JPH068141A - 放電ツルーイングによる加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、砥石を放電ツルーイングによって
加工する加工方法に関し、ツルーイング／ドレッシング
対象の砥石や、電極の寸法が不明であっても、両者の接
近過程で放電開始点を自動検出し、予め設定した砥石の
ツルーイング／ドレッシング量を自動的に加工すること
を目的とする。 【構成】 放電加工用の電極２に対して加工具を移動制
御して加工する電極加工制御部１２と、加工後の電極２
と砥石１との間隔を所定のツルーイング準備位置まで早
送りした後、放電加工の電源７をＯＮおよび加工液８を
放出した状態で、低速送りして放電加工時の電圧が第１
の電圧しきい値になったときに低速送り停止し、ツルー
イングを行い、電圧が第２の電圧しきい値になったとき
に低速送りすることを繰り返すツルーイング制御部１３
とを備え、所定量だけ加工した後に砥石１のツルーイン
グを終了するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、砥石を放電ツルーイン
グによって加工する加工方法であって、特に研削加工を
行うメタルボンド砥石などの放電ツルーイングによる加
工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】セラミックなどの材料の耐高温、耐摩擦
性などの特性が注目され、各種加工技術の開発が行われ
ている。これら高脆材料を砥石によって所望の形状に研
削加工を行うが、その１つに例えばメタルボンド砥石が
ある。このメタルボンド砥石は、図４を用いて後述する
ように、砥石の偏心や形くずれを修正するツルーイング
や、砥石の目たてを行うドレッシングを行う必要があ
る。 研削加工を高精度かつ高効率に行うには、研削盤
上に砥石を装着したままでツルーイングやドレッシング
を行うことが不可欠である。

【０００３】このため、近年、ターニングセンタ、マシ
ニングセンタなどによる機上での放電ツルーイング／ド
レッシングを行うと共に、電極と砥石の送りも放電状態
に応じて切り込むいわゆる放電サーボも開発し、自動化
が試みられている。この砥石のツルーイング／ドレッシ
ングを行うときは、電極と砥石を人が接触する位置まで
移動して零点を設定した後、自動的に加工を行うように
していた。

【０００４】図４の（ａ）は、ツルーイングの説明図を
示す。ツルーイングは、砥石を用いてセラミックなどを
研削加工すると、図示のように、砥石が偏心したり、研
削したい形状から形くずれを起こすので、これら偏心や
形くずれを修正する作業である。

【０００５】図４の（ｂ）は、ドレッシングの説明図を
示す。ドレッシングは、図４の（ｂ−１）に示すよう
に、メタルボンド砥石などで砥石を用いてセラミックを
研削加工すると、砥粒が目つぶれて刃の役目をしなくな
ったり、あるいは切粉で目が詰まったりして切れなくな
るので、ボンド材を落として砥粒をつき出させたり、あ
るいは砥粒間につまった切粉を落としたりし、切れる状
態にする作業である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来は、上述したよう
に、自動化が試みられているが、ツルーイング前の砥石
と電極の零点合わせを、手動にて砥石と電極を接近さ
せ、接触した点を零点（開始点）と設定した後、この開
始点を基準に加工して砥石のツルーイング／ドレッシン
グを行っていた。このため、人が介在する必要があり、
自動的に作業を行うことができないという問題があっ
た。

【０００７】また、研削盤上で自動的に放電ツルーイン
グを行うには、研削磨耗により刻々変化する砥石寸法や
電極修正後の寸法を把握していなければならず、これを
プログラグムの手順として組み込み、砥石を同じ取り代
分だけ、常時加工するという方法が考えられる。これに
よれば、ツルーイング回数、電極修正や砥石使用に伴う
磨耗により、砥石軸から電極までの相対位置の把握が難
しくなり、ツルーイング取り残しや空運転が起こるケー
スが発生してしまい、確実かつ適切なツルーイング／ド
レッシングを自動的に行えないという問題が発生する。

