JPS6216792B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は環状工作物の内径面及び外径面を同
時に研削する（以下、複合研削と称す。）研削盤
の切込み制御方法に係り、特にその加工精度の向
上を図ると共にサイクルタイムの長時間化を防止
した切込み制御に関するものである。

この種環状工作物の加工方法を軸受軌道輪を例
に述べると次の通りである。先づ旋削・熱処理等
の前加工を施された工作物の巾面を両頭型平面研
削盤で研削し、次いでセンタレス支持の外径研削
盤で上記巾面を基準として外径面を研削し、更に
この外径面を基準として内径面を研削している。
又、特に剛性の低い工作物の場合は再度外径面を
研削してその精度を得ている。このため、この種
工作物の加工方法には多数の研削盤やその設置ス
ペース及び設備投資を必要とし、又、各研削盤間
を結ぶシユート等の搬送装置及び多数の作業員を
必要とする等の問題があつた。そこで、従来では
これらの問題点を解決するために内径面と外径面
の複合研削に関する技術開発が叫ばれていた。

このような動きに呼応して、本出願人は先に内
外径面の同時研削加工を高能率に、且つ高精度に
達成する切込み制御方法、及びこの制御方法を大
量生産される各工作物に対して常に同一の相対的
進行関係で遂行する方法について出願している。

本発明は上述の内外径面同時加工という苛酷な
研削条件によつて誘起される工作物の加工変形を
解放（除去）しつつ、且つそれに基づくサイクル
タイムの長時間化を防止した切込み制御方法を提
供せんとするものである。より具体的に説明すれ
ば次の通りである。即ち、この様な苛酷な切込み
サイクルでは粗研削切込みより精研削切込みへの
移行に際して次の様な加工精度への悪影響がその
まま承継される。

高能率の切込みサイクルであるため、内研切
込みはその構造上クイルの剛性が低く、粗研削
によるタワミが生じ、このまま精研削により移
行すると内径テーパーバラツキの不良品発生の
原因になる。

同様、第項の原因により、切込みを制御す
る寸法出力信号の誤検出の原因になる。

苛酷な研削条件に打ち勝つて工作物を保持す
るチヤツク力のため、工作物にチヤツク力によ
る変形が付与され、加工精度低下の原因とな
る。

又、苛酷な研削条件によつて工作物内には研
削熱による熱変形が蓄積され、加工精度低下の
原因となる。

このような種々の悪影響に鑑み、本発明はこれ
を除去する手段及びこの手段に基づくサイクルタ
イムの長時間化を防止する方法を提供せんとする
ものである。

以下、本願発明のための具体的装置とその切込
みサイクルについて第１図・第２図に基いて説明
する。先づ外研切込みヘツド１６から説明する。
外研切込みヘツド１６は機械ベツド３８に外研切
込み補正装置３３が取付けられこれにより外研補
正部材３２所定量だけ前進する（矢印４２）。こ
の補正部材３２には後述する外径面研削の粗研削
完了マイクロスイツチ２１、外径面研削砥石大マ
イクロスイツチ３４、外径面研削砥石小マイクロ
スイツチ３５、外径切込み装置３１、ドレス補正
装置３７が取り付けられており、外研切込みヘツ
ド１６が切込み装置３１により切込み動作をする
と（矢印４０）、切込みヘツド１６に取り付けら
れた外径面研削砥石１１が切込む。マイクロスイ
ツチ２１，３４，３５は、その切込み移動に連れ
て、順次MS₄，MS₅，MS₆の信号を出力する。

一方、内研切込みヘツド１４は、機械ヘツド３
８に内研切込み補正装置２６が取り付けられ、こ
れにより内径補正部材２５は矢印４１の方向に所
定量だけ前進する。補正部材２５には後述する内
研粗研削完了マイクロスイツチ２０、内径面研削
砥石大マイクロスイツチ２７、内径面研削砥石小
マイクロスイツチ２８、内研切込み装置２４が取
り付けられ、内研切込みヘツド１４が切込み装置
２４により矢印方向３９に切込むと、内径面研削
砥石９が切込みを行なう。また内研砥石ドレツシ
ング装置２９は、機械ベツド３８上に固定され
た、ドレス較正装置３０により動かされる（矢印
４３）。

