JP2934027B2 - 研削盤における自動研削制御方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は研削盤における自動研
削制御方法およびその装置に係り、更に詳細には、１サ
イクルで砥石が摩耗する量を次のサイクルで補正制御し
た研削盤における自動研削制御方法およびその装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、研削盤にて砥石のワークへのアプ
ローチ、設定寸法までの研削、砥石軸のリトラクト等を
自動で行ない、同類のワークを多数個連続して研削する
自動研削を行なう場合は、砥石が摩耗するためワークの
仕上げ寸法管理ができない。

【０００３】このため、ＮＣ装置を用いて砥石の摩耗量
を補正値として入力し、研削中に補正値分多く切込みを
行ない、ワークの寸法を出す方法にて自動研削が行なわ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の研削盤にて自動研削する場合は、高価なＮＣ装置を
使用し、また、ＮＣ装置を使用するために装置として
は、サーボモータ、ボールネジ等、精度が高く高価な機
械要素を使用せねばならず、研削盤としてのトータルコ
ストが高くなるという問題があった。

【０００５】この発明の目的は、上記問題点を改善する
ため、ＮＣ装置を装備していない汎用の研削盤とが手動
研削盤等に砥石摩耗量補正手段を付加し、自動研削を可
能とし、操作性を生産性の向上を図った研削盤における
自動研削制御方法およびその装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、テーブル上に取付けられたワークを研
削する砥石を備えた砥石軸を回転駆動させるモータ駆動
装置と、前記砥石軸を伝達部材を介して上下に移動させ
る上下動用モータ駆動装置と、前記砥石軸を上下移動さ
せる伝達部材の入力軸に微少送り装置を備えた研削盤に
おいて、砥石軸に設けた砥石外周がワークに接したこと
を検知し砥石軸の上下動用モータ駆動装置を停止させる
と共に、微少送り装置の駆動装置を作動して第１のカウ
ンタに設定した前回サイクル時のワーク仕上り位置まで
切込みを行ない、次いで１サイクルで砥石が摩耗する量
が設定された第２のカウンタにより微少送り装置の駆動
装置を作動させて所定量の切込みを行ない、砥石の磨耗
量を補正した研削盤における自動研削制御方法である。

【０００７】また、この発明は、テーブル上に取付けら
れたワークを研削する砥石を備えた砥石軸を回転駆動さ
せる微少電流測定器を備えたモータ駆動装置と、前記砥
石軸を伝達部材を介して上下に移動させる上下動用モー
タ駆動装置と、前記砥石軸を上下動させる伝達部材の入
力軸に微少送り装置を設け、この微少送り装置を作動さ
せる駆動装置を砥石の１サイクルで摩耗する量を設定し
た第２のカウンタにより制御すると共に、前記伝達部材
の上下動用モータ駆動装置と前記伝達部材の入力軸に設
けた位置検出器を制御する第１のカウンタを設けて研削
盤における自動研削制御装置を構成した。

【０００８】

【作用】この発明の研削盤における自動研削制御方法お
よびその装置を採用することにより、砥石軸を上下動す
る伝達部材の入力軸に微少送り装置を設け、この微少送
り装置を作動させる駆動装置を、砥石の１サイクルで摩
耗する量を設定した第２のカウンタで制御する。また、
前記伝達部材を駆動する上下動用モータ駆動装置と前記
伝達部材の入力軸に設けた位置検出器を制御する第１の
カウンタを設けてある。

【０００９】このため、砥石軸に設けた砥石の外周がワ
ークに接したことを検知して、砥石軸の上下動用モータ
駆動装置を停止させると共に、微少送り装置の駆動装置
を作動させ、第１のカウンタに設けた前回サイクルのワ
ーク仕上り位置まで切込みを行なう。続いて、１サイク
ルで砥石が摩耗する量が設定されている第２のカウンタ
により、微少送り装置の駆動装置を作動させて所定量の
切込みを行なうことにより、砥石の磨耗量が補正でき
る。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。なお、研削盤としては、汎用機である平
面研削盤を例にとって説明するが、これに限定するもの
でない。

【００１１】図３および図４を参照するに、平面研削盤
１はすでに公知の構成であるため概略的に説明するが、
平面研削盤１は、基台３上にテーブルベット５が設けら
れている。このテーブルベット５に図示を省略したが電
動機あるいは流体圧作動のシリンダ等によりＸ軸方向
（図３において左右方向、図４において図面に対して直
交した方向）へ往復運動をするテーブル７が設けられて
いる。更に、このテーブル７はＹ軸方向（図３において
図面に対して直交した方向、図４において左右方向）に
移動自在となっている。

