(57)【要約】【課題】ツルーイングロールの径を正確に計測できる研削盤を提供する。【解決手段】  自らの回転軸線を含むツルーイング作用面の断面が凹円弧形状のツルーイングロール７と、ツルーイング作用面と接触する基準部材１４と、ツルーイングロール７と基準部材１４が接触するツルーイングロールの送り位置によりツルーイングロール７の径を演算し、ツルーイングを実施する時の、砥石車１０とツルーイングロール７の相対位置決めを、ツルーイングロール７の径の値を用いて行う研削盤において、  基準部材１４のツルーイング作用面と接触する部位が、ツルーイングロール７のツルーイング作用面の凹円弧の曲率半径Ｒｔより小さな曲率半径Ｒｐの円筒面を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自らの回転軸線を含む研削作用面の断面が凸円弧形状の砥石車と、
自らの回転軸線を含むツルーイング作用面の断面が凹円弧形状のツルーイングロールと、
前記ツルーイングロールを送る送り手段と、
前記ツルーイングロールのツルーイング作用面と接触する基準部材と、
前記ツルーイングロールと前記基準部材の接触を検知する接触検知手段と、
前記接触検知手段が接触を検知した時の前記ツルーイングロールの送り位置により前記ツルーイングロールの径を演算する演算手段を備え、
前記ツルーイングロールにより前記研削作用面のツルーイングを実施する時の、前記砥石車と前記ツルーイングロールの相対位置決めを、前記演算手段により演算された前記ツルーイングロールの径の値を用いて行う研削盤において、
前記基準部材の前記ツルーイング作用面と接触する部位が、前記凹円弧形状の円弧の曲率半径より小さな曲率半径の曲面を備える研削盤。
【請求項２】
前記曲面が円筒であり、前記基準部材を前記円筒の軸線回りに回転させて所望の回転位置で保持できる保持部材を備え、前記ツルーイング作用面と接触する部位を変更できる請求項１記載の研削盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削盤の砥石車のツルーイング方法に関するものであり、詳しくはツルーイングロールの径を測定してその値を用いてツルーイングロールの位置決めを行う研削盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ツルーイング時の砥石車に対するツルーイングロールの切込み量を必要最小限の値とすることは、砥石車の切れ味確保、砥石寿命の点から重要である。一方、ツルーイングを行うとツルーイングロールが摩耗して、ツルーイングロールの径が変化し結果としてツルーイング作用位置が変化する。そのため、ツルーイングロールの径を常に正確に把握して、ツルーイングロールの切込み量を正確に管理することが重要となり、以下に示す方法でツルーイングロールの径を測定することが行われている。
基準面を備えた基準部材がツルーイングロールの送りの軸線上に配置される。ツルーイングロールが基準面に接触するまで送られ、両者が接触した時のツルーイングロールの送り位置から、ツルーイングロールの径が演算される。基準面としては、平面またツルーイングロールの回転軸線に平行な軸を有する円筒面が用いられている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２００８−３０２４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
砥石車の研削作用面の回転中心を含む断面が凸円弧形状の場合、その面をツルーイングするツルーイングロールのツルーイング作用面の回転軸線を含む断面は通常凹円弧状となる。図９に示すように、基準面はツルーイングロールの回転軸線方向では直線であるため、ツルーイングロールと基準面の接触はツルーイングロールの凹円弧の両端部ａとなる。このため、接触時の接触面積が小さくなり、接触の検出感度が低いためツルーイングロールの径を過小に測定する恐れがある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ツルーイングロールの径を正確に計測できる研削盤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、自らの回転軸線を含む研削作用面の断面が凸円弧形状の砥石車と、
