JP2002120147A - 円筒研削盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い精度をもって研削することができるとと
もに、製造コストが低い円筒研削盤を提供する。 【解決手段】 長尺丸棒状のワーク２を保持して回転さ
せるワーク保持装置３と、研削砥石４を回転させる砥石
回転駆動モータ１７と、研削砥石４とワーク２との軸間
距離を変化させる砥石前後進アクチュエータ１９とを備
える。ワーク２の外周面にワーク２の径方向へ変位可能
な状態で添接させた押圧子２１と、この押圧子２１をワ
ーク２に添接した状態でワーク２の径方向において前進
後退の変位を可能とする押圧手段と、ワーク２の研削点
と軸線方向の略同じ外周面上でワーク２の外径を測定す
る定寸装置２５とを備える。外径測定値と押圧子位置検
出値から、前記研削点におけるワーク２の撓み量を算出
する撓み量算出手段（制御装置２６）と、算出される撓
み量が所定値以下になるように前記押圧手段をフィード
バック制御する制御手段（制御装置２６）とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、長尺丸棒状のワー
クを砥石とは反対側から押圧しながら研削を行う円筒研
削盤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、円筒研削盤で長尺丸棒状のワーク
を研削するためには、研削砥石をワークに押し付ける力
（研削力）が小さくなる状態で研削をしている。これ
は、ワークが前記研削力によって撓み、ワークの軸線方
向の両端部と中央部とで研削後の径が変化してしまうの
を防ぐためである。しかし、このように小さい研削力で
研削を行うと、能率が低く、研削作業に時間が長くかか
り過ぎる。このため、近年の円筒研削盤においては、研
削力と略等しい押圧力で研削砥石とは反対側からワーク
を押圧し、ワークが撓むのを防ぎながら研削力を増大さ
せて研削時間を短縮するものが提案されている。

【０００３】この種の円筒研削盤としては、例えば特開
平７−９３０４号公報に開示されたものがある。この公
報に示された円筒研削盤は、研削砥石から加えられる研
削力でワークが研削中に撓むのを防ぐために、ワークの
端部を支持する主軸センタと芯押し用センタに押圧力検
出用のセンサをそれぞれ装着し、これらのセンサによっ
て検出した押圧力の総和と略等しい力（補正力）で押圧
子をワークに押し付けるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように構成した従来の円筒研削盤は、ワークの軸線方
向の全域にわたって所望の径となるように研削すること
はできなかった。これは、研削時に研削力と拮抗する補
正力を押圧子によってワークに加えるため、研削中に主
軸センタと芯押し用センタに作用する荷重が微小になる
からである。この荷重は、研削力から前記補正力を差し
引いた値で、零に近い微小な値になる。

【０００５】すなわち、前記零に近い微小な荷重をセン
サによって検出しなければならず、押圧子の制御量の誤
差が大きくなってしまうから、上述したように加工精度
が低くなってしまう。高い精度で押圧力を制御するため
には、微小な荷重の変化を正確に検出できる高価なセン
サを使用しなければならず、製造コストが高くなってし
まう。特に、力を測定するのは一般的に別の物理量に一
旦変換する必要があるから高い精度が得難く、高い精度
を得るためには製造コストが高くなり易い。

【０００６】また、研削時には、砥石の砥粒が欠けたり
脱落したりして切削力が微細に変化するから、この切削
力の変化によってワークが振動するようになる。特に、
ワークが長尺丸棒状の場合には、研削力および補正力が
作用する部位から主軸センタまたは芯押し用センタまで
の距離が長く、ワークの振動に伴なう荷重を両端部でセ
ンサが検出してしまう。このため、零に近い小さな荷重
を精度よく検出することがより一層困難になる。

【０００７】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、高い精度をもって研削することが
できるとともに、製造コストが低い円筒研削盤を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明に係る円筒研削盤は、長尺丸棒状のワークの
両端をそれぞれ保持手段で保持してワークを回転させる
ワーク回転駆動手段と、砥石を回転させる砥石回転駆動
手段と、前記ワークと砥石の軸間距離を変化させる砥石
移動手段と、ワークの外周面におけるワークを挟んで砥
石と対向する部位に添接させた押圧子と、この押圧子を
ワークに添接した状態でワークの径方向において前進後
退の変位を可能とする押圧手段と、ワークの研削点と軸
線方向の略同じ外周面上でワークの外径を測定する外径
測定手段と、外径測定値と押圧子位置検出値から、前記
研削点におけるワークの撓み量を算出する撓み量算出手
段と、算出される撓み量が所定値以下になるように前記
押圧手段をフィードバック制御する制御手段とを備えた
ものである。

