(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状工作物と工具とが該円筒状工作物の長手方向に相対的に往復運動し、その往復運動端で上記工具に対して上記円筒状工作物の半径方向への切込が与えられ、その往路と復路の過程で上記工具による円筒状工作物の外径加工が行われるときに、上記円筒状工作物の直径を該円筒状工作物の長手方向に沿って測定する外径測定器と、
上記往路または復路のいずれか一方の過程で上記外径測定器が測定した測定値に基づき上記円筒状工作物の円筒度誤差を求める円筒度誤差演算手段と、
上記円筒度誤差演算手段で求めた上記円筒状工作物の円筒度誤差に基づき上記往路または復路のいずれか他方の過程で上記工具の切込量を補正する補正手段とを具備すること
を特徴とする円筒度制御装置。
【請求項２】
円筒状工作物と工具とが該円筒状工作物の長手方向に相対的に往復運動し、その往復運動端で上記工具に対して上記円筒状工作物の半径方向への切込が与えられ、その往路と復路の過程で上記工具による円筒状工作物の外径加工が行われるときに、上記円筒状工作物の直径を該円筒状工作物の長手方向に沿って測定する外径測定器と、
上記往路または復路のいずれか一方の過程で上記外径測定器が測定した測定値に基づき上記円筒状工作物の円筒度誤差を求める円筒度誤差演算手段と、
上記円筒度誤差演算手段で求めた上記円筒状工作物の円筒度誤差に基づき上記円筒状工作物における実際の撓み量を求めるとともに、この実際の撓み量を用いて円筒状工作物に実際に加わっている研削法線力を推定する推定手段と、
上記推定手段で推定した研削法線力に基づき円筒状工作物の理論上の撓み量を求めるとともに、この理論上の撓み量を用いて上記往路または復路のいずれか他方の過程で上記工具の切込量を補正する補正手段とを具備すること
を特徴とする円筒度制御装置。
【請求項３】
上記補正手段により補正された切込量で上記円筒状工作物の外径加工を行う前に予め、上記工具と上記円筒状工作物との相対的な往復運動による外径加工として予め定められた一定の切込量で上記円筒状工作物の外径加工を行う、及び、その外径加工において上記外径測定器による円筒状工作物の直径の測定を行い、その測定値が安定したら、上記補正手段により補正された切込量で円筒状工作物の外径加工を行う処理に切り替わること
を特徴とする請求項１または２に記載の円筒度制御装置。
【請求項４】
円筒状工作物と工具とが該円筒状工作物の長手方向に相対的に往復運動し、その往復運動端で上記工具に対して上記円筒状工作物の半径方向への切込が与えられ、その往路と復路の過程で上記工具による円筒状工作物の外径加工が行われるときに、上記円筒状工作物の直径を該円筒状工作物の長手方向に沿って外径測定器により測定する測定処理と、
上記往路または復路のいずれか一方の過程で上記外径測定器が測定した測定値に基づき上記円筒状工作物の円筒度誤差を求める円筒度誤差演算処理と、
上記円筒度誤差演算処理で求めた上記円筒状工作物の円筒度誤差に基づき上記往路または復路のいずれか他方の過程で上記工具の切込量を補正する補正処理とを含むこと
を特徴とする円筒度制御方法。
【請求項５】
円筒状工作物と工具とが該円筒状工作物の長手方向に相対的に往復運動し、その往復運動端で上記工具に対して上記円筒状工作物の半径方向への切込が与えられ、その往路と復路の過程で上記工具による円筒状工作物の外径加工が行われるときに、上記円筒状工作物の直径を該円筒状工作物の長手方向に沿って外径測定器により測定する測定処理と、
上記往路または復路のいずれか一方の過程で上記外径測定器が測定した測定値に基づき上記円筒状工作物の円筒度誤差を求める円筒度誤差演算処理と、
上記円筒度誤差演算処理で求めた上記円筒状工作物の円筒度誤差に基づき上記円筒状工作物における実際の撓み量を求めるとともに、この実際の撓み量を用いて円筒状工作物に実際に加わっている研削法線力を推定する推定処理と、
上記推定処理で推定した研削法線力に基づき円筒状工作物の理論上の撓み量を求めるとともに、この理論上の撓み量を用いて上記往路または復路のいずれか他方の過程で上記工具の切込量を補正する補正処理とを含むこと
を特徴とする円筒度制御方法。
【請求項６】
上記補正手段により補正された切込量で上記円筒状工作物の外径加工を行う前に予め、上記工具と上記円筒状工作物との相対的な往復運動による外径加工として予め定められた一定の切込量で上記円筒状工作物の外径加工を行う、及び、その外径加工において上記外径測定器による円筒状工作物の直径の測定を行い、その測定値が安定したら、上記補正手段により補正された切込量で円筒状工作物の外径加工を行う処理に切り替わること
を特徴とする請求項４または５に記載の円筒度制御方法。
【請求項７】
円筒状工作物をその両端側から挟持するセンタと、
上記センタにより挟持された上記円筒状工作物の外径加工を行う工具と、
