JP5418148B2 - Grinding machine and grinding method - Google Patents
Grinding machine and grinding method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5418148B2 JP5418148B2 JP2009247169A JP2009247169A JP5418148B2 JP 5418148 B2 JP5418148 B2 JP 5418148B2 JP 2009247169 A JP2009247169 A JP 2009247169A JP 2009247169 A JP2009247169 A JP 2009247169A JP 5418148 B2 JP5418148 B2 JP 5418148B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grinding
- resistance
- cylindrical workpiece
- workpiece
- target
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
Description
本発明は、円筒状ワークの外周または内周を研削する研削盤および研削方法に関するものである。 The present invention relates to a grinding machine and a grinding method for grinding an outer periphery or an inner periphery of a cylindrical workpiece.
従来、円筒状ワークの外周または内周を研削する研削盤として、特開平7−214466号公報(特許文献1)および特開平8−168957号公報(特許文献2)に記載されたものがある。特許文献1,2には、後退研削を行うことが記載されている。後退研削とは、砥石車を円筒状ワークに押し付ける方向に移動させて行う前進研削の後に、砥石車を円筒状ワークから引き離す方向へ移動させながら行う研削加工である。前進研削では、砥石車を円筒状ワークに押し付けるため、円筒状ワークに撓みが生じる。さらに、前進研削においては、円筒状ワークの回転位相θによって、研削残し量E(θ)が異なる。そして、後退研削においては、前進研削において生じた円筒状ワークの撓み量を減少させながら、前進研削における研削残しの部分を研削加工する。このように、後退研削を行うことで、全て前進研削により行う研削加工に比べて、研削時間を大きく短縮することができるようになる。
Conventionally, as grinding machines for grinding the outer periphery or inner periphery of a cylindrical workpiece, there are those described in JP-A-7-214466 (Patent Document 1) and JP-A-8-168957 (Patent Document 2).
本発明は、特許文献1,2に記載の後退研削を利用して、より高精度な研削加工を行うことができる研削盤および研削方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a grinding machine and a grinding method capable of performing grinding with higher accuracy by using the backward grinding described in
上記の課題を解決するため、請求項1に係る研削盤の発明は、
円筒状ワークの外周または内周を研削する研削盤であって、
砥石車と、
前記円筒状ワークを回転可能に支持し且つ駆動するワーク支持手段と、
前記円筒状ワークと前記砥石車とが接近または離間するように前記円筒状ワークと前記砥石車とを相対移動させる移動手段と、
前記砥石車により前記円筒状ワークを研削することにより生じる研削抵抗Ftを検出する研削抵抗検出手段と、
前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させて、前記円筒状ワークの撓み量ωを増加させる第一前進研削を実行する第一前進研削制御手段と、
前記第一前進研削の後であって、前記砥石車を前記円筒状ワークから引き離す方向へ相対移動させて前記円筒状ワークの撓み量ωを減少させながら行う後退研削の際に、前記円筒状ワークの現在の回転位相θtから目標の回転位相θeに達するまでの間において、各回転位相θにおける前記円筒状ワークの研削残し量E(θ)に基づいて各前記回転位相θにおける目標研削抵抗Fe(θ)を生成する目標研削抵抗生成手段と、
前記研削抵抗検出手段により検出される前記研削抵抗Ftが前記目標研削抵抗Fe(θ)に一致するように制御して前記後退研削を実行する後退研削制御手段と、
を備えることである。
In order to solve the above problem, the invention of a grinding machine according to
A grinding machine for grinding the outer periphery or inner periphery of a cylindrical workpiece,
With a grinding wheel,
A workpiece support means for rotatably supporting and driving the cylindrical workpiece;
Moving means for relatively moving the cylindrical workpiece and the grinding wheel so that the cylindrical workpiece and the grinding wheel approach or separate from each other;
Grinding resistance detection means for detecting a grinding resistance Ft generated by grinding the cylindrical workpiece by the grinding wheel;
First forward grinding control means for performing first forward grinding to increase the amount of deflection ω of the cylindrical workpiece by relatively moving the grinding wheel in a direction in which the grinding wheel is pressed against the cylindrical workpiece;
After the first forward grinding, during the backward grinding performed while the grinding wheel is relatively moved in a direction away from the cylindrical workpiece to reduce the amount of deflection ω of the cylindrical workpiece, the cylindrical workpiece Between the current rotational phase θt and the target rotational phase θe until the target rotational phase θe reaches the target rotational phase θe, based on the residual grinding amount E (θ) of the cylindrical workpiece at each rotational phase θ. target grinding resistance generating means for generating θ),
Reverse grinding control means for performing the backward grinding by controlling the grinding resistance Ft detected by the grinding resistance detection means to coincide with the target grinding resistance Fe (θ);
It is to provide.
請求項2に係る発明は、請求項1において、
前記研削抵抗検出手段は、前記ワーク支持手段に設けられた力センサであることである。
請求項3に係る発明は、請求項1において、
前記研削抵抗検出手段は、前記ワーク支持手段により前記円筒状ワークを回転駆動するための駆動トルクを検出するトルク検出手段であることである。
The invention according to
The grinding resistance detection means is a force sensor provided in the workpiece support means.
The invention according to claim 3 is the invention according to
The grinding resistance detecting means is a torque detecting means for detecting a driving torque for rotationally driving the cylindrical work by the work supporting means.
請求項4に係る発明は、請求項1〜3の何れか一項において、
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Dfまで前記第一前進研削を実行し、
各前記回転位相θにおける前記研削残し量E(θ)は、前記仕上径Dfに対する研削残し量であることである。
The invention according to
The first forward grinding control means performs the first forward grinding to a finishing diameter Df in at least a part of the cylindrical workpiece,
The residual grinding amount E (θ) at each rotational phase θ is a residual grinding amount with respect to the finishing diameter Df.
請求項5に係る発明は、請求項1〜3の何れか一項において、
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Dfまで前記第一前進研削を実行し、
各前記回転位相θにおける前記研削残し量E(θ)は、前記仕上径Dfに対する研削残し量であり、
前記後退研削の後に、前記砥石車の前記円筒状ワークに対する切り込み量をゼロの状態として、スパークアウトを実行するスパークアウト制御手段をさらに備えることである。
The invention according to claim 5 is any one of
The first forward grinding control means performs the first forward grinding to a finishing diameter Df in at least a part of the cylindrical workpiece,
The residual grinding amount E (θ) at each rotational phase θ is a residual grinding amount with respect to the finishing diameter Df.
It is further provided with a spark-out control means for performing a spark-out after setting the cutting amount of the grinding wheel with respect to the cylindrical workpiece to zero after the backward grinding.
請求項6に係る発明は、請求項1〜5の何れか一項において、
前記目標研削抵抗生成手段は、前記円筒状ワークの前記目標の回転位相θeに達した時に前記研削抵抗Ftがゼロとなるように、前記目標研削抵抗Fe(θ)を生成することである。
請求項7に係る発明は、請求項1〜5の何れか一項において、
前記目標研削抵抗生成手段は、前記円筒状ワークの前記目標の回転位相θeに達した時に、前記研削抵抗Ftが前記円筒状ワークと前記砥石車との間におけるクーラント液による動圧効果分に相当する値Fε1となるように、前記目標研削抵抗Fe(θ)を生成することである。
The invention according to claim 6 is any one of
The target grinding resistance generating means generates the target grinding resistance Fe (θ) so that the grinding resistance Ft becomes zero when the target rotational phase θe of the cylindrical workpiece is reached.
The invention according to claim 7 is any one of
When the target grinding resistance generating means reaches the target rotational phase θe of the cylindrical workpiece, the grinding resistance Ft corresponds to a dynamic pressure effect due to the coolant liquid between the cylindrical workpiece and the grinding wheel. The target grinding resistance Fe (θ) is generated so as to be a value Fε1 to be performed.
請求項8に係る発明は、請求項7において、
前記研削盤は、
前記円筒状ワークの研削径Dtを測定する定寸装置と、
前記円筒状ワークの研削径Dtの減少量と前記研削抵抗検出手段により検出された前記研削抵抗Ftとに基づいて、前記動圧効果分に相当する値Fε1を推定する推定手段と、
をさらに備え、
前記目標研削抵抗生成手段は、前記推定手段により得られた推定値Fε1に基づいて前記目標研削抵抗Fe(θ)を生成することである。
The invention according to
The grinding machine
A sizing device for measuring the grinding diameter Dt of the cylindrical workpiece;
Estimation means for estimating a value Fε1 corresponding to the dynamic pressure effect, based on a reduction amount of the grinding diameter Dt of the cylindrical workpiece and the grinding resistance Ft detected by the grinding resistance detection means;
Further comprising
The target grinding resistance generation means generates the target grinding resistance Fe (θ) based on the estimated value Fε1 obtained by the estimation means.
請求項9に係る発明は、請求項8において、
前記推定手段は、前記円筒状ワークの撓み量ωが変化している過渡状態における、前記円筒状ワークの研削径Dtの減少量と前記研削抵抗Ftとに基づいて、前記動圧効果分に相当する値Fε1を推定することである。
The invention according to claim 9 is the invention according to
The estimation means corresponds to the dynamic pressure effect based on the amount of decrease in the grinding diameter Dt of the cylindrical workpiece and the grinding resistance Ft in a transient state where the amount of deflection ω of the cylindrical workpiece is changing. The estimated value Fε1.
請求項10に係る発明は、請求項1〜3の何れか一項において、
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Dfから残し代Rε1を残すように前記第一前進研削を実行し、
各前記回転位相θにおける前記研削残し量E(θ)は、前記仕上径Dfから前記残し代Rε1を残した状態に対する研削残し量であり、
前記後退研削の後に、前記砥石車の前記円筒状ワークに対する切り込み量をゼロの状態として、スパークアウトにより前記残し代Rε1を研削加工するスパークアウト制御手段をさらに備えることである。
The invention according to
The first forward grinding control means executes the first forward grinding so as to leave a margin Rε1 from the finishing diameter Df in at least a part of the cylindrical workpiece,
The residual grinding amount E (θ) in each rotational phase θ is a residual grinding amount with respect to a state in which the remaining margin Rε1 is left from the finishing diameter Df.
It is further provided with a spark-out control means for grinding the remaining allowance Rε1 by spark-out after setting the cutting amount of the grinding wheel with respect to the cylindrical workpiece to zero after the backward grinding.
請求項11に係る発明は、請求項10において、
前記目標研削抵抗生成手段は、前記円筒状ワークの前記目標の回転位相θeに達した時に前記研削抵抗Ftが所定値Fε2となるように、各前記回転位相θにおける前記目標研削抵抗Fe(θ)を生成することである。
The invention according to claim 11 is the invention according to
The target grinding resistance generating means is configured to provide the target grinding resistance Fe (θ) at each rotational phase θ so that the grinding resistance Ft becomes a predetermined value Fε2 when the target rotational phase θe of the cylindrical workpiece is reached. Is to generate
請求項12に係る発明は、請求項1〜11の何れか一項において、
前記目標研削抵抗生成手段における前記円筒状ワークの前記現在の回転位相θtから前記目標の回転位相θeまでを、前記円筒状ワークの1回転分に設定することである。
The invention according to claim 12 is any one of
In the target grinding resistance generating means, the current rotation phase θt of the cylindrical workpiece to the target rotation phase θe is set to one rotation of the cylindrical workpiece.
請求項13に係る発明は、請求項1〜11の何れか一項において、
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Dfから残し代Rε2を残すように前記第一前進研削を実行し、
前記目標研削抵抗生成手段における前記円筒状ワークの前記現在の回転位相θtから前記目標の回転位相θeまでを、前記円筒状ワークの複数回転分に設定することである。
The invention according to claim 13 is any one of
The first forward grinding control means executes the first forward grinding so as to leave a margin Rε2 from the finishing diameter Df in at least a part of the cylindrical workpiece,
In the target grinding resistance generating means, the current rotation phase θt of the cylindrical workpiece to the target rotation phase θe are set for a plurality of rotations of the cylindrical workpiece.
請求項14に係る発明は、請求項13において、
前記第一前進研削において生じる加工変質層深さを推定する深さ推定手段をさらに備え、
前記第一前進研削制御手段は、前記残し代Rε2を前記加工変質層深さ以上に設定して、前記第一前進研削を実行することである。
The invention according to claim 14 is the invention according to claim 13,
A depth estimating means for estimating a depth of a work-affected layer generated in the first forward grinding;
The first forward grinding control means executes the first forward grinding by setting the remaining margin Rε2 to be equal to or greater than the work-affected layer depth.
請求項15に係る発明は、請求項1〜14の何れか一項において、
前記研削盤は、前記研削抵抗検出手段により前記第一前進研削の時に測定された各前記回転位相θにおける前記研削抵抗Ftに基づいて、前記第一前進研削の終了時点の各前記回転位相θにおける前記円筒ワークの研削残し量E(θ)を推定する研削残し量推定手段をさらに備え、
前記目標研削抵抗生成手段は、前記研削残し量推定手段により推定された前記研削残し量E(θ)に基づいて前記目標研削抵抗Fe(θ)を生成することである。
The invention according to claim 15 is any one of
Based on the grinding resistance Ft at each rotational phase θ measured at the time of the first forward grinding by the grinding resistance detection means, the grinding machine at each rotational phase θ at the end of the first forward grinding. A grinding residual amount estimating means for estimating a grinding residual amount E (θ) of the cylindrical workpiece;
The target grinding resistance generating means generates the target grinding resistance Fe (θ) based on the residual grinding amount E (θ) estimated by the residual grinding amount estimation means.
請求項16に係る発明は、請求項15において、
前記研削残し量推定手段は、前記第一前進研削の時における、各前記回転位相θにおける前記研削抵抗Ftと、各前記回転位相θにおける前記円筒状ワークの研削径Dtとに基づいて、研削残し量E(θ)を推定することである。
The invention according to claim 16 is the invention according to claim 15,
The remaining grinding amount estimation means is based on the grinding resistance Ft at each rotational phase θ and the grinding diameter Dt of the cylindrical workpiece at each rotational phase θ during the first forward grinding. It is to estimate the quantity E (θ).
請求項17に係る発明は、請求項1〜3の何れか一項において、
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Dfから残し代Rε3を残すように前記第一前進研削を実行し、
前記研削盤は、前記後退研削の後であって、前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させながら、各前記回転位相θにおける前記研削抵抗Ftが一定となるような第二前進研削を実行する研削抵抗一定前進研削制御手段をさらに備えることである。
The invention according to claim 17 is any one of
The first forward grinding control means executes the first forward grinding so as to leave a margin Rε3 from the finishing diameter Df in at least a part of the cylindrical workpiece,
The grinder is the second forward after the backward grinding so that the grinding resistance Ft at each rotational phase θ becomes constant while moving the grinding wheel relative to the cylindrical workpiece. A grinding resistance constant forward grinding control means for performing grinding is further provided.
請求項18に係る発明は、請求項17において、
前記研削盤は、前記第二前進研削の後に、前記砥石車の前記円筒状ワークに対する切り込み量をゼロの状態として、スパークアウトを実行するスパークアウト制御手段をさらに備えることである。
The invention according to claim 18 is the invention according to claim 17,
The grinder further includes spark-out control means for performing a spark-out after the second forward grinding, with the cutting amount of the grinding wheel with respect to the cylindrical workpiece set to zero.
請求項19に係る発明は、請求項1において、
前記後退研削制御手段は、前記円筒状ワークの所定の回転位相θにおける研削径Dtが設定された値に達した時に、前記第一前進研削から前記後退研削へ切り替えることである。
The invention according to claim 19 is characterized in that, in
The reverse grinding control means switches from the first forward grinding to the backward grinding when the grinding diameter Dt at a predetermined rotational phase θ of the cylindrical workpiece reaches a set value.
