KR101503186B1 - 연삭 가공반 및 연삭 가공 방법 - Google Patents

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스스무 나카노
요시아키 이시카와
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Abstract

티칭 (맞춤) 작업을 실행하여, 그 맞춤 위치 (SX) 로부터 소정의 「시험 연삭량 (A)」만큼 워크 (2) 가 연삭된다. 그 후, 당해 워크의 직경이 측정된다. 그 측정 결과에 기초하여, 마무리 치수가 될 때까지 연삭해야 할 잔여량 (나머지 연삭량) 이 산출되고, 그 「나머지 연삭량 (R)」만큼 연삭 가공이 실행된다.

Description

연삭 가공반 및 연삭 가공 방법{GRINDING PLATE AND GRINDING METHOD}
본 발명은, 연삭 가공 기술에 관한 것이다.
종래, 예를 들어 베어링의 궤도륜 (내륜, 외륜) 등의 각종 워크를 제조하는 공정에서는, 임의의 워크 (예를 들어, 내륜) 의 내경에 대한 연삭 가공이나, 다른 워크 (예를 들어, 외륜) 의 궤도홈에 대한 연삭 가공이 행해진다. 그것을 위한 연삭 가공 기술에 대해서는, 여러 가지 제안이 이루어져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
예를 들어 워크의 세팅 전환시에, 숫돌과 워크 (내륜, 외륜) 의 위치 관계를 세팅하는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 종래의 연삭 가공 기술에서는, 주축에 워크를 세팅한 후, 절입축을 수동 조작하여, 그 절입축에 형성되어 있는 숫돌을 워크에 맞추는 티칭 작업이 실시된다. 예를 들어, 내륜에 대한 티칭 작업에서는, 숫돌이 내륜의 내경면에 닿는 (접촉되는) 위치까지 절입축이 수동 조작된다. 또한, 외륜에 대한 티칭 작업에서는, 숫돌이 외륜의 궤도홈에 닿는 (접촉되는) 위치까지 절입축이 수동 조작된다.
일본 공개특허공보 2010-76005호
그런데, 상기한 티칭 작업 (맞춤 작업) 은 숙련을 필요로 하기 때문에, 이 일에 종사하는 작업자에게는, 연삭 가공에 대한 높은 스킬이 요구되고 있다. 이 때문에, 작업자의 숙련 정도에 따라서는 티칭 작업에 시간이 걸려, 워크의 세팅 전환에 필요로 하는 시간이 장기화될 우려가 있다. 그 결과, 워크에 대한 연삭 가공의 효율화를 도모하는 것이 곤란해져 버릴 우려가 있다.
특히, 인프로세스 게이지 (1 쌍의 촉침을 워크의 연삭 가공 부위에 세팅함으로써, 워크의 연삭 가공 상태를 항상 검출할 수 있게 하는 사이징 장치) 를 사용하지 않는 경우, 맞춤의 정도 (가감) 에 따라 연삭 가공 부위의 치수 정밀도에 불균일이 발생한다. 그 때문에, 불량품이 발생하기 쉬워지고, 그 결과, 연삭 가공의 당초 (초품) 부터 양품을 제공하는 것, 즉, 목표한 치수대로의 양품을 한 번에 연삭 가공하는 것이 매우 곤란하였다.
또한, 기계의 시동시 (예를 들어, 매일 아침 또는 주초의 시동시, 혹은, 기계가 장기간 정지하고 있던 후의 시동시) 에 있어서는, 온도차 (예를 들어, 기온이나 수온 등) 로 인한 기계 구성의 치수 변화가 발생하는 경우가 있다. 이 치수 변화의 정도 (가감) 에 따라서는, 연삭 가공의 당초 (초품) 부터 불량품이 발생해 버릴 우려가 있다. 특히, 인프로세스 게이지를 사용하지 않는 기계에서는, 불량품의 발생이 현저하게 나타난다.
본 발명은, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 이루어졌고, 그 목적은, 워크의 세팅 전환이나 시동에 필요로 하는 시간의 단축화를 도모함과 함께, 인프로세스 게이지를 사용하지 않는 경우라 하더라도, 불량품의 발생을 저감시켜, 목표한 치수대로의 양품을 한 번에 연삭 가공할 수 있게 하는 연삭 가공 기술을 제공하는 것에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 워크에 연삭 가공을 실시하는 숫돌과, 숫돌을 워크에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써 워크를 소정의 마무리 치수로 연삭 가공하는 숫돌 제어 시스템을 갖는 연삭 가공반으로서, 숫돌이 최초의 워크에 접촉되는 맞춤 위치를 미리 설정하는 제 1 제어부와, 미리 설정된 맞춤 위치에 기초하여, 맞춤 위치보다 전방측에 위치하는 초품 연삭 개시 위치에 숫돌을 위치 결정하는 제 2 제어부와, 초품 연삭 개시 위치로부터 숫돌을 이동시켜, 워크의 외면에 연삭 가공을 실시하는 경우에는 마무리 치수보다 큰 치수값이 되도록, 워크의 내면에 연삭 가공을 실시하는 경우에는 마무리 치수보다 작은 치수값이 되도록, 맞춤 위치로부터 소정량만큼 최초의 워크에 연삭 가공을 실시한 후, 초품 연삭 개시 위치에 숫돌을 반환시키는 제 3 제어부와, 연삭 가공이 실시된 최초의 워크의 직경을 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여, 마무리 치수가 될 때까지 연삭해야 할 잔여량을 산출하는 제 4 제어부와, 보정 이송량 (H) (H＝0－(S3'－ST－R)) 만큼 전진시킨 위치에 숫돌을 위치 결정함과 함께, 그 위치를 2 번째 이후의 워크에 대한 연삭 가공에 있어서의 통상 연삭 개시 위치로 하고, 그 통상 연삭 개시 위치로부터 숫돌을 이동시켜, 마무리 이송 완료 위치까지 워크에 연삭 가공을 실시하는 제 5 제어부를 갖는다.
