JPS5834257B2 - ロ−タリドレツサによる砥石ドレツシング方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は砥石周速をほぼ一定にするべく回転速。

度が適宜制御される砥石をロータリドレッサによってド
レッシングするドレッシング方法及び装置に関するもの
である。

一般に研削加工される工作物表面に生ずるびびりを解消
するために、砥石と工作物の回転比を制御すること等が
知られているが、根本的なびびり解決手段にはなってい
ない。

びびりの発生要因としては機械剛性の不足とか砥石をド
レッシングする場合のドレッシング条件の不良等も影響
し、砥石と工作物の回転比を変えただけでは解決できな
い場合が多い。

即ち砥石に振れが生じていたり、砥石表面に縞目状のド
レッシングマークが形成されている状態では、砥石と工
作物の回転比を多少変えたところで、砥石表面の縞目の
ドレスマークが工作物表面に転写されてしまう。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、ロークリド
レッサによってドレッシングされる砥石表面に縞目状の
ドレスマークを生じさせないでドレッシングを行うドレ
ッシング方法及び装置を提供することにある。

ロータリドレッサとしては、一般にロール表面にダイヤ
モンド砥粒を多数植設したダイヤモンドロールが使用さ
れるが、ダイヤモンド砥粒の粒度をそろえることが困難
であり、また各砥粒の先端位置を完全にそろえることは
技術的に不可能であるため、ロークリドレッサの外周面
に多少の振れが生ずるのは避けられない。

このため、このようなロータリドレッサでドレッシング
を行うと、その振れによって砥石表面に少なからずドレ
スマークが形成される。

また、このドレスマークはロークリドレッサをトラバー
スさせると、砥石とロータリドレッサの同転比によって
は縞目状に形成されることがある。

例えば、ロータリドレッサに対する砥石の回転速度を１
．３３３倍として右方向にロータリドレッサをトラバー
スさせた場合には砥石表面に第１図ａに示すように円周
上３個の縞目状のドレスマークが砥石軸線と平行に形成
される。

また、上記回転比におけるロークリドレッサの回転数を
極くわずか高くして回転比を１．３２０にすると、第１
図すに示すように砥石軸線に対して傾斜する縞目状のド
レスマークが形成される。

実験の結果、第１図ａに示すような砥石軸線と平行な縞
目状のドレスマークは、ロークリドレッサの回転速度Ｎ
ｄに対する砥石の回転速度Ｎｗの比を回転比Ｎｗ／Ｎｄ
とすると第１図Ｃの下段に示すような回転比においても
それぞれ形成され、しかも第１図Ｃの上段に示す数の縞
目が形威されることがわかった。

なお、回転比が１．０〜１．２の間および１．８〜２．
０の間においても縞目状のドレスマークが形成される領
域があるが、この領域では縞目の数が５以上さとなって
ドレスマークが分散するため、ドレスマークが工作物表
面に転早されてもほとんどその影響は現われない。

また、第１図Ｃに示すそれぞれの回転比かられずかにず
れると縞目が右上りまたは右下りになるが、かかる縞目
が認識できる状態では工作物加工面にドレスマークが転
写されてしまうことがわかった。

一方、第１図Ｃに示すそれぞれの回転比の中間領域の回
転比で砥石とロータリドレッサを回転させてドレッシン
グを行ったところ、ドレスマークは砥石外周面に分散し
て形成されて縞目を形威しなくなり、このような条件で
ドレッシングされた砥石で研削加工を行えば、工作物の
表面にびびりが生じないことも確認された。

ところで、第１図Ｃに示す回転比においては、ロークリ
ドレッサが１回転する間に生ずる砥石とロータリドレッ
サの回転差が、いずれも１回転の整数分の１またはその
倍数となっており、縞目の数はこの整数と一致している
。

このことから、ロータリドレッサの振れに基づくドレス
マークが特定の回転比においては円周上所定の位置に集
中し、これによって縞目状のドレスマークが形成される
ものと考えられる。

