(57)【要約】【課題】  研削加工時のワークテーブルの移動速度をより正確に測定する。【解決手段】          ワークｗと砥石車４が当接する作業点近傍のワークテーブル２または磁気チャック３前面に幅（Ｌ）の狭いドッグ５を１個設置し、固定側の機枠に１個のon-offセンサー６を取り付け、このon-offセンサー６が前記ドックの左端または右端を感知(on)してから更に移動を続ける前記ドック５の逆端が通過して前記on-offセンサー６により感知されなくなる(off)までの時間（ｔ）をタイマーで測定し、テーブル移動速度＝（Ｌ／ｔ）ｍ／分を算出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右方向に往復反転するワークテーブル上に載置されたワークを砥石車で研削加工する際、数値制御装置のメモリー部に記憶された加工プログラミングの加工条件に従って機械加工する数値制御工作機械に使用されるワークテーブルの移動速度を測定する方法において、ワークと砥石車が当接する作業点近傍のワークテーブルまたは磁気チャック面に幅（Ｌ）の狭いドッグを１個設置し、一方固定側の機枠に１個のon-offセンサーを取り付け、このon-offセンサーが前記ドックの左端または右端を感知（ｏｎ）してから更に移動を続ける前記ドックの逆端を前記on-offセンサーが感知しなくなる（ｏｆｆ）までの時間（ｔ）をタイマーで測定し、テーブル移動速度＝（Ｌ／ｔ）ｍ／分を算出することを特徴とする、ワークテーブル移動速度の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左右方向に往復反転するワークテーブル上に載置されたワーク（工作物）を砥石車で研削加工する際、数値制御装置のメモリー部に記憶された加工プログラミングの加工条件に従って機械加工する数値制御（ＮＣ）工作機械に使用されるワークテーブルの移動速度をドックおよびon-offセンサーを用いて測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
同一種のワークを複数機械加工する場合、先に機械加工されたワークの物性（表面粗さ、光沢、真直度、寸法など）が合格品の閾値内なら次に加工される新しいワークの機械加工条件を変えずに次ぎのワークの機械加工を行い、工具（例えば、砥石車）が磨耗して機械加工されたワークの物性（表面粗さ、光沢、真直度、寸法など）が合格品の閾値外となり不合格品となったときは、数値制御装置の記録部に記録された先に加工されたワークの最適加工条件に置き換えて次の加工ワークの機械加工を行う数値制御工作機械が利用されている。例えば、株式会社岡本工作機械製作所は超精密マイクロプロファイル研削盤“ＵＰＺ２１０ＬｉＩＩ”（商品名）（非特許文献１参照）、精密平面研削盤“ＰＳＧ−ｉＱ”（商品名）（非特許文献２参照）、ＣＮＣ超精密成形研削盤“ＵＰＺシリーズ”
（商品名）（非特許文献３参照）を製作・販売している。
【０００３】
特開２０１１−９５８７９号公報（特許文献１）は、かかる数値制御研削装置のメモリー部に記憶された補正研削加工プログラムを用いた補正研削加工方法を提案する。また、特開２０１０−９７３９９号公報（特許文献２）は、ワークと工具とを相対的に移動可能な駆動軸として、少なくとも直進軸と回転軸とを有する工作機械の数値制御装置において、機械座標系における直進軸座標および回転軸角度と、前記工具の前記ワークに対する加工点の指令送り速度と、を含む機械座標系ＮＣデータを記憶するＮＣデータ記憶部と、前記ワークと前記工具との間の相対姿勢が変化する場合に、前記機械座標系ＮＣデータに基づいて求めた、前記ワークおよび／または前記工具の回転中心と、前記工具の前記ワークに対する前記加工点との間の距離に応じて、前記各駆動軸の移動速度を修正する速度修正部とを備えた工作機械の数値制御装置を提案する。
