JPH0938859A - 自動研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円筒状ワークの高精度の内面研削を能率的に
行なう。 【構成】 ＮＣ旋盤１のスライドテーブル２上の研削工
具支持台27上にて回転ホルダー33に着脱可能に支持さ
れ、ワーク支持用の回転チャック10の軸心と同じ高さ位
置に且つチャック10の軸心と平行となる様に配備された
砥石３と、ＮＣ旋盤のテーブル２上に研削工具支持台27
に隣接して配備され、先端の検出軸51が前記回転チャッ
ク10の軸心と同じ高さ位置に且つチャック10の軸心と平
行となっており、接触信号をＮＣ旋盤の制御部７に入力
する接触式センサー５とによって構成され、研削目標値
に達する前に、センサー５によって内径を自動計測し、
目標値に達するまでに、研削と内径計測を繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として円筒状ワ
ークの内面を研削加工するための自動研削装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
円筒状ワークの内面を高精度に研削加工するには、ワー
クを回転チャックによって回転させ、ワークの軸心方向
(以下、Ｚ軸方向という)及びＺ軸に直交するＸ軸方向の
２方向にスライド可能なテーブル上に砥石を配備し、該
砥石をワークの内面に当てつつワークの軸方向に移動さ
せて行なっている。

【０００３】この場合、テーブルが設定された数値どお
りにスライドすることが保障されても、砥石の摩耗量の
変化、砥石を保持する軸の微妙な撓み等により、機械ま
かせにして高い精度を得ることはできない。従って、目
標数値に達する直前で、砥石をワークから離間させ、ワ
ークの回転を停止した状態で、ダイアルゲージにて内径
を計測して残り研削量を知り、装置を再稼働している。
この手動による内径計測は、目標数値に達するまで複数
回行なうのが普通であり、職人の勘と手間が必要で、熟
練を要し、作業能率が悪かった。

【０００４】砥石の摩耗量や振れを検知する機能を有
し、テーブルのスライド量を自動的に補正して自動内面
研削のできる高精度のＮＣ内面研削盤も出現している
が、非常に高価であり、１ロットが何千、何万個と言う
ように、多量の個数を加工する場合でないと、導入しに
くい。本発明は、砥石の摩耗量を自動検出する機能のな
い比較的安価なＮＣ旋盤に、内径計測用の接触式センサ
ーを付設し、従来作業者が手作業で行なっていた内径計
測をセンサーに負担させ、計測結果に基づいて演算と研
削を繰り返すことにより、熟練や勘を必要とせず、高精
度の内面研削を能率的に行なうことのできる研削装置を
明らかにするものである。

【０００５】

【課題を解決する手段】本発明の研削装置は、ワーク
(９)を掴んで回転させる回転チャック(10)と、チャック
(10)の軸心に沿うＺ軸方向と該Ｚ軸方向に直交するＸ軸
方向の２方向にスライド可能な研削工具支持用テーブル
(２)と、テーブル(２)をＺ軸方向とＸ軸方向に駆動する
モータ(16)(17)と、ワーク(９)に対する加工データを入
力するための操作盤(６)と、操作盤(６)からの入力信号
及び外部からの信号に基づいて演算しモータ(16)(17)を
制御する制御部(７)を具えたＮＣ旋盤(１)と、ＮＣ旋盤
(１)のテーブル(２)上の研削工具支持台(27)上にてモー
タ(31)に連繋されたホルダー(33)に着脱可能に支持さ
れ、前記ワーク支持用の回転チャック(10)の軸心と同じ
高さ位置に且つチャック(10)の軸心と平行となる様に配
備された砥石(３)と、ＮＣ旋盤のテーブル(２)上に研削
工具支持台(27)に隣接して配備され、検出軸(51)が前記
回転チャック(10)の軸心と同じ高さ位置に且つチャック
(10)の軸心と平行となっており接触信号をＮＣ旋盤の制
御部(７)に入力する接触式センサー(５)とによって構成
される。

