JP4368570B2

JP4368570B2 - ツルーイングにおける接点確立方法

Info

Publication number: JP4368570B2
Application number: JP2002328134A
Authority: JP
Inventors: 山貴信秋
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2002-11-12
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2022-11-12
Also published as: JP2004160583A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研削盤の砥石を整形するツルーイングにおける接点確立方法に係り、特に、薄刃砥石などの研削砥石をツルーイングするにあたって、研削砥石とツルーイング砥石の接点を効率良く安全に出せるようにしたツルーイングにおける接点確立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、研削盤のＮＣ化と精密化が進んでおり、精巧な機械部品の成形に用いる金型の加工や、ガラス、プラスチック材料を直接加工して精密部品にする研削加工も行えるようになっている。
【０００３】
研削盤では、研削加工を続けていくと、次第に砥石の砥粒の切れ味が鈍ってきたり、砥石が摩耗して形状が変わってくるので、適宜、ドレッシングやツルーイングを行う必要がある。
【０００４】
そこで、円盤状の砥石である薄刃砥石のツルーイングについて、図８を参照しながら説明する。
薄刃砥石２は、研削盤の主軸頭５の主軸６に取り付けた状態で、その外周部の刃をツルーイング砥石３を用いて整形する。このツルーイング砥石３は、研削盤の機上に配置されたツルーイング装置４に装着され、水平面上を回転するようになっている。ツルーイング砥石３を回転させながら、その周縁部に薄刃砥石２の刃を接触させ、ツルーイングが行われる。
【０００５】
薄刃砥石２のツルーイングを始めるにあたっては、まず最初に、薄刃砥石２とツルーイング砥石３との位置を調整しておく必要がある。従来は、図８（ａ）において、薄刃砥石２の中心を通る鉛直線がツルーイング砥石３の中心を通るように、目測で両者の中心位置を合わせてから、さらに、図８（ｂ）に示すように、肉眼で見ながら主軸頭５を矢印方向に微量ずつ移動させながら、薄刃砥石２をツルーイング砥石３に接触させ、そこを接点としていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、薄刃砥石２とツルーイング砥石３の位置合わせ並びに接点出しを肉眼で見ながらの勘に頼っていたので、薄刃砥石２の中心とツルーイング砥石３の中心が厳密には合っていないまま接点を出すことになり、整形の精度が悪かった。
【０００７】
また、薄刃砥石２をツルーイング砥石３に接触させて接点を出すためには、往々にして作業員はカバー内部に顔を入れて薄刃砥石２を覗き込みながら作業をすることになり、保安上の問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、精度よく研削砥石の整形を行えるようにするするため、安全にかつ効率的に研削砥石とツルーイング砥石の接点を確立することができるツルーイングにおける接点確立方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、水平面上で直交するＸ軸、Ｙ軸および鉛直方向のＺ軸の少なくとも３軸を有する研削盤の研削砥石を、テーブル上に配置したツルーイング砥石で整形するツルーイングにおいて、前記研削砥石の整形を開始する前に、前記研削砥石のツルーイング砥石に対する接点の位置を正確に求める接点確立方法であって、前記研削砥石のＸ軸上の座標Ｘｔと、前記ツルーイング砥石のＸ軸上の座標が一致するように、当該研削砥石と前記ツルーイング砥石の中心を合わせ、前記ツルーイング砥石を回転させ、前記研削砥石を回転フリーの状態にして下降させながら前記ツルーイング砥石に接近させ、前記研削砥石の刃先がツルーイング砥石の上面に接触して前記ツルーイング砥石と共回りしたときの前記研削砥石の第１の接点のＺ座標Ｚｔを求め、前記研削砥石を前記ツルーイング砥