JP2004160585A - 研削盤およびツルーイング位置算出方法並びにツルーイング方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】研削砥石28を整形するツルーイング砥石31を有し、テーブル41上に配置されたツルーイング装置30と、研削砥石28に近い位置で主軸頭16に設置され、テーブル14上のワークおよびツルーイング砥石31を観察するための顕微鏡40と、この顕微鏡40での観察のために、研削砥石の位置を手動で微動変化させるための手動パルス発生装置46と、顕微鏡40による観察中に研削砥石の制御軸上の座標を取得するための手段48を研削盤に設ける。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、研削盤およびツルーイング位置の算出方法に係り、特に、薄刃砥石などの研削砥石をツルーイングするにあたって、研削砥石とツルーイング砥石の接点を精度よく確定できるようにした研削盤およびツルーイング位置の算出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年では、研削盤のNC化と精密化が進んでおり、精巧な機械部品の成形に用いる金型の加工や、ガラス、プラスチック材料を直接加工して精密部品にする研削加工も行えるようになっている。
【0003】
研削盤では、研削加工を続けていくと、次第に砥石の砥粒の切れ味が鈍ってきたり、砥石が摩耗して形状が変わってくるので、適宜、ドレッシングやツルーイングを行う必要がある。
【0004】
そこで、円盤状の砥石である薄刃砥石のツルーイングについて、図18を参照しながら説明する。
薄刃砥石2は、研削盤の主軸頭5の主軸6に取り付けた状態で、その外周部の刃をツルーイング砥石3を用いて整形する。このツルーイング砥石3は、研削盤の機上に配置されたツルーイング装置4に装着され、水平面上を回転するようになっている。ツルーイング砥石3を回転させながら、その周縁部に薄刃砥石2の刃を接触させ、ツルーイングが行われる。
【0005】
薄刃砥石2のツルーイングを始めるにあたっては、まず最初に、薄刃砥石2とツルーイング砥石3との位置を調整しておく必要がある。従来は、図18(a)において、薄刃砥石2の中心を通る鉛直線がツルーイング砥石3の中心を通るように、目測で両者の中心位置を合わせてから、さらに、図18(b)に示すように、肉眼で見ながら主軸頭5を矢印方向に微量ずつ移動させながら、薄刃砥石2をツルーイング砥石3に接触させ、そこを接点としていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、薄刃砥石2とツルーイング砥石3の位置合わせ並びに接点出しを肉眼で見ながらの勘に頼っていたので、薄刃砥石2の中心とツルーイング砥石3の中心が厳密には合っていないまま接点を出すことになり、整形の精度が悪かった。
【0007】
また、薄刃砥石2をツルーイング砥石3に接触させて接点を出すためには、往々にして作業員はカバー内部に顔を入れて薄刃砥石2を覗き込みながら作業をすることになり、保安上の問題があった。
【0008】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、安全にかつ正確に研削砥石とツルーイング砥石の接点を確立した上で、精度よく研削砥石の整形を行えるようにしたツルーイング位置の算出方法並びにツルーイング方法を提供することにある。
【0009】
また、本発明の他の目的は、上記ツルーイング方法を機上で実施できるようにした研削盤を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項1に係る発明は、主軸頭とテーブルを備えた3軸あるい4軸制御の研削盤において、研削砥石を整形するツルーイング砥石を有し、前記テーブル上に配置されたツルーイング装置と、研削砥石に近い位置で主軸頭に設置され、前記テーブル上のワークおよびツルーイング砥石を観察するための顕微鏡と、前記顕微鏡での観察のために、前記研削砥石の位置を手動で微動変化させるための手動パルス発生装置と、前記顕微鏡による観察中に研削砥石の制御軸上の座標を取得するための手段と、を備えることを特徴とするものである。
【0011】
