KR101503616B1

KR101503616B1 - 연삭 가공반 및 연삭 가공 방법

Info

Publication number: KR101503616B1
Application number: KR1020137005926A
Authority: KR
Inventors: 다카시 니시데
Original assignee: 닛본 세이고 가부시끼가이샤
Priority date: 2011-07-04
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2015-03-18
Also published as: EP2730372A4; US9050703B2; WO2013005590A1; US20140127972A1; JP5729178B2; CN103052470A; EP2730372A1; KR20130075768A; JP2013013971A

Abstract

숫돌 (4) 지지용의 지지축 (6) 의 센터 위치 (CP) 를 기준으로, 연삭 가공 전의 최초의 워크 (2) 의 직경 (ID), 숫돌의 직경 (WD), 연삭 가공 후의 최초의 워크의 연삭 완료 위치 (S4), 및 연삭 가공 전의 2 번째 이후의 각 숫돌의 실제 연삭 개시 위치 (S0) 로부터, 최초의 워크의 임시 연삭 개시 위치 (S0') 가 연산된다. 상기 S0' 으로부터 숫돌을 이동시켜 연삭 가공을 실행하고, 연삭 완료 위치 (S4) 근방에서 숫돌을 실제의 연삭 개시 위치 S0 를 기준으로 한 연삭 완료 위치 S4 까지의 거리만큼 최초의 워크로부터 이간시킴으로써, 상기 S0 이 확정된다. 상기 S0' 는, 상기 S0 와의 사이에 여유량 (Sα) 을 고려하여, S0'=ID-WD-S4-Sα 인 연산으로 설정된다.

Description

연삭 가공반 및 연삭 가공 방법{GRINDING MACHINE 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 가지의 제안 되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).

예를 들어 워크의 세팅 전환시에, 숫돌과 워크의 위치 관계를 세팅하는 경우, 종래의 연삭 가공 기술에서는, 주축에 워크를 세팅한 후, 절입축을 수동 조작하여 절입축에 형성되어 있는 숫돌을 워크에 맞추는 티칭 작업이 행해지고 있다. 예를 들어, 내륜에 대한 티칭 작업은, 숫돌이 내륜의 내경면에 닿는 (접촉하는) 위치까지의 절입축의 수동 조작을 포함한다. 또, 외륜에 대한 티칭 작업은, 숫돌이 외륜의 궤도홈에 닿는 (접촉하는) 위치까지의 절입축의 수동 조작을 포함한다.

일본 공개특허공보 2010-76005호

그런데, 상기한 티칭 작업 (맞춤 작업) 은 숙련을 필요로 하기 때문에, 티칭 작업에 종사하는 작업자에게는, 연삭 가공에 대한 높은 스킬이 요구된다. 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.

또, 상기한 티칭 작업에서는, 작업자마다의 연삭 가공에 대한 스킬의 차이로, 워크에 대한 숫돌의 맞춤 위치에 오차가 발생하는 경우가 있다. 이 오차의 정도에 따라서는, 당해 워크에 대해 고정밀도로 연삭 가공을 실시할 수 없게 되어, 그 결과, 불량품이 발생하여 수율이 현저하게 저하되어 버릴 우려가 있다.

본 발명은, 이와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 그 목적은, 워크의 세팅 전환에 필요로 하는 시간의 단축화를 가능하게 함과 함께, 워크에 대해 숫돌을 정확하게 맞춤으로써, 당해 워크를 고정밀도로 연삭 가공 가능하게 하는 연삭 가공 기술을 제공하는 것이다.

이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 워크에 연삭 가공을 실시하는 숫돌과, 상기 숫돌을 워크에 대해 상대적으로 이동시키는 숫돌 제어 시스템을 갖는 연삭 가공반 (加工盤) 으로서, 상기 숫돌을 지지하는 지지축의 센터 위치를 기준으로, 연삭 가공 전의 최초의 워크의 직경 (ID), 숫돌의 직경 (WD), 연삭 가공 후의 최초의 워크의 연삭 완료 위치 (S4), 및 연삭 가공 전의 2 번째 이후의 각 워크에 대한 숫돌의 실제 연삭 개시 위치 (S0) 에 기초하여, 최초의 워크에 대한 숫돌의 임시 연삭 개시 위치 (S0') 를 연산에 의해 설정하는 제 1 제어부와, 제 1 제어부에서 설정된 임시 연삭 개시 위치 (S0') 에 숫돌을 위치 결정하는 제 2 제어부와, 임시 연삭 개시 위치 (S0') 로부터 숫돌을 최초의 워크에 대해 상대 이동시키면서, 당해 최초의 워크에 연삭 가공을 실행하는 제 3 제어부와, 연삭 완료 위치 (S4) 근방에서, 인프로세스 게이지로부터의 게이지 신호에 기초하여, 숫돌을, 실제의 연삭 개시 위치 S0 를 기준으로 한 연삭 완료 위치 S4 까지의 거리만큼 최초의 워크로부터 이간시킴으로써, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 를 확정하는 제 4 제어부를 구비하고 있고, 제 1 제어부가, 임시 연삭 개시 위치 (S0') 를, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 와의 사이에 소정의 여유량 (Sα) 을 고려하여, S0'=ID-WD-S4-Sα 인 연산에 의해 설정한다.

