JP2562083B2 - 研削装置の加工台 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、金属部品を研削あるいは研磨加工するこ
とができる研削装置の加工台に関するものである。

背景技術 砥石車を回転して被加工物を研削あるいは研磨する場
合、その働に応じて砥石車が磨耗したり、あるいは砥石
の粒子間に研削屑が入り込んで、目詰りや目つぶれが生
じ、研削能率が落ち込むことから、一定時間ごとに研削
作業を中止し、ドレッサと称されている目立て工具によ
り表面を削って、その表面に砥石粒を突出させている。

この目立てを一般にドレッシングと称していおり、精
密研削用の砥石車のドレッシングには、ダイヤモンドド
レッサを使用している。このような場合には、砥石車の
表面を削り過ぎないように、砥石車に対するドレッサの
設定に十分な注意が必要とされ、熟練を要するものであ
った。

また放電によるドレッシングも公知であるが、そのい
ずれにおいても、ドレッシングにより砥石車の直径が小
さくなるため、ワークに対するオフセット量を変更する
必要があった。

このドレッシング後の砥石車のオフセット量の変更
は、人為的に砥石車を被加工面に当接して行なってお
り、当接の確認は、そのときの僅かな接触音を間取った
り、或は研削により生ずる火花を見て行なっている。こ
のようなことから砥石車による研削加工は、切削加工や
穿削加工などに比べて時間を要した。また砥石車の表面
磨耗による直径の縮小は僅かであって、機械或は電気的
手段によりドレッシン後の直径を測定することができた
としても、その測定値に基づく新な砥石車の位置設定ま
でをも自動的に行なうことは困難とされていた。

発明の開示 この発明は、上記砥石車による研削加工の問題を解決
し、他の金属加工手段の場合と同様に、研削加工や研磨
加工を自動化するために考えられたものであって、その
目的は同一ワークテーブル上にて、研削または研磨加工
と、砥石車のドレッシング及びドレッシング後の砥石車
の直径の測定、その測定値に基く砥石車の設定位置の決
定とを連続して行ない得る研削装置の加工台を提供する
ことにある。

またこの発明の他の目的は、フライスによる切削加
工、ドリルによる穿削加工、放電加工、電解インプロセ
スドレッシング研削法による研削加工等の多くの加工機
能を有する複合加工機に応用することもできる研削装置
の加工台を提供することにある。

上記目的によるこの発明は、機台上のワークテーブル
をＸ軸方向とＹ軸方向に移動する手段と、そのワークテ
ーブルの上方に昇降自在に設けた通電可能なスピンドル
と、そのスピンドルの先端に取付けた導電性の砥石車と
を備えた研削装置の加工台であって、上記ワークテーブ
ルのＸ軸とＹ軸とを該ワークテーブルの平面上に直角に
組んで設けたＸ軸基準部材とＹ軸基準部材とにより設定
するとともに、両基準部材によりワークがその両方に接
して収まる内隅を平面上に形成し、上記Ｙ軸基準部材の
上面に導電性の良好な金属のブロックからなるドレッサ
部材と測定基準部材とを、それらの作業面をワークテー
ブルのＹ軸と平行にして設け、そのドレッサ部材の上方
に放電加工液のノズルを斜め下向きに配設してなる、と
いうものである。

上記ドレッサ部材と測定基準部材は、場合によって
は、単一ブロックにより一体形成され、また上記ワーク
テーブルは液槽の底部をなし、そのの液槽の加工液中で
ワークの研削作業と砥石車のドレッシングとを行なえる
ようになっている。

上記砥石車のドレッシングは、放電を利用して行なう
ことができ、研削作業及び砥石車の計測、ドレッシング
等は、全てワークテーブル上におけるＸ軸とＹ軸の交点
を基準点として開始され、砥石車の位置移動は、移動機
構によるワークテーブルの移動によって行なわれる。

したがって、この発明では１つのワークテーブルの上
で、研削作業とドレッシング作業、更にはドレッシング
により変化する砥石車の直径の算出と、その直径に基く
オフセット量の変更などを、NC制御の下に連続した工程
として自動的に実施できる。このようなことから、従来
不可能であった砥石車のドレッシングを含む研削加工の
自動化が可能となる。

