JP2016060014A - Grinder, grinding method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研削装置、研削方法、およびプログラムに関するものである。 The present invention relates to a grinding apparatus, a grinding method, and a program.
従来から、ワークのテーパ面状の表面に沿って砥石を往復移動させながら、回転駆動されたワークを研削する研削装置が知られている。このような研削装置は、砥石を保持しつつワークのテーパ面の傾斜方向に沿って移動する第１の砥石台と、第１の砥石台を載置しつつワークの回転軸の軸方向に沿って移動する第２の砥石台を備えている。そして、第２の砥石台により、砥石をワークに対して所定の速度で切込移動させつつ、第１の砥石台により、砥石をワークのテーパ面の傾斜方向に沿って往復移動させることで、ワークの表面を研削する（例えば特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, a grinding apparatus that grinds a rotationally driven work while reciprocating a grindstone along a tapered surface of the work is known. Such a grinding apparatus has a first grinding wheel base that moves along the inclination direction of the taper surface of the workpiece while holding the grinding stone, and an axial direction of the rotation axis of the workpiece while placing the first grinding wheel base. A second grindstone table that moves. And by moving the grinding wheel back and forth along the inclination direction of the taper surface of the workpiece by the first grinding wheel table while moving the cutting stone at a predetermined speed with respect to the workpiece by the second grinding wheel table, The surface of the workpiece is ground (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、上述した研削装置においては、研削するワークのテーパ面の傾斜角度に合わせて、治具等を用いて第１の砥石台による砥石の移動方向を調整する必要がある。このため、従来の研削装置においては、作業効率を向上させるという点で、改善の余地がある。 However, in the above-described grinding apparatus, it is necessary to adjust the moving direction of the grindstone by the first grindstone table using a jig or the like according to the inclination angle of the tapered surface of the workpiece to be ground. For this reason, the conventional grinding apparatus has room for improvement in terms of improving work efficiency.
そこで本発明は、作業効率の優れた研削装置、研削方法、およびプログラムを提供するものである。 Therefore, the present invention provides a grinding apparatus, a grinding method, and a program with excellent work efficiency.
本発明の研削装置は、第１方向を対称軸とする軸対称形状の表面を有するワークに対し、前記表面に沿って砥石を相対的に往復移動させながら、前記第１方向に沿って前記砥石を相対的に切込移動させて、前記ワークを研削する研削装置であって、前記ワークを保持して、前記第１方向に沿った回転軸の周りに前記ワークを回転させるワーク保持部と、前記砥石を保持して、前記第１方向に沿った回転軸の周りに前記砥石を回転させる砥石保持部と、前記ワーク保持部および前記砥石保持部を、前記第１方向に相対移動させる第１移動手段と、前記ワーク保持部および前記砥石保持部を、前記第１方向に直交する第２方向に相対移動させる第２移動手段と、前記第１移動手段および前記第２移動手段の動作に関する指示値の入力を受け付ける入力部と、入力された前記指示値に基づいて、前記第１移動手段および前記第２移動手段の動作を制御する制御部と、を備え、前記指示値は、前記第１方向を対称軸とするテーパ面に沿って前記砥石を相対的に前記往復移動させる場合の、前記第１方向に対する前記テーパ面の傾斜角度である、ことを特徴とする。
本発明によれば、第１方向と第２方向とが直交しているため、第１方向に対するテーパ面の傾斜角度から、ワークに対する砥石の往復移動の際の、第１方向における相対移動距離と、第２方向における相対移動距離との比率が容易に算出される。この相対移動距離の比率に基づいて、第１移動手段および第２移動手段を同一周期で往復動作させることで、砥石をテーパ面に沿って往復移動させることが可能となる。これにより、テーパ面の傾斜角度に合わせて研削装置を機械的に調整することなく、ワークの表面を任意の傾斜角度で容易に研削することができる。したがって、作業効率の優れた研削装置が得られる。
The grinding apparatus of the present invention is configured to move the grindstone along the first direction while relatively reciprocating the grindstone along the surface with respect to a workpiece having an axisymmetric surface with the first direction as an axis of symmetry. A workpiece holding unit that holds the workpiece and rotates the workpiece around a rotation axis along the first direction; A grindstone holding unit that holds the grindstone and rotates the grindstone around a rotation axis along the first direction, and a first that moves the workpiece holding unit and the grindstone holding unit relative to each other in the first direction. Instruction relating to the operation of the moving means, the second moving means for relatively moving the work holding part and the grindstone holding part in a second direction orthogonal to the first direction, and the operation of the first moving means and the second moving means Accept input of value And a control unit that controls the operation of the first moving unit and the second moving unit based on the input instruction value, and the instruction value has the first direction as a symmetry axis. The inclination angle of the tapered surface with respect to the first direction when the grindstone is relatively reciprocated along the tapered surface.
According to the present invention, since the first direction and the second direction are orthogonal to each other, the relative movement distance in the first direction during the reciprocating movement of the grindstone with respect to the workpiece is determined from the inclination angle of the tapered surface with respect to the first direction. The ratio with the relative movement distance in the second direction is easily calculated. Based on the ratio of the relative movement distances, the first moving means and the second moving means are reciprocated at the same cycle, whereby the grindstone can be reciprocated along the tapered surface. Thereby, the surface of a workpiece | work can be easily ground with arbitrary inclination angles, without adjusting a grinding apparatus mechanically according to the inclination angle of a taper surface. Therefore, a grinding apparatus with excellent work efficiency can be obtained.
上記の研削装置において、前記指示値は、前記傾斜角度に加えて、前記テーパ面の傾斜方向における前記往復移動の距離と、前記傾斜方向における前記往復移動の速度と、前記第１方向における前記切込移動の速度と、前記第１方向における前記切込移動の距離と、を含み、前記制御部は、前記指示値に基づいて、前記往復移動の半周期毎における前記切込移動の距離と、前記第１移動手段による前記往復移動の距離と、前記第２移動手段による前記往復移動の距離と、を算出する、ことを特徴とする。
本発明によれば、傾斜角度に加えて、従来の研削装置と同じ指示値を入力することで、第１移動手段および第２移動手段の全ての動作条件が算出され、第１移動手段および第２移動手段の動作を制御することができる。したがって、より作業効率の優れた研削装置が得られる。
In the above grinding apparatus, in addition to the inclination angle, the indication value includes the distance of the reciprocating movement in the inclination direction of the tapered surface, the speed of the reciprocating movement in the inclination direction, and the cut in the first direction. And a distance of the cutting movement in the first direction, the control unit, based on the instruction value, the distance of the cutting movement in each half cycle of the reciprocating movement, The distance of the reciprocating movement by the first moving means and the distance of the reciprocating movement by the second moving means are calculated.
