JPH068136A

JPH068136A - 研削装置

Info

Publication number: JPH068136A
Application number: JP16745792A
Authority: JP
Inventors: Takao Yoneda; 孝夫米田; Takayuki Hotta; 尊之堀田
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1992-06-25
Filing date: 1992-06-25
Publication date: 1994-01-18

Abstract

(57)【要約】【目的】工作物の加工精度を損うことなく研削加工サ
イクルタイムを短縮する。【構成】切込み量Ｘ、切込み時間Ｔ、減速方向および
その演算回数Ｎの各指定データを設定手段１１０により
指定し、これらの指定データに基づいて初期切込み速度
Ｖ(ｏ)および減速情報Ｖ(ｔ)を第１の演算手段１２０に
より求める。そして、前記初期切込み速度Ｖ(ｏ)により
駆動手段１００を制御して砥石台１３による切込みを開
始する。その後、第２の演算手段１３０により前記減速
情報Ｖ(ｔ)を用いて駆動手段１００による砥石台１３の
切込み速度を一定周期で連続的に減速方向に変化させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、研削加工される工作物
が既定寸法に近づくにしたがい切込み速度を次第に減少
させるように制御する研削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば円筒研削用の数値制御研削
装置においては、砥石台を、これに軸承した砥石車が工
作物に接触する直前まで空送りし、その後、砥石台を予
め設定した切込み速度で粗研削送り、精研削送り、微研
削送りすることにより、予め設定した研削時間内で工作
物を既定の寸法に仕上げるようにしている。図５は、こ
のときの研削加工サイクル図である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の研
削装置の切込み制御方式においては、図５に示すように
空研，粗研削，精研削，微研削の研削加工サイクルで工
作物を加工するため、研削時間を比較的短くでき、加工
コストの低減が可能になるほか、工作物の円筒度、面粗
さなどの加工精度も向上できる。

【０００４】また、精研削時の切込み速度が大きく、か
つこれによって砥石車および工作物の弾性変形が大きく
なるため、図５の実線に示す切込台の切込み量に対し工
作物の実加工径は図５の破線に示すようになり、両者間
に差、すなわち切残し量が生じる。この切残し量は精研
削過程から微研削過程に行くにしたがい減少し、そし
て、微研削送りが終了する時点になると、工作物の実加
工径は切込み量にほぼ一致することになる。

【０００５】しかしながら、このような従来の切込み制
御方式では、工作物および研削砥石の特性や研削時間か
ら切込台の空送り、粗研削、精研削、微研削の各切込み
速度が設定されるため、例えば粗研削の切込み速度を大
きくして研削時間を短縮しようとすると、粗研削時の切
残し量（逃げ量）がさらに大きくなり、この切残し量
は、微研削が終了した時点になっても解消されない。こ
のため、工作物の円筒度、面粗さなどの加工精度も低下
する。逆に粗研削の切込み速度を小さくすると、加工サ
イクルタイムが長くなるという問題があった。

【０００６】本発明は、上述のような事情に鑑みなされ
たもので、工作物の加工精度を損なうことなく研削加工
サイクルタイムを短縮することができる研削装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
１に基づいて本発明を説明すると、本発明は、回転駆動
される砥石車１９を有する砥石台１３と、前記砥石車１
９により研削される工作物Ｗと砥石車とが互いに接近離
間する方向に前記砥石台１３および工作物Ｗを相対移動
させる駆動手段１００と、研削開始から工作物Ｗの目標
寸法までの切込み量Ｘ，この切込み量Ｘを移動するのに
要する切込み時間Ｔ，連続減速送り情報を求めるための
減速方式およびその演算回数Ｎを設定する指定データ設
定手段１１０と、前記設定手段１１０で指定された指定
データに基づいて初期切込み速度Ｖ(ｏ)および減速情報
Ｖ(ｔ)を求め、この初期切込み速度指令を、前記駆動手
段１００に送出する第１の演算手段１２０と、前記第１
の演算手段１２０で求めた初期切込み速度Ｖ(ｏ)により
前記駆動手段１００を制御して切込みを開始した後、前
記減速情報Ｖ(ｔ)を用いて切込み速度を減速方向に一定
周期で連続的に変化させ、この切込み速度指令を前記駆
動手段１００に送出する第２演算手段１３０とを備えて
なるものである。