본 발명에서는, 제 1 제어부가, 최초의 워크와 동일한 워크를 사용하여, 숫돌이 워크에 접촉된 위치를 맞춤 위치로서 설정한다.
본 발명에서는, 제 1 제어부가, 숫돌의 직경과 최초의 워크의 직경의 차분에 기초하여 맞춤 위치를 설정한다.
본 발명에서는, 연삭 가공반의 시동시, 연삭 가공반의 구성의 치수 변화가 발생한 경우, 통상 연삭 개시 위치로부터 소정의 여유량만큼 후퇴시킨 위치에 숫돌을 위치 결정하는 제 6 제어부를 추가로 갖는다.
본 발명에 의하면, 워크의 세팅 전환 그리고 시동에 필요로 하는 시간을 단축화할 수 있다. 또한, 인프로세스 게이지를 사용하지 않는 경우라 하더라도, 불량품의 발생을 저감시켜, 목표한 치수대로의 양품을 한 번에 연삭 가공할 수 있게 하는 연삭 가공 기술을 실현할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 연삭 가공 기술의 사양을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는, 세팅 전환 후의 초품 연삭 가공 사이클의 구체적 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3 은, 워크 직경과 숫돌 직경으로부터 접촉 위치를 산출하는 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는, 시동시의 초품 연삭 가공 사이클의 구체적 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5(a) 는, 숫돌 제어 시스템의 구성을 나타내는 블록도이고, (b) 는, 연삭 가공 프로세스를 나타내는 플로우 차트이다.
도 6(a) 는, 티칭이 있는 경우에 있어서의 맞춤 위치 설정 프로세스를 나타내는 플로우 차트이고, (b) 는, 티칭이 없는 경우에 있어서의 맞춤 위치 설정 프로세스를 나타내는 플로우 차트이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 연삭 가공 기술에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 1, 3 및 도 5(a) 에는, 본 실시형태의 연삭 가공 기술을 실현하기 위한 연삭 가공반의 구성이 나타내어져 있다. 연삭 가공반은, 워크 (2) 에 연삭 가공을 실시하는 숫돌 (4) 과, 숫돌 (4) 을 워크 (2) 에 대하여 상대적으로 이동시키는 숫돌 제어 시스템 (NC) 을 갖고 있다. 이 경우, 숫돌 (4) 은, 퀼 타입의 지지축 (6) (절입축, 서보축이라고도 한다) 에 지지되어 있고, 지지축 (6) 은, 숫돌 제어 시스템 (NC) 에 의해 제어되는 연삭반 본체 (8) 에 장착되어 있다.
숫돌 제어 시스템 (NC) 은, 각종 워크 (2) 의 연삭 가공에 필요한 제원이 미리 등록된 워크 제원 데이터베이스 (10) 와, 당해 워크 제원 데이터베이스 (10) 에 등록된 각종 워크의 제원에 기초하여 소정의 연산 처리를 실행하는 연산 처리부 (12) 를 갖고 있다. 또한, 워크 (2) 로는, 베어링의 내륜이나 외륜을 예로서 들 수 있다.
워크 제원 데이터베이스 (10) 에 등록된 각종 워크 (2) 의 제원은, 워크 (2) 의 연삭 가공에 필요한 정보이다. 예를 들어, 연삭 가공 전의 워크 (2) 의 직경 (내경) (ID) 이나, 연삭 가공에 있어서 숫돌 (4) 을 이동시키는 위치 (예를 들어, 급속 이송 완료 위치 (S1, S1'), 마무리 이송 완료 위치 (S3), 시험 이송 완료 위치 (ST) 등의 연삭 이송 위치) 등의 각종 정보를 예로서 들 수 있다.
연산 처리부 (12) 에는, 상기한 제원에 기초하여 연삭 가공에 필요한 각종의 연산 처리를 실행하기 위한 컴퓨터 (도시 생략) 가 내장되어 있다. 당해 컴퓨터는, 각종의 연산 처리 프로그램이 기억된 ROM (도시 생략) 과, 연산 처리 프로그램을 실행하기 위한 작업 영역을 규정하는 RAM (도시 생략) 과, RAM 상에 있어서 연산 처리 프로그램을 실행하는 CPU (도시 생략) 를 갖고 있다.
