JP2008036806A - Grooving device and grooving position correcting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加工対象物の表面に対し、回転する円板状の研削砥石により溝加工を行う溝加工装置およびその加工位置補正方法に関するものである。 The present invention relates to a grooving apparatus that performs grooving on the surface of a workpiece with a rotating disk-shaped grinding wheel and a method for correcting the machining position.
従来、この種の溝加工装置として、研削砥石を回転させる研削手段(主軸)と、加工対象物(ワーク)を装着する装着手段(テーブル)と、装着された加工対象物に対し、研削砥石を回転軸方向に移動させる移動機構と、装着手段を介して加工対象物を回転軸方向に直交する方向に移動させる移動機構とを備え、加工対象物の表面の任意の位置に溝加工を行うものが知られている(特許文献1参照。)。
しかし、研削砥石の刃先部(外周部)の断面形状が正確に形成されていないと、研削砥石の刃先が、回転軸方向において所定の位置(設計基準)から位置ずれすることになる。この場合、加工対象物に対する実際の加工位置が、所定の加工位置から位置ずれしてしまい、問題であった。この問題に対し、加工対象物に位置補正用の溝を研削し、回転軸方向におけるその研削位置を測定し、その測定結果に基づいて所定の加工位置に関する加工位置データを補正した上で、以後の加工対象物に対する溝加工(本加工)を行うことが考えられる。しかしながら、このようにした場合には、加工対象物にとって余分な補正用の溝(捨て溝)が形成されてしまう。 However, if the cross-sectional shape of the cutting edge portion (outer peripheral portion) of the grinding wheel is not accurately formed, the cutting edge of the grinding wheel is displaced from a predetermined position (design standard) in the rotation axis direction. In this case, the actual machining position with respect to the workpiece is displaced from the predetermined machining position, which is a problem. For this problem, after grinding the position correction groove on the workpiece, measuring the grinding position in the direction of the rotation axis, correcting the machining position data related to the predetermined machining position based on the measurement result, and thereafter It is conceivable to perform grooving (main machining) on the workpiece. However, in this case, an extra correction groove (abandonment groove) is formed for the workpiece.
本発明は、加工対象物に位置補正用の溝加工を行うことなく、研削砥石の刃先の位置を補正することができる溝加工装置およびその加工位置補正方法を提供することを課題としている。 It is an object of the present invention to provide a grooving apparatus and a machining position correction method thereof that can correct the position of the cutting edge of a grinding wheel without performing position correction grooving on a workpiece.
本発明の溝加工装置は、加工対象物の表面に対し、回転する円板状の研削砥石により、当該研削砥石の回転軸方向における所定の加工位置に溝加工を行う溝加工装置において、研削砥石を回転させる研削手段と、加工対象物を装着する装着手段と、加工位置に関する加工位置データを記憶する記憶手段と、加工位置データに基づいて、研削砥石に対し、加工対象物を回転軸方向に相対移動させる対象物移動手段と、研削砥石により、加工位置補正用の溝が研削されるダミーワークと、ダミーワークに形成された補正用溝の回転軸方向における研削位置を、所定の第1基準位置を基準として測定する研削位置測定手段と、研削位置の測定結果に基づいて、記憶された加工位置データを補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。 The grooving apparatus of the present invention is a grooving grindstone that performs grooving at a predetermined processing position in the rotation axis direction of the grinding wheel with a rotating disc-shaped grinding wheel on the surface of a workpiece. A grinding means for rotating the workpiece, a mounting means for mounting the workpiece, a storage means for storing machining position data related to the machining position, and the grinding wheel based on the machining position data. The object moving means for relative movement, the dummy workpiece on which the machining position correction groove is ground by the grinding wheel, and the grinding position in the rotation axis direction of the correction groove formed on the dummy workpiece are set to a predetermined first reference. A grinding position measuring means for measuring the position as a reference, and a correcting means for correcting the stored machining position data based on the measurement result of the grinding position are provided.
本発明の溝加工装置の加工位置補正方法は、加工対象物の表面に対し、回転する円板状の研削砥石により、当該研削砥石の回転軸方向における所定の加工位置に関する加工位置データに基づいて、当該加工位置に溝加工を行う溝加工装置の加工位置補正方法において、研削砥石により、ダミーワークに対して加工位置補正用の溝を研削する工程と、ダミーワークに形成された補正用溝の回転軸方向における研削位置を、所定の基準位置を基準として測定する工程と、研削位置の測定結果に基づいて、加工位置データを補正する工程と、を備えたことを特徴とする。 The processing position correction method of the grooving apparatus of the present invention is based on processing position data related to a predetermined processing position in the rotation axis direction of the grinding wheel by a rotating disc-shaped grinding wheel with respect to the surface of the workpiece. In the processing position correction method of the groove processing apparatus that performs grooving at the processing position, a step of grinding the processing position correction groove with respect to the dummy workpiece with a grinding wheel, and the correction groove formed on the dummy workpiece The method includes a step of measuring a grinding position in the rotation axis direction with a predetermined reference position as a reference, and a step of correcting machining position data based on a measurement result of the grinding position.
