JP3781236B2 - 研削盤及び砥石研削面の位置測定方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
砥石台と工作物テーブルとを相対移動させて、その砥石台に設けられた回転砥石で工作物テーブルのワークを研削する研削盤及び研削面の測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ワークの研削を行う場合には、回転砥石の研削面の位置を正確に把握する必要があるため、現状では接触検知器を回転砥石の研削面に接触させることによりその研削面の位置を検出している。以下、図12(A)に基づいて接触検知器を使用した回転砥石の研削面の位置検出方法について説明する。
ここで、工作物テーブル1は、主軸の軸方向(Z軸方向、図12において左右方向)に移動できる構造であり、砥石台2は工作物テーブル1と直角(X軸方向)に移動できる構造である。
【0003】
前記工作物テーブル1には、所定位置に基準ブロック1bが固定されており、その基準ブロック1bの先端面にZ軸方向に延びる測定ピン1pが取り付けられている。さらに、前記基準ブロック1bには測定ピン1pの先端が回転砥石3の研削面3sに接触したときの音の波動を検出するAEセンサー(図示されていない)が収納されている。
【0004】
したがって、測定ピン1pの先端を原点に位置決めした状態(二点鎖線参照)から工作物テーブル1を前進(右方向に移動)させ、測定ピン1pの先端が回転砥石3の研削面3sに接触したタイミングをAEセンサーで検出すれば、このときの工作物テーブル1の移動距離Refが原点から回転砥石3の研削面3sまでの距離、即ち、研削面3sの位置となる。
【0005】
また、前記工作物テーブル1には、基準ブロック1bの後方所定位置に砥石修正機構1xが設けられており、その砥石修正機構1xの砥石修正面1sから測定ピン1pの先端までの距離Dが予め測定されている。このため、測定ピン1pの先端が回転砥石3の研削面3sに接触する位置から距離Dだけ工作物テーブル1を前進させれば、砥石修正機構1xの砥石修正面1sを回転砥石3の研削面3sに接触させることができる(図12(B)参照)。
【0006】
したがって、回転砥石3の研削面3sをツルーイングする場合には、この状態から所定のツルーイング量Tだけ工作物テーブル1をさらに前進させる(図12(C)参照)。なお、ツルーイング後における回転砥石3の研削面3sの位置は、前述のように、測定ピン1pの先端を回転砥石3の研削面3sに接触させることにより測定する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記研削盤では測定ピン1pの先端を回転砥石3の研削面3sに接触させてその研削面3sの位置を測定する方式のため、測定ピン1pが削れた場合には測定誤差が大きくなる。
また、回転砥石3の研削面3sをツルーイングしているときに砥石台2が工作物テーブル1に対して熱変位した場合、ツルーイング後の研削面3sの位置測定においてその熱変位分が誤差となる。
さらに、ワークの加工によって回転砥石3の摩耗と、工作物テーブル1に対する砥石台2の熱変位とが同時に発生するが、回転砥石3の摩耗と熱変位とを別々に把握できないため、回転砥石3の研削面3sの位置測定に誤差が生じる。
【0008】
そこで、本発明は、被研削材の削れ及び工作物テーブルに対する砥石台の熱変位の影響を受けないようにして、正確に回転砥石の研削面及び砥石修正機構の砥石修正面の位置を測定できるようにすることをその目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項1の発明は、砥石台と工作物テーブルとを相対移動させて、その砥石台に設けられた回転砥石で工作物テーブルのワークを研削する研削盤であって、前記砥石台に設置されており、接触子を備える接触センサーと、前記工作物テーブルに形成されており、その工作物テーブルが原位置にあるときに、原点に位置する基準面と、前記工作物テーブルの基準面に設けられており、その工作物テーブルと前記砥石台との相対移動方向に沿って突出している被研削材と、前記工作物テーブルの基準面が前記砥石台の接触センサーに接触するまで、原位置にある前記工作物テーブルと前記砥石台とを同一線上で相対移動させ、両者の相対移動量を表す第1の移動距離から原点を基準にした前記接触センサーの位置を求めるセンサー位置測定手段と、前記工作物テーブルの被研削材が前記砥石台の回転砥石の研削面で削られるように、前記工作物テーブルと前記砥石台とを同一線上で相対移動させて、両者の相対移動量を第2の移動距離として記憶し、前記被研削材の削られた面が前記接触センサーに接触するまで、原位置にある前記工作物テーブルと前記砥石台とを同一線上で相対移動させて、両者の相対移動量を表す第3の移動距離を測定し、記憶された前記第2の移動距離と測定された第3の移動距離との差から前記回転砥石の研削面と前記接触センサーとの距離を求め、前記距離と前記接触センサーの位置を表す第1の移動距離とに基づいて前記原点からの前記回転砥石の研削面の位置を求める砥石研削面位置測定手段とを有することを特徴とする。
