JP2006102879A - 研削盤におけるワーク測定方法と、その装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベッド１と同体状個所に測定器４６、５１を設けられた研削盤によりオービット式の研削を実施するとき、研削対象のワークｗの形状が変更されても、前記測定器４６、５１によるワークｗの測定を、手間少なく行えるようになす。
【解決手段】研削盤において、ベッド１の同体状個所に案内軌道２１Ｂ、２１Ｃを形成し、該案内軌道２１Ｂ、２１Ｃ上を送り変位され少なくとも被研削円柱部ｗ１の外径を測定する測定器４６、５１を設け、一方では入力情報に基づいて、前記測定器４６、５１による測定時の前記測定器４６、５１位置情報と、前記測定器４６、５１による測定時のワークｗの位置情報とを演算し、これら位置情報に基づいて測定器４６、５１及びワークｗを測定位置に位置させるように実施するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、研削盤におけるワーク測定方法と、その装置に関し、特にワークの被研削円柱部を主軸回りへ公転変位させつつ研削するように実施されるオービット式研削においてワークの形状が変更されこれに伴いワークの測定位置が変わったときのワーク測定を省力的に行えるようにすることを特徴とする。

数値制御装置による制御により、主軸がワークの被研削円柱部（例えばクランクピン）を左右向き主軸中心線回りへ公転変位させる過程で、研削砥石が該被研削円柱部の外周面を研削するように作動するオービット式の研削盤は存在している（特許文献１、２及び３参照）。

この種の研削盤においては、主軸上のワークを測定するために、主軸や研削砥石を支持した状態で床面に定置されるベッドと同体状個所に、ポスト外径測定装置や端面測定装置を設けることが行われている。
この際、ポスト外径測定装置や端面測定装置は、ベッドと同体状個所に形成された案内軌道と、該案内軌道上を前後方向へ移動される測定器とを備えたものとなされる。

このような研削盤によりオービット式の研削を実施するとき、研削対象のワークの形状が変更されると、ワークの測定時における測定器の位置をワークの形状に対応させて変更しなければならないことが生じる。
このような変更は現在のところ、専ら手作業によっているのが実情であり、多くの手間と時間を要し作業能率を低下させる要因をなしている。

特開２００２−２９２５４６号公報 特開２００２−５２４６５号公報 特開２００１−８８０２６号公報

本発明は、ベッドと同体状個所に測定器を設けられた研削盤によりオービット式の研削を実施するとき、研削対象のワークの形状が変更されても、前記測定器によるワークの測定を、手間少なく行えるようになすことを目的としている。

上記目的を達成するため、本願発明に係る研削盤におけるワーク測定方法は次の第１発明、第２発明又は第３発明のようなものとなし、また本願発明に係る研削盤におけるワーク測定装置は次の第４発明又は第５発明のようなものとなす。

即ち、第１発明は、請求項１に記載したように、ワークの被研削円柱部を主軸が左右向きの主軸中心線回りへ公転変位させると共に該公転変位の過程で研削砥石が前後方向へ変位して前記被研削円柱部を研削するように作動する研削盤において、前記主軸や研削砥石を支持したベッドと同体状個所に前後方向の案内軌道を形成し、該案内軌道上を送り変位可能に支持され少なくとも被研削円柱部の外径を測定する測定器を設け、一方では前記ワークの被測定個所の位置情報に基づいて、前記測定器による測定時の前記測定器の位置情報と、前記測定器による測定時の前記ワークの位置情報とを演算し、前記測定器の位置情報に対応する位置に前記測定器を位置させると共に前記ワークの位置情報に対応する位置に前記ワークを位置させるように実施するものである。

そして第２発明は、請求項２に記載したように、数値制御装置による制御により、主軸がワークの被研削円柱部を左右向きの主軸中心線回りへ公転変位させると共に該公転変位の過程で研削砥石が前後方向へ変位して前記被研削円柱部を研削するように作動する研削盤において、前記主軸や研削砥石を支持したベッドの同体状個所に前後方向の案内軌道を形成し、該案内軌道上を数値制御により送り変位され少なくとも被研削円柱部の外径を測定する測定器を設け、一方では前記数値制御装置に入力された前記ワークの形状情報、前記測定器の送り経路情報、及び、前記ワークの被測定個所情報に基づいて、前記測定器による測定時の前記測定器の位置情報と、前記測定器による測定時の前記ワークの位置情報とを演算し、この後、数値制御により、前記測定器の位置情報に対応する位置に前記測定器を、そして前記ワークの位置情報に対応する位置に前記ワークを位置させるように実施するものである。

そして第３発明は、請求項３に記載したように、主軸の設けられたテーブルと、研削砥石とがベッドに支持されており、数値制御装置による制御により、前記テーブルが左右送りされ、前記主軸がワークの被研削円柱部を左右向き主軸中心線回りへ公転変位させ、該公転変位の過程で前記研削砥石が前後方向へ変位して前記被研削円柱部を研削するように作動する研削盤において、前記ベッドと同体状個所に前後方向の複数の案内軌道を左右方向へ並列させて形成し、これら案内軌道のうちの１つに送り移動体を数値制御による前後送り変位可能に案内させ、その他の前記案内軌道のそれぞれに測定器を前後移動可能に支持させ、これら測定器のうちの少なくとも１つを前記被研削円柱部の外径を測定するものとなし、これら測定器を択一的に前記送り移動体に連動させて前後方向上の特定位置に送り変位させ、このように送り変位された前記測定器にワークの被測定個所を測定させるように実施するものである。

