本發(fā)明涉及能夠進行高精度的雙面平面磨削加工的磨削裝置。

背景技術：

以往公知有一種雙面平面磨削加工，使用具備配置于上下的一對旋轉砂輪和插入于該旋轉砂輪之間的載板的磨削裝置，利用上下的旋轉砂輪同時對設置于載板的工件的兩個端面進行平面磨削。例如，在對構成圖6所示的回轉式壓縮機11的成組的汽缸3與活塞4進行雙面平面磨削加工的情況下，利用分別設置于單獨的加工線的磨削裝置進行磨削加工。因此在磨削加工后，分別單獨地測量汽缸3和活塞4的厚度，并基于該測量數(shù)據(jù)進行反饋修正，通過nc控制來調整砂輪的切入量，維持規(guī)定的厚度尺寸。

但是存在以下問題：由于設備殼體因外部空氣、冷卻介質的影響而熱膨脹或者熱位移，或構成雙面平面磨削裝置的旋轉砂輪的鋒利程度在加工中發(fā)生變化，從而磨削加工后的汽缸3與活塞4的厚度之差產生偏差的問題，并且有可能使壓縮機的泄漏損失加大。雖然進行使汽缸3與活塞4組合的嵌合作業(yè)，但汽缸3與活塞4的厚度之差在偏差幅度上為4μm左右。

例如在下述專利文獻1公開的雙面平面磨床的工件載置裝置中，構成為將具有凹部的一對旋轉支架以旋轉自如的方式配置于能夠在一對旋轉砂輪之間出入的載板。一對旋轉支架構成為：在載板內配置于能夠同時磨削的范圍內，使中間傳動齒輪分別與各旋轉支架的外周齒輪嚙合，使各中間傳動齒輪嚙合于單獨的驅動馬達。即，能夠利用1個驅動馬達使一對旋轉支架旋轉驅動，對保持于旋轉支架的兩個以上的工件同時進行雙端面磨削加工。

專利文獻1：日本特開2000-271842號公報

上述專利文獻1為用相同裝置同時對兩種部件進行磨削的結構，并非為一邊確認工件的厚度尺寸、一邊交替地進行磨削的結構。因此存在磨削加工后的汽缸與活塞的厚度之差產生偏差，需要組裝工序中的部件的嵌合作業(yè)的情況。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述課題所做出的，目的在于提供如下的磨削裝置，該磨削裝置特別是在對構成回轉式壓縮機的汽缸和活塞進行雙面平面磨削時，能夠進行高精度的磨削加工，并且能夠抑制磨削加工后的汽缸與活塞的厚度之差的偏差幅度。

作為解決上述課題的手段，本發(fā)明的磨削裝置對構成回轉式壓縮機的汽缸以及活塞進行雙端面磨削加工，所述磨削裝置具備：一對旋轉砂輪，它們在同一旋轉軸心上空開間隔而對置地配置；載板，其被插入于所述一對旋轉砂輪之間；旋轉機構，其使所述載板旋轉；以及控制部，其對所述旋轉砂輪以及所述旋轉機構的動作進行控制，在所述載板設置有保持所述汽缸或者所述活塞的凹部，所述控制部進行如下控制，即，利用所述旋轉機構使所述載板旋轉，并利用所述旋轉砂輪交替地對保持于所述凹部的所述汽缸以及所述活塞進行雙端面磨削加工。

優(yōu)選地，具備振動檢測單元，其檢測由所述汽缸或者所述活塞加工中的磨削負荷產生的振動，所述控制部基于所述振動檢測單元的檢測值來控制所述旋轉砂輪的動作。

優(yōu)選地，具備變動檢測單元，其檢測所述汽缸或者所述活塞的相對于磨削負荷的變動，所述控制部基于所述變動檢測單元的檢測值來控制所述旋轉砂輪的動作。

優(yōu)選地，所述控制部進行如下控制，即，在旋轉砂輪的磨削輸送速度被設定為v0的情況下，并且將所述汽缸以及所述活塞的材質的易切削性的常量化設為a1，且磨削的面積為as的情況下，將磨削輸送速度v0切換為最佳磨削輸送速度v＝a1×v0÷as。