또, 본 발명에 있어서, 인프로세스 게이지는, 최초의 워크의 직경을 계측함으로써, 당해 최초의 워크의 연삭 가공 상태를 검출하고, 제 4 제어부는, 연삭 완료 위치 (S4) 근방에서, 인프로세스 게이지로부터의 게이지 신호에 기초하여, 숫돌을, 실제의 연삭 개시 위치 S0 를 기준으로 한 연삭 완료 위치 S4 까지의 거리만큼 최초의 워크로부터 이간시킴으로써, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 를 확정한다.

또, 본 발명에 있어서, 여유량 (Sα) 은, 연삭 가공 개시시에 숫돌을 최초의 워크에 대향 배치했을 때에 발생하는 오차량을 고려하여 설정된다.

또, 본 발명에 있어서, 임의의 워크에 대한 연삭 가공을 위한 세팅과, 다른 워크에 대한 연삭 가공을 위한 세팅의 전환에 있어서, 제 4 제어부는, 세팅 당초의 최초의 워크에 대한 연삭 가공에서는, 임시 연삭 개시 위치 (S0') 로부터 숫돌을 최초의 워크에 대해 상대 이동시키면서 당해 최초의 워크에 연삭 가공을 실행하고, 연삭 완료 위치 (S4) 근방에서, 인프로세스 게이지로부터의 게이지 신호에 기초하여, 숫돌을, 실제의 연삭 개시 위치 S0 를 기준으로 한 연삭 완료 위치 S4 까지의 거리만큼 최초의 워크로부터 이간시킴으로써 실제 연삭 개시 위치 (S0) 를 확정하고, 세팅 전환 후의 2 번째 이후의 각 워크에 대한 연삭 가공에서는, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 로부터 숫돌을 워크에 대해 상대 이동시키면서 당해 워크에 연삭 가공을 실행하고, 연삭 완료 위치 (S4) 근방에서, 인프로세스 게이지로부터의 게이지 신호에 기초하여, 숫돌을 실제 연삭 개시 위치 (S0) 까지 이동시키는 프로세스가 반복된다.

본 발명에 의하면, 숫돌을 워크에 맞추는 티칭 작업이 불필요해져, 워크의 세팅 전환을 자동적으로 실시할 수 있게 된다. 이로써, 워크의 세팅 전환에 필요로 하는 시간의 단축화가 가능해짐과 함께, 워크에 대해 숫돌을 정확하게 맞춤으로써 당해 워크를 고정밀도로 연삭 가공하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 발명에 의하면, 불량품의 발생을 저감시킬 수 있어, 연삭 가공 효율이 우수한 연삭 가공 기술을 실현할 수 있다.

도 1(a) 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 연삭 가공반에 있어서, 연삭 개시 위치와 연삭 완료 위치의 위치 관계를 나타내는 모식도, 도 1(b) 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 연삭 가공 방법을 실현하기 위한 연삭 사이클의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2(a) 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 연삭 가공반에 있어서, 숫돌 제어 시스템의 구성을 나타내는 블록도, 도 2(b) 는, 워크의 세팅 전환시에 있어서의 최초의 연삭 가공 프로세스를 나타내는 플로우 차트, 도 2(c) 는, 연삭 가공 사이클의 서브루틴을 나타내는 플로우 차트이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 연삭 가공 기술에 대하여, 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도 1(a) 및 도 2(a) 에는, 본 실시형태의 연삭 가공 기술을 실현하기 위한 연삭 가공반의 구성이 도시되어 있다. 연삭 가공반은, 워크 (2) 에 연삭 가공을 실시하는 숫돌 (4) 과, 숫돌 (4) 을 워크 (2) 에 대해 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 서원 (緖元) 이 미리 등록된 워크 제원 데이터베이스 (10) 와, 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 가공에서 숫돌 (4) 을 이동시키는 위치 (예를 들어, 급속 이송 완료 위치 (S1), 대략 이송 완료 위치 (S2), 마무리 이송 완료 위치 (S3), 정밀 마무리 이송 완료 위치 (S4) 등의 연삭 이송 위치) 등의 정보를, 이들 제원의 예로서 들 수 있다. 또한, 급속 이송 완료 위치 (S1) 는, 연삭 가공시에 숫돌 (4) 이 처음으로 워크 (2) 에 닿을 때까지의 범위를 가리키고, 바꾸어 말하면, 숫돌 (4) 이 워크 (2) 에 닿지 않는 범위를 가리킨다. 각 위치 (S2, S3, S4) 는, 숫돌 (4) 이 워크 (2) 에 맞춰진 후의, 대략 이송 연삭, 마무리 이송 연삭, 정밀 마무리 이송 연삭의 각 연삭 이송이 실행될 때까지의 범위를 각각 가리킨다 (도 1(b) 참조).