また第４発明は、請求項４に記載したように、数値制御装置による制御により、主軸がワークの被研削円柱部を左右向きの主軸中心線回りへ公転変位させると共に該公転変位の過程で研削砥石が前後方向へ変位して前記被研削円柱部を研削するように作動する研削盤において、前記主軸や研削砥石を支持したベッドと同体状個所に前後方向の案内軌道を形成し、該案内軌道上を数値制御により送り変位され少なくとも被研削円柱部の外径を測定する測定器を設け、一方では前記数値制御装置に入力された前記ワークの形状情報、前記測定器の送り経路情報、及び、前記ワークの被測定個所情報に基づいて、前記測定器による測定時の前記測定器の位置情報と、前記測定器による測定時の前記ワークの位置情報とを演算する演算手段を設け、さらに前記測定器を数値制御により前記測定器の位置情報に対応する位置に位置させる測定器移動制御手段と、前記ワークを数値制御により前記ワークの位置情報に対応する位置に位置させるワーク移動制御手段とを設けたものである。

そして第５発明は、請求項５に記載したように、主軸の設けられたテーブルと、研削砥石とがベッドに支持されており、数値制御装置による制御により、前記テーブルが左右送りされ、前記主軸がワークの被研削円柱部を左右向き主軸中心線回りへ公転変位させ、該公転変位の過程で前記研削砥石が前後方向へ変位して前記被研削円柱部を研削するように作動する研削盤において、前記ベッドと同体状個所に前後方向の複数の案内軌道を左右方向へ並列させて形成し、これら案内軌道のうちの１つに送り移動体を数値制御による前後送り変位可能に支持させると共に、その他の前記案内軌道のそれぞれにワークを測定するための測定器を前後移動可能に案内させ、これら複数の測定器を択一的に前記送り移動体と連動させる連動手段を形成したものである。
この際、請求項６に記載したように、前記被研削円柱部に当接する振れ止め部材を前記送り移動体に固定した構成となすのがよい。

また上記した請求項４、５又は６に記載した発明は次のように具体化するのがよいのであって、即ち、請求項７に記載したように、前記複数の測定器のそれぞれをその対応する前記案内軌道上の任意位置に固定させるものとしたロック手段を設けた構成となす。

上記した本発明によれば、次のような効果が得られる。
即ち、請求項１記載の発明によれば、ベッドと同体状個所に測定器を設けられた研削盤によりオービット式の研削を実施するとき、研削対象のワークの形状が変更されても、前記測定器によるワークの少なくとも被研削円柱部の外径の測定を全自動的或いは半自動的に行わせることができるのであり、前記測定器によるワークの測定を従来に較べて手間少なく行えるようになる。

また請求項２又は４に記載の発明によれば、ベッドと同体状個所に測定器を設けられた研削盤によりオービット式の研削を実施するとき、研削対象のワークの形状が変更されても、数値制御装置に入力されたワークの形状情報、測定器の送り経路情報、及び、ワークの被測定個所情報に基づいて、前記測定器によるワークの少なくとも被研削円柱部の外径の測定を全自動的或いは半自動的に行わせることができるのであり、前記測定器によるワークの測定を従来に較べて手間少なく行えるようになる。

また請求項３又は５に記載の発明によれば、ベッドと同体状個所に測定器を設けられた研削盤によりオービット式の研削を実施するとき、研削対象のワークの形状が変更されても、数値制御装置へ必要な情報を入力するという簡易な操作により、前記測定器によるワークの被研削円柱部の外径や、端面の左右方向位置の測定を全自動的或いは半自動的に行わせることができるのであり、前記測定器によるワークの測定を従来に較べて手間少なく行えるようになる。また数値制御により送り移動される単一の送り移動体で各測定器を測定位置に移動させることができるため、複数の測定器によるワークの測定を簡易な構造により安価に実施することができる。

請求項６記載の発明によれば、研削中においてワークの弾性変形によるその被研削円柱部の変位を振れ止め部材で規制することができて研削精度を向上させることができると共に、振れ止め部材を数値制御により変位させるための専用の駆動機構を設けないでも済み、研削盤のコンパクト化、軽量化及び低コスト化に寄与するものである。

請求項７記載の発明によれば、ワークを測定する時の各測定器の案内軌道上での前後移動をロック手段で確実に規制できるため、各測定器によるワークの被研削円柱部の径長や、ベッド上でのワークの左右方向位置の測定を正確に行わせることができる。

次に本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図８は本発明を実施したＣＮＣ研削盤に係り、図１は全体平面図、図２は振れ止め部材及びこれの駆動案内手段を示す側面図、図３は前記駆動案内手段をｘ方向と直交した面で切断した状態を振れ止め部材の後退側から見た断面図、図４は振れ止め部材及びこれの駆動案内手段を示す平面図、図５はワークの被研削円柱部の径を測定している状態を示す測定器周辺の平面図、図６はワークの回転半径面の位置を測定している状態を示す測定器周辺の平面図、図７はワークを研削するときの研削砥石の位置と研削経過時間との関係を示す説明図、図８はワークの研削中における被研削円柱部、研削砥石及び衝接面との関係を示す断面図である。ここに、ＣＮＣはコンピュータ数値制御を意味する。

本発明に係るＣＮＣ研削盤はオービット式の研削を実施するものであって、図１に示すように、床面に定置されるベッド１、該ベッド１上に左右方向（ｚ方向）の移動自在に設けられたワーク支持テーブル２、及び、ベッド１上に前後方向（ｘ方向）の移動自在に設けられた砥石台３を備えている。

ベッド１の右端にはワーク支持テーブル２送り用のサーボモータ４が設けてあり、該サーボモータ４はワーク支持テーブル２をネジ送り機構４ａを介してｚ方向へ送り移動させるものである。ベッド１の後端中央には砥石台３送り用のサーボモータ５が設けてあり、該サーボモータ５は砥石台３をネジ送り機構５ａを介してｘ方向へ送り移動させるものである。

