JPH01153270A - 平研削盤用自動目盛補正装置 - 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〕 本発明は平研削盤用の自動目盛補正装置に関し、該平研
削盤は、一般に、ワークを搭載する水平テーブルと、こ
のテーブルの上方に設けられた研削砥石とを具備し、該
研削砥石はワークを加工するための縁部を有すると共に
、前後に移動可能であって前記ワークと接触するが又は
離隔することができる。

更に特定すると、本発明は、研削盤のテーブルに固定さ
れて、ワーク加工中に研削砥石がその上部を通過する毎
に、その瞬間の研削砥石とテーブルとの距離の関数であ
る極値を通過した電気信号を発信させる計測類と、該計
測類の出力信号によってとられる値のうち少なくともい
くつかに対応する値を記憶する手段と、該記憶された値
が基準値上対応するとき研削砥石を前後へ移動させる制
御信号を発生させる手段とを具備し□た自動目盛補正装
置に関する。

以下全白 〔従来の技術〕 従来における、この種の装置における計測類は機械式で
あり、研削砥石の縁部に接触して、バネによって生起さ
せられる計測力をそれに作用させる計測触手と、該触手
の動きに応じて上述した電気出力信号を発生させる誘導
型又は容量型の変換器とを具備している。

〔発明が解決しようとする課題〕

このため、公知の装置は以下の様ないくつかの欠点を有
している。

まず第１に、研削砥石は計測触手によって不規則に摩耗
させられ、これに対応してその計測触手は研削砥石によ
って摩耗させられ、このことは、必然的に時間と共に計
測の誤差を大きくさせる。

第２に、研削砥石は非常に高速で回転するため、そこか
ら離脱させられてワークをそぎ落とす粒子が突出し、度
々触手を打ち、振動させ、そして時には共振する。そし
てこの瞬間には最小値である記憶された値は、その結果
それらがあるべき値よりも小さいので、研削盤は時期尚
早に１つの研削段階から次の段階へ移らされると共に、
研削砥石は、ワークが正確な最終寸法に達する前に摩耗
させられる。これは、計測触手が、該触手と研削砥石と
の相互の摩耗ができるだけ制限される弱い計測力のみを
研削砥石に作用させる様に配設されることが普通なので
、上述の゛場合ではその通りである。

第３に、研削盤が往復移動型のテーブル、即ち、研削砥
石の下で前後に直線移動するテーブルを有している場合
、触手の様な計測類の可動部と、触手と変換器との間の
連結部材と、変換器の可動部と、計測力を発生させるば
ねとは、加速度が増減させられ、テーブルの振動にさら
され、このことは計測における他の誤差原因となる。

依って、本発明の目的は、斯る欠点を有しない自動目盛
補正装置の提供である。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的に鑑みて本発明による装置の計測類は、入口ノ
ズルと、研削砥石の縁部へ向かって吹きつける方向を向
いた計測出口ノズルとを設け、大変に小さな内部容積か
ら成る第１淳支ダクトと、入口ノズルと対応出口ノズル
とを設けた第２ａダクトと、これらのダクトの入口ノズ
ルを圧力の調節された圧縮空気を供給する装置に連結す
る手段と、前記の２つのダクトの圧力差を検知すると共
に電気的出力信号を発生させる半導体要素を有した差圧
変換器とを有した空気回路を具備している。

〔作　用〕

この様にすれば、計測ノズルから噴射される空気ジェッ
トは研削砥石を摩耗させることはなく、かつ、研削砥石
と計測類とは、もはや接触することはないので、計測類
も摩耗することはない。

更には、往復移動するテーブルの場合には、その加速度
と振動とは上述の空気ジェットに計測可能な程の影響を
与えることはない。

また更には、計測類が、振動や共振し易い可動部をもは
や有していないので、研削砥石からの研削屑と粒子はも
はや計測に対して害を及ぼさない。

本発明に係る自動目盛補正装置において、計測類が更に
、ワークの加工に使用される冷却液を取り除くために計
測ノズルが吹きつける位置から研削砥石の縁部へ向かっ
て吹きつける方向を向いた少なくとも１つのクリーニン
グノズルと、該クリーニングノズルに圧縮空気を供給す
る手段とを具備することは好ましい。