上記円筒状工作物と上記工具とが該円筒状工作物の長手方向に相対的に往復運動し、その往復運動端で上記工具に対して上記円筒状工作物の半径方向への切込が与えられ、その往路と復路の過程で上記工具による円筒状工作物の外径加工が行われるときに、上記円筒状工作物の直径を該円筒状工作物の長手方向に沿って測定する外径測定器と、
上記往路または復路のいずれか一方の過程で上記外径測定器が測定した測定値に基づき上記円筒状工作物の円筒度誤差を求める円筒度誤差演算手段と、
上記円筒度誤差演算手段で求めた上記円筒状工作物の円筒度誤差に基づき上記往路または復路のいずれか他方の過程で上記工具の切込量を補正する補正手段とを有すること
を特徴とする円筒加工機。
【請求項８】
円筒状工作物をその両端側から挟持するセンタと、
上記センタにより挟持された上記円筒状工作物の外径加工を行う工具と、
上記円筒状工作物と上記工具とが該円筒状工作物の長手方向に相対的に往復運動し、その往復運動端で上記工具に対して上記円筒状工作物の半径方向への切込が与えられ、その往路と復路の過程で上記工具による円筒状工作物の外径加工が行われるときに、上記円筒状工作物の直径を該円筒状工作物の長手方向に沿って測定する外径測定器と、
上記往路または復路のいずれか一方の過程で上記外径測定器が測定した測定値に基づき上記円筒状工作物の円筒度誤差を求める円筒度誤差演算手段と、
上記円筒度誤差演算手段で求めた上記円筒状工作物の円筒度誤差に基づき上記円筒状工作物における実際の撓み量を求めるとともに、この実際の撓み量を用いて円筒状工作物に実際に加わっている研削法線力を推定する推定手段と、
上記推定手段で推定した研削法線力に基づき円筒状工作物の理論上の撓み量を求めるとともに、この理論上の撓み量を用いて上記往路または復路のいずれか一方の過程で上記工具の切込量を補正する補正手段とを有すること
を特徴とする円筒加工機。
【請求項９】
上記補正手段により補正された切込量で上記円筒状工作物の外径加工を行う前に予め、上記工具と上記円筒状工作物との相対的な往復運動による外径加工として予め定められた一定の切込量で上記円筒状工作物の外径加工を行う、及び、その外径加工において上記外径測定器による円筒状工作物の直径の測定を行い、その測定値が安定したら、上記補正手段により補正された切込量で円筒状工作物の外径加工を行う処理に切り替わること
を特徴とする請求項７または８に記載の円筒加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状工作物の外径加工を行う際に、その円筒度の向上を図れるようにした円筒度制御方法、円筒度制御装置、円筒加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、円筒状工作物の外径研削加工を行う研削盤としては、センタレス式の円筒研削盤とセンタ支持式の円筒研削盤が知られている。センタレス式の場合は準備作業が多く非能率的であるため、少量の円筒状工作物しか研削しない少量生産を行う際は、一般に準備作業が比較的少ないセンタ支持式の円筒研削盤が用いられる。
【０００３】
しかしながら、従来のセンタ支持式の円筒研削盤によると、円筒状工作物をその両端面側からセンタで挟持するという工作物の支持構造を採用するため、たとえば、直径が４ｍｍで長さが５０ｍｍのように細長い円筒状工作物の外径研削加工を行うとき、その研削力により円筒状工作物が弾性変形して撓むことから、円筒状工作物の最終仕上げ形状がビア樽形状になる、すなわち円筒状工作物の長手方向中央部が太く仕上がる等、最終製品としての円筒状工作物の円筒度が低下するという問題点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、円筒状工作物の外径加工を行う際に、その円筒度の向上を図るに好適な円筒度制御方法、円筒度制御装置、円筒加工機を提供することにある。
【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、本発明に係る円筒度制御装置は、円筒状工作物と工具とが該円筒状工作物の長手方向に相対的に往復運動し、その往復運動端で上記工具に対して上記円筒状工作物の半径方向への切込が与えられ、その往路と復路の過程で上記工具による円筒状工作物の外径加工が行われるときに、上記円筒状工作物の直径を該円筒状工作物の長手方向に沿って測定する外径測定器と、上記往路または復路のいずれか一方の過程で上記外径測定器が測定した測定値に基づき上記円筒状工作物の円筒度誤差を求める円筒度誤差演算手段と、上記円筒度誤差演算手段で求めた上記円筒状工作物の円筒度誤差に基づき上記往路または復路のいずれか他方の過程で上記工具の切込量を補正する補正手段とを具備することを特徴とするものである。
【０００６】
