JPH0985621A - 工作機械 - Google Patents

工作機械

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Publication number
JPH0985621A
JPH0985621A JP24980795A JP24980795A JPH0985621A JP H0985621 A JPH0985621 A JP H0985621A JP 24980795 A JP24980795 A JP 24980795A JP 24980795 A JP24980795 A JP 24980795A JP H0985621 A JPH0985621 A JP H0985621A
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JP
Japan
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grindstone
truing
diameter
grinding wheel
small
Prior art date
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Application number
JP24980795A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Nakano
浩之 中野
Yoshihiko Yamada
良彦 山田
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Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
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Publication of JPH0985621A publication Critical patent/JPH0985621A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 撓みやすい小径砥石を確実に目標形状にツル
ーイング可能にする。 【解決手段】 あらかじめ設定される通常のツルーイン
グ条件に基づいて砥石をツルーイングする第1ツルーイ
ング手段と、前記第1ツルーイング手段によるツルーイ
ングの後に主軸の軸線方向における砥石径を複数箇所に
わたり測定する砥石径測定手段と、前記砥石径測定手段
により測定された複数箇所の前記砥石径に基づいて前記
砥石が目標形状に成形されたか否かを判別する形状判別
手段と、前記形状判別手段により前記砥石が目標形状に
成形されていないと判別された場合に前記ツルーイング
条件を変更するツルーイング条件変更手段と、前記ツル
ーイング条件変更手段により変更されたツルーイング条
件に基づいて前記砥石をツルーイングする第2ツルーイ
ング手段とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スクロール加工機
やグラインディングセンタ等の小径砥石を用いて工作物
の研削加工を行う工作機械に関し、特に、小径砥石を目
標形状にツルーイング可能な工作機械に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、小径砥石を用いて工作物の加工を
行う工作機械にスクロール加工機やグラインディングセ
ンタがある。図8は従来のスクロール加工機を示した構
成図であり、ベース11に固定されたベッド12上に前
後(Z軸)方向に往復移動するコラム14が設けられ、
コラム14には上下(紙面に垂直なY軸)方向に往復移
動可能な工作物取付台16が設けられている。工作物取
付台16には軸回りに回転可能な工作物側主軸17が支
持されており、この工作物側主軸17の先端に工作物1
8を保持するチャック19が固定されている。
【0003】コラム14の前方には、左右(X軸)方向
に往復移動するスライドテーブル21がベース11上に
固定した案内台34に設けられ、前記スライドテーブル
21には、工具側主軸台22が固定されている。工具側
主軸台22には左右方向に適宜の間隔を設けて研削加工
用主軸23と端面加工用主軸24および基準孔加工用主
軸25が支持されており、それぞれ回転可能になってい
る。そして、各主軸23,24,25には小径砥石2
6、端面加工用砥石27およびドリル28がそれぞれ着
脱可能に装着されている。