【０００６】前記制御部(７)は、加工データを記憶する
記憶部(71)、加工データに基づいてテーブル(２)を制御
するための演算を行なう演算部(72)、演算結果を基に、
テーブル(２)制御のための信号を発する判定部(73)を具
えており、砥石のオーバーハングによる振れの量等の計
算値よりも研削し過ぎる要因を加味した計算上の予め設
定した径まで研削が進行すれば、自動的に研削を中断
し、テーブル(２)の動きによって接触式センサー(５)を
移動して、ワーク(９)の径を計測し、加工目標値と計測
値の差を記憶部(71)に記憶し、研削を再開後は、演算部
(72)は、１回研削する毎に、前記加工目標値と計測値の
差と、１回当たり研削量×研削回数とを比較し、演算子
(＜)により判別を行ない、計算上の研削量が加工目標値
に達するまで判定部(73)からの指令によって研削を繰り
返し、計算上、研削量が加工目標値に達すれば、研削を
停止し、再び前記同様にして接触式センサー(５)にてワ
ーク(９)の径を測定し、計測値が加工目標に達していな
ければ、再び、加工目標値と計測値の差を記憶部(71)に
記憶して、前記同様にして研削と計測を続行する。

【０００７】

【作用及び効果】チャック(10)にワーク(９)をセット
し、操作盤(６)を操作して、制御部(７)に加工データを
入力する。テーブル(２)のＺ軸方向及びＸ軸方向の移動
により、ワーク(９)に研削が行なわれる。砥石のオーバ
ーハングによる振れの量等、研削し過ぎの要因となる条
件を加味し、計算上で予め設定した径まで研削が進行す
れば、自動的に研削を中断するため、この段階で設定し
た値を越える量の研削がなされることはない。接触式セ
ンサー(５)によってワーク(９)の研削面の径を正確に自
動計測する。この計測値に基づいて、演算部(72)が加工
目標値までの研削量を正確に算出し、研削作業を再開す
る。計算上、加工目標値まで研削が進行すれば、研削を
停止し、接触式センサー(５)によって再度研削面の径を
計測し、加工目標値と比較して、加工目標値に達してい
なければ、前記同様にして研削を再開する。計測値が加
工目標値に達するまで、上記研削と計測が自動的に行な
われる。

【０００８】上記の如く、本発明の自動研削装置は、従
来作業者が手作業で行なっていた計測を、ＮＣ旋盤のテ
ーブルの動きを利用して自動計測し、この計測値に基づ
いて、加工目標値に達するまで研削を自動的に進めるた
め、従来の様な作業者の勘、熟練を必要とせず、高精度
の研削加工の省力化が可能となった。又、テーブル(２)
が、Ｚ軸方向とＸ軸方向の２軸のみにスライドする、比
較的安価なＮＣ旋盤の該テーブル(２)に、砥石(３)と接
触式センサー(５)を配備すればよく、設備費を低く抑え
ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、研削装置の全体を示して
おり、図２はその要部を示している。研削装置は、その
メカニズム全体がカバー(12)で包囲され、カバー(12)に
は、ワーク(９)及び砥石の交換、メンテナンスのため
に、蓋(14)付きの作業開口(13)が設けられている。研削
装置は、ＮＣ旋盤(１)のテーブル(２)に粗砥石(３)、仕
上砥石(４)及び接触式センサー(５)を配備して構成され
る。

【００１０】実施例で使用するＮＣ旋盤(１)は、基台(1
1)の一端に突設したヘッド(15)にワーク保持用のチャッ
ク(10)を設け、基台(11)上には水平面内でスライド可能
にテーブル(２)を有している。チャック(10)は、後記す
る制御部(７)によって制御される回転駆動装置(図示せ
ず)に連繋され、定位置にて高速回転する。チャック(1
0)は、円筒状ワーク(９)をその軸心を水平にして着脱可
能に支持する周知の構造であり、チャック(10)の軸心も
当然水平に位置している。

【００１１】以下の説明で、チャック(10)の軸心に沿う
方向をＺ軸方向、水平面内でＺ軸方向に直交する方向を
Ｘ軸方向とする。又、前とは、テーブル(２)から見てチ
ャック(10)側、後とはその反対側である。テーブル(２)
は、基台(11)上をガイド条(23)(23)に沿ってＺ軸方向に
スライド可能に配備された下スライド台(21)と、該下ス
ライド台(21)上にＸ軸方向にスライド可能に配備された
上スライド台(22)とによって構成され、各スライド台(2
1)(22)は、夫々独立した高精度制御モータ(16)(17)を駆
動源とする駆動装置(図示せず)に連繋されている。

【００１２】上スライド台(22)にはセンサー支持台(2
6)、粗砥石支持台(27)及び仕上砥石支持台(28)がＸ軸方
向に並設されている。センサー支持台(26)の前面には、
接触式センサー(５)(実施例では、大昭和精機株式会社
製、型式ＺＳ２０Ｐ−３２Ｓを使用)が取付けられてい
る。上記センサー(５)は筒状本体(52)に検出軸(51)を突
設し、該軸(51)の先端に球状の接触子(50)を有してお
り、該接触子(50)が測定面に接することにより、後記す
る増幅ユニット(55)を通じてＮＣ旋盤(数値制御旋盤)
(１)の制御部(７)に信号を入力する。