これらの構成によれば、ダミーワークに研削された補正用溝の研削位置の測定結果に基づいて、加工位置データを補正することで、研削砥石の刃先が、回転軸方向において所定の位置から位置ずれしている場合にも、これを補正することができる。したがって、加工対象物に対し、所定の加工位置に正確に溝加工を行うことができる。しかもこの場合、ダミーワークに補正用溝を形成することで、加工対象物に補正用溝を研削する必要がない。 According to these configurations, by correcting the machining position data based on the measurement result of the grinding position of the correction groove ground on the dummy workpiece, the cutting edge of the grinding wheel is positioned from a predetermined position in the rotation axis direction. This can be corrected even when there is a deviation. Therefore, it is possible to accurately perform grooving on a processing object at a predetermined processing position. In addition, in this case, it is not necessary to grind the correction groove on the workpiece by forming the correction groove on the dummy workpiece.
上記の溝加工装置において、研削砥石は、直方体形状を有するダミーワークの1の面に補正用溝を研削し、研削位置測定手段は、補正用溝の端面形状の画像認識結果に基づいて、研削位置を取得することが好ましい。 In the groove processing apparatus, the grinding wheel grinds the correction groove on one surface of the dummy workpiece having a rectangular parallelepiped shape, and the grinding position measuring means performs grinding based on the image recognition result of the end face shape of the correction groove. It is preferable to obtain the position.
この構成によれば、補正用溝を画像認識することで、研削位置を正確且つ容易に取得することができる。しかも、画像認識において、補正用溝の端面形状を認識することで、周面上に形成された溝を画像認識した場合と異なり、焦点合わせやハレーションの問題を生ずることがない。 According to this configuration, the grinding position can be accurately and easily acquired by recognizing the correction groove as an image. Moreover, in the image recognition, by recognizing the end face shape of the correction groove, unlike the case where the groove formed on the peripheral surface is image-recognized, there is no problem of focusing or halation.
この場合、ダミーワークは、長手方向が回転軸方向と平行になるように位置決め状態で配設されており、研削砥石に対し、ダミーワークを回転軸方向に相対移動させるワーク移動手段を、さらに備えたことが好ましい。 In this case, the dummy workpiece is arranged in a positioning state so that the longitudinal direction is parallel to the rotation axis direction, and further includes a workpiece moving means for moving the dummy workpiece relative to the grinding wheel in the rotation axis direction. It is preferable.
この構成によれば、移動手段により、ダミーワークに対する研削砥石の回転軸方向における位置を変えることで、ダミーワークの1の面に対し、回転軸方向における複数箇所に補正用溝を研削可能となるため、ダミーワークを有効利用することができる。しかもこの場合、ダミーワークが、その長手方向が回転軸方向と平行になった位置決め状態で配設されていることで、複数箇所に形成された補正用溝間で、各端面の回転軸方向に直交する方向における位置が変わることがなく、画像認識において焦点合わせをする必要がない。 According to this configuration, the correction grooves can be ground at a plurality of positions in the rotation axis direction with respect to one surface of the dummy workpiece by changing the position of the grinding wheel in the rotation axis direction with respect to the dummy workpiece by the moving means. Therefore, the dummy work can be used effectively. In addition, in this case, the dummy workpiece is disposed in a positioning state in which the longitudinal direction thereof is parallel to the rotation axis direction, so that the correction workpieces formed in a plurality of places are arranged in the rotation axis direction of each end face between the correction grooves. The position in the orthogonal direction does not change, and there is no need for focusing in image recognition.
この場合、回転軸方向に直交する第1基準面を有する第1基準部材を、さらに備え、研削位置測定手段は、第1基準面の画像認識結果に基づいて、第1基準位置を取得し、ダミーワークは、第1基準面に1の端面を当接させることで、位置決めされることが好ましい。 In this case, further comprising a first reference member having a first reference surface orthogonal to the rotation axis direction, the grinding position measuring means acquires the first reference position based on the image recognition result of the first reference surface, The dummy workpiece is preferably positioned by bringing one end face into contact with the first reference plane.
この構成によれば、第1基準面を画像認識することで、第1基準位置を正確且つ容易に取得することができる。さらに、この第1基準面を利用して、第1基準部材を位置決めすることができる。したがって、部品点数を削減し、簡易な構成とすることができる。 According to this configuration, the first reference position can be acquired accurately and easily by recognizing the first reference plane. Further, the first reference member can be positioned using the first reference surface. Therefore, the number of parts can be reduced and a simple configuration can be achieved.
この場合、加工対象物は、円筒形状を有しており、外周面に対し周方向に連続して溝加工が為されるよう、円筒軸を回転軸方向と平行にした状態で、取付け治具を介して装着手段に装着され、取付け治具は、両端部で装着手段に回転自在に支持される軸部と、軸部の周面に環状に突設され、加工対象物の内周面に環状に突設した接合部と接合する接合受け部と、を有し、加工対象物を円筒軸を中心に回転させる対象物回転手段と、接合受け部の接合受け面の回転軸方向における位置を、所定の第2基準位置を基準として測定する接合位置測定手段と、をさらに備え、補正手段は、研削位置の測定結果に加え、接合受け面の位置の測定結果に基づいて、加工位置データを補正することが好ましい。 In this case, the object to be processed has a cylindrical shape, and the mounting jig is placed in a state where the cylindrical shaft is parallel to the rotational axis direction so as to continuously groove the outer peripheral surface in the circumferential direction. The mounting jig is mounted on the mounting means via the shaft, the shaft portion rotatably supported by the mounting means at both ends, and the annular surface projecting from the peripheral surface of the shaft portion, and on the inner peripheral surface of the workpiece An object projecting means for rotating the object to be processed around the cylindrical axis, and a position of the joint receiving surface of the joint receiving part in the rotational axis direction. And a joining position measuring means for measuring a predetermined second reference position as a reference, and the correcting means obtains processing position data based on the measurement result of the position of the joint receiving surface in addition to the measurement result of the grinding position. It is preferable to correct.
