JPH0551549U - Ｎｃ平面研削盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 汎用のＮＣ平面研削盤によってワークテーブ
ル上の被研削材の上面と垂直側面の二面研削を、ワンチ
ャッキングで、高度の研削品質と高い寸法精度、形状精
度をもって行うこと。 【構成】 ワークテーブル５のワークチャック１１を水
平面に対して所定の傾斜角θをもって傾斜可能に構成
し、砥石車９は傾斜したワークチャック１１の上面１３
に平行な傾斜外周面９ａおよび上面１３に垂直な傾斜側
面９ｂを有するものとし、ＮＣ装置には、ワークテーブ
ル５と砥石台３との水平面に沿った相対移動と、砥石車
９とワークテーブル５との相対的な上下変位を、座標軸
系回転によりワークチャック１１の上面１３を仮想水平
面として行うための座標系補正部を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ＮＣ平面研削盤に係り、特にワークテーブル上の被研削材の上面と 垂直側面の二面研削を行うＮＣ平面研削盤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、ＮＣ平面研削盤は、水平に配置され、水平面に沿って移動可能なワー クテーブルと、水平あるいは垂直な回転軸に取り付けられた砥石車とを有し、砥 石車の回転と、数値制御によるワークテーブルと前記砥石車との水平面に沿った 相対移動と、数値制御よる前記砥石車と前記ワークテーブルとの相対的な上下変 位により前記ワークテーブル上の被研削材の研削を行うようになっている。

【０００３】 上述の如きＮＣ平面研削盤に於いて、ワークテーブル上の被研削材の上面と垂 直側面の二面研削を行う手法としては、通常の円盤状の砥石車の外周面と側面と を用いて行うやり方と、ワークテーブル上の被研削材のチャッキングをやり直し て通常の円盤状の砥石車の外周面のみを用いて行うやり方が従来より知られてい る。

【０００４】 またこれ以外に、ワークテーブル上の被研削材の上面と垂直側面の二面研削を 行う平面研削盤として、砥石車の回転軸が水平面に対し数度に傾斜配置され、外 周面が９０度の三角山状の特殊な形状の砥石車を用い、その砥石車の外周面の三 角山の両斜面がなす直角二面によりワークテーブル上の被研削材の上面と垂直側 面の二面研削を行う直角出し専用研削盤が提案されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ワークテーブル上の被研削材の上面と垂直側面の二面研削に於て、通常の円盤 状の砥石車の外周面と側面とを用いて行う手法は、ワークテーブル上の被研削材 のチャッキングをやり直しを行う必要がなく、最も簡単且つ簡潔に行われるが、 しかし、この場合は砥石車の側面による研削により研削面にあや目模様と云われ る如きクロスハッチが生じ、高度の研削品質が得られない。

【０００６】 これに対し、ワークテーブル上の被研削材のチャッキングをやり直して通常の 円盤状の砥石車の外周面のみを用いてワークテーブル上の被研削材の上面と垂直 側面の二面研削を行う場合は、研削面にあや目模様と云われる如きクロスハッチ が生じることはないが、被研削材のチャッキングのやり直しのために工程数が増 え、また被研削材のチャッキングのやり直しにより、被研削材の上面の研削時と 垂直側面の研削時とで被研削材のワークテーブルに於けるチャックキング位置の 変動が避けられず、高い寸法精度、形状精度が得られない。

【０００７】 砥石車の回転軸が水平面に対し数度に傾斜配置され、外周面が９０度の三角山 状の特殊な形状の砥石車を用いる直角出し専用の研削盤に於いては、上述の何れ の不具合も生じることがなく、高度の研削品質と高い寸法精度、形状精度が得ら れるが、しかし、この研削盤は直角出し専用で、溝研削等を行うことができず、 汎用性に欠けている。またこの研削盤は回転軸が水平面に対し数度に傾斜配置さ れているため回転軸系の機構が特殊で、複雑なものになる。

【０００８】 本考案は、従来の研削盤に於ける上述の如き問題点に着目してなされたもので あり、ワークテーブル上の被研削材の上面と垂直側面の二面研削を、ワンチャッ キングで、高度の研削品質と高い寸法精度、形状精度をもって行えるよう改良さ れた汎用のＮＣ平面研削盤を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上述の如き目的は、本考案によれば、水平あるいは垂直な回転軸に取り付けら れた砥石車の回転と、数値制御によるワークテーブルと前記砥石車との水平面に 沿った相対移動と、数値制御よる前記砥石車と前記ワークテーブルとの相対的な 上下変位により前記ワークテーブル上の被研削材の研削を行うＮＣ平面研削盤に 於いて、前記ワークテーブルの被研削材保持部が水平面に対して所定の傾斜角を もって傾斜可能に構成され、前記砥石車は前記ワークテーブルの被研削材保持部 の傾斜上面に平行な傾斜外周面あるいは傾斜側面および前記傾斜上面に垂直な傾 斜側面あるいは傾斜外周面を有し、ＮＣ装置は、前記ワークテーブルと前記砥石 車との水平面に沿った相対移動と、前記砥石車と前記ワークテーブルとの相対的 な上下変位を座標軸系回転により前記ワークテーブルの被研削材保持部の傾斜上 面を仮想水平面として行うための座標系補正演算部を有していることを特徴とす るＮＣ平面研削盤によって達成される。