〔実施例］ 以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に詳細
に説明する。第１図に部分的に略示されている平研削盤
はフレーム２を具備し、例えば油膜を介して水平往復動
テーブル４を搭載しており、該テーブルは矢印Ｆの方向
に、２つの端部位置間で直線移動可能にフレーム２上に
搭載されている。

このテーブル４の上には、該テーブル４の移動方向Ｆに
直交する水平軸線８を中心として回転可能な円形の研削
砥石が配設されており、該砥石は図示していない支持体
に取り付けられており、従って垂直な方向と、一般には
軸線８と平行な方向に移動可能であって研削砥石の厚さ
寸法よりも大きなワークや数列に並んだワークを研削加
工することができる。

本図にも示されている本発明に係る自動目盛補正装置は
３つの部品を具備している。１つは、ワークｌＯの列の
なす直線上で、研削砥石６の作動領域内に、例えば、ね
じ止め、接着止め、又は磁気的に、研削盤のテーブル４
に永久固定するか又は取り外し可能に固定される計測類
１２である。

２つ目は、以下に詳述する電子計測及び制御の装置１４
であり、これは電気ケーブル１６によって計測類１２と
連結されている。３つ目は、圧縮空気を計測類１２へ供
給する装置１８である。

装置１８は主として、例えば、３．９５〜９．８７ａｔ
ｍ（４〜１０ｂａｒｓ）の圧力の空気を供給可能な圧縮
空気：＄ｉ２０と、該源２０の出口に設けられたフィル
ター２２と、フィルター２２を通過した空気の一部を計
測類１２へ直接に供給するダクト２４と、該空気の残り
を受は取る圧力調節器２６と、該調節器２６を計測類１
２と連結する他のダクト２８と、該ダクト２８内の圧力
を示すためのマノメータ３０とから構成されている。

第２図は、計測類１２がどの様に構成されているかを略
示している。この計測類１２は、例えば平行六面体や円
柱の本体３２を具備し、この一端に２つのニップル３４
と３６とを有し、これらに夫々上述のダクト２８と２４
とが連結されており、更に電気ケーブル１６（本図に図
示せず。）を連結させるための端子３８を有している。

このニップル３４から内部ダクト４０が延設されており
、該ダクト４０は２つの枝ダクト４２と４４とに分岐し
ている。第１の技ダクト４２は入口ノズル４６と計測出
口ノズル４８との間に延長しており、該出口ノズル４８
は本体３２の側部上、又は周囲に位置しており、計測類
１２がテーブル４上に固定された場合に、研削砥石６の
縁部上に空気を吹き付けることができる。第２技ダクト
４４は他の入口ノズル５０と、基準として使用される調
節可能な出口ノズル５２との間を延長している。

第２図に示される様に、第２技ダクト４４はニップル３
４　、３６と同じ側に開口している。この位置は明らか
に本質的ではなく、技ダクト４４内の圧縮空気がいつで
も自由に逃げられることが本質的なことである。

２つの枝ダクト４２と４４の各々が夫々支線ダクト５４
　、５６を有していることが第２図かられかる。

これら支線ダクト５４と５６とは、該ダクト５４を５６
との差圧を計測する半導体素子を有した差圧変換器５８
に導通している。該変換器５８は上述した連結端子３８
と電気的に連結されており、電気ケーブル１６を介して
信号のやりとりができる。変換器５８は基本的には半導
体板でできており、該板の薄膜は化学的加工プロセスに
よって形成され、ピエゾ抵抗のブリッジがこの薄膜上に
形成されている。このタイプの変換器は、現在良く知ら
れている。それらの構造、作動、及び製造はフランス国
特許出願第２２６６３１４号に開示されている。