石から退避させ、この退避位置から、前記研削砥石を前記第１の接点のＺ座標Ｚｔから前記刃の高さＺ1だけさらに下がった位置まで下降させ、前記ツルーイング砥石を回転させ、前記研削砥石を回転フリーの状態にして前記下降した位置からＹ軸方向に前記ツルーイング砥石に接近させ、前記研削砥石の刃をなす一方の刃面が前記ツルーイング砥石の外周部に接触して前記研削砥石が前記ツルーイング砥石と共回りしたときの当該研削砥石の第２の接点ＰｔのＹ軸上座標Ｙｔを確定し、当該第２の接点Ｐｔの座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ＋Ｚ１）を求めることを特徴とするものである。
【００１０】
この請求項１の発明によれば、静止していた研削砥石はツルーイング砥石に接触すると連れ回りし始めるため、接点を確実に検知することができる。そして、研削砥石とツルーイング砥石の中心を合わせてから、第１の接点、第２の接点と順に接点を求めていくことで、この第２の接点の座標を安全かつ正確に求めることができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記接点は、前記研削砥石の刃先がツルーイング砥石の上面に接触する接点と、前記研削砥石の刃をなす一方の刃面が前記ツルーイング砥石の外周部に接触する接点である。
【００１２】
前記研削砥石は、好ましくは薄刃砥石からなり、この薄刃砥石が取り付けられる主軸が主軸頭において空気静圧軸受によって支持される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るツルーイングにおける接点確立方法の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る研削盤を示す側面図で、図２は、同研削盤の正面図である。この図１および図２において、参照符号１０は、ベッドを示す。１２はコラムで、１４はテーブルを示している。このベッド１０の上には、ガイドレール１１が敷設されており、コラム１２は、ベッド１０上でガイドレール１１（またはＶ溝からなるガイド）を介して摺動可能に設置されている。また、ベッド１０の上面には、ガイドレール１１の延びる方向と直交する方向に延びるＶ溝１３ａ、１３ｂが形成されており、テーブル１４は、このＶ溝１３ａ、１３ｂを案内面として摺動可能に設置されている。コラム１２の側面には上下にガイドレール１５が延びており、このガイドレール１５に沿って主軸頭１６が昇降可能に設置されている。
【００１４】
この研削盤では、テーブル１４の送り運動を制御する軸がＸ軸、コラム１２の送り運動を制御する軸がＹ軸、主軸頭１６の昇降運動を制御する軸がＺ軸である。この実施形態では、これらＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に加えて、テーブル１４の上に配置された旋回台２７の旋回運動を制御するＣ軸が設けられている。
【００１５】
Ｘ軸の送り機構は、図２に示すように、Ｘ軸サーボモータ１７により駆動されるＸ軸ボールねじ１８と、テーブル１４の下面に取り付けられている図示しないボールナットとから構成されている。Ｙ軸の送り機構は、図１に示すように、Ｙ軸サーボモータ２０によって駆動されるＹ軸ボールねじ２１と、コラム１２の下面に取り付けられた図示しないボールナットから構成されている。Ｚ軸の送り機構についても同様に、コラム１２の頂部にＺ軸サーボモータ２２が設置されており、Ｚ軸ボールねじ２４が垂下するように延びて、主軸頭１６側に取り付けられた図示しないボールナットがＺ軸ボールねじ２４に螺合するようになっている。
【００１６】
主軸頭１６においては、主軸２５が図示しない空気静圧軸受を介して水平な姿勢で支持されている。主軸モータに通電されていない状態では、主軸２５はフリーに回転するようになっている。この主軸２５の先端部には、砥石フランジ２６ａ、２６ｂで挟み付けるようにして研削砥石２８が保持されている。この研削砥石２８は、この実施形態では、円盤状の薄刃砥石であって、鉛直面に平行な面内を回転する姿勢で主軸２５に取り付けられている。
【００１７】
