JP5402347B2 - 工作物のスリップ防止方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、工作物の両端をセンタの摩擦力により同期回転駆動して工作物を研削する研削盤における工作物のスリップ防止方法および装置に関するものである。

センタによって両端支持される工作物に対し、センタの加圧力を大きくすることにより、センタの摩擦力によって工作物の両端を同期回転駆動し、工作物を研削加工する研削盤として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。かかる構成の研削盤においては、工作物の端部をチャックしたり、駆動金具を取付けたりする必要がないので、例えば、円筒状の工作物をつかみ変えることなくその全長に亘って研削が可能になるとともに、形状の異なる各種工作物に応じた駆動金具等を不要にでき、多種類の工作物をセンタの加圧力制御のみによって回転駆動できる特徴がある。

ところが、センタの摩擦力のみによって工作物を駆動するものであるので、研削抵抗によって工作物がスリップしないような摩擦力を得るためには、センタの加圧力を十分大きく設定する必要がある。反面、センタの加圧力を大きくしすぎると、工作物が撓んで研削精度の低下を招くため、センタの加圧力をむやみに大きくすることができない技術的制約がある。従って、センタ加圧力の設定によっては、研削抵抗がセンタの摩擦抵抗を上回り、センタと工作物の間でスリップが発生し、工作物が加工不良となる場合がある。

従来、工作物のスリップを検出するものとして、例えば、特許文献２および特許文献３に記載されているものが知られている。

特開平８−１３２３３８号公報 実公昭４７−１１２６９号公報 実公昭４８−４５１７４号公報

特許文献２および特許文献３に記載のものは、工作物の非円形部あるいはローリングセンタに取付けた非円形部材を利用して、工作物の異常な回転を検出するものであるため、カムシャフトやクランクシャフトのような非円形部を有する工作物においては、異常回転検出が可能であるが、非円形部を持たない円筒状の工作物においては、特許文献３に記載されているような特殊センタ等を設けなければ異常回転を検出することができない問題がある。

しかも、上記した特許文献２および特許文献３に記載のものは、スリップした結果を検出するものであり、検出した時点で既に工作物が異常回転を生じている状態であるため、工作物がスリップする前に事前に検出できるものが要望されていた。

本発明は、上記した従来の問題点を解決するとともに、上記した要望を満たすためになされたもので、工作物がスリップする前に研削条件を変更して、工作物のスリップを未然に防止できる工作物のスリップ防止方法および装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明の特徴は、工作物の一端を支持するセンタを設けたマスタ主軸と、前記工作物の他端を支持するセンタを設けたスレーブ主軸と、前記マスタ主軸および前記スレーブ主軸を同期して回転駆動するマスタサーボモータおよびスレーブサーボモータを備え、前記マスタ主軸に設けた前記センタおよび前記スレーブ主軸に設けた前記センタの少なくとも一方を他方に対して加圧することにより、前記工作物と前記センタとの間に摩擦力を発生させて前記工作物の両端を同期回転駆動し、その状態で、前記工作物に対して砥石台を切込んで研削を実行する研削盤において、研削を実行する前に、前記工作物と前記センタとがスリップする前記サーボモータの限界電流値を検出するスリップ検出サイクルを実行し、研削実行時に、前記サーボモータの電流値が、前記限界電流値に基づいて設定されたスリップしきい値に達した際に、研削条件を変更して前記工作物と前記センタとがスリップすることを未然に防止するようにしたことである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記スリップ検出サイクルは、前記マスタ主軸および前記スレーブ主軸の少なくとも一方を、前記サーボモータによって回転させることによって、前記工作物と前記センタとがスリップする限界電流値を検出するようにしたことである。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項１において、前記スリップ検出サイクルは、前記マスタ主軸と前記スレーブ主軸を、前記マスタサーボモータと前記スレーブサーボモータによって逆回転させることによって、前記工作物と前記センタとがスリップする限界電流値を検出するようにしたことである。

請求項４に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項３のいずれか1項において、前記研削条件を、前記砥石台の切込み速度を遅くするか、前記センタの加圧力を大きくすることによって変更することである。

請求項５に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項４のいずれか1項において、前記研削条件を変更した場合は、次の工作物の研削データを変更した研削条件に修正するようにしたことである。

請求項６に係る発明の特徴は、工作物の一端を支持するセンタを設けたマスタ主軸と、前記工作物の他端を支持するセンタを設けたスレーブ主軸と、前記マスタ主軸および前記スレーブ主軸を同期して回転駆動するマスタサーボモータおよびスレーブサーボモータを備え、前記マスタ主軸に設けた前記センタおよび前記スレーブ主軸に設けた前記センタの少なくとも一方を他方に対して加圧することにより、前記工作物と前記センタとの間に摩擦力を発生させて前記工作物の両端を同期回転駆動し、その状態で、前記工作物に対して砥石台を切込んで研削を実行する研削盤において、予め規定の電流値を設定し、繰り返しの生産サイクルにおいては、前記マスタ主軸および前記スレーブ主軸との間に前記工作物を支持した状態で、前記マスタ主軸および前記スレーブ主軸の少なくとも一方を、前記サーボモータによって回転させた際に、前記規定の電流値まで達すれば研削サイクルに移行する簡易サイクルを実行することである。

