JP2000127040A

JP2000127040A - 研削盤の研削条件設定装置

Info

Publication number: JP2000127040A
Application number: JP10304459A
Authority: JP
Inventors: Masaru Futaana; 勝二穴; Takashi Sano; 高志佐野
Original assignee: Hitachi Via Mechanics Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1998-10-26
Publication date: 2000-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】非熟練者であっても加工精度や研削能率を満
足する作業ができ、また、始めてのワークを研削する場
合であっても試し加工を行うことなく、所望の仕上げ面
粗さを得ることができる研削盤の研削条件設定装置を提
供すること。【解決手段】砥石の種類すなわち、砥石の材質、粒度
および硬度と、ワークの種類すなわちワークの材質およ
び硬度と、切り込み量と、仕上げ面粗さと、ドレス条件
とを対応させて記憶したデータベースＤＢと、演算装置
１０とを設け、入力されたワークの材質、ワークの硬度
および仕上げ面粗さに基づき、データベースＤＢから加
工に適した砥石の候補を抽出し、加工に使用する砥石が
決定された時には、入力された仕上げ面粗さに対応する
切り込み量とドレス条件とをデータベースＤＢから抽出
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、砥石とワークとを
ＸＹＺ方向に相対的に移動させてワークの表面を研削す
る研削盤の研削条件設定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣ研削盤は、砥石とワークとをＮＣ制
御により、上下方向および砥石軸と平行な前後方向にな
らびに前後方向と直角の左右方向に相対的に移動させて
ワークの表面を研削する装置である。このようなＮＣ研
削盤を図８により説明する。図８は従来のＮＣ平面研削
盤の全体構成図である。この図で、１はベッドである。
２はテーブルで、ベッド１に左右方向に摺動自在に支持
され、図示しない油圧シリンダにより往復駆動される。
３は内部に磁石を備えるチャックで、テーブル２に固定
され、図示しない鉄系のワークを保持する。４ａ、４ｂ
は近接センサで、ベッド１に取り付けられ、テーブル２
に取り付けられた図示しないドッグに対向すると信号を
出力する。５は砥石で、主軸頭６に回転自在に支持され
ている。主軸頭６はコラム７に上下方向（砥石軸と直角
の方向）に摺動自在に支持され、図示しないサーボモー
タにより位置決めされる。コラム７はベッド１に前後方
向（砥石軸方向）に摺動自在に支持され、図示しないサ
ーボモータにより位置決めされる。８はＮＣ制御装置
で、主軸頭６およびコラム７を駆動するサーボモータ等
を制御する。９はドレス装置で、先端に単石のダイヤモ
ンド粒が固定されたドレッサを保持し、テーブル２の左
端に載置されている。

【０００３】次に、上記従来のＮＣ平面研削盤の動作を
説明する。予め加工条件、加工位置およびドレッシング
時期等を記載した加工プログラムを作成し、ＮＣ制御装
置８に入力しておく。砥石５を回転させてから、図示し
ない起動釦をオンすると、テーブル２が移動し、ドッグ
が近接センサ４ａ、４ｂに対向する毎に移動方向が切り
替わり、左右方向（長さ方向）に往復移動する。

【０００４】プランジ研削の場合、加工プログラムに従
い、右端すなわちドッグが近接センサ４ｂに対向する毎
にまたは左右両端すなわちドッグが近接センサ４ａ、４
ｂに対向する毎に砥石５を一定量だけワークに切り込
み、予定した寸法まで加工をしたら所定の距離だけ砥石
５を前後方向（幅方向）に移動させる、という動作を、
加工が終了するまで繰り返す。

【０００５】また、トラバース研削の場合、加工プログ
ラムに従い、テーブル２の移動方向が変わる毎に砥石５
を前後方向の一方に所定量だけ移動させ、それぞれの移
動端で折り返す際に砥石５を一定量だけ切り込ませる、
という動作を、加工が終了するまで繰り返す。

