JP2005007551A - Initial adjustment method of cutting depth - Google Patents

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JP2005007551A
JP2005007551A JP2003176788A JP2003176788A JP2005007551A JP 2005007551 A JP2005007551 A JP 2005007551A JP 2003176788 A JP2003176788 A JP 2003176788A JP 2003176788 A JP2003176788 A JP 2003176788A JP 2005007551 A JP2005007551 A JP 2005007551A
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machining
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hole
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measuring
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Kenichi Katsuragawa
健一 桂川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To heighten the efficiency of machining by quickly completing the initial adjustment of cutting depth when a machining tool is replaced with a new one or corrected in finishing of the inner surface of a hole. <P>SOLUTION: When the machining tool such as a grinding wheel in the grinder is updated, since the machining resistance changes to cause a change in amount of flexibility of the machining tool and its shaft, there is the possibility that the deviation of the measurement value after machining from the target value continues for a long time. In his initial adjustment method of the depth of cut, after the tool is updated, a difference between the first measurement value after machining and the target value is calculated, and the difference value is taken as the result of flexibility of the machining tool in the first machining, and added to the depth of cut in the second machining to quickly make the measurement value after machining approximate the target value. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工工具、例えば、研削加工用の砥石車を新品と交換するとか、それらにドレッシング(目立て)やツルーイング(整形)等を加えることによって外径等が変化した場合に、その加工工具を使用する加工方法或いは加工装置において初期状態を調整するための切込み量の初期調整方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、穴の内面を回転する砥石車によって研磨して仕上げる従来のインターナル研削加工方法においては、一般に加工前の穴の寸法を計測し、目標とする加工後の穴の寸法に対して必要な取代を計算すると共に、研削抵抗による砥石車の撓みを考慮して切込み量を計算し、算出された切込み量だけ砥石車を被加工物に向かって送り込むことができるように、砥石車を位置決めしてから研削加工を実行する。そして、加工後に穴の寸法を再び計測し、計測された加工後の穴の寸法と、目標とする穴の寸法との間に差があれば、その分だけ再び被加工物に砥石車を切り込んで、加工後に計測される寸法を目標寸法に近づけて行くというのが通常行われる加工の手順である。
【0003】
砥石車の直径が大きくてその軸も太いために研削抵抗によるそれらの撓みが小さい場合には、従来の加工方法によって精度良く研削加工を行うことができる。しかし、被加工物の穴径が小さくて、それに応じて砥石車の直径が小さい場合には、研削抵抗によって砥石車やその軸の撓み量が大きくなるので、摩耗した砥石車を新品と交換した時とか、砥石車にドレッシング或いはツルーイング等の修正を加えた時には、砥石車に作用する研削抵抗が大きく変化するために砥石車やその軸の撓み量が変化する結果、穴径の加工精度が悪くなるという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術における前述の問題に鑑み、研削加工に使用する砥石車を交換した時や、ドレッシング或いはツルーイング等の修正を行った時、即ち、砥石車の「更新」を行なった場合に生じる研削抵抗の変化のような、一般的に加工工具に作用する加工抵抗の変化が生じる場合に、加工抵抗の変化に対応して切込み量を調整するという、切込み量の初期調整のための新規な方法を提供することによって、前述の従来技術における問題を解消することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の請求項1に記載された切込み量の初期調整方法を提供するものである。
【0006】
本発明の切込み量の初期調整方法によれば、穴の内面を加工する少なくとも1回の加工工程と、加工の前後に被加工物の穴の内径を計測する2回の計測工程とを実行する穴加工方法において加工工具が更新された時に、1個目の被加工物の加工前にその穴の内径を計測する第1回目の計測工程と、目標寸法及び第1回目の計測値に基づいて加工工具の切込み量を算出すると共に、その切込み量に応じて加工工具を位置決めして、1個目の被加工物に対する加工を実行する加工工程と、加工された1個目の被加工物について、その穴の内径を計測する第2回目の計測工程と、2個目の被加工物の加工前にその穴の内径を計測する第1回目の計測工程と、目標寸法及び第1回目の計測値に基づいて加工工具の切込み量を算出すると共に、目標寸法と1個目の被加工物の第2回目の計測値との差の値を算出して、この差の値を先に算出された切込み量に加算することによって切込み量を修正し、修正された切込み量に応じて加工工具を位置決めして、2個目の被加工物に対する加工を実行する加工工程と、加工された2個目の被加工物について、その穴の内径を計測する第2回目の計測工程と、2個目の被加工物の場合と同様に、3個目以降の被加工物についても第1回目の計測工程と、加工工程と、第2回目の計測工程を順次に実行する間に、第2回目の計測値が目標寸法から見て許容の範囲内にあることが、連続して所定の個数の被加工物において確認された時に、その時の切込み量を維持するように加工工具を位置決めして、以後の被加工物の加工を続行することになる。
