JPS5882676A - 切込み量検出方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、砥石外周が基準位置にあることを光学系検出
器で測定し、これを基にして被研削物の切込み量を定め
る切込み量検出方法とその装置に関する。

寸法制御形−の研削盤等において、切込み量を正確に指
示することは必須要件であるが、従来技術においては不
充分であシ、かつ非能率的である欠点を有していた。

すなわち、第１図において、導電性工作物チャ特開’ｎ
５８−８２６７Ｇ（２） ツク３は往復動テーブル６に載置され、示矢ＸおよびＹ
方向に移動する。導電性の砥石１を取着する砥石軸２は
往復動テーブル６のＸ、Ｙ平面にほぼ平行して配置され
る示矢２方向に移動するようになっている。砥石１と工
作物チャック３とには切込み位置検出器４が連設されて
いる。

以上の構成において砥石１の基準位置を定めるには次の
ごとくして行っていた。

導電性の砥石１を回転させた状態で、導電性の工作物チ
ャック３に近接させる。砥石ｌと工作物チャック３との
開には切込み検出装置４により電圧が付加されているた
め１、砥石１と工作物チャック３とが接触すると切込み
検出装置４により検知することができる。これによって
、砥石１の外周ゼロ位置が定められ、工作物の寸法に合
わせて砥石１の基準位置が定められる。

この方法では、回転している砥石１と工作物チャック３
とが接触するため工作物チャック３の表面が削られる。

従って、この削り代に応じて基準位置が変化し、いちい
ち調整しなければならない５　　　　　Ｉｔ 欠点を有していた。さらに、精密位置決めを行うためＫ
は、砥石１の降下速度を遅くする必要があり、検出時間
が長くなシ１作業効率が悪くなる欠点を有していた。

本発明は、以上の欠点を解消するもので、その目的は、
砥石の外周変化にかかわらず、砥石を一定の基準位置に
位置決めし、これを基にして切込み量を指示して高精度
の研削加工を行うと共に、作業効率の高い研削を行うこ
との可能な切込み量検出方法と、その方法の実施に直接
使用する装置を提供するにある〇 本発明は、以上の目的を達成するために、発光部により
適宜の幅の光を照射し、これを受光部に受けて光量を検
出し、制御手段に検知信号を送るようにし、この照射光
１を砥石、被研削物等の障害物でさえぎシ、光幅の変化
を検知して障害物の位置を確認すると共に、砥石の動作
を制御し、かつ、砥石軸に係合する位置確認手段と前記
検知信号による制御指令によって、砥石の基準位置を定
めると共Ｋ、所定の切込み量を砥石に指示するこ６　　
　　　（ｉ とによシ精密研削をするようにした切込み量検知方法と
その装置を特徴としたものである。

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する―第２図
において工作物チャック３に厚みｄｗの被研削物５が載
置されている。今、２方向の位置Ｆにある砥石１により
被研削物５を厚みＦｌ　に仕上げる場合、まず砥石１０
基準位置Ｆ、および砥石１の外局が光幅を切る位置Ｆ、
を定め、砥石１の外周が位置Ｆ２　に到達するまでは早
送りし、その後、研削送りにより基準位ｆｌｔＦｏから
所定寸法だけはなれた位置まで被研削物を研削し、所定
の厚みＦｌ　に仕上げるようにすることにより研削効率
を高めることができるのみならず、砥石ｌの外径の変化
に関係なく、かつ、工作物チャック３の表面を研削する
ことなく精密仕上げすることが可能となる。そして、基
準位置Ｆｏ　および位置Ｆ２　を自動釣に検出し、それ
によって砥石１の動作を開側すれば、以上の機能を満足
させることができる。

