JP2019147210A - Machine tool having rotatable table, and processing method by machine tool - Google Patents

Machine tool having rotatable table, and processing method by machine tool Download PDF

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Abstract

To provide a machine tool having a rotatable table which can automate accurate centering of a workpiece, and a processing method by the machine tool.SOLUTION: A machine tool 10 having a rotatable table 30, includes: a table 20 or a wheel spindle stock 15 that is movable along a guide rail 21; a position detection device 50 having detection probes 51 and 52 which are provided so as to be movable toward the outer periphery of a workpiece and can each detect an outer peripheral position of the workpiece W; and a control device 17 which controls each operation of the table 20 or the wheel spindle stock 15, and the rotatable table 30, a spindle head 13 and a position detection device 50, and processes the outer periphery of the workpiece W. The control device 17 includes: a center axis calculation part which determines a center axis C of the workpiece W based on the outer peripheral position of the workpiece W detected by detection probes 51 and 52; and a rotatable table rotating part which rotates the rotatable table 30 so that the center axis C of the workpiece W is parallel to the guide rail 21.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、旋回テーブルを備える工作機械及び当該工作機械による加工方法に関するものである。   The present invention relates to a machine tool including a turning table and a processing method using the machine tool.

特許文献1,2には、旋回テーブルを備える工作機械として円筒研削盤が記載されている。このような円筒研削盤では、円筒状の工作物の研削のみならず、旋回テーブルを旋回させることにより、円筒部の端部にテーパ部を有する工作物の研削が可能である。   Patent Documents 1 and 2 describe a cylindrical grinder as a machine tool including a turning table. In such a cylindrical grinding machine, not only grinding of a cylindrical workpiece but also a workpiece having a tapered portion at the end of the cylindrical portion can be ground by turning a turning table.

特開2015−217481号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-217481 特開2015−217482号公報JP2015-217482A

旋回テーブルを備える円筒研削盤では、工作物の研削時に発生するたわみや熱変位、主軸台及び心押台で工作物の両端を支持する際の主軸台及び心押台の段取移動による再現性等により、工作物の外径やテーパ角度の精度が低下するおそれがある。工作物の外径やテーパ角度の精度を確保するためには、作業者が工作物の外周位置を検出して工作物の芯出しを行う必要があるが、高精度な芯出し作業には時間が掛かるという問題がある。   In a cylindrical grinding machine equipped with a swivel table, deflection and thermal displacement that occur during grinding of the workpiece, reproducibility due to setup movement of the headstock and tailstock when supporting both ends of the workpiece with the headstock and tailstock For example, the accuracy of the outer diameter and taper angle of the workpiece may be reduced. In order to ensure the accuracy of the outer diameter and taper angle of the workpiece, it is necessary for the operator to detect the outer peripheral position of the workpiece and center the workpiece. There is a problem that it takes.

本発明は、工作物の高精度な芯出しの自動化が可能な旋回テーブルを備える工作機械及び当該工作機械による加工方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the machine tool provided with the turning table which can automate the highly accurate centering of a workpiece, and the processing method by the said machine tool.

本発明に係る旋回テーブルを備える工作機械は、ベッドと、前記ベッドの上面に設けられ、工作物の外周の研削が可能な砥石車を当該砥石車の中心軸線回りに回転可能に支持する砥石台と、前記ベッドの上面に設けられ、ガイドレールに沿って移動可能なテーブル又は前記砥石台と、前記テーブルの上面に設けられ、当該上面に対し垂直な旋回軸線回りに旋回可能な旋回テーブルと、前記旋回テーブルの上面に設けられ、前記工作物の両端をそれぞれ支持し、両支持点を通る回転軸線回りに当該工作物を回転させる主軸台及び心押台と、前記工作物の外周に向けて移動可能に設けられ、前記工作物の外周位置の検出が可能な検出プローブを有する位置検出装置と、前記テーブル又は前記砥石台、並びに前記旋回テーブル、前記主軸台及び前記位置検出装置の各動作を制御して、前記工作物の外周の加工を行う制御装置とを備える。   A machine tool including a swivel table according to the present invention includes a bed and a grindstone stand that is provided on the upper surface of the bed and supports a grindstone capable of grinding the outer periphery of the workpiece so as to be rotatable about the central axis of the grindstone. And a table or grindstone table provided on the upper surface of the bed and movable along a guide rail, and a turning table provided on the upper surface of the table and capable of turning about a turning axis perpendicular to the upper surface, A headstock and a tailstock that are provided on the upper surface of the swivel table, support both ends of the workpiece, rotate the workpiece around a rotation axis passing through both support points, and toward the outer periphery of the workpiece. A position detection device having a detection probe that is movably provided and capable of detecting the outer peripheral position of the workpiece, the table or the grindstone table, the turning table, the headstock, and the By controlling the respective operations of 置検 detection device, and a control device for machining of the outer periphery of the workpiece.

前記制御装置は、前記検出プローブで検出される前記工作物の外周位置に基づいて、前記工作物の中心軸線を求める中心軸線演算部と、前記工作物の中心軸線が前記ガイドレールと平行になるように、前記旋回テーブルを旋回させる旋回テーブル旋回部とを備える。   The control device includes a center axis calculation unit that obtains a center axis of the workpiece based on an outer peripheral position of the workpiece detected by the detection probe, and a center axis of the workpiece is parallel to the guide rail. Thus, a turning table turning unit for turning the turning table is provided.

本発明に係る工作機械による加工方法は、ベッドと、前記ベッドの上面に設けられ、工作物の外周の研削が可能な砥石車を当該砥石車の中心軸線回りに回転可能に支持する砥石台と、前記ベッドの上面に設けられ、前記ベッドの上面に設けられ、ガイドレールに沿って移動可能なテーブル又は前記砥石台と、前記トラバーステーブルの上面に設けられ、当該上面に対し垂直な旋回軸線回りに旋回可能な旋回テーブルと、前記旋回テーブルの上面に設けられ、前記工作物の両端をそれぞれ支持し、両支持点を通る回転軸線回りに当該工作物を回転させる主軸台及び心押台と、前記工作物の外周に向けて移動可能に設けられ、前記工作物の外周位置の検出が可能な検出プローブを有する位置検出装置と、を備える工作機械による加工方法であって、前記検出プローブで検出される前記工作物の外周位置に基づいて、前記工作物の中心軸線を求める中心軸線演算工程と、前記工作物の中心軸線が前記ガイドレールと平行になるように、前記旋回テーブルを旋回させる第一旋回テーブル旋回工程と、前記工作物の外周を研削する加工工程とを備え、前記工作物の外径が目標径となるまで前記中心軸線演算工程、前記第一旋回テーブル旋回工程及び前記加工工程を繰り返す。   A processing method by a machine tool according to the present invention includes a bed, and a grinding wheel base that is provided on the upper surface of the bed and supports a grinding wheel capable of grinding the outer periphery of the workpiece so as to be rotatable around the central axis of the grinding wheel. Provided on the upper surface of the bed, provided on the upper surface of the bed, movable along a guide rail, or the grindstone table, and provided on the upper surface of the traverse table, around a turning axis perpendicular to the upper surface. A swivel table capable of swiveling, a spindle table and a tailstock that are provided on an upper surface of the swivel table, support both ends of the workpiece, and rotate the workpiece around a rotation axis passing through both support points; A position detection device having a detection probe that is movably provided toward the outer periphery of the workpiece and capable of detecting the outer periphery position of the workpiece; A center axis calculation step for obtaining a center axis of the workpiece based on an outer peripheral position of the workpiece detected by the detection probe, and the turning so that the center axis of the workpiece is parallel to the guide rail. A first turning table turning step for turning the table, and a machining step for grinding the outer periphery of the workpiece, the center axis calculating step, turning the first turning table until the outer diameter of the workpiece reaches a target diameter The process and the processing process are repeated.

本発明によれば、工作物の外周位置の検出、工作物の中心軸線の演算、及び旋回テーブルの旋回による工作物の芯出しは、工作機械において自動的に高精度に実行可能である。これにより、工作機械は、工作物の搬入状態や加工状態において高精度な芯出しが可能となる。そして、工作機械は、テーブル又は砥石台のガイドレールに沿った移動により円筒状の工作物の外周を加工する。よって、加工後の工作物の外径やテーパ角度の精度を向上できる。   According to the present invention, the detection of the outer peripheral position of the workpiece, the calculation of the center axis of the workpiece, and the centering of the workpiece by turning of the turning table can be automatically performed with high accuracy in the machine tool. As a result, the machine tool can perform high-precision centering in the loaded state and the processed state of the workpiece. And a machine tool processes the outer periphery of a cylindrical workpiece by the movement along the guide rail of a table or a grindstone base. Therefore, the accuracy of the outer diameter and taper angle of the workpiece after processing can be improved.

本実施形態の工作機械をY軸線方向から見た図である。It is the figure which looked at the machine tool of this embodiment from the Y-axis direction. 図1の工作機械を構成する位置検出装置をY軸線方向から見た図である。It is the figure which looked at the position detection apparatus which comprises the machine tool of FIG. 1 from the Y-axis direction. 図2Aの位置検出装置をZ軸線方向から見た図である。It is the figure which looked at the position detection apparatus of FIG. 2A from the Z-axis line direction. 図2Aの位置検出装置をX軸線方向から見た図である。It is the figure which looked at the position detection apparatus of FIG. 2A from the X-axis direction. 図2Aの位置検出装置の動作状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation state of the position detection apparatus of FIG. 2A. 図2Aの位置検出装置で小径の工作物を検出する際の動作状態を示す図であり、検出プローブが退避位置に位置決めされている状態である。It is a figure which shows the operation state at the time of detecting a small diameter workpiece with the position detection apparatus of FIG. 2A, and is a state in which the detection probe is positioned at the retracted position. 図2Aの位置検出装置で小径の工作物を検出する際の動作状態を示す図であり、検出プローブが検出開始位置に位置決めされている状態である。It is a figure which shows the operation state at the time of detecting a small diameter workpiece with the position detection apparatus of FIG. 2A, and is a state in which the detection probe is positioned at the detection start position. 図2Aの位置検出装置で小径の工作物を検出する際の動作状態を示す図であり、検出プローブが第一検出位置に位置決めされている状態である。It is a figure which shows the operation state at the time of detecting a small diameter workpiece with the position detection apparatus of FIG. 2A, and is a state in which the detection probe is positioned at the first detection position. 図2Aの位置検出装置で小径の工作物を検出する際の動作状態を示す図であり、検出プローブが第二検出位置に位置決めされている状態である。It is a figure which shows the operation state at the time of detecting a small diameter workpiece with the position detection apparatus of FIG. 2A, and is a state in which the detection probe is positioned at the second detection position. 図2Aの位置検出装置で小径の工作物を検出する際の動作状態を示す図であり、検出プローブが退避位置に戻って位置決めされている状態である。It is a figure which shows the operation state at the time of detecting a small diameter workpiece with the position detection apparatus of FIG. 2A, and is a state in which the detection probe is returned and positioned. 図2Aの位置検出装置で大径の工作物を検出する際の動作状態を示す図であり、検出プローブが退避位置に位置決めされている状態である。It is a figure which shows the operation state at the time of detecting a large diameter workpiece with the position detection apparatus of FIG. 2A, and is a state in which the detection probe is positioned at the retracted position. 図2Aの位置検出装置で大径の工作物を検出する際の動作状態を示す図であり、第一検出プローブが検出開始位置に位置決めされている状態である。It is a figure which shows the operation state at the time of detecting a large diameter workpiece with the position detection apparatus of FIG. 2A, and is a state in which the first detection probe is positioned at the detection start position. 図2Aの位置検出装置で大径の工作物を検出する際の動作状態を示す図であり、第一検出プローブが第一検出位置に位置決めされている状態である。It is a figure which shows the operation state at the time of detecting a large diameter workpiece with the position detection apparatus of FIG. 2A, and is a state in which the first detection probe is positioned at the first detection position. 図2Aの位置検出装置で大径の工作物を検出する際の動作状態を示す図であり、第一検出プローブが退避位置に戻って位置決めされている状態である。It is a figure which shows the operation state at the time of detecting a large diameter workpiece with the position detection apparatus of FIG. 2A, and is a state in which the first detection probe is returned to the retracted position. 図2Aの位置検出装置で大径の工作物を検出する際の動作状態を示す図であり、第二検出プローブが検出開始位置に位置決めされている状態である。It is a figure which shows the operation state at the time of detecting a large diameter workpiece with the position detection apparatus of FIG. 2A, and is a state in which the second detection probe is positioned at the detection start position. 図2Aの位置検出装置で大径の工作物を検出する際の動作状態を示す図であり、第二検出プローブが第二検出位置に位置決めされている状態である。It is a figure which shows the operation state at the time of detecting a large diameter workpiece with the position detection apparatus of FIG. 2A, and is a state in which the second detection probe is positioned at the second detection position. 図2Aの位置検出装置で大径の工作物を検出する際の動作状態を示す図であり、第二検出プローブが退避位置に戻って位置決めされている状態である。It is a figure which shows the operation state at the time of detecting a large diameter workpiece with the position detection apparatus of FIG. 2A, and is a state in which the second detection probe is returned to the retracted position and positioned. 図1の工作機械を構成するカバーをY軸線方向から見た図である。It is the figure which looked at the cover which comprises the machine tool of FIG. 1 from the Y-axis direction. 図6AのカバーをZ軸線方向から見た図である。It is the figure which looked at the cover of Drawing 6A from the Z-axis direction. 旋回テーブルを反時計回りに旋回したときの図6Aのカバーの動作状態を示す図である。It is a figure which shows the operation state of the cover of FIG. 6A when turning a turning table counterclockwise. 旋回テーブルを時計回りに旋回したときの図6Aのカバーの動作状態を示す図である。It is a figure which shows the operation state of the cover of FIG. 6A when turning a turning table clockwise. 図1の工作機械を構成する主軸台の内部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of the head stock which comprises the machine tool of FIG. 図8AのVIIIB-VIIIB矢視断面図である。It is a VIIIB-VIIIB arrow sectional view of Drawing 8A. 図8AのVIIIC-VIIIC矢視断面図である。It is a VIIIC-VIIIC arrow sectional view of Drawing 8A. 円筒状の工作物の研削方法における位置検出動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the position detection operation | movement in the grinding method of a cylindrical workpiece. 円筒状の工作物の研削方法における旋回テーブルの旋回動作及び研削動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the turning operation | movement and grinding operation | movement of a turning table in the grinding method of a cylindrical workpiece. 図1の工作機械に工作物を搬入した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which carried in the workpiece into the machine tool of FIG. 図10の工作機械に搬入された工作物の位置検出を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the position detection of the workpiece carried in to the machine tool of FIG. 図11の工作物の旋回を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating turning of the workpiece of FIG. 図12の工作物の研削後の状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state after grinding of the workpiece of FIG. テーパ部を有する円筒状の工作物の研削方法における旋回テーブルの旋回動作及び研削動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the turning operation | movement and grinding operation | movement of a turning table in the grinding method of the cylindrical workpiece which has a taper part. テーパ部を有する円筒状の工作物の研削方法における位置検出動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the position detection operation | movement in the grinding method of the cylindrical workpiece which has a taper part. テーパ部を有する円筒状の工作物の研削方法におけるテーパ部の検証動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the verification operation | movement of the taper part in the grinding method of the cylindrical workpiece which has a taper part. 図13の研削後の工作物に付けるテーパ部を示す平面図である。It is a top view which shows the taper part attached to the workpiece after grinding of FIG. 図15の工作物の旋回を説明するための平面図である。FIG. 16 is a plan view for explaining the turning of the workpiece in FIG. 15. 図16の工作物の位置検出を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the position detection of the workpiece of FIG. 図17の工作物の修正旋回を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the correction | amendment turning of the workpiece of FIG. 図18の工作物の研削後の状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state after grinding of the workpiece of FIG.

