WO2002006008A1

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Publication number: WO2002006008A1
Application number: PCT/JP2001/006040
Authority: WO
Inventors: Masahiro Mizuno
Original assignee: Japan Science And Technology Corporation
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2001-07-12
Publication date: 2002-01-24
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Description

明細書接触放電ツルーィング · ドレツシング方法およびその装置技術分野

本発明は、二重リング形回転電極による接触放電ツル一イング' ドレッシング方法およびその装置に関するものである。背景技術

超砥粒砥石は従来砥石に比べて摩耗が少なく、高精度な形状創成加工に適している。しかし、その反面、ツル一イング · ドレッシングが困難であるため、広くは普及していないのが現状である。

超砥粒砥石のうち、金属等を結合剤に用いた導電性砥石については放電ツル一イング · ドレッシング、電解ドレツシングなどの手法が適用される（砥粒加工学会誌 Vo 1. 3 9、 No. 5 1 9 9 5, SEP, P. 2 1、 P. 22、 P. 2

5、 P. 2 6参照）が、従来の方法はいずれも液中で行う方法であり、金型製造業界で一般的に行われている乾式研削盤には適しなかった。また、上記方法では、砥石主軸にブラシを用いて給電する必要があり、簡便ではなかった。

これに対し、絶縁性の砥石を挟んだ一対の電極に電圧を与え、これを導電性砥石で研削し、その際生じる接触放電現象を利用した接触放電ツル一イング' ドレッシング法がある（砥粒加工学会誌 Vo 1. 3 9、 No. 5 1 9 9 5, SEP, P. 24参照）。この方法は、砥石主軸にブラシを用いて給電する必要がないので簡便である。

しかし、この従来の接触放電ツル一イング · ドレッシング法では、電極に対する砥石の切込み量や電極の送り速度を一定にして電極を砥石で研削するため、安定した接触放電現象が得られず、場合によっては砥石作業面の円周に周期的凹凸が生じるといった問題が発生した（ 1 9 9 0年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集、 9 3 3〜9 34頁参照）。また、主に機械的に電極を削るため電極の消耗が激しかった。さらに、この接触放電ツル一イング' ドレッシング法は非導電性の砥石には適用することができなかった。

この他に、回転させた従来砥石を用い、結合剤（通常は金属以外の結合剤）を機械的に削り落とすことで砥粒を脱落させるツル一イング' ドレッシング法が数種ある（砥粒加工学会誌 V o 1 . 3 9、 N o . 5 1 9 9 5 , S E P, P . 8〜 1 1参照）。

し力、し、いずれの方法も乾式で適用した場合、大量の砥粒が飛散し、工作機械の寿命や人体に悪影響を与えるため問題となっていた。また、機械的な力によるツル一イング' ドレッシングであるため、 V字形の鋭い刃先形状を創成しようとすると刃先が欠けるという問題があつた。

また、上記のいずれのツル一イング. ドレッシング法においても、砥石の真円度の大きさをモニタリングしながらツルーィング · ドレツシングする方策が採られていなかった。そのため、荒から仕上げへのツル一ィング■ ドレツシング条件の移行を自動で連続的に行うことができなかった。また、ツル一イング' ドレツシングをどの時点で終了すべきかを、ツル一イング · ドレッシングを行いながら判断することができなかった。

さらに、上記のいずれのツル一イング · ドレッシング法においても、ツル一ィングによる砥石半径減少量をモニタリングしながらツル一イング · ドレッシングする方策が採られていなかった。そのため、インプロセスツル一イング' ドレツシングにおいてツールパス（工具経路）を補正しながら加工を行うことができなかった。発明の開示

上記したように、従来のいずれのツル一イング · ドレッシング法も、種々の問題を有していた。

本発明は、上記状況に鑑みて、超砥粒砥石、特に金属の結合剤を有する超砥粒碟石のツル一イング · ドレッシングを極めて簡便に行うことができる接触放電ッルーイング · ドレッシング方法およびその装置を提供することを目的とする。本発明は、上記目的を達成するために、

〔 1〕 D C電圧またはパルス電圧を与えた一対の電極に対し、回転させた導電性被ツル一イング- ドレッシング砥石を接触させ、断続的に正電極一電極の切り屑一砥石結合剤一電極の切り屑一負電極から構成される回路を開閉させる際に生じる接触放電により、前記導電性被ツル一イング' ドレッシング砥石がツルーィング · ドレツシングされる接触放電ツルーィング · ドレツシング方法であつて、絶縁体で絶縁された二重リング形回転電極の側面の一部を一対の電極として用いることを特徴とする。

〔2〕 D C電圧またはパルス電圧を与えた一対の電極に対し、回転させた非導電性被ツルーィング · ドレツシング砥石を接触させ、断続的に正電極一電極の切り屑—負電極から構成される回路を開閉させる際に生じる接触放電により、前記非導電性被ツル一^ rング · ドレツシング砥石がツル一ィング · ドレツシングされる接触放電ツル一イング · ドレッシング方法であって、厚さが数百; m以下の絶縁体で絶縁された二重リング形回転電極の側面の一部を一対の電極として用いることを特徴とする。

〔3〕 D C電圧またはパルス電圧を与えた一対の電極に対し、回転させた導電性被ツル一イング · ドレッシング砥石を接触させ、断続的に正電極—電極の切り屑—砥石結合剤—電極の切り屑一負電極から構成される回路を開閉させる際に生じる接触放電により、前記導電性被ツル一イング' ドレッシング砥石がツル一ィング■ ドレッシングされる接触放電ツル一イング · ドレッシング装置であって、絶縁体で絶縁された二重リング形回転電極と、この二重リング形回転電極の側面の一部からなる一対の電極とを具備することを特徵とする。

