JP3786327B2 - Touch probe support mechanism on the grinding wheel head - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、研削盤において、ツルーイング工具と砥石との距離を精確に把握するため等に用いられるタッチプローブを、研削点位置と、研削作業に邪魔にならない退避位置に選択的に旋回できるタッチプローブの支持機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、研削盤におけるタッチプローブは、主としてワークの位置決め用に設けられ、例えば実公平4−17325号公報及び実公平7−11885号公報に開示されるように、この種の接触検出器支持機構は、接触検出器を先端に装着したアームをワークの回転軸線と平行な軸線の回りで旋回可能に砥石台上に支持し、アームを直動又は回転シリンダによりワークの回転軸線を横切る面内で旋回駆動して接触検出器のプローブを砥石台前面側に退避する下向きの退避位置と砥石台前方の横向きに張り出す検出位置とに選択的に位置決めできるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、それらのプローブ支持機構では、退避位置と検出位置の何れの位置に検出器が位置決めされる場合でも、検出器及びそのプローブは砥石の接近位置にあり、この砥石によるワークの研削加工動作中に研削屑やクーラントにさらされて汚染され、故障し易い。
【0004】
また、検出器のプローブが被検出対象と当接して変位した時に検出器から出力される検出信号の動作点と砥石台(つまり砥石の研削作用面)とは予め所定の相対関係位置に設定されているが、検出器が故障し、別の検出器と交換した場合、この相対位置関係がくずれ、この新たな検出器の動作点と砥石台との相対関係位置を再設定する必要がある。この再設定作業は、相対関係位置がNC制御される砥石台とワークの位置関係を支配するので、十分な注意を払って行われなければならず、手間のかかる作業となる。
【0005】
さらに、アームの旋回軸線が砥石台の前部に設けられ、砥石軸の回転軸線からワーク側に偏奇しているので、この偏奇量に相当する砥石台の部分の熱変形が検出誤差となる。つまり、砥石台のNC制御量は、通常、砥石の回転軸線をワークに対しどのような位置に位置決めするかと云った観点でNCプログラムに指令されるので、砥石台とワークの前進方向の相対位置を砥石軸の回転軸線から偏奇した位置で検出した場合、前記偏奇量分だけ加工誤差を生じる等の問題があった。
【0006】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、研削加工動作中に研削屑やクーラントにより汚染されることがなく、設定操作が簡単で、位置測定の精度が高い研削盤の砥石台におけるタッチプローブ支持機構を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の数値制御研削盤の砥石台におけるタッチプローブ支持機構は、
砥石台の上面に旋回アーム支持機構が載置され、該旋回アーム支持機構には旋回アームが旋回可能に支持され、該旋回アームの先端には電気信号を出力するタッチプローブが設けられ、
前記旋回アームの旋回軸を砥石の回転軸線上でこの軸線と砥石の研削点を含む面に垂直に延び、かつ該砥石の回転軸線を横切って伸びる軸線とし、旋回アームを低熱膨張材料で形成し、
前記旋回アームはタッチプローブを砥石の研削点の近傍に進出させる検出位置と、該検出位置から砥石に対して離間する方向に後退して砥石台の側面に接近する退避位置とに選択的に位置決め可能であることを特徴とするものである。
【0008】
また、本発明の数値制御研削盤の砥石台におけるタッチプローブ支持機構は、退避位置に位置決めされたタッチプローブに接触する基準面部材が砥石台の側面に固定することを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の数値制御研削盤の砥石台におけるタッチプローブ支持機構は、
砥石台の上面に旋回アーム支持機構が載置され、該旋回アーム支持機構には旋回アームが旋回可能に支持され、該旋回アームの先端には電気信号を出力するタッチプローブが設けられ、
前記旋回アームの旋回軸を砥石の回転軸線上でこの軸線と砥石の研削点を含む面に垂直に延び、かつ該砥石の回転軸線を横切って伸びる軸線とし、旋回アームをインバー等の低熱膨張材料で形成し、
前記旋回アームはタッチプローブを砥石の研削点の近傍に進出させる検出位置と、該検出位置から砥石に対して離間する方向に後退して砥石台の側面に接近する退避位置とに選択的に位置決め可能としているので、研削加工中に、研削屑やクーラントにより汚染されることがなく、砥石台の熱変形による影響を少なくすることができ、高精度を保つことができる。
【0011】
また、本発明の数値制御研削盤の砥石台におけるタッチプローブ支持機構は、退避位置に位置決めされたタッチプローブに接触する基準面を有する基準面部材を砥石台の側面に固定することにより、新しいタッチプローブをセットする場合にその調整が簡単になり、通常の場合には接触検出器の作動のチェックをすることができる。
【0013】
【実施例】
次に本発明の実施例を図1ないし図3に基づいて説明する。
