JP2940027B2 - 研削力制御による研削方法 - Google Patents
研削力制御による研削方法Info
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- B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は研削盤の研削力制御による研削方法、特に研
削時の切味に応じて法線研削力指令値を変更し、サイク
ルタイムの安定を図った研削方法に関する。
削時の切味に応じて法線研削力指令値を変更し、サイク
ルタイムの安定を図った研削方法に関する。
従来、軸受リングの軌道溝研削を始とする円筒形状ワ
ークの研削に関して、研削力制御による研削は、切味の
変化にかかわらず研削中の法線研削力を一定にして研削
する方法がとられていた。第７回は従来の研削方法にお
ける制御系を示したものである。仕上研削の場合、砥石
径の変化に関係なく研削力設定値Ｓをスレッショールド
フォース（研削可能な限界法線研削力）以上の一定値に
設定し、研削力検出部３で実際の研削力を検出し、この
検出研削力を前記研削力設定値Ｓに一致させるように切
込制御装置４によって切込送りモータ５を制御し、研削
部６のワークあるいは砥石の切込スライドを動作させて
いた。
ークの研削に関して、研削力制御による研削は、切味の
変化にかかわらず研削中の法線研削力を一定にして研削
する方法がとられていた。第７回は従来の研削方法にお
ける制御系を示したものである。仕上研削の場合、砥石
径の変化に関係なく研削力設定値Ｓをスレッショールド
フォース（研削可能な限界法線研削力）以上の一定値に
設定し、研削力検出部３で実際の研削力を検出し、この
検出研削力を前記研削力設定値Ｓに一致させるように切
込制御装置４によって切込送りモータ５を制御し、研削
部６のワークあるいは砥石の切込スライドを動作させて
いた。
上述のように従来の研削方法では、ワーク研削面のテ
ーパ化を防ぐために仕上研削中の研削力設定値を、スレ
ッショールドフォース以上の一定値に設定し、常にこの
一定研削力で研削する方法をとっている。しかしスレッ
ショールドフォースは砥石径によっても変化し、これが
砥石切味に影響し、切味の変化により研削サイクルタイ
ムが大きく変化し、生産性の安定化を図る上で問題とな
っている。即ちスレッショールドフォースは一般に砥石
径大のときは大きく、砥石径小のときは小さい。研削力
Ｆと研削速度ｖの関係を第２図に示して説明すれば、F
01,F02の各々砥石径大、砥石径小のとき、F0は任意の砥
石径のときのスレッショールドフォースである。F01,
F0,F02の直線の傾きの定数倍が砥石切味係数Ｋであり、
これらの直線の傾きは砥石の切味によって変る。砥石切
味が良い場合、直線の傾きが大となる。粗研削力FR、仕
上研削力Ffの設定は同図に示す通りであるが、ここで例
えば仕上研削力設定値を同図のFfに設定したとすれば、
このときの研削速度は砥石径大のときv1,砥石径小のと
きv2（v2＞v1）となる。いま、砥石径大のときの研削速
度v1で前記研削力設定値Ffがワーク品質に最適であった
場合、研削作業が進み砥石径小となったときは研削速度
v2は大きすぎて仕上研削における砥石摩耗を早め、ワー
ク真円度が悪くなったり、軸方向形状誤差が大きくなっ
たりする。逆に、砥石径小で適切な速度v2´あるいはv1
が得られるように仕上研削力設定値をFf´に設定する
と、Ff´は砥石径大のときのスレッショールドフォース
F01より小さくなり、研削できなくなる。砥石径によっ
て研削力を変えて切味の変化をなくし、サイクルタイム
の変動を防止しようとする試みもあるが、砥石切味はツ
ルアーの状態変化等によっても変化し、この場合は予め
予測できず、事前に研削力を変更することは不可能であ
る。
ーパ化を防ぐために仕上研削中の研削力設定値を、スレ
ッショールドフォース以上の一定値に設定し、常にこの
一定研削力で研削する方法をとっている。しかしスレッ
ショールドフォースは砥石径によっても変化し、これが
砥石切味に影響し、切味の変化により研削サイクルタイ
ムが大きく変化し、生産性の安定化を図る上で問題とな
っている。即ちスレッショールドフォースは一般に砥石
径大のときは大きく、砥石径小のときは小さい。研削力
Ｆと研削速度ｖの関係を第２図に示して説明すれば、F
01,F02の各々砥石径大、砥石径小のとき、F0は任意の砥
石径のときのスレッショールドフォースである。F01,
F0,F02の直線の傾きの定数倍が砥石切味係数Ｋであり、
これらの直線の傾きは砥石の切味によって変る。砥石切
味が良い場合、直線の傾きが大となる。粗研削力FR、仕
上研削力Ffの設定は同図に示す通りであるが、ここで例
えば仕上研削力設定値を同図のFfに設定したとすれば、
このときの研削速度は砥石径大のときv1,砥石径小のと
きv2（v2＞v1）となる。いま、砥石径大のときの研削速
度v1で前記研削力設定値Ffがワーク品質に最適であった
場合、研削作業が進み砥石径小となったときは研削速度
v2は大きすぎて仕上研削における砥石摩耗を早め、ワー
ク真円度が悪くなったり、軸方向形状誤差が大きくなっ
たりする。逆に、砥石径小で適切な速度v2´あるいはv1
が得られるように仕上研削力設定値をFf´に設定する
