JP5277692B2

JP5277692B2 - ポストプロセス定寸制御装置

Info

Publication number: JP5277692B2
Application number: JP2008092988A
Authority: JP
Inventors: 勝晴井上; 智久山口
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2028-03-31
Also published as: US8041446B2; US20090247049A1; JP2009241233A; EP2106880A3; CN101549476B; EP2106880A2; EP2106880B1; CN101549476A

Description

本発明は、研削盤において、工作物の研削加工箇所を測定し、その測定結果に応じて砥石車の工作物への切込み量を制御するポストプロセス定寸制御装置に関するものである。

一般に、工作物の研削は数値制御可能な研削装置（数値制御研削盤）を利用して、該工作物が主軸に従って回転可能に装着され、主軸に対して交差方向に移動可能な砥石台の移動量を主軸の回転と同期させながら制御して加工を行っている。その際、効率よく研削を実施するため、寸法管理の方法として、まず仕上げ分の研削量を残した寸法にて粗研削を実施し、その後付属の寸法測定装置にて該工作物の粗研削後寸法を測定し、実際に測定した寸法と計算上の寸法との差を求め、その差に応じた位置補正量だけ砥石台の位置補正を行うポストプロセス定寸制御装置がある。

そして、特許文献１に記載されているように、具体的にポストプロセス定寸制御を行なうにあたっては、コールドスタート時、即ち、長時間、研削盤の電源がＯＦＦされた状態が維持され、その後電源が投入された初期の状態と、ウォームアップ後、即ち、電源投入後一定時間運転が維持され、研削盤が十分暖機された状態とがある。そして暖機された状態の方がコールドスタート時の初期状態に比べ、加工寸法のばらつきが小さくなることが周知であるため、寸法ばらつきの大きいコールドスタート時には、工作物に対して短い寸法測定間隔にて寸法を測定し、例えば全ての工作物についてポストプロセス定寸制御を実施する。研削盤が暖機されたであろうと判断できる時期には、ばらつきが小さくなるため、ポストプロセス定寸制御の寸法測定間隔を長くして、例えば、工作物１０本に１本の割合で実施するという様に事前に設定されたプログラミングデータに基づいた寸法測定間隔にてポストプロセス定寸制御を実施するものが知られている。
特開平５−８４６４６号公報（段落〔０００３〕、〔０００４〕、〔０００５〕、〔００２３〕、〔００２４〕、図２〜図５）

しかしながら、上記のポストプロセス定寸制御装置においては、事前に設定された工作物の寸法測定間隔に基づいてポストプロセス定寸制御を実施しているため、機差、気温差、研削盤の停止時間の長短等については考慮されておらず、定寸補正の必要が無い場合でも初期に設定されたプログラム通りの寸法測定間隔でポストプロセス定寸制御を実施してしまい、加工サイクルタイムが延長して生産性低下の一因となっている。そこで研削盤のさまざまな状態に応じて適宜、もっとも適切な寸法測定間隔にてポストプロセス定寸制御を実施できるシステムが望まれていた。

