JP2004142013A - Preventative maintainable device in cylindrical grinding machine - Google Patents

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JP2004142013A
JP2004142013A JP2002309352A JP2002309352A JP2004142013A JP 2004142013 A JP2004142013 A JP 2004142013A JP 2002309352 A JP2002309352 A JP 2002309352A JP 2002309352 A JP2002309352 A JP 2002309352A JP 2004142013 A JP2004142013 A JP 2004142013A
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vibration
grinding
cylindrical
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workpiece
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Sakae Toyoda
豊田 栄
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KONDO KK
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KONDO KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a preventative maintainable device from a mechanical vibrational point of view which can be installed on one or several cylindrical grinding machines easily, and used to maintain highly accurate grinding work. <P>SOLUTION: The cylindrical grinding machine having a measuring device L for measuring the stock removal of a work being ground and emitting a grinding finishing signal when a finishing dimension is reached comprises a vibration sensor S installed on a rotation section such as a spindle 5, a grinding wheel spindle 15 and a vibration analyzing means installed in a measuring amplifier 32 of the device L and capable of analyzing vibrational data measured by the vibration sensor S. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転部に装着された軸受等の回転部品の劣化や異常を検出して作業者に知らせたり、或いは強地震等の過大振動が発生した場合に機械を非常停止させて、作業者の安全を確保するための円筒研削盤における予防保全装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
円筒研削盤において、主軸、砥石軸等の回転部の不良は、加工不良(真円度不良、面粗度不良、寸法不良)に直結する。そこで、円筒研削盤を含めて、大規模な工場において多数の加工機械の回転部の不良を監視する装置として、「連続監視システム」と称されるものが考えられている。
【0003】
この「連続監視システム」は、図6に示されるように、多数の機械(A,A2 ・・An )の回転部にそれぞれ振動センサSを装着して、各機械(A,A2 ・・An )の振動発生の状態をそれぞれモニターTにより監視して、その状況をパソコンPCで処理することにより、集中管理する方式である。この「連続監視システム」は、多数の機械を監視の対象としているため、その設置にコストがかかり、1ないし数台単位で納入する機械に対しては、コスト高となって不向きであった。
【0004】
このため、従来においては、少数単位で納入する機械に対しては、振動解析装置を備えないで納入しているのが実情であり、その回転部の不良を監視することはできなかった。また、当然のことながら、強地震等の過大な振動が発生した場合に、この振動値から非常事態であると認識して、機械を非常停止させて安全を図るという装置も出現していなかった。
【0005】
一方、円筒研削盤は、研削中の被加工物の研削量を測定して、仕上寸法に達したら研削終了信号を発して機械を停止させる定寸装置を備えているため、本発明者は、1ないし数台単位で納入する円筒研削盤に対しては、上記定寸装置を利用することにより、少数単位で納入する円筒研削盤に対しても、振動面での保全が可能であるとの着想を得るに至った。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、1ないし数台の円筒研削盤に対しても簡単に装着して、高精度の研削加工を持続できる機械振動上の予防保全装置の提供である。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための請求項1の発明は、研削中の被加工物の研削量を測定して、仕上寸法に達したら研削終了信号を発する定寸装置を備えた円筒研削盤において、主軸、砥石軸等の回転部に装着される振動センサと、前記定寸装置の測定アンプに組み込まれて、前記振動センサで測定されて振動データを解析可能な振動解析手段とを備えることを特徴としている。