【００１０】

【作用】

上述の如き構成によれば、砥石車の回転軸が水平あるいは垂直、即ち横軸平面 研削盤、或は立軸平面研削盤に於いて、ワークテーブルの被研削材保持部が水平 面に対し傾斜され、横軸平面研削盤に於いてはワークテーブルの被研削材保持部 の傾斜上面に平行な傾斜外周面と前記傾斜上面に垂直な傾斜側面を有するコーン 形状の砥石車が、立軸平面研削盤に於いてはワークテーブルの被研削材保持部の 傾斜上面に平行な傾斜側面と前記傾斜上面に垂直な傾斜外周面を有するコーン形 状の砥石車が用いられ、前記ワークテーブルと前記砥石車との水平面に沿った相 対移動と、前記砥石車と前記ワークテーブルとの相対的な上下変位が、ＮＣ装置 により座標軸系回転による座標系補正のもとに前記ワークテーブルの被研削材保 持部の傾斜上面を仮想水平面として行われる。

【００１１】

【実施例】

以下に本考案の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

【００１２】 図５は本考案によるＮＣ平面研削盤の一実施例を示している。図５に示されて いるＮＣ平面研削盤は横軸型のＮＣ平面研削盤であり、このＮＣ平面研削盤は、 本体フレーム１に上下方向（鉛直方向）および前後水平方向、即ちＹ座標軸方向 およびＸ座標軸方向とに移動可能に設けられた砥石台３と、本体フレーム１に左 右水平方向、即ちＺ座標軸方向に移動可能に設けられたワークテーブル５とを有 している。

【００１３】 砥石台３はワークテーブル５の上方にてＸ座標軸方向に水平に延在する回転軸 ７を支持しており、回転軸７には砥石車９が取り付けられている。

【００１４】 ワークテーブル５上にはマグネット等による平面的なワークチャック１１が設 けられている。ワークチャック１１は、サインバーチャック等により構成され、 図２に示されている如く、水平面に対して回動中心Ｃの周りにＸ座標軸方向に所 定の傾斜角θをもって回動傾斜可能になっており、上面１３上に被研削材Ｗを磁 気吸着等により密着保持するようになっている。

【００１５】 砥石台３のＹ座標軸方向およびＸ座標軸方向の移動、回転軸７の回転、ワーク テーブル５のＺ座標軸方向の移動は、ＮＣ装置１５によりＮＣプログラムに従っ て行われるようになっている。

【００１６】 ＮＣ装置１５は、コンピュータ式のものであってよく、各軸のサーボモータの 駆動をＮＣプログラムにより与えられる数値情報、加工指令情報に従って自動制 御するようになっている。

【００１７】 図１は本考案によるＮＣ平面研削盤に於けるＮＣ制御系の要部のみを抜粋して 示している。図１に於いては、砥石台３をＹ座標軸方向に駆動するＹ軸サーボモ ータ１７と、砥石台３をＸ座標軸方向に駆動するＸ軸サーボモータ１９とが示さ れている。Ｙ軸サーボモータ１７とＸ軸サーボモータ１９は、ＮＣ装置１５のサ ーボモータ制御部２１よりの操作量信号を各々個別の電流増幅器２３、２５を介 して与えられ、操作量信号に応じて駆動されるようになっている。

【００１８】 サーボモータ制御部２１は、演算部２７より制御目標値として、Ｙ座標軸方向 の座標値ｙ´とＸ座標軸方向の座標値χ´に関する信号を与えられ、また位置／ 速度検出器２９、３１より各サーボモータ１７、１９の位置、速度に関する制御 量信号をフィードバック信号として与えられ、各制御目標信号と各制御量信号と の偏差によりＹ座標軸方向の操作量信号とＸ座標軸方向の操作量信号を２軸同時 制御によるものとして発生し、Ｙ座標軸方向の操作量信号を電流増幅器２３へ、 Ｘ座標軸方向の操作量信号を電流増幅器２５へ各々出力するようになっている。

