JPH02250770A - 砥石電解再生装置 - 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） 本砥石電解再生装置は、研磨盤、あるいは研削盤等によ
り研磨研削加工を施工しながら、常に砥石の切れ味を新
鮮に保つ、いわゆる、電解インプロセス・ドレッシング
法に関するものである。

（従来の技術） 一般的に電解ドレッシングを採用した研磨研削加工は、
砥石を陽極とし、これに相対して陰極を設け、両極を一
括して電解液を満たした電解槽に沈め、電解電流を流し
て、陽極である砥石の導電性のバインダを、電気分解作
用により陰極へ移動させ、摩耗して砥石表面のバインダ
に埋没してしまっている砥粒を析出させ、“再生目立て
”と言った方法で研磨研削能力を復活させ、施工されて
いる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、どれくらいの電解電流で、どれくらいの
時間、上記電気分解作用をさせれば、どれくらいの“再
生目立て″ができるのか、と言った最も重要な事項は、
一定の組成、及び一定濃度の電解液を使用し、一定間隔
の両電極間距離をもってしても、砥石の砥粒の大きさ（
メツシュ）及び、あるいは、焼結の程度等個々の砥石の
特性に従って一定のものではなく、研磨研削面の拡大視
によっても定量的な判定は非常に困難であって、実際的
には熟練者の経験に基づく判断に頼るしか他に適切な方
法はなかった。

そこで、本発明は熟練者の判断によることなく、個々の
砥石に対して、自動的に、常に、一定の、研磨研削能力
が得られる砥石電解再生装置を提供することを解決すべ
き技術的課題とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題解決のための技術的手段は、当該砥石電解再生
装置を、 導電性の砥石を一方の電極となし、任意の空間を介し前
記電極に相対して他方の電極を設け、前記砥石によりワ
ークを研磨加工する工作機械の前記砥石を電解によって
再生目立する装置であって、 前記砥石と前記他方の電極との間で行われる電解状態を
検出する電解状態検出手段と、該検出された電解状態に
従い前記砥石と前記他方の電極との離間距離を調節する
距離調節手段とを具備した構成とすることにある。

（作用） 上記ｆｌ戊によれば、研磨笈等の機械に装着された導電
性の砥石は、通常の研磨研削作用によってワークを加工
する。−船釣に前記砥石は、非導電性のアルミナ、タン
グステン　カーバイド、あるいはダイヤモンド等の砥粒
を、導電性のクロム粉末等をバインダとして、混合し、
成型し、焼結して砥石として構成したものであって、前
記ワークに対する前記研磨研削作用の進行に従って前記
砥粒自体も徐々に摩耗し、前記バインダに埋もれてしま
い研磨研削能力を失ってしまう。

そこで前記砥石は、−ｉ的に、ドレツサによって８１械
的に、あるいは、ここに述べる様に電気化学的に前記バ
インダを所定量だけ除去し、前記砥粒が再びバインダ表
面へ露出されて、いわゆる、“目立て”が施工され、再
び研磨研削能力を回復する。

本発明は前記電気化学的な“目立て“、即ち電解ドレッ
シングに関するもので、前記砥石のバインダ表面を陽極
に仕立て、該陽極に対向して金属板からなる陰極を設け
、両極間に電解液を満たし、且つ所定電圧を印加して前
記陽極からバインダ表層部を所定量だけ前記陰極へ取り
去り、砥粒を露出させる様に作用させる。しかるに該作
用は前記バインダ表層部を１０−１から１０−３粍程度
除去するものであって、しかも前記砥粒が前記バインダ
表面から常に一定量だけ露出しているように作用させる
ことが望ましい、この電解作用は、電解条件、即ち両極
の面積、両極間の距離、両極間の電位差、両極間に満た
された電解液の温度、並びに濃度、および組成、に変化
が生じない限り一定の率で進行するのであるが、実際に
は陽極を形成するバインダ表面の面積は前記砥粒のメツ
シュ・サイズ、およびバインダと砥粒との構成比率によ
り個々の砥石毎、および砥石の半径方向の部分毎に異な
り、またバインダの電気的特性、即ち抵抗、イオン化傾
向等も、材質、焼結温度等の様々な条件によって一定と
することは全く不可能であって、前記電解条件を見掛は
上一定に保っても意味はなく、個々に微調整が必要とさ
れる。

本発明においては、ドレッシング作用時、前記両極間の
距離Ｇを電気抵抗の関数と見做して、両極間に一定電流
を流した場合の電圧降下■を、上記電解状悪評側手段、
即ち、電位差計によって測定し、前記両極間の距離が適
正値Ｇ０であった場合の前記電圧降下Ｖ０と比較させ、 Ｖｏ−Ｖ＝Ｏであれば前記両極間の距離は、　　Ｇ　”
　Ｇ　ｏ　　　即ち、適正値であると判断して、そのま
まドレッシングを続行させ、もし、Ｖ、−Ｖ＜Ｏであれ
ば前記両極間の距離は、　　ＧＡＧ、　　　即ち、適正
値より小さいと判断して、該両極間の空間の距離調節手
段である、サーボ・モータを駆動させることによって、
前記金属板からなる陰極を、前記電位差計の出力が、Ｖ
ｏ−Ｖ＝、＝Ｑ　　　となるまで、陽極である前記砥石
から遠ざけ、前記両極間の距離を、Ｇ＝Ｇ、　　　即ち
、適正値とした後ド・レッシングを続行させる。また、
　　Ｖ、−Ｖ＞Ｏであれば前記両極間の距離は、　　Ｇ
ＡＧ。

即ち、適正値より大きいと判断して１．前記電位差計の
出力が、　　Ｖｏ−Ｖ＝Ｏとなるまで、前記金属板から
なる陰極を陽極である前記砥石に近づけ、　　Ｇ＝Ｇ、
　　　とじてからドレッシングを続行させる。

以上、この様に両極間の距離を詞産することにより間接
的に電気当量を一定に近ずけて、陽極から陰極へ持ち去
られるバインダの量を一定に保ち、バインダ表面から露
出する砥粒の高さηを一定に保ち、砥石の切れ味を一定
に保ち、一定のワーク仕上がり面を得る。

（実施例） 以下に本発明による砥石電解再生装置の一実施例の構成
と作用とについて説明する。

第１図は当該砥石電解再生装置を円筒研削盤に適用した
要部断面Ｑ体ｌでＡは平面、Ｂは側面分示す、メタルボ
ンド砥石１はベアリング２によって回転可能に支持され
たスピンドル３に取り付けられ図示省略のスピンドルモ
ータにより矢印Ｇ方向に回転駆動される。一方、円筒形
のワーフ４は主軸センタ５によって回転可能に支持され
図示省略の主軸モータにより矢印Ｗ方向に回転駆動され
砥石１との接触面６において研削加工がなされる。

前記接触面６に相対して、２個のドライブローラ７と２
個の集電用のアイドルローラ８とによってベルト掛は支
持され、絶縁材料で砥石１の外径曲率に略適応するよう
に形成されたベルトガイド９により所定の曲率を保持す
るように、そしてスプリング１０により挿着接触される
テンショナ１１と兼用のフェルト製のクリーナ１２によ
って張力を付与される１飼板製の陰極ベルト１３が設け
られている。

ベアリング２は主軸センタ５軸に直角にスライドレール
１４上を図示省略の送り装置により移動でき、且つスラ
イドレール１４は主軸センタ５軸に平行に前記とは別の
図示省略の送り装置により移動可能となっている。

陰極ベルト１３を展張支持している２個のドライブロー
ラ７と２個のアイドルローラ８とはクリーナ１２を陰極
ベルト１３に押着させるスプリング１０と共に電極ハウ
ジング１５に取り付けられており電極ハウジング１５は
ブラケット１６によってスライドレール１４に載置され
ベアリング２上に装着されたサーボモータ１７によって
回転駆動される送りネジ１８により砥石１と陰極ベルト
１３との間隔Ｇ４を任意に決められるように移動可能で
ある。

そして陰極ベルト１３は図示省略の駆動モータによって
２個のドライブローラ７を介して所定速度で循環しなが
らアイドルローラ８により集電され、且つクリーナ１２
により電極面を清掃される様に構成されている。

砥石１の横腹の心金部分１９にはブラシ２０がスプリン
グ２１によって押着され、ブラシ２０とアイドルローラ
８とは夫々電解電源２２に接続され、電解液供給配管２
３から砥石１と陰極ベルト１３との間隔６１部分へノズ
ル２４を経由して満たされる電解液を介して電解回路が
閉路構成されている。そして、ブラシ２０とアイドルロ
ーラ８との間には電位差計２５が挿入接続され、計測さ
れた電位差は制御回路２６へ入力されサーボモータ１７
の駆動信号に変換されるように構成されている。

いま、主軸センタ５によって回転可能に支持され図示省
略の主軸モータにより矢印Ｗ方向に回転駆動される円筒
形のワーク４が、ベアリング２によって回転可能に支持
されたスピンドル３に収り付けられ図示省略のスピンド
ルモータにより矢印Ｇ方向に回転駆動されるメタルボン
ド砥石［によって、砥石１との接触面６において研削加
工がなされる。

砥石１の心金１９の円周に設けられた研削加工部２００
は、新品においては、第２図Ａに示す如く鋭利な形状を
した砥粒２０１がバインダ２０２の表面から露出してお
り１００％の研削能力分有しているが、研削加工が進む
に従って次第に砥粒２０１も卆耗変形を生じ、遂には第
２図Ｂに示す如く砥粒２０１は、研削能力のないバイン
ダ２゜２に埋もれてしまい全く研削能力を失ってしまう
。

そこで第２図Ｃに示す如くバインダ２０２を砥粒２０１
のメツシュ・サイズμの晧３ｏ％をηとして半径方向に
一様に取り除き砥粒２０１を露出させ再び研削能力を回
復させねばならない、この作用をワーク４に対する研削
加工を進行させながら行うのが、いわゆる電解インプロ
セス・ドレッシング研磨である。

そして常に砥粒２０１が０３μ＝η　だけバインダ２０
２の表面から露出している状態に保持されれば理想的な
研磨研削状態ということができる。

そこで当該砥石電解再生装置においては、ブラシ２０と
アイドルローラ８との間に挿入接続された電位差計２５
によって実質的な陽極面であるバインダ２０２の表面と
、これに対面する陰極ベルト１３の表面との間の電位差
■を計測し、これを出力■として制御回路２６へ入力し
、第３図フローチャートに示す様に、制御回路２６に予
め設定しておいた前記理想的な研磨研削状態における前
記両極間距離Ｇ、における電位差ｖ０と比較させ、Ｖｏ
−Ｖ＝Ｏであれば前記両極間の距離は、　　Ｇ＝Ｇ、　
　　　即ち、適正値であると判断して、そのままドレッ
シングを続行させ、もし、Ｖｏ−Ｖ＜Ｏであれば、前記
両極間の 距離は、　　Ｇ　＜　Ｇ　ｏ　　　即ち、適正値より小
さいと判断して、サーボ・モータ１７へ正駆動指令を出
力し、電位差計２５の出力が、 Ｖ、−Ｖ＝Ｏとなるまで、送りネジ１８を回転駆動させ
電極ハウジング１５を陽極である前記砥石１から遠ざけ
、前記両極間の１置を、Ｇ＝Ｇ、　　　即ち、適正ｆ直
に近づけながら、ドレッシングｔ−続行させる。また、 Ｖ、−Ｖ＞Ｏであれば前記両極間の距離は、　　ａ　＞
　ｃ　ｏ　　　！ｔｌち、適正値より大きいと判断して
、電位差計２４の出力が、 Ｖｏ−Ｖ＝Ｏとなるまで、即ち、 Ｇ＝Ｇ、　　　どなる様に砥石ｌに近づけながら、ドレ
ッシングを続行させる。

この様にして、可能な限り理想的な研磨研削状態を保持
するように機能させている。

次に３組のシリンダ・ピストン・アクチュエータによっ
て陰極の曲率を砥石の曲率に対応させるように構成した
砥石電解再生装置の第２実施例を第４図によって説明す
るが両電極間の距離の制御ｔｉｔｉに関しては先の実施
例と全く同じであるので説明省略する。

砥石４０１に相対して設けられな可撓性の陰極４０２は
同ヒ機横のシリンダ・ピストンで構成される３岨のアク
チュエータ４０３によって支持されている。アクチュエ
ータ４０３の夫々一つは、Ｆｉ極４０２にピン４０４結
合されなロッド４０５を共有するシリンダ４０６および
４０７と、ロッド４０５の軸方向へ慴動可能に設けであ
るシリンダ４０６を位置決め固定するロック・シリンダ
４０８とを備えている。

いま、砥石４０１の直径に所定値以上の変化が生じた場
合、即ち、研削能力を失ってしまった状態、または新換
え、あるいは交換された場合、まづロック・シリンダ４
０８のボートＦが開放されると同時にボートＥに圧油が
加えられシリンダ４０６のロックが解かれシリンダ４０
６はロッド４０５の軸方向へ慴動可能となる１次いでシ
リンダ４０６および４０７の各ボートＢおよびＤが開放
されると同時に各ボートＡおよびＢに圧油が加えられ、
ロッド４０５は砥石４０１の回転中心に向かって摺動し
陰極４０２面は砥石４０１面へ挿着される。３！ｉｉの
アクチュエータ４０３は同時に、この操作を行うので陰
極４０２面は砥石４０１面に全面的に密着し砥石４０１
と同じ曲率を形成する。この状態でロック・シリンダ４
０８のボートＥが開放されると同時にボートＦに圧油が
加ｌられシリンダ４０６はロックされてしまう０次にシ
リンダ４０７の各ボートＣおよびＤは開放されピストン
４０９は自由となり、陰極４０２面と砥石４０１面との
間隔はシリンダ４０６の各ボートＡおよびＢへの圧油注
入／圧油開放の相反生動によってル制御される。前記間
隔の適正値保持動ｆヤは先の実施例と同様に制御回路２
６から出力される指令に従った各ボートＡおよびＢの電
磁弁の開閉によって行われる。

さらに、より簡単な方法を採用した第３実施例を第５図
によって説明する。制御の構成そのものは先の実施例と
全く同じであるので説明省略する。

所定の砥石５０１の直径に対応させて作られた陰極５０
２は砥石５０１の直径の延長上に設けられたスライドレ
ール５０３上を慴動可能なバー５０４によって支持され
ている。バー５０４の端部は、一端をバネ５０５他の一
端をベローズを有する空気袋からなるラバチュエータ５
０６を介して固定され中間部でエンコーダ５０７を回転
駆動するように釣るべ掛けされたワイヤ５０８に連結さ
れ、ラバチュエータ５０６の呼吸動作に従って往復動し
陰［５０２を砥石５０１に近づけなり、あるいは遠ざけ
たり、作用する。即ち制御回路２６に初期設定した、砥
石５０１と陰１’ｆｆ１５０２との基準間隔に対して実
際の間隔が小さければ制御回路２６の電磁弁回路はラバ
チュエータ５０６に元気動作を指令して膨らませバネ５
０５を引張させて陰極５０２を砥石５０１がら遠ざけ、
逆に砥石５０１と陰極５０２との実際の間隔が基準間隔
に対して小さければ制御口Ｒ２６の電磁弁回路はラバチ
ュエータ５０６に排気動作を指令して収縮させバネ５０
５を弛緩させて陰極５０２を砥石５０１に近づける様に
作用する。該作用による陰極５０２の基準間隔位置から
の正方向、あるいは負方向の動きはワイヤ５０７の動き
となってエンコーダ５０７を回転駆動させ、変位量を制
御回路２６に時々刻々入力し初期設定値と比較させ新た
にラバチュエータ５０６に呼吸動作を指令する。

以上詳細に説明したように砥石と陰極との間隔を電位差
を計測することにより数値化して把握し電解量を所定量
に調整可能としたなめ、従来、熟練者の経験的感覚に頼
ることを不要とした効果を得ることができな。

（発明の効果） 電気分解によってバインダを除去し砥粒を露出させて研
磨研削能力を一定に保持するといった操作は、ひとえに
一定量のバインク゛を時々刻々電気分解する作用にかか
わっているのであるが、近代的なメタルボンド砥石とい
えども窯業製品であることには変わりなく、持にバイン
ダの電気分解上の電気化学的特性は砥石の焼成条件等に
よって製品ロット毎に種々前なっており、これに追随し
て一定量の、しかも、ごく僅かな量の電気分解を続ける
という操作は熟練者にとっても簡単なものでは無かった
のであるが、色々な電気分解上の条件の内、最も大きな
影響を及ぼす陽極と陰極との間の距離を適正値になるよ
う制御すれば、はぼ期待する研磨研削能力が得られるこ
とが判明したことにより、該距離を電位差を計測するこ
とによって把握し、制御して常に一定の研磨研削加工を
得ることが可能となり経験ある熟練者を不要とすること
ができた効果がある。更に、常に一定の研磨研削能力の
もとに研磨研削加工が行われるためワークの加工寸法上
、および仕上がり面に関して一定の品質が得られる様に
なり品質管理が容易になったという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による砥石電解再生装置を採用した円筒
研削盤の要部路体断面を示した平面図Ａ、側面図Ｂ、第
２図は砥石の研削面の拡大図で新品Ａ、摩耗状態Ｂ、再
生状Ｂｃを示す、第３図は制御方法を説明するフローチ
ャート、第４図は第２実施例を説明する略体側面図でＡ
は全体構成を、Ｂは部分構成の詳細を示す、第５図は第
３実施例を説明する略体側面図である。 １、砥石　　　　　　　４．ワーク ７、ドライブローラ　　８．アイドルローラ９、ベルト
ガイド　　１１．テンショナ１３、陰極ベルト　　　１
４．スライドレール１５−電極ハウジング　１６−ブラ
ケット１７、サーボ・モータ　１８．送り軸 ２０−ブラン　　　　　２２．電解電源２３−電解液供
給配管　２４．ノズル ２５、電位差計　　　　２６−制御回路出願人　ヤマザ
キマザック株式会社 代表者　山　崎　　照　幸 砥石 トライフローラ へルトカイド 陰極ベルト Ｓ極ハウジンク サーボ　モータ プラン 電解液供給配管 電位差計 第 図 ワーク アイドルローラ テンショナ スライドレール ブラケット 送り軸 電解電源 ノズル 制御回路 ：研げ」中の実際のキャップの電位差 第 フ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 導電性の砥石を一方の電極となし、任意の空間を介し前
   記電極に相対して他方の電極を設け、前記砥石によりワ
   ークを研磨加工する工作機械の前記砥石を電解によって
   再生目立する装置であって、 前記砥石と前記他方の電極との間で行われる電解状態を
   検出する電解状態検出手段と、 該検出された電解状態に従い前記砥石と前記他方の電極
   との離間距離を調節する距離調節手段と、を具備するこ
   とを特徴とする砥石電解再生装置。