【0010】
本発明によると、センサー位置測定手段によって原点から砥石台に設けられた接触センサーまでの距離を測定することができるため、ワークの研削等により砥石台が工作物テーブルに対して熱変位した場合でも正確に接触センサーの位置を把握できる。
さらに、砥石研削面位置測定手段により、その接触センサーから回転砥石の研削面までの距離を測定できるため、センサー位置測定手段と砥石研削面位置測定手段とによって、原点から回転砥石の研削面までの距離、即ち、研削面の位置を測定することができる。
また、砥石研削面位置測定手段は、被研削材を回転砥石の研削面で削り、その被研削材の削られた面が接触センサーによって検出されるまで、砥石台と工作物テーブルとを相対移動させ、その相対移動距離から接触センサーと研削面間の距離を測定する方式のため、被研削材を削ることに起因した測定誤差が生じることがない。このため、回転砥石の研削面の位置測定精度が向上する。
【0013】
請求項2の発明は、被研削材が削られたか否かを判定する研削判定手段を有しており、前記研削判定手段は、前記工作物テーブルの基準面から前記砥石台の接触センサーまでの距離である第1の移動距離と、前記工作物テーブルの基準面に設けられた被研削材の削られた面から前記砥石台の接触センサーまでの距離である第3の移動距離との差から前記被研削材の長さ寸法を求め、その長さ寸法を研削前の前記被研削材の長さ寸法と比較して前記被研削材が削られたか否かの判定を行う構成であることを特徴とする。
【0014】
本発明によると、研削判定手段によって研削面の測定が正しく行われたか否かを把握することができる。このため、誤った研削面の位置データに基づいてワークの研削等が行われるようなトラブルが発生しなくなる。
【0015】
請求項3の発明は、回転砥石の研削面がその回転砥石の端面であるときは、砥石台に対して工作物テーブルが原位置から移動することにより、原点からの前記回転砥石の研削面の位置が求められる構成であることを特徴とする。
このため、研削面として使用される回転砥石の端面の位置測定を正確に行うことができる。
【0016】
請求項4の発明は、回転砥石の研削面がその回転砥石の外周面であるときは、前記工作物テーブルの移動方向と交差する方向から砥石台が原位置ある工作物テーブルに対して移動することにより、原点からの前記回転砥石の研削面の位置が求められる構成であることを特徴とする。
このため、研削面として使用される回転砥石の外周面の位置測定を正確に行うことができる。
【0017】
請求項5の発明は、工作物テーブルに装着された砥石修正装置と、前記工作物テーブルの基準面から前記砥石修正装置の砥石修正面までの距離を測定する修正面位置測定手段とを有しており、前記修正面位置測定手段は、前記工作物テーブルの砥石修正装置の砥石修正面が前記砥石台の接触センサーに接触するまで、原位置にある前記工作物テーブルと前記砥石台とを同一線上で相対移動させて、両者の相対移動量を表す第4の移動距離を記憶し、その第4の移動距離と前記工作物テーブルの基準面から前記砥石台の接触センサーまでの距離である第1の移動距離との差から、前記基準面と前記砥石修正装置の砥石修正面との間の距離を求めることを特徴とする。
【0018】
本発明によると、工作物テーブルの基準点が接触センサーで検知されてから砥石修正面が接触センサーで検知されるまで、工作物テーブルと砥石台との相対移動させることにより、相対移動距離から前記基準面に対する砥石修正面の位置を求めることができる。このため、前記工作物テーブルあるいは砥石台の既存の位置検出手段とを利用して、砥石修正機構の砥石修正面の位置を正確に測定できるようになる。
【0019】
請求項6の発明は、砥石台と工作物テーブルとを相対移動させて、その砥石台に設けられた回転砥石で工作物テーブルのワークを研削する研削盤において、原点に対する回転砥石の研削面の位置を測定する砥石研削面の位置測定方法であって、前記工作物テーブルが原位置にあるときに原点に位置するその工作物テーブルの基準面が前記砥石台の接触センサーに接触するまで、その工作物テーブルと前記砥石台とを同一線上で相対移動させ、両者の相対移動量を表す第1の移動距離を記憶する工程と、前記工作物テーブルの基準面に設けられており、その工作物テーブルと前記砥石台との相対移動方向に沿って突出している被研削材が前記砥石台の回転砥石の研削面で削られる位置まで、原位置にある前記工作物テーブルと前記砥石台とを同一線上で相対移動させて、両者の相対移動量を表す第2の移動距離を記憶する工程と、前記被研削材の削られた面が前記接触センサーに接触するまで、原位置にある前記工作物テーブルと前記砥石台とを同一線上で相対移動させて、両者の相対移動量を表す第3の移動距離を測定する工程と、前記第2の移動距離と第3の移動距離との差から前記回転砥石の研削面と前記接触センサー間の距離を求め、前記距離と前記第1の移動距離とに基づいて前記原点からの前記回転砥石の研削面の位置を求める工程とを有することを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、図1から図11に基づいて、本発明の一の実施の形態に係る研削盤の説明を行う。