JPH03196955A - 光学的倣い研削盤に於ける送り速度制御方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、光学的倣い研削盤に於ける送り速度制御方法
に関し、特にエアカット時間の短縮のための送り速度制
御方法に関するものである。

（従来の技術） 研削加工を行う光学的倣い研削盤に於て、加工時間の短
縮のために、砥石が初期位置より切込み方向に移動して
これが被加工物に接触し、実際の研削加工が始まるまで
のエアカット時間を短縮することは、砥石の早送りやエ
アカットストロークの短縮等により従来より行われてい
る。

（発明が解決しようとする課題） 研削加工に於ては、研削制御のために、ＡＥ（アコース
ティックエミッション）センサ、音圧センサ等により検
出される切削音の変化に基づき、或いは振動センサによ
り検出される研削振動の変化に基づき、或いは電流セン
サ、電力センサにより検出される砥石駆動用電動機の電
流値或いは電力量の変化に基づき砥石の切込み速度を制
御することは従来より行われているが、しかしこれらに
於ける計１１１１は何れの場合も砥石が被加工物に接触
した後の各種情報の変化量を読取るに留まり、この計測
によっては砥石が被加工物に接触する直前の位置にある
ことを検出することはできない。

このため従来の早送り制御に於ては、早送り終了位置は
各種のばらつき等を考慮した安全率を見込んで余裕のあ
る位置に設定せざるを得ず、このことによってエアカッ
トによるロス時間の短縮が阻害されている。

本発明は、上述の如き問題点に鑑み、砥石が被加工物に
接触する直前まで適切に早送りが行われ得るようにする
ことによりエアカットによるロス時間を効果的に短縮す
ることができる光学的倣い研削盤に於ける送り速度制御
方法を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上述の如き目的は、本発明によれば、光学的倣いのため
の投影光学系にて光電センサにより砥石と被加工物との
相対位置を光電式に検出し、この検出結果から予め定め
られた所定距離内に前記両者が接近したか否か或いは所
定距離外に前記両者が離間したか否かを監視し、これに
基き切込み方向の送り速度を制御することを特徴とする
光学的倣い研削盤に於ける送り速度制御方法によって達
成される。

（作用） 本発明による送り速度制御方法に於ては、光学的倣いの
ための投影光学系を利用して光電式に砥石が被加工物に
接触する直前の位置にあることが、多くの制御パラメー
タを要することなく的確に検出され、これによって砥石
が被加工物に接触する直前まで、或いは砥石が被加工物
より離れた直後よりインプロセス測定にて砥石の早送り
が自動制御され得るようになる。

（実施例） 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明による送り速度制御方法の実施に使用さ
れる光学的倣い研削盤の一つの実施例を示している。光
学的倣い研削盤はＸ軸方向（紙面を貫通する方向）とＹ
軸方向（左右方向）とに移動可能な砥石台ユニット１を
有しており、砥石台ユニット１には砥石車３を支持した
昇降台５が上下動可能に取付けられている。砥石車３は
砥石台ユニット１によるＹ軸方向の移動によりワークテ
ーブル７上の被加工物Ｗに対し切込み方向に離接する。

砥石台ユニット１のＸ軸方向の移動はＸ軸サーボモータ
９により、また砥石台ユニット１のＹ軸方向の移動はＹ
軸サーボモータ１１により各々行われるようになってお
り、これらＸ軸、Ｙ軸すボモータ９，１１は後述のサー
ボ駆動ユニ・ソト１３よりの駆動信号によって駆動され
るようになっている。

サーボ駆動ユニット１３は送り制御装置１５よりの送り
制御信号に基づいてＸ軸サーボモータ９とＹ軸サーボモ
ータ１１の各々へ駆動信号を出力するようになっている
。

送り制御装置１５は、ＮＣ制御式のものであってよく、
信号処理装置１７よりＮＥＡＲ信号を、またその他の各
種信号を与えられ、これら信号に基づいて予め定められ
たプログラムに従って送り制御信号をサーボ駆動ユニッ
ト１３へ出力するようになっている。

