JP2567178B2 - 砥石研削機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、砥石を所定の荷重で
被研削材に押し付けた状態で砥石を回転させることによ
って研削を行う砥石研削機に関する。

【０００２】

【従来の技術】砥石研削機において、砥石を被研削材に
押し付けておく荷重を制御する方法として、定荷重研削
制御方式がある。この定荷重研削制御方式では、砥石を
砥石回転機構とともに被研削材に対して接近・離脱させ
る圧力シリンダを設けて、この圧力シリンダに圧力調整
弁で設定された圧力を与えることによって、所定の押付
荷重で砥石を被研削材に押付ける方法が用いられる。こ
れによって、所定の荷重をかけながら被研削材を研削す
ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記の方法において
は、砥石を高速回転させながら所定の押付荷重に達する
まで砥石を被研削材に押付けていく。この押付荷重を発
生する圧力シリンダが砥石の接近機構を兼ねているた
め、砥石が被研削材に当接したときにはその押付荷重が
ゼロであり、その後押付荷重が上昇していく。このた
め、砥石が被研削材に接触した後ある程度の時間が経過
しなければ所定の押付荷重に達しない。従って、材料表
面の微小傷の除去のように研削量が少ない場合には所定
圧力に達する前に削り終わってしまい、予定した仕上げ
面の粗さが得られないことがある。また、砥石を被研削
材の面に沿って平行移動させながら研削する場合には、
研削の初期には押付荷重が小さいため削り始めの部分の
み削り残しが生じてしまう等、目的とする定加重研削が
行われなかった。このような問題を解決するために、研
削の極めて初期から定加重研削を行える砥石研削機が望
まれていた。そこで本発明では、研削の極めて初期から
所定の押付荷重で定加重研削を行うことができたり、研
削の極めて初期に得られる所定の押付荷重が最適な押付
荷重となる砥石研削機を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで本出願の請求項１
に係る発明では上記課題を解決するために、砥石を被研
削材に押し付けた状態で回転させることによって該被研
削材を研削する砥石研削機であって、該砥石を回転させ
る砥石回転機構と、前記砥石を前記被研削材の側にピス
トンを介して所定の押圧荷重で付勢しておく圧力シリン
ダと、前記砥石を該圧力シリンダとともに前記被研削材
に接近させる砥石接近機構と、一回の研削工程中におけ
る該砥石回転機構の平均消費電力を検出する工程平均電
力検出手段と、該工程平均電力と所定電力とを比較する
工程電力比較手段と、該工程電力比較手段における比較
結果に応じて前記圧力シリンダの付勢力を増減する工程
圧力増減手段、とを有することを特徴とする。ここで、
高速接近とは、ピストンの圧力を高めていくことによっ
て押付荷重を増加していくときよりも迅速に押付荷重が
上昇するように圧力シリンダを接近させることをいう。

【０００５】この砥石研削機によると、圧力シリンダ内
のピストンに圧力を加える側の室の圧力を所定の押付荷
重に対応する圧力としておくことができる。この状態か
ら、砥石接近機構によって砥石が圧力シリンダとともに
被研削材に高速で接近させられて、砥石が被研削材に対
して押付られる。これによって迅速に昇圧が行われて、
所定の押付荷重に短時間で到達する。このようにして、
研削の極めて初期から定加重研削を行うことができる砥
石研削機となるのである。また、砥石回転機構の一回の
研削工程中の平均消費電力が工程平均電力検出手段によ
って検出される。この工程平均電力と所定電力とが工程
電力比較手段において比較され、比較結果に応じて工程
圧力増減手段によって圧力シリンダ内の圧力が増減され
る。これによって押付荷重が学習制御的に補正されて、
短時間の研削工程においても所定電力による定加重研削
が行われる。

【０００６】また、請求項２に係る発明は、砥石を被研
削材に押し付けた状態で回転させることによって該被研
削材を研削する砥石研削機であって、該砥石を回転させ
る砥石回転機構と、前記砥石を前記被研削材の側に付勢
する圧力シリンダと、一回の研削工程中における該砥石
回転機構の平均消費電力を検出する工程平均電力検出手
段と、該工程平均電力と所定電力とを比較する工程電力
比較手段と、該工程電力比較手段における比較結果に応
じて前記圧力シリンダの付勢力を増減する工程圧力増減
手段、とを有することを特徴とする。