【0007】
このように、前回の加工結果としての寸法を計測し、加工工具に作用する加工抵抗の変化を反映するその計測値と、目標値との差を直ちに算出して、その差の値を自動的に次の被加工物の加工における切込み量に加算するので、加工後の計測値が迅速に目標値に近づく。加工後の計測値が目標値から見て許容の範囲内にある数が所定の数に達したところで、その時の切込み量を適正なものとして維持する。従って、迅速に適正な切込み量が得られるので、その間に無駄になる被加工物の数が少なくなってコストが低減し、加工の効率も高くなる。
【0008】
本発明の切込み量の初期調整方法を数値的に表現すると、加工すべき穴の目標寸法をA、目標寸法Aに到達するために必要となる削れ量をG、先行の被加工物において加工後に計測された穴の内径をB、値Aと値Bの差をD、蓄積された加工データから算出される加工工具の単位荷重当たりの撓み量、即ち撓み率をa、同じく加工工具の切れ味を示す単位時間当たりの削れ量に応じて決まる補正値をb、自動制御によって切込み量が決定される場合に手動によって加える切込み量の補正値(正又は負)をcとした時に、2個目以降の被加工物に対する加工における加工工具の切込み量Hを次の数式によって算出して、加工工具を位置決めすることである。
H=a×(G−c)+(b+D)
【0009】
本発明の切込み量の初期調整方法は、具体的に、加工工具がそれ自体の中心軸線の回りに回転する砥石車であると共に、被加工物もまたそれ自体の中心軸線の回りに回転するように支持されている研削盤において、最も好適に実施することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。この実施例は、本発明を、砥石車によって小径の穴の内面を研削加工する研削盤に適用した場合であるから、それ自体が回転する砥石車によって、それとは別に回転する被加工物の穴の内面を研削加工する研削盤において、砥石車の切込み量の初期調整を行う方法について詳細に説明するものである。しかしながら、本発明は単に研削盤のみに適用されるものではなく、研削盤以外の加工装置(工作機械)、例えば、旋盤、ボール盤等にも同じ考え方を適用することができることは言うまでもない。研削盤以外の加工装置においては、砥石車に代わる加工工具としてバイトやドリル等の撓みが問題になる。
【0011】
研削盤においては、研削加工に使用する砥石車を新品と交換するとか、砥石車にドレッシング(目立て)或いはツルーイング(整形)のような修正を加えることによって砥石車を「更新」した時に、砥石車の直径が小さい場合には研削抵抗が変化することによって砥石車の撓み量が変化するので、従来の方法によって切込み量の初期設定を行うと製品の加工精度と加工効率が低下する。本発明によれば、このような砥石車の更新を行った場合に、具体的に次のような手順によって切込み量の初期調整を行う。
【0012】
図1に、本発明の切込み量の初期調整方法を実施する対象としての研削盤1の構成を概念的に例示する。研削盤1にはロボット2が設けられている。ロボット2はリンク機構としての腕3及び4を備えている。また、研削盤1には帯状のコンベア5が付設されている。コンベア5は多数のパレット6を備えていて、それぞれのパレット6に1個ずつの被加工物を載せることができる。コンベア5は矢印Fの方向に移動するので、パレット6はロボット2の腕4の可動範囲を順次に通過する。なお、研削盤1の機械的な構造は従来から使用されている研削盤と同じであってもよい。本発明の特徴は研削盤1の作動を制御して、加工工具である砥石車の更新後における位置を調整する方法にある。
【0013】
図示実施例の研削盤1は1個の被加工物に対して2回続けて研削加工をすることができる。しかしながら、本発明において必要な研削加工の回数は最低1回である。図示実施例においては、まず、ロボット2の腕4によって、その直下に来たパレット6から小径の穴を有する被加工物が1個ずつ取り上げられ、加工工程の始点である第1ステーション7へ投入される。被加工物は第1ステーション7から第2ステーション8へ、矢印Rの方向に間欠的に回転する回転テーブル9のような移送手段に載って移動し、各ステーションにおいて所定の短い時間だけ停止する。
【0014】
第2ステーション8においては、被加工物に対して第1回目の計測が行なわれる。計測の手段が図2に拡大して示されている。素材である被加工物10は全体が有底円筒形であって、その底部に小径の穴11が形成されている。研削盤1はこの穴11の円筒形内面を精密に仕上げ加工するために使用される。第2ステーション8に適用される図2のような計測工程においては、被加工物10の穴11を含む内面形状に応じて、それよりも僅かに小さい表面形状を有する基準ピン12が用意されている。基準ピン12は、被加工物10が第2ステーション8の位置へ来て停止した時に、図示しないエアシリンダのような手段の作動によって被加工物10の中へ挿入される。
【0015】
被加工物10はそれぞれ、回転テーブル9の上面の所定の位置に、図示しないクランプ手段によって固定的に支持されている。回転テーブル9の周縁部のうちで被加工物10を支持する部分には開口13が形成されている。回転テーブル9が回転して、開口13が第2ステーション8の位置へ来て一時的に停止すると、開口13が図示しない固定の空気通路に接続する。それによって、図示しない圧縮機により所定の圧力まで加圧された圧縮空気が開口13内へ矢印Pのように供給される。
【0016】
圧縮空気は被加工物10の穴11の内面と、それに対向している基準ピン12の表面との間の隙間を流れる間に、隙間の大きさや表面の粗さに応じた絞り作用を受けて圧力損失を生じる。従って、通常の空気マイクロメータと同様に、隙間の前後の圧力差を測定することによって隙間の大きさ等を検知することができるので、その値から穴11の寸法を算出することができる。図示しない差圧センサ等によって検出された圧力差は、操作盤14或いは15に内蔵されている図示しない電子式制御装置のような制御手段へ入力されて演算処理される。
【0017】
第2ステーション8において第1回目の寸法計測を受けた1個目の被加工物10は、再び回転テーブル9の回転によって第3ステーション16へ移動して、その位置に一時的に停止する。第3ステーション16において、1個目の被加工物10は図3に拡大して示すような手段によって第1回目の研削加工を受ける。砥石車18は、最初は図3に示すような中立位置にあるが、第1回目の計測結果に従って、被加工物10の穴11の内面に接触する位置(図4参照)まで迅速に移動する。この移動をエアカットと言う。砥石車18が穴11と接触する位置へ移動した時から実質的な研削加工が始まる。
【0018】
図3及び図4においても研削加工の機構を詳細には示していないが、被加工物10は、停止している回転テーブル9上で、縦の軸線17の回りに矢印Dのように回転駆動される。被加工物10の穴11の中へ挿入された半径rの砥石車18は、矢印Cによって示す切込み方向にエアカット量Eだけ移動した後に、穴11の内面に向かって押し付けられる。更に、砥石車18自体も矢印Sのように回転駆動される。図3及び図4において、被加工物10の削れ量が参照符号Gによって示されている。実際の削れ量Gは一般的に少量であるが、図3及び図4においては誇張して大きく描かれている。
【0019】