【0008】
請求項1の発明によれば、円筒研削盤に備え付けの定寸装置を構成する測定アンプは、CPU(中央演算処理装置)を内蔵していて、振動解析手段(振動解析ソフト)のインストールが可能である。このため、円筒研削盤の回転部に装着された振動センサの検出データである振動値は、定寸装置に組み込まれた振動解析手段により解析評価されて、その評価結果が出力される。例えば、前記振動値は、振動の強さによって数段階のレベルに分けられて、そのレベルに対応する内容(例えば、許容内振動、部品交換準備が必要な振動、部品交換が必要な振動等)が定寸装置の表示画面に表示される。この結果、作業者は、その振動の強さを知った状態で加工を行えて、回転部品の損傷が検知された場合には、加工不良が発生する手前において部品交換することが可能となって、高精度の研削加工が可能となる。また、回転部に装着された回転部品の劣化や異常の内容、及びその程度を知ることができるので、部品交換の準備等を予め行える。
【0009】
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、振動解析手段により解析された振動値が、強地震発生等が原因の運転不能値を超える場合には、前記定寸装置の測定アンプから円筒研削盤を停止させる非常停止信号が発せられる構成であることを特徴としている。
【0010】
請求項2の発明によれば、強地震等が原因で機械の継続運転が不能な強振動が発生した場合には、継続運転が危険な値を超える振動値は、振動解析手段により非常停止信号となって出力されて、機械の運転を自動停止させる。このように、強地震等の危険事態発生時に機械の運転が自動停止されるために、作業者の安全が確保される。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、実施形態を挙げて、本発明について更に詳細に説明する。最初に回転部を主体にした円筒研作盤K、及びこれに装着される定寸装置Lの各概略について説明し、その後に、本発明に係る予防保全装置Nについて説明する。図1は、円筒研削盤Kの回転部を主体に示した概略平面図であり、図2は、一部を破断した図1のU矢視図であり、図3は、同じくV矢視図である。図1ないし図3において、ベース1の上面には、Z軸往復台2がZ軸方向にスライド可能に配設されて、前記Z軸往復台2には、主軸台3と心押台4とがZ軸方向に沿って対向配置されている。主軸台3には主軸5が、その両端部を一対の軸受B1 を介して支持されており、前記主軸5は、往復台2に搭載された主軸駆動モータM1 の駆動力がベルト伝動装置25を介して伝達されて駆動回転される。また、Z軸往復台2は、ベース1に設けられたV字状の案内溝6に案内されてZ軸方向にスライド可能になっており、Z軸往復台2の下面には、ボールナットホルダー7が一体に設けられている。ベース1におけるZ軸ボールネジ8が配置される部分の両端部には、それぞれ軸受台10が設けられている。Z軸ボールネジ8は、その両端部が各軸受台10に取付けられた軸受B2 で支持されて、前記ボールナットホルダー7に設けられたボールナット9と螺合されて、Z軸ACサーボモータM2 により回転制御されて、Z軸往復台2は、Z軸方向に沿った移動量が制御されて移動する。円筒状をした被加工物Wは、主軸台3及び心押台4の各センター11,12により両端支持された状態で、主軸駆動モータM1 の駆動力が主軸5及びケレー類(図示せず)を介して伝達されて、後述の研削砥石16と同方向に低速回転される。
【0012】
また、ベース1の上面におけるZ軸往復台2の側方には、Z軸方向と直交するX軸方向に沿って砥石台13が往復移動可能に配設されている。この砥石台13の砥石軸支持ハウジング14には、砥石軸15がZ軸方向に沿って配置されて、その両端部が一対の軸受B3 で支持され、砥石軸15における砥石台13から突出した部分に研削砥石16が取付けられている。砥石台13には、砥石軸駆動モータM3 が搭載され、その駆動力は、ベルト伝動装置17を介して砥石軸15に伝達される。また、砥石台13の下面には、ボールナットホルダー18が一体に設けられて、ベース1におけるX軸ボールネジ19が配置される部分の両端部には、それぞれ軸受台21が設けられている。X軸ボールネジ19は、その両端部が各軸受台21に取付けられた軸受B4 で支持されて、前記ボールナットホルダー18に設けられたボールナット22と螺合されて、X軸ACサーボモータM4 によって制御回転される。このように、砥石台13は、X軸ACサーボモータM4 によってX軸方向の移動量が制御されて移動して、被加工物Wに対して切込みを与える。なお、上記した各軸受B1 〜B4 は、いずれもラジアル及びスラストの双方の荷重を支持可能な構造のものである。
【0013】
そして、被加工物Wは、主軸台3及び心押台4の各センター11,12により両端支持された状態で、主軸5の駆動回転より低速で研削砥石16と同方向に回転する。このように、被加工物Wは、所定方向に低速で回転した状態で、Z軸往復台2は、Z軸ACサーボモータM2 により制御されて、被加工物Wの長さよりも長いストロークでもってZ軸方向に往復移動する。これにより被加工物Wは、上記ストロークでもってZ軸方向に往復移動する。一方、X軸ACサーボモータM4 により砥石台13は、被加工物Wが半往復する毎に、これに近接するX軸方向に移動して、被加工物Wに対して切込みを与えられて、被加工物Wは、研削砥石16により所定量ずつ切削される。そして、この切込み量は、後述の定寸装置Lによって制御される。