そして、ワーク支持テーブル２上の左右個所には左側主軸台６及び右側主軸台７を備えたワーク支持回転手段８が形成されている。各主軸台６、７上には同期回転される主軸９駆動用のサーボモータ１０、１０が設けられており、砥石台３の砥石回転軸１１には研削砥石１２が固定されており、砥石回転軸１１にはこれを回転させるための駆動モータ１３が連動連結されている。

この際、各主軸台６、７に設けられた左右各側の主軸９と同体状に回転駆動されるチャック１４、１４を設け、各チャック１４の中心位置で主軸９の中心位置に主軸センタ１４ａを設けている。

ワーク支持テーブル２の下側に位置したベッド１前縁の中央部には前側へ張り出した張出ベッド部１ａが形成されており、該張出ベッド部１ａの上面のｚ方向中央に振れ止め装置１５が設けられ、該振れ止め装置１５を挟むようにこれの左右側にポスト外径測定装置１６及び端面測定装置１７が設けられている。

図２に示すように、張出ベッド部１ａの上面にはｚ方向の案内軌道部材１８が固定され、該案内軌道部材１８にサドル部材１９がｚ方向の変位可能に嵌合されており、該サドル部材１９は締結ネジ固定手段２０を介してｚ方向の任意位置に固定されるようになされている。サドル部材１９の上面には案内台２１がボルトを介して固定されており、該案内台２１の上面でしかも、振れ止め装置１５、ポスト外径測定装置１６及び端面測定装置１７のそれぞれの下側となる個所には、図３に示すように、これら装置１５、１６、１７のそれぞれに対応した案内軌道２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃが形成されている。

この際、案内軌道２１Ａは断面を方形状となされたｘ方向の直状溝２１ａを具備し、該直状溝２１ａの左右側面個所のそれぞれに断面形状を三角凹み形となされた摺接面を具備した直状雌案内部材２２ａ、２２ｂを対向状に配置されボルトを介して固定されている。また案内軌道２１Ｂ、２１Ｃは、何れも、断面形状を三角山形となされた摺接面を具備したｘ方向の直状案内突条部２１ｂを形成され、該直状案内突条部２１ｂの左右側に比較的低いｘ方向の突条２１ｃ、２１ｄを形成されたものとなされている。なお、ａ１は油溝である。

振れ止め装置１５は、主軸に支持されたワークｗに当接される振れ止め部材２３と、これを動力でｘ方向へ送り変位させる駆動案内手段２４を備えている。振れ止め部材２３は、研削砥石１２の送り移動軌跡の延長線上の近傍に位置されｘ方向へ向けられた起立状板部材２５と、この起立状板部材２５の前端部側面個所に縦向きとなされて固定されたワーク支持部材２６と、起立状板部材２６の後端部の左右に固着されたフランジ部材２７ａ、２７ｂとからなり、ワーク支持部材２６の前端面に接触片２８固定され、該接触片２８の前面を衝接面ａ２となされ、該衝接面ａ２がｘ方向及びｚ方向に対し垂直となされた起立状左右方向平面となされると共に、該起立状左右方向平面の縦方向長さをワークｗの上下方向移動範囲よりも大きくなされている。

駆動案内手段２４は、案内軌道２１Ａと、これの上面でｘ方向へ案内される被案内体２９と、案内軌道２１Ａと被案内体２９との間に設けられた駆動送り機構３０とからなっている。

被案内体２９は高さの大きい前部方形部２９Ａと高さの低い後部方形部２９Ｂとを備え、前部方形部２９Ａの前面に振れ止め部材２３のフランジ部材２７ａ、２７ｂがボルトを介して固定されると共に、前部方形部２９Ａの左右側面に円形孔２９ｂ、２９ｃを形成され、また前部方形部２９Ａと後部方形部２９Ｂの下面が単一平面状となされいて、該下面のｚ方向幅の中央個所に断面方形状のｘ方向突条部２９ａを形成され、該ｘ方向突条部２９ａの左右側面に一対の直状雄案内部材３１ａ、３１ｂをｘ方向へ向けて且つ前記一対の直状雌案内部材２２ａ、２２ｂにｘ方向の相対変位可能に嵌合されるように固定されたものとなされている。

駆動送り機構３０は案内台２１の後端近傍から起立させた後側起立支持部３２に固定された駆動手段３３としてのサーボモータと、案内台２１から起立させた前側起立支持部３４に形成されたスラスト軸受部３５と、該スラスト軸受部３５に回転のみ自在に支承された送り雄ねじ部材３６と、被案内体２９に固定され送り雄ねじ部材３６を螺入された鍔付ナット体３７からなっている。

この際、後側起立支持部３２はサーボモータ３３を固定するための透孔３２ａを形成されると共に下部に被案内体２９の後部方形部２９Ｂがｘ方向へ移動するための方形状の切欠３２ｂを形成されており、また前側起立支持部３４は図４に示すように左右方向の前面壁部３４ａとこれの左右側に位置された前後方向の側面壁部３４ｂ、３４ｃとからなり、前面壁部３４ａにはスラスト軸受部３５を形成するための透孔３４ｄを形成されると共に、前面壁部３４ａの下端部には被案内体２９の後部方形部２９Ｂがｘ方向へ移動するための方形状の切欠３４ｅを形成されている。サーボモータ３３の出力軸３３ａはカップリング３８を介して送り雄ねじ部材３６の後端に結合されており、またスラスト軸受部３５は一対の転がり軸受３９、３９とこれらを内包し前側起立支持部３４に固定された鍔付筒部材４０とを備え、送り雄ねじ部材３６に形成されたカラー部３６ａと、送り雄ねじ部材３６に螺着されたナット部材４１と、鍔付筒部材４０に形成された段差部と、鍔付筒部材４０に螺着されたナット部材４２とで送り雄ねじ部材３６に作用するスラスト力を支持するものとなされている。鍔付ナット体３７は被案内体２９の前側方形部２９Ａに形成されたｘ方向孔２９ａに嵌合状に固定されている。サーボモータ３３はこれの出力軸３３ａが回転することで送り雄ねじ部材３６のねじ送り作用で鍔付ナット体３７にｘ方向の送り力を付与し、該送り力で被案内体２９及び振れ止め部材２３をｘ方向へ送り変位させるものである。

