JPH10156692A - カム研削盤 - Google Patents

カム研削盤

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JPH10156692A
JPH10156692A JP31798896A JP31798896A JPH10156692A JP H10156692 A JPH10156692 A JP H10156692A JP 31798896 A JP31798896 A JP 31798896A JP 31798896 A JP31798896 A JP 31798896A JP H10156692 A JPH10156692 A JP H10156692A
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JP
Japan
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grinding
cam
work
measurement
control data
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JP31798896A
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Takanori Yoneda
隆則 米田
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Nippei Toyama Corp
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Nippei Toyama Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】研削時間の増長をもたらすことなく精度の高い
研削を行なう。 【解決手段】砥石10を移動する移動モータ9は数値制
御装置NCの指令制御を受ける。数値制御装置NCは制
御データに基づいて移動モータ9を制御する。ワーク支
持台2上の定寸装置19は、リニアアクチュエータ20
によって実線で示す待機位置と鎖線で示す測定位置とに
切換配置される。測定子191,192を備えた定寸装
置19は研削されたカムW1の外周面W2の外形寸法を
測定する。定寸装置19は測定情報を数値制御装置NC
に送り、数値制御装置NCは、測定情報に基づいて前記
制御データを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非真円形状の研削対象
のワークの外周面を研削するカム研削盤に係り、数値制
御装置によって所定の加工形状に応じて予め主軸の回転
角度と砥石の送り量との関係を設定した制御データと測
定されたワーク寸法とに基づいて制御データを補正する
カム研削盤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】カム等の非真円形状のワークの研削を行
なう場合、装置本体や周囲温度等の諸条件の変化のため
に実際に研削された研削面と所望の加工形状との誤差が
大きくなる場合がある。特に、研削過剰によりワークを
破棄しなければならないことがある。
【0003】そのため、特開昭63−68350号公報
の装置では、カムの真円部を正確に測定する目的でカム
の外周面の研削途中でスパークアウトを行ない、その後
カムの真円部の測定を行なっている。この測定結果に基
づいて以後の砥石台の切り込み量を補正している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭63−
68350号公報の装置では、カムの真円部の測定を行
なうために研削途中にスパークアウトを行なっている
が、このようなスパークアウト工程の介在は研削時間の
増長の原因となる。
【0005】本発明は、研削時間の増長をもたらすこと
なく精度の高い研削を行ない得るカム研削盤を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】そのために請求項1の発
明では、主軸の所定の回転角度における非真円形状ワー
クの研削面を測定する測定手段と、前記測定手段によっ
て測定されたワーク寸法と、ワークの回転角度に対して
予め設定された砥石台の研削位置におけるワーク寸法と
に基づいて前記制御データを補正する補正手段とを備え
たカム研削盤を構成し、前記測定手段によるワーク寸法
の測定と前記補正手段による制御データの補正とを研削
の切り込み中に行なうようにした。
【0007】前記測定手段によるワーク寸法の測定はス
パークアウトを行なうことなく研削途中に行われる。前
記補正手段は、この測定されたワーク寸法と前記研削位
置におけるワーク寸法との比較値に基づいて以後の前記
制御データを研削途中に補正する。前記測定はスパーク
