JP2694181B2 - １軸ｎｃ研削盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は１軸NC研削盤、詳しくは研削作業中に自動的
にドレッシングを行なう１軸NC研削盤に関するものであ
る。

［従来の技術］ 一般に、NC研削盤には様々なタイプのものがあり、そ
の一つとして主軸ヘッドの上下動による切り込みのみを
NC制御する１軸NC平面研削盤がある。この１軸NC平面研
削盤は、予め総研削量とテーブル反転時毎の切り込み量
とを設定し、研削時においては、テーブル送りを行ない
ながら、その反転時毎に切り込み量分ずつ砥石を切り込
んでワークを研削し、切り込み量の総和が総研削量に達
すると、研削を終了するようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記した１軸NC平面研削盤においては、研
削中にドレッシングが行なわれるようになっていないた
め、その総研削量がドレッシングを行なわずに研削可能
な範囲内に制限されてしまう。そのため総研削量以上の
研削を行なう場合には、研削作業中に作業者が何度も手
作業でドレッシングを行なう必要があり、特に数台の研
削盤を一人の作業者が管理している場合には非常に繁雑
であった。

そこで、研削作業中にドレッシングを自動的に行なう
ことも考えられるが、そのためには、切り込み動作以外
のテーブル送り等の動作もNC制御化する必要がある。そ
して、NC制御する動作が増えて多軸制御になるに従い、
研削盤の価格が高騰してしまうという問題が生じる。

本発明の目的は、研削作業中に自動的にドレッシング
を実行することができるとともに、砥石の切り込み動作
以外の動作をNC制御する必要がなく安価な１軸NC研削盤
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、砥石とワークとを相対移動させるととも
に、予め入力されたNCデータに基いてワークに対する砥
石の切り込みを実行する１軸NC研削盤において、テーブ
ル上に設置されたドレッサと、前記ドレッサによるドレ
ッシング条件を設定するためのドレッシング条件設定手
段と、ドレッシング時における砥石とドレッサとの相対
的な移動範囲を設定するための移動範囲設定手段と、研
削作業中において、前記移動範囲設定手段にて設定され
た範囲内で砥石とドレッサとを相対移動させるととも
に、前記ドレッシング条件設定手段にて設定されたドレ
ッシング条件に従ってこのドレッサで砥石をドレッシン
グするドレッシング制御手段とからなる１軸NC研削盤を
その要旨とするものである。

［作用］ ドレッシング制御手段は、研削中において移動範囲設
定手段にて設定された範囲内で砥石とドレッサとを相対
移動させるとともに、ドレッシング条件設定手段にて設
定されたドレッシング条件に従ってドレッサで砥石をド
レッシングする。

このようにドレッシング時における砥石とドレッサと
の相対的な移動範囲は移動範囲設定手段の設定状態に応
じて規制されることになり、砥石の動作をNC制御する必
要がない。

［実施例］ 以下、この発明を１軸NC平面研削盤に具体化した一実
施例を図面に従って説明する。

第2,3図に示すように、平面研削盤のコラム１は前後
動可能に設けられ、同コラム１の前面には主軸ヘッド２
が上下動可能に設けられるとともに、同主軸ヘッド２の
先端には砥石３が回転可能に取着されている。又、研削
盤のテーブル４は左右方向へ往復動し得るようになって
おり、同テーブル４の一側には上方へ向けて単石ドレッ
サ５が設置されている。

第２〜４図に示すように、前記研削盤には操作盤６が
備えられ、この操作盤６の各スイッチを操作することに
よって、研削盤は所定の研削作業を実行するようになっ
ている。又、操作盤６の一側にはサイクル設定部6aが設
けられ、同サイクル設定部6aのスイッチ操作に基いて、
研削盤は一連の研削作業を自動的に実行するとともに、
その研削作業中にドレッシング動作を実行するようにな
っている。以下、このサイクル設定部6aの各スイッチを
第４図に従って説明する。

ワーク最大高さ設定スイッチ７は、研削前におけるワ
ーク加工面のテーブル面からの高さを設定するためのも
のであり、砥石３はこの設定スイッチ７により設定され
た高さから研削を開始する。通常、その値は安全値を加
えて大きめに設定するため、砥石３はワーク加工面より
僅かに高い位置でエアカットを行なった後に研削し始め
ることになる。

