JP3385666B2 - 研削装置 - Google Patents
研削装置Info
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- JP3385666B2 JP3385666B2 JP24501593A JP24501593A JP3385666B2 JP 3385666 B2 JP3385666 B2 JP 3385666B2 JP 24501593 A JP24501593 A JP 24501593A JP 24501593 A JP24501593 A JP 24501593A JP 3385666 B2 JP3385666 B2 JP 3385666B2
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- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工作物の円筒状の外径
を研削する研削装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】円筒研削盤等の研削装置においては、図
６に示すように、主軸台と心押台のセンタ１５ａ，１６
ａにより支持した工作物Ｗに対し回転する砥石車１９を
有する砥石台を送り込んで被研削面の外径を研削してい
る。砥石台の位置を、図７の図表の線Ｇに示すように、
粗研送りG1、精研送りG2、微研送りG3と順次送り速度を
減少させながら送り込むことにより、工作物Ｗの被研削
面Waの外径は、砥石台位置に換算した値で示せば、例え
ば線Ｈに示すように減少する。この種の円筒研削加工に
おいては、高い精度を得るためにインプロセス定寸装置
２４を用いて研削中に被研削面の外径を計測しながら加
工を行い、通常は定寸装置２４の計測値が仕上目標径Ｄ
となった時点で、送り停止を行うことなく研削加工を完
了して、実線G4に示すように砥石台を後退させている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】この種の研削装置で
は、砥石車の切れ味の変化によってサイクルタイムにば
らつきを生じる。このサイクルタイムのばらつきは、送
り速度が小さい微研削（及び精研削）におけるばらつき
が大きな比重を占めるので、粗研削完了径及び精研削完
了径を仕上目標径に近づけて精研削及び微研削の時間を
短縮することにより減少させることができる。しかしそ
のようにすると微研削の間に研削残量が充分に集束しな
くなるので、被研削面の面粗度や真円度が低下する。こ
のような各問題を解決するために、被研削面Waの仕上目
標径と微研削量と切込み送り量とに基づき前段研削完了
径を演算し、定寸装置により検出される被研削面Waの外
径が前段研削完了径となった時点における同被研削面の
径を砥石台の位置に換算した値と仕上げに必要な研削残
量に基づき砥石台の後退位置を演算し、被研削面Waの外
径が前記前段研削完了径になるまで砥石車１９により被
研削面Waを研削し、砥石台を前記後退位置となるまで急
速後退させてから微研削速度で前進させて砥石車により
被研削面を研削する研削装置が開発されている。 【０００４】砥石台後退位置まで急速後退させたときの
被研削面Waの形状は、図８に示すように渦巻き線の一部
となり、この状態で砥石車１９を微研削速度で前進させ
ると、被研削面Waと砥石車１９の当りが不安定となり、
工作物Ｗの振れが発生する恐れがあった。本発明はこの
ような各問題を解決することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】このために、本発明によ
る研削装置は、図１に示すように、モータにより回転駆
動される砥石車１９を有する砥石台１３と、前記砥石車
１９とこれにより研削される工作物Ｗが互いに接近離間
する方向に前記砥石台１３と工作物Ｗを相対移動させる
駆動手段１００と、前記工作物Ｗに対する前記砥石台１
３の位置を検出する位置検出手段１１０と、研削中に工
作物Ｗの被研削面Waの外径を計測する定寸手段１２０
と、工作物１回転当たりの前記砥石車１９の切込み量を
演算する第１演算手段１４０と、この第１演算手段によ
り演算された切込み量と前記被研削面Waの仕上げに必要
な仕上切込み量と同被研削面の仕上目標径とに基づき真
円化される直前の前段研削完了径を演算する第２演算手
段１５０と、前記定寸手段１２０により検出される前記
被研削面Waの径が前記前段研削完了径となった時点にお
ける同被研削面Waの径を前記砥石台１３の位置に換算し
た値及び前記第１演算手段１４０により演算された切込
み量に基づき前記砥石台１３の後退位置を演算する第３
演算手段１６０と、前記駆動手段１００を作動させて先
ず前記定寸手段１２０により計測される被研削面Waの外
径が前記第２演算手段１５０により演算される前段研削
完了径になるまで前記砥石台１３を前進させて前記砥石
車１９により被研削面Waを仕上研削し、次いで前記位置
検出手段１１０により検出される位置が前記第３演算手
段１６０により演算された後退位置となるまで前記砥石
台１３を後退させ同砥石台を停止させてスパークアウト
研削を行い、次いで前記砥石台１３を前進させて最終仕
