JPH0521707B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はアンギユラ研削盤における位置補正装
置に関するものである。

＜従来技術＞ 一般に工作物の円筒部の研削と同時に肩部を研
削加工する場合、工作物の円筒部を研削する円筒
部研削面と、肩部端面を研削する肩部研削面とを
有するアンギユラ形の砥石車を備えたアンギユラ
研削盤によつて工作物の加工を行うが、かかる研
削盤において、砥石軸の熱伸縮、研削中における
研削面の摩耗等によつて砥石車の円筒部研削面と
肩部研削面の交点である頂部の位置が変位し、こ
れによつて砥石頂部が通る径路の位置が工作物軸
線と平行な方向に変位すると、工作物の円筒部が
所定の寸法まで研削された時の肩部研削面の位置
が一定とならず、肩部端面を所定の寸法に正確に
研削できなくなる。

このため、従来のアンギユラ研削盤において
は、第１図に示すようにツルーイン時における切
込み量を大きめに取り、ツルーイング後において
砥石車Ｇの頂部Ｐの砥石車軸線と平行な方向の位
置が常に同じ位置となるようにしていた。

しかしながら、このようなツルーイングを行う
と、一方の研削面Gbにおいて適正な切込みを与
えると、他方の研削面Gaにおいては必要以上に
砥粒層が除去されることになり、立方晶窒化硼素
等の硬質材料を砥粒とする高価な砥石車ではこの
ようなツルーイングを行うことは好ましくなく、
第２図に示すように各研削面Ga，Gbとも研削面
のうねりを除去できる最小の切込量でツルーイン
グを行うことが必要となる。ところがこのような
ツルーイングを行うと第２図に示すように、砥石
車Ｇの頂部Ｐの位置が一定にならず、工作物の肩
部端面を所定の寸法に高精度に研削できなくなる
問題がある。

＜発明の目的＞ そこで本発明は、砥石車の頂部の位置が砥石軸
の熱伸縮等によつて変位しても、工作物の肩部端
面を高精度に研削加工できるようにして、必要最
小限のツルーイングにより、工作物の肩部端面を
高精度に加工できるようにすることを目的とする
ものである。

＜発明の構成＞ 本発明はアンギユラ形砥石車を保持する砥石台
に備えられたツルーイング工具と、このツルーイ
ング工具を前記アンギユラ形砥石車の軸線方向お
よび軸線と直交する方向にそれぞれ移動する移動
装置と、この移動装置を前記アンギユラ形砥石車
の互いに直交する一対の研削面と対応する形状デ
ータによつて駆動するツルーイング工具制御手段
と、前記一対の研削面の前記砥石車切込み方向の
位置をそれぞれツルーイング直前、直後に検出す
る研削面検出手段と、この研削面検出手段にて検
出された研削面の前記砥石車切込み方向の各々の
位置を記憶する位置記憶手段と、前記記憶手段に
記憶されたツルーイング直前に検出された位置
と、前回ツルーイング直後に検出された位置から
前記一対の研削面が交差する頂部の砥石軸線と平
行な方向の変位を演算する第１演算手段と前記記
憶手段に記憶されたツルーイング直前に検出され
た位置と、前回ツルーイング直後に検出された位
置から前記一対の研削面が交差する頂部の工作物
軸線と平行な方向の変位を演算する第２演算手段
と、前記第１演算手段にて演算された頂部の砥石
軸線と平行な方向の変位に基づいて前記形状デー
タを砥石軸線と平行な方向に移動補正する形状デ
ータ補正手段と、前記第２演算手段にて演算され
た頂部の工作物軸線と平行な方向の変位に基づい
て前記前記工作物の主軸軸線方向の位置を補正し
て砥石車の頂部を通る砥石車の経路が工作物上に
設定された理論通過点を通るようにする位置補正
手段を設けたものである。

これにより、必要最小限のツルーイングを実施
することができ、さらに頂部の位置が変化して
も、頂部が通る経路の工作物に対する相対位置は
一定になり、工作物の肩部端面を高精度に研削加
工できる。