本発明は上記した従来の不具合を解消するためになされたもので、研削時の研削盤の状態に応じて定寸制御の寸法測定間隔を切替え制御できるポストプロセス定寸制御装置を提供せんとするものである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、工作物を回転軸線回りに回転駆動可能に支持する工作物支持装置と、砥石車を回転駆動可能に支承し前記回転軸線と交差する方向に相対移動可能な砥石台と、前記工作物の寸法を測定する寸法測定装置と、を備えた研削盤において、前記砥石台が前記交差する方向に所定量だけ前進することによって前記砥石車により研削された研削箇所の寸法を前記寸法測定装置により測定し、前記砥石台が前記所定量だけ前進することによって前記砥石車により研削される研削箇所の計算上の寸法と前記寸法測定装置により測定された寸法との差である加工誤差に応じた位置補正量だけ前記砥石台の原点位置の補正を行う原点位置補正手段と、該原点位置補正手段により前記砥石台の原点位置の補正が行われてから次に原点位置の補正が行われるまでの寸法測定間隔の間に研削される工作物の個数を設定する寸法測定間隔設定手段と、を有するポストプロセス定寸制御装置にして、前記研削箇所の公差及び前記研削盤の工程能力に基づいて管理精度が設定され、前記寸法測定間隔設定手段は、今回の寸法測定間隔における最後の工作物についての前記加工誤差を、今回の寸法測定間隔における工作物の個数で除した１個当りの加工誤差を求め、前記管理精度を前記１個当りの加工誤差で除した商に対して小数点以下を切捨てた整数部分の値を、次回の寸法測定間隔における工作物の個数に設定することである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、非真円研削箇所を有する工作物を支持する主軸が回転駆動可能に軸承されて基台に装架された主軸台と、砥石車を回転駆動可能に支承し前記主軸の回転軸線と直角な送り方向に進退移動可能に基台に装架された砥石台と、前記非真円研削箇所の仕上形状に沿ったプロフィルデータに基づいて前記主軸の回転と前記砥石台の進退移動とを関連付けて前記主軸と前記砥石台とに創成運動を行わせるとともに、前記砥石台を前記送り方向に前進させて前記砥石車を前記非真円研削箇所に切込ませる制御装置と、前記非真円研削箇所の寸法を計測する寸法測定装置と、を備えた研削盤において、前記砥石台が前記創成運動を行いながら第１切込量だけ切込み前進することによって前記砥石車により研削された非真円研削箇所の寸法を前記寸法測定装置により測定し、前記砥石台が前記創成運動を行いながら前記第１切込量だけ切込み前進することによって前記砥石車により研削される非真円研削箇所の計算上の寸法と前記寸法測定装置により測定された寸法との差である加工誤差に応じた位置補正量だけ前記砥石台の原点位置の補正を行った後に、前記制御装置に前記砥石台が前記創成運動しながら第２切込量だけ切込み前進するように制御させる原点位置補正手段と、該原点位置補正手段により前記砥石台の原点位置の補正が行われてから次に原点位置の補正が行われるまでの寸法測定間隔の間に研削される工作物の個数を設定する寸法測定間隔設定手段と、を有するポストプロセス定寸制御装置にして、前記研削箇所の公差及び前記研削盤の工程能力に基づいて管理精度が設定され、前記寸法測定間隔設定手段は、今回の寸法測定間隔における最後の工作物についての前記加工誤差を、今回の寸法測定間隔における工作物の個数で除した１個当りの加工誤差を求め、前記管理精度を前記１個当りの加工誤差で除した商に対して小数点以下を切捨てた整数部分の値を、次回の寸法測定間隔における工作物の個数に設定することである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、工作物を回転軸線回りに回転駆動可能に支持する工作物支持装置と、砥石車を回転駆動可能に支承し前記回転軸線と交差する方向に相対移動可能な砥石台と、前記工作物の寸法を測定する寸法測定装置と、を備えた研削盤において、前記砥石台が前記交差する方向に所定量だけ前進することによって前記砥石車により研削された研削箇所の寸法を前記寸法測定装置により測定し、前記砥石台が前記所定量だけ前進することによって前記砥石車により研削される研削箇所の計算上の寸法と前記寸法測定装置により測定された寸法との差である加工誤差に応じた位置補正量だけ前記砥石台の位置補正を行う砥石台位置補正手段と、該砥石台位置補正手段により前記砥石台の位置補正が行われてから次に位置補正が行われるまでの寸法測定間隔の間に研削される工作物の個数を設定する寸法測定間隔設定手段と、を有するポストプロセス定寸制御装置にして、前記研削箇所の公差及び前記研削盤の工程能力に基づいて管理精度が設定され、前記寸法測定間隔設定手段は、先回と今回の寸法測定間隔における最後の工作物についての前記加工誤差の差を、今回の寸法測定間隔における工作物の個数で除した１個当りの加工誤差の差を求め、前記管理精度を前記１個当りの加工誤差の差で除した商に対して小数点以下を切捨てた整数部分の値を、次回の寸法測定間隔における工作物の個数に設定することである。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、非真円研削箇所を有する工作物を支持する主軸が回転駆動可能に軸承されて基台に装架された主軸台と、砥石車を回転駆動可能に支承し前記主軸の回転軸線と直角な送り方向に進退移動可能に基台に装架された砥石台と、前記非真円研削箇所の仕上形状に沿ったプロフィルデータに基づいて前記主軸の回転と前記砥石台の進退移動とを関連付けて前記主軸と前記砥石台とに創成運動を行わせるとともに、前記砥石台を前記送り方向に前進させて前記砥石車を前記非真円研削箇所に切込ませる制御装置と、前記非真円研削箇所の寸法を計測する寸法測定装置と、を備えた研削盤において、前記砥石台が前記創成運動を行いながら第１切込量だけ切込み前進することによって前記砥石車により研削された非真円研削箇所の寸法を前記寸法測定装置により測定し、前記砥石台が前記創成運動を行いながら前記第１切込量だけ切込み前進することによって前記砥石車により研削される非真円研削箇所の計算上の寸法と前記寸法測定装置により測定された寸法との差である加工誤差に応じた位置補正量だけ前記砥石台の位置補正を行った後に、前記制御装置に前記砥石台が前記創成運動しながら第２切込量だけ切込み前進するように制御させる砥石台位置補正手段と、該砥石台位置補正手段により前記砥石台の位置補正が行われてから次に位置補正が行われるまでの寸法測定間隔の間に研削される工作物の個数を設定する寸法測定間隔設定手段と、を有するポストプロセス定寸制御装置にして、前記研削箇所の公差及び前記研削盤の工程能力に基づいて管理精度が設定され、前記寸法測定間隔設定手段は、先回と今回の寸法測定間隔における最後の工作物についての前記加工誤差の差を、今回の寸法測定間隔における工作物の個数で除した１個当りの加工誤差の差を求め、前記管理精度を前記１個当りの加工誤差の差で除した商に対して小数点以下を切捨てた整数部分の値を、次回の寸法測定間隔における工作物の個数に設定することである。

請求項１に係る発明においては、研削箇所の計算上の寸法と、測定された寸法との差である加工誤差に応じた位置補正量だけ砥石台の原点位置の補正が行われる。その後、次に原点位置の補正が行われるまでの間に研削される工作物の個数が設定される。このために今回の寸法測定間隔における最後の工作物についての加工誤差を、今回の寸法測定間隔における工作物の個数で除した１個当りの加工誤差が求められる。そして、管理精度を１個当りの加工誤差で除し、求められた商の小数点以下を切捨てた整数部分の値が、次回の寸法測定間隔における工作物の個数として設定される。これにより、研削時の研削盤の状態に応じて定寸制御の寸法測定間隔を設定することができ、必要のない測定を行わなくて済み、ポストプロセス定寸制御を効率的に行なうことができる。また、加工サイクルタイムが短縮し生産性を向上させることができるとともに工程能力をも十分満足した製品が得られる。

