JP3898437B2

JP3898437B2 - 溝加工方法及びその実施に直接使用する加工装置

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Publication number: JP3898437B2
Application number: JP2000354662A
Authority: JP
Inventors: 義博惣明; 佳文深谷
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2000-11-21
Filing date: 2000-11-21
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2020-11-21
Also published as: JP2002160150A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークに形成された溝の測定結果に基づいて決定された溝の割出し中心位置が加工位置と一致するように溝を割り出し位置決めし、先端位置の変位を補正した工具により溝を高精度に加工する溝加工方法及びその実施に直接使用する加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワークに形成された溝を高精度に加工、とりわけ研削加工するために、溝の幅方向中心を計測し、この計測結果に基づいて溝の割出し中心位置を算出し、この割出し中心位置が加工中心位置と一致するように溝を加工位置に割出し、幅方向中心位置が前記加工中心位置と一致する砥石車でこの溝を研削加工する方法は、特許２７５３３５０号公報に記載されている。しかし、この方法では砥石車の幅方向中心位置が砥石台の熱変形等で変位すると溝中心位置の加工精度を確保することができない。
【０００３】
また、ワーク外周面を研削する外周面が幅方向に直線状である砥石車の端面及び外周面の座標値を求めるために、ワークを回転可能に支持する主軸台に設けられた第１及び第２検知ピンを砥石車の端面及び外周面で研削し、第１及び第２ピンの各研削端面と主軸台に設けられたワークの軸線方向及び半径方向の基準面との段差をタッチセンサによりそれぞれ計測し、この各段差変化により砥石車の外周面及び端面位置の変位を求めるものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
溝を加工する場合、砥石台の砥石車を回転支持する先端部分は比較的細長い形状となる。特に、溝がワークに穿設された穴の内周面に形成されている場合、砥石台の砥石車を回転支持する先端部分は、ワークの穴内に進入できるように、穴径に制約され、かなり細長い形状となる。そして、加工時に穴内に進入する小径の砥石車を回転駆動する駆動機構の発熱により、砥石台の細長い先端部分は比較的大きく熱変形し易く、これに加えて砥石車は小径であるため摩耗し易い。このため砥石外周面及び端面の位置変位が大きくなる問題があった。この解決方法として、加工後に例えばタッチセンサのような計測装置により機上で溝形状（特に、溝深さや溝中心）を正確に測定し、この測定結果を次加工の砥石車の位置決めに反映する方法があるが、ＣＶＴ用コーンの軸線上に穿設された穴の内周面に軸線と平行に形成されたボールスプライン溝のように、底面が断面半円形状で溝底に逃がしが刻設されている場合は、溝形状を測定装置により機上で正確に測定することが困難であるためこの方法を利用することはできない。
【０００５】
また、ワークを回転可能に支持する主軸台に設けられた第１及び第２検知ピンを砥石車の端面及び外周面で研削し、第１及び第２ピンの各研削端面と主軸台に設けられた各基準面との段差を計測し、この段差変化により砥石車の端面及び外周面位置の変化を求める方法は、穴に軸線と平行に形成された断面半円形状の細長い溝を加工する場合には、砥石車、タッチセンサのプローブ及び第１、第２ピンの取付け関係が複雑になり、また砥石車外周の断面が小径の円弧形状であるため第２ピン端面を平面に研削し難いなどの理由で適用は困難であった。
【０００６】
特に、ＣＶＴ用コーンのボールスプライン溝は、溝のピッチ精度及び溝深さの寸法精度が厳しく、溝の割出し中心位置を的確に決定するとともに、溝を加工する工具の先端位置の座標値を正確に確定することが強く望まれていた。
【０００７】