図２に示すように、テーブル１４の上に設置された旋回台２７には、加工対象のワークを固定するためのチャック装置２９が載置されている。旋回台２７は、図示しないＣ軸サーボモータにより駆動されるＣ軸旋回機構を内蔵している。また、テーブル１４には、旋回台２７に加えて、加工のじゃまにならない位置にツルーイング装置３０が設置されている。図１に示すように、ツルーイング装置３０は、円柱状のツルーイング砥石３１と、このツルーイング砥石を回転駆動する駆動部３２とから構成されている。
【００１８】
図１において、参照符号４２は、ＮＣ装置を示し、参照符号４４は、ＮＣ装置４２から送られる指令に基づいてＸ軸サーボモータ１７、Ｙ軸サーボモータ２０、Ｚ軸サーボモータ２２をそれぞれ駆動するサーボ駆動回路である。手動パルス発生器４６は、研削砥石２８の位置等を手動で微動させるときに使用するもので、パルスを発生させ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｃ軸の各軸について手動で微動操作をすることができる。座標表示部４８は、ＮＣ装置４２に付属し、研削砥石２８の現位置のＮＣ座標を表示する機能を有している。
【００１９】
図３、図４に示すように、研削砥石２８の外周部の刃はＶ字形の刃である。この実施形態のツルーイング方法では、研削砥石２８の両側の刃面２８ａ、２８ｂを研削して、刃を精密にＶ字に整形する。他方、ツルーイング砥石３１では、外周にテーパ部３１ａが形成されている。図３は、研削砥石２８の内側の刃面２８ａをツルーイングする位置を示し、図４は、研削砥石２８の外側の刃面２８ｂをツルーイングする位置を示す。
【００２０】
以下、本実施形態によるツルーイングにおける接点確立方法について説明する。
図２において、あらかじめ研削砥石２８の位置するＸ軸上の座標Ｘｔを決めておく。そして、手動パルス発生器４６を操作してＸ軸サーボモータ１７にパルスを送り、テーブル１４を研削砥石２８に接近させ、予め決めた研削砥石２８のＸ軸の座標上で位置決めする。このとき、図５に示すように、研削砥石２８はツルーイング砥石３１の上にあって、研削砥石２８の回転の中心軸線とツルーイング砥石３１の回転の中心軸線とは直交する位置関係になり、これにより、研削砥石２８とツルーイング砥石３１の中心が正確に合うことになる。
【００２１】
次いで、図６（ａ）において、ツルーイング装置３０を駆動し、ツルーイング砥石３１がゆっくりと回転している状態にしておく。主軸頭１６の図示しない主軸モータには通電されておらず、したがって、空気静圧軸受によって支持されている主軸２５はフリーに回転できる状態になっている。
【００２２】
そして、手動パルス発生器４６を操作してＺ軸サーボモータ２２にパルスを送り、研削砥石２８の刃先がツルーイング砥石３１の上面に接触するまで、主軸頭１６をゆっくりと下降させる。研削砥石２８がツルーイング砥石３１の上面に接触すると、それまで静止していた研削砥石２８はツルーイング砥石３１とともに連れ回りするので、このときの研削砥石２８のＺ座標を座標表示部４８から読み取り、それをＺtとする。
【００２３】
その後、手動パルス発生器４６を操作して、主軸頭１６を上昇させ、さらにコラム１２を後退させ、図７（ａ）に示すように、ツルーイング砥石３１から研削砥石２８を待避させる。このときツルーイング砥石３１は回転したままであり、研削砥石２８は、ツルーイング砥石３１と接触しなくなると静止状態に戻ることになる。
【００２４】
次いで、図７（ｂ）に示すように、手動パルス発生器４６を操作してＺ軸サーボモータ２２にパルスを送り、刃の高さをＺ1として、研削砥石２８のＺ座標がＺｔ＋Ｚ1になるまで研削砥石２８を下降させ、このＺ座標上に位置決めする。
【００２５】
そして、図７（ｃ）に示すように、手動パルス発生器４６を操作してＹ軸サーボモータ２０にパルスを送りコラム１２を前進させ、研削砥石２８を極めてゆっくりとツルーイング砥石３１に接近させる。研削砥石２８の刃先の刃面２８ａがツルーイング砥石３１のテーパ部３１ａに接触すると、それまで静止していた研削砥石２８は、ツルーイング砥石３１と連れ回りをし始めるため、研削砥石２８の刃面２８ａの接触を確実に検知することができ、接点のＹ座標Ｙｔが確定する。既に、研削砥石２８とツルーイング砥石３１の回転中心が合っているので、この接点をツルーイングの基点とすることができる。さらに、研削砥石２８の刃先の接点および刃面２８ａの接点をツルーイング砥石３１の連れ回りを利用して検知しているので、特別な道具立てをする必要がなく実用的であるばかりか、従来のように、接点が出るまで研削砥石２８を覗き込むようなことをしないで済み、作業の安全を図ることができる。
