JPH0683958B2 - クランクシヤフト端面研削装置 - Google Patents

クランクシヤフト端面研削装置

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JPH0683958B2
JPH0683958B2 JP6272686A JP6272686A JPH0683958B2 JP H0683958 B2 JPH0683958 B2 JP H0683958B2 JP 6272686 A JP6272686 A JP 6272686A JP 6272686 A JP6272686 A JP 6272686A JP H0683958 B2 JPH0683958 B2 JP H0683958B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、クランクシャフトのジャーナル部等の対向す
る一対の端面を研削する装置に関する。
〔従来技術〕
従来のクランクシャフト端面研削装置においては、ジャ
ーナル部の対向する一対の端面間の仕上寸法と同一幅の
砥石車を用い、端面間の幅が研削代分だけ狭くなるよう
に予め加工された素材の端面間に前記砥石車を半径方向
より送り込んで前記端面を研削加工していた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術では、複数種類のクランクシャフトを生産
する場合、ジャーナル部の端面間の幅寸法が変更される
毎に、それに対応する砥石幅の砥石車と交換する必要が
あり、段取り換えに時間がかかっていた。
この問題を解決するために、出願人は先にジャーナル部
の端面間の幅より小さい砥石幅を有する砥石車を使用
し、研削加工に際しては数値制御装置を用いて、クラン
クシャフトを回転可能に支持するテーブルにクランクシ
ャフトの軸線方向に往復送り移動を与え、ジャーナル部
の対向する一対の端面を別々に研削する技術を提案し
た。この技術においては、数値制御装置は砥石車の研削
面がジャーナル部の端面に接近するまでは早送りを、次
いで遅い研削送りをテーブルに与えて端面研削を行って
いる。しかしながら、この技術においてはテーブルに与
える早送り量は常に一定であるので、砥石車の研削面が
摩耗するとその摩耗量だけ所定の仕上寸法を得るまでに
テーブルに与える研削送り量が増大することになる。研
削送い速度は早送り速度に比して相当に遅いので、上記
技術によればクランクシャフトの加工本数の増大につれ
て研削加工に要するサイクルタイムが大幅に増大し、し
かもこの増大した時間は砥石車がジャーナル部の端面に
当接して研削を開始するまでの空研時間の増大となるの
みで、全く無駄な時間が消費されるという問題がある。
本考案は、砥石車の研削面の摩耗に応じて砥石車の早送
り量を増大させるようにして研削送り量の増大をなく
し、この問題を解決したものである。
〔問題点を解決するための手段〕
このために、本発明によるクランクシャフト端面研削装
置は、第1図に示す如く、ベッド10の上に、クランクシ
ャフトWを回転可能に支持する主軸台15と心押台16とを
設置したテーブル13を同クランクシャフトの軸線方向に
相対的に往復送り移動可能に設けると共に、前記テーブ
ル13の移動方向と平行な軸線回りに回転可能に砥石車19
を軸承する砥石台14を前記移動方向と直交する方向に進
退送り移動可能に設け、前記テーブル13及び砥石台14の
送り移動を制御する数値制御装置30を備えてなるクラン
クシャフト端面研削装置において、前記砥石車19は前記
クランクシャフトWの被加工部である対向する一対の端
面Wa,Wb間の幅B1より小さな砥石幅B2を有し、前記ベッ
ド10には同ベッドに対する前記被加工部である端面Waの
位置を検出する端面位置検出装置20を設置し、前記テー
ブル13上には前記被加工部である端面Waが所定寸法まで
研削されたことを検出する端面定寸装置21を設置し、前
記数値制御装置30は前記砥石車19の研削面19a,19bが前
