JPH0276676A

JPH0276676A - 砥石工具の砥石部の振れ計測処理方法およびその装置

Info

Publication number: JPH0276676A
Application number: JP22496388A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Odagiri; 小田切　祥一; Kazutaka Kubota; 久保田　一隆; Hideaki Matsuki; 松木　英昭; Hiroshi Inaba; 博稲葉
Original assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Current assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Priority date: 1988-09-08
Filing date: 1988-09-08
Publication date: 1990-03-16
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPH0639051B2

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、砥石特にダイヤモンド砥石を自動工具交換し
ながらセラミックス等難削材を加工する数値制御（以下
ＮＣと記載）工作機械において、主軸に装着したダイヤ
モンド砥石の主軸回転中心に対する振れ精度の計測及び
その計測結果から振れ精度の修正等を行う計測処理方法
およびその装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、セラミックス等難削材を砥石又はダイヤモンド砥
石で加工するＮＣ工作機械において、砥石又はダイヤモ
ンド砥石の振れ精度の計測が要望されていた。その方法
としては、計測対象が非常に硬い砥石又はダイヤモンド
砥石であることや振れ計測は主軸を回転させて行う必要
があることから、非接触式振れ計測装置（例えば静電容
量型。

空気マイクロメータ型及び光反射型等）が検討されてい
た。

一方、セラミックス等の難削材をダイヤモンド砥石等で
加工するＮＣ工作機械では、前記砥石の振れ計測装置が
開発されていないため、砥石を一定加工毎又は一定時間
間隔でドレッシング装置によりドレッシングを行ってい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来検討されている非接触式振れ計測装
置は外乱（切削剤、研削剤等）の影響を受けやすいと共
に、砥石形状、砥石材質に制限がある等の問題点があっ
た。そのほか、接触式振れ計測装置も検討されたが、接
触子部の摩耗の問題もあった。

また、従来の砥石の振れ計測処理方法では砥石を今まで
の経験値より一定加工毎又は一定時間間隔毎でドレッシ
ングを行なって砥石又はダイヤモンド砥石の目立てをす
るとともに振れの修正をしていたが、どうしても製品不
良をださないように、早めにドレッシングを行う傾向が
あり、加工能率を低下させる問題点があった。又、砥石
を自動工具交換して加工するため、主軸への装着時に周
囲の微少な塵埃などのため装着誤差をおこし、それが砥
石の振れの原因となっていることもあったが、この場合
には一定加工毎、一定時間毎のドレッシングでは妨げな
いという問題もあった。更に、−定加工毎又は一定時間
間隔毎では砥石摩耗の著しいものに対して、砥石振れの
影響を取除くことができず、加工誤差となってワークが
不良品となる惧れもあった。

本発明は上記の点に鑑み創案されたもので、外乱の影響
を受けず、砥石形状、材質の制限がなく、ＮＣ工作機械
のテーブルまたはパレットに載置可能な砥石の振れ計測
装置と、該計測装置の計測結果から砥石の主軸への再装
着、機上ドレッシング装置での砥石ドレッシングを行い
、振れ量を減少させるプログラムをＮＣ装置内メモリに
登録した砥石振れ計測処理方法およびその装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、自動工具交換可能
な数値制御工作機械の主軸に装着する砥石の振れ量を計
測処理する方法において、主軸に装着したダイヤモンド
砥石の主軸回転中心に対する振れ計測値を下記のステッ
プで処理することを特徴とする砥石の振れ計測処理方法
であって、（イ）計測した砥石の振れ量が許容値以下の
場合作業を終了とするステップ。

（ロ）砥石の振れ量が許容値を越える場合、砥石を主軸
より離脱させた後、再装着して振れを再計測するステッ
プ。

（ハ）主軸再装着のステップを実施しても、砥石の振れ
量が許容値を越える場合、機上ドレッシング装置で砥石
をドレッシングし振れ量を修正するステップ。

（ニ）砥石の振れ量が許容値を越える場合、主軸再装着
を実施せずに機上ドレッシング装置で砥石をドレッシン
グし振れ量を修正するステップ。

さらに、本発明は、自動工具交換可能な数値制御工作機
械の主軸に装着するダイヤモンド砥石の振れ量を計測す
る装置において、該計測装置に設けられ砥石部に接触し
接触部にセラミックスの耐摩耗材を使用した接触子と、
該接触子からの微少変位を検出する砥石振れ検出器と、
前記計測装置に固定的に設けられ前記接触子の動作によ
り砥石を所定位置で停止させるための信号を発生する計
測位置検知手段と、前記砥石振れ検出器の出力信号より
振れ量の演算、設定値との比較より判定信号を出力する
°振れ量測定手段と、前記計測位置検知手段の検出信号
によって砥石と接触子の相対移動を停止させ、該振れ量
測定手段よりの出力で砥石の次動作の指令を与える数値
制御装置からなることを特徴とする砥石振れ計測処理装
置からなる。

