JPH04354673A

JPH04354673A - 平面研削盤の制御方法

Info

Publication number: JPH04354673A
Application number: JP12374191A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Matsui; 敏松井
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1991-05-28
Filing date: 1991-05-28
Publication date: 1992-12-09
Anticipated expiration: 2017-07-24
Also published as: JP3305732B2

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】本発明は研削盤におけるドレッシ
ング条件や研削条件の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】研削加工を行う際には、工作物の材質、
研削砥石の種類、要求精度などを勘案してドレッシング
条件や研削条件を決定し、これを研削盤に入力する方法
が一般的に行われている。最近の人手不足や熟練者不足
を反映して、このようなドレッシング条件や研削条件の
決定過程を自動化するための技術開発も行われている。すなわち、ドレッシング条件の決定に関して、例えば特
開昭６２−４５７３号公報には、ドレッシング抵抗の大
きさによりドレッシング送り速度を変更する方法が、ま
た特開昭６３−１５０１５９号公報には、法線ドレッシ
ング抵抗と接線ドレッシング抵抗の比が設定値に達した
ときにドレッシングする方法が、さらに特開昭６４−１
１７６１号公報には、研削加工中のモータ電流値が設定
値に達したときにドレッシングする方法が開示されてい
る。また、研削条件の決定に関して、例えば特開昭６３
−２９５１７７号公報には、接線研削抵抗が一定になる
ように切込み速度を制御する方法が、また特開平１−５
８４６７号公報には、モータ電流値が設定値になるよう
に切込み量を決定する方法が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には、次のような課題があった。すなわち、特開
昭６２−４５７３号では検出量としてドレッシング抵抗
を用いるが、単石ドレッサでドレッシングするときのよ
うにドレッシング抵抗が小さい場合、ドレッシング抵抗
のわずかな変化を正確に検出することは困難であり、信
頼性の高い制御を行うことが難しかった。また、ドレッ
シング抵抗はドレッシング送り速度、ドレッシング切込
み量、ドレッサ先端形状など複数の条件の影響を受ける
ので、ドレッシング抵抗は必ずしも研削砥石の切れ味を
評価するための正確な指標にならなかった。特開昭６３
−１５０１５９号では、検出量としてドレッシング抵抗
の二分力比を用いるから、検出量としてドレッシング抵
抗を用いるものに比べると研削砥石の切れ味を正確に評
価できる。しかしながら、ドレッシング抵抗のわずかな
変化を正確に検出することが困難であることには変わり
がない。また、法線ドレッシング抵抗と接線研削抵抗と
いう２つの量を検出しなければならないので、装置が複
雑で高価になった。特開昭６４−１１７６１号では、検
出量としてモータ電流値を用いるが、モータ電流値は研
削砥石の切れ味のほかに研削条件の影響も受ける。この
ため、研削状態を検出しながら研削条件を変更するよう
に制御する場合、モータ電流値が変化してしまい、ドレ
ッシング時期を正しく決定できななった。また、ドレッ
シング条件によってもモータ電流値が変化するので、設
定値を一義的に決定できなかった。特開昭６３−２９５
１７７号および特開平１−５８４６７号では、研削条件
の決定に関して接線研削抵抗やモータ電流値を用いてい
るが、ドレッシング条件が変わると、これと同時に接線
研削抵抗やモータ電流値も変わるため、やはり設定値を
一義的に決定することができない。したがって、ドレッ
シング時期を正確に決定することが困難であったり、砥
石切込み量を適切に設定することが困難であった。さら
に、研削加工における研削能率、研削精度、砥石寿命、
研削比などの特性は、上記したように、ドレッシング条
件と研削条件の双方の影響を受ける。しかしながら、上
記した従来技術は総て個別の特性を個別の検出量で制御
する方法であるため、研削特性に影響を及ぼすドレッシ
ング条件や研削条件を総合的に制御するためには、複数
の検出量を求めなければならず、装置が複雑で高価にな
った。本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決
し、ドレッシング条件や研削条件の影響を受けることな
く研削砥石の切れ味を正確に評価できる研削盤の制御方
法を提供すること、並びに１つの検出量でドレッシング
条件と研削条件を同時に制御することができる研削盤の
制御方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ため、本発明では、研削抵抗と砥石切込み量との比であ
る研削剛性を設定値と比較することにより、ドレッシン
グ条件および研削条件のうちのいずれか一方若しくは両
者を制御するようにしたものである。具体的には、研削
剛性の上限値と下限値とを予め定め、研削剛性が上限値
よりも大きいときにはドレッシング送り速度およびドレ
ッシング切込み量のうちのいずれか一方若しくは両者を
大きくし、下限値よりも小さいときにはドレッシング送
り速度およびドレッシング切込み量のうちのいずれか一
方若しくは両者を小さくしてドレッシングするように制
御するとともに、研削剛性が予め定めた許容値よりも大
きくなったときにドレッシングを行うように制御する。また、研削条件についても、予め求めた研削剛性と研削
条件との関係から研削剛性の値に応じて制御する。すな
わち、たとえば、砥石切込み量および砥石送り量のうち
のいずれか一方若しくは両者を変更するように制御する
。