本発明は主として数値制御研削盤に適用されるが、その円筒研削盤について説明する。ベッド1の上面に形成された摺動案内面にZ軸方向にすべり案内されたワークテーブル2が設けられ、該ワークテーブル2上には主軸台3と心押し台(図示せず)が載置され、主軸台3のセンター4と心押し台のセンターとの間にワークWを回転可能に支持するようになっている。ワークテーブル2はベッド1に対して公知の方法により数値制御等によりZ軸方向に制御移動可能とされている。一方のベッド1には前記ワークテーブル2の移動方向に対して直角のX軸方向のすべり案内面5に砥石台6が載置され、砥石台6には一端にCBN砥石7を固着した砥石軸8が回転可能に軸受され、砥石駆動モータ9により回転駆動されるようになっている。砥石台6は、ベッド1に対して公知の送りネジ10、ナット11により数値制御等によりX軸方向に制御移動可能とされている。
【0014】
砥石台6の上面には、旋回アーム支持機構20が設けられ、該旋回アーム支持機構20には前記砥石軸8の回転軸線と研削点Pを含む面と垂直でかつ該回転軸線を横切って伸びる枢軸21が設けられ、該枢軸21により旋回アーム24が旋回可能に支持されている。旋回アーム24の枢軸21には、その上部に回転シリンダ25が固着され、さらにその上端には回転角度を規制するリミットスイッチ29を作動するドッグ26が設けられている。前記旋回アーム24はその前部が下方へ垂直に曲げられL字形をなしており、その下端部にタッチプローブ22を先端に有する接触検出器23を支持している。タッチプローブ22の先端は球状の接触部をなしており、その球状先端はCBN砥石7の研削点Pと略整列し、砥石7の中心軸線とワークWの中心線とを結ぶ線上に配置され、前記旋回アーム24がZ軸と垂直な位置を取る検出位置と、タッチプローブ22が砥石台6の側面に接近する退避位置との間で旋回、位置決め可能とされている。旋回アーム24はインバー等の低熱膨張材料により構成することにより、タッチプローブ22と枢軸21との長さが熱膨張により変化するのを防いでいる。
【0015】
砥石台6のワークテーブル2に面する側面には、退避位置のタッチプローブ22の球状先端が接する基準面28を形成した基準面部材27が固定されており、その基準面28は、退避位置にあるタッチプローブ22の先端と揺動アーム24の枢軸21を結ぶ線と垂直になるように形成されている。該基準面部材27は、これにタッチプローブ22が接触することにより所定の電気信号が検出器23から出力されるようにするもので、接触検出器23が故障して新品と交換された場合に、そのタッチプローブ22の先端球状部と砥石軸線位置との設定距離を故障前の設定距離に容易に再現できるようにするものである。また、タッチプローブ22の検出位置への旋回に先立って接触検出器23の動作チェックの機能をも有するものである。なお、接触検出器23は、アナログ或いはデジタル電気信号を出力する形式のものが用いられるが、単なるオン・オフ信号を出す形式のものでも良い。
【0016】
一方、主軸台3には、砥石台6に面する側面に砥石目立て用のツルーイング装置31が設けられており、該ツルーイング装置31は、先端にロータリツルーイング工具32を支持した工具軸が回動可能に設けられ、その他端に設けられたモータ33により回転駆動されるように構成されている。
さらに、ツルーイング工具32のワークW寄りの主軸台3側面に、転写ピン34がホルダー35により固定され、該転写ピン34の先端は、ツルーイング工具32の外径面とほぼ一致するようにされている。
なお、40は砥石をカバーするように砥石台6に設けられた砥石ガードである。
【0017】
次に、本発明の実施例の作用について説明する。
本発明のタッチプローブ22付き接触検出器23は、その使用形態の1例として、砥石のツルーイング動作に先立って砥石径を算出するため、ツルーイング工具の先端位置を検出するために使用される。
先ず、ワークテーブル2を移動して転写ピン34を砥石7に整列させ、砥石台6を送りネジ10により前進させて砥石7で転写ピン34を所定の微小量研削する。研削したがどうかは、図示されていないAEセンサで確認し、その位置で砥石台6を停止し、その位置を記憶する。
【0018】
次に、旋回アーム支持機構20の回転シリンダ25を作動させ、ドッグ26とリミットスイッチ29の働きにより旋回アームを検出位置へ旋回し、ワークテーブル2をZ方向に移動させて転写ピン34を接触検出器のタッチプローブ22に整列させ、砥石台6を接触検出器23から所定の電気的出力が得られるまで前進させ、砥石台6を停止させ、その位置を記憶する。
転写ピン34を微小量研削した砥石台6の前進位置と接触検出器23から所定の電気的出力が得られた砥石台6の前進位置と枢軸21〜タッチプローブ22間の距離とに基づき、CBN砥石7の砥石径を算出する。
【0019】
次に、再びワークテーブル2をZ方向に移動させてタッチプローブ22と回転が停止されているツルーイング工具32とを整列させた後、接触検出器23から所定の電気的出力が得られるまで砥石台6を前進させ、ツルーイング工具32の先端位置を検出する。
検出が終われば、再び回転シリンダ25を作動させ、旋回アーム24を旋回し、タッチプローブ22を加工に影響のない砥石台側面部に退避させる。この退避位置において、タッチプローブ22は砥石台側面に固定されている基準面部材27の基準面28と接触する。
【0020】
これらのデータに基づき、その後に回転されるツルーイング工具32によりCBN砥石7をツルーイングするときは、砥石7に対し所定の微小な切り込みを正確に与えることができ、正確な砥石径データに基づいた高精度の研削作業を行うことができる。
以上、本発明の実施例として、円筒研削盤に適用したものについて説明したが、例えば、アングル砥石台を持つ円筒研削盤や、平面研削盤等の他の研削盤にも適用できることはいうまでもない。
【0021】
【発明の効果】
