JPH081806Y2 - 複数枚数の円筒形砥石の砥石修正装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 「産業上の利用分野」 この考案は円筒形砥石の砥石修正装置に関する。特に
２枚以上の円筒形砥石が同軸上に配されたCBN砥石（立
方晶窒化硼素砥石）の砥石面の修正装置に関する。

「従来の技術」 CBN砥石は研削比が大きく砥石修正間隔が長い反面、
ダイヤモンドに次ぐ硬度を持つため、単石ダイヤモンド
で砥石修正を行うと単石ダイヤモンドの摩耗が激しい。
そこで、ダイヤモンド砥粒をロール外周に埋設した修正
ロータリダイヤを回転し乍ら軸方向に往復動し、往復動
毎に研削砥石に切込む。第８図は１枚の円筒形砥石１の
砥石修正を行う場合を示している。砥石修正ヘッド20は
砥石台の上部又は後部位置に配され、砥石軸３と平行に
往復動し、且つ砥石１に向って進退できるようになって
いる。砥石修正ヘッド20は砥石軸３に平行な修正砥石軸
８を備え、修正砥石軸８は図示されない回転駆動原動機
に連結されている。修正砥石軸８には外周にダイヤモン
ドを埋設したロータリーダイヤ９が取り付けてある。砥
石軸３に固定した円筒形の砥石１とロータリーダイヤ９
が接触している際に発する超音波振動を捕える超音波セ
ンサー11が砥石修正ヘッド20に取り付けてある。

砥石修正は図示工具経路のように先ずロータリーダイ
ヤ９を砥石１近傍の位置ａまで早送りされ、ａ→ｂまで
切込送りで切込まれ超音波センサー11がロータリーダイ
ヤ９と砥石１の接触音を検知するとロータリーダイヤ９
はｂ→ｃと送られ砥石修正し、ｃにおいてｃ→ｄと切込
まれｄ→ｅと送られ、砥石１の外周が修正される。この
際砥石１の外周の凹部ではロータリーダイヤ９と砥石１
は離れるため、これらの接触音は発生しないので超音波
センサー11から信号は出ないので、この状態を図示され
ない制御装置は判断して上記ｅ点においてｅ→ｆとロー
タリーダイヤ９に切込みが与えられ、ロータリーダイヤ
９はｆ→ｇと送られる。この際も、砥石１の全幅をロー
タリーダイヤ９が通過している間、ロータリーダイヤ９
と砥石１の接触音は一次途切れるので、制御装置は修正
未完了と判断し、同様にして、ロータリーダイヤ９は更
にｇから切込まれ送られる。そして例えば、ロータリー
ダイヤ９が砥石１の全幅を通過する時間に相当するタイ
マーを設けておいてその間超音波センサー11が砥石１と
ロータリーダイヤ９の連続した接触音を検出した際に制
御装置は該タイマーと超音波センサー11からの信号を比
較して砥石修正が完了したものと判断し、砥石修正終了
信号を出し、その信号により、警報装置を動作させた
り、砥石修正ヘッド20を後退させるようになっている。

「考案が解決しようとする課題」 第４図は上記装置を用いて２枚の同直径の円筒形砥石
1a,1bの砥石修正を行う場合を示している。この場合、
工具経路は砥石1a,1bを引続いてロータリーダイヤ９が
作用するようにロータリーダイヤ９を送るようになる。
従って第８図と同様早送り接近後切込み（ａ→ｂ）、送
り（ｂ→ｃ）、切込み（ｃ→ｄ）、送り（ｄ→ｅ）、切
込み（ｅ→ｆ）、送り（ｆ→ｇ）‥‥‥となる。処が、
仮に両砥石1a,1bをロータリーダイヤ９が通過する時間
をタイマーにセットしておいて、超音波センサー11連続
音を得ようとしても、砥石1a,1b夫々の修正完了により
連続音が得られても、砥石1a,1bの間はロータリーダイ
ヤ９と砥石1a,1bとは接触していないので接触音の超音
波は超音波センサー11で得られない。このため、前記第
８図の制御装置を備えた砥石修正装置を用いるとロータ
リーダイヤ９が何時までも、砥石修正のサイクルを続行
することになる。

