JP4988534B2 - センタレス研削盤の段取り装置、その段取り方法およびセンタレス研削盤 - Google Patents

Description

この発明は、センタレス研削盤の段取り装置、その段取り方法およびセンタレス研削盤に関し、さらに詳細には、センタレス研削盤において、砥石車の交換時の段取りを行うための段取り技術に関する。

一般に、センタレス研削盤において、砥石車を交換した場合には、この交換後の新しい砥石車を所定の位置に位置合わせするための段取り作業が必須であり、この段取り作業は、従来、作業者による手作業で行われていた。

この段取り作業に際しては、まず、ドレス装置のドレス工具と砥石車の工具位置合わせを行い、この工具位置合わせの後に、上記ドレス装置により砥石車の砥石面にドレッシング（整形・目立て）を施し、最後にこのドレッシングが完了した砥石車を所定の研削位置へ相対的に復帰させるという手順で行われていた(砥石車の相対的な復帰動作つまり切込み方向への相対的な移動動作には、砥石車が移動するタイプと、工作物を支持するブレードおよび調整車が移動するタイプとがある。以下、本明細書および特許請求の範囲を通じて同様とする。)。

しかしながら、このような従来の段取り作業には以下のような種々の問題があり、その改善が要望されていた。

（１）段取り作業には経験に基づく熟練した技量が要求されて、特定の熟練者しか携わることができず、その作業自体も複雑かつ面倒で長い時間を要し、しかも、このような段取り作業は砥石車の交換のたびに必須の作業であり、これがため、センタレス研削盤においては非常に労力と時間を要する作業となっていた。

（２）上記のとおり経験に基づく熟練した作業者による作業であることから、作業者の操作ミスなどの人為的なミスにより、砥石車の破損等が起こりやすい。

（３）砥石車の外径砥石面形状にもよるが、上述のごとく段取りに要する作業時間が長く、この段取り作業時間中は、センタレス研削盤自体の稼働が中断されるだけでなく、作業者しかも特定の熟練者が機械に付きっきりになって作業の自由を束縛されてしまい、極めて非能率的で、生産性の低下も問題となっていた。

（４）また、段取り作業後においても、作業者が砥石車とドレス工具の使用限界を定期的に点検する必要があり、この点でも非常な労力を強いられていた。

なお、本出願人の知る限りにおいて、このような従来の問題点に着目・改良した先行技術はまだ存在しない。
なし

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、センタレス研削盤において、砥石車の交換時の段取り作業を機械により自動化することができる段取り技術を提供することにある。

また、本発明の他の目的とするところは、上記段取り技術を採用したセンタレス研削盤を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の段取り装置は、センタレス研削盤に装着されて、砥石車の交換時の段取りを行うためのものであって、上記砥石車の外径砥石面をドレッシングするドレス装置と、上記ドレス装置のドレス台に設けられて、上記砥石車の外径位置を測定する砥石位置測定手段と、上記砥石車の砥石台に設けられて、上記砥石位置測定手段の測定基準位置を規定する基準ブロックと、上記砥石車をドレッシングするドレス装置のドレス工具と砥石車の接触位置を測定する接触位置測定手段と、上記基準ブロックの測定基準位置に基づく上記砥石位置測定手段の測定結果から、予め設定された砥石径基準値に基づいて上記砥石車の外径寸法を算出する寸法算出手段と、上記ドレス装置を制御する段取り制御手段とを備えてなり、この段取り制御手段は、上記寸法算出手段の算出結果に従って、上記ドレス装置を制御するように構成されていることを特徴とする。

好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記ドレス装置は、上記ドレス工具として、回転駆動されるロータリ・ドレス工具を備えるロータリ・ドレッサの形態とされる。

（２）上記ドレス工具と砥石車との接触状態を検出する接触状態検出手段を備え、この接触状態検出手段の検出結果に従って、上記ドレス工具によるドレッシング状態が判定される構成とされる。

（３）上記ドレス工具の切込み方向位置を測定する工具切込み位置測定手段を備え、上記寸法算出手段は、この工具切込み位置測定手段の測定結果と、上記砥石車の外径寸法の算出結果に基づいて、上記ドレス工具のドレス部寸法を算出するように構成される。

（４）上記ドレス工具の着脱を確認する工具確認手段と、上記砥石車の着脱を確認する砥石確認手段を備え、上記段取り制御手段は、これら両確認手段の確認信号に従って、上記砥石切込み移動手段およびドレス装置による段取り工程を開始するように構成される。

本発明の段取り方法は、センタレス研削盤において、上記段取り装置により砥石車の交換時の段取りを行う方法であって、（ｉ）砥石台にセットされた砥石車について、砥石車の回転を停止させた状態で、上記砥石位置測定手段および寸法算出手段により、上記砥石車の外径寸法を測定算出する砥石外径測定工程と、（ii）上記砥石車を回転駆動させて、上記ドレス装置により、上記砥石外径測定工程により測定算出された砥石車の外径寸法に基づいて、上記砥石車の外径砥石面をドレッシングするドレッシング工程と、（iii）上記ドレッシング工程完了後、上記砥石車の回転を停止させた状態で、上記砥石位置測定手段および寸法算出手段により、上記砥石車の外径寸法を測定算出する加工外径測定工程と、（iv）上記加工外径測定工程により測定算出された砥石車の外径寸法に基づいて、上記砥石車を所定の研削位置へ相対的に復帰させる砥石復帰工程とを備えてなることを特徴とする。