第３図および第４図は基準位置ＦＯの検知手段および、
これに基づいて切込み量を指令する制御７６ 手段等を表示する。

第３図において、ペット９には往復動テーブル６が載置
され、示矢Ｙ方向に摺動する。砥石軸コラム１０はペッ
ト９に載置され、示矢Ｘ方向に摺動する。砥石軸コラム
１０には砥石軸２が片持ち支持され、砥石１を示矢２方
向に移動させる〇ペラ）９には発光部である検出器Ａ７
が配設され、これに対峙する位置に受光部である検出器
Ｂ８が配設される。そして、検出器Ａ７から照射される
光は２方向に適宜の幅を有し、往復動テーブル６の面に
平行に、かつ、砥石１の表面にほぼ直焚する方向に照射
される。なお、砥石１および往復動テーブル６上の被研
削物は検出器Ａ７と検出器Ｂ８との間に配置されるため
、検出器Ａ７からの光は砥石１および被研削物によって
さえぎられる場合が生ずる。又、図に明示していないが
、検出器Ａ７および検出器Ｂ８は共に、２方向に調整可
能の構造となっている。

第４図において、検出器Ａ７の光源７−１から出た光は
レンズ７−２を介し２方向に適宜の幅を器Ｂ８に入光す
ると、光幅に対応した出力信号が光学センサインタフェ
ース１９を介し波型整流回路加に送られる。そして、積
分器２１を介し、光幅を電圧値に変換し、アナログコン
ノぐレータ乙に出力さｔＬ６゜アナログコ／・母し−タ
田には、基準電圧回路ｎが連結される。そして積分器２
１からの電圧値が基準電圧回路部の値と一致すると、ア
ナログコンノ譬ンータるから制御盤ス、カウンタ１７．
ダート回路１５および速度変換器１６に信号が出力され
るようになっている。以上が第一の制御手段に相当する
ものである。

砥石軸２には位置確認手段であるリニアスケール１３が
取着され、これに連設するカウンタ１７および表示器６
により砥石軸２の位置を知ることがでキル。カウンタ１
７１はデジタルコン／母Ｖ−タ１８カ連結し、砥石軸２
の移動量を任意に設定することができる。なお、カウン
タ１７およびデジタルコンツクレータ１８は共に制御装
置ムに連結し、制御される。又、デジタルコンツクレー
タエ８の設定値はグー９　　　　　Ｃ＋ ト回路１５に入力されている。

ダート回路１５は砥石軸駆動モータ１１を回転、停止１
反軸させるものであり、速度変換器１６は、砥石軸駆動
モータ１１の回転速度を制御するものであ６ｏ従って、
アナログコン／４’レータおからの信号によシ、ｆ−）
回路１５および速度変換器１６が動作し、モータドライ
バ１４を介して砥石軸駆動モータ１１が作動する。砥石
軸駆動モータ１１の動作は送りねじ１２に伝わり、砥石
軸２を移動、停止する。以上が第二の制御手段に相当す
るものである。

以上の構成からなる装置の動作を第５図のタイムチャー
トに従って説明する。

まず、砥石１によシ工作物チャック３を研削し上面を仕
上げる。この位置でリニアスケール１３のカウンタ１７
をリセットし、砥石１を上昇させる。

第５図（ａ）は上昇した砥石１を示すと共に検出器Ｂ８
に入光する平行光線の関係寸法を示している。すなわち
、幅りのスリット内に平行光線が入光し、ｔｌ　　はス
リット下端から平行光線下面までの距離を示し、ｔｌは
スリット下端から平行光線上面ま１０頁 での距離を示す。そして、ｔｌは砥石１０基準位置を示
す。

砥石１が下降して、平行光線をさえぎるまでは光幅全体
が検出器Ｂ８に入光されているので第５図（ｂ）の■に
示すセンサ出力が光学センサインタフェース１９に生じ
ている。

砥石１がさらに下降し、ｔｌ　の位置で停止すると第５
図（ｂ）の＠に示すセンサ出力が生ずることになる。そ
して、Ｌｌ　をすぎて下降すると、平行光線を全くさえ
ぎるため、センサ出力はゼロとなる。

