JPH0367826B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、テーパ部を有する工作物の該テーパ
部を高精度に研削するテーパ研削装置に関する。

［従来技術］ 従来のこの種研削装置におけるテーパ研削作業
を第１図〜第３図に基いて詳説すると、これらの
図における符号Ｗは工作物（ワーク）であり、該
工作物Ｗの左端は主軸台１の主軸２に保持された
センタ３によつて、また右端は他のセンタ４によ
つてそれぞれ回転自在に支持されている。工作物
Ｗには基準端面Waが形成され、該端面Waから
前方への距離Ａ（この距離は当該工作物Ｗにとつ
て精密に加工する必要のある距離である）なる位
置に長さａなるテーパ部Wbが形成されている
（工作物の軸線方向に関しては、基準端面からテ
ーパ部方向への向きを本明細書では前方と称し、
その逆を後方と称す）。

前記テーパ部Wbを砥石Ｇによつて第３図の二
点鎖線示の如き状態で研削加工するわけである
が、その手順について述べると、先ず第１図の実
施示のように保持した工作物Ｗを、図示してない
（紙面垂直方向裏側に設けてある）トラバーステ
ーブルを後方に移動させることによつて第１図の
二点鎖線示位置まで後退させる。この後退量は、
基準端面Waが、端面定寸装置のフイラー（該定
寸装置は固定部材であるベースに設けており、フ
イラーは工作物方向に前進したり又その逆方向に
移動可能となつている）Ｆを先端位置ｆを少し通
過した当りまでであつて予め定めた一定量であ
る。また前記トラバーステーブルの後方移動によ
つて該テーブルに固設してあるピボツトｐも同量
だけ移動し、第１図の二点鎖線示ｐの位置とな
る。

次に第２図の如く、前記フイラーＦを矢印方向
に前進させ、しかるのちに主軸台１の主軸２を矢
印方向に前進させる。すなわち主軸２、センタ
３，４、工作物Ｗを一体的に前進させて基準端面
WaがフイラーＦに接触するまで移動させる。こ
の場合ピボツトｐはトラバーステーブルに固設し
てあるため移動しない。

前記フイラーＦに接触したときの端面定寸装置
からの信号が発せられたのちは、第３図の如くに
トラバーステーブルがＢだけ後方移動して工作物
Ｗが実線位置となる。この場合ピポツトｐも同量
Ｂだけ後退する。

次に、トラバーステーブル上に載置されている
スイベルテーブル（図示せず）がピボツトｐ回り
に旋回することにより工作物Ｗ（及び主軸台１、
主軸２、センタ３，４の一体物）が二点鎖線示の
如くに旋回位置をとり、また砥石Ｇが二点鎖線示
の如くに前進しテーパ部Wbを研削加工する。

このように従来装置は、主軸２の前進によつて
端面位置決めを行うため、その端面位置のばらつ
きにかかわらずピボツトｐの位置は不動となる。
従つて、その一定の位置にあるピボツトｐを中心
としてスイベルテーブルを所定角だけ旋回させ、
その後砥石を送つて研削加工すればすべての工作
物に対し、基準端面Waからテーパ部開始点まで
の長さＡを常に一定にすることができる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このようにピボツトに対して主
軸のみを移動させるようにするためには特殊な主
軸台を用いなければならず高価となる。

また当出願人による先願として、特願昭とし
て、特願昭59−055486号があるが、該先願は端面
定寸装置がベツト上に固定され、モデル工作物に
対する加工すべき工作物の基準端面の誤差量を間
接的に測定する構成であるため、トラバーステー
ブル位置決めによる端面位置決めに時間を要し、
操作が面倒となり、従つて研削に時間がかかると
いう欠点がある。

