JPS6023944B2 - ワ−ク研削制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はトラバースカット方式の研削加工において、
研削面に段差を生じないようにすると共に、その加工能
率の向上と円筒度等の加工精度の向上を計るようにした
ワーク研削制御装置に関するものである。

例えば、内面研削盤において、ワークの穴内面を研削す
る場合、切込み台に連続的な切込み送りを与え、そして
砥石テーフル、あるいはワークテーブルをレシプロケー
ション運動させる。

所謂トラバースカット方式を採用している。しかるにこ
のトラバースカット方式は、ワーク径より小さい厚さの
ワーク研削にはそれ程の問題が生じないが、ワーク径の
３倍乃至それ以上の長さに相当するワークの長穴内面を
トラバースカット方式で研削した場合、ワーク軸線方向
の内蚤寸法は第１図のジグザグ矢印線で示すように変化
し、ワークに対する砥石の挿入側ａとその反対側ｂとで
は差が生じてくる。このため、例えば第１図の線１の位
置でィンプロセス定寸装置によりワーク軽寸法をピック
アップした場合、ワーク蓬寸法の変化に伴う各定寸ポイ
ントＳ，，Ｓ２・・・の定寸信号は第２図に示すように
階段状となり、しかも図から明らかなように階段レベル
の異なる定寸信号が交互に発生することになり、また、
定寸位置をワーク軸線方向の号央部におけば一定レベル
の階段状定寸信号となる。また、第１図に示すように砥
石１がワークＷのａ側（後退端）から一部抜け出た状態
、あるいはｂ側（前進端）から突出状態にある時、ワー
ク径が目標寸法に達して切込み台が早戻しされた場合、
ワークの仕上り面は、第１図のＡＢＥ又は、ＡＳ３０で
示される形状になるためワークの加工精度、円筒度の支
障を来たさないが、しかし、砥石１がワークＷの中間部
等に位置されている時、ワーク径が目標寸法に達すると
、当然切込み台には早戻しがかけられるため、ワーク内
面は第１図に示すようにＡＢＣＤを結んだ形状となるた
め段差×を生じワークの円筒度を損うことになる。また
、上記階段状の定寸信号を用いて研削盤を切残し量制御
した場合、切残し量制御の切込み台の切込み動作は、ィ
ンプロセス定寸装置で検出される加工寸法信号と切込み
位置信号との差による切残し量（かつぎ量）が予め設定
した切残し量を保持できるように切込み駆動系の切込速
度を制御する方法をとっている。そこで、ィンプロセス
定寸装置で検出される加工寸法信号が階段状に変化する
とこの寸法変化があらわれる時点のみの間欠的な切込速
度制御となる。このような状況では、ワークの形状精度
、加工精度は全く望めないもので、ィンプロセス定寸装
置で検出される信号を平滑化し、連続的な加工寸法変化
信号とし、切込み駆動系の切込み速度を連続的制御とす
る必要があるものである。

そこで、この発明はィンプロセス定寸装置で検出される
階段状の加工寸法信号を平滑化し、この平滑信号と切込
み位置信号との差による切残し量（かつぎ量）が予め設
定した切残し量を保持できるように切込み駆動系の切込
み速度を制御すると共に、レシプロケーション機構の前
進端、あるいは後退端位置を検出し、この位置信号と仕
上定寸信号とのアンド‘こよって上記切込み駆動系の切
込み停止させるようにし、研削による段差をなくすよう
にしたワーク研削制御装置を提供するにある。

以下、この発明の実施例を第３図、第４図について説明
する。

第３図はこの発明にかかるワーク研削制御装置のブロッ
ク図を示すもので、１は略図的に示す内面研削盤を示し
、この内面研削盤１は脚２上の一側部にスライド台３を
介して設置した砥石スピンドルヘッド４と、同じく脚２
上の他側部にスライド台５を介して設置した切込み台６
とを備え、そして上記切込み台６は砥石スピンドルヘッ
ド４の移動方向と直角の方向に移動できるようになって
いると共に、胸２には切込み台６に切込み送りを与える
サーボモータ７が取付けられている。また、上記切込み
台６上には示図しないワークスピワドルヘッド‘こよっ
て把持されるワークＷがセットされている。８は切込み
台６上に設置されたィンプロセス定寸装置で、この定寸
装置８はワークＷの加工寸法を連続的に測定するように
なっている。

