JP2012091284A - Grinding method and multifunction grinding machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a grinding method and a multifunction grinding machine capable of reducing a cost for a finish grinding wheel by reducing a grinding volume by the finish grinding wheel as much as possible.SOLUTION: The multifunction grinding machine 1 executes a rough grinding step grinding the workpiece W supported by a supporting device 20 by the rough grinding wheel 73 so as to be leave a preset finish grinding margin, and a finish grinding step grinding the finish grinding margin of the workpiece W continuously supported by the supporting device 20 by the finish grinding wheel after the rough grinding step. The finish grinding margin is set on the basis of at least one of the thermal displacement of the multifunction grinding machine 1 and a changing amount of a grinding force caused by the rough grinding wheel. A shape with he finish grinding margin left in the workpiece W does not depend on a shape of the rough grinding wheel 73.

Description

本発明は、荒加工工程と仕上加工工程とを備える研削方法、および、当該研削方法を適用した複合研削盤に関するものである。   The present invention relates to a grinding method including a roughing process and a finishing process, and a composite grinding machine to which the grinding method is applied.

従来、米国特許第５，３９２，５６６号明細書（特許文献１）に、大径の荒加工用砥石車と小径の仕上加工用砥石車を備えた複合研削盤において、凹状曲面を有するカム形状を加工することが記載されている。   Conventionally, in U.S. Pat. No. 5,392,566 (Patent Document 1), in a composite grinding machine equipped with a large-diameter roughing grinding wheel and a small-diameter finishing grinding wheel, a cam shape having a concave curved surface Is described.

米国特許第５，３９２，５６６号明細書US Pat. No. 5,392,566

一般に、仕上加工用砥石車による単位時間あたりの研削可能体積は、荒加工用砥石車による単位時間あたりの研削可能体積に比べて少ない。そのため、一つの被加工物に対して、荒加工用砥石車によりできるだけ多くの体積を研削し、仕上加工用砥石車による研削体積を可能な限り少なくすることが望まれる。しかし、これまでは、機械構成による制約や製造ラインのサイクルタイムよる制約により、荒加工用砥石車と仕上加工用砥石車のそれぞれの研削体積を決められていた。そのため、仕上加工用砥石車による研削体積を増加せざるを得なくなり、荒加工用砥石車に比べて仕上加工用砥石車の方が早く寿命に達していた。その結果、仕上加工用砥石車のコストが高くなることが通常であった。   Generally, the volume that can be ground per unit time by the grinding wheel for finishing is smaller than the volume that can be ground per unit time by the grinding wheel for roughing. Therefore, it is desirable to grind as much volume as possible with a roughing grinding wheel and to reduce the grinding volume with a finishing grinding wheel as much as possible for one workpiece. Until now, however, the grinding volume of each of the roughing grinding wheel and the finishing grinding wheel has been determined by the restrictions due to the machine configuration and the production line cycle time. Therefore, the grinding volume by the finishing grinding wheel has to be increased, and the finishing grinding wheel has reached the end of its life earlier than the roughing grinding wheel. As a result, it has been usual that the cost of the grinding wheel for finishing is increased.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、仕上加工用砥石車による研削体積を可能な限り少なくすることにより、仕上加工用砥石車に要するコストを低減することができる研削方法および複合研削盤を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a grinding method capable of reducing the cost required for a finishing grinding wheel by reducing the grinding volume by the finishing grinding wheel as much as possible. And it aims at providing a compound grinder.

（請求項１）本発明の研削方法は、被加工物を支持する支持装置と、前記支持装置に対して相対移動可能に配置され、選択的に使用可能な荒加工用砥石車および仕上加工用砥石車を備える複合砥石台と、前記荒加工用砥石車と前記仕上加工用砥石車とを選択的に用いて前記被加工物を研削する制御装置と、を備える複合研削盤を用いた研削方法において、前記被加工物を前記支持装置により支持した状態で、設定された仕上取代を残すように前記荒加工用砥石車を用いて前記被加工物に対して荒加工を行う荒加工工程と、前記荒加工工程の後に、前記被加工物を前記支持装置により継続して支持した状態で、前記仕上加工用砥石車を用いて前記仕上取代を取り除くように仕上加工を行う仕上加工工程と、を実行し、前記仕上取代は、前記複合研削盤の熱変位量および前記荒加工用砥石車に起因する研削抵抗の変化量の少なくとも一方に基づいて設定され、前記被加工物において前記仕上取代を残した形状は、前記荒加工用砥石車の形状に依存しない形状である。   (Claim 1) A grinding method according to the present invention comprises a supporting device for supporting a workpiece, a roughing grinding wheel that can be selectively used with respect to the supporting device, and can be used selectively. A grinding method using a composite grinding machine, comprising: a composite grinding wheel table equipped with a grinding wheel; and a control device that selectively grinds the workpiece using the roughing grinding wheel and the finishing grinding wheel In the state where the workpiece is supported by the support device, a roughing step of roughing the workpiece using the roughing grinding wheel so as to leave a set finishing allowance; After the roughing step, in a state where the workpiece is continuously supported by the support device, a finishing process step of performing a finishing process so as to remove the finishing allowance using the finishing grinding wheel. Execute the finishing allowance, the composite The rough grinding wheel is set based on at least one of the amount of thermal displacement of the machine and the amount of change in grinding resistance caused by the roughing grinding wheel, and the shape with the finishing allowance remaining in the workpiece The shape does not depend on the shape.

（請求項２）また、本発明において、製造ラインにおいて１つの前工程と１つの後工程との間に複数の前記複合研削盤が配置され、それぞれの前記複合研削盤は、前記製造ラインの前記前工程から搬送された前記被加工物に対して前記荒加工工程と前記仕上加工工程を順に行い、前記仕上加工工程の後に前記被加工物を前記製造ラインの前記後工程に排出し、複数の前記複合研削盤は、前記前工程と前記後工程との間において並列に実行するようにしてもよい。   (Claim 2) Further, in the present invention, a plurality of the composite grinders are arranged between one pre-process and one post-process in the production line, and each of the composite grinders is the one in the production line. The roughing step and the finishing step are sequentially performed on the workpiece conveyed from the previous step, and after the finishing step, the workpiece is discharged to the subsequent step of the production line, The composite grinding machine may be executed in parallel between the pre-process and the post-process.

（請求項３）また、本発明において、前記被加工物の研削部位はカム形状に形成され、前記仕上取代は、研削抵抗による前記被加工物または前記複合研削盤の撓み変形量に起因するカムプロフィール研削誤差に基づいて設定されるようにしてもよい。   (Claim 3) In the present invention, the ground portion of the workpiece is formed in a cam shape, and the finishing allowance is a cam caused by a bending deformation amount of the workpiece or the composite grinder due to grinding resistance. It may be set based on the profile grinding error.

（請求項４）また、本発明において、前記被加工物の研削部位は、外周面に曲率半径Ｒ１の凹状曲面を有するカム形状に形成され、前記荒加工用砥石車の半径Ｒ２および前記仕上加工用砥石車の半径Ｒ３は、前記凹状曲面の曲率半径Ｒ１より小さく形成されるようにしてもよい。   (Claim 4) In the present invention, the grinding portion of the workpiece is formed in a cam shape having a concave curved surface having a curvature radius R1 on an outer peripheral surface, and the radius R2 of the roughing grinding wheel and the finishing process are performed. The grinding wheel radius R3 may be formed smaller than the radius of curvature R1 of the concave curved surface.

（請求項５）また、本発明の複合研削盤は、被加工物を支持する支持装置と、前記支持装置に対して相対移動可能に配置され、選択的に使用可能な荒加工用砥石車および仕上加工用砥石車を備える複合砥石台と、前記荒加工用砥石車と前記仕上加工用砥石車とを選択的に用いて前記被加工物を研削する制御装置と、を備える複合研削盤において、前記制御装置は、前記被加工物を前記支持装置により支持した状態で、前記複合研削盤の熱変位量および前記荒加工用砥石車に起因する研削抵抗の変化量の少なくとも一方に基づいて設定された仕上取代を残すように前記荒加工用砥石車を用いて前記被加工物に対して荒加工を行い、前記荒加工の後に前記仕上加工用砥石車を用いて前記仕上取代を取り除くように仕上加工を行う。   (Claim 5) Further, a composite grinding machine of the present invention includes a supporting device for supporting a workpiece, a roughing grinding wheel that is arranged to be relatively movable with respect to the supporting device, and can be used selectively. In a composite grinding machine comprising a composite grinding wheel table equipped with a finishing grinding wheel, and a control device for selectively grinding the workpiece using the roughing grinding wheel and the finishing grinding wheel, The control device is set based on at least one of a thermal displacement amount of the composite grinding machine and a grinding resistance change amount caused by the roughing grinding wheel in a state where the workpiece is supported by the support device. The roughing grinding wheel is used to rough the workpiece, and the finishing grinding wheel is removed after the roughing using the finishing grinding wheel. Processing.