【0004】また、前記コラム14にはブラケット51
を介して砥石修正装置53および接触センサ56がコラ
ム14の前面に突出して設けられている。砥石修正装置
53は先端にダイヤモンドロールからなるツルア55が
回転可能に支持されており、ツルア駆動用モータ54に
よりツルア55が回転されるようになっている。また、
接触センサ56はリミットスイッチ等からなり、先端に
設けられた接触子56a(図9参照)が工具(小径砥石
26)に接触して微少変位した場合に接触信号を出力す
るようになっている。なお、砥石修正装置53および接
触センサ56は工作物18の加工時には上方に旋回され
退避されるようになっている。そして、このスクロール
加工機の種々の制御は数値制御装置37にて行われるよ
うになっている。
【0005】上述した構成のスクロール加工機におい
て、小径砥石26の成形を行うツルーイングを行う場合
には、図6に示すように、小径砥石26とツルア55を
所定の回転速度でそれぞれ回転し、スライドテーブルの
21の左右方向の移動とコラム14の前後方向の往復移
動とによって、小径砥石26とツルア55とを図中矢印
のように相対移動させることにより行われるようになっ
ている。
【0006】そして、ツルーイング後の小径砥石26が
目標の形状に成形されたかの良否判別は、ツルーイング
による砥石径の減少量が基準値に到達しているか否かに
より行われるようになっている。すなわち、図9に示す
ように、まず、所定位置P1に接触センサ56の接触子
56aを前進し、ツルーイングされた小径砥石26を接
触子56aに対して左側から接触させ、この時のスライ
ドテーブル21の位置x1を記憶する。次に、この小径
砥石26を前記接触子56aに対して右側から接触さ
せ、この時のスライドテーブル21の位置x2を記憶す
る。次に、前記記憶した位置x1,x2間の距離(図中
b)から接触子56aの幅寸法を減算することにより小
径砥石26の砥石径d(=x2−x1−a)を算出す
る。そして、ツルーイング前に同様に測定してあった砥
石径dpとの差から砥石径の減少量Δdを求め、この砥
石径の減少量Δdがあらかじめ設定されている基準値に
達している場合にツルーイングは正常に行われたと判断
されるようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、小径砥石2
6の砥石層を固定し研削加工用主軸23に保持させるク
イル26aは非常に小径のため剛性が低くツルーイング
時に撓みを生じる。このため、ツルーイングの条件(ツ
ルア55の送り速度、ツルア55の切り込み量、小径砥
石26とツルア55の周速度等)に選定よっては、図1
0に示すように、小径砥石26を目標の形状(図中一点
鎖線)に成形できず、太鼓状に成形される場合がある
(図10は説明のため、小径砥石26の形状を誇張して
図示してある)。
【0008】しかし、上述した従来のスクロール加工機
においては、小径砥石26の砥石径の減少量Δdのみに
よりツルーイングの良否が判定されるため、小径砥石2
6が目標の形状に成形されたか否かを判別することがで
きない問題があった。したがって、本発明の目的は小径
砥石を目標の形状に成形可能な砥石修正装置を具備した
工作機械の提供である。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るための発明の手段は、砥石を支持して回転する主軸
と、前記砥石に対して前記主軸の軸線方向および前記軸
線方向と直交する方向に相対移動可能な砥石修正装置
と、前記砥石の砥石径を測定する測定器を具備した工作
機械において、あらかじめ設定された通常のツルーイン
グ条件に基づいて前記砥石を前記砥石修正装置にてツル
ーイングする第1ツルーイング手段と、前記第1ツルー
イング手段によるツルーイングの後に前記主軸の軸線方
向における前記砥石径を前記測定器にて複数箇所にわた
り測定する砥石径測定手段と、前記砥石径測定手段によ
り測定された複数箇所の前記砥石径に基づいて前記砥石
が目標形状に成形されたか否かを判別する形状判別手段
と、前記形状判別手段により前記砥石が目標形状に成形
されていないと判別された場合に前記ツルーイング条件
を変更するツルーイング条件変更手段と、前記ツルーイ
ング条件変更手段により変更されたツルーイング条件に
基づいて前記砥石を前記砥石修正装置にてツルーイング
する第2ツルーイング手段とから構成される。また、前
記ツルーイング条件変更手段は、前記砥石に対する前記
砥石修正装置の送り速度を遅くすることからなる。
【0010】以上により構成される本発明の工作機械に
