(57)【要約】【課題】  教示プログラムをティーチングする際の研削中に、砥石車と加工物の間に光を通過させて「加工物における研削形状、および加工物を研削する砥石車の研削部」をスクリーンに投影させる。【解決手段】  教示プログラムをティーチングする際に、外周縁に切欠部１３が形成された砥石車１を用いることで、研削中に切欠部１３を通過した光がスクリーンＳに届くようになり、スクリーンＳには、加工物Ｗの投影像Ｗ’と、砥石車１の投影像１’とが、それぞれ明確に映し出される。このため、教示プログラムのティーチングを行なう際に、作業者は砥石車１を加工物Ｗから離す「確認工程」を実行することなく、スクリーンＳ上に明確に投影された投影像に基づいて加工物Ｗの研削を進めることができる。この技術により、教示プログラムを行なう作業者に対して熟練が要求されなくなる。【選択図】  図３
2010076038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動されて加工物を研削する砥石車と、
この砥石車の回転軸の垂直方向から、少なくとも前記砥石車による前記加工物の研削部分に光を当てる投光部を備えるとともに、少なくとも前記研削部分における前記加工物と前記砥石車を通過した透過光を投影するスクリーンを備えた投影機と、
前記スクリーンに投影された前記加工物と前記砥石車の投影像を元に前記砥石車と前記加工物の相対位置を手動操作によって変化させて前記加工物を研削し、前記加工物に対する前記砥石車の移動軌跡を教示プログラムとしてティーチング可能に設けられた制御装置とを具備し、
この制御装置にティーチングされた前記教示プログラムに従って前記砥石車を移動させて前記加工物を研削するプロファイル研削盤において、
少なくとも前記教示プログラムを前記制御装置にティーチングする際に用いられる前記砥石車には、回転軸方向から見た外周縁に、１つまたは複数の切欠部が設けられていることを特徴とするプロファイル研削盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砥石車によって研削される加工物の研削部分を投影するスクリーンを備えたプロファイル研削盤に関するもので、特に制御装置に教示プログラムをティーチング（教示）する際に用いる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
（従来技術）
従来技術を図４、図５を参照して説明する。なお、符号は、後述する実施例と同一機能物に共通符号を付したものである。
プロファイル研削盤は、ティーチングされた教示プログラムに従って砥石車１（または加工物Ｗの少なくとも一方）を移動させて加工物Ｗを研削する研削装置であって、加工物Ｗおよびこの加工物Ｗの研削を行なう砥石車１の投影を行なうスクリーンＳを用いた投影機を備える（例えば、特許文献１参照）。
投影機は、図５に示すように、加工物Ｗおよび砥石車１に光を照射する照明９、複数のレンズ２１、ミラー２２、フィルタ２３等を用いて、研削部分を通過した光をスクリーンＳに投影するものである。
【０００３】
プロファイル研削盤に教示プログラムをティーチングする方法を説明する。
教示プログラムは、手動操作によって砥石車１と加工物Ｗの相対位置を変化させて加工物Ｗを研削し、「加工物Ｗに対する砥石車１の移動軌跡」を教示プログラムとしてプロファイル研削盤にインプットされるものである。
【０００４】
教示プログラムのティーチング時に砥石車１を移動操作する具体例を説明する。
先ず、研削部分が映し出されるスクリーンＳの表面に、加工物Ｗの目標形状の目標形状線Ａが描かれたフィルムを取り付ける。
次に、スクリーンＳに投影される加工物Ｗの形状が、スクリーンＳに取り付けたフィルムの目標形状線Ａと合致するように、作業者が手動によって砥石車１を移動操作させて加工物Ｗの研削を行なう。
プロファイル研削盤は、手動による砥石車１の移動軌跡を教示プログラムとして記憶する。
【０００５】
なお、プロファイル研削盤による加工物Ｗの研削加工には、