【００１９】 演算部２７は、データ記憶部３３より、ＮＣプログラムによる標準座標系に於 けるＹ座標軸方向の制御目標値（Ｙ座標値）ｙおよびＸ座標軸方向の制御目標値 （Ｘ座標値）χに関するデータと、ワークチャック１１の回動中心ＣのＸ座標軸 方向の座標値αおよびＹ座標軸方向の座標値βに関するデータと、ワークチャッ ク１１の傾斜角θに関するデータとを与えられ、Ｙ軸サーボモータ１７による砥 石台３のＹ座標軸方向の移動とＸ軸サーボモータ１９による砥石台３のＸ座標軸 方向の移動を、傾斜角θをもって傾斜したワークチャック１１の上面１３を仮想 水平面として行うための座標系補正演算を下式に従って行い、補正後の、換言す れば回転角θによる座標系回転後のＹ座標軸方向の座標値ｙ´とＸ座標軸方向の 座標値χ´を算出するようになっている。

【００２０】 χ´＝α＋（χ−α）ｃｏｓθ−（ｙ−β）ｓｉｎθ ｙ´＝β＋（χ−α）ｓｉｎθ＋（ｙ−β）ｃｏｓθ 尚、図２に於いて、Ｘ´座標軸、Ｙ´座標軸は、回転角θによる回転後の座標 系に於ける各座標軸を示している。

【００２１】 データ記憶部３３は、ＮＣプログラム以外に、ワークチャック１１の回動中心 ＣのＸ座標軸方向の座標値αおよびＹ座標軸方向の座標値βに関するデータと、 ワークチャック１１の傾斜角θに関するデータとを記憶する領域を有しており、 これらデータはデータ入力部３５より入力されるようになっている。ワークチャ ック１１の回動中心ＣのＸ座標軸方向の座標値αおよびＹ座標軸方向の座標値β に関するデータは、チャック構造上の固定値であり、従ってこのデータは規定値 としてデータ記憶部３３に格納されていればよい。尚、ワークチャック１１の傾 斜角θは、二面研削モードに於いて、規定値であっても、可変値であってもよい 。

【００２２】 図２に示されている如く、ワークチャック１１を傾斜角θをもって傾斜させて 行う二面研削モードに於いては、砥石車９は、外周面をワークチャック１１の傾 斜した上面１３に平行な傾斜外周面９ａに、側面の外周縁側を上面１３に垂直な 傾斜側面９ｂに成形される。

【００２３】 砥石車９の成形は、図３に示されている如く、回転角θによる回転後のＸ´座 標軸、Ｙ´座標軸による座標系に於いて、ワークテーブル５上のドレッサ台３７ に設けられたドレッサ３９により行われればよい。

【００２４】 ワークチャック１１を傾斜角θをもって傾斜させて行う二面研削モードは、ワ ークチャック１１を回動中心Ｃを中心として傾斜させ、その傾斜角θを入力し、 ＮＣ装置１５の操作盤部に設けられた本機能の有効／無効スイッチ４１（図５参 照）が有効側にセットされることにより実行される。

【００２５】 この二面研削モードに於いては、演算部２７は、上述の式に従って回転角θに よる座標系回転後のＹ座標軸方向の座標値ｙ´とＸ座標軸方向の座標値χ´を算 出し、これを制御目標値としてサーボモータ制御部２１へ出力する。これにより 、Ｙ軸サーボモータ１７による砥石台３のＹ座標軸方向の移動のプログラム指令 と、Ｘ軸サーボモータ１９による砥石台３のＸ座標軸方向の移動のプログラム指 令は回転角θによる回転後の座標系にてワークチャック１１の上面１３を仮想水 平面として行われる。

【００２６】 この状態にて、先ずワークテーブル５上のドレッサ台３７に設けられたドレッ サ３９により砥石車９のドレッシングが行われことにより、Ｘ座標軸とＹ座標軸 による標準座標系にて作成された砥石成形プログラムによって砥石車９は、外周 面をワークチャック１１の傾斜した上面１３に平行な傾斜外周面９ａに、側面の 外周縁側を上面１３に垂直な傾斜側面９ｂに成形される。

【００２７】 そして引き続き上述の如き状態にて、Ｘ座標軸とＹ座標軸による標準座標系に て作成された研削加工プログラムに従ってＹ軸サーボモータ１７による砥石台３ のＹ座標軸方向の移動とＸ軸サーボモータ１９による砥石台３のＸ座標軸方向の 移動が制御される。これによりワークチャック１１の上面１３上に保持された被 研削物Ｗは、上面を砥石車９の傾斜外周面９ａにより、側面を砥石車９の傾斜側 面９ｂにより互いに直角の関係をもってワンチャッキングにより連続して研削さ れることになる。

