JPS61252070A - 研削制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、切込速度を研削電力が黒皮研削、荒研削等の
各研削工程毎に一定になるよう制御する定電力研削型研
削制御装置に関する。

〔従来技術〕

従来、被加工物（以下ワークと記す）の例えば内面を研
削加工する場合は、砥石を回転させつつ軸方向送りをか
けてワーク内に挿入し、しかる後ワークに軸直角方向送
りをかけ、順次荒研削、仕上げ研削及びスパークアウト
等（荒研削の前に黒皮研削を行なうこともある）を行な
うようにしている。そしてこの研削における切込速度の
制御方法としては、従来、特開昭５１−１４０２８２号
公報に記載されているような定電力研削があり、これは
例えば荒研削、及び仕上げ研削の各研削工程の切込速度
を、研削電力が各研削工程毎に一定の値になるようフィ
ードバック制御するようにしたものであり、例えば荒研
削は仕上げ研削より高速で切込むものであるからその分
高い電力に制御するようにしている。

そして従来の定電力研削では、上記各工程毎の研削電力
は、異なる種類のワーク、例えば材質。

サイズあるいは前工程での熱処理が異なるワークについ
てはワーク種毎に設定し直すようにしているが、同一種
類のワークについてはどのワークに対しても同じ電力と
している。このように同一電力に設定したのは、同種の
ワークでは加工面の条件は同一であろうと考えられるか
らである。しかしながら現実には、同一電力に制御した
場合、同種のワークであっても研削精度がワーク毎に異
なる場合があり、結局研削硬度の低いものが生じるとい
う問題があった。このように加工精度が変動するのは、
同種のワークであっても研削取代の変化により目詰り等
砥石ダメージが変化し、砥石の切味等をより変化させて
しまうものがあるためであると考えられる。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
、砥石ダメージを抑制して砥石寿命を延長できるととも
に、研削精度を安定化でき、かつ向上できる研削制御装
置を提供することを目的としている。

〔発明の構成及び作用〕

本発明者は上記定電力研削において、同種のワークであ
っても研削精度が変動する原因について鋭意研究し、以
下の点を見出した。即ち、（ａｌ　　一般にワークはそ
の未加工径にバラツキがあり、従って未加工径と仕上加
工径との差である加工代、いわゆる取代にはワーク間で
バラツキが生じることとなるが、同種のワークの場合、
取代が大きいほど目詰り等の砥石ダメージが大きくなり
、砥石の切味が悪化して研削精度が低下する。

（ｂ）　　従って、上記目的を達成するには、ワーク毎
に取代を求め、この取代が大きいワークについてはその
分小さい設定電力でもって研削制御する必要があるが、
逆に取代の小さいワークについては大きい設定電力で研
削すればよい。

そこで本発明は、定電力研削を行なう研削制御装置にお
いて、第１図の機能ブロック図に示されているように、
ワークに研削加工を施す研削装置１と、該装置１の切込
速度を研削電力が各研削工程毎に一定になるよう制御す
る切込制御手段６１と、ワークの取代を求めるためのワ
ークセンサ６２、及び取代演算手段６３と、上記切込制
御手段６１による研削電力を補正する研削電力補正手段
６４とを設けたものである。

上記構成になる本発明では、ワークセンサ６２゜及び取
代演算手段６３によりワークの取代が求められ、研削電
力補正手段６４により取代が大きいほど研削電力を小さ
くするための研削電力補正信号が切込制御手段６１に与
えられ、これにより取代が大きいワークは、低電力、つ
まり低速度で研削され、その分砥石ダメージが抑制され
て研削精度が同上し、逆に取代が小さいワークは、高電
力、つまり高速度で研削され、その分研削精度が低下す
ることなくサイクルタイムが短縮されることとなる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第２図及び第３図は本発明の一実施例による研削制御装
置を示し、その全体構成を示す第２図において、１はワ
ークＷの内面に研削加工を施す研削装置であり、これは
砥石駆動装置７．ワーク駆動装置１４及び砥石ドレッシ
ング装置１５から構成されている。

