JP5603303B2 - Angular grinding method and angular grinding apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、アンギュラ研削方法およびアンギュラ研削装置に関し、さらに詳細には、工作物の内径面と端面を同時に研削するアンギュラ研削において、熱変位等により砥石軸が伸縮した場合でも、砥石修正後の工作物を所定の仕上寸法に研削する砥石修正・研削技術に関する。 The present invention relates to an angular grinding method and an angular grinding apparatus, and more specifically, in angular grinding in which an inner diameter surface and an end surface of a workpiece are ground at the same time, even when a grinding wheel shaft expands or contracts due to thermal displacement or the like, The present invention relates to a grinding wheel correction / grinding technique for grinding an object to a predetermined finishing dimension.
工作物(以下、ワークと称する。)の内径面と端面を同時に研削するいわゆるアンギュラ研削においては、ワークの被研削面に対応したプロフィールの外径砥石面、つまり内径面を研削する内径研削部(砥石面)と端面を研削する端面研削部(砥石面)を有するアンギュラ型砥石車が使用され、この砥石車を高速回転させながら、ワークの被研削面に切込み送りさせることにより、ワークの内径面と端面を同時に研削する。 In so-called angular grinding in which an inner surface and an end surface of a workpiece (hereinafter referred to as a workpiece) are ground simultaneously, an outer diameter grinding wheel surface having a profile corresponding to the surface to be ground of the workpiece, that is, an inner diameter grinding portion for grinding the inner surface ( An angular type grinding wheel having a grinding surface (grinding wheel surface) and an end surface grinding part (grinding wheel surface) that grinds the end surface is used. By rotating the grinding wheel at a high speed and cutting and feeding it to the ground surface of the work, And grind the end face at the same time.
また、上記砥石車には所定のインターバルをもってあるいは適宜ドレッシング加工が施されて、常にワークの仕上がり寸法に対応したプロフィールの砥石面(内径研削部および端面研削部)が修正維持される。このドレッシング加工は、砥石ドレッサを上記砥石車の内径研削部と端面研削部の砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動させながら、これら研削部に対して一定の切込み量をもって所定回数ドレッシング加工を施すことにより実施される。 Further, the grinding wheel is subjected to dressing processing at predetermined intervals or as appropriate, and the grinding wheel surfaces (inner diameter grinding part and end face grinding part) of the profile corresponding to the finished dimensions of the workpiece are always corrected and maintained. In this dressing process, the grinding wheel dresser is relatively traversed along the grinding wheel surface contours of the inner diameter grinding part and the end grinding part of the grinding wheel, and the grinding part is dressed a predetermined number of times with a constant cutting amount. It is carried out by applying.
ところで、砥石車の支持回転する砥石軸は、温度の影響により伸縮する性質を持ち、この伸縮量は上記ドレッシング加工におけるドレス量さらには研削加工精度にそのまま影響する。 By the way, the grindstone shaft that supports and rotates the grinding wheel has a property of expanding and contracting due to the influence of temperature, and the amount of expansion and contraction directly affects the dressing amount in the dressing process and the grinding processing accuracy.
特にアンギュラ型砥石車においては、例えば、研削装置の起動時や研削加工中に発生する熱により、砥石軸温度が上昇して砥石軸が伸びた場合、砥石ドレッサと砥石車の位置関係が変化して、砥石車の端面研削部のドレス量は多くなり、一方、上記内径研削部のドレス量は少なくなる。 Especially in angular type grinding wheels, for example, when the grinding wheel shaft temperature rises due to the heat generated during the start-up of the grinding device or during grinding, the positional relationship between the grinding wheel dresser and the grinding wheel changes. Thus, the dress amount of the end grinding portion of the grinding wheel increases, while the dress amount of the inner diameter grinding portion decreases.
すなわち、砥石軸が伸びた場合、砥石車の端面研削部が砥石ドレッサと接触しても、砥石車の内径研削部は砥石ドレッサと接触しないことになり、この結果、砥石車の端面研削部のドレス量は多くなり、一方、上記内径研削部のドレス量は少なくなる。そして、この砥石車により研削加工されたワークは、所定の仕上がり寸法に対して、その幅寸法(軸方向寸法)が大きくなるとともに、内径寸法が小さくなってしまう。砥石軸が縮んだ場合は、研削加工されたワークの仕上がり寸法は、これと全く逆になる。 That is, when the grinding wheel shaft extends, even if the end grinding portion of the grinding wheel contacts the grinding wheel dresser, the inner diameter grinding portion of the grinding wheel does not contact the grinding wheel dresser. As a result, the grinding of the end grinding portion of the grinding wheel On the other hand, the dress amount increases, while the dress amount of the inner diameter grinding portion decreases. The workpiece ground by the grinding wheel has a larger width dimension (axial dimension) and a smaller inner diameter dimension with respect to a predetermined finished dimension. When the grinding wheel shaft shrinks, the finished dimensions of the ground workpiece are completely reversed.
このように、砥石軸の伸縮により、ドレッシング加工後のワークの仕上がり寸法が、ドレッシング加工前とで変わることになる。 As described above, due to the expansion and contraction of the grindstone shaft, the finished dimension of the workpiece after dressing is changed before and after the dressing.
また、研削装置に対するワークの搬入搬出を行う搬送装置に関連して、搬送装置の搬入側において、前工程でのトラブル等により研削装置の加工部に搬入されるワークがない状態(ノーワーク状態)や、搬出側において、後工程へ搬送されるワークが滞ることで、研削装置の加工部からワークが排出できない状態(フルワーク状態)により、研削加工自体が待機する結果、連続して行われる研削加工に空白状態が生じてしまい、これに起因した砥石軸の縮みによるNGワークの発生も問題となっていた。 Further, in relation to a transport device that carries a workpiece into and out of the grinding device, on the carry-in side of the transport device, a state in which no workpiece is carried into the processing unit of the grinding device due to a trouble in a previous process (no work state) Grinding performed continuously as a result of waiting for the grinding process itself when the work transported to the subsequent process is delayed on the unloading side and the work cannot be discharged from the processing part of the grinding device (full work state) In this case, a blank state occurs, and the occurrence of NG work due to the shrinkage of the grindstone shaft due to this is also a problem.
