JPH10230458A - テーパ研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出及び測定動作を迅速に行い、非加工時間
を短縮して、テーパ部を高能率かつ高精度に研削する。 【手段】 ベッド１上にワークロケータ２０と直接定寸
装置２１とをＸ軸方向に移動可能に並設する。ワークロ
ケータ２０は接触子２０ａをワークＷの大径部端面に当
て、Ｚ軸方向のテーパ部Ｗａの変位量を検出する。直接
定寸装置２１は接触子２１ａをテーパ部Ｗａの周面に当
て、テーパ基準位置で実際のテーパ径を測定する。演算
部２５は変位量と予め記憶されたテーパ基準径及びテー
パ角度とに基づき基準位置での所要テーパ径を演算す
る。補正部２６はテーパ径の測定値と演算値とに基づき
砥石１８の切込み補正量を決定する。ＮＣ装置２８は補
正量に従い砥石台５及びテーブル２を制御し、砥石１８
を基準位置に位置決めする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、数値制御研削盤に
おいて、ワークのテーパ部を研削する装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図３及び図４はテーパ部を備えたワーク
を例示するものであり、何れのワークＷもテーパ部Ｗａ
の外径がワークＷの軸線方向で変化している。図３のワ
ークＷにおいて、両端のセンタ孔Ｗｂの精度に誤差があ
る場合、テーパ部Ｗａの加工位置が軸線方向に変位す
る。図６のワークＷはチャックで把持されるため、セン
タ孔がなく、その精度誤差による影響を受けないが、前
加工で全長寸法Ａ又は大径部Ｗｅの厚さ寸法Ｂに誤差が
あると、やはりテーパ部Ｗａの加工位置が軸線方向に変
位する。

【０００３】そこで、この種のワークＷにおいて、テー
パ部Ｗａを正確な位置で精密に加工するために、従来
は、ワークＷの一部、例えば大径部Ｗｅの端面をワーク
基準位置Ｗｃとし、この基準位置Ｗｃから所要寸法Ｌだ
け離れた部位にテーパ基準位置Ｗｄを設定し、この基準
位置Ｗｄでテーパ部Ｗａの直径を測定し、測定値が所要
のテーパ基準径Ｄとなるように砥石１８の切込み量を決
定していた。

【０００４】図５は従来のテーパ研削装置を示すもので
ある。この従来装置においては、数値制御研削盤の砥石
台５にワーク基準位置Ｗｃを検出するワークロケータ２
０が設置され、ベッド１にはテーパ部Ｗａの直径を測定
する直接定寸装置２１がＸ軸方向に進退可能に設けられ
ている。図３に示すワークＷのテーパ部Ｗａを加工する
際には、テーブル２及び砥石台５を移動し、ワークロケ
ータ２０の接触子２０ａを大径部Ｗｅの端面に当て、こ
のときのテーブル２のＸ軸位置をモータ３の検出器３ａ
の出力から求めてワーク基準位置Ｗｃを検出するととも
に、この基準位置Ｗｃから所要寸法Ｌだけ離れた部位に
テーパ基準位置Ｗｄを設定する。

【０００５】そして、テーブル２をＺ軸方向に移動し、
テーパ基準位置Ｗｄを直接定寸装置２１に位置決めし、
直接定寸装置２１をＸ軸方向に移動し、その接触子２１
ａでテーパ部Ｗａの直径を測定し、測定値が所要のテー
パ基準径Ｄとなるように砥石１８の切込み補正量を決定
し、砥石１８でテーパ部Ｗａを研削する。この研削方法
によれば、センタ孔Ｗｂの精度誤差や前加工の寸法誤差
によってテーパ部Ｗａの軸線方向位置が変位している場
合でも、そのテーパ部Ｗａの基準位置Ｗｄに砥石１８を
正確に位置決めして、テーパ部Ｗａを所要寸法で精密に
研削することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のテー
パ研削方法によると、ワーク基準位置Ｗｃの検出に際
し、ワークロケータ２０が損傷しないように、その接触
子２０ａが大径部Ｗｅに当たるまでの区間で、テーブル
２を極めて低速で移動する必要がある。また、テーパ径
の測定に際しても、直接定寸装置２１をテーパ基準位置
Ｗｄに位置決めするために、テーブル２を移動する必要
がある。従って、検出及び測定に要する時間つまり非加
工時間が増えて、加工能率が低下するという問題点があ
った。

