JP2010029973A - Grinding machine and grinding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研削盤および研削方法に関するものである。 The present invention relates to a grinding machine and a grinding method.
長尺ワークを研削する際には、一般に、当該長尺ワークを主軸台と心押台とにより挟持して行われる。主軸台と心押台とによりワークを挟持する場合には、主軸台の回転軸と心押台の回転軸とが一致していない場合には、研削盤のZ軸方向に対してワークの回転軸が傾く。そして、対象のワークが長尺であるほど、主軸台と心押台とは離れた位置にあるため、例えば、熱変位により主軸台の回転軸と心押台の回転軸とが一致しなくなることがある。この状態のまま、ワークを円筒状に研削しようとすると、テーパ状になってしまう。 When grinding a long workpiece, the long workpiece is generally sandwiched between a spindle stock and a tailstock. When a workpiece is clamped between the headstock and the tailstock, if the rotation axis of the headstock and the rotation axis of the tailstock do not match, the workpiece rotates with respect to the Z-axis direction of the grinding machine. The axis tilts. And the longer the target workpiece is, the farther the headstock and tailstock are located. For example, due to thermal displacement, the rotation axis of the headstock and the rotation axis of the tailstock will not match. There is. If the workpiece is to be ground into a cylindrical shape in this state, it becomes tapered.
この問題を解決するために、例えば、特開平6−114702号公報(特許文献1)に記載されたものがある。特許文献1には、砥石台に設けられたタッチセンサを、主軸台に設けられた測定部と心押台の測定部とに当接させて、両者の傾きを算出するとされている。そして、算出された傾きに応じて、心押台をX方向に移動させることで、主軸台の回転軸と心押台の回転軸とが一致するようにしている。
しかし、砥石台に設けたタッチセンサを用いて、主軸台の回転軸と心押台の回転軸との傾きを測定しているため、実際の研削途中においてはその傾きを測定することができない。研削途中においても、主軸台や心押台の熱変位量が変化するおそれがあるため、従来の技術では、一度補正した後においても、主軸台の回転軸と心押台の回転軸とに傾きが生じるおそれがある。つまり、測定時における変位量と研削時における変位量が異なるおそれがある。そうすると、高精度な研削ができない。そこで、Z軸方向へ移動する指令が出された時に、砥石がワークの中心軸方向に常に移動することが望まれる。ただし、砥石台に設けられたタッチセンサを用いたとしても、研削途中に当該タッチセンサによる測定ができないため、解決することはできない。 However, since the inclination between the rotation axis of the headstock and the rotation axis of the tailstock is measured using a touch sensor provided on the grindstone platform, the inclination cannot be measured during actual grinding. Since the amount of thermal displacement of the headstock and tailstock may change even during grinding, the conventional technology tilts the rotation axis of the headstock and the rotation axis of the tailstock even after correction. May occur. That is, there is a possibility that the displacement amount at the time of measurement and the displacement amount at the time of grinding are different. Then, high precision grinding cannot be performed. Therefore, it is desired that the grindstone always move in the direction of the central axis of the workpiece when a command to move in the Z-axis direction is issued. However, even if the touch sensor provided on the grindstone is used, it cannot be solved because measurement by the touch sensor cannot be performed during grinding.
さらに、特許文献1の研削盤では、通常の研削動作とは別に、熱変位補正のために、タッチセンサを測定部に当接させる動作を行わなければならない。そのため、サイクルタイムが長くなってしまうという問題がある。
Furthermore, in the grinding machine disclosed in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、サイクルタイムが長くなることなく、Z軸方向へ移動する指令が出された時に、砥石がワークの中心軸方向に常に移動することを可能とする研削盤および研削方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and when a command to move in the Z-axis direction is issued without increasing the cycle time, the grindstone always moves in the direction of the center axis of the workpiece. It is an object of the present invention to provide a grinding machine and a grinding method that enable the above.
以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。 Hereinafter, each means suitable for solving the above-described problems will be described with additional effects and the like as necessary.
<第一の研削盤>
(手段1)手段1の研削盤は、
ベッドと、
前記ベッド上に載置されワークの両端を支持する主軸台および心押台と、
前記ベッド上に載置され前記主軸台および前記心押台に対してX軸方向およびZ軸方向に相対移動可能な砥石台と、
前記ベッドを基準として前記主軸台の前記絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視する第一変位監視手段と、
前記ベッドを基準として前記心押台の前記絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視する第二変位監視手段と、
前記主軸台の前記相対変位および前記心押台の前記相対変位に基づいて、予め設定された基準Z軸に対するワーク軸の傾きを算出する傾き算出手段と、
前記ワーク軸の傾きに基づいて前記ワークのテーパ誤差を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする。
<First grinding machine>
(Means 1) The grinding machine of
Bed and
A headstock and a tailstock mounted on the bed and supporting both ends of the workpiece;
A whetstone base placed on the bed and movable relative to the headstock and the tailstock in the X-axis direction and the Z-axis direction;
First displacement monitoring means for constantly monitoring relative displacement of the headstock in the absolute coordinate system X-axis direction with respect to the bed;
Second displacement monitoring means for constantly monitoring relative displacement in the absolute coordinate system X-axis direction of the tailstock with respect to the bed;
An inclination calculating means for calculating an inclination of a workpiece axis with respect to a preset reference Z axis based on the relative displacement of the headstock and the relative displacement of the tailstock;
Correction means for correcting a taper error of the workpiece based on the inclination of the workpiece axis;
It is characterized by providing.
手段1によれば、第一変位監視手段および第二変位監視手段により、ベッドを基準として主軸台および心押台の絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視している。ここで、基準となるベッドは固定されているため、このベッドを基準とすることにより、当該相対変位を常時監視することが可能となる。従って、傾き算出手段は、基準Z軸に対するワーク軸の傾きを常時算出することができる。つまり、研削途中においても、傾き算出手段は、前記傾きを算出できる。そして、補正手段により、当該ワーク軸の傾きに基づいてワークのテーパ誤差を補正している。つまり、熱変位などによりワーク軸が基準Z軸に対して傾いていたとしても、Z軸方向へ移動する指令が出された時に、砥石がワークの中心軸方向に常に移動することができる。その結果、高精度な加工が可能となる。
According to the
さらに、本発明によれば、従来のような通常の研削動作とは別の動作(熱変位補正のためのタッチセンサを測定部に当接させる動作)を行うことなく、通常の研削動作のみで上記処理が可能となる。従って、本発明によれば、従来に比べて、サイクルタイムが長くなることを防止できる。 Furthermore, according to the present invention, only the normal grinding operation can be performed without performing an operation different from the conventional normal grinding operation (operation of bringing the touch sensor for thermal displacement correction into contact with the measurement unit). The above processing becomes possible. Therefore, according to this invention, it can prevent that cycle time becomes long compared with the past.
(手段2)手段1の研削盤において、
前記砥石台は、前記ベッドに対して前記Z軸方向に相対移動可能であり、
前記ベッドを基準として前記砥石台の前記絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視する第三変位監視手段を備え、
前記傾き算出手段は、前記砥石台の相対変位に基づいて、前記基準Z軸に対する前記砥石台が移動する前記Z軸方向の傾きを算出し、
前記補正手段は、前記ワーク軸の傾きおよび前記砥石台の前記Z軸方向傾きに基づいて、前記ワークのテーパ誤差を補正する。
(Means 2) In the grinding machine of
The grinding wheel platform is movable relative to the bed in the Z-axis direction,
A third displacement monitoring means for constantly monitoring the relative displacement of the grindstone table in the absolute coordinate system X-axis direction with respect to the bed;
The inclination calculating means calculates an inclination in the Z-axis direction in which the wheel head moves relative to the reference Z-axis based on a relative displacement of the wheel head,
The correction means corrects the taper error of the workpiece based on the inclination of the workpiece axis and the inclination of the grinding wheel base in the Z-axis direction.