更にまたこの発明は、切削加工、放電加工、電解研削
加工などの金属加工をNC制御を採用して既に実施されて
いる複合加工機の加工台に応用して、研削工程を含む一
連の金属加工の合理化を図ることができる。殊に金型の
製造に際しては、１台の機械で全ての加工を自動的に行
ない得る利点を有する。

以下この発明を図面に示す実施例により更に詳説す
る。

図面の簡単な説明 図面はこの発明に係る研削装置の加工台の１実施例を
示すものある。

第１図は加工台を縦断して示す研削装置の要部略示正
面図である。

第２図は加工台の平面図である。

第３図は研削工程とドレッシング工程のフローチャー
トである。

第４図は研削工程における砥石車の位置説明図であ
る。

第５図はドレッシング工程における砥石車の位置説明
図である。

第６図はドレッサ及び基準ブロックの他の実施例の斜
視図である。

第７図はこの発明を応用できる複合加工機の斜視図で
ある。

発明を実施するための最良の形態 図中１は機台２の上に設置した移動機構で、長方形の
プレート３に設けた一対のガイドレール４と、位置検出
器５を備えたサーボモータ６により回転するガイドレー
ル間のボールねじ軸７とからなる２組の送り機構を、直
角に上下に組合せて構成したものからなる。

この移動機構１の上位のガイドレール４にはベースプ
レート８が、また下位のガイドレール４には、上位の送
り機構のプレート３がそれぞれ可動自在に嵌合してあ
り、更にそれらの下面に突設したねじ受け3a、8aには、
上記ボールねじ軸７がねじ込みにより貫設してある。

このような移動機構１では、下位の送り機構のサーボ
モータ６の駆動により、ベースプレート８が上位の送り
機構とともに、機台２の水平面における横方向（以下Ｘ
軸方向と称する）に移動し、また上位の送り機構によ
り、ベースプレート８は縦方向（以下Ｙ軸方向と称す
る）にも移動する。

また各サーボモータ６の駆動により移動したワークテ
ーブル９の位置、実質的にはワークテーブル上における
砥石車17の位置は、各サーボモータ６が備えた位置検出
器５によって検出され、それに基いてサーボモータ６の
駆動制御が行なわれる。

上記ワークテーブル９は長方形で、ベースプレート８
の上に固定してある。このワークテーブル９は液槽10の
底部をなし、平面上にはＸ軸基準部材11とＹ軸基準部材
12とが直角に組んで設けてある。このＸ軸基準部材11と
Ｙ軸基準部材12とにより上記ワークテーブル９のＸ軸と
Ｙ軸とが設定されるとともに、両基準部材により後記す
るワークがその両方に接して収まる内隅を平面上に形成
している。

上記Ｙ軸基準部材12の上面には、ドレッサ部材13と測
定基準部材14とが作業面を、Ｙ軸と平行にして一線上に
並べて設けてある。これら部材は導電性の良好な金属材
料、たとえば銅による直方形のブロックからなり、ドレ
ッサ部材13には直流電流の−電流が印加される。またド
レッサ部材13の上方には放電加工液のノズル15が、斜め
下向に設けてあり、電解加工液を流出しつつドレッシン
グが行なえるようになっている。

16は平面形状が四角形のワークで、上部中央に側面の
研削を要する四角形のコア16aを有する。このワーク16
は上記Ｘ軸基準部材11とＹ軸基準部材12の両方に側面を
接してワークテーブル上に固定され、上記移動機構１に
よりワークテーブル９と一緒に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向
或は合成方向に水平移動する。

17は砥石車で、ストレート型鋳鉄ファイバーボンドCB
N砥石、カップ型鋳鉄ファイバーボンドCBN砥石などの導
電性の砥石からなり、ワークテーブル上方のスピンドル
18にチャック19を用いて取付けてある。

上記スピンドル18は、図面では省略したが、昇降装置
内に設けたモータの駆動軸に接続され、下端にチャック
した砥石車17と一緒に昇降移動する。またスピンドル18
にはドレッシング時に直流電流のプラス電流が印加でき
るようにしてある。