この構成によれば、研削位置の測定結果に加え、接合受け面の位置の測定結果に基づいて、加工位置データを補正することで、接合受け面の位置が、回転軸方向において所定の位置から位置ずれしている場合にも、これを補正することができる。したがって、取付け治具に取り付けられた加工対象物に対し、所定の加工位置に正確に溝加工を行うことができる。 According to this configuration, by correcting the processing position data based on the measurement result of the position of the joint receiving surface in addition to the measurement result of the grinding position, the position of the joint receiving surface is changed from the predetermined position in the rotation axis direction. This can be corrected even when the position is shifted. Therefore, it is possible to accurately perform grooving at a predetermined processing position on the processing object attached to the mounting jig.
この場合、対象物移動手段は、装着手段および回転軸方向に直交する第2基準面を有する第2基準部材を搭載した加工テーブルと、加工テーブルを介して装着手段および第2基準部材を回転軸方向に移動させるテーブル駆動部と、回転軸方向における加工テーブルの移動位置を取得するテーブル位置取得手段と、を有し、回転軸方向の定位置において装着手段および第2基準部材の移動軌跡上に臨み、加工対象物の取付け前の状態で装着手段に支持された取付け治具の接合受け面および、第2基準部材の第2基準面にそれぞれ当接する当接部材と、をさらに備え、接合位置測定手段は、加工テーブルを移動させ接合受け面に当接部材を当接させたときに、テーブル位置取得手段により取得される移動位置と、加工テーブルを移動させ第2基準面に当接部材を当接させたときに、テーブル位置取得手段により取得される移動位置と、に基づいて、接合受け面の位置を測定することが好ましい。 In this case, the object moving means includes a mounting table and a processing table on which a second reference member having a second reference surface orthogonal to the rotation axis direction is mounted, and the mounting means and the second reference member are connected to the rotation axis via the processing table. A table drive unit that moves in the direction of rotation, and a table position acquisition unit that acquires the movement position of the machining table in the direction of the rotation axis, on the movement locus of the mounting means and the second reference member at a fixed position in the direction of the rotation axis A joint receiving surface of the mounting jig supported by the mounting means in a state before mounting the workpiece and a contact member that respectively contacts the second reference surface of the second reference member; The measuring means moves the machining table and moves the machining table to the second reference when the machining table is moved and the abutting member is brought into contact with the joint receiving surface. In when brought into contact with the contact member, and a moving position acquired by the table position obtaining unit, based on, it is preferable to measure the position of the joint receiving surface.
この構成によれば、テーブル位置取得手段を利用して、回転軸方向における接合受け面の位置を正確且つ容易に取得することができる。
なお、研削位置測定手段が、第1基準部材の第1基準面の画像認識結果に基づいて、第1基準位置を取得する構成の場合は、第1基準部材の第1基準面が、第2基準部材の第2基準面を兼ねることが好ましい。これによれば、研削位置と接合受け面の位置とが、共通の基準面(第1基準面)を基準としてそれぞれ取得される。このため、第1基準面および第2基準面の回転軸方向における相対的な位置ずれが問題となることがなく、研削位置および接合受け面の位置を正確に取得することができる。
According to this configuration, the position of the joint receiving surface in the rotation axis direction can be accurately and easily acquired using the table position acquisition means.
In the case where the grinding position measuring unit is configured to acquire the first reference position based on the image recognition result of the first reference surface of the first reference member, the first reference surface of the first reference member is the second reference surface. It is also preferable to serve as the second reference surface of the reference member. According to this, the grinding position and the position of the joint receiving surface are respectively acquired on the basis of the common reference surface (first reference surface). For this reason, the relative position shift in the rotation axis direction of the first reference surface and the second reference surface does not become a problem, and the grinding position and the position of the joint receiving surface can be obtained accurately.
この場合、当接部材は、装着手段および第2基準部材の移動軌跡上に取り付けられたダイヤルゲージの測定子で構成されていることが好ましい。 In this case, it is preferable that the contact member is composed of a dial gauge probe attached on the movement locus of the mounting means and the second reference member.
この構成によれば、回転軸方向において、測定子が定位置から位置ずれして接合受け面や第2基準面に当接する場合にも、ダイヤルゲージに指示値に基づいて、接合受け面の位置の測定結果を正確且つ容易に補正することができる。 According to this configuration, the position of the joint receiving surface is determined based on the indication value on the dial gauge even when the probe is displaced from the fixed position and contacts the joint receiving surface or the second reference surface in the rotation axis direction. This measurement result can be corrected accurately and easily.
以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態に係る溝加工装置は、耐磨耗性の高い材料(例えばセラミック)で形成された加工対象ローラの周面に溝加工を行い、ワイヤーソーのガイドローラを作製するものである。つまり、加工対象ローラの周面に対し、切断用ワイヤーを掛け回すための複数(例えば数百本)のワイヤー溝を等ピッチ(例えば数百μm)且つ平行に研削するものである。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The grooving apparatus according to the present embodiment performs grooving on the peripheral surface of a processing target roller formed of a highly wear-resistant material (for example, ceramic) to produce a wire saw guide roller. That is, a plurality (for example, several hundreds) of wire grooves for wrapping the cutting wire around the peripheral surface of the processing target roller is ground in parallel with an equal pitch (for example, several hundreds μm).