これらの問題は、上記砥石軸の伸縮量が判明していれば、計算式等により砥石ドレッサの軌道(砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動する軌跡)を修正することで解消できるが、この目的のために、砥石軸の伸び量の測定装置等を機械に取り付けて機械的構造を改変することは、設備コストの上昇や取付け場所の確保の必要性等の問題を新たに生じることになり、これらの問題の抜本的解決が要望されていた。 These problems can be solved by correcting the trajectory of the grindstone dresser (the trajectory that moves relatively along the contour of the grindstone surface) by a calculation formula or the like if the amount of expansion and contraction of the grindstone shaft is known. For this purpose, changing the mechanical structure by attaching a measuring device for the grinding wheel shaft extension to the machine will cause new problems such as an increase in equipment costs and the need to secure a mounting location. Therefore, a drastic solution to these problems has been demanded.
なお、これらの問題を砥石車を修正するドレッシング加工自体を改良することにより解決しようとする技術は、従来種々開発され提案されている(例えば、特許文献1〜3参照)。 Various techniques have been developed and proposed for solving these problems by improving the dressing process itself for correcting the grinding wheel (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ワークの内径面と端面を同時に研削するアンギュラ研削において、熱変位等により砥石軸が伸縮した場合でも、ドレッシング加工の基本構成を改変することなく、また機械的構造を改変することもなく、ワークを所定の仕上がり寸法に研削することができるアンギュラ研削方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and the object of the present invention is when the grinding wheel shaft expands or contracts due to thermal displacement or the like in angular grinding in which the inner diameter surface and the end surface of the workpiece are ground simultaneously. However, it is an object of the present invention to provide an angular grinding method capable of grinding a workpiece to a predetermined finished dimension without modifying the basic structure of dressing processing and without modifying the mechanical structure.
また、本発明の他の目的とするところは、上記アンギュラ研削方法を有効に実施することができるアンギュラ研削装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an angular grinding apparatus capable of effectively carrying out the angular grinding method.
上記目的を達成するため、本発明のアンギュラ研削方法は、ワークの内径面を研削する内径研削部と端面を研削する端面研削部を有する砥石車を用いて、ワークの内径面および端面を同時に研削するアンギュラ研削方法であって、上記砥石車の内径研削部および端面研削部を、砥石ドレッサが所定の基準砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工するとともに、このドレッシング加工時に検出した上記砥石車の内径研削部と端面研削部とのドレス量の差に基づいて、上記砥石車のワークに対する切込み量を補正することで、ワークの内径面と端面を所定の仕上寸法に研削するようにしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the angular grinding method of the present invention comprises grinding a grinding wheel having an inner diameter grinding portion for grinding the inner diameter surface of the workpiece and an end surface grinding portion for grinding the end surface, and simultaneously grinding the inner diameter surface and the end surface of the workpiece. In this angular grinding method, the inner diameter grinding part and the end grinding part of the grinding wheel are dressed while the traverse movement of the grinding wheel dresser is relatively moved along a predetermined reference grinding wheel surface contour, and are detected at the time of the dressing process. Based on the difference in dress amount between the inner diameter grinding part and the end surface grinding part of the grinding wheel, the inner grinding surface and the end face of the workpiece are ground to a predetermined finishing dimension by correcting the cutting amount of the grinding wheel with respect to the workpiece. It is characterized by doing so.
好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
(1)上記砥石ドレッサによる上記砥石車の内径研削部および端面研削部のドレッシング加工は、上記砥石車の内径研削部および砥石研削部に対して一定の切込み量をもって、これら研削部の基準輪郭に対応する上記基準砥石面輪郭に沿った軌道を相対的にトラバース移動しながら行うドレッシング工程を所定回数繰返してなり、この一連のドレッシング工程の各工程において、上記砥石ドレッサと上記砥石車の内径研削部および端面研削部とのそれぞれの接触の有無を検出するとともに、上記砥石ドレッサとこれら研削部とのいずれかで検出した非接触状態の回数に基づいて上記内径研削部と端面研削部とのドレス量の差を検出する。
The following configuration is adopted as a preferred embodiment.
(1) The dressing of the grinding wheel inner diameter grinding part and the end face grinding part by the grinding wheel dresser is performed with the reference contour of these grinding parts with a constant cutting amount with respect to the grinding grinding wheel inner grinding part and grinding wheel grinding part. The dressing process performed while traversing the corresponding trajectory along the reference grinding wheel surface contour is repeated a predetermined number of times. In each step of this series of dressing processes, the grinding wheel dresser and the inner diameter grinding part of the grinding wheel And the amount of dressing between the inner diameter grinding part and the end face grinding part based on the number of non-contact states detected by either the grinding wheel dresser or the grinding part. Detect the difference.
(2)上記砥石ドレッサと上記砥石車の内径研削部および端面研削部とのそれぞれの接触の有無を検出する接触検出手段が、上記砥石ドレッサ側に設けられたAEセンサである。 (2) The contact detection means for detecting presence / absence of contact between the grinding wheel dresser and the inner diameter grinding part and the end face grinding part of the grinding wheel is an AE sensor provided on the grinding wheel dresser side.
(3)上記砥石ドレッサと上記砥石車の内径研削部および端面研削部とのそれぞれの接触の有無を検出する接触検出手段が、上記砥石車側に設けられたAEセンサである。 (3) The contact detection means for detecting the presence / absence of contact between the grinding wheel dresser and the inner diameter grinding part and the end grinding part of the grinding wheel is an AE sensor provided on the grinding wheel side.
