(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥石（５）を回転させる砥石回転装置（３）、多刃回転工具（１３）を回転させる工具回転装置（１０）及び多刃回転工具（１３）と砥石（５）とのうちのいずれか一方を他方に向けて送る送り装置（１５）を駆動させる駆動指令手段（２１）と、刃（Ｎ）と砥石（５）との接近又は接触を検知するセンサー（１８）とを設け、砥石回転装置（３）の作動初期に粗研削モードを選択し、砥石回転装置（３）の研削負荷が所定値以上になった際に仕上げ研削を選択するモード選択手段（４１）を設け、粗研削モードが選択された際に前記工具回転装置（１０）を連続回転させて各刃（Ｎ）を砥石（５）に接触させる粗研削指令手段（４２）と、仕上げ研削モードが選択された際に、前記工具回転装置（１０）を割出し回転させて各刃（Ｎ）を順次砥石（５）に対面させ、センサー（１８）が動作する都度、送り装置（１５）に該当刃（Ｎ）の研削量とこの研削に要する砥石（５）の消耗量とを和した研削送り量を出力する仕上げ研削指令手段（４３）を設けたことを特徴とする多刃回転工具用研削機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外周部に半径方向外方に向かって突出する多数の刃を有する多刃回転工具の研削方法及び多刃回転工具用研削機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、外周部に半径方向外方に向かって突出する多数の刃を有する多刃回転工具、例えば回転鋸を工具割出し装置に取付け、この工具割出し装置によって割り出された所定の刃を回転中の砥石に向けて送り、該刃を砥石に接触させて研削する。このとき、回転鋸に取り付けた刃が、超硬合金の上面にダイヤモンド焼結体（ＰＣＤ）を一体に有するＰＣＤチップの場合には、砥石の消耗量が大きくなるため回転鋸を砥石に向けて送る送り量が刃の研削量に対応しなくなる。
このため、回転鋸を砥石に向けて所定量送っては投影測定器あるいはダイヤルゲージ等で刃の研削量を確認し、不足の場合には再度回転鋸を砥石に向けて送る、という作業を繰り返して行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方法では、刃の研削に時間を要するとともに、高精度に研削できない欠点があった。本発明は、回転鋸の刃の研削量と該刃の研削時に消費する砥石の摩耗量とを加算した送り量を予め設定し、多刃回転工具と砥石との接触後に上記設定された送り量に達するまで継続的に送ることにより、上記欠点を解消した新規な多刃回転工具の研削方法及び多刃回転工具用研削機の制御装置を得ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に係る発明は、砥石を回転させる砥石回転装置、多刃回転工具を回転させる工具回転装置及び多刃回転工具と砥石とのうちのいずれか一方を他方に向けて送る送り装置を駆動させる駆動指令手段と、刃と砥石との接近又は接触を検知するセンサーとを設け、砥石回転装置の作動初期に粗研削モードを選択し、砥石回転装置の研削負荷が所定値以上になった際に仕上げ研削を選択するモード選択手段を設け、粗研削モードが選択された際に前記工具回転装置を連続回転させて各刃を砥石に接触させる粗研削指令手段と、仕上げ研削モードが選択された際に、前記工具回転装置を割出し回転させて各刃を順次砥石に対面させ、センサーが動作する都度、送り装置に該当刃の研削量とこの研削に要する砥石の消耗量とを和した研削送り量を出力する仕上げ研削指令手段を設ける構成にしたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図において、図１は本発明の全体構成図、図２は本発明の第１例による制御装置のブロック図、図３はそのフローチャート、図４は本発明の第２例による制御装置のブロック図、図５はそのフローチャート、図６、図７は刃の研削状態を示す側面図、図８は刃の研削状態を示す正面図、図９はそのIX-IX 断面図である。
