JPH0529815Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は研削工程のサイクルタイムを短縮さ
せる研削盤の研削制御装置に関するものである。

（従来技術） 従来、第４図に示す研削盤２０において、駆動
モータ２１で回転される砥石２２により、主軸台
２３の主軸に取り付けられて回転するワーク２４
の内面を荒研削加工と仕上研削加工によつて研削
する方法が知られている（たとえば特開昭57−
211476号公報）。

荒研削時の研削送り速度は、仕上研削時の研削
送り速度よりも相当に大きいため、砥石２２に目
詰りが生じて切れ味が低下するので、荒研削工程
の途中で、つまり前工程の荒研削と後工程の仕上
研削との間で、砥石２２に対して公知のドレス作
業が施され、前工程での砥石２２の目詰りを解消
して切れ味を回復させ、この切れ味が回復した砥
石２２により、ワーク２４に対して後工程の仕上
研削がなされる。

砥石２２が目詰りすることで切れ味が低下する
と、研削送り速度に砥石２２の切れ込み量、つま
り研削量が追従しなくなつて、砥石２２を取り付
けている砥石軸２２Ａにたわみが生じ、このたわ
み量は砥石２２の切れ味の低下に応じて大きくな
る。

このように、砥石軸２２Ａにたわみが生じる
と、第５図の実線で示すように、ワーク２４の加
工面が砥石軸２２Ａのたわみ量に応じたテーパ量
を有するテーパ面x₁となる。このテーパ面x₁はド
レス前の研削位置で第４図の砥石２２をワーク２
４の加工面から離間させることなく、しばらく保
持しておくことにより、砥石軸２２Ａが弾性復帰
し、これによつて第５図の仮想線x₂で示される適
正な加工面に改善されるが、余分な保持時間を必
要とするため研削のサイクルタイムが長くなる。

したがつて、上記のテーパ面x₁を残したままで
第４図の砥石２２をワーク２４から離間させ、ド
レスによつて目詰りを解消したのち、この目詰り
を解消された砥石２２により後工程の仕上研削が
なされる。

この場合、第４図のスタート位置から砥石２２
がワーク２４の加工面に接触する直前までの間、
ワーク２４を砥石２２の方向に空研削送りし、こ
の位置で空研削送りより小さい送り速度の仕上研
削送りに切換え制御される。

しかし、前工程で研削されたワーク２４の加工
面は、第５図のテーパ面x₁に形成されているか
ら、適正な加工面x₂を基準にして空研削送りから
後工程の研削送りに切換え制御されると、第４図
の砥石２２が空研削送りの状態で第５図のワーク
２４のテーパ面x₁に接触し、接触時の衝撃で第４
図の砥石２２が破損するおそれがある。

したがつて、従来は荒研削によつて、第４図の
ワーク２４の加工面に形成される経験的な最大テ
ーパ量を見込んだ、たとえば第５図のテーパ面x₃
を基準にして、ドレス後の第４図の砥石２２を空
研削送りから後工程の研削送りに切換え制御する
ようになされている。

すなわち、第５図のテーパ面x₃の最小内径位置
P₁点から手前のP₂点を切換基準位置に設定し、
この切換基準位置P₂点に第４図の砥石２２の研
削面が到達した時点で空研削送りから後工程の研
削送りに切換え制御される。

しかし、このような切換え制御では、第５図の
ワーク２４の加工面がテーパ面x₃よりもテーパ量
の小さいテーパ面x₁に形成されていても、砥石２
２が切換基準位置P₂点に達すると、空研削送り
から後工程の研削送りに切換え制御されるため、
控え量l₂がl₁よりも大きくなり、その分、研削送
り量が増加し、必然的に研削のサイクルタイムが
長くなる問題が生じる。

（考案の目的） この考案は上記従来の問題を解決するためにな
されたもので、前工程の荒研削によつて形成され
たワーク加工面のテーパ面を、砥石のドレス前に
検知して、後工程の研削時の砥石の空研削送り
量、つまり空研削送りから研削送りに切換制御す
る基準位置を決定し、砥石がワークに接触する直
前の適正なタイミングで、砥石を空研削送りから
研削送りに切換え制御して、研削サイクルタイム
の短縮が実現される研削盤の研削制御装置を提供
することを目的とする。

