JP4561951B2

JP4561951B2 - ツルーイング方法およびツルーイング装置

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Publication number: JP4561951B2
Application number: JP2002319818A
Authority: JP
Inventors: 政重土屋; 直人後藤; 浩伸金子
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-11-01
Filing date: 2002-11-01
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2022-11-01
Also published as: JP2004154869A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ツルーイング方法およびツルーイング装置に関し、さらに詳しくは、被加工物の研削加工する断面形状と対応して研削加工部の断面形状が成形された研削工具に対してツルーイング工具を相対的に移動させて、研削工具を整形するツルーイング方法、および、被加工物の研削加工する断面形状と対応して断面形状が成形された研削工具の研削加工部を整形するツルーイング工具と、該ツルーイング工具と研削工具とを制御可能に相対的に移動させる移動手段と、を備えてなるツルーイング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ツルーイングは、被加工物を精度よく研削加工するために、研削工具の研削加工部を所定の形状に整形するものである。
ツルーイングの従来の技術としては、ツルーイング工具の摩耗に応じて研削工具（砥石）の研削加工部を所定の形状に整形するために、ダイヤモンドツール（ツルーイング工具）の先端位置を計測器によりドレッシングごとに計測してその計測値にもとづいて摩耗量を求め、その摩耗量を補正値としてドレッシングされた砥石の砥石データ及びドレッシング座標系オフセット値の補正を行うことが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、別の従来の技術として、砥石の表面の形状を測定して、その測定結果をもとにツルーイングの目標値を決定し、この目標値との段差が公差以上である部分のツルーイングを実行することも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−４１６６号公報
【特許文献２】
実開平４−１２５５６５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示された従来の技術にあっては、被加工物の研削加工精度を低下させる要因となるツルーイング工具の摩耗量を測定して砥石データ及びドレッシング座標系オフセット値を補正するという言わば間接的な測定を行う手法であるため、工程数が多く、煩雑であるという問題があった。そして、特許文献１に開示された従来の技術にあっては、ツルーイング工具の摩耗量を求めるために、その先端位置をドレッシングごとに計測しなければならず、手間や時間がかかるというなどの問題があった。
【０００６】
また、上記特許文献２に開示された従来の技術にあっては、被加工物の研削加工精度を阻害する要因となる砥石の表面の形状を測定するものであり、特許文献１と同様に言わば間接的な測定を行う手法であるため、工程数が多く、煩雑であり、手間や時間がかかるなどの問題があった。また、特許文献２に開示された従来の技術にあっては、ツルーイングの目標値との段差が公差以上である部分のツルーイングを実行するものであるため、砥石の表面に凹凸が生じるという問題があった。
【０００７】