연산 처리부 (12) 에는, 상기한 제원에 기초하여, 연삭 가공에 필요한 각종의 연산 처리를 실행하기 위한 컴퓨터 (도시 생략) 가 내장되어 있다. 당해 컴퓨터는, 각종 연산 처리 프로그램이 기억된 ROM (도시 생략) 과, 연산 처리 프로그램을 실행하기 위한 작업 영역을 규정하는 RAM (도시 생략) 과, RAM 상에서 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 대해 상대적으로 이동되어, 당해 워크 (2) 에 대한 연삭 가공 (상기한 대략 이송 연삭, 마무리 이송 연삭, 정밀 마무리 이송 연삭의 각 연삭 이송) 을 실행할 수 있다. 이 경우, 지지축 (6) 은, 예를 들어 AC 서보모터 (도시 생략) 에 의해 이송 제어, 회전 제어된다. 이로써, 상기한 연삭 이송 위치 (S0, S1, S2, S3, S4) 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 서보모터의 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 서보모터를 동작 (회전) 시킨다. 이와 같은 순서를, 최종적으로 목표값에 도달하거나, 허용 범위에 들어갈 때까지 반복함으로써, 상기한 연삭 이송 위치 (S0, S1, S2, S3, S4) 까지의 숫돌 (4) 의 이동 제어가 행해진다.

또한, 다른 방법으로서, 예를 들어 AC 서보모터의 현재 위치 정보 (좌표) 를 디지털적으로 기록해 두는 것도 가능하다. 이 정보에 대해 목표 위치 (좌표) 신호까지의 차분을 부여함으로써 숫돌 (4) 을 목표값에 한번에 도달시키도록, 상기한 연삭 이송 위치 (S0, S1, S2, S3, S4) 까지 숫돌 (4) 의 이동이 제어되어도 된다. 그렇게 함으로써, 워크 (2) 의 세팅 전환에서부터 연삭 가공에 이르는 루틴의 효율화를 도모할 수 있다.

여기서, 워크 (2) 의 연삭 가공 상태는, 인프로세스 게이지 (16) 에 의해 항상 검출되고 있다. 워크 (2) 의 직경 (내경) (ID) 이 미리 설정된 값 (예를 들어, 소정의 마무리 치수) 이 되었을 때, 그것을 나타내는 게이지 신호가, 인프로세스 게이지 (16) 로부터 숫돌 제어 시스템 (NC) (구체적으로는, 연산 처리부 (12)) 에 출력된다.

또한, 인프로세스 게이지 (16) 에는, 1 쌍의 촉침 (16a) 이 대향하여 형성되어 있어, 이 1 쌍의 촉침 (16a) 을 워크 (2) 의 연삭 가공 부위에 세팅함으로써, 그 워크 (2) 의 연삭 가공 상태를 항상 검출할 수 있다. 이 경우, 연삭 가공 중에 있어서의 워크 (2) 의 편심의 영향을 캔슬하기 위해, 워크 (2) 의 직경 (내경) (ID) 이 계측되도록 1 쌍의 촉침 (16a) 을 세팅하는 것이 바람직하다.

또, 인프로세스 게이지 (16) 로부터의 게이지 신호가 출력되었을 때 (바꾸어 말하면, 인프로세스 게이지 (16) 로부터의 게이지 신호가 연산 처리부 (12) 에 입력되었을 때), 연산 처리부 (12) 는 이 게이지 신호에 기초하여 연삭반 본체 (8) 를 제어한다. 이로써, 워크 (2) 에 대한 숫돌 (4) 의 이동 상태 (구체적으로는, 상기한 대략 이송 연삭, 마무리 이송 연삭, 정밀 마무리 이송 연삭의 각 연삭 이송) 가 전환된다 (도 1(b) 참조).

예를 들어, 대략 이송 중에 게이지 신호 1 이 입력되었을 때에는, 연산 처리부 (12) 가, 그 후의 숫돌 (4) 의 이동 상태 (연삭 이송) 를 마무리 이송으로 전환한다. 또, 예를 들어 마무리 이송 중에 게이지 신호 2 가 입력되었을 때에는, 연산 처리부 (12) 가, 그 후의 숫돌 (4) 의 이동 상태 (연삭 이송) 를 정밀 마무리 이송으로 전환한다. 그리고, 예를 들어 정밀 마무리 이송 중에 게이지 신호 3 이 입력되었을 때에는, 연산 처리부 (12) 가, 숫돌 (4) 을 실제 연삭 개시 위치 (S0) 까지 반환한다.