〔4〕 D C電圧またはパルス電圧を与えた一対の電極に対し、回転させた非導電性被ツル一イング' ドレッシング砥石を接触させ、断続的に正電極—電極の切り屑—負電極から構成される回路を開閉させる際に生じる接触放電により、前記非導電性被ツル一イング · ドレッシング砥石がツル一イング' ドレッシングされる接触放電ツル一イング，ドレッシング装置であって、厚さが数百 m以下の絶縁体で絶縁された二重リング形回転電極と、この二重リング形回転電極の側面の一部からなる一対の電極とを具備することを特徴とする。

〔5〕上記〔3〕または〔4〕記載の接触放電ツル一イング，ドレッシング装置において、前記二重リング形回転電極の回転軸方向への駆動機構を具備することを特徴とする。

〔6〕上記〔3〕、〔4〕または〔5〕記載の接触放電ツル一イング · ドレツシング装置において、異なる径の二重リング形回転電極に対して給電可能な構造を有することを特徴とする。

〔7〕上記〔1〕または〔2〕記載の接触放電ツル一イング' ドレッシング方法において、前記接触放電を液中、噴霧中または気中の環境下で行うことを特徵とする。

〔8〕上記〔1〕または〔2〕記載の接触放電ツル一イング · ドレッシング方法において、前記二重リング形回転電極の側面の初期回転振れを除去するため、電極間に給電せずに被ツルーィング · ドレツシング砥石で電極側面を研削した後、電極間に電圧を与えてツル一イング · ドレツシングを開始することを特徴とする。

〔9〕接触放電ツル一イング · ドレッシング方法において、上記〔3〕、〔 4〕または〔5〕記載の装置を用い、前記電極の回転軸と被ツル一イング · ドレッシング砥石の回転軸との間に所定の角度を与えた状態で電極に電極回転軸方向の送りを与えることにより、所定の砥石刃先形状を得ることを特徴とする。

〔1 0〕接触放電ツル一イング' ドレッシング方法において、上記〔3〕、〔4〕または〔5〕記載の装置を用い、前記二重リング形回転電極の駆動装置を十字移動機構と回転機構を備えた数値制御移動テーブル上に設置し、高精度な総型ツル一イング · ドレッシングを行うことを特徴とする。

〔1 1〕接触放電ツル一イング' ドレッシング方法において、上記〔3〕、〔4〕または〔5〕記載の装置を用い、その装置の給電回路側に、電極対に対して直列になるよう接触放電電流制限抵抗および電流検出器を挿入し、接触放電電流がピーク値 I _P をとるときに電極間における消費電力が最大になるように、すなわち、電源電圧を Eとしたとき I = E/ ( 2 R) となるように、前記二重リング形回転電極の回転軸方向への送り速度を数値制御することを特徵とする。

〔1 2〕上記〔1 1〕記載の接触放電ツル一イング · ドレッシング方法において、前記電流検出器からの出力の平均値 I _m とピーク値 I _P を被ツル一イング · ドレツシング砥石一回転以上の周期で取得し、 I _m Z I の値に基づレ、て被ッル —イング' ドレッシング砥石の真円度を推定しながらツル一イング' ドレツシングを行うことを特徴とする。

〔1 3 ) 上記〔1 2〕記載の接触放電ツル一イング' ドレッシング方法において、前記推定した被ツル一イング' ドレッシング砥石の真円度に基づいて数値制御または自動制御により接触放電消費電力 E ■ I p / 2の大きさを自動調整して高精度ッル一イング · ドレツシングを行うことを特徴とする。

〔1 4〕上記〔1 2〕記載の接触放電ツル一イング' ドレッシング方法において、前記推定した被ツル一イング' ドレッシング石の真円度が所定の大きさ以下になつた場合にツル一イング · ドレッシングを自動終了することを特徴とする

〔1 5〕上記〔1 1〕記載の接触放電ツル一イング' ドレッシング方法において、制御がより安定的に行われるように、前記二重リング形回転電極に対する供給電圧の種類を D C電圧とパルス電圧の間で自動切替えすることを特徴とする。

〔1 6〕上記〔3〕、〔4〕または〔5〕記載の接触放電ツル一イング · ドレッシング装置において、電極側面側に電極側面の位置を測定する変位センサを設置し、ツル一イング量を !ί定しながらツル一イング · ドレッシングを行うことを特徴とする。

〔1 7〕上記〔3〕、〔4〕または〔5〕記載の接触放電ツル一イング■ ドレッシング装置において、前記電極側面側に電極側面の位置を測定する変位センサを備えたことを特徴とする。

〔1 8〕上記〔1 6〕記載の接触放電ツル一イング · ドレッシング方法を、ィンプロセスツル一イング' ドレッシングに適用し、ッル一^ f ング量に基づレ、てッ —ルパスを補正しながら行うことを特徴とする。

〔1 9〕上言己〔1〕または〔2〕記載の接触放電ツル一イング ' ドレッシング方法において、前記二重リング形回転電極の内側に碟石を配置し、放電の度の前記被ツル一ィング · ドレツシング砥石への電極材料の付着物を除去することを特徵とする。

〔2 0〕上記〔1〕または〔2〕記載の接触放電ツル一イング' ドレッシング方法において、前記二重リング形回転電極の外側に砥石を配置し、放電の度の前記被ツルング · ドレツシング砥石への電極材料の付着物を除去することを特徵とする。〔2 1〕上記〔3〕または〔4〕記載の接触放電ツル一イング · ドレッシング装置において、前記二重リング形回転電極の内側に砥石を配置することを特徴とする。

〔2 2〕上記〔3〕または〔4〕記載の接触放電ツル一イング · ドレッシング装置において、前記二重リング形回転電極の外側に砥石を配置することを特徴とする。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の実施例を示す接触放電ツル一イング · ドレッシング装置の構成図である。

