JP4554228B2 - ガイドレールの加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガイドレールの加工装置に係り、特に、エレベータ用ガイドレールの走行面を仕上げ加工するガイドレールの加工装置に関する。

一般に、エレベータのガイドレールの加工にはプレーナが用いられ、加工用バイトを備えたツール用ブロックをガイドレールが長手方向に一往複する度に所定量だけ移動して加工するようになっていた。この移動量は僅かであり、加工に多大の時間がかかるという問題があった。

この問題を解決する案として、近時、回転工具をガイドレールの両側面に対向して配置し、この回転工具とガイドレールの中心を一致させてガイドレールの両側面を加工するもの(特許文献１参照)が提案されている。
特開２００３−２８５２１６号公報（段落番号００１０、図１）

上記提案されたものでは、円弧状のカッタマーク、即ち凹凸が形成される。このため、この加工面のままでエレベータに使用した場合、前記凹凸がかごの振動源になるという問題があった。

本発明の目的は、前記凹凸を精度よく除去することのできるガイドレールの加工装置を提供するにある。

本発明は上記目的を達成するため、研削されたガイドレールの両側面を仕上げ研削するガイドレールの加工装置において、モータにより駆動される駆動ロールと、この駆動ロールと対向するコンタクトロールと、前記駆動ロールおよび前記コンタクトロールに巻き掛けられ、無端状に回動して搬送手段により移動中の前記ガイドレールを研削する研削ベルトとを保持する加工ヘッドを、前記ガイドレールの両側面に挟み込むように対向して配置し、かつ、前記モータに作用する負荷電流値を検出するとともに、前記加工ヘッドの位置を制御する制御手段を備え、この制御手段は、前記ガイドレールの研削時に前記負荷電流値を検出し、この負荷電流値が設定値となるように前記加工ヘッドを移動させ、前記ガイドレールに対する前記研削ベルトの研削量を一定に保つようにし、前記搬送手段は、スプロケットに巻き掛けられ、前記ガイドレールの長手方向に沿って駆動されるチェーンと、このチェーンに取り付けられ、前記ガイドレールの端部に係合されるフックとを備えて成り、前記加工ヘッドの前方に、投入された前記ガイドレールの未仕上げ加工面の位置を測定する検出器を設け、この検出器の測定に応じて前記制御手段は前記加工ヘッドの位置決めを行うと共に、未仕上げ加工の２面幅寸法を求め、目標とする２面幅寸法との差から決定した研削量と、前記ガイドレールの加工した本数または研削距離とに応じて、負荷電流値を一定の２面幅寸法とすべく変動させることを特徴とする。

本発明によれば、ガイドレールに対する研削ベルトの研削量が一定に保たれ、凹凸が効率よく除去されるばかりか、高精度の加工を施すことができ、これによって、高効率を確保しつつ、エレベータ用のガイドレールに要求される加工精度を実現することができる。

以下本発明の最良の実施形態を図面により説明する。

図１は本発明のレール研削装置の１実施形態を示す斜視図、図２はモータに作用する負荷電流値と研削量との関係を示す説明図、図３は研削距離と研削量との関係を示す説明図、図４はレール研削装置の制御手順を示す説明図、図５はレール研削装置の他の制御手順を示す説明図、図６は本発明のレール研削装置の他の実施形態を示す斜視図、図７はレール研削装置に備えられる搬送手段の構成を示す斜視図である。

図１において、ガイドレール１は搬送用ロール２および３によってガイドされており、研削ベルト４を搭載した加工ヘッド５へ導かれる。研削ベルト４はコンタクトロール６に巻き付けられており、駆動ロール７を介して主軸モータ８の回転によって駆動される。コンタクトロール６、主軸モータ８、および駆動ロール７は加工ヘッド５の上に取り付けられている。加工ヘッド５はベース９の上をガイドレール１の側面に対し垂直方向にスライドできるようになっており、送りねじ１０を介してサーボモータ１１によって駆動される。図示したものと同じ機構が反対側にも設置されており、駆動モータ８およびサーボモータ１１はそれぞれ同一の制御手段１２に接続されている。