【０００６】研削前および研削中の加工プログラムで指
定された時期に、砥石５の下面をドレス装置９のドレッ
サの先端に切り込ませた状態で砥石５を前後方向に移動
させ、砥石５のドレッシングを行い、砥石５の目詰まり
を解消させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】例えば、研削砥石の選
択基準を規格化した日本工業規格ＪＩＳＢ４０５１の表
１には、一般の金属材料に対する砥石の選択基準が示さ
れており、ワークの材質と、その硬度が決まれば、加工
に適した砥石を選択することができる。しかし、前記表
には、切り込み量やドレス条件は記載されていない。こ
のため、切り込み量やドレス条件は作業者の経験や勘に
より設定されることが多く、精度（高さ方向の寸法精度
である。以下、同じ。）や研削能率が作業者の技能力に
よって左右された。また、材質等が未経験のワークを研
削する場合、所望の仕上げ面粗さが得られるまで研削条
件を変更しながら試し加工を行なっていた。さらに、砥
石には種々の材質のものがあり、非熟練者は砥石を選択
することも困難であった。

【０００８】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、非熟練者であっても加工精度や研削能率を
満足する作業ができ、また、始めてのワークを研削する
場合であっても試し加工を行うことなく、所望の仕上げ
面粗さを得ることができる研削盤の研削条件設定装置を
提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、砥石の種類（材質、粒度および
硬度）と、ワークの種類（材質および硬度）と、切り込
み量と、仕上げ面粗さと、ドレス条件とを対応させて記
憶したデータベースと、演算装置とを設け、前記演算装
置は、入力されたワークの材質、ワークの硬度および仕
上げ面粗さに基づき、前記データベースから加工に適し
た砥石の候補を抽出し、加工に使用する砥石が決定され
た時には、前記入力された仕上げ面粗さに対応する切り
込み量とドレス条件とを前記データベースから抽出する
ように構成したことを特徴とする。

【００１０】また、請求項２の発明は、請求項１におい
て、ワークの厚み、精度、能率のうちのいずれかの要素
により、前記切り込み量を補正して出力することを特徴
とする。

【００１１】また、請求項３の発明は、ドレッサの先端
形状に応じてドレッサの送り速度を補正して出力するこ
とを特徴とする。

【００１２】また、請求項４の発明は、請求項１、２、
及び３において、加工部の表面積と、砥石の幅および直
径と、テーブル送り速度と、砥石のワークに対する水平
方向の相対的な移動量と、切り込み方向の移動量と、前
記データベースから抽出された前記切り込み量と、前記
ドレス条件とから加工時間を演算するようにしたことを
特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。図１は本発明に係る研削条件設定
装置の構成図である。図で、１０は演算装置である。１
１はハードディスク装置で、演算装置１０に接続され、
動作プログラムおよび後述する各種の情報から成るデー
タベースＤＢを記憶している。１２はフロッピーディス
ク装置で、演算装置１０に接続され、データのバックア
ップ等に使用される。１３はグラフィック表示機能を備
えた表示装置で、演算装置１０に接続されている。１４
はキーボード等の入力装置である。１５は通信ケーブル
で、演算装置１０とＮＣ制御装置８とを接続している。

【００１４】次に、データベースＤＢについて説明す
る。図２は、データベースＤＢの構成を示す図である。
データベースＤＢには、砥石の材質、粒度および硬度
と、ワークの材質および硬度と、粗研削、中研削、精研
削の各工程における１回当りの切り込み量とスパークア
ウト回数、結果として得られる仕上げ面粗さと、ドレッ
シングの条件Ｎｏ．と、１回のドレッシングにより研削
できる砥石の単位面積当りのワーク除去量（体積）とが
記憶されている。

【００１５】そして、ドレス条件は、条件Ｎｏ．毎に、
図３に示す諸元、すなわち、ドレッサの先端が鋭角であ
る場合における、砥石に対する１回当りの切り込み量ｋ
と、切り込み回数ｍと、送り速度ｖと、カラドレス回数
とが定められてデータベースＤＢに記憶されている。