(1.円筒研削盤の構成)
本実施形態に係る旋回テーブルを備える工作機械としてテーブルトラバース型の円筒研削盤を一例として、図1を参照して説明する。なお、図1においては、後述するトラバーステーブル20の移動方向を直交三軸のうちのZ軸線方向とし、砥石台15の移動方向を直交三軸のうちのX軸線方向とし、Z軸線方向及びX軸線方向に直角な方向を直交三軸のうちのY軸線方向とする。
(1. Configuration of cylindrical grinding machine)
A table traverse type cylindrical grinder will be described as an example of a machine tool including a turning table according to the present embodiment with reference to FIG. In FIG. 1, the moving direction of a traverse table 20 to be described later is the Z-axis direction of the three orthogonal axes, the moving direction of the grindstone table 15 is the X-axis direction of the three orthogonal axes, the Z-axis direction and the X-axis direction. A direction perpendicular to the axial direction is defined as a Y-axis direction of three orthogonal axes.

図1に示すように、円筒研削盤10は、床面に載置されるベッド11と、ベッド11の上面に設けられるテーブルユニット12と、テーブルユニット12の上面に設けられる主軸台13及び心押台14と、ベッド11の上面に設けられ、砥石車16を有する砥石台15と、砥石台15に設けられる位置検出装置50と、ベッド11の側面に設けられる制御装置17とを備える。   As shown in FIG. 1, the cylindrical grinding machine 10 includes a bed 11 placed on a floor surface, a table unit 12 provided on the upper surface of the bed 11, a headstock 13 and a tailstock provided on the upper surface of the table unit 12. The base 14 includes a grinding wheel base 15 having a grinding wheel 16 provided on the upper surface of the bed 11, a position detection device 50 provided on the grinding wheel base 15, and a control device 17 provided on a side surface of the bed 11.

テーブルユニット12は、ベッド11の上面に設けられるトラバーステーブル20と、トラバーステーブル20の上面に設けられる旋回テーブル30と、トラバーステーブル20の上面において旋回テーブル30を旋回させるアクチュエータ40とを備える。   The table unit 12 includes a traverse table 20 provided on the upper surface of the bed 11, a turning table 30 provided on the upper surface of the traverse table 20, and an actuator 40 that turns the turning table 30 on the upper surface of the traverse table 20.

トラバーステーブル20は、上面視が長尺状の矩形状に形成される。トラバーステーブル20は、図略のアクチュエータ(リニアモータ等)の駆動によって、ベッド11上にてZ軸線方向に敷設されるガイドレール21に沿って移動可能である。トラバーステーブル20の上面は、旋回テーブル30の下面が摺動可能となるように、きさげ加工等が施されている。   The traverse table 20 is formed in a rectangular shape that is long when viewed from above. The traverse table 20 is movable along a guide rail 21 laid in the Z-axis direction on the bed 11 by driving an actuator (not shown) such as a linear motor. The upper surface of the traverse table 20 is subjected to scuffing or the like so that the lower surface of the swivel table 30 can slide.

旋回テーブル30は、上面視が扁平の六角形状に形成される。旋回テーブル30は、トラバーステーブル20の上面を摺動しながら、旋回軸30aを中心にY軸線回りに旋回可能に支持される。図1には、旋回テーブル30がZ軸線に対して旋回角度θをとった状態が示されている。旋回テーブル30の下面は、トラバーステーブル20の上面と同様に、きさげ加工等が施されている。   The turntable 30 is formed in a hexagonal shape that is flat when viewed from above. The swivel table 30 is supported so as to be able to swivel around the swivel axis 30a around the Y axis while sliding on the upper surface of the traverse table 20. FIG. 1 shows a state in which the turning table 30 has a turning angle θ with respect to the Z axis. Similar to the upper surface of the traverse table 20, the lower surface of the turning table 30 is subjected to scuffing or the like.

アクチュエータ40は、旋回テーブル30の旋回角度θを調整する。アクチュエータ40は、トラバーステーブル20の上面の一端側に設けられ、トラバーステーブル20に対する旋回テーブル30の一端側の位置を移動させる。より詳細には、アクチュエータ40は、トラバーステーブル20の上面の一端側に設けられるモータ41と、モータ41に連結されるボールねじ42と、旋回テーブル30の一端側に設けられるボールねじナット43とを備える。   The actuator 40 adjusts the turning angle θ of the turning table 30. The actuator 40 is provided on one end side of the upper surface of the traverse table 20, and moves the position on one end side of the turning table 30 with respect to the traverse table 20. More specifically, the actuator 40 includes a motor 41 provided on one end of the upper surface of the traverse table 20, a ball screw 42 connected to the motor 41, and a ball screw nut 43 provided on one end of the turning table 30. Prepare.

アクチュエータ40は、モータ41の駆動よりボールねじ42が回転し、ボールねじナット43の位置がX−Z平面上において移動することで、旋回テーブル30を旋回させる。そして、旋回テーブル30が旋回した状態において、旋回テーブル30をトラバーステーブル20に固定するため、旋回テーブル30の長手方向の両端側にはクランプ装置31a,31bが設けられる。   In the actuator 40, the ball screw 42 is rotated by the drive of the motor 41, and the position of the ball screw nut 43 moves on the XZ plane, so that the turning table 30 is turned. In order to fix the turning table 30 to the traverse table 20 in a state where the turning table 30 is turned, clamp devices 31 a and 31 b are provided on both ends in the longitudinal direction of the turning table 30.

ここで、旋回テーブル30を旋回させると、トラバーステーブル20の上面には三角形の面が露出するが、この露出面にクーラントや切削油、研削屑や砥粒等が付着すると、旋回テーブル30の旋回時に摩耗やこじれが発生し、旋回角度の精度が低下するおそれがある。そこで、トラバーステーブル20と旋回テーブル30の間には、図6A及び図6Bに示すように、トラバーステーブル20の上面を保護するカバー60が配置される。なお、このカバー60の詳細については後述する。   Here, when the swivel table 30 is swung, a triangular surface is exposed on the upper surface of the traverse table 20, but when coolant, cutting oil, grinding scraps, abrasive grains, or the like adhere to the exposed surface, the swivel table 30 swivels. Sometimes wear and twisting occur, and the accuracy of the turning angle may be reduced. Therefore, a cover 60 that protects the upper surface of the traverse table 20 is disposed between the traverse table 20 and the turning table 30, as shown in FIGS. 6A and 6B. Details of the cover 60 will be described later.

主軸台13及び心押台14は、センタ13a及びセンタ14aをそれぞれ備え、テーブルユニット12の上面に固定される。主軸台13のセンタ13a及び心押台14のセンタ14aは、円筒状の工作物Wの両端をそれぞれ支持する。主軸台13には、工作物Wをセンタ13a,14aの両支持点を通る中心軸線回りに回転させるための主軸モータ13bが内蔵される。   The headstock 13 and the tailstock 14 include a center 13a and a center 14a, respectively, and are fixed to the upper surface of the table unit 12. The center 13a of the head stock 13 and the center 14a of the tailstock 14 respectively support both ends of the cylindrical workpiece W. The spindle stock 13 incorporates a spindle motor 13b for rotating the workpiece W around a central axis passing through both support points of the centers 13a and 14a.

ここで、主軸台13には、図8に示すように、センタ13aを支持するベアリング13cが内蔵される。工作物Wの回転時には、主軸モータ13bやベアリング13cの発熱等で主軸台13は高温になる。この状態で例えば非常停止等で主軸モータ13bの駆動を停止した場合、主軸台13の内部が冷却していくに従って内部圧力が低下し、主軸台13の外装に付着したクーラントや切削油等を吸い込んでしまうおそれがある。   Here, as shown in FIG. 8, a bearing 13c for supporting the center 13a is built in the headstock 13. When the workpiece W is rotated, the headstock 13 becomes hot due to heat generated by the spindle motor 13b and the bearing 13c. In this state, for example, when the drive of the spindle motor 13b is stopped by an emergency stop or the like, the internal pressure decreases as the inside of the spindle base 13 cools down, and the coolant or cutting oil adhering to the exterior of the spindle base 13 is sucked in. There is a risk of it.

そこで、主軸台13には、クーラントや切削油等が主軸台13の隙間からセンタ13aを支持するベアリング13cへ浸入することを抑制するため、高圧のエアを主軸台13の外部から内部へ供給するためのエアパージ経路130(13d,13e,13f,13g)が設けられる。なお、エアパージ経路130(13d,13e,13f,13g)の詳細については後述する。   Therefore, high-pressure air is supplied to the head stock 13 from the outside of the head stock 13 in order to prevent coolant, cutting oil, and the like from entering the bearing 13 c that supports the center 13 a from the clearance of the head stock 13. Air purge path 130 (13d, 13e, 13f, 13g) is provided. The details of the air purge path 130 (13d, 13e, 13f, 13g) will be described later.

砥石台15は、研削加工に用いられる工具(砥石車16)を保持し、図略のアクチュエータ(リニアモータ等)の駆動によって、ベッド11上にてX軸線方向に敷設されるガイドレール15aに沿って移動可能である。砥石台15は、工作物Wの外周の研削が可能な砥石車16の中心軸線16aがZ軸線方向を向くようにして、当該砥石車16を中心軸線16a回りに回転可能に支持する。なお、ベッド11上にて砥石台15をZ軸線方向へ移動可能とするように、Z軸線方向にガイドレールを敷設してもよい。   The grindstone table 15 holds a tool (grinding wheel 16) used for grinding and is driven along a guide rail 15a laid on the bed 11 in the X-axis direction by driving an actuator (not shown) such as a linear motor. Can be moved. The grinding wheel base 15 supports the grinding wheel 16 rotatably around the central axis 16a so that the central axis 16a of the grinding wheel 16 capable of grinding the outer periphery of the workpiece W faces the Z-axis direction. A guide rail may be laid in the Z-axis direction so that the grindstone table 15 can be moved in the Z-axis direction on the bed 11.

位置検出装置50は、砥石台15に設けられ、2つの独立動作可能な第一、第二検出プローブ51,52で工作物Wの外周位置や端面位置を検出する。1つの検出プローブで検出する場合は、検出範囲が砥石台15のX軸線方向のストロークに制限されるが、位置検出装置50は、2つの独立動作可能な第一、第二検出プローブ51,52で検出するので、検出範囲は砥石台15のX軸線方向のストロークの制限を受け難くなる。   The position detection device 50 is provided on the grindstone table 15 and detects the outer peripheral position and the end face position of the workpiece W with the first and second detection probes 51 and 52 that can be independently operated. When detecting with one detection probe, the detection range is limited to the stroke in the X-axis direction of the grindstone table 15, but the position detection device 50 has two first and second detection probes 51 and 52 that can operate independently. Therefore, it is difficult for the detection range to be restricted by the stroke of the grinding wheel base 15 in the X-axis direction.

また、円筒研削盤10で円筒状の工作物Wを研削する場合、工作物Wに振れがあるときや、旋回テーブル30の旋回角度を0度に設定しても、工作物Wの中心軸線がトラバーステーブル20のガイドレール21に対し傾いているとき等は、工作物Wの両端側の外周位置をそれぞれ検出し、検出した外周位置に基づいて工作物Wの芯出しを行う必要がある。配置間隔が固定された2つの検出プローブで検出する場合は、小径の工作物Wの検出動作時間が長くなる傾向にあるが、位置検出装置50は、2つの独立動作可能な第一、第二検出プローブ51,52で検出するので、上記検出動作時間を短縮できる。なお、位置検出装置50の詳細については後述する。   In addition, when grinding a cylindrical workpiece W with the cylindrical grinding machine 10, the center axis of the workpiece W is maintained even when the workpiece W is shaken or the turning angle of the turning table 30 is set to 0 degree. When the traverse table 20 is tilted with respect to the guide rail 21, it is necessary to detect the outer peripheral positions on both ends of the workpiece W and to center the workpiece W based on the detected outer peripheral positions. In the case of detection with two detection probes with fixed arrangement intervals, the detection operation time of the small-diameter workpiece W tends to be long. Since detection is performed by the detection probes 51 and 52, the detection operation time can be shortened. Details of the position detection device 50 will be described later.

制御装置17は、工作物Wの回転及び砥石車16の回転を制御すると共に、工作物Wと砥石車16との相対移動(直交三軸のうちのZ軸線方向及びX軸線方向の移動)を制御することにより工作物Wの外周を研削する。また、制御装置17は、位置検出装置50の動作を制御し、検出した工作物Wの外周位置に基づいて、工作物Wの中心軸線や外径等を算出し、またテーパ部を有する工作物Wのテーパ角度を算出する。   The control device 17 controls the rotation of the workpiece W and the grinding wheel 16, and the relative movement between the workpiece W and the grinding wheel 16 (movement in the Z-axis direction and the X-axis direction among three orthogonal axes). The outer periphery of the workpiece W is ground by controlling. Further, the control device 17 controls the operation of the position detection device 50, calculates the center axis, outer diameter, and the like of the workpiece W based on the detected outer peripheral position of the workpiece W, and also has a tapered portion. The taper angle of W is calculated.