【０００８】

【作用】上記の構成により、第１の演算手段１２０が設
定手段１１０で指定された切込み量Ｘ、切込み時間Ｔ、
減速方式およびその演算回数Ｎに基づいて初期切込み速
度Ｖ(ｏ)および減速情報Ｖ(ｔ)を算出する。そして、算
出された初期切込み速度Ｖ(ｏ)に駆動手段１００が動作
して切込みが開始されると、前記第２の演算手段１３０
が減速情報Ｖ(ｔ)にしたがって切込み速度を一定周期で
減速方向へ変化させる。したがって、この切込み速度指
令に基づいて駆動手段１００を制御することにより、工
作物加工時の撓み量等が減少され、工作物の加工サイク
ルタイムが短縮されることになる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２は、本発明による切込み制御方式を円筒研削
盤に適用した場合を示す全体の構成図である。図２にお
いて、１０は研削盤、３０は研削盤１０を制御する数値
制御装置である。

【００１０】研削盤１０は、ベッド１１上にＺ軸方向に
移動可能に設置した工作物テーブル１２およびベッド１
１上にＸ軸方向に移動可能に設置した砥石台１３を備え
る。

【００１１】工作物テーブル１２は、図略のサーボモー
タおよび送りねじによりＺ軸方向に移動されるようにな
っているとともに、工作物テーブル１２上には、主軸１
５を軸承する主軸台１４と心押台１６が左右に位置して
対向設置されている。工作物Ｗの両端は、主軸１５と心
押台１６にそれぞれ設けたセンタ１５ａ，１６ａによっ
て支持され、さらに工作物Ｗの左端部には主軸１５に突
設した回止め部材１７が係合され、これによって工作物
Ｗを主軸１５と一体に回転させるようになっている。ま
た、主軸１５は、主軸台１４に設けたモータ１８により
回転駆動される。

【００１２】砥石台１３は、工作物Ｗの円筒部Ｗａを研
削するＣＢＮ砥石などの砥石車１９と、この砥石車１９
を主軸１５と平行に支持する砥石軸２０、およびこの砥
石軸２０とベルトなどの回転伝達機構２１を介して砥石
車２０を回転駆動するモータ２２を有する。また、砥石
台１３は、ベッド１１に設けたサーボモータ２３と、こ
のサーボモータ２３により回転される送りねじ（図示せ
ず）とによってＸ軸方向（工作物Ｗの軸線と直交する方
向）に移動される。

【００１３】数値制御装置３０は、図２に示すように研
削装置全体を制御し管理する中央処理装置（以下ＣＰＵ
という）３１、メモリ３２、外部とのデータを授受する
インタフェース３３、およびＣＰＵ３１からの指令に応
じて駆動パルスを分配送出するパルス分配回路３４を備
える。インタフェース３３には、設定データ及び制御デ
ータ等を入力するキーボード等からなる入力装置４０が
接続され、また、パルス分配回路３４には、これから送
出される駆動パルスに基づいて動作する駆動回路４１を
介して砥石台用サーボモータ２３が接続されている。

【００１４】メモリ３２には、図２に示すように、連続
減速送り情報を算出すための演算処理および算出された
速度情報に基づいて工作物Ｗを研削加工するための演算
加工プログラム、研削開始から目標寸法に達するまでの
砥石台１３の切込み量（移動量）Ｘ、この切り込み量Ｘ
を移動するのに要する予め設定された切込み時間（研削
時間）Ｔ、連続減速送り情報を求めるための減速方式、
その演算回数Ｎなどのデータが格納されている。

【００１５】また、前記連続減速送り情報を求めるため
の減速方式には、工作物Ｗや砥石車１９の特性に対応し
て、図３（ａ）に示す直線方式、図３（ｂ）に示す双曲
線方式、図３（ｃ）に示す２次曲線方式等があり、これ
らは切込み時間に対する切込み速度の関数Ｖ(ｔ)を決定
する。

【００１６】本実施例と請求項との対応において、サー
ボモータ２３および駆動回路４２が駆動手段１００を、
入力装置４０、ＣＰＵ３１およびメモリ３２がデータ設
定手段１１０を、ＣＰＵ３１およびメモリ３２が第１お
よび第２の演算手段１２０，１３０をそれぞれ構成す
る。