第 2図は、本発明の実施例を示す接触放電ツル一イング · ドレッシング装置の制御装置のプロック図である。

第 3図は、本発明の実施例を示す接触放電ツル一イング · ドレッシング方法の説明図である。

第 4図は、第 3図の A部を拡大し、そのツル一イング · ドレッシングメカニズムを説明する図（その 1 ) である。

第 5図は、第 3図の A部を拡大し、そのツル f ング · ドレッシングメカニズムを説明する図（その 2 ) である。

第 6図は、本発明の実施例を示す電極送り駆動機構を有する接触放電ツル一ィング■ ドレツシング装置の要部構成図である。

第 7図は、本発明の実施例を示す接触放電ツル一イング · ドレッシング装置の給電機構の構成図である。

第 8図は、第 7図に示す接触放電ツル一イング · ドレッシング装置の二重リング形回転電極の径を異ならせた例を示す断面図である。

第 9図は、本発明の各種の接触放電ツルーィング · ドレツシング方法の説明図でめ o

第 1 0図は、本発明の実施例を示す電極側面の回転振れを除去する方法を示す図である。

第 1 1図は、本発明の実施例を示す V字形の砥石刃先形状を得る接触放電ツル —イング' ドレッシング方法の説明図である。

第 1 2図は、本発明の実施例を示す二重リング形回転電極の駆動装置を十字移動機構と回転機構を備えた数値制御移動テーブル上に設置する接触放電ツルーィング■ ドレツシング装置の構成図である。

第 1 3図は、本発明の実施例を示す二重リング形回転電極の回転軸方向への送り速度を数値制御する方法の説明図である。

第 1 4図は、本発明の実施例を示す砥石の真円度を推定する方法の説明図であな。

第 1 5図は、本発明の実施例を示す砥石の真円度の推定値に基づいて数値制御または自動制御により接触放電消費電力 E · I p / 2の大きさを自動調整する方法の説明図である。

第 1 6図は、本発明の実施例を示す砥石の真円度の推定値が所定の値になった場合に接触放電ツル一イング · ドレツシングを自動終了する方法の説明図である。第 1 7図は、本発明の実施例を示す制御がより安定的に行われるように、二重リング形回転電極に対する供給電圧の種類を D C電圧とパルス電圧の間で自動切替えする方法の説明図である。

第 1 8図は、本発明の実施例を示すツル一イング量を測定しながら接触放電ッル一イング · ドレッシングを行う方法の説明図である。

第 1 9図は、第 1 8図に示す接触放電ツル一イング · ドレッシングを行う方法の変形例を示す図である。

第 2 0図は、本発明の実施例を示すインプロセスツル一イング. ドレッシングに適用し、ツル一イング量に基づいてツールパスを補正しながら行う接触放電ッルーィング · ドレツシング方法の説明図である。

第 2 1図は、本発明の実施例を示す従来砥石（非導電性砥石）を内側に配置した二重リング形回転電極を有するツル一ィング · ドレツシング装置を示す図である。

第 2 2図は、本発明の実施例を示す従来砥石（非導電性砥石）を外側に配置した二重リング形回転電極を有するツルーィング■ ドレツシング装置を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

第 1図は本発明の実施例を示す接触放電ツルーィング · ドレツシング装置の構成図である。ここでは、プロファイル研削用 ffi石の刃先ツル一イングに二重リング形回転電極式の接触放電ツル一ィング■ ドレツシング方式を適用した例を示す _c なお、第 1図ではプロファイル研削用延石の回転軸と二重リング形回転電極の回転軸が直交した状態で示されているが、これは説明図をわかりやすくするためであり、実際にはプロファイル研削用砥石の刃先を 3 0。の V字形に成形するために、これらの軸間に 3 0。の角度を与えた。

この図において、 1はプロファイル研削用延石（被ツル一イング · ドレツシング砥石）、 2はべ一ス、 3は前カバ一、 4は◦リング、 5は〇リング押え蓋、 6 は後カバー、 7はコネクタ、 8はカバー、 9は取っ手、 1 0は前方リミッタ、 1 1は後方リミッタ、 1 2はモータブラケット、 1 3はステッピングモ一夕、 1 4 は力ップリング、 1 5はボ一ルスクリュー、 1 6はボ一ルスクリューサポートュニット、 1 7はナツト、 1 8はナツトブラケット、 1 9は主軸移動テーブル、 2 0はリニアガイドレール、 2 1はリニアガイドスライダ、 2 2はモータブラケット、 2 3は D Cモータ、 2 4はカップリング、 2 5は主軸、 2 6は主軸サポートユニット、 2 7は主軸補助サボ一トユニット、 2 8はメカロック、 2 9は電極ホルダ、 3 0は絶縁層、 3 1は二重リング形回転電極外輪、 3 2は二重リング形回転電極絶縁層、 3 3は二重リング形回転電極内輪、 3 4， 3 5は給電ブラシ、 3 6は給電ブラシブラケット、 3 7は変位センサである。

まず、第 1図を用いて二重リング形回転電極式の接触放電ツル一ィング · ドレッシング装置の構造を説明する。

ベース 2にはボールスクリューサポートユニット 1 6が固定されており、これによりピッチ 1 mmのボールスクリュー 1 5が支持されている。このボールスクリュー 1 5の一端はカップリング 1 4を介してスッテツビングモータ 1 3の回転軸に接続されており、ステップ角 0 . 1 °で回転駆動される。なお、スッテツピングモータ 1 3はモ一タブラケット 1 2によりベース 2に固定されている。ナツト 1 7はボ一ルスクリュー 1 5と嚙み合っており、ステッピングモータ 1 3の回転によって回転軸方向に送られる。ナツトブラケット 1 8はナツト 1 7に固定されており、これが前方リミッタ 1 0または後方リミッタ 1 1のスィツチを押すとステツピングモータが停止するようになつている。

また、ベース 2には電極回転軸方向に伸びるリニアガイドレール 2 0が 2本平行に固定されている。それぞれのリニアガイドレール 2 0には 2個のリニアガイドスライダ 2 1が搭載されている。主軸移動テーブル 1 9はリニアガイドスライダ 2 1および前記ナットブラケット 1 8に固定されており、スッテツビングモー夕 1 3により電極回転軸方向に駆動される。