（請求項１）本発明によれば、荒加工用砥石車と仕上加工用砥石車を備える複合研削盤を適用することにより、荒加工工程と仕上加工工程との工程集約が可能となる。これにより、荒加工工程と仕上加工工程との間で被加工物を支持装置から脱着しないため、脱着による被加工物の取付位相誤差が含まれることがないため、仕上取代を少なくできる。   (Claim 1) According to the present invention, by applying a composite grinding machine including a roughing grinding wheel and a finishing grinding wheel, it is possible to integrate the roughing process and the finishing process. Accordingly, since the workpiece is not detached from the support device between the rough machining step and the finishing machining step, the workpiece mounting phase error due to the removal is not included, so that the finishing allowance can be reduced.

さらに、本発明によれば、仕上取代は、複合研削盤の熱変位量および荒加工用砥石車に起因する研削抵抗の変化量の少なくとも一方に基づいて設定され、被加工物において仕上取代を残した形状は、荒加工用砥石車の形状に依存しない形状としている。このように、仕上取代は、荒加工用砥石車の形状に関わりなく設定されており、熱変位量および荒加工用砥石車に起因する研削抵抗の変化量の少なくとも一方に基づいて設定されている。これにより、仕上取代を少なくできる。   Further, according to the present invention, the finishing allowance is set based on at least one of the thermal displacement amount of the composite grinding machine and the change amount of the grinding resistance caused by the roughing grinding wheel, leaving the finishing allowance in the workpiece. The shape is not dependent on the shape of the roughing grinding wheel. Thus, the finishing allowance is set regardless of the shape of the roughing grinding wheel, and is set based on at least one of the amount of thermal displacement and the amount of change in grinding resistance caused by the roughing grinding wheel. . As a result, the finishing allowance can be reduced.

従って、本発明によれば、工程集約により被加工物の脱着を行わないことによる仕上取代の低減化に加えて、仕上取代の設定方法を上記のようにすることによる仕上取代の低減化を合わせることで、仕上取代の最小限化を図ることができる。その結果、仕上加工用砥石車の寿命を延長でき、仕上加工用砥石車に要するコストを低減することができる。   Therefore, according to the present invention, in addition to reducing the finishing allowance by not detaching the workpiece by integrating processes, the finishing allowance is reduced by setting the finishing allowance as described above. As a result, the finishing allowance can be minimized. As a result, the life of the grinding wheel for finishing can be extended, and the cost required for the grinding wheel for finishing can be reduced.

（請求項２）従来、製造ラインにおいて、前工程から搬送されてきた被加工物に対して荒加工工程と仕上加工工程を行い、後工程に排出する場合には、荒加工用砥石車のみを備えた荒加工工程専用の研削盤と、仕上加工用砥石車のみを備えた仕上加工工程専用の研削盤とを設置して行われてきた。そして、製造ラインにはサイクルタイムが決定されるため、荒加工工程専用の研削盤による研削加工時間および仕上加工工程専用の研削盤による研削加工時間の両方が、製造ラインのサイクルタイム以内となるように、それぞれの加工条件が設定される。この加工条件によれば、通常、仕上加工工程専用の研削盤による仕上加工が過剰となる傾向にあった。そのため、仕上加工用砥石車の寿命が短くなっていた。   (Claim 2) Conventionally, in a production line, when a roughing process and a finishing process are performed on a workpiece conveyed from a previous process and discharged to a subsequent process, only a roughing grinding wheel is used. A grinding machine dedicated to the roughing process provided and a grinding machine dedicated to the finishing process provided with only a grinding wheel for finishing have been installed. Since the cycle time is determined for the production line, both the grinding time by the grinding machine dedicated to the roughing process and the grinding time by the grinding machine dedicated to the finishing process should be within the cycle time of the production line. Each processing condition is set. According to these processing conditions, there is usually a tendency for finishing by a grinding machine dedicated to the finishing process to be excessive. Therefore, the life of the grinding wheel for finishing is shortened.

しかし、本発明のように、複数の複合研削盤を前工程と後工程との間に並列に実行させることで、それぞれの複合研削盤が、荒加工工程と仕上加工工程とを実行することができる。そして、それぞれの複合研削盤においては、上述したように、仕上取代を最小限にすることができるため、仕上加工用砥石車の寿命を延長することができる。従って、仕上加工用砥石車に要するコストを低減することができる。   However, as in the present invention, by executing a plurality of composite grinders in parallel between the pre-process and the post-process, each composite grinder can execute a roughing process and a finishing process. it can. And in each compound grinder, since the finishing allowance can be minimized as described above, the life of the grinding wheel for finishing can be extended. Therefore, the cost required for the grinding wheel for finishing can be reduced.

また、複数の複合研削盤を並列に実行させることで、それぞれの複合研削盤による研削加工時間を複合研削盤の台数分で除算した時間が、１つの被加工物に対する荒加工工程と仕上加工工程に要する時間となる。ここで、それぞれの複合研削盤による研削加工時間は、荒加工工程から仕上加工工程へ被加工物の脱着を行わない分、短くできる。さらに、仕上取代を最小限にできるため、荒加工工程と仕上加工工程との合計時間を短縮できる。従って、従来に比べると、それぞれの複合研削盤による研削加工時間を複合研削盤の台数分で除算した時間は、従来の荒加工工程専用または仕上加工工程専用の研削盤による研削加工時間よりも大幅に短縮できる。従って、製造ラインのサイクルタイムの短縮を図ることも可能となる。   In addition, by running multiple complex grinders in parallel, the time obtained by dividing the grinding time by each complex grinder by the number of complex grinders is the roughing process and finishing process for one workpiece. It takes time to complete. Here, the grinding time by each composite grinding machine can be shortened because the workpiece is not detached from the roughing process to the finishing process. Furthermore, since the finishing allowance can be minimized, the total time of the roughing process and the finishing process can be shortened. Therefore, compared to the conventional method, the time obtained by dividing the grinding time by each compound grinder by the number of compound grinders is much larger than the conventional grinder time for the roughing process or finishing process. Can be shortened. Therefore, the cycle time of the production line can be shortened.

（請求項３）カム形状を研削加工する場合には、加工位置であるカムプロフィールは回転位相とリフト量によって表される。ここで、研削抵抗によって被加工物または複合研削盤の各構成部品が撓み変形する。そして、カムプロフィールは、当該撓み変形がないものとして設定されることが多い。ところで、被加工物の研削部位が円筒外周面の場合には、当該撓み変形があることによって、研削加工後の外径が目標の研削径よりも大きな径となってしまう。そのため、円筒研削においては、スパークアウトなどが行われる。しかし、カム形状を研削加工する場合には、被加工物の回転位相に応じて、砥石車の位置を変動させる必要がある。そのため、カム形状を研削加工する場合において、当該撓み変形を生じることによって、実際の研削加工後の形状がカムプロフィールに対して誤差（これを、カムプロフィール研削誤差と称する）を生じる。このカムプロフィール研削誤差は、カムプロフィールよりも切り込み方向（削りすぎとなる方向）に生じるおそれがある。そのため、本発明において、仕上取代は、カムプロフィール研削誤差に基づいて決定するものとしている。これにより、確実にカムプロフィール研削誤差を仕上加工工程において排除することができるため、仕上加工工程後の被加工物に影響を及ぼすことはない。   (Claim 3) When the cam shape is ground, the cam profile as the machining position is represented by the rotational phase and the lift amount. Here, each component of the workpiece or the composite grinding machine is bent and deformed by the grinding resistance. And a cam profile is often set as a thing without the said bending deformation. By the way, when the grinding part of a workpiece is a cylindrical outer peripheral surface, the outer diameter after grinding becomes larger than the target grinding diameter due to the bending deformation. For this reason, spark-out or the like is performed in cylindrical grinding. However, when grinding the cam shape, it is necessary to change the position of the grinding wheel according to the rotational phase of the workpiece. For this reason, when the cam shape is ground, the bending deformation causes an error in the shape after the actual grinding with respect to the cam profile (this is referred to as a cam profile grinding error). This cam profile grinding error may occur in the cutting direction (direction of excessive cutting) rather than the cam profile. Therefore, in the present invention, the finishing allowance is determined based on the cam profile grinding error. Thereby, since the cam profile grinding error can be surely eliminated in the finishing process, the workpiece after the finishing process is not affected.