【０００４】
加工条件として、ワークテーブルの左右移動速度、あるいは、それに関係するストローク（テーブル反転）回数の記録部へのインプット（in-put）もワーク種類、ワーク寸法、工具の下降速度、工具回転速度、工具ドレシング速度、コラムまたはサドル前後送り速度などの加工条件等を含め重要な加工条件の要素である。ワークテーブルの左右移動速度の測定は、従来のＮＣ工作機械ではテーブル反転位置決め手段に依存していた。それ故、ワークテーブルの左右移動速度の算出には、テーブルオーバーランの反転距離は計算に考慮されていない。
【０００５】
特開平９−８５５９４号公報（特許文献３）は、加工すべきワークを載置固定したワークテーブルを往復動させると共に、このワークテーブルの反転毎に回転自在な主軸に備えた砥石に間欠切り込みを与えてワークに研削加工を行う研削加工方法において、前記ワークテーブルの反転をセンサーで検出し、この検出された検出信号を基にしてワークテーブルの移動速度と同期した送り速度で前記主軸を移動せしめて前記砥石に間欠切り込みを与えることを特徴とする研削加工方法を提案する。
【０００６】
特開平１０−１３８１３２号公報（特許文献４）は、ワークを載置するテーブルを油圧装置により予め定める区間で水平方向に往復移動させ、前記区間の端部で砥石と前記ワークとをサーボモータにより予め指定する１回当たりの移動距離Ｍおよび移動速度ｖで前後方向に相対的に移動させてワークを研削加工する平面研削盤の制御装置において、加工開始時に前記テーブルの往復移動時間Ｔを計測し、Ｔ＜２Ｍ／ｖのときには、前記移動距離Ｍを移動距離ｖ・Ｔ／２に置き換えることを特徴とする平面研削盤の数値制御装置を開示する。
【０００７】
特開２００９−９０４１５号公報（特許文献５）は、工作機械のテーブル底面に固定された三相誘導電動機の回転運動を直線運動に変える移動部材に伝えてテーブルを反転させる工作機械テーブルの往復反転移動方法であって、電子制御装置、三相誘導電動機、インバータ、エンコーダおよびリミットスイッチ、ドックを用い、予め、テーブルの移動速度（Ｖｔ）、ストローク幅（Ｌｓ）に適合する右リミットスイッチにテーブル下のドッグが接触してテーブルが減速し、三相誘導電動機の電流が０ｍＡとなりテーブル位置が左反転位置となる減速度に応じた減速時間（ｔｄ）と、テーブルが左反転し、加速されてテーブル下のドッグが左リミットスイッチに接触する加速度に応じた加速時間（ｔａ）を経験測定で求め、テーブルの移動速度（ＶＴ）、ストローク幅（Ｌｓ）、減速時間（ｔｄ）および加速時間（ｔａ）を記載した工作機械テーブル反転表を参考にして、電子制御装置より機械加工されるワークに適合するテーブルの移動速度（Ｖｔ）、ストローク幅（Ｌｓ）、減速時間（ｔｄ）および加速時間（ｔａ）をティーチ・インし、ついで、テーブルの移動開始スイッチを押すことにより、電子制御装置からインバータに電気信号指令が送信され、受信したインバータが三相誘導電動機にテーブルの移動、反転時における三相誘導電動機の回転数の電気信号を三相誘導電動機に送信して三相誘導電動機の回転数を変えることにより、テーブルの加速移動、定速移動、減速移動、反転を行わせることを特徴とする工作機械テーブルの往復反転移動方法を開示する。
【０００８】
特開２００８−２２１４１５号公報（特許文献６）は、砥石車の昇降と、ワークを固定しているチャックを載置するワークテーブルの左右方向の往復移動と、砥石車の前後方向の相対的な動きによりワーク表面を研削する研削装置を用い、ワーク表面に対して回転している砥石車をワーク表面に下降させてワークの切り込み、ワーク表面の研削を行う方法において、前記砥石車とワークとの干渉領域より発生した振動信号をワーク近傍のチャック面に設置した振動センサーヘッドが検出し、この振動信号の値（Ｅｉ）が予め設定した振動信号のトリガー値（Ｅ0）よりも高いときはワークテーブルを一方向に進行させ、該振動信号の値（Ｅｉ）が予め設定した振動信号のトリガー値（Ｅ0）以下に達したときにワークテーブルの駆動手段に反転信号を送り、ワークテーブルを反転させることを特徴とするワークの研削方法を開示する。