【００１３】センサー支持台(26)の上面には、接触式セ
ンサー(５)を保護するカバー(53)が起伏可能に配備さ
れ、該カバー(53)には起伏用シリンダ(54)が連繋されて
いる。シリンダ(54)は、後記する制御部(７)の信号によ
って自動制御され、ワーク(９)の内径を測定するとき以
外は、カバー(53)を倒して接触式センサー(５)に被せ、
研削の粉塵が該センサー(５)に振りかかることを防止す
る。

【００１４】粗砥石支持台(27)及び仕上砥石支持台(28)
の後面にエアーモータ(31)(41)が取付けられ、各モータ
の回転軸(32)(42)は支持台(27)(28)を貫通して、貫通端
にホルダー(33)(43)を具えている。粗砥石支持台(27)側
のホルダー(33)には粗砥石(３)が、仕上砥石支持台(28)
側のホルダー(43)には仕上砥石(４)が夫々着脱可能に取
付けられる。両砥石(３)(４)は、円柱状に形成されて軸
心に支持軸(30)(40)を突設しており、該支持軸(30)(40)
がホルダー(33)(43)に把持されている。

【００１５】上記、接触式センサー(５)の接触子(50)、
粗砥石(３)及び仕上砥石(４)の夫々軸心の高さは、チャ
ック(10)の軸心の高さに一致している。前記エアーモー
タ(31)(41)は、後記する制御部(７)からの信号によっ
て、夫々独立して制御され、研削するときのみ作動し
て、砥石(３)(４)をワーク(９)の回転方向とは逆方向に
回転させる。

【００１６】前記カバー(12)上に、増幅ユニット(55)
(実施例では、大昭和精機株式会社製、型式ＣＵＳ−３
Ｓを使用)及びＮＣ旋盤(１)の操作盤(６)が配備され
る。増幅ユニット(55)は、接触式センサー(５)からの信
号を歪が少なくなる様に増幅し、操作盤(６)の制御部
(７)に信号を送るものである。操作盤(６)は、自動運転
スイッチ、手動運転ボタン、数値入力用キーボード等を
有してしいる。

【００１７】操作盤(６)に電気的に連繋された制御部
(７)は、操作盤(６)から入力される制御データを記憶す
る記憶部(71)と、記憶部(71)のデータに基づき、又、該
データと接触式センサー(５)からの信号に基づいて演算
を行なう演算部(72)と、演算結果に基づいて、テーブル
(２)制御のための信号を発する判定部(73)とからなる。
以下の説明で、テーブル(２)、接触式センサー(５)及び
砥石(３)の前進とは、Ｚ軸方向にワーク(９)に接近する
方向、後退とは、Ｚ軸方向にワーク(９)から離れる方向
である。

【００１８】前記ＮＣ旋盤(１)は、操作盤(６)に設けた
手動運転ボタンの操作により、モータ(16)(17)を夫々任
意の時間だけ作動させて、テーブル(２)を原点からＺ軸
方向にもＸ軸方向にも任意の距離だけスライドさせるこ
とが可能である(以下、これを手動運転と呼ぶ)。これは
ＮＣ旋盤では普通に具わっている機能であり、本発明の
ために特別に付加した機能ではない。

【００１９】又、研削時のテーブル(２)の動きは、図４
のイで示す如く、砥石(３)をＺ軸方向に前進させ、次に
ロに示す如く、Ｘ軸方向に前進させ、次にハに示す如
く、Ｚ軸方向に後退させ、次にニの如く、Ｘ軸方向に後
退させる。ニの距離はロの距離よりも、１回当たりの研
削量(実施例では０.０１mm(直径表示))だけ短い。上記
動作を繰り返すことにより、ロのＸ軸方向移動時に、砥
石(３)が１回当たりの研削量だけワーク(９)内面に食込
み、ハのＺ軸方向移動時にワーク(９)内面を研削する。
又、制御部(７)から送られる信号に呼応してスライドす
るテーブル(２)のスライド量は極めて高精度が保障され
るのは勿論である。