本發(fā)明的磨削裝置能夠在同一裝置中，使載板旋轉來交替地對保持于凹部的汽缸與活塞進行雙端面磨削加工，因此例如即使設備殼體因外部空氣、冷卻介質的影響而熱膨脹或者熱位移、或旋轉砂輪的鋒利程度在加工中發(fā)生變化，也能夠抑制汽缸與活塞的厚度之差的偏差幅度。

另外，由于每次進行汽缸以及活塞的加工，通過使載板旋轉，向加工位置交替地反復進行汽缸以及活塞的供給、排出，因此例如在對汽缸進行磨削期間，能夠測量活塞的厚度，能夠一邊對旋轉砂輪的磨削輸送進行微調、一邊進行磨削。

即，由于本發(fā)明的磨削裝置能夠進行高精度的磨削加工，因此能夠取消以往所需的嵌合作業(yè)、提高制造效率，進而能夠減少壓縮機的泄漏損失使其穩(wěn)定化。

附圖說明

圖1是簡要地表示本發(fā)明的實施方式1的磨削裝置的主要部分的放大立體圖。

圖2是本發(fā)明的實施方式1的磨削裝置的控制框圖。

圖3(a)是表示利用本發(fā)明的磨削裝置加工后的汽缸以及活塞的加工尺寸誤差的經時變化的圖，圖3(b)是表示加工尺寸誤差的分布的圖。

圖4是簡要地表示本發(fā)明的實施方式2的磨削裝置的主要部分的放大立體圖。

圖5是簡要地表示本發(fā)明的實施方式2的磨削裝置的主要部分的放大立體圖。

圖6是簡要地表示回轉式壓縮機的結構的一個例子的縱剖視圖。

附圖標記說明：1…載板；2a…凹部；2b…凹部；2c…凹部；2d…凹部；3…汽缸；4…活塞；5…旋轉機構；5a…旋轉軸；6…上部旋轉砂輪；7…下部旋轉砂輪；8…加速度傳感器；9…電流傳感器；10…事后量規(guī)；11…回轉式壓縮機；20…控制部；60…上部主軸頭；70…下部主軸頭；100…磨削裝置。

具體實施方式

實施方式1

接下來，基于附圖對本發(fā)明的磨削裝置的實施方式1進行說明。

圖1是簡要地表示本發(fā)明的實施方式1的磨削裝置的主要部分的放大立體圖。圖2是本發(fā)明的實施方式1的磨削裝置的控制框圖。

如圖1所示，實施方式1的磨削裝置100是在對回轉式壓縮機11(參照圖6)所使用的汽缸3與活塞4進行雙面平面磨削時，實現(xiàn)將汽缸3以及活塞4的厚度之差的偏差幅度形成為例如2μm以內的高精度的磨削的裝置。

磨削裝置100具備：上部旋轉砂輪6以及下部旋轉砂輪7，它們在同一旋轉軸心上空開間隔而對置地配置；載板1，其被插入于上部旋轉砂輪6與下部旋轉砂輪7之間；旋轉機構5，其使載板1旋轉；控制部20，其對上部旋轉砂輪6、下部旋轉砂輪7以及旋轉機構5的動作進行控制。

如圖1所示，上部旋轉砂輪6以及下部旋轉砂輪7由具有圓環(huán)狀的砂輪面的杯型構成。上部旋轉砂輪6安裝為借助具備馬達等的旋轉驅動的上部主軸頭60而能夠旋轉。另外，下部旋轉砂輪7安裝為借助具備馬達等的旋轉驅動的下部主軸頭70而能夠旋轉。另外，省略詳細地圖示，上部主軸頭60由具備上下方向的輸送機構的柱支承為能夠上下移動。另一方面，下部主軸頭70固定地組裝于柱。旋轉驅動以及上下方向的輸送機構由控制部20進行控制。

上部旋轉砂輪6和下部旋轉砂輪7的旋轉方向能夠通過旋轉驅動而向相同方向或者不同的方向旋轉。另外，上部旋轉砂輪6和下部旋轉砂輪7的旋轉方向、旋轉速度以及磨削輸送速度，根據(jù)汽缸3以及活塞4的種類、厚度來適當變更。

在俯視觀察下，載板1為橫長圓形，并且由插入到設置于上部旋轉砂輪6與下部旋轉砂輪7之間的空間的程度的厚度構成。另外，載板1的形狀不限定于圖示的實施方式，而是能夠考慮實施狀況進行適當?shù)刈兏?/p>

