本發明涉及可裝卸地保持研磨刷等研磨具的研磨具保持器。另外，本發明涉及具有研磨具和研磨具保持器的研磨工具。還涉及一種研磨系統，其包括研磨工具和經由網絡連接到研磨工具的云計算機。
背景技術：
1、在專利文獻1中記載了可裝卸地保持研磨刷的研磨具保持器。在該文獻中，研磨具保持器具有柄部、在柄部的軸線方向上位于柄部的前方的套筒、和在套筒的內側與柄部同軸地延伸的軸。軸可相對于柄部和套筒繞軸線相對旋轉。另外，研磨具保持器具有在套筒的內側設置在軸上的螺栓部分和螺合于螺栓部分的螺母。研磨具是研磨刷，具有：在長度方向上朝向柄部的軸線方向并列排列的多根線狀磨料；以及對多根線狀磨料的軸線方向的一個端部進行保持的磨料保持器。研磨具的磨料保持器與螺母連結，并被保持在研磨具保持器上。在研磨具被保持在研磨具保持器上的狀態下，成為多根線狀磨料的另一個端部從套筒向前方突出的狀態。
2、該文獻的研磨具保持器具有使螺母沿螺栓部分向軸線方向移動的螺母移動機構。螺母移動機構包括限制螺母相對于套筒的相對旋轉的螺母旋轉限制機構、和用于使軸相對于套筒相對旋轉的操作構件。操作構件是同軸地固定在軸上的齒輪。齒輪包括從研磨具保持器向外側露出的齒輪部分。
3、在研磨工件時，研磨工具與機床的主軸連接。機床使研磨工具一邊旋轉一邊接近工件，使磨料與工件的研磨對象面接觸。當研磨對象面的研磨結束時，機床使研磨工具離開工件，停止研磨工具的旋轉。
4、在該文獻中，機床在磨料因研磨動作而磨損時，進行磨料突出動作。在磨料突出動作中，機床使旋轉停止狀態的研磨工具移動到磨料突出量調整位置。另外，機床使配置在磨料突出量調整位置的齒條與從研磨具保持器露出的齒輪的齒輪部分嚙合，使研磨工具移動規定量。由此，由于研磨具保持器的軸旋轉，所以螺母在軸線方向上向前方移動。因此，與螺母連結的研磨具向前方移動，磨料從套筒向前方突出。
5、現有技術文獻
6、專利文獻
7、專利文獻1：國際公開第2015/178273號
技術實現思路
1、發明所要解決的技術問題
2、在制造物品的生產線上，有時進行對多個相同部件(工件)一個接一個地連續研磨的研磨加工工序。即，在生產線上，有時進行一邊更換部件(工件)一邊反復進行相同的研磨動作的研磨加工工序。
3、在用上述研磨工具進行這樣的研磨加工工序的情況下，首先，將第一工件配置在規定的加工位置，進行對第一工件的研磨動作。在研磨動作中，機床一邊使研磨工具旋轉一邊使研磨工具1與第一工件接近，使機床的主軸與第一工件之間的距離成為設定距離。設定距離是研磨具保持器所保持的研磨具的磨料以規定的切入量與工件的研磨對象面接觸的距離。另外，機床在將主軸和第一工件之間的距離維持在設定距離的狀態下，使研磨工具沿著規定的研磨路徑移動。然后，當對第一工件的研磨動作結束時，機床使研磨具保持器離開第一工件，將位于加工位置的第一工件更換為第二工件。另外，機床進行磨料突出動作。即，機床使研磨工具移動到磨料突出量調整位置，使齒條與研磨具保持器的齒輪的齒輪部分嚙合而使研磨工具移動，從而使齒輪旋轉。由此，由于研磨具保持器的軸旋轉，所以研磨具沿軸線方向移動與齒輪的旋轉對應的量，磨料向前方突出。