前記ワーク最大高さ設定スイッチ７は通称デジスイッ
チと呼ばれるスイッチであり、単位μｍの６桁の数値を
表示部7aにおいて表示するとともに、その上下に設けら
れたプッシュボタン7bの押圧操作に応じて、操作された
プッシュボタン7bに対応する数値を増減させるようにな
っている。そして、作業者は表示された数値を見ながら
ワークＷ高さを設定することになる。尚、以下に説明す
る全ての設定スイッチ８〜18は、このワーク最大高さ設
定スイッチ７と同タイプのデジスイッチである。

ワーク仕上寸法設定スイッチ８は、仕上後のワークＷ
寸法、即ち、研削終了時におけるワーク加工面のテーブ
ル面からの高さを設定するためのものであり、研削によ
ってワーク加工面の高さがこの値に達すると、自動的に
研削作業を中止するようになっている。尚、この設定ス
イッチ８は６桁表示で単位はμｍである。

荒研削切込量設定スイッチ９は、荒研削における一回
の切り込み量を設定するためのものであり、コラム１と
ともに砥石３が前後に往復動するごとに、設定値だけ同
砥石３を切り込む。尚、この設定スイッチ９は２桁表示
で単位はμｍである。又、仕上研削取代設定スイッチ10
は、仕上研削における研削量を設定するためのものであ
り、仕上研削切込量設定スイッチ11は、同じく仕上研削
における一回の切り込み量を設定するためのものであ
る。両設定スイッチ10,11は２桁表示で単位はμｍであ
る。スパークアウト回数設定スイッチ12は仕上研削終了
後に行なうスパークアウトの回数を設定するためのもの
である。

以上説明した各設定スイッチ７〜12は主に研削動作の
設定を行なうためのスイッチであり、これから述べる設
定スイッチ13〜18は主にドレッシング動作を設定するた
めのスイッチである。従って、本発明におけるドレッシ
ング条件設定手段は以下の各設定スイッチ13〜18によっ
て構成されることになる。

ドレス位置設定スイッチ13は、テーブル面に対するド
レッサ先端の上下位置を設定するためのものであり、正
負を示す符号が付された５桁表示で単位はμｍである。
そして、ドレッサ５の位置を変更した場合には、この設
定スイッチ13にてその位置を設定するようになってい
る。又、荒ドレスインターバル設定スイッチ14は、荒研
削におけるドレス間隔を設定するためのものであり、３
桁表示で単位はμｍである。そして、この設定スイッチ
14を操作することにより、荒研削中におけるドレッシン
グ実行時を任意に設定することができる。尚、仕上研削
のための仕上ドレスは、荒研削から仕上研削に移行した
ときに自動的に行なうようになっているため、特に設定
スイッチは設けていない。

又、荒ドレス切込量設定スイッチ15と荒ドレス切込回
数設定スイッチ16とは、荒ドレス時におけるドレス切込
量とドレス回数とを設定するためのものであり、荒ドレ
ス切込量設定スイッチ15は２桁表示で単位はμｍ、荒ド
レス切込回数設定スイッチ16は１桁表示で単位は回数で
ある。同様に、仕上ドレス切込量設定スイッチ17と仕上
ドレス切込回数設定スイッチ18とは、仕上ドレスにおけ
るドレスの切込量とドレス回数とを設定するためのもの
であり、仕上ドレス切込量設定スイッチ17は２桁表示で
単位はμｍ、仕上ドレス切込回数設定スイッチ18は１桁
表示で単位は回数である。

次に、本実施例の１軸NC研削盤の電気的構成を第１図
に従って説明する。

前記サイクル設定部6aの各制定スイッチ７〜18は、操
作盤６に内装されたドレッシング制御手段としてのCPU1
9の入力側に接続されている。又、CPU19の入力側には、
研削時におけるコラム１の前後動範囲を設定するための
一対の研削用前後リミットスイッチ20、及びテーブル４
の左右の往復動範囲を設定するための一対の研削用左右
リミットスイッチ21が接続されている。そして、この研
削用前後リミットスイッチ20と研削用左右リミットスイ
ッチ21はワークＷの形状に合わせて任意に位置設定でき
るようになっている。

