JPH11114819A - 工具研削盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超高硬度特にダイヤモンド工具を回転砥石で
研削するに際し、砥石の研削性能が低下しても工具の切
刃稜に欠けたり砥石自体を損傷したりすることがない研
削盤を提供する。 【解決手段】 工具１６を保持するホルダ１４と、ホル
ダに保持した工具の被研削面１６ａを研削する砥石ヘッ
ド１８を備えた工具研削盤において、工具に対し接離自
在にフレーム１２に配設され、数値制御により移動され
る切り込み台３４と、この切り込み台に設置され、工具
に対して近接・離間移動自在な砥石ヘッドと、切り込み
台に配設され、砥石ヘッドを常には工具に向かう近接位
置に押圧規制する押圧手段４６とからなり、砥石ヘッド
の回転砥石２０による工具の研削中に、回転砥石に所定
値を越える研削圧が作用すると、砥石ヘッドを研削圧の
反作用下に離間方向へ移動させ得るよう押圧手段の押圧
力を調節可能に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は工具研削盤に関
し、更に詳細には、工具を回転砥石で切り込み研削する
に際して、該砥石の研削性能が低下しても、前記工具の
切刃稜に欠けを生じたり砥石自体を損傷したりすること
がなく、常に良好な状態で該工具の研削を行ない得る研
削盤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】刃先に多結晶ダイヤモンド焼結体(ＰＣ
Ｄ)或いは立方晶窒化硼素(ＣＢＮ)焼結体、セラミック
等の超高硬度材質を使用して、難加工材に対する加工性
や耐久性を向上させた超高硬度工具が、木材加工機や金
属加工機における回転刃物として好適に使用されてい
る。そして使用に伴って超高硬度工具の切削性能が低下
すると、その刃先における切刃稜を回転砥石で研削して
切削性能を回復させる必要がある。この場合に、該工具
の刃先は前述の如くダイヤモンド焼結体或いはこれに準
ずる硬度のものを材質としているので、これを研削する
回転砥石には一般にダイヤモンド砥石が使用される。ま
た超高硬度工具をホルダで保持し、該工具の切刃稜(被
研削面)を前記ダイヤモンド砥石で研削して工具の切削
性能を回復させる装置として工具研削盤が知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし超高硬度工具の
刃先材料とダイヤモンド砥石との間には硬度差が殆どな
いので、前記工具研削盤で該工具を研削する場合、砥石
の切れ味が良好な状態に保たれていても、かなりの研削
圧を工具刃先の被研削面に加えないと有効な研削をなし
得ない。このため該砥石の切れ味が低下した場合に、超
高硬度工具に対する砥石での切り込み研削を続行する
と、該工具の被研削面からは該砥石の切り込み量に見合
う分の研削除去をなし得ないため、両者間に作用する研
削圧は増加する一方となる。この研削圧が過剰に増大す
ると、工具の切刃稜に有害な欠けを発生させる結果とな
り、また砥石自体にも損傷を生じさせる原因となる難点
が存在する。

【０００４】

【発明の目的】この発明は、従来の工具研削盤に内在し
ている前記欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提案
されたものであって、超高硬度工具特にダイヤモンド工
具を研削するに際して回転砥石の研削性能が低下して
も、前記工具に欠けを生じたり回転砥石自体を損傷した
りすることがなく、常に良好な状態で該工具の研削を行
ない得る工具研削盤を提供することを目的とする。また
本発明の別の目的は、工具研削盤で超高硬度工具特にダ
イヤモンド工具を研削するに際し、回転砥石の研削性能
が低下したことを検出して、該砥石に対する適時のドレ
ッシングに移行し得る工具研削盤を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、所期
の目的を好適に達成するため本発明は、工具の被研削面
を回転割出し自在に保持するホルダと、このホルダに保
持した該工具の被研削面を切り込み研削する砥石ヘッド
とを備えた工具研削盤において、前記ホルダに保持した
前記工具に対し近接・離間移動自在にフレーム上に配設
され、数値制御により前記近接・離間移動が与えられる
切り込み台と、この切り込み台に設置され、前記ホルダ
に保持した工具に対し近接・離間移動自在な前記砥石ヘ
ッドと、前記切り込み台に配設され、前記砥石ヘッドを
常には前記ホルダに保持した工具に向かう近接位置に押
圧規制する押圧手段とからなり、前記砥石ヘッドの回転
砥石による前記工具の研削中に、該回転砥石に所定値を
越える研削圧が作用すると、該砥石ヘッドをその研削圧
の反作用下に離間方向へ移動させ得るよう前記押圧手段
の押圧力を調節可能に構成したことを特徴とする。

