JP2003159649A - 高精度プロファイル研削加工方法 - Google Patents
高精度プロファイル研削加工方法Info
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Abstract
得られる高精度プロファイル研削加工方法を提供する。 【解決手段】 本発明の高精度プロファイル研削加工方
法は、一端に計測部7を設けた被加工物3をワーク保持
部5に取り付けて、回転する砥石2にてテーブル11と
砥石ヘッド6のXYZ方向の動きで被加工物の加工部8
と計測部7とを同時にプロファイル研削加工し、加工後
に計測部の加工形状を画像計測装置4により計測し、計
測した加工形状と記憶している所定の加工形状とを比較
して誤差を求め、これに基づいて砥石の相対移動量を修
正して再度プロファイル研削を行った後に、計測部を被
加工物から除去するようにしている。
Description
車の歯面を高精度な形状にプロファイル研削(成形研
削)加工するプロファイル研削加工方法に関する。
しては、ポイント研削(プロファイル設計値に沿って砥
石の動きで形状を創成するプロファイル研削)により、
加工する形状の各ポイントに砥石の先端を移動位置決め
しながら研削加工して所望の形状を研削加工していた。
しかしながら、公差10μm以下の高精度な形状が要求
される場合は、砥石の先端の形状は図4に示すようにR
0.1mm程の形状をしており、しかもそのR形状が異な
ることにより加工される形状は所望の形状より10μm
以上ずれてしまい、必要な形状が得られないという問題
があった。
持部に取り付ける際にも、クランプ力による被加工物の
変形や、芯ずれ、傾きなどが発生し、これによる誤差も
また10μm以上になり、必要な形状が得られないとい
う問題があった。更に、計測装置が画像計測の場合、加
工形状計測および加工基準位置計測時に画像計測の焦点
距離が短い場合は、直接被加工物基準部および被加工物
加工部が計測できず、加工形状の基準位置出しおよび修
正ができないという問題もあった。
鑑みてなされたもので、その目的は、公差10μm以下
の高精度な形状が安定して得られる高精度プロファイル
研削加工方法を提供することである。
決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に
記載の高精度プロファイル研削加工方法を提供する。請
求項1に記載の高精度プロファイル研削加工方法は、一
端に計測部を設けた被加工物をワーク保持部に取り付け
て、被加工物の加工部と計測部とを同時にプロファイル
研削加工し、加工後に計測部の加工形状を計測して、計
測した加工形状と記憶している所定の加工形状を比較し
て誤差を求め、これに基づいて砥石の相対移動量を修正
して再度プロファイル研削を行った後に、計測部を被加
工物から除去するようにしたものである。これにより、
特に被加工物の計測可能な焦点距離内の一端に計測部を
設け、プロファイル研削加工後に計測部を除去するよう
にしたことにより、被加工物のプロファイル研削された
形状が、研削機上で(被加工物を取り外すことなく)か
つ高倍率で正確に計測できるようになり、所望の形状か
らのずれ量を求めて、砥石先端の位置決め位置を修正す
ることにより、公差10μm以下の高精度な形状を得る
ことができる。請求項2の高精度プロファイル研削加工
方法は、プロファイル研削加工の手順を具体的に限定し
たものであり、請求項1の方法と同様の作用効果を奏す
る。
法は、被加工物のプロファイル研削加工に先だって行う
砥石の位置決め初期設定の手順を付加したものであり、
計測装置を砥石ヘッドに固定し、ダミーワークを被加工
物のワーク保持部が固定されているテーブル上の所定の
位置に取り付け、ダミーワークをプロファイル研削して
ダミーワークの加工形状の基準位置を求め、一方で被加
工物の計測部の加工基準位置を計測装置で計測して被加
工物の基準位置を求め、ダミーワークの加工形状の基準
位置と被加工物の基準位置が一致するように砥石先端を
位置決めしてからプロファイル研削加工を行うようにし
たものである。これにより、加工される形状の位置及び
傾きを正確に加工できるようになり、一層高精度な形状
を得ることができる。請求項4の高精度プロファイル研
削加工方法は、砥石の位置決め及びプロファイル研削の
修正に従って、プロファイル研削加工を複数回行うよう