光学的倣い研削盤は光学的倣いのための投影光学系を有
しており、これは陰影像用光源１９、集光レンズ群２１
、防塵ガラス２３．２５、／Ｘ−フミラー２７、反射像
用光源２９、反射鏡３１．３３．３５、拡大結像用レン
ズ３７、反射鏡３９等を有し、砥石車３と被加工物Ｗの
影像を投影スクリーン４１に図にて符号Ｓｇ、Ｓｗにて
示されている如く、拡大投影表示するようになっている
。

ハーフミラ−２７と反射鏡３１との間にはもう一つのハ
ーフミラ−４３が設けられている。ノ＼−フミラー４３
はハーフミラ−２７よりの光束を投影レンズ４５を経て
光電サンプ４７へ導くようになっている。これにより光
電サンプ４７は、所定の可視光域（感受領域）Ａ内に砥
石車３の影像を常に取入れ、砥石台ユニット１がワーク
テーブル７上の被加工物Ｗに接近することによりこれの
影像を取入れ、可視光域Ａに被加工物Ｗの影像が入った
か否かに関する電気信号を信号処理装置１７へ出力する
ようになっている。

信号処理装置］７は、可視光域Ａに被加工物Ｗが入った
ことが光線センサ４７により検出されると、ＮＥＡＲ信
号を送り制御装置１５へ出力するようになっている。

送り制御装置１５は、ＮＥＡＲ信号を与えられいる間、
砥石台ユニット１のＹ軸方向の早送りを停止し、その送
り速度を減速して所定の研削送り速度に設定するように
なっている。

光電センサ４７の可視光域Ａは砥石台ユニット１の早送
り速度に応じて、換言すれば砥石台ユニット１が所定の
早送り速度より所定の研削送り速度にまで減速するに要
する時間に応じて最小必要限度に定められればよい。

第２図は本発明の送り速制御方法による送り制御ルーチ
ンの一例を示している。この送り制御ルーチンは加工サ
イクルの開始によってスタートし、ステップＳＩＯに於
ては、砥石台ユニット１を所定の早送り速度にて前進移
動、即ち砥石車３をワークテーブル７上の被加工物Ｗに
近付く方向へ移動させることが行われる。

ステップＳ１０の次はステップＳ２０へ進み、ステップ
Ｓ２０に於ては、光電サンサ４７よりの電気信号に基づ
き信号処理装置１７にて光電センサ４７の可視光域Ａ内
に被加工物Ｗの影像が入ったか否かの判別が行われる。

被加工物Ｗの影像が可視光域Ａに入った場合にはステッ
プＳ３０へ進み、そうでない場合はこの判別ステップＳ
が繰返し実行される。

ステップＳ３０に於ては、ＮＥＡＲ信号を送り制御装置
１５へ出力することが行われる。送り制御装置１５へＮ
ＥＡＲ信号が出力されると、砥石台ユニット１の前進速
度を所定の研削速度にまで低減する減速制御が開始され
る。この減速制御により砥石車３が被加工物Ｗに接触す
る直前にて砥石台ユニット１の切込み方向の送り速度が
所定の研削速度になり、この研削速度をもって砥石車３
が被加工物Ｗに接触するようになる。これによって所定
の研削送り速度にて研削が行われる。

ステップＳ３０の次はステップＳ４０へ進み、ステップ
Ｓ４０に於ては、所定の切込みが完了したか否かの判別
が行われる。所定の切込みが完了するまではこの判別ス
テップが繰返し実行され、所定の切込みが完了すると、
次にステップＳ５０へ進む。

ステップＳ５０に於ては、砥石台ユニット１の前進移動
を停止させてこれを後退移動させることが行われる。ス
テップＳ５０の次はステップＳ６０へ進む。

ステップＳ６０に於ては、光電サンサ４７よりの電気信
号に基づき信号処理装置１７にて被加工物Ｗの影像が光
電センサ４７の可視光域Ａより外れたか否かの判別が行
われる。被加工物Ｗの影像が可視光域Ａより外れるまで
はこの判別ステップＳが繰返し実行され、被加工物Ｗの
影像が可視光域Ａより外れた場合にはステップＳ７０へ
進む。

