JPH0641780Y2 - 歯車研削機 - Google Patents
歯車研削機Info
- Publication number
- JPH0641780Y2 JPH0641780Y2 JP1989048107U JP4810789U JPH0641780Y2 JP H0641780 Y2 JPH0641780 Y2 JP H0641780Y2 JP 1989048107 U JP1989048107 U JP 1989048107U JP 4810789 U JP4810789 U JP 4810789U JP H0641780 Y2 JPH0641780 Y2 JP H0641780Y2
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- Japan
- Prior art keywords
- gear
- grindstone
- power consumption
- grinding
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- Prior art date
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- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は歯車研削機に関し、一層詳細には、螺旋条が刻
設された砥石にワークとしての歯車を噛合させて研削を
行おうとする際、砥石の研削抵抗を適応制御により所定
の値に保持してワーク研削時間を短縮するように構成し
た歯車研削機に関する。
設された砥石にワークとしての歯車を噛合させて研削を
行おうとする際、砥石の研削抵抗を適応制御により所定
の値に保持してワーク研削時間を短縮するように構成し
た歯車研削機に関する。
［考案の背景］ 従来から歯車に対してその周面に螺旋状の突条を設けた
砥石を噛合させ、その歯列を研削する歯車研削機が用い
られている。この種の歯車研削機ではワークをその全幅
にわたって歯研工程に付す必要があるためにワークと砥
石との間では相対移動動作が行われる。このため、この
種の歯車研削機では、ワークを砥石の方向に進退させる
切込テーブルと、ワークを砥石の接線方向に移動させる
トラバーステーブルとを備えている。
砥石を噛合させ、その歯列を研削する歯車研削機が用い
られている。この種の歯車研削機ではワークをその全幅
にわたって歯研工程に付す必要があるためにワークと砥
石との間では相対移動動作が行われる。このため、この
種の歯車研削機では、ワークを砥石の方向に進退させる
切込テーブルと、ワークを砥石の接線方向に移動させる
トラバーステーブルとを備えている。
そこで、歯車研削機によるワークの研削は切込テーブル
を砥石の方向に移動し、ワークと砥石を噛合させた状態
で砥石とワークとを同期して回転させると共に、トラバ
ーステーブルを順次移動させることにより所定の削り代
で研削する。この場合、ワークの仕上げ状態のばらつ
き、ワークの偏心等によって研削時に砥石に対する負荷
が変動するに至る。従って、このような状態で砥石によ
る研削を続行しようとすると、砥石にかかる負荷が所定
値を超えて増大し、砥石やワークのみならずこれらを組
み込む歯車研削機自体を破損する不都合が露呈する。
を砥石の方向に移動し、ワークと砥石を噛合させた状態
で砥石とワークとを同期して回転させると共に、トラバ
ーステーブルを順次移動させることにより所定の削り代
で研削する。この場合、ワークの仕上げ状態のばらつ
き、ワークの偏心等によって研削時に砥石に対する負荷
が変動するに至る。従って、このような状態で砥石によ
る研削を続行しようとすると、砥石にかかる負荷が所定
値を超えて増大し、砥石やワークのみならずこれらを組
み込む歯車研削機自体を破損する不都合が露呈する。
一方、砥石に対する負荷の変動にかかわりなく所定時間
内にトラバースの１サイクルを終了させようとすると、
このトラバースサイクルによって研削される研削取り代
が少なくなり、このために本来切削されるべき取り代が
次回のトラバースサイクルまで繰り越されてしまう。結
局、全体としてはトラバースの速度が遅くなって、研削
サイクルタイムが長くなる問題点が存在している。ま
た、トラバース速度を砥石の研削抵抗が最大となる歯車
の軸線方向中央部を研削する際の速度に設定して歯車を
加工しても、同様に研削サイクルタイムが長くなるとい
う欠点は解消されない。
内にトラバースの１サイクルを終了させようとすると、
このトラバースサイクルによって研削される研削取り代
が少なくなり、このために本来切削されるべき取り代が
次回のトラバースサイクルまで繰り越されてしまう。結
局、全体としてはトラバースの速度が遅くなって、研削
サイクルタイムが長くなる問題点が存在している。ま
た、トラバース速度を砥石の研削抵抗が最大となる歯車
の軸線方向中央部を研削する際の速度に設定して歯車を
加工しても、同様に研削サイクルタイムが長くなるとい