【0014】
次に、図4の原理図を参照して、上記した定寸装置Lについて説明する。この定寸装置Lは、「インプロセスゲージ」と称されていて、研削中の被加工物Wの外径を直接に測定して、その測定値が予め設定された仕上寸法に達したら、加工終了信号を発するものであって、前記Z軸往復台2に装着される測定ヘッド31と、加工データの入力設定、及び諸信号の出力を行う測定アンプ32とで構成される。測定ヘッド31は、被加工物Wの外径を測定する一対の測定子33を備えていて、被加工物Wの軸心と直交するZ軸方向に沿って前記被加工物Wに対して進退可能に配設され、直線駆動手段であるエアシリンダ34によって進退動する。また、測定アンプ32は、円筒研削盤Kの制御部23に対して「インプット・アウトプット接続」されていて、予め設定された加工データの入力、及び表示部35に表示される加工状態、円筒研削盤Kに対する加工終了信号等の諸信号の出力を行い、CPU(中央演算処理装置)を内蔵している。
【0015】
そして、主軸5の回転開始後において、測定ヘッド31を前進させて、被加工物Wの外径測定を開始する。円筒研削における一般の加工工程は、研削砥石16の切込み量の大きな粗研、これの小さな精研、及び研削砥石16を停止させて、その切込み量を零とするスパークアウトとがあり、測定アンプ32には、その加工目的に応じて、精研及びスパークアウトをそれぞれ開始させる各信号点を入力して設定してある。具体的には、被加工物Wの外径を(Dmm)に仕上げる場合には、その素材の外径は、〔(D+α)mm〕となっていて、例えば、被加工物Wの外径が(Dmm+35μm)に達したら粗研から精研に切り換えるための精研信号を発し、更に、素材の外径が(Dmm+5μm)に達したらスパークアウト信号が発せられるように設定しておく。
【0016】
これにより、素材の外径が(Dmm+35μm)に達して、精研信号が発せられるまでは、研削砥石16の切込み量を大きくして高速加工が行われ、精研信号が発せられることにより、研削砥石16の切込み量が小さくなって低速加工が行われる。更に、素材の外径が(Dmm+5μm)に達してスパークアウト信号が発せられると、研削砥石16の切込みが停止した状態で研削が続行され、その後に、素材の外径が(Dmm)に達すると、円筒研削盤Kに対して加工終了信号が発せられて、砥石台13が被加工物Wに対して後退した後に、主軸5の駆動モータM1 が停止する。
【0017】
このように、円筒研削盤Kにより被加工物Wの研削加工を行う場合に、その回転部において振動が発生される。ここで、回転部とは、主軸5、Z軸ボールネジ8、砥石軸15及びX軸ボールネジ19であり、いずれもその両端部は、一対の軸受B1 〜B4 で支持されている。回転部の不良の典型は、軸受B1 〜B4 の磨耗、劣化等であって、この不良によって、被加工物Wは、真円度不良、面粗度不良、寸法不良等の加工不良が発生し易くなる。そして、回転部の不良は、まず振動となって現れる。
【0018】
そこで、本発明は、上記回転部に装着される振動センサSと、前記定寸装置Lを構成する測定アンプ32に組み込まれて、前記振動センサSで測定された振動データを解析可能な振動解析ソフトとによって、円筒研削盤Kの予防保全装置Nを構成した。
【0019】
そして、円筒研削盤Kの回転部における振動センサSの取付部位としては、主軸5に関しては、主軸台3の表面における主軸5の両端の軸受B1 の部分(P)である。また、Z軸ボールネジ8に関しては、その両端の軸受B2 を組み込んでいる各軸受台10の表面部分(P)、及び前記Z軸ボールネジ8と螺合するボールナット9が組み込まれたボールナットホルダー7の表面部分(P)である。また、砥石軸15に関しては、砥石軸支持ハウジング14の表面における砥石軸15の両端の軸受B3 の部分(P)である。更に、X軸ボールネジ19に関しては、その両端の軸受B4 を組み込んでいる各軸受台21の表面部分(P)、及び前記X軸ボールネジ19と螺合するボールナット22が組み込まれたボールナットホルダー18の表面部分(P)である。振動センサSは、振動の変位、速度、又は加速度のいずれかを検出して、その値により振動の大きさ(強さ)を検出するものであって、振動の簡易診断には、振動の速度又は加速度を測定するのがよいとされている。振動センサSにより検出された振動データは、定寸装置Lの測定アンプ32に入力される(図4参照)。
【0020】
一方、定寸装置Lの測定アンプ32には、前記回転部に取付けた振動センサSにより検出された振動データを解析するための振動解析ソフトが組み込まれて(インストールされて)いると共に、ユーザーの選択により、その振動の大きさ(強さ)に比例する複数の振動レベルの各接点が予め設定されて入力されている。即ち、図5に示される例では、振動レベルは、4段階に分けられている。レベル1,2は、いずれも「許容範囲」の振動であって、両レベル1,2の差異は、レベル1は、レベル2よりも振動が小さいために、「部品交換準備」の必要はないが、レベル2では、その必要がある点であり、いずれも測定アンプ32の表示部35にその旨の出力表示がなされて、機械の運転は続行される。また、レベル3は、「部品交換」を必要とする振動の大きさであって、測定アンプ32の表示部35にその旨の出力表示がなされて、機械の運転は続行される。更に、レベル4は、強地震発生時等の場合であって、非常停止信号が出力されて、この信号が円筒研削盤Kの制御部23に入力されて、機械の運転は非常停止されると共に、測定アンプ32の表示部35にその旨の出力表示がなされる。なお、振動解析ソフトに対する各振動レベルの設定は、ユーザー毎に、或いは被加工物毎に、いずれも最適値を選択して設定可能である。