そこで砥石枚数が２枚以上になった場合に前記第８図
の砥石修正装置を用いた場合に、２枚以上の砥石の修正
完了を如何に検知するべきかという課題を生じたのであ
る。

「課題を解決するための手段」 この考案は砥石修正工具を備えた砥石修正ヘッドを円
筒形砥石の外周面をトラバースさせる左右送り装置と、
前記左右送り装置のトラバース毎に切込みを与える砥石
修正工具の切込装置と、前記砥石修正ヘッドに設けら
れ、砥石修正工具と砥石の接触音を検出する接触検出セ
ンサーと、該接触検出センサーの発生する前記接触音の
持続を砥石修正工具が砥石全幅にわたり通過する時間に
対応して時間設定されたタイマーの該設定時間と比較を
行う比較回路を設けた制御装置を備えた円筒形砥石の砥
石修正装置において、前記砥石は２枚以上の円筒形砥石
を間隔をおいて配列された砥石であり、砥石間を砥石修
正工具が通過する際に作動する中間位置検出手段を設
け、該中間位置検出手段の信号により前記修正工具と砥
石との接触音の持続をタイマーの設定時間と比較する比
較回路をリセット可能としたことを特徴とする複数枚数
の円筒形砥石の砥石修正装置である。

「実施例」 以下、この考案の実施例を図面を用いて説明する。第
１図はこの考案の実施例を示す正面図である。図は２枚
の同直径の円筒形砥石1a,1bを備えた場合であるが砥石
数は３枚以上の円筒形砥石を備えた場合も同様である。
又、同直径でない場合も砥石間で砥石の半径方向にロー
タリーダイヤ９の送りが加わるだけで同様である。

砥石台２は砥石軸３を回転自在に支持しており、砥石
軸３には同直径の円筒形砥石1a,1bが間をおいて固定さ
れている。砥石軸３に固定されたプーリ４は巻掛伝導媒
体を介して図示されない主電動機に駆動される。

砥石台２はベッド５上で前後方向（図の紙面に直交す
る方向）に移動されるようになっており、ベッド５上を
左右方向に案内され、往復駆動されるテーブル６上に加
工物主軸台と心押台に支持されている加工物に切込み研
削が行われる（テーブル６上の各構成部材は図示されな
い）。

砥石台２の上部（後部の場合もある）には砥石修正装
置10が設けられる。

第１図に示すように砥石修正装置10は全体を符号20で
示す前述した砥石修正ヘッドと、符号30で示す送り装置
と、符号40で示すロータリーダイヤ切込み装置と、これ
らを制御する手段からなっている。

砥石修正ヘッド20はその本体７に回転駆動されるよう
に支持される修正砥石軸８を備え、修正砥石軸８に外周
にダイヤモンドを埋設したロータリーダイヤモンドロー
ル（以下、ロータリーダイヤという）９が固定されてい
る。該本体７にはロータリーダイヤ９と砥石1a又は1bと
の接触の際に発する超音波を検出する超音波センサー11
が設けてある。砥石軸３と修正砥石軸８は平行してい
る。

砥石修正ヘッド20の本体７はドレスバー12の先端に固
定されている。ドレスバー12は砥石軸３と直角方向の案
内孔13aに該案内孔13aの軸方向にのみ移動自在に嵌合し
ている。案内孔13aはサドル13に設けられている。ドレ
スバー12の後端には送りナット14が固定されている。送
りナット14にねじ込まれた送りねじ15はサドル13に固定
した軸受16に軸方向移動しないように支持されている。
該送りねじ15と、サドル13に固定したＹ軸サーボモータ
17の出力軸は連結されている。

第１図、第２図に示すようにサドル13は例えば砥石台
２に固設したベース18の砥石軸３に平行な案内に滑合し
ている。

ベース18には砥石軸に平行に油圧シリンダー23が固定
され、油圧シリンダー23のピストンロッド21はサドル13
に固定されている。油圧シリンダー23は図示されない油
圧源に連結された制御弁24により駆動される。制御弁24
は制御装置25により制御される。