ポスト外径測定装置１６は、案内軌道２１Ｂにｘ方向への摺動変位自在に支持された摺動台４３と、該摺動台４３を案内軌道２１Ｂ上の任意位置に固定化させるロック手段４４と、摺動台４３を振れ止め装置１５の被案内体２９に任意時に連結させる連結手段４５と、主軸９に支持されたワークｗの被研削円柱部ｗ１の直径又は半径を測定する外径測定器４６と、該外径測定器４６を摺動台４３上でｘ方向へ変位させる駆動案内手段４７とを備えている。

この際、摺動台４３は直状案内突条部２１ｂに位置決めされた状態でｘ方向へ摺動変位されるものとなされており、またロック手段４４は油圧を付与されることにより摺動台４３を案内軌道２１Ｂに締結固定させるように機能するものであり、連結手段４５は摺動台４３の上面に固定されたシリンダ部材４８に油圧室４８ａを形成し、該油圧室４８ａにピストン体４９をｚ方向の摺動変位自在に挿入し、ピストン体４９の一端部に振れ止め装置１５の前記円形孔２９ｂに嵌入される結合部材５０を延長状に固定したものとなされている。ここにピストン体４９及び結合部材５０は前記円形孔２９ｂ、２９ｃと共に摺動台４３を被案内体２９に連動させるための連動手段をなす。

そして、測定器４６は本体部４６ａに接触子４６ｂをｚ方向軸４６ｃ回りの揺動可能に装着され、接触子４６ｂの先端部が被研削円柱部ｗ１の最高位置に接触したときの、接触子４６ｂの中立位置からの上方への揺動量を検出し、該揺動量から被研削円柱部ｗ１の径（直径又は半径）長を認識し、該径長情報を出力するものとなされている。

駆動案内手段４７は摺動台４３の上部にｘ方向へ向けて固定された直状案内体４７ａと、該直状案内体４７ａにより一定姿勢を保持したままｘ方向に案内されるものであって外径測定器４６を固定され油圧によりｘ方向へ往復変位される被案内体４７ｂと、該被案内体４７ｂを油圧によりｘ方向へ往復駆動する伸縮シリンダ装置４７ｃとを備えたものとなされている。

端面測定装置１７は、ポスト外径測定装置と対称な構造となされているのであり、説明簡略化のため実質的に同一の部材には同一符号を付して説明を省略する。端面測定装置１７がポスト外径測定装置１６と異なる点について説明すると、摺動台４３が案内軌道２１Ｃにｘ方向への摺動変位自在に支持されており、また連結手段４５の結合部材５０が振れ止め装置１５の前記円形孔２９ｃに嵌入されるようになされており、また主軸９に支持されたワークｗのｚ方向位置を測定する端面測定器５１を備えており、該端面測定器５１は本体部５１ａに接触子５１ｂを縦方向軸５１ｃ回りの揺動可能に装着され、接触子５１ｂの先端部がワークｗの回転半径面に接触したときの、接触子５１ｂの基準位置からの左右方向への揺動量を検出し、該揺動量からワークｗのｚ方向位置を認識し、該ｚ方向位置情報を出力するものとなされ、駆動案内手段４７の被案内体４７ｂに固定されている。

ベッド１の近傍には図１に示すように各部を制御するためのコンピュータ数値制御装置５２が設けてあり、該コンピュータ数値制御装置５２は必要な情報を入力するための入力部５２ａを備えており、またポスト外径測定装置１６の出力した径情報を入力されるものとなされている。

またコンピュータ数値制御装置５２内には、外径測定器４６や端面測定器５１による測定時の各測定器４６、５１の位置情報である測定器位置情報と、外径測定器４６や端面測定器５１による測定時のワークｗの位置情報であるワーク位置情報とを演算する演算手段５３と、外径測定器４６や端面測定器５１を数値制御により前記測定器位置情報に対応する位置に位置させる測定器移動制御手段５４と、ワークｗを数値制御により前記ワーク位置情報に対応する位置に位置させるワーク移動制御手段５５とが設けられており、またコンピュータ数値制御装置５２内には各サーボモータを制御するための座標が設定されている。

次に上記したＣＮＣ研削盤でワークｗであるクランクシャフトのクランクピン（被研削円柱部ｗ１）を研削する場合の使用例について説明する。
コンピュータ数値制御装置５２に自動的な研削を実行させるためのプログラムを入力部５２ａから入力し記憶させる。そして、左側主軸台６のチャック１４と右側主軸台７のチャック１４との間に、クランクシャフトｗを配置し、クランクシャフトｗの各端部の図５などに示すジャーナルｗ２、ｗ２の端面中心穴に主軸センタ１４ａ、１４ａを嵌合させ押圧させた後、チャック１４を把持作動させ、クランクシャフトｗを主軸９に固定状に支持させる。これにより、ジャーナルｗ２中心は主軸９の回転中心に安定的に合致された状態となる。