【０００７】この砥石研削機によると、砥石回転機構の
一回の研削工程中の平均消費電力が工程平均電力検出手
段によって検出される。この工程平均電力と所定電力と
が工程電力比較手段において比較され、比較結果に応じ
て工程圧力増減手段によって圧力シリンダ内の圧力が増
減される。これによって押付荷重が学習制御的に補正さ
れて、短時間の研削工程においても所定電力による定加
重研削が行われる。

【０００８】

【参考例】次に、本発明に関連する参考例について、図
１および図２を参照して説明する。図１は、本発明に関
連する砥石研削機の参考例を示す全体構成図である。参
照符号１は砥石研削機であり、この砥石研削機１は、砥
石７０の回転機構，圧力シリンダおよび砥石接近機構等
を有する研削機械部分２と、これらの回転機構，圧力シ
リンダ，砥石接近機構等の作動を制御する制御ユニット
４とを中心として構成されている。そしてこの制御ユニ
ット４で設定された押付荷重の大きさに従って、研削機
械部分２の圧力シリンダ３２において所定の押付荷重が
砥石７０に付与されて、被研削材６の定加重研削が行わ
れる。

【０００９】次に、研削機械部分２の構成について、図
２を参照して詳しく説明する。図２は、本参考例の砥石
研削機１の研削機械部分２を示す部分拡大図である。こ
の研削機械部分２においては、まず砥石７０およびその
回転機構を昇降させるための砥石接近機構が、昇降ボー
ルねじ８４および昇降ベース８６を中心として構成され
ている。昇降ボールねじ８４には、伝達機構８０および
モータシャフト７８を介して昇降用サーボモータ７６が
接続されており、この昇降用サーボモータ７６が回転す
ることによって昇降ボールねじ８４も回転する。これに
よって、昇降ベース８６が昇降ボールねじ８４に対して
前後進する。このようにして、昇降ベース８６に以下述
べるように取り付けられる砥石７０とその回転機構が、
被研削材６に対して昇降し位置決めされる。

【００１０】この昇降ボールねじ８４に対する昇降ベー
ス８６の前後進は、数値制御される前記昇降用サーボモ
ータ７６および昇降ボールねじ８４によって、精密に制
御されている。従って、昇降ベース８６の前後進の位置
は、このＮＣ（数値制御）機構によって極めて精密に位
置決めされる。また、このＮＣ機構と、後述する制御ユ
ニット４による砥石・材料接触検知を利用することによ
って、砥石７０が被研削材６に当接する位置の変化から
砥石７０の磨耗の大きさを検知して、研削の制御に役立
てることもできる。なお、昇降ボールねじ８４の近傍に
は、昇降ベース８６がその上端位置において当接するよ
うに、リミットスイッチ８２が設けられている。このリ
ミットスイッチ８２の作動によって、昇降ベース８６は
行き過ぎることなく所定の上端位置で停止する。

【００１１】前記昇降ベース８６には研削用電動モータ
４０が固定されており、この研削用電動モータ４０は電
源３６から供給される電力によって作動する。この研削
用電動モータ４０の回転シャフト４０ａは、昇降ベース
８６を貫通して下方に伸びている。また昇降ベース８６
の下部には、スプラインケース４４が固定されており、
前記回転シャフト４０ａの先端に固定されたボールスプ
ライン４６は、このスプラインケース４４に対してボー
ルベアリング４５を介して回転自在に取付けられてい
る。このボールスプライン４６には、スプラインシャフ
ト５２がその上端のスプライン部５２ａにおいて、スプ
ライン結合している。このスプラインシャフト５２は、
上下２つのボールベアリング４８および５６を介して、
押付荷重ケース５０に対して回転自在に取り付けられて
いる。この押付荷重ケース５０は、直線摺動軸受け筒機
構（一般にリニアブッシュと呼ばれているリニアスライ
ド機構）５４を介して、前記スプラインケース４４に対
して上下方向にスライド可能に取付けられている。直線
摺動軸受け筒機構５４は、押付荷重ケース５０をスプラ
インケース４４に対して上方に付勢している。