【０００８】本発明は、これらの問題を解決するため、
ツルーイング／ドレッシング対象の砥石や、電極の寸法
が不明であっても、両者の接近過程で放電開始点を自動
検出し、予め設定した砥石のツルーイング／ドレッシン
グ量を自動的に加工することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１を参照して課題を解
決するための手段を説明する。図１において、電極加工
制御部１２は、放電加工用の電極２に対して加工具を移
動制御して加工するものである。

【００１０】ツルーイング制御部１３は、加工後の電極
２と砥石１との間隔を所定のツルーイング準備位置まで
早送りした後、放電加工用の電源７をＯＮおよび加工液
８を放出した状態で、低速送りして放電加工時の電圧が
第１の電圧しきい値になったときに低速送り停止し、ツ
ルーイングを行い、電圧が第２の電圧しきい値になった
ときに低速送りする制御を繰り返すものである。

【００１１】

【作用】本発明は、図１に示すように、電極加工制御部
１２が放電加工用の電極２に対して加工具を移動制御し
て加工し、ツルーイング制御部１３が加工後の電極２と
砥石１との間隔を所定のツルーイング準備位置まで早送
りした後、放電加工用の電源７をＯＮおよび加工液８を
放出した状態で、低速送りして放電加工時の電圧が第１
の電圧しきい値になったときに低速送り停止し、ツルー
イングを行い、電圧が第２の電圧しきい値になったとき
に低速送りする制御を繰り返し、所定量だけ加工した後
に砥石１のツルーイングを終了するようにしている。

【００１２】また、ツルーイングを終了した砥石１を装
着したまま、軸４に装着した被加工物を加工するように
している。従って、ツルーイング／ドレッシング対象の
砥石１や、電極２の寸法が不明であっても、両者の接近
過程で放電開始点を自動検出し、この放電開始点を原点
に、予め設定した砥石１のツルーイング／ドレッシング
量を自動的に加工することが可能となる。

【００１３】

【実施例】次に、図１から図３を用いて本発明の実施例
の構成および動作を順次詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明の１実施例構成図を示す。
図１において、砥石１は、被加工物（例えば高脆材料の
セラミックなど）を研削加工する砥石であって、本発明
の放電ツルーイングする対象の砥石である。

【００１５】電極２は、砥石１を放電ツルーイングする
ための電極であって、銅やグラファイトなどを加工工具
であるバイト６によって加工する電極である。絶縁体３
は、電極２と砥石１との間に加工液８を放出した状態
で、電圧を印加するために絶縁するためのものである。

【００１６】軸４は、研削盤の軸であって、主軸や放電
加工用の電極２を装着する電極保持用付加軸である。テ
ーブル５は、砥石１やバイト６を搭載し、ここではＸ、
Ｚ方向に移動するテーブルである。

【００１７】バイト６は、電極２を切削する加工工具で
ある。電源７は、砥石１と電極２との間に加工液８を放
出した状態で、両者の間に電圧を印加して、砥石１を放
電加工するための電源である。

【００１８】コントローラ部１１は、研削盤を構成する
軸４、テーブル５、加工液８の放出、電源７などを統括
制御するものであって、電極加工制御部１２、ツルーイ
ング制御部１３および制御部１７などから構成されるも
のである（図２、図３参照）。

【００１９】電極加工制御部１２は、バイト６を使用し
て電極２の加工を制御するものである（図２参照）。ツ
ルーイング制御部１３は、電極２と砥石１との間隔を所
定のツルーイング準備位置まで早送りしたり、放電加工
用の電源７をＯＮおよび加工液８を放出した状態で低速
送りして放電加工時の電圧が第１の電圧しきい値になっ
たときに低速送り停止したり、ツルーイングを行って電
圧が第２の電圧しきい値になったときに低速送りしたり
などの制御を行うものであって、ツルーイング検出１
４、ツルーイング制御１５、ツルーイング位置制御１６
などから構成されるものである。