在載板1的上表面，如圖1所示，俯視觀察載板1，分別保持汽缸3以及活塞4的圓形的凹部2a、2b，以旋轉機構5的旋轉軸5a為中心以對稱的配置設置有兩個。在兩個凹部2a、2b中，在一方的凹部2a安裝有汽缸3，在另一方的凹部2b安裝有活塞4。

另外，省略詳細地圖示，各凹部2a、2b分別構成為能夠以中心軸為旋轉軸自轉，能夠使安裝于各凹部2a、2b的汽缸3或者活塞4旋轉。

載板1固定于在載板1的中心部配置的旋轉機構5的旋轉軸5a的上端部，借助旋轉馬達(省略圖示)的動作而與旋轉軸5a一體地旋轉。而且，伴隨載板1的旋轉，能夠將各凹部2a、2b交替地配置于：上部旋轉砂輪6與下部旋轉砂輪7之間的加工位置、和從該位置旋轉180度后的交換位置。即，能夠在對安裝于一方的凹部2a的汽缸3進行磨削的過程中，對安裝于凹部2b的活塞4的厚度尺寸進行測量，或者更換活塞4。

控制部20是控制器，例如內置于上部主軸頭60?？刂撇?0具備：cpu；ram(隨機存儲器)，其存儲各種數(shù)據(jù)；以及rom(只讀存儲器)，其存儲上部旋轉砂輪6和下部旋轉砂輪7的旋轉方向、旋轉速度以及上部旋轉砂輪6的磨削輸送速度、用于進行載板1的旋轉機構5的控制等的程序等(均未圖示)?？刂撇?0按照rom內的程序，對上部旋轉砂輪6和下部旋轉砂輪7的旋轉方向、旋轉速度以及上部旋轉砂輪6的切削輸送速度等進行適當?shù)乜刂啤?/p>

另外，控制部20優(yōu)選進行如下控制，即，在上部旋轉砂輪6的磨削輸送速度設定為v0的情況下，并且在將汽缸3以及活塞4的材質的易切削性的常量化設置為a1，磨削的面積為as的情況下，將磨削輸送速度v0切換為最佳磨削輸送速度v＝a1×v0÷as。a1例如用加工了1000個成為基準的工件時砂輪的磨損量h0與同樣加工了1000個成為對象的材料工件時的砂輪的磨損量h1之比來計算。

如圖2所示，控制部20在輸入側連接有：作為振動檢測單元的加速度傳感器8、和作為變動檢測單元的電流傳感器9。而且，在輸出側連接有：上部旋轉砂輪6的驅動機構、下部旋轉砂輪7的驅動機構以及載板1的旋轉機構5。

加速度傳感器8安裝于使上部旋轉砂輪6旋轉的旋轉驅動(馬達等)，對由汽缸3以及活塞4加工中的磨削負荷產生的振動進行檢測。

電流傳感器9安裝于使上部旋轉砂輪6旋轉的旋轉驅動(馬達等)的動力線，對汽缸3以及活塞4的相對于磨削負荷的變動進行檢測。

由加速度傳感器8以及電流傳感器9檢測出信號的控制部20，基于檢測出的檢測值，來控制上部旋轉砂輪6與下部旋轉砂輪7的旋轉方向、旋轉速度以及上部旋轉砂輪6的磨削輸送速度。

接下來，對磨削裝置100的磨削動作進行簡潔地說明。

首先，例如用事前量規(guī)測量磨削加工前的汽缸3以及活塞4的厚度，計算出通過兩端面磨削進行切削的加工余量。然后基于計算出的結果，利用nc控制來調整上部旋轉砂輪6的加工開始位置，并且控制磨削負荷。

接下來，進行分別安裝于載板1的兩個凹部2a、2b的汽缸3和活塞4的磨削加工。磨削裝置100基于上述計算出的數(shù)據(jù)，例如從汽缸3開始進行雙面平面磨削。磨削作業(yè)利用控制部20調整上部旋轉砂輪6和下部旋轉砂輪7的旋轉方向、旋轉速度，并且一邊調整上部旋轉砂輪6的切削輸送速度、一邊進行。此時，汽缸3利用自轉的凹部2a進行旋轉。

