JPH0584636A - 切削加工装置 - Google Patents

切削加工装置

Info

Publication number
JPH0584636A
JPH0584636A JP24338491A JP24338491A JPH0584636A JP H0584636 A JPH0584636 A JP H0584636A JP 24338491 A JP24338491 A JP 24338491A JP 24338491 A JP24338491 A JP 24338491A JP H0584636 A JPH0584636 A JP H0584636A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutting
tool
state
condition
machining
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP24338491A
Other languages
English (en)
Inventor
Masataka Inashiro
正高 稲城
Masao Gan
雅夫 翫
Sunao Kawada
直 川田
Toyoji Ito
豊次 伊藤
Takami Hashimoto
隆美 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP24338491A priority Critical patent/JPH0584636A/ja
Priority to DE4228333A priority patent/DE4228333A1/de
Publication of JPH0584636A publication Critical patent/JPH0584636A/ja
Priority to US08/285,871 priority patent/US5506786A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 超精密切削加工の分野において、工具への切
削液の供給と、切削によって生じた切粉の集塵を最適な
状態にする。 【構成】 刃物台3には工具Aの加工反力を検出する力
センサ6を取付け、その検出信号をデジタル信号に変換
してコンピュータ9に取込む。コンピュータ9には記憶
手段10を接続し、そこに記憶されている切削加工時の加
工表面状態に応じて類別される複数のモードパターン信
号と、力センサ6から得られた出力信号とを比較手段11
で比較し、切削加工中の切削液の供給状態または切粉の
集塵状態の少なくとも一方または両方を検出する。この
検出結果に応じ、切削液の供給装置および切粉の集塵状
態の調整装置を自動制御して、切削の条件を正常な鏡面
の得られる加工状態に調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、画像形成装置に用い
られる金属製薄肉円筒部材の切削加工に用いられる切削
加工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば感光体ドラム基体や磁気ディスク
サブストレートなどの超精密切削加工の分野において
は、鏡面を得るために工具として天然単結晶ダイヤモン
ドバイトを使用している。このバイトの取付状態などが
適切であっても切削液の供給状態や集塵状態が不適切な
場合には切粉が絡んだり加工ワーク表面に「こすれ傷」
が発生したりする。
【0003】切削液供給・集塵状態の調整は、切削液の
供給状態・切粉の集塵状態や加工された表面の状態を作
業者が目視で判断して行なっていた。
【0004】また、加工された表面の状態の検査につい
ては、次のような研究がなされている。
【0005】1)レーザー光を被加工物の表面に当てて
得られる散乱光により、施削加工された面の粗さを測定
する技術(森田健二、川久保洋一:回折光を利用した鏡
面加工表面粗さのインプロセス計測、精密工学会誌、5
4、4(1988)、642〜646)。
【0006】2)レーザー光を被加工物の表面に当てて
得られる散乱光により、加工された面の微細傷を定量的
に測定評価する技術(三好隆志、姜永準、斎藤勝政:散
乱理論を用いた微小傷の測定評価に関する研究(第1
報)、精密工学会誌、54、6(1988)、1095〜1100)。
【0007】3)レーザー光を利用し臨界角法で表面粗
さを非接触で計測する技術(河野嗣男:インプロセス計
測加工制御技術の概要、精密工学会産学協同研究協力分
科会合同発表会シンポジウムテキスト、1990、1〜
5)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】現在のところ、超精密
加工の分野で、切削液の供給状態・切粉の集塵状態を最
適に自動調整する研究開発はなされていない。そのた
め、実際の作業では、切削液の供給状態・切粉の集塵状
態をトライアンドエラーで調整することになる。
【0009】また、従来技術の項で述べたように、レー
ザー光などの光学的な計測法で、加工された表面の状態
を計測する研究がなされているが、これを切削液の供給
状態・切粉の集塵状態の調整に応用した例は報告されて