請求項20に係る研削方法の発明は、
砥石車と、
円筒状ワークを回転可能に支持し且つ駆動するワーク支持手段と、
前記円筒状ワークと前記砥石車とが接近または離間するように前記円筒状ワークと前記砥石車とを相対移動させる移動手段と、
前記砥石車により前記円筒状ワークを研削することにより生じる研削抵抗Ftを検出する研削抵抗検出手段と、
を備える研削盤において、前記円筒状ワークの外周または内周を研削する研削方法であって、
前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させて、前記円筒状ワークの撓み量ωを増加させる第一前進研削を実行する第一前進研削工程と、
前記第一前進研削の後であって、前記砥石車を前記円筒状ワークから引き離す方向へ相対移動させて前記円筒状ワークの撓み量ωを減少させながら行う後退研削の際に、前記円筒状ワークの現在の回転位相θtから目標の回転位相θeに達するまでの間において、各回転位相θにおける前記円筒状ワークの研削残し量E(θ)に基づいて各前記回転位相θにおける目標研削抵抗Fe(θ)を生成する目標研削抵抗工程と、
前記研削抵抗検出手段により検出される前記研削抵抗Ftが前記目標研削抵抗Fe(θ)に一致するように制御して前記後退研削を実行する後退研削工程と、
を備えることである。
The invention of the grinding method according to
With a grinding wheel,
A workpiece support means for rotatably supporting and driving a cylindrical workpiece;
Moving means for relatively moving the cylindrical workpiece and the grinding wheel so that the cylindrical workpiece and the grinding wheel approach or separate from each other;
Grinding resistance detection means for detecting a grinding resistance Ft generated by grinding the cylindrical workpiece by the grinding wheel;
A grinding method comprising grinding an outer periphery or an inner periphery of the cylindrical workpiece,
A first forward grinding step of performing a first forward grinding for relatively moving the grinding wheel in a direction in which the grinding wheel is pressed against the cylindrical workpiece to increase a deflection amount ω of the cylindrical workpiece;
After the first forward grinding, during the backward grinding performed while the grinding wheel is relatively moved in a direction away from the cylindrical workpiece to reduce the amount of deflection ω of the cylindrical workpiece, the cylindrical workpiece Between the current rotational phase θt and the target rotational phase θe until the target rotational phase θe reaches the target rotational phase θe, based on the residual grinding amount E (θ) of the cylindrical workpiece at each rotational phase θ. θ) to produce a target grinding resistance process;
A reverse grinding step of controlling the grinding resistance Ft detected by the grinding resistance detection means to match the target grinding resistance Fe (θ) and executing the backward grinding;
It is to provide.
上記のように構成した請求項1に係る発明によれば、後退研削において、研削抵抗Ftに基づいて制御している。ここで、研削量と研削抵抗(円筒状ワークが研削されることにより生じる抵抗)は比例する。つまり、回転位相θ毎の研削残し量E(θ)を把握することができれば、この研削残し量E(θ)に比例する目標研削抵抗Fe(θ)を設定することができる。従って、後退研削において、この目標研削抵抗Fe(θ)を指令値として、研削抵抗Ftによるフィードバック制御を行うことができる。これにより、後退研削により得られる円筒状ワークの加工精度を向上することができる。なお、研削抵抗Ftは、研削抵抗に一致する場合もあるが、研削抵抗に対して、例えばクーラント液の動圧効果などの影響による抵抗成分を加えた値となることがある。つまり、研削抵抗Ftは、少なくとも研削抵抗を含む意味である。 According to the first aspect of the invention configured as described above, in the backward grinding, the control is performed based on the grinding resistance Ft. Here, the grinding amount and the grinding resistance (resistance caused by grinding the cylindrical workpiece) are proportional. That is, if the remaining grinding amount E (θ) for each rotation phase θ can be grasped, the target grinding resistance Fe (θ) proportional to the remaining grinding amount E (θ) can be set. Therefore, in the backward grinding, feedback control by the grinding resistance Ft can be performed using the target grinding resistance Fe (θ) as a command value. Thereby, the processing precision of the cylindrical workpiece | work obtained by reverse grinding can be improved. The grinding resistance Ft may coincide with the grinding resistance, but may be a value obtained by adding a resistance component due to the influence of, for example, the dynamic pressure effect of the coolant to the grinding resistance. That is, the grinding resistance Ft includes at least the grinding resistance.
請求項2に係る発明によれば、ワーク支持手段に設けられた力センサを用いることで、抵抗Ftを確実に検出することができる。
請求項3に係る発明によれば、ワーク支持手段の駆動トルクを用いることで、抵抗Ftを確実に検出することができる。
請求項4に係る発明によれば、確実に短時間で仕上径Dfまで研削加工を行うことができる。
According to the invention which concerns on
According to the invention which concerns on Claim 3, resistance Ft is reliably detectable by using the drive torque of a workpiece | work support means.
According to the invention which concerns on
請求項5に係る発明によれば、スパークアウトを行っている。ここで、本発明においては、第一前進研削で仕上径Dfまで研削しており、後退研削においては仕上径Dfに対する研削残し量E(θ)を研削している。つまり、本発明のスパークアウトでは、理論上研削量は発生しないことになる。しかし、第一前進研削および後退研削において、種々の理由により研削面の加工精度にばらつきを生じることがある。そこで、本発明のスパークアウトでは、このばらつきを均一化することができるため、円筒状ワークの研削面の面性状が非常に良好となる。 According to the invention which concerns on Claim 5, spark-out is performed. Here, in the present invention, the grinding is performed to the finishing diameter Df by the first forward grinding, and the residual grinding amount E (θ) with respect to the finishing diameter Df is ground in the backward grinding. That is, in the spark-out of the present invention, no grinding amount is theoretically generated. However, in the first forward grinding and the backward grinding, the grinding surface processing accuracy may vary for various reasons. Therefore, in the spark-out of the present invention, this variation can be made uniform, so that the surface property of the grinding surface of the cylindrical workpiece is very good.
請求項6に係る発明によれば、目標の回転位相θeに達した時に研削抵抗Ftがゼロとなるような目標研削抵抗Fe(θ)が設定されている。従って、後退研削を終了した時点で、研削抵抗Ftがゼロとなる。これにより、円筒状ワークの全周において確実に高精度な加工を行うことができる。 According to the sixth aspect of the invention, the target grinding resistance Fe (θ) is set such that the grinding resistance Ft becomes zero when the target rotational phase θe is reached. Therefore, the grinding resistance Ft becomes zero when the backward grinding is finished. Thereby, highly accurate processing can be reliably performed on the entire circumference of the cylindrical workpiece.
請求項7に係る発明によれば、クーラント液による動圧の影響を考慮して、確実に研削抵抗によるフィードバック制御を行うことができる。ここで、研削加工においては、一般的にクーラント液を用いる。そして、砥石車により円筒状ワークを研削加工している際には、クーラント液による動圧の影響により生じる抵抗成分により、円筒状ワークに生じる抵抗は研削抵抗よりも大きくなる。さらに、砥石車と円筒状ワークが接触していない状態であっても、その離間距離が非常に僅かである場合には、クーラント液による動圧の影響により、円筒状ワークには抵抗が生じ得る。つまり、クーラント液の動圧の影響により生じる抵抗成分によって、円筒状ワークに撓みが生じるため、研削抵抗Ftがゼロになったとしても、研削残しが生じるおそれがある。そこで、本発明のように、目標の回転位相θeに達した時に、研削抵抗Ftが動圧効果分に相当する値Fε1となるように、目標研削抵抗Fe(θ)を設定することで、確実にクーラント液による動圧の影響を排除して、高精度な研削加工を行うことができる。 According to the invention which concerns on Claim 7, the influence of the dynamic pressure by coolant liquid is considered, and the feedback control by grinding resistance can be performed reliably. Here, in the grinding process, a coolant liquid is generally used. When a cylindrical workpiece is ground by the grinding wheel, the resistance generated in the cylindrical workpiece is larger than the grinding resistance due to the resistance component generated by the influence of the dynamic pressure by the coolant liquid. Furthermore, even if the grinding wheel and the cylindrical workpiece are not in contact with each other, if the separation distance is very small, resistance may be generated in the cylindrical workpiece due to the influence of the dynamic pressure by the coolant liquid. . That is, since the resistance component generated by the influence of the dynamic pressure of the coolant fluid causes the cylindrical workpiece to bend, even if the grinding resistance Ft becomes zero, there is a possibility that residual grinding may occur. Therefore, as in the present invention, when the target rotational phase θe is reached, by setting the target grinding resistance Fe (θ) so that the grinding resistance Ft becomes the value Fε1 corresponding to the dynamic pressure effect, it is ensured. In addition, the influence of the dynamic pressure due to the coolant liquid is eliminated, and high-precision grinding can be performed.
請求項8に係る発明によれば、研削径の減少量と研削抵抗との関係が線形の関係にあることを利用することで、動圧効果分に相当する値Fε1を確実に推定できる。つまり、高精度な研削加工を確実に行うことができる。 According to the eighth aspect of the invention, the value Fε1 corresponding to the dynamic pressure effect can be reliably estimated by utilizing the fact that the relationship between the reduction amount of the grinding diameter and the grinding resistance is a linear relationship. That is, highly accurate grinding can be reliably performed.
請求項9に係る発明によれば、後退研削を行う直前の前進研削の過渡状態における情報に基づいて、クーラント液の動圧効果分に相当する値Fε1を推定している。この過渡状態における情報を利用することで、確実にクーラント液の動圧効果分に相当する値Fε1を推定することができる。ここで、クーラント液の動圧効果分に相当する値Fε1は、例えば、砥石車の切れ味などによっても変化することがある。そこで、本発明のように、直前の前進研削の過渡状態における情報を利用することで、現在の後退研削におけるクーラント液の動圧効果分に相当する値Fε1を確実に推定することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the value Fε1 corresponding to the amount of the dynamic pressure effect of the coolant is estimated based on the information in the transitional state of forward grinding immediately before the backward grinding is performed. By utilizing the information in this transient state, the value Fε1 corresponding to the dynamic pressure effect of the coolant can be reliably estimated. Here, the value Fε1 corresponding to the dynamic pressure effect of the coolant may change depending on, for example, the sharpness of the grinding wheel. Therefore, as in the present invention, by using the information in the transitional state of the immediately preceding forward grinding, the value Fε1 corresponding to the dynamic pressure effect of the coolant fluid in the current backward grinding can be reliably estimated.
ここで、過渡状態とは、砥石車が円筒状ワークから離れている状態(空研)から、砥石車が円筒状ワークに押し付ける状態(研削)へ移行すると、円筒状ワークの撓み量が徐々に大きくなる状態がある。このとき、円筒状ワークは撓むため、砥石車の相対移動量に比べると研削量は少ない状態となる。そして、円筒状ワークの研削量の時間変化が砥石車の相対移動量の時間変化に一致するまでの間、砥石車の相対移動量の時間変化と円筒状ワークの外径の時間変化は異なる状態となる。この状態を過渡状態という。つまり、過渡状態においては、砥石車の相対移動量と円筒状ワークの外径は、非線形の関係となる。また、過渡状態に対して、定常状態がある。定常状態とは、砥石車の相対移動量の時間変化と、円筒状ワークの外径の時間変化が同一となる状態である。つまり、定常状態においては、円筒状ワークの撓み量が一定の状態となる。そして、定常状態においては、砥石車の相対移動量と円筒状ワークの外径は、線形の関係となる。 Here, the transitional state means that when the grinding wheel shifts from the state where the grinding wheel is separated from the cylindrical workpiece (Kanken) to the state where the grinding wheel is pressed against the cylindrical workpiece (grinding), the amount of deflection of the cylindrical workpiece gradually increases. There is a state that grows. At this time, since the cylindrical workpiece is bent, the amount of grinding is smaller than the relative movement amount of the grinding wheel. And until the time change of the grinding amount of the cylindrical workpiece coincides with the time change of the relative movement amount of the grinding wheel, the time change of the relative movement amount of the grinding wheel and the time change of the outer diameter of the cylindrical workpiece are different. It becomes. This state is called a transient state. That is, in a transient state, the relative movement amount of the grinding wheel and the outer diameter of the cylindrical workpiece are in a non-linear relationship. Further, there is a steady state with respect to the transient state. The steady state is a state where the time change of the relative movement amount of the grinding wheel and the time change of the outer diameter of the cylindrical workpiece are the same. That is, in a steady state, the amount of bending of the cylindrical workpiece is constant. In a steady state, the relative movement amount of the grinding wheel and the outer diameter of the cylindrical workpiece have a linear relationship.
請求項10に係る発明によれば、目標の回転位相θeに達した時に残し代がRε1となるようにしている。従って、後退研削を終了した時点で、残し代が所定値Rε1となる。そして、残した所定値Rε1をスパークアウトにより研削加工できるため、スパークアウト終了後には高精度な形状を得ることができる。 According to the tenth aspect of the present invention, the remaining margin is set to Rε1 when the target rotational phase θe is reached. Accordingly, when the backward grinding is finished, the remaining margin becomes the predetermined value Rε1. Since the remaining predetermined value Rε1 can be ground by spark-out, a highly accurate shape can be obtained after the spark-out is completed.
上述したように、研削量と研削抵抗とは比例することが知られている。そこで、請求項11に係る発明によれば、後退研削を終了した時点で、研削抵抗Ftに相当する残し代が残し代Rε2となるように、目標研削抵抗Fe(θ)を設定している。これにより、確実に、スパークアウトにより、残し代Rε1の分を研削加工することができる。 As described above, it is known that the grinding amount and the grinding resistance are proportional. Therefore, according to the eleventh aspect of the invention, the target grinding resistance Fe (θ) is set so that the remaining allowance corresponding to the grinding resistance Ft becomes the remaining allowance Rε2 when the backward grinding is finished. Thus, the remaining margin Rε1 can be reliably ground by spark-out.
請求項12に係る発明によれば、最も短時間にて後退研削を終了することができる。これにより、全体の研削時間を大幅に短縮することができる。 According to the twelfth aspect of the present invention, the backward grinding can be completed in the shortest time. Thereby, the whole grinding time can be significantly shortened.
請求項13に係る発明によれば、複数回転で後退研削を行っている。つまり、後退研削を行う回数が多い回数ほど、仕上研削のように作用することになる。後退研削を行いながら、粗研削に相当する後退研削、精研削に相当する後退研削、微研削に相当する後退研削などを実行することができる。その結果、非常に高精度な研削加工を行うことができる。 According to the invention of claim 13, the backward grinding is performed by a plurality of rotations. In other words, the greater the number of times of reverse grinding, the more like the finish grinding. While performing reverse grinding, reverse grinding corresponding to rough grinding, reverse grinding corresponding to fine grinding, reverse grinding corresponding to fine grinding, and the like can be performed. As a result, it is possible to perform extremely accurate grinding.
請求項14に係る発明によれば、前進研削において生じた加工変質層を、後退研削において、確実に除去することができる。従って、後退研削を終了した円筒状ワークには、加工変質層が生じないものとできる。 According to the fourteenth aspect of the present invention, the work-affected layer generated in the forward grinding can be reliably removed in the backward grinding. Therefore, a work-affected layer is not generated on the cylindrical workpiece that has finished the reverse grinding.
ここで、第一前進研削を終了する時点において、円筒状ワークは、現在の回転位相θtから1周分の研削残り量E(θ)は、線形的になることが理論上考えられる。しかし、実際の研削加工においては、研削盤の機械剛性や砥石車の切れ味などの変化によって、上記の研削残り量E(θ)が非線形となることがある。 Here, at the time when the first forward grinding is finished, it is theoretically considered that the remaining grinding amount E (θ) for one round of the cylindrical workpiece from the current rotational phase θt is linear. However, in an actual grinding process, the above-mentioned remaining grinding amount E (θ) may become non-linear due to changes in the mechanical rigidity of the grinding machine and the sharpness of the grinding wheel.
そこで、請求項15に係る発明によれば、第一前進研削を終了する時点において、前記円筒状ワークの前記現在の回転位相θtから前記目標の回転位相θeに達するまでの回転位相θに対する研削残り量E(θ)が、非線形のときであっても、後退研削における目標研削抵抗Fe(θ)として、その研削残り量E(θ)に応じたものに設定できる。つまり、第一前進研削での研削残しを、後退研削において確実に研削することができる。従って、研削精度を向上できる。 Therefore, according to the fifteenth aspect of the present invention, when the first forward grinding is finished, the remaining grinding with respect to the rotational phase θ from the current rotational phase θt of the cylindrical workpiece to the target rotational phase θe is reached. Even when the amount E (θ) is non-linear, the target grinding resistance Fe (θ) in the reverse grinding can be set according to the remaining grinding amount E (θ). That is, the grinding residue in the first forward grinding can be reliably ground in the backward grinding. Therefore, the grinding accuracy can be improved.
請求項16に係る発明によれば、各回転位相θにおける研削残し量E(θ)の推定値を、より確実に得ることができる。
請求項17に係る発明によれば、後退研削の後に、研削抵抗Ftが一定となるような第二前進研削を実行する。これにより、後退研削においてばらつきを生じたとしても、第二前進研削により確実にそのばらつきを除去することができる。従って、高精度な研削加工を実現することができる。
According to the invention which concerns on Claim 16, the estimated value of the grinding residual amount E ((theta)) in each rotation phase (theta) can be obtained more reliably.
According to the seventeenth aspect of the present invention, the second forward grinding is performed after the backward grinding so that the grinding resistance Ft becomes constant. Thereby, even if a variation occurs in the backward grinding, the variation can be reliably removed by the second forward grinding. Therefore, highly accurate grinding can be realized.