また、請求項2に係る発明は、主軸頭とテーブルを備えた3軸あるいは4軸制御の研削盤において、研削砥石を整形するツルーイング砥石を有し、前記テーブル上に配置されたツルーイング装置と、研削砥石に近い位置で主軸頭に設置され、前記テーブル上のワークおよびツルーイング砥石を撮像するためのCCDカメラと、前記CCDカメラで撮像した画像データを画像処理する画像処理装置と、画像処理された画像を走査線とともに表示する表示装置と、前記CCDカメラで走査するために、前記研削砥石の位置を手動で微動変化させるための手動パルス発生装置と、前記CCDカメラによる走査中に研削砥石の制御軸上の座標を取得するための手段と、を備えることを特徴とするものである。
【0012】
さらに、請求項3に係る発明は、主軸頭とテーブルを備えた3軸あるいは4軸制御の研削盤の研削砥石を前記テーブル上に配置したツルーイング砥石で整形するツルーイング位置を算出する方法であって、研削砥石に近い位置で主軸頭に顕微鏡を設置し、テーブルに載せた試片に前記研削砥石で測定用の溝を加工し、この溝の制御系上の座標を求め、前記溝の形状およびツルーイング砥石を前記顕微鏡で観察しながら、前記研削砥石と試片並びにツルーイング砥石との相対位置を手動で微動変化させ、研削砥石とツルーイング砥石との接点を算出するために必要な位置データを求め、前記溝の座標と位置データに基づいて、研削砥石とツルーイング砥石との接点の制御系上の座標を算出することを特徴とするものである。
【0013】
また、請求項4に係る発明は、主軸頭とテーブルを備えた3軸あるいは4軸制御の研削盤の研削砥石を前記テーブル上に配置したツルーイング砥石で整形するツルーイング位置を算出する方法であって、研削砥石に近い位置で主軸頭にCCDカメラを設置し、テーブルに載せた試片に前記研削砥石で前記試片に測定用の溝を加工し、この溝の制御軸上の座標を求め、前記溝の形状およびツルーイング砥石を前記CCDカメラで撮像するとともに所定の画像処理を施した画像として表示装置に表示し、前記表示装置に表示された画像を見ながら、研削砥石と試片並びにツルーイング砥石との相対位置を手動で微動変化させながら前記CCDカメラで走査し、研削砥石とツルーイング砥石との接点を算出するために必要な位置データを求め、前記溝の座標と位置データに基づいて、研削砥石とツルーイング砥石との接点の制御系上の座標を算出することを特徴とするものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
【0015】
第1実施形態
図1は、本発明の第1の実施形態に係る研削盤を示す側面図で、図2は、同研削盤の正面図である。この図1および図2において、参照符号10は、ベッドを示す。12はコラムで、14はテーブルを示している。このベッド10の上には、ガイドレール11(レールまたはV溝)が敷設されており、コラム12は、ベッド10上でガイドレール11を介して摺動可能に設置されている。また、ベッド10の上面には、ガイドレール11の延びる方向と直交する方向に延びるV溝13a、13bが形成されており、テーブル14は、このV溝13a、13bを案内面として摺動可能に設置されている。コラム12の側面には上下にガイドレール15が延びており、このガイドレール15に沿って主軸頭16が昇降可能に設置されている。
【0016】
この研削盤では、テーブル14の送り運動を制御する軸がX軸、コラム12の送り運動を制御する軸がY軸、主軸頭16の昇降運動を制御する軸がZ軸である。この実施形態では、これらX軸、Y軸、Z軸に加えて、テーブル14の上に配置された旋回台27の旋回運動を制御するC軸が設けられている。
【0017】
X軸の送り機構は、図2に示すように、X軸サーボモータ17により駆動されるX軸ボールねじ18と、テーブル14の下面に取り付けられている図示しないボールナットとから構成されている。Y軸の送り機構は、図1に示すように、Y軸サーボモータ20によって駆動されるY軸ボールねじ21と、コラム12の下面に取り付けられた図示しないボールナットから構成されている。Z軸の送り機構についても同様に、コラム12の頂部にZ軸サーボモータ22が設置されており、Z軸ボールねじ24が垂下するように延びて、主軸頭16側に取り付けられた図示しないボールナットがZ軸ボールねじ24に螺合するようになっている。
【0018】
