JPH11320398A - 内面研削装置 - Google Patents
内面研削装置Info
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Abstract
より研削加工の精度を向上すること。 【解決手段】 内面研削装置は、ワーク2の穴2aの内
周面2bを研削する研削砥石3と、時間間隔をあけて設
定された測定時刻Ti毎に、ワークの穴径を間欠的に測
定する穴径測定装置1と、制御装置28とを備える。制
御装置28は、各時間区分Niの予測穴径R'j,iを算出
し、穴径測定装置1が測定した実測穴径Rj,iと予測穴
径R'j,iとに基づいて、研削砥石3の加工条件を切り換
える。制御装置28は、研削加工を実行する毎に、各時
間区分Tiにおける穴径の平均増加率dRj,iを算出及び
記憶し、今回の研削加工中のi番目の時間区分Tiにお
ける予測穴径R'j,iを、前回の研削加工中のi番目の時
間区分Tiにおける穴径の平均増加率dRj-1,iに基づい
て算出する。
Description
研削するための内面研削装置に関するものである。
に、切り込み送り速度が大である荒研削、切り込み送り
速度が小である仕上げ研削及び切り込み送り量が0であ
るスパークアウトの各工程が順に実行される。穴径を高
精度に仕上げるためには、荒研削から仕上げ研削への切
換位置a1、仕上げ研削からスパークアウトへの切換位
置a2及び研削工程の終了位置a3を正確に設定する必
要がある。
に示すように、ゲージ1により直接ワーク2の穴径を測
定しつつ研削加工を行うインプロセスゲージ加工が採用
されている。高精度の研削加工を行うためには、研削中
のワーク2の穴径を常時測定することが好ましい。しか
し、図5(A)に示すように研削砥石3の先端面3aを
ワーク2から突出させなければ、ワーク2の穴2aの内
周面2bの軸方向全体を加工することができず、また、
ゲージ1の測定腕部1a,1aがワーク2内に挿入され
たままであると、研削砥石3が測定腕部1a,1aと干
渉してしまう。よって、通常、ゲージ1を研削砥石3の
矢印方向の往復動と連動させることにより、研削砥石3
の往復サイクルと一致する一定の時間間隔をあけて間欠
的にゲージ1の測定腕部1a,1aを係合させてワーク
2の穴径を測定している。
をあけて穴径を測定した例を示しており、測定時刻
T1,T2,T3・・・にゲージ1により穴径が測定され
るが、各測定時刻T1,T2,T3・・・の間(時間区分
N1,N2,N3・・・)では、前記したようにゲージ1
がワーク2から退避しており、ワーク2の穴径は測定さ
れない。よって、前記切換位置a1,a2を正確に予測
するためには、各時間区分N1,N2,N3・・・におい
てワーク2の穴径の変化を予測する必要がある。
N3・・・毎に穴径の平均増加率を求め、次の時間区分
では、その平均増加率と同じ平均増加率で穴径が増加す
るものと仮定して穴径を予測していた。例えば、図7に
示すように、時間区分N4(測定時刻T3から測定時刻T
4)での穴径が、一点鎖線で示すように、その時間区分
N4の直前の時間区分N3(測定時刻T2から測定時刻
T3)における穴径の平均増加率dR3と同じ増加率で増
加すると仮定すると、時間区分N4の開始時である測定
時刻T3から時間tだけ経過した時点での穴径の予測
(予測穴径R')は、下記の式(1)により算出され
る。
測方法は、研削加工を継続すると研削砥石3の切れ味が
低下することを考慮していないため、穴径を高精度で予
測することができない。
区分N4(測定時刻T3から測定時刻T4)での穴径の平
均増加率dR4は、研削砥石3の切れ味の低下のため
に、前記測定時刻T2から測定時刻T3までの時間区分N
3における穴径の平均増加率dR3よりも小さい。従っ
て、前記測定時刻T3から時間tが経過した時点での予
測穴径R'は、実際の穴径Rに対して大きな誤差δRを
有する。
場合(例えば、普通砥石からCBNに交換した場合)
も、切れ味が大きく変化するため、前記従来の方法では
高精度で穴径を予測することは困難である。
も、研削加工を繰り返すと、研削砥石の外径寸法が縮小
することにより切れ味が変化するため、前記従来の方法
では高精度で穴径を予測することは困難である。
予測誤差が大きいと、前記した切換位置a1,a2を正
確に予測することが困難であり、その結果、穴径を高精
度に仕上げることが困難となる。
る問題を解決するためになされたものであり、ワークの
穴径予測の精度を向上することにより、研削加工の精度
を向上することを課題としている。