【０００７】そこで、本発明の課題は、検出及び測定動
作を迅速に行い、非加工時間を短縮して、テーパ部を高
能率かつ高精度に研削できる装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明のテーパ研削装置は、テーブルと砥石台と
が相対位置決め可能に設けられた数値制御研削盤におい
て、テーブル上に保持されたワークのテーパ部を砥石台
の砥石により研削する装置であって、ワーク軸線方向に
おけるテーパ部の変位量を検出する手段と、テーパ基準
径及びテーパ角度を含むワークの寸法データを記憶する
手段と、変位量、テーパ基準径、及びテーパ角度に基づ
きテーパ部の基準位置における所要のテーパ径を演算す
る手段と、基準位置で実際のテーパ径を測定する手段
と、測定値と演算値とから砥石の切込み補正量を決定す
る手段と、補正量に基づいて砥石台及びテーブルを制御
する手段とから構成される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に示すように、この実施形態
の数値制御研削盤においては、ベッド１上にテーブル２
がモータ３によりボールネジ４を介しＺ軸方向に移動可
能に設けられている。また、ベッド１上には砥石台５が
モータ６によりボールネジ７を介しＸ軸方向に移動可能
に設けられている。

【００１０】テーブル２上には主軸台８と心押台９とが
相対向する状態で設置されている。主軸台８には主軸１
０がモータ１１により回転可能に支持され、その先端に
センタ１２が取り付けられている。心押台９には心押軸
１３が図示しない油圧駆動装置によりＺ軸方向に移動可
能に支持され、この心押軸１３の先端にもセンタ１４が
取り付けられている。

【００１１】ワークＷは長手方向両端にてセンタ１２，
１４により保持され、主軸１０の回転に伴いワークドラ
イバ１５によりケレ１６を介して回転駆動される。砥石
１８は砥石台５の砥石軸１７に取り付けられ、その研削
面１８ａはワークＷのテーパ部Ｗａと同じ角度で成形さ
れている。

【００１２】この実施形態のテーパ研削装置において
は、砥石台５と反対側のベッド１上にワークロケータ２
０と直接定寸装置２１とが並設され、図示しない駆動手
段によってＸ軸方向に移動される。図２に示すように、
ワークロケータ２０はワークＷの大径部Ｗｅの端面に当
接する接触子２０ａを備え、接触子２０ａの振れ量に応
じた電流を出力して、Ｚ軸方向におけるテーパ部Ｗａの
変位量δを検出する。直接定寸装置２１はテーパ部Ｗａ
の周面に当接する接触子２１ａを備え、接触子２１ａの
振れ量に応じた電流を出力して、Ｚ軸方向の定位置つま
りテーパ基準位置Ｗｄで実際のテーパ径ｄ’を測定す
る。

【００１３】図１に示すように、数値制御研削盤の制御
系には、検出部２３，２４、演算部２５、補正部２６、
メモリ２７、ＮＣ装置２８、Ｚ軸モータ制御部２９、及
びＸ軸モータ制御部３０が設けられている。ワークロケ
ータ２０の出力は制御部２３で電流から数値に変換され
て演算部２５に入力される。直接定寸装置２１の出力は
検出部２４で電流から数値に変換されて補正部２６に入
力される。メモリ２７にはテーパ基準径Ｄ（図２参照）
及びテーパ角度θを含むワークＷの寸法データと砥石径
データとが予め記憶されている。

【００１４】演算部２５では、テーパ基準位置Ｗｄにお
ける所要のテーパ径ｄが変位量δとテーパ基準径Ｄとテ
ーパ角度θとに基づいて演算される。補正部２６では、
砥石１８の切込み補正量がテーパ径の測定値（ｄ’）と
演算値（ｄ）とに基づいて決定される。そして、この補
正量に従い、ＮＣ装置２８がＺ軸モータ制御部２９を介
しテーブル駆動モータ３を制御するとともに、Ｘ軸モー
タ制御部３０を介し砥石台駆動モータ６を制御するよう
になっている。

【００１５】次に、上記構成のテーパ研削装置によるテ
ーパ部Ｗａの研削方法について説明する。図２の（ａ）
は、ワークＷが正規位置に保持された状態を示すもの
で、テーパ部ＷａのＺ軸方向の変位量はゼロであり、テ
ーパ基準位置Ｗｄの直径はテーパ基準径Ｄと同等であ
る。これに対し、同図の（ｂ）は、センタ孔Ｗｂの精度
誤差によりテーパ部Ｗａが正規位置からＺ軸方向にδだ
け変位した状態を示すものである。