いない。
【0010】光学的な計測法の場合、試し加工後に計測
するようになり、計測の時間がかかると考えられる。従
って、加工の生産性向上のためには、計測時間短縮の改
善が必要となる。また、実際の加工では切削液を使用す
るため、光学的な方法ではその影響も問題となってくる
ため、計測の信頼性を向上させるためには、表面に付着
して残る切削液・切粉の除去などの工夫が必要となる。
【0011】切削液の供給状態・切粉の集塵状態は従来
作業者の視認によって判断し調整されているため確認や
処置が遅れて多数の不良品を加工し続けることがあっ
た。
【0012】従って、加工中に行なわれる切削液の供給
状態・切粉の集塵状態の適否が加工結果に及ぼす影響は
大なるものがある。
【0013】我々は、加工中に計測するパラメータとし
て加工反力に着目した。超精密切削加工では、切削液の
供給状態・切粉の集塵状態をわずかに変化させただけで
加工された表面の状態が変化することが知られている。
加工現象は力学の法則に基づいて発生している物理現象
であるので、表面状態の変化にともなって加工反力も大
きく変化していると考えられる。
【0014】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、超精密切削加工の分野において、切削液の供給状
態・切粉の集塵状態を最適にする調整装置を提供するこ
とを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的は、画像形成装
置に用いられる金属製薄肉円筒部材を被切削部材とする
切削加工装置において、前記切削加工に用いる工具から
切削加工時の加工反力を検出するための検出手段と、前
記検出手段による前記金属製薄肉円筒部材の切削加工時
の加工表面状態に応じて類別される複数のモードパター
ン信号を記憶する記憶手段と、前記検出手段からの切削
加工時における出力信号と前記記憶手段に記憶された複
数のモードパターン信号とを比較する比較手段とからな
り、前記切削加工時における出力信号と前記記憶手段に
記憶される前記複数モードパターン信号とを前記比較手
段による比較により、前記工具に対する加工中の切削液
の供給状態または切粉の集塵状態の少くとも一方または
両方をリアルタイムかつ自動的に検出することを特徴と
する切削加工装置によって達成される。
【0016】
【実施例】以下、この発明の切削加工装置を説明する。
図1は切削加工装置の概略構成図である。この切削加工
装置は、画像形成装置に用いられる金属製薄肉円筒部材
を被切削部材とするものであり、複写機やレーザービー
ムプリンターなどに用いられる金属製薄肉円筒部材であ
る感光体ドラム基体1を加工する施盤2には刃物台3が
設けられている。刃物台3には切削加工中の加工反力を
検出する力センサ6を取付け、この力センサ6が切削加
工に用いる工具Aから切削加工時の加工反力を検出する
ための検出手段を構成している。この力センサ6から得
られた検出信号を動歪計7にて増幅し、AD変換器8に
よりデジタル信号に変換してコンピュータ9に取込む。
コンピュータ9には記録手段10としてメモリとディスク
装置が接続されており、そこに記録されている切削加工
時の切削液供給状態・切粉の集塵状態に応じて類別され
る複数のモードパターン信号と力センサ6から得られた
出力信号とを比較手段11で比較し、切削加工中の切削液
供給状態・切粉の集塵状態を検出する。この切削加工中
の切削液供給状態・切粉の集塵状態の検出後、切削液の
供給状態・切粉の集塵状態を調整するために、切削液供
給状態・切粉の集塵状態を自動制御するための制御信号
を作成し、デジタル信号・RS232Cインターフェースなど
を介して制御信号を切削液供給状態調整機構4・集塵状
態調整機構5へ送り、切削液供給状態・切粉の集塵状態
を自動で調整する。
【0017】切削中の加工反力の検出には、1989年精密
工学会秋季大会学術講演論文集P111〜P112「磁気ディ
スク切削用モノブロック形3分力検出ホルダの試み」
(畑村洋太郎、足立光明)に記載されている、工具一体
型の加工反力検出ホルダを使用した。このセンサは、通
常のバイトシャンクと同じ大きさでコンパクトであり、
剛性が高いことが特徴である。実際に、このセンサを用
いて加工を行なった場合、鏡面が形成でき、形状精度も
通常のシャンクと同程度であることが確認されている。
【0018】動歪計7としては例えば日本電気三栄
(株)製動ひずみ測定器6M84を、AD変換器8として
は(株)コンテック製AD変換ボードADA12-8/2(9
8)、デジタルインターフェースボードとしては(株)
コンテックIOボードPIO-32/32(98)Kを、コンピュ
ータ9としては例えば日本電気(株)製PC-9801RX2、
変位計50,51としては例えば(株)キーエンス製AH-416
を使用することができる。
【0019】被加工物は、材質A5805相当のアルミニウ
ム製薄肉円筒で、直径が80mm、厚みは1.5mmのものを使
用した。工具のバイトは天然単結晶ダイヤモンド平バイ
トを使用した。加工条件は、主軸回転数6,000rpm、送り
0.2mm/rev、切込み20μmにて加工した。ローリング角度