4、接著，進行對第二工件的研磨動作。即機床一邊使研磨工具旋轉一邊使研磨工具與第二工件接近，使機床的主軸與第二工件之間的距離成為設定距離。然后，機床在將主軸和第一工件之間的距離維持在設定距離的狀態下，使研磨工具沿著規定的研磨路徑移動。然后，當對第二工件的研磨動作結束時，機床使研磨具保持器離開第二工件，將位于加工位置的第二工件更換為第三工件。并且，機床進行磨料突出動作。即，機床使研磨工具移動到磨料突出量調整位置，使齒條與研磨具保持器的齒輪的齒輪部分嚙合而使研磨工具移動，從而使齒輪旋轉。由此，由于研磨具保持器的軸旋轉，所以研磨具沿軸線方向移動與齒輪的旋轉對應的量，磨料向前方突出。之后，進行對第三工件的研磨動作。在研磨加工工序中，反復進行這一系列的動作，直到研磨對象的工件消失為止。
5、這樣，在研磨加工工序中使用現有的研磨工具的情況下，每當一個工件的研磨動作結束時，需要使研磨工具移動到磨料突出量調整位置來進行磨料突出動作。因此，存在研磨一個工件所需的節拍時間變長的問題。
6、另外，例如，在磨料為線狀磨料的情況下，即使在進行研磨相同形狀的部件的相同研磨動作的情況下，根據磨料的毛長(線狀磨料的長度尺寸)，在一次研磨動作中磨損的磨料的磨損量也不同。因此，在上述研磨加工工序中，每當對一個工件的研磨動作結束時，必須基于該工件的研磨開始時刻的磨料的長度尺寸，來改變使磨料突出的突出量。即，必須基于該工件的研磨開始時刻的線狀磨料的長度尺寸，調節使齒輪旋轉的旋轉量，使磨料突出與磨損量對應的量。
7、在此，如果基于磨料突出動作的磨料的突出量不與因前一個工件的研磨動作而磨損的磨料的磨損量對應，則在下一個工件的研磨開始時使機床的主軸與第二工件之間的距離成為設定距離時，磨料相對于下一個工件的切入量與磨料相對于前一個工件的切入量不同。因此，在研磨加工工序中被研磨的多個工件之間，研磨加工的精度產生偏差。
8、鑒于上述問題點，本發明提供一種研磨具保持器，該研磨具保持器在進行一邊更換工件一邊連續多次進行相同的研磨動作的研磨加工工序時，能夠自動地進行磨料的突出，并且能夠防止或抑制每個工件中研磨加工的精度產生偏差的情況。此外，提供一種由這種研磨具保持器與研磨具構成的研磨工具。本發明還提供一種研磨系統，該研磨系統在進行一邊更換工件一邊連續多次進行相同的研磨動作的研磨加工工序時，能夠自動地進行磨料的突出，并且能夠防止或抑制每個工件中研磨加工的精度產生偏差的情況。
9、解決技術問題的技術方案
10、為了解決上述技術問題，本發明提供一種研磨具保持器，具有：柄部，該柄部與機床的主軸相連接；支承機構，該支承機構沿所述柄部的軸線方向可移動地支承包括磨料保持器及被該磨料保持器保持的磨料的研磨具；以及移動機構，該移動機構具備驅動源，使所述研磨具沿所述軸線方向移動，所述研磨具保持器的特征在于，包括：控制部，該控制部對所述驅動源進行驅動控制；存儲部，該存儲部與所述控制部相連接；旋轉檢測部，該旋轉檢測部檢測由所述機床旋轉的旋轉狀態；電源，該電源向所述驅動源及所述控制部供電，其中，所述存儲部存儲保持作為所述研磨具被所述支承機構支承時刻的所述磨料的尺寸的基準尺寸、作為所述旋轉檢測器檢測到所述旋轉狀態的次數的研磨動作次數、及將所述基準尺寸的磨料通過研磨工件的一次研磨動作而磨損的磨損量與所述研磨動作次數相關聯的磨損圖案，所述控制部包括：研磨動作次數更新部，該研磨動作次數更新部在所述旋轉檢測器檢測到所述旋轉狀態時，計算所述研磨動作次數加上1而得到的新的所述研磨動作次數，更新所述存儲部的所述研磨動作次數；磨損量獲取部，該磨損量獲取部在計算出所述研磨動作次數時基于所述研磨動作次數參照所述磨損圖案來獲取所述磨損量；以及驅動控制部，該驅動控制部在基于來自所述旋轉檢測器的輸出而檢測到所述旋轉狀態已結束時，驅動所述驅動源使所述移動機構動作，進行使所述研磨具向所述柄部的相反側移動與所述磨損量對應的距離的磨料突出動作。