手段2によれば、さらに、第三変位監視手段により、ベッドを基準として砥石台の絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視している。ここで、ワークのテーパ誤差が生じる原因として、ワーク軸が基準Z軸に対して傾いていることに加えて、砥石台のZ軸移動方向の傾きがある。つまり、手段2によれば、両者を考慮した上で、ワークのテーパ誤差を補正しているため、より高精度に研削加工ができる。 According to the means 2, the relative displacement in the absolute coordinate system X-axis direction of the grindstone table is constantly monitored by the third displacement monitoring means with reference to the bed. Here, as a cause of the taper error of the workpiece, in addition to the workpiece axis being inclined with respect to the reference Z axis, there is an inclination of the grinding wheel base in the Z axis movement direction. That is, according to the means 2, since the taper error of the workpiece is corrected in consideration of both, the grinding can be performed with higher accuracy.
(手段3)手段1または2の研削盤において、前記ワーク軸の傾きは、前記主軸台による前記ワークの支持点と前記心押台による前記ワークの支持点とを結ぶ支持点間方向と、前記基準Z軸との傾きである。支持点間方向がワークの回転軸となる。手段3によれば、確実にワークのテーパ誤差を補正できる。
(Means 3) In the grinding machine of
(手段4)手段2の研削盤において、
前記砥石台は、前記ベッドに設けられた砥石台用ガイドに沿って前記Z軸方向に相対移動し、
前記砥石台の前記Z軸方向傾きは、前記基準Z軸に対する前記砥石台用ガイドの傾きである。
手段4によれば、砥石台のZ軸方向の傾きを確実に算出できる。その結果、より高精度に研削加工ができる。
(Means 4) In the grinding machine of means 2,
The wheel head moves relative to the Z-axis direction along a wheel head guide provided on the bed,
The inclination in the Z-axis direction of the wheel head is the inclination of the guide for the wheel head with respect to the reference Z axis.
According to the means 4, the inclination of the grinding wheel base in the Z-axis direction can be reliably calculated. As a result, grinding can be performed with higher accuracy.
(手段5)手段1〜4の何れかの研削盤において、
前記第一変位監視手段または前記第二変位監視手段は、
前記主軸台または前記心押台の温度を検出する温度センサと、
予め前記主軸台または前記心押台の温度と前記絶対座標系X軸方向の熱変位量との第一の関係または第二の関係を記憶する関係記憶手段と、
前記温度センサにより検出された前記温度と前記関係記憶手段に記憶された前記第一の関係または前記第二の関係とに基づいて前記主軸台または前記心押台の前記相対変位を推定する変位推定手段と、
を備える。
手段5によれば、主軸台または心押台の温度を監視することで、主軸台または心押台の変位量を推定している。これにより、主軸台および心押台の熱変位による影響を確実に補正できる。
(Means 5) In any of the grinding machines of
The first displacement monitoring means or the second displacement monitoring means,
A temperature sensor for detecting the temperature of the headstock or the tailstock,
Relationship storage means for storing in advance a first relationship or a second relationship between the temperature of the headstock or the tailstock and the amount of thermal displacement in the X-axis direction of the absolute coordinate system;
Displacement estimation for estimating the relative displacement of the headstock or the tailstock based on the temperature detected by the temperature sensor and the first relationship or the second relationship stored in the relationship storage means Means,
Is provided.
According to the means 5, the amount of displacement of the spindle stock or tailstock is estimated by monitoring the temperature of the spindle stock or tailstock. Thereby, the influence by the thermal displacement of a headstock and a tailstock can be correct | amended reliably.
(手段6)手段2の研削盤において、
前記第三変位監視手段は、
前記砥石台または前記砥石台近傍の温度を検出する温度センサと、
予め前記砥石台または前記砥石台近傍の温度と前記絶対座標系X軸方向の熱変位量との第三の関係を記憶する関係記憶手段と、
前記温度センサにより検出された前記温度と前記関係記憶手段に記憶された前記第三の関係とに基づいて前記砥石台の前記相対変位を推定する変位推定手段と、
を備える。
(Means 6) In the grinding machine of means 2,
The third displacement monitoring means includes
A temperature sensor for detecting a temperature in the vicinity of the grinding wheel platform or the grinding wheel platform;
Relationship storage means for storing in advance a third relationship between the temperature of the grinding wheel platform or the vicinity of the grinding wheel platform and the amount of thermal displacement in the absolute coordinate system X-axis direction;
Displacement estimation means for estimating the relative displacement of the grindstone table based on the temperature detected by the temperature sensor and the third relation stored in the relation storage means;
Is provided.
手段6によれば、砥石台または砥石台近傍(例えば、砥石台用ガイドレール)の温度を監視することで、砥石台の変位量を推定している。これにより、砥石台の熱変位による影響を確実に補正できる。 According to the means 6, the displacement amount of the grinding wheel base is estimated by monitoring the temperature of the grinding wheel base or the vicinity of the grinding wheel base (for example, the guide rail for the grinding wheel base). Thereby, the influence by the thermal displacement of a grindstone base can be correct | amended reliably.
(手段7)手段1〜4の何れかの研削盤において、前記第一変位監視手段および前記第二変位監視手段は、変位センサである。
手段7によれば、主軸台および心押台の変位を直接的に監視している。これにより、主軸台および心押台の熱変位を含む変位全ての影響を確実に補正できる。
(Means 7) In the grinding machine according to any one of the
According to the means 7, the displacement of the headstock and the tailstock is directly monitored. Thereby, the influence of all the displacements including the thermal displacement of the headstock and the tailstock can be reliably corrected.
(手段8)手段7の研削盤において、前記第一変位監視手段は、前記主軸台のうち前記ワークの支持点における前記ベッドに対する前記相対変位を監視する。
手段8によれば、主軸台のうちワークの支持点の相対変位を直接的に監視しているので、より確実にワークの傾きを算出できる。
(Means 8) In the grinding machine of means 7, the first displacement monitoring means monitors the relative displacement of the headstock at the support point of the workpiece with respect to the bed.
According to the means 8, since the relative displacement of the support point of the work in the headstock is directly monitored, the work inclination can be calculated more reliably.
(手段9)手段7の研削盤において、前記第一変位監視手段は、前記主軸台に設けられた基準座における前記ベッドに対する前記相対変位を監視する。
手段9によれば、主軸台のうちワークの支持点の変位ではなく、主軸台の基準座の変位を監視している。位置によっては、主軸台のうちワークの支持点の変位を直接監視できない場合があるが、このような場合に、基準座の変位を監視することで、確実に、主軸台の変位を監視することができる。
(Means 9) In the grinding machine of means 7, the first displacement monitoring means monitors the relative displacement of the reference seat provided on the headstock with respect to the bed.
According to the means 9, the displacement of the reference seat of the headstock is monitored, not the displacement of the support point of the work in the headstock. Depending on the position, it may not be possible to directly monitor the displacement of the work support point in the headstock. In such a case, the displacement of the headstock can be reliably monitored by monitoring the displacement of the reference seat. Can do.
(手段10)手段7の研削盤において、前記第二変位監視手段は、前記心押台のうち前記ワークの支持点における前記ベッドに対する前記相対変位を監視する。
手段10によれば、心押台のうちワークの支持点の相対変位を直接的に監視しているので、より確実にワークの傾きを算出できる。
(Means 10) In the grinding machine of the means 7, the second displacement monitoring means monitors the relative displacement of the tailstock with respect to the bed at a support point of the workpiece.
According to the
(手段11)手段7の研削盤において、前記第二変位監視手段は、前記心押台に設けられた基準座における前記ベッドに対する前記相対変位を監視する。
手段11によれば、心押台のうちワークの支持点の変位ではなく、心押台の基準座の変位を監視している。位置によっては、心押台のうちワークの支持点の変位を直接監視できない場合があるが、このような場合に、基準座の変位を監視することで、確実に、心押台の変位を監視することができる。
(Means 11) In the grinding machine of means 7, the second displacement monitoring means monitors the relative displacement of the reference seat provided on the tailstock with respect to the bed.