最後に、第２図は、更に、計測頭部１２がニップル３６
から他のノズル６２まで延設されている他の内部ダクト
６０を有していることを示している。該他のノズル６２
は計測ノズル４８の近くに位置しており、該ノズル６２
から噴出する空気は、研削砥石６が計測ノズル４８上を
通過した瞬間に該計測ノズル４８が噴射させる方向の位
置から、研削砥石の縁部上のオイルの様な冷却液を遠ざ
ける様に該冷却液を押しやることができる。一般に、ノ
ズル６２の様なりリーニングノズルの計測ノズル４８に
対する位置は、明らかに、計測類１２がテーブル４上に
載置される方法と、その計測類１２の位置と、研削砥石
６の回転方向とに依存する。

本実施例では、２つのノズル６２と４８とは、概ね、計
測類１２の長さ方向に並んでおり、そしてノズル６２は
、ニップル３４と３６とが位置しティる側の端部に近い
が、計測ノズ、ル４８をこの端部に近い方に位置させて
もよい。また、計測類１２がテーブルの移動方向であっ
て第１図に示す様な長手方向でない方向を横切るならば
、クリーニングノズル６２は計測ノズル４８に対して横
方向に偏位しているべきであろう。また、単一のクリー
ニングノズルの代わりに、２つ又はそれ以上のクリーニ
ングノズルが計測ノズルのまわりに配設されていてもよ
い。

計測類１２がテーブル４の上に載置される方法の開示の
一方、計測類がワーク１ｏ又はワーク列の端部に位置し
ていることは必須ではないことに気づくべきである。ワ
ーク１０の傍や、ワーク間に位置していてもよく、もし
これらのワークが薄すぎて計測類をテーブル上に載置す
ることができない場合は、計測類はテーブルの側壁に取
り付けてよい。本質的なことは、研削砥石６が計測類６
の上、又は少なくとも計測ノズルクリーニングノズルと
の上を通過すること、及び、計測類１２を、圧縮空気供
給装置１８又は電子計測及び制御の装置１４と夫々連結
させているダクトとケーブルとが、研削加工中に大きす
ぎる変形を受けて損傷することのない様にすることであ
る。

上述の計測類は、現在内外径を空気学的に計測するのに
使用されているスピンドルやリングに対する方法と同様
の方法で作動する。

計測ノズル４８の前に何もなければ、圧縮空気の一定流
れがそこから自由放出され、もし変換器５８が作動して
いるならば、それがどの様に連結されているかに依存す
る技ダクト４４と４２との差圧値を示す一定の電気出力
信号を発生させる。

しかし、研削砥石６がノズル４８上を通過するとき、圧
縮空気が、第２図に矢線で示す様に出口オリフィスから
半径方向外方向に移動することによってのみそこからの
がれられるときが来る。そして、もし後述する条件が満
たされれば、この空気の流速は、このオリフィスのリム
と研削砥石の縁部との間に位置している環状面の面積と
、このリムと縁部との平均離隔距離寸法との関数である
。

言い換えると、ノズル４８から流出する空気の流速は、
研削砥石６の回転中心軸線が該ノズル４８の開口の中心
の真上に位置しているときに最小となり、それから該流
速は、研削砥石が通過する前の空気流速値にまで増加す
る。逆に言えば、ネ走ダクト４２の空気圧力とその支線
ダクト５４とは、流速の最小値に対応した最大値まで増
加し、それから減少する。研削砥石６が速く通過すれば
する程、流速のこの最小値は小さ（なり、圧力の最大値
が大きくなることも明らかである。

まず最初に、変換器５８が、技ダクト４４の圧力と技ダ
クト４２の圧力との差を示す出力信号を発生させる様に
連結されているものとする。この場合においては、研削
砥石６が計測ノズル４８上を通過する毎に、この出力信
号は最小値を通過し、研削砥石６が低い位置を通過すれ
ばする程、その最小値は小さくなる。

ノズル４８から流出する空気と異なり、信号の示すこの
最小値は一般原則として負の値と考えられる。このため
、その信号は研削砥石とテーブルとの間の距離を示すと
は言い切れないが、常にその距離の関数ではある。

