JPH05269663A - 研削装置 - Google Patents

研削装置

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JPH05269663A
JPH05269663A JP6737792A JP6737792A JPH05269663A JP H05269663 A JPH05269663 A JP H05269663A JP 6737792 A JP6737792 A JP 6737792A JP 6737792 A JP6737792 A JP 6737792A JP H05269663 A JPH05269663 A JP H05269663A
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JP
Japan
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grinding
grindstone
grinding wheel
turning
amount
Prior art date
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Pending
Application number
JP6737792A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomoyasu Imai
智康 今井
Ryohei Mukai
良平 向井
Toshihiro Tsutsui
利弘 筒井
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Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速研削により砥石形状が変形しても工作物
への加工精度に影響を及ぼさないようにした研削装置を
提供する。 【構成】 研削砥石131の高速研削に伴い検出手段1
40で検出された砥石回転速度もしくは砥石の変形量を
補正量変換手段150により位置補正量と旋回補正量に
変換し、この位置補正量と旋回補正量にしたがい砥石台
駆動手段100およびその旋回駆動手段120もしくは
砥石台駆動手段100および工作物テーブルの旋回駆動
手段130を制御手段160により制御することによ
り、変形の生じた研削砥石131と工作物Wとの相対的
位置を自動的に補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、研削装置,特に砥石周
速度を増加させて高能率研削を可能にする研削装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来から、研削加工量が大きく、生産量
の多い能率的な研削法の1手法として、砥石周速度を通
常よりも数倍の高速(例えば45〜60m/sないしそれ
以上)で行う高速研削がある。図5は、高能率研削に使
用される研削砥石およびその支持機構部の一部の断面図
である。
【0003】図5において、1は砥石軸であり、この砥
石軸1の先端テーパ部1aには固定フランジ2が嵌合さ
れ、この固定フランジ2はテーパ部1aの先端に螺合し
たナット3を締付けることにより同心に固定される。ま
た、固定フランジ2に形成した円形段部2aには、研削
砥石4の中心穴4a(砥石コア)が嵌合されており、こ
の研削砥石4は、その開放面側から重ね合わせた可動フ
ランジ5をボルト6で固定フランジ2に締付けることに
より固定フランジ2に固定される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、高能率研削
のために砥石周速度が高速になってくると、固定フラン
ジ2の砥石挟持部26が周速度に応じた遠心作用により
図5の破線に示すように変形し、これにつれて研削砥石
4に図5の破線に示す如くlに相当する砥石回転軸線方
向の傾き変形(以下これを変形量lという)が生じると
ともに、径方向にdに相当する遠心膨張による変形(以
下これを変形量dという)が生じる。
【0005】図6は、このときの砥石周速度vと変形量
l,dとの関係を示す特性図である。従って、これらの
変形量が生じたままの砥石で工作物を研削すると、工作
物の寸法精度および形状精度が悪化するという問題があ
る。特に、このような加工精度の悪化は砥石周速度が超
高速になる程、およびツルーイングを行わない電着砥石
において顕着となる。
【0006】また、1台の研削盤であっても、同じ周速
度の研削砥石で工作物を研削するとは限らず、工作物の
材質,要求精度により最適周速度も異なってくる。これ
に伴い同一寸法に加工すべき工作物であっても、その材
質,要求精度が異なってくると、工作物の加工寸法も変
化してしまうという問題があった。本発明は、上記のよ
うな従来の問題を解決するものであり、その目的とする
ところは、高速研削により砥石形状が変形しても工作物
への加工精度に影響を及ぼさないようにした研削装置を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
1にしたがって本発明を説明すると、本発明は、工作物
Wを回転駆動する主軸台21を有する工作物テーブル1
5と、研削砥石131を高速回転させる駆動モータ13
4を有する砥石台13と、工作物Wと研削砥石131と
