(57)【要約】【課題】本発明の課題は、手動または自動による砥石との接触確認動作を必要としないので、砥石交換が短時間かつ安全にできる装置および方法を提供することである。【解決手段】使用限界に達した砥石を取り外し交換し、砥石径測定装置により測定データを読み取り、この測定済み砥石を装着し、測定データを研削盤の数値制御装置に入力し、砥石とドレッサーとのギャップを算出し、この算出データにより初期成形ドレスを開始する。【選択図】    図４
2004276222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドレッサー回転軸と、ドレッサーに対して前後進する砥石送り軸と、砥石送り軸の駆動を制御する数値制御装置とを備えた研削盤におけるドレス方法において、前記数値制御装置が砥石の外径に応じた基準値を有し、該数値制御装置に交換砥石の外径寸法測定データを入力し、前記数値制御装置が前記基準値と前記入力値の差を演算し、その演算値から、砥石送り軸の切り込み送り直前までの前進量とその速度を制御することにより、砥石送り軸の早送りと、該早送りに続く中間送りと、該中間送りに続く切り込み送りを行うようにしたことを特徴とする研削盤におけるドレス方法。
【請求項２】
ドレッサー回転軸と、ドレッサーに対して前後進する砥石送り軸と、砥石送り軸の駆動を制御する数値制御装置とを備えた研削盤において、前記数値制御装置が、砥石の基準外径データを記憶する基準外径記憶手段と、交換砥石外径測定データを記憶する交換砥石外径記憶手段と、基準外径データと交換砥石外径測定データとを比較演算する比較手段と、比較手段からの演算値に基づき、前記砥石送り軸の切り込み送り直前までの前進量と、その速度を算出する送り軸移動指令手段とを有し、送り軸移動指令手段からの指令信号により、砥石送り軸の早送りと、該早送りに続く中間送りと、該中間送りに続く切り込み送りを行うようにしたことを特徴とする研削盤。
【請求項３】
ドレッサー回転軸と、ドレッサーに対して前後進する砥石送り軸と、砥石送り軸の駆動を制御する数値制御装置とを備えた研削盤におけるドレス方法において、使用限界に達した砥石を砥石駆動軸から取り外す工程と、砥石径測定装置により新しい砥石の外径を測定する工程と、新しい砥石を砥石駆動軸に装着する工程と、前記測定により得た測定データを前記数値制御装置に入力し、砥石とドレッサーとのギャップを算出する工程と、該算出データにより初期ドレスを開始する事を特徴とする研削盤におけるドレス方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車部品等の機械加工生産工場で使用されるもので、特に数値制御装置が砥石径測定装置の測定データから砥石軸移動量を算出し、初期成形ドレスを行う研削盤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
研削盤の加工を開始する際、砥石が使用限界に達すると、まず作業者は交換の必要なその砥石を取り外し、別の新たな砥石を該研削盤に取り付ける作業を行う。
【０００３】
図５に示すように、作業者は、まず、新しい砥石１０４の外周の数箇所にペイントで半径方向のマーキング１０３を行う。
このマーク１０３は、ドレッサー１０１により削り取るべきドレッサー１０１の径寸法を示すものである。次に、砥石１０４に対して、ドレッサー１０１により必要な初期成形ドレスを行うため、その砥石１０４を砥石スピンドル１０６により既定の回転数に立上げた状態で、ドレス位置まで砥石１０４を移動させる。その時作業者は、新たな砥石１０４とドレッサー１０１との接触を目視確認するために、手動にて寸動の押し釦又は手動パルス発生器等を用いて砥石１０４をドレス位置まで極低速で移動させる。次に、砥石１０４をドレッサー１０１に干渉（プランジ又は、トラバース）させ、目視により前述したマーク１０３がなくなるまで砥石を成形する。
【０００４】