本発明に係る円筒度制御装置は、円筒状工作物と工具とが該円筒状工作物の長手方向に相対的に往復運動し、その往復運動端で上記工具に対して上記円筒状工作物の半径方向への切込が与えられ、その往路と復路の過程で上記工具による円筒状工作物の外径加工が行われるときに、上記円筒状工作物の直径を該円筒状工作物の長手方向に沿って測定する外径測定器と、上記往路または復路のいずれか一方の過程で上記外径測定器が測定した測定値に基づき上記円筒状工作物の円筒度誤差を求める円筒度誤差演算手段と、上記円筒度誤差演算手段で求めた上記円筒状工作物の円筒度誤差に基づき上記円筒状工作物における実際の撓み量を求めるとともに、この実際の撓み量を用いて円筒状工作物に実際に加わっている研削法線力を推定する推定手段と、上記推定手段で推定した研削法線力に基づき円筒状工作物の理論上の撓み量を求めるとともに、この理論上の撓み量を用いて上記往路または復路のいずれか他方の過程で上記工具の切込量を補正する補正手段とを具備することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明に係る円筒度制御装置は、上記円筒度制御装置において、上記補正手段により補正された切込量で上記円筒状工作物の外径加工を行う前に予め、上記工具と上記円筒状工作物との相対的な往復運動による外径加工として予め定められた一定の切込量で上記円筒状工作物の外径加工を行う、及び、その外径加工において上記外径測定器による円筒状工作物の直径の測定を行い、その測定値が安定したら、上記補正手段により補正された切込量で円筒状工作物の外径加工を行う処理に切り替わることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明に係る円筒度制御方法は、円筒状工作物と工具とが該円筒状工作物の長手方向に相対的に往復運動し、その往復運動端で上記工具に対して上記円筒状工作物の半径方向への切込が与えられ、その往路と復路の過程で上記工具による円筒状工作物の外径加工が行われるときに、上記円筒状工作物の直径を該円筒状工作物の長手方向に沿って外径測定器により測定する測定処理と、上記往路または復路のいずれか一方の過程で上記外径測定器が測定した測定値に基づき上記円筒状工作物の円筒度誤差を求める円筒度誤差演算処理と、上記円筒度誤差演算処理で求めた上記円筒状工作物の円筒度誤差に基づき上記往路または復路のいずれか他方の過程で上記工具の切込量を補正する補正処理とを含むことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係る円筒度制御方法は、円筒状工作物と工具とが該円筒状工作物の長手方向に相対的に往復運動し、その往復運動端で上記工具に対して上記円筒状工作物の半径方向への切込が与えられ、その往路と復路の過程で上記工具による円筒状工作物の外径加工が行われるときに、上記円筒状工作物の直径を該円筒状工作物の長手方向に沿って外径測定器により測定する測定処理と、上記往路または復路のいずれか一方の過程で上記外径測定器が測定した測定値に基づき上記円筒状工作物の円筒度誤差を求める円筒度誤差演算処理と、上記円筒度誤差演算処理で求めた上記円筒状工作物の円筒度誤差に基づき上記円筒状工作物における実際の撓み量を求めるとともに、この実際の撓み量を用いて円筒状工作物に実際に加わっている研削法線力を推定する推定処理と、上記推定処理で推定した研削法線力に基づき円筒状工作物の理論上の撓み量を求めるとともに、この理論上の撓み量を用いて上記往路または復路のいずれか他方の過程で上記工具の切込量を補正する補正処理とを含むことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明に係る円筒度制御方法は、前記円筒度制御方法において、上記補正手段により補正された切込量で上記円筒状工作物の外径加工を行う前に予め、上記工具と上記円筒状工作物との相対的な往復運動による外径加工として予め定められた一定の切込量で上記円筒状工作物の外径加工を行う、及び、その外径加工において上記外径測定器による円筒状工作物の直径の測定を行い、その測定値が安定したら、上記補正手段により補正された切込量で円筒状工作物の外径加工を行う処理に切り替わることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明に係る円筒加工機は、円筒状工作物をその両端側から挟持するセンタと、上記センタにより挟持された上記円筒状工作物の外径加工を行う工具と、上記円筒状工作物と上記工具とが該円筒状工作物の長手方向に相対的に往復運動し、その往復運動端で上記工具に対して上記円筒状工作物の半径方向への切込が与えられ、その往路と復路の過程で上記工具による円筒状工作物の外径加工が行われるときに、上記円筒状工作物の直径を該円筒状工作物の長手方向に沿って測定する外径測定器と、上記往路または復路のいずれか一方の過程で上記外径測定器が測定した測定値に基づき上記円筒状工作物の円筒度誤差を求める円筒度誤差演算手段と、上