ここで、図1から図8は前記研削盤の動作を表す平面図であり、図9は前記研削盤に使用される接触センサーの側面図、図10は研削盤の全体平面図、図11は研削盤の配線ブロック図である。なお、工作物テーブルの主軸の軸方向をZ軸方向、砥石台の移動方向をX軸方向、高さ方向をY軸方向として以後の説明を行う。
【0022】
前記研削盤10は、図10に示されるように、ワークWを支持する工作物テーブル20と、回転砥石42を備える砥石台40とを有している。
前記工作物テーブル20は、一対のZ軸レール13上に載置され、ボールネジ&ナット14の働きでZ軸レール13に倣って移動できるようになっている。また、前記Z軸レール13の端部(図10において左側)には、前記ボールネジ&ナット14を駆動させるテーブル移動用サーボモータ15が設置されており、そのテーブル移動用サーボモータ15に前記工作物テーブル20の移動量を測定するためのエンコーダ15eが連結されている。
【0023】
前記エンコーダ15eのパルス信号は、図11に示されるように、テーブル移動用サーボモータの駆動回路110に入力されるとともに、数値制御装置100のインターフェイスIFを介してCPUに入力される。そして、前記エンコーダ15eからのパルス信号が積算されることにより前記工作物テーブル20の移動量や現在位置が監視される。また、前記駆動回路110は、前記CPUからのテーブル位置司令に基づいてテーブル移動用サーボモータ15を駆動させる。
【0024】
前記工作物テーブル20上には、主軸ヘッド24と心押台23とが固定されており、その主軸ヘッド24の主軸24mと心押台23のセンター23sとによってワークWはZ軸方向両側から挟まれて支持される。
さらに、前記主軸ヘッド24の側面には、回転砥石42の研削面42s等の測定基準となる基準ブロック25が固定されており、その基準ブロック25に第1測定ピン25a、第2測定ピン25b、第3測定ピン25cが取り付けられている。
【0025】
また、前記主軸ヘッド24の側面には基準ブロック25から所定距離だけ後退した位置に砥石修正装置26が設置されている。砥石修正装置26は、回転砥石42の研削面42sを形直しする円盤形のツルアー27と、そのツルアー27を回転させるツルアー回転用モータ26mとから構成されている。
【0026】
一方、前記砥石台40は、一対のX軸レール17上に載置され、ボールネジ&ナット44の働きでX軸レール17に倣って移動できるようになっている。また、前記X軸レール17の端部(図10において上側)には、前記ボールネジ&ナット44を駆動させる砥石台移動用サーボモータ18が設置されており、その砥石台移動用サーボモータ18に前記砥石台40の移動量を測定するためのエンコーダ18eが連結されている。
【0027】
前記エンコーダ18eのパルス信号は、図11に示されるように、砥石台移動用サーボモータの駆動回路120に入力されるとともに、数値制御装置100のインターフェイスIFを介してCPUに入力される。そして、前記エンコーダ18eからのパルス信号が積算されることにより前記砥石台40の移動量や現在位置が監視される。また、前記駆動回路120は、CPUからの司令に基づいて砥石台移動用サーボモータ18を駆動させる。
【0028】
前記台車44上には、砥石軸42jをZ軸と平行に支持する砥石軸受け45と、前記砥石軸42jを回転させる砥石モータ46とが設置されており、前記砥石軸42jの端部に円盤状の回転砥石42が同軸に取り付けられている。
また、前記砥石軸受け45の上には、前述の基準ブロック25や第1測定ピン25a等との接触を検出するための接触センサー50が装着されている。
【0029】
前記接触センサー50は、図9に示されるように、先端に接触子52を備えるアーム54と、そのアーム54の基端部を回動可能な状態で支持する支持機構56とを備えている。なお、アーム54の基端部の回動中心は砥石軸42jの軸心と直交するように位置決めされている。
ここで、前記アーム54の材料には低熱膨張材料が使用されるため、熱膨張に起因した測定誤差をほとんど無視することができる。また、前記接触センサー50には、アーム54及び接触子52を測定位置から待機位置、あるいはその逆に移動させる移動モータ58が装着されている。なお、前記センサーはアナログ式、デジタル式の二種類が準備されている。
【0030】
