JPH06278022A - 研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】多数の工作物を粗研，精研，微研の順に繰り返
し研削する場合において、砥石車の研削面の性状変化を
把握し、頻繁に機械の停止、警告表示を行わなくても、
工作物の加工不良を未然に防止できるようにする。 【構成】工作物の加工径を計測する定寸装置２４からの
信号を基に中央処理装置３１で工作物Ｗの振れ量と減少
量を演算し、メモリ３２に加工径に応じて複数の許容値
を設定し、現在の加工径に基づいて前記許容値を選定
し、この選定された許容値と演算された振れ量並びに減
少量を比較し、許容値を越えていれば、警告を発すると
ともに機械を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、予め設定された工作物
の加工径になったときに次の送り速度を選定し、この送
り速度に基づいて砥石台を送りを制御することにより工
作物の研削を行うようにした研削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の円筒研削盤は、定寸装置によって
定寸信号を出す工作物の加工径を複数設定し、複数の送
り速度を設定し、定寸装置からの定寸信号に基づいて工
作物の加工径に応じた送り速度を選定し、この選定され
た送り速度に基づいて砥石台の送りを制御することによ
って工作物の研削加工を行っている。即ち、インプロセ
スゲージでもって粗研，精研，微研の切り換えを行って
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】同じ砥石車で複数の工
作物を繰り返し研削加工した場合、砥石車の研削面の性
状（切れ味、真円度、面粗さ、砥粒の突出し高さ等）が
変化するため、工作物の寸法精度にバラツキが生じ、加
工不良が発生する問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した問題点
を解決するためになされたもので、図１に対応づけて説
明すると、制御装置３０は、計測手段２４からの信号に
基づいて工作物Ｗの振れ量と工作物加工径の減少量の少
なくとも１つを演算する演算手段１０３と、工作物の振
れ量と工作物加工径の減少量の少なくとも１つの許容値
を加工径に応じて設定した設定手段１０１と、前記演算
手段１０３によって演算された工作物Ｗの振れ量と工作
物加工径の減少量の少なくとも１つが計測手段２４の加
工径に応じて前記設定手段１０１から選定された許容値
を越えたかどうか判定し、判定結果を出力するチェック
手段１０２とを備えたものである。

【０００５】また、制御装置３０は、計測手段２４から
の信号と位置検出手段２５からの信号により研削残量と
研削残量振れ量と研削残量減少量の少なくとも１つを演
算する演算手段１０３と、研削残量と研削残量振れ量と
研削残量減少量の少なくとも１つの許容値を加工径に応
じて設定した設定手段１０１と、前記演算手段１０３に
よって演算された研削残量と研削残量振れ量と研削残量
減少量の少なくとも１つが計測手段２４の加工径に応じ
て前記設定手段１０１から選定された許容値を越えたか
どうか判定し、判定結果を出力するチェック手段１０２
とを備えたものである。

【０００６】

【作用】工作物Ｗの加工径を計測手段２４によって計測
しながら砥石台１３を設定された送り速度で工作物側へ
移動させ、工作物Ｗの加工径に応じて前記送り速度を変
えることによって、工作物Ｗを粗研，精研，微研の順に
加工する。この加工中に計測手段２４からの信号を演算
手段１０３に送信し、演算手段１０３によって工作物Ｗ
の振れ量と工作物加工径の減少量の少なくとも１つを演
算し、この演算された値が、加工径に応じて設定された
許容値内にあるかどうかチェック手段１０２で判定し、
判定結果を出力する。また工作物の加工中に計測手段２
４からの信号と位置検出手段２５からの信号を演算手段
１０３に送信し、演算手段１０３によって研削残量と研
削残量振れ量と研削残量減少量の少なくとも１つを演算
し、この演算された値が、加工径に応じて設定された許
容値内にあるかどうかチェック手段１０２で判定し、判
定結果を出力する。このように、前記許容値は加工径に
応じて設定されているため、機械を頻繁に停止させるこ
となく、加工不良を未然に防止できる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図２は、本発明による研削装置の全体の構成図で
ある。図２おいて、１０は円筒研削盤、３０は研削盤を
制御する数値制御装置である。研削盤１０は、ベッド１
１上にＺ軸方向に移動可能に設置した工作物テーブル１
２、およびベッド１１上にＸ軸方向に移動可能に設置し
た砥石台１３を備える。