図1ないし図4に示すように、溝加工装置1は、機台2と、機台2上の手前側に設置され、搭載した加工対象ローラR等をX軸方向およびY軸方向に移動させるXYテーブル3と、機台2上の奥側に設置され、研削砥石26を回転させて加工対象ローラRの周面を研削する研削ユニット4と、機台2に隣接され、装置全体をNC制御するための制御盤5とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
XYテーブル3には、図1の左側から順に、研削砥石26のツルーイングを行うツルーイングユニット11と、装着した加工対象ローラRを回転させる装着ユニット12と、研削砥石26に直交する起立姿勢のダミーワーク13、およびダミーワーク13の奥側に配設されこれを位置決めする位置決めブロック14とが搭載されている。また、XYテーブルの図示左側には、ダミーワーク13(に形成された溝)を画像認識する画像認識ユニット15が設けられている。さらに、研削ユニット4には、研削砥石26とY軸方向に並ぶようにして、ダイヤルゲージ16が取付けられている。
The XY table 3 includes, in order from the left side of FIG. 1, a
研削ユニット4は、機台2上に立設したコラム21と、コラム21の前面に設けた昇降機構22と、昇降機構22の昇降ブロック31(後述する)から手前側に延設された円柱状のケーシング23と、ケーシング23から手前側に突出し、研削砥石26を回転自在に支持する支軸24と、ケーシング23内に内蔵され、支軸24を介して研削砥石26を回転させる回転駆動部25とを有している。
The
昇降機構22は、ケーシング23を支持する昇降ブロック31と、昇降ブロック31を昇降させる昇降駆動部32と、コラム21の前面に突設され、昇降ブロック31の移動を案内する左右一対のガイドレール33と、リニアエンコーダ等で構成され、Z軸方向における昇降ブロック31の移動位置を取得するブロック位置取得部34を備えている。昇降機構22は、制御盤5による制御に基づいて、加工対象ローラRにワイヤー溝Raを1本形成する毎に、研削砥石26を昇降させる。さらに、研削砥石26を加工対象ローラRの近傍まで高速で下降させ、加工対象ローラRの近傍からは低速で下降させることで、切込み量を微調整できる構成となっている。
The
研削砥石26は、例えば、ダイヤモンド砥粒をメタルボンドで固めたダイヤモンド砥石で構成されており、円板状に成形されている。そして、研削砥石26は、支軸24に対して着脱自在に構成されており、回転軸方向がX軸方向と平行になるようにして、支軸24に支持される。
The grinding
研削砥石26の外周縁に位置する刃先部26aは、その断面が山型形状となっており、刃先部26aの刃先26bが、研削砥石26の厚さ方向(回転軸方向)の中心に位置している。このため、加工対象ローラRの表面に形成されるワイヤー溝Raが、V型溝となるようになっている。もっとも、加工バラツキ等により、この断面形状が正確に形成されておらず、刃先26bが厚さ方向の中心から位置ずれ(例えば、最大50μm程度)していることがある。この場合、支軸24に支持された研削砥石26の刃先26bが、X軸方向(回転軸方向)において、所定の位置から位置ずれすることになる。そこで、溝加工装置1では、この位置ずれを補正すべく、後述する加工位置補正処理を行うようにしている。
The cutting edge portion 26a located at the outer peripheral edge of the
XYテーブル3は、Y軸方向に延在し、ツルーイングユニット11、装着ユニット12、装着ユニット12、ダミーワーク13、位置決めブロック14をY軸方向に分散して搭載した加工テーブル41と、機台2上に設置され、加工テーブル41を介し、装着ユニット12等を一括してX軸方向およびY軸方向に移動させるテーブル駆動部42と、リニアエンコーダ等で構成され、X軸方向およびY軸方向における加工テーブル41の移動位置を取得するテーブル位置取得部43とを有している。
The XY table 3 extends in the Y-axis direction, and includes a machining table 41 on which the
XYテーブル3により加工テーブル41をY軸方向に移動させることで、研削砥石26が、ツルーイングユニット11、装着ユニット12およびダミーワーク13にそれぞれ臨むようになっている。つまり、研削砥石26は、ツルーイングユニット11、装着ユニット12およびダミーワーク13の移動軌跡上に臨んでいる。同様に、加工テーブル41をY軸方向に移動させることで、ダイヤルゲージ16が、装着ユニット12および位置決めブロック14にそれぞれ臨むようになっている。つまり、ダイヤルゲージ16は、装着ユニット12および位置決めブロック14の移動軌跡上に臨んでいる。
By moving the processing table 41 in the Y-axis direction by the XY table 3, the grinding
また、XYテーブル3により加工テーブル41をX軸方向に移動させることで、研削砥石26に対し、搭載した加工対象ローラRおよびダミーワーク13等をX軸方向に一括して移動させることができる。つまり、XYテーブル3は、特許請求の範囲における対象物移動手段およびワーク移動手段として機能している。もちろん、研削砥石26に対し、加工対象ローラRとダミーワーク13とをX軸方向に個別に移動させる構成にしてもよい。さらには、研削砥石26をX軸方向に移動させる構成にしてもよい。
Further, by moving the processing table 41 in the X-axis direction by the XY table 3, the mounted processing target roller R, the
装着ユニット12は、取付け治具45を介して加工対象ローラRを装着する装着部46と、装着された加工対象ローラRを、ケレー(図示省略)を介して回転させる対象物回転機構47とを備えている。
The mounting
加工対象ローラRは、全体として円筒形状を有し、内周面には、軸方向の略中間部において、環状の接合部Rbが突設されている。一方、取付け治具45は、軸部51と、軸方向の略中間部において、軸部51の周面に環状に突設した接合受け部52とで構成されている。軸部51の両端面には、装着部46に装着できるように、円錐形の装着凹部53がそれぞれ形成されている。
