CN117062690A - 砂轮的修整方法以及修整装置 - Google Patents

Abstract

[课题]有效地利用与砂轮的修整时机相关的熟练者的经验、知识来适当地进行具有再现性的修整时机的设定。[解决手段]在使用砂轮(24)以规定的磨削条件执行磨削时，监视磨削负荷，将由操作员操作的修整设置按钮(60)生成触发信号的时刻的所述负荷作为修整阈值与所述磨削条件一起保存于存储介质(62)，在下一次执行磨削时，从存储介质(62)读出与所述磨削条件对应的所述修整阈值，使用该修整阈值执行所述砂轮的修整。

Description

砂轮的修整方法以及修整装置

技术领域

本发明涉及磨削装置中的砂轮的修整方法以及修整装置。

背景技术

作为检测磨削装置中的砂轮的修整时机的装置，已知有如下装置：对驱动砂轮旋转的电动机的标准消耗功率与磨削加工时的消耗功率进行比较，若它们的比在一定值(修整阈值)以上，则视为处于修整的时机(例如，专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平3-251366号公报

发明内容

发明所要解决的课题

为了在维持适当的磨削的基础上抑制砂轮的消耗，应该不多不少地进行砂轮的修整。但是，鉴于该情况，未确立根据磨削条件来设定修整时机的算法。另外，熟练者的经验、知识未被有效地利用于具有再现性的修整时机的设定。

本发明鉴于以上的背景，其课题在于，有效地利用与砂轮的修整时机相关的熟练者的经验、知识来适当地进行具有再现性的修整时机的设定。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的一个方式是砂轮的修整方法，在使用所述砂轮以规定的磨削条件执行磨削时，监视磨削负荷，将由操作员操作的触发信号生成装置生成触发信号的时刻的所述负荷作为修整阈值而与所述磨削条件一起保存于存储介质，在下一次执行磨削时，从所述存储介质读出与所述磨削条件对应的所述修整阈值，使用该修整阈值来执行所述砂轮的修整。

根据该方式，有效地利用操作员的与砂轮的修整时机相关的经验、知识来进行具有再现性的修整时机的设定，从而再现性良好且适当地进行砂轮的修整。

为了解决上述课题，本发明的一个方式是一种修整方法，在使用砂轮以规定的磨削条件执行磨削时，监视磨削负荷，将修整阈值保存于存储介质，所述修整阈值表示所述砂轮的根据所述磨削条件而应规定的修整时机的到来，使用保存于所述存储介质的修整阈值执行所述砂轮的修整，

在所述砂轮的修整方法中，如果与要磨削的工件的磨削条件对应的修整阈值在所述存储介质中不存在，则在使用所述砂轮以规定的磨削条件执行磨削时，将由操作员操作的触发信号生成装置生成触发信号的时刻的所述负荷作为新的修整阈值而与所述磨削条件一起保存于所述存储介质。

根据该方式，有效地利用操作员的与砂轮的修整时机相关的经验、知识来适当地进行具有再现性的修整时机的设定，从而再现性良好且适当地进行砂轮的修整。

在上述方式中，优选的是，所述磨削负荷包括驱动所述砂轮旋转的电动机的功率值或者所述砂轮的旋转速度。

根据该方式，能够高精度且以优异的响应性监视磨削负荷。

在上述方式中，优选的是，所述磨削条件包括所述砂轮的种类、作为磨削对象的工件的材质、所述工件有无热处理、所述砂轮的转速、磨削切入量以及所述工件的进给速度。

在上述方式中，优选的是，所述存储介质保存所述修整阈值以及包括修整量和修整时的所述砂轮的旋转速度的修整条件。

为了解决上述课题，本发明的一个方式是砂轮的修整装置，其具有：负荷监视装置，其监视砂轮的磨削负荷；存储介质，其将表示所述砂轮的根据磨削条件应规定的修整时机的到来的所述负荷作为修整阈值与所述磨削条件一起保存；触发信号生成装置，其由操作员操作，生成触发信号；以及修整控制装置，对于要磨削的工件，如果其磨削条件已经存在于所述存储介质中，则在磨削该工件时的所述负荷达到了对应的所述修整阈值时执行所述砂轮的修整，对于要磨削的工件，如果其磨削条件在所述存储介质中不存在，则将所述触发信号生成装置生成所述触发信号的时刻的所述负荷作为所述修整阈值与所述磨削条件一起保存于所述存储介质。

