JP2021194728A - 研削方法及び研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】横断面非真円形状の長尺のワークを高効率且つ高精度に研削加工することができる研削方法及び研削装置を提供する。【解決手段】回転する柱状のワークＷの外周を回転する研削といし１０の周面で研削する研削方法であって、ワークＷの回転に同期制御してワークＷと研削といし１０をワークＷの回転径方向（Ｘ方向）に相対的に往復移動させて研削するプランジ研削工程と、研削といし１０をワークＷから遠ざけワークＷと研削といし１０をワークＷの回転軸方向（Ｚ方向）に相対移動させるシフト工程と、を繰り返して実行するシフトプランジ研削工程と、ワークＷの回転に同期制御してワークＷと研削といし１０を回転径方向に相対的に往復移動させながらワークＷと研削といし１０を回転軸方向に相対移動させて研削するトラバース研削工程Ｓ３０と、を具備し、長尺のワークＷを横断面非真円形状に研削する。【選択図】図４

Description

本発明は、研削方法及び研削装置に関し、特に、長尺のワークを横断面非真円形状に研削加工することができる研削方法及び研削装置に関する。

従来、円柱状若しくは円筒状のワークの外周を研削加工する円筒研削盤が知られている。例えば、特許文献１には、被研削物を保持して回転させる主軸と、被研削物を研削する研削といしと、研削といしを保持し回転させるといし軸と、といし軸の中心軸に対し直角方向に研削といしを移動させる研削といし送り軸と、を備えた円筒研削盤が開示されている。

同文献に開示された円筒研削盤では、研削といし送り軸は、主軸の回転運動に同期して往復運動する。これにより円筒研削盤は、主軸から偏心した円柱状の偏心部の外周部を研削加工することができる。

また例えば、特許文献２には、回転するといしをＸ方向に移動するといし台と、ワークを支持して回転させる主軸と、Ｘ方向に直交するＺ方向に主軸とといしの相対位置を変更して研削を行う円筒研削盤による端面部形状の加工方法が開示されている。

この加工方法では、ワーク端面の仕上がり形状に基づいて、主軸に支持されたワークが一回転する間の回転位相に対応して、ワーク端面への切り込み深さが指定される。そして、回転位相に対応して指定された切り込み深さに基づいて、回転するワークに対して、といしが相対移動するように同期制御が行われ、ワーク端面への切り込みが行われる。これにより、ワーク端面に対して、同心円状とならない凹凸面を持つ３次元表面形状が成形される。

国際公開第２０１６／１６２９７９号 特開２０１７−８７３６４号公報

しかしながら、上記した従来技術の円筒研削盤による研削方法では、略柱状のワークを横断面非真円形状に研削加工することが難しいという問題点があった。特に、長尺の多角形柱状体等のワークを研削加工することは困難であった。

具体的には、ワークを保持する主軸の回転運動に同期して、研削といしを送る方法では、ワークの外周または端面を非真円形状に研削することができる。しかしながら、ワーク外周の研削可能な主軸方向の長さは、研削といしの研削面の幅に限定される。即ち、主軸方向に対して略直角に研削といしを送る研削加工では、研削といしの研削面の幅よりも長くワークの外周を非真円形状に研削することはできなかった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、横断面非真円形状の長尺のワークを高効率且つ高精度に研削加工することができる研削方法及び研削装置を提供することにある。

本発明の研削方法は、回転する柱状のワークの外周を回転する研削といしの周面で研削する研削方法であって、前記ワークの回転に同期制御して前記ワークと前記研削といしを前記ワークの回転径方向に相対的に往復移動させて研削するプランジ研削工程と、前記研削といしを前記ワークから遠ざけ前記ワークと前記研削といしを前記ワークの回転軸方向に相対移動させるシフト工程と、を繰り返して実行するシフトプランジ研削工程と、前記ワークの回転に同期制御して前記ワークと前記研削といしを前記回転径方向に相対的に往復移動させながら前記ワークと前記研削といしを前記回転軸方向に相対移動させて研削するトラバース研削工程と、を具備し、前記ワークを横断面非真円形状に研削することを特徴とする。