【００１２】前記押付荷重ケース５０の下端部には、側
方に突出した圧下ピストン固定部５０ａが設けられてお
り、この圧下ピストン固定部５０ａには圧下ピストン３
４のピストンシャフト３４ａが固定されている。この圧
下ピストン３４は円板形を有し、円筒形の圧下シリンダ
３２の内壁に対してスライド可能に嵌合している。この
圧下シリンダ３２の下端面は、前記スプラインケース４
４の下端部に取り付け部材４４ａを介して固定されてい
る。圧下シリンダ３２の内壁の上部および下部には、そ
れぞれリング型のストッパ３３Ａおよび３３Ｂが固定さ
れており、これによって圧下ピストン３４のストローク
の上下端が決定される。この上部ストッパ３３Ａの上方
および下部ストッパ３３Ｂの下方には、圧力エア配管２
９Ａおよび２９Ｂが接続されている。

【００１３】このように圧下シリンダ３２の内部は、圧
下ピストン３４によって上室３２Ａおよび下室３２Ｂの
二室に区割されており、上室３２Ａには圧力エア配管２
９Ａによって、また下室３２Ｂには圧力エア配管２９Ｂ
によって、それぞれ圧力エアが供給される。前記圧力エ
ア配管２９Ａおよび２９Ｂは、それぞれ電磁式圧力調節
バルブ２６および手動式圧力調節バルブ３０を介して、
圧力エア源２８に接続されている。この圧力エア源２８
から供給される圧力エアが、前記電磁式圧力調節バルブ
２６および手動式圧力調節バルブ３０において調節され
て、圧下シリンダ３２の内部の圧下ピストン３４によっ
て区割された上室３２Ａおよび下室３２Ｂに供給される
のである。ここで、圧下シリンダ３２の下室３２Ｂに供
給されるエア圧力は、上室３２Ａに供給されるエア圧力
がゼロになったときに圧下ピストン３４を急激に上昇さ
せることができるだけの圧力に調節されている。そし
て、上室３２Ａに供給されるエア圧力は、必要とされる
エア圧力にこの下室３２Ｂに供給されるエア圧力を加え
たものとなっている。そして、緊急に圧下ピストン３４
を上昇させる必要が生じたときには、この下室３２Ｂに
圧力エアが供給されるようになっている。

【００１４】さらに、前記押付荷重ケース５０の下端面
には、砥石支持ボックス６０が固定されている。この砥
石支持ボックス６０内まで伸びた前記スプラインシャフ
ト５２の下端には、第一ベベルギア５８が固定されてい
る。この第一ベベルギア５８には、第二ベベルギア６６
が直角に噛み合っており、同第二ベベルギア６６は砥石
支持ボックス６０内の砥石シャフト６４に固定されてい
る。この砥石シャフト６４は２つのベアリング６２およ
び６８を介して、水平に向いて砥石支持ボックス６０に
対して回転自在に取付けられている。砥石シャフト６４
の先端は砥石支持ボックス６０の外部に突出しており、
この砥石シャフト６４の突出部分には、被研削材６を研
削するための砥石７０が固定されている。この砥石７０
は、その中心部に設けられた貫通孔において砥石シャフ
ト６４に嵌合しており、その両側を同じく貫通孔におい
て砥石シャフト６４に嵌合する一対の砥石フランジ７２
で挟まれている。そして、固定ナット７４が砥石シャフ
ト６４の先端のおねじ部に螺合されることによって、一
対の砥石フランジ７２および砥石７０が締めつけられて
位置決め固定される。このようにして、砥石研削機１の
研削機械部分２が構成されている。

【００１５】従って、研削用電動モータ４０，回転シャ
フト４０ａ，ボールスプライン４６，ボールベアリング
４８，５６，スプラインシャフト５２，第一ベベルギア
５８，砥石シャフト６４，第二ベベルギア６６は、砥石
７０を回転させる砥石回転機構を構成している。また、
圧下シリンダ３２は、砥石７０を被研削材６の側にピス
トン３４を介して所定の押付荷重で付勢しておく圧力シ
リンダである。さらに、昇降用サーボモータ７６，モー
タシャフト７８，伝達機構８０，昇降ボールねじ８４，
昇降ベース８６，スプラインケース４４，直線摺動軸受
け筒機構５４は、砥石７０を圧力シリンダ３２とともに
被研削材６に高速で接近させる砥石接近機構として機能
する。