そして、主軸９に支持させたクランクシャフトｗの形状情報（例えばクランクシャフトｗの各構成部分のｚ方向上の位置情報や、クランクピンｗ１のジャーナルｗ２中心に対する偏心量や、クランクピンｗ１の径長情報など）、及び、外径測定器４６や端面測定器５１によるワークｗの被測定個所の位置情報などを入力部５２ａから入力する。この例では外径測定器４６によるワークｗの被測定個所はクランクピンｗ１の外周面のｚ方向上の特定個所ｐｓ１（図５参照）であり、該特定位置ｐｓ１についての位置情報を入力するのであり、また端面測定器５１によるワークｗの被測定個所はクランクアームｗ３の回転半径面をなす端面の特定個所ｐｓ２（図５参照）であり、該特定個所ｐｓ２についての位置情報を入力する。

この後、入力部５２ａから研削開始指令を入力するのであり、これによりコンピュータ数値制御装置５２の指令による以下のような自動的な研削工程が実行される。
先ず、演算手段５３の演算結果に基づいて、測定器移動制御手段５４及びワーク移動制御手段５５が次のような端面測定作動を行わせる。即ち、サーボモータ４の回転作動によりワークｗ支持テーブル２がｚ方向へ送り変位されることによりクランクシャフトｗがワークｗ支持テーブル２と一緒に、端面測定器５１に対しこれと干渉しない図６に示す相対配置となる特定位置に移動される。次にサーボモータ３３が回転作動されることにより振れ止め装置１５の被案内体２９が図４に示す位置にある端面測定装置１７の摺動台４３のｘ方向上の位置に関連した特定位置に送り変位される。

次に油圧で端面測定装置１７のピストン体４９がこれに対応した結合部材５０を振れ止め装置１５側へ変位されることにより該結合部材５０の先部が振れ止め装置１５の被案内体２９の円形孔２９ｃ内に挿入され、該挿入に関連して端面測定装置１７のロック手段４４に固定解除用の油圧が付与されて端面測定装置１７の摺動台４３の該ロック手段４４による固定状態が解除される。

次にサーボモータ３３が回転作動することにより被案内体２９がｘ方向上のジャーナルｗ２中心側（前進側）の特定位置まで送り変位され、この送り変位が端面測定装置１７の結合部材５０を介して端面測定装置１７の摺動台４３を図６に示すように前進側の特定位置に変位させる。次に端面測定装置１７のロック手段４４に固定用の油圧が付与されてその対応する摺動台４３が固定状態となされ、該固定状態の下でサーボモータ３３が回転作動し、被案内体２９が端面測定装置１７の結合部材５０と円形孔２９ｃとの隙間の例えば半分距離だけ前進側の逆側（後退側）へ送り変位され、これら結合部材５０と円形孔２９ｃとが僅かに離反される。次に油圧で端面測定装置１７のピストン体４９が振れ止め装置１５から離れる側へ変位され、その対応する結合部材５０が振れ止め装置１５の被案内体２９の円形孔２９ｃから抜き出される。このとき、端面測定装置１７の摺動台４３はロック手段４４により固定状態を保持される。

次にサーボモータ３３が回転作動されることにより振れ止め装置１５の被案内体２９が必要量だけ後退側へ変位されて衝接面ａ２がクランクシャフトｗと干渉
４６とｘ方向上で正対した状態となされる。

次にサーボモータ３３が回転作動されることにより振れ止め装置１５の被案内体２９がポスト外径測定装置１６の摺動台４３の図４に示す位置に対応したｘ方向上の特定位置に送り変位される。

次に先と同様にポスト外径測定装置１６用のピストン体４９が変位されることによりその対応する結合部材５０の先部が振れ止め装置１５の被案内体２９の円形孔２９ｂ内に挿入され、該挿入に関連して、ポスト外径測定装置１６用のロック手段４４によるポスト外径測定装置１６用の摺動台４３の固定状態が解除される。次にサーボモータ３３が回転作動することにより被案内体２９が前進側の特定位置に送り変位され、この送り変位がポスト外径測定装置１６用の結合部材５０を介してポスト外径測定装置１６の摺動台４３を図５に示すように前進側の特定位置に変位させる。

次にポスト外径測定装置１６用のロック手段４４に固定用の油圧が付与されてその対応する摺動台４３が固定状態となされ、該固定状態の下で、サーボモータ３３が回転作動して被案内体２９をポスト外径測定装置１６用の結合部材５０と円形孔２９ｂとの隙間の例えば半分距離だけ前進側の逆側（後退側）へ送り変位させ、これら結合部材５０と円形孔２９ｂとが僅かに離反される。次にポスト外径測定装置１６用のピストン体４９が変位され、その対応する結合部材５０が振れ止め装置１５の被案内体２９の円形孔２９ｂから抜き出される。次にサーボモータ３３が回転作動されることにより振れ止め装置１５の被案内体２９が必要量だけ後退側へ変位されて衝接面ａ２がクランクシャフトｗと干渉しない位置に位置された状態となる。

次に端面測定装置１７の駆動案内手段４７が端面測定器５１を比較的大きな速度で図６に示す案内始端ｐ０１から案内終端ｐ０２まで前進させて端面測定器５１を測定位置に位置させ、次にサーボモータ４が回転作動され、クランクシャフトｗの特定端面ｐｓ２がワーク支持テーブル２と一緒にｚ方向の測定位置ｐ０３に送り変位される。ここにｐ０３は入力部５２ａからの入力情報に基づいて演算されたものである。

これによりクランクアームｗ３の端面の被測定個所ｐｓ２が端面測定器５１の接触子５１ｂを押圧して変位させるものとなり、該変位に基づいて、ＣＮＣ数値制御装置５２内のｚ方向座標上でのクランクシャフトｗの位置が把握され、クランクシャフトｗの各構成部分のｚ方向座標上の座標値が特定される。