According to the present invention, in addition to the inclination angle, all operating conditions of the first moving means and the second moving means are calculated by inputting the same instruction value as that of the conventional grinding apparatus, and the first moving means and the first moving means The operation of the two moving means can be controlled. Therefore, a grinding apparatus with higher work efficiency can be obtained.
本発明の研削方法は、第１方向を対称軸とする軸対称形状の表面を有するワークに対し、前記表面に沿って砥石を相対的に往復移動させながら、前記第１方向に沿って前記砥石を相対的に切込移動させるように、研削装置を駆動して前記ワークを研削する研削方法であって、前記研削装置は、前記ワークを保持して、前記第１方向に沿った回転軸の周りに前記ワークを回転させるワーク保持部と、前記砥石を保持して、前記第１方向に沿った回転軸の周りに前記砥石を回転させる砥石保持部と、前記ワーク保持部および前記砥石保持部を、前記第１方向に相対移動させる第１移動手段と、前記ワーク保持部および前記砥石保持部を、前記第１方向に直交する第２方向に相対移動させる第２移動手段と、を備え、前記第１移動手段および前記第２移動手段の動作に関する指示値の入力を受け付けるステップと、入力された前記指示値に基づいて前記第１移動手段および前記第２移動手段の動作を制御するステップと、を有し、前記指示値の入力を受け付けるステップでは、前記指示値として、前記第１方向を対称軸とするテーパ面に沿って前記砥石を相対的に前記往復移動させる場合の、前記第１方向に対する前記テーパ面の傾斜角度の入力を受け付ける、ことを特徴とする。
本発明によれば、第１方向に対するテーパ面の傾斜角度を指示値として入力することで、砥石をテーパ面に沿って相対的に往復移動させることができる。これにより、テーパ面の傾斜角度に合わせて研削装置を機械的に調整することなく、ワークの表面を任意の傾斜角度で研削することができる。したがって、作業効率の優れた研削方法を提供できる。
In the grinding method of the present invention, the grindstone is moved along the first direction while relatively moving the grindstone back and forth along the surface with respect to a workpiece having an axisymmetric surface with the first direction as an axis of symmetry. Is a grinding method for grinding the workpiece by driving a grinding device so as to relatively cut and move the workpiece, wherein the grinding device holds the workpiece and has a rotating shaft along the first direction. A work holding part that rotates the work around, a grindstone holding part that holds the grindstone and rotates the grindstone around a rotation axis along the first direction, the work holding part, and the grindstone holding part And a second moving means for relatively moving the work holding part and the grindstone holding part in a second direction orthogonal to the first direction, The first moving means and the first moving means; Receiving an input of an instruction value relating to an operation of the moving means; and controlling an operation of the first moving means and the second moving means based on the input instruction value. In the step of receiving an input, as the indication value, an inclination angle of the tapered surface with respect to the first direction when the grindstone is relatively reciprocated along a tapered surface having the first direction as a symmetry axis. It is characterized by accepting input.
According to the present invention, the grindstone can be relatively reciprocated along the taper surface by inputting the inclination angle of the taper surface with respect to the first direction as an instruction value. Thereby, the surface of a workpiece | work can be ground with arbitrary inclination angles, without adjusting a grinding apparatus mechanically according to the inclination angle of a taper surface. Therefore, a grinding method with excellent work efficiency can be provided.
本発明のプログラムは、第１方向を対称軸とする軸対称形状の表面を有するワークに対し、前記表面に沿って砥石を相対的に往復移動させながら、前記第１方向に沿って前記砥石を相対的に切込移動させるように、研削装置を駆動して前記ワークを研削するプログラムであって、前記研削装置は、前記ワークを保持して、前記第１方向に沿った回転軸の周りに前記ワークを回転させるワーク保持部と、前記砥石を保持して、前記第１方向に沿った回転軸の周りに前記砥石を回転させる砥石保持部と、前記ワーク保持部および前記砥石保持部を、前記第１方向に相対移動させる第１移動手段と、前記ワーク保持部および前記砥石保持部を、前記第１方向に直交する第２方向に相対移動させる第２移動手段と、を備え、前記第１移動手段および前記第２移動手段の動作に関する指示値の入力を受け付けるステップと、入力された前記指示値に基づいて前記第１移動手段および前記第２移動手段の動作を制御するステップと、をコンピュータに実行させ、前記指示値の入力を受け付けるステップでは、前記指示値として、前記第１方向を対称軸とするテーパ面に沿って前記砥石を相対的に前記往復移動させる場合の、前記第１方向に対する前記テーパ面の傾斜角度の入力を受け付ける、ことを特徴とする。
本発明によれば、第１方向に対するテーパ面の傾斜角度が入力されるステップを有し、その傾斜角度に基づいて砥石をテーパ面に沿って相対的に往復移動させることができる。これにより、テーパ面の傾斜角度に合わせて研削装置を機械的に調整することなく、ワークの表面を任意の傾斜角度で容易に研削することができる。したがって、研削装置に実行させる作業効率の優れたプログラムを提供できる。
The program of the present invention is configured to move the grindstone along the first direction while relatively reciprocating the grindstone along the surface with respect to a workpiece having an axisymmetric surface with the first direction as the symmetry axis. A program for driving a grinding device to grind the workpiece so as to move relatively, wherein the grinding device holds the workpiece and rotates around a rotation axis along the first direction. A workpiece holding unit that rotates the workpiece; a grindstone holding unit that holds the grindstone and rotates the grindstone around a rotation axis along the first direction; and the workpiece holding unit and the grindstone holding unit, First moving means for relatively moving in the first direction; and second moving means for relatively moving the work holding part and the grindstone holding part in a second direction orthogonal to the first direction, 1 moving means and front A step of receiving an input of an instruction value relating to an operation of the second moving means, and a step of controlling the operation of the first moving means and the second moving means based on the inputted instruction value; In the step of receiving the input of the instruction value, the taper surface with respect to the first direction when the grindstone is relatively reciprocated along a taper surface having the first direction as a symmetry axis as the instruction value. It is characterized by accepting an input of an inclination angle.