（考案の構成） 上記目的を達成するため、この考案は、複数の
研削工程を有し、前工程での研削後に砥石をドレ
スし、つぎに砥石がワークに接触する直前まで空
研削送りしたのち、この空研削送りより遅い送り
速度で後工程の研削送りする研削盤の研削制御装
置であつて、前工程の研削時における砥石軸のた
わみ量、砥石軸を駆動する駆動モータの負荷およ
び砥石の径に基づいて砥石の切れ味を検知する切
れ味検知手段と、砥石の切れ味に対応した前工程
の研削時のワーク加工面のテーパ面を記憶する記
憶手段と、切れ味検知手段からの出力信号により
上記記憶手段からの対応信号を取り組み、これに
基づいて空研削送り量を決定する演算手段と、こ
の演算手段からの出力信号により切り込み送り量
を空研削送りから研削送りに切り換え制御する切
込み送り制御手段とを備えている。

したがつて、ドレス後の砥石はドレス前の砥石
の切れ味に対応したワーク加工面のテーパ量に応
じて、ワークに接触する直前で空研削送りから後
工程の研削送りに切換え制御される。

（実施例） 以下、この考案の実施例を図面にしたがつて説
明する。

第１図において、研削盤１は駆動モータ２によ
つて砥石軸３Ａとともに回転される砥石３と、主
軸（図示せず）にワーク４を取り付けて回転させ
る主軸台５を有し、砥石３と駆動モータ２はテー
ブル６に塔載され、テーブル６は図示されない往
復移動手段により図面左右方向に往復移動され
る。

主軸台５は、切込み台７に塔載されて、切込み
送りモータ８によつて図面上下方向に往復移動さ
れる。

また、砥石３とワーク４との間に、クーラント
液９を常時供給するため、ポンプなどの供給手段
１０を設けている。

１１は切れ味検知手段で、歪検知手段１１Ａ、
負荷検知手段１１Ｂ、砥石径検知手段１１Ｃによ
つてなり、歪検知手段１１Ａには砥石軸３Ａのた
わみ量を検出する歪センサ１２からの信号ａが入
力され、負荷検知手段１１Ｂには駆動モータ２か
らの負荷信号ｂが入力される。

また、砥石径検知手段１１Ｃは、砥石３の目詰
りを解消するドレス装置（図示せず）に装着され
ている砥石径計測装置によつてなる。

切れ味検知手段１１によつて砥石３の切れ味が
検知されることで、ワーク４の加工面に形成され
るテーパ量を知ることができる。

すなわち、砥石３を一定の速度で研削送りして
も、砥石３の切れ味が低下すると、研削送り量に
砥石３の切込み量（研削量）が追従しなくなつて
砥石軸３Ａにたわみが生じる。

砥石軸３Ａのたわみ量は、砥石３の切れ味が低
下する程大きくなり、このたわみ量に応じたテー
パ量を有する加工面がワーク４に形成される。

したがつて、砥石軸３Ａのたわみ量を歪検知手
段１１Ａで検知することによりワーク４の加工面
に形成されるテーパ量が検知できる。

また、砥石３の切れ味が低下する程駆動モータ
２に加わる負荷が大きくなるため、駆動モータ２
の負荷を負荷検知手段１１Ｂで検知することで上
記のテーパ量を検知できる。

さらに、砥石３の径が異なると、研削面の周速
度に差が生じ、切れ味が変動するため、ドレス前
の砥石３の径を砥石径検知手段１１Ｃで検知する
ことにより、上記のテーパ量を検知できる。

つまり、砥石３の切れ味と、ワーク４の加工面
に形成されるテーパ面は、第２図の直線Ａで示す
関係にあるから、第１図の歪検知手段１１Ａ、負
荷検知手段１１Ｂ、砥石径検知手段１１Ｃの各検
出値によつて、ワーク４の加工面に形成されてい
るテーパ量を知ることができる。

ところで、歪検知手段１１Ａで検知される砥石
軸３Ａのたわみ量は、砥石軸３Ａの中間部位のた
わみ量であり、このたわみ量から砥石軸３Ａのた
わみ角を算出する。そして、このたわみ角が砥石
３まで一定であるとして砥石３のたわみ量を算出
し、これにより加工面のテーパ量を検知する。従
つて、歪検知手段１１Ａで検知される砥石軸３Ａ
のたわみ量に応じて検知される加工面のテーパ量
は、必ずしも実際の加工面のテーパ量と一致せ
ず、誤差を含むことになる。

負荷検知手段１１Ｂで検知される駆動モータ２
の負荷によつて砥石軸３Ａのたわみ量、いいかえ
るならば砥石３のたわみ量を算出する。そして、
このたわみ量に基づいて加工面のテーパ量を検知
する。ところが、上記負荷は、研削送り速度、砥
石径、ワークの材質、加工温度等の加工条件によ
り変動するため、各種の加工条件における実験デ
ータから上記たわみ量を算出するための係数を予
め設定する。その結果、上記たわみ量に誤差を生
じ易く、これにより加工面のテーパ量は誤差を含
むことになる。

また、砥石径検知手段１１Ｃで検知される砥石
径によつて砥石軸３Ａのたわみ量、いいかえるな
らば砥石３たわみ量を算出し、このたわみ量に基
づいて加工面のテーパ量を検知する。ところが、
目詰まり、砥粒の脱落等の砥石３の性状によつて
砥石径と上記たわみ量との関係が変動するため、
上記たわみ量に誤差を生じ易く、これにより加工
面のテーパ量は誤差を含むことになる。

以上のように、いずれについても誤差を生じ易
いが、歪検知手段１１Ａで検知される砥石軸３Ａ
のたわみ量に基づく砥石３のたわみ量の誤差を駆
動モータ２の負荷及び砥石径に基づく砥石３のた
わみ量で補正することによつて減少させることが
できることから、砥石軸３Ａのたわみ量、駆動モ
ータ２の負荷及び砥石径の３者を検知している。

１３は記憶手段で、砥石４の切れ味に対応した
荒研削後のワーク４の加工面のテーパ量を記憶
し、記憶信号ｄとして演算手段１４に入力させ
る。

演算手段１４には切れ味検知手段１１における
歪検知手段１１Ａからの信号ｅ、負荷検知手段１
１Ｂからの信号ｆ、砥石径検知手段１１Ｃからの
信号ｇの３つの信号が入力される。

１５は切り込み送り制御手段で、演算手段１４
からの信号ｈをうけて、ワーク４の砥石３に対す
る切込み送り量を空研削送りから研削送りに切り
換えるために、その出力信号ｉを切込み送りモー
タ８に入力する。

上記構成において、荒研削は前後２つの工程か
らなり、第１図の主軸台５の主軸に取り付けられ
たワーク４に対する第１および第２工程の荒研削
は、従来と同様になされる。

すなわち、第２荒研削工程は従来と同様の操作
によつて切込みモータ８を作動させ、切込台７と
主軸台５を空研削送りによつて図面の下方向に前
進させ、砥石３をワーク４に近づけ（第３図のy₁
点）、このy₁点で研削送りに切換え制御する。

ワーク４が研削送りされることで、砥石３に接
触した時点から前工程の荒研削がなされる。この
荒研削は第３図のy₂点の切り込み送り量になるま
で行なわれる。

その後、第３図y₃点になつた時点における砥石
軸３Ａのたわみ量は、歪センサ１２からの信号ａ
により歪検知手段１１Ａで検知され、駆動モータ
２に加わる負荷は信号ｂにより負荷検知手段１１
Ｂで検知される。つまり、砥石３の切れ味が切れ
味検知手段１１によつて検知される。

つぎに、切込み送りモータ８を逆転させ（第３
図y₃点）、ワーク４を後退させて第１図の状態に
復帰させる（第３図y₄点）。

つづいて、テーブル６を図面右方向に後退させ
て砥石３をワーク４から抜き出し、砥石３をドレ
スする（第３図y₄点からy₅点の間）。

砥石３をドレスするために、ドレス装置を砥石
３に対応させると、ドレス装置に装着されている
砥石径検知手段１１Ｃによつて、目詰りしている
砥石３の外径が検知される。

歪検知手段１１Ａ、負荷検知手段１１Ｂ、砥石
径検知手段１１Ｃで検知された砥石３の切れ味
が、切れ味検知手段１１からの出力信号ｅ，ｆ，
ｇとして演算手段１４に入力される。

演算手段１４は切れ味検知手段１１からの出力
信号ｅ，ｆ，ｇにより、この信号ｅ，ｆ，ｇに対
応する記憶手段１３の記憶値を信号ｄとして取り
込み、空研削送り量が決定された信号ｈとして切
込み送り制御手段１５に入力する。