여기서, 본 실시형태의 연삭 가공 기술에 있어서, 구체적인 구성에 기초하는 동작 플로우에 대하여 설명한다. 본 동작 플로우에서는, 워크 (2) 의 일례로서, 내륜이 사용된다. 또, 연삭 가공을 실시하는 부위는, 통상적으로, 예를 들어 워크 (2) 의 내경면이나 외경면인데, 여기서는 일례로서, 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 에 대해 연삭 가공이 실시된다.

또, 본 동작 플로우에서는, 특히, 임의의 워크 (2) 에 대한 연삭 가공을 위한 세팅과, 다른 워크 (2) 에 대한 연삭 가공을 위한 세팅이 전환된다. 즉, 본 동작 플로우에서는, 「형번」이 상이한 워크 (내륜) (2) 에 대한 세팅의 전환이 이루어진다. 여기서는, 세팅의 전환 전, 즉, 최초의 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 에 대한 연삭 가공 프로세스에 대하여 설명한다. 이 경우, 상기한 인프로세스 게이지 (16) 의 1 쌍의 촉침 (16a) 은, 워크 (내륜) (2) 의 내경, 즉, 내경면 (2s) 의 직경 (ID) 을 계측하도록 세팅된다.

도 2(a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 입력 지시부 (14) 로부터 새 「형번」데이터가 입력되고, 해당하는 최초의 워크 (내륜) (2) 가 지정되면 (도 2(b) 의 P1), 이로 인해, 지정된 워크 (내륜) (2) 의 직경 (내경) (ID) 이 정해진다. 계속해서, 입력 지시부 (14) 로부터 숫돌 (4) 의 직경 (WD) 이 입력, 지정된다 (도 2(b) 의 P2). 이로써, 숫돌 제어 시스템 (NC) 은, 세팅 전환 전의 최초의 워크 (내륜) (2) 에 대한 연삭 가공시에, 워크 (2) 의 내경면 (2s) 에 대해 숫돌 (4) 을 위치 결정시켜야 하는 임시 연삭 개시 위치 (S0') 를, 연산에 의해 설정한다 (도 2(b) 의 P3).

임시 연삭 개시 위치 (S0') 의 연산은, 연산 처리부 (12) 에 의해, 워크 제원 데이터베이스 (10) 에 등록된 당해 최초의 워크 (내륜) (2) 의 제원에 기초하여 행해진다. 즉, 숫돌 (4) 을 지지하는 지지축 (6) 의 센터 위치 (CP) 를 기준으로, 연삭 가공 전의 최초의 워크 (내륜) (2) 의 직경 (내경) (ID), 숫돌의 직경 (WD), 연삭 가공 후의 최초의 워크 (내륜) (2) 의 연삭 완료 위치 (S4), 및 연삭 가공 전의 2 번째 이후의 각 워크 (내륜) (2) 에 대한 숫돌 (4) 의 실제 연삭 개시 위치 (S0) 로부터, 최초의 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 에 대한 숫돌 (4) 의 임시 연삭 개시 위치 (S0') 가 연산된다.

또한, 숫돌 (4) 을 지지하는 지지축 (6) 의 센터 위치 (CP) 는, 지지축 (6) 의 이송 제어용 AC 서보모터의 제어용 정보로서, 연산 처리부 (12) 에 미리 기억되어 있다. 여기서, 숫돌 (4) 을 지지하는 지지축 (6) 의 센터 위치 (CP) 는, 워크 (내륜) (2) 를 자유롭게 회전할 수 있게 유지하는 백킹 플레이트 (도시 생략) 의 회전 중심선과, 숫돌 (4) 의 중심선이 일치하는 위치이다.

본 실시형태에서는, 임시 연삭 개시 위치 (S0') 가, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 와의 사이의 소정의 여유량 (Sα) 을 고려하여, 연산 처리부 (12) 에 의해 후술하는 연산에 의해 설정된다. 이 때, 여유량 (Sα) 은, 연삭 가공 개시시에 최초의 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 에 숫돌 (4) 을 대향 배치시켰을 때 (도 1(a) 참조) 에 발생하는 오차량을 고려하여 설정된다. 이 경우, 여유량 (Sα) 으로서 가미되는 오차량으로는, 예를 들어 이하의 6 가지의 요인이 상정된다. 또한, 이하의 요인은 일례이며, 이로 인해 본 발명의 기술적 범위가 한정되지 않으며, 이 이외의 요인도 여유량 (Sα) 의 오차량으로서 가미할 수 있다.

(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, 외륜 홈 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

구체적으로는, 연산 처리부 (12) 에 의해, 임시 연삭 개시 위치 (S0') 가, 연삭 가공 전의 최초의 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 으로부터 비교적 크게 이간된 위치로 설정된다. 연산 처리부 (12) 는, 이 설정 데이터에 기초하여 연삭반 본체 (8) 를 제어하고, 지지축 (6) 을 이송 제어, 회전 제어함으로써, 임시 연삭 개시 위치 (S0') 에 숫돌 (4) 을 정지 위치 제어한다. 이 때, 숫돌 (4) 은, 임시 연삭 개시 위치 (S0') 로 위치 결정된다 (도 2(b) 의 P4).