【０００５】

【作用】砥石切込み量と研削抵抗とは、図３に示すよう
にほぼ比例関係にあり、その傾き（研削抵抗／砥石切込
み量）は研削剛性と呼ばれている。この研削剛性は研削
砥石の切れ味が悪いほど大きく、切れ味が良いほど小さ
くなるので、研削砥石の切れ味を表す指標とすることが
できる。また、砥石の切れ味が一定であれば、砥石切込
み量を変更しても研削剛性は変化しない。さらに、研削
抵抗を単位研削幅当りの値として表せば、送り量を変更
しても研削剛性は変化しない。したがって、研削状態を
検出しながら研削条件を変更するように制御する場合に
おいても、研削剛性を用いることにより研削砥石の切れ
味を正確に評価することができ、また、ドレッシング条
件の適否やドレッシング時期を判定することができる。一方、ドレッシング送り速度およびドレッシング切込み
量と研削剛性との間には図４のような関係がある。した
がって、研削剛性が設定値になるようにドレッシング送
り速度やドレッシング切込み量を決定することにより、
ドレッシング条件を制御することができる。また、研削
加工を続けることにより研削砥石の切れ味は劣化し、研
削剛性は図５に示すように変化する。そこで、研削剛性
が許容値以上になる時点を検出すれば、研削砥石の切れ
味の限界を知ることができ、これによりドレッシング時
期を決定することができる。一方、砥石切込み量には研
削焼けやびびり振動などの不具合を生じることなく研削
加工するための限界値（限界切込み量）が存在し、限界
切込み量は研削砥石の切れ味によって異なる。すなわち
、研削剛性と限界切込み量との間には図６のような関係
がある。したがって、予め図６のような関係を求めてお
けば、研削剛性を基準として研削焼けやびびり振動など
の不具合が生じない適正な砥石切込み量を決定すること
ができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。図１は
本発明を平面研削盤に適用した場合の構成例を示す側面
図である。

【０００７】１はベッド。２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３によ
り駆動される。４はスピンドルヘッドで、コラム２に図
において上下方向に摺動自在に保持され、モータ５によ
り駆動される。６は研削砥石で、スピンドルヘッド４に
回転自在に保持された砥石軸７の先端に取り付けられて
いる。８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、図示しない油圧シリン
ダにより駆動される。９はチャックで、力検出器１０を
介してテーブル８に固定されている。力検出器１０は増
幅器１１を経由して数値制御装置１２に接続されている
。１３は工作物で、チャック９に取り付けられている。１４はドレッシング装置で、以下の部分から構成されて
いる。１５はドレッサベースで、スピンドルヘッド４に
固定されている。１６はスライダで、ドレッサベース１
５に図において左右方向に摺動自在に保持され、モータ
１７により駆動される。１８はドレッサヘッドで、スラ
イダ１６に図において上下方向に摺動自在に保持され、
モータ１９により駆動される。２０は先端にダイヤモン
ド粒を固着した単石ドレッサで、ドレッサヘッド１８に
保持されている。以上の構成において、予め数値制御装
置１２に入力されたプログラムによりモータ３、モータ
５、モータ１７、モータ１９及び図示しない油圧シリン
ダが制御されてドレッシングと研削加工が行われる。