また、本発明の研削装置は、柱状のワークの外周を周面で研削する研削といしと、前記研削といしを保持して回転させるといし軸と、前記ワークを保持して回転させる主軸と、前記といし軸を回転させる研削といし駆動手段と、前記主軸を回転させる主軸駆動手段と、前記ワークと前記研削といしを前記ワークの回転径方向に相対移動させる切込方向送り手段と、前記ワークと前記研削といしを前記ワークの回転軸方向に相対移動させる軸方向送り手段と、前記研削といし駆動手段、前記主軸駆動手段、前記切込方向送り手段及び前記軸方向送り手段を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置によって前記ワークの回転に同期制御して前記切込方向送り手段で前記ワークと前記研削といしを前記回転径方向に相対的に往復移動させて研削するプランジ研削工程と、前記切込方向送り手段で前記研削といしを前記ワークから遠ざけ前記軸方向送り手段で前記ワークと前記研削といしを前記回転軸方向に相対移動させるシフト工程と、を繰り返すシフトプランジ研削工程と、前記制御装置によって前記ワークの回転に同期制御して前記切込方向送り手段で前記ワークと前記研削といしを前記回転径方向に相対的に往復移動させながら前記軸方向送り手段で前記ワークと前記研削といしを前記回転軸方向に相対移動させて研削するトラバース研削工程と、を実行し、前記ワークを横断面非真円形状に研削することを特徴とする。

本発明の研削方法によれば、柱状のワークの外周を研削といしの周面で研削する研削方法であって、ワークの回転に同期制御してワークと研削といしをワークの回転径方向に相対的に往復移動させて研削するプランジ研削工程と、研削といしをワークから遠ざけワークと研削といしをワークの回転軸方向に相対移動させるシフト工程と、を繰り返すシフトプランジ研削工程を実行する。これにより、従来技術の研削方法では加工することができなかった長尺のワークに対して横断面非真円形状の研削加工を行うことができる。

また、本発明の研削方法は、ワークの回転に同期制御してワークと研削といしを回転径方向に相対的に往復移動させながらワークと研削といしを回転軸方向に相対移動させて研削するトラバース研削工程を実行する。これにより、長尺のワークを、高効率且つ高精度に、横断面非真円形状に研削加工することができる。

また、本発明の研削方法によれば、前記シフトプランジ研削工程を実行した後、前記トラバース研削工程を実行しても良い。これにより、シフトプランジ研削工程で、例えば、粗研削及び中研削を短時間で効率良く実行し、その後、トラバース研削工程で高精度な精研削を行うことができる。よって、柱状の長尺ワークに対して高効率且つ高精度な研削加工が実現し、短時間で高精度な横断面非真円形状のワークが仕上げられる。

また、本発明の研削方法によれば、前記トラバース研削工程において、前記ワークの外周を１周研削する際に前記研削といしを前記回転軸方向に送る距離は、前記研削といしの周面の幅よりも短い。このようなトラバース研削工程により、ワークの研削対象となる外周全域について、未研削の部分を残さず、全体を効率良く高精度に研削することができる。

また、本発明の研削方法によれば、前記トラバース研削工程は、前記ワークの研削加工を開始する前記回転軸方向の位置において前記研削といしを前記回転軸方向に相対移動させずに前記ワークの外周を一周以上研削した後、前記研削といしを前記回転軸方向に相対移動させて研削を行い、前記ワークの研削加工を終了する前記回転軸方向の位置において前記研削といしを前記回転軸方向に相対移動させずに前記ワークの外周を一周以上研削する。このようなトラバース研削工程により、研削対象となるワークの両端近傍を、未研削の部分を残さず高精度に研削することができる。

また、本発明の研削方法によれば、前記シフトプランジ研削工程において、前記シフト工程で前記研削といしを前記回転軸方向に送る距離は、前記研削といしの周面の幅よりも短くても良い。このようなシフトプランジ研削工程により、ワークの研削対象となる外周全域について、未研削の部分を残さず、高精度に研削することができる。

また、本発明の研削方法によれば、前記シフトプランジ研削工程において、前記シフト工程で前記研削といしを前記回転軸方向に送る距離は前記研削といしの周面の幅よりも長く、前記ワークの前記プランジ研削工程によって研削された外周間の研削されていない外周は、その後の前記シフト工程及び前記プランジ研削工程によって研削されても良い。このようなシフトプランジ研削工程により、ワークの研削対象となる外周全域について、未研削の部分を残さず、高精度に研削することができる。

また、本発明の研削方法によれば、前記ワークを横断面多角形状に研削しても良い。これにより、例えば、横断面正方形状、長方形状、ひし形状、五角形状、六角形状、七角形状、八角形状、小判形状または楕円形状等の長尺のワークを効率良く高精度に仕上げることができる。