ここで、第二前進研削は、研削抵抗が一定となるような前進研削である。従って、理論上、第二前進研削を終了した部位と、円筒状ワークにおける当該部位よりもその少し先に位置する回転位相との間に、段差を生じると考えられる。そこで、請求項18に係る発明によれば、当該段差をスパークアウトにより除去することができる。つまり、第二前進研削により段差を生じるとしても、スパークアウトにより最終研削仕上面を高精度にすることができる。 Here, the second forward grinding is forward grinding such that the grinding resistance is constant. Therefore, theoretically, it is considered that a step is generated between the portion where the second forward grinding is finished and the rotational phase located slightly ahead of the portion in the cylindrical workpiece. Therefore, according to the eighteenth aspect, the step can be removed by sparking out. That is, even if a step is generated by the second forward grinding, the final ground surface can be made highly accurate by sparking out.
請求項19に係る発明によれば、第一前進研削と後退研削との切り替えポイントを、円筒状ワークの研削径Dtを用いて判定している。これにより、適切な位置により第一前進研削から後退研削へ切り替えることができる。 According to the nineteenth aspect of the invention, the switching point between the first forward grinding and the backward grinding is determined using the grinding diameter Dt of the cylindrical workpiece. Thereby, it is possible to switch from the first forward grinding to the backward grinding at an appropriate position.
請求項20に係る研削方法の発明によれば、上述した研削盤に係る発明と同様の効果を奏することができる。また、当該研削方法の発明において、上述した研削盤の発明における他の特徴についても同様に適用することができ、同様の効果を奏する。 According to the invention of the grinding method of the twentieth aspect, the same effect as that of the invention related to the grinding machine described above can be obtained. In addition, in the invention of the grinding method, the other features in the invention of the grinding machine described above can be applied in the same manner, and the same effect can be obtained.
<第一実施形態>
第一実施形態の研削盤について、図1〜図6を参照して説明する。第一実施形態の研削盤における研削方法は、第一前進研削を実行し、続いて後退研削を実行する方法である。第一前進研削では、砥石台42の送り速度を一定とする位置制御を行う。後退研削では、研削抵抗Ftが目標研削抵抗Feとなるような制御を行う。
<First embodiment>
The grinding machine of 1st embodiment is demonstrated with reference to FIGS. The grinding method in the grinding machine of the first embodiment is a method in which the first forward grinding is executed and subsequently the backward grinding is executed. In the first forward grinding, position control is performed to keep the feed rate of the grindstone table 42 constant. In the reverse grinding, control is performed such that the grinding resistance Ft becomes the target grinding resistance Fe.
(研削盤の構成)
本実施形態の研削盤の一例として、砥石台トラバース型円筒研削盤を例に挙げて説明する。そして、当該研削盤の加工対象のワークWは、カムシャフトやクランクシャフトなどの円筒状ワークを例に挙げる。ただし、ワークWは、円筒状であれば、カムシャフトやクランクシャフトの他にも適用可能である。なお、ここでいう「円筒状」とは、軸直交方向の断面の外周面形状が円形である場合、軸直交方向の断面の内周面形状が円形である場合、前記の両者を持つ場合を含む意味である。すなわち、円筒状ワークWには、円柱状のワークを含む。
(Configuration of grinding machine)
A grinding wheel traverse type cylindrical grinder will be described as an example of the grinder of this embodiment. The workpiece W to be processed by the grinding machine is a cylindrical workpiece such as a camshaft or a crankshaft. However, the workpiece W can be applied to a camshaft or a crankshaft as long as it is cylindrical. The term “cylindrical” as used herein refers to the case where the outer peripheral surface shape of the cross section in the direction perpendicular to the axis is circular, the inner peripheral surface shape of the cross section in the direction orthogonal to the axis is circular, and the case where both are included. Including meaning. That is, the cylindrical workpiece W includes a columnar workpiece.
当該研削盤について、図1を参照して説明する。図1に示すように、研削盤1は、ベッド10と、主軸台20と、心押台30と、砥石支持装置40と、力センサ50と、定寸装置60と、制御装置70とから構成される。
The grinding machine will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the grinding
ベッド10は、ほぼ矩形状からなり、床上に配置される。ただし、ベッド10の形状は矩形状に限定されるものではない。このベッド10の上面には、一対の砥石台用ガイドレール11a,11bが、図1の左右方向(Z軸方向)に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。一対の砥石台用ガイドレール11a,11bは、砥石支持装置40を構成する砥石台トラバースベース41が摺動可能なレールである。さらに、ベッド10には、一対の砥石台用ガイドレール11a,11bの間に、砥石台トラバースベース41を図1の左右方向に駆動するための、砥石台用Z軸ボールねじ11cが配置され、この砥石台用Z軸ボールねじ11cを回転駆動する砥石台用Z軸モータ11dが配置されている。
The
主軸台20(本発明の「ワーク支持手段」に相当)は、主軸台本体21と、主軸22と、主軸モータ23と、主軸センタ24とを備えている。主軸台本体21は、ベッド10の上面のうち、図1の左下側に固定されている。ただし、主軸台本体21は、ベッド10に対するZ軸方向位置を僅かに調整することが可能である。この主軸台本体21の内部には、主軸22が軸周り(図1のZ軸周り)に回転可能に挿通支持されている。この主軸22の図1の左端には、主軸モータ23が設けられ、主軸22は、主軸モータ23により主軸台本体21に対して回転駆動される。この主軸モータ23はエンコーダを有しており、エンコーダにより主軸モータ23の回転角を検出することができる。また、主軸22の右端に、軸状のワークWの軸方向一端を支持する主軸センタ24が取り付けられている。
The headstock 20 (corresponding to the “work support means” of the present invention) includes a
心押台30(本発明の「ワーク支持手段」に相当)は、心押台本体31と、心押センタ32とを備えている。心押台本体31は、ベッド10の上面のうち、図1の右下側に固定されている。ただし、心押台本体31は、ベッド10に対するZ軸方向位置を僅かに調整することが可能である。この心押台31には、心押台31に対して回転不能に心押センタ32が設けられている。この心押センタ32の回転軸は、主軸22の回転軸と同軸上に位置している。
The tailstock 30 (corresponding to the “work support means” of the present invention) includes a
そして、この心押センタ32は、ワークWの軸方向他端を支持する。つまり、心押センタ32は、主軸センタ24に対向するように配置されている。そして、主軸センタ24と心押センタ32とにより、ワークWの両端を回転可能に支持している。さらに、心押センタ32は、心押台本体31の左端面からの突出量を変更可能である。つまり、ワークWの位置に応じて、心押センタ32の突出量を調整することができる。このように、ワークWは、主軸センタ24および心押センタ32により、主軸軸周り(Z軸周り)に回転可能に保持されている。
The
砥石支持装置40は、砥石台トラバースベース41と、砥石台42と、砥石車43と、砥石回転用モータ44とを備えている。砥石台トラバースベース41は、矩形の平板状に形成されており、ベッド10の上面のうち、一対の砥石台用ガイドレール11a,11b上を摺動可能に配置されている。砥石台トラバースベース41は、砥石台用Z軸ボールねじ11cのナット部材に連結されており、砥石台用Z軸モータ11dの駆動により一対の砥石台用ガイドレール11a,11bに沿って移動する。この砥石台用Z軸モータ11dはエンコーダを有しており、エンコーダにより砥石台用Z軸モータ11dの回転角を検出することができる。
The grinding
この砥石台トラバースベース41の上面には、砥石台42が摺動可能な一対のX軸ガイドレール41a,41bが、図1の上下方向(X軸方向)に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。さらに、砥石台トラバースベース41には、一対のX軸ガイドレール41a,41bの間に、砥石台42を図1の上下方向に駆動するための、X軸ボールねじ41cが配置され、このX軸ボールねじ41cを回転駆動するX軸モータ41dが配置されている。このX軸モータ41dはエンコーダを有しており、エンコーダによりX軸モータ41dの回転角を検出することができる。
A pair of
砥石台42は、砥石台トラバースベース41の上面のうち、一対のX軸ガイドレール41a,41b上を摺動可能に配置されている。そして、砥石台42は、X軸ボールねじ41cのナット部材に連結されており、X軸モータ41dの駆動により一対のX軸ガイドレール41a,41bに沿って移動する。つまり、砥石台42は、ベッド10、主軸台20および心押台30に対して、X軸方向(プランジ送り方向)およびZ軸方向(トラバース送り方向)に相対移動可能となる。
The
そして、この砥石台42のうち図1の下側部分には、図1の左右方向に貫通する穴が形成されている。この砥石台42の貫通孔に、砥石車回転軸部材(図示せず)が、砥石中心軸周り(Z軸周り)に回転可能に支持されている。この砥石車回転軸部材の一端(図1の左端)に、円盤状の砥石車43が同軸的に取り付けられている。つまり、砥石車43は、砥石台42に対して、片持ち支持されている。具体的には、砥石車43の図1の右端側を砥石台42に支持され、砥石車43の図1の左端側は自由端となる。この砥石車43の回転軸は、主軸22の回転軸に平行に設けられている。また、砥石台42の上面には、砥石回転用モータ44が固定されている。そして、砥石車回転軸部材の他端(図1の右端)と砥石回転用モータ44の回転軸とにプーリが懸架されることで、砥石回転用モータ44の駆動により、砥石車43が砥石軸周りに回転する。
A hole penetrating in the left-right direction in FIG. 1 is formed in the lower portion of FIG. A grinding wheel rotating shaft member (not shown) is supported in the through hole of the
力センサ50(本発明の「研削抵抗検出手段」に相当)は、主軸22に設けられ、主軸22に加わるX軸方向成分(研削点における法線方向成分)の力を計測している。つまり、この力センサ50は、砥石車43によりワークWが研削(押圧)されることにより生じる法線方向の研削抵抗Ftを検出している。ここでは、砥石車43をワークWに対してX方向のみに移動させながら加工するため、力センサ50は、X軸方向成分の力を計測するのみとしている。この力センサ50により計測される信号は、制御装置70へ出力される。
定寸装置60は、加工位置におけるワークWの外径(本発明の「研削径」に相当)Dtを計測している。この定寸装置60により計測されるワークWの外径Dtは、制御装置70へ出力される。
The force sensor 50 (corresponding to the “grinding resistance detecting means” of the present invention) is provided on the
The sizing
制御装置70(本発明の各「制御手段」,各「推定手段」に相当)は、各モータを制御して、ワークWを主軸周りに回転させ、砥石車43を回転させ、且つ、ワークWに対する砥石車43のZ軸方向およびX軸方向の相対的な位置を変更することにより、ワークWの外周面の研削加工を行う。この制御装置70は、各エンコーダにより検出される各位置に基づいて位置制御を行う場合と、力センサ50により検出される加工抵抗に基づいて抵抗制御を行う場合とがある。詳細は後述する。
The control device 70 (corresponding to each “control means” and “estimation means” of the present invention) controls each motor, rotates the workpiece W around the main axis, rotates the
(研削方法の説明)
次に、第一実施形態における研削方法について、図2〜図6を参照して説明する。図2に示すように、まず、第一前進研削を開始する(S1)。ここで、第一前進研削は、図3の時刻t1〜t4間に対応する。すなわち、図3の撓み量ωおよび図5(a)(b)に示すように、第一前進研削は、砥石車43をワークWに押し付ける方向へ相対移動させて、ワークWの撓み量ωを増加させて行う研削である。詳細には、図3の砥石台42の位置にて示すように、砥石台42を一定の速度にてX軸方向であり且つワークWに押し付ける方向に移動させている。
(Description of grinding method)
Next, the grinding method in 1st embodiment is demonstrated with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, first, the first forward grinding is started (S1). Here, the first forward grinding corresponds to the time t1 to t4 in FIG. That is, as shown in FIGS. 3A and 3B and FIGS. 5A and 5B, in the first forward grinding, the grinding
そして、図3の時刻t1においては、まだ砥石車43がワークWに接触していない。砥石台42をワークWに向かう方向へ移動させると、図3の時刻t2において、図3の砥石台42の位置とワークWの外径Dt、および、図5(a)に示すように、砥石車43がワークWに接触する。このとき、ワークWの回転中心は、主軸中心に一致している。
At time t1 in FIG. 3, the grinding
続いて、図3の時刻t2からt3に至るまでの間、力センサ50により検出される研削抵抗Ftは、急激に増加する。同時に、ワークWの撓み量ωも増加する。ワークWの撓み量ωは、図3において、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dtと砥石台42の位置との差に相当する。ここで、図3のワークWの撓み量ωと研削抵抗Ftにて示すように、研削抵抗FtとワークWの撓み量ωは、比例の関係となっている。従って、図3の時刻t3においては、図5(b)に示すように、加工位置におけるワークWの回転中心が、主軸中心から撓み量ωmaxだけずれた位置に位置している。ここで、第一前進研削において、研削抵抗Ftが変化している状態、すなわち図3の時刻t2からt3までの間を過渡状態という。
Subsequently, during the period from time t2 to time t3 in FIG. 3, the grinding resistance Ft detected by the
続いて、図3の時刻t3からt4に至るまでの間、力センサ50により検出される研削抵抗Ftは、一定となる。同時に、ワークWの撓み量ωも一定となる。ここで、ワークWの撓み量ωは、図3において、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dtと砥石台42の位置との差に相当する。つまり、図3の時刻t3からt4に至るまでの間、研削抵抗Ftと砥石台42の位置は、平行になっている。そして、この間においては、図5(b)(c)に示すように、加工位置におけるワークWの回転中心が、主軸中心から撓み量ωmaxだけずれた位置に位置している。ここで、第一前進研削において、研削抵抗Ftが一定となる状態、すなわち図3の時刻t3からt4までの間を定常状態という。
Subsequently, the grinding resistance Ft detected by the
続いて、ワークWの外径Dtが、予め設定された外径Dthに達したか否かを判定する(S2)。まだ、ワークWの外径Dtが設定値Dthに達していなければ(S2:N)、第一前進研削を継続する。一方、ワークWの外径Dtが設定値Dthに達した場合には(S2:Y)、第一前進研削を終了する(S3)。 Subsequently, it is determined whether or not the outer diameter Dt of the workpiece W has reached a preset outer diameter Dth (S2). If the outer diameter Dt of the workpiece W has not yet reached the set value Dth (S2: N), the first forward grinding is continued. On the other hand, when the outer diameter Dt of the workpiece W reaches the set value Dth (S2: Y), the first forward grinding is finished (S3).
続いて、後退研削を開始する(S4)。つまり、ワークWの外径Dtが設定値Dthに達すると、第一前進研削から後退研削へ切り替える。ここで、後退研削とは、砥石車43をワークWから引き離す方向へ相対移動させて、ワークWの撓み量ωを減少させながら行う研削である。
Subsequently, reverse grinding is started (S4). That is, when the outer diameter Dt of the workpiece W reaches the set value Dth, the first forward grinding is switched to the backward grinding. Here, the reverse grinding is grinding performed while the grinding
この後退研削について、図6(a)(b)を参照して詳細に説明する。図6(a)には、第一前進研削を終了した状態におけるワークWと砥石車43を示す。図6(a)に示すように、ワークWは、回転位相θに応じて、仕上径Dfに対して研削残し量E(θ)が異なることが分かる。具体的には、図6(a)(b)に示すように、ワークWの回転位相θが0deg(本発明の「現在の回転位相θt」に相当)の場合、研削残し量はE(0)となる。このときの目標研削抵抗は、Fe(0)に設定する。そして、ワークWの回転位相θがπ/2degの場合、研削残し量は[3/4×E(0)]となるため、目標研削抵抗は[3/4×Fe(0)]に設定する。
This backward grinding will be described in detail with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b). FIG. 6A shows the workpiece W and the
ワークWの回転位相θがπdegの場合、研削残し量は[1/2×E(0)]となるため、目標研削抵抗は[1/2×Fe(0)]に設定する。ワークWの回転位相θが3π/4degの場合、研削残し量は[1/4×E(0)]となるため、目標研削抵抗は[1/4×Fe(0)]に設定する。そして、ワークWの回転位相θが2πdegの場合(本発明の「目標の回転位相θe」に相当)、研削残し量はゼロとなるため、目標研削抵抗Fe(θe)もゼロに設定する。ただし、本実施形態においては、第一前進研削を終了した時点において、研削残し量E(θ)がワークWの回転位相θに対して線形の関係にあるものとしている。 When the rotational phase θ of the workpiece W is πdeg, the remaining grinding amount is [1/2 × E (0)], so the target grinding resistance is set to [1/2 × Fe (0)]. When the rotational phase θ of the workpiece W is 3π / 4 deg, the remaining grinding amount is [1/4 × E (0)], so the target grinding resistance is set to [1/4 × Fe (0)]. When the rotational phase θ of the workpiece W is 2πdeg (corresponding to the “target rotational phase θe” of the present invention), the remaining grinding amount is zero, so the target grinding resistance Fe (θe) is also set to zero. However, in the present embodiment, it is assumed that the remaining grinding amount E (θ) has a linear relationship with the rotational phase θ of the workpiece W when the first forward grinding is finished.