このようにして端面測定装置１７による端面測定作動が終了した後は、駆動案内手段４７が端面測定器５１を案内終端ｐ０２から案内始端ｐ０１に後退させる。

次に駆動モータ１３が回転されて、研削砥石１２が回転駆動される。また必要に応じサーボモータ４が回転され、ワーク支持テーブル２がｚ方向へ移動される。該移動によりワークｗが主軸台６などと共に移動されるのであり、これにより、クランクピンｗ１は図１に示すようにｘ方向上で研削砥石１２と対向した状態となされる。続いて、必要に応じサーボモータ５が回転され、研削砥石１２はコンピュータ数値制御装置５２内に設定されたｘ方向座標上の、予め入力されたプログラム上で決定されている図７中の座標値ｐ１に対応したｘ方向上の初期位置へ移動される。

次にサーボモータ５が比較的大きな速度で回転されることにより、研削砥石１２が急速に前進側（ジャーナルｗ２中心へ近づく側）へ移動され、研削砥石１２は予めプログラム上で決定されている図７中の座標値ｐ２に対応するｘ方向上位置に移動される。

この後、サーボモータ５及びサーボモータ１０が予め入力されたプログラムに従って互いに関連した速度で制御回転されるのであり、これにより研削砥石１２及び振れ止め部材２３は図８に示すように、クランクピンｗ１の回転軌跡ｍの直径をストロークとしてクランクピンｗ１の送り回転に追従してｘ方向へ往復変位され、この変位中に、サーボモータ５が研削砥石１２を予め定めた切込条件でｘ方向のクランクピン中心ｐ０５側へ送り変位させると共に、サーボモータ３３が振れ止め部材２３を研削砥石１２の粗研切込条件に従いつつｘ方向のクランクピン中心ｐ０５側へ送り変位させる。

これにより、研削砥石１２はクランクピンｗ１が主軸９回りへ公転変位される過程で該クランクピンｗ１を切り込むのであり、一方、このような研削中、振れ止め部材２３の衝接面ａ２は主軸９回りへ公転変位されるクランクピンｗ１の外周面に常に当接してこれを支持する。研削砥石１２による研削中には、研削砥石１２とクランクピンｗ１との接触個所に発生する研削抵抗がクランクピンｗ１を略々振れ止め部材２３側のｘ方向へ押してクランクシャフトｗを撓み変形させようとするが、ワークｗ振れ止め部材２３がクランクピンｗ１の外周面を支持して、クランクシャフトｗの撓みを効果的に阻止する。したがって、クランクピンｗ１の一回転当たりの研削砥石１２の切込量を比較的大きくした状態で研削しても、クランクピンｗ１は撓み変位の規制された状態の下で精度良く研削されるのである。

該研削におけるクランクピンｗ１の一回転当たりの研削砥石１２の切込量は研削が進行する段階に従って、即ち図７に示す粗研切込の行われる第１段階、中粗研切込の行われる第２段階、精研切込の行われる第３段階の順に小さくなすのがよい。

この際、第１段階の開始点は研削砥石１２がこれを制御するための前記ｘ方向座標上における図７中の特定の座標値ｐ２に対応するｘ方向上位置に達したときであり、第２段階の開始点ｐ３は研削砥石１２がｘ方向座標上における図７中の特定の座標値ｐ３に対応するｘ方向上位置に達したときであり、第３段階の開始点は、研削砥石１２がｘ方向座標上における図７中の特定の座標値ｐ４に対応するｘ方向上位置に達したときである。

このような研削において、研削砥石１２がｘ方向座標上における図７中の特定の座標値ｐ４に対応するｘ方向上位置に達したときは、第２段階が終了され、スパークアウトが実施される。該スパークアウトは、第２段階の主軸９によるクランクピンｗ１の回転送り変位を続行させたまま、研削砥石１２の切込送りが停止された状態を言うものであり、該スパークアウト中には研削砥石１２が機械構成部材などに残存する弾性力でクランクピンｗ１に押圧された状態となり、クランクピンｗ１は極めて少ない切込で研削される。該スパークアウトは、クランクシャフトｗが予めプログラムで定められている複数回だけ回転される期間中、継続されるものであり、少なくともクランクシャフトｗの一回転以上の期間に亘って継続されると、研削中のクランクピンｗ１の全周面は切込による段差の殆ど存在しない滑らかな曲面となる。

上記スパークアウトが開始されると、クランクピンｗ１の公転変位に対応した振れ止め部材２３のｘ方向送り変位は継続されるものの、研削砥石１２の切込送りに対応した振れ止め部材２３のｘ方向送りは停止されるのであり、したがって、該スパークアウトによるクランクピンｗ１の最終的な研削が行われると、振れ止め部材２３はクランクピンｗ１から離れた状態となり、振れ止め部材２３とクランクピンｗ１との接触による傷発生が回避される。該スパークアウトが終了した後、研削砥石１２及び振れ止め部材２３はワークｗから離反され例えば初期位置に復帰される。

次に、演算手段５３の演算結果に基づいて、測定器移動制御手段５４及びワーク移動制御手段５５が次のようなポスト外径測定作動を行わせる。即ち、サーボモータ４の回転作動によりワーク支持テーブル２がｚ方向へ送り変位されることによりクランクピンｗ１がワーク支持テーブル２と一緒に送り変位され、クランクピンｗ１の予め入力された被測定個所ｐｓ１は、図５に示すように外径測定器４６とｘ方向上で正対した状態となされる。

次にサーボモータ１０が回転作動されることにより主軸９が回転送りされてクランクピンｗ１がジャーナルｗ２中心回りに回転され先に演算された主軸９回りの特定角度位置である測定位置に送り変位される。例えば図８において、クランクピンｗ１の中心ｐ０５がジャーナルｗ２の中心ｂを含みｘ方向に平行な平面上に位置する状態となされる。次に駆動案内手段４７が図５に示すように外径測定器４６を比較的大きな速度で案内始端ｐ０１から案内終端ｐ０２まで前進させて外径測定器４６を測定位置に位置させる。