上研削を行う制御手段１３０を備えたことを特徴とする
ものである。 【０００６】 【作用】制御手段１３０は駆動手段１００を介して砥石
台１３を前進させて砥石車１９により工作物Ｗの被研削
面Waを仕上研削し、定寸手段１２０により計測される被
研削面Waの外径が第２演算手段１５０により演算される
仕上研削完了径になれば砥石台１３を後退させる。この
後退の際、位置検出手段１１０により検出される砥石台
１３の位置が第３演算手段１６０により演算された後退
位置に達すれば制御手段１３０は砥石台１３を停止させ
て砥石車１９によりスパークアウト研削を行う。これに
より被研削面Waは仕上目標径に仕上切込み量を加えた径
の真円となり、研削抵抗による工作物Ｗ及びその支持部
の撓みにより生じる研削残量は解消される。かかる状態
で砥石台１３を前進させれば、被研削面Waと砥石車１９
の当りが安定し、工作物Ｗの振れが発生する恐れがな
い。 【０００７】 【発明の効果】上述のように、本発明においては、仕上
研削後に砥石台を第３演算手段により演算された後退位
置まで後退させてスパークアウト研削を行うことによ
り、被研削面を仕上目標径に最終切込み量を加えた径の
真円にすると同時に研削残量を解消し、引き続き行われ
る砥石台前進による最終仕上研削は、被研削面と砥石車
の当りが安定するので、工作物の振れが発生しない。ま
た、仕上研削量を最小にしているので、砥石車の切れ味
の変化によるサイクルタイムのばらつきが少ない。 【０００８】 【実施例】以下に図２〜図５に示す実施例により、本発
明の説明をする。図２に示すように、研削盤１０のベッ
ド１１上に左右方向（Ｚ方向）移動可能に案内支持した
工作物テーブル１２上には、主軸１５を軸承する主軸台
１４と心押台１６が左右方向に対向して同軸的に設けら
れ、工作物Ｗは主軸１５と心押台１６に設けたセンタ１
５ａ，１６ａにより両端が支持されている。主軸１５は
主軸台１４に設けたモータ１８により回転駆動され、工
作物Ｗは左端部が主軸１５から突設された回止め部材１
７に係合されて主軸１５と共に回転される。 【０００９】また、ベッド１１上には、Ｚ方向と直交す
る水平なＸ方向に移動可能に砥石台１３が案内支持さ
れ、この砥石台１３にはＣＢＮ砥石等の砥石車１９が主
軸１５と平行な砥石軸２０により軸承され、Ｖベルト回
転伝達機構２１を介してモータ２２により回転駆動され
る。ベッド１１に設けたサーボモータ２３は、数値制御
装置３０のパルス分配回路３４から分配される制御パル
スに基づいて作動する駆動回路４１により制御駆動さ
れ、図略の送りねじ装置を介して砥石台１３にＸ方向の
送りを与えるものである。エンコーダ等の位置検出器２
５はサーボモータ２３の回転角度を介して砥石台１３の
移動位置を検出し、この検出値はセンサコントローラ４
２を介して数値制御装置３０に入力される。 【００１０】工作物テーブル１２上に設置されたインプ
ロセス定寸装置２４は、１対の測定子３４ａの先端部を
研削中の工作物Ｗの被研削面Waに係合してその外径寸法
を連続的に直接測定し、その測定信号（アナログ信号）
は数値制御装置３０に入力される。 【００１１】数値制御装置３０は、図２に示すように、
研削装置全体を制御し管理する中央処理装置（ＣＰＵ）
３１、メモリ３２、外部とのデータの授受を行うインタ
フェース３３、及びＣＰＵ３１からの指令に応じて駆動
パルスを分配送出するパルス分配回路３４を備えてい
る。ＣＰＵ３１には、Ａ−Ｄコンバータ３５を介して定
寸装置２４が接続され、またセンサコントローラ４２が
接続されている。このセンサコントローラ４２はＣＰＵ
３１により制御され、前述の位置検出器２５が接続され
ている。更に、インタフェース３３には、制御データ等
を入力するキーボード等の入力装置４０が接続され、ま
たパルス分配回路３４には、駆動回路４１を介して前述
のサーボモータ２３が接続されている。メモリ３２に
は、工作物Ｗを加工するための加工プログラム及びその
他のデータ等が格納されている。 【００１２】本実施例と請求項の関係において、サーボ
モータ２３が駆動手段１００を、位置検出器２５が位置
検出手段１１０を、定寸装置２４が定寸手段１２０を、
ＣＰＵ３１及びパルス分配回路３４が制御手段１３０
を、ＣＰＵ３１及びメモリ３２が第１〜第３演算手段１
４０，１５０，１６０をそれぞれ構成している。 【００１３】次に、上記のように構成された本実施例の
動作を、図３に示すフローチャート並びに図４及び図５
に示す説明図により説明する。入力装置４０からの指令
により研削装置が作動を開始すると、先ず図３に示す加
工プログラムによる研削加工が開始される。砥石車１９
が回転し、主軸台１４と心押台１６により支持された工
作物Ｗがモータ１８により所定の速度で回転した状態
で、数値制御装置３０は先ずステップ１０で砥石台１３
を予め設定した粗研削送り速度で前進させ、工作物Ｗの
粗研削を実施する。すなわち、加工プログラム内の砥石
台粗研削送り指令をＣＰＵ３１が解読してパルス分配回
路３４に指令値を与え、これによりパルス分配回路３４
から送り出されるパルス信号を駆動回路４１を介してサ
ーボモータ２３に加えることによりサーボモータ２３を