主軸 2 5は移動テーブル上に固定された主軸サボ一トュニット 2 6と主軸補助サポートュニット 2 7によって支持され、その一端はカツプリング 2 4を介してそれを回転駆動するための D Cモ一夕 2 3に接続されている。なお D Cモータ 2 3はモ一夕ブラケット 2 2を用いて主軸移動テーブル 1 9上に固定されている。二重リング形回転電極外輪 3 1および内輪 3 3の電極材としてカーボン（または銅）を用い、両者を絶縁する二重リング形回転電極絶縁層 3 2にはエポキシ樹脂を用いた。ここで電極間の絶縁層の厚さは約 5 0 0〃mとした。この二重リング形回転電極と電極ホルダ 2 9は、絶縁性の高い熱可塑性樹脂からなる絶縁層 3 0で接着されている。二重リング形回転電極外輪 3 1、二重リング形回転電極内輪 3 3、二重リング形回転電極絶縁層 3 2および電極ホルダ 2 9から構成される二重リング形回転電極は、メカロック 2 8により主軸 2 5に固定されている。また、二重リング形回転電極外輪 3 1および内輪 3 3には、ばねによる押し付け式の給電ブラシ 3 4， 3 5が接触しており、これにより給電される。これらの給電ブラシ 3 4， 3 5は、主軸移動テーブル 1 9上に固定されたべ一クライト製の給電ブラシブラケット 3 6で支持されている。なお、本実施例は請求項 6にかかる発明の給電方式を採用したものではない。

変位センサ 3 7は研削盤のテーブルまたはべ一ス 2に設置されており、電極側面の位置を測定することにより、プロファイル研削砥石の刃先位置をモニタリングしている。

第 2図は本発明の実施例を示す接触放電ツル一ィング · ドレツシング装置の制御装置のブロック図である。

この図において、 3 8は放電電流制限抵抗、 3 9はホール電流検出器、 4 0は数値演算処理装置、 4 1はデジタル入力装置、 4 2はデジタル出力装置、 4 3は A D変換器、 4 4は D A変換器、 4 5はピーク検出回路、 4 6はローパスフィル夕、 4 7は V F変換器、 4 8はスイッチング回路、 4 9は Y形リレー、 5 0は電力増幅回路、 5 1はステッピングモータドライノく、 5 2 , 5 3はアナログスイツチ、 5 4は D Cモータドライバ、 5 5は手動操作装置、 5 6は増幅器である。以下、第 2図を用いて制御装置について説明する。

制御にはデジタル入出力装置 4 1 , 4 2 . A D変換器 4 3、 D A変換器 4 4を備えた数値演算処理装置 4 0を用いる。

放電回路の電源にはパワーオペアンプによる電力増幅回路 5 0を用い、その出力電圧は数値演算処理装置 4 0からの指合で設定可能である。これにより、荒ッル一ィングから仕上げツル一ィングへ、ツルーィング条件を連続的に変化させることが可能となる。なお、電力増幅回路 5 0の出力は、安全のため商用電源およびァ一スから電気的に絶縁されている。

電力増幅回路 5 0の出力の正極は給電ブラシ 3 5に直接接続されている。一方、電力増幅回路 5 0の出力の負極は数値演算処理装置 4 0からの指令で切替可能な Y形リレ一4 9に接続されており、ここで D C電圧とパルス電圧の切替が行われる。パルス電圧とする場合は電界効果トランジスタから構成されるスィツチング回路 4 8を絰た後、ホール電流検出器 3 9、放電電流制限抵抗 3 8を介して給電ブラシ 3 4に接続されるカ D C電圧とする場合はスイッチング回路 4 8を経由しない。なお、スイッチング回路 4 8のスイッチング周波数は、 V F変換器（電圧一周波数変換器） 4 7を用いることにより数値演算処理装置 4 0からの指令で設定可能である。

また、ホール電流検出器 3 9からの出力は三径路に分けて数値演算処理装置 4 0に取り込まれる。第一径路は出力を直接取り込む経路である。第二径路はピーク検出回路 4 5を経た後、取り込む経路である。第二径路の信号電圧から接触放電電流のピーク値を得る（請求項 1 1、 1 2または 1 3に係る発明に対応する）ことができる。なお、ピーク検出回路 4 5は数値演算処理装置 4 0からの指令により砥石一回転以上の周期でリセッ卜される。第三径路は口一パスフィルタ

4 6を経た後取り込む経路である。第三径路の信号電圧から接触放電電流の平均値 I _ra を得る（請求項 1 2に係る発明に対応する）ことができる。

ステッピングモータ 1 3はホール電流検出器 3 9からの出力に応じて駆動される。具体的には、接触放電電流がピーク値 I。をとるとき（請求項 1 1にかかる発明に対応する）に電極間における消費電力が最大になるように、すなわち、電源電圧を Eとしたとき I _P = E/ ( 2 R) となるようにステッピングモータ 1 3 の回転速度および回転方向が数値制御される。また、前方リミッタ 1 0または後方リミッタ 1 1が押されたときに、アナログスィッチ 5 2 , 5 3を用いてステツビングモータドライノ 5 1への入力パルスを遮断する。この前方リミッタ 1 0および後方リミッ夕 1 1からの出力信号は数値演算処理装置 4 0へも送られる。また、 D C乇一夕 2 3の起動'停止指令、回転方向切替、回転速度調整は手動操作装置 5 5において、全て手動で行われ、 D Cモータ 2 3に異常力生じた場合のアラーム出力信号の信号線のみが数値演算処理装置 4 0に接続され、異状時の処理が行えるようになっている。

さらに、変位センサ 3 7の出力は増幅器 5 6で増幅された後、数値演算処理装置 4 0に取り込まれ、プロファイル研削用砥石 1 (第 1図参照）の刃先位置のモ二夕リングに使用される。