図6(a)(b)に示すように、本実施形態における後退研削は、ワークWが1回転する間のみ行うものとしている。つまり、図3に示すように、後退研削の開始時刻t4から終了時刻t5までに、ワークWが1回転することになる。そして、後退研削の終了時刻t5における研削抵抗Ftが、ゼロとなるようにされている。時刻t5において、研削抵抗Ftがゼロになるということは、図5(d)に示すように、ワークWの回転中心が主軸中心に一致するということになる。 As shown in FIGS. 6A and 6B, the backward grinding in the present embodiment is performed only while the workpiece W is rotated once. In other words, as shown in FIG. 3, the workpiece W makes one rotation from the start time t4 to the end time t5 of the reverse grinding. The grinding resistance Ft at the end time t5 of the reverse grinding is set to zero. The fact that the grinding resistance Ft becomes zero at time t5 means that the center of rotation of the workpiece W coincides with the center of the spindle, as shown in FIG. 5 (d).
ここで、後退研削における制御動作について、図4に示す制御ブロック図を参照して説明する。図4に示すように、後退研削では、研削抵抗Ftに基づくフィードバック制御を行っている。具体的には、目標研削抵抗生成部101は、ワークWの現在の回転位相θtから目標の回転位相θeに達するまでの間において、各回転位相θにおけるワークWの研削残し量E(θ)に基づいて、各回転位相θにおける目標研削抵抗Fe(θ)を生成する。目標研削抵抗Fe(θ)は、本実施形態においては、図6(b)および図3の時刻t4〜t5における研削抵抗Ftとして示すように、直線的となるように、かつ、時刻t5においてゼロとなるように設定されている。
Here, the control operation in the reverse grinding will be described with reference to the control block diagram shown in FIG. As shown in FIG. 4, in the backward grinding, feedback control based on the grinding resistance Ft is performed. Specifically, the target grinding
そして、研削抵抗検出部102は、力センサ50に相当し、研削抵抗Ftを検出する。加算器103は、目標研削抵抗生成部101により生成された目標の研削抵抗Fe(θ)に、研削抵抗検出部102により検出された研削抵抗Ftを加算する。そして、加算器103にて算出された抵抗に基づいて、砥石台軌道生成部104が砥石台42のX軸方向の軌道を生成する。そして、生成された砥石台42のX軸方向の軌道に基づいて、X軸モータ105(図1の41dに相当)を駆動する。このように、後退研削においては、研削抵抗Ftが目標研削抵抗Fe(θ)に一致するようにフィードバック制御している。
The grinding
続いて、図2に戻り説明する。上記において、図2のS4にて後退研削を開始することまで説明した。続いて、研削抵抗Ftがゼロに達したか否かを判定する(S5)。そして、研削抵抗Ftがまだゼロに達していないのであれば(S5:N)、後退研削を継続する。一方、研削抵抗Ftがゼロに達した場合には(S5:Y)、後退研削を終了し(S6)、研削方法の処理を終了する。つまり、後退研削を終了した図3のt5において、ワークWの外径Dtは、仕上径Dfに達することが分かる。 Subsequently, returning to FIG. In the above description, it has been described up to the start of backward grinding in S4 of FIG. Subsequently, it is determined whether or not the grinding resistance Ft has reached zero (S5). If the grinding resistance Ft has not yet reached zero (S5: N), the backward grinding is continued. On the other hand, when the grinding resistance Ft reaches zero (S5: Y), the reverse grinding is finished (S6), and the processing of the grinding method is finished. That is, it can be seen that the outer diameter Dt of the workpiece W reaches the finishing diameter Df at t5 in FIG.
本実施形態によれば、研削時間を大幅に短縮することができる。特に、第一前進研削を粗加工として行い、後退研削を仕上加工として行うことができる。そして、後退研削においては、上述したように、研削抵抗を利用することで、高精度な研削が可能となる。 According to this embodiment, the grinding time can be significantly shortened. In particular, the first forward grinding can be performed as roughing, and the backward grinding can be performed as finishing. In the backward grinding, as described above, high-precision grinding is possible by using the grinding resistance.
<第一実施形態の変形態様>
上記第一実施形態において、図2のS5にて示すように、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ftがゼロに達したか否かにより行った。この他に、図7に示すように、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dfが、設定された仕上径Dfに達した場合に、後退研削を終了するようにしてもよい。つまり、図7のS5−1において、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dtが仕上径Dfに達したか否かを判定し、ワークWの外径Dtが仕上径Dfに達した場合に(S5−1:Y)、後退研削を終了する。なお、図7において、図5−1以外は、図2と同一であるため、説明を省略する。
<Modification of First Embodiment>
In the first embodiment, as shown in S5 of FIG. 2, the end of the backward grinding is determined based on whether or not the grinding resistance Ft has reached zero. In addition, as shown in FIG. 7, when the outer diameter Df of the workpiece W detected by the sizing
<第二実施形態>
第二実施形態の研削方法について、図8〜図9を参照して説明する。第二実施形態の研削盤における研削方法は、第一前進研削を実行し、続いて後退研削を実行し、その後にスパークアウトを実行する方法である。第一前進研削では、砥石台42の送り速度を一定とする位置制御を行う。後退研削では、研削抵抗Ftが目標研削抵抗Feとなるような制御を行う。そして、スパークアウトにおいては、取り代をゼロとしている。
<Second embodiment>
The grinding method of 2nd embodiment is demonstrated with reference to FIGS. The grinding method in the grinding machine of the second embodiment is a method in which the first forward grinding is executed, the backward grinding is subsequently executed, and then the spark-out is executed. In the first forward grinding, position control is performed to keep the feed rate of the grindstone table 42 constant. In the reverse grinding, control is performed such that the grinding resistance Ft becomes the target grinding resistance Fe. In the spark-out, the allowance is zero.
図8において、第一実施形態の研削方法を示す図2のフローチャートのステップS1からステップS6までは、共通する。そして、ステップS6にて後退研削を終了すると、スパークアウトを実行する(S7)。スパークアウトは、砥石車43をワークWに対する切り込み量をゼロの状態として行う。このスパークアウトは、予め設定されたワークWの回転数だけ行う。そこで、設定回数だけワークWが回転したか否かを判定し(S8)、設定回数回転した場合には、スパークアウトを終了する(S9)。
In FIG. 8, steps S1 to S6 in the flowchart of FIG. 2 showing the grinding method of the first embodiment are common. Then, when the backward grinding is finished in step S6, spark out is executed (S7). Sparking is performed with the grinding
このときの経過時間に対する、砥石台の位置、ワーク外径Dt、研削抵抗Ft、撓み量ωは、図9に示すようになる。つまり、時刻t5から時刻t6までにおいて、スパークアウトが実行されている。なお、時刻t1から時刻t5までは、第一実施形態と共通する。 The position of the wheel head, the workpiece outer diameter Dt, the grinding resistance Ft, and the deflection amount ω with respect to the elapsed time at this time are as shown in FIG. That is, spark out is executed from time t5 to time t6. In addition, from time t1 to time t5 is common with 1st embodiment.
第一前進研削および後退研削において、種々の理由により研削面の加工精度にばらつきを生じることがあるが、本実施形態におけるスパークアウトを実行することにより、このばらつきを均一化することができる。そのため、円筒状ワークWの研削面の面性状が非常に良好となる。 In the first forward grinding and the backward grinding, there are cases where variations occur in the processing accuracy of the ground surface due to various reasons. By performing the spark-out in this embodiment, these variations can be made uniform. Therefore, the surface property of the grinding surface of the cylindrical workpiece W is very good.
<第二実施形態の第一変形態様>
上記第二実施形態において、図8のS5にて示すように、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ftがゼロに達したか否かにより行った。これに換えて、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dfが、設定された仕上径Dfに達した場合に、後退研削を終了するようにしてもよい。つまり、図8のS5において、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dtが仕上径Dfに達したか否かを判定し、ワークWの外径Dtが仕上径Dfに達した場合に(S5:Y)、後退研削を終了する。そして、その後にスパークアウトを実行する。この場合、実質的に上記第二実施形態と同様の効果を奏する。
<First Modification of Second Embodiment>
In the second embodiment, as shown in S5 of FIG. 8, the end of the backward grinding is determined based on whether or not the grinding resistance Ft has reached zero. Alternatively, the reverse grinding may be terminated when the outer diameter Df of the workpiece W detected by the sizing
<第二実施形態の第二変形態様>
また、上記第二実施形態において、図8のS8に示すように、スパークアウトの終了の判定を、設定回数を回転したか否かにより行った。これに換えて、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dfが設定された仕上径Dfに達した場合に、スパークアウトを終了するようにしてもよい。つまり、図8のS8において、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dtが仕上径Dfに達したか否かを判定し、ワークWの外径Dtが仕上径Dfに達した場合に(S8:Y)、スパークアウトを終了する。これは、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ftがゼロに達したか否かにより行う場合に適用される。
<Second Modification of Second Embodiment>
In the second embodiment, as shown in S8 of FIG. 8, the end of the spark-out is determined based on whether or not the set number of times has been rotated. Instead, the spark-out may be terminated when the outer diameter Df of the workpiece W detected by the sizing
<第三実施形態>
第三実施形態の研削方法について、図10〜図13を参照して説明する。第三実施形態の研削盤における研削方法は、第一前進研削を実行し、続いて後退研削を実行し、その後にスパークアウトを実行する方法である。第一前進研削では、砥石台42の送り速度を一定とする位置制御を行う。後退研削では、研削抵抗Ftが目標研削抵抗Feとなるような制御を行う。そして、後退研削の終了時点を、研削抵抗Ftがクーラント液の動圧の影響により生じる抵抗成分(以下、「動圧効果相当値」と称する)Fε1に達した時としている。さらに、スパークアウトにおいては、動圧効果相当値Fε1を考慮した位置としている。
<Third embodiment>
The grinding method of 3rd embodiment is demonstrated with reference to FIGS. The grinding method in the grinding machine of the third embodiment is a method in which the first forward grinding is executed, the backward grinding is subsequently executed, and then the spark-out is executed. In the first forward grinding, position control is performed to keep the feed rate of the grindstone table 42 constant. In the reverse grinding, control is performed such that the grinding resistance Ft becomes the target grinding resistance Fe. Then, the end point of the backward grinding is set to the time when the grinding resistance Ft reaches a resistance component Fε1 (hereinafter referred to as “dynamic pressure effect equivalent value”) generated by the influence of the dynamic pressure of the coolant. Furthermore, in the spark-out, the dynamic pressure effect equivalent value Fε1 is taken into consideration.
図10に示すように、第一前進研削を開始する(S11)。ここで、第一前進研削は、図11の時刻t1〜t4間に対応する。この間は、第一実施形態と同一であるため、詳細な説明を省略する。 As shown in FIG. 10, the first forward grinding is started (S11). Here, the first forward grinding corresponds to the time t1 to t4 in FIG. Since it is the same as 1st embodiment during this period, detailed description is abbreviate | omitted.
続いて、過渡状態(時刻t2〜t3)におけるワークWの外径Dtと研削抵抗Ftとを多数記憶しておく(S12)。続いて、ワークWの外径Dtが、予め設定された外径Dthに達したか否かを判定する(S13)。まだ、ワークWの外径Dtが設定値Dthに達していなければ(S13:N)、第一前進研削を継続する。一方、ワークWの外径Dtが設定値Dthに達した場合には(S13:Y)、第一前進研削を終了する(S14)。 Subsequently, a large number of outer diameters Dt and grinding resistances Ft of the workpiece W in a transient state (time t2 to t3) are stored (S12). Subsequently, it is determined whether or not the outer diameter Dt of the workpiece W has reached a preset outer diameter Dth (S13). If the outer diameter Dt of the workpiece W has not yet reached the set value Dth (S13: N), the first forward grinding is continued. On the other hand, when the outer diameter Dt of the workpiece W reaches the set value Dth (S13: Y), the first forward grinding is finished (S14).
続いて、ステップS12にて記憶した過渡状態におけるワークWの外径Dtと研削抵抗Ftに基づいて、クーラント液による動圧効果分に相当する値Fε1を推定する(S15)。ここで、過渡状態におけるワークWの外径Dtの減少量と、研削抵抗Ftとの関係を、図12に示す。記憶した多数の点を、直線近似すると、図12に示す直線として表すことができる。そして、当該近似直線において、ワークWの外径Dtの減少量がゼロとなる点が、クーラント液による動圧効果相当値Fε1として推定される。 Subsequently, based on the outer diameter Dt and the grinding resistance Ft of the workpiece W in the transient state stored in step S12, a value Fε1 corresponding to the dynamic pressure effect due to the coolant liquid is estimated (S15). Here, FIG. 12 shows the relationship between the reduction amount of the outer diameter Dt of the workpiece W and the grinding resistance Ft in the transient state. If the stored many points are approximated by a straight line, they can be represented as a straight line shown in FIG. Then, the point at which the amount of decrease in the outer diameter Dt of the workpiece W becomes zero in the approximate straight line is estimated as the dynamic pressure effect equivalent value Fε1 due to the coolant.
続いて、後退研削を開始する(S16)。つまり、ワークWの外径Dtが設定値Dthに達すると、第一前進研削から後退研削へ切り替える。続いて、研削抵抗Ftが動圧効果相当値Fε1に達したか否かを判定する(S17)。そして、研削抵抗Ftが動圧効果相当値Fε1に達していないのであれば(S17:N)、後退研削を継続する。一方、研削抵抗Ftが動圧効果相当値Fε1に達した場合には(S17:Y)、後退研削を終了する(S18)。つまり、後退研削の終了時点において(目標の回転位相θeに達した時に)、研削抵抗Ftが動圧効果相当値Fε1となるように、目標研削抵抗Fe(θ)が設定される。 Subsequently, reverse grinding is started (S16). That is, when the outer diameter Dt of the workpiece W reaches the set value Dth, the first forward grinding is switched to the backward grinding. Subsequently, it is determined whether or not the grinding resistance Ft has reached the dynamic pressure effect equivalent value Fε1 (S17). If the grinding resistance Ft does not reach the dynamic pressure effect equivalent value Fε1 (S17: N), the reverse grinding is continued. On the other hand, when the grinding resistance Ft reaches the dynamic pressure effect equivalent value Fε1 (S17: Y), the reverse grinding is finished (S18). That is, the target grinding resistance Fe (θ) is set so that the grinding resistance Ft becomes the dynamic pressure effect equivalent value Fε1 at the end of the backward grinding (when the target rotational phase θe is reached).
後退研削を終了すると、スパークアウトを実行する(S19)。このスパークアウトは、砥石車43をワークWに対する切り込み量をゼロの状態として行う。つまり、スパークアウトにおいて、砥石台42の位置は、仕上径Dfよりも動圧効果相当値Fε1に相当する寸法だけずれた位置となる。そして、このスパークアウトは、予め設定されたワークWの回転数だけ行う。そこで、設定回数だけワークWが回転したか否かを判定し(S20)、設定回数回転した場合には、スパークアウトを終了する(S21)。
When the reverse grinding is finished, a spark out is executed (S19). This spark-out is performed with the grinding
ここで、本実施形態の後退研削について、図13を参照して詳細に説明する。図13に示すように、ワークWの回転位相θが0deg(本発明の「現在の回転位相θt」に相当)の場合、研削残し量はE(0)となる。このときの目標研削抵抗は、Fe(0)に設定する。そして、ワークWの回転位相θが2πdegの場合(本発明の「目標の回転位相θe」に相当)、目標研削抵抗Fe(θe)は、動圧効果相当値Fε1となるように設定する。このときの研削残し量は、E(θe)となる。なお、ワークWの回転位相θがπdegの場合、研削残し量は[1/2×(E(0)+E(θe))]となり、目標研削抵抗は[1/2×(Fe(0)+Fe(θe))]に設定する。 Here, the backward grinding of the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 13, when the rotational phase θ of the workpiece W is 0 deg (corresponding to the “current rotational phase θt” of the present invention), the remaining grinding amount is E (0). The target grinding resistance at this time is set to Fe (0). When the rotational phase θ of the workpiece W is 2πdeg (corresponding to the “target rotational phase θe” of the present invention), the target grinding resistance Fe (θe) is set to be a dynamic pressure effect equivalent value Fε1. The remaining grinding amount at this time is E (θe). When the rotational phase θ of the workpiece W is πdeg, the remaining grinding amount is [1/2 × (E (0) + E (θe))], and the target grinding resistance is [1/2 × (Fe (0) + Fe). (Θe))].