このため、特定の回転比からある程度ずれればドレスマ
ークは分散されて縞目が形成されないことになり、かか
る縞目を形成しない領域は、回転比が１．０〜２．０の
範囲にあっては断続的に複数個存在する。

また、回転比が１．０以下の領域においても２．０以上
の領域においても縞目状にドレスマークが形成されない
回転比の領域が同じように存在することになる。

しかしながら、回転比Ｎ ｗ ／ Ｎ ｄを１．０より
小さくすることは砥石の回転数よりもロータリドレッサ
の回転数を高くすることを意味し、ロータリドレッサを
高速回転させるには限度があるため、あまり低い回転比
では使用できない。

また、回転比Ｎｗ／Ｎｄを１．０より大きくすることは
砥石の回転数に対してロータリドレッサの回転数を低く
することであり、ロータリドレッサの回転数が低くなる
につれて工作物研削面の面粗度がしだいに低下するため
、ロータリドレッサを低速回転させるにも限度があるこ
とになる。

したがって、縞目を形成しない条件を満足する回転比は
広い範囲にわたって断続的に分布するけれどもロータリ
ドレッサによるドレッシング条件としては、回転比１．
０を中心としたある幅内の回転比が使用されることにな
る。

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図において１０は研削盤のベッドで、このベッド１
０の手前側に形成された案内面１０ａ上には主軸台１１
と心押台１２とが載置されている。

主軸台１１には工作物駆動用のモータ１３によって駆動
される主軸１４が軸架されており、この主軸１４の先端
面に設けられた主軸センタ１５と、心押台１１のセンタ
１６とによって工作物Ｗが挟持されている。

なお１８は主軸１４の先端面に固着された駆動金具を示
し、１９は工作物Ｗに固着された廻し金を示す。

一方、ベッド１０の後方に形成された案内面１０ｂ上に
は砥石台２０が載置されており、回路の送り装置によっ
て工作物Ｗの軸線方向と直交する方向に進退されるよう
になっている。

この砥石台２０の工作物測には砥石２１が回転自在に軸
架され、ブーＩＪ ２２ 、２３およびベルト２４を介
して砥石台２０上に載置された交流モータ２５によって
回転駆動されるようになっている。

また、砥石台２０の後方には砥石２１の軸線方向に延在
する案内面２０ａが形成されており、この案内面２０ａ
上とドレッシング装置本体３０が載置されている。

このドレッシング装置本体３０は、第３図に示すように
砥石台２０に固着されたトラバース用シリンダ３１のピ
ストンロッド３１ａに連結されており、このトラバース
用シリンダ３１の作動によってドレッシング装置本体３
０が砥石２１の軸線方向にトラバースされる。

このドレッシング装置本体３０の内部にはラム軸３２が
回転を規制して内装され、砥石軸線と直交する方向に摺
動可能に案内されている。

このラム軸３２の砥石２１と対向する先端部にはドレッ
サヘッド３３が固着され、このドレッサヘッド３３に、
外周面に多数のダイヤモンド粒を植設したロータリドレ
ッサ３４が砥石軸線と平行に軸架されている。

そして、このロータリドレッサ３４は、ブーＩＪ３５，
３６およびベルト３７を介してドレッサヘッド３４上に
固着、された交流モータ３８に連結され、砥石２１と反
対方向に回転駆動されるようになっている。

一方、ラム軸３２の後方には送り螺子３９が螺合してお
り、この送り螺子３９と歯車Ｇｌ、Ｇ２を介して切込用
パルスモータ４０の出力軸４０ａに連結されている。

なお、４１は砥石径を検出するためのポテンショメータ
で、このポテンショメータ４１の人力軸４１ａは歯車Ｇ
３ 、Ｇ２を介してパルスモータ４０の出力軸４０ａに
連結されている。

したがって、パルスモータ４０が回転しラム軸３２が前
進されるとポテンショメータ４１の抵抗値が変化し、ラ
ム軸３２の位置に応じた電気信号がポテンショメータ４
１から出力される。