(2.位置検出装置の構成)
図2A−図2Cに示すように、位置検出装置50は、砥石台15の上面に設けられ、砥石台15とともにベッド11上にてX軸線方向に移動可能である。これにより、位置検出装置50専用の移動装置は不要となり、コスト低減が図れる。位置検出装置50は、工作物Wの外周位置をそれぞれ検出する第一検出プローブ51及び第二検出プローブ52と、第一、第二検出プローブ51,52がそれぞれ取り付けられる第一アーム53及び第二アーム54と、第一、第二アーム53,54をそれぞれ回転させる第一油圧シリンダ55及び第二油圧シリンダ56とを備える。
(2. Configuration of position detection device)
As shown in FIGS. 2A to 2C, the position detection device 50 is provided on the upper surface of the grindstone table 15 and can move along the grindstone table 15 on the bed 11 in the X-axis direction. This eliminates the need for a moving device dedicated to the position detection device 50, thereby reducing costs. The position detection device 50 includes a first detection probe 51 and a second detection probe 52 that detect the outer peripheral position of the workpiece W, respectively, and a first arm 53 and a second arm to which the first and second detection probes 51 and 52 are respectively attached. The arm 54 includes a first hydraulic cylinder 55 and a second hydraulic cylinder 56 that rotate the first and second arms 53 and 54, respectively.

第一検出プローブ51及び第一アーム53は、砥石台15の上面前側(工作物W側)において、第一油圧シリンダ55で回転軸50aを中心にZ軸線回りに回転可能に支持され、第二検出プローブ52及び第二アーム54は、砥石台15の上面前側において、第二油圧シリンダ56で回転軸50aを中心にZ軸線回りに回転可能に支持される。図2A−図2Cにおいては、第一、第二検出プローブ51,52は、砥石台15に対し上方の退避位置に位置決めされた状態を示す。   The first detection probe 51 and the first arm 53 are supported by the first hydraulic cylinder 55 so as to be rotatable around the rotation axis 50a around the Z axis on the upper front side (workpiece W side) of the grindstone base 15, The detection probe 52 and the second arm 54 are supported by the second hydraulic cylinder 56 so as to be rotatable about the rotation axis 50a around the Z axis on the front upper surface side of the grindstone base 15. 2A to 2C, the first and second detection probes 51 and 52 are positioned at the upper retreat position with respect to the grindstone table 15.

第一、第二検出プローブ51,52は、一般的な接触式のプローブであり、先端の接触子51a,52aで接触した位置をそれぞれ検出する。なお、第一、第二検出プローブ51,52は、光やレーザ等の非接触式のプローブでもよい。
第一、第二アーム53,54は、L字状にそれぞれ形成され、図2A−図2Cにおいては、X軸線方向に見たときに同一方向を向く逆L字となるようにして、Z軸線方向に並べて配置される。ここで、第一、第二アーム53,54におけるZ軸線方向に延びる上部を折れ曲がり部53a,54aと称し、折れ曲がり部53a,54aよりも下部を基部53b,54bと称する。
The first and second detection probes 51 and 52 are general contact-type probes, and detect the positions touched by the contact members 51a and 52a at the tips. The first and second detection probes 51 and 52 may be non-contact probes such as light and laser.
The first and second arms 53 and 54 are each formed in an L shape. In FIGS. 2A to 2C, the Z axis line is formed so as to be reverse L shapes facing the same direction when viewed in the X axis direction. Arranged side by side. Here, upper portions of the first and second arms 53 and 54 extending in the Z-axis direction are referred to as bent portions 53a and 54a, and lower portions of the bent portions 53a and 54a are referred to as base portions 53b and 54b.

第一、第二アーム53,54の基部53b,54bの下端側は、砥石台15の上面前側において、同一の回転軸50aを中心にZ軸線回りに自由回転可能にそれぞれ支持される。第一、第二アーム53,54の折れ曲がり部53a,54aの自由端部側には、第一、第二検出プローブ51,52の接触子51a,52aが工作物W側を向くようにして、第一、第二検出プローブ51,52が折れ曲がり部53a,54aの自由端から突出するようにそれぞれ取り付けられる。   The lower ends of the bases 53b and 54b of the first and second arms 53 and 54 are supported on the front side of the upper surface of the grindstone base 15 so as to be freely rotatable around the same rotation axis 50a around the Z axis. On the free end side of the bent portions 53a and 54a of the first and second arms 53 and 54, the contacts 51a and 52a of the first and second detection probes 51 and 52 are directed to the workpiece W side, The first and second detection probes 51 and 52 are attached so as to protrude from the free ends of the bent portions 53a and 54a, respectively.

第一アーム53の基部53bの略中央部には、第一油圧シリンダ55のロッド55aの先端が自由回転可能に取り付けられ、第一油圧シリンダ55の後端は、砥石台15の上面後側(工作物Wとは逆側)において自由回転可能に取り付けられる。第二アーム54の基部54bの上部には、第二油圧シリンダ56のロッド56aの先端が自由回転可能に取り付けられる。第二油圧シリンダ56の後端は、砥石台15の上面後側において自由回転可能に取り付けられる。   The front end of the rod 55a of the first hydraulic cylinder 55 is attached to a substantially central portion of the base 53b of the first arm 53 so as to be freely rotatable, and the rear end of the first hydraulic cylinder 55 is the rear side of the upper surface of the grinding wheel base 15 ( It is attached so as to be freely rotatable on the side opposite to the workpiece W). The tip of the rod 56a of the second hydraulic cylinder 56 is attached to the upper part of the base 54b of the second arm 54 so as to be freely rotatable. The rear end of the second hydraulic cylinder 56 is mounted on the rear side of the upper surface of the grinding wheel base 15 so as to be freely rotatable.

第一、第二アーム53,54の折れ曲がり部53a,54aは、折れ曲がり部53a,54aの自由端側にそれぞれ取り付けられる第一、第二検出プローブ51,52が同一XY平面上において平行になる長さに形成される。これにより、第一、第二検出プローブ51,52は、工作物Wの同一外円周上の外周位置をそれぞれ検出できる。   The bent portions 53a and 54a of the first and second arms 53 and 54 are long so that the first and second detection probes 51 and 52 attached to the free ends of the bent portions 53a and 54a are parallel on the same XY plane. Formed. Thereby, the 1st, 2nd detection probes 51 and 52 can detect the outer periphery position on the same outer periphery of the workpiece W, respectively.

また、第一、第二アーム53,54の折れ曲がり部53a,54aは、第一、第二検出プローブ51,52の接触子51a,52aにおける工作物Wの中心軸線C方向の位置(図2Cの点Q)が一致する長さに形成される。これにより、接触子51a,52aは、工作物Wの中心軸線C方向の位置が一致して固定されることになるので、第一、第二アーム53,54がそれぞれ別の動作をしても、接触子51a,52aの位置決めにおいて、工作物Wの形状や工作物Wの支持などによる誤差の影響を抑制でき、精度良く測定することができる。また、第一、第二アーム53,54の折れ曲がり部53a,54aの長さを調整することで、第一、第二アーム53,54を回転させる駆動部などと干渉しないで、加工部に近い位置で測定することができる。   Further, the bent portions 53a and 54a of the first and second arms 53 and 54 are positioned in the direction of the center axis C of the workpiece W in the contacts 51a and 52a of the first and second detection probes 51 and 52 (see FIG. 2C). The points Q) are formed to coincide with each other. As a result, the contacts 51a and 52a are fixed so that the positions of the workpiece W in the direction of the central axis C coincide with each other, so that the first and second arms 53 and 54 perform different operations. In the positioning of the contacts 51a and 52a, the influence of errors due to the shape of the workpiece W and the support of the workpiece W can be suppressed, and measurement can be performed with high accuracy. Further, by adjusting the lengths of the bent portions 53a and 54a of the first and second arms 53 and 54, the first and second arms 53 and 54 are close to the processing portion without interfering with the drive unit that rotates the first and second arms 53 and 54. Can be measured in position.

また、第一アーム53の基部53bは、円筒研削盤10で加工可能な最大径の工作物Wの砥石車16と反対側(作業者側)の外周位置を検出する際、当該工作物Wと第一検出プローブ51とが干渉しない長さに形成される。なお、第一、第二アーム53,54の回転軸50aは、同一の回転軸としたが、回転軸50aを異なるものにしても良い。また、第一油圧シリンダ55や第二油圧シリンダ56は、油圧シリンダとしたが、モータやその他の駆動アクチュエータでも良い。   Further, when the base 53b of the first arm 53 detects the outer peripheral position of the workpiece W having the maximum diameter that can be machined by the cylindrical grinding machine 10 on the side opposite to the grinding wheel 16 (operator side), The first detection probe 51 is formed to a length that does not interfere with it. In addition, although the rotating shaft 50a of the first and second arms 53 and 54 is the same rotating shaft, the rotating shaft 50a may be different. The first hydraulic cylinder 55 and the second hydraulic cylinder 56 are hydraulic cylinders, but may be motors or other drive actuators.

(3.位置検出装置の動作)
図3に示すように、第一、第二油圧シリンダ55,56のロッド55a,56aが伸縮することにより、第一、第二アーム53,54は、第一、第二検出プローブ51,52とともに所定角度φの範囲内で回転軸50aを中心にZ軸線回りに回転する。すなわち、図3の実線で示すように、第一、第二油圧シリンダ55,56のロッド55a,56aの伸長により、第一、第二アーム53,54が所定角度φの一方側(工作物W側)の角度に回転したとき、第一、第二検出プローブ51,52は、工作物Wの外周位置の検出が可能な検出開始位置に位置決めされる。
(3. Operation of position detection device)
As shown in FIG. 3, the rods 55 a and 56 a of the first and second hydraulic cylinders 55 and 56 expand and contract, so that the first and second arms 53 and 54 together with the first and second detection probes 51 and 52. It rotates around the Z axis around the rotation axis 50a within a range of a predetermined angle φ. That is, as shown by the solid line in FIG. 3, the first and second arms 53 and 54 are moved to one side of the predetermined angle φ (workpiece W by the extension of the rods 55a and 56a of the first and second hydraulic cylinders 55 and 56). The first and second detection probes 51 and 52 are positioned at a detection start position where the outer peripheral position of the workpiece W can be detected.

そして、第一、第二検出プローブ51,52は、工作物Wの中心軸線Cを挟んで180度隔てた外周位置、すなわち工作物Wの外周円CCと工作物Wの中心軸線C及び砥石車16の中心軸線16aを通るX軸線に平行な直線Sとの2つの交点P1,P2(以下、「第一、第二検出位置P1,P2」という)の位置のXZ座標値を検出する。   The first and second detection probes 51 and 52 are positioned at an outer peripheral position 180 degrees apart from the center axis C of the workpiece W, that is, the outer circumference CC of the workpiece W, the center axis C of the workpiece W, and the grinding wheel. XZ coordinate values of the positions of two intersections P1, P2 (hereinafter referred to as “first and second detection positions P1, P2”) with a straight line S parallel to the X axis passing through the 16 central axis 16a are detected.

また、図3の一点鎖線で示すように、第一、第二油圧シリンダ55,56のロッド55a,56aの縮小により、第一、第二アーム53,54が所定角度φの他方側の角度に回転したとき、第一、第二検出プローブ51,52は、上述の検出開始位置から上方(Y軸線方向)へ退避した退避位置に位置決めされる。このように、第一、第二検出プローブ51,52は、それぞれ独立して検出開始位置と退避位置の間を移動できるので、一方の検出プローブの検出時のときに他方の検出プローブが工作物W等と干渉する場合は、他方の検出プローブは退避して当該干渉を回避できる。   Also, as shown by the one-dot chain line in FIG. 3, the first and second arms 53 and 54 are brought to the other angle of the predetermined angle φ by reducing the rods 55a and 56a of the first and second hydraulic cylinders 55 and 56. When rotated, the first and second detection probes 51 and 52 are positioned at the retracted position retracted upward (Y-axis direction) from the above-described detection start position. In this way, the first and second detection probes 51 and 52 can move independently between the detection start position and the retracted position, so that when one detection probe is detected, the other detection probe is moved to the workpiece. When interfering with W or the like, the other detection probe can be retracted to avoid the interference.

例えば、図4Aに示すように、第一、第二検出プローブ51,52における工作物Wの径方向の配置間隔Hよりも小径d(<H)の工作物Wの第一、第二検出位置P1,P2を検出する場合を説明する。なお、位置検出装置50は、第一、第二アーム53,54を回転する際に、第一、第二検出プローブ51,52が当該工作物Wと干渉しない位置に位置決めされているものとする。   For example, as shown in FIG. 4A, the first and second detection positions of the workpiece W having a smaller diameter d (<H) than the radial arrangement interval H of the workpiece W in the first and second detection probes 51 and 52. A case where P1 and P2 are detected will be described. The position detection device 50 is positioned at a position where the first and second detection probes 51 and 52 do not interfere with the workpiece W when the first and second arms 53 and 54 are rotated. .

先ず、図4Bに示すように、図略の第一、第二油圧シリンダ55,56のロッド55a,56aを伸長させて第一、第二アーム53,54を同時に回転させ、第一、第二検出プローブ51,52を検出開始位置に位置決めする。このとき、第一、第二検出プローブ51,52の接触子51a,52aは、工作物Wの外周からそれぞれ離間している。   First, as shown in FIG. 4B, the rods 55a and 56a of the first and second hydraulic cylinders 55 and 56 (not shown) are extended to rotate the first and second arms 53 and 54 at the same time. The detection probes 51 and 52 are positioned at the detection start position. At this time, the contacts 51 a and 52 a of the first and second detection probes 51 and 52 are separated from the outer periphery of the workpiece W, respectively.

次に、図4Cに示すように、位置検出装置50(砥石台15)をX軸線方向の工作物Wから離間する方向に移動させ、第一検出プローブ51の接触子51aを工作物Wの外周に接触させて第一検出位置P1を検出する。次に、図4Dに示すように、位置検出装置50(砥石台15)をX軸線方向の工作物Wに接近する方向に移動させ、第二検出プローブ52の接触子52aを工作物Wの外周に接触させて第二検出位置P2を検出する。   Next, as shown in FIG. 4C, the position detection device 50 (grindstone base 15) is moved away from the workpiece W in the X-axis direction, and the contact 51 a of the first detection probe 51 is moved to the outer periphery of the workpiece W. And the first detection position P1 is detected. Next, as shown in FIG. 4D, the position detection device 50 (grindstone base 15) is moved in a direction approaching the workpiece W in the X-axis direction, and the contact 52 a of the second detection probe 52 is moved to the outer periphery of the workpiece W. To detect the second detection position P2.