また、加工ヘッド５よりも前方、即ちガイドレール１の投入側には検出器１３が設置されており、投入されたガイドレール１の未仕上げ加工面の位置を検出する。ガイドレール１が投入されると検出器１３が未仕上げ加工面の位置を検出する。その位置に応じて制御手段１２は、加工ヘッド５を所定の切込み量となるように移動させる。そしてコンタクトロール６がガイドレール１と接触し、加工が開始されると主軸モータ８に作用している負荷電流値を読みとる。主軸モータ８の負荷電流値の設定値はあらかじめ設定されており、制御手段１２は負荷電流値が設定値となるように加工ヘッドを移動させる。この動作を加工中継続して行うことによりガイドレール１の全長にわたって一定の接触圧力で加工することが可能となる。

検出器１３によってガイドレール１の末端部を検出できるので、末端部が検出器１３を通過して一定時間後に前述した処理を終了し、加工ヘッド５を待避させる。また別の方法として、負荷電流値の変化によってもガイドレールの末端部を検出できるのでこの方法を代わりに用いても良い。

図２は主軸モータ８の負荷電流値と、研削量（加工前後の厚みの変化）の関係を示したものであるが、この図２からわかるように、負荷電流値と研削量はほぼ比例関係にあることがわかる。本装置ではガイドレールの表面を２０μｍ研削するために、主軸モータ８の負荷電流値を１２Ａと一定になるように制御している。

一方、研削ベルト４は研削距離の増加に伴って研削能力が劣化し、同一の加工条件でも研削量が減少する。図３は主軸モータ負荷を一定にした状態で連続的に加工を行い、研削量の変化を調べた結果であるが、この図３からわかるように、研削距離の増加に伴って研削量は比例的に減少している。すなわち、主軸モータ８の負荷電流値を一定とする制御方式では、ガイドレール１本程度の加工では研削量を一定とすることができるが、量産加工では研削ベルト４の摩耗状態によって研削量が減少するため、一定の２面幅寸法を持ったガイドレールを大量に製造することができない。

そこで図４に示したように、主軸負荷を目標値とせず、研削量を目標値として制御する。制御手段１２は加工した本数、または研削距離をカウントし、これらに応じて毎回負荷電流の設定値を決定する。即ちこの設定値に対して加工回数をフィードフォワードする。その伝達関数Ｇ３はあらかじめ実験によって求めておく。また、加工本数は検出器１３によって判別できるので、研削距離も求められる。

以上の方法はガイドレール１の未仕上げ加工面を基準として、研削量を一定にすることを目的としたものであるが、量産加工時には未仕上げ加工におけるガイドレールの摺動面２面幅寸法が変動する。このような場合、研削ベルト４による研削後の２面幅寸法を一定にする図５の方法を用いると良い。これは、検出器１３によって未仕上げ加工の２面幅寸法を求めておき、目標とする２面幅寸法との差から研削量の設定値を決定するのである。すなわち、未仕上げ加工の２面幅寸法とベルトの摩耗状態に応じて負荷電流の設定値を決め、加工ヘッド５の位置決めを行うのである。

上記の方法によって摺動面を精度良く加工することが可能であるが、ベルト研削加工における寸法精度をさらに安定させる他の実施形態を図６に示した。量産加工においては材料の上下方向の曲がりの状態や、裏面の凹凸によってはガイドレール１は搬送用ロール３に必ずしも密着していない。しかし研削量を一定にするためには機械的に強固に支持されていることが望ましい。そこでコンタクトロール６をわずかに傾斜させ、ガイドレール１を下向きに押しつける研削力を発生させることによって、ガイドレール１を搬送ロール４３に密着させている。本装置では傾斜角θは約１０°に設定しているが、加工面の加工条痕との兼ね合いでさらに大きくしても良い。

