JPH0529664U - 真円度判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この考案は、真円度判定の信頼性の改善及び
その計測作業性の改善を行うことにある。 【構成】 被研削物１の軸部１０１を回転させる研削盤
２と、軸部１０１の表面を回転砥石８で研削する砥石台
９、砥石台９を送り駆動する送り駆動部１３と、送り駆
動部１３への出力制御をする砥石台制御手段１５と、被
研削物１の回転角ｎを出力する回転角センサ１９と、軸
部１０１の軸外径Ｄｎ情報を出力する定寸ゲージ１７
と、回転角θｎ情報及び軸外径Ｄｎ情報に応じて真円度
Δｄを算出し、被研削物の軸部の軸外径が定寸値ＳＯよ
り所定量大きな判定外径（ＳＯ＋α１）に達した際に、
真円度不良を判定する定寸制御手段１８とを有したこと
を特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、被加工物の軸部の研削加工時にその研削加工された軸部が適正の真 円度内に加工されたか否か判定できる真円度判定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、旋盤等によって回転軸が研削された場合、その後、研削面を回転砥石等 を用いて精密研削処理する。 この場合、回転軸の軸表面は予め定められた定寸にまで研削され、その定寸時 の軸部の最大外径と最小外径との偏差が定寸ゲージによって計測される。そして 、その上で、真円度値が許容範囲内であれば、その被加工品の精度が適正として 、被加工品を次の工程に搬送し、逆に、真円度値が許容範囲外であれば、その被 加工品が真円度不良とされ、その定寸時の軸部の最大外径と最小外径との偏差が 定寸ゲージによって計測され、その偏差が設定値を上回っていると、被加工品の 廃棄等の処理を行うことと成る。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このように、従来は被加工物の精密研削後の研削面の真円度を定寸ゲージによ って計測し、その上で、真円度値が許容範囲内か否か計測者が判定していた。

【０００４】 このため、計測者によっての測定誤差、判定誤差が生じ易く、真円度判定の信 頼性の向上が望まれ、計測作業性が低く、その改善が望まれている。 本考案の目的は、真円度判定の信頼性の改善及びその計測作業性の改善を行え る真円度判定装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するために、本考案は被研削物の軸部の表面を軸心中心に回 転させる研削盤と、上記軸部の表面を回転砥石で研削する砥石台と、上記砥石台 を任意の送り幅で送り駆動する送り駆動部と、同砥石台を送り指令に応じて送り 駆動させるべく上記送り駆動部への出力制御をする砥石台制御手段と、上記被研 削物の回転角情報を出力する回転角センサと、上記被研削物の軸部の軸外径情報 を出力する定寸ゲージと、上記被研削物の回転角情報及び上記軸外径情報に応じ て上記被研削物の軸部の最大及び最小軸外径値の偏差より真円度を算出し、上記 被研削物の軸部の軸外径が定寸値より所定量大きな判定外径に達した際に、上記 真円度が判定値を上回ると真円度不良を判定する定寸制御手段とを有したことを 特徴とする。

【０００６】

【作用】

砥石台制御手段が送り駆動部への出力制御をすることにより砥石台を送り指令 に応じて送り駆動させ、定寸制御手段が被研削物の回転角情報及び軸外径情報に 応じて被研削物の軸部の最大及び最小軸外径値の偏差より真円度を算出するので 、この定寸制御手段が、被研削物の軸部の軸外径が定寸値より所定量大きな判定 外径に達した際に、真円度が判定値を上回ると真円度不良を判定することができ る。

【０００７】

【実施例】

図１の真円度判定装置は被加工物としてのクランクシャフト１の研削盤２に付 設される。 この研削盤２はテーブル３上の主軸台４及びセンタ台５と、この主軸台及びセ ンタ台の両センタ６，７で支持されるクランクシャフト１に高速回転する回転砥 石８を接離させる砥石台９と、テーブル３上に摺動可能に支持され、クランクシ ャフトのピン部１０１をぶれ無く支持する支持台１１とを備える。特に、ここで は、支持台１１の近傍に定寸装置１２が装着される。主軸台４は駆動回路４０１ を介して砥石台制御手段１５に接続され、同手段１５の指定する回転速度でクラ ンクシャフト１を回転させるべく駆動制御される。