＜実施例＞ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第３図において、１１は主軸台１２と心押台
１３とにより工作物Ｗを支持する工作物テーブル
で、この工作物テーブル１１はベツド１０上の前
方に形成された案内面１５，１６に沿つて工作物
Ｗの軸線と平行なＺ軸方向へ摺動可能に案内され
ており、サーボモータ１７によつて回転される送
りねじ１８が螺合している。なお、１９はベツド
１０上に設置された端面定寸装置を示す。

一方、ベツド１０の後方には、砥石台２０が案
内面２１，２２により主軸軸線OSに対して一定
の角度θをなして斜行するＸ軸方向へ摺動可能に
案内され、サーボモータ２３によつて回転される
送りねじ２５が螺合しており、この砥石台２０の
前方側部に、工作物Ｗの軸線と平行な円筒部研削
面Gaとこの研削面Gaと直交する肩部研削面Gbと
を有するアンギユラ形の砥石車Ｇが軸架されてい
る。

一方、前記砥石台２０の側部後方には第４図〜
第６図に示されるように、倣い形のツルーイング
装置３０砥石車砥削面の表面位置を検出する表面
位置検出装置４０とが取付けられている。

ツルーイング装置３０は第４図に示されるよう
にシリンダ３１により、砥石車Ｇの軸線と平行な
方向に移動されるトラバース台３２上に、テンプ
レート３３に倣つて砥石車Ｇの軸線と直交する方
向に進退する進退台３５を案内し、この進退台３
５の先端にツルーイング車Ｔを軸架したツルーイ
ングヘツド３６が取付けられている。そして、進
退台３５にはツルーイングヘツド３６と一体のラ
ム部３７に螺合し、サーボモータ３８によつて回
転される送りねじ３８ａが設けられている。ま
た、テンプレート３３を支持する支持台３４はサ
ーボモータ３９によつて回転される送りねじ３９
が螺合し、サーボモータ３９の回転により砥石車
Ｇの軸線と平行な方向の位置が調整されるように
なつている。

一方、表面位置検出装置４０は、第６図に示す
ように、シリンダ４１によつて一定距離にだけ砥
石車Ｇの軸線と平行な方向にシフトされるシフト
台４２上に、砥石Ｇの軸線と直交する方向に移動
可能で、先端部に接触子Ｓを取付けたラム４３を
配設し、このラム３４の後端にターボモータ４４
によつて回転される送りねじ４５を螺合した構成
である。そして、前記接触子Ｓの先端には、研削
面Ga，Gbと平行な当接面をそれぞれ形成した第
１接触部Saと第２接触部Sbが形成されるととも
に、その基部には振動センサ４６が取付けられ、
第１接触部Saおよび第２接触部Sbの砥石車Ｇへ
の接触を振動によつて検出するようになつてい
る。

次に制御回路について説明すると、第７図にお
いて５０はコンピユータであり、このコンピユー
タ５０にはメモリ５１が接続されるとともに、コ
ンピユータ５０に接続されたインタフエイスIF
１には、データ入力装置５２と、振動センサ４６
からの信号により、接触検出子Ｓが砥石車Ｇに接
触したことを検出する接触検出回路５３と、端面
定寸装置１９の出力が零になつたことを検出する
定寸回路５４とが接続されている。また、インタ
フエイスIF２には、サーボモータ２３，１７，
３８，３９，４４をそれぞれ駆動するための駆動
ユニツトDUX，DUZ，DUU，DUV，DUWが接
続されている。