本発明の目的の一つは、例えば研削盤1において、砥石車18が新品と交換された時、砥石車18の切れ味を回復させるためにドレッシングが行なわれた時、或いは砥石車18の形状を修正するためにツルーイングが行われた時などの、所謂「砥石車の更新」が行われた時に、過渡的な現象として、穴11の内径が目標の寸法Aに合致しないために廃棄されなければならない被加工物10の数をできるだけ減らしてコストを低減することにある。また、他の目的としては、前述のように更新された砥石車18に対して、その撓みを考慮した最適の切込み量Hをできるだけ早く与えることによって、生産能率を高めることにある。
【0020】
本発明の切込み量の初期調整方法は、砥石車のような加工工具が更新された場合に、その直後の加工における切込み量をどのように設定するか、即ち、砥石車18の図示しない支持部を切込み方向Cにおいて、どの位置まで移動させて位置決めするかという問題に関するものである。本発明においては切込み量を一般的にHとして表示すると共に、目標寸法、即ち、研削加工によって到達すべき穴11の内径(半径)の目標値をA、目標値Aに到達するために必要な削れ量をG、先に加工された被加工物10において加工後に計測された穴11の内径をB、値Aと値Bとの差をD、過去の加工データから経験的に算出された加工工具の撓み率をa、同じく単位時間当たりの削れ量によって判る加工工具の切れ味に応じた切込み量の補正値をb、同じく自動制御の場合に、手動によって加える切込み量の補正値をcとした時に、目標寸法Aを実現するために砥石車18とその軸19の撓みを考慮して、
H=a×(G−c)+(b+D)
という数式によって算出される切込み量Hを与えることになる。
【0021】
なお、図3から明らかなように、前述の数値A,r,E,及びGの間には次のような関係がある。
A=r+E+G
【0022】
この場合、最初の1個の被加工物10については、新たな加工工具による加工の前例がないために計測値Bがない状態にあるから、第1回目の加工の場合に限って、計測値Bの代わりに仮に目標寸法Aを使用する。従って、第1回目の加工においては、
D=A−B=A−A=0
となり、前述の計算式は、
H=a×(G−c)+b
となる。
【0023】
研削盤1上の第3ステーション16において最初の1個の被加工物10を研削加工する時は、操作盤14或いは15に内蔵された制御回路において、このようにして算出された切込み量Hに応じて砥石車18の支持部を位置決めして加工を実行する。砥石車18及びその軸19の撓みを考慮しているので、通常は図3に示すようにH>Gとなる。このようにして、回転する砥石車18がやはり回転している被加工物10の穴11の内面を研削する。
【0024】
その結果、得られた1個目の被加工物10の穴11の内径Bは、回転テーブル9を回転させて被加工物10を第4ステーション20へ移動させた後に、第4ステーション20において実行される第2の計測工程によって計測される。第2の計測工程は、図2に示した前述の第1の計測工程と同様に、基準ピン12と圧縮空気を使用する空気マイクロメータと同様な方法によってもよいし、それ以外の方法を使用してもよい。
【0025】
少なくとも第4ステーション20における第2回目の計測を終了すると、計測値Bが得られるので、A−Bの差の値としてDが算出される。差の値Dが大きいほど、砥石車18と軸19の撓みが大きく、加工の際に砥石車18が大きく逃げたことを示している。このようにして本発明にとって必要な全てのデータが揃うと、前述の計算式
H=a×(G−c)+(b+D)
に差の値Dを代入することにより、本発明特有の切込み量Hの値が算出される。
【0026】
この値を遡って第3ステーション16における研削加工の切込み量Hとすることにより、砥石車18とその軸19が撓んだために加工できなかった分だけ切込み量Hを増加させて、後続の被加工物10に対してより適切な切込み量を与えることができる。従って、砥石車18と軸19に研削抵抗による撓みの問題があっても、第4ステーション20において計測される2個目の被加工物10の加工後における穴11の内径は目標寸法Aに近づいて行く。また、第4ステーション20における2個目の被加工物10についての計測値Bによる差の値Dが前述の計算式に代入されて、3個目以降の被加工物10の研削加工における切込み量Hが更に修正されることは言うまでもない。削り過ぎた場合には切込み量Hが減少される。このようにして、加工後に計測される穴11の内径は目標寸法Aに限りなく近づいて行くことになる。
【0027】
なお、図1に示す実施例では第5ステーション21を設けているので、最初の被加工物10のように目標寸法Aに達しなかった被加工物10は第5ステーション21へ進んで、前述の場合と同様な計算式によって算出された切込み量Hを与える第2回目の研削加工によって、穴11の内径をこの段階のために設定された別の目標寸法Aに近づける。このように多段階の研削加工を行う場合には、それに応じた精度の向上を期待することができる。その後に被加工物10は第3回目の計測工程を通過して、加工後の寸法を計測されることになるが、図1においてはこの工程を省略している。
【0028】
本発明の切込み量の初期調整方法は、少なくとも1回の加工工程と、その前後の計測工程があれば実施することができる。その特徴は、目標寸法Aと加工後の計測値Bとの差Dが加工工具の撓みによるものとみなされて、切込み量Hの補正値として加算される点にある。言うまでもなく、差の値Dが負の値となる場合もあり得る。それによって、少数の被加工物10の加工の間に目標寸法Aを実現する最適の切込み量Hへ到達することができるので、無駄になる被加工物10の数を減少させることができる。
【0029】
図示実施例においては、研削加工の終わった被加工物10が回転テーブル9の回転によって第6ステーション22へ移動することにより、ロボット2の腕4が被加工物10を回転テーブル9上から取り出して、パレット6へ移す作業をするが、第5ステーション21における第2回目の研削加工に続いて、第3回、第4回というように、必要に応じて任意の数の後続の計測工程と研削加工工程を設けることができることは言うまでもない。後続の計測工程と研削加工工程は、例えば、回転テーブル9を大きくして第3回、第4回の計測工程と研削加工工程を続けて設けてもよいが、第6ステーション22において被加工物10を排出しないで、回転テーブル9の回転によって被加工物10を第1ステーション7を経て、再び第2ステーション8及び第3ステーション16へ移動させることにより、以後の計測工程と研削加工工程を繰り返して行うようにしてもよい。
【0030】
このように、少なくとも1回の研削加工工程と、その前後の2回の計測工程とを実行することにより、加工後の計測工程における被加工物10の穴11の計測値Bが、目標寸法Aからみて所定の許容範囲内にあるということが、連続して所定の個数の被加工物において確認された時に、切込み量Hの初期調整を終了し、その時の切込み量Hをそのステーションにおける一定値として維持して、後続の被加工物10の加工を続行することになる。言うまでもなく、ステーションごとに目標寸法Aや切込み量Hが異なるので、全ての加工工程において切込み量Hを同じ値とする訳ではない。
【0031】
図5は、前述のような本発明による切込み量の初期調整方法を図式化したものである。まず、研削盤1の操作盤14又は15に内蔵された制御装置において、蓄積されている過去の複数個(n個)の加工データから数値a,b,cが読み出されるか或いは算出される。研削盤1において被加工物10に対して第1の計測工程を実行して計測値を得ることにより、エアカット量Eを決定して迅速に砥石車18を移動させて、穴11の内面に接触させる。そして、計測値が到達すべき目標としての寸法Aを設定し、それに到達するために必要な削れ量Gを算出してから研削を開始する。次に、研削加工を実行した後の第2の計測工程において計測値Bを得る。それによってAとBの差の値Dが算出される。この差の値Dは砥石車18と軸19の撓みの大きさを示している。これらの値から、計算式