根据该方式，有效地利用操作员的与砂轮的修整时机相关的经验、知识来适当地进行具有再现性的修整时机的设定，从而再现性良好且适当地进行砂轮的修整。

在上述方式中，优选的是，所述磨削负荷包括驱动所述砂轮旋转的电动机的功率值或者所述砂轮的旋转速度。

根据该方式，能够高精度且以优异的响应性监视磨削负荷。

发明效果

根据以上的方式，有效地利用与砂轮的修整时机相关的熟练者的经验、知识来适当地进行具有再现性的修整时机的设定。

附图说明

图1是表示实施本发明的砂轮的修整方法以及磨削修整方法而优选的磨削装置的一个实施方式的立体图。

图2为表示该磨削装置的控制系统的方框线图；

图3是示出该磨削装置的一个实施方式的控制流程的流程图。

图4是示出该磨削装置的另一个实施方式的控制流程的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的磨削装置的修整方法和修整装置的实施方式进行说明。

首先，参照图1对实施本发明的修整方法而优选的磨削装置10进行说明。磨削装置10是平面磨床，具有：固定配置在地面上的床身(基台)11；以能够沿Y轴方向(前后方向)移动的方式设置在床身11上的Y轴工作台12；以及能够沿X轴方向(左右方向)移动的方式设置在Y轴工作台12上的X轴工作台14，在X轴工作台14上固定作为被磨削物的工件W。

在X轴工作台14的左右方向的端部安装有进行后述的砂轮24的修整的修整器16。

如后述那样，在磨削装置10中，关于表示磨削负荷的指标，设定用于决定执行砂轮24的修整的时机的阈值(以下，记为修整阈值)，从而执行砂轮24的修整。关于这样的磨削负荷的指标，没有特别限定，但在本实施方式中，对使用主轴马达32(参照图2)的功率值或者主轴转速作为磨削负荷的指标的一例的情况进行说明。

磨削装置10具有：与床身11为一体的构造的立柱18；以能够沿Z轴方向(上下方向)移动的方式设置于立柱18的主轴头20；设置于主轴头20的主轴22；以及以能够更换的方式安装于主轴22的圆盘状的砂轮24。在主轴头20设置有驱动砂轮24旋转的感应马达等主轴马达(电动机)32。

Y轴工作台12、X轴工作台14以及主轴头20的各轴方向的移动由各轴的进给丝杠装置(未图示)进行。

接着，参照图2对磨削装置10的驱动系统和控制系统进行说明。磨削装置10具有驱动各轴的进给丝杠装置的Y轴马达26、X轴马达28以及Z轴马达30。

控制磨削装置10的控制装置40具有计算机式数值控制装置(CNC)42、主轴逆变器44以及可编程逻辑控制器(PLC)46。

CNC42包括执行NC程序的电子控制式的处理器，进行Y轴马达26、X轴马达28以及Z轴马达30的轴控制。由此，控制Y轴工作台12的Y轴方向的移动、X轴工作台14的X轴方向的移动以及主轴头20的Z轴方向的移动。由此，通过主轴马达32基于砂轮24的旋转进行X轴工作台14上的工件W的磨削。

主轴逆变器44从主轴转速设定部50输入电压指令，基于该电压指令控制主轴22的驱动功率，所述主轴转速设定部50包含设置于控制装置40的机箱41的旋钮51(参照图1)。由此，控制主轴22的转速，换言之，控制砂轮24的转速。

PLC46具有：PLC主体部47，其包含执行梯形程序的处理器；内部寄存器52，其包含能够改写与磨削以及修整相关的各种参数等的存储元件；以及方案保存功能部53。

PLC46上连接有：设置于机箱41的Y轴速度选择开关54、基于触摸面板等的输入部56、基于液晶面板等的显示部58、修整设置按钮(触发信号生成装置)60以及基于闪速存储器(SD卡)等的存储装置(存储介质)62。PLC46与CNC42总线连接，并且与主轴逆变器44可通信地连接。

