JPH02237766A - 研削砥石のドレッシング制御方法およびその装置 - 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〕 本発明は研削砥石４ドレッシング制御方法およびその装
置に関する。

〔従来の技術〕

研削砥石のドレッシング技術の巧拙は、研削砥石の切れ
味を大きく左右する。そこで、たとえば特公昭５７−５
５５５０号公報あるいは特開昭６２　　２０３７５９号
公報においては、ドレッシング時におけるドレツサと研
削砥石との間ｒｔｃ働く力に注目し、これを判定基準と
してドレッシングを終了させる方法が開示されている。

これらの技術｛（より、熟練した作業者でなくても、研
削砥石の切れ味を一定とすることができ、また、ドレッ
シング時間を短くすることができる。さらに、ドレッシ
ングサイクルをあらかじめ設定しておくことにより、研
削作条の自動化をはかることができた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記したドレッシングサイクルを適切な
ものに｛一ようとすると、作業者の熟練度が必要となる
。すなわち、ドレッシングサイクルの設定が長すぎると
、研削砥石の切れ隊が低下して作業能率が低下し、また
、ドレツ７ングサイクルが短かすぎると、必要のないド
レッシングをすな ることに書って、同様に作業能率が低下する。

本発明の目的は、上記した課題金解決し、ドレツシング
ザイクル全適切に決定することができる研削砥石のドレ
ッシング制御方法およびその装置？．提供し、作業能率
全向上させるとともに、研１’ｌｌ，Ｉ”、あ　　　　
　　　　〈 作業の自動化全リ，かることに牟る。

〔昧題ｔ解決するだめの手段〕

土配した課題は、研削中に工作物と研削砥石との間に働
く力を測定し、測定した値とろうかしめ設定した値とを
比較することによｐ解決される。

〔作　用〕

工作物と研削砥石との間Ｋ鋤〈力の値があらかじめ設定
した値を越えたときが、すなわち、研削砥石の切れ味が
鈍くなり、ドレッシング金しなければならないときであ
る。従って、測定値があらかじめ設定した値を越えたと
きにドレッシングすれは、ドレッシングサイクルは最適
のものとなる。

〔実施例〕

以下、本発明の記１の実施例全第１図ないし弟４図によ
り説明する。

第１図は、本発明による研削砥石のドレッシング制御装
置を適用した平面研削盤Ｊ，の正面図で必る。

同図において、２はベッド。３はコラムで、ベツド２上
に図において左右方向に移動可能なように載置され、モ
ータ４により駆動される。５はスピンドルヘッドで、コ
ラム３Ｋ図において上下方向に移動可能なように保持さ
れ、モータ６により駆動される。７は超砥粒砥石（以下
、砥石という）で、スピンドルヘッド５に回転自在に保
持され図示しないモータにより回転される．８はテーブ
ルで、ベッド２上に図にｈ・いて紙面に乗直方向に移動
可能に載置さ扛、図示しない油圧シリンダにより駆動さ
れる。９はチャックで、圧′亀素子製の研削抵抗検出素
子１０を介してテーブル８に固定されている。１１は工
作物で、チャック９に取シ付けられている。１２は近接
スイッチでベッド２に固定され、１３４″＆、ドッグで
コラム３に固定されている。１４はドレッシング装置で
、その不体１５がスピンドルヘッド５の上に固定されて
いる。

１６はドレツサヘッドで、本体１５に図において上下方
向に摺動自在に保持され、モータ１７により駆動される
。１８はＡ系砥粒またはＣ系砥粒から成るカップ形のド
レッシング砥石（以下、ドレツサとい５．）で、ドレツ
サヘッド１６に回転自在に保持され、図示しないモータ
により回転される。

１９は研削抵抗検出素子１０の増幅器。２０は砥石７と
工作物１１との間に作用する研削抵抗の許容値の上限値
Ｆｕと下限伯Ｆｔを設定ひよび記憶するための設定器。

２１は設定器２０に設足された上限値Ｆｕおよび下限値
Ｆｔと増幅器１９から出力される研削抵抗の測定値Ｆａ
との大小関係を比較判別する演算回路。２２は演算回路
２　１　Ｋよる演算結果や別に入力するプログラムに従
って平面研削盤１の動き金制御する数値制御装置。２３
はモータ１７の制御回路。２４はモータ１７以外の駆動
系を制御するための制御回路である。