本発明は従来の不具合を解消して係る要望に応えるためになされたもので、ワークの溝の割出し中心位置を的確に決定し、この割出し中心位置が加工中心位置と一致するように溝を加工位置に割り出すとともに、熱変形等で変位する砥石車の先端位置の座標値を正確に確定して、溝を高精度に加工するようにしたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、主軸軸線方向に穿設された穴に溝が形成されたワークを割出し回転可能に支承してベッド上に固定された主軸台と、前記主軸軸線と平行なＺ軸およびＺ軸と直角で互いに直角なＸ軸、Ｙ軸方向に移動可能にベッド上に装架された砥石台と、該砥石台に回転可能に支承され前記ワークに対してＺ軸方向に相対移動され前記穴に進入して前記溝を加工する砥石車と、前記ベッドにＸ軸及びＹ軸に夫々平行に取り付けられ前記砥石車の端面及び外周面で加工される第１及び第２検知ピンと、Ｘ軸及びＹ軸に夫々直角に前記ベッドに設けられた第１及び第２基準面と、を備え、前記砥石車の端面で前記第１検知ピンを研削するステップと、タッチセンサのプローブを前記第１検知ピンの研削端面と前記第１基準面に当接して両者間の段差を測定するステップと、前記砥石車の外周面で前記第２検知ピンを研削するステップと、前記タッチセンサのプローブを前記第２検知ピンの研削端面と前記第２基準面に当接して両者間の段差を測定するステップと、前記第１検知ピンの研削端面と前記第１基準面との段差及び前記第２検知ピンの研削端面と前記第２基準面との段差に基づいて前記砥石車の先端位置の座標値を確定するステップと、前記ワークに形成された前記溝の割出し中心位置を溝センサにより測定された溝位置に基づいて決定するステップと、加工位置に割り出された前記溝を所望仕上形状に加工するために前記砥石車の先端位置を前記確定された砥石車先端位置の座標値に基づいて加工開始位置に位置決めするステップと、前記溝を割出し中心位置が加工中心位置と一致するように前記加工位置に割り出すステップと、前記加工開始位置から加工動作を実行して溝を加工するステップとからなることである。
【００１０】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１に記載の溝加工方法において、前記砥石車の外周面で前記第２検知ピンを研削するステップでは、前記第２検知ピンの軸方向と直交するＸ軸方向に砥石車をトラバースさせて、前記第２検知ピンの研削端面が砥石車幅方向に平坦となるようにすることである。
【００１１】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は請求項２に記載の溝加工方法において、前記溝の割出し中心位置を決定するステップ及び前記砥石車の先端位置の座標値を確定するステップにおいては、砥石台に設けられた前記溝センサ及びタッチセンサを非測定位置から測定位置へ進出させるステップを含み、前記溝の割出し中心位置を決定するステップでは、溝センサがワークの穴内に進入されて溝位置を測定し、溝を加工するステップに先立って非測定位置へ退避されることである。
【００１２】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の溝加工方法において、前記溝を加工するステップでは、砥石車が溝の長手方向に沿ってクリープ研削送りされることである。
【００１３】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、ワークが着脱可能に装着される主軸を割出し回転可能に軸承してベッドに固定された主軸台と、前記主軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、主軸軸線と平行なＺ軸と直角で互いに直角なＸ軸、Ｙ軸方向に移動可能にベッド上に装架された砥石台と、前記砥石台のＸ軸及びＹ軸方向の位置を検出する手段と、該砥石台に回転可能に支承され前記主軸台に対してＺ軸方向に相対移動され前記ワークにＺ軸方向に穿設された穴に進入して穴内周面に形成された溝を加工する砥石車と、前記砥石台に測定位置と非測定位置との間で移動可能に装架され測定位置で前記穴内に進入されて溝位置を測定する溝センサと、前記ベッドにＸ軸及びＹ軸に夫々平行に取り付けられ前記砥石車の端面及び外周面で加工される第１及び第２検知ピンと、Ｘ軸及びＹ軸に夫々直角に前記ベッドに設けられた第１及び第２基準面と、前記砥石台に測定位置と非測定位置との間で移動可能に装架され測定位置で前記第１及び第２検知ピンの研削端面及び前記第１及び第２基準面を検知するタッチセンサとを備えたことである。