好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記（ｉ）および（iii）の工程における砥石車の外径寸法Ｄは、上記砥石車、基準ブロックおよびドレス装置のドレス工具の砥石切込み方向の平面配置座標図において、上記砥石位置測定手段の原点位置に対する上記砥石車の外径位置の測定座標をＣ、上記基準ブロックの測定基準位置の原点位置に対する測定座標をＥ、この測定座標Ｅを砥石車の外径寸法に換算した値をＦ₀とすると、以下の関係式から算出される。
関係式：Ｃ＋Ｄ／２＝Ｅ＋Ｆ₀／２

（２）上記加工外径測定工程完了後に、上記寸法算出手段により、上記砥石車の外径寸法の算出結果と上記工具切込み位置測定手段の測定結果に基づいて、上記ドレス工具のドレス部寸法を算出するように工具寸法測定工程を備える。

（３）上記工具寸法測定工程におけるドレス工具のドレス部のドレス部寸法Ａは、上記砥石車、基準ブロックおよびドレス装置のドレス工具の砥石切込み方向の平面配置座標図において、上記ドレス工具から上記砥石車の中心までの基準距離をＧ₀、上記ドレス工具が上記砥石車の外径に接触する原点位置に対する測定座標をＢとすると、以下の関係式から算出される。
関係式：Ｇ₀＝Ａ／２＋Ｂ＋Ｄ／２

また、本発明のセンタレス研削盤は、工作物の円筒外径面等をセンタレス研削するセンタレス研削盤であって、上記工作物を支持するブレードと、駆動回転されて、上記工作物を回転支持する調整車と、駆動回転されて、上記工作物の円筒外径面を研削する砥石車と、この砥石車の外周砥石面を整形・目立てするドレス手段と、これら調整車、砥石車およびドレス手段を制御する制御手段とを備えるとともに、上記砥石車の交換時の段取りを行うための段取り手段を備えてなり、この段取り手段は、上記段取り装置から構成されていることを特徴とする。

好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記段取り装置の工具切込み位置測定手段は、上記ドレス手段の工具切込み手段からなる。

（２）上記ドレス手段は、上記ドレス工具として、回転駆動されるロータリ・ドレス工具を備えるロータリ・ドレッサの形態とされている。

本発明の段取り装置によれば、砥石車の外径砥石面をドレッシングするドレス装置と、上記ドレス装置のドレス台に設けられて、上記砥石車の外径位置を測定する砥石位置測定手段と、上記砥石車の砥石台に設けられて、上記砥石位置測定手段の測定基準位置を規定する基準ブロックと、上記砥石車をドレッシングするドレス装置のドレス工具と砥石車の接触位置を測定する接触位置測定手段と、上記基準ブロックの測定基準位置に基づく上記砥石位置測定手段の測定結果から、予め設定された砥石径基準値に基づいて上記砥石車の外径寸法を算出する寸法算出手段と、上記ドレス装置を制御する段取り制御手段とを備えてなり、この段取り制御手段は、上記寸法算出手段の算出結果に従って、上記ドレス装置を制御するように構成されているから、砥石車の交換時の段取り作業を機械により自動化することができる。

すなわち、上記段取り装置による段取り方法は、（ｉ）砥石台にセットされた砥石車について、砥石車の回転を停止させた状態で、上記砥石位置測定手段および寸法算出手段により、上記砥石車の外径寸法を測定算出して（砥石外径測定工程）、砥石車を回転駆動させてからドレス工具を砥石車に接触させて、ドレス工具と砥石車の工具位置合わせを行い、（ii）この工具位置合わせの後に、上記砥石車を回転駆動させたまま、上記ドレス装置により、上記砥石外径測定工程により測定算出された砥石車の外径寸法に基づいて、上記砥石車の外径砥石面をドレッシング（整形・目立て）し（ドレッシング工程）、（iii）上記ドレッシング工程完了後、上記砥石車の回転を停止させた状態で、上記砥石位置測定手段および寸法算出手段により、上記砥石車の外径寸法を測定算出し（加工外径測定工程）、（iv）最後に、上記砥石外径測定工程により測定算出された砥石車の外径寸法に基づいて、上記砥石車を所定の研削位置へ相対的に復帰させる（砥石復帰工程）。

以上のように、初期のセッティングのみを行うことで、ドレス装置のドレス工具と砥石車の工具位置合わせ→ドレス装置による砥石車のドレッシング（整形・目立て）→砥石車の所定の研削位置への相対的な復帰という一連の段取り工程が自動で行われ、従来は人手による手作業で行われていた段取り作業が自動化されて、以下に列挙するような効果が有効に発揮され得る。

（１）従来は人が行っていた砥石車のセット後の段取り作業が機械により自動化された結果、作業者は、従来の段取り時間分をその他の作業に割り当てられるので、時間を有効に使うことができる。

（２）段取り作業の機械による自動化が実現することにより、人手による段取り作業のような経験に基づく熟練した技量は不要となり、単なるボタン操作等により、誰が行っても安定した精度の高い段取り作業結果が得られ、作業者の操作ミスなどの人為的なミスにより、砥石車の破損等も起こり難い。

（３）段取り工程において、寸法算出手段が、基準ブロックの測定基準位置に基づく砥石位置測定手段の測定結果から、予め設定された砥石径基準値に基づいて砥石車の外径寸法を算出したり、さらには、この砥石車の外径寸法の算出結果とドレス工具の切込み方向位置を測定する工具切込み位置測定手段の測定結果に基づいて、ドレス工具のドレス部寸法（ロータリダイヤであればその外径寸法）を算出するように構成されることにより、やはり従来、作業者が定期的に行っていたドレス工具と砥石車の使用限界も自動で管理できるので、従来のような定期的な点検作業も一切不要となり、作業負担の大幅な削減が可能となる。

