JP5251429B2 - Grinder - Google Patents
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Description
本発明は、略円筒状の複数のワークを順次研削加工していく研削盤に関する。 The present invention relates to a grinding machine that sequentially grinds a plurality of substantially cylindrical workpieces.
略円筒状のワークを搬入して当該ワークの被加工個所を目標寸法となるまで研削するとともに研削が完了したワークを搬出し、次々とワークを研削していく従来の研削盤は、ワークの被加工個所の寸法を測定するワーク測定手段(いわゆる定寸装置)を備えている。
一般的に研削盤の加工精度は数十μm程の非常に高い精度であり、当該加工精度を確保するために、ワーク測定手段の感度も非常に高く設定されている。しかし、研削盤で研削を開始してから次々とワークを研削していくと、環境温度が徐々に上昇して温度ドリフトが発生し、ワーク測定手段による測定値の誤差が徐々に大きくなっていく傾向がある。この温度ドリフトによる測定誤差は、図4(A)に示すように初期は変化が大きく、徐々に変化が小さくなり、最終的には飽和する傾向がある。
そこで、従来の研削盤では、前記誤差が許容値Emax(図7(A)参照)を超えてしまう前の所定のタイミングで、予め用意したマスターワークをワーク測定手段にて測定させて、ワーク測定手段の誤差を補正する、いわゆるゼロイングを行っている(図7(B)参照)。
以下、ワーク測定手段でマスターワークを測定してゼロイングを行うことを「マスタリング」と記載する。
A conventional grinding machine that carries in a substantially cylindrical workpiece, grinds the workpiece of the workpiece to a target dimension, unloads the finished workpiece, and grinds the workpiece one after another. A workpiece measuring means (so-called sizing device) for measuring the dimensions of the machining location is provided.
In general, the processing accuracy of the grinding machine is very high such as several tens of μm, and the sensitivity of the workpiece measuring means is also set very high in order to ensure the processing accuracy. However, if workpieces are ground one after another after starting grinding on the grinding machine, the environmental temperature will gradually rise and temperature drift will occur, and the error of the measurement value by the workpiece measuring means will gradually increase. Tend. As shown in FIG. 4A, the measurement error due to the temperature drift has a large change at the beginning, gradually decreases, and finally tends to be saturated.
Therefore, in a conventional grinding machine, a workpiece measurement unit measures a previously prepared master workpiece at a predetermined timing before the error exceeds the allowable value Emax (see FIG. 7A), and measures the workpiece. So-called zeroing is performed to correct the error of the means (see FIG. 7B).
Hereinafter, measuring a master workpiece by the workpiece measuring means and performing zeroing is referred to as “mastering”.
例えば、特許文献1に記載された従来技術では、所定の時間間隔で、研削盤の外部に用意しているマスターワークをワークの代わりに研削盤に搬入し、マスタリングした後、マスターワークを搬出して、次に加工すべきワークを搬入している。このように、ワーク測定手段の測定値の誤差が許容値を超えてしまう前に、所定の時間間隔でマスタリングしている。
また、他の従来技術として、ワークを所定本数加工する毎に、研削盤の外部に用意しているマスターワークをワークの代わりに研削盤に搬入し、マスタリングした後、マスターワークを搬出して、次に加工すべきワークを搬入する、という方法もある(例えば、1本目、2本目、5本目、10本目、以降10本毎にマスタリングを実施)。
As another conventional technique, every time a predetermined number of workpieces are processed, a master work prepared outside the grinding machine is carried into the grinding machine instead of the work, and after mastering, the master work is taken out, There is also a method of carrying in a workpiece to be processed next (for example, mastering is performed every first, second, fifth, tenth, and tenth).
マスタリングを行う回数が増えると加工サイクルタイムが長くなり、加工効率が低下するので、マスタリング回数は少ないほうが好ましい。
しかし、特許文献1に記載された従来技術では、所定の時間間隔でマスタリングしているため、まだマスタリングする必要がないにもかかわらず、マスタリングを行っている可能性があり、加工効率が低下する可能性がある。
また、ワークを所定本数加工する毎にマスタリングを行う方法も、特許文献1と同様に、まだマスタリングする必要がないにもかかわらず、マスタリングを行う可能性があり、加工効率が低下する可能性がある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、マスタリングが必要なタイミングを適切に判定して必要以上にマスタリングすることを回避し、また、マスタリングを行う時間をより短くして、加工効率をより向上させることができる研削盤を提供することを課題とする。
If the number of times of mastering increases, the processing cycle time becomes longer and the processing efficiency decreases. Therefore, it is preferable that the number of mastering times is small.
However, in the conventional technique described in
Also, the method of performing mastering every time a predetermined number of workpieces are processed, as in
The present invention was devised in view of such points, and appropriately avoids mastering more than necessary by appropriately determining the timing at which mastering is necessary, and shortens the time for performing mastering. It is an object of the present invention to provide a grinding machine that can further improve the processing efficiency.
