JP2672644B2 - 研削砥石のドレツシング制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は研削砥石のドレツシング制御方法に係り、特
にドレツシングの自動化に好適な研削磁石のドレツシン
グ制御方法に関する。

〔従来の技術〕

研削砥石のドレツシング技術の巧拙は、研削砥石の切
れ味を大きく左右する。そこで、たとえば特公昭57−55
550号公報あるいは特開昭62−203759号公報において
は、ドレツシング時におけるドレツサと研削砥石との間
に動くドレツシング抵抗に注目し、これを判定基準とし
てドレツシングを終了させる方法が開示されている。こ
れらの技術により、熟練した作業者でなくても、研削砥
石の切れ味を一定とすることができ、また、ドレツシン
グ時間を短くすることができる。さらに、ドレツシング
サイクルをあらかじめ設定しておくことにより、研削作
業の自動化をはかることができた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、特開昭62−203759号公報に開示されて
いるドレツシング方法を採用する場合には、あらかじめ
ドレツシングを終了させるための基準値を決めておく必
要がある。ところが、使用する研削砥石とドレツサとの
組合せ、あるいはドレツシング条件の変更などによりド
レツシング抵抗の大きさが変るから、十分な数の基準値
データを用意しておかないと目的とする効果が得られな
い。

また、特公昭57−55550号公報に開示されているドレ
ツシング方法を採用する場合、上記した基準値を決める
必要はないが、インフイード方式のドレツシングには適
用することができない。すなわち、たとえば、超砥粒砥
石をカツプ状のドレツサでインフイードドレツシングす
ると、ドレツシング抵抗の大きさは第３図に示すものと
なる。この場合、ドレツシング開始直後から逐一前後２
回のドレツシング抵抗の差を計算していくと、この差
は、超砥粒砥石の切れ味が改善されていないドレツシン
グ抵抗が最大値に達する付近でほぼゼロとなり、この時
点でドレツシングが終了してしまう。従つて、上記の場
合と同様に目的とする効果が得られない。

さらに、上記２つの公知例では、ドレツシング間隔の
決定方法については考慮されていない。そこで、ドレツ
シングサイクルを適切なものにしようとすると、作業者
の熟練度が必要となる。

本発明の目的は、上記した課題を解決し、特別な基準
値データを必要とせず、また、ドレツシングの時間間隔
を最適にすることができる研削砥石のドレツシング制御
方法を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記した課題は、まず、加工を開始する前に、 （１） ドレツシングを行い、そのときのドレツシング
抵抗を測定し、 （２） 測定したドレツシング抵抗の変化の様子からド
レツシング抵抗の収束値を求め、 （３） 収束値よりも大きい下限値と、下限値よりも大
きい上限値を定める。

そして、ドレツシングをするときには、 （４） ドレツシング抵抗が下限値以下になつたときに
ドレツシングを終了する。

（５） さらに、ドレツシングをしながらドレツシング
抵抗を測定し、ドレツシング抵抗の測定値が上限値を越
えたときには次にドレツシングするまでの時間間隔を前
回の時間間隔よりも短くし、逆に上記測定値が上限値以
下のときには次にドレツシングするまでの時間間隔を前
回の時間間隔よりも長くする ようにドレツシング制御することにより解決される。

〔作用〕

研削砥石の切れ味を一定とすることができ、また、ド
レツシング間隔を最適なものとすることができる。

〔実 施 例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は、平面研削盤に装着した超砥粒砥石をドレツ
シングするのに、本発明による研削砥石のドレツシング
制御方法を適用した場合の概念図である。

同図において、１はスピンドルヘツドで、図示しない
コラムに保持され、図における上下方向に摺動可能であ
る。２は超砥粒砥石（以下、砥石と呼ぶ。）で、スピン
ドルヘツド１に回転自在に保持されている。３はテーブ
ルで、図示しないベツドに保持され、同図において紙面
に垂直な方向および左右方向に摺動自在である。４はチ
ヤツク、５は工作物で、それぞれテーブル３およびチヤ
ツク４に取り付けられている。