（請求項４）荒加工用砥石車の半径Ｒ２をカム形状の凹状曲面の曲率半径Ｒ１より小さくすることで、荒加工用砥石車により、最終仕上形状に至るまで研削加工することが可能となる。つまり、荒加工用砥石車により、仕上取代をゼロにすることが可能となる。ただし、実際には、荒加工用砥石車により仕上取代がゼロになる状態まで、研削加工を行うことはない。そして、被加工物において仕上取代を残した形状は、荒加工用砥石車の形状に依存しない形状とすることができる。つまり、仕上取代を、凹状曲面の部分と凹状曲面以外の部分とで同一量とすることができる。従って、凹状曲面を有するカム形状を研削加工する場合であっても、仕上取代を、荒加工用砥石車の形状に依存させることなく、最小限に設定することができる。また、仕上加工用砥石車の半径Ｒ３をカム形状凹状曲面の曲率半径Ｒ１より小さくすることで、仕上加工用砥石車により、確実に最終仕上形状に至るまで研削加工することができる。   (Claim 4) By making the radius R2 of the roughing grinding wheel smaller than the radius of curvature R1 of the cam-shaped concave curved surface, the roughing grinding wheel can grind to the final finished shape. . That is, the finishing allowance can be made zero by the roughing grinding wheel. However, in practice, grinding is not performed until the finishing allowance becomes zero by the roughing grinding wheel. And the shape which left the finishing allowance in a workpiece can be made into the shape which does not depend on the shape of the grinding wheel for roughing. That is, the finishing allowance can be made the same amount in the concave curved surface portion and the portion other than the concave curved surface. Therefore, even when a cam shape having a concave curved surface is ground, the finishing allowance can be set to a minimum without depending on the shape of the roughing grinding wheel. Further, by making the radius R3 of the finishing grinding wheel smaller than the curvature radius R1 of the cam-shaped concave curved surface, the finishing grinding wheel can surely perform grinding until reaching the final finishing shape.

また、上述したように、仕上取代を、凹状曲面の部分と凹状曲面以外の部分とで同一量とすることができる。その結果、仕上加工工程において、仕上加工用砥石車による研削抵抗が、被加工物の回転位相によって変化しないようにできる。このことにより、仕上加工用砥石車の寿命を長期化でき、仕上加工工程の時間を短縮できる。   Moreover, as above-mentioned, finishing allowance can be made into the same quantity by the part of a concave curved surface, and parts other than a concave curved surface. As a result, in the finishing process, the grinding resistance by the finishing grinding wheel can be prevented from changing depending on the rotational phase of the workpiece. Thereby, the life of the grinding wheel for finishing can be prolonged, and the time of the finishing process can be shortened.

（請求項５）本発明は、上述した研削方法に係る発明を、複合研削盤として捉えたものである。これにより、上述した研削方法による効果と同様の効果を奏する。また、上述した研削方法における他の特徴についても、当該複合研削盤に係る発明に適用できる。この場合、対応する研削方法による効果と同一の効果を奏する。   (Claim 5) The present invention regards the invention relating to the above-described grinding method as a composite grinding machine. Thereby, there exists an effect similar to the effect by the grinding method mentioned above. Further, the other characteristics of the grinding method described above can also be applied to the invention related to the composite grinding machine. In this case, the same effect as the corresponding grinding method can be obtained.

実施形態：複合研削盤の平面図である。Embodiment: Plan view of a composite grinder. 実施形態：被加工物の研削部位を軸方向から見た図であり、荒加工用砥石車および仕上加工用砥石車との対比図を示す。Embodiment: It is the figure which looked at the grinding | polishing site | part of the to-be-processed object from the axial direction, and shows the comparison figure with the grinding wheel for roughing and the grinding wheel for finishing. 実施形態：被加工物の研削部位を軸方向から見た図であり、カムプロフィールおよびカムプロフィール研削誤差を示す図である。Embodiment: It is the figure which looked at the grinding | polishing site | part of the workpiece from the axial direction, and is a figure which shows a cam profile and a cam profile grinding error. 実施形態：製造ラインの構成図である。Embodiment: It is a block diagram of a production line. 参考例１：製造ラインの構成図である。Reference Example 1: A configuration diagram of a production line. （ａ）本実施形態について、各工程における取代および研削加工時間を示すグラフであり、（ｂ）参考例１について、各工程における取代および研削加工時間を示すグラフであり、（ｃ）参考例２について、各工程における取代および研削加工時間を示すグラフである。(A) About this embodiment, it is a graph which shows the machining allowance and grinding process time in each process, (b) About the reference example 1, it is a graph which shows the machining allowance and grinding process time in each process, (c) Reference example 2 It is a graph which shows the machining allowance and grinding process time in each process. 実施形態および参考例１，２について、ツールコストを示す表である。It is a table | surface which shows tool cost about embodiment and the reference examples 1 and 2. FIG.

＜実施形態＞
（複合研削盤の構成）
本実施形態の研削方法および複合研削盤について、図１〜図４を参照して説明する。図１に示すように、複合研削盤１は、砥石台トラバース型を例に挙げて説明する。複合研削盤１は、ベッド１０と、支持装置２０と、砥石支持装置６０と、制御装置８０とを備えて構成される。 <Embodiment>
(Composition of compound grinding machine)
The grinding method and composite grinding machine of this embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the composite grinding machine 1 will be described by taking a whetstone traverse type as an example. The composite grinding machine 1 includes a bed 10, a support device 20, a grindstone support device 60, and a control device 80.

ベッド１０は、例えばほぼ矩形状に形成されており、床上に固定される。このベッド１０の上面には、砥石支持装置６０が摺動可能な２本の砥石台用ガイドレール１１が、図１の左右方向（Ｚ軸方向）に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。また、ベッド１０には、２本の砥石台用ガイドレール１１の間に、砥石支持装置６０を図１の左右方向に駆動するための、砥石台用Ｚ軸ボールねじ１２が配置され、この砥石台用Ｚ軸ボールねじ１２を回転駆動する砥石台用Ｚ軸モータ１３が配置されている。   The bed 10 is formed in a substantially rectangular shape, for example, and is fixed on the floor. On the upper surface of the bed 10, two grinding wheel table guide rails 11 on which the grinding wheel support device 60 can slide are formed so as to extend in the left-right direction (Z-axis direction) in FIG. 1 and in parallel with each other. Has been. The bed 10 is provided with a grinding wheel support Z-axis ball screw 12 for driving the grinding wheel support device 60 in the left-right direction in FIG. 1 between the two grinding wheel support rails 11. A grinding wheel base Z-axis motor 13 for rotating the base Z-axis ball screw 12 is disposed.

支持装置２０は、被加工物Ｗを回転可能に支持する。本実施形態において、被加工物Ｗはカムシャフトであって、被加工物Ｗの研削部位はカム形状のカム外周面である。従って、支持装置２０は、被加工物Ｗであるカムシャフトの軸回りに回転可能となるように、カムシャフトの両端を支持する。支持装置２０は、カムシャフトの一端を支持する主軸台２１と、カムシャフトの他端を支持する心押台２２とを備える。この支持装置２０は、ベッド１０の上面のうち、砥石台用ガイドレール１１の手前側に対向する位置に設けられ、カムシャフトの軸方向がＺ軸方向となるように設けられている。   The support device 20 rotatably supports the workpiece W. In the present embodiment, the workpiece W is a camshaft, and the ground portion of the workpiece W is a cam-shaped cam outer peripheral surface. Therefore, the support device 20 supports both ends of the camshaft so as to be rotatable around the axis of the camshaft that is the workpiece W. The support device 20 includes a headstock 21 that supports one end of the camshaft and a tailstock 22 that supports the other end of the camshaft. The support device 20 is provided at a position on the upper surface of the bed 10 facing the front side of the guide rail 11 for the grindstone table, and is provided such that the axial direction of the camshaft is the Z-axis direction.

砥石支持装置６０は、砥石台トラバースベース６１と、複合砥石台６２とを備えている。砥石台トラバースベース６１は、矩形の平板状に形成されており、ベッド１０の上面のうち、砥石台用ガイドレール１１上をＺ軸方向に摺動可能に配置されている。砥石台トラバースベース６１は、砥石台用Ｚ軸ボールねじ１２のナット部材に連結されており、砥石台用Ｚ軸モータ１３の駆動により砥石台用ガイドレール１１に沿ってトラバース送りされる。この砥石台トラバースベース６１の上面には、複合砥石台６２が摺動可能な２本のＸ軸ガイドレール（図示せず）が、図１の上下方向（Ｘ軸方向）に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。さらに、砥石台トラバースベース６１には、Ｘ軸ガイドレールの間に、複合砥石台６２を図１の上下方向に駆動するための、Ｘ軸ボールねじ（図示せず）が配置され、このＸ軸ボールねじを回転駆動するＸ軸モータ（図示せず）が配置されている。   The grinding wheel support device 60 includes a grinding wheel base traverse base 61 and a composite grinding wheel base 62. The grinding wheel base traverse base 61 is formed in a rectangular flat plate shape, and is disposed on the upper surface of the bed 10 so as to be slidable on the grinding wheel base guide rail 11 in the Z-axis direction. The wheel head traverse base 61 is connected to a nut member of the wheel head Z-axis ball screw 12 and is traversed along the wheel head guide rail 11 by driving the wheel head Z-axis motor 13. Two X-axis guide rails (not shown) on which the composite grinding wheel table 62 can slide are extended on the upper surface of the grinding wheel table traverse base 61 so as to extend in the vertical direction (X-axis direction) in FIG. Are formed parallel to each other. Furthermore, an X-axis ball screw (not shown) for driving the composite grinding wheel base 62 in the vertical direction of FIG. 1 is disposed between the X-axis guide rails on the grinding wheel base traverse base 61. An X-axis motor (not shown) that rotationally drives the ball screw is disposed.

