JPH0679622A

JPH0679622A - 定寸装置及び円筒研削盤

Info

Publication number: JPH0679622A
Application number: JP25203592A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Fujieda; 善行藤枝; Hiroharu Mochimaru; 弘春持丸
Original assignee: Nippei Toyama Corp
Current assignee: Nippei Toyama Corp
Priority date: 1992-08-27
Filing date: 1992-08-27
Publication date: 1994-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】従来の定寸装置ではマスターゲージは固定さ
れていて寸法測定装置で１個所の直径を計る。そうする
とマスターゲージは部分摩耗する。又、マスターゲージ
自体の真円度により、測定個所によって寸法が異なるの
でマスターゲージのセット位置によっても基準寸法が変
ってしまう。【構成】マスターゲージの支持バー２３を軸受２４に
よってハウジング２６に回転自在に支持し、該支持バー
２３の一端にマスターゲージ２０を取り付け、他端は軸
継手２８を介して電動機２９に連結した。マスターゲー
ジ２０を計測する際にマスターゲージ２０は回転してい
るので、摩耗は均一化され、マスターゲージの真円度誤
差は消去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は研削盤で研削する加工物
を測定する定寸装置及び定寸装置を備えた円筒研削盤に
関し、特にマスター合せを行って加工物の直径の測定を
行なう定寸装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】円筒研削盤では定寸装置を用い、寸法管
理を行なう。この定寸装置の較正は所望加工物直径とな
るべく同直径のマスターゲージを研削盤に備えておい
て、該マスターゲージを寸法測定装置で測定して零点を
合せ（マスター合せという）、その較正後の寸法測定装
置で加工物の研削部直径を機上計測で行ない、定寸とな
ると砥石を後退し研削の終了とすることが行われてい
る。加工物直径とマスターゲージの直径が異なるとき
は、マスター合せ後、これらの直径差だけ測定子を移動
して加工物の直径の測定を行う。

【０００３】このようなマスターゲージは加工物主軸台
と心押台間に加工物を保持し、一方マスターゲージは加
工物からなるべく近い個所に不動に設ける。そうして定
寸装置の構成要素の寸法測定装置を加工物とマスターゲ
ージ間を移動させる送り装置を設けてある。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】「課題１」マスタ
ーゲージは所望寸法に対して例えば±２μｍ程度に製造
される。処がマスターゲージに対して測定子をくり返し
出入してマスター合せを行なうとマスターゲージが部分
摩耗するため、所望の加工物精度が得られなくなってく
る。特に加工物の自動搬送、自動装着を行なう研削盤で
は、測定子がマスターゲージと摺擦する回数は多く、比
較的早期に摩耗する。

【０００５】一方近時は超精密研削加工が要請されてお
り、このようなマスターゲージでは上記のように部分摩
耗する以外にマスターゲージ製作当初の真円度による寸
法のばらつきが存在する。従って、マスターゲージ取付
に対してはマスターゲージの周方向で最も正確な直径の
部分が測定子で測定されるようにするのが望ましい。然
し、そのようにマスターゲージを計測して位置合せを行
なうのも長時間の労力を要する許りでなくこのようにし
てもマスターゲージの部分摩耗を生ずるということにな
る。

【０００６】本発明はマスターゲージの真円度の影響を
受けないようにすることにより、より正確な零点合せが
可能であると共にマスターゲージが部分摩耗しない定寸
装置を提供することを目的とする。

【０００７】「課題２」円筒研削盤では定寸装置は一般
に機台又はテーブルの作業者側から見て手前側で砥石と
対向位置に設けるがこうすると作業の邪魔になるし、自
動加工物着脱装置（オートローダ）を設ける場合にも制
約が著しい。そこで例えば実開昭５８−２２２４８号公
報に示すように定寸装置を加工物主軸台の背面に取り付
けると、砥石台の配置に制約を受け、特に砥石カバーと
の関係において寸法上の制約が生じ、加工物の直径をわ
たる両側を挟んで測定を行なう寸法測定装置の装着が困
難で寸法測定装置は簡易なものを用いざるを得ず測定精
度も限られるため汎用性に乏しい。又、実開昭５８−２
２２４８号公報の加工物主軸台を心押台と置換えると定
寸装置と砥石台の干渉は著しくなる。又、取付個所が加
工物主軸台の背面なので定寸装置の重心が加工物主軸台
の取付部の外に外れ、不安定となり易い。定寸装置は加
工物と測定子との関係を調整する必要があるが、上記従
来例では加工物主軸台背部に定寸装置があるため、加工
物主軸台の手前側より加工物主軸台背面へ手を回すこと
は極めて困難であり、特に研削液の飛散を防止するため
のカバー類の存在はこの調整を著しく困難としてしま
う。従って上記従来例は機台又はテーブル前面に定寸装
置を配設することを排除できても新たな課題を招来して
いるのである。