이와 같은 연산 처리부 (12) 에서는, 워크 제원 데이터베이스 (10) 에 등록된 각종 워크의 제원에 기초하여 상기한 연산 처리가 실행되고, 그 연산 처리 결과에 기초하여 연삭반 본체 (8) 가 제어 (예를 들어, 이송 제어, 회전 제어 등) 된다. 이로써, 지지축 (6) 에 지지된 숫돌 (4) 이 워크 (2) 에 대하여 상대적으로 이동되어, 당해 워크 (2) 에 대한 연삭 가공을 실행할 수 있다. 이 경우, 지지축 (6) 은, 예를 들어 AC 서보 모터 (도시 생략) 에 의해 이송 제어, 회전 제어되도록 되어 있고, 이로써, 연삭 이송 위치 (S0, S0', S1, S1', S3, S3') 까지의 숫돌 (4) 의 이동 제어가 행해진다.
구체적으로는, 워크 (2) 마다 할당되어 있는 「형번」에 일치한 워크 (2) 에 대한 제원 데이터에 기초하여, 연산 처리부 (12) 가 연삭반 본체 (8) 를 제어한다. 「형번」은, 숫돌 제어 시스템 (NC) 에 형성된 입력 지시부 (14) 로부터 입력된다. 이 때, 연산 처리부 (12) 는, 인코더 (회전 검출기) (도시 생략) 에 의해 AC 서보 모터의 출력축의 회전 위치나 회전 속도를 검지하면서, 현재 위치 (좌표) 신호와 목표 위치 (좌표) 신호를 비교하여, 지지축 (6) 에 대한 피드백 제어 (이송 제어, 회전 제어) 를 실시한다.
여기서, 현재 위치 (좌표) 신호와 목표 위치 (좌표) 신호 사이에 차가 있는 경우, 연산 처리부 (12) 는, 목표 위치 (좌표) 신호와의 차분을 감소시키는 방향으로 AC 서보 모터를 동작 (회전) 시킨다. 이와 같은 순서를, 최종적으로 목표치에 도달하거나, 허용 범위에 들 때까지 반복함으로써, 상기한 연삭 이송 위치 (S0, S1, S2, S3, S4) 까지의 숫돌 (4) 의 이동 제어가 행해진다.
또한, 다른 방법으로서, 예를 들어 AC 서보 모터의 현재 위치 정보 (좌표) 를 디지털적으로 기록해 둘 수도 있다. 이 정보에 대하여 목표 위치 (좌표) 신호까지의 차분을 부여함으로써 숫돌 (4) 을 목표치에 한 번에 도달시키도록, 상기한 연삭 이송 위치 (S0, S1, S2, S3, S4) 까지 숫돌 (4) 의 이동이 제어되어도 된다. 그렇게 함으로써, 워크 (2) 의 세팅 전환부터 연삭 가공에 이르는 루틴의 효율화를 도모할 수 있다.
여기서, 본 실시형태의 연삭 가공 기술에 대하여, 그 원리를 설명한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 연삭 가공 기술은, 워크의 세팅 전환과 시동에 필요로 하는 시간을 단축시킬 수 있도록 구성되어 있다. 본 발명은, 워크의 세팅 전환에 관해서는, 임의의 워크 (2) 에 대한 연삭 가공을 위한 세팅으로부터 다른 "형번" 의 워크 (2) 에 대한 연삭 가공을 위한 세팅으로의 변경에 있어서, 작업 스킬이 불필요한 「세팅 전환 후의 초품 연삭 가공 사이클」을 제공한다. 또한, 본 발명은, 시동에 관해서는, 연삭 가공반이 장기간 정지하고 있던 후의 시동시에 있어서 온도차 (예를 들어, 기온이나 수온 등) 로 인한 기계 구성의 치수 변화가 발생한 경우에도, 이것에 영향받지 않는 「시동시의 초품 연삭 가공 사이클」을 제공한다.
「세팅 전환 후의 초품 연삭 가공 사이클」에서는, 티칭 작업 (맞춤 작업) 을 실행하여, 그 맞춤 위치로부터 소정의 「시험 연삭량」만큼 워크 (2) 를 연삭한 후, 언로딩된 워크 (2) 의 직경 (내경) 이 측정된다. 이 측정 결과에 기초하여, 연삭해야 할 잔여량 (나머지 연삭량) 이 산출된다. 그리고, 그 「나머지 연삭량」만큼, 연삭 가공이 실행된다. 이로써, 맞춤 작업의 스킬이 불필요해져, 세팅 전환에 필요로 하는 시간의 단축화를 도모할 수 있다. 또한, 인프로세스 게이지를 사용하지 않는 경우라 하더라도, 불량품의 발생을 없애, 목표한 치수대로의 양품을 한 번에 연삭 가공할 수 있다.
