JPH0379151B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はNC研削盤においてNC制御のワーク
レストを用いた研削方法に関する。

従来技術 一般に剛性の低い工作物を高精度に能率良く研
削加工するにはワークレストが用いられており、
このワークレストは固定式のもの若しくは油圧、
電気を用いた自動追従式のものが使用されてい
る。然しこれ等のものは何れも特定工作物に対し
て固有の専用的な仕様となつていて汎用性にかけ
るとともに装置の調整に対して熟練が必要であつ
た。従来正寸に仕上げた工作物またはマスターに
レストの水平シユー、下部シユーを当て反対側に
それぞれインジゲータを接触させてマスターにシ
ユーが接触する位置を探つて決めていた。また下
部シユーの前進送りは水平シユーのレスト軸と平
行なレスト軸によるためリリービング機構が必要
であつた。更にシユーの摩耗補正はその都度マス
ターセツトして調整を行う不便があつた。またシ
ユーの先行量の調整は水平シユーと下部シユーの
同時調整つまみにて行い押し量の調整はそれぞれ
単独に微細調整つまみにて調整しなければならず
手間がかかる。またこれ等の調整機構を必ず備え
なければならなかつた。

発明が解決しようとする問題点 ワークレストの機能を完全に働かせるためには
前記の数々の調整を行わねばならず煩わしい作業
が問題であつた。

問題点を解決するための手段 研削加工前にセンタ嵌着軸部に埋設した下部シ
ユー用タツチセンサ、水平シユー用タツチセンサ
を前記センタ嵌着軸と同心に装着した基準穴を有
する基準ゲージで原点合わせを行つて、基準原点
をセンタ中心線上に一致せしめ、NCでそれぞれ
独立位置制御されるワークレストの水平シユー、
下部シユーの送りが砥石の切込み送りのプログラ
ムにもとづいて同期して行われ、或いは入力ダー
タにもとづいて可変に行われ、研削工程中随時に
前記下部シユー用タツチセンサ、水平シユー用タ
ツチセンサによつて水平シユー、下部シユーの原
点補正を行いシユー摩耗、機械本体の熱変位の自
動補正を可能となしたものである。

実施例 以下本発明の実施例を図面にもとづき説明す
る。第１，２，３，４図において、ベツド１の上
面後寄りには砥石下台２が設けられており、砥石
下台２上の前後方向の摺動案内面には砥石台３が
摺動可能に載置され下面の雌ねじが砥石下台２に
回転のみ可能に軸承された送りねじ４と螺合して
いる。送りねじ４は砥石下台２の後部に固定した
検出器５付モータ６によつて回転され位置制御さ
れる。

砥石台３には砥石台の移動方向と直角方向に砥
石軸が回転可能に軸承されていて一方の軸端に砥
石７が他方の軸端にプーリ８が固定されており、
砥石台３上に載置したモータ９のプーリ１０との
間にかけられたベルトを介して砥石軸が回転され
る。そして砥石７のカバー１１、及び研削液供給
管１２が付属している。ベツド１の上面前寄りに
は砥石軸と平行に摺動案内面が設けられていてこ
の上にキヤリジ１３が載置され下面の雌ねじがベ
ツド１に回転のみ可能に軸承された送りねじ１４
と螺合している。この送りねじ１４はベツド１の
横に固定された検出器１５付モータ１６によつて
回転される。

キヤリジ１３の上面はテーブル１７が工作物Ｗ
のテーパ補正のため水平面上で微量旋回可能に載
置固定されている。テーブル１７上左端にはケレ
回し１９とセンタ２０を有する主軸台１８がまた
右端にはセンタ２１を有し軸方向に移動可能な心
押軸２２を有する心押台２３が固定されている。
以上は周知の研削盤である。