【０００８】本発明は加工物の着脱が容易であると共に
調整容易で砥石台の配置に制約のない定寸装置を備えた
円筒研削盤を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１、第２の発
明は前述した課題１の解決を計るもので本発明の第１の
発明は加工物及びマスターゲージの直径をわたる両側に
測定子を接触して加工物直径を測定する寸法測定装置
と、寸法測定装置を加工物とマスターゲージ間で移動さ
せる送り装置と、を備えた定寸装置において、マスター
ゲージを回転自在に支持し、マスターゲージの回転駆動
手段を設けたことを特徴とする定寸装置である。

【００１０】本発明の第２の発明は直径の異なる複数の
マスターゲージを軸方向に重ねたことを特徴とする第１
の発明に記載の定寸装置である。

【００１１】本発明の第３から第６の発明は前述した課
題２の解決を計るもので本発明の第３の発明は対向して
加工物主軸台と心押台を配設し、加工物主軸台と心押台
に支持された加工物を研削する砥石台を備えた円筒研削
盤において、加工物主軸台又は及び心押台の上面に定寸
装置を設けた円筒研削盤である。

【００１２】本発明の第４の発明は定寸装置は加工物主
軸台又は心押台上に立設したコラムと、コラムに上下動
自在に案内されるサドルと、サドルに左右方向に案内さ
れるスライドと、上記サドルの駆動装置と、上記スライ
ドの駆動装置と、上記スライドに担持された寸法測定装
置と、心押台上に配設されたマスターゲージと、を含む
ことを特徴とする第３の発明に記載の円筒研削盤であ
る。

【００１３】本発明の第５の発明は定寸装置は加工物及
びマスターゲージの直径をわたる両側に測定子を接触し
て加工物直径を測定する寸法測定装置と、寸法測定装置
を加工物とマスターゲージ間で移動させる送り装置と、
を備え、マスターゲージを回転自在に支持し、マスター
ゲージの回転駆動手段を設けたものであることを特徴と
する第３又は第４の発明に記載の円筒研削盤である。

【００１４】本発明の第６の発明は定寸装置は加工物及
びマスターゲージの直径をわたる両側に測定子を接触し
て加工物直径を測定する寸法測定装置と、寸法測定装置
を加工物とマスターゲージ間で移動させる送り装置と、
を備え、マスターゲージを回転自在に支持し、マスター
ゲージの回転駆動手段を設け、上記マスターゲージが直
径の異なる複数のマスターゲージを軸方向に重ねたもの
であることを特徴とする第３又は第４の発明に記載の円
筒研削盤である。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。

【００１６】「実施例１」図２，３，４は定寸装置の全
体を示す三面図であり、図２は正面図、図３は側面図、
図４は平面図である。本例は円筒研削盤の心押台側に定
寸装置を備えた例であり、図２において円筒研削盤本体
は図略となっている。心押台１上に立設したコラム２に
設けた上下方向の案内２ａにサドル３が上下方向移動自
在に係合している。サドル３には水平方向に心押台１と
図示されない加工物主軸台でもって水平方向に支持され
ている加工物Ｗに平行なスライドガイド３ａが設けら
れ、該スライドガイド３ａにクロススライド４に固定し
たスライドバー４ａが係合している。クロススライド４
の加工物主軸台に近い側の一端は垂下部４ｂを備える。
サドル３に固定したナットにねじ込まれた垂直方向の送
りねじでもって構成されたＹ方向ねじ送り装置５はコラ
ム２に設けた立型電動機６に連結されている。クロスス
ライド４に固定したナットに水平方向の送りねじをねじ
込んで構成したＺ方向ねじ送り装置７はサドル３に固定
した横型電動機８に連結されている。図３に示すように
前記クロススライド４の垂下部４ｂには寸法測定装置９
を備えている。

【００１７】寸法測定装置９は周知のものであって、図
５に示すように加工物Ｗの直径をわたる両側に接触する
測定子１１を備えた測定フィンガー１２が測定装置本体
１３に測定子１１間隔を例えばＤ₁ 〜Ｄ₂ 間で調整可能
に取付けられており、測定装置本体１３に浮動支持され
ている。そして一方の測定フィンガー１２の根本側は図
示されない変位センサ、例えば差動変圧器に連結されて
いる。測定子１１が加工物Ｗの軸方向に直交する図示の
Ｘ方向に進退するように測定装置本体１３は垂下部４ｂ
に固定されたガイド部材１４に案内され、図示されない
駆動装置で出入りするようになっている。