11、根據本發明，研磨具保持器包括具備驅動源并使被支承機構支承的研磨具移動的移動機構、對驅動源進行驅動控制的控制部、以及向驅動源和控制部供電的電源。因此，研磨具保持器能夠通過控制部對驅動源的驅動控制來驅動移動機構，使研磨具沿軸線方向移動。因此，研磨具保持器能夠自動地進行使研磨具沿軸線方向移動并使磨料向柄部的相反側突出的磨料突出動作。
12、另外，根據本發明，存儲部存儲保持作為研磨具被支承機構支承時刻的磨料的尺寸的基準尺寸、作為旋轉檢測器檢測到旋轉狀態的次數的研磨動作次數、及將基準尺寸的磨料通過研磨工件的一次研磨動作而磨損的磨損量與研磨動作次數相關聯的磨損圖案。當旋轉檢測器檢測到旋轉狀態時，控制部將研磨動作次數加上1，更新研磨動作次數，基于更新后的研磨動作次數，參照磨損圖案來獲取磨損量。然后，當基于來自旋轉檢測器的輸出檢測出旋轉狀態已結束時，控制部驅動驅動源使移動機構動作，進行使研磨具沿軸線方向移動與磨損量對應的距離，并使磨料突出的磨料突出動作。
13、這里，例如，在磨料為線狀磨料的情況下，即使在進行研磨相同形狀的部件的相同研磨動作的情況下，根據研磨動作開始時的磨料的長度尺寸的不同，在一次研磨動作中磨損的磨料的磨損量也不同。即，在磨料為線狀磨料的情況下，研磨動作開始時的磨料的長度尺寸越短，磨料的剛性越增加，因此一次研磨動作的磨損量變得越多。因此，在通過磨料突出動作而突出的磨料的突出量(研磨具的移動量)為一定的情況下，由于針對下一個工件的磨料的切入量發生變化，所以會導致在連續研磨的多個工件之間研磨加工的精度產生偏差。對此，本發明的研磨具保持器在每一次研磨動作結束時，從存儲保持在存儲部中的磨損圖案獲取磨料的磨損量。磨損圖案是關于被支承機構支承時刻的基準尺寸的磨料將通過一次研磨動作而磨損的磨損量和研磨動作次數相關聯的圖案。因此，如果基于研磨動作次數參照磨損圖案獲取磨損量，則獲取到的磨損量反映了根據研磨動作開始時的線狀磨料的長度尺寸而變化的磨料的磨損量。因此，能夠使由磨料突出動作引起的磨料的突出量對應于磨料因前一個工件的研磨而磨損的磨損量。因此，若使本發明的研磨具保持器保持研磨具，則在一邊更換工件一邊連續多次進行相同的研磨動作的研磨加工工序中，能夠自動地進行磨料的突出，并且能夠防止或抑制每個工件中研磨加工的精度產生偏差。
14、在本發明中，所述驅動控制部在檢測到所述旋轉狀態結束時，能夠進行所述磨料突出動作。即在對一個工件的研磨動作結束時，能夠連續地進行磨料突出動作。
15、在本發明中，所述驅動控制部在檢測到所述旋轉狀態結束時，在所述旋轉檢測器下一次檢測到所述旋轉狀態時進行所述磨料突出動作。即，在對一個工件的研磨動作結束后，在機床為了下一個工件的研磨動作而使研磨工具旋轉時，能夠進行磨料突出動作。