다음으로, 연산 처리부 (12) 는, 임시 연삭 개시 위치 (S0') 로부터 최초의 워크 (내륜) (2) 에 대해 숫돌 (4) 을 상대 이동시키면서, 당해 최초의 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 으로의 연삭 가공을 실행한다 (도 2(b) 의 P5). 구체적으로는, 최초의 워크 (내륜) (2) 에 대한 연삭 가공은, 도 2(c) 에 나타낸 연삭 가공 사이클에 따라 실행된다.

먼저, 도 1(b) 및 도 2(c) 에 나타내는 바와 같이, 연산 처리부 (12) 는, 임시 연삭 개시 위치 (S0') 에서부터 급속 이송 완료 위치 (S1) 까지 숫돌 (4) 을 이동 (급속 이송) 시킨다 (도 2(c) 의 T1). 다음으로, 연산 처리부 (12) 는, 연삭반 본체 (8) 를 제어하고, 숫돌 (4) 의 이동 상태를 급속 이송에서 대략 이송 상태로 전환한다. 그 후, 숫돌 (4) 이 최초의 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 에 맞춰진 상태에서, 숫돌 (4) 이 이동 (대략 이송) 되면서 대략 이송 연삭이 개시된다 (도 2(c) 의 T2).

대략 이송 연삭이 실행되고 있는 동안에, 최초의 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 에 대한 연삭 가공 상태는, 인프로세스 게이지 (16) 의 1 쌍의 촉침 (16a) 에 의해 항상 검출된다 (도 2(c) 의 T3). 대략 이송 완료 위치 (S2) 근방에서, 인프로세스 게이지 (16) 로부터의 게이지 신호 1 이, 연산 처리부 (12) 에 출력된다.

연산 처리부 (12) 는, 입력된 게이지 신호 1 에 기초하여 (도 2(c) 의 T4), 연삭반 본체 (8) 를 제어하고, 최초의 워크 (내륜) (2) 에 대한 숫돌 (4) 의 이동 상태를, 대략 이송 연삭에서 마무리 이송 연삭으로 전환한다. 이로써, 마무리 이송 연삭이 개시된다 (도 2(c) 의 T5).

마무리 이송 연삭이 실행되고 있는 동안에, 최초의 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 에 대한 연삭 가공 상태는, 인프로세스 게이지 (16) 의 1 쌍의 촉침 (16a) 에 의해 항상 검출된다 (도 2(c) 의 T6). 마무리 이송 완료 위치 (S3) 근방에서, 인프로세스 게이지 (16) 로부터의 게이지 신호 2 가, 연산 처리부 (12) 에 출력된다.

연산 처리부 (12) 는, 입력된 게이지 신호 2 에 기초하여 (도 2(c) 의 T7), 연삭반 본체 (8) 를 제어하고, 최초의 워크 (내륜) (2) 에 대한 숫돌 (4) 의 이동 상태를, 마무리 이송 연삭에서 정밀 마무리 이송 연삭으로 전환한다. 이로써, 정밀 마무리 이송 연삭이 개시된다 (도 2(c) 의 T8).

정밀 마무리 이송 연삭이 실행되고 있는 동안에, 최초의 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 에 대한 연삭 가공 상태는, 인프로세스 게이지 (16) 의 1 쌍의 촉침 (16a) 에 의해 항상 검출된다 (도 2(c) 의 T9). 정밀 마무리 이송 완료 위치 (S4) 근방에서, 인프로세스 게이지 (16) 로부터의 게이지 신호 3 이, 연산 처리부 (12) 에 출력된다.

연산 처리부 (12) 는, 입력된 게이지 신호 3 에 기초하여 (도 2(c) 의 T10), 연삭반 본체 (8) 를 제어하고, 최초의 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 으로부터 이간되는 방향을 향하여 숫돌 (4) 을 반환한다. 이 때, 반환량은 S4 에 상당하는 양이며, 숫돌 (4) 은, 당해 반환량만큼, 최초의 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 으로부터 이간된다 (도 2(c) 의 T11).

이로써, 도 2(b) 에 나타낸 세팅 당초의 연삭 가공 프로세스에 있어서, 연산 처리부 (12) 에 의해, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 가 확정된다 (도 2(b) 의 P6). 또한, 상기한 정밀 마무리 이송 연삭은, 퀼 벤딩의 작용을 이용함으로써, 생략할 수 있다. 그 경우에도, 상기한 게이지 신호 3 의 입력에 기초하여, 숫돌 (4) 의 반환 제어가 행해진다. 또한, 이 경우, 게이지 신호 2 의 입력은 생략된다. 이 때, 반환량은 S4 분에 상당하는 양이며, 숫돌 (4) 은, 당해 반환량만큼, 최초의 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 으로부터 이간된다.

이 때, 연산 처리부 (12) 는, 확정된 실제 연삭 개시 위치 (S0) 에 기초하고, 상기한 소정의 여유량 (Sα) 을 고려하여, 임시 연삭 개시 위치 (S0') 를 이하의 식에 의해 설정한다.

