JPS62218060A - クランクシヤフト端面研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、クランクシャフトのジャーナル部等の対向す
る一対の端面を研削する装置に間する。

〔従来技術〕

従来のクランクシャフト端面研削装置においては、ジャ
ーナル部の対向する一対の端面間の仕上寸法と同一幅の
砥石車を用い、端面間の幅が研削代分だけ狭くなるよう
に予め加工された素材の端面間に前記砥石車を半径方向
より送り込んで前記端面を研削加工していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、複数種類のクランクシャフトを生産
する場合、ジャーナル部の端面間の幅寸法が変更される
毎に、それに対応する砥石幅の砥石車と交換する必要が
あり、段取り換えに時間がかかっていた。

この問題を解決するために、出願人は先にジャーナル部
の端面間の幅より小さい砥石幅を有する砥石車を使用し
、研削加工に際しては数値制御装置を用いて、クランク
シャフトを回転可能に支持するテーブルにクランクシャ
フトの軸線方向に往復送り移動を与え、ジャーナル部の
対向する一対の端面を別々に研削する技術を提案した。

この技術においては、数値制御装置は砥石車の研削面が
ジャーナル部の端面に接近するまでは早送りを、次いで
遅い研削送りをテーブルに与えて端面研削を行っている
。しかしながら、この技術においてはテーブルに与える
早送り量は常に一定であるので、砥石車の研削面が摩耗
するとその摩耗量だけ所定の仕上寸法を得るまでにテー
ブルに与える研削送り量が増大することになる。研削送
り速度は早送り速度に比して相当に遅いので、上記技術
によればクランクシャフトの加工本数の増大につれて研
削加工に要するサイクルタイムが大幅に増大し、しかも
この増大した時間は砥石車がジャーナル部の端面に当接
して研削を開始するまでの空研時間の増大となるのみで
、全く無駄な時間が消費されるという問題がある。本考
案は、砥石車の研削面の摩耗に応じて砥石車の早送り量
を増大させるようにして研削送り量の増大をなくし、こ
の問題を解決したものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このために、本発明によるクランクシャフト端面研削装
置は、第１図に示す如く、ベッド１０の上に、クランク
シャツ）Ｗを回転可能に支持する主軸台１５と心押台１
６とを設置したテーブル１３を同クランクシャフトの軸
線方向に相対的に往復送り移動可能に設けると共に、前
記テーブル１３の移動方向と平行な軸線回りに回転可能
に砥石車１９を軸承する砥石台１４を前記移動方向と直
交する方向に進退送り移動可能に設け、前記テーブル１
３及び砥石台１４の送り移動を制御する数値制御装置３
０を備えてなるクランクシャフト端面研削装置において
、前記砥石車１９は前記クランクシャツ）Ｗの被加工部
である対向する一対の端面Ｗａ、Ｗｂ間の幅Ｂｌより小
さな砥石幅Ｂ２を有し、前記ベッド１０には同ベッドに
対する前記被加工部である端面Ｗａの位置を検出する端
面位置検出装置２０を設置し、前記テーブル１３上には
前記被加工部である端面Ｗａが所定寸法まで研削された
ことを検出する端面定寸装置２１を設置し、前記数値制
御装置３０は前記砥石車１９の研削面１９ａ、１９ｂが
前記被加工部である一対の端面Ｗａ、Ｗｂに接近するま
では早送りを次いて研削送りを前記テーブル１３に与え
ると共に、前記早送りの送り量を段階的に更新する早送
り量更新手段３５を備え、この早送り量更新手段は前記
研削送りの送り量を計測する研削送り量計測手段３６と
、前記研削送りの送り量から前回の早送り量更新後にお
ける一加工サイクル毎の研削送り量の増加分の累積値を
検出する累積値検出手段３７と、この累積値が所定の許
容限度を越えたときそれ迄の早送り量に前記累積値に対
応する研削送り量を加えて更新された早送り量とする早
送り量決定手段３日よりなることを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

テーブル１３により送り移動されるクランクシャフトＷ
の被加工部である一対の端面Ｗａ、Ｗｂの一方のＷａを
端面検出装置２０により検出し、端面Ｗａがベッド１０
に対し所定位置となったところでテーブル１３の送り移
動を停止する。次いて、砥石台１４が前進して砥石車１
９が端面Ｗ　ａ　。

