JP2011140089A - 研削盤および研削方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前進研削の後であって、砥石車43を円筒状ワークWから引き離す方向へ相対移動させて円筒状ワークWおよび砥石車43の撓み量合計値δ(t)を減少させながら行う後退研削の際に、円筒状ワークWの現在の回転位相θtから目標の回転位相θeに達するまでの間において、時刻tにおける円筒状ワークWおよび砥石車43の目標撓み量合計値δ(t)を生成する。この目標撓み量合計値δ(t)に基づいて、時刻tにおける円筒状ワークWに対する砥石車43の相対的な位置指令値Xref(t)を生成する。そして、この位置指令値Xref(t)に基づいて移動手段41dを制御して、後退研削を実行する。
【選択図】図4
Description
上記の課題を解決するため、請求項1に係る研削盤の発明の特徴は、
円筒状ワークの外周または内周を研削する研削盤であって、
砥石車と、
前記円筒状ワークを回転可能に支持し且つ駆動するワーク支持手段と、
前記円筒状ワークと前記砥石車とが接近または離間するように前記円筒状ワークと前記砥石車とを相対移動させる移動手段と、
前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させて、前記円筒状ワークの撓み量と前記砥石車の撓み量の合計値である撓み量合計値δ(t)を増加させる前進研削を実行する前進研削制御手段と、
前記前進研削の後であって、前記砥石車を前記円筒状ワークから引き離す方向へ相対移動させて前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記撓み量合計値δ(t)を減少させながら行う後退研削の際に、前記円筒状ワークの現在の回転位相θtから目標の回転位相θeに達するまでの間において、時刻tにおける前記円筒状ワークおよび前記砥石車の目標撓み量合計値δ(t)を生成する目標撓み量生成手段と、
前記目標撓み量合計値δ(t)に基づいて、時刻tにおける前記円筒状ワークに対する前記砥石車の相対的な位置指令値Xref(t)を生成する位置指令値生成手段と、
前記位置指令値Xref(t)に基づいて前記移動手段を制御して、前記後退研削を実行する後退研削制御手段と、
を備えることである。
請求項8に係る発明の特徴は、前記研削盤が、前記円筒状ワークの直径を検出する定寸装置をさらに備え、前記前進研削制御手段が、予め記憶されたNCデータに基づいて前記前進研削を実行し、前記後退研削制御手段が、前記定寸装置により検出された前記円筒状ワークの直径D(t)が設定された値Dthに達した時に、前記前進研削から前記後退研削へ切り替えることである。
請求項9に係る研削方法の発明の特徴は、
砥石車と、
前記円筒状ワークを回転可能に支持し且つ駆動するワーク支持手段と、
前記円筒状ワークと前記砥石車とが接近または離間するように前記円筒状ワークと前記砥石車とを相対移動させる移動手段と、
を備える研削盤において、前記円筒状ワークの外周または内周を研削する研削方法であって、
前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させて、前記円筒状ワークの撓み量と前記砥石車の撓み量の合計値である撓み量合計値δ(t)を増加させる前進研削を実行する前進研削工程と、
前記前進研削の後であって、前記砥石車を前記円筒状ワークから引き離す方向へ相対移動させて前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記撓み量合計値δ(t)を減少させながら行う後退研削の際に、前記円筒状ワークの現在の回転位相θtから目標の回転位相θeに達するまでの間において、時刻tにおける前記円筒状ワークおよび前記砥石車の目標撓み量合計値δ(t)を生成する目標撓み量生成工程と、
前記目標撓み量合計値δ(t)に基づいて、時刻tにおける前記円筒状ワークに対する前記砥石車の相対的な位置指令値Xref(t)を生成する位置指令値生成工程と、
前記位置指令値Xref(t)に基づいて前記移動手段を制御して、前記後退研削を実行する後退研削制御工程と、
を備えることである。
請求項6に係る発明によれば、クーラント液による動圧の影響を考慮することで、目標撓み量合計値δ(t)により高精度に後退研削を行うことができる。つまり、砥石車により円筒状ワークを研削加工している際に、クーラント液による動圧の影響により生じる抵抗成分により円筒状ワークおよび砥石車が撓むとしても、確実にクーラント液による動圧の影響を排除して高精度な研削加工を行うことができる。