【００１６】この変位状態で、ワークロケータ２０は待
機位置（図１参照）からＸ軸方向に移動し、接触子２０
ａを大径部Ｗｅの端面に当て、テーパ部ＷａのＺ軸方向
の変位量δを検出する。ワークロケータ２０の出力は検
出部２３を介し演算部２５に入力され、ここで、図２の
（ｃ）に示すように、テーパ基準位置Ｗｄにおける所要
のテーパ径ｄが変位量δ、メモリ２７から読み出したテ
ーパ基準径Ｄ及びテーパ角度θに基づき次式を用いて演
算される。 ｄ＝Ｄ＋２（δ tanθ）

【００１７】また、直接定寸装置２１は待機位置からＸ
軸方向に移動し、接触子２１ａをテーパ部Ｗａの周面に
当て、テーパ基準位置Ｗｄにおける実際のテーパ径ｄ’
を測定する。直接定寸装置２１の出力は検出部２４を介
し補正部２６に入力され、ここで、砥石１８の切込み補
正量Ｃが実際のテーパ径ｄ’と所要のテーパ径ｄとに基
づき次式を用いて決定される。 Ｃ＝ｄ−ｄ’

【００１８】そして、この補正量ＣはＮＣ装置２８の指
令値に加算され、砥石１８の位置決めデータが補正さ
れ、砥石台駆動モータ６及びテーブル駆動モータ３が制
御され、砥石１８がテーパ基準位置Ｗｄに位置決めさ
れ、その砥石１８によってテーパ部Ｗａが研削される。
従って、このテーパ研削装置及び方法によれば、変位量
δの検出及びテーパ径ｄ’の測定時にテーブル２を移動
する必要がないので、これらの動作を迅速に行い、非加
工時間を短縮して、テーパ部Ｗａを高能率かつ高精度に
研削することが可能である。

【００１９】なお、上記実施形態では、センタ１２，１
４により保持されるワークＷのテーパ研削装置を例示し
たが、主軸１０に装着したチャックで図４に示すような
形状のワークＷを把持し、そのテーパ部Ｗａを前述した
と同様の方法で高能率かつ高精度に研削することもでき
る。また、変位量及びテーパ径の測定手段として磁気又
は光学式の非接触センサを用いてもよい。その他、本発
明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成を適
宜に変更して実施することも可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のテーパ研
削装置によれば、テーパ部の変位量の検出、並びにテー
パ径の測定に際し、テーブルを移動する必要がないの
で、検出及び測定動作を迅速に行い、非加工時間を短縮
して、テーパ部を高能率かつ高精度に研削できるという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるテーパ研削装置の一実施形態を示
す数値制御研削盤の平面図である。

【図２】同装置によるテーパ研削方法の説明図である。

【図３】テーパ部を備えたワークの一例を示す正面図で
ある。

【図４】テーパ部を備えたワークの別例を示す正面図で
ある。

【図５】従来のテーパ研削装置を示す数値制御研削盤の
平面図である。

【符号の説明】

１・・ベッド、２・・テーブル、５・・砥石台、８・・
主軸台、９・・心押台、１２，１４・・センタ、１８・
・砥石、２０・・ワークロケータ、２１・・直接定寸装
置、２５・・演算部、２６・・補正部、２７・・メモ
リ、２８・・ＮＣ装置、Ｗ・・ワーク、Ｗａ・・テーパ
部、Ｗｄ・・テーパ基準位置、Ｄ・・テーパ基準径、ｄ
・・所要のテーパ径、ｄ’・・実際のテーパ径、θ・・
テーパ角度、δ・・テーパ部の変位量。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テーブルと砥石台とが相対位置決め可能
   に設けられた数値制御研削盤において、テーブル上に保
   持されたワークのテーパ部を砥石台の砥石により研削す
   る装置であって、ワーク軸線方向におけるテーパ部の変
   位量を検出する手段と、テーパ基準径及びテーパ角度を
   含むワークの寸法データを記憶する手段と、前記変位
   量、テーパ基準径、及びテーパ角度に基づきテーパ部の
   基準位置における所要のテーパ径を演算する手段と、前
   記基準位置で実際のテーパ径を測定する手段と、前記測
   定値と演算値とから砥石の切込み補正量を決定する手段
   と、前記補正量に基づいて砥石台及びテーブルを制御す
   る手段とからなるテーパ研削装置。