また、他の方法は、目視によらず、砥石先端の位置を接触により検出する接触感知や、接触時の音を検知するＡＥセンサー機能や、モータ負荷の変動を見ることなどから接触したことを検知するが、この場合でも砥石は、接触位置まで極低速で移動することになるので非成形時間が長く機械の稼働率が低下する問題がある。
【０００５】
そしてこのように加工中のドレス方法は、従来技術として引例も多数あり、特許文献１がこの加工中のドレス方法の代表例である。
特許文献１の
【００２１】などに記載されているように、加工後にドレスを行い、その直後に素早くかつ簡単に摩耗補正を行うことができ、被加工物の仕上げ形状精度の向上を図ることができる。このような方法は、砥石交換時点の初期成形ドレスにも適用されていると考えられるが、本発明のように砥石交換時点の初期成形ドレスについて、加工中のドレスとは全く異なった方法と手段で本課題を解決する事に取り組んだものは、いまだ発見していない。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−００１３３２号公報
【０００７】
【発明が解決すようとする課題】
上記のように従来の研削盤において、使用限界に達した砥石を、新たな砥石に交換し取り付ける場合、作業者は、初期成形ドレスを行うために、手動または自動でＡＥセンサーなどを利用して、ドレッサーと新規の砥石との接触を確認するために極低速で砥石を移動させる必要があり、非成形時間が長く機械の稼働率が低下する問題がある。
また砥石交換時には、初期成形ドレス等で熟練された作業者の経験や運転操作に頼ることが多く、作業者は、高速回転している砥石を観察しながら作業を行うため、操作を誤り、砥石を機械に衝突させ、破損することがあり、この破損により飛散した砥石が周辺の人々に当たり重大な事故を発生することがある。
従って、本発明の目的は、手動または自動による砥石との接触確認動作を必要としないので、砥石交換が短時間かつ安全にできる装置および方法を提供することになる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、ドレッサー回転軸と、ドレッサーに対して前後進する砥石送り軸と、砥石送り軸の駆動を制御する数値制御装置とを備えた研削盤におけるドレス方法において、前記数値制御が砥石の外径に応じた基準値を有し、前記数値制御装置に交換砥石外径寸法測定データを入力し、前記数値制御装置が前記基準値と前記入力値の差を演算し、その演算値から、砥石送り軸の切り込み送り直前までの前進量とその速度を制御することにより、砥石送り軸の早送りと、この早送りに続く中間送りと、この中間送りに続く切り込み送りを行う。
この構成により本発明の研削盤は、研削盤の外で砥石径測定装置により交換砥石外径寸法を測定しているので、砥石送り軸の駆動を制御する数値制御装置は砥石とドレッサーとのギャップすなわち初期成形ドレスの移動量が正確でかつ短時間に算出でき、砥石交換時間の合計が短時間でかつ安全にできる。
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、ドレッサー回転軸と、ドレッサーに対して前後進する砥石送り軸と、砥石送り軸の駆動を制御する数値制御装置とを備えた研削盤において、前記数値制御装置が、砥石の基準外径データを記憶する基準外径記憶手段と、交換砥石外径測定データを記憶する交換砥石外径記憶手段と、基準外径データと交換砥石外径測定データとを比較演算する比較手段と、比較手段からの演算値に基づき、前記砥石送り軸の切り込み送り直前までの前進量と、その速度を算出する送り軸移動指令手段とを有し、送り軸移動指令手段からの指令信号により砥石送り軸の早送りと、該早送りに続く中間送りと、該中間送りに続く切り込み送りを行う。
この構成により本発明の研削盤は、研削盤の外で砥石径測定装置により交換砥石外径寸法を測定しているので、砥石送り軸の駆動を制御する数値制御装置は砥石とドレッサーとのギャップ、すなわち初期成形ドレスの移動量が正確でかつ短時間に算出でき、砥石交換時間の合計が短時間でかつ安全にできる。
