JP2014079848A - Grinder and rigidity calculation method of workpiece in grinder - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a grinder capable of using measurement information during grinding without using a dedicated device and calculating the rigidity of a workpiece with higher accuracy.SOLUTION: Positions X1 and X2 of a grinding wheel 15, diameters r1 and r2 of a workpiece W and pressing force to the workpiece W by the grinding wheel 15 are respectively measured in each of a plurality of states in which a defection amount of the workpiece W is changed by changing the flow quantity of a grinding fluid to be supplied to a grinding point of the workpiece W. The rigidity of the workpiece W is calculated on the basis of the respective measured positions X1 and X2, diameters r1 and r2 and pressing force.

Description

本発明は、工作物の剛性を算出する研削盤、および、研削盤における工作物の剛性算出方法に関するものである。   The present invention relates to a grinding machine for calculating the rigidity of a workpiece and a method for calculating the rigidity of a workpiece in the grinding machine.

研削加工において、工作物の剛性を把握することにより、加工精度を向上することができる。そこで、工作物の剛性を算出する方法として、特許文献1,2に記載された方法がある。特許文献1には、押付装置により工作物に対して所定の荷重をかけたときに、工作物の撓み量を測定することで、所定の荷重と撓み量とにより工作物の剛性を算出することが記載されている。   In the grinding process, by grasping the rigidity of the workpiece, the machining accuracy can be improved. Therefore, as a method for calculating the rigidity of the workpiece, there are methods described in Patent Documents 1 and 2. In Patent Document 1, when a predetermined load is applied to a workpiece by a pressing device, the bending amount of the workpiece is measured to calculate the rigidity of the workpiece based on the predetermined load and the bending amount. Is described.

特許文献2には、研削中における砥石台の位置および研削抵抗と、工作物の撓み量がゼロであって砥石車が工作物に接触したときにおける砥石台の位置とに基づいて、工作物の剛性を算出することが記載されている。   In Patent Document 2, the position of the grinding wheel platform during grinding and the grinding resistance and the position of the grinding wheel platform when the grinding wheel is in contact with the workpiece when the amount of bending of the workpiece is zero are described. The calculation of stiffness is described.

特開平11−90800号公報JP-A-11-90800 特開2008−93787号公報JP 2008-93787 A

しかし、特許文献1に記載の方法では、専用の押付装置を必要とするため、高コスト化となる。特許文献2に記載の方法では、工作物の撓み量がゼロであって砥石車が工作物に接触した瞬間を実現することは容易ではない。そのため、高精度な工作物の剛性を算出できない。   However, since the method described in Patent Document 1 requires a dedicated pressing device, the cost is increased. In the method described in Patent Document 2, it is not easy to realize the moment when the amount of bending of the workpiece is zero and the grinding wheel contacts the workpiece. Therefore, it is impossible to calculate the rigidity of the workpiece with high accuracy.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、専用装置を用いずに研削中の測定情報を用いることができ、かつ、より高精度な工作物の剛性を算出できる研削盤および研削盤における工作物の剛性算出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, a grinding machine capable of using measurement information during grinding without using a dedicated device, and capable of calculating the rigidity of a workpiece with higher accuracy. An object of the present invention is to provide a method for calculating the rigidity of a workpiece in a grinding machine.

(研削盤)
(請求項1)本手段に係る研削盤は、工作物の研削点に供給する研削液の流量を変えることにより工作物の撓み量を変化させた複数の状態のそれぞれにおいて、砥石車の位置、工作物の径および砥石車による工作物への押付力をそれぞれ測定する測定手段と、測定されたそれぞれの位置、径および押付力に基づいて工作物の剛性を算出する剛性算出手段とを備える。
(Grinder)
(Claim 1) The grinding machine according to the present means, in each of a plurality of states in which the amount of bending of the workpiece is changed by changing the flow rate of the grinding fluid supplied to the grinding point of the workpiece, the position of the grinding wheel, Measuring means for measuring the diameter of the workpiece and the pressing force against the workpiece by the grinding wheel, and stiffness calculation means for calculating the rigidity of the workpiece based on the measured position, diameter and pressing force.

(請求項2)また、好ましくは、測定手段は、スパークアウトの状態であって、工作物の研削点に供給する研削液の流量を変えることにより工作物の撓み量を変化させた複数の状態のそれぞれにおいて、前記位置、径および押付力を測定する。
(請求項3)また、好ましくは、工作物は、偏心または非真円の形状であり、測定手段は、工作物の位相に応じた前記位置、径および押付力を測定し、剛性算出手段は、工作物の位相に応じた剛性を算出する。
(Claim 2) Preferably, the measuring means is in a spark-out state, and a plurality of states in which the amount of bending of the workpiece is changed by changing the flow rate of the grinding fluid supplied to the grinding point of the workpiece. In each of the above, the position, diameter and pressing force are measured.
(Claim 3) Preferably, the workpiece has an eccentric or non-circular shape, the measuring means measures the position, diameter and pressing force according to the phase of the workpiece, and the rigidity calculating means The rigidity according to the phase of the workpiece is calculated.

(請求項4)また、好ましくは、第一測定は、工作物の研削点に供給する研削液の流量を第一流量として工作物を撓ませた状態における、前記位置、径および押付力の測定であり、第二測定は、第一測定後であってバックオフ動作を行って工作物の撓み量を開放した後に、工作物の研削点に供給する研削液の流量を第一流量とは異なる第二流量として再び工作物を撓ませた状態における、前記位置、径および押付力の測定であり、測定手段は、第一測定および第二測定のそれぞれを行い、剛性算出手段は、第一測定および第二測定のそれぞれにて測定された前記位置、径および押付力に基づいて工作物の剛性を算出する。   (Claim 4) Preferably, in the first measurement, the position, the diameter, and the pressing force are measured in a state where the workpiece is bent with the flow rate of the grinding fluid supplied to the grinding point of the workpiece as the first flow rate. In the second measurement, the flow rate of the grinding fluid supplied to the grinding point of the workpiece is different from the first flow rate after performing the back-off operation after the first measurement and releasing the bending amount of the workpiece. Measurement of the position, diameter, and pressing force in a state where the workpiece is bent again as the second flow rate, the measuring means performs each of the first measurement and the second measurement, and the rigidity calculating means is the first measurement. The rigidity of the workpiece is calculated based on the position, diameter, and pressing force measured in each of the second measurement and the second measurement.

(請求項5)上記のようにバックオフ動作を行う場合には、第二流量は、第一流量より少なくしても良い。   (Claim 5) When the back-off operation is performed as described above, the second flow rate may be smaller than the first flow rate.

(請求項6)また、好ましくは、第一測定は、工作物の研削点に供給する研削液の流量を第一流量として工作物を撓ませた状態における、前記位置、径および押付力の測定であり、第二測定は、第一測定の状態から工作物を撓ませた状態を継続させつつ、工作物の研削点に供給する研削液の流量を第一流量より少ない第二流量にした状態における、前記位置、径および押付力の測定であり、測定手段は、第一測定および第二測定のそれぞれを行い、剛性算出手段は、第一測定および第二測定のそれぞれにて測定された前記位置、径および押付力に基づいて工作物の剛性を算出する。   (Claim 6) Preferably, in the first measurement, the position, the diameter, and the pressing force are measured in a state where the workpiece is bent with the flow rate of the grinding fluid supplied to the grinding point of the workpiece as the first flow rate. The second measurement is a state in which the flow rate of the grinding fluid supplied to the grinding point of the workpiece is set to a second flow rate lower than the first flow rate while continuing the state where the workpiece is bent from the state of the first measurement. , Measurement of the position, diameter and pressing force, the measuring means performs each of the first measurement and the second measurement, the rigidity calculation means is measured in each of the first measurement and the second measurement The rigidity of the workpiece is calculated based on the position, diameter and pressing force.