請求項７に係る発明の特徴は、工作物の一端を支持するセンタを設けたマスタ主軸と、前記工作物の他端を支持するセンタを設けたスレーブ主軸と、前記マスタ主軸および前記スレーブ主軸を同期して回転駆動するマスタサーボモータおよびスレーブサーボモータを備え、前記マスタ主軸に設けた前記センタに対して前記スレーブ主軸に設けた前記センタを加圧することにより、前記工作物と前記センタとの間に摩擦力を発生させて前記工作物の両端を同期回転駆動し、その状態で、前記工作物に対して砥石台を切込んで研削を実行する研削盤において、研削を実行する前に、前記工作物と前記センタとがスリップする前記サーボモータの限界電流値を検出する検出手段と、該限界電流値に基づいてスリップしきい値を演算する演算手段と、該演算手段によって演算されたスリップしきい値を記憶する記憶手段と、研削実行時に、前記サーボモータの電流値が、前記スリップしきい値に達した際に、前記工作物と前記センタとがスリップしないように研削条件を変更する研削条件変更手段とを備えたことである。

請求項１に係る発明によれば、研削を実行する前に、工作物とセンタとがスリップするサーボモータの限界電流値を検出するスリップ検出サイクルを実行し、研削実行時に、サーボモータの電流値が、限界電流値に基づいて設定されたスリップしきい値に達した際に、研削条件を変更して工作物とセンタとがスリップすることを未然に防止するようにしたので、工作物をスリップさせない安全な研削加工を実現することができる。しかも、計算でスリップしない条件を算出するのではなく、機上で研削前にスリップを発生する摩擦抵抗を計測するようにしたので、精度の高い計測を可能にでき、工作物とセンタとのスリップを確実に防止することができるようになる。

請求項２に係る発明によれば、スリップ検出サイクルは、マスタ主軸およびスレーブ主軸の少なくとも一方を、サーボモータによって回転させることによって、工作物とセンタとがスリップする限界電流値を検出するようにしたので、実加工に近い条件でスリップを発生する摩擦抵抗を計測することができる。

請求項３に係る発明によれば、スリップ検出サイクルは、マスタ主軸とスレーブ主軸を、マスタサーボモータとスレーブサーボモータによって逆回転させることによって、工作物とセンタとがスリップする限界電流値を検出するようにしたので、マスタサーボモータおよびスレーブサーボモータのいずれか小さいほうの電流値を上限値とすることができる。

請求項４に係る発明によれば、研削条件を、砥石台の切込み速度を遅くするか、センタの加圧力を大きくすることによって変更するようにしたので、サーボモータの電流値が、限界電流値に基づいて設定されたスリップしきい値に達した後は、研削条件の変更によってサーボモータの電流値を低減させることができ、工作物とセンタとのスリップを確実に防止することができる。

請求項５に係る発明によれば、研削条件を変更した場合は、次の工作物の研削データを、変更した研削条件に修正するようにしたので、次回の研削加工においては、サーボモータの電流値を、スリップしきい値以下に保つことができる。

請求項６に係る発明によれば、予め規定の電流値を設定し、繰り返しの生産サイクルにおいては、マスタ主軸およびスレーブ主軸との間に工作物を支持した状態で、マスタ主軸およびスレーブ主軸の少なくとも一方を、サーボモータによって回転させた際に、規定の電流値まで達すれば研削サイクルに移行する簡易サイクルを実行するようにしたので、繰り返しの生産サイクルにおいては、簡易サイクルを短時間で実行することができるとともに、安全度を向上することができる。

請求項７に係る発明によれば、研削を実行する前に、工作物とセンタとがスリップするサーボモータの限界電流値を検出する検出手段と、限界電流値に基づいてスリップしきい値を演算する演算手段と、演算手段によって演算されたスリップしきい値を記憶する記憶手段と、研削実行時に、サーボモータの電流値が、スリップしきい値に達した際に、工作物とセンタとがスリップしないように研削条件を変更する研削条件変更手段とを備えているので、予め検出したデータに基づいて、研削時における工作物とセンタとのスリップを確実に防止することが可能な研削盤を具現化することができる。

本発明の実施に好適な研削盤の全体図である センタ加圧装置を示す概略図である。 スリップ検出サイクルのステップを示す流れ図である。 スリップ検出サイクル時のマスタ主軸とスレーブ主軸の回転状態を示す図である。 スリップ検出サイクルにおけるＣ軸電流値の変移を示す図である。 実研削時において工作物のスリップを防止する研削サイクルを示す図である。 実研削時における工作物のスリップを防止するフローチャートを示す図である。 スリップ検出サイクルの簡易サイクルを示す図である。