「시동시의 초품 연삭 가공 사이클」에서는, 전회 (직전) 에 실행된 연삭 가공에 있어서의 연삭 개시 위치 (연삭 원점 위치) 로부터 소정의 「여유량」만큼 후퇴시킨 위치에, 숫돌 (4) 이 위치 결정된다. 이 위치로부터, 통상적인 연삭 가공 사이클과 동일한 프로세스에 따라 연삭 가공을 실행함으로써, 언로딩된 워크 (2) 의 직경 (내경) 이 측정된다. 이 측정 결과에 기초하여, 연삭해야 할 잔여량 (나머지 연삭량) 이 산출된다. 그리고, 그 「나머지 연삭량」만큼, 연삭 가공이 실행된다. 이로써, 시동에 필요로 하는 시간을 단축화할 수 있음과 함께, 인프로세스 게이지를 사용하지 않는 경우라 하더라도 불량품의 발생을 저감시켜, 목표한 치수대로의 양품을 한 번에 연삭 가공할 수 있다.
다음으로, 본 실시형태의 연삭 가공 기술에 있어서, 상기한 원리를 실현하기 위한 구체적인 구성에 기초하는 동작 플로우에 대하여 설명한다. 본 동작 플로우에서는, 워크 (2) 로서 외륜이 사용된다. 또한, 연삭 가공을 실시하는 부위는, 통상적으로, 예를 들어 워크 (2) 의 내경면이나 외경면이지만, 여기서는 일례로서, 워크 (외륜) (2) 의 내경면, 즉 외륜 궤도홈 (2s) 에 대하여 연삭 가공이 실시된다. 또한, 본 동작 플로우에서는, 일례로서 「세팅 전환 후의 초품 연삭 가공 사이클」을 상정하여 설명한다.
도 1, 2 및 도 5, 6 에 나타내는 바와 같이, 시험 연삭량 (A) 이 지정된 후 (도 5(b) 의 P1), 워크 (외륜) (2) 가 로딩된다 (도 5(b) 의 P2).
이 경우, 시험 연삭량 (A) 의 지정은, 해당하는 연삭 치수 (내경 치수) 를, 숫돌 제어 시스템 (NC) 의 입력 지시부 (14) (도 5(b) 참조) 로부터 입력함으로써 행해진다. 또한, 해당하는 연삭 치수 (시험 연삭 가공 후의 내경 치수) 는, "형번" 마다 미리 설정된 「마무리 치수」보다 작은 치수값으로 하여 지정할 수 있다. 그러나, 이것은 「마무리 치수」에 따라 결정되기 때문에, 여기서는 특별히 수치 한정하지 않는다. 또한, 본 실시형태에서는, 워크 (외륜) (2) 의 내면에 연삭 가공을 실시하기 때문에, 마무리 치수보다 작은 치수값이 지정되지만, 워크의 외면에 연삭 가공을 실시하는 경우에는, 마무리 치수보다 큰 치수값을 지정할 수 있다.
계속해서, 미리 설정된 맞춤 (티칭) 위치 (SX) 에 기초하여 (도 5(b) 의 P3), 숫돌 (4) 을, 맞춤 위치 (SX) 보다 전방측에 위치하는 초품 연삭 개시 위치로서의 연삭 원점 위치 (S0') 에 위치 결정한다 (도 5(b) 의 P4). 초품 연삭 개시 위치로서의 연삭 원점 위치 (S0') 는, 맞춤 위치 (SX) 보다 전방측에 위치하는 것이고, 워크 (외륜) (2) 의 내경면, 즉 외륜 궤도홈 (2s) 에 숫돌 (4) 이 접촉되지 않는 범위를 의미한다.
이 경우, 맞춤 위치 (SX) 의 설정으로는, 실제로 연삭 가공이 실시되는 최초의 실시품으로서의 워크 (외륜) (2) 를 사용하여 티칭 작업을 실시함으로써 설정하는 경우와, 티칭 작업을 실시하지 않고 계산에 의해 설정하는 경우가 있다.
연삭반으로의 최초의 워크 (외륜) (2) 의 세팅 후 (도 6(a) 의 T1), 숫돌 (4) 은, 워크 (외륜) (2) 의 내경면 (외륜 궤도홈에 상당하는 부위) 을 향하여 미소량씩 수동 이송된다 (도 6(a) 의 T2). 그리고, 숫돌 (4) 이 워크 (외륜) (2) 의 내경면에 접촉되었을 때 (도 6(a) 의 T3), 연산 처리부 (12) 는, 그 접촉 위치의 위치를 맞춤 위치 (SX) 의 데이터로서 취득할 수 있다 (도 6(a) 의 T4).
또한, 맞춤 위치 (SX) 의 데이터는, 예를 들어 AC 서보 모터에 의해 좌표 위치로서 관리할 수 있다. 이 경우, 숫돌 제어 시스템 (NC) 의 연산 처리부 (12) (도 5(b) 참조) 는, 좌표 위치로서 관리된 맞춤 위치 (SX) 의 데이터에 기초하여, 초품 연삭 개시 위치로서의 연삭 원점 위치 (S0') 를 산출할 수 있다 (도 6(a) 의 T4).