記被加工部である一対の端面Wa,Wbに接近するまでは早
送りを次いで研削送りを前記テーブル13に与えると共
に、前記早送りの送り量を段階的に更新する早送り量更
新手段35を備え、この早送り量更新手段は前記研削送り
の送り量を計測する研削送り量計測手段36と、前記研削
送りの送り量から前回の早送り量更新後における一加工
サイクル毎の研削送り量の増加分の累積値を検出する累
積値検出手段37と、この累積値が所定の許容限度を越え
たときそれ迄の早送り量に前記累積値に対応する研削送
り量を加えて更新された早送り量とする早送り量決定手
段38よりなることを特徴とするものである。
〔作用〕
テーブル13により送り移動されるクランクシャフトWの
被加工部である一対の端面Wa,Wbの一方のWaを端面検出
装置20により検出し、端面Waがベッド10に対し所定位置
となったところでテーブル13の送り移動を停止する。次
いで、砥石台14が前進して砥石車19が端面Wa,Wbの間に
入った後、テーブル13は早送り決定手段38により与えら
れる早送り量だけ早送り移動して砥石車19の一方の研削
面19aがクランクシャフトWの一方の端面Waに接近す
る。次いでテーブル13は研削送りで移動し、研削面19a
が端面Waを研削加工し、端面Waに接触する端面定寸装置
21によって定寸信号が得られた位置でテーブル13の研削
送りは停止する。この間に研削送り量計測手段36は研削
送り量を計測する。次に、テーブル13は数値制御装置30
により前記送り移動方向とは逆方向に、砥石車19の他方
の研削面19bがクランクシャフトWの他方の端面Wbに前
記一方の端面Waに対する接近と同程度に接近するまで早
送り移動する。次いで、テーブル13は前記一方の端面で
計測した研削送り量と同量だけ研削送り移動を行って他
方の研削面19bが端面Wbを研削加工した後、再び当初の
送り方向に早送りにより戻り、砥石台14が後退する。累
積値検出手段37により検出される累積値が所定の許容限
度を越えれば、早送り量決定手段38は早送り量をそれ迄
の値に前記累積値に対応する研削送り量を加えた値に更
新し、これによりテーブル13の早送りの量は段階的に増
大する。
〔発明の効果〕
かかる本発明によれば、砥石車の研削面の摩耗により、
所定の仕上寸法を得るまでにテーブルに与える研削送り
量の増大が所定限度を越えれば、その都度研削送り量の
増大分だけ、テーブルに与えられる早送り量が増大する
ので、早送り量は段階的に増大し、一方研削送り量は所
定限度内において多少の増減を繰り返すのみである。従
って本考案によれば、砥石車の研削面の摩耗量が増大し
ても、早送り速度に比して遅い研削送り速度による移動
量の増大は所定範囲内に限られるので、空研時間が増大
することは殆どなく、研削加工に要するサイクルタイム
が増大することがなくなる。
〔実施例〕
以下に、本発明を添付図面により説明する。
第2図に示す如く、研削盤のベッド10上には、テーブル
13が左右方向すなわちZ方向の案内レール11により案内
支持されてテーブル用サーボモータ13aにより往復送り
駆動が与えられ、また砥石台14がZ方向と直交するX方
向の案内レール12により案内支持されて砥石台用サーボ
モータ14aにより進退送り駆動が与えられる。テーブル1
3上には主軸台15と心押台16がZ方向に沿って互に同軸
に対向して設けられ、心押台16は心押台用サーボモータ
16aによりZ方向に進退位置決め可能である。主軸台15
と心押台16の間にはクランクシャフトWが支持され、主
軸駆動モータ15aにより回転駆動される。各サーボモー
タ13a,14a,16aは何れも数値制御装置30により制御され
る。
砥石台14にはZ方向と平行に砥石軸18が軸承され、この
砥石軸18には砥石車19が固定されて砥石駆動用モータ17
により回転駆動される。この砥石車19は、第3図に示す
如く、スチール等の剛性のあるコア材19cの周辺にCBN砥
粒で環状の砥石部19dを形成してなるCBN砥石車であり、
