JP2003340713A - 砥石のドレッシング方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えばＣＢＮ砥石のような高硬度砥石のドレ
ッシング作業の能率を向上することができる砥石のドレ
ッシング方法を提供する。 【解決手段】 回転ドレッサ２２をトラバース開始位置
からジグザグ状にトラバース移動させて、ＣＢＮ砥石１
３の外周面１３ａにアプローチ移動する。回転ドレッサ
２２が外周面１３ａに接触されたとき、回転ドレッサ２
２を外周面１３ａから後退させ、ジグザグトラバースモ
ードから平行トラバースモードに切り換え、外周面１３
ａのドレッシング作業を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＣＢＮ砥石
等の高硬度砥石のドレッシング方法及びその装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばクランクシャフト等のワー
クを研削する研削盤の砥石としてＣＢＮ（六方晶窒化ほ
う素）が用いられている。長時間の研削によりＣＢＮ砥
石が摩耗したり、目潰れや目詰まりが生じた場合、ツル
ーイング（整形）やドレッシング（目立て）を行って砥
石表面を修正していた。

【０００３】図７はＣＢＮ砥石１３のドレッシング方法
を示す平面図である。砥石１３の外周面１３ａから所定
のアプローチ距離Ｄだけ離隔させたトラバース開始位置
にある回転ドレッサ２２を所定の送りピッチＰで砥石１
３の回転軸に対して平行にトラバースしながら回転ドレ
ッサ２２を砥石１３の外周面１３ａにアプローチ移動さ
せる。回転ドレッサ２２が砥石１３の側端面に接触した
後、粗ドレッシングが行われ、その後に回転ドレッサ２
２のトラバース速度を上げて仕上げドレッシングが行わ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した砥
石１３のドレッシング方法は、回転ドレッサ２２を砥石
１３の外周面１３ａの側端面から接触させる方法をとっ
ているので、回転ドレッサ２２のトラバース時間が長く
なるという問題があった。この理由を以下に説明する。

【０００５】回転ドレッサ２２が砥石１３の外周面１３
ａの側端面から接触されるので、砥石のドレス量が多い
と回転ドレッサ２２の破損を招き、それを防止するため
にはドレス量を小さくする必要がある。このため、砥石
１３に対する切り込み量は、最大で通常５μｍに設定さ
れている。この５μｍの送りピッチＰで回転ドレッサ２
２を砥石に対して平行トラバースしなければならない。

【０００６】一方、回転ドレッサ２２のトラバース開始
位置から砥石１３の外周面１３ａまでのアプローチ距離
Ｄは、研削盤に組み込まれたドレッシング装置の精度、
関連部品の熱変位及び回転ドレッサ２２が外周面１３ａ
に誤って衝突するのを回避するための安全を考慮して、
例えば０．３ｍｍに設定されている。従って、アプロー
チ距離Ｄ（０．３ｍｍ）を前記送りピッチＰ（５μｍ）
で除算した６０回のトラバースを必要とする。トラバー
ス速度が例えば１２００ｍｍ／ｍｉｎとすると、３０ｍ
ｍ幅を移動する場合には一回のトラバース時間は１．５
秒であり、０．３ｍｍのトラバース送りするのに９０秒
を要することになる。研削盤によっては、前記アプロー
チ距離Ｄが大きくなり、トラバース時間が数分を要する
場合もある。このため、ドレッシング作業時間を短縮す
ることができず、ワークの研削作業の能率を低下させる
という問題があった。