H=a×(G−c)+(b+D)
によって切込み量Hが算出されて、加工工程へフィードバックされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の切込み量の初期調整方法が適用される対象としての研削盤を例示するシステム構成図である。
【図2】計測工程を説明するための断面図である。
【図3】寸法関係を説明するための断面図である。
【図4】加工工程を説明するための断面図である。
【図5】本発明の切込み量の初期調整方法を図式化したブロック図である。
【符号の説明】
1…研削盤
2…ロボット
5…コンベア
9…回転テーブル
10…被加工物
11…穴
12…基準ピン
14,15…操作盤
18…砥石車
19…軸
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing tool, for example, when a grinding wheel for grinding is replaced with a new one or when the outer diameter or the like is changed by adding dressing (shaping) or truing (shaping) to the processing tool. The present invention relates to an initial adjustment method of a cutting amount for adjusting an initial state in a processing method or a processing apparatus using the above.
[0002]
[Prior art]
For example, in a conventional internal grinding method in which the inner surface of a hole is polished and finished by a rotating grinding wheel, the dimension of the hole before machining is generally measured and required for the target dimension of the hole after machining. In addition to calculating the machining allowance, the cutting amount is calculated in consideration of the bending of the grinding wheel due to grinding resistance, and the grinding wheel is positioned so that the grinding wheel can be fed toward the workpiece by the calculated cutting amount. After that, perform the grinding process. Then, measure the hole size again after machining, and if there is a difference between the measured hole size and the target hole size, cut the grinding wheel into the workpiece again by that amount. Thus, the processing procedure usually performed is to bring the dimension measured after processing closer to the target dimension.
[0003]
When the grinding wheel has a large diameter and a thick shaft, and therefore the bending due to the grinding resistance is small, the grinding can be performed with high accuracy by a conventional processing method. However, if the hole diameter of the workpiece is small and the diameter of the grinding wheel is small accordingly, the grinding wheel and its shaft will bend due to grinding resistance, so the worn grinding wheel was replaced with a new one. When the grinding wheel is modified such as dressing or truing, the grinding resistance acting on the grinding wheel changes greatly, resulting in a change in the amount of deflection of the grinding wheel and its shaft, resulting in poor hole diameter machining accuracy. There was a problem of becoming.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above-mentioned problems in the prior art, the present invention is used when a grinding wheel used for grinding is replaced, or when dressing or truing is corrected, that is, when the grinding wheel is "updated". A new tool for initial adjustment of the depth of cut that adjusts the depth of cut in response to changes in machining resistance when there is a change in machining resistance that generally affects the machining tool, such as changes in grinding resistance that occur. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art by providing a simple method.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving this problem, the present invention provides an initial adjustment method for a cutting amount described in claim 1 of the claims.