上記課題を解決するための手段として、本発明の第1発明は、請求項1に記載されたとおりの研削盤である。
請求項1に記載の研削盤は、ワークの研削加工が完了したとき(ワーク測定手段による測定値が目標値に達したとき)のワーク支持手段の位置(ワーク支持手段が移動してワークを研削する場合)、または加工工具の位置(加工工具が移動してワークを研削する場合)が、許容位置範囲を外れていた場合に、マスタリングが必要であると判定してマスタリングを行う。
As means for solving the above problems, a first invention of the present invention is a grinding machine as set forth in
The grinding machine according to
また、本発明の第2発明は、請求項2に記載されたとおりの研削盤である。
請求項2に記載の研削盤では、新たなワークを研削する前または後に、前回または今回のワークの研削が完了した位置と、前回のマスタリングを行った直後のワークの研削を完了したときの位置との差に基づいて、マスタリングが必要なタイミングであるか否かを判定する。理想的な状態であれば、次々とワークの研削を行っても、ほぼ毎回同じ位置で終わるはずであるが、環境温度が徐々に上昇等してワーク測定装置40の測定値の誤差が徐々に変化していく場合、ワークの研削完了時の位置も徐々に変化していく。この位置のずれを、マスタリングのタイミングの判定に利用する。
The second invention of the present invention is a grinding machine as set forth in
In the grinding machine according to
また、本発明の第3発明は、請求項3に記載されたとおりの研削盤である。
請求項3に記載の研削盤では、マスターワークが、研削盤の外部に用意されているのでなく、研削盤の内部のワーク支持手段の一方、且つワークと同軸上となる位置に設けられている。
The third invention of the present invention is a grinding machine as set forth in claim 3.
In the grinding machine according to claim 3, the master work is not provided outside the grinding machine but is provided at one of the work supporting means inside the grinding machine and at a position coaxial with the work. .
また、本発明の第4発明は、請求項4に記載されたとおりの研削盤である。
請求項4に記載の研削盤では、研削盤の電源投入直後の最初のワークの研削時、または電源投入されているが、しばらくワークの加工を行わずに放置されて環境温度が低下している状態からの最初のワークの研削時に、マスタリングを行う。
Moreover, the 4th invention of this invention is a grinding machine as described in Claim 4.
In the grinding machine according to claim 4, when the first workpiece is ground immediately after turning on the power of the grinding machine, or the power is turned on, the workpiece is left without being processed for a while and the environmental temperature is lowered. Mastering is performed when grinding the first workpiece from the state.
請求項1に記載の研削盤を用いれば、ワークの研削加工が完了したとき(ワーク測定手段による測定値が目標値に達したとき)のワーク支持手段の位置(ワーク支持手段が移動してワークを研削する場合)、または加工工具の位置(加工工具が移動してワークを研削する場合)を用いることで、所定時間間隔や、所定本数加工毎、等と比較して、マスタリングが必要なタイミングをより適切に判定することが可能であり、必要以上にマスタリングすることを回避して、加工効率をより向上させることができる。
If the grinding machine according to
また、請求項2に記載の研削盤によれば、前回のマスタリングを行った場合の位置と、前回または今回のワークの研削完了時の位置との変化量から、今回または次回のワークを研削する前にマスタリングが必要であるか否か、適切に判定することができる。 According to the grinding machine of the second aspect, the current or next workpiece is ground from the amount of change between the position when the previous mastering is performed and the position when the previous or current workpiece is completely ground. It can be appropriately determined whether or not mastering is necessary before.
また、請求項3に記載の研削盤によれば、マスターワークが、ワークのすぐ近く、且つワークと同軸上にあるので、マスタリングを行う際、ワーク測定手段の移動距離を非常に短くすることができるので、マスタリングを行う時間を非常に短くすることが可能であり、加工効率をより向上させることができる。 Further, according to the grinding machine of the third aspect, since the master work is close to the work and coaxial with the work, the moving distance of the work measuring means can be greatly shortened when performing mastering. Therefore, the mastering time can be made very short, and the processing efficiency can be further improved.
また、請求項4に記載の研削盤によれば、ワークの研削加工が完了したときの位置を用いてマスタリングのタイミングを判定する請求項1〜3に対して、最初のワークを研削する前にマスタリングを行うことができる。
また、最初のワークではないが、しばらく放置されて環境温度が低下している状態からワークの研削を再開する場合も、適切にマスタリングを行うことができる。
In addition, according to the grinding machine of the fourth aspect, the mastering timing is determined using the position when the grinding of the workpiece is completed. Mastering can be done.
In addition, although it is not the first workpiece, the mastering can be appropriately performed even when grinding of the workpiece is resumed from a state where the ambient temperature is lowered after being left for a while.
以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図1は、本発明の研削盤1の一実施の形態における平面図(図1(A))と、ワークWの例の斜視図(図1(B))を示している。
以下、略円筒状のワークWの円筒面を研削する研削盤の例である第1の実施の形態と、略円筒状のワークWの端面(ワーク回転軸に直交する面)を研削する研削盤の例である第2の実施の形態について説明する。
なお、X軸、Y軸、Z軸が記載されている全ての図面において、X軸とY軸とZ軸は互いに直交しており、X軸方向(交差方向に相当)はワーク回転軸WZに直交する水平方向を示しており、Y軸方向は鉛直上向きの方向を示しており、Z軸方向(平行方向に相当)はワーク回転軸WZの方向を示している。
また、以下の説明では、X軸方向はワーク回転軸WZに直交する方向としているが、X軸方向はワーク回転軸WZに直交せずに交差する方向としてもよい。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a plan view (FIG. 1 (A)) and a perspective view (FIG. 1 (B)) of an example of a workpiece W in an embodiment of a
Hereinafter, a first embodiment which is an example of a grinding machine for grinding a cylindrical surface of a substantially cylindrical workpiece W, and a grinding machine for grinding an end surface (a surface orthogonal to the workpiece rotation axis) of the substantially cylindrical workpiece W. A second embodiment as an example will be described.