［発明の目的］ 本発明は上記従来の欠点を解消せんとするもの
で絶対端面位置測定装置をトラバーステーブルに
設けてモデル工作物の基準端面に対する当該加工
すべき工作物の基準端面の誤差量を直接測定し、
トラバーステーブルの移動時及び砥石の前進時に
補正することにより、主軸の軸動機能を省略して
主軸台の構成を簡単化し、同時にコスト低廉化を
達成しうるようなテーパ研削装置を提供せんとす
るものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明を概念図として図示すれば第４図の如く
であつて、本図におけるトラバーステーブル駆動
装置２０７は、数値制御装置２００からの信号を
受けてトラバーステーブル２１０を往復動させる
ための駆動源（例えばサーボモータ、ステツピン
グモータ）、往復動を容易ならしめるためのレー
ル、前記駆動源を駆動せしめる駆動回路を総称し
たものである。スイベルテーブル駆動装置２０６
は、数値制御装置２００からの信号を受けてスイ
ベルテーブル２０９を旋回させるための駆動源
（例えばサーボモータ、ステツピングモータ）、旋
回を容易かつ確実ならしめるための歯車の如き動
力伝達機構、前記駆動源を駆動せしめる駆動回路
を総称する。また砥石送り装置２０５は、数値制
御装置２００からの信号を受けて砥石２０８を工
作物の方向に送るための駆動源（例えば、上記と
同様なモータ）、その方向への動きを容易かつ確
実ならしめるためのレールや砥石台、前記駆動源
を駆動せしめる駆動回路を総称したものである。

数値制御装置２００における、 誤差検出部２０２は、センサ２１１から発せら
れる信号を入力して、工作物の基準端面の、モデ
ル工作物基準端面に対する誤差を検出する部分を
いう。ここにおいて、センサとしては絶対端面位
置測定装置（市販されている端面定寸装置を利用
してもよい）が好ましく、本体がドラバーステー
ブルあるいはスイベルテーブル上に固定され、接
触子が工作物方向に進退可能で且つ該接触子が工
作物の基準端面付近で揺動し、この揺動量が作動
トランスの作用で電流値に変換され数値制御装置
に信号として送られる構成とするのがよい。補正
部２０３は、前記誤差検出部２０２の検出する誤
差量に基いて、研削するための前記モデル工作物
の移動量及び砥石の送り量を補正することによ
り、研削すべき工作物の移動量及び砥石の送り量
を求める部分をいう。

また、制御信号発生部２０４は、前記補正部２
０３の出力する結果に基いて、前記トラバーステ
ーブル駆動装置２０７、スイベルテーブル駆動装
置２０６及び砥石送り装置２０５をそれぞれ駆動
させるための制御信号を発生する部分をいう。

［発明の効果］ 本発明によれば、テーパ部を研削するのに各工
作物の基準端面のばらつきに応じて工作物の移動
量及び砥石の送り量を補正するものであるため、
従来使用していた高価で複雑な主軸台を廃止する
ことができ、これゆえにコスト低廉化に貢献する
ことができる。

また本発明は、絶対端面位置測定装置をトラバ
ーステーブルに固定して、モデル工作物に対する
当該加工すべき工作物の基準端面の誤差量を直接
測定する構成としたため、トラバーステーブル位
置決めによる端面位置決めが不要であり、加工時
間の短縮化を達成できる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明す
る。第５図は本発明の一実施例を示す全体平面
図、第６図は第５図の方向から見た部分側面図
であつて、これらの図において、従来装置である
第１図〜第３図と同じ構成部材であるものについ
ては同じ番号、符号が付してある。

工作物Ｗはその両端の中心部が両センタ１３，
１４によつて回転自在に支持されているわけであ
るが、センタ１３及び該センタ１３を支持してい
る回転軸１２は第１図〜第３図の従来装置のもの
と違い回転するのみで軸方向に移動できない。こ
れは主軸台１１が従来装置の如き特殊なものでな
く安価な不動式のものを用いていることによる。
センタ１４は心押台１５に支持され、工作物Ｗを
セツトしうるようにすべく軸方向に移動可能とな
つている。

前記主軸台１１及び心押台１５は、トラバース
テーブル１７及びスイベルテーブル１９を介して
ベツド１６上に支持されている。トラバーステー
ブル１７は、前記ベツド１６の端部に固定された
Ｚ軸モータ１８によつて前後方向（Ｚ方向）に往
復動自在である。またトラバーステーブル１７上
のスイベルテーブル１９はピボツトｐを中心に旋
回できるように設けられている。この旋回運動
は、前記トラバーステーブル１７の側端面に設け
られたＳ軸モータ２０の駆動により、その出力軸
２０ａの先端のウオーム２０ｂが前記テーブル１
９の端面のウオームホイール１９ａに噛合うこと
によつてなされる。