According to this invention, it has the step by which the inclination angle of the taper surface with respect to a 1st direction is input, and a grindstone can be relatively reciprocated along a taper surface based on the inclination angle. Thereby, the surface of a workpiece | work can be easily ground with arbitrary inclination angles, without adjusting a grinding apparatus mechanically according to the inclination angle of a taper surface. Therefore, it is possible to provide a program with excellent work efficiency to be executed by the grinding apparatus.
本発明の研削装置によれば、第１方向と第２方向とが直交しているため、第１方向に対するテーパ面の傾斜角度から、ワークに対する砥石の往復移動の際の、第１方向における相対移動距離と、第２方向における相対移動距離との比率が容易に算出される。この相対移動距離の比率に基づいて、第１移動手段および第２移動手段を同一周期で往復動作させることで、砥石をテーパ面に沿って往復移動させることが可能となる。これにより、テーパ面の傾斜角度に合わせて研削装置を機械的に調整することなく、ワークの表面を任意の傾斜角度で容易に研削することができる。したがって、作業効率の優れた研削装置が得られる。 According to the grinding apparatus of the present invention, since the first direction and the second direction are orthogonal to each other, relative to the first direction when the grindstone is reciprocated with respect to the workpiece, based on the inclination angle of the tapered surface with respect to the first direction. A ratio between the movement distance and the relative movement distance in the second direction is easily calculated. Based on the ratio of the relative movement distances, the first moving means and the second moving means are reciprocated at the same cycle, whereby the grindstone can be reciprocated along the tapered surface. Thereby, the surface of a workpiece | work can be easily ground with arbitrary inclination angles, without adjusting a grinding apparatus mechanically according to the inclination angle of a taper surface. Therefore, a grinding apparatus with excellent work efficiency can be obtained.
本発明の研削方法によれば、第１方向に対するテーパ面の傾斜角度を指示値として入力することで、砥石をテーパ面に沿って相対的に往復移動させることができる。これにより、テーパ面の傾斜角度に合わせて研削装置を機械的に調整することなく、ワークの表面を任意の傾斜角度で研削することができる。したがって、作業効率の優れた研削方法を提供できる。 According to the grinding method of the present invention, the grindstone can be relatively reciprocated along the tapered surface by inputting the inclination angle of the tapered surface with respect to the first direction as an instruction value. Thereby, the surface of a workpiece | work can be ground with arbitrary inclination angles, without adjusting a grinding apparatus mechanically according to the inclination angle of a taper surface. Therefore, a grinding method with excellent work efficiency can be provided.
本発明のプログラムによれば、第１方向に対するテーパ面の傾斜角度が入力されるステップを有し、その傾斜角度に基づいて砥石をテーパ面に沿って相対的に往復移動させることができる。これにより、テーパ面の傾斜角度に合わせて研削装置を機械的に調整することなく、ワークの表面を任意の傾斜角度で容易に研削することができる。したがって、研削装置に実行させる作業効率の優れたプログラムを提供できる。 According to the program of this invention, it has the step by which the inclination angle of the taper surface with respect to a 1st direction is input, and a grindstone can be relatively reciprocated along a taper surface based on the inclination angle. Thereby, the surface of a workpiece | work can be easily ground with arbitrary inclination angles, without adjusting a grinding apparatus mechanically according to the inclination angle of a taper surface. Therefore, it is possible to provide a program with excellent work efficiency to be executed by the grinding apparatus.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下研削装置１の構成を説明する際には、ＸＺ座標系を用いる。このＸＺ座標系では、軸対称形状の表面Ｗｆを有するワークＷをその対称軸を中心に回転させる研削装置１に対して、ワークＷの対称軸の軸方向、すなわちワークＷの回転軸Ｏの軸方向をＺ方向（請求項における「第１方向」に相当。）とし、Ｚ方向に直交する方向をＸ方向（請求項における「第２方向」に相当。）とする。なお、図中矢印方向を＋方向とし、矢印方向とは反対の方向を−方向として説明する。ここで、Ｚ方向における＋側は、ワークＷに対して砥石Ｔが配置されている側を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, when demonstrating the structure of the
（研削装置）
図１は、実施形態に係る研削装置の平面図である。図２は、ワークの研削状態を示す断面図である。なお、図２では研削前のワークの形状を実線で示しており、研削後のワークの形状を仮想線で示している。