【００１８】図１は図４の背面側からみた縦断面図であ
ってマスターゲージの部分を示す。マスターゲージ２０
は例えば直径Ｄ₁ 〜Ｄ₂ まで７種のものを串刺し状に設
けてその軸心を加工物Ｗと平行して心押台１上において
回転駆動されるように支持されている。マスターゲージ
２０はマスターゲージスリーブ２１に重ねた状態で嵌合
し、ロックナット２２で締込まれ、該スリーブ２１に固
定されてユニットとなっている。マスターゲージスリー
ブ２１は大部分のマスターゲージ２０が嵌入する大径部
２１ａと小径のマスターゲージ２０を保持出来るように
小径部２１ｂを備え、小径部端にねじ部２１ｃを備え、
ねじ部２１ｃと反対端は大径部２１ａよりも大きいフラ
ンジ２１ｄを備える。マスターゲージ２０群はねじ部２
１ｃにナット２２を締め込み、マスターゲージスリーブ
２１に固定されている。マスターゲージ支持バー２３は
心押台１に固定したハウジング２６に装架した軸受２４
に嵌入し、該バー２３は軸封部２５を通じて両端が軸受
部外へ突出し、一端にはマスターゲージスリーブ２１が
嵌入して、該スリーブ２１を締込むボルト２７がねじ込
まれており、他端は軸継手２８を介してマスターゲージ
回転用電動機２９に連結されている。電動機２９はハウ
ジング２６に固定されている。電動機２９には減速機を
備えており、減速機の出力軸は低速回転するようになっ
ている。

【００１９】次に本発明の測定作用を加工物Ｗについて
例をあげて説明する。

【００２０】図４に示すように加工物Ｗの測定点Ｐとマ
スターゲージ２０とはＺ軸（加工物Ｗの軸方向）方向に
Ｚ１離れており、図３に示すように加工物Ｗの軸心とマ
スターゲージ２０の高さの差はＹ方向（上下方向）にＹ
１である。又、寸法測定装置９が進退するＸ方向（加工
物Ｗに直角な水平方向）に測定子１１はＸ１進退するも
のとする（図３）。上記においてＸ方向の測定子の移動
は寸法測定装置９に備える前後方向の駆動装置（図示さ
れない。周知であるので省略）により行われる。Ｙ方向
の寸法測定装置９の移動は電動機６がねじ送り装置５を
回転してサドル３と共にクロススライド４を上下動する
ことにより行われ、Ｚ方向の移動は電動機８がねじ送り
装置７を回転してクロススライド４を左右動することに
より行われる。

【００２１】荒加工時はインプロセスで寸法測定装置９
を用いて加工物Ｗの直径を測定し乍ら研削し直径Ｄで研
削加工を止める。この場合には寸法測定装置９のマスタ
ー合せは行わない。

【００２２】次に仕上研削に入る前にマスター合せが行
われる。加工物Ｗから後退位置に測定子１１がある状態
で寸法測定装置９はＺ方向にＺ１心押台１の方向へ移動
し、続いてＹ方向にＹ１上昇しマスターゲージ２０と対
向位置となる。、続いてマスターゲージ２０を回転する
電動機２９が回転して、軸継手２８を介してマスターゲ
ージ支持バー２３が回転し、マスターゲージ２０はマス
ターゲージスリーブ２１と共に回転する。前進を始めた
測定子１１はマスターゲージ２０の測定点に達して零点
合せが行われる。

