JPS603552B2 - 研削盤の制御方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はシュータィプ心無研削盤において、工作物と
シューとの闇における摩擦係数の大きさにより、研削送
りを調整する研削盤の制御方法およびその装置に関する
ものである。

シュータィプ心無研削盤、即ち二つのシューで工作物の
径方向の位層ぎめを行い、ドライバープレートで軸方向
の位置をさめると同時にこれにより工作物に回転を与え
、工作物とドライバープレートとを密着させるためには
、例えばマグネットを利用する方法がとられているシュ
ータィプ心無研削盤において、円形工作物を生産ライン
で多量に生産する際、特に高能率で生産する際には、そ
こで生産された工作物の中、研削した周上の一部分に平
担に研削されたものが入ることがある。

この部分は時として研削やけが生じている。また工作物
の周上に多くの平坦部ないしウェーブ状のマークが発生
し、その部分を見ると同様に研削やけが発生しているこ
とがある。上記のように円形工作物の一部分が平坦に研
削され、研削やけが生ずることは、通常は極めて希れで
あるが、その製品の性能は致命的な影響をもつもので、
例えば軸受リングの研削において、外周面に平坦部が発
生した場合、軸受リングとしては不良品であり、必ず除
去すべきものであり、このような不良品の発生は、皆無
にすべきものである。

一方能率は極限へと指向の過程にあり、そうなるとその
発生の頻度も高くならざるを得ない。上記のような工作
物の欠陥が生じないように研削中における研削抵抗に制
限をもうける方法も案出されたが、この方法によっては
工作物とシューとの間のデリケートな接触状況等に影響
される前記のような欠陥の発生を防ぐためには、極端に
研削抵抗を下げておかないと予防の目的を十分に果せな
いと云う欠点があった。この発明は上記のような欠点を
除去するためになされたもので、研削中における工作物
とシュー間における摩擦係数の大きさを検出し、この摩
擦係数の大きさが予め設定した摩擦係数値を超えたとき
信号が発せられ、この信号によって研削送り則ち研削送
り速度あるいは研削力を制御する研削盤の制御方法およ
び制御装置である。

次にこの発明の第１の実施例について説明する。

図において「１は工作物２を研削するための砥石、３は
シューホルダで、このシューホルダ３にはフロントシュ
ー４およびリヤーシュ−５が取付けられ、フロントシュ
ー４には、シューチツプ６が工作物２の外周面に接する
ように設けられており、リャーシュー５には力変換素子
７を介してシューチップ８が取付けられている。前記の
力変換素子７はシューチップを介してシューにかかる力
を検出するための検出器で〜〇−ドセル、歪ゲージ、磁
歪を利用したゲージ等が用いられる。この実施例では庄
電型ロードセルを使用しているが、この圧電型ロードセ
ルは三方向の力を検出することが可能である。この庄電
型ロードセルＴでとらえた接線力および法線力の大きか
に応じた電荷を電圧に変えるために「即ち電荷を電圧に
変えるための前層増幅器として、それぞれチャージアン
プ９およびチャージアンプ１０が設けられており、各チ
ャージアンプに対してｌｊセット信号を送信するための
ｌｊセット回路１１が接続され「さらに各チャージアン
プにはローパスフイルタ１２，１３を介して信号増幅の
ための増幅器１４７１５が接続し、この増幅器には接線
力の大きさにもとずく信号を法線力の大きさにもとずく
信号で割算するための演算回路１６が接続している。ま
たシューチツプの材質、工作物の材質や研削速度等を考
慮して、予め定めた摩擦係数の大きさを設定した設定電
圧回路１７が設けられ、この設定値と演算回路１６から
の信号値を比較するための回路が比較回路１８である。
１９は砥石台２０を駆動するためのノＶレスモータ、２
１はこのノｆルスモータ１９に出力信号を送るためのパ
ルス発振器、２２はパルス発振器２１よりの出力信号を
制御するための出力ゲート回路で、比較回路量８よりの
信号を受信するように接続されている。

２３はパルスモータ１９によって回転する送りねじ、２
４は送りねじ２３と螺合するめねじ機構で砥石台２０１
こ取付けられている。

２５は研削速度設定器である。

この装置において「工作物２をシューチツプ６、８上に
セットすると共にもリセット回路１１よりリセツト信号
を各チャージアンプ９，１０１こ発信し、図示を省略し
た駆動軸により回転させられる工作物２が砥石台２９の
接近により砥石１による研削が開始されると「シューチ
ツプ８を介してロードセル７により検出された接線力は
チャージアンプ９によって電圧に変換され、ローパスフ
ィルタ１２を通過した電圧が増幅器１２によって増幅さ
れ、演算回路１６に入る。