【００１２】テーブル７上には、図示を省略したがワー
クを掴むチャックあるいは治具が取付けられ、ワークは
Ｘ軸，Ｙ軸方向へ移動される。

【００１３】一方、基台３の後側（図４において右側）
にはコラム９が立設され、コラム９にＺ軸方向（図３お
よび図４において上下方向）へ移動自在となる砥石軸１
１が設けられ、この砥石軸１１はモータ駆動装置１３に
より回転され、砥石軸１１の先端に砥石１５が設けられ
ている。

【００１４】上記構成により、テーブル７上にチャック
等によりワークをクランプし、テーブル７をＸ軸方向へ
往復移動せしめると共にＹ軸方向へ移動させ、モータ駆
動装置１３の駆動により砥石１５を回転させて、砥石軸
１１をＺ軸方向の下方向へ移動させワークの切込みを与
えることにより、研削加工が行なわれることになる。

【００１５】前記コラム９に内装された砥石軸１１の上
下送り機構について、更に詳細に説明する。

【００１６】図１を参照するに、砥石軸１１の上下送り
機構１７は、砥石軸１１を備えたホイールヘッド１９
と、このホイールヘッド１９を上下動させる伝達部材２
１と、この伝達部材２１に設けた微少送り装置２３と、
各駆動装置を制御する制御器２５とより構成されてい
る。

【００１７】ホイールヘッド１９は、すでに公知の構成
であり、前記コラム９に上下動自在に内装されていて、
ホイールヘッド１９には砥石軸１１が回転自在に装着さ
れ、砥石軸１１はモータ駆動装置１３により回転自在と
なり、砥石軸１１の先端には砥石１５が装着されてい
る。

【００１８】上記構成により、モータ駆動装置１３を駆
動させることにより砥石軸１１は回転し、砥石軸１１に
設けた砥石１５が回転することになる。

【００１９】前記ホイールヘッド１９を上下動させる伝
達部材２１は、砥石軸１１と平行にＹ軸方向へ延伸して
入力軸２７が設けられ、この入力軸２７の先端には手動
操作可能なようにハンドル２９が一体的に設けられてい
る。入力軸２７の中央近傍にウォーム３１が螺刻され、
このウォーム３１にウォームホィール３３が螺合し、ウ
ォームホィール３３は前記ホィールヘッド１９より垂下
した上下送りネジ３５に螺合したナット部材３７と一体
的に設けられている。

【００２０】また、入力軸２７の反ハンドル側には一対
の歯車伝達装置３９が設けられ、この歯車伝達装置３９
の出力側歯車４１は前記入力軸２７に固着され、出力側
歯車４１に噛合する入力側歯車４３はクラッチ４５を介
して上下動用モータ駆動装置４７である例えばギャード
モータに接続されている。更に、入力軸２７の軸端には
位置検出器４９である例えばエンコーダが設けられてい
る。なお、ハンドル２９と入力軸２７間にクラッチを介
在させて、ハンドル２９の回転を入力軸２７に対してフ
リーにすることも可能である。

【００２１】上記構成により、上下動用モータ駆動装置
４７を駆動することにより、クラッチ４５を介して入力
側歯車４３に回転が伝達され、入力側歯車４３に噛合す
る出力側歯車４１が回転しウォーム３１が廻り、このウ
ォーム３１に噛合したウォームホィール３３が回転す
る。ウォームホィール３３に内蔵されたナット部材３７
を介して上下送りネジ３５が上下動することにより、ホ
ィールヘッド１９が上下に移動する。また、伝達部材２
１を手動で操作する場合は、クラッチ４５をフリーとし
ハンドル２９を操作することでホィールヘッド１９を上
下動させることができる。

【００２２】微少送り装置２３は、前記伝達部材２１の
入力軸２７に設けられていて、ラチェット型式の構造で
あり、すでに公知のため詳細な説明を省略する。

【００２３】入力軸２７に設けたラチェットホィール５
１に爪部材５３の爪部５５が噛合し、この爪部材５３は
駆動装置５７である例えば流体圧作動のシリンダに接続
されている。爪部材５３の爪部５５の係止方向は、前記
ホィールヘッド１９が下降する方向に噛合し、ホィール
ヘッド１９が上昇する時は、爪部５５とラチェットホィ
ール５１とはフリーな状態となる。なお、前記爪部材５
３を作動させる駆動装置５７は、図外の流体圧発生源よ
り電磁切換弁５９を介して作動される。