According to the
(手段12)手段2または4の研削盤において、前記第三変位監視手段は、変位センサである。
手段12によれば、砥石台の変位を直接的に監視している。これにより、砥石台の熱変位を含む変位全ての影響を確実に補正できる。
(Means 12) In the grinding machine of means 2 or 4, the third displacement monitoring means is a displacement sensor.
According to the
<第二の研削盤>
(手段13)手段13の研削盤は、
ベッドと、
前記ベッド上に載置されワークの両端を支持する主軸台および心押台と、
前記ベッド上に載置され前記主軸台および前記心押台に対してX軸方向およびZ軸方向に相対移動可能であり前記ベッドに対して前記Z軸方向に相対移動可能な砥石台と、
前記ベッドを基準として前記砥石台の前記絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視する第三変位監視手段と、
前記砥石台の相対変位に基づいて、予め設定された基準Z軸に対する前記砥石台が移動する前記Z軸方向の傾きを算出する傾き算出手段と、
前記砥石台の前記Z軸方向傾きに基づいて、前記ワークのテーパ誤差を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする。
<Second grinding machine>
(Means 13) The grinding machine of means 13 is
Bed and
A headstock and a tailstock mounted on the bed and supporting both ends of the workpiece;
A whetstone base placed on the bed and movable relative to the headstock and the tailstock in the X-axis direction and the Z-axis direction and relative to the bed in the Z-axis direction;
Third displacement monitoring means for constantly monitoring relative displacement in the absolute coordinate system X-axis direction of the grindstone table with respect to the bed;
An inclination calculating means for calculating an inclination in the Z-axis direction in which the grindstone table moves with respect to a preset reference Z-axis based on the relative displacement of the grindstone table;
Correction means for correcting a taper error of the workpiece based on the inclination in the Z-axis direction of the grindstone table;
It is characterized by providing.
手段13によれば、第三変位監視手段により、ベッドを基準として砥石台の絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視している。ここで、基準となるベッドは固定されているため、このベッドを基準とすることにより、当該相対変位を常時監視することが可能となる。従って、傾き算出手段は、基準Z軸に対する砥石台が移動するZ軸方向の傾きを常時算出することができる。つまり、研削途中においても、傾き算出手段は、前記傾きを算出できる。そして、補正手段により、当該砥石台が移動するZ軸方向の傾きに基づいてワークのテーパ誤差を補正している。つまり、熱変位などにより砥石台が移動するZ軸方向が基準Z軸に対して傾いていたとしても、Z軸方向へ移動する指令が出された時に、砥石がワークの中心軸方向に常に移動することができる。その結果、高精度な加工が可能となる。 According to the means 13, the relative displacement in the absolute coordinate system X-axis direction of the grindstone table is constantly monitored by the third displacement monitoring means with reference to the bed. Here, since the reference bed is fixed, the relative displacement can be constantly monitored by using this bed as a reference. Therefore, the inclination calculating means can always calculate the inclination in the Z-axis direction in which the grindstone base moves with respect to the reference Z-axis. That is, even during grinding, the inclination calculating means can calculate the inclination. Then, the taper error of the workpiece is corrected by the correcting means based on the inclination in the Z-axis direction along which the grindstone table moves. In other words, even if the Z-axis direction in which the wheel head moves due to thermal displacement is tilted with respect to the reference Z-axis, the wheel always moves in the direction of the center axis of the workpiece when a command to move in the Z-axis direction is issued. can do. As a result, highly accurate processing is possible.
(手段14)手段13の研削盤において、
前記第三変位監視手段は、
前記砥石台または前記砥石台近傍の温度を検出する温度センサと、
予め前記砥石台または前記砥石台近傍の温度と前記絶対座標系X軸方向の熱変位量との第三の関係を記憶する関係記憶手段と、
前記温度センサにより検出された前記温度と前記関係記憶手段に記憶された前記第三の関係とに基づいて前記砥石台の前記相対変位を推定する変位推定手段と、
を備える。
(Means 14) In the grinding machine of means 13,
The third displacement monitoring means includes
A temperature sensor for detecting a temperature in the vicinity of the grinding wheel platform or the grinding wheel platform;
Relationship storage means for storing in advance a third relationship between the temperature of the grinding wheel platform or the vicinity of the grinding wheel platform and the amount of thermal displacement in the absolute coordinate system X-axis direction;
Displacement estimation means for estimating the relative displacement of the grindstone table based on the temperature detected by the temperature sensor and the third relation stored in the relation storage means;
Is provided.
手段14によれば、砥石台または砥石台近傍(例えば、砥石台用ガイドレール)の温度を監視することで、砥石台の変位量を推定している。これにより、砥石台の熱変位による影響を確実に補正できる。 According to the means 14, the amount of displacement of the grinding wheel base is estimated by monitoring the temperature of the grinding wheel base or the vicinity of the grinding wheel base (for example, the guide rail for the grinding wheel base). Thereby, the influence by the thermal displacement of a grindstone base can be correct | amended reliably.
(手段15)手段13の研削盤において、前記第三変位監視手段は、変位センサである。
手段15によれば、砥石台の変位を直接的に監視している。これにより、砥石台の熱変位を含む変位全ての影響を確実に補正できる。
(Means 15) In the grinding machine of means 13, the third displacement monitoring means is a displacement sensor.
According to the means 15, the displacement of the wheel head is directly monitored. Thereby, the influence of all the displacements including the thermal displacement of the grindstone can be reliably corrected.
<第一の研削方法>
(手段16)手段16の研削方法は、
ベッド上に載置された主軸台および心押台により両端を支持されたワークに対して、前記ベッド上に載置された砥石台をX軸方向およびZ軸方向に相対移動させることにより研削を行う研削方法であって、
前記ベッドを基準として前記主軸台の前記絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視し、
前記ベッドを基準として前記心押台の前記絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視し、
前記主軸台の前記相対変位および前記心押台の前記相対変位に基づいて、予め設定された基準Z軸に対するワーク軸の傾きを算出し、
前記ワーク軸の傾きに基づいて前記ワークのテーパ誤差を補正することを特徴とする。
手段16によれば、手段1に係る研削盤による効果と同様の効果を奏する。
<First grinding method>
(Means 16) The grinding method of means 16 is as follows:
Grinding is performed by relatively moving the grindstone table placed on the bed in the X-axis direction and the Z-axis direction with respect to the work supported at both ends by the headstock and the tailstock placed on the bed. A grinding method to perform,
Constantly monitoring the relative displacement of the headstock in the X-axis direction of the absolute coordinate system with respect to the bed,
Constantly monitoring the relative displacement of the tailstock in the absolute coordinate system X-axis direction with respect to the bed,
Based on the relative displacement of the headstock and the relative displacement of the tailstock, the inclination of the workpiece axis with respect to a preset reference Z-axis is calculated,
The taper error of the workpiece is corrected based on the inclination of the workpiece axis.
According to the means 16, the same effects as those obtained by the grinding machine according to the
<第二の研削方法>
(手段17)手段17の研削方法は、
ベッド上に載置された主軸台および心押台により両端を支持されたワークに対して、前記ベッド上に載置された砥石台をX軸方向およびZ軸方向に相対移動させることにより研削を行う研削方法であって、
前記ベッドを基準として前記砥石台の前記絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視し、
前記砥石台の相対変位に基づいて、予め設定された基準Z軸に対する前記砥石台が移動する前記Z軸方向の傾きを算出し、
前記砥石台の前記Z軸方向傾きに基づいて、前記ワークのテーパ誤差を補正することを特徴とする。
手段17によれば、手段13に係る研削盤による効果と同様の効果を奏する。
<Second grinding method>
(Means 17) The grinding method of the
Grinding is performed by relatively moving the grindstone table placed on the bed in the X-axis direction and the Z-axis direction with respect to the work supported at both ends by the headstock and the tailstock placed on the bed. A grinding method to perform,
The relative displacement in the absolute coordinate system X-axis direction of the grindstone table is constantly monitored with respect to the bed,
Based on the relative displacement of the grinding wheel platform, the inclination of the Z axis direction in which the grinding wheel platform moves with respect to a preset reference Z axis is calculated,
The taper error of the workpiece is corrected based on the Z-axis direction inclination of the grindstone table.
