JP4403577B2 - Workpiece measuring method and apparatus for grinding machine - Google Patents
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Description
本発明は、研削盤におけるワーク測定方法と、その装置に関し、特にワークの被研削円柱部を主軸回りへ公転変位させつつ研削するように実施されるオービット式研削においてワークの形状が変更されこれに伴いワークの測定位置が変わったときのワーク測定を省力的に行えるようにすることを特徴とする。 The present invention relates to a workpiece measuring method and apparatus for a grinding machine, and in particular, the shape of the workpiece is changed in orbit grinding performed so as to grind the workpiece while revolving and displacing a cylindrical portion to be ground around the main axis. Along with this, it is characterized in that the workpiece measurement can be performed in a labor-saving manner when the workpiece measurement position changes.
数値制御装置による制御により、主軸がワークの被研削円柱部(例えばクランクピン)を左右向き主軸中心線回りへ公転変位させる過程で、研削砥石が該被研削円柱部の外周面を研削するように作動するオービット式の研削盤は存在している(特許文献1、2及び3参照)。
The grinding wheel grinds the outer peripheral surface of the cylindrical part to be ground in the process of revolving and displacing the grinding target cylindrical part (for example, the crank pin) of the workpiece to the left and right by the control of the numerical controller. There are orbit grinders that operate (see
この種の研削盤においては、主軸上のワークを測定するために、主軸や研削砥石を支持した状態で床面に定置されるベッドと同体状個所に、ポスト外径測定装置や端面測定装置を設けることが行われている。
この際、ポスト外径測定装置や端面測定装置は、ベッドと同体状個所に形成された案内軌道と、該案内軌道上を前後方向へ移動される測定器とを備えたものとなされる。
In this type of grinding machine, in order to measure the work on the main spindle, a post outer diameter measuring device and an end surface measuring device are installed at the same location as the bed placed on the floor surface while supporting the main shaft and grinding wheel. It is done.
At this time, the post outer diameter measuring device and the end face measuring device are provided with a guide track formed at the same location as the bed, and a measuring instrument moved in the front-rear direction on the guide track.
このような研削盤によりオービット式の研削を実施するとき、研削対象のワークの形状が変更されると、ワークの測定時における測定器の位置をワークの形状に対応させて変更しなければならないことが生じる。
このような変更は現在のところ、専ら手作業によっているのが実情であり、多くの手間と時間を要し作業能率を低下させる要因をなしている。
When orbit grinding is performed with such a grinder, if the shape of the workpiece to be ground is changed, the position of the measuring instrument at the time of workpiece measurement must be changed according to the shape of the workpiece. Occurs.
At present, such a change is actually made by manual work, which takes a lot of labor and time and causes a reduction in work efficiency.
本発明は、ベッドと同体状個所に測定器を設けられた研削盤によりオービット式の研削を実施するとき、研削対象のワークの形状が変更されても、前記測定器によるワークの測定を、手間少なく行えるようになすことを目的としている。 In the present invention, when orbit grinding is performed by a grinder provided with a measuring device at the same location as the bed, even if the shape of the workpiece to be ground is changed, the measurement of the workpiece by the measuring device is troublesome. The purpose is to be able to do less.
上記目的を達成するため、本願発明に係る研削盤におけるワーク測定方法および、本願発明に係る研削盤におけるワーク測定装置は次の特徴を有する。 In order to achieve the above object, a workpiece measuring method in a grinding machine according to the present invention and a workpiece measuring apparatus in a grinding machine according to the present invention have the following characteristics.
即ち、本願発明に係る研削盤におけるワーク測定方法は、請求項1に記載したように、主軸の設けられたテーブルと、研削砥石とがベッドに支持されており、数値制御装置による制御により、前記テーブルが左右送りされ、前記主軸がワークの被研削円柱部を左右向き主軸中心線回りへ公転変位させ、該公転変位の過程で前記研削砥石が前後方向へ変位して前記被研削円柱部を研削するように作動する研削盤において、前記ベッドと同体状個所に前後方向の複数の案内軌道を左右方向へ並列させて形成し、これら案内軌道のうちの1つに送り移動体を数値制御による前後送り変位可能に案内させ、その他の前記案内軌道のそれぞれに測定器を前後移動可能に支持させ、これら測定器のうちの少なくとも1つを前記被研削円柱部の外径を測定するものとなし、これら測定器を択一的に前記送り移動体に連動させて前後方向上の特定位置に送り変位させ、このように送り変位された前記測定器にワークの被測定個所を測定させるように実施するものである。 That is, in the workpiece measuring method in the grinding machine according to the present invention, as described in claim 1, the table provided with the spindle and the grinding wheel are supported on the bed, and the control is performed by the numerical controller. The table is fed to the left and right, the spindle rotates and displaces the cylindrical part of the workpiece to be rotated left and right around the center line of the workpiece, and the grinding wheel displaces in the front-rear direction in the course of the revolution to grind the cylindrical part to be ground. In a grinding machine that operates in such a manner, a plurality of guide tracks in the front-rear direction are formed in parallel in the left-right direction in the same body portion as the bed, and the feed moving body is fed to one of these guide tracks by the numerical control It is guided so that it can be displaced, and a measuring instrument is supported on each of the other guide tracks so as to be movable back and forth, and at least one of these measuring instruments measures the outer diameter of the cylindrical portion to be ground. None, these measuring instruments are alternatively linked to the feed moving body to feed and displace to a specific position in the front-rear direction, and the measuring instrument thus measured by the feed and displacement is measured. Is to be implemented.