アウトを伴わないため、研削時間が長くなることはな
い。
【0008】請求項2の発明では、前記ワークの外形寸
法を測定する2つの測定子を有する測定手段を備えた。
この測定手段はワークの外形寸法を高い精度で測定でき
る。
【0009】請求項3の発明では、研削は、粗研削、中
仕上げ研削、仕上げ研削の3段階で行ない、前記測定手
段による測定は中仕上げ研削以降の研削途中に行なうよ
うにした。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した第1の
実施の形態を図1〜図6に基づいて説明する。
【0011】図1及び図2に示すように基台1上にはワ
ーク支持台2が図示しない駆動手段により図1の左右方
向(Z方向)へ移動可能に支持されている。ワーク支持
台2上には主軸台3及びワークホルダー4がZ方向に並
んで支持されている。主軸台3にはサーボモータ型のワ
ーク回転モータ5が支持されており、ワーク回転モータ
5により駆動される主軸6とワークホルダー4との間に
はワークW(本実施の形態ではカムシャフト)が着脱可
能に支持される。ワークWは、主軸6と共に回転駆動手
段を構成するワーク回転モータ5の作動により一方向へ
回転する。
【0012】基台1上には砥石台7がボールスクリュー
8の回転によって図1の上下方向(X方向)へ移動可能
に支持されている。基台1にはサーボモータ型の移動モ
ータ9が取り付けられている。移動モータ9はボールス
クリュー8を回転し、砥石台7は移動モータ9の作動に
よりボールスクリュー8に沿ってX方向へ移動する。砥
石台7には砥石10が支軸11を介して回転可能に支持
されている。又、砥石台7には研削モータ12が支持さ
れている。研削モータ12によって駆動されるプーリ1
3の回転はベルト14を介して支軸11に一体的に固定
されたプーリ15に伝達され、プーリ15に支持された
砥石10が研削モータ12の作動によって一方向へ回転
する。
【0013】ワークW上のカムW1は前記ワーク支持台
2の駆動手段によって砥石10の移動経路上に配置され
る。研削モータ12の作動によって一方方向へ回転する
砥石10は、図3に示すように被研削対象となるカムW
1の外周面W2を研削する。カムW1の外周面は、粗研
削、中仕上げ研削、第1の仕上げ研削、第2の仕上げ研
削、スパークアウト研削という1連の連続した研削工程
によって研削される。図3の鎖線曲線Woは前記1連の
研削工程終了後の所望の外周面を表し、カムW1の所望
の外周面Woは位置P1と位置Poと位置P2との間で
円弧Cを形成している。
【0014】ワーク回転モータ5及び砥石台7を移動さ
せる移動モータ9は制御手段となる数値制御装置NCの
指令制御を受ける。図4に示すように、数値制御装置N
Cは、各種の演算処理を行なう中央演算処理部(CP
U)と、装置全体の動作を制御するためのプログラムメ
モリ(ROM)と、制御データ及び主軸6の角度−速度
対応データを記憶するためのデータメモリ(RAM)と
から構成されている。数値制御装置NCはワーク回転モ
ータ5の回転制御に対応して移動モータ9の回転制御を
行なう。
【0015】データメモリ(RAM)に記憶される前記
制御データは、カムW1の外周面W2の所望の加工形状
から作成され、その外周面W2の寸法は図5に二点鎖線
で示す曲線F1,F2で表される。横軸は主軸6の回転
角度を表し、縦軸は主軸6の回転軸線61からカムW1
の外周面W2までの半径方向の距離を表す。
【0016】図1及び図2に示すように、ワーク支持台
2上には定寸装置19が設置されている。定寸装置19
は、リニアアクチュエータ20によって図1に実線で示
す待機位置と鎖線で示す測定位置とに移動配置される。
定寸装置19が前記待機位置にあるときには、定寸装置
19の2個の測定子191,192はカムW1の外周面
W2の測定範囲外にある。図3に示すように定寸装置1
9は主軸6の回転軸線61と支軸11の回転軸線111
とを結ぶ線L上を図の左右方向に移動する。線LはX軸
方向に延びる線である。リニアアクチュエータ20は数
値制御装置NCの制御を受け、定寸装置19は測定情報
を数値制御装置NCに送る。
【0017】定寸装置19が前記測定位置にあるときに
は2個の測定子191,192を結ぶ線上に回転軸線6
1が配置されるように移動配置され、測定子191,1
92はカムW1の外周面W2の直径を測定するように当
接する。測定子191,192の支持部材193,19
4は図3に示す定寸装置19の上下方向に移動自在に装
架され、例えばバネ等により常に両支持部材193,1
94が近づくようになっていることから、2個の測定子
191,192はカムW1の外周面W2に当接すると、
カムW1の回転に伴い、測定子191,192は上下に
開閉するように動作し、測定子191,192の支持部
材193,194は定寸装置19に対して測定寸法を伝