さらに、CPU19の入力側には、ドレッシング時におい
てドレッサ５上で砥石３を前後に移動させるための一対
のドレッシング用前後リミットスイッチ22、及びその時
のテーブル４の左右方向の位置を設定するためのドレッ
シング用左右リミットスイッチ23が接続されている。そ
して、これらドレッシング用リミットスイッチ22,23に
よって移動範囲設定手段が構成されている。尚、前記各
リミットスイッチ20〜23は、レバーの傾動に伴ってオン
・オフ動作を行なうものである。

又、CPU19の出力側には、前記コラム１を前後動させ
るための前後方向駆動モータ24、主軸ヘッド２を上下動
させるための上下方向駆動モータ25、テーブル４を左右
に往復動させるための左右方向駆動モータ26、及び砥石
３を回転させるための砥石駆動モータ27がそれぞれモー
タ駆動回路28を介して接続されている。前記上下方向駆
動モータ25はNC制御用のサーボモータとなっている。

さらに、CPU19にはランダムアクセスメモリ30（RA
M）、並びにリードオンリメモリ29（ROM）が接続され、
ROM29には研削盤の研削動作及びドレッシング動作を制
御するためのプログラムが記憶されており、CPU19はこ
のプログラムに従って研削盤の動作を制御するようにな
っている。尚、前記RAM30はCPU19が行なう処理のデータ
を一時的に記憶するようになっている。

そして、CPU19は後述するように各スイッチ７〜18の
操作に応じて上下方向駆動モータ25の回転方向、回転速
度及び回転量を制御し、これにより、主軸ヘッド２を上
下動させて砥石３の切込動作を行なう。

又、CPU19は研削時において研削用前後リミットスイ
ッチ20からの信号に基いて前後方向駆動モータ24を回転
方向を制御する。即ち、前後方向駆動モータ24にてコラ
ム１を前後いずれかの方向へ移動させているときに、そ
の移動によって一方のリミットスイッチ20がオンしてCP
U19にオン信号を出力すると、CPU19は前後方向駆動モー
タ24の回転方向に逆転させる。これにより、コラム１が
逆方向に移動し反対側のリミットスイッチ20がオンして
CPU19にオン信号を出力すると、CPU19は再び前後方向駆
動モータ24の回転方向を逆転させる。CPU19は以上を繰
り返しリミットスイッチ20にて設定された範囲内でコラ
ム１を前後動させる。

CPU19は上記した前後方向駆動モータ24と同様に前記
左右方向駆動モータ26も駆動制御し、研削用左右リミッ
トスイッチ21にて設定された範囲内でテーブル４を左右
に往復動させる。

その結果、砥石３はワークＷ上を左右に往復動しなが
ら低速で前後にも往復動し、第５図（ａ）に示すよう
に、上方に面するワーク加工面上をジグザグ状の軌跡Ｘ
に倣って何回も往復動し、このワーク加工面を研削す
る。以下、このような研削時における研削盤の動作を研
削動作という。尚、上記した左右方向の往復動について
は、実際には砥石３に対してワークＷが往復動すること
になるが、逆に考えても差支えなくその方が理解し易い
ためこのように説明した。

さらに、ドレッシング時において、CPU19はドレッシ
ング用前後リミットスイッチ22にて設定された範囲内で
コラム１を前後動させるとともに、ドレッシング用左右
リミットスイッチ23にて設定された左右位置にテーブル
４を位置させる。

その結果、砥石３はドレッサ５上で前後に往復動し、
第５図（ｂ）に示すように、ドレッサ５上を軌跡Ｙに倣
って前後に短く往復動し、同ドレッサ５にて砥石３はド
レッシングされる。以下、このようなドレッシング時に
おける研削盤の動作をドレッシング動作という。

又、CPU19は研削開始時に砥石駆動モータ27を駆動制
御して砥石３を回転させ、研削終了時には同砥石３を停
止させる。

次に、上記したように構成された１軸NC平面研削盤に
より、ワークＷの上方に面した加工面を研削する場合
を、特に前記サイクル設定部6aの各設定スイッチ７〜18
にて設定された数値が実際の研削盤の動作にどのように
関わってくるかを説明する。

