JPH02205463A - 平面研削盤における研削方法 - 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 この発明は、平面研削盤における研削方法、さらに詳し
くは、工作物の被研削面と平行な方向に研削砥石を送り
ながらこの被研削面を研削するいわゆるトラバース研削
方法に関する。

従来の技術および発明の課題 平面研削盤においてトラバース研削を行なう場合、従来
は、工作物を取付けたテーブルを一定の謬り速度で送っ
ている。

このため、工作物の研削面積の豪、化に応じた研削抵抗
の変化により、仕上面の平面度が悪くなるという問題が
ある。

第８図を参照して、これを詳しく説明する。

第８図（ａ）は工作物（Ｖ）の被研削面（ｗＯ）と研削
砥石（Ｇ）の平面図、同図（ｂ）は工作物（Ｗ）を取付
けたテーブルの送り速度、同図（Ｃ）は研削抵抗、同図
（ｄ）は研削後の工作物（ｗ）の仕上面（ｗりの断面形
状をそれぞれ示している。なお、同図（ｂ）および（ｅ
）の横軸は時間である。また、時間ｔｉは同図（ａ）に
鎖線（Ａ）で示すように砥石（Ｇ）が被研削面（ｖＯ）
に接触した瞬間の研削開始点、時間ｔ２は同図（ａ）に
鎖線（Ｂ）で示すように砥石（Ｇ）が被研削面（ｖＯ）
から離れた瞬間の研削終了点である。

第８図（ｂ）に示すように、送り速度は研削開始前から
研削終了後まで一定である。砥石（Ｇ）による工作物（
Ｗ）の研削面積は、研削開始点ｔｌまではＯで、その後
徐々に増加して、途中で一定になり、研削終了前から徐
々に減少して、研削終了点を過ぎると０になる。このた
め、同図（ｃ）に示すように、研削抵抗も、研削開始点
ｔｌから徐々に増加して、途中で一定になり、さらに研
削終了点ｔ２まで徐々に減少する。そして、研削抵抗が
小さいところでは砥石軸（Ｓ）の変位（逃げ量）が小さ
いために研削量が大きく、研削抵抗が大きいところでは
砥石軸（Ｓ）の変位が大きいために研削量が小さくなり
、同図（ｄ）に示すように、工作物（Ｖ）の仕上面（Ｍ
ｌ）は両端部が低くて中央部が高い平面度の悪いものに
なる。

平面研削盤には、砥石軸が静圧空気軸受で支持されたも
のがあるが、この場合には、砥石軸のアキシアル方向お
よびラジアル方向の剛性が小さいため、上記のような研
削抵抗の変化による平面度の不良がとくに大きくなる。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、研削抵抗の変
化による平面度の不良を防止できる研削方法を提供する
ことにある。

課題を解決するための手段 第１の発明による方法は、 工作物の被研削面と平行な方向に工作物または研削砥石
を送りながらこの被研削面を研削する方法であって、 上記被研削面と直角な方向の砥石軸の変位を検出し、砥
石軸の変位がほぼ一定になるように、変位検出値に応じ
て上記送り速度を制御することを特徴とするものである
。

第２の発明による方法は、 工作物の被研削面と平行な方向に工作物または研削砥石
を送りながらこの被研削面を研削する方法であって、 砥石軸駆動モータの電力を検出し、砥石軸駆動モータの
電力がほぼ一定になるように、電力検出値に応じて上記
送り速度を制御することを特徴とするものである。

砥石軸駆動モータの電力を検出する方法は任意であるが
、これを直接検出上たり、または電流値から検出したり
することができる。

実　　施　　例 以下、図面を参照して、この発明の詳細な説明する。

第１図〜第３図は、第１実施例を示す。

第１図は第１実施例の室軸平面研削盤の機械的構成の概
略を示し、ベツド（１）上に工作物テーブル（２）が水
平方向（Ｘ軸方向）に移動しつるように取付けられてい
る。テーブル（２）は、Ｘ軸送りねじ（３）とこれに連
結されたＸ軸サーボモータ（４）によりＸ軸方向に移動
させられ、このモータ（４）を制御することによりテー
ブル（２）のＸ軸方向の送り速度が変えられる。

ベツド（１）に固定されたコラム（５）に、砥石ヘッド
（６）が上下方向（ｚ軸方向）に移動しうるように取付
けられている。砥石ヘッド（６）は、２軸送りねじ（７
）とこれに連結された２軸サーボモータ（８）によりｚ
軸方向に移動させられ、このモータ（８）を制御するこ
とにより砥石ヘッド（６）の２軸方向の送り速度が変え
られる。

砥石ヘッド（６）には垂直な砥石軸（９）が静圧空気軸
受（１０）（１１）を介して回転自在に支持され、砥石
軸（９）の下端部に研削砥石（１２）が取付けられてい
る。砥石（１２）の軸線は垂直で、砥石軸（９）の軸線
と一致している。砥石軸（９）の上端部は砥石軸駆動モ
ータ（２４）に連結されており、これにより砥石軸（９
）および砥石（１２）がその軸線を中心に回転させられ
る。また、砥石ヘッド（６）には、砥石軸（９）の２軸
方向の変位を検出する変位センサ（１３）が取付けられ
ている。このセンサ（１３）は、たとえば非接触ギャッ
プセンサなどの適当なセンサが使用される。