図１および図２に示すように、研削装置１は、Ｚ方向を対称軸とする軸対称形状の表面（テーパ面）Ｗｆを有するワークＷに対し、テーパ面Ｗｆに沿って砥石Ｔを相対的に往復移動させながら、Ｚ方向に沿って砥石Ｔを切込移動させて、ワークＷを研削する。図１に示すように、研削装置１は、ワークＷを保持するワーク保持部１０と、砥石Ｔを保持する砥石保持部２０と、砥石保持部２０をＺ方向に移動させる第１移動手段３０と、砥石保持部２０をＸ方向に移動させる第２移動手段４０と、コンピュータ５０と、を備えている。
(Grinding device)
FIG. 1 is a plan view of a grinding apparatus according to an embodiment. FIG. 2 is a sectional view showing a ground state of the workpiece. In FIG. 2, the shape of the workpiece before grinding is indicated by a solid line, and the shape of the workpiece after grinding is indicated by a virtual line.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ワーク保持部１０は、ワークＷを保持して、Ｚ方向に沿った回転軸Ｏ周りにワークＷを回転させる。ワーク保持部１０は、ワークヘッド１４と、ワーク駆動モーター１２と、を有する。
ワークヘッド１４は、Ｚ方向に沿う回転軸Ｏ周りに回転する回転部１４ａを備えている。回転部１４ａは、一端部（＋Ｚ側）にワークＷを固定するチャック１５が取り付けられ、他端部（−Ｚ側）にプーリーが取り付けられている。この回転部１４ａのプーリーには、無端状のベルト１３が回し掛けられている。
ワーク駆動モーター１２は、Ｚ方向に沿う軸周りに回転するプーリーを備えている。ワーク駆動モーター１２が駆動してプーリーを回転させることで、プーリーに回し掛けられたベルト１３が、ワークヘッド１４のプーリーを回転させる。これによりワークヘッド１４の回転部１４ａが回転し、チャック１５に取り付けられたワークＷが回転する。
ワークヘッド１４およびワーク駆動モーター１２は、主台５上のベッド１１に固定配置されている。
The
The
The
The
ベッド１１の＋Ｚ側には、ドレス部１７が配置されている。ドレス部１７は、円盤状のドレッサ１７ａと、ドレッサ１７ａをＺ方向に沿う軸周りに回転させるドレッサ駆動モーター１７ｂと、を備えている。ドレッサ１７ａは、ダイヤモンド粒を含む切刃を備えている。砥石Ｔの表面が研削を行うにつれて目つぶれした際に、砥石Ｔの表面を高速で回転させたドレッサ１７ａの切刃に押し当てることで、砥石Ｔの表面の状態を回復させる。
A
第１移動手段３０は、第１テーブル３１と、第１テーブル３１をＺ方向に移動させる第１モーター３２と、を備えている。第１テーブル３１は、主台５上においてＺ方向に沿うように延設された不図示の第１レールに対して摺動自在に載置されている。第１モーター３２は、例えばステッピングモーター等である。第１テーブル３１は、第１モーター３２の駆動により、例えば不図示のボールねじを介して第１レール上をＺ方向に沿って移動する。
The first moving means 30 includes a first table 31 and a
第２移動手段４０は、第２テーブル４１と、第２テーブル４１をＸ方向に移動させる第２モーター４２と、を備えている。第２テーブル４１は、第１テーブル３１上においてＸ方向に沿うように延設された不図示の第２レールに対して摺動自在に載置されている。第２モーター４２は、例えばステッピングモーター等である。第２テーブル４１は、第２モーター４２の駆動により、例えば不図示のボールねじを介して第２レール上をＸ方向に沿って移動する。
The second moving means 40 includes a second table 41 and a
砥石保持部２０は、砥石Ｔを保持して、Ｚ方向に沿った回転軸Ｐ周りに砥石Ｔを回転させる。砥石保持部２０は、砥石Ｔを保持するチャック２１と、チャック２１で固定した砥石Ｔを回転させる砥石駆動モーター２２と、を有する。砥石保持部２０は、取り付けた砥石Ｔがワーク保持部１０に対向するように、第２移動手段４０の第２テーブル４１上に固定配置されている。
図２に示すように、砥石Ｔは、円筒面Ｔａと、円筒面Ｔａと同軸に形成された円錐面Ｔｂと、を有している。砥石Ｔの円錐面Ｔｂの傾斜角度は、Ｚ方向に対するワークＷのテーパ面Ｗｆの傾斜角度θと同一に設定されている。砥石Ｔは、円筒面Ｔａおよび円錐面Ｔｂの中心軸が、回転軸Ｐと一致するように、砥石保持部２０に対して取り付けられている（図１参照）。
The
As shown in FIG. 2, the grindstone T has a cylindrical surface Ta and a conical surface Tb formed coaxially with the cylindrical surface Ta. The inclination angle of the conical surface Tb of the grindstone T is set to be the same as the inclination angle θ of the tapered surface Wf of the workpiece W with respect to the Z direction. The grindstone T is attached to the
図１に示すように、コンピュータ５０は、入力部５１と、制御部５５と、を備える。
コンピュータ５０には、研削装置１を駆動してワークＷを研削する研削プログラム（請求項における「プログラム」に相当。）が組み込まれている。研削プログラムは、第１移動手段３０および第２移動手段４０（以下、「各移動手段３０，４０」という場合がある。）の動作に関する指示値の入力を受け付ける入力ステップと、入力された指示値に基づいて各移動手段３０，４０の動作を制御する制御ステップと、をコンピュータ５０に実行させる。入力ステップでは、指示値として、図２に示すように、少なくともＺ方向に対するテーパ面Ｗｆの傾斜角度θの入力を受け付ける。
As shown in FIG. 1, the
The
図１に示すように、入力部５１は、例えばキーボード等である。入力部５１は、各移動手段３０，４０の動作に関する指示値の入力を受け付ける。図２に示すように、指示値は、上述した傾斜角度θに加えて、テーパ面Ｗｆの傾斜方向における往復移動の距離Ｌと、テーパ面Ｗｆの傾斜方向における往復移動の速度ＶＬと、Ｚ方向における切込移動の距離Ｓと、Ｚ方向における切込移動の速度ＶＳと、を含んでいる。
As shown in FIG. 1, the
図３は、研削状態における砥石とワークとの位置関係を示す模式図である。
図１および図３に示すように、制御部５５は、ＣＰＵ等である。制御部５５は、入力部５１に入力された指示値に基づいて、各移動手段３０，４０の動作に関する制御値を算出する。制御部５５は、制御値として、往復移動の半周期毎における切込移動の距離ａと、第１移動手段３０による往復移動の距離Ｌｚと、第２移動手段４０による往復移動の距離Ｌｘと、を算出する。
具体的には、図３に示すように、切込移動の距離ａは、指示値として入力された切込移動の速度ＶＳ、往復移動の距離Ｌ、および往復移動の速度ＶＬに基づいて、次式（１）により算出される。
ａ＝ＶＳ・Ｌ／ＶＬ ・・・（１）
また、往復移動の距離Ｌｚは、指示値として入力された往復移動の距離Ｌおよび傾斜角度θに基づいて、次式（２）により算出される。
Ｌｚ＝Ｌ・ｃｏｓθ ・・・（２）
また、往復移動の距離Ｌｘは、指示値として入力された往復移動の距離Ｌおよび傾斜角度θに基づいて、次式（３）により算出される。
Ｌｘ＝Ｌ・ｓｉｎθ ・・・（３）
本実施形態では、第１移動手段３０の移動方向（Ｚ方向）と第２移動手段４０の移動方向（Ｘ方向）とが直交しているため、各移動手段３０，４０の移動方向における往復移動の距離Ｌｚ，Ｌｘ（の比率）を、上記のように三角関数を用いて容易に算出できる。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the positional relationship between the grindstone and the workpiece in the grinding state.
