JPH03166055A - 研削力制御による研削方法 - Google Patents
研削力制御による研削方法Info
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- JPH03166055A JPH03166055A JP1306950A JP30695089A JPH03166055A JP H03166055 A JPH03166055 A JP H03166055A JP 1306950 A JP1306950 A JP 1306950A JP 30695089 A JP30695089 A JP 30695089A JP H03166055 A JPH03166055 A JP H03166055A
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
- B23Q15/12—Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/16—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the load
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
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-
- G—PHYSICS
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-
- G—PHYSICS
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
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。
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）
本発明は研削盤の研削力制御による研削方法、特に研削
時の切味に応して研削力指令値を変更し、サイクルタイ
ムの安定化を図った研削方法に関する． （従来技術） 従来、研削力制御による研削は、切味の変化にかかわら
ず研削中の法線研削力を一定にして研削する方法がとら
れていた．第７図は従来の研削方法における制御系を示
したものである．仕上研削の場合、砥石径の変化に関係
なく研削力設定値Ｓをスレッショールドフォース（研削
可能な限界研削力）以上の一定値に設定し、研削力検出
部３で実際の研削力を検出し、この検出研削力を前記研
削力設定値Ｓに一致させるように切込制御装置４によっ
て切込送りモータ５を制御し、研削部６のワークあるい
は砥石の切込スライドを動作させていた． （考案が解決しようとする諜Ｈ） 上述のように従来の研削方法では、ワーク研削面のテー
バ化を防ぐために仕上研削中の研削力設定値を、スレッ
ショールドフォース以上の一定値に設定し、常にこの一
定研削力で研削する方法をとっている．しかしスレッシ
ョールドフォースは砥石径によっても変化し、これが砥
石切味に影響し、切味の変化により研削サイクルタイム
が大きく変化し、生産性の安定化を図る上で問題となっ
ている．即ちスレッショールドフォースは一般に砥石径
大のときは大きく、砥石径小のときは小さい．研削力Ｆ
と研削速度Ｖの関係を第２図に示して説明すれば、ＦＯ
Ｉ． Ｆ’ｏｘは各々砥石径大，砥石径小のときのス
レッショールドフォースである．同図の直線の傾きの定
数倍が金属除去パラメータλＷである．スレッショール
ドフォースＦ。が小さくλ。が大きい程、切味はよい．
ここで例えば仕上研削力設定値を同図のＦ，に設定した
とすれば、このときの研削速度は砥石径大のときＶＲ、
砥石径小のときＶｔ（Ｖ＊ ＞ｖ，）となる．いま砥石
径大のときの研削速度Ｖ，で前記研削力設定値Ｆ，がワ
ーク品質に最適であった場合、研削作業が進み砥石径小
となったときは研削速度Ｖ。は大きすぎて仕上研削にお
けるワーク真円度が悪くなり、また砥石摩耗を早め、軸
方向形状誤差も大きくなる．逆に、砥石径小で適切な速
度ｖ ，１ あるいはｖ１が得られるように仕上研削力
設定値をＦ，ｌ に設定すると、Ｆ，ｌ は砥石径大の
ときのスレッショールドフォースＦｏｔより小さくなり
、研削できなくなる．砥石径によって研削力を変えて切
味の変化をなくし、サイクルタイムの変動を防止しよう
とする試みもあるが、砥石切味はツルアーの状態変化等
によっても変化し、この場合は予め予測できず、事前に
研削力を変更することは不可能である． 本発明は砥石切味の指標であるスレッシタールドフォー
スＦ０および金属除去パラメータλ、を毎研削サイクル
について算出することにより砥石切味をモニターし、こ
れにより適切な研削力を自動的に演算．設定し、サイク
ルタイムの安定化を図った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） 本発明による研削方法は、研削中の研削速度検出値およ