第 3図は本発明の実施例を示す接触放電ツルーィング■ ドレツシング方法の説明図、第 4図及び第 5図は第 3図の A部を拡大し、そのツル一イングメカニズムを説明する図である。

例えば、第 4図に示すように、電極内輪 2 0 2、絶縁層 2 0 3、電極外輪 2 0 4から構成される二重リング形回転電極 2 0 1を用いる。そして、電極内輪 2 0 2と電極外輪 2 0 4の間に D C電圧またはパルス電圧を与えて回転させる。この二重リング形回転電極 2 0 1を回転軸方向に送り、その側面を導電性砥石 1 0 1 に接触させると、電極外輪 2 0 4一電極の切り屑 2 2 0一導電性結合剤 1 0 2— 電極の切り屑 2 2 1—電極内輪 2 0 2から構成される回路の、電極の切り屑 2 2 0および 2 2 1の部分で接触放電が生じ、その熱で導電性結合剤 1 0 2が溶けて砥粒 1 0 3が脱落する。この第 4図のツル一イング装置においては、絶縁層 2 0 3の厚さが数百/ m以上あってもよい。

これに対して、第 5図に示すように、二重リング形回転電極 2 0 1の絶縁層 2

1 2の厚さを数百// m以下にすれば、非導電性砥石 1 1 0のツル一イングにも適用できるようになる。この場合には、二重リング形回転電極 2 0 1の側面を非導電性砥石 1 1 0に接触させると、電極外輪 2 1 3—電極の切り屑 2 2 2—電極内輪 2 1 1から構成される回路の、電極の切り屑 2 2 2の部分で接触放電が生じ、その熱で非導電性結合剤 1 1 1が溶けて砥粒 1 1 2が脱落する。このように、電極間の絶縁層の厚さを小さくすることにより、非導電性砥石のツル一イング · ドレツシングも可能になる。

これらの方法では、被ッルーイング' ドレッシング砥石 1 0 0の主軸にブラシを用いて給電する必要がなく、簡便である。また、乾式の条件下でもツル一イング · ドレツシングを行うことができる。

接触放電の放電電力制御は次のようにして行う。第 3図に示すように、給電回路側に電極対に対して直列になるように放電電流制限抵抗 Rとホール電流検出器 Aを挿入する。この回路において、電源電圧 Eに対して接触放電電力が最大になるのは電流値 Iが I = EZ ( 2 R) となる時である。被ツル一イング面に振れがある場合、電流 Iは砥石 1 0 0の回転周期で変動するが、その最大値 I _P が EZ

( 2 R) となるように電極の回転軸方向への送り速度 Vを制御すれば、振れの最も大きい部分を効率よく除去することが可能となる。 1 0 5は D C電源またはパルス電源である。

第 6図は本発明の実施例を示す電極送り機構を有する接触放電ツルーィング · ドレツシング装置の要部構成図である。

この図に示すように、二重リング形回転電極 2 0 1を電極送り駆動機構 1 2 0 により二重リング形回転電極 2 0 1の回転軸方向に送るように構成する。なお、第 6図において、 1 0 0は砥石、 1 0 5は D C電源またはパルス電源である。第 7図は本発明の実施例を示す接触放電ツル一ィング■ ドレッシング装置の給電機構の構成図である。

この図において、 1 2 1は二重リング形回転電極 2 0 1の回転主軸、 1 2 2はその回転主軸 1 2 1に固定される導電体リング、 1 2 3は絶縁層、 1 2 4は電極フランジ、 1 2 5はヮッシャ、 1 2 6は回転主軸 1 2 1と電極内輪 2 0 2とを電気的に接続する電極固定ボルト、 1 2 7は電極外輪 2 0 4と電極フランジ 1 2 4 を電気的に接続する給電バネ、 1 2 8と 1 2 9は給電ブラシである。

このように、給電ブラシ 1 2 8 一導電体リング 1 2 2—回転主軸 1 2 1 一電極固定ボルト 1 2 6 —ヮッシャ 1 2 5を介して電極内輪 2 0 2に給電され、給電ブラシ 1 2 9 —電極フランジ 1 2 4 —給電バネ 1 2 7を介して電極外輪 2 0 4に給 ¾される。

第 8図は第 7図に示す接触放電ツルーィング · ドレツシング装置の二重リング形回転電極の径を異ならせた例を示す断面図である。

この図に示すように、この実施例では、径の小さい二重リング形回転電極 2 0 1 ' を設けるようにしている。

第 9図は本発明の各種の接触放電ツルーィング · ドレツシング方法の説明図であり、第 9図（a ) は接触放電を液中、第 9図（b ) は接触放電を噴霧中、第 9 図（c ) は接触放電を気中の環境下で行うようにしている。なお、第 3図と同じ部分には同じ符号を付してその説明は省略する。

すなわち、第 9図（a ) に示すように、接触放電を液中で行う場合には、接触放電箇所に液供給用ノズル 3 0 1を配置し、液 3 0 2を供給しながら接触放電を行わせる。

また、第 9図（b ) に示すように、接触放電を噴霧中で行う場合には、接触放電箇所に噴霧供給用ノズル 3 0 3を配置し、噴霧 3 0 4を供給しながら接触放電を行わせる。

勿論、第 9図（c ) に示すように、なんら供給することなく、気中で接触放電を実施するようにしてもよい。

第 1 0図は本発明の実施例を示す電極側面の回転振れを除去する方法を示す図でめ。

この図に示すように、二重リング形回転電極 2 0 1の側面の初期回転振れを除去するため、スィッチ 1 0 7をオフにして、電極内輪と電極外輪間に給電せずに、被ツル一イング · ドレッシング ί氐石 1 0 0で電極側面を研削した後、電極内輪と電極外輪間に電圧を与えてツル一イング · ドレッシングを開始するようにする。第 1 1図は本発明の実施例を示す V字形の砥石刃先形状を得る接触放電ツル一イング' ドレツシング方法の説明図である。