【０００６】同じく前記課題を解決し、所期の別の目的
を好適に達成するため本願の別の発明は、工具の被研削
面を回転割出し自在に保持するホルダと、このホルダに
保持した該工具の被研削面を切り込み研削する砥石ヘッ
ドと、この砥石ヘッドに設けた回転砥石をドレッシング
するドレッサとを備えた工具研削盤において、前記ホル
ダに保持した前記工具に対し近接・離間移動自在にフレ
ーム上に配設され、数値制御により前記近接・離間移動
が与えられる切り込み台と、この切り込み台に設置さ
れ、前記ホルダに保持した工具に対し近接・離間移動自
在な前記砥石ヘッドと、前記切り込み台に配設され、前
記砥石ヘッドを常には前記ホルダに保持した工具に向か
う近接位置に押圧規制する押圧手段と、前記押圧手段の
押圧力に抗して前記砥石ヘッドが前記工具から離間する
方向へ移動した際に、その移動を検出して信号を出力す
るセンサとからなり、前記回転砥石による前記工具の研
削中に、該回転砥石に所定値を越える研削圧が作用する
と、該砥石ヘッドをその研削圧の反作用下に離間方向へ
移動させ得るよう前記押圧手段の押圧力を調節可能と
し、この砥石ヘッドの離間方向への移動を前記センサに
より検出して、前記ドレッサにより前記回転砥石をドレ
ッシングするよう構成したことを特徴とする。

【０００７】

【発明の作用】本発明に係る工具研削盤では、回転砥石
による超高硬度工具の研削中に、該回転砥石に所定値を
越える研削圧が作用すると、砥石ヘッドがその研削圧の
反作用下に離間方向へ移動して、所定値を越えた分の研
削圧は瞬時に消滅する。また、回転砥石に所定値を越え
る研削圧が作用すると砥石ヘッドは離間方向へ移動し、
この動きをセンサで検出することで該ヘッドをドレッサ
に向け移動させ自動的にドレッシングを行なわせる。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る工具研削盤に
つき、多結晶ダイヤモンド(ＰＣＤ)を材質とする工具を
使用した好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しなが
ら説明する。図１は、好適な実施例に係る工具研削盤の
概略右側面図であって、この工具研削盤１０は、本体フ
レーム１２の側方に配設した工具ホルダ１４と、該ホル
ダ１４に保持した例えば木工用の縦溝カッタに代表され
るダイヤモンド工具１６を切り込み研削する砥石ヘッド
１８とから基本的に構成される。すなわちホルダ１４は
内部にインデックス機構(図示せず)を備え、ダイヤモン
ド工具１６を個々の切刃稜となる被研削面１６ａの回転
割出し自在に保持可能となっている。また砥石ヘッド１
８には回転中心を水平に保持したダイヤモンド砥石２０
が設けられ、該砥石２０の研削面２０ａを前記ホルダ１
４に保持したダイヤモンド工具１６の被研削面１６ａに
指向させている。砥石ヘッド１８の砥石配設側と反対側
にはモータ２２が設けられ、該モータ２２からの回転出
力がダイヤモンド砥石２０に伝達される。そして前記砥
石ヘッド１８は、後述する如く、前記ホルダ１４に保持
したダイヤモンド工具１６に対して直線的に近接・離間
移動し得るようになっている(平面座標でＺ方向)。