び研削力検出値から、各サイクル毎にスレッショールド
フォースおよび金属除去パラメータを求め、これらのス
レッシぢールドフォースおよび金属除去パラメータと予
め定めた研削速度設定値とを用いて研削力指令値を求め
、実研削力が前記研削力指令値と等しくなるように砥石
切込制ｊＢを行うものである。
時の切味に応して研削力指令値を変更し、サイクルタイ
ムの安定化を図った研削方法に関する． （従来技術） 従来、研削力制御による研削は、切味の変化にかかわら
ず研削中の法線研削力を一定にして研削する方法がとら
れていた．第７図は従来の研削方法における制御系を示
したものである．仕上研削の場合、砥石径の変化に関係
なく研削力設定値Ｓをスレッショールドフォース（研削
可能な限界研削力）以上の一定値に設定し、研削力検出
部３で実際の研削力を検出し、この検出研削力を前記研
削力設定値Ｓに一致させるように切込制御装置４によっ
て切込送りモータ５を制御し、研削部６のワークあるい
は砥石の切込スライドを動作させていた． （考案が解決しようとする諜Ｈ） 上述のように従来の研削方法では、ワーク研削面のテー
バ化を防ぐために仕上研削中の研削力設定値を、スレッ
ショールドフォース以上の一定値に設定し、常にこの一
定研削力で研削する方法をとっている．しかしスレッシ
ョールドフォースは砥石径によっても変化し、これが砥
石切味に影響し、切味の変化により研削サイクルタイム
が大きく変化し、生産性の安定化を図る上で問題となっ
ている．即ちスレッショールドフォースは一般に砥石径
大のときは大きく、砥石径小のときは小さい．研削力Ｆ
と研削速度Ｖの関係を第２図に示して説明すれば、ＦＯ
Ｉ． Ｆ’ｏｘは各々砥石径大，砥石径小のときのス
レッショールドフォースである．同図の直線の傾きの定
数倍が金属除去パラメータλＷである．スレッショール
ドフォースＦ。が小さくλ。が大きい程、切味はよい．
ここで例えば仕上研削力設定値を同図のＦ，に設定した
とすれば、このときの研削速度は砥石径大のときＶＲ、
砥石径小のときＶｔ（Ｖ＊ ＞ｖ，）となる．いま砥石
径大のときの研削速度Ｖ，で前記研削力設定値Ｆ，がワ
ーク品質に最適であった場合、研削作業が進み砥石径小
となったときは研削速度Ｖ。は大きすぎて仕上研削にお
けるワーク真円度が悪くなり、また砥石摩耗を早め、軸
方向形状誤差も大きくなる．逆に、砥石径小で適切な速
度ｖ ，１ あるいはｖ１が得られるように仕上研削力
設定値をＦ，ｌ に設定すると、Ｆ，ｌ は砥石径大の
ときのスレッショールドフォースＦｏｔより小さくなり
、研削できなくなる．砥石径によって研削力を変えて切
味の変化をなくし、サイクルタイムの変動を防止しよう
とする試みもあるが、砥石切味はツルアーの状態変化等
によっても変化し、この場合は予め予測できず、事前に
研削力を変更することは不可能である． 本発明は砥石切味の指標であるスレッシタールドフォー
スＦ０および金属除去パラメータλ、を毎研削サイクル
について算出することにより砥石切味をモニターし、こ
れにより適切な研削力を自動的に演算．設定し、サイク
ルタイムの安定化を図った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） 本発明による研削方法は、研削中の研削速度検出値およ
び研削力検出値から、各サイクル毎にスレッショールド
フォースおよび金属除去パラメータを求め、これらのス
レッシぢールドフォースおよび金属除去パラメータと予
め定めた研削速度設定値とを用いて研削力指令値を求め
、実研削力が前記研削力指令値と等しくなるように砥石
切込制ｊＢを行うものである。
（作用）
本発明においては研削動作中の研削力と研削速度を検出
してスレッショールドフォースおよび金属除去パラメー
タを演算部でリアルタイムに演算して切味変化を監視し
、これを基に研削力指令値を適切に変更して研削する．
これによりサイクルタイムの変動が小さくなる．研削力
の変化により砥石軸のたわみが変化することがあるが、
このようなときは研削力変更とともにワークまたは砥石
軸のスイベル角を調整して研削面のテーパ化を防ぐ． （実施例） 次に、本発明を実施例について図面を参照して説明する
． 第１図は本発明による研削力制御研削方法を実施する場
合の制御系統を示したブロック図である。
してスレッショールドフォースおよび金属除去パラメー
タを演算部でリアルタイムに演算して切味変化を監視し
、これを基に研削力指令値を適切に変更して研削する．
これによりサイクルタイムの変動が小さくなる．研削力
の変化により砥石軸のたわみが変化することがあるが、
このようなときは研削力変更とともにワークまたは砥石
軸のスイベル角を調整して研削面のテーパ化を防ぐ． （実施例） 次に、本発明を実施例について図面を参照して説明する
． 第１図は本発明による研削力制御研削方法を実施する場