今、コンピユータ５０にツルーイング指令が与
えられると、コンピユータ５０は第８図に示す処
理を行う。

ステツプ1000ステツプ116は、砥石車Ｇの各研
削面Ga及びGbの接触子の原点に対する位置を検
出するためのステツプであり、Ｕ軸に対してパル
ス分配を行うことにより、第１０図ａに１点鎖線
で示す状態にある接触市子を砥石車Ｇの中心軸線
に向かつて移動させる。そして、第１接触部Sa
が研削面Gaに当接した時には、接触子駆動装置
を停止させて、その送り量をステツプ104におい
てMRとして記憶する。このMRの値は、接触子
Ｓの原点を基準とした場合の研削面Gaの位置を
表す。ステツプ106で接触子を原点へ復帰させた
後、次に研削面Gbの位置を測定するために、第
１０図ｂに示すように、シフト用シリンダを作動
させて接触子Ｓを図上右側にシフトさせて、第２
接触部SbをＶ軸方向即ち砥石軸と平行な方向に
於ける所定の位置までシフトさせる。そしてステ
ツプ110で前述と同様に、接触するまで接触子を
送り込んだ後、その送り量をNRとして記憶す
る。このNRの値は、接触子Ｓの原点を基準とし
た研削面Gbの位置を示す。その後、ステツプ116
において、接触子Ｓは原点に復帰される。このよ
うにしてツルーイング直前の研削面の位置が接触
子Ｓの移動量として検出される。

次にステツプ118において、MR−MO、NR−
NOの演算を行つて各接触部Sa，Sbの送り量の変
位Ａ、Ｂを求める。即ち、後述するように、
MO、NOは、前回のツルーイングの直後におい
て測定した各接触部Sa，Sbが研削面Ga，Gbに接
触するまでの移動量の記憶値であり、ステツプ
118で計算したＡ及びＢの値は、第１０図ａ，ｂ
に図示するように各研削面Ga，GbのＵ軸方向の
変位をそれぞれ表している。

次にステツプ120において、下記(1)、(2)式によ
り砥石車Ｇの頂部ＰのＵ軸方向とＶ軸方向の変位
量△Ｕ、△Ｖをそれぞれ算出するとともに、(3)式
により、頂部Ｐが通る径路Ｒの工作物Ｗの軸線と
平行なＺ軸方向の変位量△Ｚを算出する。

△Ｖ＝（Ａ−Ｂ）sinθ・cosθ …(1) △Ｕ＝Asin²θ＋Bcos²θ …(2) △Ｚ＝（Ａ−Ｂ）cosθ …(3) なお、第１１図は、研削面Ga，Gbの半径方向
変位量Ａ、Ｂと各軸方向の変位量△Ｖ，△Ｕ，△
Ｚの関係を示す図である。

このように砥石車Ｇの頂部Ｐの各軸方向のずれ
量△Ｖ，△Ｕ，△Ｚが演算されるとステツプ122
において、サーボモータ３９を作動させてテンプ
レート３３を△ＶだけＶ軸方向へ移動させ、テン
プレートの頂部を砥石車Ｇの頂部Ｐの位置変化に
応じて移動させる。次にステツプ124において、
サーボモータ４４を駆動し、ツルーイング工具を
△Ｕ＋Ｃだけ法線方向（Ｕ軸方向）に前進させて
ツルーイング車Ｔを研削面Gaに対して一定の切
込量Ｃだけ砥石車Ｇの軸線側に近い位置に位置決
めする。

次に、ステツプ126において、トラバース用シ
リンダ４１を作動させて、テンプレート３３をな
ぞりながらツルーイング工具Ｔを移動させて砥石
車面Ga，Gbを研削する。研削後、トラバース用
シリンダ４１を、逆方向に作動させてツルーイン
グ工具ＴをＶ軸方向の正方向に原点位置まで移動
させてツルーイングを終了する。その後、ステツ
プ130において、砥石台を法線方向に△Ｕ＋Ｃだ
け前進させる。これにより、研削面Gaの工作物
Ｗ側からの見た位置はツルーイング前の研削面
Gaの位置と同じになる。

次にステツプ132から144は、ツルーイング直後
の研削面に対して接触子Ｓを当接させて、研削面
Ga，Gbの位置を接触子の原点を基準として測定
し記憶する過程である。ステツプ134は前述のス
テツプ100、102と同様である。又、ステツプ136
では、その検出された移動量を、前回のツルーイ
ング直後の研削面の位置としてMOに記憶する。
ステツプ138で、接触子を原点へ復帰させた後、
Ｋだけ接触子を−Ｖ方向にシフトして、ステツプ
140で他の研削面Gbについて、同じ様に送り量を
測定する。その値は、ステツプ142においてNO
に記憶される。次に、ステツプ１４４で、接触子
Ｓを原点復帰させて終了する。以上のような処理
によつて砥石車は、その軸方向の変位による誤差
を補正して精度よく研削面Ga，Gbのツルーイン
グを行うことができる。

