JPH06210565A - 砥石修正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 砥石修正ロールの旋回に連動して砥石を移動
させることにより、砥石修正ロールの先端位置と砥石修
正ロールの旋回中心とのずれを吸収することを目的とす
る。 【構成】 第１の演算手段１３０は砥石車１６の摩耗量
を算出し、第２の演算手段１４０は砥石修正ロール２３
の摩耗量を算出し、第３の演算手段１５０は砥石修正ロ
ール２３の先端位置データを算出し、第４の演算手段１
６０は砥石車１６の修正形状データを算出する。そし
て、第５の演算手段１７０は砥石修正ロール２３の先端
位置データと砥石車１６の修正形状データを基にツルー
イングデータを作成し、このツルーイングデータを基に
制御手段１８０で駆動手段１１０を制御することにより
砥石修正ロール２３を旋回させ、この旋回に連動して移
動手段１００をツルーイングデータで制御することによ
り砥石車１６をＹ，Ｚ軸方向に移動して砥石車１６の外
周を砥石修正ロール２３の先端でツルーイングできるよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイヤモンドロールを
砥石外周の法線方向に旋回させ、ダイヤモンドロールの
同一先端で砥石をツルーイングする砥石修正装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、砥石の外周をダイヤモンドロール
により円弧状にツルーイングする場合は、砥石車１を図
８（ａ）に示すようにＹ軸およびＺ軸方向に移動してダ
イヤモンドロール２に近接するツルーイング位置に割出
す。次に、図８（ｂ）に示すようにダイヤモンドロール
２を時計方向に９０度旋回して、その先端を砥石車１の
外周側部に対向させる。その後、砥石車１およびダイヤ
モンドロール２を回転した状態で砥石車１を図８（ｃ）
に示す矢印方向の移動により砥石車１をダイヤモンドロ
ール２に対して砥石外周に沿って移動させるとともに、
ダイヤモンドロール２を図８（ｃ）に示すように砥石外
周の法線方向に略１８０度旋回することにより、砥石車
１の外周をツルーイングする。ツルーイングが終了した
ならば、砥石車１を元位置に戻すとともに、ダイヤモン
ドロール２を図８（ｄ）に示すよう９０度時計方向に旋
回して元の位置に戻す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ダイヤモン
ドロールの旋回動作で砥石の外周をツルーイングすると
き、ダイヤモンドロールの外周頂部先端を砥石の外周面
に常に接触させる必要がある。このためにはダイヤモン
ドロールの外周先端位置がダイヤモンドロールの旋回中
心線上におかれるようにしなければならない。しかしな
がら、ダイヤモンドロールの取付け部および保持工具な
どの加工誤差や取付け誤差などによってダイヤモンドロ
ールの先端位置とダイヤモンドロールの旋回中心とがず
れてしまうのが一般である。

【０００４】そこで、従来においては、ダイヤモンドロ
ールの先端位置とダイヤモンドロールの旋回中心とを一
致させるための機械的な調整機構を設けることが提案さ
れているが、構造が複雑になり、大型化するほか、調整
に多くの時間を要するという問題があった。

【０００５】本発明は、上述のような点に鑑みなされた
もので、その目的とするところは、砥石修正ロールの旋
回に連動して砥石を移動させることにより、砥石修正ロ
ールの先端位置と砥石修正ロールの旋回中心とのずれを
吸収できるようにした砥石修正装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
１により本発明を説明すると、本発明は、砥石車１６を
その回転軸線と平行する方向および該回転軸線と直交す
る方向に移動させる移動手段１００と、前記砥石車１６
をツルーイングする砥石修正ロール２３をその先端を砥
石外周の法線方向に向けるべく砥石修正ロール２３を旋
回させる駆動手段１１０と、前記砥石車１６の径をツル
ーイング毎に測定する砥石径測定手段１２０と、前記砥
石径測定手段１２０で測定した現在の砥石径と前回の砥
石径とから砥石車１６の摩耗量を算出する第１の演算手
段１３０と、前記砥石車１６の摩耗量と砥石修正切込み
量とから砥石修正ロール２３の摩耗量を算出する第２の
演算手段１４０と、前記砥石修正ロール２３の摩耗量を
差引いた現在の砥石修正ロール径および前記砥石車１６
を基準にして予め定められた砥石修正ロール２３の旋回
中心位置データとこの旋回中心を基準に定めた砥石修正
ロール２３の回転中心位置データとから砥石修正ロール
２３の先端位置データを算出する第３の演算手段１５０
と、予め設定された砥石形状データと砥石修正切込み量
とから砥石車１６の修正形状データを算出する第４の演
算手段１６０と、前記砥石修正ロール２３の先端位置デ
ータと前記砥石修正形状データとからツルーイングデー
タを作成する第５の演算手段１７０と、前記第５の演算
手段１７０で作成したツルーイングデータにより前記砥
石移動手段１００および前記砥石修正ロール駆動手段１
１０を制御して砥石車１６の外周をツルーイングする制
御手段１８０とを備えてなるものである。