工作物１０は支持装置（図示せず）により支持
され、ドライビングプレート（図示せず）により
駆動される。そして、この支持装置は、内径寸法
測定装置２２と外径寸法測定装置２３を有し、内
径寸法測定装置２２は、その出力信号に粗研削完
了点IK₁、寸法“零”点IK₂、内径取り代大点
IK₃、内径取り代小点IK₄、の比較信号を持つて
いる。また外径寸法測定装置２３はその出力信号
に粗研削完了点TK₁、寸法“零”点TK₂、外径取
り代大点TK₃、外径取り代小点TK₄の比較信号を
持つている。また、外研切込みヘツド１６には外
径面研削動力を検出するギヤツプエリミネータ１
９が、内研切込みヘツド１４には内径面研削動力
を検出するギヤツプエリミネータ１８が夫々設け
られている。これらのギヤツプエリミネータは砥
石駆動動力が設定値より大きくなると、GE信号
を出す。尚、ギヤツプエリミネータ１８よりの
GE信号をGE₁、ギヤツプエリミネータ１９より
のGE信号をGE₂とする。

次に第１図の装置に適用される具体的切込み制
御方法を第２図ａ乃至ｃに基いて説明する。同図
は外研先行を示すものである。横軸Ｘは時間、縦
軸Ｙは内外研両切込みヘツドの移動量（切込み
量）で、外研切込みヘツド１６はＸ_TからＯへ、
内研切込みヘツド１４はＸ_IからＯへ向つて切込
みを開始する。左方縦軸は、両切込みヘツド１
４，１６の切込み位置と、両切込みヘツド１４，
１６に取り付けられた各マイクロスイツチの発信
時期との関係を示し、右方縦軸は、両切込みヘツ
ド１４，１６の切込み位置と、内外径寸法測定装
置２２，２３の発信時期との関係を示すものであ
る。尚、この外径研削先行とは、特に外径面と比
較して内径面の方が高精度を要求される工作物の
場合に採用する制御方法の一方式で、外径研削が
内径研削に比べて先に終了し、内径研削のみの精
研中にその精度向上を図るものである。（以下外
径研削先行と称す。又逆の場合を内径研削先行と
称す。） 而して、サイクルをスタートさせると、先づ両
研削砥石９，１１が略同時にドレツシングされ
る。この状態では外研切込みヘツド１６は最終仕
上げ寸法に対して切込量Ｘ_T、同じく内研切込み
ヘツド１４は切込量Ｘ_Iの位置にある。そして、
ドレツシングの完了後、略同時に粗切込み速度
で切込みが開始される。この粗は、内外径面両
研削砥石９，１１が工作物１０に当接し、前加工
歪を除去するまでの工程である。両研削砥石９，
１１のどちらが先に当接するかは、工作物取り代
により変動するため、本発明では外径面研削砥石
１１が先に当接した場合には、この砥石駆動動力
の上昇によつて発信されるGE₂信号により、又、
逆の場合にはGE₁信号により、両切込みヘツド１
６，１４の切込み速度を同時に粗切込み速度に
切換えている。

尚、このギヤツプエリミネータ１８，１９の故
障或いは工作物１０の取代が極端に少ない場合に
生ずる加工不良を防ぐために、ギヤツプエリミネ
ータ１８，１９と共にＭ_s4（マイクロスイツチ２
１）、Ｍ_s1（マイクロスイツチ２０）、即ち機械的
な外部発信手段を設けて、この粗切込みへの切
替えを確実にしている。

この様にして粗研削切込みが始まり、外径取
り代がδ_Tとなると、このδ_Tに相当する外径寸法
測定装置２３の比滑信号TK₁が出力される。この
信号TK₁により内外粗研削の研削切込みは同時
に切換えられる。

この様にして精研削切込みが始まるが、内径寸
法測定装置２２の比較信号IK₁は通常働くことは
なく、これは何らかの原因（例えば粗研削切込み
速度の変動）で内研切込みヘツド１４が先行して
しまい、信号TK₁が出る前に内径が仕上がつてし
まう（IK₁が出力されてしまう）虞れがある場合
に、この時に限りIK₁信号にて内外研の切込みの
切換えを制御している。そして、精研削切込みが
進み、外径寸法が“零”となると比較信号TK₂が
出力され、外研切込みは停止し（必要に応じてス
パークアウトして）後退するが、この時このTK₂
信号が出た時の内研切込みの精研取代Ｋを内径寸
法測定装置２２の比較信号により測定する。すな
わち、残り取代ＫをIK₄≦Ｋ≦IK₃の範囲とし、
そのサイクルの判定と、Ｋが範囲外にある時、サ
イクルの終りに較正動作を行う。この較正は主に
内外両面に於ける切込みサイクルの相対的な進行
関係が各工作物毎にバラつかない様にすることを
目的とするものである。またこのTK₂信号が出た
時、その外研切込みヘツド１６の位置をMS₅と
MS₆により判定し、サイクルの終わりにその較正
動作を行う。一方、内研切込みヘツド１４は外研
切込みヘツド１６が切込み後退する間も、精研切
込みを実施中であり、内径の精研取り代が“零”
となると、内径寸法測定装置２２からIK₂信号が
出力され、この時内研切込みヘツド１４の位置を
MS₂とMS₃により判定し、サイクルの終わりに較
正動作を行う。このIK₂信号が出力されると内研
切込みヘツド１４は停止し（必要に応じてスパー
クアウトして）、切込み後退する。