以上の構成において、平面仙削赴１は数値制御装置２２
の指令により、図においてテーブル８の紙面に惠直な運
動、コラム３の左右逸動、スピンドルヘッド５の上下運
動及び砥石７の回転運動を行い、工作物１１が砥石７に
より゛研削加工される。

また、ドレッシング装置１４はカップ形砥石よｐ成るド
レツサ１８を使用しているので、ドレツサｌ８１：回転
させながらドレツツ゛ヘッド１，６を砥石７に対して送
り込んでいくだけで、砥石７１ｒ：ドレッシングできる
ようになっている。すなわち、ドレッシング装置１４は
インフイード形のドレッシング装置である。以下、動作
について説明する。

子１０により常時検出され、増＠器１９を介して演算回
路２１へ送られる。演算回路２１は増幅器１９から送ら
れてきた研削抵抗の側定値Ｆ＆と設定器２０にあらかじ
め設定された研削抵抗の許容値の上限値ｐｕおよび下限
値Ｆｔとを比較し、その結果を数値制御鉄置２２へ送る
．数値制御装置２２はこの結果とあらかじめ入力された
プログラムによ９モータ制御回路２３ｆｔ介してモータ
１７に指令を与え、以下に述べる方法によりドレッシン
グサイクル全制御する。

ここで、第２図（轟），（ｂ）はクリープフイード研削
における工作物１１と砥石７との位置関係およびこのと
きの研削抵抗の変化の様子を示したものでわる。なお、
第１図に示したように、通明の都合上、砥石７が移動し
て研削送りを与えるように示してある。クリープフイー
ド研削は深切込み、低速送シ全特徴とする研削法である
ため、工作物１１と砥石７との干渉状態が研削開始付近
と研削終了付近で変化する。すなわち、同図（ａ）に示
すように、砥石７が位置イから送シ運動全開始し、位置
口に達したときに工作物１１と接触して研削加工が開始
される。位置ハ、位置二と進むに従って、砥石７と工作
物１１とが干渉する接・４〜 触弧（図ハツテングした部分）の長さが次弟ｒｃ−ＡＪ
４ければ、同図（ｂ）に二点鎖線で示すように研削抵抗
は一定の値で推移する。しかしながら、実際には砥石７
の切れ味が劣化していくため、研削抵蔚 抗は同図（ｂ）の実線で示すように悟増する。位置ホか
ら位置トまでの間は接触弧の長さが次第にｔ 小さくなるので、研削抵抗は拳減し、位置トで０となる
。位置二から位置ホまでの間の研削抵抗の増加は、ファ
インセラミックスのような難剛材ではかなり大きくなり
、途中でドレッシングが必要になることも多い。

第３図はこの場合におけるドレッシングサイクルの７ロ
ーテヤ−１−示し九ものであシ、第４図は第３図の制御
を行った場合の研削抵抗の変化の様子を示したもので６
る。演算回路２１は常時あ力しない。従って、第４図に
おいてＡ−Ｂ間はドレッシングされない。ＢになるとＦ
ａ≧Ｆｕとなるので、演算回路２１から信号が出力され
、数値制御！［２２はモータ１７を作動させてドレッシ
／し、Ｆａ）Ｆｔの間はドレッシング切込みを継続する
．従って、砥石７の切れ味は次第に回復し、ＢからＣの
ように研削抵抗が減少してい＜．ＧＫな返すことにより
、研削抵抗はＣ−Ｈのように上限値Ｆｕと下限値Ｆｔの
範囲内で変化し、砥石７Ｆｉ安定した切れ味を維持する
ことができる。

