JP2006110693A - 心なし研削盤における砥石車のドレッシング方法と、その装置 - Google Patents

Abstract

【課題】全体構成を簡単にし、良好なドレッシング精度を実現する。
【解決手段】アンギュラ角θを有する砥石車Ｇの円錐周面Ｇa 、円錐端面Ｇb にそれぞれ平行な直線部分Ｑ1 、Ｑ2 を含む周回軌跡Ｑに沿ってドレッサチップを駆動し、ドレッシングの都度、周回軌跡Ｑの起点Ｐi （ｉ＝１、２…）を、円錐周面Ｇa に直角に切込量Δｘだけシフトさせるとともに、円錐端面Ｇb に直角に切込量Δｚ＝Δｘ・tan θだけシフトさせる。
【選択図】図５

Description

この発明は、ドレッサ機構を含む全体構成を一層簡単にすることができる心なし研削盤における砥石車のドレッシング方法と、その装置に関する。

円錐周面Ｇa 、円錐端面Ｇb を有し、アンギュラ角θを有するアンギュラ研削用の砥石車Ｇのドレッシング方法が提案されている（図７、特許文献１）。

アンギュラ研削用の砥石車Ｇは、調整車Ｒと組み合わせることにより、フランジＷa 付きのワークＷの軸部Ｗb の外周とフランジＷa の下面とを一挙に心なし研削することができる。ただし、円錐周面Ｇa 、円錐端面Ｇb の各母線は、互いに直交しているものとする。また、砥石車Ｇをドレッシングするドレッサ機構１は、砥石車Ｇの円錐周面Ｇa 、円錐端面Ｇb にそれぞれ平行なガイドレール２、３を有し、ガイドレール３上のスライドテーブル４には、クリル５を介してドレッサチップ６が搭載されている。そこで、ドレッサ機構１は、円錐周面Ｇa に直角の方向（図７の矢印Ｘ方向）、円錐端面Ｇb に直角の方向（同図の矢印Ｚ方向）の他、砥石車Ｇの軸心Ｇc に直角の方向（同図の矢印Ｃ方向）にドレッサチップ６を駆動することができる。

砥石車Ｇをドレッシングするときは、砥石車Ｇを軸心Ｇc 方向（図７の矢印Ｙ方向）に移動量ｙだけ前進させるとともに、ドレッサチップ６を同図の矢印Ｃ方向に切込量ｃだけ前進させ、ドレッサチップ６を円錐端面Ｇb 、円錐周面Ｇa と平行に移動させる。このとき、円錐周面Ｇa 、円錐端面Ｇb のドレッシング量Ｘa 、Ｘb は、
Ｘa ＝ｃ・cos θ−ｙ・sin θ
Ｘb ＝ｃ・sin θ＋ｙ・cos θ
となり、したがって、切込量ｃ、移動量ｙを適切に設定することにより、ドレッシング量Ｘa 、Ｘb の比率を任意に設定調節することができる。なお、この方法は、砥石車Ｇをドレッシングするに際し、図７の矢印Ｘ方向、Ｚ方向のドレッサチップ６の移動軌跡をワークＷの仕上げ形状に合わせて決定することができ、特に複雑な形状のワークＷに適用する場合、段取り作業が容易であるという利点もある。
特開平７−３２８９２１号公報

かかる従来技術によるときは、ドレッサ機構は、ドレッサチップをＸ方向、Ｚ方向、Ｃ方向の３軸方向に移動させ、さらに砥石車をＹ方向に移動させなければならないから、全体構成が極めて複雑になる上、ドレッサ機構によるドレッサチップの支持強度が弱くなり、ドレッシング精度が低下しがちであるという問題があった。

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、円錐周面、円錐端面に対する各ドレッシング量の比率は固定されるが、ドレッサ機構を含む全体構成を簡単にすることができる上、ドレッサチップの支持強度を十分大きくして良好なドレッシング精度を容易に実現することができる心なし研削盤における砥石車のドレッシング方法と、その装置を提供することにある。

かかる目的を達成するためのこの出願に係る第１発明（請求項１に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、アンギュラ角θを有するアンギュラ研削用の砥石車をドレッシングするに際し、砥石車の円錐周面、円錐端面にそれぞれ平行な直線部分を含む周回軌跡に沿ってドレッサチップを駆動し、ドレッシングの都度、周回軌跡の起点を、円錐周面に直角に切込量Δｘだけシフトさせるとともに、円錐端面に直角に切込量Δｚ＝Δｘ・tan θだけシフトさせることをその要旨とする。

