(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削部の幅よりも小さい幅の砥石を用いて研削する研削方法において、予め記憶された砥石の幅寸法データを用いて、砥石の両端面により工作物の両端面の研削を行い、研削した前記工作物の両端面間の距離を測定し、この測定した距離に基づいて前記予め記憶された砥石の幅寸法データを補正し、補正した砥石の幅寸法データと測定した工作物の両端面間の距離に基づいて、次回の端面研削時における砥石と工作物の相対移動量を求めるようにしたことを特徴とする研削方法。
【請求項２】
研削部の幅よりも小さい幅の砥石を用いて研削する研削方法において、予め記憶された砥石の幅寸法データを用いて、砥石の両端面により工作物の両端面の研削を行い、研削した前記工作物の両端面間の距離を測定し、この両端面間の距離および、前記研削時における砥石と工作物の相対移動量の差に基づいて現在の砥石の幅寸法を演算し、前記予め記憶された砥石の幅寸法データを前記現在の砥石の幅寸法に更新し、更新した現在の砥石の幅寸法データと測定した工作物の両端面間の距離に基づいて、次回の端面研削時における砥石と工作物の相対移動量を求めるようにしたことを特徴とする研削方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒部に隣接して段部を有する工作物の端面を研削する研削方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
研削部の幅よりも小さい幅の砥石を用いて円筒部に隣接して段部を有する工作物、例えばクランクシャフトのジャーナル部とその両端面を研削する場合には、砥石の外周面でジャーナル部を研削するとともに、工作物の軸線方向に砥石を移動させて砥石の両端面でジャーナル部の両端面の研削を行う。
【０００３】
この場合、予め砥石の幅寸法データを記憶しておき、ジャーナル部の仕上げ寸法と砥石の幅寸法データの差から研削時の砥石の移動量を求めて研削を行っているので、砥石の幅寸法データを正確に管理しないと高精度な端面研削を行うことができない。
砥石の両端面により端面研削を繰り返すと砥石の両端面は少しずつ摩耗し、記憶されている砥石の幅寸法データと実際の幅寸法が一致しなくなり、やがては仕上げ寸法が公差に収まらなくなるので、従来は、接触検知によるツルーイングによって予め記憶されている砥石の幅寸法データの更新を行い、更新された砥石の幅寸法データを用いて次回の端面研削を行っている。つまり、ツルーイングの前後に接触検知を行って求めた砥石端面位置の差からツルーイング後の砥石幅の減少量を求め、砥石の幅寸法データを更新するようにしている。そして、工作物の仕上げ寸法が公差に収まる範囲のある一定数の工作物を研削後、ツルーイングを行うようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
仕上げ寸法の公差が厳しい工作物を研削する場合には、ツルーイング終了後、次回のツルーイングまでの間（以下、ツルーイングインターバルと称する）に、仕上げ寸法が公差に収まらなくなることがあるので、これを防ぐためにツルーイングインターバルを短くして、仕上げ寸法が公差に収まらなくなる前に次のツルーイングを行えばよい。しかしながら、ＣＢＮ砥石はその砥石層が薄いため、ツルーイングインターバルを短くしてツルーイングの頻度を増すと、砥石寿命が短くなり、高価なＣＢＮ砥石ではツールコストが増大するという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、請求項１のものについては、予め記憶された砥石の幅寸法データを用いて、砥石の両端面により工作物の両端面の研削を行い、研削した前記工作物の両端面間の距離を測定し、この測定した距離に基づいて前記予め記憶された砥石の幅寸法データを補正し、補正した砥石の幅寸法データと測定した工作物の両端面間の距離に基づいて、次回の端面研削時における砥石と工作物の相対移動量を求めるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２のものについては、予め記憶された砥石の幅寸法データを用いて、砥石の両端面により工作物の両端面の研削を行い、研削した前記工作物の両端面間の距離を測定し、この両端面間の距離および、前記研削時における砥石と工作物の相対移動量の差に基づいて現在の砥石の幅寸法を演算し、前記予め記憶された砥石の幅寸法データを前記現在の砥石の幅寸法に更新し、更新した現在の砥石の幅寸法データと測定した工作物の両端面間の距離に基づいて、次回の端面研削時における砥石と工作物の相対移動量を求めるようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
（作用）
請求項１においては、予め記憶された砥石の幅寸法データを用いて工作物の端面研削を行い、研削した両端面間の距離を測定する。そして、測定した距離に基づいて予め記憶された砥石の幅寸法データを補正し、そのデータを用いて次回の端面研削を行う。