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、研削盤のベッド１０上には、テーブル１１がＺ軸サーボモータ１２によってＺ軸方向（図１の左右方向）に移動可能に案内支持されている。テーブル１１上には、マスタ主軸Ｃｍを回転可能に軸承した主軸台１３が設置され、マスタ主軸Ｃｍの先端に工作物Ｗの一端を支持するセンタ１４が取付けられている。マスタ主軸Ｃｍは、進退駆動装置１５によって軸線方向に所定量進退されるようになっているとともに、マスタサーボモータ１６によって回転駆動されるようになっている。

テーブル１１上には、主軸台１３と対向する位置に心押台１７が設置されており、この心押台１７にマスタ主軸Ｃｍと同軸上にスレーブ主軸Ｃｓが回転可能に軸承され、スレーブ主軸Ｃｓの先端に工作物Ｗの他端を支持するセンタ１８が取付けられている。スレーブ主軸Ｃｓは、センタ加圧制御用のサーボモータ２０によって軸線方向に進退されるようになっているとともに、スレーブサーボモータ２１によってマスタ主軸Ｃｍと同期して回転駆動されるようになっている。

また、ベッド１０上のテーブル１１の後方位置には、砥石台２３がＸ軸サーボモータ２４によってＺ軸方向と直交するＸ軸方向（図１の上下方向）に移動可能に案内支持されている。砥石台２３には、砥石車２５がＺ軸方向と平行な軸線の回りに回転可能な砥石軸２６を介して軸承され、図略の砥石軸駆動モータによって回転駆動されるようになっている。

次に、センタ１４、１８の加圧力を制御する構成を図２に基づいて説明する。心押台１７には、スレーブ主軸Ｃｓをベアリング３０を介して回転可能に支持した心押ラム３１が、スレーブ主軸Ｃｓの軸線方向に摺動可能に支持されている。スレーブ主軸Ｃｓの後端には、スレーブサーボモータ２１のモータシャフト２１ａが連結され、スレーブ主軸Ｃｓはスレーブサーボモータ２１によってマスタ主軸Ｃｍと同期して回転駆動されるようになっている。

心押ラム３１の後端には連結板３２が固定されており、この連結板３２は心押ラム３１の径方向に伸延するスプリング受け部３２ａを有している。心押台１７には、心押ラム３１と径方向に所定の間隔を有してボールねじ軸３３が心押ラム３１と平行に配置され、ボールねじ軸３３は心押ラム３１と平行な軸線の回りに回転のみ可能に支持されている。ボールねじ軸３３には、ボールナット３４が螺合され、ボールナット３４は心押台１７に軸線方向に摺動のみ可能に支持されている。ボールナット３４には、連結板３２より伸延されたスプリング受け部３２ａに対向するスプリング受け部３４ａがボールねじ軸３３の径方向に伸延して設けられている。

ボールナット３４と連結板３２の各スプリング受け部３４ａ、３２ａの間には、加圧スプリング３５が介挿され、この加圧スプリング３５のばね力によって、心押ラム３１をセンタ１４に向かって前進する方向に付勢している。ボールねじ軸３３の一端には、センタ加圧力制御用のサーボモータ２０のモータシャフト２０ａが連結され、このサーボモータ２０を回転制御することによって、ボールナット３４がボールねじ軸３３の軸線方向、すなわち、加圧スプリング３５を圧縮する方向あるいは加圧スプリング３５より離れる方向に移動され、これによって、加圧スプリング３５のばね力が変化される。

上記したセンタ加圧力制御用のサーボモータ２０、ボールねじ軸３３、ボールナット３４および加圧スプリング３５等によって、センタ加圧装置３７を構成している。

なお、図２では図示を省略してあるが、心押ラム３１とボールナット３４は、加圧スプリング３５の伸縮作用を妨げない範囲内で、心押ラム３１の軸線方向に所定量だけ相対移動可能に連係され、これにより、ボールナット３４の後退によって心押ラム３１を後退できるようにしてある。

図２中の４１は、ボールナット３４による加圧スプリング３５の押込み量を確認する渦電流センサを示し、この渦電流センサ４１は取付けブラケット４２を介して連結板３２に固定されている。渦電流センサ４１は、ボールナット３４に固定された鉄板部材４３との距離を測定し、加圧スプリング３５が目標とする圧縮量に圧縮されていることを確認できるようにしている。

