(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物を回転駆動する主軸台と、前記工作物の回転軸線と平行な研削面と前記回転軸線に対して傾斜する研削面とを有する砥石車を回転可能に支持するとともに該砥石車を駆動する駆動モータを有する砥石台と、前記工作物と砥石車とを互いに接近及び離間する方向に互いに相対移動させ、かつ前記工作物の回転軸線と平行な方向に前記主軸台と砥石台とを互いに相対移動させる駆動手段と、前記工作物の径を測定する定寸手段とを有し、前記主軸台及び砥石台を前記駆動手段により前記回転軸線と平行な方向に相対移動させることで工作物をトラバース研削する研削方法であって、
前記駆動手段により前記主軸台と砥石台とを相対的に早送り前進させて前記砥石車の傾斜する研削面が前記工作物の端面角部と対向するように砥石車を工作物に対して該工作物の定寸径より僅かに大きい位置まで前進させる第１の工程と、前記早送り終了後に前記主軸台と砥石台とを前記駆動手段により工作物の回転軸線と平行な方向に相対移動させて砥石車で工作物を一端から所定量トラバース研削する第２の工程と、前記第２の工程の終了後に前記主軸台と砥石台とを前記駆動手段により工作物と砥石車とが互いに接近する方向に前記定寸手段から定寸信号が得られるまで相対移動させて工作物をプランジ研削する第３の工程と、第３の工程の終了後に前記主軸台と砥石台とを前記駆動手段により工作物の回転軸線と平行する方向に相対移動させて工作物をワンパスでトラバース研削する第４の工程とを備える研削方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、工作物の円筒面に対して傾斜する研削面と、工作物の円筒面と平行な研削面を有する砥石を用いてワンパスで工作物をトラバース研削する研削方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作物をワンパスでトラバース研削するための砥石には、図４（ａ）に示すように、工作物Ｗの円筒面に対して傾斜する荒研削面１ａと、工作物Ｗの円筒面と平行な仕上研削面１ｂとを有する、比較的薄い砥石車１が使用される。
従来、このような砥石車を用いて工作物をワンパスでトラバース研削する場合は、まず、図４（ａ）に示すように、両端を主軸台と心押台によりセンタ支持した工作物Ｗを、その左端側が砥石車１と相対向する位置まで割出し、この状態で砥石車１を工作物に接近する方向（プランジ方向）に前進させることにより、工作物Ｗを図４（ｂ）に示す如く粗研、精研、微研の順にプランジ研削する。そして、微研削時に定寸装置２から定寸信号が出力された時点で砥石車１の切り込み送りを停止し、その後、工作物Ｗを図４（ｂ）の左方へ移動することにより、工作物Ｗをワンパスでトラバース研削していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述する従来の研削方法では、プランジ研削により定寸位置まで切り込み送りをかけた後、トラバース研削へ移行する方法を採っているため、工作物の加工サイクルタイムが長くなってしまう。
その主要因は、プランジ研削時の工作物にかかる半径方向の研削抵抗が大きく、しかも工作物が撓み易いため、プランジ方向の送り速度を大きくできないからである。
【０００４】
本発明は、上述した従来の問題を解決するもので、その目的とするところは、定寸信号が出力されるまでの時間を短縮し、加工サイクルタイムを大幅に短縮できる研削方法を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために発明は、工作物を回転駆動する主軸台と、前記工作物の回転軸線と平行な研削面と前記回転軸線に対して傾斜する研削面とを有する砥石車を回転可能に支持するとともに該砥石車を駆動する駆動モータを有する砥石台と、前記工作物と砥石車とを互いに接近及び離間する方向に互いに相対移動させ、かつ前記工作物の回転軸線と平行な方向に前記主軸台と砥石台とを互いに相対移動させる駆動手段と、前記工作物の径を測定する定寸手段とを有し、前記主軸台及び砥石台を前記駆動手段により前記回転軸線と平行な方向に相対移動させることで工作物をトラバース研削する研削方法であって、前記駆動手段により前記主軸台と砥石台とを相対的に早送り前進させて前記砥石車の傾斜する研削面が前記工作物の端面角部と対向するように砥石車を工作物に対して該工作物の定寸径より僅かに大きい位置まで前進させる第１の工程と、前記早送り終了後に前記主軸台と砥石台とを前記駆動手段により工作物の回転軸線と平行な方向に相対移動させて砥石車で工作物を一端から所定量トラバース研削する第２の工程と、前記第２の工程の終了後に前記主軸台と砥石台とを前記駆動手段により工作物と砥石車とが互いに接近する方向に前記定寸手段から定寸信号が得られるまで相対移動させて工作物をプランジ研削する第３の工程と、第３の工程の終了後に前記主軸台と砥石台とを前記駆動手段により工作物の回転軸線と平行する方向に相対移動させて工作物をワンパスでトラバース研削する第４の工程とを備える構成にした。
【０００６】
【作用】