記円筒度誤差演算手段で求めた上記円筒状工作物の円筒度誤差に基づき上記往路または復路のいずれか他方の過程で上記工具の切込量を補正する補正手段とを有することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明に係る円筒加工機は、円筒状工作物をその両端側から挟持するセンタと、上記センタにより挟持された上記円筒状工作物の外径加工を行う工具と、上記円筒状工作物と上記工具とが該円筒状工作物の長手方向に相対的に往復運動し、その往復運動端で上記工具に対して上記円筒状工作物の半径方向への切込が与えられ、その往路と復路の過程で上記工具による円筒状工作物の外径加工が行われるときに、上記円筒状工作物の直径を該円筒状工作物の長手方向に沿って測定する外径測定器と、上記往路または復路のいずれか一方の過程で上記外径測定器が測定した測定値に基づき上記円筒状工作物の円筒度誤差を求める円筒度誤差演算手段と、上記円筒度誤差演算手段で求めた上記円筒状工作物の円筒度誤差に基づき上記円筒状工作物における実際の撓み量を求めるとともに、この実際の撓み量を用いて円筒状工作物に実際に加わっている研削法線力を推定する推定手段と、上記推定手段で推定した研削法線力に基づき円筒状工作物の理論上の撓み量を求めるとともに、この理論上の撓み量を用いて上記往路または復路のいずれか一方の過程で上記工具の切込量を補正する補正手段とを有することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明に係る円筒加工機は、上記円筒加工機において、上記補正手段により補正された切込量で上記円筒状工作物の外径加工を行う前に予め、上記工具と上記円筒状工作物との相対的な往復運動による外径加工として予め定められた一定の切込量で上記円筒状工作物の外径加工を行う、及び、その外径加工において上記外径測定器による円筒状工作物の直径の測定を行い、その測定値が安定したら、上記補正手段により補正された切込量で円筒状工作物の外径加工を行う処理に切り替わることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明では、往路の過程で外径測定器が測定した測定値に基づき円筒状工作物の円筒度誤差が求められ、この求めた円筒状工作物の円筒度誤差に基づき復路の過程で工具の切込量が補正される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る円筒度制御方法と円筒度制御装置を円筒加工機に適用した実施の形態について図１ないし図３を基に説明する。
【００１６】
図１に示した円筒加工機は円筒研削盤であり、この円筒研削盤ではセンタ支持方式を採用している。すなわち、この円筒研削盤において外径研削加工の対象となる円筒状加工物Ｗは、その両端面側から左右一対のセンタ１、２により挟持される。
【００１７】
上記のようにセンタ１、２で両端支持された円筒状加工物Ｗの外径研削加工を砥石３で行うときは、その砥石３と円筒状加工物Ｗを図示しない通常の回転駆動機構で回転させながら、円筒状加工物Ｗの外周面に砥石３を当接させるが、このとき、円筒状加工物Ｗと砥石３は該円筒状加工物Ｗの長手方向に相対的に往復運動（トラバース運動）するように構成されている。
【００１８】
上記のような円筒状加工物Ｗと砥石３の相対的な往復運動は、通常、砥石３の位置を固定し、かつ円筒状加工物Ｗをその円筒軸心方向に前後移動させる方法が採られるが、これ以外の方法も採用することができる。
【００１９】
図１に示した円筒研削盤には外径測定器４が設置されており、この外径測定器４は上記センタ１、２で両端支持された円筒状工作物Ｗの直径を測定する機器であり、本実施形態では、上述のように円筒状工作物Ｗと砥石３が相対的に往復運動し、その往復運動端で砥石３に対し円筒状工作物Ｗの半径方向への切込が与えられ、その往路と復路の過程で砥石３による円筒状工作物Ｗの外径研削加工が行われるときに、この外径測定器４が円筒状工作物Ｗの直径を該円筒状工作物の長手方向に沿って測定するように構成されている。
【００２０】
すなわち、円筒状工作物の外径研削工程には、たとえば粗研削、精研削、スパークアウトという３つの工程（図３参照）があり、粗研削と精研削の工程においては、円筒状工作物Ｗと砥石３が該円筒状工作物Ｗの長手方向に相対的に往復運動し、この往路と復路の過程で砥石３による円筒状工作物Ｗの外径加工が行われるときに、当該円筒状工作物Ｗには、この円筒状工作物Ｗの外周面法線方向に加わる研削力成分、すなわち研削法線力Ｐが加わる。また、スパークアウトの工程においては、粗研削や精研削の工程と同じく、円筒状工作物Ｗと砥石３が該円筒状工作物Ｗの長手方向に相対的に往復運動するが、往復運動端での切込動作は行われない。しかし、このスパークアウト工程初期では、円筒状工作物Ｗは砥石３により削られるが、複数回の往復運動の後に切り屑が発生しなくなって、円筒状工作物Ｗの直径変化が起きなくなるスパークアウト状態となる。しかし、このようなスパークアウト状態でも円筒状工作物Ｗと砥石３は接触しており、研削法線力Ｐも存在している。この理由は、細長い円筒状工作物Ｗが撓み、砥石３が円筒状工作物Ｗの外周面を滑るので、切り屑がでないのである。