In all drawings in which the X axis, Y axis, and Z axis are described, the X axis, the Y axis, and the Z axis are orthogonal to each other, and the X axis direction (corresponding to the intersecting direction) is the workpiece rotation axis WZ. An orthogonal horizontal direction is shown, the Y-axis direction is a vertically upward direction, and the Z-axis direction (corresponding to a parallel direction) is the direction of the workpiece rotation axis WZ.
In the following description, the X-axis direction is a direction orthogonal to the workpiece rotation axis WZ, but the X-axis direction may be a direction that intersects without crossing the workpiece rotation axis WZ.
●●[第1の実施の形態(図1〜図4)]
●[研削盤1の概略構成と、ワークWの被加工個所(図1、図2)]
図1(A)を用いて、第1の実施の形態における研削盤1の構成について説明する。なお、当該研削盤1で研削加工するワークWの例を図1(B)に示す。ワークWは略円筒状であり、第1の実施の形態では、ワークWの被加工個所は円筒面KEであり、加工工具Tを用いて、当該円筒面KEを研削加工する。
●● [First embodiment (FIGS. 1 to 4)]
● [Schematic configuration of the
The configuration of the
図1(A)に示すように、研削盤1は、主軸装置10、心押装置20、工具装置30、ワーク測定装置40(いわゆる定寸装置であり、ワーク測定手段に相当)、制御装置50(制御手段に相当)にて構成されている。
主軸装置10はセンタ部材10aと主軸12とをワーク回転軸WZに対して同軸上に備えており、センタ部材10aはワークWを支持しており、主軸12は主軸台11に収容されている。そして主軸12及びセンタ部材10aは制御装置50からの制御信号に基づいて回転する。なお、主軸12の回転は、連結部材13を介してワークWに伝達される。
心押装置20はセンタ部材20aと、センタ部材20aを収容してZ軸方向に往復移動可能なラム22と、ラム22を収容する心押台21にて構成されており、センタ部材20aはワーク回転軸WZ回りに自由に回転可能である。
なお、図1(A)の例では、センタ部材20aにマスターワークMWがワーク回転軸WZと同軸上に設けられている。
そしてワークWは、両端近傍が一対のセンタ部材10a、20aを備えている一対の主軸装置10と心押装置20(一対のワーク支持手段に相当)にて支持され、ワーク回転軸WZ回りに回転させられる。
なお、図1(A)の例では、主軸装置10と心押装置20は、基台2(図2(A)参照)に取り付けられている。
また、制御装置50は、数値制御装置51と、シーケンサ52と、定寸アンプ53と、Z軸サーボアンプ54と、X軸サーボアンプ55とで構成されており、シーケンサ52(PLC等)については説明を省略し、他のものについては後述する。
As shown in FIG. 1A, the
The
The
In the example of FIG. 1A, a master work MW is provided on the
The workpiece W is supported by a pair of
In the example of FIG. 1A, the
The
工具装置30は、モータM31(相対移動手段に相当)によって回転するZ軸方向に設けられたボールネジNZによって、基台2(図2(A)参照)の上でZ軸方向に往復移動が可能な工具テーブル31と、工具テーブル31に設けられたモータM32(相対移動手段に相当)と、モータM32によって回転するX軸方向に設けられたボールネジNXによって、工具テーブル31の上でX軸方向に往復移動が可能な切り込みテーブル32と、切り込みテーブル32に設けられて砥石回転軸TZ回りに回転する砥石T(加工工具Tに相当)とで構成されている。
制御装置50(数値制御装置51)は、モータM31に設けられたエンコーダ等(位置検出手段に相当)からの検出信号を、Z軸サーボアンプ54を介して取り込んで砥石TのZ軸方向の位置を検出可能であるとともに、Z軸サーボアンプ54を介して制御信号をモータM31に出力して砥石TのZ軸方向の位置を任意の位置に移動させることができる。また、モータM32に設けられたエンコーダ等(位置検出手段に相当)からの検出信号を、X軸サーボアンプ55を介して取り込んで砥石TのX軸方向の位置を検出可能であるとともに、X軸サーボアンプ55を介して制御信号をモータM32に出力して砥石TのX軸方向の位置を任意の位置に移動させることができる。
The
The control device 50 (numerical control device 51) takes in a detection signal from an encoder or the like (corresponding to position detection means) provided in the motor M31 via the Z-
次に図1(A)と図2(A)を用いてワーク測定装置40について説明する。ワーク測定装置40は、ワークWの被加工個所の寸法を測定する装置であり、第1の実施の形態では、ワークWの被加工個所が円筒面KEであるため、この円筒面の径を測定する装置である。
図2(A)に示すように、ワーク測定装置40は、工具テーブル31に取り付けられたアーム43と、アーム43の端部に設けられたシリンダ44と、シリンダ44によってX軸方向に進退移動可能な測定本体部41と、測定本体部41から延びている一対のフィンガ42と、フィンガ42の先端に設けられてワークWに当接する一対の接触子42sとを備えている。
制御装置50(数値制御装置51)は、一対のフィンガ42でワークWを挟み込んだ場合における一対のフィンガ42の開度(角度)の検出信号を、定寸アンプ53を介して取り込んでワークWの径を認識することができる。また、制御装置50はシリンダ44に制御信号を出力して測定本体部41を進退移動させることができ、測定本体部41を進退移動させて、検出された最も大きな径がワークWの径と認識する。