【０００９】
特開２００６−８２１５８号公報（特許文献７）は、砥石車の昇降と、ワークを固定している磁気チャックを載置するワークテーブルの左右方向の往復移動と、砥石車の前後方向の相対的な動きによりワーク表面を研削する研削装置を用い、ワーク表面に対して回転している砥石車をワーク表面に下降させてワークの切り込み、ワーク表面の研削を行う方法において、前記砥石車とワークとの干渉領域より発生した振動信号をワーク近傍のチャック面に設置した振動センサーヘッドが検出し、この振動信号の値（Ｅｉ）が予め設定した振動信号のトリガー値（Ｅ0）よりも高いときはワークテーブルを一方向に進行させ、該振動信号の値（Ｅｉ）が予め設定した振動信号のトリガー値（Ｅ0）以下に達したときにワークテーブルの駆動手段に反転信号を送り、ワークテーブルを反転させることを特徴とするワークの研削方法を開示する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】岡本工作機械製作所の頒布カタログ、「超精密マイクロプロファイル研削盤−ＵＰＺ２１０ＬｉＩＩ、ＵＰＺ２１０ＬｉＩＩ  ＤＯＵＢＬＥ  ＥＡＧＬＥ、ＵＰＧ３１０Ｌｉ」、２−３頁、２０１１年９月作成、発行部数３，０００部。
【非特許文献２】岡本工作機械製作所の頒布カタログ、「精密平面研削盤−ＰＳＧ−ＳＡ，ＳＡ−ｉＱシリーズ，ＰＳＧ−ＣＡ，ＣＡ−ｉＱシリーズ」、２０１２年６月作成、発行部数３，０００部。
【非特許文献３】岡本工作機械製作所の頒布カタログ、「ＣＮＣ超精密平面研削盤−ＵＰＺ−ＳＥＲＩＥＳ」、２０１２年１月作成、発行部数１，０００部。
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１１−９５８７９号公報
【特許文献２】特開２０１０−９７３９９号公報
【特許文献３】特開平９−８５５９４号公報
【特許文献４】特開平１０−１３８１３２号公報
【特許文献５】特開２００９−９０４１５号公報
【特許文献６】特開２００８−２２１４１５号公報
【特許文献７】特開２００６−８２１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述の特許文献３記載の２個のドックと２個の近接センサーおよびタイマーを用いるテーブル反転時期を決める方法および特許文献５記載の２個のドックと２個のリミットスイッチとエンコーダを用いるテーブル反転時期を決める方法において、テーブル移動速度は２個のドグ間の距離（ｍ）を２個の近接センサーまたはリミットスイッチ間をテーブルが通過する時間(分)で割ることにより算出される。しかし、実際のワークテーブルの反転において、ワークテーブルはリミットスイッチ位置をオーバーランしてしまうことが多く、ワーク研削加工時字のテーブル移動速度の実際のテーブル移動速度値とは僅かに外れているのが実情である。それゆえ、研削加工された合格ワークの物性の閾値を若干広く採る傾向が機械加工業界にあり、得られた多数の加工ワーク間では、物性に多少のばらつきがあるのが実情である。
【００１３】
ワーク近傍のチャック面に設置した振動センサーヘッドを用いる特許文献７に開示のテーブル反転位置を決める方法は、加工条件のテーブル移動速度を数値制御装置の記憶部に入力する必要がない利点を有するが、現在市販の振動センサーヘッドの振動音感度の精度が低く、ワークと砥石車が衝突するときの振動とワークと砥石車が当接する作業点に吹きつけられた研削液の衝突する振動音まで拾って感知するので、テーブル反転位置を決定する方法としては、特許文献５、特許文献６記載のテーブル反転位置を決定する方法より精度が落ちる欠点がある。言い換えれば、研削液の衝突する振動音を削除するフィルターを掛けた感知プログラムの追加が必要とされる。