これによって砥石２１の直径の変化を測定することがで
きる。

第２図において、砥石外周演算回路５１とインパーク５
２によって構成される回路は、砥石２１の径の減少に伴
って砥石２１の回転速度を高め、砥石２１の周速度を砥
石２１の径の変化にかかわらず一定にする機能と、砥石
２１の回転速度の変化に応じてロータリドレッサ３４の
回転速度を変化せしめ、これによって砥石とドレッサの
回転比を、砥石２１の回転速度の変化にかかわらずドレ
スマークが砥石加工面に分散して形成されるような一定
値に保持する機能とを有する制御回路で、ポテンショメ
ータ４１から出力される信号に応じて動作する。

砥石外周演算回路５１はポテンショメータ４１から出力
される砥石径に応じた電気信号りに円周率πを乗じて砥
石２１の外周の長さπＤを演算するものでこの砥石外周
演算回路５１によって演算された外周の長さπＤを表わ
す電気信号がインバータ５２に与えられる。

インバータ５２は三相の交流電源をサイリスクによって
整流して直流電圧に変換し、この変換された直流電圧を
サイリスクによって所定の周期でオンオフして任意の周
波数の交流電圧を発生するもので、砥石外周演算回路５
１から出力される電気信号に反比例した周波数の交流電
圧を発生するようになっている。

そして、このインバータ５２から出力される交流電圧が
砥石駆動用の交流モータ２５に印加されるようになって
おり、交流モータ２５はインバータ５２から出力される
交流電圧の周波数に応じた速度で回転する。

したがって、砥石２１の径が減少すると、インパーク５
２から出力される交流電圧の周波数が高くなって交流モ
ータ２５の回転速度が速められ、インバータ５２の入力
電圧の変化に対する出力電圧の周波数変化率を適切な値
にすることによって砥石２１の周速度を砥石２１の径の
減少にかかわらず一定にすることができる。

インバータ５２に接続された可変抵抗器ｖｆｔはこの周
波数変化率を調整するためのものである。

また、インバータ５２から出力される交流電圧はドレッ
シング時に閉じられる電磁開閉器ＭＲを介して、ロータ
リドレッサ駆動用の交流モータ３８にも印加され、この
交流モータ３６もインパーク５２から出力される交流電
圧の周波数に応じた速度で回転するようになっている。

本実施例では、砥石駆動用の交流モータ２５とロークリ
ドレッサ駆動用の交流モータ３８が同じ極数の誘導電動
機で構成されているため、同じ周波数の交流電圧で駆動
すれば両方の回転速度は同じになる。

このため、本実施例では砥石駆動用のブーＩＪ２２，２
３とロータリドレッサ駆動用のプーリ３５，３６を適切
に選択することによって、砥石２１の回転数とロータリ
ドレッサ３４の回転数との比を適切な値に設定している
。

この同転数の比としては、前述したようにドレスマーク
が砥石加工面上に分散して形成されるような値が選ばれ
るが、安定した領域が比較的広いと思われる１、４５お
よび１．５５の近傍または、縞の数が５本以上となって
ドレスマークが砥石面に分散する１、１付近の値が選ば
れる。

このようにして、砥石２１とロークリドレッサ３４の回
転比を選定しておけば、砥石２１の回転速度の変化にか
かわらず、ドレスマークが砥石す１工面上に分散して形
成されるようになる。

一方、主制御回路５３はドレッシング動作を自動的に行
うための回路で、ドレス開始指令の接点ＣＲが閉成され
ると、電磁リレーＭＲを付勢してロークリドレッサ３４
を回転させるとともに、パルスモータ４０に所定数のパ
ルスを供給してロークリドレッサ３４を砥石２１側へ送
り込み、この後、回路の油圧回路に制御信号を送出して
ロータリドレッサ３４をトラバースさせるようになって
いる。