複合砥石台６２は、砥石台本体７１と、砥石台旋回機構７２と、荒加工用砥石車７３と、仕上加工用砥石車７４と、砥石回転用モータ７５，７６とを備えている。砥石台本体７１は、砥石台トラバースベース６１の上面のうち、Ｘ軸ガイドレール上を摺動可能に配置されている。そして、砥石台本体７１は、Ｘ軸ボールねじのナット部材に連結されており、Ｘ軸モータの駆動によりＸ軸ガイドレールに沿って移動する。つまり、砥石台本体７１は、支持装置２０に支持されているカムシャフトに対して、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に相対移動可能となる。   The composite grinding wheel head 62 includes a grinding wheel head main body 71, a grinding wheel head turning mechanism 72, a roughing grinding wheel 73, a finishing grinding wheel 74, and grinding wheel rotation motors 75 and 76. The wheel head main body 71 is slidably disposed on the X-axis guide rail in the upper surface of the wheel head traverse base 61. The grindstone head main body 71 is connected to a nut member of the X-axis ball screw, and moves along the X-axis guide rail by driving the X-axis motor. That is, the grindstone head body 71 can move relative to the camshaft supported by the support device 20 in the X-axis direction and the Z-axis direction.

砥石台本体７１は、砥石台旋回機構７２により、砥石台トラバースベース６１に対して、Ｙ軸回り（図１の紙面法線軸回り）に旋回可能に支持されている。この砥石台旋回機構７２の旋回軸Ｃは、砥石台トラバースベース６１の中央付近に位置している。さらに、砥石台本体７１のうち旋回軸Ｃ回りの外周側には、荒加工用砥石車７３と仕上加工用砥石車７４が水平な軸回りに回転可能に設けられている。荒加工用砥石車７３は、半径Ｒ２の円盤状に形成されており、荒加工を行うのに適した砥石車である。仕上加工用砥石車７４は、半径Ｒ３（ここではＲ２と同一）の円盤状に形成されており、仕上加工を行うのに適した砥石車である。仕上加工用砥石車７４は、荒加工用砥石車７３の位置に対して、旋回軸Ｃの軸対称となる位置に設けられている。つまり、荒加工用砥石車７３と仕上加工用砥石車７４は、選択的に使用可能となる。さらに、砥石台本体７１には、荒加工用砥石車７３および仕上加工用砥石車７４のそれぞれを回転可能とする砥石回転用モータ７５，７６が設けられている。   The grinding wheel head main body 71 is supported by the grinding wheel head turning mechanism 72 so as to be turnable about the Y axis (around the normal axis in FIG. 1) with respect to the grinding wheel head traverse base 61. The turning axis C of the grinding wheel head turning mechanism 72 is located near the center of the grinding wheel head traverse base 61. Further, a roughing grinding wheel 73 and a finishing grinding wheel 74 are provided on the outer peripheral side of the grinding wheel base body 71 around the turning axis C so as to be rotatable around a horizontal axis. The roughing grinding wheel 73 is formed in a disk shape having a radius R2, and is a grinding wheel suitable for roughing. The finishing grinding wheel 74 is formed in a disk shape having a radius R3 (here, the same as R2), and is a grinding wheel suitable for finishing. The finishing grinding wheel 74 is provided at a position that is symmetrical about the turning axis C with respect to the position of the roughing grinding wheel 73. That is, the roughing grinding wheel 73 and the finishing grinding wheel 74 can be selectively used. Further, the grindstone main body 71 is provided with grindstone rotating motors 75 and 76 that can rotate the roughing grindstone 73 and the finishing grindstone 74, respectively.

制御装置８０は、主軸の回転、複合砥石台６２のＸ軸位置およびＺ軸位置、並びに、複合砥石台６２の旋回角度をＮＣ制御している。さらに、制御装置８０は、荒加工用砥石車７３と仕上加工用砥石車７４のうち研削を行う方を回転駆動する砥石回転用モータ７５，７６を回転させる。つまり、制御装置８０により、複合砥石台６２を砥石台旋回機構７２による位置決めを行った後に、研削を行う砥石７３，７４の何れかを回転させながら、被加工物Ｗであるカムシャフトに対する複合砥石台６２のＸ軸位置およびＺ軸位置を制御することで、被加工物Ｗであるカムシャフトのカム外周面を研削加工する。   The control device 80 performs NC control of the rotation of the main shaft, the X-axis position and the Z-axis position of the composite grindstone table 62, and the turning angle of the composite grindstone table 62. Further, the control device 80 rotates the grinding wheel rotating motors 75 and 76 that rotationally drive the grinding wheel 73 for roughing and the grinding wheel 74 for finishing. That is, after positioning the composite grindstone head 62 by the grindstone head turning mechanism 72 by the control device 80, the composite grindstone for the camshaft as the workpiece W is rotated while rotating any of the grindstones 73 and 74 to be ground. By controlling the X-axis position and the Z-axis position of the table 62, the cam outer peripheral surface of the camshaft that is the workpiece W is ground.

このように、複合研削盤１により、荒加工用砥石車７３による荒加工工程と仕上加工用砥石車７４による仕上加工工程との工程集約が可能となる。これにより、荒加工工程と仕上加工工程との間で、被加工物Ｗであるカムシャフトを支持装置２０から脱着しないため、脱着による被加工物Ｗであるカムシャフトの取付位相誤差が含まれることがない。従って、取付位相誤差を考慮しなくて済む分、仕上加工用砥石車７４による仕上取代を少なくできる。   As described above, the composite grinding machine 1 enables process integration between the roughing process by the roughing grinding wheel 73 and the finishing process by the finishing grinding wheel 74. Thereby, since the camshaft which is the workpiece W is not detached from the support device 20 between the roughing process and the finishing process, an attachment phase error of the camshaft which is the workpiece W due to the removal is included. There is no. Accordingly, the finishing allowance by the finishing grinding wheel 74 can be reduced as much as it is not necessary to consider the mounting phase error.

（カムシャフトのカム外周面および砥石車の形状）
次に、図２を参照して、被加工物Ｗであるカムシャフトのカム外周面と、荒加工用砥石車７３および仕上加工用砥石車７４について説明する。カムシャフトのカム外周面は、図２の実線にて示すように、２カ所の凹状曲面Ｗ１，Ｗ２を有している。具体的には、カムシャフトのカム外周面は、基準円の両端部とリフト量が最大となる位置とのそれぞれの中間付近に、凹状曲面Ｗ１，Ｗ２を有している。これらの凹状曲面Ｗ１，Ｗ２の曲率半径の最小値は、Ｒ１である。 (Camshaft cam outer surface and grinding wheel shape)
Next, the cam outer peripheral surface of the camshaft as the workpiece W, the roughing grinding wheel 73, and the finishing grinding wheel 74 will be described with reference to FIG. The cam outer peripheral surface of the camshaft has two concave curved surfaces W1, W2 as shown by the solid line in FIG. Specifically, the cam outer peripheral surface of the camshaft has concave curved surfaces W1, W2 in the vicinity of the middle between both ends of the reference circle and the position where the lift amount is maximum. The minimum value of the radius of curvature of these concave curved surfaces W1, W2 is R1.

また、カムシャフトのカム外周面において、荒加工用砥石車７３による研削加工を終了した状態の形状Ｗａを、図２の一点鎖線にて示す。当該一点鎖線にて示す形状Ｗａは、荒加工用砥石車７３により研削加工を行うカムプロフィールとなる。つまり、当該一点鎖線にて示す形状Ｗａと実線にて示す最終形状Ｗとの差分が、仕上加工用砥石車７４による仕上取代となる。   Further, a shape Wa in a state where the grinding process by the roughing grinding wheel 73 is finished on the cam outer peripheral surface of the camshaft is shown by a one-dot chain line in FIG. The shape Wa indicated by the one-dot chain line is a cam profile that is ground by the grinding wheel 73 for roughing. That is, the difference between the shape Wa indicated by the one-dot chain line and the final shape W indicated by the solid line is a finishing allowance for the finishing grinding wheel 74.

