JPH0347990B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は研削盤、詳しくは回転される研削砥石
をワークに接触させて該ワークの研削を行なう研
削盤の切込送り装置に関するものである。

回転される研削砥石によつてワークを研削する
例えば内面研削盤等の研削盤にあつては、ワーク
と研削砥石とを相対移動させて研削砥石をワーク
研削部に接触させてからさらに同方向の相対移動
（切込送り）を持続して、ワークを所定量研削す
るようになつている。この切込送りの速度によつ
て加工速度、すなわち単位時間当りの研削量が左
右されるが、一般にこの加工速度は、ワークの表
面粗さを均一にするために、研削加工中を通じて
一定にすることが望まれる。従来より、このよう
な要求を満たすための切込送り装置として定速
度切込方式、定研削切込方式の２つのものがよ
く知られている。

の定速度切込方式は、切込送りモータ等によ
る切込送りの速度を一定に設定するものであり、
装置構成は簡単になるが、砥石軸系、ワーク支持
系に撓みが生じるために切込送り速度を一定にし
ても必ずしも加工速度は一定にならない、という
欠点がある。さらに砥石が摩耗、目詰まりを起こ
してその切味が低下すると、加工速度が低下する
という欠点も有する。この後者の欠点は、の定
研削力切込方式においても認められるものであ
る。

そこで例えば特公昭57−22704号公報に示され
るように、研削加工中のワークの研削部の寸法を
連続的に測定し、その変化率を演算して実加工速
度を求め、この実加工速度が設定加工速度と一致
するように切込送り系を制御するようにした研削
盤の切込送り装置も提案されている。上記のよう
な制御を行なえば、砥石軸系やワーク支持系の撓
み、あるいは砥石の切味低下とは無関係に加工速
度が一定に保たれるようになる。

ところが上記制御を行なう切込送り装置におい
ては、砥石の切味が低下するにつれて切込送り速
度は次第に高められるから、研削力が極めて危険
な程度まで増大する恐れがある。また空研削時に
は切込送り方向への送り（空研削送り）がなされ
ているのに研削量が変化しないことにより、空研
削送り速度が異常に上昇し、砥石がワークに激し
く衝突して砥石がホイールヘツドから脱落した
り、ワークに損傷が与えられる等の事故が生じる
こともある。このような事故は上記制御の開始を
研削開始と一致させることにより防止できるが、
そのようにするためには、砥石とワークの接触を
検出する検出手段等が必要になつて研削盤の構造
が複雑化してしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、前記研削力の過大な上昇を防止し、また複雑
な装置を用いて加工速度制御開始と研削開始とを
一致させなくても空研削送り速度の過大な上昇を
防止できる。加工速度制御方式の切込送り装置を
提供することを目的とするものである。

本発明の研削盤の切込送り装置は、ワークと研
削砥石とを相対移動させる切込送りモータの切込
送り速度を設定する加工速度設定器と、研削加工
中のワークの研削部寸法を連続して測定するイン
プロセスゲージと、このインプロセスゲージか測
定したワーク寸法信号を入力として実加工速度を
検出する加工速度検出回路と前記加工速度設定器
の設定速度と加工速度検出回路が検出した実加工
速度とを比較し、それらの差に応じた出力信号を
発生する加減算回路と、この加減算回路の出力信
号の上限を制限し空研削送り速度が過大になるの
を防止するリミツタ回路と、前記切込送りモータ
の後退速度を設定する後退設定器と、この後退速
度設定器の出力信号と前記リミツタ回路の出力信
号とが入力されこれら信号を選択出力する速度設
定切換回路と、この速度設定切換回路の出力に応
じて切込送りモータの速度を制御する切込送りモ
ータ制御回路と、研削砥石の切味低下によつて増
大する研削砥石駆動モータの駆動動力の上限値を
設定する動力設定器と、研削砥石駆動モータの動
力を検出する動力検出回路と、この動力検出回路
の検出値が前記動力設定器の設定値より大きくな
つたとき前記速度設定切換回路を切り換えて後退
速度設定器の出力信号を該切換回路から出力させ
る比較回路とを備えてなるものである。