これによって、砥石２１の加工面が修正加工されるわけ
であるが、このとき、ロータリドレッサ３４の振れ等に
よって生じるドレス１マークは、砥石２１の回転速度に
かかわらず、常に砥石加工面に分散して形成されるため
、工作物にびびりが生じることなく、高精度を砥削加工
が行える。

なお、上記実施例においては砥石駆動用の交流モータと
ロークリドレッサ駆動用の交流モータとを１つのインパ
ークから出力される共通の交流電圧によって駆動するよ
うにしていたため、駆動回路が簡単になるだけでなく、
両方のモータの回転速度を調整しなくても砥石とロータ
リドレッサの回転比が常に同じになり、調整が容易で安
定性も高い利点があるが、ロータリドレッサ駆動用のモ
ータを三相電源で駆動してロークリドレッサ３４を定速
で回転させるとともに、砥石駆動用モータのみをインバ
ータで駆動し、砥石２１の回転速度を段階的に変化させ
てロータリドレッサ３４の回転速度に対する砥石２１の
回転速度比が前述した値とならないようにして砥石２１
の周速を一定化するようにしてもよい。

第４図は本発明の第２実施例を示すもので、本実施例で
は砥石駆動用の交流モータ２５はインバータ駆動ではな
く通常の三相交流で駆動されるようになっており、砥石
２１の周速の一定化はプーＩＪ ２２ 、２３の交換に
よって砥石の速度を３段階に変化させることによって段
階的に行うようになっている。

また、ロータリドレッサ３４の回転制御は砥石２１の回
転速度を検出して行うようになっている。

５５は砥石２１の回転速度を検出する速度検出器で、こ
の速度検出器５５からは砥石２１の回転速度に応じたア
ナログ信号が出力される一１５６ａ〜５６Ｃは、速度検
出器５５から出力される砥石２１の回転速度に応じた信
号を入力し、砥石２１が高速で回転しているのか中速で
回転しているのか低速で回転しているのかを判定する速
度判定回路で、砥石２１の回転速度が高速、中速、低速
のとき、それぞれ速度判別回路５６ａ 、５６ｂ 。

５６Ｃから信号が出力される。

また、５７はロークリドレッサ駆動用のモータ３８を駆
動する駆動回路で、ロータリドレッサ駆動用のモータ３
８が交流モータである場合にはインパークが使用され、
直流モータである場合にはトランジスタ等によって構成
される電力制御回路が使用される。

この駆動回路５７には可変抵抗器ＶＲ１、ＶＨ２，ＶＨ
２から出力される速度指令電圧がそれぞれゲートＧ１．
Ｇ２．Ｇ３を介して与えられるようになっており、ゲー
ト０１〜Ｇ３が開かれると、ロータリドレッサ３４は、
それぞれ可変抵抗器ＶＲ１゜ＶＨ２、ＶＨ２から出力さ
れる速度指令電圧に応じた速度で回転される。

ゲートＧ１．Ｇ２．Ｇ３はそれぞれ速度判定回路５６ａ
、５６ｂ、５６Ｃからの信号によって開かれるようにな
っており、可変抵抗器ＶＲｉ〜ＶＲ３のそれぞれには、
砥石２１が高速、中速、低速で回転した場合にロータリ
ドレッサ３４が砥石２１の回転速度に対してドレスマー
クが分散して形成されるような所定の回転比、例えば１
．１倍の速度で回転される速度指令電圧が設定されてい
る。

なお５８は砥石径の減少に応じてブーＩＪ２２，２３の
交換を指示する指示装置で、この指示装置５８はポテン
ショメータ４１から送出される電気信号によって砥石径
を判別し、指示ランプＰＬ１ 、ＰＬ２を点灯してブー
ＩＪ ２２ 、２３の交換を指示するようになっている
。

今、指示装置５８の指示でブーＩＪ ２２ 、２３が交
換され砥石２１の回転速度が高速から中速または中速か
ら低速へと段階的に速められたものとすると、ロータリ
ドレッサ３４の回転速度もこれに応じて速められ、砥石
２１とロータリドレッサ３４の回転比は、ドレスマーク
が分散して形成されるような値に維持される。