【００２１】
要するに、粗研削、精研削、スパークアウトのいずれの工程においても、円筒状工作物Ｗに撓みが生じるが、本実施形態の外径測定器４は、そのように撓んで膨らんだように見える円筒状工作物Ｗの輪郭の径を、この円筒状工作物Ｗの直径として該円筒状工作物Ｗの長手方向に沿って測定する。図２はこの測定値の一例を示したものである。
【００２２】
上記のような外径測定器４による直径測定は、円筒状工作物Ｗと砥石３の相対的な往復運動の往路の過程と復路の過程のそれぞれにおいて、円筒状工作物Ｗの長手方向の全範囲に亘って連続的に行われる。
【００２３】
以下の説明では、砥石３と円筒状工作物Ｗが相対的に往復運動（トラバース運動）する際の往路の過程を「往トラバース運動」といい、その復路の過程を「復トラバース運動」という。また、往路の過程で行われる砥石３による外径研削加工を「往トラバース加工」といい、復路の過程で行われる砥石３による外径研削加工を「復トラバース加工」という。
【００２４】
上記外径測定器４での測定値は定寸装置５に送出され、定寸装置５では、外径測定器４により測定された円筒状工作物Ｗの直径値Ｄをあらかじめ設定された値と比較して、粗研削、精研削、スパークアウト工程を切り替えるための、機械制御信号を研削盤制御装置９に送出するとともに、直径値Ｄを直径記憶装置ＭＤに送出し記憶させる。このとき、その直径記憶装置ＭＤにおいては、円筒状工作物Ｗの直径値Ｄを該円筒状工作物Ｗの長手方向位置Ｚに対応させて記憶する。この記憶の処理動作は、外径測定器４による直径測定と同じく、往復両トラバース加工がそれぞれ１回行われるごとに実行される。なお、上記長手方向位置Ｚの信号は、図示しないが、この円筒加工機に設けられている砥石３と円筒状工作物Ｗの相対的な往復運動を検出するための位置センサや、その往復運動を制御する制御信号等から得られる。
【００２５】
直径記憶装置ＭＤに記憶された円筒状工作物Ｗの直径値Ｄのうち、最小の直径値（以下「最小直径値」という）Ｄｍｉｎは、その直径記憶装置ＭＤの中から読み出されて最小値記憶装置ＭＤｍｉｎに記憶される。この記憶の処理動作も往復両トラバース加工がそれぞれ１回行われるごとに実行される。
【００２６】
直径記憶装置ＭＤに記憶された内容、すなわち１回の往トラバース加工において得られた円筒状工作物Ｗの長手方向全域に亘る直径値Ｄと、最小値記憶装置ＭＤｍｉｎに記憶された円筒状工作物Ｗの最小直径値Ｄｍｉｎは、双方とも減算器６へ送出される。
【００２７】
減算器６は、直径記憶装置ＭＤから送出された直径値Ｄごとに、該直径値Ｄから最小直径値Ｄｍｉｎを減算する。この減算結果が円筒状工作物Ｗの長手方向全域に亘る円筒度の誤差（以下「円筒度誤差Ｃ１」という。）である。なお、このような円筒度誤差Ｃ１を求める円筒度誤差演算手段もしくは円筒度誤差演算処理についてはマイクロコンピュータにより構成することができる。
【００２８】
円筒度誤差Ｃ１は第１の円筒度誤差記憶装置Ｍ１に記憶されるが、この際、円筒度誤差記憶装置Ｍ１においては、その円筒度誤差Ｃ１を円筒状工作物Ｗの長手方向位置Ｚに対応させて記憶する。この記憶の処理動作も往復両トラバース加工がそれぞれ１回行われるごとに実行される。
【００２９】
円筒度誤差記憶装置Ｍ１において、円筒度誤差Ｃ１に対応する円筒状工作物Ｗの長手方向位置Ｚは、その円筒度誤差Ｃ１の発生位置を示す手段であり、この円筒状工作物Ｗの長手方向位置Ｚにより、これに対応して記憶されている円筒度誤差Ｃ１が円筒状工作物長手方向のどの位置で発生したものであるかを特定することができる。
【００３０】
要するに、本実施形態の円筒研削盤においては、往トラバース加工が１回終了するたびに、第１の円筒度誤差記憶装置Ｍ１に円筒度誤差Ｃ１が記憶される。このとき、前回の往トラバース加工により第１の円筒度誤差記憶装置Ｍ１に記憶された円筒度誤差Ｃ１は、円筒度誤差の修正程度を調べる目的で、そのまま前回の円筒度誤差Ｃ０として第２の円筒度誤差記憶装置Ｍ２に移し替えて記憶される。なお、この移し替えの処理動作が行われる時期は、往トラバース加工が１回終了し、かつ砥石３が一定量だけ円筒状工作物Ｗの半径方向へ切込み送りされる時点であり、スパークアウト工程では、往トラバース終了後復トラバース開始までの間に、この移し替えの処理動作が行われる。
【００３１】
したがって、本実施形態の円筒研削盤では、往トラバース加工が１回終了すると、第１の円筒度誤差記憶装置Ｍ１には、今回の往トラバース加工に係る円筒度誤差Ｃ１が記憶され、かつ、第２の円筒度誤差記憶装置Ｍ２には、今回の往トラバース加工より１つ前の前回の往トラバース加工に係る円筒度誤差Ｃ０が記憶されるものである。