その後、位置検出装置50(砥石台15)をX軸線方向の工作物Wから離間する方向に移動させ、第一、第二検出プローブ51,52を検出開始位置に戻す。そして、図4Eに示すように、第一、第二油圧シリンダ55,56のロッド55a,56aを縮小させて第一、第二アーム53,54を同時に回転させ、第一、第二検出プローブ51,52を検出開始位置から上方の退避位置に位置決めする。以上により、当該工作物Wの第一、第二検出位置P1,P2の検出が完了する。   Thereafter, the position detection device 50 (grinding wheel base 15) is moved away from the workpiece W in the X-axis direction, and the first and second detection probes 51 and 52 are returned to the detection start position. Then, as shown in FIG. 4E, the rods 55a and 56a of the first and second hydraulic cylinders 55 and 56 are contracted to rotate the first and second arms 53 and 54 at the same time. , 52 are positioned at the retracted position above the detection start position. Thus, the detection of the first and second detection positions P1, P2 of the workpiece W is completed.

また、例えば、図5Aに示すように、第一、第二検出プローブ51,52における工作物Wの径方向の配置間隔Hよりも大径D(>H)の工作物Wの第一、第二検出位置P1,P2を検出する場合を説明する。なお、位置検出装置50は、第一アーム53を回転する際に、第一検出プローブ51が当該工作物Wと干渉しない位置に位置決めされているものとする。   For example, as shown in FIG. 5A, the first and second workpieces W having a diameter D (> H) larger than the radial arrangement interval H of the workpieces W in the first and second detection probes 51 and 52. A case where the two detection positions P1 and P2 are detected will be described. The position detection device 50 is assumed to be positioned at a position where the first detection probe 51 does not interfere with the workpiece W when the first arm 53 is rotated.

先ず、図5Bに示すように、図略の第一油圧シリンダ55のロッド55aを伸長させて第一アーム53を回転させ、第一検出プローブ51を検出開始位置に位置決めする。このとき、第一検出プローブ51の接触子51aは、工作物Wの外周から離間している。   First, as shown in FIG. 5B, the rod 55a of the first hydraulic cylinder 55 (not shown) is extended to rotate the first arm 53, and the first detection probe 51 is positioned at the detection start position. At this time, the contact 51 a of the first detection probe 51 is separated from the outer periphery of the workpiece W.

次に、図5Cに示すように、位置検出装置50(砥石台15)をX軸線方向の工作物Wから離間する方向に移動させ、第一検出プローブ51の接触子51aを工作物Wの外周に接触させて第一検出位置P1を検出する。その後、位置検出装置50(砥石台15)をX軸線方向の工作物Wに接近する方向に移動させ、第一検出プローブ51を検出開始位置に戻す。   Next, as shown in FIG. 5C, the position detection device 50 (grindstone base 15) is moved away from the workpiece W in the X-axis direction, and the contact 51 a of the first detection probe 51 is moved to the outer periphery of the workpiece W. And the first detection position P1 is detected. Thereafter, the position detection device 50 (grinding wheel base 15) is moved in a direction approaching the workpiece W in the X-axis direction, and the first detection probe 51 is returned to the detection start position.

そして、図5Dに示すように、第一油圧シリンダ55のロッド55aを縮小させて第一アーム53を回転させ、第一検出プローブ51を検出開始位置から上方の退避位置に位置決めする。   Then, as shown in FIG. 5D, the rod 55a of the first hydraulic cylinder 55 is contracted to rotate the first arm 53, and the first detection probe 51 is positioned from the detection start position to the upper retracted position.

次に、図5Eに示すように、図略の第二油圧シリンダ56のロッド56aを伸長させて第二アーム54を回転させ、第二検出プローブ52を検出開始位置に位置決めする。このとき、第二検出プローブ52の接触子52aは、工作物Wの外周から離間している。   Next, as shown in FIG. 5E, the rod 56a of the second hydraulic cylinder 56 (not shown) is extended to rotate the second arm 54, and the second detection probe 52 is positioned at the detection start position. At this time, the contact 52 a of the second detection probe 52 is separated from the outer periphery of the workpiece W.

次に、図5Fに示すように、位置検出装置50(砥石台15)をX軸線方向の工作物Wに接近する方向に移動させ、第二検出プローブ52の接触子52aを工作物Wの外周に接触させて第二検出位置P2を検出する。その後、位置検出装置50(砥石台15)をX軸線方向の工作物Wから離間する方向に移動させ、第二検出プローブ52を検出開始位置に戻す。   Next, as shown in FIG. 5F, the position detection device 50 (grindstone base 15) is moved in a direction approaching the workpiece W in the X-axis direction, and the contact 52 a of the second detection probe 52 is moved to the outer periphery of the workpiece W. To detect the second detection position P2. Thereafter, the position detection device 50 (grinding wheel base 15) is moved away from the workpiece W in the X-axis direction, and the second detection probe 52 is returned to the detection start position.

そして、図5Gに示すように、第二油圧シリンダ56のロッド56aを縮小させて第二アーム54を回転させ、第二検出プローブ52を検出開始位置から上方の退避位置に位置決めする。以上により、当該工作物Wの第一、第二検出位置P1,P2の検出が完了する。   Then, as shown in FIG. 5G, the rod 56a of the second hydraulic cylinder 56 is contracted to rotate the second arm 54, and the second detection probe 52 is positioned from the detection start position to the upper retracted position. Thus, the detection of the first and second detection positions P1, P2 of the workpiece W is completed.

(4.カバーの構成)
従来の円筒研削盤は、砥石台の両側にカバーを設けてテーブル上面におけるクーラントや切削油、研削屑や砥粒等の付着を防止するもの(特許第3923769号公報、特許第3065536号公報参照)があるが、円筒研削盤が大型化する問題がある。
(4. Cover configuration)
Conventional cylindrical grinders are provided with covers on both sides of a grindstone head to prevent adhesion of coolant, cutting oil, grinding scraps, abrasive grains, etc. on the upper surface of the table (see Japanese Patent Nos. 3923769 and 3065536). However, there is a problem that the cylindrical grinder becomes larger.

本実施形態の円筒研削盤10では、図6A及び図6Bに示すように、カバー60は、プラスチックシート等で旋回テーブル30の長手方向の長さと略同一であって旋回テーブル30の短手方向にジャバラとなる構造に形成される。ジャバラを閉じたときのカバー60の長手方向中央部は、旋回テーブル30の図6Aの上側(砥石台15側)の長手側面中央に突出して設けられる取着部32に取着される。   In the cylindrical grinding machine 10 of the present embodiment, as shown in FIGS. 6A and 6B, the cover 60 is made of a plastic sheet or the like and is substantially the same as the length of the turning table 30 in the longitudinal direction. It is formed in a structure that becomes bellows. The central portion in the longitudinal direction of the cover 60 when the bellows is closed is attached to a mounting portion 32 provided to project from the center of the longitudinal side surface on the upper side (grinding wheel base 15 side) of FIG.

ジャバラを閉じたときのカバー60の長手方向中央部は、取着箇所からクーラントや切削油等が浸入しないように取着部32に取着される。そして、カバー60の図6Aの上側(砥石台15側)の長手側面は、ガイド部材33の長手側面に密着され、カバー60の図6Aの下側(砥石台15とは反対側)の長手側面は、旋回テーブル30の図6Aの上側(砥石台15側)の長手側面に密着される。   The longitudinal center portion of the cover 60 when the bellows is closed is attached to the attachment portion 32 so that coolant, cutting oil or the like does not enter from the attachment portion. 6A of the cover 60 in FIG. 6A (the grinding wheel base 15 side) is in close contact with the long side surface of the guide member 33, and the long side surface of the cover 60 in the lower side (opposite side of the grinding wheel base 15) in FIG. Is closely attached to the longitudinal side surface of the turning table 30 on the upper side (grinding wheel base 15 side) in FIG. 6A.

取着部32は、長尺の直方体状のガイド部材33の中央に設けられる回転軸33aに自由回転可能に支持される。そして、ガイド部材33は、トラバーステーブル20の図6Aの上側(砥石台15側)の長手側面に設けられる溝部22内にガタを持った状態でZ軸線方向に摺動可能に配置される。   The attachment portion 32 is supported by a rotary shaft 33a provided at the center of a long rectangular parallelepiped guide member 33 so as to be freely rotatable. The guide member 33 is slidably disposed in the Z-axis direction with a backlash in a groove portion 22 provided on the longitudinal side surface of the traverse table 20 on the upper side (the grinding wheel base 15 side) in FIG. 6A.

(5.カバーの動作)
図7Aに示すように、旋回テーブル30が旋回軸30aを中心にY軸線回りに反時計回りに旋回すると、ガイド部材33は溝部22内でZ軸線方向(図示左方向)に摺動する。また、図7Bに示すように、旋回テーブル30が旋回軸30aを中心にY軸線回りに時計回りに旋回すると、ガイド部材33は溝部22内でZ軸線方向(図示右方向)に摺動する。
(5. Operation of the cover)
As shown in FIG. 7A, when the turning table 30 turns counterclockwise about the Y axis about the turning axis 30a, the guide member 33 slides in the Z axis direction (left direction in the drawing) within the groove portion 22. As shown in FIG. 7B, when the turning table 30 turns clockwise about the turning axis 30a about the Y axis, the guide member 33 slides in the Z axis direction (right direction in the drawing) within the groove portion 22.

この状態では、旋回テーブル30の旋回軸30aとカバー60の長手中央部がオフセットしているため、旋回角度が大きくなるにつれて、カバー60に摺動方向への内部荷重が発生し、カバー60が損傷するおそれがある。しかし、ガイド部材33は、溝部22内においてガタがあるので、カバー60には摺動方向への内部荷重は発生しないか、発生しても小さい。よって、カバー60の損傷を抑制できる。   In this state, since the turning shaft 30a of the turning table 30 and the longitudinal center portion of the cover 60 are offset, as the turning angle increases, an internal load in the sliding direction is generated on the cover 60 and the cover 60 is damaged. There is a risk. However, since the guide member 33 has a backlash in the groove portion 22, an internal load in the sliding direction is not generated in the cover 60 or is small even if generated. Therefore, damage to the cover 60 can be suppressed.

また、トラバーステーブル20における旋回面(上面)は、カバー60によりクーラントや切削油、研削屑や砥粒等の付着を防止できるので、旋回面の平坦度を長期に維持でき、旋回テーブル30の高精度な位置決めによる加工精度の向上が可能となる。また、カバー60は、旋回テーブル30の旋回時にベッド11から飛び出さない構造であるので、円筒研削盤10のコンパクト化により装置コストの低減を図ることができ、また作業性を高めて加工品の信頼性を向上できる。   Moreover, since the turning surface (upper surface) of the traverse table 20 can prevent adhesion of coolant, cutting oil, grinding scraps, abrasive grains, and the like by the cover 60, the flatness of the turning surface can be maintained for a long period of time, and the turning table 30 has a high height. Processing accuracy can be improved by accurate positioning. Further, since the cover 60 has a structure that does not jump out of the bed 11 when the turning table 30 is turned, the cylindrical grinding machine 10 can be made compact, and the cost of the apparatus can be reduced. Reliability can be improved.

(6.エアパージ経路の構成)
従来の円筒研削盤は、高圧のエアを主軸台の外部から内部へ供給してクーラントや切削油等の浸入を防止するもの(特許第4867277号公報、特許第5931103号公報参照)がある。しかし、研削時に砥石車の回転で加速されてエアの圧力に打ち勝つクーラントや切削油等が発生すると、クーラントや切削油等が主軸台の隙間から浸入する問題がある。
(6. Configuration of air purge path)
Some conventional cylindrical grinding machines supply high-pressure air from the outside of the headstock to the inside to prevent intrusion of coolant, cutting oil, and the like (see Japanese Patent Nos. 4867277 and 5931103). However, when coolant, cutting oil, or the like that is accelerated by the rotation of the grinding wheel during grinding and overcomes the air pressure is generated, there is a problem that the coolant, cutting oil, or the like enters from the gap of the headstock.

本実施形態の円筒研削盤10では、図8A−図8Cに示すように、エアパージ経路130(13d,13e,13f,13g,13h,13i)は、ベアリング13cに対し工作物W側に設けられる前側エアパージ室13dと、ベアリング13cに対し主軸モータ13b側に設けられる後側エアパージ室13eと、前側エアパージ室13dと後側エアパージ室13eの間に設けられる大気圧室13fと、大気圧室13fの底部から外部に連通する排出穴13gとを備える。なお、排出穴13gは、図略のパイプにより主軸台13から離れた位置に導かれている。   In the cylindrical grinding machine 10 of the present embodiment, as shown in FIGS. 8A to 8C, the air purge path 130 (13d, 13e, 13f, 13g, 13h, 13i) is a front side provided on the workpiece W side with respect to the bearing 13c. The air purge chamber 13d, the rear air purge chamber 13e provided on the spindle motor 13b side with respect to the bearing 13c, the atmospheric pressure chamber 13f provided between the front air purge chamber 13d and the rear air purge chamber 13e, and the bottom of the atmospheric pressure chamber 13f And a discharge hole 13g communicating with the outside. The discharge hole 13g is led to a position away from the headstock 13 by a pipe (not shown).

図示矢印で示すように、エアは、前側エアパージ室13dから工作物W側へ向けて噴出される。また同時に大気圧室13fに向けて供給されるとともに、後側エアパージ室13eから大気圧室13fに向けて供給される。そして、大気圧室13fに供給されるエアは、排出穴13gを通って外部に排気される。大気圧室13f内は外気圧につながっているため、恒に大気圧に保たれる。このため、後側エアパージ室13eは、恒に大気圧室13fより高い気圧となる。   As indicated by the arrows in the figure, air is ejected from the front air purge chamber 13d toward the workpiece W. At the same time, the air is supplied toward the atmospheric pressure chamber 13f and is supplied from the rear air purge chamber 13e toward the atmospheric pressure chamber 13f. The air supplied to the atmospheric pressure chamber 13f is exhausted to the outside through the discharge hole 13g. Since the atmospheric pressure chamber 13f is connected to the external atmospheric pressure, the atmospheric pressure chamber 13f is constantly maintained at the atmospheric pressure. For this reason, the rear air purge chamber 13e is constantly at a higher pressure than the atmospheric pressure chamber 13f.