久に、普通研削でプランジ研削およびトラバース研削金
する場合を例にとシ、本発明の第２の実施例ｔ−第１図
および第５図ないし＊１Ｏ図により説明する． 第５図は第８図Ｃ＆）で示すプランジ研削をする場合の
研削抵抗の変化の様子を示したものである。この場合は
テーブル８′ｔ−練り返し往復運動させて研削加工する
ので、テーブル８の１パスごとに研削抵抗は０から増加
して０に戻るというサイクルで検出される。また、普通
研削の場合は浅切込み、高速送りとなるので、第２図の
クリープフイード研削の場合のように、砥石７と工作物
１１との位置関係によシ研削抵抗が変化することはほと
んどないと考えてよい。しかしながら、研削抵抗の作用
によフ砥石７と工作物１１との間に弾性変位が生じて、
切込み開始後しばらくの間は実際の切込み量が設定した
切込み１よシも小さくなるため、研削抵抗の値も小さく
なり、徐々に増加して定常値になる。そして、砿石の切
れ味が変化しない場合には、同図に二点鎖線で示すよう
に研削抵抗は一定値で推移するが、実際には似石の切れ
味は研削加工を続けるに従って劣化するので、研削抵抗
は実線で示すように次第に増加していく。

この場合にも、第３図に示したように研削抵抗を常時検
出して制御することもできるが、そのようにするとテー
ブル８の１バスごとにドレッシング切込みの開始と終了
を繰り返し行うという状態が起こりうる。このため、こ
こではテーブル８の１パスごとの研削抵抗の最大値Ｆｍ
ａｘ：ｉ演算回路２１で求め、この最大値Ｆ′ｍａｘと
設定回路２０に設定された上限値Ｆｕ及び下ｗ４：＠Ｆ
ｔとｔ比較することによシ、ドレッシングサイクルを制
御する。研削抵抗の最大値Ｆｒｎａｘを演算するための
研削抵抗の測定時間範囲はテーブル８の折り返し信号を
利用して決めることができる。第６図にこの場合のフロ
ーテヤートを、また、第７図にこのように制御した場合
の研削抵抗の変化の様子を示す。

演算回路２１はテーブル８の１パスごとの研削と 抵抗の測定値Ｆａから最大値ｐｍａｘ．　ｆ求め、これ
を設定器２０に設定された上限値Ｆｕとを比較して、Ｆ
ｍａＸ＜Ｆｕであれば信号を出力しない。従って、第７
図のＡ−Ｂ間はドレッシングされない。Ｂになるとｐｍ
ａｘ≧Ｆｕとなるので、演算回路２１から信号が出力さ
れ、数値制御装置２２はモーター７を作動させてドレッ
シング切込みを開始する。この時点から演算回路２１は
研削抵抗の最大値Ｆｒｎａｘど下限値Ｆｔとを比較し、
ｐｍａｘ　，＞　ＦＡでおれはドレッシング切込みｔ−
継続する。したがって、研削抵抗は次第に減少していく
。ＣになるとＦｍａｘ≦Ｆｔとなるので、演算回路２１
から信号が出力され、数値制御装置２２Ｆｉモーター７
を停止させてドレツシング切込みを終了する．そして、
演算回路２１は再び研削抵抗の最大値Ｆ′ｍａｘと上限
値Ｆｕとの比較を行う工程に戻シ、以下同様の操作を繰
シ返定した切れ味を維持することができる。

次に、第８図（ｂ）で示すトラバース研削を行う場合の
ドレッシングサイクルの制御について説明する。トラバ
ース研削の場合の研削抵抗の変化の様子はおおむねプ２
ンジ研削の場合と同じでめるが、次の点が異なる。すな
わち、上記したグランジ研削では研削幅が常に一定でお
るのに対して変化が大きくなり、また、中間の部分にお
いても、一般に横送り量−４Ｆｔも若干のにらクきがあ
る。このなめ、砥石の切れ味が一定でも、テーブル８の
．１バスごとの研削抵抗にある程度の変動が生じる．．
このような現象に起因する研削抵抗の変化に、砥石７の
切れ味の劣化による研削抵抗の変化が重なって、トラバ
ース研削での研削抵抗の変化の様子は第９図に示すよう
になる。なお、第９図では研前抵抗はテーブル８の１パ
スごとの最大値で代表して示してある．第９図から明ら
かなように、トラバース研削では砥石７の切れ味が劣化
した状態でも、研削幅が小さくなったときには研削抵抗
が小さく検出され、前述のような制御方法ではドレッシ
ングが行われないことが起こりえる。しかしながら、こ
のような状態が繰り返し継続することはないので、トラ
パース研削の場合にも第６図に示した７ローチャートと
全く同様の制御を行っても何等問題はない。第１０図は
トラバース研削の場合に第６図に示したフローチャート
に従ってドレッシングサイクルを制御した場合の研削抵
抗の変化の様子を示す。制御の手順はブランジ研削の場
合と同じであるので説明を省略するが、砥石８の切れ味
が安足した状態を維持できることがわかる。

なお、この第２の実施例においてはテーブル８値Ｆｔと
を比較するようにしたが、この比較の間隔金さらに長く
してもよい。すなわち、たとえばテーブル８のバス数を
カウントして、数バスごとに比較するようにしてもよい
。

以下、上記弟２の実施例と同様に普通研削でトラバース
研削金する場合を例にとり、第１図および第１１図を用
いて第３の実施例？：説明する。

この実施例においては、第１図に示す近接センサ１３と
ドッグ１２とによりコラム３が所定の位置に達したこと
を検出する。そして、この検出信号により演算回路２１
は研削抵抗の最大値Ｆ′ｒＩ１＆ｘと上限値Ｆｕ又は下
限値Ｆｔとを比較する。この場合には上記第２の実施例
にくらべて比較間の時間がある程度長くなることがある
ので、第６図のような制御ではドレッシング量が過大に
なる場合が起こ夛える。そこで、第１１図に示すように
制御する。すなわち、まず、研削抵抗の最大値Ｆｍａ：
ｘを求め、これと上限値Ｆｕを比較してＦｒｎａｘ　＜
Ｆｕであればドレッシングしない。そしてＦｍａｘ≧Ｆ
ｕのｋ場合はあらかじめ設定した単位ドレッシング（／
ツこ イクルを実行する。なお、ここで単位ドレッシングザイ
クルとはドレッシング切込みを開始し、あらかじめ設定
し九一定のドレッシング量會ドレッシングするとドレッ
シング切込みを終了するものである。次に、最大値Ｆｒ
ｎａｘと下限値Ｆｔとを比較し、ｌｍａｘ　〉Ｆｔの間
は単位ドレッシングサイクルを・Ｍ４９返し実行する。

ｌｉ’ｍａｘ≦Ｆｔの場合は再び最大値Ｆｍａｘと上限
＋ｉ！　Ｆｕの比較の工程に戻る。以下、この操作ｔ繰
り返ブことによシ、砥石の切れ味を安定な状態に維持す
ることができる。なお、砥石７が超砥粒砥石の場合、ド
レッシングでは主として結合削の部分を削除するから、
ドレッシングによる帆石７の消耗は僅少であり、第１な
いし一第３の実施例で示したいずれの方法を用いても、
工作物１１の寸法精度にはほとんど影響がない。

上記第１ないし第３の実施例においては、研削抵抗値と
いう１つの側定量により、ドレッシング間隔とドレッシ
ング証という２つの制御ｉｆ：自動的に制御できるので
、ドレッシングサイクルｔＷ率な構成で自動化できると
いう効果がある。また砥石の切れ味がほ１丁一定の状態
に維持されるので、安定して高精度な研削加工ができる
という効果がある。さらに、砥石の切ｎ味を最適値に保
持できるように制御するので、砥石やドレツサのドレッ
シングによる消耗値を最少限におさえることができ、経
済性のすぐれたドレッシングができるとい“う効果もあ
る。

なお、上記した実施例ではドレッシング間隔及びドレッ
シング量ヲ制御する／ヒめの測定泣として研削抵抗を使
用したが、研削朱件の彩ｖｔ受けにくい研削抵抗の二分
力比（法線研削抵抗と接線研削抵抗の比）により制御す
るようにしてもよい。

また、砥石７と工作物１１との間に作用する力の測足は
研削抵抗に限定されるものではなく、砥石７と工作物１
１との間に作用する力によって励起される各椋の物理量
、例えば谷モータの電流や消費電力の変化、各部の弾性
変位一などを用いることもで＾る。さらに、上記実施例
では超砥粒よυ成ト一石７をカップ形のドレツサ１８で
ドレツシ／グずる場合について示したが、使用する歓石
やドレツサはこれらに限定されるものではない。すなわ
ち、超砥粒砥石と異なシドレッシングにより砥石の寸法
が減少するＡ系あるいはＣ系歓粒から成る砥石を単石ダ
イヤモンドなどでドレッシングする場合には、ドレッシ
ングの切込み董に相当する分だけ砥石を工作物に近づけ
るようにすることにより、本発明を適用することができ
る。

〔発明の効果〕

るいは間接的に測定し、その値があらかじめ設定した値
よりも大きくなったときにドレッシングをするようにし
たから、ドレッシング開始時期を適切に決定することが
できる。従って、研削面の精度が一定になシ、作業能率
が向上するとともに研削作業の自動化をはかることがで
きる。

さらに、上記した測定値ｅ６らかしめ設定した下限値と
比較することにより、ドレッシング終了時期すなわちド
レッシングｔｔ−も決定することができる。すなわち％
１つの測定董でドレッシングサイクルをも適切なものと
することができる。従って、簡単な構成で作業能率を向
上させることができるとともに研削作業の自動化をはか
ることができる。

また、工作物と研削砥石との間に作用する力全常に一定
の範囲内に保持するように制御するから゜、研削面の精
度および品質を向上させることができる。さらに、研削
砥石のドレッシング盪を、研削砥石の切れ味を維持する
ための最少必要限匿に制御することができるから、ドレ
ッシングによる研削砥石およびドレツサの消耗ｔ’ｉ少
なくすることができるという経済的な効果もめる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による研削砥石のドレッシング制御装置
を適用した平面研削盤の正面図。第２図ないし第１１図
は本発明の第１ないし第３の実施例を説明するための説
明図である。 ７・・・砥石、　１０・・・研削抵抗検出素子、　１１
・・・工作物、　　１４・・・ドレッシング装置、０・
・・設定器、 ・・・演算回路。 ネ２図 （ａ）工外物１１ヒ石ら石７のイ立鷹閲焦イｉＭ（ＦＡ
ｒｒ） 卒５ 図 ◆Ｕリーチレ１ノ（入 Ｍ　　間 （傾″”ｉぜ゛雷） ＄４ 図 帽：””一“一；ロ） （ａ）プランジＲＡ’１ ，ｕｌ！？Ｉ幅一糺 （ｂ）トうパ一人２ｋｌ 石骨鈴１巾シ襄！力 →オ隻工Ｌリ量 ？｛７；“一゜．７■↓川

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、研削中に工作物と研削砥石との間に作用する力を測
   定し、測定した値があらかじめ設定した値よりも大きく
   なったときにドレッシングすることを特徴とする研削砥
   石のドレッシング制御方法。 ２、研削中に工作物と研削砥石との間に作用する力を測
   定し、測定した値があらかじめ設定した値よりも大きく
   なつたときにドレッシングを開始し、あらかじめ設定し
   た値よりも小さくなつたときにドレッシングを終了する
   ことを特徴とする研削砥石のドレッシング制御方法。 ３、工作物と研削砥石との間に作用する力を測定する測
   定手段と、力の上限値を設定記憶する設定手段と、設定
   手段に設定された力の上限値と測定手段により測定され
   た測定値を比較する演算回路とからなり、測定値が力の
   上限値を越えたときに信号を出力することを特徴とする
   研削砥石のドレッシング制御装置。 ４、工作物と研削砥石との間に作用する力を測定する測
   定手段と、力の上限値と下限値を設定記憶する測定手段
   と、設定手段に設定された力の上限値および下限値と測
   定手段により測定された測定値を比較する演算回路とか
   らなり、測定値が力の上限値を越えたときもしくは測定
   値が力の下限値よりも小さくなつたときに信号を出力す
   ることを特徴とする研削砥石のドレッシング制御装置。