ワークレスト３０の本体３１は砥石７に対向す
る位置でベツド１の前面に固定されており、セン
タ２０，２１で把持した工作物Ｗの研削側の反対
側を受ける耐摩耗材の水平シユー２８を有する水
平シユー案内軸３２が、水平に摺動のみ可能に軸
承されていて、本体３１に回転のみ可能に軸承さ
れ、検出器３４付のモータ３５の出力軸と連結し
た送りねじ３３と螺合しており、送りねじ３３の
回転で前後進される。また工作物Ｗの下側で僅か
に砥石寄りを受ける耐摩耗材の下部シユー２９を
上面に有するＬ形の下部シユー案内軸３６が、下
部シユーの接触点と工作物中心とを結ぶ線と平行
な方向に摺動のみ可能に軸承されており、本体３
１に回転のみ可能に軸承された送りねじ３７と螺
合している。送りねじ３７の軸端には傘歯車３８
が固着され、この傘歯車３８は本体３１の側面に
設けた検出器３９付のモータ４０の出力軸端の傘
歯車４１と噛み合つている。

この発明の各シユーの原点合わせをするために
心押軸２２のセンタ嵌着部の外周には、基準リン
グゲージＭをセンタ２１の穴中心と同心に支持す
るテーパ面４２及び軸直角面を有するフランジ４
３が設けられており、後述するタツチセンサ４
７，４８の原点合わせ用で内径が基準となる基準
リングゲージＭのテーパ穴がテーパ面４２と嵌着
する。フランジ４３外周に突設したブラケツト４
４に研削液供給管路から分岐された配管４５が支
持されていて、先端に中心を向くノズル４６が取
り付けられ基準リング外周を洗浄しつつ、工作物
と基準リングと熱膨張による寸法変化を防止す
る。更に心押軸２２のテーパ嵌着部には水平シユ
ー２８が当接しうる位置と下部シユー２９が当接
しうる位置にそれぞれタツチセンサ４７，４８が
埋設されていて増巾器４９，５０を介してNC装
置に信号が送られる。

そして砥石台３の制御はNC装置のテープ５１
のデータをよみとるテープリーダ５２の読み取り
指令値が関数発生部５３に送られ指令された速度
及び軌跡を描く関数が位置制御５４にリアルタイ
ムで入力され、その比較回路５５において検出器
５よりの位置検出値と比較されその値は速度制御
部５６に入力され比較回路５７において検出器５
よりの速度検出値と比較され電流指令でサーボア
ンプ部５８に入力し電力増巾されてモータ４に出
力され砥石台３の切り込み位置制御が行われる。
同様にキヤリジ１３の制御はテープリーダ５２の
読み取つた指令値及び検出器１５の検出値が関数
発生部５３、位置制御部５５、速度制御部５７、
サーボアンプ部５８によりタイムシヤリングによ
り演算されて出力がモータ１６に与えられ位置決
め制御が行われる。更にワークレスト３０の水平
シユー２８及び下部シユー２９はテープリーダ５
２の読み取り指令値が関数発生部５３位置制御部
５４、速度制御部５６でタイムシヤリングで演算
されサーボアンプ部５８で増巾された出力がそれ
ぞれのモータ３５，４０に与えられるが、水平シ
ユー２８の検出器３４の出力は砥石台３の検出器
５の出力とともに位置制御５４の比較回路５５で
比較され、また速度制御部５６の比較回路５７で
比較されて水平シユー２８の動きは砥石台３の動
きにもとづいている。同様に下部シユー２９の検
出器３９の出力は砥石台３検出器５の出力ととも
に位置制御部５４の比較回路５５で比較され、ま
た速度制御部５６の比較回路５７で比較されて下
部シユー２９の動きも砥石台３の動きにもとづい
ていて、研削プログラムによつてワークレスト３
０が駆動されている。

制御装置のテープ５１には砥石切り込み、位置
決めに必要なるデータが書き込まれており更に研
削プログラムにもとづくワークレスト３０の水平
シユー２８、下部シユー２９への指令も書き込ま
れており、また試研削において間接定寸の場合の
粗研削終了時の位置、密研削終了時の位置、定寸
位置のそれぞれの位置データが記憶されておりま
た図示しない直接定寸装置の同1P、2P、3P信号
の出力位置とを比較制御できるようになつていて
指令値データと直接定寸の1P、2P、3P信号位置
とのずれ量が許容値を越えるとアラームを出力す
るようになつている。