と、Ff´は砥石径大のときのスレッショールドフォース
F01より小さくなり、研削できなくなる。砥石径によっ
て研削力を変えて切味の変化をなくし、サイクルタイム
の変動を防止しようとする試みもあるが、砥石切味はツ
ルアーの状態変化等によっても変化し、この場合は予め
予測できず、事前に研削力を変更することは不可能であ
る。
本発明は砥石切味の指標であるスレッショールドフォ
ースF1および砥石切味係数Ｋを毎研削サイクルについて
算出することにより砥石切味をモニターし、これにより
適切な研削力を自動的に演算，設定し、サイクルタイム
の安定化を図った研削方法を提供することにある。
ースF1および砥石切味係数Ｋを毎研削サイクルについて
算出することにより砥石切味をモニターし、これにより
適切な研削力を自動的に演算，設定し、サイクルタイム
の安定化を図った研削方法を提供することにある。
本発明による研削方法は、研削中の研削速度検出値お
よび法線研削力検出値から、各サイクル毎にスレッショ
ールドフォースF0および砥石切味係数Ｋを求め、これら
のスレッショールドフォースおよび砥石切味係数と予め
定めた研削速度設定値ｖとを用いて研削速度を求め、そ
の後のサイクルにおける前記研削速度が一定値になるよ
うに砥石切込制御を行うものである。
よび法線研削力検出値から、各サイクル毎にスレッショ
ールドフォースF0および砥石切味係数Ｋを求め、これら
のスレッショールドフォースおよび砥石切味係数と予め
定めた研削速度設定値ｖとを用いて研削速度を求め、そ
の後のサイクルにおける前記研削速度が一定値になるよ
うに砥石切込制御を行うものである。
本発明においては研削動作中の研削力と研削速度を検
出してスレッショールドフォースおよび砥石切味係数を
演算部でリアルタイムに演算して切味変化を監視し、こ
れを基に研削力指令値を適切に変更して研削する。これ
によりサイクルタイムの変動が小さくなる。研削力の変
化により砥石軸のたわみが変化することがあるが、この
ようなときは研削力変更とともにワークまたは砥石軸の
スイベル角を調整して研削面のテーパ化を防ぐ。
出してスレッショールドフォースおよび砥石切味係数を
演算部でリアルタイムに演算して切味変化を監視し、こ
れを基に研削力指令値を適切に変更して研削する。これ
によりサイクルタイムの変動が小さくなる。研削力の変
化により砥石軸のたわみが変化することがあるが、この
ようなときは研削力変更とともにワークまたは砥石軸の
スイベル角を調整して研削面のテーパ化を防ぐ。
次に、本発明を実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は、本発明による法線研削力制御研削方法を実
施する場合の制御系統を示したブロック図である。本発
明の実施例では研削速度設定部11と、研削力演算・指令
部12と、研削力検出部13と、研削速度検出部18と、切込
制御装置14と、切込送り制御モータ15と、研削部16とを
有している。まず研削速度設定部11では粗，仕上の目標
研削速度vR1,Vf1の設定を行う。研削力演算・指令部12
は研削力検出部13で検出した実研削力と研削速度検出部
18で得た研削速度とから後述の砥石切味係数Ｋおよびス
レッショールドフォースF0を演算する。同時に前記研削
速度設定部11で設定した粗，仕上目標研削速度vR1,vf1
と前記ＫおよびF0から粗研削力，仕上研削力の演算を行
い、粗，仕上の研削力指令値を検出する。前記粗，仕上
の研削力指令値と研削力検出部13から出力される実測研
削力の差信号が切込制御装置14にとり込まれ、切込制御
装置14はこの差信号に基づき粗研削力および仕上げ研削
力を一定に制御すべく切込送り制御モータ15を動作させ
る。これにより研削部16の砥石あるいはワークの切込ス
ライドを動作させる。ここで研削速度検出部18は、ワー
ク寸法測定装置（図示省略）を含み、その寸法出力信号
を微分し、速度信号を得る形式のものが有効に採用され
る。また研削力検出部13は第３図に示すように砥石スピ
ンドル装置20と砥石送りテーブル21との間に設置された
４個の法線方向力を検出する圧電形フォースゲージ22を
有しており、各フォースゲージ22の和により法線研削力
を検出するようになっている。
施する場合の制御系統を示したブロック図である。本発
明の実施例では研削速度設定部11と、研削力演算・指令
部12と、研削力検出部13と、研削速度検出部18と、切込
制御装置14と、切込送り制御モータ15と、研削部16とを
有している。まず研削速度設定部11では粗，仕上の目標
研削速度vR1,Vf1の設定を行う。研削力演算・指令部12
は研削力検出部13で検出した実研削力と研削速度検出部
18で得た研削速度とから後述の砥石切味係数Ｋおよびス
レッショールドフォースF0を演算する。同時に前記研削
速度設定部11で設定した粗，仕上目標研削速度vR1,vf1
と前記ＫおよびF0から粗研削力，仕上研削力の演算を行
い、粗，仕上の研削力指令値を検出する。前記粗，仕上
の研削力指令値と研削力検出部13から出力される実測研
削力の差信号が切込制御装置14にとり込まれ、切込制御
装置14はこの差信号に基づき粗研削力および仕上げ研削
力を一定に制御すべく切込送り制御モータ15を動作させ