【００１４】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項５に記載の溝加工装置において、前記溝センサ及びタッチセンサが取り付けられた旋回アームを前記砥石台に測定位置と非測定位置との間で旋回可能に支承したことである。
【００１５】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、底面が断面半円状でワークに穿設された穴の内周面に穴軸線と平行に形成された溝の割出し中心位置を溝センサにより測定された溝位置に基づいて決定し、先端部の断面が半円状に形成された砥石車の端面で第１検知ピンを研削し、タッチセンサのプローブを第１検知ピンの研削端面と第１基準面に当接して両者間の段差を測定し、前記砥石車の外周面で第２検知ピンを研削し、前記タッチセンサのプローブを第２検知ピンの研削端面と第２基準面に当接して両者間の段差を測定し、第１検知ピンの研削端面と第１基準面との段差及び第２検知ピンの研削端面と第 2 基準面との段差に基づいて砥石車の先端位置の座標値を確定し、加工位置に割出された溝を所望仕上形状に加工するために前記砥石車の先端位置を前記確定された砥石車先端位置の座標値に基づいて加工開始位置に位置決めし、前記溝を割出し中心位置が加工中心位置と一致するように前記加工位置に割り出し、前記加工開始位置から加工動作を実行して溝を加工するようにした。これにより、穴内周面に形成された溝を研削するために熱変形等により変位し易く構造上測定が困難とされていた砥石車の先端位置の変位を正確に測定し、この測定結果に基づいて先端位置の座標値を正確に補正して確定することができるので、熱変形等による砥石車の変位を正確に補正することができ、前記砥石車の両端面に作用する切削抵抗を均等化して、溝を中心位置、溝深さ等の寸法を極めて高精度に加工することができる。
【００１７】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、請求項２に記載の溝加工方法において、前記砥石車の外周面で前記第２検知ピンを研削するステップでは、前記第２検知ピンの軸方向と直交する砥石車の幅方向に砥石車をトラバースさせて、前記第２検知ピンの先端面を砥石車幅方向に平坦に研削するようにしたので、先端部の断面が半円状に形成された砥石車で第２検知ピンの先端面を平坦に研削することができ、砥石車の先端位置の変位を正確に測定することができる。
【００１８】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、請求項２又は請求項３に記載の溝加工方法において、砥石台に設けられた溝センサ及びタッチセンサを非測定位置から測定位置へ進出させて、砥石車先端位置の変位を測定して先端位置の座標値を確定し、溝センサのみをワークの穴内に進出して溝位置を測定し、溝の加工に先立って溝センサ及びタッチセンサを非測定位置へ退避するようにしたので、溝センサ及びタッチセンサが砥石車と干渉することなく、穴内周面に形成された溝の割出し中心位置を的確に決定し、砥石車の先端位置の変位を正確に測定して変位を補正することができ、溝を中心位置、溝深さ等の寸法を極めて高精度に加工することができる。
【００１９】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の溝加工方法において、砥石車を溝の長手方向に沿ってクリープ研削送りするようにしたので、割出し中心位置が加工位置と一致するように割り出された溝を先端位置の変位を補正された砥石車により高精度、高能率に研削することができる。
【００２０】