As shown in FIGS. 1 and 3, the
Specifically, as shown in FIG. 3, the distance “a” of the incision movement is calculated based on the speed VS of the infeed movement, the distance L of the reciprocation, and the speed VL of the reciprocation that are input as instruction values. Calculated by equation (1).
a = VS · L / VL (1)
The reciprocating distance Lz is calculated by the following equation (2) based on the reciprocating distance L and the inclination angle θ input as the instruction value.
Lz = L · cos θ (2)
The reciprocating distance Lx is calculated by the following equation (3) based on the reciprocating distance L and the inclination angle θ input as the instruction value.
Lx = L · sin θ (3)
In this embodiment, since the moving direction (Z direction) of the first moving means 30 and the moving direction (X direction) of the second moving means 40 are orthogonal, the reciprocating movement in the moving direction of each moving means 30, 40 is performed. The distances Lz and Lx (ratio) can be easily calculated using the trigonometric function as described above.
次に、制御部５５は、算出された上記制御値に基づいて、各移動手段３０，４０の動作を制御する。具体的に制御部５５は、距離Ｌｚで第１移動手段３０を往復動作させるとともに、距離Ｌｘで第２移動手段４０を往復動作させる。すなわち制御部５５は、制御値として算出された往復移動の距離Ｌｚ，Ｌｘ（の比率）に基づいて、各移動手段３０，４０を同一周期で往復動作させる。また制御部５５は、往復移動の半周期毎に、制御値として算出された距離ａずつ、第１移動手段３０を切込動作させる。
Next, the
このように、入力部５１に入力する指示値として、Ｚ方向に対するテーパ面Ｗｆの傾斜角度θを含むことで、ワークＷに対する砥石Ｔの往復移動の際の、Ｚ方向における往復移動の距離Ｌｚと、Ｘ方向における往復移動の距離Ｌｘとの比率が容易に算出される。この往復移動の距離Ｌｚ，Ｌｘの比率に基づいて、各移動手段３０，４０を同一周期で往復動作させることで、砥石Ｔをテーパ面Ｗｆに沿って往復移動させることが可能となる。これにより、テーパ面Ｗｆの傾斜角度θに合わせて研削装置１を機械的に調整することなく、ワークＷの表面を任意の傾斜角度θで容易に研削することができる。したがって、作業効率の優れた研削装置１が得られる。
また、傾斜角度θに加えて、従来と同じ指示値を入力することで、各移動手段３０，４０の全ての動作条件が算出され、各移動手段３０，４０の動作を制御することができる。
As described above, the instruction value input to the
Further, by inputting the same instruction value as in the past in addition to the inclination angle θ, all operating conditions of the moving
（研削方法）
以下、研削装置１の研削方法について説明する。
本実施形態の研削装置１を用いた研削方法は、入力部５１により各移動手段３０，４０の動作に関する指示値の入力を受け付ける入力ステップと、入力された指示値に基づいて制御部５５により各移動手段３０，４０の動作を制御する制御ステップと、を有する。
(Grinding method)
Hereinafter, a grinding method of the
In the grinding method using the grinding
まず、研削プログラムがコンピュータ５０に入力ステップを実行させる。すると、コンピュータ５０の表示部（不図示）が指示値の入力を促すとともに、入力部５１が指示値の入力を受け付ける。次いで、作業者が指示値として、往復移動の距離Ｌと、往復移動の速度ＶＬと、切込移動の速度ＶＳと、切込移動の距離Ｓと、Ｚ方向に対するテーパ面Ｗｆの傾斜角度θと、を入力する。なお、往復移動の距離Ｌは、往復移動時において砥石Ｔの円錐面Ｔｂがテーパ面Ｗｆの両端から僅かにはみ出る程度に設定される。
First, the grinding program causes the
次に、研削プログラムがコンピュータ５０に制御ステップを実行させる。制御ステップは、制御部５５が指示値に基づいて制御値を算出する制御値算出ステップと、算出された制御値に基づいて各移動手段３０，４０の動作を制御する動作制御ステップと、を有する。
図３に示すように、まず、制御値算出ステップでは、制御部５５が制御値を算出する。制御部５５は、入力ステップで入力された指示値に基づいて、往復移動の半周期毎における切込移動の距離ａと、第１移動手段３０による往復移動の距離Ｌｚと、第２移動手段４０による往復移動の距離Ｌｘと、を算出する。
Next, the grinding program causes the
As shown in FIG. 3, first, in the control value calculation step, the
次に、動作制御ステップでは、まず砥石Ｔの円錐面ＴｂをワークＷのテーパ面Ｗｆに当接させる。制御部５５は、当接直後の状態における砥石Ｔの初期位置Ａ０の座標（ＸＡ，ＺＡ）を取り込み、そのＸ座標ＸＡを、往復移動における回転軸Ｏから遠い側（図３における＋Ｘ側）の折り返し位置のＸ座標に設定する。制御部５５は、この折り返し位置および上述の制御値（往復移動の距離Ｌｘ）から、往復移動の回転軸Ｏに近い側（図３における−Ｘ側）の折り返し位置のＸ座標を、ＸＡ−Ｌｘにより算出する。さらに、制御部５５は、初期位置Ａ０のＺ座標ＺＡおよび上述の指示値（切込移動の距離Ｓ）に基づいて、切込移動を停止させる位置ＡｎのＺ座標を、ＺＡ−Ｓにより算出する。
Next, in the operation control step, first, the conical surface Tb of the grindstone T is brought into contact with the tapered surface Wf of the workpiece W. The
次に、制御部５５は、ワークＷおよび砥石Ｔを回転させる。この際、ワークＷおよび砥石Ｔは、Ｚ方向周りにおいて互いに逆方向となるように回転している。そして制御部５５は、各移動手段３０，４０に対して往復動作を開始させる。また制御部５５は、第１移動手段３０に対して切込動作を開始させる。これにより砥石Ｔは、往復移動および切込移動を開始する。まず、砥石Ｔは、初期位置Ａ０から、回転軸Ｏに近い側の折り返し位置Ｂ１に向かって移動する。具体的には、砥石Ｔは、往復移動として初期位置Ａ０から（−Ｌｘ，−Ｌｚ）だけ移動する。また、砥石Ｔは、切込移動として初期位置Ａ０から（０，−ａ）だけ移動する。この結果、砥石Ｔは、初期位置Ａ０に対して（−Ｌｘ，−Ｌｚ−ａ）だけ変位した位置にある折り返し位置Ｂ１に移動する。
Next, the