以上のような構成により、本発明の数値制御研削盤の砥石台におけるタッチプローブ支持機構は、旋回アームにより、タッチプローブが砥石の研削点の近傍に進出させる検出位置から砥石に対して離間する方向に後退して砥石台の側面に接近する退避位置に退避できるので、研削加工中に、研削屑やクーラントにより汚染されることがなく、故障を少なくでき、長期間高精度に保つことができる。併せて、旋回アームの旋回軸を砥石の回転軸線上でこの軸線と砥石の研削点を含む面に垂直に延び、かつ該砥石の回転軸線を横切って伸びる軸線としているので、旋回アームの長さが砥石軸線と砥石研削点との距離と同じになり、NC制御研削盤においては、通常砥石の回転軸線の位置により制御されているので、従来例のように、タッチプローブを砥石台の砥石の回転軸線より砥石研削点に近い位置に取付けたものに比較して砥石台の熱変形による影響がなく、タッチプローブの測定結果における熱変形の影響を少なくすることができ、さらに、旋回アームを低熱膨張材料で形成することによりさらに高精度を保つことができる。したがって、高精度の研削作業を行うことができる。
【0022】
また、本発明の数値制御研削盤の砥石台におけるタッチプローブ支持機構は退避位置に位置決めされたタッチプローブが砥石台の側面に固定された基準面部材と接触することにより、接触検出器が故障して新品と交換された場合に、そのタッチプローブの先端球状部と砥石軸線位置との設定距離を故障前の設定距離に容易に再現することができるし、タッチプローブの検出位置への旋回に先立って接触検出器の動作チェックを行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施態様である接触検出器支持機構を備えた円筒研削盤の要部平面図。
【図2】図1に示す研削盤の一部を破断して示す右側面図。
【図3】図1に示す研削盤の一部を破断して示す砥石台の正面図。
【符号の説明】
1: ベッド
2: ワークテーブル
3: 主軸台
6: 砥石台
7: CBN砥石
20: 旋回アーム支持機構
22: タッチプローブ
23: 接触検出器
24: 旋回アーム
27: 基準面部材
32: ツルーイング工具
34: 転写ピン
W: ワーク
P: 研削点[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a touch probe capable of selectively turning a touch probe used for accurately grasping a distance between a truing tool and a grindstone to a grinding point position and a retreat position that does not interfere with grinding work in a grinding machine. It is related with the support mechanism.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a touch probe in a grinding machine is mainly provided for positioning a workpiece. For example, as disclosed in Japanese Utility Model Publication Nos. 4-17325 and 7-111885, this kind of contact detector support mechanism is provided. The arm with the contact detector attached to the tip is supported on the grinding wheel base so that it can turn around an axis parallel to the workpiece rotation axis, and the arm is moved in a plane that crosses the workpiece rotation axis by linear motion or a rotary cylinder. The probe can be selectively positioned at a downward retracted position where the probe of the contact detector is retracted to the front side of the wheel head and a detection position protruding laterally in front of the wheel head.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in these probe support mechanisms, even when the detector is positioned at either the retracted position or the detection position, the detector and its probe are in the approach position of the grindstone, and the workpiece is being ground by this grindstone. It is easily exposed to grinding dust and coolant and contaminated.