そして、一般に、ツルーイング工具は、研削工具の研削加工部と対向するように配置されており、比較的薄い円板状に成形されてその外周縁が研削加工部を整形する部分となっており、ツルーイング工具の磨耗量を正確に且つ容易に測定することが困難であるという問題があった。また、研削工具の研削加工部も、ワークと対向するように配置され、しかも、その周囲にカバーなどが設けられているために、研削工具の測定を容易に行うことができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、容易に且つ精度良く短時間で研削工具のツルーイングを行うことができるツルーイング方法およびツルーイング装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１のツルーイング方法に係る発明は、上記目的を達成するため、被加工物の研削加工する断面形状と対応して研削加工部の断面形状が成形された研削工具に対してツルーイング工具を相対的に移動させて、研削工具を整形するツルーイング方法であって、被加工物の公差のデータを予め記憶し、ツルーイングされた研削工具によって試し研削加工された被加工物の形状を三次元測定し、該測定結果が被加工物の前記公差の範囲内であるか否かを判断して、公差の範囲内にない場合に、測定ポイントの座標と設計ポイントの座標との誤差量を算出して、測定ポイントを始点として、該測定ポイントから設計ポイントの延長線上の方向に、前記測定ポイントの座標と設計ポイントの座標との誤差量の２倍の長さをシフトさせた補正ポイントを演算し、該補正ポイントの座標を研削工具の仮想の設計ポイントの座標とすることを特徴とするものである。
請求項２のツルーイング方法に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明において、前記仮想の設計ポイントの座標から公差の範囲内でツルーイング工具と研削工具との相対的な移動軌跡が滑らかとなるような補正データを演算することを特徴とするものである。
また、請求項３のツルーイング装置に係る発明は、上記目的を達成するため、被加工物の研削加工する断面形状と対応して断面形状が成形された研削工具の研削加工部を整形するツルーイング工具と、該ツルーイング工具と研削工具とを制御可能に相対的に移動させる移動手段と、を備えてなるツルーイング装置であって、ツルーイングされた研削工具によって試し研削加工された被加工物の形状を三次元測定する測定手段と、被加工物の公差のデータを記憶し、前記測定結果が被加工物の前記公差の範囲内であるか否かを判断して、公差の範囲内にない場合に、測定ポイントの座標と設計ポイントの座標との誤差量を算出して、測定ポイントを始点として、該測定ポイントから設計ポイントの延長線上の方向に、前記測定ポイントの座標と設計ポイントの座標との誤差量の２倍の長さをシフトさせた補正ポイントを演算し、該補正ポイントの座標を研削工具の仮想の設計ポイントの座標として、該仮想の座標から公差の範囲内でツルーイング工具と研削工具との相対的な移動軌跡が滑らかとなるような補正データを演算する演算手段と、を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１の発明では、被加工物の公差のデータを予め記憶しておき、ツルーイングされた研削工具によって試し研削加工し、その被加工物の形状を三次元測定する。被加工物の試し研削加工された断面形状は、その試し研削加工を行った研削工具の断面形状が反映された状態で転写される。そのため、研削工具によって試し研削加工された被加工物の形状を三次元測定することにより、その研削工具の形状が特定できる。そして、三次元測定された被加工物の（すなわち、研削工具の）断面の外郭の各位置におけるそれぞれの座標（測定ポイント）が、予め記憶された研削加工により成形しようとする被加工物の対応する位置における座標（設計ポイント）の公差の範囲内であるか否かを判断して、公差の範囲内にない場合に、測定ポイントの座標と設計ポイントの座標との誤差量を算出する。そして、測定ポイントを始点として、この測定ポイントから設計ポイントの延長線上の方向に、測定ポイントの座標と設計ポイントの座標との誤差量の２倍の長さをシフトさせた補正ポイントを演算し、この補正ポイントの座標を研削工具の仮想の設計ポイントの座標として、研削工具に対してツルーイング工具を仮想の設計ポイントの座標にしたがって相対的に移動させて、研削工具の形状を整形する。ツルーイング工具の摩耗量を補正することなく、研削工具が設計された通りの断面形状に整形される。
