JP3293300B2 - 研削装置 - Google Patents

研削装置

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JP3293300B2 JP00993894A JP993894A JP3293300B2 JP 3293300 B2 JP3293300 B2 JP 3293300B2 JP 00993894 A JP00993894 A JP 00993894A JP 993894 A JP993894 A JP 993894A JP 3293300 B2 JP3293300 B2 JP 3293300B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、円筒状の被研削部の外
径を研削する研削装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、サイクルタイムを短縮するために
図5に示すように、粗研削の取代を大きくして粗研削a
を行い、粗研削に生じた工作物の撓みを解消できる位置
まで砥石台を早送り後退させ(b)、続いて仕上げ研削
の取代だけ仕上げ研削cを行う研削装置が開発されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記粗研削時の砥石台
の粗研送り速度を大きくすると、図6に示すように被研
削部Waの外周は段差eの大きい渦巻状となる。この渦
巻状を仕上げ研削時に除去するためには、仕上げ研削に
要する時間を長くする必要があり、全体のサイクルタイ
ムを大きく短縮できない問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した問題点
を解決するためになされたもので、回転駆動される砥石
車を有する砥石台と、前記砥石車により研削される被研
削部を有する工作物を支持して回転駆動する主軸台と、
工作物を砥石車に対して接近離間する方向に前記砥石台
と工作物を相対移動させる駆動手段と、前記被研削部の
外径を計測する計測手段と、前記砥石台の位置を検出す
る位置検出手段と、前記計測手段から粗研削完了信号が
送出された時の砥石台の位置から所定の後退位置まで砥
石台を後退させる時に工作物を少なくとも1回転させる
ための砥石台の後退速度を演算する後退速度演算手段
と、前記計測手段から粗研削完了信号が送出されるまで
粗研削送り速度で工作物と砥石車を接近させ、前記後退
速度演算手段で演算された前記後退速度で砥石台を前記
後退位置まで後退させ、続いて粗研削時よりも工作物の
単位時間当たりの回転数を小さくし、砥石台を前進させ
て工作物の仕上げ研削を行う制御手段を備えたものであ
る。
【0005】
【作用】制御手段によって駆動手段を作動させ、砥石台
を粗研送り速度で前進させて被研削部を粗研削する。被
研削部の外径が計測手段によって粗研削完了径になった
ことが検出されると、所定の後退位置まで砥石台が後退
する時に工作物が少なくとも1回転するための砥石台の
後退速度を後退速度演算手段によって演算する。続いて
砥石台を求めた前記後退速度で所定の後退位置まで後退
させるとともに工作物を少なくとも1回転させ、粗研削
時に発生した渦巻状を解消する。さらに、砥石台を前進
させて被研削部の仕上げ研削を行う。このように、工作
物の単位時間当たりの回転数の大きい砥石台の後退時に
渦巻状を解消して仕上げ研削時間の増大を抑えているた
め、全体のサイクルタイムを大きく短縮できる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図2は、本発明における研削装置の全体の構成図
である。図2において、10は円筒研削盤、40は研削
盤10を制御する数値制御装置である。研削盤10は、
ベッド11上にZ軸方向に移動可能に設置した工作物テ
ーブル12、およびベッド11上にZ軸方向と交差する
X軸方向に移動可能に設置した砥石台13を備える。
【0007】工作物テーブル12は、サーボモータ14
および図略の送りねじによりZ軸方向に移動され、工作
物テーブル12の位置はエンコーダ14aによって検出
できるようになっている。工作物テーブル12上には、
主軸16を軸承する主軸台15と心押台17が左右に位
置して対向設置されている。工作物Wの両端は、主軸1
6と心押台17にそれぞれ設けたセンタ15a,17a
によって支持され、さらに工作物Wの左端部には主軸1
5に突設した回止め部材18が係合され、これによって
工作物Wは主軸16と一体に回転されるようになってい
る。また、主軸16は主軸台15に設けたモータ19に
より回転駆動されるようになっている。
【0008】砥石台13は、工作物Wの被研削部を研削
するCBN砥石などの砥石車23、この砥石車23を主
軸16と平行に支持する砥石軸24、及びベルトなどの
回転伝達機構25を介して砥石車23を回転駆動するモ
ータ26を有する。また、砥石台13は、ベッド11に
設けたサーボモータ(駆動手段)27と、このサーボモ
ータ27により回転される送りねじ(図示せず)によっ
てX軸方向(工作物Wの軸線と直交する方向)に移動さ
れる。砥石車23の工作物W側の研削面の位置はエンコ