上記のように構成した請求項５に係る発明においては、ワークが着脱可能に装着される主軸を割出し回転可能に軸承する主軸台と、主軸の回転位置を検出する手段と、主軸軸線と平行なＺ軸と直角で互いに直角なＸ軸、Ｙ軸方向に移動可能な砥石台と、砥石台のＸ軸及びＹ軸方向の位置を検出する手段と、該砥石台に回転可能に支承され主軸台に対してＺ軸方向に相対移動され前記ワークの穴内周面に形成された溝を加工する砥石車と、測定位置で前記穴内に進入されて溝位置を測定する溝センサと、前記ベッドにＸ軸及びＹ軸に夫々平行に取り付けられ砥石車の端面及び外周面で加工される第１及び第２検知ピンと、Ｘ軸及びＹ軸に夫々直角にベッドに設けられた第１及び第２基準面と、測定位置で前記第１及び第２検知ピンの各研削端面及び前記第１及び第２基準面を検知するタッチセンサとを備えたので、溝の割出し中心位置を的確に決定し、割出し中心位置が加工中心位置に一致するように加工位置に割り出された溝を、熱変形等による変位を補正して先端位置の座標値を確定された砥石車で研削加工することにより、溝を中心位置、溝深さ等の寸法を極めて高精度に研削加工することができる。
【００２１】
上記のように構成した請求項６に係る発明においては、請求項６に記載の溝加工装置において、前記溝センサ及びタッチセンサが取り付けられた旋回アームを前記砥石台に測定位置と非測定位置との間で旋回可能に支承したので、溝センサ及びタッチセンサが砥石車と干渉することなく、穴内周面に形成された溝の位置を測定して割出し中心位置を的確に決定し、砥石車先端位置の変位を正確に測定して変位を補正することができる。
【００２２】
【実施の形態】
以下に本発明に係る溝加工方法の実施に直接使用する溝加工装置について、図面に基づいて説明する。図１において、ベッド１上に主軸台２が載置され、主軸台２には主軸３がＺ軸と平行な水平軸線回りに回転可能に軸承されている。主軸３は、先端にワークＷを着脱可能に把持するチャック４が取り付けられ、後端にサーボモータ５の出力軸が連結されて割出し回転されるようになっている。６はサーボモータ５の出力軸に回転連結されたエンコーダで、主軸３の回転位置を検出する回転位置検出手段として機能するようになっている。ワークＷはＣＶＴ用のコーンであり、図４に示すように軸線上に穴７が穿設され、穴７の内周面には底面が断面半円形状で底部に逃がしが刻設された複数の溝８が軸線と平行に同ピッチで形成されている。
【００２３】
ベッド１の上面には固定ベース１０が主軸台２と対向して固定され、固定ベース１０にはＺ軸スライド１１がＺ軸方向に摺動可能に支承され、固定ベース１０に取付けられたサーボモータ１２により図略のボールネジ送り機構によりＺ軸方向に送り移動されるようになっている。１３はＺ軸スライド１１のＺ軸方向の位置を検出するためのエンコーダで、サーボモータ１２の出力軸に連結されている。Ｚ軸スライド１１の上面にはＸ軸スライド１５がＺ軸と直角で水平なＸ軸方向に摺動可能に支承され、Ｚ軸スライド１１に取り付けられたサーボモータ１６により図略のボールネジ送り機構によりＸ軸方向に送り移動されるようになっている。１７はＸ軸スライド１５のＸ軸方向の位置を検出するためのエンコーダで、サーボモータ１６の出力軸に連結されている。Ｘ軸スライド１５の上面にはコラム１８が立設され、コラム１８に砥石台２０がＸ軸及びＺ軸と直角なＹ軸方向に摺動可能に支承され、コラム１８の上面に取り付けられたサーボモータ２１により図略のボールネジ送り機構によりＹ軸方向に送り移動されるようになっている。２２は砥石台２０のＹ軸方向の位置を検出するためのエンコーダで、サーボモータ１６の出力軸に連結されている。
【００２４】
図２に示すように、砥石台２０の主軸台２側にはワークＷの穴７に進入可能な細長い突出部２８がＺ軸方向に突設され、突出部２８の先端部にＸ軸と平行に回転可能に軸承された砥石軸２３に円盤状工具である砥石車Ｇが嵌着されている。砥石軸２３は先端に嵌着されたプーリ２４と砥石台２０に固定された駆動モータ２５の出力軸に嵌着されたプーリ２６との間にプーリベルト２７が掛け渡されて回転駆動されるようになっている。
【００２５】
図１及び図３において、３０は砥石台２０に旋回可能に支承された旋回アームで、突出部２８上方で水平姿勢となる測定位置と垂直姿勢となる非測定位置との間で進退するようになっている。突出部２８の基部と連接する砥石台２０の前方部には、回動軸３１がＸ軸と平行に回動可能に軸承され、回動軸３１の後端に砥石台２０に固定された旋回シリンダ３２の出力軸が連結され、前端に旋回アーム３０が固定されている。旋回アーム３０の先端には溝センサ３３が、旋回アーム３０が測定位置に旋回したとき、突出部２８先端より前方に位置してワークＷの穴７内に進入可能なようにブラケット３４を介して取り付けられている。旋回アーム３０の中央部にはタッチセンサ３５が取り付けられ、旋回アーム３０が測定位置に旋回したときタッチセンサ３５のプローブ３６は垂直状態となり、その先端は砥石車Ｇの下端外周面とＺ軸方向で一致しＹ軸方向で若干下方位置で砥石車Ｇの端面と並列する。