前記ベツド１６の上面であつて第５図における
上方部には砥石台２１が矢印方向に往復動自在に
配設され、該砥石台２１には砥石Ｇが回転自在に
設けられている。前記砥石台２１の往復運動は、
前記ベツド１６の側端面であつて第５図の上方部
に設けられたＸ軸モータ２２によつて成される。

また第５図の下方部に示すように、絶対側面位
置測定装置Ｔがトラバーステーブル１７に固定さ
れている。該測定装置Ｔは、後に述べるように、
加工すべき工作物の基準端面Waとモデル工作物
のそれとの間に必然的に生じる寸法上のばらつき
量を測定する装置であり、市販のものを用いてあ
る。該装置Ｔの端部は、前記基準端面Waと接触
可能な接触子２３を具備する。そして接触子２３
は、シリンダ２４の働きで第５図において上下方
向に進退可能となつており、且つ図示してない作
動トランスの働きで揺動可能であり、揺動量が数
値制御装置１００に電気信号として送られるよう
になついいる。

このような構成において、工作物のテーパ部の
研削加工の手順につき次に述べる。操作誤差など
により工作物の基準端面Waの位置はばらつくの
が通例である。これゆえ、先ず理想的な寸法に製
作したモデル工作物のテーパ部の研削を想定しこ
れについて第７図及び第８図に基づき説明する。
第７図はモデル工作物Ｗを実線示のように両セン
タ１３，１４間にセツトしたあと、トラバーステ
ーブル１７を後退させることによつて、工作内Ｗ
及び主軸１１などの一体物を第７図の二点鎖線位
置つまり第８図の実線位置までＬだけ移動させ
る。この場合の距離Ｌは、第８図の二点鎖線示の
ように旋回させるためのピボツトｐの位置を定め
るための予め設定された距離である。そして前記
Ｌだけ移動させた位置で、ピボツトｐを中心とし
てスイベルテーブル１９を旋回させ、かつ砥石Ｇ
を二点鎖線位置まで距離M₁₀だけ前進させて該砥
石Ｇをテーパ部Wbに当接させることにより該テ
ーパ部Wbを研削加工することができる。

このようなモデル工作物Ｗに対し実際の工作物
Ｗは基準端面Waがばらつき、このばらつきがピ
ボツトｐの位置ずれとなり、テーパ誤差となる。
従つて本発明では、このモデル工作物Ｗに対して
実際の工作物Ｗの基準端面Waのばらつき量を絶
対端面位置測定装置Ｔで測定してピボツトｐ位置
のばらつきを計算し、かつ補正するプログラムを
第５図に示す数値制御装置１００のメモリMEM
内に記憶させておき、演算処理装置CPUはこの
メモリMEMの内容を読出しながら処理動作を実
行するものである。

以下その基準端面Waの位置がばらついた工作
物のテーパ部の研削手段について第９図〜第１０
図により述べる。先ず、第９図の実線示の如くに
工作物Ｗを両センタ１３，１４間にセツトし、そ
の状態でテーパ研削開始指令が出ると演酸処理装
置CPUは設定値であるＬ、M₁₀、θの読出しを行
なう（第１１図のステツプ101）。尚、Ｌはモデル
工作物Ｗを想定した場合のトラバーステーブル１
７の移動量、M₁₀は同じくモデル工作物Ｗを想定
した場合の砥石Ｇの移動量、θはスイブレテーブ
ル１９の旋回角度である。その後、絶対端面位置
測定装置Ｔを前進（第９図における上方）させ、
上述のモデル工作物の基準端面Wa位置に対する
加工すべき工作物Ｗの基準端面Wa位置の絶対位
置ずれ量ｅを測定する（ステツプ102、103）。す
なわちモデル工作物の基準端面Waは第９図の二
点鎖線で示す位置であるに対し、加工すべき工作
物の基準端面Waはｅだけ左方にずれているた
め、トラバーステーブル１７に設けてある前記測
定装置Ｔを、該テーブル１７を左方に動かすこと
によつて測定する。このようにして測定するに際
し、 Vo…モデル工作物の基準端面に接触子が接触し
たときのセンサ出力 Vx…加工すべき工作物の基準端面に接触子が接
触したときのセンサ出力 とすると、 ｅ＝Ｋ・（Vx−Vo） として誤差量を検出することができる。Ｋは比例
定数である。