前述したように非常停止等により主軸台13の内部が冷却された場合、外部のエアが排出穴13gから大気圧室13fを通って主軸台13の内部に供給される。大気圧室13fは、通常はクーラントや切削油等が直接供給される箇所ではないため、クーラントや切削油等が主軸台13の内部に浸入する可能性は低い。また、大気圧室13fと工作物W側は同じ大気圧であるため、冷却によるエアの移動は発生しない。   As described above, when the inside of the head stock 13 is cooled due to an emergency stop or the like, external air is supplied from the discharge hole 13g to the inside of the head stock 13 through the atmospheric pressure chamber 13f. Since the atmospheric pressure chamber 13f is not usually a location to which coolant, cutting oil, or the like is directly supplied, there is a low possibility that coolant, cutting oil, or the like enters the spindle stock 13. Further, since the atmospheric pressure chamber 13f and the workpiece W side have the same atmospheric pressure, the movement of air due to cooling does not occur.

また、上述したようにエアの圧力に打ち勝つクーラントや切削油等が発生し、クーラントや切削油等が大気圧室13fに浸入したとしても、クーラントや切削油等は大気圧室13fで圧力が低下するので、さらに奥のベアリング13cまで浸入する可能性は低い。   Further, as described above, even if coolant or cutting oil that overcomes the air pressure is generated and coolant or cutting oil enters the atmospheric pressure chamber 13f, the pressure of the coolant or cutting oil decreases in the atmospheric pressure chamber 13f. Therefore, there is a low possibility that the bearing 13c will enter further.

また、エアに混じってクーラントや切削油等が大気圧室13f内に浸入しても、エアとともにクーラントや切削油等は大気圧室13fの底部の排出穴13gから外部に自然に排出される。なお、排出穴13gは、大気圧室13fの底部に設けられているため、外部からのクーラントや切削油等の浸入は防止される。   Further, even if coolant, cutting oil, or the like mixed with air enters the atmospheric pressure chamber 13f, the coolant, cutting oil, or the like together with air is naturally discharged to the outside from the discharge hole 13g at the bottom of the atmospheric pressure chamber 13f. In addition, since the discharge hole 13g is provided in the bottom part of the atmospheric pressure chamber 13f, intrusion of coolant, cutting oil, or the like from the outside is prevented.

(7.制御装置の動作)
7−1.円筒状の工作物の研削動作
制御装置17における円筒状の工作物Wの研削動作(加工方法)について図9A、図9B及び図10−図13を参照して説明する。なお、図4Aに示すように、研削前の工作物Wの外径dは、第一、第二検出プローブ51,52における工作物Wの径方向の配置間隔Hよりも小さい(d<H)とする。ただし、研削前の工作物Wの外径dが、第一、第二検出プローブ51,52における工作物Wの径方向の配置間隔Hよりも大きい場合(d>H)も同様に適用できる。
(7. Operation of control device)
7-1. Grinding Operation of Cylindrical Workpiece The grinding operation (processing method) of the cylindrical workpiece W in the control device 17 will be described with reference to FIGS. 9A, 9B, and 10 to 13. As shown in FIG. 4A, the outer diameter d of the workpiece W before grinding is smaller than the radial arrangement interval H of the workpiece W in the first and second detection probes 51 and 52 (d <H). And However, the case where the outer diameter d of the workpiece W before grinding is larger than the arrangement interval H in the radial direction of the workpiece W in the first and second detection probes 51 and 52 (d> H) can be similarly applied.

また、図10に示すように、工作物Wは、一点鎖線で示す目標径がddの円筒形状に研削するものとする。また、通常の研削は、空研削、粗研削、精研削、微研削、スパークアウトの各工程を行うが、以下の説明では、便宜上、粗研削及び精研削を行う場合について説明する。   Further, as shown in FIG. 10, the workpiece W is ground into a cylindrical shape having a target diameter dd indicated by a one-dot chain line. In addition, normal grinding is performed by idle grinding, rough grinding, fine grinding, fine grinding, and spark-out processes. In the following description, the case of rough grinding and fine grinding will be described for convenience.

制御装置17は、位置検出装置50が工作物Wの一端側(主軸台13側)の外周に接近するように、砥石台15及びトラバーステーブル20をX軸線方向及びZ軸線方向に移動する(図9AのステップS1)。なお、第一、第二検出プローブ51,52は、退避位置に位置決めされているものとする。   The control device 17 moves the grindstone table 15 and the traverse table 20 in the X-axis direction and the Z-axis direction so that the position detection device 50 approaches the outer periphery on one end side (the headstock 13 side) of the workpiece W (see FIG. 9A, step S1). It is assumed that the first and second detection probes 51 and 52 are positioned at the retracted position.

制御装置17は、位置検出装置50で図10に示す工作物Wの一端側(主軸台13側)における第一外周円CC1上の第一、第二検出位置P1f,P2fの検出が可能なように、予め入力されている砥石台15に対する第一、第二検出プローブ51,52の位置座標及び工作物Wの外径等に基づいて、砥石台15及びトラバーステーブル20を位置決めする(図9AのステップS2)。   The control device 17 can detect the first and second detection positions P1f and P2f on the first outer circumference circle CC1 on one end side (the headstock 13 side) of the workpiece W shown in FIG. 10 with the position detection device 50. In addition, the grinding wheel base 15 and the traverse table 20 are positioned based on the position coordinates of the first and second detection probes 51 and 52 with respect to the grinding wheel base 15 inputted in advance, the outer diameter of the workpiece W, and the like (FIG. 9A). Step S2).

制御装置17は、第一、第二油圧シリンダ55,56を作動させて第一、第二アーム53,54を回転させ、第一、第二検出プローブ51,52を検出位置に位置決めする(図9AのステップS3)。そして、砥石台15を工作物Wの外周から離間する方向に移動し、第一検出プローブ51を工作物Wの第一外周円CC1上の第一検出位置P1fに接触させ、検出した工作物Wの第一検出位置P1fのXZ座標値(X1f,Z1f)を記憶する(図9AのステップS4、図11参照)。   The control device 17 operates the first and second hydraulic cylinders 55 and 56 to rotate the first and second arms 53 and 54 to position the first and second detection probes 51 and 52 at the detection positions (see FIG. 9A, step S3). Then, the grindstone table 15 is moved away from the outer periphery of the workpiece W, the first detection probe 51 is brought into contact with the first detection position P1f on the first outer circumference circle CC1 of the workpiece W, and the detected workpiece W is detected. The XZ coordinate value (X1f, Z1f) of the first detection position P1f is stored (see step S4 in FIG. 9A and FIG. 11).

次に、制御装置17は、砥石台15を工作物Wの外周に接近する方向に移動し、第二検出プローブ52を工作物Wの第一外周円CC1上の第二検出位置P2fに接触させ、検出した工作物Wの第二検出位置P2fのXZ座標値(X2f,Z2f)を記憶する(図9AのステップS5、図11参照)。そして、第一、第二油圧シリンダ55,56を作動させて第一、第二アーム53,54を回転させ、第一、第二検出プローブ51,52を退避位置に位置決めする(図9AのステップS6)。   Next, the control device 17 moves the grindstone table 15 in a direction approaching the outer periphery of the workpiece W, and brings the second detection probe 52 into contact with the second detection position P2f on the first outer periphery circle CC1 of the workpiece W. Then, the XZ coordinate value (X2f, Z2f) of the second detection position P2f of the detected workpiece W is stored (see step S5 in FIG. 9A and FIG. 11). Then, the first and second hydraulic cylinders 55 and 56 are operated to rotate the first and second arms 53 and 54 to position the first and second detection probes 51 and 52 at the retracted positions (step of FIG. 9A). S6).

制御装置17は、位置検出装置50で図10に示す工作物Wの他端側(心押し台14側)における第二外周円CC2上の第一、第二検出位置P1b,P2bの検出が可能なように、予め入力されている砥石台15に対する第一、第二検出プローブ51,52の位置座標及び工作物Wの外径等に基づいて、砥石台15及びトラバーステーブル20を位置決めする(図9AのステップS7)。   The control device 17 can detect the first and second detection positions P1b and P2b on the second outer circumference circle CC2 on the other end side (the tailstock 14 side) of the workpiece W shown in FIG. As described above, the grinding wheel base 15 and the traverse table 20 are positioned based on the position coordinates of the first and second detection probes 51 and 52 with respect to the grinding wheel base 15 inputted in advance and the outer diameter of the workpiece W (see FIG. 9A, step S7).

制御装置17は、第一、第二油圧シリンダ55,56を作動させて第一、第二アーム53,54を回転させ、第一、第二検出プローブ51,52を検出位置に位置決めする(図9AのステップS8)。そして、砥石台15を工作物Wの外周から離間する方向に移動し、第一検出プローブ51を工作物Wの第二外周円CC2上の第一検出位置P1bに接触させ、検出した工作物Wの第一検出位置P1bのXZ座標値(X1b,Z1b)を記憶する(図9AのステップS9、図11参照)。   The control device 17 operates the first and second hydraulic cylinders 55 and 56 to rotate the first and second arms 53 and 54 to position the first and second detection probes 51 and 52 at the detection positions (see FIG. Step S8 of 9A). Then, the grindstone table 15 is moved away from the outer periphery of the workpiece W, the first detection probe 51 is brought into contact with the first detection position P1b on the second outer periphery circle CC2 of the workpiece W, and the detected workpiece W is detected. The XZ coordinate value (X1b, Z1b) of the first detection position P1b is stored (see step S9 in FIG. 9A and FIG. 11).

次に、制御装置17は、砥石台15を工作物Wの外周に接近する方向に移動し、第二検出プローブ52を工作物Wの第二外周円CC2上の第二検出位置P2bに接触させ、検出した工作物Wの第二検出位置P2bのXZ座標値(X2b,Z2b)を記憶する(図9AのステップS10、図11参照)。そして、第一、第二油圧シリンダ55,56を作動させて第一、第二アーム53,54を回転させ、第一、第二検出プローブ51,52を退避位置に位置決めする(図9AのステップS11)。そして、工作物Wの研削は完了したか否かを判断する(図9AのステップS12)。   Next, the control device 17 moves the grinding wheel base 15 in a direction approaching the outer periphery of the workpiece W, and brings the second detection probe 52 into contact with the second detection position P2b on the second outer periphery circle CC2 of the workpiece W. The XZ coordinate value (X2b, Z2b) of the detected second detection position P2b of the workpiece W is stored (see step S10 in FIG. 9A and FIG. 11). Then, the first and second hydraulic cylinders 55 and 56 are operated to rotate the first and second arms 53 and 54 to position the first and second detection probes 51 and 52 at the retracted positions (step of FIG. 9A). S11). Then, it is determined whether grinding of the workpiece W has been completed (step S12 in FIG. 9A).

制御装置17は、工作物Wの研削が完了していないときは、記憶した第一外周円CC1上の第一、第二検出位置P1f,P2fのXZ座標値(X1f,Z1f),(X2f,Z2f)及び第二外周円CC2上の第一、第二検出位置P1b,P2bのXZ座標値(X1b,Z1b),(X2b,Z2b)に基づいて、工作物Wの第一、第二外周円CC1,CC2の中心位置Cpf,Cpb(一端側中心位置、他端側中心位置)のXZ座標値(Xcf,Zcf),(Xcp,Zcp)を算出する(図9BのステップS13、図11参照)。   When the grinding of the workpiece W has not been completed, the control device 17 determines the XZ coordinate values (X1f, Z1f), (X2f, X2) of the first and second detection positions P1f, P2f on the stored first outer circumference circle CC1. Z2f) and the first and second outer circles of the workpiece W based on the XZ coordinate values (X1b, Z1b) and (X2b, Z2b) of the first and second detection positions P1b and P2b on the second outer circle CC2. XZ coordinate values (Xcf, Zcf), (Xcp, Zcp) of the center positions Cpf, Cpb (one end side center position, the other end side center position) of CC1, CC2 are calculated (see step S13 in FIG. 9B, FIG. 11). .

すなわち、図11に示すように、第一外周円CC1上の第一検出位置P1fのX座標値X1fと第一外周円CC1の中心位置CpfのX座標値XcfとのX軸線方向の距離aは、第一外周円CC1上の第二検出位置P2fのX座標値X2fと第一外周円CC1の中心位置CpfのX座標値XcfとのX軸線方向の距離aと等しい。よって、距離aは、式(1)で表され、中心位置CpfのX座標値Xcfは、式(2)で表される。なお、Z座標値も同様に表される。また、第二外周円CC2も同様に表される。以上から、式(3)及び式(4)が求まるので、工作物Wの第一、第二外周円CC1,CC2の中心位置Cpf,Cpb(一端側中心位置、他端側中心位置)のXZ座標値(Xcf,Zcf),(Xcp,Zcp)を算出できる。   That is, as shown in FIG. 11, the distance a in the X-axis direction between the X coordinate value X1f of the first detection position P1f on the first outer circumference circle CC1 and the X coordinate value Xcf of the center position Cpf of the first outer circumference circle CC1 is The X coordinate value X2f of the second detection position P2f on the first outer circumference circle CC1 and the X coordinate value Xcf of the center position Cpf of the first outer circumference circle CC1 are equal to the distance a in the X axis direction. Therefore, the distance a is expressed by Expression (1), and the X coordinate value Xcf of the center position Cpf is expressed by Expression (2). The Z coordinate value is similarly expressed. The second outer circumference circle CC2 is also expressed in the same manner. From the above, since Expressions (3) and (4) are obtained, XZ of the center positions Cpf, Cpb (one end side center position, the other end side center position) of the first and second outer circumference circles CC1, CC2 of the workpiece W. Coordinate values (Xcf, Zcf), (Xcp, Zcp) can be calculated.

Figure 2019147210
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そして、工作物Wの第一、第二外周円CC1,CC2の中心位置Cpf,Cpbを通る直線を工作物Wの中心軸線Cとして算出する(図9BのステップS14、図11参照)。これにより、工作物Wの中心軸線Cは自動的に容易に求められる。なお、ステップS1−S14は、本発明の「中心軸線演算部」、「中心軸線演算工程」に相当する。   Then, a straight line passing through the center positions Cpf and Cpb of the first and second outer circumference circles CC1 and CC2 of the workpiece W is calculated as the center axis C of the workpiece W (see step S14 in FIG. 9B and FIG. 11). As a result, the center axis C of the workpiece W can be easily obtained automatically. Steps S1-S14 correspond to the “center axis calculation unit” and “center axis calculation step” of the present invention.