う欠点は解消されない。
そこで、本出願人はこれらの不都合を解消するために、
実公昭第63-9376号公報および実開昭第61-195922号公報
に開示された技術的思想を提案している。前者は砥石駆
動用負荷電流から切削油の圧力により生じる電流の増加
分を減算した上でピーク検出を行い、カッチング圧力の
変動分を前記砥石駆動用負荷電流から打ち消すように構
成している。このため、ピーク検出に誤検出がなくな
り、より正確な研削が可能となる。一方、後者は砥石用
駆動モータの負荷が一定になるようにフィードバック制
御してワークの研削加工を短時間に終了させるためのも
のである。
実公昭第63-9376号公報および実開昭第61-195922号公報
に開示された技術的思想を提案している。前者は砥石駆
動用負荷電流から切削油の圧力により生じる電流の増加
分を減算した上でピーク検出を行い、カッチング圧力の
変動分を前記砥石駆動用負荷電流から打ち消すように構
成している。このため、ピーク検出に誤検出がなくな
り、より正確な研削が可能となる。一方、後者は砥石用
駆動モータの負荷が一定になるようにフィードバック制
御してワークの研削加工を短時間に終了させるためのも
のである。
［考案の目的］ 本考案は前記の技術的思想に関連してなされたものであ
って、歯車研削機において歯車を研削する際、砥石にか
かる研削抵抗を適応制御技術により所定の値に保持する
ことによりワーク研削時間を一層短時間とする歯車研削
機を提供することを目的とする。
って、歯車研削機において歯車を研削する際、砥石にか
かる研削抵抗を適応制御技術により所定の値に保持する
ことによりワーク研削時間を一層短時間とする歯車研削
機を提供することを目的とする。
［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本考案は研削用の砥石を
回転させる第１の駆動源と、前記砥石に研削される被研
削歯車を前記第１駆動源の回転と同期して回転させる第
２の駆動源と、前記被研削歯車を当該歯車の軸線方向に
移動させる第３の駆動源とを備えた歯車研削機におい
て、 前記砥石と前記被研削歯車とが噛合しているとき、また
は前記砥石と前記被研削歯車とが空転しているときの前
記第１駆動源の消費電力を検出する消費電力検出手段
と、 前記消費電力検出手段に検出された空転時の消費電力を
抽出して保持するサンプルホールド回路と、 前記サンプルホールド回路から出力される空転時の消費
電力と、前記消費電力検出手段に検出された噛合時の消
費電力とから、前記空転時に対する前記噛合時の消費電
力の増加分を演算する演算手段と、 前記演算手段から出力される前記消費電力の増加分に基
づいて、該増加分に対応した速度データを演算する速度
演算手段と、 前記速度演算手段から出力される増加分の速度データ
と、速度データ設定手段に予め設定された目標速度デー
タとの差分を得、前記差分に対応したデータに基づいて
前記第３駆動源を駆動する比較手段と、 を備えることを特徴とする。
回転させる第１の駆動源と、前記砥石に研削される被研
削歯車を前記第１駆動源の回転と同期して回転させる第
２の駆動源と、前記被研削歯車を当該歯車の軸線方向に
移動させる第３の駆動源とを備えた歯車研削機におい
て、 前記砥石と前記被研削歯車とが噛合しているとき、また
は前記砥石と前記被研削歯車とが空転しているときの前
記第１駆動源の消費電力を検出する消費電力検出手段
と、 前記消費電力検出手段に検出された空転時の消費電力を
抽出して保持するサンプルホールド回路と、 前記サンプルホールド回路から出力される空転時の消費
電力と、前記消費電力検出手段に検出された噛合時の消
費電力とから、前記空転時に対する前記噛合時の消費電
力の増加分を演算する演算手段と、 前記演算手段から出力される前記消費電力の増加分に基
づいて、該増加分に対応した速度データを演算する速度
演算手段と、 前記速度演算手段から出力される増加分の速度データ
と、速度データ設定手段に予め設定された目標速度デー
タとの差分を得、前記差分に対応したデータに基づいて
前記第３駆動源を駆動する比較手段と、 を備えることを特徴とする。
［実施態様］ 次に、本考案に係る歯車研削機について好適な実施態様
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。
第１図は本考案に係る歯車研削機の外観斜視図であっ
て、参照符号10はベッドを示し、このベッド10に切込テ
ーブル12が配設されている。切込テーブル12は第２の駆
動源としての切込モータ14の回転により矢印Ａ方向に進
退動作可能である。次に、切込テーブル12の上面にはト
ラバーステーブル16が配設され、前記トラバーステーブ
ル16はトラバースモータ18により矢印Ａ方向と直交する
矢印Ｂ方向に進退動作可能である。
て、参照符号10はベッドを示し、このベッド10に切込テ
ーブル12が配設されている。切込テーブル12は第２の駆
