JPH0768449A - 自動定寸装置付研削盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 研削負荷が小さくて済む場合に能率的な研削
加工を行い得るようにすることを目的とする。 【構成】 砥石送り機構の作動を制御するＮＣ制御装置
５と、研削中のワーク３の実寸法を連続的に測定する自
動定寸装置６とを具える自動定寸装置付研削盤におい
て、前記自動定寸装置６が測定したワーク３の実寸法の
変化状態から求めた砥石の実送り速度と目標送り速度と
を比較して、前記目標送り速度と前記実送り速度との差
異が小さい場合には前記目標送り速度を高めに修正する
一方、前記目標送り速度と前記実送り速度との差異が大
きい場合には前記目標送り速度を低めに修正し、その修
正した目標送り速度を前記ＮＣ制御装置５に与える送り
速度制御装置７を設けたことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動定寸装置付研削
盤に関し、特には、研削負荷が小さい場合に研削能率を
高め得る研削盤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動定寸装置付の円筒研削盤は、
図５に示すように、砥石１を回転駆動する砥石台２と、
砥石１と別途に回転駆動されるワーク３に対しその砥石
台２ひいては砥石１を進退移動させる砥石送り機構４
と、その砥石送り機構の作動を制御する数値制御（Ｎ
Ｃ）装置５と、研削中のワーク３の実寸法を連続的に測
定する自動定寸装置６とを具えており、そのＮＣ装置５
には粗研送り速度およびそれより遅い精研送り速度があ
らかじめ与えられ、またその自動定寸装置６には精研開
始寸法および研削終了寸法があらかじめ与えられてい
る。

【０００３】かかる従来の研削盤がワーク３を研削する
際には、ＮＣ装置５は、砥石１をワーク３へ向けて前進
移動させる送り速度を、当初は粗研送り速度とし、その
粗研削によってワーク３の実寸法が減少して、自動定寸
装置６がその実寸法の測定結果に基づき精研開始点（精
研開始寸法）になったことを示す信号を出力すると、送
り速度を精研送り速度に切換え、その精密研削によって
ワーク３の実寸法がさらに減少して、自動定寸装置６が
その実寸法の測定結果に基づき研削終了点（研削終了寸
法）になったことを示す信号を出力すると、送りを停止
させて砥石１を後退移動させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の研削盤にあっては、同一種類のワークを量産する場
合には通常、与えられる研削加工条件が、材料の取り代
や硬度、砥石や研削液の状態等のばらつきを考慮して、
最悪の条件下でもワークの仕上げ精度を確保し得るよう
な研削加工条件に固定されるので、材料の取り代や硬
度、砥石や研削液の状態等が、そのばらつきの範囲内で
研削負荷が小さくて済む方向へ変化した場合には、粗研
送り速度および精研送り速度のいずれについても送り速
度が不必要に遅くなって、能率の悪い研削加工になると
いう問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を有
利に解決した研削盤を提供することを目的とするもので
あり、この発明の自動定寸装置付研削盤は、砥石送り機
構の作動を制御する送り制御手段と、研削中のワークの
実寸法を連続的に測定してその実寸法を示す信号を出力
する自動定寸装置とを具えるものであって、前記自動定
寸装置が出力するワークの実寸法の変化状態から求めた
砥石の実送り速度と目標送り速度とを比較して、前記目
標送り速度と前記実送り速度との差異が小さい場合には
前記目標送り速度を高めに修正する一方、前記目標送り
速度と前記実送り速度との差異が大きい場合には前記目
標送り速度を低めに修正し、その修正した目標送り速度
を前記送り制御手段に与える送り速度修正手段を設けた
ことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】かかる研削盤にあっては、ワークの研削中、材
料の取り代や硬度、砥石や研削液の状態等が、研削負荷
が小さくなる方向へ変化した場合には、目標送り速度と
砥石の実送り速度との差異が小さくなるので、送り速度
修正手段が目標送り速度を高めに修正して送り制御手段
に与え、送り制御手段がその高めに修正された目標送り
速度で砥石の送りを行い、一方、材料の取り代や硬度、
砥石や研削液の状態等が、研削負荷が大きくなる方向へ
変化した場合には、目標送り速度と砥石の実送り速度と
の差異が大きくなるので、送り速度修正手段が目標送り
速度を低めに修正して送り制御手段に与え、送り制御手
段がその低めに修正された目標送り速度で砥石の送りを
行う。