自らの回転軸線を含むツルーイング作用面の断面が凹円弧形状のツルーイングロールと、
前記ツルーイングロールを送る送り手段と、
前記ツルーイングロールのツルーイング作用面と接触する基準部材と、
前記ツルーイングロールと前記基準部材の接触を検知する接触検知手段と、
前記接触検知手段が接触を検知した時の前記ツルーイングロールの送り位置により前記ツルーイングロールの径を演算する演算手段を備え、
前記ツルーイングロールにより前記研削作用面のツルーイングを実施する時の、前記砥石車と前記ツルーイングロールの相対位置決めを、前記演算手段により演算された前記ツルーイングロールの径の値を用いて行う研削盤において、
前記基準部材の前記ツルーイング作用面と接触する部位が、前記凹円弧形状の円弧の曲率半径より小さな曲率半径の曲面を備えることである。
【０００６】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１に係る発明において、前記曲面が円筒であり、前記基準部材を前記円筒の軸線回りに回転させて、所望の回転位置で保持できる保持部材を備え、前記ツルーイング作用面と接触する部位を変更できることである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項1に係る発明によれば、基準部材のツルーイング作用面と接触する部位が、ツルーイング作用面の凹円弧の曲率半径より小さな曲率半径の曲面を備えることで、接触部位が平面形状である場合に比較して、接触したときの接触面積が多くなり、接触の検出感度が向上する。
結果として、ツルーイングロールの径の測定精度が向上し、正確なツルーイングが可能な研削盤を提供できる。
【０００８】
請求項２に係る発明によれば、接触する部位が摩耗した場合に、基準部材を回転させると摩耗していない部位とツルーイングロールが接触でき、基準部材の円筒の全周を使用することで基準部材の寿命を長くできる研削盤を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の研削盤の全体構成を示す平面図である。
【図２】本実施形態のツルーイング装置の全体を示す斜視図である。
【図３】本実施形態のツルーイングロール径を測定する状況を示す図である。
【図４】図３のＡ矢視図でツルーイングロールと基準部材の接触状態を示す図である。
【図５】本実施形態のツルーイングロール径と送り位置の関係を示す図である。
【図６】本実施形態のツルーイングロール径測定工程のフローチャート図である。
【図７】ツルーイング時の砥石車とツルーイングロールの関係を示す図である。
【図８】本実施形態のツルーイング工程のフローチャート図である。
【図９】従来のツルーイングロールと基準部材の接触状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、ベアリング外輪の内周軌道面などを研削する内面研削盤の砥石車に、円弧形状のツルーイングを実施する例に基づき説明する。
図１に示すように、内面研削盤１は、ベッド２を備え、ベッド２上には、送りモータ１２の回転によりベース４をＸ軸方向に送る送り装置３と、Ｘ軸に直交するＺ軸方向に、送りモータ１１の回転により砥石台９を送る砥石台送り装置８を備えている。ベース４上には、工作物Ｗを回転可能に保持する主軸５と、ツルーイングロール７を回転駆動するツルーイング装置６を備えている。砥石台９は砥石車１０を回転自在に支持し、砥石車１０を回転させる回転モータ（図示省略する）を備えている。
以上の構成により、主軸５とツルーイング装置６は、送り装置３により砥石車１０に対してＸ軸方向に切込み送りを与えられる。また、砥石車１０は砥石台送り装置８によりＺ軸方向に送られ、工作物Ｗの内周加工面に砥石車１０が接触する研削位置と、ツルーイングロール７の外周に砥石車１０が接触するツルーイング位置に割出しされる。