前記接触センサー50の信号は、図11に示されるように、インターフェイスIFを介してCPUに入力される。これによって、前記接触センサー50に基準ブロック25等が接触したタイミングがCPUにインプットされ、メモリに記憶される。即ち、前記接触センサー50が本発明の検知センサーとして機能する。なお、前記メモリには、研削用NCプログラム、砥石修正用プログラム及び位置設定用プログラム等が記憶されており、図11に示される入力装置は、キーボードやCRT等を意味している。
【0031】
次に、図1から図8に基づいて、本実施の形態に係る研削盤の動作説明を行う。
最初に、回転砥石42を交換したときのその回転砥石42の左研削面42sの位置測定方法を図6から図8に基づいて説明する。
先ず、原点から接触センサー50の接触子52までの距離、即ち、接触子52の位置測定が行われる。このとき、工作物テーブル20は原位置(図6の二点鎖線参照)に戻されており、その工作物テーブル20の主軸ヘッド24に装着された基準ブロック25の基準面25kは原点に位置決めされている。即ち、前記基準面25kが本発明の工作物テーブルの基準点に相当する。
最初に、砥石台移動用サーボモータ18が駆動されて砥石台40が工作物テーブル20側に移動し、接触センサー50の接触子52が基準面25kを測定できる位置(接触子52と基準面25kがZ軸方向で対向する位置)に位置決めされる。
【0032】
次に、テーブル移動用サーボモータ15が駆動されて、ボールネジ&ナット14の働きにより、工作物テーブル20が図6において右方向(前進方向)に移動する。このとき、前記エンコーダ15e(図11参照)からテーブル移動用サーボモータ15の回転角度に応じたパルスが出力されるため、前記パルス数を積算することにより原位置を基準とした工作物テーブル20の位置が求められる。
【0033】
そして、工作物テーブル20が前進する過程で、図6(A)に示されるように、前記基準ブロック25の基準面25kが接触センサー50の接触子52に接触すると、前記接触センサー50が動作してそのタイミングにおける工作物テーブル20の位置のデータRef0(以下、位置Ref0という)が記憶される。ここで、原位置を基準にした工作物テーブル20の位置Ref0は、原点にある基準面25kが接触子52の位置まで移動した距離に等しいため、結局、前記位置Ref0は原点から接触子52までの距離に等しくなる。即ち、接触子52の位置はRef0となる。その接触子52の位置Ref0が本発明の第1の移動距離に相当する。
【0034】
次に、第1測定ピン25aの長さ測定が実施される。
先ず、工作物テーブル20が左方向に移動(後退)して原位置まで戻される。次に、砥石台40が移動して接触センサー50の接触子52が第1測定ピン25aを測定できる位置に位置決めされる。この状態で、工作物テーブル20が原位置から前進する。そして、図6(B)に示されるように、前記第1測定ピン25aの先端面が接触子52に接触したタイミングにおける工作物テーブル20の位置aが記憶される。即ち、既に測定した接触子52の位置Ref0から位置aを減じた値が第1測定ピン25aの長さP0(=Ref0−a)となる。このように、テーブル移動用サーボモータ15のエンコーダ15e、駆動回路110及び数値制御装置100等が本発明のセンサー位置測定手段として機能する。
【0035】
次に、回転砥石42の左研削面42sの位置測定が行われる。
先ず、工作物テーブル20が原位置まで戻される。次に、前記砥石台40が移動して回転砥石42が第1測定ピン25aを削れる位置に位置決めされるとともに、その回転砥石42が回転する。
この状態で、前記工作物テーブル20が原位置から所定の距離だけ前進する。そして、図7(A)に示されるように、前記第1測定ピン25aの先端が回転砥石42の左研削面42sによって削られた状態で工作物テーブル20の位置bが記憶される。
即ち、工作物テーブル20の位置bが本発明の第2の移動距離に相当する。
【0036】
前記位置bが記憶されると、工作物テーブル20が原位置まで戻されるとともに、回転砥石42の回転が止められて砥石台40が所定位置まで移動する。そして、その砥石台40に装着された接触センサー50の接触子52が第1測定ピン25aを測定できる位置に位置決めされる。この状態で、前記工作物テーブル20が原位置から前進する。そして、図7(B)に示されるように、前記第1測定ピン25aの先端面が接触子52に接触したタイミングにおける工作物テーブル20の位置cが記憶される。
即ち、工作物テーブル20の位置cが本発明の第3の移動距離に相当する。
【0037】
次に、前述のように削られた後の第1測定ピン25aの長さP1が計算される。即ち、第1測定ピン25aの長さP1は、(Ref0−c)で求められる。そして、第1測定ピン25aの長さP1が最初の長さP0より小さければ(P1<P0)、第1測定ピン25aが回転砥石42の左研削面42sによって確実に削られたものと判定される。
即ち、第1測定ピン25aが本発明の被研削材として機能し、前記数値制御装置100が本発明の研削判定手段として機能する。
【0038】