[0006]
According to the initial adjustment method of the depth of cut of the present invention, at least one machining step for machining the inner surface of the hole and two measurement steps for measuring the inner diameter of the hole of the workpiece before and after the machining are executed. When the machining tool is updated in the hole machining method, based on the first measurement step of measuring the inner diameter of the hole before machining the first workpiece, the target dimension, and the first measurement value A machining process for calculating a cutting amount of the machining tool, positioning the machining tool according to the cutting amount, and performing machining on the first workpiece, and processing the first workpiece A second measuring step for measuring the inner diameter of the hole, a first measuring step for measuring the inner diameter of the hole before processing the second workpiece, a target dimension and a first measurement. Calculate the cutting depth of the machining tool based on the value and target dimensions The value of the difference between the first workpiece and the second measured value is calculated, and the value of this difference is added to the previously calculated cutting amount to correct the cutting amount. A machining step that positions the machining tool according to the depth of cut and executes machining on the second workpiece, and the second time that measures the inner diameter of the hole in the machined second workpiece In the same way as for the second measurement workpiece and the second workpiece, the first measurement step, the machining step, and the second measurement step are sequentially executed for the third and subsequent workpieces. In the meantime, when it is continuously confirmed in a predetermined number of workpieces that the second measurement value is within the allowable range when viewed from the target dimension, the cutting amount at that time is maintained. The machining tool is positioned and the subsequent machining of the workpiece is continued.
[0007]
In this way, the dimension as the previous machining result is measured, the difference between the measured value reflecting the change in machining resistance acting on the machining tool and the target value is immediately calculated, and the difference value is automatically calculated. Therefore, the measured value after machining approaches the target value quickly. When the number of measured values after processing within the allowable range when viewed from the target value reaches a predetermined number, the cutting amount at that time is maintained as appropriate. Accordingly, since an appropriate cutting amount can be obtained quickly, the number of workpieces that are wasted during that time is reduced, the cost is reduced, and the machining efficiency is also increased.
[0008]
When the initial adjustment method of the cutting depth according to the present invention is expressed numerically, the target dimension of the hole to be processed is A, the scraping amount necessary to reach the target dimension A is G, and the preceding workpiece is processed after processing. The inner diameter of the measured hole is B, the difference between the value A and the value B is D, the deflection amount per unit load of the machining tool calculated from the accumulated machining data, that is, the deflection rate is a, and the sharpness of the machining tool is also calculated. When the correction value determined according to the shaving amount per unit time shown is b, and the correction value (positive or negative) of the cutting amount added manually when the cutting amount is determined by automatic control is c, the second and later The cutting amount H of the machining tool in machining the workpiece is calculated by the following mathematical formula, and the machining tool is positioned.
H = a × (G−c) + (b + D)
[0009]
Specifically, the initial adjustment method of the cutting depth according to the present invention is a grinding wheel in which the machining tool rotates around its own central axis, and the workpiece also rotates around its own central axis. It can be most preferably carried out in the grinding machine supported by the machine.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, since the present invention is applied to a grinding machine that grinds the inner surface of a small-diameter hole by a grinding wheel, a hole in a workpiece that is rotated separately from the grinding wheel that rotates itself. A method of performing initial adjustment of the cutting amount of the grinding wheel in the grinding machine for grinding the inner surface of the grinding wheel will be described in detail. However, it goes without saying that the present invention can be applied not only to a grinding machine but also to a processing device (machine tool) other than a grinding machine, such as a lathe, a drilling machine, or the like. In a processing apparatus other than a grinding machine, bending of a cutting tool, a drill or the like becomes a problem as a processing tool to replace a grinding wheel.
[0011]
In a grinding machine, when the grinding wheel used for grinding is replaced with a new one, or when the grinding wheel is "updated" by making modifications such as dressing (sharpening) or truing (shaping), the grinding wheel When the diameter of the grinding wheel is small, the grinding resistance changes due to a change in grinding resistance. Therefore, when the cutting depth is initially set by the conventional method, the machining accuracy and machining efficiency of the product are lowered. According to the present invention, when such a grinding wheel is renewed, the initial adjustment of the cutting depth is performed specifically according to the following procedure.
[0012]
FIG. 1 conceptually illustrates the configuration of a grinding machine 1 as a target for carrying out the initial adjustment method for the cutting depth according to the present invention. The grinding machine 1 is provided with a robot 2. The robot 2 includes arms 3 and 4 as link mechanisms. Further, a belt-like conveyor 5 is attached to the grinding machine 1. The conveyor 5 includes a number of pallets 6, and one workpiece can be placed on each pallet 6. Since the conveyor 5 moves in the direction of the arrow F, the pallet 6 sequentially passes through the movable range of the arm 4 of the robot 2. In addition, the mechanical structure of the grinding machine 1 may be the same as a grinding machine conventionally used. A feature of the present invention resides in a method of adjusting the position of the grinding wheel which is a processing tool after updating by controlling the operation of the grinding machine 1.
[0013]
The grinding machine 1 of the illustrated embodiment can grind a workpiece twice in succession. However, the number of grinding processes required in the present invention is at least one. In the illustrated embodiment, first, workpieces having small-diameter holes are picked up one by one from the pallet 6 just below by the arm 4 of the robot 2 and put into the first station 7 which is the starting point of the machining process. Is done. The workpiece moves from the first station 7 to the second station 8 on a transfer means such as a rotary table 9 that rotates intermittently in the direction of the arrow R, and stops at each station for a predetermined short time.