【０００６】
図１において、１は機台であり、この機台１の上部に砥石回転装置３及び工具割出し装置（工具回転装置）１０を左右に対向させて取付ける。上記砥石回転装置３はハンドル７によって上下動調節される昇降台６の上部に回転モーター４を取付け、この回転モーター４によって回転されるスピンドルにカップ型の砥石５を取り付け、この砥石５を図８に示すように矢印Ｅ方向に回転させてなる。上記砥石５はダイヤモンド粒を混入したダイヤモンド砥石（ＳＤ６００Ｐ２００Ｖ）を使用する。また、上記工具割出し装置１０は、左右方向に移動される移送装置１５の上部に割出しモーター１１及び該割出しモーター１１によって割出し回転される割出し軸１２を取付けてなり、この割出し軸１２に多刃回転工具、本例では回転鋸１３（図６）を取付ける。
【０００７】
上記移送装置１５は、送りモーター１６によって左右方向に移動制御されるスライドテーブル１７を設け、このスライドテーブル１７の上部に前後動方向に往復動される前後移動台（符号省略）を設け、この前後移動台に上記工具割出し装置１０を介して回転鋸１３を支持してなり、図８及び図９に示すように、上記前後移動台により回転鋸１３を前後動（矢印Ｆ方向に往復動）させながら送りモーター１６、スライドテーブル１７により砥石５に向けて（矢印Ｇ方向）に送り、回転鋸１３の所定の刃Ｎ（１４）を研削する。
【０００８】
上記上記割出し軸１２の背面に音響効果を利用した位置検出センサー（ＡＥセンサー）１８を取付ける。このセンサー１８は、工具割出し装置１０に取り付けた回転鋸１３の刃Ｎが回転中の砥石５に接近した際に発する特定周波数の音を検知するようになっている。上記回転鋸１３は図６に示すように、例えば、合金工具鋼（ＪＩＳ規格ＳＫＳ５１）製の基板の外周部に鋸歯状の刃台１３ａを１６個等ピッチで形成し、これら各刃台１３ａに、超硬合金体１４ａの上面にダイヤモンド焼結体（ＰＣＤ）１４ｂを一体に有するチップ１４（刃Ｎ）を固着してなる。また、刃Ｎと砥石５との接触部に向けて研削液を吐出するノズル１９を設け、このノズル１９から刃Ｎの研削時にのみ研削液を吐出させる。
【０００９】
前述した砥石回転装置３、工具割出し装置１０及び移送装置１５は、制御装置２０によって制御される。この制御装置２０は、中央演算処理部２０ａ、記憶部２０ｂ、入出力信号処理部２０ｃを有し、各砥石回転装置３、工具割出し装置１０及び移送装置１５のモーター４，１１，１６を駆動制御して回転鋸１３の刃を自動研削するようになっている。
【００１０】
図２は制御装置２０の第１例を示すブロック図である。図２において、２１は砥石回転装置３、工具割出し装置１０及び送り装置１５に駆動信号を発する駆動指令手段であり、この駆動指令手段２１からの駆動信号により、砥石回転装置３はその回転モーター４が連続回転されて砥石５を周速約８５５ｍ／分で回転させる。また、工具割出し装置１０はその割出しモーター１１が間欠的に回転されて回転鋸１３を割出し回転させ、刃Ｎを順次砥石５に対面させる。また、送り装置１５はその送りモーター１６が起動され、スライドテーブル１７を介して回転鋸１３、つまり所定の刃Ｎを砥石５に対して左右動（接離方向に移動）させる。
【００１１】
２２はモード選択手段であり、工具割出し装置１０が作動初期の場合には計測指令手段２３に、また工具割出し装置１０が一巡した時点で研削指令手段２４に切替える。計測指令手段２３側に切替えられると、送り停止指令手段２５を動作させ、刃Ｎと砥石５との接近（又は接触）を検知する接触検知手段（センサー１８）２６が動作した際に送り装置１５を停止させる一方、演算手段２８により上記接触検知手段２６及び送り装置１５の移動量を検知する移動量検知手段２７の信号を入力して各刃Ｎの高さを算出し、これを登録手段２９に登録する。