これにより外径測定器４６の接触子４６ｂが入力部５２ａからの入力情報により特定されたクランクピンｗ１の被測定個所ｐｓ１である外周面最高位置に接触してｚ方向軸４６ｃ回りへ押圧されて変位され、該変位に対応した信号が外径測定器４６から発出され、該信号に基づいてクランクピンｗ１の径長が把握される。

このようにしてポスト外径測定装置１６の外径測定作動が終了した後は、先と同様に駆動案内手段４７が外径測定器４６を案内終端ｐ０２から案内始端ｐ０１に後退させる。このとき、ポスト外径測定装置１６の摺動台４３の位置はロック手段４４により固定状態を保持される。次にサーボモータ４が作動し、研削砥石１２とクランクピンｗ１とがｘ方向上で正対される。

一方では、ポスト外径測定装置１６による測定により得られたクランクピンｗ１の径長測定値と、クランクピンｗ１の径長の計画研削仕上寸法とが比較され、研削の不足量値がＣＮＣ数値制御装置５２の演算機能により演算される。該不足量値に基づいて、サーボモータ５、サーボモータ１０及びサーボモータ３３が回転作動されるのであり、これによりクランクシャフトｗが主軸９回りへ送り変位されると共に、研削砥石１２がクランクピンｗ１に当接され続いて該不足量値分だけ漸次に切込送りされる。また振れ止め部材２３が研削砥石１２の送り変位に関連して送り変位されて研削中のクランクピンｗ１に当接され、既述したところと同様にクランクピンｗ１を支持する。これにより、クランクピンｗ１は該不足量値分に対応した第３段階の精研を正確に実行され、実際の径長を計画研削仕上寸法に近づけられるのである。

上記精研が終了したとき、先のスパークアウトに準じたスパークアウトが再び実施されてクランクピンｗ１の外周面の全周囲を段差のない平滑な仕上面となされるのであり、この後、サーボモータ５及びサーボモータ３３が逆向きへ回転作動されて、研削砥石１２及び振れ止め部材２３がこれらの初期位置に復帰されるのであり、該復帰後、サーボモータ５、１０、３３は作動を停止され、次のクランクシャフトｗの研削に備える。

上記クランクシャフトｗの研削終了後にも、同じ形状のクランクシャフトｗを多数研削するときは、１つのクランクシャフトｗを主軸９に支持させる都度、研削開始指令を入力部５２ａから入力する。これにより、研削砥石１２は先と同様にクランクピンｗ１の研削を開始するが、この研削では、ポスト外径測定装置１６による外径測定のための作動は行われないのであり、研削砥石１２は粗研の開始時の研削砥石位置ｐ２から精研の終了時点の研削砥石位置ｐ５まで連続して研削を実行する。なお、以後のクランクシャフトｗの研削においては、予め入力された数のクランクシャフトｗの研削が終了する度に、これの次に研削される１つのクランクシャフトｗは、最初の１つのクランクシャフトｗの場合と同様にポスト外径測定作動を含む研削を実行するのである。このようなポスト外径測定処理を行うことにより、研削砥石１２の摩耗などによる研削精度の低下が回避される。

上記した同一形状のクランクシャフトｗの研削が終了した後、これまでとは異なる形状、例えばピンの偏心量の異なるクランクシャフトｗを研削するときは、該クランクシャフトｗを主軸９に固定状に支持させると共に、入力部５２ａから該クランクシャフトｗの形状情報、及び、ポスト外径測定装置１６や端面測定装置１７によるワークｗの被測定個所の情報を入力し、その後、研削開始指令を入力する。これによりその後の研削は既述したところと同様に自動的に行われる。この際、ポスト外径測定装置１６や端面測定装置１７は手作業による位置変更や取替えなどの段取替えをしないでも、クランクピンｗ１の被測定個所ｐｓ１の外径長やクランクアームｗ３の端面個所ｐｓ２を測定するものとなる。

上記の使用例は種々に変更して差し支えないであり、例えば、入力部５２ａから研削開始指令を入力した後の研削は必ずしも全自動的に行わせる必要はなく、半自動的に行わせたり、各部の作動順や作動位置を変更することができる。

また上記研削盤は次のように変形できる。
（１）外径測定器４６や端面測定器５１のそれぞれを専用の数値制御駆動手段で送り変位させるようになすこともできる。
（２）端面測定装置１７は省略し、従来と同様な端面測定を実施するものとなすこともできる。
（３）摺動台４３と測定器４６又は５１の間に介設された駆動案内手段４７を省略し、代わりに、摺動台４３に測定器４６又は５１を固設して、案内軌道２１Ｂ又は２１Ｃを張出ベッド１ａに対しｘ方向へ変位させるための駆動手段を形成し、該駆動手段を駆動案内手段４７に準ずる機能を奏するものとなす。
（４）１つの摺動台４３上に外径測定器４６及び端面測定器５１の複数を装着することも可能である。

本発明に係るＣＮＣ研削盤の全体平面図である。 前記研削盤の一部であって、衝接面を具備した振れ止め部材及びこれの駆動案内手段を示す側面図である。 前記駆動案内手段をｘ方向と直交した面で切断した状態を振れ止め部材の後退側から見た断面図である。 前記した振れ止め部材及びこれの駆動案内手段を示す平面図である。 ワークの被研削円柱部の径を測定している状態を示す測定器周辺の平面図である。 ワークの回転半径面の位置を測定している状態を示す測定器周辺の平面図である。 ワークを研削するときの研削砥石の位置と研削経過時間との関係を示す説明図である。 ワークの研削中における被研削円柱部、研削砥石及び衝接面との関係を示す断面図である。