については、13度に設定した。
【0020】前記工具に対する切削液の自動供給は以下
説明する切削液の供給装置100の作動によって行われ
る。
【0021】図2は切削液の供給装置100の構成を示し
たもので、切削液タンク101内の切削液は圧縮エアーの
加圧によってニードルスプレーガン102より噴射される
が、その際一方の電子レギュレータ103により液量が調
整され、他方の電子レギュレータ104によって噴射圧が
調整されて適量の切削液が適度の噴射圧をもって前記工
具に供給されるようになっている。
【0022】図4は表面程度が0.2Sないし0.3S程度の
鏡面の得られる通常の切削状態に対応する加工反力(主
分力)の出力信号の波形である。加工開始とともに加工
反力が検出され、加工終了とともにほぼ0レベルに戻っ
ている。この加工反力(主分力)の出力信号の波形デー
タのサンプリング周波数は5KHzであり、しかもグラフ
は見やすくするため得られたデータを間引いて表示して
いる。
【0023】この場合には、切削加工中に発生する熱の
影響による出力波形のドリフトが認められず従って供給
される切削液の液量が適正であるために前記の電子レギ
ュレータ103および104は平衝した調整状態に維持され
る。
【0024】図5(a)は切削加工終了時にも加工反力
がゼロレベルに戻らず、切削加工中に発生する熱の影響
による出力波形のドリフトが発生して前記工具に対する
切削液の供給が不足していることを示している。
【0025】この場合には前記の電子レギュレータ103
は液量を増加するよう自動的に調整されてニードルスプ
レーガン102から噴射される切削液の量を増加して前記
工具の冷却を促進する。なお必要によっては電子レギュ
レータ104の噴射圧も増圧する。
【0026】一方図5(b)は加工反力がゼロレベルよ
り高い位置に戻るいわゆる出力波形の逆ドリフトが発生
して前記工具に対する切削液の供給が過剰であることを
示している。
【0027】この場合には前記電子レギュレータ103は
液量を減少するように自動的に調整されてニードルスプ
レーガン102から噴射される切削液の量を減少して前記
工具の過度の冷却を防止する。なお必要に応じ電子レギ
ュレータ104の噴射圧も減圧する。
【0028】また図5(c)は切粉のからみのみが発生
している状態の出力波形であり、熱による出力波形のド
リフトは認められず加工反力に局部的に異常に大きな振
幅が生じている。
【0029】この場合には電子レギュレータ104の噴射
圧のみを増圧してからみ付いた切粉を強制的に除去して
集塵する。
【0030】上記の切削液の供給量、噴射圧の調整によ
り加工状態の改善が認められない場合には、さらに次に
記す切削液の供給位置および集塵状態の調整が実施され
る。
【0031】切削液の供給位置は図2(b)に示すリニ
アアクチュエータとモータによるそれぞれの矢示方向へ
の移動と、ニードルスプレーガン自体の角度調整とによ
り、切削液がバイト上の切削ポイントに直接噴射される
よう調整される。
【0032】一方切粉の集塵状態は図3に示す調整装置
200により切粉の集塵が常に効率良く行われるよう調整
される。
【0033】切粉の集塵取込み口201の先端部に沿って
回動可能の一組の部材から成る集塵フード口202は、リ
ニアアクチュエータにより回転軸203を支点として回動
する搖動材204にロッド205を介して接続されていて、前
記リニアアクチュエータを制御することにより集塵フー
ド口202の先端の集塵口が矢示方向に任意に回動される
ようになっている。また、モーターとギヤを組合すこと
により、全体のローリング方向の回転も容易に実現でき
る。
【0034】従って感光体基体1の切削加工に当り、工
具A先端より発生する切粉の方向に合せて前記の集塵口
の向きを調整することにより切粉を効率良く吸引して集
収し、切粉のからみによる感光体基体1の加工状態の悪
化を防止する。
【0035】
【発明の効果】本発明により切削液の供給が適切であり
また切粉の集塵も効率良く行われる結果、ドリフトや切
粉のからみに基因する加工状態の異常が発生せず、常に
所要の鏡面状態の被切削物を加工することの出来る切削
加工装置が提供されることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】切削加工装置の概略構成図である。
【図2】切削液供給装置の構成図とその要部図である。
【図3】切粉の集塵フードの調整装置の構成図である。
【図4】鏡面の得られる通常の切削状態に対応する加工
反力(主分力)の出力信号の波形である。
【図5】加工状態を示す各種の加工反力の出力信号の波
形である。
【符号の説明】
1 感光体ドラム基体 2 施盤 3 刃物台 4 切削液供給状態調整機構 5 集塵状態調整機構 6 力センサ 7 動歪計 8 AD変換器 9 コンピューター 10 記憶手段 11 比較手段 A 工具 100 切削液供給装置 200 切粉集塵状態の調整装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年1月16日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】1)レーザー光を被加工物の表面に当てて