【００２０】ツルーイング検出１４は、砥石１を早送り
してツルーイング準備位置に到達したことを検出した
り、加工液８を放出および電源７をＯＮにした状態で低
速送りして第１の電圧しきい値になったことを検出した
り、ツルーイングを開始して第２の電圧しきい値になっ
たことを検出したりなどするものである（図２参照）。

【００２１】ツルーイング制御１５は、加工液８を放出
したり、電源７をＯＮにしたりなどするものである。ツ
ルーイング位置制御１６は、ツルーイング検出１４によ
る検出に対応して、送りを停止したり、加工座標点（原
点）をリセットしたり、砥石１や電極２の磨耗などによ
る変化による影響を無くしたりなどするものである。

【００２２】次に、図２のフローチャートに示す順序に
従い、図３のタイムタチャートを参照しつつ図１の構成
の動作を詳細に説明する。図２において、Ｓ１は、バイ
トを早送りする。これは、図１の例えば横型ＮＣ研削盤
などを用い、電極保持用付加軸４に装着した電極２（例
えば銅やグラファイト）に対して、バイト６をテーブル
５によって早送りし、接近する方向に移動させる（図３
の参照）。

【００２３】Ｓ２は、切削開始位置に到達したか判定す
る。ＹＥＳの場合には、切削開始位置に到達したのでＳ
３に進む。一方、ＮＯの場合には、切削開始位置に到達
しないので、バイト６の早送りを繰り返す。

【００２４】Ｓ３は、切削開始する。これらは、Ｓ２で
テーブル５を移動してバイト６によって電極２を切削開
始する位置に到達したので、バイト６により電極２を所
望の形状に切削開始する（図３の参照）。

【００２５】Ｓ４は、切削終了位置に到達したか判別す
る。ＹＥＳの場合には、切削を終了し、Ｓ５で切削バイ
トの原点位置に復帰する（図３の参照）。一方、ＮＯ
の場合には、切削終了位置まで切削していないので、Ｓ
４を繰り返し、切削終了位置まで切削を繰り返す。

【００２６】以上のＳ１からＳ５の手順によって、電極
加工制御部１２がバイト６により電極２を所望の形状に
切削加工する。Ｓ６は、砥石を早送りする。これは、Ｓ
１からＳ５で電極２を所望の形状に切削加工を終了した
ので、次にこの電極２によって砥石１を放電加工するた
めに、図１のテーブル５を移動させて、砥石１を電極２
に接近させる（図３の参照）。

【００２７】Ｓ７は、ツルーイング準備位置に到達した
か判別する。ＹＥＳの場合には、ツルーイング準備位置
に到達したのでＳ８で加工液８を放出すると共に電源７
をＯＮにして電極２と砥石１との間に電圧を印加する。
一方、ＮＯの場合には、ツルーイング準備位置に到達し
ていないのでＳ６で砥石１の早送りを繰り返す。

【００２８】Ｓ９は、Ｓ８で加工液８を放出および電源
７をＯＮにし、電極２により砥石１の放電加工（ツルー
イング）の準備ができたので、低速送りを行う（図３の
参照）。

【００２９】Ｓ１０は、Ｓ９で低速送りを行っている状
態で、砥石１が電極２に近づき、両者の間に電流が流れ
て電圧が降下し、第１の電圧しきい値となったか判別、
即ち砥石１が電極２に近接して加工原点とする位置を検
出したか否かを判別する（図３の参照）。ＹＥＳの場
合には、砥石１が電極２に近づき、放電加工（ツルーイ
ング）を開始する位置に到達したので、Ｓ１１で一旦、
送り停止を行い、Ｓ１２で現在の位置（テーブル５によ
るＸ方向の位置）を読み出して加工座標点（加工原点）
のリセットを行う。これにより、電極２や砥石１が磨耗
しても、両者が近接した位置を自動的に検出し、この検
出した位置を加工座標点（加工原点）として、電極２に
より砥石１のツルーイングを自動的に行うことが可能と
なる。一方、Ｓ１０でＮＯの場合には、第１の電圧しき
い値にならないので、低速送りを繰り返して第１の電圧
しきい値になるまで待機する。