【０００７】従ってこの発明の研削盤によれば、材料の
取り代や硬度、砥石や研削液の状態等のばらつきの中
で、研削負荷が小さくて済むような場合には、送り速度
を高めることができるので、短時間で加工を完了するこ
とができ、また逆に、研削負荷が大きいような場合に
は、送り速度を低めることができるので、ワークおよび
砥石に過大なストレスが加わることなしに研削加工を行
い得て、寸法精度や表面粗さを損なうことがない。すな
わち、研削負荷に応じて自動的に送り速度を変化させる
ことができるので、研削負荷が小さくて済む場合に能率
的な研削加工を行うことができる。

【０００８】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳
細に説明する。図１は、この発明の自動定寸装置付研削
盤の一実施例の概略構成を示す構成図であり、この実施
例の研削盤は、図５に示す従来の研削盤と同様に、砥石
１を回転駆動する砥石台２と、砥石１と別途に回転駆動
されるワーク３に対しその砥石台２ひいては砥石１を進
退移動させる砥石送り機構４と、その砥石送り機構の作
動を制御する、送り制御手段としての数値制御（ＮＣ）
装置５と、研削中のワーク３の実寸法を連続的に測定す
る自動定寸装置６とを具えており、その自動定寸装置６
には、精研開始寸法および研削終了寸法があらかじめ与
えられているが、上記従来の研削盤と異なり、ＮＣ装置
５には、アプローチ送り速度のみがあらかじめ与えら
れ、粗研送り速度と精研送り速度とはあらかじめ与えら
れてはいない。

【０００９】その代わりにこの実施例の研削盤は、自動
定寸装置６とＮＣ装置５との間に介挿されて自動定寸装
置６から研削中のワーク３の実寸法を示す信号を連続的
に受け取るとともにＮＣ装置５に目標送り速度を適宜指
令する、送り速度修正手段としての送り速度制御装置７
をさらに具えており、その送り速度制御装置７は、中央
処理ユニット（ＣＰＵ）およびメモリ等を持つ通常のマ
イクロコンピュータにて構成され、演算処理プログラム
の他、粗研削目標送り速度および精研削目標送り速度の
各々の、最小負荷時に対応する上限値、最大負荷時に対
応する下限値およびそれらの中間に定めた初期値と、精
研開始寸法と、研削終了寸法と、送り速度修正用の閾値
ε（適正値となるように実験によって求めた所定値）と
を、ワーク３の種類に応じて、あらかじめそのメモリ内
に与えられている。

【００１０】図２は、この実施例の研削盤の上記制御系
（ＮＣ装置５と自動定寸装置６と送り速度制御装置７）
が研削時に実行する制御内容を示しており、この実施例
の研削盤がワーク３を研削する際には、先ずステップ11
で、自動定寸装置６が、ワーク３の実寸法の測定を開始
して、その実寸法を示す信号を、ＮＣ装置５と送り速度
制御装置７とに連続的に出力するとともに、ＮＣ装置５
が、砥石１をワーク３へ向けて前進移動させる送り速度
を、粗研送り速度よりも速い上記アプローチ送り速度と
して、砥石１をワーク３に接近させるアプローチを行わ
せ、そのアプローチの間に、続くステップ12で、送り速
度制御装置７が、ＮＣ装置５に上記粗研目標送り速度初
期値を指令する。

【００１１】ＮＣ装置５は、例えば前回の研削加工時の
砥石１の最終位置とワーク３の研削終了時の実寸法とか
ら判明する砥石１の現在寸法と今回のワーク３の研削前
の実寸法とから求めた実際の切り込み開始位置、もしく
はあらかじめ与えられた設定上の切り込み開始位置の直
前まで砥石１が移動したら、あるいは自動定寸装置６か
ら連続的に受け取っているワーク３の実寸法の測定結果
の変化状態から求めた実際の切り込み開始位置まで砥石
１が移動したら、上記アプローチを終了させ、次のステ
ップ13で、送り速度を上記粗研目標送り速度初期値に移
行させて次の粗研削をスタートさせる。

【００１２】そして砥石１が上記切り込み開始位置を過
ぎて上記粗研目標送り速度初期値でのワーク３への実際
の粗研削が開始されたら、次のステップ14で、定寸制御
を開始し、以後の制御は、この粗研削によってワーク３
の実寸法が減少して、自動定寸装置６がその実寸法の測
定結果に基づき精研開始点（精研開始寸法）に到達した
ことを示す信号を出力するまでは、ステップ15からステ
ップ19までを短時間のサイクルで繰り返し実行する。