【０００７】

【作用】上記の構成により、第１の演算手段１３０は砥
石車１６の摩耗量を算出し、第２の演算手段１４０は砥
石修正ロール２３の摩耗量を算出し、第３の演算手段１
５０は砥石修正ロール２３の先端位置データを算出す
る。そして第４の演算手段１６０は砥石車１６の修正形
状データを算出する。また、第５の演算手段１７０は砥
石修正ロール２３の先端位置データと砥石車１６の修正
形状データを基にツルーイングデータを作成し、このツ
ルーイングデータを基に制御手段１８０で駆動手段１１
０を制御することにより砥石修正ロール２３を旋回さ
せ、この旋回に連動して移動手段１００をツルーイング
データで制御することにより砥石車１６をＹ，Ｚ軸方向
に移動して砥石車１６の外周を砥石修正ロール２３の先
端でツルーイングできるようにする。よって、砥石修正
ロールの旋回中心と砥石修正ロールの先端位置とのずれ
を吸収することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図２〜図７に基づい
て説明する。図２は、全体の構成図であり、図３は砥石
ヘッドおよび砥石修正部の概略側面図である。この図２
および図３において、１０は、不図示のベット上にＺ軸
方向に移動可能に設けたコラムであり、このコラム１０
は送りねじ１１およびこれを回転駆動するサーボモータ
１２によりＺ軸方向に移動される。

【０００９】１３はコラム１０の１つの側面にＹ軸方向
に移動可能に取り付けた砥石ヘッドであり、この砥石ヘ
ッド１３は送りねじ１４およびこれを回転駆動するサー
ボモータ１５によりＹ軸方向に移動される。砥石ヘッド
１３は、内蔵のモータにより回転駆動される主軸１３ａ
を有し、この主軸１３ａの先端には外周が円弧形状の砥
石車１６が交換可能に取り付けられている。

【００１０】１７は砥石ヘッド１３の前面側に位置し
て、不図示のベット上にＸ軸方向に移動可能に設けたテ
ーブル１８上に設置した砥石修正装置である。この砥石
修正装置１７は、テーブル１８上に固定した本体１９
と、この本体１９にＸ軸方向と平行にかつ回転可能に軸
支した回転体２０を備え、回転体２０は、本体１９に装
着したダイヤモンドロール旋回モータ２１によって回転
駆動される。回転体２０の先端面にはダイヤモンドロー
ル支持アーム２２の一端が回転体２０の中心（ダイヤモ
ンドロールの旋回中心）Ｏより所定量偏心して固着さ
れ、この支持アーム２２の先端部には、砥石車１６の外
周をツルーイングするダイヤモンドロール２３が回転可
能に支持されている。このダイヤモンドロール２３は支
持アーム２２に内蔵した駆動モータ（不図示）により回
転される。また、テーブル１８は送りねじ２４とこれを
回転駆動するサーボモータ２５によりＸ軸方向に移動さ
れる。

【００１１】２６は砥石修正本体１９上の所定位置に固
定したＡＥセンサ（アコースチック・エミッションセン
サ）である。このＡＥセンサ２６は検知ピン２６ａを備
え、この検知ピン２６ａに回転する砥石車１６が接触し
たときにＡＥセンサ２６から発生する信号を砥石車１６
の径測定情報として出力する。図２において、３０は砥
石修正装置を制御する数値制御装置である。