主軸頭16においては、主軸25が水平な姿勢で支持されており、この主軸25の先端部には、砥石フランジ26a、26bで挟み付けるようにして研削砥石28が保持されている。この研削砥石28は、この実施形態では、円盤状の薄刃砥石であって、鉛直面に平行な面内を回転する姿勢で主軸25に取り付けられている。
【0019】
図2に示すように、テーブル14の上に設置された旋回台27には、加工対象のワークを固定するためのチャック装置29が載置されている。旋回台27は、図示しないC軸サーボモータにより駆動されるC軸旋回機構を内蔵している。また、テーブル14には、旋回台27に加えて、加工のじゃまにならない位置にツルーイング装置30が設置されている。図1に示すように、ツルーイング装置30は、円柱状のツルーイング砥石31と、このツルーイング砥石を回転駆動する駆動部32とから構成されている。
【0020】
主軸頭16の取付板23には、ツルーイング位置の算出に使用する顕微鏡40が取り付けられている。この顕微鏡40は、鉛直な姿勢で取り付けられ、チャック装置29に取り付けられたワークやツルーイング砥石31の上面を観察できるようになっている。
【0021】
図1において、参照符号42は、NC装置を示し、参照符号44は、NC装置42から送られる指令に基づいてX軸サーボモータ17、Y軸サーボモータ20、Z軸サーボモータ22をそれぞれ駆動するサーボ駆動回路である。手動パルス発生器46は、研削砥石28の位置等を手動で微動させるときに使用するもので、パルスを発生させ、X軸、Y軸、Z軸、C軸の各軸について手動で微動操作をすることができる。座標表示部48は、NC装置42に付属し、研削砥石28およびツルーイング砥石31の現位置のNC座標を表示する機能を有している。
【0022】
図4に示すように、研削砥石28の外周部の刃はV字形の刃である。この実施形態のツルーイングでは、研削砥石28の両側の刃面28a、28bを研削して、刃を精密にV字に整形する。他方、ツルーイング砥石31では、外周にテーパ部31aが形成されており、研削砥石28の内側の刃面28aをツルーイングする場合と、外側の刃面28bをツルーイングする場合とでは、ツルーイング位置は異なっている。
【0023】
ツルーイング位置として算出するNC座標Pt(Xt,Yt,Zt)とは、研削砥石28とツルーイング砥石31との位置の相対関係が図3、図4に示すようになっているときの研削砥石28の中心(研削砥石の位置というときはその中心の位置をもって表す)のNC座標である。これらの図3、図4において、Oは、あらかじめNC装置に認識されているNC原点である。
【0024】
ツルーイング位置では、研削砥石28の中心は、ツルーイング砥石31の中心を通るY−Z平面上にある。この条件は、研削砥石のX軸上の座標Xtで特定することができる。
【0025】
また、図4に示すように、内側の刃面28aをツルーイングする場合、研削砥石28の中心はツルーイング砥石31のテーパ部31aの上側エッジ33に一致する位置にあり、この条件は、研削砥石28のY軸上の座標Yt1で特定される。同様に、研削砥石28の外側の刃面28bをツルーイングする場合、研削砥石28の中心がツルーイング砥石31のテーパ部31aの上側エッジ33に一致する条件は、研削砥石28のY軸上の座標Yt2で特定される。
【0026】
そして、研削砥石28の刃の先端がツルーイング砥石31の上面に接触した位置にあるという条件は、研削砥石28のZ軸上のZtで特定される。
【0027】
以下、図5乃至図14を参照しながら、ツルーイング位置を算出する手順について説明する。
【0028】
(1.1)顕微鏡の設置
前もって、主軸頭16には、なるべく研削砥石28に近い位置で、しかも顕微鏡観察のし易い位置に顕微鏡40を取り付けておく。第1の実施形態では、顕微鏡40の接眼レンズから覗いて直接観察する。
【0029】
(1.2)試片への溝の加工
図5(a)に示すように、テーブル14上にあるチャック装置29には、ダミーのワークである試片50を取り付けておく。そして、手動パルス発生器46を操作しながらX軸サーボモータ17、Y軸サーボモータ20を駆動してテーブル14とコラム12を送り、研削砥石28を試片50の直上の適当な位置で停止する。そして、このときのテーブル14、研削砥石28の位置のX座標、Y座標を(X3,Y3)とする。
