JP4462731B2

JP4462731B2 - 砥石の上下ドレッシング方法および研削装置

Info

Publication number: JP4462731B2
Application number: JP2000216762A
Authority: JP
Inventors: 悦男藤田; 裕一木山
Original assignee: 株式会社岡本工作機械製作所
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2020-07-18
Also published as: JP2002028863A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、砥石のドレッシングを精度よく、かつ、ドレス時間を短縮できるサドルタイプまたはコラムタイプの研削装置に関するものである。また、本発明は、複数のドレッサ−を用い、砥石のドレッシングを精度よく、短時間で行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
砥石によりテ−ブル上に設けられたワ−クを研削するサドルタイプまたはコラムタイプの研削装置は知られている（特開昭５５−８３５６７号、同５９−５９３４９号、同６１−１７３８５１号、特開平４−１３５５２号、特開２０００−１３５６７５号、特許第２６９４１８９号、特許第３０２３０１８号）。
図３にＮＣ平面研削装置１の一例を示す。図中、１０は作業台部、１１は水平方向（Ｘ軸方向）に往復移動可能なテ−ブル、１２は電磁チャック、１３は前後方向（Ｚ軸方向）に往復移動可能なサドル、２０は砥石装置、２１は砥石を垂直方向（Ｙ軸方向）に移動する昇降機構を備えたコラム、２２は砥石頭、２４は砥石軸に備えられた砥石、７０は操作盤、８０はベッドである。
【０００３】
このＮＣ平面研削装置１では、テ−ブル１１上の電磁チャック１２にワ−クを固定し、サドル１３を移動させてＺ軸方向の位置を決め、テ−ブル１１をＸ軸方向に往復移動させる過程で砥石軸頭に備えられた回転している砥石２４をワ−クに接触させ、砥石軸頭をＹ軸方向に送りをかけてワ−クに切り込みを懸けて研削する。この際、ワ−ク表面には図示されていない研削液供給ノズルより研削液が供給される。
【０００４】
ワ−クの研削加工中には砥石が磨耗し、表面粗さ、研削性、切残し量が変化するので、砥石の外周を適時ドレッシングする必要がある。ドレッサにはテ−ブル上に備えられて使用される卓上ドレッサまたは、砥石頭に設けられる頭上ドレッサが利用される。
従来の卓上ドレッサは砥石の外周面の仕上がり形状に沿ってドレッサを相対的に倣わせて行うとともに切り込み量を小さくして行う。
すなわち、テ−ブル上の卓上ドレッサに対して砥石を前後、上下に移動制御しつつドレス加工を行うとともに、１回の切り込み量を大きくとることが出来ないためにドレッシングに長時間要する欠点がある。
【０００５】
特許第２６９４１８９号はかかる卓上ドレッサの欠点を改良する手段として、テ−ブルの左右に荒取り用ロ−タリ−ドレッサと仕上用首振りドレッサの複数の卓上ドレッサを用いることを提案し、砥石の下方位置にロ−タリ−ドレッサの位置決めをする工程（ａ）、ロ−タリ−ドレッサに対して砥石を回転しつつ下降させて砥石の径方向に所望量の切り込みを行う工程（ｂ）、砥石の径方向に切り込みを行った後に砥石を上昇させてロ−タリ−ドレッサから離反する工程（ｃ）、ロ−タリ−ドレッサから砥石を離反した後、砥石を前後方向へ所定ピッチだけ移動する工程（ｄ）およびこれらａ，ｂ，ｃおよびｄ工程を繰返して砥石をドレッシングする方法を提案する。
【０００６】
このドレッシング加工はドレッサの全周面でドレス可能であり、砥石外周面ドレス時間を従来法よりは短縮できるが、よりドレス時間の短縮が望まれている。
【０００７】
頭上ドレッサは、ワ−クの高さや長さに影響されず、ドレスアプロ−チ時間が卓上ドレッサより短くできる利点がある。
特開平２０００−１３５６７５号公報は、
ａ）所望のドレス量分だけ砥石をドレッシングする頭上ドレッサと、
ｂ）ワ−クについて研削を実行しているときにドレッシング作業を行う旨の指示を与えるためのドレス割込指示手段と、