請求項２の発明では、請求項１に記載の発明において、仮想の設計ポイントの座標とされた演算された各補正ポイントの座標を結合した線、すなわち、研削工具の研削加工部に対してツルーイング工具が接する相対的な移動軌跡が設定された公差の範囲内で滑らかとなるように各補正ポイントを修正して補正データを演算することにより、ツルーイング工具によって研削工具の表面が滑らかに整形されることとなる。
請求項３の発明では、ツルーイングされた研削工具によって被加工物を試し研削加工し、その被加工物の形状を測定手段によって三次元測定する。被加工物の試し研削加工された断面形状は、その試し研削加工を行った研削工具の断面形状が反映される。そのため、研削工具によって試し研削加工された被加工物の形状を測定手段で三次元測定することにより、その研削工具の形状を特定することができる。演算手段は、三次元測定された被加工物の（すなわち、研削工具の）断面の外郭の各位置におけるそれぞれの座標（測定ポイント）が、予め記憶された研削加工により成形しようとする被加工物の対応する位置における座標（設計ポイント）の公差の範囲内であるか否かを判断して、公差の範囲内にない場合に、測定ポイントの座標と設計ポイントの座標との誤差量を算出して、測定ポイントを始点として、この測定ポイントから設計ポイントの延長線上の方向に、前記測定ポイントの座標と設計ポイントの座標との誤差量の２倍の長さをシフトさせた補正ポイントを演算し、この補正ポイントの座標を研削工具の仮想の設計ポイントの座標として、さらに、この仮想の座標から公差の範囲内でツルーイング工具と研削工具との相対的な移動軌跡が滑らかとなるような補正データを演算して、この補正データにしたがって研削工具に対してツルーイング工具を相対的に移動させて、研削工具の形状を整形する。ツルーイング工具の摩耗量を補正することなく、研削工具が設計された通りの断面形状に整形される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
最初に、本発明のツルーイング装置の実施の一形態を図１〜図６に基づいて詳細に説明する。同一符号は同様の部分または相当する部分を示すものとする。
【００１２】
本発明のツルーイング装置は、概略、被加工物（以下、ワークという）Ｗの研削加工形状に応じて成形された回転駆動される研削工具（以下、砥石という）Ｇを有する研削加工装置１０に設けられるもので、砥石の形状を整形するツルーイング工具（以下、ツルーアという）Ｔと、ツルーアＴと砥石ＧとをＮＣ制御可能に相対的に移動させる移動手段（後述する）と、ツルーイングされた砥石Ｇによって試し研削加工されたワークＷの形状を三次元測定する測定手段（以下、三次元測定装置という）２０と、ワークＷの公差データを記憶し、三次元測定装置の測定結果がワークＷの公差の範囲内であるか否かを判断して、公差の範囲内にない場合に、測定ポイントＭＰの座標と設計ポイントＤＰの座標との誤差量Δｄを算出して、測定ポイントＭＰを始点として、この測定ポイントＭＰから設計ポイントＤＰの延長線上の方向に、測定ポイントＭＰの座標と設計ポイントＤＰの座標との誤差量Δｄの２倍の長さである２Δｄをシフトさせた補正ポイントＣＰを演算し、この補正ポイントＣＰの座標を仮想の設計ポイントの座標として、さらに、ツルーアＴの整形部Ｔａと砥石Ｇの被整形部Ｇａとなる研削加工部との相対的な移動軌跡が公差の範囲内で滑らかとなるように、各補正ポイントＣＰを公差の範囲内で修正した修正データＣＤを演算する演算手段（後述する）と、を備えている。
【００１３】
この実施の形態においては、ワークＷが、自動車のドライブシャフトなどに使用される等速ジョイント（ＣＶＪ）を構成する外輪を成形するための鍛造型である場合により説明する。ＣＶＪの外輪の内部は、公知の通り、複数のボールがそれぞれ転動する溝と各溝の間の突条とが複数形成されてなる。そのため、鍛造型であるワークＷは、外輪の溝を形成するための突条Ｗａと外輪の突条を形成する溝Ｗｂとが、外輪の内部の形状に応じて形成される。砥石Ｇは、研削加工部Ｇａとなるその外周面における断面の形状が、ワークＷの単一の突条Ｗａを所定の設計された形状に研削加工することができるように、各突条Ｗａの設計された断面形状と対応して成形されている必要がある。
【００１４】
この実施の形態における全体の構成は、図１に概念図で示すように、加工機１と測定機２とで構成されている。