【００２６】
４０はベッド１に主軸台２と固定ベース１０との間で砥石車ＧからＸ軸方向に適宜離間して固定された取付台で、第１検知ピン４１がＸ軸と、第２検知ピン４２がＹ軸と平行に取り付けられ、Ｘ軸と直角な基準面４３及びＹ軸と直角な基準面４４が形成された基準ブロック４５が取り付けられている。図７ａ，ｄに示すように、砥石車Ｇの回転中心とフランジ部端面との交点を基準点ＲＴとすると、砥石台２０が原点復帰したとき基準点ＲＴは送り原点４６に位置し、送り原点４６と基準面４３とのＸ軸方向の距離Ａｘ及び送り原点４６と基準面４４とのＹ軸方向の距離Ａｙは、機械出荷時に数値制御装置４５のメモリ４８にパラメータとして記憶されている。
【００２７】
数値制御装置４５は、中央処理装置４７、メモリ４８を有し、インターフェース４９を介して軸駆動制御ユニット５０、プログラマブルコントローラ５１及び入力装置５２に接続されている。軸駆動制御ユニット５０にはサーボモータ５，１２，１６，２１及びエンコーダ６，１３，１７，２２が接続され、プログラマブルコントローラ５１には駆動モータ２５、旋回シリンダ３２、溝センサ３３及びタッチセンサ３５が接続されている。メモリ４８には、図４、図７に示す送り原点４６から基準点ＲＴの現在位置までのＸ軸，Ｙ軸方向の距離である座標値Ｔｘ，Ｔｙを表すＸ軸及びＹ軸ポジションカウンタが割付けられ、数値制御装置４５にエンコーダ１７，２２から単位パルスが入力される毎にＴｘ，ＴｙはＸ軸スライド１５、砥石台２０の移動方向に応じて単位量づつ加減算されるようになっている。さらに、メモリ４８には本発明に係る溝加工方法を実行するための図８及び図９に示す工具先端位置座標値確定プログラム６０及び溝加工プログラム８０が記憶されている。
【００２８】
次に本発明に係る溝加工方法を上記溝加工装置の作動とともに説明する。先ず、砥石車Ｇの先端位置の座標値を確定する方法を図８に示す工具先端位置座標値確定プログラム６０に基づいて説明する。Ｚ軸スライド１１及び砥石台２０がサーボモータ１２，２１により砥石車Ｇの端面が第１ピン４１と対向するまで移動される。先回、砥石車Ｇの端面で第１ピン４１の先端を研削したときのＸ軸ポジションカウンタの内容Ｔｘを記憶するメモリ４８の第１ピン研削位置記憶エリヤの内容Ｄｘに切込み量Δｘが加算される。Ｘ軸スライド１５がサーボモータ１６により送り原点からＸ軸ポジションカウンタの内容ＴｘがＤｘ＋Δｘになるまで前進され、第１ピン研削位置記憶エリヤの内容ＤｘがＤｘ＋Δｘに更新される（ステップ６１、図７ａ）。
【００２９】
Ｘ軸スライド１５が送り原点まで後退され、先回アーム３０が旋回シリンダ３２により旋回されてタッチセンサ３５が測定位置に進出されプローブ３６は垂直状態となる。プローブ３６の先端が第１基準面４３と対向するようにＺ軸スライド１１、砥石台２０が位置決めされ、プローブ３６が基準面４３に当接してタッチセンサ３５からオン信号が出力されるまで、Ｘ軸スライド１５が前進され、オン信号が出力されたときのＸ軸ポジションカウンタの内容Ｔｘ＝Ｅｘ１が記憶される（ステップ６２、図７ｂ）。Ｘ軸スライド１５が送り原点に後退され、プローブ３６の先端が第１ピン４１と対向するように砥石台２０が下降され、プローブ３６が第１ピン４１の研削端面に当接してタッチセンサ３５からオン信号が出力されるまでＸ軸スライド１５が前進され、オン信号が出力されたときのＸ軸ポジションカウンタの内容Ｔｘ＝Ｅｘ２が記憶される（ステップ６３、図７ｃ）。
【００３０】
Ｘ軸スライド１５が原点復帰したとき、基準点ＲＴが位置する送り原点４６と基準面４３とのＸ軸方向の距離ＡｘからＥｘ１とＥｘ２との差が減算され、第１ピン４１の送り原点からの研削端面位置Ｂｘ’が算出されてメモリ４８に記憶される（ステップ６４）。今回の研削端面位置Ｂｘ’と先回の研削端面位置Ｂｘとが比較され、Ｂｘ’の方が小さい場合は、今回、第１ピン４１の先端面が砥石車Ｇの端面で研削されなかったことを示すので、Ｂｘ’の方が大きくなるまでステップ６１乃至６５が繰り返される（ステップ６５）。第１ピン４１の先端面が砥石車Ｇの端面で研削され、研削端面位置Ｂｘ’の方がＢｘより大きくなると、基準点ＲＴと砥石車Ｇの先端位置ＧＴとの間のＸ軸方向距離を示すＸ軸補正値Ｃｘ’が第１ピン４１の研削端面位置Ｂｘ’から第１ピン研削位置記憶エリヤの内容Ｄｘ及び砥石車Ｇの幅寸法Ｈの半分を減算することにより算出されてメモリ４８に記憶される（ステップ６６）。砥石車の先端位置ＧＴは砥石車２２の幅方向の中心線上の最下点である。砥石車Ｇの幅寸法Ｈは、最初に測定して入力しメモリ４８に記憶しておくもので、砥石車Ｇを交換しない限り一定である。