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、研削盤において、使用限界に達した砥石を取り外し交換する工程と、砥石径測定装置により測定データを読み取る工程と、該測定済み砥石を装着する工程と、測定データを研削盤の数値制御装置に入力し、砥石とドレッサーとのギャップを算出する工程と、該算出データにより初期成形ドレスを開始する。
この構成により本発明の数値制御装置内部で、すでに砥石とドレッサーとのギャップを算出され、移動量が決定されているので、初期成形ドレス開始までの時間が短縮される。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明に係わる実施例を図１〜４に基づいて具体的に説明する。
本発明の研削盤砥石径入力システムは、研削盤の交換後の新たな砥石に対する初期ドレスを行うため、予め測定した砥石径データから砥石軸の初期ドレスを行う座標まで砥石を高速で移動させるものである。
【００１２】
図１は研削盤砥石径入力システム流れ図であり、これによって実施例の全体構成を説明する。
次に図２と図３（ａ）と図３（ｂ）で砥石径測定装置１の説明をする。
図２は砥石径測定装置１の全体を斜視図で示したもの。
図３（ａ）はその砥石径測定装置１にゼロマスター８を装着した斜視図であり、図３（ｂ）は被測定用砥石９を装着した斜視図である。
図４は研削盤砥石径入力システムであり、研削盤の数値制御装置２７の入力と出力信号との関係から内部演算と機械の動作を詳細に説明する。
【００１３】
図１は研削盤砥石径入力システム流れ図である、この図に従って本砥石径入力システムの実施例の全体説明をする。図１の研削盤砥石径入力システム流れ図によると、まず砥石径測定装置Ｓ１の測定作業の流れとして、砥石交換準備Ｓ２が行われる。この砥石交換準備Ｓ２は、本研削盤の外で砥石径測定装置により交換砥石外径寸法を測定している、即ち図３（ａ）で示すように、測定当金６をイの方向へ移動し、ゼロマスター８を装着して、この測定当金６をロの方向に戻し隙間がないようにゼロマスター８に接触させてその位置をゼロリセットすると、インジケータ３にはゼロが表示される。  次にこのゼロマスター８を取り外す、この時測定当金６をイの方向へ移動し、被測定用砥石９を装着する、次にこの測定当金６をロの方向に戻し隙間がないように被測定用砥石９の外周に接触させると、その位置が砥石径測定データＳ３として、インジケータ３に表示される。ここまでが、本研削盤の外で砥石径測定装置により交換砥石外径寸法を測定している砥石径測定装置Ｓ１の説明である。
【００１４】
次に研削盤Ｓ４の作業の流れについて説明すると、まず砥石交換予報Ｓ５を発生する。  即ち数値制御装置２７は決められた時間毎にドレッサー３３にドレス命令を出力し、その時のドレス位置が演算され、砥石３１の減少を判断できるので、砥石３１の減少が所定量になったところで、この砥石交換予報Ｓ５が出力される。この砥石交換予報Ｓ５が出力されて砥石使用限界警報Ｓ６出力されるまでの時間を利用して、本研削盤の外で砥石径測定装置により交換砥石外径寸法を測定する、通常このようにするが、もちろんその他の時間で測定を完了することもある。
【００１５】
次に、ドレスにより砥石の使用最小径になったところで砥石使用限界警報Ｓ６が出力される。機械停止Ｓ７した後、使用最小径となった砥石を砥石フランジから取外し、次にこの被測定用砥石９は、すでに測定を完了したものであって、これを取付けるため砥石交換Ｓ８を実施する。即ちこの砥石使用限界警報Ｓ６の出力により、砥石交換Ｓ８を実施するため、研削盤Ｓ４を機械停止Ｓ７させる。
この機械停止Ｓ７は、切削部品の流れが止まらないように、できるだけ短時間であることが要求される。
【００１６】
砥石径入力Ｓ９は、作業者２０により操作盤２１のキーボードから、本研削盤の外で砥石径測定装置により交換砥石外径寸法を測定したものを、砥石径測定データＳ３の数値として入力されると、研削盤の数値制御装置２７の内部で、基準値２３と比較２４の作業ステップＳ１０が行われる。  次に砥石軸移動量の算出Ｓ１１が行われる。