本実施形態の研削盤の一例として、砥石台トラバース型円筒研削盤を例に挙げて説明する。そして、当該研削盤の加工対象のワークWは、カムシャフトやクランクシャフトなどの円筒状ワークを例に挙げる。ただし、ワークWは、円筒状であれば、カムシャフトやクランクシャフトの他にも適用可能である。なお、ここでいう「円筒状」とは、軸直交方向の断面の外周面形状が円形である場合、軸直交方向の断面の内周面形状が円形である場合、前記の両者を持つ場合を含む意味である。すなわち、円筒状ワークWには、円柱状のワークを含む。
次に、本実施形態における研削方法の基本について、図2を参照して説明する。まず、前進研削を開始する。ここで、前進研削は、図2の時刻t0〜t4間に対応する。すなわち、前進研削は、砥石車43をワークWに押し付ける方向へ相対移動させて、ワークWおよび砥石車43の撓み量合計値δ(t)を増加させて行う研削である。詳細には、図2の砥石台42の位置にて示すように、砥石台42を一定の速度にてX軸方向であり且つワークWに押し付ける方向に移動させている。なお、撓み量合計値δ(t)については後述する。
ワークWおよび砥石車43の撓み量合計値δ(t)について、図3を参照して説明する。ここで、砥石車43によりワークWの外周を研削する場合をモデル化すると図3のように表すことができる。ただし、定常状態を考えると容易であるため、前進研削の終了時点t4について以下説明する。
次に、本実施形態における研削方法の詳細について、図4〜図7を参照して説明する。まず、制御装置70の制御ブロック図について、図4を参照して説明する。図4に示す制御装置70の制御ブロック図は、前進研削に用いる部分と、後退研削に用いる部分とが含まれている。
また、研削残し量Erest(ti)の各時刻tiの総和は、移動量ΔXd (ti)の総和に対する逃げ量に相当するので、撓み量合計値δ(t4)に等しいと考えられる。これらの情報を基に、比例定数βの同定を行う。比例定数βは、式(12)のように表す。そして、前進研削の終了時点t4における研削抵抗F(t4)、および、クーラント液による動圧効果分による研削抵抗Fdを用いると、比例定数βは式(13)のように表される。つまり、比例定数βは、前進研削の終了時点t4における第二研削量E(t4)、および、移動量ΔXd (ti)と研削量E(ti)との差により表され、同定できることが分かる。
さらに、定寸装置60やリニアスケール45の他にセンサを用いることなく、撓み量合計値δ(t)を算出している。これにより、低コスト化を図ることができる。
また、上記実施形態においては、撓み量合計値δ(t)を定寸装置60およびリニアスケール45により検出された情報に基づいて算出した。この他に、撓み量合計値δ(t)を直接検出できるセンサを設置することも可能である。この場合、比例定数βの同定についても、このセンサにより検出される撓み量合計値δ(t)を用いることができる。
22:主軸、 23:主軸モータ、 24:主軸センタ
30:心押台、 31:心押台本体、 32:心押センタ
40:砥石支持装置、 41:砥石台トラバースベース
42:砥石台、 43:砥石車、 45:リニアスケール
60:定寸装置、 70:制御装置
Claims (9)
- 円筒状ワークの外周または内周を研削する研削盤であって、
砥石車と、
前記円筒状ワークを回転可能に支持し且つ駆動するワーク支持手段と、
前記円筒状ワークと前記砥石車とが接近または離間するように前記円筒状ワークと前記砥石車とを相対移動させる移動手段と、
前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させて、前記円筒状ワーク撓み量と前記砥石車の撓み量の合計値である撓み量合計値δ(t)を増加させる前進研削を実行する前進研削制御手段と、
前記前進研削の後であって、前記砥石車を前記円筒状ワークから引き離す方向へ相対移動させて前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記撓み量合計値δ(t)を減少させながら行う後退研削の際に、前記円筒状ワークの現在の回転位相θtから目標の回転位相θeに達するまでの間において、時刻tにおける前記円筒状ワークおよび前記砥石車の目標撓み量合計値δ(t)を生成する目標撓み量生成手段と、
前記目標撓み量合計値δ(t)に基づいて、時刻tにおける前記円筒状ワークに対する前記砥石車の相対的な位置指令値Xref(t)を生成する位置指令値生成手段と、
前記位置指令値Xref(t)に基づいて前記移動手段を制御して、前記後退研削を実行する後退研削制御手段と、
を備えることを特徴とする研削盤。 - 請求項1において、
前記研削盤は、前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記撓み量合計値δ(t)を検出する撓み量検出手段をさらに備え、