【００１２】数値制御装置３０は、砥石修正装置全体を
制御し管理する中央処理装置（以下ＣＰＵという）３１
と、砥石修正用制御プログラム，砥石形状やダイヤモン
ドロール径などの設定データおよびＣＰＵ３１での演算
結果その他のデータを格納する記憶装置３２と、ＣＰＵ
３１からの指令に応じて駆動パルスを送出するＺ軸用パ
ルス分配回路３３，Ｙ軸用パルス分配回路３４および旋
回用パルス分配回路３５と、Ｙ軸用パルス分配用回路３
４から送出される駆動パルスを計数して砥石径情報を得
るためのカウンタ３６を備える。また、ＣＰＵ３１に
は、砥石形状データ（ｒ，θ）、切込み量ｔ、ダイヤモ
ンドロールの旋回中心データ（Ｐ，Ｑ）、ダイヤモンド
ロールの半径データなどの設定データを入力するための
入力装置３９が接続されている。

【００１３】Ｚ軸用パルス分配回路３３には、駆動回路
３７を介してコラム移動用サーボモータ１２が接続さ
れ、Ｙ軸用パルス分配回路３４には駆動回路３８を介し
て砥石台移動用サーボモータ１５が接続され、さらに旋
回用パルス分配回路３５には駆動回路４０を介してダイ
ヤモンドロール旋回モータ２１が接続されている。サー
ボモータ２５も同様に、図略の駆動回路，パルス分配回
路を介してＣＰＵ３１に接続されている。

【００１４】上記実施例を請求項との対応において、サ
ーボモータ１２，１５および送りねじ１１，１４は砥石
移動手段１００を、回転体２０および旋回モータ２１は
修正ロール駆動手段１１０を、ＡＥセンサ２６およびカ
ウンタ３６は砥石径測定手段１２０を、ＣＰＵ３１およ
び記憶装置３２は第１〜第５の演算手段１３０〜１７０
を、ＣＰＵ３１およびパルス分配回路３３〜３５は制御
手段１８０をそれぞれ構成している。

【００１５】次に、動作について説明する。まず、図４
および図５によりツルーイングデータの作成処理につい
て述べる。図４の設定ブロック５０に示すように入力装
置３９を操作することにより、図５に示す砥石の修正部
の形状を表わす半径ｒおよび角度θ、砥石修正時切込み
量ｔ、旋回中心Ｏからのダイヤモンドロールの回転中心
を表わす座標値Ｐ，Ｑ、ダイヤモンドロールの半径Ｄ、
砥石の回転中心（座標Ｏ，Ｏ，Ｏ）とダイヤモンドロー
ルの旋回中心Ｏとのオフセット量ｍ，ｎを設定する。次
に設定ブロック５０での各設定データに基づいてブロッ
ク５１に示すツルーイングデータ作成のための諸計算を
行う。

【００１６】まず、ＡＥセンサ２６およびカウンタ３６
を利用して砥石車の現在の半径Ｈ２を測定し、これを記
憶装置３２の所定領域に記憶しておく。この記憶データ
はツルーイング毎に更新される。

【００１７】次に、砥石形状ｒ，θ、切込み量ｔおよび
現在の砥石半径Ｈ２をＣＰＵ３１に取り込んで砥石の修
正形状データを計算する。この場合、Ｙ，Ｚと直交する
方向（テーブル１８の移動方向）の砥石車１６とダイヤ
モンドローラ２３との位置関係は、砥石車１６，ダイヤ
モンドロール２３の径が変化しても変わらないため、
Ｙ，Ｚと直交する方向は省略して説明する。図５に示す
ように、砥石修正部の中心Ｙ１から見た（Ｙ１，Ｚ，
θ）座標系におけるＡ点の座標は、（ｒ sinθ，−ｒ c
osθ＋ｔ，θ）となり、砥石の回転中心Ｙから見た
（Ｙ，Ｚ，θ）座標系におけるＡ点の座標は、（ｒ sin
θ，−Ｈ＋ｒ（１− cosθ）＋ｔ，θ）となり、さらに
ダイヤモンドロールの旋回中心Ｏから見た（Ｙ２，Ｚ
２，θ）座標系におけるダイヤモンドロール先端位置Ｂ
点の座標は、（Ｕ sin（ρ＋θ）−Ｄ sinθ，−Ｕ cos
（ρ＋θ）＋Ｄ cosθ，θ）となり、これらの座標をも
とに砥石形状データが計算される。そして、計算された
砥石修正用の形状データは記憶装置３２に記憶される。

