JPH07148661A - 撓み量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オシレーションによる撓み分を除いた研削抵
抗によって生じる撓みのみを検出することのできる撓み
量検出装置を提供する 【構成】 砥石１０は、モータ駆動回路４９によるオシ
レーション用モータ３９の駆動及び駆動制御装置４７に
よる切り込み用モータ４３の駆動で、矢印Ｃ方向にオシ
レーションしながら工作物１２に対して切り込まれる。
変位センサ３０は、研削時に砥石軸２２の撓みによる位
置変位量を検出する。補正値算出回路５０は、オシレー
ション用モータ３９への駆動信号からオシレーションの
加速度を求め、この加速度に対応する補正信号を撓み量
検出回路４５に供給する。これにより、撓み量検出回路
４５は、研削抵抗によって生じた撓み量のみを検出し、
駆動制御装置４７は、この撓み量に応じて切り込みテー
ブル４１の送り速度、すなわち研削力を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撓み量検出装置に係
り、詳細には、砥石を往復動させながら研削する研削加
工機において使用される撓み量検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】研削加工においては、例えば、粗研削、
精研削、仕上げ研削等の各加工工程があり、これらの各
加工工程では、工作物の種類や加工工程に応じた最適の
研削力で研削を行う必要がある。

【０００３】そこで、砥石軸に対してその径方向に負荷
のかかる内面研削等では、砥石軸が研削力に比例して撓
むため、この撓み量を検出し、検出した撓み量に応じて
加工の切り込み送り速度を調整することで、最適の研削
力を得る方法がある。図３は、例えば、自動車の燃料噴
射ノズル等の内面研削を行う場合の砥石１０と工作物１
２とを拡大して表したものである。

【０００４】図３に示すような形状の工作物１２におい
て、斜線で示すように傾斜した被研削面１４を研削する
場合、砥石１０を矢印Ａで示すように被研削面１４と平
行に、振幅が小さくかつ速い速度で往復動（以下、これ
を「オシレーション」という）させながら矢印Ｂで示す
切り込み送り方向に移動させて研削を行う。

【０００５】このような研削でも、砥石１０の先端部と
被研削面１４とのオシレーション方向の研削抵抗によっ
て、砥石１０を固定している砥石シャンク１６やこの砥
石シャンク１６を固定している図示しない砥石軸が撓
む。従って、この砥石軸の撓みを変位センサで検出する
と共に、この検出値を基に撓み量を求め、求めた撓み量
に応じて砥石１０の矢印Ｂ方向への切り込み送り速度を
調整することで、最適の研削力を得るようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような研
削では、オシレーションによる加速度によっても砥石軸
が撓むため、変位センサの検出値を基にして求めた撓み
量は、研削抵抗による撓みにオシレーションによる撓み
が加わったものとなる。すなわち、従来では、研削抵抗
によって発生する撓みのみを検出することはできなかっ
た。

【０００７】従って、正確に最適の研削力を得ることは
できず、加工精度を低下させていた。そこで、本発明の
目的は、オシレーションによる撓み分を除いた研削抵抗
によって生じる撓みのみを検出することのできる撓み量
検出装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、砥石軸の斜め方向に砥石をオシレーションさせなが
ら研削を行う研削加工機において使用される撓み量検出
装置に、前記砥石軸の軸心からの変位量を検出する変位
センサと、前記オシレーションを行うためのモータへの
駆動信号から加速度を算出しこの算出値から加速度によ
って生じる前記砥石軸の撓み量に対応した補正値を求め
る補正値算出手段と、この補正値算出手段で求められた
補正値と前記変位センサの検出値とから研削によって生
じる前記砥石軸の撓み量を検出する撓み量検出手段とを
具備させることで前記目的を達成する。

【０００９】

【作用】請求項１記載の撓み量検出装置では、変位セン
サが砥石軸の軸心からの変位量を検出し、補正値算出手
段がオシレーションを行うためのモータへの駆動信号か
ら加速度を算出すると共に、この加速度で生じる砥石軸
の撓み量に対応した補正値を求める。そして、撓み量検
出手段は、補正値算出手段で求められた補正値と変位セ
ンサの検出値とから研削によって生じる砥石軸の撓み量
を検出する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の撓み量検出装置における一実
施例を図１ないし図２を参照して詳細に説明する。図１
は、本実施例による撓み量検出装置を適用したスピンド
ル装置２０を表したものである。