〔作用〕

ダイヤモンド砥石振れ計測処理方法のプログラムがスタ
ートすると、砥石の振れ計測装置が載置されているテー
ブルや砥石が装着されている主軸の主軸ヘッドの移動軸
により、砥石の軸方向及び径方向の振れ計測位置に移動
する。砥石と接触子が接触した後、なおも軸移動を続け
ると、砥石に押された接触子が動き、レバーを介して砥
石振れ検出器が動く。又、接触子に連動しているレバー
と、計測装置本体に固定された計測位置検出手段との間
隔が所定の寸法になると、計測位置検知手段が信号を出
力し、ＮＣ装置はその信号を受けて軸移動を停止する。

主軸を低速回転し、砥石振れ検出器からの出力を取りこ
み、あらかじめ設定しておいた設定値と比較して、許容
値内にあるかどうか判断をする。砥石の振れ量が設定値
を越えた場合には、工具交換位置まで移動して砥石の主
軸からの離脱、主軸への再装着作業又は、ドレッシング
位置まで移動して機上ドレッシング装置での砥石のドレ
ッシング作業を実施するプログラムがＮＣ装置内メモリ
に登録されているため、砥石の振れ計測処理が容易に実
行される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は本発明第１実施例としての砥石振れ計測装置の構成
ブロック図であり、第２図は第１図に示した計測器本体
の構成を示す縦断面図である。第１図において、Ａは計
測器本体であり、Ａ１は計測器本体Ａ内に設ける近接ス
イッチからなる計測位置検知手段であり、Ａ２．Ａ３は
夫々砥石と接触する接触子である。Ｂは砥石振れ検出器
であって、電気マイクロ検出器Ｂ１と電気マイクロメー
タアンプ兼表示部Ｂ２とからなる。砥石振れ検出器Ｂの
出力にはＡ／Ｄ変換変換器量続され、この＾／Ｄ変換器
Ｃの出力デジタル信号は振れ量測定手段りに出力される
。ＮＧ装置Ｅは計測器本体Ａ内に設けた計測位置検知手
段Ａ、を形成する近接スイッチからの作動信号を受けて
前記振れ量測定手段りを形成する砥石振れ量演算手段り
、に対しデータ取り込み指令を出力する。

なお、振れ量測定手段りはＡ／Ｄ変換変換器量力デジタ
ル信号を入力し、ＮＧ装置Ｅからのデータ取り込み指令
を受けて砥石振れ量を演算する砥石振れ量演算手段り、
とキーボードＤＺｍにより設定される砥石振れ量許容値
Ｉ）ｚｂと、該砥石振れ量許容値Ｄ２ｂに対して砥石振
れ量演算手段Ｄ１の演算結果を比較し、比較結果をＮＣ
装置已に出力する比較器Ｄ３とを含む。

次に、計測器本体Ａの構造を第２図を参照して説明する
。同図において、１は本体ベースであって、２は砥石の
軸線方向の振れと径方向の振れとを測定できる電気マイ
クロメータからなる砥石振れ検出器であり、ブツシュ３
を介して本体ベース１に固定される。４は砥石軸線方向
振れ計測の他に径方向振れ計測をも可能とするレバーで
あって、本体ベース１に図示しない軸受によって回転自
在な軸５を介して固定される。

まず、砥石又はダイヤモンド砥石の径方向の振れ計測手
段を述べる。砥石と接触する接触子１６−Ａは直線軸受
１３−Ａ、回り止めビン２４−Ａによって軸線方向に移
動可能なシャフト１２に交換可能にネジ止めされている
。１０はバネ１１により押圧される接触子１６−Ａの測
定圧調整用カラーである。シャフト１２の微少変位は、
両端を点接触し、軸８に支持されているレバー７、軸５
に支持されているレバー４を介して砥石振れ検出器２に
伝えられる。前記接触子１Ｇ−Ａはシャフトにネジ止で
交換可能に形成され、砥石接触部にはセラミックス１６
ｃを接着している。１５は防塵、防水用のゴムブーツで
ある。なお、２５．２６は砥石の先端を示す。

次に軸方向の振れの測定手段を述べる。１９は直線軸受
１３−Ｂと回り止めピン２４−Ｂにより軸線方向に移動
するシャフトで、先端部にセラミックス１６−Ｄを接着
している接触子１６−Ｂが交換可能にネジ止めされ、基
部には鋼球２０がシャフト１９の変位を点接触で伝達可
能に接着されている。なお、１５−Ｂは防塵、防水用ブ
ーツ。