研削盤を制御する数値制御装置５０は、図１に示すように、中央処理装置（ＣＰＵ）５１と、種々の制御値およびプログラムを記憶するメモリ５２と、インターフェィス５３、５４から主に構成されている。メモリ５２には、入出力装置５５から入力された制御パラメータと研削加工を実行するためのＮＣプログラムがそれぞれ記憶されている。また、メモリ５２には、工作物Ｗのスリップを防止するための限界電流値（限界Ｃ軸電流値）Ａ１に基づいて演算されたスリップしきい値Ａ２が記憶されているとともに、粗研削加工、精研削加工および微研削加工の各研削ステップに応じたセンタ加圧力とサーボモータ２０の回転量との対応関係テーブルが、工作物Ｗの種類毎に記憶されている。かかる対応関係テーブルは、例えば、ある工作物Ｗの粗研削加工（精研削加工、微研削加工）時に発生する研削抵抗に応じたセンタ加圧力と、当該センタ加圧力を発生させるに必要な加圧スプリング３５のばね力、すなわち、サーボモータ２０の回転量との関係をデータ化したものである。数値制御装置５０には、入出力装置５５を介して種々のデータが入力されるようになっており、入力装置５５は、データの入力等を行うためのキーボード、データの表示を行う表示装置を備えている。

数値制御装置５０は、砥石台２３をＸ軸方向へ移動させるＸ軸サーボモータ２４に指令された駆動信号を与えるＸ軸駆動ユニット５６を制御するようになっており、Ｘ軸サーボモータ２４に取付けられた図略のエンコーダがＸ軸サーボモータ２４の回転位置、すなわち、砥石台２３の位置を数値制御装置５０へ送出するように構成されている。また、数値制御装置５０は、テーブル１１をＺ軸方向へ移動させるＺ軸サーボモータ１２に駆動信号を与えるＸ軸駆動ユニット５７を制御するようになっており、Ｚ軸サーボモータ１２に取付けられた図略のエンコーダがＺ軸サーボモータ１２の回転位置、すなわち、テーブル１１の位置を数値制御装置５０へ送出するように構成されている。

そして、数値制御装置５０は、メモリ５２に記憶されたＮＣプログラムの目標位置指令とエンコーダからの現在位置信号との偏差により、Ｚ軸およびＸ軸サーボモータ１２、２４をそれぞれ駆動し、テーブル１１および砥石台２３をそれぞれ目標位置に位置決め制御するようになっている。

また、数値制御装置５０は、センタ加圧力制御用のサーボモータ２０に指令された駆動信号を与える加圧力制御ユニット５８を制御するとともに、マスタサーボモータ１６とスレーブサーボモータ２１を同期回転制御する同期回転制御装置５９を制御するように構成されている。

次に、工作物Ｗとセンタ１４、１８とがスリップするマスタサーボモータ１６およびスレーブサーボモータ２１の限界Ｃ軸電流値Ａ１を検出するスリップ検出サイクルを、図３の流れ図に基づいて説明する。

研削サイクルを実行する前に、工作物Ｗを両センタ１４、１８間に搬入（ステップＳ１１）し、スレーブ主軸Ｃｓに設けたセンタ１８をセンタ加圧装置３７によってマスタ主軸Ｃｍに設けたセンタ１４に対して前進（ステップＳ１２）させて加圧することにより、工作物Ｗを両センタ１４、１８に正規加圧力でクランプする。しかる後、図４に示すように、マスタ主軸Ｃｍおよびスレーブ主軸Ｃｓをマスタサーボモータ１６およびスレーブサーボモータ２１によって逆方向にθ角度だけ回転（ステップＳ１３）させる。

このとき、工作物Ｗと両センタ１４、１８間には、センタ加圧力による摩擦抵抗によってマスタ主軸Ｃｍおよびスレーブ主軸Ｃｓの回転を妨げる摩擦トルクが発生する。これに対して、マスタ主軸Ｃｍおよびスレーブ主軸Ｃｓは、目標角度まで回転しようとし、工作物Ｗと両センタ１４、１８間に作用する摩擦トルクに打ち勝つトルクを発生させるため、マスタサーボモータ１６およびスレーブサーボモータ２１には次第に大きな負荷電流が流れる。そして、マスタ主軸Ｃｍおよびスレーブ主軸Ｃｓからのトルク（Ｃ軸トルク）が、工作物Ｗと両センタ１４、１８間の摩擦トルクより大きくなった時点で、左右どちらかのセンタ１４，１８でスリップが発生し、スリップが発生すると工作物Ｗと両センタ１４、１８間の摩擦トルクが動摩擦抵抗に変化するため、マスタサーボモータ１６およびスレーブサーボモータ２１の負荷電流が低下する。

従って、マスタ主軸Ｃｍおよびスレーブ主軸Ｃｓが角度θ回転するまでのマスタサーボモータ１６およびスレーブサーボモータ２１のＣ軸電流値（負荷電流値）は、図５示すように、工作物Ｗと両センタ１４、１８間でスリップが発生する直前に最大となり、スリップ後は動摩擦抵抗負荷によって低下する波形となる。そこで、工作物Ｗと両センタ１４、１８間でスリップが発生する直前の最大の電流値を限界Ｃ軸電流値Ａ１として検出（ステップＳ１４）して数値制御装置５０に取り込み、記憶する。この場合、マスタサーボモータ１６とスレーブサーボモータ２１の負荷電流値の最大値が異なる場合には、小さいほうの負荷電流値を限界Ｃ軸電流値Ａ１として記憶する。上記したステップＳ１４は、請求項における限界電流値を検出する手段を構成している。