【０００９】本発明によれば、外径測定値と押圧子位置
検出値から前記研削点におけるワークの撓み量を算出
し、この撓み量が所定値以下になるように押圧子に前進
後退の変位をさせる制御をするから、撓み量が所定値以
下の状態で研削を行うことができる。

【００１０】請求項２に記載した発明に係る円筒研削盤
は、外径測定手段はワークの外径を検出し、押圧子位置
検出手段はワークの外径の１／２に撓み量を加算した寸
法を検出するから、押圧子を制御するために零に近い値
を検出する構造にさらには力を測定する方法に較べて、
分解能が低いセンサを使用することができる。また、簡
単な演算により撓み量を算出することができる。

【００１１】請求項３に記載した発明に係る円筒研削盤
は、請求項１または請求項２に記載した発明に係る円筒
研削盤において、砥石および押圧子に対してワークを相
対的に軸線方向へ移動させる平行移動手段を設けたもの
である。この発明によれば、研削中に平行移動手段によ
りワークを砥石および押圧子に対して移動させることに
よって、ワークの長手方向複数箇所の研削やトラバース
研削が可能になる。

【００１２】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明に係る円筒研削盤の一実施の形態を図１ないし図８に
よって詳細に説明する。図１は本発明に係る円筒研削盤
の構成を示す平面図、図２は本発明に係る円筒研削盤よ
って製造される軸の例を示す平面図、図３は本発明に係
る円筒研削盤の断面図、図４は定寸装置の測定部分を拡
大して示す図で、同図（Ａ）は平面図、同図（Ｂ）は側
面図である。図５は本発明に係る円筒研削盤の制御系の
ブロック図、図６および図７は本発明に係る円筒研削盤
の動作を説明するためのフローチャート、図８は同じく
タイムチャートである。

【００１３】これらの図において、符号１で示すもの
は、この実施の形態による円筒研削盤である。この円筒
研削盤１は、長尺丸棒状のワーク２を保持して軸線方向
へ平行移動させるためのワーク保持装置３と、研削砥石
４を有する砥石駆動装置５と、研削時のワーク２の撓み
を補正する補正装置６とを一つの基台７の上に搭載し、
長尺丸棒状のワーク２にトラバース研削やプランジ研削
を施すことができる構造を採っている。この円筒研削盤
１によって製造する軸の一例を図２に示す。図２に示す
軸８は、プランジ研削によって形成された第１の仕上げ
面９と、トラバース研削によって形成された第２の仕上
げ面１０を有する、いわゆる多段軸である。

【００１４】前記ワーク保持装置３は、ワーク２の一端
部をチャックからなる保持手段１１によって保持するワ
ーク回転駆動モータ１２と、ワーク２の他端部を回転自
在に保持する芯押台１３とをテーブル１４の上に装着
し、このテーブル１４をワーク支持台移動装置１５（図
５参照）によってワーク２の軸線方向へ平行移動できる
ように支持させている。前記ワーク回転駆動モータ１２
が本発明に係るワーク回転駆動手段を構成し、前記ワー
ク支持台移動装置１５が請求項２に記載した発明に係る
平行移動手段を構成している。

【００１５】すなわち、このワーク保持装置３は、ワー
ク２をワーク回転駆動モータ１２によって軸線回りに回
転させながら、ワーク支持台移動装置１５によって軸線
方向に平行移動可能とする構造を採っている。前記芯押
台１３は、従来からよく知られているように、ワーク２
を保持する保持手段を構成するセンタ１３ａがワーク２
の軸線方向に沿って平行移動できる構造のものを使用し
ている。

【００１６】前記砥石駆動装置５は、円板状の研削砥石
４を軸受装置１６によって回転自在に支持させ、砥石回
転駆動モータ１７の回転をベルト１８を介して伝達させ
て研削砥石４を高速で回転させる構造を採っている。ま
た、この砥石駆動装置５は、砥石前後進アクチュエータ
１９（図５参照）によって研削砥石４を外周面がワーク
２に対して進退するように平行移動させる構造を採って
いる。前記砥石回転駆動モータ１７が本発明に係る砥石
回転駆動手段を構成し、前記砥石前後進アクチュエータ
１９が本発明に係る砥石移動手段を構成している。この
砥石前後進アクチュエータ１９により研削砥石４をワー
ク２に接触させることによって、研削力がワーク２に作
用するようになる。