【００１７】
この演算を詳しく説明すると、砥石径測定データ２２は、砥石径測定装置Ｓ１で測長したデータを、作業者が操作盤２１のキーボードからコンピュータに入力する。入力した値と基準値２３との比較２４演算し、その差に基づいて砥石軸移動量の算出２５を行い、サーボモータ２９の必要な回転量の制御２６が決定される、制御２６が決定されていれば、即ち初期ドレス前に砥石軸移動量３４が判っているということであり、初期ドレスＳ１２を行うために、砥石の早送りを高速で移動させることができる。なお初期ドレスが高速処理できるということは、ワーク３２の研削加工中に数回のドレス命令を繰り返す研削加工中のドレスＳ１３についても、所定の砥石軸移動量が演算できるので、高速処理できるのである。
【００１８】
そこで、この作業をより詳しく図４により機械の動作の詳細について説明する。この制御２６は、サーボモータ２９を回転させてボールネジ３０に伝達され砥石軸移動量３４として砥石３１を所定量移動し、初期成形ドレスＳ１２を開始する。砥石径測定装置Ｓ１で、ゼロマスター８等を利用して正確な砥石径測定データを本研削盤の操作盤２１のキーボードから入力できることで、初期成形ドレス条件に相当する砥石送り軸の移動量の算出２５が行われ、エアーカット距離を短縮できることから、短時間で初期成形ドレスＳ１２を行うことができる。本発明の研削盤砥石径入力システムの特徴は、研削盤の交換後の新たな砥石に対する初期ドレスを行うため、予め測定したデータの座標まで砥石を高速で移動させるものである。
【００１９】
次に研削加工とドレスの繰返しＳ１３は、ワーク３２の加工を開始して加工を継続していくと、砥石３１の径は減少、目詰まり、また形状崩れをおこすので、所定の間隔でドレスＳ１３を繰り返すことになる、なおこのドレス繰り返し回数は数値制御装置２７に作業者２０が操作盤２１から設定できるようになっている。そしてこのドレス加工によって砥石３１が使用限界近くになると、本実施例ですでに述べた砥石交換予報Ｓ５が出て、それ以降は全く同様の動作の繰り返しとなる。この実施例により本発明の数値制御装置２７は、正確な砥石径データが算出でき、砥石３１とドレッサー３３との砥石軸移動量３４すなわち初期成形ドレスＳ１２の砥石軸移動量３４の算出により短時間でこの初期成形ドレスＳ１２が完了するので、砥石交換が短時間かつ安全にできる。なお一連の作業開始から終了まで、数時間の余裕があるので、この間を利用して実質的に、交換用の砥石径を測定する等の外段取りができる。
【００２０】
砥石径を測定する手順は、本発明の研削盤実施例の本質ではないが、関係があるので簡単に説明する。まず図２は、砥石径測定装置１の全体図であり、ベースプレート２の中央部分に位置するインジケータ（表示装置）４は、砥石径を測定する機能の核となる部分でその測定データを表示する部分であり、最終的にこのインジケータ４に表示された数値が砥石径測定データであって、図４の操作盤２１を操作して数値制御装置２７に入力する値である。  このインジケータ４は、当金用スライド５と一体構成となっており、ガイドレール１１でスライドすることができる。  この当金用スライド５の端部に位置する測定当金６は、測定範囲をイ方向とロ方向に移動できる。
【００２１】
次に図３（ａ）は、砥石径を測定する準備として、砥石径測定装置にゼロマスター８を装着した図である。  ゼロマスター８は、ゼロマスター置台ピン７の２箇所のピンと、位置決めピン３の２箇所のピンの各４箇所で固定する。  ゼロマスターが固定されると、当金用スライド５は、まず測定範囲が広がる方向でイ方向に移動して、次にロ方向に移動して、当金用スライド５と一体の測定当金６がゼロマスター８に当たって停止する。この位置が測定基準点となり、インジケータ（表示装置）３は、表示をゼロリセットされる。ここでゼロマスター８は、取り外される。この時、当金用スライド５は、測定範囲が広がる方向でイ方向に移動しておく。
【００２２】