According to the
以下、本発明の研削盤および研削方法を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。第一実施形態は、砥石台トラバース構成の研削盤であって、温度センサを用いるものである。第二実施形態は、テーブルトラバース構成の研削盤であって、温度センサを用いるものである。第三実施形態は、砥石台トラバース構成の研削盤であって、変位センサを用いるものである。第四実施形態は、テーブルトラバース構成の研削盤であって、変位センサを用いるものである。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a grinding machine and a grinding method according to the present invention will be described with reference to the drawings. The first embodiment is a grinding machine having a grindstone traverse configuration, and uses a temperature sensor. The second embodiment is a grinding machine having a table traverse configuration and uses a temperature sensor. The third embodiment is a grinding machine having a grindstone traverse configuration, and uses a displacement sensor. The fourth embodiment is a grinding machine having a table traverse configuration and uses a displacement sensor.
<第一実施形態>
第一実施形態の研削盤1について、図1および図2を参照して説明する。図1は、研削盤1の平面図である。図2は、研削盤1の制御ブロック図である。
<First embodiment>
The grinding
図1に示すように、研削盤1は、いわゆる砥石台トラバース構成からなる。この研削盤1は、ベッド10と、主軸台20と、心押台30と、砥石支持装置40と、制御装置60と、温度センサ71〜74から構成される。
As shown in FIG. 1, the grinding
ベッド10は、ほぼ矩形状からなり、床上に配置される。このベッド10の上面には、砥石支持装置40を構成する砥石台トラバースベース41が摺動可能な砥石台用ガイドレール11、12が、絶対座標系Z軸方向(図1の左右方向)に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。ただし、この砥石台用ガイドレール11、12は、熱変位などにより、絶対座標系Z軸方向から傾く可能性がある。また、ベッド10には、砥石台用ガイドレール11、12の間に、砥石台トラバースベース41を図1の左右方向に駆動するための、砥石台用Z軸ボールねじ(図示せず)が配置され、この砥石台用Z軸ボールねじを回転駆動する砥石台用Z軸モータ17が配置されている。
The
主軸台20は、主軸台本体21と、主軸22と、主軸センタ23とを備えている。主軸台本体21は、ベッド10上に固定されている。この主軸台本体21の内部には、主軸22が主軸軸回りに回転可能に挿通支持されている。この主軸22の回転軸は、絶対座標系Z軸に一致するように設定されているが、主軸台20の熱変位などの影響により、絶対座標系Z軸に対して傾くこともある。さらに、この主軸22の右端に、ワークWの軸方向一端を支持する主軸センタ23が取り付けられている。
The
心押台30は、心押台本体31と、心押センタ32とを備えている。心押台本体31は、ベッド10上のうち、主軸台20に対向するように固定されている。この心押台本体31は、図1の左右方向に貫通する穴が形成されている。この心押台本体31の貫通孔に、心押センタ32が回転可能に挿通支持されている。そして、この心押センタ32は、ワークWの軸方向他端を支持する。つまり、心押センタ32は、主軸センタ23に対向するように配置されている。この心押センタ32の回転軸は、主軸22の主軸軸と同軸上、すなわち、絶対座標系Z軸に一致するように位置している。心押センタ32の回転軸は、絶対座標系Z軸に一致するように設定されているが、心押台30の熱変位などの影響により、絶対座標系Z軸に対して傾くこともある。
The
そして、主軸センタ23と心押センタ32とにより、ワークWの両端を支持している。つまり、ワークWは、主軸センタ23および心押センタ32により、主軸22の回転軸回りに回転可能に支持されている。したがって、主軸センタ23によるワークWの支持点と心押センタ32によるワークWの支持点とを結ぶ支持点間方向が、ワークWの回転軸となる。このワークWの回転軸は、基本的には、絶対座標系Z軸に一致する。ただし、主軸台20および心押台30の熱変位の影響により、ワークWの回転軸が、絶対座標系Z軸に対して傾くことがある。
The
砥石支持装置40は、砥石台トラバースベース41と、砥石台42と、砥石車43と、砥石回転用モータ44とを備えている。砥石台トラバースベース41は、ほぼ矩形の平板状に形成されており、ベッド10の上面のうち、砥石台用ガイドレール11、12上を摺動可能に配置されている。砥石台トラバースベース41は、砥石台用ボールねじのナット部材に連結されており、砥石台用Z軸モータ17の駆動により砥石台用ガイドレール11、12に沿って移動する。つまり、砥石台用ガイドレール11、12が絶対座標系Z軸に一致している場合には、砥石台トラバースベース41は、絶対座標系Z軸方向に移動可能であるが、砥石台用ガイドレール11、12が絶対座標系Z軸に対して傾いている場合には、砥石台トラバースベース41は、絶対座標系Z軸から傾いた方向に移動することになる。
The grinding
この砥石台トラバースベース41の上面には、砥石台42が摺動可能なX軸ガイドレール41a、41bが、図1の上下方向(X軸方向)に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。さらに、砥石台トラバースベース41には、X軸ガイドレール41a、41bの間に、砥石台42を図1の上下方向に駆動するための、X軸ボールねじ(図示せず)が配置され、このX軸ボールねじを回転駆動するX軸モータ41cが配置されている。
On the upper surface of this
砥石台42は、砥石台トラバースベース41の上面のうち、X軸ガイドレール41a、41b上を摺動可能に配置されている。そして、砥石台42は、X軸ボールねじのナット部材に連結されており、X軸モータ41cの駆動によりX軸ガイドレール41a、41bに沿って移動する。つまり、砥石台42は、ベッド10、主軸台20および心押台30に対して、X軸方向およびZ軸方向に相対移動可能となる。
The
そして、この砥石台42のうち図1の下側部分には、図1の左右方向に貫通する穴が形成されている。この砥石台42の貫通孔に、砥石車回転軸部材が、砥石中心軸周り(Z軸周り)に回転可能に支持されている。この砥石車回転軸部材の一端(図1の左端)に、砥石車43が同軸的に取り付けられている。また、砥石台42の上面には、砥石回転用モータ44が固定されている。そして、砥石車回転軸部材の他端(図1の右端)と砥石回転用モータ44の回転軸とにプーリが懸架されることで、砥石回転用モータ44の駆動により、砥石車43が砥石軸回りに回転する。
A hole penetrating in the left-right direction in FIG. 1 is formed in the lower portion of FIG. A grinding wheel rotating shaft member is supported in the through hole of the
制御装置60は、主軸22の回転、砥石台42のX軸位置およびZ軸位置をNC制御している。つまり、制御装置60により、砥石車43を回転させながら、砥石車43のワークWに対するX軸位置およびZ軸位置を制御することで、ワークWの外周面を研削加工する。後述するが、制御装置60は、温度センサ71〜74の出力に基づいて、砥石台42の移動方向を補正する。
The
温度センサ71は、主軸台20、特に、主軸22を回転駆動するためのビルトインモータ(図示せず)近傍に設けられ、当該部位の温度を検出する。温度センサ72は、心押台30に設けられ、心押台30の温度を検出する。温度センサ73は、砥石台用ガイドレール11のうち一方端付近に設けられ、当該部位の温度を検出する。温度センサ74は、砥石台用ガイドレール11のうち他方端付近に設けられ、当該部位の温度を検出する。
The
次に、制御装置60によるZ軸補正に関する処理について図2を参照して説明する。図2に示すように、制御装置60の機能ブロックとしては、関係記憶部61と、変位推定部62と、傾き算出部63と、補正部64とから構成される。