研削砥石28を回転させ、次いで、Z軸サーボモータ22により主軸頭16を駆動して徐々に下降させて研削砥石28を試片50に接触させて表面に適当な長さの溝52を付けておく。図6に示すように、溝52は、X軸方向に長さをもち、Y軸方向に幅をもった細長い溝となる。適当な深さまで溝52を形成した後は、主軸頭16を上昇させて研削砥石28を溝52から待避させておく。
【0030】
(1.3)顕微鏡による溝の観察およびツルーイング位置の確定
こうして試片50に付けた溝52をX軸方向、Y軸方向に分けて顕微鏡40で次のように観察する。
【0031】
(i)X軸方向
図5(b)に示すように、手動パルス発生器46を操作してX軸サーボモータ17にパルスを送り、テーブル14を微動させながら、顕微鏡40で溝52を観察する。図6(a)に示すように、顕微鏡40での視野の中心には、十字形の照準線60があり、この照準線60の中心が溝52の右端の点(イ)に一致するまでテーブル14を微動する。そして、このときのテーブル14(溝52の(イ)観測点)のX座標X1を座標表示部48から読み取る。
【0032】
今度は、図5(c)のように、手動パルス発生器46を操作して逆方向にテーブル14を微動させながら、顕微鏡40で溝52を観察する。図6(b)に示すように、顕微鏡40の視野の照準線60が溝52の左端の点(ロ)に一致したときにテーブル14の移動を停止し、このときのテーブル14(溝52の(ロ)観測点)のX座標X2を座標表示部48から読み取る。
【0033】
ここで、研削砥石28の中心と顕微鏡40の中心の間のX軸方向の距離をGとすると、
G=(X1+X2)/2−X3 …(1)
の関係にある。
【0034】
次いで、図5(d)において、顕微鏡40の下にツルーイング砥石31が来るように、テーブル14およびコラム12を手動パルス発生器で移動する。顕微鏡40で観察しながら、照準線60がツルーイング砥石31の中心の印に一致したところで停止し、このときのテーブル14(ツルーイング砥石31上の中心観測点)のX座標X4を座標表示部48から読み取る。
【0035】
ここで、図3、図5(d)から、研削砥石28の中心が、ツルーイング砥石31の中心に一致しているときのX座標Xtと、X4との間には、
Xt=X4−G …(2)
の関係が成り立つから、(1)、(2)式から、
Xt=X4+X3−(X1+X2)/2 …(3)
である。
したがって、(3)式に、上述の観察により求めたX1、X2、X3、X4を代入すれば、研削砥石28の中心が、ツルーイング砥石31の中心に一致しているときのX座標Xtが確定することになる。
【0036】
(ii)Y軸方向
X軸の場合と同様に、図7(a)において、試片50の上面に溝52を付けたときの研削砥石28のY軸座標を座標表示部48から読み取り、これをY3とする。
【0037】
図7(b)に示すように、手動パルス発生器46を操作してY軸サーボモータ20にパルスを送り、コラム12を微動させながら、顕微鏡40で溝52を観察する。図8(a)において、顕微鏡40の視野の照準線60の中心が溝52の上端の点(ハ)に一致したところでコラム12を停止し、このときの研削砥石28のY座標Y1を座標表示部48から読み取る。
【0038】
次いで、図7(c)のように、手動パルス発生器46を操作して更にコラム12を微動させながら、顕微鏡40で溝52を観察する。図8(b)に示すように、顕微鏡40の視野の照準線60が溝52の下端の点(ニ)に一致したときにコラム12の移動を停止し、このときの研削砥石28のY座標Y2を座標表示部48から読み取る。
【0039】
ここで、研削砥石28の中心と顕微鏡40の中心の間のY軸方向の距離をFとすると、
F=(Y1+Y2)/2−Y3 …(4)
の関係にある。
【0040】
次いで、図9(a)において、顕微鏡40の下にツルーイング砥石31が来るように、コラム12およびテーブル14を手動パルス発生器46で移動する。顕微鏡40で観察しながら、図10(a)に示すように、照準線60がツルーイング砥石31の上側エッジ33の左側の点(ホ)に一致したところで停止し、このときの研削砥石28のY座標Y4を座標表示部48から読み取る。
【0041】
ここで、図11に示すように、研削砥石28の中心が、ツルーイング砥石31の左側の上エッジ33の点(ホ)に一致しているときの研削砥石28のY座標Yt1と、Y4との間には、