【０００７】この発明は、上記従来の技術に存する問題
点を解消するためになされたものであって、その目的
は、例えばＣＢＮ砥石のような高硬度砥石のドレッシン
グ作業時間を大幅に短縮することができる砥石のドレッ
シング方法及びその装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、所定位置において回転
状態の砥石の外周面に沿って回転ドレッサをトラバース
させて砥石の外周面をドレッシングする砥石のドレッシ
ング方法において、前記回転ドレッサをトラバース開始
位置から砥石の外周面に対して斜め方向に交互にジグザ
グにトラバースして砥石の外周面に向かって所定距離づ
つアプローチさせ、回転ドレッサが砥石の外周面に接触
した後、該回転ドレッサをジグザグトラバースから砥石
の回転軸に対して平行に移動するように切り換えて砥石
の外周面をドレッシングすることを要旨とする。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記回転ドレッサが砥石の外周面に接触した後、該
回転ドレッサを砥石の外周面から所定距離だけ離れる方
向に後退させてから、砥石の回転軸に対して平行に移動
するようにしたことを要旨とする。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
において、前記回転ドレッサが砥石の外周面に接触した
後、該回転ドレッサが砥石の回転軸に対して平行に移動
し、左右いずれかの折り返し点から再び前記平行な移動
経路を引き返すようにしたことを要旨とする。

【００１１】請求項４に記載の発明は、所定の位置にお
いて、回転駆動される砥石と、この砥石の外周面に沿っ
てその幅方向に左右にトラバースしながらアプローチ移
動される回転ドレッサと、前記回転ドレッサをジグザグ
トラバースモード又は平行トラバースモードで送り制御
する制御装置と、回転ドレッサが砥石の外周面に接触さ
れたことを検出する接触検知手段と、前記接触検知手段
が作動されたとき、回転ドレッサをジグザグトラバース
モードから平行トラバースモードに切り換えるモード切
り換え手段とを含むことを要旨とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した一実
施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図２は研削盤
の一部を示す。砥石台１１の上面にはモータ１２が装設
され、その出力軸にはＣＢＮ（六方晶窒化ほう素）砥石
１３が装着されている。前記砥石台１１は図示しないが
主軸台に装着されたカムシャフト等のワークに対し接近
移動されてワークの研削を行うように構成されている。

【００１３】前記砥石台１１の上面にはドレッシング機
構１４が装設され、ドレッシング機構１４を移動するた
めに砥石台１１の上面に対し前記砥石１３の回転軸線と
平行にＸ軸案内レール１５が配設されている。このＸ軸
案内レール１５にはＸ軸サドル１６がＸ軸方向に往復動
可能に支持され、Ｘ軸サーボモータ１７によって同方向
に往復動される。前記Ｘ軸サドル１６にはＹ軸方向にＹ
軸案内レール１８が取り付けられ、このＹ軸案内レール
１８にはＹ軸サドル１９が往復動可能に支持され、Ｘ軸
サドル１６の上端部に設けたＹ軸駆動モータ２０により
Ｙ軸サドル１９がＹ軸方向に往復動される。前記Ｙ軸サ
ドル１９の前面にはモータ２１が取り付けられ、このモ
ータ２１の出力軸には回転ドレッサ２２が支持されてい
る。前記Ｘ軸案内レール１５、Ｘ軸サドル１６、Ｘ軸サ
ーボモータ１７及び図示しない送りねじにより回転ドレ
ッサ２２をトラバースするトラバース機構２３が構成さ
れている。

【００１４】前記Ｙ軸案内レール１８、Ｙ軸サドル１９
及びＹ軸駆動モータ２０により回転ドレッサ２２をＹ軸
方向に送り移動する送り機構２４が構成されている。前
記モータ２１には接触検知手段としてのアコースティク
・エミッション（ＡＥ）センサ２５が取り付けられ、砥
石１３の外周面１３ａに回転ドレッサ２２が接触したと
き接触信号を発生するようになっている。

【００１５】次に、前記ドレッシング装置の制御装置３
１を図３に基づいて説明する。制御装置３１は、各種の
演算や処理動作を行うためのマイクロプロセッサ３２を
備えている。マイクロプロセッサ３２には予め設定され
たドレッシング作業プログラムや固定の数値データ等の
補助記憶装置３３と、新たに検出された数値データ等を
書き込み・読み出し可能なランダム・アクセス・メモリ
ー（ＲＡＭ）３４が接続されている。マイクロプロセッ
サ３２には、トラバース速度制御部３５、単位トラバー
ス毎の送りピッチ制御部３６及びトラバースモード切換
制御部３７が設けられている。マイクロプロセッサ３２
には図示しない駆動回路を介して前記各モータ１２，２
１及びＸ軸サーボモータ１７、Ｙ軸駆動モータ２０が接
続されている。