合の制御系統を示したブロック図である。
本発明の実施例では研削速度設定部１１と、研削力演算
・指令部１２と、研削力検出部１３と、研削速度検出部
１日と、切込制御装置１４と、切込送り制御モータ１５
と研削部ｌ６とを有している。
・指令部１２と、研削力検出部１３と、研削速度検出部
１日と、切込制御装置１４と、切込送り制御モータ１５
と研削部ｌ６とを有している。
？ず研削速度設定部１１では粗，仕上の目標研削速度Ｖ
■＋ Ｖｆｌの設定を行う．研削力演算・指令部ｌ２
は研削力検出部ｌ３で検出した実研削力と研削速度検出
部１８で得た研削速度とから後述の金属除去パラメータ
λ１およびスレ７シ５−ルドフォースＦ０を演算する．
同時に前記研削速度設定部１１で設定した粗．仕上目標
研削速度Ｖ Ｒ Ｉ ＋Ｖ■と前記λ１およびＦ０から
粗研削力，仕上研削力の演算を行い、粗，仕上の研削力
指令値を出力する。前記粗，仕上の研削力指令値と研削
力検出部１３から出力される実測研削力の差信号が切込
制御装置１４にとり込まれ、切込制御装置ｌ４はこの差
信号に基づき粗研削力および仕上研削力を一定に制御す
べく切込送り制御モータ１５を動作させる．これにより
研削部１６は砥石あるいはワークの切込スライドを動作
させる．ここで研削速度検出部ｌ８は、ワーク寸法測定
装置（図示省略）を含み、その寸法出力信号を微分し、
速度信号を得る形式のものが有効に採用される．また研
削力検出部ｌ３は第３図に示すように砥石スピンドル装
置２０と砥石送りテーブル２１との間に設置された４個
の法線方向力を検出する圧電形フォースゲージ２２を有
しており、各フォースゲージ２２の和により法線研削力
を検出するようになっている． 次に、研削力演算・指令部ｌ２における粗，仕上の研削
力指令値の算出につき説明する．まず、研削サイクル毎
にそれぞれ研削中の粗研削速度．粗研削力，仕上研削速
度．仕上研削力の実測値Ｖｍ ， Ｆ＊ ． Ｖｔ
， Ｆｔ ｈ’ラスレッ’／＊−ルＦ７オースＦｏ．
金属除去パラメータλＷを以下のように求める． Ｖｌｌ−Ｖ， Ｆａ Ｆｔ ２ ここでＤはワーク直径．Ｗは研削幅である．また粗．仕
上の研削速度ＶＩＩ，Ｖ，はそれぞれ単位時間当りの直
径変化量で算定している． ワーク１個を研削し、上記の計算でＦｏ， λ０が求
まると、研削速度設定部１ｌに設定されている粗，仕上
の目標研削速度Ｖえｌ＋Ｖｆｊを用いて以下の式により
粗研削力指令値Ｆ１１．仕上研削力指令値Ｆ．を求める
． れ ２ λ，１２ 上式は結局、第２図の研削力一速度線図で例えば砥石径
大の或る切味のとき、目標研削速度（Ｖ）に対する必要
研削力（Ｆ）を求めていることを意味している．切味は
ワーク２個研削する間では大きな変化はない．したがっ
てＦ ０．λＷの計算、それによる次の研削のための研
削力指令値Ｆ，，．Ｆ０の計算を順次繰り返していけば
、研削速度は目標研削速度ｖｌ ｌ ＋ Ｖｆ ｌに
ほぼ近づけることができ、このようにしてサイクルタイ
ムを安定に保つことができる． このようにして切味の変化に応じて研削力指令値を変え
て研削すると、砥石軸のたわみに基づく？ークのテーパ
誤差が問題となる．第４図（ａ），（ロ）は仕上研削中
の砥石スピンドル２３のたわみ状態を誇張的に示した平
面図である．同図（ａ）は切味が悪くて大きな仕上研削
力指令値Ｆ■を与えたときであり、砥石スピンドル２３
はたわみ角θだけ傾く．このときこのたわみ角θを相殺
するように本発明ではワーク２４のスイベル角を同じθ
だけ図示の如く傾ける．これによってワーク２４の研削
面２４ａは砥石２５の軸線と平行になりテーパ誤差が生
じない．切味がよくて小さな仕上研削力指令値Ｆ，，′
を与えたときの状態が第４図（ロ）であり、砥石スピン
ドル２３のたわみ角は前記θから（θ一Δθ）へ減少し
、ワーク２４は鎖線のようにΔθのテーバ誤差を生じる
が、これを避けるために仕上研削力指令値Ｆ■′を変え
ると同時にワーク２４のスイベル角をΔθだけ調整する
．調整角度Δθは砥石スピンドル剛性と仕上研削力指令
値の変化量ΔＦｔＩ（−Ｆｒ＋−Ｆｒ＋’ ）との関数
として求められる．スイベル角の調整は砥石スピンドル
２３の支持側で行ってもよい．なおテーバ誤差がワーク
の品質許容範囲内であれば、スイベル角調整は行わなく
てもよい． 第５図は本発明を実施する場合のスイベル角調整機能を
備えた研削盤の概略的な平面図である．研削盤のベッド
２６上に砥石送りテーブル２１を介して砥石スピンドル
装置２０が設けられ、砥石２５は砥石スピンドル２３の
先端に支持されて回転する．ベッド２６上にはスイベル
プレート２９がビボット３０を中心として旋回可能に設
置され、該スイベルプレート２９上にワーク２４の主軸
台３１，主軸モータ３２および主軸台３ｌの切込送りモ
ータ３３が設けられている．さらにベッド側部にスイベ
ル調整モータ３４が設けられ、その出力軸にボールねじ
軸３４が連結され、該ねじ軸と螺合するポールナットを