そして本願発明に係る研削盤におけるワーク測定装置は、請求項2に記載したように、主軸の設けられたテーブルと、研削砥石とがベッドに支持されており、数値制御装置による制御により、前記テーブルが左右送りされ、前記主軸がワークの被研削円柱部を左右向き主軸中心線回りへ公転変位させ、該公転変位の過程で前記研削砥石が前後方向へ変位して前記被研削円柱部を研削するように作動する研削盤において、前記ベッドと同体状個所に前後方向の複数の案内軌道を左右方向へ並列させて形成し、これら案内軌道のうちの1つに送り移動体を数値制御による前後送り変位可能に支持させると共に、その他の前記案内軌道のそれぞれにワークを測定するための測定器を前後移動可能に案内させ、これら複数の測定器を択一的に前記送り移動体と連動させる連動手段を形成したものである。
In the workpiece measuring apparatus in the grinding machine according to the present invention, a table provided with a spindle and a grinding wheel are supported by a bed as described in
この際、請求項3に記載したように、前記被研削円柱部に当接する振れ止め部材を前記送り移動体に固定した構成となすのがよい。 At this time, as described in claim 3, it is preferable that the steadying member that contacts the cylindrical portion to be ground be fixed to the feed moving body.
また上記した請求項4に記載したように、前記複数の測定器のそれぞれをその対応する前記案内軌道上の任意位置に固定させるものとしたロック手段を設けた構成となすのがよい。
In addition, as described in
そして本願発明に係る研削盤におけるワーク測定装置は、さらに請求項5に記載したように、主軸の設けられたテーブルと、研削砥石とがベッドに支持されており、数値制御装置による制御により、前記テーブルが左右送りされ、前記主軸がワークの被研削円柱部を左右向き主軸中心線回りへ公転変位させ、該公転変位の過程で前記研削砥石が前後方向へ変位して前記被研削円柱部を研削するように作動する研削盤において、前記ベッドと同体状個所に前後方向の複数の案内軌道を左右方向へ並列させて形成し、これら案内軌道のうちの1つに送り移動体を数値制御による前後送り変位可能に支持させると共に、前記被研削円柱部に当接する振れ止め部材を前記送り移動体に固定し、その他の前記案内軌道にワークを測定するための測定器を前後移動可能に案内させ、前記測定器と前記送り移動体との連動若しくは連動解除を選択的に行う連動手段を形成したものである。
And the workpiece | work measuring apparatus in the grinding machine which concerns on this invention is further supported by the bed with the table provided with the main axis | shaft and the grinding wheel as described in
上記した本発明によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、請求項1又は2に記載の発明によれば、ベッドと同体状個所に測定器を設けられた研削盤によりオービット式の研削を実施するとき、研削対象のワークの形状が変更されても、数値制御装置へ必要な情報を入力するという簡易な操作により、前記測定器によるワークの被研削円柱部の外径や、端面の左右方向位置の測定を全自動的或いは半自動的に行わせることができるのであり、前記測定器によるワークの測定を従来に較べて手間少なく行えるようになる。また数値制御により送り移動される単一の送り移動体で各測定器を測定位置に移動させることができるため、複数の測定器によるワークの測定を簡易な構造により安価に実施することができる。
According to the present invention described above, the following effects can be obtained.
That is, according to the first or second aspect of the present invention, when orbit grinding is performed by a grinding machine provided with a measuring device at the same location as the bed, even if the shape of the workpiece to be ground is changed, By the simple operation of inputting necessary information to the numerical control device, the measurement of the outer diameter of the workpiece cylindrical portion of the workpiece and the position of the end face in the left-right direction can be performed automatically or semi-automatically. As a result, the measurement of the workpiece by the measuring instrument can be performed with less effort than in the prior art. Further, since each measuring device can be moved to the measurement position by a single feed moving body that is fed and moved by numerical control, workpiece measurement using a plurality of measuring devices can be performed at a low cost with a simple structure.
請求項3記載の発明によれば、研削中においてワークの弾性変形によるその被研削円柱部の変位を振れ止め部材で規制することができて研削精度を向上させることができると共に、振れ止め部材を数値制御により変位させるための専用の駆動機構を設けないでも済み、研削盤のコンパクト化、軽量化及び低コスト化に寄与するものである。 According to the invention described in claim 3, during the grinding, the displacement of the cylindrical portion to be ground due to the elastic deformation of the workpiece can be restricted by the steady member, so that the grinding accuracy can be improved and the steady member can be It is not necessary to provide a dedicated drive mechanism for displacement by numerical control, which contributes to the compactness, weight reduction, and cost reduction of the grinding machine.
請求項4記載の発明によれば、ワークを測定する時の各測定器の案内軌道上での前後移動をロック手段で確実に規制できるため、各測定器によるワークの被研削円柱部の径長や、ベッド上でのワークの左右方向位置の測定を正確に行わせることができる。
According to the invention described in
請求項5記載の発明によれば、数値制御により振れ止め部材を送り移動する送り移動体で、測定器を測定位置に移動させることができるため、測定器に対して専用の駆動機構を設けないでも済み、研削盤のコンパクト化、軽量化及び低コスト化に寄与するものである。 According to the fifth aspect of the present invention, since the measuring device can be moved to the measurement position by the feed moving body that feeds and moves the steadying member by numerical control, a dedicated drive mechanism is not provided for the measuring device. However, it contributes to making the grinding machine more compact, lighter and less expensive.