【００１２】
また、モード選択手段２２により研削指令手段２４側に切替えられた際には、送り量算出指令手段３０を動作させ、演算手段２８により接触検知手段２６、移動量検知手段２７、研削率入力手段３１及び登録手段２９に登録した各刃Ｎの高さの信号を入力し、各刃Ｎに必要とする研削量及び各研削量に要する砥石５の送り量等を算出し、これを登録手段２９に登録する。そして、送り量選択手段３２により工具割出し装置１０の信号を入力し、登録手段２９に登録された各送り量のうちから該当する刃Ｎに対応する送り量を選択して送り量設定手段３３に出力する。そして上記送り量設定手段３３により、接触検知手段２６の検知信号を入力した後における送り装置１５のその後の送り量を所定値に設定し、該当する刃Ｎを研削する。
【００１３】
図３は上記制御装置２０のフローチャートを示す。図６はこの制御装置による刃の研削状態を示す側面図である。なお、図３においてＰ１〜Ｐ２５はフローチャートの各ステップである。
Ｐ１にてスタートされると、Ｐ２で回転鋸１３の各刃Ｎを計測するための計測モードを読み込み、Ｐ３で送り装置１５が初期位置に作動されて回転鋸１３を原点位置に復帰させ、Ｐ４で工具割出し装置１０に入力された刃数Ｎを読み込み、Ｐ５で砥石回転装置３を起動させて砥石５を所定の周速（約８５５ｍ／分）で回転させる。
【００１４】
次いでＰ６にて送り装置１５を右動させ、工具割出し装置１０で割出された刃Ｎ（ｎ1 ）を砥石５に向けて移動（前進）させる。Ｐ７でセンサー１８が上記刃ｎ1 と砥石５との接近（又は接触）を検知すると、Ｐ８で送り装置１５を停止させ、Ｐ９で刃ｎ1 の高さを算出し、これを登録手段２９に登録する。
【００１５】
次いでＰ１０で送り装置１５を左動させて回転鋸１３、従って刃ｎ1 を原点に復帰させ、Ｐ１１で割出し回数ｎが刃数Ｎに達したか否かを判定し、割出し回数ｎが刃数Ｎに達しない場合には、Ｐ１２で工具割出し装置１０により回転鋸１３を１刃分回転させ、Ｐ６にジャンプし、前述したＰ６〜Ｐ１２の動作を繰り返す。また、上記割出し回数ｎが刃数Ｎに達した場合には、Ｐ１３に進行し、研削モードを読み込む。
【００１６】
次いでＰ１４で各刃Ｎの研削量、及びこの研削量に要する砥石５の研削送り量を算出し、これらを登録手段２９に登録する。上記各刃Ｎの研削量は、Ｐ９で算出した各刃の高さのうち、最も低い刃を予め設定した最小の研削量とし、これを基準に他の刃の研削量を算出する。また、砥石５の研削送り量は、図６に示すように、所定の刃ｎ1 （ｎ2 ）に必要とする研削量ｄ11（ｄ21）に、これらの研削時に砥石５が消費する消費量ｄ12（ｄ22）を加えた量Ｄ１（Ｄ２）とする。
【００１７】
上記砥石５の研削送り量Ｄ１（Ｄ２）は演算手段２８により以下の如くして算出する。まず、実験例により砥石５の研削率Ｈを決定し、これを予め研削率入力手段３１に入力しておく。そして、刃ｎ1 （ｎ2 ）の研削量ｄ11（ｄ21）が決まった際には、演算手段２８により上記研削量ｄ11（ｄ21）を研削率Ｈで除して砥石５の研削送り量Ｄ１（Ｄ２）を出す。なお、上記研削率Ｈは、刃の研削量をｄ11、この研削に消費する砥石の消費量をｄ12とした場合、
Ｈ＝ｄ11÷（ｄ11＋ｄ12）×１００（％）の式で算出する。
そして、例えば刃ｎ1 の研削量ｄ11が決まった際には、演算手段２８により、ｄ11／Ｈの式で演算し、上記研削量ｄ11に要する砥石５の研削送り量Ｄ１を算出する。
【００１８】