達する。即ち、2個の測定子191,192はカムW1
の直径寸法を測定する。
【0018】カムW1の外周面W2の研削が制御データ
に従って行われ、この研削面を定寸装置19で連続的に
測定すると、測定子191側の測定データは図5の曲線
E1となり、測定子192側の測定データは図5の曲線
E2に表される。従って、カムW1の外周面W2の所望
の形状寸法曲線F1,F2と実際に研削された形状寸法
曲線E1,E2とにはθ1においてe(θ1)の研削誤
差が生じている。
【0019】ワーク回転モータ5に組み込まれたエンコ
ーダ17及び移動モータ9に組み込まれたエンコーダ1
8は各モータ5,9の回転角度を検出する。この検出情
報は数値制御装置NCに送られる。数値制御装置NC
は、角度検出手段となるエンコーダ17から得られた検
出情報に基づいて主軸6の回転角度(即ち、カムW1の
回転角度)を検出すると共に、エンコーダ18から得ら
れた検出情報に基づいて砥石10の移動位置を検出す
る。又、数値制御装置NCは、エンコーダ17から得ら
れる検出角度情報、前記制御データ及び図6のフローチ
ャートで表す研削制御プログラムに基づいてカムW1の
寸法を測定すると共に研削寸法誤差を補正し、砥石10
の送り量を制御する。
【0020】以下、図6のフローチャートに基づいた数
値制御装置NCによる砥石10の送り制御を説明する。
移動モータ9の正転に伴って砥石台7がワークWに接近
し(ステップS1)、砥石10がカムW1の外周面W2
に当接して粗研削が開始される(ステップS2)。数値
制御装置NCは研削制御プログラムに従って粗研削から
中仕上げ研削へ移行する(ステップS3)。その間、砥
石10はカムW1の回転に伴って外周面W2に当接し、
図3に示す線L上を左右のX軸方向に移動しながら研削
している。次に、数値制御装置NCは研削制御プログラ
ムに従って中仕上げ研削から第1の仕上げ研削へ移行す
る(ステップS4)。この移行の際に定寸装置19が待
機位置から測定位置に移行し、一対の測定子191,1
92がカムW1の外周面W2に当接する(ステップS
5)。定寸装置19による外周面W2上の所定のワーク
寸法測定位置は主軸6の回転角度が所定角度θnのとき
に特定され、主軸6の回転角度が所定角度θnになった
ときに数値制御装置NCがワーク測定位置を検出する
(ステップS6)。図3の位置P3,P4は前記所定の
ワーク寸法測定位置を表す。図3のハッチング部分はス
テップS4による第1の仕上げ研削範囲を表す。定寸装
置19によるカムW1の外形寸法の測定は、測定子19
1,192をカムW1の外周面W2に当接した状態で第
1の仕上げ研削中に行われる(ステップS7)。前記所
定のワーク寸法測定位置での測定が行われると、数値制
御装置NCは、この所定のワーク寸法測定位置、つまり
図3のカムW1の回転位置θ1における予め設定された
カムW1の外形寸法Rgと、前記測定された外形寸法R
eとの差e(θ1)に基づいて以後の第2の仕上げ研削
における制御データを例えばθ2において曲線F1,F
2の距離に対して先に測定したθ1における誤差e(θ
1)を加味して補正する。この制御データの補正により
第2の仕上げ研削における砥石台7の位置の補正が行わ
れる(ステップS8)。
【0021】次いで、数値制御装置NCは研削制御プロ
グラムに従って第1の仕上げ研削から第2の仕上げ研削
へ移行し(ステップS9)、第2の仕上げ研削終了後に
例えばθ3において研削誤差e(θ3)が予め設定され
た誤差が所定値の範囲内であれば(ステップ10)カム
W1の1回転分のスパークアウト研削へ移行する(ステ
ップ11)。スパークアウト研削の終了後、定寸装置1
9が測定位置から待機位置へ移行する(ステップS1
2)。
【0022】図5の実線曲線E1,E2は実際に研削さ
れた外周面W2を表す。この実際に研削された外周面W
2を定寸装置19で連続的に測定したとすると、実線曲
線E1は測定子191側の測定データに対応し、実線曲
線E2は測定子192側の測定データに対応する。第1
の仕上げ研削は、例えば主軸回転角度θ1から主軸回転
角度θ2までのカムW1の回転の間にわたって行われ、
第2の仕上げ研削は、例えば主軸回転角度θ2から主軸
回転角度θ3までのカムW1の回転の間にわたって行わ
れる。この場合、定寸装置19によって測定された外形
寸法は図5におけるReで表される。この測定時の主軸
回転角度はθnであり、数値制御装置NCは、主軸回転
角度がθnになったときに定寸装置19からの測定情報
を取り込む。Rgは、前記所定のワーク寸法測定位置に
おける予め設定された外形寸法であり、Reは研削後の
ワーク寸法である。数値制御装置NCは、測定ワーク寸
法Reと設定外形寸法Rgとの差(Re−Rg)=e
(θn)に基づいて第2の仕上げ研削の制御データを補
正する。差e(θn)に基づき第2の仕上げ研削の制御
