JP6390220B2 - 被加工物のたわみ測定方法、被加工物の剛性測定方法及び工作機械 - Google Patents
被加工物のたわみ測定方法、被加工物の剛性測定方法及び工作機械 Download PDFInfo
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Description
(請求項3)前記第一演算工程は、前記第一回転位相を90度として演算するようにしてもよい。これによれば、被加工物の径の測定点の設定が、容易となる。
(請求項4)前記被加工物のたわみ測定方法は、前記被加工物の粗研削時に行うようにしてもよい。粗研削時は、精研削時や微研削時より大きな加工力が発生するので、被加工物のたわみ量も大きくなりやすく、誤差要因の影響の比率が小さくなるので、高精度な被加工物のたわみを測定できる。
(請求項6)本手段に係る研削時における前記被加工物の剛性を測定する方法は、前記たわみ測定方法によってたわみ量を測定するたわみ測定工程と、前記砥石車に発生する研削抵抗を測定する第二測定工程と、前記たわみ量及び前記研削抵抗に基づいて、前記被加工物の剛性を演算する第三演算工程と、を備えるようにしてもよい。
本手段は、被加工物の状態モニタリングや被加工物の支持系の異常検知等に使用可能である。
本手段に係る工作機械では、研削時における被加工物のたわみを補償することにより、加工時間の短縮や加工精度の向上を図ることができる。
本実施形態では、研削時における被加工物のたわみ及び剛性の測定が可能な工作機械の一例として、砥石台トラバース型円筒研削盤を例に挙げて図1を参照して説明する。そして、当該研削盤1の加工対象の被加工物Wは、カムシャフトやクランクシャフトなどの円筒状被加工物を例に挙げる。ただし、被加工物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。
次に、制御装置18による研削方法の概略について、図2、図5及び図6を参照して説明する。本実施形態においては、粗研削工程(図5の時点t1〜t5)→精研削工程(図5の時点t5〜t6)→微研削工程(図5の時点t6〜t7)→スパークアウト工程(図5の時点t7〜t8)の順に実行する。
研削盤1におけるたわみは、砥石車15を被加工物Wへ押し付けて研削するときの研削抵抗により発生する。なお、研削盤1におけるたわみは、研削液の供給圧によっても生じるが、本実施形態では考慮しないものとする。本実施形態の研削時における被加工物Wのたわみの測定は、たわみが無いという仮定で整定状態になると、第一距離Sと第二値Tとの位相差が所定角度になるということを利用している。この第一距離Sと第二値Tとの位相差は、図6に示すように、第一回転位相θにおける定寸装置17の2つの測定点Pa,Pbの被加工物Wの外周上における中央に位置する点のうち、研削点Pgとは異なる点の研削点Pgを基準とした位相φ(第二回転位相φという)である。第二回転位相φは、第一回転位相θを含む式(360度−(θ+90度))で表される。本実施形態では、第一回転位相θが90度であることから、第二回転位相φは180度となる。
制御装置18は、被加工物Wの研削点Pgを基準として被加工物Wの回転方向とは逆回転方向に位置する定寸装置17の測定点Pa,Pbの位相を第一回転位相θとして設定する(設定工程)(図3のステップS20)。制御装置18は、第一回転位相θにおける定寸装置17の2つの測定点Pa,Pbの被加工物Wの外周上における中央に位置する点のうち、研削点Pgとは異なる点の研削点Pgを基準とした位相を第二回転位相φとして取得する(取得工程)(図3のステップS21)。
次に、制御装置18による研削時における被加工物Wの剛性の測定方法について、図4を参照して説明する。
制御装置18は、砥石車15に発生する研削抵抗Rを測定する(第二測定工程)(図4のステップS31)。そして、制御装置18は、測定した被加工物の研削抵抗Rを、推定した被加工物Wのたわみ量Δで除算することにより、被加工物Wの剛性K(=R/Δ)を演算し(第三演算工程)(図4のステップS32)、処理を終了する。
Claims (7)
- 被加工物及び砥石車を回転させつつ前記被加工物に対して前記砥石車を相対的に前進させ、前記被加工物を研削する工作機械における前記被加工物のたわみを測定する方法であって、
