(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削加工時における被加工物と砥石との接触位置を検出する方法において、少なくとも１ヶ所にカーボンを有した砥石を回転して被加工物に相対的に接近させ、被加工物と砥石の上記カーボンとの接触による導通を検出し、上記導通が予め設定された複数回検出されたときに、導通検出位置を被加工物接触位置として検出することを特徴とする砥石の接触位置検出方法。
【請求項２】
少なくとも１ヶ所にカーボンを有した回転可能な砥石の被加工物に対する相対的な位置を検出する位置検出手段と、被加工物と砥石の上記カーボンとの接触を検出する接触検出手段と、この接触検出手段による検出が予め設定された複数回行われたか否かを判別する判別手段と、前記判別手段の判別結果と前記位置検出手段の検出結果に基いて被加工物に対する砥石の接触位置を求める接触位置演算手段と、を備えてなることを特徴とする砥石の接触位置検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の砥石の接触位置検出方法又は請求項２に記載の砥石の接触位置検出装置に使用する砥石であって、被加工物と砥石との接触による導通を検出するために、少なくとも１ヶ所にカーボンが設けてあることを特徴とする砥石。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、砥石で被加工物に研削加工を行う際の砥石が被加工物に接触する接触位置を検出する砥石の接触位置検出方法およびその装置並びに砥石に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、研削用の砥石を回転させながら上下方向に移動させ被加工物としてのワークに研削加工を行う研削盤はよく知られている。この研削盤において砥石とワークとの接触位置を検出する手段としては、砥石面とワークとの接触時の火花や砥石軸に加わる電気的負荷又は、砥石軸を下方向に移動させながら砥石面をワークに押し付けるときに発生する送りモータにかかる電気的負荷を検出する方法が知られている。これらの検出方法はいずれも安全で安定性のある検出方法ではなかった。
【０００３】
さらに、砥石とワークとの接触位置を検出する手段としては、例えば特開昭５９−１６６４６１号公報などで知られているように、砥石とワークとの導通を検出して行う方法も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の砥石とワークとの導通を単に検出して接触位置を検出する検出方法では、砥石がワークに直接接触する時のみを検出していると共に、砥石に含まれている導通性を検出し、砥石の端面を検出しているとはかぎらない。また研削時に使用している水分や研削カスを介して検出している恐れもある。したがって、砥石とワークとの接触位置にはそのときに応じて誤差が生じて、正確な接触位置を検出できず、ひいては研削加工精度に影響を及ぼしていた。
【０００５】
この発明の目的は、砥石と被加工物との接触位置を誤差を少なくして検出し、高精度な研削加工を行い得るようにした砥石の接触位置検出方法およびその装置並びに砥石を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明の砥石の接触位置検出方法は、研削加工時における被加工物と砥石との接触位置を検出する方法において、少なくとも１ヶ所にカーボンを有した砥石を回転して被加工物に相対的に接近させ、被加工物と砥石の上記カーボンとの接触による導通を検出し、上記導通が予め設定された複数回検出されたときに、導通検出位置を被加工物接触位置として検出することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の砥石の接触位置検出装置は、少なくとも１ヶ所にカーボンを有した回転可能な砥石の被加工物に対する相対的な位置を検出する位置検出手段と、被加工物と砥石の上記カーボンとの接触を検出する接触検出手段と、この接触検出手段による検出が予め設定された複数回行われたか否かを判別する判別手段と、前記判別手段の判別結果と前記位置検出手段の検出結果に基いて被加工物に対する砥石の接触位置を求める接触位置演算手段と、を備えてなることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
【００１６】
図１を参照するに、研削盤１は立設されたフレーム３を備えており、このフレーム３の前側（図１において左側）には複数のガイドレール５が敷設されている。このガイドレール５には複数のスライダ７を介してＬ字形状のＺ軸キャレッジ９がＺ軸方向（図１において上下方向）へ移動可能に設けられている。このキャレッジ９の垂直部９Ａにおける後部には前後方向（図１において水平方向）へ延伸したナット部材１１が設けられており、このナット部材１１にはＺ軸方向へ延伸したボールねじ１３が螺合されている。このボールねじ１３の上部は前記フレーム３の上部に設けられた送りモータ１５に連結されていると共に、前記ボールねじ１３の下部はフレーム３に設けられた軸受１７に回転可能に支承されている。前記送りモータ１５には位置検出手段の一例としてのエンコーダ１９が備えられている。