【００１７】前記補正装置６は、前記ワーク２の外周面
における前記研削砥石４とはワーク２を挟んで対向する
部位に添接させた押圧子２１と、この押圧子２１をワー
ク２側へ押圧する補正用油圧シリンダ２２と、この油圧
シリンダ２２に接続した位置センサ２３と、前記押圧子
２１、補正用油圧シリンダ２２および位置センサ２３を
ワーク２に対して接離する方向（図１においては上下方
向）へ平行移動させるスライド装置２４と、ワーク２の
外径を測定する定寸装置２５とを備えており、後述する
制御装置２６によって制御される。

【００１８】この実施の形態では、図３に示すように、
前記補正装置６の全体を前記基台７に支持させている。
前記補正用油圧シリンダ２２が本発明に係る押圧手段を
構成し、前記位置センサ２３と下記するスライダ位置セ
ンサ２４ｅが本発明に係る押圧子位置検出手段を構成
し、前記制御装置２６が本発明に係る制御手段を構成し
ている。

【００１９】前記押圧子２１は、ワーク２の外周面に添
接する複数のボール２１ａ（図３参照）を回転自在に装
着し、後述する補正用油圧シリンダ２２の第１のピスト
ンロッド部２２ａに取付けており、補正用油圧シリンダ
２２の押圧力をワーク２の軸心に向けて作用させる構造
を採っている。

【００２０】前記補正用油圧シリンダ２２は、図３に示
すように、複動シリンダからなり、前記押圧子２１を取
付けた第１のピストンロッド部２２ａと、他方の第２の
ピストンロッド部２２ｂとをピストン２２ｃに一体的に
形成し、第２のピストンロッド部２２ｂの先端に位置セ
ンサ２３を接続している。また、この補正用油圧シリン
ダ２２は、スライド装置２４のスライダ２４ａに支持さ
せている。

【００２１】前記スライド装置２４は、前記スライダ２
４ａをスクリューねじ軸２４ｂによってワーク２に対し
て進退するように平行移動させる構造を採っている。前
記スクリューねじ軸２４ｂは、ワーク２側の一端を軸受
２４ｃに回転自在に支持させ、他端をスクリューねじ軸
回転駆動モータ２４ｄに接続している。

【００２２】また、このスライド装置２４は、前記スラ
イダ２４ａを一定速度で前進または後退させるように構
成している。スライダ２４ａの移動可能な距離は前記補
正用油圧シリンダ２２のピストン２２ｃの可動距離より
長くなるように設定しており、しかも、スライダ２４ａ
の移動速度は、前記補正用油圧シリンダ２２のピストン
２２ｃより速くなるようにしている。すなわち、押圧子
２１とワーク２との距離が相対的に大きいときに押圧子
２１の移動速度が相対的に速くなる構造を採っている。

【００２３】また、補正用油圧シリンダ２２の二つの油
室は、図１に示すように切換えバルブ２７を接続し、こ
の切換えバルブ２７を介して油圧ユニット２８を接続し
ている。前記油圧ユニット２８は、タンク２８ａからポ
ンプ２８ｂによって作動油を切換えバルブ２７に供給す
るとともに、切換えバルブ２７から戻り側の作動油をタ
ンク２８ａに導く構造を採っている。切換えバルブ２７
は、補正用油圧シリンダ２２の二つの油室に選択的に作
動油を供給してピストン２２ｃの移動方向を切換える。

【００２４】この切換えバルブ２７も後述する制御装置
２６によって制御され、切換えバルブ２７によって前記
油圧シリンダ２２の一方の油室に作動油を供給するとと
もに他方の油室をタンク２８ａに連通させることによっ
て、ピストン２２ｃが前進または後退する。図３におい
てピストン２２ｃが左側へ移動（前進）することによっ
て、押圧子２１がワーク２を研削砥石４側へ押圧するよ
うになる。

【００２５】前記位置センサ２３は、前記補正用油圧シ
リンダ２２の第２のピストンロッド部２２ｂに一端が当
接する状態で図示していないブラケットを介して前記ス
ライダ２４ａに支持させており、前記一端のスライダ２
４ａに対する変位量を検出して変位量データとして後述
する制御装置２６に送出する構成を採っている。前記第
２のピストンロッド部２２ｂは、ピストン２２ｃと、第
１のピストンロッド部２２ａと、押圧子２１とともに一
体に移動するから、第２のピストンロッド部２２ｂの先
端の位置を検出することによって、押圧子２１の変位量
を検出することができる。なお、この位置センサ２３と
補正用油圧シリンダ２２は、各々の軸線が一致するとも
にスライダ２４ａの移動軸線と平行になるようにスライ
ダ２４ａに支持させている。また、位置センサ２３と補
正用油圧シリンダ２２の軸線は、研削砥石４の軸心およ
びワーク２の軸心を通るように設定してある。