駆動して粗研削を行う。 【００１４】この場合において、砥石台１３に切込み送
りが与えられると、時々刻々変化する砥石台１３の切込
み送り位置は位置検出器２５により検出され、その検出
値はセンサコントローラ４２を経てＣＰＵ３１に入力さ
れる。定寸装置２４の測定子３４ａは工作物Ｗの被研削
面Waに係合され、これにより被研削面Waの外径をインプ
ロセス計測し、その計測値はＡ−Ｄコンバータ３５によ
りデジタル信号に変換してＣＰＵ３１に入力される。粗
研削が進行し定寸装置２４により計測された被研削面Wa
の径が所定の粗研削完了径D1に達すればＣＰＵ３１はス
テップ１１において粗研削が完了したと判断して制御動
作をステップ１２に進める。ステップ１２においてＣＰ
Ｕ３１は次の数式１により仕上研削完了径を演算する。 【００１５】 【数１】 仕上研削完了径（前段研削完了径）＝Ｄ＋Ｖ＋U2 但し Ｄ：仕上目標径 Ｖ：最終切込み量（真円となっている被研削面Waの面粗
度を目標値まで高めるための予め定められた切込み量） U2：工作物１回転当たりの砥石車１９の切込み送り量
（＝仕上研削速度F2／仕上研削時の主軸１５の回転速度
S2） ここで、Ｄ、Ｖ、F2、S2は、入力装置４０からメモリ３
２に格納されたデータであり、このデータに基づいてU2
が算出される。このU2は直径に換算した値とする。 【００１６】次いでＣＰＵ３１はステップ１３で粗研削
速度より遅い所定の仕上研削速度F2で砥石台１３を前進
させ、工作物Ｗの仕上研削を実施する。仕上研削が進行
し定寸装置２４により計測された被研削面Waの径が数式
１で演算された仕上研削完了径に達すればＣＰＵ３１は
ステップ１４において仕上研削が完了したと判断して制
御動作をステップ１５に進める。 【００１７】以上のステップ１０〜１４における作動状
態を図４により説明すれば、次の通りである。図におい
て実線Ａは位置検出器２５により検出された砥石台１３
の切込み送り位置を、破線Ｂは定寸装置２４により検出
された被研削面Waの直径を砥石台１３の位置に変換した
ものである。なお実線Ａは、工作物Ｗと砥石車１９の間
の熱変位及び砥石車１９の摩耗による誤差を、適当な手
段により修正したものとする。粗研削では位置検出器２
５により検出される砥石台１３の位置は線A1に示すよう
に減少し、被研削面Waは砥石車１９により研削がされ
て、定寸装置２４により計測される被研削面Waの直径は
線B1に示すように減少する。この間に研削抵抗による工
作物Ｗ及びその支持部の撓みによる研削残量は線C1に示
すように急激に増大する。被研削面Waの径が所定の粗研
削完了径D1に達して粗研削から仕上研削に切り替われ
ば、砥石台１３の位置は線A2に示すように線A1より緩い
速度で減少し、被研削面Waの直径は線B2に示すように減
少し、研削残量は線C2に示すように次第に減少する。 【００１８】ステップ１３及び１４の仕上研削が完了し
た時点では、定寸装置２４による被研削面Waの計測値は
Ｄ＋Ｖ＋U2 であるが、被研削面Waの形状は図５に誇張
して示すような渦巻線の一部である。またこの状態で
は、工作物Ｗの回転軸線Ｏと砥石車１９の研削点の距離
は （Ｄ＋Ｖ）／２ であり、この状態のまま工作物Ｗを
回転させて破線で示す真円とした場合の工作物Ｗの直径
は Ｄ＋Ｖ である。渦巻状の被研削面Waを破線で示す真
円とする場合の被研削面Waからの切込み量は、円周方向
において連続的に減少する値となるが、その最大値は図
示の実施例では工作物１回転当たりの砥石車１９の切込
み送り量U2と等しい。 【００１９】図３のフローチャートの説明の続きに戻
り、ＣＰＵ３１はステップ１５において次の数式２によ
り仕上研削後の砥石台１３の後退位置を演算し、図４の
線A3に示すように、この後退位置まで砥石台１３を後退
させる。 【００２０】 【数２】後退位置＝Ｅ−U2／２ 但し Ｅ：図５に示す仕上研削完了時点における定寸装
置２４によって検出された被研削面Waの直径を砥石台１
３の位置に換算した数値 次いでＣＰＵ３１はステップ１６において、図４の線A4
に示すように砥石台１３を所定時間停止してスパークア
ウト研削を行う。この所定時間はスパークアウト研削が
完全に行われるような予め定められた時間である。この
スパークアウト研削により被研削面Waの径は真円になる
と同時に、図４の線B4に示すように砥石台１３の位置
Ｅ−U2／２ に接近する。すなわちこのステップ１６が
完了した時点では、被研削面Waは仕上目標径Ｄに最終切
込み量Ｖを加えた径の真円となり、研削残量は図４の線
C4に示すように急激に減少して０となる。 【００２１】次いでＣＰＵ３１はステップ１７において
最終切込み量（最終仕上の切込み量）を演算し、ステッ
プ１８で所定の遅い研削速度で砥石台１３を前進させて
被研削面Waに対する最終切込み（最終仕上研削）を実施
する（図４の線A5）。後退位置を基準として位置検出器
２５により検出される切込み量がステップ１７で演算さ
れた最終切込み量に達すれば、ＣＰＵ３１はステップ１
９において最終切込みが完了したと判断して制御動作を
ステップ２０に進め、図４の線A6に示すように砥石台１
３を所定時間停止してスパークアウト研削を行う。この
ステップ１８〜２０により被研削面Waの径は図４の線B