その両研削面19a,19b間の砥石幅B2は研削加工前の被加
工部であるクランクシャフトWのジャーナル部Wcの両端
面Wa,Wb間の幅B1よりも小である。
第2図及び第3図に示す如く、ベッド10には、フィーラ
20aを有し、かつテーブル13の移動方向Xに対し直交す
る方向に進退移動可能な端面検出ヘッドを備えた端面位
置検出装置20が固定されている。また、テーブル13上に
は、フィーラ21aを有し、テーブル13の移動方向に対し
直交する方向に進退移動可能であり、かつテーブル13の
移動方向と同一方向に位置決め可能な端面定寸ヘッドを
有する端面定寸装置21が設定されている。端面定寸装置
21は、テーブル13上にクランクシャフトWと平行な2本
のZ方向のガイドロッド22により案内支持され、数値制
御装置30により制御される端面定寸用サーボモータ23に
より送りねじ23aを介して位置決めされる。
第2図に示す如く、研削盤を制御する数値制御装置30は
演算処理装値と、メモリと、入力装置とを主要構成要素
とし、演算処理装置に接続されたインタフェイスには前
記端面位置検出装置20及び端面定寸装置2からの信号が
入力され、また演算処理装置には複数のパルス分配器が
接続されてそれぞれ駆動回路を介して前記各サーボモー
タ13a,14a,16a等を制御駆動するようになっている。ま
た、メモリには第6図のフローチャートに示す本実施例
の動作を行うための制御プログラムが記憶され、テーブ
ル13の初期早送り移動距離L0を各クランクシャフトWの
両端面Wa,Wb間の幅B1及び砥石車19の砥石幅B2から求め
る計算式あるいはチャート、研削送り移動量の増加分の
累積値の許容限度WL、早送り速度、研削送り速度等の必
要な情報が記憶され、更に、研削送り移動距離Mn、順次
更新される早送り移動距離Ln及び研削送り移動距離基準
値MD、前記累積値Wn等の変数のための記憶領域が設けら
れている。
次に、上記実施例の動作を第4図〜第6図により説明す
る。先ず、数値制御装置30を起動し各変数を初期値にリ
セットした後、入力装置により加工すべきクランクシャ
フトWの機種及び砥石車19の砥石幅B2等の情報を入力
し、次いでクランクシャフトWを主軸台15と心押台16の
間にセットし回転駆動を開始してから、第6図のフロー
チャートに従って動作が行われる。
先ず第1本目のクランクシャフトWを研削加工する場合
の動作を説明する。ステップ51においてカウンタ値nが
1にセットされ、ステップ52の比較判断を経てステップ
53に進み、入力装置から入力された前記情報等によりテ
ーブル初期早送り移動距離L0を求めて所定のレジスタに
セットし、次いでステップ54においてその値を早送り移
動距離L1のレジスタにセットする。以上の作動と前後し
て端面位置検出装置20のヘッドが前進しジャーナル部Wc
内に入るので、ステップ55においてテーブル13が第2図
において右方向に移動すれば、第4図(a)に示す如
く、ジャーナル部Wcの一方の端面Waが端面位置検出装置
20のフィーラ20aに接触したところでステップ56の信号
が発信され、ステップ57に進んでテーブル13の移動を停
止し、端面位置検出装置20のヘッドは後退する。この状
態においては砥石車19はジャーナル部Wcの両端面Wa,Wb
の丁度中央に位置している。次いでステップ58に進ん
で、第4図(b)に示す如く、砥石台14が前進して砥石
車19がジャーナル部Wcに当接し、また、端面定寸装置21
のヘッドが前進すると共にフィーラ21aが旋回してその
先端が端面Waに接触する。ステップ59ではテーブル13が
前進早送り移動距離L1だけ右方向に早送りされて、第4
図(c)に示す如く、砥石車19の一方の研削面19aが端
面Waに接近するが、端面定寸装置21はテーブル13上に設
置されて一緒に移動するので、フィーラ21aの接触状態
は変らない。次いで、ステップ60に進んでテーブル13の
右方向への送り速度は研削送り速度に切り換えられ、第