また、本発明のセンタレス研削盤にあっては、上記（１）〜（４）の効果が有効に発揮され得るとともに、その基本構成が、従来公知の一般的なセンタレス研削盤と同様であり、段取り自動化のための主として制御構成を追加するだけで、新たな装置構造の研究開発に要する労力等も少ない。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本発明に係るセンタレス研削盤の段取り装置（段取り手段）の構成が図１にブロック図で示されており、この段取り装置は、具体的にはセンタレス研削盤の砥石車１の交換時の段取りを行うための装置であって、ドレス装置３、砥石位置測定部（砥石位置測定手段）４、基準ブロック５、ダイヤ位置測定部（工具切込み位置測定手段）６、ダイヤ負荷検知部（接触位置測定手段、接触状態検出手段）７、寸法算出部（寸法算出手段）８、および段取り制御部（段取り制御手段）９を主要部として備えてなる。

この段取り装置が装着されるセンタレス研削盤は、具体的には図示しないが、従来公知の基本構造を備え、駆動回転されて、工作物の円筒外径面を研削する上記砥石車１のほか、工作物を支持するブレード、駆動回転されて、上記工作物を回転支持する調整車、上記砥石車１の外周砥石面を整形・目立てする上記ドレス装置（ドレス手段）３、および上記砥石車１、調整車およびドレス装置３を制御する装置制御部（制御手段）１０を主要部として構成されている。

砥石車１は、研削対象となる工作物の円筒外径面に対応したプロフィールを有し、図示の実施形態の砥石車１は、図２に示すように、大径の円筒砥石面１ａと小径の円筒砥石面１ｂがスペーサ部１ｃを介して軸方向に所定間隔をもって配置されてなる段付砥石車の外観形状を呈する。この砥石車１は、その外周部に、ダイヤモンドまたはＣＢＮ等の超砥粒からなる砥石層を備え、この砥石層により上記砥石面１ａ、１ｂが形成されている。なお、砥石車１の砥石面１ａ、１ｂを形成する砥石層は、図示の実施形態のような超砥粒からなる砥石層のほか、一般砥粒からなる一般砥石層も目的に応じて適用される。

この砥石車１は従来公知の一般的基本構造を備えており、砥石駆動部１１により、所定の回転速度をもって回転駆動されるとともに、図外の工作物に対して相対的に切込み送りされる構成とされている。

具体的には、砥石車１は、砥石軸１２に取外し可能に取付け固定され、この砥石軸１２が砥石台１３に回転可能に軸承されるとともに、上記砥石駆動部１１の砥石回転部１５、つまり図示しない動力伝動ベルトや歯車機構を介して駆動モータ等の回転駆動源に駆動連結されている。この回転駆動源は三相モータ等の駆動モータからなり、この駆動モータが装置制御部１０の砥石制御部１０１に電気的に接続されている。

また、具体的には図示しないが、図示の実施形態においては、上記砥石台１３は装置ベッド上に固定的に設けられており、図外の工作物（図２および図３において右側でブレードと調整車により回転支持される。）に対する相対的な切込み動作は、上記工作物を回転支持するブレードと調整車を支持する調整車台の切込み送り動作（上記砥石車１の砥石軸１２の軸線方向に垂直な方向への送り動作）によりなされる。

ドレス装置３は、砥石車１が新しい砥石車に交換された際の段取り時に、または研削加工による経時的摩耗に伴い所定のインターバルをもって、砥石車１の円筒砥石面１ａ、１ｂに対して、工作物の研削加工対象である円筒外径面の寸法に対応するようにドレッシング（目立て・整形）を行うもので、具体的には、ドレス工具２０として、回転駆動されるロータリ・ドレス工具を備えるロータリ・ドレッサの形態とされている。

図示の実施形態のロータリ・ドレス工具２０は、図１に示すように、上記砥石車１の砥石面１ａ、１ｂに対応して、その外周ドレス部２０ａが結合材料により結合されてなるダイヤモンドやＣＢＮ等の超砥粒により構成されたロータリ・ダイヤの形態とされている。なお、上記ロータリ・ドレス工具２０の外周ドレス部２０ａを構成する砥粒としては、ドレッシング対象である砥石車１の砥石層が一般砥石層の場合には、一般砥粒が用いられる場合もある。

このロータリ・ダイヤ２０は従来公知の一般的基本構造を備えており、ドレス駆動部２１により所定の回転速度をもって回転駆動されるとともに、砥石車１に対してトラバースしながら切込み送りされる構成とされている。

具体的には、ロータリ・ダイヤ２０は、ドレス軸２２に取外し可能に取付け固定され、このドレス軸２２がドレス台２３に回転可能に軸承されるとともに、上記ドレス駆動部２１のダイヤ回転部２５に、つまり図示しない動力伝動ベルトや歯車機構を介して駆動モータ等の回転駆動源２６に駆動連結されている。この回転駆動源２６は好適にはサーボモータからなり、この回転サーボモータ２６が装置制御部１０のドレス制御部１０２に電気的に接続されている。

なお、上記ダイヤ回転部２５は、後述するように、段取り装置の接触位置測定手段および接触状態検出手段、つまりダイヤ負荷検知部７としての機能を兼務する。

つまり、ダイヤ負荷検知部７は、上記回転サーボモータ２６の負荷電流により検出し、この検出結果が上記ドレス制御部１０２に送られて、ドレス制御部１０２は、ロータリ・ダイヤ２０と砥石車１との接触位置を検出するとともに（接触位置測定手段としての機能）、およびロータリ・ダイヤ２０による砥石車１のドレッシング時の接触状態を検出して、この検出結果に従って、ロータリ・ダイヤ２０によるドレッシング状態を判定する（砥石車１の砥石面１ａ、１ｂが均一にドレッシングされているかを判定する接触状態検出手段としての機能）。