S0'=ID-WD-S4-Sα

이와 같이, 본 실시형태의 연삭 가공 기술에 의하면, 임시 연삭 개시 위치 (S0') 로부터, 세팅 당초의 최초의 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 에 대해 숫돌 (4) 을 상대 이동시키면서, 당해 최초의 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 의 연삭 가공을 실행할 수 있다. 그리고, 연삭 완료 위치 (S4) 근방에서, 인프로세스 게이지 (16) 로부터의 게이지 신호 3 에 기초하여, 숫돌 (4) 을, 실제의 연삭 개시 위치 S0 를 기준으로 한 연삭 완료 위치 S4 까지의 거리만큼 최초의 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 으로부터 이간시킴으로써, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 를 확정시킨다.

그리고, 세팅 전환 후의 2 번째 이후의 각 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 에 대한 연삭 가공에서는, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 로부터 숫돌 (4) 을 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 에 대해 상대 이동시키면서, 당해 워크 (내륜) (2) 의 내경면 (2s) 에 대한 연삭 가공이 실행된다. 연삭 가공이 연삭 완료 위치 (S4) 근방에서, 인프로세스 게이지 (16) 로부터의 게이지 신호 3 에 기초하여, 숫돌 (4) 을, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 까지 이동시키는 프로세스가 다시 반복된다.

또한, 워크 (2) 의 외경에는 개체차가 있고, 또한 워크 (2) 가 연삭부에 고정되는 위치는 워크 (2) 마다 미소하게 변동된다. 이러한 점에서, 인프로세스 게이지 (16) 로부터 게이지 신호가 출력되는 시점에 있어서의 숫돌의 위치는, 워크 (2) 마다 미소하게 변동된다. 게이지 신호는, 숫돌이 각 위치 (S2, S3, S4) 까지 아직 도달하지 않은 경우나, 또는 각 위치 (S2, S3, S4) 를 약간 지나친 경우에 출력되는 경우가 있다. 본 명세서에 있어서는, 이와 같이 위치 (S2, S3, S4) 를 향하여 숫돌을 이동시키는 과정에서 게이지 신호가 출력되는 것을, 각 위치 (S2, S3, S4) 의 「근방」에서 게이지 신호가 출력되는 것으로서 설명하고 있다.

이상, 본 실시형태에 의하면, 상기한 티칭 작업 (맞춤 작업) 이 불필요해지기 때문에, 워크 (내륜) (2) 와 숫돌 (4) 의 위치 관계의 세팅을 자동적으로 실시할 수 있다. 이로써, 워크 (내륜) (2) 의 세팅 전환에 필요로 하는 시간의 단축화를 도모할 수 있기 때문에, 워크 (내륜) (2) 에 대한 연삭 가공의 효율화를 도모할 수 있다.

이 경우, 세팅의 전환에 종사하는 작업자마다의 연삭 가공에 대한 스킬에 우열이 있었다고 하더라도, 워크 (내륜) (2) 에 대해 숫돌 (4) 을 정확하게 맞출 수 있다. 이로써, 워크 (내륜) (2) 에 대해 고정밀도로 연삭 가공을 실시할 수 있기 때문에, 불량품의 발생을 저감시킬 수 있고, 그 결과, 수율을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위에 기재한 한에 있어서 여러 가지로 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 또한, 상기한 실시형태에서는, 워크 (2) 로서 내륜을 상정하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 워크 (2) 로서의 외륜의 내경면 (예를 들어, 외륜 궤도홈) 에 대한 연삭 가공에 대하여, 상기한 실시형태에 관련된 기술 사상을 적용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

본 출원은 2011년 7월 11일에 출원된 일본 특허출원 (일본 특허출원 2011-148538호) 에 기초하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.

2 : 워크 (내륜, 외륜)
4 : 숫돌
6 : 지지축 (절입축, 서보축)
CP : 지지축의 센터 위치 (중심)
ID : 연삭 가공 전의 워크의 직경 (내경)
WD : 숫돌의 직경
S4 : 연삭 완료 위치
S0 : 실제 연삭 개시 위치
S0' : 임시 연삭 개시 위치
Sα : 여유량