(4)上記砥石車のワークに対する切込み量の補正は、上記内径研削部と端面研削部とのドレス量の差から上記砥石車の砥石軸の伸縮量を算出し、この砥石軸の伸縮量に応じて上記砥石車の切込み量を補正する。 (4) The correction of the cutting amount with respect to the workpiece of the grinding wheel is calculated by calculating the expansion / contraction amount of the grinding wheel shaft of the grinding wheel from the difference in dressing amount between the inner diameter grinding part and the end face grinding part. Accordingly, the cutting amount of the grinding wheel is corrected.
(5)上記砥石車の砥石軸のワークの回転軸に対する傾斜角度をθとし、上記内径研削部と端面研削部とのドレス量の差をKとすると、上記砥石軸の伸縮量Zは下式で求められる。
Z=K/(tanθ+tan(90°−θ))
(5) When the inclination angle of the grinding wheel shaft of the grinding wheel with respect to the rotation axis of the workpiece is θ, and the difference in dressing amount between the inner diameter grinding portion and the end surface grinding portion is K, the expansion / contraction amount Z of the grinding wheel shaft is expressed by the following equation: Is required.
Z = K / (tan θ + tan (90 ° −θ))
本発明のアンギュラ研削装置は、ワークの内径面および端面を同時に研削するアンギュラ研削装置であって、ワークの内径面を研削する内径研削部と端面を研削する端面研削部を有し、回転駆動される砥石車と、この砥石車をワークに対して切込み送りする砥石切込み駆動部と、上記砥石車の内径研削部と端面研削部をドレッシング加工する砥石ドレッサと、この砥石ドレッサをドレッシング駆動するドレッサ駆動部と、このドレッサ駆動部による砥石ドレッサのドレッシング工程において、上記砥石車の内径研削部および端面研削部とのドレス量の差を検出測定するドレス量差測定部と、このドレス量差測定部の測定結果に基づいて上記砥石切込み駆動部を駆動制御する砥石切込み制御部とを備えることを特徴とする。 The angular grinding apparatus of the present invention is an angular grinding apparatus for simultaneously grinding an inner diameter surface and an end surface of a workpiece, and has an inner diameter grinding portion for grinding the inner diameter surface of the workpiece and an end surface grinding portion for grinding the end surface, and is rotationally driven. Grinding wheel, grinding wheel cutting drive unit for cutting and feeding the grinding wheel to the workpiece, grinding wheel dresser for dressing the inner diameter grinding part and the end grinding part of the grinding wheel, and dresser driving for driving the grinding wheel dresser. A dress amount difference measuring unit for detecting and measuring a difference in dress amount between the inner diameter grinding portion and the end surface grinding portion of the grinding wheel in the dressing process of the grinding wheel dresser by the dresser driving unit, and a dress amount difference measuring unit And a grindstone cutting control unit that drives and controls the grindstone cutting driving unit based on the measurement result.
好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
(1)上記砥石切込み制御部は、請求項1から4のいずれか一つに記載の研削方法を実行するように上記砥石切込み駆動部を駆動制御するように構成される。
The following configuration is adopted as a preferred embodiment.
(1) the grindstone depth cutting control unit is configured to drive control the movement unit drive seen the grindstone cutting to perform a grinding method according to any one of claims 1 to 4.
(2)上記砥石ドレッサは、ドレス工具として、回転駆動されるロータリ・ドレス工具を備えるロータリ・ドレッサの形態とされている。 (2) The grindstone dresser is in the form of a rotary dresser provided with a rotary dressing tool that is rotationally driven as a dressing tool.
本発明によれば、ワークの内径面を研削する内径研削部と端面を研削する端面研削部を有する砥石車を用いて、ワークの内径面および端面を同時に研削するアンギュラ研削において、上記砥石車の内径研削部および端面研削部を、砥石ドレッサが所定の基準砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工するとともに、このドレッシング加工時に検出した上記砥石車の内径研削部と端面研削部とのドレス量の差に基づいて、上記砥石車のワークに対する切込み量を補正することで、ワークの内径面と端面を所定の仕上寸法に研削するようにしたから、熱変位等により砥石軸が伸縮した場合でも、ドレッシング加工の基本構成(基本動作)を改変することなく、また機械的構造を改変することもなく、ワークを所定の仕上がり寸法に研削することができる。 According to the present invention, in the angular grinding in which the inner diameter surface and the end surface of the workpiece are simultaneously ground using the grinding wheel having the inner diameter grinding portion for grinding the inner diameter surface of the workpiece and the end surface grinding portion for grinding the end surface, The inner diameter grinding part and the end face grinding part are dressed while the traverse movement of the grinding wheel dresser is relatively traversed along a predetermined reference grindstone surface contour, and the inner diameter grinding part and the end face grinding part of the grinding wheel detected during the dressing process Based on the difference between the dressing amount and the grinding wheel, the amount of cutting with respect to the workpiece of the grinding wheel is corrected to grind the inner diameter surface and end surface of the workpiece to a predetermined finish dimension. Even if it expands or contracts, the workpiece can be processed in a specified manner without changing the basic structure (basic operation) of the dressing process and without changing the mechanical structure. It can be ground to gully dimensions.
また、研削装置に対するワークの搬入搬出を行う搬送装置に関連して、搬送装置の搬入側において、ノーワーク状態やフルワーク状態により、研削加工自体が待機して、連続して行われる研削加工に空白状態が生じてしまっても、これに起因した砥石軸の伸縮によるNGワークの発生排出を有効に防止することができる。 In addition, in connection with the transfer device that loads and unloads workpieces to and from the grinding device, the grinding process itself waits depending on the no-work state or full-work state on the carry-in side of the transfer device, and there is no space for continuous grinding operations. Even if the state occurs, it is possible to effectively prevent the NG work from being generated and discharged due to the expansion and contraction of the grindstone shaft.