本実施形態によれば、クーラント液による動圧の影響を考慮して、確実に研削抵抗によるフィードバック制御を行うことができる。ここで、砥石車43によりワークWを研削加工している際には、クーラント液による動圧の影響により生じる抵抗成分により、ワークWに生じる抵抗は研削抵抗よりも大きくなる。さらに、砥石車43とワークWが接触していない状態であっても、その離間距離が非常に僅かである場合には、クーラント液による動圧の影響により、ワークWには抵抗が生じ得る。つまり、クーラント液の動圧の影響により生じる抵抗成分によって、ワークWに撓みが生じるため、研削抵抗Ftがゼロになったとしても、研削残しが生じるおそれがある。そこで、目標の回転位相θeに達した時に(後退研削の終了時点において)、研削抵抗Ftが動圧効果相当値Fε1となるように、目標研削抵抗Fe(θ)を設定することで、確実にクーラント液による動圧の影響を排除して、高精度な研削加工を行うことができる。
According to this embodiment, it is possible to reliably perform feedback control by grinding resistance in consideration of the influence of dynamic pressure due to the coolant liquid. Here, when the workpiece W is ground by the grinding
<第三実施形態の第一変形態様>
上記第三実施形態において、図10のS17にて示すように、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ftが動圧効果相当値Fε1に達したか否かにより行った。この他に、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dfが、設定された仕上径Dfに達した場合に、後退研削を終了するようにしてもよい。つまり、図10のS17において、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dtが仕上径Dfに達したか否かを判定し、ワークWの外径Dtが仕上径Dfに達した場合に(S17:Y)、後退研削を終了する。
<First Modification of Third Embodiment>
In the third embodiment, as shown in S17 of FIG. 10, the end of the backward grinding is determined based on whether or not the grinding resistance Ft has reached the dynamic pressure effect equivalent value Fε1. In addition, when the outer diameter Df of the workpiece W detected by the sizing
<第三実施形態の第二変形態様>
また、上記第三実施形態において、図10のS20に示すように、スパークアウトの終了の判定を、設定回数を回転したか否かにより行った。これに換えて、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dfが設定された仕上径Dfに達した場合に、スパークアウトを終了するようにしてもよい。つまり、図10のS20において、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dtが仕上径Dfに達したか否かを判定し、ワークWの外径Dtが仕上径Dfに達した場合に(S20:Y)、スパークアウトを終了する。これは、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ftが動圧相当値Fε1に達したか否かにより行う場合に適用される。
<Second Modification of Third Embodiment>
In the third embodiment, as shown in S20 of FIG. 10, the end of the spark-out is determined based on whether or not the set number of times has been rotated. Instead, the spark-out may be terminated when the outer diameter Df of the workpiece W detected by the sizing
<第四実施形態>
第四実施形態の研削方法について、図14〜図16を参照して説明する。第四実施形態の研削盤における研削方法は、第一前進研削を実行し、続いて後退研削を実行し、その後にスパークアウトを実行する方法である。第一前進研削では、砥石台42の送り速度を一定とする位置制御を行う。後退研削では、研削抵抗Ftが目標研削抵抗Feとなるような制御を行う。そして、第一前進研削の終了時点および後退研削の終了時点において、ワークWの全周に亘って取り代Rε1を残すようにしている。つまり、スパークアウトにおいて、取り代Rε1を研削することになる。
<Fourth embodiment>
The grinding method of 4th embodiment is demonstrated with reference to FIGS. The grinding method in the grinding machine of the fourth embodiment is a method in which the first forward grinding is executed, the backward grinding is subsequently executed, and then the spark-out is executed. In the first forward grinding, position control is performed to keep the feed rate of the grindstone table 42 constant. In the reverse grinding, control is performed such that the grinding resistance Ft becomes the target grinding resistance Fe. Then, at the end of the first forward grinding and the end of the backward grinding, the machining allowance Rε1 is left over the entire circumference of the workpiece W. That is, the machining allowance Rε1 is ground at the spark-out.
図14に示すように、第一前進研削を開始する(S31)。ここで、第一前進研削は、図15の時刻t1〜t4間に対応する。この間は、第一実施形態と同一であるため、詳細な説明を省略する。続いて、ワークWの外径Dtが、予め設定された外径Dthに達したか否かを判定する(S32)。ここで、設定された外径Dthは、[Df―ωmax+Rε1]により表される。つまり、第一前進研削の終了時点(図15の時刻t4)において、全周に亘って、取り代Rε1だけ残ることになる。 As shown in FIG. 14, the first forward grinding is started (S31). Here, the first forward grinding corresponds to the time t1 to t4 in FIG. Since it is the same as 1st embodiment during this period, detailed description is abbreviate | omitted. Subsequently, it is determined whether or not the outer diameter Dt of the workpiece W has reached a preset outer diameter Dth (S32). Here, the set outer diameter Dth is represented by [Df−ωmax + Rε1]. That is, at the end of the first forward grinding (time t4 in FIG. 15), the machining allowance Rε1 remains over the entire circumference.
そして、まだ、ワークWの外径Dtが設定値Dthに達していなければ(S32:N)、第一前進研削を継続する。一方、ワークWの外径Dtが設定値Dthに達した場合には(S32:Y)、第一前進研削を終了する(S33)。 If the outer diameter Dt of the workpiece W has not yet reached the set value Dth (S32: N), the first forward grinding is continued. On the other hand, when the outer diameter Dt of the workpiece W reaches the set value Dth (S32: Y), the first forward grinding is finished (S33).
続いて、後退研削を開始する(S34)。つまり、ワークWの外径Dtが設定値Dthに達すると、第一前進研削から後退研削へ切り替える。続いて、研削抵抗Ftが設定値Fε2に達したか否かを判定する(S35)。ここで、設定値Fε2は、ワークWの外径Dtが設定値Dthとなる状態における研削抵抗Ftである。つまり、後退研削の終了時点(目標の回転位相θeに達した時)において、研削抵抗Ftが設定値Fε2となるように、目標研削抵抗Fe(θ)が設定される。 Subsequently, reverse grinding is started (S34). That is, when the outer diameter Dt of the workpiece W reaches the set value Dth, the first forward grinding is switched to the backward grinding. Subsequently, it is determined whether or not the grinding resistance Ft has reached the set value Fε2 (S35). Here, the set value Fε2 is the grinding resistance Ft in a state where the outer diameter Dt of the workpiece W becomes the set value Dth. That is, the target grinding resistance Fe (θ) is set so that the grinding resistance Ft becomes the set value Fε2 at the end of the backward grinding (when the target rotational phase θe is reached).
そして、研削抵抗Ftが設定値Fε2に達していないのであれば(S35:N)、後退研削を継続する。一方、研削抵抗Ftが設定値Fε2に達した場合には(S35:Y)、後退研削を終了する(S36)。このとき、ワークWの外径Dtは、Df1(=Df―Rε1)となる。 If the grinding resistance Ft does not reach the set value Fε2 (S35: N), the reverse grinding is continued. On the other hand, when the grinding resistance Ft reaches the set value Fε2 (S35: Y), the reverse grinding is finished (S36). At this time, the outer diameter Dt of the workpiece W is Df1 (= Df−Rε1).
ここで、本実施形態の後退研削について、図16を参照して詳細に説明する。図16に示すように、ワークWの回転位相θが0deg(本発明の「現在の回転位相θt」に相当)の場合、研削残し量はE(0)となる。このときの目標研削抵抗は、Fe(0)に設定する。そして、ワークWの回転位相θが2πdegの場合(本発明の「目標の回転位相θe」に相当)、研削残し量E(θe)は、取り代Rε1となるようにしている。このときの目標研削抵抗Fe(θe)は、取り代Rε1に対応するFε2となるように設定する。なお、ワークWの回転位相θがπdegの場合、研削残し量は[1/2×(E(0)+E(θe))]となり、目標研削抵抗は[1/2×(Fe(0)+Fe(θe))]に設定する。 Here, the backward grinding of the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 16, when the rotational phase θ of the workpiece W is 0 deg (corresponding to the “current rotational phase θt” of the present invention), the remaining grinding amount is E (0). The target grinding resistance at this time is set to Fe (0). When the rotational phase θ of the workpiece W is 2πdeg (corresponding to the “target rotational phase θe” of the present invention), the remaining grinding amount E (θe) is set to the machining allowance Rε1. The target grinding resistance Fe (θe) at this time is set to be Fε2 corresponding to the machining allowance Rε1. When the rotational phase θ of the workpiece W is πdeg, the remaining grinding amount is [1/2 × (E (0) + E (θe))], and the target grinding resistance is [1/2 × (Fe (0) + Fe). (Θe))].
図14に戻り説明する。後退研削を終了すると、スパークアウトを実行する(S37)。このスパークアウトは、砥石車43をワークWに対する切り込み量をゼロの状態として行う。つまり、スパークアウトにおいて、取り代Rε1を研削することになる。そして、このスパークアウトは、予め設定されたワークWの回転数だけ行う。そこで、設定回数だけワークWが回転したか否かを判定し(S38)、設定回数回転した場合には、スパークアウトを終了する(S39)。
Returning to FIG. When the reverse grinding is finished, a spark out is executed (S37). This spark-out is performed with the grinding
本実施形態によれば、目標の回転位相θeに達した時に残し代がRε1となるようにしている。従って、後退研削を終了した時点で、残し代が所定値Rε1となる。そして、残した所定値Rε1をスパークアウトにより研削加工できるため、スパークアウト終了後には高精度な形状を得ることができる。 According to the present embodiment, the remaining margin is set to Rε1 when the target rotational phase θe is reached. Accordingly, when the backward grinding is finished, the remaining margin becomes the predetermined value Rε1. Since the remaining predetermined value Rε1 can be ground by spark-out, a highly accurate shape can be obtained after the spark-out is completed.
<第四実施形態の第一変形態様>
上記第四実施形態において、図14のS35にて示すように、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ftが設定値Fε2に達したか否かにより行った。この他に、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dfが、取り代Rε1を残した径Df1(=Df―Rε1)に達した場合に、後退研削を終了するようにしてもよい。つまり、図14のS35において、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dtが設定径Df1に達したか否かを判定し、ワークWの外径Dtが設定径Df1に達した場合に(S35:Y)、後退研削を終了する。そして、その後にスパークアウトを実行する。この場合、実質的に上記第二実施形態と同様の効果を奏する。
<First Modification of Fourth Embodiment>
In the fourth embodiment, as shown in S35 of FIG. 14, the end of the backward grinding is determined based on whether or not the grinding resistance Ft has reached the set value Fε2. In addition, when the outer diameter Df of the workpiece W detected by the sizing
<第四実施形態の第二変形態様>
また、上記第四実施形態において、図14のS38に示すように、スパークアウトの終了の判定を、設定回数を回転したか否かにより行った。これに換えて、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dfが設定された仕上径Dfに達した場合に、スパークアウトを終了するようにしてもよい。つまり、図14のS38において、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dtが仕上径Dfに達したか否かを判定し、ワークWの外径Dtが仕上径Dfに達した場合に(S38:Y)、スパークアウトを終了する。これは、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ftが設定値Fε2に達したか否かにより行う場合、および、上記第四実施形態の第一変形態様にて説明したワークWの外径Dtが設定径Df1に達したか否かにより行う場合に適用できる。
<Second Modification of Fourth Embodiment>
In the fourth embodiment, as shown in S38 of FIG. 14, the end of the spark-out is determined based on whether or not the set number of times has been rotated. Instead, the spark-out may be terminated when the outer diameter Df of the workpiece W detected by the sizing
<第五実施形態>
第五実施形態の研削方法について、図17〜図19を参照して説明する。第五実施形態の研削盤における研削方法は、第一前進研削を実行し、続いて後退研削を実行し、その後スパークアウトを実行する方法である。第一前進研削では、砥石台42の送り速度を一定とする位置制御を行う。そして、第一前進研削の終了時点において、ワークWの全周に亘って取り代Rε2を残すようにしている。この取り代Rε2は、第一前進研削において生じる加工変質層深さ以上に設定される。そして、加工変質層深さは、第一前進研削を行っている際に計測する場合には、その計測値に基づいて決定され、計測しない場合には予め行った実験結果などにより設定する。
<Fifth embodiment>
The grinding method of 5th embodiment is demonstrated with reference to FIGS. The grinding method in the grinding machine of the fifth embodiment is a method in which the first forward grinding is executed, the backward grinding is subsequently executed, and then the spark-out is executed. In the first forward grinding, position control is performed to keep the feed rate of the grindstone table 42 constant. Then, at the end of the first forward grinding, the machining allowance Rε2 is left over the entire circumference of the workpiece W. This machining allowance Rε2 is set to be equal to or greater than the depth of the work-affected layer generated in the first forward grinding. Then, the work-affected layer depth is determined based on the measured value when measured during the first forward grinding, and is set based on the experimental results performed beforehand when not measured.
そして、後退研削では、研削抵抗Ftが目標研削抵抗Feとなるような制御を行う。そして、本実施形態における後退研削は、ワークWを複数回回転させている。各回の後退研削においては、徐々に目標研削抵抗Fe(θ)が小さくなるように設定している。また、第三実施形態と同様に、後退研削の終了時点を、研削抵抗Ftがクーラント液の動圧の影響により生じる抵抗成分(以下、「動圧効果相当値」と称する)Fε1に達した時としている。さらに、スパークアウトにおいては、動圧効果相当値Fε1を考慮した位置としている。 In reverse grinding, control is performed such that the grinding resistance Ft becomes the target grinding resistance Fe. In the backward grinding in this embodiment, the workpiece W is rotated a plurality of times. In each round of back grinding, the target grinding resistance Fe (θ) is set to be gradually reduced. Similarly to the third embodiment, when the end point of the reverse grinding reaches the resistance component Fε1 (hereinafter referred to as “dynamic pressure effect equivalent value”) caused by the influence of the dynamic pressure of the coolant fluid. It is said. Furthermore, in the spark-out, the dynamic pressure effect equivalent value Fε1 is taken into consideration.
図17に示すように、時刻t1から時刻t4まで、すなわち第一前進研削は、第三実施形態と共通する。ただし、本実施形態における設定された外径Dthは、[Df―ωmax+Rε2]により表される。ここで、取り代Rε2を決定するために、第一前進研削によって生じる加工変質層の深さを推定する処理を行う。この処理は、第一前進研削の条件によって予め推定することもできるし、第一前進研削を行いながら加工変質層を計測することもできる。加工変質層の計測は、例えば、渦流センサなどを用いた公知の方法を適用できる。そして、取り代Rε2は、推定される加工変質層の深さ以上に設定する。つまり、第一前進研削の終了時点(図17の時刻t4)において、全周に亘って、推定される加工変質層の深さ以上の取り代Rε2だけ残ることになる。 As shown in FIG. 17, from time t1 to time t4, that is, the first forward grinding is common to the third embodiment. However, the set outer diameter Dth in the present embodiment is represented by [Df−ωmax + Rε2]. Here, in order to determine the machining allowance Rε2, processing for estimating the depth of the work-affected layer generated by the first forward grinding is performed. This process can be estimated in advance according to the conditions of the first forward grinding, or the work-affected layer can be measured while performing the first forward grinding. For example, a known method using an eddy current sensor can be applied to the measurement of the work-affected layer. Then, the machining allowance Rε2 is set to be equal to or greater than the estimated depth of the work-affected layer. That is, at the end of the first forward grinding (time t4 in FIG. 17), the machining allowance Rε2 equal to or greater than the estimated depth of the work-affected layer remains over the entire circumference.
第一前進研削の後には、後退研削を開始する。ここで、図17の時刻t4から時刻t5までを、第一回目の後退研削を実行する。続いて、時刻t5から時刻t6までを、第二回目の後退研削を実行する。各回の後退研削は、ワークWが1回転する間実行される。この第二回目の後退研削の終了時点において、研削抵抗Ftが動圧効果相当値Fε1となるようにしている。つまり、第一回目の後退研削と第二回目の後退研削により、第一前進研削における取り代Rε2に対する研削残し量と、取り代Rε2とを研削する。そして、第二回目の後退研削が終了すると、スパークアウトを実行する。 After the first forward grinding, reverse grinding is started. Here, the first back grinding is performed from time t4 to time t5 in FIG. Subsequently, the second backward grinding is performed from time t5 to time t6. Each backward grinding is performed while the workpiece W makes one rotation. At the end of the second backward grinding, the grinding resistance Ft is set to the dynamic pressure effect equivalent value Fε1. That is, the remaining grinding amount for the machining allowance Rε2 and the machining allowance Rε2 in the first forward grinding are ground by the first backward grinding and the second backward grinding. Then, when the second back grinding is finished, the spark-out is executed.
ここで、本実施形態の各回の後退研削について、図18を参照して詳細に説明する。図18に示すように、ワークWの回転位相θが0deg(本発明の「現在の回転位相θt」に相当)の場合、研削残し量はE(0)となる。このときの目標研削抵抗は、Fe(0)に設定する。ワークWの回転位相θが0degの場合とは、第一回目の後退研削の開始時点である。 Here, each back grinding of this embodiment will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 18, when the rotational phase θ of the workpiece W is 0 deg (corresponding to the “current rotational phase θt” of the present invention), the remaining grinding amount is E (0). The target grinding resistance at this time is set to Fe (0). The case where the rotational phase θ of the workpiece W is 0 deg is the start time of the first backward grinding.