Claims

워크에 연삭 가공을 실시하는 숫돌과, 상기 숫돌을 워크에 대해 상대적으로 이동시키는 숫돌 제어 시스템을 갖는 연삭 가공반으로서,
상기 숫돌을 지지하는 지지축의 센터 위치를 기준으로, 연삭 가공 전의 최초의 워크의 직경 (ID), 숫돌의 직경 (WD), 연삭 가공 후의 최초의 워크의 연삭 완료 위치 (S4), 및 연삭 가공 전의 2 번째 이후의 각 워크에 대한 숫돌의 실제 연삭 개시 위치 (S0) 에 기초하여, 최초의 워크에 대한 숫돌의 임시 연삭 개시 위치 (S0') 를 연산에 의해 설정하는 제 1 제어부와,
제 1 제어부에서 설정된 임시 연삭 개시 위치 (S0') 에 숫돌을 위치 결정하는 제 2 제어부와,
임시 연삭 개시 위치 (S0') 로부터 숫돌을 최초의 워크에 대해 상대 이동시키면서, 당해 최초의 워크에 연삭 가공을 실행하는 제 3 제어부와,
연삭 완료 위치 (S4) 근방에서, 인프로세스 게이지로부터의 게이지 신호에 기초하여, 숫돌을, 실제의 연삭 개시 위치 S0 를 기준으로 한 연삭 완료 위치 S4 까지의 거리만큼 최초의 워크로부터 이간시킴으로써, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 를 확정하는 제 4 제어부를 구비하고 있고,
제 1 제어부가, 임시 연삭 개시 위치 (S0') 를, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 와의 사이에 소정의 여유량 (Sα) 을 고려하여,
S0'=ID-WD-S4-Sα
인 연산에 의해 설정하는 것을 특징으로 하는 연삭 가공반.
제 1 항에 있어서,
인프로세스 게이지는, 최초의 워크의 직경을 계측함으로써, 당해 최초의 워크의 연삭 가공 상태를 검출하고,
제 4 제어부는, 연삭 완료 위치 (S4) 근방에서, 인프로세스 게이지로부터의 게이지 신호에 기초하여, 숫돌을, 실제의 연삭 개시 위치 S0 를 기준으로 한 연삭 완료 위치 S4 까지의 거리만큼 최초의 워크로부터 이간시킴으로써, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 를 확정하는 것을 특징으로 하는 연삭 가공반.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
여유량 (Sα) 은, 연삭 가공 개시시에 숫돌을 최초의 워크에 대향 배치했을 때에 발생하는 오차량을 고려하여 설정되는 것을 특징으로 하는 연삭 가공반.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
임의의 워크에 대한 연삭 가공을 위한 세팅과, 다른 워크에 대한 연삭 가공을 위한 세팅의 전환에 있어서, 제 4 제어부는,
세팅 당초의 최초의 워크에 대한 연삭 가공에서는, 임시 연삭 개시 위치 (S0') 로부터 숫돌을 최초의 워크에 대해 상대 이동시키면서 당해 최초의 워크에 연삭 가공을 실행하고, 연삭 완료 위치 (S4) 근방에서, 인프로세스 게이지로부터의 게이지 신호에 기초하여, 숫돌을, 실제의 연삭 개시 위치 S0 를 기준으로 한 연삭 완료 위치 S4 까지의 거리만큼 최초의 워크로부터 이간시킴으로써 실제 연삭 개시 위치 (S0) 를 확정하고,
세팅 전환 후의 2 번째 이후의 각 워크에 대한 연삭 가공에서는, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 로부터 숫돌을 워크에 대해 상대 이동시키면서 당해 워크에 연삭 가공을 실행하고, 연삭 완료 위치 (S4) 근방에서, 인프로세스 게이지로부터의 게이지 신호에 기초하여, 숫돌을 실제 연삭 개시 위치 (S0) 까지 이동시키는 프로세스가 반복되는 것을 특징으로 하는 연삭 가공반.
제 3 항에 있어서,
임의의 워크에 대한 연삭 가공을 위한 세팅과, 다른 워크에 대한 연삭 가공을 위한 세팅의 전환에 있어서, 제 4 제어부는,
세팅 당초의 최초의 워크에 대한 연삭 가공에서는, 임시 연삭 개시 위치 (S0') 로부터 숫돌을 최초의 워크에 대해 상대 이동시키면서 당해 최초의 워크에 연삭 가공을 실행하고, 연삭 완료 위치 (S4) 근방에서, 인프로세스 게이지로부터의 게이지 신호에 기초하여, 숫돌을, 실제의 연삭 개시 위치 S0 를 기준으로 한 연삭 완료 위치 S4 까지의 거리만큼 최초의 워크로부터 이간시킴으로써 실제 연삭 개시 위치 (S0) 를 확정하고,
세팅 전환 후의 2 번째 이후의 각 워크에 대한 연삭 가공에서는, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 로부터 숫돌을 워크에 대해 상대 이동시키면서 당해 워크에 연삭 가공을 실행하고, 연삭 완료 위치 (S4) 근방에서, 인프로세스 게이지로부터의 게이지 신호에 기초하여, 숫돌을 실제 연삭 개시 위치 (S0) 까지 이동시키는 프로세스가 반복되는 것을 특징으로 하는 연삭 가공반.