【００１８】ダイヤモンドロール先端位置Ｂのデータ
は、ダイヤモンドロールの回転中心Ｐ，Ｑと、現在のダ
イヤモンドロールの半径Ｄ２およびオフセット量ｍ，ｎ
に基づいて計算され、その先端位置データは記憶装置３
２に記憶される。このとき、図５に示すように砥石の回
転中心Ｙから見た（Ｙ，Ｚ，θ）座標系におけるＢ点の
座標は、（ｍ＋Ｕ sin（ρ＋θ）−Ｄ sinθ，−ｎ−Ｕ
cos（ρ＋θ）＋Ｄ cosθ，θ）となり、この座標をも
とにダイヤモンドロールの先端位置データが計算され
る。

【００１９】そして、計算されたダイヤモンドロールの
先端位置データと砥石の形状データを基にして、ツルー
イングデータを作成する。このとき、Ａ点から見たＢ点
の座標は、（ｍ＋Ｕ sin（ρ＋θ）−Ｄ sinθ−ｒ sin
θ，−ｎ−Ｕ cos（ρ＋θ）＋Ｄ cosθ＋Ｈ−ｒ（１−
cosθ）−ｔ，θ）となり、この座標をもとにツルーイ
ングデータが作成され、記憶装置３２に記憶される。な
お、ここで作成されるツルーイングデータには、ダイヤ
モンドロールの先端位置とダイヤモンドロールの旋回中
心とのずれ角ρを吸収するための砥石ヘッド１３のＹ軸
方向およびＺ軸方向への補正値が含まれている。従っ
て、ダイヤモンドロールの旋回に連動して砥石ヘッドを
Ｙ，Ｚ方向にずらすことにより、前記ずれを吸収でき
る。

【００２０】砥石の摩耗量ΔＨは、前回の砥石の半径Ｈ
１と現在の砥石半径Ｈ２を基に、ΔＨ＝Ｈ１−Ｈ２から
計算される。また、ダイヤモンドロールの摩耗量ΔＤ
は、切込み量ｔと砥石摩耗量ΔＨを基に、ΔＤ＝ｔ−Δ
Ｈから計算される。さらに、現在のダイモヤモンドロー
ルの径Ｄ２は、ダイヤモンドの摩耗量ΔＤと前回のダイ
ヤモンドロールの半径Ｄ１を基に、Ｄ２＝Ｄ１−ΔＤか
ら計算される。

【００２１】次に、図６のフローチャートを参照して砥
石修正の動作を説明する。ツルーイングの開始によりプ
ログラムがスタートすると、ステップＳ１において、Ａ
Ｅセンサ２６の砥石検知信号とカウンタ３６の計数値か
ら砥石車１６の現在の半径Ｈ２を算出する。次のステッ
プＳ２では、図４において説明したように現在の砥石半
径Ｈ２と前回の砥石半径Ｈ１とから砥石車１６の摩耗量
ΔＨを算出する。そして、次のステップＳ３において砥
石車１６の摩耗量ΔＨと切込み量ｔとからダイヤモンド
ロール２３の摩耗量ΔＤを算出し、さらに次のステップ
Ｓ４においてダイヤモンドロール２３の摩耗量ΔＤと前
回のダイヤモンドロールの半径Ｄ１とから現在のダイヤ
モンドロール２３の半径Ｄ２を算出する。

【００２２】次のステップＳ５では、現在のダイヤモン
ドロール２３の半径Ｄ２とダイヤモンドロール２３の回
転中心Ｏ１の座標値Ｐ，Ｑとオフセット量ｍ，ｎとから
ダイヤモンドロールの先端位置Ｂのデータを算出する。

【００２３】次のステップＳ６では、砥石形状を表わす
データｒ，θと切込み量ｔとから修正すべき砥石車１６
の形状データを算出する。このときの砥石形状データは
図５の破線に示すものとなる。