次いでＰ１５で研削する刃Ｎの数を読み込み、Ｐ１７で送り装置１５を右動させ、割出された刃ｎ1 を砥石５に向けて移動（前進）させる。Ｐ１８でセンサー１８が上記刃ｎ1 と砥石５との接近（又は接触）を検知すると、Ｐ１９で送り装置１５に研削送りを出力し、刃ｎ1 を図８、図９に示すように前進させる。即ち、センサー１８の検知点ｔ1 からＴ（本例では０．０２ｍｍ）前進（切込み）させ、この点ｔ2 で刃ｎ1 を前後方向（刃幅方向）に１往復ｆ1 、つまり砥石５の研削面の進行方向に対して交差方向に往復動させ、以下同様に点ｔ2 からｔ3 まで前進（Ｔ）させた後、点ｔ3 で刃ｎ1 を前後方向に１往復ｆ2 させ、点ｔ3 からｔ4 まで前進（Ｔ）させた後、点ｔ4 で刃ｎ1 を前後方向に１往復ｆ3 させ、最終の前進点ｔ5 で刃ｎ1 を前後方向に２〜３往復ｆ4 させる。
【００１９】
なお、上記刃ｎ1 の前後方向の往復移動は、図９に示すように、刃ｎ1 の往動時及び復動時に刃ｎ1 の幅端の接触量Ｗ２が刃幅Ｗ１の約３分の１となるようにし、これにより砥石５の偏磨耗を防止する。また、上記Ｐ１８でセンサー１８が刃ｎ1 と砥石５との接近（又は接触）を検知した直後から研削液を吐出し、刃ｎ1 を冷却させる。次いでＰ２０で上記研削送り量（ｄ）が設定された研削送り量Ｄ１に達すると、Ｐ２１で送り装置１５及びノズル１９からの研削液の吐出を停止させるとともに、Ｐ２２で送り装置１５を左動させ、回転鋸１３、つまり刃ｎ1 を原点位置に復帰させる。
【００２０】
次いでＰ２３で割出し回数ｎが刃数Ｎに達したか否かを判定し、割出し回数ｎが刃数Ｎに達しない場合には、Ｐ２４で工具割出し装置１０により回転鋸１３を１刃分回転させ、Ｐ１６にジャンプし、前述したＰ１６〜Ｐ２４の動作を繰り返す。また、上記割出し回数ｎが刃数Ｎに達した場合には、Ｐ２５に進行し、研削モードを終了する。
【００２１】
図４は制御装置２０の第２例を示すブロック図である。図４において、４０は砥石回転装置３、工具回転装置（工具割出し装置）１０及び送り装置１５に駆動信号を発する駆動指令手段であり、この駆動指令手段４０からの駆動信号により、砥石回転装置３はその回転モーター４が連続回転されて砥石５を周速約８５５ｍ／分で回転させる。また、工具回転装置１０は割出しモーター１１によって回転鋸１３を連続回転又は割出し回転させる。また、送り装置１５はその送りモーター１６が起動され、回転鋸１３を砥石５に対して左右動（接離方向に移動）させる。
【００２２】
４１はモード選択手段であり、砥石回転装置３が作動初期の場合には粗研削指令手段４２側に、また、砥石回転装置３の研削負荷（トルク）が所定値以上になった際には仕上げ研削指令手段４３側に出力する。粗研削指令手段４２側に出力されると工具回転装置１０が連続回転され、この状態で送り装置１５により砥石５（図７）方向に移動されて回転鋸１３の各刃Ｎが砥石５に接触して略均等な高さになるよう粗研削される。
【００２３】
また、モード選択手段４１により仕上げ研削指令手段２４側に切替えられた際には、割出し回転指令手段４４を動作させて工具回転装置１０を間欠的に回転、つまり割出し回転させ、また演算指令手段４５を動作させ、演算手段４６により接触検知手段４７、移動量検知手段４８、登録手段４９の信号を入力し、刃Ｎの研削量、砥石の研削率を算出するとともに、各刃Ｎに必要とする研削量に要する回転鋸１３の送り量を算出し、これを送り量設定手段５０に出力する。そしてこの送り量設定手段５０により、接触検知手段４７の検知信号を入力した後における送り装置１５のその後の送り量を所定値に設定し、該当する刃Ｎを研削する。
【００２４】
図５は上記制御装置２０の第２例のフローチャートを示す。図７はこの制御装置による刃の研削状態を示す側面図である。なお、図５においてＰ３０〜Ｐ５４はフローチャートの各ステップである。