【００２３】図６はマスター合せの制御ブロック図であ
る。測定子１１により測定装置９の不図示の差動変圧器
の出力電圧は増幅器３０で電圧増幅され、Ａ／Ｄ変換器
３１でＡ／Ｄ変換され、例えばマイクロコンピュータの
ような演算装置３２でマスターゲージ２０の直径が演算
されて求められる。寸法測定装置９はマスターゲージ２
０が回転しているのでそのマスターゲージ２０の周方向
の測定点における直径の変動を電圧変化として出力し、
増幅器３０で増幅し、Ａ／Ｄ変換器３１でＡ／Ｄ変換さ
れて演算装置３２に順次入力される。演算装置３２はこ
こでその入力値を記憶装置に入力し、少くとも１回転マ
スターゲージ２０の回転角に対して寸法測定装置９から
送られた変動電圧の代表値、例えば平均値、最頻値等を
計算して正確な零点合せ寸法を求め砥石台の切込寸法を
計算し、この切込寸法を数値制御装置３３に伝える。
尚、マスター合せ時間つを短縮するには図７に示すよう
に電動機２９にエンコーダ１０を連結してエンコーダ１
０の検出したマスターゲージ２０の回転角を演算装置３
２に入力し、マスターゲージ２０の１回転におけるマス
ターゲージ２０の直径の平均値等を求めるようにして零
合せをしてもよい。或は電動機２９をサーボモータとし
て数値制御によりマスターゲージ２０を１回転してもよ
い。尚マスターゲージ２０を複数回充分回転してその平
均値等を求めるようにする場合には電動機２９の回転角
を特に求めることなく、測定数で代表値を求めてよい。
上記において、マスターゲージ２０の直径を計るとのべ
たけれども、本例のようにマスターゲージ２０と加工物
Ｗの測定個所の直径が等しい場合は測定子１１の変位の
みをとって計算していもよい。マスター合せ後に測定子
１１はマスターゲージ２０から後退し次に送り装置で加
工物Ｗの測定点Ｐの手前の後退位置への寸法測定装置９
のＹ及びＺ方向へのＹ１，Ｚ１の移動により位置を変え
る。ここで加工物Ｗの仕上研削状態において測定子１１
を前進して加工物Ｗの直径をわたる両側に接触しインプ
ロセスゲージ仕上加工が行われる。寸法測定装置９で測
定された電圧変化は増幅器３０により増幅され、Ａ／Ｄ
変換器３１でＡ／Ｄ変換され、演算装置３２に送られ、
ここで研削砥石の切込量が計算され数値制御装置３３に
送られ定寸動作が行われる。演算装置３２へ現在加工物
Ｗの寸法が入力されることにより、現在加工物寸法と仕
上寸法の差を砥石台を前進して砥石を加工物Ｗへ切込む
べき寸法として演算し、加工物寸法と仕上寸法の差が零
となるまで砥石台を前進して停止し、スパークアウト後
に砥石台を後退させる。寸法測定装置の測定子１１は同
時に後退し、続いて電動機８が付勢されねじ送り装置７
によりクロススライド４は心押台１側へＺ１移動し、寸
法測定装置９は心押台１のマスターゲージ２０の位置に
移動して待機する。

【００２４】上記において複数のマスターゲージ２０は
あたかもたけのこのように直径の異なる多数のマスター
ゲージを重ねてあるので、加工物の研削部直径と同じ直
径となるようにマスターゲージの直径を組合せておく
と、測定装置はマスター合せの後に測定子を移動しない
ため、加工物の測定精度が向上する。

【００２５】実施例は複数のマスターゲージ２０を多段
に重ねたが、マスターゲージは一枚であっても成り立つ
ことはもちろんであり、この場合はマスター合せ後に測
定子１１間距離を変更して加工物Ｗを測定することは周
知である。

【００２６】実施例はマスター合せ時にのみマスターゲ
ージを回転したがマスターゲージは常時回転しておいて
もよく、こうするとマスターゲージの温度分布の均一化
は一層向上する。

【００２７】「実施例２」図８，９は砥石台トラバース
形円筒研削盤を示し、図８は平面図、図９は正面図であ
る。機台１５の作業者側よりみて手前には左右方向に長
く、垂直な枢軸１７で微小角回転して傾きを調節可能な
ティルティングベース１６が固定されている。ティルテ
ィングベース１６上には加工物主軸台１８が固定され、
又、加工物主軸台１８に対向して心間距離を調節出来る
ように位置を調節可能に心押台１が固定されている。加
工物Ｗは加工物主軸台１８と心押台１にセンタを用いて
支持される。砥石台３４はサドル３５上で加工物Ｗに進
退するよう案内され、切込み送り装置により進退する。
サドル３５は加工物主軸台１８と心押台１の中心線と平
行に移動可能に案内され、トラバース駆動装置により左
右動する。砥石台３４にはアンギュラー砥石３６が備え
られ、作業者側よりみて加工物Ｗの心押台側端部背部に
この砥石３６が切り込まれる。加工物主軸台１８側の砥
石台３７も砥石台３４と同様に案内されて駆動され、加
工物主軸台１８の砥石３８は加工物Ｗの主軸台側端部を
研削する。