【０００８】
請求項２においては、予め記憶された砥石の幅寸法データを用いて工作物の端面研削を行い、研削した両端面間の距離を測定する。そして、この測定値および端面研削時の砥石と工作物の相対移動量の差から予め記憶された砥石の幅寸法データを更新し、そのデータを用いて次回の端面研削を行う。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１において、ベッド１０には第１サーボモータ１６により図中上下方向（Ｘ軸）に進退移動される砥石台１４と、第２サーボモータ１８により図中左右方向（Ｚ軸）に往復移動されるテーブル１１とが設けられている。
【００１０】
砥石台１４には砥石駆動用モータ１５により回転駆動される砥石２４がＺ軸と平行な軸線回りに回転可能に支持されている。この砥石２４は図２に示すように円板２４ｂの外周に超硬質のＣＢＮ砥粒の砥石層２４ａが設けられており、外周面である第１砥石面２５ａと両端面である第２砥石面２５ｂおよび第３砥石面２５ｃから成っている。そして、砥石２４の幅は後述の工作物Ｗの研削幅よりも小さい幅に設定されている。
【００１１】
また、砥石台１４には端面測定装置６０が取付けられており、端面測定装置６０は測定対象と接触して接触信号を出すためのプローブ６１と、プローブ６１を支持する測定ヘッド６２とから成り、研削中は他の部品との干渉を避けるため、旋回モータ６３によりＺ軸と平行なＯ軸回りに旋回して図中点線の位置に退避される。
【００１２】
テーブル１１には主軸台１３と心押台１２が対向して設けられており、クランクシャフト等の工作物Ｗが主軸台センタ１３ａと心押台センタ１２ａに両端を支持されている。この工作物Ｗは図略の主軸駆動用モータにより回転駆動される主軸１３ｂに取付けられた駆動ピン１３ｃによって回転駆動されるようになっている。
【００１３】
主軸台１３には砥石修正装置４０と接触検知装置５０が設けられている。砥石修正装置４０にはツルア４１が取付られており、ツルア４１は図２に示すように、第１砥石面２５ａ用の第１修正研削面４１ａ、第２砥石面２５ｂ用の第２修正研削面４１ｂ、第３砥石面２５ｃ用の第３修正研削面４１ｃにより構成され、ツルア駆動用モータ４２によって回転駆動されるようになっている。
【００１４】
接触検知装置５０は、主軸台１３にＡＥセンサ５１を介して検知ピンヘッド５２が取付られ、検知ピンヘッド５２には図２に示すように第１砥石面２５ａ用のＸ軸方向に突出した第１検知ピン５３ａ、第２砥石面２５ｂおよび第３砥石面２５ｃ用のＺ軸方向に突出した第２検知ピン５３ｂおよび第３検知ピン５３ｃが設けられている。
【００１５】
数値制御装置３０はＣＰＵ３１と、種々のプログラムやデータが記憶されたメモリ３２と、インターフェース３３、３４とから構成されており、インターフェース３３にはエンコーダ１７、１９、モータ駆動回路２０、２１が接続され、インターフェース３４には入出力装置２２、接触検知装置５０の接触信号の増幅装置２３、端面測定装置６０が接続されている。前記メモリ３２には研削プログラム、砥石修正プログラム、砥石の径および幅寸法データ（図２のＲ０およびＬ０）、段差データ（図２のＨ１、Ｈ２、Ｈ３）等が記憶されている。また、前記入出力装置２２にはデータの入出力を行うキーボード、データの表示を行うＣＲＴ等の表示装置が備えられている。
【００１６】
第１サーボモータ１６と第２サーボモータ１８に接続されている各モータ駆動装置２０、２１は、数値制御装置３０から制御信号が入力されるように接続されており、第１サーボモータ１６と第２サーボモータ１８の各エンコーダ１７、１９は、砥石台１４のＸ軸方向の位置およびテーブル１１のＺ軸方向の位置を検出し、それを数値制御装置３０に入力するようになっている。
【００１７】
上記構成の研削盤により、クランクシャフト等の工作物Ｗのジャーナル部Ｊとその両端面Ｊ１、Ｊ２を研削する場合には、予め砥石２４の幅寸法データＬ０を記憶しておき、ジャーナル部Ｊの仕上げ寸法Ｈ０と砥石２４の幅寸法データＬ０の差から研削時における砥石２４の移動量（Ｈ０−Ｌ０）を求めて研削を行う。このようにして、予め記憶されている砥石２４の幅寸法データＬ０を用いて砥石２４の両端面２５ｂ、２５ｃにより工作物Ｗの端面研削を繰り返すと、砥石２４の両端面２５ｂ、２５ｃが摩耗し、予め記憶されている砥石２４の幅寸法データＬ０と実際の幅寸法が一致しなくなる。そして、やがてはデータ上での仕上げ寸法Ｈ０と実際に研削された寸法が一致しなくなり、実際の研削寸法が公差に収まらなくなり、工作物Ｗの端面研削が正確に行えなくなるので、砥石２４の幅寸法データＬ０を正確に管理する必要がある。
【００１８】
次に、この砥石２４の幅寸法データＬ０を正確に管理して、高精度な端面研削を実施する方法について、図３、４に基づいて説明する。
まず、予め記憶されている砥石２４の幅寸法データＬ０を用いて工作物Ｗのジャーナル部Ｊとその両端面Ｊ１、Ｊ２に対して、仕上げ寸法Ｈ０からある一定量研削代を残した試研削を行う。
【００１９】
