JPS63237866A - 高精度研削盤 - Google Patents
高精度研削盤Info
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- JPS63237866A JPS63237866A JP62070498A JP7049887A JPS63237866A JP S63237866 A JPS63237866 A JP S63237866A JP 62070498 A JP62070498 A JP 62070498A JP 7049887 A JP7049887 A JP 7049887A JP S63237866 A JPS63237866 A JP S63237866A
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- grinding wheel
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- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
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。
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、回転する砥石でワークを高精度に研削する高
精度研削盤に関する。
精度研削盤に関する。
Ｘ軸方向に往復動される砥石軸台に高速回転される砥石
軸を備えた砥石スピンドルを取付けると共に、その砥石
軸に砥石を装着し、Ｙ方向に往復動される粗動テーブル
に高速回転されるチャックを取付け、このチャックでワ
ークを把持してワークを高速回転すると共に、砥石軸を
高速回転させて砥石をワークに押しつけて研削するよう
にした研削盤が知られている。
軸を備えた砥石スピンドルを取付けると共に、その砥石
軸に砥石を装着し、Ｙ方向に往復動される粗動テーブル
に高速回転されるチャックを取付け、このチャックでワ
ークを把持してワークを高速回転すると共に、砥石軸を
高速回転させて砥石をワークに押しつけて研削するよう
にした研削盤が知られている。
かかる研削盤でワーク面を研削加工するには砥石切込み
量、砥石回転数、ワーク回転数、送り速度などの加工条
件を適正にすることで精度良く研削加工するようにして
いるが、研削盤では砥石軸の高速回転を実現するため砥
石軸軸受のクリアランスを大きくとることなどから砥石
軸回転系が剛性不足となり、真円度くずれ、円筒度くず
れなどが発生して高精度に研削加工できない。
量、砥石回転数、ワーク回転数、送り速度などの加工条
件を適正にすることで精度良く研削加工するようにして
いるが、研削盤では砥石軸の高速回転を実現するため砥
石軸軸受のクリアランスを大きくとることなどから砥石
軸回転系が剛性不足となり、真円度くずれ、円筒度くず
れなどが発生して高精度に研削加工できない。
例えば、この傾向が顕著に現れる内面研削盤で穴深さ５
０ｍｍ、穴径φ８、の穴形状を真円度０．５μｍ、円筒
度１μｍ１の高精度加工を行なうとしても、砥石軸系の
剛性不足などによって要求される高精度に研削加工でき
ない。
０ｍｍ、穴径φ８、の穴形状を真円度０．５μｍ、円筒
度１μｍ１の高精度加工を行なうとしても、砥石軸系の
剛性不足などによって要求される高精度に研削加工でき
ない。
具体的には第８図に示すように、穴ａに溝すと横穴Ｃが
形成されたワークｄの穴内面を、砥石周速１０２０ｍ／
ｗｉｎ ％ワーク周速１５． ７ａ＋／ａｋｉｎ ｓト
ラバース速度１６７ ｍｍ／ｍｉｎ、切込ｍ １ ｕ
ｍの加工条件で研削したところ、軸方向の内面は第９図
に示すように砥石出入口ｅや溝すの部分が若干大径とな
って円筒度が悪くなり、第１０図に示すように横穴Ｃ部
分の真円度が悪くなる。
形成されたワークｄの穴内面を、砥石周速１０２０ｍ／
ｗｉｎ ％ワーク周速１５． ７ａ＋／ａｋｉｎ ｓト
ラバース速度１６７ ｍｍ／ｍｉｎ、切込ｍ １ ｕ
ｍの加工条件で研削したところ、軸方向の内面は第９図
に示すように砥石出入口ｅや溝すの部分が若干大径とな
って円筒度が悪くなり、第１０図に示すように横穴Ｃ部
分の真円度が悪くなる。
前記、真円度くずれ、円筒度くずれなどの形状くずれが
発生する原因としては下記のことが考えられる。