【０００８】工作物テーブル１２は、図略のサーボモー
タおよび送りねじによりＺ軸方向に移動されるようにな
っているとともに、工作物テーブル１２上には、主軸１
５を軸承する主軸台１４と心押台１６が左右に位置して
対向設置されている。工作物Ｗの両端は、主軸１５と心
押台１６にそれぞれ設けたセンタ１５ａ，１６ａによっ
て支持され、さらに工作物Ｗの左端部には主軸１５に突
設した回止め部材１７が係合され、これによって工作物
Ｗを主軸１５と一体に回転させるようになっている。ま
た、主軸１５は主軸台１４に設けたモータ１８により回
転駆動され、主軸１５の回転角度はエンコーダ１８ａに
よって検出されるようになっている。

【０００９】砥石台１３は、工作物Ｗの円筒部Ｗａを研
削するＣＢＮ砥石などの砥石車１９、この砥石車１９を
主軸１５と平行に支持する砥石軸２０、及びこの砥石軸
２０とベルトなどの回転伝達機構２１を介して砥石車１
９を回転駆動するモータ２２を有する。また、砥石台１
３は、ベッド１１に設けたサーボモータ（駆動手段）２
３と、このサーボモータ２３により回転される送りねじ
（図示せず）によってＸ軸方向（工作物Ｗの軸線と直交
する方向）に移動される。砥石台１３の位置はエンコー
ダ２５によって検出されるようになっている。

【００１０】図２において、２４は工作物テーブル１２
上に設置され、工作物Ｗの加工径を計測するインプロセ
ス定寸装置（計測手段）であり、その計測信号（アナロ
グ信号）は数値制御装置３０に入力される。数値制御装
置３０は、図２に示すように研削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、メモリ３
２、外部とのデータを授受するインタフェース３３、お
よびＣＰＵ３１からの指令に応じて駆動パルスを分配送
出するパルス分配回路３４を備える。ＣＰＵ３１には、
Ａ−Ｄコンバータ３５を介して定寸装置２４が接続さ
れ、また、ＣＰＵ３１にはエンコーダ２５とエンコーダ
１８ａがそれぞれ接続されている。また、インタフェー
ス３３には、制御データ等を入力するキーボードとＣＲ
Ｔが付いたＣＲＴ付入力装置４０が接続され、パルス分
配回路３４には、駆動回路４１を介して砥石台用サーボ
モータ２３が接続されている。

【００１１】メモリ３２には、図２に示すように工作物
Ｗを研削加工するための加工プログラム、粗研，精研，
微研の研削条件を格納する研削条件データ、工作物１回
転中の工作物の最大径と最小径を格納する最大径並びに
最小径データ、１回転前の工作物の加工径を格納する前
加工径データ、１回転後の工作物の加工径を格納する現
加工径データ、加工径に応じて許容できる研削残量，加
工径に応じて許容できる工作物の振れ量，加工径に応じ
て許容できる工作物径の減少量を図５に示すデータテー
ブルの形で設定した許容値データ、研削残量の演算，振
れ量の演算，工作物加工径の減少量の演算，研削残量の
チェック，振れ量のチェック，減少量のチェック、警告
信号の出力を行う演算チェックプログラムが格納されて
いる。研削残量は定寸装置２４の加工径に砥石台１３の
位置から求められる加工径を差し引いた値である。

【００１２】なお、他の変形例して、研削残量許容値デ
ータの代わりに砥石台の位置に応じて複数設定した工作
物の加工径の許容値データをメモリ３２に格納し、定寸
装置２４から得られる加工径と砥石台１３の位置に応じ
て選定された工作物加工径許容値を比較しても良い。本
実施例と請求項との対応において、メモリ３２が設定手
段１０１を構成し、ＣＰＵ３１およびメモリ３２がチェ
ック手段１０２と演算手段１０３を構成している。