(請求項7)また、上記何れかの第一測定および第二測定にて測定を行う場合には、第一測定は、荒研削工程にて行い、第二測定は、仕上研削工程にて行うようにしても良い。   (Claim 7) Further, when the measurement is performed by any of the first measurement and the second measurement, the first measurement is performed in the rough grinding process, and the second measurement is performed in the finish grinding process. You may do it.

(工作物の剛性算出方法)
(請求項8)また、本手段に係る研削盤における工作物の剛性算出方法は、工作物の研削点に供給する研削液の流量を変えることにより工作物の撓み量を変化させた複数の状態のそれぞれにおいて、砥石車の位置、工作物の径および砥石車による工作物への押付力をそれぞれ測定する測定工程と、測定されたそれぞれの前記位置、径および押付力に基づいて工作物の剛性を算出する剛性算出工程とを備える。
また、上記研削盤における好ましい態様については、当該剛性算出方法にも同様に適用できる。
(Workpiece rigidity calculation method)
(Claim 8) Further, the method for calculating the rigidity of the workpiece in the grinding machine according to the present means includes a plurality of states in which the amount of bending of the workpiece is changed by changing the flow rate of the grinding fluid supplied to the grinding point of the workpiece. In each of the above, a measuring step for measuring the position of the grinding wheel, the diameter of the workpiece and the pressing force of the grinding wheel against the workpiece, respectively, and the rigidity of the workpiece based on each of the measured position, diameter and pressing force And a rigidity calculating step for calculating.
Moreover, about the preferable aspect in the said grinding machine, it can apply similarly to the said rigidity calculation method.

(請求項1,8)本手段によれば、研削液の流量が異なる複数の状態において、砥石車の位置および押付力を測定する。ここで、研削液の流量が異なることで、工作物の撓み量が異なる。つまり、上記測定により、異なる複数の押付力を付与した場合における工作物の撓み量を測定することができる。そして、フックの法則により、押付力の差を撓み量の差で除算することで、工作物の剛性を得ることができる。   (Claims 1 and 8) According to the present means, the position and pressing force of the grinding wheel are measured in a plurality of states where the flow rates of the grinding fluid are different. Here, the amount of bending of the workpiece differs because the flow rate of the grinding fluid is different. That is, the amount of bending of the workpiece when a plurality of different pressing forces are applied can be measured by the above measurement. Then, the rigidity of the workpiece can be obtained by dividing the difference in pressing force by the difference in deflection amount according to the Hooke's law.

従って、専用の装置を用いることなく、工作物の剛性を算出できる。また、測定する複数の状態は、いずれも工作物を撓ませた状態となる。工作物を撓ませた状態において測定された各情報は、高精度な値となる。従って、得られた工作物の剛性は、非常に高精度な値となる。   Therefore, the rigidity of the workpiece can be calculated without using a dedicated device. Moreover, all the several states to measure will be in the state which bent the workpiece. Each piece of information measured in a state where the workpiece is bent is a highly accurate value. Therefore, the rigidity of the obtained workpiece is a highly accurate value.

(請求項2)スパークアウトの状態において各情報の測定を行うことで、安定した状態の各情報を測定できる。従って、工作物の剛性を高精度に算出できる。
(請求項3)偏心または非真円の形状の工作物は、研削点の位相によって剛性が異なることがある。そこで、工作物の位相に応じた測定を行うことで、当該測定結果に基づいて位相に応じた剛性を算出できる。
(Claim 2) Each information in a stable state can be measured by measuring each information in a spark-out state. Therefore, the rigidity of the workpiece can be calculated with high accuracy.
(Claim 3) An eccentric or non-circular workpiece may have different rigidity depending on the phase of the grinding point. Therefore, by performing measurement according to the phase of the workpiece, the rigidity according to the phase can be calculated based on the measurement result.

(請求項4)バックオフ動作を行って工作物の撓み量を開放したときに、研削液の流量を変化させる。つまり、研削液の流量が変化することに伴って工作物の撓み量が変化することが、研削中ではない。従って、研削液の流量変化が工作物の加工精度に影響を及ぼすことがない。   (Claim 4) When the back-off operation is performed to release the bending amount of the workpiece, the flow rate of the grinding fluid is changed. That is, it is not during grinding that the amount of bending of the workpiece changes as the flow rate of the grinding fluid changes. Therefore, the flow rate change of the grinding fluid does not affect the machining accuracy of the workpiece.

(請求項5)一般に、後工程ほど、工作物の研削精度の高い工程となる。また、研削液の流量が多いほど、工作物の研削精度に与える影響が大きくなる。つまり、第二流量を第一流量より少なくすることで、後工程ほど工作物の研削精度が研削液の影響を受けないようにできる。   (Claim 5) Generally, the more the post-process, the higher the grinding accuracy of the workpiece. Also, the greater the grinding fluid flow rate, the greater the impact on the workpiece grinding accuracy. That is, by making the second flow rate smaller than the first flow rate, the grinding accuracy of the workpiece can be prevented from being affected by the grinding fluid as in the subsequent process.

(請求項6)第二測定は、第一測定の状態から工作物を撓ませた状態を継続させつつ行う。そして、第二流量は、第一流量より少ない。従って、第二測定における研削液による工作物の撓み量は、第一測定における研削液による工作物の撓み量より少なくなる。つまり、第一測定から第二測定に移行することで、工作物と砥石車との相対位置が変化して、工作物は砥石車により切り込まれる。このような複数の状態において測定することで、測定を短時間で行うことができる。   (Claim 6) The second measurement is performed while continuing the state in which the workpiece is bent from the state of the first measurement. The second flow rate is less than the first flow rate. Therefore, the amount of bending of the workpiece by the grinding fluid in the second measurement is smaller than the amount of bending of the workpiece by the grinding fluid in the first measurement. That is, by shifting from the first measurement to the second measurement, the relative position between the workpiece and the grinding wheel changes, and the workpiece is cut by the grinding wheel. By measuring in such a plurality of states, the measurement can be performed in a short time.

(請求項7)第一測定を荒研削工程にて行い、第二測定を仕上研削工程で行うことで、後工程である仕上研削工程にて、工作物の研削精度が研削液の影響を受けないようにできる。つまり、高精度な研削加工を実現しつつ、上記のように工作物の剛性を高精度に測定できる。   (Claim 7) Since the first measurement is performed in the rough grinding process and the second measurement is performed in the finish grinding process, the grinding accuracy of the workpiece is affected by the grinding fluid in the finish grinding process which is a subsequent process. I can not. That is, the rigidity of the workpiece can be measured with high accuracy as described above while realizing high-precision grinding.