おいては、第1ツルーイング手段により、通常のツルー
イング条件にて砥石のツルーイングが行われた後、砥石
径測定手段により砥石の軸線方向に対する砥石径が複数
箇所測定される。続いて、形状判別手段により、前記測
定された複数箇所の砥石径に基づいて前記砥石が目標形
状に成形されたか否かが判別され、砥石が目標形状に成
形されたと判別された場合にはツルーイング処理を完了
する。一方、砥石が目標形状に成形されていないと判別
された場合には、ツルーイング条件変更手段によりツル
ーイング条件が変更される。そして、この変更されたツ
ルーイング条件に基づいて第2ツルーイング手段により
再度砥石のツルーイングが行われる。
【0011】
【発明の実施形態】以下、この発明をスクロール加工機
に適用した一実施形態について図面を参照して説明す
る。図1および図2において、11はベースであり、こ
のベース11上に固定されたベッド12にはエンコーダ
13aを有した前後送り用サーボモータ13によって前
後(Z軸)方向に往復移動するコラム14が設けられ、
コラム14にはエンコーダ15aを有した上下送り用サ
ーボモータ15によって上下(Y軸)方向に往復移動す
る工作物取付台16が設けられている。
【0012】工作物取付台16には図示しない工作物回
転用電動機によって水平な軸回りに回転する工作物側主
軸17が回転可能に支持され、この工作物側主軸17の
先端部には工作物18を着脱可能に保持するチャック1
9が固定されている。コラム14の前方にはエンコーダ
20aを有した左右送り用サーボモータ20によって左
右(X軸)方向に往復移動するスライドテーブル21が
ベース11上に固定した案内台34に設けられ、前記ス
ライドテーブル21には、工具側主軸台22が固定され
ている。
【0013】工具側主軸台22には左右方向に適宜の間
隔を設けて研削加工用主軸23と台形の端面加工用主軸
24および基準孔加工用主軸25が前記工作物側主軸1
7の回転軸と平行な軸回りに回転可能にそれぞれ支持さ
れている。前記研削用主軸23は、ドローバーなどによ
って小径砥石26が着脱可能に装着されて、工具側主軸
台22に設けた図示しない工具駆動用電動機によって高
速回転するように構成されている。また、端面加工用主
軸24および基準孔加工用主軸25は、端面加工用砥石
27およびドリル28がそれぞれ着脱可能に装着されお
り、工具側主軸台22に設けた図示しない工具駆動用電
動機によって回転するように構成されている。なお、端
面加工用主軸24と基準孔加工用主軸25には、従来公
知の工具マガジンと工具交換アームとからなる図示しな
い自動工具交換装置により種々の加工に応じた工具(砥
石やドリルやエンドミル)に工具交換されるようになっ
ている。
【0014】また、前記コラム14の一側面には断面L
字状のブラケット51が水平に固定されており、コラム
14の前面より前方に突出した部分は工作物側主軸17
側に対して所定角度(例えば45度)で屈曲されてい
る。このブラケット51の屈曲側には旋回台52が旋回
軸S(ブラケット51の屈曲方向に直交)を中心として
旋回可能に支持されており、図略のシリンダを駆動する
ことにより旋回台52を上方に旋回するようになってい
る。旋回台52上には砥石修正装置53が固定されてい
る。砥石修正装置53はロータリ式の砥石修正装置であ
り、先端に回転可能に支持されたダイヤモンドロール等
からなるツルア55がツルア駆動用モータ54により回
転されるようになっている。さらに、旋回台52の先端
にはブラケット57が固定されており、ブラケット57
の先端にはリミットスイッチ等からなる接触センサ56
(検出器)が設けられている。この接触センサ56は先
端に取り付けられた立方体部材の接触子56aの微少変
位を検出して接触信号を出力するようになっている。な
お、この砥石修正装置53およびブラケット57先端に
設けられた接触センサ56は旋回台52を上方に旋回す
ることにより工作物18の加工時には上方に退避される
ようになっている。
【0015】図1において、37は数値制御装置であ
り、数値制御装置37は中央処理装置(CPU)37a
とメモリ37bとインタフェース37cから構成されて
いる。メモリ37bには、工作物の加工を行う加工プロ
グラム、小径砥石26のツルーイングを行うツルーイン
グプログラムおよびツルーイング条件や各種データ等が
格納されている。インタフェース37cには、各駆動回
路38,39,40,41を介して各サーボモータ1
3,15,20およびツルア駆動用モータ54に接続さ