加工機１は、ワークＷを研削加工する研削加工装置１０と、ツルーアＴが設けられたツルーイング実行部１１と、研削加工装置１０およびツルーイング実行部１１をＮＣ制御するＮＣ制御部１２と、を備えている。
一方、測定機２は、ワークＷの形状を測定する三次元測定装置２０と、これを制御する制御部２１と、三次元測定装置２０から制御部２１を介して三次元測定されたデータを所定の形式に変換して加工機１のＮＣ制御部１２に出力するデータ変換・出力部２２と、を備えている。
なお、この実施の形態における全体の構成は、図１に示した実施の形態に限定されることはなく、三次元測定装置２０、制御部２１、およびデータ変換・出力部２２を備えた専用の測定機２に替えて、図２に示すように、例えばＣＡＤデータを処理することができるパーソナルコンピュータなどのような汎用の制御装置２１’を、汎用の三次元測定装置２０’およびデータ変換部２２’と、加工機１のＮＣ制御部とに接続した構成とすることもできる。この場合には、三次元測定装置２０’で測定されたワークＷの形状のデータを制御装置２１’が受けとってデータ変換部２２’で所定の形式に変換させて加工機１のＮＣ制御部１２に出力する。このような構成とすることにより、大型の測定機２のユニットを使用することなく、汎用の三次元測定装置２０’および制御装置２１'を使用するために、全体の構成を小型化すると共にコストを低減させることができる。
【００１５】
図３は、加工機１の実施の一形態を示したもので、研削加工装置１０とツルーイング実行部１１とは共通の基台３０上に設けられている。加工機１の砥石Ｇは、円板状に成形されてなるもので、その外周面がワークＷの突条Ｗａと対応した形状の研削加工部Ｇａとなっている。砥石Ｇは、その砥石軸が砥石台３１に保持されて回転駆動され、図示しない砥石移動アクチュエータによって図４のＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の任意の位置にＮＣ制御可能に移動される。
研削加工装置１０は、ワークＷをその軸周りの所定の位相に位置決め保持する保持手段３２、３３を有している。
【００１６】
ツルーイング実行部１１は、砥石Ｇの研削加工部Ｇａを整形するためのツルーアＴと、ツルーアＴを回転駆動可能に支持するツルーア台３４と、ツルーア台３４を傾動させる傾動手段としてツルーア台３４を支持して傾動軸Ｒの軸周りに揺動させる図示しないツルーアアクチュエータと、を備えている。図６に示すように、この実施の形態におけるツルーアＴは、比較的薄い円盤状で、砥石Ｔの被整形部となる研削加工部Ｇａを整形するための整形部Ｔａとなるその外周縁先端が断面において中心Ｃ（図６）から所定の半径を有する所謂アール形状に成形されており、回転された状態の砥石Ｇの研削加工部Ｇａの任意の位置を任意の量だけ削りとって任意の形状に整形することができる。また、ツルーア台３４は、ツルーアＴの回転軸の位置を図５の矢印ＸおよびＹ方向に調整するために図示しない調整機構を備えている。図４や図５に示すように、ツルーア台３４は、傾動軸Ｒの軸周りに揺動して傾くように構成されている。
このように構成されたツルーイング実行部１１では、図３および図６に示したように、ツルーアＴのアール形状とされた外周縁先端の中心Ｃの上方における水平線との接線Ｃｈがホルダの傾動軸Ｒと一致するように、ツルーア台３４に対するツルーアＴの回転軸の位置が調整機構によって調整される。
【００１７】
ＮＣ制御部１２は、砥石Ｇを回転制御しながら、図３に示すように研削加工装置１０においてワークＷの突条Ｗａを設定された形状に研削加工させるようにＸ方向およびＺ方向に移動させ、また、研削加工装置１０からツルーイング実行部１１にＺ方向に移動させて、ツルーアＴを回転制御しながら、ツルーアＴに対して砥石Ｇの研削加工部Ｇａの所定の位置が接するように、図４に示すように砥石ＧのＸ方向およびＹ方向の移動を制御すると共に、砥石Ｇの研削加工部Ｇａと接するツルーアＴの外周縁先端の整形部Ｔａの位置に応じて適切にツルーア台３４の傾動軸Ｒ回りの傾動を制御して、ツルーアＴを所定の角度に傾動させた状態で回転駆動し、砥石Ｇを回転させながらその研削加工部ＧａをツルーアＴの外周縁先端の整形部Ｔａに相対的に近づけて所定の形状に削って設計された任意の形状に整形する。
【００１８】
