JPS603553B2 - 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イプ心無研削盤において〜工作物の
シュ−に作用する接線力の大きさにより、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。

シュータイプ心無研削盤、即ち二つのシューで工作物の
蓬方向の位層ぎめを行い、ドライビングプレートで軸万
向の位置をきめると同時にこれにより工作物に回転を与
え、工作物とドライビング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
の岡上に多くの平担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のシュ−に作用する接線力の大きさ
を検出し、この検出した接線力の大きさが予め設定した
接線力の大きさを超えたとき信号が発せられ、この信号
によって研削送り即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
およびリャーシュー６が取付けられ、フ。ントシュー４
には、シューチツブ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、ロードセル、歪ゲージ、磁歪を
利用したゲージ等が用いられる。この実施例では圧電型
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。この圧電型ロ
ードセル７でとらえた接線力の大きさに応じた電荷を電
圧に変えるために、即ち電荷を電圧に変えるための前暦
増幅器として、チャージアンプ９が設けられており、チ
ャージアンプ９に対してリセツト信号を送信するための
りセット回路ＩＱが接続され、さらにチャージアンプ９
にはローパスフイルタ１１を介して信号増幅のための増
幅器１２が接続している。一方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「予め定めた接線力
の大きさを設定した設定電圧回路】３が設けられ、この
設定値と前記増幅器１２で増幅された信号値とを比較す
るための比較回路１４である。１５は砥石台１６を駆動
するためのパルスモータ、１７はこのパルスモータ１５
に出力信号を送るためのパルス発振器、１８はパルス発
振器１７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１４よりの信号を受信するように接続さ
れている。

１９はパルスモータ１５によって回転する送りねじ、２
川ま送りねじ亀９と螺合するめねじ機構で砥石台１６に
取付けられている。

２１は研削速度設定器である。

この装置において「工作物２をシューチップ６、８上に
セットすると共に、リセット回路１０よりリセット信号
をチャージアンプ９に発信し、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１６の接近により
砥石１による研削が開始されると、シューチツブ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１１
を通過した電圧が増幅器１２によって増幅され、比較回
路１４に入る。

この比較回路１４において、予め設定された設定電圧回
路１３よりの接線力設定値と比較される。比較回路１４
に入る信号が設定電圧回路１３より入る接線力設定値よ
り４・さし、場合、即ち工作物２が正常回転の場合には
、比較回路１４より信号は発せられず、パルス発振器１
７よりのパルスによりパルスモータ１５が駆動し、砥石
台１６は研削速度設定器２１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
く大きい切込速度による研削等の条件のもとではシュー
と工作物との闇の局部的齢付現象が生じ、接線力が増大
し、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、その結果接線力が増大し、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、接
線力が増大し、接線力設定値を超えると、比較回路１４
より信号が出て、出力ゲート回路１８に信号が伝達され
、出力ゲート回路１８は閉じられ、パルス発振器１７よ
りのパルス信号は中断されて、パルスモータ１５は停止
し、送りねじ１９の回転は止り、砥石台１６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１８よ
り後退信号が出て、パルスモータ１５の回転方向が研削
送りの場合とは逆向さとなり、送りねじ１９の逆転によ
り、めねじ機構２０を介して砥石台１６が後退させられ
る。次に示す第２の実施例は接線力の急増により一旦研
削送りを中断後、接線力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１４とパルス発振器１７の間
に切換回路２２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、接線力検出用のロードセ
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接線力は
、比較回路１４にて設定電圧と比較される。工作物によ
りシューに加えられた接線力の大きさが設定値（第４図
参照）より小さければ、パルス発振器１７よりのパルス
により、パルスモータ１５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、接線力の大
きさが設定値を超えると、比較回路１４より出力信号が
出力ゲート回路１８に入り、出力ゲート回路１８が閉じ
られて、パルスモータ１６が停止、従って砥石台も止り
、研削速度は第３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、接線力の大きさが小さくなり、設定値以
下（第４図参照）になると、比較回路１４からの信号発
信は停止（第５図参照）し、出力ゲート回路１４は開き
、パルス発振器１７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２２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３図参照）の指令がパルス発振器１７に発信
される。従ってパルス発振器１７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１４より出力
ゲート回路１８に信号が入り「出力ゲート回路１８は閉
じられて、工作物のシューへの擬付は防止される。次に
示す第３の実施例は通常の研削力で研削中、工作物の異
常回転を接線力の急増の検出によって知り、一旦研削送
りを中断し、接線力の大きさ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、接線力の大きさを取り出すため
に比較回路１４までの構成は前記二つ実施例と同機であ
る。