【００３１】
Ｚ軸スライド１１及びＸ軸スライド１５がサーボモータ１２，１６により砥石車Ｇの下端外周面が第２ピン４２と対向するまで移動される。先回、砥石車Ｇの下端外周面で第２ピン４２の先端面を研削したときのＹ軸ポジションカウンタの内容Ｔｙを記憶するメモリ４８の第２ピン研削位置記憶エリヤの内容Ｄｙに切込み量Δｙが加算される。砥石台２０がサーボモータ２１により送り原点からＹ軸ポジションカウンタの内容ＴｙがＤｙ＋Δｙになるまで下降され、第２ピン研削位置記憶エリヤの内容ＤｙがＤｙ＋Δｙに更新される（ステップ６７、図７ｄ）。この状態で図６に示すように、Ｘ軸スライド１５がサーボモータ１６により所定量往復移動されて砥石車Ｇが第２検知ピン４２の軸方向と直交する幅方向にトラバースされ、第２検知ピン４２の先端面が砥石車Ｇの幅方向に平坦に研削される。
【００３２】
砥石台２０が送り原点まで上昇され、旋回アーム３０が旋回シリンダ３２により旋回されてタッチセンサ３５が測定位置に進出されプローブ３６は垂直状態となる。プローブ３６の先端が第２基準面４４と対向するようにＺ軸スライド１１、Ｘ軸スライド１５が位置決めされ、プローブ３６が基準面４４に当接してタッチセンサ３５からオン信号が出力されるまで、砥石台２０が下降され、オン信号が出力されたときのＹ軸ポジションカウンタの内容Ｔｙ＝Ｅｙ１が記憶される（ステップ６８、図７ｅ）。砥石台２０が送り原点に上昇され、プローブ３６の先端が第２ピン４２と対向するようにＸ軸スライド１５が前進され、プローブ３６が第２ピン４２の研削端面に当接してタッチセンサ３５からオン信号が出力されるまで砥石台２０が下降され、オン信号が出力されたときのＹ軸ポジションカウンタの内容Ｔｙ＝Ｅｙ２が記憶される（ステップ６９、図７ｆ）。
【００３３】
砥石台２０が原点復帰したとき、基準点ＲＴが位置する送り原点４６と基準面４４とのＹ軸方向の距離ＡｙからＥｙ１とＥｙ２との差が減算され、第２ピン４２の送り原点４６からの研削端面位置Ｂｙ’が検出されてメモリ４８に記憶される（ステップ７０）。今回の研削端面位置Ｂｙ’と先回の研削端面位置Ｂｙとが比較され、Ｂｙ’の方が小さい場合は、今回、第２ピン４２の先端面が砥石車Ｇの下端外周面で研削されなかったことを示すので、Ｂｙ’の方が大きくなるまでステップ６７乃至７１が繰り返される（ステップ７１）。第２ピン４２の先端面が砥石車Ｇの下端外周面で研削され、研削端面位置Ｂｙ’の方がＢｙより大きくなると、基準点ＲＴと砥石車Ｇの先端位置ＧＴとの間のＹ軸方向の距離を示すＹ軸補正値Ｃｙ’が第２ピン４２の研削端面位置Ｂｙ’から第２ピン研削位置記憶エリヤの内容Ｄｙを減算することにより算出されてメモリ４８に記憶される（ステップ７２）。砥石車Ｇ先端位置の座標値の確定は、Ｘ軸及びＹ軸ポジションカウンタの内容Ｔｘ，ＴｙにＣｘ’，Ｃｙ’を加算して確定される。Ｚ軸スライド１１、Ｘ軸スライド１５、砥石台２０は送り原点に復帰され、先回アーム３０は旋回シリンダ３２により非測定位置に退避される。
【００３４】
主軸台２のチャック４にワークＷが取り付けられ、図９に示す溝加工プログラム８０が実行されると、工具先端位置座標値確定プログラム６０が実行された後に加工されたワークＷの個数を記憶するためにメモリ４８に割振られたワーク数カウンタの内容Ｊに１が加算される（ステップ８１）。
【００３５】
次に、ワークＷの溝位置が測定され、各溝の割出し中心位置が算出されて記憶される（ステップ８２）。即ち、旋回アーム３０が旋回シリンダ３２により測定位置に旋回され、Ｚ軸スライド１１、Ｘ軸スライド１５及び砥石台２０がサーボモータ１２，１６，２１により移動されて溝センサ３３が穴７の溝８と対向する測定位置に進出される。この状態で主軸３がサーボモータ５により低速で1回転され、溝センサ３３はワークＷの回転中に各溝８の両端エッジを検出してエッジが通過する毎にパルス状のエッジ信号を数値制御装置４５に送出する。数値制御装置４５では、各エッジ信号が出力されたときの主軸３の基準位置からの回転角度を記憶し、溝両端のエッジ信号から各溝８の測定中心位置θ１・・・θｍを求める。