【００１６】次に、本参考例に係る砥石研削機１の研削
機械部分２を制御する制御ユニット４について、図１お
よび図２を参照して説明する。この制御ユニット４は、
ＣＰＵ（中央処理装置）１４，ＲＯＭ１６，ＲＡＭ１８
のメモリ装置等を有するコンピュータシステムを中心と
して、以下のように構成されている。前記研削用電動モ
ータ４０には、電源３６から電力を供給するための電源
線３７が接続され、この電源線３７には研削用電動モー
タ４０において消費される電流を検出するための電流計
３８が取付けられている。この電流計３８によって検出
される電流値によって、研削用電動モータ４０において
消費される電力の大きさが求められる。この電流計３８
の出力信号線３８ＡはＡ／Ｄ変換ユニット１２に接続さ
れており、電流計３８によって検出される電流値に対応
したアナログ信号が、Ａ／Ｄ変換ユニット１２に入力さ
れてデジタル信号に変換される。このデジタル信号は、
Ａ／Ｄ変換ユニット１２に接続された入力Ｉ／Ｏポート
１０から、ＣＰＵ１４を中心とする制御ユニット４のコ
ンピュータシステムに入力される。

【００１７】前記入力Ｉ／Ｏポート１０には、各種デー
タや設定値を入力するためのキーボード８が接続されて
いる。さらに入力Ｉ／Ｏポート１０には、ＣＰＵ１４，
ＲＯＭ１６，ＲＡＭ１８および出力Ｉ／Ｏポート２０
が、バス１９によって接続されている。バス１９はこれ
らの間の信号のやりとりをする通路として機能する。そ
して、必要な研削能率等の各種データがキーボード８か
ら入力され、このデータに基づいてＣＰＵ１４，ＲＡＭ
１８等によって、砥石回転機構において研削時に消費さ
れるべき必要電力が設定される。具体的には、必要電力
が入力設定され、必要電力すなわち研削負荷電力に対応
すべき研削圧下力が算出される。または、予め経験値も
しくは実験値に基づいた、研削負荷電力と研削圧下力の
対応表をＲＯＭ１６に記憶させておき、この対応表から
選択することによって算出が行われる。このようにして
算出された必要電力の値は、ＲＡＭ１８の必要電力記憶
領域１８ａに記憶される。

【００１８】そして、この必要電力の値と、前記キーボ
ード８から入力された砥石の材質等の条件，および砥石
周速度等のデータから、必要な被研削材６に対する砥石
７０の押付荷重が算出される。このようにして算出され
た押付荷重の値が、最初の押付荷重の設定値を表す信号
として、出力Ｉ／Ｏポート２０から出力される。この信
号がＤ／Ａ変換ユニット２２を経てアナログ信号とな
り、圧力調整用増幅器２４において増幅されて電磁式圧
力調節バルブ２６を作動させる。これによって、圧下シ
リンダ３２の上室３２Ａに供給されるエア圧力が、前記
算出された押付荷重の値に対応する大きさ（前述の如
く、必要な押付荷重に対応するエア圧力に下室３２Ｂに
供給されるエア圧力を加えたもの）に設定される。前記
ＲＯＭ１６は、砥石・材料接触電力記憶領域１６ａを有
し、この砥石・材料接触電力記憶領域１６ａには、昇降
位置決め機構８４，８６によって砥石７０が被研削材６
に接触するときに発生する、経験的に知られた研削電力
の値（しきい値）が記憶されている。さらに、このＲＯ
Ｍ１６はプログラム記憶領域１６ｂを有し、このプログ
ラム記憶領域１６ｂには、制御ユニット４による制御を
実行するための制御プログラムが記憶されている。

【００１９】一方、前記出力信号線３８Ａからはもう一
本の出力信号線３８Ｂが分岐しており、この出力信号線
３８Ｂの途中には、図示しないアナログコンパレータが
設けられている。この図示しないアナログコンパレータ
には、砥石７０が被研削材６に接触するときに発生す
る、経験的に知られた研削電力の値（しきい値）が記憶
されている。そして、このアナログコンパレータにおい
て、出力信号線３８Ｂから入力する電流計３８によるア
ナログ電流量がしきい値と比較され、アナログ電流量が
しきい値よりも大きくなったときに、デジタル信号が出
力される。このデジタル信号が出力信号線３８Ｂを経由
して入力Ｉ／Ｏポート１０に入力されることによって、
砥石７０が被研削材６に接触したものと判断して、相当
する変数の値がＲＡＭ１８の接触開始記憶領域１８ｂに
記憶される。このようにして、砥石７０と被研削材６と
の接触開始の判断が行われる。