動源としての切込モータ14の回転により矢印Ａ方向に進
退動作可能である。次に、切込テーブル12の上面にはト
ラバーステーブル16が配設され、前記トラバーステーブ
ル16はトラバースモータ18により矢印Ａ方向と直交する
矢印Ｂ方向に進退動作可能である。
トラバーステーブル16上には被研削歯車としてのワー
ク、すなわち、歯車20がワークスピンドルモータ22によ
って回転駆動するように配設される。一方、切込テーブ
ル12の進行方向に沿って且つベッド10上にコラム24が配
設される。コラム24には旋回テーブル26が保持される。
旋回テーブル26は、この場合、コラム24内に設けられた
図示しない回転駆動源により矢印Ｃ方向に旋回可能であ
る。旋回テーブル26上にはシフトテーブル28が設けら
れ、このシフトテーブル28はシフト用モータ30により駆
動されて矢印Ｄ方向に進退動作する。
ク、すなわち、歯車20がワークスピンドルモータ22によ
って回転駆動するように配設される。一方、切込テーブ
ル12の進行方向に沿って且つベッド10上にコラム24が配
設される。コラム24には旋回テーブル26が保持される。
旋回テーブル26は、この場合、コラム24内に設けられた
図示しない回転駆動源により矢印Ｃ方向に旋回可能であ
る。旋回テーブル26上にはシフトテーブル28が設けら
れ、このシフトテーブル28はシフト用モータ30により駆
動されて矢印Ｄ方向に進退動作する。
シフトテーブル28には砥石スピンドルユニット32が係着
される。前記砥石スピンドルユニット32には砥石を駆動
するための回転駆動軸を回転する第１の駆動源としての
砥石駆動用モータ34が設けられ、前記回転駆動軸の先端
にはその周縁に螺旋状の突条が刻設されて歯車20を研削
するための砥石38が装着されている。
される。前記砥石スピンドルユニット32には砥石を駆動
するための回転駆動軸を回転する第１の駆動源としての
砥石駆動用モータ34が設けられ、前記回転駆動軸の先端
にはその周縁に螺旋状の突条が刻設されて歯車20を研削
するための砥石38が装着されている。
次に、第２図に前記歯車研削機を駆動するための制御回
路の構成例をブロック図で示す。なお、第１図と同一の
構成要素には同一の参照符号を付して説明する。
路の構成例をブロック図で示す。なお、第１図と同一の
構成要素には同一の参照符号を付して説明する。
図において、トラバースモータ18の回転駆動軸19（以
下、トラバース軸という）には図示しないボールねじが
連結されている。一方、砥石駆動用モータ34の電源側に
は電源40から供給される電流を検出するホール素子等か
らなる電流検出器42が配設され、この電流検出器42の出
力信号と電圧信号とが電力検出器44を介して適応制御ユ
ニット46を構成するローパスフィルタ48の入力側に信号
S1として導入される。ローパスフィルタ48の出力信号S2
は差動増幅器50の非反転入力端子（図中、＋端子）に導
入されると共に、サンプルホールド回路54を介して前記
差動増幅器50の反転入力端子（図中、−端子）に信号S3
として導入される。この差動増幅器50の出力信号である
砥石駆動用モータ34の純負荷電力に対応する信号S4は電
圧周波数変換器56（以下、V/Fコンバータという）を介
してカウンタ58の入力側に信号S5として導入される。カ
ウンタ58の出力側は微分器60に接続される。なお、純負
荷電力とは、砥石38で歯車20を実際に研削している場合
に、砥石駆動用モータ34で消費される電力から当該砥石
駆動用モータ34の脈動等による高周波の変動分と砥石駆
動用モータ34が空走していて且つ切削油が供給されてい
る状態における変動分、所謂、アイドル時における変動
分とを差し引いた電力をいう。
下、トラバース軸という）には図示しないボールねじが
連結されている。一方、砥石駆動用モータ34の電源側に
は電源40から供給される電流を検出するホール素子等か
らなる電流検出器42が配設され、この電流検出器42の出
力信号と電圧信号とが電力検出器44を介して適応制御ユ
ニット46を構成するローパスフィルタ48の入力側に信号
S1として導入される。ローパスフィルタ48の出力信号S2
は差動増幅器50の非反転入力端子（図中、＋端子）に導
入されると共に、サンプルホールド回路54を介して前記
差動増幅器50の反転入力端子（図中、−端子）に信号S3
として導入される。この差動増幅器50の出力信号である
砥石駆動用モータ34の純負荷電力に対応する信号S4は電
圧周波数変換器56（以下、V/Fコンバータという）を介
してカウンタ58の入力側に信号S5として導入される。カ
ウンタ58の出力側は微分器60に接続される。なお、純負
荷電力とは、砥石38で歯車20を実際に研削している場合
に、砥石駆動用モータ34で消費される電力から当該砥石
駆動用モータ34の脈動等による高周波の変動分と砥石駆
動用モータ34が空走していて且つ切削油が供給されてい
る状態における変動分、所謂、アイドル時における変動
分とを差し引いた電力をいう。