【００２０】次のデータは、最初に制御部(７)の記憶部
(71)に記憶させておく。尚、以下の数値の内、内径方向
の研削に関係する数値は全て直径表示である。 ａ．接触式センサー(５)、粗砥石(３)及び仕上砥石(４)
の夫々軸心が、ワーク(９)の軸心に一致したときのテー
ブル(２)の原点位置からのＸ軸方向の夫々距離。 ｂ．接触式センサー(５)先端の接触子(50)の直径 (ワーク(９)内径の計測には、この接触子(50)の直径を
加えた正しい数値が記憶される)。 ｃ．オフセット量 (砥石を最初にワーク内に挿入する際、ワーク内面に対
する砥石表面の離間基準距離のことで、実施例では、粗
砥石のオフセット量、仕上げ砥石のオフセット量は、共
に０.２０mm(半径表示では０.１０mm)とする。この数値
は、図４のロに示す研削時にテーブル(２)がＸ軸方向に
１回スライドする距離に一致する) ｅ．粗砥石(３)及び仕上げ砥石(４)の外径 (実施例では、粗砥石、仕上げ砥石は共に７.００mm) ｄ．研削加工最終目標値 (仕上げ砥石での最終加工目標内径(実施例では８.００m
m)および研削奥行長さ（実施例では１７.００mm）。実
施例では、仕上げ砥石での最終加工目標内径この数値を
入力すると、演算部により、粗砥石での研削目標内径
は、研削加工最終目標値より０.０４mm小さい値に計算
される) ｆ．粗砥石(３)及び仕上げ砥石(４)が前記ロの方向へ移
動する角度 (実施例では、テーブルのＺ軸方向に直角であるから９
０度)

【００２１】次に研削装置の使用法及び制御部(７)の働
きを説明する。チャック(10)に芯振れのない様に、筒状
ワーク(９)を取付ける。手動運転により原点位置のテー
ブル(２)をＸ軸方向及びＺ軸方向に移動させて、下記の
データを操作盤の操作により制御部(７)の記憶部(71)に
入力する。 接触式センサー(５)のＺ軸方向基準点 (接触式センサー(５)をワーク(９)の端面に当て、この
ときの原点からのＺ軸方向のテーブルの移動距離) 接触式センサー(５)のＸ軸方向基準点。 (接触式センサー(５)をワーク(９)の内面に当て、この
ときの原点からのＸ軸方向へのテーブルの移動距離。演
算部(72)へのフィードバックによって研削前のワーク
(９)内径を演算し、記憶部(71)に記憶する。実施例では
ワーク内径は７.８０mmとする) 粗砥石(３)のＺ軸方向基準点 (粗砥石(３)先端をワーク(９)の端面に当てたポイント
から、Ｚ軸方向へ前進させ(実施例では１７.０mm)て、
ワーク底面に接触させ、このときのテーブルの原点から
のＺ軸方向のテーブルの移動距離) 粗砥石(３)の接触位置 (粗砥石(３)のＸ軸基準位置は、粗砥石(３)の軸心と、
チャック(10)の軸心が一致した時のテーブルの原点から
の移動位置であり、これは予め制御部(７)が記憶してい
る。粗砥石(３)の接触位置とは、粗砥石(３)がワークの
軸心からワーク内面に接するまでの距離のことで、前記
ｅとのワーク内径から、自動的に演算させることもで
きる。実施例では、直径表示であるから０.８) 上記、、は、粗砥石(３)に手指を当て、砥石(３)が
ワーク端面或いは内面に接触したことを感じ取って作業
を行なう。

【００２２】上記データの入力が終われば、テーブル
(２)を原点位置に戻し、加工スタートボタンを押す。テ
ーブル(２)がＸ軸方向に横移動し、次にＺ軸方向に前進
して、粗砥石(３)が前記のＺ軸方向基準点まで侵入す
る(ワーク先端面から１７.０mmの深さ)。このとき、粗
砥石(３)の周面とワーク(９)内面との間は、前記オフセ
ット量、即ち０.２０mm離れている。続いて、粗砥石
(３)は、図４のロ→ハ→ニ→イの順序で移動し、このサ
イクルを繰り返す。

【００２３】イ、ハの区間長さは、研削の奥行き深さ、
１７mmである。ロの区間長さは、オフセット量、０.２m
mである。ニの区間長さは、オフセット量から１回当た
りの研削代(実施例では０.０１mm(半径表示では０.００
５mm))を減じた量、即ち、０.１９mmである。従って、
粗砥石(３)が図４のイ→ロ→ハ→ニの順序で移動する１
回のサイクル中、ロの終わりに、０.０１mm(半径表示で
は、０.００５mm)だけ粗砥石(３)がワーク(９)の内面に
食込み、ハの区間でワーク(９)内面を０.０１mm研削す
る。