そして、図２に示すように、荒加工用砥石車７３の半径Ｒ２および仕上加工用砥石車７４の半径Ｒ３は、凹状曲面Ｗ１，Ｗ２の曲率半径の最小値Ｒ１よりも小さく形成されている。従って、荒加工用砥石車７３により、図２の実線にて示すカム外周面の最終仕上形状Ｗに至るまで研削加工することが可能となる。つまり、荒加工用砥石車７３により、究極的には、仕上加工用砥石車７４による仕上取代をゼロにすることが可能となる。ただし、実際には、荒加工用砥石車７３により仕上取代がゼロになる状態まで、研削加工を行うことはない。   As shown in FIG. 2, the radius R2 of the roughing grinding wheel 73 and the radius R3 of the finishing grinding wheel 74 are formed to be smaller than the minimum value R1 of the curvature radius of the concave curved surfaces W1, W2. Therefore, the roughing grinding wheel 73 can be ground to the final finished shape W of the outer peripheral surface of the cam indicated by the solid line in FIG. In other words, the roughing grinding wheel 73 ultimately makes it possible to reduce the finishing allowance by the finishing grinding wheel 74 to zero. However, in practice, grinding is not performed until the finishing allowance becomes zero by the roughing grinding wheel 73.

上記のことを換言すると、図２の一点鎖線にて示すように、カム外周面において仕上取代を残した形状Ｗａは、荒加工用砥石車７３の形状に依存しない形状とすることができる。つまり、仕上取代を、凹状曲面Ｗ１，Ｗ２の部分と凹状曲面Ｗ１，Ｗ２以外の部分とで同一量とすることができる。従って、凹状曲面Ｗ１，Ｗ２を有するカム形状を研削加工する場合であっても、仕上取代を、荒加工用砥石車７３の形状に依存させることなく、最小限に設定することができる。   In other words, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 2, the shape Wa that leaves the finishing allowance on the outer peripheral surface of the cam can be a shape that does not depend on the shape of the roughing grinding wheel 73. That is, the finishing allowance can be set to the same amount for the concave curved surfaces W1, W2 and the portions other than the concave curved surfaces W1, W2. Therefore, even when the cam shape having the concave curved surfaces W1, W2 is ground, the finishing allowance can be set to the minimum without depending on the shape of the roughing grinding wheel 73.

なお、上述したように、ここでは、荒加工用砥石車７３の半径Ｒ２と仕上加工用砥石車７４の半径Ｒ３は、同一としている。また、仕上加工用砥石車７４の半径Ｒ３をカム形状凹状曲面の曲率半径Ｒ１より小さくすることで、仕上加工用砥石車７４により、確実に最終仕上形状に至るまで研削加工することができる。   As described above, the radius R2 of the roughing grinding wheel 73 and the radius R3 of the finishing grinding wheel 74 are the same here. Further, by making the radius R3 of the finishing grinding wheel 74 smaller than the radius of curvature R1 of the cam-shaped concave curved surface, the finishing grinding wheel 74 can surely perform grinding until reaching the final finishing shape.

（仕上取代の設定方法）
次に、仕上加工用砥石車７４により研削加工を行う仕上取代の設定方法について説明する。仕上取代は、仕上加工工程において仕上加工用砥石車７４により研削加工する部分であり、荒加工工程において荒加工用砥石車７３により削り残しとする部分である。 (Setting method of finishing allowance)
Next, a method for setting a finishing allowance for performing grinding with the finishing grinding wheel 74 will be described. The finishing allowance is a part that is ground by the finishing grinding wheel 74 in the finishing process, and a part that is left uncut by the roughing grinding wheel 73 in the roughing process.

仕上取代を残した形状は、上述したように、荒加工用砥石車７３の形状に依存しない形状である。従って、仕上取代は、荒加工用砥石車７３の形状に関わりなく設定される。さらに、上述したように、被加工物Ｗであるカムシャフトを支持装置２０から脱着しないことにより、被加工物Ｗの脱着に伴う取付位相誤差による仕上取代を考慮する必要がない。従って、仕上取代は、被加工物Ｗの脱着に伴う取付位相誤差に関わりなく設定される。そして、仕上取代は、（１）複合研削盤１の熱変位量、（２）荒加工用砥石車７３に起因する研削抵抗の変化量、（３）被加工物Ｗであるカムシャフトのカム外周面のカムプロフィール研削誤差に基づいて設定される。   The shape that leaves the finishing allowance is a shape that does not depend on the shape of the roughing grinding wheel 73 as described above. Accordingly, the finishing allowance is set regardless of the shape of the roughing grinding wheel 73. Furthermore, as described above, by not detaching the camshaft that is the workpiece W from the support device 20, it is not necessary to consider the finishing allowance due to the mounting phase error accompanying the detachment of the workpiece W. Therefore, the finishing allowance is set regardless of the attachment phase error accompanying the detachment of the workpiece W. The finishing allowance includes (1) the amount of thermal displacement of the composite grinding machine 1, (2) the amount of change in grinding resistance caused by the roughing grinding wheel 73, and (3) the cam outer periphery of the camshaft that is the workpiece W. It is set based on the cam profile grinding error of the surface.

複合研削盤１に熱変位が生じると、荒加工用砥石車７３と被加工物Ｗであるカムシャフトの研削部位との相対距離が変化する。従って、複合研削盤１の熱変位量によって、荒加工用砥石車７３による切込量が変化する。そこで、複合研削盤１の熱変位量を考慮して、仕上取代を設定している。   When thermal displacement occurs in the composite grinding machine 1, the relative distance between the roughing grinding wheel 73 and the grinding portion of the camshaft that is the workpiece W changes. Accordingly, the amount of cutting by the roughing grinding wheel 73 varies depending on the amount of thermal displacement of the composite grinding machine 1. Therefore, the finishing allowance is set in consideration of the thermal displacement amount of the composite grinding machine 1.

また、荒加工用砥石車７３に起因する研削抵抗の変化量とは、いわゆる荒加工用砥石車７３の切れ味とも言われるものである。砥石車のドレッシングした直後と、ドレッシングしてから多量の研削加工を行った後においては、砥石車の切れ味が変化する。研削条件を一切変更しない状態であっても、砥石車の切れ味が変化することにより、切込量が変化する。そして、砥石車の切れ味の変化は、研削条件を一切変更しない状態において、研削抵抗の変化として現れる。そこで、荒加工用砥石車７３に起因する研削抵抗の変化量を考慮して、仕上取代を設定している。   The amount of change in grinding resistance caused by the roughing grinding wheel 73 is also called the sharpness of the so-called roughing grinding wheel 73. The sharpness of the grinding wheel changes immediately after dressing of the grinding wheel and after a large amount of grinding is performed after dressing. Even in a state where the grinding conditions are not changed at all, the amount of cutting changes as the sharpness of the grinding wheel changes. And the change in the sharpness of the grinding wheel appears as a change in grinding resistance in a state where the grinding conditions are not changed at all. Accordingly, the finishing allowance is set in consideration of the amount of change in grinding resistance caused by the roughing grinding wheel 73.

カムプロフィール研削誤差については、図３を参照して説明する。図３において、実線にて仕上加工用砥石車７４による研削加工を終了した状態の最終形状Ｗを示し、一点鎖線にて荒加工用砥石車７３による研削加工を終了した状態の形状Ｗａ１を示す。そして、当該一点鎖線で示す形状Ｗａ１は、荒加工用砥石車７３により研削加工を行うカムプロフィールである。カムプロフィールは、被加工物Ｗであるカムシャフトの回転位相とリフト量で表される。このカムプロフィールは、制御装置８０からの指令値である。当該指令値に基づいて、複合研削盤１の各構成を実際に駆動して、被加工物Ｗであるカムシャフトのカム外周面を研削加工する場合には、理想的なカムプロフィールに対して誤差を生じる。この誤差を、カムプロフィール研削誤差と称する。   The cam profile grinding error will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the final shape W in a state where the grinding by the finishing grinding wheel 74 is finished is indicated by a solid line, and the shape Wa1 in a state where the grinding by the roughing grinding wheel 73 is finished is indicated by a one-dot chain line. The shape Wa <b> 1 indicated by the alternate long and short dash line is a cam profile that is ground by the roughing grinding wheel 73. The cam profile is represented by the rotational phase and lift amount of the camshaft that is the workpiece W. This cam profile is a command value from the control device 80. When each component of the composite grinding machine 1 is actually driven on the basis of the command value to grind the cam outer surface of the camshaft, which is the workpiece W, there is an error with respect to the ideal cam profile. Produce. This error is referred to as a cam profile grinding error.