ｃ）ドレス割込指示手段からの指示が与えられたときに研削作業を中断し、前記頭上ドレッサの動作を制御して砥石をドレッシングするとともに、当該ドレッシング作業が終了したときに前記ワ−クの研削作業を再開する制御手段、
の上記ａ，ｂ，ｃの手段を具備するＮＣ研削装置を提案する。
【０００８】
図４は該公報に開示された頭上ドレッサを備えたＮＣ平面研削装置の側面図である。図４において、２はワ−ク、１２は電磁チャック、２０は砥石装置、２１はコラム、２２は砥石頭、２３は砥石軸、２４は砥石、３０は軸装置である。砥石軸２３の鉛直方向（Ｙ軸方向）昇降動力は、モ−タ３１から歯車３２、送りネジ３３、ネジ受け３４を介して砥石軸に伝えられる。
【０００９】
砥石頭２２の上部には、頭上ドレッサ４０が設けられている。この頭上ドレッサ４０は、砥石２４の表面の形を整えたり、目立てを行うものであり、可動部４１と固定部５１とからなる。
可動部４１は、ドッグ４４と、ラチェットホイ−ル４５と、エンコ−ダ４６と、送りネジ４７と、ドレスア−ム４８と、ドレッシング用ダイアモンド４９を有する。
【００１０】
固定部５１は、前端リミットスイッチ５４と後端リミットスイッチ５５と、爪５６を有する。可動部４１は油圧駆動または電気送り機構によって前進（＋Ｚ方向）及び後退（−Ｚ方向）が可能である。
固定部５１の前端リミットスイッチ５４および後端リミットスイッチ５５はそれぞれ可動部４１の移動可能範囲の前端、後端に設けられる。稼動部のドッグ４４を前端リミットスイッチ５４、後端リミットスイッチ５５と接触させることにより、可動部４１が移動可能範囲を越えないように制御している。ドレッシングを行わぬときには、可動部４１はドッグが後端リミットスイッチ５５に接触する位置まで後退している。
【００１１】
ラチェットホイ−ル４５は可動部４１の上部に設けられ、送りネジ４７はラチェットホイ−ル４５の軸に接続され、その送りネジ４７の下側先端にドレスア−ム４８が設けられている。ダイアモンド４９はドレスア−ム４８の下端に取り付けられている。
可動部４１が−Ｚ方向に後退し、ラチェットホイ−ル４５が固定部５１の爪５６に当接するとラチェットホイ−ル４５と爪５６が噛み合い、ラチェットホイ−ル４はその歯の一つ分に対応する角度だけ回転する。するとドレスア−ム４８およびダイアモンド４９は、送りネジ４７を介してラチェットホイ−ル４５の回転角度に比例する量だけ降下する。よって、稼動部４１が前後に一往復すると、その度にこの決められた量（ドレス量）分だけドレスア−ム４８が下降し、砥石２４がドレッシングされる。
【００１２】
ラチェットホイ−ル４５の上部にはドレス量の検出手段であるエンコ−ダ４６が設けられ、ラチェットホイ−ル４５の回転角度に対応するパルスを発生し、制御ユニット部６０に供給する。
【００１３】
頭上ドレッサは、コラムタイプの平面研削装置に採用されることが多い。頭上ドレッサは砥石の位置を変えずにドレスすることができ、かつ、１度のドレス量も多いので卓上ドレッサと比較すると短時間ですむ利点を有する。しかし、長時間研削をしているとコラムが熱変形し、砥石軸が傾斜すること（熱変位）があり、ワ−クテ−ブル表面からドレッサのダイヤモンドまでの高さが一定の卓上ドレッサと比較してドレス精度が悪いという欠点がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明等は、卓上ドレッサーと頭上ドレッサーを併用すれば、卓上ドレッサーのドレッシング精度が良好である利点と、頭上ドレッサーのドレス時間が短いと言う利点が満喫できると着想し、本発明に到った。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、往復移動可能なワークテーブルと、該ワークテーブル上に保持されたワークを加工するための砥石頭の砥石軸に軸承された砥石と、前記ワークテーブル上にこのワークテーブル表面からドレッサーのダイヤモンドまでの高さが一定となるよう備えられた卓上ドレッサーと、前記砥石頭の砥石頭上に取り付けられ、水平方向（Ｚ軸方向）に前後送り可能にかつ鉛直方向（Ｙ軸方向）に昇降可能に備えられた頭上ドレッサーを具備する研削装置を用い、予め前記砥石の下部にある卓上ドレッサーで回転する砥石のドレッシングを行い、ついで砥石の頭上にある頭上ドレッサーで回転する砥石をドレッシングする方法であって、