【００１６】なお、前記制御装置３１には図示しない
が、各種のデータやドレッシング作業プログラムを入力
するキーボード及びマウスが接続され、入力データ等を
表示するディスプレイも接続されている。

【００１７】図２に示すモータ１２及び砥石１３は砥石
台１１の所定位置から図示しない移動機構によりワーク
の研削作業位置に移動されてワークの研削作業を行う。
所定時間ワークの研削を行った砥石１３の表面は摩耗し
たり、目潰れや目詰まりが生じたりしているので、ドレ
ッシング機構１４を用いて、砥石１３が以下のようにド
レッシングされる。

【００１８】回転ドレッサ２２を砥石１３と対応する位
置まで移動した後、砥石１３を所定の周速（例えば２０
０ｍ／ｓｅｃ）で回転する。一方、ドレッシング機構１
４のモータ２１を起動して回転ドレッサ２２を所定の周
速（例えば１７０ｍ／ｓｅｃ）で回転させる。この状態
でＸ軸サーボモータ１７及びＹ軸駆動モータ２０を起動
してＸ軸サドル１６をＸ軸方向に移動させる。これとと
もに、Ｙ軸サドル１９をＹ軸方向に移動させて回転ドレ
ッサ２２を図１に示すように斜め前方から砥石１３に向
けて傾斜移動を繰り返してジグザグ状にトラバース（以
下単にジグザグトラバースという）しながら外周面１３
ａに向かってアプローチ移動する。この回転ドレッサ２
２のジグザグトラバースの送りピッチＰは、例えば０．
１ｍｍに設定される。このアプローチ移動におけるトラ
バース速度は、例えば１２００ｍｍ／ｍｉｎに設定され
る。

【００１９】次に、アプローチ移動が最終段階に近づ
き、回転ドレッサ２２が砥石１３の外周面１３ａに接触
すると、ＡＥセンサ２５が接触状態を検出し、その信号
がトラバース速度制御部３５、送りピッチ制御部３６及
びトラバースモード切換制御部３７に入力される。そし
て、図１に示すように、回転ドレッサ２２が外周面１３
ａに接触する点（矢印Ｍ１参照）からＡＥセンサ２５が
作動される点（矢印Ｍ２参照）までの間には、回転ドレ
ッサ２２が外周面１３ａに若干食い込む。この食い込み
深さΔＰ１は、例えば１〜３μｍである。

【００２０】上記のようにＡＥセンサ２５が作動される
と、回転ドレッサ２２が一旦外周面１３ａから所定距離
ΔＰ２（例えば０．０２ｍｍ）だけ後退される。その
後、回転ドレッサ２２がトラバースモード切換制御部３
７からの切り換え信号によりジグザグトラバースモード
から平行トラバースモードに切り換えられる。そして、
サーボモータ１７の回転速度、つまりトラバース速度を
粗ドレッシングに必要な２００ｍｍ／ｍｉｎに落として
砥石１３の表面を粗ドレッシングする。この粗ドレッシ
ング時の前記Ｙ軸駆動モータ２０による回転ドレッサ２
２のＹ軸方向への送りピッチは、例えば１〜５μｍ／単
位トラバースに設定されている。この結果、回転ドレッ
サ２２のトラバースが数回程度行われると、砥石１３の
表面がほぼ平坦になる。

【００２１】予め設定された所定時間は低速（２００ｍ
ｍ／ｍｉｎ）でトラバースが行われ、粗ドレッシングが
継続される。このため、砥石１３の表面に生じていた段
差部がなくなって実際に砥石１３の周面が平坦となる。
所定時間が経過するとマイクロプロセッサ３２により、
Ｘ軸サーボモータ１７に対しトラバース速度を例えば１
６００ｍｍ／ｍｉｎに上昇させる指令が出されて、回転
ドレッサ２２が高速でトラバースされ、砥石１３の周面
が仕上げドレッシングされる。このため、砥石１３の外
周面が平坦に仕上げドレッシングされるとともに、適切
なリードピッチのリード目が形成される。