ここで、研削抵抗によって被加工物Ｗまたは複合研削盤１の各構成部品が撓み変形する。そして、カムプロフィールは、当該撓み変形がないものとして設定されている。ところで、被加工物Ｗの研削部位が円筒外周面の場合には、当該撓み変形があることによって、研削加工後の外径が目標の研削径よりも大きな径となってしまう。そのため、円筒研削においては、スパークアウトなどが行われる。   Here, the workpiece W or each component of the composite grinding machine 1 is bent and deformed by the grinding resistance. And the cam profile is set as a thing without the said bending deformation. By the way, when the grinding site | part of the to-be-processed object W is a cylindrical outer peripheral surface, the outer diameter after grinding will become a diameter larger than a target grinding diameter by the said bending deformation. For this reason, spark-out or the like is performed in cylindrical grinding.

しかし、カムシャフトのカム外周面を研削加工する場合には、カムシャフトの回転位相に応じて、荒加工用砥石車７３のＸ方向位置を変動させる必要がある。そのため、カム外周面を研削加工する場合において、当該撓み変形を生じることによって、実際の研削加工後の形状Ｗａ２がカムプロフィールＷａ１に対してカムプロフィール研削誤差を生じる。このカムプロフィール研削誤差は、カムプロフィールＷａ１よりも切り込み方向（削りすぎとなる方向）に生じるおそれがある。そこで、カムプロフィール研削誤差を考慮して、仕上取代を設定している。なお、図３において、実際の研削加工後の形状Ｗａ２は、一部分のみを示しており、図示していない部位は、カムプロフィールＷａ１と同一であることを意味する。   However, when grinding the cam outer peripheral surface of the camshaft, it is necessary to change the position of the roughing grinding wheel 73 in the X direction according to the rotational phase of the camshaft. Therefore, when grinding the outer peripheral surface of the cam, the bending deformation causes the shape Wa2 after actual grinding to cause a cam profile grinding error with respect to the cam profile Wa1. This cam profile grinding error may occur in the cutting direction (direction of excessive cutting) than the cam profile Wa1. Therefore, the finishing allowance is set in consideration of the cam profile grinding error. In FIG. 3, the shape Wa2 after actual grinding is shown only in part, and the part not shown in the figure means that it is the same as the cam profile Wa1.

以上説明したように、工程集約により被加工物Ｗであるカムシャフトの脱着を行わないことによる仕上取代の低減化に加えて、荒加工用砥石車７３の形状に関わりなく仕上取代を設定でき、仕上取代の設定方法を上記のようにすることによる仕上取代の低減化を合わせることで、仕上取代の最小限化を図ることができる。その結果、仕上加工用砥石車の寿命を延長でき、仕上加工用砥石車に要するコストを低減することができる。   As explained above, in addition to reducing the finishing allowance by not detaching the camshaft that is the workpiece W due to process integration, the finishing allowance can be set regardless of the shape of the roughing grinding wheel 73, The finishing allowance can be minimized by combining the reduction of the finishing allowance by setting the finishing allowance as described above. As a result, the life of the grinding wheel for finishing can be extended, and the cost required for the grinding wheel for finishing can be reduced.

（製造ラインにおける研削システム）
次に、本実施形態における製造ラインにおける研削システムについて図４を参照して説明する。製造ラインは、被加工物Ｗであるカムシャフトを製造するラインである。当該製造ラインのうち複合研削盤１の配置される部分のみについて説明する。なお、当該部分を研削システムと称する。 (Grinding system in production line)
Next, the grinding system in the production line in this embodiment will be described with reference to FIG. The production line is a line for producing a camshaft that is the workpiece W. Only the part where the composite grinding machine 1 is arranged in the production line will be described. This part is called a grinding system.

被加工物Ｗであるカムシャフトの製造ラインは、１つの前工程１１０と１つの後工程１２０との間に、上述したカム外周面の研削工程（荒加工工程および仕上加工工程）を行う複合研削盤１が２台配置されている。つまり、本実施形態における研削システムは、２台の複合研削盤１により構成されている。ここで、前工程１１０および後工程１２０を１つとしたのは、当該前工程１１０から１つずつの被加工物Ｗであるカムシャフトが当該研削工程へ搬送され、当該研削工程から１つの当該後工程１２０へ排出する場合を特定するためである。   The production line of the camshaft that is the workpiece W is a composite grinding that performs the above-described grinding process (roughing process and finishing process) of the cam outer peripheral surface between one pre-process 110 and one post-process 120. Two boards 1 are arranged. That is, the grinding system in the present embodiment is configured by two composite grinding machines 1. Here, the reason why the pre-process 110 and the post-process 120 are set to one is that the camshafts, which are the workpieces W, one by one from the pre-process 110 are transferred to the grinding process, and one post-process is performed from the grinding process. This is to specify the case of discharging to step 120.

そして、複数の複合研削盤１，１は、前工程１１０と後工程１２０との間において並列に実行する。それぞれの複合研削盤１は、同一の研削加工を行う。具体的には、それぞれの複合研削盤１は、製造ラインの前工程１１０から搬送された被加工物Ｗであるカムシャフトに対して荒加工工程と仕上加工工程を順に行い、仕上加工工程の後に被加工物Ｗであるカムシャフトを製造ラインの後工程１２０に排出する。   The plurality of composite grinding machines 1, 1 are executed in parallel between the pre-process 110 and the post-process 120. Each composite grinding machine 1 performs the same grinding process. Specifically, each composite grinding machine 1 sequentially performs a roughing process and a finishing process on the camshaft that is the workpiece W conveyed from the previous process 110 of the production line, and after the finishing process The camshaft that is the workpiece W is discharged to the post-process 120 of the production line.

つまり、前工程１１０から一つ目の被加工物Ｗが一つ搬送されてきた場合には、一方の複合研削盤１が荒加工工程および仕上加工工程を行い、後工程１２０に排出する。そして、前工程１１０から次の被加工物Ｗが搬送されてきた場合には、他方の複合研削盤１が荒加工工程および仕上加工工程を行い、後工程１２０に排出する。その後は、交互に処理される。このようにすることで、仕上加工用砥石車７４に要するコストを低減することができ、製造ラインのサイクルタイムの短縮を図ることも可能となる。この点の詳細は後述する。   That is, when one first workpiece W is conveyed from the previous process 110, one composite grinding machine 1 performs a roughing process and a finishing process and discharges it to the subsequent process 120. When the next workpiece W is conveyed from the pre-process 110, the other composite grinding machine 1 performs the roughing process and the finishing process and discharges it to the post-process 120. Thereafter, processing is performed alternately. By doing in this way, the cost required for the finishing grinding wheel 74 can be reduced, and the cycle time of the production line can be shortened. Details of this point will be described later.

＜参考例１＞
参考例１の研削方法および研削盤について、図５を参照して説明する。参考例１における研削盤は、本実施形態における複合研削盤１に対して、複合砥石台６２を単一の砥石車を有する砥石台としたものである。つまり、本実施形態の研削盤は、一つの砥石車を有する。 <Reference Example 1>
The grinding method and grinding machine of Reference Example 1 will be described with reference to FIG. The grinding machine in Reference Example 1 is such that the composite grinding wheel base 62 is a grinding wheel base having a single grinding wheel with respect to the composite grinding machine 1 in the present embodiment. That is, the grinding machine of this embodiment has one grinding wheel.

そして、参考例１における製造ラインにおける研削システムは、図５に示すように、前工程１１０と後工程１２０との間に、荒加工用砥石車７３を備える第一の研削盤１３０、仕上加工用砥石車７４を備える第二の研削盤１４０が順に配置されている。第一の研削盤１３０は、荒加工用砥石車７３により荒加工工程のみを行う。一方、第二の研削盤１４０は、仕上加工用砥石車７４により仕上加工工程のみを行う。そして、本実施形態にて説明したように、荒加工用砥石車７３の半径はＲ２であり、仕上加工用砥石車７４の半径はＲ３（＝Ｒ２）であり、被加工物Ｗであるカムシャフトのカム外周面における凹状曲面Ｗ１，Ｗ２の曲率半径の最小値Ｒ１よりも小さく形成されている。この場合、本実施形態に比べると、製造ラインのサイクルタイムは長くなる。しかし、荒加工用砥石車の半径を、凹状曲面Ｗ１，Ｗ２の曲率半径の最小値Ｒ１より大きくした場合に比べると、製造ラインのサイクルタイムは短くできる。   And, as shown in FIG. 5, the grinding system in the production line in Reference Example 1 includes a first grinding machine 130 having a roughing grinding wheel 73 between the pre-process 110 and the post-process 120, for finishing. A second grinding machine 140 provided with a grinding wheel 74 is arranged in order. The first grinding machine 130 performs only the roughing process by the roughing grinding wheel 73. On the other hand, the second grinding machine 140 performs only the finishing process using the finishing grinding wheel 74. As described in the present embodiment, the radius of the roughing grinding wheel 73 is R2, the radius of the finishing grinding wheel 74 is R3 (= R2), and the camshaft is the workpiece W. Are formed smaller than the minimum value R1 of the radius of curvature of the concave curved surfaces W1, W2 on the outer peripheral surface of the cam. In this case, the cycle time of the production line becomes longer than in the present embodiment. However, the cycle time of the production line can be shortened as compared with the case where the radius of the grinding wheel for roughing is larger than the minimum value R1 of the curvature radius of the concave curved surfaces W1, W2.