６はドレツシング装置で、圧電素子からなる荷重セン
サ７を介してスピンドルヘツド１に固定されている。な
お、ドレツシング装置６は以下に述べる各部から構成さ
れている。すなわち、８は本体。９はドレツサヘツド
で、本体８に図において上下方向に摺動可能に保持さ
れ、モータ10により駆動される。11は普通砥石から成る
カツプ形のドレツシング工具（以下、ドレツサと呼
ぶ。）で、ドレツサヘツド９に回転自在に保持され、図
示しないモータにより駆動される。

12は荷重センサ７の増幅器。

13は設定器で、ドレツシング抵抗の収束値Fsを求める
ための係数Ｍ、収束値Fsから下限値Fl,上限値Fuを決定
するための係数α，βまた、ドレツシングの時間間隔Ｔ
の初期値である初期値T₀および時間間隔Ｔの変更量ΔＴ
を設定、記憶させる。

14は演算回路で、荷重センサ７から増幅器12を介して
送られてくるドレツシング抵抗の測定値Faと設定器13に
設定された値とにより各種の演算を行なうとともに、収
束値Fsおよび１回のドレツシング中の測定値Faの最大値
Fmaxなどを記憶する。

15は数値制御装置で、演算回路14による演算結果およ
び別に入力されるプログラムにより、平面研削盤やドレ
ツシング装置６の動きを制御する。

そして、数値制御装置15の指令により、同図におい
て、テーブル３が紙面に垂直および左右運動を、スピン
ドルヘツド１が上下運動を、砥石２が回転運動を行い、
工作物５を砥石２により研削加工する。

一方、ドレツシング装置６はカツプ形のドレツサ11を
使用しているので、ドレツサ11を回転させながらドレツ
サヘツド９を砥石２に対して切り込んでいくだけでドレ
ツシングできるようになつている。すなわち、ドレツシ
ング装置６はインフイード形のドレツシング装置であ
る。

なお、ドレツシングの際、測定値Faの時間経過に伴な
う変化の様子は、第３図の曲線A,Bに示すものとする。
すなわち、切込みを開始すると、測定値Faは最大値Fmax
まで急激に増加し、その後、ドレツシングにより砥石２
の切れ味が回復するのに従つて次第に減少し、やがてほ
ぼ一定の値になる。このとき、たとえば、ドレツシング
の時間間隔Ｔが長く、砥石２の切れ味が劣化している
と、実線で示す曲線Ａのように、最大値Fmaxは上限値Fu
よりも大きくなる。逆に、ドレツシングの時間間隔Ｔが
短いと、砥石２の切れ味は良好であるため、点線で示す
曲線Ｂのように、最大値Fmaxは上限値Fuよりも小さくな
る。

以下、本発明による研削砥石のドレツシング制御方法
の動作を順を追つて説明する。

まず、第２図に示すフローチヤートを参照しながら、
収束値Fsを求め、下限値Flおよび上限値Fuを定める手順
について説明する。

すなわち、砥石２とドレツサ11との組合せ、あるいは
ドレツサ11の切込み速度などのドレツシング条件を変更
したときには、数値制御装置15に入力されているプログ
ラムの中から、収束値Fsの決定プログラムを選択して実
行させる。すると、ドレツシング切込みが開始され、同
時に荷重センサ７で測定されたドレツシング抵抗の測定
値Fsが増幅器12を介して演算回路14に送られる。

