(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物に対向する砥石車の砥石面に向けて冷却用の冷風を噴出供給する冷風冷却手段、所定の相互位置関係を保持したツルアをもつツルアヘッドと位置検知装置とから成る砥石修正装置及び位置検知装置による検出信号に基づいて砥石車の砥石面の位置を演算し、切込み送りを制御する制御装置を具備した研削盤において、ツルアヘッドのツルアは、低熱膨張材及び低熱伝導材、又はそのいずれか一方で形成されたボス部の外周に側面が断熱材で被覆されたコア部が固着されて構成されており、位置検知装置は、外周面が断熱材で被覆され、砥石車の砥石面に接触され得る接触検出部材及び接触検出部材が回転する砥石車の砥石面に接触した時に発生する弾性波を検出して弾性波信号を検出信号として制御装置に出力する弾性波検出手段を具備していることを特徴とする砥石修正装置。
【請求項２】
ツルア及び接触検出部材を予め冷却するツルア・接触検出部材冷却用冷風冷却手段を具備した請求項１に記載の砥石修正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、研削盤における砥石車の砥石修正に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術の研削盤における砥石車の砥石修正は、先ず砥石車の砥石面位置を検出するために、通常の研削と同様に検出ピンを砥石車の砥石面に接触させ、この時の弾性波を検出することにより接触を検知して、砥石台の前進送り量から砥石車の砥石面位置を検出する。そして、砥石修正を行い、砥石修正後の砥石車の砥石面位置を、再度、検出ピンと砥石車の砥石面との接触により検出する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術の研削加工において、研削箇所に研削油液を供給して研削箇所を冷却して研削焼けを防止したり、研削箇所から切屑を除去しているが、研削箇所への研削油液の供給は、作業環境を悪化させるだけでなく、廃油処理も難かしく、又切屑の再生も困難である。そこで、それらの問題を避けるために、研削加工においてノズルから研削箇所に研削油液を噴出させる代りに、冷風ノズルから研削箇所に冷風を噴出させる冷風冷却が行われる。
【０００４】
その場合、砥石修正中の冷却も、研削中の研削箇所の冷却と同一の冷却手段を用いるので、砥石車の砥石面の位置検出時や砥石修正時に極低温の冷風が検出ピンやツルアーに掛かってしまう。その結果、検出ピンやツルアーが熱収縮をして、正確な位置検出や砥石修正を行うことができない問題がある。
この発明は、研削中や砥石修正中の冷却に冷風を用いる場合においても、精度が良く安定した位置検出及び砥石修正を行うことようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の砥石修正装置は、所定の相互位置関係を保持したツルアヘッドと位置検知装置とから構成され、工作物に対向する砥石車の砥石面に向けて冷却用の冷風を噴出供給する冷風冷却手段、所定の相互位置関係を保持したツルアをもつツルアヘッドと位置検知装置とから成る砥石修正装置及び位置検知装置による検出信号に基づいて砥石車の砥石面の位置を演算し、切込み送りを制御する制御装置を具備した研削盤に設けられている。
【０００６】
位置検知装置は、外周面が断熱材で被覆されており、砥石車の砥石面に接触され得る接触検出部材及び接触検出部材が回転する砥石車の砥石面に接触した時に発生する弾性波を検出して弾性波信号を検出信号として制御装置に出力する弾性波検出手段を具備している。
そして、ツルアヘッドのツルアは、低熱膨張材及び低熱伝導材、又はそのいずれか一方で形成されたボス部の外周に側面が断熱材で被覆されたコア部が固着されて構成されているとよい。又、ツルア及び接触検出部材を予め冷却するツルア・接触検出部材冷却用冷風冷却手段を具備してもよい。
【０００７】
上記の砥石修正装置において、ツルア・接触検出部材冷却用冷風冷却手段が付加されている場合には、ツルア及び接触検出部材を冷風冷却手段からの冷風により予め砥石修正時の温度域になるまで冷却し、それによりツルア及び接触検出部材を熱的変位が安定した状態にしておく。
砥石修正に際しては、冷風冷却手段の冷風を噴出させると共に、砥石車は回転駆動される。
【０００８】
そして、砥石修正装置の接触検出部材と砥石車とを対向する位置にして切込送りをさせ、砥石車と接触検出部材とが接触することによる弾性波を接触検出部材が検出し、その検出信号が制御装置に入力され、接触検出部材と砥石車とが離されると共に、制御装置においては、検出信号入力までの待機位置からの切込み送り量により弾性波検時点における修正前の砥石車７の外周面位置が演算される。
【０００９】
次にツルアと砥石車とが対向する位置にして、切込送りをさせ、砥石車とツルアとが接触することにより砥石車はツルアにより砥石面が修正される。
所定量の切込み送りにより所定の砥石面の修正が完了すると、制御装置は、砥石車とツルアとを離すように戻す。
再び、修正前の砥石車の位置検出と同様にして、修正後の砥石車の位置が求められる。
