JPH0671697B2 - 内面研削盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内面研削盤に係り、詳しくは、定寸装置として
のプラグゲージの摩耗度に応じて、ワークの加工時間を
修正するようにした内面研削盤に関する。

（従来の技術） 筒状ワークの内径の仕上り寸法を加工工程中に計測する
ために、プラグゲージを切込台に配置した内面研削盤と
して、例えば実公昭60−26914号公報に記載されたもの
が知られている。このような内面研削盤にあっては、ワ
ークを介して砥石と対向する位置にプラグゲージが設け
られ、回転しているワークの内面にプラグゲージを嵌合
させて研削された内面の寸法をチェックできるようにし
ている。このプラグゲージは、ワークに対して進退自在
に支持され、バネなどによりワーク方向に付勢され、砥
石がワークの内面を研削している時は後退し、砥石をワ
ークから後退させると、ワークへ進出するように配置さ
れる。そして、ワークの内面がプラグゲージの外径と対
応する内径まで研削されると、プラグゲージの嵌合が許
容され、ワークの内面がプラグゲージと同じ外径に研削
されたことを確認することができる。

（発明が解決しようとする課題） このような従来の内面研削盤にあっては、プラグゲージ
は、バネの付勢力によって高速度で回転するワークに当
接させられるため、繰り返し計測が行われているうちに
摩耗し、外径が小さくなる。そのために、削り不足が発
生し、ワークの内径が所定の寸法に仕上らないこととな
る。このような場合、プラグゲージを新しいものと取替
えていたが、これは、まことに不経済であり、かつ面倒
なことでもあった。

一方、特開昭51−5682号公報に示されているように、プ
ラグゲージの磨耗を考慮してポストプロセス測定方式で
フィードバック制御するものも知られているが、このも
のではそのポストプロセス機構が複雑となる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、プラグゲージの摩耗度の
如何にかかわらず、ワークの加工精度を維持させるとと
もに、高価なプラグゲージの長期使用を可能となして取
替えに要する手間を軽減することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、筒状ワークの筒軸
方向一側からそのワーク内面に挿入される内面研削用の
砥石と、上記ワークを、上記筒軸回りに回転させなが
ら、その内面が上記砥石により切込まれる側であって上
記筒軸に直交する方向に送ることによりワークを切込加
工するワーク送り手段と、目標ワーク内径に対応する外
径を有し、上記ワークの筒軸方向他側からそのワーク内
面に嵌合する方向に進退自在に配設されたプラグゲージ
とを備えたものを前提とする。このものにおいて、上記
プラグゲージがワークに嵌合したことを検知する嵌合検
知手段と、この嵌合検知手段により検知された嵌合時点
のワークの上記ワーク送り手段による送り位置を検出す
る送り位置検出手段とを設ける。そして、この送り位置
検出手段により検出された検出送り位置が上記目標ワー
ク内径になるよう予め設定した設定送り位置から送り量
の小さい手前側に変化した時、この設定送り位置と上記
検出送り位置との変化量及び上記ワーク送り手段の送り
速度に基づいて上記嵌合時点からのワークへの追加工時
間を演算し、その追加工時間だけワークを追加工するよ
うに上記ワーク送り手段を作動させる加工時間調整手段
を備える構成とするものである。

（作用） 上記の構成の場合、ワークがワーク送り手段により筒軸
方向に直交する方向に送られてワークの内面が砥石によ
り切込まれそのワークの内径が大きくなる。そして、そ
のワークの内面がプラグゲージの外径に対応する内径ま
で研削されると、そのワーク内面にプラグゲージが嵌合
する。この嵌合動作が嵌合検知手段で検知され、その嵌
合時点での上記ワーク送り手段によるワークの送り位置
が送り位置検出手段によって検出されてその検出送り位
置が加工時間調整手段に入力される。そして、上記プラ
グゲージが磨耗してその外径が元の値から小さくなった
状態にあると、上記の検出送り位置が上記プラグゲージ
の磨耗した分だけ設定送り位置より小さく手前側にず
れ、検出送り位置と設定送り位置との間に変化が生じ
る。この変化が生じた時、上記加工時間調整手段によっ
て、プラグゲージのワークへの嵌合時点からの追加工時
間が上記変化量及びワーク送り速度に基づいて演算さ
れ、この追加工時間だけワーク送り手段が作動されてワ
ーク内面が追加工される。その結果、プラグゲージの摩
耗による削り不足が補正される。

