JPH05192865A - 回転砥石の研削開始位置決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】回転砥石と工作物あるいはドレッサーとを接近
させる場合、回転砥石が工作物あるいはドレッサーに食
い込んで研磨焼けが生じたり、不必要なドレスがなされ
たりするのを防止することを目的とする。 【構成】回転砥石と工作物との接近点に向けて、超音波
の発生を検知する空中超音波センサを配設すると共に、
この空中超音波センサが前記回転砥石と工作物との近接
によって発せられる超音波を検知したとき、この検知信
号に基づいて前記回転砥石の工作物に対する研削開始位
置を決定する回転砥石の研削開始位置決定方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、研削砥石のドレス、
あるいは工作物を回転砥石で研削する研削技術分野に利
用される。

【０００２】

【従来の技術】回転砥石をドレスする場合、あるいは工
作物を回転砥石にて研削する場合、通常、回転砥石を回
転させた状態でドレッサーあるいは工作物に近づけてい
き、このドレッサーあるいは工作物に回転砥石を当接さ
せてドレスあるいは研削を開始している。この際、ドレ
ッサーあるいは工作物に回転砥石が強く接触すると、ド
レス面あるいは研削面に回転砥石が食い込む状態となる
ことから、回転砥石をドレッサーあるいは工作物に接触
させるときは、両者の接触点を目視しつつ徐々に行う必
要があり、相当な熟練を要するものであった。従って、
自動化し難いものであったが、最近は回転砥石をドレッ
サーあるいは工作物に接近させる送り速度を自動的に低
下させるために、ドレッサーあるいは工作物に回転砥石
が接触したとき、回転砥石に負荷がかかることから、こ
のときに生じる電流変化を検知し、この検知信号に基づ
いて前記送り速度を変化させる速度調整方法が一般に採
用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この方法
は、電流の変化によって作動するものであり、この変化
を検出できるのは工作物に回転砥石を接触させ、かつあ
る程度押圧された時点となる。この点につき、発明者が
実験した結果では、ドレッサーあるいは工作物と回転砥
石とが接触し、かつ３０μ程度ドレスあるいは研削され
た時点で回転砥石の送り速度が低速になるものであっ
た。このため、ドレッサーあるいは工作物に回転砥石が
食い込んで研磨焼けが惹起される問題があった。また、
ドレスを行う場合においては、ドレス量が大となるため
に、砥石の消耗が著しいものであった。これらの点から
工作物に接触する前段で回転砥石の送り速度を低下させ
ればよいのであるが、このような微調整は難しく、従っ
て送り時間が長くなって作業効率が低下するという不具
合があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の点に
鑑みて発明されたもので、第１の発明は、回転砥石と工
作物との接近点に向けて、超音波の発生を検知する空中
超音波センサを配設すると共に、この空中超音波センサ
が前記回転砥石と工作物との近接によって発せられる超
音波を検知したとき、この検知信号に基づいて前記回転
砥石の工作物に対する研削開始位置を決定することを特
徴とする回転砥石の研削開始位置決定方法である。

【０００５】第２の発明は、回転砥石とドレッサとの接
近点に向けて、超音波の発生を検知する空中超音波セン
サを配設すると共に、この空中超音波センサが前記回転
砥石とドレッサとの近接もしくは接触によって発せられ
る超音波を検知したとき、この検知信号に基づいて、ド
レス用ダイヤモンドの切込み位置を決めることを特徴と
する回転砥石のドレス開始位置決定方法である。

【０００６】第３の発明は、回転砥石と回転ドレッサと
の接近点に向けて、超音波の発生を検知する空中超音波
センサを配設すると共に、この空中超音波センサが前記
回転砥石と回転ドレッサとの近接もしくは接触によって
発せられる超音波を検知したとき、この検知信号に基づ
いて前記回転ドレッサの切込み位置を決めることを特徴
とする回転砥石のドレス開始位置決定方法である。

【０００７】第４の発明は、回転砥石と基準台との接近
点に向けて、超音波の発生を検知する空中超音波センサ
を配設すると共に、この空中超音波センサが前記回転砥
石と基準台との近接によって発せられる超音波を検知し
たとき、この検知信号に基づいて前記回転砥石の基準位
置を決定することを特徴とする回転砥石の基準位置決定
方法である。