れ、各エンコーダ13a,15a,20aが数値制御装
置37に接続されている。また、インタフェース37c
には前記接触センサ56が接続されており、接触信号を
入力するようになっている。なお、前記旋回台52を旋
回させる図略のシリンダの駆動や前記図略の自動工具交
換装置の制御も数値制御装置37にて行われるようにな
っている。
【0016】上述した本実施形態のスクロール加工機の
作用を説明する。本実施形態のスクロール加工機は、工
作物18の加工が完了し小径砥石26のツルーイングサ
イクルに入ると図3および図4に示したツルーイングプ
ログラムを実行する。ただしこの時、上方に退避されて
いた砥石修正装置53および接触センサ56は水平位置
に旋回され、さらに、この砥石修正装置53および接触
センサ56が小径砥石26等に干渉しない位置までコラ
ム14は後退されているものとする。また、各主軸2
3,24,25の回転は停止されている。
【0017】まず、ステップ101にて加工完了後の小
径砥石26の砥石径が測定される。このステップ101
での砥石径の測定は、上述した従来技術の砥石径の測定
と同様に小径砥石26の軸線方向に対して所定の1カ所
のみ行われる。すなわち、図5に示すように、左右送り
用サーボモータ20を駆動してスライドテーブル21を
右側に移動し、小径砥石26を接触センサ56の右側に
位置する(図5[A]の破線位置)。続いて、前後送り
用サーボモータ13を駆動してコラム14を前進させ、
接触センサ56の接触子56aを所定位置P1まで移動
する。そして、左右送り用サーボモータ20を駆動し、
接触センサ56の接触信号が出力されるまでスライドテ
ーブル21を左方向に移動する。接触センサ56の接触
信号が出力されるとスライドテーブル21を停止し、接
触信号が出力されたときのエンコーダ20aの出力値を
x1としてメモリ37bに記憶する(図5[A])。次
に、コラム14を後退し、接触センサ56が小径砥石5
6に干渉しない位置まで退避する(図5[B])。続い
て、スライドテーブル21を左側に移動し、小径砥石2
6を接触センサ56の左側に位置する(図5[C])。
この後、コラム14を前進させ、接触子56aを前記所
定位置P1まで移動する(図5[D])。そして、接触
信号が出力されるまでスライドテーブル21を右方向に
移動させ、接触信号が出力されるとスライドテーブル2
1を停止し、接触信号が出力されたときのエンコーダ2
0aの出力値をx2としてメモリ37bに記憶する(図
5[E])。こうして、メモリ37bに記憶された各エ
ンコーダの出力値x1,x2と、あらかじめメモリ37
bに記憶されている接触子56aの幅寸法aから砥石径
dを次式(1)より求め(図9参照)、
【0018】
【数1】
【0019】この算出値dをツルーイング前の砥石径d
pとしてメモリ37bに記憶しステップ101の砥石径
測定処理を完了する。図3のステップ102に移行する
と、加工に応じてあらかじめ設定されている通常のツル
ーイング条件(例えば、ツルア55の送り速度、ツルア
55の切込量および小径砥石26とツルア55の周速比
等)にて小径砥石26の側面ツルーイングが行われる。
すなわち、図6に示すように小径砥石26およびツルア
55を前記通常ツルーイング条件の回転速度でそれぞれ
回転し、小径砥石26対して所定の角度で傾斜して対向
するツルア55の外周端を小径砥石26の側面に当接
し、コラム14のZ軸方向の移動とスライドテーブル2
1のX軸方向の移動とにより小径砥石26とツルア55
を図中矢印のように移動して所定回数ツルーイング行
う。このステップ102が第1ツルーイング手段を構成
する。
【0020】ツルーイングが完了しステップ103に移
行すると、再度小径砥石26の砥石径が測定される。こ
のステップ103での砥石径の測定処理では、上述した
ステップ101のツルーイング前の砥石径の測定と異な
り、小径砥石26の軸線方向に対して複数箇所(本実施
形態においては3カ所)の測定が行われる。すなわち、
上述したステップ101と同様の砥石径測定を、図7に
示すように、小径砥石26の軸線方向に対して3カ所の
位置P1,P2,P3について行い、上式(1)を用い
て砥石径d1,d2,d3をそれぞれ算出してメモリ3
7bに記憶する。このステップ103が砥石径測定手段
を構成する。
【0021】ステップ104に移行して、ステップ10
0にて測定したツルーイング前の砥石径dpとステップ
102にて測定したツルーイング後の位置P1における
砥石径d1とから砥石径の減少量Δdが次式(2)より
算出される。
【0022】