Yt1=Y4−F …(5)
の関係が成り立つから、(4)、(5)式から、Fを消去すると、
Yt1=Y4−(Y1+Y2)/2+Y3 …(6)
である。
したがって、(6)式に、上述の観察により求めた座標Y1、Y2、Y3、Y4を代入すれば、研削砥石28の中心が、ツルーイング砥石31の上エッジ33に一致しているとき、すなわち研削砥石28の内側の刃面28aを整形するときのツルーイング位置を確定するY座標Yt1が確定することになる。
【0042】
同じ様にして、図9(b)並びに図10(b)に示すように、照準線60がツルーイング砥石31の右側の上エッジ上の点(ヘ)に一致したときの、研削砥石28のY座標Y5を座標表示部48から読み取る。
【0043】
左側の上エッジの場合と同様に、図12に示すように、研削砥石28の中心が、ツルーイング砥石31の上エッジ33上の右側の点(ヘ)に一致しているときの研削砥石28のY座標Yt2と、Y5との間には、
Yt2=Y5−F …(7)
の関係が成り立つから、(4)、(7)式から、
Yt2=Y5−(Y1+Y2)/2+Y3 …(8)
である。
したがって、(8)式に、上述の観察により求めたY1、Y2、Y3、Y5を代入すれば、研削砥石28の外側の刃面28bのエッジが、ツルーイング砥石31の上エッジに一致しているとき、すなわち研削砥石28の外側の刃面28bを整形するときのツルーイング位置を確定するY座標Yt2が確定することになる。
【0044】
(iii)Z軸方向
研削砥石28の刃の先端がツルーイング砥石31の上面に接触した位置のZ座標Ztは、以下のようにして求める。
図13において、あらかじめ研削砥石28をツルーイング砥石31の上の適当な高さに位置決めしておく。そして、ツルーイング砥石31は、ゆっくりと回転している状態にしておく。他方、研削砥石28の方は、フリーに回転できる状態になっている。
【0045】
そこで、手動パルス発生器46を操作してZ軸サーボモータ22にパルスを送り、研削砥石28の刃先がツルーイング砥石31の上面に接触するまで、主軸頭16をゆっくりと下降させる。研削砥石28がツルーイング砥石31の上面に接触すると、それまで停止していた研削砥石28はツルーイング砥石31とともに連れ回りをするので、このときの研削砥石28のZ座標を座標表示部48から読み取り、それをZtとすることができる。
【0046】
(1.4)ツルーイングの実行
以上のようにして、ツルーイング位置として算出するNC座標Pt(Xt,Yt,Zt)(正確には、研削砥石28の内側の刃面を整形するためのツルーイング位置であるPt(Xt,Yt1,Zt)と、研削砥石28の外側の刃面を整形するためのツルーイング位置であるPt(Xt,Yt2,Zt))が正確に確定したので、以下のようにして研削砥石28のツルーイングを行う。
【0047】
図14に示すように、研削砥石28の内側の刃面28aを整形する場合を説明する。
【0048】
研削砥石28とツルーイング砥石の接点は、図14(a)に示すようになる。そして、この接点をツルーイングの基点Pt(Xt,Yt1,Zt)として、図14(b)に示すように、研削砥石28をツルーイング砥石31のテーパ部31aに沿って移動させるべく、Y、Z補間を行うように、そしてY軸方向に追い込み量を入れるように加工プログラムを作成し、この加工プログラムに基づいた数値制御により研削砥石28を整形すればよい。これにより、高精度のツルーイングが実現できる。
【0049】
なお、Pt(Xt,Yt2,Zt)をツルーイングの基点する研削砥石28の外側の刃面28bを整形する場合については、内側の刃面28aの場合と同様であるので説明は省略する。
【0050】
第2実施形態
次に、本発明の第2の実施形態について、図15を参照しながら説明する。
【0051】
本発明の第2実施形態に係る研削盤では、顕微鏡40の替わりにCCDカメラ60を主軸頭16に設置した実施の形態である。CCDカメラ60で撮像した画像データは電子ライン発生装置62に送られ、この電子ライン発生装置62を介して撮影した溝52やツルーイング砥石31の精度の高い画像が表示装置64に表示される。また、表示装置64の表示画面には、CCDカメラ60で溝52やツルーイング砥石31を走査するときには、その画像に重ねて走査線を表示することができるようになっている。
【0052】
(2.1)試片への溝の加工