5，B6に示すように減少して仕上目標径Ｄとなり、研削
残量は線C5，C6に示すように多少増大した後に０とな
る。なおステップ１７の最終切込み量演算は、ステップ
１６完了時点において定寸装置２４により計測した被研
削面Waの径から仕上目標径Ｄを差し引くことにより演算
する。この最終切込み量は数式１で使用した値Ｖをその
まま使用してもよいが、上述のように演算したものを使
用すれば、ステップ１２〜１６の間に生じた誤差を除く
ことができる。 【００２２】ステップ２０の完了後、ＣＰＵ３１はステ
ップ２１において、定寸装置２４により計測した被研削
面Waの径が仕上目標径Ｄから許容範囲内に入っているか
否かをチェックし、許容範囲内にあれば制御動作をステ
ップ２２に進め砥石台１３を後退させて（図４の線A7参
照）図３のフローチャートに示す加工プログラムを終了
する。ステップ２１の寸法チェックにおいて、被研削面
Waの径の計測値がが許容範囲から外れた場合には、ステ
ップ１７〜２０を再度行って再びステップ２１の寸法チ
ェックを行う。それでも許容範囲から外れた場合には異
常表示を行って作動を停止する。あるいはステップ１７
〜２０を繰り返すことなく異常表示を行って作動を停止
するようにしてもよい。 【００２３】以上に述べた実施例によれば、仕上研削後
に砥石台１３を所定位置まで後退させてスパークアウト
研削を行っているので、サイクルタイムの増大、サイク
ルタイムのばらつきを避けるために仕上研削の切込み送
り量を大きくした場合でも、被研削面Waを仕上目標径に
最終切込み量を加えた径の真円にすると同時に研削残量
を０にすることができる。従って、引き続き行われる最
終切込み及びスパークアウト研削により被研削面の真円
度、面粗度及び径精度を向上させることができる。また
スパークアウト研削によって被研削面Waを真円にしてか
ら最終切込みを行うので、被研削面Waと砥石車１９の当
りが安定して、工作物Ｗの振れが発生する恐れがない。 【００２４】なお、上述した実施例は、最終切込み量を
演算して最終切込みを実施し、スパークアウトを行う例
について述べたが、定寸装置から仕上目標径Ｄが検出さ
れるまで砥石台１３を前進させて最終切込みを行い、ス
パークアウトを省略してもよい。
を研削する研削装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】円筒研削盤等の研削装置においては、図
６に示すように、主軸台と心押台のセンタ１５ａ，１６
ａにより支持した工作物Ｗに対し回転する砥石車１９を
有する砥石台を送り込んで被研削面の外径を研削してい
る。砥石台の位置を、図７の図表の線Ｇに示すように、
粗研送りG1、精研送りG2、微研送りG3と順次送り速度を
減少させながら送り込むことにより、工作物Ｗの被研削
面Waの外径は、砥石台位置に換算した値で示せば、例え
ば線Ｈに示すように減少する。この種の円筒研削加工に
おいては、高い精度を得るためにインプロセス定寸装置
２４を用いて研削中に被研削面の外径を計測しながら加
工を行い、通常は定寸装置２４の計測値が仕上目標径Ｄ
となった時点で、送り停止を行うことなく研削加工を完
了して、実線G4に示すように砥石台を後退させている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】この種の研削装置で
は、砥石車の切れ味の変化によってサイクルタイムにば
らつきを生じる。このサイクルタイムのばらつきは、送
り速度が小さい微研削（及び精研削）におけるばらつき
が大きな比重を占めるので、粗研削完了径及び精研削完
了径を仕上目標径に近づけて精研削及び微研削の時間を
短縮することにより減少させることができる。しかしそ
のようにすると微研削の間に研削残量が充分に集束しな
くなるので、被研削面の面粗度や真円度が低下する。こ
のような各問題を解決するために、被研削面Waの仕上目
標径と微研削量と切込み送り量とに基づき前段研削完了
径を演算し、定寸装置により検出される被研削面Waの外
径が前段研削完了径となった時点における同被研削面の
径を砥石台の位置に換算した値と仕上げに必要な研削残
量に基づき砥石台の後退位置を演算し、被研削面Waの外
径が前記前段研削完了径になるまで砥石車１９により被
研削面Waを研削し、砥石台を前記後退位置となるまで急
速後退させてから微研削速度で前進させて砥石車により
被研削面を研削する研削装置が開発されている。 【０００４】砥石台後退位置まで急速後退させたときの
被研削面Waの形状は、図８に示すように渦巻き線の一部
となり、この状態で砥石車１９を微研削速度で前進させ
ると、被研削面Waと砥石車１９の当りが不安定となり、
工作物Ｗの振れが発生する恐れがあった。本発明はこの
ような各問題を解決することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】このために、本発明によ
る研削装置は、図１に示すように、モータにより回転駆
動される砥石車１９を有する砥石台１３と、前記砥石車
１９とこれにより研削される工作物Ｗが互いに接近離間
する方向に前記砥石台１３と工作物Ｗを相対移動させる
駆動手段１００と、前記工作物Ｗに対する前記砥石台１