【数2】
【0023】ステップ105に移行すると、前記ステッ
プ104にて算出された砥石径の減少量Δdがあらかじ
め設定されている基準値D0と比較される。すなわち、
従来と同様に砥石径の減少量Δdが基準値D0に達して
いる場合には所定量のツルーイングが行われたと判断
し、ステップ106に移行する。一方、砥石径の減少量
Δdが基準値D0に達していない場合には所定量のツル
ーイングが行われなかったと判断して図4のステップ1
07に移行する。
【0024】ステップ106に移行すると、前記ステッ
プ103にて測定された各砥石径d1,d2,d3の値
がそれぞれ比較され小径砥石26が目標の形状に成形さ
れたか否が判別される。すなわち、各砥石径d1,d
2,d3の値が全て等しい場合には、小径砥石の側面は
回転軸線に対して平行に成形され、目標の形状にツルー
イングされたと判別してツルーイングサイクルを終了す
る。一方、各砥石径d1,d2,d3の値が全て一致し
ない場合には、小径砥石26の側面は目標形状に成形さ
れていないと判断してステップ107に移行する。この
ステップ106が形状判別手段を構成する。なお、ステ
ップ106の形状判別において、各砥石径d1,d2,
d3は測定値のため完全に一致することがほとんどない
ため、各値のそれぞれの差(例えばd1−d2およびd
3−d2のそれぞれの値)が所定の許容範囲内にある場
合は一致とみなし、許容範囲外にある場合は一致しない
と判別している。
【0025】上記ステップ105もしくはステップ10
6にてツルーイングが正常に行われなかったと判断さ
れ、図4のステップ107に移行した場合、ツルーイン
グ条件が変更される。この実施形態においてはツルーイ
ング条件としてツルア55の送り速度を通常条件の送り
速度(また、後述するステップ115から移行した場合
には前回にステップ107にて設定したツルア55の送
り速度)より遅く変更する。なお、ステップ107にて
変更されるツルーイング条件としては、他に、ツルア5
5の切込量や小径砥石26とツルア55の周速比が等の
変更が可能である。このステップ107がツルーイング
条件変更手段を構成する。
【0026】ステップ108に移行すると、ステップ1
07にて変更されたツルーイング条件に基づいて再度小
径砥石26のツルーイングが行われる。このステップ1
08第2ツルーイング手段を構成する。ステップ108
のツルーイングが完了すると、続いて、ステップ109
に移行して、ツルーイング条件をステップ102と同様
な通常条件に戻して1往復(2パス)のみツルーイング
がなされる。
【0027】すなわち、上記ステップ108において
は、ツルア55の送り速度を遅くすることにより小径砥
石26のクイル26aの撓みの影響を軽減して小径砥石
26を目標形状に成形し、ステップ109において通常
条件にてツルーイングすることにより小径砥石26の切
れ味を確保するようにツルーイングを行っている。ステ
ップ109のツルーイングが完了すると以下ステップ1
10、111、112、113を順次実行するが、これ
らステップは上記ステップ103、104、105、1
06と同様の処理を行うため詳細な説明は省略する。ス
テップ110にて再度各位置P1,P2,P3における
砥石径d1,d2,d3が測定され、ステップ111に
て砥石径の減少量Δdが算出される。ステップ112で
はステップ111にて算出された砥石径の減少量Δdが
基準値D0と比較されて、砥石減少量Δdが基準値D0
に達している場合にはステップ113に移行し、基準値
D0に達していない場合にはステップ114に移行す
る。ステップ113では、ステップ110にて測定され
た各砥石径d1,d2,d3がそれぞれ比較され、各砥
石径d1,d2,d3の値が全て等しい場合には、小径
砥石26は目標形状にツルーイングされたと判断してツ
ルーイングサイクルを終了する。一方、各砥石径d1,
d2,d3の値が全て等しくない場合にはステップ11
4に移行する。なお、ステップ113もステップ106
と同様に各砥石径の値のそれぞれの差が所定の許容範囲
内にある場合は一致とみなし、許容範囲外にある場合は
一致しないと判別している。
【0028】ステップ114に移行すると、ツルーイン
グの回数をカウントするカウンタTCに1を加え、ステ
ップ115にてカウンタTCがあらかじめ設定されてい
る所定回数TCEとの比較がなされる。そして、カウン
タTCが所定回数TCEに達していない場合にはステッ
プ107に移行して上記処理を繰り返す。一方、カウン
タTCが所定回数TCEに達した場合には、ツルーイン