また、本発明の研削装置によれば、柱状のワークの外周を周面で研削する研削といしと、研削といしを保持して回転させるといし軸と、ワークを保持して回転させる主軸と、といし軸を回転させる研削といし駆動手段と、主軸を回転させる主軸駆動手段と、ワークと研削といしをワークの回転径方向に相対移動させる切込方向送り手段と、ワークと研削といしをワークの回転軸方向に相対移動させる軸方向送り手段と、研削といし駆動手段、主軸駆動手段、切込方向送り手段及び軸方向送り手段を制御する制御装置と、を有し、制御装置によってワークの回転に同期制御して切込方向送り手段でワークと研削といしを回転径方向に相対的に往復移動させて研削するプランジ研削工程と、切込方向送り手段で研削といしをワークから遠ざけ軸方向送り手段でワークと研削といしを回転軸方向に相対移動させるシフト工程と、を繰り返すシフトプランジ研削工程と、制御装置によってワークの回転に同期制御して切込方向送り手段でワークと研削といしを回転径方向に相対的に往復移動させながら軸方向送り手段でワークと研削といしを回転軸方向に相対移動させて研削するトラバース研削工程と、を実行し、ワークを横断面非真円形状に研削する。このような構成により、従来技術の研削装置では加工することができなかった長尺の柱状のワークを、高効率且つ高精度に、横断面非真円形状に研削加工することができる。

本発明の実施形態に係る研削装置の概略を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る研削装置の研削工程における研削といし及びワークの概略を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る研削装置の（Ａ）第１のシフトプランジ研削工程、（Ｂ）第２のシフトプランジ研削工程、における研削といし及びワークの概略を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る研削装置のトラバース研削工程における研削といし及びワークの概略を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る研削装置のトラバース研削工程における研削といし及びワークの概略を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態に係る研削方法及び研削装置を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る研削装置１の概略を示す平面図である。

図１を参照して、研削装置１は、横断面非真円形状の略柱状のワークＷを研削加工する装置であり、例えば、ＣＮＣ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）円筒研削盤である。

研削装置１は、ワークＷを研削する研削といし１０と、研削といし１０を保持するといし軸１１と、といし軸１１を回転させる研削といし駆動モータ２２と、ワークＷを保持する主軸１２及び心押１３と、主軸１２を回転させる主軸駆動モータ２３と、を有する。

ワークＷは、研削といし１０によって研削される加工対象物であり、略柱状の形態をなす。詳細については後述するが、研削装置１は、略柱状のワークＷを横断面非真円形状、例えば、正方形状、長方形状、ひし形状、五角形状、六角形状、七角形状、八角形状等の多角形状や、小判形状または楕円形状等に研削加工することができる。

研削といし１０は、例えば、セラミック砥粒を含むセラミックといしであり、略円盤状の形態をなし、といし軸１１によって保持され回転する。加工時においては、回転する研削といし１０の周面が回転するワークＷの外周に当接し、ワークＷの外周が研削される。

といし軸１１は、研削といし１０を回転自在に保持する機構である。といし軸１１の回転中心軸、即ち研削といし１０の回転中心軸は、ワークＷの回転中心軸（以下、適宜「Ｃ軸」と言う。）に対して略平行に設けられている。

具体的には、研削といし１０の回転中心軸は、正面から見て左右水平方向（以下、適宜「Ｚ方向」と言う。）に延在する。換言すれば、Ｃ軸は、Ｚ方向に延在し、研削といし１０は、Ｃ軸の後方に設けられ、研削といし１０の回転中心軸は、Ｃ軸と略平行である。

なお、といし軸１１は、研削といし１０の回転中心軸がＣ軸に対して傾斜するよう、即ちＣ軸に対して斜め方向に延在するよう、傾斜可能であっても良い。これにより、研削といし１０として、回転中心軸に対して傾斜した周面を有するアングルタイプの研削といしを使用して、研削を行うことができる。

研削といし駆動モータ２２は、といし軸１１を介して研削といし１０を回転させる研削といし駆動手段である。研削といし駆動モータ２２は、例えば、ＡＣサーボモータであり、動力伝達可能にといし軸１１に接続されている。研削装置１は、研削といし駆動モータ２２を数値制御する制御装置２０を有し、研削といし駆動モータ２２の駆動は、制御装置２０によって制御される。

主軸１２は、ワークＷを保持して回転させる支持機構であり、ワークＷを着脱自在に保持するチャック機構を有する。心押１３は、ワークＷを回転自在に支持する機構である。詳しくは、主軸１２は、ワークＷの一方の端部近傍を支持し、心押１３は、他方の端部近傍を支持する。

ワークＷは、主軸１２及び心押１３によって回転自在に支持される。詳しくは、ワークＷは、回転中心軸となるＣ軸が左右水平方向、即ちＺ方向、に延在するよう主軸１２及び心押１３によって両端近傍が支持されることになる。

主軸駆動モータ２３は、主軸１２を回転させる主軸駆動手段であり、例えば、ＡＣサーボモータである。具体的には、主軸駆動モータ２３は、動力伝達可能に主軸１２に接続され、主軸１２を介してワークＷを、Ｃ軸を中心として回転させる。主軸駆動モータ２３の駆動は、制御装置２０によって数値制御される。