三次元測定装置２０は、この実施の形態の場合、研削加工装置１０の保持手段３２、３３に保持されたワークＷの突条Ｗａの軸方向における任意の位置の形状を測定してそのデータを出力するものである。データ変換・出力部２２は、制御部２１を介して三次元測定装置２０から出力された測定データを受けとって所定の形式に変換して加工機１のＮＣ制御部１２に出力する。
【００１９】
ツルーアＴと砥石Ｇとを相対的に移動させる移動手段は、この実施の形態の場合、砥石ＧをＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動させる図示しない砥石移動アクチュエータと、ツルーア台３４を傾動させる傾動手段としての図示しないツルーアアクチュエータと、により構成されている。
また、補正ポイントＣＰとその修正データＣＤを演算する演算手段は、加工機１のＮＣ制御部１２が機能するよう構成されている。なお、ＮＣ制御部１２が行う演算処理内容については後述する。
【００２０】
次に、本発明のツルーイング方法を、上述したように構成されたツルーイング装置を使用する場合により、ＮＣ制御部１２が行う演算処理内容と共に図７〜図１２に基づいて詳細に説明する。同一符号は同様の部分または相当する部分を示すものとする。
本発明のツルーイング方法は、概略、ワークＷの突条Ｗａの研削加工断面形状に応じて成形された回転駆動される砥石Ｇに対してツルーアＴを相対的に移動させて、砥石Ｇの研削加工部Ｇａを整形するもので、被加工物の公差のデータを予め記憶し、砥石ＧによってワークＷを試し加工し、この試し加工されたワークＷの形状を三次元測定し、この測定結果が予め記憶されたワークＷの公差の範囲内であるか否かを判断して、公差の範囲内にない場合に、測定ポイントＭＰの座標と設計ポイントＤＰの座標との誤差量Δｄを算出して、測定ポイントＭＰを始点として、この測定ポイントＭＰから設計ポイントＤＰの延長線上の方向に、測定ポイントＭＰの座標と設計ポイントＤＰの座標との誤差量Δｄの２倍の長さである２Δｄをシフトさせた補正ポイントＣＰを演算し、この補正ポイントＣＰの座標を仮想の設計ポイントの座標としてこの補正ポイントＣＰに従って砥石Ｇの被成形部である研削加工部Ｇａを整形するものである。そして、本発明のツルーイング方法はさらに、演算され仮想の設計ポイントとされた補正ポイントＣＰから公差の範囲内でツルーアＴと砥石Ｇとの相対的な移動軌跡が滑らかとなるような補正データＣＤを演算して、この補正データにしたがって砥石Ｇに対してツルーアＴを相対的に移動させて砥石Ｇを整形するものである。
【００２１】
この実施の形態の説明では、ワークＷとして自動車のＣＶＪの外輪を成形するための鍛造型を製造するために、その鍛造型（ワーク）Ｗの単一の突条Ｗａを設計された形状に研削加工するために、砥石Ｇの研削加工部ＧａをワークＷの突条Ｗａの設計された形状と対応するように整形するものとする。
【００２２】
図７に示すように、砥石Ｇの研削加工部Ｇａを設計された断面形状に成形するにあたっては、最初に、ツルーアＴのアール形状とされた整形部Ｔａとなる外周縁先端の中心Ｃの上方における水平線との接線Ｃｈがホルダの傾動軸Ｒと一致するように（図３または図６を参照）、ツルーイング実行部１１のツルーアＴの回転軸の位置を調整する（図７のＳＴ１）。
【００２３】
次いで、砥石Ｇの研削加工部ＧａをツルーアＴによって整形するツルーイングを行う（図７のＳＴ２）。このツルーイングされたときの砥石Ｇの研削加工部Ｇａは、後に再びツルーイングにより削り取られることを考慮して、断面形状が設定以下の大きさに整形される。
【００２４】
その後、ツルーイングされた砥石Ｇを使用してワークＷの突条Ｗａを試しに研削加工する（図７のＳＴ３）。研削加工されたワークＷの突条Ｗａの断面形状は、図８に示すように、砥石Ｇの研削加工部Ｇａの断面形状が転写されることとなる。ここで、砥石Ｇの研削加工部ＧａをツルーイングしたツルーアＴは、使用により摩耗することとなり、しかもその使用条件によっては摩耗が部分的となることがある。このように摩耗したツルーアＴによって砥石Ｇの研削加工部Ｇａにツルーイングを行うと、砥石Ｇの研削加工部Ｇａは、設定された形状に整形されない。図９に示すように、ツルーアＴの摩耗量ＴＶは、砥石Ｇの研削加工部Ｇａの削り取ることができない量ＧＶとなる。そして、ツルーアＴの摩耗量ＴＶと同量が削り取られなかった研削加工部Ｇａの断面形状は、研削加工を行ったワークＷの突条Ｗａの断面形状に反映されて転写されることとなる。