本発明の実施形態における研削盤の平面図である。It is a top view of the grinding machine in the embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態における研削盤による研削工程を示し、砥石台の位置および研削液の流量の時間変化を示す。The grinding process by the grinding machine in 1st embodiment of this invention is shown, and the time change of the position of a grindstone stand and the flow volume of a grinding fluid is shown. 図2における(a)t=Ta、(b)t=T4、(c)t=Tb、(d)t=Tbのときに工作物の撓みを開放した仮想状態において、砥石車と工作物との相対位置を示す。In the virtual state where the deflection of the workpiece is released when (a) t = Ta, (b) t = T4, (c) t = Tb, (d) t = Tb in FIG. Indicates the relative position. 図2に研削工程を実行する場合において、工作物の剛性の算出処理のフローチャートを示す。FIG. 2 shows a flowchart of workpiece rigidity calculation processing when the grinding step is executed. 本発明の第二実施形態における研削盤による研削工程を示し、砥石台の位置および研削液の流量の時間変化を示す。The grinding process by the grinding machine in 2nd embodiment of this invention is shown, and the time change of the position of a grindstone head and the flow volume of a grinding fluid is shown. 図5における(a)t=Tc、(b)t=Tcのときに工作物の撓みを開放した仮想状態、(c)t=Td、(d)t=Tdのときに工作物の撓みを開放した仮想状態において、砥石車と工作物との相対位置を示す。In FIG. 5, (a) a virtual state in which the deflection of the workpiece is released when t = Tc and (b) t = Tc, and (c) the deflection of the workpiece when t = Td and (d) t = Td. In the opened virtual state, the relative position between the grinding wheel and the workpiece is shown. 図5に研削工程を実行する場合において、工作物の剛性の算出処理のフローチャートを示す。FIG. 5 shows a flowchart of workpiece rigidity calculation processing when the grinding step is executed. クランクピンを研削する場合において、t=Taのときの砥石車および工作物の幾何学的な位置関係を示す図である。When grinding a crankpin, it is a figure which shows the geometric positional relationship of a grinding wheel and a workpiece when t = Ta. クランクピンを研削する場合において、t=Tbのときの砥石車および工作物の幾何学的な位置関係を示す図である。When grinding a crankpin, it is a figure which shows the geometric positional relationship of a grinding wheel and a workpiece when t = Tb.

<第一実施形態>
(研削盤の構成)
本実施形態の研削盤の一例として、砥石台トラバース型研削盤を例に挙げて説明する。当該研削盤について、図1を参照して説明する。図1に示すように、研削盤1は、床上に固定されたベッド11と、ベッド11に固定された工作物Wを回転可能に両端支持する主軸12および心押装置13を備える。さらに、研削盤1は、ベッド11上をZ軸方向およびX軸方向に移動可能な砥石台14と、砥石台14に回転可能に支持される砥石車15と、主軸12に設けられ工作物Wが砥石車15から受ける押付力を計測する力センサ16と、工作物Wの径を計測する定寸装置17と、主軸12および砥石車15を回転しかつ工作物Wに対する砥石車15の位置を制御する制御装置18とを備える。さらに、制御装置18は、研削を行いながら、測定情報に基づいて工作物Wの剛性を算出する。
<First embodiment>
(Configuration of grinding machine)
A grinding wheel traverse type grinding machine will be described as an example of the grinding machine of this embodiment. The grinding machine will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the grinding machine 1 includes a bed 11 fixed on the floor, and a spindle 12 and a tailstock device 13 that rotatably support the workpiece W fixed to the bed 11 at both ends. Further, the grinding machine 1 includes a grinding wheel base 14 that can move on the bed 11 in the Z-axis direction and the X-axis direction, a grinding wheel 15 that is rotatably supported by the grinding wheel base 14, and a workpiece W provided on the spindle 12. The force sensor 16 that measures the pressing force received from the grinding wheel 15, the sizing device 17 that measures the diameter of the workpiece W, the spindle 12 and the grinding wheel 15 are rotated, and the position of the grinding wheel 15 with respect to the workpiece W is determined. And a control device 18 for controlling. Furthermore, the control device 18 calculates the rigidity of the workpiece W based on the measurement information while grinding.

ここで、図示しないが、砥石車15の近傍には、研削液を研削点に向かって供給するためのノズルが設けられている。そして、研削液の流量は、制御装置18によって制御される。なお、研削中の工作物Wが砥石車15から受ける押付力の計測は、力センサ16の他に、X軸駆動用モータの電流値、砥石車15に設けた力センサなどを用いることもできる。また、本実施形態においては、工作物Wの研削部位は、円筒外周面であって、工作物Wの回転中心と研削部位の円筒外周面の中心とが一致する状態とする。   Here, although not shown, a nozzle for supplying the grinding fluid toward the grinding point is provided in the vicinity of the grinding wheel 15. Then, the flow rate of the grinding fluid is controlled by the control device 18. Note that the pressing force received by the grinding wheel 15 from the grinding wheel 15 can be measured using the current value of the X-axis driving motor, the force sensor provided on the grinding wheel 15, or the like in addition to the force sensor 16. . Moreover, in this embodiment, the grinding site | part of the workpiece W is a cylindrical outer peripheral surface, Comprising: It is set as the state which the rotation center of the workpiece W and the center of the cylindrical outer peripheral surface of a grinding site | part correspond.

(研削工程の説明)
次に、上記研削盤1による研削工程について、図2および図3を参照して説明する。図2に示すように、砥石車15をX軸方向に移動させて、荒研削工程を行い、バックオフ動作を行った後に仕上研削工程を行う。荒研削工程は、単位時間当たりの研削量を多くする工程であり、仕上研削工程は、荒研削工程に比べて単位時間当たりの研削量を少なくする工程である。仕上研削工程は、精研、微研などを含む。また、バックオフ動作とは、砥石車15を工作物Wに押し付けている状態から、砥石車15を工作物Wから離れさせる動作である。つまり、バックオフ動作は、工作物Wを撓ませている状態から、工作物Wの撓み量を開放する動作となる。
(Description of grinding process)
Next, the grinding process by the grinding machine 1 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the grinding wheel 15 is moved in the X-axis direction to perform a rough grinding process, and after performing a back-off operation, a finish grinding process is performed. The rough grinding step is a step for increasing the amount of grinding per unit time, and the finish grinding step is a step for reducing the amount of grinding per unit time compared to the rough grinding step. The finish grinding process includes fine grinding and fine grinding. Further, the back-off operation is an operation of moving the grinding wheel 15 away from the workpiece W from a state where the grinding wheel 15 is pressed against the workpiece W. That is, the back-off operation is an operation for releasing the bending amount of the workpiece W from the state where the workpiece W is bent.

図2の上段に示すように、砥石台14を工作物Wに押し付けて、荒研削工程を開始する。このとき、研削液の流量は、図2の下段に示すように、制御装置18により大流量に設定される。そして、定寸装置17により計測された工作物Wの径が設定値(荒研削終了の設定値)に達すると(図2のt=T1)、砥石台14の移動を停止させてスパークアウトを実行する。このとき、砥石台14の位置は、X1である。   As shown in the upper part of FIG. 2, the grindstone table 14 is pressed against the workpiece W to start the rough grinding process. At this time, the flow rate of the grinding fluid is set to a large flow rate by the control device 18, as shown in the lower part of FIG. Then, when the diameter of the workpiece W measured by the sizing device 17 reaches a set value (set value at the end of rough grinding) (t = T1 in FIG. 2), the movement of the grindstone table 14 is stopped and spark out is performed. Run. At this time, the position of the grindstone platform 14 is X1.

ここで、図2に示すように、t=T1〜T2にて、スパークアウトを実行している。この間のt=Taにおいて、砥石車15と工作物Wとの位置について図3の(a)t=Taを参照して説明する。図3の(a)t=Taに示すように、工作物Wの半径はr1であり、このときの工作物Wの回転中心はO1となる。スパークアウト中であるため、砥石車15による工作物Wへの切込はない。ただし、研削液の動圧によって、工作物Wは撓ませられている。そのため、t=Taにおける工作物Wの回転中心O1は、工作物Wの撓み量が開放された状態の工作物Wの回転中心Oaからずれている。   Here, as shown in FIG. 2, the spark-out is executed at t = T1 to T2. The position of the grinding wheel 15 and the workpiece W at t = Ta during this time will be described with reference to (a) t = Ta in FIG. As shown in (a) t = Ta in FIG. 3, the radius of the workpiece W is r1, and the center of rotation of the workpiece W at this time is O1. Since it is being sparked out, there is no cut into the workpiece W by the grinding wheel 15. However, the workpiece W is bent by the dynamic pressure of the grinding fluid. Therefore, the rotation center O1 of the workpiece W at t = Ta is deviated from the rotation center Oa of the workpiece W in a state in which the deflection amount of the workpiece W is released.