[0014]
In the second station 8, the first measurement is performed on the workpiece. The means for measurement is shown enlarged in FIG. The workpiece 10 as a raw material has a bottomed cylindrical shape as a whole, and a small-diameter hole 11 is formed at the bottom. The grinder 1 is used to precisely finish the cylindrical inner surface of the hole 11. In the measurement process as shown in FIG. 2 applied to the second station 8, the reference pin 12 having a slightly smaller surface shape is prepared according to the inner surface shape including the hole 11 of the workpiece 10. Yes. The reference pin 12 is inserted into the workpiece 10 by the operation of a means such as an air cylinder (not shown) when the workpiece 10 comes to the position of the second station 8 and stops.
[0015]
Each workpiece 10 is fixedly supported by a clamping means (not shown) at a predetermined position on the upper surface of the turntable 9. An opening 13 is formed in a portion of the peripheral portion of the turntable 9 that supports the workpiece 10. When the turntable 9 rotates and the opening 13 comes to the position of the second station 8 and temporarily stops, the opening 13 is connected to a fixed air passage (not shown). Thereby, compressed air pressurized to a predetermined pressure by a compressor (not shown) is supplied into the opening 13 as indicated by an arrow P.
[0016]
While the compressed air flows through the gap between the inner surface of the hole 11 of the workpiece 10 and the surface of the reference pin 12 facing it, the compressed air receives a squeezing action according to the size of the gap and the roughness of the surface. Causes pressure loss. Accordingly, the size of the gap 11 can be detected by measuring the pressure difference before and after the gap as in the case of a normal air micrometer, and the dimension of the hole 11 can be calculated from the value. A pressure difference detected by a differential pressure sensor (not shown) or the like is input to a control means such as an electronic control device (not shown) built in the operation panel 14 or 15 to be processed.
[0017]
The first workpiece 10 that has received the first dimension measurement at the second station 8 moves to the third station 16 again by the rotation of the rotary table 9 and temporarily stops at that position. In the third station 16, the first workpiece 10 is subjected to the first grinding by means as shown in an enlarged view in FIG. The grinding wheel 18 is initially in a neutral position as shown in FIG. 3, but quickly moves to a position (see FIG. 4) in contact with the inner surface of the hole 11 of the workpiece 10 according to the first measurement result. . This movement is called air cut. Substantially grinding starts when the grinding wheel 18 moves to a position where it comes into contact with the hole 11.
[0018]
Although the grinding mechanism is not shown in detail in FIGS. 3 and 4, the workpiece 10 is rotationally driven as indicated by an arrow D around the vertical axis 17 on the rotating table 9 that is stopped. Is done. The grinding wheel 18 having a radius r inserted into the hole 11 of the workpiece 10 is pushed toward the inner surface of the hole 11 after moving by the air cut amount E in the cutting direction indicated by the arrow C. Further, the grinding wheel 18 itself is also driven to rotate as indicated by an arrow S. 3 and 4, the scraping amount of the workpiece 10 is indicated by the reference symbol G. The actual scraping amount G is generally a small amount, but is exaggeratedly drawn in FIGS. 3 and 4.
[0019]
One of the objects of the present invention is, for example, in the grinding machine 1, when the grinding wheel 18 is replaced with a new one, when dressing is performed to restore the sharpness of the grinding wheel 18, or the shape of the grinding wheel 18 is changed. When a so-called “renewing of the grinding wheel” is performed, such as when truing is performed to correct, as a transient phenomenon, the inner diameter of the hole 11 does not match the target dimension A and must be discarded. The object is to reduce the cost by reducing the number of workpieces 10 that cannot be obtained as much as possible. Another object is to increase the production efficiency by giving the grinding wheel 18 renewed as described above as soon as possible with the optimum cutting amount H in consideration of the bending thereof.
[0020]
The initial adjustment method of the cutting amount according to the present invention is how to set the cutting amount in the immediately subsequent machining when a machining tool such as a grinding wheel is updated, that is, a support portion (not shown) of the grinding wheel 18. This is related to the problem of how far to move in positioning in the cutting direction C. In the present invention, the depth of cut is generally indicated as H, and the target dimension, that is, the target value of the inner diameter (radius) of the hole 11 to be reached by grinding is required to reach A and the target value A. Machining amount calculated empirically from past machining data, G is the amount of cut, B is the inner diameter of the hole 11 measured after machining in the workpiece 10 previously machined, D is the difference between value A and value B The bending rate of the tool is a, the correction value of the cutting amount according to the sharpness of the machining tool that can be determined by the amount of cutting per unit time is b, and the correction value of the cutting amount added manually in the case of automatic control is also c. Sometimes, considering the deflection of the grinding wheel 18 and its shaft 19 to achieve the target dimension A,
H = a × (G−c) + (b + D)
The cutting amount H calculated by the following mathematical formula is given.
[0021]
As is clear from FIG. 3, the following relations exist between the above-mentioned numerical values A, r, E, and G.
A = r + E + G
[0022]
In this case, since there is no measurement value B for the first workpiece 10 because there is no precedent for machining with a new machining tool, the measured value is limited to the first machining. Instead of B, the target dimension A is used. Therefore, in the first processing,
D = A−B = A−A = 0
And the above formula is
H = a × (G−c) + b
It becomes.