第２図は第１実施例の平面研削盤の電気的構成の概略を
示し、この研削盤には、数値指令にもとづいてＸ軸サー
ボモータ（４）などを制御する公知のコンピュータ数値
制御装置（ＣＮＣ装置）　（１４）が設けられている。

また、この発明の方法によりテーブル（２）のＸ軸方向
の送り速度を制御する送り速度制御装置（１５）が設け
られており、この装置（１５）は、マイクロコンピュー
タ（ｔｅ）、ＡＤ変換器（１７）および出カニニット（
１８）を備えている。そして、変位センサ（１３）の出
力が増幅器（１９）およびＡＤ変換器（１７）を介して
マイクロコンピュータ（１Ｂ）に入力し、マイクロコン
ピュータ（１Ｂ）の出力が出カニニット（１Ｂ）を介し
てＣＮＣ装置（１４）に入力する。

上記の平面研削盤において、砥石ヘッド（６）の２軸方
向の位置を固定した状態でテーブル（２）をＸ軸方向に
送ることにより、テーブル（２）に取付けられた工作物
（ｗ）上面の被研削面（ｖＯ）が砥石（１２）の下端面
で研削される。このとき、送り速度制御装置（１５）の
マイクロコンピュータ（１８）は、砥石軸（９）の変位
がほぼ一定になるように、変位検出値が大きくなるとテ
ーブル（２）のＸ軸方向の送り速度が小さくなるように
Ｘ軸サーボモータ（４）を制御する。

送り速度制御装置（１５）では、変位センサ（１３）の
出力の０．１ｊｍ未満が切捨てられて、０．１ｐｍ単位
の変位検出値（デジタル値）が得られるようになってお
り、たとえば、実際の変位が０゜２μｍ以上０．３μ重
未満のときには変位検出値は０．２ｊｌｓ実際の変位が
０．３１ｒａ以上０．４声厘未満のときには変位検出値
は０　、　３　ｊｌｌ、実際の変位が０．４＃ｍ以上０
．５＃’ａ未満のときには変位検出値は０．４１ｍ１こ
なる。また、マイクロコンピュータ（１Ｂ）には、砥石
軸（９）の変位検出値に応じて、テーブル（２）のＸ軸
方向の送り速度の指令値に対する実際の送り速度の割合
（送り速度オーバライドという）が予めたとえば次のよ
うに設定されている。送り速度オーバライドは、変位検
出値が０．３ＪＩ１１未満のときは１００％、変位検出
値が０．３１ｍのときは５０％、変位検出値が０．４ｊ
ｍ以上のときは０％に設定されている。なお、変位は、
研削抵抗が０のときを０とし、砥石軸（９）が被研削面
（ｖＯ）から離れる方向すなわち上側を正とする。そし
て、砥石軸（９）の変位検出値に応じてこのように送り
速度を制御することにより、工作物（ＩＩＩ）の仕上面
（Ｍｌ）の平面度が向上する。

次に、第３図を参照して、これを詳細に説明する。

研削開始点ｔｌまでは、実際の変位が０で、変位検出値
も０であるから、送り速度オーバライドは１００％であ
り、テーブル（１２）は送り速度指令値で送られる。研
削が始まると、研削抵抗が徐々に増加して変位も徐々に
増加し、実際の変位が０．３１ｍになると、変位検出値
も０．　３μｍこなるため、オーバライドは５０％にな
り、テーブル（２）は送り速度指令値の半分の速度で送
られる。実際の変位がさらに増加して０．４μｍになる
と、変位検出値も０．４１ｍ１こなるため、オーバライ
ドは０％になり、テーブル（２）は停止する。テーブル
（２）が停止している間、同一箇所が研削されるため、
変位は徐々に減少し、実際の変位が０．４μｍより小さ
くなると、変位検出値が０．３７Ｉｌｌこなるため、テ
ーブル（２）は再び送り速度指令値の半分の速度で送ら
れる。

そして、テーブル（２）はこのような動作を繰返し、実
際の変位は０．４１を中心とする一定範囲内に保たれる
。研削終了点ｔ２に近付いて実際の変位が０．３１ｍよ
り減少すると、変位検出値も０．３ｊｍより小さくなる
ため、オーバライドが１００％になり、テーブル（２）
は再び送り速度指令値で送られ、やがて研削を終了する
。このように、工作物（ｗ）の両端部では送り速度が大
きく、中央部では送り速度が小さくなるように制御され
ることにより、砥石軸（９）の変位が常に一定範囲内に
保たれる。その結果、工作物（′ｗ）の仕上面（Ｗｌ）
の両端部が低くなるようなことがなく、平面度が向上す
る。