【００１６】次に、本実施の形態の動作を説明する。図
４は研削条件の設定手順を示すフローチャートである。
図示しない条件設定釦がオンされると、演算装置１０
は、表示装置１３に、図５に示す砥石選択条件の入力画
面を表示させる。作業者は、設計図面あるいは仕様書の
指示に従って、入力装置１４からワークの材質、硬度お
よび必要とされる仕上げ面粗さを入力する（手順Ｓ１０
０）。演算装置１０は、入力された砥石選択条件に基づ
き、データベースＤＢの中から、最適砥石と推奨砥石
（この実施例では２種類）を抽出し、図６に示すような
画面を表示装置１３に表示する（手順Ｓ１１０）。作業
者は、最適砥石が使用できる場合には最適砥石を、最適
砥石がない場合であっても、いずれかの推奨砥石が使用
できる場合はその砥石を選択して（手順Ｓ１２０）、図
示しない砥石決定ボタンを押し（手順Ｓ１３０）、砥石
がないときには作業を中止する（手順Ｓ２２０）。砥石
が決定されると、演算装置１０は、データベースＤＢの
該当する段に記載された粗研削、中研削、精研削の各工
程における１回当りの切り込み量と切り込み回数および
スパークアウト回数およびドレス条件を、研削条件とし
て仮決定する（手順Ｓ１４０）。なお、以上の手順によ
り、標準的な加工、すなわち精度および加工能率が平均
的な加工条件設定が終了する。

【００１７】次に、演算装置１０は、表示装置１３に、
図７に示す補正パラメータの入力画面を表示させる。作
業者は、入力装置１４から、板厚の情報と、現在セット
されているドレッサの先端形状の情報と、作業内容の情
報（以下、これらをまとめて補正情報という。）を入力
し（手順Ｓ１５０）、次へボタンを押す（手順Ｓ１６
０）。すると、補正情報が演算装置に保存される。な
お、補正情報を入力する目的は以下の通りである。（１）板厚の情報：薄いワークの場合、加工後のワーク
に反りが発生することがある。このため、板厚が３．２
ｍｍ以下の場合は、粗研削、中研削、精研削の各工程に
おける１回当りの切り込み量を小さくし、反りの発生を
予防する。（２）ドレッサの先端形状の情報：ドレッサの先端形状
が丸くなっている場合、送り速度ｖを速くしても砥石の
研削面の凹凸を小さくできる。（３）作業内容の情報：標準が選択された場合は、仮決
定したデータベースＤＢの値をそのまま採用する。この
場合、精度および加工能率のいずれもが平均的な値にな
る。「精度」が選択された場合は、切り込み量の値を小
さくする。この場合、能率は低下するが、加工時の熱の
発生を抑ることができ、精度を向上させることができ
る。また、「能率」が選択された場合は、切り込み量の
値を大きくする。この場合、加工時の熱の発生が大きく
なり、精度は低下するが、加工時間を短くすることがで
きる。なお、仕上げ面粗さはいずれの場合も維持され
る。（４）ワークの寸法：ドレス間隔を算出するためのデー
タとする。すなわち、加工部の表面積および切り込み量
とから研削量（ワークの除去量）を演算し、粗研削、中
研削、精研削の各工程におけるドレスを行うインターバ
ルを決める。

【００１８】演算装置１０は補正情報の内容を確認し
（手順Ｓ１７０）、補正が必要ない場合（板厚が３．２
ｍｍ以上の場合、ドレッサが鋭い場合、精度および能率
が標準の場合）は手順Ｓ１４０で仮決定された値を、補
正が必要な場合は、手順Ｓ１４０で仮決定された値を予
め定める量だけ補正して（手順Ｓ１８０）、すなわち、
「精度」が選択された場合は、例えば切り込み量を標準
値の７０％に、「能率」が選択された場合は、例えば切
り込み量を標準値の１２０％にする等の補正を行ってか
ら、また、ドレッサの先端形状が丸い場合には、ドレッ
サの水平方向の送り速度を例えば標準値の１２０％にす
る等の補正を行ってから、それぞれの値を加工プログラ
ムの所定の位置に入力する（手順Ｓ１９０）。

