JPH0538674A - 研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 研削装置において砥石に切粉や砥粒が付着し
ているために誤った砥石径を測定し、それに基づいて誤
った運転がなされることを防止する。 【構成】 今回測定値と前回測定値から今回測定値が異
常なものかどうか判別し、異常なときには砥石を洗浄し
て再測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は砥石を用いてワークを研
削する装置に関し、特に研削品の寸法精度を向上させる
ことのできる改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】砥石を用いてワークを研削する場合、研
削中に砥石が摩耗して砥石寸法が変化する。そこで例え
ば所定回数研削したときに、砥石寸法を測定し、その測
定結果に応じて砥石とワーク間の距離を修正し、それ以
後の研削を再開する装置が開発されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに砥石には、切
粉や一旦脱落した砥粒が再付着していることが多く、通
常の寸法測定方法によると、研削に実質的に寄与する有
効砥石寸法とは別の寸法を測定してしまうことが多い。
そのため測定値に基づいて砥石とワーク間距離を修正し
ても、研削品の寸法精度が得られないことがある。そこ
で本発明は、切粉や砥粒が付着したまま測定して誤った
寸法を測定してしまうことを防止しようとするのであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
砥石寸法を測定し、測定された値に基づいて砥石とワー
ク間の距離を修正して研削加工を実施する研削装置にお
いて、砥石寸法の前回測定値を保存する手段と、保存さ
れた前回測定値と新たに測定された測定値の差が所定値
内にあるか否かを判別する手段と、所定値内にないと判
別されたときに該砥石を洗浄して砥石寸法を再測定する
手段とを有する研削装置を創作した。

【０００５】

【作用】砥石で研削する場合、研削中の砥石摩耗量はほ
ぼ所定範囲内にあるはずである。そのために研削前後の
砥石寸法の差が所定値内にあれば、切粉や砥粒等の影響
を受けていない有効砥石寸法が測定されていることが確
認できる。逆に加工前後の寸法差が所定値内になけれ
ば、有効砥石寸法以外の寸法を測定している可能性が高
い。そこで本発明では後者の場合を検出し、後者の場合
が検出されたときには砥石を洗浄した後で砥石寸法を再
測定する手段が付加されているのである。本発明による
と有効砥石寸法以外の寸法を測定していることが見逃さ
れず、さりとて不必要な洗浄が行なわれることもない。

【０００６】

【実施例】次に本発明を具現化した一実施例について説
明する。次に説明する実施例は、図１に示されるよう
に、砥石寸法を測定した後所定の研削加工を実施し、予
め定められている加工が終了したら再度砥石寸法を測定
して加工を続けるようにプログラムされている研削装置
に本発明を適用したものである。図１の場合、測定１で
示される測定処理で測定された砥石径データを用いて研
削加工１−１から１−Ｍ１を実施し、その加工が終了し
たら測定２に示されるように砥石径を再測定し、再測定
値データを用いて研削加工２−１から２−Ｍ２までを実
施する場合を示している。

【０００７】さらにこの実施例は、測定・加工のサイク
ルを予め定められている回数（この場合Ｎ回）だけ実行
すると、ツルーイングと称される砥石の形状修正処理が
実施されるようにプログラムされている研削装置に本発
明を適用したものである。

【０００８】次に図２、３を用いて本発明のシステム構
成を説明する。図中６２は砥石６４を回転可能に支持す
るヘッドであり、これはＸ軸モータ４０、Ｚ軸モータ２
０により図中左右、上下方向に移動される。砥石６４は
モータ５４によって垂直軸回りに高速回転される。ヘッ
ド６２には砥石６４にクーラント液を吹付けるノズル５
８が固定されている。ヘッド６２の下方にはＹ軸モータ
３０によって図２中紙面垂直方向に移動されるテーブル
９０が設置され、このテーブル９０に、砥石６４が側方
から当接したときにオンするタッチセンサ７０が配置さ
れている。また砥石６４の形状を修正するためのツルー
イング用グラインダ８０も配置されている。