続いて、図2のt=T2に達すると、バックオフ動作を開始する。バックオフ動作を終了した時刻をT3とする。つまり、この時点において、砥石車15と工作物Wとは完全に離れた状態となり、工作物Wの撓み量が開放される。そして、図2の下段に示すように、このとき、研削液の流量を、大流量から小流量へ変更する。従って、研削液の流量変化による研削液の動圧変化が、工作物Wに影響を与えることはない。   Subsequently, when t = T2 in FIG. 2 is reached, the back-off operation is started. The time when the back-off operation is completed is T3. That is, at this time, the grinding wheel 15 and the workpiece W are completely separated from each other, and the bending amount of the workpiece W is released. Then, as shown in the lower part of FIG. 2, at this time, the flow rate of the grinding fluid is changed from a large flow rate to a small flow rate. Therefore, the change in the dynamic pressure of the grinding fluid due to the change in the flow rate of the grinding fluid does not affect the workpiece W.

続いて、仕上研削工程を開始する。まずは、精研を開始する。時刻t=T4において、砥石車15が工作物Wに接触したときであり、このときの砥石台14の位置をX3とする。t=T4のときの砥石車15と工作物Wとの位置は、図3の(b)t=T4に示すように、工作物Wの回転中心はOaとなる。つまり、(a)t=Taの時には、工作物Wの撓み量がe1となることが分かる。撓み量e1は、砥石台14の位置X3からX1を減算することにより得られる。   Subsequently, the finish grinding process is started. First, we start Seken. This is when the grinding wheel 15 contacts the workpiece W at time t = T4, and the position of the grinding wheel base 14 at this time is X3. The position of the grinding wheel 15 and the workpiece W when t = T4 is, as shown in FIG. 3 (b) t = T4, the center of rotation of the workpiece W is Oa. That is, it can be seen that (a) when t = Ta, the amount of deflection of the workpiece W is e1. The amount of deflection e1 is obtained by subtracting X1 from the position X3 of the grinding wheel base 14.

精研を継続し、定寸装置17により計測された工作物Wの径が設定値(精研スパークアウト開始の設定値)に達すると(図2のt=T5)、精研途中のスパークアウトを実行する。このとき、砥石台14の位置は、X2である。   When the diameter of the workpiece W measured by the sizing device 17 reaches a set value (set value for starting a fine spark start) (t = T5 in FIG. 2), the spark out during the fine study is continued. Execute. At this time, the position of the grindstone base 14 is X2.

図2に示すように、t=T5〜T6にて、スパークアウトを実行している。この間のt=Tbにおいて、砥石車15と工作物Wとの位置について図3の(c)t=Tbを参照して説明する。図3の(c)t=Tbに示すように、精研の実行により工作物Wの半径はr2となり、このときの工作物Wの回転中心はO2となる。図3において、Δrは、t=Ta,Tbのときの工作物Wの半径r1,r2の差である。   As shown in FIG. 2, the spark-out is executed at t = T5 to T6. At t = Tb during this period, the positions of the grinding wheel 15 and the workpiece W will be described with reference to (c) t = Tb in FIG. As shown in (c) t = Tb in FIG. 3, the radius of the workpiece W is r2 due to the execution of the sharpening, and the rotation center of the workpiece W at this time is O2. In FIG. 3, Δr is a difference between the radii r1 and r2 of the workpiece W when t = Ta and Tb.

ここで、t=Tbのときはスパークアウト中であるため、砥石車15による工作物Wへの切込はない。ただし、研削液の動圧によって、工作物Wは撓ませられている。そして、図3の(d)t=Tb(virtual)には、t=Tbの工作物Wの径のときに、工作物Wの撓み量を開放し且つ砥石車15が工作物Wに接触している状態を示す。   Here, when t = Tb, since the spark-out is in progress, there is no cut into the workpiece W by the grinding wheel 15. However, the workpiece W is bent by the dynamic pressure of the grinding fluid. 3 (d), when t = Tb (virtual), when the diameter of the workpiece W is t = Tb, the bending amount of the workpiece W is released and the grinding wheel 15 contacts the workpiece W. It shows the state.

図3の(c)(d)から分かるように、t=Tbにおける工作物Wの回転中心O2は、工作物Wの撓み量が開放された状態の工作物Wの回転中心Oaからe2だけずれている。工作物Wの撓み量e2は、砥石台14の位置X3からX2を減算することにより得られる。   As can be seen from FIGS. 3C and 3D, the rotation center O2 of the workpiece W at t = Tb is deviated by e2 from the rotation center Oa of the workpiece W in a state where the deflection amount of the workpiece W is released. ing. The bending amount e2 of the workpiece W is obtained by subtracting X2 from the position X3 of the grindstone table 14.

そして、研削液の流量は、t=Taのときには大流量であったのに対して、t=Tbのときには小流量である。研削液の流量が多いほど、動圧が大きくなるため、工作物Wの撓み量が大きくなる。つまり、撓み量e1は、撓み量e2より大きくなる。   The flow rate of the grinding fluid was large when t = Ta, but small when t = Tb. Since the dynamic pressure increases as the flow rate of the grinding fluid increases, the amount of bending of the workpiece W increases. That is, the deflection amount e1 is larger than the deflection amount e2.

続いて、時刻t=T6に達すると、精研による切込を再開する。そして、定寸装置17により計測された工作物Wの径が設定値(精研終了の設定値)に達すると(図2のt=T7)、微研を開始する。その後、定寸装置17により計測された工作物Wの径が設定値(微研終了の設定値)に達すると(図2のt=T8)、スパークアウトを実行して、仕上研削工程を終了する。   Subsequently, when the time t = T6 is reached, the cutting by the precision research is resumed. Then, when the diameter of the workpiece W measured by the sizing device 17 reaches a set value (set value for finishing the fine grinding) (t = T7 in FIG. 2), fine grinding is started. Thereafter, when the diameter of the workpiece W measured by the sizing device 17 reaches a set value (set value for end of fine grinding) (t = T8 in FIG. 2), a spark-out is executed and the finish grinding process is finished. To do.

(工作物の剛性の算出処理)
次に、工作物Wの剛性の算出処理について、図4を参照して説明する。この処理は、制御装置18による処理である。ただし、以下においては、制御装置18による処理のうち、工作物Wの剛性の算出に関する処理のみを抽出している。
(Workpiece rigidity calculation process)
Next, the rigidity calculation process of the workpiece W will be described with reference to FIG. This process is a process performed by the control device 18. However, in the following, only the processing related to the calculation of the rigidity of the workpiece W is extracted from the processing by the control device 18.

まず、研削液を大流量としたt=Taの間に、砥石台14の位置X1、工作物Wの半径r1および工作物Wが砥石車15から受ける押付力F1を測定する(図4のS1)(本発明の「測定手段」「測定工程」に相当)。図2に示すように、t=Taの間は、スパークアウトを実行しているときである。従って、工作物Wは、大流量の研削液の動圧のみにより撓んでいる。続いて、研削液を大流量から小流量に変更する(図4のS2)。この処理は、図2のt=T3の時に行う。つまり、バックオフ動作を行った後に、研削液の流量の変更を行う。   First, the position X1 of the grinding wheel base 14, the radius r1 of the workpiece W, and the pressing force F1 that the workpiece W receives from the grinding wheel 15 are measured during t = Ta with a large flow rate of the grinding fluid (S1 in FIG. 4). (Corresponding to “measuring means” and “measuring step” of the present invention). As shown in FIG. 2, the period between t = Ta is when the spark-out is being executed. Accordingly, the workpiece W is bent only by the dynamic pressure of the grinding fluid having a large flow rate. Subsequently, the grinding fluid is changed from a large flow rate to a small flow rate (S2 in FIG. 4). This process is performed when t = T3 in FIG. That is, after the back-off operation is performed, the flow rate of the grinding fluid is changed.

