JPH07164314A - 研削盤における砥石寸法測定方法およびその装置 - Google Patents

研削盤における砥石寸法測定方法およびその装置

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JPH07164314A
JPH07164314A JP5307708A JP30770893A JPH07164314A JP H07164314 A JPH07164314 A JP H07164314A JP 5307708 A JP5307708 A JP 5307708A JP 30770893 A JP30770893 A JP 30770893A JP H07164314 A JPH07164314 A JP H07164314A
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JP
Japan
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grindstone
grinding wheel
forming
grinding
axis
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JP5307708A
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English (en)
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Koji Matsumura
光二 松村
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Amada Wasino Co Ltd
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Amada Wasino Co Ltd
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  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 目視による砥石形状の測定により生ずる加工
誤差をなし、高精度加工を可能とすると共に、長時間無
人化加工を可能とする。 【構成】 ワークに研削加工を行なう砥石9を装着した
砥石スピンドル軸27を回転自在に支承した砥石ヘッド
11を備えた研削盤1にして、前記ワークを載置するテ
ーブル21に設けられかつ前記砥石スピンドル軸27に
直交した軸芯を持つ回転軸31に成形砥石35を取付け
た成形砥石回転装置29を設け、この成形砥石回転装置
29に成形砥石35の外径測定用のセンサ43と砥石接
触検知用のセンサ39を設け、前記各センサ43,39
の検知により砥石9の測定および成形サイクルプログラ
ム作成手段45を備えた制御装置3と、を設けてなるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、研削盤における砥石
寸法測定方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば成形研削盤に使用する超砥
粒砥石の先端形状は、複雑な輪郭形状を研削するため通
常真円弧状に成形している。NC成形研削盤は、その円
弧中心点の軌跡を制御し、また、砥石の先端形状の測定
は投影機により拡大し目視により行なわれている。
【0003】より詳細には、図8、図9および図10を
参照するに、図8にはスクリーン全体を示し、投影機ス
クリーン101には加工ワーク103と砥石105とA
部で示された同心円107が記入されている。次に、図
9に示されているごとく、同心円の横方向の中心軸に砥
石105の先端径を測定するためのダミー109をセッ
トする。なお、ダミー109の材質は、一般的にはカー
ボン又は鉄等の薄板等で、砥石の形状をくずすことなく
容易に削れるものである。
【0004】そして、砥石105を同心円107に向け
てY方向へ突っ込みダミー109を研削する。なお、こ
の時、砥石台のX,Y座標を記録しておく(図9参
照)。
【0005】加工されたダミー109の円弧と同心円1
07とが合う様にして、テーブルを移動させる。そし
て、ダミー109の円弧と同心円107とがほぼ一致し
たとき、テーブルX,Y軸の移動量を先程記録しておい
た砥石台のX,Y座標に加減算することにより、(同心
円の中心)=(砥石先端Rの中心)となり、砥石先端R
の中心座標が求められる。また、ダミー109の円弧と
同心円107とを合せることにより砥石先端R径も読み
とれる。
【0006】また、特公平4−71667号公報にて採
用されている、砥石先端の既定の3点を検出して円弧半