【００１３】次に、加工プログラムについて図３に示す
フローチャートを参照して説明する。作業者が主軸台１
４と心押台１６から加工済の工作物Ｗを取外し、主軸台
１４と心押台１６に新しい工作物Ｗを取付け、入力装置
４０の研削加工ボタンを押すとメモリ３２内の加工プロ
グラムに従って研削加工が開始される。まず、ステップ
Ｓ１では、工作物Ｗと砥石車１９を予め設定された速度
で回転させ、砥石台１３を予め設定された送り速度で所
定の位置まで早送り前進させる。すなわち、加工プログ
ラム内の砥石台早送り指令をＣＰＵ３１で解読してパル
ス分配回路３４に指令値を与え、これによりパルス分配
回路３４から送出されるパルス信号を駆動回路４２を介
してサーボモータ２３に加えることにより、サーボモー
タ２３を駆動し、砥石台１３を砥石車１９が工作物Ｗに
接触する直前まで早送り前進させる。ステップＳ２以降
は、後述する演算チェックプログラムを工作物Ｗの１回
転毎に繰り返し実行する。ステップＳ３で送り速度Ｆｂ
で切込み完了径Ｐｂまで砥石台１３を前進させ、工作物
Ｗを粗研削する。ステップＳ４で演算チェックプログラ
ムで警告が出ているか判定し、警告が出ているときはス
テップＳ１３に進む。警告が出ていなければ、ステップ
Ｓ５に進んで定寸装置２４からの現在の加工径Ｄａと前
記切込み完了径Ｐｂが同じかどうか判定し、同じであれ
ばステップＳ６に進み、同じでなければステップＳ３に
戻る。

【００１４】ステップＳ６では送り速度Ｆｃで切込み完
了径Ｐｃまで砥石台１３を前進させ、工作物Ｗを精研削
する。ステップＳ７で演算チェックプログラムで警告が
出ているか判定し、警告が出ているときはステップＳ１
３に進む。警告が出ていなければ、ステップＳ８に進ん
で定寸装置２４からの現在の加工径Ｄａと前記切込み完
了径Ｐｃが同じかどうか判定し、同じであればステップ
Ｓ９に進み、同じでなければステップＳ６に戻る。

【００１５】ステップＳ９では送り速度Ｆｄで切込み完
了径Ｐｄまで砥石台１３を前進させ、工作物Ｗを微研削
する。ステップＳ１０で演算チェックプログラムで警告
を出ているか判定し、警告が出ているときはステップＳ
１３に進む。警告が出ていなければ、ステップＳ１１に
進んで定寸装置２４からの現在の加工径Ｄａと前記切込
み完了径Ｐｄが同じかどうか判定し、同じであればステ
ップＳ１２に進み、同じでなければステップＳ９に戻
る。

【００１６】ステップＳ１２で砥石台１３を早送り後退
させ、工作物Ｗと砥石車１９の回転を停止させ、研削加
工プログラムが終了する。ここで、送り速度はＦｂ＞Ｆ
ｃ＞Ｆｄの関係になるように設定され、切込み完了径は
Ｐｂ＞Ｐｃ＞Ｐｄの関係になるように設定されている。
警告が出ているときは、ステップＳ１３で研削盤１０を
停止させ、ステップＳ１４でＣＲＴ付入力装置４０に警
告を表示する。警告が出たら、作業者は砥石車１９を修
正し、再び工作物を研削する。このようにして、工作物
の加工不良の発生を未然に防止できる。

【００１７】次に図４を基に演算チェックプログラムに
ついて説明する。図３の研削加工プログラムのステップ
Ｓ２で演算チェックプログラムが実行され、この演算チ
ェックプログラムは研削加工プログラムのステップＳ３
以降のステップと並行して工作物１回転毎に繰り返し実
行される。ステップＳ３０で定寸装置２４から出力され
る１回転中の現在の加工径Ｄａがメモリ３２に格納され
ている最大径Ｄｂよりも大きいか判別し、大きければス
テップＳ３１に進みメモリ３２に格納されている最大径
Ｄｂを現在の加工径Ｄａに更新してステップＳ３２に進
む。大きくなければステップＳ３２に進む。

【００１８】ステップＳ３２で定寸装置２４から出力さ
れる１回転中の現在の加工径Ｄａがメモリ３２に格納さ
れている最小径Ｄｃよりも小さいか判別し、小さければ
ステップＳ３３に進みメモリ３２に格納されている最小
径Ｄｃを現在の加工径Ｄａに更新してステップＳ３４に
進む。小さくなければステップＳ３４に進む。ステップ
Ｓ３４で工作物Ｗが１回転したと判定するまで、ステッ
プＳ３０からステップＳ３４を繰り返し実行する。