第５図（ｃ）は積分器２１の出力ΣＶを表示している。

図においてΣＶＲは砥石１が平行光線をさえぎυ始めた
ときの出力を示し、ΣＶ□は砥石１が基準位置（Ｌｘの
位置）にあるときの出力を示す。そして、ΣＶ□と同じ
値は第４図の基準電圧回路ρに設定されると共に、この
ときのカウンタ１７の表示器ｂＯ値を制御盤為にセット
する。なお、ΣＶＨと同じ値も基準電圧回路乙に設定さ
れる。

第５図（ｄ）に示すごとく、砥石１は積分器２１の出力
がΣＶＲになるまでは砥石降下速度Ｖは最高速度１１　
　　　ｃ ＶＢにて下降する。砥石１がさらに下降して、平行光線
をさえぎり、出力ΣＶＲに達すると、アナログコンパレ
ータ羽から速度変換器１６に信号が出力され、砥石軸駆
動モータ１１の回転を低くし、砥石１の降下速度マは最
高速度ＶＲから研削速度Ｖ。

に変わる。さらに砥石１を下降させ、積分４２１の出力
が砥石１０基−重位置に対応する出力ΣｖＯに達スルト
、アナログコンノ４レータｎから’ｒ−）回路１５に信
号が出力さｉ、第５図（ｄ）に示すごとく砥石１の降下
を停止する（降下速度ｖ＝０）。ここで、前記したごと
くカウンタ１７に基準位置の距離をノリセット（第５図
（ｅ〕）すると共に、第５図（ｆ）に示スコトク、デジ
タルコンノぐレータ１８に砥石１の逃げ位置（工作物チ
ャック３から砥石１の上方静止位置までの距離）をグリ
セットする。

その後、第５図（ｇ）に示すごとく、制御盤々から速度
変換器１６．ｆ−）回路１５を介し、砥石軸駆動モータ
１１を逆転し、最高速度−ｖＲにて砥石１を上方に移動
する。そして、リニアスケール１３がデジタルコンノや
Ｖ−夕１８の前記プリセット値と一致１１開Ｏａ　５８
−８．２６７Ｇ（４）したら、ｆ−）回路１５により砥
石軸駆動モータ１１の回転を停止し、砥石１を停止させ
る０以上により、砥石１と工作物チャック３との距離が
正確に把握され、砥石１の外径の変化によっても、この
関係仲変化しない。そして、一度、工作物チャック３の
表面を研削し、砥石１の基準位置をセットすれば、以後
、工作物チャック面を原則として研削する必要はない。

以上の動作では、砥石１を基準位置からもとの位置に戻
るようにしだが、これは基準位置を明確にするための動
作説明であシ、実際の被研削物の研削においては、砥石
ｌの基準位置を明確にした上で、リニアスケール１３に
砥石１の切込み量を指示し、研削することにｈる。従っ
て精、度の高（・研＾１１ができ、かつ、作業効率を高
めることができる。

第６図は本発明の別の実施例を示す。

前記の実施例（第４図）の場合には、工作物チャック３
から砥石１の基準位置を定め、この基準位置を基にして
切込み量を指示したものであるが、本“実施例は被研削
物５の表面をペースとし、この１３（１ 表面から１０ないし加μｍはなれた位置を砥石１の基準
位置とし、その後、切込み量を指示して研削を行うもの
である。これによってエアーカット時間の短縮がはから
れる。

第６図において、第４図と同一符号のものは同−物又は
同一の機能を有するものを示している。

積分器２１とアナログコンノ４レータ乙の間には、被研
削物５によって前記平行光線をさえぎることによって生
ずる出力信号をキャッチする回路が付加されている。す
なわち、積分器２１からの出力信号はオ（アンｆＡ３０
およびＡＤコンバータ３１を介し、デジタル値でメモリ
具に記憶される。この記憶値をＤＡコンバータ３２を介
してオペアンｆＢ３３に入力する。オペアン７’Ｂ３３
に杜、さらに出力変位１０ないし加μｍＶに相当する電
圧が基準電圧回路ｎから入力されている。従って、オイ
アングＢ３３から、この両者を加算したものがアナログ
コン／母し−タ簡に入力される。