径および円弧中心位置を算出する手段がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の研削盤における砥石寸法測定手段では、砥石の先端
形状を目視で確認するため、正確な円弧半径や円弧中心
点が把握できず、砥石先端点の合わせ誤差により加工誤
差が生じてしまうという問題があった。
【0008】より詳細には、図8〜図10を用いて説明
した測定手段では、ダミー109と同心円107を合わ
せる際や、砥石105の先端R径を測定するときに、1
〜数μm単位の正確な測定は不可能である。
【0009】従って、加工の際すぐに仕上げ加工を行な
わず、中仕上げ工程を入れて1度ワークを加工する。そ
して、加工後、ワークの残り仕上げ代や、中仕上げ時に
削りとられた量等を見て、中心位置の修正や砥石先端R
径の補正を変更して最終仕上げを行なっていた。
【0010】このため、仕上げ加工前に中仕上げという
1工程が必要となり、全体の加工時間が多くかかってし
まい、中仕上げ後のワークの取り代を目視により確認
し、砥石先端のR中心位置の修正やR径補正量の変更を
行なうので、その時の目視による測定誤差が加工誤差と
して発生することとなる。
【0011】また、特公平4−71667号公報にて知
られている円弧半径および円弧中心位置を算出する手段
では、3点で検出しているだけなので、本当に先端が円
弧形状かどうかはわからない。また、円弧が真円でなけ
れば円弧中心位置にずれて算出されてしまうという不都
合が発生する。
【0012】この発明の目的は、上記問題点を改善する
ために、目視による砥石形状の測定により生ずる加工誤
差をなくし、高精度加工を可能とすると共に、長時間無
人化加工を可能とした研削盤における砥石寸法測定方法
およびその装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、ワークに研削加工を行なう砥石を装着
した砥石スピンドル軸を回転自在に支承した砥石ヘッド
を備えた研削盤にして、前記砥石スピンドル軸を上下方
向へ動かしながら回転させ、この砥石スピンドル軸と垂
直な軸芯を持つ成形砥石を前記砥石に接触させて成形砥
石の周囲に前記砥石を円弧運動させ、成形砥石の半径
と、砥石と成形砥石との接触を検出することにより、ツ
ルーイング・ドレッシングを行ないながら砥石先端の円
弧寸法と円弧中心位置を検出する研削盤における砥石寸
法測定方法である。
【0014】また、この発明は、ワークに研削加工を行
なう砥石を装着した砥石スピンドル軸を回転自在に支承
した砥石ヘッドを備えた研削盤にして、前記ワークを載
置するテーブルに設けられかつ前記砥石スピンドル軸に
直交した軸芯を持つ回転軸に成形砥石を取付けた成形砥
石回転装置を設け、この成形砥石回転装置に成形砥石の
外径測定用のセンサと砥石接触検知用のセンサを設け、
前記各センサの検知により砥石の測定および成形サイク
ルプログラム作成手段を備えた制御装置と、を設けて研
削盤における砥石寸法測定装置を構成した。
【0015】
【作用】この発明の研削盤における砥石寸法測定方法お
よびその装置を採用することにより、砥石を装着した砥
石スピンドル軸を上下方向に動かしながら回転させ、砥
石面へ前記スピンドル軸と垂直な軸芯を持つ成形砥石回
転装置に備えた成形砥石に接触させる。そして、接触を
砥石接触検知用センサにて検出すると共に、成形砥石の
周囲に砥石を円弧運動させ、成形砥石の径測定用センサ
と前記砥石接触検知用センサの検出値とツールイング条
件、ドレッシング条件等を砥石の測定および成形ルプロ
グラム作成手段へ入力し、この成形及び測定サイクルプ
ログラム作成手段の出力を制御装置に取り込んで、砥石
の成形加工が行なわれる。
【0016】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。なお、研削盤として光学式ならい研削盤
を対象として説明するが、この機種に限定するものでは
ない。また、光学式ならい研削盤の構成は既に公知のも
のであるため、詳細な図示と説明を省略する。
【0017】図1を参照するに、研削盤としての光学式
倣い研削盤1で、特に加工情報を記憶装置に入力し、こ
れから出力するための操作盤(図示省略)を備えてい
る。この操作盤は記憶装置および記憶装置に基づく研削
盤の制御装置としてのNC装置3を収めた框体5を付属
している。
【0018】光学式倣い研削盤1には、基台7の上部左
側に例えば円盤状の砥石9を保持する砥石ヘッド11を
支承したコラム13が設けられ、砥石9は回転自在にな
ると共に砥石ヘッド11に沿ってZ軸方向(図1におい
て上下方向)へ昇降自在に設けられている。なお、前記
コラム13の裏面には電動機の如き駆動手段によりベル
ト等を介して前記砥石9を回転する駆動部15が設けら
れている。
【0019】前記コラム13は下面に受台17を備え、