【００２６】図３において省略した前記定寸装置２５
は、図４に示すように、先端部に設けた接触子２５ｃに
よりワーク２を上方と下方の両方から挟む２本のアーム
２５ａを装置本体２５ｂに設けた構造を採り、装置本体
２５ｂを基台７に固定している。前記装置本体２５ｂ
は、２本のアーム２５ａ，２５ａを油圧モータ２９（図
５参照）によってこれらのアーム２５ａの間隔が増大ま
たは減少する方向に駆動するとともに、接触子２５ｃが
ワーク２の外周面に接触する状態で２本のアーム２５ａ
の間隔を外径寸法センサ３０（図５参照）によって測定
する構造を採っている。

【００２７】前記センサ３０の検出データ（ワーク２の
外径）は、後述する制御装置２６に送出される。また、
この定寸装置２５は、ワーク２の研削点（研削砥石４が
接触する点）と軸線方向の略同じ外周面上でワーク２の
外径を測定するようにアーム２５ａを設けている。

【００２８】制御装置２６は、円筒研削盤１を制御する
ためのもので、図５に示すように、スタートスイッチ３
１と、定寸装置２５の外径寸法センサ３０と、位置セン
サ２３とを入力側に接続し、各種のアクチュエータを出
力側に接続している。アクチュエータとしては、研削前
に作動させてワーク２の装填作業や研削前準備に用いる
ものと、研削中に作動させるものとがある。研削前に作
動させるアクチュエータは、スクリューねじ軸回転駆動
モータ２４ｄと、定寸装置２５の油圧モータ２９と、芯
押台１３である。研削中に作動させるアクチュエータ
は、ワーク支持台移動装置１５と、砥石回転駆動モータ
１７と、ワーク回転駆動モータ１２と、砥石前後進アク
チュエータ１９と、切換えバルブ２７と、研削水供給装
置３２である。この研削水供給装置３２は、研削水を研
削砥石４とワーク２との接触部分に供給するためのもの
である。

【００２９】前記制御装置２６は、研削中にワーク２の
撓み量が零に近い所定値以下になるように補正用油圧シ
リンダ２２をフィードバック制御する回路を採ってい
る。前記撓み量は、ワーク２の両端を保持するセンタの
軸心どうしを結ぶ仮想軸線から押圧子２１までの寸法
と、定寸装置２５によって検出したワーク２の外径の１
／２との差の絶対値として求めている。すなわち、制御
装置２６が本発明に係る撓み量算出手段を構成し、前記
絶対値が零に近い所定値以下になるように、切換えバル
ブ２７を切換動作させて補正用油圧シリンダ２２をフィ
ードバック制御している。ここで、前記仮想軸線から押
圧子２１までの寸法は、決められた外径（以下、この外
径を基準外径という）で軸振れ等が殆どないように形成
されたマスターワーク（図示せず）をワーク保持装置３
に保持させて測定する。

【００３０】なお、前記仮想軸線から押圧子２１までの
寸法の２倍の値と、検出したワーク２の外径との差の絶
対値が、零に近い第２の所定値以下になるように補正用
油圧シリンダ２２をフィードバック制御してもよい。実
質的には検出撓み量を零に近いものとするフィードバッ
ク制御と同じものとなる。

【００３１】すなわち、ワーク保持装置３に保持させた
マスターワークの外周面に押圧子２１を当接させること
によって、前記仮想軸線から押圧子２１までの寸法が前
記基準外径になる。この状態での位置センサ２３の前記
一端（補正用油圧シリンダ２２の第２のピストンロッド
部２２ｂの先端）の位置Ｋ（スライダ２４ａに対する位
置）、およびスライダ位置センサ２４により検出される
スライダ２４ａの位置Ｌ（基台７に対する位置）を基準
位置としてそれぞれメモリ３３（図５参照）に記憶させ
ておき、研削中に前記基準位置と前記一端の位置との距
離を位置センサ２３およびスライダ位置センサ２４ｅ
（図５参照）のそれぞれの検出値に基づき算出すること
によって、研削中の前記仮想軸線から押圧子２１までの
寸法を求めることができる。前記基準位置は、マスター
ワーク２を使用しなくても設計寸法に基づいて設定する
ことができるが、各部材には製造公差があるため、マス
ターワーク２を使用したほうが精度が高くなる。

【００３２】次に、上述したように構成した円筒研削盤
１の動作を図６ないし図８によって説明する。この円筒
研削盤１においては、先ず、不図示のメインスタートス
イッチがオンすると、図６のステップＰ１で示すよう
に、砥石回転駆動モータ１７が回転を始める。