研削装置１は、ベッド１６の上に載置されるといし台１４及びテーブル１５を有する。といし台１４には、研削といし１０、といし軸１１及び駆動モータ２２が支持され、テーブル１５には、ワークＷを保持する主軸１２及び心押１３並びにワークＷを回転させる主軸駆動モータ２３が支持される。

といし台１４は、Ｃ軸に対して略直交する方向、詳しくは、前後水平方向（以下、適宜「Ｘ方向」と言う。）に移動可能に設けられている。即ち、ワークＷと研削といし１０は、ワークＷの回転径方向に相対移動可能である。

研削装置１には、といし台１４を移動させる切込方向送りモータ２４が設けられている。切込方向送りモータ２４は、例えば、ＡＣサーボモータであり、制御装置２０によって数値制御されて、といし台１４を介して研削といし１０をＸ方向に送る。即ち、切込方向送りモータ２４は、ワークＷと研削といし１０をワークＷの回転径方向に相対移動させる切込方向送り手段である。

テーブル１５は、Ｃ軸に沿って、即ちＺ方向に、移動可能に設けられている。つまり、ワークＷと研削といし１０は、ワークＷの回転軸方向に相対移動可能に設けられる。そして、研削装置１は、テーブル１５を移動させる左右方向送りモータ２５を有する。

左右方向送りモータ２５は、例えば、ＡＣサーボモータであり、制御装置２０によって数値制御され、テーブル１５をＺ方向に送る。即ち、左右方向送りモータ２５は、ワークＷと研削といし１０をワークＷの回転軸方向に相対移動させる軸方向送り手段である。

なお、切込方向送り手段として、切込方向送りモータ２４でといし台１４を移動する構成に代えて、テーブル１５をＸ方向に移動する構成が採用されても良い。また、軸方向送り手段として、左右方向送りモータ２５でテーブル１５を移動する構成に代えて、といし台１４をＺ方向に移動する構成でも良い。

研削といし１０及びワークＷが配置された研削加工領域は、図示しないハウジングによって覆われていても良い。ハウジングの略中央前面及び上面は、作業者がワークＷのセットまたは加工後のワークＷの取り外し等を行うために開口しており、該開口には、開閉自在な図示しない扉が設けられている。

また、研削装置１は、研削加工を数値制御して自動研削加工を実行するための制御装置２０を有する。制御装置２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、加工条件の設定値や演算結果等を記憶する記憶部、後述する操作盤２１やその他情報通信端末と通信する通信部等を有する。

制御装置２０は、研削といし１０を回転させる研削といし駆動モータ２２、ワークＷを回転させる主軸駆動モータ２３、研削といし１０をＸ方向に送る切込方向送りモータ２４及びワークＷをＺ方向に送る左右方向送りモータ２５に接続されており、これらの駆動を数値制御する。

また、制御装置２０は、研削といし１０及びワークＷの形状及び正確な寸法を計測する図示しない各種検出手段を有する。検出手段としては、例えば、プローブ及びその先端に設けられた接触子を有する接触式のセンサ、エアセンサやレーザ光センサ等の非接触式のセンサ、その他各種センサを採用することができる。

例えば、研削といし１０の外径寸法を正確に測定することができる図示しない研削といしセンサを備えていても良い。このような研削といしセンサで研削といし１０の外径寸法が測定されることにより、研削といし１０の回転中心軸と、ワークＷのＣ軸と、の中心間距離を正確に把握することができる。これにより、制御装置２０は、後述する研削といし１０のドレッシングを実行した後においても、工具径補正を行い、切込位置を正確に自動算出できる。

制御装置２０には、作業者が加工のための各種情報、指示を入力するための操作盤２１が接続されている。操作盤２１には、操作のための図示しない各種操作ボタンや、加工情報を表示する図示しない表示部等が設けられている。作業者は、操作盤２１を操作することにより、研削装置１によるワークＷの研削加工を自動で実行することができる。

例えば、研削装置１は、作業者が図示しないスタートボタンを押下して開始の指示を入力する、という簡単な操作のみで、テーブル１５にセットされたワークＷを自動で検出し、設定された通りの研削加工を自動で開始及び停止することができる。

また、研削装置１には、研削といし１０のドレッシングを行うための図示しないドレッサ装置等が設けられている。これらドレッサ装置を利用したドレッシングは、ワークＷを研削加工する工程の途中においても実行することができる。これにより、研削といし１０の研削面となる周面を好適な状態に保つことができ、長尺のワークＷに対して高精度な研削加工を行うことができる。

次に、図２ないし図６を参照して、研削装置１を用いたワークＷの研削方法について詳細に説明する。
図２は、研削装置１の研削工程における研削といし１０及びワークＷの概略を示す側面図である。