工作物チャック３に載置された被研削物５によ被研削物
５の表面の凹凸によシ、さえぎシ方は一様でない。今、
リミットスイッチＡ３５とリミットスイッチＢ３６を設
置し、工作物チャック３と共に移動するドッグｍによっ
て被研削物５を移動させる。以上の状態が第７図（ａ）
および（ｂ）に示されている。被研削物５の移動によシ
、検出器Ｂ８の入光がさえぎられるので、第７図（ｃ）
のごとく光学センサインタフェース１９のセンサ出力が
変化する。ここで実線（イ）は平行光線を被研削物５で
さえぎらないときのセンサ出力を示し、点線（切はさえ
ぎったときのセンサ出力を示す。

この出力変化は第７図（ｄ）に示すごとく、波型整形回
路加を介し、積分器２１に入力する。すなわち、電圧Σ
ｖｏからΣｖｌまでの電圧変化が示される。今、Σｖ０
をゼロメルトとし、ΣＶ、−Σｖｏの最大値を求めこれ
を２７ｍとする。このΣＶｍの電圧変化を反転させたも
のがオ（アンプＩから出力される（第７図（ｓ）に示す
）。この出力信号はＡＤコ／パータ３１を介しデジタル
値に変換され、メモリ３４に記憶さ１０ないし加μｍＶ
の電圧を加算したものが入力される。ここでＩＯないし
加μｍＶの電圧値は被研削物の表面粗さを考慮して定め
たものである。

次に、前記実施例と同様に砥石１を下降させる。

その場合の積分器２１の出力が第７図（ｆ）に示される
。

そして、砥石１が平行光線をさえぎるときの積分器出力
をΣＶａとし、この値を基準電圧回路ｎに記憶させてお
く。砥石１は積分器出力ΣＶがΣＶ＠になるまでは第７
図（ｇ）に示すごとく最高速度ＶＲにて下降する。積分
器出力ΣＶがΣｖｌＩになると、アナログコンパレータ
乙からダート回路および速度変換器１６に信号が出力さ
れ砥石軸駆動モータ１１の回転を下げ、砥石１の速度Ｖ
を研削速度Ｖｓに変える（第７図瞳〕に示す）。

さらに砥石１が下降し、前記したΣＶｍに１０ないし加
μｍＶを加算した積分器出力ΣＶａに到達すると、アナ
ログコンパレータｎから信号がｆ−）回路１５に出力さ
れ（第７図（ｈ）に示す）、砥石１は停止する。

これが−石１の基準位置を示す。この基準位置は前記実
施例と同様にリニヤスケール１３のカウンタ１７に指示
され、表示器６に表示される０次に、制御盤冴からデジ
タルコン・ぐレータ１８に砥石切込み量をノリセットし
、第７図（ｊ）に示すごとく研削速度ｖａで砥石１を下
降させる。そして、カウンタ１７の直がデジタルコン／
？　Ｖ−夕１８の値と一致すると第７図（１）に示すご
とく信号が発せられ、砥石１は停止する。

以上の砥石１の動きに同調し、被研削物５はリミットス
イッチ７Ａ３５とすｉシトスイッチＢ５６１Ｓｌ［一往
復動し、研削される。

以上の動作により、砥石１は被研削物５に近接するまで
早送りで下降するので、エアーカット時間を短縮でき、
かつ、基準位置から切込み量を定めて研削するため、高
精度の研削をすることができる。そして、従来技術に比
較して１０倍以上の加工精度を上げることが可能となっ
た。

以上の説明によって明らかのごとく、本発明によれば、
高精度の研削が可能となると共に、エアーカット時間が
短縮でき、作業効率が向上できる効果をとげることがで
きる。