得られる散乱光により、削加工された面の粗さを測定
する技術(森田健二、川久保洋一:回折光を利用した鏡
面加工表面粗さのインプロセス計測、精密工学会誌、5
4、4(1988)、642〜646)。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】動歪計7としては例えば日本電気三栄
(株)製動ひずみ測定器6M84を、AD変換器8として
は(株)コンテック製AD変換ボードADA12-8/2(9
8)、デジタルインターフェースボードとしては(株)
コンテックIOボードPIO-32/32(98)Kを、コンピュ
ータ9としては例えば日本電気(株)製PC-9801RX2を
使用することができる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 1 感光体ドラム基体 2 盤 3 刃物台 4 切削液供給状態調整機構 5 集塵状態調整機構 6 力センサ 7 動歪計 8 AD変換器 9 コンピュータ 10 記憶手段 11 比較手段 A 工具 100 切削液供給装置 200 切粉集塵状態の調整装置
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 豊次 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 (72)発明者 橋本 隆美 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像形成装置に用いられる金属製薄肉円
    筒部材を被切削部材とする切削加工装置において、前記
    切削加工に用いる工具から切削加工時の加工反力を検出
    するための検出手段と、この検出手段による前記金属製
    薄肉円筒部材の切削加工時の加工表面状態に応じて類別
    される複数のモードパターン信号を記憶する記憶手段
    と、前記検出手段からの切削加工時における出力信号と
    前記記憶手段に記憶された複数のモードパターン信号と
    を比較する比較手段とからなり、前記切削加工時におけ
    る出力信号と前記記憶手段に記憶される前記複数モード
    パターン信号とを前記比較手段による比較により、 前記工具に対する加工中の切削液の供給状態または切粉
    の集塵状態の少くとも一方または両方をリアルタイムか
    つ自動的に検出することを特徴とする切削加工装置。
  2. 【請求項2】 前記切削液の供給状態または切粉の集塵
    状態の少くとも一方または両方を自動的に調整できるこ
    とを特徴とする請求項1の切削加工装置。
JP24338491A 1991-08-26 1991-09-24 切削加工装置 Pending JPH0584636A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24338491A JPH0584636A (ja) 1991-09-24 1991-09-24 切削加工装置
DE4228333A DE4228333A1 (de) 1991-08-26 1992-08-26 Zerspanungsvorrichtung
US08/285,871 US5506786A (en) 1991-08-26 1994-08-04 Cutting apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24338491A JPH0584636A (ja) 1991-09-24 1991-09-24 切削加工装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0584636A true JPH0584636A (ja) 1993-04-06

Family

ID=17103058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24338491A Pending JPH0584636A (ja) 1991-08-26 1991-09-24 切削加工装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0584636A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07108435A (ja) * 1993-10-06 1995-04-25 Toshiba Mach Co Ltd 工作機械の切屑除去装置
KR100444146B1 (ko) * 2002-01-10 2004-08-09 한국기초과학지원연구원 공구 지지대
JP2010120156A (ja) * 2008-10-24 2010-06-03 Murata Machinery Ltd 切粉案内具付き工具
CN104589157A (zh) * 2014-11-26 2015-05-06 上海大学 车床车刀切削温度的测量装置
JP2016209977A (ja) * 2015-05-13 2016-12-15 株式会社デンソー 切削装置、および、円筒部材の製造方法