前記位置指令値生成手段は、前記前進研削の終了時点tnにおける前記撓み量合計値δ(tn)に基づいて、前記位置指令値Xref(t)を生成することを特徴とする研削盤。 - 請求項1または2において、
前記研削盤は、前記前進研削の終了時点tnにおける前記撓み量合計値δ(tn)と、前記前進研削の開始時点t0から終了時点tnまでにおける前記円筒状ワークの第二研削量E(tn)との関係を示す比例定数βを推定する比例定数推定手段をさらに備え、
前記目標撓み量生成手段は、前記比例定数βに基づいて、前記目標撓み量合計値δ(t)を生成することを特徴とする研削盤。 - 請求項3において、
前記研削盤は、
前記前進研削の際に、前記撓み量合計値δ(t)が増加している間ti-1〜tiにおける前記円筒状ワークの第一研削量E(ti)を検出する研削量検出手段と、
前記前進研削の際に、前記撓み量合計値δ(t)が増加している間ti-1〜tiにおける前記円筒状ワークに対する前記砥石車の移動量ΔXd (ti)を検出する移動量検出手段と、
をさらに備え、
前記比例定数推定手段は、前記第一研削量E(ti)と前記移動量ΔXd (ti)とに基づいて、前記比例定数βを推定することを特徴とする研削盤。 - 請求項2において、
前記研削盤は、
前記前進研削の際に、前記撓み量合計値δ(t)が増加している間ti-1〜tiにおける前記円筒状ワークの第一研削量E(ti)を検出する研削量検出手段と、
前記前進研削の際に、前記撓み量合計値δ(t)が増加している間ti-1〜tiにおける前記円筒状ワークに対する前記砥石車の移動量ΔXd (ti)を検出する移動量検出手段と、
をさらに備え、
前記撓み量検出手段は、前記第一研削量E(ti)と前記移動量ΔXd (ti)とに基づいて、前記前進研削の終了時点tnにおける前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記撓み量合計値δ(tn)を算出することを特徴とする研削盤。 - 請求項1〜5の何れか一項において、
前記目標撓み量合計値δ(t)は、前記円筒状ワークと前記砥石車との間におけるクーラント液による動圧効果分に相当する撓み量合計値δcを除いた値であることを特徴とする研削盤。 - 請求項1〜6の何れか一項において、
前記前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Dfまで前記前進研削を実行することを特徴とする研削盤。 - 請求項1〜7の何れか一項において、
前記研削盤は、前記円筒状ワークの直径を検出する定寸装置をさらに備え、
前記前進研削制御手段は、予め記憶されたNCデータに基づいて前記前進研削を実行し、
前記後退研削制御手段は、前記定寸装置により検出された前記円筒状ワークの直径D(t)が設定された値Dthに達した時に、前記前進研削から前記後退研削へ切り替えることを特徴とする研削盤。 - 砥石車と、
前記円筒状ワークを回転可能に支持し且つ駆動するワーク支持手段と、
前記円筒状ワークと前記砥石車とが接近または離間するように前記円筒状ワークと前記砥石車とを相対移動させる移動手段と、
を備える研削盤において、前記円筒状ワークの外周または内周を研削する研削方法であって、
前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させて、前記円筒状ワークの撓み量と前記砥石車の撓み量の合計値である撓み量合計値δ(t)を増加させる前進研削を実行する前進研削工程と、
前記前進研削の後であって、前記砥石車を前記円筒状ワークから引き離す方向へ相対移動させて前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記撓み量合計値δ(t)を減少させながら行う後退研削の際に、前記円筒状ワークの現在の回転位相θtから目標の回転位相θeに達するまでの間において、時刻tにおける前記円筒状ワークおよび前記砥石車の目標撓み量合計値δ(t)を生成する目標撓み量生成工程と、
前記目標撓み量合計値δ(t)に基づいて、時刻tにおける前記円筒状ワークに対する前記砥石車の相対的な位置指令値Xref(t)を生成する位置指令値生成工程と、
前記位置指令値Xref(t)に基づいて前記移動手段を制御して、前記後退研削を実行する後退研削制御工程と、
を備えることを特徴とする研削方法。
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JPH11956A (ja) * | 1997-06-13 | 1999-01-06 | Kawakami Sangyo Kk | 積層断熱材 |
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