JP2007175792A

JP2007175792A - 研削装置

Info

Publication number: JP2007175792A
Application number: JP2005374393A
Authority: JP
Inventors: Toyoki Sugiyama; 豊樹杉山
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-07-12

Abstract

【課題】ワークの熱による劣化を破壊検査することなしに推定してこれを防止することができる研削装置を提供する。
【解決手段】加工中のワークWの寸法を測定するインプロセスゲージ11を備えている。ゲージ11のアーム11b先端部に、ワークWの温度を検出する温度センサ13が設けられている。ホイールヘッド駆動用モータ6のモータ電力に加えて、インプロセスゲージ11で得られる寸法データおよび温度センサ13で得られる温度データが適応制御部に入力されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、転がり軸受の軌道輪に軌道面を研削する際などに使用される研削装置に関する。

従来、研削装置として、内面が被研削面であるワークを保持して回転させるワーク保持手段と、研削砥石が装着されて回転する砥石軸を有するホイールヘッドと、ワーク保持手段およびホイールヘッドを相対的に移動させて砥石にワークに対する切込み動作を行わせる切込み付与手段とを備えているものが知られている（特許文献１）。
特開２００４−２６８１８３号公報

この種の研削装置を使用した研削加工では、加工中に異常な発熱があった場合には、ワークに研磨焼けが発生して、ワークが劣化する可能性があるが、この劣化は破壊検査でしか見つけることができないため、この不良を確実になくすことが難しいという問題があった。

この発明の目的は、ワークの熱による劣化を破壊検査することなしに推定してこれを防止することができる研削装置を提供することにある。

請求項１の発明による研削装置は、ワークを保持して回転させるワーク保持手段と、研削砥石が装着されて回転する砥石軸を有するホイールヘッドと、ワーク保持手段およびホイールヘッドを相対的に移動させて砥石にワークに対する切込み動作を行わせる切込み付与手段と、切込み付与手段による切込み動作を制御する切込み動作制御手段とを備えている研削装置において、加工中のワーク寸法を測定するインプロセスゲージを備えており、ゲージのアーム先端部に、ワークの温度を検出する温度センサが設けられていることを特徴とするものである。

請求項２の発明による研削装置は、ワークを保持して回転させるワーク保持手段と、研削砥石が装着されて回転する砥石軸を有するホイールヘッドと、ワーク保持手段およびホイールヘッドを相対的に移動させて砥石にワークに対する切込み動作を行わせる切込み付与手段と、切込み付与手段による切込み動作を制御する切込み動作制御手段とを備えている研削装置において、ワークに径方向外方から摺接するシューが取り付けられているシュー支持部材に、ワークの温度を検出する温度センサが設けられていることを特徴とするものである。

温度センサとしては、例えば、サーミスタが好適であるが、これに限定されるものではなく、熱電対（Ｔ／Ｃ）や赤外放射温度計などの温度センサが適宜使用される。

インプロセスゲージは、ワークの研削部分にそのアーム先端部を接触させて当該研削部分の直径（内面研削の場合は内径、外面研削の場合は外径）を計測するとともに、切込み動作を制御するのに必要なワークの直径（切込み残量）の信号を切込み動作制御手段に出力する。

切込み付与手段は、ワーク保持手段を固定してこれに対してホイールヘッドをワークの径方向に移動させるものであってもよく、ホイールヘッドを固定してこれに対してワーク保持手段をワークの径方向に移動させるものであってもよい。切込み付与手段は、例えば、ワーク保持台を切込みモータによってワークの径方向（切込み方向）に移動させることにより、砥石にワークに対する切込み動作を行わせるものとされる。

ワーク保持手段は、ワークの一端面を受ける回転可能なバッキングプレートと、ワークの外周面を支持する２つのシューとを有しており、電磁力によりワークをバッキングプレートに引き付けながらバッキングプレートがモータによって回転させられるもの（マグネットチャック式）とされることがあり、ワーク保持手段は、また、ワークの一端面を受ける回転可能なバッキングプレートと、ワークの外周面を支持する１つのシューと、ワークをバッキングプレートに押し付ける２つのロールとを有しており、バッキングプレートがモータによって回転させられるもの（２ロール１シュー型）とされることがある。そして、請求項２の発明による研削装置では、シューが取り付けられているシュー支持部材に温度センサが取り付けられる。ワーク保持手段は、これ以外の構成とされることもあるが、少なくとも１つのシューを備えていれば、請求項２の発明による構成を採用することができる。