【００３３】次いで、ステップＰ２に示すように、ｎ箇
所の研削箇所（例えば図２の仕上げ面９，１０）毎に定
寸装置２５によってマスターワークの外径を測定し、定
寸装置２５にマスターワークの外径（Ｋ0・・・Ｋn-1）
を記憶させ、ステップＰ３に示すように、マスターワー
ク２の少なくとも１箇所の研削面対応部に押圧子２１を
接触させて位置センサ２３のゼロ点（基準位置）Ｌ0 を
メモリ３３に記憶させる。なお、実際に位置センサのゼ
ロ点を検出する前に、定寸装置２５で実測したマスター
ワーク外径寸法、あるいは図面上の外径寸法と、この外
径寸法位置に押圧子２１が来るとしたときのピストン２
２ｃ位置に対し、補正用油圧シリンダ２２が相対的に前
後方向に余裕をもって移動可能な補正用油圧シリンダ２
２位置すなわち連結固定されるスライダ２４ａ位置を算
出し、この位置にスライダ２４ａを移動させるためのサ
ーボモータからなるスクリューねじ軸回転駆動モータ２
４ｄの回転角量を、ｎ箇所の研削箇所毎に算出しＭ0，
Ｍ1‥‥Ｍn-1として記憶しておく。

【００３４】そして、スクリューねじ軸回転駆動モータ
２４ｄを回転角量Ｍ0 だけ回転させて停止したスライダ
２４ａの位置をスライダ位置センサ２４ｅで測定し、ス
ライダ位置センサ２４ｅのゼロ点（基準位置）Ｐ0 とし
てメモリに記憶させる。さらにＭ0と残りのＭ2‥‥Ｍn-
1 の各差だけスクリューねじ軸が回転するときのスライ
ダ２４の移動量を算出し、ゼロ点（基準位置）Ｐ0 に対
するn-1 箇所の研削箇所の各スライダ位置センサ２４ｅ
の目標値Ｐ1‥‥Ｐn-1となる。スライダ２４ａの位置が
ゼロ点Ｐ0 にある状態で補正用油圧シリンダ２２に油圧
を送り、マスターワーク２に押圧子２１を接触２０させ
て、前記したように位置センサのゼロ点を求める。

【００３５】このように研削前の設定作業を行った後、
ステップＰ４に示すようにワーク２を円筒研削盤１に固
定する。この作業は、ワーク２をワーク保持装置３の一
方の保持手段１１に保持させた状態で、図８に示すよう
にスタートスイッチ３１をＯＮ操作することによって行
う。スタートスイッチ３１がＯＮ操作されることによっ
て、芯押台１３が後退端から前進端へ移動してワーク２
がワーク保持装置３に保持され、その後、ワーク２およ
び砥石駆動装置５などを研削時に覆うカバー（図示せ
ず）の扉が閉じる。

【００３６】そして、図６のステップＰ５に示すよう
に、ワーク支持台移動装置１５によってワーク２の被研
削部分が研削砥石４と対向するようにワーク２を移動さ
せ、ステップＰ６に示すように、定寸装置２５を前進さ
せて２本のアーム２５ａでワーク２を挟む。このとき、
定寸装置２５によって測定されたワーク２の外径は、外
径データとして制御装置２６に送出される。なお、定寸
装置２５は、一定時間毎にワーク２の外径を測定し、そ
の都度制御装置２６に外径データを出力する。

【００３７】その後、ステップＰ７において補正装置６
のスライド装置２４をスライダ２４ａが前進端まで移動
するまで作動させるとともに、補正用油圧シリンダ２２
を作動させて押圧子２１をワーク２に接触させる。押圧
子２１が接触した状態で、補正用油圧シリンダ２２の第
２のピストンロッド部２２ｂの先端の位置を位置センサ
２３によって検出する。そして、上述した基準位置から
のずれ量を求め、ワーク保持装置３の両センタの軸心ど
うしを結ぶ仮想軸線と押圧子２１との間の寸法を求め
る。

【００３８】このように補正装置６を作動させてから図
８に示すように時間ｔ１が経過した後に研削水の供給を
開始し、時間ｔ２が経過した後に砥石駆動装置５により
研削砥石４を前進させてプランジ研削（ワーク２に対し
て研削砥石４をワーク軸方向に固定した研削）を行う。
なお、研削砥石４がワーク２に接触する前にワーク２は
ワーク回転駆動モータ１２によって回転を開始するよう
になっている。