상기와 같은 티칭 작업을 실시하지 않고, 계산에 의해 맞춤 위치 (SX) 의 설정을 실시할 수도 있다. 이 경우, 숫돌 (4) 의 직경 (WD), 및, "형번" 마다 규정되어 있는 워크 (외륜) (2) 의 (내경) (ID) 을 각각 지정함으로써 (도 6(b) 의 Q1), 숫돌 제어 시스템 (NC) 의 연산 처리부 (12) 는, 맞춤 위치 (SX), 및, 연삭 원점 위치 (S0') 를 산출한다 (도 6(b) 의 Q2).
이 경우, 숫돌 (4) 의 직경 (WD), 및, 워크 (외륜) (2) 의 (내경) (ID) 은, 지지축 (6) 의 센터 위치 (CP) 를 기준으로 하여, AC 서보 모터에 의해 좌표 위치로서 관리할 수 있다 (도 3 참조). 즉, 숫돌 제어 시스템 (NC) 의 연산 처리부 (12) 는, 숫돌 (4) 의 직경 (WD) 과 워크 (외륜) (2) 의 (내경) (ID) 의 차분에 기초하여, 맞춤 위치 (SX) 를 산출하고, 그 산출된 맞춤 위치 (SX) 에 기초하여, 초품 연삭 개시 위치로서의 연삭 원점 위치 (S0') 를 산출할 수 있다.
지지축 (6) 의 센터 위치 (CP) 는, 지지축 (6) 의 이송 제어용의 AC 서보 모터의 제어용 정보로서, 연산 처리부 (12) 에 미리 기억시켜 있다. 여기서, 지지축 (6) 의 센터 위치 (CP) 는, 워크 (외륜) (2) 를 자유롭게 회전할 수 있도록 유지하는 백킹 플레이트 (도시 생략) 의 회전 중심선과 숫돌 (4) 의 중심선이 일치하는 위치이다.
또한, 계산에 의해 산출되는 맞춤 위치 (SX) 및 연삭 원점 위치 (S0') 와 실제 위치 사이에는 오차가 발생하는 경우가 있다. 이 오차의 정도에 따라서는, 워크 (외륜) (2) 의 내경면, 즉 외륜 궤도홈 (2s) 을 고정밀도로 연삭 가공하지 못하게 되어 버릴 우려가 있다. 그래서, 이러한 문제의 발생을 방지하기 위해, 이하의 6 개의 오차 요인을 고려하여, 맞춤 위치 (SX) 및 연삭 원점 위치 (S0') 를 산출하는 것이 바람직하다.
(1) 워크 (2) 가 외륜인 경우, 워크 (2) 를 회전 가능하게 지지하는 백킹 플레이트 (도시 생략) 의 위치 어긋남
(2) 워크 (2) 가 외륜인 경우, 외륜홈의 직경의 치수 어긋남
(3) 숫돌 (4) 의 직경 (WD) 의 측정 오차에 의한 어긋남
(4) 퀼 타입의 지지축 (6) 의 경사량 (벤딩량) 에 의한 어긋남
(5) 1 쌍의 슈로 워크 (2) 를 유지하는 경우, 당해 슈의 마모에 의한 어긋남
(6) 1 쌍의 슈로 워크 (2) 를 유지하는 경우, 당해 슈의 연마 정밀도의 어긋남
여기서, 연삭 원점 위치 (S0') 는, 맞춤 위치 (SX) 보다 후퇴한 위치이고, 그 후퇴량 (거리) 은, 후술하는 마무리 연삭을 실시할 때의 연삭 개시 위치 (즉, 갱신 연삭 원점 위치 (S0)) 보다 작아지도록 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 연삭 원점 위치 (S0') 는, 갱신 연삭 원점 위치 (S0) 와 맞춤 위치 (SX) 에 기초하여, S0'＜S0＜SX 의 관계를 만족시키도록 설정되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 맞춤 위치 (SX) 에 기초하여 (도 5(b) 의 P3), 초품 연삭 개시 위치로서의 연삭 원점 위치 (S0') 가 산출된다. 연산 처리부 (12) 는, 숫돌 (4) 을 당해 연삭 원점 위치 (S0') 에 위치 결정하고 (도 5(b) 의 P4), 당해 숫돌 (4) 을, 시험 이송 완료 위치 (ST) (ST＝SX＋A) 까지 이동시킨다. 이로써, 숫돌 (4) 은, 상기한 「시험 연삭량 (A)」분만큼, 워크 (외륜) (2) 의 내경면, 즉 외륜 궤도홈 (2s) 에 대하여 (시험) 연삭 가공을 실시한다 (도 5(b) 의 P5).