【０００９】Ｘ軸モータ４０、Ｙ軸モータ３０、Ｚ軸モ
ータ２０のそれぞれは駆動回路４２，３２，２２とパル
ス分配回路４６，３６，２６を介してＣＰＵ５０に接続
され、ＣＰＵ５０からの信号によってその回転角度位置
が制御される。すなわちヘッド６２の位置とテーブル９
０の位置がＣＰＵ５０で制御可能となっている。各パル
ス分配回路２６，３６，４６からのパルス数はカウンタ
２４，３４，４４によってカウントされるようになって
おり、このカウンタ２４，３４，４４のカウント値がＣ
ＰＵ５０に読込まれることでヘッド６２の位置が検出可
能となっている。

【００１０】タッチセンサ７０は信号線７２を介してＣ
ＰＵ５０と接続され、砥石６４がタッチセンサ７０に当
接したタイミングがＣＰＵ５０に入力可能となってい
る。また砥石回転モータ５４，ノズル５８，ツルーイン
グ用グライング８０はそれぞれケーブル５２，５６，８
２によってＣＰＵ５０に接続され、そのオン・オフがＣ
ＰＵ５０によって制御可能になっている。ＣＰＵ５０に
は、各種プログラム４〜１４を記憶する他、データ記憶
領域１６，１８を備えるメモリ２が接続されている。

【００１１】加工プログラム４は、本研削装置の運転状
態を全体的に制御するものであり、図４にその処理手順
の概念が示されるものである。各種再測定処理付砥石径
測定サブルーチン６，８，１０は加工プログラム４の実
行中に呼出されて実行されるものであり、本発明の特徴
とする異常測定値→洗浄→再測定の処理を実行する。こ
れらは図５，６，７にその概要が示されている。

【００１２】次に図４を参照して加工プログラム４によ
って実行される処理を説明する。図４において、ステッ
プＳ４６１，Ｓ４６２…Ｓ４６Ｎは、研削加工前に砥石
径を測定するための手順である。この処理を実行する際
にはメモリ２に記憶されている研削加工前再測定処理付
砥石径測定サブルーチン６が呼出されて実行される。こ
のサブルーチン６が実行されると図５の処理が実行され
る。ここでは砥石径に異常値が測定されると洗浄したう
えで再度測定する処理が実行される。

【００１３】図５に示されるように、研削加工に先立っ
て砥石径を測定する処理のためのサブルーチン６が呼出
されると、ステップＳ５０２で砥石６４が予め定められ
ている原点位置に復帰するように制御され、復帰後カウ
ンタ２４，３４，４４がゼロクリアされる。

【００１４】次にステップＳ５０３で砥石がＢ−Ｈ＋Ｐ
だけ下降される（Ｚ軸モータ２０がその下降に必要なだ
け回転される）。ここで図３に示されるように、Ｈはヘ
ッド６２から砥石６４の先端までの長さ、Ｂは原点位置
におかれたヘッド６２とタッチセンサ７０のプローグ７
０ａ間の距離である。砥石６４がＢ−Ｈ＋Ｐだけ下降さ
れると、砥石先端からＰの距離にある側面がタッチプロ
ーブ７０ａに当接する位置関係におかれる。このＰの値
は使用している砥石毎に予め定まっている値が用いられ
る。なお図３中仮想線は原点位置に対応した状態を図示
している。

【００１５】図５のステップＳ５０３で砥石６４がタッ
チプローブ７０ａに当接する高さとされたあと、Ｘ軸モ
ータ４０によって砥石６４が右進され始める。Ｘ軸モー
タ４０は砥石６４にタッチプローブ７０ａが当接するま
で回転が続けられ、当接すると停止される。このときの
カウンタ４４の値がＣＰＵ５０に読込まれる。そしてこ
の値ａ（図３参照）を、Ａ−ａ−Ｋの式に代入して砥石
径を算出し、算出された砥石径をＦｎｅｗとして記憶す
る（ステップＳ５０６）。ここでＡは図３に示すように
原点からタッチセンサ７０の中心までの水平距離、Ｋは
タッチプローブ７０ａの半径である。図３によって砥石
径がＡ−ａ−Ｋで算出されることが理解される。

【００１６】さてこのようにして測定された砥石径は図
５のＳ５０７によって異常なものか否かが比較される。
Ｓ５０７において、Ｆはそれ以前に測定された砥石径で
あり、これは例えば図５のステップＳ５１６に示すよう
に今回測定値Ｆｎｅｗに置換されることで常時最新の測
定値に更新されている。ただしステップＳ５０７ではま
だステップＳ５１６の更新処理が実施されていないの
で、Ｆには直前の測定値が保存されている。