【０００９】前記本体フレーム１２の上面には、砥石ヘ
ッド１８の移動方向(Ｚ方向)に対し直交する方向(平面
座標でＸ方向)に２本のガイドレール２４,２４が水平か
つ平行に配設され、これらガイドレール２４,２４に移
動台２８が、各対応のスライダ２６,２６を介してＸ方
向への摺動自在に載置されている。この移動台２８の底
部には、ガイドレール２４の延在方向に雌ネジを螺切し
た送りナット３０が設けられ、この送りナット３０に送
りネジ３２が回転自在に螺挿されている。送りネジ３２
は数値制御(ＮＣ)されるサーボモータ(図示せず)により
正逆回転させられ、これにより前記移動台２８をガイド
レール２４,２４上でＸ方向に往復移動させ得るように
なっている。なお移動台２８におけるＸ方向への往復移
動は、前記砥石２０によるダイヤモンド工具１６の研削
時および後述する砥石２０のドレッシング時に実行され
る。

【００１０】次に前記移動台２８には図示の切り込み台
３４が配設され、この切り込み台３４は前記ホルダ１４
に保持した前記ダイヤモンド工具１６に対し近接・離間
移動自在となっている。すなわち前記移動台２８の上面
には、前記Ｚ方向にガイドレール３６,３６が水平かつ
平行に配設され、これらガイドレール３６,３６に切り
込み台３４が各対応のスライダ３８,３８を介してＺ方
向への摺動自在に載置されている。切り込み台３４の底
部には、ガイドレール３６の延在方向に雌ネジを螺切し
た送りナット４０が設けられ、該送りナット４０に送り
ネジ４２が回転自在に螺挿されている。この送りネジ４
２は数値制御(ＮＣ)されるサーボモータ４４に接続さ
れ、このモータで送りネジ４２を正逆回転させることに
よって、前記切り込み台３４をガイドレール３６,３６
上でＺ方向に往復移動可能になっている。

【００１１】前記砥石ヘッド１８は前記切り込み台３４
の上面に設置され、前記ホルダ１４に保持したダイヤモ
ンド工具１６に対しＺ方向へ僅かの量だけ近接・離間移
動自在になっている。例えば図２において、前記砥石ヘ
ッド１８の下面にはＺ方向へ延在する凹溝１８ａが形成
され、また切り込み台３４の上面には同じくＺ方向へ延
在する凸条３４ａが形成されている。そして前記凹溝１
８ａを凸条３４ａに摺動自在に嵌合させることにより、
砥石ヘッド１８が切り込み台３４に対しＺ方向へ移動す
るのを許容している。なお凹溝１８ａと凸条３４ａとの
間には、摩擦抵抗を少なくして後述する研削圧に対し鋭
敏に反応するよう、図示しない直線スライドローラが設
けられている。また図１に示すように、砥石ヘッド１８
のＺ方向における右側端と左側端には、これから垂下し
て内側へ延出する規制片１８ｂ,１８ｃが夫々一体的に
形成されている。そして右側の規制片１８ｂは、砥石ヘ
ッド１８が切り込み台３４に対しＺ方向左側に移動する
のを定位置で規制し、また左側の規制片１８ｃは、該砥
石ヘッド１８が切り込み台３４に対しＺ方向右側に移動
するのを定位置で規制する機能を有している。

【００１２】図１において前記切り込み台３４の右側に
は、砥石ヘッド１８を常には前記ホルダ１４に保持した
ダイヤモンド工具１６に向かう近接位置に押圧規制する
エアシリンダ(押圧手段)４６が水平に配設され、該シリ
ンダ４６から左側へ延出するピストン４８の自由端は、
前記砥石ヘッド１８の右側に当接可能になっている。そ
してエアシリンダ４６に空気圧を供給してピストン４８
を左側へ付勢すると、砥石ヘッド１８は切り込み台３４
上を僅かに左側へ移動させられ、該砥石ヘッド１８は切
り込み台３４における右側の規制片１８ｂにより定位置
で移動が規制される。すなわちエアシリンダ４６に所定
の空気圧が供給されている間、前記砥石ヘッド１８は前
記ホルダ１４に保持したダイヤモンド工具１６の側に常
に付勢された状態で、切り込み台３４と一体的にＺ方向
への近接・離間移動可能になっている。このエアシリン
ダ４６と空気圧源とを接続する管路には、圧力設定を連
続的または段階的に調節し得る減圧弁等の圧力調節装置
(図示せず)が介挿されている。後述する如く前記圧力調
節装置は、回転砥石２０によるダイヤモンド工具１６の
研削中に所定値を越えた研削圧が作用すると、前記エア
シリンダ４６のピストン４８を後退させて砥石ヘッド１
８の離間方向への移動を許容する空気圧に調節可能とな
っている。なおエアシリンダ４６の使用に替えて、コイ
ルバネ等の弾性スプリングを砥石ヘッド１８の押圧手段
として用いてもよいが、この場合は圧力調整を遠隔操作
できないので、該スプリングを遠隔から圧力調整する手
段を別途設ける必要がある。