にしたものであり、これにより、一層の加工精度の改善
が図れる。
の形態の高精度プロファイル研削加工方法について説明
する。図1は、本発明の高精度プロファイル研削加工方
法を実施するためのプロファイル研削装置の概略全体構
成図である。プロファイル研削装置1は、被加工物3を
保持して、図1中にBで示されているX軸方向に移動可
能なテーブル11と、被加工物3を研削加工する円板状
の砥石2を回転支持する砥石ヘッド6と、被加工物3の
加工された形状を計測する画像計測装置4とを有してい
る。
るワーク保持具5である固定センタ9と可動センタ10
とが設けられており、被加工物3は固定センタ9と可動
センタ10とで挟持して保持される。可動センタ10
は、固定センタ9との間に形成される間隔を変えられる
ように移動可能であると共に、保持した被加工物3を回
動するための回動機構(図示せず)が設けられている。
本発明においては、被加工物3には加工部8と計測部7
とが設けられており、被加工物3は、計測部7が固定セ
ンタ9側にくるようにワーク保持具5に保持される。
せる回転駆動機構(図示せず)が設けられていると共
に、図1中にAで示されるY軸方向及びCで示されるZ
軸方向に移動可能に構成されている。また、この砥石ヘ
ッド6には、画像計測装置4を支持する画像計測装置支
持具12が固定されている。更に、テーブル11上の所
定位置にダミーワーク13を取り付けることができるよ
うにダミーワーク保持具14が設けられている。
方を説明する図である。図2に示すように、ダミーワー
ク13の加工原点と被加工物3の加工原点の相対距離L
1(Y方向)及びL2(Z方向)を測定し、その相対距
離L1,L2とダミーワーク加工時の既知の砥石位置か
ら被加工物3を加工するための砥石位置が正確に求めら
れる。即ち、既知の砥石原点座標(Y0,Z0)とする
と求められる砥石原点座標(Y,Z)は、Y=Y0+L
1,Z=Z0+L2となる。これによって、被加工物加
工に必要な砥石位置が決められる。これは、加工の最初
に一度設定すればよいものである。
であり、図3(a)に示すようにプロファイル設計値に
沿って砥石2の動きによって形状を創成するプロファイ
ル研削を示している。図3(b)は、プロファイル研削
加工時の砥石2の動きを説明する図である。砥石2(砥
石ヘッド6)の動きは、図3(b)に示すように砥石2
を常時回転させた状態で、最初のプロファイル設計値に
位置決めし、被加工物3を図3(b)のAで示すX軸方
向に往復移動(A移動(1),(2))して1ポイント
・A方向の加工を行い、次にB(Y軸方向)及びC(Z
軸方向)の同時移動で2ポイント目に砥石2を移動
(B,C移動(3))させ、このポイントでまたA移動
を行って被加工物3の1ポイント・A方向の加工を行
う。これらを繰り返し行うことで全プロファイルの研削
加工を終了するものである。
置の作動、即ちこの装置を使用した高精度プロファイル
研削加工方法について説明する。まず、テーブル11上
にダミーワーク13をセットし、また加工部8と計測部
7とをもつ被加工物3をワーク保持具5により保持す
る。次いで、砥石ヘッド6の位置を記憶して、その位置
でダミーワーク13を回転する砥石2にてテーブル11
と砥石ヘッド6の動き(X,Y,Z方向の動き)でプロ
ファイル研削により形状加工する。次に、このとき研削
加工された形状を画像計測装置4にて計測し、この計測
した加工形状と記憶している所定の加工形状とを比較し
て誤差を求め、この誤差で砥石2の相対移動量を修正す
るとともに、ダミーワーク13の加工形状の基準位置
と、被加工物3の計測部7の基準位置を画像計測装置4
にて計測し、ダミーワーク13の加工形状の基準位置計
測時から被加工物3の計測部7の基準位置計測時までの
画像計測装置4の移動量を記憶し、この記憶した画像計
測装置4の移動量と記憶した砥石ヘッド6の位置との相
対位置関係から被加工物3の加工に必要な砥石位置を求
める。即ち、図2を使用して先に説明した方法で砥石位
置の初期設定を行う。これは、基本的に被加工物の加工
に先だって1回行えばよいものである。
物3の加工部8とその一端の計測部7とを同時にプロフ
ァイル研削により形状加工し、このとき研削加工された
形状を画像計測装置4で計測し、この計測した加工形状
と記憶している所定の加工形状を比較して誤差を求め、
この誤差に基づいて砥石2の相対移動量を修正し、砥石