【0021】
このように、振動センサSが取付けられた回転部位における振動のレベルは、測定アンプ32の表示部35、及び機械の表示画面に常に表示され、現実には、主軸5の軸受B1 と砥石軸15の軸受B3 の損傷が原因で、振動が発生する頻度が最も多い。よって、作業者は、軸受B1 〜B4 等の回転部品が劣化したり、損傷が発生した場合には、その旨が予め検知できるため、加工不良が発生する前に不良部品の交換を行えて、高精度の研削加工を持続できる。また、振動レベルが高い場合には、その振動レベルに対応した不良内容が表示されるため、部品交換の準備等を予め行える。また、強地震等が原因で機械の継続運転が困難又は不能な強振動が発生した場合には、振動解析ソフトから非常停止信号となって出力されて、機械の制御部23に入力されるため、機械の運転が自動停止される。このように、強地震等の危険事態発生時に機械の運転が自動停止されるために、作業者の安全が確保される。
【0022】
また、上記実施形態の円筒研削盤Kは、円筒状をした被加工物Wの外周を研削するものであって、これに装着される定寸装置Lは、研削中において被加工物Wの外径を、測定ヘッド31の一対の測定子33により直接に測定する構成である。これに対して、被加工物の内周を研削する円筒研削盤に装着される定寸装置には、「一点測定方式」と称して、被加工物の加工中において、その内周面の一点のみを測定して内径を測定するものであり、この形式の定寸装置に振動解析ソフトを組み込めば、上記した外周研削の場合と同様にして、加工中の振動状態を知った上で、加工を行える。
【0023】
【発明の効果】
本発明に係る予防保全装置は、円筒研削盤による研削加工には必ず使用される定寸装置に振動解析手段を組み込んで、この振動解析手段により、機械の振動発生部位に装着した振動センサの振動データを解析して、回転部品の不良を予め知ったり、或いは強地震等の発生時において、非常停止信号を出力して、機械を自動停止させる構成であるため、1ないし数台の単位で納入する円筒研削盤に対しても簡単に、しかも安価に組み込むことができる。
【0024】
また、本発明に係る予防保全装置を円筒研削盤に組み込むことにより、回転部の損傷、又は劣化の状態が定寸装置の測定アンプに画面表示されるため、作業者又は機械保全担当者は、部品交換の準備(交換日程)の計画を立てることができ、加工不良を発生することなく、高精度の研削加工を持続できる。特に、最近のように機械の輸出が多い場合には、諸外国における機械の保全がメーカーとして最大の課題となっているが、このような状態において、機械保全は、現地の保全担当者の責任においてできるので、メーカー側の出動機会が減少する。
【0025】
更に、強地震等により過大振動が生じた場合には、振動解析手段により非常停止信号が出力されて機械の制御部に入力されることにより、機械が非常停止されるので、作業者は、安心して研削加工を行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】円筒研削盤Kの回転部を主体に示した概略平面図である。
【図2】一部を破断した図1のU矢視図である。
【図3】同じく一部を破断した図1のV矢視図である。
【図4】本発明に係る予防保全装置Nが組み込まれた定寸装置Lの原理図である。
【図5】振動レベルと出力表示の関係を示す図である。
【図6】「連続監視システム」の概念図である。
【符号の説明】
1 〜B4 :軸受
K:円筒研削盤
L:定寸装置
N:予防保全装置
1 〜P6 :振動センサの取付部位
S:振動センサ
W:被加工物
5:主軸(回転部)
8:Z軸ボールネジ(回転部)
15:砥石軸(回転部)
19:X軸ボールネジ(回転部)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention detects the deterioration or abnormality of rotating parts such as bearings mounted on a rotating part and notifies the worker, or, when an excessive vibration such as a strong earthquake occurs, stops the machine in an emergency, The present invention relates to a preventive maintenance device in a cylindrical grinder for ensuring the safety of a machine.
[0002]
[Prior art]
In a cylindrical grinder, a defect in a rotating part such as a spindle or a grinding wheel directly leads to a processing defect (a defect in roundness, a defect in surface roughness, a defect in dimensions). Therefore, what is called a “continuous monitoring system” has been considered as a device for monitoring the failure of rotating parts of a large number of processing machines in a large-scale factory including a cylindrical grinder.