구체적으로는, 연산 처리부 (12) 는, 숫돌 (4) 을, 연삭 원점 위치 (S0') 로부터 급속 이송 완료 위치 (S1') 까지 급속 이송시킴과 함께, 급속 이송 완료 위치 (S1') 로부터 맞춤 위치 (SX) 까지 대략 이송시킨다. 그 후, 연산 처리부 (12) 는, 숫돌 (4) 을, 맞춤 위치 (SX) 로부터 시험 이송 완료 위치 (ST) 까지 시험 이송시키고, 연삭 가공을 실행한다. 이로써, 연산 처리부 (12) 는, 상기한 「시험 연삭량 (A)」분만큼, 워크 (외륜) (2) 의 내경면, 즉 외륜 궤도홈 (2s) 에 대하여 (시험) 연삭 가공을 실시한다.
「시험 연삭량 (A)」분의 연삭 가공이 완료되었을 때, 연산 처리부 (12) 는, 숫돌 (4) 을 다시 연삭 원점 위치 (S0') 에 반환시켜 (도 5(b) 의 P6), 워크 (외륜) (2) 는 언로딩된다. 이 상태에서, 연산 처리부 (12) 는, (시험) 연삭 가공이 실시된 워크 (외륜) (2) 의 내경면, 즉 외륜 궤도홈 (2s) 의 내경을 측정한다. 이 측정 결과에 기초하여, 마무리 치수가 될 때까지 연삭해야 할 잔여량 (나머지 연삭량) (R) 이 산출된다 (도 5(b) 의 P7).
여기서, 잔여량 (나머지 연삭량) (R) 의 산출 처리는, 숫돌 제어 시스템 (NC) 의 연산 처리부 (12) 에 의해 자동적으로 실시해도 되고, 혹은, 수작업이나 포스트 프로세스 (측정 게이지를 사용한 가공 완료 부위의 계측) 에 의해 실시해도 된다.
다음으로, 산출된 「나머지 연삭량 (R)」을 숫돌 제어 시스템 (NC) 의 입력 지시부 (14) 로부터 입력함으로써, 연삭 가공 사이클이 기동 (재로딩) 된다 (도 5(b) 의 P8). 이로써, 숫돌 (4) 이 보정 이송량 (H) 만큼 워크 (2) 를 향하여 전진 (접근) 하여, 갱신 연삭 원점 위치 (S0) (S0＝S0'－(S3'－ST－R)) 에 위치 결정된다 (도 5(b) 의 P9).
이 후, 연삭 가공 사이클은, 통상적인 연삭 가공 루틴에 따른 것이 된다. 연산 처리부 (12) 는, 갱신 연삭 원점 위치 (S0) 에 위치 결정된 숫돌 (4) 을 마무리 이송 완료 위치 (S3) 까지 이동시키고, 상기한 「나머지 연삭량 (R)」분만큼, 워크 (외륜) (2) 의 내경면, 즉 외륜 궤도홈 (2s) 에 대한 (마무리) 연삭 가공을 실시한다 (도 5(b) 의 P10).
구체적으로는, 숫돌 (4) 은, 갱신 연삭 원점 위치 (S0) 로부터 급속 이송 완료 위치 (S1) 까지 급속 이송됨과 함께, 당해 급속 이송 완료 위치 (S1) 로부터 대략 이송된다. 이로써, 연산 처리부 (12) 는, 숫돌 (4) 이 워크 (외륜) (2) 의 내경면, 즉, 외륜 궤도홈 (2s) 에 닿은 (접촉된) 후, 그 상태로부터 마무리 이송 완료 위치 (S3) 까지 마무리 이송되도록 제어하여, 연삭 가공을 실행한다. 이와 같이 하여, 연산 처리부 (12) 는, 상기한 「나머지 연삭량 (R)」분만큼, 워크 (외륜) (2) 의 내경면, 즉 외륜 궤도홈 (2s) 에 대하여 (마무리) 연삭 가공을 실시한다. 그리고, 숫돌 (4) 을 다시 갱신 연삭 원점 위치 (S0) 에 반환시킴으로써, 「세팅 전환 후의 초품 연삭 가공 사이클」이 완료된다.
이와 같이, 세팅 후의 최초 (초품) 의 워크 (외륜) (2) 에 대한 초품 연삭 가공 사이클이 완료된 후, 당해 최초의 워크 (외륜) (2) 와 동일한 "형번" 을 갖는 워크 (2) (2 번째 이후의 각 워크 (2)) 에 대한 연삭 가공을 실시하는 경우가 있다. 이 경우, 각 워크 (2) 에 대한 연삭 가공에서는, 갱신 연삭 원점 위치 (S0) 가, 2 번째 이후의 「통상 연삭 개시 위치」로서의 「연삭 원점 위치 (S0)」가 된다. 그리고, 연산 처리부 (12) 는, 당해 연삭 원점 위치 (S0) 로부터 급속 이송 완료 위치 (S1), 마무리 이송 완료 위치 (S3) 를 거쳐, 다시 연삭 원점 위치 (S0) 에 반환시키는 「통상 연삭 가공 사이클」을 반복 실행한다.