上記の構成により、第１の工程を経た後、第２の工程で工作物を仕上げ取代分を残してトラバース研削し、その後、残りの仕上げ取代分をプランジ研削してワンパストラバース研削へ移行するから、定寸信号が得られるまでの時間が短縮される。よって、工作物の加工サイクルタイムを大幅に短縮することができる。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明方法の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明方法を適用した円筒研削盤の全体の構成図である。
図１において、１０は円筒研削盤、３０は円筒研削盤１０を制御する数値制御装置である。
【０００８】
円筒研削盤１０は、ベッド１１上にＺ軸方向に移動可能に設置した工作物テーブル１２、およびベッド１１上にＸ軸方向に移動可能に設置した砥石台１３を備える。
【０００９】
工作物テーブル１２は、ベッド１１に取り付けたサーボモータ１４および該サーボモータ１４により回転される図略の送りねじとによりＺ軸方向に移動される。サーボモータ１４は数値制御装置３０により制御される。
【００１０】
工作物テーブル１２上には、主軸台１５と心押台１６が左右に位置して対向設置されている。工作物Ｗは、主軸台１５の主軸１５ａに設けたチャック１７と、心押台１６のセンタ１６ａにより、両端支持される。また、工作物テーブル１２には、工作物Ｗの加工径を測定するインプロセスタイプの定寸装置１８が設置されており、この定寸装置１８で測定された工作物Ｗの測定信号は数値制御装置３０に入力される。
【００１１】
砥石台１３は、ベッド１１に取り付けたサーボモータ２０および該サーボモータ２０により回転される図略の送りねじとによりＸ軸方向に移動される。サーボモータ２０は数値制御装置３０により制御される。
また、砥石台１３は、砥石車２１を支持する砥石軸２２と、砥石車２１を周速１６０ｍ／ｓで高速回転させる駆動モータ２３を備え、駆動モータ２３と砥石軸２２間はベルト等の回転伝達機構２４により連結されている。
【００１２】
砥石車２１は、工作物Ｗの円筒面と平行な仕上研削面２１ａと、工作物Ｗの円筒面に対して傾斜する荒研削面２１ｂを有する。
【００１３】
数値制御装置３０は、図１に示すように、研削盤全体を制御し管理する中央処理装置（以下ＣＰＵと略称する）３１と、工作物Ｗの加工プログラムおよびＣＰＵ３１での演算結果などのデータを格納するメモリ３２と、ＣＰＵ３１からの指令値に応じて駆動パルスを分配送出するパルス分配回路３３，３４、および外部とのデータの授受を行うインタフェース３５を備える。
【００１４】
前記パルス分配回路３３には、駆動回路３６を介してテーブル送り用のサーボモータ１４が接続され、また、パルス分配回路３４には、駆動回路３７を介して砥石台送り用のサーボモータ２０が接続されている。また、インタフェース３５には、定寸装置１８、及び制御データ、研削開始指令などを入力する操作釦、ＣＲＴ表示部等を有する入力装置３８が接続されている。
【００１５】
次に、上記のように構成された本実施例の動作を図２に示すフローチャートおよび図３を参照して説明する。
主軸台１５の主軸１５ａと心押台１６間に適正に工作物Ｗが装着された状態において、入力装置３８の研削釦（不図示）が押されることにより、加工プログラムがスタートする。
【００１６】
まず、主軸台１５に内蔵された図略の駆動モータにより工作物Ｗが回転され、かつ砥石車２１が所定の速度で回転される。ＣＰＵ３１は、加工プログラムに従いメモリ３２から読み出された砥石早送り前進指令を解読して、パルス分配回路３４に供給する。これに伴いパルス分配回路３４からは前進指令に応じたパルス信号が送出され、このパルス信号を駆動回路３７に供給することにより、サーボモータ２０を回転駆動して砥石台１３を工作物Ｗに対して接近するＸ軸方向に早送り前進させる（ステップＳ１）。
【００１７】
このときの砥石車２１の早送り前進位置は、図３に示すように、従来技術で述べた粗研と精研が完了した時点における砥石車２１の位置と等しい。また、このときの工作物Ｗに対する砥石車２１の位置は、図３の破線に示すように、砥石車２１の荒研削面２１ｂが加工前の工作物Ｗの端面角部に接触する直前となる。
【００１８】
図３の破線に示すように、上記粗研と精研分の取代を含めた位置まで砥石車２１が早送り前進されると、ＣＰＵ３１は、メモリ３２から読み出されたテーブル左進指令を解読してパルス分配回路３３に供給する。これに伴いパルス分配回路３３からはテーブル左進指令に応じたパルス信号が送出され、このパルス信号を駆動回路３６に供給することにより、サーボモータ１４を回転駆動して工作物テーブル１２を所定量（定寸装置１８により工作物Ｗの加工径を測定できる必要最小限の移動量）左進させる（ステップＳ２）。
【００１９】
工作物テーブル１２が左進されると、工作物Ｗは、図３の１点鎖線に示すように、回転する砥石車２１の荒研削面２１ｂによって左端から従来の粗研＋精研分に相当する取代がトラバース研削により粗研削される。
このときの研削方式はトラバース研削であるため、工作物Ｗにかかる半径方向の研削抵抗は小さく、これに伴いトラバース方向の送り速度はプランジ方向の送り速度より大幅に大きくできる。
【００２０】