【００３２】
乗算器８は、今回の往トラバースに係る円筒度誤差Ｃ１に対して補正係数ｋを乗ずる。この乗算結果が砥石３の切込量（−Δｘ）を補正するための切込補正値Ｖｃである。
【００３３】
また、上記切込補正値Ｖｃは切込補正値記憶装置Ｍｃに記憶される。このとき、切込補正値記憶装置Ｍｃでは、その切込補正値Ｖｃを円筒状工作物の長手方向位置Ｚに対応させて記憶する。この記憶の処理動作は、往トラバース加工の終了後、復トラバース加工が行われる前に実行される。
【００３４】
この切込補正値記憶装置Ｍｃにおいて、切込補正値Ｖｃに対応する円筒状工作物Ｗの長手方向位置Ｚは、復トラバース加工が行われるときに、その切込補正値Ｖｃを適用する円筒状工作物Ｗの長手方向位置を示す手段であり、この円筒状工作物Ｗの長手方向位置Ｚにより、これに対応して記憶されている切込補正値Ｖｃが円筒状工作物Ｗの長手方向のどの位置に適用されるものであるかを特定することができる。
【００３５】
切込補正値記憶装置Ｍｃに記憶された切込補正値Ｖｃは、復トラバース加工の実行前または復トラバース加工中の長手方向位置Ｚに連動して、研削盤制御装置９に送出される。
【００３６】
また、研削盤制御装置９は、上記切込補正値Ｖｃに基づいて砥石３の切込量（−Δｘ）を補正する機能や、砥石３を搭載している切込台のＸ切込み制御モータ（図示省略）を制御して、その切込台と砥石３を一体的に円筒状工作物の外周面側へ移動させるという切込送り動作の制御機能等を有している。
【００３７】
要するに、本実施形態の円筒研削盤にあっては、往トラバース加工により砥石３の切込補正値Ｖｃを求めるとともに、これに続いて行われる復トラバース加工においては、その前に求めた砥石３の上記切込補正値Ｖｃに基づき該砥石３の切込量（−Δｘ）が補正され、この補正された切込量（−Δ＋Ｖｃ）で砥石３による円筒状工作物Ｗの外径研削加工が行われる。
【００３８】
次に、上記の如く構成された本実施形態の円筒研削盤の動作について図１および図３を基に説明する。
【００３９】
図３は円筒研削盤における研削工程の説明図であり、この図において、研削工程は粗研削、精研削、スパークアウトという３つの工程からなる。また、図中、横方向の矢印は、粗研削、精研削、スパークアウトの各工程における往復両トラバース運動の経路を示し、図中、縦方向の矢印は、円筒状工作物Ｗに対する砥石３の切込量を示している。
【００４０】
本実施形態の円筒研削盤にあっては、上記のような３つの工程において、それぞれ円筒状工作物Ｗの撓みによる円筒度誤差を打ち消す方向に砥石３の切込量（−Δｘ）を補正することが可能である。
【００４１】
すなわち、例えば粗研削の工程で往トラバース加工が１回終了すると、砥石３の切込補正値Ｖｃが算出され、この切込補正値Ｖｃに基づいて砥石３の切込量（−Δｘ）が補正されるとともに、この補正された切込量（−Δ＋Ｖｃ）により復トラバース加工が行われる。なお、精研およびスパークアウトの工程においても同様である。
【００４２】
本実施形態では、上述の通り、今回の往トラバースに係る円筒度誤差Ｃ１に対して補正係数ｋを乗ずることにより、砥石３の切込補正値Ｖｃを算出しているが、この補正係数ｋは次のように書き替え設定される。また、この補正係数ｋの書き替え設定は図１に示した補正係数設定器１１において行われる。
【００４３】
すなわち、本実施形態の円筒研削盤にあっては、１回目の往トラバース加工が終了すると、切込補正値Ｖｃが算出され、この算出された切込補正値Ｖｃに基づいて１回目の復トラバース加工時における砥石３の切込量（−Δｘ）が補正される。そして、この補正切込量（−Δ＋Ｖｃ）による復トラバース加工が終了すると、その１回目の補正に係る復トラバース加工の結果として、円筒度誤差Ｃ１が円筒度誤差記憶装置Ｍ１に記憶されるが、本実施形態においては、▲１▼その円筒度誤差記憶装置Ｍ１の内容、すなわち１回目の補正に係る復トラバース加工の結果として得られた円筒度誤差Ｃ１の最大値Ｃ１ｍａｘと、▲２▼その前に行われた往トラバース加工により得られた第２の円筒度誤差記憶装置Ｍ２の内容である円筒度誤差Ｃ０の最大値Ｃ０ｍａｘとを求めるとともに、その▲１▼と▲２▼の両最大値の比率Ｃ１ｍａｘ／Ｃ０ｍａｘを演算し、この演算結果に基づいて補正係数ｋを下記の表１のように書き替えて２回目の補正を行うものとしている。
【００４４】
ここで、下記表１の左欄は補正係数ｋの書き替え条件式を示したものであり、同表１の右欄は左欄の書き替え条件式を満たしたときに書き替えられる補正係数ｋの値を示したものである。
【００４５】
【表１】
0004789096.tif 000002
【００４６】
復トラバースの開始点において、定寸装置５からの信号により砥石３の切込量が粗研削切込量（−Δｘ）から精研削切込量（−Δ１）に変更された場合、以後の往復両トラバース加工については、上記補正係数ｋにΔ１／Δｘを乗じて以後の往復両トラバース加工を継続するように構成することもできる。
【００４７】
以下、上記表１の状態ａ、ａ’、ｂ、ｃ、ｄに沿って本実施形態の円筒研削盤の動作を説明する。
【００４８】
《上記表１のａの状態》
上記表１のａの状態は加工開始のときを示している。すなわち、一個の円筒状工作物Ｗの加工を開始するときに、通常は円筒状工作物Ｗの加工前の表面に偏肉や大きな円筒度誤差があるので、部分的に加工が行われ、外径測定器４は被加工部も未加工部も測定するため、外径測定器４により得られた測定値は円筒度を補正するための情報としては使えない。したがって、加工開始時は、補正係数ｋをｋ＝０と設定し、円筒度補正動作が作用しない状態で往復トラバース加工を進めるとともに、今回のトラバース加工直後の円筒度誤差Ｃ１から得られる最大値Ｃ１ｍａｘと、前回のトラバース加工により得られた円筒度誤差Ｃ０から得られる最大値Ｃ０ｍａｘとの比率Ｒｃ＝Ｃ１ｍａｘ／Ｃ０ｍａｘを演算し、そして、Ｒｃ≒１（たとえば０．９＜Ｒｃ＜１．１）になるまで、すなわち今回のトラバース加工時の円筒度と前回トラバース加工時の円筒度とがほぼ等しくなるまで、往復トラバース加工が続行されるものとする。この際、往復トラバース加工における往復運動端での砥石３の切込量（−Δｘ）は一定値である。なお、今回のトラバース加工時の円筒度と前回トラバース加工時の円筒度とがほぼ等しくなるということは、外径測定器４により得られた測定値が安定したことを意味し、このような測定値安定性の判断は、図１に示した円筒度判定器１０において行われる。
【００４９】
《上記表１のａ’の状態》
上記表１のａ’の状態は測定値の安定判断と補正動作が行われる場合を示している。すなわち、往復トラバース加工の往復運動端のいずれかにおいて、前記Ｒｃ＝Ｃ１ｍａｘ／Ｃ０ｍａｘ≒１となったときは、円筒状工作物Ｗの外周面全域に亘って加工が行われるようになり、外径測定器４から得られる直径情報は円筒度を補正するための情報として有用・安定になったとものと判断し、かつ、これまで加工初期設定としてゼロであった補正係数ｋをｌに切り替えて、次の往路または復路のトラバース加工から円筒度補正動作を働かせて加工を進める。この場合の砥石３の補正切込量は−Δｘ＋Ｖｃである。なお、上記のような測定値安定性の判断は円筒度判定器１０において行われる。
【００５０】
《上記表１のｂの状態》
上記表１のｂの状態は補正不足の場合を示している。すなわち、補正係数ｋをｋ＝１にして円筒度補正動作を働かせた加工状態で、今回のトラバース直後の円筒度誤差Ｃ１から得られる最大値Ｃ１ｍａｘが、許容された円筒度誤差Ｃｌｉｍの範囲内ではなかった場合（Ｃｌｉｍ＜|Ｃ１ｍａｘ|）において、前記Ｒｃ＝Ｃ１ｍａｘ／Ｃ０ｍａｘがゼロではないが正の値となるときは、その円筒状工作物Ｗの長手方向中央部が太くなる、いわゆるビア樽型円筒形状は修正されたが許容値には至っておらず、補正効果が不十分であったと考えられる。したがって、この場合は、補正効果を増すために、上記補正係数ｋをｋ＝（Ｃ０ｍａｘ＋Ｃ１ｍａｘ）／Ｃ０ｍａｘ＝１＋Ｒｃとして、次のトラバース加工を行う。なお、補正係数ｋはｋ＝１のままでもよいが、そうすると許容値に至る必要なトラバース回数が増える。
【００５１】
《上記表１のｃの状態》
上記表１のｃの状態は円筒度が許容値以内である場合を示している。すなわち、上記ａ’、ｂまたは下記ｄの状態で、今回のトラバース加工直後の円筒度誤差Ｃ１から得られる最大値Ｃ１ｍａｘが、許容された円筒度誤差Ｃｌｉｍの範囲内であったときには、以後のトラバース加工時における補正係数ｋを今回のトラバース加工時の値に維持し、切込補正値Ｖｃを変更しないで以後の加工を継続する。この加工は円筒状工作物Ｗの仕上寸法まで継続する。
【００５２】
《上記表１のｄの状態》
上記表１のｄの状態は補正過剰の場合を示している。すなわち、補正係数ｋをｋ＝１にして円筒度補正誤差動作を働かせた加工状態で、今回のトラバース加工直後の円筒度誤差Ｃ１から得られる最大値Ｃ１ｍａｘが許容された円筒度誤差Ｃｌｉｍの範囲ではなく（Ｃｌｉｍ＜|Ｃ１ｍａｘ|）、前記Ｒｃ＝Ｃ１ｍａｘ／Ｃ０ｍａｘがゼロではないが負の値となるときは、今回のトラバース直後の円筒度誤差Ｃ１から得られる最大値Ｃ１ｍａｘが負の値、すなわち円筒状工作物Ｗの長手中央部が細くなる形状（鼓型円筒度形状）となっている。このように円筒状工作物が鼓型円筒形状となってしまったのは今回のトラバース加工時の円筒度補正効果が過剰であったためである。したがって、この場合は、補正効果を減ずるために、補正係数ｋをｋ＝（Ｃ０ｍａｘ＋Ｃ１ｍａｘ）／Ｃ０ｍａｘ＝１＋Ｒｃとして、次のトラバース加工を行う。このとき、Ｒｃ＜０であるから補正係数ｋは１より小で円筒度補正効果が減らされている。なお、補正係数ｋがｋ＝１のままであると、ビア樽型→鼓型→ビア樽型という円筒状工作物Ｗの形状変化を繰返す可能性がある。
【００５３】