次に本発明の実施の形態について説明する。
図1〜図8は本発明を実施したCNC研削盤に係り、図1は全体平面図、図2は振れ止め部材及びこれの駆動案内手段を示す側面図、図3は前記駆動案内手段をx方向と直交した面で切断した状態を振れ止め部材の後退側から見た断面図、図4は振れ止め部材及びこれの駆動案内手段を示す平面図、図5はワークの被研削円柱部の径を測定している状態を示す測定器周辺の平面図、図6はワークの回転半径面の位置を測定している状態を示す測定器周辺の平面図、図7はワークを研削するときの研削砥石の位置と研削経過時間との関係を示す説明図、図8はワークの研削中における被研削円柱部、研削砥石及び衝接面との関係を示す断面図である。ここに、CNCはコンピュータ数値制御を意味する。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
1 to 8 relate to a CNC grinding machine embodying the present invention, FIG. 1 is an overall plan view, FIG. 2 is a side view showing a steadying member and drive guide means thereof, and FIG. FIG. 4 is a plan view showing the steady rest member and its driving guide means, and FIG. 5 is the diameter of the cylindrical portion of the workpiece to be ground. FIG. 6 is a plan view of the periphery of the measuring instrument showing a state in which the position of the rotational radius surface of the workpiece is being measured, and FIG. 7 is a grinding for grinding the workpiece. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the relationship between the grinding target cylindrical portion, the grinding wheel, and the contact surface during grinding of the workpiece. Here, CNC means computer numerical control.
本発明に係るCNC研削盤はオービット式の研削を実施するものであって、図1に示すように、床面に定置されるベッド1、該ベッド1上に左右方向(z方向)の移動自在に設けられたワーク支持テーブル2、及び、ベッド1上に前後方向(x方向)の移動自在に設けられた砥石台3を備えている。 The CNC grinder according to the present invention performs orbit grinding, and, as shown in FIG. 1, a bed 1 placed on the floor and movable in the left-right direction (z direction) on the bed 1. And a grindstone table 3 provided on the bed 1 so as to be movable in the front-rear direction (x direction).
ベッド1の右端にはワーク支持テーブル2送り用のサーボモータ4が設けてあり、該サーボモータ4はワーク支持テーブル2をネジ送り機構4aを介してz方向へ送り移動させるものである。ベッド1の後端中央には砥石台3送り用のサーボモータ5が設けてあり、該サーボモータ5は砥石台3をネジ送り機構5aを介してx方向へ送り移動させるものである。
A
そして、ワーク支持テーブル2上の左右個所には左側主軸台6及び右側主軸台7を備えたワーク支持回転手段8が形成されている。各主軸台6、7上には同期回転される主軸9駆動用のサーボモータ10、10が設けられており、砥石台3の砥石回転軸11には研削砥石12が固定されており、砥石回転軸11にはこれを回転させるための駆動モータ13が連動連結されている。
And the work support rotation means 8 provided with the left spindle stock 6 and the right spindle stock 7 is formed in the left-right location on the workpiece support table 2. FIG. Servo
この際、各主軸台6、7に設けられた左右各側の主軸9と同体状に回転駆動されるチャック14、14を設け、各チャック14の中心位置で主軸9の中心位置に主軸センタ14aを設けている。
At this time, chucks 14 and 14 that are rotationally driven in the same manner as the
ワーク支持テーブル2の下側に位置したベッド1前縁の中央部には前側へ張り出した張出ベッド部1aが形成されており、該張出ベッド部1aの上面のz方向中央に振れ止め装置15が設けられ、該振れ止め装置15を挟むようにこれの左右側にポスト外径測定装置16及び端面測定装置17が設けられている。
A protruding bed portion 1a protruding to the front side is formed at the central portion of the front edge of the bed 1 located on the lower side of the work support table 2, and a steadying device is provided at the center in the z direction on the upper surface of the protruding bed portion 1a. 15 is provided, and a post outer
図2に示すように、張出ベッド部1aの上面にはz方向の案内軌道部材18が固定され、該案内軌道部材18にサドル部材19がz方向の変位可能に嵌合されており、該サドル部材19は締結ネジ固定手段20を介してz方向の任意位置に固定されるようになされている。サドル部材19の上面には案内台21がボルトを介して固定されており、該案内台21の上面でしかも、振れ止め装置15、ポスト外径測定装置16及び端面測定装置17のそれぞれの下側となる個所には、図3に示すように、これら装置15、16、17のそれぞれに対応した案内軌道21A、21B、21Cが形成されている。
As shown in FIG. 2, a
この際、案内軌道21Aは断面を方形状となされたx方向の直状溝21aを具備し、該直状溝21aの左右側面個所のそれぞれに断面形状を三角凹み形となされた摺接面を具備した直状雌案内部材22a、22bを対向状に配置されボルトを介して固定されている。また案内軌道21B、21Cは、何れも、断面形状を三角山形となされた摺接面を具備したx方向の直状案内突条部21bを形成され、該直状案内突条部21bの左右側に比較的低いx方向の突条21c、21dを形成されたものとなされている。なお、a1は油溝である。