め、第1の本発明は、ワークの穴の内周面を研削する研
削砥石と、時間間隔をあけて設定された測定時刻毎に、
前記ワークの穴径を間欠的に測定する穴径測定装置と、
各測定時刻間の予測穴径を算出し、かつ、前記穴径測定
装置が測定した実測穴径と予測穴径とに基づいて、前記
研削砥石の加工条件を切り換える制御装置とを備える内
面研削装置において、前記制御装置は、研削加工を実行
する毎に、連続する2つの測定時刻の間の各時間区分に
おける穴径の平均増加率を算出及び記憶し、今回の研削
加工中のi番目の時間区分における予測穴径を、前回の
研削加工中のi番目の時間区分における穴径の平均増加
率に基づいて算出することを特徴としている。
づいて、今回の研削加工中の各時間区分における予測穴
径を算出する。
削加工で算出した各時間区分の穴径の平均増加率に基づ
いて予測穴径を算出するため、穴径を高精度で予測する
ことができる。
する研削砥石と、時間間隔をあけて設定された測定時刻
毎に、前記ワークの穴径を間欠的に測定する穴径測定装
置と、各測定時刻間の予測穴径を算出し、かつ、前記穴
径測定装置が測定した実測穴径と予測穴径とに基づい
て、前記研削砥石の加工条件を切り換える制御装置とを
備える内面研削装置において、前記制御装置は、研削加
工を実行する毎に、連続する2つの測定時刻の間の期間
である各時間区分における穴径の平均増加率を算出及び
記憶し、今回の研削加工におけるi番目の時間区分での
予測穴径を、少なくとも今回の研削加工におけるi−1
番目の時間区分での穴径の平均増加率と、今回の研削加
工におけるi−1番目の時間区分での予測穴径の実測穴
径に対する誤差とに基づいて算出することを特徴として
いる。
基づいて、今回の研削加工中の各時間区分における予測
穴径を算出する。
加工における前回区分での穴径の平均増加率と、同一研
削加工における前回区分での予測穴径の実測穴径に対す
る誤差とに基づいて各時間区分での予測穴径を算出する
ため、穴径を高精度で予測することができる。
する研削砥石と、時間間隔をあけて設定された測定時刻
毎に、前記ワークの穴径を間欠的に測定する穴径測定装
置と、各測定時刻間の予測穴径を算出し、かつ、前記穴
径測定装置が測定した実測穴径と予測穴径とに基づい
て、前記研削砥石の加工条件を切り換える制御装置とを
備える内面研削装置において、前記制御装置は、連続す
る2つの測定時刻により規定される各時間区分における
穴径の平均増加率を算出及び記憶し、少なくとも今回の
研削加工中のi番目の時間区分における予測穴径を、前
回の研削加工中のi番目の時間区分での穴径の平均増加
率、今回の研削加工におけるi−1番目の時間区分での
穴径の平均増加率、及び今回の研削加工におけるi−1
番目の時間区分終了時の予測穴径の実測穴径に対する誤
差とに基づいて算出することを特徴としている。
前回の研削加工中のi番目の時間区分の穴径の平均増加
率、今回の研削加工におけるi−1番目の時間区分での
穴径の平均増加率、及び今回の研削加工におけるi−1
番目の時間区分終了時の予測穴径の実測穴径に対する誤
差とに基づいて算出するため、高精度で穴径を予測する
ことができ。
面に従って説明する。 (第1実施形態)図1は、第1実施形態の内面研削装置
の概略平面図である。この内面研削装置は、大略、ベッ
ド10上に、主軸台12と砥石台13とを設けたもので
ある。
軸下部台14と、この主軸下部台14に載置されてX軸
方向(図1において上下方向)に移動可能な主軸テーブ
ル15と、この主軸テーブル15に載置されて水平面内
で旋回可能な主軸部16とからなる。
に設けた切込みサーボモータ17の駆動によりX軸方向
の所定位置に位置決めされる。前記主軸部16は、主軸
テーブル15に支軸18を中心として回動自在に設けら
れている。主軸部16の回動位置は、主軸スイベル用サ
ーボモータ19の駆動により調整可能となっており、こ
れによってワーク2の研削砥石3に対する角度を調節で
きるようになっている。主軸部16に取り付けられたチ
ャック20には、円筒状のワーク2が保持されている。
そして、図示しないモータを駆動すると、ワーク2がチ
ャック20と共に回転するようになっている。
定装置であるゲージ1が収容されている。このゲージ1
は、Z軸方向(図1において左右方向)に移動可能であ
り、スプリング30によりゲージホルダ29を介して測
定腕部1a,1bがワーク2の穴2aの内周面2bと係
合する方向に付勢されている。ゲージホルダ29には前
記スプリング30の付勢力に抗してゲージ1を後退させ