予め前記卓上ドレッサーでドレッシングされた砥石の切り込み深さをｒとすると、前記頭上ドレッサーによるドレッシング時は、この頭上ドレッサーを砥石に対し２ｒだけ近づけた後に砥石のドレッシングを行うことを特徴とする、砥石の上下ドレッシング方法を提供するものである。
【００１６】
前記頭上ドレッサーによるドレッシング時は、先の卓上ドレッサーでドレッシングされた砥石の切り込み深さｒ分を補うように頭上ドレッサーのダイヤモンドを砥石側に２ｒ分だけ追従するように下降させた後に砥石のドレッシングを行う。
【００１７】
本発明の請求項２は、左右方向に往復移動可能なワークテーブルと、該ワークテーブル上に保持されたワークを加工するための砥石頭の砥石軸に軸承された砥石と、前記ワークテーブル上にこのワークテーブル表面からドレッサのダイヤモンドまでの高さが一定となるよう備えられた卓上ドレッサーと、前記砥石頭の砥石頭上に取り付けられ、水平方向（Ｚ軸方向）に前後送り可能にかつ鉛直方向（Ｙ軸方向）に昇降可能に備えられた頭上ドレッサーと、頭上ドレッサーの鉛直方向送り制御部を具備する研削装置であって、前記頭上ドレッサーは、鉛直方向にネジ送り可能であり、かつ、水平方向に前後送り可能に砥石頭に備えられていることを特徴とする、研削装置を提供するものである。
【００１８】
請求項１に記載の砥石のドレッシング方法を実施できる研削装置である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の上下ドレッサを備えた研削装置の砥石頭とワ−クテ−ブルの関係を示す部分左側面図、図２は卓上ドレッサによるドレッサ後の砥石を、頭上ドレッサでドレッシングする際の砥石に対してドレス点を追従補正する状態の説明図である。
【００２０】
図１において、１は卓上ドレッサーと別タイプ（ラチェットホイ−ル４５の代わりにサ−ボモ−タを使用）の頭上ドレッサー４０を有する研削装置で、砥石２４はフランジ２５により砥石軸２３に回転自在に取り付けられている。研削装置１は、サドルタイプのものでも、コラムタイプのものでもよい。砥石は保護カバ−２６により安全に保たてられる。
卓上ドレッサー９０は、ベッド８０上に設けられたＶ案内部を有する軌道９１と平案内部を有する軌道９２上を滑るワークテーブル１１の表面上に固定されている。９０ａはダイヤモンドである。
卓上ドレッサー９０は、特許第２６９４１８９号、特許第３０２３０１８号公報に記載されるようにテ−ブル１１の左右方向に複数設けてもよい。
【００２１】
頭上ドレッサー４０は砥石頭２２上に取り付けられ、可動部４１と固定部５１を有する。可動部４１は、プッシュ４４と、サーボモータ４６と、ピニオン４６ｂと、歯車４５と、送りネジ４７と、雌ネジ４８と、ダイアホルダ４９ａに保持されたドレッシング用ダイヤモンド４９を有する。
固定部５１は、留めピン５５と、ドッグ（図示されていない）と、ピストンロッド５７ａを有する。可動部４１は油圧駆動５７によって前進（＋Ｚ方向）及び後退（−Ｚ方向）が可能である。５８、５９は油導入出口である。
卓上ドレッサー９０は、特許第２６９４１８９号、特許第３０２３０１８号公報に記載されるようにテ−ブル１１の左右方向に複数設けてもよい。
【００２２】
送りネジ４７は歯車４５の軸４５ａに接続され、その送りネジ４７の下側先端にドレスア−ム４８が設けられている。ダイアモンド４９はドレスア−ム４８の下端に取り付けられている。軸４５ａの上端はロッド４５ｂが伸び、ドッグ４５ｃが設けられる。
【００２３】
サ−ボモ−タ４６のモ−タ軸４６ａが回転し、その回転をピニオン４６ｂが歯車４５に伝えると、歯車４５はそのピニオン４６ｂ歯の一つ分に対応する角度だけ回転する。するとドレスア−ム４８およびダイアモンド４９は、送りネジ４７を介して歯車４５の回転角度に比例する量だけ降下する。よって、稼動部４１が前後に一往復すると、その度にこの決められた量（ドレス量）分だけドレスア−ム４８が加工し、砥石２４がドレッシングされる。