At this time, the
振れ止め装置15は、主軸に支持されたワークwに当接される振れ止め部材23と、これを動力でx方向へ送り変位させる駆動案内手段24を備えている。振れ止め部材23は、研削砥石12の送り移動軌跡の延長線上の近傍に位置されx方向へ向けられた起立状板部材25と、この起立状板部材25の前端部側面個所に縦向きとなされて固定されたワーク支持部材26と、起立状板部材26の後端部の左右に固着されたフランジ部材27a、27bとからなり、ワーク支持部材26の前端面に接触片28固定され、該接触片28の前面を衝接面a2となされ、該衝接面a2がx方向及びz方向に対し垂直となされた起立状左右方向平面となされると共に、該起立状左右方向平面の縦方向長さをワークwの上下方向移動範囲よりも大きくなされている。
The
駆動案内手段24は、案内軌道21Aと、これの上面でx方向へ案内される被案内体29と、案内軌道21Aと被案内体29との間に設けられた駆動送り機構30とからなっている。
The drive guide means 24 includes a
被案内体29は高さの大きい前部方形部29Aと高さの低い後部方形部29Bとを備え、前部方形部29Aの前面に振れ止め部材23のフランジ部材27a、27bがボルトを介して固定されると共に、前部方形部29Aの左右側面に円形孔29b、29cを形成され、また前部方形部29Aと後部方形部29Bの下面が単一平面状となされいて、該下面のz方向幅の中央個所に断面方形状のx方向突条部29aを形成され、該x方向突条部29aの左右側面に一対の直状雄案内部材31a、31bをx方向へ向けて且つ前記一対の直状雌案内部材22a、22bにx方向の相対変位可能に嵌合されるように固定されたものとなされている。
The guided
駆動送り機構30は案内台21の後端近傍から起立させた後側起立支持部32に固定された駆動手段33としてのサーボモータと、案内台21から起立させた前側起立支持部34に形成されたスラスト軸受部35と、該スラスト軸受部35に回転のみ自在に支承された送り雄ねじ部材36と、被案内体29に固定され送り雄ねじ部材36を螺入された鍔付ナット体37からなっている。
The
この際、後側起立支持部32はサーボモータ33を固定するための透孔32aを形成されると共に下部に被案内体29の後部方形部29Bがx方向へ移動するための方形状の切欠32bを形成されており、また前側起立支持部34は図4に示すように左右方向の前面壁部34aとこれの左右側に位置された前後方向の側面壁部34b、34cとからなり、前面壁部34aにはスラスト軸受部35を形成するための透孔34dを形成されると共に、前面壁部34aの下端部には被案内体29の後部方形部29Bがx方向へ移動するための方形状の切欠34eを形成されている。サーボモータ33の出力軸33aはカップリング38を介して送り雄ねじ部材36の後端に結合されており、またスラスト軸受部35は一対の転がり軸受39、39とこれらを内包し前側起立支持部34に固定された鍔付筒部材40とを備え、送り雄ねじ部材36に形成されたカラー部36aと、送り雄ねじ部材36に螺着されたナット部材41と、鍔付筒部材40に形成された段差部と、鍔付筒部材40に螺着されたナット部材42とで送り雄ねじ部材36に作用するスラスト力を支持するものとなされている。鍔付ナット体37は被案内体29の前側方形部29Aに形成されたx方向孔29aに嵌合状に固定されている。サーボモータ33はこれの出力軸33aが回転することで送り雄ねじ部材36のねじ送り作用で鍔付ナット体37にx方向の送り力を付与し、該送り力で被案内体29及び振れ止め部材23をx方向へ送り変位させるものである。
At this time, the rear standing
ポスト外径測定装置16は、案内軌道21Bにx方向への摺動変位自在に支持された摺動台43と、該摺動台43を案内軌道21B上の任意位置に固定化させるロック手段44と、摺動台43を振れ止め装置15の被案内体29に任意時に連結させる連結手段45と、主軸9に支持されたワークwの被研削円柱部w1の直径又は半径を測定する外径測定器46と、該外径測定器46を摺動台43上でx方向へ変位させる駆動案内手段47とを備えている。
The post outer
この際、摺動台43は直状案内突条部21bに位置決めされた状態でx方向へ摺動変位されるものとなされており、またロック手段44は油圧を付与されることにより摺動台43を案内軌道21Bに締結固定させるように機能するものであり、連結手段45は摺動台43の上面に固定されたシリンダ部材48に油圧室48aを形成し、該油圧室48aにピストン体49をz方向の摺動変位自在に挿入し、ピストン体49の一端部に振れ止め装置15の前記円形孔29bに嵌入される結合部材50を延長状に固定したものとなされている。ここにピストン体49及び結合部材50は前記円形孔29b、29cと共に摺動台43を被案内体29に連動させるための連動手段をなす。
At this time, the
そして、測定器46は本体部46aに接触子46bをz方向軸46c回りの揺動可能に装着され、接触子46bの先端部が被研削円柱部w1の最高位置に接触したときの、接触子46bの中立位置からの上方への揺動量を検出し、該揺動量から被研削円柱部w1の径(直径又は半径)長を認識し、該径長情報を出力するものとなされている。
The measuring
駆動案内手段47は摺動台43の上部にx方向へ向けて固定された直状案内体47aと、該直状案内体47aにより一定姿勢を保持したままx方向に案内されるものであって外径測定器46を固定され油圧によりx方向へ往復変位される被案内体47bと、該被案内体47bを油圧によりx方向へ往復駆動する伸縮シリンダ装置47cとを備えたものとなされている。
The driving guide means 47 is a straight guide body 47a fixed to the upper part of the
端面測定装置17は、ポスト外径測定装置と対称な構造となされているのであり、説明簡略化のため実質的に同一の部材には同一符号を付して説明を省略する。端面測定装置17がポスト外径測定装置16と異なる点について説明すると、摺動台43が案内軌道21Cにx方向への摺動変位自在に支持されており、また連結手段45の結合部材50が振れ止め装置15の前記円形孔29cに嵌入されるようになされており、また主軸9に支持されたワークwのz方向位置を測定する端面測定器51を備えており、該端面測定器51は本体部51aに接触子51bを縦方向軸51c回りの揺動可能に装着され、接触子51bの先端部がワークwの回転半径面に接触したときの、接触子51bの基準位置からの左右方向への揺動量を検出し、該揺動量からワークwのz方向位置を認識し、該z方向位置情報を出力するものとなされ、駆動案内手段47の被案内体47bに固定されている。
Since the end
ベッド1の近傍には図1に示すように各部を制御するためのコンピュータ数値制御装置52が設けてあり、該コンピュータ数値制御装置52は必要な情報を入力するための入力部52aを備えており、またポスト外径測定装置16の出力した径情報を入力されるものとなされている。