【００１７】
上記構成により、送りモータ１５を駆動せしめると、ボールねじ１３が回転されるから、ナット部材１１が上下動される。このナット部材１１の上下動によりスライダ７を介してＺ軸キャレッジ９がガイドレール５に沿って上下動されることになる。
【００１８】
前記Ｚ軸キャレッジ９の水平部９Ｂの上部には回転用モータ２１が設けられており、この回転用モータ２１には回転速度を検出するエンコーダ２３が備えられている。しかも、前記回転モータ２１には絶縁部材２５を介して砥石ヘッド２７が回転可能に連結されている。この砥石ヘッド２７の下部には導電性を有した例えばカップ状の砥石２９が設けられている。この砥石２９は例えば砥粒とカーボンとが混合されバインダにより結合されて導電性を有している。
【００１９】
上記構成により、回転用モータ２１を駆動せしめると、砥石ヘッド２７が回転されるので、砥石２９が同方向へ回転されることになる。
【００２０】
前記フレームの前側（図１において左側）には上方を開口した箱形状の支持フレーム３１が取付けられており、この支持フレーム３１の下部フレーム３１Ｄに軸受３３を介してワークテーブル３５が回転可能に支承されている。このワークテーブル３５の上部にはチャック３７でもって加工すべき被加工物としてのワークＷがクランプされるものである。このワークＷの代りドレッサーがクランプされることもある。
【００２１】
前記ワークテーブル３５の下部には下方へ突出した回転軸３９が取付けられていると共にこの回転軸３９にはプーリ４１が装着されている。前記フレーム３の前側にはモータベース４３が取付けられていると共にこのモータベース４３には回転用モータ４５が設けられている。この回転用モータ４５にはエンコーダ４７が備えられている。前記回転用モータ４５の出力軸４９には駆動プーリ５１が装着されている。この駆動プーリ５１と前記プーリ４１とにはベルト５３が巻回されている。
【００２２】
上記構成により、回転用モータ４５を駆動せしめると、出力軸４９を介して駆動プーリ５１が回転されるから、ベルト５３，プーリ４１，回転軸３９を介してワークテーブル３５が回転される。このワークテーブル３５にはチャック３７でもってワークＷ又はドレッサーがクランプされて設けられているから、ワークテーブル３５の回転によって同方向へワークＷ又はドレッサーが回転されることになる。
【００２３】
前記ワークテーブル３５，砥石ヘッド２７はそれぞれ金属製でできていて導通性を有している。このワークテーブル３５と砥石ヘッド２７間には電源５５を有した電気回路５７が形成されている。この電気回路５７には接触位置検出手段の一例としての電流計などのセンサ５９が設けられている。しかも、このセンサ５９，送りモータ１５，回転用モータ２１，４５およびエンコーダ１９，２３，４７が制御装置６１に接続されている。また、この制御装置６１には例えば第１判別手段６３，接触位置演算手段６５を備えており、センサ５９で砥石２９がワークＷ又はドレッサーに当接して導通したことを検出すると共に、このセンサ５９の検出信号が第１判別手段６３に取り込まれて所定時間Ｔ0 継続すると、被加工物接触位置であると判断し、さらに接触位置演算手段６５で被加工物位置が演算される。また、センサ５９の検出信号の第２判別手段６７に取り込まれて作動した後、所定時間Ｔ0 経過後に予め設定された複数回のうちの２回目の検出信号が第２判別手段６７に取り込まれて作動したときに、被加工物接触位置であると判断し、さらに接触位置演算手段６５で被加工物が演算される。さらに、センサ５９の検出信号がワークＷ又はドレッサーの複数個所において第３判別手段６９に取り込まれて作動したときに、最終の検出位置を被加工物接触位置であると第３判別手段６９で判別すると共に接触位置演算手段６５で演算するようにしても構わない。
【００２４】
前記Ｚ軸キャレッジ９の水平部９Ｂには、先端にエア吹き付け手段の一例としてのエアノズル７１を備えたホース７３の一部が取付けられていると共にホース７３の他端には図示省略のエア源が接続されている。したがって、Ｚ軸キャレッジ９が下降して砥石２９がワークＷ又はドレッサーに当接して被加工物接触位置を検出するときに、圧力源から圧縮エアがホース７３を経てエアノズル７１からワークＷ又はドレッサーおよび砥石２９へ向けて噴射されて、ワークＷの表面に又はドレッサーおよび砥石２９に付着している水分や研削カスなどがワークＷ又はドレッサーの表面から吹き飛ばされて除去される（清掃される）ものである。
【００２５】