【００１０】
次の研削加工は、その修正後の砥石車の位置に基づいて制御装置に制御されて行われる。
上記のような砥石車と接触する接触検出部材及び砥石面を修正するツルアは、冷風冷却手段からの冷風により冷却されるが、ツルアのコア部が断熱材で冷風との接触が遮断されているので熱収縮が防止され、ツルアのボス部は、低熱膨張材及び低熱伝導材、又はそのいずれか一方で形成されているので熱収縮及びコア部への熱伝導が防止される。
従って、ツルア及び検出ピンは冷風の冷却による収縮が生じ難く、特にツルアのボス部も冷風の冷却の影響を受け難く、ツルア及び検出ピンの先端位置が冷風の冷却により変化することがないので、正確な砥石修正が行われる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の一形態における研削盤に装備された砥石修正装置を図面に従って説明する。
図３に示すように、研削盤１のベッド２には、図示しない従来技術の制御装置により制御されるエンコーダ３ａ付きサーボモータ３で駆動される図示しないボールねじ機構によって切込み方向（Ｘ軸線方向）に進退されるようになっている砥石台４と第１サーボモータ３と同様に制御されるエンコーダ５ａ付き第２サーボモータ５で駆動される図示しないボールねじ機構によって長手送り方向（Ｚ軸線方向）に往復動されるようになっているテーブル６とが設けられている。
【００１２】
砥石台４には、図４に示すようにＺ軸線方向の軸線回りに回転駆動される砥石車７が軸承されていると共に、工作物Ｗに対向する砥石車７の砥石面に向って上方から冷風を噴出供給する冷風ノズル８が設けられている。冷風ノズル８に冷風を供給するように管路９で接続された冷風供給装置１０は、圧縮機、空気タンク及びエアドライヤーと冷却器とを備えた例えば−３０度位にまで空気を冷却する空気冷却装置から構成されている。
【００１３】
テーブル６には、チャック１１ｂが装着されモータで回転駆動される工作主軸１１ａを備えた主軸台１１と心押しセンタ１２ａが装着された心押台１２とが載置されている。工作物Ｗの一端はチャック１１ｂに把持されると共に、他端は心押しセンタ１２ａにより支承される。
【００１４】
主軸台１１の側面には、所定の位置関係を保持したツルアヘッド１３と位置検知装置１４とから成る砥石修正装置Ａが取り付けられている。砥石修正装置Ａの取付け箇所は、主軸台１１の側面に限らず、ツルアヘッド１３と位置検知装置１４とが所定の位置関係を保持しておれば、砥石車７に対し接触し得るように工作物Ｗと一体的に移動し得る適宜の箇所、例えばテーブル６上の適宜の箇所でよい。
【００１５】
図１に示すように、砥石修正装置におけるツルアヘッド１３は、ヘッド本体１３ａ内のモータによりＺ軸線方向の軸線回りに回転駆動される回転軸１３ｂの突出端に砥石車状のツルア１５が装着されて構成され、位置検知装置１４は、主軸台１１の側面に取付具１４ａを介して検出ピン１６が砥石車７の外周面に対し垂直にＸ軸線方向に突出して取り付けられ、検出ピン１６に対する機械的衝撃による弾性波を検出して弾性波信号を出力する弾性波検出手段を具備して構成されている。
【００１６】
砥石車状のツルア１５は、低熱膨張材及び低熱伝導材、又はそのいずれか一方で形成されたボス部１５ａの外周面に、結合剤、例えばメタルボンドにダイヤモンド粒１５ｂが埋設されたコア部１５ｃの両側面が断熱材１５ｄ、例えばフェノール樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂、セラミック等で被覆されて形成された円板状体が固着されて構成され、検出ピン１６は、図２に示すように金属ピン部１６ａの外周面がツルア１５と同様の断熱材１６ｂで被覆されて形成されている。断熱材１５ｄ，１６ｂは、上記の樹脂材料でなくても、他の断熱性材料でもよく、又多孔質にして断熱効果が得られるものであり、且つ砥石により削られ易い材料であればよい。
【００１７】
第１サーボモータ３、第２サーボモータ５は、図示しない従来技術の制御装置により制御され、各エンコーダ３ａ，５ａからの出力信号は制御装置に入力され、位置検知装置１４は、砥石車７と検出ピン１６との接触による弾性波を検出してその検出信号を制御装置に入力するように接続されている。
更に、別形式として、ツルア１５及び検出ピン１６を冷却するために、冷風供給装置１０に管路で接続され、ツルア１５及び検出ピン１６に向けて開口した冷風ノズルが付加されて設けられていることが好ましい。
【００１８】
上記の砥石修正装置の作用について説明すると、ツルア１５及び検出ピン１６冷却用の冷風ノズルが付加されている場合には、ツルア１５及び検出ピン１６を冷風ノズルから噴出する冷風により予め砥石修正時の温度域になるまで冷却し、それによりツルア１５及び検出ピン１６を熱的変位が安定した状態にしておく。
砥石修正に際しては、冷風供給装置１０から管路９を介して冷風ノズル８に冷風が供給され、砥石車７は回転駆動される。
【００１９】