が互いに近接離間する方向および工作物Wの回転軸線方
向に工作物テーブル15と砥石台13とを相対移動させ
る駆動手段100,110とを備えた研削装置に適用さ
れる。
【0008】そして、上記目的は、工作物テーブル15
および砥石台13の少なくとも一方を旋回動作させる旋
回駆動手段120,130と、研削砥石131の回転速
度もしくは高速研削に伴う砥石変形量を検出する検出手
段140と、この回転速度もしくは変形量を砥石台13
もしくは工作物テーブル15の近接離間する方向の位置
補正量と砥石台もしくは工作物テーブルの旋回補正量と
に変換する補正量変換手段150と、この位置補正量と
旋回補正量に応じて駆動手段および旋回駆動手段を制御
し位置補正する制御手段160とを備えることにより達
成される。
【0009】
【作用】上記の構成により、研削砥石131の高速研削
回転に伴い検出手段140で検出された砥石回転速度も
しくは砥石の変位置は補正量変換手段150により位置
補正量と旋回補正量に変換され、この位置補正量と旋回
補正量にしたがい制御手段160が駆動手段および旋回
駆動手段を制御することにより、変形の生じた研削砥石
131と工作物Wとの相対的位置を自動的に補正するか
ら、高速研削する砥石が遠心膨張および回転軸線方向に
変形を起こしても工作物の加工精度を悪化させることが
ない。
【0010】
【実施例】
−第1の実施例− 図2は本発明の第1の実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、30は研削盤10を
制御する数値制御装置である。研削盤10は、ベッド1
1上にZ軸方向に移動可能に設けた図略のZ軸スライド
テーブルと、このZ軸スライドテーブル上に支点12a
を中心に水平方向に旋回可能に設けた旋回テーブル12
と、この旋回テーブル12上に設けた砥石台13と、ベ
ッド11上にX軸方向に移動可能に設けたスライドテー
ブル15を備え、砥石台13はサーボモータ14によっ
てZ軸方向に移動され、スライドテーブル15はサーボ
モータ16によりX軸方向に移動される。
【0011】砥石台13は、研削砥石131を回転可能
に支持する支持部132、及びベルト等の回転伝達機構
133を介して研削砥石131を高速回転させる駆動モ
ータ134を備える。また、旋回テーブル12の側縁に
はウォームホイール17が形成されており、このウォー
ムホイール17に噛合するウォーム18は、Z軸スライ
ドテーブル上に設置した旋回テーブル駆動用サーボモー
タ19により回転される。
【0012】スライドテーブル15上には、旋回テーブ
ル20が支点20aを中心にして水平方向に旋回可能に
設置されており、旋回テーブル20上には、主軸台21
及び心押台22が軸線を一致して長手方向に対向配置さ
れ、この主軸台21の主軸21aに設けたチャック21
bと心押台22により工作物Wの一端が把持され、他端
がセンタ支持される。また、旋回テーブル20の一端に
はウォームホイール23が形成されており、このウォー
ムホイール23と噛合するウォーム24は、スライドテ
ーブル15上に設置した旋回テーブル駆動用サーボモー
タ25により回転される。
【0013】数値制御装置30は、全体を制御し管理す
る中央処理装置(以下、CPUという)31、加工プロ
グラム、工作物位置補正プログラム、砥石コアの材質,
砥石形状,砥石の締付状態等を考慮した砥石回転数nに
対する砥石の変位量lおよびdから工作物位置補正量を
予め算出してテーブル化したデータ等を格納する記憶装
置32、プログラムにしたがいCPU31から送出され
る指令値に応じたパルス信号をそれぞれ送出するZ軸用
パルス分配回路33、X軸用パルス分配回路34、砥石
台の旋回テーブル用パルス分配回路35および工作物ス
ライドテーブルの旋回テーブル用パルス分配回路36と
から構成される。
【0014】Z軸用パルス分配回路33には駆動回路3
7を介して砥石台送り用サーボモータ14が接続され、
X軸用パルス分配回路34には駆動回路38を介してス
ライドテーブル送り用サーボモータ16が接続されてい
る。また、砥石台の旋回テーブル用パルス分配回路35
には駆動回路39を介して旋回テーブル駆動用サーボモ
ータ19が接続され、工作物スライドテーブルの旋回テ
ーブル用パルス分配回路36には駆動回路40を介して
旋回テーブル駆動用サーボモータ25が接続されてい
る。さらに、CPU31には加工プログラムその他のデ
ータを入力するとともに各種の操作入力を行う操作盤等
の入力装置41が接続されている。
【0015】42は研削砥石131に近接して配置した
回転数計であり、この回転数計42により検出された研
削砥石131の回転数はCPU31に取り込まれるよう
になっている。次に、上記のように構成された本実施例
の動作を図2に示すフローチャートを参照して説明す
る。
【0016】入力装置41を操作することにより研削装
置が起動されると、まず、工作物位置補正をプログラム
がスタートする。これに伴い砥石駆動モータ134が起
動され、研削砥石131を工作物の材質,要求精度等に
応じた最適な砥石周速度に回転させる(ステップS
1)。
【0017】次のステップS2では、回転数計42によ
り研削砥石131の回転数を検出し、この検出値はCP
U31に取り込まれる。CPU31では、取り込んだ回
転数をアドレスポインタとして砥石回転数に対する工作
物の位置補正量、すなわち回転数nに対する砥石の変位