[0003]
This "continuous monitoring system", as shown in FIG. 6, a number of machine (A 1, A 2 ·· An ) respectively to the rotary part wearing the vibration sensor S of each machine (A 1, A 2 .. An) The method of centralized management by monitoring the state of occurrence of the vibration by the monitor T and processing the state by the personal computer PC. Since this "continuous monitoring system" monitors a large number of machines, it is costly to install the machine, and it is not suitable for machines delivered in units of one or several units because the cost is high.
[0004]
For this reason, conventionally, machines that are delivered in a small number of units are delivered without a vibration analysis device, and it has not been possible to monitor the failure of the rotating part. Naturally, when an excessive vibration such as a strong earthquake occurs, there has been no device that recognizes an emergency from the vibration value and stops the machine in an emergency to ensure safety. .
[0005]
On the other hand, the cylindrical grinder is provided with a sizing device that measures the amount of grinding of the workpiece during grinding and issues a grinding end signal to stop the machine when the finished size is reached. For cylindrical grinders delivered in units of one or several units, the use of the above-mentioned sizing device enables maintenance of vibration surfaces even for cylindrical grinders delivered in small units. I got the idea.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a preventive maintenance device on mechanical vibration that can be easily mounted on one or several cylindrical grinders and can maintain high-precision grinding.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 for solving the above-mentioned problem is a cylindrical grinding machine provided with a sizing device that measures a grinding amount of a workpiece during grinding and issues a grinding end signal when a finished dimension is reached, A vibration sensor mounted on a rotating part such as a main shaft and a grinding wheel shaft, and vibration analysis means incorporated in a measuring amplifier of the sizing device and capable of analyzing vibration data measured by the vibration sensor. And
[0008]
According to the first aspect of the present invention, the measuring amplifier constituting the sizing device attached to the cylindrical grinding machine has a built-in CPU (Central Processing Unit) and can install vibration analysis means (vibration analysis software). It is. For this reason, the vibration value, which is the detection data of the vibration sensor mounted on the rotating part of the cylindrical grinding machine, is analyzed and evaluated by vibration analysis means incorporated in the sizing device, and the evaluation result is output. For example, the vibration value is divided into several levels according to the strength of the vibration, and the content corresponding to the level (for example, allowable vibration, vibration requiring component replacement preparation, vibration requiring component replacement, etc.). Is displayed on the display screen of the sizing device. As a result, the worker can perform machining with knowledge of the strength of the vibration, and if damage to the rotating component is detected, it is possible to replace the component just before a machining failure occurs. , High-precision grinding becomes possible. In addition, since it is possible to know the content and the degree of deterioration or abnormality of the rotating component mounted on the rotating unit, it is possible to prepare for component replacement in advance.
[0009]
Further, according to the invention of claim 1, when the vibration value analyzed by the vibration analysis means exceeds the inoperable value due to the occurrence of a strong earthquake or the like, the measuring amplifier of the sizing device is used. , An emergency stop signal for stopping the cylindrical grinding machine is issued.
[0010]
According to the second aspect of the present invention, when a strong vibration that makes continuous operation of the machine impossible due to a strong earthquake or the like occurs, a vibration value exceeding a dangerous value for the continuous operation is transmitted to the emergency stop signal by the vibration analysis means. Is output to automatically stop the operation of the machine. As described above, since the operation of the machine is automatically stopped when a danger such as a strong earthquake occurs, the safety of the worker is ensured.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments. First, the outlines of the cylindrical grinding machine K mainly composed of a rotating unit and the sizing device L mounted on the machine will be described, and then the preventive maintenance device N according to the present invention will be described. 1 is a schematic plan view mainly showing a rotating part of a cylindrical grinding machine K, FIG. 2 is a partially cutaway view taken along the arrow U in FIG. 1, and FIG. It is. 1 to 3, on the upper surface of a base 1, a Z-axis carriage 2 is provided so as to be slidable in the Z-axis direction, and the Z-axis carriage 2 includes a headstock 3 and a tailstock 4. Are arranged facing each other along the Z-axis direction. Main shaft 5 in the headstock 3, both ends thereof is supported via a pair of bearings B 1, the main shaft 5, the driving force of the spindle drive motor M 1 mounted on the carriage 2 is belt drive 25 and is driven and rotated. The Z-axis carriage 2 is guided by a V-shaped guide groove 6 provided on the base 1 and is slidable in the Z-axis direction. 7 are provided integrally. Bearing bases 10 are provided at both ends of a portion of the base 1 where the Z-axis ball screw 8 is arranged. Z-axis ball screw 8, both ends thereof are supported by bearings B 2 attached to the bearing stand 10, the screwed with the ball nut 9 provided in the ball nut holder 7, Z-axis AC servomotor M 2 , the Z-axis carriage 2 moves with the amount of movement along the Z-axis direction controlled. Workpiece W with a cylindrical shape, while being supported at both ends by the respective centers 11, 12 of the headstock 3 and the tailstock 4, the driving force of the spindle drive motor M 1 is not the main shaft 5 and Kere acids (shown ), And is rotated at a low speed in the same direction as a grinding wheel 16 described later.