另外，在磨削加工中，控制部20基于加速度傳感器8檢測出的由磨削負荷產生的振動、以及相對于電流傳感器9檢測出的磨削負荷的變動，來調整上部旋轉砂輪6、下部旋轉砂輪7的旋轉速度、旋轉方向，并且進行上部旋轉砂輪6的磨削輸送速度的調整。

接下來，若汽缸3的磨削加工結束，則控制部20使上部旋轉砂輪6向上方移動，借助旋轉機構5使載板1旋轉180度，向加工位置供給安裝有活塞4的凹部2b。然后用上部旋轉砂輪6和下部旋轉砂輪7進行活塞4的磨削加工。

一旦磨削加工結束，則從加工位置排出的汽缸3例如用事后量規(guī)10測量，在因上部旋轉砂輪6以及下部旋轉砂輪7的磨損、熱位移的影響在尺寸上存在偏差的情況下，進行反饋修正控制，在活塞4的磨削加工結束后，再次進行磨削加工。這樣，測量汽缸3和活塞4的厚度，并且交替地進行磨削加工。

在此，在圖3(a)、圖3(b)中示出使用本發(fā)明的磨削裝置進行汽缸3以及活塞4的磨削加工后的結果。圖3(a)是表示用本發(fā)明的磨削裝置加工后的汽缸3以及活塞4的加工尺寸誤差的經時變化的曲線圖，圖3(b)是表示加工尺寸誤差的分布的曲線圖。

在圖3(a)中，縱軸表示加工尺寸的誤差，橫軸表示進行了磨削加工的時刻。如圖3(a)所示，汽缸3和活塞4的加工尺寸誤差的波形基本一致。因此如圖3(b)所示，通過配套地組裝供給在各時刻進行了磨削加工的汽缸3和活塞4，從而能夠抑制汽缸3與活塞4的厚度之差的偏差幅度。

因此，實施方式1的磨削裝置能夠在同一裝置中，使載板1旋轉從而交替地對利用各凹部2a、2b保持的汽缸3與活塞4進行雙頭磨削加工，因此例如即便設備殼體因外部空氣、冷卻介質的影響而熱膨脹或者熱位移、或者上部旋轉砂輪6以及下部旋轉砂輪7的鋒利程度在加工中發(fā)生變化，也能夠抑制汽缸3與活塞4的厚度之差的偏差幅度。

另外，由于每次進行汽缸3與活塞4的加工，使載板1旋轉，向加工位置交替地反復進行汽缸3和活塞4的供給、排出，因此例如能夠在磨削汽缸3期間測量活塞4的厚度，能夠一邊對上部旋轉砂輪6的磨削輸送進行微調、一邊進行磨削加工。

其結果，由于能夠進行高精度的磨削加工，因此能夠取消以往所需的嵌合作業(yè)、提高制造效率，進而能夠減少壓縮機的泄漏損失使其穩(wěn)定化。

而且，基于用加速度傳感器8以及電流傳感器9測量出的信息，對上部旋轉砂輪6以及下部旋轉砂輪7的動作進行控制，因此能夠靈活地應對汽缸3和活塞4的磨削面積以及被除去加工的體積的變化、材質的硬度的不同，因此能夠進行更高精度的磨削加工。

另外，通過將利用兩端面磨削進行切削的加工余量設為20μm以內，從而作為壓縮機不會產生有害的毛刺，能夠在后工序中取消去毛刺作業(yè)。即，由于能夠防止因去毛刺作業(yè)產生的在邊緣部的塌邊、凹陷，因此對壓縮機的泄漏損失的減少有效。

實施方式2

接下來，基于圖4以及圖5對本發(fā)明的磨削裝置的實施方式2進行說明。

圖4以及圖5是簡要地表示本發(fā)明的實施方式2的磨削裝置的主要部分的放大立體圖。另外在實施方式2中，以與實施方式1的不同點為中心進行說明，并對相同的位置標注相同的附圖標記，且省略其說明。

對于實施方式2的磨削裝置100而言，在俯視觀察下，載板1呈圓形，并且由插入于上部旋轉砂輪6與下部旋轉砂輪7之間的程度的厚度構成。在俯視觀察載板1時，在載板1的上表面，在旋轉機構5的旋轉軸5a的周圍每隔90度間隔，設置有四個保持汽缸3和活塞4的圓形的凹部2a～2d，。在圖4所示的實施方式2的情況下，作為一個例子，在凹部2a～2d中，在凹部2a、2c安裝有活塞4，在凹部2b、2d安裝有汽缸3。

