JPH10329021A - ドレッシング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドレス終了をデータとして把握できるドレッ
シング方法の提供。 【解決手段】 砥石２とドレッサー１の実接触時間を測
定する工程と、基礎となるドレス時間と実接触時間とを
比較する工程と、比較結果によりドレッサー１が砥石２
のドレスすべき面全体に接触したことを判定する工程
と、からなるドレッシング方法。砥石２とドレッサー１
の実接触時間は、砥石軸４またはドレス軸３に取り付け
たＡＥセンサ７の出力を利用するか、または砥石２また
はドレッサー１の駆動サーボモータの電流波形を利用し
て、測定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、砥石のドレッシン
グ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から研削盤においては、加工数の増
加に伴い砥石形状が崩れたり切れ味が低下するといった
現象に対し、ダイヤモンドチップ等を用いて砥石表面を
修正する、いわゆるドレスを行うのが一般的である。ド
レスの方法としては、図７に示すようにダイヤモンドチ
ップ１´を砥石２´の形状に併せてスライドさせる方法
が広く用いられている。ドレスの作業の概略はつぎの通
りである。 砥石をドレッサーに近づける。作業者が目視により
砥石とドレッサーが接触するところまで砥石を送る。 自動ドレスプログラムを実行する。通常１回のドレ
ッサー通過でドレス終了することはなく、ドレス精度を
重視して、少ない取代で所定回数（予め定めておく）ド
レッシングする。 ドレス終了確認 ドレス開始前に砥石表面にペンキ等を塗っておき、ドレ
ス後、ペイントの残留有無を作業者が目視確認する。も
しペイントが残っていれば、まだドレッサーが砥石全体
に当たっていない、すなわち、ドレスが完了していない
と判断し、再度上記の作業を繰り返す。以上からわか
るように、ドレス作業は、作業者の目視確認に依存して
いる場合が多く、この部分を如何にデータとして処理す
るかが開発の重要課題となっている。たとえば、特開平
５−１９２８６５号には、上記の作業に対し、砥石軸
電流はＡＥ（超音波振動）センサを用いてドレス開始位
置を把握する方法が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
しているのは、上記およびの作業に関する問題であ
り、以下のような、大きく２つの問題を含む。ドレスを
行うタイミングは、定期的あるいは研削動力の変化から
決定するのが一般的である。しかし、砥石の表面形状は
ドレス毎に様々であり、形状はほとんど崩れておらず表
面の切れ刃の摩耗だけを修正すればよい場合もあれば、
形状崩れが激しく大幅な修正を必要とする場合もある。
これに対し、従来技術では、ドレッシングの取代は毎回
一定量に設定されており、また、表面形状のバラツキを
考慮して修正残しが無いようやや多めの取代が設定され
ている。このため、必要以上に砥石を削り取ってしま
い、生産現場における工具費が高くなるという問題があ
った。この問題は、ＣＢＮ等の硬化な砥石の場合にはよ
り顕著にあらわれている。もう一つは、従来技術では砥
石のペイントの残留有無によりドレス完了判断を行って
いる点である。砥石には無数の穴が空いており、ペイン
トした塗料がしみ込んでしまう。したがって、作業者が
ペイントの残留を発見しても、それがドレス不足による
ものか、それとも、ペイントのしみ込みによるものかの
判断が付きにくい。しみ込んだ形跡があっても、ドレッ
サーが砥石全体に接触していればドレスは終了したと判
断すべきであるが、通常、これらは全てドレス不足と判
断され再度ドレスサイクルを繰り返している。これは、
砥石交換作業と工具費アップにつながる無駄なドレスで
あるといえる。本発明の課題は、目視確認に依存するこ
となくドレス終了をデータとして把握する方法を提供
し、無駄なドレスを無くし、工具費を削減することであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成する本発
明は、つぎの通りである。 （１） 砥石とドレッサーの実接触時間を測定する工程
と、基礎となるドレス時間と実接触時間とを比較する工
程と、比較結果によりドレッサーが砥石のドレスすべき
面全体に接触したことを判定する工程と、からなるドレ
ッシング方法。 （２） 砥石とドレッサーの実接触時間を砥石軸または
ドレス軸に取り付けたＡＥセンサの出力を利用して測定
する（１）記載のドレッシング方法。 （３） 砥石とドレッサーの実接触時間を砥石軸または
ドレス軸を駆動するサーボモータの電流波形を利用して
測定する（１）記載のドレッシング方法。

【０００５】上記（１）のドレッシング方法では、砥石
全体がドレスされた最初のタイミンクでドレスを終了さ
せることができるため、過剰ドレスをなくすことがで
き、工具費が低減される。上記（２）のドレッシング方
法では、ＡＥセンサー出力を用いることにより、ドレス
終了確認に際して、従来作業者の熟練度に依存していた
ドレス作業をデータとしてとらえることが可能になると
ともに、自動化も可能になる。上記（３）のドレッシン
グ方法では、サーボモータ電流波形を用いることによ
り、ドレス終了確認に際して、従来作業者の熟練度に依
存していたドレス作業をデータとしてとらえることが可
能になるとともに、自動化も可能になる。