이상, 본 실시형태에 의하면, 워크 (외륜) (2) 의 내경면, 즉 외륜 궤도홈 (2s) 이, 마무리 치수보다 작은 치수값까지 연삭 가공되고, 그 연삭 가공 완료된 내경이 측정된다. 그 후, 그 측정 결과에 기초하여, 마무리 치수가 될 때까지 연삭해야 할 잔여량 (나머지 연삭량) 이 산출되고, 그 「나머지 연삭량」만큼 연삭 가공이 실행된다. 이로써, 티칭 작업 (맞춤 작업) 에 대한 높은 스킬이 불필요해져, 비교적 허술하게 티칭 작업을 실시하였다고 해도 (즉, 진정한 맞춤 위치 (SX) 와의 차가 어느 정도 큰 경우라 하더라도), 워크 (외륜) (2) 의 내경면, 즉 외륜 궤도홈 (2s) 을 목표한 치수대로 마무리할 수 있다. 티칭 작업을 실시하지 않고, 계산에 의해 맞춤 위치 (SX) 등을 추정하는 경우, 통상적으로는 여러 가지의 오차가 포함되게 되지만, 그러한 경우라 하더라도 본 실시형태에 의하면 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이로써, 워크의 세팅 전환에 필요로 하는 시간의 단축화를 도모할 수 있다. 또한, 인프로세스 게이지를 사용하지 않는 경우라 하더라도, 불량품의 발생을 저감시켜, 목표한 치수대로의 양품을 한 번에 언로딩시킬 수 있다. 그 결과, 워크에 대한 연삭 가공의 효율화를 비약적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기한 실시형태에 한정되는 경우는 없고, 특허 청구의 범위에 기재한 한 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있다. 예를 들어, 연삭 가공반의 시동시 (예를 들어, 매일 아침 또는 주초의 시동시, 혹은, 연삭 가공반이 장기간 정지하고 있던 후의 시동시) 에 있어서, 온도차 (예를 들어, 기온이나 수온 등) 로 인한 기계 구성의 치수 변화가 발생하는 경우가 있다. 이로써, 예를 들어 숫돌 (4) 과, 워크 (외륜) (2) 의 내경면, 즉, 외륜 궤도홈 (2s) 사이의 위치 관계가 변화되는 경우가 있지만, 이것에 영향받지 않는 「시동시의 초품 연삭 가공 사이클」을 실현할 수도 있다.
이 경우, 「시동시의 초품 연삭 가공 사이클」을 실현하기 위한 구체적인 구성에 기초하는 동작 플로우에서는, 도 5(b) 에 나타낸 플로우 차트에 대하여 추가 프로세스가 필요하다. 즉, 시험 연삭량 (A) 을 지정하는 프로세스 (도 5(b) 의 P1) 직전에, 연산 처리부 (12) 는, 전회 (직전) 실행된 연삭 가공에 있어서의 통상 연삭 개시 위치 (연삭 원점 위치 (S0)) 로부터 소정의 「여유량」만큼 후퇴시킨 위치 (워크 (외륜) (2) 로부터 이간된 위치) 에 숫돌 (4) 을 위치 결정하는 프로세스를 실시할 필요가 있다 (도 4 참조).
또한, 「여유량」은, 온도차 (예를 들어, 기온이나 수온 등) 로 인한 기계 구성의 치수 변화에 따라 설정된다. 그 때문에, 「여유량」은 여기서는 특별히 수치적으로 한정되지 않는다. 그리고, 설정된 「여유량」을, 숫돌 제어 시스템 (NC) 의 입력 지시부 (14) (도 5(b) 참조) 로부터 입력한 후의 처리는, 상기한 「세팅 전환 후의 초품 연삭 가공 사이클」과 동일한 프로세스에 따르기 때문에, 그 설명은 생략한다.
이상, 본 변형예에 의하면, 연삭 가공반의 시동시에, 온도차 (예를 들어, 기온이나 수온 등) 로 인한 기계 구성의 치수 변화가 발생한 경우라 하더라도 영향을 받지 않고, 워크 (외륜) (2) 의 내경면, 즉 외륜 궤도홈 (2s) 을 목표한 치수대로 마무리할 수 있다. 이로써, 시동에 필요로 하는 시간을 단축화할 수 있음과 함께, 인프로세스 게이지를 사용하지 않는 경우라 하더라도 불량품의 발생을 저감시켜 목표한 치수대로의 양품을 한 번에 연삭 가공할 수 있다. 그 결과, 워크에 대한 연삭 가공의 효율화를 비약적으로 향상시킬 수 있다.
본 출원은 2011년 7월 11일 출원된 일본 특허 출원 (일본 특허출원 2011-153217) 에 기초하는 것이고, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.