【００２０】ここで、上述した砥石・材料接触電力記憶
領域１６ａに記憶されたしきい値を用いることによっ
て、出力信号線３８Ｂおよび図示しないアナログコンパ
レータを用いることなく、接触開始の判断を行なうこと
もできる。すなわち、この場合には、出力信号線３８Ａ
からＡ／Ｄ変換ユニット１２を経由して入力Ｉ／Ｏポー
ト１０に入力されるデジタル信号が、ＣＰＵ１４，ＲＡ
Ｍ１８等によって、砥石・材料接触電力記憶領域１６ａ
に記憶されたしきい値と比較される。そして、入力され
るデジタル信号がしきい値よりも大きくなった時点で、
砥石７０が被研削材６に接触したものと判断して、相当
する変数の値がＲＡＭ１８の接触開始記憶領域１８ｂに
記憶される。すなわち、本参考例においては、この二種
類の方法がいずれも可能な構成となっており、適宜いず
れかの方法が選択されて実行される。

【００２１】これ以降、入力される（電流計３８で測定
される電流値からＣＰＵ１４，ＲＡＭ１８等によって求
められる）研削電力の値が、ＲＡＭ１８の研削電力記憶
領域１８ｃに記憶される。一方、電力の平均値を求める
場合の一回当たりの時間（０．５秒，１秒，２秒等）
が、キーボード８から入力され、ＲＡＭ１８の処理時間
記憶領域１８ｄに記憶される。前述の如く砥石７０と被
研削材６の接触が検出されると、この処理時間記憶領域
１８ｄに記憶された時間ごとに、前記研削電力記憶領域
１８ｃに一時的に記憶された研削電力の値が取り出され
てその平均値が求められる。そして、この平均電力の値
が、ＲＡＭ１８の平均電力記憶領域１８ｅに記憶され
る。

【００２２】そして、この平均電力記憶領域１８ｅに記
憶された平均電力の値と、前記必要電力記憶領域１８ａ
に記憶された必要電力の値とがＣＰＵ１４，ＲＡＭ１８
等によって比較される。その比較の結果、平均電力の値
の方が必要電力の値よりも大きい場合には、予定した以
上に時間当たり研削量が多いことになり、従って押付荷
重が大きすぎることになるので、出力Ｉ／Ｏポート２０
から押付荷重を小さくする信号が出力される。この信号
がＤ／Ａ変換ユニット２２を経てアナログ信号となり、
圧力調整用増幅器２４において増幅され、電磁式圧力調
節バルブ２６を作動させて圧下シリンダ３２の上室３２
Ａに供給されるエア圧力を低下させる。一方、平均電力
の値の方が必要電力の値よりも小さい場合には、予定し
たよりも時間当たり研削量が少ないことになり、従って
押付荷重が小さすぎることになるので、出力Ｉ／Ｏポー
ト２０から押付荷重を大きくする信号が出力される。こ
の結果、電磁式圧力調節バルブ２６によって圧下シリン
ダ３２の上室３２Ａに供給されるエア圧力が上昇させら
れる。このようにして、圧下ピストン３４に取付けられ
た砥石７０およびその回転機構は、上記のようにして補
正された押付荷重によって、被研削材６に押し付けられ
るのである。

【００２３】従って、入力Ｉ／Ｏポート１０，Ａ／Ｄ変
換ユニット１２，ＣＰＵ１４，ＲＯＭ１６，ＲＡＭ１
８，バス１９，電流計３８は、砥石回転機構４０等の消
費電力の所定期間内の平均値を検出する平均電力検出手
段を構成している。また、ＣＰＵ１４，ＲＯＭ１６，Ｒ
ＡＭ１８，バス１９は、平均電力と所定電力とを比較す
る電力比較手段として機能する。さらに、ＣＰＵ１４，
ＲＯＭ１６，ＲＡＭ１８，バス１９，出力Ｉ／Ｏポート
２０，Ｄ／Ａ変換ユニット２２，圧力調整用増幅器２
４，電磁式圧力調節バルブ２６は、電力比較手段１４，
１６，１８，１９における比較結果に応じて圧力シリン
ダ３２内の圧力を増減する圧力増減手段を構成してい
る。