工作物テーブル１２の左進による所定長さのトラバース粗研削が終了すると、ＣＰＵ３１は、ステップＳ３に示す砥石微研前進処理を実行する。
即ち、ステップＳ３では、加工プログラムにしたがいＣＰＵ３１からパルス分配回路３４に対し微研前進指令信号を供給することにより、パルス分配回路３４から微研指令信号に応じたパルス信号が送出され、このパルス信号を駆動回路３７に供給してサーボモータ２０を回転駆動することにより、砥石台１３を微研指令に応じた送り速度にて前進させ、工作物Ｗを図３の実線に示すように、プランジ研削により微研削する。
【００２１】
次のステップＳ４では、図３に示すように、定寸装置１８のフィーラ１８ａを工作物Ｗの微研削部位の外周に係合し、これにより工作物Ｗの加工径を測定して、その径信号をＣＰＵ３１に入力し、微研削される工作物Ｗの加工径が定寸に達したかを判定する。ここで、定寸信号がない場合はステップＳ３に戻って砥石台１３をさらに微研前進させる。また、定寸信号有りが判定されたときはプランジ研削による微研送りを停止させてステップＳ５に進む。
【００２２】
ステップＳ５では、加工プログラムにしたがいＣＰＵ３１からテーブル左進指令信号をパルス分配回路３３に供給することにより、パルス分配回路３３からテーブル左進指令に応じたパルス信号を送出し、このパルス信号を駆動回路３６に供給してサーボモータ１４を回転駆動することにより、工作物テーブル１２を左進指令に応じた送り速度にて左進させる。これにより工作物Ｗは全長に亘りワンパスでトラバース研削される。
【００２３】
工作物Ｗに対するトラバース研削が終了すると、ステップＳ６に進み、ＣＰＵ３１からの早送り後退指令により、砥石台１３を後退指令に応じた速度にて早送り後退させる。そして、次のステップＳ７において、ＣＰＵ３１からのテーブル右進指令により、工作物テーブル１２を右進させ、元位置へ復帰させる。これにより、１つの工作物Ｗの加工が終了する。
【００２４】
上述のような本実施例においては、砥石台１３を工作物Ｗに対し、従来の粗研＋精研分の取代を含めた位置まで早送り前進させた後、工作物テーブル１２を所定量左進させることにより、上記取代分をトラバース研削で粗研し、その後、砥石台１３を前進させてプランジ研削により定寸信号が得られるまで微研削し、定寸信号が得られた段階で工作物テーブル１２を左進することにより、工作物Ｗをワンパスでトラバース研削する構成としたので、定寸信号が得られるまでの時間を大幅に短縮できる。
又、定寸信号を基に砥石台１３の前進位置を決めるため、熱変位の影響を受けないで工作物Ｗを所定の寸法径に仕上げることができる。
【００２５】
因みに、定寸信号が得られるまでの研削方式を従来のプランジ研削で行った場合、粗研に６秒、精研に６秒、微研に６秒、計１８秒要していたが、本実施例の研削方式にあっては、トラバース粗研に２秒、微研に６秒、計８秒となり、定寸信号が得られるまでの研削時間は、従来の１／２以下にできる。
このことは、従来の粗研＋精研分の取代をトラバース研削するときのワークにかかる半径方向の研削抵抗が小さく、トラバース方向の送り速度を大きくできるからである。その結果、工作物の加工サイクルタイムを大幅に短縮することができる。
【００２６】
なお、本発明方法は、工作物の回転軸線と直角な方向に砥石台を送るものに限らず、工作物の回転軸線に対し傾斜したアンギュラ方向に砥石台を送るものにも適用できる。このように、上記実施例に示す構成のものに限定されず、請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、種々の変形が可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、砥石台を工作物に対し仕上げ取代分を残した位置まで早送り前進し、この位置から工作物を所定量トラバース研削し、その後、定寸信号が得られるまでプランジ研削した後、ワンパスのトラバース研削へ移行する研削サイクル方式としたので、定寸信号が得られるまでの研削時が短縮され、これによって工作物の加工サイクルタイムを大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を適用した研削装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本実施例における工作物の研削手順を示すフローチャートである。
【図３】本実施例による研削動作時の工作物と砥石車との関係を示す説明図である。
【図４】従来の研削方式による工作物と砥石車との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  研削盤
１２  工作物テーブル
１３  砥石台
１４  サーボモータ（駆動手段）
１５  主軸台
１６  心押台
１８  定寸装置
２０  サーボモータ（駆動手段）
２１  砥石車
３０  数値制御装置
３１  ＣＰＵ
３２  メモリ
Ｗ  工作物
【図１】
0003555146.tif 000002
【図２】
0003555146.tif 000003
【図３】
0003555146.tif 000004
【図４】
0003555146.tif 000005