含む作動部材３５がスイベルプレート２９の側部に固着
されている．スイベル調整モータ３４の駆動により作動
部材３５を介してスイベルプレート２９および主軸台３
１がピボット３０を中心に旋回し、ワーク２４のスイベ
ル角調整がなされる．３６は砥石送りテープル２１の駆
動モータである． 上述した方法は、スレッシゴールドフォースＦ０および
金属除去パラメータλ８から砥石切味をサイクルタイム
毎にモニターし、その都度研削力指令値を変更する例で
あるが、本発明の他の実施例として、平均的にサイクル
タイムを安定させるようにしてもよい．これについて以
下に説明する。
■＋ Ｖｆｌの設定を行う．研削力演算・指令部ｌ２
は研削力検出部ｌ３で検出した実研削力と研削速度検出
部１８で得た研削速度とから後述の金属除去パラメータ
λ１およびスレ７シ５−ルドフォースＦ０を演算する．
同時に前記研削速度設定部１１で設定した粗．仕上目標
研削速度Ｖ Ｒ Ｉ ＋Ｖ■と前記λ１およびＦ０から
粗研削力，仕上研削力の演算を行い、粗，仕上の研削力
指令値を出力する。前記粗，仕上の研削力指令値と研削
力検出部１３から出力される実測研削力の差信号が切込
制御装置１４にとり込まれ、切込制御装置ｌ４はこの差
信号に基づき粗研削力および仕上研削力を一定に制御す
べく切込送り制御モータ１５を動作させる．これにより
研削部１６は砥石あるいはワークの切込スライドを動作
させる．ここで研削速度検出部ｌ８は、ワーク寸法測定
装置（図示省略）を含み、その寸法出力信号を微分し、
速度信号を得る形式のものが有効に採用される．また研
削力検出部ｌ３は第３図に示すように砥石スピンドル装
置２０と砥石送りテーブル２１との間に設置された４個
の法線方向力を検出する圧電形フォースゲージ２２を有
しており、各フォースゲージ２２の和により法線研削力
を検出するようになっている． 次に、研削力演算・指令部ｌ２における粗，仕上の研削
力指令値の算出につき説明する．まず、研削サイクル毎
にそれぞれ研削中の粗研削速度．粗研削力，仕上研削速
度．仕上研削力の実測値Ｖｍ ， Ｆ＊ ． Ｖｔ
， Ｆｔ ｈ’ラスレッ’／＊−ルＦ７オースＦｏ．
金属除去パラメータλＷを以下のように求める． Ｖｌｌ−Ｖ， Ｆａ Ｆｔ ２ ここでＤはワーク直径．Ｗは研削幅である．また粗．仕
上の研削速度ＶＩＩ，Ｖ，はそれぞれ単位時間当りの直
径変化量で算定している． ワーク１個を研削し、上記の計算でＦｏ， λ０が求
まると、研削速度設定部１ｌに設定されている粗，仕上
の目標研削速度Ｖえｌ＋Ｖｆｊを用いて以下の式により
粗研削力指令値Ｆ１１．仕上研削力指令値Ｆ．を求める
． れ ２ λ，１２ 上式は結局、第２図の研削力一速度線図で例えば砥石径
大の或る切味のとき、目標研削速度（Ｖ）に対する必要
研削力（Ｆ）を求めていることを意味している．切味は
ワーク２個研削する間では大きな変化はない．したがっ
てＦ ０．λＷの計算、それによる次の研削のための研
削力指令値Ｆ，，．Ｆ０の計算を順次繰り返していけば
、研削速度は目標研削速度ｖｌ ｌ ＋ Ｖｆ ｌに
ほぼ近づけることができ、このようにしてサイクルタイ
ムを安定に保つことができる． このようにして切味の変化に応じて研削力指令値を変え
て研削すると、砥石軸のたわみに基づく？ークのテーパ
誤差が問題となる．第４図（ａ），（ロ）は仕上研削中
の砥石スピンドル２３のたわみ状態を誇張的に示した平
面図である．同図（ａ）は切味が悪くて大きな仕上研削
力指令値Ｆ■を与えたときであり、砥石スピンドル２３
はたわみ角θだけ傾く．このときこのたわみ角θを相殺
するように本発明ではワーク２４のスイベル角を同じθ
だけ図示の如く傾ける．これによってワーク２４の研削
面２４ａは砥石２５の軸線と平行になりテーパ誤差が生
じない．切味がよくて小さな仕上研削力指令値Ｆ，，′
を与えたときの状態が第４図（ロ）であり、砥石スピン
ドル２３のたわみ角は前記θから（θ一Δθ）へ減少し
、ワーク２４は鎖線のようにΔθのテーバ誤差を生じる
が、これを避けるために仕上研削力指令値Ｆ■′を変え
ると同時にワーク２４のスイベル角をΔθだけ調整する
．調整角度Δθは砥石スピンドル剛性と仕上研削力指令
値の変化量ΔＦｔＩ（−Ｆｒ＋−Ｆｒ＋’ ）との関数
として求められる．スイベル角の調整は砥石スピンドル
２３の支持側で行ってもよい．なおテーバ誤差がワーク
の品質許容範囲内であれば、スイベル角調整は行わなく
てもよい． 第５図は本発明を実施する場合のスイベル角調整機能を
備えた研削盤の概略的な平面図である．研削盤のベッド
２６上に砥石送りテーブル２１を介して砥石スピンドル
装置２０が設けられ、砥石２５は砥石スピンドル２３の
先端に支持されて回転する．ベッド２６上にはスイベル
プレート２９がビボット３０を中心として旋回可能に設
置され、該スイベルプレート２９上にワーク２４の主軸
台３１，主軸モータ３２および主軸台３ｌの切込送りモ
ータ３３が設けられている．さらにベッド側部にスイベ
