JPH04315571A

JPH04315571A - 研削条件の設定方法

Info

Publication number: JPH04315571A
Application number: JP7991291A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Matsui; 敏松井
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1991-04-12
Filing date: 1991-04-12
Publication date: 1992-11-06

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は研削条件を自動的に設定
及び変更する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、研削盤のＮＣ化が進んできている
が、多くの場合、研削条件は加工の都度ＮＣ装置に対話
形式で入力するように構成されている。

【０００３】このような研削条件の入力作業を軽減し、
より高度な自動化を実現するために、例えば特公昭６３
−５３５６２号公報では、作業者が砥石や工作物の寸法
や材質などを入力すると、ＮＣ装置が予め入力されてい
る各種材料に対する研削条件の選択データに基づいて研
削条件を設定するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、ＮＣ装置に予め入力しておく選択データを
決定するために膨大な基礎実験が必要であり、かつ、選
択データに高い信頼性が保証されていないと、所望の研
削結果が得られないことがあるという問題があった。ま
た、一旦選択された研削条件は、その工作物の研削加工
が終了するまで固定されるが、砥石の切れ味は研削加工
中に時々刻々変化するため、研削条件が必ずしも適正な
状態に保持されないという問題もあった。本発明の目的
は、膨大な基礎実験を必要とする選択データを準備する
ことなく、かつ、砥石の切れ味も加味して、研削条件を
自動的に設定する方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、研削抵
抗の法線分力と接線分力のうちの少なくとも一方の許容
値と、法線分力と接線分力との比である二分力比の許容
値を設定し、加工中に上記法線分力と接線分力を測定す
るとともに上記二分力比を演算して、二分力比が許容値
以内の場合には法線分力と接線分力のうちの少なくとも
一方の許容値と測定値とを比較して研削条件を設定し、
二分力比が許容値を越えた場合にはドレッシングを行う
ことにより解決される。

【０００６】

【作用】研削抵抗の法線分力Ｆｎと接線分力Ｆｔとの比
（二分力比：Ｆｎ／Ｆｔ）は、研削条件の影響をほとん
ど受けることなく、ほぼ砥石の切れ味のみにより決定さ
れる値であり、図３に示すように時間とともに変化する
。一方、法線分力Ｆｎと接線分力Ｆｔは研削条件の影響
を強く受け、図４に示すように、単位時間当りの除去量
（平面研削盤の場合は、砥石切込み量×送り量×テーブ
ル速度）にほぼ比例して増加する。また、法線分力Ｆｎ
と接線分力Ｆｔは、研削条件が一定であっても砥石の切
れ味が劣化すると増加するので、法線分力Ｆｎと接線分
力Ｆｔには研削条件と砥石の切れ味の両者の影響が含ま
れている。したがって、まず二分力比を予め設定した許
容値αｌと比較することにより、砥石の切れ味の劣化度
合を知ることができ、これによりドレッシングが必要か
どうかの判定が可能である。次に、二分力比が許容値α
ｌ以下であれば砥石の切れ味は確保されているから、法
線分力Ｆｎとその許容値Ｆｎｌあるいは接線分力Ｆｔと
その許容値Ｆｔｌの少なくとも一方を比較することによ
り研削条件が選定できる。