このような研削装置では、NC制御装置を備え、そのNC
制御装置にワークテーブル上の任意の位置のＸ軸とＹ軸
との交点（第２図参照）を作業基準点として、ワークテ
ーブル上における砥石車17の中心位置を始め、ワークテ
ーブル上に設置された各部材及びワーク16の位置、或は
作業面や研削面の位置などを読取れるように、予め準備
されたデータが入力され、そのデータに基き、或は照合
の下に砥石車の回転による研削加工、ドレッシング、直
径の測定などが自動的に順を追って行なわれる。

なお、この装置におけるオフセット及び位置移動は、
全て上下位置のサーボモータ６の駆動によって回転する
各ねじ軸７の回転により、ワークテーブル９を移動して
行なわれ、砥石車17は移動せずに、常に一点に位置して
いるのであるが、説明の上では砥石車の移動なる表現を
も用いる。

第３図は、この発明の加工台を用いて行ない得る研削
工程とドレッシング工程のフローチャートであって、第
４図と第５図とにフローチャート中に示された砥石車17
のx,y位置を示す。

そこでそれら図面を参照して上記フローチャートにつ
いて説明する。

研削工程（第４図参照） G1「ワーク寸法測定」： ワーク形状の入力後に行なわれる。

G2「セッテング」： 測定数値の入力後に砥石車17をは作業基準点０に移動し
てセットする。

G3「砥石測定基準位置へ移動」： 砥石車17を作業基準点０からx₂,y₁に移動する。

G4「測定基準部材への当接」： ワークテーブル９をｘ方向に移動して、砥石車17の表面
を測定基準部材14に当接する。この測定基準部材14と砥
石車17の間には予め低電流を流しておく。

G5「当接の確認」： 通電の有無をもって当接の確認を行ない、通電が確認さ
れない場合は当接不充分として、ワークテーブル９のｘ
方向移動を続行する。

G6「砥石車の中心位置の検出」： x_t,y₁位置を読取る。

G7「砥石車の直径Ｄの算出」： 測定位置x_tから基準部材14の測定面位置x₁を減じて２倍
する（x_t−x₁）×２＝Ｄ。

G8「オフセットのための演算」： 算出された直径から、コア16aの各研削面に対する砥石
車17のオフセット量（D/2）を電気的に算出する。その
オフセット量に基いてワークテーブル９をｘ′,y′両方
向に移動し、またスピンドル18を降下して、x₃,y₄に砥
石車17をオフセットする。

G9「研 削」： 液槽にパラフィン系炭化水素を主成分とした鉱物油の加
工液を満し、ワークテーブル９をＸ′方向に移動しつつ
スピンドル18とともに砥石車17を高速回転（φ8:10、00
0rpm）して、加工液中にて研削を行なう。この研削は砥
石車17がx₄までワークテーブル９を移動して行なわれ、
また切込み量ｇは予め設定されている。

G10「設定時間のオーバー」： 予め定めた研削時間がオーバすると、ドレッシングが必
要か否かの応答が行なわれる。

G11「研削の一時的な終了」ドレッシングが必要と判断
された時、研削を一旦に停止する。

ドレッシング工程（第５図参照） D1「ドレッシング基準位置へ移動」： ワークテーブル９をx,y方向に移動して砥石車17をx₂,y₃
におく。

D2「ドレッサ部材への当接」： ワークテーブル９をｘ方向に移動して、砥石車17を低電
流を流したドレッサ部材13に当接する。

D3「当接の確認」： 電気的に砥石車17とドレッサ部材13との接触を通電の確
認により電気的に行なう。

D4「砥石車の中心位置の検出」： x_t′,y₃位置を読取る。

D5「ドレッシング開始位置へ移動」： 電解によるドレッシングでは、放電間隙が必要であるか
ら、予め設定した放電間隙αを加えた位置（x_t′＋α,y
₃）に砥石車17を移動する。

D6「ドレッシング開始」：スピンドル18とドレッサ部材
13との間の電流を大電流として砥石車を高速回転し、ワ
ークテーブル９のｙ′方向移動により砥石車17をドレッ
サ部材13に沿い移動して放電によるドレッシングを行な
う。

D7「ドレッシング完了」： 一定の時間を経過したのち、スピンドル18を停止し、電
流を遮断する。

D8「砥石測定基準位置へ移動」： 砥石車17を基準点x₂,y₁に移動する。

D9「測定基準部材への当接」： ワークテーブル９をｘ方向に移動して、砥石車17の表面
を測定基準部材14に当接する。この測定基準部材14には
予め低電流を流しておく。