インプロセスゲージまたはシュー支持部材に取り付けられた温度センサのデータは、研削加工中の異常温度を監視するために使用され、切込み動作制御手段は、所定温度を超えた場合に切込み速度を制限し、これにより、ワークの異常（研磨焼けなど）が防止される。

請求項１および請求項２の発明の研削装置によると、温度センサによってワークの温度をモニタすることができるので、ワークの熱による劣化を破壊検査することなしに推定してこれを防止することができる。また、請求項１の発明は、温度センサがインプロセスゲージに一体化されていることになるので、インプロセスゲージを使用したことによる精度向上と同時に、ワークの温度をモニタリングできるという利点を有し、請求項２の発明は、インプロセスゲージの有無にかかわらずワーク温度をモニタリングできるという利点を有している。

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。

この発明による研削装置(1)の第１実施形態は、図１に示すように、内面が被研削面であるワーク(W)を保持して回転させるワーク保持手段(2)と、研削砥石(3)が装着されて回転する砥石軸(4)を有するホイールヘッド(5)と、ホイールヘッド(5)の砥石軸(4)をベルト(7)を介して回転させるホイールヘッド駆動手段としてのホイールヘッド駆動用モータ(6)と、ワーク保持台(2)およびホイールヘッド(5)を相対的に移動させて砥石(3)にワーク(W)に対する切込み動作を行わせる切込み付与手段としての切込みモータ(8)と、加工中のワーク(W)内径を測定するインプロセスゲージ(11)と、切込み付与手段(8)による切込み動作を制御する切込み動作制御手段(12)（図２参照）とを備えている。

ホイールヘッド(5)の砥石軸(4)およびホイールヘッド駆動手段(6)の回転軸には、それぞれプーリ(9)(10)が設けられており、ホイールヘッド駆動用モータ(6)の回転（例えば、３０００ｒｐｍ）が異なる径のプーリ(9)(10)を介して研削砥石(3)に伝達されることにより、研削砥石(3)は高速（例えば、３００００ｒｐｍ）で回転させられる。

インプロセスゲージ(11)は、処理回路などが収められたケーシング(11a)と、先端部がワーク(W)の内面に接触させられる１対のアーム(11b)とを備えており、いずれか一方のアーム(11b)の先端部に、サーミスタ素子を組み込んだ温度センサ(13)が設けられている。インプロセスゲージ(11)のアーム(11b)先端部は、ワーク(W)に最も近接しており、ここに温度センサ(13)を設けることにより、ワーク(W)の温度を適正にモニタリングすることができる。

切込み動作制御手段(12)は、図２に示すように、切込みモータ(8)に所要の速度制御信号を出力する速度制御部(14)と、種々のデータを取り込んで速度制御部(14)に必要な信号を出力する適応制御部(15)と、適応制御部(15)に入力される研削電力の目標値が設定される研削電力設定部(16)と、砥石(3)とワーク(W)との接触の有無を検知してこれを適応制御部(15)に入力する砥石接触検知部(17)と、ホイールヘッド(5)を駆動するモータ(6)の電力を検知してこれを適応制御部(15)に入力するホイールヘッド（Ｗ／Ｈ）電力検知部(18)とを備えている。適応制御部(15)には、上記モータ電力などのデータに加えて、インプロセスゲージ(11)で得られる寸法データおよびインプロセスゲージ(11)に設けられた温度センサ(13)で得られる温度データも入力されている。