JP2017104943A (ja) * 2015-12-10 2017-06-15 ファナック株式会社 加工屑を除去する機能を有する除去システムおよび加工システム

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07108435A (ja) * 1993-10-06 1995-04-25 Toshiba Mach Co Ltd 工作機械の切屑除去装置
KR100444146B1 (ko) * 2002-01-10 2004-08-09 한국기초과학지원연구원 공구 지지대
JP2010120156A (ja) * 2008-10-24 2010-06-03 Murata Machinery Ltd 切粉案内具付き工具
CN104589157A (zh) * 2014-11-26 2015-05-06 上海大学 车床车刀切削温度的测量装置
JP2016209977A (ja) * 2015-05-13 2016-12-15 株式会社デンソー 切削装置、および、円筒部材の製造方法
JP2017104943A (ja) * 2015-12-10 2017-06-15 ファナック株式会社 加工屑を除去する機能を有する除去システムおよび加工システム
US10279448B2 (en) 2015-12-10 2019-05-07 Fanuc Corporation Machining system and removal system having machining chip removing function

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4031368A (en) Adaptive control of cutting machining operations
Yandayan et al. In-process dimensional measurement and control of workpiece accuracy
US5904457A (en) Detecting tool wear by thermal monitoring of workpiece
US4802285A (en) Method and apparatus for ascertaining the radial location of a new wheel profile to be produced by a reprofiling operation
CN101660905B (zh) 一种圆弧刃金刚石刀具刀尖圆弧圆度的检测装置
US5506786A (en) Cutting apparatus
CN101204783A (zh) 一种用于精密机床的在线检测系统
Shahabi et al. Assessment of flank wear and nose radius wear from workpiece roughness profile in turning operation using machine vision
Östling et al. Cutting process monitoring with an instrumented boring bar measuring cutting force and vibration
JPH0584636A (ja) 切削加工装置
US6205371B1 (en) Method and apparatus for detecting machining flaws, especially caused by grinding machines
JP3143894B2 (ja) 定寸装置
Ryabov et al. Laser displacement meter application for milling diagnostics
Novak et al. Sensing of Workpiece Diameter, Vibration and Out-Off-Roundness by Laser—Way to Automate Quality Control
JPH06206145A (ja) 切削加工装置
Shiraishi Geometrical adaptive control in NC turning operation
JP6168396B2 (ja) 工作機械
JPH0557566A (ja) 切削加工装置
JPH0584642A (ja) 切削加工装置
JP3476163B2 (ja) 工具形状の認識方法
JPH08243883A (ja) 工具寸法自動測定装置
Abu-Zahra et al. Calibrated method for ultrasonic on-line monitoring of gradual wear during turning operations
JP2000505578A (ja) 切削工作機械における動的変位を補正する方法および装置
EP0198557A1 (en) A method and system for measuring the roughness profile of a surface
JPH11138391A (ja) 表面粗さの計測方法及び装置