第６図において２３は研削力を変更するための切襖回路
、２４は研削力を一定とするための制御回路、２５は工
作物の回転速度異常が起きない程度の研削力を検出し、
この研削力を維持するためのの記憶回路、２６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ｔ，時に工作物に回転速度異常が起ると
接線力の急激な増大によってこれを検出し、比較回路１
４よりの信号によって出力ゲート回路１８が閉じられて
パルス発振器１７よりのパルスはカットされ、パルスモ
ータ１５は一旦停止し、研削送りは零となり、研削力は
低下する。そして接線力が設定値以下（第８図のｔ２時
参照）になると同時に比較回路１４よりの信号は第９図
に示されたようにＯＮからＯＦＦに変り、出力ゲート回
路１８が開き、パルスモータ１５へパルスの送信が可能
となる。この瞬間（ｔ２時）における研削力が記憶回路
２５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２３においては、調整研削力に切換
が行われる。上記の調整研削力は第７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２４
を介してパルス発振器１７に信号が送られ、パルス発振
器１７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１５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１５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１４より信号がゲート回路１８に入ってゲ
ート回路１８は閉じられパルスモーター５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ｔ
２において、比較回路１４により、表示器２６に信号が
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焼房いま、ほ
ぼ完全に防止され、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ほぼ確実に防止される
。またシュ−への暁付が防止されるので、シュ−の寿命
を正常に保つことにも役立ち装置自体も比較的簡単であ
る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図ないし第５図第２の実施例に関係する
線図で、第３図は研削速度線図、第４図は接線力の変化
を示す線図、第５図は比較回路における出力信号を示す
線図、第６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７図は研
削力の変化を示す線図、第８図は接線力の変化を示す線
図、第９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…チャージアンプ、１０・・・リセット回路、１３・
・・設定電圧回路、１４・・・比較回路、１５…パルス
モータ「 ＩＴ・・・パルス発振器、１８…出力ゲート
回路、１９・・・送りねじ、２０・・・めねじ機構、２
２・・・切換回路、２３・・・切換回路、２４…制御回
路、２５・・・記憶回路。 努１図 努２１割 亥６図 努３図 客４図 茅グ図 髪ヮ図 多８図 多ｑ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接線力を検出し、工
   作物の回転異常を、得られた接線力の大きさと予め設定
   した接線力の大きさ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も特徴とする研削盤
   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、力変換素子よりの信号を電圧に変えるたまに設け
   られた前置増幅器と、この前置増幅器１２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
   定信号と前記の前置増幅器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。 ３ 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
   ーに作用する接線力大きさを検出するための力変換素子
   と、接線力による力変換素子よりの信号を電圧信号に変
   えるために設けられた前置増幅器と、この前置増幅器に
   対してリセツト信号を送信するためのリセツト回路と、
   接線力の大きさを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の前置増幅器よりの信号とを
   比較する比較回路と、比較回路よりの信号により作動す
   るゲート回路と、比較回路よりの信号と、力変換素子よ
   りの信号により工作物に回転速度異常が起きない程度の
   研削力を検出し、この研削力を維持するための記憶回路
   とこの記憶回路および前記比較回路に接続する研削力の
   切換回路と、切換回路とパルス発振器の間に設けられた
   制御回路と、前記ゲート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。