D10「当接の確認」： 通電の有無をもって当接の確認を行ない、通電が確認さ
れない場合は当接不充分として、ワークテーブル９のｘ
方向移動を続行する。

再研削工程 RG1「砥石車の中心位置の検出」： x_n,y₁位置を読取る。

RG2「砥石車の直径Ｄの算出」： 測定位置x_tから測定基準部材14の測定面位置x₁を減じて
２倍する（x_t−x₁）×２＝Ｄ′。

RG3「オフセット量の変更」： ドレッシングにより砥石車の直径は小さくなっているの
で、オフセット量を直径/2から直径Ｄ′/2に変更し、
砥石車17をx₃,y₄′に移動する。

RG4「研削再開」： 研削を開始する。

RG5「設定時間のオーバー」： ドレッシングが必要か否かの応答が行なわれる。そして
ドレッシングが必要な場合には、上記ドレッシング工程
のD1に戻る。

RG6「研削終了」： 砥石車17をスピンドル18とともに昇降して元の位置に戻
する。そして装置は次の研削工程に備える。

上記実施例においては、ドレッシング用としてドレッ
サ部材13と基準部材14とを一線上に配置しているが、そ
の両方はＴ字状に配置されていてもよく、また１つのブ
ロックを共用してもよい。このようなときには、第６図
に示すように、当接面に段部を設けて、ドレッシング面
13aを基準面14aよりも外側に形成すれば、基準面に影響
されることなく、放電による砥石車17のドレッシングが
行なえる。

またこの発明の加工台は、ワークテーブル９の移動に
より種々の金属加工を実施できる複合加工機にも応用で
きる。

第７図は本発明者が先に開発した複合加工機（詳細は
国際出願番号WO89/03745を参照されたい）で、機台21の
上にＸ軸及びＹ軸方向に移動するワークテーブル22を備
え、そのワークテーブル上の液槽23の中にワーク24を収
容して、切削加工、放電加工、電解研削加工などを、加
工具の交換により行なうことができるようになってい
る。

したがって、ワークテーブル22にこの発明の加工台を
応用すれるば、この複合加工機においても、上記フロー
チャートに基く研削を容易に行ない得る。

なお、図中25はドリル、26は測定用ブローブ、27は放
電電極、28は研削用砥石28、29は加工具を収容するマガ
ジン、30は自動交換装置である。

産業上の利用可能性 上述のように、この発明の加工台では、ワークテーブ
ルのＸ軸方向とＹ軸方向の移動により、ワークテーブル
上に取付けたワークの研削と、砥石車の位置移動がで
き、またドレッシング及びドレッシング後の砥石車の測
定値に基くオフセット量の変更等を、Ｘ軸とＹ軸とを基
準にして自動的に行ない得ることから、砥石車のオフセ
ットに人手を要せず、これまで困難であったドレッシン
グを含む研削加工の自動化が可能となり、また複合加工
機などでは放電研削の自動化により作業能率が著しく向
上するなど、その効果は産業上きわめて多大で、経済的
でもあるので、当業者に広く利用され得るものである。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機台２上のワークテーブル９をＸ軸方向と
   Ｙ軸方向に移動する手段と、そのワークテーブル９の上
   方に昇降自在に設けた通電可能なスピンドル18と、その
   スピンドル18の先端に取付けた導電性の砥石車17とを備
   えた研削装置の加工台であって、 上記ワークテーブル９は加工液中における放電研削及び
   ドレッシングの作業を可能とする液槽10の底部をなし、
   そのワークテーブル９のＸ軸とＹ軸とを、該ワークテー
   ブル９の平面上に直角に組んで設けたＸ軸基準部材11と
   Ｙ軸基準部材12とにより設定するとともに、両基準部材
   によりワーク16がその両方に接して収まる内隅を平面上
   に形成し、上記Ｙ軸基準部材12の上面に導電性の良好な
   金属のブロックからなるドレッサ部材13と測定基準部材
   14とを、それらの作業面をワークテーブル９のＹ軸と平
   行にして設け、そのドレッサ部材13の上方に放電加工液
   のノズル15を斜め下向きに配設してなることを特徴とす
   る研削装置の加工台。