（ｉ）砥石車１を横軸方向（以下、ｘ軸方向）と縦軸方向（以下、ｙ軸方向）に移動させて加工物Ｗを研削する場合（加工物Ｗの外形研削加工）と、
（ｉｉ）先ず、砥石車１のｙ軸方向の位置を決定し、その後はｙ軸方向への移動を停止して、砥石車１をｘ軸方向のみ移動させて加工物Ｗを研削する場合（加工物Ｗである加工刃に刃先を形成する、即ち加工刃に二番角を付ける加工）とがある。
【０００６】
（従来技術の問題点）
作業者が手動操作によって加工物Ｗを研削して「加工物Ｗに対する砥石車１の移動軌跡」の教示プログラムをティーチングする際、スクリーンＳには、加工物Ｗの投影像Ｗ’と、砥石車１の投影像１’とが、それぞれ明確に映し出されることが要求される。即ち、スクリーンＳには、「加工物Ｗにおける研削形状、および加工物Ｗを研削する砥石車１の研削部」が明確に映し出されることが要求される。
しかしながら、研削中は砥石車１と加工物Ｗとの接触部分（重なり部分を含む）が、投光部の照明９から放射された光を遮るため、図４（ｂ）に示すように（光の遮りによる影部分を、図中ハッチングで示す）、スクリーンＳ上において「加工物Ｗにおける研削形状、および加工物Ｗを研削する砥石車１の研削部」を確認することができない。
即ち、従来のプロファイル研削盤では、砥石車１を加工物Ｗから離した状態の投影像しか明確に写すことができなかった。
【０００７】
このため、作業者は、
（１）図４（ｂ）に示すように、スクリーンＳ上に表示される視認困難な視覚情報（「加工物Ｗにおける研削形状、および加工物Ｗを研削する砥石車１の研削部」を確認できない投影像）と、研削音とを頼りに、「長年の経験」と「感」に基づいて砥石車１を手動操作して加工物Ｗを少し切り込む切込工程と、
（２）一度、砥石車１を加工物Ｗから離して、図４（ｃ）に示すように、砥石車１と加工物Ｗの間に光を通過させることで加工物Ｗの「加工物Ｗにおける研削形状、および加工物Ｗを研削する砥石車１の研削部」を確認する確認工程と、
を交互に何度も、何度も繰り返し、少しずつ、少しずつ加工物Ｗを手動研削して、教示プログラムのティーチングを行なっていた。
【０００８】
そのため、従来技術では、
（ａ）教示プログラムを行なう作業者に、感とコツが要求され、結果的に長年の経験が要求される不具合、
（ｂ）少しずつ、少しずつ加工物Ｗを手動研削して教示プログラムをティーチングするため、教示プログラムのティーチングに長時間を要する不具合、
（ｃ）ティーチングされる教示プログラムは、「加工物Ｗを少し切り込む切込工程」と「確認工程」とが含まれるため、ティーチングされた教示プログラムに従って砥石車１を移動させて加工物Ｗを研削する際にも「確認工程」の動きが実行されて生産性が悪化する不具合が生じる。
【特許文献１】特開２００１−８８００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、教示プログラムをティーチングする手動操作の研削中に、砥石車と加工物の間に光を通過させて「加工物における研削形状、および加工物を研削する砥石車の研削部」をスクリーンに投影可能なプロファイル研削盤の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用するプロファイル研削盤において、少なくとも教示プログラムを制御装置にティーチングする際に用いる砥石車には、回転軸方向から見た外周縁に、１つまたは複数の切欠部が設けられている。
これにより、砥石車による加工物の研削実行中においても、回転する切欠部を通過した光がスクリーンに届く。即ち、砥石車と加工物の間に断続する光が透過し、「加工物における研削形状、および加工物を研削する砥石車の研削部」をスクリーンに明確に投影することができる。
このため、砥石車に切欠部を設けるだけで、教示プログラムのティーチングを行なう際に、砥石車を加工物から離す「確認工程」を実行する必要がなく、スクリーン上に明確に投影された「加工物における研削形状、および加工物を研削する砥石車の研削部」に基づいて砥石車の位置を手動操作して加工物の研削を進めることができる。