【０００８】 砥石台９はテーブル３に対して固定される基部９０１とその基部に対して相対 的にリニアに移動可能に支持される可動台部９０２と、可動台部９０２を両セン タ６，７を結ぶ回転中心線Ｌに対して直行する方向である砥石送り方向Ｔに送り 駆動する送り駆動部１３と、送り駆動部１３に枢支される回転砥石８を高速回転 させる回転駆動部１４と、送り駆動部１３及び回転駆動部１４を制御する砥石台 制御手段１５とで構成される。 図２に示すように、支持台１１はその基部１１１と、これより延出するアーム １１２と、そのアームより延出する上下一対の当たり部材１１３とを備え、一対 の当たり部材１１３の当たり面１１４がクランクシャフトの長手方向におけるほ ぼ中央のピン部１０１を上下より挟持し、その部分のぶれを阻止するように働く 。

【０００９】 ここでのアーム１１２には定寸装置１２の測定ヘッド１６も支持されている。 図２に示すように、測定ヘッド１６はアーム１１２に突出し可能に支持される 摺動アーム１６１と、その摺動アーム１６１の先端に形成されるヘッド基部１６ ２と、ヘッド基部１６２に枢支される上測定片１６３及び下測定片１６４と、ヘ ッド基部１６２内に収容され、上測定片１６３及び下測定片１６４の挟持方向で ある外径計測方向Ｚの軸外径Ｄｎ情報を出力する定寸ゲージ１７とを備える。な お、ヘッド基部１６２内にはセットスイッチＳｗ１が装備され、同スイッチは上 測定片１６３及び下測定片１６４のセットに応じてセット信号Ｓｅを定寸制御手 段１８に出力できる。

【００１０】 定寸ゲージ１７は定寸制御手段１８に接続され、この定寸ゲージ１７及び定寸 制御手段１８が定寸装置１２の要部を構成している。定寸制御手段１８には主軸 台４内に設けられ、クランクシャフト１の回転角情報を出力する回転角センサ１ ９が接続される。なお、スタートスイッチＳＷ２が定寸制御手段１８に接続され 、これによって、的時にスタート信号Ｓｔを出力できる。 ここで、砥石台制御手段１５及び定寸制御手段１８は共に、マイクロコンピュ ータによって構成され、互いは信号の授受が可能に接続される。

【００１１】 以下にこの装置によって行うクランクシャフト１の研削時の真円度判定処理制 御を図４の軸径の経時変化線図及び図５乃至図１０のフローチャートを参照しな がら説明する。 ここでは、まず、研削盤２の両センタ６，７に被研削物であるクランクシャフ ト１をセットし、そのピン部１０１に支持台１１の上測定片１６３及び下測定片 １６４を当接させ、その隣で回転砥石８と干渉しない部分に定寸装置１６の上測 定片１６３及び下測定片１６４を当接させる。これによって定寸制御手段１８に はセットスイッチＳｗ１よりセット信号Ｓｔが入力される。 この後、操作者は砥石台制御手段１５及び定寸制御手段１８にスタート信号Ｓ ｔを出力し、これによって定寸制御処理及び砥石送り制御処理が開始される。

【００１２】 定寸制御手段１８はステップａ１，ａ２をイエス側に進み、ステップａ３に達 する。ここでは、粗送り信号ｃ１を出力し、ステップａ４に達し、現在の軸径Ｄ ｎを算出する。 ここで、予め、図７の偏差計測処理が所定の単位回転角Δθ毎に成されており 、ここでは、単位回転角Δθ毎の割込時に、ステップｂ１において、現在のピン 部１０１の外径Ｄｎが測定ヘッド１６によって計測され、算出され、所定のエリ アにストアされる。更に、今回のクランクシャフト１の回転角θｎが前回値θn- 1にΔθを加算して更新処理される。続いてステップｂ３では現在の回転角θｎ が２π即ち、１回転を経過したか否か判定する。１回転の経過前はそのまま偏差 計測処理を終了させ、経過した時点ではステップｂ５に達する。ここでは、今回 の１回転中の外径Ｄｎの最大最小値を選択し、最大値Ｄｎ_MAX（＝Ａ），最小値 Ｄｎ_MIN（＝Ｂ）をストアし制御を終了させる。