ル調整モータ３４が設けられ、その出力軸にボールねじ
軸３４が連結され、該ねじ軸と螺合するポールナットを
含む作動部材３５がスイベルプレート２９の側部に固着
されている．スイベル調整モータ３４の駆動により作動
部材３５を介してスイベルプレート２９および主軸台３
１がピボット３０を中心に旋回し、ワーク２４のスイベ
ル角調整がなされる．３６は砥石送りテープル２１の駆
動モータである． 上述した方法は、スレッシゴールドフォースＦ０および
金属除去パラメータλ８から砥石切味をサイクルタイム
毎にモニターし、その都度研削力指令値を変更する例で
あるが、本発明の他の実施例として、平均的にサイクル
タイムを安定させるようにしてもよい．これについて以
下に説明する。
一般に砥石の切味は砥石径の大小，砥石修正条件によっ
ても変わる．例えばＣＢＮ砥石による研削においては砥
石整形直後の切味が悪く、研削動作が進むにつれて切味
が向上していく傾向にある。
ても変わる．例えばＣＢＮ砥石による研削においては砥
石整形直後の切味が悪く、研削動作が進むにつれて切味
が向上していく傾向にある。
そこでこのような場合以下の（Ａ）〜（Ｃ）の方法をと
る． （Ａ）．砥石整形直後、第６図（ａｌのように、１個目
のワークを研削した後、仕上研削（取代一定）の時間が
設定時間Ｔ，より長い場合（つまり砥石整形直後のサイ
クルタイムが極端に長い場合）は、その時点では切味が
安定していなくても１個目のワークに対する粗，仕上の
目標研削速度としてｖ＊＠＋ Ｖ ｆ＠を用いて前述
した（３）． （４）式により切味？安定状態を見越し
て目標のサイクルタイムにするべく粗．仕上の研削力指
令値を変更する．これは研削動作が進んで切味が定常状
態になったときにサイクルタイムが目標値近くになれば
よいとする考えであり、したがって前記目標研削速度Ｖ
１ ＊ ＋ｖｔｏは定常状態での目標研削速度Ｖ■．
■，１よりも低目に設定する．即ち砥石整形後の切味変
化を或る程度予測し、砥石整形直後は多少サイクルタイ
ムが長くても可とし、平均的にサイクルタイムを安定化
させる． （Ｂ）．砥石整形後、複数個のワークを研削し、砥石切
味が安定した状態で仕上研削時間が設定時間Ｔ８（ただ
しＴオ〈Ｔ１）より長い場合、この定常状態における目
標研削速度Ｖ■＋ Ｖｆｌ（ただしＶ ＊＋ ＞ Ｖ
１０． Ｖ ｒ＋ ＞ Ｖ．ｒｏ）を用いて（３）
， （４）式により粗，仕上の研削力指令値Ｆａｔ，
Ｆ■を変更し、これによって平均的にサイクルタイム
の安定化を図る．第６図（ｂ）はこの形態を示している
。ここで砥石切味が安定状態か否かの判断は以下のよう
に行う．即ち（イ）１個前のワーク研削時と現在の？属
除去パラメータ八〇差あるいはスレッシゴールドフォー
スＦ０の差が充分小さくなった時、（ロ）１個前のワー
ク研削時と現在の仕上研削時間の差が充分小さくなった
時、（ハ）経験的なワーク個数Ｎ，個を研削した時、（
二）砥石整形後、予め決めたＮ８個のワークを研削する
以前に仕上研削時間がＴ．（ただしＴ，＜Ｔ，＜ＴＩ
）より短い時、の各場合に切味が安定状態にあると判断
し、前記（３）． （４）式により研削力指令値を変更
する。
る． （Ａ）．砥石整形直後、第６図（ａｌのように、１個目
のワークを研削した後、仕上研削（取代一定）の時間が
設定時間Ｔ，より長い場合（つまり砥石整形直後のサイ
クルタイムが極端に長い場合）は、その時点では切味が
安定していなくても１個目のワークに対する粗，仕上の
目標研削速度としてｖ＊＠＋ Ｖ ｆ＠を用いて前述
した（３）． （４）式により切味？安定状態を見越し
て目標のサイクルタイムにするべく粗．仕上の研削力指
令値を変更する．これは研削動作が進んで切味が定常状
態になったときにサイクルタイムが目標値近くになれば
よいとする考えであり、したがって前記目標研削速度Ｖ
１ ＊ ＋ｖｔｏは定常状態での目標研削速度Ｖ■．
■，１よりも低目に設定する．即ち砥石整形後の切味変
化を或る程度予測し、砥石整形直後は多少サイクルタイ
ムが長くても可とし、平均的にサイクルタイムを安定化
させる． （Ｂ）．砥石整形後、複数個のワークを研削し、砥石切
味が安定した状態で仕上研削時間が設定時間Ｔ８（ただ
しＴオ〈Ｔ１）より長い場合、この定常状態における目
標研削速度Ｖ■＋ Ｖｆｌ（ただしＶ ＊＋ ＞ Ｖ
１０． Ｖ ｒ＋ ＞ Ｖ．ｒｏ）を用いて（３）
， （４）式により粗，仕上の研削力指令値Ｆａｔ，
Ｆ■を変更し、これによって平均的にサイクルタイム
の安定化を図る．第６図（ｂ）はこの形態を示している
。ここで砥石切味が安定状態か否かの判断は以下のよう
に行う．即ち（イ）１個前のワーク研削時と現在の？属
除去パラメータ八〇差あるいはスレッシゴールドフォー
スＦ０の差が充分小さくなった時、（ロ）１個前のワー
ク研削時と現在の仕上研削時間の差が充分小さくなった
時、（ハ）経験的なワーク個数Ｎ，個を研削した時、（
二）砥石整形後、予め決めたＮ８個のワークを研削する
以前に仕上研削時間がＴ．（ただしＴ，＜Ｔ，＜ＴＩ
）より短い時、の各場合に切味が安定状態にあると判断
し、前記（３）． （４）式により研削力指令値を変更
する。
（Ｃ）．砥石整形後、予め決めたＮ２個のワークを研削
する以前に仕上研削時間がＴ３（ただしＴ，＜Ｔ冨＜”
ｒ＋ ）より短い場合、即ちサイクルタイムが早すぎる
場合、このまま研削を続けると真円度不良をきたす危険
性がある．このような場合は、第６図（Ｃ）のようにＮ
２個のワークに達する以前に上記（Ｂ）と同じ目標研削
速度Ｖ■＋Ｖｆｌを用いて研削力指令値Ｆ■．Ｆｔ＋を
変更する．以上（Ａ）〜（Ｃ）の算出を第１図の研削力
演算・指令部１２で行い、切込制御装置１４に指令を出
す。
する以前に仕上研削時間がＴ３（ただしＴ，＜Ｔ冨＜”
ｒ＋ ）より短い場合、即ちサイクルタイムが早すぎる
場合、このまま研削を続けると真円度不良をきたす危険
性がある．このような場合は、第６図（Ｃ）のようにＮ
２個のワークに達する以前に上記（Ｂ）と同じ目標研削
速度Ｖ■＋Ｖｆｌを用いて研削力指令値Ｆ■．Ｆｔ＋を
変更する．以上（Ａ）〜（Ｃ）の算出を第１図の研削力
演算・指令部１２で行い、切込制御装置１４に指令を出
す。
（発明の効果）
以上説明したように本発明によれば、研削中の砥石切味
を監視し、あるいは切味の変化を予測し、それに対応し
て研削力指令値を変えることにより、切味の変化にかか
わりなくサイクルタイムを安定させ得、また研削速度が
早すぎるときに生じるワークの真円度不良．砥石摩耗．
軸方向形状誤差を小さくでき、さらにワークまたは砥石
のスイベル角調整によってテーパ誤差の発生を防止でき
、品質向上，砥石寿命．生産性の向上をもたらすことが
できる．
を監視し、あるいは切味の変化を予測し、それに対応し
て研削力指令値を変えることにより、切味の変化にかか
わりなくサイクルタイムを安定させ得、また研削速度が
早すぎるときに生じるワークの真円度不良．砥石摩耗．
軸方向形状誤差を小さくでき、さらにワークまたは砥石
のスイベル角調整によってテーパ誤差の発生を防止でき
、品質向上，砥石寿命．生産性の向上をもたらすことが
できる．
第１図は本発明による研削力制御研削方法を実施する場
合の制御系統を示したブロック図、第２図は研削力と研
削速度の関係を示した図、第３図は法線研削力の検出手
段の一例を示した圧電形フォースゲージの斜視図、第４
図（ａ）， （ｂ）は研削中の砥石スピンドル紬のたわ
み状態を跨張的に示した平面図、第５図は本発明の実施
例によるスイベル角調整機能をもつ研削盤の平面図、第
６図（ａ），（ロ）．（Ｃ）は研削力を変更したときの
ワーク研削個数と仕上研削時間との関係を示した図、第
７図は従来の研削力制御による研削方法の制御系統を示
したブロック図である． １１・・・研削速度設定部、 １２・・・研削力演算・指令部、 １３・・・研削力検出部、１４・・・切込制御装置、ｌ
５・・・切込送り制御モータ、ｌ６・・・研削部、１８
・・・研削速度検出部、 ２０・・・砥石スピンドル装置、２４・・・ワーク、２
９・・・スイベノレプレート、３０・・・ピボ・冫ト、
３４・・・スイベル調整モータ．
合の制御系統を示したブロック図、第２図は研削力と研
削速度の関係を示した図、第３図は法線研削力の検出手
段の一例を示した圧電形フォースゲージの斜視図、第４
図（ａ）， （ｂ）は研削中の砥石スピンドル紬のたわ
み状態を跨張的に示した平面図、第５図は本発明の実施
例によるスイベル角調整機能をもつ研削盤の平面図、第
６図（ａ），（ロ）．（Ｃ）は研削力を変更したときの
ワーク研削個数と仕上研削時間との関係を示した図、第
７図は従来の研削力制御による研削方法の制御系統を示
したブロック図である． １１・・・研削速度設定部、 １２・・・研削力演算・指令部、 １３・・・研削力検出部、１４・・・切込制御装置、ｌ
５・・・切込送り制御モータ、ｌ６・・・研削部、１８
・・・研削速度検出部、 ２０・・・砥石スピンドル装置、２４・・・ワーク、２
９・・・スイベノレプレート、３０・・・ピボ・冫ト、
３４・・・スイベル調整モータ．
Claims (3)
- （１）、研削中の研削速度検出値および研削力検出値か
ら、各サイクル毎にスレッショールドフォースＦ＿０お
よび金属除去パラメータλ＿Ｗを求め、これらのスレッ
ショールドフォースおよび金属除去パラメータと予め定
めた研削速度設定値ｖとを用いて研削力指令値を求め、
実研削力が前記研削力指令値になるように砥石切込制御
を行うことを特徴とする研削力制御による研削方法。 - （２）、前記金属除去パラメータλ＿Ｗおよび前記スレ
ッショールドフォースＦ＿０を、研削中に検出した粗研
削力Ｆ＿Ｒ、粗研削速度Ｖ＿Ｒ、仕上研削力Ｆ＿ｆ、仕
上研削速度Ｖ＿ｆから以下のように求め、▲数式、化学
式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ （ただしＤはワーク直径、Ｗは研削幅） 前記研削力指令値Ｆを ▲数式、化学式、表等があります▼ （ただしｖは研削速度設定値） から求めることを特徴とする請求項第１項に記載した研