このため、砥石周速を一定に近づけるために砥石２１の
速度が段階的に変化されても、砥石加工面に形成される
ドレスマークは常に分散して形成され、工作物Ｗを高精
度で研削することができる。

なお、上記第２実施例においては、プーリ２２゜２３が
交換されても砥石２１とロータリドレッサ３４の回転比
が常に一定となるように速度指令電圧が設定されていた
が、この回転比は必ずしも一定値に保つ必要はなく、縞
目状のドレスマークが形成されない回転比であれば回転
比を段階的に変化させるようにしてもよい。

さらに、上記第２実施例においてはロータリドレッサ駆
動用のモータ３８を可変速モータとしていたが、ロータ
リドレッサ駆動用モータ３８を定速形のモータとし、ブ
ーＩＪ ３５ 、３６の交換によって砥石とロータリド
レッサの回転比が適切な値となるようにしても良い。

この場合にはプーリ２２．２３の交換に伴ってプーリ３
５，３６を交換すればよい。

ま・た、ロータリドレッサ３４側のプーリ３５゜３６は
交換せずにロータリドレッサ３４を定速度で回転させて
おき、砥石２１側のプーリ２２゜２３のみを交換して砥
石２１の周速の一定化と回転比制御を行うようにしても
良い。

この場合には砥石とロータリドレッサの回転比が適切な
値となりかつ砥石の周速ができるだけ一定に近ずくよう
な異った径のブーＩＪ ２２ 、２３を複数組用意し、
指示装置の指示に従ってブーＩＪ ２２ 、２３を交換
するようにすればよい。

以上述べたように、本発明のドレッシング方法によって
ドレッシングを行えば、砥石の回転速度変化にかかわら
ず、砥石とロータリドレッサの回転比が、ドレスマーク
が砥石加工面上に局部的に集中して縞目を形成しないよ
うな値に保持されてドレッシングが行われるから、砥石
周速を一定に近づけるために砥石の回転速度が変化され
てもドレスマークは常に砥石加工面上に分散して形成さ
れ、砥石の速度変化範囲の全域に亘って高精度な研削加
工を行うことができる利点を有している。