As shown in FIG. 1, a computer numerical control device 52 for controlling each unit is provided in the vicinity of the bed 1, and the computer numerical control device 52 has an
またコンピュータ数値制御装置52内には、外径測定器46や端面測定器51による測定時の各測定器46、51の位置情報である測定器位置情報と、外径測定器46や端面測定器51による測定時のワークwの位置情報であるワーク位置情報とを演算する演算手段53と、外径測定器46や端面測定器51を数値制御により前記測定器位置情報に対応する位置に位置させる測定器移動制御手段54と、ワークwを数値制御により前記ワーク位置情報に対応する位置に位置させるワーク移動制御手段55とが設けられており、またコンピュータ数値制御装置52内には各サーボモータを制御するための座標が設定されている。
Also, in the computer numerical control device 52, measuring device position information which is position information of each measuring
次に上記したCNC研削盤でワークwであるクランクシャフトのクランクピン(被研削円柱部w1)を研削する場合の使用例について説明する。
コンピュータ数値制御装置52に自動的な研削を実行させるためのプログラムを入力部52aから入力し記憶させる。そして、左側主軸台6のチャック14と右側主軸台7のチャック14との間に、クランクシャフトwを配置し、クランクシャフトwの各端部の図5などに示すジャーナルw2、w2の端面中心穴に主軸センタ14a、14aを嵌合させ押圧させた後、チャック14を把持作動させ、クランクシャフトwを主軸9に固定状に支持させる。これにより、ジャーナルw2中心は主軸9の回転中心に安定的に合致された状態となる。
Next, an example of use in the case of grinding a crank pin (a cylindrical portion to be ground w1) of a crankshaft that is a workpiece w by the above-described CNC grinder will be described.
A program for causing the computer numerical controller 52 to perform automatic grinding is input from the
そして、主軸9に支持させたクランクシャフトwの形状情報(例えばクランクシャフトwの各構成部分のz方向上の位置情報や、クランクピンw1のジャーナルw2中心に対する偏心量や、クランクピンw1の径長情報など)、及び、外径測定器46や端面測定器51によるワークwの被測定個所の位置情報などを入力部52aから入力する。この例では外径測定器46によるワークwの被測定個所はクランクピンw1の外周面のz方向上の特定個所ps1(図5参照)であり、該特定位置ps1についての位置情報を入力するのであり、また端面測定器51によるワークwの被測定個所はクランクアームw3の回転半径面をなす端面の特定個所ps2(図5参照)であり、該特定個所ps2についての位置情報を入力する。
Then, the shape information of the crankshaft w supported by the main shaft 9 (for example, the position information in the z direction of each component of the crankshaft w, the amount of eccentricity of the crankpin w1 with respect to the journal w2 center, the diameter length of the crankpin w1) Information, etc.) and the position information of the part to be measured of the workpiece w by the outer
この後、入力部52aから研削開始指令を入力するのであり、これによりコンピュータ数値制御装置52の指令による以下のような自動的な研削工程が実行される。
先ず、演算手段53の演算結果に基づいて、測定器移動制御手段54及びワーク移動制御手段55が次のような端面測定作動を行わせる。即ち、サーボモータ4の回転作動によりワークw支持テーブル2がz方向へ送り変位されることによりクランクシャフトwがワークw支持テーブル2と一緒に、端面測定器51に対しこれと干渉しない図6に示す相対配置となる特定位置に移動される。次にサーボモータ33が回転作動されることにより振れ止め装置15の被案内体29が図4に示す位置にある端面測定装置17の摺動台43のx方向上の位置に関連した特定位置に送り変位される。
Thereafter, a grinding start command is input from the
First, based on the calculation result of the calculation means 53, the measuring instrument movement control means 54 and the workpiece movement control means 55 perform the following end face measurement operation. That is, when the workpiece w support table 2 is fed and displaced in the z direction by the rotation of the
次に油圧で端面測定装置17のピストン体49がこれに対応した結合部材50を振れ止め装置15側へ変位されることにより該結合部材50の先部が振れ止め装置15の被案内体29の円形孔29c内に挿入され、該挿入に関連して端面測定装置17のロック手段44に固定解除用の油圧が付与されて端面測定装置17の摺動台43の該ロック手段44による固定状態が解除される。
Next, the
次にサーボモータ33が回転作動することにより被案内体29がx方向上のジャーナルw2中心側(前進側)の特定位置まで送り変位され、この送り変位が端面測定装置17の結合部材50を介して端面測定装置17の摺動台43を図6に示すように前進側の特定位置に変位させる。次に端面測定装置17のロック手段44に固定用の油圧が付与されてその対応する摺動台43が固定状態となされ、該固定状態の下でサーボモータ33が回転作動し、被案内体29が端面測定装置17の結合部材50と円形孔29cとの隙間の例えば半分距離だけ前進側の逆側(後退側)へ送り変位され、これら結合部材50と円形孔29cとが僅かに離反される。次に油圧で端面測定装置17のピストン体49が振れ止め装置15から離れる側へ変位され、その対応する結合部材50が振れ止め装置15の被案内体29の円形孔29cから抜き出される。このとき、端面測定装置17の摺動台43はロック手段44により固定状態を保持される。