【００１４】
本発明者らは、工作機械業界の更なる超精密精度の物性を有するワークが得られる数値制御工作機械の提供の要望に応えるための、ワーク加工時のテーブル移動速度にできるだけ近い値を測定する方法として、ワークと砥石車が当接する作業点近傍のワークテーブルまたは磁気チャック面にワークの左右幅以下の幅（Ｌ）の狭いドックを１個設置し、一方固定側の機枠に１個のon-offセンサーを取り付け、このon-offセンサーが前記ドックの左端または右端を感知（ｏｎ）してから更に移動を続ける前記ドックの逆端を前記on-offセンサーが感知しなくなる（ｏｆｆ）までの時間（ｔ）をタイマーで測定すれば、より実際のテーブル移動速度に近いテーブル移動速度（Ｌ／ｔ）ｍ／分を算出できると着想し、本発明に想到した。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の発明は、左右方向に往復反転するワークテーブル上に載置されたワークを砥石車で研削加工する際、数値制御装置のメモリー部に記憶された加工プログラミングの加工条件に従って機械加工する数値制御工作機械に使用されるワークテーブルの移動速度を測定する方法において、ワークと砥石車が当接する作業点近傍のワークテーブルまたは磁気チャック面に幅（Ｌ）の狭いドッグを１個設置し、一方固定側の機枠に１個のon-offセンサーを取り付け、このon-offセンサーが前記ドックの左端または右端を感知（ｏｎ）してから更に移動を続ける前記ドックの逆端を前記on-offセンサーが感知しなくなる（ｏｆｆ）までの時間（ｔ）をタイマーで測定し、テーブル移動速度＝（Ｌ／ｔ）ｍ／分を算出することを特徴とする、ワークテーブル移動速度の測定方法にある。
【発明の効果】
【００１６】
従来のオーバーランも含めたワークテーブル速度の測定方法と比較して、本発明方法ではテーブルの移動距離（Ｌ）測定をワークの左右幅以下のドック幅（Ｌ）と短くしたことにより、ワークテーブルのより現実に近い移動速度を算出できることとなり、より物性が均一な精密研削加工された研削加工ワークを得ることができる。また、一対のリミットスイッチや一対のドックを使用せずに、１個のドックと１個の近接センサーで測定できるので、測定装置コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１はテーブル移動速度検出機器を備えた数値制御工作機械工作機械の待機位置における部分図で、図１Ａは部分平面図を、図１Ｂは部分正面を示す。
【図２】図２は図１に示す数値制御工作機械工作機械の部分図で、図２Ａはドックを備えた部分正面図を、図２Ｂは近接センサー取り付け部を示す部分斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１乃至図２示す数値制御工作機械工作機械１は、機枠（ベース）Ｆ上に左右方向に往復移動可能なワークテーブル２、このワークテーブル上面に固定された磁気チャック３、前記磁気チャックに載置されたワーク(加工物)ｗ、砥石軸に回転可能、上下昇降可能に設けられた砥石車４、前記磁気チャック３前面のワークｗに近接する部分位置（ワーク中心とドック幅中心と近接センサー中心を通る垂直面上の位置）にドックレール５ａ上を左右方向に移動可能に設けられた左右幅５０ｍｍのドック５、固定側の機枠に１個のＯＭＲＯＮ社製のon-off形式の磁界センサー“Ｅ２Ｅ−Ｘ２Ｄ１−Ｕ”（商品名）６を取り付け、この磁界センサー６が前記ドックの左端または右端の通過を感知（ｏｎ）してから更に移動を続ける前記ドックの逆端が通過して前記磁界センサー６が感知しなくなる（ｏｆｆ）までの時間（ｔ）を数値制御装置に取り付けられたクロック回路のタイマーで測定、記録部に記録し、演算部でテーブル移動速度＝（Ｌ／ｔ）ｍ／分を演算し、記憶部に送信するように構成されている。