１３−Ｂは直線軸受、１８は接触子１６−Ｂを押圧する
バネ、２１はレバー４を図面上方に押圧するバネである
。

２３はシャツ）１２．１９に砥石が接触した後、砥石を
一定位置で停止させるためＮＣ装置に信号を出力する検
知手段であって、図では近接スイッチからなり本体ベー
ス１に固定されている。接触子１６−Ａ、１６−Ｂを介
してシャフト１２．１９が砥石により押され、シャフト
と連動しているレバー４との間隔が所定の寸法になると
、近接スイッチがオフ状態となり、ＮＣ装置Ｅのスキッ
プ機能（現在実行中のブロックの実行中に軸送りを停止
し次ブロックを実行する機能）に人力し、ＮＣ装置は軸
送りを停止させる。このため、接触子がたとえ摩耗して
いても、砥石振れ計測開始時にはレバー４と本体ベース
１の間隔が一定となるので、レバー４の変位を検知して
いる振れ検出器２の検出位置は常に一定となる。

第１実施例は上記構成によって、砥石の径方向の振れを
測定する場合には、接触子１６−Ａの微少な移動をレバ
ー７、レバー４を介して砥石振れ検出器２に伝達される
ので、僅かの振れでも効率よく砥石振れ検出器２によっ
て検出できる。

第３図は第２実施例に関する図面であって、砥石の振れ
計測装置を使用した砥石の振れ計測処理方法のフロ・−
チャートである。砥石の振れ精度の計測はＮＣ装置（’
Ｅ　）内のカスタムマクロ（ユーザが定義できるプログ
ラム）により行なわれる。

カスタムマクロの呼出しは次のプログラムで行なわれる
。

Ｇ６５Ｐ　　　Ｘ　　　Ｚ　　　ＨＡ　　　ＢＣ−；ここで、Ｇ６５はマクロ呼出しコード、Ｐは砥石振れ精
度維持用マクロプログラムの番号、Ｘは砥石の直径、Ｚ
は砥石の軸線方向寸法、Ｈは工具オフセット番号、Ａは
砥石振れ計測方向種類で（Ａ１；径方向振れ、Ａ２；軸
方向振れ、Ａ３；径、軸方向振れ、）、Ｂは砥石を主軸
に再装着する作業を行なうかどうかの判別で（ＢＯは再
装着実施しないＢｌは再装着１回実施、Ｂ２は再装着２
回実施）、Ｃはドレッシング後再計測するかどうかの判
別用で（Ｃ１；再計測、ＣＯ：再計測しない）というよ
うになっている。以下フローチャートに従って詳細に説
明する。

前記砥石の振れ計測装置の構成は第１実施例の第１図に
示されている。従って、第３図は第１図に示した砥石の
振れ計測装置に接続されるＮＧ装置Ｅが機能する砥石振
れ精度維持方法のフローチャートである。

第３図において、ＮＧ装装置円内プログラム作動をスタ
ートし、ステップＧ１において、ＡＴＣ（自動工具交換
装置）により砥石の主軸への装着回数のカウントを１＝
０にリセットする。ステップＧ２において、振れ計測位
置になり計測位置検知手段（Ａ１）が信号を出力するま
で砥石を移動させ停止後主軸を低速回転させる。ステッ
プＧ３で、振れ量計測のためにデータを取り込み、取り
込んだデータをＡ／Ｄ変換しく第１図参照）、メモリへ
格納する。ステップＧ４において、振れ量を振れ量演算
手段Ｄ（第１図参照）により演算し、ステップＧ５で、
測定した振れ量が大きいかを判断し、小さいときは、ス
テップＧ６でプログラムを終了する。ステップＧ５で振
れ量が大きいと判断すると、ステップＧ７において、砥
石の主軸への離脱、再装着の実施の可否を判断し、指令
がないとの判断では、ステップＧ８において、ダイヤモ
ンド砥石を機上ドレッシング装置のトレシング位置へ移
動させ、ステップＧ９で砥石を機上トレッシング装置で
目立て及び振れの修正を行い、ステップＧＩＯにおいて
、砥石ドレッシング後に振れを再計測すべきかを判断す
る。その指令がないとの判断のときは、プログラムを終
了する（ステップ６）。ステップＧ１０で振れ計測の必
要あると判断したときは、ステップＧ１の開始位置に戻
る。ステップＧ７において、砥石の主軸への離脱。