Next, when the
次にサーボモータ33が回転作動されることにより振れ止め装置15の被案内体29が必要量だけ後退側へ変位されて衝接面a2がクランクシャフトwと干渉
46とx方向上で正対した状態となされる。
Next, when the
次にサーボモータ33が回転作動されることにより振れ止め装置15の被案内体29がポスト外径測定装置16の摺動台43の図4に示す位置に対応したx方向上の特定位置に送り変位される。
Next, the guided
次に先と同様にポスト外径測定装置16用のピストン体49が変位されることによりその対応する結合部材50の先部が振れ止め装置15の被案内体29の円形孔29b内に挿入され、該挿入に関連して、ポスト外径測定装置16用のロック手段44によるポスト外径測定装置16用の摺動台43の固定状態が解除される。次にサーボモータ33が回転作動することにより被案内体29が前進側の特定位置に送り変位され、この送り変位がポスト外径測定装置16用の結合部材50を介してポスト外径測定装置16の摺動台43を図5に示すように前進側の特定位置に変位させる。
Next, when the
次にポスト外径測定装置16用のロック手段44に固定用の油圧が付与されてその対応する摺動台43が固定状態となされ、該固定状態の下で、サーボモータ33が回転作動して被案内体29をポスト外径測定装置16用の結合部材50と円形孔29bとの隙間の例えば半分距離だけ前進側の逆側(後退側)へ送り変位させ、これら結合部材50と円形孔29bとが僅かに離反される。次にポスト外径測定装置16用のピストン体49が変位され、その対応する結合部材50が振れ止め装置15の被案内体29の円形孔29bから抜き出される。次にサーボモータ33が回転作動されることにより振れ止め装置15の被案内体29が必要量だけ後退側へ変位されて衝接面a2がクランクシャフトwと干渉しない位置に位置された状態となる。
Next, a fixing hydraulic pressure is applied to the lock means 44 for the post outer
次に端面測定装置17の駆動案内手段47が端面測定器51を比較的大きな速度で図6に示す案内始端p01から案内終端p02まで前進させて端面測定器51を測定位置に位置させ、次にサーボモータ4が回転作動され、クランクシャフトwの特定端面ps2がワーク支持テーブル2と一緒にz方向の測定位置p03に送り変位される。ここにp03は入力部52aからの入力情報に基づいて演算されたものである。
Next, the drive guide means 47 of the end
これによりクランクアームw3の端面の被測定個所ps2が端面測定器51の接触子51bを押圧して変位させるものとなり、該変位に基づいて、CNC数値制御装置52内のz方向座標上でのクランクシャフトwの位置が把握され、クランクシャフトwの各構成部分のz方向座標上の座標値が特定される。
As a result, the point to be measured ps2 on the end face of the crank arm w3 presses and displaces the contact 51b of the end
このようにして端面測定装置17による端面測定作動が終了した後は、駆動案内手段47が端面測定器51を案内終端p02から案内始端p01に後退させる。
After the end face measurement operation by the end
次に駆動モータ13が回転されて、研削砥石12が回転駆動される。また必要に応じサーボモータ4が回転され、ワーク支持テーブル2がz方向へ移動される。該移動によりワークwが主軸台6などと共に移動されるのであり、これにより、クランクピンw1は図1に示すようにx方向上で研削砥石12と対向した状態となされる。続いて、必要に応じサーボモータ5が回転され、研削砥石12はコンピュータ数値制御装置52内に設定されたx方向座標上の、予め入力されたプログラム上で決定されている図7中の座標値p1に対応したx方向上の初期位置へ移動される。
Next, the drive motor 13 is rotated, and the grinding wheel 12 is rotationally driven. Further, the
次にサーボモータ5が比較的大きな速度で回転されることにより、研削砥石12が急速に前進側(ジャーナルw2中心へ近づく側)へ移動され、研削砥石12は予めプログラム上で決定されている図7中の座標値p2に対応するx方向上位置に移動される。
Next, when the
この後、サーボモータ5及びサーボモータ10が予め入力されたプログラムに従って互いに関連した速度で制御回転されるのであり、これにより研削砥石12及び振れ止め部材23は図8に示すように、クランクピンw1の回転軌跡mの直径をストロークとしてクランクピンw1の送り回転に追従してx方向へ往復変位され、この変位中に、サーボモータ5が研削砥石12を予め定めた切込条件でx方向のクランクピン中心p05側へ送り変位させると共に、サーボモータ33が振れ止め部材23を研削砥石12の粗研切込条件に従いつつx方向のクランクピン中心p05側へ送り変位させる。
Thereafter, the
これにより、研削砥石12はクランクピンw1が主軸9回りへ公転変位される過程で該クランクピンw1を切り込むのであり、一方、このような研削中、振れ止め部材23の衝接面a2は主軸9回りへ公転変位されるクランクピンw1の外周面に常に当接してこれを支持する。研削砥石12による研削中には、研削砥石12とクランクピンw1との接触個所に発生する研削抵抗がクランクピンw1を略々振れ止め部材23側のx方向へ押してクランクシャフトwを撓み変形させようとするが、ワークw振れ止め部材23がクランクピンw1の外周面を支持して、クランクシャフトwの撓みを効果的に阻止する。したがって、クランクピンw1の一回転当たりの研削砥石12の切込量を比較的大きくした状態で研削しても、クランクピンw1は撓み変位の規制された状態の下で精度良く研削されるのである。
As a result, the grinding wheel 12 cuts the crank pin w1 in a process in which the crank pin w1 is revolved around the
該研削におけるクランクピンw1の一回転当たりの研削砥石12の切込量は研削が進行する段階に従って、即ち図7に示す粗研切込の行われる第1段階、中粗研切込の行われる第2段階、精研切込の行われる第3段階の順に小さくなすのがよい。 The cutting amount of the grinding wheel 12 per one rotation of the crank pin w1 in the grinding is performed according to the stage in which the grinding proceeds, that is, the first stage in which rough cutting is performed as shown in FIG. It is good to make it small in order of the 2nd stage and the 3rd stage in which fine cutting is performed.
この際、第1段階の開始点は研削砥石12がこれを制御するための前記x方向座標上における図7中の特定の座標値p2に対応するx方向上位置に達したときであり、第2段階の開始点p3は研削砥石12がx方向座標上における図7中の特定の座標値p3に対応するx方向上位置に達したときであり、第3段階の開始点は、研削砥石12がx方向座標上における図7中の特定の座標値p4に対応するx方向上位置に達したときである。 At this time, the starting point of the first stage is when the grinding wheel 12 reaches the upper position in the x direction corresponding to the specific coordinate value p2 in FIG. The start point p3 of the second stage is when the grinding wheel 12 reaches the position on the x direction corresponding to the specific coordinate value p3 in FIG. 7 on the x direction coordinate, and the start point of the third stage is the grinding wheel 12 Is when the position in the x direction corresponding to the specific coordinate value p4 in FIG. 7 on the x direction coordinate is reached.
このような研削において、研削砥石12がx方向座標上における図7中の特定の座標値p4に対応するx方向上位置に達したときは、第2段階が終了され、スパークアウトが実施される。該スパークアウトは、第2段階の主軸9によるクランクピンw1の回転送り変位を続行させたまま、研削砥石12の切込送りが停止された状態を言うものであり、該スパークアウト中には研削砥石12が機械構成部材などに残存する弾性力でクランクピンw1に押圧された状態となり、クランクピンw1は極めて少ない切込で研削される。該スパークアウトは、クランクシャフトwが予めプログラムで定められている複数回だけ回転される期間中、継続されるものであり、少なくともクランクシャフトwの一回転以上の期間に亘って継続されると、研削中のクランクピンw1の全周面は切込による段差の殆ど存在しない滑らかな曲面となる。
In such grinding, when the grinding wheel 12 reaches the upper position in the x direction corresponding to the specific coordinate value p4 in FIG. 7 on the x direction coordinate, the second stage is finished and spark out is performed. . The spark-out refers to a state in which the cutting feed of the grinding wheel 12 is stopped while continuing the rotational feed displacement of the crank pin w1 by the
上記スパークアウトが開始されると、クランクピンw1の公転変位に対応した振れ止め部材23のx方向送り変位は継続されるものの、研削砥石12の切込送りに対応した振れ止め部材23のx方向送りは停止されるのであり、したがって、該スパークアウトによるクランクピンw1の最終的な研削が行われると、振れ止め部材23はクランクピンw1から離れた状態となり、振れ止め部材23とクランクピンw1との接触による傷発生が回避される。該スパークアウトが終了した後、研削砥石12及び振れ止め部材23はワークwから離反され例えば初期位置に復帰される。
When the spark out is started, the x-direction feed displacement of the
次に、演算手段53の演算結果に基づいて、測定器移動制御手段54及びワーク移動制御手段55が次のようなポスト外径測定作動を行わせる。即ち、サーボモータ4の回転作動によりワーク支持テーブル2がz方向へ送り変位されることによりクランクピンw1がワーク支持テーブル2と一緒に送り変位され、クランクピンw1の予め入力された被測定個所ps1は、図5に示すように外径測定器46とx方向上で正対した状態となされる。
Next, based on the calculation result of the calculation means 53, the measuring instrument movement control means 54 and the workpiece movement control means 55 perform the following post outer diameter measurement operation. That is, when the work support table 2 is fed and displaced in the z direction by the rotation of the
次にサーボモータ10が回転作動されることにより主軸9が回転送りされてクランクピンw1がジャーナルw2中心回りに回転され先に演算された主軸9回りの特定角度位置である測定位置に送り変位される。例えば図8において、クランクピンw1の中心p05がジャーナルw2の中心bを含みx方向に平行な平面上に位置する状態となされる。次に駆動案内手段47が図5に示すように外径測定器46を比較的大きな速度で案内始端p01から案内終端p02まで前進させて外径測定器46を測定位置に位置させる。
Next, when the
これにより外径測定器46の接触子46bが入力部52aからの入力情報により特定されたクランクピンw1の被測定個所ps1である外周面最高位置に接触してz方向軸46c回りへ押圧されて変位され、該変位に対応した信号が外径測定器46から発出され、該信号に基づいてクランクピンw1の径長が把握される。
As a result, the contact 46b of the outer
このようにしてポスト外径測定装置16の外径測定作動が終了した後は、先と同様に駆動案内手段47が外径測定器46を案内終端p02から案内始端p01に後退させる。このとき、ポスト外径測定装置16の摺動台43の位置はロック手段44により固定状態を保持される。次にサーボモータ4が作動し、研削砥石12とクランクピンw1とがx方向上で正対される。
After the outer diameter measuring operation of the post outer
一方では、ポスト外径測定装置16による測定により得られたクランクピンw1の径長測定値と、クランクピンw1の径長の計画研削仕上寸法とが比較され、研削の不足量値がCNC数値制御装置52の演算機能により演算される。該不足量値に基づいて、サーボモータ5、サーボモータ10及びサーボモータ33が回転作動されるのであり、これによりクランクシャフトwが主軸9回りへ送り変位されると共に、研削砥石12がクランクピンw1に当接され続いて該不足量値分だけ漸次に切込送りされる。また振れ止め部材23が研削砥石12の送り変位に関連して送り変位されて研削中のクランクピンw1に当接され、既述したところと同様にクランクピンw1を支持する。これにより、クランクピンw1は該不足量値分に対応した第3段階の精研を正確に実行され、実際の径長を計画研削仕上寸法に近づけられるのである。
On the other hand, the measured value of the length of the crankpin w1 obtained by the measurement by the post outer
上記精研が終了したとき、先のスパークアウトに準じたスパークアウトが再び実施されてクランクピンw1の外周面の全周囲を段差のない平滑な仕上面となされるのであり、この後、サーボモータ5及びサーボモータ33が逆向きへ回転作動されて、研削砥石12及び振れ止め部材23がこれらの初期位置に復帰されるのであり、該復帰後、サーボモータ5、10、33は作動を停止され、次のクランクシャフトwの研削に備える。
When the above-described fine finishing is completed, the spark-out according to the previous spark-out is performed again, and the entire periphery of the outer peripheral surface of the crank pin w1 is made a smooth finish without any step. Thereafter, the
上記クランクシャフトwの研削終了後にも、同じ形状のクランクシャフトwを多数研削するときは、1つのクランクシャフトwを主軸9に支持させる都度、研削開始指令を入力部52aから入力する。これにより、研削砥石12は先と同様にクランクピンw1の研削を開始するが、この研削では、ポスト外径測定装置16による外径測定のための作動は行われないのであり、研削砥石12は粗研の開始時の研削砥石位置p2から精研の終了時点の研削砥石位置p5まで連続して研削を実行する。なお、以後のクランクシャフトwの研削においては、予め入力された数のクランクシャフトwの研削が終了する度に、これの次に研削される1つのクランクシャフトwは、最初の1つのクランクシャフトwの場合と同様にポスト外径測定作動を含む研削を実行するのである。このようなポスト外径測定処理を行うことにより、研削砥石12の摩耗などによる研削精度の低下が回避される。
When a large number of crankshafts w having the same shape are ground after grinding of the crankshaft w, a grinding start command is input from the
上記した同一形状のクランクシャフトwの研削が終了した後、これまでとは異なる形状、例えばピンの偏心量の異なるクランクシャフトwを研削するときは、該クランクシャフトwを主軸9に固定状に支持させると共に、入力部52aから該クランクシャフトwの形状情報、及び、ポスト外径測定装置16や端面測定装置17によるワークwの被測定個所の情報を入力し、その後、研削開始指令を入力する。これによりその後の研削は既述したところと同様に自動的に行われる。この際、ポスト外径測定装置16や端面測定装置17は手作業による位置変更や取替えなどの段取替えをしないでも、クランクピンw1の被測定個所ps1の外径長やクランクアームw3の端面個所ps2を測定するものとなる。
After grinding of the crankshaft w having the same shape as described above, when a crankshaft w having a different shape from that of the conventional one, for example, a crankshaft w having a different amount of pin eccentricity, is fixedly supported on the
上記の使用例は種々に変更して差し支えないであり、例えば、入力部52aから研削開始指令を入力した後の研削は必ずしも全自動的に行わせる必要はなく、半自動的に行わせたり、各部の作動順や作動位置を変更することができる。
The above use examples may be changed in various ways. For example, grinding after inputting a grinding start command from the
また上記研削盤は次のように変形できる。
(1)外径測定器46や端面測定器51のそれぞれを専用の数値制御駆動手段で送り変位させるようになすこともできる。
(2)端面測定装置17は省略し、従来と同様な端面測定を実施するものとなすこともできる。
(3)摺動台43と測定器46又は51の間に介設された駆動案内手段47を省略し、代わりに、摺動台43に測定器46又は51を固設して、案内軌道21B又は21Cを張出ベッド1aに対しx方向へ変位させるための駆動手段を形成し、該駆動手段を駆動案内手段47に準ずる機能を奏するものとなす。
(4)1つの摺動台43上に外径測定器46及び端面測定器51の複数を装着することも可能である。
The grinding machine can be modified as follows.
(1) The outer
(2) The end face measuring
(3) The driving guide means 47 interposed between the sliding table 43 and the measuring
(4) It is possible to mount a plurality of outer
1 ベッド
2 ワーク支持テーブル
9 主軸
12 研削砥石
21B 案内軌道
21C 案内軌道
23 振れ止め部材
29b 円形孔(連動手段)
29c 円形孔(連動手段)
44 ロック手段
46 外径測定器
49 ピストン体(連動手段)
50 結合部材(連動手段)
51 端面測定器
52 数値制御装置
53 演算手段
54 測定器移動制御手段
55 ワーク移動制御手段
w ワーク
w1 被研削円柱部
1
29c Circular hole (interlocking means)
44 Locking means 46 Outer
50 coupling member (interlocking means)
51 End face measuring instrument 52
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