【００１３】図１および図３に示す如く、切り込み台３
４の上面で前記エアシリンダ４６を挟む両側には、該エ
アシリンダ４６による押圧力に抗して前記砥石ヘッド１
８がダイヤモンド工具１６から離間する方向へ移動した
際に、該砥石ヘッド１８の移動を検出して所要の信号を
出力する１対のセンサ５０,５０が配設されている。こ
れらのセンサ５０,５０は、前記砥石ヘッド１８の離間
方向への移動を検出して、その検出信号を制御部(図示
せず)へ出力することにより、例えば工具研削運転を緊
急停止させるとか、後述するドレッサ５２により回転砥
石２０をドレッシングさせたりする機能を果すものであ
る。センサ５０は、砥石ヘッド１８の微細な動きを検出
し得るものであれば、マイクロスイッチの如き接触型お
よび光や磁気、超音波を使う非接触型の何れでも採用し
得る。また図示の実施例ではセンサ５０を２個使用した
が、これは１方のセンサが何等かの理由で砥石ヘッド１
８の移動を検出不能となった場合でも、他方のセンサが
該移動を検出して工具研削盤の誤作動を有効に回避させ
るためである。

【００１４】図示のダイヤモンド工具研削盤１０には、
砥石ヘッド１８の回転砥石２０を適時にドレッシングす
るドレッサ５２が配設されている。すなわち回転砥石２
０の研削面は、ダイヤモンド工具１６の研削により目潰
れや目詰りを生じ次第に研削性能が低下するので、所要
のタイミングでドレッシング(目直し)して研削性能を回
復させる必要があり、この目的に前記ドレッサ５２が好
適に供される。ドレッサ５２は基本的に回転砥石であっ
て、図１にサークルＡで囲みかつ図２に正面図として示
す如く、前記砥石ヘッド１８の回転砥石２０におけるＸ
方向右側の移動軌跡に保持金具５４を介して臨むよう配
設され、減速機付きモータ５６で適時の駆動がなされる
ようになっている。すなわちダイヤモンド工具１６の研
削作業中または研削終了後に、図示しない制御部からド
レッシング指令を受けると、砥石ヘッド１８は前記ドレ
ッサ５２の位置まで移動し、該砥石ヘッド１８における
回転砥石２０の研削面を回転中のドレッサ５２に当接さ
せて所要のドレッシングを行なう。

【００１５】

【実施例の作用】次に、実施例に係るダイヤモンド工具
研削盤の作用につき説明する。工具ホルダ１４にはダイ
ヤモンド工具１６が保持されて、個々の被研削面１６ａ
を回転割出し自在となっている。前記サーボモータ４４
をＮＣ制御で駆動して、前記切り込み台３４をダイヤモ
ンド工具１６の割出された被研削面１６に向けてＺ方向
へ近接移動させる。このとき砥石ヘッド１８は、前記エ
アシリンダ４６の付勢作用下に、切り込み台３４上で常
にＺ方向左側へ押圧されて定位置規制されているので、
該砥石ヘッド１８は該切り込み台３４と一体的に移動す
る。そこで前記モータ２２により砥石ヘッド１８の回転
砥石２０を回転させれば、この回転砥石２０が待機中の
ダイヤモンド工具１６の被研削面１６ａに当接し、これ
により該工具の切り込み研削が行なわれる。なお必要に
応じて、研削液が研削個所に注がれる。この際に、回転
砥石における研削面全体の摩耗を均等にさせるため、前
記移動台２８を所要の周期でＸ方向へ揺動的に往復移動
させる。