試片50への溝52の加工の手順は、第1実施形態の説明中、(1.2)試験への溝の加工で説明したのと異なるところはなく、同じ手順で、ダミーの試片50に溝52を付け、その時のテーブル14、研削砥石28の位置のX座標、Y座標を(X3、Y3)とする(図5(a)、図7(a)参照)。
【0053】
(2.2)CCDカメラによる溝の撮像およびツルーイング位置の確定
電子ライン発生装置62を使用してCCDカメラ60で撮像したCCD画像を表示装置64のモニタ画面に出力する場合を説明する。
試片50に付けた溝52をCCDカメラ60で撮像すると、そのCCD画像データは、図16に示すような輪郭エッジのはっきりとした画像66にして表示装置64に表示することができる。そうしておいてから、X軸方向、Y軸方向に分けてCCDカメラ60により、以下のようにして走査する。なお、この時の機械の動きは、図5に示した動作と同じである。
【0054】
(i)X軸方向
手動パルス発生器46を操作してX軸サーボモータ17にパルスを送り、テーブル14を微動させながら、CCDカメラ60で溝52を走査する(図5(b)の動きに対応)。表示装置64の画面には、溝52の画像66とともにCCDカメラ60の位置を表すX軸走査線68が表示されるので、表示装置64の画面を見ながら、X軸走査線68が溝52の画像66右端の(イ)点に一致するまでテーブル14を微動する。そして、このときのテーブル14(溝52の(イ)観測点)のX座標X1を座標表示装置48から読み取る。
【0055】
今度は、表示装置64の画面を見ながら、手動パルス発生器46を操作して逆方向にテーブル14を微動させながら、CCDカメラ60で溝52を走査する(図5(c)の動きに対応)。X軸走査線68が溝52の画像66左端の点(ロ)に一致したときにテーブル14の移動を停止し、このときのテーブル14(溝52の(ロ)観測点)のX座標X2を座標表示部48から読み取る。
【0056】
次いで、図17において、CCDカメラ60の下にツルーイング砥石31が来るように、表示装置64の画面を見ながら、テーブル14およびコラム12を手動パルス発生器46で移動する(図5(d)の動きに対応)。X軸走査線68がツルーイング砥石31の中心の印Cに一致したところで停止し、このときのテーブル14(ツルーイング砥石31上の中心観測点)のX座標X4を座標表示部48から読み取る。
【0057】
第1実施形態と同様に、(3)式に、上述の走査により求めたX1、X2、X3、X4を代入すれば、研削砥石28の中心が、ツルーイング砥石31の中心に一致しているときのX座標Xtが確定することになる。
【0058】
(ii)Y軸方向
Y軸方向についても、第1実施形態と同様に、以下のようにして走査する。なお、この時の機械の動きは、図7に示した動作と同じである。
【0059】
手動パルス発生器46を操作してY軸サーボモータ20にパルスを送り、コラム12を微動させながら、図16において、CCDカメラ60で溝52をY軸方向に走査する(図7(b)の動きに対応)。表示装置64の画面を見ながら、Y軸走査線69が溝52の画像66上端の点ハに一致したところでコラム12を停止し、このときの研削砥石28のY座標Y1を座標表示部48から読み取る。
【0060】
次いで、手動パルス発生器46を操作して更にコラム12を微動させながら走査し(図7(c)の動きに対応)、CCDカメラ60のY軸走査線69が溝52の画像66下端の点(ニ)に一致したときにコラム12の移動を停止し、このときの研削砥石28のY座標Y2を座標表示部48から読み取る。
【0061】
次いで、図17において、CCDカメラ60の下にツルーイング砥石31が来るように、コラム12およびテーブル14を手動パルス発生器46で移動する(図9(a)の動きに対応)。表示装置64の画面を見ながら、Y軸走査線69がツルーイング砥石31の上エッジ33上の点(ホ)に一致したところでそれぞれ停止し、このときの研削砥石28のY座標Y4を座標表示部48から読み取る。
【0062】
第1実施形態と同様に、(6)式に、上述の走査により求めた座標Y1、Y2、Y3、Y4を代入すれば、研削砥石28の内側の刃面28aのエッジが、ツルーイング砥石31の左側上エッジに一致しているとき、すなわち研削砥石28の内側の刃面28aを整形するときのツルーイング位置を確定するY座標Yt1が確定することになる。