演算回路14は、所定の時間間隔ｔごとにドレツシング
抵抗を測定し、ｉ回目および（ｉ−１）回目の測定値Fa
（ｉ）とFa（ｉ−１）との差Ｋ（ｉ）＝Fa（ｉ）−Fa
（ｉ−１）を計算する。たとえば、第３図に示した曲線
Ａの場合、この結果は第４図に示すものとなる。また、
演算回路14は階差Ｊ（ｉ）＝Ｋ（ｉ）−Ｋ（ｉ−１）を
計算する。この階差の計算結果を示す第５図から明らか
なように、階差Ｊ（ｉ）が負から正に変化したときの差
Ｋ（ｉ）が最小値である。そこで、演算回路14は階差Ｊ
（ｉ）を計算し、Ｊ（ｉ）≧０になると、実測値Faと前
回の実測値Fa（ｉ−１）に係数Ｍを乗じたMFa（ｉ−
１）とを比較して収束値Fsを求める操作に入る。すなわ
ち、たとえば、設定器13に設定してある係数ＭがＭ＝0.
95であるとすると、時間間隔ｔのドレツシング抵抗の変
化が５％以下になると、収束値Fs＝実測値Fsとする。引
続き、設定器13に設定されている係数α，β（ただし、
β＞α＞０）を用いて、下限値Flおよび上限値Fuをそれ
ぞれ、Fu＝（１＋β）Fs,Fl＝（１＋α）Fsとして求め
るとともにその結果を記憶し、数値制御装置15に収束値
Fsの決定作業完了の信号を出力する。

次に、第６図に示すフローチヤートを参照しながら、
ドレツシングの時間間隔Ｔの制御手順について説明す
る。

上記したように、演算回路14から収束値Fsの決定作業
完了の信号が出力されると、作業者の指示あるいは、あ
らかじめ入力されたプログラムに従つて、数値制御装置
15は平面研削盤に加工を開始させる。また、ドレツシン
グの時間間隔Ｔを初期値T₀として、加工時間Taの計測を
開始する。

加工を開始してから時間T₀が経過すると、すなわち、
Ta≧T₀になると、数値制御装置15からサイクルスタート
の指令が出され、砥石２に対してドレツサ11を切込むこ
とにより第１回目のドレツシングが開始される。ドレツ
サ11の切込みが開始されるとともに砥石２とドレツサ11
との間に作用するドレツシング抵抗を測定する。このと
き、第３図に示したように、ドレツシング開始直後は過
渡状態が存在する。そこで、この過渡状態を過ぎたかど
うかを判定するため、まず、測定値Faと下限値Flとを比
較し、Fa≦Flの間は切込みを継続する。そして、Fa＞Fl
になつたら、次は、ドレツシングにより砥石２の切れ味
が回復したかどうかを判定するため、Fa≦Flとなるまで
切込みを継続するとともに、測定値Faの最大値Fmaxを記
憶する。

測定値Faが下限値Fl以下になると、演算回路14からド
レッシング完了信号が出され、数値制御装置15は切込み
を停止する。

そして、演算回路14は最大値Fmaxに基づき次にドレッ
シングする。すなわち２回目のドレッシングをするまで
の時間間隔T₁を、初期値T₀を基準として、あらかじめ設
定した変更量ΔＴだけ変更する。

すなわち、ΔＴ＞０として、 Fmax＞Fuのとき、T₁＝T₀−ΔＴ Fmax＝Fuのとき、T₁＝T₀ Fmax＜Fuのとき、T₁＝T₀＋ΔＴ とする。

時間間隔T₁の設定が終了すると、演算回路14は最大値
Fmaxを０にリセットする。

そして、数値制御装置15は研削加工を開始するととも
に、演算回路14は加工時間Taの計測を開始する。以下、
同様にして、ｉ回目のドレツシングが終了してから（ｉ
＋１）回目のドレツシングを開始するまでの時間間隔Ｔ
（ｉ）は、ｉ回目のドレツシング抵抗とあらかじめ設定
した上限値とを比較し、（ｉ−１）回目からｉ回目まで
のドレツシング時間Ｔ（ｉ−１）を基準として、式
（１）〜（３）で表わされる。すなわち、 Fmax＞FuのときＴ（ｉ）＝Ｔ（ｉ−１）−ΔＴ （１） Fmax＝FuのときＴ（ｉ）＝Ｔ（ｉ−１） （２） Fmax＜FuのときＴ（ｉ）＝Ｔ（ｉ−１）＋ΔＴ （３） ただし、ｉ≧1,ΔＴ＞０ なお、上記したように、ｉ＝０に相当する時間間隔す
なわち、加工を開始してから１回目のドレツシングをす
るまでの時間間隔は初期値T₀である。