そして、ワークWの回転位相θが2πdegの場合(本発明の「目標の回転位相θe」に相当)、目標研削抵抗Fe(θe)は、Fe(1)となるように設定している。このFe(1)は、Fe(0)よりも小さく、動圧効果相当値Fε1よりも大きな値である。そして、Fe(1)は、Fe(0)よりも、Fε1に近い値としている。このときの研削残し量は、E(1)となる。ここで、ワークWの回転位相θが2πdegの場合とは、第一回目の後退研削の終了時点であると共に、第二回目の後退研削の開始時点でもある。 When the rotational phase θ of the workpiece W is 2πdeg (corresponding to the “target rotational phase θe” of the present invention), the target grinding resistance Fe (θe) is set to be Fe (1). This Fe (1) is smaller than Fe (0) and larger than the dynamic pressure effect equivalent value Fε1. Fe (1) is closer to Fε1 than Fe (0). The residual grinding amount at this time is E (1). Here, the case where the rotational phase θ of the workpiece W is 2πdeg is not only the end time of the first back grinding but also the start time of the second back grinding.
そして、ワークWの回転位相θが4πdegの場合、目標研削抵抗Fe(θe)は、動圧効果相当値Fε1となるように設定する。このときの研削残し量は、E(θe)となる。ここで、ワークWの回転位相θが4πdegの場合とは、第二回目の後退研削の終了時点である。 When the rotational phase θ of the workpiece W is 4πdeg, the target grinding resistance Fe (θe) is set so as to be the dynamic pressure effect equivalent value Fε1. The remaining grinding amount at this time is E (θe). Here, the case where the rotational phase θ of the workpiece W is 4π deg is the end of the second backward grinding.
この後退研削について、図19を参照してさらに詳細に説明する。図17の時刻t4におけるワークWは、図19(a)に示すような形状となる。図19において、回転位相θは、図18の回転位相θに対応している。そして、図17の時刻t5におけるワークWは、図19(b)に示すような形状となる。つまり、図19(a)(b)に示すように、第二回目の後退研削の方が、第一回目の後退研削より研削量が少なくなっている。そして、図17の時刻t5におけるワークWは、図19(c)に示すような、ほぼ真円形状となる。 This reverse grinding will be described in more detail with reference to FIG. The workpiece W at time t4 in FIG. 17 has a shape as shown in FIG. In FIG. 19, the rotation phase θ corresponds to the rotation phase θ of FIG. And the workpiece | work W in the time t5 of FIG. 17 becomes a shape as shown in FIG.19 (b). That is, as shown in FIGS. 19A and 19B, the amount of grinding in the second backward grinding is smaller than that in the first backward grinding. Then, the work W at time t5 in FIG. 17 has a substantially circular shape as shown in FIG.
なお、本実施形態においては、後退研削を二回実行することとしたが、三回以上実行するようにしてもよい。この場合、回数が増加するほど、目標研削抵抗Fe(θ)の時間変化が小さくなるようにするとよい。 In this embodiment, the backward grinding is performed twice, but may be performed three or more times. In this case, the time change of the target grinding resistance Fe (θ) is preferably reduced as the number of times increases.
本実施形態によれば、複数回転で後退研削を行っている。つまり、後退研削を行う回数が多い回数ほど、仕上研削のように作用することになる。後退研削を行いながら、粗研削に相当する後退研削、精研削に相当する後退研削、微研削に相当する後退研削などを実行することができる。その結果、非常に高精度な研削加工を行うことができる。さらに、取り代Rε2が第一前進研削において生じる加工変質層深さ以上に設定されることで、第一前進研削において生じた加工変質層を、後退研削において、確実に除去することができる。従って、後退研削を終了した円筒状ワークには、加工変質層が生じないものとできる。つまり、ワークの品質を確実に良好とすることができる。 According to the present embodiment, the backward grinding is performed by a plurality of rotations. In other words, the greater the number of times of reverse grinding, the more like the finish grinding. While performing reverse grinding, reverse grinding corresponding to rough grinding, reverse grinding corresponding to fine grinding, reverse grinding corresponding to fine grinding, and the like can be performed. As a result, it is possible to perform extremely accurate grinding. Furthermore, by setting the machining allowance Rε2 to be greater than or equal to the work-affected layer depth generated in the first forward grinding, the work-affected layer generated in the first forward grinding can be reliably removed in the backward grinding. Therefore, a work-affected layer is not generated on the cylindrical workpiece that has finished the reverse grinding. That is, the quality of the workpiece can be reliably improved.
<第六実施形態>
第六実施形態の研削方法について、図20〜図23を参照して説明する。第六実施形態の研削盤における研削方法は、第一前進研削を実行し、続いて後退研削を実行し、その後にスパークアウトを実行する方法である。第一前進研削では、砥石台42の送り速度を一定とする位置制御を行う。後退研削では、研削抵抗Ftが目標研削抵抗Feとなるような制御を行う。ただし、第一前進研削において、定常状態が全くないか、もしくは、定常状態があるとしても定常状態がワークWの1回転分存在しない場合を対象としている。つまり、後退研削において、目標研削抵抗Fe(θ)が回転位相θに対して線形の関係を有さずに、非線形の関係を有するように設定されている。
<Sixth embodiment>
The grinding method of 6th embodiment is demonstrated with reference to FIGS. The grinding method in the grinder of the sixth embodiment is a method in which the first forward grinding is performed, the backward grinding is subsequently performed, and then the spark-out is performed. In the first forward grinding, position control is performed to keep the feed rate of the grindstone table 42 constant. In the reverse grinding, control is performed such that the grinding resistance Ft becomes the target grinding resistance Fe. However, in the first forward grinding, there is no steady state, or even if there is a steady state, the steady state does not exist for one rotation of the workpiece W. That is, in the reverse grinding, the target grinding resistance Fe (θ) is set to have a non-linear relationship without having a linear relationship with the rotational phase θ.
そこで、まず、図20を参照して、第一前進研削において定常状態が有る場合に後退研削における目標研削抵抗Fe(θ)と、第一前進研削において定常状態がない場合に後退研削における目標研削抵抗Fe(θ)について説明する。まず、図20(a)に示すように、第一前進研削において定常状態がある場合には、上記実施形態において説明したように、目標研削抵抗Fe(θ)は、経過時間に対して線形の関係を有するように設定されている。 First, referring to FIG. 20, when the steady state is present in the first forward grinding, the target grinding resistance Fe (θ) in the backward grinding, and the target grinding in the backward grinding when there is no steady state in the first forward grinding. The resistance Fe (θ) will be described. First, as shown in FIG. 20A, when there is a steady state in the first forward grinding, as described in the above embodiment, the target grinding resistance Fe (θ) is linear with respect to the elapsed time. It is set to have a relationship.
これに対して、図20(b)に示すように、第一前進研削において定常状態がない場合には、研削残し量E(θ)が回転位相θに対して線形の関係を有していない。そのため、第一前進研削を終了した時点において、回転位相θに対する研削残し量が非線形の関係となる。そこで、後退研削においては、各回転位相θにおいて、第一前進研削による研削残し量に応じた研削量となるように、目標研削抵抗Fe(θ)を設定する。具体的には、第一前進研削における研削抵抗FtおよびワークWの外径Dtに基づいて、後退研削における目標研削抵抗Fe(θ)を算出する。 On the other hand, as shown in FIG. 20B, when there is no steady state in the first forward grinding, the remaining grinding amount E (θ) does not have a linear relationship with the rotational phase θ. . Therefore, when the first forward grinding is finished, the amount of residual grinding with respect to the rotational phase θ has a non-linear relationship. Therefore, in the backward grinding, the target grinding resistance Fe (θ) is set so that the grinding amount corresponding to the remaining grinding amount by the first forward grinding is obtained at each rotational phase θ. Specifically, based on the grinding resistance Ft in the first forward grinding and the outer diameter Dt of the workpiece W, the target grinding resistance Fe (θ) in the backward grinding is calculated.
さらに、第一前進研削において定常状態がない場合には、定常状態がある場合に比べて、第一前進研削から後退研削に切り替えるタイミングの決定が容易ではない。これに対して、本実施形態では、第一前進研削を実行している最中に、研削抵抗FtとワークWの外径Dtとに基づいて、第一前進研削から後退研削への切り替えのタイミングを決定している。 Furthermore, when there is no steady state in the first forward grinding, it is not easy to determine the timing for switching from the first forward grinding to the backward grinding compared to the case where there is a steady state. On the other hand, in the present embodiment, the timing of switching from the first forward grinding to the backward grinding based on the grinding resistance Ft and the outer diameter Dt of the workpiece W during execution of the first forward grinding. Is determined.
図21および図22を参照して、本実施形態の研削方法について詳細に説明する。第一前進研削を開始する(S41)。ここで、第一前進研削は、図22の時刻t1〜t4間に対応する。この間は、第三実施形態と同一であるため、詳細な説明を省略する。 With reference to FIG. 21 and FIG. 22, the grinding method of this embodiment is demonstrated in detail. First forward grinding is started (S41). Here, the first forward grinding corresponds to the time t1 to t4 in FIG. Since this period is the same as that of the third embodiment, detailed description thereof is omitted.
続いて、動圧効果相当値Fε1を算出する(S42)。この動圧効果相当値Fε1の算出は、過渡状態(時刻t2〜t3)におけるワークWの外径Dtと研削抵抗Ftとに基づいて算出する。続いて、ワークWの単位時間当たりの研削量と研削抵抗Ftとに基づいて、比例定数αを算出する(S43)。ワークWの単位時間当たりの研削量は、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dtに基づいて算出される。
Subsequently, a dynamic pressure effect equivalent value Fε1 is calculated (S42). The dynamic pressure effect equivalent value Fε1 is calculated based on the outer diameter Dt of the workpiece W and the grinding resistance Ft in the transient state (time t2 to t3). Subsequently, the proportionality constant α is calculated based on the grinding amount per unit time of the workpiece W and the grinding resistance Ft (S43). The grinding amount per unit time of the workpiece W is calculated based on the outer diameter Dt of the workpiece W detected by the sizing
続いて、現在における第一前進研削の終了時点に相当するワークWの外径Dm(以下、「切替外径」と称する)を、式(1)に従って算出する(S44)。つまり、現在における切替外径Dmが、既に算出したα、Fε1に加え、力センサ50により検出される現在の研削抵抗Ft(t)に基づいて算出される。
Subsequently, the outer diameter Dm (hereinafter referred to as “switching outer diameter”) of the workpiece W corresponding to the current end point of the first forward grinding is calculated according to the equation (1) (S44). That is, the current switching outer diameter Dm is calculated based on the current grinding resistance Ft (t) detected by the
[数1]
Dm=Df+(Ft(t)−Fε1)/α+[2Ft(t)−F(t−π/2ω)−F(t−3π/2ω)] ・・・ (1)
ここで、Dfは仕上径であり、Ft(t)は現在時刻tにおける研削抵抗Ftであり、ωはワークWの角速度である。
[Equation 1]
Dm = Df + (Ft (t) −Fε1) / α + [2Ft (t) −F (t−π / 2ω) −F (t−3π / 2ω)] (1)
Here, Df is the finishing diameter, Ft (t) is the grinding resistance Ft at the current time t, and ω is the angular velocity of the workpiece W.
続いて、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dtが、算出した切替外径Dmに達したか否かを判定する(S45)。まだ、ワークWの外径Dtが切替外径Dmに達していなければ(S45:N)、第一前進研削を継続すると共に、ステップS44に戻り再び現時点における切替外径Dmを算出する(更新する)。一方、ワークWの外径Dtが切替外径Dmに達した場合には(S45:Y)、第一前進研削を終了する(S46)。
Subsequently, it is determined whether or not the outer diameter Dt of the workpiece W detected by the sizing
続いて、後退研削を開始する(S47)。つまり、ワークWの外径Dtが切替外径Dmに達すると、第一前進研削から後退研削へ切り替える。この後退研削においては、研削残し量Eを研削できるような目標研削抵抗Feが設定される。ここで、研削残し量Eは、式(2)にて表すことができる。また、目標研削抵抗Feは、式(3)にて表すことができる。 Subsequently, reverse grinding is started (S47). That is, when the outer diameter Dt of the workpiece W reaches the switching outer diameter Dm, the first forward grinding is switched to the backward grinding. In this reverse grinding, a target grinding resistance Fe is set such that the remaining grinding amount E can be ground. Here, the grinding residual amount E can be expressed by the equation (2). Further, the target grinding resistance Fe can be expressed by Expression (3).
[数2]
E(t)=E(t0){1−ω/2π*(t−t0)}+F(t−2π/ω)/α
・・・ (2)
Fe(t)=2Ft(t0)−Ft(t−2π/ω)−ω/2π*{Ft(t0)−Fε1}*(t−t0) ・・・ (3)
ここで、E(t)は時刻tにおける研削残し量であり、tは現在時刻であり、t0は後退研削を開始する時点における時刻であり、Fe(t)は時刻tにおける目標研削抵抗である。なお、時刻tは、回転位相θに対応しているため、E(t)は実質的にE(θ)と同等となり、Fe(t)は実質的にFe(θ)と同等となる。
[Equation 2]
E (t) = E (t0) {1−ω / 2π * (t−t0)} + F (t−2π / ω) / α
(2)
Fe (t) = 2Ft (t0) −Ft (t−2π / ω) −ω / 2π * {Ft (t0) −Fε1} * (t−t0) (3)
Here, E (t) is the remaining grinding amount at time t, t is the current time, t0 is the time at which reverse grinding starts, and Fe (t) is the target grinding resistance at time t. . Since time t corresponds to the rotational phase θ, E (t) is substantially equivalent to E (θ), and Fe (t) is substantially equivalent to Fe (θ).
続いて、研削抵抗Ftが動圧効果相当値Fε1に達したか否かを判定する(S48)。そして、研削抵抗Ftが動圧効果相当値Fε1に達していないのであれば(S48:N)、後退研削を継続する。一方、研削抵抗Ftが動圧効果相当値Fε1に達した場合には(S48:Y)、後退研削を終了する(S49)。なお、上記式(3)において設定される目標研削抵抗Fe(θ)は、後退研削の終了時点において(目標の回転位相θeに達した時に)、研削抵抗Ftが動圧効果相当値Fε1となるように設定されている。 Subsequently, it is determined whether or not the grinding resistance Ft has reached the dynamic pressure effect equivalent value Fε1 (S48). If the grinding resistance Ft does not reach the dynamic pressure effect equivalent value Fε1 (S48: N), the reverse grinding is continued. On the other hand, when the grinding resistance Ft reaches the dynamic pressure effect equivalent value Fε1 (S48: Y), the reverse grinding is finished (S49). The target grinding resistance Fe (θ) set in the above equation (3) is equal to the dynamic pressure effect equivalent value Fε1 at the end of the backward grinding (when the target rotational phase θe is reached). Is set to
後退研削を終了すると、スパークアウトを実行する(S50)。このスパークアウトは、砥石車43をワークWに対する切り込み量をゼロの状態として行う。つまり、スパークアウトにおいて、砥石台42の位置は、仕上径Dfよりも動圧効果相当値Fε1に相当する寸法だけずれた位置となる。そして、このスパークアウトは、予め設定されたワークWの回転数だけ行う。そこで、設定回数だけワークWが回転したか否かを判定し(S51)、設定回数回転した場合には、スパークアウトを終了する(S52)。
When the reverse grinding is finished, a spark out is executed (S50). This spark-out is performed with the grinding
ここで、本実施形態の後退研削について、図23を参照して詳細に説明する。図23に示すように、ワークWの回転位相θが0deg(本発明の「現在の回転位相θt」に相当)の場合、研削残し量はE(0)となる。このときの目標研削抵抗は、Fe(0)に設定する。そして、ワークWの回転位相θが2πdegの場合(本発明の「目標の回転位相θe」に相当)、目標研削抵抗Fe(θe)は、動圧効果相当値Fε1となるように設定する。このときの研削残し量は、E(θe)となる。 Here, the backward grinding of the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 23, when the rotational phase θ of the workpiece W is 0 deg (corresponding to the “current rotational phase θt” of the present invention), the remaining grinding amount is E (0). The target grinding resistance at this time is set to Fe (0). When the rotational phase θ of the workpiece W is 2πdeg (corresponding to the “target rotational phase θe” of the present invention), the target grinding resistance Fe (θe) is set to be a dynamic pressure effect equivalent value Fε1. The remaining grinding amount at this time is E (θe).
