平面磨床的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种平面磨床。本发明的使用能够调节工作油的流量及流动方向的工作台移动机构(20)使X轴工作台(2)移动的平面磨床(100)具备：控制装置(9)，将X轴工作台(2)的位置或速度作为控制目标对X轴工作台(2)的移动进行控制；及主控制器(9A)，根据来自控制装置(9)的工作台位置指令或工作台速度指令和X轴工作台(2)的加速度对工作油的流量及流动方向进行控制。工作台移动机构(20)为包含双向液压泵(24)的闭式回路油压系统，主控制器(9A)根据来自控制装置(9)的工作台位置指令或工作台速度指令和X轴工作台(2)的加速度对双向液压泵(24)的转速进行控制。
【专利说明】平面磨床
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种平面磨床，更具体而言，涉及一种具备用于搭载被磨削物的移动 工作台的平面磨床。
【背景技术】
[0002] 以往，已知有使用包含双向油压泵及油压缸的闭式回路油压系统使移动工作台往 复移动的电-油压转换式驱动装置（例如参考专利文献1)。
[0003] 该装置基于检测移动工作台的进给速度的测速发电机的输出对驱动双向油压泵 的电伺服马达的转速进行控制。通过该结构，无需如开式回路油压系统那样配置对工作油 的流动进行控制的阀，就能够对移动工作台的进给速度进行控制，从而能够提高能量转换 效率。
[0004] 以往技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开昭62-184206号公报
【发明内容】
[0007] 发明要解决的技术课题
[0008] 然而，专利文献1的电-油压转换式驱动装置仅仅是基于移动工作台的指令速度 对电伺服马达的转速进行控制。因此，无法防止伴随移动工作台的加减速而引起的移动工 作台的振动所导致的可控性的恶化。尤其，与固定容量的油压系统相比，可变容量的油压系 统由于油压回路中的压力损失较小，因此振动的衰减性差。
[0009] 鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够使伴随移动工作台的加减速引起 的移动工作台的振动提早衰减的平面磨床。
[0010] 用于解决技术课题的手段
[0011] 为了实现上述目的，本发明的实施例所涉及的平面磨床为使用能够调节工作流体 的流量及流动方向的油压系统使移动工作台移动的平面磨床，其具备：控制装置，将所述移 动工作台的位置或速度作为控制目标对所述移动工作台的移动进行控制；及主控制器，根 据来自所述控制装置的工作台位置指令或工作台速度指令和所述移动工作台的加速度对 所述工作流体的流量及流动方向进行控制。
[0012] 发明效果
[0013] 通过上述机构，本发明可以提供一种能够使伴随移动工作台的加减速引起的移动 工作台的振动提早衰减的平面磨床。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1是本发明的实施例所涉及的平面磨床的侧视图。
[0015] 图2是图1的平面磨床的俯视图。
[0016] 图3是工作台移动机构的正剖视图。
[0017] 图4是工作台移动机构的侧剖视图。
[0018] 图5是表示工作台移动机构的结构例的概要图。
[0019] 图6是表示搭载有图5的工作台移动机构的平面磨床使X轴工作台移动时的控制 流程图。
[0020] 图7是表示主控制器的结构例的图（其1)。
[0021] 图8是表示主控制器的结构例的图（其2)。
[0022] 图9是表示主控制器的结构例的图（其3)。
[0023] 图10是表示主控制器的结构例的图（其4)。
[0024] 图11是表示X轴工作台的工作台位置、工作台速度、及工作台加速度的经时变化 的图。
[0025] 图12是表示工作台移动机构的另一结构例的概要图。
[0026] 图13是表示搭载有图12的工作台移动机构的平面磨床使X轴工作台移动时的控 制流程图。
[0027] 图14是表示工作台移动机构的又一结构例的概要图。
[0028] 图15是表示工作台移动机构的又一结构例的概要图。
[0029] 图16是表示搭载有图15的工作台移动机构的平面磨床使X轴工作台移动时的控 制流程图。
[0030] 图17是表示工作台移动机构的又一结构例的概要图。
[0031] 图18是表示搭载有图17的工作台移动机构的平面磨床使X轴工作台移动时的控 制流程图。
【具体实施方式】