第４図および第５図は、第２実施例を示す。

これらの図面は第２実施例の横軸平面研削盤の機械的構
成の概略を示し、この研削盤のテーブル（２）は第１実
施例のものと同じである。砥石ヘッド（２０）は水平に
配置され、これに静圧空気軸受（図示路）を介して回転
支持された水平な砥石軸（２■）の一端部に研削砥石（
２２）が同軸状に取付けられている。そして、テーブル
（２）がＸ軸方向に送られることにより、砥石（２２）
の外周面で工作物（Ｗ）の被研削面（ｗＯ）が研削され
る。

砥石ヘッド（２０）には、砥石軸（２１）の軸線と直交
する２軸方向の変位を検出する変位センサ（２３）が取
付けられている。

第２実施例の平面研削盤の電気的構成などは、第１実施
例の場合と同様である。

第６図および第７図は、第３実施例を示す。

第６図は第３実施例の平面研削盤の電気的構成の概略を
示す。

なお、第３実施例の平面研削盤の機械的構成としては、
たとえば第１実施例や第２実施例のものから変位センサ
（１３）（２３）を除いたものを採用することができる
。

第６図において、砥石軸駆動モータ（２４）に取付けら
れた電力計（２５）の出力がＡＤ変換器（１７）を介し
てマイクロコンピュータ（１Ｂ）に入力し、マイクロコ
ンピュータ（１６）は、このモータ（２４）の電力がほ
ぼ一定になるように、電力検出値が大きくなると工作物
テーブルのＸ軸方向の送り速度が小さくなるようにこれ
を制御する。

送り速度制御装置（１５）では、電力計（２５）の出力
のＩＷ未満が切捨てられて、ＩＷ単位の電力検出値（デ
ジタル値）が得られるようになっており、たとえば、実
際の電力が５００Ｗ以上５０１Ｗ未満のときには電力検
出値は５００Ｗ。

実際の電力が５０１Ｗ以上５０２Ｗ未満のときには電力
検出値は５０１Ｗ、実際の電力が５０２Ｗ以上５０３Ｗ
未満のときには電力検出値は５０２Ｗになる。また、マ
イクロコンピュータＨｅ）には、砥石軸駆動モータ（２
４）の電力検出値に応じて、テーブルの送り速度オーバ
ライドが予めたとえば次のように設定されている。送り
速度オーバライドは、電力検出値が５０１Ｗ未満のとき
は１００％、電力検出値が５０１Ｗのときは５０％、電
力検出値が５０２Ｗ以上のときは０％に設定されている
。そして、電力検出値に応じてこのように送り速度を制
御することにより、第７図に示すように、実際の電力が
５０２Ｗを中心とする一定範囲内に保たれる。

このような電力検出値に応じた送り速度の制御は変位検
出値のかわりに電力検出値を用いたもので、他は第１実
施例の場合と同様であるから、詳細な説明は省略する。

砥石軸駆動モータ（２４）の電力は研削抵抗に対応し、
研削抵抗は砥石軸の変位に対応している。

したがって、上記のようにモータ（２４）の電力が一定
範囲内に保たれることにより、研削抵抗および砥石軸の
変位も一定範囲内に保たれ、その結果、第１実施例の場
合と同様、工作物（Ｗ）の仕上面（Ｗｌ）の平面度が向
上する。

発明の効果 この発明の方法によれば、上述のように、研削抵抗の変
化によって仕上面の両端部が低くなることを防止して、
平面度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す室軸平面研削盤の
部分切欠き概略側面図、第２図は同概略電気ブロック図
、第３図は送り速度制御時の砥石軸の変位の変化を示す
グラフ、第４図は第２実施例を示す横軸平面研削盤の概
略側面図、第５図は第４図Ｖ−ｖ線の矢視図、第６図は
第３実施例を示す平面研削盤の概略電気ブロック図、第
７図は送り速度制御時の砥石軸駆動モータの電力の変化
を示すグラフ、第８図は従来の研削方法を説明する説明
図である。 （２）・・・工作物テーブル、（９）　（２１）・・・
砥石軸、（１２）（２２）・・・研削砥石、（１３）　
（２３）・・・変位センサ、（１５）・・・送り速度制
御装置、（２４）・・・砥石軸駆動モータ、（２５）・
・・電力計、（ｖ）・・・工作物、（ｗＯ）・・・被研
削面、（ｖｌ）・・・仕上面。 以　　上 特許出願人　　　光洋機械工業株式会社（ａ） （Ｃ） 第８図 第４図 フッ ２］ 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）工作物の被研削面と平行な方向に工作物または研
   削砥石を送りながらこの被研削面を研削する方法であっ
   て、 上記被研削面と直角な方向の砥石軸の変位を検出し、砥
   石軸の変位がほぼ一定になるように、変位検出値に応じ
   て上記送り速度を制御することを特徴とする平面研削盤
   における研削方法。
2. （２）工作物の被研削面と平行な方向に工作物または研
   削砥石を送りながらこの被研削面を研削する方法であっ
   て、 砥石軸駆動モータの電力を検出し、砥石軸駆動モータの
   電力がほぼ一定になるように、電力検出値に応じて上記
   送り速度を制御することを特徴とする平面研削盤におけ
   る研削方法。