ステップＳ７０に於ては、ＮＥＡＲ信号の出力を停止す
ることが行われる。これにより砥石台ユニット１の後退
速度を所定の早送り速度にまで加速することが行われ、
砥石台ユニット１は所定の早送り速度にて後退移動する
ようになる。

ステップＳ７０の次はステップＳ８０へ進み、ステップ
Ｓ８０に於ては、砥石台ユニット１か所定の後退位置へ
移動したか否かの判別が行われる。

砥石台ユニット１が所定の後退位置にまで移動するまで
はこの判別ステップＳが繰返し実行され、砥石台ユニッ
ト１が所定の後退位置、即ち初期位置に戻ると、ステッ
プＳ９０へ進む。

ステップＳ９０に於ては、砥石台ユニット１の後退移動
を停止させることが行われる。

第３図は本発明による送り速度制御方法を砥石車が固定
で、ワークテーブルが切込み方向に移動する型式の光学
的倣い研削盤に適用した実施例を示している。この実施
例に於ては、ハロゲンランプの如き光源５３より光線が
熱線吸収フィルタ５５、透過照明レンズ５７、グリーン
フィルタ５９を経て砥石車（図示省略）と被加工物Ｗと
に照射され、それの陰影がハーフミラ−６１、投影レン
ズ６３、反射鏡６５．６７を経て光学式投影器６９の投
影スクリーン７１上に拡大陰影として投影結像されるよ
うになっている。

ハーフミラ−６１は上述の投影光学系より光束を取り出
し、これは反射鏡７３、投影レンズ７５を経て光電サン
サ７７へ導かれるようになっている。

従ってこの実施例に於ても、光電サンサ７７は砥石車と
被加工物との陰影を感知する。

上述の二つの実施例に於ては、何れの場合も、光電セン
サは投影光学系の途中より取出された投影用光束により
砥石車と被加工物の影像を感知するようになっているが
、光電センサは投影スクリンに於ける砥石車と被加工物
の影像を感知するようになっていてもよい。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく
、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは
当業者にとって明らかであろう。

［発明の効果］ 上述の如き実施例の説明より理解されるように、本発明
による送り速度制御方法に於ては、光電センサの処理に
よって砥石が被加工物に接触する直前の位置にあること
が検出され、これによって砥石が被加工物に接触する直
前まで、或いは砥石が被加工物より離れた直後よりイン
プロセス測定にて砥石の早送りが自動制御され、早送り
終了位置、或いは早送り開始位置が、砥石と被加工物と
に応じてその都度過不足のない最適位置に設定されるよ
うになる。これによりエアカットによるロス時間が極限
にまで短縮され、生産性が向上するようになる。

また、本発明による送り制御方法に於ては、砥石と被加
工物とを撮像してそれの画像処理により早送り終了位置
或いは早送り開始位置が設定されるから、素材形状と仕
上形状が異なる荒取りサイクル等に於ては素材形状を考
慮することなくＮＣプログラムが作成され得るようにな
り、また早送り速度及び研削送り速度を考慮することな
くＮＣプログラムが作成され得るようになり、ＮＣプロ
グラムの簡素化が図られるようになる。

また本発明による送り速度制御方法に於ては、光学的倣
いのための投影光学系を有効に利用して砥石と被加工物
の影像が光電センサにより検出されるようになっている
から、その影像検出のために多くの光学機器を必要とせ
ず、また既存のものにも適用され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による送り速度制御方法の実施に用いら
れる光学的倣い研削盤の一つの実施例を示す概略構成図
、第２図は本発明による送り速度制御方法の実施要領の
一例を示すフローチャート、第３図は本発明による送り
速度制御方法を適用する光学的倣い研削盤に於ける光学
的倣い用投影光学系の他の一つの実施例を示す概略構成
図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光学的倣いのための投影光学系にて光電センサにより砥
   石と被加工物との相対位置を光電式に検出し、この検出
   結果から予め定められた所定距離内に前記両者が接近し
   たか否か或いは所定距離外に前記両者が離間したか否か
   を監視し、これに基き切込み方向の送り速度を制御する
   ことを特徴とする光学的倣い研削盤に於ける送り速度制
   御方法。