【００２４】加工プロセスを説明する。 計算モード 今、加工最終目標径８.００mm、研削の奥行長さ１７.０
mm、角度９０度、オフセット量０.２０mm、粗砥石の接
触位置０.８０mm、砥石の外径７.００mmがデータとして
入力されている。 １．オーバーハングによる振れ量計算 ホルダー(33)(43)からの砥石(３)(４)までの距離(オー
バーハング)は、製品の研削すべき穴の深さに対応させ
るとして、穴の深さが、６３mm以上ならば０.２mm、５
０mm以上６３mm未満ならば０.１６mm、３５mm以上５０m
m未満ならば０.１mm０、３５mm以下ならば０.０８mmと
経験的に決めており、研削加工すべき穴の深さを入力す
れば、制御部(７)の演算部(72)が演算して、記憶部(71)
に記憶する。

【００２５】２．粗加工目標計算 Ａ．粗砥石(３)での加工目標径 ワークの仕上げ内径−０.０４を粗砥石(３)での加工目
標径とする。０.０４は、後加工である仕上げ砥石(４)
での研削代を考慮して経験的に得た数値である。 粗加工目標値＝８.００−０.０４＝７.９６ Ｂ．第１回目の粗砥石(３)の移動目標値 第１回目の粗砥石(３)の移動目標値とは、第１回目の内
径測定までの粗砥石(３)のＸ軸方向への前進移動目標値
のことであり、粗砥石(３)が前記図４の様にイ→ロ→ハ
→ニと１サイクル移動する際の研削代の数値ではない。
第１回目の砥石の移動目標値は、粗加工目標値から粗砥
石の外径を減じ、更に予定以上に研削し過ぎることを防
止するため砥石の振れ量を減じた数値とした。 第１回目の粗砥石の移動目標値＝７.９６−７.００−
０.０８＝０.８８ Ｃ．ワークに砥石が近づき、加工を始める最初のＸ軸方
向のポイント 粗砥石(３)が近づき、加工を始める最初のｘ軸方向のポ
イントは、前記粗砥石(３)の接触位置の筈であるが、粗
砥石(３)の振れ(前出の０.０８の数値)を考慮し、更に
安全を見込んで０.０２を減じた。 砥石が加工を始めるＸ軸方向のポイント(現在位置情報)
＝前記砥石の接触位置−０.０２ 砥石の現在位置情報＝０.８−０.０２＝０.７８

【００２６】３．砥石の底付き角度の分岐 図４のイ→ロ→ハ→ニ→の動きの、ロの終点のｚ軸座標
の計算を行う。実施例では、角度９０度であるので、イ
の終点のｚ軸座標と同じ値となる。 ４．図４のイ→ロ→ハ→ニ→の動き座標値計算 イの終点座標 Ｘ軸方向の終点座標＝砥石のＸ軸現在位置座標−オフセ
ット量 ０.５８＝０.７８−０.２ (０.５８は研削の進行に伴って変る変数である) Ｚ軸方向の終点座標＝０.０ (０.０は常数である) ロの終点座標 Ｘ軸方向の終点座標＝前記砥石の現在位置座標 ゆえに、０.７８ (０.７８は研削の進行に伴って変る変数である) Ｚ軸方向の終点座標＝イのＺ軸座標 ゆえに、０.０ (０.０は常数である) ハの終点座標 Ｘ軸方向の終点座標＝ロのＸ軸方向の終点座標 ゆえに、０.７８ (０.７８は研削の進行にともなって変る変数である） Ｚ軸方向の終点座標＝加工穴深さ ゆえに、１７．０ (１７.０は常数である) ニの終点座標 Ｘ軸方向の終点座標＝イのＸ軸方向の終点座標 ゆえに、０.５８ (０.５８は研削の進行にともなって変る変数である) Ｙ軸方向の終点座標＝ハのＹ軸方向の終点座標

【００２７】砥石が第１回目研削の最初のサイクルに於
て(以下、これを第１−１回目と表し、第１回目研削の
２回目の以降のサイクルは、第１−２回目、第１−３回
目の如く表す)、図４のイの開始点に来た時、第１回目
の粗砥石の移動目標値と現在地情報(粗砥石イの現在の
位置のことではなく、