【００２４】次のステップＳ７では、ダイヤモンドロー
ル２３の先端位置データと砥石形状データに基づいて図
４に説明した場合と同様にツルーイングデータを算出す
る。そして、次のステップＳ８では、数値制御装置３０
のパルス分配回路から分配送出される制御パルスにより
駆動回路３７を介してダイヤモンドロール旋回モータ２
１を駆動し、かつダイヤモンドロール２３を回転させな
がら旋回中心Ｏを中心にして砥石外周の法線方向にダイ
ヤモンドロール２３の先端を向けながらダイヤモンドロ
ール２３を旋回させる。このダイヤモンドロール２３の
旋回に連動して、ツルーイングデータに基づきパルス分
配回路３３，３４から分配送出される制御パルスにより
Ｚ軸サーボモータ１２およびＹ軸サーボモータ１５を駆
動して砥石ヘッド１３をＹ，Ｚ方向にずらし、これによ
り砥石車１６を設定された切込み量ｔに相当する分ツル
ーイングするとともに、ダイヤモンドロールの先端位置
Ｂが砥石車１６の修正面に倣うように砥石ヘッド１３を
制御する。これによってダイヤモンドロール２３の先端
位置Ｂとダイヤモンドロール２３の旋回中心Ｏとのずれ
（ずれ角ρ）を吸収し、ダイヤモンドロールの同一先端
で砥石外周をツルーイングする。なお、ツルーイング時
の砥石車とダイヤモンドロールの動作は図８に示すよう
に行われる。

【００２５】砥石車１６のツルーイングが終了した後は
ステップＳ９に進み、修正後の砥石車１６の半径を測定
する。そして、次のステップＳ１０においてツルーイン
グサイクルボタンがオンかを判定する。ここで、ツルー
イングサイクルボタンがオンであると判定された時はス
テップＳ２に戻り、ステップＳ２以下の処理を実行す
る。また、ツルーイングサイクルボタンがオフであると
判定されたときはステップＳ１１に進み、加工サイクル
ボタン又は機械停止ボタンがオンかを判定する。ここ
で、肯定判定された場合は終了し、否定判定された場合
はステップＳ１０に戻る。

【００２６】次に、図７により砥石半径の測定処理につ
いて説明する。砥石の半径測定プログラムがスタートす
ると、まず、ステップＳ２０において砥石ヘッド１３を
所定量上昇させ、テーブル１８を所定量後退させ、コラ
ム１０を所定量右進させて砥石車１６をＡＥセンサ２６
の検知ピン２６に対向させる。次のステップＳ２１で
は、サーボモータ１５を駆動して砥石ヘッド１３を下降
させる。そして、ステップＳ２２において回転する砥石
車１６の外周面が検知ピン２６ａに接触しＡＥサンサ２
６から接触信号が発生したかを判定する。ここで、接触
信号がないと判定されたときはステップＳ２１に戻り、
砥石ヘッド１３をさらに下降させる。また、接触信号が
有りと判定されたときはステップＳ２３に進み、砥石ヘ
ッド１３を下降量を計数するカウンタ３６の計数値をＣ
ＰＵ３１に取り込む。

【００２７】次のステップＳ２４では、取り込んだ計数
値から砥石車１６の現在の半径を算出する。そして、次
のステップＳ２５において、算出した砥石半径を記憶装
置３２に記憶する。

【００２８】上述のような本実施例においては、ダイヤ
モンドロールの旋回に連動して、砥石車の修正用形状デ
ータとダイヤモンドロールの先端位置データとから作成
したツルーイングデータに基づいて砥石ヘッドをＹ，Ｚ
方向に移動制御しながら砥石車をツルーイングするよう
にしたので、ダイヤモンドロールの取り付け誤差などに
よりダイヤモンドロールの先端位置とダイヤモンドロー
ルの旋回中心とがずれていても、これを吸収し、砥石車
をダイヤモンドロールの先端位置で常にツルーイングす
ることができる。これに伴い従来のような機械的な調整
機構が不要になり、調整のための人手も不要になるとと
もに修正装置の機械的構造が簡単になり、装置の小形化
が可能になる。