ｗｂの間に入った後、テーブル１３は早送り決定手段３
８により与えられる早送り量だけ早送り移動して砥石車
１９の一方の研削面１９ａがクランクシャフ）Ｗの一方
の端面Ｗａに接近する。次いでテーブル１３は研削送り
で移動し、研削面１９ａが端面Ｗａを研削加工し、端面
Ｗａに接触する端面定寸装置２１によって定寸信号が得
られた位置でテーブル１３の研削送りは停止する。この
間に研削送り量計測手段３６は研削送り量を計測する。

次に、テーブル１３は数値制御装置３０により前記送り
移動方向とは逆方向に、砥石車１９の他方の研削面１９
ｂがクランクシャツ）Ｗの他方の端面ｗｂに前記一方の
端面Ｗａに対する接近と同程度に接近するまで早送り移
動する。次いで、テーブル１３は前記一方の端面で計測
した研削送り量と同量だけ研削送り移動を行って他方の
研削面１９ｂが端面ｗｂを研削加工した後、再び当初の
送り方向に早送りにより戻り、砥石台１４が後退する。

累積値検出手段３７により検出される累積値が所定の許
容限度を越えれば、早送り量決定手段３８は早送り量を
それ迄の値に前記累積値に対応する研削送り量を加えた
値に更新し、これによりテーブル１３の早送りの量は段
階的に増大する。

〔発明の効果〕

かかる本発明によれば、砥石車の研削面の摩耗により、
所定の仕上寸法を得るまでにテーブルに与える研削送り
量の増大が所定限度を越えれば、その都度研削送り量の
増大分だけ、テーブルに与えられる早送り量が増大する
ので、早送り量は段階的に増大し、一方研削送り量は所
定限度内において多少の増減を繰り返すのみである。従
って本考案によれば、砥石車の研削面の摩耗量が増大し
ても、早送り速度に比して遅い研削送り速度による移動
量の増大は所定範囲内に限られるので、空研時間が増大
することは殆どなく、研削加工に要するサイクルタイム
が増大することがなくなる。

〔実施例〕

以下に、本発明を添付図面により説明する。

第２図に示す如く、研削盤のベッドｌＯ上には、テーブ
ル１３が左右方向すなわちＺ方向の案内レール１１によ
り案内支持されてテーブル用サーボモータ１３ａにより
往復送り駆動が与えられ、また砥石台１４がＺ方向と直
交するＸ方向の案内レール１２により案内支持されて砥
石台用サーボモータ１４ａにより進退送り駆動が与えら
れる。テーブル１３上には主軸台１５と心押台１６がＺ
方向に沿って互に同軸に対向して設けられ、心押台１６
は心押台用サーボモータ１６ａによりＺ方向に進退位置
決め可能である。主軸台１６と心押台１６の間にはクラ
ンクシャツ）Ｗが支持され、主軸駆動モータ１５ａによ
り回転駆動される。各サーボモータ１３ａ、１４ａ、ｌ
ｅａは何れも数値制御装置３０により制御される。

砥石台１４にはＺ方向と平行に砥石軸１８が軸承され、
この砥石軸１８には砥石車１９が固定されて砥石駆動用
モータ１７により回転駆動される。

この砥石車１９は、第３図に示す如く、スチール等の剛
性のあるコア材１９ｃの周辺にＣＢＮ砥粒で環状の砥石
部１９ｄを形成してなるＣＢＮ砥石車であり、その両研
削面１９ａ、１９ｂ間の砥石幅Ｂ２は研削加工前の被加
工部であるクランクシャツ）Ｗのジャーナル部Ｗｅの両
端面Ｗａ、Ｗｂ間の輻Ｂｌよりも小である。

第２図及び第３図に示す如く、ベッド１０には、ツイー
タ２０ａを有し、かつテーブル１３の移動方向Ｘに対し
直交する方向に進退移動可能な端面検出ヘッドを備えた
端面位置検出装置２０が固定されている。また、テーブ
ル１３上には、ツイータ２１ａを有し、テーブル１３の
移動方向に対し直交する方向に進退移動可能であり、か
つテーブル１３の移動方向と同一方向に位置決め可能な
端面定寸ヘッドを有する端面定寸装置２１が設定されて
いる。端面定寸装置２１は、テーブル１３上にクランク
シャフトＷと平行な２本の２方向のガイドロッド２２に
より案内支持され、数値制御装置３０により制御される
端面定寸用サーボモータ２３により送りねじ２３ａを介
して位置決めされる。