る。これにより研削部16の砥石あるいはワークの切込ス
ライドを動作させる。ここで研削速度検出部18は、ワー
ク寸法測定装置（図示省略）を含み、その寸法出力信号
を微分し、速度信号を得る形式のものが有効に採用され
る。また研削力検出部13は第３図に示すように砥石スピ
ンドル装置20と砥石送りテーブル21との間に設置された
４個の法線方向力を検出する圧電形フォースゲージ22を
有しており、各フォースゲージ22の和により法線研削力
を検出するようになっている。
次に、研削力演算・指令部12における粗，仕上の研削
力指令値の算出につき説明する。まず、研削サイクル毎
にそれぞれ研削中の粗研削速度，粗研削力，仕上研削速
度，仕上研削力の実測値VR,FR,Vf,Ffからスレッショー
ルドフォースF0,砥石切味係数Ｋを以下のように求め
る。
力指令値の算出につき説明する。まず、研削サイクル毎
にそれぞれ研削中の粗研削速度，粗研削力，仕上研削速
度，仕上研削力の実測値VR,FR,Vf,Ffからスレッショー
ルドフォースF0,砥石切味係数Ｋを以下のように求め
る。
ここでＤはワークの研削部直径,Wはワーク研削部の幅
である。また粗，仕上の研削速度VR,Vfはそれぞれ単位
時間当りのワーク研削部直径変化量で算出している。
である。また粗，仕上の研削速度VR,Vfはそれぞれ単位
時間当りのワーク研削部直径変化量で算出している。
ワーク１個を研削し、上記の計算でF0,Kが求まると、
研削速度設定部11に設定されている粗，仕上の目標研削
速vR1,vf1を用いて以下の式により粗研削力指令値FR1,
仕上研削力指令値Ff1を求める。
研削速度設定部11に設定されている粗，仕上の目標研削
速vR1,vf1を用いて以下の式により粗研削力指令値FR1,
仕上研削力指令値Ff1を求める。
上式をCBN砥石を用いた法線研削力制御研削方法に適
用したものが第２図であり、第２図の研削力−速度線図
で例えば任意の砥石径の下で或る砥石切味における目標
研削速度（vR1,vf1）に対する必要研削力（FR1,Ff1）を
求めていることを意味している。砥石切味はワーク２個
を連続して研削する加工サイクル間では大きな変化のな
いことが経験的に判っている。したがってF0,Kの計算、
それによる次のワークの研削のための研削力指令値FR1,
Ff1の計算を順次繰り返していけば、実研削速度は目標
研削速vR1,vf1にほぼ近づけることができ、研削速度は
ほぼ一定となり、このようにしてサイクルタイムを安定
に保つことができる。
用したものが第２図であり、第２図の研削力−速度線図
で例えば任意の砥石径の下で或る砥石切味における目標
研削速度（vR1,vf1）に対する必要研削力（FR1,Ff1）を
求めていることを意味している。砥石切味はワーク２個
を連続して研削する加工サイクル間では大きな変化のな
いことが経験的に判っている。したがってF0,Kの計算、
それによる次のワークの研削のための研削力指令値FR1,
Ff1の計算を順次繰り返していけば、実研削速度は目標
研削速vR1,vf1にほぼ近づけることができ、研削速度は
ほぼ一定となり、このようにしてサイクルタイムを安定
に保つことができる。
このようにして切味の変化に応じて研削力指令値を変
えて研削すると、砥石軸のたわみに基づくワークのテー
パ誤差が問題となる。第４図（ａ），（ｂ）は仕上研削
中の砥石スピンドル23のたわみ状態を誇張的に示した平
面図である。同図（ａ）は大きな仕上研削力指令値Ff1
を与えたときであり、砥石スピンドル23はたわみ角θだ
け傾く。このときたわみ角θを相殺するようにワーク24
のスイベル角を同じθだけ図示の如く傾ける。これによ
ってワーク24の研削面24aは砥石25の軸線と平行になり
テーパ誤差が生じない。切味が良くて小さな仕上研削力
指令値Ff1´を与えたときの状態が第４図（ｂ）であ
り、砥石スピンドル23のたわみ角は前記θから（θ−Δ
θ）へ減少し、ワーク24は鎖線のようにΔθのテーパ誤
差を生じるが、これらを避けるために仕上研削力指令値
Ff1´に変えると同時にワーク24のスイベル角をΔθだ
け調整する。調整角Δθは砥石スピンドル剛性と仕上研
削力指令値の変化量ΔFf1（＝Ff1−Ff1´）との関数と
して求められる。スイベル角の調整は砥石スピンドル23
の支持側で行ってもよい。なおテーパ誤差がワークの品
質許容範囲内であれば、スイベル角調整は行わなくても
よい。
えて研削すると、砥石軸のたわみに基づくワークのテー
パ誤差が問題となる。第４図（ａ），（ｂ）は仕上研削
中の砥石スピンドル23のたわみ状態を誇張的に示した平
面図である。同図（ａ）は大きな仕上研削力指令値Ff1
を与えたときであり、砥石スピンドル23はたわみ角θだ
け傾く。このときたわみ角θを相殺するようにワーク24
のスイベル角を同じθだけ図示の如く傾ける。これによ
ってワーク24の研削面24aは砥石25の軸線と平行になり
テーパ誤差が生じない。切味が良くて小さな仕上研削力
指令値Ff1´を与えたときの状態が第４図（ｂ）であ
り、砥石スピンドル23のたわみ角は前記θから（θ−Δ
θ）へ減少し、ワーク24は鎖線のようにΔθのテーパ誤
差を生じるが、これらを避けるために仕上研削力指令値
Ff1´に変えると同時にワーク24のスイベル角をΔθだ