３の位置を検出する位置検出手段１１０と、研削中に工
作物Ｗの被研削面Waの外径を計測する定寸手段１２０
と、工作物１回転当たりの前記砥石車１９の切込み量を
演算する第１演算手段１４０と、この第１演算手段によ
り演算された切込み量と前記被研削面Waの仕上げに必要
な仕上切込み量と同被研削面の仕上目標径とに基づき真
円化される直前の前段研削完了径を演算する第２演算手
段１５０と、前記定寸手段１２０により検出される前記
被研削面Waの径が前記前段研削完了径となった時点にお
ける同被研削面Waの径を前記砥石台１３の位置に換算し
た値及び前記第１演算手段１４０により演算された切込
み量に基づき前記砥石台１３の後退位置を演算する第３
演算手段１６０と、前記駆動手段１００を作動させて先
ず前記定寸手段１２０により計測される被研削面Waの外
径が前記第２演算手段１５０により演算される前段研削
完了径になるまで前記砥石台１３を前進させて前記砥石
車１９により被研削面Waを仕上研削し、次いで前記位置
検出手段１１０により検出される位置が前記第３演算手
段１６０により演算された後退位置となるまで前記砥石
台１３を後退させ同砥石台を停止させてスパークアウト
研削を行い、次いで前記砥石台１３を前進させて最終仕
上研削を行う制御手段１３０を備えたことを特徴とする
ものである。 【０００６】 【作用】制御手段１３０は駆動手段１００を介して砥石
台１３を前進させて砥石車１９により工作物Ｗの被研削
面Waを仕上研削し、定寸手段１２０により計測される被
研削面Waの外径が第２演算手段１５０により演算される
仕上研削完了径になれば砥石台１３を後退させる。この
後退の際、位置検出手段１１０により検出される砥石台
１３の位置が第３演算手段１６０により演算された後退
位置に達すれば制御手段１３０は砥石台１３を停止させ
て砥石車１９によりスパークアウト研削を行う。これに
より被研削面Waは仕上目標径に仕上切込み量を加えた径
の真円となり、研削抵抗による工作物Ｗ及びその支持部
の撓みにより生じる研削残量は解消される。かかる状態
で砥石台１３を前進させれば、被研削面Waと砥石車１９
の当りが安定し、工作物Ｗの振れが発生する恐れがな
い。 【０００７】 【発明の効果】上述のように、本発明においては、仕上
研削後に砥石台を第３演算手段により演算された後退位
置まで後退させてスパークアウト研削を行うことによ
り、被研削面を仕上目標径に最終切込み量を加えた径の
真円にすると同時に研削残量を解消し、引き続き行われ
る砥石台前進による最終仕上研削は、被研削面と砥石車
の当りが安定するので、工作物の振れが発生しない。ま
た、仕上研削量を最小にしているので、砥石車の切れ味
の変化によるサイクルタイムのばらつきが少ない。 【０００８】 【実施例】以下に図２〜図５に示す実施例により、本発
明の説明をする。図２に示すように、研削盤１０のベッ
ド１１上に左右方向（Ｚ方向）移動可能に案内支持した
工作物テーブル１２上には、主軸１５を軸承する主軸台
１４と心押台１６が左右方向に対向して同軸的に設けら
れ、工作物Ｗは主軸１５と心押台１６に設けたセンタ１
５ａ，１６ａにより両端が支持されている。主軸１５は
主軸台１４に設けたモータ１８により回転駆動され、工
作物Ｗは左端部が主軸１５から突設された回止め部材１
７に係合されて主軸１５と共に回転される。 【０００９】また、ベッド１１上には、Ｚ方向と直交す
る水平なＸ方向に移動可能に砥石台１３が案内支持さ
れ、この砥石台１３にはＣＢＮ砥石等の砥石車１９が主
軸１５と平行な砥石軸２０により軸承され、Ｖベルト回
転伝達機構２１を介してモータ２２により回転駆動され
る。ベッド１１に設けたサーボモータ２３は、数値制御
装置３０のパルス分配回路３４から分配される制御パル
スに基づいて作動する駆動回路４１により制御駆動さ
れ、図略の送りねじ装置を介して砥石台１３にＸ方向の
送りを与えるものである。エンコーダ等の位置検出器２
５はサーボモータ２３の回転角度を介して砥石台１３の
移動位置を検出し、この検出値はセンサコントローラ４
２を介して数値制御装置３０に入力される。 【００１０】工作物テーブル１２上に設置されたインプ
ロセス定寸装置２４は、１対の測定子３４ａの先端部を
研削中の工作物Ｗの被研削面Waに係合してその外径寸法
を連続的に直接測定し、その測定信号（アナログ信号）
は数値制御装置３０に入力される。 【００１１】数値制御装置３０は、図２に示すように、
研削装置全体を制御し管理する中央処理装置（ＣＰＵ）
３１、メモリ３２、外部とのデータの授受を行うインタ
フェース３３、及びＣＰＵ３１からの指令に応じて駆動
パルスを分配送出するパルス分配回路３４を備えてい
る。ＣＰＵ３１には、Ａ−Ｄコンバータ３５を介して定
寸装置２４が接続され、またセンサコントローラ４２が
接続されている。このセンサコントローラ４２はＣＰＵ
３１により制御され、前述の位置検出器２５が接続され
ている。更に、インタフェース３３には、制御データ等
を入力するキーボード等の入力装置４０が接続され、ま
たパルス分配回路３４には、駆動回路４１を介して前述
のサーボモータ２３が接続されている。メモリ３２に
は、工作物Ｗを加工するための加工プログラム及びその