【0063】
同じ様にして、Y軸走査線69がツルーイング砥石31の上エッジ上の点(ヘ)に一致したときの(図9(b)の動きに対応)、研削砥石28のY座標Y5を座標表示部48から読み取る。
【0064】
第1実施形態と同様に、(8)式に、上述の観察により求めたY1、Y2、Y3、Y5を代入すれば、研削砥石28の外側の刃面28bのエッジが、ツルーイング砥石31の右側の上エッジに一致しているとき、すなわち研削砥石28の外側の刃面28bを整形するときのツルーイング位置を確定するY座標Yt2が確定することになる。以上のようにして、研削砥石28を覗きながら行う作業から解放され、表示装置64を見ながら走査してツルーイング位置を正確に確定することができる。
【0065】
以上、電子ライン発生装置62を用いて溝52やツルーイング砥石31のCCD画像をモニタ画面に映し出してツルーイング位置を求める方法について説明したが、電子ライン発生装置62の替わりにCCD画像に濃淡処理を加えてモニタ上に映し出す画像処理装置を用いてもよい。この画像処理装置の場合は、あらかじめ1画素あたり距離を入力しておき、モニタの左上隅に機械座標を設定しておけば、エッジセンサを用いることで、走査のための軸移動を行うことなく、モータ上の表示画像から寸法や距離を確認することができる。
【0066】
(iii)Z軸方向
研削砥石28の刃面28aの先端はツルーイング砥石31の上面に接触した位置のZ座標Ztは、第1実施形態において(1.3(iii))で説明したところと異なることはないので、その説明は省略する。
【0067】
(2.3)ツルーイングの実行
以上のようにして、ツルーイング位置として算出するNC座標Pt(Xt,Yt,Zt)(正確には、研削砥石28の内側刃面28aを整形するためのツルーイング位置であるPt(Xt,Yt1,Zt)と、研削砥石28の外側刃面28bを整形するためのツルーイング位置であるPt(Xt,Yt2,Zt))が確定したので、第1実施形態の(1.4)に説明したのと同様にして、加工プログラムを作成し、その加工プログラムを実行した数値制御により、研削砥石28のツルーイングを行えばよい。
【0068】
以上、本発明について、研削砥石として刃の断面がV字形の薄刃砥石をツルーイングする実施形態を挙げて説明したが、薄刃砥石であれば、刃の断面が片V形やU字形のものでも同じようにしてツルーイングを行うことが可能である。
【0069】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、安全にかつ正確に研削砥石とツルーイング砥石の接点を確立した上で、精度よく研削砥石の整形を行うことができる。
【0070】
また、本発明の研削盤によれば、以上のツルーイングの位置の確定を機上で安全に能率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態による研削盤を示す側面図。
【図2】本発明の第1の実施形態による研削盤を示す正面図。
【図3】図1の研削盤において、研削砥石をツルーイングする位置を示す正面図。
【図4】研削砥石とツルーイング砥石の接点を示す説明図。
【図5】顕微鏡によりX軸方向の溝を観察する場合の動作の示す図。
【図6】顕微鏡で溝を観察したときの視野を示す説明図。
【図7】顕微鏡によりY軸方向の溝を観察する場合の動作の示す図。
【図8】顕微鏡で溝を観察したときの視野を示す説明図。
【図9】顕微鏡によりツルーイング砥石を観察する場合の動作の示す図。
【図10】顕微鏡でツルーイング砥石を観察したときの視野を示す説明図。
【図11】Y軸方向のツルーイング位置の確定手順を説明する図。
【図12】Y軸方向のツルーイング位置の確定手順を説明する図。
【図13】Z軸方向のツルーイング位置の確定手順を説明する図。
【図14】本発明のツルーイング方法による送りを示す説明図。
【図15】本発明の第2の実施形態による研削盤を示す側面図。
【図16】CCDカメラによる溝の画像の表示例を示す図。
【図17】CCDカメラによるツルーイング砥石の画像の表示例を示す図。
【図18】従来のツルーイングの手順を示す説明図。
【符号の説明】
10 ベッド
12 コラム
14 テーブル
17 X軸サーボモータ
18 X軸ボールねじ
20 Y軸サーボモータ
21 Y軸ボールねじ