【００１１】
そして、教示プログラムを制御装置にティーチングする際に、「加工物における研削形状、および加工物を研削する砥石車の研削部」をスクリーンに明確に投影することができるため、次の効果を奏することができる。
（ａ）教示プログラムを行なう作業者に、感とコツが要求されなくなる。即ち、教示プログラムを行なう作業者の熟練が不要になる。
（ｂ）教示プログラムをティーチングする際に「確認工程」の必要がなくなるため、教示プログラムのティーチングの時間を短縮することができる。
（ｃ）ティーチングされた教示プログラムに従って砥石車を移動させて加工物を研削する際に「確認工程」の動きが無くなることで、生産性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
最良の形態のプロファイル研削盤は、回転駆動されて加工物を研削する砥石車と、この砥石車の回転軸の垂直方向から研削部分に光を当てる投光部を備えるとともに、少なくとも研削部分における加工物と砥石車を通過した透過光を投影するスクリーンを備えた投影機と、スクリーンに投影された加工物と砥石車の投影像を元に砥石車と加工物の相対位置を手動操作によって変化させて加工物を研削し、加工物に対する砥石車の移動軌跡を教示プログラムとしてティーチング可能に設けられた制御装置とを具備し、この制御装置にティーチングされた教示プログラムに従って砥石車を移動させて加工物を研削する。
そして、少なくとも教示プログラムを制御装置にティーチングする際に用いる砥石車には、回転軸方向から見た外周縁に、１つまたは複数の切欠部が設けられる。
【実施例１】
【００１３】
プロファイル研削盤の一例を、図１〜図３を参照して説明する。
なお、以下では、砥石車１の回転軸２の軸方向をｘ軸方向と称して説明するとともに、このｘ軸方向に直交し、且つ加工物Ｗに対して砥石車１が接近および離反する方向をｙ軸方向と称して説明する。
【００１４】
（プロファイル研削盤の概略構成）
プロファイル研削盤は、教示プログラムに従って砥石車１を移動させて加工物Ｗを研削する研削装置であって、砥石車１を回転自在に支持する砥石ヘッド３、砥石車１の回転駆動手段、砥石車１のｘ軸方向駆動手段、砥石車１のｙ軸方向駆動手段、加工物Ｗのチャック手段４、投影機、および制御装置５で構成される。
【００１５】
砥石車１は、円盤形状を呈するものであり、砥石車１の外周先端部には加工物Ｗを研削するための摩擦研摩部（砥石車１の砥石部に微粒のダイヤモンドをレジンで固着したレジンボンドダイヤモンドや、砥石車１の砥石部に微粒のダイヤモンドを電着した電着ダイヤ砥石など）が設けられている。なお、砥石車１の要部については後述する。
砥石ヘッド３は、砥石車１が取り付けられる回転軸２を回転自在に支持するものであり、砥石車１の中心部が回転軸２の先端部にボルト等の締結具６を用いて固定される。この構成によって砥石車１が砥石ヘッド３により回転自在に支持される。
【００１６】
砥石車１の回転駆動手段は、砥石ヘッド３の回転軸２を回転駆動するための装置であり、通電により回転トルクを発生する電動モータと、この電動モータの回転を回転軸２に伝達する伝達手段（ベルト等）とで構成されている。なお、電動モータによって「砥石車１が固定される回転軸２」を直接的に回転駆動するダイレクトドライブタイプを用いても良い。
【００１７】
砥石車１のｘ軸方向駆動手段は、砥石ヘッド３をｘ軸方向へ駆動する手段である。具体的に、砥石ヘッド３は、通電により回転トルクを発生するｘ軸モータ７によってｘ軸方向へ移動するものであり、ｘ軸モータ７の通電方向（ｘ軸モータ７の正回転と逆回転）と、通電量（ｘ軸モータ７の回転量）とで、砥石ヘッド３のｘ軸方向の位置制御を行なうものである。
【００１８】
砥石車１のｙ軸方向駆動手段は、砥石ヘッド３をｙ軸方向へ駆動する手段である。具体的に、砥石ヘッド３は、通電により回転トルクを発生するｙ軸モータ８によってｙ軸方向へ移動するものであり、ｙ軸モータ８の通電方向（ｙ軸モータ８の正回転と逆回転）と、通電量（ｙ軸モータ８の回転量）とで、砥石ヘッド３のｙ軸方向の位置制御を行なうものである。