受台17の上面に形成した案内溝(図示省略)に沿い、
X軸方向(図1において前後方向)に移動する。
【0020】また、受台17の下面には、X軸方向に砥
石9および砥石ヘッド11を備えたコラム13を移動す
るための移動自在な移動台19が設けられていて、その
移動台19の下面には、コラム13をY軸方向(図1に
おいて左右方向)に移動するためのY軸移動手段(図示
省略)が設けられている。
【0021】基台7の上面右側の砥石9と対向する位置
には、ワークを挟持するテーブル21が設けてあり、テ
ーブル21は下面に設けられたX軸移動台23の案内面
に沿ってX軸方向に移動自在となっている。
【0022】X軸移動台23の下面には、Y軸方向に移
動自在な案内面を有するY軸移動台25が設けてあり、
そのY軸移動台25は、駆動手段(図示省略)によりY
軸方向へ移動自在となっている。また、Y軸移動台25
はZ軸方向に移動自在であり、電動機のごときZ軸駆動
手段(図示省略)により昇降するものである。
【0023】なお、前記砥石ヘッド11に対してZ軸方
向へ移動自在でかつ回転自在な砥石スピンドル軸27が
支承されており、その砥石スピンドル軸27の先端に砥
石9が装着されている。更に、図示を省略したが砥石9
とワークの研削面の上方には、研削面を投影する投影器
が設けられている。
【0024】上記構成により、ワークはテーブル21に
載置され、X軸、Y軸およびZ軸方向に位置決めされる
と共に、砥石9を所定の回転数で回転させて、砥石9を
X軸、Y軸およびZ軸方向に移動せしめることによっ
て、砥石9でワークに研削加工が行なわれることにな
る。
【0025】前記テーブル21の前記砥石9に対向した
位置には、成形砥石回転装置29が設けられている。こ
の成形砥石回転装置29は、前記砥石スピンドル軸27
に直交した軸芯を有した回転軸31を備えた回転装置3
3が設けられ、前記回転軸31の上方に例えば円盤状の
成形砥石35が支承されている。なお、成形砥石35
は、図示を省略した電動機等にて回転自在となってい
る。そして、前記回転装置33に形成したブラケット3
7が前記テーブル21に固着されている。
【0026】また、このブラケット37の水平方向位置
に砥石接触検知用センサ39として例えば振動センサが
設けられていると共に、ブラケット37より立設した支
持棒41に前記成形砥石35の径を測定する外径測定用
センサ43として例えば変位センサが設けられている。
【0027】上記構成により、その作用としては、図2
および図3を参照するに、テーブル21にブラケット3
7を介して設けられた回転装置33を駆動させることに
より、成形砥石35が回転軸31を介して回転される。
さらに、砥石9を回転させると共に、例えばX軸および
Y軸方向へ移動させることによって砥石9を回転してい
る成形砥石35と接触させる。
【0028】次に、砥石9を図3に示すように半径R’
にて円弧補間を行ない、砥石9と成形砥石35が常に接
触しているように駆動させる。そして、円弧補間のR半
径を徐々に小さくしていき砥石9の型くずれを修正して
いく。
【0029】前記NC装置3には、砥石9の測定及び成
形サイクルプログラム作成手段45が備えられている。
すなわち、図4には成形サイクルプログラムを作成する
ための構成ブロック図が示されている。図4において、
操作盤に備えられているキーボードなどの入力手段によ
り初期条件、ツールイング条件およびドレッシング条件
と、各センサ39,43の出力信号が成形サイクルプロ
グラム作成手段45に入力され、成形サイクルプログラ
ムが作成される。そして、この測定及び成形サイクルプ
ログラム作成手段45の出力をNC装置3に入れてNC
装置3の制御により砥石成形が行なわれる。
【0030】次に、砥石9の先端の円弧半径および円弧
中心を求める手段について詳細に説明する。
【0031】図5、図6、図7を参照するに、目標とす
る砥石9の先端の円弧半径は、図5の図中に示した摩耗
前のrとする。
【0032】図5に示されているごとく、現在の座標系
をある既定値dyだけY方向にオフセットさせる。これ
により砥石9の先端の円弧中心はP0 からP1 になる。
【0033】砥石9と成形砥石35とを接触させ、半径
を、(R1 +r+dy)にて円弧補間させて砥石9を移
動させ、徐々に切り込み(円弧補間半径を小さくする)
をかけていく。
【0034】dyだけ切込んだ時、図6に示されている
ごとく、円弧補間半径は、R1 +rとなり、砥石9の先
端の円弧半径はr’、成形砥石35の半径はR2 とな
る。そして、砥石接触検知用のセンサ39によって円弧
補間上の全ての点で砥石9と成形砥石35とが接触して
いるとと検出されれば、r’(=R1 +r−R2 )=r
となり、目標の真円弧状に復元されたこととなり、修正
作業を終了する。なお、このときの砥石9の先端の円弧
寸法はr、円弧中心は前回の円弧中心よりY方向にdy
だけ下がった地点となる(図7参照)。
【0035】dyだけ切り込んで円弧補間させたとき、
全ての点で砥石9と成形砥石35が接触していない場合
は、円弧が復元されていないことになるので、再度上述
した動作を繰り返す。
【0036】なお、成形砥石35の材質は、砥石9を削
り成形が行なえるもので、例えばGC砥石やモリブデン
鋼等があてはまるが、特に材質は限定しないが、成形砥
石35の半径を管理するため、外径測定用センサ43に
て測定した際、測定誤差が生じにくいものであることが
必要である。
【0037】上述したごとき構成と作用により、超砥粒
の砥石9をZ軸方向に動かしながら回転させ、砥石スピ
ンドル軸27と垂直な軸芯を持つ成形砥石35とを接触
させて、砥石9を円弧運動させる。その時に成形砥石3
5のR半径と、砥石9と成形砥石35との接触を検出す
ることにより、ツーリング、ドレッシングを行ないなが
ら砥石9の先端の円弧形状を既定の寸法に仕上げ、同時
に円弧中心を検出する。
【0038】このため、目視による砥石形状の測定によ
り生ずる加工誤差をなくすことができ、高精度加工が可
能となる。また、円弧半径と位置が明らかになるため、
ドレスサイクルとしてプログラムに組込むことにより長
時間無人化加工が可能となる。
【0039】なお、この発明は、前述した実施例に限定
されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。
【0040】
【発明の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、この発明によれば、特許請求の範囲に記載さ
れたとおりの構成であるから、ツールイング、ドレッシ
ングを行なうと同時に超砥粒砥石の先端の円弧寸法、円
弧中心位置を検出する。
【0041】而して、目視による砥石形状の測定により
生ずる加工誤差をなくし、高精度加工を可能とすると共
に、長時間無人化加工を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を実施する一実施例の光学式倣い研削
盤に本発明の主要部である砥石寸法測定装置を組み込ん
だ斜視図である。
【図2】図1におけるII矢視部の拡大説明図である。
【図3】図2における平面説明図である。
【図4】測定及び成形サイクルプログラム作成手段の構
成ブロック図である。
【図5】作用説明図である。
【図6】作用説明図である。
【図7】作用説明図である。
【図8】従来例を示し、投影機スクリーンの説明図であ
る。
【図9】図8におけるA部の拡大説明図である。
【図10】図9における砥石の切込み状態を示す説明図
である。
【符号の説明】
1 光学式倣い研削盤(研削盤) 3 NC装置(制御装置) 9 砥石 11 砥石ヘッド 21 テーブル 27 砥石スピンドル軸 29 成形砥石回転装置 31 回転軸 35 成形砥石 39 砥石接触検知用のセンサ 43 外径測定用のセンサ 45 測定および成形サイクルプログラム作成手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワークに研削加工を行なう砥石を装着し
    た砥石スピンドル軸を回転自在に支承した砥石ヘッドを
    備えた研削盤にして、前記砥石スピンドル軸を上下方向
    へ動かしながら回転させ、この砥石スピンドル軸と垂直
    な軸芯を持つ成形砥石を前記砥石に接触させて成形砥石
    の周囲に前記砥石を円弧運動させ、成形砥石の半径と、
    砥石と成形砥石との接触を検出することにより、ツルー
    イング・ドレッシングを行ないながら砥石先端の円弧寸
    法と円弧中心位置を検出することを特徴とする研削盤に
    おける砥石寸法測定方法。
  2. 【請求項2】 ワークに研削加工を行なう砥石を装着し
    た砥石スピンドル軸を回転自在に支承した砥石ヘッドを
    備えた研削盤にして、前記ワークを載置するテーブルに
    設けられかつ前記砥石スピンドル軸に直交した軸芯を持
    つ回転軸に成形砥石を取付けた成形砥石回転装置を設
    け、この成形砥石回転装置に成形砥石の外径測定用のセ
    ンサと砥石接触検知用のセンサを設け、前記各センサの
    検知により砥石の測定および成形ルプログラム作成手段
    を備えた制御装置と、を設けてなることを特徴とする研
    削盤における砥石寸法測定装置。
JP5307708A 1993-12-08 1993-12-08 研削盤における砥石寸法測定方法およびその装置 Pending JPH07164314A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040309