【００２６】
以上のようにして、研削砥石２８とツルーイング砥石３１との接点の座標（Ｘt,Ｙt,Ｚt＋Ｚ１）をＮＣ装置４２の座標表示部４８から読み取ることで、接点の位置を正確に求めることができる。この接点をツルーイングの研削加工の基点Ｐｔにして、次のようにしてツルーイングを行う。
【００２７】
すなわち、研削砥石２８の内側の刃面２８ａを整形する場合を説明すると、研削砥石２８とツルーイング砥石の接点は、図３に示すようになる。そして、この接点は、すでに求めてある接点（Ｘt,Ｙt,Ｚt＋Ｚ１）である。そこで、研削砥石２８をツルーイング砥石３１のテーパ部３１ａに沿ってこの接点を通る経路上を移動させるべく、Ｙ、Ｚ補間を行うように、そしてＹ軸方向に追い込み量を入れるように加工プログラムを作成し、この加工プログラムに基づいた数値制御により研削砥石２８を整形すればよい。これにより、高精度のツルーイングが実現できる。
【００２８】
なお、研削砥石２８の反対側の刃面２８ｂの整形についても、図４に示すように同じように行えばよい。
【００２９】
以上、本発明に係るツルーイングにおける接点確立方法について、好適な実施形態を挙げて説明したが、研削砥石が薄刃砥石であれば、刃の断面が片Ｖ字形やＵ字形のものでも同じようにしてツルーイングを行うことが可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、安全にかつ効率的に研削砥石とツルーイング砥石の接点を実用的に確立した上で、精度よく研削砥石の整形を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるツルーイング方法が適用される研削盤を示す側面図。
【図２】図１の研削盤の正面図。
【図３】研削砥石の内側の刃面とツルーイング砥石の接点を示す説明図。
【図４】研削砥石の外側の刃面とツルーイング砥石の接点を示す説明図。
【図５】研削砥石とツルーイング砥石の中心を合わせた位置を示す図。
【図６】研削砥石をツルーイング砥石の上面に接触させた状態を示す図。
【図７】研削砥石をツルーイング砥石の外周部に接触させ接点を出す手順を示す図。
【図８】従来の研削砥石とツルーイング砥石の接点を出し方を説明する図。
【符号の説明】
１０ベッド
１２コラム
１４テーブル
１５ガイド
１６主軸頭
１７Ｘ軸サーボモータ
２０Ｙ軸サーボモータ
２２Ｚ軸サーボモータ
２５主軸
２８研削砥石
３０ツルーイング装置
３１ツルーイング砥石

Claims

水平面上で直交するＸ軸、Ｙ軸および鉛直方向のＺ軸の少なくとも３軸を有する研削盤の研削砥石を、テーブル上に配置したツルーイング砥石で整形するツルーイングにおいて、前記研削砥石の整形を開始する前に、前記研削砥石のツルーイング砥石に対する接点の位置を正確に求める接点確立方法であって、
前記研削砥石のＸ軸上の座標Ｘｔと、前記ツルーイング砥石のＸ軸上の座標が一致するように、当該研削砥石と前記ツルーイング砥石の中心を合わせ、
前記ツルーイング砥石を回転させ、前記研削砥石を回転フリーの状態にして下降させながら前記ツルーイング砥石に接近させ、前記研削砥石の刃先がツルーイング砥石の上面に接触して前記ツルーイング砥石と共回りしたときの前記研削砥石の第１の接点のＺ座標Ｚｔを求め、
前記研削砥石を前記ツルーイング砥石から退避させ、この退避位置から、前記研削砥石を前記第１の接点のＺ座標Ｚｔから前記刃の高さＺ1だけさらに下がった位置まで下降させ、
前記ツルーイング砥石を回転させ、前記研削砥石を回転フリーの状態にして前記下降した位置からＹ軸方向に前記ツルーイング砥石に接近させ、前記研削砥石の刃をなす一方の刃面が前記ツルーイング砥石の外周部に接触して前記研削砥石が前記ツルーイング砥石と共回りしたときの当該研削砥石の第２の接点ＰｔのＹ軸上座標Ｙｔを確定し、当該第２の接点Ｐｔの座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ＋Ｚ１）を求めることを特徴とするツルーイングにおける接点確立方法。
前記研削砥石は薄刃砥石からなり、この薄刃砥石が取り付けられる主軸が主軸頭において空気静圧軸受によって支持されたことを特徴とする請求項１に記載のツルーイングにおける接点確立方法。