上記砥石駆動装置７の砥石テーブル２はベッド１ａの上
面に図示左右方向に摺動自在に載置され、該砥石テーブ
ル２の下面に固着されたメネジボックス（図示せず）に
は砥石テーブル移動用ボールネジ３が螺合され、該ボー
ルネジ３にその出力軸が連結された砥石送りモータ４は
上記ベッド１ａに固着されている。そして上記砥石テー
ブル２上にはホイールへラドモータ５が装着され、該モ
ータ５の出力軸には砥石６が連結されている。

上記ワーク駆動装置１４のワークテーブル８はベッド１
ａの上面に図示上下方向に摺動自在に載置され、該ワー
クテーブル８の下面に固着されたメネジボックス（図示
せず）にはワークテーブル移動用ボールネジ９が螺合さ
れ、該ボールネジ９にその出力軸が連結された切込送り
モータ１０は上記ベッド１ａに固着されている。そして
上記ワークテーブル８上には、ワークＷをチャックする
ための主軸台１１が装着され、該主軸台１１と、これの
近傍に装着された駆動モータ１２とは駆動ベルト１３に
より連結されている。

上記砥石ドレッシング装置１５はワークテーブル８に装
着された揺動タイプのもので、その揺動アーム１５ａに
はドレッシング工具１５ｂが取付けられている。

２０は切込制御装置であり、これはパルスエンコーダ２
８からの切込速度、切込量信号を受け、研削装置１の切
込速度、切込量を設定値になるよう、またホイールへラ
ドモータ５による研削電力が所定値になるようフィード
バック制御するためのものである。

この切込制御装置２０等のブロック構成を示す第３図に
おいて、２１は準急送り、黒皮送り、及び早送りにおけ
るワークの種類に応じた各切込速度を設定する切込速度
設定部、３１は同じくワークの種類に応じた荒研削電力
Ｒｐｏ、仕上研削電力Ｆｐｏを設定する研削電力設定部
、２２は準急送り量、黒皮研削量、荒研削量、及び仕上
研、酌量をワークの種類に応じた大きさに設定する切込
量設定部であり、これらの各設定値は平均取代Ｓのワー
クを基準にして決定されている。２３，２４゜３２はそ
れぞれ切込速度設定値、切込量設定値。

研削電力設定値を選択信号作成部２５からの選択信号Ｅ
に応じて選択する切込速度選択部、切込量選択部、研削
電力選択部であり、上記選択信号Ｅはシーケンス制御部
２６からのシーケンス信号Ｆに応じて作成される。また
２７は駆動制御信号作成部であり、これは上記切込速度
選択部２３．切込量選択部２４にて選択された設定値を
目標値としてこれと、切込送すモータ１ｏ０）回転速度
１回転量を検出するパルスエンコーダ２８からノ現在値
とを比較し、両者が一致するよう切込送りモータ１０を
フィードバック制御するための駆動制御信号Ｃを作成出
力する。

そして３３は研削電力制御信号作成部であり、これは上
記電力選択部３２からの研削電力設定値及び電力検出装
置６０からの現在のホイールへラドモータ５の電力を受
け、両値の差に応じた研削電力制御信号Ｃ′を作成出力
する。また３４は該制御信号Ｃ゛と、上記駆動制御信号
Ｃとを選択信号已に応じて切換え通過させる切換スイッ
チ、２９は該駆動制御信号Ｃ又は研削電力制御信号Ｃ′
に応じた駆動信号りを出力するドライバである。

３０は砥石６がワークＷの被加工面に接触したことをホ
イールへラドモータ５の電力変化から検知するギャップ
エリミネータであり、これはワークＷの研削開始時内径
、即ち未加工内径Ｄｓを検知するためのワークセンサと
なっている。