[0032] 以下，参考附图，对本发明的最佳实施方式进行说明。
[0033] 图1是本发明的实施例所涉及的平面磨床100的侧视图，图2是其俯视图。平面 磨床100主要包含主体底座1、X轴工作台2、横轴砂轮用支柱3、横轴砂轮头4、砂轮头旋转 用马达5、砂轮头上下进给用马达6、砂轮头左右进给用马达7、工作台驱动用马达8及控制 装置9。
[0034] 主体底座1为将X轴工作台2支承为能够沿X轴方向往复移动的基座。具体而言， 主体底座1在其上表面具有接纳从X轴工作台2的下表面突出的导轨的轨道槽1AL、1AR。
[0035] X轴工作台2为在主体底座1上能够沿X轴方向滑动的移动工作台，在其上表面支 承被磨削物（工件）W。
[0036] 横轴砂轮用支柱3为将横轴砂轮头4支承为能够沿上下方向（Z轴方向）及左右 方向（Y轴方向）移动的装置。
[0037] 横轴砂轮头4为具有砂轮轴40的砂轮头。在本实施例中，在砂轮轴40的前端安 装有砂轮轮体41。
[0038] 砂轮头旋转用马达5为旋转横轴砂轮头4的砂轮轴40的马达，例如使用伺服马 达。
[0039] 砂轮头上下进给用马达6为驱动使横轴砂轮头4沿上下方向（Z轴方向）移动的 砂轮头上下移动机构的马达。在本实施例中，砂轮头上下进给用马达6为用于旋转使横轴 砂轮头4沿Z轴方向移动的滚珠丝杠机构中的滚珠丝杠轴或滚珠丝杠螺母的伺服马达。
[0040] 砂轮头左右进给用马达7为驱动用于使横轴砂轮头4沿左右方向（Y轴方向）移动 的砂轮头左右移动机构的马达。在本实施例中，砂轮头左右进给用马达7为用于旋转使横 轴砂轮头4沿Y轴方向移动的滚珠丝杠机构中的滚珠丝杠轴或滚珠丝杠螺母的伺服马达。
[0041] 另外，上下移动机构及左右移动机构可以为齿轮齿条副机构等其他机构。
[0042] 工作台驱动用马达8为驱动用于使X轴工作台2沿X轴方向移动的工作台移动机 构的马达。在本实施例中，工作台驱动用马达8为用于旋转构成闭式回路油压系统即工作 台移动机构的双向油压泵的伺服马达。
[0043] 控制装置9为对平面磨床100的动作进行控制的装置，例如为具备CPU、RAM、ROM 等的计算机。
[0044] 具体而言,控制装置9对工作台驱动用马达8进行控制而使X轴工作台2上的工 件W向规定位置移动。并且，控制装置9对砂轮头上下进给用马达6及砂轮头左右进给用 马达7进行控制而使横轴砂轮头4向规定位置移动。
[0045] 其后，控制装置9对砂轮头旋转用马达5进行控制而使横轴砂轮头4开始旋转，且 对工作台驱动用马达8进行控制而使X轴工作台2向+X方向移动，使砂轮轮体41与工件 W接触而开始第1次磨削加工。
[0046] 若通过工作台驱动用马达8使X轴工作台2移动至+X方向的规定位置，S卩，若砂 轮轮体41对工件W的第1次磨削加工结束，则控制装置9使X轴工作台2沿-X方向移动 而返回到原位置。此时，控制装置9可以通过砂轮头上下进给用马达6使横轴砂轮头4上 升。这是为了在使X轴工作台2返回到原位置时防止横轴砂轮头4与工件W接触。此时， 控制装置9也可以使砂轮头旋转用马达5暂时停止。
[0047] 其后，控制装置9通过砂轮头旋转用马达5使横轴砂轮头4旋转，通过砂轮头上下 进给用马达6使横轴砂轮头4下降。而且，控制装置9对工作台驱动用马达8进行控制而 使X轴工作台2沿+X方向移动，并使砂轮轮体41与工件W接触而开始第2次磨削加工。
[0048] 通过反复进行上述动作，控制装置9执行工件W的磨削。另外，控制装置9也可以 在使X轴工作台沿-X方向移动时使砂轮轮体41与工件W接触而进行磨削加工。
[0049] 接着，参考图3?图5,对工作台移动机构20进行说明。另外，图3是从箭头III 表示的方向观察图1及图2中的包含单点划线的垂直面的正剖视图，图4是从箭头IV表示 的方向观察图2及图3中的包含双点划线的垂直面的侧剖视图。图5是表示工作台移动机 构20的结构例的概要图。另外，在图5中，为清楚起见省略主体底座1的图示。
[0050] 如图5所示，工作台移动机构20为使X轴工作台2沿X轴方向往复移动的机构， 主要由包含缸体21、活塞22、第1轴23F、第2轴23B及双向油压泵24的闭式回路油压系统 构成。
[0051] 缸体21固定于X轴工作台2的下表面，与X轴工作台2 -同在主体底座1上沿X 轴方向移动。并且，缸体21在内部具备压力室21S(参考图4)，活塞22以能够使活塞22 相对于压力室21S的内壁相对滑动的方式容纳于压力室21S内。另外，如图4所示，压力室 21S通过活塞22被分隔成第1压力室21SF和第2压力室21SB。