また９は固定テーブル５上に設置した功込み台６の切込
み位置を検出する位置検出装置であり、さらに１０は砥
石スピンドルヘッド４の砥石４ａを修正するドレッシン
グ装置でこのドレッシング装置１０は切込み台６に設置
され、砥石４ａがドレッシングされる毎に切込み台６を
送込んで砥石面に対するドレッサ先端の絶対位置を補正
するようになっている。１１はワーク研削時の切残し量
（かつぎ量）を算出するための演算回路で、この演算回
路１１には上記ィンプロセス定寸装置８から出力される
加工寸法信号が増幅器１２および平滑化回路１３を介し
て導入されるようになっていると共に、上記位置検出装
置９から出力される切込み位置信号も増幅器１４を介し
て導入され、この両者の差信号である切残し量（かつぎ
量）動を算出して比較回路１５に導入し、さらにこの比
較回路１５には切換回路１６を介して粗研および糟研の
第１および第２設定切残し量ｇ，，ｇ２を設定し、設定
信号ｇ，，母を出力する切残し量設定回路１７が接続さ
れている。

１８は上記平滑化回路１３の出力側に接続されたシュミ
ット回路で、このシュミット回路１８は、ワークＷの加
工寸法が目標寸法からできるだけ小さい一定値の研削し
ろを残す量、すなわち粗研から精研に切換わる時、第１
の信号Ｐｓ，を、また目標寸法になった時第２の信号Ｐ
ｓ２をそれぞれ送出するようになっており、そして、こ
の各信号は切襖回路１６を動作させて設定回路１７から
の各設定功残し量ｇ，，＆を比較回路１５に各別に導入
し、上記演算回路１１から導入される切残し量信号歌と
の比較により比較回路１５から出力される偏差信号をサ
ーボモータ駆動制御回路１９に導入して、サーボモータ
駆動制御回路１９を制御させ、サーボモータ７を駆動し
て比較回路１５からの偏差出力が零、すなわち設定した
切残し量ｇ，あるいは＆が保持できるように切込み台６
の切込み速度を制御するようにしてある。

また、２０は上記スライド台３のレブシロケーション運
動時におマナぬ前進端、あるいは後退端の位置を検出す
る位置検出器で、この位置信号はゲート回路２１に対し
トリガ入力として導入されるようになっていると共に、
ゲート回路２１にはシュミット回路１８からの第２の信
号Ｐｓ２が導入されるようになっており、この両信号の
アソドによってサーボモータ駆動制御回路１９に切込み
制御の停止指令を与え、同時に切込み系を早戻し動作さ
せるようにしたものである。

次に、上記のように構成されたこの発明装置の動作につ
いて説明する。

まず、粗研、および精研における各切残し量ｇ，，軸（
ｇ，》＆）を所定の値、すなわち第１段の粗研削時のｇ
，は、ワーク取代を能率良く研削し、かつ形状精度の向
上を実現できる値に、また、第２段の糟研削時における
段は、できるだけ小さし、取代を短時間で研削し、かつ
表面あらさおよび形状精度を整え、円筒度の良くする値
にそれぞれ設定する。

この状態で砥石スピンドルヘッド４をワークＷ方向に前
進させ、その砥石４ａがワークＷの研削穴内に挿入され
た状態でスピンドルヘッド４全体を一定のスト。ークで
レシプロケーション運動させる。そして切込み台のサー
ボモータ７に切込み指令を与え、切込み台６をィンフィ
ードさせる。第４図は研削時間と切込み量、ワーク径お
よび切残し量との関係を示すもので、切込み台６が−定
のギャップェリミネート速度Ｖで切込まれ、そしてワー
クＷと砥石４ａとが接触し、かつ砥石軸にある程度の榛
みが生じてワークに対する研削が開始されると、これに
よる切残し量（かつぎ量）は第４図１のように生じ、所
定の切残し量になると、ィンプロセス定寸装置８がワー
クＷの寸法測定を開始する。