【００３９】プランジ研削は、押圧子２１でワーク２を
押圧した状態で、研削砥石４を下記のように移動させて
行う。先ず、図８において点Ａで示すように、砥石駆動
装置５の砥石前後進アクチュエータ１９が研削砥石４を
後退端から荒研削開始点まで予め定めた前進速度で前進
させる。荒研削開始点まで研削砥石４が前進した後、図
８において点Ｂで示すように、前進速度を低下させて一
定速度で中仕上げ開始点を経て仕上げ研削開始点まで研
削砥石４を前進させる。仕上げ研削開始点に達した後、
図７中に点Ｃで示すように、さらに前進速度を低下させ
て一定速度で研削砥石４を前進端（この点が点Ｄ）まで
前進させる。

【００４０】このときには、ワーク２の外径が目標外径
寸法と一致するか、その目標外形寸法との差が微小な値
となるようにする。このためには、研削砥石４の前進端
位置までの前進量を予め決めておくか、定寸装置２５に
よって測定したワーク２の外径が前記目標外径寸法に一
致するまで研削砥石４を前進させる。

【００４１】研削中は、図６のステップＰ８に示すよう
に、制御装置２６が研削残りの有無を判定する。この判
定は、定寸装置２５によって測定した実際の外径と、目
標外径とを比較することによって行う。研削取代が有る
場合には、ステップＰ９に示すように補正部、すなわち
押圧子２１を補正用油圧シリンダ２２によって前進さ
せ、略同時に行われるステップＰ１０で研削砥石４をさ
らに前進させる。ステップＰ８で研削取代が無いと判定
された場合には図７に示すステップＰ１１に進む。

【００４２】ステップＰ９で押圧子２１を前進させると
きの前進位置は、上述したゼロ点に研削残り量の１／２
を加えた位置である。詳述すると、定寸装置２５によっ
て測定した外径の１／２と、ワーク保持装置３の二つの
センタの軸心どうしを結ぶ仮想軸線と押圧子２１の間の
寸法との差の絶対値（撓み量に相当する）が零に近い所
定値になるように、補正用油圧シリンダ２２をフィード
バック制御する。すなわち、押圧子２１をワーク２に添
接した状態で、ワーク２の径方向において撓み量が正で
大なるときピストン２２ｃを前進して押圧子２１を前進
させ、撓み量が負で大なるときピストン２２ｃを後退さ
せ押圧子２１を後退させる。このため、研削砥石４を前
進させたときのワーク２の撓み量が殆ど零になる状態で
研削を行うことができる。

【００４３】その後ステップＰ１２で、現在の研削箇所
がプランジ研削箇所（砥石幅より研削箇所の長手方向幅
が小さい箇所）ＰＬか、トラバース研削箇所（砥石幅よ
り研削箇所の長手方向幅が大きい箇所）ＴＲかのデータ
をメモリ３３から取り込み、ＰＬならばステップＰ１３
に進む。なお、トラバース研削は研削砥石４の軸方向移
動のない停止研削と軸方向移動のある移動研削からな
り、プランジ研削は停止研削からのみなるものである。

【００４４】ワーク２の外径が目標外径に達した後に、
ステップＰ１１に進み、研削砥石４の前進を停止させ
る。そして、図８中に点Ｄからトラバース研削において
は時間ｔ３が経過した後、ステップＰ１３に示すよう
に、ワーク支持台移動装置１５によってワーク２を軸線
方向に移動させ、移動研削を開始する。移動研削中に研
削砥石４からワーク２に研削力が加えられると、ワーク
２は研削砥石４に押圧されて撓むようになるが、このと
きにも、撓み量が零に近づくように補正装置６の押圧子
２１によってワーク２が研削砥石４側へ押圧され、フィ
ードバック制御がなされる。このため殆ど撓みがない状
態で移動研削が行われる。

【００４５】ワーク２のその研削箇所の研削範囲の全域
が研削されて移動研削が終了すると（図８中に点Ｅで示
す）、図７のステップＰ１３からステップＰ１４に進
み、定寸装置２５、装置６および研削砥石４を後退させ
る。すなわち、図８に示すように、移動研削が終了して
時間ｔ４が経過した後に補正装置６の押圧子２１を補正
用油圧シリンダ２２によって後退させ、押圧子２１が後
退端まで後退してから研削砥石４を後退させる。しかる
後、スライド装置２４によって押圧子２１を補正用油圧
シリンダ２２とともに高速で大きく後退させる。このよ
うにスライド装置２４で押圧子２１を速くワーク２から
遠ざけることができるから、研削後にワークの周囲の作
業スペースを速くしかも広く開放させることができるよ
うになる。なお、このスライド装置２４の後退動作中
に、次の着動作における微速小移動量分ピストン２２ｃ
も同様に後退させ、位置センサが０点となるようにす
る。