【００３０】以上のＳ６からＳ１２の手順によって、砥
石１を当初早送りして所定のツルーイング準備位置まで
急速に接近させた後、加工液８を放出および砥石１と電
極２との間に電圧を印加した状態で、砥石１を低速に電
極２に接近させ、両者の間に印加される電圧が第１の電
圧しきい値になったとの座標値を加工座標点とリセット
する。これにより、砥石１や電極２の寸法が磨耗によっ
て変化して不明であっても、砥石１を電極２に近接させ
て、ツルーイング開始点の座標を検出し、加工座標点と
して自動的にリセットすることが可能となる。これによ
り、以降のツルーイングは、このリセットした加工座標
点を基準に放電加工する。

【００３１】Ｓ１３は、Ｓ１２で加工座標点（加工原
点）をリセットしたので、このリセットした加工座標点
を基準に、ツルーイング（放電加工）を行う（図３の
（１０）参照）。

【００３２】Ｓ１４は、Ｓ１３でツルーイングを行って
いる状態で、電源７が電極２と砥石１の間に印加する電
圧を検出し、第２の電圧しきい値になったか判別する
（図３の参照）。ＹＥＳの場合には、電極２によって
砥石１をツルーイングして研削し、両者の間に印加され
る電圧が上昇して第２の電圧しきい値に到達したので、
Ｓ１５で加工座標点から所定量研削して終了点に到達し
たか判別し、ＹＥＳのときに終了し（図３の参照）、
ＮＯのときにＳ１６に進む。一方、Ｓ１４でＮＯの場合
には、電極２によって砥石１をツルーイングして研削
し、両者の間に印加される電圧が第２の電圧しきい値に
到達していなと判明したので、Ｓ１３のツルーイングを
繰り返す。

【００３３】Ｓ１６は、低速送りを行い、砥石１を電極
２に接近させる。Ｓ１７は、第１の電圧しきい値が判別
する。これらＳ１６、Ｓ１７は、１４のＹＥＳ、Ｓ１５
のＮＯと判明したことに対応して低速送りを行い、電極
２と砥石１との間に印加される電圧が第１の電圧しきい
値に低下したか判別する。ＹＥＳの場合には、砥石１が
電極２に接近し、両者の間に印加される電圧が第１の電
圧しきい値に低下しので、Ｓ１３に進み、ツルーイング
を行うことを繰り返す。

【００３４】以上のＳ１３からＳ１７によって、加工座
標点をもとに自動的に電極２によって砥石１をツルーイ
ングすることが可能となる。従って、これらのＳ１から
Ｓ１７の手順によって自動的にツルーイングした砥石１
を横型ＮＣ研削盤に装着したまま、図１の主軸４に装着
した被加工物（ワーク、セラミック）に砥石１を早送
り、更に加工液８を放出および電源をＯＮにした状態で
低速に近接させ、所定電圧となったときの座標を加工原
点とし、この加工原点をもとにＳ１３からＳ１７と同様
に、砥石１によって被加工物の研削したり、あるいは砥
石１の寸法を自動計測して当該砥石１によって被加工物
の研削をしたりする。

【００３５】図３は、本発明のタイムチャートを示す。
これは、図２のフローチャートに示す手順に従って、図
１の構成が動作するときのタイムチャートを示す。 プログラムスタートは、Ｓ１からＳ１７の手順を記述
したプログラムが制御を開始する。