４０はワークＷの取代Ｂ゛の平均取代Ｓに対する増減量
Ｂを演算する取代演算装置であり、これは取代演算部４
１と１．取代増減量演算部４２とから構成されている。

上記取代演算部４１は上記ギャップエリミネータ３０か
らの砥石６とワークＷとの接触検知信号を受け、該検知
時の切込送り位置から得られる未加工内径Ｄｓと、予め
設定されている仕上内径Ｄｆとから下記式（１）により
該ワークＷの取代Ｂ′を演算する。

Ｂ’　＝　（Ｄ　ｆ−Ｄ　ｓ）　／２　　　　　　　＝
（１）また上記取代増減量演算部４２は上記取代Ｂ′の
平均取代Ｓに対する増減量Ｂ−３−Ｂ’を演算する。

５０は研削電力補正装置であり、これは上記設定された
、平均取代Ｓのワークに対する設定荒研削電力Ｒｐｏを
下記式（２）により取代増＄１ｉｉＢに応じた実際荒研
削電力Ｒｐに補正するためのものである。

Ｒｐ＝Ｒｐ　ｏ−に＊Ｂ　　　　　　　　　　・−（２
）次に作用効果について説明する。

ここで第４図は取代増減量Ｂと実際荒研削電力Ｒｐとの
関係を示す特性図であり、咳特性線の傾きが上記式（２
）の比例係数Ｋに相当し、これはワークの種類、即ち材
質、サイズあるいは前加工、例えば熱処理の程度によっ
て決定される実験値である０図から明らかなように、取
代増？：５ｉｔＢがＯ１即ち平均取代Ｓのワークでは実
際荒研削電力Ｒｐは設定値と同じＲｐｏであり、Ｂ＋、
ＢｔのワークではＲｐＩ、Ｒｐｔであり、取代が大きい
ほど低電力になっている。

本実施例装置では、各設定部２１，２２．３１により各
種の切込速度、切込量、研削電力が設定されており、主
軸台１１にワークＷをローディングし、本装置を始動す
ると、シーケンス制御部２６からシーケンス信号Ｆが選
択信号作成部２５に入力され、該作成部２５から準急送
りを選択すべき選択信号Ｅが切込速度選択部２３．切込
量選択部２４．研削電力選択部３２及び切換スイッチ３
４に入力される。するとまず、上記両選択部２３゜２４
において目標値である設定準急送り速度、設定準急送り
量が選択され、また切換スイッチ３４は駆動制御信号作
成部２７側に切換えられる。なお、この場合、研削電力
選択部３２からの選択出力はない、そして上記選択され
た両目標値は駆動制御信号作成部２７においてパルスエ
ンコーダ２８から入力された現在値と比較され、両者の
差に応じた駆動制御信号Ｃが作成され、この制御信号Ｃ
が切換スイッチ３４を介してドライバ２９に人力され、
該制御信号Ｃに応じた駆動信号りが切込送りモータ１０
に入力され、これによりワークＷは軸直角方向に送られ
る。またこの際の切込速度。

切込量はパルスエンコーダ２８を介して駆動制御信号作
成部２７にフィードバンクされ、このようにして所定の
設定切込速度、送り量に制御される。

そして上記準急送りにおいて、ワークＷの内面が砥石６
に接触すると、目標値と現在値とが−・致することとな
り、この一致信号Ｇが選択信号作成部２５に入力され、
該作成部２５から黒皮切込速度、黒皮研削量を選択すべ
き信号Ｅが各選択部２３．２４に入力され、上記と同様
にして黒皮研削が行われる。この黒皮研削が終了すると
選択信号Ｅは荒研削を選択すべき信号になり、そのため
研削電力選択部３２では荒研削電力が選択され、切換ス
イッチ３４は研削電力制御信号作成部３３側に切換えら
れる。

またギャップエリミネータ３０が上記準急送りにおける
ワークＷと砥石６との接触をこの際のホイールへ７ドモ
ータ５の電力変化から検知し、この検知信号が取代演算
部４１に入力される。ここで取代Ｂ゛が平均取代Ｓより
Ｂ、だけ大きいワークを考えると、上記取代演算部４工
において、上記式（１）により取代Ｂ”が演算され、さ
らに平均取代Ｓに対する増減量、この場合は増量Ｂ、が
演算され、この取代増量Ｂ、は研削電力補正装置５０に
入力される。すると該装置５０において上記設定荒研削
電力Ｒｐｏが上記式（２）により取代増量Ｂ＋に応じた
実際荒研削電力ＲＰ＋に補正され、該電力Ｒｐｌが研削
電力選択部３２に入力される。上述のように該選択部３
２には荒研削選択信号Ｅが入力されているので、上記実
際荒研削電力ＲｐＩは研削電力制御信号作成部３３に入
力され、ここで該実際荒研削電力Ｒｐｌと、電力検出装
置６０からの検出研削電力Ｐとの差に応じた研削電力制
御信号Ｃ′が作成され、該制御信号Ｃ゛は切換スイッチ
３４を介してドライバ２９に入力され、該制御信号Ｃ゛
に応じた駆動信号りにより切込送りモータ１０が駆動制
御され、このようにしてホイールへラドモータ５の研削
電力Ｐが取代増量Ｂ。

に対応した実際荒研削電力Ｒｐｌになるよう切込制御が
行なわれる。

また上記荒研削が終了すると、次に仕上げ研削がこれも
定電力制御によって行なわれるが、この場合は、平均取
代Ｓのワークに基づいて設定された設定仕上研削電力Ｆ
ｐｏを目標値として切込制御が行なわれ、このようにし
て、本実施例では黒皮研削は定速度制御でもって、また
荒研削、及び仕上げ研削は定電力制御でもって切込速度
の制御が行なわれる。

このように本実施例では、ワークＷの取代を求め、該取
代の大きさに応じた取代が大きいほど小さい実際荒研削
電力でもって切込制御を行なうようにしたので、取代が
大きくなっても砥石ダメージを抑制して砥石の切味を保
持でき、その結果砥石寿命を延長できるとともに、研削
精度を向上でき、逆に取代の小さいワークについては大
きい研削電力で研削するので、その分サイクルタイムを
短縮できる。

なお、上記実施例では、ワークセンサとしてギャップエ
リミネータ３０を例にとって説明したが、このワークセ
ンサは例えばワークＷの内径をローディング前に計測す
るプリゲージ、ローディング後に計測するインプロセス
ゲージであってもよい。

また上記実施例では荒研削電力だけを取代に応じて補正
するようにしたが、さらに黒皮研削電力も補正するよう
にしてもよく、このようにすれば研削精度をさらに向上
できる。さらにまた上記実施例ではワークの内面を研削
する場合について説明したが、本発明は勿論外面研削に
も適用できる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係る研削制御装置によれば、ワ
ークの取代を求め、研削電力を取代に応じて制御するよ
うにしたので、取代の大きいワークにおいても砥石ダメ
ージを抑制でき、砥石寿命を延長できるとともに、研削
精度を向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例による研削制御装置の全体構成図、第
３図はそのブロック構成図、第４図はその一取代増減量
一実際荒研削電力特性図である。 １・・・研削装置、２０・・・切込制御装置、３０・・
・ギャップエリミネータ（ワークセンサ）、４０・・・
取代演算装置、５０・・・研削電力補正装置、６１・・
・切込制御手段、６２・・・ワークセンサ、６３・・・
取代演算手段、６４・・・研削電力補正手段。 特　許　出　願　人　　マツダ株式会社代理人　　　弁
理士　　早　瀬　憲　−第１　図 第２　図 第４図 ↑ 大 淫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加工物の内面又は外面に研削加工を施す研削装
   置と、研削装置の切込速度を研削電力が各研削工程毎に
   一定になるよう制御する切込制御手段と、被加工物の内
   径又は外径を検出するワークセンサと、該センサの検出
   出力から被加工物の加工代である取代を演算する取代演
   算手段と、該取代演算手段からの取代が大きいほど研削
   電力を小さくするための研削電力補正信号を上記切込制
   御手段に与える研削電力補正手段とを備えたことを特徴
   とする研削制御装置。