【００２２】次に、前記実施形態により把握される効果
を構成とともに記載する。 （１）前記回転ドレッサ２２を砥石１３の外周面１３ａ
に向かって、ジグザグ状にトラバースし、回転ドレッサ
２２が砥石１３の外周面１３ａに接触した後、通常の平
行トラバース動作により砥石のドレッシング作業を行う
ようにした。このため、回転ドレッサ２２のトラバース
送り時間を短縮することができる。回転ドレッサの送り
ピッチＰを例えば０．１ｍｍとすると、アプローチ距離
Ｄが０．３ｍｍの場合、三回のトラバースで回転ドレッ
サ２２が外周面１３ａに接触することになる。従って、
単位トラバース時間が１．５秒の場合には、トラバース
時間が４．５秒となり、従来のトラバース時間（９０
秒）と比較して、大幅に時間短縮を図ることができる。

【００２３】ここで、回転ドレッサ２２が砥石１３に接
触する際には、傾斜角が緩やかな状態で斜めに接触され
る。この傾斜角はトラバースの幅寸法Ｗ２２を３０ｍ
ｍ、送りピッチＰを０．１ｍｍとすると、トラバース幅
１ｍｍ当り０．００３３ｍｍ（３．３μｍ）となり、接
触時に回転ドレッサ２２や砥石１３に損傷が生じること
は殆んどない。又、ＡＥセンサ２５が接触を検知してか
ら回転ドレッサ２２がトラバース方向に進む距離は、３
０ｍｍ以内であり、最大切り込み深さは３．３μｍ以内
となる。しかし、回転ドレッサ２２の食い込み抵抗が徐
々に大きくなるので、回転ドレッサ２２が破損すること
はない。

【００２４】ところで、前記回転ドレッサ２２のトラバ
ース幅寸法Ｗ２２のうち砥石１３の外周面１３ａからは
み出したオーバーストローク寸法〔（Ｗ２２−Ｗ１３）
÷２〕は、５ｍｍ程度に設定されている。従って、回転
ドレッサ２２のジグザグトラバースの折り返し点Ｔが外
周面１３ａと同じ位置にある場合には、回転ドレッサ２
２が外周面１３ａの側面に対し切り込み深さ１５μｍ
（５×３．３μｍ）で接触することになる。このため、
回転ドレッサ２２がジグザグトラバースにおいて、オー
バーストロークする場合には、接触点Ｍ１が常に外周面
１３ａに接触するようにアプローチ距離Ｄに応じて送り
ピッチＰを設定する必要がある。このためには、砥石１
３の外周面１３ａの幅方向の中心に常に回転ドレッサ２
２が接触するように予めジグザグトラバースモードの設
定をしておくことが考えられる。

【００２５】（２）前記実施形態では、回転ドレッサ２
２が砥石１３の外周面１３ａに接触した後、回転ドレッ
サ２２を一旦所定距離ΔＰ２だけ後退させ、その後、平
行トラバースモードに切り換え、ＣＢＮ砥石のドレッシ
ング作業を行うようにした。このため、ＣＢＮ砥石のド
レッシング作業を所定の送りピッチで適正に行うことが
できる。

【００２６】（３）研削盤の砥石台１１の上部にドレッ
シング機構１４を設けたので、研削盤から砥石１３を取
り外すことなく、砥石１３のドレッシング作業を行うこ
とができ、そのドレッシング精度を向上することができ
る。

【００２７】なお、前記実施形態は次のように変更する
こともできる。 ・図４に示すように、回転ドレッサ２２のトラバース幅
寸法Ｗ２２を、砥石１３の幅寸法Ｗ１３よりも小さくし
てもよい。

【００２８】この場合には回転ドレッサ２２の砥石１３
に対する接触点Ｍ１が常に外周面１３ａ上に現れるの
で、前述したトラバースのオーバーラン寸法を考慮する
必要が無くなるという利点がある。