また、ロータリ・ダイヤ２０は、ドレス駆動部２１のダイヤ切込み部２７により、上記砥石車１の切込み方向Ｙ(ここにいう「切込み方向Ｙ」とは、図示の実施形態のように工作物を支持するブレードおよび調整車が移動するタイプと、砥石車が移動するタイプとを含めて、工作物に対する砥石車の相対的な切込み方向を意味している。以下、本明細書および特許請求の範囲を通じて同様とする。)と平行な方向へ往復移動可能とされている。つまり、上記ロータリ・ダイヤ２０が装着されるドレス台２３は、可動台２８上に上記切込み方向Ｙと平行な方向へ往復移動可能とされるとともに、このドレス台２３が上記可動台２８に配設された移動手段に駆動連結されている。この移動手段は、好適にはボールねじ（図示省略）と切込みサーボモータ２９からなり、この切込みサーボモータ２９が装置制御部１０のドレス制御部１０２に電気的に接続されている。

なお、上記ダイヤ切込み部２７は、段取り装置の工具切込み位置測定手段であるダイヤ位置測定部６としての機能を兼務する。つまり、ダイヤ位置測定部６は、上記切込みサーボモータ２９の回転をパルスエンコーダ（図示省略）により検出し、この検出結果が寸法算出部８に送られて、ロータリ・ダイヤ２の切り込み方向位置（切込み座標）が測定される。

さらに、上記可動台２８は、砥石台１３上にロータリ・ダイヤ２０の砥石軸１２の軸線方向へ往復移動（トラバース）可能に設けられており、上記ドレス駆動部２１のダイヤトラバース部３０、つまり上記砥石台１３上に配設された移動手段に駆動連結されている。この移動手段は、好適にはボールねじとサーボモータ（図示省略）からなり、このサーボモータが装置制御部１０のドレス制御部１０２に電気的に接続されている。

そして、ドレス装置３のロータリ・ダイヤ２０は、上記ドレス制御部１０２にプログラムされたドレスプログラムに従って、砥石車１の砥石面１ａ、１ｂのプロフィールを回復維持するように駆動制御される。具体的には、ロータリ・ダイヤ２０は、駆動回転される砥石車１に対して、その砥石面１ａ、１ｂの平面輪郭（図２参照）に対応した所定の移動軌跡に沿って移動するように制御されて、砥石車１の砥石面１ａ、１ｂの輪郭形状を修正して、所定のプロフィールを回復維持する。

砥石位置測定部４は、砥石車１の外径位置を測定するもので、ドレス装置３のドレス台２３上に設けられている。

具体的には、図示の実施形態の砥石測定部４は接触検知タイプの測定用センサ３５を備え、この測定用センサ３５が、図３に示すように、ロータリ・ダイヤ２０の回転中心Ｘ_Rと砥石車１の回転中心Ｘ_Gを結んだ直線Ｘと一致する高さ位置に設けられている。

そして、測定用センサ３５は、ドレス装置３のロータリ・ダイヤ２０と一体的に移動して、その先端プローブ３５ａが砥石車１の砥石面１ａ、１ｂあるいは基準ブロック５の測定基準位置Ｓに当接することで、その接触位置を検出し、その検出結果が寸法算出部８に送られる。

基準ブロック５は、上記砥石位置測定部４の測定用センサ３５の測定基準位置Ｓを規定するもので、砥石台１３上に固定的に設けられている。そして、上記測定用センサ３５の先端プローブ３５ａがこの基準ブロック５の測定基準位置Ｓに当接することで、その測定基準位置が規定され、この測定基準位置に従って、後述するように、砥石車１の外径位置が測定されることとなる。なお、基準ブロック５の構成材料としてはインバー等の低熱膨張材料が好適に使用される。

寸法算出部８は、上記基準ブロック５の測定基準位置Ｓに基づく砥石位置測定部４の測定結果から、砥石車１の外径寸法およびロータリ・ダイヤ（ドレス工具）２０の外径寸法（ドレス部寸法）を算出するものであり、具体的には、砥石径演算部４０とダイヤ径演算部４１からなる。

砥石径演算部４０は、基準ブロック５の測定基準位置Ｓに基づく砥石位置測定部４の測定結果から、予め設定された砥石径基準値に基づいて砥石車１の外径寸法を演算し算出するものであり、砥石径演算部４０における具体的な算出方法は以下のとおりである。

すなわち、砥石車１の外径寸法Ｄは、図４に示す砥石車１、基準ブロック５およびドレス装置３のロータリ・ダイヤ２０の砥石切込み方向の平面配置座標図において、上記砥石位置測定部４の原点位置（基準ブロック５の測定基準位置）Ｓに対する砥石車１の外径位置の測定座標をＣ、基準ブロック５の測定基準位置Ｓの原点位置に対する測定座標をＥ、この測定座標Ｅを砥石車の外径寸法に換算した値をＦ₀とすると、以下の関係式（Ａ）から算出される。
関係式：Ｃ＋Ｄ／２＝Ｅ＋Ｆ₀／２・・・・・（Ａ）