【００２８】 通常の平面研削や溝入れ研削は、ワークチャック１１の傾斜を零に戻し、有効 ／無効スイッチ４１を無効側にリセットし、砥石車９を通常形状のものに交換す るか、或はドレッサ３９により再成形することにより、従来通り行われる。

【００２９】 また上述の如き二面研削モードは、通常のワークチャックの使用の下にテーパ 研削を可能にする。

【００３０】 上述の実施例に於いては、本考案によるＮＣ平面研削盤を横軸型のＮＣ平面研 削盤について述べたが、本考案によるＮＣ平面研削盤は、図４に示されている如 く、立軸型のＮＣ平面研削盤にも適用され得るものである。尚、図４に於いて、 図２に対応する部分は図２に付した符号と同一の符号により示されている。立軸 型のＮＣ平面研削盤に於いては、砥石車９は、外周面をワークチャック１１の傾 斜した上面１３に垂直な傾斜外周面９ａに、側面の外周縁側を上面１３に平行な 傾斜側面９ｂに成形され、ワークチャック１１の上面１３上に保持された被研削 物Ｗは、上面を砥石車９の傾斜側面９ｂにより、側面を砥石車９の傾斜外周面９ ａにより互いに直角の関係をもってワンチャッキングにより連続して研削される 。

【００３１】 以上に於ては、本考案を特定の実施例について詳細に説明したが、本考案は、 これらに限定されるものではなく、本考案の範囲内にて種々の実施例が可能であ ることは当業者にとって明らかであろう。

【００３２】

【考案の効果】

以上の説明から理解される如く、本考案によるＮＣ平面研削盤によれば、ワー クテーブルのワークチャック、即ち被研削材保持部が水平面に対し傾斜され、横 軸平面研削盤に於いてはワークテーブルの被研削材保持部の傾斜上面に平行な傾 斜外周面と前記傾斜上面に垂直な傾斜側面を有する砥石車が、立軸平面研削盤に 於いてはワークテーブルの被研削材保持部の傾斜上面に平行な傾斜側面と前記傾 斜上面に垂直な傾斜外周面を有する砥石車が用いられ、ワークテーブルと砥石台 との水平面に沿った相対移動と、前記砥石車と前記ワークテーブルとの相対的な 上下変位が、ＮＣ装置により座標軸系回転による座標系補正のもとに前記ワーク テーブルの被研削材保持部の傾斜上面を仮想水平面として行われるから、通常の ＮＣプログラムにより、ワークテーブル上の被研削材の上面と垂直側面の二面研 削が、ワンチャッキングで、連続的に、高度の研削品質と高い寸法精度、形状精 度をもって、しかも能率よく行われるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるＮＣ平面研削盤に於けるＮＣ制御
系の要部のみを抜粋して示すブロック線図である。

【図２】本考案によるＮＣ平面研削盤の一実施例を要部
について解図的に示す側面図である。

【図３】本考案によるＮＣ平面研削盤に於ける砥石ドレ
ッシング部を示す平面図である。

【図４】本考案によるＮＣ平面研削盤の他の実施例を要
部について解図的に示す側面図である。

【図５】本考案によるＮＣ平面研削盤の一実施例を示す
概略斜視図である。

【符号の説明】

３ 砥石台 ５ ワークテーブル ７ 回転軸 ９ 砥石車 １１ ワークチャック １５ ＮＣ装置 １７ Ｙ軸サーボモータ １９ Ｘ軸サーボモータ ２１ サーボモータ制御部 ２７ 演算部 ３３ データ記憶部 ３５ データ入力部 ３９ ドレッサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平あるいは垂直な回転軸に取り付けら
   れた砥石車の回転と、数値制御によるワークテーブルと
   前記砥石車との水平面に沿った相対移動と、数値制御よ
   る前記砥石車と前記ワークテーブルとの相対的な上下変
   位により前記ワークテーブル上の被研削材の研削を行う
   ＮＣ平面研削盤に於いて、 前記ワークテーブルの被研削材保持部が水平面に対して
   所定の傾斜角をもって傾斜可能に構成され、前記砥石車
   は前記ワークテーブルの被研削材保持部の傾斜上面に平
   行な傾斜外周面あるいは傾斜側面および前記傾斜上面に
   垂直な傾斜側面あるいは傾斜外周面を有し、ＮＣ装置
   は、前記ワークテーブルと前記砥石車との水平面に沿っ
   た相対移動と、前記砥石車と前記ワークテーブルとの相
   対的な上下変位を座標軸系回転により前記ワークテーブ
   ルの被研削材保持部の傾斜上面を仮想水平面として行う
   ための座標系補正演算部を有していることを特徴とする
   ＮＣ平面研削盤。