【０００８】

【作用】上記構成により、ドレスあるいは工作物の研削
に際して回転砥石を回転させた状態でドレッサーあるい
は工作物に接近させていくと、ドレッサーあるいは工作
物に接触する直前に両者の対向部位より超音波が発生す
る。この超音波が空中超音波センサに検出されると、こ
の検出信号を受けた位置を基準としてドレスあるいは研
削を開始し、あるいは砥石の磨耗管理を行うことができ
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明に係る回転砥石の送り開始位置決
定方法を実施するための装置を示すブロック図である。
同図において１は研削機械であり、工作物２を保持する
保持具３と、回転砥石４を回転駆動するモータ５を載置
したテーブル６と、このテーブル６を保持具３に対し前
後動させるステッピングモータ７とからなり、このモー
タ７が制御回路８からの制御信号を受けてテーブル６を
保持具３側に送る速度を調整するようになっている。

【００１０】９はワーク２と回転砥石４との対向部位か
ら発せられる超音波を検出する空中超音波センサであっ
て、センサ１０と音響ガイド１１とからなり、保持具３
の近傍に配置されている。センサ１０は、図２に示すよ
うに、ケース１０ａの前部に泡状のセラミックからなる
マッチング材１０ｂを収納し、後部には超音波振動を受
けると電圧を発生する圧電素子１０ｃが配されている。
そして、この圧電素子１０ｃの端子１０ｄ，１０ｅに
は、後述の送り速度調整手段１２に接続された同軸ケー
ブル９ａのリード線が接続され、検知電圧をアンプ１２
ａに出力するようになっている。また、ケース１０ａの
外周には、ゴムホースやビニールチューブ等で形成され
る音響ガイド１１の一端１１ａが嵌着されている。この
音響ガイド１１の他端１１ｂは、前記ワーク２と回転砥
石４との接触点に向けられていて、ワーク２に回転砥石
４が近接または接触するときに発せられる超音波を外乱
の影響なくセンサ１０に導くと共に、その中央部は曲設
されて、水、砥石粉および研削粉等がセンサ１０に侵入
するのを防止するようになっている。

【００１１】１２は前記回転砥石の送り速度を微調整す
る送り速度調整手段であって、アンプ１２ａ、弁別回路
１２ｂ、比較回路１２ｃおよびフォトカプラ１２ｄ等を
備えて構成されている。前記アンプ１２ａは、空中超音
波センサ９から送出される検知信号を増幅して弁別回路
１２ｂに与える。また、この弁別回路１２ｂは、通常４
０kHz ないし１MHz の範囲にある検知信号が外乱の影響
を受け難い約２００kHz の周波数のみ抽出して、その出
力信号を比較回路１２ｃの一方の入力に供給する。この
比較回路１２ｃの他方の入力には、基準電圧が導かれて
おり、この基準電圧を超えたとき出力から信号電圧をフ
ォトカプラ１２ｄに与える。このフォトカプラ１２ｄ
は、フォトダイオードとフォトトランジスタとからなる
もので、前記信号電圧を受けて不要成分が除去された出
力信号を前記制御回路８に与え、この制御回路８からス
テッピングモータ７の回転数を低下させる制御信号を出
力する構成となっている。

【００１２】次に、動作について説明する。まず、ワー
ク２の研削作業に際しては、保持具３とテーブル６とを
離間させておき、ワーク２を保持具３に、回転砥石４を
モータ５にそれぞれ装着する。次に、このモータ５を駆
動して回転砥石４を回転させておいて、ステッピングモ
ータ７を起動する。この時、ステッピングモータ７は、
制御回路８からの制御信号に基づいて回転数が調整さ
れ、起動後にテーブル６は保持具３に対し接近するよう
に制御される。そして、保持具３にテーブル６が接近
し、ワーク２と回転砥石４とが近接すると、回転砥石４
の回転によりワーク２の端面との間に超音波が発生す
る。すると、この超音波は音響ガイド１１を介してセン
サ１０側に導かれ、超音波が検知される。これに伴っ
て、センサ１０より検知信号が出力され、アンプ１２ａ
を介し増幅されて弁別回路１２ｂに与えられる。この弁
別回路１２ｂで必要な事域の周波数が抽出され、その周
波数信号が比較回路に供給される。この比較回路は、前
記信号１２ｃを受けると、信号電圧をフォトカプラ１２
ｄに出力して駆動させる。すると、このフォトカプラ１
２ｄの出力を受ける制御回路８は、ステッピングモータ
７に対して高速回転を低速回転に変化させる制御信号を
出力し、テーブル６の送り速度を遅くする。このため、
ワーク２の端面に回転砥石４が低速で当接し、しかも検
知信号が出力された位置によって回転砥石４による研削
開始位置を決定し、その位置から一定距離回転砥石を研
削送りさせるので、ワーク２が不必要に押圧されて切り
込まれるといったことが防止される。また、接触時点か
ら必要以上の回転砥石４の移動が規制され、ワーク２に
対し回転砥石４が必要距離以上食い込むこともないから
研磨焼けの発生が回避されて、ワーク２の仕上げが難し
くなるといった不具合もなくなる。