次にトラバーステーブル１７を後退させてから
スイベルテーブル１９を旋回させるわけである
が、後退量をＬにするとピボツトｐが第９図のp₁
に達し、この位置で旋回させると工作物Ｗが二点
鎖線示の状態となり砥石ＧをＸ方向にM₁₀だけ前
進させた場合基準端面Waからテーパ部Wbまで
の距離Ａを正確に加工しなければならないのに大
きな値となつてしまう。このため補正として、第
１０図のようにトラバーステーブル１７の後退量
Lxを、 Lx＝Ｌ−ｅ なる式にて演算し、さらに砥石前進量Mxを、 Mx＝M₁₀＋esinθ なる式で演算する。（ステツプ105）。

該演算決に基づき、モータ１８が制御されてト
ラバーステーブル１７がLxだけ移動して（ステ
ツプ106）、また旋回用のモータ２０が制御されて
一定角度θだけスイベルテーブル１９が旋回し
（ステツプ107）、さらに砥石送り用のモータ２２
が制御されて砥石ＧがMxだけ前進（ステツプ
108）することにより、テーパ部Wbが研削され
る。

研削完了後は砥石Ｇが後退し、スイベルテーブ
ル１９が旋回して基の状態に復帰し、さらにトラ
バーステーブル１７が第９図の如き元の位置に戻
る。（ステツプ109〜111）。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は従来の研削装置を示
す部分平面図、第４図は本発明の概念を示すブロ
ツクダイヤグラム、第５図は本発明の実施例を示
す全体平面図、第６図は第５図の方向から見た
正面図、第７図、第８図はモデル工作物の加工状
況を示す第５図の部分拡大図、第９図、第１０図
は通常の工作物の加工状況を示す第５図の部分拡
大図、第１１図は第５図の作動状況を示すフロー
チヤートである。 Ｗ……工作物、Ｔ……絶対端面位置測定装置、
Wa……基準端面、Wb……テーパ部、１，１１
……主軸台、１７……トラバーステーブル、１９
……スイベルテーブル、１８，２０，２２……モ
ータ、１００……数値制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ベツドと、該ベツト上で一軸方向に往復動自
   在なトラバーステーブルと、該トラバーステーブ
   ル上に配設され該トラバーステーブルに植設され
   たピボツトを中心として旋回自在なスイベルテー
   ブルと、該スイベルテーブル上に保持された工作
   物に対して進退自在な砥石と、前記トラバーステ
   ーブルを往復動させるトラバーステーブル駆動装
   置と、前記スイベルテーブルを旋回駆動するスイ
   ベルテーブル駆動装置と、前記砥石を進退自在な
   如くに一軸方向に駆動する砥石送り装置と、前記
   工作物の基準端面を検手するセンサと、該センサ
   からの信号を入力し、前記トラバーステーブル駆
   動装置、前記スイベルテーブル駆動装置及び前記
   砥石送り装置にそれぞれ制御信号を出力する数値
   制御装置とから成るテーパ研削装置において、 前記数値制御装置は、 前記センサからの信号を入力し、工作物基準端
   面の、前記モデル工作物基準端面に対する誤差を
   検出する誤差検出部と、 該誤差検出部の検出する誤差量に基づいて、前
   記モデル工作物を研削するときの該モデル工作物
   の移動量及び砥石の送り量を補正することによ
   り、研削すべき工作物の移動量及び砥石の送り量
   を求める補正部と、該補正部の出力する結果に基
   づいて前記トラバーステーブル駆動装置、スイベ
   ルテーブル駆動装置及び砥石送り装置をそれぞれ
   駆動させるための制御信号を発生する制御信号発
   生部とから成ることを特徴とするテーパ研削装
   置。 ２ センサは、その本体がトラバーステーブルあ
   るいはスイベルテーブル上に固定され、接触子が
   工作物の基準端面に接触し、該接触子の振れ角に
   よつて該工作物の基準端面の誤差量を検出する特
   許請求の範囲第１項記載のテーパ研削装置。