JPH055634B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈技術分野〉 本発明は、加工面の幅に応じて測定位置を自動
的に補正できるようにした新規な定寸装置を備え
た研削盤に関するものである。

〈従来技術〉 円筒研削盤においては、ワークに形成された円
筒加工面の寸法を定寸装置によつて測定して砥石
車の送りを制御することが行われるが、このよう
な場合、ワークの撓み等の原因によつて円筒加工
面に微小なテーパが発生するため、円筒加工面の
平均的な寸法を測定するには円筒加工面の軸方向
の中央で寸法測定を行うことが必要となる。

このため、従来の数値制御の円筒研削盤におい
ては、定寸装置の測定ヘツドを数値制御指令によ
つてワーク軸線と平行な方向へ移動できるように
し、加工すべき円筒加工面の幅が変更になつた場
合には、測定ヘツド移動用の数値制御プログラム
に従つて測定ヘツドを移動させるようにしていた
が、かかる従来のものでは、加工すべき円筒加工
面の幅が変化する度に測定ヘツドを移動させるた
めの数値制御プログラムを特別に入力する必要が
ありプログラムの入力が面倒になるだけでなく、
測定ヘツドの移動量を誤つてプログラムすると、
測定子が加工箇所に隣接する大径部に係合されて
測定子を損傷する恐れもあつた。

また、砥石車研削面の幅の２倍以上の幅を有す
る円筒加工面をトラバース研削で加工する場合に
おいては、測定ヘツドの位置を円筒加工面の中央
に設定すると、測定ヘツドによる寸法測定位置が
砥石車研削面と対向する範囲から外れることにな
り、このような場合には、トラバース端における
砥石車の切込工程で定寸信号が出ず、定寸研削が
行えなくなる問題もあつた。

〈発明の目的〉 そこで本発明は、特別なプログラムを入力する
しなくても測定ヘツドの測定位置がトラバース研
削箇所である場合には切り込み時の砥石研削面と
対向する円筒加工面上の位置とし、トラバース研
削箇所でなく、プランジ研削である場合には、プ
ランジ研削される円筒加工面に自動的に測定ヘツ
ドを位置決めできるようにして砥石車の切込工程
時に定寸信号が発生されるようにすることを目的
とするものである。

〈発明の構成〉 本発明は、前記円筒加工面がトラバース研削箇
所か否かを判別する判別手段と、この判別手段に
てトラバース研削箇所であると判別された場合に
は前記測定ヘツドによる測定位置が前記円筒加工
面の切込時に前記砥石車研削面に対向する位置を
測定位置とし、前記判別手段にてトラバース研削
箇所でなく、プランジ研削であると判別された場
合には前記プランジ研削される円筒加工面を前記
測定ヘツドによる測定位置として演算する演算手
段と、前記送り装置を作動させて前記測定ヘツド
を演算させた位置に位置決めする制御手段とを設
けたことを特徴とするものである。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面により説明する。第
１図はアンギユラ形円筒研削盤の概略構成を示す
もので、砥石台２１はベツド２０上に形成された
案内面２２，２３に沿つて摺動可能に案内されて
おり、この砥石台２１にはサーボモータ２５によ
つて駆動される送りねじ２４が螺合している。ワ
ークテーブル２６は、ベツド２０上に形成された
案内面２７，２８に摺動可能に案内され、このワ
ークテーブル２６にはサーボモータ３０によつて
駆動される送りねじ２９が螺合している。ワーク
テーブル２６上には主軸台３１と心押台３２が設
置され、ワークＷを回転可能に支持する。このワ
ークＷの回転軸線OSはワークテーブル２６の案
内面２７，２８と平行になつており、砥石車４０
の直線行路３８と鋭角度θをなしている。このワ
ークＷは複数の円筒加工面Wa及びこの円筒加工
面Waの一端において半径方向に延在する肩部
Wbを有している。前記砥石台２１に回転可能に
装架された砥石車４０の外周面には、前記ワーク
Ｗの円筒加工面Waを加工する第１研削面４１
と、これに対して直角な肩部Wbを加工する第２
研削面４２が形成されている。砥石車４０の第２
研削面４２によつて加工される円筒加工面Waの
加工寸法を測定する定寸装置４３がヘツド２０に
対して支持され、かつワーク中心線と平行の方向
に移動可能に案内されている。

