JPH04136658U - 研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 先細形状に円筒研削される工作物の円筒度を
規定値内へ自動的に補正し、安定した品質の円筒研削を
可能にする。 【構成】 円筒度を計測する一方の端部の外径が所定値
になったときにその外径値と他方の端部の外径計測値と
の差を演算し、この差が所定値以内かを判定する判定手
段１３０を備える。外径差が設定範囲外のとき、その差
に応じた量だけ工作物テーブル１３を旋回移動させ、そ
の後、砥石車１１を所定位置まで進出させて工作物Ｗを
研削し、判定手段１３０が所定値以内と判定すると、工
作物テーブル１３を固定したまま砥石車１１を所定位置
まで進出させて研削を行う制御手段１４０とを備える。
これによって工作物Ｗの円筒度を規定値内に自動的に補
正する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、フューエルインジェクタのバルブニードルの案内部などを円筒研削 するのに使用される研削装置に関し、特に円筒部の先端側と後端側間の直径差が 所定範囲に保たれるように研削する研削装置に関する。

【０００２】 従来、例えば、フューエルインジェクタに使用されるバルブニードルの案内部 を円筒加工する場合は、図５に示すように軸ピン１を中心に旋回可能なテーブル ２上に主軸台３と心押台４によりバルブニードル５の両端をセンタ支持し、この バルブニードル５を主軸台３により低速回転するとともに高速回転する砥石６を 矢印Ｘ方向に切り込み送りすることによって、バルブニードル５の案内部５ａ， ５ｂを所定の寸法に研削する。

【０００３】 ところで、案内部５ａ，５ｂの外径は同一寸法に仕上げることが最も好ましい が、実際の円筒研削では、緒種の研削条件の変化によって両案内部間に径差が生 じるのが普通であり、同一寸法に加工するのは難しい。そこで、バルブニードル においては、案内部全体を案内部５ｂ側から案内部５ａ側に行くにしたがい外径 が漸減する先細形状（例えば直径差で２μｍ程度）に加工する方法が採られてい る。

【０００４】 また、案内部に先細形状の円筒度を持たせるための調整機構としては、図５に 示すようにテーブル２にダイヤルゲージ７を設け、このダイヤルゲージ７でテー ブル移動量を確認しながら手動により、テーブル２を軸ピン１を支点にして砥石 ６に対し前後方向に微移動させ、希望する先細形状の円筒度に調整している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の円筒研削では、バルブニードルの案内部を先 細形状に研削する調整機構を作業者の勘を頼りに人手により操作するものである ため、その調整作業が繁雑で多くの時間を要するとともに、案内部の円筒度に個 人差および調整ミスが生じ、品質の安定化を困難にするほか、案内部を先太形状 にしてしまうおそれがある。このため、加工製品を常に抜き取り検査する必要が あった。

【０００６】 また、研削盤の移動開始時などでは、加工液の温度や主軸台，心押台の状態な どが安定していないため、これらの不安定要素が案内部の円筒度に微妙に影響す る。その結果、バルブニードルを１個研削する毎に研削盤を停止し調整する作業 を、先細形状の円筒度が安定して得られるまで繰り返し行わなければならず、そ の調整作業をさらに繁雑にしてしまう。また、先細形状の円筒度が安定して得ら れる状態で稼動中の研削盤がマシントラブルや昼休みなどで停止すると、再び円 筒度の調整作業が必要になり、バルブニードル案内部の円筒研削を煩雑化してし まう問題があった。

【０００７】 本考案の目的は、先細形状に円筒研削される工作物の円筒度を規定値内へ自動 的に補正し、安定した品質の円筒研削を可能にした研削装置を提供することにあ る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

クレーム対応図である図１に基づいて本考案を説明すると、本考案は、水平方 向に旋回可能に支持され工作物が支持される工作物テーブル１３と、この工作物 テーブル１３上の工作物Ｗに対し進退可能に配置され工作物Ｗを先細形状に円筒 研削する砥石車１１とを有する研削装置に適用される。 そして上記目的は、工作物テーブル１３を旋回移動させる駆動手段１００と、 先細形状に円筒研削される工作物Ｗの両端部外径をそれぞれ計測する外径測定手 段１１０，１２０と、一方の端部の外径が所定値になったときにその計測値と他 方の端部の計測値との差を演算し、この差が所定値以内かを判定する判定手段１ ３０と、計測値の差が設定範囲外であると判定されたとき、その差に応じた量だ け工作物テーブル１３を旋回移動させ、その後、砥石車１１を所定位置まで進出 させて工作物Ｗを研削し、判定手段１３０が所定値以内と判定すると、工作物テ ーブル１３を固定したまま砥石車１１を所定位置まで進出させて研削を行う制御 手段１４０とを備えることにより、達成できる。

【０００９】

【作用】

工作物Ｗの一方の端部の外径が所定値になると、両端径が外径測定手段１１０ ，１２０で計測され、その計測値の差が演算され、差が設定範囲内にあるかを判 定する。そして設定範囲外のときは、その差に応じた量だけ工作物テーブル１３ を砥石車１１に対し旋回移動させ、その後、ふたたび砥石車１１を所定位置まで 進出させて円筒研削を行い、両端部の外径の差を判定する。その差が所定範囲内 になると工作物テーブル１３を固定し、その後の研削は砥石車１１を所定位置ま で進出して行う。このような方式により、研削盤の動作が安定するまでは工作物 テーブル１３の旋回姿勢を調節しつつ研削が行われ、安定すると工作物テーブル １３の姿勢が固定されたまま研削が行われる。これによって円筒度の規定値内へ の補正が自動化され、品質の安定した円筒研削制御が可能になる。

【００１０】

【実施例】

図２は、本発明の一定施例を示す全体の構成図である。図２において、１０は 研削盤、２０は円筒研削盤１０の数値制御装置（ＮＣ装置）である。 円筒研削盤１０は、砥石車１１を有する砥石台１２と、工作物、例えば、フュ ーエルインジェクタ用のバルブニードル５を載置する工作物テーブル１３を備え 、砥石台１２はサーボモータ１４によりＸ軸方向に移動され、工作物テーブル１ ３は軸ピン１５を支点にして水平方向に旋回可能に支持されている。工作物テー ブル１３上には主軸台１６および心押台１７が軸線を一致して対向設置され、こ の主軸台１６と心押台１７によってバルブニードル５の両端がセンタ支持される 。

【００１１】 数値制御装置２０は、全体を制御し管理する中央処理装置（以下ＣＰＵという ）２１と、研削用の加工プログラム，円筒度補正プログラムおよびＣＰＵ２１で 処理されたデータ等を格納する記憶回路２２と、ＣＰＵ２１からの指令値に応じ た指令パルスを送出する砥石台送り用サーボモータ１４のパルス発生回路２３お よびＣＰＵ２１からの補正指令値に応じた指令パルスを送出する円筒度補正用サ ーボモータ３２のパルス発生回路２４と、ＣＰＵ２１に接続されたインターフェ ース２５を備える。パルス発生回路２３には駆動回路３０を介して砥石台送り用 サーボモータ１４が接続され、パルス発生回路２４には駆動回路３１を介して円 筒度補正用サーボモータ３２が接続されている。円筒度補正用サーボモータ３２ は工作物テーブル１３の揺動端側に設けたボールねじ３３に連結され、このボー ルねじ３３をサーボモータ３２により回転することで工作物テーブル１３を軸ピ ン１５を支点にして矢印Ａ１，Ａ２方向に揺動させる。

【００１２】 インターフェイス２５には、加工プログラム，円筒度補正プログラムを入力設 定するとともにバルブニードルを先細形状の所定円筒度にする設定値などを入力 する入力装置３４、工作物テーブル１３の移動位置を検出するマグネチックスケ ールなどのテーブル位置検出器３５およびサーボモータ３２の回転に比例して工 作物テーブル１３の移動量を間接的に検出するパルスエンコーダ等の移動量検出 器３６がそれぞれ接続され、さらにバルブニードル５の案内部５ａ，５ｂの外径 を別々に計測する外径測定器３７，３８が接続されている。

【００１３】 次に動作について説明する。 入力装置３４を操作することにより研削盤１０がスタートすると、図３に示す 研削プログラムが実行される。まず、ステップＳ１において、現在稼動中の研削 盤１０により研削されたバルブニードル５の案内部５ａ，５ｂが規定範囲の円筒 度に入り、かつこの円筒度のバルブニードル５が連続して所定個数Ｎ（例えば１ ０個）に達したかを、ＣＰＵ２１と記憶回路２２の一部のエリアでソフト的に構 成されるカウンタの内容Ｃを見ることにより判定する。カウンタの計数信号は外 径測定器３７により計測される案内部５ａの外径寸法が所定の寸法に達したとき のタイミングで生成される。

【００１４】 カウンタ値がＣ＝Ｎでないと判定されたときはステップＳ２に移行して補正研 削を実行する。すなわち、記憶回路２２からＣＰＵ２１に読み込んだ砥石台の切 込み送り指令を解読してパルス発生回路２３に加えることにより、パルス発生回 路２３から指令値に応じた数のパルスを送出し、このパルス信号を駆動回路３０ に加えることによりサーボモータ１４を駆動して砥石台１２をバルブニードル５ 側へ前進させる。これによりバルブニードル５の案内部５ａ，５ｂを円筒研削す る。そして、仕上げ研削中の案内部５ａ，５ｂの外径Ｄ１，Ｄ２（図４参照、Ｄ １＞Ｄ２）はそれぞれの外径測定器３７，３８により計測され、その計測値はＣ ＰＵ２１に取り込まれる。

【００１５】 次のステップＳ３では、計測基準となる案内部５ａの外径Ｄ１が設定寸法に達 したかを判定する。ここで、案内部５ａの外径Ｄ１が設定寸法に達したことが判 定されると、ステップＳ４に進み、砥石台１２を直ちに後退させる。砥石台１２ の後退は、ＣＰＵ２１からの後退指令をパルス発生回路２３に与えることでパル ス発生回路２３から送出される後退用パルスを駆動回路３０を通してサーボモー タ１４に加えることにより行われる。

【００１６】 次のステップＳ５では、外径測定器３７，３８により計測された研削終了時点 における案内部５ａ，５ｂの直径差（Ｄ１−Ｄ２）が先細形状となる所定の円筒 度範囲０〜ｘ（例えばｘ＝２μｍ）にあるかを判定する。ここで、直径差が設定 範囲内にあると判定されたときは、ステップＳ６に進み、カウンタ内容を＋１イ ンクリメントし、ステップＳ１に戻る。また、直径差が設定範囲外であると判定 されたときはステップＳ７に進み、円筒度の補正ルーチンが実行される。なお、 設定範囲外のバルブニードル５は不良品となる。

【００１７】 まず、ステップ７において、カウンタの内容をクリアーする。次のステップＳ ８では、研削盤１０を円筒度自動補正モードにして補正動作を開始させる。補正 動作が開始されると、次のステップＳ９において、下記に表す式（１）により、 案内部５ａ，５ｂの直径差に応じた円筒度の補正量ｘに必要な工作物テーブル１ ３の調整量ＶをＣＰＵ２１で算出する。なお、ｘは、ｘ＝（Ｄ１−Ｄ２）／２か ら得られる。

【００１８】

【数１】

【００１９】 次のステップＳ１０では、算出された調整量Ｖを指令値としてパルス発生回路 ２４に与え、これにより、パルス発生回路２４から指令値に応じた数のパルスを 送出し、このパルスを駆動回路３１に加えてサーボモータ３２を駆動する。サー ボモータ３２が駆動されると、ボールねじ３３で連結された工作物テーブル１３ は軸ピン１５を支点にして矢印Ａ１またはＡ２の方向に移動される。そして、次 のステップＳ１１では工作物テーブル１３が算出された調整量Ｖだけ移動された かを判定する。すなわち工作物テーブル１３を移動しつつ、テーブル位置検出器 ３５で検出される位置データおよびサーボモータ３２の回転に比例して移動量検 出器３６から出力されるテーブル移動量データをＣＰＵ２１に取り込み、算出さ れた指令用調整量Ｖとの偏差がゼロになるよう制御し、これにより、工作物テー ブル１３を円筒度補正量に必要な位置に自動的に調整する。その後、ステップＳ １に戻り、工作物テーブル１３の旋回位置を固定した状態でバルブニードル５の 円筒研削をステップＳ１〜ステップＳ６のルートで実行する。

【００２０】 一方、円筒度自動補正制御による研削盤の動作時に、案内部５ａ，５ｂの円筒 度が規定範囲内に安定して得られる研削状態が継続し、これによりカウンタの計 数値がＣ＝Ｎになったことが判定されると、図３のステップＳ１２に進み、通常 の円筒研削が行われる。

【００２１】 すなわち、工作物テーブル１３の軸ピン１５回りの旋回姿勢は上述の調節で固 定したまま、バルブニードル５のローディングおよびアンローディング、砥石台 １２の切り込み送り・後退動作等を数値制御装置２０の加工プログラムに従って 実行し、バルブニードル案内部の円筒研削を自動的に行う。このときの工作物の 研削完了は、案内部５ａの外径測定器３７から出力される寸法信号によって判定 される。

【００２２】 このような本実施例では次のように動作する。すなわち、研削盤の稼動開始時 等のように調整の不備などで安定した円筒研削ができないときは、研削盤１０を 円筒度自動補正動作モードにしてバルブニードル５の案内部５ａ，５ｂの円筒研 削を実行する。この状態で案内部５ａと５ｂの直径差が設定範囲外にあると判定 されたときは、円筒度の補正量ｘに応じて工作物テーブル１３の調整量Ｖを数式 １に基づき算出し、この調整量Ｖだけ工作物テーブル１３を軸ピン１５を支点に して旋回移動することにより円筒度加工位置を補正する。そして、円筒度自動補 正動作モード時に規定範囲内の円筒度のバルブニードル５が所定個数継続して得 られると判定された時は通常研削へ自動的に移行する。したがって、案内部の円 筒度を規定値内に自動的に補正することができ、省力化が可能になるとともに、 個人差のない品質の安定した円筒研削が可能になる。

【００２３】 なお、上記実施例では、研削盤が円筒度の安定した研削状態になったかの判定 を研削個数から自動的に行う構成について述べたが、これに限定されない。例え ば、入力装置３４に設けた補正スイッチを作業者の判断でオン・オフ操作するこ とで行うようにしても良い。

【００２４】 また、上記実施例において、通常研削時においても、円筒度が規定範囲内にな っているかどうかを判定するために円筒度自動補正を適宜かけるようにしても良 い。また、本発明はバルブニードルの案内部の円筒研削に限定されない。

【００２５】 上記実施例において、サーボモータ３２が駆動手段１００を、外径測定機３７ ，３８が外径測定手段１１０，１２０を、ＣＰＵ２１が判定手段１３０と制御手 段１４０をそれぞれ構成する。

【００２６】

【考案の効果】

以上説明したように本発明によれば、稼働開始時などのように安定した円筒研 削ができないときは、研削盤の工作物テーブルの位置を調整しつつ研削を行い、 安定して研削が行えるようになった後は、工作物テーブルの旋回姿勢を固定して 砥石車の進出で研削を行うようにしたので、先細形状に円筒研削される工作物の 円筒度を規定値内に自動的に補正することができ、省力化が可能になるとともに 、品質の安定した円筒研削を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】クレームに対応する研削装置の構成図である。

【図２】本発明の一実施例を示す全体の構成図である。

【図３】本実施例における円筒度自動補正の動作手順を
示すフローチャートである。

【図４】本実施例における研削用バルブニードルの側面
図である。

【図５】従来の研削装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

５ バルブニードル ５ａ，５ｂ 案内部 １０ 研削盤 １１ 砥石車 １２ 砥石台 １３ 工作物テーブル １４ サーボモータ １６ 主軸台 １７ 心押台 ２０ 数値制御装置 ２１ ＣＰＵ ２２ 記憶回路 ２３，２４ パルス発生回路 ３２ サーボモータ ３３ ボールねじ ３４ 入力装置 ３５ テーブル位置検出器 ３６ 移動量検出器 ３７，３８ 外径測定器 １１０，１２０ 外径測定手段 １３０ 判定手段 １４０ 制御手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平方向に旋回可能に支持され工作物が
   支持される工作物テーブルと、この工作物テーブル上の
   工作物に対し進退可能に配置され前記工作物を先細形状
   に円筒研削する砥石車とを有する研削装置において、前
   記工作物テーブルを旋回移動させる駆動手段と、前記先
   細形状に円筒研削される工作物の両端部外径をそれぞれ
   計測する外径測定手段と、前記一方の端部の外径が所定
   値になったときにその計測値と他方の端部の計測値との
   差を演算し、この差が所定値以内かを判定する判定手段
   と、前記計測値の差が設定範囲外であると判定されたと
   き、その差に応じた量だけ前記工作物テーブルを旋回移
   動させ、その後、前記砥石車を所定位置まで進出させて
   前記工作物を研削し、前記判定手段が所定値以内と判定
   すると、前記工作物テーブルを固定したまま砥石車を所
   定位置まで進出させて研削を行う制御手段とを備えたこ
   とを特徴とする研削装置。