さらに、装置トラブル等による機械停止後の立ち上がり時の砥石軸の伸縮により、砥石ドレッサと砥石車の位置関係が変化してしまっても、NGワークの発生排出を有効に防止することができる。 Furthermore, even if the positional relationship between the grindstone dresser and the grinding wheel changes due to expansion and contraction of the grindstone shaft at the time of start-up after machine stoppage due to equipment trouble or the like, it is possible to effectively prevent generation and discharge of NG workpieces.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面全体にわたって同一の符号は同一の構成部材または要素を示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Throughout the drawings, the same reference numeral indicates the same component or element.
本発明に係るアンギュラ研削装置が図1〜図5に示されており、具体的には、図6に示すようなワークWの端面Wa、内径面Wbおよび奥端面Wcを同時に研削加工するものである。 An angular grinding apparatus according to the present invention is shown in FIGS. 1 to 5, and specifically, an end surface Wa, an inner diameter surface Wb and a rear end surface Wc of a workpiece W as shown in FIG. 6 are ground simultaneously. is there.
この研削装置は、図1に示すように、ワーク支持装置1、研削砥石装置2、砥石ドレス装置3および装置制御部4を主要部として備えてなるとともに、ワークWがその軸線(Z軸)を垂直にして回転支持される立型研削盤の形態とされている。
As shown in FIG. 1, this grinding apparatus includes a workpiece support device 1, a grinding wheel device 2, a grinding wheel dressing device 3, and a
ワーク支持装置1は、ワークWを回転支持するもので、装置ベッド5上に配置されている。このワーク支持装置1には、ワーク主軸6が回転可能に軸支されており、このワーク主軸6は、その軸線(Z軸)が垂直になるように配置され、主軸6の基端(下端)が図示しない回転駆動源に連結されるとともに、その先端(上端)にワークWを取外し可能にチャッキング支持するチャック装置7を備えている。このチャック装置7としては、例えば、油圧あるいはカムを使用するパワーチャックのほか、マグネットチャックやコレットチャックなどが好適に使用される。
The work support device 1 is for rotating and supporting the work W, and is disposed on the
研削砥石装置2は、水平な装置ベッド5上に垂直起立状に設けられたコラム6に、ワーク支持装置1に回転支持されるワークWに対向配置されている。
The grinding wheel device 2 is disposed on a
研削砥石装置2の主要部である砥石車10は、研削対象であるワークWの内径面を研削する内径研削部と端面を研削する端面研削部を有するアンギュラ砥石車の形態とされ、図示の実施形態の砥石車10は、図2に示すように、ワークWの端面Waを研削する端面研削部10a、内径面Wbを研削する内径研削部10bおよび奥端面Wcを研削する奥端面研削部10cを連続する外径砥石面として備える。
A grinding
このアンギュラ砥石車10は、上記ワークWの端面Wa、内径面Wbおよび奥端面Wcを同時に研削すべく、その軸線つまり砥石軸11の回転軸線(X軸)がワークWの垂直軸線(Z軸)に対し所定の傾斜角度θ(図示の実施形態においてはθ=30度)をもって傾斜して配置されている。
In this
砥石車10は、直交する2軸方向、つまり図1においてX軸方向とY軸方向へ移動可能とされている。具体的には、砥石車10は、砥石軸11の先端に取り外し可能に取付け固定され、この砥石軸11は、上記砥石車台12上に回転可能に軸承されるとともに、図示しない駆動モータ等の駆動源に連結されている。
The grinding
砥石車台12は、可動台14上に砥石軸11の回転軸線(X軸)方向へ移動可能に装着されている。つまり、この砥石車台12の基部スライド12aが上記可動台14のスライドレール14aに沿ってX軸方向へ移動可能とされるとともに、X軸方向切込み駆動部としての移動手段15に連結されている。
The
また、上記可動台14は、上記砥石軸11の回転軸線(X軸)と直交するY軸方向へ移動可能に装着されている。つまり、この可動台14の基部スライド14bが、コラム6に設けられたスライドレール16に沿ってY軸方向へ移動可能とされるとともに、コラム6上に配設されたY軸方向切込み駆動部としての移動手段17に連結されている。この移動手段17は具体的にはサーボモータ17aとボールねじ17bからなり、サーボモータ17aが砥石切込み制御部18に電気的に接続されており、ワークWの形状寸法に対応して、砥石車10の切込み動作を行う。
The movable table 14 is mounted so as to be movable in the Y-axis direction orthogonal to the rotation axis (X-axis) of the grindstone shaft 11. That is, the base slide 14b of the movable base 14 can be moved in the Y-axis direction along the slide rail 16 provided in the
なお、具体的には図示しないが、上記X軸方向切込み駆動部としての移動手段15も、上記移動手段17と同一構成とされ、後述するように、これら両移動手段15、17により、上記砥石車10をワークWに対して切込み送りする砥石切込み駆動部19(図5参照)が構成されている。
Although not specifically shown, the moving means 15 serving as the X-axis direction cutting drive unit has the same configuration as the moving
また、この砥石切込み駆動部19は、後述するように、砥石ドレス装置3のダイヤ切込み駆動部27としての機能を兼務する。
Further, the grindstone cutting
そして、砥石車10は、上記砥石切込み制御部18にプログラムされた研削プログラムに従って、所定の速度で高速回転駆動されながら、上記砥石切込み駆動部19(15、17)により切込み送りされて、ワークWの端面Wa、内径面Wbおよび奥端面Wcを同時に研削する(図2参照)。