[0023]
When the first workpiece 10 is ground at the third station 16 on the grinding machine 1, the control circuit built in the operation panel 14 or 15 sets the cutting amount H calculated in this way. Accordingly, the support portion of the grinding wheel 18 is positioned and processing is performed. Since the bending of the grinding wheel 18 and its shaft 19 is taken into consideration, normally, H> G as shown in FIG. In this way, the rotating grinding wheel 18 grinds the inner surface of the hole 11 of the workpiece 10 that is still rotating.
[0024]
As a result, the inner diameter B of the hole 11 of the first workpiece 10 obtained is executed at the fourth station 20 after rotating the rotary table 9 to move the workpiece 10 to the fourth station 20. It is measured by the second measurement process. The second measurement step may be performed by a method similar to the air micrometer using the reference pin 12 and compressed air, or the other method may be used, as in the first measurement step shown in FIG. May be.
[0025]
When at least the second measurement at the fourth station 20 is completed, the measurement value B is obtained, so that D is calculated as the difference value of AB. The greater the difference value D, the greater the deflection of the grinding wheel 18 and the shaft 19, indicating that the grinding wheel 18 has largely escaped during processing. When all the data necessary for the present invention is obtained in this way, the above-described calculation formula H = a × (G−c) + (b + D)
By substituting the difference value D into, the value of the cutting depth H unique to the present invention is calculated.
[0026]
By setting this value retrospectively as the cutting depth H of the grinding process at the third station 16, the cutting depth H is increased by the amount that could not be processed due to the grinding wheel 18 and its shaft 19 being bent. A more appropriate cutting amount can be given to the workpiece 10. Therefore, even if the grinding wheel 18 and the shaft 19 have a problem of bending due to grinding resistance, the inner diameter of the hole 11 after processing the second workpiece 10 measured at the fourth station 20 approaches the target dimension A. Go. Further, the difference value D due to the measured value B for the second workpiece 10 at the fourth station 20 is substituted into the above-described calculation formula, and the depth of cut in the grinding of the third and subsequent workpieces 10 is calculated. Needless to say, H is further corrected. When it cuts too much, the cutting amount H is reduced. In this way, the inner diameter of the hole 11 measured after processing approaches the target dimension A as much as possible.
[0027]
In the embodiment shown in FIG. 1, since the fifth station 21 is provided, the workpiece 10 that has not reached the target dimension A as in the first workpiece 10 proceeds to the fifth station 21, and the above-described processing is performed. The inner diameter of the hole 11 is brought close to another target dimension A set for this stage by the second grinding process that gives the cutting depth H calculated by the same calculation formula as in the case. Thus, when performing a multi-step grinding process, the improvement of the precision according to it can be anticipated. Thereafter, the workpiece 10 passes through the third measuring step and the dimension after processing is measured, but this step is omitted in FIG.
[0028]
The initial adjustment method of the cutting depth according to the present invention can be carried out if there is at least one processing step and measurement steps before and after that. The feature is that the difference D between the target dimension A and the measured value B after machining is considered to be due to the bending of the machining tool and is added as a correction value for the cutting depth H. Needless to say, the difference value D may be a negative value. As a result, the optimum depth of cut H that achieves the target dimension A can be reached during the machining of a small number of workpieces 10, so that the number of workpieces 10 that are wasted can be reduced.
[0029]
In the illustrated embodiment, the workpiece 10 that has been ground is moved to the sixth station 22 by the rotation of the rotary table 9, so that the arm 4 of the robot 2 takes out the workpiece 10 from the rotary table 9. , Move to the pallet 6, but after the second grinding process at the fifth station 21, any number of subsequent measuring steps and grinding as necessary, such as the third and fourth times It goes without saying that a processing step can be provided. In the subsequent measurement process and the grinding process, for example, the rotary table 9 may be enlarged and the third and fourth measurement processes and the grinding process may be continuously performed. The workpiece 10 is moved through the first station 7 to the second station 8 and the third station 16 again by rotating the rotary table 9 without discharging 10, thereby repeating the subsequent measurement process and grinding process. May be performed.
[0030]
As described above, by executing at least one grinding process and two measurement processes before and after the grinding process, the measurement value B of the hole 11 of the workpiece 10 in the measurement process after the processing is the target dimension A. When it is confirmed that a predetermined number of workpieces are continuously within the predetermined permissible range, the initial adjustment of the cutting amount H is finished, and the cutting amount H at that time is a constant value at the station. And the subsequent processing of the workpiece 10 is continued. Needless to say, since the target dimension A and the cutting depth H are different for each station, the cutting depth H is not set to the same value in all processing steps.
[0031]
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the initial adjustment method of the cutting amount according to the present invention as described above. First, in the control device built in the operation panel 14 or 15 of the grinding machine 1, numerical values a, b, c are read or calculated from a plurality of (n) past processing data accumulated. By executing the first measurement process on the workpiece 10 in the grinding machine 1 and obtaining the measurement value, the air cut amount E is determined and the grinding wheel 18 is moved quickly to the inner surface of the hole 11. Make contact. Then, the dimension A as a target that the measurement value should reach is set, and the grinding amount G required to reach it is calculated, and then grinding is started. Next, the measurement value B is obtained in the second measurement step after the grinding process is executed. Thereby, a difference value D between A and B is calculated. The difference value D indicates the amount of bending of the grinding wheel 18 and the shaft 19. From these values, the calculation formula H = a × (G−c) + (b + D)
The cutting amount H is calculated by the above and fed back to the machining process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram illustrating a grinding machine as an object to which an initial cutting amount adjustment method of the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a measurement process.
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a dimensional relationship.
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a processing step.