続いて、研削液を小流量としたt=Tbの間に、砥石台14の位置X2、工作物Wの半径r2および工作物Wが砥石車15から受ける押付力F2を測定する(図4のS3)(本発明の「測定手段」「測定工程」に相当)。図2に示すように、t=Tbの間も、スパークアウトを実行しているときである。従って、工作物Wは、小流量の研削液の動圧のみにより撓んでいる。   Subsequently, during t = Tb with the grinding fluid at a small flow rate, the position X2 of the grinding wheel base 14, the radius r2 of the workpiece W, and the pressing force F2 received by the workpiece W from the grinding wheel 15 are measured (FIG. 4). S3) (corresponding to “measuring means” and “measuring step” of the present invention). As shown in FIG. 2, the spark-out is also executed during t = Tb. Accordingly, the workpiece W is bent only by the dynamic pressure of the grinding fluid having a small flow rate.

続いて、図4のS1,S3の2つの異なる状態にて測定した各情報を用いて、工作物Wの剛性Kを算出する(図4のS4)。剛性Kは、式(1)に従って算出される。つまり、フックの法則により、研削液による押付力(動圧)の差を工作物Wの撓み量の差で除算することで、工作物Wの剛性Kを得ることができる。このように、専用の装置を用いることなく、工作物Wの剛性を算出できる。   Subsequently, the rigidity K of the workpiece W is calculated using each information measured in two different states of S1 and S3 in FIG. 4 (S4 in FIG. 4). The rigidity K is calculated according to the equation (1). That is, the rigidity K of the workpiece W can be obtained by dividing the difference in the pressing force (dynamic pressure) by the grinding fluid by the difference in the amount of deflection of the workpiece W according to Hooke's law. Thus, the rigidity of the workpiece W can be calculated without using a dedicated device.

Figure 2014079848
Figure 2014079848

そして、制御装置18は、算出した工作物Wの剛性Kを用いて工作物Wの撓み量を推定し、推定された工作物Wの撓み量に応じて砥石台14の指令位置を補正する。このようにすることで、研削精度を向上することができると共に、荒研削工程による削り残しを減少させることにより研削時間を短縮できる。   And the control apparatus 18 estimates the bending amount of the workpiece W using the calculated rigidity K of the workpiece W, and correct | amends the command position of the grindstone base 14 according to the estimated bending amount of the workpiece W. By doing in this way, while being able to improve grinding precision, grinding time can be shortened by reducing the uncut residue by a rough grinding process.

さらに、スパークアウトの状態において各情報の測定を行っている。従って、安定した状態の各情報を測定できる。従って、このことからも、工作物Wの剛性Kを高精度に算出できる。   Furthermore, each information is measured in the spark-out state. Therefore, each information in a stable state can be measured. Therefore, also from this, the rigidity K of the workpiece W can be calculated with high accuracy.

また、本実施形態においては、バックオフ動作を行って工作物Wの撓み量を開放したときに、研削液の流量を変化させる。つまり、研削液の流量が変化することに伴って工作物Wの撓み量が変化することが、研削中ではない。従って、研削液の流量変化が工作物Wの加工精度に影響を及ぼすことがない。   Further, in the present embodiment, when the back-off operation is performed to release the bending amount of the workpiece W, the flow rate of the grinding fluid is changed. That is, it is not during grinding that the amount of deflection of the workpiece W changes as the flow rate of the grinding fluid changes. Therefore, the flow rate change of the grinding fluid does not affect the machining accuracy of the workpiece W.

また、荒研削工程における研削液を大流量とし、仕上研削工程における研削液を小流量とした。一般に、後工程ほど、工作物Wの研削精度の高い工程となる。また、研削液の流量が多いほど、工作物Wの研削精度に与える影響が大きくなる。つまり、仕上研削工程における流量を荒研削工程における流量より少なくすることで、仕上研削工程における工作物Wの研削精度が研削液の影響を受けないようにできる。   Moreover, the grinding fluid in the rough grinding process was set to a large flow rate, and the grinding fluid in the finish grinding step was set to a small flow rate. Generally, the more the post-process, the higher the grinding accuracy of the workpiece W. Further, the greater the flow rate of the grinding fluid, the greater the effect on the grinding accuracy of the workpiece W. That is, by making the flow rate in the finish grinding step smaller than the flow rate in the rough grinding step, the grinding accuracy of the workpiece W in the finish grinding step can be prevented from being affected by the grinding fluid.

(工作物の剛性の導出方法)
工作物Wの剛性Kは、上述した式(1)に従って算出される。以下に、式(1)の導出方法について説明する。基本的な考えは、フックの法則F=K・xを用いることである。ただし、撓み量がゼロの状態で砥石車15と工作物Wとが接触している状態の砥石台14の位置を高精度に得ることは容易ではない。そこで、2つの異なる状態は、いずれも工作物Wを撓ませた状態としている。工作物Wを撓ませた状態において測定された各情報は、高精度な値となる。そして、2つの異なる状態における力の差ΔFと変位の差Δxを得ることで、高精度な剛性Kを導出することとした。
(Method for deriving workpiece rigidity)
The rigidity K of the workpiece W is calculated according to the above-described equation (1). Below, the derivation | leading-out method of Formula (1) is demonstrated. The basic idea is to use Hooke's law F = K · x. However, it is not easy to obtain the position of the grinding wheel base 14 in a state in which the grinding wheel 15 and the workpiece W are in contact with each other with zero deflection with high accuracy. Therefore, in two different states, the workpiece W is bent. Each piece of information measured in the state where the workpiece W is bent is a highly accurate value. Then, by obtaining the force difference ΔF and the displacement difference Δx in two different states, the highly accurate rigidity K is derived.

まずは、研削液を大流量としたt=Taのときは、図3の(a)(b)より、式(2)の関係を得ることができる。また、研削液を小流量としたt=Tbのときは、図3の(c)(d)より、式(3)の関係を得ることができる。   First, when t = Ta where the grinding fluid is a large flow rate, the relationship of equation (2) can be obtained from FIGS. 3 (a) and 3 (b). Further, when t = Tb with a small flow rate of the grinding fluid, the relationship of Expression (3) can be obtained from (c) and (d) of FIG.

Figure 2014079848
Figure 2014079848

Figure 2014079848
Figure 2014079848

次に、式(2)(3)の両辺をそれぞれ引くと、式(4)になる。式(4)を整理すると、式(5)になる。そして、式(5)の左辺のe1,e2は、フックの法則F1=K・e1、F2=K・e2を代入すると、式(6)となる。式(6)をKについて整理すると、上述した式(1)を得ることができる。   Next, when both sides of Expressions (2) and (3) are subtracted, Expression (4) is obtained. When formula (4) is arranged, formula (5) is obtained. Then, e1 and e2 on the left side of the equation (5) are obtained by substituting the Hooke's law F1 = K · e1 and F2 = K · e2 into the equation (6). When formula (6) is arranged for K, formula (1) described above can be obtained.

Figure 2014079848
Figure 2014079848

Figure 2014079848
Figure 2014079848

Figure 2014079848
Figure 2014079848

<変形態様>
上記実施形態において、研削液を小流量としたときの各情報の測定は、精研の途中に行った。この他に、精研と微研の間、微研の途中、微研後のスパークアウト時に行うこともできる。
<Deformation mode>
In the above-described embodiment, measurement of each information when the grinding fluid is set to a small flow rate was performed in the middle of precise research. In addition to this, it can be performed between Seken and Microken, in the middle of Microken, or at the spark-out after Microken.