続いて、両センタ１４、１８を後退（ステップＳ１５）させ、その状態で、マスタ主軸Ｃｍおよびスレーブ主軸Ｃｓをマスタサーボモータ１６およびスレーブサーボモータ２１によって角度θだけ前記と逆方向に回転させ、マスタ主軸Ｃｍおよびスレーブ主軸Ｃｓを最初の絶体原点に復帰（ステップＳ１６）させ、最後に、上記した限界Ｃ軸電流値Ａ１に基づいてスリップしきい値Ａ２を演算（ステップＳ１７）して、数値制御装置５０のメモリ５２に記憶し、スリップ検出サイクルを完了する。かかるスリップしきい値Ａ２は、図６に示すように、限界Ｃ軸電流値Ａ１に安全率を掛けて求めたもので、このスリップしきい値Ａ２以内に制御すれば、スリップを起こさない安全域であることを示している。上記したステップＳ１７は、請求項におけるスリップしきい値Ａ２を演算する演算手段を構成しており、また、上記したメモリ５２は、請求項におけるスリップしきい値Ａ２を記憶する記憶手段を構成している。

実研削加工中においても、研削抵抗によって工作物Ｗにマスタ主軸Ｃｍおよびスレーブ主軸Ｃｓに対する逆向きのトルクがかかった場合、マスタサーボモータ１６あるいはスレーブサーボモータ２１の負荷電流値が、上記した限界Ｃ軸電流値Ａ１に達すれば左右どちらかのセンタ１４、１８でスリップが発生すると考えてよい。

そこで、図６に示すように、限界Ｃ軸電流値Ａ１に安全率を乗算して、スリップを起こさない安全域としてのスリップしきい値Ａ２を求め、数値制御装置５０のメモリ５２に記憶し、研削加工中にマスタサーボモータ１６あるいはスレーブサーボモータ２１の負荷電流値を常時監視し、負荷電流値がスリップしきい値Ａ２を超えた場合に、砥石台２３の送り速度を遅くするなどして研削抵抗を低下させる。これによって、スリップの発生しない安全な研削加工を実現できるようになる。

次に上記した実施の形態における工作物のスリップ防止方法について、図６のサイクル線図および図７のフローチャートを参照して説明する。

テーブル１３上の主軸台２１と心押台２２との間に工作物Ｗが搬入されると、センタ加圧力制御用のサーボモータ２０が駆動され、ボールねじ軸３３が回転される。ボールねじ軸３３の回転により、ボールナット３４がボールねじ軸３３の軸線方向に移動され、加圧スプリング３５が圧縮される。かかる加圧スプリング３５の圧縮により、心押ラム１８が前進され、心押ラム１８に軸承されたスレーブ主軸Ｃｓのセンタ１８が工作物Ｗのセンタ穴に係合し、工作物Ｗをマスタ主軸Ｃｍに向かって押圧する。工作物Ｗの一端のセンタ穴がマスタ主軸Ｃｍのセンタ１４に係合すると、心押ラム１８の前進運動が停止され、さらにサーボモータ２０の回転によって、加圧スプリング３５が圧縮されてセンタ加圧力が増大される。加圧スプリング３５の圧縮量は、センタ加圧力制御用のサーボモータ２０の回転量によって制御され、センタ加圧力は予め定められた値に設定される。

なお、加圧スプリング３５の圧縮量、換言すれば、心押ラム１８とナット部材３４との相対位置関係を、渦電流センサ４１によってナット部材３４に固定された鉄板部材４２との距離を測定することによって検出することができる。従って、例えば、工作物Ｗのセンタ穴の異常などによって、加圧スプリング３５が所定の圧縮量に圧縮されていない場合には、これを渦流センタ４１の出力に基づいて検出することができ、異常信号を送出することができる。

続いて、マスタサーボモータ１６が起動されてマスタ主軸Ｃｍが回転駆動されるとともに、スレーブ主軸Ｃｓがスレーブサーボモータ２１によってマスタ主軸Ｃｍと同期して回転駆動され、マスタ主軸Ｃｍおよびスレーブ主軸Ｃｓに設けられた各センタ１４、１８と工作物Ｗのセンタ穴との摩擦係合作用によって工作物Ｗが回転駆動される。同時に、砥石台２３がＸ軸方向に早送り速度、粗研削送り速度、精研削送り速度および微研削送り速度で順次前進され、砥石車２５によって工作物Ｗを研削加工する研削サイクルが実行される（図７のステップ１００）。