The processing target roller R has a cylindrical shape as a whole, and an annular joint Rb projects from the inner peripheral surface at a substantially intermediate portion in the axial direction. On the other hand, the mounting
そして、加工対象ローラRに対し、一方の端部から取付け治具45の軸部51を挿入して、加工対象ローラRの接合部Rbと取付け治具45の接合受け部52とを接合させる。すなわち、接合部Rbと接合受け部52とを、周方向の複数箇所でボルトにより固定する。
Then, the
また、装着部46は、尖塔形状を有し、先端部で各装着凹部53に係合する一対の軸支部(固定軸支部55および可動軸支部56)と、加工テーブル41に固定され、一対の軸支部を支持する支持フレーム(図示省略)とを有している。固定軸支部55および可動軸支部56は、X軸方向に並んでおり、固定軸支部55は、支持フレームに固定されており、可動軸支部56は、支持フレームに対してX軸方向に移動可能となっている。さらに、可動軸支部56は、付勢部材(図示省略)により固定軸支部55に向けてX軸方向に付勢されている。この一対の軸支部により、取付け治具45が回転自在に支持される。
The mounting
ここで、取付け治具45の各装着凹部53については、加工バラツキや、使用(回転)による磨耗により、形状が一定していない。このため、取付け治具45は、接合面RcがX軸方向の所定の位置から位置ずれした状態で、装着される場合がある。この場合、取付け治具45に取り付けられた加工対象ローラRも、X軸方向の所定の位置から位置ずれしてしまう。そこで、溝加工装置1では、この位置ずれをも補正すべく、後述する加工位置補正処理を行うようになっている。
Here, the shape of each mounting
ダミーワーク13は、加工位置補正用の溝(補正用溝13a)の研削対象となるものである。ダミーワーク13は、例えばカーボン製で直方体形状に形成されている。ダミーワーク13は、後述する位置決めブロック14により、長手方向がX軸方向と平行になるように位置決められた状態で、バイス(図示省略)により固定されている。
The dummy workpiece 13 is a grinding target of a machining position correcting groove (correcting
上記の研削砥石26は、ダミーワーク13の上面13bにワイヤー溝Raと同様の補正用溝13aを研削する。すなわち、研削砥石26は、ダミーワーク13に対し、上面13bに切り込みながらY軸方向に水平に相対移動し、ダミーワーク13の上面13bをY軸方向に横断する補正用溝13aを形成する。
The grinding
そして、XYテーブル3により、研削砥石26に対するダミーワーク13のX軸方向における位置を変えることで、ダミーワーク13の上面13bに対し、X軸方向における複数箇所に補正用溝13aを研削可能となる。このため、ダミーワーク13を有効利用することができる。
Then, by changing the position of the
位置決めブロック14は、直方体形状に形成され、X軸方向に直交する基準面14aを有している。すなわち、位置決めブロック14は、基準面14aがX軸方向に直交するように、加工テーブル41上に固定されている。この基準面14aに、上記のダミーワーク13の背面13cを当接させることで、ダミーワーク13は長手方向がX軸方向と平行になるように位置決めされる。なお、この基準面14aは、詳細は後述するが、画像認識ユニット15により第1基準位置を取得する基準となっており、また、ダイヤルゲージ16の測定子66を当接させて第2基準位置を取得する基準ともなっている。
The
画像認識ユニット15は、ダミーワーク13に形成された補正用溝13aを画像認識し、補正用溝13aのX軸方向における研削位置を取得するものである。画像認識ユニット15は、ダミーワーク13に向き合うように設けられ、補正用溝13aを撮像するCCDカメラ61と、機台2上でCCDカメラ61を支持するカメラスタンド62と、撮像結果を画像処理する画像処理部63とで構成されている。CCDカメラ61は、Y軸方向において研削砥石26と同位置に設置されており、研削砥石26による研削位置を撮像するようになっている。
The
画像認識ユニット15は、XYテーブル3によりCCDカメラ6の撮像位置(焦点位置)までダミーワーク13をY軸方向に移動させた後、CCDカメラ61により、撮像対象となる補正用溝13aの端面(ダミーワーク13の右側面13d)を撮像する。そして、画像処理部63により、補正用溝13aの端面形状を画像認識する。これにより、周面上に形成された溝を画像認識した場合と異なり、焦点合わせやハレーションの問題を生ずることがない。なお、画像認識ユニット15は、位置決めブロック14の基準面14aを撮像・画像認識することで、X軸方向における基準面14aの位置を取得することもできる。
The
また、上述したように、ダミーワーク13が、その長手方向がX軸方向と平行になった位置決め状態で配設されていることで、複数箇所に形成された補正用溝13a間で、各端面のY軸方向(CCDカメラ61の光軸方向)における位置が変わることがなく、画像認識において焦点合わせをする必要がない。
Further, as described above, the
ダイヤルゲージ16は、マグネットスタンド65を介して、上記のコラム21の前面に取り付けられている。ダイヤルゲージ16は、測定対象物に当接させる測定子66と、測定子66を進退自在に保持すると共に、測定値を示す指針を有するゲージ本体67と、で構成されている。測定子66は、X軸方向の定位置において、装着ユニット12および位置決めブロック14の移動軌跡上に臨んでいる。
The
制御盤5は、各種データを入力・設定するための操作部71と、操作部71により入力した入力内容や、テーブル位置取得部43により取得された加工テーブル41の移動位置(X,Y)やブロック位置取得部34により取得された昇降ブロック31の移動位置(Z)等を表示する表示部72と、各種データや制御プログラム等を記憶する記憶部73と、制御プログラムに従って各種データを処理(補正)し、装置全体を統括制御する制御部74とを備えている。
The
この制御盤5により、溝加工の動作が制御されている。具体的には、操作部71により、加工対象ローラRの外周面に対し、X軸方向における所定の加工位置に関する加工位置データが入力・設定され、この加工位置データが記憶部73に記憶される。そして、後述する加工位置補正処理に基づいて、制御部74により加工位置データが補正される。補正後の加工位置データに基づいて、XYテーブル3を制御し、研削砥石26に対して加工対象ローラRを移動させ、溝加工が行われる。
