JPH03273318A - センタ圧力調整装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明はセンタ圧力調整装置に係り、特に可動センタの
相対変位量が零になるようにセンタ圧力を調整すること
によりワークごとに最適なセンタ圧力を実現し得るよう
にしたセンタ圧力調整装置に関する。

（従来の技術） 南車研削仕に加工では砥石車は次第に減耗し表面形状が
不整形となったり（目こほれ）、あるいは砥石車の気孔
に切粉が詰まり（目詰まり）または摩耗した砥粒が脱落
せず（目つぶれ）切れ味を失ったりする。そこで一般に
、被削歯車に対応するドレッサを用いて砥石車の表面形
状を整形しく形直し）目こぼれを修正すると同時に、新
たな砥粒を表面に露出させ（目直し）目詰まりや目つぶ
れを修正するようにしている。

第３図はこのような歯車研削仕上加工に使用する従来の
装置の一例を示したものである。

第３図に示すように、ベット３０上にはそれぞれヘッド
ストック３１とテールストック３２が配置されており、
ヘッドストック３１には固定センタ３３が、またテール
ストック３２にはスライダ３５を介して軸方向に進退自
在の可動センタ３４がそれぞれ取付けられている。スラ
イダ３５は複動式油圧シリンダ３８のピストンロッド３
９に取付けられており、テールストック本体３６の案内
面３７を軸方向に摺動する。つまり可動センタ３４は油
圧シリンダ３８により進退移動が与えられる。

砥石車Ｇは図示しない機構により砥石軸Ｃを中心として
高速回転運動するが、加工中砥石車Ｇと噛合うワークＷ
、つまり砥石車Ｇにより仕上研削される被削歯車Ｗ１や
砥石車Ｇを形直しまたは目直しするドレッサＷ２はテー
パ付きマンドレル４０上に固定されており、ワークＷは
砥石車Ｇと噛合う形でマンドレル４０と一体的に回転す
る。このマンドレル４０の両端には中心にそれぞれ図示
しないセンタ穴が設けられており、この各センタ穴にそ
れぞれ固定センタ３３と可動センタ３４を嵌合してマン
ドレル４０を支持している。

マンドレル４０を両センタ３３．３４で支える場合セン
タ穴とセンタ３３．３４とはマンドレル４０の回転ひい
てはワークＷの回転に支障を与えない範囲で適正に強く
押合うこと、つまりワークＷに応じた適正な押付は力（
センタ圧力）を可動センタ３４に加えることか必要であ
る。例えばワークＷが被削歯車Ｗ１の場合、研１’ｊｌ
ｌに際して砥も゛車Ｇが被削歯車Ｗ１に及はす抵抗力に
より被Ｉ′Ｉｌｌ　ｆｆ＋車Ｗ１の位置（センタリンク
）が軸方向と交差する方向に狂うのを防止するためセン
タ圧力を極めて大きくしマンドレル４０を確実に支持す
る必要がある。これに対し、ワークＷがドレッサＷ２の
場合は、砥石車ＧをドレッサＷ２の画形に正確に整形す
るためドレッサＷ２の接線方向の摩擦力を極力抑える必
要があり、そのためにはドレ・ノサＷ２の軸方向と交差
する方向への微小変位を許容してその半径方向の分力を
吸収し得るようにするためセンタ圧力は被削歯車Ｗ１の
場合はと強力でな（でよい。

そこで従来は、可動センタ３４にセンタ圧力を供給する
油圧回路に２つの切換弁４４．４６を設け、ワークＷの
種類に応じて被削両車Ｗ１用の高圧回路とドレッサＷ２
用の低圧回路とを切替えることによりセンタ圧力を２段
階に設定できるようにしていた。

即ち、モータ４２駆動の油圧ポンプ４１により与えられ
る圧力をそれぞれ２つの減圧弁４３．４５を介して高い
設定圧力と低い設定圧力に調整し、各減圧弁４３．４５
にクローズドセンタ形ダブルソレノイド３位置切換弁４
４．４６を接続して高圧回路と低圧回路を切替え得るよ
うにする。ワークＷが被削歯車Ｗ１の場合は、第３図に
示すように、切換弁４４を前進位置に入れると同時に切
換弁４６を中立位置に入れて高圧回路とし、ワークＷが
ドレッサＷ２の場合は逆に切換弁４４を中立位置に入れ
ると同時に切換弁４６を前進位置に入れて低圧回路とす
る。このようにしてセンタ圧力をそれぞれ被削歯車Ｗ１
の場合は極めて大きく、またドレッサＷ２の場合は被削
歯車Ｗ、の場合より小さく設定し得るようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかし前記従来技術にあっては、ワークＷが被削歯車Ｗ
ｌの場合とドレッサＷ２の場合とて油圧回路を切替える
必要かあり、この段取り替えを忘れると加工に不具合か
生じる虞かある。例えは、低圧回路で被削歯車Ｗ、に研
削仕上げを糺すと、センタ圧力が不十分なため研削時に
可動センタ３４が押されて微小移動し、被削歯車Ｗ１の
位訝決め精度か悪くなる。従って歯車の研削仕上げ精度
は不安定になる。他方高圧回路でドレッサＷ２を使用す
ると、今度はセンタ圧力が太き過きるためドレッサＷ２
の半径方向分力の吸収か国難となり、接線方向の摩擦力
を小さく抑えることができない。