図７はガイドレール１を搬送する搬送手段の構成を示す図である。搬送用ロール３と並んでガイドレール１の下部には搬送用チェーン１４が設置されている。搬送用チェーン１４はスプロケット１５によって一定速度で駆動される。また搬送用チェーン１４には駆動用フック１６が複数個取り付けられており、駆動用フック１６はガイドレール１の末端部に係合することによってガイドレール１を駆動する。通常、板材のベルト研削加工ではピンチローラ等によってワークを駆動するが、この方法を適用したものでは摺動面に作用する研削力の影響によりピンチローラとガイドレール１の間にすべりが発生してしまう。すべりが発生すると送り速度が変動してしまうため、研削力が一定とならず摺動面を高精度に仕上げることができない。しかし、本実施形態のものでは摩擦を用いずに機械的にガイドレール１に推力を与えるため、常に一定速度でガイドレール１を駆動することが可能である。すなわち送り速度の変動を押さえ、摺動面を高精度に仕上げることが可能になる。

本実施形態によれば、ガイドレール１の摺動面の２面幅寸法を５０μｍ以内の高精度に、なおかつ１本当りの加工時間は１分以内の高速で処理することが可能となる。

本発明のレール研削装置の１実施形態を示す斜視図である。 モータに作用する負荷電流値と研削量との関係を示す説明図である。 研削距離と研削量との関係を示す説明図である。 レール研削装置の制御手順を示す説明図である。 レール研削装置の他の制御手順を示す説明図である。 本発明のレール研削装置の他の実施形態を示す斜視図である。 レール研削装置に備えられる搬送手段の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ ガイドレール
２、３ 搬送用ロール
４ 研削ベルト
５ 加工ヘッド
６ コンタクトロール
７ 駆動ロール
８ 主軸モータ
９ ベース
１０ 送りねじ
１１ サーボモータ
１２ 制御装置
１３ 検出器
１４ 搬送用チェーン
１５ スプロケット
１６ 駆動用フック

Claims (2)

1. 研削されたガイドレールの両側面を仕上げ研削するガイドレールの加工装置において、
   モータにより駆動される駆動ロールと、この駆動ロールと対向するコンタクトロールと、前記駆動ロールおよび前記コンタクトロールに巻き掛けられ、無端状に回動して搬送手段により移動中の前記ガイドレールを研削する研削ベルトとを保持する加工ヘッドを、前記ガイドレールの両側面に挟み込むように対向して配置し、かつ、前記モータに作用する負荷電流値を検出するとともに、前記加工ヘッドの位置を制御する制御手段を備え、この制御手段は、前記ガイドレールの研削時に前記負荷電流値を検出し、この負荷電流値が設定値となるように前記加工ヘッドを移動させ、前記ガイドレールに対する前記研削ベルトの研削量を一定に保つようにし、前記搬送手段は、スプロケットに巻き掛けられ、前記ガイドレールの長手方向に沿って駆動されるチェーンと、このチェーンに取り付けられ、前記ガイドレールの端部に係合されるフックとを備えて成り、前記加工ヘッドの前方に、投入された前記ガイドレールの未仕上げ加工面の位置を測定する検出器を設け、この検出器の測定に応じて前記制御手段は前記加工ヘッドの位置決めを行うと共に、未仕上げ加工の２面幅寸法を求め、目標とする２面幅寸法との差から決定した研削量と、前記ガイドレールの加工した本数または研削距離とに応じて、負荷電流値を一定の２面幅寸法とすべく変動させることを特徴とするガイドレールの加工装置。
2. 前記コンタクトロールの回転軸を前記ガイドレールの送り方向とは反対方向に傾斜させ、前記研削ベルトの回動に応じ前記ガイドレールに対して下方向へ押付け力を作用させることを特徴とする請求項１記載のガイドレールの加工装置。

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