この各溝の測定中心位置と各溝の設定中心位置Θ１・・・Θｍとの各溝の偏差（θｍ−Θｍ）を全溝分合計した偏差総和Σ（θｍ−Θｍ）を溝数ｍで除して平均偏差εを求め、設定中心位置に平均偏差εを加算して各溝８の割出し中心位置（Θ１+ε）・・・（Θｍ+ε）を算出して記憶する。これにより各溝の中心位置のピッチ誤差の影響を最小とすることができ、溝研削の際の砥石車両端面での取代のばらつきを最小にすることができ、砥石車Ｇに作用する研削抵抗が両端面で異なって研削精度に悪影響を及ぼし砥石車Ｇの寿命を短くする等の不具合を最小にすることができる。各溝８の割出し中心位置の決定が完了すると、Ｚ軸スライド１１、Ｘ軸スライド１５、砥石台２０は送り原点に復帰され、先回アーム３０は旋回シリンダ３２により非測定位置に退避される。
【００３６】
次に、加工位置に割り出された溝８を所望仕上形状に加工するために砥石車Ｇの先端位置ＧＴが確定された工具先端位置の座標値に基づいて加工開始位置に位置決めされる。即ち、Ｘ軸スライダ１５及び砥石台２０がサーボモータ１６，２１により駆動され、Ｘ軸及びＹ軸ポジションカウンタの内容がＴｘ＝Ｘｔｃ−Ｃｘ’、Ｔｙ＝Ｙｔｃ−Ｃｙ’になる位置に位置決めされる（ステップ８３）。Ｘｔｃ，Ｙｔｃは溝加工時に砥石車Ｇの先端位置ＧＴが位置すべき送り原点４６からのＸ軸方向及びＹ軸方向の距離である。Ｃｘ’、Ｃｙ’は基準点ＲＴと砥石車Ｇ先端位置ＧＴとの間のＸ軸及びＹ軸方向距離を示すＸ軸及びＹ軸補正値である。溝数カウンタの内容Ｋに１が加算され（ステップ８４）、主軸３がサーボモータ５により基準位置から（Θ１+ε）回転され、割出し中心位置が加工中心位置に一致するようにワークＷの第１溝が加工位置に割り出される（ステップ８５）。
【００３７】
続いて図５に示すようにＺ軸スライド１１がサーボモータ１２により研削送り速度で前進され、溝８は砥石車ＧによりＹ軸方向に取代Δｄ切り込まれた状態でクリープ研削される。溝８の全長に亙って研削が完了すると砥石台２０は若干量上昇されて砥石車Ｇが溝８から逃がされ、Ｚ軸スライド１１は突出部２８が穴７から出るまで早戻し速度で後退される（ステップ８６）。溝数カウンタの内容ＫがワークＷに形成された溝数ｍか否かチェックされ（ステップ８７）、否であればステップ８４乃至８７が繰り返され全溝８が研削加工される。溝数カウンタの内容Ｋがｍになると、Ｋが０にリセットされ（ステップ８８）、ワーク数カウンタの内容Ｊがｎか否か、換言すれば砥石車Ｇ先端位置の座標値を確定してから次に確定を行うまでに加工できるワークＷの個数として設定したｎ個のワークＷの加工を行ったか否かチェックされ（ステップ８９）、否の場合はプログラムを終了する。ワーク数カウンタの内容Ｊがｎの場合、前述の工具先端位置座標値確定プログラム６０が実行され（ステップ９０）、ワーク数カウンタの内容Ｊを０にリセットして終了する。
【００３８】
尚、ステップ９０は、所定本数ｎの加工インターバルの第１本目の加工に先立って、ステップ８２の前又は後で、Ｊ＝１のときに、実行されるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る溝加工方法を実施する装置の全体を示す図である。
【図２】砥石台の砥石車を支承する突出部を示す図である。
【図３】溝センサとタッチセンサが取り付けられた旋回アームを示す図である。
【図４】砥石車の先端位置と基準点、穴に形成された溝及び送り原点の関係を示す図である。
【図５】溝の加工サイクルを示す図である。
【図６】砥石車を幅方向にトラバースして第2ピンの先端面を研削する状態を示す図である。
【図７】砥石車の先端位置の座標値を確定する各ステップにおける検知ピン、基準面、砥石車の基準点、送り原点の関係を示す図である。
【図８】工具先端位置座標値確定プログラムのフロー図である。
【図９】溝加工プログラムのフロー図である。
【符号の説明】
１・・・ベッド、２・・・主軸台、３・・・主軸、４・・・チャック、５，１２，１６，２１・・・サーボモータ、６，１３，１７，２２・・・エンコーダ、７・・・穴、８・・・溝、１１・・・Ｚ軸スライダ、１５・・・Ｘ軸スライダ、２０・・・砥石台、２８・・・突出部、３０・・・旋回アーム、３２・・・旋回シリンダ、３３・・・溝センサ、３５・・・タッチセンサ、３６・・・プローブ、４１，４２・・・第１、第２検知ピン、４３，４４・・・第１、第２基準面、４５・・・数値制御装置、４６・・・送り原点、５０・・・軸駆動制御ユニット、５１・・・プログラマブルコントローラ、５２・・・入力装置、Ｗ・・・ワーク、Ｇ・・・砥石車、ＧＴ・・・先端位置、ＧＲ・・・基準点、６０・・・工具先端位置座標値確定プログラム、８０・・・溝加工プログラム。