第２図に示す如く、研削盤を制御する数値制御装置３０
は演算処理装置と、メモリと、入力装置とを主要構成要
素とし、演算処理装置に接続されたインタフェイスには
前記端面位置検出装置２０及び端面定寸装置２１からの
信号が入力され、また演算処理装置には複数のパルス分
配器が接続されてそれぞれ駆動回路を介して前記各サー
ボモータ１３ａ、１４ａ、ｌｅａ等を制御駆動するよう
になっている。また、メモリには第６図のフローチャー
トに示す本実施例の動作を行うための制御プログラムが
記憶され、テーブル１３の初期早送り移動距離Ｌθを各
クランクシャフトＷの両端面Ｗａ、Ｗｂ間の幅Ｂｌ及び
砥石車１９の砥石幅Ｂ２から求める計算式あるいはチャ
ート、研削送り移動量の増加分の累積値の許容限度ＷＬ
、早送り速度、研削送り速度等の必要な情報が記憶され
、更に、研削送り移動路！ｔＭ？Ｌ１順次更新される早
送り移動距離Ｌ７Ｌ及び研削送り移動距離基準値Ｍ。、
前記累積値Ｗ７Ｌ等の変数のための記憶領域が設けられ
ている。

次に、上記実施例の動作を第４図〜第６図により説明す
る。先ず、数値制御装置３０を起動し各変数を初期値に
リセットした後、人力装置により加工すべきクランクシ
ャツ）Ｗの機種及び砥石車１９の砥石幅Ｂ２等の情報を
人力し、次いでクランクシャフトＷを主軸台１５と心押
台１６の間にセットし回転駆動を開始してから、第６図
のフローチャートに従って動作が行われる。

先ず第１木目のクランクシャフトＷを研削加工する場合
の動作を説明する。ステップ５１においてカウンタ値ｎ
が１にセットされ、ステップ５２の比較判断を経てステ
ップ５３に進み、入力装置から入力された前記情報等に
よりテーブル初期早送り移動距離り、を求めて所定のレ
ジスタにセットし、次いてステップ５４においてその値
を早送り移動距離Ｌ！のレジスタにセットする。以上の
作動と前後して端面位置検出装置２０のヘッドが前進し
ジャーナル部Ｗｃ内に入るので、ステップ５５において
テーブル１３が第２図において右方向に移動すれば、第
４図（ａ）に示す如く、ジャーナル部Ｗｃの一方の端面
Ｗａが端面位置検出装置２０のツイータ２０ａに接触し
たところでステップ５６の信号が発信され、ステップ５
７に進んでテーブル１３の移動を停止し、端面位置検出
装置２０のヘッドは後退する。この状態においては砥石
車１９はジャーナル部Ｗｅの両端面Ｗａ、Ｗｂの丁度中
央に位置している。次いでステップ５８に進んで、第４
図（ｂ）に示す如く、砥石台１４が前進して砥石車１９
がジャーナル部Ｗｅに当接し、また、端面定寸装置２１
のヘッドが前進すると共にツイータ２１ａが旋回してそ
の先端が端面Ｗａに接触する。ステップ５９ではテーブ
ル１３が前記早送り移動路ＲＬＪだけ右方向に早送りさ
れて、第４図（ｃ）に示す如く、砥石車１９の一方の研
削面１９ａが端面Ｗａに接近するが、端面定寸装置２１
はテーブル１３上に設置されて一緒に移動するので、ツ
イータ２１ａの接触状態は変らない。次いで、ステップ
６０に進んでテーブル１３の右方向への送り速度は研削
送り速度に切り換えられ、第４図（ｄ）に示す如く、砥
石車１９の研削面１９ａにより端面Ｗａが研削され、所
定の寸法に達したときにステップ６１の定寸信号が発信
される。この定寸信号が発信されると、ステップ６２に
進んでテーブル１３の研削送り移動路！ｆＭ、が計測さ
れ、また直ちにステップ６３に進んでテーブル１３は距
離２Ｌｚ＋Ｍｚだけ左方向に早送りされると同時に端面
定寸装置２１のヘッドが後退し、第４図（ｅ）に示す如
く、砥石車１９の他方の研削面１９ｂがジャーナル部Ｗ
ｃの端面ｗｂに接近する。この研削送り移動距離Ｍ１の
計測は数値制御装置３０の対応するパルス分配器より分
配されるパルス数を計数することにより行われる。次い
でステップ６４に進んでテーブル１３の左方向への送り
速度は研削送り速度に切り換えられ前記距離Ｍｌだけ研
削送りが与えられて、第４図（ｅ）に示す如く研削面１
９ｂにより端面ｗｂが研削された後、ステップ６５にお
いてテーブル１３は距離Ｍ工＋Ｌｌだけ右方向に早送り
されて砥石車１９を端面ｗｂから離間させ、ステップ６
６において砥石台１４は砥石車１９と共に後退する。続
くステップ６７の比較判断を経てステップ６８に進み、
研削送り移動距離基準値Ｍｔ）にＭ工の値をセットして
第１木目のクランクシャフトＷの加工サイクルは完了す
る。