発生する原因としては下記のことが考えられる。
すなわち、形状くずれの発生する箇所は前述のように、
砥石出入口、溝近傍、横穴近傍であり、このような箇所
では砥石とワーク面の接触面積が変化するため研削力を
一定と考えると砥石とワーク面との接触面圧が変化し、
研削除去量は接触面圧に比例して多くなるため、砥石軸
系の弾性変形が元の状態に戻り研削除去量が変化して形
状くずれが発生する。
砥石出入口、溝近傍、横穴近傍であり、このような箇所
では砥石とワーク面の接触面積が変化するため研削力を
一定と考えると砥石とワーク面との接触面圧が変化し、
研削除去量は接触面圧に比例して多くなるため、砥石軸
系の弾性変形が元の状態に戻り研削除去量が変化して形
状くずれが発生する。
そこで、本発明は砥石の切込み量を極微少制御できるよ
うにした高精度研削盤を提供することを目的とする。
うにした高精度研削盤を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕先述の研削盤
構造において、砥石軸支持台、或はワーク軸台に微動ア
クチュエータを用いてＹ軸方向に微少量移動可能な構造
を付加してワーク軸と砥石軸の相対位置を微動アクチュ
エータによってＹ軸方向、つまり砥石の切込み方向に微
少量移動可能とし更にワーク加工面の加工前形状を機上
にて測定するセンサー部を同機械上に設け、加工に先立
ってワーク形状を測定し、これに基づき微動アクチュエ
ータによって砥石の切り込量をワークの形状くずれなど
を予測して極微少量制御できるようにしたものである。
構造において、砥石軸支持台、或はワーク軸台に微動ア
クチュエータを用いてＹ軸方向に微少量移動可能な構造
を付加してワーク軸と砥石軸の相対位置を微動アクチュ
エータによってＹ軸方向、つまり砥石の切込み方向に微
少量移動可能とし更にワーク加工面の加工前形状を機上
にて測定するセンサー部を同機械上に設け、加工に先立
ってワーク形状を測定し、これに基づき微動アクチュエ
ータによって砥石の切り込量をワークの形状くずれなど
を予測して極微少量制御できるようにしたものである。
図示しない機台に静圧スライド駆動モータ２１によりＸ
軸方向に往復動自在に設けた静圧スライド１に基台２が
設けられ、静圧スライド１と対向してガイド３が設けて
あり、このガイド３に沿ってテーブル４がＹ軸方向にテ
ーブル駆動モータ２３によって往復動自在に設けである
と共にテーブル４の本体５にはエアースピンドル駆動モ
ータ２２で高速回転されるワーク軸スピンドル６が支承
され、そのワーク軸スピンドル６にはチャック７が取着
され、第２図に示すように基台２の凹部２ａには砥石軸
台８が４本の支柱９を介して砥石の切込み方向に支柱９
の弾性で微小ストローク変位できるように支承されてい
ると共に、基台２と砥石軸台８とに亘って微動アクチュ
エータ、例えばピエゾアクチュエータ１０が取付けられ
、砥石軸台８の半円形凹部８ａには砥石スピンドル１１
が取着してあり、その砥石スピンドル１１には砥石軸駆
動モータ２４で高速回転される砥石軸１２が支承され、
この砥石軸１２に砥石１３が装着しであると共に、砥石
軸台８にワーク内径測定器、例えば工アーマイクロ１４
が取付けである。
軸方向に往復動自在に設けた静圧スライド１に基台２が
設けられ、静圧スライド１と対向してガイド３が設けて
あり、このガイド３に沿ってテーブル４がＹ軸方向にテ
ーブル駆動モータ２３によって往復動自在に設けである
と共にテーブル４の本体５にはエアースピンドル駆動モ
ータ２２で高速回転されるワーク軸スピンドル６が支承
され、そのワーク軸スピンドル６にはチャック７が取着
され、第２図に示すように基台２の凹部２ａには砥石軸
台８が４本の支柱９を介して砥石の切込み方向に支柱９
の弾性で微小ストローク変位できるように支承されてい
ると共に、基台２と砥石軸台８とに亘って微動アクチュ
エータ、例えばピエゾアクチュエータ１０が取付けられ
、砥石軸台８の半円形凹部８ａには砥石スピンドル１１
が取着してあり、その砥石スピンドル１１には砥石軸駆
動モータ２４で高速回転される砥石軸１２が支承され、
この砥石軸１２に砥石１３が装着しであると共に、砥石
軸台８にワーク内径測定器、例えば工アーマイクロ１４
が取付けである。
第３図は制御回路図であり、コントローラ２０の主指令
回路２０ａより静圧スライド馬区動モータ２１、ワーク
軸スピンドル駆動モータ２２、テーブル駆動モータ２３