Ｐ３０にてスタートされると、Ｐ３１で送り装置１５が初期位置に作動されて回転鋸１３を原点位置に復帰させ、Ｐ３２で工具回転装置（工具割出し装置）１０に入力された刃数Ｎを読み込み、Ｐ３３で砥石回転装置３を起動させて砥石５を所定の周速（約８５５ｍ／分）で回転させる。
【００２５】
次いでＰ３４で粗研削モードか否かを判定し、粗研削モードの場合には、Ｐ３５で検知信号を入力した後における送り装置１５のその後の送り量Ｍを読み込み、Ｐ３６で回転鋸１３を所定の速度で連続回転させる。次いでＰ３７で送り装置１５を右動（前進）させ、回転鋸１３を砥石５に向けて移動（前進）させる。Ｐ３８でセンサー１８（接触検知手段４７）が回転鋸１３の刃Ｎと砥石５との接近（又は接触）を検知した後、Ｐ３９で回転鋸１３を送り量Ｍの範囲で砥石５に向けて送り、各刃Ｎを研削する。
【００２６】
各刃Ｎの高さが略均一となり、各刃Ｎのダイヤモンド焼結体１４ｂが砥石５に接触し始めると、砥石回転装置３のトルクが次第に大きくなる。このトルク値をＰ４０で判定し、これが所定値以上になった際に、Ｐ４１で回転鋸１３を原点復帰させるとともに、工具回転装置１０を割出し回転側に切り換える。次いでＰ４２に進行し、ここで予め設定された基準送り量Ｄ１を読み込み、Ｐ４３で第１刃ｎ1 を上記基準送り量Ｄ１で研削する。
【００２７】
次いでＰ４４にて、図７に示すように、研削した第１刃（前刃）ｎ1 と砥石５とを接触ｂ1 させ、この時の回転鋸１３の位置Ｂ１（研削後の刃ｎ1 の高さ）を検出し、これを登録手段４９に登録する。この位置Ｂ１は研削前の第１刃（前刃）ｎ1 と砥石５とを接触ａ1 させた時の回転鋸１３の位置Ａ１に対し、刃ｎ1 の研削量ｄ11と砥石５の消耗量ｄ12との和Ｄ１分前進したものとなる。次いでＰ４５で割出し回数ｎが刃数Ｎに達したか否かを判定し、割出し回数ｎが刃数Ｎに達しない場合には、Ｐ４６で工具回転装置１０により回転鋸１３を１刃分回転させ、次刃ｎ2 を砥石５に対面させた後、Ｐ４７で研削前の次刃ｎ2 と砥石５とを接触ａ2 させ、この時の回転鋸１３の位置Ａ２（研削前の刃ｎ2 の高さ）を検出し、これを登録手段４９に登録する。
【００２８】
次いでＰ４８で回転軸１３を位置Ａ２から位置Ｂ１間で移動させ、位置Ａ２とＢ１との差Ｄ２の送り量で上記次刃ｎ2 を一次研削し、Ｐ４９で上記一次研削した次刃ｎ2 と砥石５とを接触ｂ11させ、この時の回転鋸１３の位置Ｂ１を検出し、これを登録手段４９に登録する。上記Ｄ２に相当する送り量で研削すると、次刃ｎ2 の研削量はｄ21、砥石５の消耗量はｄ22となるが、この研削量ｄ21、消耗量ｄ22の数値は未定となっている。
そこで、これらを以下の如くして算出する。
【００２９】
まず、Ｐ５０にて回転鋸１３を１刃分逆割出し回転させ、第１刃ｎ1 と砥石５を接触ｂ11させ、この時の回転鋸１３の位置Ｂ１１を検出し、Ｐ５１で上記位置Ｂ１１と前回検知した第１刃ｎ1 と砥石５との接触ｂ1 時の回転鋸１３の位置Ｂ１のと差を演算手段４６により計算して上記一次研削した砥石５の消耗量ｄ22を算出する。また、演算手段４６により前述算出した送り量Ｄ２から上記消耗量ｄ22を差し引くことにより次刃ｎ2 の一次研削量ｄ21を算出する。
【００３０】
次いで演算手段４６により上記一次研削量（ｄ21）÷送り量（Ｄ２）×１００（％）の計算をして一次研削時の砥石５の研削率Ｈを求める。また、前述した砥石の消耗量ｄ22は次刃ｎ2 の残りの研削量に相当し、この研削量ｄ22を上記一次研削時の砥石５の研削率Ｈで除（ｄ22／Ｈ）して研削量ｄ22に必要とする研削送り量Ｄ３を求める。
【００３１】