まず、テーブル面からワーク加工面までの研削前の高
さを250,500μｍ、研削後の高さを250,000μｍ、即ち、
取り代を500μｍとする。この場合の各設定スイッチ７
〜18の設定値は第４図に示すように、 ワーク最大高さ設定スイッチ７は、50μｍの安全値を
見込んで、 250,550μｍ、 ワーク仕上寸法設定スイッチ８は、 250,000μｍ、 荒研削切込量設定スイッチ９は、 10μｍ、 仕上研削取代設定スイッチ10は、 10μｍ、 仕上研削切込量設定スイッチ11は、 ２μｍ、 スパークアウト回数設定スイッチ12は、 ５回、 ドレス位置設定スイッチ13は、ドレッサ５の先端がテ
ーブル面から100μｍ突出しているため、 ＋100μｍ、 荒ドレスインターバル設定スイッチ14は、200μｍ切
り込むことにドレッシングするとして、 200μｍ 荒ドレス切込量設定スイッチ15は、 20μｍ、 荒ドレス切込回数設定スイッチ16は、 ３回、 仕上ドレス切込量設定スイッチ17は、 ５μｍ、 仕上ドレス切込回数設定スイッチ18は、 ３回 と設定した。

次に、実際の研削盤の動作を第６図に従って説明する
と、まず、CPU19はワーク最大高さ設定スイッチ７にて
設定された250,550μｍからワーク仕上寸法設定スイッ
チ８にて設定された250,000μｍを差引いて総研削量550
μｍを求める。さらに、CPU19は総研削量から仕上研削
取代設定スイッ10にて設定された10μｍを差引いて荒研
削取代540μｍを求める。尚、この荒研削取代は前述し
た安全値50μｍを含んでいることになる。

そして、CPU19は各駆動モータ24〜27に研削動作を開
始させ（第６図におけるポイントＡ）、コラム１ととも
に砥石３が前後に反転するごとに、荒研削切込量設定ス
イッチ９にて設定された10μｍずつ砥石３に切り込みを
加える。そして、その切込量の総和が安全値の50μｍに
達するまで砥石３はエアカットを行ない（ポイントＡ−
Ｂ間）、その後、ワークＷの加工面と接触して実際に研
削し始める。さらに、CPU19は研削動作を開始してから
の切込量の総和が、荒ドレスインターバル設定スイッチ
14にて設定された200μｍに達すると（ポイントＣ）、
研削動作を一旦終了してドレッシング動作を実行する
（Ｃ−Ｄ間）。この時点でワークＷの高さは250,550μ
ｍから200μｍを差引いた250,350μｍとなる。

上記したドレッシング動作を説明すると、第５図
（ｂ）に示すように、CPU19は砥石３をドレッサ５上に
移動させ、コラム１とともに砥石３が前後に反転するご
とに、荒ドレス切込量設定スイッチ15にて設定された20
μｍずつ切り込みを加える。そして、この回数が荒ドレ
ス切込回数設定スイッチ16にて設定された３回に達する
と（第６図におけるポイントＤ）、ドレッシング動作を
終了する。

上記したドレッシング動作によって砥石３は縮径する
ため、CPU19はドレッシングが終了した時点の砥石３の
上下位置に基いて原点補正を行なう。即ち、ドレッシン
グ動作における切り込み量の総和である60μｍ（20μｍ
×３）だけ原点位置を下方へ移動させる。これによって
砥石３の縮径分が補正されることになる。

その後、CPU19は再び上記した場合と全く同じ研削動
作（ポイントＤ−Ｅ間）とドレッシング動作（ポイント
Ｅ−Ｆ間）を実行し、さらに、原点補正を行なう。この
時点でワークＷの高さは250,350μｍから200μｍを差引
いた250,150μｍとなる。従って、荒研削取代540μｍの
内400μｍの荒研削を終えたことになる。

さらに、CPU19は残りの140μｍの研削動作を行ない
（ポイントＦ−Ｇ間）、全ての荒研削を終了する。この
時点でワークＷの高さは250,15μｍから140μｍを差引
いた250,010μｍとなる。そして、CPU19は仕上ドレス切
込量設定スイッチ17にて設定された５μｍの切り込み
で、仕上ドレス切込回数設定スイッチ18にて設定された
３回だけドレッシング動作を行なう（ポイントＧ−Ｈ
間）。又、CPU19はこの場合も原点補正を行ない、その
後、仕上研削に移行する（ポイントＨ−Ｉ間）。