次にＢ１に移動した砥石Ｔは、往復移動を継続して回転軸Ｏから遠い側の折り返し位置Ａ１に向かって折り返しながら、切込移動を継続する。具体的には、砥石Ｔは、往復移動として折り返し位置Ｂ１から（＋Ｌｘ，＋Ｌｚ）だけ移動する。また、砥石Ｔは、切込移動として初期位置Ａ０から（０，−２ａ）だけ移動する。この結果、砥石Ｔは、折り返し位置Ｂ１に対して（＋Ｌｘ，＋Ｌｚ−ａ）だけ変位した位置にある折り返し位置Ａ１に移動する。すなわち、折り返し位置Ａ１の位置は、初期位置Ａ０の位置に対して（０，−２ａ）だけ変位している。したがって、テーパ面Ｗｆは、砥石Ｔがテーパ面Ｗｆに沿って１往復することで、−Ｚ方向に向かって２ａだけ研削される。 Next, the grindstone T moved to B1 continues the reciprocating movement and continues the cutting movement while turning back toward the turning position A1 far from the rotation axis O. Specifically, the grindstone T moves by (+ Lx, + Lz) from the turn-back position B1 as a reciprocating movement. Further, the grindstone T moves by (0, −2a) from the initial position A0 as a cut movement. As a result, the grindstone T moves to the folding position A1 at a position displaced by (+ Lx, + Lz−a) with respect to the folding position B1. That is, the position of the folding position A1 is displaced by (0, −2a) with respect to the position of the initial position A0. Therefore, the tapered surface Wf is ground by 2a toward the −Z direction when the grindstone T reciprocates once along the tapered surface Wf.
制御部５５は、切込移動の総移動距離が指示値である切込移動の距離Ｓとなるまで上述した砥石Ｔの往復移動および切込移動を繰り返し行う。これによりテーパ面Ｗｆは、傾斜角度θを維持したまま所定の切込量Ｓだけ切り込まれる。
The
このように、本実施形態の研削方法によれば、Ｚ方向に対するテーパ面Ｗｆの傾斜角度θを指示値として入力することで、砥石Ｔをテーパ面Ｗｆに沿って相対的に往復移動させることができる。これにより、テーパ面Ｗｆの傾斜角度θに合わせて研削装置を機械的に調整することなく、ワークＷの表面を任意の傾斜角度θで研削することができる。したがって、作業効率の優れた研削方法を提供できる。 As described above, according to the grinding method of the present embodiment, the grindstone T can be relatively reciprocated along the tapered surface Wf by inputting the inclination angle θ of the tapered surface Wf with respect to the Z direction as an instruction value. it can. Thus, the surface of the workpiece W can be ground at an arbitrary inclination angle θ without mechanically adjusting the grinding device in accordance with the inclination angle θ of the tapered surface Wf. Therefore, a grinding method with excellent work efficiency can be provided.
（変形例、研削方法）
次に、実施形態の変形例における研削方法について説明する。本変形例では、Ｚ方向に長尺に形成されたワークＷの表面を研削する。なお、上記実施形態と同様な構成となる部分については、詳細な説明を省略する。
(Modification, grinding method)
Next, a grinding method in a modification of the embodiment will be described. In the present modification, the surface of the workpiece W formed long in the Z direction is ground. Note that detailed description of portions having the same configuration as in the above embodiment is omitted.
図４は、従来の研削方法で研削したワークの断面図である。なお、図４では研削後のワークの形状を実線で示しており、研削前のワークの形状を仮想線で示している。
図４に示すように、従来の研削方法により長尺円筒状の表面Ｗｆ（内周面）を研削する際には、長尺の軸部の先端に円筒状の研削面を備えた砥石Ｔ´を用いる。砥石Ｔ´は、＋Ｚ側の端部で砥石保持部２０に支持されつつ、−Ｚ側の端部がワークＷの表面Ｗｆに向かってＸ方向に押し付けられる。このため砥石Ｔ´は、長尺の軸部がＺ方向に対して傾くように撓む。この砥石Ｔ´が撓んだ状態において、砥石Ｔ´をＺ方向に沿って往復移動させつつＸ方向に沿って切込移動させると、ワークＷの表面Ｗｆは、Ｚ方向に対する傾斜角度θ´を有するテーパ状に研削されることになる。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a workpiece ground by a conventional grinding method. In FIG. 4, the shape of the workpiece after grinding is indicated by a solid line, and the shape of the workpiece before grinding is indicated by a virtual line.
As shown in FIG. 4, when grinding a long cylindrical surface Wf (inner peripheral surface) by a conventional grinding method, a grindstone T ′ having a cylindrical grinding surface at the tip of a long shaft portion. Is used. The grindstone T ′ is supported by the
図５は、変形例の研削方法で研削したワークの断面図である。
図５に示すように、本変形例の研削方法では、従来の研削方法により研削した際に生じる傾斜角度θ´を予め取得し、傾斜角度が−θ´の（仮想）テーパ面に沿って砥石を往復移動させる。具体的には、入力ステップにおいてテーパ面Ｗｆの傾斜角度として−θ´を入力する。これにより、砥石Ｔ´の撓みによるＺ方向に対する傾斜がキャンセルされ、ワークＷの表面ＷｆはＺ方向に一様な内周面となるように研削される。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a workpiece ground by the grinding method of the modified example.