【００２８】上記において心押台１、加工物主軸台１８
の上面には実施例１において説明した定寸装置（全体を
符号４０で示す）が装着されている。そして加工物Ｗの
研削部である両端部直径は寸法測定装置９によって測定
が行われる。機械の仕様により定寸装置４０は加工物主
軸台１８、心押台１の何れか１つに設けてもよい。テー
ブル移動形の円筒研削盤ではティルティングベース１６
が左右方向に駆動されるテーブルでその上に加工物主軸
台と心押台を担持し、砥石台はトラバース方向には移動
しないが定寸装置は同様に加工物主軸台又は及び心押台
上に装着される。

【００２９】このように作業者側より見て加工物Ｗの手
前には定寸装置に係わる固定部材は存在しないので、加
工物Ｗの脱着を行う装置の接離に障害がない上、定寸装
置の調整、保守は作業者のいる現位置から容易に行うこ
とができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明の定寸装置は上記のようにマスタ
ーゲージを回転自在に支持し回転駆動装置でもって回転
するようにしたため、マスターゲージの周方向の各位置
における直径が平均化でき、極めて正確な零点位置合せ
が出来る。マスターゲージは回転しているので温度の不
均一が生じないので温度不均一による測定個所での測定
寸法のばらつきが生じない。マスターゲージが回転する
のでマスターゲージの部分摩耗がなくマスターゲージの
耐久性が増す。等の効果がある。

【００３１】本発明の円筒研削盤は加工物主軸台又は及
び心押台上に定寸装置を設けたため、加工物を装着した
位置の前面側には加工物の着脱に干渉する部材がなく加
工物の着脱は容易で自動加工物着脱装置を設けるのが容
易である。寸法測定装置は作業者側へ容易に配設できる
ので寸法測定装置の調整はきわめて容易である。又、砥
石台に対して突出する部材がないので砥石台の配置に制
約がなく、円筒研削盤であればその形式にかかわらず成
立つ。

【００３２】本発明の円筒研削盤で、上下、左右、前後
に寸法測定装置を移動できるようにした場合は、多段の
段差のある加工物の定寸動作に対して適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】マスターゲージ部の縦断面図である。

【図２】本発明の実施例の定寸装置の正面図である。

【図３】図２の側面図である。

【図４】図２の平面図である。

【図５】寸法測定装置の側面図である。

【図６】実施例の制御ブロック図である。

【図７】実施例の制御ブロック図である。

【図８】本発明の実施例の円筒研削盤の平面図である。

【図９】図８の正面図である。

【符号の説明】

１心押台９寸法測定装置１１測定子２０マスターゲージ２９電動機３０増幅器３１Ａ／Ｄ変換器３２演算装置３３ＮＣ装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加工物及びマスターゲージの直径をわた
る両側に測定子を接触して加工物直径を測定する寸法測
定装置と、寸法測定装置を加工物とマスターゲージ間で
移動させる送り装置と、を備えた定寸装置において、マ
スターゲージを回転自在に支持し、マスターゲージの回
転駆動手段を設けたことを特徴とする定寸装置。
【請求項２】直径の異なる複数のマスターゲージを軸
方向に重ねたことを特徴とする請求項１に記載の定寸装
置。
【請求項３】対向して加工物主軸台と心押台を配設
し、加工物主軸台と心押台に支持された加工物を研削す
る砥石台を備えた円筒研削盤において、加工物主軸台又
は及び心押台の上面に定寸装置を設けた円筒研削盤。
【請求項４】定寸装置は加工物主軸台又は心押台上に
立設したコラムと、コラムに上下動自在に案内されるサ
ドルと、サドルに左右方向に案内されるスライドと、上
記サドルの駆動装置と、上記スライドの駆動装置と、上
記スライドに担持された寸法測定装置と、心押台上に配
設されたマスターゲージと、を含むことを特徴とする請
求項３に記載の円筒研削盤、
【請求項５】定寸装置は加工物及びマスターゲージの
直径をわたる両側に測定子を接触して加工物直径を測定
する寸法測定装置と、寸法測定装置を加工物とマスター
ゲージ間で移動させる送り装置と、を備え、マスターゲ
ージを回転自在に支持し、マスターゲージの回転駆動手
段を設けたものであることを特徴とする請求項３又は４
に記載の円筒研削盤。
【請求項６】定寸装置は加工物及びマスターゲージの
直径をわたる両側に測定子を接触して加工物直径を測定
する寸法測定装置と、寸法測定装置を加工物とマスター
ゲージ間で移動させる送り装置と、を備え、マスターゲ
ージを回転自在に支持し、マスターゲージの回転駆動手
段を設け、上記マスターゲージが直径の異なる複数のマ
スターゲージを軸方向に重ねたものであることを特徴と
する請求項３又は４に記載の円筒研削盤。