16、在本發明中，包括通知部，所述控制部包括：磨料長度尺寸計算部，該磨料長度尺寸計算部在最初獲取到所述磨損量時，計算從所述基準尺寸減去所述磨損量而得到的尺寸作為磨料長度尺寸并存儲保持在所述存儲部中，之后，每當獲取所述磨損量時，計算從所述磨料長度尺寸減去所述磨損量而得到的尺寸作為新的磨料長度尺寸并更新所述存儲部的所述磨料長度尺寸；更換判定部，每當計算出所述磨料長度尺寸時，該更換判定部基于所述磨料長度尺寸和所述基準尺寸來判定是否需要更換所述研磨具；以及更換通知部，該更換通知部在判定為需要更換所述研磨具時，驅動所述通知部來通知需要更換所述研磨具的意思。即，每當研磨動作結束時，控制部計算結束時刻的磨料的磨料長度尺寸，基于磨料長度尺寸和基準尺寸判定是否需要更換。然后，控制部在判斷為需要更換的情況下，能夠驅動通知部，通知需要更換研磨具的意思。
17、在本發明中，包括通信部，該通信部與外部設備之間進行通信，所述基準尺寸及所述磨損圖案經由所述通信部輸入到所述控制部并存儲保持在所述存儲部中。在該情況下，通信部可以與外部設備之間進行無線通信。另外，通信部可以與外部設備之間進行有線通信。
18、在本發明中，所述旋轉檢測器可以是加速度傳感器。
19、所述旋轉檢測器可以是振動傳感器。當通過機床使研磨具保持器旋轉時，在研磨具保持器中產生振動。因此，通過檢測該振動，能夠檢測研磨具保持器的旋轉狀態。
20、在本發明中，所述旋轉檢測器具備利用離心力移動的導通構件，所述導通構件可以是對電路進行通斷的開關。
21、在本發明中，所述支承機構包括：連結構件，該連結構件具備沿所述軸線方向貫通的貫通孔；及軸構件，該軸構件與所述柄部同軸地貫通所述貫通孔并沿所述軸線方向延伸，所述驅動源是電動機，所述移動機構包括：旋轉支承機構，該旋轉支承機構繞所述軸線可旋轉地支承所述軸構件；內螺紋，該內螺紋設置在所述貫通孔的內周面；外螺紋，該外螺紋設置在所述軸構件的外周面并與所述內螺紋螺合；驅動力傳遞機構，該驅動力傳遞機構將所述電動機的旋轉傳遞給所述軸構件；套筒，該套筒在所述連結構件及所述軸構件的外周側沿所述軸線方向引導該連結構件；以及旋轉限制機構,該旋轉限制機構限制所述連結構件和所述軸構件的空轉，所述研磨具中，所述磨料保持器與所述連結部連結，使所述磨料的一部分從所述套筒向外突出，所述控制部驅動所述電動機使所述軸構件旋轉，使所述連結構件沿所述軸線方向移動。
22、接著，本發明的研磨工具的特征在于，具有：上述的研磨具保持器；以及研磨具，該研磨具包括磨料保持器及被該磨料保持器保持的磨料，所述磨料包括在長度方向上朝向所述軸線方向并列排列的多根線狀磨料，所述磨料保持器對所述軸線方向上的所述多根線狀磨料的一個端部進行保持，所述研磨具被所述研磨具保持器支承，使所述多根線狀磨料的另一個端部與工件接觸從而對該工件進行研磨。
23、另外，本發明的研磨工具的特征在于，具有：上述的研磨具保持器；以及研磨具，該研磨具包括磨料保持器及被該磨料保持器保持的磨料，所述磨料是彈性研磨石，所述磨料保持器對所述軸線方向上的所述彈性研磨石的一個端部進行保持，所述研磨具被所述研磨具保持器支承，使所述彈性研磨石的另一個端部與工件接觸從而對該工件進行研磨。在該情況下，所述彈性研磨石可以含有彈性發泡體、聚合物和磨粒。
24、另外，本發明的研磨工具的特征在于，具有：上述的研磨具保持器；以及研磨具，該研磨具包括磨料保持器及被該磨料保持器保持的磨料，所述磨料是剛性的研磨石，所述磨料保持器對所述軸線方向上的所述研磨石的一個端部進行保持，所述研磨具被所述研磨具保持器支承，使所述研磨石的另一個端部與工件接觸從而對該工件進行研磨。