Claims

主軸軸線方向に穿設された穴に溝が形成されたワークを割出し回転可能に支承してベッド上に固定された主軸台と、前記主軸軸線と平行なＺ軸およびＺ軸と直角で互いに直角なＸ軸、Ｙ軸方向に移動可能にベッド上に装架された砥石台と、該砥石台に回転可能に支承され前記ワークに対してＺ軸方向に相対移動され前記穴に進入して前記溝を加工する砥石車と、前記ベッドにＸ軸及びＹ軸に夫々平行に取り付けられ前記砥石車の端面及び外周面で加工される第１及び第２検知ピンと、Ｘ軸及びＹ軸に夫々直角に前記ベッドに設けられた第１及び第２基準面と、を備え、
前記砥石車の端面で前記第１検知ピンを研削するステップと、タッチセンサのプローブを前記第１検知ピンの研削端面と前記第１基準面に当接して両者間の段差を測定するステップと、前記砥石車の外周面で前記第２検知ピンを研削するステップと、前記タッチセンサのプローブを前記第２検知ピンの研削端面と前記第２基準面に当接して両者間の段差を測定するステップと、前記第１検知ピンの研削端面と前記第１基準面との段差及び前記第２検知ピンの研削端面と前記第２基準面との段差に基づいて前記砥石車の先端位置の座標値を確定するステップと、前記ワークに形成された前記溝の割出し中心位置を溝センサにより測定された溝位置に基づいて決定するステップと、加工位置に割り出された前記溝を所望仕上形状に加工するために前記砥石車の先端位置を前記確定された砥石車先端位置の座標値に基づいて加工開始位置に位置決めするステップと、前記溝を割出し中心位置が加工中心位置と一致するように前記加工位置に割り出すステップと、前記加工開始位置から加工動作を実行して溝を加工するステップとからなることを特徴とする溝加工方法。
請求項１に記載の溝加工方法において、前記砥石車の外周面で前記第２検知ピンを研削するステップでは、前記第２検知ピンの軸方向と直交するＸ軸方向に砥石車をトラバースさせて、前記第２検知ピンの研削端面が砥石車幅方向に平坦となるようにすることを特徴とする溝加工方法。
請求項１又は請求項２に記載の溝加工方法において、前記溝の割出し中心位置を決定するステップ及び前記砥石車の先端位置の座標値を確定するステップにおいては、砥石台に設けられた前記溝センサ及びタッチセンサを非測定位置から測定位置へ進出させるステップを含み、前記溝の割出し中心位置を決定するステップでは、溝センサがワークの穴内に進入されて溝位置を測定し、溝を加工するステップに先立って非測定位置へ退避されることを特徴とする溝加工方法。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の溝加工方法において、前記溝を加工するステップでは、砥石車が溝の長手方向に沿ってクリープ研削送りされることを特徴とする溝加工方法。
ワークが着脱可能に装着される主軸を割出し回転可能に軸承してベッドに固定された主軸台と、前記主軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、主軸軸線と平行なＺ軸と直角で互いに直角なＸ軸、Ｙ軸方向に移動可能にベッド上に装架された砥石台と、前記砥石台のＸ軸及びＹ軸方向の位置を検出する手段と、該砥石台に回転可能に支承され前記主軸台に対してＺ軸方向に相対移動され前記ワークにＺ軸方向に穿設された穴に進入して穴内周面に形成された溝を加工する砥石車と、前記砥石台に測定位置と非測定位置との間で移動可能に装架され測定位置で前記穴内に進入されて溝位置を測定する溝センサと、前記ベッドにＸ軸及びＹ軸に夫々平行に取り付けられ前記砥石車の端面及び外周面で加工される第１及び第２検知ピンと、Ｘ軸及びＹ軸に夫々直角に前記ベッドに設けられた第１及び第２基準面と、前記砥石台に測定位置と非測定位置との間で移動可能に装架され測定位置で前記第１及び第２検知ピンの研削端面及び前記第１及び第２基準面を検知するタッチセンサとを備えたことを特徴とする溝加工装置。
請求項５に記載の溝加工装置において、前記溝センサ及びタッチセンサが取り付けられた旋回アームを前記砥石台に測定位置と非測定位置との間で旋回可能に支承したことを特徴とする溝加工装置。