超音波センサー11の検知した信号は増幅器27で増幅さ
れ、信号変換器28でA/D変換されて制御装置25に入力さ
れる。回転中のロータリーダイヤ９が回転中の砥石1a又
は1bに接触すると発生する超音波は超音波センサー11に
伝わる。

以上においてロータリーダイヤ９は半径方向の外側に
向って突形でその先端がエッジ9cとなっていて、エッジ
9cが砥石面に線で接触するように考えられている。本考
案に用いられるロータリーダイヤ９の形状は特に限定は
されていないので例えば円筒形であってもよい。

左右位置検出装置31はサドル13とベース18に配設され
ている。ベース18に固定したスイッチ板32に夫々左右方
向に位置を調節可能に設けた例えばリミットスイッチの
ような左行端検出スイッチ33、右行端検出スイッチ34、
中間位置検出スイッチ35が設けてある。これらのスイッ
チ33,34,35を作動するドッグ36,37は第１図の平面図の
第３図に示すように前後に位置を異にして且つ左右方向
に位置調節可能に設けられており、ドッグ36は左行端検
出スイッチ33又は右行端検出スイッチ34を作動可能と
し、ドッグ37は中間位置検出スイッチ35を作動可能とし
てある。

各スイッチ33,34,35の信号は制御装置25へ導かれるよ
うに配線されている（図示されない）。左右の送りがリ
ミットスイッチ等の左行右行端検出スイッチ33,34で制
御される場合で、砥石1aの右側面に近い外周の位置ｂか
らロータリーダイヤ９を最初に作用させるようにする場
合は該左右方向に関し該位置ｂを原点位置として制御す
るため、ドッグ36により作動する例えばリミットスイッ
チのような原点位置検出スイッチ38を設ける。

第４図はロータリーダイヤ９の砥石1a又は1bに作用す
るエッジ9c（第１図において下端）の工具経路を示して
いる。図において砥石1bの左側面より左方の位置e,i等
のロータリーダイヤ９の左行端はドッグ36が左行端検出
スイッチ33を作動させることにより検出され、砥石1aの
右側面よりも右方の位置c,g等のロータリーダイヤ９の
右行端はドッグ36が右行端検出スイッチ34を作動させる
ことにより検出され、左右の中間の砥石1a,1bの間の一
定位置q,r,s,t等はドッグ37が中間位置検出スイッチ35
を作動させることにより検出される。各スイッチ33,34,
35及び各ドッグ36,37は位置調節がなされる。同様に右
行端検出スイッチ34に追従して原点位置検出スイッチ38
の位置調整を行うことができる。

制御装置25は砥石1a又は1bをロータリーダイヤのエッ
ジ9cが横切る時間に一致する間動作するタイマーを備え
ており、このタイマー動作中超音波センサー11からの信
号が連続するか、連続しないかの比較回路を備えている
点は１枚の砥石を砥石修正する場合と同様である。

次にこの考案の２枚の円筒形砥石の砥石修正を行う際
の作用について説明する。第４図は砥石軸３と修正砥石
軸８を含む平面図である。図において砥石面1c,1dの中
間の摩耗部分は特に誇張して示されている。砥石1a側の
砥石側面1f近傍における砥石軸３に直角な平面上におい
て砥石面1cから砥石1aの半径方向に離れた位置にあるロ
ータリーダイヤ９の砥石1aに最も近いエッジ9cには位置
ａにある。この位置と砥石面1c間は20μｍである。砥石
修正を行う場合、先ずロータリーダイヤ９を急速前進し
て砥石1aとロータリーダイヤ９を上記関係位置に位置さ
せる。

砥石1a,1b及びロータリーダイヤ９を回転しておい
て、制御装置25はドライバ26を介してＹ軸サーボモータ
17を駆動して送りねじ15を回転し、ドレスバー12を移動
し、ロータリーダイヤ９を３μｍ単位でデジタルに送
る。