【００１１】
図２示すように、ツルーイング装置６は、ベース４上に固定されたガイド６２によりＸ軸と平行なＵ軸方向に往復運動可能に支持されたツルーイング本体６１を備え、ツルーイング本体６１はモータ６３で回転駆動される送りねじ６４によりＵ軸方向に送られる。また、ベース４上に固定された保持部材１３に円筒状の基準部材１４が保持され、この基準部材１４はルーイングロール７のＵ軸方向の通過経路上に配置されている。ツルーイング本体６１は内部にＡＥ（アコースティック・エミッション）検知センサ６５を備え、ツルーイングロール７が基準部材１４に接触した時に発生するＡＥ信号を検知できる。
【００１２】
この内面研削盤１は、所定のプログラムを実行することで自動化された研削加工やツルーイングを実行する制御装置３０（図１参照）を備えている。制御装置３０の機能的構成として、送り装置３の送りを制御するＸ軸制御部３１、砥石台送り装置８の送りを制御するＺ軸制御部３２、ツルーイング装置６を制御するツルーイング制御部３３、砥石車１０の回転を制御する砥石軸制御部３４などを具備している。また、予め設定した演算式に基づき各種の演算を行う演算部３５、各種プログラムやデータを記録する記録部３６を備えている。ツルーイング制御部３３の内部には、ツルーイング装置６の送りを制御するＵ軸制御部３３１、ＡＥ検知センサ６５の出力からツルーイングロール７と基準部材１４の接触の判定をする接触検知部３３２、ツルーイングロール７の回転を制御するロール軸制御部３３３を備えている。
【００１３】
ツルーイングロール７の径を計測する方法について説明する。
図３に示すツルーイング装置６の側面図において、工作物Ｗの回転中心Ｐとツルーイングロール７の回転中心Ｑの間のＵ軸方向の距離をＵ軸の送り位置とする。ツルーイングロール７の送り経路上に基準部材１４が配置されているので、基準部材１４とツルーイングロール７の外周面は所定のＵ軸の送り位置Ｕｋ１で接触する。
この接触状態の詳細を図４に示す。ツルーイングロール７のツルーイング作用面の凹円弧の中心と基準部材１４の円筒の中心が、Ｕ軸方向で一直線となるように配置される。ツルーイング作用面の凹円弧の曲率半径Ｒｔより基準部材１４の円筒の曲率半径Ｒｐがわずかに小さくなっているので、接触位置はツルーイングロール７の凹円弧の底部となる。このため、接触時にわずかにツルーイングロール７が基準部材１４に食い込むだけで、接触面積は大きくなり結果としてＡＥ信号も大きくなり検知感度が向上する。また、基準部材１４は円筒形状でセットねじ１５により保持部材１３に押付けられて保持されているので、接触部位が摩耗すると基準部材１４を回転させて新しい接触部がツルーイングロール７と接触できるようにできる。
【００１４】
この接触時のＵ軸の送り位置Ｕｋ１はツルーイングロール７の径により異なり、ツルーイングロール７の径と接触位置の関係は図５に示すように表せる。図５において、ツルーイングロール７の回転中心Ｑの移動軸線ｎと基準部材１４の外周の延長線ｍは、基準部材１４の傾斜角度Θで交差し、その交点を点Ｍとする。点Ｍと工作物Ｗの回転中心ＰのＵ軸方向の距離をＬとする。いま、ツルーイングロール７の半径がｒｔで基準部材１４とツルーイングロール７の接触時のＵ軸の送り位置をＵｋ１とすると、式ｒｔ／ｓｉｎΘ＝Ｕｋ１−Ｌが成り立つ。これより、ツルーイングロール７の半径ｒｔは式ｒｔ＝（Ｕｋ１−Ｌ）・ｓｉｎΘで演算できる。傾斜角度Θと、点Ｍと工作物Ｗの回転中心ＰのＵ軸方向の距離Ｌは所望値に設定可能であるため、基準部材１４とツルーイングロール７の接触時のＵ軸の送り位置Ｕｋ１を検出することで、ツルーイングロール７の半径ｒｔを演算できる。Ｕ軸の送り位置はＵ軸制御部３４において常に記録されており常時読み取ることが可能である。
【００１５】
具体的なツルーイングロール径の測定工程について図６のフローチャートに基づき説明する。
予め設定した、基準部材１４の傾斜角度Θと、交点Ｍと工作物Ｗの回転中心Ｐの間の距離Ｌの値を記録部３７に記録しておく。