、砥石中由罵区動モータ２４等に加工条件に応じた制御
信号を出力してワーク回転速度、位置及び静圧スライド
１の送り速度、位置をＮＣ制御できると共シこ、テーブ
ル４の送り速度、位置や砥石軸１２の回’を速度を＄（
＋御できるようにしである。
回路２０ａより静圧スライド馬区動モータ２１、ワーク
軸スピンドル駆動モータ２２、テーブル駆動モータ２３
、砥石中由罵区動モータ２４等に加工条件に応じた制御
信号を出力してワーク回転速度、位置及び静圧スライド
１の送り速度、位置をＮＣ制御できると共シこ、テーブ
ル４の送り速度、位置や砥石軸１２の回’を速度を＄（
＋御できるようにしである。
前記エアーマイクロ１４の測定値ζより−クの加工前形
状としてコントローラ２０の加工データ演算回路２０ｂ
に人力され、バラ状くずれを補償すべきピエゾアクチュ
エータ１０１こ制御電圧を供給するようにして、ある。
状としてコントローラ２０の加工データ演算回路２０ｂ
に人力され、バラ状くずれを補償すべきピエゾアクチュ
エータ１０１こ制御電圧を供給するようにして、ある。
ワークの加工前形状は次のよう番こして渭１定される。
まず、加工すべきワーク１５をチャック７で把持してチ
ャック７を回転させな力（らテーブル４をＹ軸方向に移
動してエアーマイクロ１４力（ワーク１５の穴１５ａと
対向するようにし、静圧スライド１をＸ軸方向に移動し
てエアーマイクロ１４をワーク１５の穴１５ａ内に挿入
して内径を測定すると共に、ワーク１５の回転をワーク
軸スピンドル６に直結したエンコーダ２５で検出し、静
圧スライド１の移動ストロークを静圧スライド駆動モー
タ２１に直結したエンコーダ２６で検出し、それぞれの
測定値を加工データ演算回路２０ｂにリアルタイムで取
り込まれワーク１５の穴１５ａの形状が螺旋状の三次元
データとして測定演算される。
ャック７を回転させな力（らテーブル４をＹ軸方向に移
動してエアーマイクロ１４力（ワーク１５の穴１５ａと
対向するようにし、静圧スライド１をＸ軸方向に移動し
てエアーマイクロ１４をワーク１５の穴１５ａ内に挿入
して内径を測定すると共に、ワーク１５の回転をワーク
軸スピンドル６に直結したエンコーダ２５で検出し、静
圧スライド１の移動ストロークを静圧スライド駆動モー
タ２１に直結したエンコーダ２６で検出し、それぞれの
測定値を加工データ演算回路２０ｂにリアルタイムで取
り込まれワーク１５の穴１５ａの形状が螺旋状の三次元
データとして測定演算される。
これによりワーク７″の加工前形状が測定されて軸方向
のどの部分に溝、横向穴、砥石出入口があるかが判るの
で、これらに基づいて砥石軸剛性不足による形状くずれ
を予測して第４図に示すように切込量ｇを決定すると共
に、チャ・ツク７による把持でワーク１５がひずみ変形
したことを測定し、それに基づいて第５図に示すように
切込み量の補正データを決定し、さらにワーク１５の取
付ｉ勢精度を測定して第６図に示すように切込み量の補
正データを決定する。□そして、これらを全てまとめて
実際の切込み量を第７図に示すように決定し、その値に
基づいてピエゾアクチュエータ１０に制御電圧を供給し
て砥石軸台８を微移動して砥石１３の切込み量を極微少
量補正制御する。
のどの部分に溝、横向穴、砥石出入口があるかが判るの
で、これらに基づいて砥石軸剛性不足による形状くずれ
を予測して第４図に示すように切込量ｇを決定すると共
に、チャ・ツク７による把持でワーク１５がひずみ変形
したことを測定し、それに基づいて第５図に示すように
切込み量の補正データを決定し、さらにワーク１５の取
付ｉ勢精度を測定して第６図に示すように切込み量の補
正データを決定する。□そして、これらを全てまとめて
実際の切込み量を第７図に示すように決定し、その値に
基づいてピエゾアクチュエータ１０に制御電圧を供給し
て砥石軸台８を微移動して砥石１３の切込み量を極微少
量補正制御する。
実際に加工する時には、砥石切込み量、砥石回転数、ワ
ーク回転数、送り速度などの加工条件を主指令回路２０
ａに入力して各駆動モータを設定した加工条件となるよ
うに動作制御すると共に、加工データ演算回路２０ｂよ
り前述のように演算した実際の切込み量に基づいてピエ
ゾアクチュエータ１０に制御電圧を供給して蝮込み量を
極微小量補正制御する。以上の方法により例えば切込み
を制御しない場合に円度度５μｍが２μｍまで向上した