【０００６】

【発明の実施の形態】まず、本発明の方法のうち、砥石
軸またはドレス軸に取り付けたＡＥセンサの出力を利用
して、砥石とドレッサーの接触時間を把握する方法を説
明する。図２において、砥石軸４またはドレス軸３にＡ
Ｅ（超音波振動）センサ７を取付け、砥石２とドレッサ
ー１の接触の有無をＡＥ波により判断する。研削盤の例
として自動車のボールジョイント部品（ＣＶＪインナー
レース）を研削する際に用いる研削盤の外観を図２に示
す。図２において、１がドレッサー、２が砥石である。
ドレッサー１はドレスアーム８の先端に取り付けられて
おり、ドレス軸（Ｃ軸）３まわりに回動可能であり、サ
ーボモータ５によってドレス軸３まわりに回転される。
ドレスアーム８はドレス装置軸（Ｂ軸）１２に対して傾
き角が調整可能でありサーボモータ１３によってＢ軸１
２まわりに旋回される。砥石２は砥石軸４の軸芯まわり
に回転可能であり、サーボモータ６によって回転され
る。７は砥石軸４またはドレス軸３に取り付けられたＡ
Ｅセンサである。また、図２には、研削盤の主軸台９、
テーブル１０、主軸チャック１１が示されている。

【０００７】この研削盤では、ドレッサー１は砥石２の
形状に併せて図３に示すようにＢ軸１２まわりに旋回さ
れる。ＡＥセンサ７は砥石２とドレッサー１の接触時に
発生する超音波振動を感知してそれを信号として出力す
る。したがって、砥石軸４またはドレス軸３のいずれか
にＡＥセンサ７を取り付けておけば信号をひろうことが
可能である。ただし、研削盤内は通常クーラントや研削
カスが散在し、センサの不具合原因となることが多いた
め、図３に示すように、砥石軸４の末端にセンサを取り
付けることが望ましい。センサの出力は通常図４に示す
ようになる。この場合、立ち上がりと立ち下がりにトリ
ガーを設けておけばトリガーオンからオフ迄の時間が砥
石２とドレッサー１の接触時間であることがわかる。

【０００８】つぎに、本発明の方法のうち、砥石軸また
はドレス軸を駆動するサーボモータの電流波形を利用し
て、砥石とドレッサーの接触時間を把握する方法を説明
する。 砥石軸４またはドレス軸３を駆動するサーボモ
ータ６、５は、ドレッサー１が砥石２を削る際に受ける
反力に対抗してより多くの電流を送り一定速度を保とう
とする。すなわち、ドレッサー１が砥石２と接触してい
る区間では、サーボモータ６、５の電流波形が大きくな
る現象が見られる（図５）。この場合、立ち上がりと立
ち下がりにトリガーを設けておけばトリガーオンからオ
フ迄の時間が砥石４とドレッサー１の接触時間であるこ
とがわかる。

【０００９】つぎに、ドレッサーが砥石のドレスすべき
部分の全体に接触する時間（基準時間）と実際の接触時
間を比較することにより、ドレッサーが砥石のドレスす
べき部分の全体に接触したことを判定し、ドレス終了と
する方法を説明する。ドレッサー１の軌跡通りに砥石２
が成形されればドレスの主目的は達成される。すなわ
ち、ドレッサー１が砥石２のドレスすべき部分の全体に
接触したことを判定し、その時点でドレス終了とすれば
無駄のないドレス作業が可能である。ドレッサー１が砥
石２のドレスすべき部分の全体に接触するための必要時
間は、その軌跡を辿るために必要な移動時間に等しく、
旋回のサーボモータ１３によって旋回駆動されるドレッ
サー１の場合、その時間計算（＝軌跡の長さ／旋回角速
度）は容易である。この基礎となる時間を仮に「基準時
間」と称する。一方、ドレッサー１と砥石２の実接触時
間は、前述の、ＡＥセンサの出力を利用して砥石とドレ
ッサーの接触時間を把握する方法か砥石軸またはドレス
軸を駆動するサーボモータの電流波形を利用して、砥石
とドレッサーの接触時間を把握する方法か、のいずれか
の方法を用いて求めることができる。この実接触時間と
基準時間を比較することで、ドレッサー１が砥石全体に
接触したか否かを判定し、実接触時間が基準時間と等し
くなったかそれ以上となった時点でドレスを終了する。