砥石1aにロータリーダイヤ９が７回の送りで切込まれ
ると砥石への切込量は （３μｍ×７＝21μｍ）−20μｍ＝１μｍ である。この切込量により超音波センサー11は砥石1aと
ロータリーダイヤ９の接触（位置ｂ）を検出してその信
号を増幅器27、信号変換器28を介して制御装置25に送
る。制御装置25は切込み用のＹ軸サーボモータ17を停止
し、制御弁24を介して油圧シリンダー23を駆動し、ロー
タリーダイヤ９を位置ｂから砥石1aとの接触位置から近
い方の砥石側面1fに向って砥石１から離れるまでトラバ
ースさせると、ロータリーダイヤ９を移動させたサドル
13と共にドッグ36,37は共に移動し、ドッグ36が右行端
検出スイッチ34を作用させると、該スイッチ34の信号は
制御装置25へ送られ、制御装置25は制御弁24を閉じ、油
圧シリンダー23は停止させられる（位置ｃ）。ここでＹ
軸サーボモータ17を駆動してドレスバー12を１〜２μｍ
前進してロータリーダイヤ９に１〜２μｍ切込みを与え
て停止し（位置ｄ）、油圧シリンダー23を逆方向に駆動
してロータリーダイヤ９を位置ｄから左方へ送る。これ
によって各砥石1a,1bの砥石面1c,1dは一部修正される。
そして左側の砥石1bの左側面を1nを行き過ぎるまで逆方
向にトラバースし、ドッグ36が左行端検出スイッチ33を
押すと右行端と同様にして該信号は制御装置25に送ら
れ、油圧シリンダー23は停止し、ロータリーダイヤ９は
位置ｅにて停止する。そしてこのような左方へのトラバ
ースにおいてドッグ37は中間位置検出スイッチ35を作動
させ、砥石検知を再び開始するように制御装置25のタイ
マーをリセットする（位置ｑ）。即ち、第１の砥石1aを
トラバースしている間出されていたタイマー信号と同様
タイマー信号を出力し、第２の砥石1bをロータリーダイ
ヤ９が通過中の接触音の連続・非連続を比較する。ここ
でＹ軸サーボモータ17を駆動して１〜２μｍ切込み、位
置ｆにて停止して、油圧シリンダー23を駆動して右方へ
砥石面1aを通りすぎるまでトラバースさせて停止する
（位置ｇ）。

以上のサイクルを砥石面1c,1dが所要の平坦度となる
までｇ→ｈ→ｉ→ｊ→ｋと繰り返す。砥石面1c,1dが所
要の平坦度となったかどうかはロータリーダイヤ９が砥
石1a,1bに接触している間、超音波センサー11は接触音
を検知しているので夫々、ロータリーダイヤ９のトラバ
ース中に作動するタイマーのセット時間と該接触音の比
較により求められる。

次に上述した動作の内ロータリーダイヤ９と砥石1a,1
bとの接触音の検出について詳細にのべる。

第５図は制御装置25のタイマーのタイマー信号と中間
位置検出スイッチ35によるリセット信号及び超音波セン
サー11の信号を示すタイムチャートであり、横軸は第４
図の例えばロータリーダイヤ９が右行端位置ｄから左行
端位置ｅまでの距離を進む時間を示しており、第５図
（Ａ）においてt0は右行端位置d,t1は砥石1aの右側面1
f,t2は砥石1aの左側面、t3は砥石1bの右側面、t4は砥石
1bの左側面1nを通過する時刻を示し、t5は左行端位置ｅ
にロータリーダイヤ９が達した時刻を示している。

第５図（Ｂ）はロータリーダイヤ９と砥石1a,1bの接
触音を検出した超音波センサー11の信号を示している。
第５図（Ｃ）はタイマーの動作を示し、第５図（Ｄ）は
ロータリーダイヤ９が左行時砥石1aを通過後、砥石1bに
接触するまでに動作する中間位置検出スイッチ35が発生
するリセット信号SRを示している。