As shown in FIG. 5, in the grinding method of the present modification, the inclination angle θ ′ generated when grinding by the conventional grinding method is acquired in advance, and the grindstone is along the (virtual) tapered surface with the inclination angle of −θ ′. Is moved back and forth. Specifically, −θ ′ is input as the inclination angle of the tapered surface Wf in the input step. Thereby, the inclination with respect to the Z direction due to the bending of the grindstone T ′ is canceled, and the surface Wf of the workpiece W is ground so as to be a uniform inner peripheral surface in the Z direction.
以上に詳述したように、本実施形態の研削装置１は、ワークＷを保持して、Ｚ方向に沿った回転軸Ｏの周りにワークＷを回転させるワーク保持部１０と、砥石Ｔを保持して、Ｚ方向に沿った回転軸Ｐの周りに砥石Ｔを回転させる砥石保持部２０と、ワーク保持部１０および砥石保持部２０を、Ｚ方向に相対移動させる第１移動手段３０と、ワーク保持部１０および砥石保持部２０を、Ｘ方向に相対移動させる第２移動手段４０と、各移動手段３０，４０の動作に関する指示値の入力を受け付ける入力部５１と、入力された指示値に基づいて、各移動手段３０，４０の動作を制御する制御部５５と、を備える。そして指示値は、Ｚ方向と対称軸とするテーパ面Ｗｆに沿って砥石Ｔを相対的に往復移動させる場合の、Ｚ方向に対するテーパ面Ｗｆの傾斜角度θである。
As described in detail above, the grinding
この構成によれば、Ｚ方向とＸ方向とが直交しているため、Ｚ方向に対するテーパ面Ｗｆの傾斜角度θから、ワークＷに対する砥石Ｔの往復移動の際の、Ｚ方向における往復移動の距離ＬＺと、Ｘ方向における往復移動の距離ＬＸとの比率が容易に算出される。この往復移動の距離ＬＺ，ＬＸの比率に基づいて、各移動手段３０，４０を同一周期で往復動作させることで、砥石Ｔをテーパ面Ｗｆに沿って往復移動させることが可能となる。これにより、テーパ面Ｗｆの傾斜角度θに合わせて研削装置１を機械的に調整することなく、ワークＷの表面を任意の傾斜角度θで容易に研削することができる。したがって、作業効率の優れた研削装置１が得られる。
According to this configuration, since the Z direction and the X direction are orthogonal, the distance of the reciprocating movement in the Z direction when the grindstone T is reciprocated with respect to the workpiece W from the inclination angle θ of the tapered surface Wf with respect to the Z direction. The ratio between LZ and the reciprocating distance LX in the X direction is easily calculated. Based on the ratio of the reciprocating distances LZ and LX, the moving
なお、この発明は上述した実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態においては、ワークＷの研削される表面Ｗｆは、ワークＷの内周面であったが、これに限定されるものではない。研削装置１は、ワークＷの外周面を研削する場合であっても、上記実施形態と同様に研削することができる。
The present invention is not limited to the embodiment described above.
For example, in the above-described embodiment, the surface Wf of the workpiece W to be ground is the inner peripheral surface of the workpiece W, but is not limited to this. Even when the outer peripheral surface of the workpiece W is ground, the grinding
また、上記実施形態では、第２移動手段４０が砥石保持部２０をＸ方向に移動させる構成としたが、これに限定されるものではない。例えば第２移動手段４０は、ワーク保持部１０をＸ方向に移動させる構成であってもよい。この構成によれば、Ｘ方向の寸法が大きい第２移動手段４０の第２テーブル４１の機能をワーク保持部１０のベッド１１に移すことができるので、砥石保持部２０の周辺が省スペース化され、研削装置を小型化することができる。
また、上記実施形態では、第１移動手段３０が砥石保持部２０をＺ方向に移動させる構成としたが、第１移動手段３０が、ワーク保持部１０をＺ方向に移送させる構成であってもよい。この構成によれば、上記構成と同様の理由により、砥石保持部２０の周辺が省スペース化され、研削装置を小型化することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the 2nd moving means 40 was set as the structure which moves the grindstone holding |
In the above-described embodiment, the first moving
１…研削装置 １０…ワーク保持部 ２０…砥石保持部 ３０…第１移動手段 ４０…第２移動手段 ５０…コンピュータ ５１…入力部 ５５…制御部 ａ…往復移動の半周期毎における切込移動の距離 Ｌ…傾斜方向における往復移動の距離 Ｌｘ…第２移動手段による往復移動の距離 Ｌｚ…第１移動手段による往復移動の距離 Ｓ…Ｚ方向における切込移動の距離 Ｔ…砥石 ＶＬ…傾斜方向における往復移動の速度 ＶＳ…Ｚ方向における切込移動の速度 Ｗ…ワーク Ｗｆ…ワークの表面（テーパ面） Ｘ…第２方向 Ｚ…第１方向 θ…傾斜角度
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ワークを保持して、前記第１方向に沿った回転軸の周りに前記ワークを回転させるワーク保持部と、
前記砥石を保持して、前記第１方向に沿った回転軸の周りに前記砥石を回転させる砥石保持部と、
前記ワーク保持部および前記砥石保持部を、前記第１方向に相対移動させる第１移動手段と、
前記ワーク保持部および前記砥石保持部を、前記第１方向に直交する第２方向に相対移動させる第２移動手段と、
前記第１移動手段および前記第２移動手段の動作に関する指示値の入力を受け付ける入力部と、
入力された前記指示値に基づいて、前記第１移動手段および前記第２移動手段の動作を制御する制御部と、を備え、
前記指示値は、前記第１方向を対称軸とするテーパ面に沿って前記砥石を相対的に前記往復移動させる場合の、前記第１方向に対する前記テーパ面の傾斜角度である、
ことを特徴とする研削装置。 With respect to a work having an axially symmetric surface with the first direction as the symmetric axis, the grindstone is relatively cut along the first direction while the grindstone is relatively reciprocated along the surface. A grinding device for grinding the workpiece,
A workpiece holding unit that holds the workpiece and rotates the workpiece around a rotation axis along the first direction;
A grindstone holding unit that holds the grindstone and rotates the grindstone around a rotation axis along the first direction;
First moving means for relatively moving the work holding part and the grindstone holding part in the first direction;
Second moving means for relatively moving the work holding part and the grindstone holding part in a second direction orthogonal to the first direction;
An input unit that receives an input of an instruction value relating to the operation of the first moving unit and the second moving unit;
A control unit that controls operations of the first moving unit and the second moving unit based on the input instruction value;
The indicated value is an inclination angle of the tapered surface with respect to the first direction when the grindstone is relatively reciprocated along a tapered surface with the first direction as an axis of symmetry.