データの補正は、第2の仕上げ研削の制御データとなる
ように行われる。
【0023】第1の実施の形態では以下の効果が得られ
る。 (1-1)図5の例における外形寸法測定は、第1の仕上
げ研削後に行われ、その補正は第2の仕上げ研削時に行
われることになり、従来行われていたスパークアウト後
に寸法測定を行なう場合とは異なって研削途中に行われ
る。定寸装置19による測定はスパークアウト工程を伴
わないため、研削時間が長くなることはない。 (1-2)切り込み量の大きい粗研削途中での定寸装置1
9による測定は、カムW1の研削面が粗いため測定誤差
が大となる。本実施の形態では切り込み量の小さい仕上
げ研削途中に測定を行なうため、測定精度が低くなるこ
とはない。 (1-3)主軸6の回転角度に対応して予め設定されたカ
ムの直径寸法と実際に研削されたカムの直径寸法との差
に基づいて制御データの補正を行うため、正確に設定さ
れた制御データに基づいて研削を行なうことができる。 (1-4)従来のスパークアウト後の測定では、カムの真
円部の直径を測定するためにカムを回転させながら寸法
測定を行ない、カムの真円部の直径となる最小の測定値
を採用することになるが、この採用のための比較演算に
時間がかかる。本実施の形態では、主軸6の回転角度の
指定に基づく特定の研削位置の測定値を採用するため、
補正のための演算時間が短い。 (1-5)定寸装置19による測定ではワークの外形寸法
を測定する2つの測定子191,192を有するため、
両測定子191,192間の寸法がワークの外形寸法を
正確に反映する。従って、2つの測定子191,192
を有する定寸装置19は、ワークの外形寸法を高い精度
で測定できる。
【0024】本発明の実施の形態では仕上げ研削の途中
に測定を行なったが、粗研削から中仕上げ研削に以降す
る際あるいは中仕上げ研削の途中に測定を行なってもよ
い。又、本発明の測定手段として投受光式の光学セン
サ、CCDを用いたリニアセンサ等の非接触式測定手段
を採用することもできる。
【0025】第1の実施の形態では砥石10がカムW1
に対して連続的に相対移動する所謂渦巻き状に粗研削か
ら仕上げ研削までの連続した工程の研削が行われるが、
ワークWの1回転毎に最初だけ砥石10を所定量相対移
動する所謂ステップ研削を行なう場合にも本発明を適用
できる。
【0026】
【発明の効果】以上詳述したように本発明では、研削途
中に測定されたワーク寸法と、予め設定されたワーク寸
法との比較に基づいて研削途中に制御データを補正する
ようにしたので、研削時間の増長をもたらすことなく精
度の高い研削を行ない得るという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態を示す平面図。
【図2】カム研削盤の一部破断正面図。
【図3】測定状態を示す拡大正面図。
【図4】制御ブロック図。
【図5】制御データ、所定の加工形状及び実際の研削状
態を示すグラフ。
【図6】研削制御プログラムを示すフローチャート。
【符号の説明】
6…主軸、9…移動手段となる移動モータ、10…砥
石、19…測定手段となる定寸装置、NC…制御手段及
び補正手段を兼ねる数値制御装置、W…ワーク。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被研削対象の非真円形状ワークを回転させ
    る主軸を備えた回転手段と、前記ワークの外周面を研削
    する砥石を前記主軸に対して交差する方向へ相対移動さ
    せる移動手段と、所定の加工形状に応じて予め主軸の回
    転角度に対応する砥石の送り量を設定した制御データに
    基づいて前記移動手段を制御する制御手段とを備えたカ
    ム研削盤において、 前記主軸の所定の回転角度における前記ワークの研削面
    を測定する測定手段と、 前記測定手段によって測定されたワーク寸法と、予め設
    定された設定研削位置におけるワーク寸法とに基づいて
    前記制御データを補正する補正手段とを備え、 前記測定手段によるワーク寸法の測定と前記補正手段に
    よる制御データの補正とを研削の切り込み中に行なうこ
    とを特徴とするカム研削盤。
  2. 【請求項2】前記測定手段は前記ワークの外形寸法を測
    定する2つの測定子を有する請求項1に記載のカム研削
    盤。
  3. 【請求項3】研削は、粗研削、中仕上げ研削、仕上げ研
    削の3段階で行われ、前記測定手段によるワーク寸法測
    定は中仕上げ研削以降の研削途中に行われる請求項1に
    記載のカム研削盤。
JP31798896A 1996-11-28 1996-11-28 カム研削盤 Pending JPH10156692A (ja)

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