図１及び図２を参照して、研削装置１によるワークＷの研削工程では、略柱状のワークＷは、主軸駆動モータ２３によって駆動され、主軸１２と共にＣ軸を中心として回転する。

研削といし１０は、研削といし駆動モータ２２によって駆動され、といし軸１１と共に、Ｃ軸に略平行なＺ方向の回転中心軸を中心として回転する。ワークＷの回転方向と、研削といし１０の回転方向は、同一である。これにより、研削されたワークＷの外周を正確に確認することができる。なお、ワークＷの回転と、研削といし１０の回転は、逆方向であっても良い。ワークＷと研削といし１０が逆回転であっても、研削加工を行うことができる。

研削といし１０は、切込方向送りモータ２４によって駆動され、Ｘ方向、即ちワークＷの回転径方向、に送られる。そして、回転する略柱状のワークＷの外周に、回転する略円盤状の研削といし１０の周面が当接し、研削といし１０によってワークＷの外周が研削される。

ここで、主軸駆動モータ２３及び切込方向送りモータ２４は、制御装置２０によって同期制御される。具体的には、制御装置２０は、ワークＷの回転に同期して切込方向送りモータ２４を自動制御して、研削といし１０をＸ方向に往復移動させる。即ち、制御装置２０は、ワークＷの回転に同期制御して、ワークＷと研削といし１０をワークＷの回転径方向に相対的に往復移動させる。

このような方法により、ワークＷを横断面非真円形状、例えば、図２に示すように、六角形状若しくはその他多角形状等、または楕円形状等に研削加工することができる。このようにワークＷの回転に同期して研削といし１０をワークＷの回転径方向に往復移動させる研削方法は、図３ないし図５を参照して後述するシフトプランジ研削工程Ｓ１０、Ｓ２０、トラバース研削工程Ｓ３０、Ｓ１３０において使用される。

図３は、研削装置１の研削工程における研削といし１０及びワークＷの概略を示す平面図である。図３（Ａ）は、第１のシフトプランジ研削工程であるシフトプランジ研削工程Ｓ１０、図３（Ｂ）は、第２のシフトプランジ研削工程であるシフトプランジ研削工程Ｓ２０、を示している。

図３（Ａ）に示すように、第１のシフトプランジ研削工程としてのシフトプランジ研削工程Ｓ１０では、先ず、ワークＷの研削開始位置に研削といし１０が送られる。研削加工を開始するＺ方向の位置は、例えば、ワークＷの研削対象となる外周の正面視左側の端部近傍である。
そして、回転する研削といし１０の周面を回転するワークＷの外周に当接させてワークＷの外周を研削するプランジ研削工程Ｓ１１が実行される。

詳しくは、図２を参照して説明したとおり、プランジ研削工程Ｓ１１では、研削といし１０は、切込方向送りモータ２４（図１参照）によって送られ、ワークＷの回転に同期してＸ方向に往復移動する。そして、ワークＷは、横断面非真円形状に研削される。

図３（Ａ）を参照して、プランジ研削工程Ｓ１１による研削加工が終了したら、研削といし１０をＸ方向にワークＷから遠ざけ、ワークＷと研削といし１０をワークＷの回転軸方向に相対移動させるシフト工程Ｓ１２が実行される。具体的には、シフト工程Ｓ１２では、ワークＷは、左右方向送りモータ２５（図１参照）によって送られ、Ｚ方向、即ちＣ軸に沿って、正面視左側に移動する。即ち、研削といし１０は、正面視右側に相対移動する。

次いで、ワークＷに接近するようＸ方向に研削といし１０が送られ、回転する研削といし１０の周面が回転するワークＷの外周に当接して、ワークＷの外周を横断面非真円形状に研削するプランジ研削工程Ｓ１３が実行される。

そして、プランジ研削工程Ｓ１３による研削加工が終了したら、研削といし１０をＸ方向にワークＷから遠ざけ、ワークＷと研削といし１０をＺ方向に相対移動させるシフト工程Ｓ１４が実行される。そして、ワークＷを横断面非真円形状に研削する次の工程として、プランジ研削工程Ｓ１５が行われる。

その後、上述と同様に、シフト工程Ｓ１６、プランジ研削工程Ｓ１７、シフト工程Ｓ１８、プランジ研削工程Ｓ１９、が順次実行される。即ち、ワークＷの研削対象となる外周のＺ方向の他方の端部近傍、この例では正面視右側の端部近傍まで、シフトプランジ研削工程Ｓ１０による研削加工が行われる。

ここで、各シフト工程Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８において、ワークＷと研削といし１０がＺ方向に相対移動する距離Ｌ２は、研削といし１０の幅寸法Ｌ１よりも長い。
即ち、距離Ｌ２＞幅寸法Ｌ１である。