そして、所定の加工が終了するまで、加工時間TaがTa
＝Ｔ（ｉ）となるごとにドレツシングがくり返される。

第７図は、上記した制御を行うことにより、時間間隔
Ｔが測定値Faの大きさに応じて変化する様子の一例を示
すものである。

なお、上記実施例においては、上限値Fuおよび下限値
Flを決定するのに、収束値Fsに係数α，βを乗じたが、
一定の値を加えるようにしてもよい。

また、収束値Fsを計算により求める代りに、たとえ
ば、測定値FaをCRTなどに表示させ、図式解法により求
めるようにしてもよい。

また、時間間隔Ｔの変更を変更量ΔＴという定数を加
算あるいは減算することにより決定したが、たとえば、
前回のドレツシング間隔に所定の比率を乗ずるようにし
てもよいし、あるいは、数種のドレツシング間隔をあら
かじめ設定しておき、逐次選定するようにしてもよい。

さらに、砥石２の切れ味を判定する物理量として、ド
レツシング抵抗を荷重センサ７により直接測定したが、
砥石２とドレツサ11との間に作用する力により励起され
る各モータの電流や消費電力の変化あるいは各部の弾性
変化量などを用いてもよい。

また、インフイード方式のドレツシングに限らず、ト
ラバース方式のドレツシングにおいても同様の制御がで
きることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によれば、砥石とドレツ
サとの間に働く力を継続して測定し、ドレツシング抵抗
の収束値を求め、この収束値よりも大きい下限値を定め
るようにしたから、砥石やドレツサおよびドレツシング
条件のどのような組合せに対しても作業者の熟練度や特
別のデータベースを必要とせず、砥石の切れ味を一定の
状態に維持することができる。

また、下限値と下限値よりも大きい上限値を定めるよ
うにした第２の発明においては、ドレツシング量だけで
なくドレツシングの時間間隔をも制御できる。従つて、
砥石あるいはドレツサの消耗量を少なくすることがで
き、経済的で、しかも、作業能率も向上するという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を平面研削盤に適用した場合の概念図。
第２図は収束値Fs、下限値Flおよび上限値Fuを定める手
順を示すフローチヤート。第３図はドレツシング時にお
ける時間経過に伴なう測定値Faの変化の様子を示す図。
第４図ないし第５図は測定値の差Ｋ（ｉ）および階差Ｊ
（ｉ）を示す図。第６図はドレツシングの時間間隔Ｔの
制御手順を示すフローチヤート。第７図は測定値Faの大
きさに応じて時間間隔Ｔが変化する様子を示す図であ
る。 ２……超砥粒砥石（砥石）、６……ドレツシング装置、
７……荷重センサ、９……ドレツサヘツド、13……設定
器、14……演算回路、15……数値制御装置。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工開始前にドレツシング抵抗を測定し、
   測定したドレツシング抵抗の変化の様子からドレツシン
   グ抵抗の収束値を求め、上記収束値よりも大きい下限値
   を定め、ドレツシング時、ドレツシング抵抗が上記下限
   値以下になつたときにドレツシングを終了することを特
   徴とする研削砥石のドレツシング制御方法。
2. 【請求項２】加工開始前にドレツシング抵抗を測定し、
   測定したドレツシング抵抗の変化の様子からドレツシン
   グ抵抗の収束値を求め、上記収束値よりも大きい下限値
   と下限値よりも大きい上限値を定め、上記下限値をドレ
   ツシング終了の判定基準に、また、上記上限値をドレツ
   シングの時間間隔の判定基準にすることを特徴とする研
   削砥石のドレツシング制御方法。