実際には、現在使用されている機械的計測類を用いた場
合と同じ結果を達成するよう、この例において、一般に
配設されているであろう。即ち、基準ノズルを調節して
、ワークが最終寸法に達したときに、仮ダクトの圧力が
概ね等しくなり、計測及び制御の装置内に組み込まれて
いるポテンショメータによって変換器の出力信号を正し
く零に調節し、信号の最小値がこの最終目標寸法に対す
るワークの厚さ寸法の未研削寸法を正確に示すようにす
る。

理論的には、基準ノズルとポテンショメータを調節し、
零を示す信号を研削砥石とテーブルとの間の距離が零で
あることに対応させ、これにより、得られた最小値がワ
ークの正規の寸法を示す様にすることも可能である。′
しかじ、ワークを研削している場合は、一般には、余分
な厚さを知ることが必要で、全体の寸法そのものは知ら
なくてもよい。

さて、技ダクト４２内の圧力と仮ダクト４４内の圧力と
の差圧を示す出力信号を出力する様に、変換器５８が連
結されているものとする。この場合、研削砥石６が計測
ノズル４８上に位置しているとき、この信号はもはや最
小値を示さず、最大値を示し、この大きさは研削砥石が
低い程大きくなる。後でわかる様に、計測及び制御の装
置の電子回路をわずか修正することによって以前の場合
と同一の情報を得ることは容易である。実際、上述した
様に、計測類１２が正しく作動するには、２つの条件が
満たされなければならない。

第１の条件は、既に言及しているが、計測がなされた瞬
間から、計測ノズル４８の出口オリフィスの面積は、こ
のオリフィスのリムと研削砥石６の縁部との間に位置し
得る最小表面積よりも大きくなければならないことであ
り、この最小の面は、研削砥石６の中心軸線がオリフィ
ス４８の中心の真上にあるときは、当然そこに存在する
ものである。このことは、研削砥石６が前進を続ける場
合に必要なのである。この条件は、既述のスピンドルや
リングの内外径を計測する場合に満たされなければなら
ない条件と完全に比較できる。もしこの条件が合わない
ならば、圧縮空気がノズル４８から流出する速度と、枝
ダクト４２内の圧力とが変化しないので計測ができない
。

第２の条件は本発明の特徴に関係し、テーブル４と計測
類１２との水平面内の移動が大変に速いことに関係する
。明らかなので、この特徴は図面中に図示していない。

この第２の条件は、枝ダクト４２と支線ダクト５４との
内部容積は可及的に小さくあるか、又は数立方ミリメー
トルのオーダーの所定限界値を超えるべきではないこと
である。

研削砥石６の直径が大きいとすると、その軸線が計測ノ
ズル４８の上を通過するとき、砥石の縁部と、ノズル４
８のオリフィスのリムとの間に挟まれる面の面積がある
所定時間の間一定であると考えることができる。しかし
ながら、この時間は大変に短い間であり、正しい計測の
ためには、技ダクト４２の圧力とその支線ダクト５４の
圧力とを等しくするには十分でなくてはならない。それ
故に、枝ダクトとその支線ダクトの容積が小さければ小
さい程、それだけ速く、この圧力が等しくなる。

第１図に図示されており、上述した変換器５８の第１の
連結形態に対応する電子計測及び制御の装置１４につい
て説明する。この装置は、まず、変換器５８の出力信号
をケーブル１６の２本の線を介して受信する増幅回路６
４を具備し、このケーブルの他の線は動力源、好ましく
は電力源（図示せず）と、それに作用して変換器５８に
よって発信された信号の零点を調節するポテンショメー
タ６５とに連結されている。そのゲインが正でなくては
ならない増幅回路６４は、単純な差動増幅器か、又は、
もっと複雑な回路でもよい。例えば、ポテンショメータ
６５を介して作動させられ得る第１の演算増幅器と、該
第１の演算増幅器の後に連結されて、他のポテンショメ
ータによって作動させられ得る第２の演算増幅器とを具
備して装置のゲインを調節する。このタイプの回路は米
国特許第４５３８４４９号に記載されている。装置１４
は、また、増幅回路６４によって発信される信号の最小
値を記憶するアナログ記憶装置６６を具備し、これら最
小値は変換器５８の出々信号のそれらに対応しており、
また、この記憶装置６６を関連の電子回路の正の端子に
連結させてその中味をリセツトし、更に正確には、それ
を与えられた最大値に再ストアするスイッチ６８を具備
している。このスイッチ６８は、例えば、新しいワーク
を研削する前に手動で駆動されるキーにより駆動される
スイッチか、又は、研削盤が一連のワークを加工し始め
る毎に該研削盤の電気制御手段によって駆動されるリレ
ーでもよい。これはまた、電子式発振器によって発生さ
せられたパルス信号を、例えば１０秒毎に、周期的に受
信するトランジスタでもよく、その発振器はそれを導通
させる。

第３図は記憶装置６６の実施例を示す。この記憶装置は
各々増幅回路６４の出力と、スイッチ６８の端子へ接続
されている２つの入力端子７８と８０、そして出力端子
８２とを有している。この記憶装置は、非反転入力端が
端子７８と接続されている演算増幅器８４と、陰極が増
幅器８４の出力側に接続されており、かつ陽極が増幅器
８４の反転入力端と同様に端子８０と８２とに接続され
ているダイオード８６と、該ダイオード８６の陽極とグ
ランドとの間に接続されたコンデンサー８８とから成る
。コンデンサ８８は記憶素子を構成し、スイッチ６８に
よって再充電され得る。このタイプの記憶装置は周知で
あり、リセットされない限り、より小さな値のみを次々
と記憶できる。

従って、もし同一レベル位置のまま研削砥石６が計測類
１２上を番洛数回通過すれば、そして増幅回路６４によ
って発信される信号の最小値が以前の値よりもわずかに
大きいならば、この値は、その間に、周期的に再充電さ
れるならばあり得る再充電がなされていない限り記憶さ
れない。

最後に、第１図は記憶装置６６の出力側に接続されてお
り、また、ワークの最終の所定寸法と比較して厚さ寸法
のうち未研削の寸法を示す表示装置７−０と、記憶装置
６６の出力側に接続されている２つのシュミットトリガ
−７２及び７６をも図示している。第１のトリガー７２
は記憶装置６６に記憶されている値を、ポテンショメー
タ７４によって調節され得る正の基準値と常時比較し、
ワークがこの基準値に対応する所定寸法に達すると、研
削盤を粗研削工程から仕上研削工程へ進ませる制御信号
を発生させる。第２のトリガー７６は、記憶された値と
零値とを比較して、ワークがその最終予定寸法になれば
研削砥石６を退避させる制御信号を発生させる。

勿論、実際には、研削盤の計測及び制御の装置は第１図
の様に単純ではないが、該設置に通常収容されていて、
しかも当業者にとって周知である付属のスイッチ手段、
調節手段、及び指示手段の全てを描（ことは無駄であろ
う。

計測類１２の変換器５８が第２図に示す技ダクト４４内
の圧力と枝ダクト４２内の圧力との差圧を示す信号を発
信する様に接続されている場合、上述の装置がどの様に
適合させられ得るかを考える。第１の方法は、正のゲイ
ンを有する増幅回路６４を負のゲインを有する増幅回路
に単純に置換することであり、こうすると、同一の記憶
装置６６と同一のスイッチ６８とが使用できる。他の方
法は、増幅回路６４はそのままで、記憶装置６６を、最
大値をストアできるアナログメモリによって置換し、ス
イッチ６８を、該記憶装置をグランドと接続させるスイ
ッチによって置換し、更には、記憶された値を対応する
最小値に変換する、例えば−１のゲインを有する演算増
幅器を追加する。周知の様に、ダイオード８６の接続方
向を単に反転させることによって、第３図に示す記憶装
置から最大値を得ることは大変に容易である。また、本
発明は上述した実施例とその変形例に限定されることの
ないことは理解できよう。例えば、基準ノズルが調節不
可能であって、計測類の出力信号の零点が計測及び制御
の装置に組み入れられている１個か２個のポテンショメ
ータによってのみ調節され得る他の実施態様を想到する
ことは可能であろう。また、本発明は、水平軸線の代わ
りに垂直軸線を有した研削砥石を備えた往復移動テーブ
ル型の平研削盤に適用することもできる。更には、本発
明は回転テーブルを有した平研削盤にも応用できるが、
例えば回転連結部材と集積リングとを設け、計測類を電
子式計測及び制御の装置と接続するケーブルと圧縮空気
供給ダクトをテーブルの動きに追随させることが必要で
ある。

〔発明の効果］ 以上の説明から明らかな様に、本発明による計測頭は摩
耗することなく、かつ研削砥石を摩耗させることもなく
、研削砥石から研削屑や粒子が突出せず、計測が正確に
行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、平研削盤と、本発明に係る関連の自動目盛補
正装置とを示す略示図、 第２図は第１図の装置の計測頭を構成する部分の縦断面
、 第３図は第１図の装置の一部を構成する電子計測並びに
制御の装置において使用されている記憶装置を示すダイ
ヤグラム図。 ４・・・テーブル、　　　　６・・・研削砥石、ＩＯ・
・・ワーク、　　　　１２・・・計測頭、１４・・・電
子式計測及び制御の装置、４０・・・内部ダクト、　　
４２　、４４・・・ネ支ダクト、４８・・・計測ノズル
、　５２・・・基準用出口ノズル、５４　、５６・・・
支線ダクト、５８・・・変換器、６２・・・クリーニン
グノズル、 ６４・・・増幅回路、 ６５　、７４・・・ポテンショメータ、６６・・・記憶
装置、　　　７２・・・第１のトリガー、７６・・・第
２のトリガー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ワークを搭載する水平テーブルと、該テーブルの上
   方に設けられて、前記ワークを研削加工する縁部を有し
   、前後に移動できてワークと接触したり、離れたりでき
   る研削砥石とを具備した平研削盤用自動目盛補正装置で
   あって、 該装置は、前記テーブルに固定されて、ワークの加工中
   に前記研削砥石が該ワーク上を通過する毎にその瞬間で
   の該研削砥石と前記テーブルとの距離の関数である極値
   を通過する電気的出力信号を発信させる計測頭と、該計
   測頭の出力信号によって表される連続的数値のうち少な
   くともいくつかの数値に対応する値を記憶する手段と、
   該記憶された値が基準値と対応させられたときに前記研
   削砥石の前後の動きを制御する信号を発生させる手段と
   を具備し、 前記計測頭は、入口ノズルと、前記研削砥石の縁部へ向
   かって噴き出す方向を向いた計測出口ノズルとを設けた
   大変に小さな内部容積を有する第１の枝ダクトと、入口
   ノズルと基準出口ノズルとを設けた第２の枝ダクトと、
   これらの各枝ダクトの入口ノズルと、圧力の調節された
   圧縮空気を供給する装置とを連結する手段とを有した空
   気圧回路と、前記枝ダクト内の圧力差を検知して前記出
   力信号を発生させる差圧変換器とを具備した平研削盤用
   自動目盛補正装置。 ２、前記計測頭の変換器によって発生させられた出力信
   号の極値と、これに対応した記憶値とが最小値である請
   求項１記載の平研削盤用自動目盛補正装置。 ３、前記計測頭が、前記研削砥石の縁部へ向かって噴き
   出す方向に設けられ、ワークの研削加工に使用される冷
   却液を、前記計測出口ノズルが噴出させる方向の位置か
   ら取り除くための少なくとも１個のクリーニングノズル
   と、該クリーニングノズルに圧縮空気を供給する手段と
   を具備して成る請求項１記載の平研削盤用自動目盛補正
   装置。