2を微少量切り込んで再度プロファイル研削を実施す
る。
所定の角度、例えば、略21.1765°、回転させて
被加工物3の加工位置を変えて、上記したように被加工
物3の加工部8と計測部7のプロファイル研削による形
状加工と画像計測装置4による計測及び計測結果に基づ
く相対移動量の修正、並びに再プロファイル研削加工を
実施する。これを所定の回数(例えば、17回)繰り返
すことにより、被加工物が全周面に渡って加工され、歯
車の歯面等を高精度な形状にプロファイル研削加工され
る。このプロファイル研削後に、計測部7は被加工物3
から除去される。
物の一端に計測部を設け、プロファイル研削後に計測部
を除去するようにしたこと、および画像計測装置を砥石
ヘッドに固定し、ダミーワークを被加工物と同じテーブ
ル上に取り付け、ダミーワークをプロファイル研削し、
その加工形状の基準位置と被加工物の基準位置が一致す
るように砥石先端を位置決めしてプロファイル研削する
ことにより、砥石先端のR形状に対応してプロファイル
研削時の砥石先端の位置決め位置を補正し、また被加工
物の取付の際の芯ずれ、傾きを修正したときに発生する
被加工物の位置ずれを正確に測定して、砥石先端の位置
決めに反映することにより、公差10μm以下の高精度
な形状がプロファイル研削加工によって得られる。
加工方法を実施するためのプロファイル研削装置の概略
全体構成図である。
図である。
(b)は、プロファイル研削加工時の砥石の動きを説明
する図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 円板状砥石を用いて被加工物の外周部を
ポイント研削により高精度にプロファイル研削加工する
方法において、 一端に計測部を設けた被加工物をワーク保持部に取り付
け、 前記被加工物の加工部と前記計測部とを同時にプロファ
イル研削加工し、 このプロファイル研削加工後、計測装置で前記計測部の
加工形状を計測し、 計測した加工形状と、記憶している所定の加工形状とを
比較して誤差を求め、前記誤差で砥石の相対移動量を修
正して再度前記プロファイル研削加工を施し、 この再度のプロファイル研削加工後、前記計測部を前記
被加工物から除去することを特徴とする高精度プロファ
イル研削加工方法。 - 【請求項2】 前記プロファイル研削加工が、 前記砥石を砥石の回転軸に直角方向に前記被加工物に対
して相対的に移動させてポイント研削し、 次に前記砥石を砥石の回転軸方向及び砥石の切込み方向
に前記被加工物に対して相対的に移動し位置決めした
後、前記砥石を砥石の回転軸に直角方向に前記被加工物
に対して相対的に移動させてポイント研削し、 これらを繰り返えして行うことを特徴とする請求項1に
記載の高精度プロファイル研削加工方法。 - 【請求項3】 前記被加工物のプロファイル研削加工に
先だって行われる前記砥石の位置決め設定が、 前記計測装置を砥石ヘッドに固定し、 前記被加工物を前記ワーク保持具に取り付け、 一方ダミーワークを前記ワーク保持具が固定されている
テーブル上の所定位置に取り付けた後、前記ダミーワー
クをプロファイル研削加工し、 前記ダミーワークの加工形状を前記計測装置で計測し
て、前記ダミーワークの加工形状の基準位置を求め、 一方前記被加工物の前記計測部の加工基準位置を前記計
測装置で計測して、前記被加工物の基準位置を求め、 前記ダミーワークの加工形状の基準位置と前記被加工物
の基準位置が対応するようにすることにより行われるこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載の高精度プロファ
イル研削加工方法。 - 【請求項4】 前記砥石の位置決め及び前記プロファイ
ル研削加工の修正に従って、プロファイル研削加工を複
数回行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項
に記載の高精度プロファイル研削加工方法。
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- 2001-11-22 JP JP2001358012A patent/JP4029602B2/ja not_active Expired - Fee Related
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