【００１３】図３は、回転砥石４をドレッサー２０に近
接する場合に回転砥石４とドレッサー２０との近接位置
に、空中超音波センサの音響ガイド１１の他端１１ｂを
向けているものである。これにより、回転砥石４がドレ
ッサー２０に近接したときの超音波を検知し、超音波を
検知した位置に基づいてドレッサー開始位置を決定する
ものである。他の構成は図１において説明した場合と同
様である。

【００１４】図４は回転砥石４を回転ドレッサー３０に
よってドレスする場合を示しており、基本的構成は図１
において説明した場合と同様である。

【００１５】図５は回転砥石の基準位置を決定する場合
を示しており、ＮＣ制御盤によって回転砥石を制御する
場合等の、回転砥石の基準位置の決定方法を示すもので
ある。すなわち基準台４０と回転砥石４との近接位置に
向けて空中超音波センサを向けて設置し、基準台に回転
砥石４が近接したときに発生する超音波を検知したとき
を回転砥石の基準位置と決定するものである。これによ
り、回転砥石を基準台に直接接触させることなく基準位
置を決定することができる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、回転砥石
と、工作物、ドレッサー若しくは基準台との接触点に向
けて空中超音波センサを配設し、このセンサが超音波を
検出したときの検知信号に基づいて、工作物等に対する
回転砥石の研削若しくはドレス開始位置を決定し、ある
いは基準位置を決定するので研削開始位置決定のために
回転砥石が工作物に接触する不都合が解消され、、工作
物等に砥石が接触する直前まで研削り速度を高速化でき
る。よって、研削工程の大幅な時間短縮を図ることがで
き、作業効率を大幅に高めることが可能となる。また、
研削開始位置を決定してから工作物に接触し、工作物へ
の接触時には、回転砥石が低速で当接するから、工作面
に砥石が食い込んで砥石焼けが生じる問題が防止され、
工作物の仕上げも良くなるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回転砥石の送り速度調整装置を示
すブロック図である。

【図２】空中超音波センサの断面図である。

【図３】第２の発明の実施例を示す概要図である。

【図４】第３の発明の実施例を示す概要図である。

【図５】第４の発明の実施例を示す概要図である。

【符号の説明】

１ 工作機械 ２ 工作物（ワーク） ４ 回転砥石 ９ 空中超音波センサ １２ 回転砥石送り手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転砥石と工作物との接近点に向けて、
   超音波の発生を検知する空中超音波センサを配設すると
   共に、この空中超音波センサが前記回転砥石と工作物と
   の近接によって発せられる超音波を検知したとき、この
   検知信号に基づいて前記回転砥石の工作物に対する研削
   開始位置を決定することを特徴とする回転砥石の研削開
   始位置決定方法。
2. 【請求項２】 回転砥石とドレッサとの接近点に向け
   て、超音波の発生を検知する空中超音波センサを配設す
   ると共に、この空中超音波センサが前記回転砥石とドレ
   ッサとの近接もしくは接触によって発せられる超音波を
   検知したとき、この検知信号に基づいて、ドレス用ダイ
   ヤモンドの切込み位置を決めることを特徴とする回転砥
   石のドレス開始位置決定方法。
3. 【請求項３】 回転砥石と回転ドレッサとの接近点に向
   けて、超音波の発生を検知する空中超音波センサを配設
   すると共に、この空中超音波センサが前記回転砥石と回
   転ドレッサとの近接もしくは接触によって発せられる超
   音波を検知したとき、この検知信号に基づいて前記回転
   ドレッサの切込み位置を決めることを特徴とする回転砥
   石のドレス開始位置決定方法。
4. 【請求項４】 回転砥石と基準台との接近点に向けて、
   超音波の発生を検知する空中超音波センサを配設すると
   共に、この空中超音波センサが前記回転砥石と基準台と
   の近接によって発せられる超音波を検知したとき、この
   検知信号に基づいて前記回転砥石の基準位置を決定する
   ことを特徴とする回転砥石の基準位置決定方法。