ーダ(位置検出手段)27aと砥石車23の径によって
演算され、砥石車23の研削面の位置が主軸16の回転
軸線上にあるときは、零となるように設定されている。
【0009】図2において、20は工作物テーブル12
上に設置され、工作物Wの被研削部Waの加工径(直
径)が粗研削完了径、仕上げ研削完了径になった時にそ
れぞれ粗研削完了信号、仕上げ研削完了信号を出力する
とともに被研削部Waの加工径の信号を出力するインプ
ロセス定寸装置(計測手段)であり、その定寸信号(ア
ナログ信号)と外径信号(アナログ信号)はA−Dコン
バータ32を介して数値制御装置40に入力されるよう
になっている。
【0010】数値制御装置40は、図2に示すように研
削装置全体を制御し管理する中央処理装置(以下CPU
という)41、メモリ42、外部とのデータを授受する
インタフェース43、およびCPU41からの指令に応
じて駆動パルスを分配送出するパルス分配回路44,4
5を備える。CPU41には、A−Dコンバータ32を
介して定寸装置20が接続され、また、CPU41には
エンコーダ27aとエンコーダ14aがそれぞれ接続さ
れている。また、インタフェース43には、制御データ
等を入力するキーボード等の入力装置50が接続され、
パルス分配回路44,45には、それぞれ駆動回路6
1,62を介してサーボモータ14,27が接続されて
いる。
【0011】メモリ42には、図3のフローチャートに
示すように、工作物Wの被研削部Waを直接定寸で研削
加工するための直接定寸研削プログラムが格納されてい
る。又、砥石台13の早送り速度、砥石台13の粗研送
り速度、砥石台13の仕上げ研送り速度、粗研削時の工
作物Wの単位時間当たりの回転数N、仕上げ研削時の工
作物Wの単位時間当たりの回転数、粗研削時,仕上げ研
削時の砥石車23の単位時間当たりの回転数、粗研削完
了径、仕上げ研削完了径、砥石台13の早送り前進位
置、砥石台13の後退位置、工作物の指定回転数M、砥
石車23の径Rのデータがそれぞれ格納されている。
【0012】本実施例と請求項1との対応において、ハ
ード面においてCPU41とメモリ42が制御手段10
0と後退速度演算手段101を構成し、ソフト面におい
て制御手段100が後述する直接定寸研削プログラムの
S50からS54と、S56からS59を構成し、後退
演算手段101が直接定寸研削プログラムのS55を構
成する。
【0013】次に、直接定寸研削プログラムについて図
3に示すフローチャートを参照して説明する。作業者が
主軸台15と心押台17から加工済の工作物Wを取外
し、主軸台15と心押台17に新しい工作物Wを取付
け、入力装置50の研削加工ボタンを押すと、メモリ4
2内の直接定寸加工プログラムに従って研削加工が開始
される。まず、ステップS50で工作物Wと砥石車23
を予め設定された粗研削時の回転数で回転させるととも
に、砥石台23を予め設定された早送り速度で早送り前
進位置まで早送り前進させる。すなわち、直接定寸研削
プログラム内の砥石台早送り指令をCPU41で解読し
てパルス分配回路45に指令値を与え、これによりパル
ス分配回路45から送出されるパルス信号を駆動回路6
2を介してサーボモータ27に加えることにより、サー
ボモータ27を駆動し、砥石台13を砥石車23が被研
削部Waに接触する直前まで早送り前進させる。続いて
ステップS52で予め設定された粗研送り速度で砥石台
13を前進させ、粗研削を行う(図4においてa)。ス
テップS53で定寸装置20から被研削部Waが粗研削
完了径になったことを示す粗研削完了信号があったかど
うか判定し、なければステップS52とS53を繰り返
す。粗研削完了信号があればステップS54に進み、砥
石台13を停止させるとともにエンコーダ27aの信号
Kと砥石車23の径Rから砥石車23の工作物側の研削
面の位置P(=K−R/2)を演算するとともに定寸装
置20の信号Qを取り込み、ステップS55で次式
(1)に基づいて、砥石台13を工作物が指定回転数回
転する間に後述する後退位置まで後退させるに必要な砥
石台13の後退速度Fを演算する。 F=(Q/2─P)×M/N (1) 但し、Nは砥石台13の後退時の工作物の単位時間当た
りの回転数 Mは工作物の指定回転数(1〜2回転の範囲内で作業者
が任意に設定できる。1回転の場合、渦巻きが十分に解
消されていない恐れがあり、2回転の場合、工作物径が
小さくなりすぎて仕上げ研削に必要な取代を残していな
い恐れがあるため、工作物を繰り返し研削することによ
り、最適値を選択する。) Q/2−Pは砥石台13を停止した時の工作物の撓み量
(研削残量) Qは砥石台13を停止した時に定寸装置20によって計
測された加工径であり、Q/2は工作物の撓みがない時
の砥石台の後退位置を表す。 続いてステップS56で求めた後退速度Fで工作物Wの
撓みが無くなる後退位置Q/2(特許請求の範囲で言う
所定の後退位置)まで砥石台13を後退させる(図4に
おいてb)。これによって、砥石台13が後退位置Q/
2まで移動する時に少なくとも工作物Wは1回転し、粗
研削完了時に生じた渦巻状が除去され、工作物Wは真円