そして、制御装置の制御に基づく第２サーボモータ５の駆動によりボールねじ機構を介して、テーブル６は砥石修正装置Ａの検出ピン１６が砥石車７に対向する位置になるように長手送り方向（Ｚ軸線方向）に送られ、更に、制御装置の制御に基づく第１サーボモータ３の駆動によりボールねじ機構を介して、待機位置の砥石台４は、砥石車７が検出ピン１６に接近するように切込み方向（Ｘ軸線方向）に送られる。
【００２０】
そして、砥石車７が検出ピン１６に接触することによる弾性波を検出ピン１６が検出し、その検出信号が制御装置に入力され、制御装置においては、砥石台８の後退送りをするよう第１サーボモータ３を制御すると共に、検出信号入力までの待機位置からのＸ軸線方向の送り量が演算されて弾性波検出時点における砥石台８の位置、即ち修正前の砥石車７の外周面位置が求められる。
【００２１】
次にツルア１５が後退した砥石車７に対向する位置になるように、制御装置の制御に基づく第２サーボモータ５の駆動によりボールねじ機構を介してテーブル６は長手送り方向（Ｚ軸線方向）に送られ、更に、制御装置の制御に基づく第１サーボモータ３の駆動によりボールねじ機構を介して、砥石台４は再び切込み方向（Ｘ軸線方向）に送られ、砥石車７はツルア１５により砥石面が修正される。
所定量の切込み送りにより所定の砥石面の修正が完了すると、制御装置は、砥石台８の後退送りをするよう第１サーボモータ３を制御する。
【００２２】
再び、修正前の砥石車７の位置検出と同様に、砥石台４の長手方向及び切込み方向の送りが行われ、砥石車７が検出ピン１６に接触することによる弾性波を検出ピン１６が検出し、その検出信号が制御装置に入力され、制御装置においては、砥石台８の後退送りをするよう第１サーボモータ３を制御すると共に、前回と同様に検出信号入力までの待機位置からのＸ軸線方向の送り量の演算により弾性波検時点における砥石台８の位置、即ち修正後の砥石車７の外周面位置が求められる。
次の研削加工は、その修正後の砥石車７の外周面位置に基づいてＸ軸線方向送りが制御装置に制御されて行われる。
【００２３】
上記のような砥石車７と接触する検出ピン１６及び砥石面を修正するツルア１５は、冷風ノズル８から噴出する冷風により冷却されながら砥石車７により削られる。その際、検出ピン１６は金属ピン部１６ａと断熱材１６ｂとが一緒に削られ、ツルア１５もコア部１５ｃと断熱材１５ｄとが一緒に削られる。
【００２４】
そして、ツルア１５のコア部１５ｃ及び検出ピン１６の金属ピン部１６ａは、断熱材１５ｄ，１６ｂで冷風との接触が遮断されているので熱収縮が防止され、ツルア１５のボス部１５ａも低熱膨張材及び低熱伝導材、又はそのいずれか一方で形成されているので熱収縮及びコア部１５ｃへの熱伝導が防止される。
従って、ツルア１５及び検出ピン１６は冷風の冷却による収縮が生じ難く、特にツルアのボス部も冷風の冷却の影響を受け難く、ツルア１５及び検出ピン１６の先端位置が冷風の冷却により変化することがないので、砥石車７の外周面の位置が正確に求められ、正確な砥石修正が行われる。
【００２５】
【発明の効果】
この発明の砥石修正装置によれば、冷風による冷却を行なって、研削油液による冷却のような作業環境の悪化、廃油処理の困難、切削屑再生の困難を避け得ると共に、接触検出部材やツルアが冷風による冷却の影響を受けることを防止して、砥石車の外周面の位置を精度よく安定して検出し、精度よく砥石修正を行なうことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態における砥石修正装置の主要部構成図である。
【図２】図１に示す砥石修正装置の位置検出装置の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態における砥石修正装置を具備した研削盤の平面図である。
【図４】図３に示す研削盤の冷風冷却装置の拡大側面図である。
【符号の説明】
１  研削盤                        ２  ベッド
３  第１サーボモータ              ４  砥石台
５  第２サーボモータ              ６  テーブル
７  砥石車                        ８  冷風ノズル
９  管路                        １０  冷風供給装置
１１  主軸台                      １１ａ  工作主軸
１１ｂ  チャック                  １２  心押台
１２ａ  心押しセンタ              １３  ツルアヘッド
１３ａ  ツルアヘッド本体          １３ｂ  回転軸
１４  位置検知装置                １４ａ  取付具
１５  ツルア                      １５ａ  ボス部
１５ｂ  ダイヤモンド粒            １５ｃ  コア部
１５ｄ，１６ｂ  断熱材            １６  検出ピン
１６ａ  金属ピン部                  Ｗ  工作物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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