前記微分器60の出力データである速度データS6は位置決
めユニット62を構成する乗算器64の一方の入力端子に導
入される。当該乗算器64は前記速度データS6とその他方
の入力端子に導入されている比例定数であるゲイン定数
データとを乗算して比較手段としての速度演算部66にそ
の演算結果に係る純負荷電力に応じた速度データS7を導
入する。
めユニット62を構成する乗算器64の一方の入力端子に導
入される。当該乗算器64は前記速度データS6とその他方
の入力端子に導入されている比例定数であるゲイン定数
データとを乗算して比較手段としての速度演算部66にそ
の演算結果に係る純負荷電力に応じた速度データS7を導
入する。
速度演算部66はこの純負荷電力に応じた速度データS7と
予め速度データ設定部68に設定された後述するNC速度デ
ータVn（ｎ＝１、２、３）とを比較してその比較結果に
応じた速度データS8を偏差レジスタ70の加算入力端子
（図中、＋端子）に導入する。この場合、偏差レジスタ
70の減算入力端子（図中、−端子）には前記トラバース
モータ18に軸着したパルスジェネレータ72からの出力信
号がカウンタ74を介して導入されており、偏差レジスタ
70における加減算結果がデジタル／アナログ変換器76
（以下、D/Aコンバータという）並びにサーボアンプ78
を介して前記トラバースモータ18に導入される。
予め速度データ設定部68に設定された後述するNC速度デ
ータVn（ｎ＝１、２、３）とを比較してその比較結果に
応じた速度データS8を偏差レジスタ70の加算入力端子
（図中、＋端子）に導入する。この場合、偏差レジスタ
70の減算入力端子（図中、−端子）には前記トラバース
モータ18に軸着したパルスジェネレータ72からの出力信
号がカウンタ74を介して導入されており、偏差レジスタ
70における加減算結果がデジタル／アナログ変換器76
（以下、D/Aコンバータという）並びにサーボアンプ78
を介して前記トラバースモータ18に導入される。
これによってトラバース軸19が所定の速度で回転し図示
しないボールねじの作用下にトラバーステーブル16が矢
印Ｂ方向に進退移動する。なお、第２図において、第１
駆動源としての砥石駆動用モータ34に接続される電力検
出器44、ローパスフィルタ48、サンプルホールド回路54
および差動増幅器50は純負荷電力を検出する検出手段を
構成し、前記差動増幅器50に直列に接続されるV/Fコン
バータ56、微分器60および乗算器64は前記純負荷電力に
応じた速度データS7を算出する演算手段を構成する。
しないボールねじの作用下にトラバーステーブル16が矢
印Ｂ方向に進退移動する。なお、第２図において、第１
駆動源としての砥石駆動用モータ34に接続される電力検
出器44、ローパスフィルタ48、サンプルホールド回路54
および差動増幅器50は純負荷電力を検出する検出手段を
構成し、前記差動増幅器50に直列に接続されるV/Fコン
バータ56、微分器60および乗算器64は前記純負荷電力に
応じた速度データS7を算出する演算手段を構成する。
本考案に係る歯車研削機は以上のように構成されるもの
であり、次にその作用並びに効果について説明する。
であり、次にその作用並びに効果について説明する。
先ず、砥石38に対してワークとしての歯車20を対峙さ
せ、この歯車20を矢印Ａ方向に切込動作させると共に、
トラバース方向（矢印Ｂ方向）に移動させる。この移動
は、実質的には、第３図に示すように、第１ストローク
から第３ストロークまで行い、この第３ストロークで研
削を終了する。この場合、速度データ設定部68で設定さ
れるNC速度データVn（ｎ＝１、２、３）は、第４図ａに
示すように、第１ストロークから第３ストローク（時刻
t1乃至t4）に至るに従いその値を減少させるように構成
しておく。研削ストロークに応じてトラバース送りを定
速とし砥石38にかかる負荷を少なくすることによって歯
車20の仕上げ精度を高めるためである。
せ、この歯車20を矢印Ａ方向に切込動作させると共に、
トラバース方向（矢印Ｂ方向）に移動させる。この移動
は、実質的には、第３図に示すように、第１ストローク
から第３ストロークまで行い、この第３ストロークで研
削を終了する。この場合、速度データ設定部68で設定さ
れるNC速度データVn（ｎ＝１、２、３）は、第４図ａに
示すように、第１ストロークから第３ストローク（時刻
t1乃至t4）に至るに従いその値を減少させるように構成
しておく。研削ストロークに応じてトラバース送りを定
速とし砥石38にかかる負荷を少なくすることによって歯
車20の仕上げ精度を高めるためである。
そこで、砥石駆動用モータ34で消費される電力に対応す
る信号S1のアイドル時（第４図ｂ、時刻t0乃至t1参
照）、すなわち、実質的に砥石38によって歯車20を研削
していない状態であって且つ切削油の供給されている状
態においてはサンプルホールド回路54にハイレベルのサ
ンプル指令（第４図ｃ参照）を出力しておき当該サンプ