【００２９】・図５に示すように、砥石１３の外周面１
３ａに回転ドレッサ２２が接触し、ＡＥセンサ２５が作
動した後、直ちに平行トラバースに移行し、一旦オーバ
ーランの折り返し点Ｔに移動する。そして、送り量を変
更することなくそのまま折り返し、外周面１３ａのドレ
ッシング作業を一往復だけ行う。さらに、反対側のオー
バーランの折り返し点Ｔ' から平行トラバース送り動作
を開始して、外周面１３ａのドレッシング作業を行うよ
うにしてもよい。

【００３０】・図６に示すように、砥石１３の外周面１
３ａに回転ドレッサ２２が接触した後、逆方向へ平行ト
ラバースにより移行し、一旦左側のオーバーランの折り
返し点Ｔ' に移動してそのまま折り返し、外周面１３ａ
のドレッシング作業を行う。そして、右側のオーバーラ
ンの折り返し点Ｔから平行トラバースの送り動作を開始
して、外周面１３ａのドレッシング作業を行うようにし
てもよい。

【００３１】・研削盤から取り外された砥石をドレッシ
ングする専用のドレッシング装置に具体化してもよい。 ・ＡＥセンサ２５に代えて、 接触状態を検出するセンサ
として、回転ドレッサ２２が外周面１３ａに接触する際
の接触音をマイクロフォンで検出するようにしてもよ
い。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜４に記
載の発明は、例えばＣＢＮ砥石のような高硬度砥石のド
レッシング作業の能率を向上することができ、ひいては
研削盤のワークの研削作業の能率を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明を具体化した砥石のドレッシング方
法の一実施形態を示す平面図。

【図２】 ドレッシング装置の正面図。

【図３】 制御装置のブロック回路図。

【図４】 別のドレッシング方法を示す平面図。

【図５】 別のドレッシング方法を示す平面図。

【図６】 別のドレッシング方法を示す平面図。

【図７】 従来のドレッシング方法を示す平面図。

【符号の説明】

Ｐ…送りピッチ、Ｍ１…接触点、Ｗ１３，Ｗ２２…幅寸
法、１３…砥石、１３ａ…外周面、２２…回転ドレッ
サ、３１…制御装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定位置において回転状態の砥石の外周
   面に沿って回転ドレッサをトラバースさせて砥石の外周
   面をドレッシングする砥石のドレッシング方法におい
   て、 前記回転ドレッサをトラバース開始位置から砥石の外周
   面に対して斜め方向に交互にジグザグにトラバースして
   砥石の外周面に向かって所定距離づつアプローチさせ、
   回転ドレッサが砥石の外周面に接触した後、該回転ドレ
   ッサをジグザグトラバースから砥石の回転軸に対して平
   行に移動するように切り換えて砥石の外周面をドレッシ
   ングする砥石のドレッシング方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記回転ドレッサが
   砥石の外周面に接触した後、該回転ドレッサを砥石の外
   周面から所定距離だけ離れる方向に後退させてから、砥
   石の回転軸に対して平行に移動するようにした砥石のド
   レッシング方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記回転ドレ
   ッサが砥石の外周面に接触した後、該回転ドレッサが砥
   石の回転軸に対して平行に移動し、左右いずれかの折り
   返し点から再び前記平行な移動経路を引き返すようにし
   た砥石のドレッシング方法。
4. 【請求項４】 所定の位置において、回転駆動される砥
   石と、 この砥石の外周面に沿ってその幅方向に左右にトラバー
   スしながらアプローチ移動される回転ドレッサと、 前記回転ドレッサをジグザグトラバースモード又は平行
   トラバースモードで送り制御する制御装置と、 回転ドレッサが砥石の外周面に接触されたことを検出す
   る接触検知手段と、 前記接触検知手段が作動されたとき、回転ドレッサをジ
   グザグトラバースモードから平行トラバースモードに切
   り換えるモード切り換え手段とを含む砥石のドレッシン
   グ装置。