（実施例） 以下、本発明に係る実施例を図面に基いて詳細に説明す
る。

第１図に示す内面研削盤は、筒状ワーク２の筒軸Ｘ方向
一側からそのワーク２内面に挿入される内面研削用の砥
石16と、上記ワーク２を、上記筒軸Ｘ回りに回転させな
がら、その内面が上記砥石16により切込まれる側であっ
て上記筒軸Ｘに直交する方向（符号11の矢印で示す送り
方向）に定速で送ることにより上記ワーク２の内面を切
込加工するワーク送り手段30と、目標ワーク内径に対応
する外径を有し、上記ワーク２の筒軸方向Ｘ他側からそ
のワーク２の内面に嵌合する方向に進退自在に配設され
たプラグゲージ１とを備えている。加えて、このプラグ
ゲージ１がワーク２に嵌合した時の送り位置を検出する
送り位置検出手段３と、この送り位置がワークの所定の
設定送り位置の手前側にある場合、さらに上記ワーク２
の送りを追加して精密削りを続行させる加工時間調整手
段４とを具備している。

上記ワーク送り手段30は、上記ワーク２を載せる切込台
５と、これを移動させる切込モータ６と、上記切込台５
上に水平方向に配置された主軸９と、この主軸９を回転
駆動する主軸モータ87とから基本構成されている。

上記切込台５は、その下部にナット7Aが取付けられ、こ
れに噛み合うボールネジ7Bが上記切込モータ６によって
回転駆動されると、送り方向11に移動されるようになっ
ている。上記切込モータ６には切込台５の位置を検出す
るためのエンコーダなどの送り位置検出手段３が取付け
られ、この送り位置検出手段３は上記プラグゲージ１が
研削されたワーク２の内面に嵌合した時点での切込台５
の送り位置を検出するようになっている。そして、上記
主軸９にはワーク２を把持するためのチャック10が設け
られており、このチャック10により把持されたワーク２
が上記筒軸Ｘ回りに回転されるようになっている。

上記プラグゲージ１は、目標ワーク内径に対応する外径
を有し、切込台５上でバネ12によりワーク２方向に付勢
されるように設けられた支持稈13の取付部14に装着さ
れ、ワーク２の内面がプラグゲージ１の寸法に研削され
ると、その内面にプラグゲージ１が嵌合するようになっ
ている。その嵌合によりプラグゲージ１はワーク２側に
大きく変位するが、その変位により作動するリミットス
イッチ15が上記取付部14の近傍に設けられている。この
リミットスイッチ15により嵌合検知手段が構成され、こ
のリミットスイッチ15の作動信号は上記加工時間調整手
段４に入力され、この作動信号を受けてプラグゲージ１
がワーク２の研削内面に嵌合した時点での切込台５の送
り位置を上記エンコーダ３で検出するようになってい
る。

上記切込台５のワーク２に対向して、回転駆動自在な砥
石16を加工位置に進退させるインデックス移動と、研削
加工中に砥石16をワーク２に対して研削幅だけ変位させ
るトラバース移動とが可能な砥石テーブル17が配設され
る。上記砥石16は、モータを内蔵したホイールヘッド18
の砥石軸19に取付けられ、上記砥石テーブル17は、その
下部に取付けられたナット20Aに噛み合わされるボール
ネジ20Bが、テーブルオシレートモータ21によって回転
駆動されることにより移動されるようになっている。

また、上記砥石テーブル17の切込台５側の一端部には押
棒22が設けられ、砥石テーブル17が切込台５方向にイン
デックス移動し、砥石16がワーク２に所定の距離に接近
した時に、押棒22がプラグゲージ１の支持稈13に当接し
て，プラグゲージ１をワーク２から筒軸Ｘ方向に退避す
る側に押すようになっている。これにより、ワーク２の
内面を研削するために前進した砥石16にプラグゲージ１
が当接することのないよう、また、砥石16が後退した時
自動的にプラグゲージ１がワーク２に近接し、可能な場
合には嵌合できるようになっている。