この定寸装置４３の具体構成を第２図、第３図
によつて説明する。４４はベツド２０に固定され
た案内部材で、この案内部材４４の上面にはワー
ク中心線と平行な案内面４５が形成され、この案
内面４５に摺動台４６が摺動可能に案内されい
る。案内部材４４には横送り用シリンダ４７が形
成され、この横送り用シリンダ４７に嵌挿された
ピストン４８のピストンロツド４９は前記摺動台
４６と連結されている。摺動台４６にはワーク中
心線と直角な方向に一対のパイロツトバー５０が
支持され、この中間に第１シリンダ５１が穿設さ
れている。一対のパイロツトバー５０には支持台
５２が摺動可能に案内され、この支持台５２は第
１シリンダ５１に嵌挿されたピストン５３のピス
トンロツド５３と連結されている。支持台５２に
は案内スリーブ５５を嵌着せしめた内孔５６と第
２シリンダ５７が穿設され、案内スリーブ５５に
は測定ヘツド５８に連結されたパイロツトバー５
９が嵌通装架され、第２シリンダ５７に嵌挿され
たピストン６０はピストンロツド６１を介して測
定ヘツド５８に連結されている。測定ヘツド５８
は、パイロツトバー５９およびピストンロツド６
１に連結された支持体６２に枢軸６３にて枢支さ
れた揺動体６４と、この揺動体６４に対し互いに
等量接近したり離間可能に案内ささた上部保持体
６５及び下部保持体６６と、この上部保持体６５
及び下部保持体６６より突設され円筒加工面Wa
に接触する測定子６７，６８と、下部測定子６８
の変位を検出する変位検出器６９と、前記上部保
持体６５及び下部保持体６６を相対移動せしめる
図示省略の送り機構と、この送り機構に連結され
たサーボモータ７０とによつて構成されている。
前記サーボモータ７０に指令パルスを与えて上部
保持体６５及び下部保持体６６の相対位置を変化
させれば測定寸法を任意に変えることができ、各
測定寸法毎に定寸信号を出すことができるように
なつている。測定ヘツド５８は第１シリンダ５１
および第２シリンダ５７の作動によつてワークＷ
を測定する前進端位置に移動し、これより一段後
退した位置と２段後退した位置の３位置に移動さ
れる。

前記案内部材４４の側面に固着されたブラケツ
ト７６にはエンコーダ７１が取付けられ、このエ
ンコーダ７１の回転軸７２と連結された歯車７３
は中間歯車７４を介して摺動台４６に固定された
ラツク７５と噛合し、摺動台４６即ち測定ヘツド
５８のワーク中心線方向の移動量がこのエンコー
ダ７１によつて検出される。

このエンコーダ７１は測定子６７，６８のワー
クＷに対する係合位置が砥石台２１の直線行路３
８とワークの回転軸線OSとの交点Ｐに対応する
位置となつた点を原点として、かかる原点にたい
する測定子６７，６８の係合位置、即ち測定位置
Pmがアブソリユート値として出力される。この
エンコーダ７１からの出力信号は第４図に示す位
置決め制御装置８０に与えられる。

この位置決め制御装置８０は円筒加工面Waを
プランジ研削によつて加工する場合には、測定ヘ
ツド５８により測定位置が円筒加工面Waの幅方
向の中央に来るように測定ヘツド５８を位置決め
し、円筒加工面Waをトラバース研削する場合に
は、砥石車４０の第１研削面４１の略中央と対向
する位置に測定位置が来るように測定ヘツド５８
を位置決めするもので、第４図に示すように主レ
ジスタ８１，８２、補助レジスタ８３、割算回路
８４，８５，８６、比較回路８７、ゲート８８，
８９、加算回路９０、比較器９１、バルブ制御回
路９２によつて構成されている。

前記主レジスタ８１，８２はそれぞれ、円筒加
工面Waの直径を表すデータDiと円筒加工面Wa
の幅を表すデータBwとが設定されるレジスタ、
補助レジスタ８３は砥石車４０の第１研削面４１
の幅を表すデータBgが設定されるレジスタであ
り、テープリーダもしくはキーボード等のプログ
ラム入力装置９３を介して加工データが入力され
る数値制御装置９４に接続され、加工データの中
に含まれる前記Di，BwおよびBgのデータがそれ
ぞれ設定されるようになつている。

なお、円筒加工面Waの直径を表すデータDiは
定寸装置４３の測定寸法を変更するのに利用され
るデータであり、円筒加工面Waの幅を表すデー
タBwは、円筒加工面Waの基準端面Wsに対する
軸方向位置を演算するために用いられるデータで
ある。