制御装置17は、第一外周円CC1の中心位置CpfのX座標値Xcfと第二外周円CC2の中心位置CpbのX座標値Xcbが同一であるか否かを判断する(図9BのステップS15)。そして、第一外周円CC1の中心位置CpfのX座標値Xcfと第二外周円CC2の中心位置CpbのX座標値Xcbが同一でないときは、工作物Wの中心軸線Cが第一外周円CC1の中心位置Cpfから第二外周円CC2の中心位置Cpbに向かって正に傾斜(図10において右肩上がり)しているか否かを判断する(図9BのステップS16)。   The control device 17 determines whether or not the X coordinate value Xcf of the center position Cpf of the first outer circumference circle CC1 is the same as the X coordinate value Xcb of the center position Cpb of the second outer circumference circle CC2 (step S15 in FIG. 9B). ). When the X coordinate value Xcf of the center position Cpf of the first outer circumference circle CC1 and the X coordinate value Xcb of the center position Cpb of the second outer circumference circle CC2 are not the same, the center axis C of the workpiece W is the first outer circumference circle CC1. It is determined whether or not the center position Cpf is inclined positively toward the center position Cpb of the second outer circumference circle CC2 (step S16 in FIG. 9B).

制御装置17は、工作物Wの中心軸線Cが第一外周円CC1の中心位置Cpfから第二外周円CC2の中心位置Cpbに向かって正に傾斜しているとき(本例の場合)は、旋回テーブル30を図10の時計回りに式(5)で表される旋回角度θcだけ旋回し(図9BのステップS17、図12参照)、工作物Wの中心軸線Cをトラバーステーブル20のガイドレール21と平行にすることで工作物Wの芯出しを行い、ステップS19へ進む。   When the center axis C of the workpiece W is positively inclined from the center position Cpf of the first outer circumference circle CC1 toward the center position Cpb of the second outer circumference circle CC2 (in this example), the control device 17 The turning table 30 is turned clockwise in FIG. 10 by the turning angle θc represented by the equation (5) (see step S17 in FIG. 9B, FIG. 12), and the center axis C of the workpiece W is guided to the guide rail of the traverse table 20. The workpiece W is centered by being parallel to 21 and the process proceeds to step S19.

一方、制御装置17は、工作物Wの中心軸線Cが第一外周円CC1の中心位置Cpfから第二外周円CC2の中心位置Cpbに向かって負に傾斜(図10において左肩上がり)しているときは、旋回テーブル30を図10の反時計回りに式(6)で表される旋回角度θuだけ旋回し(図9BのステップS18)、工作物Wの中心軸線Cをトラバーステーブル20のガイドレール21と平行にすることで工作物Wの芯出しを行い、ステップS19へ進む。なお、ステップS15−ステップS18は、本発明の「旋回テーブル旋回部」、「旋回テーブル旋回工程」、「第一旋回テーブル旋回工程」に相当する。   On the other hand, in the control device 17, the center axis C of the workpiece W is negatively inclined (ascending to the left in FIG. 10) from the center position Cpf of the first outer circumference circle CC1 toward the center position Cpb of the second outer circumference circle CC2. At this time, the turning table 30 is turned counterclockwise in FIG. 10 by the turning angle θu represented by the equation (6) (step S18 in FIG. 9B), and the center axis C of the workpiece W is guided to the guide rail of the traverse table 20. The workpiece W is centered by being parallel to 21 and the process proceeds to step S19. Steps S15 to S18 correspond to the “turning table turning portion”, the “turning table turning step”, and the “first turning table turning step” of the present invention.

Figure 2019147210
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制御装置17は、芯出しを行った工作物Wを回転させるとともに砥石車16を回転させ(図9BのステップS19)、砥石車16が工作物Wの一端側(主軸台13側)の外周に接近するように、砥石台15及びトラバーステーブル20をX軸線方向及びZ軸線方向に移動する(図9BのステップS20)。   The control device 17 rotates the workpiece W that has been centered and rotates the grinding wheel 16 (step S19 in FIG. 9B), and the grinding wheel 16 is placed on the outer periphery on one end side (the headstock 13 side) of the workpiece W. The grindstone table 15 and the traverse table 20 are moved in the X axis direction and the Z axis direction so as to approach each other (step S20 in FIG. 9B).

制御装置17は、砥石台15を工作物Wに向けて移動し、砥石車16が工作物Wの外周に接触してから粗研削時の切込量まで切り込んだら、砥石台15の移動を停止する。そして、トラバーステーブル20を砥石車16に対し工作物Wの一端側(主軸台13側)から他端側(心押し台14側)に向かうように移動し、砥石車16で工作物Wを粗研削する(図9BのステップS21)。   The control device 17 moves the grindstone table 15 toward the workpiece W, and stops the movement of the grindstone table 15 after the grinding wheel 16 has been cut to the depth of cutting during rough grinding after contacting the outer periphery of the workpiece W. To do. Then, the traverse table 20 is moved relative to the grinding wheel 16 so as to go from one end side (the headstock 13 side) of the workpiece W to the other end side (the tailstock 14 side). Grinding is performed (step S21 in FIG. 9B).

制御装置17は、粗研削が完了したか否かを判断し(図9BのステップS22)、粗研削が完了していないときは、ステップS20に戻って上述の処理を繰り返す。一方、粗研削が完了したときは、砥石車16が工作物Wの一端側(主軸台13側)の外周に接近するように、砥石台15及びトラバーステーブル20をX軸線方向及びZ軸線方向に移動する(図9BのステップS23)。   The control device 17 determines whether or not the rough grinding has been completed (step S22 in FIG. 9B). If the rough grinding has not been completed, the control device 17 returns to step S20 and repeats the above processing. On the other hand, when the rough grinding is completed, the grinding wheel base 15 and the traverse table 20 are moved in the X-axis direction and the Z-axis direction so that the grinding wheel 16 approaches the outer periphery on one end side (the headstock 13 side) of the workpiece W. Move (step S23 in FIG. 9B).

制御装置17は、砥石台15を工作物Wに向けて移動し、砥石車16が工作物Wの外周に接触してから精研削時の切込量まで切り込んだら、砥石台15の移動を停止する。そして、トラバーステーブル20を砥石車16に対し工作物Wの一端側(主軸台13側)から他端側(心押し台14側)に向かうように移動し、砥石車16で工作物Wを精研削する(図9BのステップS24)。そして、精研削が完了したか否かを判断し(図9BのステップS25)、精研削が完了していないときは、ステップS23に戻って上述の処理を繰り返す。なお、ステップS19−S25は、本発明の「加工工程」に相当する。   The control device 17 moves the grinding wheel base 15 toward the workpiece W, and stops the movement of the grinding wheel base 15 when the grinding wheel 16 cuts to the cutting amount at the time of fine grinding after contacting the outer periphery of the workpiece W. To do. Then, the traverse table 20 is moved with respect to the grinding wheel 16 so as to go from one end side (the headstock 13 side) of the workpiece W to the other end side (the tailstock 14 side). Grinding is performed (step S24 in FIG. 9B). Then, it is determined whether or not fine grinding has been completed (step S25 in FIG. 9B). If fine grinding has not been completed, the process returns to step S23 and the above processing is repeated. Steps S19 to S25 correspond to the “machining process” of the present invention.

一方、制御装置17は、ステップS25において、精研削が完了したときは、ステップS1に戻って上述した位置検出装置50による処理(図9AのステップS1−11)を行う。そして、ステップS12において、工作物Wの研削は完了したか否かを判断し、この場合は工作物Wの研削は完了しているので、ステップS26に進んで第一外周円CC1上の第一、第二検出位置P1f,P2fのX座標値X1f,X2f及び第二外周円CC2上の第一、第二検出位置P1b,P2bのX座標値X1b,X2bを式(7)及び式(8)に代入し、第一、第二外周円CC1,CC2の外径d1,d2を算出する(図9BのステップS26)。   On the other hand, when the precise grinding is completed in step S25, the control device 17 returns to step S1 and performs the processing by the position detection device 50 described above (step S1-11 in FIG. 9A). In step S12, it is determined whether or not the grinding of the workpiece W is completed. In this case, since the grinding of the workpiece W is completed, the process proceeds to step S26 and the first on the first outer circumference CC1. The X coordinate values X1f, X2f of the second detection positions P1f, P2f and the X coordinate values X1b, X2b of the first, second detection positions P1b, P2b on the second outer circumference circle CC2 are expressed by Equations (7) and (8). And the outer diameters d1 and d2 of the first and second outer circles CC1 and CC2 are calculated (step S26 in FIG. 9B).

Figure 2019147210
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そして、制御装置17は、第一、第二外周円CC1,CC2の外径d1,d2が目標径ddと同一であるか否かを判断し(図9BのステップS27)、第一、第二外周円CC1,CC2の外径d1,d2が目標径ddと同一でないときは、ステップS23に戻って上述の処理を繰り返す。一方、制御装置17は、ステップS27において、第一、第二外周円CC1,CC2の外径d1,d2が目標径ddと同一であるときは、全ての処理を終了する。以上により、工作物Wの最終形状は、図13に示すように、外径が目標径ddの高精度な円筒状に研削される。   Then, the control device 17 determines whether or not the outer diameters d1 and d2 of the first and second outer circumferences CC1 and CC2 are the same as the target diameter dd (step S27 in FIG. 9B), and the first and second When the outer diameters d1 and d2 of the outer circumference circles CC1 and CC2 are not the same as the target diameter dd, the process returns to step S23 and the above-described processing is repeated. On the other hand, when the outer diameters d1 and d2 of the first and second outer circumferences CC1 and CC2 are the same as the target diameter dd in step S27, the control device 17 ends all the processes. As described above, the final shape of the workpiece W is ground into a highly accurate cylindrical shape having an outer diameter of the target diameter dd, as shown in FIG.

7−2.テーパ部を有する工作物の研削動作
次に、上述の研削が完了した工作物Wの円筒部の他端側(心押し台14側)にテーパ部を研削するときの動作について図14A−図14C及び図15−図19を参照して説明する。なお、図15に示すように、工作物Wには、工作物Wの他端側(心押し台14側)の端面から中心軸線C方向にLだけ離間した位置までの間の部分に、二点鎖線で示す目標テーパ角度がΨのテーパ部Tを付けるものとする。ただし、工作物Wの一端側(主軸台13側)にテーパ部Tを付ける場合も同様に適用できる。本例も、便宜上、粗研削及び精研削を行う場合について説明する。
7-2. Grinding Operation of Workpiece Having Tapered Part Next, FIGS. 14A to 14C show operations when the tapered part is ground to the other end side (the tailstock 14 side) of the cylindrical part of the workpiece W after the above-described grinding is completed. The description will be made with reference to FIGS. As shown in FIG. 15, the workpiece W includes two parts between the end surface on the other end side (the tailstock 14 side) of the workpiece W and a position separated by L in the central axis C direction. It is assumed that a taper portion T having a target taper angle Ψ shown by a dotted line is attached. However, the present invention can be similarly applied to the case where the tapered portion T is provided on one end side (the head stock 13 side) of the workpiece W. In this example as well, a case where rough grinding and fine grinding are performed will be described for convenience.

制御装置17は、旋回テーブル30を図15の反時計回りに旋回角度Ψ/2だけ旋回する(図14AのステップS31、図16参照、本発明の「第二旋回テーブル旋回工程」に相当)。そして、工作物Wを回転させるとともに砥石車16を回転させ(図14AのステップS32)、砥石車16が工作物Wのテーパ部Tの大径側の外周に接近するように、砥石台15及びトラバーステーブル20をX軸線方向及びZ軸線方向に移動する(図14AのステップS33)。   The control device 17 turns the turning table 30 counterclockwise in FIG. 15 by the turning angle Ψ / 2 (refer to step S31 in FIG. 14A, FIG. 16, corresponding to the “second turning table turning step” of the present invention). Then, the workpiece W is rotated and the grinding wheel 16 is rotated (step S32 in FIG. 14A), so that the grinding wheel 16 approaches the outer circumference on the large diameter side of the tapered portion T of the workpiece W and The traverse table 20 is moved in the X axis direction and the Z axis direction (step S33 in FIG. 14A).

制御装置17は、工作物Wのテーパ部Tを加工する位置へ移動し、砥石台15の移動を停止する。そして、トラバーステーブル20を砥石車16に対し工作物Wのテーパ部Tの大径側から小径側に向かうように移動し、砥石車16で工作物Wを粗研削する(図14AのステップS34)。   The control device 17 moves to a position where the tapered portion T of the workpiece W is processed, and stops the movement of the grindstone table 15. Then, the traverse table 20 is moved with respect to the grinding wheel 16 from the large diameter side of the tapered portion T of the workpiece W toward the small diameter side, and the grinding wheel 16 is roughly ground (step S34 in FIG. 14A). .

制御装置17は、粗研削が完了したか否かを判断し(図14AのステップS35)、粗研削が完了していないときは、ステップS33に戻って上述の処理を繰り返す。一方、粗研削が完了したときは、砥石車16が工作物Wのテーパ部Tの大径側の外周に接近するように、砥石台15及びトラバーステーブル20をX軸線方向及びZ軸線方向に移動する(図14AのステップS36)。   The control device 17 determines whether or not the rough grinding has been completed (step S35 in FIG. 14A). If the rough grinding has not been completed, the control device 17 returns to step S33 and repeats the above processing. On the other hand, when the rough grinding is completed, the grinding wheel base 15 and the traverse table 20 are moved in the X-axis direction and the Z-axis direction so that the grinding wheel 16 approaches the outer circumference of the tapered portion T of the workpiece W. (Step S36 in FIG. 14A).

制御装置17は、工作物Wのテーパ部Tを加工する位置へ移動し、砥石台15の移動を停止する。そして、トラバーステーブル20を砥石車16に対し工作物Wのテーパ部Tの大径側から小径側に向かうように移動し、砥石車16で工作物Wを精研削する(図14AのステップS37)。そして、精研削が完了したか否かを判断し(図14AのステップS38)、精研削が完了していないときは、ステップS36に戻って上述の処理を繰り返す。なお、ステップS32−S38は、本発明の「テーパ加工工程」に相当する。   The control device 17 moves to a position where the tapered portion T of the workpiece W is processed, and stops the movement of the grindstone table 15. Then, the traverse table 20 is moved with respect to the grinding wheel 16 from the large diameter side of the tapered portion T of the workpiece W toward the small diameter side, and the workpiece W is precisely ground by the grinding wheel 16 (step S37 in FIG. 14A). . Then, it is determined whether or not fine grinding has been completed (step S38 in FIG. 14A). If fine grinding has not been completed, the process returns to step S36 and the above processing is repeated. Steps S32 to S38 correspond to the “taper processing step” of the present invention.

一方、制御装置17は、精研削が完了したときは、旋回テーブル30を図16の時計回りに旋回角度Ψ/2だけ旋回する(図14AのステップS39、図17参照、本発明の「第三旋回テーブル旋回工程」に相当)。そして、位置検出装置50が工作物Wのテーパ部Tの大径側の外周に接近するように、砥石台15及びトラバーステーブル20をX軸線方向及びZ軸線方向に移動する(図14BのステップS40)。なお、第一、第二検出プローブ51,52は、退避位置に位置決めされているものとする。   On the other hand, when the precise grinding is completed, the control device 17 turns the turning table 30 clockwise by the turning angle Ψ / 2 in FIG. 16 (see step S39 in FIG. 14A, FIG. 17, “third” in the present invention). Corresponds to “swivel table turning process”). Then, the grindstone table 15 and the traverse table 20 are moved in the X axis direction and the Z axis direction so that the position detection device 50 approaches the outer periphery of the tapered portion T of the workpiece W on the large diameter side (step S40 in FIG. 14B). ). It is assumed that the first and second detection probes 51 and 52 are positioned at the retracted position.

制御装置17は、位置検出装置50で図17に示す工作物Wのテーパ部Tの大径側の外周円(以下、「大径外周円」という)CL上の第一、第二検出位置P1l,P2lの検出が可能なように、予め入力されている砥石台15に対する第一、第二検出プローブ51,52の位置座標及び工作物Wのテーパ部Tの大径dd等に基づいて、砥石台15及びトラバーステーブル20を位置決めする(図14BのステップS41)。   The control device 17 uses the position detection device 50 to detect first and second detection positions P1l on the outer diameter circle (hereinafter referred to as “large diameter outer circle”) CL of the tapered portion T of the workpiece W shown in FIG. , P2l based on the pre-input position coordinates of the first and second detection probes 51, 52 with respect to the grindstone table 15, the large diameter dd of the tapered portion T of the workpiece W, and the like. The platform 15 and the traverse table 20 are positioned (step S41 in FIG. 14B).

制御装置17は、第一、第二油圧シリンダ55,56を作動させて第一、第二アーム53,54を回転させ、第一、第二検出プローブ51,52を検出位置に位置決めする(図14BのステップS42)。そして、砥石台15を工作物Wの外周から離間する方向に移動し、第一検出プローブ51を工作物Wの大径外周円CL上の第一検出位置P1lに接触させ、検出した工作物Wの第一検出位置P1lのXZ座標値(X1l,Z1l)を記憶する(図14BのステップS43、図17参照)。   The control device 17 operates the first and second hydraulic cylinders 55 and 56 to rotate the first and second arms 53 and 54 to position the first and second detection probes 51 and 52 at the detection positions (see FIG. 14B, step S42). Then, the grindstone table 15 is moved away from the outer periphery of the workpiece W, the first detection probe 51 is brought into contact with the first detection position P11 on the large-diameter outer circumference CL of the workpiece W, and the detected workpiece W is detected. The XZ coordinate value (X1l, Z1l) of the first detection position P1l is stored (see step S43 in FIG. 14B, FIG. 17).

次に、制御装置17は、砥石台15を工作物Wの外周に接近する方向に移動し、第二検出プローブ52を工作物Wの大径外周円CL上の第二検出位置P2lに接触させ、検出した工作物Wの第二検出位置P2lのXZ座標値(X2l,Z2l)を記憶する(図14BのステップS44、図17参照)。   Next, the control device 17 moves the grindstone table 15 in a direction approaching the outer periphery of the workpiece W, and brings the second detection probe 52 into contact with the second detection position P2l on the large-diameter outer circle CL of the workpiece W. Then, the XZ coordinate value (X2l, Z2l) of the detected second detection position P2l of the workpiece W is stored (see step S44 in FIG. 14B, FIG. 17).

制御装置17は、第一、第二油圧シリンダ55,56を作動させて第一、第二アーム53,54を回転させ、第一、第二検出プローブ51,52を退避位置に位置決めする(図14BのステップS45)。そして、位置検出装置50が工作物Wのテーパ部Tの小径側の外周に接近するように、砥石台15及びトラバーステーブル20をX軸線方向及びZ軸線方向に移動する(図14BのステップS46)。   The control device 17 operates the first and second hydraulic cylinders 55 and 56 to rotate the first and second arms 53 and 54 to position the first and second detection probes 51 and 52 at the retracted positions (see FIG. Step S45 of 14B). Then, the grindstone table 15 and the traverse table 20 are moved in the X-axis direction and the Z-axis direction so that the position detection device 50 approaches the outer periphery on the small diameter side of the tapered portion T of the workpiece W (step S46 in FIG. 14B). .

制御装置17は、位置検出装置50で図17に示す工作物Wのテーパ部Tの小径側の外周円(以下、「小径外周円」という)CS上の第一、第二検出位置P1s,P2sの検出が可能なように、予め入力されている砥石台15に対する第一、第二検出プローブ51,52の位置座標及び工作物Wのテーパ部Tの小径等に基づいて、砥石台15及びトラバーステーブル20を位置決めする(図14BのステップS47)。   The control device 17 uses the position detection device 50 to detect the first and second detection positions P1s and P2s on the outer diameter circle (hereinafter referred to as “small diameter outer circle”) CS of the tapered portion T of the workpiece W shown in FIG. Can be detected, based on the position coordinates of the first and second detection probes 51 and 52 with respect to the grinding wheel table 15 inputted in advance and the small diameter of the tapered portion T of the workpiece W, etc. The table 20 is positioned (step S47 in FIG. 14B).

制御装置17は、第一、第二油圧シリンダ55,56を作動させて第一、第二アーム53,54を回転させ、第一、第二検出プローブ51,52を検出位置に位置決めする(図14BのステップS48)。そして、砥石台15を工作物Wの外周から離間する方向に移動し、第一検出プローブ51を工作物Wの小径外周円CS上の第一検出位置P1sに接触させ、検出した工作物Wの第一検出位置P1sのXZ座標値(X1s,Z1s)を記憶する(図14BのステップS49、図17参照)。   The control device 17 operates the first and second hydraulic cylinders 55 and 56 to rotate the first and second arms 53 and 54 to position the first and second detection probes 51 and 52 at the detection positions (see FIG. 14B, step S48). Then, the grindstone platform 15 is moved away from the outer periphery of the workpiece W, the first detection probe 51 is brought into contact with the first detection position P1s on the small-diameter outer circumference circle CS of the workpiece W, and the detected workpiece W is detected. The XZ coordinate value (X1s, Z1s) of the first detection position P1s is stored (see step S49 in FIG. 14B and FIG. 17).

次に、制御装置17は、砥石台15を工作物Wの外周に接近する方向に移動し、第二検出プローブ52を工作物Wの小径外周円CS上の第二検出位置P2sに接触させ、検出した工作物Wの第二検出位置P2sのXZ座標値(X2s,Z2s)を記憶する(図14BのステップS50、図17参照)。そして、第一、第二油圧シリンダ55,56を作動させて第一、第二アーム53,54を回転させ、第一、第二検出プローブ51,52を退避位置に位置決めする(図14BのステップS51)。   Next, the control device 17 moves the grindstone table 15 in a direction approaching the outer periphery of the workpiece W, and brings the second detection probe 52 into contact with the second detection position P2s on the small-diameter outer circle CS of the workpiece W, The XZ coordinate value (X2s, Z2s) of the second detection position P2s of the detected workpiece W is stored (see step S50 in FIG. 14B and FIG. 17). Then, the first and second hydraulic cylinders 55 and 56 are operated to rotate the first and second arms 53 and 54 to position the first and second detection probes 51 and 52 at the retracted positions (step in FIG. 14B). S51).

制御装置17は、図17に示すように、記憶した大径外周円CL上の第一、第二検出位置P1l,P2lのXZ座標値(X1l,Z1l),(X2l,Z2l)を式(9)に代入し、テーパ部Tのテーパ角度σを算出する(図14CのステップS52、図17参照)。これにより、テーパ角度σは自動的に容易に求められる。なお、ステップS40−S52は、本発明の「テーパ角度演算工程」に相当する。   As shown in FIG. 17, the control device 17 calculates the XZ coordinate values (X1l, Z1l), (X2l, Z2l) of the first and second detection positions P1l, P2l on the stored large-diameter outer circumference circle CL by the equation (9). ) And the taper angle σ of the taper portion T is calculated (see step S52 in FIG. 14C and FIG. 17). Thereby, the taper angle σ can be easily obtained automatically. Steps S40 to S52 correspond to the “taper angle calculation step” of the present invention.

Figure 2019147210
Figure 2019147210

制御装置17は、テーパ角度σと目標テーパ角度Ψが同一であるか否かを判断する(図14CのステップS53、図17参照)。そして、テーパ角度σと目標テーパ角度Ψが同一でないときは、修正旋回角度を算出し(図14CのステップS54)、旋回テーブル30を図18の反時計回りに修正旋回角度だけ旋回し(図14AのステップS55)、ステップS36に戻って工作物Wの精研削及びテーパ部Tの位置検出を再度行う(ステップS36−S52)。   The control device 17 determines whether or not the taper angle σ and the target taper angle ψ are the same (see step S53 in FIG. 14C and FIG. 17). When the taper angle σ and the target taper angle ψ are not the same, a corrected turning angle is calculated (step S54 in FIG. 14C), and the turning table 30 is turned counterclockwise in FIG. 18 by the corrected turning angle (FIG. 14A). Step S55), the process returns to Step S36, and the precise grinding of the workpiece W and the position detection of the tapered portion T are performed again (Steps S36 to S52).

制御装置17は、テーパ角度σが目標テーパ角度Ψより小さいとき(本例の場合)は、目標テーパ角度Ψに目標テーパ角度Ψとテーパ角度σとの差の2分の1の角度(Ψ−σ)/2を加算した修正旋回角度Ψ+(Ψ−σ)/2を算出する。一方、制御装置17は、テーパ角度σが目標テーパ角度Ψより大きいときは、目標テーパ角度からテーパ角度σと目標テーパ角度Ψの差の2分の1の角度(σ−Ψ)/2を減算した修正旋回角度Ψ−(σ−Ψ)/2を算出する。   When the taper angle σ is smaller than the target taper angle ψ (in this example), the control device 17 adds the target taper angle ψ to a half angle (Ψ−) of the difference between the target taper angle Ψ and the taper angle σ. A corrected turning angle Ψ + (Ψ−σ) / 2 obtained by adding σ) / 2 is calculated. On the other hand, when the taper angle σ is larger than the target taper angle Ψ, the control device 17 subtracts an angle (σ−Ψ) / 2 that is a half of the difference between the taper angle σ and the target taper angle Ψ from the target taper angle. The corrected turning angle Ψ− (σ−Ψ) / 2 is calculated.

そして、制御装置17は、ステップS53において、テーパ角度σと目標テーパ角度Ψが同一であるときは、全ての処理を終了する。以上により、工作物Wの最終形状は、図19に示すように、工作物Wの他端側(心押し台14側)の端面から中心軸線C方向にLだけ離間した位置までの間の部分に、テーパ角度がΨの高精度なテーパ部Tを有する円筒状に研削される。   And the control apparatus 17 complete | finishes all the processes, when taper angle (sigma) and target taper angle (PSI) are the same in step S53. As described above, the final shape of the workpiece W is a portion between the end surface on the other end side (the tailstock 14 side) of the workpiece W and a position separated by L in the central axis C direction as shown in FIG. Then, it is ground into a cylindrical shape having a highly accurate taper portion T having a taper angle of Ψ.

本実施形態によれば、工作物Wの外周位置の検出、工作物Wの中心軸線Cの演算、及び旋回テーブル30の旋回による工作物Wの芯出しは、円筒研削盤10において自動的に高精度に実行可能である。これにより、円筒研削盤10は、工作物Wの搬入状態や加工状態において高精度な芯出しが可能となる。そして、円筒研削盤10は、トラバーステーブル20のガイドレール21に沿った移動により円筒状の工作物Wの外周を加工する。よって、加工後の工作物Wの外径やテーパ角度の精度を向上できる。   According to this embodiment, the detection of the outer peripheral position of the workpiece W, the calculation of the center axis C of the workpiece W, and the centering of the workpiece W by the turning of the turning table 30 are automatically performed in the cylindrical grinding machine 10. It is feasible with accuracy. Thereby, the cylindrical grinding machine 10 can perform high-precision centering in the loaded state and the processed state of the workpiece W. The cylindrical grinding machine 10 processes the outer periphery of the cylindrical workpiece W by moving along the guide rail 21 of the traverse table 20. Therefore, the accuracy of the outer diameter and taper angle of the workpiece W after processing can be improved.

つまり、テーパ部Tを有する工作物Wを加工する場合、円筒部に対してテーパ部Tを高精度に加工する必要があるが、工作物Wを搬入した状態では、工作物Wの形状が整っていない(円筒部の直径が均一でない)状態であり、旋回テーブル30の傾き(旋回)も調整されていないときもあり、旋回テーブル30の傾き(旋回)などを調整する必要がある。そして、円筒部の加工後のテーパ部Tを高精度に加工するために、旋回テーブル30の傾き(旋回)と砥石台15の工作物Wへの移動量などを調整する必要もある。   That is, when processing the workpiece W having the tapered portion T, it is necessary to process the tapered portion T with high accuracy with respect to the cylindrical portion. However, when the workpiece W is loaded, the shape of the workpiece W is prepared. It is not possible (the diameter of the cylindrical portion is not uniform), and the tilt (turning) of the turning table 30 may not be adjusted, and the tilt (turning) of the turning table 30 needs to be adjusted. And in order to process the taper part T after a process of a cylindrical part with high precision, it is also necessary to adjust the inclination (turning) of the turning table 30 and the amount of movement of the grindstone table 15 to the workpiece W.