量lおよびdに対応する位置補正量を工作物位置補正デ
ータテーブルから読み出す(ステップS3)。
【0018】次のステップS4では、補正データテーブ
ルから読み出した工作物位置補正量に基づいてZ軸スラ
イドテーブルおよび旋回テーブル12,20の位置を補
正する。例えば、工作物Wを高能率でトラバース研削す
る研削盤においては、まず、研削砥石131の回転数n
に応じて記憶装置32の補正データテーブルから読み出
された砥石変位量lに対応する位置補正データをCPU
31で解読し、この解読した補正データをパルス分配回
路35に加えることにより、パルス分配回路35から補
正データに応じた数のパルス信号を送出し、このパルス
信号を駆動回路39を介してサーボモータ19に加える
ことにより、サーボモータ19を送出パルス数に相当す
る分回転させる。これに伴いウォーム18およびウォー
ムホイール17を介して連繋された砥石台旋回テーブル
12が支点12aを中心に図2の矢印A方向に旋回さ
れ、砥石の変位量lを補正する。
【0019】一方、砥石の膨張変形量dに対する位置補
正に際しては、この変形量dに対応する位置補正データ
をCPU31で解読してパルス分配回路33に加えるこ
とにより、パルス分配回路33から位置補正データに相
当する数のパルス信号を送出し、このパルス信号を駆動
回路37を介してサーボモータ14に加えることで、Z
軸スライドテーブルをその膨張変形量dに相当する分、
加工プログラムで設定された切込み量より後退させ、こ
れによって砥石の膨張変形量dを補正する。
【0020】砥石変形に対する位置補正が終了したなら
ば、加工プログラムをスタートさせて工作物Wをトラバ
ース研削する。すなわち、位置補正された砥石台13の
研削砥石131を工作物Wの高能率研削に適する周速度
で高速回転するとともに、パルス分配回路33から送出
されるパルス信号を駆動回路37を介してサーボモータ
14に加えることにより、サーボモータ14を駆動して
Z軸スライドテーブルを加工寸法位置まで前進させる。
そして、加工プログラムにしたがいパルス分配回路34
から送出されるパルス信号を駆動回路38を介してサー
ボモータ16に加えることにより、センタ支持された工
作物Wを含むスライドテーブル15を図2において右進
させ、これにより、工作物Wを位置補正された研削砥石
131で1パスでトラバース研削する。
【0021】次に、工作物Wをプランジ研削するときの
位置補正について述べる。この場合は、まず、研削砥石
131の回転数nに応じて記憶装置32の補正データテ
ーブルから読み出された砥石変位置lに対応する位置補
正データをCPU31で解読し、この解読した補正デー
タをパルス分配回路36に加えることにより、パルス分
配回路36から補正データに応じた数のパルス信号を送
出し、このパルス信号を駆動回路40を介してサーボモ
ータ25に加えることにより、サーボモータ25を送出
パルス数に相当する分回転させる。これに伴いウォーム
24およびウォームホイール23を介して連繁された工
作物旋回テーブル20が支点20aを中心に図2の矢印
B方向に旋回され砥石の変位量lを補正する。
【0022】一方、砥石の膨張変形量dに対する位置補
正に際しては、この変形量dに対する位置補正データを
CPU31で解読してパルス分配回路33に加えること
により、パルス分配回路33から位置補正データに相当
する数のパルス信号を送出し、2のパルス信号を駆動回
路37を介してサーボモータ14に加えることで、Z軸
スライドテーブルを砥石変形量dに相当する分、加工プ
ログラムで設定された切込み量より後退させ、これによ
って砥石の変形量dを補正する。そして、砥石変形に対
する位置補正が終了された後は、加工プログラムをスタ
ートさせることにより、Z軸スライドテーブルを切込み
動作させて工作物Wをプランジ研削する。
【0023】なお、上記プランジ研削の場合、砥石台1
3の旋回テーブル12を旋回させても、砥石変形量lに
対する位置補正が可能になる。また、上記第1の実施例
では、砥石変形量lおよびdに対する対する砥石台およ
び旋回テーブルの位置補正を実際の研削に先立って行う
場合について述べたが、研削加工と同時に行うようにし
てもよい。
【0024】このように第1の実施例においては、研削
砥石の回転数nに対する砥石変形量lおよびdから工作
物位置補正量を予め算出して、これをテーブルに構築し
ておき、そして、工作物の研削に好適な実際の研削砥石
の回転数nを回転計により検出し、この検出された回転
数をアドレスポインタとして砥石変形量lおよびdに対
応する位置補正量を工作物位置補正データテーブルから
読み出し、この位置補正データに基づいて砥石台および
その旋回テーブル、もしくは砥石台および工作物の旋回
テーブルを制御することにより、砥石変形量lおよびd
に対する砥石台および旋回テーブルの位置を補正するよ
うにしたので、砥石周速度が変化しても工作物の寸法,
形状が変化することがなく高能率研削時の工作物の加工
精度の悪化を防止できるほか、超高速域および電着砥石
による高速研削に好適となる。
【0025】−第2の実施例− 第2の実施例において、第1の実施例と異なる点は、図
2の破線に示すように高速研削に伴い研削砥石131の
回転軸方向の変形量lを検出する変位計50と、研削砥
石131の径方向の膨張変形量dを検出する変位計51
を設け、この両変位計50および51で検出した変形量