るためのレバー31が取り付けられている。
石台本体21上をZ軸方向(図1において左右方向)に
往復移動可能に設けた砥石テーブル22と、この砥石テ
ーブル22に固定したホイールヘッド23とからなる。
ーボモータ24を駆動することにより、砥石台本体21
上でZ軸方向の所定位置に位置決めされるようになって
いる。前記ホイールヘッド23から延びる回転軸25の
先端には研削砥石3が固定されている。そして、ホイー
ルヘッド23に内蔵された図示しないモータを駆動する
と、このモータに連結された回転軸25と共に研削砥石
3が回転し、ワーク2の穴2aの内周面2bを研削でき
るようになっている。また、砥石テーブル22の側方
の、前記レバー31とZ軸方向に対向する位置には、プ
ッシュアーム32が固定されており、砥石テーブル22
が前進すると、プッシュアーム32がレバー31と当接
し、スプリング30の付勢力に抗してゲージ1を後退さ
せ、測定腕部1a,1aとワーク2の内周面2bとの係
合を解除するようになっている。
部28bを備えている。制御装置28には、前記ゲージ
1から測定した穴径を示す信号が入力される。また、制
御装置28には、砥石テーブル22の位置を検出する位
置検出センサ(図示せず)等の各種のセンサより信号が
入力される。制御装置28は、前記入力信号に基づいて
演算処理を実行し、その結果に基づいて、前記切込みサ
ーボモータ17、主軸スイベル用サーボモータ19、テ
ーブル駆動サーボモータ24等を駆動制御する信号を出
力する。
面研削加工等の動作について説明する。なお、この内面
研削加工では前記図4に示した荒研削、仕上げ研削、及
びスパークアウトの各工程を順に実行する。研削砥石3
がワーク2の穴2aの内周面2bに当接した状態で、ワ
ーク2及び回転軸25が回転し、穴2aの内周面が研削
される。切り込み送り量は、前記切り込みサーボモータ
17を駆動して主軸台15を移動させることにより調節
する。
ーボモータ24により砥石台22がZ軸方向に一定の時
間間隔△Tで往復移動するが、ゲージ1もこの砥石台2
2の往復移動と連動して砥石台22と同じ時間間隔△T
でZ軸方向に往復移動する。従って、前記図5(A)に
示すように、研削砥石3がワーク2から突出していると
きは、ゲージ1はワーク2から退避しており、測定腕部
1a,1aは、ワーク2の穴2aから離れている。しか
し、図5(B)に示すように、研削砥石3が後退する
と、ゲージ1が前進して測定腕部1a,1aがワーク2
の穴2a内に挿入され、穴径が測定される。このような
動作により、前記一定の時間感覚△Tで前記ケージ1に
よる穴径の測定が行われる。
を研削加工し、その際に収集した学習データを2回目の
研削加工時に利用する。また、3回目以降の研削加工時
にはその直前の研削加工時の学習データを利用して研削
加工を行う。
図6に示すように、各測定時刻T1,T2,T3・・・
Ti,・・・毎にゲージ1が測定した実測穴径R1,
R2,R3・・・Ri,・・・から制御装置28の演算処
理部28aが2つの連続する測定時刻間(時間区分
N1,N2,N3・・・Ni,・・・)における穴径の平均
増加率dR1,dR2,dR3・・・dRi,・・・を算出
する。この平均増加率dRiは下記の式(2)に基づい
て算出される。
加率dRiは、記憶部28bに記憶される。次に、2回
目の研削加工では、各時間区分N1,N2,N3,・・・
Ni,・・・毎に、前記1回目の試験的研削加工で算出
した平均増加率dR1,dR2,dR3,・・・・dRi,
・・・を利用して穴径の予測を行う。また、2回目の研
削加工でも、各時間区分N1,N2,N3・・・Ni,・・
・毎に、穴径の平均増加率dR1,dR2,dR3,・・
・dRi,・・・を算出して記憶部28bに記憶する。
3回目以降の研削加工では、同様に、1回前の研削加工
(前回の研削加工)における各時間区分N1,N2,N3
・・・Ni,・・・毎の平均増加率dR1,dR2,d
R3,・・・・dRi,・・・を利用して穴径の予測を行
うと共に、各時間区分N1,N2,N3・・・Ni,・・・
毎に、新たに穴径の平均増加率dR1,dR2,dR3,・・
・dRi・・・を算出及び記憶する。
の研削加工におけるi番目の時間区分Niの開始(測定
時刻Ti-1)から時間tが経過した時点での予測穴径R'
j,iを下記の式(3)に基づいて算出している。
目の研削加工(前回の研削加工)におけるi番目の時間
区分Niにおける穴径の平均増加率、Rj,i-1はj回目の
研削加工(今回の研削加工)における測定時刻T