この実施例では、二重リング形回転電極 4 0 5の回転主軸 4 0 6と砥石 4 0 1 の回転軸 4 0 2との間に所定の角度 0を与えた状態で二重リング形回転電極 4 0 5に電極回転主軸 4 0 6方向の送りを与えることにより、所定の延石刃先形状を得るようにすることができる。

第 1 2図は本発明の実施例を示す二重リング形回転電極の駆動装置を十字移動機構と回転機構を備えた数値制御移動テーブル上に設置する接触放電ツル一イング■ ドレツシング装置の構成図である。

この実施例では、二重リング形回転電極 4 1 5の駆動装置を十字移動機構と回転機構を備えた数値制御移動テーブル 4 1 8上に設置する。つまり、砥石回転軸 4 1 1に固定される砥石 4 1 0に二重リング形回転電極 4 1 5を対応させて接触放電ツル一イング' ドレッシングを行うが、その際に、二重リング形回転電極 4 1 5の回転主軸 4 1 6の駆動機構、つまり、ツル一イング' ドレッシング装置本体 4 1 7を、十字移動機構と回転機構を備えた数値制御移動テーブル 4 1 8上に設置する。これにより、高精度な総型ツル一イング · ドレッシングを行うことができる。

第 1 3図は本発明の実施例を示す二重リング形回転電極の回転軸方向への送り速度を数値制御する方法の説明図であり、第 1 3図（a ) はそのシステムの構成図、第 1 3図（b ) はその数値制御による電流の波形図である。

この実施例では、その装置の給電回路側に、二重リング形回転電極 2 0 1に対して直列になるよう接触放電電流制限抵抗 Rおよび電流検出器 Aを挿入し、接触放電電流がピーク値 I _P をとるときに、二重リング形回転電極 2 0 1間における消費電力が最大になるように、すなわち、電源電圧を Eとしたとき = EZ ( 2 R) となるように、前記二重リング形回転電極 2 0 1の回転軸 1 2 1方向への送り速度を数値制御装置 5 0 1により制御する。

これにより、接触放電状態を極めて安定に保つことができ、砥石作業面に発生する周期的凹凸を抑制できる。また、電極が機械的に無駄に削られる割合が少なくなるので電極消耗を低減できる。このことは作業環境をクリーンな環境に保全することにもつながる。

第 1 4図は本発明の実施例を示す ffi石の真円度を推定する方法の説明図であり、第 1 4図（a) はそのシステムの構成図、第 1 4図（b) はその数値制御による電流の波形図である。

この実施例では、電流検出器 Aからの出力の平均値 I_m とピーク値 I _P を砥石一回転以上の周期で取得し、 I_m /I_P の値に基づいて砥石の真円度を推定しながらツル一イング' ドレッシングを行う。つまり、 I_m ZI_P の値から砥石の真円度を推定する砥石の真円度推定装置 602を設ける。第 1 4図（b) に示すように、 I_m / I _P の値が大きいほど砥石の真円度が高い。なお、 60 1は電流 I のピーク値 I_P が I_P =E/ (2R) になるように電極送り速度を数値制御する数値制御装置である。

このように、電流検出器 Aからの出力の平均値 I_m とピーク値 I _P を砥石一回転以上の周期で測定し、 I _m / I _P の値に基づいて砥石の真円度を推定しながらツル一ィング · ドレツシングを行うことができるので、荒から仕上げへのツル一イング' ドレッシング条件の連続的な移行やツル一ィング · ドレツシングをどの時点で終了すベきかの判断が自動化できる。

第 1 5図は本発明の実施例を示す ®石の真円度の推定値に基づいて数値制御または自動制御により接触放電消費電力 E · I p /2の大きさを自動調整する方法の説明図である。

この実施例では、電流検出器 Aからの出力の平均値とピーク値 I_P に基づいて、接触放電消費電力 E · I p Z 2を自動調整する接触放電電力自動調整装置 6 1 0を設けて、前記砥石の真円度の推定値に基づいて数値制御または自動制御により接触放電消費電力 E · I p /2の大きさを自動調整して高精度ツル一イング- ドレッシングを行う。

第 1 6図は本発明の実施例を示す砥石の真円度の推定値が所定の値になった場合に接触放電ツル一イング · ドレツシングを自動終了する方法の説明図である。この実施例では、延石の真円度の推定値が所定の値になった場合にツル一ィング' ドレッシングを自動的に終了処理を行う自動終了処理装置 620を設けて、砥石の真円度が満足できる値になった場合にツルーィング■ ドレツシングを自動的に終了できるようにする。

第 1 7図は本発明の実施例を示す制御がより安定的に行われるように、二重リング形回転電極に対する供給電圧の種類を D C電圧とパルス電圧の間で自動切替えする方法の説明図である。

この実施例では、二重リング形回転電極に対する供給電圧の種類を D C電圧とパルス電圧の間で自動切替えする自動切替装置 6 3 0を設けて、制御がより安定的に行われるようにする。

第 1 8図は本発明の実施例を示すツル一イング量を測定しながら接触放電ツル一イング' ドレッシングを行う方法の説明図である。

この実施例では、電極側面側に電極側面の位置を測定する変位センサ 3 7を設置し、ツル一イング量を測定しながらツル一イング. ドレッシングを行う。また、第 1 9図に示すように、変位センサ 3 7は、ツル一イング装置本体 7 0 1に設けるようにしてもよい。

このように、電極側面側に電極側面の位置を測定する変位センサを設置することで接触放電ツルーィング · ドレツシングによるツル一イング量をモニタリングすることが可能となる。これをインプロセスツル一イング. ドレッシングに適用した場合、ツールパスを補正しながら加工を行うことができる。

第 2 0図は本発明の実施例を示すィンプロセスツル一ィング . ドレツシングに適用し、ツル一イング量に基づいてツールパスを補正しながら行う接触放電ツル —イング' ドレツシング方法の説明図である。