次いで、ステップ１０２において、研削サイクルが終了したか否かが判断され、研削サイクルが終了していない場合（Ｎ）には、次のステップ１０４において、マスタサーボモータ１６およびスレーブサーボモータ２１のいずれか一方の負荷電流値（Ｃ軸電流値）が、スリップしきい値Ａ２を越えたか否かが判断される。 Ｃ軸電流値がスリップしきい値Ａ２を越えていない場合（Ｎ）には、研削サイクルが続行されるが、Ｃ軸電流値がスリップしきい値Ａ２を越える（Ｙ）と、ステップ１０６において、オーバライド機能によって砥石台２３のＸ軸送り速度を低減するように制御される。このようなＸ軸送り速度の低減によって、工作物Ｗの研削加工時に作用する研削抵抗が低下されるため、Ｃ軸電流値がそれ以上大きくなるのを抑制できるようになる。上記したステップ１０６は、請求項における研削条件を変更する研削条件変更手段を構成している。

例えば、図６の研削サイクル線図に示すように、工作物Ｗを粗研削加工している途中で、Ｃ軸電流値がスリップしきい値Ａ２を越えた場合には、粗研削送り速度が当初の所定の送り速度から一定割合低減した送り速度に変化される。すなわち、図６に示すように、Ｓ１の研削サイクルからＳ２の研削サイクルに移行させるように研削条件を変更することで、工作物Ｗのスリップを未然に防止することができる。

上記したステップ１０２において、研削サイクルが終了したと判断された場合（Ｙ）には、ステップ１０８において、研削サイクルデータの変更が必要か否かが判断される。すなわち、研削条件を変更した場合には、研削サイクルデータを図６のＳ１からＳ２に変更しないと、次の工作物Ｗの研削加工においてもスリップしきい値Ａ２を越える可能性が高くなるため、このような場合には、研削サイクルデータの変更が必要であると判断（Ｙ）し、次のステップ１１０において、研削サイクルデータを変更し、プログラムがリターンされる。このような処理によって、次の工作物Ｗの研削加工においてスリップしきい値Ａ２を越えることがないようにする。

なお、研削条件の変更としては、砥石台２３の送り速度を遅くする他に、センタ加圧力を増加させるようにしてもよい。

また、粗研削加工において砥石台２３の粗研削送り速度にオーバライドをかけて、粗研削送り速度を変更した場合でも、粗研削加工後の精研削加工時あるいは微研削加工時には、最初に設定した精研削送り速度あるいは微研削送り速度で精研削あるいは微研削が行われる。そして、この精研削時あるいは微研削時に、Ｃ軸電流値がスリップしきい値Ａ２を越える事態が発生した場合には、上記したと同様にして、精研削送り速度あるいは微研削送り速度にオーバライドをかけて、送り速度を低下させるようにすればよい。

一方、Ｃ軸電流値がスリップしきい値Ａ２を越えたことに基づいて、研削条件を変更した場合にも、次の工作物Ｗの研削加工を元の研削サイクルデータを使用して行うこともできる。そして、研削加工によって、Ｃ軸電流値がスリップしきい値Ａ２を越える事態が発生した場合には、その都度研削条件を変更するようにしてもよい。

ところで、同一工作物を繰り返し研削加工するような生産ラインにおいては、工作物Ｗを研削加工する度に、上記のようなスリップ検出サイクルを繰り返すと研削効率の低下を招く。このため、同一工作物を繰り返し研削加工するような生産ラインにおいては、初品の工作物を研削加工する場合にだけ上記したスリップ検出サイクルを実行するか、あるいは一日一回、週一回というように、定期的に実行するようにしてもよい。

さらに、同一工作物を繰り返し研削加工する場合には、図８に示す簡易サイクルを実行するようにしてもよく、あるいは図８の簡易サイクルと図７のスリップ検出サイクルの両方を行うようにしてもよい。図８の簡易サイクルを付け加えることにより、安全度を向上することができる。

簡易サイクルは、図８に示すように、研削を実行する前に、工作物Ｗを両センタ１４、１８間に搬入し（ステップ２００）、スレーブ主軸Ｃｓに設けたセンタ１８をセンタ加圧装置３７によってマスタ主軸Ｃｍに設けたセンタ１４に対して前進させて（ステップ２０２）、センタ１４、１８を加圧することにより、工作物Ｗを両センタ１４、１８に正規加圧力でクランプする。しかる後、マスタ主軸Ｃｍおよびスレーブ主軸Ｃｓをマスタサーボモータ１６およびスレーブサーボモータ２１によって逆方向にθ角度だけ回転させる（ステップ２０４）。