4図(d)に示す如く、砥石車19の研削面19aにより端
面Waが研削され、所定の寸法に達したときにステップ61
の定寸信号が発信される。この定寸信号が発信される
と、ステップ62に進んでテーブル13の研削送り移動距離
M1が計測され、また直ちにステップ63に進んでテーブル
13は距離2L1+M1だけ左方向に早送りされると同時に端
面定寸装置21のヘッドが後退し、第4図(e)に示す如
く、砥石車19の他方の研削面19bがジャーナル部Wcの端
面Wbに接近する。この研削送り移動距離M1の計測は数値
制御装置30の対応するパルス分配器より分配されるパル
ス数を計数することにより行われる。次いでステップ64
に進んでテーブル13の左方向への送り速度は研削送り速
度に切り換えられ前記距離M1だけ研削送りが与えられ
て、第4図(e)に示す如く研削面19bにより端面Wbが
研削された後、ステップ65においてテーブル13は距離M1
+L1だけ右方向に早送りされて砥石車19を端面Wbから離
間させ、ステップ66において砥石台14は砥石車19と共に
後退する。続くステップ67の比較判断を経てステップ68
に進み、研削送り移動距離基準値MDにM1の値をセットし
て第1本目のクランクシャフトWの加工サイクルは完了
する。
第2本目以後のクランクシャフトWを研削加工する場合
も、クランクシャフトWを主軸台15と心押台16の間にセ
ットし回転駆動を開始してから、第6図のフローチャー
トにより動作が行われる。ステップ51においてカウンタ
値nに1が加えられ、ステップ52の比較判断を経てステ
ップ54に移り、直前の加工サイクルにおける早送り移動
距離Ln-1または後述のステップ72において更新された早
送り移動距離Ln-1が早送り移動距離Lnのレジスタにセッ
トされる。続くステップ55〜66は前記第1本目の場合と
同一である。此等に続くステップ67の比較判断を経てス
テップ69に移り、次式により前回の早送り移動距離Lnの
更新(初期早送り移動距離L1のセットを含む)後におけ
る一加工サイクル毎の研削送り移動距離Mnの増加分の累
積値Wn(=前記更新後の研削面Waの摩耗量)を求める。
Wn=Mn−MD 但し、MD:更新の都度設定される研削送り移動距離基準
値 ステップ70においてこの累積値Wnを予め定められた許容
限度WLと比較してWn≧WLでなければそのまま加工サイク
ルを終了する。Wn≧WLならばステップ71に移って研削送
り移動距離基準値MDの値をこの加工サイクルで計測され
た研削送り移動距離Mnの値に更新し、続くステップ72に
おいて早送り移動距離Lnの値を前記累積値Wnを加えた値
に更新して加工サイクルを終了する。なお、第6図のフ
ローチャートには省略したが、前記各加工サイクルは、
毎回テーブル13を原位置に後帰させた後、開始されるも
のである。
以下同様に、次のクランクシャフトWを主軸台15と心押
台16の間にセットし回転駆動を開始してから、第6図の
フローチャートによる作動を繰り返して、クランクシャ
フトWの端面の研削加工を順次行い、累積値Wnが許容限
度WLよりも大となれば早送り移動距離Lnを更新する。
第5図において、(a)に示す如く、第1本目のクラン
クシャフトWの加工の際は、素材の端面Waを所定の仕上
寸法の端面Wa′まで研削するのに要する研削送り移動距
離はMDであるが、何本かの研削加工により砥石車19の研
削面19aがWnだけ摩耗すれば、(b)に示す如く、同様
の仕上寸法の端面Wa′まで研削するのに要する研削送り
移動距離はMDよりも大なるMnとなり、テーブル13はその
距離を遅い研削送り速度により移動するので研削加工の
サイクルタイムが増大する。本実施例においては、第6
図のフローチャートのステップ69〜72において、研削面
19aの磨耗量Wnが所定の許容限度WLを越えれば、(c)
に示す如く、早送り移動距離を当初の値L1に摩耗量Wnを
加えた値に更新し、これにより研削送り移動距離が再び
当初の値MDとなるようにしたものである。従って、この