この仕上研削において、コラム１とともに砥石３が前
後に反転することに、CPU19は仕上研削切込量設定スイ
ッチ11にて設定された２μｍずつ切り込みを加え、仕上
研削取代設定スイッチ10にて設定された10μｍだけ仕上
研削を行なう。その後、スパークアウト回数設定スイッ
チ12にて設定された５回だけ、切り込みを加えずにテー
ブル４を往復動させてスパークアウトを実行する（ポイ
ントＩ−Ｊ間）。この時点でワークＷの高さは250,010
μｍから10μｍを差引いた250,000μｍとなる。その
後、CPU19は研削を開始した時の高さまで砥石３を上昇
させ（ポイントＫ）、全ての研削作業を終了する。

このように本実施例の１軸NC研削盤においては、操作
盤6aの各設定スイッチ７〜18を所定の数値に設定するだ
けで、研削作業中に自動的にドレッシング動作を実行さ
せることができる。このため、一度に行なうことができ
る総研削量に制限がなく、上述したように一回の設定で
所望する全ての研削を終了することができる。従って、
数台の研削盤を一人の作業者が管理する場合でも、作業
者は各研削盤について最初に設定作業を行なうだけでよ
い。

又、本実施例の１軸NC研削盤においては、砥石３の切
り込み動作のみをNC制御し、この砥石３の前後及び左右
方向の移動範囲は、研削時とドレッシング時のいずれに
おいてもリミットスイッチ20〜23で規制している。この
ため、前後及び左右方向駆動モータ24,26として高価なN
C制御用のサーボモータを用いる必要がなく、又、これ
らのモータ24,26をNC制御する必要もない。従って、研
削盤を安価に提供することができる。さらに、リミット
スイッチ20〜23を調整するだけで砥石３の移動範囲を設
定することができるため、通常のNC研削盤のようにディ
スプレイの表示を確認しながら砥石３の移動範囲を設定
する必要がない。従って、移動範囲の設定作業が簡単で
ある。

尚、本実施例の１軸NC平面研削盤においては、移動範
囲設定手段としてレバー式のリミットスイッチ22,23を
使用したが、要はコラム１やテーブル４の移動が検知で
きればよく、例えば、近接スイッチ等の既知のスイッチ
を使用してもよい。

又、本実施例は１軸NC平面研削盤に具体化したもので
あるが、その他にも円筒研削盤等の各種研削盤に具体化
することができる。

さらに、本実施例の１軸NC平面研削盤においては単石
ドレッサ５を使用したが、その代わりにドレッシング用
の砥石を使用してもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の１軸NC研削盤によれ
ば、研削作業中に自動的にドレッシングを実行すること
ができるとともに、砥石の切り込み動作以外の動作をNC
制御する必要がなく安価であるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した１軸NC平面研削盤の電気的
構成を示すブロック図、第２図は研削盤の正面図、第３
図は同じく研削盤の平面図、第４図は操作盤の正面図、
第５図（ａ）は研削動作時の砥石の動きを示す説明図、
第５図（ｂ）はドレッシング動作時の砥石の動きを示す
説明図、第６図は研削作業時における砥石の切込量の推
移を示す説明図である。 ３は砥石、４はテーブル、５はドレッサ、13〜18はドレ
ッシング条件設定手段を構成する設定スイッチ、19はド
レッシング制御手段としてのCPU、22,23は移動範囲設定
手段を構成するドレッシング用リミットスイッチ、Ｗは
ワーク。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】砥石（３）とワーク（Ｗ）とを相対移動さ
   せるとともに、予め入力されたNCデータに基いてワーク
   （Ｗ）に対する砥石（３）の切り込みを実行する１軸NC
   研削盤において、 テーブル（４）上に設置されたドレッサ（５）と、 前記ドレッサ（５）によるドレッシング条件を設定する
   ためのドレッシング条件設定手段（13〜18）と、 ドレッシング時における砥石（３）とドレッサ（５）と
   の相対的な移動範囲を設定するための移動範囲設定手段
   （22,23）と、 研削作業中において、前記移動範囲設定手段（22,23）
   にて設定された範囲内で砥石（３）とドレッサ（５）と
   を相対移動させるとともに、前記ドレッシング条件設定
   手段（13〜18）にて設定されたドレッシング条件に従っ
   てこのドレッサ（５）で砥石（３）をドレッシングする
   ドレッシング制御手段（19）とからなる１軸NC研削盤。