【０００８】以下、工作物１３をプランジ研削する場合
を例にとり、このときの制御手順を示すフローチャート
である図２を用いて動作について説明する。なお、以下
、図２におけるステップ１１０〜１７０をまとめて「ド
レッシング条件設定工程」と呼ぶ。この「ドレッシング
条件設定工程」は、ドレッシング直後の研削砥石の切れ
味が良好になるようにドレッシング条件を設定する工程
である。また、ステップ１８０〜２２０をまとめて「砥
石寿命判定工程」と呼ぶ。この「砥石寿命判定工程」は
、研削加工による研削砥石の切れ味の劣化を監視して、
ドレッシング時期を判定すると同時に、研削砥石の切れ
味に応じて砥石切込み量を適切に設定するための工程で
ある。研削加工に先立ち、予めドレッシングの初期条件
と、研削剛性Ｋ（ただし、Ｋ＝Ｆ／ｔ、Ｆ：単位研削幅
当りの研削抵抗、ｔ：砥石切込み量）の上限値ＫＵ、下
限値Ｋｌ、許容値Ｋ０およびドレッシング送り速度を変
更するときの１回当りの幅αとを設定しておく。なお、
通常、許容値Ｋ０＞上限値ＫＵとしてよい。研削サイク
ルが開始されると、まず、予め設定された初期条件でド
レッシングが行われる（ステップ１１０）。引き続き研
削加工が行われ（ステップ１２０）、そのときの単位研
削幅当りの研削抵抗Ｆが測定されるとともに、研削剛性
Ｋが計算される（ステップ１３０）。計算された研削剛
性Ｋを上限値ＫＵおよび下限値Ｋｌと比較し、（ステッ
プ１４０）、研削剛性Ｋの値に応じて以下のように制御
する。すなわち、 ■研削剛性Ｋ≧上限値ＫＵの場合：研削砥石の切れ味が
良くないことを意味するので、ドレッシング送り速度を
幅αだけ大きくしてドレッシング工程に戻る。（ステッ
プ１５０） ■研削剛性Ｋ≦上限値ＫＵの場合：研削砥石の切れ味は
良好であるので、引き続き研削剛性Ｋは下限値Ｋｌと比
較される。（ステップ１６０） ■研削剛性Ｋ＜下限値Ｋｌの場合：研削剛性Ｋが小さ過
ぎる、すなわち、砥石面が非常に粗くなっていて摩耗し
やすい状態になっているので、ドレッシング送り速度を
幅αだけ小さくしてドレッシング工程へ戻る。（ステッ
プ１７０） ■研削剛性Ｋ≧下限値Ｋｌの場合：研削砥石の切れ味が
適正であるので、「砥石寿命判定工程」に移り、以下、
研削加工が行われる（ステップ１８０）。なお、ドレッ
シング送り速度は上記「ドレッシング条件設定工程」で
決定した値に保持される。ステップ１８０の研削加工で
は、単位研削幅当りの研削抵抗Ｆが測定され、研削剛性
Ｋが計算され（ステップ１９０）、許容値Ｋ０と比較さ
れる（ステップ２００）。そして、研削剛性Ｋ＞許容値
Ｋ０の場合は、研削砥石の切れ味が劣化しているのでド
レッシングを行い（ステップ２１０）、研削加工（ステ
ップ１８０）へ戻る。また、研削剛性Ｋ≦Ｋ０であれば
研削砥石の切れ味は許容範囲内にあるので、砥石切込み
量が予め求めておいた研削剛性Ｋに対応する適正切込み
量に変更されて（ステップ２２０）研削加工が行われる
。すなわち、研削剛性Ｋが許容範囲内であっても、研削
砥石の切れ味の劣化の程度に応じて砥石切込み量が修正
されるので、研削抵抗はほぼ一定に保たれ、研削焼けや
びびり振動が発生しないように制御される。そして、工
作物１３が所定の寸法に加工されるまで「砥石寿命判定
工程」が繰り返される。