ここまでは、上記したスリップ検出サイクルと同じであるが、簡易サイクルにおいては、マスタ主軸Ｃｍおよびスレーブ主軸Ｃｓを逆方向に回転した後、ステップ２０６において、マスタサーボモータ１６およびスレーブサーボモータ２１のいずれか一方が、規定の電流値（例えば、上記したスリップしきい値Ａ２）に達したか否かを判定する。規定の電流値に達していれば、工作物Ｗのセンタ穴とセンタ１４、１８とは十分な摩擦力で係合されていることになるので、ＯＫとして研削サイクルへ移行する（ステップ２０８）。規定の電流値に達しない場合には、工作物Ｗとセンタ１４、１８との間への異物のかみこみ、工作物Ｗの異常、センタ１４、１８の異常等によって、工作物Ｗとセンタ１４、１８とが所定の電流値に達する前にスリップしていることになるので、ＮＧとして異常停止する（ステップ２１０）。

このような簡易サイクルによれば、工作物Ｗとセンタ１４、１８とがスリップするまでマスタ主軸Ｃｍおよびスレーブ主軸Ｃｓをθ角度回転させる必要がなく、しかも、スリップ検出サイクルのステップ図で述べたセンタ１４、１８を後退させて、マスタ主軸Ｃｍおよびスレーブ主軸Ｃｓをθ角度回転戻しする必要がないので、簡易サイクルを短時間で実行することができる。

しかしながら、規定の電流値は、上記したスリップ検出サイクルによって検出した限界電流値Ａ１に基づいて設定する他に、予め実験等に基づいて設定することもできる。

上記した実施の形態によれば、研削を実行する前に、工作物Ｗとセンタ１４、１８とがスリップする限界Ｃ軸電流値Ａ１を検出するスリップ検出サイクルを実行し、研削実行時に、マスタサーボモータ１６およびスレーブサーボモータ２１の負荷電流値（Ｃ軸電流値）が、限界Ｃ軸電流値Ａ１に基づいて設定されたスリップしきい値Ａ２に達した際に、砥石台２３の送り速度を遅くしたり、あるいはセンタ加圧力を増大するなどして研削条件を変更するようにしている。これによって、工作物Ｗをスリップさせない安全な研削加工を実現することができ、

しかも、計算でスリップしない条件を算出するのではなく、機上で研削前に、実際の工作物Ｗを用いてスリップを発生する摩擦抵抗を計測するようにしたので、精度の高い計測を可能にでき、工作物Ｗとセンタ１４、１８とのスリップを確実に防止することができるようになる。

また、上記した実施の形態によれば、繰り返しの生産サイクルにおいては、マスタ主軸Ｃｍとスレーブ主軸Ｃｓを、マスタサーボモータ１６とスレーブサーボモータ２１によって逆回転させた際に、スリップしきい値Ａ２まで達すれば、十分な摩擦抵抗が作用しているものとして、ＯＫとして研削サイクルに移行する簡易サイクルを実行するようにしたので、工作物Ｗとセンタ１４、１８とがスリップするまでマスタ主軸Ｃｍおよびスレーブ主軸Ｃｓを回転させる必要がなく、スリップ検出サイクルを短時間で実行することができる。

上記した実施の形態においては、スリップ検出サイクル時および簡易サイクル時に、マスタ主軸Ｃｍおよびスレーブ主軸Ｃｓをマスタサーボモータ１６およびスレーブサーボモータ２１によって逆方向にθ角度だけ回転させる例について述べたが、マスタサーボモータ１６およびスレーブサーボモータ２１の一方を固定した状態で、他方のみ一方向に所定角度回転させるようにして、限界Ｃ軸電流値Ａ１を求めるようにしてもよい。

上記した実施の形態においては、センタ加圧装置３７を心押台１７側に設けて、スレーブ主軸Ｃｓに設けたセンタ１８をマスタ主軸Ｃｍに設けたセンタ１４に対して加圧するようにした例について述べたが、センタ加圧装置３７を主軸台１２側に設けて、マスタ主軸Ｃｍに設けたセンタ１４をスレーブ主軸Ｃｓに設けたセンタ１８に対して加圧するようにしてもよく、あるいはまた、マスタ主軸Ｃｍに設けたセンタ１４およびスレーブ主軸Ｃｓに設けたセンタ１８の双方をセンタ加圧装置３７によって加圧するようにしてもよい。

また、上記した実施の形態においては、加圧スプリング３５のばね力によって、センタ１４、１８の加圧力を制御するようにしたが、センタ加圧力の制御は、必ずしもスプリング力でなくてもよく、例えば、エアシリンダあるいは油圧シリンダによるエア圧あるいは油圧力によって行うようにしてもよい。

さらに、上記した実施の形態においては、スリップ検出サイクルの簡易サイクル時におけるスリップしきい値を、図３に示したスリップ検出サイクルのスリップしきい値Ａ２と同じ値に設定した例について述べたが、簡易サイクル時におけるスリップしきい値は、スリップ検出サイクルのスリップしきい値Ａ２と同じである必要はなく、別の値に定めるようにしてもよい。

以上、本発明を実施の形態に即して説明したが、本発明は実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得るものである。

本発明に係る工作物のスリップ防止方法および装置は、センタを加圧して工作物Ｗの両端をセンタ１４、１８の摩擦力により同期回転駆動し、研削を行う研削盤に用いるのに適している。