。また第１１図（ａ）（ｂ）に示すように非真円形状を
加工することもできた。
ーク回転数、送り速度などの加工条件を主指令回路２０
ａに入力して各駆動モータを設定した加工条件となるよ
うに動作制御すると共に、加工データ演算回路２０ｂよ
り前述のように演算した実際の切込み量に基づいてピエ
ゾアクチュエータ１０に制御電圧を供給して蝮込み量を
極微小量補正制御する。以上の方法により例えば切込み
を制御しない場合に円度度５μｍが２μｍまで向上した
。また第１１図（ａ）（ｂ）に示すように非真円形状を
加工することもできた。
なお、切込み量を与える場合にテーブル４苓移動して加
工条件による切込み量を与え、ピエゾアクチュエータ１
０でその切込み量を極微小量補正制御するようにしても
良いし、加工条件による切込み量を実際の切込み量に変
換してテーブル４とピエゾアクチュエータ１０とで制御
するようにしても良い。
工条件による切込み量を与え、ピエゾアクチュエータ１
０でその切込み量を極微小量補正制御するようにしても
良いし、加工条件による切込み量を実際の切込み量に変
換してテーブル４とピエゾアクチュエータ１０とで制御
するようにしても良い。
砥石軸１２を微動アクチュエータによってＹ軸方向、つ
まり砥石の切込み方向に微小量移動でき、ワークの形状
くずれなどを予じめ予測して微動アクチュエータによっ
て砥石の切込み量を極微小量制御することが可能となる
から、ワークの面を高精度に研削加工できる。
まり砥石の切込み方向に微小量移動でき、ワークの形状
くずれなどを予じめ予測して微動アクチュエータによっ
て砥石の切込み量を極微小量制御することが可能となる
から、ワークの面を高精度に研削加工できる。
第１図〜第７図は本発明の実施例を示し、第１図は全体
斜視図、第２図は砥石軸台取付部の分解斜視図、第３図
は制御回路図、第４図、第５図、第６図、第７図は切込
み量のデータ決定の説明図、第８図はワークの断面図、
第９図。 第１０図はその形状くずれを示す説明図、第１１図（ａ
）、（ｂ）は非真円形状に加工したワーりの断面図であ
る。 １は静圧スライド、１１は砥石スピンドル、７はチャッ
ク、１２は砥石軸、１３は砥石。
斜視図、第２図は砥石軸台取付部の分解斜視図、第３図
は制御回路図、第４図、第５図、第６図、第７図は切込
み量のデータ決定の説明図、第８図はワークの断面図、
第９図。 第１０図はその形状くずれを示す説明図、第１１図（ａ
）、（ｂ）は非真円形状に加工したワーりの断面図であ
る。 １は静圧スライド、１１は砥石スピンドル、７はチャッ
ク、１２は砥石軸、１３は砥石。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｘ軸方向に往復運動可能な砥石軸台に高速回転される砥
石軸を備えた砥石スピンドルを取り付けると共に、その
砥石軸に砥石を装着し、Ｙ軸方向に往復運動可能なテー
ブルに回転可能なワーク軸スピンドルを取付け、このチ
ャックにワークを把持してワークを回転するとともに、
電気的な制御等によりワークと砥石の相対的位置関係を
変更しながら、砥石軸を高速回転させて砥石をワーク加
工面に押し付けて研削するようにした研削盤において、
以下に記述する（１）（２）の要件を持つことにより高
精度な研削加工を可能とするとともに任意の形状を加工
可能とする高精度研削盤。 （１）砥石軸支持台或はワーク軸台に、微動アクチュエ
ータを用いてＹ軸方向に微少量移動可能な構造を付加し
、ワーク軸と砥石軸の相対位置を微動アクチュエータに
よってＹ軸方向、すなわち砥石の切込方向に微少量変更
可能とし、更にワーク加工面の加工前形状を加工機上に
て測定するセンサー部を同機械上に設け、加工に先立っ
てワーク形状を測定し、これに基づき微動アクチュエー
タによって砥石の切り込量を極微少量制御可能とする。 （２）パソコン等の演算装置により、（１）に記述した
形状測定用センサーにより得られた形状データから、目
的とするワーク形状を得るための各部における除去量を
演算し、さらに機械系の剛性などに基づき加工力により
生ずる機械系の変形量を加味し、これを補正するために
必要な微動アクチュエータ制御電圧を出力することによ
り、機械系の持つ剛性に起因する加工形状誤差の補正を