そこで、本発明では、従来の技術のようにツルーアＴの形状やツルーイングされた砥石Ｇの研削加工部Ｇａの形状を測定してツルーアＴや砥石Ｇの摩耗量を補正するのではなく、ツルーアＴによってツルーイングされた砥石Ｇを使用して試し研削加工されることにより砥石Ｇの研削加工部Ｇａの断面形状が転写されたワークＷの断面形状Ｗａを三次元測定することとしたのである（図７のＳＴ４）。なお、本発明では、三次元測定装置２０を用いて直接的にワークＷの形状を測定することに限定されることなく、砥石ＧのワークＷに対する送り量や、ＣＡＥ解析やシミュレーションから間接的にワークＷの形状を三次元測定することもできる。
【００２５】
図１０に示すように、三次元測定装置２０は、ワークＷの突条Ｗａの所定の断面における形状を測定してその測定値のデータを出力する。ＮＣ制御部１２には、ワークＷの設計された形状とその誤差を許容する所定範囲の公差のデータが予め記憶されている。図１０に示した実施の形態では、公差が設計された形状のプラス側およびマイナス側の双方に設定されている。しかしながら、本発明は、この実施の形態に限定されることなく、公差が設計形状のプラス側とマイナス側のいずれか一方だけに設定されている場合にも適用することができる。ＮＣ制御部１２は、三次元測定装置２０が出力した測定値のデータが公差の範囲内であるかを判断する（図７のＳＴ５）。
【００２６】
そして、ＮＣ制御部１２は、測定値のデータが公差の範囲内にない場合（図７のＳＴ５においてＮの場合）には、測定値のデータから所定のピッチの測定ポイントＭＰの座標と、設計された形状における測定ポイントＭＰに対応する設計ポイントＤＰの座標を作成して、各測定ポイントＭＰの座標と各設計ポイントＤＰの座標との誤差量Δｄをそれぞれ算出し（図７のＳＴ６）、次いで、設計ポイントＤＰの座標から反対側にそれぞれの誤差量Δｄをシフトさせた補正ポイントＣＰの座標を演算する（図７のＳＴ７）。すなわち、補正ポイントＣＰとは、各計測ポイントＭＰの座標から各設計ポイントＤＰの座標の延長線上に各誤差量Δｄ×２をシフトさせた座標、言換えれば、ツルーアＴと砥石Ｇの摩耗による誤差を含んだままの状態で、ＮＣ制御によって砥石Ｇの研削加工部Ｇａに対するツルーアＴの整形部Ｔａの相対的な移動軌跡を通過させる仮想の座標を意味する。
【００２７】
次いで、ＮＣ制御部１２は、砥石Ｇの研削加工部Ｇａを滑らかに整形するために、各補正ポイントＣＰの結合した線（砥石Ｇの研削加工部Ｇａに対するツルーアＴの整形部Ｔａの相対的な移動軌跡）を滑らかにするように修正した補正データＣＤを演算・作成する（図７のＳＴ８）。補正データＣＤは、図１１に示すように、先に演算により求められた補正ポイントＣＰの隣接する３点を結合した線が公差の範囲内で円弧となるように演算することにより求めることができる。そして、補正データＣＤは、図１２に示すように、隣接する３点の補正ポイントＣＰを結合した線を円弧となるように演算し、３点の補正ポイントＣＰの内で片端と中央との２点の補正ポイントＣＰ１，ＣＰ２と次に隣接する１点の補正ポイントＣＰ３との合計３点の補正ポイントＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰの結合した線が公差の範囲内で円弧となるように各補正ポイントＣＰの座標を演算・修正して移動させた修正移動ポイントＣＰ１’、ＣＰ２’、ＣＰ３’を求めて、この修正移動ポイントＣＰ１’、ＣＰ２’、ＣＰ３’を結合した補正データＣＤ’を作成し、次いで、修正移動ポイントＣＰ２’、ＣＰ３’、と隣接する補正ポイントＣＰ４の結合した線が公差の範囲内で円弧となるように各補正ポイントＣＰの座標を演算・修正して移動させた修正移動ポイントＣＰ２’、ＣＰ３’、ＣＰ４’を求めて、この修正移動ポイントＣＰ２’、ＣＰ３’、ＣＰ４’を結合した補正データＣＤ’を作成するというように、順にオーバラップさせながら修正移動ポイントＣＰ’とその補正データＣＤ'を演算することにより、砥石Ｇの研削加工部Ｇａに対するツルーアＴの整形部Ｔａの相対的な移動軌跡がさらに滑らかとなり、したがって、砥石Ｇの研削加工部Ｇａをさらに滑らかに整形することができるようになる。
【００２８】