Then, the grinding
砥石切込み制御部18は、上記のように、ワークWの形状寸法に対応して、砥石車10の切込み動作を制御するものであり、装置制御部4の一部を構成している。この砥石切込み制御部18は、後述するように、ドレス装置3のドレス制御部30と協働して、砥石軸11の伸縮による砥石車10の外径砥石面(図示の実施形態においては、端面研削部10a、内径研削部10b、奥端面研削部10c)への影響を除去すべく、上記砥石切込み駆動部19(15、17)の駆動を補正制御する。
As described above, the grinding wheel cutting
砥石ドレス装置3は、上記砥石車10の外径砥石面をワークWの研削加工対象である端面Wa、内径面Wbおよび奥端面Wcの形状寸法に対応するようにドレッシング(目立て・整形)を行うもので、具体的には、砥石車10の内径研削部と端面研削部(図示の実施形態においては、端面研削部10a、内径研削部10b、奥端面研削部10c)をドレッシング加工する砥石ドレッサ20を主要部として備えてなり、図1に示すように、コラム6上において研削砥石装置2の側部近傍位置に設けられている。
The grindstone dressing device 3 performs dressing (sharpening / shaping) on the outer diameter grindstone surface of the
砥石ドレス装置3は、具体的には、上記砥石ドレッサ20と、この砥石ドレッサ20をドレッシング駆動するドレッサ駆動部25を主要部として構成されている。
Specifically, the grindstone dressing device 3 includes the
上記砥石ドレッサ20は、具体的には、ドレス工具21として、回転駆動されるロータリ・ドレス工具を備えるロータリ・ドレッサの形態とされている。
Specifically, the
図示の実施形態のロータリ・ドレス工具21は、図3に示すように、上記砥石車10の外径砥石面(端面研削部10a、内径研削部10b、奥端面研削部10c)に対応して、その外周ドレス部21aが結合材料により結合されてなるダイヤモンドやCBN等の超砥粒により構成されたロータリ・ダイヤの形態とされている。なお、上記ロータリ・ドレス工具21の外周ドレス部21aを構成する砥粒としては、ドレッシング対象である砥石車10の砥石層が一般砥石層の場合には、一般砥粒が用いられる場合もある。
As shown in FIG. 3, the
このロータリ・ダイヤ21は従来公知の一般的基本構造を備えており、ドレッサ駆動部25により、所定の回転速度をもって回転駆動されるとともに、砥石車10に対して相対的にトラバース移動しながら切込み送りされる構成とされている。
The
具体的には、ロータリ・ダイヤ21は、ドレス軸22に取外し可能に取付け固定され、このドレス軸22がドレス台23に回転可能に軸承されるとともに、伝動プーリ24a、動力伝動ベルト24bおよび伝動プーリ24cからなる動力伝動機構24を介して、上記ドレッサ駆動部25のダイヤ回転部26に駆動連結されている。このダイヤ回転部26はロータリ・ダイヤ駆動モータで、装置制御部4のドレス制御部30(図5参照)に電気的に接続されている。
Specifically, the
また、ロータリ・ダイヤ21は、ドレッサ駆動部25のダイヤ切込み駆動部27により、上記砥石車10の外径砥石面(端面研削部10a、内径研削部10b、奥端面研削部10c)に対して相対的に切込み動作するとともに、この外径砥石面10a、10b、10cに沿って平行な方向へ相対的に移動(トラバース)可能とされている。
Further, the
図示の実施形態においては、砥石ドレス装置3はコラム6の定位置に固定的に設けられており、上記ダイヤ切込み駆動部27としては、前述したように、研削砥石装置2の砥石切込み駆動部19が機能を兼務する構成とされている。
In the illustrated embodiment, the grindstone dressing device 3 is fixedly provided at a fixed position of the
すなわち、ドレス装置3のロータリ・ダイヤ21は、上記ドレス制御部30にプログラムされたドレスプログラムに従って、砥石車10の外径砥石面10a、10b、10cのプロフィールを回復維持するように駆動制御される。
That is, the
具体的には、上記ダイヤ切込み駆動部27としての研削砥石装置2の砥石切込み駆動部19(15、17)が、上記ドレス制御部30にプログラムされたドレスプログラムに従って、砥石車10を、定位置で回転駆動しているロータリ・ダイヤ21に対して、所定の移動軌跡に沿ってトラバース移動(X軸方向およびY軸方向へ複合的に移動)させ、これにより、砥石車の外径砥石面10a、10b、10cの輪郭形状がロータリ・ダイヤ21により修正されて、所定のプロフィールを回復維持される。
Specifically, the grinding wheel cutting drive unit 19 (15, 17) of the grinding wheel device 2 as the diamond cutting
次に、研削砥石装置2と砥石ドレス装置3の協働により、砥石軸11の伸縮による砥石車10の外径砥石面10a、10b、10cへの影響を除去する駆動制御について説明する。
Next, drive control for removing the influence on the outer diameter grinding
この制御系は、図5に示すような制御構成とされており、具体的には、前記砥石切込み制御部18およびドレス制御部30の基本制御構成に加えて、ドレス量差測定部35と砥石切込み量補正部36を備えてなる。
This control system has a control configuration as shown in FIG. 5, and specifically, in addition to the basic control configuration of the grinding wheel cutting
ドレス量差測定部35は、ドレッサ駆動部25による砥石ドレッサ20のドレッシング工程において、上記砥石車10の内径研削部10bと端面研削部10a、10cとのドレス量の差を検出測定するもので、具体的には、接触検知部(接触接触検出手段)37からの検知信号、つまり砥石ドレッサ20と砥石車10の内径研削部10bおよび端面研削部10a、10cとのそれぞれの接触の有無検出信号に基づいて、上記ドレス量の差を演算測定する。
The dress amount
この接触の有無を検出する接触検出手段37として、本実施形態においては、上記砥石ドレッサ側に設けられたAE(アコースティック ・ エミッション)センサが使用されている。AEセンサ37は、具体的には、ドレス軸22の端部に取り付けられている。
In this embodiment, an AE (Acoustic Emission) sensor provided on the grindstone dresser side is used as the contact detection means 37 for detecting the presence or absence of this contact. Specifically, the