本実施形態によれば、第一前進研削を終了する時点において、ワークWの現在の回転位相θtから目標の回転位相θeに達するまでの回転位相θに対する研削残り量E(θ)が、非線形のときであっても、後退研削における目標研削抵抗Fe(θ)(またはFe(t))として、その研削残り量E(θ)(またはE(t))に応じたものに設定できる。つまり、第一前進研削での研削残しを、後退研削において確実に研削することができる。従って、研削精度を向上できる。 According to the present embodiment, when the first forward grinding is finished, the remaining grinding amount E (θ) with respect to the rotational phase θ from the current rotational phase θt of the workpiece W to the target rotational phase θe is nonlinear. Even in such a case, the target grinding resistance Fe (θ) (or Fe (t)) in the reverse grinding can be set according to the remaining grinding amount E (θ) (or E (t)). That is, the grinding residue in the first forward grinding can be reliably ground in the backward grinding. Therefore, the grinding accuracy can be improved.
<第六実施形態の第一変形態様>
上記第六実施形態において、図21のS48にて示すように、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ftが動圧効果相当値Fε1に達したか否かにより行った。この他に、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dfが、設定された仕上径Dfに達した場合に、後退研削を終了するようにしてもよい。つまり、図21のS48において、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dtが仕上径Dfに達したか否かを判定し、ワークWの外径Dtが仕上径Dfに達した場合に(S48:Y)、後退研削を終了する。
<First Modification of Sixth Embodiment>
In the sixth embodiment, as shown in S48 of FIG. 21, the end of the backward grinding is determined based on whether or not the grinding resistance Ft has reached the dynamic pressure effect equivalent value Fε1. In addition, when the outer diameter Df of the workpiece W detected by the sizing
<第六実施形態の第二変形態様>
また、上記第六実施形態において、図21のS51に示すように、スパークアウトの終了の判定を、設定回数を回転したか否かにより行った。これに換えて、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dfが設定された仕上径Dfに達した場合に、スパークアウトを終了するようにしてもよい。つまり、図21のS51において、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dtが仕上径Dfに達したか否かを判定し、ワークWの外径Dtが仕上径Dfに達した場合に(S51:Y)、スパークアウトを終了する。これは、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ftが動圧相当値Fε1に達したか否かにより行う場合に適用される。
<Second Modification of Sixth Embodiment>
In the sixth embodiment, as shown in S51 of FIG. 21, the end of the spark-out is determined based on whether or not the set number of times has been rotated. Instead, the spark-out may be terminated when the outer diameter Df of the workpiece W detected by the sizing
<第七実施形態>
第七実施形態の研削方法について、図24〜図25を参照して説明する。第四実施形態の研削盤における研削方法は、第一前進研削を実行し、続いて後退研削を実行し、続いて第二前進研削を実行し、最後にスパークアウトを実行する方法である。第一前進研削では、砥石台42の送り速度を一定とする位置制御を行う。後退研削では、研削抵抗Ftが目標研削抵抗Feとなるような制御を行う。第二前進研削では、研削抵抗が一定となるような研削力一定制御を行う。つまり、第二前進研削では、単位時間当たりの研削量が一定となるように制御される。なお、そして、第一前進研削の終了時点および後退研削の終了時点において、ワークWの全周に亘って取り代Rε3を残すようにしている。つまり、第二前進研削において、取り代Rε3を研削することになる。
<Seventh embodiment>
The grinding method of 7th embodiment is demonstrated with reference to FIGS. The grinding method in the grinding machine of the fourth embodiment is a method in which the first forward grinding is executed, the backward grinding is subsequently executed, the second forward grinding is subsequently executed, and finally the spark-out is executed. In the first forward grinding, position control is performed to keep the feed rate of the grindstone table 42 constant. In the reverse grinding, control is performed such that the grinding resistance Ft becomes the target grinding resistance Fe. In the second forward grinding, constant grinding force control is performed so that the grinding resistance is constant. That is, in the second forward grinding, the grinding amount per unit time is controlled to be constant. In addition, at the end of the first forward grinding and the end of the backward grinding, the machining allowance Rε3 is left over the entire circumference of the workpiece W. That is, in the second forward grinding, the machining allowance Rε3 is ground.
図24に示すように、第一前進研削を開始する(S61)。ここで、第一前進研削は、図25の時刻t1〜t4間に対応する。この間は、第一実施形態と同一であるため、詳細な説明を省略する。続いて、ワークWの外径Dtが、予め設定された外径Dthに達したか否かを判定する(S62)。ここで、設定された外径Dthは、[Df―ωmax+Rε3]により表される。つまり、第一前進研削の終了時点(図25の時刻t4)において、全周に亘って、取り代Rε3だけ残ることになる。 As shown in FIG. 24, the first forward grinding is started (S61). Here, the first forward grinding corresponds to the time t1 to t4 in FIG. Since it is the same as 1st embodiment during this period, detailed description is abbreviate | omitted. Subsequently, it is determined whether or not the outer diameter Dt of the workpiece W has reached a preset outer diameter Dth (S62). Here, the set outer diameter Dth is represented by [Df−ωmax + Rε3]. That is, at the end of the first forward grinding (time t4 in FIG. 25), the machining allowance Rε3 remains over the entire circumference.
そして、まだ、ワークWの外径Dtが設定値Dthに達していなければ(S62:N)、第一前進研削を継続する。一方、ワークWの外径Dtが設定値Dthに達した場合には(S62:Y)、第一前進研削を終了する(S63)。 If the outer diameter Dt of the workpiece W has not yet reached the set value Dth (S62: N), the first forward grinding is continued. On the other hand, when the outer diameter Dt of the workpiece W reaches the set value Dth (S62: Y), the first forward grinding is finished (S63).
続いて、後退研削を開始する(S64)。つまり、ワークWの外径Dtが設定値Dthに達すると、第一前進研削から後退研削へ切り替える。続いて、研削抵抗Ftが設定値Fε3に達したか否かを判定する(S65)。ここで、設定値Fε3は、ワークWの外径Dtが設定値Dthとなる状態における研削抵抗Ftである。つまり、後退研削の終了時点(目標の回転位相θeに達した時)において、研削抵抗Ftが設定値Fε3となるように、目標研削抵抗Fe(θ)が設定される。 Subsequently, reverse grinding is started (S64). That is, when the outer diameter Dt of the workpiece W reaches the set value Dth, the first forward grinding is switched to the backward grinding. Subsequently, it is determined whether or not the grinding resistance Ft has reached the set value Fε3 (S65). Here, the set value Fε3 is a grinding resistance Ft in a state where the outer diameter Dt of the workpiece W becomes the set value Dth. That is, the target grinding resistance Fe (θ) is set so that the grinding resistance Ft becomes the set value Fε3 at the end of the backward grinding (when the target rotational phase θe is reached).
そして、研削抵抗Ftが設定値Fε3に達していないのであれば(S65:N)、後退研削を継続する。一方、研削抵抗Ftが設定値Fε3に達した場合には(S65:Y)、後退研削を終了する(S66)。 If the grinding resistance Ft does not reach the set value Fε3 (S65: N), the reverse grinding is continued. On the other hand, when the grinding resistance Ft reaches the set value Fε3 (S65: Y), the reverse grinding is finished (S66).
後退研削を終了すると、第二前進研削を開始する(S67)。第二前進研削においては、研削抵抗Ftが一定となるように、砥石台42の位置制御を行っている。なお、位置制御に替えて、第二前進研削においては、研削抵抗Ftによるフィードバック制御を行うこともできる。この第二前進研削において一定に制御される研削抵抗Ftは、第一前進研削における最大研削抵抗Ftに比べると非常に小さな値に設定している。つまり、第一前進研削を粗加工とした場合には、第二前進研削は仕上加工に相当する。
When the backward grinding is finished, the second forward grinding is started (S67). In the second forward grinding, the position of the
続いて、ワークWの外径Dtが、予め設定された外径Dth2に達したか否かを判定する(S68)。ここで、設定された外径Dth2は、仕上径に相当するものである。ただし、定寸装置60により検出する位置によって、検出されるワークWの外径Dtが僅かながら異なるため、その分を考慮して外径Dth2を設定する。そして、まだ、ワークWの外径Dtが設定値Dth2に達していなければ(S68:N)、第二前進研削を継続する。一方、ワークWの外径Dtが設定値Dth2に達した場合には(S68:Y)、第二前進研削を終了する(S69)。
Subsequently, it is determined whether or not the outer diameter Dt of the workpiece W has reached a preset outer diameter Dth2 (S68). Here, the set outer diameter Dth2 corresponds to the finished diameter. However, since the detected outer diameter Dt of the workpiece W varies slightly depending on the position detected by the sizing
続いて、スパークアウトを実行する(S70)。このスパークアウトは、砥石車43をワークWに対する切り込み量をゼロの状態として行う。つまり、スパークアウトにおいては、第二前進研削において研削残しの分を研削することになる。そして、このスパークアウトは、予め設定されたワークWの回転数だけ行う。そこで、設定回数だけワークWが回転したか否かを判定し(S71)、設定回数回転した場合には、スパークアウトを終了する(S72)。
Subsequently, a spark-out is executed (S70). This spark-out is performed with the grinding
本実施形態によれば、後退研削の後に、研削抵抗Ftが一定となるような第二前進研削を実行する。これにより、後退研削においてばらつきを生じたとしても、第二前進研削により確実にそのばらつきを除去することができる。従って、高精度な研削加工を実現することができる。 According to this embodiment, after the backward grinding, the second forward grinding is performed so that the grinding resistance Ft is constant. Thereby, even if a variation occurs in the backward grinding, the variation can be reliably removed by the second forward grinding. Therefore, highly accurate grinding can be realized.
さらに、第二前進研削の後には、スパークアウトを実行している。ここで、第二前進研削は、研削抵抗が一定となるような前進研削である。従って、理論上、第二前進研削を終了した部位と、ワークWにおける当該部位よりもその少し先に位置する回転位相θとの間に、段差を生じると考えられる。そこで、スパークアウトを実行することで、当該段差を除去することができる。つまり、第二前進研削により段差を生じるとしても、スパークアウトにより最終研削仕上面を高精度にすることができる。 Further, after the second forward grinding, a spark out is performed. Here, the second forward grinding is forward grinding such that the grinding resistance is constant. Therefore, theoretically, it is considered that a step is generated between the portion where the second forward grinding is finished and the rotational phase θ positioned slightly ahead of the portion in the workpiece W. Therefore, the step can be removed by executing the spark-out. That is, even if a step is generated by the second forward grinding, the final ground surface can be made highly accurate by sparking out.
<第七実施形態の第一変形態様>
上記第七実施形態において、図24のS65にて示すように、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ftが設定値Fε3に達したか否かにより行った。この他に、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dfが、設定径Df3(図25に示す)に達した場合に、後退研削を終了するようにしてもよい。つまり、図24のS65において、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dtが設定径Df3に達したか否かを判定し、ワークWの外径Dtが設定径Df3に達した場合に(S65:Y)、後退研削を終了する。設定径Df3とは、研削抵抗Ftが設定値Fε3である場合に相当するワークWの外径Dfである。
<First Modification of Seventh Embodiment>
In the seventh embodiment, as shown in S65 of FIG. 24, the end of the backward grinding is determined based on whether or not the grinding resistance Ft has reached the set value Fε3. In addition, when the outer diameter Df of the workpiece W detected by the sizing
<第七実施形態の第二変形態様>
また、上記第七実施形態において、図24のS71に示すように、スパークアウトの終了の判定を、設定回数を回転したか否かにより行った。これに換えて、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dfが設定された仕上径Dfに達した場合に、スパークアウトを終了するようにしてもよい。つまり、図24のS71において、定寸装置60により検出されるワークWの外径Dtが仕上径Dfに達したか否かを判定し、ワークWの外径Dtが仕上径Dfに達した場合に(S71:Y)、スパークアウトを終了する。
<Second Modification of Seventh Embodiment>
In the seventh embodiment, as shown in S71 of FIG. 24, the end of the spark-out is determined based on whether or not the set number of times has been rotated. Instead, the spark-out may be terminated when the outer diameter Df of the workpiece W detected by the sizing
<その他>
上記実施形態において、研削抵抗Ftを検出するために力センサ50を用いた。この他に、研削抵抗Ftを検出するために、主軸モータ23によりワークWを回転駆動するための駆動トルクを用いることもできる。この場合も、上記実施形態と同様の効果を奏する。
<Others>
In the above embodiment, the
また、上記実施形態においては、円筒状ワークWの外周面を研削する場合について説明した。この他に、円筒状ワークWの内周面を研削する場合にも、本発明を同様に適用することができる。 Moreover, in the said embodiment, the case where the outer peripheral surface of the cylindrical workpiece W was ground was demonstrated. In addition, the present invention can be similarly applied to grinding the inner peripheral surface of the cylindrical workpiece W.
1:研削盤、 10:ベッド、 20:主軸台、 21:主軸台本体
22:主軸、 23:主軸モータ、 24:主軸センタ
30:心押台、 31:心押台本体、 32:心押センタ
40:砥石支持装置、 41:砥石台トラバースベース
42:砥石台、 43:砥石車
50:力センサ、 60:定寸装置、 70:制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Grinding machine, 10: Bed, 20: Main spindle base, 21: Main spindle base, 22: Main spindle, 23: Main spindle motor, 24: Main spindle center, 30: Tailstock, 31: Tailstock main body, 32: Tailstock center 40: Whetstone support device, 41: Whetstone traverse base 42: Whetstone stand, 43: Whetstone wheel 50: Force sensor, 60: Sizing device, 70: Control device
Claims (20)
砥石車と、
前記円筒状ワークを回転可能に支持し且つ駆動するワーク支持手段と、
前記円筒状ワークと前記砥石車とが接近または離間するように前記円筒状ワークと前記砥石車とを相対移動させる移動手段と、
前記砥石車により前記円筒状ワークを研削することにより生じる研削抵抗Ftを検出する研削抵抗検出手段と、
前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させて、前記円筒状ワークの撓み量ωを増加させる第一前進研削を実行する第一前進研削制御手段と、
前記第一前進研削の後であって、前記砥石車を前記円筒状ワークから引き離す方向へ相対移動させて前記円筒状ワークの撓み量ωを減少させながら行う後退研削の際に、前記円筒状ワークの現在の回転位相θtから目標の回転位相θeに達するまでの間において、各回転位相θにおける前記円筒状ワークの研削残し量E(θ)に基づいて各前記回転位相θにおける目標研削抵抗Fe(θ)を生成する目標研削抵抗生成手段と、
前記研削抵抗検出手段により検出される前記研削抵抗Ftが前記目標研削抵抗Fe(θ)に一致するように制御して前記後退研削を実行する後退研削制御手段と、
を備えることを特徴とする研削盤。 A grinding machine for grinding the outer periphery or inner periphery of a cylindrical workpiece,
With a grinding wheel,
A workpiece support means for rotatably supporting and driving the cylindrical workpiece;
Moving means for relatively moving the cylindrical workpiece and the grinding wheel so that the cylindrical workpiece and the grinding wheel approach or separate from each other;
Grinding resistance detection means for detecting a grinding resistance Ft generated by grinding the cylindrical workpiece by the grinding wheel;
First forward grinding control means for performing first forward grinding to increase the amount of deflection ω of the cylindrical workpiece by relatively moving the grinding wheel in a direction in which the grinding wheel is pressed against the cylindrical workpiece;
After the first forward grinding, during the backward grinding performed while the grinding wheel is relatively moved in a direction away from the cylindrical workpiece to reduce the amount of deflection ω of the cylindrical workpiece, the cylindrical workpiece Between the current rotational phase θt and the target rotational phase θe until the target rotational phase θe reaches the target rotational phase θe, based on the residual grinding amount E (θ) of the cylindrical workpiece at each rotational phase θ. target grinding resistance generating means for generating θ),
Reverse grinding control means for performing the backward grinding by controlling the grinding resistance Ft detected by the grinding resistance detection means to coincide with the target grinding resistance Fe (θ);
A grinding machine comprising:
前記研削抵抗検出手段は、前記ワーク支持手段に設けられた力センサであることを特徴とする研削盤。 In claim 1,
The grinding machine according to claim 1, wherein the grinding resistance detection means is a force sensor provided in the workpiece support means.
前記研削抵抗検出手段は、前記ワーク支持手段により前記円筒状ワークを回転駆動するための駆動トルクを検出するトルク検出手段であることを特徴とする研削盤。 In claim 1,
The grinding machine according to claim 1, wherein the grinding resistance detecting means is a torque detecting means for detecting a driving torque for rotationally driving the cylindrical work by the work supporting means.
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Dfまで前記第一前進研削を実行し、
各前記回転位相θにおける前記研削残し量E(θ)は、前記仕上径Dfに対する研削残し量であることを特徴とする研削盤。 In any one of Claims 1-3,
The first forward grinding control means performs the first forward grinding to a finishing diameter Df in at least a part of the cylindrical workpiece,
The grinding residual amount E (θ) at each rotational phase θ is a residual grinding amount with respect to the finishing diameter Df.