そのためドレッサＷ２による砥石車Ｇの整形精度は不安
定となってしまう。

また前記従来技術では、センタ圧力を決定する油圧回路
の圧力調整を予め減圧弁４３．４５にて行なっておくた
め、１組のワークＷ（被削歯車Ｗ１とドレッサＷ２）を
加工する間油圧回路の圧力は一定圧力に設定されたまま
である。従って別のワークＷを加工する際油圧回路の圧
力を新たにそのワークＷに対し最適な圧力に調整し直さ
ねはならない場合があり、かなり煩雑な作業を必要とす
る。

本発明は」二記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであり、ワークごとに自動的にセンタ圧力を最
適な大きさに調整し得るセンタ圧力調整装置を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するための本発明は、ワークを支持する
固定センタ及び可動センタと、この可動センタ側に設け
られこの可動センタを軸方向に進退自在に移動させる油
圧手段と、前記可動センタ側に取付けられ、前記ワーク
の軸線に交差する方向からの力によって軸方向に変位す
る前記可動センタの位置を検出するセンタ位置検出手段
と、このセンタ位置検出手段により検出された前記可動
センタの位置情報に基づいて前記可動センタの軸方向の
相対変位量を算出しこの変位量か零になるように前記油
圧手段を自動制御する制御手段とを有することを特徴と
する。

（作用） 油圧手段により可動センタか前進し１対のセンタによる
ワークの支持が完了すると加工か始まり、ワークは軸線
に交差する方向からの力を受ける。

この力により可動センタには軸方向の反力か働く。

加工が始まると同時にセンタ位置検出手段は再結センタ
の位置を検出し、制御装置に可動センタの位置情報を人
力する。この位置情報に基づいて制御装置は可動センタ
の軸方向の相対変位量を算出する。制御装置は算出した
可動センタの相対変位量が零でなければ反力に対しセン
タ圧力が不十分だと判断し、可動センタの相対変位量が
零になるように油圧手段を自動制御する。こうしてワー
クを支持するセンタ圧力が最適な大きさに調整される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を四面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係るセンタ圧力調整装置の
概略構成図であって、歯車研削仕上加工に使用するセン
タ圧力調整装置を示している。

このセンタ圧力調整装置は、第１図に示すように、ベッ
トｌ上にそれぞれヘッドストック２とテールストック３
が配置されており、それぞれヘッドストック２には固定
センタ４が、テールストック３には可動センタ５が設け
られている。テールストック３はテールストック本体６
とこのテールストック本体６の案内面８を軸方向に摺動
するピストンロッド７とで構成され、複動式油圧シリン
ダの機構を備えている。前記可動センタ５はこのピスト
ンロッド７の一端に固定されており、ピストンロッド７
の前進後退により可動センタ５が軸方向に進退自社に移
動する。また、ピストンロッド７の他端には軸方向に変
位する可動センタ５の位置情報を検出するためいわゆる
マグネスケール９がセンタ位置検出手段として取付けら
れており、マグネスケール９により可動センタ５の位置
情報がマイクロメートル（μｍ）単位の高い精度で検出
される。

砥石車Ｇには図示しない機構により砥石軸Ｃを中心とし
た晶速−転運動が与えられる。加Ｔ中砥石車Ｇと噛合う
ワークＷ、つまり砥も一車Ｇにより仕上研削される被１
’Ｊ１１由車Ｗ、や砥石車Ｇを形直しまたはし直しする
ドレッサＷ２はテーバ付きマンドレル１０上に固定され
、ワークＷは凪す甲ｃと噛合うＪｆａでマンドレル１０
と一体的に一転する。

マンドレル１０の両端には中心にそれぞれ図示しないセ
ンタ穴か設けられており、この谷センタ穴にそれぞれ固
定センタ４と可動センタ５を嵌合してマンドレル１０を
支持するようになっている。

マンドレル１０を両センタ４．５て支える場合、前述の
ように、センタ穴とセンタ４．５とはマンドレル１０の
回転ひいてはワークＷの回転に支間を与えない範囲で適
正に強く押合う二と、つまり可動センタ５に働く軸方向
の加Ｔ反力に合った適正な押付は力（センタ圧力）を可
動センタ５に加える必要がある。例えば、前述のように
、被削歯車Ｗ１の場合はドレッサＷ２の場合に比べより
大きなセンタ圧力を加えてマンドレル１０を確実に支拉
しなければならない。センタ圧力が適正でなくその大き
さが不１・分なとき可動センタ５は拍子反力に押されて
軸方向に微小変位するため、加Ｔｇｌの可動センタ５の
微小変位を前記マグネスケールって検出することにより
センタ圧力か適正か否か（正確にはセンタ圧力が小さ過
ぎないか否か）を判断することができるわけである。し
かもセンタ圧力の不十分さの度合が大きい程可動センタ
５の相対変位量は大きくなる。

可動センタ５を進退させると共にこれにセンタ圧力を供
給する油圧手段たる油圧回路は、第１図に示すように、
複動式油圧シリンダの構造を持つ前記テールストック３
と、油圧ポンプ１１と、油圧ポンプ１１を駆動する可変
速のサーボモータ１２と、前進と後退の２位置を有する
ダブルソレノイド２位置切換弁１３とから構成されてい
る。この油圧回路の圧力はサーボモータ１２の回転速度
を変化させて油圧ポンプ１１の回転数を変化させること
により無段階的に調整される。それゆえ、第３図に示す
従来の装置に必要だった減圧弁や逆止め弁は不要なばか
りか切換弁の数も１個で済む。

なお、サーボモータ１２の回転数はパルスジェネレータ
（ＰＧ）１４で検出する。

油圧じ路の圧力調整、つまり加工時のセンタ圧力の調整
は中央演算処理装置Ｍ（ＣＰＵ）１６を中心として構成
される制御手段により行われる。この制御手段はマグネ
スケール９やパルスジェネレータ１４からの信号を受取
る人力インタフェイス１５と、人力インタフェイス１５
を介して入力した前記信号に基づいて油圧ポンプ１１の
目標回転数を演算処理しサーボモータ１２への速度指令
を作出するＣＰＵ１６と、ＣＰＵ１６で演算されたサー
ボモータ１２への速度指令を送出す出力インタフェイス
１７と、出力インタフェイス１７から送出されたサーボ
モータ１２への速度指令を増幅するサーボアンプ１８と
から構成されている。

更にＣＰＵ１６はマグネスケール９からの可動センタ位
置情報に内蔵タイマ２４の時間要素を加えて可動センタ
５の軸方向の相対変位量を算出するセンタ変位量算出部
１つと、センタ変位量算出部１９で算出された変位量の
大きさを判断するセンタ変位判断部２０と、センタ変位
’１．ｌｌ断部２０の判断結果を受けてパルスジェネレ
ータ１４からのブーホモータ四転数情報に内蔵タイマ２
４の時間要素を加えて油圧ポンプ１１の現在の一転数を
算出するポンプ四転数算出部２１と、ポンプ−転数算出
部２１で算出された現在のポンプ−転数にメモリ２５に
格納されている所定回転数たけ加算してＬｌ標ポンプ回
転数を演算するポンプ回転数演算部２２と、ポンプ回転
数演算部２２で演算された目標ポンプ回転数を実現する
のに必要なサーボモータ１２への速度指令を作出する操
作部２３とから構成されている。なお、メモリ２５に格
納するデータはセンタ変位量の大小に応じて複数の変位
区分を設定し、その変位区分ごとに異なる回転数たけ増
加させるというのが制御精度の点から見て好ましい。例
えばセンタ変位量が大きい場合はポンプ回転数の増加数
を大きくする一方センタ変位量が小さい場合はポンプ回
転数の増加数を小さくし、しかもメモリ２５に格納する
変位区分ごとの増加回転数はセンタ圧力が最適状態を越
えないようにある程度下方に設定するのが良い。

第２図はこのように構成されたＣＰＵ１６の動作フロー
チャートであり、ワークＷか被削歯車Ｗ１・　ドレッサ
Ｗ２の如何を間わな０゜加工前、ワークＷをマンドレル
１０上に固定しこのマンドレル１０を両センタ４．５て
支持することによりワークＷのクランプか完了する。

まずＣＰＵ１６は加工開始か盃かを判断しくステップ１
）、この判断の結果、加工が始まっている場合にはマグ
ネスケール９から可動センタ５の位置情報を人力する（
ステップ２）か、加工が始まっていなければ加工開始ま
で待機する。

それからセンタ変位量算出部１９においてＣＰＵ１６に
人力された可動センタ５の位置情報を基にタイマ２４か
らの時間要素を加味して可動センタ５の軸方向の相対変
位量を算出する（ステップ３）。前述のように、加工時
ワークＷは軸線に交差する方向からの力を受けるため可
動センタ５に軸方向の加工反力が働く粘果、当初のクラ
ンプ力つまりセンタ圧力が不十分だとそれが不十分さの
度合に比例した可動センタ５の軸方向の和文・１微小変
泣となって現れる。

その後センタ変位？ＩＩ断部２０においてセンタ変位量
算出部１９で算出された可動センタ５の相対変位量の大
きさ、つまり変位量が零か否か、変位量が零でない場合
はその変位量が属する変位区分を判断する（ステップ４
）。

この判断の結果、可動センタ５の相対変位量が零でない
場合、まずポンプ回転数算出部２１においてパルスジェ
ネレータ１４からＣＰＵ１６に入力されたサーボモータ
１２の回転数情報を基にタイマ２４からの時間要素を加
味して油圧ポンプ１１の現在の回転数を算出する（ステ
ップ６）。それからポンプ回転数演算部２２において、
メモリ２５から当該センタ変位量が属する変位区分に対
応する増加回転数を読出し、この増加回転数を現在のポ
ンプ回転数に加算して目標ポンプ回転数を演算し、引続
き操作部２３においてこの目標ポンプ回転数を実現する
のに必要なサーボモータ１２への速度指令を作出しくス
テップ７）、この速度指令を出力インタフェイス１７及
びサーボ了ンブ１８を介してサーボモータ１２に出力す
る。その結果油圧ポンプ１１の回転数が増加し油圧四路
の圧力が高くなり、センタ圧力が大きくなる。他ｂ、ス
テップ４の判断の結果、可動センタ５の相対変位量が零
の場合はセンタ圧力か適正であるためステップ５〜７は
省略され、現在のポンプ四転数ひいては現在のセンタ圧
力が維持される。

ＣＰＵ１６は加工中（ステップ８）このような動作を繰
返して可動センタ５の相対変位量が零になるように油圧
回路の圧力を自動制御する。こうしてセンタ圧力は加工
中宮に最適状態に調整される。

従って本実施例によれば、歯車研削性に加Ｔにおいてセ
ンタ圧力の不足をマグネスケール９を用いて可動センタ
５の相対微小変位として検出し、この変位量が零になる
ように油圧回路の圧ツノを調整するようにしたので、加
工中のセンタ圧力をワークＷごとに常に最適状態に調整
することができる。それゆえ従来のように段取り替えを
忘れた場合に歯車Ｗ１の研削仕上げ精度あるいは砥石車
Ｇの整形精度が不安定になるといった不具合は生じない
。また別のタイプのワークＷを加Ｔする場合にも適応可
能で、特別の作業を必費をしない。

その際本実施例では、油圧ポンプ１１の駆動源をサーボ
モータ１２とし油圧ポンプ１１の回転数を無段階的に変
化させ得るようにしたので、簡単な油圧回路によりその
圧力を任意に設定することができる。

［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように、本発明によれば、セ
ンタ位置検出手段を設けて可動センタの相対変位量を検
知し、この変位量が零になるように油圧手段を自動制御
するようにしたので、加工中のセンタ圧力をワークごと
に常に最適な大きさに調整することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例に係るセンタ圧力調整装置の
概略構成図、第２図は第１図に示すＣＰＵの動作フロー
チャート、第３図は従来技術に係る装置の概略構成図で
ある。 ２・・・ヘッドストック、３・・・テールストック（油
圧手段）、４・・固定センタ、５・・・可動センタ、９
・・・マグネスケール（センタ位置検出手段）、１０マ
ンドレル、１１・・油圧ポンプ（油圧手段）、１２・・
・サーボモータ（油圧手段）、１３・・・切換弁（油圧
手段）、１４・・・パルスジェネレータ、１６・・ｃｐ
ｕ　＜制御手段）、Ｗ・・・ワーク、Ｗ４・・・被削歯
車、Ｗ２・・・ドレッサ、Ｇ・・・砥石車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ワークを支持する固定センタ及び可動センタと、この可
   動センタ側に設けられこの可動センタを軸方向に進退自
   在に移動させる油圧手段と、前記可動センタ側に取付け
   られ、前記ワークの軸線に交差する方向からの力によっ
   て軸方向に変位する前記可動センタの位置を検出するセ
   ンタ位置検出手段と、このセンタ位置検出手段により検
   出された前記可動センタの位置情報に基づいて前記可動
   センタの軸方向の相対変位量を算出しこの変位量が零に
   なるように前記油圧手段を自動制御する制御手段とを有
   することを特徴とするセンタ圧力調整装置。