【００２４】上記構成により、図外の流体圧発生源より
電磁切換弁５９を介して駆動装置５７であるシリンダを
作動させ、爪部材５３の爪部５５がラチェットホィール
５１と係合する方向（図１において左側から右側）へ移
動させることにより、１ストロークで所定量だけラチェ
ットホィール５１を回転させる。ラチェットホィール５
１の回転によりウォーム３１、ウォームホィール３３、
ナット部材３７、上下送りネジ３５を介してホィールヘ
ッド１９は所定量下降し、砥石１５にてワークの所定量
の切込みを行なうことができる。なお、電磁切換弁５９
を入切作動することにより、油路Ｔ、Ｐが切換り駆動装
置５７は前後進するので、段階的に入力軸２７を回転さ
せて微少量ずつ切込み研削することができる。

【００２５】次に、各駆動装置を制御する制御器２５
は、ホィールヘッド１９に設けた砥石軸１１を駆動する
モータ駆動装置１３である例えばスピンドルモータの負
荷を感知する微少電流測定器６１が設けてある。この微
少電流測定器６１は砥石１５にかかった負荷を感知し、
上下送りネジ３５を回転させる上下動用モータ駆動装置
４７のギヤードモータへ停止信号を出力する構成となっ
ている。

【００２６】また、入力軸２７に設けた位置検出器４９
であるエンコーダにはパルス信号をカウントする第１の
カウンタ６３（例え２段プリセットカウンタ）が設けら
れている。この第１のカウンタ６３は入力軸２７を駆動
する上下動用モータ駆動装置４７のギヤードモータへ停
止信号を出力すると共に、微少送り装置２３の駆動装置
５７を作動させる電磁切換弁５９へ停止信号を出力する
構成となっている。

【００２７】更に、電磁切換弁５７を制御する第２のカ
ウンタ６５が設けられている。この第２のカウンタ６５
は駆動装置５７のシリンダの起動回数を自在に設定可能
となっている。

【００２８】上記構成によりその作用としては、図２を
併せて参照しつつ研削作業を順を追って詳細に説明す
る。

【００２９】まず、上下動用モータ駆動装置４７である
ギャードモータを駆動して砥石軸１１を下降させる。
（ステップＳ−１） 砥石軸１１と共に回転自在に設けた砥石１５の外周下面
がワーク素材位置（図２においてＷ−Ｗ線で示す）に当
接したら、微少電流測定器６１にて砥石１５にかかった
負荷を感知し上下動用モータ駆動装置４７であるギャー
ドモータを停止させる。（ステップＳ−２） 続いて、上下動用モータ駆動装置４７であるギャードモ
ータが停止したのと同時に、微少送り装置２３の駆動装
置５７であるシリンダを作動させてワークへ切込み研削
を行なう。（ステップＳ−３） 研削作業が進行し、前回サイクル時のワーク仕上り位置
（図２においてＰ−Ｐ線で示す）、すなわち、位置検出
器４９であるエンコーダに取付けられた第１のカウンタ
６３である２段プリセットカウンタのＮＯ１が前回のサ
イクルでＯオートリセットした位置まで研削作業を続け
る。（ステップＳ−４） ワーク仕上り位置Ｐ−Ｐ線まで研削されたら、第２のカ
ウンタ６５を作動させ、第２のカウンタ６５に設定され
た回数だけ微少送り装置２３を作動させて研削切込みを
行なう。そして、設定された回数の切込みが終了した位
置（図２においてＱ−Ｑ線で示す）で研削作業を終了す
る。（ステップＳ−５） ステップＳ−４からステップＳ−５に到る切込み量Ｋ
が、砥石１５が１サイクルで摩耗する量であり、この量
を第２のカウンタ６５に設定する。なお、Ｑ−Ｑ線に示
す位置にて第１のカウンタ６３である２段プレセットカ
ウンタのＮＯ１カウンタをオート０リセットにする。