i-1(時間区分Niの開始時)における実測穴径である。
加工における4番目の時間区分N4(測定時刻T3から測
定時刻T4)開始から時間t経過後の予測穴径R'3,
4は、2回目の研削加工における4番目の時間区分N4で
の穴径の平均増加率dR2,4を利用して下記の式(4)
により算出される。
算出した穴径の平均増加率dRj-1,iを穴径の予測に使
用すれば、破線で示すように今回の研削加工における直
前の時間区分における穴径の平均増加率dRj,i-1を使
用して穴径を予測した場合と比較して、実際の穴径Rj,
iに対する誤差δRが小さくなる。よって、高精度でワ
ーク2の穴径を予測することが可能となる。
穴径R'j,iが所定の値となったときに、前記切り込みサ
ーボモータ17を制御して切り込み送り速度を変更し、
荒研削から仕上げ研削への切換(図4の切換位置a
1)、仕上げ研削からスパークアウトへの切換(図4の
切換位置a2)を実行する。本実施形態では、前記のよ
うに高精度でワーク2の穴径を予測することができるた
め、切換位置a1,a2を高精度で設定し、穴径を高精
度で仕上げることができる。
形態について説明する。この第2実施形態では、主軸台
12と砥石台13等の構造は、前記した第1実施形態と
同様であり、制御装置28の機能のみが異なる。
分における穴径の平均増加率を演算処理部28aが算出
して記憶部28bに記憶させる点では第1実施形態と同
様であるが、各時間区分での予測穴径を、同一研削加工
における直前の時間区分(前回の時間区分)での穴径の
平均増加率と、同一研削加工における直前の時間区分で
の予測穴径の実測穴径に対する誤差とに基づいて算出し
ている。
の研削加工におけるi番目の時間区分Niの開始(測定
時刻Ti-1)から時間tが経過した時点での予測穴径R'
j,iを下記の式(5)に基づいて算出している。
回目の研削加工におけるi−1番目の時間区分Ni-1に
おける穴径の平均増加率、Rj,i-1はj回目の研削加工
におけるi番目の時間区分Niの開始時(測定時刻
Ti-1)の実測穴径、δRj,i-1はj回目の研削加工にお
けるi−1番目の時間区分の終了時(測定時刻Ti-1)
における予測穴径R'j,iのi−1番目の時間区分の終了
時の実測穴径Rj,i-1に対する誤差、△Tは時間間隔で
ある。
了時における予測穴径R'j,iの実測穴径Rj,iに対する
誤差は、i−1番目の時間区分Ni-1終了時の誤差と等
しいと仮定して、穴径を予測するものである。
加工における4番目の時間区分N4開始から時間t経過
後の予測穴径R'3,4は、3回目の研削加工における3番
目の時間区分N3における穴径の平均増加率dR3,3、4
番目の時間区分N4開始時(測定時刻T3)の実測穴径R
3,3、3番目の時間区分N3終了時の予測穴径の実測穴径
に対する誤差δR3,3から下記の式(6)により計算さ
れる。
加工時の前回時間区分での穴径の平均増加率を、前回時
間区分での予測穴径の実測穴径に対する誤差と、前回及
び前々回区分での穴径の平均増加率とに基づいて補正し
たものを使用して穴径を予測している。よって、前回の
時間区分Ti-1における穴径の平均増加率dRj,i-1のみ
から穴径を予測した場合と比較して、実際の穴径に対す
る誤差が小さくなる。そして、このように高精度で穴径
を予測することができるため、切換位置a1,a2を高
精度で設定し、穴径を高精度で仕上げることができる。
々の変更が可能である。例えば、第1実施形態と第2実
施形態を組み合わせてもよい。すなわち、制御装置は、
今回の研削加工中のi番目の時間区分における予測穴径
を、前回の研削加工中のi番目の時間区分の穴径の平均
増加率、今回の研削加工におけるi−1番目の時間区分
での穴径の平均増加率、及び今回の研削加工におけるi
−1番目の時間区分終了時の予測穴径の実測穴径に対す
る誤差とに基づいて算出するものであってもよい。この
場合も、高精度で穴径を予測することにより、穴径を高
精度で仕上げることが可能となる。
では、前回の研削工程時の各時間区分における穴径の平
均増加率や、同一研削加工における前回時間区分での穴
径の平均増加率、及び同一研削加工における前回時間区
分での予測穴径の実測穴径に対する誤差に基づいて穴径
を予測している。よって、本発明の内面研削装置であれ
ば、高精度で穴径を予測することが可能であるため、高
精度で研削砥石の加工条件を切換えて、穴径を高精度で
仕上げることが可能である。
概略構成図である。
するためのグラフである。
するためのグラフである。
である。
を説明するための概略図である。