Next, processing related to Z-axis correction by the
ここで、上述したように、主軸台20、心押台30の熱変位の影響により、ワーク軸が絶対座標系Z軸に対して傾くことがある。このような場合に、砥石台42をZ軸方向に移動させる指令を出した場合に、砥石台42が移動する方向がワークWの回転軸に一致しない。そうすると、円筒外周面を研削したい場合に、テーパ状に研削されてしまう。また、砥石台用ガイドレール11、12が熱変位の影響により絶対座標系Zに対して傾くことがある。このような場合にも、砥石台42をZ軸方向に移動させる指令を出した場合に、砥石台42が移動する方向がワークWの回転軸に一致しない。この場合も、上記同様に、ワークはテーパ状に研削されてしまう。そこで、以下に説明するようにテーパ誤差を補正することで、円筒外周面を研削したい場合に、熱変位などの影響を受けることなく、確実に円筒外周面を研削できるようにする。
Here, as described above, the workpiece axis may be inclined with respect to the absolute coordinate system Z-axis due to the influence of the thermal displacement of the
関係記憶部61は、以下の第一の関係、第二の関係、および第三の関係を記憶しておく。第一の関係とは、主軸台20の温度と、主軸台20における絶対座標系X軸方向の熱変位量との関係である。第二の関係とは、心押台30の温度と、心押台30における絶対座標系X軸方向の熱変位量との関係である。第三の関係とは、砥石台用ガイドレール11の一端の温度と当該一端の部位における絶対座標系X軸方向の熱変位量との関係と、砥石台用ガイドレール11の他端の温度と当該他端の部位における絶対座標系X軸方向の熱変位量との関係である。
The
変位推定部62は、温度センサ71により検出された主軸台20の温度と第一の関係とに基づいて、主軸センタ23によるワークWの支持点における絶対座標系X軸方向の変位L1を算出する。また、変位推定部62は、温度センサ72により検出された心押台30の温度と第二の関係とに基づいて、心押センタ32によるワークWの支持点における絶対座標系X軸方向の変位L2を算出する。
Based on the temperature of the
同時に、変位推定部62は、温度センサ73により検出された砥石台用ガイドレール11の一端の温度と第三の関係とに基づいて、当該一端の部位における絶対座標系X軸方向の変位L3を算出する。また、変位推定部62は、温度センサ74により検出された砥石台用ガイドレール11の他端の温度と第三の関係とに基づいて、当該他端の部位における絶対座標系X軸方向の変位L4を算出する。
At the same time, the
ここで、変位L1は、ベッド10を基準とした場合に、主軸台20の絶対座標系X軸方向の相対変位に相当する。つまり、温度センサ71と、関係記憶部61の第一の関係と、変位推定部62とにより、ベッド10を基準として主軸台20の絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視する第一変位監視手段を構成する。また、変位L2は、ベッド10を基準とした場合に、心押台30の絶対座標系X軸方向の相対変位に相当する。つまり、温度センサ72と、関係記憶部61の第二の関係と、変位推定部62とにより、ベッド10を基準として心押台30の絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視する第二変位監視手段を構成する。
Here, the displacement L1 corresponds to the relative displacement of the
また、変位L3、L4は、ベッド10を基準とした場合における砥石台用ガイドレール11の絶対座標系X軸方向の相対変位、すなわち、ベッド10を基準として砥石台42の絶対座標系X軸方向の相対変位に相当する。つまり、温度センサ73、74と、関係記憶部61の第三の関係と、変位推定部62とにより、ベッド10を基準として砥石台42の絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視する第三変位監視手段を構成する。
The displacements L3 and L4 are relative displacements in the absolute coordinate system X-axis direction of the wheel
傾き算出部63は、変位L1、L2に基づいて、基準Z軸に対するワークWの回転軸の傾きθ1を算出する。さらに、傾き算出部63は、変位L3、L4に基づいて、基準Z軸に対する砥石台用ガイドレール11の傾きθ2を算出する。ここで、基準Z軸とは、絶対座標系Z軸に一致する。
The
補正部64は、基準Z軸に対するワークWの回転軸の傾きθ1と、基準Z軸に対する砥石台用ガイドレール11の傾きθ2とに基づいて、ワークWのテーパ誤差を補正する。
The
以上説明したように、第一変位監視手段および第二変位監視手段により、ベッド10を基準として主軸台20および心押台30の絶対座標系X軸方向の相対変位L1、L2を常時監視している。ここで、基準となるベッド10は固定されているため、このベッド10を基準とすることにより、当該相対変位L1、L2を常時監視することが可能となる。従って、傾き算出部63は、基準Z軸に対するワークWの回転軸の傾きθ1を常時算出することができる。つまり、研削途中においても、傾き算出部63は、傾きθ1を算出できる。
As described above, the first displacement monitoring means and the second displacement monitoring means constantly monitor the relative displacements L1 and L2 of the
さらに、第三変位監視手段により、ベッド10を基準として砥石台42の絶対座標系X軸方向の相対変位L3、L4を常時監視している。傾き算出部63は、基準Z軸に対する砥石台用ガイドレール11の傾きθ2を常時算出することができる。つまり、研削途中においても、傾き算出部63は、傾きθ2を算出できる。
Further, the third displacement monitoring means constantly monitors relative displacements L3 and L4 in the absolute coordinate system X-axis direction of the grindstone table 42 with the
ここで、ワークWのテーパ誤差が生じる原因として、ワークWの回転軸が基準Z軸に対して傾いていることに加えて、砥石台42のZ軸移動方向の傾きがある。そして、補正部64により、ワークWの回転軸の傾きθ1および砥石台用ガイドレール11の傾きθ2に基づいて、ワークWのテーパ誤差を補正している。つまり、熱変位などによりワークWの回転軸が基準Z軸に対して傾いていたとしても、さらには、砥石台用ガイドレール11が基準Z軸に対して傾いていたとしても、Z軸方向へ移動する指令が出された時に、砥石車43がワークWの中心軸方向に常に移動することができる。その結果、高精度な加工が可能となる。
Here, as a cause of the taper error of the workpiece W, in addition to the rotation axis of the workpiece W being inclined with respect to the reference Z axis, there is an inclination of the
さらに、本実施形態によれば、従来のような通常の研削動作とは別の動作(熱変位補正のためのタッチセンサを測定部に当接させる動作)を行うことなく、通常の研削動作のみで上記処理が可能となる。従って、本実施形態によれば、従来に比べて、サイクルタイムが長くなることを防止できる。 Furthermore, according to the present embodiment, only a normal grinding operation is performed without performing an operation different from a normal grinding operation as in the past (an operation in which a touch sensor for thermal displacement correction is brought into contact with the measurement unit). Thus, the above processing can be performed. Therefore, according to this embodiment, it can prevent that cycle time becomes long compared with the past.