第２発明（請求項２に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、アンギュラ角θを有するアンギュラ研削用の砥石車の円錐周面、円錐端面にそれぞれ平行な２方向にドレッサチップを駆動するドレッサ機構と、ドレッサ機構を介してドレッサチップを駆動制御するコントローラとを備えてなり、コントローラは、円錐周面、円錐端面にそれぞれ平行な直線部分を含む周回軌跡に沿ってドレッサチップを駆動する駆動手段と、ドレッシングの都度、周回軌跡の起点を、円錐周面に直角に切込量Δｘだけシフトさせ、円錐端面に直角に切込量Δｚ＝Δｘ・tan θだけシフトさせる起点更新手段とを備えることをその要旨とする。

かかる第１発明の構成によるときは、ドレッサ機構は、砥石車の円錐周面、円錐端面にそれぞれ平行な直線部分を含む周回軌跡に沿ってドレッサチップを駆動すればよく、円錐周面に平行な方向（円錐端面に直角の方向）と、円錐端面に平行な方向（円錐周面に直角の方向）の２方向にのみドレッサチップを駆動可能であれば足りる。また、円錐周面、円錐端面の各ドレッシング量は、それぞれ切込量Δｘ、切込量Δｚ＝Δｘ・tan θとなり、このとき、砥石車を軸方向に移動させることも必要でない。すなわち、ドレッシング機構を含む全体構成を極めて簡単にすることができる上、ドレッシング機構によるドレッシングチップの支持強度を十分大きくすることができ、良好なドレッシング精度を容易に実現することができる。

第２発明の構成によるときは、ドレッサ機構は、円錐周面、円錐端面にそれぞれ平行な２方向にドレッサチップを駆動し、コントローラは、駆動手段、起点更新手段を介し、それぞれドレッサチップを所定の周回軌跡に沿って駆動し、ドレッシングの都度、周回軌跡の起点を所定方向に所定量だけシフトさせることにより、第１発明を実施し、第１発明の効果を実現することができる。

以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。

心なし研削盤における砥石車のドレッシング装置は、ドレッサチップ１１を搭載するドレッサ機構１０と、コントローラ２０とを備えてなる（図１）。

心なし研削盤は、アンギュラ研削用の砥石車Ｇに調整車Ｒを組み合わせ、フランジＷa 付きのワークＷの軸部Ｗb の外周とフランジＷa の下面とを一挙に心なし研削することができる。ただし、砥石車Ｇ、調整車Ｒの間には、ワークＷを回転自在に支持する図示しないブレードが配設されている。砥石車Ｇは、それぞれの母線が互いに直交する円錐周面Ｇa 、円錐端面Ｇb を有し、アンギュラ角θを有する。また、砥石車Ｇは、心なし研削盤のベッドＦ上において、軸受Ｇd を介して支持されており、駆動モータＧe を介して軸心Ｇc のまわりに回転駆動することができる。一方、調整車Ｒも、図示しない軸受、駆動モータとともに、ベッドＦ上に支持されており、軸心Ｒc のまわりに回転駆動することができる。

ドレッサ機構１０は、ベッドＦ上に配設されており、砥石車Ｇの円錐周面Ｇa と平行なガイドレール１２と、ガイドレール１２に沿って移動するスライドテーブル１３と、スライドテーブル１３上に形成する円錐端面Ｇb と平行なガイドレール１３ａに沿って移動するスライドテーブル１４と、スライドテーブル１４上に搭載するドレッサチップ１１とを組み合わせて構成されている。ただし、ドレッサチップ１１は、クランプ１１ａを介してスライドテーブル１４上に固定されている。スライドテーブル１３、１４は、それぞれ図示しない駆動用のパルスモータＭ1 、Ｍ2 を介し、ガイドレール１２、１３ａに沿って往復駆動することができる。

コントローラ２０は、設定記憶手段２１、起点更新手段２２、駆動手段２３を縦続して構成されている（図２）。設定記憶手段２１には、たとえばキーボードなどの外部のデータ入力装置２１ａの出力が接続されており、起点更新手段２２には、外部からのドレッシング指令Ｓd が入力されている。なお、ドレッシング指令Ｓd は、砥石車Ｇのドレッシングを指令する信号であり、自動または手動により発生させるものとする。また、駆動手段２３の出力は、ドレッサ機構１０のスライドテーブル１３、１４を駆動するパルスモータＭ1 、Ｍ2 に個別に接続されている。そこで、駆動手段２３は、パルスモータＭ1 、Ｍ2 を駆動することにより、ドレッサ機構１０を介し、ドレッサチップ１１を任意の２次元軌跡に沿って移動させることができる。