上記加工時間調整手段４および切込制御手段24が，マイ
クロコンピュータよりなる制御装置23内に設けられてい
る。切込制御手段24は、予め記憶されたプログラムに従
って、切込台５の送り位置や送り速度、さらには主軸９
の回転駆動などを調整し、チャック10に把持されたワー
ク２の内面を、粗削り、仕上げ削り、精密削りなど一連
の研削工程の制御を行う。

ところで、バネ12の付勢力でプラグゲージ１が回転して
いるワーク２に当接することにより摩耗し、そのゲージ
径（プラグゲージの外径）が小さくなると、ワーク２の
削り不足が発生する。このような場合、プラグゲージ１
がワーク２の内面に嵌合する時点での検出送り位置が後
述の設定送り位置より手前側（小さい送り量側）に変化
する。この変化量が上記送り位置検出手段３で検出さ
れ、加工時間調整手段４でその変化量及びワーク送り速
度に基づいて追加工時間が演算される。そして、制御装
置23に含まれる図示しないタイマーが作動され、上記切
込制御手段24を介して、ワーク送り手段30によるワーク
２の切込加工が行われるようになっている。これによ
り、上記プラグゲージ１がワーク２に嵌合した後も精密
削りが上記追加工時間だけ続けられ、ワーク２の上記の
削り不足が補正されるようになっている。

上記ワーク２の送り位置と研削時間との関係は、第２図
に示す如くであり、粗削り、仕上げ削り、精密削りの各
研削工程によって、削り速度が異なっている。そして、
摩耗していないプラグゲージ１、すなわち、目標ワーク
内径に対応するゲージ径のままの状態のプラグゲージ１
がワーク２に嵌合する送り位置である設定送り位置は図
中のＡ点で示されるが、プラグゲージ１が摩耗してゲー
ジ径が小さくなった場合は、Ａ点より送り位置が手前側
の例えばＢ点でプラグゲージ１がワーク２に嵌合し、こ
のＢ点位置が検出送り位置となる。したがって、この設
定送り位置Ａと検出送り位置Ｂとの偏差である変化量を
ΔＤとすれば、変化量ΔＤが上記プラグゲージ１のゲー
ジ径の変化量、すなわち磨耗量を表すことになり、プラ
グゲージ１の磨耗量を直接検出しなくても上記ワーク２
の送り位置をのみ検出することにより、上記プラグゲー
ジ１の磨耗量の検出が可能となる。そして、上記プラグ
ゲージ１がワーク２に嵌合した後においても、上記の変
化量ΔＤだけ削り込めるように精密削りの時間を延長す
ることにより、プラグゲージ１の摩耗によるワーク２内
面の削り不足が補正されてワーク２の内面を目標ワーク
内径にすることができ、プラグゲージ１の磨耗に伴う加
工誤差を補正することができる。このため、上記プラグ
ゲージ１の磨耗に伴う加工精度の低下を防止してその加
工精度を一定のものに維持した状態でワーク２の加工を
行うことができる。

上記の変化量ΔＤは、加工時間調整手段４により、予め
記憶されたプログラムに従って、設定送り位置Doから送
り位置検出手段３によって検出された摩耗時の検出送り
位置Ｄを差し引くことにより求められる。なお、ボール
ネジ7Bなどによる研削盤に固有な誤差を補正するため、
上記設定送り位置Ｄは、予め記憶された補正プログラム
に基づいて修正された値が用いられる。

ところで、各研削工程における送り速度Ｖは、切込モー
タ６を制御する上記切込制御手段24によって、予め定め
られた値に維持されるようになっている。したがって、
第３図に示すように、各工程におけるワーク２に対する
切込み量Ｃと削り時間Ｔとは送り速度Ｖを比例定数にし
た比例関係にあることになるため、追って必要とされる
切込み量Ｃを送り位置の変化量ΔＤとみなし、プラグゲ
ージ１の嵌合後、追加工時間ΔＴ＝ΔD/Vだけ余分に精
密削りを継続すれば、変化量ΔＤに対応する削り不足を
解消することができる。この追加工時間ΔＴは上記の加
工時間調整手段４により演算され、タイマーでカウント
され、切込制御手段24により、プラグゲージ１がワーク
２に嵌合した時点から、さらにΔＴだけ精密削りが続行
されるのである。なお、予めプラグゲージ１の摩耗限界
を定め、対応する送り位置の変化量ΔＤの限界値ΔDmax
を制御装置23に記憶させておき、加工時間調整手段３で
算出される上記のΔＤがその限界値ΔDmaxに到達した時
点で研削動作を停止させ、プラグゲージ１を交換するよ
うにしておけばよい。