2 : 워크
A : 시험 연삭량
SX : 맞춤 위치
R : 나머지 연삭량 (잔여량)

Claims (8)

  1. 워크에 연삭 가공을 실시하는 숫돌과, 숫돌을 워크에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써 워크를 소정의 마무리 치수로 연삭 가공하는 숫돌 제어 시스템을 갖는 연삭 가공반으로서,
    숫돌이 최초의 워크에 접촉되는 맞춤 위치를 미리 설정하는 제 1 제어부와,
    미리 설정된 맞춤 위치에 기초하여, 맞춤 위치보다 전방측에 위치하는 초품 연삭 개시 위치에 숫돌을 위치 결정하는 제 2 제어부와,
    초품 연삭 개시 위치로부터 숫돌을 이동시켜, 워크의 외면에 연삭 가공을 실시하는 경우에는 마무리 치수보다 큰 치수값이 되도록, 워크의 내면에 연삭 가공을 실시하는 경우에는 마무리 치수보다 작은 치수값이 되도록, 맞춤 위치로부터 소정량만큼 최초의 워크에 연삭 가공을 실시한 후, 초품 연삭 개시 위치에 숫돌을 반환시키는 제 3 제어부와,
    연삭 가공이 실시된 최초의 워크의 직경을 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여, 마무리 치수가 될 때까지 연삭해야 할 잔여량을 산출하는 제 4 제어부와,
    보정 이송량 (H) (H＝0－(S3'－ST－R)) 만큼 전진시킨 위치에 숫돌을 위치 결정함과 함께, 그 위치를 2 번째 이후의 워크에 대한 연삭 가공에 있어서의 통상 연삭 개시 위치로 하고, 그 통상 연삭 개시 위치로부터 숫돌을 이동시켜, 마무리 이송 완료 위치까지 워크에 연삭 가공을 실시하는 제 5 제어부를 갖는 것을 특징으로 하고,
    상기 ST 와 관련하여, S0＝S0'－(S3'－ST－R), S0: 갱신 연삭 원점 위치, S0': 연삭 원점 위치, ST: 시험 이송 완료 위치 및 R: 나머지 연삭량인 연삭 가공반.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 제어부가, 최초의 워크와 동일한 워크를 사용하여, 숫돌이 워크에 접촉된 위치를 맞춤 위치로서 설정하는 것을 특징으로 하는 연삭 가공반.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 1 제어부가, 숫돌의 직경과 최초의 워크의 직경의 차분에 기초하여 맞춤 위치를 설정하는 것을 특징으로 하는 연삭 가공반.
  4. 제 1 항에 있어서,
    연삭 가공반의 시동시, 연삭 가공반의 구성의 치수 변화가 발생한 경우, 통상 연삭 개시 위치로부터 소정의 여유량만큼 후퇴시킨 위치에 숫돌을 위치 결정하는 제 6 제어부를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 연삭 가공반.
  5. 워크에 연삭 가공을 실시하는 숫돌과, 숫돌을 워크에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써, 워크를 소정의 마무리 치수로 연삭 가공하는 숫돌 제어 시스템을 갖는 연삭 가공반을 사용한 연삭 가공 방법으로서,
    숫돌이 최초의 워크에 접촉되는 맞춤 위치를 미리 설정하는 제 1 공정과,
    미리 설정된 맞춤 위치에 기초하여, 맞춤 위치보다 전방측에 위치하는 초품 연삭 개시 위치에 숫돌을 위치 결정하는 제 2 공정과,
    초품 연삭 개시 위치로부터 숫돌을 이동시켜, 워크의 외면에 연삭 가공을 실시하는 경우에는 마무리 치수보다 큰 치수값이 되도록, 워크의 내면에 연삭 가공을 실시하는 경우에는 마무리 치수보다 작은 치수값이 되도록, 맞춤 위치로부터 소정량만큼 최초의 워크에 연삭 가공을 실시한 후, 초품 연삭 개시 위치에 숫돌을 반환시키는 제 3 공정과,
    연삭 가공이 실시된 최초의 워크의 직경을 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여, 마무리 치수가 될 때까지 연삭해야 할 잔여량을 산출하는 제 4 공정과,
    보정 이송량 (H) (H＝0－(S3'－ST－R)) 만큼 전진시킨 위치에 숫돌을 위치 결정함과 함께, 그 위치를 2 번째 이후의 워크에 대한 연삭 가공에 있어서의 통상 연삭 개시 위치로 하고, 그 통상 연삭 개시 위치로부터 숫돌을 이동시켜, 마무리 이송 완료 위치까지 워크에 연삭 가공을 실시하는 제 5 공정을 갖는 것을 특징으로 하고,
    상기 ST 와 관련하여, S0＝S0'－(S3'－ST－R), S0: 갱신 연삭 원점 위치, S0': 연삭 원점 위치, ST: 시험 이송 완료 위치 및 R: 나머지 연삭량인 연삭 가공 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    제 1 공정에 있어서, 맞춤 위치는, 최초의 워크와 동일한 워크를 사용하여, 숫돌을 워크에 접촉시킨 위치로서 설정되는 것을 특징으로 하는 연삭 가공 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    제 1 공정에 있어서, 맞춤 위치는, 숫돌의 직경과 최초의 워크의 직경의 차분에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 연삭 가공 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    연삭 가공반의 시동시, 연삭 가공반의 구성의 치수 변화가 발생한 경우, 통상 연삭 개시 위치로부터 소정의 여유량만큼 후퇴시킨 위치에 숫돌을 위치 결정하는 제 6 공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 연삭 가공 방법.
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