【００１６】回転砥石２０によるダイヤモンド工具１６
の研削が進行中に、該砥石２０に目潰れ又は目詰りを生
じて切れ味が低下すると、前記サーボモータ４４のＮＣ
制御により所定速度で切り込み台３４(および砥石ヘッ
ド１８)を該工具１６に向けて切り込んでも、その切り
込み量に見合った分の研削除去ができないため、両者間
に作用する研削圧が増大するに至る。このように研削圧
が増大すると、その反作用として砥石ヘッド１８を離間
方向へ押し戻す力が働くことになる。この砥石ヘッド１
８に作用する押し戻し力が、前記エアシリンダ４６が砥
石ヘッド１８に加えている押圧力より優勢になると、該
エアシリンダ４６の押圧力に抗して砥石ヘッド１８は切
り込み台３４上をＺ方向右側(図１で)へ僅かに後退す
る。従って研削中であった回転砥石２０はダイヤモンド
工具１６の被研削面１６ａを所定値以上の研削圧で研削
することがないので、その被研削面１６ａに欠けを生じ
たり、該砥石２０に損傷を来したりする弊害を確実に防
止することができる。なおエアシリンダ４６の前記押圧
力は、研削中に増大する前記研削圧が過度にならない範
囲で適切値を選び、前記所定値として前記圧力調節装置
で容易に調節し得ることは先に述べた通りである。

【００１７】前述した砥石ヘッド１８が切り込み台３４
に対して移動する量は極めて僅かであるが、この砥石ヘ
ッド１８の移動を前記センサ５０により検出すること
で、砥石研削性能の低下を理由に工具研削盤の運転を直
ちに停止させることができる。また砥石ヘッド１８の所
定値(例えば０.００５mm)を越えた移動を前記センサ５
０が検出した場合は、直ちに研削運転を停止させると共
に、該砥石ヘッド１８をダイヤモンド工具１６の被研削
面１６ａから離間させて、前記ドレッサ５２に向けて自
動的に移動させる。そして回転砥石２０における目潰れ
又は目詰りした研削面２０ａを、前記ドレッサ５２に当
接させてドレッシングを行なうことで、その低下した研
削性能を回復させることができる。

【００１８】このように砥石ヘッド１８の移動量をセン
サで検出するよう構成したので製作コストが安価にな
り、しかもドレッシングを実行するタイミングを指示す
る移動量の設定が容易となる利点がある。また研削され
るダイヤモンド工具１６の種類・等級が異なるために、
被研削面１６ａにおけるダイヤモンド焼結部分の面積が
増減した場合や、該工具の材質、回転砥石２０の種類そ
の他研削条件等の諸要素に変動を来した場合は、回転砥
石２０の研削性能が低下していなくても、砥石ヘッド１
８を切り込み台３４に対し後方へ押圧する力が増減す
る。このときは単位研削圧を調整する目的で、先に述べ
た圧力調節装置を調節してエアシリンダ４６に加わる空
気圧を該面積に応じ増減させる。また該エアシリンダ４
６における空気圧の調節は、前記面積に応じて前記圧力
調節装置により無段階に行なってもよいが、操作を簡便
化するために研削圧に不都合を生じない範囲で多段階に
行なうようにしてもよい。すなわちダイヤモンド工具１
６の切刃稜の長さの範囲に応じて、その調整位置を予め
設定しておけば操作が容易となる。なお図示の実施例で
は、切り込み台３４(砥石ヘッド１８)をＮＣ制御して該
工具１６に対し近接・離間する方向へ移動させる例を示
したが、反対に工具１６をＮＣ制御して切り込み台３４
に対し近接・離間する方向へ移動させてもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上に説明した如く、本発明に係る工具
研削盤によれば、超高硬度工具を研削する際に回転砥石
の研削性能が低下しても、該工具に欠けを生じたり回転
砥石自体を損傷したりすることがなく、常に良好な状態
で該工具の研削を行ない得る利点がある。また工具研削
盤で超高硬度工具を研削するに際し、回転砥石の研削性
能が低下したことを検出して、引続き該砥石に対する適
時のドレッシングに移動することで良好な研削性能を維
持し得る有益な効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に係る工具研削盤につい
て、その基本構造を示す概略右側面図である。