<第二実施形態>
第二実施形態の研削盤100について、図3を参照して説明する。図3は、研削盤100の平面図である。
<Second embodiment>
The grinding
図3に示すように、研削盤100は、いわゆるテーブルトラバース構成からなる。この研削盤100は、ベッド110と、主軸台120と、心押台130と、砥石台140と、テーブル150と、制御装置160と、温度センサ171〜174から構成される。
As shown in FIG. 3, the grinding
ベッド110は、凸形状、すなわち手前側(図3の下側)が幅広で、奥側(図3の上側)が幅狭の形状からなり、床上に配置される。このベッド110の上面には、テーブル150が摺動可能なテーブル用ガイドレール111、112が絶対座標系Z軸方向(図3の左右方向)に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。ただし、このテーブル用ガイドレール111、112は、熱変位などにより、絶対座標系Z軸方向から傾く可能性がある。また、ベッド110には、砥石台140が摺動可能な砥石台用ガイドレール113、114が、絶対座標系X軸(図3の上下方向)に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。また、ベッド110には、テーブル用ガイドレール111、112の間に、テーブル150を図3の左右方向に駆動するための、テーブル用Z軸ボールねじ(図示せず)が配置され、このテーブル用Z軸ボールねじを回転駆動するテーブル用Z軸モータ115が配置されている。ベッド110には、砥石台用ガイドレール113、114の間に、砥石台140を図3の上下方向に駆動するための、砥石台用X軸ボールねじ(図示せず)が配置され、この砥石台用X軸ボールねじを回転駆動する砥石台用X軸モータ116が配置されている。
The
テーブル150は、横長の矩形の平板状に形成されており、ベッド110の上面のうち、テーブル用ガイドレール111、112上を摺動可能に配置されている。テーブル150は、テーブル用ボールねじのナット部材に連結されており、テーブル用Z軸モータ115の駆動によりテーブル用ガイドレール111、112に沿って移動する。つまり、テーブル用ガイドレール111、112が絶対座標系Z軸に一致している場合には、テーブル150は、絶対座標系Z軸方向に移動可能であるが、テーブル用ガイドレール111、112が絶対座標系Z軸に対して傾いている場合には、テーブル150は、絶対座標系Z軸から傾いた方向に移動することになる。
The table 150 is formed in a horizontally long rectangular flat plate shape, and is slidably disposed on the
主軸台120は、主軸台本体21と、主軸22と、主軸センタ23とを備えている。主軸台本体21は、テーブル150上の一端側(図3の左側)に固定されている。この主軸台本体21の内部には、主軸22が主軸軸周りに回転可能に挿通支持されている。この主軸22の回転軸は、絶対座標系Z軸に一致するように設定されているが、主軸台20の熱変位などの影響により、絶対座標系Z軸に対して傾くこともある。さらに、この主軸22の右端に、ワークWの軸方向一端を支持する主軸センタ23が取り付けられている。
The
心押台130は、心押台本体31と、心押センタ32とを備えている。心押台本体31は、テーブル150上の他端側(図3の右側)に、主軸台120に対向するように固定されている。この心押台本体31は、図3の左右方向に貫通する穴が形成されている。この心押台本体31の貫通孔に、心押センタ32が回転可能に挿通支持されている。そして、この心押センタ32は、ワークWの軸方向他端を支持する。つまり、心押センタ32は、主軸センタ23に対向するように配置されている。この心押センタ32の回転軸は、主軸22の主軸軸と同軸上、すなわち、絶対座標系Z軸に一致するように位置している。心押センタ32の回転軸は、絶対座標系Z軸に一致するように設定されているが、心押台130の熱変位などの影響により、絶対座標系Z軸に対して傾くこともある。
The
そして、主軸センタ23と心押センタ32とにより、ワークWの両端を支持している。つまり、ワークWは、主軸センタ23および心押センタ32により、主軸22の回転軸回りに回転可能に支持されている。したがって、主軸センタ23によるワークWの支持点と心押センタ32によるワークWの支持点とを結ぶ支持点間方向が、ワークWの回転軸となる。このワークWの回転軸は、基本的には、絶対座標系Z軸に一致する。ただし、主軸台120および心押台130の熱変位、および、テーブル用ガイドレール111、112の熱変位の影響により、ワークWの回転軸が、絶対座標系Z軸に対して傾くことがある。
The
砥石台140は、ベッド110の上面のうち、砥石台用ガイドレール113、114上を摺動可能に配置されている。そして、砥石台140は、砥石台用X軸ボールねじのナット部材に連結されており、砥石台用X軸モータ116の駆動により砥石台用X軸ガイドレール113、114に沿って移動する。つまり、砥石台140は、ベッド110、テーブル150、主軸台120および心押台130に対して、X軸方向に相対移動可能となる。
The
そして、この砥石台140のうち図3の下側部分には、図3の左右方向に貫通する穴が形成されている。この砥石台140の貫通孔に、砥石車回転軸部材が、砥石中心軸周り(Z軸周り)に回転可能に支持されている。この砥石車回転軸部材の一端(図3の左端)に、砥石車142が同軸的に取り付けられている。また、砥石台140の上面には、砥石回転用モータ141が固定されている。そして、砥石車回転軸部材の他端(図3の右端)と砥石回転用モータ141の回転軸とにプーリが懸架されることで、砥石回転用モータ141の駆動により、砥石車142が砥石軸回りに回転する。
And the hole penetrated in the left-right direction of FIG. 3 is formed in the lower part of FIG. A grinding wheel rotating shaft member is supported in the through hole of the
制御装置160は、主軸22の回転、テーブル150のZ軸位置、砥石台140のX軸位置をNC制御している。つまり、制御装置160により、砥石車142を回転させながら、砥石車142のワークWに対するX軸位置およびZ軸位置を制御することで、ワークWの外周面を研削加工する。後述するが、制御装置160は、温度センサ171〜174の出力に基づいて、砥石台140のX軸への移動方向を補正する。
The
温度センサ171は、主軸台120、特に、主軸22を回転駆動するためのビルトインモータ(図示せず)近傍に設けられ、当該部位の温度を検出する。温度センサ172は、心押台130に設けられ、心押台130の温度を検出する。温度センサ173は、テーブル用ガイドレール111のうち一方端付近に設けられ、当該部位の温度を検出する。温度センサ174は、テーブル用ガイドレール111のうち他方端付近に設けられ、当該部位の温度を検出する。
The
次に、制御装置160による補正に関する処理について図2を参照して説明する。関係記憶部61は、以下の第一の関係、第二の関係、および第三の関係を記憶しておく。第一の関係とは、主軸台120の温度と、主軸台120における絶対座標系X軸方向の熱変位量との関係である。第二の関係とは、心押台130の温度と、心押台130における絶対座標系X軸方向の熱変位量との関係である。第三の関係とは、テーブル用ガイドレール111の一端の温度と当該一端の部位における絶対座標系X軸方向の熱変位量との関係と、テーブル用ガイドレール111の他端の温度と当該他端の部位における絶対座標系X軸方向の熱変位量との関係である。
Next, processing related to correction by the
変位推定部62は、温度センサ171により検出された主軸台120の温度と第一の関係とに基づいて、テーブル150を基準とした場合における、主軸センタ23によるワークWの支持点における絶対座標系X軸方向の変位L11を算出する。また、変位推定部62は、温度センサ172により検出された心押台130の温度と第二の関係とに基づいて、テーブル150を基準とした場合における、心押センタ32によるワークWの支持点における絶対座標系X軸方向の変位L12を算出する。
The
同時に、変位推定部62は、温度センサ173により検出されたテーブル用ガイドレール111の一端の温度と第三の関係とに基づいて、ベッド110を基準とした場合における、当該一端の部位における絶対座標系X軸方向の変位L13を算出する。また、変位推定部62は、温度センサ174により検出されたテーブル用ガイドレール111の他端の温度と第三の関係とに基づいて、ベッド110を基準とした場合における、当該他端の部位における絶対座標系X軸方向の変位L14を算出する。
At the same time, the
ここで、変位L11、L13、L14を考慮すると、ベッド110を基準とした場合に、主軸台120の絶対座標系X軸方向の相対変位を導くことができる。つまり、温度センサ171、173、174と、関係記憶部61の第一、第三の関係と、変位推定部62とにより、ベッド110を基準として主軸台120の絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視する第一変位監視手段を構成する。また、変位L12、L13、L14を考慮すると、ベッド110を基準とした場合に、心押台130の絶対座標系X軸方向の相対変位を導くことができる。つまり、温度センサ172〜174と、関係記憶部61の第二、第三の関係と、変位推定部62とにより、ベッド110を基準として心押台130の絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視する第二変位監視手段を構成する。
Here, considering the displacements L11, L13, and L14, when the
傾き算出部63は、変位L11、L12に基づいて、テーブル150を基準とした場合における、ワークWの回転軸の傾きθ11を算出する。さらに、傾き算出部63は、変位L13、L14に基づいて、基準Z軸に対するテーブル用ガイドレール111の傾きθ12を算出する。ここで、基準Z軸とは、絶対座標系Z軸に一致する。つまり、傾き(θ11+θ12)は、基準Z軸に対するワークWの回転軸の傾きとなる。そして、補正部64は、基準Z軸に対するワークWの回転軸の傾きに基づいて、ワークWのテーパ誤差を補正する。
The
以上説明したように、第二実施形態においても、第一実施形態と同様に、傾き算出部63は、基準Z軸に対するワークWの回転軸の傾きを常時算出することができる。従って、熱変位などによりワークWの回転軸が基準Z軸に対して傾いていたとしても、Z軸方向へ移動する指令が出された時に、砥石車142がワークWの中心軸方向に常に移動することができる。その結果、高精度な加工が可能となる。
As described above, also in the second embodiment, as in the first embodiment, the
<第三実施形態>
第三実施形態の研削盤200について、図4を参照して説明する。図4は、研削盤200の平面図である。第三実施形態の研削盤200は、第一実施形態の研削盤1と共通構成を採用している。以下、両者の異なる点のみ説明し、同構成については同符号を付して説明を省略する。
<Third embodiment>
A grinding