22 Z軸サーボモータ
24 Z軸ボールねじ
25 主軸
28 研削砥石
29 チャック装置
31 ツルーイング砥石
40 顕微鏡
60 CCDカメラ
Claims (5)
- 主軸頭とテーブルを備えた3軸あるいは4軸制御の研削盤において、
研削砥石を整形するツルーイング砥石を有し、前記テーブル上に配置されたツルーイング装置と、
研削砥石に近い位置で主軸頭に設置され、前記テーブル上のワークおよびツルーイング砥石を観察するための顕微鏡と、
前記顕微鏡での観察のために、前記研削砥石の位置を手動で微動変化させるための手動パルス発生装置と、
前記顕微鏡による観察中に研削砥石の制御軸上の座標を取得するための手段と、
を備えることを特徴とする研削盤。 - 主軸頭とテーブルを備えた3軸あるいは4軸制御の研削盤において、
研削砥石を整形するツルーイング砥石を有し、前記テーブル上に配置されたツルーイング装置と、
研削砥石に近い位置で主軸頭に設置され、前記テーブル上のワークおよびツルーイング砥石を撮像するためのCCDカメラと、
前記CCDカメラで撮像した画像データを画像処理する画像処理装置と、
画像処理された画像を走査線とともに表示する表示装置と、
前記CCDカメラで走査するために、前記研削砥石の位置を手動で微動変化させるための手動パルス発生装置と、
前記CCDカメラによる走査中に研削砥石の制御軸上の座標を取得するための手段と、
を備えることを特徴とする研削盤。 - 主軸頭とテーブルを備えた3軸あるいは4軸制御の研削盤の研削砥石を前記テーブル上に配置したツルーイング砥石で整形するツルーイング位置を算出する方法であって、
研削砥石に近い位置で主軸頭に顕微鏡を設置し、
テーブルに載せた試片に前記研削砥石で測定用の溝を加工し、この溝の制御系上の座標を求め、
前記溝の形状およびツルーイング砥石を前記顕微鏡で観察しながら、前記研削砥石と試片並びにツルーイング砥石との相対位置を手動で微動変化させ、研削砥石とツルーイング砥石との接点を算出するために必要な位置データを求め、
前記溝の座標と位置データに基づいて、研削砥石とツルーイング砥石との接点の制御系上の座標を算出することを特徴とするツルーイング位置算出方法。 - 主軸頭とテーブルを備えた3軸あるいは4軸制御の研削盤の研削砥石を前記テーブル上に配置したツルーイング砥石で整形するツルーイング位置を算出する方法であって、
研削砥石に近い位置で主軸頭にCCDカメラを設置し、
テーブルに載せた試片に前記研削砥石で前記試片に測定用の溝を加工し、この溝の制御軸上の座標を求め、
前記溝の形状およびツルーイング砥石を前記CCDカメラで撮像するとともに所定の画像処理を施した画像として表示装置に表示し、
前記表示装置に表示された画像を見ながら、研削砥石と試片並びにツルーイング砥石との相対位置を手動で微動変化させながら前記CCDカメラで走査し、研削砥石とツルーイング砥石との接点を算出するために必要な位置データを求め、前記溝の座標と位置データに基づいて、研削砥石とツルーイング砥石との接点の制御系上の座標を算出することを特徴とするツルーイング位置算出方法。 - 請求項3または4に記載の方法により算出した接点の座標をツルーイングの基点として数値制御により研削砥石を整形することを特徴とするツルーイング方法。
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KR100935150B1 (ko) * | 2008-02-26 | 2010-01-06 | 챔프다이아(주) | 다이아몬드 바이트 연마장치 |
JP2013146831A (ja) * | 2012-01-20 | 2013-08-01 | Disco Corp | 切削装置 |
JP2014069277A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Disco Abrasive Syst Ltd | 切削装置 |
CN110814894A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-02-21 | 江苏环信机械工程有限公司 | 一种金属坯料表面缺陷在线检测修磨装置及修磨方法 |
-
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