ここに、測定座標Ｅを砥石車の外径寸法に換算した値Ｆ₀は、以下の初期設定により算出される。

（１）初期設定：
初期設定時に、基準となる基準砥石車１₀の（測定用治具での代用可能）の外径寸法（砥石径）φＤ₀を測定器（実施形態においては３次元測定器）で測定した後、この基準砥石車１₀をセンタレス研削盤の砥石台１３にセットする。

砥石位置測定部４の測定用センサ３５が作動して、その先端プローブ３５ａが基準ブロック５の測定基準位置Ｓに接するまでの座標Ｅ₀を測定して、この座標Ｅ₀と基準砥石車１₀に接する座標Ｃ₀との位置関係式である下式から、基準ブロック５の測定基準位置Ｓの砥石径φＦ₀に換算した値を算出する。
Ｃ₀＋Ｄ₀／２＝Ｅ₀＋Ｆ₀／２

この初期設定により算出された基準ブロック５の換算砥石径φＦ₀は、基準値記憶部４２に設定値として記憶設定される。

（２）初期設定後の段取り時：
上記の初期設定が行われた後においては、センタレス研削盤において装着使用される同一規格の砥石車１についての交換時の段取りあるいはドレス装置３によるドレッシングにおいて、上述した関係式（Ａ）を用いて以下の具体的方法により砥石車１の外径寸法Ｄが算出される。

ドレス装置３による砥石車１の自動ドレス動作に入ると、基準ブロック５の測定座標（測定用センサ３５の先端プローブ３５ａが基準ブロック５の測定基準位置Ｓに接するまでの座標）Ｅ、砥石車１の外径位置の測定座標Ｃ（Ｃ：上記プローブ３５ａが砥石車１の円筒面１ａ、１ｂに接する座標）と、上記の初期設定時に算出した上記換算砥石径φＦ₀より、上記関係式（Ａ）により砥石車１の砥石径φＤが算出される。

ドレス径演算部４１は、上記ダイヤ位置測定部６の測定結果と、上記砥石径演算部４０による砥石車１の外径寸法の算出結果に基づいて、ロータリ・ダイヤ２０の外径寸法（ドレス部寸法）を演算し算出するものであり、ドレス径演算部４１における具体的な算出方法は以下のとおりである。

すなわち、ロータリ・ダイヤ２０の外径寸法Ａは、図４に示す平面配置座標図において、ロータリ・ダイヤ（ドレス工具）２０の回転中心Ｘ_Rから砥石車１の回転中心Ｘ_Gまでの基準距離をＧ₀、ロータリ・ダイヤ２０が砥石車１の外径（砥石面１ａ、１ｂ）に接触する原点位置に対する測定座標（外周ドレス部２０ａから砥石車１の外径までの距離）をＢとすると、以下の関係式（Ｂ）から算出される
関係式：Ｇ₀＝Ａ／２＋Ｂ＋Ｄ／２・・・・・（Ｂ）

ここに、基準距離Ｇ₀は、以下の初期設定により算出される。

（１）初期設定：
初期設定時に、基準となるロータリ・ダイヤ２０₀の外径寸法φＡ₀を測定器（実施形態においてはマイクロメータ）により測定した後、この基準ロータリ・ダイヤ２０₀をドレス装置３のドレス台２３にセットする。

測定した基準砥石車１₀（φＤ₀）に、上記基準ロータリ・ダイヤ２０₀が接触する原点位置に対する測定座標Ｂ₀（外周ドレス部２０ａ₀から基準砥石車１₀の外径までの距離）から、基準ロータリ・ダイヤ２０₀の回転中心Ｘ_Rから基準砥石車１₀の回転中心Ｘ_Gまでの基準距離Ｇ₀を算出する。
Ｇ₀＝Ａ₀／２＋Ｂ₀＋Ｄ₀／２

この初期設定により算出された基準距離Ｇ₀は、基準値記憶部４２に設定値として記憶設定される。

（２）初期設定後の段取り時：
上記の初期設定が行われた後においては、センタレス研削盤において装着使用される同一規格のロータリ・ダイヤ２０についての交換時あるいはドレス装置３によるドレッシングにおいて、上述した関係式（Ｂ）を用いて以下の具体的方法によりロータリ・ダイヤ２０の外径寸法Ａが算出される。

ドレス装置３のロータリ・ダイヤ２０による砥石車１の自動ドレス動作後における砥石車１の砥石径（φＤ）の測定後に、ドレス完了時の切込み座標Ｂ（Ｂ：ロータリ・ダイヤ２０が砥石車１に接触する原点位置に対する測定座標（外周ドレス部２０ａから砥石車１の外径までの距離））と中心距離Ｇ（Ｇ：ロータリ・ダイヤ２０の回転中心Ｘ_Rから砥石車１の回転中心Ｘ_Gまでの距離）より、ロータリ・ダイヤ２０の外径寸法φＡが算出される。

また、以上のような寸法算出部８による算出結果に基づいて、砥石車１およびロータリ・ダイヤ２０の使用限界が判定される。

すなわち、センタレス研削盤の稼動状況に応じて、定期的に砥石車１の外径寸法φＤおよびロータリ・ダイヤ２０の外径寸法φＡが砥石位置測定部（砥石位置測定手段）４の測定用センサ３５の動作に基づいて上記寸法算出部８により算出される。そして、この算出結果（φＤ、φＡ）によっては、警報ランプ等の適宜の警報手段により交換を促す警報が行われる構成とされている。

このような構成とされることにより、ドレス装置３によるドレッシング毎に砥石車１の外径寸法φＤおよびロータリ・ダイヤ２０の外径寸法φＡを測定する必要がなく、段取り時間の短縮化が図られる。