【００１７】ステップＳ５０７においてＦ１は測定から
測定までの間の加工によって砥石径が減少する平均値で
あり、これは予め実験して測定されたうえで与えられて
いる。Ｃ１とＣ２は許容幅を与える定数である。ここで
砥石が正常に摩耗していれば、ステップＳ５０７がイエ
スとなるはずである。そこで測定された値Ｆｎｅｗがス
テップＳ５０７の条件を満すときはＳ５１５に示すよう
に異常フラッグをオフとし、Ｓ５１６で砥石径を更新す
る。

【００１８】一方砥石が異常であるか、あるいは砥石自
体は正常であっても切粉や砥粒が付着して正しい砥石径
が測定されていなければＳ５０７でノーとなる。この場
合には砥石６４を所定距離ｄ左進させ、またｅだけ上昇
させ、クーラントを吐出して砥石６４を洗浄する（Ｓ５
０８，５０９，５１０）。洗浄後砥石６４を測定高さに
戻し（Ｓ５１１）、再度タッチセンサ７０がオンとなる
まで（Ｓ５１３でオンとなるまで）、砥石を右進させ
る。タッチセンサがオンとなったとき、ステップＳ５０
６と同様の処理で砥石径を算出し、これを新しくＦｎｅ
ｗとして記憶する（Ｓ５０６ａ）。このようにして算出
された砥石径が今度は正常なものであればステップＳ５
１５以後の処理に復帰する。一方洗浄して再測定しても
なお異常のときは砥石を原点位置に復帰し（Ｓ５１
７）、今度は異常フラッグをオンさせる（Ｓ５１８）。

【００１９】さて図４において、研削加工前再測定処理
付砥石径測定サブルーチン６で正常な砥石径が算出され
ると、更新された新測定値を用いて砥石６４の移動デー
タが修正され、加工１−１〜１−Ｍ１，２−１〜２−Ｍ
２，Ｎ−１〜Ｎ−ＭＮが実行される。これによりワーク
は正しい砥石径データに基づいて研削されることになり
ワーク寸法は正確になる。一方異常値を測定したために
洗浄して再測定してもなお異常のときはステップＳ４０
０に示す異常処理をしてオペレータに知らせる。

【００２０】さてこのようにして測定・加工のサイクル
がＮ回実行されると、次にステップＳ４８でツルーイン
グ前再測定処理付砥石径測定サブルーチン８が実行され
る。これが図６に示されている。この処理は図５のもの
とほとんど同様であるが、Ｓ６１の比較処理が付加され
ている点で相違する。すなわちこの場合にも、異常値が
測定されると（Ｓ５０７でＮＯとなると）砥石を洗浄し
再測定し、再度異常値が測定されると（Ｓ５１４でノー
となると）、異常とする処理が実行される。

【００２１】さてＳ６１は１度目の測定かあるいは２度
目の測定で正常値が測定されたときに実行されるもので
あるが、新しい測定値の方が直前測定値よりも小さいと
きにのみ測定値を更新し、それ以外のときには更新処理
（Ｓ５１６）をスキップさせる。なお新測定値が直前測
定値よりも大きくなるのは、砥石外周がわずかに波状的
に摩耗し、前回と今回で測定部位が異なるような場合に
生じる。この場合、ツルーイングのためには小径の方の
データを用いて砥石の形状を修正した方が妥当なことか
ら、前回より小径のデータが測定されたときのみ砥石径
の更新を行なわせる。

【００２２】さて図４のステップＳ４８で洗浄・再測定
してもなお異常値となるときは異常処理して（Ｓ５０
０）オペレータに知らせる。一方正常値が測定される
と、Ｓ４０の比較が実施される。ステップＳ４０では砥
石径を最小砥石径と比較し、最小砥石径以下となってい
ると砥石を交換する（Ｓ４１）。砥石が最小砥石径以上
である間はＳ４１２でツルーイングが実施される。

【００２３】このツルーイングでは砥石６４をツルーイ
ング用グラインダ８０に対して図３のＸに示す水平位置
におき、砥石６４とグラインダ８０を回転させながら砥
石６４を矢印５に示すように下方に移動させる。ここで
砥石６４とグラインダ８０間の距離は、図４のＳ４８で
測定された砥石径と予め定められているツルーイング量
とに基づいて設定される。このツルーイングによって砥
石６４の外周が再度正確な円筒面に仕上げられる。