上記構成の装置は切込送り速度制御の開始点を
制御するようにはなつていないから、作動されれ
ば直ちに切込送り速度制御がなされ、空研削時に
は前述したように空研削送り速度が増大される。
しかし上記リミツタ回路を設けて加減算回路の出
力信号の上限を制限すれば、それ以上空研削送り
速度が上昇せず、該空研削送り速度の過大上昇を
防止できる。また研削砥石駆動モータの駆動動力
が所定の上限値を超えると、後退速度設定器の出
力信号が切込送りモータ制御回路に入力されるの
で、切込送りモータは切込送り方向と反対の後退
方向に駆動されて砥石とワークとが離される。し
たがつて研削砥石の切味低下によつて研削力が極
限まで高められることがない。なお好ましくは、
このようにして砥石とワークとを離したならば自
動的に砥石の修正（目直しや形直し）を行ない、
砥石修正が終了したならば前記速度設定切換回路
を切り換えて再度切込送りを行なわせる。

以下、図面を参照して本発明の実施例について
詳細に説明する。

第１図は本発明の１実施例による切込送り装置
が設けられる研削盤を示すものであり、第２図に
は該切込送り装置の制御部の構成をブロツク図に
て示してある。第１図に示される砥石テーブル１
は、図示しないベツド上に図中矢印Ａ方向に移動
可能に支持されており、砥石テーブル駆動装置
（図示せず）によつて上記矢印Ａ方向に進退され
るようになつている。該砥石テーブル１上には研
削砥石駆動モータ２によつて回転駆動されるホイ
ールヘツド３か支持されており、該ホイールヘツ
ド３には略円柱状の研削砥石４が取り付けられて
いる。

上記砥石テーブル１に対向する位置にはベツド
５が固定され、このベツド５の上には図中矢印Ｂ
方向、すなわち前記砥石テーブル１の移動方向と
直角な方向に移動可能にワークテーブル６が支持
されている。このワークテーブル６には研削加工
を受けるワーク７が固定される。なおワーク７の
周面を研削する研削盤にあつては、通常該ワーク
７にも回転が与えられる。ワークテーブル６と一
体化されたブロツク８にはナツト９が固定され、
該ナツト９には、ベツド５に支持された切込送り
モータ１０によつて回転されるリードスクリユウ
１１が螺合されている。

またワークテーブル６にはワーク７の研削部の
寸法を測定するインプロセスゲージ１２が取り付
けられている。このインプロセスゲージ１２は例
えば、ワーク７の研削部に軽く圧接される測定子
に可動鉄心が連結された差動トランスからなるも
の、あるいはワーク７の研削部に向けてノズルか
ら空気を吐出し、該ノズルから研削部までの距離
に応じて空気吐出抵抗が変化することを利用して
ノズルから研削部までの距離を検出するいわゆる
エアマイクロメータ等、ワーク７が研削加工され
ている間に連続的に研削部寸法を測定しうるもの
である。

研削加工を行なうとき、まず研削砥石４が回転
され、砥石テーブル１は研削砥石４周面がワーク
７の研削面に対向する位置までワークテーブル６
側に送られる。また、切込送りモータ１０が作動
されてリードスクリユウ１１が回転され、ナツト
９の螺進によりワークテーブル６は、ワーク７の
研削面が研削砥石４に近づく方向、すなわち切込
送りの方向に移動される。このようにワークテー
ブル６が移動されても、ワーク７が研削砥石４に
接触するまでは空研削送りとなる。ワーク７が研
削砥石４に接触した後も上記の方向へのワークテ
ーブル６の移動が続行され、ワーク７の研削面は
このワーク７と研削砥石４の接触後のワークテー
ブル６の送り（切込送り）量に応じた研削量だけ
研削加工される。この研削加工がなされている
間、ワーク７の研削部の寸法は前記インプロセス
ゲージ１２によつて連続的に測定される。

上記のようにワークテーブル６が空研削送りの
後切込送りされて、研削加工が終了するまで、該
ワークテーブル６を移動させる切込送りモータ１
０は加工速度を一定にするように回転数制御され
る。以下、制御部の構成を示す第２図を参照して
この制御について説明する。

ワーク７の研削部２６の寸法を測定するインプ
ロセスゲージ１２が出力するワーク寸法信号S₁は
連続的に微分回路２８に入力される。微分回路２
８はこのワーク寸法信号S₁を微分してその変化率
を求める。つまり微分回路２８は実加工速度を求
める加工速度検出回路として作用する。上記変化
率を示す信号S₂は検出信号増幅器２９によつて増
幅され、実加工速度信号S₃として加減算回路２１
の比較器２１ａに入力される。

それとともに該比較器２１ａには、ワーク７の
表面粗さ、研削砥石４の回転数等から決定される
最適の切込送り速度に対応する設定速度信号を形
成する加工速度設定器２０から、設定速度信号S₄
が入力される。比較器２１ａはこの設定速度信号
S₄と前記実加工速度信号S₃とを比較し、その比較
信号S₅を誤差増幅器２１ｂに入力する。誤差増幅
器２１ｂはこれら設定速度信号S₄と実加工速度S₃
の差（向きと大きさ）を増幅した出力信号S₆を発
し、該出力信号S₆はリミツタ回路２２と速度設定
切換回路２３（ともに後に詳述する）を介して切
込送りモータ制御回路２４に入力される。該切込
送りモータ制御回路２４は、入力された誤差増幅
器２１ｂの出力信号S₆に応じたモータ制御信号S₇
を出力する。このモータ制御信号S₇は、前記実加
工速度信号S₃と設定速度信号S₄の偏差がゼロにな
るように切込送りモータ１０の回転速度を制御す
るものである。すなわち実加工速度が設定速度を
上回つている場合には実加工速度を下げるよう
に、つまり回転速度を落とすように切込送りモー
タ１０を制御し、反対に実加工速度が設定速度を
下回つているときには実加工速度を上げるよう
に、つまり回転速度を上げるように切込送りモー
タ１０を制御する。しかも該切込送りモータ１０
の回転速度制御量は、実加工速度と設定速度の偏
差が大きい程大きく設定される。それによつて実
加工速度は設定速度に収束し、研削砥石４の軸系
やワーク７の支持系の撓み、さらには研削砥石４
の切味低下といつた外乱が作用しても、実加工速
度は常に最適の設定速度に維持されワーク７の表
面粗さは均一となる。切込送りモータ１０の回転
速度制御は、該モータ１０が例えばパルスモータ
の場合にはパルス数の制御、直流モータの場合に
は点弧角制御等によつて行なわれる。

上記のような加工速度一定制御を行なうと研削
砥石４の切味低下にともないワークテーブル６の
切込送り速度は次第に高められ、研削砥石４とワ
ーク７との圧接力（研削力）が次第に大きくな
る。しかし本装置においては、研削砥石４やその
軸系、あるいはワーク７およびその支持系等に悪
影響を及ぼすほどに上記研削力が異常上昇するこ
とが防止されるようになつている。以下、その点
について説明する。

前述した速度設定切換回路２３には既述の信号
S₆に加えて、後退速度設定器３３から後退速度信
号S₈が入力される。それとともに研削砥石駆動モ
ータ２の駆動動力は動力検出回路３０によつて検
出され、該動力検出回路３０が出力する動力信号
S₁₀は比較回路３２に入力される。この比較回路
３２には動力設定器３１が形成する設定動力信号
S₁₁が入力され、該比較回路３２は上記動力信号
S₁₀とこの設定動力信号S₁₁とを比較し、実際の動
力が設定動力を上回つたとき信号S₁₂を出力する。
この信号S₁₂は上記速度設定切換回路２３に入力
され、該速度設定切換回路２３を、前記後退速度
信号S₈を出力するように切り換える。そこで切込
送りモータ制御回路２４には、上記後退速度信号
S₈が入力され、該切込送りモータ制御回路２４か
らは切込送りモータ１０を前記切込送りの方向と
は反対の方向に回転させるモータ制御信号S₇が出
力される。それによつてワークテーブル６はワー
ク７を研削砥石４から離すように後退される。

上記のように研削砥石駆動モータ２の駆動動力
が上昇するのは、研削砥石４の切味が低下して研
削力が増大するためであり、したがつてこの駆動
動力が所定動力を上回つたならば研削加工を中断
することにより、研削力の過大上昇を防止でき
る。勿論上記設定動力は、研削砥石４が砥石修正
が必要な程度まで摩耗したときの研削砥石駆動モ
ータ２の駆動動力に設定される。

以上のような研削力上昇によりワークテーブル
６が後退されたときは、その旨を警報や表示によ
つて作業者に知らせ、しかるべき砥石修正を行な
わせるようにしてもよいが、第２図に示すように
比較回路３２の出力信号S₁₂を公知の自動砥石修
正装置に入力し、ワーク７後退に引き続いて自動
的に砥石修正を行なわせることが好ましい。そし
てその場合、砥石修正が終了したならば砥石修正
終了信号によつて速度設定切換回路２３を、信号
S₆を出力するように再度切り換え、自動的に研削
加工を再会させることもできる。

次に前記リミツタ回路２２の作用について説明
する。既に説明した通り、切込送りモータ１０は
加工速度一定制御のために、実加工速度と設定速
度の偏差（信号S₆が担持する）に応じて回転速度
制御される。したがつて空研削送り時には、ワー
クテーブル６を送つても実加工速度が上昇しない
ことにより、上記偏差が大きく、出力信号S₆は、
制御の応答性を向上するため誤差増幅器２１ｂに
より増幅されていることによつてワークテーブル
６の送り速度（空研削送り速度）は次第に増大さ
れて、このままではワークテーブル６の送り速度
は異常に高められようとするが、本装置において
は上記偏差を担持する信号S₆の上限値がリミツタ
２２によつて制限されるため、該ワークテーブル
６の送り速度は該信号S₆の上限値に対応する速度
を超えて上昇することがない。したがつて空研削
送り速度が過大に上昇して、研削砥石４やワーク
７に損傷が与えられることがない。

以上説明した実施例においては、切込送りがワ
ークテーブル６を移動させることによつて行なわ
れているが、研削盤にはワークは移動させず研削
砥石を移動させて切込送りを行なうものもあり、
そのような場合には該研削砥石を移動させるモー
タを、上記実施例における切込送りモータ１０と
同様に制御すればよい。

以上詳細に説明した通り本発明の研削盤の切込
送り装置は、加工速度を一定にしてワーク表面粗
さを均一にし、しかも複雑な装置を用いることな
く空研削送りの過大な上昇を防止し、また研削力
の異常上昇も確実に防止するものであり、研削盤
の信頼性、安全性を大いに高める効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す斜視図、第２
図は上記実施例の制御部の構成を示すブロツク図
である。 ２……研削砥石駆動モータ、４……研削砥石、
６……ワークテーブル、７……ワーク、９……ナ
ツト、１０……切込送りモータ、１１……リード
スクリユウ、１２……インプロセスゲージ、２０
……加工速度設定器、２１……加減算回路、２２
……リミツタ回路、２３……速度設定切換回路、
２４……切込送りモータ制御回路、２６……研削
部、２８……微分回路、３０……動力検出回路、
３１……動力設定器、３２……比較回路、３３…
…後退速度設定器、S₁……ワーク寸法信号、S₃…
…実加工速度信号、S₄……設定速度信号、S₆……
加減算回路の出力信号、S₇……モータ制御信号、
S₈……後退速度信号、S₁₀……動力信号、S₁₁……
設定動力信号、S₁₂……比較回路出力信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ワークと研削砥石とを相対移動させる切込送
   りモータの切込送り速度を設定する加工速度設定
   器と、研削加工中のワークの研削部寸法を連続し
   て測定するインプロセスゲージと、このインプロ
   セスゲージが測定したワーク寸法信号を入力とし
   て実加工速度を検出する加工速度検出回路と前記
   加工速度設定器の設定速度と加工速度検出回路が
   検出した実加工速度とを比較しそれらの差に応じ
   た出力信号を発生する加減算回路と、この加減算
   回路の出力信号の上限を制限し空研削送り速度が
   過大になるのを防止するリミツタ回路と、前記切
   込送りモータの後退速度を設定する後退速度設定
   器と、この後退速度設定器の出力信号と前記リミ
   ツタ回路の出力信号とが入力されこれら信号を選
   択出力する速度設定切換回路と、この速度設定切
   換回路の出力に応じて切込送りモータの速度を制
   御する切込送りモータ制御回路と、研削砥石の切
   味低下によつて増大する研削砥石駆動モータの駆
   動動力の上限値を設定する動力設定器と、研削砥
   石駆動モータの動力を検出する動力検出回路と、
   この動力検出回路の検出値が前記動力設定器の設
   定値より大きくなつたとき前記速度設定切換回路
   を切り換えて後退速度設定器の出力信号を該切換
   回路から出力させる比較回路とを備えてなる研削
   盤の切込送り装置。