割算回路８４は、第６図および第７図に示すよ
うに、ワークＷ上の各加工箇所を２点鎖線で示す
原位置割出し状態から実線で示す加工状態に移動
させた時に、肩部Wbが原点からどれだけ右方に
移動したかを表す補正量ΔlをΔl＝Di／（２・
tanθ）なる演算式で演算するもので、砥石車４０
の移動行路がワークＷの軸線と直交する形式の研
削盤ではこの割算回路８４は不要となる。

また、割算回路８５，８６は主レジスタ８２お
よび補助レジスタ８３にそれぞれ設定されたデー
タから円筒加工面Waの幅の半分の値と、第１研
削面４１の幅の半分の値とをそれぞれ演算するも
ので、これらの割算回路８５，８６の出力はそれ
ぞれゲート８８およびゲート８９を介して変位量
liを表すデータとして加算回路９０に与えられる
ようになつている。前記比較回路８７は、主レジ
スタ８２、補助レジスタ８３に設定されたデータ
に基づいて円筒加工面Waの幅と第１研削面４１
の幅のいずれが大きいかを比較するもので円筒加
工面Waの幅を表すデータBwよりも砥石車４０
の第１研削面４１の幅を表すデータBgの方が大
きい場合にはプランジ研削と判断してゲート８８
を開き、円筒加工面Waの幅を表すデータBwに
対して砥石車４０の第１研削面４１の幅を表すデ
ータBgが同じか小さい場合にはトラバース研削
であると判断してゲート８９を開くようになつて
いる。

さらに、加算回路９０は補正量Δlと変位量liを
加算することにより、原点に対する測定位置Pm
の位置ずれ量Ｃを演算するもので、この加算回路
９０の出力は比較器９１に供給され、この比較器
９１にて位置ずれ量Ｃと前記エンコーダ７１の検
出値Ｆとが比較される。比較器９１は位置ずれ量
Ｃが検出値Ｆより大きければバルブ制御回路９２
に右進指令を出し、又位置ずれ量Ｃが検出値Ｆよ
り小さければ左進指令を出し、位置ずれ量Ｃと検
出値Ｆが一致すれば停止指令を出す。バルブ制御
回路９２に右進指令が与えられるとバルブを切替
えて横送り用シリンダ４７の左室４７ｂに圧力流
体を供給し、又左進指令が与えられると横送り用
シリンダ４７の右室４７ａに圧力流体を供給す
る。停止指令が与えられるとバルブを閉止して横
送り用シリンダ４７の作動を止め、これによつて
定寸装置４３は所定位置に位置決めされる。

砥石車４０の第１研削面４１の幅を表すデータ
Bgよりも円筒加工面Waの幅を表すデータBwの
方が狭い場合には、ゲート８８が開かれて、割算
回路８５の出力が変位量liとして加算回路９０に
与えられるため、上記の動作により測定ヘツド５
８による測定位置Pmが第６図に示されるように
円筒加工面Waの中央になるように定寸装置４３
が位置決めされ、円筒加工面Waの幅を表すデー
タBwが砥石車４０の第１研削面４１の幅を表す
データBgに対して同じか、広い場合には、ゲー
ト８９が開かれて割算回路８６の出力が変位量li
として加算回路９０に与えられるため、測定ヘツ
ド５８による測定位置Pmが第７図に示すように
肩部Wbから砥石車４０の第１研削面４１の幅を
表すデータBgの半分だけ離間した位置になるよ
うに定寸装置４３が位置決めされる。

尚上記実施例は定寸装置の送り駆動源に横送り
用シリンダ４７を使用しているが、このシリンダ
の代わりに指令パルスに応答するサーボモータを
使用すればこのサーボモータに前記位置ずれ量Ｃ
と検出値Ｆとの差に応じた指令パルスを送出すこ
とによつても測定位置の位置決めをすることがで
きる。

上記位置決め制御装置８０の機能は第１図に示
すように電子計算機にて構成される数値制御装置
９４にて行わせることもでき、第５図ａ，ｂに示
すプログラムを数値制御装置９４のメモリに記憶
させておき、このプログラムを周期的に実行すれ
ば良い。