すなわち、ドレス前にワーク４から離れた砥石
３の切れ味を切れ味検知手段１１によつて検知
し、演算手段１４は切れ味検知手段１１からの信
号ｅ，ｆ，ｇと、記憶手段１３から取り込んだ信
号ｄによつて、上記ドレス前の砥石３がワーク４
の加工面に形成したテーパ量を演算する。

一方、この演算されたテーパ量をもつワーク４
の加工面に対して、ドレス後の砥石３の研削面が
基準位置まで空研削送りされる送り量を決定し、
この決定した信号ｈを切込み送り制御手段１５に
入力する。

砥石３のドレスが完了すると（第３図y₅点）、
テーブル６を第１図の左方向に前進させて砥石３
を図示のスタート位置に復帰させる。

ドレスされた砥石３による後工程の仕上研削加
工において、空研削送りは切込み送り制御手段１
５からの信号ｉが切込み送りモータ８に入力され
ることによつてなされ、砥石３の研削面がワーク
４の加工面に形成されているテーパ面に対して、
適正な控え量lx（第３図参照）をもつて対応する
基準位置（第３図のy₆点）に到達した時点で、研
削送りに切換え制御され、その後、砥石３がワー
ク４に接触した時点から荒研削完了位置（第３図
y₇点）まで仕上研削がなされる。

このように、ドレス後の砥石３の空研削送り量
は、ドレス前（前後工程後３時）の砥石３によつ
てワーク４の加工面に形成されたテーパ面のテー
パ量に応じて決定され、ドレス後の砥石３の研削
面が、上記テーパ面のテーパ量に応じた基準位置
に到達した時点で、空研削送りから後工程の研削
送りに切換え制御されるから、サイクルタイムが
短縮される。

なお、上記実施例では、第２荒研削工程と仕上
研削工程との途中で、つまり、前工程の荒研削と
後工程の仕上研削との間で、砥石３をドレスし、
このドレスされた砥石３によつて再び仕上研削が
行なわれる例について説明しているが、前工程の
第１荒研削完了後に砥石３をドレスし、このドレ
スされた砥石３によつて後工程の仕上研削を行な
う場合、上記実施例と同様、研削サイクルタイム
が短縮される。

（考案の効果） 以上説明したように、この考案によれば前工程
の研削によつて形成されたワーク加工面のテーパ
量を、砥石のドレス前に検知して、後工程の研削
時の砥石３の空研削送り量、つまり空研削送りか
ら研削送りに切換制御する基準位置を決定し、砥
石がワークに接触する直前の適正なタイミング
で、砥石を空研削送りから研削送りに切換え制御
されるから、研削サイクルタイムの短縮が実現さ
れ、かつ砥石の破損が防止される。また、後工程
の研削時における加工面に対する控え量が常に略
一定になるため、研削の加工精度が向上できる。
特に、上記テーパ量を砥石軸のたわみ量、駆動モ
ータの負荷および砥石の径の３要素に基づいて検
知するようになつていることから、より一層研削
サイクルタイムの短縮、加工精度の向上等を図る
ことが可能になつた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す概略構成
図、第２図は砥石の切れ味とワークの加工面に形
成されるテーパ量との関係を示すグラフ、第３図
は研削サイクルの一例を示すグラフ、第４図は従
来の研削盤の概略説明図、第５図はワークの加工
面の状態を示す拡大断面図である。 １……研削盤、３……砥石、４……ワーク、１
１……切れ味検知手段、１３……記憶手段、１４
……演算手段、１５……切込み送り制御手段。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 複数の研削工程を有し、前工程での研削後に砥
   石をドレスしつぎに砥石がワークに接触する直前
   まで空研削送りしたのち、この空研削送りより遅
   い送り速度で後工程の研削送りする研削盤の研削
   制御装置において、 前工程の研削時における砥石軸のたわみ量、砥
   石軸を駆動する駆動モータの負荷および砥石の径
   に基づいて砥石の切れ味を検知する切れ味検知手
   段と、 砥石の切れ味に対応した前工程の研削時のワー
   ク加工面のテーパ量を記憶する記憶手段と、 切れ味検知手段からの出力信号により上記記憶
   手段からの対応信号を取り込み、これに基づいて
   空研削送り量を決定する演算手段と、 この演算手段からの出力信号により切り込み送
   り量を空研削送りから研削送りに切り換え制御す
   る切込み送り制御手段 とを備えていることを特徴とする研削盤の研削制
   御装置。