段取り制御部９は、段取り工程において、上記寸法算出部８の算出結果に従って、上記ドレス装置３を制御するものであり、装置制御部１０の一部を構成している。

図示の実施形態においては、図３に示すように、ドレス装置３のドレス台２３に、ロータリ・ダイヤ２０の着脱を確認するダイヤ確認部（工具確認手段）５０が設けられるとともに、砥石台１３に、砥石車１の着脱を確認する砥石確認部（砥石確認手段）５１が設けられており、上記段取り制御部９は、これら両確認部５０、５１の確認信号に従って、上記砥石制御部１０１およびドレス制御部１０２を介して、上記ドレス装置３のドレス駆動部２１による以下の段取り工程（後述）を開始し実行するように構成されている。

次に、以上のように構成された段取り装置による段取り工程について、図５を参照して説明する。

（１）砥石台１３にセットされた砥石車１について、砥石車１の回転を停止させた状態で、上記砥石位置測定部４および寸法算出部８により、前述したように砥石車１の外径寸法φＤを測定算出する（砥石外径測定工程）。

すなわち、上記砥石位置測定部４の測定用センサ３５の先端プローブ３５ａにより、砥石車１の外径数点（図示の実施形態においては、大径の円筒砥石面１ａ上のＰ₁、Ｐ₂の２ケ所、および小径の円筒砥石面１ｂ上のＰ₃の１ケ所の計３点）と、基準ブロック５の測定基準位置Ｓを測定（接触検知）する（砥石車１の外径位置の測定座標Ｃ_A1、Ｃ₂、Ｃ₃、基準ブロック５の測定基準位置Ｓの測定座標Ｅ）。

そして、寸法算出部８の砥石径演算部４０は、これらの砥石位置測定部４の測定結果から、上述した算出方法（関係式（Ａ））により、予め設定された砥石径基準値Ｆ₀に基づいて砥石車１の外径寸法Ｄ（図示の実施形態においては、上記３点Ｐ₁、Ｐ₂およびＰ₃の外径寸法φＤ₁、φＤ₂、φＤ₃）が算出され、これより砥石車Ｇの最大径φＤmaxが判明する。

（２）上記砥石車１を回転駆動させて、ドレス装置３により、上記砥石外径測定工程により測定算出された砥石車１の外径寸法に基づいて、砥石車１の外径砥石面１ａ、１ｂをドレッシングする（ドレッシング工程）。

すなわち、上記砥石外径測定工程により測定算出された砥石車１の円筒面１ａ、１ｂ上の３点Ｐ₁、Ｐ₂およびＰ₃（外径寸法φＤ₁、φＤ₂およびφＤ₃）のいずれかのポイント（図示の実施形態の場合は、砥石車１の最大径φＤmaxのポイント）において、ロータリ・ダイヤ２０を回転駆動させながら、切込み送りを開始して、砥石車１に接触するまでこの切込みを行う（ロータリ・ダイヤ２０と砥石車１との接触位置は、ロータリ・ダイヤ２０の回転用サーボモータ２６の負荷で検知）。

そして、ロータリ・ダイヤ２０と砥石車１との接触位置が決まったら、ロータリ・ダイヤ２０を少し（例えば、図示の実施形態においては約０．１ｍｍ）切込み方向Ｙと逆方向へ戻して、砥石車１のドレッシングを開始する。

この際、ロータリ・ダイヤ２０の回転用サーボモータ２６の負荷電流により、均一にドレッシシングされているかを検知する。

（３）上記ドレッシング工程完了後、砥石車１の回転を停止させた状態で、上記砥石位置測定部４および寸法算出部８により、砥石車１の外径寸法φＤ（φＤ_1a、φＤ_2a、φＤ_3a）を測定算出する（加工外径測定工程）。

すなわち、上記（１）の工程と同様の動作を再び行い、ドレッシング後の砥石車１の外径寸法φＤ（φＤ_1a、φＤ_2a、φＤ_3a）を測定算出する。

また、上記加工外径測定工程完了後に、上記寸法算出部８により、上述したように、上記砥石車１の外径寸法の算出結果とダイヤ位置測定部６の測定結果に基づいて、上記ロータリ・ダイヤ２０の外径寸法φＡを算出する（工具寸法測定工程）。

（４）上記加工外径測定工程により測定算出された砥石車１の外径寸法φＤ（φＤ_1a、φＤ_2a、φＤ_3a）に基づいて、砥石車１を所定の研削位置へ相対的に復帰させる（砥石復帰工程）。

すなわち、寸法算出部８の砥石径演算部４０により算出された砥石車１の外径寸法φＤ（図示の実施形態においては、φＤ_1a、φＤ_2a、φＤ_3aの最大径φＤmax）に基づいて、砥石車１が所定の研削位置へ相対的に自動復帰される。

（５）以後の砥石車１およびロータリ・ダイヤ２０のそれぞれの交換に伴う段取り工程においては、砥石車１の外径寸法φＤおよびロータリ・ダイヤ２０の外径寸法φＡがそれぞれ最大径であると認識して動作が開始される。

装置制御部１０は、上記砥石車１、調整車、ドレス装置３、上述した段取り装置等の各駆動源を相互に連動して制御するもので、具体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートなどからなるマイクロコンピュータで構成されたＣＮＣ装置である。この装置制御部１０には、所定の研削工程を実行するための制御プログラムが、数値制御データとして、予めまたは図示しない操作盤のキーボード等により適宜選択的に入力設定される。