次に図３（ｂ）は、実際に砥石径を測定するために、砥石測定装置１に今から測定しようとする被測定用砥石９を取り付けた図である。
この測定対象の被測定用砥石９は、ベースプレート２に装着した位置決めピン３の４箇所で被測定用砥石９の内径に接触して、砥石径測定装置１に固定される。なおこの実施例のように４箇所の位置決めピン３に限定されるものではない。被測定用砥石９が、砥石径測定装置１に固定されると、当金用スライド５は、まず測定範囲が広がる方向でイ方向に移動して、次にロ方向に移動して、当金用スライド５と一体の測定当金６が被測定用砥石９に当たって停止する。
【００２３】
そしてこの時の寸法がインジケータ３に表示される、このインジケータ３に表示された数値が被測定用砥石９の測定データであって目的の数値制御装置に入力する値である。なおこの時、測定当金６の移動は、被測定用砥石９の使用最大径から使用最小径まで移動可能であり、また装着のための位置決めピン３についても、被測定用砥石９の内径にしたがって位置決めピン３の取り付け位置を平行スライドさせる等で対応可能である。
【００２４】
本実施例のゼロマスター８は、被測定用砥石９が磨り減って研削盤の最小径になったときの使用限界の長さで作られている、しかしゼロマスター８の形状は、好ましい位置または使用方法で選択するので本実施例の形状に限られるものではない、即ちこの測定装置の測定基準点としてのゼロリセット機能を持てば、どのような形状であってもよい。
【００２５】
【発明の効果】
この構成により本発明の研削盤砥石径入力システムは、砥石測定装置の測定データがあるので砥石交換後の初期成形ドレスで非成形時間が短く、機械の稼働率が向上する。
また熟練された作業者の経験や特別の技量や資格を必要としないで初期成形ドレスができ、安全性が飛躍的に向上する。
使用途中で砥石を取り外し、再度使用する場合においても砥石径の再測定により、無駄な成形ドレスの必要が無く低価格で、安全性の高いシステムを構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】研削盤砥石径入力システムの流れ図である。
【図２】砥石径測定装置の全体斜視図である。
【図３ａ】図２の砥石径測定装置にゼロマスターを装着した斜視図である。
【図３ｂ】図２の砥石径測定装置に被測定用砥石を装着した斜視図である。
【図４】研削盤砥石径入力システムにおける数値制御の内部演算と入力と出力信号との関係を示す説明図である。
【図５】従来技術である。
【符号の説明】
１  砥石測定装置
２  ベースプレート
３  位置決めピン
４  インジケータ（表示装置）
５  当金用スライド
６  測定当金
７  ゼロマスター置台ピン
８  ゼロマスター
９  被測定砥石
１０  取付穴部
１１  ガイドレール
【図１】
2004276222.tif 000003
【図２】
2004276222.tif 000004
【図３】
2004276222.tif 000005
【図４】
2004276222.tif 000006
【図５】
2004276222.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成15年5月20日(2003.5.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】研削盤砥石径入力システムの流れ図である。
【図２】砥石径測定装置の全体斜視図である。
【図３】（ａ）は図２の砥石径測定装置にゼロマスターを装着した斜視図、（ｂ）は図２の砥石径測定装置に被測定用砥石を装着した斜視図である。
【図４】研削盤砥石径入力システムにおける数値制御の内部演算と入力と出力信号との関係を示す説明図である。
【図５】従来技術である。
【符号の説明】
１  砥石測定装置
２  ベースプレート
３  位置決めピン
４  インジケータ（表示装置）
５  当金用スライド
６  測定当金
７  ゼロマスター置台ピン
８  ゼロマスター
９  被測定砥石
１０  取付穴部
１１  ガイドレール