【００１９】工作物Ｗが１回転した時点で、ステップＳ
３５でメモリ３２に格納されている１回転前の前加工径
Ｄｆがメモリ３２に格納されている１回転後の現加工径
Ｄｅに更新される。ステップＳ３６でメモリ３２に格納
されている１回転後の現加工径Ｄｅが定寸装置２４から
の現加工径Ｄａに更新される。ステップＳ３７で研削残
量Ｔａを算出する。研削残量Ｔａは定寸装置２４の加工
径Ｄａに砥石台１３の位置から求められる加工径Ｄｐを
引いた値である。ステップＳ３８でメモリ３２に格納さ
れている最大径Ｄｂと最小径Ｄｃを基に振れ量Ｂａを演
算する。ステップＳ３９でメモリ３２に格納されている
１回転前の前加工径Ｄｆと１回転後の現加工径Ｄｅを基
に減少量Ｅａを演算する。

【００２０】ステップ４０で定寸装置２４の現加工径Ｄ
ａに基づいて図５から研削残量の許容値Ｔｂ，振れ量の
許容値Ｂｂ，減少量の許容値Ｅｂを選定する。例えば、
現加工径ＤａがＤａ２〜Ｄａ３の範囲に入るときは、研
削残量Ｔｂ２，振れ量Ｂｂ２，減少量Ｅｂ２を選定す
る。ここで、加工径はＤａ１＞Ｄａ２・・・・＞Ｄａ６
＞Ｄａ７，研削残量はＴｂ１＞Ｔｂ２・・・・＞Ｔｂ
６，振れ量はＢｂ１＞Ｂｂ２・・・・＞Ｂｂ６，減少量
はＥｂ１＞Ｅｂ２，Ｅｂ３＞Ｅｂ４＞Ｅｂ５＞Ｅｂ６と
なるように設定されている。ステップＳ４２でＴｂ＜Ｔ
ａかどうか判定し、ステップＳ４３でＢｂ＜Ｂａかどう
か判定し、ステップＳ４４でＥｂ＞Ｅａ又はＥｂ＜Ｅａ
かどうか判定する（粗研、即ち現加工径ＤａがＤａ１〜
Ｄａ３の範囲に入る時は、Ｅｂ＞Ｅａの判定を選定し、
精研，微研、即ち現加工径ＤａがＤａ３〜Ｄａ７の範囲
に入る時は、Ｅｂ＜Ｅａの判定を選定する。即ち、粗研
の時に工作物径の減少量が少ない時は、砥石車の研削面
が劣化していると判定し、精研，微研の時に工作物径の
減少量が多い時は、粗研時の工作物の撓みが多く、精
研，微研時に砥石台の送り速度を遅くすることによって
急激に工作物が削れ始め、これによって工作物の加工精
度が劣化すると判定している。）。いずれも許容値内で
あれば、ステップＳ４６に進み、いずれかの１つが許容
値外であれば、ステップＳ４５に進む。

【００２１】ステップＳ４５で警告信号を出力し、ステ
ップＳ４６で微研完了、即ち加工プログラムのステップ
Ｓ１１であるか判定し、微研完了していなければ、ステ
ップＳ３０に戻り、微研完了していれば終了する。前記
研削残量，振れ量，減少量の許容値は、加工径が小さく
なるに従って小さくなるように設定されているため、不
必要な警告、機械の停止がなくなる。また、工作物の加
工精度がそれ以上悪くならないように、警告を発して機
械を停止させるため、工作物の加工不良を未然に防止で
きる。