他のデータ等が格納されている。 【００１２】本実施例と請求項の関係において、サーボ
モータ２３が駆動手段１００を、位置検出器２５が位置
検出手段１１０を、定寸装置２４が定寸手段１２０を、
ＣＰＵ３１及びパルス分配回路３４が制御手段１３０
を、ＣＰＵ３１及びメモリ３２が第１〜第３演算手段１
４０，１５０，１６０をそれぞれ構成している。 【００１３】次に、上記のように構成された本実施例の
動作を、図３に示すフローチャート並びに図４及び図５
に示す説明図により説明する。入力装置４０からの指令
により研削装置が作動を開始すると、先ず図３に示す加
工プログラムによる研削加工が開始される。砥石車１９
が回転し、主軸台１４と心押台１６により支持された工
作物Ｗがモータ１８により所定の速度で回転した状態
で、数値制御装置３０は先ずステップ１０で砥石台１３
を予め設定した粗研削送り速度で前進させ、工作物Ｗの
粗研削を実施する。すなわち、加工プログラム内の砥石
台粗研削送り指令をＣＰＵ３１が解読してパルス分配回
路３４に指令値を与え、これによりパルス分配回路３４
から送り出されるパルス信号を駆動回路４１を介してサ
ーボモータ２３に加えることによりサーボモータ２３を
駆動して粗研削を行う。 【００１４】この場合において、砥石台１３に切込み送
りが与えられると、時々刻々変化する砥石台１３の切込
み送り位置は位置検出器２５により検出され、その検出
値はセンサコントローラ４２を経てＣＰＵ３１に入力さ
れる。定寸装置２４の測定子３４ａは工作物Ｗの被研削
面Waに係合され、これにより被研削面Waの外径をインプ
ロセス計測し、その計測値はＡ−Ｄコンバータ３５によ
りデジタル信号に変換してＣＰＵ３１に入力される。粗
研削が進行し定寸装置２４により計測された被研削面Wa
の径が所定の粗研削完了径D1に達すればＣＰＵ３１はス
テップ１１において粗研削が完了したと判断して制御動
作をステップ１２に進める。ステップ１２においてＣＰ
Ｕ３１は次の数式１により仕上研削完了径を演算する。 【００１５】 【数１】 仕上研削完了径（前段研削完了径）＝Ｄ＋Ｖ＋U2 但し Ｄ：仕上目標径 Ｖ：最終切込み量（真円となっている被研削面Waの面粗
度を目標値まで高めるための予め定められた切込み量） U2：工作物１回転当たりの砥石車１９の切込み送り量
（＝仕上研削速度F2／仕上研削時の主軸１５の回転速度
S2） ここで、Ｄ、Ｖ、F2、S2は、入力装置４０からメモリ３
２に格納されたデータであり、このデータに基づいてU2
が算出される。このU2は直径に換算した値とする。 【００１６】次いでＣＰＵ３１はステップ１３で粗研削
速度より遅い所定の仕上研削速度F2で砥石台１３を前進
させ、工作物Ｗの仕上研削を実施する。仕上研削が進行
し定寸装置２４により計測された被研削面Waの径が数式
１で演算された仕上研削完了径に達すればＣＰＵ３１は
ステップ１４において仕上研削が完了したと判断して制
御動作をステップ１５に進める。 【００１７】以上のステップ１０〜１４における作動状
態を図４により説明すれば、次の通りである。図におい
て実線Ａは位置検出器２５により検出された砥石台１３
の切込み送り位置を、破線Ｂは定寸装置２４により検出
された被研削面Waの直径を砥石台１３の位置に変換した
ものである。なお実線Ａは、工作物Ｗと砥石車１９の間
の熱変位及び砥石車１９の摩耗による誤差を、適当な手
段により修正したものとする。粗研削では位置検出器２
５により検出される砥石台１３の位置は線A1に示すよう
に減少し、被研削面Waは砥石車１９により研削がされ
て、定寸装置２４により計測される被研削面Waの直径は
線B1に示すように減少する。この間に研削抵抗による工
作物Ｗ及びその支持部の撓みによる研削残量は線C1に示
すように急激に増大する。被研削面Waの径が所定の粗研
削完了径D1に達して粗研削から仕上研削に切り替われ
ば、砥石台１３の位置は線A2に示すように線A1より緩い
速度で減少し、被研削面Waの直径は線B2に示すように減
少し、研削残量は線C2に示すように次第に減少する。 【００１８】ステップ１３及び１４の仕上研削が完了し
た時点では、定寸装置２４による被研削面Waの計測値は
Ｄ＋Ｖ＋U2 であるが、被研削面Waの形状は図５に誇張
して示すような渦巻線の一部である。またこの状態で
は、工作物Ｗの回転軸線Ｏと砥石車１９の研削点の距離
は （Ｄ＋Ｖ）／２ であり、この状態のまま工作物Ｗを
回転させて破線で示す真円とした場合の工作物Ｗの直径
は Ｄ＋Ｖ である。渦巻状の被研削面Waを破線で示す真
円とする場合の被研削面Waからの切込み量は、円周方向
において連続的に減少する値となるが、その最大値は図
示の実施例では工作物１回転当たりの砥石車１９の切込
み送り量U2と等しい。 【００１９】図３のフローチャートの説明の続きに戻
り、ＣＰＵ３１はステップ１５において次の数式２によ
り仕上研削後の砥石台１３の後退位置を演算し、図４の
線A3に示すように、この後退位置まで砥石台１３を後退
させる。 【００２０】 【数２】後退位置＝Ｅ−U2／２ 但し Ｅ：図５に示す仕上研削完了時点における定寸装
置２４によって検出された被研削面Waの直径を砥石台１