25、接著，本發明提供一種研磨系統，具有：研磨工具，該研磨工具具有：包括磨料保持器和被該磨料保持器保持的磨料的研磨具、以及具備與機床的主軸相連接的柄部、沿所述柄部的軸線方向可移動地支承所述研磨具的支承機構及包括驅動源并使所述研磨具沿所述軸線方向移動的移動機構的研磨具保持器；以及云計算機，該云計算機經由網絡與所述研磨具保持器可通信地連接，所述研磨系統的特征在于，所述研磨具保持器包括：控制部，該控制部基于驅動指令對所述驅動源進行驅動控制；旋轉檢測器，該旋轉檢測器檢測由所述機床旋轉的旋轉狀態；電源，該電源向所述驅動源及所述控制部供電；以及通信部，該通信部與所述云計算機之間進行通信，所述通信部將來自所述旋轉檢測器的輸出發送到所述云計算機，并且接收來自所述云計算機的所述驅動指令并輸入到所述控制部，所述云計算機包括：存儲部，該存儲部存儲保持作為所述研磨具被所述支承機構支承時刻的所述磨料的尺寸的基準尺寸、作為所述旋轉檢測器檢測到所述旋轉狀態的次數的研磨動作次數、及將所述基準尺寸的磨料通過研磨工件的一次研磨動作而磨損的磨損量與所述研磨動作次數相關聯的磨損圖案；以及研磨工具控制部，所述研磨工具控制部包括：研磨動作次數更新部，該研磨動作次數更新部在所述旋轉檢測器檢測到所述旋轉狀態時，計算所述研磨動作次數加上1而得到的新的所述研磨動作次數，更新所述存儲部的所述研磨動作次數；磨損量獲取部，該磨損量獲取部在計算出所述研磨動作次數時基于所述研磨動作次數參照所述磨損圖案來獲取所述磨損量；驅動指令發行部，該驅動指令發行部在基于來自所述旋轉檢測器的輸出而檢測到所述旋轉狀態已結束時，發行驅動所述驅動源使所述移動機構動作、進行使所述研磨具向所述柄部的相反側移動與所述磨損量對應的距離的磨料突出動作的所述驅動指令；以及指令發送部，該指令發送部在所述驅動指令被發行時將該驅動指令發送給所述研磨具保持器。
26、本發明的研磨系統包括：由研磨具保持器和研磨具構成的研磨工具；以及經由網絡與研磨具保持器連接的云計算機。云計算機的研磨工具控制部包括發行驅動指令的驅動指令發行部。研磨具保持器包括具備驅動源并使被支承機構支承的研磨具移動的移動機構、基于驅動指令對驅動源進行驅動控制的控制部、以及向驅動源和控制部供電的電源。因此，研磨系統能夠基于來自云計算機的驅動指令對研磨具保持器的移動機構進行驅動，使研磨具沿軸線方向移動。因此，研磨工具能夠自動地進行使研磨具沿軸線方向移動并使磨料向柄部的相反側突出的磨料突出動作。
27、另外，在本發明中，與研磨具保持器可通信的云計算機每當在研磨工具中結束一次研磨動作時，從存儲保持在云計算機的存儲部中的磨損圖案中獲取磨損量。進而，云計算機在獲取到磨損量時，發行驅動研磨工具的電動機使移動機構動作并進行使研磨具向柄部的相反側移動與磨損量對應的距離的磨料突出動作的驅動指令，發送給研磨具保持器。研磨工具在接收驅動指令時，驅動電動機進行磨料突出動作。這里，磨損圖案是關于被支承機構支承時刻的基準尺寸的磨料、將通過一次研磨動作而磨損的磨損量和研磨動作次數相關聯的圖案。因此，如果基于研磨動作次數參照磨損圖案獲取磨損量，則獲取到的磨損量反映了根據研磨動作開始時的線狀磨料的長度尺寸而變化的磨料的磨損量。因此，能夠使由磨料突出動作引起的磨料的突出量對應于磨料因前一個工件的研磨而磨損的磨損量。因此，根據本發明的研磨系統，在進行一邊更換工件一邊連續多次進行相同的研磨動作的研磨加工工序中，能夠自動地進行磨料的突出，并且能夠防止或抑制每個工件中研磨加工的精度產生偏差。