【００１３】 このような偏差計測処理で得られている最新の最大値Ｄｎ_MAX（＝Ａ），最小 値Ｄｎ_MIN（＝Ｂ）を定寸制御処理でのステップａ４で読み取りその平均より現 在の軸径Ｄｎを算出する。ステップａ５では、図３に示すように、現在の軸径Ｄ ｎが予め設定した粗研削域（Ｓ０＋α２）に収まるか否か見て、ＮＯでステップ ａ６に達して、そこで粗送り信号Ｃ１を出力し、リターンし、ＹＥＳでステップ ａ７に進む。ここでは現在の軸径Ｄｎが予め設定した精密研削域（Ｓ０＋α１） に収まるか否か見て、ＮＯでステップａ８に達して、そこで精密送り信号ｃ２を 出力し、リターンし、ＹＥＳでステップａ９に進む。ここでは現在の軸径Ｄｎが 予め設定した微送り研削域（Ｓ０）に収まるか否か見て、ＮＯでステップａ１０ に達し、ＹＥＳでステップ１１に進む。

【００１４】 このステップａ１０では微送り処理中のＳＴＦＬＧが１か否か判定し、ＮＯで ステップａ１３に進み、微送り信号Ｃ３を出力し、ＳＴＦＬＧをクリアし、図６ の異常判定処理を行ってリターンする。 この異常判定処理では、まず、現在の砥石送り速度Ｖｎが砥石台制御手段１５ より取り込まれ、この値が微送り速度Ｖ_Lでないと異常判定をやめ、ＹＥＳで、 ステップｃ２に進み、現在の軸径Ｄｎか判定され、ピン部１０１の外径が定寸値 Ｓｏより所定量大きな判定外径である精密研削域相当の外径（Ｓ０＋α１）に戻 ったか否か判定される（図４参照）。この場合、戻らなければ、即ち、図４に示 すように、最大値Ｄｎ_MAX（＝Ａ），最小値Ｄｎ_MIN（＝Ｂ）の偏差Δｄ＝｜Ａ− Ｂ｜が比較的小さいと、そのままメインにリターンし、戻ると、即ち、真円度で ある偏差Δｄ＝｜Ａ−Ｂ｜が比較的大きいと、真円度不良と見做し、異常信号Ｓ ａを出力し所定の警告灯２０をオンさせ、メインに戻る。 定寸制御処理でのステップａ９で現在の軸径Ｄｎが予め設定した微送り研削域 （Ｓ０）に達したとしてステップａ１１に達すると、ＳＴＦＬＧをクリアし、定 寸制御を終了させるべく完了信号ｃｅを出力し、リターンする。

【００１５】 他方、定寸制御手段１８と並行して、砥石台制御手段１５が図８の砥石送り制 御を実行する。この場合、ステップｄ１でスタート信号Ｓｔの入力を待ち、オン でステップｄ２の砥石送り速度Ｖｎ設定に入る。この砥石送り速度Ｖｎ設定処理 は図１０に示すように、まず現在の送り信号Ｃを定寸制御手段１８より取り込む 。ステップｆ２では現在の送り信号Ｃが粗送り信号Ｃ１であると、砥石送り速度 ＶｎをＶｈに設定し、そうでないと、そのままステップｆ４に進む。 ステップｆ４では現在の送り信号ｃが精密送り信号Ｃ２であると、砥石送り速 度ＶｎをＶｍに設定し、そうでないと、そのままステップｆ６に進む。

【００１６】 ステップｆ６では現在の送り信号Ｃが微送り信号Ｃ３であると、砥石送り速度 ＶｎをＶ_Lに設定し、そうでないと、そのままステップｆ８に進む。 ステップｆ８では現在の送り信号Ｃが完了信号ｃｅか否か判定し、ＮＯではメ インにリターンし、ＹＥＳでステップｆ９に達する。ここでは砥石送りを停止さ せて、砥石台９を戻し、回転砥石８の停止処理を行い、待機位置に戻し処理し、 メインに戻る。