尚、この数値制御装置９４のメモリには、研削
盤の加工動作を制御する加工プログラムも記憶さ
れており、またこの加工プログラムを順次読出
し、砥石台２１及びワークテーブル２６を送るサ
ーボモータ２５，３０と、定寸装置４３の測定寸
法を調整するサーボモータ７０に指令パルスを送
出し、研削加工動作を制御する制御プログラムも
記憶されている。かかる制御プログラムにより読
出される加工プログラムとしての加工データ、特
に定寸装置４３の測定寸法を設定すべき円筒加工
面Waの直径を表すデータDi、円筒加工面Waの
幅を表すデータBwおよび砥石車４０の第１研削
面４１の幅を表すデータBgのデータは測定位置
決めのためにも利用される。このためかかる加工
データDi，Bw，Bgが記憶されているレジスタが
第５図ａ，ｂのプログラムTSPにおいて参照さ
れるようになつている。このプログラムTSPの
ステツプ１では定寸装置の移動指令が出されてい
ることを記憶する移動フラツグMVFGがセツト
されているか判別し、この移動フラツグMVFG
がセツトされていればステツプ９に進む。リセツ
トされていればステツプ２に進み加工するワーク
Ｗの変更等に伴い、Di，Bw，Bgのデータが再設
定されたかどうか、即ち前回の加工個所における
データと異なつているかどうかを判別する。新た
に指定され前のデータと異なつている場合にステ
ツプ３以下の処理が行われ、異なつていなければ
このルーチンから抜け出す。

ステツプ３へ以降すると、円筒加工面Waの直
径を表すデータDiをレジスタから読出して補正
値Δl＝Di／（２・tanθ）を演算し、この後、ス
テツプ４でレジスタからBw，Bgのデータを読出
し、ステツプ５においてこれらの大小を比較す
る。そして砥石車４０の第１研削面４１の幅を表
すデータBgよりも円筒加工面Waの幅を表すデー
タBwの方が小さい場合にはステツプ７へ移行し
て円筒加工面Waの幅を表すデータBwの半分の
値と変位量liとして演算し、砥石車４０の第１研
削面４１の幅を表すデータBgに対し円筒加工面
Waの幅を表すデータBwの方が大きいか同じで
ある場合にはステツプ６へ移行して砥石車４０の
第１研削面４１の幅を表すデータBgの半分の値
を変位量liとして演算する。

この後、いずれの場合にもステツプ８へ移行
し、ステツプ３で演算された補正量Δlと、ステ
ツプ６もしくは７にて演算された変位量liとを加
算し、交点Ｐに対するアブソリユートな位置ずれ
量Ｃを演算する。ステツプ９ではエンコーダ７１
の検出値Ｆを読取り、ステツプ10で位置ずれ量Ｃ
と検出値Ｆの差Ｃ−Ｆを演算し、ステツプ11でそ
の差Ｃ−Ｆが零かどうか判別する。零でなければ
ステツプ12で移動フラツグMVFGがセツトされ
ているか判別する。移動フラツグMVFGがセツ
トされていれば定寸装置の移動指令が出されてい
るためこのルーチンから抜け出す。移動フラツグ
MVFGがセツトされていなければステツプ13以
下に進み、Ｃ−Ｆ＞０であればステツプ14で右進
指令を割算回路８６に出し、Ｃ−Ｆ＜０であれば
ステツプ15で左進指令を出し、ステツプ16で移動
フラツグMVFGをセツトしてこのルーチンから
抜け出す。このように定寸装置の移動指令が出さ
れた後においてもこのルーチンは周期的に実行さ
れる。この場合ステツプ１からステツプ９に飛
び、ステツプ９，10，12の処理を実行し、位置ず
れ量Ｃと検出値Ｆが一致しなければステツプ12か
らリターンし、一致するまで繰返す。一致すると
ステツプ11からステツプ17に進み割算回路８６に
停止指令を出し、ステツプ18で移動フラツグ
MVFGをクリアしてリターンする。このように
して定寸装置４３の測定位置は交点Ｐに対しli＋
Δlの位置に位置決めされる。

これにより、円筒加工面Waがプランジ研削に
よつて加工される場合には、円筒加工面Waの中
央に測定位置が来るように、定寸装置４３が位置
決めされて、円筒加工面Wa幅Bwにかかわらず
円筒加工面Waの平均的な寸法を高精度に測定で
きる。また、円筒加工面Waがトラバース研削さ
れる場合には、第１研削面４１の中央と対向する
位置に測定位置が来るように定寸装置４３が位置
決めされ、円筒加工面の幅Bwが砥石車４０の第
１研削面４１の幅Bgの２倍を越える場合でもト
ラバース端における砥石車の切込中に定寸信号を
確実に送出できる。