上記構成により、ワークＷ又はドレッサーに砥石２９で研削加工する方法を、図２に示したフローチャートを基にして説明すると、まずステップＳ１で回転用モータ２１を駆動せしめて砥石２９を備えた砥石ヘッド２７を回転せしめる。この砥石ヘッド２７の回転数は研削加工時の回転数とする。ステップＳ２で回転用モータ４５を駆動せしめてワークＷをチャック３７でクランプしたワークテーブル３５を回転せしめる。このワークテーブル３５の回転数は研削加工時の回転数とする。
【００２６】
ステップＳ３で送りモータ１５を駆動せしめてＺ軸キャレッジ９を下降せしめる。このときの下降速度は研削加工時の下降速度より等しいか速いものとする。次いで、ステップＳ４でＺ軸キャレッジ９が下降し続けて、砥石２９がワークＷに接触したかどうかを第１判別手段６３で判断する。すなわち、砥石２９がワークＷに接触し導通すると、センサ５９がＯＮし制御装置６１へ検出信号が取り込まれる。
【００２７】
ステップＳ５で、砥石２９がさらに所定時間経過後にワークＷに接触したことを第１判別手段６３で判断すると、再度センサ５９がＯＮし、この検出信号が制御装置６１の接触位置検出手段６５へ取り込まれて演算され、ステップＳ６で被加工物接触位置とされる。このときの被加工物接触位置はエンコーダ１９によって検出されて制御装置６１に取り込まれる。
【００２８】
次に、ステップＳ７でＺ軸キャレッジ９をわずか上昇せしめた後、今度はステップＳ８でＺ軸キャレッジ９を研削加工時の下降速度で下降せしめて、被加工物接触位置到達後にステップＳ９で研削加工が行われて研削加工が終了すると、Ｚ軸キャレッジ９は元の位置へ上昇される。
【００２９】
而して、誤差の少ない被加工物接触位置を検出することができると共に、高精度な研削加工を行うことができる。
【００３０】
上記図２におけるフローチャートで、ステップＳ４において１回目の接触がセンサ５９のＯＮによる導通で判断された後、ステップＳ５で複数回のうち例えば、２回目の接触を第２判別手段６７で判断し、さらに接触位置演算手段６５で演算してもよく、また、２回目でなく、３回目以上の複数個所においてセンサ５９がＯＮしたことを第３判別手段６９で判別し、さらに接触位置演算手段６５で演算するようにしても構わない。
【００３１】
また、少なくともステップＳ１からステップＳ６までの間エアノズル６５から圧縮エアをワークＷへ向け噴射し続けておけば、ワークＷの表面に付着している水分や研削カスが圧縮エアにより吹き飛ばされて除去されワークＷの表面はきれいに清掃される。その結果、被加工物接触位置を検出する際の誤動作をする邪魔物がなくなり、誤動作が従来よりも少なくなり、正確に被加工物接触位置を検出することができる。而して、研削加工時の研削精度を良好にした研削加工を行うことができる。また、構造が非常に簡単で低価格で提供できる。
【００３２】
砥石２９は砥粒にカーボンを混合せしめバインダにより結合せしめて導電性を有する例で説明したが、図３（Ａ），（Ｂ）に示されているように、砥石２９の少なくとも１ケ所にカーボンＣを設けて形成せしめるようにし、このカーボンＣの部分がワークに接触している時間が設定時間継続したときの位置又は、ワークの表面状態等によっては上記カーボン部分がワークに接触し、その後に接触状態が解除される態様となることがあるので、ワークに対して砥石を回転したら相対的に近接せしめるときに、単時間内接触場所が変化して複数回接触したときに、この複数回目の接触したときの位置を接触位置として検出することでも可能である。なお、この内容は砥石２９として砥粒にカーボンを混合せしめバインダにより結合したときにも同様理由で行っている。
【００３３】
なお、この発明は、前述した発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、本発明によれば、砥石が被加工物に当接して導通したことが検出される。この導通が予め設定した複数回検出したときに、被加工物接触位置とすることにより、この被加工物接触位置は誤差を少なくして検出することができると共に、被加工物に研削精度良好な研削加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を実施する研削盤の側面図である。
【図２】この発明のワークに研削加工を行う動作のフローチャートである。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は砥石の一例を示す正面図、平面図である。
【符号の説明】
１  研削盤
３  フレーム
９  Ｚ軸キャレッジ
１５  送りモータ
１９  エンコーダ（位置検出手段）
２１  回転用モータ
２３  エンコーダ
２５  絶縁部材
２７  砥石ヘッド
２９  砥石
３５  ワークテーブル
４５  回転用モータ
４７  エンコーダ
５９  センサ（接触検出手段）
６１  制御装置
６３  第１判別手段
６５  接触位置演算手段
６７  第２判別手段
６９  第３判別手段
７１  エアノズル（エア吹き付け手段）
【図１】
0004217301.tif 000002
【図２】
0004217301.tif 000003
【図３】
0004217301.tif 000004