この時定寸装置８から連続的に送出される加工寸法信号
は、レシプロケーション運動に伴う研削動作で第４図の
ローこ示すように階段状になるが、この加工寸法信号は
増幅器１２を通して平滑化回路１３に導入されると、そ
の出力側からは線状に変化する加工寸法信号０′となる
。

この寸法信号は演算回路１１に導入され、同時に位置検
出装置９から導入される切込み位置信号とによって両者
は減算され、その偏差信号軌は比較回路１５に供給され
る。この比較回路１５では切換回路１６を介して切残し
量設定回路１７から入力される第１設定値ｇ，と偏差信
号歌とが比較され、両者の差が零、すなわちｇ，＝敷と
なるようにサーボモー夕駆動制御回路１９およびサーボ
モータ７を作動させて切込み台６の切込み速度を制御す
る。これによりワークＷは設定回路１６で設定された切
残し量＆を維持しながら研削されることになる。この状
態でワークの加工寸法が所定値、すなわち目標寸法から
できるだけ小さい一定研削しろ（数１０ミクロン）を残
す値となってィンプロセス定寸装置８、すなわち平滑化
回路１３からの信号がシュミット回路１８を動作させる
第１の信号Ｐｓ，になると、この信号Ｐｓ，によって切
襖回路１６が動作され、比較回路１５に対し第２の切残
し設定値段を設定回路１７から供給する。

この時、切込み台６は粗研時の大きな功残し量のために
オーバフィードされているので、その切込み台６は急速
に後退し、切残し量は第２の設定切残し量ｇ２になる位
置まで後退し、あらためて切残し量ｇ２を保持する速度
で切込み台６を制御するようにサーボモータ駆動制御回
路１９が動作される。そして定寸装置８、すなわち平滑
化回路１３からシュミット回路１８を動作させる最終寸
法（目標寸法）に到達した第２の信号Ｐｓ２が発生する
と、功換回路１６は元の状態、つまり設定回路１７から
第１の切残し設定量ｇ，を比較回路１５に供給する状態
に復帰されると同時に、その第２の信号Ｐｓ２はゲート
回路２１にも導入され、そして、砥石スピンドルヘッド
４がレシプロケーション運動により前進端位置、あるい
は後退端位置に達すると、この位置検出器 ２０‘こよ
って確認され、同時に確認信号が発生し、これがゲート
回路２１に入力されると、この信号と上記シュミット回
路１８から出力される信号 Ｐｓ２とのアンドによりゲ
ート回路２１に開き、サーボモータ駆動制御回路１９に
切込み動作停止指令を与え、同時に切込み台６を早戻し
動作させる。これによりワークの研削サイクルが完了す
ることになる。なお、第４図において、曲線ｍは切込み
台６のポジショニング信号を示す。以下、同様にしてワ
ークＷが研削される毎に上述の研削動作がサィクリック
に行われ、そしてワークＷの加工寸法が目標寸法に達し
た時のシュミット回路１８からの定寸信号と、ワークＷ
に対する砥石４ａの接触位置がワーク研削穴から飛出す
前進端、あるいは後退端に達した時の砥石位置検出器２
０からの位置信号が印加されたゲート回路２１のァンド
出力によってのみ切込み系に早戻し指令が与えられ、従
って、砥石は前端進、又は後退端の検出によって戻され
るため、ワークの研削途中で砥石が止まることがないた
め、ワークに段差形状が出来ることはない。

なお、上述の実施例において、砥石スピンドルヘッド４
のレシプロケーション運動のサイクルは早い方が良く、
さらに一往復毎の切込みも小さいほど有利となる。

また、この発明は上述する内面研削のみに限らず、円筒
研削などにも適用できることは勿論であり、さらにまた
、粗研時オーバフィードした第１設定切残し量をリトラ
クションした後、第２の設定切残し量が一定となるよう
制御せずに、一定の切残し量となる位置にリトラクショ
ンし、この状態で切込み台をスパークアウトさせて研削
するようにしても良い。