ツルーイングロール７を回転させる（Ｓ１）。Ｕ軸を駆動して、ツルーイングロール７をツルーイングロール径測定開始位置Ｕｋへ位置決めする（Ｓ２）。ツルーイングロール７をΔＵだけステップ送りで前進させる（Ｓ３）。ＡＥセンサ６５でＡＥ信号を検知したかを接触検知部３３２で確認する。確認していなければステップＳ３へ移動し再度ステップ送りし、確認したならばステップＳ５へ移動する（Ｓ４）。Ｕ軸の現在位置Ｕｋ１を記録部３６に記録する（Ｓ５）。ツルーイングロール径ｒｔを式ｒｔ＝（Ｕｋ１−Ｌ）・ｓｉｎΘを用いて演算部３５で演算し、記録部３６に記録する（Ｓ６）。
以上のようなツルーイングロール径の測定方法によれば、ツルーイングロール７と基準部材１４の接触部の面積が、ツルーイングロール７が基準部材１４に少し食い込むだけで大きくなる。このため、ＡＥセンサ６５の出力が大きくなり、接触検知部３３２での検知判定が少しの食い込みでも正確にでき、ツルーイングロール径の計測精度が向上する。
【００１６】
次に、砥石車１０の回転中心を含む断面における研削作用面を、円弧にツルーイングする方法について説明する。
図７に示すツルーイング装置の側面図において、ツルーイングロール７の半径をｒｔとし、砥石車１０の半径をｒｗとする。また、Ｘ軸の原点位置を砥石車１０の回転中心Ｏの位置とし、Ｘ軸
(テーブル４)の基準位置を工作物Ｗの回転中心Ｐとし、Ｘ軸の送り位置を回転中心Ｏと工作物Ｗの回転中心Ｐ間のＸ軸方向の距離で表す。
ツルーイングロール７はツルーイングロール７と基準部材１４が接触しない位置Ｕｔに位置決めされる。次に、テーブル４がＸｔ＝Ｕｔ−ｒｗ−ｒｔで演算されるＸｔに位置決めされ、砥石車１０とツルーイングロール７の外周が接触することで砥石車１０の外周に半径Ｒｔの円弧形状のツルーイングを行うことができる。
【００１７】
具体的なツルーイング工程について図８のフローチャートに基づき説明する。
ツルーイングロール７と砥石車１０を回転させる（Ｓ１）。Ｕ軸を駆動して、ツルーイングロール７をツルーイング開始位置Ｕｔへ位置決めする（Ｓ２）。Ｚ軸を駆動して、砥石車１０をツルーイングロール７と対向するツルーイング開始位置Ｚｔへ位置決めする（Ｓ３）。Ｘ軸を駆動して、テーブル４をツルーイング開始位置Ｘｔへ位置決めする。ここで、Ｘｔの値はＵｔの値から砥石車１０の半径ｒｗとツルーイングロール７の半径ｒｔを差引いた値である（Ｓ４）。テーブル４をΔＸ１だけステップ送りで前進させ、ツルーイングロール７を砥石車１０に切込む（Ｓ５）。テーブル４を後退させ、ツルーイング開始位置Ｘｔへ位置決めする（Ｓ６）。砥石車１０の半径ｒｗの値を式ｒｗ＝Ｘｔ＋ｒｓ−ΔＸ１を用いて演算部３６により演算し、記録部３７のｒｗの値を書き換える（Ｓ７）。
【００１８】
以上のようなツルーイング方法によれば、ツルーイングロール７の半径ｒｔの精度が良いので、ツルーイング時の砥石車１０に対する切込み量が正確で高精度のツルーイングが可能となる。
【００１９】
なお、本実施例ではツルーイングロール７と基準部材１４の接触をＡＥ信号により検出したが、ツルーイングロール７を駆動するモータの動力変化により検出してもよい。
また、基準部材１６をベース４に固定したが砥石台１０の側面に固定してもよい、この場合、基準部材とツルーイングロール７が対抗する位置にＺ軸を駆動して砥石台１０を位置決めした後にルーイングロール径の測定工程を実施する。
【符号の説明】
【００２０】
Ｗ：工作物  Ｒｔ：ツルーイング作用面の曲率半径  Ｒｐ：基準部材の曲率半径  ３：送り装置  ４：ベース  ６：ツルーイング装置  ７：ツルーイングロール  ８：砥石台送り装置  ９：砥石台  １０：砥石車  １３：保持部材  １４：基準部材  １５：セットねじ  ３０：制御装置  ３１：Ｘ軸制御部  ３２：Ｚ軸制御部  ３３：ツルーイング制御部  ３４：砥石軸制御部  ３５：演算部  ３６：記録部  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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