JPH0468103B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は数値制御研削盤における砥石径測定装
置、詳しくは主軸軸線と平行な第１研削面とこれ
と直交する第２研削面とを有し回転軸線が主軸軸
線に対して斜交するアンギユラ砥石車を砥石台に
軸承した数値制御研削盤における砥石径測定装置
に関するものである。

＜従来技術＞ 近年の数値制御研削盤においては、砥石径をメ
モリ内に記憶するとともに、この砥石径のデータ
を砥石修正の度に変更して現実の砥石径に一致さ
せ、この記憶された砥石径に基づいて砥石寿命の
判定等を行うようにしており、かかる数値制御研
削盤においは砥石交換時において新たに装着した
砥石車の砥石径をメモリに記憶させる必要があ
る。

このため、従来においは、砥石交換時において
新たに装着した砥石車の直径を手作業によつて測
定し、これをメモリに記憶させていた。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、かかる従来の方式では、砥石交
換の度に砥石径を手作業で測定しなければならな
いため、作業性が悪い問題があつた。

円筒形の砥石車では、研削面が砥石車軸線と平
行であるため、砥石車研削面の位置から砥石車の
径を自動測定することが可能であるが、砥石車が
アンギユラ形である場合には、砥石車軸線と研削
面が斜交している上、頂部の位置も砥石車によつ
て異なるため、砥石径の自動測定が困難であつ
た。

＜問題点を解決するための手段＞ 第１図は本発明を明示するための全体構成図で
ある。本発明は、主軸軸線Osと平行な第１研削
面Gaとこれと直交する第２研削面Gbとを有し回
転軸線が主軸軸線Osに対して斜交するアンギユ
ラ砥石車Ｇを砥石台２に軸承し、この砥石台２の
前記主軸軸線Osと交差する第１軸方向の移動と
工作物テーブル１の前記主軸軸線Osと平行な第
２軸方向の移動によつて工作物加工を行う数値制
御研削盤において、前記第１研削面Gaおよび第
２研削面Gbの係合可能な基準部材Ｓを前記工作
物テーブル１上に配設するとともに、前記工作物
テーブル１と砥石台２との間の相対移動により前
記第１、第２研削面Ga，Gbを前記基準部材Ｓに
それぞれ当接させる当接手段３と、前記第１研削
面Gaが前記基準部材Ｓに当接した時における前
記基準部材Ｓと前記砥石台２の回転軸線上の基準
点との前記第１軸方向の相対位置を検出する第１
位置検出手段４と、前記第２研削面Gbが前記基
準部材Ｓに当接した時における前記基準部材Ｓと
前記砥石台２の回転軸線上の基準点との前記第２
軸方向の相対位置を検出する第２位置検出手段６
と、前記第１、第２位置検出手段４，６によつて
検出された前記砥石台２と前記基準部材Ｓの相対
位置の情報に基づいて前記砥石車Ｇの頂部におけ
る径寸法W_Dを演算して出力する砥石径演算手段
５とを設けたものである。

＜作用＞ 砥石交換時において、当接手段３を用いて砥石
車Ｇの第１研削面Ga、第２研削面Gbのそれぞれ
を工作物テーブル１上の基準部材Ｓに当接させ、
第１研削面Gaを基準部材Ｓに当接させた時の基
準部材Ｓと砥石台２の回転軸線上の基準点との第
１軸方向の相対位置を第１位置検出手段４によつ
て検出し、第２研削面Gbを基準部材Ｓに当接さ
せた時の基準部材Ｓと砥石台２の回転軸線上の基
準点との第２軸方向の相対位置を第２位置検出手
段６によつて検出する。そして、演算手段５は、
第１、第２位置検出手段４，６によつて検出され
た砥石台２と基準部材Ｓの相対位置データに基づ
き、第１研削面Ga、第２研削面Gbの交差する頂
部Gpの径寸法W_Dを演算する。

＜実施例＞ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第２図において、１０は数値制御研削盤のベ
ツドを示し、このベツド１０上には主軸台１１と
心押台１２を設置した工作物テーブル１３が載置
されている。主軸台１１と心押台１２との間には
工作物Ｗが支持され、図略の主軸駆動モータに連
結された主軸１５の回転によつて回転駆動される
ようになつている。前記工作物テーブル１３は図
略の送りねじ機構を介してサーボモータ１６に連
結され、主軸軸線Osと平行なＺ軸方向へ移動さ
れるようになつている。なお１４は工作物テーブ
ル１３が原位置に位置したことを検出するＺ軸原
点検出器である。