これにより、シフトプランジ研削工程Ｓ１０によって研削加工されたワークＷの外周には、研削といし１０が当接しないために研削されなかった未研削部１８が残ることになる。

次に、図３（Ｂ）に示すように、第２のシフトプランジ研削工程としてのシフトプランジ研削工程Ｓ２０が実行される。シフトプランジ研削工程Ｓ２０は、第１のシフトプランジ研削工程Ｓ１０によって研削されたワークＷの外周間に残された研削されていない未研削部１８を研削加工する工程である。

シフトプランジ研削工程Ｓ２０では、ワークＷの研削対象となる外周のＺ方向の他方の端部近傍から一方の端部近傍まで、残された未研削部１８の全てを研削する加工が行われる。換言すれば、ワークＷの研削対象となる外周の正面視右側の端部近傍から正面視左側の端部近傍までの未研削部１８についての研削加工が行われる。

詳しくは、先ず、研削といし１０が、正面視で最も右側の未研削部１８を研削可能なＺ方向位置に送られるシフト工程Ｓ２１が実行される。そして、全ての未研削部１８を順次研削するように、前述のシフトプランジ研削工程Ｓ１０と同等に、プランジ研削工程Ｓ２２、シフト工程Ｓ２３、プランジ研削工程Ｓ２４、シフト工程Ｓ２５、プランジ研削工程Ｓ２６、シフト工程Ｓ２７、プランジ研削工程Ｓ２８、が順次実行される。

このような第１のシフトプランジ研削工程であるシフトプランジ研削工程Ｓ１０及び第２のシフトプランジ研削工程であるシフトプランジ研削工程Ｓ２０により、ワークＷの研削対象となるＺ方向に延在する広い外周全域について、未研削部１８を残さず、高精度に研削することができる。即ち、従来技術の研削方法では加工することができなかった長尺のワークＷに対して横断面非真円形状の研削加工を行うことができる。

なお、図３（Ａ）に示すシフトプランジ研削工程Ｓ１０の変形例として、各シフト工程Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８で研削といし１０をＺ方向に送る距離Ｌ２は、研削といし１０の周面の幅寸法Ｌ１よりも短くても良い。
即ち、距離Ｌ２＜幅寸法Ｌ１でも良い。

このような方法により、ワークＷの研削対象となる外周の一方の端部近傍から他方の端部近傍まで研削といし１０を送るシフトプランジ研削工程（Ｓ１０に相当）により、ワークＷの研削対象となる外周全域について、未研削部１８の部分を残さず、高精度に研削することができる。

また、シフトプランジ研削工程Ｓ１０及びシフトプランジ研削工程Ｓ２０において、プランジ研削工程Ｓ１１、Ｓ１３、Ｓ１５、Ｓ１７、Ｓ１９、Ｓ２２、Ｓ２４、Ｓ２６、Ｓ２８が実行される工程間に、研削といし１０が図示しないドレッサ装置等に送られ、研削といし１０のドレッシングが行われても良い。

即ち、各シフト工程Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ２１、Ｓ２３、Ｓ２５、Ｓ２７が行われる際に、研削といし１０がドレッサ装置等に送られ、研削といし１０のドレッシングが行われても良い。これにより、研削といし１０の周面を好適な状態に保つことができ、長尺のワークＷに対して高精度な研削加工を行うことができる。

図４は、研削装置１のトラバース研削工程Ｓ３０における研削といし１０及びワークＷの概略を示す平面図である。
図４に示すように、トラバース研削工程Ｓ３０では、制御装置２０(図１参照)は、研削といし１０をＸ方向に往復移動させながら、ワークＷをＺ方向に送る。

詳しくは、制御装置２０は、切込方向送りモータ２４（図１参照）をワークＷの回転に同期制御して、ワークＷと研削といし１０を回転径方向に相対的に往復移動させる。そして、この状態で、制御装置２０は、左右方向送りモータ２５（図１参照）を数値制御して、ワークＷと研削といし１０をＣ軸に沿って相対移動させる。

換言すれば、トラバース研削工程Ｓ３０では、制御装置２０は、極座補間を使用し、Ｃ軸と、Ｘ方向の切込軸と、の同期制御を行い、更にヘリカル補間を使用し、Ｚ方向のテーブル左右軸の送り制御を行う。

即ち、制御装置２０は、研削といし１０を、ワークＷの回転径方向に送る切り込み深さをＣ軸の回転に同期して制御し、所定の非真円形状動作を行いながら、所定の送り速度でＺ方向に相対移動させて、螺旋状の動作が加えられた軌跡で相対的に移動させる。

ここで、ワークＷの外周を１周研削する際に、研削といし１０をＣ軸方向、即ちＺ方向、に送る距離Ｌ３は、研削といし１０の周面の幅寸法Ｌ１よりも短い。
つまり、距離Ｌ３＜幅寸法Ｌ１である。