補正データＣＤが作成されると、ＮＣ制御部１２は、その補正データＣＤを実際に砥石Ｇの研削加工部ＧａとツルーアＴの外周縁先端の整形部Ｔａとを相対的に移動させるためのＮＣデータに変換して出力し（図７のＳＴ９）、ＮＣデータを補正して（図７のＳＴ１０）、この補正されたＮＣデータに従って再び砥石Ｇの研削加工部ＧａをツルーアＴにより整形するツルーイングを行う（図７のＳＴ２）。これらの工程（図７のＳＴ２〜ＳＴ１０）は、試し加工されたワークＷの測定データＭＤが公差の範囲内となるまで（図７のＳＴ５においてＹとなるまで）繰り返し行われる。砥石Ｇの研削加工部Ｇａは、ツルーアＴによって整形されると同時に、目詰まりが取り除かれるドレッシングも行われる。
【００２９】
一方、三次元測定装置２０が検出した測定データＭＤが公差の範囲内にあると判断された場合（図７のＳＴ５においてＹの場合）には、その砥石Ｇを使用してワークＷの各突条Ｗａを研削加工し（図７のＳＴ１１）、ワークＷの各突条Ｗａが設計された断面形状に成形されると、研削加工を終了する（図７のＳＴ１２）。
【００３０】
これらのツルーイングのための一連の工程は、ワークＷとして鍛造型を製造する毎に行うことができ、また、所定の使用回数または使用経過時間が経過した砥石Ｇの研削加工部Ｇａをメンテナンスするために行うこともできる。メンテナンスの場合にあっては、三次元測定するためのワークＷは試し加工されたものではなく、砥石Ｇによって連続して研削加工されたものの内から選択される。
【００３１】
なお、本発明は、ワークＷとしてＣＶＪの外輪を成形するための鍛造型に限定されることなく、砥石Ｇによって研削加工される他のワークにも適用することができる。
【００３２】
本発明では、設計された形状のワークＷを研削加工するために、従来の技術のようにツルーアＴの摩耗を測定したりツルーイングされた砥石Ｇの寸法を測定するなど間接的な測定を行って砥石ＧやツルーアＴに関するＮＣ制御を補正する必要がなく、試し研削加工されたワークを三次元測定するという容易な工程によって補正ポイントＣＰを求め、ツルーアＴと砥石Ｇの摩耗による誤差を含んだままの状態で、砥石Ｇの研削加工部Ｇａに対してツルーアＴの外周縁先端の整形部Ｔａを相対的に移動させるためのＮＣ制御を補正するので、ワークＷを精度良く研削加工することができるように、容易に且つ適切に砥石Ｇをツルーイングすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、三次元測定する対象が研削工具によって試し研削加工されたワークの形状であるため、容易に三次元測定を行うことができ、しかも、この測定結果が被加工物の公差の範囲内であるか否かを判断して、公差の範囲内にない場合に、測定ポイントの座標と設計ポイントの座標との誤差量を算出して、測定ポイントを始点として、該測定ポイントから設計ポイントの延長線上の方向に、前記測定ポイントの座標と設計ポイントの座標との誤差量の２倍の長さをシフトさせた補正ポイントを演算し、該補正ポイントの座標を研削工具の仮想の設計ポイントの座標とするため、短時間で精度良く研削工具のツルーイングを行うことができるツルーイング方法を提供することができる。
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の発明において、仮想の設計ポイントの座標からツルーイング工具と研削工具との相対的な移動軌跡が滑らかとなるような補正データを公差の範囲内で容易に演算することができ、したがって、研削工具の研削加工部を公差の範囲内で容易に滑らかに整形することができるツルーイング方法を提供することができる。
請求項３の発明によれば、測定手段がツルーイングされた研削工具によって試し研削加工された被加工物の形状を三次元測定するものであり、演算手段が被加工物の公差のデータを記憶し、前記測定結果が被加工物の前記公差の範囲内であるか否かを判断して、公差の範囲内にない場合に、測定ポイントの座標と設計ポイントの座標との誤差量を算出して、測定ポイントを始点として、該測定ポイントから設計ポイントの延長線上の方向に、前記測定ポイントの座標と設計ポイントの座標との誤差量の２倍の長さをシフトさせた補正ポイントを演算し、該補正ポイントの座標を研削工具の仮想の設計ポイントとするものであるという簡単な構成で、容易に補正ポイントを短時間で演算することができ、しかもツルーイング工具と研削工具との相対的な移動軌跡が滑らかとなるような補正データを演算するため、精度良く研削工具のツルーイングを自動的に行うことができるツルーイング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のツルーイング装置および研削加工装置の全体の構成を示す概念図である。