次に、上記較正動作について詳述する。これは
サイクルの進み具合によつて第３図の通り、次の
Ａ〜Ｆの各段階に分けられている。

較正Ａは“内径取り代大”であり、外研切込み
ヘツド１６の切込みが、内研切込みヘツド１４の
予じめ設定された量よりも先行しすぎている場合
である。サイクルを正常にする為には、外径面研
削砥石１１の切込み開始点を後退させる必要があ
り、この為の較正動作は外研切込み補正装置３３
を逆転させて外研切込み補正部材３２を矢印４２
とは逆方向に後退させれば良い。これに対して、
較正Ｂは較正Ａの場合とは逆の“内径取り代小”
で、外研切込みヘツド１６の切込みが内研切込み
ヘツド１４の予じめ設定された量より遅延してい
る場合である。サイクルを正常に戻すためには、
外研切込み補正装置３３を正転させて外研切込み
補正部材３２を矢印４２の方向に前進させれば良
い。ところで、このように本発明にあつては機械
の剛性及び寸法安定性から見てサイクルが外研切
込みを基準としてゲージマチツクに構成されいる
為に、その較正動作も基準となる外研ヘツド側で
行うことにより、その安定性を高めるように工夫
がなされている。

そして、以上により外径面研削切込みと内径面
研削切込みの同期化が可能となり、例えばドレツ
サー３６，２９の摩耗等によりサイクルが徐々に
狂つていく場合には、上述の較正動作Ａ，Ｂによ
り較正する事も出来る。ところが、このような較
正動作であると“内径取り代大”を連続して較正
させた場合には外径面研削砥石１１が後退して総
切込量が増えてサイクルタイムが長くなり、また
“内径取り代小”を連続して較正させる場合には
総切込量が減少して両研削砥石９，１１が切込む
以前に干渉するという不具合が発生する。この様
な不具合を無くすために内径寸法測定装置２２の
寸法信号IK₂と“内径面研削砥石大”のマイクロ
スイツチ２７の信号MS₂並びに“内径面研削砥石
小”のマイクロスイツチ２８の信号MS₃との出力
時期を比較し、また外径寸法測定装置２３の寸法
信号TK₂と“外径面研削砥石大”のマイクロスイ
ツチ３４の信号MS₅並びに“外径面研削砥石小”
のマイクロスイツチ３５の信号MS₆との出力時期
を比較し、その工作物内径寸法と内研切込みヘツ
ド１４の関係が狂つた場合には較正動作Ｅ，Ｆと
し、工作物外径寸法と外研切込みヘツド１６の関
係が狂つた場合には較正動作Ｃ，Ｄとしている。

較正Ｃの場合は外研切込みヘツド１６を基準に
サイクルを構成するために較正Ａと同様に考える
事が出来、外研切込み補正装置３３を逆転させ、
補正部材３２を矢印４２と逆方向に後退させれば
良い。また較正Ｄの場合も同様に較正Ｂと同様に
考える事が出来、外研切込み補正装置３３を正転
させて、補正部材３２を矢印４２の方向へ前進さ
せれば良い。問題となるのは較正ＥとＦの場合で
ある。これらの“内径面研削砥石大”と“内径面
研削砥石小”の場合は、工作物１０の内径寸法と
対応するのはその内研切込みヘツド１４ではな
く、内経面研削砥石９の大きさを決めるドレツサ
ー２９の位置であり、補正部材２５の位置を変え
る較正動作を行つても意味をなさないからであ
る。従つて、“内径面研削砥石大”の較正Ｅの場
合には、ドレス較正装置３０を作動させてドレツ
サー２９を矢印４３の方向に動かし、砥石を小さ
くする。又、較正Ｆの場合には、ドレス較正装置
３０を反転させドレツサー２９を矢印４３と逆方
向に動かし、砥石を大きくする。