この図において、 8 0 1はセンサ 3 7からの出力 i 号によりツル一イング量に基づいてッ一ルパスの補正を行う補正装置、 8 0 2は工作物 8 0 3を搭載する数値制御移動テ一ブルである。

この実施例では、ィンプロセスツル一ィング · ドレツシングに適用し、ツル一イング量に基づいてツールパスを補正しながら接触放電ツルーィング . ドレッシングを行うようにしたものである。

上記した方法でツル一ィング · ドレツシングを行うと、被ツル一ィング · ドレッシング砥石の突出した部分（振れの大きい部分）に電極材料が付着し、その結果、電極が後退し続けるという現象が生じる恐れがある。そこで、この問題を解決するためには以下のような構成をとることが有効である。

第 2 1図は本発明の実施例を示す従来砥石（非導電性砥石）を内側に配置した二重リング形回転電極を有するツル一イング■ ドレツシング装置を示す図であるこの図に示すように、二重リング形回転電極 9 1 0の回転主軸 9 1 1によって回転する電極内輪 9 1 3、絶縁層 9 1 4、電極外輪 9 1 5から構成される二重リング形回転電極 9 1 0の内側に従来砥石（非導電性砥石） 9 1 2を配置する。このように構成したので、ツル f ング' ドレッシングを行うことにより、被ツル一イング · ドレッシング砥石 1 0 0の突出した部分（振れの大きい部分）に電極材料が付着しても、二重リング形回転電極の内側に配置された従来砥石（非導電性砥石） 9 1 2によって、的確に除去することができる。

第 2 2図は本発明の実施例を示す従来砥石（非導電性砥石）を外側に配置した二重リング形回転電極を有するツルーィング · ドレツシング装置を示す図である _c この図に示すように、二重リング形回転電極 9 2 0の回転主軸 9 2 1によって回転する電極内輪 9 2 2、絶縁層 9 2 3、電極外輪 9 2 4から構成される二重リング形回転電極 9 2 0の外側に従来砥石（非導電性砥石） 9 2 5を配置する。このように構成したので、ツル一イング · ドレッシングを行うことにより、被ツル一イング · ドレッシング 5氐石 1 0 0の突出した部分（振れの大きい部分）に電極材料が付着しても、二重リング形回転電極の外側に配置された従来砥石（非導電性砥石） 9 2 5によって、的確に除去することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。

(A) 超延粒砥石、特に金属の結合剤を有する超砥粒砥石のツル一イング · ドレッシングを極めて簡便に行うことができる。

( B ) 高精度な形状創成加工が可能になる。

( C ) 乾式研削盤でも機上ツル一イング' ドレッシングができる。

(D ) 導電性、非導電性の砥石に関わらず、同じ装置でツル一イング■ ドレツシングを行うことができる。 ( E) 高い真円度の砥石作業面が得られる。

( F) 電極の消耗が少ないため経済的であり、また作業環境をクリーンに保つことができる。

(G) V字形の鋭い刃先形状を容易に創成することができる。

(H) ツル一 Γング · ドレツシングを行レ、ながら砥石の真円度をモニタリングすることができ、その結果、その時々に合った適切なツル一イング' ドレツシング条件を与えることができる。

( I ) インプロセスツル f ング' ドレッシングにおいて、ツールパスを補正しながら加工を行うことができる。

( J) ツル一イング · ドレッシングを行うことにより、被ツル一イング · ドレッシング砥石の突出した部分（振れの大きい部分）に電極材料が付着しても、二重リング形回転電極の内側または外側に配置された従来砥石（非導電性砥石）によって、的確に除去することができる。産業上の利用可能性

本発明の接触放電ツル一イング- ドレッシング方法およびその装置は、超砥粒砥石、特に金属の結合剤を有する超砥粒砥石のツルーィング · ドレツシングを極めて簡便に行うことができ、高精度な形状創成加工が可能な接触放電装置として好適である。

Claims

請求の範囲

1 . D C電圧またはパルス電圧を与えた一対の電極に対し、回転させた導電性被ツル一イング · ドレッシング砥石を接触させ、正電極—電極の切り屑—砥石結合剤—電極の切り屑一負電極から構成される回路を開閉させる際に生じる接触放電により、前記導電性被ツル一イング- ドレッシング砥石が断続的にツル一イング • ドレッシングされる接触放電ツル一イング · ドレッシング方法であって、絶縁体で絶縁された二重リング形回転電極の側面の一部を一対の電極として用いることを特徴とする接触放電ツルーィング · ドレツシング方法。

2. D C電圧またはパルス電圧を与えた一対の電極に対し、回転させた非導電性被ツル一イング. ドレッシング延石を接触させ、正電極一電極の切り屑一負電極から構成される回路を開閉させる際に生じる接触放電により、前記非導電性被ッル一イング' ドレッシング砥石が断続的にツル一イング' ドレッシングされる接触放電ッル一イング · ドレツシング方法であつて、厚さが数百 a m以下の絶縁体で絶縁された二重リング形回転電極の側面の一部を一対の電極として用いることを特徴とする接触放電ツル一イング · ドレツシング方法。

3. D C電圧またはパルス電圧を与えた一対の電極に対し、回転させた導電性被ツル一イング' ドレッシング砥石を接触させ、正電極—電極の切り屑一砥石結合剤一電極の切り屑—負電極から構成される回路を開閉させる際に生じる接触放電により、前記導電性被ツル一イング' ドレッシング砥石が断続的にツル一イング

• ドレッシングされる接触放電ツル一イング · ドレッシング装置であって、

( a ) 絶縁体で絶縁された二重リング形回転電極と、

(b ) 該二重リング形回転電極の側面の一部からなる一対の電極とを具備することを特徴とする接触放電ツル一イング · ドレツシング装置。

4. D C電圧またはパルス電圧を与えた一対の電極に対し、回転させた非導電性被ツル一イング' ドレッシング砥石を接触させ、正電極一電極の切り屑—負電極から構成される回路を開閉させる際に生じる接触放電により、前記非導電性被ッル一ィング■ ドレツシング延石が断続的にツル一イング■ ドレッシングされる接角虫放電ッル一イング. ドレッシング装置であつて、 ( a ) 厚さが数百; m以下の絶縁体で絶縁された二重リング形回転電極と、