グの異常を警告して異常終了する。
【0029】以上に述べたように、本実施形態のスクロ
ール加工機は、ツルーイング後の小径砥石26の砥石径
を軸線方向に対して複数箇所測定するようにしたため、
小径砥石26が目標の砥石形状に成形されたかを判別す
ることができるといった効果がある。また、本実施形態
においては、小径砥石26が目標形状に成形されなかっ
た場合には、ツルーイング条件を変更(ツルア55の送
り速度を遅くする)して再度ツルーイングを行うため、
確実に小径砥石26を目標の形状に成形でき、さらに、
ツルーイング条件を変更したツルーイングの後に通常条
件によるツルーイングを行うため、小径砥石26の切れ
味も変化しないといった効果がある。
【0030】なお、上述した実施形態のスクロール加工
機においては、ステップ103(ステップ11)にてツ
ルーイング後の小径砥石26の砥石径を所定位置P1,
P2,P3の3カ所測定し、ステップ106(ステップ
113)にてこの各位置P1,P2,P3における砥石
径d1,d2,d3により砥石形状が目標形状に成形さ
れたか否かを判別しているが、2カ所もしくは4カ所以
上測定するようにしても構わない。
【0031】また、上記ステップ109における通常条
件でのツルーイングは、小径砥石26の切れ味を確保す
るために行われるのもであるため、必ずしも2パスに限
られない。
【0032】
【発明の効果】以上に述べたように本発明の工作機械
は、通常の条件でツルーイングを行った後に、砥石径を
軸線方向に対して複数箇所測定するようにしたため、砥
石が目標の形状に成形されたか否かを判別することがで
きるといった効果がある。また、前記測定した複数箇所
の砥石径より砥石が目標形状に成形されていないと判別
された場合にはツルーイング条件を変更して再度ツルー
イングを行うようにしたため、確実に砥石を目標形状に
成形できるといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態であるスクロール加工機の全
体構成図である。
【図2】本発明の実施形態であるスクロール加工機の側
面図である。
【図3】ツルーイングプログラムを示したフローチャー
トである。
【図4】ツルーイングプログラムを示したフローチャー
トである。
【図5】砥石径の測定動作を示したモデル図である。
【図6】ツルーイングの動作を示した説明図である。
【図7】砥石径の測定位置を示した説明図である。
【図8】従来のスクロール加工機を示した全体構成図で
ある。
【図9】従来の砥石径の測定位置を示した説明図であ
る。
【図10】従来のツルーイング後の小径砥石の形状を示
した説明図である。
【符号の説明】
23 研削加工用主軸 26 小径砥石 26a クイル 53 砥石修正装置 55 ツルア 56 接触センサ 56a 接触子 37 数値制御装置 37a 中央処理装置 37b メモリ 37c インタフェース

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 砥石を支持して回転する主軸と、前記砥
    石に対して前記主軸の軸線方向および前記軸線方向と直
    交する方向に相対移動可能な砥石修正装置と、前記砥石
    の砥石径を測定する測定器を具備した工作機械におい
    て、あらかじめ設定された通常のツルーイング条件に基
    づいて前記砥石を前記砥石修正装置にてツルーイングす
    る第1ツルーイング手段と、前記第1ツルーイング手段
    によるツルーイングの後に前記主軸の軸線方向における
    前記砥石径を前記測定器にて複数箇所にわたり測定する
    砥石径測定手段と、前記砥石径測定手段により測定され
    た複数箇所の前記砥石径に基づいて前記砥石が目標形状
    に成形されたか否かを判別する形状判別手段と、前記形
    状判別手段により前記砥石が目標形状に成形されていな
    いと判別された場合に前記ツルーイング条件を変更する
    ツルーイング条件変更手段と、前記ツルーイング条件変
    更手段により変更されたツルーイング条件に基づいて前
    記砥石を前記砥石修正装置にてツルーイングする第2ツ
    ルーイング手段とを備えたことを特徴とする工作機械。
  2. 【請求項2】 前記ツルーイング条件変更手段は、前記
    砥石に対する前記砥石修正装置の送り速度を遅くするよ
    うになっている請求項1に記載の工作機械。
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