【００２５】で説明した現在地情報のことである)とを
比較し、演算子(＜)により判別を行なう。 ０.７８＜０.８８ であり、繰り返し制御文の条件式が成立している間、即
ち、砥石の現在地情報が移動目標値に達していないこと
を判定部(73)が判定し、現在地情報０.７８に１サイク
ルの研削代０.０１mmを加えて研削信号を発する。 ０.７８＋０.０１＝０.７９ 粗砥石(３)は、イ→ロ→ハ→ニの順に移動し、第１−１
回目の研磨を行なう。上記移動中、ハの終端、即ち、ニ
の始点にて、第１回目の粗砥石の移動目標値０.８８と
現在地情報０.７９との比較し、演算子(＜)により判別
を行なう。 ０.７９＜０.８８ であり、繰り返し制御文の条件式が成立している間、即
ち、砥石の現在地情報が移動目標値に達していないこと
を判定部(73)が判定し、判定部(73)は、研削続行信号を
発し、粗砥石(３)は、第１−２回目の研削動作に移る。

【００２８】第１回目の粗砥石の移動目標値０.８８と
現在地情報０.７９とを比較し、演算子(＜)により判別
を行ない、粗砥石の現在地情報が、移動目標値に達して
いないので、現在地情報０.７９に１サイクルの研削代
０.０１mmを加える。 ０.７９＋０.０１＝０.８０ 粗砥石(３)は、イ→ロ→ハ→ニの順に移動し、１−３回
目の研削を行なう。ハの終点にて、上記同様にして比較
し、演算子(＜)により判別を行ない、砥石のＸ軸方向現
在値に０.０１を加えた数値が砥石の移動目標値０.８８
を越えずに最も近づくまで、比較演算と研削を繰り返
す。

【００２９】実施例の場合、砥石が第１−１０回目の研
削を行ない、図４のハの終点に来た時の変数値は、０.
８８となり、これは第１回目の砥石の移動目標値と計算
上では一致する。ハの終点にて、上記同様にして比較
し、演算子(＜)により判別を行なう。 ０.８８＜０.８８ であり、繰り返し制御文の条件式が成立しないので、次
の第１−１１回目の加工は行なわず、タッチセンサーに
よる計測モードへ移る。

【００３０】テーブル(２)が自動的にスライドし、接触
式センサー(５)を、ワーク(９)内の軸心に侵入させ、続
いて、接触式センサー(５)をＸ軸方向に移動させる。接
触式センサー(５)の検出軸(51)がワーク(９)内面に当た
った瞬間の、ワーク軸心からの接触式センサー(５)の移
動距離を記憶部(71)に記憶する。次に、接触式センサー
(５)を、反対側に移動させ、検出軸(51)をワーク(９)の
反対側の内面に当て、接触式センサー(５)の移動距離を
自動的に記憶する。演算部が接触式センサー(５)のＸ軸
方向の移動距離と、予め入力されている接触式センサー
(５)の接触子(50)の直径から、ワーク(９)内径を計測す
る。上記内径計測作業を１回又は複数回繰り返し、複数
回の場合は、演算部が平均値を算出する。

【００３１】仮にタッチセンサーによる計測結果が７.
８９とするならば、計算は以下の通りなされる。 粗加工目標値の７.９６と計測結果値である７.８９を比
較 ７.８９＜７.９６ 粗加工目標値と計測結果値の差を求める ７.９６−７.８９＝０.０７ 第２回目の砥石の移動目標値は、砥石の第１回目移動目
標値に上記０.０７を加算する。 ０.９５＝０.８８＋０.０７ 研削を再開する。

【００３２】砥石が第２回目研削の最初のサイクル(第
２−１回目)に於て、図４のイの開始点に来た時、第２
回目の粗砥石の移動目標値０.９５と現在地情報０.８８
とを比較し、演算子(＜)により判別を行なう。 ０.８８＜０.９５ であり、繰り返し制御文の条件式が成立している間、即
ち、砥石の現在地情報が移動目標値に達していないこと
を判定部(73)が判定し、現在地情報０.８８に１サイク
ルの研削代０.０１mmを加えて研削信号を発する。 ０.８８＋０.０１＝０.８９ 粗砥石(３)は、イ→ロ→ハ→ニの順に移動し、第２−１
回目の研磨を行なう。上記移動中、ハの終端、即ち、ニ
の始点にて、第２回目の粗砥石の移動目標値０.９５と
現在地情報０.８９との比較し、演算子(＜)により判別
を行なう。 ０.８９＜０.９５ であり、繰り返し制御文の条件式が成立している間、判
定部(73)は、研削続行信号を発し、イ→ロ→ハ→ニの様
に砥石は移動し第２−２回目の研削を行なう。ハの終点
で、次のサイクルでの研削のための演算を行なう。 ０.８９＋０.０１＝０.９０