[0052] 第1轴23F为一端固定于活塞22的+X侧的面且另一端固定于外部的静止物23Fa 的圆筒部件。第2轴23B同样为一端固定于活塞22的-X侧的面且另一端固定于外部的静 止物23Ba的圆筒部件。另外，静止物23Fa、23Ba只要是使X轴工作台2移动时能够使活塞 22、第1轴23F及第2轴23B保持静止状态的物体即可，例如可以为主体底座1。
[0053] 活塞22为以能够在缸体21的压力室21S内相对于压力室21S的内壁相对移动的 方式容纳于压力室21S内的圆板部件。并且，活塞22的+X侧的面连接于第1轴23F，-X侧 的面连接于第2轴23B。
[0054] 通过这种结构，缸体21能够与X轴工作台2 -同相对于主体底座1往复移动，而 第1轴23F、第2轴23B及活塞22则配置成相对于主体底座1静止。
[0055] 如图3所示，X轴工作台2具备从其下表面向-Z方向突出的2个V字型的导轨 2BL、2BR。并且，X轴工作台2使用静压轴承机构、动压轴承机构、或它们的组合或其他轴承 机构，以能够在主体底座1上沿X轴方向往复移动的方式支承于主体底座1。另外，导轨形 状无需一定为V字型。
[0056] 并且，通过由工作台驱动用马达8驱动的双向油压泵24来控制X轴工作台2的X 轴方向的往复移动。具体而言，如图4及图5所示，当使X轴工作台2沿箭头AR表示的方 向（-X方向）移动时，双向油压泵24的第2端口 24B所排出的作为工作流体的工作油如虚 线所示通过第2轴23B流入到缸体21的第2压力室21SB。另一方面，缸体21的第1压力 室21SF内的工作油通过第1轴23F到达双向油压泵24的第1端口 24F。其结果，第2压力 室21SB的体积增大，第1压力室21SF的体积减小，从而X轴工作台2沿-X方向移动。 [0057] 虽然省略图示，但当使X轴工作台2沿+X方向移动时，双向油压泵24的第1端口 24F所排出的工作油通过第1轴23F流入到缸体21的第1压力室21SF。另一方面，缸体21 的第2压力室21SB内的工作油通过第2轴23B到达双向油压泵24的第2端口 24B。其结 果，第1压力室21SF的体积增大，第2压力室21SB的体积减小，从而X轴工作台2沿+X方 向移动。
[0058] 如图5所示，双向油压泵24通过工作台驱动用马达8而被旋转驱动，从第1端口 24F或第2端口 24B排出与工作台驱动用马达8的旋转方向及转速相对应的流量的工作油。
[0059] 工作台驱动用马达8根据马达驱动器8A所供给的电流而被驱动。马达驱动器8A 根据来自控制装置9的主控制器9A的流量指令（例如为马达转速指令或转矩指令）向工 作台驱动用马达8供给电流。
[0060] 主控制器9A对双向油压泵24的转速进行控制。例如，主控制器9A基于来自控制 装置9的各种指令值和来自各种传感器的各种传感器输出来生成马达转速指令或转矩指 令。具体而言，各种指令值为根据操作人员的输入等由控制装置9生成的指令值，包含工作 台位置指令、工作台速度指令、工作台加速度指令、工作台驱动用马达转速指令（马达速度 指令）等的值。并且，各种传感器输出包含位移传感器30、第1缸压传感器31F、第2缸压 传感器3IB、旋转角传感器32等的输出。
[0061] 位移传感器30为检测X轴工作台2的位移的位移传感器，例如检测X轴工作台2 相对于规定的基准位置的直线位移，并对控制装置9输出检测结果。在本实施例中，例如使 用线位移传感器作为位移传感器30。
[0062] 第1缸压传感器31F为检测缸体21中的第1压力室21SF的压力的传感器，例如 检测连接第1轴23F和双向油压泵24的第1端口 24F的管路内的工作油的压力，并对控制 装置9输出检测结果。
[0063] 同样，第2缸压传感器31B为检测缸体21中的第2压力室21SB的压力的传感器， 例如检测连接第2轴23B和双向油压泵24的第2端口 24B的管路内的工作油的压力，并对 控制装置9输出检测结果。
[0064] 另外，第1缸压传感器31F、第2缸压传感器31B可以分别安装于第1压力室21SF、 第2压力室21SB，也可以分别安装于第1轴23F、第2轴23B。
[0065] 旋转角传感器32为检测工作台驱动用马达8的旋转的传感器，例如检测工作台驱 动用马达8的旋转方向及旋转角度，并对控制装置9输出检测结果。在本实施例中，例如使 用旋转变压器作为旋转角传感器32。