FIG. 5 is a block diagram schematically illustrating an initial adjustment method of a cutting amount according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Grinding machine 2 ... Robot 5 ... Conveyor 9 ... Turning table 10 ... Workpiece 11 ... Hole 12 ... Reference pins 14, 15 ... Operation panel 18 ... Grinding wheel 19 ... Shaft

Claims (3)

少なくとも、加工前に被加工物の穴の内径を計測する第1回目の計測工程と、計測された被加工物の穴の内径が目標寸法に合致するように穴の内面を加工する加工工程と、加工後に被加工物の穴の内径を計測する第2回目の計測工程とを順次に実行する穴加工方法において、
加工工程において使用する加工工具が更新された時に、
1個目の被加工物の加工前にその穴の内径を計測する第1回目の計測工程と、
目標寸法及び第1回目の計測値に基づいて加工工具の切込み量を算出すると共に、その切込み量に応じて加工工具を位置決めして、1個目の被加工物に対する加工を実行する加工工程と、
加工された1個目の被加工物について、その穴の内径を計測する第2回目の計測工程と、
2個目の被加工物の加工前にその穴の内径を計測する第1回目の計測工程と、
目標寸法及び第1回目の計測値に基づいて加工工具の切込み量を算出すると共に、目標寸法と1個目の被加工物の第2回目の計測値との差の値を算出して、この差の値を先に算出された切込み量に加算することによって切込み量を修正し、修正された切込み量に応じて加工工具を位置決めして、2個目の被加工物に対する加工を実行する加工工程と、
加工された2個目の被加工物について、その穴の内径を計測する第2回目の計測工程と、
2個目の被加工物の場合と同様に、3個目以降の被加工物についても第1回目の計測工程と、加工工程と、第2回目の計測工程を順次に実行する間に、第2回目の計測値が目標寸法から見て許容の範囲内にあることが、連続して所定の個数の被加工物において確認された時に、その時の切込み量を維持するように加工工具を位置決めして、以後の被加工物の加工を続行することを特徴とする切込み量の初期調整方法。
At least a first measuring step for measuring the inner diameter of the hole in the workpiece before processing, and a processing step for processing the inner surface of the hole so that the measured inner diameter of the hole in the workpiece matches the target dimension; In the hole machining method for sequentially executing the second measurement step of measuring the inner diameter of the hole of the workpiece after machining,
When the machining tool used in the machining process is updated,
A first measuring step of measuring the inner diameter of the hole before processing the first workpiece;
A machining step of calculating a cutting amount of the machining tool based on the target dimension and the first measurement value, positioning the machining tool according to the cutting amount, and executing machining on the first workpiece; ,
A second measuring step of measuring the inner diameter of the hole for the processed first workpiece;
A first measurement step of measuring the inner diameter of the hole before processing the second workpiece;
The cutting depth of the machining tool is calculated based on the target dimension and the first measurement value, and the difference value between the target dimension and the second measurement value of the first workpiece is calculated. Machining that corrects the depth of cut by adding the difference value to the previously calculated depth of cut, positions the machining tool according to the corrected depth of cut, and executes machining on the second workpiece Process,
A second measuring step for measuring the inner diameter of the hole for the processed second workpiece;
As in the case of the second workpiece, the first measurement process, the machining process, and the second measurement process are sequentially performed for the third and subsequent workpieces. When it is confirmed in a predetermined number of workpieces that the measured value of the second time is within the allowable range from the target dimension, the machining tool is positioned so as to maintain the cutting depth at that time. Then, the initial adjustment method of the cutting depth characterized by continuing the subsequent processing of the workpiece.
請求項1において、目標寸法をA、目標寸法Aに到達するために必要となる削れ量をG、先行の被加工物において加工後に計測された穴の内径をB、値Aと値Bの差をD、蓄積された加工データから算出される加工工具の単位荷重当たりの撓み量、即ち撓み率をa、同じく加工工具の切れ味を示す単位時間当たりの削れ量に応じて決まる補正値をb、自動制御によって切込み量が決定される場合に手動によって加える切込み量の補正値をcとした時に、2個目以降の被加工物に対する加工における加工工具の切込み量Hを次の数式によって算出して、加工工具を位置決めすることを特徴とする切込み量の初期調整方法。
H=a×(G−c)+(b+D)
In claim 1, the target dimension is A, the scraping amount required to reach the target dimension A is G, the inner diameter of the hole measured after machining in the preceding workpiece is B, and the difference between the value A and the value B D, the deflection amount per unit load of the machining tool calculated from the accumulated machining data, that is, the deflection rate is a, and b is a correction value determined according to the amount of machining per unit time, which also indicates the sharpness of the machining tool, When the cutting amount is manually determined when the cutting amount is determined by automatic control, the cutting amount H of the machining tool in the machining of the second and subsequent workpieces is calculated by the following equation, where c is the correction value of the cutting amount manually added. A method for initial adjustment of a cutting amount, characterized by positioning a processing tool.
H = a × (G−c) + (b + D)
請求項1又は2において、加工工具がそれ自体の中心軸線の回りに回転する砥石車であると共に、被加工物もまたそれ自体の中心軸線の回りに回転するように支持されていることを特徴とする切込み量の初期調整方法。3. The grinding tool according to claim 1, wherein the machining tool is a grinding wheel that rotates about its own central axis, and the workpiece is also supported so as to rotate about its own central axis. The initial adjustment method of the cutting depth.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160065251A (en) * 2014-11-28 2016-06-09 현대중공업 주식회사 Transmission for heavy construction equipment having unlock device of parking brake

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