【００１０】図１にそのフローチャートを示す。ステッ
プ１０１で砥石２とドレッサー１を相対的に近づける。
ステップ１０２で砥石２とドレッサー１が接触したこと
を検出するとステップ１０３に進み、接触が検出されな
い間はステップ１０１に戻って接近をさらに続ける。接
触は、たとえば砥石２とドレッサー１の回転駆動サーボ
モータ６、５の電流値が急激に上がることを検知するこ
とにより行うことができ、この検出は自動で行われる。

【００１１】ステップ１０３でドレスを開始する。ドレ
スは、ドレッサー１をＣ軸まわりにサーボモータ５で回
転させるとともに、砥石２を砥石軸４の軸芯まわりにサ
ーボモータ６で回転させることにより行う。また、ドレ
ス中に、ドレッサー１は図２、図３（図２のＡ矢視図）
に示すように、Ｂ軸まわりにサーボモータ１３により砥
石のドレスすべき所定角度範囲（図３に示した範囲）に
わたって、１回旋回される。

【００１２】ついで、ステップ１０４に進んで、図４ま
たは図５に示すように、トリガーのオンからオフまでの
時間より接触時間（実接触時間）を求める。ついで、ス
テップ１０５に進んで、実接触時間と予め設定しておい
た基準時間とを比較し、その旋回サイクルの実接触時間
が基準時間に達していなければ、ドレッサー１の砥石２
切込み量を微小量増やしてステップ１０３に戻ってドレ
ッサーを再度１回旋回させる。このサイクルを繰り返し
ているうちに実接触時間が基準時間に達した最初のサイ
クルで、ステップ１０６に進んでドレス終了とする。す
なわち、図６でｎ回目のサイクルでは実接触時間が基準
時間に達していないが、つぎのｎ＋１回目のサイクルで
実接触時間が基準時間に達したとすると、このｎ＋１回
目のサイクルでステップ１０６に進んでドレスを終了す
る。

【００１３】

【発明の効果】請求項１のドレッシング方法によれば、
砥石とドレッサーの実接触時間を測定する工程と、基礎
となるドレス時間と実接触時間とを比較する工程と、比
較結果によりドレッサーが砥石のドレスすべき面全体に
接触したことを判定する工程を有するので、砥石のドレ
スすべき面全体がドレスされた最初のタイミング（ドレ
ッサー旋回サイクル）でドレスを終了させることがで
き、過剰ドレスをなくすことができ、工具費を低減する
ことができる。請求項２のドレッシング方法によれば、
砥石とドレッサーの実接触時間を砥石軸またはドレス軸
に取り付けたＡＥセンサの出力を利用して測定するた
め、従来作業者の熟練度の依存していたドレス作業をデ
ータとしてとらえることが可能になるとともに、自動化
が可能になる。請求項３のドレッシング方法によれば、
砥石とドレッサーの実接触時間を砥石軸またはドレス軸
を駆動するサーボモータの電流波形を利用して測定する
ため、従来作業者の熟練度の依存していたドレス作業を
データとしてとらえることが可能になるとともに、自動
化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のドレッシング方法の最適ドレス
量管理のフローチャートである。

【図２】本発明実施例のドレッシング方法を実施する研
削盤の一例の斜視図である。

【図３】図２の装置の砥石まわりのドレッサーの旋回範
囲を示す図２のＡ方向から見た部分正面図である。

【図４】ＡＥセンサの出力波形を示すＡＥセンサ出力／
時間のグラフである。

【図５】ドレス軸駆動サーボモータの電流波形を示す電
流値／時間のグラフである。

【図６】図１のフローチャートでステップ１０３〜１０
５を実行している時の電流値／時間のグラフである。

【図７】従来のドレッシング方法におけるドレッサーの
動きを示す部分正面図である。

【符号の説明】

１ ドレッサー ２ 砥石 ３ ドレス軸 ４ 砥石軸 ５ ドレス駆動サーボモータ ６ 砥石軸駆動サーボモータ ７ ＡＥセンサ ８ ドレスアーム ９ 研削盤の主軸台 １０ 研削盤のテーブル １１ 研削盤の主軸チャック １２ ドレッサーの旋回軸 １３ ドレッサー旋回駆動サーボモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 好明 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 藤田 健一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 四井 善信 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥石とドレッサーの実接触時間を測定す
   る工程と、 基礎となるドレス時間と実接触時間とを比較する工程
   と、 比較結果によりドレッサーが砥石のドレスすべき面全体
   に接触したことを判定する工程と、からなるドレッシン
   グ方法。
2. 【請求項２】 砥石とドレッサーの実接触時間を砥石軸
   またはドレス軸に取り付けたＡＥセンサの出力を利用し
   て測定する請求項１記載のドレッシング方法。
3. 【請求項３】 砥石とドレッサーの実接触時間を砥石軸
   またはドレス軸を駆動するサーボモータの電流波形を利
   用して測定する請求項１記載のドレッシング方法。