【００２４】さて、以上の構成を有する砥石研削機１を
用いた砥石研削の方法について、図１および図２を参照
して説明する。まず、必要な研削能率等の各種データが
キーボード８から入力され、このデータに基づいてＣＰ
Ｕ１４，ＲＡＭ１８等によって、研削用電動モータ４０
において研削時に消費されるべき必要電力が算出され
る。算出された必要電力の値は、ＲＡＭ１８の必要電力
記憶領域１８ａに記憶される。そして、この必要電力の
値と、前記キーボード８から入力された砥石７０の材質
等の条件，および砥石周速度等のデータから、必要な被
研削材６に対する砥石７０の押付荷重が算出される。こ
のようにして算出された押付荷重の値が、最初の押付荷
重の設定値を表す信号として、出力Ｉ／Ｏポート２０か
ら出力される。この信号がＤ／Ａ変換ユニット２２を経
てアナログ信号となり、圧力調整用増幅器２４において
増幅されて電磁式圧力調節バルブ２６を作動させる。こ
れによって、圧下シリンダ３２の上室３２Ａに供給され
るエア圧力が、前記算出された押付荷重の値に対応する
大きさ（下室３２Ｂに供給されるエア圧力を加えたも
の）に設定される。

【００２５】この状態から、研削モータ４０が回転し
て、その回転力がボールスプライン４６，第一ベベルギ
ア５８，第二ベベルギア６６等によって伝達されて砥石
７０が回転する。続いて、砥石接近機構８４，８６等に
よって、砥石回転機構４０，４６，５８，６６等が圧下
シリンダ３２等とともに前進して、砥石７０が付与され
た押付荷重で被研削材６に対して押付られる。これによ
って、圧下ピストン３４が圧下シリンダ３２に深く侵入
する方向に動いて、砥石７０が砥石支持ボックス６０，
押付荷重ケース５０とともにある程度後退する。同時
に、各種データから予測的に求められた押付荷重が、砥
石７０が被研削材６に接触する時点から被研削材６に対
して与えられる。この結果、研削の極めて初期から定加
重研削が行われる。この研削時（研削電力がしきい値を
越えて砥石７０が被研削材６に接触したと判断された時
点以降）において、電流計３８によって研削用電動モー
タ４０において消費される電流の大きさが最小単位時間
ごとに検出される。この電流の大きさから、ＣＰＵ１
４，ＲＯＭ１６，ＲＡＭ１８等によって研削電力の大き
さが求められ、ＲＡＭ１８の研削電力記憶領域１８ｃに
一時的に記憶される。そして、キーボード８から予め入
力された処理時間ごとに、この研削電力記憶領域１８ｃ
に記憶された研削電力の値が取り出され、この処理時間
当たりの平均値が算出される。算出された平均電力の値
は、ＲＡＭ１８の平均電力記憶領域１８ｅに記憶され
る。

【００２６】そして、この平均電力の値と、前記必要電
力記憶領域１８ａに記憶された必要電力の値とがＣＰＵ
１４，ＲＯＭ１６，ＲＡＭ１８等によって比較され、平
均電力の値の方が大きい場合には押付荷重が大きすぎる
ことになるので、出力Ｉ／Ｏポート２０から押付荷重を
小さくする信号が出力される。この結果、電磁式圧力調
節バルブ２６が作動して、圧下シリンダ３２の上室３２
Ａに供給されるエア圧力が低下させられる。一方、平均
電力の値の方が必要電力の値よりも小さい場合には、押
付荷重が小さすぎることになるので、出力Ｉ／Ｏポート
２０から押付荷重を大きくする信号が出力され、電磁式
圧力調節バルブ２６によって圧下シリンダ３２の上室３
２Ａに供給されるエア圧力が上昇させられる。このよう
にして、砥石７０の押付荷重の補正が行われ、その後は
研削の進行につれて、比較結果に応じて圧力増減手段１
４〜２６によって圧力シリンダ３２の上室３２Ａ内の圧
力が補正される。これによって、被研削材６へ与えられ
る押付荷重が必要な研削能率を得るためにより適正な大
きさとなる。この補正された押付荷重によって、続く研
削が行われる。

【００２７】このように、本参考例の砥石研削機１によ
ると、砥石回転機構４０等は電力によって砥石７０を回
転させるものであり、この砥石回転機構４０等の消費電
力の所定期間内の平均値が平均電力検出手段１０〜１
９，３８によって検出される。この平均電力と所定電力
とが電力比較手段１４〜１９において比較され、比較結
果に応じて圧力増減手段１４〜２６によって圧力シリン
ダ３２の上室３２Ａ内の圧力が増減される。これによっ
て所定期間ごとに押付荷重が補正されて、所定電力によ
る定加重研削が行われる。さらに、本参考例の砥石研削
機１においては、所定電力が研削能率によって決定され
るために、必要とする研削能率に対応する電力となるよ
うに補正が行われる結果、必要な研削能率を得るために
最適の押付荷重において定加重研削が行われるのであ
る。