[0066] 图6是表示平面磨床100使X轴工作台2移动时的控制流程图。如图6所示，主控 制器9A从控制装置9获取包含工作台位置指令、工作台速度指令、工作台加速度指令、马达 速度指令中的至少1个的各种指令值。而且，主控制器9A根据需要获取各种传感器输出。 各种传感器输出包含位移传感器30所输出的工作台位置信号、缸压传感器3IF、3IB所输出 的缸压信号、旋转角传感器32所输出的马达旋转角度信号中的至少1个。
[0067] 其后，主控制器9A基于所获取的各种指令值及各种传感器输出生成马达转速指 令或转矩指令，并对马达驱动器8A输出所生成的马达转速指令或转矩指令。
[0068] 其后，马达驱动器8A根据来自主控制器9A的马达转速指令或转矩指令对工作台 驱动用马达8供给电流。
[0069] 在此，对构成工作台移动机构20的闭式回路油压系统中的、从双向油压泵24所排 出的工作油的流量Q至X轴工作台2的工作台速度V的传递函数v/Q进行说明。
[0070] 当X轴工作台2的中心和活塞22的中心处于相同垂直线上时，传递函数v/Q由以 下公式（1)表示。
[0071] [公式 1]
【权利要求】
1. 一种平面磨床，使用能够调节工作流体的流量及流动方向的液压系统使移动工作台 移动，所述平面磨床具备： 控制装置，将所述移动工作台的位置或速度作为控制目标对所述移动工作台的移动进 行控制；及 主控制器，根据来自所述控制装置的工作台位置指令或工作台速度指令和所述移动工 作台的加速度对所述工作流体的流量及流动方向进行控制。
2. 根据权利要求1所述的平面磨床，其中， 所述液压系统为包含双向液压泵的闭式回路液压系统， 所述主控制器根据来自所述控制装置的工作台位置指令或工作台速度指令和所述移 动工作台的加速度对所述双向液压泵的转速进行控制。
3. 根据权利要求1所述的平面磨床，其中， 所述液压系统包含具有第1压力室和第2压力室的液压缸， 所述主控制器基于所述第1压力室与所述第2压力室的差压获取所述移动工作台的加 速度。
4. 根据权利要求1所述的平面磨床，其中， 所述平面磨床具备检测所述移动工作台的位移的位移传感器， 所述主控制器基于所述位移传感器所检测的位移的二阶微分获取所述移动工作台的 加速度。
5. 根据权利要求1所述的平面磨床，其中， 所述平面磨床具备检测所述移动工作台的速度的速度传感器， 所述主控制器基于所述速度传感器所检测的位移的一阶微分获取所述移动工作台的 加速度。
6. 根据权利要求1所述的平面磨床，其中， 所述平面磨床具备检测所述移动工作台的加速度的加速度传感器， 所述主控制器基于所述加速度传感器所检测的值获取所述移动工作台的加速度。
7. 根据权利要求1所述的平面磨床，其中， 所述液压系统为包含双向液压泵的闭式回路液压系统， 所述主控制器根据来自所述控制装置的工作台位置指令或工作台速度指令和所述移 动工作台的加速度对所述双向液压泵的斜板偏转角进行控制。
8. 根据权利要求1所述的平面磨床，其中， 所述液压系统为包含单向液压泵的开式回路液压系统， 所述主控制器根据来自所述控制装置的工作台位置指令或工作台速度指令和所述移 动工作台的加速度对所述单向液压泵的转速进行控制。
9. 根据权利要求1所述的平面磨床，其中， 所述液压系统为包含单向液压泵的开式回路液压系统， 所述主控制器根据来自所述控制装置的工作台位置指令或工作台速度指令和所述移 动工作台的加速度对所述单向液压泵的斜板偏转角进行控制。
10. 根据权利要求2所述的平面磨床，其中， 所述闭式回路液压系统包含液压缸，所述液压缸具有与所述双向液压泵的第1端口连 通的第1压力室和与第2端口连通的第2压力室， 所述主控制器基于所述第1压力室与所述第2压力室的差压获取所述移动工作台的加 速度。
11. 根据权利要求2所述的平面磨床，其中， 所述平面磨床具备检测所述移动工作台的位移的位移传感器， 所述主控制器基于所述位移传感器所检测的位移的二阶微分获取所述移动工作台的 加速度。
12. 根据权利要求2所述的平面磨床，其中， 所述平面磨床具备检测所述移动工作台的速度的速度传感器， 所述主控制器基于所述速度传感器所检测的位移的一阶微分获取所述移动工作台的 加速度。
13. 根据权利要求2所述的平面磨床，其中， 所述平面磨床具备检测所述移动工作台的加速度的加速度传感器， 所述主控制器基于所述加速度传感器所检测的值获取所述移动工作台的加速度。
【文档编号】B24B47/06GK104245232SQ201380013059
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年1月24日 优先权日:2012年3月28日
【发明者】小木曾太郎 申请人:住友重机械工业株式会社