以上のようにこの発明装置によれば、トラバ−ス研削さ
れる研削盤において、ィンプロセス定寸装置から発生す
る階段状の加工寸法を平滑化し、この平滑信号と切込み
位置信号との差による切残し量（かつぎ量）が予め設定
した切残し量を保持できるように切込み駆動系の切込み
速度を制御する方式を採用したため、研削盤の切残し量
制御には何等の支障を来すことがなく、ワークの形状精
度、加工精度を向上できる。

また、ワークの加工寸法が目標寸法に達したとの定寸信
号が発生しても、ワークに対する砥石の接触信号がワー
ク研削穴から飛出す前進端、あるいは後退端に達しない
限り切込み系には早戻し指令を与えないようにしたので
、ワーク研削途中における停止がないため、従来のよう
にワーク研削面に段差が生じたりすることが全くなく、
このためワークの円筒度が向上する。

【図面の簡単な説明】 第１図はトラバ−ス研削に伴う寸法変化を示す説明図、
第２図は従来における研削時間と切込み量およびリーク
径との関係を示す説明図、第３図はこの発明にかかるワ
ーク研削制御装置の一例を示すブロック図、第４図は同
じくこの発明における研削時間と切込み量、ワーク径お
よび切残し量との関係を示す図である。 Ｗ・・・・・・ワーク、３・・・・・・スライド台、４
・・・・・・砥石スピンドル、４ａ・・・・・・砥石、
６…・・・功込み台、７……サ−ボモータ、８……ィン
プロセス定寸装置、９・リ・・・切込み位置検出装置、
１１…・・・演算回路、１３・・・・・・平滑化回路、
１５・・・・・・比較回路礎、１６・・・・・・切換回
路、１７…・・・切残し量設定回路、１８・・・・・・
シュミット回路、１９・・・・・・サーボモー夕駆動制
御回路、２０・・・・・・砥石位置検出器、２１・・・
…ゲート回路である。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 砥石とワークとの間のトラバース運動とこのトラバ
   ース運動における砥石とワークの相対位置に無関係に連
   続的に切込送り運動を行なう連続切込トラバース研削を
   行なう必残し量（かつぎ量）制御形の研削盤において、
   トラバース運動時、トラバース運動方向のワークに対す
   る砥石のトラバース前進端、あるいはトラバース後進端
   を検出する砥石位置検出器と、切込台の切込み位置を検
   出する切込位置検出装置と、前記切込台の切込み送りを
   するためのサーボモータと、前記ワークの加工寸法を検
   出するインプロセス定寸装置と、前記インプロセス定寸
   装置から発生する階段状の加工寸法信号を平滑にする平
   滑化回路の出力信号と前記切込み位置検出装置の位置検
   出信号との差を演算し切残し量ｇ＿０を出力する演算回
   路と、前記演算回路の出力信号と予め粗研時および精研
   時の切残し量ｇ＿１，ｇ＿２を設定し前記いずれか一方
   の切残し量ｇ＿１，ｇ＿２を切換回路を介して出力する
   切残し量設定回路の出力信号とを受ける比較回路と、前
   記比較回路の出力を受け、前記サーボモータの切込み速
   度を制御するサーボモータ駆動制御回路と、前記平滑化
   回路と前記切換回路との間に接続され、平滑化回路の出
   力によりワークの加工寸法が目標寸法から所定の研削し
   ろを残す値になつたとき前記切残し量設定回路の切残し
   量設定信号を粗研時の切残し量ｇ＿１から精研時の切残
   し量ｇ＿２へ切換える第１の信号とワークの加工寸法が
   目標寸法になつたとき前記切残し量設定信号を粗研時の
   切残し量ｇ＿１に復帰させる第２の信号とを前記切換回
   路へ出力するシユミツト回路と、さらに前記シユミツト
   回路の第２の信号と前記砥石位置検出器の出力信号とを
   受け、前記サーボモータ駆動制御回路に切込み停止指令
   を与え前記切込台の早戻し信号をサーボモータ駆動制御
   回路からサーボモータへ出力するゲート回路とを設けて
   なるワーク研削制御装置。