第三実施形態の研削盤200は、第一実施形態の研削盤1を構成する温度センサ71〜74を、変位センサ271〜274に変更している。変位センサ271は、主軸台20のうちワークWの支持点、すなわち、主軸センタ23における、ベッド10に対する絶対座標系X軸方向の変位L21を検出する。変位センサ272は、心押台30のうちワークWの支持点、すなわち、心押センタ32における、ベッド10に対する絶対座標系X軸方向の変位L22を検出する。また、変位センサ273は、砥石台用ガイドレール11のうち一方端付近に設けられ、当該部位のベッド10に対する絶対座標系X軸方向の変位L23を検出する。変位センサ274は、砥石台用ガイドレール11のうち他方端付近に設けられ、当該部位のベッド10に対する絶対座標系X軸方向の変位L24を検出する。
The grinding
次に、制御装置260によるZ軸補正に関する処理について図5を参照して説明する。図5に示すように、制御装置260の機能ブロックとしては、傾き算出部261と、補正部262とから構成される。
Next, processing related to Z-axis correction by the
傾き算出部261は、変位L21、L22に基づいて、基準Z軸に対するワークWの回転軸の傾きθ1を算出する。さらに、傾き算出部261は、変位L23、L24に基づいて、基準Z軸に対する砥石台用ガイドレール11の傾きθ2を算出する。ここで、基準Z軸とは、絶対座標系Z軸に一致する。補正部262は、基準Z軸に対するワークWの回転軸の傾きθ1と、基準Z軸に対する砥石台用ガイドレール11の傾きθ2とに基づいて、ワークWのテーパ誤差を補正する。
The
以上より、変位センサ271〜274により、それぞれの変位L21〜L24を直接的に監視しているので、より確実にワークWの傾きθ1および砥石台用ガイドレール11の傾きθ2を算出できる。
As described above, since the displacements L21 to L24 are directly monitored by the
<第三実施形態の変形態様>
当該変形態様について、図6を参照して説明する。図6は、主軸台20および心押台30近傍を含む平面図である。上記第三実施形態においては、変位センサ271、272を、主軸センタ23および心押センタ32の変位を直接検出している。ただし、各構成部品の位置によっては、変位センサ271、272を設けることができない場合がある。このような場合には、図6に示すように、変位センサ271は、主軸台本体21に取り付けられた基準座21aの変位を検出するようにし、変位センサ272は、心押台本体31に取り付けられた基準座31aの変位を検出するようにする。このようにしても、第三実施形態と実質的に同様となる。なお、砥石台用ガイドレール11に設ける変位センサ273、274についても、別途基準座を設けて、当該基準座の変位を検出するようにしてもよい。
<Modification of Third Embodiment>
The said deformation | transformation aspect is demonstrated with reference to FIG. FIG. 6 is a plan view including the vicinity of the
<第四実施形態>
第四実施形態の研削盤300について、図7を参照して説明する。図7は、研削盤300の平面図である。第四実施形態の研削盤300は、第二実施形態の研削盤100と共通構成を採用している。以下、両者の異なる点のみ説明し、同構成については同符号を付して説明を省略する。
<Fourth embodiment>
A grinding
第四実施形態の研削盤300は、第二実施形態の研削盤100を構成する温度センサ171〜174を、変位センサ371〜374に変更している。変位センサ371は、テーブル150に配置され、主軸台120のうちワークWの支持点、すなわち、主軸センタ23における、テーブル150に対する絶対座標系X軸方向の変位L31を検出する。変位センサ272は、テーブル150に配置され、心押台130のうちワークWの支持点、すなわち、心押センタ32における、テーブル150に対する絶対座標系X軸方向の変位L32を検出する。また、変位センサ373は、テーブル用ガイドレール111のうち一方端付近に設けられ、当該部位のベッド110に対する絶対座標系X軸方向の変位L23を検出する。変位センサ374は、テーブル用ガイドレール111のうち他方端付近に設けられ、当該部位のベッド110に対する絶対座標系X軸方向の変位L24を検出する。
The grinding
次に、制御装置360によるZ軸補正に関する処理について、第三実施形態で用いた図5を参照して説明する。図5に示すように、制御装置360の機能ブロックとしては、傾き算出部261と、補正部262とから構成される。
Next, processing relating to Z-axis correction by the
傾き算出部261は、変位L31、L32に基づいて、テーブル150を基準とした場合における、ワークWの回転軸の傾きθ11を算出する。さらに、傾き算出部261は、変位L33、L34に基づいて、基準Z軸に対するテーブル用ガイドレール111の傾きθ12を算出する。ここで、基準Z軸とは、絶対座標系Z軸に一致する。つまり、傾き(θ11+θ12)は、基準Z軸に対するワークWの回転軸の傾きとなる。そして、補正部362は、基準Z軸に対するワークWの回転軸の傾きに基づいて、ワークWのテーパ誤差を補正する。
The
以上より、変位センサ371〜374により、それぞれの変位L31〜L34を直接的に監視しているので、より確実にワークWの傾きθ1を算出できる。
As described above, since the
1、100、200、300:研削盤
10、110:ベッド、 20、120:主軸台、 30、130:心押台
40:砥石支持装置、 42、140:砥石台
60、160、260、360:制御装置
71〜74:温度センサ
150:テーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100,200,300: Grinding machine 10,110: Bed, 20,120: Headstock, 30,130: Tailstock 40: Grinding wheel support device, 42, 140: Grinding wheel table 60, 160, 260, 360:
Claims (17)
前記ベッド上に載置されワークの両端を支持する主軸台および心押台と、
前記ベッド上に載置され前記主軸台および前記心押台に対してX軸方向およびZ軸方向に相対移動可能な砥石台と、
前記ベッドを基準として前記主軸台の前記絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視する第一変位監視手段と、
前記ベッドを基準として前記心押台の前記絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視する第二変位監視手段と、
前記主軸台の前記相対変位および前記心押台の前記相対変位に基づいて、予め設定された基準Z軸に対するワーク軸の傾きを算出する傾き算出手段と、
前記ワーク軸の傾きに基づいて前記ワークのテーパ誤差を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする研削盤。 Bed and
A headstock and a tailstock mounted on the bed and supporting both ends of the workpiece;
A whetstone base placed on the bed and movable relative to the headstock and the tailstock in the X-axis direction and the Z-axis direction;
First displacement monitoring means for constantly monitoring relative displacement of the headstock in the absolute coordinate system X-axis direction with respect to the bed;
Second displacement monitoring means for constantly monitoring relative displacement in the absolute coordinate system X-axis direction of the tailstock with respect to the bed;
An inclination calculating means for calculating an inclination of a work axis with respect to a preset reference Z axis based on the relative displacement of the headstock and the relative displacement of the tailstock;
Correction means for correcting a taper error of the workpiece based on the inclination of the workpiece axis;
A grinding machine comprising:
前記ベッドを基準として前記砥石台の前記絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視する第三変位監視手段を備え、
前記傾き算出手段は、前記砥石台の相対変位に基づいて、前記基準Z軸に対する前記砥石台が移動する前記Z軸方向の傾きを算出し、
前記補正手段は、前記ワーク軸の傾きおよび前記砥石台の前記Z軸方向傾きに基づいて、前記ワークのテーパ誤差を補正する請求項1に記載の研削盤。 The grinding wheel platform is movable relative to the bed in the Z-axis direction,
A third displacement monitoring means for constantly monitoring the relative displacement of the grindstone table in the absolute coordinate system X-axis direction with respect to the bed;
The inclination calculating means calculates an inclination in the Z-axis direction in which the wheel head moves relative to the reference Z-axis based on a relative displacement of the wheel head,
The grinding machine according to claim 1, wherein the correction unit corrects a taper error of the workpiece based on an inclination of the workpiece axis and an inclination of the grindstone table in the Z-axis direction.