適応制御部(15)においては、温度センサ(13)により検出される温度が所定温度以下である場合には、インプロセスゲージ(11)の寸法データ、ホイールヘッド(5)のモータ電力などに応じた通常の適応制御がなされる。この際、インプロセスゲージ(11)によって、加工中にリアルタイムでワーク(W)寸法をモニタすることができるので、精度の高い研削が可能となる。そして、研削中に温度センサ(13)により検出される温度が所定温度を超えた場合には、ワーク(W)に研磨焼けなどの異常が発生するおそれがあると判断して、切込み速度が低下させられる。これにより、ワーク(W)の負担が軽減され、熱によるワーク(W)の劣化が防止される。

上記第１実施形態では、インプロセスゲージ(11)に温度センサ(13)を一体化させたが、インプロセスゲージ(11)を使用しない場合には、次のような構成とされる。

この発明による研削装置の第２実施形態において、図３に示すように、ワーク(W)の温度を検出する温度センサ(23)は、ワーク保持手段(2)側に設けられており、具体的には、ワーク(W)に径方向外方から摺接するシュー(22)が取り付けられているシュー支持部材(21)に温度センサ(23)が取り付けられている。シュー支持部材(21)は、研削装置に固定されているフレーム(2a)に取り付けられている。シュー(22)は、ワーク保持手段(2)を構成する部材のうち、ワーク(W)に接触しかつ常時固定しているという点で、ワーク(W)の温度をモニタリングするのに適した位置に配されており、この近傍したがってシュー支持部材(21)のワーク(W)に臨まされている部分に温度センサ(23)を設けることにより、ワーク(W)の温度を適正にモニタリングすることができる。

第２実施形態の切込み動作制御手段は、図示省略するが、図２に示したものからインプロセスゲージ(11)を省略したものとなり、その適応制御部においては、温度センサ(23)により検出される温度が所定温度以下である場合には、モータ電力などに応じた通常の適応制御がなされ、研削中に温度センサ(23)により検出される温度が所定温度を超えた場合には、ワーク(W)に研磨焼けなどの異常が発生するおそれがあると判断して、切込み速度が低下させられる。これにより、ワーク(W)の負担が軽減され、熱によるワーク(W)の劣化が防止される。

なお、上記実施形態においては、研削装置(1)として、ワーク(W)内面を研削する内面研削装置を示したが、上記いずれの実施形態においても、研削装置は、ワーク外面を研削するものであってもよい。

図１は、この発明による研削装置の第１実施形態の全体構成を概略的に示す斜視図である。図２は、この発明による研削装置の第１実施形態の制御部の構成を示すブロック図である。図３は、この発明による研削装置の第２実施形態の要部を示す図である。

符号の説明

(1) 研削装置
(2) ワーク保持手段
(3) 研削砥石
(4) 砥石軸
(5) ホイールヘッド
(8) 切込みモータ（切込み付与手段）
(11) インプロセスゲージ
(11b) アーム
(12) 切込み動作制御手段
(13) 温度センサ
(23) 温度センサ
(W) ワーク

Claims

ワークを保持して回転させるワーク保持手段と、研削砥石が装着されて回転する砥石軸を有するホイールヘッドと、ワーク保持手段およびホイールヘッドを相対的に移動させて砥石にワークに対する切込み動作を行わせる切込み付与手段と、切込み付与手段による切込み動作を制御する切込み動作制御手段とを備えている研削装置において、
加工中のワーク寸法を測定するインプロセスゲージを備えており、ゲージのアーム先端部に、ワークの温度を検出する温度センサが設けられていることを特徴とする研削装置。
ワークを保持して回転させるワーク保持手段と、研削砥石が装着されて回転する砥石軸を有するホイールヘッドと、ワーク保持手段およびホイールヘッドを相対的に移動させて砥石にワークに対する切込み動作を行わせる切込み付与手段と、切込み付与手段による切込み動作を制御する切込み動作制御手段とを備えている研削装置において、
ワークに径方向外方から摺接するシューが取り付けられているシュー支持部材に、ワークの温度を検出する温度センサが設けられていることを特徴とする研削装置。
切込み動作制御手段は、温度センサの出力が所定温度を超えた場合に、切込み付与手段による切込み速度を制限することを特徴とする請求項１または２の研削装置。