【００２４】
サ−ボモ−タ４６は、歯車４５の回転角度に対応するパルスを発生し、制御ユニット部６０に伝達すう。
図中、４５ｂはロッド、４５ｃはドッグ、４６ｃはロッド軸、４６ｄは接点である。
【００２５】
砥石の卓上ドレッサーによるドレッシングは、従来法、例えば、特許第２７８６８４２号、特許第２６９４１８９号、特許第３０２３０１８号公報に記載される方法を採用することができる。
すなわち、プログラムメモリ−をＮＣ平面研削装置に入力し、卓上ドレッサーによるドレッシングを数回のサイクルに分けて行い、入力された目標のｒ量だけドレス加工する。頭上ドレッサーと卓上ドレッサーのダイヤモンドツールは初期セット時にどちらも砥石に接触する高さ位置とする（図１）。ワークテーブルの左右送り速度は１０〜５０ｍ／分と速く、ドレス前後送り速度は５０〜２００ｍｍ／分、ドレス量（高さ）は０．０１〜０．０３ｍｍ／分が一般的である。
【００２６】
ついで、制御ユニット部６０の指令を受けて頭上ドレッサー４０の送りネジ４７をエンコーダまたはサーボモータ４６が回転させ、頭上ドレッサー４０のダイアモンド４９をｒ量の高さ分だけ下降させ（図２ａ）、１〜２サイクルドレシングする。
【００２７】
この頭上ドレッサー４０の下方送りは、卓上ドレッサーによるｒ量（高さ）のドレシングが終了してから行なってもよいが、卓上ドレッサーの１パス完了毎に卓上ドレッサー１パスによりドレスされた量ｒ_ｉ（高さ）に追従して頭上ドレッサー４０の送りネジ４７を順次量ｒ_ｉ（高さ）下方送りする（図2ｂ）のが、よりドレス時間を短縮でき好ましい。頭上ドレッサー４０のエンコーダまたはサーボモー制御による送りネジ４７の送り速度は１〜１０ｍｍ／分と遅いので、卓上ドレッサーによる砥石のドレッシング１パス完了毎に頭上ドレッサーを下方方向へｒ_ｉ量降下させることにより、ドレス時間を短縮できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の卓上ドレッサーと頭上ドレッサーを用いる砥石のドレッシング方法は、短時間で精度よく砥石をドレスすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の卓上ドレッサと頭上ドレッサを備えた研削装置の部分側面図である。
【図２】砥石のドレッシング状態を示す図である。
【図３】平面研削盤の斜視図である。
【図４】頭上ドレッサを備える平面研削装置の側面図である。
【符号の説明】
１平面研削装置
１１テ−ブル
１２電磁チャック
２４砥石
４０頭上ドレッサ
９０卓上ドレッサ

Claims

往復移動可能なワークテーブルと、該ワークテーブル上に保持されたワークを加工するための砥石頭の砥石軸に軸承された砥石と、前記ワークテーブル上にこのワークテーブル表面からドレッサーのダイヤモンドまでの高さが一定となるよう備えられた卓上ドレッサーと、前記砥石頭の砥石頭上に取り付けられ、水平方向（Ｚ軸方向）に前後送り可能にかつ鉛直方向（Ｙ軸方向）に昇降可能に備えられた頭上ドレッサーを具備する研削装置を用い、予め前記砥石の下部にある卓上ドレッサーで回転する砥石のドレッシングを行い、ついで砥石の頭上にある頭上ドレッサーで回転する砥石をドレッシングする方法であって、
予め前記卓上ドレッサーでドレッシングされた砥石の切り込み深さをｒとすると、前記頭上ドレッサーによるドレッシング時は、この頭上ドレッサーを砥石に対し２ｒだけ近づけた後に砥石のドレッシングを行うことを特徴とする、砥石の上下ドレッシング方法。
左右方向に往復移動可能なワークテーブルと、該ワークテーブル上に保持されたワークを加工するための砥石頭の砥石軸に軸承された砥石と、前記ワークテーブル上にこのワークテーブル表面からドレッサーのダイヤモンドまでの高さが一定となるよう備えられた卓上ドレッサーと、前記砥石頭の砥石頭上に取り付けられ、水平方向（Ｚ軸方向）に前後送り可能にかつ鉛直方向（Ｙ軸方向）に昇降可能に備えられた頭上ドレッサーと、頭上ドレッサーの鉛直方向送り制御部を具備する研削装置であって、前記頭上ドレッサーは、鉛直方向にネジ送り可能であり、かつ、水平方向に前後送り可能に砥石頭に備えられていることを特徴とする、研削装置。