【０００７】すなわち、モータ容量や研削盤の剛性など
により定まる最大許容法線分力Ｆｎｌと最大許容接線分
力Ｆｔｌのうちの少なくとも一方を設定しておき、研削
加工中の法線分力Ｆｎと接線分力Ｆｔのうちの少なくと
も一方が、上記許容値Ｆｎｌ、あるいはＦｔｌ近傍にな
るように研削条件（砥石切込み量、送り量、テーブル速
度）を設定すれば、最大の能率で自動的に研削加工を行
うことができる。このとき、二分力比が許容値以内であ
っても、図３のように砥石の切れ味は徐々に低下するが
、上記のような許容値との比較動作を研削加工中に定期
的に行うことにより、砥石の切れ味の低下も含めた状態
で研削条件を変更できるので、常に研削盤の最大能力以
内の適正な研削条件で研削加工を行うことができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を示す図１及び図２
により説明する。図１は本発明を平面研削盤に適用した
場合の概念図を示すものである。同図において１はベッ
ド。２はテーブルで、ベッド１に図において紙面に垂直
な方向に摺動自在に保持され、モータ３により駆動され
る。４はチヤックでテーブル２に取り付けられており、
上面に工作物５を保持している。６はコラムで、ベッド
１に図において左右方向に摺動自在に保持され、モータ
７により駆動される。８は砥石頭で、コラム６に図にお
いて上下方向に摺動自在に保持され、モータ９により駆
動される。１０は砥石軸で、砥石頭８に回転自在に保持
され、モータ１１により駆動される。１２は砥石で、砥
石軸１０の先端に取り付けられている。１３は振動セン
サで、砥石頭８に固定されている。１４は振動計である
。１５は電流センサで、モータ１１に接続されている。１６は電流計である。１７はＮＣ装置で、設定回路、プ
ログラム記憶回路、演算回路、制御回路などから構成さ
れている。ＮＣ装置１７には、モータ３、７、９、１１
を制御して、工作物５と砥石１２との相対運動を行わせ
るためのプログラム、砥石及び工作物の寸法等に関する
情報、初期研削条件、二分力比の許容値αｌ、法線分力
の許容値Ｆｎｌなどを入力しておく。ここで、初期研削
条件は研削抵抗を測定して自動的に研削条件を設定する
までの仮の研削条件であり、すぐに変更される性格のも
のであるので、かなり安全サイドに設定しておけばよい
。なお、図示していないが、テーブル２の上にはドレッ
シング装置が取り付けてある。

【０００９】以上の構成において、図示しない始動ボタ
ンを押すと、ＮＣ装置１７からの指令により、工作物５
と砥石１２とが相対運動を行い、初期研削条件により研
削加工が開始される。このとき、研削抵抗の法線分力Ｆ
ｎは振動センサ１３により検出される振動振幅として測
定され、また、接線分力Ｆｔは電流センサ１５により検
出される消費電流として測定されて、ＮＣ装置１７に入
力される。ＮＣ装置１７はこの測定値に基づいて初期研
削条件を修正、変更して、最適値に設定する。なお、こ
こでは変更する研削条件は砥石切込み量とし、その他の
条件は固定しておくものとする（例えば、砥石周速度＝
１５００ｍ／ｍｉｎ、テーブル速度＝２０ｍ／ｍｉｎ、
送り量＝砥石幅×１／３）。

【００１０】以下、処理手順を示す図２により説明する
。まず、研削加工が開始されると、砥石１２が工作物５
の長さ方向に１パスするごとに法線分力Ｆｎと接線分力
Ｆｔを測定して、ＮＣ装置１７に入力する。ＮＣ装置１
７は、砥石１２が工作物５の幅方向に１パスすると、こ
の間の法線分力Ｆｎの平均値Ｆｎｍと接線分力の平均値
Ｆｔｍを計算し、これから二分力比αをα＝Ｆｎｍ／Ｆ
ｔｍとして求める。次に、予め設定してある二分力比の許容
値αｌとαとを比較し、α＞αｌであれば砥石の切れ味
が低下しているからドレッシングを行い、その後、法線
分力Ｆｎと接線分力Ｆｔを測定する工程に戻る。一方、
α≦αｌであれば砥石の切れ味は良好であるから、法線
分力の平均値Ｆｎｍと法線分力の許容値Ｆｎｌとの比β
をβ＝Ｆｎｌ／Ｆｎｍとして求める。そして、砥石切込み量ｔｉを前回設定し
た砥石切込み量ｔｉ−１に対してｔｉ＝ｋ・β・ｔｉ−１　　（ｉ＝１、２、３………）
ただし、ｔ０：初期設定砥石切込み量ｋ　：安全率（ｋ≦１）として変更する。これを繰り返すことにより、法線分力
の平均値Ｆｎｍは次第に法線分力の許容値Ｆｎｌに近づ
いていく。所定の仕上げ寸法に達していなければ、再び
法線分力Ｆｎと接線分力Ｆｔを測定する工程に戻り、所
定の仕上げ寸法に達したら研削加工を終了する。