なお、図2(B)に示すように、アーム43を工具テーブル31に取り付けずに、基台2に取り付けるようにしてもよい。この場合、アーム43がZ軸方向の任意の位置に移動できる構成とすることが好ましい。図2(A)及び(B)に示す本実施の形態では、ワーク測定装置40はZ軸方向に往復移動が可能であり、マスターワークMWの位置まで移動させることができる。なお、マスターワークMWの径は、ワークWの被加工個所である円筒面KEの理想的な径に作り込んである。
Next, the workpiece | work measuring
As shown in FIG. 2A, the
The control device 50 (numerical control device 51) takes in the detection signal of the opening (angle) of the pair of
2B, the
●[ワークの加工、及びマスタリングを行う処理の手順(図3)]
次に図3に示すフローチャートを用いて、ワークWの研削加工、及びマスタリングを行う処理の手順について説明する。なお、図3に示すフローチャートに基づくプログラムは、数値制御装置51に記憶されている。
処理が開始されると、数値制御装置51は、ステップS10にて、未加工のワークW(次に加工を行うワークW)を搬入して、一対のワーク支持手段にてワークWを支持して、ステップS20に進む。
● [Processing and mastering processing procedures (Fig. 3)]
Next, a procedure of processing for grinding and mastering the workpiece W will be described using the flowchart shown in FIG. A program based on the flowchart shown in FIG. 3 is stored in the
When the processing is started, the
そして数値制御装置51は、ステップS20にて、研削盤1に電源が投入された直後(研削盤1の起動時)であるか否かを判定する。例えば、電源が投入されていない状態から電源が投入された状態へと状態が変化したか否かを判定する。電源が投入された直後であると判定した場合(Yes)はステップS40に進み、電源が投入された直後でないと判定した場合(No)はステップS30に進む。
Then, in step S20, the
ステップS30に進んだ場合、長時間停止後の加工であるか否かを判定する。例えば、前回のワークの加工が完了した時点から、このステップS30までの経過時間を求め、求めた経過時間が所定時間以上であるか否か(所定時間以上の停止後のワークの加工の開始であるか否か)を判定する。長時間停止後の加工であると判定した場合(Yes)はステップS40に進み、長時間停止後の加工でないと判定した場合(No)はステップS70に進む。 When it progresses to step S30, it is determined whether it is the process after a long time stop. For example, the elapsed time from the time when the machining of the previous workpiece is completed to the step S30 is obtained, and whether or not the obtained elapsed time is equal to or longer than a predetermined time (at the start of workpiece machining after stopping for a predetermined time or longer). Whether or not there is). If it is determined that the processing is after a long stop (Yes), the process proceeds to step S40. If it is determined that the processing is not a long time stop (No), the process proceeds to step S70.
ステップS40に進んだ場合、マスタリングの実施を指示するフラグFmをセットしてステップS50に進む。
ステップS50では、加工したワークの本数を記憶する加工本数カウンタNを初期化してステップS60に進む。なお、加工本数カウンタは、図3のフローチャートにおいては、加工したワークWの本数を数えるだけで、特にマスタリング等で使用することはない。
ステップS60では、マスタリングを実施した直後のワークWの研削を完了した位置を示す基準位置Dbを初期化し、ワークWの研削を行う毎に当該ワークWの研削を完了した位置を示す研削完了位置Dnを初期化し、ステップS100に進む。
When the process proceeds to step S40, a flag Fm for instructing execution of mastering is set, and the process proceeds to step S50.
In step S50, a processing number counter N that stores the number of processed workpieces is initialized, and the process proceeds to step S60. In the flowchart of FIG. 3, the machining number counter only counts the number of workpieces W that have been machined, and is not particularly used for mastering or the like.
In step S60, the reference position Db indicating the position where the grinding of the workpiece W is completed immediately after the mastering is initialized, and the grinding completion position Dn indicating the position where the grinding of the workpiece W is completed each time the workpiece W is ground. Is initialized, and the process proceeds to step S100.