＜参考例２＞
上記本実施形態におけるツールコストおよび製造ラインのサイクルタイムについて考察するために、参考例２として、米国特許第５，３９２，５６６号明細書に記載されている複合研削盤を適用した場合を例に挙げる。参考例２における製造ラインは、本実施形態について説明した図４に示す製造ラインと同様の構成とし、上述した複合研削盤１を、当該公報に記載の複合研削盤に置き換えたものである。そして、参考例２としての複合研削盤において、荒加工工程における荒加工用砥石車の半径が、被加工物Ｗであるカムシャフトのカム外周面における凹状曲面Ｗ１，Ｗ２の曲率半径の最小値Ｒ１より大きくされ、仕上加工工程における仕上加工用砥石車の半径は、曲率半径の最小値Ｒ１より小さくされる。 <Reference Example 2>
In order to consider the tool cost and the production line cycle time in the present embodiment, as a reference example 2, a case where a composite grinding machine described in US Pat. No. 5,392,566 is applied is taken as an example. I will give you. The production line in Reference Example 2 has the same configuration as the production line shown in FIG. 4 described in this embodiment, and the above-described composite grinding machine 1 is replaced with the composite grinding machine described in the publication. In the composite grinding machine as Reference Example 2, the radius of the grinding wheel for roughing in the roughing process is the minimum value R1 of the radius of curvature of the concave curved surfaces W1 and W2 on the cam outer peripheral surface of the camshaft that is the workpiece W. The radius of the grinding wheel for finishing in the finishing process is made smaller than the minimum value R1 of the radius of curvature.

＜本実施形態と参考例１，２との比較＞
本実施形態および参考例１，２について、製造ラインのサイクルタイムおよびツールコストについて検討する。本実施形態、参考例１，２のそれぞれについて、図６（ａ）〜図６（ｃ）に、荒加工工程の取代、研削加工時間、および、仕上加工工程の仕上取代、研削加工時間を示す。ここで、本実施形態および参考例２における各工程の研削加工時間は、それぞれの複合研削盤による研削加工時間を複合研削盤の台数分である２台分で除算した時間が、１つの被加工物Ｗに対する荒加工工程と仕上加工工程に要する時間となる。これに対して、参考例１における各工程は、それぞれ別の研削盤により行われているため、各工程の研削加工時間は、それぞれ対応する工程の研削加工時間そのものとなる。 <Comparison between this embodiment and Reference Examples 1 and 2>
Regarding this embodiment and Reference Examples 1 and 2, the cycle time and tool cost of the production line will be examined. For each of the present embodiment and Reference Examples 1 and 2, FIGS. 6A to 6C show the machining allowance and grinding time of the roughing process, and the finishing allowance and grinding time of the finishing process. . Here, the grinding time of each step in the present embodiment and the reference example 2 is a time obtained by dividing the grinding time by the respective complex grinders by two, which is the number of complex grinders. This is the time required for the roughing process and the finishing process for the object W. On the other hand, since each process in Reference Example 1 is performed by a separate grinding machine, the grinding time of each process is the grinding time itself of the corresponding process.

本実施形態と参考例１とを比較すると、図６（ａ）（ｂ）より分かるように、本実施形態の方が、荒加工工程の取代が多く、荒加工工程の研削加工時間が長くなり、仕上加工工程の仕上取代が少なく、かつ、仕上加工工程の研削加工時間が短くなっている。両者を比較すると、本実施形態の方が、参考例１に比べて、荒加工用砥石車７３によりできるだけ多く研削加工を行い、仕上加工用砥石車７４による仕上取代をできるだけ少なくできていることが分かる。   When this embodiment is compared with Reference Example 1, as can be seen from FIGS. 6 (a) and 6 (b), this embodiment has more machining allowance for the roughing process, and the grinding time for the roughing process becomes longer. The finishing allowance for the finishing process is small, and the grinding time for the finishing process is shortened. Comparing the two, compared to the first embodiment, the present embodiment performs grinding as much as possible with the roughing grinding wheel 73, and the finishing allowance with the finishing grinding wheel 74 can be reduced as much as possible. I understand.

参考例１においては、荒加工工程の第一の研削盤１３０と仕上加工工程の第二の研削盤１４０が別々であるため、第一の研削盤１３０による研削加工時間と、第二の研削盤１４０による研削加工時間をほぼ一致させるように、加工条件を設定している。この加工条件により、仕上加工工程専用の第二の研削盤１４０による仕上加工が、本実施形態に比べると過剰となっている。   In Reference Example 1, since the first grinding machine 130 in the roughing process and the second grinding machine 140 in the finishing process are separate, the grinding time by the first grinding machine 130 and the second grinding machine The machining conditions are set so that the grinding time by 140 is substantially the same. Due to this processing condition, finishing by the second grinding machine 140 dedicated to the finishing process is excessive as compared with the present embodiment.

また、参考例１と参考例２とを比較すると、図６（ｂ）（ｃ）より分かるように、参考例１の方が、荒加工工程の取代が多く、荒加工工程の研削加工時間が長くなり、仕上加工工程の仕上取代が少なく、かつ、仕上加工工程の研削加工時間が短くなっている。両者を比較すると、参考例１の方が、参考例２に比べて、荒加工用砥石車７３によりできるだけ多く研削加工を行い、仕上加工用砥石車７４による仕上取代をできるだけ少なくできていることが分かる。これは、荒加工用砥石車７３の半径Ｒ２をカムシャフトのカム外周面の曲率半径の最小値Ｒ１より小さくすることで、荒加工用砥石車７３により多くの量を研削加工できることによると考えられる。   Further, comparing Reference Example 1 and Reference Example 2, as can be seen from FIGS. 6B and 6C, the reference example 1 has more machining allowance for the roughing process, and the grinding time of the roughing process is longer. It becomes longer, the finishing allowance of the finishing process is small, and the grinding time of the finishing process is shortened. When both are compared, the reference example 1 can be ground as much as possible with the roughing grinding wheel 73 and the finishing allowance with the finishing grinding wheel 74 can be reduced as much as possible in comparison with the reference example 2. I understand. This is considered to be because the roughing grinding wheel 73 can grind a larger amount by making the radius R2 of the roughing grinding wheel 73 smaller than the minimum value R1 of the curvature radius of the cam outer peripheral surface of the camshaft. .

次に、ツールコストについて、図７を参照して検討する。図７は、本実施形態と参考例１，２についてのツールコストを示している。ここで、図７の「コスト単価比」とは、荒加工用砥石車７３と仕上加工用砥石車７４の取代φ１ｍｍ当たりのコスト比である。荒加工用砥石車７３と仕上加工用砥石車７４のコスト単価比は、砥石車１枚当たりの研削加工可能な被加工物Ｗの数、砥石車１枚の価格、被加工物Ｗを１個当たり砥石車の価格、被加工物Ｗを１個当たりのそれぞれの取代から算出すると、約１：８（＝荒加工用砥石車７３のコスト単価：仕上加工用砥石車７４のコスト単価）となる。   Next, the tool cost will be examined with reference to FIG. FIG. 7 shows tool costs for this embodiment and Reference Examples 1 and 2. Here, the “cost unit price ratio” in FIG. 7 is a cost ratio per grinding allowance φ1 mm between the roughing grinding wheel 73 and the finishing grinding wheel 74. The cost unit ratio of the roughing grinding wheel 73 and the finishing grinding wheel 74 is the number of workpieces W that can be ground per grinding wheel, the price of one grinding wheel, and one workpiece W. If the price of the grinding wheel and the workpiece W are calculated from the respective machining allowances, it will be about 1: 8 (= cost unit price of roughing grinding wheel 73: cost unit price of finishing grinding wheel 74). .

図７の下から２段目に記載しているように、本実施形態における仕上加工用砥石車７４のコスト比は、参考例１に比べて大幅に低減できており、参考例２に比べると極めて大幅に低減できていることが分かる。一方、本実施形態における荒加工用砥石車７３のコスト比は、参考例１，２に比べて増加しているが、仕上加工用砥石車７４のコスト比の差分に比べると非常に僅かである。そのため、コスト比合計として見た場合に、本実施形態のコスト比合計は、参考例１のコスト比合計に比べて大幅に低減できており、さらに参考例２のコスト比合計に比べると極めて大幅に低減できていることが分かる。   As described in the second row from the bottom of FIG. 7, the cost ratio of the finishing grinding wheel 74 in the present embodiment can be greatly reduced as compared with the reference example 1, and compared with the reference example 2. It turns out that it can reduce very significantly. On the other hand, the cost ratio of the roughing grinding wheel 73 in the present embodiment is increased compared to the reference examples 1 and 2, but is very small compared to the difference in the cost ratio of the finishing grinding wheel 74. . Therefore, when viewed as the total cost ratio, the total cost ratio of the present embodiment can be significantly reduced compared to the total cost ratio of Reference Example 1, and is extremely large compared to the total cost ratio of Reference Example 2. It can be seen that it can be reduced.