【００１１】本実施例によれば、研削抵抗の二分力比を
監視しつつ、研削盤の能力の最大限界値付近で研削加工
するように研削条件を自動的に設定できるので、極めて
高能率な研削加工を実現することが可能となると同時に
、従来技術のような膨大な基礎実験を必要とする研削条
件の選択データが不要になるという効果がある。また、
二分力比の許容値以内であっても、砥石の切れ味は徐々
に低下するが、砥石の切れ味の低下も加味した研削条件
の設定ができるので、常に最適な研削条件の設定が可能
になるという効果もある。

【００１２】なお、研削抵抗の測定や研削条件の設定は
上記した内容に限定されるものではなく、次のようにし
てもよい。（１）　　上記実施例では、研削抵抗を砥石頭８の振動
とモータ１３の消費電力で測定したが、工作物５を圧電
素子、歪ゲージ等を介してチャック４に取り付けて、直
接測定するようにしてもよく、あるいは、その他の手段
によってもよい。（２）　　上記実施例では砥石切込み量を変更するため
に法線分力Ｆｎを用いたが、接線分力Ｆｔを用いてもよ
いし、法線分力Ｆｎと接線分力Ｆｔの両方を用いてもよ
い。（３）　　上記実施例では、砥石切込み量を変更して、
その他の研削条件を固定するようにしたが、テーブル速
度や送り量を変更するようにしてもよいし、砥石切込み
量、テーブル速度、送り量を組み合わせて変更するよう
にしてもよい。（４）　　上記実施例では、法線分力の平均値Ｆｎｍと
法線分力の許容値Ｆｎｌとの比βを用いて研削条件を変
更するようにしたが、法線分力の平均値Ｆｎｍと法線分
力の許容値Ｆｎｌとの差を用いてもよく、また、両者の
違いを評価できる他の値を用いてもよい。（５）　　上記実施例では、二分力比の許容値αｌをＮ
Ｃ装置１７に予め設定するようにしたが、研削加工開始
と同時にドレッシングを行い、ドレッシング直後に測定
した二分力比に所定の係数ａ（ａ＞１）を乗じた値とし
て自動的に設定するようにしてもよい。（６）　　上記実施例では、砥石１２が工作物５の幅方
向に１パスする間の平均値として法線分力と接線分力を
求めたが、砥石１２が工作物５の幅方向の特定の位置（
例えば幅方向の中央位置）を通過するときの値として求
めてもよい。

【００１３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、研
削抵抗の二分力比を用いて砥石の切れ味を監視しながら
、研削盤の最大能力付近で研削加工を行うように研削条
件を自動的に設定することができるので、極めて高能率
な研削加工を実現できるという効果がある。また、従来
技術のように膨大な基礎実験を必要とする研削条件の選
択データが不要になるという効果がある。さらに、砥石
の切れ味を考慮した研削条件の設定ができるので、常に
最適な研削条件による研削加工を可能にするという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を平面研削盤に適用した場合の概念図。

【図２】研削条件の自動設定手順を示すフローチャート
。

【図３】二分力比の変化の様子を示す説明図。

【図４】研削抵抗の法線分力と接線分力の変化の様子を
示す説明図。

【符号の説明】

５・・工作物、１１・・モータ、１２・・砥石、１３・
・振動センサ、１４・・振動計、１５・・電流センサ、
１６・・電流計、１７・・ＮＣ装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　研削抵抗の法線分力と接線分力のうち
の少なくとも一方の許容値と、法線分力と接線分力の比
である二分力比の許容値を設定し、加工中に上記法線分
力と接線分力を測定するとともに上記二分力比を演算し
て、二分力比が許容値以内の場合には法線分力と接線分
力のうちの少なくとも一方の許容値と測定値とを比較し
て研削条件を設定し、二分力比が許容値を越えた場合に
はドレッシングを行うようにしたことを特徴とする研削
条件の設定方法。
【請求項２】　　法線分力を振動で、接線分力をモータ
の消費電流又は消費電力で測定することを特徴とする請
求項１に記載の研削条件の設定方法。