【００２９】なお、本発明は、上記実施例に示す構成の
ものに限定されず、請求項に記載した範囲を逸脱しない
限り、種々の変形が可能である。また、本発明のツルー
イング工具はダイヤモンドロールに限定されない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１の演算手段は砥石車の摩耗量を算出し、第２の演算手
段は砥石修正ロールの摩耗量を算出し、第３の演算手段
は砥石修正ロールの先端位置データを算出し、第４の演
算手段は砥石車の修正形状データを算出する。そして、
第５の演算手段は砥石修正ロールの先端位置データと砥
石車の修正形状データを基にツルーイングデータを作成
し、このツルーイングデータを基に制御手段で駆動手段
を制御することにより砥石修正ロールを旋回させ、この
旋回に連動して移動手段をツルーイングデータで制御す
ることにより砥石車をＹ，Ｚ軸方向に移動して砥石車の
外周を砥石修正ロールの先端でツルーイングできるよう
にしたので、砥石修正ロールの旋回中心と砥石修正ロー
ルの先端位置とのずれを吸収することができる。これに
伴い機械的な調整機構が不要になり、調整のための人手
も不要になるとともに修正装置の機械的構造が簡単にな
り、装置を小形化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクレーム対応図である。

【図２】本発明による砥石修正装置の一実施例を示す全
体の構成図である。

【図３】図２における砥石ヘッドおよびダイヤモンドロ
ール旋回部の側面図である。

【図４】本発明の実施例におけるツルーイングデータ作
成処理のための各演算過程を示す説明図である。

【図５】本発明の実施例における砥石車とダイヤモンド
ロールの座標系を示す説明図である。

【図６】本発明の実施例における砥石修正の動作手順を
示すフローチャートである。

【図７】本発明の実施例における砥石半径の測定手順を
示すフローチャートである。

【図８】ダイヤモンドロールによる砥石のツルーイング
過程を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ コラム １１，１４ 送りねじ １２，１５ サーボモータ １３ 砥石ヘッド １６ 砥石車 １７ 砥石修正装置 ２０ 回転体 ２１ 旋回モータ ２２ アーム ２３ ダイヤモンドロール ２６ ＡＥセンサ ３０ 数値制御装置 ３１ ＣＰＵ ３２ 記憶装置 ３３〜３５ パルス分配回路 ３６ カウンタ １００ 移動手段 １１０ 駆動手段 １２０ 砥石径測定手段 １３０ 第１の演算手段 １４０ 第２の演算手段 １５０ 第３の演算手段 １６０ 第４の演算手段 １７０ 第５の演算手段 １８０ 制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥石車をその回転軸線と平行する方向お
   よび該回転軸線と直交する方向に移動させる移動手段
   と、前記砥石車をツルーイングする砥石修正ロールをそ
   の先端を砥石外周の法線方向に向けるべく砥石修正ロー
   ルを旋回させる駆動手段と、前記砥石車の径をツルーイ
   ング毎に測定する砥石径測定手段と、前記砥石径測定手
   段で測定した現在の砥石径と前回の砥石径とから砥石車
   の摩耗量を算出する第１の演算手段と、前記砥石車の摩
   耗量と砥石修正切込み量とから砥石修正ロールの摩耗量
   を算出する第２の演算手段と、前記砥石修正ロールの摩
   耗量を差引いた現在の砥石修正ロール径および前記砥石
   車を基準にして予め定められた砥石修正ロールの旋回中
   心位置データとこの旋回中心を基準に定めた砥石修正ロ
   ールの回転中心位置データとから砥石修正ロールの先端
   位置データを算出する第３の演算手段と、予め設定され
   た砥石形状データと砥石修正切込み量とから砥石車の修
   正形状データを算出する第４の演算手段と、前記砥石修
   正ロールの先端位置データと前記砥石修正形状データと
   からツルーイングデータを作成する第５の演算手段と、
   前記第５の演算手段で作成したツルーイングデータによ
   り前記砥石移動手段および前記砥石修正ロール駆動手段
   を制御して砥石車の外周をツルーイングする制御手段と
   を備えたことを特徴とする砥石修正装置。