そして、上記の処理によつて研削面Ga，Gbの
ツルーイングが完了すると、ステツプ146におい
て、前記したステツプ120にて演算した変位量△
Ｚを補正値レジスタCVRに加算して、工作物テ
ーブル１１の補正移動量CVを更新する。この補
正値レジスタVCRは、新しい砥石車Ｇを取付け、
砥石車Ｇの頂部Ｐとテンプレート３３の頂部との
間の位置関係を整合させた時点で零リセツトさ
れ、この後、ツルーイングの度に変位量△Ｚが累
積加算される。したがつて、補正値レジスタ
VCRの値は、砥石車の熱伸縮等によつて位置変
化が生じることのないテンプレート３３の頂部を
基準とした、砥石車Ｇの頂部Ｐが通る径路Ｒの工
作物Ｗ軸線と平行な方向の位置ずれ量を表すこと
になる。

一方、コンピユータ５０に加工指令が与えられ
ると、コンピユータ５０は第９図に示すテーブル
位置決め処理を行つた後、図略の加工プログラム
を実行する。

ステツプ200において端面定寸装置１９を前進
させて第１２図に示すように端面定寸装置１９の
フイーラが工作物Ｗの基準面Wsと係合可能な状
態とし、この後ステツプ202においてＺ軸にパル
ス分配を行つて端面定寸装置１９の出力が零とな
る位置に工作物テーブル１１を位置決めする。こ
れにより、工作物Ｗの基準端面Wsを通る平面が、
熱変位がない状態での砥石車Ｇの頂部が通る径路
ROとの主軸軸線OSの交点CPOに位置する。

さらに、この後ステツプ204において、基準端
面Wsと肩部端面Wbとの間の工作物軸線方向と平
行な方向のずれ量Ｌ、円筒部Waの仕上げ直径Ｄ
とに基づいてテーブルシフト量Ｓを(4)式によ Ｓ＝Ｌ−（Ｄ／2tanθ） …(4) つて演算するとともに、ステツプ206において、
このシフト量Ｓから、ツルーイング時に算出した
テーブル補正量CVを減算し、テーブル移動量Zl
を演算する。

そして、この後、ステツプ208においてＺ軸に
パルス分配を行い、工作物Ｗを移動量Zlだけ、第
１２図において左側へ移動する。

これにより、砥石車ＧのＲが、研削完了時にお
ける肩部端面Waと円筒部Wbの交点を通る位置
に工作物Ｗが位置決めされる。

このように工作物Ｗ形状によつて決まる工作物
テーブル１１のシフト量Ｓを、砥石車Ｇの頂部Ｐ
の熱変位量に比例したCVによつて補正して工作
物テーブル１１の移動量Zlを算出しているため、
かかる位置決め動作後においては、砥石車Ｇの頂
部Ｐ熱変位に関わらず、頂部Ｐの通る径路Ｒが、
仕上げ時の肩部端面Waと円筒部Wbの交点を通
る状態となる。

したがつて、これに続く加工プログラムの実行
のより研削面Gaを円筒部Waに係合させ、図略の
定寸装置からの信号に基づき、円筒部Waを仕上
げ寸法まで研削すると、これにより、肩部端面
Wbが指定された仕上げ寸法に高精度に研削され
ることになる。