ジャーナル部Ｊとその両端面Ｊ１、Ｊ２の研削は、図４（ａ）に示すように、第２砥石面２５ｂがジャーナル部Ｊの左端面Ｊ１の位置になるようにテーブル１１は図１中で右方へ移動し、砥石台１４はジャーナル部Ｊに対して所定量切込む位置（Ｚ１０）まで前進し、第２砥石面２５ｂでジャーナル部Ｊの左端面Ｊ１を研削するとともに、第１砥石面２５ａでジャーナル部Ｊを研削する。そして、テーブル１１はジャーナル部Ｊの右端面Ｊ２に対して第３砥石面２５ｃが所定量切込む位置（Ｚ１１）まで移動し、第１砥石面２５ａでジャーナル部Ｊを研削するとともに、第３砥石面２５ｃでジャーナル部Ｊの右端面Ｊ２を研削する。研削加工終了後、砥石台１４は工作物Ｗから離れるように後退する。（ステップ１３０）
そして、ＣＰＵ３１においてこの研削時のテーブル１１の移動量（Ａ＝Ｚ１１−Ｚ１０）が演算され、メモリ３２に記憶される。（ステップ１３１）
次に、図４（ｂ）に示すように、端面測定装置６０により先程研削したジャーナル部Ｊの左右両端面Ｊ１、Ｊ２間の距離を測定する。つまり、端面測定装置のプローブ６１がジャーナル部Ｊの左端面Ｊ１と対向する位置まで砥石台１４が前進する。そして、テーブル１１が図１中で右方向に移動し、プローブ６１が左端面Ｊ１と当接して接触信号がＯＮし、その接触信号がＣＰＵ３１に入力され、その接触時点のテーブル１１の位置（Ｚ２０）がメモリ３２に記憶される。次に、テーブル１１が図１中で左方向に移動し、プローブ６１が右端面Ｊ２と当接して接触信号がＯＮし、その接触信号がＣＰＵ３１に入力され、その接触時点のテーブル１１の位置（Ｚ２１）がメモリ３２に記憶される。（ステップ１３２）
次に、ＣＰＵ３１においてこの測定時のテーブル１１の位置から、研削後のジャーナル部Ｊの幅（Ｈ＝Ｚ２１−Ｚ２０）が演算され、メモリ３２に記憶される。（ステップ１３３）
そして、これらのデータを基に研削時の砥石２４の幅寸法（Ｌ０＝Ｈ−Ａ）を演算し、新たな幅寸法データＬ０としてメモリ３２に記憶する。（ステップ１３４）
そして、更新された砥石２４の幅寸法Ｌ０を用いて、図４（ａ）と同様にして次回の端面研削を行う。（ステップ１３５）
以上のように、予め記憶されている砥石２４の幅寸法データＬ０を用いて端面研削を行い、研削した両端面Ｊ１、Ｊ２間を端面測定装置６０で測定し、この測定値と研削時のテーブル１１の移動量から砥石２４の幅寸法データＬ０を更新し、更新した幅寸法データＬ０を用いて次回の端面研削を行うようにしたので、砥石の幅寸法データを更新するためのツルーイングを行わなくても正確に砥石の幅寸法データを管理して高精度な端面研削ができるので、ツールコストが増大しない。
【００２０】
なお、この実施の形態においては、試研削を行って砥石２４の幅寸法データＬ０の更新をしたが、研削代を残さないで正規の研削を行い、砥石２４の幅寸法データＬ０を更新しても同様な効果が得られる。
また、この実施の形態においては、クランクシャフトのジャーナル部などの内側に端面を有する工作物の端面研削について述べたが、図５（ａ）、（ｂ）の形状のように外側に端面を有する工作物の寸法Ｋ１、Ｋ２の精度確保にも適用できる。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明は、予め記憶された砥石の幅寸法データを用いて、砥石の両端面により工作物の両端面の研削を行い、研削した前記工作物の両端面間の距離を測定し、この測定した距離に基づいて前記予め記憶された砥石の幅寸法データを補正し、補正した砥石の幅寸法データと測定した工作物の両端面間の距離に基づいて、次回の端面研削時における砥石と工作物の相対移動量を求めるようにしたので、砥石の幅寸法データを更新するためのツルーイングを行わなくても正確に砥石の幅寸法データを管理して高精度な端面研削ができ、ツールコストが増大しない。しかも、特別な定寸装置を設けなくとも端面研削を高精度に行い得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による研削盤の平面図である。
【図２】本発明の実施の形態における砥石修正装置と接触検知装置との関係説明図である。
【図３】本発明の実施の形態における研削方法のフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態における研削方法の説明図である。
【図５】本発明の他の実施の形態におけるフランジ部および軸部を有する工作物の形状を示す図である。
【符号の説明】
１０            ベッド
１１            テーブル
１４            砥石台
２４            砥石
３０            数値制御装置
４０            砥石修正装置
４１            ツルア
５０            接触検知装置
５１            ＡＥセンサ
５３ａ〜５３ｃ  検知ピン
６０            端面測定装置
６１            プローブ
【図１】
0003666121.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003666121.tif 000006