【００１９】次に、研削方法すなわち、プランジ研削に
より研削するかトラバース研削により研削するかを入力
する（手順Ｓ２００）。一般に、幅が砥石幅より小さい
ワークを加工する場合および砥石幅に略等しい溝を研削
する場合はプランジ研削を選定し、その他の場合、特に
面の品位（見た目）を良くしようとする場合は、トラバ
ース研削を行うようにすれば良い。

【００２０】引き続き、個々のワークに関する加工に必
要なデータを入力する（手順Ｓ２１０）。すなわち、砥
石の幅および直径と、テーブル送り速度と、砥石のワー
クに対する水平方向の相対的な移動量（砥石の前後方向
および左右方向の全移動量と砥石の前後方向の１回毎の
移動量、前後方向の移動速度、テーブル速度）と、切り
込み方向の移動量を、図示しない入力画面に従って入力
する。以上で研削条件の設定が完了する。

【００２１】なお、図示しない時間計測釦がオンされる
と、演算装置１０は、入力されたデータに基づき、ドレ
ス時間を含む加工時間を演算する。

【００２２】上記ではデータベースＤＢに記憶された値
を直接加工プログラムに入力するようにしたから、作業
能率が向上するだけでなく、入力ミスを予防できる。

【００２３】なお、手順Ｓ１９０の結果を表示装置に表
示させ、手動で入力するようにしてもよい。このように
すると、手動で条件を設定する研削盤にも適用すること
ができる。

【００２４】また、上記では鉄系のワークについて説明
したが、鉄系に限らず、非鉄系のワークを加工する場合
にも適用できる。

【００２５】さらに、上記では、研削条件設定装置をＮ
Ｃ制御装置に接続したが、本装置だけでも動作させるこ
とができるから、事務所等でデータの作成を行うことも
可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
砥石の種類と、ワークの種類と、切り込み量と、仕上げ
面粗さと、ドレス条件とを対応させて記憶したデータベ
ースと、演算装置とを設け、入力されたワークの材質、
ワークの硬度および仕上げ面粗さに基づき、加工に適し
た砥石の候補を抽出し、加工に使用する砥石が決定され
た時には、入力された仕上げ面粗さに対応する切り込み
量とドレス条件とをデータベースから抽出するように構
成したから、非熟練者であっても加工精度や研削能率を
満足する作業ができ、また、始めてのワークを研削する
場合であっても試し加工を行うことなく、所望の仕上げ
面粗さを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る研削条件設定装置の構成図であ
る。

【図２】データベースＤＢの構成を示す図である。

【図３】ドレス条件として記憶されている内容を説明す
る図である。

【図４】研削条件の設定手順を示すフローチャートであ
る。

【図５】砥石選択条件の入力画面である。

【図６】砥石の選択画面である。

【図７】補正パラメータの入力画面である。

【図８】従来のＮＣ平面研削盤の全体構成図である。

【符号の説明】

１０演算装置ＤＢデータベース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】砥石の種類（材質、粒度および硬度）
と、ワークの種類（材質および硬度）と、切り込み量
と、仕上げ面粗さと、ドレス条件とを対応させて記憶し
たデータベースと、演算装置とを設け、前記演算装置
は、入力されたワークの材質、ワークの硬度および仕上
げ面粗さに基づき、前記データベースから加工に適した
砥石の候補を抽出し、加工に使用する砥石が決定された
時には、前記入力された仕上げ面粗さに対応する切り込
み量とドレス条件とを前記データベースから抽出するよ
うに構成したことを特徴とする研削盤の研削条件設定装
置。
【請求項２】ワークの厚み、精度、能率のうちのいず
れかの要素により、前記切り込み量を補正して出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の研削盤の研削条件設
定装置。
【請求項３】ドレッサの先端形状に応じてドレッサの
送り速度を補正して出力することを特徴とする請求項１
に記載の研削盤の検索条件設定装置。
【請求項４】加工部の表面積と、砥石の幅および直径
と、テーブル送り速度と、砥石のワークに対する水平方
向の相対的な移動量と、切り込み方向の移動量と、前記
データベースから抽出された前記切り込み量と、前記ド
レス条件とから加工時間を演算するようにしたことを特
徴とする請求項１ないし請求項３いずれかに記載の研削
盤の研削条件設定装置。