ステップS70に進んだ場合、基準位置Dbと研削完了位置Dn(前回のワークWの研削が完了した位置)との差が許容位置範囲を外れたか否かを判定する。この場合、−α<Dn−Db<αを外れたか否かを判定する。ここで閾値αは、加工が完了したワークWの誤差の許容最大値Emaxよりも小さな値に設定される。前回のマスタリング直後のワークの研削を完了した位置である基準位置Dbと、前回のワークの研削を完了した位置である研削完了位置Dnとの差が許容位置範囲を外れていると判定した場合(Yes)はステップS80に進み、基準位置Dbと研削完了位置Dnとの差が許容位置範囲を外れていないと判定した場合(No)はステップS100に進む。
ステップS80に進んだ場合、マスタリングの実施を指示するフラグFmをセットし、ステップS100に進む。
When the process proceeds to step S70, it is determined whether or not the difference between the reference position Db and the grinding completion position Dn (the position where the previous grinding of the workpiece W has been completed) is out of the allowable position range. In this case, it is determined whether or not −α <Dn−Db <α. Here, the threshold value α is set to a value smaller than the allowable maximum value Emax of the error of the workpiece W that has been processed. When it is determined that the difference between the reference position Db, which is the position where the workpiece has been ground immediately after the previous mastering, and the grinding completion position Dn, which is the position where the previous workpiece has been ground, is outside the allowable position range ( If Yes), the process proceeds to step S80, and if it is determined that the difference between the reference position Db and the grinding completion position Dn is not outside the allowable position range (No), the process proceeds to step S100.
When the process proceeds to step S80, the flag Fm for instructing execution of mastering is set, and the process proceeds to step S100.
ステップS100では、フラグFmがセットされているか否かを判定する。フラグFmがセットされていると判定した場合(Yes)はステップS110に進み、フラグFmがセットされていないと判定した場合(No)はステップS120に進む。
ステップS110に進んだ場合、ワーク測定装置40をマスターワークMWを用いてマスタリングを実施してステップS120に進む。なお、マスタリングでは、予め研削盤1の内部または外部に用意したマスターワークMW(理想的な寸法となるように高精度に形成されているマスターゲージ)をワーク測定装置40にて測定し、その測定結果を目標値として記憶する。
図1(A)に示す研削盤1では、マスターワークMWがワークWと同軸上に心押装置20のセンタ部材20aに取り付けられているので、ワーク測定装置40をマスターワークMWと対向する位置までZ軸方向に移動させて、フィンガ42にてマスターワークMWを挟み込み、その測定結果を目標値として記憶する。なお、マスターワークMWは研削盤1の内部及び外部のどこに用意されていてもよい。ワーク測定装置40の移動範囲内にあればワーク測定装置40を移動させてマスタリングを行えば良いし、ワーク測定装置40の移動範囲内でない場合は、ワークWの代わりにマスターワークMWを研削盤1に搬入して主軸装置10と心押装置20でマスターワークMWを支持し、マスタリングを行った後、マスターワークMWを搬出して次に加工するワークWを搬入すれば良い。ワークWの代わりにマスターワークMWを研削盤1に搬入して主軸装置10と心押装置20と支持する場合は、未加工ワークWの搬入をステップS10の位置で行わずに、図6に示すステップS115の位置としてもよい。
In step S100, it is determined whether or not the flag Fm is set. If it is determined that the flag Fm is set (Yes), the process proceeds to step S110. If it is determined that the flag Fm is not set (No), the process proceeds to step S120.
When it progresses to step S110, the
In the grinding
ステップS120では、ワークWの被加工個所の研削を行う。この場合、ワーク測定装置40にて測定した結果が、マスタリング時に記憶した目標値となるまで研削し、研削が完了したらステップS130に進む。
ステップS130では、フラグFmがセットされているか否かを判定する。フラグFmがセットされている場合(Yes)はステップS140に進み、フラグFmがセットされていない場合(No)はステップS150に進む。
ステップS140に進んだ場合、ステップS120にて行ったワークWの研削が完了したときの位置(この場合、砥石TのX軸方向の位置)を、基準位置Dbに記憶する。なお、基準位置Dbは、マスタリングを行った直後のワークWの研削が完了した位置である。
In step S120, the part to be processed of the workpiece W is ground. In this case, grinding is performed until the result measured by the
In step S130, it is determined whether or not the flag Fm is set. If the flag Fm is set (Yes), the process proceeds to step S140. If the flag Fm is not set (No), the process proceeds to step S150.
When the process proceeds to step S140, the position when the grinding of the workpiece W performed in step S120 is completed (in this case, the position of the grindstone T in the X-axis direction) is stored in the reference position Db. The reference position Db is a position where the grinding of the workpiece W immediately after the mastering is completed.
ステップS150に進んだ場合、加工本数カウンタNをカウントアップしてステップS160に進む。
ステップS160では、ステップS120にて行ったワークWの研削が完了したときの位置(この場合、砥石TのX軸方向の位置)を、研削完了位置Dnに記憶してステップS170に進む。
ステップS170では、フラグFmをクリア(初期化)してステップS180に進む。
ステップS180では、研削が完了したワークWを搬出してステップS190に進む。
ステップS190では、次に研削するワークWの有無を判定する。次に研削するワークWが有る場合(Yes)はステップS10に戻り、次に研削するワークWが無い場合(No)は処理を終了する。
以上の説明では、新たなワークを研削する前に基準位置Dbと前回のワークの研削完了位置Dnとの差でマスタリングするべきか否かを判定したが、新たなワークを研削した後に、基準位置Dbと今回のワークの研削完了位置Dnとの差でマスタリングするべきか否かを判定するようにしてもよい。
When the process proceeds to step S150, the machining number counter N is counted up and the process proceeds to step S160.