〈効果〉 以上述べたように本発明においては、加工デー
タとして入力された円筒加工面の幅のデータに基
づいて、トラバース研削箇所であると判別された
場合には前記測定ヘツドによる測定位置が前記円
筒加工面の切込時に前記砥石車研削面に対向する
位置を測定位置とし、トラバース研削箇所でない
と判別された場合には前記円筒加工面の略中央位
置を前記測定ヘツドによる測定位置として演算す
る演算手段と、この演算手段によつて演算された
位置に測定ヘツドを位置決めする制御手段とを設
けたので、円筒加工面の幅に応じて測定ヘツドの
位置を変更するための数値制御プログラムを特別
に入力する必要がない上、プログラムミスにより
測定ヘツドによる測定位置が大幅にずれて測定ヘ
ツドの測定子が大径部に係合して測定子を損傷す
るといつた恐れも少なくなるという効果を達成で
きる。

また、トラバース研削か否かを判定し、トラバ
ース研削である場合には測定位置が砥石車研削面
の略中央と対向する位置になるようにしたので、
トラバース研削において、測定位置が砥石車研削
面と対向する範囲からずれてしまうことを防止で
き、プランジ、トラバースのいずれの研削方式に
おいても確実に寸法測定を行なえる利点も達成で
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
アンギユラ研削盤の概略構成を示す図、第２図は
定寸装置送り機構の縦断面図、第３図は第２図に
おける−矢視断面図、第４図は定寸装置位置
決めのための第１実施例としてのブロツク線図、
第５図ａ，ｂは定寸装置位置決めのための第２実
施例としてのプログラムをしめすフローチヤー
ト、第６図は砥石車の第１研削面の幅よりも円筒
加工面Wa幅の方が狭い場合における測定位置を
示す図、第７図は砥石車の第１研削面の幅よりも
円筒加工面Wa幅の方が広い場合における測定位
置を示す図である。 ２１……砥石台、２６……テーブル、３１……
主軸台、３２……心押台、４０……砥石車、４３
……定寸装置、４４……案内部材、４６……摺動
台、５６……支持体、５８……測定ヘツド、６
７，６８……測定子、７１……エンコーダ、８０
……位置決め制御装置、８１，８２，３２……レ
ジスタ、８４，８５，８６……割算回路、８７…
…比較回路、８８，８９……ゲート、９０……加
算回路、９１……比較器、９２……バルブ制御回
路、９３……プログラム入力装置、９４……数値
制御装置、Ｗ……ワーク、Wa……円筒加工面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワーク上に形成された円筒加工面の径寸法を
   測定する測定ヘツドを備え、この測定ヘツドから
   出力される測定信号に基づいて前記円筒加工面が
   所定の寸法になつたことを検出するようにした定
   寸装置を備えた研削盤において、前記測定ヘツド
   をワーク中心線と平行な方向に摺動可能に案内す
   る案内装置と、この案内装置に沿つて前記測定ヘ
   ツドを移動せしめて測定位置を変更する送り装置
   と、この送り装置を作動させる位置決め制御装置
   とを設け、この位置決め制御装置を、前記円筒加
   工面の幅を示すデータが設定される設定手段と、
   砥石車研削面の幅を表すデータが設定される補助
   設定手段と、前記円筒加工面がトラバース研削箇
   所か否かを判別する判別手段と、この判別手段に
   てトラバース研削箇所であると判別された場合に
   は前記測定ヘツドによる測定位置が前記円筒加工
   面の切欠時に前記砥石車研削面に対向する位置を
   測定位置とし、前記判別手段にてトラバース研削
   箇所でなく、プランジ研削であると判別された場
   合には前記プランジ研削される円筒加工面を前記
   測定ヘツドによる測定位置として演算する演算手
   段と、前記送り装置を作動させて前記測定ヘツド
   を演算させた位置に位置決めする制御手段とによ
   つて構成したことを特徴とする定寸装置を備えた
   研削盤。 ２ 前記演算手段は、前記判別手段にてトラバー
   ス研削箇所と判別された場合に前記砥石車研削面
   の中央に対向する位置を測定位置として演算する
   ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の定寸装置を備えた研削盤。 ３ 前記演算手段は、前記判別手段にてトラバー
   ス研削箇所でないと判別された場合に前記円筒加
   工面の中央位置を測定位置として演算するように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項およ
   び特許請求の範囲第２項記載の定寸装置を備えた
   研削盤。 ４ 前記判別手段は、前記設定手段にて設定され
   た円筒加工面の幅と前記補助設定手段にて設定さ
   れた砥石車研削面の幅とを比較することによつて
   前記円筒加工面がトラバース研削箇所か否かを判
   別する比較手段であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項、特許請求の範囲第２項および特許
   請求の範囲第３項記載の定寸装置を備えた研削
   盤。