【００４６】次に、ステップＰ１５にて他の研削箇所の
有無を判定し、他の研削箇所が有る場合には前記ステッ
プＰ５に戻り、他の研削箇所が無い場合には、図８に示
すように研削水の供給を停止させ、扉を開とする。しか
る後、不図示のロボットあるいは作業者がステップＰ１
６でワーク保持装置３からワーク２を取外し、ステップ
Ｐ１７で他のワーク２を研削するか否かを判定する。他
のワーク２を研削する場合にはステップＰ４に戻り、他
のワーク２が無い場合には、ステップＰ１８で砥石の回
転を止めた後、全ての装置の電源が絶たれる。なお、図
８において時刻Ｔ３において（すなわち、研削水は停止
することなく、扉は閉を保ち、芯押台はワーク２を保持
したまま）ステップＰ５に戻ると、ワーク２をワーク支
持移動装置１５により移動させる。ステップＰ８〜Ｐ１
０の研削作業を経て再びステップＰ１１に至り、その研
削箇所がプランジ研削箇所であれば、ステップＰ２０に
示すように補正装置６および研削砥石を後退させ、ステ
ップＰ２０に示すように定寸装置２５を後退させる。

【００４７】すなわち、図８に示すように、時刻Ｔ１と
時刻Ｔ２の間の動作が省略され、研削砥石４の前進が停
止する点Ｄから時間ｔ３＋ｔ４経過後、押圧子２１が後
退し、スライド装置２４が後退し、さらに定寸装置２５
が後退し、ステップＰ１５の判断が実施される。

【００４８】したがって、上述したように構成した円筒
研削盤１によれば、ワーク２の撓み量が零に近い所定値
以下になるように補正用油圧シリンダ２２をフィードバ
ック制御するから、撓み量が所定値以下の状態で研削を
行うことができる。また、定寸装置２５はワーク２の外
径を検出し、補正装置６はワーク２の外径の１／２に撓
み量を加算した寸法を検出するから、押圧子２１を制御
するために零に近い値を検出する構造に較べて、分解能
が低いセンサを使用することができる。

【００４９】また、上述した円筒研削盤１によれば、ワ
ーク２に外径が大きく異なる研削箇所が複数ある場合、
例えば図２に示した多段軸８の第１の仕上げ面９を研削
した後に第２の仕上げ面１０を研削する場合には、補正
用油圧シリンダ２２の動作範囲を越えて押圧子２１の位
置を変えなければならないから、スライド装置２４によ
って補正用油圧シリンダ２２の位置を変更する。このた
め、この円筒研削盤１は、図２に示す多段軸８でも簡単
にしかも速く研削することができるようになる。

【００５０】しかも、補正用油圧シリンダ２２により押
圧子２１がワーク２に接触するまでの押圧子２１の押圧
移動量はワーク２の外径によらず略一定となるように、
各研削箇所毎にスライダ２４ａの位置を設定するように
しており、押圧子２１の押圧移動量を必要最低限にする
ことで、補正装置６の前進動作時間を全ての研削箇所で
小さくできる。

【００５１】補正用油圧シリンダ２２内のピストン２２
ｃの前進後退のストロークおよび移動速度を、それぞれ
スライダ２４ａの前進後退のストロークおよび移動速度
より小さくしているので、精度の高い撓み量を小さくす
るフィードバック制御が可能となるとともに、研削箇所
の移動、ワークの脱着に際し、時間短縮が可能かつワー
ク２と押圧子２１の空間を大きくとり作業性を高めるこ
とができる。

【００５２】また、位置センサ２３とスライダ位置セン
サ２４ｅに基づき二つの保持手段の軸心どうしを結ぶ仮
想軸線から押圧子２１とワーク２との接触点までの寸法
を検出している。力センサは例えば弾性体を介して力を
変形量に変換し、この変形量を例えば電圧あるいは電流
量などの電気量に変換するもので形成されるが、位置セ
ンサ２３とスライダ位置センサ２４ｅの両センサとも変
位を例えば電気量に変換するもののみでも形成可能であ
り、精度を高めることができる。かつ位置センサ２３と
スライダ位置センサ２４ｅの両センサとも大きな変位量
を検知させることで精度をより高めることができる。