[0012]
In addition, on the upper surface of the base 1, beside the Z-axis carriage 2, a grindstone table 13 is disposed so as to be able to reciprocate along an X-axis direction orthogonal to the Z-axis direction. The wheel spindle support housing 14 of the wheel head 13, the wheel spindle 15 is disposed along the Z-axis direction, its both ends are supported by a pair of bearings B 3, projecting from the wheel head 13 in the grinding wheel shaft 15 A grinding wheel 16 is attached to the portion. The wheel head 13 is mounted wheel spindle drive motor M 3, the driving force is transmitted to the wheel spindle 15 through a belt drive 17. A ball nut holder 18 is integrally provided on the lower surface of the grindstone table 13, and bearing stands 21 are provided at both ends of a portion of the base 1 where the X-axis ball screw 19 is arranged. X-axis ball screw 19 has its opposite ends is supported by a bearing B 4 attached to the bearing stand 21, the screwed with the ball nut 22 provided on the ball nut holder 18, X-axis AC servomotor M 4 is controlled and rotated. Thus, the wheel head 13 is moved is controlled amount of movement in the X-axis direction by the X-axis AC servomotor M 4, giving a cut to the workpiece W. Each of the bearings B 1 to B 4 described above has a structure capable of supporting both radial and thrust loads.
[0013]
The workpiece W rotates in the same direction as the grinding wheel 16 at a lower speed than the drive rotation of the spindle 5 in a state where both ends are supported by the centers 11 and 12 of the headstock 3 and the tailstock 4. Thus, the workpiece W is in a state of being rotated at a low speed in a predetermined direction, Z-axis carriage 2 is controlled by a Z-axis AC servomotor M 2, a longer stroke than the length of the workpiece W Thus, it reciprocates in the Z-axis direction. This causes the workpiece W to reciprocate in the Z-axis direction with the above stroke. On the other hand, the wheel head 13 by the X-axis AC servomotor M 4, every time the workpiece W is a half round trip, and moves in the X-axis direction toward the hand, given the cut to the workpiece W The workpiece W is cut by a predetermined amount by the grinding wheel 16. The cut amount is controlled by a sizing device L described later.
[0014]
Next, the sizing device L will be described with reference to the principle diagram of FIG. This sizing device L is called an “in-process gauge” and directly measures the outer diameter of the workpiece W during grinding, and when the measured value reaches a preset finishing dimension, the machining is completed. The measuring head 31 is for outputting an end signal and is mounted on the Z-axis carriage 2 and a measuring amplifier 32 for inputting processing data and outputting various signals. The measuring head 31 includes a pair of tracing styluses 33 for measuring the outer diameter of the workpiece W, and advances and retreats with respect to the workpiece W along a Z-axis direction orthogonal to the axis of the workpiece W. It is disposed so as to be capable of moving forward and backward by an air cylinder 34 which is a linear driving means. Further, the measurement amplifier 32 is “input / output connected” to the control unit 23 of the cylindrical grinding machine K, inputs predetermined processing data, and displays a processing state and a cylindrical state displayed on the display unit 35. It outputs various signals such as a processing end signal to the grinding machine K, and has a built-in CPU (Central Processing Unit).
[0015]
Then, after the rotation of the main shaft 5 is started, the measurement head 31 is advanced to start measuring the outer diameter of the workpiece W. The general processing steps in cylindrical grinding include rough grinding with a large cutting depth of the grinding wheel 16, fine polishing thereof, and spark-out in which the grinding wheel 16 is stopped to reduce the cutting depth to zero. In 32, signal points for starting fine polishing and spark-out are input and set according to the processing purpose. Specifically, when finishing the outer diameter of the workpiece W to (Dmm), the outer diameter of the material is [(D + α) mm], and for example, the outer diameter of the workpiece W is When it reaches (Dmm + 35 μm), a fine polishing signal for switching from rough grinding to fine grinding is issued, and when the outer diameter of the material reaches (Dmm + 5 μm), a spark-out signal is issued.