【００１７】次に、図４に示すフローチャートにより、
本実施例の動作について説明する。切込み開始に際して
は、まず、入力装置４０を操作することにより、切込み
量Ｘ、切込み時間Ｔ、演算回数Ｎおよび減速方式を設定
する（ステップＳ１）。この実施例における減速方式は
図３（ａ）に示す直線減速方式であり、その速度関数
（減速情報）は、Ｖ(ｔ)＝Ｖｏ＋ａｔで与えられる。

【００１８】次のステップＳ２では、切込み送り開始時
の初期速度Ｖ(ｏ)を演算する。ここで、切込み完了での
速度は数１で与えられ、また、時間Ｔまでの切込み量Ｘ
は数２で与えられる。

【００１９】

【数１】

【００２０】

【数２】

【００２１】数１および数２から、ａ＝−２・Ｘ／Ｔ² Ｖｏ＝２・Ｘ／Ｔとなる。従って、初期速度Ｖ(ｏ)は、Ｖｏ＝２・Ｘ／Ｔ
から求められる。例えば、Ｘ＝５mm、Ｔ＝５０sec とす
れば、Ｖ(ｏ)は0.２（mm／sec)となる。

【００２２】次のステップＳ３では、減速情報の演算時
間間隔ｔｏを演算する。この演算時間間隔ｔｏは、切込
み時間Ｔと演算回数Ｎをもとに、ｔｏ＝Ｔ／Ｎから求め
られる。例えばＴ＝５０sec，Ｎ＝１００とすれば、ｔ
ｏ＝0.５secとなる。次のステップＳ４では、減速情報
Ｖ(ｔ)を設定する。この減速情報Ｖ(ｔ)は、数１，数２
から得られるＶ(ｔ)＝２Ｘ／Ｔ−２Ｘｔ／Ｔ²により与
えられる。

【００２３】ステップＳ５では、ＣＰＵ３１とメモリ３
２によりソフト的に構成される演算時間間隔計数用のタ
イマ（図示せず）をゼロにセットする。そして、次のス
テップＳ６において演算回数をカウントするカウンタｎ
の値をｎ＝１にセットする。このカウンタｎはＣＰＵ３
１とメモリ３２によりソフト的に構成されるものであ
り、図示省略してある。

【００２４】ステップＳ７では、算出された初期速度Ｖ
(ｏ)で砥石台１３を前進させる。すなわち、ＣＰＵ３１
で算出された初期速度指令値がパルス分配回路３４に入
力されると、パルス分配回路３４からは初期速度指令値
に応じたパルス数および周波数の駆動パルスが送出さ
れ、この駆動パルスが駆動回路４２を介してサーボモー
タ２３に加えられることにより、砥石台１３を初期速度
Ｖ(ｏ)で工作物Ｗ方向へ前進させる。そして、次のステ
ップＳ８において、演算時間間隔計数用のタイマｔをス
タートさせ、次のステップＳ９においてタイマｔの計数
値が演算時間間隔ｔｏになったかを判定する。ここで、
ｔｏ＝ｔであると肯定判定されたときは、ステップＳ１
０に進み、タイマｔの計数時間ｔに演算回数ｎを乗じた
実際の切込み累積時間ｔａ＝ｔ×ｎを演算する。次のス
テップＳ１１では、実際の切込み累積時間ｔａが設定切
込み時間Ｔになったかを判定する。

【００２５】ステップＳ１１において、Ｔ＝ｔａでない
と判定されたときはステップＳ１２に進み、ｔａにおけ
る減速切込み速度Ｖ(ｔａ)を、Ｖ(ｔａ)＝２（Ｘ／Ｔ−
Ｘ・ｔａ／Ｔ）により演算する。そして、次のステップ
Ｓ１３においてタイマをリセットした後、次のステップ
Ｓ１４において演算回数カウンタｎの値をｎ＋１する。
その後、ステップＳ１２で算出した減速切込み速度Ｖ
(ｔａ)で砥石台１３を前進させ、（ステップＳ１５）工
作物Ｗの円筒部Ｗａを回転する砥石車１９により研削す
る。次のステップＳ１６では、速度Ｖ(ｔａ)による切込
み送りの開始点から演算時間間隔計数用タイマｔを再び
作動させ、次のステップＳ１７において、タイマｔの計
数値が演算時間間隔ｔｏになったかを判定する。ここ
で、ｔｏ＝ｔになったことが判定されると、ステップＳ
１０に進み、このステップＳ１０以下の処理を実行する
ことにより切込み速度Ｖ(ｔａ)を再び減速演算し、この
減速した切込み速度で砥石台１３をさらに前進させる。
以下、同様にして一定の演算時間間隔ｔｏで設定切込み
時間Ｔに達するまで切込み速度を連続的に減速する方向
へ変化させる。その結果、砥石台１３の切込み速度は図
３（ａ）に示すように直線減速されることになる。