このタイムチャートに対応するのは砥石面1c,1dが夫
々全幅にわたりロータリーダイヤ９により削り取れない
場合の行程である。第５図（Ａ）に示すように時刻t0か
らロータリーダイヤ９は左行を始め、時刻t1においてロ
ータリーダイヤが砥石1aの右側面に接触する時刻t1に第
５図（Ｂ）に示すように超音波信号が発生すると共に第
５図（Ｃ）に示すようにタイマーが作動を始める。第５
図（Ａ）に示すようにロータリーダイヤ９が砥石1bの左
側面に達する時刻t2までタイマーは作動する。ロータリ
ーダイヤ９の時刻t1からt2までのトラバースに伴って超
音波信号は時刻t1からt1-1及び時間t1-2からt2まで発生
し、ロータリーダイヤ９が砥石1aから離れている時刻t1
-1からt1-2までは超音波信号は発生しない。制御装置25
はかかるタイマーの設定時間t1からt2までの間超音波信
号が連続するかどうか判別し、この場合連続しないので
砥石1aの砥石面1cは砥石修正完了と判断する。

第５図（Ｄ）に示すようにロータリーダイヤ９が時刻
t2からt3まで左行中、ドッグ37により押された中間位置
検出スイッチ35のリセット信号SRが発生することによ
り、制御装置25では時刻t3から再びタイマーを作動させ
る。第５図（Ａ）に示すように時刻t3においてロータリ
ーダイヤ９が砥石1bの右側面に接触すると、第５図
（Ｂ）に示すように超音波信号が発生する。ロータリー
ダイヤ９の時刻t3からt4までのトラバースに伴って超音
波信号は時刻t3からt3-1及び時刻t3-2からt4まで発生
し、ロータリーダイヤ９が砥石1bから離れている時刻t3
-1からt3-2までは超音波信号は発生しない。制御装置25
はかかるタイマーの設定時間t3からt4までの間超音波信
号が連続するかどうか判別し、この場合連続とないので
砥石1bの砥石面1dは砥石修正未完と判断する。そしてか
かる砥石1bの砥石修正の判断と併せて先行した砥石1aの
砥石修正の判断を併せて２枚の砥石2a,2bの砥石修正が
未完了であると判断する。

第６図は第３図において位置ｈからｉまでロータリー
ダイヤ９がトラバースする間を第５図と同様に示したも
のであり、第６図（Ａ），（Ｃ），（Ｄ）は夫々第５図
（Ａ），（Ｃ），（Ｄ）と同様な線図である。第６図
（Ｂ）はロータリーダイヤ９と砥石1a,1bとの接触音を
示している。第６図（Ａ）に示すように時刻t1からt2ま
でロータリーダイヤ９が砥石1aの砥石面1cをトラバース
する間、超音波信号は第６図（Ｂ）に示すように断続し
ている。従って、制御装置25において時刻t1からt2まで
は第６図（Ｃ）に示すタイマーの作動と比較され、超音
波信号の不連続が判別され、砥石1aの砥石修正が未完で
あることを知る。時刻t2からt3までの間に中間位置検出
信号SRが生じ、タイマーはリセットされ、再び準備態勢
に入る。第６図（Ａ）に示すように時刻t3からt4までロ
ータリーダイヤ９が砥石1bの砥石面1dを通過する間、第
６図（Ｂ）に示すように超音波信号が生じている。制御
装置25では第６図（Ｃ）に示すようにタイマーが時刻t3
から時刻t4まで作動し、その間前記超音波信号が連続す
るかどうかが判断され、連続であると砥石1bの砥石修正
が判断される。然して、ここで更に制御装置25は前記し
たロータリーダイヤ９と砥石1a,1bとの接触した状態を
判断し、砥石1aは砥石修正が完了せず、砥石1bのみ砥石
修正が完了しているので全体の砥石修正は完了していな
いとしてロータリーダイヤ９が左行端へ来た時刻t5にお
いてはドッグ36が左行端検出スイッチ33を作動させると
更に砥石修正サイクルを続行させる。

第７図は第４図において位置ｊからｋまでロータリー
ダイヤ９が移動する際の状態を示している。第７図
（Ａ），（Ｃ），（Ｄ）は既に第５図、第６図で説明し
たのと同じである。第７図（Ｂ）に示すように時刻t0か
らロータリーダイヤ９が右行すると砥石1bの砥石面1dを
トラバースしている時刻t1からt2及び砥石1aの砥石面1c
をトラバースしている時刻t3からt4の間超音波信号は連
続する。そして時刻t2からt3の間にリセット信号SRが生
じているため、制御装置25では砥石1b,1aの両砥石とロ
ータリーダイヤ９との接触音が夫々タイマーに設定され
た時間と比較される。これにより制御装置25は両砥石1
a,1bの砥石修正が完了したと判断し、第４図に示す位置
ｋからロータリーダイヤ９を後退させる。