砥石切込み量補正部36は、ドレス量差測定部35の測定結果に基づいて、砥石切込み量(X軸方向の切込み量とY軸方向の切込み量)の補正量を演算する。
The grindstone cutting
以下、この補正量を用いた砥石車10の具体的な切込み制御について説明する。
Hereinafter, specific cutting control of the
本実施形態においては、砥石ドレス装置3による砥石車10のドレッシング加工自体は、砥石軸11の伸縮の有無に関わらず、砥石軸11の伸縮ゼロの時のドレッシング基本動作(砥石ドレッサ20のドレス工具21が所定の基準砥石面輪郭(基準軌跡)に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工する動作)であり、このドレッシング基本動作によるドレッシング加工時に検出した砥石車10の内径研削部10bと端面研削部10a、10cとのドレス量の差に基づいて、砥石車10のワークWに対する切込み量を補正することで、ワークWの内径面Wbと端面Wa、Wcを正寸(所定の仕上寸法)に研削する構成とされている。
In the present embodiment, the dressing processing of the
すなわち、砥石軸11が伸縮した場合の砥石車10と砥石ドレッサ20のドレス工具21のトラバース移動軌跡との関係について図4を用いて説明する。
That is, the relationship between the
図4には、砥石軸11が伸び縮みしていないとき(通常時)の砥石面輪郭が実線で示され、砥石軸11が伸びた時の砥石面輪郭が一点鎖線で示され、また砥石軸11が縮んだ時の砥石面輪郭が二点鎖線で示されており、砥石軸11が伸びた場合は、通常時に比べ端面研削部10a、10cがドレス工具21に対して接近する方向(前方向)へ移動し、内径研削部10bがドレス工具21に対して離隔する方向(後方向)へ移動し、逆に、砥石軸11が縮んだ場合は、端面研削部10a、10cがドレス工具21に対して離隔する方向(後方向)へ移動し、内径研削部10bがドレス工具21に対して接近する方向(前方向)へ移動する。
In FIG. 4, the grinding wheel surface contour when the grinding wheel shaft 11 is not expanded or contracted (normal time) is shown by a solid line, the grinding wheel surface contour when the grinding wheel shaft 11 is extended is shown by a one-dot chain line, and the grinding wheel shaft The contour of the grindstone surface when 11 is shrunk is indicated by a two-dot chain line, and when the grindstone shaft 11 is extended, the direction in which the end
上記ドレッシング基本動作とは、砥石ドレッサ20のドレス工具21が図4の実線で示される砥石面輪郭(所定の基準砥石面輪郭(基準軌跡)に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工する動作をいい、上記ドレス制御部30には、このドレッシング基本動作を行うドレスプログラムがプログラムされている。
The basic dressing operation is an operation in which the
換言すれば、砥石ドレッサ20のロータリ・ダイヤ21による砥石車10の内径研削部10bおよび端面研削部10a、10cのドレッシング基本動作によるドレッシング加工は、砥石車10の内径研削部10bおよび端面研削部10a、10cに対して一定の切込み量dをもって、これら研削部10a〜10cの基準輪郭に対応する上記基準砥石面輪郭に沿った軌道(基準軌)を相対的にトラバース移動しながら行うドレッシング工程が所定回数繰返されてなる。
In other words, the inner
したがって、ドレッシング基本動作するドレス工具21によりドレッシング加工された砥石車10によりワークWを研削すると、砥石軸11が伸び縮みすることにより所定の研削代を研削したつもりでも、ワークWは正寸(所定の仕上寸法)に研削されないことになる。
Therefore, when the workpiece W is ground by the grinding
例えば、砥石軸11が伸びた場合、図4を参照して、砥石ドレッサ20のドレス工具21は、ドレッシング工程初期において砥石車10の端面研削部10a、10cに接触し、内径研削部10bには接触しないことになる。つまり、AEセンサ37は、砥石車10の端面研削部10a、10cとの接触を検知できるが、内径研削部10bとの接触は検知できない、つまり、内径研削部10bに対していわゆる空振りすることになる。
For example, when the grindstone shaft 11 extends, referring to FIG. 4, the dressing
そこで、上記ドレス量差測定部35は、AEセンサ37の検知結果から、この一連のドレッシング工程の各工程において、砥石ドレッサ20のロータリ・ダイヤ21と砥石車10の内径研削部10bおよび端面研削部10a、10cとのそれぞれの接触の有無を検出するとともに、ロータリ・ダイヤ21とこれら研削部10a、10b、10cとのいずれかで検出した非接触状態の回数に基づいて(AEセンサ37が空振りした回数(量)nをカウントして)、内径研削部10bと端面研削部10a、10cとのドレス量の差(d×n)を演算し検出する。
Therefore, the dress amount
続いて、砥石切込み量補正部36は、このドレス量差測定部35の演算結果(内径研削部10bと端面研削部10a、10cとのドレス量の差(d×n))から砥石車10の砥石軸11の伸縮量Zを算出し、この伸縮量Zが砥石切込み制御部18に制御信号として送られて、砥石切込み制御部18は、この砥石軸11の伸縮量Zに応じて砥石切込み駆動部19(X軸方向切込み駆動部15およびY軸方向切込み駆動部17)を駆動制御し、これにより砥石車10の切込み量を補正する。
Subsequently, grinding infeed
砥石軸11の伸縮量Zは、下式で求められる。
Z=K/(tanθ+tan(90°−θ))
ここに、
θ:砥石車10の砥石軸11のワークWの回転軸Zに対する傾斜角度
K:砥石車10の内径研削部10bと端面研削部10a、10cとのドレス量の差(d×n)
The expansion / contraction amount Z of the grindstone shaft 11 is obtained by the following equation.
Z = K / (tan θ + tan (90 ° −θ))
here,
θ: Inclination angle K of the grinding wheel shaft 11 of the
図示の実施形態においては、θ=30°であることから、Z=K/(tan30°+tan60°)で求められる。 In the illustrated embodiment, θ = 30 °, and therefore, Z = K / (tan 30 ° + tan 60 °).