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Dfまで前記第一前進研削を実行し、
各前記回転位相θにおける前記研削残し量E(θ)は、前記仕上径Dfに対する研削残し量であり、
前記後退研削の後に、前記砥石車の前記円筒状ワークに対する切り込み量をゼロの状態として、スパークアウトを実行するスパークアウト制御手段をさらに備えることを特徴とする研削盤。 In any one of Claims 1-3,
The first forward grinding control means performs the first forward grinding to a finishing diameter Df in at least a part of the cylindrical workpiece,
The residual grinding amount E (θ) at each rotational phase θ is a residual grinding amount with respect to the finishing diameter Df.
A grinding machine, further comprising a spark-out control means for performing a spark-out after setting the cutting amount of the grinding wheel with respect to the cylindrical workpiece to zero after the backward grinding.
前記目標研削抵抗生成手段は、前記円筒状ワークの前記目標の回転位相θeに達した時に前記研削抵抗Ftがゼロとなるように、前記目標研削抵抗Fe(θ)を生成することを特徴とする研削盤。 In any one of Claims 1-5,
The target grinding resistance generating means generates the target grinding resistance Fe (θ) so that the grinding resistance Ft becomes zero when the target rotational phase θe of the cylindrical workpiece is reached. Grinder.
前記目標研削抵抗生成手段は、前記円筒状ワークの前記目標の回転位相θeに達した時に、前記研削抵抗Ftが前記円筒状ワークと前記砥石車との間におけるクーラント液による動圧効果分に相当する値Fε1となるように、前記目標研削抵抗Fe(θ)を生成することを特徴とする研削盤。 In any one of Claims 1-5,
When the target grinding resistance generating means reaches the target rotational phase θe of the cylindrical workpiece, the grinding resistance Ft corresponds to a dynamic pressure effect due to the coolant liquid between the cylindrical workpiece and the grinding wheel. The grinding machine is characterized in that the target grinding resistance Fe (θ) is generated so as to have a value Fε1.
前記研削盤は、
前記円筒状ワークの研削径Dtを測定する定寸装置と、
前記円筒状ワークの研削径Dtの減少量と前記研削抵抗検出手段により検出された前記研削抵抗Ftとに基づいて、前記動圧効果分に相当する値Fε1を推定する推定手段と、
をさらに備え、
前記目標研削抵抗生成手段は、前記推定手段により得られた推定値Fε1に基づいて前記目標研削抵抗Fe(θ)を生成することを特徴とする研削盤。 In claim 7,
The grinding machine
A sizing device for measuring the grinding diameter Dt of the cylindrical workpiece;
Estimation means for estimating a value Fε1 corresponding to the dynamic pressure effect, based on a reduction amount of the grinding diameter Dt of the cylindrical workpiece and the grinding resistance Ft detected by the grinding resistance detection means;
Further comprising
The target grinding resistance generating means generates the target grinding resistance Fe (θ) based on the estimated value Fε1 obtained by the estimating means.
前記推定手段は、前記円筒状ワークの撓み量ωが変化している過渡状態における、前記円筒状ワークの研削径Dtの減少量と前記研削抵抗Ftとに基づいて、前記動圧効果分に相当する値Fε1を推定することを特徴とする研削盤。 In claim 8,
The estimation means corresponds to the dynamic pressure effect based on the amount of decrease in the grinding diameter Dt of the cylindrical workpiece and the grinding resistance Ft in a transient state where the amount of deflection ω of the cylindrical workpiece is changing. A grinding machine characterized by estimating a value Fε1 to be performed.
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Dfから残し代Rε1を残すように前記第一前進研削を実行し、
各前記回転位相θにおける前記研削残し量E(θ)は、前記仕上径Dfから前記残し代Rε1を残した状態に対する研削残し量であり、
前記後退研削の後に、前記砥石車の前記円筒状ワークに対する切り込み量をゼロの状態として、スパークアウトにより前記残し代Rε1を研削加工するスパークアウト制御手段をさらに備えることを特徴とする研削盤。 In any one of Claims 1-3,
The first forward grinding control means executes the first forward grinding so as to leave a margin Rε1 from the finishing diameter Df in at least a part of the cylindrical workpiece,
The residual grinding amount E (θ) in each rotational phase θ is a residual grinding amount with respect to a state in which the remaining margin Rε1 is left from the finishing diameter Df.
A grinding machine further comprising: a spark-out control means for grinding the remaining allowance Rε1 by spark-out after setting the cutting amount of the grinding wheel with respect to the cylindrical workpiece to zero after the backward grinding.
前記目標研削抵抗生成手段は、前記円筒状ワークの前記目標の回転位相θeに達した時に前記研削抵抗Ftが所定値Fε2となるように、各前記回転位相θにおける前記目標研削抵抗Fe(θ)を生成することを特徴とする研削盤。 In claim 10,
The target grinding resistance generating means is configured to provide the target grinding resistance Fe (θ) at each rotational phase θ so that the grinding resistance Ft becomes a predetermined value Fε2 when the target rotational phase θe of the cylindrical workpiece is reached. A grinding machine characterized by generating.
前記目標研削抵抗生成手段における前記円筒状ワークの前記現在の回転位相θtから前記目標の回転位相θeまでを、前記円筒状ワークの1回転分に設定することを特徴とする研削盤。 In any one of Claims 1-11,
The grinding machine characterized in that the current grinding phase θt to the target revolution phase θe of the cylindrical workpiece in the target grinding resistance generating means is set to one rotation of the cylindrical workpiece.
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Dfから残し代Rε2を残すように前記第一前進研削を実行し、
前記目標研削抵抗生成手段における前記円筒状ワークの前記現在の回転位相θtから前記目標の回転位相θeまでを、前記円筒状ワークの複数回転分に設定することを特徴とする研削盤。 In any one of Claims 1-11,
The first forward grinding control means executes the first forward grinding so as to leave a margin Rε2 from the finishing diameter Df in at least a part of the cylindrical workpiece,
The grinding machine characterized in that the number of rotations of the cylindrical workpiece from the current rotation phase θt to the target rotation phase θe of the cylindrical workpiece in the target grinding resistance generating means is set.
前記第一前進研削において生じる加工変質層深さを推定する深さ推定手段をさらに備え、
前記第一前進研削制御手段は、前記残し代Rε2を前記加工変質層深さ以上に設定して、前記第一前進研削を実行することを特徴とする研削盤。 In claim 13,
A depth estimating means for estimating a depth of a work-affected layer generated in the first forward grinding;
The grinding machine according to claim 1, wherein the first forward grinding control means sets the remaining margin Rε2 to be equal to or greater than the work-affected layer depth and executes the first forward grinding.
前記研削盤は、前記研削抵抗検出手段により前記第一前進研削の時に測定された各前記回転位相θにおける前記研削抵抗Ftに基づいて、前記第一前進研削の終了時点の各前記回転位相θにおける前記円筒ワークの研削残し量E(θ)を推定する研削残し量推定手段をさらに備え、
前記目標研削抵抗生成手段は、前記研削残し量推定手段により推定された前記研削残し量E(θ)に基づいて前記目標研削抵抗Fe(θ)を生成することを特徴とする研削盤。 In any one of Claims 1-14,
Based on the grinding resistance Ft at each rotational phase θ measured at the time of the first forward grinding by the grinding resistance detection means, the grinding machine at each rotational phase θ at the end of the first forward grinding. A grinding residual amount estimating means for estimating a grinding residual amount E (θ) of the cylindrical workpiece;
The target grinding resistance generating means generates the target grinding resistance Fe (θ) based on the residual grinding amount E (θ) estimated by the residual grinding amount estimating means.
前記研削残し量推定手段は、前記第一前進研削の時における、各前記回転位相θにおける前記研削抵抗Ftと、各前記回転位相θにおける前記円筒状ワークの研削径Dtとに基づいて、研削残し量E(θ)を推定することを特徴とする研削盤。 In claim 15,
The remaining grinding amount estimation means is based on the grinding resistance Ft at each rotational phase θ and the grinding diameter Dt of the cylindrical workpiece at each rotational phase θ during the first forward grinding. A grinding machine characterized by estimating an amount E (θ).
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Dfから残し代Rε3を残すように前記第一前進研削を実行し、
前記研削盤は、前記後退研削の後であって、前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させながら、各前記回転位相θにおける前記研削抵抗Ftが一定となるような第二前進研削を実行する研削抵抗一定前進研削制御手段をさらに備えることを特徴とする研削盤。 In any one of Claims 1-3,
The first forward grinding control means executes the first forward grinding so as to leave a margin Rε3 from the finishing diameter Df in at least a part of the cylindrical workpiece,
The grinder is the second forward after the backward grinding so that the grinding resistance Ft at each rotational phase θ becomes constant while moving the grinding wheel relative to the cylindrical workpiece. A grinding machine characterized by further comprising a grinding force constant forward grinding control means for performing grinding.
前記研削盤は、前記第二前進研削の後に、前記砥石車の前記円筒状ワークに対する切り込み量をゼロの状態として、スパークアウトを実行するスパークアウト制御手段をさらに備えることを特徴とする研削盤。 In claim 17,
The grinding machine further comprises spark-out control means for performing spark-out after setting the cutting amount of the grinding wheel to the cylindrical workpiece to zero after the second forward grinding.
前記後退研削制御手段は、前記円筒状ワークの所定の回転位相θにおける研削径Dtが設定された値に達した時に、前記第一前進研削から前記後退研削へ切り替えることを特徴とする研削盤。 In claim 1,
The reverse grinding control means switches from the first forward grinding to the backward grinding when the grinding diameter Dt at a predetermined rotational phase θ of the cylindrical workpiece reaches a set value.
円筒状ワークを回転可能に支持し且つ駆動するワーク支持手段と、
前記円筒状ワークと前記砥石車とが接近または離間するように前記円筒状ワークと前記砥石車とを相対移動させる移動手段と、
前記砥石車により前記円筒状ワークを研削することにより生じる研削抵抗Ftを検出する研削抵抗検出手段と、
を備える研削盤において、前記円筒状ワークの外周または内周を研削する研削方法であって、
前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させて、前記円筒状ワークの撓み量ωを増加させる第一前進研削を実行する第一前進研削工程と、
前記第一前進研削の後であって、前記砥石車を前記円筒状ワークから引き離す方向へ相対移動させて前記円筒状ワークの撓み量ωを減少させながら行う後退研削の際に、前記円筒状ワークの現在の回転位相θtから目標の回転位相θeに達するまでの間において、各回転位相θにおける前記円筒状ワークの研削残し量E(θ)に基づいて各前記回転位相θにおける目標研削抵抗Fe(θ)を生成する目標研削抵抗工程と、
前記研削抵抗検出手段により検出される前記研削抵抗Ftが前記目標研削抵抗Fe(θ)に一致するように制御して前記後退研削を実行する後退研削工程と、
を備えることを特徴とする研削方法。
With a grinding wheel,
A workpiece support means for rotatably supporting and driving a cylindrical workpiece;
Moving means for relatively moving the cylindrical workpiece and the grinding wheel so that the cylindrical workpiece and the grinding wheel approach or separate from each other;
Grinding resistance detection means for detecting a grinding resistance Ft generated by grinding the cylindrical workpiece by the grinding wheel;
A grinding method comprising grinding an outer periphery or an inner periphery of the cylindrical workpiece,
A first forward grinding step of performing a first forward grinding for relatively moving the grinding wheel in a direction in which the grinding wheel is pressed against the cylindrical workpiece to increase a deflection amount ω of the cylindrical workpiece;
After the first forward grinding, during the backward grinding performed while the grinding wheel is relatively moved in a direction away from the cylindrical workpiece to reduce the amount of deflection ω of the cylindrical workpiece, the cylindrical workpiece Between the current rotational phase θt and the target rotational phase θe until the target rotational phase θe reaches the target rotational phase θe, based on the residual grinding amount E (θ) of the cylindrical workpiece at each rotational phase θ. θ) to produce a target grinding resistance process;
A reverse grinding step of controlling the grinding resistance Ft detected by the grinding resistance detection means to match the target grinding resistance Fe (θ) and executing the backward grinding;
A grinding method comprising:
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009247169A JP5418148B2 (en) | 2009-10-28 | 2009-10-28 | Grinding machine and grinding method |
US12/908,355 US8517797B2 (en) | 2009-10-28 | 2010-10-20 | Grinding machine and grinding method |
CN201010529172.XA CN102069427B (en) | 2009-10-28 | 2010-10-25 | Grinding machine and grinding method |
EP10188645.5A EP2316612B1 (en) | 2009-10-28 | 2010-10-25 | Grinding machine and grinding method |
EP18171235.7A EP3375567B1 (en) | 2009-10-28 | 2010-10-25 | Grinding machine and grinding method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009247169A JP5418148B2 (en) | 2009-10-28 | 2009-10-28 | Grinding machine and grinding method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011093017A JP2011093017A (en) | 2011-05-12 |
JP5418148B2 true JP5418148B2 (en) | 2014-02-19 |
Family
ID=44110515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009247169A Active JP5418148B2 (en) | 2009-10-28 | 2009-10-28 | Grinding machine and grinding method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5418148B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5991134B2 (en) * | 2012-10-17 | 2016-09-14 | 株式会社ジェイテクト | Grinding machine and method for calculating rigidity of workpiece in grinding machine |
JP6089752B2 (en) * | 2013-02-15 | 2017-03-08 | 株式会社ジェイテクト | Grinding machine and grinding method |
JP6186739B2 (en) * | 2013-02-15 | 2017-08-30 | 株式会社ジェイテクト | Grinding machine and grinding method |
JP6089774B2 (en) * | 2013-02-26 | 2017-03-08 | 株式会社ジェイテクト | Grinding machine and grinding method |
JP6102502B2 (en) * | 2013-05-21 | 2017-03-29 | 株式会社ジェイテクト | Grinding machine and grinding method |
JP6390220B2 (en) * | 2014-07-09 | 2018-09-19 | 株式会社ジェイテクト | Workpiece deflection measurement method, workpiece rigidity measurement method, and machine tool |
JP7477975B2 (en) * | 2020-01-06 | 2024-05-02 | 株式会社ディスコ | Grinding Equipment |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08168957A (en) * | 1994-09-30 | 1996-07-02 | Toyoda Mach Works Ltd | Grinding device |
ITBO20040356A1 (en) * | 2004-06-04 | 2004-09-04 | Marposs Spa | METHOD AND EQUIPMENT FOR THE CONTROL OF THE MACHINING OF MECHANICAL PARTS |
JP2006130627A (en) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Canon Inc | Method for grinding roller of elastic body |
JP4940904B2 (en) * | 2006-11-15 | 2012-05-30 | 株式会社ジェイテクト | Bulk quantity measuring device |
JP5353586B2 (en) * | 2009-09-11 | 2013-11-27 | 株式会社ジェイテクト | Machine tool and processing method |
-
2009
- 2009-10-28 JP JP2009247169A patent/JP5418148B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011093017A (en) | 2011-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3375567B1 (en) | Grinding machine and grinding method | |
JP5418148B2 (en) | Grinding machine and grinding method | |
JP5353586B2 (en) | Machine tool and processing method | |
CN108284353B (en) | Grinding device and grinding method | |
JP5851436B2 (en) | Processing apparatus and processing method | |
JP5821615B2 (en) | Grinding abnormality monitoring method and grinding abnormality monitoring apparatus | |
EP2596909B1 (en) | Actual grinding depth measurement method | |
JP5821613B2 (en) | Grinding abnormality monitoring method and grinding abnormality monitoring apparatus | |
JP5446889B2 (en) | Grinding machine and grinding method | |
JP2015208812A (en) | Grinding processing device and method | |
JP4940904B2 (en) | Bulk quantity measuring device | |
JP5423313B2 (en) | Grinding machine and grinding method | |
JP2020179432A (en) | Grinding method and grinder | |
JP5991134B2 (en) | Grinding machine and method for calculating rigidity of workpiece in grinding machine | |
JP2011104675A (en) | Grinding machine and grinding method | |
JP6102502B2 (en) | Grinding machine and grinding method | |
JP6277705B2 (en) | Grinding machine and grinding method | |
JP5935568B2 (en) | Grinding machine and grinding method | |
JP2000343425A (en) | Grinding machine | |
JP5857692B2 (en) | Grinding method and grinding machine | |
JP6903876B2 (en) | Grinding device and grinding method | |
WO2023047437A1 (en) | Processing estimation device | |
JP6141157B2 (en) | High frequency vibration assisted processing apparatus and processing method thereof | |
JP5821617B2 (en) | Grinding state determination method and grinding state determination device | |
WO2024075284A1 (en) | Contact dynamic stiffness calculation system, machining estimation device, and proccessing system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120924 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131022 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131104 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5418148 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |