JPH02198767A - 工具長設定機能を備えた研削機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は研削機械に関し、特に、加工用研削工具のツル
ーイングまたはドレッシング後の工具長を設定する機能
を備えた研削機械に関するものである。

「従来の技術」 数値制御装置を備えた工作機械での加ニブログラムは汎
用性を持たせる為に、工具長補正を利用してプログラミ
ングされる。研削機械では加工に用いる研削工具のツル
ーイングまたはドレッシングが必要であり、ツルーイン
グまたはドレッシングを行う毎に、工具長の測定および
工具補正値の修正が必要である。

従来、工具長の測定は研削工具を主軸から取外し、機外
でツールプリセツタ等にて測定していた。

そして、その工具寸法に基づいて工具長補正値を設定し
ていた。

また、研削工具を主軸に取付けな訣ま機上において、予
め寸法の測定されている基準ブロックに研削工具を当接
させて、工具寸法を測定し設定することが行われた。基
準ブロックの代わりに固定部に設けたタッチスイッチ等
に研削工具を当接させ、工具寸法を自動動作で測定する
ようにしたものもあった。

ｒ発明が解決しようとする課題」 しかしながら、機外における工具長の測定では、測定の
ために研削工具を一旦主軸から外さなければならず、無
駄時間が生ずるとともに測定後研削工具の主軸への取付
状態が微妙に変化し、測定結果が補正値に正確に反映で
きないという問題点があった。

また、機上における基準ブロックによる工具長測定では
、全て手動操作となり無駄時間が生ずるとともに正確に
測定するには熟練度も必要になるという問題点があった
。

さらに、機上に固定されたタッチセンサ等による工具長
の自動計測では、研削工具と共摺りさせるツルーイング
またはドレッシング用砥石の変化量（減少量）が計測で
きない。すなわち上記のいずれの方法においてもツルー
イングまたはドレッシング用プログラムデータをドレッ
シング等の実行毎に修正しなければならず無駄時間を生
ずるという問題点があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであり、そ
の目的とするところは、加工用研削工具のツルーイング
またはドレッシング後に研削工具の主軸取付状態を変更
することなく工具長を測定し、工具長補正値を自動的に
補正して加工することができる工具長設定機能を備えた
研削機械を提供することにある。

また、研削工具と共摺りされるツルーイングまたはドレ
ッシング砥石の変化量（減少量）を実質的に測定し、ツ
ルーイングまたはドレッシング用プログラムを自動的に
修正してドレッシングから実研削に至る工程からなる加
工サイクルを自動的に繰返し行うことができる研削機械
を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 」１記の目的を達成するため、本発明では、第１図に示
すように、工具長設定機能を有する数値制御装置１と、
主軸１６に装着された研削工具１７をツルーイングまた
はドレッシングするドレッシング装置２０と、前記ドレ
ッシング装置２０内に装着されたツルーイングまたはド
レッシング砥石２１の研削面２１Ａに当接可能な接触検
出器３４を有する主軸台１２近傍に取付けられた測定装
置３０と、ツルーイングまたはドレッシングの終了時点
にお、ける主軸台１２の終点位置を記憶する終点位置記
憶手段２と、前記測定装置３０を前記ドレッシング装置
２０に対して相対的に移動し葭記接触検出器３４が前記
ツルーイングまたはドレッシング砥石２１の研削面２１
Ａに接触した位置を記憶する第１の計測手段３と、前記
測定装置を加工テーブル１３上に設けられた基準面２５
Ａに対して相対的に移動し前記接触検出器３４が基準面
２５Ａに接触した位置を記憶する第２の計測手段４と、
前記終点位置記憶手段２と第１及び第２の計測手段３．
４とにより得られた位置情報に基づいて工具長を算出す
る工具長算出手段５と、その算出された工具長を前記数
値制御装置１の工具補正エリヤに設定する工具長設定手
段６と、を備えることを特徴とするエフ、長設定機能を
備えた研削機械が提供される。

また、第２の発明と１７で、上記構成に加え、前記終点
位置記憶手段２と第１及び第２の計測手段３．４とによ
り得られた位置情報に基づいてツルーイングまたはドレ
ッシング砥石の減少量を算出する減少量算出手段７と、
その算出された減少量に基づいてドレッシング切込量を
所定値とずべくツルーイングまたはドレッシング用プロ
グラムデータを修正するドレッシングデータ修正手段８
と、を備えることを特徴とする工具長設定機能を備えた
研削機械が提供される。

「作用Ｊ 、上記のように構成された研削８１械では、主軸１６に
装着された研削工具１７のツルーイングまたはドレッシ
ングが終了すると、最終のドレッシング切込み指令位置
を示す終点位置が記憶される。

次いで、測定装置３０の接触検出器３４による接触位置
の検出によりドレッシング砥石２１の研削面２１Ａの位
置及び基準面２５Ａの位置が測定される。砥石２１の研
削面２１Ａの位置はドレッシング時においては研削工具
１７の研削面１７Ａの位置でもあるから、上記３つの位
置情報から工具長が算出され、その値が工具補正エリア
に設定される。以後、その設定された工具長を用いて工
作物の研削加工が行われる。この間、研削工具１７が主
軸１６から取外されることはない。

また、第２の発明では、上記３つの位置情報から基準面
２５Ａに対するドレッシング砥石２１の研削面２１Ａの
位置を知ることができることを利用している。この関係
がらツルーイングまたはドレッシングの実行毎のドレッ
シング砥石２１の減少量を算出し、その値に基づいてツ
ルーイングまたはドレッシング用プログラムが修正され
、次のドレッシングに備える。

「実施例」 本発明の実施例について図面を参照し説明する。

第゛２図及び第３図は本発明が適用された研削装置を示
す正面図である。

固定されたコラム１１には主軸台１２が上下方向に移動
可能に設けられている。また、加工テーブル１３は左右
及び前後方向に移動可能である。

主軸台１゛２及び加工テーブル１３は図示しない送りモ
ータにより駆動され、ＮＣ装買１によりその位置を制御
される。加工テーブル１３上には治具１４が固定され、
その治具１４−Ｅに、たとえばセラミックス等の難削材
からなる工作物１５が載置固定される。主軸台１２に回
転自在に設けられた主軸１６には、研削工具１７が装着
され、工作物１５の上面を研削加工する。

また、加工テーブル１３上にはドレッシング装置２０及
び基準ブロック２５が設置されている。

ドレッシング装置２０はツルーイングまたはドレッシン
グ砥石２１を備え、図示しないモータにより垂直な軸線
を中心に回転駆動される。ドレッシング砥石２１の上面
は研削面２１．　Ａをなし、主軸１６に装着された加工
用の研削工具１７の下面１７Ａをツルーイングまたはド
レッシングする。

基準ブロック２５は高さ位置の基準となる面を怪えるも
のであり、その上面が基準面２５Ａをなす。

主軸台１２の側面には測定装置３０が設けられている。

すなわち、主軸台１２の側部下方に箱形のブラケット３
１が締着され、そのブラケット３１に設けられたころが
り軸受３２によりベルクランク３３が揺動自在に支承さ
れている。ベルクランク３３の一方の腕（長腕）３３Ａ
の先端には接触検出器３４が固定されている。この接触
検出器３４には、たとえば繰り返し精度の特に優れた高
精度スイッチなどが用いられる。主軸台１２の同じ側部
上方にはブラケット３５が締着され５そのブラケット３
５とベルクランク３３の他方の腕（短腕）３３Ｂとの間
に空気圧シリンダ３６が連結されている。空気圧シリン
ダ３６のヘッド部後端は軸３７によりブラケット３５に
揺動自在に連結され、一方、ピストンロッド３８の先端
には連結部材３９が固定され、その連結部材３つに設け
られた軸４０によりベルクランク３３の短腕３３Ｂに揺
動自在に連結されている。空気圧シリンダ３６はベルク
ランク３３を揺動駆動するアクチュエータをなす。

ベルクランク３３の長腕３３Ａの根本付近にはストッパ
４１が突出して設けられている。このストッパ４１は、
第３図に示す様に、空気圧シリンダ３６のピストンロッ
ド３８を伸長した際に主軸台１２の側面に当接し、ベル
クランク３３の揺動位置を規制する。空気圧シリンダ３
６が伸長されストッパ４］が主軸台１２に当接された揺
動位置は、接触検出器３４がドレッシング砥石２１の研
削面２１Ａまたは基準ブロック２５の基準面２５Ａに接
触可能な測定位置をなす、一方、空気圧シリンダ３６が
退縮されベルクランク３３の長腕３３Ａが主軸台１２の
側方に向いた第２図に示す揺動位置は格納位置をなす。

測定位置では、ベルクランク３３は空気圧シリンダ３６
の付勢力により主軸台１２にストッパ４１が押し付けら
れた状態で固定される。このため、ころがり軸受３２の
回転中心軸線が数μ遊動するとしても、ストッパ４１に
押し付けられた状態では確実に固定され、接触検出器３
４の位置が遊動することがない。

第４図はドレッシング時の位置関係を示す図である。

機械原点５０から加工テーブル１３上面までの２＠原点
寸法＃Ａは機械固有の値であり、予め知られている。主
軸台１２を機械原点５０より下降させ、主軸１６に装着
された研削工具１７をドレッシング砥石２１と共摺りさ
せてツルーイングまたはドレッシングを行う、このとき
、ドレッシングの切込み量を決めることになる主軸台１
２の最終的な下降位置すなわち終点位［Ｈ，はＮＣ装万
１内部のフィードバックデータまたは送り指令値により
知ることができる。

ドレッシングの終了後、ドレッシング砥石２１の研削面
２ＬＡの位ｐＨ，，及び基準ブロック２５の基準面２５
Ａの位？Ｆｆ　Ｈ２が測定装置３０を用いて計測される
。この２つの計測位１１（＋、Ｆ］２の原点は機械原点
５０とは異なるが差しつかえない、基準ブロック２５の
高さ寸法＃Ｅは予め知られた値である。

上記の終点位置ト１゜、研削面位置Ｈ１，基準基準１ｆ
ｆ１４２．基準ブロック高さ寸法＃Ｅ及びＺ＠原点寸法
＃Ａを用いて、ドレッシング後の研削工具１７の工具長
］゛、及びドレッシング砥石２１の減少ＪｉｔＡ１を算
出することができる。

工具長Ｔｔ、は、図から明らかなように、次式で算出さ
れる。

′ｌ″Ｌ＝＃Ａ−ｆＨｏ＋＃Ｅ＋（Ｈｚ　　ＨＥＮ　　
・・・（１）ドレッシング砥石２１の減少量Ａ１は次式
で示される。

Ａ　　１　　＝　＃　Ｃ，ｌ−（＃Ｅ＋（Ｈｆｆｉ−Ｈ
ｌ）ｌ　　　　　・　・　・　（２）ここで、＃　Ｃｔ
−＋はドレッシング実行前のドレッシング砥石２１の高
さ寸法である。

従って、ドレッシング高さ寸法＃Ｃは次式のように更新
される。

＃Ｃ＝＃ＣＩ−、−ＡＩ　　　　　　　　　　・・・（
３）また、ドレッシングによる研削工具１７の減少ｉＡ
２も次式により求められる。

Ａ２＝し総切込量］−Ａ１　　　　　　　・・・（４）
ここで、総切込量はＮＣ装置１内部のドレッシング用プ
ログラムの指令値から知ることができる。

従って、次回のドレッシング時のドレッシング開始位置
のＺ軸座標は、 開始点＝Ｈｏ＋Ａ２　　　　　　　　　　　・・・（５
）と更新することができる。上式のように更新したドレ
ッシング開始点でドレッシング用プログラムを修正する
ことにより、次回のドレッシングの切込量を適切な所定
値に維持することができる。

以上説明したツルーイングまたはドレッシング動作、計
測動作、各種演算及びドレッシング用プログラムの修正
はＮＣ装置１内のコンピュータの処理として実現される
。

第５図はその処理を示すフローチャートである。

処理１００が開始されると、まず与えられたツルーイン
グまたはドレッシングプログラムに従って、研削工具１
７がツルーイングまたはドレッシング開始点に移動され
る（ステップ１０１）、研削工具１７とドレッシング砥
石２１を回転させ共摺りすることによりツルーイングま
たはドレッシングが行われる（ステップ１０２）、この
とき、空気圧シリンダ３６は退縮され接触検出器３４は
格納位置に置かれる。ツル−イングまたはドレッシング
が終了するとその最終的な主軸台１２の位置が終点位置
Ｈ０として記憶される（ステップ１０３）。ステップ１
０３は終点位置記憶手段２をなす。

次に主軸台１２を上昇させ、次いで、空気圧シリンダ３
６を伸長させてベルクランク３３を測定位置にするくス
テップ１０４）、そして主軸台１２及び加工テーブル１
３を移動し、接触検出器３４がドレッシング砥石２１の
研削面２ＬＡに接触し、接触信号が入力されるまで主軸
台１２を下降させる（ステップ１０５）、そして、接触
を検出したそのときの主軸台１２の位置ＨＩを記憶する
（ステップ１０６）、ステップ１０５及び１０６の処理
は第１の計測手段３を構成する０次に一旦主軸台１２を
上昇して接触検出器３４をドレッシング砥石２１から離
し、加工テーブル１３を移動して、基準ブロック２５の
上面２５Ａに接触検出器３４を接触させるべく主軸台１
２を下降する（ステップ１０７）、そして接触を検出し
た瞬間の主軸台１２の位置Ｈ２を記憶する（ステップ１
０８）、ステップ１０７及び１０８の処理は第２の計測
手段４を構成する０次に主軸台１２を上昇させ空気圧シ
リンダ３６を退縮してベルクランク３３を格納位置にす
る（ステップ１０９）。

ステップ１１０ではステップ１０３，１０６及び１０８
で記憶測定された位置情報Ｈｏ　、　Ｈ＋　、　Ｈ２と
、既知である主軸台１２のＺ軸原点寸法＃Ａ及び基準ブ
ロック２５の高さ寸法＃Ｅに基づいて、前記（１）式に
従い、工具長ＴＬを算出し数値制御装置１の工具補正エ
リヤに設定する。ステップ１１０は工具長算出手段５及
び工具長設定手段６をなす。

ステップ１１１では、ステップ１０６及び１０８で記憶
された位置情報Ｈ１，Ｈ２と既知である寸法＄Ｅ、＄Ｃ
，，及びドレッシングの際のプログラムされた指令切込
量に基づいて、ドレッシング砥石２１の減少量Ａ１及び
研削工具１７の減少量Ａ２をそれぞれ前記（２）、（４
）式に従って算出する。ステップ１１１の処理は減少量
算出手段７を構成する６ ステップ１１２では、新しいドレッシング砥石高さ寸法
＃Ｃを前記（３）式に従って算出し記憶更新すると共に
、次回のドレッシング開始点の位置を前記（５）式に従
って算出し、その値に従ってツルーイングまたはドレッ
シング用プログラムデータを修正する。ステップ１１２
の処理はドレッシングデータ修正手段８を構成する。以
上で、一連のツルーイングまたはドレッシングの処理を
終了し、今回設定された工具長′ｌ″、を用いて工作物
の研削加工が行われる。

以上説明したように、本実施例の研削機械では、加工用
研削工具１７のツルーイングまたはドレッシング終了後
研削工具１・７を主軸１６から取り外すことなく、その
ままの状態で、ドレッシング砥石２１の研削面２１Ａと
基準ブロック２５の基準面２５Ａを測定することで、高
精度な工具長設定を行うと同時に、再度ツルーイングま
たはドレッシングする時の為のツルーイングまたはドレ
ッシング用プログラムデータの修正を行っている。また
、これら一連の処理が自動的に行われるため、その処理
に要する時間は僅かであり作業能率が向上し作業者の熟
練度も不用となる。

「発明の効果１ 本発明は、上記のように構成されているから、研削工具
を主軸から取り外すことなく、自動動作でツルーイング
またはドレッシング後の工具長を測定し、高精度な工具
長設定を行うことができるという効果がある。このため
、研削加工の精度が向−ヒし、作業能率が向上する。

また、第２の発明においては、ツルーイングまたはドレ
ッシング用プログラムを砥石の減少量に応じて自動的に
修正することができる。このため、ドレッシングから実
研削に至る工程からなる加工サイクルを自動的に繰返し
行うことが可能になり、加工能率が向上する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は発明の構成を
明示する図、第２図及び第３図は本発明が適用された研
削機械を示す正面図、第４図はドレッシング時の位置関
係を示す図、第５図は実際の処理を示すフローチャート
である。 １０１．数値制御装置、　１２６．主軸台、　１３゜１
．加工テーブル、　　１６．、、主軸、　　１７．、、
研削工具、　２０　、、、ドレッシング装置、　２１　
、、、ドレッシング砥石、　２５　、、、基準ブロック
、２５Ａ、、、基準面、　３０　、測定装置、　３４　
、、。 接触検出器。 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　工具長設定機能を有する数値制御装置と、主軸に装
   着された研削工具をツルーイングまたはドレッシングす
   るドレッシング装置と、 前記ドレッシング装置内に装着されたツルーイングまた
   はドレッシング砥石の研削面に当接可能な接触検出器を
   有する主軸台近傍に取付けられた測定装置と、 ツルーイングまたはドレッシングの終了時点における主
   軸台の終点位置を記憶する終点位置記憶手段と、 前記測定装置を前記ドレッシング装置に対して相対的に
   移動し前記接触検出器が前記ツルーイングまたはドレッ
   シング砥石の研削面に接触した位置を記憶する第１の計
   測手段と、 前記測定装置を加工テーブル上に設けられた基準面に対
   して相対的に移動し前記接触検出器が基準面に接触した
   位置を記憶する第２の計測手段と、前記終点位置記憶手
   段と第１及び第２の計測手段とにより得られた位置情報
   に基づいて工具長を算出する工具長算出手段と、 その算出された工具長を前記数値制御装置の工具補正エ
   リヤに設定する工具長設定手段と、を備えることを特徴
   とする工具長設定機能を備えた研削機械。 ２　前記終点位置記憶手段と第１及び第２の計測手段と
   により得られた位置情報に基づいてツルーイングまたは
   ドレッシング砥石の減少量を算出する減少量算出手段と
   、 その算出された減少量に基づいてドレッシング切込量を
   所定値とすべくツルーイングまたはドレッシング用プロ
   グラムデータを修正するドレッシングデータ修正手段と
   、 を備えることを特徴とする請求項１記載の工具長設定機
   能を備えた研削機械。