上記と逆に、砥石軸11が縮んだ場合は、砥石ドレッサ20のロータリ・ダイヤ21が砥石車10の内径研削部10bに接触して端面研削部10a、10cには接触しないことになる。この場合も、同様に、端面研削部の空振りした回数(量)をカウントし、その回数(量)に応じて、砥石車10の切込み量を補正して、ワークWを正寸に研削する。
On the contrary, when the grindstone shaft 11 is contracted, the
装置制御部4は、上述したワーク支持装置1、研削砥石装置2および砥石ドレス装置3の各駆動部の動作を相互に連動して自動制御するもので、具体的には、CPU,ROM,RAMおよびI/Oポートなどからなるマイクロコンピュータで構成されたCNC装置である。この制御装置4には、上述したアンギュラ研削工程(研削方法)を実行するための制御プログラムが、数値制御データとして、予めまたは図示しない操作盤のキーボード等により適宜選択的に入力設定される。
The
しかして、以上のように構成されたアンギュラ研削装置において、ワーク支持装置1により回転支持されるワークWに対して、研削砥石装置2の砥石車10によるアンギュラ研削が行われるとともに、所定のインターバルをもって、または適宜、砥石ドレス装置3による砥石車10の外径砥石面(10a、10b、10c)に対するドレッシング(目立て・整形)が行われる。
Thus, in the angular grinding device configured as described above, the workpiece W supported by the workpiece support device 1 is angularly ground by the grinding
この場合、砥石ドレス装置3による砥石車10の内径研削部10bおよび端面研削部10a、10cのドレッシング加工は、砥石軸11の伸縮の有無にかかわらず、砥石ドレッサ20が砥石車10に対して所定の基準砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工が行われるとともに、このドレッシング加工時に検出した砥石車10の内径研削部10bおよび端面研削部10a、10c間のドレス量の差Kに基づいて、砥石車10のワークWに対する切込み量を補正することで、ワークWの内径面Wbと端面Wa、Wcを所定の仕上寸法に研削するように構成されている。
In this case, the dressing process of the inner
したがって、砥石軸11が熱変位等により伸縮した場合でも、ドレッシング加工の基本構成(基本動作)を改変することなく、また機械的構造を改変することもなく、ワークWを所定の仕上がり寸法に研削することができる。 Therefore, even when the grindstone shaft 11 expands and contracts due to thermal displacement or the like, the workpiece W is ground to a predetermined finished dimension without changing the basic configuration (basic operation) of the dressing process and without changing the mechanical structure. can do.
また、研削装置に対するワークWの搬入搬出を行う搬送装置(図示省略)に関連して、搬送装置の搬入側において、ノーワーク状態やフルワーク状態により、研削装置の研削加工自体が待機して、連続して行われる研削加工に空白状態が生じてしまっても、これに起因した砥石軸11の伸縮によるNGワークの発生排出が有効に防止され得る。 In addition, in connection with a transfer device (not shown) for loading and unloading the workpiece W with respect to the grinding device, the grinding device itself waits continuously in a no-work state or a full-work state on the carry-in side of the transfer device. Even if a blank state occurs in the grinding process performed in this manner, generation and discharge of NG work due to the expansion and contraction of the grindstone shaft 11 due to this can be effectively prevented.
さらに、装置トラブル等による機械停止後の立ち上がり時の砥石軸11の伸縮により、砥石ドレッサ20と砥石車10の位置関係が変化してしまっても、NGワークの発生排出を有効に防止することができる。
Furthermore, even if the positional relationship between the
なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内において種々の設計変更が可能である。 The above-described embodiment is merely a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this, and various design changes can be made within the scope.
例えば、図示の実施形態においては、AEセンサが砥石ドレッサ20側に設けられているが、砥石車10側に設けられても良く、このように砥石車10側に設けられる場合は、ワークWと砥石車10の接触も検知することが可能で、砥石車10とワークWの接触前の時間を短縮して研削工程サイクルタイムの短縮化が図れる。
For example, in the illustrated embodiment, the AE sensor is provided on the
また、砥石ドレッサ20と砥石車10との接触検知部37は、図示の実施形態のようにAEセンサ等の特別なセンサを用いなくても、砥石軸11や砥石ドレッサ20の駆動モータの負荷電流や電力で代用することも可能である。
Further, the
また、本発明は、図示の実施形態のようなワークWの形状構成およびこれに対応する砥石車10の外径砥石面の形状構成に限定されることなく、種々のアンギュラ研削に適用可能である。
Further, the present invention is not limited to the shape configuration of the workpiece W and the shape configuration of the outer diameter grinding wheel surface of the
さらに、図示の実施形態は、立型研削装置について説明したが、本発明は、横型研削装置にも適用可能である。 Furthermore, although illustrated embodiment demonstrated the vertical grinding | polishing apparatus, this invention is applicable also to a horizontal grinding | polishing apparatus.
W ワーク
Wa ワークの端面
Wb ワークの内径面
Wc ワークの奥端面
θ 砥石車の傾斜角度
1 ワーク支持装置
2 研削砥石装置
3 砥石ドレス装置
4 装置制御部
10 砥石車
10a 砥石車の端面研削部
10b 砥石車の内径面研削部
10c 砥石車の奥端面研削部
11 砥石軸
15 移動手段(X軸方向切込み駆動部)
17 移動手段(Y軸方向切込み駆動部)
18 砥石切込み制御部
19 砥石切込み駆動部
20 砥石ドレッサ
21 ロータリ・ダイヤ(ドレス工具)
22 ドレス軸
25 ドレッサ駆動部
26 ロータリ・ダイヤ駆動モータ(ドレッサ駆動部のダイヤ回転部)
27 ダイヤ切込み駆動部
30 ドレス制御部
35 ドレス量差測定部
36 砥石切込み量補正部
37 AEセンサ(接触検知部)
W Work Wa Work end surface Wb Work inner diameter surface Wc Work back end face θ Grinding wheel inclination angle 1 Work support device 2 Grinding wheel device 3 Grinding
17 Moving means (Y-axis direction cutting drive)
18 Grinding wheel cutting
22 Dress shaft 25
27 Diamond cutting
Claims (9)
前記砥石車の内径研削部および端面研削部を、砥石ドレッサが所定の基準砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工するとともに、このドレッシング加工時に検出した前記砥石車の内径研削部と端面研削部とのドレス量の差に基づいて、前記砥石車の工作物に対する切込み量を補正することで、工作物の内径面と端面を所定の仕上寸法に研削するようにした
ことを特徴とするアンギュラ研削方法。 An angular grinding method for simultaneously grinding an inner diameter surface and an end surface of a workpiece using a grinding wheel having an inner diameter grinding portion for grinding an inner diameter surface of a workpiece and an end surface grinding portion for grinding an end surface,
The grinding wheel inner diameter grinding part and the end grinding part are dressed while the traverse movement of the grinding wheel dresser is relatively traversed along a predetermined reference grinding wheel surface contour, and the grinding wheel inner diameter grinding part detected during the dressing process. And grinding the inner diameter surface and the end surface of the workpiece to a predetermined finishing dimension by correcting the cutting amount of the grinding wheel with respect to the workpiece based on the difference in dress amount between the grinding wheel and the end surface grinding portion. Angular grinding method.
