JPH071332A

JPH071332A - 砥石位置検出・補正装置

Info

Publication number: JPH071332A
Application number: JP17218493A
Authority: JP
Inventors: Shunji Chiaki; 俊司千明
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-06-18
Filing date: 1993-06-18
Publication date: 1995-01-06

Abstract

(57)【要約】【目的】砥石先端の微少範囲での摩耗量を正確に検出
し、その摩耗量に対する補正を素早くかつ簡単に行う。【構成】砥石Ｔ１を被加工物Ｗ１に送り込む砥石送り
装置に、砥石先端の位置を接触により検出する接触感知
板１３と、接触した位置の座標を読み取る座標位置検出
手段とを設ける。被加工物加工前の接触感知板１３の砥
石先端接触位置と被加工物加工後の接触感知板１３の砥
石先端接触位置との差の分だけ砥石Ｔ１を被加工物Ｗ１
側に送り込む手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加工およびドレス直後
に、回転する研削砥石の摩耗量を計測して加工開始前の
砥石位置へ補正を行う砥石位置検出・補正装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転砥石の摩耗量を検出する方法
およびその装置として、ピエゾ素子を用いて回転砥石と
被研削切断物との距離を測定する方法（特開昭６１−２
２６２６２号公報）、回転砥石が原点位置から接触子に
接触するまでの移動距離から回転砥石の径を算出する方
法（特開昭６４−４５５６３号公報）、非接触形の変位
センサを用い、センサと砥石との距離に応じて発生する
距離信号を読み取る方法（特開平３−１９６９６７号公
報）等がある。そして、所望の形状精度で被加工物を研
削加工する方法としては、研削加工終了後の被加工物の
形状測定後になんらかの補正を行い、再度研削加工を行
い、所望の形状に仕上げているのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】研削加工において、光
学素子またはその成形型では、ナノメーターの形状精度
が要求され、研削砥石の加工による摩耗およびドレスに
よる摩耗は求める形状精度に大きく影響する。

【０００４】従来の回転砥石の摩耗量検出方法およびそ
の装置においては、研削盤に用いられるような比較的大
径で被加工物との接触部は一定の幅をもつ平面的な砥石
が対象とされており、小径で被加工物に作用する砥石先
端部が微小なＲまたはエッヂになっている研削砥石にお
いては、センサ等では前記砥石先端部の砥石の摩耗を検
出するのは困難であり、また接触式にあっても砥石原点
からの作業テーブルまでの絶対距離が基準となるため、
その距離の寸法誤差、作業テーブル面の平面度と接触位
置による基準絶対位置との誤差が研削砥石の摩耗量に含
まれてしまい、所望の形状精度に仕上げるのは困難であ
った。さらには、上記従来方法においては検出器を含め
て構成が複雑であった。

【０００５】一方、従来の研削加工後の被加工物の形状
測定結果からの補正では、所望の形状精度を得るまでに
は、測定・補正・加工を数回繰り返す必要があり、多く
の時間がかかってしまい、かつ高精度な形状出しは困難
であった。また、ドレス毎になんらかの手段により研削
砥石の位置出しを行うことも多くの時間がかかってしま
った。さらには、微粒砥石を使用した場合、常にドレス
を行わなければ目詰まり等の原因となり、加工不能にな
るという問題があった。

【０００６】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、砥石先端の微少範囲での摩耗量を正確に
検出し、その摩耗量に対する補正を素早くかつ簡単に行
うことができる砥石位置検出・補正装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、砥石を被加工物に送り込む砥石送り装置
に、砥石先端の位置を接触により検出する接触感知板
と、前記接触した位置の座標を読み取る座標位置検出手
段と、被加工物加工前の接触感知板の砥石先端接触位置
と被加工物加工後の接触感知板の砥石先端接触位置との
差の分だけ砥石を被加工物側に送り込む手段を備えて砥
石位置検出・補正装置を構成した。

【０００８】

【作用】回転する砥石の位置検出は接触によるものであ
り、砥石先端形状に関係なく、被加工物に作用する砥石
の位置が検出され、その検出された座標位置は、位置出
しされた摩耗前の砥石を基準としたことにより、接触感
知板の固定位置精度に関係なく正確な値が得られる。ま
た、位置出しされた砥石を再度位置出しすることが素早
くでき、かつ加工およびドレス直後に砥石摩耗量補正す
ることにより、所望の形状精度で良好な面を得られる加
工ができる。