一方、前記ベツド１０の後方には、砥石台１７
が工作物Ｗの軸線と直交するＸ軸方向に進退可能
に装架され、この砥石台１７はサーボモータ１８
に連結された図略の送りねじを介して送り制御さ
れるようになつている。そして、砥石台１７に
は、主軸軸線Osと平行な第１研削面Gaと、この
第１研削面Gaと直交する第２研削面Gbとを有す
るアンギユラ形の砥石車Ｇが主軸軸線Osに対し
て斜めに軸承された砥石軸１９を介して回転可能
に軸承され、図略の砥石駆動モータにて回転駆動
されるようになつている。なお、前記ベツド１０
の後端には、砥石台１７が原位置まで後退された
ことを検出するＸ軸原点検出器２１が設置されて
いる。

また、前記心押台１２の砥石台１７側の側面に
は、ダイヤモンド等から成る修正工具DTがブラ
ケツト２２を介して取付けられ、この修正工具
DTを用いて砥石車Ｇの修正を行うようになつて
いるとともに、主軸台１１の砥石台１７側の側面
には、主軸軸線Osと平行な第１基準面Saと、こ
れと直交する第２基準面Sbとを形成した基準部
材Ｓが取付けられている。

第３図は上記構成の研削盤を制御する制御回路
を示し、同図において４０は前記サーボモータ１
６，１８をそれぞれ駆動する駆動回路４１，４２
へパルスを分配して工作物Ｗの加工と砥石車Ｇの
修正を制御する数値制御装置で、この数値制御装
置４０は演算処理装置４５、メモリＭならびに演
算処理装置４５に接続されたインタフエイス４
６，４７によつて構成さている。そして、インタ
フエイス４６にはデータ書込装置５０と、加工の
開始等を指令する指令スイツチRCSからMSZと、
手動パルス発生器５１と、原点検出器１４，２１
とが接続され、インタフエイス４７の出力は駆動
回路４１，４２に接続されている。

前記メモリＭには砥石車Ｇの第１研削面Ga、
第２研削面GbのＸ，Ｚ軸方向現在位置Xc，Zcを
記憶する現在位置レジスタRX，RZおよび砥石径
記憶レジスタGDRが形成されている他、NCプロ
グラムエリアNCPA、制御データエリアCDAが
設けられており、NCプログラムエリアNCPAに
は、工作物研削サイクル用のNCプログラムと砥
石修正用のNCプログラムとがデータ書込装置５
０を用いて書込まれている。また、制御データエ
リアCDAには、砥石台１７を原位置に移動させ
た状態における砥石台１７と基準部材Ｓとの位置
関係を示すデータが記憶されている。

すなわち、第４図に示されるように、砥石車Ｇ
の中心軸線Ogと砥石台１７の側面との交点が砥
石台１７を位置を表わす砥石台基準点Pgとして
設定されており、前記制御データエリアCDAに
は、砥石台１７が原位置に位置した状態における
前記砥石台基準点Pgと基準部材Ｓの第１基準面
Saとの間のＸ軸方向の離間距離Mxと、砥石台基
準点Pgと第２基準面Sbとの間のＺ軸方向の離間
距離Mzとが記憶されている。また、この制御デ
ータエリアCDAには、主軸軸線Osから基準部材
Ｓの第１基準面SaまでのＸ軸方向距離Lxおよび、
砥石台基準点Pgに対する第１研削面GaのＸ軸方
向ずれ量Wxと第２研削面GbのＺ軸方向ずれ量
Wzとが記憶されている。

次に上記構成の数値制御研削盤における砥石交
換時の動作について説明する。

砥石車Ｇを交換した場合には、砥石径W_Dが不
明であるため、下記の動作によつて砥石径W_Dを
検出する。

作業車は新しい砥石車Ｇを取付けた後で、砥石
交換原位置復帰指令スイツチERCSを操作する。
これに応答して演算処理装置４５は第７図に示す
プログラムを実行し、砥石台１７と工作物テーブ
ル１３を原位置に移動させるべく、各原点検出器
２１，１４が作動するまでＸ軸とＺ軸にパルス分
配を行つた後６０，６１、現在位置レジスタ
RX，RZにMx＋Lx，Mzの値をセツトする。

なお、Mx，Lx，Mzはそれぞれ、第４図に示
されるように工作物テーブル１３と砥石台１７を
原位置に復帰させた状態での第１基準面Saから
砥石台基準点PgまでのＸ軸方向距離、第１基準
面Saの主軸軸線Osからの距離、第２基準面Sbか
ら砥石台基準点PgまでのＺ軸方向距離を示す。

この後、作業者は手動パルス発生器５１を用い
て工作物テーブル１３と砥石台１７を移動させて
回転が停止された状態にある砥石車Ｇの第１研削
面Gaを基準部材Ｓの第１基準面Saに接触させ、
位置記憶スイツチMSXを押圧する。なお、メモ
リＭには、手動パルス発生器５１からの指令に基
づき、Ｘ軸とＺ軸に選択的にパルスを分配するプ
ログラムが記憶されている。

第１研削面Gaが砥石台基準点Pgに対してずれ
ていない場合には、第１研削面Gaを第１基準面
Saに接触させた時点で現在位置レジスタRXの内
容がLxとなるが第１研削面Gaが砥石台基準点Pg
に対してずれ量Wxだけずれている場合には、
RXの内容がLx＋Wxとなる。したがつて、記憶
スイツチMSXが押されると、演算処理装置４５
はRXの内容からLxを減じてＸ軸方向のずれ量
Wxを算出し、これを制御データエリアCDAに記
憶する６４。

また、これに続いて作業者は手動パルス発生器
５１の操作により砥石車Ｇの第２研削面Gbを基
準部材Ｓの第２基準面Sbに接触させ、位置記憶
スイツチMSZを押圧する。

現在位置レジスタRZは上記したように、原位
置復帰時においてMzがセツトされているため、
第２研削面GbのＺ軸方向位置が砥石台基準点Pg
に完全に一致しているとすれば、第２研削面Gb
を第２基準面Sbに当接させた時、現在位置レジ
スタRZの値が零となるが、第２研削面Gbが砥石
台基準点Pgに対してずれ量Wzだけずれている場
合には、原位置からの移動量がMz−Wzに減少し
て現在位置レジスタRZの内容が第２研削面Gbの
ずれ量Wzに等しくなる。

そして、この時点で位置記憶スイツチMSZが
押圧されると、演算処理装置４５は現在位置レジ
スタRZの内容を第２研削面GbのＺ軸方向ずれ量
Wzとして制御データエリアCDAに記憶する６
６。

さらに、これに続いて砥石径記憶スイツチ
GDMが押圧されると、以下に述べる一連の演算
によつて砥石径W_Dを算出してメモリＭの砥石径
を記憶レジスタGDRに記憶する。

すなわち、演算処理装置４５は前述した動作に
より算出したずれ量Wx，Wzのデータに基づき、
まず最初に第６図に示されるように、前記砥石台
基準点Pgを通りＸ軸と平行な線分と頂点Gpを通
る平面との交点Paと前記砥石台基準点Pgとの間
のＸ軸方向距離を下記(1)によつて演算する６８。

Ｂ＝Wx−Wz・tanθ ……(1) なお上式において、θは砥石車Ｇの頂点Gpを
通る平面と第１研削面Gaとのなす角である。

また、これに続いて砥石車Ｇの回転軸線Ogと
頂点Gpを通る平面との交点Pbと前記砥石台基準
点Pgとの間のＺ軸方向距離QzおよびＸ軸方向距
離Qxを下記(2)，(3)式によつて算出する６９。

Qz＝（Ｂ・tanθ）／｛（tanθ）²＋１｝ ……(2) Qx＝Ｂ／｛（tanθ）²＋１｝ ……(3) そして、上記の演算によつて得られた砥石台基
準点Pgと交点Pbとの間の離間距離Qz，Qxと、
前記のずれ量Wx、Wzのデータとに基づき、下
記(4)式を用いて砥石径W_Dを演算し７０、これを
メモリＭに記憶する７１。

W_D＝√（＋）²＋（−）²×２ ……(4) これにより、新たに取付けられた砥石車Ｇの外
径寸法を正確に測定してメモリＭに記憶すること
ができる。

そして、このメモリＭに記憶された砥石径W_D
のデータは砥石修正が行われる度に、砥石修正に
基づく径の減少に応じて減算修正され、その修正
された砥石径W_Dに基づいて、砥石交換予報等の
制御が行われる。

本発明においては、基準部材Ｓを用いて砥石台
１７上の砥石台基準点Pgに対する第１研削面
Ga、第２研削面Gbのずれ量Wx，Wzを求め、こ
れに基づいて頂部Gpの砥石径W_Dを演算している
ため、頂部Gpが回転軸線Ogと平行な方向にずれ
た砥石車Ｇを装着した場合でも、その砥石径W_D
を正確に測定できる。

なお、上記実施例においては、主軸台１１に取
付けた基準部材Ｓを用いて砥石径W_Dを検出して
いたが、主軸台１１に修正工具DTを取付け、第
８図に示すように、その頂部が基準部材Ｓを取付
けた場合におけるSaとSbの交点に位置するよう
にすれば、この修正工具DTの先端位置を基準と
して上記実施例と同じ演算式で砥石径W_Dを検出
できる。また、修正工具DTが心押台１２上にあ
る場合でも、第７図のステツプ６２において現在
位置レジスタRZに設定する値を修正工具DTの先
端と砥石台基準点Pgとの間のＺ軸方向距離の負
値とすればよい。

＜発明の効果＞ 以上述べたように本発明は、工作物テーブル上
に配設した基準部材を利用して砥石車の径を自動
測定するようにしたので、砥石交換時および砥石
寿命を求めたい時等において、砥石径を作業者が
手作業で測定する必要がなくなり、作業能率が大
幅に向上するとともに、作業者の熟練度に関係し
ない正確な砥石径の測定が行える利点がある。

また、本発明においては、アンギユラ砥石車の
一対の研削面のそれぞれを基準部材に当接させ、
当接時における砥石台の位置と工作物テーブルの
位置の両者を測定し、その両者の位置に基づいて
砥石径を演算するようにしたので、砥石車の頂部
の位置に拘わらずその砥石径を正確に測定でき
る。したがつて、頂部位置の異なる砥石車を装着
した場合でもその砥石径を正確に測定できる。従
つて、この砥石径を利用することにより、正確な
砥石寿命の計算や、砥石交換予測を行うことがで
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を明示するための全体構成図、
第２図〜第７図は本発明の実施例を示すもので、
第２図は数値制御研削盤の概略平面図、第３図は
第２図に示す研削盤を制御する制御回路のブロツ
ク図、第４図は原位置復帰状態での砥石車Ｇと基
準部材Ｓとの位置関係を示す図、第５図は第４図
におけるずれ量Wx，Wzを検出する場合におけ
る砥石車Ｇと基準部材Ｓの位置関係を示す図、第
６図は第５図におけるずれ量Wx，Wzから砥石
径W_Dを算出する方法を示す図、第７図は第３図
における演算処理装置４５の動作を示すフローチ
ヤート、第８図は本発明の変形例を示す図であ
る。 １，１３……工作物テーブル、２，１７……砥
石台、１６，１８……サーボモータ、４０……数
値制御装置、４１，４２……駆動回路、４５……
演算処理装置、５１……手動パルス発生器、Ｇ…
…砥石車、Ga……第１研削面、Gb……第２研削
面、Ｓ……基準部材、Sa……第１基準面、Sb…
…第２基準面、W_D……砥石径。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主軸軸線と平行な第１研削面とこれと直交す
   る第２研削面とを有し回転軸線が主軸軸線に対し
   て斜交するアンギユラ砥石車を砥石台に軸承し、
   この砥石台の前記主軸軸線と交差する第１軸方向
   の移動と工作物テーブルの前記主軸軸線と平行な
   第２軸方向の移動によつて工作物加工を行う数値
   制御研削盤において、前記第１研削面および第２
   研削面の係合可能な基準部材を前記工作物テーブ
   ル上に配設するとともに、前記工作物テーブルと
   砥石台との間の相対移動により前記第１、第２研
   削面を前記基準部材にそれぞれ当接させる当接手
   段と、前記第１研削面が前記基準部材に当接した
   時における前記基準部材と前記砥石台の回転軸線
   上の基準点との前記第１軸方向の相対位置を検出
   する第１位置検出手段と、前記第２研削面が前記
   基準部材に当接した時における前記基準部材と前
   記砥石台の回転軸線上の基準点との前記第２軸方
   向の相対位置を検出する第２位置検出手段と、前
   記第１、第２位置検出手段によつて検出された前
   記砥石台と前記基準部材の相対位置の情報に基づ
   いて前記砥石車の頂部における径寸法を演算して
   出力する砥石径演算手段とを設けたことを特徴と
   する数値制御研削盤における砥石径測定装置。