【００３６】バイト早送りは、Ｓ１のバイト早送りに
対応し、テーブル５を図示外のサーボ機構によりバイト
６を電極２に向けて早送りする。 切削は、Ｓ３の切削開始に対応し、バイト６により電
極２を所望の形状に切削する。

【００３７】バイト原点復帰は、Ｓ５のバイト原点復
帰に対応し、バイト６により電極２の切削を終了したの
で、バイト６をホームポジションに復帰させる。 砥石高速送りは、Ｓ６の砥石早送りに対応し、砥石１
を電極２に向けて早送りする。

【００３８】砥石低速送りは、Ｓ９、Ｓ１６に対応
し、砥石１を電極２に向けて低速に送り、第１の電圧し
きい値になるまで接近させる。 第１の電圧しきい値は、Ｓ１０、Ｓ１７のときの判定
を行う値であって、砥石低速送りによって砥石１を電
極２に低速に送り、送りを停止するときの砥石１と電極
２との間に印加される電圧である。

【００３９】第２の電圧しきい値は、Ｓ１４のときの
判定を行う値であって、電極２と砥石１の間の加工液８
を放出および電圧を印加してツルーイングを行い、砥石
１を電極２に接近させる状態になったか判別するための
電圧である。

【００４０】ツルーイング終了点は、Ｓ１５に対応
し、電極２によって砥石１のツルーイングを終了する所
定量の加工を終了した点である。 （１０）砥石成形中は、電極２によって砥石１の成形を
行っている状態を示す。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ツルーイング／ドレッシング対象の砥石１や、電極２の
寸法が不明であっても、両者の接近過程で放電開始点を
自動検出し、この放電開始点を原点にリセットし、電極
２により砥石１をツルーイング／ドレッシングする構成
を採用しているため、砥石１のツルーイング／ドレッシ
ングを自動的に行うことができる。

【００４２】例えば横型ＮＣ研削盤に組み込んで実験し
たところ、電極２や砥石１が磨耗などして相対位置が不
明であっても、自動的に両者の相対位置を極めて正確
（例えば実験では３μｍ以内）に検出し、この検出した
位置を加工座標点として予め設定した量だけ砥石１のツ
ルーイングを行うことができるようになった。また、こ
のツルーイングした砥石１の寸法を自動計測し、主軸４
に装着した被加工物を研削加工することにより、砥石１
のツルーイング工程から研削工程までを自動的に行うこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例構成図である。

【図２】本発明の動作説明フローチャートである。

【図３】本発明のタイムチャートである。

【図４】ツルーイング／ドレッシングの説明図である。

【符号の説明】

１：砥石 ２：電極 ３：絶縁体 ４：軸（主軸、電極保持用付加軸） ５：テーブル ６：バイト ７：電源 ８：加工液 １１：コントローラ部 １２：電極加工制御部 １３：ツルーイング制御部 １４：ツルーイング検出 １５：ツルーイング制御 １６：ツルーイング位置制御 １７：制御部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】砥石を放電ツルーイングによって加工する
   加工方法において、 放電加工用の電極（２）に対して加工具を移動制御して
   加工する電極加工制御部（１２）と、 加工後の電極（２）と砥石（１）との間隔を所定のツル
   ーイング準備位置まで早送りした後、放電加工用の電源
   （７）をＯＮおよび加工液（８）を放出した状態で、低
   速送りして放電加工時の電圧が第１の電圧しきい値にな
   ったときに低速送り停止し、ツルーイングを行い、電圧
   が第２の電圧しきい値になったときに低速送りすること
   を繰り返すツルーイング制御部（１３）とを備え、 所定量だけ加工した後に砥石（１）のツルーイングを終
   了するように構成したことを特徴とする放電ツルーイン
   グによる加工方法。
2. 【請求項２】上記ツルーイングを終了した砥石（１）を
   装着したままで、軸（４）に装着した被加工物を研削す
   るように構成したことを特徴とする請求項１記載の放電
   ツルーイングによる加工方法。