【００１７】 図８の砥石送り制御のステップｄ２よりステップｄ３に達すると、ここで砥石 台制御手段１５は最新の目標砥石送り速度ＶＯを読み取り、同目標砥石送り速度 ＶＯで送り駆動部１３を駆動させ、これに枢支される回転砥石８を高速回転させ つつ送り制御し、リターンする。 なお、この砥石送り制御の間に、砥石台制御手段１５は図９の目標砥石送り速 度ＶＯ設定処理を行う。この処理は、定寸制御手段１８よりの単位回転角Δθ信 号毎に実行される。

【００１８】 ここでは、単位回転角Δθ毎の割込時に、ステップｅ１において、現在の砥石 送り速度Ｖｎを読み取り所定のエリアにストアされる。更に、今回のクランクシ ャフト１の回転角θｎが前回値θn-1にΔθを加算して更新処理される。続いて ステップｅ３では現在の回転角θｎが２π即ち、１回転を経過したか否か判定す る。１回転の経過前はステップｅ４に進み、そこで、前回の砥石送り速度Ｖn-1 を目標砥石送り速度ＶＯとしメインにリターンする。１回転の経過後はステップ ｅ５に進み、そこで、現在の回転角θｎ（＝２π）をクリアし、更に、今回の砥 石送り速度Ｖnを目標砥石送り速度ＶＯとしメインにリターンする。

【００１９】 このようにこの真円度判定装置は、砥石台制御手段１５と定寸制御手段１８と の制御処理中に、ピン部１０１の外径が定寸値Ｓｏより所定量大きな判定外径（ 図４に符号ＬＳで示す）である精密研削域相当の外径（Ｓ０＋α１）に戻ったか （図４中の破線ｂ参照）否か判定して、真円度判定処理を容易に行うことができ 、真円度不良のクランクシャフトを検出した際は、そのシャフトを不良品として 廃棄することと成る。 上述の処において、被研削物の軸部としてクランクシャフト１のピン部１０１ を設定したが、その他のシャフト上の箇所の研削時に同軸外径の真円度判定を行 うことも出来、カム軸等のその他の各種回転軸に本考案を適用できる。

【００２０】

【考案の効果】

以上のように、この考案は、被研削物の軸部の研削時に、自動的に、砥石台制 御手段が砥石台を送り駆動させ、定寸制御手段が被研削物の軸部の軸外径が判定 外径に達した際に真円度不良を判定することができ、真円度判定の信頼性の改善 及びその計測作業性の改善を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としての真円度判定装置の概
略構成図である。

【図２】図１の真円度判定装置の要部拡大側面図であ
る。

【図３】図１の真円度判定装置の研削工程特性図であ
る。

【図４】図１の真円度判定装置の研削時の軸径の経時変
化線図である。

【図５】図１の真円度判定装置の定寸制御手段の行う制
御フローチャートである。

【図６】図１の真円度判定装置の定寸制御手段の行う制
御フローチャートである。

【図７】図１の真円度判定装置の定寸制御手段の行う制
御フローチャートである。

【図８】図１の真円度判定装置の砥石台制御手段の行う
制御フローチャートである。

【図９】図１の真円度判定装置の砥石台制御手段の行う
制御フローチャートである。

【図１０】図１の真円度判定装置の砥石台制御手段の行
う制御フローチャートである。

【符号の説明】

１ クランクシャフト ２ 研削盤 １０１ ピン部 ８ 回転砥石 ９ 砥石台 １３ 送り駆動部 １２ 定寸装置 １５ 砥石台制御手段 １７ 定寸ゲージ １８ 定寸制御手段 １９ 回転角センサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】被研削物の軸部の表面を軸心中心に回転さ
   せる研削盤と、上記軸部の表面を回転砥石で研削する砥
   石台と、上記砥石台を任意の送り幅で送り駆動する送り
   駆動部と、同砥石台を送り指令に応じて送り駆動させる
   べく上記送り駆動部への出力制御をする砥石台制御手段
   と、上記被研削物の回転角情報を出力する回転角センサ
   と、上記被研削物の軸部の軸外径情報を出力する定寸ゲ
   ージと、上記被研削物の回転角情報及び上記軸外径情報
   に応じて上記被研削物の軸部の最大及び最小軸外径値の
   偏差より真円度を算出し、上記被研削物の軸部の軸外径
   が定寸値より所定量大きな判定外径に達した際に、上記
   真円度が判定値を上回ると真円度不良を判定する定寸制
   御手段とを有した真円度判定装置。