【００１１】このスピンドル装置２０は、砥石軸２２
と、この砥石軸２２を回転させる高周波モータ２４と、
砥石軸２２を回転支持する機械式の軸受２６、２７、２
８とを備えている。砥石軸２２には、先端に砥石１０が
固定された砥石シャンク１６が固定されている。

【００１２】砥石シャンク１６と軸受２６の間における
砥石軸２２の外周部には、変位センサ３０が設けられて
いる。この変位センサ３０は、図示しない電源装置によ
って高周波電圧が印加されるセンサであり、磁性体であ
る砥石軸２２との間の距離が変化した時、センサコイル
のインダクタンスが変化することによって砥石軸２２の
位置変位量に対応した出力、すなわち変位信号を出力す
るようになっている。

【００１３】図２は、本実施例による撓み量検出装置を
適用した研削加工機の全体構成を表したものである。こ
の研削加工機３５は、前述したスピンドル装置２０と、
このスピンドル装置２０を載置した砥石台テーブル３７
と、砥石台テーブル３７をボールねじ等を介して矢印Ｃ
で示す方向にオシレーションさせるためのオシレーショ
ン用モータ３９とを備えている。このオシレーション用
モータ３９としては、例えば、ＡＣサーボモータを用い
る。なお、矢印Ｃの方向は、工作物の被研削面１４（図
３参照）の傾斜方向と水平面に平行である。また、工作
物１２は、工作物主軸３６に固定され、回転するように
なっている。

【００１４】砥石台テーブル３７及びオシレーション用
モータ３９は、切り込みテーブル４１上に固定されてお
り、切り込みテーブル４１は、切り込み用モータ４３に
よっ矢印Ｄ方向に移動されるようになっている。また、
スピンドル装置２０の変位センサ３０は、撓み量検出回
路４５に接続され、この撓み量検出回路４５に変位信号
を出力するようになっている。

【００１５】撓み量検出回路４５で検出した撓み量は、
切り込みテーブル４１の切り込み用モータ４３の駆動制
御装置４７に供給され、駆動制御装置４７は、この撓み
量に応じて、切り込み用モータ４３の駆動速度を制御す
るようになっている。すなわち、砥石軸２２の撓み量
は、砥石１０と工作物１２の被研削面１４との間の研削
抵抗に比例するので、撓み量検出回路４５で検出した撓
み量をフィードバックして、所望の研削力が得られるよ
うに切り込みテーブル４１の送り速度を調整するように
なっている。なお、所望の研削力は、加工工程や工作物
１２の種類等に応じて図示しない入力装置により予め設
定される。

【００１６】一方、オシレーション用モータ３９を駆動
させるモータ駆動回路４９には、補正値算出回路５０が
接続されている。この補正値算出回路５０は、モータ駆
動回路４９からオシレーション用モータ３９へと供給さ
れる駆動信号が、砥石台テーブル３７のオシレーション
の速度に対応していることから、この信号を微分するこ
とによって砥石台テーブル３７の加速度を求めるように
なっている。そして、砥石軸２２はこの加速度に比例し
て撓むので、補正値算出回路５０は、加速度によって生
じる撓み量に対応する値（補正値）を算出し、撓み量検
出回路４５に出力するようになっている。

【００１７】従って、駆動制御装置４７には、この補正
後の撓み量が供給される。次に、このように構成された
実施例の動作について説明する。まず、高周波モータ２
４（図１参照）によって砥石軸２２を回転させ、モータ
駆動回路４９が所定の駆動信号をオシレーション用モー
タ３９に供給することで、砥石台テーブル３７が所定の
速度でオシレーションする。一方、工作物１２も工作物
主軸３６によって回転させる。

【００１８】そして、駆動制御装置４７によって切り込
み用モータ４３を駆動させ、切り込みテーブル４１を図
２において矢印Ｄ方向に移動させる。これにより、図３
に示したように、砥石１０は、回転すると共にオシレー
ションしながら、回転する工作物１２の被研削面１４に
対して切り込まれる。

【００１９】この研削時においては、その切り込み速度
に応じた砥石１０と被研削面１４との間の研削抵抗によ
って、砥石シャンク１６更には砥石軸２２が撓み、その
変位量は変位センサ３０によって検出される。また、こ
れと同時に、補正値算出回路５０は、モータ駆動回路４
９のオシレーション用モータ３９への駆動信号から、オ
シレーションによる砥石台テーブル３７の加速度を算出
し、この加速度から求めた補正値を撓み量検出回路４５
に出力する。

【００２０】これにより、撓み量検出回路４５は、補正
された変位信号、すなわち、変位センサ３０が実際に検
出した砥石軸２２の変位量から加速度によって生じる撓
み分が引かれた値の信号を出力する。従って、駆動制御
装置４７には、オシレーションによる加速度成分を含ま
ない撓み量、すなわち研削抵抗よって生じる撓み量のみ
が供給される。

【００２１】そして、駆動制御装置４７は、この補正さ
れた撓み量を基に、切り込みテーブル４１の切り込み送
り速度を調整し、工作物１２は、所望の研削力で研削さ
れる。以上説明したように、本実施例の研削加工機３５
では、オシレーションによる影響を取り除いた撓み量を
検出することのできる撓み量検出装置を用いているの
で、加工工程等に応じた最適の研削力を正確に得ること
ができ、加工精度を向上させることができる。

【００２２】なお、以上の実施例では、砥石軸２２の変
位量を検出するためのセンサとしてコイルのインダクタ
ンス変化を利用した変位センサを使用したが、例えば、
容量型、光学式等の他の変位センサを使用してもよい。
また、以上の実施例では、砥石軸２２を支持するものと
して機械式の軸受を用いたが、磁気軸受や油圧あるいは
空圧軸受を用いたものでもよい。特に、磁気軸受を用い
た場合、撓み量検出回路４５を軸受用の径方向センサに
接続して、この径方向センサの出力を基に砥石軸２２の
撓み量を検出するようにしてもよい。

【００２３】また、以上の実施例では、オシレーション
用モータ３９への駆動信号からオシレーションの加速度
を求めるようにしていたが、他の方法で加速度を求めて
もよい。例えば、砥石台テーブル３７のオシレーション
方向の加速度を測定する加速度検出器を設けてもよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明の撓み量検出装置によれば、撓み
量検出手段が、補正値算出手段で求められた補正値と変
位センサの検出値とから、研削によって生じる砥石軸の
撓み量を検出するようにしているので、オシレーション
による撓み分を除いた研削抵抗によって生じる撓みのみ
を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による撓み量検出装置を適用
したスピンドル装置を示す断面図である。

【図２】同撓み量検出装置を適用した研削加工機の全体
構成を示す説明図である。

【図３】オシレーションを伴う内面研削での砥石と工作
物とを示した説明図である。

【符号の説明】

１０ 砥石 １２ 工作物 １４ 被研削面 １６ 砥石シャンク ２０ スピンドル装置 ２２ 砥石軸 ２４ 高周波モータ ２６ 軸受 ３０ 変位センサ ３５ 研削加工機 ３６ 工作物主軸 ３７ 砥石台テーブル ３９ オシレーション用モータ ４１ 切り込みテーブル ４３ 切り込み用モータ ４５ 撓み量検出回路 ４７ 駆動制御装置 ４９ モータ駆動回路 ５０ 補正値算出回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥石軸の斜め方向に砥石を往復動させな
   がら研削を行う研削加工機において使用され、 前記砥石軸の軸心からの変位量を検出する変位センサ
   と、 前記往復動を行うためのモータへの駆動信号から加速度
   を算出し、この算出値から加速度によって生じる前記砥
   石軸の撓み量に対応した補正値を求める補正値算出手段
   と、 この補正値算出手段で求められた補正値と前記変位セン
   サの検出値とから、研削によって生じる前記砥石軸の撓
   み量を検出する撓み量検出手段とを具備することを特徴
   とする撓み量検出装置。