以上が本発明が適用される外研先行の切込みサ
イクルの説明である。

次に、内研先行の切込みサイクルの概略を第４
図に基づいて説明する。同図に示すようにTK₁信
号が出るまでのサイクルは外研先行サイクルの場
合と同様であり、“外径面研削砥石大”“外径面研
削砥石小”の較正動作もやはり同様である。とこ
ろが、“内径取り代大”、“内径取り代小”の代わ
りに先行サイクルである内径寸法信号IK₂（寸法
“Ｏ”信号）が出力された時の外径の残り精研取
り代の監視を行う信号が必要であ。TK₃はその場
合の“外径取り代大”の信号、TK₄は“外径取り
代小の信号である。そして、これらの信号が出力
された時の較正動作は、“外径取り代大”の場
合、外研切込みが遅れているため外研切込み補正
装置３３を作動させて補正部材３２を矢印４２の
方向に前進させ、又“外径取り代小”の場合は外
径切込みが早いので補正部材３２を矢印４２の逆
方向に後退させて較正する。

この様な切込みサイクルに於いて、本発明では
粗研削切込みから精研削切込みに際して、第２図
に示す通り、粗研削完了後、内径ヘツドのみ微小
量切込み後退させたり（図ｂ）、後退後、クイル
１５のタワミによる弾性回復によつて所定時間Ｔ
スパークアウトさせたり（図ｃ）すると共に同時
にチヤツク力を切換えて（高圧→低圧）、チヤツ
ク圧による変形を解放（内部応力による変形を起
こさせる）して、後加工である精研削切込みによ
つて所定の形状、及び寸法に仕上げている。更
に、本発明では上記手段に従つて必然的に生ずる
サイクルタイムの長時間化を下記の手法によつて
防止している。

即ち、第５図に示す通り、精研削切込み開始に
際して、直ちに精研削切込み速度で開始するので
はなく、上記チヤツク力の切換えによつて実質的
に空研削状態に近い切込み量ｌ分だけ粗切込み
速度で行い、次いでギヤツプエリミネーターによ
つて実研削開始を検知GE１′し（（研削動力が精
研削動力と等しくなつた時点）、該信号でもつて
精研削切込みに変更することによつてサイクルタ
イムの短縮化を図つている。

尚、このギヤツプエリミネーターは外径面研削
についての検出にも適用できることは勿論であ
る。又この両技術は粗研削後にドレツシングを行
う、いわゆる中間ドレス後の精研開始時において
も適用可能である。

以上要するに本発明は多段階の切込み速度を有
する環状工作物の内外径面の同時研削加工の切込
み制御方法であつて、粗研削完了時に環状工作物
のチヤツキング力を低減させると共に内径面切込
みヘツドのみ微少量切込み後退させ、精研削切込
み開始に際して、粗研削切込み速度で切込み開始
し、次いでギヤツプエリミネーターの作動によつ
て精研削切込み速度に変更するようにしたから次
の様な効果を奏している。

ａ 粗研削完了時に工作物のチヤツク圧力を低圧
に切換えているため、粗研削時に発生するチヤ
ツク変形等の悪影響を受ける事がなく、高精度
に加工する事が出来る。

ｂ 粗研削完了時に内径研削ヘツドを微量後退さ
せ、クイルの撓みを定常状態に復帰させるた
め、内外径面の切込状態のタイミングを正確に
取る事が出来、高精度に加工する事が出来る。

ｃ ａ、ｂ項に記載の特殊な手段を講じてもサイ
クルタイムが長時間化することなく、極めて高
能率に加工すをことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的装置を示す実施例図、
第２図は外研先行の場合のサイクル線図、第３図
はその較正動作を説明するためのブロツク図、第
４図は内研先行の場合を示す要部サイクル線図、
第５図は外研先行の場合の他の実施例を示すサイ
クル線図である。 ９……内径面研削砥石、１０……工作物、１１
……外径面研削砥石、１４……内研切込みヘツ
ド、１６……外研切込みヘツド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多段階の切込み速度を有する環状工作物の内
   外径面の同時研削加工の切込み制御方法であつ
   て、粗研削完了時に環状工作物のチヤツキング力
   を低減させると共に内径面切込みヘツドのみ微少
   量切込み後退させ、精研削切込み開始に際して、
   粗研削切込み速度で切込み開始し、次いでギヤツ
   プエリミネーターの作動によつて精研削切込み速
   度に変更するようにしたことを特徴とする複合研
   削加工の切込み制御方法。