28、在本發明中，所述驅動指令發行部在檢測到所述旋轉狀態已結束時，能夠發行所述驅動指令。即能夠在對一個工件的研磨動作結束時，云計算機發行驅動指令并發送，使研磨工具進行磨料突出動作。
29、在本發明中，所述驅動指令發行部在檢測到所述旋轉狀態結束時，在所述旋轉檢測器下一次檢測到所述旋轉狀態時發送所述驅動指令。即可以在對一個工件的研磨動作結束后，在機床為了下一個工件的研磨動作而使研磨工具旋轉時，云計算機發行驅動指令并發送，使研磨工具進行磨料突出動作。
30、在本發明中，所述研磨具保持器包括通知部，所述研磨工具控制部包括：磨料長度尺寸計算部，該磨料長度尺寸計算部在最初獲取到所述磨損量時，計算從所述基準尺寸減去所述磨損量而得到的尺寸作為磨料長度尺寸并存儲保持在所述存儲部中，之后，每當獲取所述磨損量時，計算從所述磨料長度尺寸減去所述磨損量而得到的尺寸作為新的磨料長度尺寸并更新所述存儲部的所述磨料長度尺寸；更換判定部，每當計算出所述磨料長度尺寸時，該更換判定部基于所述磨料長度尺寸和所述基準尺寸來判定是否需要更換所述研磨具；以及通知指令發行部，當判定為需要更換所述研磨具時，該通知指令發行部發行驅動所述通知部通知需要更換所述研磨具的意思的通知指令，所述指令發送部在所述通知指令被發行時，將該通知指令發送到所述研磨具保持器。
31、在本發明中，所述支承機構包括：連結構件，該連結構件具備沿所述軸線方向貫通的貫通孔；及軸構件，該軸構件與所述柄部同軸地貫通所述貫通孔并沿所述軸線方向延伸，所述驅動源是電動機，所述移動機構包括：旋轉支承機構，該旋轉支承機構繞所述軸線可旋轉地支承所述軸構件；內螺紋，該內螺紋設置在所述貫通孔的內周面；外螺紋，該外螺紋設置在所述軸構件的外周面并與所述內螺紋螺合；驅動力傳遞機構，該驅動力傳遞機構將所述電動機的旋轉傳遞給所述軸構件；套筒，該套筒在所述連結構件及所述軸構件的外周側沿所述軸線方向引導該連結構件；以及旋轉限制機構,該旋轉限制機構限制所述連結構件和所述軸構件的空轉，所述研磨具中，所述磨料保持器與所述連結部連結，使所述磨料的一部分從所述套筒向外突出，所述控制部驅動所述電動機使所述軸構件旋轉，使所述連結構件沿所述軸線方向移動。
32、在本發明中，作為研磨工具，包括經由網絡與所述云計算機可通信地連接的第一研磨工具和第二研磨工具，所述云計算機作為所述研磨工具控制部，包括：第一研磨工具控制部，該第一研磨工具控制部接收來自所述第一研磨工具的所述旋轉檢測器的輸出，將所述驅動指令發送到所述第一研磨工具；以及所述研磨工具控制部，該所述研磨工具控制部接收來自所述第二研磨工具的所述旋轉檢測器的輸出，將所述驅動指令發送給所述第二研磨工具。由此，作為機床，具有進行相同的研磨加工工序的第一機床和第二機床，在第一機床上連接有第一研磨工具，在第二機床上連接有第二研磨工具的情況下，能夠由一個云計算機驅動控制這些多個研磨工具。另外，能夠基于存儲保持在云計算機的存儲中的1個研磨圖案來獲取磨料的磨損量，進行各研磨工具的磨料突出動作。并且，通過更新存儲部的磨損圖案，能夠一并進行各研磨工具的磨損圖案的變更。另外，由此，能夠在云計算機側掌握多個研磨工具的磨料的磨損狀態。因此，能夠集中管理與各機床連接的多個研磨工具。另外，由此，多個研磨工具的旋轉檢測器的輸出集中在云計算機上。因此，在云計算機側，基于各研磨工具的旋轉狀態，能夠掌握各機床的運轉狀態。