【００２８】

【実施例】次に本発明を具現化した実施例について、図
１，図２を参照して説明する。なお、参考例と同等の部
材については同一符号を付して説明を省略する。実施例
の砥石研削機は、参考例の砥石研削機１と同様に、砥石
の回転機構，圧力シリンダおよび砥石接近機構等を有す
る研削機械部分と、これらの回転機構，圧力シリンダ，
砥石接近機構等の作動を制御する制御ユニットとを中心
として構成されている。そして制御ユニットで設定され
た押付荷重の大きさに従って、研削機械部分の圧力シリ
ンダにおいて所定の押付荷重が砥石に付与されて、被研
削材の定加重研削が行われる。研削機械部分の構成は、
参考例の砥石研削機１の研削機械部分２の構成と同様で
ある。

【００２９】そして制御ユニットにおいては、参考例と
同様にして必要電力の値と砥石の材質等の条件，および
砥石周速度等のデータから、必要な被研削材６に対する
砥石７０の押付荷重が算出される。このようにして算出
された押付荷重の値に対応する大きさに、圧下シリンダ
３２の上室３２Ａに供給されるエア圧力が設定される。
この押付荷重において、最初の研削が行われる。この際
に、入力される（電流計３８で測定される電流値からＣ
ＰＵ１４，ＲＡＭ１８等によって求められる）研削電力
の値が、ＲＡＭ１８の研削電力記憶領域１８ｃに記憶さ
れるのは同様である。ただしキーボード８からの処理時
間の入力は行われず、その代わりに入力される研削電力
の値によって、研削機械部分２による一回の研削工程の
終了を判定するプログラムと、その実行のための記憶領
域等をＲＯＭ１６およびＲＡＭ１８に有している（図示
省略）。これによって一回の研削工程の終了が検出され
ると、その一回の研削工程の間に研削電力記憶領域１８
ｃに一時的に記憶された研削電力の値が取り出されて、
その平均値が求められる。この一工程の平均電力の値
が、ＲＡＭ１８の工程平均電力記憶領域（図示省略）に
記憶される。

【００３０】そして、この工程平均電力記憶領域に記憶
された工程平均電力の値と、前記必要電力記憶領域１８
ａに記憶された必要電力の値とがＣＰＵ１４，ＲＡＭ１
８等によって比較される。その比較の結果、工程平均電
力の値の方が必要電力の値よりも大きい場合には、予定
した以上に時間当たり研削量が多いことになり、押付荷
重が大きすぎることになる。従って、出力Ｉ／Ｏポート
２０から押付荷重を小さくする信号が出力され、電磁式
圧力調節バルブ２６が作動して圧下シリンダ３２の上室
３２Ａに供給されるエア圧力を低下させる。一方、工程
平均電力の値の方が必要電力の値よりも小さい場合に
は、予定したよりも時間当たり研削量が少ないことにな
り、押付荷重が小さすぎることになる。従って、出力Ｉ
／Ｏポート２０から押付荷重を大きくする信号が出力さ
れ、電磁式圧力調節バルブ２６によって圧下シリンダ３
２の上室３２Ａに供給されるエア圧力が上昇させられ
る。このようにして補正された押付荷重によって、次回
の研削時においては、圧下ピストン３４に取付けられた
砥石７０およびその回転機構が被研削材６に押し付けら
れるのである。

【００３１】従って、入力Ｉ／Ｏポート１０，Ａ／Ｄ変
換ユニット１２，ＣＰＵ１４，ＲＯＭ１６，ＲＡＭ１
８，研削電力記憶領域１８ｃ，バス１９，電流計３８
は、砥石回転機構の一回の研削工程中の平均消費電力を
検出する工程平均電力検出手段を構成している。また、
ＣＰＵ１４，ＲＯＭ１６，ＲＡＭ１８，バス１９は、工
程平均電力と所定電力とを比較する工程電力比較手段と
して機能する。さらに、ＣＰＵ１４，ＲＯＭ１６，ＲＡ
Ｍ１８，バス１９，出力Ｉ／Ｏポート２０，Ｄ／Ａ変換
ユニット２２，圧力調整用増幅器２４，電磁式圧力調節
バルブ２６は、次回の研削工程の開始に先立って該工程
電力比較手段における比較結果に応じて前記圧力シリン
ダ内の圧力を増減する工程圧力増減手段を構成してい
る。