【００１９】
加工物Ｗのチャック手段４は、砥石車１によって研削される加工物Ｗを常に同一位置において固定するための手段であり、加工物Ｗを脱着可能に設けている。
投影機は、砥石車１の回転軸２の垂直方向から、少なくとも砥石車１による加工物Ｗの研削部分に光を当てる照明９を有する投光部と、研削部分を通過した透過光を投影するスクリーンＳとを備え、「砥石車１によって研削される加工物Ｗ」を拡大してスクリーンＳに投影するものである（図５参照）。
【００２０】
制御装置５は、周知のコンピュータを搭載するものであり、手動操作手段（入力手段）により指示された操作内容と、制御装置５の記憶装置に記憶されたプログラムとに従って、プロファイル研削盤に搭載される電気機能部品（ｘ軸モータ７、ｙ軸モータ８等）を通電制御するものである。なお、図１中に示す符号Ｍは、操作状態を視覚表示するモニターである。
【００２１】
手動操作手段は、作業者により操作されるものであり、操作指示手段１０（例えば、キーボードやマウス等）の他に、砥石ヘッド３のｘ軸方向の位置を手動操作によって移動させるｘ軸ハンドル１１と、砥石ヘッド３のｙ軸方向の位置を手動操作によって移動させるｙ軸ハンドル１２とを備え、ｘ軸ハンドル１１およびｙ軸ハンドル１２の手動操作が、ｘ軸モータ７およびｙ軸モータ８の通電制御に変換されて、砥石ヘッド３に与えられる。
【００２２】
（教示プログラムの説明）
プロファイル研削盤は、制御装置５にティーチングされた教示プログラムに従って砥石車１を移動させて加工物Ｗを研削する。このため、制御装置５に教示プログラムをティーチングする作業が必要になる。
教示プログラムのティーチング作業を説明する。
先ず、スクリーンＳの表面に、加工物Ｗの目標形状の目標形状線Ａが描かれたフィルムを取り付ける。
次に、スクリーンＳに投影される加工物Ｗの形状が、スクリーンＳに取り付けたフィルムの目標形状線Ａと合致するように、作業者がｘ軸ハンドル１１とｙ軸ハンドル１２を手動操作することによって砥石車１を移動操作して加工物Ｗの研削を行なう。
そして、この手動研削時における砥石車１の移動軌跡（砥石ヘッド３の移動軌跡と同じ）を教示プログラムとして制御装置５の記憶装置に記憶する。
【００２３】
このように、制御装置５に教示プログラムをティーチングした後は、研削開始の指示が与えられる毎に、ティーチングされた教示プログラムに従って制御装置５がｘ軸モータ７とｙ軸モータ８を通電制御して加工物Ｗの研削を行なう。この時、制御装置５が「ティーチング時における砥石車１の移動軌跡を倣う」ことで、作業者の手動操作と同じ研削が加工物Ｗに与えられる。
【００２４】
（実施例１の特徴技術）
作業者が手動操作により教示プログラムをティーチングする際、スクリーンＳには、加工物Ｗの投影像Ｗ’と、砥石車１の投影像１’とが、それぞれ明確に映し出されることが要求される。即ち、スクリーンＳには、「加工物Ｗにおける研削形状、および加工物Ｗを研削する砥石車１の研削部」が明確に映し出されることが要求される。
しかしながら、研削中は砥石車１と加工物Ｗとの接触部分（重なり部分を含む）が照明９から放射された光を遮るため、スクリーンＳ上において「加工物Ｗにおける研削形状、および加工物Ｗを研削する砥石車１の研削部」を確認することができない｛図４（ｂ）参照｝。
【００２５】
そこで、この実施例１では、上記の不具合を解決するために、少なくとも教示プログラムを制御装置５にティーチングする際、図２に示すように、回転軸方向から見た外周縁に、複数（この実施例１では４つ）の切欠部１３を設けた砥石車１を用いている。ここで、１つの切欠部１３の幅（周方向長）は、図３（ａ）に示すように、照明９の光が切欠部１３を介してスクリーンＳに到達可能な寸法に設けられるものである。