なお、上記のような安定判断や補正効果の判定手段、およびこれらに基づく一連の処理は、マイクロコンピュータに行わせることも可能である。
【００５４】
上記実施形態では、円筒状工作物Ｗの円筒度誤差という寸法的情報に基づいて砥石３の切込補正値Ｖｃを算出するものとしたが、この切込補正値Ｖｃについては、円筒状工作物Ｗに加わる研削法線力Ｐという力学的情報に基づいて算出することもでき、この場合の切込補正値Ｖｃの算出は次の（１）〜（３）の手順に従って行う。
（１）先ず、外径測定器４からの測定値（円筒状工作物Ｗの直径値Ｄ）、または第１の円筒度記憶装置Ｍ１の内容（円筒状工作物Ｗの長手方向位置Ｚに対応して記憶されている該円筒状工作物Ｗの今回のトラバース加工時の円筒度）に基づいて円筒状工作物Ｗにおける実際の撓み量ｗを、円筒度Ｃ１の１／２とする。
（２）次に、上記実際の撓み量ｗと下記他の情報（ｚ、ｌ、Ｅ、Ｉ）とを下記式（Ａ）に代入することにより、円筒状工作物Ｗに実際に加わっている研削法線力Ｐ、すなわち円筒状工作物Ｗの法線方向に加わる研削力成分を推定する。ここでは、複数の位置情報ｚと撓み量ｗを使うため、複数の力の値が答えとして得られるので、これらを単純平均するなどして推定する。
（３）上記推定の研削法線力Ｐに基づいて理論上の円筒状工作物Ｗの撓み量ｗ＝ｆｗ（ｚ）を求め、この理論上の撓み量ｗを切込補正値Ｖｃとして用いる。
【００５５】
ｗ＝Ｐｚ２（１−ｚ）２／３ＥＩｌ        …（Ａ）
なお、上記式（Ａ）は機械工学便覧Ａ４編、第２章から引用したもので、上記式（Ａ）中の記号の意味は下記の通りである。
ｗ：撓み量（ｍｍ）
Ｐ：研削法線力（ｋｇｆ）
ｚ：研削位置（ｍｍ）
ｌ：工作物Ｗの長手方向の長さ（ｍｍ）
Ｅ：工作物Ｗの弾性率
（工作物が鋼材の場合：Ｅ＝２．１×１０４ｋｇｆ／ｍｍ２）
Ｉ：工作物Ｗの断面二次モーメント
（工作物が直径ｄの円形断面の場合：Ｉ＝πｄ４／６４ｍｍ４）
【００５６】
このような加工力を推定して補正値を求める方法によると、何らかの原因で直径測定器４と円筒状工作物Ｗの長手方向相対移動により直径測定値が変動するときに、切込補正値Ｖｃの無用な長手方向変動をなくして、工作物を滑らかな円筒形状に加工できる。
【００５７】
なお、上記のような算出手順で求めた切込補正値Ｖｃにより復トラバース加工の開始点での砥石３の切込量が粗研削切込量（−Δｘ）から精研削切込量（−Δ１）に変更された場合も、以後の往復両トラバース加工については、上記補正係数ｋにΔ１／Δｘを乗じて以後の往復両トラバース加工を継続するように構成することもできる。
【００５８】
上記実施形態では、本発明を円筒研削盤に適用した例について説明したが、本発明は、円筒状工作物の外周面をバイト等の固定工具やフライス等の回転工具を円筒状工作物の長手方向に相対的に往復移動させ、半径方向に切り込んで切削する機械にも適用することができる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明にあっては、上記の如く、往路の過程で外径測定器が測定した測定値に基づき、円筒状工作物の円筒度誤差を求めるとともに、この求めた円筒状工作物の円筒度誤差に基づき、復路の過程で工具による上記円筒状工作物の外径加工が行われるときの該工具の切込量を補正するように構成したため、研削力により円筒状工作物が撓んでも、往路の過程で得られた当該円筒状工作物の円筒度誤差に基づき復路の過程で工具の切込量が補正されるから、この種円筒状工作物の円筒度を最小限に制御することができ、この種円筒度の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明を適用した円筒研削盤の説明図であって、同図（ａ）はその円筒研削盤のブロック図、同図（ｂ）はその円筒研削盤における砥石と円筒状工作物と外径測定器の位置関係を示した図である。
【図２】円筒状工作物が撓んでいるときに測定された該円筒状工作物の直径を示した説明図。
【図３】円筒研削盤における研削工程の説明図。
【符号の説明】
１、２  センタ
３  砥石（工具）
４  外径測定器
５  定寸装置
６  減算器
７  変換器
８  乗算器
９  研削盤制御装置
１０  円筒度判定器（測定値安定性の判断手段）
１１  補正係数設定器
Ｃ１、Ｃ０  円筒度誤差
Ｃ１ｍａｘ、Ｃ０ｍａｘ  円筒度誤差の最大値
Ｄ  円筒状工作物の直径値
Ｄｍｉｎ  最小直径値
ｋ  補正係数
Ｍ１  第１の円筒度誤差記憶装置
Ｍ２  第２の円筒度誤差記憶装置
Ｍｃ  切込補正値記憶装置
ＭＤ  直径記憶装置
ＭＤｍｉｎ  最小値記憶装置
Ｖｃ  切込補正値
Ｗ  円筒状工作物
Ｚ  円筒状工作物の長手方向位置
−Δｘ、−Δ１  砥石の切込量
【図１】
0004789096.tif 000003
【図２】
0004789096.tif 000004
【図３】
0004789096.tif 000005