【００３３】砥石が２−７回目に、図４のハの終点に来
た時のＸ軸方向の変数値は０.９５となり、第２回目の
砥石の移動目標値に一致する。ハの終点で、上記同様に
して比較し、演算子(＜)により判別を行なう。 ０.９５＜０.９５ であり、繰り返し制御文の条件式が成立しないので、粗
砥石(３)のＸ軸方向の位置が、砥石の移動目標値を越え
るため、次の第２−８回目の加工は行わずタッチセンサ
ーによる計測モードへ移る。

【００３４】第１回計測後の内径が７.８９であり、計
算上で＋０.０７研削し、仮にタッチセンサーによる計
測結果が７.９６とするならば、計算は以下の通りなさ
れる。粗加工目標値７.９６と計測結果値７.９６を比較
し、一致しているため、粗砥石(３)での加工は終了とな
る。粗加工目標値と計測結果値が一致しなくとも、計測
値が粗加工目標値を越えずに該目標値に最も近づいた場
合は、粗砥石(３)での加工は終了となる様にプログラム
されている。粗砥石(３)での研削工程での最後に計測し
た計測値は、記憶部(71)に記憶され、仕上砥石(４)での
研削はこの計測値を基に、砥石の１サイクル当たりの研
削量を０.０１として進められる。計算上、最終研削目
標径に達すれば、前記同様にして、接触式センサー(５)
により内径を測定する。

【００３５】測定値が、最終研削目標内径に達していな
ければ、前記粗砥石(３)での研削工程と同様にして、比
較演算と研削を繰り返して行ない。最終研削目標内径に
達するまで研削する。但し、仕上げ砥石(４)での研削
は、砥石のＸ軸方向現在値が、砥石の移動目標値より、
０.０１以下の場合、即ち最後の研削量が計算上、０.０
１mm以下となる場合は、仕上げ砥石(４)の移動目標値よ
り砥石のＸ軸方向現在値の差異を計算して、その差異を
砥石の現在値に加算し、即ち、その差異分だけＸ軸方向
に移動する様に、制御部(７)はプログラムされている。
１つのワーク(９)の内面研削を終了すれば、新たなワー
ク(９)をチャック(10)に付け替え、前記同様にして〜
のデータ入力を行ない、ワーク(９)の研削を行なう。

【００３６】上記の如く、本発明の自動研削装置は、従
来作業者の手作業で行なっていた計測を、ＮＣ旋盤のテ
ーブルの動きを利用して自動計測し、この計測値に基づ
いて、加工目標値に達するまで研削を自動的に進めるた
め、従来の様に、作業者の勘、熟練を必要とせず、高精
度の研削加工の省力化が可能した。又、テーブル(２)
が、Ｚ軸方向と、Ｘ軸方向の２軸のみにスライドする、
比較的安価なＮＣ旋盤の該テーブル(２)に、砥石(３)と
接触式センサー(５)を配備すればよく、設備費を低く抑
えることができる。

【００３７】本発明の装置は、研削加工前のワークの内
径よりも、砥石(３)(４)の径が大である場合、接触式セ
ンサー(５)或いは砥石(３)(４)をワーク(９)に挿入する
際に、それらがワークに衝突する様なデータが入力され
た場合は、テーブル(２)の移動を停止し警報を発する様
に、安全面が配慮されている。本発明の実施において、
第１回目の研削、即ち、接触式センサー(５)による第１
回目の測定までは、粗砥石(３)の１サイクル毎の比較演
算を行なわずに、計算上必要な回数のサイクルを繰り返
して、研削してもよい。本発明の実施において、粗砥石
(３)或いは、仕上砥石(４)を省略し、何れか一方の砥石
だけて、研削を行なうことも可能である。又、筒状体の
内面のみならず、外面研削にも使用できる。この場合、
接触式センサー(５)による外面計測は、図６に示す如
く、接触式センサー(５)がａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆ→ｇ
の順に移動する様にテーブル(２)をスライドさせ、ｂ方
向とｇ方向の移動の際に、接触式センサー(５)がワーク
(９)当たっときのＸ軸方向の位置のズレから、ワーク
(９)の外径を算出できる。