なお、具体的な砥石車１の一例を説明する。この実施例１の砥石車１は、電着ダイヤ砥石であり、厚み（軸方向寸法）が６ｍｍ、直径が１８０ｍｍである。また、砥石車１の中心部に設けられた固定穴１４（砥石車１を砥石ヘッド３の回転軸２に固定する際に用いられる丸穴）の内径が３２ｍｍである。そして、１つの切欠部１３は、幅（周方向長）が３５ｍｍ、深さ（半径方向長）が１７ｍｍであり、この切欠部１３が砥石車１の外周縁において等間隔に４つ設けられている。
【００２６】
（実施例１の効果）
教示プログラムを制御装置５にティーチングする際に、外周縁に切欠部１３が形成された砥石車１を用いることで、図３（ａ）に示すように、砥石車１による加工物Ｗの研削実行中に、切欠部１３を通過した光がスクリーンＳに届くようになる。即ち、回転する砥石車１と加工物Ｗの間を断続して光が透過する。
その結果、図３（ｂ）に示すように、スクリーンＳには、加工物Ｗの投影像Ｗ’と、砥石車１の投影像１’とが、それぞれ明確に映し出される。即ち、スクリーンＳに「加工物Ｗにおける研削形状、および加工物Ｗを研削する砥石車１の研削部」を明確に投影することができる。
このため、教示プログラムのティーチングを行なう際に、作業者は砥石車１を加工物Ｗから離す「確認工程」を実行する必要がなくなり、スクリーンＳ上に明確に投影された「加工物Ｗにおける研削形状、および加工物Ｗを研削する砥石車１の研削部」に基づいて加工物Ｗの研削を進めることができる。
【００２７】
このように、教示プログラムを制御装置５にティーチングする際に、「加工物Ｗにおける研削形状、および加工物Ｗを研削する砥石車１の研削部」をスクリーンＳに明確に投影することができるため、次の効果を奏することができる。
（ａ）教示プログラムを行なう作業者に、感とコツが要求されなくなり、教示プログラムを行なう作業者に対して熟練が要求されなくなる。
（ｂ）教示プログラムをティーチングする際に「確認工程」の必要がなくなるため、教示プログラムのティーチングの時間を短縮することができる。
（ｃ）ティーチングされた教示プログラムに従って砥石車１を移動させて加工物Ｗを研削する際に「確認工程」の動きが無くなり、結果的に生産性を向上することができる。
【００２８】
特に、砥石車１の昇降を停止（ｙ軸方向の移動を停止）して、砥石車１をｘ軸方向のみ移動させて加工物Ｗを研削する「二番角を付ける加工」の教示プログラムを制御装置５にティーチングする際、「加工物Ｗにおける研削形状、および加工物Ｗを研削する砥石車１の研削部」がスクリーンＳに明確に投影されることで、「二番角を付ける加工」のティーチング時間を大幅に短縮することができる。
【００２９】
〔変形例〕
上記の実施例では、教示プログラムを制御装置５にティーチングする際、砥石車１を移動させて砥石車１と加工物Ｗの相対位置を変化させる例を示したが、逆に加工物Ｗを移動させて砥石車１と加工物Ｗの相対位置を変化させても良い。
上記の実施例では、教示プログラムに従って加工物Ｗの研削加工を行なう際に、砥石車１を移動させる例を示したが、逆に加工物Ｗを移動させて加工物Ｗを研削しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】プロファイル研削盤の概略構成図である。
【図２】少なくとも教示プログラムの際に用いられる砥石車の断面図および平面図である。
【図３】研削部分を透過する光の概略説明図、およびスクリーンに写される投影像の説明図である。
【図４】研削部分を透過する光の概略説明図、およびスクリーンに写される投影像の説明図である。
【図５】投影機の概略説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  砥石車
１’砥石車の投影像
２  回転軸
５  制御装置
１３  切欠部
Ｓ  スクリーン
Ｗ  加工物
Ｗ’加工物の投影像
【図１】
2010076038.tif 000003
【図２】
2010076038.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010076038.tif 000006
【図５】
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