け調整する。調整角Δθは砥石スピンドル剛性と仕上研
削力指令値の変化量ΔFf1（＝Ff1−Ff1´）との関数と
して求められる。スイベル角の調整は砥石スピンドル23
の支持側で行ってもよい。なおテーパ誤差がワークの品
質許容範囲内であれば、スイベル角調整は行わなくても
よい。
第５図は本発明を実施する場合のスイベル角調整機能
を備えた研削盤の概略的な平面図である。研削盤のベッ
ド26上に砥石送りテーブル21を介して砥石スピンドル装
置20が設けられ、砥石25は砥石スピンドル23の先端に支
持されて回転する。砥石送りテーブル21を移動させるた
めの駆動モータ36がベッド26に取付けられている。ベッ
ド26上には切込スライド37が設置され、該切込スライド
はベッド26に固定された切込送りモータ33により駆動さ
れる。切込スライド37上にはスイベルプレート29がピボ
ット30を中心として旋回可能に設置され、該スイベルプ
レート29上にワーク24の主軸台31、主軸モータ32が設け
られている。さらに切込スライド側部にスイベル調整モ
ータ34が設けられ、その出力軸にボールねじ軸38が連結
され、該ねじ軸と螺合するボールナットを含む作動部材
35がスイベルプレート29の側部に固着されている。スイ
ベル調整モータ34の駆動により作動部材35を介してスイ
ベルプレート29および主軸台31がピボット30を中心に旋
回し、ワーク24のスイベル角調整がなされる。
を備えた研削盤の概略的な平面図である。研削盤のベッ
ド26上に砥石送りテーブル21を介して砥石スピンドル装
置20が設けられ、砥石25は砥石スピンドル23の先端に支
持されて回転する。砥石送りテーブル21を移動させるた
めの駆動モータ36がベッド26に取付けられている。ベッ
ド26上には切込スライド37が設置され、該切込スライド
はベッド26に固定された切込送りモータ33により駆動さ
れる。切込スライド37上にはスイベルプレート29がピボ
ット30を中心として旋回可能に設置され、該スイベルプ
レート29上にワーク24の主軸台31、主軸モータ32が設け
られている。さらに切込スライド側部にスイベル調整モ
ータ34が設けられ、その出力軸にボールねじ軸38が連結
され、該ねじ軸と螺合するボールナットを含む作動部材
35がスイベルプレート29の側部に固着されている。スイ
ベル調整モータ34の駆動により作動部材35を介してスイ
ベルプレート29および主軸台31がピボット30を中心に旋
回し、ワーク24のスイベル角調整がなされる。
上述した方法は、スレッショールドフォースF0および
砥石切味係数Ｋから砥石切味を加工サイクル毎にモニタ
ーし、その都度研削力指令値を変更する例であるが、本
発明の他の実施例として、平均的に加工サイクルタイム
を安定させるようにしてもよい。これについて以下に説
明する。
砥石切味係数Ｋから砥石切味を加工サイクル毎にモニタ
ーし、その都度研削力指令値を変更する例であるが、本
発明の他の実施例として、平均的に加工サイクルタイム
を安定させるようにしてもよい。これについて以下に説
明する。
一般に砥石の切味は砥石径の大小、砥石修正条件によ
っても変わり、砥石修正直後の砥石切味は加工時間に比
例して劣っていく。しかしながらCBN砥石による研削に
おいては１回の砥石整形により多数のワークの研削が可
能であることが知られており、砥石整形直後の砥石切味
が悪く、研削加工サイクル回数が進につれて切味が向上
し、その後、その良好な切味の安定した状態が維持され
ることも知られている。第６図（ｄ），（ｅ）はそれぞ
れCBN砥石を用いた場合のワーク研削個数Ｎに対する砥
石切味係数Ｋの関係およびスレッショールドフォースF0
の関係を示した図である。この図からも判るように当初
は砥石切味が悪く、ワークの研削個数が増えるにしたが
ってＫは漸次増大し、或る程度のワーク個数に達すると
以後は切味の良好な定状態に入っていく。スレッショー
ルドフォースF0は同様に当初は大きく、個数Ｎの増大と
ともに減少し、研削個数が進につれて漸次一定となる。
そこで、CBN砥石を使用した場合に、加工サイクルタイ
ムを期待値に近づけるために、次の（Ａ）〜（Ｃ）の方
法をとる。ここでT1は最大目標仕上研削時間、T2は目標
仕上研削時間、T3は最小目標仕上研削時間である。なお
第２図で或るCBN砥石において、砥石径大の場合に、砥
石整形前と整形直後では砥石整形直後の方がスレッショ
ールドフォースが大でかつグラフの直線の傾きが小さ
い。同図のＨは砥石径大で砥石整形前の場合（切味良
好）、Ｌは砥石径大で砥石整形直後の場合（切味悪い）
である。砥石径小のものについても同様の傾向を示し、
整形直後はスレッショールドフォースが大で直線の傾き
が図示の砥石径小の直線の傾きより小となる（図示省
略）。この傾向は任意の砥石径の場合（第２図のスレッ
ショールドフォースF0の場合）についても同様である。
っても変わり、砥石修正直後の砥石切味は加工時間に比
例して劣っていく。しかしながらCBN砥石による研削に
おいては１回の砥石整形により多数のワークの研削が可
能であることが知られており、砥石整形直後の砥石切味
が悪く、研削加工サイクル回数が進につれて切味が向上
し、その後、その良好な切味の安定した状態が維持され
ることも知られている。第６図（ｄ），（ｅ）はそれぞ