しかして、以上のように構成されたセンタレス研削盤においては、装置制御部１０により、砥石車１および調整車（図示省略）が相互に連動して制御されて、砥石車１の円筒砥石面１ａ、１ｂにより、図外においてブレードと調整車により回転支持される工作物の円筒外径面がセンタレス研削されるとともに、上記砥石車１が経時的摩耗等により新しいものに交換されると、図示の段取り装置による段取り工程が上述のごとく実行される。

以上詳述したように、本実施形態のセンタレス研削盤の段取り装置によれば、砥石車１の交換時の段取り作業を上述のごとく機械により自動化することができる。

すなわち、初期のセッティングのみを行うことで、ドレス装置３のロータリ・ダイヤ２０と砥石車１のダイヤ位置合わせ→ドレス装置３による砥石車１のドレッシング（整形・目立て）→砥石車１の所定の研削位置への相対的な復帰という一連の段取り工程が自動で行われ、従来は人手による手作業で行われていた段取り作業が自動化されて、以下に列挙するような効果が有効に発揮され得る。

（１）従来は人が行っていた新しい砥石車１のセット後の段取り作業が機械により自動化される結果、作業者は、従来の段取り時間分をその他の作業に割り当てられるので、時間を有効に使うことができる。

（２）段取り作業の機械による自動化が実現することにより、人手による段取り作業のような経験に基づく熟練した技量は不要となり、単なるボタン操作等により、誰が行っても安定した精度の高い段取り作業結果が得られ、作業者の操作ミスなどの人為的なミスにより、砥石車１の破損等も起こり難い。

（３）段取り工程において、寸法算出部８が、基準ブロック５の測定基準位置Ｓに基づく砥石位置測定部４の測定結果から、予め設定された砥石径基準値に基づいて砥石車１の外径寸法φＤを算出したり、さらには、この砥石車１の外径寸法φＤの算出結果とロータリ・ダイヤ２０の切込み方向位置を測定するダイヤ位置測定部６の測定結果に基づいて、ロータリ・ダイヤ２０の外径寸法φＡを算出するように構成されることにより、やはり従来、作業者が定期的に行っていたロータリ・ダイヤ２０と砥石車１の使用限界も自動で管理できるので、従来のような定期的な点検作業も一切不要となり、作業負担の大幅な削減が可能となる。

また、本実施形態のセンタレス研削盤にあっては、上記（１）〜（３）の効果が有効に発揮され得ることに加えて、その基本構成が、従来公知の一般的なセンタレス研削盤と同様であり、段取り自動化のための主として制御構成を追加するだけで、新たな装置構造の研究開発に要する労力等も少ない。

なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲において種々の設計変更が可能である。

例えば、センタレス研削盤の基本構成は、図示の実施形態に限定されず、一例として、図示の実施形態においては、砥石車１を回転支持する砥石台１３が装置ベッド上に固定的に設けられているが、砥石車１が切込み方向Ｙ（砥石車１の砥石軸１２の軸線方向に垂直な方向）へ往復移動可能な構成とされてもよい。

具体的には、上記砥石台１３が上記装置ベッド上に切込み方向Ｙへ移動可能に設けられて、砥石駆動部１１の砥石切込み部１６（図１の仮想線参照）、つまり上記装置ベッド上に配設された移動手段に駆動連結され、これにより、研削時において、砥石車１は、駆動回転されながら、図外の工作物の形状寸法に対応して、工作物に対する切込み動作（切込み方向Ｙ）を行う構成とされる。

本発明の一実施形態であるセンタレス研削盤の段取り装置の概略構成を示すブロック図である。 同段取り装置の主要構成部を一部切開して示す平面図である。 同じく同段取り装置の主要構成部を示す正面図である。 同段取り装置の寸法算出部における砥石車の外径寸法およびロータリ・ダイヤの外径寸法の算出方法を説明するための砥石車、基準ブロックおよびロータリ・ダイヤの砥石切込み方向の平面配置座標図である。 同段取り装置による段取り工程を説明するための動作概略図である。

符号の説明

１ 砥石車
１ａ 大径の円筒砥石面
１ｂ 小径の円筒砥石面
３ ドレス装置（ドレス手段）
４ 砥石位置測定部（砥石位置測定手段）
５ 基準ブロック
６ ダイヤ位置測定部（工具切込み位置測定手段）
７ ダイヤ負荷検知部（接触位置測定手段、接触状態検出手段）
８ 寸法算出部（寸法算出手段）
９ 段取り制御部（段取り制御手段）
１０ 装置制御部（制御手段）
１１ 砥石駆動部
１３ 砥石台
１５ 砥石回転部
１６ 砥石切込み部
２０ ロータリ・ダイヤ（ドレス工具）
２１ ドレス駆動部
２３ ドレス台
２４ ダイヤ回転部
２６ 回転サーボモータ
２７ ダイヤ切込み部
２９ 切込みサーボモータ
３０ ダイヤトラバース部
３５ 測定用センサ
４０ 砥石径演算部
４１ ダイヤ径演算部
４２ 基準値記憶部
５０ ダイヤ確認部（工具確認手段）
５１ 砥石確認部（砥石確認手段）
１０１ 砥石制御部
１０２ ドレス制御部
Ｓ 基準ブロックの測定基準位置

Claims (12)

1. センタレス研削盤に装着されて、砥石車の交換時の段取りを行うための段取り装置であって、
   前記砥石車の外径砥石面をドレッシングするドレス装置と、
   前記ドレス装置のドレス台に設けられて、前記砥石車の外径位置を測定する砥石位置測定手段と、
   前記砥石車の砥石台に設けられて、前記砥石位置測定手段の測定基準位置を規定する基準ブロックと、
   前記砥石車をドレッシングするドレス装置のドレス工具と砥石車の接触位置を測定する接触位置測定手段と、
   前記基準ブロックの測定基準位置に基づく前記砥石位置測定手段の測定結果から、予め設定された砥石径基準値に基づいて前記砥石車の外径寸法を算出する寸法算出手段と、
   前記ドレス装置を制御する段取り制御手段とを備えてなり、
   この段取り制御手段は、前記寸法算出手段の算出結果に従って、前記ドレス装置を制御するように構成されている
   ことを特徴とするセンタレス研削盤の段取り装置。
2. 前記ドレス装置は、前記ドレス工具として、回転駆動されるロータリ・ドレッッシング工具を備えるロータリ・ドレッサの形態とされている
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンタレス研削盤の段取り装置。
3. 前記ドレス工具と砥石車との接触状態を検出する接触状態検出手段を備え、
   この接触状態検出手段の検出結果に従って、前記ドレス工具によるドレッシング状態が判定される構成とされている
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンタレス研削盤の段取り装置。
4. 前記ドレス工具の切込み方向位置を測定する工具切込み位置検出手段を備え、
   前記寸法算出手段は、この工具切込み位置測定手段の測定結果と、前記砥石車の外径寸法の算出結果に基づいて、前記ドレス工具のドレス部寸法を算出するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンタレス研削盤の段取り装置。
5. 前記ドレス工具の着脱を確認する工具確認手段と、前記砥石車の着脱を確認する砥石確認手段を備え、
   前記段取り制御手段は、これら両確認手段の確認信号に従って、前記砥石切込み移動手段およびドレス装置による段取り工程を開始するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンタレス研削盤の段取り装置。
6. センタレス研削盤において、請求項１から５のいずれか一つに記載の段取り装置により砥石車の交換時の段取りを行う方法であって、
   （ｉ）砥石台にセットされた砥石車について、砥石車の回転を停止させた状態で、前記砥石位置測定手段および寸法算出手段により、前記砥石車の外径寸法を測定算出する砥石外径測定工程と、
   （ii）前記砥石車を回転駆動させて、前記ドレス装置により、前記砥石外径測定工程により測定算出された砥石車の外径寸法に基づいて、前記砥石車の外径砥石面をドレッシングするドレッシング工程と、
   （iii）前記ドレッシング工程完了後、前記砥石車の回転を停止させた状態で、前記砥石位置測定手段および寸法算出手段により、前記砥石車の外径寸法を測定算出する加工外径測定工程と、
   （iv）前記加工外径測定工程により測定算出された砥石車の外径寸法に基づいて、前記砥石車を所定の研削位置へ相対的に復帰させる砥石復帰工程とを備えてなる
   ことを特徴とするセンタレス研削盤の段取り方法。
7. 前記（ｉ）および（iii）の工程における砥石車の外径寸法Ｄは、
   前記砥石車、基準ブロックおよびドレス装置のドレス工具の砥石切込み方向の平面配置座標図において、前記砥石位置測定手段の原点位置に対する前記砥石車の外径位置の測定座標をＣ、前記基準ブロックの測定基準位置の原点位置に対する測定座標をＥ、この測定座標Ｅを砥石車の外径寸法に換算した値をＦ₀とすると、以下の関係式から算出される
   関係式：Ｃ＋Ｄ／２＝Ｅ＋Ｆ₀／２
   ことを特徴とする請求項６に記載のセンタレス研削盤の段取り方法。
8. 前記加工外径測定工程完了後に、前記寸法算出手段により、前記砥石車の外径寸法の算出結果と前記工具切込み位置検出手段の測定結果に基づいて、前記ドレス工具のドレス部寸法を算出するように工具寸法測定工程を備える
   ことを特徴とする請求項６に記載のセンタレス研削盤の段取り装置。
9. 前記工具寸法測定工程におけるドレス工具のドレス部のドレス部寸法Ａは、
   前記砥石車、基準ブロックおよびドレス装置のドレス工具の砥石切込み方向の平面配置座標図において、前記ドレス工具から前記砥石車の中心までの基準距離をＧ₀、前記ドレス工具が前記砥石車の外径に接触する原点位置に対する測定座標をＢとすると、以下の関係式から算出される
   関係式：Ｇ₀＝Ａ／２＋Ｂ＋Ｄ／２
   ことを特徴とする請求項８に記載のセンタレス研削盤の段取り方法。
10. 工作物の円筒外径面等をセンタレス研削するセンタレス研削盤であって、
    前記工作物を支持するブレードと、
    駆動回転されて、前記工作物を回転支持する調整車と、
    駆動回転されて、前記工作物の円筒外径面を研削する砥石車と、
    この砥石車の外周砥石面を整形・目立てするドレス手段と、
    これら調整車、砥石車およびドレス手段を制御する制御手段とを備えるとともに、
    前記砥石車の交換時の段取りを行うための段取り手段を備えてなり、
    この段取り手段は、請求項１から５のいずれか一つに記載の段取り装置から構成されている
    ことを特徴とするセンタレス研削盤。
11. 前記段取り装置の工具切込み位置測定手段は、前記ドレス手段の工具切込み手段からなる
    ことを特徴とする請求項１０に記載のセンタレス研削盤。
12. 前記ドレス手段は、前記ドレス工具として、回転駆動されるロータリ・ドレッッシング工具を備えるロータリ・ドレッサの形態とされている
    ことを特徴とする請求項１０に記載のセンタレス研削盤。
    

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