７４

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術の切込み量検出方法を示す説明図、第
２図は本発明実施例の砥石基準位置と砥石の切込み動作
を説明する説明図、第３図は本発１・・・砥石、２・・
・砥石軸、３・・・工作物チャック、５・・・被研削物
、６・・・往復動テーブル、７・・・検出器Ａ、７−１
・・・光源、７−２・・・レンズ、８・・・検出器Ｂ、
９・・・ベット％１０・・・砥石軸コラム、１１・・・
砥石軸駆動モータ、１２・・・送シねじ、　１３・・・
リニアスケール、１４・・・モータドライバ、１５・・
・ｒ−ト回路、１６・・・速度変換器、１７・・・カウ
ンタ、１８・・・デソタルコ７）４レータ、１９・・・
光学センサインタフェース、加・・・波形整形回路、２
１・・・積分器、ｎ・・・基準電圧回路、乙・・・アナ
ログコンパレータ、冴・・・制御盤、２５・・・表示器
、Ｉ・・・オペアン７’Ａ、３１・・・ＡＤコンバータ
、３２・・・ＤＡコンバータ、羽・・・オ（アングＢ、
３４・・・メモリ、あ・・・リミットスイッチＡ、３６
・・・リミットスイッチＢ１３７・・・ドッグ。 代理人　弁理士　秋　本　正　実 第１図 第２図　　６ Ｆ〉ヒ２ンｄ、１／ンヒ１ 第３区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｘ、Ｙ平面を有するテーブルと、このＸ、Ｙ平面に
   平行する細心を有し、ｘ、ｙ平面に直交する向き（２方
   向）に移動する砥石とを有する研削装置の切込み量検出
   方法において、励記２方向に適宜の幅をもつ光を前記Ｘ
   、Ｙ千面平面行に、かつ、前記砥石表面にほぼ直交する
   向に照射し、この照射光線を前記砥石および前記テーブ
   ルに載置する被研削物等の障害物によシさえぎシ、前記
   照射光線の光幅を変化させ、この光幅変化の検知信号に
   よって前記障害物の２方向の位置を確認すると共に、前
   記砥石の動作を制御し、かつ、２方向に定めた前記砥石
   の基準位置を基にして、所定の切込み量を指示して被研
   削物を研削仕上げするようにした切込み量検出方法。 ２、　前記砥石の動作制御は、該砥石外周が前記照射光
   線の光幅をさえぎるまでは、砥石を早送シで送り、光幅
   をさえぎったのちは微少送りに移行２頁 し、被研削物を所定寸法に研削し、その後逆方向に早戻
   シするようなものであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の切込み量検出方法。 ３、Ｘ、Ｙ平面を有するテーブルと、このＸ。 Ｙ平面に平行する細心を有し、Ｘ、Ｙ平面に直交する向
   き（２方向）に移動する砥石とを有する研削装置におい
   て、前記２方向に適宜の幅をもつ光を前記ｘ、ｙ平面に
   平行に、かつ、前記砥石表面にほぼ直交する向きに照射
   する発光部と、この発光部に対峙して配設され、前記照
   射光線を受光する受光部と、前記発光部と受光部との間
   にある前記砥石および被研削物によって遮断された前記
   光幅の量を検知し、この検知信号によって前記砥石の動
   作を制御する第一の制御手段と、前記砥石の２方向位置
   を確認する位置確認手段と、この位置確認手段と前記第
   一制御手段の指令とにょシ前記砥石の基準位置を定め、
   この基準位置から所定の切込み量だけ砥石を移動させる
   第二の制御手段とを備えることを特徴とする切込み量検
   出装置。 ４、　前記砥石の基準位置の決定が、前記チー！３１ ルのＸ、Ｙ面を基準とした２方向の所定位置に前記砥石
   外周が到達したことを前記光幅の変化により検出して定
   めたものであることを特徴とする特許請求の範８１１１
   ２項記載の切込み量検出装置。 ５、　前記砥石の基準位置の決定が、前記テーブルに載
   置する被研削物の表面から所定寸法だけ離れた位置に前
   記砥石外周が到達したことを前記砥石および被研削物に
   よる前記光幅の変化により検出して定めたものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の切込み量検
   出装置。