作 用 砥石７、ワークレスト３０のシーケンスチヤー
トを示す第６図及び砥石切り込み、ワークレスト
移動線図を示す第５図を参照して説明する。

加工前にタツチセンサ４７，４８の原点を合わ
せるため基準ゲージＭを心押軸のセンタ嵌着部の
外側テーパ面に同軸となるように嵌合させ、この
ときのタツチセンサ４７，４８の出力位置をチエ
ツクしておき、キヤリジ１３を位置制御して、心
押台２３のタツチセンサ４７，４８をワークレス
ト３０の水平シユー２８、下部シユー２９と一致
させる。そしてモータ３５，４０を駆動して水平
シユー２８、下部シユー２９を前進させタツチ信
号が出力した時点で位置記憶して停止され原点合
わせを行つておく。テープ５１よりテープリーダ
５２で読み取つた指令値により関数発生部５３で
指令された速度で指令された軌跡を描く関数が発
生され、位置制御部５４、速度制御部５６よりサ
ーボアンプ５８で増巾された出力が各モータ６，
１６，３５，４０に送られる。

先ずバツクオフありの場合において、砥石台３
は後退位置にあつて、モータ６が高速回転され所
定位置迄早送りで位置決め前進され、その後ギヤ
ツプ送りに速度を落とした送りで前進され、工作
物Ｗの偏心を除くためにスパークアウトがおこな
われ次いで荒研削送りとなり荒研削が行われ所定
時間スパークアウトが行われる。スパークアウト
が終了すると砥石台３は所定量後退し工作物Ｗよ
り一旦離れる。ここで今まで作用していた研削力
が取り除かれ撓んでいた工作物Ｗの撓みは戻る。
バツクオフ完了位置でワークレスト３０に位置決
め指令が出され砥石現在値＋先行量へ水平シユー
２８、下部シユー２９が前進位置決め送りされ
る。ワークレスト３０が位置決めされたとき砥石
３が後退によつて工作物Ｗと離れているため粗研
削以後工作物Ｗは水平シユー２８、下部シユー２
９の先行量分押されることになる。砥石７はワー
クレスト３０の前進中バツクオフ位置で僅かに停
止し、ワークレストの位置決め完了と研削プログ
ラムの粗研削指令で荒研削より遅い速度で研削に
入る。直接定寸装置を用いるときは該装置も前進
位置決めされる。ワークレスト３０の水平シユー
２８、下部シユー２９はそれぞれ砥石台３の検出
器５の出力が水平シユー２８の検出器３４、下部
シユー２９の検出器３９とともにそれぞれ入力さ
れ演算されたサーボアンプ５８よりの出力によて
それぞれのモータ３５，４０が駆動され砥石７の
粗研削送りに追従して前進される。粗研削が進行
して直接定寸装置の1P信号または間接定寸装置
の粗送り量のデータにより砥石７の送りが停止し
スパークアウトされ、ワークレスト３０の水平シ
ユー２８、下部シユー２９とも同時に停止され
る。所定時間のスパークアウトが終ると砥石７に
密研削送りが与えられ、水平シユー２８、下部シ
ユー２９は砥石７の切り込みに追従した送りが与
えられる。水平シユー２８、下部シユー２９に定
寸位置データが与えられそれぞれの検出器３４，
３９から出力される現在値と一致するとワークレ
スト３０の送りは停止される。水平シユー２８、
下部シユー２９にはそれぞれ先行量が付加され砥
石３に先行していたため砥石７の停止の前に停止
しスパークアウト態勢となる。密研削送りが進行
し直接定寸装置より2P信号または間接定寸装置
の密送り量データにより砥石７の送りは停止され
スパークアウトが行われる。スパークアウトによ
つて削り残し量が研削され、直接定寸装置の3P
信号が出力されまたはスパークアウトタイマデー
タにより砥石７、直接定寸装置及び水平シユー２
８、下部シユー２９が後退される。砥石７は戻り
端位置迄後退するが水平シユー２８、下部シユー
２９は途中ワークレスト追従切りの後退位置デー
タが入力されその位置で停止する。