＜発明の効果＞ 以上述べたように本発明においては、砥石車の
頂部の変位を検出し、この変位に基づいてツルー
イング工具の動作を補正するとともに、工作物と
砥石車との間の相対位置を補正して砥石車の頂部
の通る経路が工作物に設定された理論通過点を通
るようにしたので砥石軸の熱伸縮等に起因して砥
石の頂部が変化しても必要最小限の取り代で研削
面のツルーイングを行うことができ、かつ工作物
の肩部端面の加工精度を悪化させることがなくな
り、砥石車の消耗量を増大させることなく、工作
物の加工精度を向上できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、砥石車Ｇの頂部Ｐの位置が変化しな
いツルーイングを示す図、第２図は、砥石車Ｇの
消費量を少なくしたツルーイングを示す図、第３
図〜第１２図は本発明の実施例を示すもので、第
３図は研削盤の概略平面図、第４図は第３図にお
けるツルーイング装置３０の拡大図、第５図は第
４図におけるＶ−Ｖ線断面矢視図、第６図は第５
図における−線断面矢視図、第７図は制御回
路を示すブロツク図、第８図、第９図は第７図に
おけるコンピユータ５０の動作を示すフローチヤ
ート、第１０図ａ，ｂは表面位置検出動作時にお
ける接触子Ｓと砥石車Ｇの位置関係を示す図、第
１１図は研削面Ga，Gbの変位と頂部Ｐの変位の
関係を示す図、第１２図は工作物Ｗの位置決め動
作を説明するための説明図である。 １１……工作物テーブル、１２……主軸台、１
３……心押台、１７……サーボモータ、２０……
砥石台、２３……サーボモータ、３０……ツルー
イング装置、４０……表面位置検出装置、５０…
…コンピユータ、５３……接触検出回路、Ｇ……
砥石車、Ｐ……頂部、Ｒ……径路、Ｓ……接触
子、Ｔ……ツルーイング車。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工作物を主軸軸線と平行な方向に移動させて
   工作物の軸線方向位置決めを行い、この後、互い
   に直交する一対の研削面を有するアンギユラ形砥
   石車を主軸軸線と交差する方向から切込んで前記
   工作物上の肩部端面を加工するようにしたアンギ
   ユラ研削盤において、前記アンギユラ形砥石車を
   保持する砥石台に備えられたツルーイング工具と
   このツルーイング工具を前記アンギユラ形砥石車
   の軸線方向および軸線と直交する方向にそれぞれ
   移動する移動装置と、この移動装置を前記アンギ
   ユラ形砥石車の互いに直交する一対の研削面と対
   応する形状データによつて駆動するツルーイング
   工具制御手段と、前記一対の研削面の前記砥石車
   切込み方向の位置をそれぞれツルーイング直前、
   直後に検出する研削面検出手段と、この研削面検
   出手段にて検出された研削面の前記砥石車切込み
   方向の各々の位置を記憶する位置記憶手段と、前
   記記憶手段に記憶されたツルーイング直前に検出
   された位置と、前回ツルーイング直後に検出され
   た位置から前記一対の研削面が交差する頂部の砥
   石軸線と平行な方向の変位を演算する第１演算手
   段と、前記記憶手段に記憶されたツルーイング直
   前に検出された位置と、前回ツルーイング直後に
   検出された位置から前記一対の研削面が交差する
   頂部の工作物軸線と平行な方向の変位を演算する
   第２演算手段と、前記第１演算手段にて演算され
   た頂部の砥石軸線と平行な方向の変位に基づいて
   前記形状データを砥石軸線と平行な方向に移動補
   正する形状データ補正手段と、前記第２演算手段
   にて演算された頂部の工作物軸線と平行な方向の
   変位に基づいて前記工作物の主軸軸線方向の位置
   を補正して砥石車の頂部を通る砥石車の経路が工
   作物上に設定された理論通過点を通るようにする
   位置補正手段を設けたことを特徴とするアンギユ
   ラ研削盤における位置補正装置。 ２ 前記位置補正手段は、前記工作物を保持し、
   工作物軸線と平行な方向へ移動可能な工作物テー
   ブルと、第２演算手段にて演算された頂部の工作
   物軸線と平行な方向の変位に基づいて前記工作物
   テーブルの位置を補正するテーブル位置補正手段
   とからなることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のアンギユラ研削盤における位置補正装
   置。