ような早送り移動距離の更新を繰り返すことにより研削
送り移動距離の増大がなくなるので、研削加工のサイク
ルタイムの増大がなくなる。
第6図のフローチャートに示す実施例においては、研削
送りの移動距離Mnを計測してその増加分の累積値Wnが予
め定められた許容限度MDを越えたときに早送り移動距離
Lnを更新するようにしている。これに対し、第6図のフ
ローチャートに対する変更部分付近のみを示す第7図の
変形実施例においては、ステップ62の代わりのステップ
62aにおいてテーブル13の研削送り移動時間tnを計測す
ると共に、ステップ62bを追加して研削送り移動時間tn
と研削送り速度VGの積により研削送り移動距離を求め、
ステップ68〜72に代えてステップ68a〜72aを設けて研削
送り移動時間tnの増加分の累積値Tnが予め定められた許
容限度TLを越えたときに研削送り時間値基準tDを更新す
ると共に早送り移動距離Lnを累積値Tnと研削送り速度VG
の積を加えた値に更新するようにしている。この変形実
施例においても、前記実施例と同様に研削送り移動距離
の増大がなくなるので、研削加工のサイクルタイムの増
大がなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるクランクシャフト端面研削装置の
構成図、第2図〜第6図はその実施例の説明図で、第2
図は全体平面図、第3図はクランクシャフトの端面付近
の拡大図、第4図及び第5図は加工工程の説明図、第6
図はフローチャート、第7図は変形実施例のフローチャ
ートの変更部分を示す図である。 符号の説明 10……ベッド、13……テーブル、14……砥石台、15……
主軸台、16……心押台、19……砥石車、20……端面位置
検出装置、21……端面定寸装置、30……数値制御装置、
35……早送り量更新手段、36……研削送り量計測手段、
37……累積値検出手段、38……早送り量決定手段、B1…
…クランクシャフトの端面間の幅、B2……砥石幅、W…
…クランクシャフト、Wa,Wb……端面。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ベッドの上に、クランクシャフトを回転可
    能に支持する主軸台と心押台とを設置したテーブルを同
    クランクシャフトの軸線方向に相対的に往復送り移動可
    能に設けると共に、前記テーブルの移動方向と平行な軸
    線回りに回転可能に砥石車を軸承する砥石台を前記移動
    方向と直交する方向に進退送り移動可能に設け、前記テ
    ーブル及び砥石台の送り移動を制御する数値制御装置を
    備えてなるクランクシャフト端面研削装置において、前
    記砥石車は前記クランクシャフトの被加工部である対向
    する一対の端面間の巾より小さな砥石幅を有し、前記ベ
    ッドには同ベッドに対する前記被加工部である端面の位
    置を検出する端面位置検出装置を設置し、前記テーブル
    上には前記被加工部である端面が所定寸法まで研削され
    たことを検出する端面定寸装置を設置し、前記数値制御
    装置は前記砥石車の研削面が前記被加工部である一対の
    端面に接近するまでは早送りを次いで研削送りを前記テ
    ーブルに与えると共に、前記早送りの送り量を段階的に
    更新する早送り量更新手段を備え、この早送り量更新手
    段は前記研削送りの送り量を計測する研削送り量計測手
    段と、前記研削送りの送り量から前回の早送り量更新後
    における一加工サイクル毎の研削送り量の増加分の累積
    値を検出する累積値検出手段と、この累積値が所定の許
    容限度を越えたときそれ迄の早送り量に前記累積値に対
    応する研削送り量を加えて更新された早送り量とする早
    送り量決定手段よりなることを特徴とするクランクシャ
    フト端面研削装置。
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