【００２６】一方、ステップＳ１１において、実切込み
累積時間ｔａが設定切込み時間Ｔに達したことが判定さ
れると、ステップＳ１８に進み、砥石台１３の切込み制
御が停止するとともに、砥石台１３は後退動作し、工作
物Ｗの研削加工が終了する。

【００２７】上記のような本実施例においては、切込み
量Ｘ、切込み時間Ｔ、減速方式およびその演算回数Ｎを
指定し、これらの指定データに基づいて砥石台の初期切
込み速度Ｖ(ｏ)および減速情報Ｖ(ｔ)を求め、そして、
砥石台の切込み開始後は、減速情報Ｖ(ｔ)を利用して切
込み速度を、従来の粗研削、精研削時の切込み時間より
十分小さい一定の周期、例えば切込み時間Ｔの１０分の
１以下の周期で減速方向に連続的に変化させるように構
成したので、従来の粗研、精研、微研のような切込み方
式に比べ初期切込み速度を大きくしても砥石台の切込み
量と工作物の実加工径との差、すなわち工作物の撓み変
形などによって生ずる切り残し量が増加することがな
く、むしろ減少することになる。その結果、工作物の加
工サイクルタイムが短くなり、設定切込み時間内で工作
物を目標寸法に確実に仕上げることができるとともに、
工作物の円筒度、面粗さなどの加工精度を向上できる。

【００２８】なお、上記実施例では、本発明を円筒研削
盤に適用した場合について説明したが、本発明はこれに
限定されない。例えば、内面研削盤、平面研削盤、その
他の研削盤にも同様に適用することができる。また、本
発明の減速方式は、図３に示す方式のものに限定されな
い。さらにまた、本発明の切込み制御方式は、上記実施
例に示した構成のものに限らず、請求項に記載した範囲
を逸脱しない限り、種々に変形することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、切
込み量、仕込み時間、減速方式およびその演算回数を指
定し、これらの指定データに基づいて初期切込み速度Ｖ
(ｏ)および減速情報Ｖ(ｔ)を求め、そして切込み開始後
は、減速情報Ｖ(ｔ)を用いて切込み速度を減速方向に一
定周期で設定切込み時間に達するまで連続的に変化させ
るようにしたので、工作物の撓み量などが減少し、加工
サイクルタイムを短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクレーム対応図である。

【図２】本発明の切込み方式を適用した円筒研削盤の一
例を示す全体の構成図である。

【図３】本実施例における減速方式の一例を示す説明図
である。

【図４】本実施例における切込み制御方式の動作手順を
示すフローチャートである。

【図５】従来の研削加工サイクルを示す説明図である。

【符号の説明】

１０研削盤１１ベッド１２工作物テーブル１３砥石台１４主軸台１５主軸１６心押台１８モータ１９砥石車２２モータ２３サーボモータ３０数値制御装置３１ＣＰＵ３２メモリ３４パルス分配回路４０入力装置４１駆動回路１００駆動手段１１０設定手段１２０第１の演算手段１３０第２の演算手段

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【手続補正書】

【提出日】平成４年８月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動される砥石車を有する砥石台
と、前記砥石車により研削される工作物と砥石車とが互
いに接近離間する方向に前記砥石台および工作物を相対
移動させる駆動手段と、研削開始から工作物の目標寸法
までの切込み量、この切込み量を移動するのに要する切
込み時間、連続減速送り情報を求めるための減速方式お
よびその演算回数を設定する指定データ設定手段と、前
記設定手段で指定された指定データに基づいて初期切込
み速度Ｖ(ｏ)および減速情報Ｖ(ｔ)を求め、この初期切
込み速度指令を前記駆動手段に送出する第１の演算手段
と、前記第１の演算手段で求めた初期切込み速度により
前記駆動手段を制御して切込みを開始した後、前記減速
情報Ｖ(ｔ)を用いて切込み速度を減速方向に一定周期で
連続的に変化させ、この切込み速度指令を前記駆動手段
に送出する第２の演算手段とを備えたことを特徴とする
研削装置。