【０００９】本実施例では以上の構成としたので、研削
剛性という１つの検出量によってドレッシング送り速度
、ドレッシング間隔などのドレッシング条件と砥石切込
み量などの研削条件を同時に制御することができ、装置
を簡単、安価に構成できるという効果がある。また、ド
レッシング抵抗に比べるとはるかに大きい研削抵抗から
求めた研削剛性により制御しているので、研削砥石のわ
ずかな切れ味の変化も正確に把握でき、ドレッシング条
件や研削条件を正確に制御できるという効果がある。さらに、研削剛性は砥石切込み量を変更しても変化しな
いので、砥石切込み量を変更しながら研削加工する場合
においても、ドレッシング時期を正確に判定できるとい
う効果がある。なお、上記実施例では、「砥石寿命判定
工程」におけるドレッシング送り速度を「ドレッシング
条件設定工程」で決定した値に保持させたが、研削剛性
Ｋ＞許容値Ｋ０の場合には「ドレッシング条件設定工程
」へ戻すようにしてもよい。また、上記実施例では、ド
レッシング送り速度と砥石切込み量を変更するようにし
たが、ドレッシング送り速度の代わりにドレッシング切
込み量を変更するようにしてもよいし、ドレッシング送
り速度とドレッシング切込み量の両方を変更するように
してもよい。また、砥石切込み量の代わりに送り量を変
更するようにしてもよいし、砥石切込み量と送り量の両
方を変更するようにしてもよい。さらに、上記実施例で
は、平面研削盤でプランジ研削する場合について示した
が、トラバース研削する場合や平面研削盤以外の円筒研
削盤や内面研削盤などで加工する場合についても同様の
制御ができることは言うまでもない。さらに、本実施例
では、研削剛性を研削抵抗と砥石切込み量の比として求
めたが、研削抵抗の代わりに研削抵抗によって生じるモ
ータ電流値の変化、振動、変位などの検出量を用いて、
この検出量と砥石切込み量との比を研削剛性の代わりに
用いてもよい。

【００１０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明では、研削
剛性という１つの検出量によってドレッシング条件と研
削条件の両方を制御することができるので、装置を簡単
、安価に構成できるという効果がある。また、ドレッシ
ング抵抗に比べるとはるかに大きい研削抵抗を用いて、
これから求めた研削剛性により制御するようにしたので
、研削砥石のわずかな切れ味の変化も正確に把握でき、
信頼性の高い制御ができるという効果がある。さらに、
研削剛性は研削条件の影響を受けないので、研削条件を
変更しながら研削加工を行う場合においても、ドレッシ
ング時期を正確に決定でき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構成例を
示す側面図。

【図２】図１の構成によりドレッシング条件や研削条件
を御する手順を示すフローチャート。

【図３】砥石切込み量と研削抵抗の関係を示す説明図。

【図４】ドレッシング条件と研削剛性の関係を示す説明
図。

【図５】研削加工を続けたときの研削剛性の変化を示す
説明図

【図６】研削剛性と限界切込み量の関係を示す説明図。

【符号の説明】

６　　　　研削砥石１０　　　　力検出器１２　　　　数値制御装置１３　　　　工作物１４　　　　ドレッシング装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】研削抵抗と砥石切込み量との比である研削
剛性を設定値と比較することにより、ドレッシング条件
および研削条件のうちのいずれか一方若しくは両者を制
御するようにしたことを特徴とする研削盤の制御方法。
【請求項２】研削抵抗と砥石切込み量との比である研削
剛性の上限値と下限値とを予め定め、上記研削剛性が上
限値よりも大きいときにはドレッシング送り速度および
ドレッシング切込み量のうちのいずれか一方若しくは両
者を大きくし、下限値よりも小さいときにはドレッシン
グ送り速度およびドレッシング切込み量のうちのいずれ
か一方若しくは両者を小さくしてドレッシングするよう
にしたことを特徴とする請求項１記載の研削盤の制御方
法。
【請求項３】研削抵抗と砥石切込み量との比である研削
剛性が予め定めた許容値よりも大きくなったときにドレ
ッシングを行うようにしたことを特徴とする請求項１記
載の研削盤の制御方法。
【請求項４】予め求めた研削剛性と研削条件との関係か
ら研削抵抗と砥石切込み量との比である研削剛性の値に
応じて研削条件を制御するようにしたことを特徴とする
研削盤の制御方法。
【請求項５】制御する研削条件が砥石切込み量および砥
石送り量のうちのいずれか一方若しくは両者であること
を特徴とする請求項４記載の研削盤の制御方法。