を説明するためのグラフである。
フである。
Claims (5)
- 【請求項1】 ワークの穴の内周面を研削する研削砥石
と、 時間間隔をあけて設定された測定時刻毎に、前記ワーク
の穴径を間欠的に測定する穴径測定装置と、 各測定時刻間の予測穴径を算出し、かつ、前記穴径測定
装置が測定した実測穴径と予測穴径とに基づいて、前記
研削砥石の加工条件を切り換える制御装置とを備える内
面研削装置において、 前記制御装置は、研削加工を実行する毎に、連続する2
つの測定時刻の間の各時間区分における穴径の平均増加
率を算出及び記憶し、 今回の研削加工中のi番目の時間区分における予測穴径
を、前回の研削加工中のi番目の時間区分における穴径
の平均増加率に基づいて算出することを特徴とする内面
研削装置。 - 【請求項2】 前記制御装置は下記の式に基づいて、今
回の研削加工中の各時間区分における予測穴径を算出す
ることを特徴とする請求項1に記載の内面研削装置。 【数1】 - 【請求項3】 ワークの穴の内周面を研削する研削砥石
と、 時間間隔をあけて設定された測定時刻毎に、前記ワーク
の穴径を間欠的に測定する穴径測定装置と、 各測定時刻間の予測穴径を算出し、かつ、前記穴径測定
装置が測定した実測穴径と予測穴径とに基づいて、前記
研削砥石の加工条件を切り換える制御装置とを備える内
面研削装置において、 前記制御装置は、研削加工を実行する毎に、連続する2
つの測定時刻の間の各時間区分における穴径の平均増加
率を算出及び記憶し、 今回の研削加工におけるi番目の時間区分での予測穴径
を、少なくとも今回の研削加工におけるi−1番目の時
間区分での穴径の平均増加率と、今回の研削加工におけ
るi−1番目の時間区分での予測穴径の実測穴径に対す
る誤差とに基づいて算出することを特徴とする内面研削
装置。 - 【請求項4】 前記制御装置は、下記の式に基づいて、
今回の研削加工中の各時間区分における予測穴径を算出
することを特徴とする請求項1に記載の内面研削装置。 【数2】 - 【請求項5】 ワークの穴の内周面を研削する研削砥石
と、 時間間隔をあけて設定された測定時刻毎に、前記ワーク
の穴径を間欠的に測定する穴径測定装置と、 各測定時刻間の予測穴径を算出し、かつ、前記穴径測定
装置が測定した実測穴径と予測穴径とに基づいて、前記
研削砥石の加工条件を切り換える制御装置とを備える内
面研削装置において、 前記制御装置は、連続する2つの測定時刻の間の各時間
区分における穴径の平均増加率を算出及び記憶し、 今回の研削加工中のi番目の時間区分における予測穴径
を、少なくとも前回の研削加工中のi番目の時間区分で
の穴径の平均増加率、今回の研削加工におけるi−1番
目の時間区分での穴径の平均増加率、及び今回の研削加
工におけるi−1番目の時間区分終了時の予測穴径の実
測穴径に対する誤差とに基づいて算出することを特徴と
する内面研削装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13303898A JP4007679B2 (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | 内面研削装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13303898A JP4007679B2 (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | 内面研削装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11320398A true JPH11320398A (ja) | 1999-11-24 |
| JP4007679B2 JP4007679B2 (ja) | 2007-11-14 |
Family
ID=15095367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13303898A Expired - Fee Related JP4007679B2 (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | 内面研削装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4007679B2 (ja) |
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