請求項２に係る発明においては、第１切込量だけ切込み前進することによって研削される非真円研削箇所の計算上の寸法と、測定された寸法との差である加工誤差に応じた位置補正量だけ砥石台の原点位置の補正が行なわれる。その後、次に原点位置の補正が行われるまでの間に研削される工作物の個数が設定される。このために、今回の寸法測定間隔における最後の工作物についての加工誤差を、今回の寸法測定間隔における工作物の個数で除した１個当りの加工誤差が求められる。そして、管理精度を１個当りの加工誤差で除し、求められた商の小数点以下を切捨てた整数部分の値が、次回の寸法測定間隔における工作物の個数として設定される。これにより、研削時の研削盤の状態に応じて定寸制御の寸法測定間隔を設定することができ、必要のない測定を行わなくて済み、ポストプロセス定寸制御を効率的に行なうことができる。また、特にポストプロセス定寸制御が適した非真円箇所の研削において、加工サイクルタイムが短縮し生産性を向上させることができるとともに工程能力をも十分満足した製品が得られる。

請求項３に係る発明においては、研削箇所の計算上の寸法と測定された寸法との差である加工誤差に応じた位置補正量だけ砥石台の位置補正が行なわれる。その後、次に位置補正が行われるまでの間に研削される工作物の個数が設定される。このために、先回と今回の寸法測定間隔における最後の工作物についての加工誤差の差を、今回の寸法測定間隔における工作物の個数で除した１個当りの加工誤差の差が求められる。そして、管理精度を１個当りの加工誤差の差で除し、求められた商の小数点以下を切捨てた整数部分の値が、次回の寸法測定間隔における工作物の個数として設定される。これにより、研削時の研削盤の状態に応じて定寸制御の寸法測定間隔を設定することができ、必要のない測定を行わなくて済み、ポストプロセス定寸制御を効率的に行なうことができる。また、加工サイクルタイムが短縮し生産性を向上させることができるとともに工程能力をも十分満足した製品が得られる。

請求項４に係る発明においては、研削される非真円研削箇所の計算上の寸法と測定された寸法との差である加工誤差に応じた位置補正量だけ砥石台の位置補正が行なわれる。その後、次に位置補正が行われるまでの間に研削される工作物の個数が設定される。このため、先回と今回の寸法測定間隔における最後の工作物についての加工誤差の差を、今回の寸法測定間隔における工作物の個数で除した１個当りの加工誤差の差が求められる。そして、管理精度を１個当りの加工誤差の差で除し、求められた商の小数点以下を切捨てた整数部分の値が、次回の寸法測定間隔における工作物の個数として設定される。これにより、研削時の研削盤の状態に応じて定寸制御の寸法測定間隔を設定することができ、必要のない測定を行わなくて済み、ポストプロセス定寸制御を効率的に行なうことができる。また、特にポストプロセス定寸制御が適した非真円箇所の研削において、加工サイクルタイムが短縮し生産性を向上させることができるとともに工程能力をも十分満足した製品が得られる。

以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、数値制御研削盤２の基台１０上には、螺子送り機構を介してサーボモータ１１により駆動されるテーブル１２が主軸軸線に平行なＺ軸方向に摺動可能に配設されている。さらに、テーブル１２上には、主軸１３を軸承した主軸台１４が装架され、その主軸１３は主軸用サーボモータ１５によって回転される。また、図１においてテーブル１２の右側に、心押台１６が載置され、心押台１６のセンタ１７ａと、主軸１３のセンタ１７ｂとによって非真円箇所を有する工作物が挟持されている。

加えて、基台１０の後方には、工作物Ｗに対して進退移動可能な砥石台１９が案内され、砥石台１９は砥石台用サーボモータ２１と送り螺子を介して連結され、サーボモータ２１の正逆転によりＺ軸と直角なＸ軸方向に前進及び後退することができる。また砥石台１９にはモータＭによって回転駆動される砥石軸２９が軸承され砥石軸２９に砥石車Ｇが固定されている。

またテーブル１２上には砥石車Ｇにて粗研削された工作物Ｗの径を測定する寸法測定装置１８が設置されている。図５は、寸法測定装置１８の構成を示すものであり、工作物Ｗの外周に両側から当接する一対のフィーラ１８ａと、このフィーラ１８ａの機械的変位を電気信号に変換する差動トランス等の変位検出部１８ｂとから構成される。この寸法測定装置１８は支持部材３０を介して油圧シリンダ３１のピストンロッド３１ａに結合され、油圧シリンダ３１により工作物Ｗに対し進退可能になっている。３２は支持部材３０に固定されたパイロットバーで、テーブル１２に固定されているベース３４に摺動可能に案内され、これにより寸法測定装置１８はテーブル１２上に進退可能に支持される。工作物Ｗのベース円部寸法Ｈ_ｍの計測に際しては、図５に示すように、油圧シリンダ３１により後退動作される寸法測定装置１８が工作物Ｗ方向に前進され、フィーラ１８ａが２点鎖線に示すように工作物Ｗの測定部であるベース円部に係合される。これにより、フィーラ１８ａの開き度合いが変位検出器１８ｂで検出されベース円部寸法Ｈ_ｍが測定され、測定されたベース円部寸法Ｈ_ｍはデジタル信号に変換された後、ＲＡＭ２６に記憶される。

さらに、数値制御研削盤２には、図１に示すように、主軸１３の回転及び砥石台１９の進退運動を制御するために、操作盤２３を有する数値制御装置２２が各軸（Ｘ軸、Ｃ軸、Ｚ軸）の運動を制御するドライブユニットＤＵを介して接続されている。