次いでＰ５２にて回転鋸１３を１刃分正割出し回転させ、一次研削した次刃ｎ2 と砥石５を再び接触ｂ11させ、該次刃ｎ2 を上記送り量Ｄ３、即ち回転鋸１３を位置Ｂ１から位置Ｂ２まで送って仕上げ研削する。次いでＰ５３で回転鋸１３を原点復帰、即ち砥石５から退避させ、Ｐ４４にジャンプし、前述したＰ４４〜Ｐ５３の動作を繰り返し、Ｐ４５で割出し回数ｎが刃数Ｎに達した場合には、Ｐ５４に進行し、仕上げ研削モードを終了する。なお、上記Ｐ４８での一次研削及びＰ５２での仕上げ研削においては、刃Ｎ（ｎ1,ｎ）を前述した第１例と同様に前後方向（刃幅方向）に往復Ｆ（ｆ1 ｆ2 ・・）させながら間欠的に前進、つまり切込み（Ｔ）させる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本発明は、回転鋸の刃の研削量と該刃の研削時に消費する砥石の摩耗量とを加算した送り量を予め設定し、多刃回転工具と砥石との接触後に上記設定された送り量に達するまで継続的に送るようにしたので、刃の研削が迅速にかつ高精度に研削できる。この場合、多刃回転工具の刃を砥石の研削面の進行方向に対して交差方向に往復動させながら砥石に接触させるようにしたので、特に刃先の研削精度、即ち刃先の振れ精度を高くすることができるとともに、砥石の偏磨耗を防止することができる。
また、多刃回転工具の各刃の計測、各刃の研削量及びこの研削に要する研削送り量を自動的に算出して研削できるので、熟練を要することなく稼働率を高くすることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の全体構成図である。
【図２】本発明の第１例による制御装置のブロック図である。
【図３】図２による制御装置のフローチャートである。
【図４】本発明の第２例による制御装置のブロック図である。
【図５】図４による制御装置のフローチャートである。
【図６】本発明の第１例による刃の研削状態を示す側面図である。
【図７】本発明の第２例による刃の研削状態を示す側面図である。
【図８】刃の研削状態を示す正面図である。
【図９】図８のIX-IX 断面図である。
【符号の説明】
１    研削機
２    機台
３    砥石回転装置
４    回転モーター
５    砥石
６    昇降台
７    ハンドル
１０    工具割出し装置（工具回転装置）
１１    割出しモーター
１２    割出し軸
１３    回転鋸（多刃回転工具）
１３ａ  刃台
１４    チップ
１４ａ  超硬合金体
１４ｂ  ダイヤモンド焼結体
Ｎ    刃
１５    送り装置
１６    送りモーター
１７    スライドテーブル
１８    センサー
１９    ノズル
２０    制御装置
２０ａ  中央演算処理部
２０ｂ  記憶部
２０ｃ  入出力信号処理部
２１    駆動指令手段
２２    モード選択手段
２３    計測指令手段
２４    研削指令手段
２５    送り停止手段
２６    接触検知手段
２７    移動量検知手段
２８    演算手段
２９    登録手段
３０    送り量算出指令手段
３１    研削率入力手段
３２    送り量選択手段
３３    送り量設定手段
４０    駆動指令手段
４１    モード選択手段
４２    粗研削指令手段
４３    仕上げ研削指令手段
４４    割出し回転指令手段
４５    演算指令手段
４６    演算手段
４７    接触検知手段
４８    移動量検出手段
４９    登録手段
５０    送り量設定手段
【図１】
0003868545.tif 000002
【図２】
0003868545.tif 000003
【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】
0003868545.tif 000008
【図８】
0003868545.tif 000009
【図９】
0003868545.tif 000010