[0004]
In addition, the operating point of the detection signal output from the detector when the probe of the detector is displaced in contact with the object to be detected and the grindstone base (that is, the grinding surface of the grindstone) are set in a predetermined relative position in advance. However, if the detector breaks down and is replaced with another detector, this relative positional relationship is lost, and it is necessary to reset the relative position between the operating point of this new detector and the grinding wheel base. This resetting operation dominates the positional relationship between the grindstone platform and the workpiece whose relative position is NC-controlled, and therefore must be performed with sufficient care and is a laborious operation.
[0005]
Further, since the pivot axis of the arm is provided at the front part of the grindstone platform and is deviated from the rotation axis of the grindstone shaft toward the workpiece, thermal deformation of the portion of the grindstone table corresponding to this deviation amount becomes a detection error. In other words, the NC control amount of the grinding wheel base is normally instructed to the NC program from the viewpoint of positioning the grinding wheel rotation axis with respect to the work, so the relative position of the grinding wheel base and the work in the forward direction. Is detected at a position deviated from the rotation axis of the grindstone shaft, there is a problem that a machining error is generated by the amount of the deviation.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and is not contaminated by grinding dust or coolant during a grinding operation, and is easy to set up and has a high position measurement accuracy. It is an object to provide a touch probe support mechanism in a table.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the touch probe support mechanism in the wheel head of the numerically controlled grinding machine of the present invention is:
A swivel arm support mechanism is mounted on the upper surface of the grindstone table, the swivel arm is supported by the swivel arm support mechanism in a turnable manner, and a touch probe that outputs an electrical signal is provided at the tip of the swivel arm,
The turning axis of the turning arm is an axis extending perpendicularly to the surface including the grinding point of the grinding wheel on the rotation axis of the grindstone and extending across the rotation axis of the grinding stone, and the turning arm is formed of a low thermal expansion material. ,
The swivel arm is selectively position data Tchipurobu detection position to advance to the vicinity of the grinding point of the grinding wheel, in a retracted position approaching from the detection position to the side of the wheel head retracted in a direction away from the grinding wheel It is characterized by being possible.
[0008]
Further, the touch probe support mechanism in the wheel head of the numerically controlled grinding machine of the present invention is characterized in that the reference surface member that contacts the touch probe positioned at the retracted position is fixed to the side surface of the wheel head.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Touch probe support mechanism in the wheel head of the numerically controlled grinding machine of the present invention,
A swivel arm support mechanism is mounted on the upper surface of the grindstone table, the swivel arm is supported by the swivel arm support mechanism in a turnable manner, and a touch probe that outputs an electrical signal is provided at the tip of the swivel arm,
The swivel arm has a swivel axis that extends perpendicularly to the surface including the grinding point of the grindstone on the rotation axis of the grindstone and that extends across the rotation axis of the grindstone, and the swivel arm is a low thermal expansion material such as Invar. Formed with
The swivel arm is selectively position data Tchipurobu detection position to advance to the vicinity of the grinding point of the grinding wheel, in a retracted position approaching from the detection position to the side of the wheel head retracted in a direction away from the grinding wheel Since it is possible, it is not contaminated by grinding debris or coolant during grinding, the influence of thermal deformation of the wheel head can be reduced, and high accuracy can be maintained.
[0011]
The touch probe support mechanism in the wheel head of the numerically controlled grinding machine of the present invention is a new touch by fixing a reference surface member having a reference surface contacting the touch probe positioned at the retracted position to the side surface of the wheel head. Adjustment of the probe is simplified when the probe is set, and the operation of the contact detector can be checked in a normal case.