なお、本発明は、トラバース形のロータリドレッシング
装置だけでなくプランジ形のロータリドレッシング装置
にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａはドレスマークによって水平な縞目が形成され
た砥石加工面を示す展開図、第１図すはドレスマークに
よって斜めの縞目が形成された砥石加工面を示す展開図
、第１図Ｃは砥石加工面に縞目ができる回転比と縞の数
を示す図、第２図は本発明のドレッシング装置を有する
研削盤の平面図に電気回路を併記した図、第３図はドレ
ッシング装置の構造を示す縦断面図、第４図は本発明の
第２実施例を示す研削盤の平面図に電気回路を併記した
図である。 １０・・・・・・ベッド、１１・・・・・・主軸台、１
２・・・・・・心神台、２０・・・・・・砥石台、２１
・・・・・・砥石、２２゜２３．３５．３６・・・・・
・プーリ、２４．３７・・・・・・ベルト、２５・・・
・・・砥石駆動用交流モータ、３０・・・・・・トレッ
シンク装置本体、３１・・・・・・トラバース用シリン
ダ、３２・・・・・・ラム軸、３３・・・・・・ドレッ
サヘッド、３４・・・・・・ロークリドレッサ、３８・
・・・・・ロータリドレッサ駆動用交流モータ、４０・
・・・・・パルスモータ、４１・・・・・・ポテンショ
メータ、５１・・・・・・砥石外周演算回路、５２・・
・・・・インバータ、５３・・・・・・主制御回路、５
５・・・・・・速度検出器、５６ａ〜５６Ｃ・・・・・
・速度判定回路、５７・・・・・・１駆動回路、５８・
・・・・・指示装置、Ｇ１−Ｇ３・・・・・・ゲート、
ＶＲ，ＶＲ１〜ＶＲ３・・・・・・可変抵抗器、Ｗ・・
・・・・工作物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 砥石周速をほぼ一定にすべく回転速度が適宜変速さ
   れる砥石をロータリドレッサによってドレッシングする
   方法であって、前記ロータリドレッすの回転速度に対す
   る砥石の回転速度の比が−（但しｎは５以下の整数）お
   よびその整数倍ならびにその近傍とならないように砥石
   とロータリドレッサを回転駆動させて砥石をドレッシン
   グするドレッシング方法。 ２ 砥石径の減少にかかわらず砥石周速度をほぼ一定な
   らしめるような砥石駆動装置にて駆動される砥石をドレ
   ッシングする装置であって、ドレッサヘッド上に回転自
   在に軸架され加工面が砥石加工面に対向するロークリド
   レッサと、このロータリドレッサを砥石加工面側へ送り
   込む送り装置と、前記ロータリドレッサを回転駆動する
   ロータリドレッサ駆動装置と、前記砥石の周速度をほぼ
   一定に保った状態で前記ロータリドレッサの回転速度に
   対する砥石の回転速度の比がＬ（但しｎは５以下の整数
   ）およびその整数倍ならびにその近傍とならないように
   砥石とロータリドレッサの回転比を制御する回転比制御
   手段とを設けたことを特徴とするドレッシング装置。 ３ 前記回転比制御手段は、砥石回転駆動装置とロータ
   リドレッサ回転、駆動装置との両方を制御して前記回転
   比の制御を行うようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載のドレッシング装置。 ４ 前記回転比制御手段は、砥石回転駆動装置のみを制
   御して前記回転比の制御を行うようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載のドレッシング装置 ５ 前記回転比制御手段は、ロータリドレッサ回転駆動
   装置のみを制御、して前記回転比の制御を行うようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のドレッ
   シング装置。 ６ 前記砥石回転駆動装置とロータリドレッサ回転駆動
   装置は周波数同期形の交流モータを有し、前記回転比制
   御手段は砥石径の減少に応じて交流電源周波数を変化せ
   しめるインバータを有し、このインバータの出力を砥石
   駆動用の交流モータとロータリドレッサ駆動用の交流モ
   ータとの両方に供給するようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載のドレッシング装置。 ７ 前記砥石回転駆動装置は定速回転モータと交換可能
   な複数個のプーリを有し、前記ロークリドレッサ回転駆
   動装置は定速回転モータを有し、前記複数個のプーリは
   、定速回転するロータリドレッサに対する砥石の回転速
   度の比が−（但しｎは５以下の整数）およびその整数倍
   ならびにその近傍とならないような異なる有効径にそれ
   ぞれ設定されており、さらに前記回転比制御手段は、前
   記砥石径の減少に応じて前記プーリの交換を指示する指
   示手段を有し、この指示手段の指示によってプーリ交換
   を行うことによって、砥石の周速度をほぼ一定に保った
   状態でロークリドレッサの回転速度に対する砥石の回転
   速度比が前記の値にならないようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載のドレッシング装置。 ８ 前記ロータリドレッサ回転駆動装置は可変速モーフ
   を有し、前記回転比制御手段は、砥石の回転速度を検出
   する速度検出手段と、この速度検出手段からの検出信号
   に応じて前記回転比を一定値に保持すべく前記可変モー
   タに制御信号を供給する制菌信号発生回路を有している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のドレッシ
   ング装置。 ９ 前記ロータリドレッサ回転駆動装置は可変速モータ
   を有し、前記回転比制御手段は、砥石の回転速度を検出
   する速度検出手段と、この速度検出手段からの検出信号
   に応じて前記回転比を段階的に変化させるべく前記可変
   モータに制御信号を供給する制御□□信号発生回路を有
   していることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
   ドレッシング装置。