【０００９】

【実施例１】本発明の一実施例に係る砥石位置検出・補
正装置を、研削加工機を含め、図１に側面図を、図２に
平面図を示す。被加工物Ｗ１はスピンドル駆動モータ２
を介して精密に回転するスピンドル１の回転中心と同軸
に回転するように保持され、ＮＣ制御により駆動するモ
ータ４を介して前後方向（以下、Ｚ軸方向という）に移
動するＺ軸スライド３の上に設置されている。一方、研
削砥石Ｔ１はメタルボンド砥石であり、精密に高速回転
する砥石回転スピンドル５に保持されるとともに、砥石
Ｔ１の上下方向移動スライド１６とＺ軸方向（以下、切
込み方向という）移動スライド１７とＺ軸方向に対し直
交する左右方向にスライドできる左右方向移動スライド
１８を有した砥石回転スピンドル取付砥石位置出し調整
台７に取付けられ、この調整台７全体をＮＣ制御により
駆動するモータ１１を介して回転するＢ軸回転テーブル
１０とＮＣ制御により駆動するモータ９を介してＺ軸方
向と直交して左右方向（以下、Ｘ軸方向という）に移動
するＸ軸スライド８の上に設置されている。

【００１０】研削砥石Ｔ１のドレスを行い、研削砥石Ｔ
１の先端部、すなわち被加工物Ｗ１の加工形状面に作用
する砥粒の位置が、Ｂ軸回転テーブル１０の回転中心位
置と一致するように、砥石回転スピンドル取付砥石位置
出し調整台７のおのおのの調整機能、上下方向移動スラ
イド１６と切込み方向移動スライド１７と左右方向移動
スライド１８を使い、調整する。Ｚ軸スライド３上にＺ
軸スライド３と同期して移動するように、被加工物Ｗ１
の回転中心軸と同じ高さの位置に、研削砥石Ｔ１の先端
の接触を感知するための口径５ｍｍ程度で平滑な面を持
つ銅材の接触感知板１３が設けられている。この接触感
知板１３は、その平滑な面がＸ軸スライド８と平行かつ
垂直になるように絶縁材２２と板材固定具２３により保
持され、研削砥石Ｔ１のシャンク６には薄い銅板１２が
接触するように取付けられている。接触感知板１３およ
び銅板１２は、それぞれ接続コード２４によりテスタ１
４に接続されており、研削砥石Ｔ１の先端部と接触感知
板１３の平滑な面とが接触して通電されて、テスタ１４
の針が触れることで接触を感知するようになっている。

【００１１】このような構成の装置においては、Ｂ軸回
転テーブル１０の回転中心と一致した研削砥石Ｔ１を、
Ｘ軸スライド８により接触感知板１３の前方、すなわち
研削砥石接触位置１５へ移動させ、次にＺ軸スライド３
を研削砥石Ｔ１方向へ移動させて、接触感知板１３に接
触させる。そして、図３（ａ）に示すように、接触した
時のＺ軸スライド３の位置のＮＣ上の座標を読み取り、
ＺＳ₁として基準座標値とする。その後、Ｘ軸スライド
８とＺ軸スライド３とＢ軸回転テーブル１０とからなる
３軸同時制御により、被加工物Ｗ１の研削加工を行う。

【００１２】仕上研削加工を行った後に研削砥石Ｔ１の
ドレスを行い、前記砥石位置検出方法に基づき接触感知
板１３を研削砥石Ｔ１に接触させ、図３（ｂ）に示す接
触位置の座標値ＺＳ₂を読み取り、前記基準座標ＺＳ₁
との差ＺＳ₁−ＺＳ₂＝ΔＺＳを砥石摩耗量と判断し、
その摩耗量ΔＺＳ分だけ砥石回転スピンドル取付砥石位
置出し調整台７の切込み方向移動スライド１７にて、図
４（ｂ）に示す砥石摩耗方向とは反対方向、すなわち切
込み補正方向２６に移動させることにより、図４（ａ）
に示す研削加工前にＢ軸回転テーブル１０の回転中心２
５と一致するように位置出しされた砥石位置となる。

【００１３】以上のように、本実施例によれば、加工後
およびドレス後の砥石摩耗を検出し、摩耗分だけ研削砥
石Ｔ１を移動させることで摩耗量補正することができ、
その作業を正確にかつ素早く行うことができる。したが
って、精度の高い形状で被加工物Ｗ１の研削が行える。
また、位置検出として銅板１２、接触感知板１３、テス
タ１４の他に特別な装置が必要なく、補正手段としても
切込み方向へ調整台７にて研削砥石Ｔ１を出すだけであ
り、容易に補正できる。

【００１４】なお、本実施例においては、接触感知板１
３として銅の板材を使用し、通電することとしたが、板
材は通電作用があり、平滑な面が得られるものであれば
よく、例えば超硬合金、カーボン、ＳＵＳ４２０ＪＺな
どを用いてもよい。

【００１５】

【実施例２】本実施例は実施例１の回転する研削砥石の
位置検出を他の方法で行う実施例である。本実施例で
は、図５に示すように、研削砥石Ｔ２と、板材固定具３
０により固定された接触感知板３１との接触の感知をＡ
Ｅセンサ３２を用いて行うもので、図示しないその他の
研削加工機構成は実施例１と同様であり、また接触感知
板３１の保持方法、研削砥石Ｔ２の基準座標値と加工を
行いドレス後の研削砥石Ｔ２の座標値からの砥石摩耗量
算出方法およびその摩耗量補正の方法も実施例１と同様
である。