【図２】本発明のツルーイング装置および研削加工装置の全体の別の構成を示す概念図である。
【図３】図１に示した加工機の実施の一形態を示す正面図である
【図４】ツルーイング実行部の斜視図である。
【図５】ツルーアが傾動軸Ｒの軸周りに揺動される状態を示す説明図である。
【図６】ツルーアのアール形状に成形された外周縁先端の中心Ｃと傾動軸Ｒとにズレが生じてツルーアの回転軸の位置を調整することが必要な場合を概念的に示した説明図である。
【図７】本発明のツルーイング方法の実施の一形態を示すフローチャートである。
【図８】部分的に摩耗したツルーアによって整形されて設定された断面形状となっていないた砥石と、この砥石によって研削加工されて断面形状が転写されたワークとを示す部分断面図である。
【図９】部分的に摩耗したツルーアの摩耗量と、砥石の研削加工部の削り取ることができない量とを説明するための部分拡大断面図である。
【図１０】ワークの測定データから演算される所定ピッチの測定ポイントと、ワークの設計された形状のデータに基づく設計ポイントおよびその公差と、測定ポイントおよび設計ポイントから求められる補正ポイントと、を説明するための概念図である。
【図１１】隣接する３点の補正ポイントを結合した線を滑らかにするように円弧状にした補正データを説明するための概念図である。
【図１２】補正ポイントを結合した線がさらに滑らかとなるようにするために、補正データの演算順序を説明するための概念図である。
【符号の説明】
Ｗワーク（被加工物）
Ｔツルーア（ツルーイング工具）
Ｇ砥石（研削工具）
ＭＤ測定データ
ＭＰ測定ポイント
ＤＰ設計ポイント
ＣＰ補正ポイント
ＣＰ’ 修正補正ポイント
ＣＤ修正データ
１加工機
１０研削加工装置
１１ツルーイング実行部
１２ＮＣ制御部（演算手段）
２測定機
２０三次元測定装置

Claims

被加工物の研削加工する断面形状と対応して研削加工部の断面形状が成形された研削工具に対してツルーイング工具を相対的に移動させて、研削工具を整形するツルーイング方法であって、
被加工物の公差のデータを予め記憶し、
ツルーイングされた研削工具によって試し研削加工された被加工物の形状を三次元測定し、
該測定結果が被加工物の前記公差の範囲内であるか否かを判断して、公差の範囲内にない場合に、測定ポイントの座標と設計ポイントの座標との誤差量を算出して、測定ポイントを始点として、該測定ポイントから設計ポイントの延長線上の方向に、前記測定ポイントの座標と設計ポイントの座標との誤差量の２倍の長さをシフトさせた補正ポイントを演算し、
該補正ポイントの座標を研削工具の仮想の設計ポイントの座標とすることを特徴とするツルーイング方法。
前記仮想の設計ポイントの座標から公差の範囲内でツルーイング工具と研削工具との相対的な移動軌跡が滑らかとなるような補正データを演算することを特徴とする請求項１に記載のツルーイング方法。
被加工物の研削加工する断面形状と対応して断面形状が成形された研削工具の研削加工部を整形するツルーイング工具と、該ツルーイング工具と研削工具とを制御可能に相対的に移動させる移動手段と、を備えてなるツルーイング装置であって、
ツルーイングされた研削工具によって試し研削加工された被加工物の形状を三次元測定する測定手段と、
被加工物の公差のデータを記憶し、前記測定結果が被加工物の前記公差の範囲内であるか否かを判断して、公差の範囲内にない場合に、測定ポイントの座標と設計ポイントの座標との誤差量を算出して、測定ポイントを始点として、該測定ポイントから設計ポイントの延長線上の方向に、前記測定ポイントの座標と設計ポイントの座標との誤差量の２倍の長さをシフトさせた補正ポイントを演算し、該補正ポイントの座標を研削工具の仮想の設計ポイントの座標として、該仮想の座標から公差の範囲内でツルーイング工具と研削工具との相対的な移動軌跡が滑らかとなるような補正データを演算する演算手段と、を設けたことを特徴とするツルーイング装置。