１１…テーブル、１２…主軸台、Ｃｍ…マスタ主軸、１４…センタ、１６…マスタサーボモータ、１７…心押台、Ｃｓ…スレーブ主軸、１８…センタ、２０…センタ加圧力制御用サーボモータ、２１…スレーブサーボモータ、２３…砥石台、３１…心押ラム、３５…加圧スプリング、３７…センタ加圧装置、５０…数値制御装置、Ｗ…工作物、Ａ１…限界電流値、Ａ２…スリップしきい値。

Claims (7)

1. 工作物の一端を支持するセンタを設けたマスタ主軸と、前記工作物の他端を支持するセンタを設けたスレーブ主軸と、前記マスタ主軸および前記スレーブ主軸を同期して回転駆動するマスタサーボモータおよびスレーブサーボモータを備え、前記マスタ主軸に設けた前記センタおよび前記スレーブ主軸に設けた前記センタの少なくとも一方を他方に対して加圧することにより、前記工作物と前記センタとの間に摩擦力を発生させて前記工作物の両端を同期回転駆動し、その状態で、前記工作物に対して砥石台を切込んで研削を実行する研削盤において、
   研削を実行する前に、前記工作物と前記センタとがスリップする前記サーボモータの限界電流値を検出するスリップ検出サイクルを実行し、
   研削実行時に、前記サーボモータの電流値が、前記限界電流値に基づいて演算されたスリップしきい値に達した際に、研削条件を変更して前記工作物と前記センタとがスリップすることを未然に防止するようにしたことを特徴とする研削盤における工作物のスリップ防止方法。
2. 請求項１において、前記スリップ検出サイクルは、前記マスタ主軸および前記スレーブ主軸の少なくとも一方を、前記サーボモータによって回転させることによって、前記工作物と前記センタとがスリップする前記限界電流値を検出するようにしたことを特徴とする研削盤における工作物のスリップ防止方法。
3. 請求項１において、前記スリップ検出サイクルは、前記マスタ主軸と前記スレーブ主軸を、前記マスタサーボモータと前記スレーブサーボモータによって逆回転させることによって、前記工作物と前記センタとがスリップする前記限界電流値を検出するようにしたことを特徴とする研削盤における工作物のスリップ防止方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか1項において、前記研削条件を、前記砥石台の切込み速度を遅くするか、前記センタの加圧力を大きくすることによって変更することを特徴とする研削盤における工作物のスリップ防止方法。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか1項において、前記研削条件を変更した場合は、次の工作物の研削データを変更した研削条件に修正するようにしたことを特徴とする研削盤における工作物のスリップ防止方法。
6. 工作物の一端を支持するセンタを設けたマスタ主軸と、前記工作物の他端を支持するセンタを設けたスレーブ主軸と、前記マスタ主軸および前記スレーブ主軸を同期して回転駆動するマスタサーボモータおよびスレーブサーボモータを備え、前記マスタ主軸に設けた前記センタおよび前記スレーブ主軸に設けた前記センタの少なくとも一方を他方に対して加圧することにより、前記工作物と前記センタとの間に摩擦力を発生させて前記工作物の両端を同期回転駆動し、その状態で、前記工作物に対して砥石台を切込んで研削を実行する研削盤において、
   予め規定の電流値を設定し、
   繰り返しの生産サイクルにおいては、前記マスタ主軸および前記スレーブ主軸との間に前記工作物を支持した状態で、前記マスタ主軸および前記スレーブ主軸の少なくとも一方を、前記サーボモータによって回転させた際に、前記規定の電流値まで達すれば研削サイクルに移行する簡易サイクルを実行することを特徴とする研削盤における工作物のスリップ防止方法。
7. 工作物の一端を支持するセンタを設けたマスタ主軸と、前記工作物の他端を支持するセンタを設けたスレーブ主軸と、前記マスタ主軸および前記スレーブ主軸を同期して回転駆動するマスタサーボモータおよびスレーブサーボモータを備え、前記マスタ主軸に設けた前記センタに対して前記スレーブ主軸に設けた前記センタを加圧することにより、前記工作物と前記センタとの間に摩擦力を発生させて前記工作物の両端を同期回転駆動し、その状態で、前記工作物に対して砥石台を切込んで研削を実行する研削盤において、
   研削を実行する前に、前記工作物と前記センタとがスリップする前記サーボモータの限界電流値を検出する検出手段と、
   該限界電流値に基づいてスリップしきい値を演算する演算手段と、
   該演算手段によって演算されたスリップしきい値を記憶する記憶手段と、
   研削実行時に、前記サーボモータの電流値が、前記スリップしきい値に達した際に、前記工作物と前記センタとがスリップしないように研削条件を変更する研削条件変更手段とを備えたことを特徴とする研削盤における工作物のスリップ防止装置。
   

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