削力制御による研削方法。 - （３）、前記研削力指令値に応じて砥石軸のたわみ角を
相殺するようにワークまたは砥石軸のスイベル角を調整
することを特徴とする請求項第１項に記載した研削力制
御による研削方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1306950A JP2940027B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 研削力制御による研削方法 |
| US07/614,201 US5072550A (en) | 1989-11-27 | 1990-11-16 | Grinding method and grinding machine with controlled grinding force |
| GB9025632A GB2239619B (en) | 1989-11-27 | 1990-11-26 | Grinding method and grinding machine with controlled grinding force |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1306950A JP2940027B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 研削力制御による研削方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03166055A true JPH03166055A (ja) | 1991-07-18 |
| JP2940027B2 JP2940027B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=17963228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1306950A Expired - Fee Related JP2940027B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 研削力制御による研削方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5072550A (ja) |
| JP (1) | JP2940027B2 (ja) |
| GB (1) | GB2239619B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020218257A1 (ja) * | 2019-04-22 | 2020-10-29 | 株式会社ジェイテクト | サイバーフィジカルシステム型加工システム |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0167021B1 (ko) * | 1993-03-15 | 1999-02-01 | 카타다 테쯔야 | 자동연삭장치 |
| JP3467807B2 (ja) * | 1993-09-30 | 2003-11-17 | 豊田工機株式会社 | 研削装置 |
| FR2717726B1 (fr) * | 1994-03-22 | 1996-07-19 | Framatome Sa | Procédé et dispositif d'ébavurage et de chanfreinage de bords de trous traversant une plaque de maintien d'un faisceau de tubes. |
| JPH0966475A (ja) * | 1995-06-13 | 1997-03-11 | Diamond Tech Inc | 動力工具駆動システム |
| DE69627329T2 (de) * | 1995-06-13 | 2004-04-08 | Diamond Tech, Inc., Rocklin | Antriebsvorrichtungen für elektrische kraftwerkzeuge |
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| US6113461A (en) * | 1996-09-30 | 2000-09-05 | Ntn Corporation | Grinding method utilizing grinding sharpness of grinding element |
| SE511599C2 (sv) * | 1997-07-04 | 1999-10-25 | Lidkoeping Machine Tools Ab | Invändigt abraderande maskin |