A grinding apparatus characterized by that.
前記指示値は、前記傾斜角度に加えて、
前記テーパ面の傾斜方向における前記往復移動の距離と、
前記傾斜方向における前記往復移動の速度と、
前記第１方向における前記切込移動の速度と、
前記第１方向における前記切込移動の距離と、
を含み、
前記制御部は、前記指示値に基づいて、
前記往復移動の半周期毎における前記切込移動の距離と、
前記第１移動手段による前記往復移動の距離と、
前記第２移動手段による前記往復移動の距離と、
を算出する、
ことを特徴とする研削装置。 The grinding apparatus according to claim 1,
In addition to the inclination angle, the indicated value is
The distance of the reciprocating movement in the inclined direction of the tapered surface;
The speed of the reciprocating movement in the tilt direction;
The speed of the infeed movement in the first direction;
A distance of the cutting movement in the first direction;
Including
The control unit is based on the instruction value,
A distance of the cutting movement in each half cycle of the reciprocating movement;
A distance of the reciprocating movement by the first moving means;
A distance of the reciprocating movement by the second moving means;
To calculate,
A grinding apparatus characterized by that.
前記研削装置は、
前記ワークを保持して、前記第１方向に沿った回転軸の周りに前記ワークを回転させるワーク保持部と、
前記砥石を保持して、前記第１方向に沿った回転軸の周りに前記砥石を回転させる砥石保持部と、
前記ワーク保持部および前記砥石保持部を、前記第１方向に相対移動させる第１移動手段と、
前記ワーク保持部および前記砥石保持部を、前記第１方向に直交する第２方向に相対移動させる第２移動手段と、
を備え、
前記第１移動手段および前記第２移動手段の動作に関する指示値の入力を受け付けるステップと、
入力された前記指示値に基づいて前記第１移動手段および前記第２移動手段の動作を制御するステップと、
を有し、
前記指示値の入力を受け付けるステップでは、前記指示値として、前記第１方向を対称軸とするテーパ面に沿って前記砥石を相対的に前記往復移動させる場合の、前記第１方向に対する前記テーパ面の傾斜角度の入力を受け付ける、
ことを特徴とする研削方法。 With respect to a work having an axially symmetric surface with the first direction as the symmetric axis, the grindstone is relatively cut along the first direction while the grindstone is relatively reciprocated along the surface. A grinding method for driving the grinding device to grind the workpiece,
The grinding apparatus includes:
A workpiece holding unit that holds the workpiece and rotates the workpiece around a rotation axis along the first direction;
A grindstone holding unit that holds the grindstone and rotates the grindstone around a rotation axis along the first direction;
First moving means for relatively moving the work holding part and the grindstone holding part in the first direction;
Second moving means for relatively moving the work holding part and the grindstone holding part in a second direction orthogonal to the first direction;
With
Receiving an instruction value regarding the operation of the first moving means and the second moving means;
Controlling the operation of the first moving means and the second moving means based on the inputted instruction value;
Have
In the step of receiving the input of the instruction value, the taper surface with respect to the first direction when the grindstone is relatively reciprocated along a taper surface having the first direction as a symmetry axis as the instruction value. Accepts the input of the tilt angle of
A grinding method characterized by the above.
前記研削装置は、
前記ワークを保持して、前記第１方向に沿った回転軸の周りに前記ワークを回転させるワーク保持部と、
前記砥石を保持して、前記第１方向に沿った回転軸の周りに前記砥石を回転させる砥石保持部と、
前記ワーク保持部および前記砥石保持部を、前記第１方向に相対移動させる第１移動手段と、
前記ワーク保持部および前記砥石保持部を、前記第１方向に直交する第２方向に相対移動させる第２移動手段と、
を備え、
前記第１移動手段および前記第２移動手段の動作に関する指示値の入力を受け付けるステップと、
入力された前記指示値に基づいて前記第１移動手段および前記第２移動手段の動作を制御するステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記指示値の入力を受け付けるステップでは、前記指示値として、前記第１方向を対称軸とするテーパ面に沿って前記砥石を相対的に前記往復移動させる場合の、前記第１方向に対する前記テーパ面の傾斜角度の入力を受け付ける、
ことを特徴とするプログラム。 With respect to a work having an axially symmetric surface with the first direction as the symmetric axis, the grindstone is relatively cut along the first direction while the grindstone is relatively reciprocated along the surface. A program for driving the grinding device to grind the workpiece,
The grinding apparatus includes:
A workpiece holding unit that holds the workpiece and rotates the workpiece around a rotation axis along the first direction;
A grindstone holding unit that holds the grindstone and rotates the grindstone around a rotation axis along the first direction;
First moving means for relatively moving the work holding part and the grindstone holding part in the first direction;
Second moving means for relatively moving the work holding part and the grindstone holding part in a second direction orthogonal to the first direction;
With
Receiving an instruction value regarding the operation of the first moving means and the second moving means;
Controlling the operation of the first moving means and the second moving means based on the inputted instruction value;
To the computer,
In the step of receiving the input of the instruction value, the taper surface with respect to the first direction when the grindstone is relatively reciprocated along a taper surface having the first direction as a symmetry axis as the instruction value. Accepts the input of the tilt angle of
A program characterized by that.
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|---|---|---|---|
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- 2014-09-19 JP JP2014191607A patent/JP2016060014A/en not_active Withdrawn
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