【００３８】図７は、ワーク(９)内底がテーパ面(91)に
なっている時の、砥石(３)の動きを示している。砥石
(３)はＺ軸方向と、Ｘ軸方向の２方向に同時にスライド
可能であるから、この様な加工が可能である。テーパ面
(91)の研削に際し、テーパ方向に砥石(３)を移動させず
に、単にテーパ面に砥石を押し付けるだけであると、テ
ーパ面に、微細な幅の溝が微細にピッチで周方向に表れ
るが、砥石(３)をテーパ方向に移動させながら研削すれ
ば、上記溝は生じず、鏡面に仕上がる。尚、２点鎖線で
示す如く、砥石(３)にテーパを形成してもよく、このテ
ーパ面の開き角度α₁は、ワーク(９)のテーパ面の開き
角度α₂よりも大きければよい。実施例では、ワーク
(９)の仕上テーパ面の開き角度α₂と、該テーパ面の奥
行深さを入力すれば、演算部(72)の演算より、砥石の移
動は自動的に制御される。

【００３９】又、本発明の装置では、図８に示す如く、
異径孔が連続したワークの内面加工も、可能である。
尚、本発明の実施に際し、チャック(10)及び粗砥石
(３)、仕上げ砥石(４)及び接触式センサー(５)を縦向き
に配置して装置を構成することもできる。本発明は、上
記実施例の構成に限定されることはなく、特許請求の範
囲に記載の範囲で種々の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】研削装置の全体斜面図である。

【図２】同上の要部斜面図である。

【図３】ワーク内に砥石を挿入した状態の説明図であ
る。

【図４】ワーク内での砥石の移動順序の説明図である。

【図５】研削手順のフローチャートである。

【図６】ワークの外径を計測する説明図である。

【図７】テーパつきワークの研削手順の説明図である。

【図８】異径孔が連続したワークの断面図である。

【符号の説明】

(１) ＮＣ旋盤 (２) テーブル (３) 粗砥石 (４) 仕上砥石 (５) 接触式センサー (６) 操作盤 (７) 制御部 (９) ワーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワーク(９)を掴んで回転させる回転チャ
   ック(10)と、チャック(10)の軸心に沿うＺ軸方向と該Ｚ
   軸方向に直交するＸ軸方向の２方向にスライド可能な研
   削工具支持用テーブル(２)と、テーブル(２)をＺ軸方向
   とＸ軸方向に駆動するモータ(16)(17)と、ワーク(９)に
   対する加工データを入力するための操作盤(６)と、操作
   盤(６)からの入力信号及び外部からの信号に基づいて演
   算しモータ(16)(17)を制御する制御部(７)を具えたＮＣ
   旋盤(１)と、 ＮＣ旋盤(１)のテーブル(２)上の研削工具支持台(27)上
   にてモータ(31)に連繋されたホルダー(33)に着脱可能に
   支持され、前記ワーク支持用の回転チャック(10)の軸心
   と同じ高さ位置に且つチャック(10)の軸心と平行となる
   様に配備された砥石(３)と、 ＮＣ旋盤のテーブル(２)上に研削工具支持台(27)に隣接
   して配備され、検出軸(51)が前記回転チャック(10)の軸
   心と同じ高さ位置に且つチャック(10)の軸心と平行とな
   っており接触信号をＮＣ旋盤の制御部(７)に入力する接
   触式センサー(５)とによって構成され、 前記制御部(７)は、加工データを記憶する記憶部(71)、
   加工データに基づいてテーブル(２)を制御するための演
   算を行なう演算部(72)、演算結果を基に、テーブル(２)
   制御のための信号を発する判定部(73)を具えており、砥
   石の振れ等、計算値よりも研削し過ぎる要因を加味した
   計算上の設定径まで研削が進行すれば、自動的に研削を
   中断し、テーブル(２)の動きによって接触式センサー
   (５)を移動して、ワーク(９)の径を計測し、加工目標値
   と計測値の差を記憶部(71)に記憶し、研削を再開後は、
   演算部(72)は、１回研削する毎に、前記加工目標値と計
   測値の差と、１回当たり研削量×研削回数とを比較し、
   計算上の研削量が加工目標値に達するまで判定部(73)か
   らの指令によって研削を繰り返し、計算上、研削量が加
   工目標値に達すれば、研削を停止し、再び前記同様にし
   て接触式センサー(５)にてワーク(９)の径を測定し、計
   測値が加工目標に達していなければ、再び、加工目標値
   と計測値の差を記憶部(71)に記憶して、前記同様にして
   研削と計測を続行することを特徴とする自動研削装置。