【００１６】本実施例によれば、実施例１でのメタルボ
ンド砥石以外の砥石、すなわち通電作用のない砥石、例
えばレジンボンド砥石、ビトリファイド砥石においても
実施例１と同様の効果を得ることができる。

【００１７】

【実施例３】本実施例は実施例１および２の研削砥石の
摩耗量補正を他の手段で行うこととした実施例である。
本実施例では、図６に示すように、円盤状の研削砥石Ｔ
３が砥石回転スピンドル５に保持され、砥石回転スピン
ドル取付砥石位置出し調整台７に垂直に保持されてい
る。図示しないその他の研削加工機構成は実施例１と同
様であり、図１に示すＸ軸スライド８とＺ軸スライド３
の２軸によるＮＣ制御で被加工物Ｗ３を加工するもので
ある。また、砥石摩耗量検出においても実施例１および
２と同様の方法で行い、摩耗量を求める。

【００１８】本実施例は２軸制御であることから、図７
の平面図に示す研削砥石Ｔ３の回転中心での形状軌跡に
より研削砥石Ｔ３の移動を制御するために、位置出しさ
れた研削砥石Ｔ３の砥石半径ｒ₁を被加工物輪郭形状に
対しその輪郭の法線方向へどの輪郭に対しても等しく移
動した輪郭形状になるＮＣ上の機能（以下、オフセット
という）に入力することにより、砥石先端が被加工物Ｗ
３の輪郭形状を研削する。

【００１９】加工を行いドレス後の研削砥石Ｔ３は径が
小さくなり、研削砥石Ｔ３ａとなる。よって、加工開始
前の研削砥石Ｔ３とドレス後の研削砥石Ｔ３ａとの差ｒ
ｓ₁が摩耗量であり、補正すべき量でもある。この場
合、研削砥石Ｔ３ａの先端が摩耗量ｒｓ₁分だけ前記オ
フセット移動することにより、加工開始前の位置出しさ
れた研削砥石Ｔ３の先端と同じ軌跡を通ることになる。
したがって、砥石摩耗量ｒｓ₁＝オフセット補正量ｒｓ
₂になり、初期オフセット量ｒ₁からｒｓ₁またはｒｓ
₂を差し引いたオフセット量ｒ₂がドレス後に加工を行
う時のＮＣに入力されるオフセット量となり、加工時に
は研削砥石Ｔ３ｂのように研削砥石Ｔ３Ｗ先端と同じ砥
石先端位置となる。

【００２０】以上のように、本実施例によれば、実施例
１，２と同様に精度の高い形状で研削加工が行えるとと
もに、円盤状の大径砥石によるＸ軸、Ｚ軸の２軸加工で
あるために、Ｂ軸回転誤差がなく、加工中の砥石摩耗の
少ない良好な面状態に加工できる。また、補正手段にお
いてもオフセット量の入力のみであり、極めて容易であ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明の砥石位置検出・
補正装置によれば、回転砥石の先端の微少な範囲におい
ても被加工物の研削加工状態と同条件にて位置検出が行
え、砥石摩耗量がより正確にわかり、また砥石位置検出
および砥石摩耗量補正において特別な設備および手段を
必要とせず、加工後にドレスを行い、その直後に素早く
かつ簡単に摩耗補正を行うことができ、被加工物の仕上
形状精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の装置を示す側面図である。

【図２】同実施例１の装置を示す平面図である。

【図３】同実施例１の研削砥石と接触感知板との位置寸
法を示す側面図である。

【図４】同実施例１の被加工物の曲面加工状態を示す側
面図である。

【図５】本発明の実施例２の装置の要部を示す側面図で
ある。

【図６】本発明の実施例３の装置の要部を示す側面図で
ある。

【図７】同実施例３における加工状態を示す要部の平面
図である。

【符号の説明】

Ｗ１，Ｗ３被加工物Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３研削砥石１精密回転スピンドル２精密回転スピンドル駆動モータ３Ｚ軸スライド４Ｚ軸方向駆動モータ５砥石回転スピンドル８Ｘ軸スライド９Ｘ軸方向駆動モータ１０Ｂ軸回転テーブル１１Ｂ軸回転駆動モータ１２銅板１３，３１接触感知板１４テスタ１５砥石接触位置１６上下方向移動スライド１７切込み方向移動スライド１８左右方向移動スライド２６切込み補正方向３２ＡＥセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】砥石を被加工物に送り込む砥石送り装置
に、砥石先端の位置を接触により検出する接触感知板
と、前記接触した位置の座標を読み取る座標位置検出手
段と、被加工物加工前の接触感知板の砥石先端接触位置
と被加工物加工後の接触感知板の砥石先端接触位置との
差の分だけ砥石を被加工物側に送り込む手段を備えたこ
とを特徴とする砥石位置検出・補正装置。