【００２２】なお、上述した実施例は、研削残量，振れ
量および減少量をチェックする例について述べたが、振
れ量に代えて研削残量振れ量をチェックし、減少量に代
えて研削残量減少量をチェックしても良い。前記研削残
量振れ量は１回転中の研削残量の高い値から低い値を引
いたものであり、研削残量減少量は１回転前の研削残量
から１回転後の研削残量を引いたものである。前記研削
残量振れ量並びに研削残量減少量は振れ量並びに減少量
と同じ挙動を起こす。また、上述した実施例は、研削残
量，振れ量および減少量をチェックする例について述べ
たが、研削残量，振れ量および減少量のいずれか１つを
チェックするようにしても良い。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、計
測手段からの信号に基づいて工作物の振れ量と工作物加
工径の減少量の少なくとも１つを演算する演算手段と、
工作物の振れ量と工作物加工径の減少量の少なくとも１
つの許容値を加工径に応じて設定した設定手段と、前記
演算手段によって演算された工作物Ｗの振れ量と工作物
加工径の減少量の少なくとも１つが計測手段の加工径に
応じて前記設定手段から選定された許容値を越えたかど
うか判定し、判定結果を出力するチェック手段とを備え
たものであるため、また、計測手段からの信号と位置検
出手段からの信号に基づいて研削残量と研削残量振れ量
と研削残量減少量の少なくとも１つを演算する演算手段
と、研削残量と研削残量振れ量と研削残量減少量の少な
くとも１つの許容値を加工径に応じて設定した設定手段
と、前記演算手段によって演算された研削残量と研削残
量振れ量と研削残量減少量の少なくとも１つの計測手段
の加工径に応じて前記設定手段から選定された許容値を
越えたかどうか判定し、判定結果を出力するチェック手
段とを備えたものであるため、警告、機械の停止を頻繁
に行うことなく工作物の加工不良の発生を未然に防止で
きる効果が得られる。

【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】本発明の研削条件の修正を適用した円筒研削盤
の一例を示す全体の構成図である。

【図３】本実施例における研削加工プログラムの内容を
示すフローチャートである。

【図４】本実施例における演算チェック修正プログラム
の内容を示すフローチャートである。

【図５】本実施例における許容値データの内容を示すデ
ータテーブルである。

【符号の説明】

１０ 研削盤 １２ 工作物テーブル １３ 砥石台 １４ 主軸台 １６ 心押台 １９ 砥石車 ２３ サーボモータ ２４ 定寸装置 ３０ 数値制御装置 ３１ ＣＰＵ ３２ メモリ Ｗ 工作物 １０１ 設定手段 １０２ チェック手段 １０３ 演算手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される砥石車を有する砥石台
   と、前記砥石車により研削される工作物と砥石車とが接
   近離間する方向に前記砥石台および工作物を相対移動さ
   せる駆動手段と、前記工作物の加工径を計測する計測手
   段と、この計測手段からの信号に基づいて変更する複数
   の送り速度が予め設定され、工作物の加工径に応じて選
   定された送り速度に基づいて前記駆動手段を制御する制
   御装置とを備えた研削装置において、前記制御装置は、
   前記計測手段からの信号に基づいて工作物の振れ量と工
   作物加工径の減少量の少なくとも１つを演算する演算手
   段と、工作物の振れ量と工作物加工径の減少量の少なく
   とも１つの許容値を加工径に応じて設定した設定手段
   と、前記演算手段によって演算された工作物の振れ量と
   工作物加工径の減少量の少なくとも１つが前記計測手段
   の加工径に応じて前記設定手段から選定された許容値を
   越えたかどうか判定し、判定結果を出力するチェック手
   段とを備えたことを特徴とする研削装置。
2. 【請求項２】 回転駆動される砥石車を有する砥石台
   と、前記砥石車により研削される工作物と砥石車とが接
   近離間する方向に前記砥石台および工作物を相対移動さ
   せる駆動手段と、前記砥石台の位置を検出する位置検出
   手段と、前記工作物の加工径を計測する計測手段と、こ
   の計測手段からの信号に基づいて変更する複数の送り速
   度が予め設定され、工作物の加工径に応じて選定された
   送り速度に基づいて前記駆動手段を制御する制御装置と
   を備えた研削装置において、前記制御装置は、前記計測
   手段からの信号と前記位置検出手段からの信号により研
   削残量と研削残量振れ量と研削残量振れ量の少なくとも
   １つを演算する演算手段と、研削残量と研削残量振れ量
   と研削残量振れ量の少なくとも１つの許容値を加工径に
   応じて設定した設定手段と、前記演算手段によって演算
   された研削残量と研削残量振れ量と研削残量振れ量の少
   なくとも１つが前記計測手段の加工径に応じて前記設定
   手段から選定された許容値を越えたかどうか判定し、判
   定結果を出力するチェック手段とを備えたことを特徴と
   する研削装置。