このようにして位置b及び位置cが測定されると、計算によって回転砥石42の左研削面42sの位置が求められる。即ち、前記位置cから位置bを減じた値が、回転砥石42の左研削面42sから接触センサー50の接触子52までの距離G0に等しくなる(図7参照)。ここで、接触子52の位置Ref0は既に測定済みのため、原点から回転砥石42の左研削面42sまでの距離、即ち、左研削面42sの位置は、(Ref0−G0)となる。
なお、第1測定ピン25aが削られていない場合(P1がP0にほぼ等しい場合)は、第1測定ピン25aを削り直した後に再び前記位置b及び位置cが測定される。
即ち、前記エンコーダ15e、駆動回路110及び数値制御装置100等が本発明の砥石研削面位置測定手段として機能する。
【0039】
このようにして、回転砥石42の左研削面42sの位置が求められると、次に砥石修正装置26のツルアー27の位置が測定される(図8参照)。
先ず、工作物テーブル20が原位置まで戻される。次に、砥石台40が所定位置まで移動し、接触センサー50の接触子52がツルアー27を測定できる位置に位置決めされる。この状態で、前記工作物テーブル20が原位置から前進する。そして、ツルアー27の砥石修正面27sが接触子52に接触したタイミングにおける工作物テーブル20の位置Trが記憶される。
即ち、工作物テーブル20の位置Trが本発明の第4の移動距離に相当する。
【0040】
前述のように、接触センサー50の接触子52は原点から距離Ref0の位置にあるため、基準ブロック25の基準面25kからツルアー27の砥石修正面27sまでの距離D0は(Tr−Ref0)となる。
即ち、前記エンコーダ15e及び数値制御装置100等が本発明の修正面位置測定手段として機能する。
このようにして、回転砥石42の左研削面42s及びツルアー27の砥石修正面27sの位置測定が終了すると、この回転砥石42の左研削面42sを使用してワークWの連続研削が行われる。なお、図1(A)はワークWの研削を行う前の各部位の位置を表している。
【0041】
そして、予め決められた個数のワークWの研削が終了すると回転砥石42の左研削面42sのツルーイングが行われる。
次に、図1から図5に基づいて、ツルーイングの前後における回転砥石42の研削面42sの位置及びツルアー27の砥石修正面27sの位置測定方法について説明する。
【0042】
最初に、図1(B)、図2に基づいて、回転砥石42の左研削面42sの位置測定方法を説明する。
先ず、ワークWの研削により、砥石台40が工作物テーブル20に対して熱変位することを考慮して、再び接触センサー50の接触子52の位置測定が行われる。このため、先ず前記工作物テーブル20が原位置まで戻される。次に前記砥石台40が移動して、接触センサー50の接触子52が基準面25kを測定できる位置に位置決めされる。
【0043】
この状態で、工作物テーブル20が原位置から前進する。そして、基準ブロック25の基準面25kが前記接触子52に接触したタイミングにおける工作物テーブル20の位置Ref1が記憶される(図1(B)参照)。即ち、接触子52の位置はRef1となる。
このため、ワークWの連続研削後における工作物テーブル20に対する砥石台40の熱変位はRef1−Ref0となる。
【0044】
次に、回転砥石42の左研削面42sの位置測定が行われる。
先ず、工作物テーブル20が原位置まで戻される。次に、前記砥石台40が移動して回転砥石42が第1測定ピン25aを削れる位置に位置決めされるとともに、その回転砥石42が回転する。
この状態で、前記工作物テーブル20が原位置から所定距離だけ前進する。そして、図2(A)に示されるように、前記第1測定ピン25aの先端が回転砥石42の左研削面42sによって削られた状態で工作物テーブル20の位置eが記憶される。
【0045】
前記位置eが記憶されると、工作物テーブル20が原位置まで戻されるとともに、回転砥石42の回転が止められて砥石台40が所定位置まで移動する。そして、その砥石台40に装着された接触センサー50の接触子52が第1測定ピン25aを測定できる位置に位置決めされる。この状態で、前記工作物テーブル20が原位置から前進する。そして、図2(B)に示されるように、前記第1測定ピン25aの先端面が接触子52に接触したタイミングにおける工作物テーブル20の位置fが記憶される。
【0046】
このようにして位置e及び位置fが測定されると、計算によって回転砥石42の左研削面42sの位置が求められる。即ち、前記位置fから位置eを減じた値が、回転砥石42の左研削面42sから接触センサー50の接触子52までの距離G1に等しくなる(図2参照)。ここで、接触子52の位置Ref1は既に測定済みのため、原点から回転砥石42の左研削面42sまでの距離、即ち、左研削面42sの位置は、(Ref1−G1)となる。
なお、第1測定ピン25aが削られていない場合は、第1測定ピン25aを削り直した後に再び前記位置e及び位置fが測定される。
【0047】