【００１３】ステップ16では、送り速度制御装置７が、
粗研目標送り速度（最初は上記粗研目標送り速度初期値
とし、その後は前回の後述するステップ17または18の実
行で修正した粗研目標送り速度とする）と、自動定寸装
置６から連続的に受け取っているワーク３の実寸法の測
定結果の変化状態から求めた砥石１の実送り速度との差
を計算して、その送り速度差と上記閾値εとを比較す
る。そして、その送り速度差が閾値εよりも大きけれ
ば、現在の送り速度では研削負荷が大きいと考えられる
ので、ステップ16からステップ17へ進んで、送り速度制
御装置７が、粗研目標送り速度を、所定量だけ低くなる
ように修正し、この一方、その送り速度差が閾値εより
も小さいか閾値εに等しければ、現在の送り速度では研
削負荷が小さ過ぎると考えられるので、ステップ16から
ステップ18へ進んで、送り速度制御装置７が、粗研目標
送り速度を、所定量だけ高くなるように修正する。その
後はステップ19で、送り速度制御装置７が、その修正し
た粗研目標送り速度をＮＣ装置５に指令した後、制御が
ステップ15へ戻り、ＮＣ装置５は、その修正された粗研
目標送り速度で砥石１の送りを行わせる。

【００１４】このようにして粗研削が行われてワーク３
の実寸法が減少し、自動定寸装置６がその実寸法の測定
結果に基づき精研開始点（精研開始寸法）に到達したこ
とを示す信号を出力すると、次に制御はステップ15から
ステップ20へ進み、ステップ12では、送り速度制御装置
７が、ＮＣ装置５に上記精研目標送り速度初期値を指令
する。これによりＮＣ装置５は、次のステップ21で、送
り速度を上記精研目標送り速度初期値に移行させて次の
精密研削をスタートさせ、以後の制御は、この精密研削
によりワーク３の実寸法が減少して、自動定寸装置６が
その実寸法の測定結果に基づき研削終了点（研削終了寸
法）に到達したことを示す信号を出力するまでは、ステ
ップ22からステップ26までを短時間のサイクルで繰り返
し実行する。

【００１５】ステップ23では、送り速度制御装置７が、
精研目標送り速度（最初は上記精研目標送り速度初期値
とし、その後は前回の後述するステップ24または25の実
行で修正した精研目標送り速度とする）と、自動定寸装
置６から連続的に受け取っているワーク３の実寸法の測
定結果の変化状態から求めた砥石１の実送り速度との差
を計算して、その送り速度差と上記閾値εとを比較す
る。そして、その送り速度差が閾値εよりも大きけれ
ば、現在の送り速度では研削負荷が大きいと考えられる
ので、ステップ23からステップ24へ進んで、送り速度制
御装置７が、精研目標送り速度を、所定量だけ低くなる
ように修正し、この一方、その送り速度差が閾値εより
も小さいか閾値εに等しければ、現在の送り速度では研
削負荷が小さ過ぎると考えられるので、ステップ23から
ステップ25へ進んで、送り速度制御装置７が、精研目標
送り速度を、所定量だけ高くなるように修正する。その
後はステップ26で、送り速度制御装置７が、その修正し
た精研目標送り速度をＮＣ装置５に指令した後、制御が
ステップ22へ戻り、ＮＣ装置５は、その修正された精研
目標送り速度で砥石１の送りを行わせる。

【００１６】このようにして精密研削が行われてワーク
３の実寸法が減少し、自動定寸装置６がその実寸法の測
定結果に基づき研削終了点（研削終了寸法）に到達した
ことを示す信号を出力したら、制御はステップ22から研
削終了へと進み、ＮＣ装置５は、送りを停止させて砥石
１を後退移動させる。