以下に、第４図に示すフローチャートに基き内面研削盤
の作動を説明する。

仕上げ削りが終了した後精密削りに移行し（ステップ
１、以下S1などと記す）、ワーク２の内径がプラグゲー
ジ１のゲージ径と同じ寸法になるまで研削される。プラ
グゲージ１がワーク２に嵌合すると（S2）、嵌合検知手
段であるリミットスイッチ15が作動し、送り位置検出手
段３がその嵌合時点での検出送り位置Ｄを検出する（S
3）。この検出送り位置Ｄの設定送り位置Doに対する変
化量ΔＤが算出される（S4）。このΔＤに基づいて加工
時間調整手段４が、精密削りの延長時間ΔＴ＝ΔD/Vを
演算する（S5）。精密削りをΔＴ時間延長するよう切込
制御部24に指令し、同時にタイマーが作動され（S6）、
ΔＴ時間だけ精密削りが継続され（S7）、所定の切込み
がなされ、研削作業が終了する（S8）。

なお、以上の実施例の説明では、プラグゲージ１がワー
ク２に嵌合した後も追加工される工程が精密削り工程で
あったが、本発明による追加工は、その削り工程の表現
の如何を問わず適用することができ、一般に言う仕上げ
加工の工程などにおいて用いられる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の内面研削盤によれば、送
り位置検出手段により検出されたワークの検出送り位置
が目標ワーク内径に対応する設定送り位置から手前側に
変化した時、その変化量及びワーク送り速度に基づいて
演算される追加工時間だけワーク内面の切込加工を行う
ようにしているため、プラグゲージの摩耗の如何にかか
わらず、そのプラグゲージの磨耗に伴うワークの加工誤
差を防止してワークを所期の加工精度を維持した状態で
研削することができる一方、プラグゲージの寿命を長く
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内面研削盤の実施例を示す構成図、第
２図は各研削工程における送り位置と研削時間との関係
を示すグラフ、第３図は送り速度を一定にした時の切込
み量と研削時間との一般的な関係を示すグラフ、第４図
は精密削り工程に本発明を適用した場合のフローチャー
トである。 １……プラグゲージ、２……ワーク、３……送り位置検
出手段、４……加工時間調整手段、15……嵌合検知手
段、16……砥石、30……ワーク送り手段、Ｘ……筒軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状ワークの筒軸方向一側からそのワーク
   内面に挿入される内面研削用の砥石と、 上記ワークを、上記筒軸回りに回転させながら、その内
   面が上記砥石により切込まれる側であって上記筒軸に直
   交する方向に送ることによりワークを切込加工するワー
   ク送り手段と、 目標ワーク内径に対応する外径を有し、上記ワークの筒
   軸方向他側からそのワーク内面に嵌合する方向に進退自
   在に配設されたプラグゲージとを備えた内面研削盤にお
   いて、 上記プラグゲージがワークに嵌合したことを検知する嵌
   合検知手段と、 この嵌合検知手段により検知された嵌合時点のワークの
   上記ワーク送り手段による送り位置を検出する送り位置
   検出手段と、 この送り位置検出手段により検出された検出送り位置が
   上記目標ワーク内径になるよう予め設定した設定送り位
   置より送り量の小さい手前側に変化した時、この設定送
   り位置と上記検出送り位置との変化量及び上記ワーク送
   り手段の送り速度に基づいて上記嵌合時点からのワーク
   への追加工時間を演算し、その追加工時間だけワークを
   追加工するように上記ワーク送り手段を作動させる加工
   時間調整手段とを備えていることを特徴とする内面研削
   盤。