＜その他＞
上記実施形態において、複合研削盤１を砥石台トラバース型として、砥石支持装置６０がトラバース送りをし、支持装置２０に支持される被加工物Ｗをベッド１０に対して固定する構成とした。この他に、複合研削盤１の支持装置２０を載置するテーブルをトラバース送りする構成とし、複合砥石台６２をベッド１０に対してＸ軸方向のみに移動する構成においても同様に本発明を適用できる。
また、上記実施形態において、被加工物Ｗをカムシャフトとし、研削部位をカム外周面として説明した。この他に、本発明は、被加工物Ｗの研削部位を円筒状外周面、例えば、クランクシャフトのクランクジャーナルに適用することもできる。 <Others>
In the said embodiment, it was set as the structure which fixed the workpiece W supported by the support apparatus 20 with respect to the bed 10 by making the composite grinding machine 1 into a whetstone traverse type, and the grindstone support apparatus 60 traverse-feeding. In addition, the present invention is similarly applied to a configuration in which a table on which the support device 20 of the composite grinding machine 1 is placed is traverse-feeded and the composite grinding wheel base 62 is moved only in the X-axis direction with respect to the bed 10. it can.
Moreover, in the said embodiment, the workpiece W was demonstrated as the cam shaft and the grinding site | part was demonstrated as the cam outer peripheral surface. In addition, the present invention can also be applied to a grinding portion of the workpiece W on a cylindrical outer peripheral surface, for example, a crank journal of a crankshaft.

１：複合研削盤、 １０：ベッド、 １１：砥石台用ガイドレール
１２：砥石台用Ｚ軸ボールねじ、 １３：砥石台用Ｚ軸モータ
２０：支持装置、 ２１：主軸台、 ２２：心押台
６０：砥石支持装置、 ６１：砥石台トラバースベース、 ６２：複合砥石台
７１：砥石台本体、 ７２：砥石台旋回機構、 ７３：荒加工用砥石車
７４：仕上加工用砥石車、 ７５，７６：砥石回転用モータ、 ８０：制御装置
Ｗ：被加工物（カムシャフト）、 Ｗ１，Ｗ２：凹状曲面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Compound grinder, 10: Bed, 11: Grinding wheel guide rail 12: Grinding wheel Z-axis ball screw, 13: Grinding wheel Z-axis motor 20: Support device, 21: Spindle head, 22: Tailstock 60: Whetstone support device, 61: Whetstone traverse base, 62: Compound whetstone base 71: Whetstone head main body, 72: Whetstone head turning mechanism, 73: Whetstone for rough machining 74: Whetstone for finishing, 75, 76: Whetstone rotation motor, 80: Control device W: Workpiece (camshaft), W1, W2: Concave curved surface

Claims (5)

被加工物を支持する支持装置と、
前記支持装置に対して相対移動可能に配置され、選択的に使用可能な荒加工用砥石車および仕上加工用砥石車を備える複合砥石台と、
前記荒加工用砥石車と前記仕上加工用砥石車とを選択的に用いて前記被加工物を研削する制御装置と、
を備える複合研削盤を用いた研削方法において、
前記被加工物を前記支持装置により支持した状態で、設定された仕上取代を残すように前記荒加工用砥石車を用いて前記被加工物に対して荒加工を行う荒加工工程と、
前記荒加工工程の後に、前記被加工物を前記支持装置により継続して支持した状態で、前記仕上加工用砥石車を用いて前記仕上取代を取り除くように仕上加工を行う仕上加工工程と、
を実行し、
前記仕上取代は、前記複合研削盤の熱変位量および前記荒加工用砥石車に起因する研削抵抗の変化量の少なくとも一方に基づいて設定され、
前記被加工物において前記仕上取代を残した形状は、前記荒加工用砥石車の形状に依存しない形状である複合研削盤を用いた研削方法。 A support device for supporting the workpiece;
A composite grinding wheel table including a roughing grinding wheel and a finishing grinding wheel that are arranged to be movable relative to the support device and can be selectively used;
A control device for grinding the workpiece by selectively using the roughing grinding wheel and the finishing grinding wheel;
In a grinding method using a composite grinding machine comprising:
A roughing step of roughing the workpiece using the roughing grinding wheel so as to leave a set finishing allowance in a state where the workpiece is supported by the support device;
After the roughing step, in a state where the workpiece is continuously supported by the support device, a finishing step for performing a finishing process so as to remove the finishing allowance using the finishing grinding wheel,
Run
The finishing allowance is set based on at least one of the amount of thermal displacement of the composite grinding machine and the amount of change in grinding resistance caused by the roughing grinding wheel,
A grinding method using a composite grinding machine in which a shape in which the finishing allowance is left in the workpiece is a shape that does not depend on the shape of the roughing grinding wheel. 請求項１において、
製造ラインにおいて１つの前工程と１つの後工程との間に複数の前記複合研削盤が配置され、
それぞれの前記複合研削盤は、前記製造ラインの前記前工程から搬送された前記被加工物に対して前記荒加工工程と前記仕上加工工程を順に行い、前記仕上加工工程の後に前記被加工物を前記製造ラインの前記後工程に排出し、
複数の前記複合研削盤は、前記前工程と前記後工程との間において並列に実行する複合研削盤を用いた研削方法。 In claim 1,
In the production line, a plurality of the composite grinding machines are arranged between one pre-process and one post-process,
Each of the composite grinders sequentially performs the roughing process and the finishing process on the workpiece conveyed from the previous process of the manufacturing line, and the workpiece after the finishing process. Discharged to the subsequent process of the production line,
A grinding method using a composite grinding machine, wherein the plurality of composite grinding machines are executed in parallel between the pre-process and the post-process. 請求項１または２において、
前記被加工物の研削部位はカム形状に形成され、
前記仕上取代は、研削抵抗による前記被加工物または前記複合研削盤の撓み変形量に起因するカムプロフィール研削誤差に基づいて設定される複合研削盤を用いた研削方法。 In claim 1 or 2,
The grinding part of the workpiece is formed in a cam shape,
The finishing allowance is a grinding method using a composite grinder that is set based on a cam profile grinding error caused by a bending deformation amount of the workpiece or the composite grinder due to grinding resistance. 請求項３において、
前記被加工物の研削部位は、外周面に曲率半径Ｒ１の凹状曲面を有するカム形状に形成され、
前記荒加工用砥石車の半径Ｒ２および前記仕上加工用砥石車の半径Ｒ３は、前記凹状曲面の曲率半径Ｒ１より小さく形成される複合研削盤を用いた研削方法。 In claim 3,
The grinding portion of the workpiece is formed in a cam shape having a concave curved surface with a radius of curvature R1 on the outer peripheral surface,
A grinding method using a composite grinding machine in which a radius R2 of the roughing grinding wheel and a radius R3 of the finishing grinding wheel are smaller than a curvature radius R1 of the concave curved surface. 被加工物を支持する支持装置と、
前記支持装置に対して相対移動可能に配置され、選択的に使用可能な荒加工用砥石車および仕上加工用砥石車を備える複合砥石台と、
前記荒加工用砥石車と前記仕上加工用砥石車とを選択的に用いて前記被加工物を研削する制御装置と、
を備える複合研削盤において、
前記制御装置は、
前記被加工物を前記支持装置により支持した状態で、前記複合研削盤の熱変位量および前記荒加工用砥石車に起因する研削抵抗の変化量の少なくとも一方に基づいて設定された仕上取代を残すように前記荒加工用砥石車を用いて前記被加工物に対して荒加工を行い、
前記荒加工の後に前記仕上加工用砥石車を用いて前記仕上取代を取り除くように仕上加工を行う複合研削盤。 A support device for supporting the workpiece;
A composite grinding wheel table including a roughing grinding wheel and a finishing grinding wheel that are arranged to be movable relative to the support device and can be selectively used;
A control device for grinding the workpiece by selectively using the roughing grinding wheel and the finishing grinding wheel;
In a composite grinding machine comprising:
The controller is
In a state where the workpiece is supported by the support device, a finishing allowance set based on at least one of a thermal displacement amount of the composite grinding machine and a grinding resistance change amount caused by the roughing grinding wheel is left. The roughing is performed on the workpiece using the roughing grinding wheel,
A composite grinding machine that performs finishing processing so as to remove the finishing allowance using the finishing grinding wheel after the roughing.
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