実施例は砥石1a,1bの中間部が摩耗した場合について
のべたが砥石1a,1bが斜めに摩耗した場合も同様であ
る。

実施例は砥石が２枚の場合についてのべたが３枚以上
の場合も同様である。

実施例は砥石修正装置専用の砥石修正ヘッドの左右送
り装置及び切込装置を備えた場合をのべたが、砥石修正
ヘッドがテーブルに固定されている場合の前記砥石修正
ヘッドの左右送り装置はテーブル送り装置が兼用され、
前記切込装置は砥石台の移動装置が兼用されるものであ
って、この場合テーブル６にドッグ36を設け、ベッド５
に中間位置検出スイッチ35を設けることにするものであ
る。

〔考案の効果〕

この考案は砥石修正工具と砥石との接触音が連続する
かどうかを砥石幅間を砥石修正工具が移動する時間と比
較するようにした比較回路を備えた制御装置を有する砥
石修正装置を備えたものにおいて、砥石が複数枚数の間
隔をおいて並置した砥石であって砥石間を砥石修正工具
が移動する際に作動する中間位置検出手段を備え、該中
間位置検出手段によって前記比較回路をリセットできる
ようにしたため、（１）複数の砥石の修正完了状態を知
ることができる。（２）砥石修正ヘッドの左右送り装置
の駆動は通常のねじ送り装置、油圧シリンダー等の直動
アクチュエータによることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例の正面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ断面図、第３図は第１図の一部平面図、第４図は
工具経路を示す正面図、第５図、第６図、第７図は第４
図におけるタイムチャート、第８図は１枚の砥石を修正
する場合の工具経路を示す正面図である。 １……砥石、1a,1b……円筒形砥石、1c,1d……砥石面、
1f……砥石側面、1n……砥石左側面、２……砥石台、2
a,2b……砥石、３……砥石軸、４……プーリ、５……ベ
ッド、６……テーブル、７……本体、８……修正砥石
軸、９……ロータリーダイヤ、9c……エッジ、14……砥
石修正装置、11……超音波センサー、12……ドレスバ
ー、13……サドル、13a……案内孔、14……送りナッ
ト、15……送りねじ、16……軸受、17……Ｙ軸サーボモ
ータ、18……ベース、20……砥石修正ヘッド、21……ピ
ストンロッド、23……油圧シリンダー、24……制御弁、
25……制御装置、26……ドライバ、27……増幅器、28…
…信号変換器、30……送り装置、31……左右位置検出装
置、32……スイッチ板、33……左行端検出スイッチ、34
……右行端検出スイッチ、35……中間位置検出スイッ
チ、36,37……ドッグ、38……原点位置検出スイッチ、4
0……ロータリーダイヤ切込み装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】砥石修正工具を備えた砥石修正ヘッドを円
   筒形砥石の外周面をトラバースさせる左右送り装置と、
   前記左右送り装置のトラバース毎に切込みを与える砥石
   修正工具の切込装置と、前記砥石修正ヘッドに設けら
   れ、砥石修正工具と砥石の接触音を検出する接触検出セ
   ンサーと、該接触検出センサーの発生する前記接触音の
   持続を砥石修正工具が砥石全幅にわたり通過する時間に
   対応して時間設定されたタイマーの該設定時間と比較を
   行う比較回路を設けた制御装置を備えた円筒形砥石の砥
   石修正装置において、前記砥石は２枚以上の円筒形砥石
   を間隔をおいて配列された砥石であり、砥石間を砥石修
   正工具が通過する際に作動する中間位置検出手段を設
   け、該中間位置検出手段の信号により前記修正工具と砥
   石との接触音の持続をタイマーの設定時間と比較する比
   較回路をリセット可能としたことを特徴とする複数枚数
   の円筒形砥石の砥石修正装置。