３の位置に換算した数値 次いでＣＰＵ３１はステップ１６において、図４の線A4
に示すように砥石台１３を所定時間停止してスパークア
ウト研削を行う。この所定時間はスパークアウト研削が
完全に行われるような予め定められた時間である。この
スパークアウト研削により被研削面Waの径は真円になる
と同時に、図４の線B4に示すように砥石台１３の位置
Ｅ−U2／２ に接近する。すなわちこのステップ１６が
完了した時点では、被研削面Waは仕上目標径Ｄに最終切
込み量Ｖを加えた径の真円となり、研削残量は図４の線
C4に示すように急激に減少して０となる。 【００２１】次いでＣＰＵ３１はステップ１７において
最終切込み量（最終仕上の切込み量）を演算し、ステッ
プ１８で所定の遅い研削速度で砥石台１３を前進させて
被研削面Waに対する最終切込み（最終仕上研削）を実施
する（図４の線A5）。後退位置を基準として位置検出器
２５により検出される切込み量がステップ１７で演算さ
れた最終切込み量に達すれば、ＣＰＵ３１はステップ１
９において最終切込みが完了したと判断して制御動作を
ステップ２０に進め、図４の線A6に示すように砥石台１
３を所定時間停止してスパークアウト研削を行う。この
ステップ１８〜２０により被研削面Waの径は図４の線B
5，B6に示すように減少して仕上目標径Ｄとなり、研削
残量は線C5，C6に示すように多少増大した後に０とな
る。なおステップ１７の最終切込み量演算は、ステップ
１６完了時点において定寸装置２４により計測した被研
削面Waの径から仕上目標径Ｄを差し引くことにより演算
する。この最終切込み量は数式１で使用した値Ｖをその
まま使用してもよいが、上述のように演算したものを使
用すれば、ステップ１２〜１６の間に生じた誤差を除く
ことができる。 【００２２】ステップ２０の完了後、ＣＰＵ３１はステ
ップ２１において、定寸装置２４により計測した被研削
面Waの径が仕上目標径Ｄから許容範囲内に入っているか
否かをチェックし、許容範囲内にあれば制御動作をステ
ップ２２に進め砥石台１３を後退させて（図４の線A7参
照）図３のフローチャートに示す加工プログラムを終了
する。ステップ２１の寸法チェックにおいて、被研削面
Waの径の計測値がが許容範囲から外れた場合には、ステ
ップ１７〜２０を再度行って再びステップ２１の寸法チ
ェックを行う。それでも許容範囲から外れた場合には異
常表示を行って作動を停止する。あるいはステップ１７
〜２０を繰り返すことなく異常表示を行って作動を停止
するようにしてもよい。 【００２３】以上に述べた実施例によれば、仕上研削後
に砥石台１３を所定位置まで後退させてスパークアウト
研削を行っているので、サイクルタイムの増大、サイク
ルタイムのばらつきを避けるために仕上研削の切込み送
り量を大きくした場合でも、被研削面Waを仕上目標径に
最終切込み量を加えた径の真円にすると同時に研削残量
を０にすることができる。従って、引き続き行われる最
終切込み及びスパークアウト研削により被研削面の真円
度、面粗度及び径精度を向上させることができる。また
スパークアウト研削によって被研削面Waを真円にしてか
ら最終切込みを行うので、被研削面Waと砥石車１９の当
りが安定して、工作物Ｗの振れが発生する恐れがない。 【００２４】なお、上述した実施例は、最終切込み量を
演算して最終切込みを実施し、スパークアウトを行う例
について述べたが、定寸装置から仕上目標径Ｄが検出さ
れるまで砥石台１３を前進させて最終切込みを行い、ス
パークアウトを省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による研削装置の構成を示す図であ
る。 【図２】 本発明による研削装置の一実施例の全体構成
を示す図である。 【図３】 図２に示す一実施例の加工プログラムを示す
フローチャートである。 【図４】 図２に示す一実施例の作動の説明図である。 【図５】 図２に示す一実施例の仕上研削完了時点にお
ける被研削面及びその近傍を示す説明図である。 【図６】 本発明が対象とする研削装置の一例の主要部
を示す図である。 【図７】 従来の研削装置の一例の作動の説明図であ
る。 【図８】 図７に示す研削装置の研削加工完了時点にお
ける被研削面及びその近傍を示す説明図である。 【符号の説明】 １３…砥石台、１９…砥石車、１００…駆動手段、１１
０…位置検出手段、１２０…定寸手段、１３０…制御手
段、１４０…第１演算手段、１５０…第２演算手段、１
６０…第３演算手段、Ｗ…工作物、Wa…被研削面。
る。 【図２】 本発明による研削装置の一実施例の全体構成
を示す図である。 【図３】 図２に示す一実施例の加工プログラムを示す
フローチャートである。 【図４】 図２に示す一実施例の作動の説明図である。 【図５】 図２に示す一実施例の仕上研削完了時点にお
ける被研削面及びその近傍を示す説明図である。 【図６】 本発明が対象とする研削装置の一例の主要部
を示す図である。 【図７】 従来の研削装置の一例の作動の説明図であ
る。 【図８】 図７に示す研削装置の研削加工完了時点にお
ける被研削面及びその近傍を示す説明図である。 【符号の説明】 １３…砥石台、１９…砥石車、１００…駆動手段、１１