In step S160, the position when the grinding of the workpiece W performed in step S120 is completed (in this case, the position of the grindstone T in the X-axis direction) is stored in the grinding completion position Dn, and the process proceeds to step S170.
In step S170, the flag Fm is cleared (initialized), and the process proceeds to step S180.
In step S180, the workpiece W for which grinding has been completed is carried out, and the process proceeds to step S190.
In step S190, the presence / absence of the workpiece W to be ground next is determined. When there is a workpiece W to be ground next (Yes), the process returns to step S10, and when there is no workpiece W to be ground next (No), the processing is terminated.
In the above description, it is determined whether or not mastering should be performed based on the difference between the reference position Db and the grinding completion position Dn of the previous workpiece before grinding the new workpiece. You may make it determine whether it should master by the difference of Db and the grinding completion position Dn of this workpiece | work.
●[本実施の形態の処理手順(図3)と従来の処理手順(図6)との比較と、マスタリングによる本実施の形態(図4)と従来(図7)の測定誤差の変化]
次に、図3を用いて説明した本実施の形態の処理手順に対して、従来の処理手順(図6)の例との違いについて説明する。
図6の例に示す従来の処理手順では、マスタリングの実行を指示するフラグFmをセットするタイミングは、ステップS75の加工本数カウンタが所定値であるか否かのみで判定されている。例えば所定値は、1本目、2本目、5本目、10本目、以降10本毎にFmがセットされるように設定されている。
また、ステップS110にてマスタリングを行う際は、研削盤の外部からマスターワークMWを搬入してワークWの代わりにマスターワークMWを主軸装置10と心押装置20とで支持しているので、未加工ワークWの搬入は、ステップS115の位置にある点が異なる。
[Comparison of processing procedure of this embodiment (FIG. 3) and conventional processing procedure (FIG. 6), and change in measurement error of this embodiment (FIG. 4) and conventional (FIG. 7) due to mastering]
Next, the difference between the processing procedure of the present embodiment described with reference to FIG. 3 and the example of the conventional processing procedure (FIG. 6) will be described.
In the conventional processing procedure shown in the example of FIG. 6, the timing for setting the flag Fm instructing execution of mastering is determined only by whether or not the machining number counter in step S75 is a predetermined value. For example, the predetermined value is set so that Fm is set for each of the first, second, fifth, tenth and tenth.
When performing mastering in step S110, the master work MW is carried in from the outside of the grinding machine and the master work MW is supported by the
図4(A)、及び図7(A)は、マスタリングを行わなかった場合において、ワークの加工本数(横軸)に対するワーク測定装置40の測定誤差(縦軸)の変化を示すグラフであり、どちらも同じグラフである。なお、どちらも1本目の加工を行う直前にマスタリングを行っており、誤差がない状態からスタートしている。また、Emaxは加工が完了したワークWの誤差の許容最大値であり、αは図3に示す本実施の形態のフローチャートにおけるステップS70の閾値であってマスタリング直後のワークの研削完了位置と前回のワークの研削完了位置との差からマスタリングするべきか否かを判定するための閾値である(α<Emax)。
マスタリングを行わなければ、次々とワークWを研削していくと、環境温度は徐々に上昇して所定温度に向かって漸近的に近づいていく。そして環境温度の上昇によって発生する温度ドリフトにより、ワーク測定装置の測定誤差も所定値に向かって漸近的に近づいていく特性を示す(図4(A)、図7(A))。
FIGS. 4A and 7A are graphs showing changes in the measurement error (vertical axis) of the
If mastering is not performed, as the workpiece W is ground one after another, the environmental temperature gradually increases and approaches asymptotically toward a predetermined temperature. The measurement error of the workpiece measurement device also shows a characteristic that asymptotically approaches a predetermined value due to a temperature drift caused by an increase in the environmental temperature (FIGS. 4A and 7A).