The
このように構成された溝加工装置1において、加工対象ローラRに複数本のワイヤー溝Raを形成する溝加工の一連の動作について説明する。溝加工装置1による溝加工は、加工位置補正処理と、研削処理と、ツルーイング処理とを行うようになっている。
In the
はじめに、加工位置補正処理により、予め入力された加工位置データを補正する。これにより、研削砥石26の刃先26bのX軸方向における所定位置からの位置ずれ、および接合受け面52aのX軸方向における所定位置からの位置ずれが補正される(詳細は後述する)。
First, machining position data input in advance is corrected by machining position correction processing. Thus, the positional deviation of the cutting edge 26b of the
続いて、研削処理を行う。まず、XYテーブル3により、加工対象ローラRをY軸方向に移動して、研削砥石26の直下に加工対象ローラRを臨ませると共に、加工位置データに基づいて、加工対象ローラRをX軸方向に移動して、研削砥石26が所定の加工位置を研削するようにする。次に、対象物回転機構47により加工対象ローラRを回転させつつ、研削ユニット4により、研削砥石26を回転させながら下降させ、加工対象ローラRの外周面に切り込ませる。これにより、加工対象ローラRの外周面が周方向に連続的に研削され、ワイヤー溝Raが1本形成される。
Subsequently, a grinding process is performed. First, the processing target roller R is moved in the Y-axis direction by the XY table 3 so that the processing target roller R faces directly below the grinding
その後、研削砥石26を、加工対象ローラRの外周面から離れるように上昇させる。また、XYテーブル3により、加工位置データに基づいて、加工対象ローラRを溝ピッチ分X軸方向に移動させる。そして、再び研削砥石26を加工対象ローラRに切り込ませる。以上の動作をワイヤー溝Raの本数分繰り返し行うことで、加工対象ローラRの外周面に対し、複数本のワイヤー溝Raが等ピッチで所定の加工位置に形成される。もちろん、複数本のワイヤー溝Raを、等ピッチでなく形成することも可能である。
Thereafter, the grinding
また、この研削処理において、所定の本数分のワイヤー溝Raを研削した段階(例えば100本毎)で、ツルーイングユニット11により、ツルーイング処理を行うようになっている。これにより、磨耗した研削砥石26の形状が整形されるため、常に、所望の形状のワイヤー溝Raを正確な位置に形成することができる。なお、研削砥石26の刃先部26aが、均質に形成されていない場合には、ツルーイング処理において、データ上の整形形状と実際の整形形状とが微妙に異なるおそれがある。そこで、ツルーイング後、上記のダミーワーク13を研削して検証用の溝を形成し、その検証用の溝の画像認識結果に基づいて、刃先部26aが所望の断面形状に整形されているか否かを検証することが好ましい。
Further, in this grinding process, the truing process is performed by the
ここで、図5を参照しながら、溝加工装置1における加工位置補正処理について詳細に説明する。まず、準備として、加工対象ローラRが取り付けられていない状態の取付け治具45を、装着部46に装着しておく。
Here, the machining position correction processing in the
続いて、取付け治具45の接合受け面52aのX軸方向における位置を、位置決めブロック14(第2基準部材)の基準面14a(第2基準面)を基準として測定する。すなわち、XYテーブル3により、加工テーブル41をY軸方向に移動して、ダイヤルゲージ16を位置決めブロック14に臨ませ、さらに、加工テーブル41をX軸方向に移動して、位置決めブロック14の基準面14aに、ダイヤルゲージ16の測定子66を当接させる。そして、このときの加工テーブル41のX軸方向における移動位置(x1)を取得する。同様に、XYテーブル3により、加工テーブル41をY軸方向に移動して、ダイヤルゲージ16を取付け治具45に臨ませ、さらに、加工テーブル41をX軸方向に移動して、取付け治具45の接合受け面52aに、ダイヤルゲージ16の測定子66を当接させる。そして、このときの加工テーブル41のX軸方向における移動位置(x2)を取得する。このようにして取得した両移動位置に基づいて、基準面14aを基準としたX軸方向における接合受け面52aの位置(x2−x1)を算出する。
Subsequently, the position in the X-axis direction of the
さらに、このとき、位置決めブロック14の基準面14aに当接させたときのダイヤルゲージ16の測定値と、取付け治具45の接合受け面52aに当接させたときのダイヤルゲージ16の測定値とに基づいて、接合受け面52aの位置の測定結果を補正する。これによれば、X軸方向において、測定子66が定位置から位置ずれして接合受け面52aや第2基準面14aに当接する場合にも、その測定結果を正確且つ容易に補正することができる。
Further, at this time, the measured value of the
次に、ダミーワーク13に形成した補正用溝13aのX軸方向における研削位置を、位置決めブロック14(第1基準部材)の基準面14a(第1基準面)を基準として測定する。すなわち、まず、画像認識ユニット15により、位置決めブロック14の基準面14aを画像認識し、X軸方向における基準面14aの位置(x1)を取得する。また、研削砥石26により、ダミーワーク13に補正用溝13aを研削する。その補正用溝13aを、画像認識ユニット15により画像認識し、X軸方向における補正用溝13aの位置(x3)を取得する。そして、取得した基準面14aの位置と補正用溝13aの位置とに基づいて、基準面14aを基準としたX軸方向における補正用溝13aの位置(x3−x1)を算出する。
Next, the grinding position in the X-axis direction of the