これにより、ワークＷの研削対象となる外周について、未研削の部分を残さずに研削することができる。即ち、横断面非真円形状、例えば、多角形状、のワークＷの外周面を、長手方向に段差なく延長することができる。

また、トラバース研削工程Ｓ３０では、ワークＷの研削加工を開始するＺ方向の位置において、ワークＷと研削といし１０をＺ方向に相対移動させずに、ワークＷの外周が一周以上研削される。そして、ワークＷの外周が一周以上研削された後に、ワークＷがＣ軸に沿って送られ、ワークＷと研削といし１０がＺ方向に相対移動する。

また、ワークＷの研削加工を終了するＺ方向の位置において、ワークＷと研削といし１０をＺ方向に相対移動させずに、ワークＷの外周は一周以上研削される。これにより、ワークＷの研削対象となる外周の両端近傍について、未研削の部分を残さず高精度に研削することができる。
このようなトラバース研削工程Ｓ３０により、加工が難しい長尺のワークＷを、高効率且つ高精度に、横断面非真円形状に研削加工することができる。

例えば、図３に示すシフトプランジ研削工程Ｓ１０及びシフトプランジ研削工程Ｓ２０を実行した後、図４に示すトラバース研削工程Ｓ３０が実行されても良い。これにより、シフトプランジ研削工程Ｓ１０、Ｓ２０で、例えば、粗研削及び中研削を短時間で効率良く実行し、その後、トラバース研削工程Ｓ３０で高精度な精研削を行うことができる。よって、柱状の長尺ワークＷに対して高効率且つ高精度な研削加工が実現し、短時間で高精度な横断面非真円形状のワークＷが仕上げられる。

図５は、研削装置１の他の研削工程の例として、トラバース研削工程Ｓ１３０における研削といし１０及びワークＷの概略を示す平面図である。
図５に示すように、トラバース研削工程Ｓ１３０は、前述のトラバース研削工程Ｓ３０（図４参照）と同等の研削工程が、Ｚ方向の送りを反転させながら複数回実行される研削方法である。

例えば、研削といし１０がワークＷに対して正面視右側Ｚ方向に相対移動する第１のトラバース研削工程としてのトラバース研削工程Ｓ１３１と、その反対方向、即ち正面視左側Ｚ方向、に相対移動する第２のトラバース研削工程としてのトラバース研削工程Ｓ１３２と、更にその反対方向、即ち正面視右側Ｚ方向に相対移動する第３のトラバース研削工程としてのトラバース研削工程Ｓ１３３と、が順次実行されても良い。また、同等の研削工程が更に多数回繰り返されても良い。

第１ないし第３のそれぞれのトラバース研削工程Ｓ１３１〜Ｓ１３３に対しては、それぞれ既に説明したトラバース研削工程Ｓ３０と同等の移動制御が行われる。つまり、制御装置２０(図１参照)は、ワークＷの回転に同期制御して研削といし１０をＸ方向に往復移動させながら、ワークＷと研削といし１０をＺ方向に相対移動させる。

第１ないし第３のそれぞれのトラバース研削工程Ｓ１３１〜Ｓ１３３において、ワークＷの外周を１周研削する際に、研削といし１０をＺ方向に送る距離Ｌ３は、研削といし１０の周面の幅寸法Ｌ１よりも短い。
即ち、距離Ｌ３＜幅寸法Ｌ１である。

最初に実行されるトラバース研削工程Ｓ１３１からその次のトラバース研削工程Ｓ１３２に移行する際、及びトラバース研削工程Ｓ１３２からその次に実行されるトラバース研削工程Ｓ１３３に移行する際においても、研削といし１０のＸ方向往復移動とワークＷの同期回転制御は継続して実行される。その際、最終仕上げまでの総削り代を大きくするよう、研削といし１０がＸ方向に送られても良い。

また、第１ないし第３のそれぞれのトラバース研削工程Ｓ１３１〜Ｓ１３３では、ワークＷの研削加工を開始するＺ方向の位置において、ワークＷと研削といし１０をＺ方向に相対移動させずに、ワークＷの外周が一周以上研削される。そして、ワークＷの外周が一周以上研削された後に、ワークＷがＣ軸に沿って送られ、ワークＷと研削といし１０がＺ方向に相対移動する。

また、第１ないし第３のそれぞれのトラバース研削工程Ｓ１３１〜Ｓ１３３において、ワークＷの研削加工を終了して次の工程に移行するＺ方向の位置では、ワークＷと研削といし１０をＺ方向に相対移動させずに、ワークＷの外周が一周以上研削される。

このようなトラバース研削工程Ｓ１３０により、長尺のワークＷに対して、総削り代の大きい研削加工を効率良く実行することができ、高精度な横断面非真円形状の仕上げを施すことができる。