(b ) 該二重リング形回転電極の側面の一部からなる一対の電極とを具備することを特徵とする接触放電ツルーィング■ ドレツシング装置。

5 . 請求項 3または 4記載の接触放電ツル一イング' ドレッシング装置において、前記二重リング形回転電極の回転軸方向への駆動機構を具備することを特徴とする接触放電ツル一ィング · ドレツシング装置。

6 . 請求項 3、 4または 5記載の接触放電ツル一イング' ドレッシング装置におレ、て、異なる径の二重リング形回転電極に対して給電可能な構造を有することを特徴とする接触放電ツル一イング' ドレッシング装置。

7 . 請求項 1または 2記載の接触放電ツル一イング- ドレッシング方法において、前記接触放電を液中、噴霧中または気中の環境下で行うことを特徴とする接触放電ツル一イング' ドレッシング方法。

8 . 請求項 1または 2記載の接触放電ツル一イング · ドレッシング方法において、前記二重リング形回転電極の側面の初期回転振れを除去するため、前記電極間に給電せずに前記被ツル一ィング · ドレツシング砥石で前記電極側面を研削した後、該電極間に電圧を与えてツル一イング · ドレツシングを開始することを特徴とする接触放電ツル一イング · ドレッシング方法。

9 . 請求項 3、 4または 5記載の装置を用い、前記電極の回転軸と前記被ツル一イング' ドレッシング砥石の回転軸との間に所定の角度を与えた状態で前記電極に電極回転軸方向の送りを与えることにより、所定の砥石刃先形状を得ることを特徴とする接触放電ツル一イング · ドレツシング方法。

1 0 . 請求項 3、 4または 5記載の装置を用い、前記二重リング形回転電極の駆動装置を十字移動機構と回転機構を備えた数値制御移動テーブル上に設置し、高精度な総型ツル一ィング · ドレツシングを行うことを特徴とする接触放電ツル一インク ■ ドレッシング方法。

1 1 . 請求項 3、 4または 5記載の装置を用い、その装置の給電回路側に、前記電極対に対して直列になるよう接触放電電流制限抵抗および電流検出器を挿入し、接触放電電流がピーク値 I p をとるときに前記電極間における消費電力が最大になるように、前記二重リング形回転電極の回転軸方向への送り速度を数値制御することを特徴とする接触放電ツル一ィング · ドレツシング方法。

1 2 . 請求項 1 1記載の接触放電ツル一イング · ドレッシング方法において、前記電流検出器からの出力の平値 I _M とピーク値 I _P を前記被ツル一イング' ドレツシング砥石一回転以上の周期で取得し、し / I p の値に基づレ、て前記被ッル一イング. ドレッシング砥石の真円度を推定しながらツル一イング' ドレッシングを行うことを特徴とする接触放電ツル一ィング · ドレツシング方法。

1 3 . 請求項 1 2記載の接触放電ツル一イング · ドレッシング方法において、前記推定した被ツルーィング■ ドレツシング砥石の真円度に基づいて数値制御または自動制御により接触放電消費電力 E · I P 2の大きさを自動調整して高精度ツル一イング · ドレッシングを行うことを特徴とする接触放電ツル一イング · ドレッシング方法。

1 4 . 請求項 1 2記載の接触放電ツル一イング' ドレッシング方法において、前記推定した被ツル一イング · ドレッシング砥石の真円度が所定の大きさ以下になつた場合にツル一イング · ドレッシングを自動終了することを特徴とする接触放電ツル一イング · ドレッシング方法。

1 5 . 請求項 1 1記載の接触放電ツル一イング · ドレッシング方法において、制御がより安定的に行われるように、前記二重リング形回転電極に対する供給電圧の種類を前記 D C電圧とパルス電圧の間で自動切替えすることを特徴とする接触放電ツル一イング · ドレツシング方法。

1 6 . 請求項 3、 4または 5記載の接触放電ツル一イング' ドレッシング装置において、前記電極側面側に該電極側面の位置を測定する変位センサを設置し、ッル一ィング量を測定しながらツル一イング · ドレツシングを行うことを特徵とする接触放電ツル一イング · ドレッシング方法。

1 7 . 請求項 3、 4または 5記載の接触放電ツル一イング' ドレッシング装置において、前記電極側面側に該電極側面の位置を測定する変位センサを備えたことを特徴とする接触放電ツル一イング · ドレツシング装置。

1 8 . 請求項 1 6記載の接触放電ツル一イング' ドレッシング方法を、インプロセスツルーィング · ドレツシングに適用し、ツル一ィング量に基づいてツールパスを補正しながら行うことを特徴とする接触放電ツル一イング · ドレツシング方法。

1 9 . 請求項 1または 2記載の接触放電ツル一イング' ドレッシング方法において、前記二重リング形回転電極の内側に砥石を配置し、放電の度に前記被ツル一イング' ドレッシング砥石への電極材料の付着物を除去することを特徴とする接触放電ッルーイング' ドレッシング方法。

2 0 . 請求項 1または 2記載の接触放電ツル一イング' ドレッシング方法において、前記二重リング形回転電極の外側に砥石を配置し、放電の度に前記被ツル一イング' ドレッシング砥石への電極材料の付着物を除去することを特徴とする接触放電ツル一ィング · ドレツシング方法。

2 1 . 請求項 3または 4記載の接触放電ツル一イング' ドレッシング装置において、前記二重リング形回転電極の内側に砥石を配置することを特徴とする接触放電ツル一イング · ドレッシング装置。

2 2 . 請求項 3または 4記載の接触放電ツル一イング · ドレッシング装置において、前記二重リング形回転電極の外側に砥石を配置することを特徴とする接触放電ッルーイング · ドレッシング装置。