【００５３】なお、ワーク２は研削砥石４が接触してい
ない状態でも振れ回りする場合があり、ワーク２の中央
部の振れ回り量が大きくなるから、各研削箇所において
最初に押圧子２１がワーク２に接触する点が中央に近い
程、補正用油圧シリンダ２２により押圧子２１がワーク
２に接触するまでの押圧子の押圧移動量を大きくとるよ
うに、スライダ２４ａの位置を設定するようにしてもよ
い。また、スライド位置センサ２４ｅを廃止し、算出し
メモリ３３に記憶されるスクリューねじ軸回転駆動モー
タ２４ｄの回転角量Ｍ0‥‥Ｍn-1のみでフィードフォワ
ード的にスライダ２４ａを各所定位置に移動させるよう
にしてもよい。

【００５４】（第２の実施の形態）トラバース研削を行
うためには、図９に示すようにワークの位置を変えるこ
となく行う構造を採ることができる。図９は他の実施の
形態を示す平面図である。同図において前記図１ないし
図８で説明したものと同一もしくは同等の部材について
は、同一符号を付し詳細な説明は省略する。

【００５５】図９に示す円筒研削盤１は、ワーク保持装
置３を基台７に固定し、砥石駆動装置５と、補正装置６
と、定寸装置２５とを移動テーブル４１に支持させて基
台７に対してワーク２の軸線方向へ平行移動させる構造
を採っている。このように構成しても第１の実施の形態
を採るときと同等の効果を奏する。

【００５６】さらに、ワーク保持装置３そのものが移動
するものに較べ、ワーク保持装置３の長手方向スペース
の範囲内で移動テーブル４１が平行移動するのみであ
り、円筒研削盤１に要求されるワーク２の長手方向のス
ペースをコンパクトにできる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、押
圧子を制御するために零に近い値を検出する構造に較べ
て、分解能が低いセンサを使用することができるから、
低い製造コストで高い精度をもってワークを研削できる
円筒研削盤を提供することができる。請求項２記載の発
明に係る円筒研削盤は、簡単な演算により撓み量を算出
しているので、フィードバック制御の応答性を高めるこ
とができる。

【００５８】請求項３記載の発明によれば、研削中に平
行移動手段によりワークを砥石および押圧子に対して移
動させることによって、ワークの長手方向複数箇所の研
削やトラバース研削が可能になるから、製造コストが低
くなるとともに研削精度が高くなるトラバース円筒研削
盤を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る円筒研削盤の構成を示す平面図
である。

【図２】 本発明に係る円筒研削盤１よって製造される
軸の例を示す平面図である。

【図３】 本発明に係る円筒研削盤の断面図である。

【図４】 定寸装置の測定部分を拡大して示す図であ
る。

【図５】 本発明に係る円筒研削盤の制御系のブロック
図である。

【図６】 本発明に係る円筒研削盤の動作を説明するた
めのフローチャートの一部である。

【図７】 本発明に係る円筒研削盤の動作を説明するた
めのフローチャートの残部である。

【図８】 本発明に係る円筒研削盤の動作を説明するた
めのタイムチャートである。

【図９】 他の実施の形態を示す平面図である。

【符号の説明】

１…円筒研削盤、２…ワーク、３…ワーク保持装置、４
…研削砥石、５…砥石駆動装置、６…補正装置、１２…
ワーク回転駆動モータ、１５…ワーク支持台移動装置、
１７…砥石回転駆動モータ、１９…砥石前後進アクチュ
エータ、２１…押圧子、２２…補正用油圧シリンダ、２
３…位置センサ、２４ｄ…スクリューねじ回転駆動モー
タ、２５…定寸装置、２６…制御装置、２７…切換えバ
ルブ。ふぐ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺丸棒状のワークの両端をそれぞれ保
   持手段で保持してワークを回転させるワーク回転駆動手
   段と、砥石を回転させる砥石回転駆動手段と、前記ワー
   クと砥石の軸間距離を変化させる砥石移動手段と、ワー
   クの外周面におけるワークを挟んで砥石と対向する部位
   に添接させた押圧子と、この押圧子をワークに添接した
   状態でワークの径方向において前進後退の変位を可能と
   する押圧手段と、ワークの研削点と軸線方向の略同じ外
   周面上でワークの外径を測定する外径測定手段と、外径
   測定値と押圧子位置検出値から、前記研削点におけるワ
   ークの撓み量を算出する撓み量算出手段と、算出される
   撓み量が所定値以下になるように前記押圧手段をフィー
   ドバック制御する制御手段とを備えたことを特徴とする
   円筒研削盤。
2. 【請求項２】 請求項１記載の円筒研削盤において、撓
   み量算出手段は前記外径測定値の１／２と前記押圧子位
   置検出値との差から撓み量を算出することを特徴とする
   円筒研削盤。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の円筒研削
   盤において、砥石および押圧子に対してワークを相対的
   に軸線方向へ移動させる平行移動手段を設けたことを特
   徴とする円筒研削盤。