この一連のドレッシング工程の各工程において、前記砥石ドレッサと前記砥石車の内径研削部および端面研削部とのそれぞれの接触の有無を検出するとともに、前記砥石ドレッサとこれら研削部とのいずれかで検出した非接触状態の回数に基づいて前記内径研削部と端面研削部とのドレス量の差を検出する
ことを特徴とする請求項1に記載のアンギュラ研削方法。 The dressing process of the inner diameter grinding part and the end face grinding part of the grinding wheel by the grinding wheel dresser corresponds to the reference contour of the grinding part with a constant cutting amount with respect to the inner diameter grinding part and the grinding wheel grinding part of the grinding wheel. The dressing process, which is performed while traversing the trajectory along the reference grinding wheel surface contour, is repeated a predetermined number of times,
In each step of this series of dressing steps, the presence / absence of contact between the grinding wheel dresser and the inner diameter grinding part and the end grinding part of the grinding wheel is detected and detected by either the grinding wheel dresser or the grinding part. The angular grinding method according to claim 1, wherein a difference in dressing amount between the inner diameter grinding part and the end face grinding part is detected based on the number of non-contact states.
ことを特徴とする請求項2に記載のアンギュラ研削方法。 The contact detection means for detecting the presence or absence of contact between the grinding wheel dresser and the inner diameter grinding part and the end face grinding part of the grinding wheel is an AE sensor provided on the grinding wheel dresser side. The angular grinding method described in 1.
ことを特徴とする請求項2に記載のアンギュラ研削方法。 The contact detection means for detecting the presence or absence of contact between the grinding wheel dresser and the inner diameter grinding part and the end face grinding part of the grinding wheel is an AE sensor provided on the grinding wheel side. The angular grinding method described in 1.
ことを特徴とする請求項1または2に記載のアンギュラ研削方法。 The correction of the cutting amount for the grinding wheel workpiece is calculated by calculating the amount of expansion / contraction of the grinding wheel shaft of the grinding wheel from the difference in dressing amount between the inner diameter grinding part and the end face grinding part, The angular grinding method according to claim 1, wherein a cutting amount of the grinding wheel is corrected.
前記砥石軸の伸縮量Zは下式で求められることを特徴とする請求項5に記載のアンギュラ研削方法。
Z=K/(tanθ+tan(90°−θ)) When the inclination angle of the grinding wheel axis of the grinding wheel with respect to the rotation axis of the workpiece is θ, and the difference in dress amount between the inner diameter grinding part and the end face grinding part is K,
6. The angular grinding method according to claim 5, wherein the amount of expansion and contraction Z of the grindstone shaft is obtained by the following equation.
Z = K / (tan θ + tan (90 ° −θ))
工作物の内径面を研削する内径研削部と端面を研削する端面研削部を有し、回転駆動される砥石車と、
この砥石車を工作物に対して切込み送りする砥石切込み駆動部と、
前記砥石車の内径研削部と端面研削部をドレッシング加工する砥石ドレッサと、
この砥石ドレッサをドレッシング駆動するドレッサ駆動部と、
このドレッサ駆動部による砥石ドレッサのドレッシング工程において、前記砥石車の内径研削部および端面研削部とのドレス量の差を検出測定するドレス量差測定部と、
このドレス量差測定部の測定結果に基づいて前記砥石切込み駆動部を駆動制御する砥石切込み制御部とを備える
ことを特徴とするアンギュラ研削装置。 An angular grinding device for simultaneously grinding an inner diameter surface and an end surface of a workpiece,
A grinding wheel having an inner diameter grinding portion for grinding an inner diameter surface of a workpiece and an end surface grinding portion for grinding an end surface, and driven to rotate;
A grinding wheel cutting drive unit for cutting and feeding the grinding wheel to the workpiece,
A grinding wheel dresser for dressing the inner diameter grinding part and the end grinding part of the grinding wheel,
A dresser driving section for dressing the grindstone dresser;
In the dressing process of the grindstone dresser by the dresser driving unit, a dress amount difference measuring unit that detects and measures a difference in dress amount between the inner diameter grinding unit and the end surface grinding unit of the grinding wheel;
An angular grinding apparatus comprising: a grindstone cutting control unit that drives and controls the grindstone cutting driving unit based on a measurement result of the dress amount difference measuring unit.
ことを特徴とする請求項7に記載のアンギュラ研削装置。 The grindstone depth cutting control unit is characterized in that it is configured to drive control the grinding wheel cutting saw drive movement unit so as to perform a grinding method according to any one of claims 1 to 5 The angular grinding apparatus according to claim 7.
ことを特徴とする請求項7に記載のアンギュラ研削装置。 The angular grinding apparatus according to claim 7, wherein the grindstone dresser is in the form of a rotary dresser including a rotary dressing tool that is rotationally driven as a dressing tool.
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