lおよびdから補正量を算出してZ軸スライドテーブル
およびその旋回テーブル12もしくはZ軸スライドテー
ブルおよび工作物Wの旋回テーブル15の位置を補正す
るところにある。
【0026】次に、第2の実施例による位置補正動作を
図4のフローチャートを参照して説明する。まず、ステ
ップS11において研削砥石131の非変形時および高
速研削時の砥石外周の位置を変位計50,51によりそ
れぞれ検出する。次のステップS12では、変位計5
0,51で検出した検出値から高速研削時における位置
ずれ、すなわち砥石変形量lおよび膨張量dをCPU3
1で算出する。その後、ステップS13において、算出
した変形量lおよび膨張量dに基づいてZ軸スライドテ
ーブルおよびその旋回テーブル12もしくはZ軸スライ
ドテーブルと工作物テーブル用旋回テーブル20の位置
を補正する。
【0027】このような第2の実施例においても、第1
の実施例と同様な効果が得られる。なお、本発明は上記
実施例に示した構成のものに限らず、請求項に記載した
範囲を逸脱しない限り、種々の変形が可能である。
【0028】本実施例と請求項との対応において、サー
ボモータ14,16が駆動手段100,110を、旋回
テーブル12,ウォームホイール17,ウォーム18お
よびサーボモータ19が旋回駆動手段120を、旋回テ
ーブル15,ウォームホイール23,ウォーム24およ
びサーボモータ25が旋回駆動手段130を、回転計4
2または変位計50,51が検出手段140を、CPU
31および記憶装置32が補正量変換手段150および
制御手段160をそれぞれ構成している。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、研
削砥石の高速研削に伴い検出手段で検出された砥石回転
速度もしくは砥石の変形量を補正量変換手段により位置
補正量と旋回補正量に変換し、この位置補正量と旋回補
正量にしたがい駆動手段および旋回駆動手段を制御手段
により制御することにより、変形の生じた研削砥石と工
作物との相対的位置を自動的に補正するようにしたの
で、高速研削により砥石形状が変形し、かつ砥石周速が
変化しても工作物への加工精度に影響を及ぼすことがな
く、高精度の研削が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における研削装置のクレーム対応図であ
る。
【図2】本発明による研削装置の一実施例を示す全体の
構成図である。
【図3】本実施例における位置補正動作の手順を示すフ
ローチャートである。
【図4】本発明の第2の実施例における位置補正動作の
手順を示すフローチャートである。
【図5】研削砥石およびその支持機能部の一部の断面図
である。
【図6】砥石周速度と変形量l,dとの関係を示す特性
図である。
【符号の説明】
10 研削盤 11 ベッド 12 砥石台旋回テーブル 13 砥石台 131 研削砥石 134 駆動モータ 14 サーボモータ 15 工作物テーブル 16 サーボモータ 17 ウォームホイール 18 ウォーム 19 サーボモータ 20 旋回テーブル 21 主軸台 22 心押台 23 ウォームホイール 24 ウォーム 25 サーボモータ 30 数値制御装置 31 CPU 32 記憶装置 33〜36 パルス分配回路 50,51 変位計 100,110 駆動手段 120,130 旋回駆動手段 140 検出手段 150 補正値変換手段 160 制御手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 工作物を回転駆動する主軸台を有する工
    作物テーブルと、研削砥石を高速回転させる駆動モータ
    を有する砥石台と、前記工作物と研削砥石とが互いに近
    接離間する方向および工作物の回転軸線方向に前記工作
    物テーブルと砥石台とを相対移動させる駆動手段とを備
    えた研削装置において、前記工作物テーブルおよび砥石
    台の少なくとも一方を旋回動作させる旋回駆動手段と、
    前記研削砥石の回転速度もしくは高速研削に伴う砥石変
    形量を検出する検出手段と、前記回転速度もしくは変形
    量を砥石台もしくは工作物テーブルの近接離間する方向
    の位置補正量と砥石台もしくは工作物テーブルの旋回補
    正量とに変換する補正量変換手段と、前記位置補正量と
    旋回補正量に応じて前記駆動手段および旋回駆動手段を
    制御し位置補正する制御手段とを備えたことを特徴とす
    る研削装置。
JP6737792A 1992-03-25 1992-03-25 研削装置 Pending JPH05269663A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010173014A (ja) * 2009-01-29 2010-08-12 Jtekt Corp 工作機械
JP2016112635A (ja) * 2014-12-12 2016-06-23 Towa株式会社 切断装置及び切断方法

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JP2010173014A (ja) * 2009-01-29 2010-08-12 Jtekt Corp 工作機械
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