れCBN砥石を用いた場合のワーク研削個数Ｎに対する砥
石切味係数Ｋの関係およびスレッショールドフォースF0
の関係を示した図である。この図からも判るように当初
は砥石切味が悪く、ワークの研削個数が増えるにしたが
ってＫは漸次増大し、或る程度のワーク個数に達すると
以後は切味の良好な定状態に入っていく。スレッショー
ルドフォースF0は同様に当初は大きく、個数Ｎの増大と
ともに減少し、研削個数が進につれて漸次一定となる。
そこで、CBN砥石を使用した場合に、加工サイクルタイ
ムを期待値に近づけるために、次の（Ａ）〜（Ｃ）の方
法をとる。ここでT1は最大目標仕上研削時間、T2は目標
仕上研削時間、T3は最小目標仕上研削時間である。なお
第２図で或るCBN砥石において、砥石径大の場合に、砥
石整形前と整形直後では砥石整形直後の方がスレッショ
ールドフォースが大でかつグラフの直線の傾きが小さ
い。同図のＨは砥石径大で砥石整形前の場合（切味良
好）、Ｌは砥石径大で砥石整形直後の場合（切味悪い）
である。砥石径小のものについても同様の傾向を示し、
整形直後はスレッショールドフォースが大で直線の傾き
が図示の砥石径小の直線の傾きより小となる（図示省
略）。この傾向は任意の砥石径の場合（第２図のスレッ
ショールドフォースF0の場合）についても同様である。
（Ａ）．砥石整形直後、第６図（ａ）のように１個目の
ワーク研削した後、砥石切味係数Ｋが悪いため（つまり
第２図に示すF0の直線の傾きが小）、仕上研削時間が設
定時間T1よりも長くなることがある。即ち、目標研削速
度vR1,vf1に対して実研削速度VR,Vfが著しく低下してい
る。研削サイクル回数が進むにつれて砥石切味が向上す
ることを予測して、経験則に基づき、実仕上研削速度よ
り大きく目標仕上研削速度vf1よりやや小さい仕上研削
速度vf0を用いて前述した（３），（４）式より求めた
粗，仕上研削力指令値に変更する。その結果、第６図
（ａ）に示すように仕上研削時間はT1とT2の間に収めら
れ、砥石整形直後は多少サイクルタイムがT2に対して長
くても可TPする。これは研削動作が進んで切味が定常状
態になったときにサイクルタイムが目標近くなればよい
とする考えである。これは第２図において砥石整形後、
砥石切味が悪くなって同図グラフF0の傾きＫ（＝砥石切
味係数）が図示したものよりゆるやかとなることであ
り、当初の目標研削速度vR1,vf1に対する研削力FR1,Ff1
が大きくなることを意味する。砥石切味の向上に伴なっ
てグラフF0の傾きは大きくなるため、大きくなったFR1,
Ff1に対応するvR1,vf1も当初の値より大きくなり、サイ
クルタイムは短くなっていく。即ち、砥石整形直後、一
定研削速度に対して研削力が増大するという現象を先取
りしたものである。
ワーク研削した後、砥石切味係数Ｋが悪いため（つまり
第２図に示すF0の直線の傾きが小）、仕上研削時間が設
定時間T1よりも長くなることがある。即ち、目標研削速
度vR1,vf1に対して実研削速度VR,Vfが著しく低下してい
る。研削サイクル回数が進むにつれて砥石切味が向上す
ることを予測して、経験則に基づき、実仕上研削速度よ
り大きく目標仕上研削速度vf1よりやや小さい仕上研削
速度vf0を用いて前述した（３），（４）式より求めた
粗，仕上研削力指令値に変更する。その結果、第６図
（ａ）に示すように仕上研削時間はT1とT2の間に収めら
れ、砥石整形直後は多少サイクルタイムがT2に対して長
くても可TPする。これは研削動作が進んで切味が定常状
態になったときにサイクルタイムが目標近くなればよい
とする考えである。これは第２図において砥石整形後、
砥石切味が悪くなって同図グラフF0の傾きＫ（＝砥石切
味係数）が図示したものよりゆるやかとなることであ
り、当初の目標研削速度vR1,vf1に対する研削力FR1,Ff1
が大きくなることを意味する。砥石切味の向上に伴なっ
てグラフF0の傾きは大きくなるため、大きくなったFR1,
Ff1に対応するvR1,vf1も当初の値より大きくなり、サイ
クルタイムは短くなっていく。即ち、砥石整形直後、一
定研削速度に対して研削力が増大するという現象を先取
りしたものである。
（Ｂ）．砥石整形後、複数個のワークを研削し、砥石切
味が安定した状態で仕上研削時間が設定時間T2より長い
場合、即ち、目標研削速度vR1,vf1よりも実研削速度が
遅い場合に、この定常状態おける目標研削速度vR1,vf1
を用いて（３），（４）式により粗，仕上の研削力指令
値FR1,Ff1を変更して設定時間T2に近づける。第６図
（ｂ）はこの状態を示している。ここで砥石切味が安定
状態か否かの判断は以下のように行う。即ち（イ）１個
前のワーク研削時と現在の砥石切味係数Ｋの差あるいは
スレッショールドフォースF0の差が充分小さくなった
時、（ロ）１個前のワーク研削時と現在の仕上研削時間
の差が充分小さくなった時、（ハ）経験的なワーク個数
N1を研削した時、の各場合に切味が安定状態にあると判
断する。
味が安定した状態で仕上研削時間が設定時間T2より長い
場合、即ち、目標研削速度vR1,vf1よりも実研削速度が
遅い場合に、この定常状態おける目標研削速度vR1,vf1
を用いて（３），（４）式により粗，仕上の研削力指令
値FR1,Ff1を変更して設定時間T2に近づける。第６図
