JPS6250269B2 - - 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、特に工作物の加工精度
に直接影響する精研削のサイクルの相対的進行関
係を一定に維持する切込み制御方法に関するもの
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両径
面の同時加工を高能率に、且つ高精度に達成する
切込み制御方法について出願している。

本発明はこのような環状工作物の内外径面の同
時研削加工の両切込みサイクル、特に精研削切込
みサイクルの相対的な進行関係を一定に維持する
方法を提供せんとするものである。換言すれば、
大量生産される工作物のそれぞれに対して、常に
同一の進行関係を保ちつつ両切込みが進行する制
御方法を提供せんとするものである。

以下、第１図及び第２図に基づいて本願発明の
ための具体的装置とその切込みサイクルについて
説明する。先ず外研切込みヘツド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は所定量だけ前進する（矢印４
２）。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、外研切込み装置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、機械ベツド３
８に内研切込み補正装置２６が取り付けられ、こ
れにより内研補正部材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、ドライピングプレート（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、且つ本発明の精
研削切込みサイクルを組込んだ全体の切込み制御
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０へ、内研
切込みヘツド１４はＸ_Iから０へ向つて切込みを
開始する。左方縦軸は、両切込みヘツド１４，１
６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１
４，１６の切込み位置と、内外径寸法測定装置２
２，２３の発信時期との関係を示すものである。

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９，１
１のどちらか先に当接するかは、工作物取り代に
より変動するため、本例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、外径残
り切込み量がδ_Tとなると、このδ_Tに相当する外
径寸法測定装置２３の比較信号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。

この時、内研切込みはその構造上クイル１５の
剛性が低く粗研削力によりタワミが生じ、このま
ま仕上げると内径テーパーバラツキ等によつて加
工精度の低下は勿論制御のための寸法出力信号の
誤動作の原因となるために、δだけ微量後退さ
せ、タワミを除去する。また工作物剛性が弱く熱
変位等も大きい場合には所定時間Ｔだけスパーク
アウトさせたり、そのチヤツキング力を低減し、
工作物１０のチヤツキングによる弾性変形を回復
させる事も可能である（第２図のｂ，ｃ参照）。

以上が粗研削の切込みサイクルである。

次いで、この粗研削の切込みサイクルに続いて
本発明の精研削切込みサイクルについて説明す
る。

上記粗研削終了に続い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
外径面の精研削完了信号である、外径寸法測定装
置２３に比較信号TK₂が出た時の内研切込みの残
り精研取代Ｋを、所定時間隔てて発する２つのタ
イミング制御用信号である、内径寸法測定装置２
２の比較信号IK₃，IK₄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（上記範囲内にあるか否か）
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信号が出力されて内径面の精
研削が完了する。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てい
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、内径面研削砥石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。

以上が本発明の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る。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。又、内径研削の切込
みサイクルの精研削への切換へに際しては第５図
の鎖線に示す如く、微量後退及び微少時間Ｔ停止
によるサイクル遅延をカバーするため精研開始よ
り工作物に当接するまでの空研削領域ｌをギヤツ
プエリミネータ１９によつて粗切込み速度で早
送りすることもできる。

以上要するに本発明は多段階の切込み速度を有
し、且つ精研削完了時期を所定時間間隔ずらせた
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、精研削が後行する一径面の当該
精研削が完了する直前で、且つ所定時間隔てて発
する２つのタイミング制御用信号の両出力時の間
に、先行する他径面の精研削完了信号を発するよ
うに内外研切込みヘツドの切込み開始位置を相対
的にずらす事によつて両径面の研削サイクルの相
対的進行関係を一定に維持させるようにしたか
ら、次の様な効果を奏している。即ち、研削盤の
設置スペース、メンテナンスの向上、設備費の低
減、及びサイクルタイムの短縮化を図つた上で、
環状工作物の内外径面を同時に、且つ高能率、高
精度に研削加工する両切込みサイクルが大量生産
される各工作物に対して、常に同一の相対的進行
関係を保ちつつ進行するため、各工作物に対して
加工寸法及び加工精度にばらつきのない複合研削
加工が実現容易となる。

【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)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多段階の切込み速度を有し、且つ精研削完了
   時間を所定時間間隔ずらせた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、精
   研削が後行する一径面の当該精研削が完了する直
   前で、且つ所定時間隔てて発する２つのタイミン
   グ制御用信号の両出力時の間に、先行する他径面
   の精研削完了信号を発するように内外研切込みヘ
   ツドの切込み開始位置を相対的にずらす事によつ
   て両径面の研削サイクルの相対的進行関係を一定
   に維持させることを特徴とする複合研削加工の精
   研削切込み制御方法。 ２ 外径面が先に精研削を完了するようにした特
   許請求の範囲第１項に記載の複合研削加工の精研
   削切込み制御方法。 ３ 内径面が先に精研削を完了するようにした特
   許請求の範囲第１項に記載の複合研削加工の精研
   削切込み制御方法。