コントローラ２０の作動は、たとえば図３のプログラムフローチャートに示すとおりである。

プログラムは、まず、外部のデータ入力装置２１ａを介して設定されるドレッサチップ１１の周回軌跡Ｑ、加工原点Ｐo （ｘo 、ｚo ）、各回のドレッシングごとの砥石車Ｇの円錐周面Ｇa に直角な切込量Δｘ、ドレッシング回数Ｎの各データを入力して記憶する（図３のプログラムステップ（１）、以下、単に（１）のように記す）。ここで、周回軌跡Ｑは、砥石車Ｇの円錐周面Ｇa に平行な直線部分Ｑ1 、円錐端面Ｇb に平行な直線部分Ｑ2 を含む閉じた軌跡であって（図４）、ドレッサチップ１１が直線部分Ｑ1 、Ｑ2 に沿って移動することにより、砥石車Ｇのドレッシングを実行することができる。なお、各回のドレッシングごとの周回軌跡Ｑは、砥石車Ｇの軸心Ｇc に垂直な線上に等間隔に並ぶ起点Ｐi （ｉ＝１、２…）を有するものとし、図４には、起点Ｐ1 、Ｐ2 の各周回軌跡Ｑが２重に図示されている。

周回軌跡Ｑは、起点Ｐi 、直線部分Ｑ1 、Ｑ2 以外の部分の軌跡を任意に定めることができる。また、周回軌跡Ｑに沿って移動するドレッサチップ１１の移動方向は、図４の矢印方向であってもよく、それと逆方向であってもよい。なお、新品の砥石車Ｇは、使用前において、加工原点Ｐo を起点とする周回軌跡Ｑに沿ってドレッサチップ１１を移動させることにより、円錐周面Ｇa 、円錐端面Ｇb を必要最少のドレッシング量によりドレッシングすることが好ましい。プログラムは、以後、ドレッシングの回数を計数するカウンタｎ＝０として（２）、外部からのドレッシング指令Ｓd を待って待機する（３）。

プログラムは、外部からのドレッシング指令Ｓd を検知すると（３）、プログラムステップ（４）の演算を実行することにより、周回軌跡Ｑの起点Ｐi （ｘn+1 、ｚn+1 ）を更新し、つづいて、パルスモータＭ1 、Ｍ2 を駆動することにより、更新された起点Ｐi の周回軌跡Ｑに沿ってドレッサチップ１１を移動させ、砥石車Ｇのドレッシングを実行する（５）。このとき、起点Ｐi のシフトと、それに引き続く周回軌跡Ｑに沿うドレッサチップ１１の移動は、プログラムステップ（５）において両者をまとめて実行してもよく、前者をプログラムステップ（４）で実行し、後者をプログラムステップ（５）で実行してもよい。

たとえば、最初のドレッシングに対する起点Ｐ1 （ｘ1 、ｚ1 ）は、
ｘ1 ＝ｘo ＋Δｘ
ｚ1 ＝ｚo ＋Δｚ
＝ｚo ＋Δｘ・tan θ
によって決まるから（図５）、このとき、円錐周面Ｇa 、円錐端面Ｇb は、それぞれドレッシング量Ｘa ＝Δｘ、Ｘb ＝Δｚ＝Δｘ・tan θにドレッシングされることになる。２回目以降のドレッシングについても、全く同様である。なお、図５において、起点Ｐi （ｉ＝１、２…）の移動方向（同図の矢印Ｘp 方向）は、砥石車Ｇの軸心Ｇc に垂直の方向である。

以後、プログラムは、カウンタｎ＝ｎ＋１として（６）、ｎ＜Ｎであれば（７）、外部からのドレッシング指令Ｓd を検知するごとに同様の動作を繰り返し（（７）、（３）〜（７））、ｎ≧Ｎにより終了する（７）。

ここで、図２、図３を対比すると、図３のプログラムステップ（１）は、図２の設定記憶手段２１に対応しており、図３のプログラムステップ（４）、（５）は、それぞれ図２の起点更新手段２２、駆動手段２３に対応している。ただし、図３のプログラムステップ（４）により周回軌跡Ｑの起点Ｐi をシフトさせるとき、図２の起点更新手段２２は、駆動手段２３を介して、または直接、パルスモータＭ1 、Ｍ2 を駆動制御するものとする。