【００３０】以上で研削工程を終了し、続いて砥石１５
の上昇工程に移る。すなわち、第１のカウンタ６３であ
る２段プリセットカウンタのＮＯ２に設定された数値
は、ワークの研削量と素材厚みのバラツキ量の最大値と
の合計、すなわちリトラクト量であり、このリトラクト
量だけ第１のカウンタ６３にて上下動用モータ駆動装置
４７のギャードモータを作動させて砥石１５を上昇させ
る。（ステップＳ−６）上述したごときサイクルにて各
装置を制御することにより、砥石１５の摩耗量を補正し
て自動制御することができる。

【００３１】このため、高価なＮＣ装置を必要としない
で、汎用機に付加改造が可能となり、安価にして高精度
の機械を提供することが可能となる。また、汎用機に付
加することにより操作性の向上と作業者の工数削減が可
能となり生産性の向上を図ることができる。

【００３２】なお、この発明は前述した実施例に限定さ
れることなく、適宜の変更を行なうことにより、その他
の態様で実施し得るものである。例えば、本実施例にて
は、ホィールヘッド１９の移動を制御しているが、テー
ブル７の上下動を制御する方法でも可能である。

【００３３】また、砥石１５とワークの接触感知はＡＥ
センサ等にても可能であり、位置検出器４９としてエン
コーダにて説明したが、マグネスケール等を採用しても
可能である。更に、微少送り装置２３としてラチェット
機構を採用したが、ロータリーアクチュエータ等でも良
く、位置検出器４９、上下動用モータ駆動装置４７、ク
ラッチ４５等を上下送りネジ３５の先端に取付けること
も可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、この発明によれば、砥石の外周にワークが接
したことを検知したら、砥石軸を上下する上下動用モー
タ駆動装置を停止すると共に、微少送り装置を作動して
第１のカウンタに設定した前回サイクル時のワーク切込
み位置まで切込みを行なう。次いで、１サイクルで砥石
が摩耗する量が設定されている第２のカウンタにより、
微少送り装置を作動させて所定量の切込みを行なう。

【００３５】このため、砥石の摩耗量を１サイクル毎に
制御して切込研削が行なわれるので、精度の良い研削加
工を行なうことができる。また、高価なＮＣ装置を用い
ないで汎用機、手動機等に付加改造が可能であり、研削
盤のトータルコストを低減すると共に操作性、生産性の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の主要部を示し、砥石軸の上下送り機
構の概要を示す斜視説明図である。

【図２】図１における作動説明図である。

【図３】この発明を実施する一実施例の平面研削盤にお
ける正面図である。

【図４】図３における側面図である。

【符号の説明】

１ 平面研削盤 ７ テーブル １１ 砥石軸 １３ モータ駆動装置 １５ 砥石 ２１ 伝達部材 ２３ 微少送り装置 ２７ 入力軸 ４７ 上下動用モータ駆動装置 ４９ 位置検出器 ５７ 駆動装置 ６１ 微少電流測定器 ６３ 第１カウンタ ６５ 第２のカウンタ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テーブル上に取付けられたワークを研削
   する砥石を備えた砥石軸を回転駆動させるモータ駆動装
   置と、前記砥石軸を伝達部材を介して上下に移動させる
   上下動用モータ駆動装置と、前記砥石軸を上下移動させ
   る伝達部材の入力軸に微少送り装置を備えた研削盤にお
   いて、砥石軸に設けた砥石外周がワークに接したことを
   検知し砥石軸の上下動用モータ駆動装置を停止させると
   共に、微少送り装置の駆動装置を作動して第１のカウン
   タに設定した前回サイクル時のワーク仕上り位置まで切
   込みを行ない、次いで１サイクルで砥石が摩耗する量が
   設定された第２のカウンタにより微少送り装置の駆動装
   置を作動させて所定量の切込みを行ない、砥石の摩耗量
   を補正してなることを特徴とする研削盤における自動研
   削制御方法。
2. 【請求項２】 テーブル上に取付けられたワークを研削
   する砥石を備えた砥石軸を回転駆動させる微少電流測定
   器を備えたモータ駆動装置と、前記砥石軸を伝達部材を
   介して上下に移動させる上下動用モータ駆動装置と、前
   記砥石軸を上下動させる伝達部材の入力軸に微少送り装
   置を設け、この微少送り装置を作動させる駆動装置を砥
   石の１サイクルで摩耗する量を設定した第２のカウンタ
   により制御すると共に、前記伝達部材の上下動用モータ
   駆動装置と前記伝達部材の入力軸に設けた位置検出器を
   制御する第１のカウンタを設けてなることを特徴とする
   研削盤における自動研削制御装置。