【図２】好適な実施例に係る工具研削盤の概略正面図で
ある。

【図３】好適な実施例に係る工具研削盤の概略平面図で
ある。

【符号の説明】

１２ フレーム １４ ホルダ １６ 超高硬度工具(ダイヤモンド工具) １６ａ 被研削面 １８ 砥石ヘッド ２０ 回転砥石 ３４ 切り込み台 ４６ 押圧手段(エアシリンダ) ５０ センサ ５２ ドレッサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具(16)の被研削面(16a)を回転割出し
   自在に保持するホルダ(14)と、このホルダ(14)に保持し
   た該工具(16)の被研削面(16a)を切り込み研削する砥石
   ヘッド(18)とを備えた工具研削盤において、 前記ホルダ(14)に保持した前記工具(16)に対し近接・離
   間移動自在にフレーム(12)上に配設され、数値制御によ
   り前記近接・離間移動が与えられる切り込み台(34)と、 この切り込み台(34)に設置され、前記ホルダ(14)に保持
   した工具(16)に対し近接・離間移動自在な前記砥石ヘッ
   ド(18)と、 前記切り込み台(34)に配設され、前記砥石ヘッド(18)を
   常には前記ホルダ(14)に保持した工具(16)に向かう近接
   位置に押圧規制する押圧手段(46)とからなり、 前記砥石ヘッド(18)の回転砥石(20)による前記工具(16)
   の研削中に、該回転砥石(20)に所定値を越える研削圧が
   作用すると、該砥石ヘッド(18)をその研削圧の反作用下
   に離間方向へ移動させ得るよう前記押圧手段(46)の押圧
   力を調節可能に構成したことを特徴とする工具研削盤。
2. 【請求項２】 工具(16)の被研削面(16a)を回転割出し
   自在に保持するホルダ(14)と、このホルダ(14)に保持し
   た該工具(16)の被研削面(16a)を切り込み研削する砥石
   ヘッド(18)と、この砥石ヘッド(18)に設けた回転砥石(2
   0)をドレッシングするドレッサ(52)とを備えた工具研削
   盤において、 前記ホルダ(14)に保持した前記工具(16)に対し近接・離
   間移動自在にフレーム(12)上に配設され、数値制御によ
   り前記近接・離間移動が与えられる切り込み台(34)と、 この切り込み台(34)に設置され、前記ホルダ(14)に保持
   した工具(16)に対し近接・離間移動自在な前記砥石ヘッ
   ド(18)と、 前記切り込み台(34)に配設され、前記砥石ヘッド(18)を
   常には前記ホルダ(14)に保持した工具(16)に向かう近接
   位置に押圧規制する押圧手段(46)と、 前記押圧手段(46)の押圧力に抗して前記砥石ヘッド(18)
   が前記工具(16)から離間する方向へ移動した際に、その
   移動を検出して信号を出力するセンサ(50)とからなり、 前記回転砥石(20)による前記工具(16)の研削中に、該回
   転砥石(20)に所定値を越える研削圧が作用すると、該砥
   石ヘッド(18)をその研削圧の反作用下に離間方向へ移動
   させ得るよう前記押圧手段(46)の押圧力を調節可能と
   し、 この砥石ヘッド(18)の離間方向への移動を前記センサ(5
   0)により検出して、前記ドレッサ(52)により前記回転砥
   石(20)をドレッシングするよう構成したことを特徴とす
   る工具研削盤。
3. 【請求項３】 前記押圧手段(46)の押圧力は空気圧であ
   って、この空気圧が前記研削圧を調整するために調節自
   在になっている請求項１または２に記載の工具研削盤。