そのため、工作物Wが搬入されたときに工作物WのZ軸線方向の外側位置(Z軸線方向2点、X軸線方向2点)を測定することで、工作物Wの形状、傾きなどを正確に測定でき、旋回テーブル30の傾き(旋回)を調整することができる。さらに、加工途中で工作物WのZ軸線方向の外側位置(Z軸線方向2点、X軸線方向2点)を測定することで、テーパ部Tの形状(テーパ角度など)を把握でき、さらに正確に加工することができる。さらに、これらの測定と加工を制御装置17によって自動的に行うことで、人による測定と調整を必要としない加工となり、加工効率が向上し、高精度加工が可能になる。   Therefore, by measuring the outer position of the workpiece W in the Z-axis direction (two points in the Z-axis direction and two points in the X-axis direction) when the workpiece W is loaded, the shape, inclination, etc. of the workpiece W can be accurately determined. The inclination (turning) of the turntable 30 can be adjusted. Furthermore, by measuring the outer position of the workpiece W in the Z-axis direction (two points in the Z-axis direction and two points in the X-axis direction) during machining, the shape (taper angle, etc.) of the taper portion T can be grasped and more accurately Can be processed. Furthermore, by automatically performing these measurements and processing by the control device 17, processing that does not require measurement and adjustment by humans is performed, processing efficiency is improved, and high-precision processing is possible.

(8.その他)
上記実施形態においては、位置検出装置50による工作物Wの外周位置の検出は、粗研削及び精研削の完了後に行うようにしたが、粗研削の完了後及び精研削の完了後にそれぞれ行うようにしてもよい。これにより、工作物Wの加工精度をさらに向上できる。
また、位置検出装置50は、砥石台15と共に移動可能に設けられるが、位置検出装置50の専用の移動装置で単独移動可能に設けるように構成してもよい。
(8. Others)
In the above-described embodiment, the detection of the outer peripheral position of the workpiece W by the position detection device 50 is performed after the completion of the rough grinding and the fine grinding. May be. Thereby, the processing accuracy of the workpiece W can be further improved.
Further, the position detection device 50 is provided so as to be movable together with the grindstone table 15, but it may be configured to be provided so as to be able to move independently by a dedicated movement device of the position detection device 50.

また、位置検出装置50は、砥石台15の上面に設けられるので、第一、第二アーム53,54の回転軸線は砥石車16の回転軸線と異なる位置となっている。しかし、第一、第二アーム53,54の回転軸線と砥石車16の回転軸線とが同軸となるように第一、第二アーム53,54を設けるようにしてもよい。これにより、位置検出装置50は、砥石車16の回転軸線、すなわち中心を基準に位置検出できるので、熱変位の影響を受け難く、高精度な位置検出を維持できる。   Further, since the position detection device 50 is provided on the upper surface of the grinding wheel base 15, the rotation axes of the first and second arms 53 and 54 are at positions different from the rotation axis of the grinding wheel 16. However, the first and second arms 53 and 54 may be provided so that the rotation axis of the first and second arms 53 and 54 and the rotation axis of the grinding wheel 16 are coaxial. Thereby, since the position detection apparatus 50 can detect a position on the basis of the rotation axis of the grinding wheel 16, that is, the center, the position detection apparatus 50 is hardly affected by the thermal displacement and can maintain a highly accurate position detection.

また、工作機械としてテーブルトラバース型の円筒研削盤を例にあげたが、砥石台トラバース型の円筒研削盤に適用可能である。また、本発明は、円筒研削盤に限らず、他の工作機械にも適用可能である。また、位置検出装置50による工作物Wの外周位置の検出は、旋回テーブル30の旋回動作において実施してもよい。   Further, although a table traverse type cylindrical grinder has been exemplified as a machine tool, the present invention can be applied to a grindstone traverse type cylindrical grinder. Moreover, this invention is applicable not only to a cylindrical grinding machine but to other machine tools. Further, the detection of the outer peripheral position of the workpiece W by the position detection device 50 may be performed in the turning operation of the turning table 30.

10:円筒研削盤、 11:ベッド、 13:主軸台、 14:心押台、 17:制御装置、 20:トラバーステーブル、 30:旋回テーブル、 50:位置検出装置、 51:第一検出プローブ、 52:第二検出プローブ、 53:第一アーム、 54:第二アーム、 W:工作物、 T:テーパ部 10: Cylindrical grinding machine, 11: Bed, 13: Spindle head, 14: Tailstock, 17: Control device, 20: Traverse table, 30: Turning table, 50: Position detection device, 51: First detection probe, 52 : Second detection probe, 53: first arm, 54: second arm, W: workpiece, T: taper part

Claims (8)

ベッドと、
前記ベッドの上面に設けられ、工作物の外周の研削が可能な砥石車を当該砥石車の中心軸線回りに回転可能に支持する砥石台と、
前記ベッドの上面に設けられ、ガイドレールに沿って移動可能なテーブル又は前記砥石台と、
前記テーブルの上面に設けられ、当該上面に対し垂直な旋回軸線回りに旋回可能な旋回テーブルと、
前記旋回テーブルの上面に設けられ、前記工作物の両端をそれぞれ支持し、両支持点を通る回転軸線回りに当該工作物を回転させる主軸台及び心押台と、
前記工作物の外周に向けて移動可能に設けられ、前記工作物の外周位置の検出が可能な検出プローブを有する位置検出装置と、
前記テーブル又は前記砥石台、並びに前記旋回テーブル、前記主軸台及び前記位置検出装置の各動作を制御して、前記工作物の外周の加工を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記検出プローブで検出される前記工作物の外周位置に基づいて、前記工作物の中心軸線を求める中心軸線演算部と、
前記工作物の中心軸線が前記ガイドレールと平行になるように、前記旋回テーブルを旋回させる旋回テーブル旋回部と、
を備える、旋回テーブルを備える工作機械。
Bed and
A grinding wheel base that is provided on the upper surface of the bed and supports a grinding wheel capable of grinding the outer periphery of the workpiece so as to be rotatable around the central axis of the grinding wheel;
A table provided on the upper surface of the bed and movable along a guide rail or the grinding wheel base;
A turning table provided on the upper surface of the table and capable of turning about a turning axis perpendicular to the upper surface;
A headstock and a tailstock that are provided on the upper surface of the swivel table, support both ends of the workpiece, and rotate the workpiece around a rotation axis passing through both support points;
A position detection device provided with a detection probe capable of moving toward the outer periphery of the workpiece and capable of detecting the outer peripheral position of the workpiece;
A control device for processing the outer periphery of the workpiece by controlling the operations of the table or the grindstone table, the turning table, the headstock and the position detection device;
With
The control device includes:
Based on the outer peripheral position of the workpiece detected by the detection probe, a center axis calculation unit for obtaining a center axis of the workpiece;
A turning table turning unit for turning the turning table so that a center axis of the workpiece is parallel to the guide rail;
A machine tool comprising a swivel table.
前記位置検出装置は、2つの前記検出プローブを備え、
当該2つの検出プローブは、前記ガイドレールと平行な回転軸線回りに所定角度の範囲でそれぞれ回転可能な2つのアームの自由端側にそれぞれ配置され、前記アームが前記所定角度の一方側の角度に回転したとき、前記工作物の外周位置の検出が可能な位置に位置決めされ、前記アームが前記所定角度の他方側の角度に回転したとき、前記工作物から退避した位置に位置決めされる、請求項1に記載の旋回テーブルを備える工作機械。
The position detection device includes two detection probes,
The two detection probes are respectively arranged on the free end sides of two arms that can rotate within a predetermined angle range around a rotation axis parallel to the guide rail, and the arm is set to one angle of the predetermined angle. 2. When rotated, the workpiece is positioned at a position where the outer peripheral position of the workpiece can be detected, and when the arm rotates to the other side of the predetermined angle, the workpiece is positioned at a position retracted from the workpiece. A machine tool comprising the turning table according to 1.
前記2つのアームの自由端部は、前記2つの検出プローブが前記工作物の同一外円周上に位置するように、前記ガイドレールと平行な同一方向にそれぞれ折り曲げられる、請求項2に記載の旋回テーブルを備える工作機械。   The free ends of the two arms are respectively bent in the same direction parallel to the guide rail so that the two detection probes are located on the same outer circumference of the workpiece. A machine tool with a swivel table. 前記位置検出装置は、前記砥石台に設けられる、請求項1−3の何れか一項に記載の旋回テーブルを備える工作機械。   The said position detection apparatus is a machine tool provided with the turning table as described in any one of Claims 1-3 provided in the said grindstone stand. ベッドと、前記ベッドの上面に設けられ、工作物の外周の研削が可能な砥石車を当該砥石車の中心軸線回りに回転可能に支持する砥石台と、前記ベッドの上面に設けられ、前記ベッドの上面に設けられ、ガイドレールに沿って移動可能なテーブル又は前記砥石台と、前記テーブルの上面に設けられ、当該上面に対し垂直な旋回軸線回りに旋回可能な旋回テーブルと、前記旋回テーブルの上面に設けられ、前記工作物の両端をそれぞれ支持し、両支持点を通る回転軸線回りに当該工作物を回転させる主軸台及び心押台と、前記工作物の外周に向けて移動可能に設けられ、前記工作物の外周位置の検出が可能な検出プローブを有する位置検出装置と、を備える工作機械による加工方法であって、
前記検出プローブで検出される前記工作物の外周位置に基づいて、前記工作物の中心軸線を求める中心軸線演算工程と、
前記工作物の中心軸線が前記ガイドレールと平行になるように、前記旋回テーブルを旋回させる第一旋回テーブル旋回工程と、
前記工作物の外周を研削する加工工程と、
を備え、
前記工作物の外径が目標径となるまで前記中心軸線演算工程、前記第一旋回テーブル旋回工程及び前記加工工程を繰り返す、旋回テーブルを備える工作機械による加工方法。
A bed, a grinding wheel base that is provided on the upper surface of the bed and supports a grinding wheel capable of grinding the outer periphery of the workpiece so as to be rotatable about a central axis of the grinding wheel, and is provided on the upper surface of the bed. A table or a grindstone table that is movable along a guide rail, a swivel table that is provided on the top surface of the table and is capable of swiveling around a swivel axis perpendicular to the top surface, and the swivel table Provided on the upper surface, respectively supporting the both ends of the workpiece and rotating the workpiece about a rotation axis passing through both support points, and a tailstock and movable toward the outer periphery of the workpiece A position detection device having a detection probe capable of detecting the outer peripheral position of the workpiece, and a processing method by a machine tool comprising:
Based on the outer peripheral position of the workpiece detected by the detection probe, a center axis calculation step for obtaining a center axis of the workpiece;
A first turning table turning step for turning the turning table so that a center axis of the workpiece is parallel to the guide rail;
A processing step of grinding an outer periphery of the workpiece;
With
A machining method using a machine tool including a turning table, wherein the center axis calculation step, the first turning table turning step, and the machining step are repeated until an outer diameter of the workpiece reaches a target diameter.
前記工作物の最終形状が円筒部及びテーパ部を備える形状の場合、
前記中心軸線演算工程、前記第一旋回テーブル旋回工程及び前記加工工程を繰り返すことで、前記円筒部の外径が前記目標径となったとき、前記テーパ部の目標テーパ角度まで前記旋回テーブルを旋回させる第二旋回テーブル旋回工程と、
前記工作物の前記テーパ部を加工するテーパ加工工程と、
前記テーパ部の加工完了後、前記第二旋回テーブル旋回工程を行う前の状態まで前記旋回テーブルを旋回させる第三旋回テーブル旋回工程と、
前記検出プローブで検出される前記テーパ部の外周位置に基づいて、前記テーパ部のテーパ角度を求めるテーパ角度演算工程と、
を備え、
前記テーパ部のテーパ角度が前記目標テーパ角度となるまで前記第二旋回テーブル旋回工程、前記テーパ加工工程、前記テーパ角度演算工程及び前記第三旋回テーブル旋回工程を繰り返す、請求項5に記載の旋回テーブルを備える工作機械による加工方法。
When the final shape of the workpiece has a cylindrical portion and a tapered portion,
By repeating the center axis calculation step, the first turning table turning step, and the machining step, the turning table is turned to the target taper angle of the tapered portion when the outer diameter of the cylindrical portion becomes the target diameter. A second turning table turning step,
A taper processing step of processing the tapered portion of the workpiece;
A third turning table turning step for turning the turning table to a state before completion of the second turning table turning step after completion of processing of the tapered portion;
A taper angle calculation step for obtaining a taper angle of the taper portion based on an outer peripheral position of the taper portion detected by the detection probe;
With
6. The turning according to claim 5, wherein the second turning table turning step, the taper processing step, the taper angle calculating step, and the third turning table turning step are repeated until the taper angle of the taper portion becomes the target taper angle. A processing method using a machine tool including a table.
前記テーパ角度演算工程は、前記検出プローブで検出される前記テーパ部の大径側における同一外周円上の2か所の外周位置、及び前記検出プローブで検出される前記テーパ部の小径側における同一外周円上の2か所の外周位置に基づいて、前記テーパ部のテーパ角度を求める、請求項6に記載の旋回テーブルを備える工作機械による加工方法。   The taper angle calculation step includes two outer peripheral positions on the same outer circumference circle on the large diameter side of the taper portion detected by the detection probe, and the same on the small diameter side of the taper portion detected by the detection probe. The processing method by a machine tool provided with the turning table of Claim 6 which calculates | requires the taper angle of the said taper part based on the outer periphery position of two places on an outer periphery circle | round | yen. 前記中心軸線演算工程は、前記検出プローブで検出される前記工作物の一端側における同一外周円上の2か所の外周位置から当該外周円の一端側中心位置を求めると共に、前記検出プローブで検出される前記工作物の他端側における同一外周円上の2か所の外周位置から当該外周円の他端側中心位置を求め、前記一端側中心位置と前記他端側中心位置を通る直線を前記工作物の中心軸線として求める、請求項5−7の何れか一項に記載の工作機械による加工方法。   The center axis calculation step obtains one end side center position of the outer circumference circle from two outer circumference positions on the same outer circumference circle on the one end side of the workpiece detected by the detection probe, and detects by the detection probe. The other end side center position of the outer periphery circle is obtained from two outer periphery positions on the same outer periphery circle on the other end side of the workpiece to be obtained, and a straight line passing through the one end side center position and the other end side center position is obtained. The processing method by the machine tool as described in any one of Claims 5-7 calculated | required as a center axis line of the said workpiece.
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