[0016]
As a result, until the outer diameter of the material reaches (Dmm + 35 μm) and the fine grinding signal is issued, the cutting amount of the grinding wheel 16 is increased to perform high-speed machining. The cutting amount of the grindstone 16 is reduced, and low-speed machining is performed. Further, when the outer diameter of the material reaches (Dmm + 5 μm) and a spark-out signal is issued, the grinding is continued with the cutting of the grinding wheel 16 stopped, and thereafter, when the outer diameter of the material reaches (Dmm). and processing end signal is issued to the cylindrical grinding machine K, the wheel head 13 after retracting the workpiece W, the drive motor M 1 of the main shaft 5 is stopped.
[0017]
As described above, when the workpiece W is ground by the cylindrical grinder K, vibration is generated in the rotating portion. Here, the rotating part, the main shaft 5, Z-axis ball screw 8, a wheel spindle 15 and X-axis ball screw 19, both its ends is supported by a pair of bearings B 1 ~B 4. Defects typical of the rotating portion, the wear of the bearing B 1 .about.B 4, a deterioration, by the failure, the workpiece W is circularity defects, surface roughness defects, machining defects such as dimensional error It is easy to occur. And the defect of a rotating part appears first as a vibration.
[0018]
Therefore, the present invention provides a vibration sensor S that is mounted on the rotating part and a vibration analysis that can be incorporated into the measuring amplifier 32 that constitutes the sizing device L and that can analyze the vibration data measured by the vibration sensor S. The preventive maintenance device N of the cylindrical grinding machine K is constituted by the software.
[0019]
Then, the attachment portion of the vibration sensor S in the rotating portion of the cylindrical grinding machine K, with respect to the main shaft 5, a both end bearing B 1 portion of the main shaft 5 at the surface of the headstock 3 (P 1). As for the Z-axis ball screw 8, the surface portion (P 2 ) of each bearing stand 10 incorporating the bearings B 2 at both ends thereof, and the ball nut 9 incorporating the ball nut 9 screwed with the Z-axis ball screw 8. This is the surface portion (P 3 ) of the holder 7. With respect to the wheel spindle 15, which is across the bearing B 3 parts of the wheel spindle 15 at the surface of the wheel spindle support housing 14 (P 4). Furthermore, X-axis with respect to the ball screw 19, the surface portion of each bearing stand 21 incorporating a bearing B 4 at both ends (P 5), and a ball nut, wherein the X-axis ball screw 19 screwed to the ball nut 22 is incorporated This is the surface portion (P 6 ) of the holder 18. The vibration sensor S detects any one of displacement, speed, and acceleration of the vibration, and detects the magnitude (strength) of the vibration based on the value thereof. Alternatively, it is said that it is better to measure the acceleration. The vibration data detected by the vibration sensor S is input to the measuring amplifier 32 of the sizing device L (see FIG. 4).
[0020]
On the other hand, the measuring amplifier 32 of the sizing device L incorporates (installs) vibration analysis software for analyzing the vibration data detected by the vibration sensor S attached to the rotating part, and also provides the user with the information. By selection, each contact of a plurality of vibration levels proportional to the magnitude (strength) of the vibration is preset and input. That is, in the example shown in FIG. 5, the vibration level is divided into four stages. Levels 1 and 2 are all vibrations in the “tolerable range”. The difference between the levels 1 and 2 is that level 1 has less vibration than level 2, so there is no need for “parts replacement preparation” However, at level 2, this is a necessary point. In any case, an output display to that effect is displayed on the display unit 35 of the measuring amplifier 32, and the operation of the machine is continued. Level 3 is the magnitude of the vibration that requires “component replacement”, and the output is displayed on the display unit 35 of the measuring amplifier 32, and the operation of the machine is continued. Level 4 is a case such as when a strong earthquake occurs, and an emergency stop signal is output. This signal is input to the control unit 23 of the cylindrical grinding machine K, and the operation of the machine is stopped emergencyly. Is displayed on the display unit 35 of the measuring amplifier 32. The setting of each vibration level for the vibration analysis software can be set by selecting an optimum value for each user or for each workpiece.
[0021]
Thus, the level of vibration in rotating sites vibration sensor S is mounted, the display unit 35 of the measuring amplifier 32, and always appears in the machine of the display screen, in reality, the bearing B 1 and the grindstone shaft of the spindle 5 damage of the bearings B 3 15 causes, most often frequent vibration may result. Thus, the operator, the rotating component is deteriorated, such as bearings B 1 .about.B 4, when the damage occurs, since the effect can be detected in advance, performing the replacement of the defective parts before the processing failure occurs Therefore, high precision grinding can be maintained. When the vibration level is high, the content of the defect corresponding to the vibration level is displayed, so that preparation for component replacement or the like can be performed in advance. Further, when a strong vibration that makes it difficult or impossible to continuously operate the machine due to a strong earthquake or the like occurs, the vibration analysis software outputs the signal as an emergency stop signal and inputs the signal to the control unit 23 of the machine. The operation of the machine is automatically stopped. As described above, since the operation of the machine is automatically stopped when a danger such as a strong earthquake occurs, the safety of the worker is ensured.