ここで、数値制御装置２２は、操作盤２３から入力された加工指令信号に基づいて主軸１３の回転及び砥石台１９の送り量等を制御し工作物Ｗを研削加工するための装置である。数値制御装置２２は、図２に示すように、主軸１３の回転運動等を制御するメインＣＰＵ２４、制御用プログラムＣＰが予め記憶されるＲＯＭ２５、及び入力されたデータ等が一時的に記憶されるＲＡＭ２６とから主に構成されている。ここで、ＲＡＭ２６には、工作物Ｗが指定形状に沿って研削加工されるためのプロフィルデータＰＤが記憶されており、プロフィルデータＰＤによって、主軸１３の回転位相角度毎に砥石台１９にＸ軸方向移動量が与えられるとともに、主軸１３の回転速度ＶＲ１が指示され創成運動が行われるものである。プロフィールデータＰＤには研削中に砥石車Ｇが工作物Ｗに対して切込み前進されるための切込み量が重畳されている。

加えて、数値制御装置２２は、各サーボモータ１１，１５，２１等を駆動するためのドライブＣＰＵ３６とドライブ用ＲＡＭ３７とを備えている。そして、ドライブ用ＲＡＭ３７は、メインＣＰＵ２４から砥石台１９、テーブル１２、及び主軸１３の各位置をそれぞれ示す位置データが指示されると、その情報を記憶し、ドライブＣＰＵ３６に送る。そして、ドライブＣＰＵ３６は、加工に関する制御軸（Ｃ軸、Ｘ軸、Ｚ軸）の送り量をスローアップ、スローダウン、及び目標点の補間等の演算を行い、補間点の位置決めデータを一定周期で出力し、さらに、パルス分配の後、駆動指令パルスをそれぞれのドライブユニットＤＵに出力するものである。

次に、非真円箇所を有する工作物を研削する数値制御研削盤２に第１の実施形態に係るポストプロセス定寸制御装置を適用した場合について説明する。始めに、未研削の工作物が主軸１３及び心押台１６の間に挟持される。その後、所定の入力手段によってＲＡＭ２６に予め入力されて、記憶されているプロフィルデータＰＤにより、主軸１３の回転位相角度毎に砥石台１９にＸ軸方向移動量が与えられるとともに、主軸１３の回転速度ＶＲ１が指示され創成運動が行われる。またプロフィールデータＰＤに、研削中に砥石車Ｇを工作物Ｗに対して切込み前進させるための切込み量が重畳されて、早送り量分前進された後、粗研削切込量（第１切込量）だけ前進され粗研削加工が実施される。

粗研削加工後、ポストプロセス定寸制御が行なわれる。まず主軸が、工作物Ｗの非真円箇所が横方向を向くように定位置停止され、砥石台１９が研削原点まで後退される。そして寸法測定装置１８が油圧シリンダ３１の作用によりパイロットバー３２に案内され、工作物Ｗに向かって前進されてフィーラ１８ａが横向きに停止されている工作物Ｗの測定部であるベース円部に係合される。これにより、フィーラ１８ａの開き度合いが変位検出器１８ｂで検出されベース円部寸法Ｈ_ｍが測定され、測定されたベース円部寸法Ｈ_ｍはデジタル信号に変換された後、ＲＡＭ２６に記憶される。次にベース円部寸法の計算上の寸法Ｈ_ｃと前記寸法測定装置１８により測定されたベース円部寸法Ｈ_ｍとの加工誤差に応じたαが演算されてＲＡＭ２６に記憶されるとともに、砥石台１９の原点位置が位置補正量α／２だけ補正される。

即ち、１本目の粗研削後のベース円部寸法Ｈ_ｍ１と計算上のベ−ス円部寸法Ｈ_ｃとの差（Ｈ_ｍ１−Ｈ_ｃ）＝α₁が演算され、このα₁が加工誤差としてＲＡＭ２６に記憶され、かつ砥石台１９がα₁／２だけ工作物の切り込み方向に対し前進又は後退され砥石台１９の研削原点が位置補正量α₁／２だけ補正される。その後、砥石台１９は早送り量分前進された後、粗研削切込量だけ粗研削送り速度で前進され、仕上げ送り速度で仕上げ切込量（第２切込量）だけ前進されて仕上げ研削が行われる。

そして、１本目の仕上げ加工終了後、砥石台１９は仕上げ切込量、粗研削切込量および早送り量分だけ後退され、研削原点から、２本目の粗研削加工が実施される。その後、前述の１本目と同様に寸法測定装置１８にて粗研削後の工作物Ｗのベース円部寸法Ｈ_ｍ２が測定され、そして２本目のベース円部寸法Ｈ_ｍ２と、計算上のベース円部寸法Ｈ_ｃとの差（Ｈ_ｍ２−Ｈ_ｃ）＝α_２が求められ、１本目の加工で補正された砥石台１９の研削原点が位置補正量α_２／２だけ、さらに補正される。そして砥石台１９は早送り量分前進された後、粗研削完了位置まで粗研削時の送り速度にて前進され、その後、仕上げ送り速度にて仕上げ研削切込量だけ前進されて仕上げ研削が行われる。

３本目以降の工作物において、寸法測定装置で研削箇所を測定して砥石台の位置補正を行なう原点位置補正手段のための研削箇所の測定間隔Ｘ、即ち、今回の原点位置補正から次回の原点位置補正までの間に研削箇所を測定することなく研削可能な工作物の個数は次式によって求められる。

（数１）
Ｘ＝Ｐ／{加工誤差α／（先回のポストプロセス定寸制御から今回のポストプロセス定寸制御までに研削した工作物の総個数）｝

式（数1）において、Ｘの値が２以上の場合に次の工作物についてはポストプロセス定寸制御は必要なし、と判定される。そのとき、次回のポストプロセス定寸制御までの間に寸法測定なしで加工される工作物の個数、即ち、測定間隔Ｘは、求められた商に対し小数点以下を切捨て、整数部分を取り出した数値とする。またＰは管理精度であり、研削加工上の許容幅または狙い幅のことであって、その都度、製品への要求により設定される数値であるが、一般的には、図面上の公差幅や要求される工程能力を公差幅に換算する等して決定される。αは今回における工作物Ｗの計算上のベース円部寸法Ｈ_ｃと寸法測定装置１８により測定されたベース円部寸法Ｈ_ｍとの加工誤差である。ただし、後述する第２の実施形態においてのαは先回のポストプロセス定寸制御時の加工誤差と今回のポストプロセス定寸制御時の加工誤差の差を表すものである。

次に実施の形態に係るポストプロセス定寸制御の作動を図３に示す制御のフローチャートに基づいて説明する。まず、工作物Ｗが搬入され（Ａ）、主軸１３と心押台１２の間に挟持される。そして、加工すべき工作物Ｗが、全て加工終了したかどうかの判定が行われ（Ｓ１）、終了であればプログラムを終了し、終了でなければステップＳ２に移行される。ステップＳ２では搬入された工作物Ｗが、例えば電源投入直後、もしくは休憩直後であれば、作業者によって１本目の工作物であるという信号が操作盤２３より入力される。そして該工作物Ｗを搬入した状態が電源投入直後、もしくは休憩直後であるか否かの判定がステップＳ２において入力された１本目の工作物であるという信号の有無によって行われ、有りの場合は電源投入直後、もしくは休憩直後であると判定される（Ｓ３）。電源投入または休憩の直後である、と判定されたときは、工作物Ｗに対して研削はされない早送り量が早送り速度にて移動された後、粗研削切込量だけ砥石台１９がＸ軸方向に移動され、粗研削が実施される（Ｓ４）。粗研削完了後、砥石台１９はＸ軸方向に研削原点まで後退される（Ｓ５）。その後、粗研削された部分の外径が寸法測定装置１８により測定され（Ｓ６）、計算上の外径との差より、加工誤差α_１が求められる（Ｓ７）。砥石台１９は位置補正量α_１／２だけＸ軸方向に移動され研削原点が位置補正される(Ｓ８)。その後、砥石台１９は早送り速度にて早送り量だけＸ軸方向に移動された後、粗研削速度にてＸ軸方向に粗研削完了位置まで移動され、移動後の位置から、仕上げ研削切込量だけＸ軸方向に前進し、仕上げ研削加工が実施される（Ｓ９）。加工後、砥石台１９は、早送り量と粗研削切込量と仕上げ研削切込量とを合算した量だけ後退される、即ち、補正量α／２だけ位置補正された研削原点に後退され、１本目の工作物Ｗの加工が終了されて（Ｓ１０）、工作物Ｗが搬出される（Ｓ１１）。

その後、２本目の工作物Ｗが搬入され（Ａ）、上記と同様、加工すべき工作物Ｗが、全て加工終了したかどうかの判定が行われ（Ｓ１）、終了であればプログラムを終了し、終了でなければステップＳ２に移行される。工作物Ｗが搬入された状態が電源投入直後、もしくは休憩直後であるか否かの判定が行われ（Ｓ３）、この場合、否であるため、ステップＳ１２により、２本目か否かの判定をされ、２本目であれば前述したステップＳ４〜Ｓ１０の工程と同内容のステップＳ１３〜Ｓ１９が実施される。そしてＸの値が演算され、小数点以下を切捨てた整数の値が求められる（Ｓ２０）。その後ステップＳ２１によって、次の工作物Ｗについてポストプロセス定寸制御が必要か否か、の判定が行われる。測定間隔Ｘの値が２より小であるときはポストプロセス定寸制御が次の工作物Ｗについても必要であると判定され、毎回フラグがＯＮとされ（Ｓ２２）、工作物Ｗが搬出される（２３）。また測定間隔Ｘの値が２以上のときは、ポストプロセス定寸制御の測定間隔をあけても良いと判定され、毎回フラグはＯＦＦとされ（Ｓ２４）、工作物Ｗが搬出される（２５）。さらに、次の工作物Ｗの加工を実施するが、３本目であるためステップＳ３、Ｓ１２はＮＯであり、ステップＳ２６に至り、ここで毎回フラグがＯＮか否か判定される。

先ほどステップＳ２１にてポストプロセス定寸制御が必要であるという、判定をされた場合、毎回フラグはＯＮであるため、ステップＳ２６に従い再度ステップＳ１３〜Ｓ１９が実施され、ステップＳ２０にてＸの値が演算され、小数点以下を切捨てた整数の値が求められ、再び、ステップＳ２１にて次の工作物Ｗのポストプロセス定寸制御が必要か否か、の判定をされる。例えば、図６に示す例の場合は３本目の定寸制御が必要である。図６は横軸に工作物の加工本数、縦軸に各工作物について測定した加工誤差αを示す。そして工作物を示す縦線の上端に付される▼はポストプロセス定寸制御が必要であることを示す。

しかし２本目の工作物ＷにおいてステップＳ２１にて、ポストプロセス定寸制御の測定間隔をあけても良い、と判定された場合は、毎回フラグはＯＦＦであるため（Ｓ２４）、ステップＳ２６においてはＮＯの方向へ進み、ステップＳ２８〜Ｓ３０によって、あけても良いとされた測定間隔回数が消化されるまで工作物Ｗが順次加工される。ここでステップＳ２７およびＳ３１のＩは測定間隔回数Ｘを表している。Ｉすなわち測定間隔回数はステップＳ３１を通過するたび1回ずつ減算され、Ｉ＝１となったとき、ステップＳ２７にてステップＳ１３に移行され、ステップＳ１３〜Ｓ２１が再度実行されて、次回の測定間隔回数が決定される。このように加工すべき工作物Ｗが全て終了するまでフローチャート１に基づき加工が継続される。よって本実施形態においては、次回の測定間隔回数が、そのときの研削盤の状態に応じて決定されるため、必要のない定寸制御のための測定を行わなくて済み、ポストプロセス定寸制御を効率的に行なうことができるとともに、加工サイクルタイムが短縮して生産性を向上することができる。また工程能力をも十分満足した製品が得られる。

第１の実施形態では工作物が順次研削されポストプロセス定寸制御が実施される度に研削原点がα／２だけ変更され、砥石台１９が同量、位置補正されて、後退時も、位置補正された後の研削原点まで後退する。しかし第２の実施形態では、研削原点は変更されず、砥石台１９は常に初期の研削原点に後退される構成のものである。

第２の実施の形態に係るポストプロセス定寸制御の作動を図４に示すフローチャート２に基づいて説明する。第１の実施形態との相違点は、まず、ステップＳ４０とＳ４１の間、もしくはステップＳ４８とＳ４９の間で粗研削加工後、砥石台１９が位置補正のための移動がされないことである。

次にステップＳ４１及びＳ４９において、砥石台１９が補正量α／２と早送り量分、移動された後、粗研削速度にてＸ軸方向に粗研削切込量が移動され、移動後の位置から、仕上げ研削切込量だけＸ軸方向に移動されて仕上げ研削加工が実施されることであり、さらにステップＳ４２及びＳ５０において、仕上げ切込量と粗研削切込量と早送り量および位置補正量α／２が合算された分だけＸ軸方向に後退され初期の研削原点まで後退することである。

また、ステップＳ５１においてＸの演算に用いられる式（数1）の因子である加工誤差αは先回のポストプロセス定寸制御時の加工誤差と今回のポストプロセス定寸制御時の加工誤差の差を表すものであり、最後にステップＳ５９に示すように、粗研削を行う際の切込量は、早送り量を移動された後、補正切込量α／２に粗研削切込量とを加算した分である。よって第２の実施形態においては、必要のない定寸制御のための測定を行わなくて済み、ポストプロセス定寸制御を効率的に行なうことができるとともに、加工サイクルタイムが短縮して生産性を向上することができる。また工程能力をも十分満足した製品が得られる。

上記実施形態では、非真円箇所を有する工作物を研削する場合について述べたが、例えば円筒研削盤のように円筒状の加工箇所を複数有する工作物を加工するものにも同様に適用でき、円筒研削盤に適用した場合について別の実施形態として説明する。別の実施形態においては、第１の実施形態との相違点のみ述べ、同様の構成、作用等については詳細な説明を省略する。

従来より、円筒研削盤では工作物の寸法を測定しながら研削する、所謂インプロセス定寸制御による加工が行われている。インプロセス定寸制御とは予め制御装置によって計算された切込み量に基づき砥石台が移動され、工作物の研削加工が行われる際に、工作物の加工と同時にインプロセスゲージによって工作物の加工径が計測され、加工径が目標値に到達したときに、加工を完了させるものである。インプロセス定寸制御による加工においては、研削盤の暖気状態等に応じて、制御装置によって計算された切込み量と、実際にインプロセス定寸制御によって切込まれた切込み量に誤差αが発生する場合がある。このときは誤差分の位置補正量（α／２）だけ砥石台の原点位置補正がおこなわれ、次の工作物Ｗはインプロセス定寸制御を行わず、砥石台の原点位置補正が行われた状態から、制御装置によって計算された切込み量にて加工が行われる。しかしインプロセス定寸制御なしで加工される工作物の個数は事前に設定された数値に基づいて決定されるため、必要のないインプロセス定寸制御を実施してしまう可能性がある。

本発明においては、まず砥石車により研削される研削箇所の計算上の寸法とインプロセス定寸制御により測定された寸法との誤差αに応じた位置補正量だけ砥石台の原点位置の補正が行なわれる。次に原点位置の補正を行ってから次に原点位置の補正が行われるまでの寸法測定間隔の間に研削されるインプロセス定寸制御を行わない工作物の個数が寸法測定間隔設定手段により設定される。工作物の個数が設定されるには、研削加工が行われる工作物に対して、今回の寸法測定間隔における最後の工作物についての原点位置補正手段による位置補正量を、今回の寸法測定間隔における工作物の個数で除した１個当りの位置補正量に基づいて設定される。

図７に別の実施形態に係る測定間隔設定のためのフローチャート３（ステップＳ６５〜Ｓ９４）を示す。第１の実施形態との相違点は、図３に示す各ステップＳ４とＳ１３において、インプロセス定寸制御が実施され工作物の外径が計測されながら研削加工が行われることである（図７、ステップＳ６８およびＳ７６）。また図３の各ステップＳ６とＳ１５において実施される工作物の外径の寸法測定はインプロセス定寸によって、すでに実施されているため除外される。さらにステップＳ９およびステップＳ１８に相当するステップＳ７２およびステップＳ８０は仕上げ加工と同時にインプロセス定寸制御が行われる点が異なっている。上記以外は第１実施形態と同じであり、よって研削時の研削盤の状態に応じて定寸制御の寸法測定間隔を設定することができ、必要のないインプロセス定寸を行わなくて済み、インプロセス定寸制御を効率的に行なうことができるとともに、加工サイクルタイムが短縮して生産性を向上することができる。また工程能力をも十分満足した製品が得られる。

また、上述した別の実施形態においては、実際に寸法を測定するデータとして加工中に同時に計測されるインプロセス定寸データを利用している。しかしインプロセス定寸のデータに限らず、第１の実施形態と同様に、加工後にポストプロセス定寸装置により測定された寸法と、砥石車により研削される研削箇所の計算上の寸法との誤差に応じた位置補正量だけ砥石台の原点位置の補正を行ってもよい。そして原点位置の補正を行ってから次に原点位置の補正が行われるまでの寸法測定間隔の間に、ポストプロセス定寸制御は実施せず、インプロセス定寸制御のみによって研削する。インプロセス定寸制御のみで研削される工作物の個数を設定するときに、研削加工を行う工作物に対して、今回の寸法測定間隔における最後の工作物についての原点位置補正手段による位置補正量を、今回の寸法測定間隔における工作物の個数で除した１個当りの位置補正量に基づいて次回の寸法測定間隔における工作物の個数を、寸法測定間隔設定手段により設定してやればよい。

図８に別の実施形態に係るポストプロセス定寸制御を適用したときの測定間隔設定のためのフローチャート４を示す（ステップＳ９５〜Ｓ１２６）。第１の実施形態との相違点は、図３に示す各ステップＳ４とＳ１３において、インプロセス定寸によって工作物の外径が計測されながら研削加工が行われることである（図８、ステップＳ９８およびＳ１０７）。またステップＳ９およびステップＳ１８に相当するステップＳ１０３およびステップＳ１１２は仕上げ加工と同時にインプロセス定寸制御が行われる点が異なっている。さらに図３に示すステップＳ２８およびステップＳ２９に相当する、図８のステップＳ１２２およびステップＳ１２３においてインプロセス定寸によって工作物の外径が計測されながら研削加工が行われることが異なっている。上記以外は第１の実施形態と同じであり、よって、研削時の研削盤の状態に応じて定寸制御の寸法測定間隔を設定することができ、必要のない測定を行わなくて済み、ポストプロセス定寸制御を効率的に行なうことができるとともに、加工サイクルタイムが短縮して生産性を向上することができる。また工程能力をも十分満足した製品が得られる。

なお、別の実施形態においては、上述した、工作物が順次研削されポストプロセス定寸制御が実施される度に研削原点がα／２だけ変更され、砥石台１９が同量、位置補正されて、後退時も、位置補正後の研削原点まで後退するという第１の実施形態だけではなく、研削原点は変更されず、砥石台１９は常に初期の研削原点に後退される第２の実施形態のポストプロセス定寸制御についても同様に適用でき、第２の実施形態と同様の効果が期待できる。

本実施形態に利用される数値制御研削盤の構成を模式的に示す説明図。数値制御研削盤と接続した数値制御装置の機能的構成を示すブロック図。第1実施形態の数値制御研削盤の測定間隔設定のためのフローチャート１。第２実施形態の数値制御研削盤の測定間隔設定のためのフローチャート２。本実施形態の寸法測定装置１８の構成を模式的に示す図。本実施形態の数値制御研削盤における電源投入後の加工誤差αの推移を模式的に示すグラフ。別の実施形態に係る数値制御研削盤のインプロセス定寸制御による測定間隔設定のためのフローチャート３。別の実施形態に係る、ポストプロセス定寸制御適用時の数値制御研削盤の測定間隔設定のためのフローチャート４。

符号の説明

２・・・数値制御研削盤，１０・・・基台，１１・・・サーボモータ，１２・・・テーブル，１３・・・主軸，１４・・・主軸台，１５・・・サーボモータ１６・・・心押台，１７ａ、１７ｂ・・・センタ，１８・・・寸法測定装置，１８ａ・・・フィーラ，１８ｂ・・・変位検出部，１９・・・砥石台，２１・・・サーボモータ，３０・・・支持部材，３１・・・油圧シリンダ，３１ａ・・・ピストンロッド，３２・・・パイロットバー、３４・・・ベース、ＰＤ・・・プロフィルデータ（加工形状データ），Ｇ・・・砥石車、ＶＲ１・・・回転速度，Ｗ・・・工作物、Ｍ・・・モータ