最後に、基準面14aを基準としたX軸方向における接合受け面52aの位置および補正用溝13aの位置の測定結果に基づいて、加工位置データを補正する。基準面14aを基準としたX軸方向における接合受け面52aの位置の測定結果に基づいて、加工位置データを補正ことで、接合受け面52aの位置が、X軸方向において所定の位置から位置ずれしている場合にも、これを補正することができる。また、基準面14aを基準としたX軸方向における補正用溝13aの位置の測定結果に基づいて、加工位置データを補正ことで、研削砥石26の刃先26bが、X軸方向において所定の位置から位置ずれしている場合にも、これを補正することができる。したがって、加工対象ローラRに対し、所定の加工位置に正確に溝加工を行うことができる。
Finally, the machining position data is corrected based on the measurement results of the position of the
なお、上述したように、取付け治具45の各装着凹部53については、加工バラツキのほか、使用(回転)による磨耗によっても、形状が変化する場合がある。このため、複数本のワイヤー溝Raを形成する溝加工において、補正量を段階的に変化させることが好ましい。すなわち、溝加工前の取付け治具45について、基準面14aを基準としたX軸方向における接合受け面52aの位置(x2−x1)を求めると共に、複数本のワイヤー溝Raの溝加工後の取付け治具45について、基準面14aを基準としたX軸方向における接合受け面52aの位置(x2´−x1)を求める。このようにして求めた溝加工前後の測定結果に基づいて、加工位置データを段階的に補正する。
As described above, the shape of each mounting
以上のように、本実施形態の溝加工装置1によれば、加工対象ローラRに位置補正用の溝加工を行うことなく、X軸方向における研削砥石26の刃先26bの位置を補正することができる。
As described above, according to the
1…溝加工装置 3…XYテーブル 4…研削ユニット 5…制御盤 12…装着ユニット 13…ダミーワーク 13a…補正用溝 13b…上面(ダミーワーク) 13c…背面(ダミーワーク) 14…位置決めブロック 15…画像認識ユニット 16…ダイヤルゲージ 41…加工テーブル 42…テーブル駆動部 43…テーブル位置取得部 45…取付け治具 46…装着部 47…対象物回転機構 52…接合受け部 52a…接合受け面 66…測定子 73…記憶部 74…制御部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記研削砥石を回転させる研削手段と、
前記加工対象物を装着する装着手段と、
前記加工位置に関する加工位置データを記憶する記憶手段と、
前記加工位置データに基づいて、前記研削砥石に対し、前記加工対象物を前記回転軸方向に相対移動させる対象物移動手段と、
前記研削砥石により、加工位置補正用の溝が研削されるダミーワークと、
前記ダミーワークに形成された補正用溝の前記回転軸方向における研削位置を、所定の第1基準位置を基準として測定する研削位置測定手段と、
前記研削位置の測定結果に基づいて、記憶された前記加工位置データを補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする溝加工装置。 In the groove processing apparatus that performs groove processing at a predetermined processing position in the rotation axis direction of the grinding wheel with a rotating disc-shaped grinding wheel on the surface of the workpiece,
Grinding means for rotating the grinding wheel;
A mounting means for mounting the workpiece;
Storage means for storing machining position data relating to the machining position;
An object moving means for relatively moving the object to be processed in the direction of the rotation axis with respect to the grinding wheel based on the processing position data;
A dummy workpiece in which a groove for processing position correction is ground by the grinding wheel;
A grinding position measuring means for measuring a grinding position in the direction of the rotation axis of the correction groove formed in the dummy workpiece with reference to a predetermined first reference position;
Correction means for correcting the stored processing position data based on the measurement result of the grinding position;
A groove processing apparatus comprising:
前記研削位置測定手段は、前記補正用溝の端面形状の画像認識結果に基づいて、前記研削位置を取得することを特徴とする請求項1に記載の溝加工装置。 The grinding wheel grinds the correction groove on one surface of the dummy workpiece having a rectangular parallelepiped shape,
The groove processing apparatus according to claim 1, wherein the grinding position measuring unit acquires the grinding position based on an image recognition result of an end face shape of the correction groove.