ルホールド回路54をサンプル状態にしておく（第４図ｄ
参照）。これによりアイドル時においては差動増幅器50
の反転および非反転入力端子にローパスフィルタ48を通
過した信号S2（第４図ｅ参照）と同一の信号S3が印加さ
れる。このため、アイドル時においては当該差動増幅器
50の出力信号である純負荷電力に対応する信号S4は零ボ
ルト（第４図ｆ参照）となり、V/Fコンバータ56の出力
周波数は零Hz、換言すれば、アイドル時に対応する時刻
t0乃至t1間の出力信号S5のパルス数は零個（第４図ｇ参
照）となっている。この場合、砥石38は歯車20を研削し
ていないので、その研削抵抗は、第４図ｈ、時刻t0乃至
t1間に示すように、零値となっており、微分器60および
速度演算部66からの出力速度データS6乃至S8も零値とな
っている（第４図ｉ、ｊ、時刻t0乃至t1間参照）。
る信号S1のアイドル時（第４図ｂ、時刻t0乃至t1参
照）、すなわち、実質的に砥石38によって歯車20を研削
していない状態であって且つ切削油の供給されている状
態においてはサンプルホールド回路54にハイレベルのサ
ンプル指令（第４図ｃ参照）を出力しておき当該サンプ
ルホールド回路54をサンプル状態にしておく（第４図ｄ
参照）。これによりアイドル時においては差動増幅器50
の反転および非反転入力端子にローパスフィルタ48を通
過した信号S2（第４図ｅ参照）と同一の信号S3が印加さ
れる。このため、アイドル時においては当該差動増幅器
50の出力信号である純負荷電力に対応する信号S4は零ボ
ルト（第４図ｆ参照）となり、V/Fコンバータ56の出力
周波数は零Hz、換言すれば、アイドル時に対応する時刻
t0乃至t1間の出力信号S5のパルス数は零個（第４図ｇ参
照）となっている。この場合、砥石38は歯車20を研削し
ていないので、その研削抵抗は、第４図ｈ、時刻t0乃至
t1間に示すように、零値となっており、微分器60および
速度演算部66からの出力速度データS6乃至S8も零値とな
っている（第４図ｉ、ｊ、時刻t0乃至t1間参照）。
次に、砥石38による歯車20の実加工直前（第４図ａ乃至
ｊ、時刻t1点直前）に至ると、サンプルホールド回路54
にはローレベルのホールド指令が出力され（第４図ｃ、
時刻t1点参照）、実加工直前のローパスフィルタ48の出
力値、換言すれば、砥石駆動用モータ34に切削油が供給
されている状態であって且つアイドル時の負荷電力値が
ホールドされる（第４図ｄ、時刻t1点参照）。そして、
このホールド電圧は差動増幅器50の反転入力端子に印加
される。従って、実加工に移行すると差動増幅器50の出
力信号S4は非反転入力端子に入力する信号S2からアイド
ル時に対応する電圧信号S3を減算した信号、すなわち、
砥石駆動用モータ34の純負荷電力に対応する信号S4（第
４図ｆ参照）となる。なお、前記ホールド指令は、第４
図ｃから諒解されるように、歯車20の加工期間（時刻t1
乃至t4）中、継続して行われる。この場合、砥石駆動用
モータ34の入力側に接続された電力検出器44の出力信号
S1は、第４図ｂに示すように、砥石駆動用モータ34の脈
動、その他ノイズ等に起因する高周波の振動成分を含ん
だ信号波形となっているが、ローパスフィルタ48を通過
することにより、第４図ｅに示すように、滑らかな信号
波形とされる。そして、前記したように、差動増幅器50
の出力信号S4は砥石研削抵抗（第４図ｈ参照）から前記
振動成分が減算された信号となり（第４図ｆ参照）、こ
の差動増幅器50の出力信号S4に応じてV/Fコンバータ56
の出力信号S5が第４図ｇに示すように発生する。すなわ
ち、差動増幅器50の出力信号の大きさに比例して高周波
となるパルス信号が発生する。なお、ここで砥石研削抵
抗を表す特性図（第４図ｈ）は仮想の図であって、第２
図においてローパスフィルタ48の入出力信号を短絡した
際における差動増幅器50の出力信号に対応する。
ｊ、時刻t1点直前）に至ると、サンプルホールド回路54
にはローレベルのホールド指令が出力され（第４図ｃ、
時刻t1点参照）、実加工直前のローパスフィルタ48の出
力値、換言すれば、砥石駆動用モータ34に切削油が供給
されている状態であって且つアイドル時の負荷電力値が
ホールドされる（第４図ｄ、時刻t1点参照）。そして、
このホールド電圧は差動増幅器50の反転入力端子に印加
される。従って、実加工に移行すると差動増幅器50の出
力信号S4は非反転入力端子に入力する信号S2からアイド
ル時に対応する電圧信号S3を減算した信号、すなわち、
砥石駆動用モータ34の純負荷電力に対応する信号S4（第
４図ｆ参照）となる。なお、前記ホールド指令は、第４
図ｃから諒解されるように、歯車20の加工期間（時刻t1
乃至t4）中、継続して行われる。この場合、砥石駆動用
モータ34の入力側に接続された電力検出器44の出力信号
S1は、第４図ｂに示すように、砥石駆動用モータ34の脈
動、その他ノイズ等に起因する高周波の振動成分を含ん
だ信号波形となっているが、ローパスフィルタ48を通過