| DE10135139C1 (de) * | 2001-07-19 | 2002-11-21 | Thielenhaus Ernst Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zur Finishbearbeitung von Werkstücken |
| DE10357177A1 (de) * | 2003-12-06 | 2005-07-14 | Deere & Company, Moline | Schleifvorrichtung |
| JP5260139B2 (ja) * | 2008-05-22 | 2013-08-14 | 株式会社日進製作所 | 砥石接触感知方法およびその装置、ならびにホーニング加工方法およびホーニング盤 |
| US9229442B2 (en) * | 2011-09-22 | 2016-01-05 | Aktiebolaget Skf | In-process compensation of machining operation and machine arrangement |
| DE102016001725A1 (de) * | 2016-02-16 | 2017-08-17 | Ulrich Gmbh & Co. Kg | Steuereinrichtung für eine CNC-Fräsmaschine |
| CN106826565B (zh) * | 2017-03-16 | 2018-11-02 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 一种利用磨削力监控砂轮磨损与磨削烧伤的方法 |
| CN109531421B (zh) * | 2019-01-10 | 2020-11-10 | 力德精密工业(深圳)有限公司 | 一种基于精密内外圆磨床的实时尺寸检测系统及检测方法 |
| CN113910106B (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-22 | 华辰精密装备（昆山）股份有限公司 | 一种磨削力控制方法及基于其的磨床 |
| CN115179193B (zh) * | 2022-09-13 | 2022-12-06 | 季华实验室 | 一种自适应恒力输出方法、装置、介质和电子设备 |
| CN116372808B (zh) * | 2023-04-18 | 2023-10-27 | 肇庆高峰机械科技有限公司 | 一种高精度数控垂直度磨床的控制系统 |
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| US4570389A (en) * | 1984-01-30 | 1986-02-18 | The Warner & Swasey Company | Method of adaptive grinding |
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| JP2852747B2 (ja) * | 1988-03-18 | 1999-02-03 | セイコー精機株式会社 | 内面研削盤 |
-
1989
- 1989-11-27 JP JP1306950A patent/JP2940027B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-11-16 US US07/614,201 patent/US5072550A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-26 GB GB9025632A patent/GB2239619B/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020218257A1 (ja) * | 2019-04-22 | 2020-10-29 | 株式会社ジェイテクト | サイバーフィジカルシステム型加工システム |
| JP2020177579A (ja) * | 2019-04-22 | 2020-10-29 | 株式会社ジェイテクト | サイバーフィジカルシステム型加工システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5072550A (en) | 1991-12-17 |
| GB2239619B (en) | 1993-10-13 |
| JP2940027B2 (ja) | 1999-08-25 |
| GB9025632D0 (en) | 1991-01-09 |
| GB2239619A (en) | 1991-07-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |