JPH0253186B2

JPH0253186B2 -

Info

Publication number: JPH0253186B2
Application number: JP57167288A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Katsumi
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1982-09-25
Filing date: 1982-09-25
Publication date: 1990-11-15
Also published as: JPS5959343A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、円筒研削盤によつて工作物を研削す
る場合に、工作物上に座標の原点を設定する方法
に関する。

〈従来の技術〉段部を有する円筒状の工作物を研削する場合に
は円筒研削盤が用いられる。円筒研削盤にはNC
円筒研削盤や回転する砥石を一方向へ移動させる
だけで工作物の外周面と端面とを同時に研削する
アンギユラスライド円筒研削盤等がある。

アンギユラスライド円筒研削盤の構造を第１図
に示す。工作物１は主軸台３と心押台４とで挟ま
れて回転可能に支持され、図示しないモータ（主
軸台３に取り付けられる）及び図示しないドライ
ブピン等により回転駆動される。この主軸台３及
び心押台４は摺動面７，８上に摺動自在に具えら
れたスライデイングテーブル６上に保持される。
該スライデイングテーブル６にはスライデイング
テーブル６を移動させるためのサーボモータ１０
が送りねじ９を介して連結される。前記摺動面
７，８及びサーボモータ１０はベツド５上にあ
り、２は工作物１の軸心を示す。一方、プーリや
ベルト等の減速機構を介してモータ１３により回
転される回転砥石（以下、単に砥石という）１１
を保持する砥石台１２が砥石スライドベース１４
の摺動面１５，１６上に摺動自在に支持される。
そして砥石台１２には該砥石台１２を移動させる
ためのサーボモータ１８が送りねじ１７を介して
連結される。

斯かる研削盤を用い、工作物１の仕上げ寸法に
基づいて作成された制御情報により研削が行われ
る。制御情報を有する制御装置（図示せず）から
サーボモータ１０及び１８に回転駆動指令が与え
られることにより砥石１１が工作物１に係合して
該工作物１が研削される。この場合、砥石台１２
の摺動方向が軸心２に対してθ₁（＜90゜）となるよ
うに砥石スライドテーブル１４がベツド５に取り
付けられて、砥石台１２を一方向へ摺動させるだ
けで工作物１の外周面と外周面に対し直角な端面
とを同時に研削できるようになつており、これが
アンギユラスライド円筒研削盤の特徴である。

第２図にアンギユラスライド円筒研削盤の加工
原理を示す。図中、１ａは工作物１の外周面、１
ｂは外周面１ａと直角な端面であり、P₁は外周
面１ａと端面１ｂの仕上げ面における交点であ
る。また、１１ａは外周面１ａと平行に砥石１１
に形成された正面、１１ｂは端面１ｂと平行つま
り正面１１ａと直角に砥石１１に形成された側面
であり、P₂は正面１１ａと側面１１ｂの交点で
ある。尚、１１′は砥石１１の先端であり、交点
P₂と同一位置である。このように形成された砥
石１１が交点P₁と交点P₂とを結ぶ直線に沿つて
移動させると、砥石１１の正面１１ａと側面１１
ｂとは共に平行に移動することになり、工作物１
の外周面１ａと側面１ｂとを同時に研削すること
ができる。

〈発明が解決しようとする課題〉円筒研削盤においては、初めて新しい工作物を
加工する場合には工作物と砥石との相対的位置を
表す座標系は全く未知となるか、又は座標系の概
略は判つても正確に加工を行う為には不充分であ
り、正確な座標を設定する必要がある。また、研
削と同時に砥石１１の先端が磨耗してしまうの
で、研削を連続して行う場合には、工作物１と砥
石１１の先端との相対的位置が経時的にずれてく
る。

そこで、工作物１を最初に研削する場合、又は
連続して研削する場合には、一回又は数回の研削
の毎に、工作物１と砥石１１との相対的位置関係
を設定し直す作業が必要となる。

そこで、従来では、例えば、特開昭56−52163
号公報に開示されるように、工作物１を支持する
主軸台３の先端位置に、砥石１１の先端を位置合
わせして、その位置を原点とし、その原点から軸
方向に一方の座標軸を設定し、これに直交する方
向に他方の座標軸を設定していた。

このような作業は、一般に原点設定と言われる
が、主軸台３の先端位置に工作物１が取りつけら
れる精度に応じて、その原点設定に誤差が生じ
る。この為、主軸台３と心押台４とに工作物１が
挟持された後、その工作物１１の直径等を測定し
て、前記原点を修正する作業が一般に必要とな
る。

このように上記従来技術では、工作物の軸心上
に原点を設定しようとしているので、原点設定が
煩雑な作業となつていた。また、主軸台３の先端
位置に、砥石１１の先端を位置合わせする際に、
この位置合わせ作業を目視より行うとすると、そ
の作業はかなり神経を使う極めて疲れやすい作業
となり、また、目視であるので、時間がかかる欠
点があり、更には、熟練を必要とする欠点があつ
た。

また、研削の対象となる工作物１１の直径が既
知であり、一定の取り代で研削する場合において
は、工作物１の原点設定としては、工作物の直径
が既知であるから、必ずしも、工作物１の軸心上
に設定する必要はない。又、直径が既知でない工
作物であつても、一定の取り代で研削する場合が
ある。例えば、工作物の表面を、単に滑らかにす
る目的で、極めて薄く研削する場合等である。こ
の場合にも、必ずしも、工作物の中心軸上に設定
する必要はない。

本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたもの
であり、砥石の外周面上に原点を設定することに
より、未熟練者でも短時間で容易に行うことの出
来る原点設定方法を提供することを目的とするも
のである。

〈課題を解決するための手段〉斯かる目的を達成する本発明の構成は円筒研削
盤によつて段付工作物を研削する際に、砥石と前
記工作物とを相対的移動させ該砥石が前記工作物
の外周面又は端面の一方に接触したときを、前記
砥石を回転駆動させるモータの電力増加又は前記
工作物の回転変動を検出することで自動的に検出
してその接触線を一方の基準座標軸と設定し、次
いで、前記砥石を前記工作物の外周面又は端面の
一方から退避させてその接触状態を解消した後、
前記砥石と前記工作物とを前記一方の基準座標軸
に沿つて相対的移動させ前記砥石が前記工作物の
外周面又は端面の他方に接触したことを、前記砥
石を回転駆動させるモータの電力増加又は前記工
作物の回転変動を検出することで自動的に検出し
てその接触線上に前記一方の基準座標軸に直交す
る他方の基準座標軸を設定することを特徴とす
る。

〈作用〉本発明によれば砥石と工作物とを相対的移動さ
せて砥石が前記工作物の外周面又は端面に接触し
たときを自動的に検出して、その二つの接触線を
直交するの基準座標軸と設定するので、従来、工
作物の中心軸上に座標原点を設定していた場合に
比較し、未熟練者であつても容易に早く且つ安全
に原点の設定が行える。

特に、直径の既知の工作物に対しては、基準座
標軸からの、取り代を研削するだけで、所望の直
径に工作物を研削することができる。

〈実施例〉以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

本発明の一実施例について、第３図を参照して
説明する。同図は、段付工作物１に更に段を付け
た工作物１′の研削状態を示すものであり、１ｃ
は外周面１ａと平行な外周面を示し、１ｄは外周
面１ｃと直角な端面を示す。また、P₃は外周面
１ｃと端面１ｄの仕上げ面における交点である。
その他の部分については、第２図と同一の符号を
付して説明を省略する。

ここでは、第１図のアンギユラスライドNC円
筒研削盤を用いた場合について説明する。

アンギユラスライドNC円筒研削盤においては
複数個所の外周面、端面を予め作成された制御情
報により制御装置からサーボモータ１０及び１８
に回転指令が与えられて砥石１１が工作物１′を
研削するようになつているが、この時、工作物
１′に対する砥石１１の移動経路は工作物１′の軸
心２に一致するＺ座標軸を設け、軸心２と直交す
る方向にＸ座標軸を設け、この座標上で砥石１１
の先端１１′を移動させるのが一般的な方法であ
る。

ところで、初めて新しい工作物を加工する場合
には工作物と砥石との相対的位置を表す上記のよ
うな座標系は全く未知となるか、又は座標系の概
略は判つても正確に加工を行う為には不充分であ
り、正確な座標を設定する必要がある。

本発明の原点設定方法の前段階として、第３図
中、工作物１′の軸心２上にＸ軸の原点を置き、
端面１ｂの仕上げ面上にＺ軸の原点を置くことに
する。

そして、砥石１１の先端１１′を初期位置
P₂′（X₀，Z₀）まで移動させた後、押釦（図示省
略）を押して原点設定開始を制御装置に指令す
る。これにより、第４図に示す順序に従つて原点
設定作業が開始する。

即ち、砥石台１２は予め設定された速度（Ｖ
mm／分）で前進を始める。この時、工作物１′は
予め設定された回転速度で回転させておく。やが
て砥石１１の正面１１ａが工作物１′の外周面１
ａと接触するので、接触したことを検出して砥石
台１２の移動を停止する。

このように接触したことを検出するには、サー
ボモータ１３に加わる負荷により、その電力が増
加することを検出する装置を設けるか、或いは、
工作物１′に生じる回転加速度の変化を検知する
加速度計を設けることにより行う。

砥石台１２の移動が停止した状態における、砥
石１１の正面１１ａと工作物１′の外周面１ａと
の接触線のＸ座標をX₁とする。つまり、接触し
た状態では、Ｘ＝X₁である。ここで、この接触
線とは、砥石１１の正面１１ａと工作物１′の外
周面１ａとの接触したときに、軸心２と平行な外
周面１ａ上にできる接点の連続したものをいう。

次に、砥石１１の正面１１ａと工作物１′の外
周面１ａとの接触状態を開放するために、砥石台
１２を予め設定したX₂だけ、Ｘ軸方向に後退さ
せる。つまり、Ｘ＝X₁＋X₂とする。これらの接
触状態を開放するのは、上記加速度計等の出力を
停止させて、計測作業を容易にするためである。

この後、スライデイングテーブル６を移動させ
ることにより、工作物１′をその軸心方向、第１
図中右方へ移動させる。但し、工作物１′に対す
る砥石１１の先端１１′の最初の位置はＺ＝Z₀と
する。

やがて砥石１１の側面１１ｂが工作物１の端面
１ｂに接触すると、前述したと同様な装置等によ
り再び接触が検出され、スライデイングテーブル
６の移動を停止する。

スライデイングテーブル６の停止した状態にお
ける、砥石１１の正面１１ｂと工作物１′の外周
面１ｂとの接触線のＺ座標をZ₁とする。つまり、
接触した状態では、Ｚ＝Z₁であり、接触した時の
砥石１１の先端１１′の座標は（X₁＋X₂，Z₁）と
なる。

そこで、この座標（X₁＋X₂，Z₁）が（X₂，
Ｏ）となるように、例えば、Ｘ座標値、Ｚ座標値
からそれぞれX₁，Z₁を減じる座標変換指令を出
力し、自動的に制御装置内に構成されている座標
系を変換する。

ここで、X₂は接触状態を開放することを目的
とする後退量であるから、この目的を達成できれ
ば、充分小さな後退量としても良い。つまり、後
退量を近似的に０とできる程度の量とするのであ
る。その場合には、上記接触状態の砥石１１の先
端１１′の座標は（X₁，Z₁）となり、従つて、座
標変換後の新たな座標は（Ｏ，Ｏ）となる。

この座標変換の結果、砥石１１の正面１１ａと
工作物１の外周面１ａとの接触線がＺ軸となり、
工作物１の端面１ｂ上にあり軸心２及び前記Ｚ軸
と直交する直線がＸ軸となる。

第４図にの工程で示すように、作業者が決め
ようとした座標原点がこのように工作物１の外周
面１ａと端面１ｂの交点である場合には、これで
原点設定は終了する。例えば、工作物１の外周面
１ａから一定の取り代で研削するような場合であ
る。

しかし、一般には工作物は、外周面１ａの直径
をある寸法に研削することが要求されるので、Ｘ
座標の原点は、軸心２上に要求されることが多
い。このような場合には、第４図中に続いて
までの工程を連続して行う。

即ち、砥石台１２を移動させることにより、砥
石１１の先端１１′を後退させる。後退後の砥石
１１の先端１１′の座標は新たに設定した座標系
で（X₃，Z₂）とする。

次に、工作物１の外周面１ａの半径を測定し、
その測定値をd₁とする。また、工作物１の端面１
ｂの取り代がΔZであるとする。

そして、砥石１１の先端１１′の座標が（X₃＋
d₁，Z₂＋ΔZ）となるように、例えば、Ｘ軸座標
値、Ｚ軸座標値にそれぞれd₁，ΔZを加える座標
変換を行う。

この結果、Ｘ軸、Ｚ軸の座標原点は、第３図に
示す原点の位置、即ち、軸心２上で工作物１の端
面１ｂの仕上げ面上に設定されたことになる。

尚、ここでも、X₃，Z₂は接触状態を開放する
ための後退量であるから、一般にX₃，Z₂は極め
て小さく近似的に無視出来る程度の大きさとする
ことができる。この為、上記接触状態の砥石１１
の先端１１′の座標は（Ｏ，Ｏ）となり、座標変
換後の新たな座標は（d₁，ΔZ）となる。

また、工作物１の外周面１ａの測定値が、半径
でなく直径である場合には、d₁に代えて、その値
を二分の一にしたd₁／２を使用すると良い。

尚、上記実施例ではアンギユラスライド円筒研
削盤を使用したが、本発明はこれに限るものでは
ない。即ち、この研削盤以外の研削盤、例えばス
トレート円筒研削盤と呼ばれるものであつても、
工作物の外周面とその端面を同時に研削するの
で、本発明を適用することが可能である。また、
本実施例では、アンギユラスライド円筒研削盤を
用いたので、砥石を工作物の外周面に接触させた
後、その端面に接触させるという順序であつた
が、アンギユラスライド円筒研削盤以外の研削盤
であれば、その逆であつてもよい。つまり、砥石
を工作物の外周面に先に接触させて一方の基準座
標軸を設定し、後にその端面に接触して他方の基
準座標軸を設定しても良いし、逆に、工作物の端
面に先に接触させて一方の基準座標軸を設定して
も良いし、後にその外周面に接触して他方の基準
座標軸を設定しても良いものである。

〈発明の効果〉以上、実施例に基づいて具体的に説明したよう
に、本発明によれば砥石と工作物とを相対的移動
させて砥石が前記工作物の外周面、端面に接触し
たときを自動的に検出して、その二つの接触線を
直交するの基準座標軸と設定するので、従来工作
物の中心軸上に原点設定していた場合に比べて未
熟練者であつても容易に早く且つ安全に原点の設
定が行える。特に、研削の対象となる工作物の直
径が既知の場合には、工作物外周面上の原点から
取り代を研削することにより、所望の直径に工作
物を容易に研削することができる。更に、工作物
がの直径が未知である場合でも、ある取り代を研
削するだけで良い場合においても、同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はアンギユラスライド円筒研削
盤に係り、第１図は構造図、第２図は加工原理
図、第３図、第４図は本発明による原点設定方法
を示すもので第３図は説明図、第４図は流れ図で
ある。図面中、１′は工作物、１ａ，１ｃは外周面、
１ｂ，１ｄは端面、２は軸心、１１は砥石、１１
ａは正面、１１ｂは側面である。

Claims

【特許請求の範囲】

１円筒研削盤によつて段付工作物を研削する際
に、砥石と前記工作物とを相対的移動させ該砥石
が前記工作物の外周面又は端面の一方に接触した
ときを、前記砥石を回転駆動させるモータの電力
増加又は前記工作物の回転変動を検出することで
自動的に検出してその接触線を一方の基準座標軸
と設定し、次いで、前記砥石を前記工作物の外周
面又は端面の一方から退避させてその接触状態を
解消した後、前記砥石と前記工作物とを前記一方
の基準座標軸に沿つて相対的移動させ前記砥石が
前記工作物の外周面又は端面の他方に接触したこ
とを、前記砥石を回転駆動させるモータの電力増
加又は前記工作物の回転変動を検出することで自
動的に検出してその接触線上に前記一方の基準座
標軸に直交する他方の基準座標軸を設定すること
を特徴とする円筒研削盤の原点設定方法。