ここで所定本数毎にマスタリングを行う従来のマスタリング方法では、図7(B)に示すように、ワーク測定装置40の測定誤差の傾きが小さくなる10本目以降では、測定誤差があまり大きくないにもかかわらずマスタリングを行っており、必要以上にマスタリングを行っている。
これに対して本実施の形態にて説明したマスタリング方法では、図4(B)に示すように、ワーク測定装置40の測定誤差の傾きの大小にかかわらず、測定誤差がαに達するとマスタリングを行うので、不必要なマスタリングを行わず、マスタリングの回数を低減することができるので、加工効率をより向上させることができる。
また、マスターワークMWの位置を図1(A)に示すように、ワークWの近傍に常備しておくことで、マスタリング時におけるマスターワークMWの搬入と搬出を不要とするとともにワーク測定装置40の移動距離も少なくし、更に加工効率を向上させることができる。
また、本実施の形態の説明では、マスターワークMWを心押装置20のセンタ部材20aに、ワーク回転軸WZに同軸上に備えた例を説明したが、もう一方のワーク支持手段である主軸装置10のセンタ部材10aに、ワーク回転軸WZに同軸上に備えてもよい。
Here, in the conventional mastering method in which mastering is performed for each predetermined number, as shown in FIG. 7B, the measurement error is not so large in the tenth and subsequent pieces where the slope of the measurement error of the
On the other hand, in the mastering method described in the present embodiment, as shown in FIG. 4B, mastering is performed when the measurement error reaches α regardless of the magnitude of the measurement error inclination of the
Further, as shown in FIG. 1A, the position of the master work MW is always provided in the vicinity of the work W, so that loading and unloading of the master work MW at the time of mastering becomes unnecessary and the
In the description of the present embodiment, the example in which the master work MW is provided on the
●●[第2の実施の形態(図5)]
次に図5を用いて第2の実施の形態について説明する。ワークWの円筒面KE(図1(B)参照)を研削する第1の実施の形態に対して、第2の実施の形態では、ワークWの端面KA、KB(ワーク回転軸に直交する面)を研削する。
●● [Second Embodiment (FIG. 5)]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In contrast to the first embodiment in which the cylindrical surface KE (see FIG. 1B) of the workpiece W is ground, in the second embodiment, the end surfaces KA and KB (surfaces orthogonal to the workpiece rotation axis) of the workpiece W. ).
●[研削盤1の概略構成と、ワークWの被加工個所(図5)]
図5(A)に示す第2の実施の形態の研削盤1の構成は、図1(A)に示す第1の実施の形態の研削盤1に対して、ワーク測定装置40の構成が異なり、他の構成は同じである。なお、砥石TとワークWの位置及び研削時の移動方向が異なる。
図5(A)に示す第2の実施の形態の研削盤1では、ワークWの加工個所である端面KA、KBに対して砥石Tの端面(砥石回転軸TZに直交する面)を当接させて、砥石TをZ軸方向に移動させてワークWの被加工個所を研削する。
図5(A)に示す研削盤1においてワーク測定装置40は、端面KAの側のZ軸方向の位置を測定する測定本体部41Aとフィンガ42Aと、端面KBの側のZ軸方向の位置を測定する測定本体部41Bとフィンガ42Bの、それぞれのワーク測定装置を有している。なお、各ワーク測定装置は第1の実施の形態と同様にフィンガの先端に接触子を備えており、ワークWに向かって進退移動するシリンダ等(図示省略)も備えている。
● [Schematic configuration of the grinding
The configuration of the grinding
In the grinding
In the grinding
そして制御装置50は、第1の実施の形態と同様に、ワーク測定装置40による測定値の目標値を記憶しており、ワーク測定装置40による測定値が前記目標値に達するまで砥石TをZ軸方向に移動させてワークWの被加工個所を研削する。
なお、ワークの加工及びマスタリングを行う処理手順は、図3に示す第1の実施の形態と同じである。ただし、基準位置Db及び研削完了位置Dnは砥石TのX軸方向の位置でなく、砥石TのZ軸方向の位置である点と、マスタリング方法が異なる。
第2の実施の形態では、マスターワークMWの位置と、マスタリング時のワーク測定装置の位置であるマスタリング位置を、予め高精度に設定しておき、マスタリング時の位置における測定値を目標値とすればよい。
なお、測定誤差の変化については、第1の実施の形態の図4(B)と同じであるので説明を省略する。
As in the first embodiment, the
The processing procedure for machining and mastering the workpiece is the same as that in the first embodiment shown in FIG. However, the mastering method is different from the point that the reference position Db and the grinding completion position Dn are not positions in the X-axis direction of the grindstone T but positions in the Z-axis direction of the grindstone T.
In the second embodiment, the position of the master workpiece MW and the mastering position that is the position of the workpiece measuring device at the time of mastering are set with high accuracy in advance, and the measured value at the position at the time of mastering is set as the target value. That's fine.
Note that the change in measurement error is the same as that in FIG. 4B of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
本発明の研削盤1は、本実施の形態で説明した外観、構成、処理等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
また、ワーク測定装置40の構成、構造等は、本実施の形態にて説明したワーク測定装置40に限定されるものではない。
また、本実施の形態の説明では、加工工具を砥石Tとした例で説明したが、加工工具としてバイト等を用いてもよく、加工工具は砥石Tに限定されるものではない。
また、本実施の形態の説明では、ワークWを支持する一対のワーク支持手段としてワークWの両端面を支持する一対のセンタ部材の例を説明したが、ワークWの端部の円筒面を把持するチャックで両端近傍を支持してもよいし、一方の端部をセンタ部材で支持して他方の端部近傍をチャックで支持してもよい。
また、本実施の形態の説明では、加工工具をX軸方向及びZ軸方向に移動させる構成の例を説明したが、主軸装置10と心押装置20とをX軸方向及びZ軸方向に移動可能なテーブルに載置してもよい。従って、ワークWに対して加工工具が相対的にX軸方向及びZ軸方向に移動可能な構成であればよい。
また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。
The grinding
Further, the configuration, structure, and the like of the
In the description of the present embodiment, an example in which the processing tool is the grindstone T has been described. However, a cutting tool or the like may be used as the processing tool, and the processing tool is not limited to the grindstone T.