に近い状態となり、定寸装置20から得られる信号も破
線に示すように減少する。また、砥石台13の後退時の
工作物Wの単位時間当たりの回転数は仕上げ研削時の工
作物Wの単位時間当たりの回転数よりも大きいため、仕
上げ研削時に渦巻状を解消するのに比べてサイクルタイ
ムが短くなる。続いて、ステップS57で工作物Wと砥
石車23を予め設定された仕上げ研削時の回転数で回転
させ、砥石台23を予め設定された仕上げ研送り速度で
前進させ、仕上げ研削を行う(図4においてc)。この
仕上げ研削を行う時に、工作物Wは真円に近い状態とな
っているため、工作物Wと砥石車23の当たりが安定
し、工作物Wの振れが発生する恐れがない。ステップS
58で定寸装置20から被研削部Waが仕上げ研削完了
径になったことを示す仕上げ研削完了信号があったかど
うか判定し、なければステップS57とS58を繰り返
す。仕上げ研削完了信号があればステップS59に進
み、砥石台13を所定の送り速度で所定の位置まで早送
り後退させ、工作物と砥石車23の回転を停止させて工
作物Wの研削を完了させる。
【0014】なお、上述した実施例における粗研削完了
径Daを次式(2)によって求めても良い。 Da=Db+d1+d2 (2) 但し、Dbは仕上げ研削完了径 d1は仕上げ研削に必要な切り込み量 d2は粗研送り速度で砥石台を前進させた時の工作物1
回転当たりの砥石台の切り込み量(粗研時に発生した渦
巻きを除去するための量) また、上述した実施例は、メモリ42に記憶された粗研
削完了径になった時に砥石台13を後退させる例につい
て述べたが、砥石車23の切れ味の変化に応じて粗研削
完了径を補正し、この補正した粗研削完了径になった時
に砥石台13を後退させるようにしても良い。
【0015】さらに、上述した実施例における砥石台の
所定の後退位置Q/2を次式(3)によって求め、工作
物の撓みが無くなる位置まで砥石台を後退させるのでな
く、仕上げ研削に必要な撓みを残した位置まで砥石台を
後退させても良い。このようにすれば、仕上げ研削時に
砥石台13を前進させると工作物Wがすぐに研削され、
研削されずに工作物Wの撓みだけが増加することが無く
なる。 Q/2=Y/2−U (3) 但し、Yは粗研完了時に砥石台13を停止した時の定寸
装置20からの信号 Uは仕上げ研削に必要な撓み量
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、粗
研削完了後、所定の位置まで砥石台を後退させる時に工
作物が少なくとも1回転する後退速度を演算し、この後
退速度で前記所定の位置まで砥石台を後退させるように
した構成であるので、粗研時と同じ工作物の単位時間当
たりの回転数で後退時に粗研削時に発生した渦巻状を解
消するため、全体のサイクルタイムを大きく短縮できる
効果が得られる。また、仕上げ研削時の工作物と砥石車
の当たりが安定するため、工作物の振れが発生する恐れ
がない効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による研削装置の構成を示す図。
【図2】本発明を適用した円筒研削盤の全体構成図。
【図3】本実施例における直接定寸研削プログラムの内
容を示すフローチャート
【図4】本実施例における時間に対する被研削部の外径
及び砥石台の位置の変化を表すグラフ。
【図5】従来における時間に対する被研削部の外径及び
砥石台の位置の変化を表すグラフ。
【図6】粗研削完了時における被研削部の状態図。
【符号の説明】
13 砥石台 15 主軸台 16 主軸 20 定寸装置(計測手段) 23 砥石車 27 サーボモータ(駆動手段) 27a エンコーダ(位置検出手段) 100 制御手段 101 後退速度演算手段 W 工作物 Wa 被研削部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転駆動される砥石車を有する砥石台
    と、前記砥石車により研削される被研削部を有する工作
    物を支持して回転駆動する主軸台と、工作物と砥石車と
    が接近離間する方向に前記砥石台を工作物に対して相対
    移動させる駆動手段と、前記被研削部の外径を計測する
    計測手段と、前記砥石台の位置を検出する位置検出手段
    と、前記計測手段から粗研削完了信号が送出された時の
    砥石台の位置から所定の後退位置まで砥石台を後退させ
    る時に工作物を少なくとも1回転させるための砥石台の
    後退速度を演算する後退速度演算手段と、前記計測手段
    から粗研削完了信号が送出されるまで粗研削送り速度で
    工作物と砥石車を接近させ、続いて前記後退速度演算手
    段で演算された前記後退速度で砥石台を前記後退位置ま
    で後退させ、さらに粗研削時よりも工作物の単位時間当
    たりの回転数を小さくし、砥石台を前進させて工作物の
    仕上げ研削を行う制御手段を備えたことを特徴とする研
    削装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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