符号の説明

１ ベッド
２ ワーク支持テーブル
９ 主軸
１２ 研削砥石
２１Ｂ 案内軌道
２１Ｃ 案内軌道
２３ 振れ止め部材
２９ｂ 円形孔（連動手段）
２９ｃ 円形孔（連動手段）
４４ ロック手段
４６ 外径測定器
４９ ピストン体（連動手段）
５０ 結合部材（連動手段）
５１ 端面測定器
５２ 数値制御装置
５３ 演算手段
５４ 測定器移動制御手段
５５ ワーク移動制御手段
ｗ ワーク
ｗ１ 被研削円柱部

Claims (7)

1. ワークの被研削円柱部を主軸が左右向きの主軸中心線回りへ公転変位させると共に該公転変位の過程で研削砥石が前後方向へ変位して前記被研削円柱部を研削するように作動する研削盤において、前記主軸や研削砥石を支持したベッドと同体状個所に前後方向の案内軌道を形成し、該案内軌道上を送り変位可能に支持され少なくとも被研削円柱部の外径を測定する測定器を設け、一方では前記ワークの被測定個所の位置情報に基づいて、前記測定器による測定時の前記測定器の位置情報と、前記測定器による測定時の前記ワークの位置情報とを演算し、前記測定器の位置情報に対応する位置に前記測定器を位置させると共に前記ワークの位置情報に対応する位置に前記ワークを位置させるように実施することを特徴とする研削盤におけるワーク測定方法。
2. 数値制御装置による制御により、主軸がワークの被研削円柱部を左右向きの主軸中心線回りへ公転変位させると共に該公転変位の過程で研削砥石が前後方向へ変位して前記被研削円柱部を研削するように作動する研削盤において、前記主軸や研削砥石を支持したベッドの同体状個所に前後方向の案内軌道を形成し、該案内軌道上を数値制御により送り変位され少なくとも被研削円柱部の外径を測定する測定器を設け、一方では前記数値制御装置に入力された前記ワークの形状情報、前記測定器の送り経路情報、及び、前記ワークの被測定個所情報に基づいて、前記測定器による測定時の前記測定器の位置情報と、前記測定器による測定時の前記ワークの位置情報とを演算し、この後、数値制御により、前記測定器の位置情報に対応する位置に前記測定器を、そして前記ワークの位置情報に対応する位置に前記ワークを位置させるように実施することを特徴とする研削盤におけるワーク測定方法。
3. 主軸の設けられたテーブルと、研削砥石とがベッドに支持されており、数値制御装置による制御により、前記テーブルが左右送りされ、前記主軸がワークの被研削円柱部を左右向き主軸中心線回りへ公転変位させ、該公転変位の過程で前記研削砥石が前後方向へ変位して前記被研削円柱部を研削するように作動する研削盤において、前記ベッドと同体状個所に前後方向の複数の案内軌道を左右方向へ並列させて形成し、これら案内軌道のうちの１つに送り移動体を数値制御による前後送り変位可能に案内させ、その他の前記案内軌道のそれぞれに測定器を前後移動可能に支持させ、これら測定器のうちの少なくとも１つを前記被研削円柱部の外径を測定するものとなし、これら測定器を択一的に前記送り移動体に連動させて前後方向上の特定位置に送り変位させ、このように送り変位された前記測定器にワークの被測定個所を測定させるように実施することを特徴とする研削盤におけるワーク測定方法。
4. 数値制御装置による制御により、主軸がワークの被研削円柱部を左右向きの主軸中心線回りへ公転変位させると共に該公転変位の過程で研削砥石が前後方向へ変位して前記被研削円柱部を研削するように作動する研削盤において、前記主軸や研削砥石を支持したベッドと同体状個所に前後方向の案内軌道を形成し、該案内軌道上を数値制御により送り変位され少なくとも被研削円柱部の外径を測定する測定器を設け、一方では前記数値制御装置に入力された前記ワークの形状情報、前記測定器の送り経路情報、及び、前記ワークの被測定個所情報に基づいて、前記測定器による測定時の前記測定器の位置情報と、前記測定器による測定時の前記ワークの位置情報とを演算する演算手段を設け、さらに前記測定器を数値制御により前記測定器の位置情報に対応する位置に位置させる測定器移動制御手段と、前記ワークを数値制御により前記ワークの位置情報に対応する位置に位置させるワーク移動制御手段とを設けたことを特徴とする研削盤におけるワーク測定装置。
5. 主軸の設けられたテーブルと、研削砥石とがベッドに支持されており、数値制御装置による制御により、前記テーブルが左右送りされ、前記主軸がワークの被研削円柱部を左右向き主軸中心線回りへ公転変位させ、該公転変位の過程で前記研削砥石が前後方向へ変位して前記被研削円柱部を研削するように作動する研削盤において、前記ベッドと同体状個所に前後方向の複数の案内軌道を左右方向へ並列させて形成し、これら案内軌道のうちの１つに送り移動体を数値制御による前後送り変位可能に支持させると共に、その他の前記案内軌道のそれぞれにワークを測定するための測定器を前後移動可能に案内させ、これら複数の測定器を択一的に前記送り移動体と連動させる連動手段を形成したことを特徴とする研削盤におけるワーク測定装置。
6. 前記被研削円柱部に当接する振れ止め部材を前記送り移動体に固定したことを特徴とする請求項４又は５記載の研削盤におけるワーク測定装置。
7. 前記複数の測定器のそれぞれをその対応する前記案内軌道上の任意位置に固定させるものとしたロック手段を設けたことを特徴とする請求項４、５又は６記載の研削盤におけるワーク測定装置。

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