載板1利用旋轉馬達(省略圖示)的動作，以90度間隔與旋轉軸5a一體地旋轉。伴隨載板1的旋轉，各凹部2a～2d能夠配置在：上部旋轉砂輪6與下部旋轉砂輪7之間的加工位置、和從該位置旋轉90度后的交換位置。即，在對安裝于凹部2a的汽缸3進行磨削的過程中，能夠測量安裝于凹部2b～2d的汽缸3或者活塞4的厚度尺寸，或者更換汽缸3或活塞4。

另外，省略詳細地圖示，各凹部2a～2d分別構成為能夠以中心軸為旋轉軸自轉，能夠使安裝于各凹部2a～2d的汽缸3或活塞4旋轉。

接下來，對實施方式2的磨削裝置100的磨削動作進行簡潔地說明。

首先，例如用事前量規(guī)對磨削加工前的汽缸3以及活塞4的厚度進行測量，計算出通過兩端面磨削進行切削的加工余量。然后，基于計算出的結果，利用nc控制來調整上部旋轉砂輪6的加工開始位置，并且控制磨削負荷。

接下來，進行分別安裝于載板1的四個凹部2a～2d的汽缸3和活塞4的磨削加工。磨削裝置100基于上述計算出的數(shù)據(jù)，例如從活塞4開始進行雙面平面磨削。磨削作業(yè)利用控制部20來調整上部旋轉砂輪6與下部旋轉砂輪7的旋轉速度、旋轉方向并且調整上部旋轉砂輪6的切削輸送速度來進行。此時，活塞4借助自轉的凹部2a進行旋轉。

另外，在磨削加工中，控制部20基于加速度傳感器8檢測出的由磨削負荷產生的振動以及相對于電流傳感器9檢測出的磨削負荷的變動，來調整上部旋轉砂輪6、下部旋轉砂輪7的旋轉速度、旋轉方向，并且進行上部旋轉砂輪6的磨削輸送速度的調整。

接下來，若活塞4的磨削加工結束，則控制部20使上部旋轉砂輪6向上方移動，借助旋轉機構5使載板1旋轉90度，向加工位置供給安裝有汽缸3的凹部2b。然后，用上部旋轉砂輪6和下部旋轉砂輪7進行汽缸3的磨削加工。之后進一步使載板1旋轉，按順序進行安裝于凹部2c的活塞4的磨削加工、安裝于凹部2d的汽缸3的磨削加工。

一旦磨削加工結束，則從加工位置排出的汽缸3或者活塞4，例如用事后量規(guī)10進行測量，在因旋轉砂輪的磨損、熱位移的影響而在尺寸上存在偏差的情況下，進行反饋修正控制，在全部的汽缸3以及活塞4的磨削加工結束后，再次進行磨削加工。這樣，測量汽缸3和活塞4的厚度并且交替地進行磨削加工。

另外，在圖4所示的實施方式2中，示出在凹部2a～2d安裝有汽缸3和活塞4的結構，但如圖5所示，也能夠由在凹部2a～2d僅安裝有汽缸3的結構、或者省略詳細圖示，但在凹部2a～2d僅安裝有活塞4的結構來實施。

即，若為圖5的情況，則能夠相對于預先計算出的活塞4的厚度，以成為最佳的厚度的方式進行汽缸3的磨削加工。其結果，由于無需加工不同的材質、硬度的汽缸3或者活塞4，因此能夠防止砂輪的異常磨損、堵塞，并且能夠延長修正間隔，因此能夠改善生產率。

以上基于實施方式對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明不限定于上述的實施方式的結構。例如在實施方式1以及2中，對具備加速度傳感器8以及電流傳感器9的結構進行了說明，但不設置加速度傳感器8以及電流傳感器9來進行雙端面磨削加工，也能夠充分實現(xiàn)高精度的磨削加工。另外，在實施方式1以及2中，雖然對在載板1設置有兩個凹部1的結構和設置有四個凹部的結構進行了說明，但不限定于上述個數(shù)。即，謹慎起見，補充說明所謂的本領域技術人員根據(jù)需要進行的各種變更、應用、使用的范圍也包含在本發(fā)明的主旨(技術的范圍)中。