再装着の実施をする必要ありと指令されたときは、ステ
ップＧｌｌで主軸再装着が所定回数ｉ。（但し１０・・
・回数）以上になるか否か判断し、所定回数以上である
と判断したときは、ステップＧ８へ戻り、砥石のドレッ
シングを行う。ステップＧ１１において、主軸再装着の
回数が所定回数１０以下であると判断すると、ステップ
Ｇ１２で主軸を停止後、自動工具交換位置に移動し、砥
石を自動工具交換装置において主軸からの離脱、主軸へ
の再装着を実施し、ステップＧ１３において、主軸装着
回数ｉのカウンタに“′１“°を加算した後に、ステッ
プＧ２へ戻る。

〔発明の効果〕

以上の説明によって砥石の振れ計測装置は、（１）接触
型に形成されたので、従来方式の非接触型と異なって、
測定時に砥石の形状および材質の制限を受けることなく
、切削剤などによる外乱の影響を受けない。（２）接触
子の接触部の材料に耐摩耗材セラミックスを利用したの
で、砥石振れ計測時に摩耗しにくい他に、砥石にも悪影
響を与えない。

（３）接触子部が摩耗しても、砥石計測位置検知手段が
検知するまで軸移動させてから計測するので問題が発生
しない。（４）接触子部は交換可能としたので摩耗量が
大きくなった場合には交換すればよい。

また、砥石の振れ計測処理方法は、（１）砥石振れを直
接測定し、ドレッシング等を行うので、精度の向上が計
れる。（２）従来方式の適当な時間毎にドレッシングす
る方法に比べると、振れ量が大きい場合にドレッシング
を行う指令を出すこと、砥石の主軸への装着誤差の場合
には再装着を実施してみることが可能なことのため、作
業能率が向上する効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例の砥石振れ計測装置のブロッ
ク図、第２図は第１実施例の砥石振れ計測器本体の縦断
面図、第３図は本発明第２実施例としてのＮＣ装置内プ
ログラムの砥石振れ計測処理方法のフローチャートであ
る。Ａ・・・計測器本体、　　　Ｂ・・・砥石振れ検出器、
Ｃ・・−Ａ／Ｄ変換器、　　　Ｄ・・・振れ量判定手段
、Ｅ・・・ＮＣ装置、１・・・本体ベース、　　　　２・・・砥石振れ検出器
、４．７・・・レバー、　　　６．２０・・・鋼球、８
・・・シャフト、　　　　　１０・・・カラー、１１．
１８・・・バネ、　　　１２．１９・・・シャフト、１
５−Ａ、１５−Ｂ・・・ブーツ、１６−Ａ、１６−Ｂ・・・接触子、２３・・・砥石振れ計測位置検知手段。第１図今

Claims

【特許請求の範囲】

（１）自動工具交換可能な数値制御工作機械の主軸に装
着する砥石の振れ量を計測処理する方法において、主軸に装着した砥石の主軸回転中心に対する振れ計測値
を下記のステップで処理することを特徴とする砥石の振
れ計測処理方法。（イ）計測した砥石の振れ量が許容値以下の場合作業を
終了とするステップ。（ロ）砥石の振れ量が許容値を越える場合、砥石を主軸
より離脱させた後、再装着して振れを再計測するステッ
プ。（ハ）主軸再装着のステップを実施しても、砥石の振れ
量が許容値を越える場合、機上ドレッシング装置で砥石
をドレッシングし振れ量を修正するステップ。（ニ）砥石の振れ量が許容値を越える場合、主軸再装着
を実施せずに機上ドレッシング装置で砥石をドレッシン
グし振れ量を修正するステップ。
（２）主軸装着する砥石がダイヤモン砥石である特許請
求の範囲第１項記載の砥石の振れ計測処理方法。
（３）自動工具交換可能な数値制御工作機械の主軸に装
着する砥石の振れ量を計測する装置において、該計測装置に設けられ砥石部に接触し接触部に耐摩耗材
を使用した接触子と、該接触子から微少変位を検出する砥石振れ検出器と、前記計測装置に固定的に設けられ前記接触子の動作によ
り砥石を所定位置で停止させるための信号を発生する計
測位置検知手段と、前記砥石振れ検出器の出力信号より振れ量の演算、設定
値との比較より判定信号を出力する振れ量判定手段と、前記計測位置検知手段の検出信号によって砥石と接触子
の相対移動を停止させ、該振れ量判定手段よりの出力で
砥石の次動作の指令を与える数値制御装置からなること
を特徴とする砥石振れ計測処理装置。
（４）主軸に装着する砥石がダイヤモンド砥石である特
許請求の範囲第３項記載の砥石振れ計測処理装置。
（５）接触子の接触部に使用する耐摩耗材がセラミック
スである特許請求の範囲第４項記載の砥石振れ計測処理
装置。