【００２４】さてツルーイングの終了後、図４のステッ
プＳ４１０でツルーイング後再測定処理付砥石径測定サ
ブルーチン１０が実施される。この処理は図７に示され
るようにステップＳ７０７と７１４とを除いて図５の処
理と同様の処理を実行する。図７のステップＳ７０７に
おいてΔＦ２はツルーイング処理によって減少するはず
の砥石径の変化分を示しており、Ｃ３，Ｃ４はこのとき
の許容幅を示している。

【００２５】そこでステップＳ７０７でイエスならば、
ツルーイングが正確に行なわれ、そのことが砥石径の測
定値で確認された場合に相当する。一方Ｓ７０７でノー
ならこの場合にも洗浄し、再測定し、その正常・異常を
判別する（Ｓ７１４）。ここで再度異常なら砥石を原点
に移動させ、異常フラッグをオンとする。この場合には
図４のステップＳ４２とＳ４１２２に示されるようにツ
ルーイング量を変更し、再度ツルーイングする。ツルー
イング後砥石径を測定し、正常・異常を判別する。再度
異常なら異常処理する（Ｓ６００）。一方ステップＳ４
１０から４１０２のいずれかで正常ならば正常処理に復
帰させる。このようにしてツルーイングが正常に行なわ
れたことが砥石径の測定から確認されると、図４に示す
ように、加工を継続する。この場合すでに砥石径が測定
されているので、スラップＳ４６１は省略される。

【００２６】なお本実施例の場合、ステップＳ５０７と
その実行に関与するＣＰＵ５０とプログラム（特に研削
加工前再測定処理付砥石径測定サブルーチン６）とによ
って前回測定値と今回測定値の差が測定値内にあるか否
かを判別する手段が構成されている。また図５のスラッ
プＳ５１０〜Ｓ５１６とその実行に関与するＣＰＵ５０
とノズル５８とタッチセンサ７０とサブルーチン６等に
よって洗浄再測定手段が構成されている。

【００２７】さて本実施例では、加工前にも、ツルーイ
ング前にも、ツルーイング後にも、測定値をそれぞれの
条件における正常値と比較し、異常値が測定されていれ
ば洗浄したうえで再測定する処理が実施される。このた
め異常値を用いてその後の処理が実行されることはな
く、また有効砥石径が正しいのに測定値のみが異常なと
きは再測定の処理により自動的に正常に復帰されるよう
にしており、有効砥石径が異常なときにのみに異常処理
が実行される。またこのとき不必要な洗浄が実施される
ことがない。なお、本実施例は砥石径の測定について本
発明を適用した場合を示したが、ワークを砥石端面で研
削するときは砥石の長さ測定に本発明を用いることがで
きる。

【００２８】

【発明の効果】さて本発明では、砥石寸法の測定値が正
常なものか異常なものかを判別し、異常なときには洗浄
して再測定することから、有効砥石寸法以外の寸法が測
定され、誤った砥石寸法のデータに基づいてその後の処
理が実行されることがない。このため研削品の寸法精度
が維持され、信頼性の高い研削装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】全体の加工手順の概要を示す図。

【図２】一実施例のシステム構成図。

【図３】距離を説明する図。

【図４】本実施例の加工手順の全体を示す図。

【図５】研削加工前再測定処理付砥石径サブルーチンの
手順図。

【図６】ツルーイング前再測定処理付砥石径サブルーチ
ンの手順図。

【図７】ツルーイング後再測定処理付砥石径サブルーチ
ンの手順図。

【符号の説明】

Ｓ５０７ 異常砥石径判別処理 Ｓ５１０ 洗浄処理 Ｓ５１２，Ｓ５１３，Ｓ５０６ａ 再測定処理

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥石寸法を測定し、測定された値に基づ
   いて砥石とワーク間の距離を修正して研削加工を実施す
   る研削装置において、 砥石寸法の前回測定値を保存する手段、 保存された前回測定値と新たに測定された測定値の差が
   所定値内にあるか否かを判別する手段、 所定値内にないと判別されたときに該砥石を洗浄して砥
   石寸法を再測定する手段、とを有する研削装置。