第２木目ぽ以後のクランクシャフトＷを研削加工する場
合も、クランクシャフトＷを主軸台１５と心押台１６の
間にセットし回転駆動を開始してから、第６図のフロー
チャートにより動作が行われる。ステップ５１において
カウンタ値ｎに１が加えられ、ステップ５２の比較判断
を経てステップ５４に移り、直前の加工サイクルにおけ
る早送り移動距離り、Ｌ−／または後述のステップ７２
において更新された早送り移動距離Ｌ７Ｌ−／が早送り
移動路１ｌＩｔＬｔＬのレジスタにセットされる。続く
ステップ５５〜６６は前記第１木目の場合と同一である
。

此等に続くステップ６７の比較判断を経てステップ６９
に移り、次式により前回の早送り移動距離ＬＡの更新（
初期早送り移動距離Ｌ１のセットを含む）後における一
加工サイクル毎の研削送り移動距離Ｍ、Ｌの増加分の累
積値Ｗｎ（＝前記更新後の研削面Ｗａの摩耗量）を求め
る。

Ｗ７Ｌ＝Ｍ７Ｌ−Ｍρ 但し、Ｍ、二更新の都度設定される研削送り移動距離基
準値 ステップ７０においてこの累積値Ｗ、Ｌを予め定められ
た許容限度ＷＬと比較してＷ４≧Ｗｔでなければそのま
ま加工サイクルを終了する。Ｗ７Ｌ≧ＷＬならばステッ
プ７１に移って研削送り移動距離基準値ＭＤの値をこの
加工サイクルで計測された研削送り移動距離Ｍ１Ｌの値
に更新し、続くステップ７２において早送り移動距離Ｌ
７Ｌの値を前記累積値Ｗ４を加えた値に更新して加工サ
イクルを終了する。なお、第６図のフローチャートには
省略したが、前記各加工サイクルは、毎回テーブル１３
を原位置に復帰させた後、開始されるものである。

以下同様に、次のクランクシャツ）Ｗを主軸台１５と心
押台１６の間にセットし回転駆動を開始してから、第６
図のフローチャートによる作動を繰り返して、クランク
シャツ）Ｗの端面の研削加工を順次行い、累積値Ｗ１が
許容限度Ｗ、よりも大となれば早送り移動路＆ｉｔ　Ｌ
　ｈを更新する。

第６図において、（ａ）に示す如く、第１木目のクラン
クシャフトＷの加工の際は、素材の端面Ｗａを所定の仕
上寸法の端面Ｗａまで研削するのに要する研削送り移動
距離はＭ、であるが、何本かの研削加工により砥石車１
９の研削面１９ａがＷｌだけ摩耗すれば、（ｂ）に示す
如く、同様の仕上寸法の端面Ｗａまで研削するのに要す
る研削送り移動距離はＭ、よりも大なるＭ、Ｌとなり、
テーブル１３はその距離を遅い研削送り速度により移動
するので研削加工のサイクルタイムが増大する。本実施
例においては、第６図のフローチャートのステップ６９
〜７２において、研削面１９ａの摩耗量Ｗ、−Ｌが所定
の許容限度Ｗｔを越えれば、（ｃ）に示す如く、早送り
移動距離を当初の値Ｌ１に摩耗ｍｗ、を加えた値に更新
し、これにより研削送り移動距離が再び当初の値Ｍ、と
なるようにしたものである。従って、このような早送り
移動距離の更新を繰り返すことにより研削送り移動距離
の増大がなくなるので、研削加工のサイクルタイムの増
大がなくなる。

第６図のフローチャートに示す実施例においては、研削
送りの移動距離ＭＡを計測してその増加。

分の累積値Ｗｈが予め定められた許容限度Ｍρを越えた
ときに早送り移動路１ｌｌｉＬユを更新するようにして
いる。これに対し、第６図のフローチャートに対する変
更部分付近のみを示す第７図の変形実施例においては、
ステップ６２の代わりのステップ６２ａにおいてテーブ
ル１３の研削送り移動時間ｔ７１を計測すると共に、ス
テップ６２ｂを追加して研削送り移動時間ｔ７Ｌと研削
送り速度ｖｆの積により研削送り移動距離を求め、ステ
ップ６８〜７２に代えてステップ６８ａ〜７２ａを設け
て研削送り移動時間ｔユの増加分の累積値Ｔ７１が予め
定められた許容限度ＴＬを越えたときに研削送り時間基
準値ｔｌ）を更新すると共に早送り移動距離Ｌ　を累積
値Ｔ、Ｌと研削送り速度ｖ９の積を加シ。

えた値に更新するようにしている。この変形実施例にお
いても、前記実施例と同様に研削送り移動距離の増大が
なくなるので、研削加工のサイクルタイムの増大がなく
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるクランクシャフト端面研削装置の
構成図、第２図〜第６図はその実施例の説明図で、第２
図は全体平面図、第３図はクランクシャフトの端面付近
の拡大図、第４図及び第５図は加工工程の説明図、第６
図はフローチャート、第７図は変形実施例のフローチャ
ートの変更部分を示す図である。 符号の説明 １０・・・ベッド、１３・・・テーブル、１４・・・砥
石台、１５・・・主軸台、１６・・・心押台、１９・・
・砥石車、２０・・・端面位置検出装置、２１・・・端
面定寸装置、３０・・・数値制御装置、３５・・・早送
り量更新手段、３６・・・研削送り全計測手段、３７・
・・累積値検出手段、３８・・・早送り量決定手段、Ｂ
ｌ・・・クランクシャフトの端面間の幅、Ｂ２・・・砥
石幅、Ｗ・・・クランクシャフト、Ｗａ、Ｗｂ・・・端
面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ベッドの上に、クランクシャフトを回転可能に支持する
   主軸台と心押台とを設置したテーブルを同クランクシャ
   フトの軸線方向に相対的に往復送り移動可能に設けると
   共に、前記テーブルの移動方向と平行な軸線回りに回転
   可能に砥石車を軸承する砥石台を前記移動方向と直交す
   る方向に進退送り移動可能に設け、前記テーブル及び砥
   石台の送り移動を制御する数値制御装置を備えてなるク
   ランクシャフト端面研削装置において、前記砥石車は前
   記クランクシャフトの被加工部である対向する一対の端
   面間の巾より小さな砥石幅を有し、前記ベッドには同ベ
   ッドに対する前記被加工部である端面の位置を検出する
   端面位置検出装置を設置し、前記テーブル上には前記被
   加工部である端面が所定寸法まて研削されたことを検出
   する端面定寸装置を設置し、前記数値制御装置は前記砥
   石車の研削面が前記被加工部である一対の端面に接近す
   るまでは早送りを次いで研削送りを前記テーブルに与え
   ると共に、前記早送りの送り量を段階的に更新する早送
   り量更新手段を備え、この早送り量更新手段は前記研削
   送りの送り量を計測する研削送り量計測手段と、前記研
   削送りの送り量から前回の早送り量更新後における一加
   工サイクル毎の研削送り量の増加分の累積値を検出する
   累積値検出手段と、この累積値が所定の許容限度を越え
   たときそれ迄の早送り量に前記累積値に対応する研削送
   り量を加えて更新された早送り量とする早送り量決定手
   段よりなることを特徴とするクランクシャフト端面研削
   装置。