次いでバツクオフ無しの場合において砥石７の
荒送り後、指令で砥石がスパークアウトに入ると
ワークレスト３０の水平シユー２８、下部シユー
２９にはワークレスト位置決めのための砥石台現
在値−逃げ量（−先行量）のデータが入力されそ
れぞれ前進して逃げ量分工作物Ｗの手前で停止す
る。従つてワークレスト３０は工作物Ｗとは接触
しない。ワークレスト前進位置決め及び所定時間
のスパークアウトが終わると、その位置から砥石
７は粗研削の送りが与えられる。一方ワークレス
ト３０の水平シユー２８、下部シユー２９には砥
石台送り速度に追従した送りにフイードレートの
％が乗算されるため砥石７の粗研削送りより早い
速度で前進して途中で工作物Ｗに接触し次第に押
し込む。前記同様1P信号または粗送り量データ
により粗研削送りを終わりの所定時間のスパーク
アウトを行い砥石７、ワークレスト３０とも停止
させる。

スパークアウトが終わると密研削送りで砥石７
が送られまた水平シユー２８、下部シユー２９は
砥石送りに追従しながらフイードレート分早く送
られる。同様2P信号または密送り量データによ
り砥石が停止される。水平シユー２８、下部シユ
ー２９にはワークレスト定寸位置データが入力さ
れそれぞれ検出器３４，３９からの現在値と一致
したとき各シユーの送りは停止される。砥石７は
遅れて同様に2P信号または密送り量データによ
り停止しスパークアウトに入る。スパークアウト
を行い同様に3P信号またはスパークアウトタイ
マデータにより砥石７、定寸装置及び水平シユー
２８、下部シユー２９が後退される。ワークレス
ト３０は途中追従切の後退位置データが入力され
各シユーの現在値が一致すると戻りは停止され
る。研削加工が行われるとキヤリジ１３を位置制
御してワークレスト３０とタツチセンサ４７，４
８との位置合わせを行い水平シユー２８、下部シ
ユー２９の原点補正を行いシユーの摩耗を自動で
補正するとともに機械本体の熱変位も自動で補正
するものである。

効 果 以上詳述したように本発明は心押軸に埋設した
下部シユー用タツチセンサ、水平シユー用タツチ
センサを心押軸と同心に装置した内径基準ゲージ
で原点合わせを行い基準原点をセンタ中心線上に
一致せしめワークレストの水平シユー、下部シユ
ーをそれぞれ独立してNC制御するようになし砥
石台の検出器の出力にもとづいて研削プログラム
による各シユーの制御を行うようになしたので、
工作物固有のシユー及びマスタゲージが不要とな
り原点補正の手動調整をなくすことができる。ま
た多段径の振れ止め作業ができるため特定工作物
に限定されず汎用性が増し、長尺多段軸の高精
度、高能率自動加工が可能となる。更にシユー摩
耗補正と機械本体の熱変位補正が自動的に行われ
る効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は研削盤の説明用側面図、第２図は同正
面図、第３図はタツチセンサ埋設部の説明図、第
４図はシユーの原点合わせの図、第５図は砥石の
切り込み、ワークレストの移動を示す図、第６図
は砥石、ワークレストのシーケンス図である。 ３……砥石台、７……砥石、５，１５，３４，
３９……検出器、６，１６，３５，４０……モー
タ、１３……キヤリジ、１７……テーブル、２２
……心押軸、４７，４８……タツチセンサ、５２
……テープリーダ、５３……関数発生部、５４…
…位置制御部、５６……速度制御部、５８……サ
ーボアンプ、５５，５７……比較回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 研削加工前にセンタ嵌着軸部に埋設した下部
   シユー用タツチセンサ、水平シユー用タツチセン
   サを前記センタ嵌着軸と同心に装着した基準穴を
   有する基準ゲージで原点合わせを行つて、基準原
   点をセンタ中心線上に一致せしめ、NCでそれぞ
   れ独立位置制御されるワークレストの水平シユ
   ー、下部シユーの送りが砥石の切込み送りのプロ
   グラムにもとづいて同期して行われ、或いは入力
   データにもとづいて可変に行われ、研削工程中随
   時に前記下部シユー用タツチセンサ、水平シユー
   用タツチセンサによつて水平シユー、下部シユー
   の原点補正を行いシユー摩耗、機械本体の熱変位
   の自動補正を可能となしたことを特徴とするNC
   制御のワークレストを使用した研削方法。