０…位置検出手段、１２０…定寸手段、１３０…制御手
段、１４０…第１演算手段、１５０…第２演算手段、１
６０…第３演算手段、Ｗ…工作物、Wa…被研削面。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭63−47065（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−95554（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−31625（ＪＰ，Ａ)
実開 昭60−4353（ＪＰ，Ｕ)
特公 平４−26984（ＪＰ，Ｂ２)
特公 平４−72665（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B24B 5/04
B24B 47/20
B24B 49/04
B24B 49/10
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 モータにより回転駆動される砥石車を有
する砥石台と、前記砥石車とこれにより研削される工作
物が互いに接近離間する方向に前記砥石台と工作物を相
対移動させる駆動手段と、前記工作物に対する前記砥石
台の位置を検出する位置検出手段と、研削中に工作物の
被研削面の外径を計測する定寸手段と、工作物１回転当
たりの前記砥石車の切込み量を演算する第１演算手段
と、この第１演算手段により演算された切込み量と前記
被研削面の仕上げに必要な仕上切込み量と同被研削面の
仕上目標径とに基づき真円化される直前の前段研削完了
径を演算する第２演算手段と、前記定寸手段により検出
される前記被研削面の径が前記前段研削完了径となった
時点における同被研削面の径を前記砥石台の位置に換算
した値及び前記第１演算手段により演算された切込み量
に基づき前記砥石台の後退位置を演算する第３演算手段
と、前記駆動手段を作動させて先ず前記定寸手段により
計測される被研削面の外径が前記第２演算手段により演
算される前段研削完了径になるまで前記砥石台を前進さ
せて前記砥石車により被研削面を仕上研削し、次いで前
記位置検出手段により検出される位置が前記第３演算手
段により演算された後退位置となるまで前記砥石台を後
退させ同砥石台を停止させてスパークアウト研削を行
い、次いで前記砥石台を前進させて最終仕上研削を行う
制御手段を備えたことを特徴とする研削装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24501593A JP3385666B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 研削装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24501593A JP3385666B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 研削装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07100760A JPH07100760A (ja) | 1995-04-18 |
| JP3385666B2 true JP3385666B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=17127311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24501593A Expired - Fee Related JP3385666B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 研削装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3385666B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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| JP2007210035A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Canon Chemicals Inc | ゴムロールの製造方法およびゴムロール |
| CN110052913A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-07-26 | 天津航毅达科技有限公司 | 一种汽车玻璃前挡组装设备 |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP24501593A patent/JP3385666B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
| JPH07100760A (ja) | 1995-04-18 |
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