することにより、第４図ｅに示すように、滑らかな信号
波形とされる。そして、前記したように、差動増幅器50
の出力信号S4は砥石研削抵抗（第４図ｈ参照）から前記
振動成分が減算された信号となり（第４図ｆ参照）、こ
の差動増幅器50の出力信号S4に応じてV/Fコンバータ56
の出力信号S5が第４図ｇに示すように発生する。すなわ
ち、差動増幅器50の出力信号の大きさに比例して高周波
となるパルス信号が発生する。なお、ここで砥石研削抵
抗を表す特性図（第４図ｈ）は仮想の図であって、第２
図においてローパスフィルタ48の入出力信号を短絡した
際における差動増幅器50の出力信号に対応する。
前記V/Fコンバータ56の出力信号S5はカウンタ58によっ
て所定のサンプリング時間毎に計数され、その計数出力
が微分器60に出力される。微分器60は前記カウンタ58の
計数出力を時間によって微分することにより速度データ
S6を出力する。この場合、微分器60から出力される速度
データS6はV/Fコンバータ56の出力パルスの周波数に対
応して第４図ｉに示すように変化する。この速度データ
S6は位置決めユニット62を構成する乗算器64の一方の入
力端子に導入される。そして、乗算器64はこの速度デー
タS6に所定のゲイン定数データを乗算し純負荷電力に応
じた速度データS7を算出して速度演算部66に導入する。
なお、このゲイン定数データは、後述するように、速度
演算部66から出力される速度データS8（第４図ｊ参照）
の値が夫々のストロークの中央平坦部において、当該中
央平坦部の速度値V1a、V1b、V1cと従来技術に係るNC速
度データVm（ｍ＝ａ、ｂ、ｃ、第５図ｂ参照）とが、夫
々、等しくなるように予め定めておく。
て所定のサンプリング時間毎に計数され、その計数出力
が微分器60に出力される。微分器60は前記カウンタ58の
計数出力を時間によって微分することにより速度データ
S6を出力する。この場合、微分器60から出力される速度
データS6はV/Fコンバータ56の出力パルスの周波数に対
応して第４図ｉに示すように変化する。この速度データ
S6は位置決めユニット62を構成する乗算器64の一方の入
力端子に導入される。そして、乗算器64はこの速度デー
タS6に所定のゲイン定数データを乗算し純負荷電力に応
じた速度データS7を算出して速度演算部66に導入する。
なお、このゲイン定数データは、後述するように、速度
演算部66から出力される速度データS8（第４図ｊ参照）
の値が夫々のストロークの中央平坦部において、当該中
央平坦部の速度値V1a、V1b、V1cと従来技術に係るNC速
度データVm（ｍ＝ａ、ｂ、ｃ、第５図ｂ参照）とが、夫
々、等しくなるように予め定めておく。
なお、本実施態様においては図面の煩雑さを回避するた
めにゲイン定数データの値は１であるものとし、速度デ
ータS6と速度データS7は1:1に対応するものとする（第
４図ｉ参照）。
めにゲイン定数データの値は１であるものとし、速度デ
ータS6と速度データS7は1:1に対応するものとする（第
４図ｉ参照）。
そこで、速度演算部66は速度データ設定部68から出力さ
れるNC速度データVn（第４図ａ参照）と前記速度データ
S7とを比較しその差に応じた速度データS8（第４図ｊ参
照）を偏差レジスタ70に導入する。この場合、当該速度
データS8に応じてサーボループ系、すなわち、偏差レジ
スタ70、D/Aコンバータ76、サーボアンプ78、トラバー
スモータ18、パルスジェネレータ72およびカウンタ74か
らなるサーボループ系によりトラバーステーブル16が矢
印Ｂ方向に移動する。ここで、速度データS8は、図から
容易に諒解されるように、時刻t1、t2、t3、t4点に対応
する前記オーバーストローク部分（第３図参照）と歯車
20の軸線方向の周縁部ではトラバースモータ18の回転を
速くして移動速度を上げるように制御され、一方、歯車
20の軸線方向中央部においては所定の速度に保持してト
ラバーステーブル16を移動するように制御されている。
すなわち、トラバーステーブル16の移動速度を砥石研削
抵抗（第４図ｈ参照）、正確には純負荷電力（第４図ｆ
参照）に反比例するように制御している。これによっ
て、研削抵抗が大きくなる歯車20の軸線方向中央部にお
いてはトラバース速度を所定の速度に維持し、軸線方向
の両端部においては速度を増加して全体として歯車20を
研削するサイクルタイムが短くなるように制御してい
る。
れるNC速度データVn（第４図ａ参照）と前記速度データ
S7とを比較しその差に応じた速度データS8（第４図ｊ参
照）を偏差レジスタ70に導入する。この場合、当該速度
データS8に応じてサーボループ系、すなわち、偏差レジ
スタ70、D/Aコンバータ76、サーボアンプ78、トラバー
スモータ18、パルスジェネレータ72およびカウンタ74か
らなるサーボループ系によりトラバーステーブル16が矢
印Ｂ方向に移動する。ここで、速度データS8は、図から