[0013]
【Example】
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The present invention is mainly applied to a numerically controlled grinder, and the cylindrical grinder will be described. A work table 2 slidably guided in the Z-axis direction is provided on a sliding guide surface formed on the upper surface of the bed 1, and a headstock 3 and a tailstock (not shown) are placed on the work table 2. The work W is rotatably supported between the center 4 of the head stock 3 and the center of the tailstock. The work table 2 can be controlled and moved in the Z-axis direction with respect to the bed 1 by numerical control or the like by a known method. On one bed 1, a
[0014]
A swivel
[0015]
A
[0016]
On the other hand, the spindle head 3 is provided with a
Further, a
[0017]
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described.
The
First, the work table 2 is moved to align the
[0018]
Next, the
Based on the advance position of the
[0019]
Next, after moving the work table 2 in the Z direction again to align the
When the detection ends, the
[0020]
Based on these data, when the
As mentioned above, although what was applied to the cylindrical grinder was demonstrated as an Example of this invention, it cannot be overemphasized that it can apply also to other grinders, such as a cylindrical grinder with an angle grindstone base, and a surface grinder, for example. Absent.
[0021]
【The invention's effect】
With the configuration as described above, the touch probe support mechanism in the grinding wheel base of the numerically controlled grinding machine of the present invention is a direction in which the touch probe moves away from the grinding wheel from the detection position where the touch probe advances in the vicinity of the grinding point of the grinding wheel. Therefore, it is possible to retreat to a retreat position that approaches the side surface of the grindstone table, so that it is not contaminated by grinding debris or coolant during the grinding process, failure can be reduced, and high accuracy can be maintained for a long time. At the same time, the swivel axis of the swivel arm is an axis extending perpendicularly to the surface including the grinding point of the grindstone on the rotation axis of the grindstone and extending across the rotation axis of the grindstone. Is the same as the distance between the grinding wheel axis and the grinding wheel grinding point, and in an NC control grinding machine, it is usually controlled by the position of the rotational axis of the grinding wheel. Compared to the one mounted closer to the grinding wheel grinding point than the rotation axis, there is no influence of thermal deformation of the wheel head, the influence of thermal deformation on the measurement result of the touch probe can be reduced, and the swivel arm Higher accuracy can be maintained by forming the inflatable material. Therefore, a highly accurate grinding operation can be performed .
[0022]
Further, the touch probe support mechanism in the wheel head of the numerically controlled grinding machine according to the present invention causes the contact detector to break down when the touch probe positioned at the retracted position contacts the reference surface member fixed to the side surface of the wheel head. When the touch probe is replaced with a new one, the set distance between the tip spherical portion of the touch probe and the grinding wheel axis position can be easily reproduced to the set distance before the failure, and prior to turning the touch probe to the detection position It is also possible to check the operation of the contact detector.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a main part of a cylindrical grinder provided with a contact detector support mechanism according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a right side view of the grinding machine shown in FIG.
FIG. 3 is a front view of a grindstone table shown by cutting a part of the grinding machine shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
1: Bed 2: Work table 3: Headstock 6: Grinding wheel base 7: CBN grinding wheel 20: Turning arm support mechanism 22: Touch probe 23: Contact detector 24: Turning arm 27: Reference surface member 32: Truing tool 34: Transfer Pin W: Workpiece P: Grinding point
Claims (2)
前記旋回アームの旋回軸を砥石の回転軸線上でこの軸線と砥石の研削点を含む面に垂直に延び、かつ該砥石の回転軸線を横切って伸びる軸線とし、旋回アームを低熱膨張材料で形成し、
前記旋回アームはタッチプローブを砥石の研削点の近傍に進出させる検出位置と、該検出位置から砥石に対して離間する方向に後退して砥石台の側面に接近する退避位置とに選択的に位置決め可能であることを特徴とする数値制御研削盤の砥石台におけるタッチプローブ支持機構。A swivel arm support mechanism is mounted on the upper surface of the grindstone table, the swivel arm is supported by the swivel arm support mechanism in a turnable manner, and a touch probe that outputs an electrical signal is provided at the tip of the swivel arm,
The turning axis of the turning arm is an axis extending perpendicularly to the surface including the grinding point of the grinding wheel on the rotation axis of the grindstone and extending across the rotation axis of the grinding stone, and the turning arm is formed of a low thermal expansion material. ,
The swivel arm is selectively position data Tchipurobu detection position to advance to the vicinity of the grinding point of the grinding wheel, in a retracted position approaching from the detection position to the side of the wheel head retracted in a direction away from the grinding wheel A touch probe support mechanism for a wheel head of a numerically controlled grinding machine, which is possible.
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