In the description of the present embodiment, an example of a pair of center members that support both end surfaces of the workpiece W as a pair of workpiece support means for supporting the workpiece W has been described. However, the cylindrical surface at the end of the workpiece W is gripped. The vicinity of both ends may be supported by the chuck, or one end may be supported by the center member and the vicinity of the other end may be supported by the chuck.
In the description of the present embodiment, the example of the configuration in which the machining tool is moved in the X-axis direction and the Z-axis direction has been described. However, the
The numerical values used in the description of the present embodiment are examples, and are not limited to these numerical values.
1 研削盤
10 主軸装置
10a センタ部材
11 主軸台
12 主軸
13 連結部材
20 心押装置
20a センタ部材
21 心押台
22 ラム
30 工具装置
31 工具テーブル
32 切り込みテーブル
40 ワーク測定装置(ワーク測定手段)
41 測定本体部
42 フィンガ
42s 接触子
50 制御装置(制御手段)
51 数値制御装置
T 加工工具(砥石)
TZ 砥石回転軸
W ワーク
WZ ワーク回転軸
MW マスターワーク
DESCRIPTION OF
41
51 Numerical Control Unit T Machining Tool (Whetstone)
TZ Wheel rotation axis W Work WZ Work rotation axis MW Master work
Claims (4)
前記ワーク支持手段に支持されているワークの被加工個所を研削する加工工具と、
前記ワーク支持手段に支持されているワークに対して、前記ワーク回転軸に交差する方向である交差方向、または前記ワーク回転軸に平行な方向である平行方向に、前記加工工具を相対的に移動させる相対移動手段と、
前記相対移動手段による前記ワーク支持手段または前記加工工具の、前記交差方向または前記平行方向における位置を検出する位置検出手段と、
前記ワーク支持手段に支持されているワークの円筒面の被加工個所の径、または前記支持されているワークの任意の位置に形成されている前記ワーク回転軸に直交する面である端面の被加工個所の前記平行方向の位置、を測定可能なワーク測定手段と、
前記ワーク測定手段にて測定した径または位置と、前記位置検出手段にて検出した位置と、に基づいて前記相対移動手段を制御する制御手段と、を備えた研削盤において、
前記制御手段は、
前記ワーク測定手段によって測定した径または位置が予め設定された目標値となるまで前記相対移動手段を制御して前記ワークを研削し、
前記ワーク測定手段による測定値が前記目標値に達した際の前記位置検出手段によって検出した位置が、許容位置範囲を外れていた場合、予め用意したマスターワークを用いて前記ワーク測定手段の誤差を補正するマスタリングを行う、
研削盤。 A pair of workpiece support means for supporting the vicinity of both ends of the substantially cylindrical workpiece and rotating the supported workpiece around the workpiece rotation axis;
A processing tool for grinding a workpiece portion of a workpiece supported by the workpiece support means;
The machining tool is moved relative to the workpiece supported by the workpiece support means in the intersecting direction that intersects the workpiece rotation axis or in the parallel direction that is parallel to the workpiece rotation axis. Relative movement means for causing
Position detecting means for detecting the position of the workpiece support means or the processing tool in the crossing direction or the parallel direction by the relative movement means;
Workpiece of end surface, which is a surface perpendicular to the workpiece rotation axis, formed at an arbitrary position of the workpiece supported on the cylindrical surface of the workpiece supported by the workpiece support means A workpiece measuring means capable of measuring the position of the part in the parallel direction;
In a grinding machine comprising a diameter or position measured by the workpiece measuring means, and a control means for controlling the relative movement means based on the position detected by the position detecting means,
The control means includes
Grinding the workpiece by controlling the relative movement means until the diameter or position measured by the workpiece measurement means reaches a preset target value,
If the position detected by the position detecting means when the measured value by the work measuring means reaches the target value is out of the allowable position range, an error of the work measuring means is determined using a master work prepared in advance. Perform mastering to correct,
Grinder.
前記制御手段は、
新たなワークを研削する前または後に、前回のマスタリングを実施した直後のワークの研削を完了したときの位置と、前回または今回のワークの研削を完了したときの位置と、の差に基づいて前記許容位置範囲を外れているか否かを判定する、
研削盤。 The grinding machine according to claim 1,
The control means includes
Based on the difference between the position when grinding of the workpiece immediately after the previous mastering was performed and the position when grinding of the previous or current workpiece was completed before or after grinding a new workpiece. Determine whether it is out of the allowable position range,
Grinder.
前記マスターワークは、前記一対のワーク支持手段の一方に、且つ前記ワーク回転軸に対して同軸上に設けられている、
研削盤。 The grinding machine according to claim 1 or 2,
The master work is provided on one of the pair of work support means and coaxially with respect to the work rotation axis.
Grinder.
前記制御手段は、
更に、電源が投入されていない状態から電源が投入された状態へと状態が変化した場合、または電源が投入されている状態にて所定時間以上の停止の後に新たなワークの研削を開始する場合、前記マスタリングを行う、
研削盤。
A grinding machine according to any one of claims 1 to 3,
The control means includes
Furthermore, when the state changes from the state where the power is not turned on to the state where the power is turned on, or when grinding of a new workpiece is started after stopping for a predetermined time or more in the state where the power is turned on Do the mastering,
Grinder.
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