以上説明の如く、本実施形態に係る研削装置１によれば、従来技術の研削方法では加工することができなかった長尺のワークＷに対して、横断面非真円形状の研削加工を高効率且つ高精度に行うことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。

１ 研削装置
１０ 研削といし
１１ といし軸
１２ 主軸
１３ 心押
１４ といし台
１５ テーブル
１６ ベッド
１８ 未研削部
２０ 制御装置
２１ 操作盤
２２ 研削といし駆動モータ
２３ 主軸駆動モータ
２４ 切込方向送りモータ
２５ 左右方向送りモータ
Ｓ１０、Ｓ２０ シフトプランジ研削工程
Ｓ１１、Ｓ１３、Ｓ１５、Ｓ１７、Ｓ１９、Ｓ２２、Ｓ２４、Ｓ２６、Ｓ２８ プランジ研削工程
Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ２１、Ｓ２３、Ｓ２５、Ｓ２７ シフト工程
Ｓ３０、Ｓ１３０、Ｓ１３１、Ｓ１３２、Ｓ１３３ トラバース研削工程
Ｗ ワーク

Claims (8)

1. 回転する柱状のワークの外周を回転する研削といしの周面で研削する研削方法であって、
   前記ワークの回転に同期制御して前記ワークと前記研削といしを前記ワークの回転径方向に相対的に往復移動させて研削するプランジ研削工程と、前記研削といしを前記ワークから遠ざけ前記ワークと前記研削といしを前記ワークの回転軸方向に相対移動させるシフト工程と、を繰り返して実行するシフトプランジ研削工程と、
   前記ワークの回転に同期制御して前記ワークと前記研削といしを前記回転径方向に相対的に往復移動させながら前記ワークと前記研削といしを前記回転軸方向に相対移動させて研削するトラバース研削工程と、を具備し、
   前記ワークを横断面非真円形状に研削することを特徴とする研削方法。
2. 前記シフトプランジ研削工程を実行した後、前記トラバース研削工程を実行することを特徴とする請求項１に記載の研削方法。
3. 前記トラバース研削工程において、前記ワークの外周を１周研削する際に前記研削といしを前記回転軸方向に送る距離は、前記研削といしの周面の幅よりも短いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の研削方法。
4. 前記トラバース研削工程は、前記ワークの研削加工を開始する前記回転軸方向の位置において前記研削といしを前記回転軸方向に相対移動させずに前記ワークの外周を一周以上研削した後、前記研削といしを前記回転軸方向に相対移動させて研削を行い、前記ワークの研削加工を終了する前記回転軸方向の位置において前記研削といしを前記回転軸方向に相対移動させずに前記ワークの外周を一周以上研削することを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の研削方法。
5. 前記シフトプランジ研削工程において、前記シフト工程で前記研削といしを前記回転軸方向に送る距離は、前記研削といしの周面の幅よりも短いことを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の研削方法。
6. 前記シフトプランジ研削工程において、前記シフト工程で前記研削といしを前記回転軸方向に送る距離は前記研削といしの周面の幅よりも長く、前記ワークの前記プランジ研削工程によって研削された外周間の研削されていない外周は、その後の前記シフト工程及び前記プランジ研削工程によって研削されることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の研削方法。
7. 前記ワークを横断面多角形状に研削することを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の研削方法。
8. 柱状のワークの外周を周面で研削する研削といしと、
   前記研削といしを保持して回転させるといし軸と、
   前記ワークを保持して回転させる主軸と、
   前記といし軸を回転させる研削といし駆動手段と、
   前記主軸を回転させる主軸駆動手段と、
   前記ワークと前記研削といしを前記ワークの回転径方向に相対移動させる切込方向送り手段と、
   前記ワークと前記研削といしを前記ワークの回転軸方向に相対移動させる軸方向送り手段と、
   前記研削といし駆動手段、前記主軸駆動手段、前記切込方向送り手段及び前記軸方向送り手段を制御する制御装置と、を有し、
   前記制御装置によって前記ワークの回転に同期制御して前記切込方向送り手段で前記ワークと前記研削といしを前記回転径方向に相対的に往復移動させて研削するプランジ研削工程と、前記切込方向送り手段で前記研削といしを前記ワークから遠ざけ前記軸方向送り手段で前記ワークと前記研削といしを前記回転軸方向に相対移動させるシフト工程と、を繰り返すシフトプランジ研削工程と、
   前記制御装置によって前記ワークの回転に同期制御して前記切込方向送り手段で前記ワークと前記研削といしを前記回転径方向に相対的に往復移動させながら前記軸方向送り手段で前記ワークと前記研削といしを前記回転軸方向に相対移動させて研削するトラバース研削工程と、を実行し、
   前記ワークを横断面非真円形状に研削することを特徴とする研削装置。

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