（ｂ）はこの状態を示している。ここで砥石切味が安定
状態か否かの判断は以下のように行う。即ち（イ）１個
前のワーク研削時と現在の砥石切味係数Ｋの差あるいは
スレッショールドフォースF0の差が充分小さくなった
時、（ロ）１個前のワーク研削時と現在の仕上研削時間
の差が充分小さくなった時、（ハ）経験的なワーク個数
N1を研削した時、の各場合に切味が安定状態にあると判
断する。
（Ｃ）．砥石整形後、砥石整形間隔数として予め決めた
N2個のワークを研削する以前に仕上研削時間T3より短い
場合、即ち、目標研削速度vR1,vf1よりも実研削速度が
速くなっている場合であり、このまま研削を続けると研
削面の不具合をきたす危険性がある。このような場合
は、第６図（ｃ）のように仕上研削時間がT3に達した時
点で上記（Ｂ）と同じ目標研削速度vR1,vf1を用いて研
削力指令値FR1,Ff1を変更して仕上研削時間がほぼT2と
なるようにする。以上（Ａ）〜（Ｃ）の算出を第１図の
研削力演算・指令部12で行い、切込制御装置14に指令を
出す。
N2個のワークを研削する以前に仕上研削時間T3より短い
場合、即ち、目標研削速度vR1,vf1よりも実研削速度が
速くなっている場合であり、このまま研削を続けると研
削面の不具合をきたす危険性がある。このような場合
は、第６図（ｃ）のように仕上研削時間がT3に達した時
点で上記（Ｂ）と同じ目標研削速度vR1,vf1を用いて研
削力指令値FR1,Ff1を変更して仕上研削時間がほぼT2と
なるようにする。以上（Ａ）〜（Ｃ）の算出を第１図の
研削力演算・指令部12で行い、切込制御装置14に指令を
出す。
以上説明したように本発明によれば、研削中の砥石切
味を監視し、あるいは切味の変化を予測し、それに対応
して研削力指令値を変えることにより、切味の変化にか
かわりなくサイクルタイムを安定させ得、また研削速度
が速すぎるときに生じるワークの研削面の不具合を防
ぎ、砥石摩耗を小さくでき、さらにワークまたは砥石の
スイベル角調整によってテーパ誤差の発生を防止でき、
品質向上、砥石寿命および生産性の向上をもたらすこと
ができる。
味を監視し、あるいは切味の変化を予測し、それに対応
して研削力指令値を変えることにより、切味の変化にか
かわりなくサイクルタイムを安定させ得、また研削速度
が速すぎるときに生じるワークの研削面の不具合を防
ぎ、砥石摩耗を小さくでき、さらにワークまたは砥石の
スイベル角調整によってテーパ誤差の発生を防止でき、
品質向上、砥石寿命および生産性の向上をもたらすこと
ができる。
第１図は本発明による法線研削力制御研削方法を実施す
る場合の制御系統を示したブロック図、第２図は研削力
と研削速度の関係を示した図、第３図は法線研削力の検
出手段の一例を示した圧電形フォースゲージの斜視図、
第４図（ａ），（ｂ）は研削中の砥石スピンドル軸のた
わみ状態を誇張的に示した平面図、第５図は本発明の実
施例によるスイベル角調整機能をもつ研削盤の平面図、
第６図（ａ），（ｂ），（ｃ）は研削力を変更したとき
のワーク研削個数と仕上研削時間との関係を示した図、
第６図（ｄ），（ｅ）はそれぞれCBN砥石による場合の
ワーク研削個数に対する砥石切味係数およびスレッショ
ールドフォースの関係を示した図、第７は従来の研削力
制御による研削方法の制御系統を示したブロック図であ
る。 11……研削速度設定部、 12……研削力演算・指令部、 13……研削力検出部、14……切込制御装置、 15……切込送り制御モータ、16……研削部、 18……研削速度検出部、 20……砥石スピンドル装置、24……ワーク、 29……スイベルプレート、30……ピボット、 34……スイベル調整モータ。
る場合の制御系統を示したブロック図、第２図は研削力
と研削速度の関係を示した図、第３図は法線研削力の検
出手段の一例を示した圧電形フォースゲージの斜視図、
第４図（ａ），（ｂ）は研削中の砥石スピンドル軸のた
わみ状態を誇張的に示した平面図、第５図は本発明の実
施例によるスイベル角調整機能をもつ研削盤の平面図、
第６図（ａ），（ｂ），（ｃ）は研削力を変更したとき
のワーク研削個数と仕上研削時間との関係を示した図、
第６図（ｄ），（ｅ）はそれぞれCBN砥石による場合の
ワーク研削個数に対する砥石切味係数およびスレッショ
ールドフォースの関係を示した図、第７は従来の研削力
制御による研削方法の制御系統を示したブロック図であ
る。 11……研削速度設定部、 12……研削力演算・指令部、 13……研削力検出部、14……切込制御装置、 15……切込送り制御モータ、16……研削部、 18……研削速度検出部、 20……砥石スピンドル装置、24……ワーク、 29……スイベルプレート、30……ピボット、 34……スイベル調整モータ。
Claims (2)
- 【請求項１】研削中の研削速度検出値および法線研削力
検出値から、各サイクル毎にスレッショールドフォース
F0および砥石切味係数Ｋを求め、これらのスレッショー
ルドフォースおよび砥石切味係数と予め定めた研削速度
設定値ｖとを用いて研削速度を求め、その後のサイクル
における前記研削速度が一定値になるように砥石切込制
御を行うことを特徴とする法線研削力制御による研削方
法。 - 【請求項２】前記砥石切込制御中における砥石軸のたわ
み角を相殺するようにワークまたは砥石軸のスイベル角
を調整することを特徴とする請求項第１項に記載した法
線研削力制御による研削方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1306950A JP2940027B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 研削力制御による研削方法 |
| US07/614,201 US5072550A (en) | 1989-11-27 | 1990-11-16 | Grinding method and grinding machine with controlled grinding force |
| GB9025632A GB2239619B (en) | 1989-11-27 | 1990-11-26 | Grinding method and grinding machine with controlled grinding force |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1306950A JP2940027B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 研削力制御による研削方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03166055A JPH03166055A (ja) | 1991-07-18 |
| JP2940027B2 true JP2940027B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=17963228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1306950A Expired - Fee Related JP2940027B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 研削力制御による研削方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5072550A (ja) |
| JP (1) | JP2940027B2 (ja) |
| GB (1) | GB2239619B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0167021B1 (ko) * | 1993-03-15 | 1999-02-01 | 카타다 테쯔야 | 자동연삭장치 |
| JP3467807B2 (ja) * | 1993-09-30 | 2003-11-17 | 豊田工機株式会社 | 研削装置 |
| FR2717726B1 (fr) * | 1994-03-22 | 1996-07-19 | Framatome Sa | Procédé et dispositif d'ébavurage et de chanfreinage de bords de trous traversant une plaque de maintien d'un faisceau de tubes. |
| JPH0966475A (ja) * | 1995-06-13 | 1997-03-11 | Diamond Tech Inc | 動力工具駆動システム |
| EP0833721B1 (en) * | 1995-06-13 | 2003-04-09 | Diamond Tech, Incorporated | Power tool driving systems |
| US5718614A (en) * | 1995-08-28 | 1998-02-17 | Electro-Matic Products Company | Control apparatus for grinder |
| US6113461A (en) * | 1996-09-30 | 2000-09-05 | Ntn Corporation | Grinding method utilizing grinding sharpness of grinding element |
| SE511599C2 (sv) * | 1997-07-04 | 1999-10-25 | Lidkoeping Machine Tools Ab | Invändigt abraderande maskin |
| DE10135139C1 (de) * | 2001-07-19 | 2002-11-21 | Thielenhaus Ernst Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zur Finishbearbeitung von Werkstücken |
| DE10357177A1 (de) * | 2003-12-06 | 2005-07-14 | Deere & Company, Moline | Schleifvorrichtung |
| JP5260139B2 (ja) * | 2008-05-22 | 2013-08-14 | 株式会社日進製作所 | 砥石接触感知方法およびその装置、ならびにホーニング加工方法およびホーニング盤 |
| WO2013043102A1 (en) * | 2011-09-22 | 2013-03-28 | Aktiebolaget Skf | In-process compensation of machining operation and machine arrangement |
| DE102016001725A1 (de) * | 2016-02-16 | 2017-08-17 | Ulrich Gmbh & Co. Kg | Steuereinrichtung für eine CNC-Fräsmaschine |
| CN106826565B (zh) * | 2017-03-16 | 2018-11-02 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 一种利用磨削力监控砂轮磨损与磨削烧伤的方法 |
| CN109531421B (zh) * | 2019-01-10 | 2020-11-10 | 力德精密工业(深圳)有限公司 | 一种基于精密内外圆磨床的实时尺寸检测系统及检测方法 |
| JP7215312B2 (ja) * | 2019-04-22 | 2023-01-31 | 株式会社ジェイテクト | サイバーフィジカルシステム型加工システム |
| CN113910106B (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-22 | 华辰精密装备（昆山）股份有限公司 | 一种磨削力控制方法及基于其的磨床 |
| CN115179193B (zh) * | 2022-09-13 | 2022-12-06 | 季华实验室 | 一种自适应恒力输出方法、装置、介质和电子设备 |
| CN116372808B (zh) * | 2023-04-18 | 2023-10-27 | 肇庆高峰机械科技有限公司 | 一种高精度数控垂直度磨床的控制系统 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4117634A (en) * | 1977-01-31 | 1978-10-03 | Seiko Seiki Kabushiki Kaisha | Controlling method for a grinding machine |
| CS206626B1 (en) * | 1978-02-23 | 1981-06-30 | Miroslav Mirsch | Method of adaptive control of necking-down cycle on grinding machine and device for execution of the said cycle |
| JPS57194876A (en) * | 1981-05-21 | 1982-11-30 | Seiko Seiki Co Ltd | Controlling method of grinding machine |
| US4570389A (en) * | 1984-01-30 | 1986-02-18 | The Warner & Swasey Company | Method of adaptive grinding |
| JPS61136765A (ja) * | 1984-12-04 | 1986-06-24 | Mazda Motor Corp | 研削加工装置 |
| US4604834A (en) * | 1985-10-03 | 1986-08-12 | General Electric Company | Method and apparatus for optimizing grinding |
| JPH0669663B2 (ja) * | 1988-03-15 | 1994-09-07 | 豊田工機株式会社 | 数値制御研削盤 |
| JP2852747B2 (ja) * | 1988-03-18 | 1999-02-03 | セイコー精機株式会社 | 内面研削盤 |
-
1989
- 1989-11-27 JP JP1306950A patent/JP2940027B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-11-16 US US07/614,201 patent/US5072550A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-26 GB GB9025632A patent/GB2239619B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5072550A (en) | 1991-12-17 |
| GB2239619B (en) | 1993-10-13 |
| GB9025632D0 (en) | 1991-01-09 |
| GB2239619A (en) | 1991-07-10 |
| JPH03166055A (ja) | 1991-07-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |