JPH0513786B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は研削中の被加工物の寸法を間欠的に測
定し、その測定値に基づいて連続測定していると
同様の高精度の研削加工の制御を行なう研削盤の
加工制御方法および装置に関するものである。

周知の如く、通常インプロセス自動定寸装置に
おいては、被加工物の研削加工を行なうと同時
に、その被加工物の寸法変化を連続して測定し、
その結果によつて粗研・精研・スパークアウト・
加工停止等の研削精御を行なつている。ところが
小さな被加工物の内面を研削するような場合に
は、研削砥石と同時に内径測定用測子をその内面
に挿入することが出来ない。そこで、かかる被加
工物に対しては、被加工物内面に研削砥石と内径
測定用測子とを交互に挿入しその測定値をもつ
て、つまり研削砥石が被加工物を研削中は測子を
後退させておき、研削砥石が後退すると、測子を
前進させて被加工物内径を測定するという作動を
繰り返し行なわせ、その間欠的な測定値をもつて
自動定寸の加工制御を行なつていた。ところがこ
の制御方法においては、測定と測定との間、つま
り研削途中においてその被加工物の寸法が定寸に
達したとしても、直ちには定寸信号は発せられず
に研削は続行され、次の測定時において初めて定
寸信号が発せられることになるため、被加工物の
仕上がり寸法にバラツキを生ずることとなる。

本発明は上記したような欠点を解決し、間欠的
な測定値を用いてあたかも連続測定していると同
様の出力信号を得、これによつて自動定寸制御を
行なう共に、間欠的な測定値には測定用測子の挿
入時のジヤンピングによる誤差や、被加工物回転
用ローラの真円度・振れ等による測定値の変化の
影響を受けないようにして、高精度の研削制御を
行なわしめる自動定寸装置を提供するものであ
る。

以下図面に従つて本発明の一実施例について説
明する。なおここで研削及び測定は常に一定時
間、一定の切込量、切込速度をもつて正確に繰返
し実施される。第１図は本発明による自動定寸装
置のブロツク図、第２図はその出力波形図であ
る。なお被加工物の径の精密測定には通常差動変
圧器に使用するが、大体その目的寸法値を零点と
して、零点に向つて（＋）側から研削測定する。
そのため測定信号は大から小に向つて電圧が変化
する。そこで内径の場合には研削により径が大き
くなるのに対して信号出力は逆に小さくなる。こ
れは零点の決め方によるもので、信号を（＋）値
で取扱う方が便利であるためであつて、本発明に
おいてもこの方式によつて説明する。

第１図において、１は測定部であつて、その測
子２，３が被加工物内面に挿入され、その内径を
測定してから後退するという作動を繰り返し行な
うと、測定部からはその都度、増幅回路４、同期
整流回路５、直流増幅回路６を介して第２図イで
示すような漸減する断続的な測定値Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ…が出力される。なおＡ、Ｂ、Ｃ…の間には研
削工程が入り、その結果の寸法をＡ、Ｂ、Ｃ…が
示す。７は第１積分器、また８は第２積分器であ
つて、前記測定部１からの測定値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
…を交互に入力して積分し、第１積分器７からは
第２図ロに示すような積分値A₁、C₁、E₁…を、
また第２積分器８からは第２図ハに示すような積
分値B₁、D₁、F₁…を出力する。ここでA₁、B₁、
C₁…はイにおけるＡ、Ｂ、Ｃから導き出される
が、その幅（時間）には次回の研削工程の時間を
包含するものである。９はタイミング回路であつ
て、前記した測定部１からの測定信号に基づいて
後述するようなタイミングによつて前記第１積分
器７および第２積分器８の積分開始信号およびそ
のリセツト信号等を出力する。１０は切換回路で
あつて、前記第１積分器７および第２積分器８か
らの積分値を交互に切り換えて、第２図ニで示す
連続して段階的に変化する信号A₂、B₂、C₂、D₂
…を出力する。なおロ，ハにおいて、前述のよう
に波形A₁、B₁、C₁…の幅（時間）にはイの測定
信号Ａ、Ｂ、Ｃ…の間の研削の時間をも含み、従
つてニのA₂B₂、C₂…の幅には各々次回の研削の
時間をも含む。１１は第１サンプルホールド回
路、また１２は第２サンプルホールド回路であつ
て、前記切換回路１０からの信号A₂、B₂、C₂、
D₂…を交互に入力して、第１サンプルホールド
回路１１からは第２図ホで示すような連続した信
号A₃、C₃、E₃…が、また第２サンプルホールド
回路からは第２図ヘで示すような連続した信号
B₃、D₃、F₃…が出力される。１３はタイミング
回路であつて、前記測定部１からの測定信号に基
づいて、後述するようなタイミングによつて前記
第１サンプルホールド回路１１および前記第２サ
ンプルホールド回路１２のホールド開始信号およ
びそのリセツト信号、さらには１４で示す測定部
挿入間隔測定回路のタイミング信号を出力してい
る。１５は減算回路であつて、前記第１サンプル
ホールド回路１１および第２サンプルホールド回
路１２の信号を入力してその差の絶対値を演算し
て第２図トで示すような信号を出力する。なお第
２図トで示す信号は間欠的に測定された測定値
Ａ、Ｂ、Ｃ…が一定の値で減少している場合、つ
まり研削の各回の研削量が一定である場合の出力
を示している。１６は第３積分器であつて、前記
減算回路１５からの信号を積分して第２図チで示
す積分値を出力する。１７は除算回路であつて、
測定部を被加工物の内面に挿入する時間間隔を変
えた場合に、前記第３積分器１６からの積分値
を、前記測定部挿入間隔測定回路１４により測定
された時間で除して、その値を出力するものであ
る。なお、前記した測定部挿入間隔測定回路１４
および除算回路１７は一回の研削において、測定
部挿入間隔を変えた場合に、より好適な積分値を
得るためのものであつて、通常は第３積分器１６
からの積分値を直接次段の回路へ出力する。１８
は演算回路であつて、前記切換回路１０からの第
２図ニに示す信号値ｆから、前記第３積分器１６
もしくは除算回路１７からの第２図チに示す積分
値ｇを減算して、第２図リの一点鎖線で示すスム
ージング信号ｈを出力する。このスムージング信
号ｈは図からも明らかなように漸減する連続線で
表わされる信号であつて４のｇの幅は常に測定の
次の研削の時間にまで及ぶもので、実際の測定が
第２図イのように間欠的なものであるにも拘わら
ず、あたかも連続して測定しているような測定信
号として表示される。前記演算回路１８からのス
ムージング信号はメータ１９により連続測定して
いると同様のスムーズに漸減する指針の振れとし
て表示されると共に、シユミツト回路２０，２
１，２２にそれぞれ入力され、予め設定された基
準電圧に達すると粗研から精研、スパークアウ
ト、加工停止等の信号を出力して研削の制御が行
なわれる。

次に第２図の各信号の発生タイミングについて
説明する。第１積分器７および第２積分器８に
は、測子が被加工物内面に挿入される毎に、すな
わち第２図イのＡ、Ｂ、Ｃのそれぞれの立ち上が
り信号により、図示しないスイツチが切替わり、
交互に測定信号が入力される。第３図は測定信号
を拡大した図であつて、実線で示すものは例えば
第２図イのＡのように測定部からの一回毎の測定
信号を表わす。測子２および３はａ点において被
加工物の内面に挿入され、ｂ点で後退するが、図
からも明らかなように、測子挿入時にはジヤンピ
ング現象によりl₁で示すような測定誤差が生じ、
また測定の中途においては、被加工物回転用ロー
ラの真円度や振れ等によつてl₂で示すような測定
値の変化が生じている。勿論本発明においては、
例えば、測定区間ｌにおける最大値や、あるいは
ある一点例えばＰ点における瞬間的な測定値をも
つて、その測定区間ｌにおける測定値とし、これ
に基づいて第２図ニで示す連続して段階的に変化
する信号を得ることもできるが、より信頼性の高
い測定値を得るために次のような方法が採用され
ている。すなわち測定値の立ち上がり信号が、ａ
点から所定レベルのｃ点に達したときをタイミン
グ信号発生点とし、その時点から一定の安定待ち
時間T₁を設定し、その時間経過後、予め設定さ
れている時間T₂間の測定値の積分を行ない、そ
の間の平均値をもつて測定値としている。こうす
ることによつて、第１および第２積分器７，８か
らは測定子挿入時のジヤンピングによる測定誤差
や、あるいは被加工物回転用ローラの真円度や振
れによる測定値の変化の影響のない信頼性の高い
測定値を得ることができる。なお、上記の例にお
いては第３図のT₂間の測定値を積分するもので
あるが、測定区間ｌの測定値を積分したり、ある
いはT₁経過後の測定値を積分しても本発明の目
的は達成される。このようにして測定部から交互
に入力された測定信号は、第２図ロおよびハに示
すような積分値として出力されるが、一方の積分
器は他方の積分器が安定待ち時間および積分中の
間はその積分値を記憶し出力し続ける。すなわ
ち、第１積分器７からのA₁信号は、第２積分器
８が第２図ハのｄで示す安定待ち時間、およびｅ
で示す積分中は出力し続けられ、Ｂ信号の立ち下
がりでリセツトされる。同様にして積分値B₁は
測定値Ｃの立ち下がり信号により、また積分値
C₁は測定値Ｄの立ち下がり信号によりリセツト
されるまで出力し続けられる。切換回路１０にお
いては、図示しない切換スイツチが交互に切り換
わり、第１および第２積分器からの積分値を交互
に出力する。すなわち、切換スイツチが第１積分
器７に接続されていると信号A₁を信号A₂として
出力し、信号A₁が前述のようにしてリセツトさ
れると同時に測定信号Ｂの立ち下がり信号により
切換スイツチが第２積分器８に接続されて、信号
B₁を信号B₂として出力する。以下同様に切り換
えられて第２図ニの連続して段階的に変化する信
号が得られる。第１サンプルホールド回路１１お
よび第２サンプルホールド回路１２においては測
定信号Ａ、Ｂ、Ｃ…の立ち上がり信号により切り
換わる図示しない切換スイツチにより、切換回路
１０からのA₂信号はA₃信号として、またB₂信号
はB₃信号として交互にホールドされ、A₃信号は
測定信号Ｃの立ち上がり、B₃信号は測定信号Ｄ
の立ち下がりによりリセツトされるまでホールド
され、逐次減算回路１５に入力される。従つて減
算回路１５においては逐次入力される第１サンプ
ルホールド回路１１からの値と第２サンプルホー
ルド回路１２からの値とを減算してトで示す絶対
値を得る。こうして得られた絶対値は第３積分器
１６で積分されて、その値を第２図ニに示す切換
信号ｆから減算して、第２図リの一点鎖線で示す
スムージング信号ｈを得ることは前述の通りであ
る。なお上記実施例においては、各回路を作動
は、タイミング回路９あるいは１３からの測定信
号の立ち上がりあるいは立ち下がり信号の所定の
レベルを越えたときに生ずるタイミング信号によ
り行なわれるが、本発明はこれに限られるもので
はなく、例えば測子と研削砥石が被加工物内径に
交互に挿入されるときの動きと同期して発生する
リミツトスイツチからの信号によつて行なうこと
も勿論可能である。

第４図は切換信号ｆとスムージング信号ｈを拡
大した図であつて、いまｉで示すレベルが切込停
止位置つまり定寸信号発生レベルとすると、従来
の制御方法においては信号f₁では定寸信号は発生
せず、次の測定信号f₂ではじめて定寸信号が発生
されることとなりεで示す値が誤差となる。これ
に対して本発明においては測定と測定との間、つ
まり研削中においても前回の研削の傾向をもつて
判断し、これによりあたかも連続して測定してい
ると考えることのできるスムージング信号ｈが出
力されているから、研削中にｉレベルに達すると
ｊ点において誤差のない定寸信号が発せられる。

なお、上記実施例においては、より高精度のス
ムージング信号を得るために、測定値を第１積分
器および第２積分器で交互に積分したが、スムー
ジング信号を得る目的からすればこれは絶対的な
ものではなく、測定値の瞬時値をホールドするサ
ンプルホールド回路をこれに代えてもよい。

以上詳述したように、本発明においては間欠的
な測定値から、あたかも連続測定しているような
スムージング信号を作り、この信号により定寸制
御を行なうもので、測定と測定との間すなわち、
実際の測定が行なわれていない加工中において、
被加工物内径が定寸に達したときも直ちに制御信
号を出力することができ、仕上がり寸法にバラツ
キのない高精度の定寸加工が可能となつた。また
本発明においては、測子を被加工物内径に挿入し
たときに生ずるジヤクピングに基因した誤差や、
あるいは被加工物回転用ローラの真円度・振れ等
による測定値の変化を排した信頼性の高い測定値
をもとにスムージング信号を作つているから、ス
ムージング信号も信頼性の高いものであり、従つ
て高精度の定寸加工を保証することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図はその出力波形図、第３図は測定信号の拡
大説明図、第４図は本発明および従来装置の制御
信号発生説明図。 １：測定部、７：第１積分器、８：第２積分
器、９，１３：タイミング回路、１０：切換回
路、１１：第１サンプルホールド回路、１２：第
２サンプルホールド回路、１５：減算回路、１
６：第３積分器、１８：演算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被加工物の研削加工と測定とを交互に繰り返
   して行ない、その間欠的な測定値をもつて加工制
   御を行なう研削加工制御方法において、 測定部から間欠的に得られる測定信号を次回の
   測定まで保持することにより段階的に変化する信
   号を作り、 この段階的に変化する信号に基づいて前回の測
   定信号から今回の測定信号を減算して差信号を求
   め、 その差信号を各測定周期毎に積分することによ
   り０から前記差信号になるように変化する鋸歯状
   の信号を作り、 前記段階的に変化する信号から前記鋸歯状の信
   号を減算することによりスムージング信号を作
   り、 このスムージング信号により被加工物の加工制
   御を行なうことを特徴とする研削加工制御方法。 ２ 特許請求の範囲第１項の記載において、前記
   測定部からの測定信号が測定値の積分信号である
   ことを特徴とする研削加工制御方法。 ３ 特許請求の範囲第１項の記載において、前記
   測定部からの測定信号が、測定開始点から一定の
   安定待ち時間経過後の測定値の積分信号であるこ
   とを特徴とする研削加工制御方法。 ４ 特許請求の範囲第１項の記載において、前記
   測定部からの測定信号が測定開始点から一定の安
   定待ち時間経過後の所定時間内の測定値の積分信
   号であることを特徴とする研削加工制御方法。 ５ 被加工物の研削加工と測定とを交互に繰り返
   して行ない、その間欠的な測定値をもつて加工制
   御を行なう研削加工制御装置において、 測定部から間欠的に得られる測定信号を入力し
   て次回の測定まで保持することにより段階的に変
   化する信号を作成する手段と、 前記段階的に変化する信号をその信号の変化時
   点毎に交互に入力して次の入力時点まで記憶保持
   する第１記憶回路および第２記憶回路と、 前記第１記憶回路および第２記憶回路からの記
   憶値を入力してその差の絶対値を求める減算回路
   と、 前記減算回路からの減算値を各測定周期毎に積
   分することにより０から前記減算値になるように
   変化する鋸歯状の信号を作成する積分器と、 前記段階的に変化する信号から前記鋸歯状の信
   号を減算してスムージング信号を出力する演算回
   路と、 を備えたことを特徴とする研削加工制御装置。 ６ 特許請求の範囲第５項の記載において、前記
   段階的に変化する信号を作成する手段は、前記測
   定部から間欠的に得られる測定信号を交互に入力
   して積分する第１積分器及び第２積分器と、前記
   第１積分器及び第２積分器からの信号を交互に切
   り換える切換回路とから成ることを特徴とする研
   削加工制御装置。 ７ 特許請求の範囲第６項の記載において、前記
   第１積分器及び第２積分器は、前記測定部からの
   測定信号が測定開始点から一定の安定待ち時間経
   過後の所定時間内の測定値を積分することを特徴
   とする研削加工制御装置。