在利用砂轮24进行的工件W的磨削过程中的任意的时刻，换句话说，在执行工件W的磨削时，由操作员操作修整设置按钮60，通过该操作生成表示修整时机到来的触发信号，并将该触发信号输出至控制装置40。

在控制装置40，作为监视磨削负荷的监视装置，而连接有检测主轴马达32的功率值(电压值)的功率检测部45、和检测主轴马达32的转速(砂轮24的转速)的主轴转速检测部34。PLC46输入由功率检测部45检测出的主轴马达32的功率值以及由主轴转速检测部34检测出的主轴转速。主轴马达32的功率值随着磨削负荷的增大而增大。主轴马达32的转速随着磨削负荷的增大而降低。另外，实际上，只要设置主轴转速检测部34及功率检测部45中的任一方即可。

输入部56由操作员操作，用于输入工件W的磨削范围、磨削条件、砂轮24的修整条件、修整阈值(默认值)。这些各输入项目从输入部56传输到PLC46的内部寄存器52，并存储在内部寄存器52中。

工件W的磨削范围由磨削装置10的Y轴方向和X轴方向的坐标值决定。作为工件W的磨削条件，有砂轮24的种类、工件W的材质、工件W有无热处理、总加工余量、磨削切入量、精切入量、无火花磨削次数、X轴进给速度、左右进给速度、前后进给速度、加工范围、主轴转速等。X轴进给速度、左右进给速度以及前后进给速度属于工件W的进给速度。主轴转速属于砂轮24的转速。

作为砂轮24的修整条件，有基于主轴马达32的功率值或者砂轮24的旋转速度(主轴转速)的修整阈值、修整切入量、砂轮24的旋转速度(主轴转速)、前后进给速度等。

修整阈值是表示砂轮24的修整时机的到来的指标。修整阈值针对每个磨削条件而设定，针对每个磨削条件作为与磨削条件成对的方案而保存于存储装置62。将保存于存储装置62的每个磨削条件的方案的集合体称为数据库63。修整阈值有基于主轴马达32的功率值的阈值和基于主轴马达32的转速的阈值。

若修整阈值与要磨削的工件W的磨削条件一起作为一个方案而存在于存储装置62中，则PLC46从存储装置62读出磨削条件和修整阈值。PLC46监视磨削工件W时的主轴马达32的功率值或者转速，将功率值或者转速达到读出的修整阈值的时候判断为砂轮24的修整时机，对CNC42以及主轴逆变器44输出进行砂轮24的修整的指令。

根据该指令，按照对应的方案所规定的修整条件执行修整器16对砂轮24的修整。

对于要磨削的工件W，在存储装置62中没有与其磨削条件对应的修整阈值的情况下，PLC46监视基于修整设置按钮60的操作的触发信号的生成。

修整设置按钮60在工件W的磨削加工时的任意时刻由操作员操作。操作员基于工件W的磨削作业过程中的声音、振动、火花的产生程度等实际的磨削状况的观察，在判断为砂轮24的修整时机的时刻操作修整设置按钮60。通过修整设置按钮60的操作而生成触发信号。

当通过修整设置按钮60的操作而生成触发信号时，PLC46将触发信号的生成时刻的主轴马达32的功率值或转速作为修整阈值而设定于内部寄存器52。PLC46在一个工件W的磨削完成后，通过方案保存功能部53将写入内部寄存器52的修整阈值与该工件W的磨削条件一起作为一个方案写入存储装置62的数据库63。

若操作修整设置按钮60的操作员是熟练者，则利用基于熟练者的经验法则、知识的、与修整时机到来的判断相关的资产(技能)来设定修整阈值。

接下来，若包含要磨削的工件W的修整阈值的修整条件与磨削条件一起作为一个方案而存在于数据库63中，则PLC46将包含该方案所记述的磨削条件以及修整阈值的修整条件传送至内部寄存器52。然后，控制装置40基于包含传送至内部寄存器52的方案所记述的磨削条件以及修整阈值的修整条件，自动地进行工件W的磨削以及砂轮24的修整。

由此，一旦设定了修整阈值，则即使没有熟练的操作员，也能够在有效地利用了与熟练者的修整相关的资产的状态下适当地进行砂轮24的修整。

接着，参照图3所示的流程图对由控制装置40执行的磨削装置10的一个控制流程进行说明。

首先，检索存储装置62的数据库63中是否存在接下来要磨削的工件W的方案作为已登记方案(步骤S10)。在没有已登记方案的情况下(步骤S10中为否定)，检索在数据库63中是否存在已登记方案(步骤S11)，该已登记方案至少包含一个接近接下来要磨削的工件W的磨削条件的条件。这些检索可以由操作员进行。

在数据库63中没有包含与接下来磨削的工件W的磨削条件接近的条件的已登记方案的情况下(步骤S11中为否定)，通过操作员的操作开始工件W的手动磨削(步骤S12)。一边由操作员调整磨削条件一边进行手动磨削。另外，操作员一边观察工件W的手动磨削过程中的声音、振动、火花的产生程度等，一边调整修整条件并判断出修整时机。

在该判断下，当为了设定修整阈值而由操作员操作修整设置按钮60时(步骤S13)，通过PLC46设定修整阈值(步骤S14)。

之后，通过控制装置40开始基于调整完毕的磨削条件的自动磨削。然后，控制装置40监视由功率检测部45检测出的主轴马达32的功率值或由主轴转速检测部34检测出的主轴转速是否成为修整阈值。若主轴马达32的功率值或者主轴转速成为修整阈值，则控制装置40执行基于调整完毕的修整条件的砂轮24的修整(自动修整)(步骤S15)。

自动磨削和自动修整会进行到一个工件W的磨削加工结束为止(步骤S16)。当一个工件W的加工结束时，PLC40将目前为止进行的磨削加工的磨削条件和修整阈值作为一个方案登记到存储装置62的数据库63中(步骤S17)。

在数据库63中存在包含与接下来要磨削的工件W的磨削条件接近的条件的已登记方案的情况下(步骤S11中为肯定)，通过操作员的操作，从存储装置62读取该方案，在控制装置40中设定方案的磨削条件(步骤S18)。

之后，通过操作员的操作开始工件W的手动磨削(步骤S19)。一边由操作员调整来自方案的磨削条件以外的磨削条件一边进行手动磨削。另外，操作员一边观察工件W的手动磨削过程中的声音、振动、火花的产生程度等，一边调整修整条件并判断出修整时机。

在该判断下，当为了设定修整阈值，而由操作员操作修整设置按钮60时(步骤S20)，通过PLC46设定修整阈值(步骤S21)。

之后，控制装置40执行上述的步骤S15～步骤S17。

在存在已登记方案的情况下(步骤S10中为肯定)，基于操作员操作，将该方案从存储装置62的数据库63读入PLC52(步骤S22)。当读入完成时，通过控制装置40的自动控制，进行基于方案的磨削条件的自动磨削以及基于方案的修整阈值、修整条件的自动修整，直到一个工件W的加工结束为止(步骤S23、步骤S24)。

接着，参照图4所示的流程图对磨削装置10的其他控制流程进行说明。该控制流程所示的控制例程由控制装置40执行。

首先，对存储在存储装置62的数据库63中的磨削条件(方案)进行检索(步骤S30)，判定数据库63中是否存在接下来要进行的磨削的磨削条件(步骤S31)。该判定除了基于完全一致的判定以外，还可以包含基于模糊检索、类似检索的判定。

如果没有磨削条件(步骤S31中为否定)，则通过作业者或通信等新设定磨削条件来制作新的方案(步骤S32)，利用基于新的方案的磨削条件来执行工件W的磨削(步骤S36)。

如果有磨削条件(方案)(步骤S31中为肯定)，则接着判定在该方案中是否有修整的修整阈值(步骤S34)。如果没有修整阈值(步骤S34中为否定)，则利用相应的方案所记载的磨削条件执行工件W的磨削(步骤S36)。此外，在该实施方式中，修整阈值也可以是基于主轴马达32的功率值或主轴转速的阈值。

如果有修整阈值(步骤S34中为肯定)，则从数据库63读出修整阈值，将修整阈值设定于控制装置40中(步骤S35)。之后，利用相应的方案所记载的磨削条件来执行工件W的磨削(步骤S36)。

接着，判定所使用的方案中是否存在修整阈值(步骤S37)。如果没有修整阈值(步骤S37中为否定)，则在执行工件W的磨削时，判定是否是新的修整阈值的设定时刻(步骤S38)。该判定是以操作员操作了修整设置按钮60为触发而进行的。在没有触发输入时(步骤S38否定)，监视工件W的磨削结束(步骤S39)。

若有触发输入(步骤S38中为肯定)，则将触发的输入时刻的主轴马达32的功率值或者转速设定为修整阈值并且储存于数据库63中，即、写入对应的方案(步骤S40)。与此同时，停止磨削，执行砂轮24的修整(步骤S42)。

如果所使用的方案中存在修整阈值(步骤S37中为肯定)，则判定主轴马达32的功率值或转速是否为修整阈值(步骤S41)。若主轴马达32的功率值或者转速成为修整阈值，则停止磨削，执行砂轮24的修整(步骤S42)。

若砂轮24的修整完成，则监视工件W的磨削结束(步骤S43)。

由此，砂轮24的修整被自动化。

以上结束了具体的实施方式的说明，但本发明并不限定于上述实施方式、变形例，能够广泛地变形实施。例如，控制装置40不限于包括CNC42和PLC46，只要包括微型计算机即可。磨削装置10也可以省略Y轴工作台12，使立柱18相对于床身11在Y轴方向上移动。砂轮24的修整也可以不通过设置于X轴工作台14的修整器16来进行，而以旋转修整方式进行。主轴马达32除了逆变器控制式的感应马达以外，也可以由马达、马达驱动电路控制。Y轴工作台12和X轴工作台14的轴进给也可以是液压驱动式。Y轴速度选择开关54、修整设置按钮60等也可以设置于床身11等。本发明的砂轮的修整方法以及修整装置也能够应用于平面磨床以外的各种机床。

附图标记说明

10：磨削装置；

11：床身；

12：Y轴工作台；

14：X轴工作台；

16：修整器；

18：立柱；

20：主轴头；

22：主轴；

24：砂轮；

26：Y轴马达；

28：X轴马达；

30：Z轴马达；

32：主轴马达(电动机)；

34：主轴转速检测部；

40：控制装置；

41：机箱；

42：计算机式数值控制用处理器(CNC)；

44：主轴逆变器；

45：功率检测部(功率监视装置)；

46：可编程逻辑控制器(PLC)；

47：PLC主体部；

50：主轴转速设定部；

51：旋钮；

52：内部寄存器；

53：方案保存功能部；

54：Y轴速度选择开关；

56：输入部；

58：显示部；

60：修整设置按钮(触发信号生成装置)；

62：存储装置(存储介质)；

63：数据库；

W：工件。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后).一种砂轮的修整方法，其使用了控制装置，其中，

在使用所述砂轮以规定的磨削条件执行磨削时，由所述控制装置监视磨削负荷，

所述控制装置将由操作员操作的触发信号生成装置生成触发信号的时刻的所述负荷作为修整阈值而与所述磨削条件一起保存于存储介质，

在执行下一次磨削时，所述控制装置从所述存储介质读出与所述磨削条件对应的所述修整阈值，

使用该修整阈值，基于所述控制装置的控制来执行所述砂轮的修整。

2.(修改后).一种砂轮的修整方法，其中，

在使用所述砂轮以规定的磨削条件执行磨削时，由控制装置监视磨削负荷，

所述控制装置将修整阈值保存于存储介质，所述修整阈值表示所述砂轮的根据所述磨削条件而应规定的修整时机的到来，

使用保存于所述存储介质的修整阈值，基于所述控制装置的控制来执行所述砂轮的修整，

在所述砂轮的修整方法中，

如果所述存储介质中不存在与要磨削的工件的磨削条件对应的修整阈值，则在使用所述砂轮以规定的磨削条件执行磨削时，所述控制装置将由操作员操作的触发信号生成装置生成触发信号的时刻的所述负荷作为新的修整阈值而与所述磨削条件一起保存于所述存储介质，

如果所述存储介质中已经存在所述修整阈值，则由所述控制装置将其从所述存储介质中读出，并使用该修整阈值，基于所述控制装置的控制来执行所述砂轮的修整。

3.根据权利要求1或2所述的砂轮的修整方法，其中，

所述磨削负荷包括驱动所述砂轮旋转的电动机的功率值或者所述砂轮的旋转速度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的砂轮的修整方法，其中，

所述磨削条件包括所述砂轮的种类、作为磨削对象的工件的材质、所述工件有无热处理、所述砂轮的转速、磨削切入量以及所述工件的进给速度。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的砂轮的修整方法，其中，

所述存储介质保存所述修整阈值以及包括修整量和修整时的所述砂轮的旋转速度在内的修整条件。

6.一种砂轮的修整装置，其具有：

负荷监视装置，其监视砂轮的磨削负荷；

存储介质，其将表示所述砂轮的根据磨削条件应规定的修整时机的到来的所述负荷作为修整阈值与所述磨削条件一起保存；

触发信号生成装置，其由操作员操作，生成触发信号；以及

修整控制装置，如果所述存储介质中已经存在与要磨削的工件相关的磨削条件，则在磨削该工件时的所述负荷达到了对应的所述修整阈值时执行所述砂轮的修整，如果所述存储介质中不存在与要磨削的工件相关的磨削条件，则将所述触发信号生成装置生成所述触发信号的时刻的所述负荷作为所述修整阈值而与所述磨削条件一起保存于所述存储介质。

7.根据权利要求6所述的砂轮的修整装置，其中，

所述磨削负荷包括驱动所述砂轮旋转的电动机的功率值或者所述砂轮的旋转速度。

Claims (7)

1.一种砂轮的修整方法，其中，

在使用所述砂轮以规定的磨削条件执行磨削时，监视磨削负荷，将由操作员操作的触发信号生成装置生成触发信号的时刻的所述负荷作为修整阈值而与所述磨削条件一起保存于存储介质，

在执行下一次磨削时，从所述存储介质读出与所述磨削条件对应的所述修整阈值，使用该修整阈值来执行所述砂轮的修整。

2.一种砂轮的修整方法，其中，

在使用所述砂轮以规定的磨削条件执行磨削时，监视磨削负荷，将修整阈值保存于存储介质，所述修整阈值表示所述砂轮的根据所述磨削条件而应规定的修整时机的到来，使用保存于所述存储介质的修整阈值执行所述砂轮的修整，

在所述砂轮的修整方法中，如果所述存储介质中不存在与要磨削的工件的磨削条件对应的修整阈值，则在使用所述砂轮以规定的磨削条件执行磨削时，将由操作员操作的触发信号生成装置生成触发信号的时刻的所述负荷作为新的修整阈值而与所述磨削条件一起保存于所述存储介质。

3.根据权利要求1或2所述的砂轮的修整方法，其中，

所述磨削负荷包括驱动所述砂轮旋转的电动机的功率值或者所述砂轮的旋转速度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的砂轮的修整方法，其中，

所述磨削条件包括所述砂轮的种类、作为磨削对象的工件的材质、所述工件有无热处理、所述砂轮的转速、磨削切入量以及所述工件的进给速度。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的砂轮的修整方法，其中，

所述存储介质保存所述修整阈值以及包括修整量和修整时的所述砂轮的旋转速度在内的修整条件。

6.一种砂轮的修整装置，其具有：

负荷监视装置，其监视砂轮的磨削负荷；

存储介质，其将表示所述砂轮的根据磨削条件应规定的修整时机的到来的所述负荷作为修整阈值与所述磨削条件一起保存；

触发信号生成装置，其由操作员操作，生成触发信号；以及

修整控制装置，如果所述存储介质中已存在与要磨削的工件相关的磨削条件，则在磨削该工件时的所述负荷达到了对应的所述修整阈值时执行所述砂轮的修整，如果所述存储介质中不存在与要磨削的工件相关的磨削条件，则将所述触发信号生成装置生成所述触发信号的时刻的所述负荷作为所述修整阈值与所述磨削条件一起保存于所述存储介质。

7.根据权利要求6所述的砂轮的修整装置，其中，

所述磨削负荷包括驱动所述砂轮旋转的电动机的功率值或者所述砂轮的旋转速度。