次に、図3、図4に基づいて、ツルーイングによる回転砥石42の減少量及びツルアー27の減少量の測定方法を説明する。
先ず、工作物テーブル20が原位置まで戻される。次に、前記砥石台40が移動し、回転砥石42がツルアー27に当接できる位置に位置決めされる。この状態で、回転砥石42及びツルアー27が回転し、工作物テーブル20は原位置から前進する。
【0048】
ここで、回転砥石42の左研削面42sの位置は(Ref1−G1)であり、ツルアー27の砥石修正面27sから基準ブロック25の基準面25kまでの距離はD0(=Tr−Ref0)である。このため、図3(A)に示されるように、前記工作物テーブル20を原位置から(Ref1−G1+D0)だけ前進させれば、ツルアー27の砥石修正面27sは回転砥石42の左研削面42sに当接する。
【0049】
したがって、この位置から工作物テーブル20をさらに距離Tだけ前進させれば、図3(B)に示されるように、切り込み量Tで回転砥石42の左研削面42sのツルーイングを実施できるようになる。
このようにしてツルーイングが終了すると、回転砥石42及びツルアー27の回転が止められるとともに、工作物テーブル20が原位置に戻される。
【0050】
次に、砥石台40が移動して回転砥石42が第1測定ピン25aを削れる位置に位置決めされた後、その回転砥石42が回転する。この状態で、前記工作物テーブル20が原位置から所定距離だけ前進する。そして、図4(A)に示されるように、前記第1測定ピン25aの先端が回転砥石42の左研削面42sによって削られた状態で工作物テーブル20の位置hが記憶される。
【0051】
前記位置hが記憶されると、工作物テーブル20が原位置まで戻されるとともに、回転砥石42の回転が止められて砥石台40が所定位置まで移動する。そして、その砥石台40に装着された接触センサー50の接触子52が第1測定ピン25aを測定できる位置に位置決めされる。この状態で、前記工作物テーブル20が原位置から前進する。そして、図4(B)に示されるように、前記第1測定ピン25aの先端面が接触子52に接触したタイミングにおける工作物テーブル20の位置jが記憶される。
【0052】
このようにして位置h及び位置jが測定されると、計算によって回転砥石42の左研削面42sの位置が求められる。即ち、前記位置jから位置hを減じた値が、回転砥石42の左研削面42sから接触センサー50の接触子52までの距離G2に等しくなる(図4参照)。ここで、接触子52の位置Ref1は既に測定済みのため、原点から回転砥石42の左研削面42sまでの距離、即ち、左研削面42sの位置は、(Ref1−G2)となる。
なお、第1測定ピン25aが削られていない場合は、第1測定ピン25aを削り直した後に再び前記位置j及び位置hが測定される。
【0053】
このため、ツルーイングによる回転砥石42の減少量は、ツルーイング前の左研削面42sの位置と、ツルーイング後の左研削面42sの位置との差を計算することにより求められる。即ち、回転砥石42の減少量は、G1−G2となる。したがって、ツルアー27の減少量は、ツルーイングの切り込み量Tから回転砥石42の減少量(G1−G2)を減じた値、即ち、T−(G1−G2)で表される。このため、ツルアー27の砥石修正面27sから基準ブロック25の基準面25kまでの距離D2は、D0+T−(G1−G2)で表される。なお、距離D0はツルーイング前の砥石修正面27sと基準面25kとの間の距離である。
【0054】
次に、ツルーイングにより、砥石台40が工作物テーブル20に対して熱変位することを考慮して、接触センサー50の接触子52の位置測定が行われた後、第1測定ピン25aの長さ計測が行われる。
このため、先ず前記工作物テーブル20が原位置まで戻される。次に、図5に示されるように、前記砥石台40が移動して、接触センサー50の接触子52が基準面25kを測定できる位置に位置決めされる。
【0055】
この状態で、工作物テーブル20が原位置から前進する。そして、基準ブロック25の基準面25kが前記接触子52に接触したタイミングにおける工作物テーブル20の位置、即ち、接触子52の位置Ref2が記憶される。したがって、第1測定ピン25aの長さP2は、P2=(Ref2−j)で求められる。
このようにして、ツルーイング後のツルアー27の砥石修正面27s、回転砥石42の左研削面42s及び第1測定ピン25aの長さP2等が求められると、再びこの研削盤10を使用してワークWの連続研削が行われる。
【0056】
このように、本実施の形態に係る研削盤では、回転砥石42の研削面42sを測定する前に、砥石台40に設けられた接触センサー50の接触子52の位置測定を行うため、ワークWの加工後やツルーイング中の工作物テーブル20に対する砥石台40の熱変位の影響を無視することができる。
また、第1測定ピン25aの先端を回転砥石42の研削面42sで削った後、砥石台40と工作物テーブル20とを相対移動させて、前記第1測定ピン25aの削り面を接触子52に接触させ、その相対移動距離からその接触子52と研削面42sとの間の距離を測定するため、第1測定ピン25aを削ることに起因した測定誤差が生じることがない。
【0057】
即ち、回転砥石42の研削面42sの位置測定精度が向上するため、ワークの研削精度も向上するようになる。さらに、回転砥石42を交換するタイミングも正確に把握できるようになるとともに、砥石寿命も適正になる。
【0058】
また、工作物テーブル20の移動量から原点と接触子52との間の距離を測定できるため、前記工作物テーブル20の既存のエンコーダ15eを利用して接触センサーの位置測定を行うことができる。このため、センサー位置測定手段の設備コストを低減させることができる。
また、第1測定ピン25aが削られたか否かを判定する手段が設けられているため、研削面42s等の測定が正しく行われたか否かを把握することができる。このため、誤った研削面42sの位置データに基づいてワークWの研削等が行われるようなトラブルが発生しない。
【0059】
また、研削面42sの測定の場合と同様に工作物テーブル20の移動量からツルアー27の砥石修正面27sの位置を測定できるため、前記工作物テーブル20の既存のエンコーダ15eを利用して砥石修正面27sの位置測定を行うことができる。このため、修正面位置測定手段の設備コストを低減させることができる。
【0060】
ここで、本実施の形態においては、回転砥石42の左研削面42sにおける位置測定方法を説明したが、回転砥石42の右研削面42uの位置も基準ブロック25の第3測定ピン25c等を使用して同様の考え方で測定することができる。さらに、回転砥石42の外周研削面42tの位置も基準ブロック25の第2測定ピン25b等を使用して砥石台40の移動量から同様の考え方で測定することができる。
また、測定ピンの代わりにワークWを使用する方法でも可能である。
【0061】
さらに、本実施の形態に係る研削盤10では、工作物テーブル20及び砥石台40の移動機構としてボールネジ&ナット14を使用しているが、ラック&ピニオンやリニヤモータ等を使用することも可能である。
また、接触センサー50を使用して基準ブロック25の基準面25kや測定ピン25a等の先端位置を検出したが、光電センサーやレーザ等を使用して基準面25k等の検出を行うことも可能である。
さらに、本実施の形態に係る研削盤10では、工作物テーブル20と砥石台40とが直角に移動する構造であるが、特に直角でなくても可能である。
【0062】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明の実施の形態には請求の範囲に記載した技術的事項以外に次のような技術的事項を有するものであることを付記しておく。
(1) 請求項2に記載された研削盤において、
被研削材は、工作物テーブルの基準点に取り付けられており、
工作物テーブルと砥石台とを相対移動させて工作物テーブルの基準点と被研削材の先端とを検知センサーで検知させることにより、その被研削材の長さを測定する研削盤。
工作物テーブルあるいは砥石台の既存の位置検出手段を利用して被研削材の長さ測定を行うことができる。
(2) 請求項3に記載された研削盤において、
研削判定手段は、被研削材の長さを比較して研削の有無を検出する研削盤。
研削の有無の判定が確実になる。
【0063】
【発明の効果】
本発明によると、回転砥石の研削面の位置測定精度が向上するため、ワークの研削精度も向上する。さらに、回転砥石を交換するタイミングも正確に把握できるようになるとともに、砥石寿命も適正になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一の実施の形態に係る研削盤の動作を表す模式平面図である。
【図2】本発明の一の実施の形態に係る研削盤の動作を表す模式平面図である。
【図3】本発明の一の実施の形態に係る研削盤の動作を表す模式平面図である。
【図4】本発明の一の実施の形態に係る研削盤の動作を表す模式平面図である。
【図5】本発明の一の実施の形態に係る研削盤の動作を表す模式平面図である。
【図6】本発明の一の実施の形態に係る研削盤の動作を表す模式平面図である。
【図7】本発明の一の実施の形態に係る研削盤の動作を表す模式平面図である。
【図8】本発明の一の実施の形態に係る研削盤の動作を表す模式平面図である。
【図9】本発明の一の実施の形態に係る研削盤で使用される接触センサーの側面図である。
【図10】本発明の一の実施の形態に係る研削盤の全体平面図である。
【図11】本発明の一の実施の形態に係る研削盤の配線ブロック図である。
【図12】従来の研削盤の動作を表す模式平面図である。
【符号の説明】
15 テーブル移動用サーボモータ
15e エンコーダ
18 砥石台移動用サーボモータ
18e エンコーダ
20 工作物テーブル
25 基準ブロック
25k 基準面(基準点)
25a 第1測定ピン(被研削材)
40 砥石台
50 接触センサー(検知センサー)
100 数値制御装置
Claims (6)
- 砥石台と工作物テーブルとを相対移動させて、その砥石台に設けられた回転砥石で工作物テーブルのワークを研削する研削盤であって、
前記砥石台に設置されており、接触子を備える接触センサーと、
前記工作物テーブルに形成されており、その工作物テーブルが原位置にあるときに、原点に位置する基準面と、
前記工作物テーブルの基準面に設けられており、その工作物テーブルと前記砥石台との相対移動方向に沿って突出している被研削材と、
前記工作物テーブルの基準面が前記砥石台の接触センサーに接触するまで、原位置にある前記工作物テーブルと前記砥石台とを同一線上で相対移動させ、両者の相対移動量を表す第1の移動距離から原点を基準にした前記接触センサーの位置を求めるセンサー位置測定手段と、
前記工作物テーブルの被研削材が前記砥石台の回転砥石の研削面で削られるように、前記工作物テーブルと前記砥石台とを同一線上で相対移動させて、両者の相対移動量を第2の移動距離として記憶し、前記被研削材の削られた面が前記接触センサーに接触するまで、原位置にある前記工作物テーブルと前記砥石台とを同一線上で相対移動させて、両者の相対移動量を表す第3の移動距離を測定し、記憶された前記第2の移動距離と測定された第3の移動距離との差から前記回転砥石の研削面と前記接触センサーとの距離を求め、前記距離と前記接触センサーの位置を表す第1の移動距離とに基づいて前記原点からの前記回転砥石の研削面の位置を求める砥石研削面位置測定手段と、
を有することを特徴とする研削盤。 - 請求項1に記載された研削盤であって、
被研削材が削られたか否かを判定する研削判定手段を有しており、
前記研削判定手段は、前記工作物テーブルの基準面から前記砥石台の接触センサーまでの距離である第1の移動距離と、前記工作物テーブルの基準面に設けられた被研削材の削られた面から前記砥石台の接触センサーまでの距離である第3の移動距離との差から前記被研削材の長さ寸法を求め、その長さ寸法を研削前の前記被研削材の長さ寸法と比較して前記被研削材が削られたか否かの判定を行う構成であることを特徴とする研削盤。 - 請求項1又は請求項2のいずれかに記載された研削盤であって、
回転砥石の研削面がその回転砥石の端面であるときは、砥石台に対して工作物テーブルが原位置から移動することにより、原点からの前記回転砥石の研削面の位置が求められる構成であることを特徴とする研削盤。 - 請求項1又は請求項2のいずれかに記載された研削盤であって、
回転砥石の研削面がその回転砥石の外周面であるときは、前記工作物テーブルの移動方向と交差する方向から砥石台が原位置ある工作物テーブルに対して移動することにより、原点からの前記回転砥石の研削面の位置が求められる構成であることを特徴とする研削盤。 - 請求項1から請求項4に記載された研削盤であって、
工作物テーブルに装着された砥石修正装置と、
前記工作物テーブルの基準面から前記砥石修正装置の砥石修正面までの距離を測定する修正面位置測定手段とを有しており、
前記修正面位置測定手段は、前記工作物テーブルの砥石修正装置の砥石修正面が前記砥石台の接触センサーに接触するまで、原位置にある前記工作物テーブルと前記砥石台とを同一線上で相対移動させて、両者の相対移動量を表す第4の移動距離を記憶し、その第4の移動距離と前記工作物テーブルの基準面から前記砥石台の接触センサーまでの距離である第1の移動距離との差から、前記基準面と前記砥石修正装置の砥石修正面との間の距離を求めることを特徴とする研削盤。 - 砥石台と工作物テーブルとを相対移動させて、その砥石台に設けられた回転砥石で工作物テーブルのワークを研削する研削盤において、原点に対する回転砥石の研削面の位置を測定する砥石研削面の位置測定方法であって、
前記工作物テーブルが原位置にあるときに原点に位置するその工作物テーブルの基準面が前記砥石台の接触センサーに接触するまで、その工作物テーブルと前記砥石台とを同一線上で相対移動させ、両者の相対移動量を表す第1の移動距離を記憶する工程と、
前記工作物テーブルの基準面に設けられており、その工作物テーブルと前記砥石台との相対移動方向に沿って突出している被研削材が前記砥石台の回転砥石の研削面で削られる位置まで、原位置にある前記工作物テーブルと前記砥石台とを同一線上で相対移動させて、両者の相対移動量を表す第2の移動距離を記憶する工程と、
前記被研削材の削られた面が前記接触センサーに接触するまで、原位置にある前記工作物テーブルと前記砥石台とを同一線上で相対移動させて、両者の相対移動量を表す第3の移動距離を測定する工程と、
前記第2の移動距離と第3の移動距離との差から前記回転砥石の研削面と前記接触センサー間の距離を求め、前記距離と前記第1の移動距離とに基づいて前記原点からの前記回転砥石の研削面の位置を求める工程と、
を有することを特徴とする砥石研削面の位置測定方法。
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