前記砥石台の前記Z軸方向傾きは、前記基準Z軸に対する前記砥石台用ガイドの傾きである請求項2に記載の研削盤。 The wheel head moves relative to the Z-axis direction along a wheel head guide provided on the bed,
The grinding machine according to claim 2, wherein the Z-axis direction inclination of the wheel head is an inclination of the guide for the wheel head with respect to the reference Z axis.
前記主軸台または前記心押台の温度を検出する温度センサと、
予め前記主軸台または前記心押台の温度と前記絶対座標系X軸方向の熱変位量との第一の関係または第二の関係を記憶する関係記憶手段と、
前記温度センサにより検出された前記温度と前記関係記憶手段に記憶された前記第一の関係または前記第二の関係とに基づいて前記主軸台または前記心押台の前記相対変位を推定する変位推定手段と、
を備える請求項1〜4の何れか一項に記載の研削盤。 The first displacement monitoring means or the second displacement monitoring means,
A temperature sensor for detecting the temperature of the headstock or the tailstock,
Relationship storage means for storing in advance a first relationship or a second relationship between the temperature of the headstock or the tailstock and the amount of thermal displacement in the X-axis direction of the absolute coordinate system;
Displacement estimation for estimating the relative displacement of the headstock or the tailstock based on the temperature detected by the temperature sensor and the first relation or the second relation stored in the relation storage means Means,
A grinding machine according to any one of claims 1 to 4.
前記砥石台または前記砥石台近傍の温度を検出する温度センサと、
予め前記砥石台または前記砥石台近傍の温度と前記絶対座標系X軸方向の熱変位量との第三の関係を記憶する関係記憶手段と、
前記温度センサにより検出された前記温度と前記関係記憶手段に記憶された前記第三の関係とに基づいて前記砥石台の前記相対変位を推定する変位推定手段と、
を備える請求項2に記載の研削盤。 The third displacement monitoring means includes
A temperature sensor for detecting a temperature in the vicinity of the grinding wheel platform or the grinding wheel platform;
Relationship storage means for storing in advance a third relationship between the temperature of the grinding wheel platform or the vicinity of the grinding wheel platform and the amount of thermal displacement in the absolute coordinate system X-axis direction;
Displacement estimation means for estimating the relative displacement of the grindstone table based on the temperature detected by the temperature sensor and the third relation stored in the relation storage means;
A grinding machine according to claim 2.
前記ベッド上に載置されワークの両端を支持する主軸台および心押台と、
前記ベッド上に載置され前記主軸台および前記心押台に対してX軸方向およびZ軸方向に相対移動可能であり前記ベッドに対して前記Z軸方向に相対移動可能な砥石台と、
前記ベッドを基準として前記砥石台の前記絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視する第三変位監視手段と、
前記砥石台の相対変位に基づいて、予め設定された基準Z軸に対する前記砥石台が移動する前記Z軸方向の傾きを算出する傾き算出手段と、
前記砥石台の前記Z軸方向傾きに基づいて、前記ワークのテーパ誤差を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする研削盤。 Bed and
A headstock and a tailstock mounted on the bed and supporting both ends of the workpiece;
A whetstone base placed on the bed and movable relative to the headstock and the tailstock in the X-axis direction and the Z-axis direction and relative to the bed in the Z-axis direction;
Third displacement monitoring means for constantly monitoring relative displacement in the absolute coordinate system X-axis direction of the grindstone table with respect to the bed;
An inclination calculating means for calculating an inclination in the Z-axis direction in which the grindstone table moves with respect to a preset reference Z-axis based on the relative displacement of the grindstone table;
Correction means for correcting a taper error of the workpiece based on the inclination in the Z-axis direction of the grindstone table;
A grinding machine comprising:
前記砥石台または前記砥石台近傍の温度を検出する温度センサと、
予め前記砥石台または前記砥石台近傍の温度と前記絶対座標系X軸方向の熱変位量との第三の関係を記憶する関係記憶手段と、
前記温度センサにより検出された前記温度と前記関係記憶手段に記憶された前記第三の関係とに基づいて前記砥石台の前記相対変位を推定する変位推定手段と、
を備える請求項13に記載の研削盤。 The third displacement monitoring means includes
A temperature sensor for detecting a temperature in the vicinity of the grinding wheel platform or the grinding wheel platform;
Relationship storage means for storing in advance a third relationship between the temperature of the grinding wheel platform or the vicinity of the grinding wheel platform and the amount of thermal displacement in the absolute coordinate system X-axis direction;
Displacement estimation means for estimating the relative displacement of the grindstone table based on the temperature detected by the temperature sensor and the third relation stored in the relation storage means;
A grinding machine according to claim 13.
前記ベッドを基準として前記主軸台の前記絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視し、
前記ベッドを基準として前記心押台の前記絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視し、
前記主軸台の前記相対変位および前記心押台の前記相対変位に基づいて、予め設定された基準Z軸に対するワーク軸の傾きを算出し、
前記ワーク軸の傾きに基づいて前記ワークのテーパ誤差を補正することを特徴とする研削方法。 Grinding is performed by relatively moving the grindstone table placed on the bed in the X-axis direction and the Z-axis direction with respect to the work supported at both ends by the headstock and the tailstock placed on the bed. A grinding method to perform,
Constantly monitoring the relative displacement of the headstock in the X-axis direction of the absolute coordinate system with respect to the bed,
Constantly monitoring the relative displacement of the tailstock in the absolute coordinate system X-axis direction with respect to the bed,
Based on the relative displacement of the headstock and the relative displacement of the tailstock, the inclination of the workpiece axis with respect to a preset reference Z-axis is calculated,
A grinding method, wherein a taper error of the workpiece is corrected based on an inclination of the workpiece axis.
前記ベッドを基準として前記砥石台の前記絶対座標系X軸方向の相対変位を常時監視し、
前記砥石台の相対変位に基づいて、予め設定された基準Z軸に対する前記砥石台が移動する前記Z軸方向の傾きを算出し、
前記砥石台の前記Z軸方向傾きに基づいて、前記ワークのテーパ誤差を補正することを特徴とする研削方法。 Grinding is performed by relatively moving the grindstone table placed on the bed in the X-axis direction and the Z-axis direction with respect to the work supported at both ends by the headstock and the tailstock placed on the bed. A grinding method to perform,
The relative displacement in the absolute coordinate system X-axis direction of the grindstone table is constantly monitored with respect to the bed,
Based on the relative displacement of the grinding wheel platform, the inclination of the Z axis direction in which the grinding wheel platform moves with respect to a preset reference Z axis is calculated,
A grinding method, wherein a taper error of the workpiece is corrected based on the tilt in the Z-axis direction of the grindstone table.
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