【００１７】なお、実送り速度の急激な変化によって目
標送り速度と実送り速度との差に急激な変化が生じた場
合には、それに伴って目標送り速度を修正してしまうと
制御にハンチングが生ずることも考えられるので、送り
速度制御装置７は実際には、図３に示すように、ステッ
プ31で、今回求めた実送り速度Ｓ_n を読み込んだら、次
のステップ32で、前回求めた実送り速度Ｓ_n-1 と今回の
実送り速度Ｓ_n との差の絶対値を求め、その差を所定値
ΔＳと比較して、その差がΔＳよりも小さいかΔＳに等
しい場合は、実送り速度の急激な変化はなかったから今
回の実送り速度Ｓ_n をそのまま用い、この一方、その差
がΔＳよりも大きい場合は、実送り速度の急激な変化が
あったので、ステップ33で、今回の実際の実送り速度Ｓ
_n は用いず、その変化の方向に応じて、前回求めた実送
り速度Ｓ_n-1 に上記ΔＳよりも若干小さい所定値ｄを加
え、もしくは前回求めた実送り速度Ｓ_n-1 からその所定
値ｄを引いた値を、今回の実送り速度Ｓ_n として用い
る。

【００１８】従ってこの実施例の研削盤によれば、図４
（ａ）に示すように、材料の取り代や硬度、砥石や研削
液の状態等のばらつきの中で、研削負荷が小さくて済む
ような場合には、送り速度を高めることができるので、
短時間で加工を完了することができ、また逆に、研削負
荷が大きいような場合には、送り速度を低めることがで
きるので、ワークおよび砥石に過大なストレスが加わる
ことなしに研削加工を行い得て、寸法精度や表面粗さを
損なうことがない。すなわち、研削負荷に応じて自動的
に送り速度を変化させることができるので、研削負荷が
小さくて済む場合に能率的な研削加工を行うことができ
る。

【００１９】しかもこの実施例の研削盤によれば、図３
に示すように、実際の実送り速度をフィルタ処理した実
送り速度を用いて目標送り速度の修正を行っているの
で、図４（ｂ）に示すように、実送り速度に急激な変化
が生じた場合でも、その変化の方向に穏やかに目標送り
速度を変化させることができ、それゆえ、制御にハンチ
ングが生ずるのを防止することができる。

【００２０】以上、図示例に基づき説明したが、この発
明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、材料の
取り代や硬度、砥石や研削液の状態等のばらつきは、同
一ロットのワークの連続加工中であればさほど大きく変
化することはないと考えられるので、送り速度制御装置
７には、粗研削、精密研削の各送り速度の初期値を、前
回の加工の結果あるいはそれ以前の複数回の加工の結果
の平均送り速度とするような学習機能を持たせても良
い。また送り速度修正手段を、上記例では独立した送り
速度制御装置７にて構成したが、ＮＣ装置５または自動
定寸装置６に統合して構成しても良い。

【００２１】

【発明の効果】かくしてこの発明の自動定寸装置付研削
盤によれば、研削負荷が小さくて済むような場合には、
送り速度を高めることができるので、短時間で加工を完
了することができ、また逆に研削負荷が大きいような場
合には、送り速度を低めることができるので、ワークお
よび砥石に過大なストレスが加わることなしに研削加工
を行い得て、寸法精度や表面粗さを損なうことがない。
すなわち、研削負荷に応じて自動的に送り速度を変化さ
せることができるので、研削負荷が小さくて済む場合に
能率的な研削加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の自動定寸装置付研削盤の一実施例の
構成を示す構成図である。

【図２】上記実施例の研削盤の制御系が研削時に実行す
る制御内容を示すフローチャートである。

【図３】上記実施例の研削盤の送り速度制御装置が実行
するフィルタ処理を示すフローチャートである。

【図４】（ａ）および（ｂ）は、上記上記実施例の研削
盤の送り速度制御状態を示す特性線図である。

【図５】従来の自動定寸装置付研削盤の構成を示す構成
図である。

【符号の説明】

１ 砥石 ２ 砥石台 ３ ワーク ４ 砥石送り機構 ５ 数値制御（ＮＣ）装置 ６ 自動定寸装置 ７ 送り速度制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥石送り機構の作動を制御する送り制御
   手段（５）と、研削中のワーク（３）の実寸法を連続的
   に測定する自動定寸装置（６）とを具える自動定寸装置
   付研削盤において、 前記自動定寸装置（６）が測定したワーク（３）の実寸
   法の変化状態から求めた砥石の実送り速度と目標送り速
   度とを比較して、前記目標送り速度と前記実送り速度と
   の差異が小さい場合には前記目標送り速度を高めに修正
   する一方、前記目標送り速度と前記実送り速度との差異
   が大きい場合には前記目標送り速度を低めに修正し、そ
   の修正した目標送り速度を前記送り制御手段（５）に与
   える送り速度修正手段（７）を設けたことを特徴とす
   る、自動定寸装置付研削盤。