前記研削砥石に対し、前記ダミーワークを前記回転軸方向に相対移動させるワーク移動手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項2に記載の溝加工装置。 The dummy work is arranged in a positioning state so that the longitudinal direction is parallel to the rotation axis direction,
The grooving apparatus according to claim 2, further comprising a workpiece moving means for moving the dummy workpiece relative to the grinding wheel in the direction of the rotation axis.
前記研削位置測定手段は、前記第1基準面の画像認識結果に基づいて、前記第1基準位置を取得し、
前記ダミーワークは、前記第1基準面に1の端面を当接させることで、位置決めされることを特徴とする請求項3に記載の溝加工装置。 A first reference member having a first reference surface orthogonal to the rotation axis direction;
The grinding position measuring means acquires the first reference position based on the image recognition result of the first reference surface,
The groove processing apparatus according to claim 3, wherein the dummy workpiece is positioned by bringing one end face into contact with the first reference plane.
前記取付け治具は、両端部で前記装着手段に回転自在に支持される軸部と、前記軸部の周面に環状に突設され、前記加工対象物の内周面に環状に突設した接合部と接合する接合受け部と、を有し、
前記加工対象物を前記円筒軸を中心に回転させる対象物回転手段と、
前記接合受け部の接合受け面の前記回転軸方向における位置を、所定の第2基準位置を基準として測定する接合位置測定手段と、をさらに備え、
前記補正手段は、前記研削位置の測定結果に加え、前記接合受け面の位置の測定結果に基づいて、前記加工位置データを補正することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の溝加工装置。 The object to be processed has a cylindrical shape, and a mounting jig is attached in a state in which the cylindrical axis is parallel to the rotation axis direction so that grooves are continuously formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface. Mounted on the mounting means via,
The mounting jig has a shaft portion that is rotatably supported by the mounting means at both ends, a ring projecting on the peripheral surface of the shaft portion, and a ring projecting on the inner peripheral surface of the workpiece. A joint receiving part for joining the joint part,
Object rotating means for rotating the object to be processed around the cylindrical axis;
A bonding position measuring means for measuring the position of the bonding receiving surface of the bonding receiving portion in the rotation axis direction with reference to a predetermined second reference position;
The correction means corrects the machining position data based on the measurement result of the position of the joint receiving surface in addition to the measurement result of the grinding position. Grooving equipment.
前記回転軸方向の定位置において前記装着手段および前記第2基準部材の移動軌跡上に臨み、前記加工対象物の取付け前の状態で前記装着手段に支持された前記取付け治具の接合受け面および、前記第2基準部材の第2基準面にそれぞれ当接する当接部材と、をさらに備え、
前記接合位置測定手段は、前記加工テーブルを移動させ前記接合受け面に前記当接部材を当接させたときに、前記テーブル位置取得手段により取得される前記移動位置と、前記加工テーブルを移動させ前記第2基準面に前記当接部材を当接させたときに、前記テーブル位置取得手段により取得される前記移動位置と、に基づいて、前記接合受け面の位置を測定することを特徴とする請求項5に記載の溝加工装置。 The object moving means includes a mounting table and a processing table on which a second reference member having a second reference surface orthogonal to the rotation axis direction is mounted, and the mounting means and the second reference member via the processing table. A table drive unit that moves the table in the direction of the rotation axis, and a table position acquisition unit that acquires a movement position of the processing table in the direction of the rotation axis,
A joint receiving surface of the mounting jig that faces the movement trajectory of the mounting means and the second reference member at a fixed position in the rotation axis direction and is supported by the mounting means in a state before mounting the workpiece. A contact member that contacts each of the second reference surfaces of the second reference member,
The joining position measuring means moves the working table acquired by the table position obtaining means and the working table when the working table is moved and the contact member is brought into contact with the joint receiving surface. The position of the joint receiving surface is measured based on the movement position acquired by the table position acquisition means when the contact member is brought into contact with the second reference surface. The groove processing apparatus according to claim 5.
前記研削砥石により、ダミーワークに対して加工位置補正用の溝を研削する工程と、
前記ダミーワークに形成された補正用溝の前記回転軸方向における研削位置を、所定の基準位置を基準として測定する工程と、
前記研削位置の測定結果に基づいて、前記加工位置データを補正する工程と、
を備えたことを特徴とする溝加工装置の加工位置補正方法。
A grooving apparatus that performs grooving at a processing position based on processing position data related to a predetermined processing position in a rotation axis direction of the grinding wheel by a rotating disk-shaped grinding wheel on the surface of the processing object. In the machining position correction method,
Grinding the machining position correction groove with respect to the dummy workpiece by the grinding wheel;
Measuring a grinding position of the correction groove formed in the dummy workpiece in the direction of the rotation axis with reference to a predetermined reference position;
Correcting the machining position data based on the measurement result of the grinding position;
A machining position correction method for a grooving apparatus, comprising:
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