一方ロードセル７によって検出された法線力はチャージ
アンプ亀０によって電圧に変換され、ローパスフィルタ
１３を通って増幅器量５によって増幅されてから、演算
回路１６に入り、ここで割算が行われ、さらに比較回路
１８において、予め設定された設定電圧回路１７よりの
摩擦係数値と比較される。比較回路１８に入る信号が設
定電圧回路１７より入る塵漆係数値より小さい場合、即
ち工作物２が第３図におけるような正常回転の摩擦係数
値の場合には「比較回路ｉ８より信号は発せられず、パ
ルス発振器２畳よりのパルスによりパルスモータ１９が
駆動し、砥石台２０‘ま研削速度設定器２５によって設
定された一定速度で進行し、研削送りが続行される。し
かしシューと工作物との外周面との接触状態が悪く、工
作物の速度が早く、大きい籾込速度による研削等の条件
のもとではシューと工作物との間の局地的焼付が生じ、
シュ−と工作物との摩擦係数がある値以上になることに
より回転速度異常が起きたり、シューと工作物との接触
状態が良く工作物の回転速度が比較的遅く、ドライビン
グプレートの着磁力が弱く、早い切込速度による研削等
条件においては工作物の回転速度異常（高速回転）が生
じ、その結果摩擦係数が増大し、回転速度異常に至る場
合があり、このような回転速度異常との関連のもとに、
摩擦係数が急激に上昇（第３図参照）し、摩擦係数設定
値を超えると比較回路１８より信号が出て、出力ゲート
回路２２に信号が伝達され、出力ゲート回路２２は閉じ
られ、パルス発振器２１よりのパルス信号は中断されて
、パルスモータ１９は停止し、送りねじ２３の回転は止
り、砥石台２０の研削送り速度は零となり、研削送りは
中断される。

この中断により、研削力は急激に減少するので、工作物
のシューへの暁付は防止される。次にゲート回路２２よ
り後退信号が出て、パルスモータ１９の回路方向が研削
送りの場合とは逆向さとなり、送りねじ２３の逆転によ
り、めねじ機構２４を介して砥石台２０が後退させられ
る。次に示す第２の実施例は摩擦係数の急増により一旦
研削送りを中断後、摩擦係数が設定値以下になったとき
最初の研削送り速度より遅い速度で再び研削を行う場合
で、研削送り調整用回路として、出力ゲート回路に加え
前記第１の実施例の比較回路１８とパルス発振器２１の
間に切換回路２６を設けたもので、ブロック図のみを示
し、工作物の支持機構や砥石台、摩擦係数の検出用のロ
ードセル等の図示は省略している。

この実施例においても、第１の実施例同様、ロードセル
により検出された法線力と接線力の演算が行われ、比較
回路１８にて設定電圧と比較される。工作物とシューと
の間の摩擦係数値が設定値（第５図参照）より小さけれ
ば、パルス発振器２１よりのパルスにより「パルスモー
タ１９が駆動し、一定速度の研削が行われるが、工作物
に回転速度異常が生じ、摩擦係数値が設定値を越えると
、比較回路１８より出力信号が出力ゲート回路２２に入
り、出力ゲート回路２２が閉じられて、パルスモータ１
９が停止、従って砥石台も止り、研削速度は第４図に示
されたように設定速度１から零に低下する。

送りが中断し、摩擦係数値が低下し始め、設定値以下（
第５図参照）になると、比較回路１８からの信号発信は
停止（第６図参照）し、出力ゲート回路２２は開き、パ
ルス発振器２１よりパルスを通過させ得る状態となる。
このとき切換回路２６からは、工作物が回転速度異常を
起した設定研削速度１より少し遅い速度の設定研削速度
２（第４図参照）の指令がパルス発振器２１に発信され
る。従ってパルス発振器２１からは、異常検出前より少
し、パルス発振が行われ、再び研削送りが開始されるが
、その速度は、設定研削速度１より遅いものであり、こ
の状態で研削が行われれば、工作物の回転速度異常は殆
ど起ることなく、研削が完了する。しかし万一工作物の
回転速度異常が起れば、再び比較回路１８より出力ゲー
ト回路２２に信号が入り、出力ゲート回路２２は閉じら
れて「工作物のシューへの暁付は防止される。次に示す
第３の実施例は通常の研削力で研削中、工作物の回転速
度異常を摩擦係数の急増の検出によって知り、一旦研削
送りを中断し、摩擦係数値が設定値以下になったとき、
最初に設定した通常の研削力より４・さし、研削力で再
び研削を行う場合で、摩擦係数を取り出すために比較回
路１８までの構成は前記二つ実施例と同様である。

第７図において２７は研削力を変更するための切換回路
、２８は研削力を一定とするための制御回路、２９は記
憶回路で、出力ゲート回路２２と共に研削送り調整用回
路を構成している。３０は設定研削力の低減の必要を知
らせるための表示器である。

この実施例においては最初設定研削力で研削を行うが、
この研削力で研削中ち時に工作物に回転速度異常が起る
と摩擦係数の急増によってこれを検出し、比較回路１８
よりの信号によって出力ゲート回路２２が閉じられてパ
ルス発振器２１よりのパルスはカットされ、パルスモー
タ１９は一旦停止し、研削送りは零となり、研削力は低
下する。そして摩擦係数値が設定値以下（第９図のｔ２
時参照）になると同時に比較回路１８よりの信号は第１
０図に示されたようにＯＮからＯＦＦに変り、出力ゲ
ート回路２２が開き、パルスモーター９へパルス送信が
可能となる。この瞬間（ｔ２時）における研削力が記憶
回路２９に記憶される。（この研削力を調整研削力と呼
称する）同時に切換回路２７においては、調整研削力に
切襖が行われる。上記の調整研削力は第８図からもわか
るように設定研削力より小さい研削力であり、制御回路
２８を介してパルス発振器２１１こ信号が送られ、パル
ス発振器２１より調整研削力としてのパルス発振が行わ
れ、パルスモータ１９が駆動し、送りねじ「めねじ機構
を介して再び研削送りが開始され以後調整研削力で研削
が続行される。

この状態で研削が完了すれば、パルスモーター９は逆転
し、次に工作物を取出すことになるが、万一上記の調整
研削力で研削中に再度工作物に回転速度異常が起れば、
再び比較回路１８より信号がゲート回路２２に入ってゲ
ート回路２２は閉じられ、パルスモータ１９は止まり、
研削送りは中止される。またこの装置では、前記の時刻
ｔ２において、比較回路１８により、表示器３川こ信号
が入り、設定研削力の修正の必要を知らせる。即ち工作
物の回転速度異常は最初の設定研削力が不適切なために
生じたものであるから、次のサイクルでも再び発生する
可能性がある。従って次のサイクルでは、設定研削力を
少し低下させて工作物の回転速度異常を防止する。以上
の実施例においては、駆動機構としてはいずれもパルス
モータを駆動源とする送りねじ機構を示したが駆動機構
としては油圧シリンダを使用し、これに供給する油量を
調整して、研削送りを調整することも可能である。

この発明の装置によれば、工作物の回転速度異常による
シューへの暁付や工作物自体の発熱による糠房いま、ほ
）、完全に防止され、研削速度をあげて能率的な研削を
行うことが可能であり、工作物自体は上記のように回転
速度異常による外周面の品質低下は確実に防止される。
またシューへの焼付が防止されるので、シューの寿命を
正常に保つことにも役立つ等の有用な特長をもっている
。

【図面の簡単な説明】 第１図および第２図はそれぞれこの発明の実施例を示す
もので、第１図は工作物支持機構と砥石台を模型的に示
し、制御回路はブロック線図で示した第１の実施例の概
略図、第２図は第２の実施例を示し、工作物支持機構や
砥石台は省略し、制御用のブロック線図のみを示したも
のであり、第３図は工作物がシューにセットされてから
研削完了までの工作物とシュ−との間の摩擦係数の変化
を示す線図、第４図ないし第６図は第２の実施例に関係
する線図で、第４図は研削速度線図、第５図は摩擦係数
の変化を示す線図、第６図は比較回路における出力信号
を示す線図、第７図以下はこの発明の第３の実施例を示
し、制御回路はブロック線図で示したものであり、第８
図は研削力の変化を示す線図、第９図は摩擦係数の変化
を示す線図、第１０図は比較回路における出力信号を示
す線図である。 符号の説明 １．．．砥石、２・・・工作物、４・・・フロントシュ
ー・５・・・リャーシュー、７・・・力変換素子、９，
１０…チャージアンプ、１１・・・リセット回路、１６
・・・演算回路、１７・・・設定電圧回路、１８・・・
比較回路「１９…パルスモータ、２１・・・パルス発振
器、２２・・・出力ゲート回路、２３・・・送りねじ、
２４・・・めねじ機構、２６・・・切換回路、２７・・
・切換回路、２８・・・制御回路、２９・・・記憶回路
。 第１図 多２図 券３図 努４図 券５図 多６図 多７図 第８図 努ｑ図 努′０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工作物の一方の端面に当接して工作物を回転させる
   ドライビングプレートと、工作物の外周面を支承するシ
   ユーとを備えたシユータイプ心無研削盤において、工作
   物研削中におけるシユーに作用する法線力、接線力を検
   出し、工作物とシユーの間における摩擦係数を前記法線
   力による接線力の割算値として検出し、工作物の回転速
   度異常を、得られた摩擦係数値と予め設定した摩擦係数
   値との比較により検出し、この検出信号により、研削送
   りを調整することを特徴とする研削盤の制御方法。 ２ 工作物の一方の端面に当接して工作物を回転させる
   ドライビングプレートと、工作物の外周面を支承するシ
   ユーとを備えたシユータイプ心無研削盤において、シユ
   ーに作用する法線力および接線力の大きさを検出するた
   めの力変換素子と、力変換素子よりのそれぞれの信号を
   電圧信号に変えるために個別に設けられた前置増幅器と
   、各々の前置増幅器に対してリセツト信号を送信するた
   めのリセツト回路と、接線力の大きさに基ずく信号を法
   線力の大きさに基ずく信号で割算するための演算回路と
   、摩擦係数の大きさを予め設定した設定電圧回路と、設
   定電圧回路の設定信号と前記演算回路よりの信号とを比
   較する比較回路と、比較回路よりの信号により作動する
   研削送り調整用回路と、この研削送り調整用回路からの
   信号で動作する駆動機構とを備えた研削盤の制御装置。