워크에 연삭 가공을 실시하는 숫돌과, 숫돌을 워크에 대해 상대적으로 이동시키는 숫돌 제어 시스템을 갖는 연삭 가공반을 사용한 연삭 가공 방법으로서,
숫돌을 지지하는 지지축의 센터 위치를 기준으로, 연삭 가공 전의 최초의 워크의 직경 (ID), 숫돌의 직경 (WD), 연삭 가공 후의 최초의 워크의 연삭 완료 위치 (S4), 연삭 가공 전의 2 번째 이후의 각 워크에 대한 숫돌의 실제 연삭 개시 위치 (S0) 로 하고, 최초의 워크에 대한 숫돌의 임시 연삭 개시 위치 (S0') 를 연산에 의해 설정하는 제 1 공정과,
제 1 공정에서 설정된 임시 연삭 개시 위치 (S0') 에 숫돌을 위치 결정하는 제 2 공정과,
임시 연삭 개시 위치 (S0') 로부터 숫돌을 최초의 워크에 대해 상대 이동시키면서, 당해 최초의 워크에 연삭 가공을 실행하는 제 3 공정과,
연삭 완료 위치 (S4) 근방에서, 숫돌을, 실제의 연삭 개시 위치 S0 를 기준으로 한 연삭 완료 위치 S4 까지의 거리만큼 최초의 워크로부터 이간시킴으로써, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 를 확정하는 제 4 제어부를 갖고 있고,
제 1 공정에 있어서, 임시 연삭 개시 위치 (S0') 는, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 와의 사이에 소정의 여유량 (Sα) 을 고려하여,
S0'=ID-WD-S4-Sα
인 연산에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 연삭 가공 방법.
제 6 항에 있어서,
인프로세스 게이지에 의해 최초의 워크의 직경을 계측함으로써, 당해 최초의 워크의 연삭 가공 상태가 검출되고 있고,
제 4 공정에 있어서, 연삭 완료 위치 (S4) 근방에서, 인프로세스 게이지로부터의 게이지 신호에 기초하여, 숫돌을, 실제의 연삭 개시 위치 S0 를 기준으로 한 연삭 완료 위치 S4 까지의 거리만큼 최초의 워크로부터 이간시킴으로써, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 를 확정하는 것을 특징으로 하는 연삭 가공 방법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
여유량 (Sα) 은, 연삭 가공 개시시에 숫돌을 최초의 워크에 대향 배치시켰을 때에 발생하는 오차량을 고려하여 설정된 것을 특징으로 하는 연삭 가공 방법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
임의의 워크에 대한 연삭 가공을 위한 세팅과, 다른 워크에 대한 연삭 가공을 위한 세팅의 전환에 있어서, 제 4 공정에서는,
세팅 당초의 최초의 워크에 대한 연삭 가공에서는, 임시 연삭 개시 위치 (S0') 로부터 숫돌을 최초의 워크에 대해 상대 이동시키면서 당해 최초의 워크에 연삭 가공을 실행하고, 연삭 완료 위치 (S4) 근방에서, 인프로세스 게이지로부터의 게이지 신호에 기초하여, 숫돌을, 실제의 연삭 개시 위치 S0 를 기준으로 한 연삭 완료 위치 S4 까지의 거리만큼 최초의 워크로부터 이간시킴으로써 실제 연삭 개시 위치 (S0) 를 확정하고,
세팅 전환 후의 2 번째 이후의 각 워크에 대한 연삭 가공에서는, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 로부터 숫돌을 워크에 대해 상대 이동시키면서 당해 워크에 연삭 가공을 실행하고, 연삭 완료 위치 (S4) 근방에서, 인프로세스 게이지로부터의 게이지 신호에 기초하여, 숫돌을 실제 연삭 개시 위치 (S0) 까지 이동시키는 프로세스가 반복되는 것을 특징으로 하는 연삭 가공 방법.
제 8 항에 있어서,
임의의 워크에 대한 연삭 가공을 위한 세팅과, 다른 워크에 대한 연삭 가공을 위한 세팅의 전환에 있어서, 제 4 공정에서는,
세팅 당초의 최초의 워크에 대한 연삭 가공에서는, 임시 연삭 개시 위치 (S0') 로부터 숫돌을 최초의 워크에 대해 상대 이동시키면서 당해 최초의 워크에 연삭 가공을 실행하고, 연삭 완료 위치 (S4) 근방에서, 인프로세스 게이지로부터의 게이지 신호에 기초하여, 숫돌을, 실제의 연삭 개시 위치 S0 를 기준으로 한 연삭 완료 위치 S4 까지의 거리만큼 최초의 워크로부터 이간시킴으로써 실제 연삭 개시 위치 (S0) 를 확정하고,
세팅 전환 후의 2 번째 이후의 각 워크에 대한 연삭 가공에서는, 실제 연삭 개시 위치 (S0) 로부터 숫돌을 워크에 대해 상대 이동시키면서 당해 워크에 연삭 가공을 실행하고, 연삭 완료 위치 (S4) 근방에서, 인프로세스 게이지로부터의 게이지 신호에 기초하여, 숫돌을 실제 연삭 개시 위치 (S0) 까지 이동시키는 프로세스가 반복되는 것을 특징으로 하는 연삭 가공 방법.