可能とする。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62070498A JPS63237866A (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | 高精度研削盤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62070498A JPS63237866A (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | 高精度研削盤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63237866A true JPS63237866A (ja) | 1988-10-04 |
Family
ID=13433249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62070498A Pending JPS63237866A (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | 高精度研削盤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63237866A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004174665A (ja) * | 2002-11-27 | 2004-06-24 | Ricoh Co Ltd | 曲面加工方法および曲面加工装置 |
| JP2009012163A (ja) * | 2007-06-07 | 2009-01-22 | Nissan Motor Co Ltd | ホーニング加工方法およびホーニング加工制御装置 |
| JP2011136390A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Seibu Electric & Mach Co Ltd | 加工機における多機能機内測定装置 |
| CN106112713A (zh) * | 2016-08-27 | 2016-11-16 | 无锡市明鑫数控磨床有限公司 | 数控深孔内圆磨床测量监控加工一体化装置及控制系统 |
| DE102018219823A1 (de) | 2017-11-27 | 2019-05-29 | Fanuc Corporation | Werkzeugmaschinen-Steuervorrichtung |
| CN116141164A (zh) * | 2023-03-23 | 2023-05-23 | 江苏瑞普机床有限公司 | 一种高精度数控复合磨床 |
-
1987
- 1987-03-26 JP JP62070498A patent/JPS63237866A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004174665A (ja) * | 2002-11-27 | 2004-06-24 | Ricoh Co Ltd | 曲面加工方法および曲面加工装置 |
| JP2009012163A (ja) * | 2007-06-07 | 2009-01-22 | Nissan Motor Co Ltd | ホーニング加工方法およびホーニング加工制御装置 |
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| CN106112713A (zh) * | 2016-08-27 | 2016-11-16 | 无锡市明鑫数控磨床有限公司 | 数控深孔内圆磨床测量监控加工一体化装置及控制系统 |
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| US10866574B2 (en) | 2017-11-27 | 2020-12-15 | Fanuc Corporation | Machine tool controller with learning error compensation |
| CN116141164A (zh) * | 2023-03-23 | 2023-05-23 | 江苏瑞普机床有限公司 | 一种高精度数控复合磨床 |
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