【００１９】
前記on-offセンサー６としては、磁界センサーと光センサーが市販されており、on-off形式の磁界センサーとしては、前述のＯＭＲＯＮ社製“Ｅ２Ｅ−Ｘ２Ｄ１−Ｕ”（商品名）、キーエンス社製の“ＥＶ−１０８Ｍ”（商品名）、パナソニック社製の“ＧＸ−８ＭＷ”（商品名）が、on-off光センサーとしては、ＯＭＲＯＮ社製“Ｅ３Ｚ−Ｒ６１”（商品名）、キーエンス社製の“ＥＶ−１０８Ｍ”（商品名）、パナソニック社製の“ＰＲ−ＭＢ１５Ｎ３”(商品名）を市場より購入できる。On-offセンサー６のｏｎ−ｏｆｆ電気信号は、電信ケーブル６ａを経て数値制御装置（図示されていない）の記録部に送信され、ついで、ｏｎ−ｏｆｆ時間（ｔ）がタイマーにより表示される。なお、ドックレール５ａは寸法の変った新しいタイプのワークｗに取り替えられたとき、加工プログラムの加工条件に従ってドック６がこのドックレール５ａ上を移動し、前記磁気チャック３前面のワークｗに近接する部分位置（ワーク中心とドック幅中心を通る垂直面上）に到るために利用される。
【００２０】
数値制御工作機械１を用いてワークｗの研削加工を開始するに先立ち、上述のドック位置固定が為される。ついで、数値制御装置の表示画面に開示される加工プログラム番号を選択し、新たに表示された前回の加工条件でよいかチェックし、不都合な加工条件があるときは、その加工条件表示欄バックが警告色提示となっているので、先に研削加工したワーク例が記録されていればその加工条件表示欄を指圧することにより過去の最適な加工条件数値に置き換わる。記録がなければ、作業者は、経験に基づいて最適であろう加工条件を操作盤にて入力する。
【００２１】
研削開始ボタンを押すと、加工プログラムに基づくワークと砥石車の相対的な移動によりワークの研削加工が開始され、同時にテーブル移動速度が計測、演算され記録部に記録される。
【００２２】
ワークの研削加工が終えた研削加工ワークは、表面粗さ（Ｒａ）、真直度、厚み、光沢、ビビリ跡の有無等の物性が測定され、数値制御装置の記録部に送信されると、比較部に記憶されている加工ワークの合格物性値と比較し、合否が判定される。先の加工条件より良い物性を示すワークが得られたときは、今回の加工条件に書き換えられる。先の加工条件より劣る物性を示すワークが得られたときは、前述のように加工条件表示欄バックが警告色(赤)提示となるので、次のワーク研削加工前にこの表示欄の加工条件を最適な加工条件に置き換える。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明のワークテーブル移動速度の測定方法は、ワーク加工中のテーブル移動速度を測定するので、従来のテーブルオーバーランの反転移動距離を含まないワークテーブル移動速度の算出方法よりもより現実に近いワークテーブル移動速度を演算できる。よって、数値制御工作機械によるより超精密の研削加工が可能となる。また、砥石車の交換時期を延ばすことができる。
【符号の説明】
【００２４】
１  数値制御工作機械
Ｆ  機枠（ベッド）
ｗ  ワーク(加工物)
２  ワークテーブル
３  磁気チャック
４  砥石車
５  ドック
５ａ  ドックレール
６  on-off型センサー
6ａ  電信ケーブル
【図１】
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【図２】
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