以上の説明において、各回のドレッシングごとの円錐周面Ｇa 、円錐端面Ｇb のドレッシング量Ｘa 、Ｘb は、Ｘa ＝Δｘ、Ｘb ＝Δｘ・tan θ、Ｘb ／Ｘa ＝tan θに固定されている。すなわち、砥石車Ｇのアンギュラ角θ＝１５°のとき、Ｘb ／Ｘa ＝０．２６７９５である。逆に、アンギュラ角θ＝１４．０３６°とすれば、Ｘb ／Ｘa ＝０．２５となるから、各回のドレッシングごとの起点Ｐi をシフトさせるとき、パルスモータＭ1 、Ｍ2 の駆動量を１：４に設定することができる。また、アンギュラ角θ＝１１．３１°、１８．４３５°とすることにより、パルスモータＭ1 、Ｍ2 の駆動量を１：５、１：３に設定することができる。

一方、データ入力装置２１ａを介して設定する切込量Δｘは、円錐周面Ｇa に直角に定めるに代えて、砥石車Ｇの軸心Ｇc に直角に定めてもよい。このとき、図３のプログラムステップ（４）の演算内容は、
ｘn+1 ＝ｘn ＋Δｘ・cos θ
ｚn+1 ＝ｚn ＋Δｚ
＝ｚn ＋Δｘ・sin θ
となり、各回のドレッシングごとの円錐周面Ｇa 、円錐端面Ｇb のドレッシング量Ｘa 、Ｘb は、Ｘa ＝Δｘ・cos θ、Ｘb ＝Δｘ・sin θ、Ｘb ／Ｘa ＝tan θである。

なお、この発明は、フランジＷa を有し、大径、小径の軸部Ｗb1、Ｗb2を有するワークＷを一挙にアンギュラ研削する砥石車Ｇに対しても、そのまま適用することができる（図６）。このときの砥石車Ｇは、軸部Ｗb1、Ｗb2に対応する円錐周面Ｇa1、Ｇa2、フランジＷa の下面、大径の軸部Ｗb1の下面に対応する円錐端面Ｇb1、Ｇb2を有するから、ドレッサチップ１１の周回軌跡Ｑも、円錐周面Ｇa1、Ｇa2に平行な直線部分Ｑ11、Ｑ12、円錐端面Ｇb1、Ｇb2に平行な直線部分Ｑ21、Ｑ22を含むように定めるものとする。

全体構成模式平面図 コントローラのブロック系統図 プログラムフローチャート 動作説明図 図４の要部拡大図 他の実施の形態を示す要部動作説明図 従来技術を示す図１相当図

符号の説明

Ｇ…砥石車
Ｇa 、Ｇa1、Ｇa2…円錐周面
Ｇb 、Ｇb1、Ｇb2…円錐端面
θ…アンギュラ角
Ｑ…周回軌跡
Ｑ1 、Ｑ2 、Ｑ11、Ｑ12、Ｑ21、Ｑ22…直線部分
Ｐi （ｉ＝１、２…）…起点
１０…ドレッサ機構
１１…ドレッサチップ
２０…コントローラ
２２…起点更新手段
２３…駆動手段

特許出願人 株式会社 東振テクニカル
代理人 弁理士 松 田 忠 秋

Claims (2)

1. アンギュラ角θを有するアンギュラ研削用の砥石車をドレッシングするに際し、砥石車の円錐周面、円錐端面にそれぞれ平行な直線部分を含む周回軌跡に沿ってドレッサチップを駆動し、ドレッシングの都度、周回軌跡の起点を、円錐周面に直角に切込量Δｘだけシフトさせるとともに、円錐端面に直角に切込量Δｚ＝Δｘ・tan θだけシフトさせることを特徴とする心なし研削盤における砥石車のドレッシング方法。
2. アンギュラ角θを有するアンギュラ研削用の砥石車の円錐周面、円錐端面にそれぞれ平行な２方向にドレッサチップを駆動するドレッサ機構と、該ドレッサ機構を介してドレッサチップを駆動制御するコントローラとを備えてなり、該コントローラは、円錐周面、円錐端面にそれぞれ平行な直線部分を含む周回軌跡に沿ってドレッサチップを駆動する駆動手段と、ドレッシングの都度、周回軌跡の起点を、円錐周面に直角に切込量Δｘだけシフトさせ、円錐端面に直角に切込量Δｚ＝Δｘ・tan θだけシフトさせる起点更新手段とを備えることを特徴とする心なし研削盤における砥石車のドレッシング装置。
   

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