<第二実施形態>
次に、第二実施形態について、図5〜図7を参照して説明する。上記実施形態においては、バックオフ動作を行って工作物Wの撓み量を開放したときに、研削液の流量を変化させた。本実施形態は、バックオフ動作を行わずに、工作物Wを撓ませた状態を継続させつつ、研削液の流量を変化させる。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. In the above embodiment, when the back-off operation is performed to release the bending amount of the workpiece W, the flow rate of the grinding fluid is changed. In the present embodiment, the flow rate of the grinding fluid is changed while continuing the state where the workpiece W is bent without performing the back-off operation.

(研削工程の説明)
本実施形態の研削工程について、図5および図6を参照して説明する。図5の上段に示すように、荒研削工程を行い、定寸装置17により計測された工作物Wの径が設定値(荒研削終了の設定値)に達すると(図5のt=T11)、スパークアウトを実行する。このとき、砥石台14の位置は、X1である。このとき、研削液の流量は、図5の下段に示すように、制御装置18により大流量に設定される。
(Description of grinding process)
The grinding process of this embodiment is demonstrated with reference to FIG. 5 and FIG. As shown in the upper part of FIG. 5, a rough grinding process is performed, and when the diameter of the workpiece W measured by the sizing device 17 reaches a set value (set value at the end of rough grinding) (t = T11 in FIG. 5). , Perform a spark out. At this time, the position of the grindstone platform 14 is X1. At this time, the flow rate of the grinding fluid is set to a large flow rate by the control device 18, as shown in the lower part of FIG.

そして、スパークアウトを行っている間のt=Tcにおいて、砥石車15と工作物Wとの位置は、図6の(a)t=Tcのようになる。そして、図6の(b)t=Tc(virtual)には、t=Tcの工作物Wの径のときに、工作物Wの撓み量を開放し且つ砥石車15が工作物Wに接触している状態を示す。図6の(a)(b)から分かるように、t=Tcにおける工作物Wの回転中心O1は、工作物Wの撓み量が開放された状態の工作物Wの回転中心Oaからe1だけずれている。   Then, at t = Tc during the spark-out, the positions of the grinding wheel 15 and the workpiece W are as shown in FIG. 6 (a) t = Tc. 6B, at t = Tc (virtual), when the diameter of the workpiece W is t = Tc, the bending amount of the workpiece W is released, and the grinding wheel 15 contacts the workpiece W. It shows the state. As can be seen from FIGS. 6A and 6B, the rotation center O1 of the workpiece W at t = Tc is deviated by e1 from the rotation center Oa of the workpiece W in a state where the deflection amount of the workpiece W is released. ing.

続いて、t=T12になると、図5の下段に示すように、研削液の流量を大流量から小流量に変更して、仕上研削工程を開始する。ただし、スパークアウトの状態は継続している。そうすると、研削液の動圧(押付力)が小さくなるため、工作物Wの撓み量が減少する。従って、工作物Wは砥石車15により研削され、工作物Wの径は小さくなる。   Subsequently, when t = T12, as shown in the lower part of FIG. 5, the flow rate of the grinding fluid is changed from a large flow rate to a small flow rate, and the finish grinding process is started. However, the spark-out state continues. If it does so, since the dynamic pressure (pressing force) of a grinding fluid becomes small, the bending amount of the workpiece W will reduce. Therefore, the workpiece W is ground by the grinding wheel 15, and the diameter of the workpiece W is reduced.

スパークアウトを行っている間のt=Tdにおいて、砥石車15と工作物Wとの位置は、図6の(c)t=Tdのようになる。そして、図6の(d)t=Td(virtual)には、t=Tdの工作物Wの径のときに、工作物Wの撓み量を開放し且つ砥石車15が工作物Wに接触している状態を示す。図6の(c)(d)から分かるように、t=Tdにおける工作物Wの回転中心O2は、工作物Wの撓み量が開放された状態の工作物Wの回転中心Oaからe2だけずれている。   At t = Td during the spark-out, the positions of the grinding wheel 15 and the workpiece W are as shown in FIG. 6 (c) t = Td. 6 (d) t = Td (virtual), when the diameter of the workpiece W is t = Td, the bending amount of the workpiece W is released and the grinding wheel 15 contacts the workpiece W. It shows the state. As can be seen from FIGS. 6C and 6D, the rotation center O2 of the workpiece W at t = Td is deviated by e2 from the rotation center Oa of the workpiece W in a state in which the deflection amount of the workpiece W is released. ing.

続いて、t=T13になると、精研を開始し、定寸装置17により計測された工作物Wの径が設定値(精研終了の設定値)に達すると(図6のt=T14)、微研を開始する。その後、定寸装置17により計測された工作物Wの径が設定値(微研終了の設定値)に達すると(図6のt=T15)、スパークアウトを実行して、仕上研削工程を終了する。   Subsequently, when t = T13, fine grinding is started, and when the diameter of the workpiece W measured by the sizing device 17 reaches a set value (set value for completion of fine grinding) (t = T14 in FIG. 6). Start the fine research. Thereafter, when the diameter of the workpiece W measured by the sizing device 17 reaches a set value (set value for ending the fine grinding) (t = T15 in FIG. 6), the spark-out is executed and the finish grinding process is finished. To do.

(工作物の剛性の算出処理)
次に、工作物Wの剛性の算出処理について、図7を参照して説明する。算出処理の手順は、上記実施形態と同様である。すなわち、研削液を大流量としたt=Tcの間に、r1,F1を測定する(図7のS11)。本実施形態においては、2つの異なる状態において、砥石台14の位置は同一であるため、砥石台14の位置の測定は行わない。
(Workpiece rigidity calculation process)
Next, the rigidity calculation processing of the workpiece W will be described with reference to FIG. The procedure of the calculation process is the same as that in the above embodiment. That is, r1 and F1 are measured during t = Tc with a large flow rate of the grinding fluid (S11 in FIG. 7). In this embodiment, since the position of the grindstone base 14 is the same in two different states, the position of the grindstone base 14 is not measured.

続いて、研削液を大流量から小流量に変更し(図7のS12)、研削液を小流量としたt=Tdの間に、r2,F2を測定する(図7のS13)。このときにも、砥石台14の位置の測定は行わない。   Subsequently, the grinding fluid is changed from a large flow rate to a small flow rate (S12 in FIG. 7), and r2 and F2 are measured during t = Td when the grinding fluid is a small flow rate (S13 in FIG. 7). Also at this time, the position of the grinding wheel base 14 is not measured.

続いて、図7のS11,S13の2つの異なる状態にて測定した各情報を用いて、工作物Wの剛性Kを算出する(図7のS14)。具体的には、式(7)に従って算出する。   Subsequently, the rigidity K of the workpiece W is calculated using each information measured in two different states of S11 and S13 in FIG. 7 (S14 in FIG. 7). Specifically, it is calculated according to equation (7).

Figure 2014079848
Figure 2014079848

なお、導出方法は、以下の点を除いて上記実施形態と同様の考え方による。上記式(3)が、本実施形態では、式(8)のように置換される。これは、研削液を大流量時の測定と小流量時の測定とにおいて、砥石台14の位置が同一であるため、上記実施形態におけるX2が本実施形態ではX1となるためである。   The derivation method is based on the same concept as the above embodiment except for the following points. In the present embodiment, the above formula (3) is substituted as in formula (8). This is because X2 in the above embodiment becomes X1 in the present embodiment because the position of the grindstone table 14 is the same in the measurement at a high flow rate and the measurement at a low flow rate of the grinding fluid.

Figure 2014079848
Figure 2014079848

本実施形態においても、上記同様、高精度な工作物Wの剛性Kを算出できる。また、小流量時の測定は、大流量時の測定の状態から工作物Wを撓ませた状態を継続させつつ行っている。従って、小流量時の測定における研削液による工作物Wの撓み量e2は、大流量時の測定における研削液による工作物Wの撓み量e1より少なくなる。つまり、大流量の状態から小流量の状態に移行することで、工作物Wと砥石車15との相対位置が変化して、工作物Wは砥石車15により切り込まれる。このように、バックオフ動作を行わずに複数の状態において測定することで、測定を短時間で行うことができる。   Also in the present embodiment, the rigidity K of the workpiece W can be calculated with high accuracy as described above. Moreover, the measurement at the time of the small flow rate is performed while continuing the state in which the workpiece W is bent from the state of the measurement at the time of the large flow rate. Therefore, the bending amount e2 of the workpiece W due to the grinding fluid in the measurement at the small flow rate is smaller than the bending amount e1 of the workpiece W due to the grinding fluid in the measurement at the large flow rate. That is, the relative position between the workpiece W and the grinding wheel 15 is changed by shifting from the high flow rate state to the small flow rate state, and the workpiece W is cut by the grinding wheel 15. Thus, the measurement can be performed in a short time by measuring in a plurality of states without performing the back-off operation.

<第三実施形態>
第三実施形態の研削工程について、図8を参照して説明する。第一実施形態においては、工作物Wの研削部位を円筒外周面としたが、本実施形態は、例えば、クランクシャフトのクランクピンやカムシャフトのカム部などを研削部位とする。つまり、本実施形態では、工作物Wの研削部位は、偏心または非真円の形状とする。なお、以下においては、クランクピンWaを例に挙げる。
<Third embodiment>
The grinding process of the third embodiment will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the grinding portion of the workpiece W is a cylindrical outer peripheral surface. However, in this embodiment, for example, a crank pin of a crankshaft or a cam portion of a camshaft is a grinding portion. That is, in this embodiment, the grinding part of the workpiece W is formed in an eccentric or non-circular shape. In the following, the crank pin Wa is taken as an example.

本実施形態は、第一実施形態と同様の研削工程を実行する。つまり、工作物Wの剛性の算出処理についても、図4に示す処理と実質的に同様である。ただし、研削部位であるクランクピンWaの撓み量は、工作物Wであるクランクシャフトの位相によって異なる。そこで、本実施形態においては、工作物Wの位相θに応じた工作物Wの剛性K(θ)を算出することとする。   In the present embodiment, the same grinding process as that in the first embodiment is executed. That is, the calculation process of the rigidity of the workpiece W is substantially the same as the process shown in FIG. However, the amount of bending of the crank pin Wa that is a grinding part differs depending on the phase of the crank shaft that is the workpiece W. Therefore, in this embodiment, the rigidity K (θ) of the workpiece W corresponding to the phase θ of the workpiece W is calculated.

つまり、研削液の大流量時としたt=Ta(図2に示す)の間に、砥石台14の位置X1、クランクピンWaの半径r1(θ)およびクランクピンWaが砥石車15から受ける押付力F1(θ)を測定する(図4のS1)。このときのクランクピンWaと砥石車15との幾何学的な位置関係は、図8に示すとおりである。   That is, the pressing force received from the grinding wheel 15 by the position X1 of the grinding wheel base 14, the radius r1 (θ) of the crank pin Wa and the crank pin Wa during t = Ta (shown in FIG. 2) when the grinding fluid is at a large flow rate. The force F1 (θ) is measured (S1 in FIG. 4). The geometric positional relationship between the crankpin Wa and the grinding wheel 15 at this time is as shown in FIG.

図8において、実線は現在の砥石車15およびクランクピンWaの位置を示す。また、破線は、クランクピンWaの撓み量がゼロであって砥石車15とクランクピンWaが接触している状態において、砥石車15およびクランクピンWaを示す。また、短い二点鎖線は、現在の工作物Wの回転中心と、クランクピンWaの中心の軌跡を示す。長い二点鎖線は、クランクピンWaの撓み量がゼロのときの、工作物Wの回転中心とクランクピンWaの中心の軌跡を示す。   In FIG. 8, the solid line indicates the current position of the grinding wheel 15 and the crank pin Wa. A broken line indicates the grinding wheel 15 and the crank pin Wa in a state where the bending amount of the crank pin Wa is zero and the grinding wheel 15 and the crank pin Wa are in contact with each other. The short two-dot chain line indicates the current center of rotation of the workpiece W and the locus of the center of the crankpin Wa. The long two-dot chain line indicates the locus of the rotation center of the workpiece W and the center of the crank pin Wa when the amount of bending of the crank pin Wa is zero.

stは、クランクピンWaの偏心量、r1(θ),r2(θ)は、クランクピンWaの半径、Rは、砥石車15の半径、θは、工作物Wの位相、βは、砥石車15の中心と研削点とを結ぶ線分とX軸方向とのなす角度である。   st is the eccentric amount of the crank pin Wa, r1 (θ), r2 (θ) are the radii of the crank pin Wa, R is the radius of the grinding wheel 15, θ is the phase of the workpiece W, and β is the grinding wheel The angle formed by the line segment connecting the center of 15 and the grinding point and the X-axis direction.

つまり、第一実施形態における式(2)に相当する関係は、式(9)のように表される。なお、γは、βに比べて微小であるため、cos(β+γ)は、cosβに近似することができる。   That is, the relationship corresponding to Expression (2) in the first embodiment is expressed as Expression (9). Since γ is smaller than β, cos (β + γ) can be approximated to cos β.

Figure 2014079848
Figure 2014079848

また、研削液の小流量時としたt=Tb(図2に示す)の間に、砥石台14の位置X2、クランクピンWaの半径r2(θ)およびクランクピンWaが砥石車15から受ける押付力F2(θ)を測定する(図4のS3)。このときのクランクピンWaと砥石車15との幾何学的な位置関係は、図9に示すとおりである。つまり、第一実施形態における式(3)に相当する関係は、式(10)のように表される。   Further, during t = Tb (shown in FIG. 2) when the grinding fluid is at a small flow rate, the position X2 of the grinding wheel base 14, the radius r2 (θ) of the crank pin Wa and the pressing received from the grinding wheel 15 by the crank pin Wa. The force F2 (θ) is measured (S3 in FIG. 4). The geometrical positional relationship between the crankpin Wa and the grinding wheel 15 at this time is as shown in FIG. That is, the relationship corresponding to Expression (3) in the first embodiment is expressed as Expression (10).

Figure 2014079848
Figure 2014079848

そして、測定した各情報を用いて、位相θに応じた工作物Wの剛性K(θ)を算出する(図4のS4)。具体的には、式(11)に従って算出する。   And the rigidity K ((theta)) of the workpiece W according to phase (theta) is calculated using each measured information (S4 of FIG. 4). Specifically, it is calculated according to equation (11).

Figure 2014079848
Figure 2014079848

ここで、式(11)において、βは、測定した各情報を用いて、以下のように得ることができる。図8の幾何学的な関係より、t=TaのときのクランクピンWaの中心のY座標(図8の上下方向座標)の関係から、式(12)を得ることができる。式(12)をsinβについて表すと式(13)となる。ここで、ΔYは、(R+r1(θ))に比べて非常に小さいため、式(13)の下式のように近似することができる。そして、式(13)をβについて表すと、式(14)となる。この式(14)を上述した式(11)に代入することで、各情報を用いて剛性K(θ)を得ることができる。   Here, in formula (11), β can be obtained as follows using each piece of measured information. From the geometrical relationship of FIG. 8, the equation (12) can be obtained from the relationship of the Y coordinate (vertical direction coordinate of FIG. 8) of the center of the crankpin Wa when t = Ta. When Expression (12) is expressed with respect to sin β, Expression (13) is obtained. Here, ΔY is very small as compared with (R + r1 (θ)), and therefore can be approximated as the following equation (13). Then, when Expression (13) is expressed with respect to β, Expression (14) is obtained. By substituting this equation (14) into the above equation (11), the stiffness K (θ) can be obtained using each information.

Figure 2014079848
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Figure 2014079848
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Figure 2014079848
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<第四実施形態>
第四実施形態は、第二実施形態の研削工程を適用し、第三実施形態と同様にクランクピンWaを研削部位とする場合についてである。この場合、位相θに応じた剛性K(θ)は、式(15)のように表される。
<Fourth embodiment>
The fourth embodiment is a case where the grinding process of the second embodiment is applied and the crank pin Wa is used as a grinding part as in the third embodiment. In this case, the stiffness K (θ) corresponding to the phase θ is expressed as in Expression (15).

Figure 2014079848
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1:研削盤、 15:砥石車、 18:制御装置(測定手段、剛性算出手段)、 F1,F2:押付力、 K:工作物の剛性、 r1,r2:工作物の半径、 W:工作物、 Wa:クランクピン、 X1,X2:砥石車の位置、 θ:位相 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Grinding machine, 15: Grinding wheel, 18: Control apparatus (measuring means, rigidity calculation means), F1, F2: Pushing force, K: Workpiece rigidity, r1, r2: Workpiece radius, W: Workpiece Wa: Crank pin, X1, X2: Position of grinding wheel, θ: Phase

Claims (8)

工作物の研削点に供給する研削液の流量を変えることにより前記工作物の撓み量を変化させた複数の状態のそれぞれにおいて、砥石車の位置、前記工作物の径および前記砥石車による前記工作物への押付力をそれぞれ測定する測定手段と、
測定されたそれぞれの前記位置、径および押付力に基づいて前記工作物の剛性を算出する剛性算出手段と、
を備える研削盤。
In each of a plurality of states in which the amount of bending of the workpiece is changed by changing the flow rate of the grinding fluid supplied to the grinding point of the workpiece, the position of the grinding wheel, the diameter of the workpiece, and the work by the grinding wheel Measuring means for measuring the pressing force against the object,
Rigidity calculating means for calculating the rigidity of the workpiece based on each of the measured position, diameter, and pressing force;
A grinding machine comprising
前記測定手段は、スパークアウトの状態であって、前記工作物の研削点に供給する研削液の流量を変えることにより前記工作物の撓み量を変化させた複数の状態のそれぞれにおいて、前記位置、径および押付力を測定する、請求項1の研削盤。   In each of a plurality of states in which the measuring means is in a spark-out state and the amount of bending of the workpiece is changed by changing the flow rate of the grinding fluid supplied to the grinding point of the workpiece, The grinding machine of Claim 1 which measures a diameter and pressing force. 前記工作物は、偏心または非真円の形状であり、
前記測定手段は、前記工作物の位相に応じた前記位置、径および押付力を測定し、
前記剛性算出手段は、前記工作物の位相に応じた剛性を算出する、請求項1または2の研削盤。
The workpiece has an eccentric or non-circular shape;
The measuring means measures the position, diameter and pressing force according to the phase of the workpiece;
The grinding machine according to claim 1 or 2, wherein the rigidity calculating means calculates rigidity according to a phase of the workpiece.
第一測定は、前記工作物の研削点に供給する研削液の流量を第一流量として前記工作物を撓ませた状態における、前記位置、径および押付力の測定であり、
第二測定は、前記第一測定後であってバックオフ動作を行って前記工作物の撓み量を開放した後に、前記工作物の研削点に供給する研削液の流量を前記第一流量とは異なる第二流量として再び前記工作物を撓ませた状態における、前記位置、径および押付力の測定であり、
前記測定手段は、前記第一測定および前記第二測定のそれぞれを行い、
前記剛性算出手段は、前記第一測定および前記第二測定のそれぞれにて測定された前記位置、径および押付力に基づいて前記工作物の剛性を算出する、
請求項1〜3の何れか一項の研削盤。
The first measurement is a measurement of the position, diameter and pressing force in a state where the workpiece is bent with the flow rate of the grinding fluid supplied to the grinding point of the workpiece as the first flow rate,
The second measurement is a flow rate of the grinding fluid supplied to the grinding point of the workpiece after performing the back-off operation and releasing the bending amount of the workpiece after the first measurement. Measurement of the position, diameter and pressing force in a state where the workpiece is bent again as a different second flow rate;
The measurement means performs each of the first measurement and the second measurement,
The rigidity calculating means calculates the rigidity of the workpiece based on the position, diameter and pressing force measured in each of the first measurement and the second measurement;
The grinding machine according to any one of claims 1 to 3.
前記第二流量は、前記第一流量より少ない、請求項4の研削盤。   The grinding machine according to claim 4, wherein the second flow rate is less than the first flow rate. 第一測定は、前記工作物の研削点に供給する研削液の流量を第一流量として前記工作物を撓ませた状態における、前記位置、径および押付力の測定であり、
第二測定は、前記第一測定の状態から前記工作物を撓ませた状態を継続させつつ、前記工作物の研削点に供給する研削液の流量を前記第一流量より少ない第二流量にした状態における、前記位置、径および押付力の測定であり、
前記測定手段は、前記第一測定および前記第二測定のそれぞれを行い、
前記剛性算出手段は、前記第一測定および前記第二測定のそれぞれにて測定された前記位置、径および押付力に基づいて前記工作物の剛性を算出する、
請求項1〜3の何れか一項の研削盤。
The first measurement is a measurement of the position, diameter and pressing force in a state where the workpiece is bent with the flow rate of the grinding fluid supplied to the grinding point of the workpiece as the first flow rate,
In the second measurement, the flow rate of the grinding fluid supplied to the grinding point of the workpiece is set to a second flow rate smaller than the first flow rate while continuing the state where the workpiece is bent from the state of the first measurement. Measurement of the position, diameter and pressing force in a state,
The measurement means performs each of the first measurement and the second measurement,
The rigidity calculating means calculates the rigidity of the workpiece based on the position, diameter and pressing force measured in each of the first measurement and the second measurement;
The grinding machine according to any one of claims 1 to 3.
前記第一測定は、荒研削工程にて行い、
前記第二測定は、仕上研削工程にて行う、請求項5または6の研削盤。
The first measurement is performed in a rough grinding process,
The grinding machine according to claim 5 or 6, wherein the second measurement is performed in a finish grinding step.
工作物の研削点に供給する研削液の流量を変えることにより前記工作物の撓み量を変化させた複数の状態のそれぞれにおいて、砥石車の位置、前記工作物の径および前記砥石車による前記工作物への押付力をそれぞれ測定する測定工程と、
測定されたそれぞれの前記位置、径および押付力に基づいて前記工作物の剛性を算出する剛性算出工程と、
を備える研削盤における工作物の剛性算出方法。
In each of a plurality of states in which the amount of bending of the workpiece is changed by changing the flow rate of the grinding fluid supplied to the grinding point of the workpiece, the position of the grinding wheel, the diameter of the workpiece, and the work by the grinding wheel A measuring process for measuring the pressing force against the object,
A rigidity calculating step for calculating the rigidity of the workpiece based on each of the measured position, diameter, and pressing force;
A method for calculating the rigidity of a workpiece in a grinding machine comprising:
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