Claims

工作物を回転軸線回りに回転駆動可能に支持する工作物支持装置と、砥石車を回転駆動可能に支承し前記回転軸線と交差する方向に相対移動可能な砥石台と、前記工作物の寸法を測定する寸法測定装置と、を備えた研削盤において、前記砥石台が前記交差する方向に所定量だけ前進することによって前記砥石車により研削された研削箇所の寸法を前記寸法測定装置により測定し、前記砥石台が前記所定量だけ前進することによって前記砥石車により研削される研削箇所の計算上の寸法と前記寸法測定装置により測定された寸法との差である加工誤差に応じた位置補正量だけ前記砥石台の原点位置の補正を行う原点位置補正手段と、該原点位置補正手段により前記砥石台の原点位置の補正が行われてから次に原点位置の補正が行われるまでの寸法測定間隔の間に研削される工作物の個数を設定する寸法測定間隔設定手段と、を有するポストプロセス定寸制御装置にして、
前記研削箇所の公差及び前記研削盤の工程能力に基づいて管理精度が設定され、
前記寸法測定間隔設定手段は、今回の寸法測定間隔における最後の工作物についての前記加工誤差を、今回の寸法測定間隔における工作物の個数で除した１個当りの加工誤差を求め、前記管理精度を前記１個当りの加工誤差で除した商に対して小数点以下を切捨てた整数部分の値を、次回の寸法測定間隔における工作物の個数に設定することを特徴とするポストプロセス定寸制御装置。
非真円研削箇所を有する工作物を支持する主軸が回転駆動可能に軸承されて基台に装架された主軸台と、砥石車を回転駆動可能に支承し前記主軸の回転軸線と直角な送り方向に進退移動可能に基台に装架された砥石台と、前記非真円研削箇所の仕上形状に沿ったプロフィルデータに基づいて前記主軸の回転と前記砥石台の進退移動とを関連付けて前記主軸と前記砥石台とに創成運動を行わせるとともに、前記砥石台を前記送り方向に前進させて前記砥石車を前記非真円研削箇所に切込ませる制御装置と、前記非真円研削箇所の寸法を計測する寸法測定装置と、を備えた研削盤において、前記砥石台が前記創成運動を行いながら第１切込量だけ切込み前進することによって前記砥石車により研削された非真円研削箇所の寸法を前記寸法測定装置により測定し、前記砥石台が前記創成運動を行いながら前記第１切込量だけ切込み前進することによって前記砥石車により研削される非真円研削箇所の計算上の寸法と前記寸法測定装置により測定された寸法との差である加工誤差に応じた位置補正量だけ前記砥石台の原点位置の補正を行った後に、前記制御装置に前記砥石台が前記創成運動しながら第２切込量だけ切込み前進するように制御させる原点位置補正手段と、該原点位置補正手段により前記砥石台の原点位置の補正が行われてから次に原点位置の補正が行われるまでの寸法測定間隔の間に研削される工作物の個数を設定する寸法測定間隔設定手段と、を有するポストプロセス定寸制御装置にして、
前記研削箇所の公差及び前記研削盤の工程能力に基づいて管理精度が設定され、
前記寸法測定間隔設定手段は、今回の寸法測定間隔における最後の工作物についての前記加工誤差を、今回の寸法測定間隔における工作物の個数で除した１個当りの加工誤差を求め、前記管理精度を前記１個当りの加工誤差で除した商に対して小数点以下を切捨てた整数部分の値を、次回の寸法測定間隔における工作物の個数に設定することを特徴とするポストプロセス定寸制御装置。
工作物を回転軸線回りに回転駆動可能に支持する工作物支持装置と、砥石車を回転駆動可能に支承し前記回転軸線と交差する方向に相対移動可能な砥石台と、前記工作物の寸法を測定する寸法測定装置と、を備えた研削盤において、前記砥石台が前記交差する方向に所定量だけ前進することによって前記砥石車により研削された研削箇所の寸法を前記寸法測定装置により測定し、前記砥石台が前記所定量だけ前進することによって前記砥石車により研削される研削箇所の計算上の寸法と前記寸法測定装置により測定された寸法との差である加工誤差に応じた位置補正量だけ前記砥石台の位置補正を行う砥石台位置補正手段と、該砥石台位置補正手段により前記砥石台の位置補正が行われてから次に位置補正が行われるまでの寸法測定間隔の間に研削される工作物の個数を設定する寸法測定間隔設定手段と、を有するポストプロセス定寸制御装置にして、
前記研削箇所の公差及び前記研削盤の工程能力に基づいて管理精度が設定され、
前記寸法測定間隔設定手段は、先回と今回の寸法測定間隔における最後の工作物についての前記加工誤差の差を、今回の寸法測定間隔における工作物の個数で除した１個当りの加工誤差の差を求め、前記管理精度を前記１個当りの加工誤差の差で除した商に対して小数点以下を切捨てた整数部分の値を、次回の寸法測定間隔における工作物の個数に設定することを特徴とするポストプロセス定寸制御装置。
非真円研削箇所を有する工作物を支持する主軸が回転駆動可能に軸承されて基台に装架された主軸台と、砥石車を回転駆動可能に支承し前記主軸の回転軸線と直角な送り方向に進退移動可能に基台に装架された砥石台と、前記非真円研削箇所の仕上形状に沿ったプロフィルデータに基づいて前記主軸の回転と前記砥石台の進退移動とを関連付けて前記主軸と前記砥石台とに創成運動を行わせるとともに、前記砥石台を前記送り方向に前進させて前記砥石車を前記非真円研削箇所に切込ませる制御装置と、前記非真円研削箇所の寸法を計測する寸法測定装置と、を備えた研削盤において、前記砥石台が前記創成運動を行いながら第１切込量だけ切込み前進することによって前記砥石車により研削された非真円研削箇所の寸法を前記寸法測定装置により測定し、前記砥石台が前記創成運動を行いながら前記第１切込量だけ切込み前進することによって前記砥石車により研削される非真円研削箇所の計算上の寸法と前記寸法測定装置により測定された寸法との差である加工誤差に応じた位置補正量だけ前記砥石台の位置補正を行った後に、前記制御装置に前記砥石台が前記創成運動しながら第２切込量だけ切込み前進するように制御させる砥石台位置補正手段と、該砥石台位置補正手段により前記砥石台の位置補正が行われてから次に位置補正が行われるまでの寸法測定間隔の間に研削される工作物の個数を設定する寸法測定間隔設定手段と、を有するポストプロセス定寸制御装置にして、
前記研削箇所の公差及び前記研削盤の工程能力に基づいて管理精度が設定され、
前記寸法測定間隔設定手段は、先回と今回の寸法測定間隔における最後の工作物についての前記加工誤差の差を、今回の寸法測定間隔における工作物の個数で除した１個当りの加工誤差の差を求め、前記管理精度を前記１個当りの加工誤差の差で除した商に対して小数点以下を切捨てた整数部分の値を、次回の寸法測定間隔における工作物の個数に設定することを特徴とするポストプロセス定寸制御装置。