【００３２】このように本実施例の砥石研削機による
と、砥石回転機構４０等による一回の研削工程中の平均
消費電力が、工程平均電力検出手段１０〜１９，３８に
よって検出される。この工程平均電力と所定電力とが工
程電力比較手段１４〜１９において比較され、比較結果
に応じて次回の研削工程の開始に先立って工程圧力増減
手段１４〜２６によって圧力シリンダ３２の上室３２Ａ
内の圧力が増減される。これによって一回の研削工程ご
とに押付荷重が学習制御的に補正されて、短時間の研削
工程においても所定電力による定加重研削が行われるの
である。

【００３３】上記の各例では、研削電力がしきい値を越
えて砥石７０が被研削材６に接触したと判断された時点
以降の研削電力の値をすべてＲＡＭ１８に入力し、これ
らの研削電力の値を用いて平均電力または工程平均電力
を算出することとしている。しかし、砥石７０と被研削
材６の接触時点からではなく、ある程度安定した研削状
態となってからの研削電力のみを記憶して平均電力を算
出する方式とすることによって、さらに効率的な圧力補
正が行われる。あるいは、砥石７０と被研削材６の接触
時点からの研削電力の値をすべてＲＡＭ１８に入力し、
この中からある程度安定した研削状態となってからの研
削電力のみを取り出して平均電力の算出に用いる方式と
してもよい。さらに上記の各例では、圧力シリンダとし
て圧力エアにより作動する圧下シリンダを用いたが、油
圧シリンダ等の他の圧力シリンダを用いることもでき
る。また、サーボモータおよびボールねじを使用したＮ
Ｃ（数値制御）機構からなる砥石接近機構について説明
したが、他の構造の砥石接近機構としても構わない。砥
石研削機の他の部分の構造や、配置，形状，大きさ，材
質，数等についても、上記の各例に限定されるものでは
ない。

【００３４】さらに上記各例に固有の効果として、砥石
接近機構にＮＣ機構を用いたため、最初の原点から被研
削材に砥石接触までの移動量の変化によって、砥石磨耗
量をも検出することができる。また、この砥石磨耗量に
応じて砥石とのギャップを一定に保つように、砥石接近
機構による砥石後退位置を順次被研削材に接近させてい
けば、離脱ギャップを最小限に保つことができ、工程の
短縮に役立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の砥石研削機の参考例および実施例を示
す全体構成図である。

【図２】砥石研削機の参考例および実施例の機械部分を
示す部分拡大図である。

【符号の説明】

１ 砥石研削機 ６ 被研削材 ３２ 圧力シリンダ ４０，４６，４８，５２，５６，５８，６４，６６ 砥
石回転機構 ４４，５４，７６，７８，８０，８４，８６ 砥石接近
機構 ７０ 砥石 １０，１２，１４，１６，１８，１９，３８ 工程平均
電力検出手段 １４，１６，１８，１９ 工程電力比較手段 １４，１６，１８，１９，２０，２２，２４，２６ 工
程圧力増減手段

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥石を被研削材に押し付けた状態で回転
   させることによって該被研削材を研削する砥石研削機で
   あって、 該砥石を回転させる砥石回転機構と、 前記砥石を前記被研削材の側にピストンを介して所定の
   押圧荷重で付勢しておく圧力シリンダと、 前記砥石を該圧力シリンダとともに前記被研削材に接近
   させる砥石接近機構と、 一回の研削工程中における該砥石回転機構の平均消費電
   力を検出する工程平均電力検出手段と、 該工程平均電力と所定電力とを比較する工程電力比較手
   段と、 該工程電力比較手段における比較結果に応じて前記圧力
   シリンダの付勢力を増減する工程圧力増減手段、 とを有することを特徴とする砥石研削機。
2. 【請求項２】 砥石を被研削材に押し付けた状態で回転
   させることによって該被研削材を研削する砥石研削機で
   あって、 該砥石を回転させる砥石回転機構と、 前記砥石を前記被研削材の側に付勢する圧力シリンダ
   と、 一回の研削工程中における該砥石回転機構の平均消費電
   力を検出する工程平均電力検出手段と、 該工程平均電力と所定電力とを比較する工程電力比較手
   段と、 該工程電力比較手段における比較結果に応じて前記圧力
   シリンダの付勢力を増減する工程圧力増減手段、 とを有することを特徴とする砥石研削機。