前記工作機械は、前記被加工物の外周面と前記被加工物の回転中心を通る直線との2つの交点間距離を2つの測定点の間の距離として測定する測定器を備え、
前記被加工物のたわみ測定方法は、
前記測定器の2つの測定点のうち、前記被加工物の回転中心より下側の前記測定点において、前記被加工物の研削点を基準として前記被加工物の回転方向と逆方向の位相を第一回転位相として設定する設定工程と、
前記測定器の2つの測定点の前記被加工物の外周上における中央に位置する点のうち、前記被加工物の回転中心に対し前記砥石車とは反対側に位置する点において、前記被加工物の研削点を基準として前記被加工物の回転方向の位相を第二回転位相として取得する取得工程と、
前記砥石車の送り速度が一定であって、前記被加工物の回転支持部材の回転中心と、前記砥石車と前記被加工物の外周面が接触する研削点との第一距離の変化量が、前記2つの測定点の間の距離の半分である第二値の変化量と一致している整定状態で、前記砥石車が所定の研削指令位置に位置する場合に、前記第一距離を演算する第一演算工程と、
前記整定状態で前記砥石車が前記所定の研削指令位置に位置するときの前記被加工物の研削点が、前記第二回転位相だけ回転したときに、前記測定器により前記2つの測定点の間の距離を測定する第一測定工程と、
前記第一距離と前記2つの測定点の間の距離とに基づいて前記被加工物のたわみ量を推定する推定工程と、
を備える、被加工物のたわみ測定方法。 - 前記推定工程は、
前記第一測定工程にて測定される前記2つの測定点の間の距離の半分である前記第二値を演算する第二演算工程と、
前記第一距離と前記第二値との差を前記被加工物のたわみ量として演算する第二演算工程と、
を備える、請求項1の被加工物のたわみ測定方法。 - 前記第一演算工程は、前記第一回転位相を90度として演算する、請求項1又は2の被加工物のたわみ測定方法。
- 請求項1乃至3の何れか一項の被加工物のたわみ測定方法は、前記被加工物の粗研削時に行う、被加工物のたわみ測定方法。
- 前記第一測定工程は、接触式の測定装置により前記被加工物の径を測定する、請求項1乃至4の何れか一項の被加工物のたわみ測定方法。
- 研削時における前記被加工物の剛性を測定する方法であって、
請求項1乃至5に記載のたわみ測定方法によってたわみ量を測定するたわみ測定工程と、
前記砥石車に発生する研削抵抗を測定する第二測定工程と、
前記たわみ量及び前記研削抵抗に基づいて、前記被加工物の剛性を演算する第三演算工程と、
を備える、被加工物の剛性測定方法。 - 被加工物の外周面と前記被加工物の回転中心を通る直線との2つの交点間距離を2つの測定点の間の距離として測定する測定器を備え、前記被加工物及び砥石車を回転させつつ前記被加工物に対して前記砥石車を相対的に前進させ、前記被加工物を研削する工作機械であって、
前記測定器の2つの測定点のうち、前記被加工物の回転中心より下側の前記測定点において、前記被加工物の研削点を基準として前記被加工物の回転方向と逆方向の位相を第一回転位相として設定する設定手段と、
前記測定器の2つの測定点の前記被加工物の外周上における中央に位置する点のうち、前記被加工物の回転中心に対し前記砥石車とは反対側に位置する点において、前記被加工物の研削点を基準として前記被加工物の回転方向の位相を第二回転位相として取得する取得手段と、
前記砥石車の送り速度が一定であって、前記被加工物の回転支持部材の回転中心と、前記砥石車と前記被加工物の外周面が接触する研削点との第一距離の変化量が、前記2つの測定点の間の距離の半分の第二値の変化量と一致している整定状態で、前記砥石車が所定の研削指令位置に位置する場合に、前記第一距離を演算する第一演算手段と、
前記整定状態で前記砥石車が前記所定の研削指令位置に位置するときの前記被加工物の研削点が、前記第二回転位相だけ回転したときに、前記測定器により前記2つの測定点の間の距離を測定する第一測定手段と、
前記第一距離と前記2つの測定点の間の距離とに基づいて前記被加工物のたわみ量を推定する推定手段と、
前記砥石車に発生する研削抵抗を測定する第二測定手段と、
前記たわみ量及び前記研削抵抗に基づいて、前記被加工物の剛性を演算する第二演算手段と、
を備える工作機械。
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