JP2016083707A

JP2016083707A - ドレッシング砥石を搭載するｎｃ研削盤加工装置

Info

Publication number: JP2016083707A
Application number: JP2014216211A
Authority: JP
Inventors: 谷口智洋; Tomohiro Taniguchi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2016-05-19

Abstract

【課題】ＮＣ研削盤加工装置が潜在的に備えている３次元空間位置認識能力や、高精度な回転方向を含む３次元加工能力を、ドレッシング砥石の再生等に活用できるとの認識がないため、ドレッシング砥石の再生作業を装置自身で完結できるＮＣ研削盤加工装置が無い。
【解決手段】放電加工法に用いる放電加工用回転電極と、砥石研削法に用いる研削砥石とを共に回転軸上に着脱自在に軸止する第一電動機と、
第一電動機をＹ方向及びＺ方向に移動自在に搭載する第一テーブルと、
放電加工用回転電極と研削砥石をドレッシングするドレッシング砥石と、ワークとを共に回動軸に着脱自在に軸止する第二電動機と、
第二電動機をＸ方向及びθ方向に移動自在に搭載する第二テーブルと、制御器とを構成要素に含むＮＣ研削盤加工装置。

【選択図】図１

Description

本発明はＮＣ研削盤であって、更に詳細には、研削砥石を自動ドレッシングする機能を有するＮＣ研削盤加工装置に関するものである。

放電加工と砥石研削の両加工を実施できるＮＣ研削盤加工装置では、放電加工に用いる放電加工用回転電極と砥石研削に用いる研削砥石の何れも、使用により徐々に消耗が起こり、切れ味の低下や形状の崩れが生じる。ワークの仕上がり寸法精度を確保するためには、使用時間に見合って、放電加工用回転電極や研削砥石再生のためのドレッシングする必要がある。

通常のドレッシング作業は、ＮＣ研削盤加工装置から放電加工用回転電極や研削砥石を取り外し、専用のドレッシング装置を用いてドレッシング作業を行い、ＮＣ研削盤加工装置に再設定して取付けを行う。しかも、この再設定作業は、高精度な位置決めや芯出しなどが不可欠で、作業は煩雑である。
従って、放電加工用回転電極や研削砥石再生のドレッシング作業は、ＮＣ研削盤加工装置からの取り外し、ドレッシング作業、ＮＣ研削盤加工装置への再設定など作業工数の掛る作業であった。

特許公開２００３−３１１５３５

ＮＣ研削盤加工装置にドレッシング砥石を装備させ、放電加工用回転電極や研削砥石再生のためのドレッシング作業をＮＣ研削盤加工装置から取り外すことなく実施するとの技術思想は従来からあった。しかし、ＮＣ研削盤加工装置に配置する放電加工用回転電極、研削砥石、ドレッシング砥石の取付け位置精度の保証や、ドレッシング作業における砥石の仕上がり形状寸法は形状寸法測定器を用いて計測したり、マニュアルにより取付け位置合わせが実施されている。

即ち、ＮＣ研削盤加工装置が潜在的に備えている３次元空間位置認識能力や、高精度な回転方向を含む３次元加工能力が、放電加工用回転電極や、研削砥石や、ドレッシング砥石の再生等に活用できるとの認識がなく、ドレッシング砥石の再生作業を装置自身で完結させる機能を備えたＮＣ研削盤加工装置の発明は無かった。

第１の発明は放電加工法で一次加工を行い、砥石研削法で二次加工を行うＮＣ研削盤加工装置に関するが、必ずしも一次加工に放電加工法を用い、二次加工で砥石研削法を実施する必要はなく、この順序を逆にしたり、これら加工法を単独に実施してもよい。
本発明のＮＣ研削盤加工装置は、放電加工法に用いる放電加工用回転電極と、砥石研削法に用いる研削砥石を共に、第一電動機の回転軸上に着脱自在に軸止させる。

従って、この回転軸への取付け作業により、放電加工用回転電極と研削砥石は共に第一電動機の回転軸が回転中心となるようセルフアライメントされる。この第一電動機は、Ｙ方向とＺ方向の２軸方向に自由度をもつ第一テーブルに設置される。

また、放電加工用回転電極と研削砥石をドレッシングするドレッシング砥石と、ワークは第二電動機の回動軸に着脱自在に軸止される。従って、この回動軸への取付け作業により、ドレッシング砥石とワークは共に第二電動機の回動軸が回動中心となるようセルフアライメントされる。この第二電動機は、Ｘ方向及びθ（回転）方向の２軸方向に移動の自由度をもつ第二テーブルに設置される。

本発明のＮＣ研削盤加工装置には、少なくとも第一テーブルと、第二テーブルに加え、第一電動機、第二電動機、第一テーブル、第二テーブルを制御する制御器とが組込まれる。
第２の発明は、第一テーブルに第一位置センサーが搭載される発明である。この第一位置センサーは第一テーブルに搭載されるので、第一テーブルのＸ軸を駆動させ、第二テーブルに搭載されるドレシング砥石の半径方向から接触し、接触時の第二テーブルのＸ方向およびθ方向の位置データと、第一テーブルのＹ方向およびＺ方向の位置データ情報に基づいてドレッシング砥石の形状、寸法を測定することができる。

また、ドレシング砥石とワークは同一の回動軸に軸止されているので、ドレシング砥石の放電加工用回転電極や研削砥石に対する精度保証は、セルフアライメント効果により、放電加工用回転電極や研削砥石のワークに対する精度保証にも適用される。

第３の発明は、第二テーブルに第二位置センサーが搭載される発明である。この第二位置センサーは第二テーブルに搭載されるので、第二テーブルのＺ軸を駆動させ、第一テーブルに搭載される放電加工用回転電極または、研削砥石の半径方向から接触し、接触時の第一テーブルのＹ方向およびＺ方向の位置データと、第二テーブルのＸ方向およびθ方向の位置データ情報に基づいて放電加工用回転電極または、研削砥石の形状、寸法を測定することができる。

また、放電加工用回転電極と研削砥石は同一の回転軸に軸止されているので、放電加工用回転電極や研削砥石のドレシング砥石対する精度保証は、セルフアライメント効果により、放電加工用回転電極や研削砥石のワークに対する精度保証にも適用される。

本発明は、ＮＣ研削盤加工装置に放電加工用回転電極と研削砥石をドレッシングするドレシング砥石を搭載させたことで、ドレッシング作業で放電加工用回転電極や研削砥石をＮＣ研削盤加工装置から取り外す必要を無くした。

また、放電加工用回転電極と研削砥石を第一電動の回転軸上に軸止させ、ドレッシング砥石とワークを第二電動機の回動軸に軸止させることにより、ドレッシング砥石に対する放電加工用回転電極と研削砥石のセルフアライメント効果、ワークに対する放電加工用回転電極と研削砥石のセルフアライメント効果を保証することができ、ドレッシング作業を極めて短時間で完了させることができるようになった。
更に、前記２つのセルフアライメント機能を実現する装置としたことにより機構の簡素化と、ドレッシング作業における装置制御の大幅な簡略化を図ることができた。

ＮＣ研削盤全体の鳥瞰図ＮＣ研削盤の要部拡大図ドレッシング砥石の形状測定方法研削砥石と放電加工用回転電極の形状測定方法

本発明の一実施形態であるＮＣ研削盤におけるロータリードレッサー内蔵主軸台を用いたドレッシング方法について、図１〜４を用いて説明する。

図１は本発明によるＮＣ研削盤全体の鳥瞰図であり、図２は図１の要部拡大図である。ＮＣ研削盤１０は、基台となるベッド１１の上面に門型コラム１２が立設されている。門型コラム１２の前面にテーブル１４が水平方向に往復移動可能に取り付けられており、Ｙ軸送りモータとしてのサーボモータ２２及びＹ軸に沿って設置された送りネジ２８により往復駆動される。門型コラム１２のテーブル１４に砥石頭送り台１５が鉛直方向（Ｚ軸方向）に往復移動可能に取り付けられており、砥石頭送り台１５には砥石頭１７が取り付けられており、Ｚ軸送りモータとしてテーブル１４の頂部にサーボモータ２３及びＺ軸に沿って設置された送りネジ２９により往復駆動される。

砥石頭１７は、砥石軸１９を回転自在に軸止し、研削砥石３０を着脱自在に取り付ける。砥石軸１９には、ビルトインモータ２５が組み込まれている。砥石頭１７には第一の変位センサー３３を具備する。

ベッド１１の上面に平行で、門型コラム１２と直角方向に往復移動可能なサドル１３が取り付けられており、Ｘ軸送り機能のサーボモータ２１及びＸ軸に沿って設置された送りネジ２７により往復駆動される。サドル１３の上面には旋回テーブル１６が鉛直な軸線方向（Ｃ軸）を中心として旋回自在可能に取り付けられており、旋回テーブル１６にはビルトインモータ２４が組み込まれている。

旋回テーブル１６の上面に主軸台１８が取り付けられており、主軸台１８にはＣ軸と直角に回転自在な回転主軸２０が軸止され、ワーク３２を着脱自在に装着する回転主軸２０にドレッシング砥石３１が着脱自在に取り付けられ、回転主軸にはビルトインモータ２６が組み込まれている。主軸台１８には第二の変位センサー３４が装着される。

次にワーク加工作業と、ドレッシング作業について図１〜４を用い説明する。
まずワークの加工作業について説明する。ワークの粗加工作業では、最初にワーク３２を回転主軸２０の先端に取り付けを行う。次いで、砥石軸１９と回転主軸２０をそれぞれビルトインモータ２５とビルトインモータ２６により回転させ、回転を維持させながら、サドル１３をサーボモータ２１によりＸ軸方向に移動させ、サーボモータ２３により砥石軸１９をＺ軸方向に移動させ、ワーク３２を放電加工用回転電極に近づけて、放電加工が行われる。その間加工するワークの形状寸法に合わせて、Ｘ軸、Ｙ軸を移動制御する、旋回テーブル１６をＣ軸回りに旋回制御するなど、加工に必要な加工処理制御動作を実施して、ワーク３２の先端形状を成形する。

ワークの仕上げ加工作業では、同様にワーク３２を研削砥石３０に押しつけて、研削加工が行われる。その間加工するワークの形状寸法に合わせて、Ｘ軸、Ｙ軸を移動制御する、旋回テーブル１６をＣ軸回りに旋回制御するなど、加工に必要な加工処理制御動作を実施して、ワーク３２の先端形状を成形する。

次にドレッシング作業について説明する。ドレッシング工程では、第二の変位センサー３４を研削砥石３０に接触させる。ＮＣ研削盤コントローラ３６はこの接触のタイミングを検出して、Ｘ軸の位置座標を読み取り、読み取ったＸ軸の位置座標のデータに基づいて記研削砥石３０の形状、寸法を算出する。次に第一の変位センサー３３をドレッシング砥石３１に接触させる。ＮＣ研削盤コントローラ３６は第一の変位センサー３３が接触したタイミングを検出して、Ｘ軸の位置座標を読み取り、Ｘ軸の位置座標のデータに基づいてドレッシング砥石３１の形状、寸法を算出する。

砥石頭１７の回転主軸２０の軸中心が、軸線Ａの中心と同一高さになるまでＺ軸を降下させる。ドレッシング砥石３１の切込み角度の設定に旋回テーブル１６をＣ軸回り回転して調整する。次いでドレッシング砥石３１をＸ軸、Ｙ軸同時に移動制御させて、研削砥石３０の被研削面をドレッシング砥石３１でドレッシングする。

放電加工機
平面研削盤

１０ＮＣ研削盤
１１ベッド
１２門型コラム
１３サドル
１４テーブル
１５砥石頭送り台
１６旋回テーブル
１７砥石頭
１８主軸台
１９砥石軸
２０回転主軸
２１サーボモータ
２２サーボモータ
２３サーボモータ
２４ビルトインモータ
２５ビルトインモータ（第一電動機）
２６ビルトインモータ（第二電動機）
２７送りネジ
２８送りネジ
２９送りネジ
３０研削砥石
３１ドレッシング砥石
３２ワーク
３３第一の変位センサー
３４第二の変位センサー
３５制御盤
３６ＮＣ研削盤コントローラ

Claims

放電加工法で一次加工を行い、砥石研削法で二次加工を行うＮＣ研削盤加工装置であって、
前記放電加工法に用いる放電加工用回転電極と、前記砥石研削法に用いる研削砥石とを共に回転軸上に着脱自在に軸止する第一電動機と、
前記第一電動機をＹ方向及びＺ方向に移動自在に搭載する第一テーブルと、
放電加工用回転電極と前記研削砥石をドレッシングするドレッシング砥石と、ワークとを共に回動軸に着脱自在に軸止する第二電動機と、
前記第二電動機をＸ方向及びθ方向に移動自在に搭載する第二テーブルと、
前記第一電動機と、前記第二電動機と、前記第一テーブルと、前記第二テーブルとを制御する制御器と、
を構成要素に含むＮＣ研削盤加工装置。
前記第一テーブルが第一位置センサーを搭載し、該第一位置センサーが前記ドレシング砥石の半径方向から接触し、接触時の前記第一テーブルのＹ方向およびＺ方向の位置データと、前記第二テーブルのＸ方向およびθ方向の位置データ情報に基づいて前記ドレッシング砥石の形状、寸法を求めることを特徴とする請求項１に記載のＮＣ研削盤加工装置。
前記第二テーブルが第二位置センサーを具備し、該第二位置センサーが前記研削砥石の半径方向から接触し、接触時の前記第一テーブルのＹ方向およびＺ方向の位置データと、前記第二テーブルのＸ方向およびθ方向の位置データ情報に基づいて前記研削砥石の形状、寸法を求めることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載のＮＣ研削盤加工装置。