[0022]
Further, the cylindrical grinding machine K of the above embodiment grinds the outer periphery of the cylindrical workpiece W, and the sizing device L mounted on the cylindrical grinding machine K moves the workpiece W outside the workpiece W during grinding. In this configuration, the diameter is directly measured by the pair of tracing styluses 33 of the measuring head 31. In contrast, a sizing device mounted on a cylindrical grinder that grinds the inner circumference of a workpiece is referred to as a “single-point measurement method,” and during processing of the workpiece, one point on the inner circumferential surface thereof is processed. Only the internal diameter is measured by measuring only the internal diameter.If vibration analysis software is incorporated into this type of sizing device, the vibration state during processing can be understood in the same Can be performed.
[0023]
【The invention's effect】
The preventive maintenance device according to the present invention incorporates vibration analysis means into a sizing device which is always used for grinding by a cylindrical grinder, and the vibration analysis means allows a vibration sensor mounted on a vibration generating portion of a machine to vibrate. Analyzes the data and knows the failure of the rotating parts in advance, or outputs an emergency stop signal when a strong earthquake or the like occurs and automatically stops the machine, so it is delivered in units of one or several units It can be easily and inexpensively incorporated into a cylindrical grinder to be used.
[0024]
Also, by incorporating the preventive maintenance device according to the present invention into the cylindrical grinder, the damage of the rotating part, or the state of deterioration is displayed on the measurement amplifier of the sizing device on the screen, so that the worker or the person in charge of machine maintenance, It is possible to plan the preparation for component replacement (replacement schedule), and to maintain high-precision grinding without causing processing defects. In particular, when machinery exports are large recently, maintenance of machinery in foreign countries is the biggest issue as a manufacturer, but in such a situation, machine maintenance is the responsibility of local maintenance staff. As a result, the number of dispatch opportunities for manufacturers is reduced.
[0025]
Further, if excessive vibration occurs due to a strong earthquake or the like, the emergency stop signal is output by the vibration analysis means and input to the control unit of the machine, so that the machine is emergency stopped. Grinding can be performed with care.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view mainly showing a rotating part of a cylindrical grinding machine K.
FIG. 2 is a partially cutaway view as seen from the direction of the arrow U in FIG. 1;
FIG. 3 is a view taken in the direction of the arrow V in FIG.
FIG. 4 is a principle diagram of a sizing device L in which a preventive maintenance device N according to the present invention is incorporated.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a vibration level and an output display.
FIG. 6 is a conceptual diagram of a “continuous monitoring system”.
[Explanation of symbols]
B 1 to B 4 : Bearing K: Cylindrical grinder L: Sizing device N: Preventive maintenance device P 1 to P 6 : Attachment site of vibration sensor S: Vibration sensor W: Workpiece 5: Spindle (rotating part)
8: Z axis ball screw (rotating part)
15: Grinding wheel shaft (rotating part)
19: X-axis ball screw (rotating part)

Claims (2)

研削中の被加工物の研削量を測定して、仕上寸法に達したら研削終了信号を発する定寸装置を備えた円筒研削盤において、
主軸、砥石軸等の回転部に装着される振動センサと、前記定寸装置の測定アンプに組み込まれて、前記振動センサで測定されて振動データを解析可能な振動解析手段とを備えることを特徴とする円筒研削盤における予防保全装置。
Measure the amount of grinding of the workpiece during grinding, and in a cylindrical grinding machine equipped with a sizing device that issues a grinding end signal when it reaches the finish dimensions,
It is characterized by comprising a vibration sensor attached to a rotating part such as a main shaft and a grinding wheel shaft, and vibration analysis means incorporated in a measuring amplifier of the sizing device and capable of analyzing vibration data measured by the vibration sensor. Preventive maintenance device for cylindrical grinders.
振動解析手段により解析された振動値が、強地震発生時を含む過大値の場合には、前記定寸装置の測定アンプから円筒研削盤を停止させる非常停止信号が発せられる構成であることを特徴とする円筒研削盤における予防保全装置。When the vibration value analyzed by the vibration analysis means is an excessive value including the time of occurrence of a strong earthquake, an emergency stop signal for stopping the cylindrical grinding machine is issued from the measuring amplifier of the sizing device, Preventive maintenance device for cylindrical grinders.
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