容易に諒解されるように、時刻t1、t2、t3、t4点に対応
する前記オーバーストローク部分（第３図参照）と歯車
20の軸線方向の周縁部ではトラバースモータ18の回転を
速くして移動速度を上げるように制御され、一方、歯車
20の軸線方向中央部においては所定の速度に保持してト
ラバーステーブル16を移動するように制御されている。
すなわち、トラバーステーブル16の移動速度を砥石研削
抵抗（第４図ｈ参照）、正確には純負荷電力（第４図ｆ
参照）に反比例するように制御している。これによっ
て、研削抵抗が大きくなる歯車20の軸線方向中央部にお
いてはトラバース速度を所定の速度に維持し、軸線方向
の両端部においては速度を増加して全体として歯車20を
研削するサイクルタイムが短くなるように制御してい
る。
なお、比較のために、第５図ａ、ｂに適応制御を実施し
ない従来技術に係る砥石研削抵抗の特性変化図とトラバ
ース軸移動速度図とを本考案に係る図と並置して掲げ
た。図から諒解されるように、従来技術に係るトラバー
ス軸速度は砥石研削抵抗の最大値に対応して一定値Va、
Vb、Vcに設定していることから、本考案による場合に比
較して速度に反比例する研削サイクルタイムが長くなる
ことが諒解されよう。
ない従来技術に係る砥石研削抵抗の特性変化図とトラバ
ース軸移動速度図とを本考案に係る図と並置して掲げ
た。図から諒解されるように、従来技術に係るトラバー
ス軸速度は砥石研削抵抗の最大値に対応して一定値Va、
Vb、Vcに設定していることから、本考案による場合に比
較して速度に反比例する研削サイクルタイムが長くなる
ことが諒解されよう。
［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、螺旋条が刻設された砥
石にワークとしての歯車を噛合させて同期研削を行おう
とする際、砥石の研削抵抗を適応制御技術により所定の
値に自動的に保持するようにしている。すなわち、研削
抵抗が一定に保持されるように、研削負荷が最大となる
歯車の軸線方向の中央部分では送り速度を遅くし、一
方、両端部分では送り速度を速くするように自己設計
（self-design）して歯車を研削している。このため、
歯車加工のサイクルタイムが短縮化され、従って、本考
案に係る歯車研削機は極めて量産性に適する。また、工
具に所定以上の研削負荷がかかることがなく工具自体も
保護される利点が得られる。
石にワークとしての歯車を噛合させて同期研削を行おう
とする際、砥石の研削抵抗を適応制御技術により所定の
値に自動的に保持するようにしている。すなわち、研削
抵抗が一定に保持されるように、研削負荷が最大となる
歯車の軸線方向の中央部分では送り速度を遅くし、一
方、両端部分では送り速度を速くするように自己設計
（self-design）して歯車を研削している。このため、
歯車加工のサイクルタイムが短縮化され、従って、本考
案に係る歯車研削機は極めて量産性に適する。また、工
具に所定以上の研削負荷がかかることがなく工具自体も
保護される利点が得られる。
以上、本考案について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本考案はこの実施態様に限定されるものではなく、
本考案の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。
が、本考案はこの実施態様に限定されるものではなく、
本考案の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。
第１図は本考案に係る歯車研削機の外観斜視図、 第２図は本考案に係る歯車研削機に組み込まれる制御系
の回路ブロック図、 第３図は本考案に係る歯車研削機における砥石に対する
ワークの変位を示す説明図、 第４図は本考案に係る歯車研削機によって歯車を研削す
る際の第１ストロークから第３ストロークに至る工程の
動作を説明する図、 第５図は従来技術と本考案に係る研削抵抗とトラバース
軸速度データの比較説明図である。 10…ベッド、12…切込テーブル 14…切込モータ 16…トラバーステーブル 18…トラバースモータ、20…歯車 22…ワークスピンドルモータ 24…コラム、26…旋回テーブル 28…シフトテーブル、30…シフト用モータ 32…砥石スピンドルユニット 34…砥石駆動用モータ、38…砥石 42…電流検出器、44…電力検出器 46…適応制御ユニット、48…ローパスフィルタ 50…差動増幅器 54…サンプルホールド回路 56…V/Fコンバータ、58…カウンタ 60…微分器、62…位置決めユニット 64…乗算器、66…速度演算部 68…速度データ設定部、70…偏差レジスタ 72…パルスジェネレータ 74…カウンタ、76…D/Aコンバータ 78…サーボアンプ
の回路ブロック図、 第３図は本考案に係る歯車研削機における砥石に対する
ワークの変位を示す説明図、 第４図は本考案に係る歯車研削機によって歯車を研削す
る際の第１ストロークから第３ストロークに至る工程の
動作を説明する図、 第５図は従来技術と本考案に係る研削抵抗とトラバース
軸速度データの比較説明図である。 10…ベッド、12…切込テーブル 14…切込モータ 16…トラバーステーブル 18…トラバースモータ、20…歯車 22…ワークスピンドルモータ 24…コラム、26…旋回テーブル 28…シフトテーブル、30…シフト用モータ 32…砥石スピンドルユニット 34…砥石駆動用モータ、38…砥石 42…電流検出器、44…電力検出器 46…適応制御ユニット、48…ローパスフィルタ 50…差動増幅器 54…サンプルホールド回路 56…V/Fコンバータ、58…カウンタ 60…微分器、62…位置決めユニット 64…乗算器、66…速度演算部 68…速度データ設定部、70…偏差レジスタ 72…パルスジェネレータ 74…カウンタ、76…D/Aコンバータ 78…サーボアンプ
Claims (1)
- 【請求項１】研削用の砥石を回転させる第１の駆動源
と、前記砥石に研削される被研削歯車を前記第１駆動源
の回転と同期して回転させる第２の駆動源と、前記被研
削歯車を当該歯車の軸線方向に移動させる第３の駆動源
とを備えた歯車研削機において、 前記砥石と前記被研削歯車とが噛合しているとき、また
は前記砥石と前記被研削歯車とが空転しているときの前
記第１駆動源の消費電力を検出する消費電力検出手段
と、 前記消費電力検出手段に検出された空転時の消費電力を
抽出して保持するサンプルホールド回路と、 前記サンプルホールド回路から出力される空転時の消費
電力と、前記消費電力検出手段に検出された噛合時の消
費電力とから、前記空転時に対する前記噛合時の消費電
力の増加分を演算する演算手段と、 前記演算手段から出力される前記消費電力の増加分に基
づいて、該増加分に対応した速度データを演算する速度
演算手段と、 前記速度演算手段から出力される増加分の速度データ
と、速度データ設定手段に予め設定された目標速度デー
タとの差分を得、前記差分に対応したデータに基づいて
前記第３駆動源を駆動する比較手段と、 を備えることを特徴とする歯車研削機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989048107U JPH0641780Y2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 歯車研削機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989048107U JPH0641780Y2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 歯車研削機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02139023U JPH02139023U (ja) | 1990-11-20 |
| JPH0641780Y2 true JPH0641780Y2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=31564624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989048107U Expired - Lifetime JPH0641780Y2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 歯車研削機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0641780Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114985844A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-02 | 湖南中大创远数控装备有限公司 | 一种螺旋锥齿轮的磨削加工方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5393489A (en) * | 1977-01-28 | 1978-08-16 | Hitachi Seiko Ltd | Apparatus for controlling table feed speed of machine tool |
| JPS5982638U (ja) * | 1982-11-29 | 1984-06-04 | 三菱自動車工業株式会社 | 歯切盤のエアカツト短縮装置 |
-
1989
- 1989-04-24 JP JP1989048107U patent/JPH0641780Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02139023U (ja) | 1990-11-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |