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JP5539178B2 - Oscillating grinding method for irregularly shaped workpieces and oscillating grinding machine - Google Patents
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JP5539178B2 - Oscillating grinding method for irregularly shaped workpieces and oscillating grinding machine - Google Patents

Oscillating grinding method for irregularly shaped workpieces and oscillating grinding machine Download PDF

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Description

本発明は、マスターワークを使用せずに、カム類を代表例とする断面非円形の異形ワークを研削可能にしたり、或いは断面多角形状の異形ワークの各平面部を順次研削可能にした異形ワークの揺動研削方法、及び揺動型研削盤に関するものである。
本明細書において、「異形ワーク」とは、断面非真円のワーク又は真円の偏心部が回転軸心に対して偏心している偏心ワークを意味し、断面真円に対して部分的に変形されたワークは勿論のこと、断面多角形状、或いは断面ひょうたん形のワークも含まれる。
The present invention makes it possible to grind a non-circular deformed workpiece with a cam as a representative example without using a master workpiece, or to allow each planar portion of a deformed workpiece having a polygonal cross section to be ground sequentially. The present invention relates to a rocking grinding method and a rocking grinding machine.
In this specification, the term “unshaped workpiece” means a workpiece having a non-circular cross section or an eccentric workpiece in which the eccentric portion of the perfect circle is eccentric with respect to the rotational axis, and is partially deformed with respect to the perfect circle. Of course, a workpiece having a polygonal cross section or a gourd cross section is also included.

断面が非円形の異形ワークを研削するには、当該異形ワークに対して相似大形のマスターワークを使用して行っていた。このマスターワークを使用する研削盤について、図17を参照して簡単に説明する。図17において、主軸台101及び心押し台102は、いずれも揺動テーブル103に取付けられ、当該揺動テーブル103は、ベース104に揺動軸心C0 を中心に揺動可能に支持され、主軸台101にマスターワークW0 が主軸(図示せず)に、当該主軸の軸心C1 と同心に取付けられている。一方、ベース104には、前記マスターワークW0 と対向してカムローラ105が回転可能に支持され、前記マスターワークW0 は、一端が前記揺動テーブル103のアーム部103aに連結されて、他端がバネ調整機構106の調整ロッド106aに連結された引張りバネ107の復元力により、前記カムローラ105に押圧されている。また、主軸の軸心C1 に対して直交する水平方向に進退可能に砥石台108が配置され、当該砥石台108に取付けられた砥石109により、主軸台101及び心押し台102の各スピンドル111,112で両端を支持されたワークW’は、揺動テーブル103が揺動軸心C0 を中心にして揺動することにより、マスターワークW0 の形状がそのまま転写された状態で砥石109により研削される。 In order to grind a deformed workpiece having a non-circular cross section, a similar master workpiece is used for the deformed workpiece. A grinding machine using this master work will be briefly described with reference to FIG. In FIG. 17, both the headstock 101 and the tailstock 102 are attached to the swing table 103, and the swing table 103 is supported by the base 104 so as to be swingable around the swing axis C 0 . A master work W 0 is attached to a spindle (not shown) on the spindle stock 101 concentrically with the axis C 1 of the spindle. On the other hand, the base 104, the master work W 0 and opposed to the cam roller 105 is rotatably supported, the master work W 0 has one end coupled to the arm portion 103a of the oscillating table 103, the other end Is pressed against the cam roller 105 by the restoring force of the tension spring 107 connected to the adjustment rod 106 a of the spring adjustment mechanism 106. Further, a grindstone base 108 is disposed so as to be able to advance and retreat in a horizontal direction perpendicular to the axis C 1 of the main spindle, and each spindle 111 of the main spindle 101 and the tailstock 102 is provided by a grindstone 109 attached to the grindstone base 108. , 112 are supported by the grindstone 109 while the shape of the master work W 0 is transferred as it is because the swing table 103 swings about the swing axis C 0. To be ground.

しかし、上記したマスターワークを使用する異形ワークの研削方法は、研削対象の異形ワークが異なる毎に、当該異形ワークに対応したマスターワークを、その都度製作する必要があり、当該マスターワークの製作には、高い精度が要求されるために、多大な時間とコストを要する問題があった。また、マスターワークを使用して製品を研削した場合において、研削後の製品の外形形状の精度が要求範囲内に収まらない場合、即ち、製品の外形形状が不良な場合には、当該マスターワークの修正、或いはマスターワークを再製作する必要があり、良品が研削可能になるまでには、マスターワークの製作に係る浪費が発生することもある。   However, the above-described method of grinding a deformed workpiece using the master workpiece requires that a master workpiece corresponding to the deformed workpiece be produced each time the deformed workpiece to be ground is different. However, since high accuracy is required, there is a problem that requires a lot of time and cost. In addition, when a product is ground using a master workpiece, if the accuracy of the outer shape of the product after grinding does not fall within the required range, that is, if the outer shape of the product is defective, It is necessary to correct or remanufacture the master work, and waste of the production of the master work may occur until a good product can be ground.

一方、特許文献1には、マスターワークを使用せずに、異形ワークに対して砥石を、当該ワークの外形形状に対応するように前後動させて、当該異形ワークを研削する方法が開示されている。しかし、異形ワークの回転角度に対する砥石の前後動の位置を計算するには、計算(プログラム)自体が相当に難しい。しかも、砥石が取付けられた砥石台を前後動させるためには、回転運動を直線運動に変化する場合に不可避的に発生するバックラッシュをなくすために、リニアサーボモータが使用されている。そして、熱膨張の影響をなくして研削精度を高めるために、前記リニアサーボモータを冷却させるための冷却装置、及び砥石台の前後動をスムーズに行うための静圧摺動装置の使用が不可避となる。   On the other hand, Patent Document 1 discloses a method of grinding a deformed workpiece by moving the grindstone back and forth so as to correspond to the outer shape of the workpiece without using a master workpiece. Yes. However, the calculation (program) itself is considerably difficult to calculate the position of the longitudinal movement of the grindstone with respect to the rotation angle of the deformed workpiece. In addition, in order to move the grindstone table on which the grindstone is mounted back and forth, a linear servo motor is used to eliminate backlash that inevitably occurs when the rotational motion is changed to a linear motion. In order to eliminate the influence of thermal expansion and increase the grinding accuracy, it is inevitable to use a cooling device for cooling the linear servo motor and a hydrostatic sliding device for smoothly moving the grindstone table back and forth. Become.

上記したように、マスターワークを使用せずに、異形ワークに対して砥石を前後動させて研削する方法は、上記したように、砥石を前後動させる装置の各所に高精度を要求させる部分があって、装置自体が高価になると共に、研削のためのプログラムの作成が複雑なため困難であるのに加えて、ユーザーが当該プログラムを簡単に変更できないようにブラックボックス化されているものもあるため、ユーザーにとって使い勝手も悪かった。   As described above, the method of grinding by moving the grindstone back and forth with respect to the deformed workpiece without using the master work is as described above. In addition to the high cost of the device itself and the difficulty in creating a grinding program, there are some that are black-boxed so that the user cannot easily change the program. Therefore, it was not easy to use for users.

特開2005−18531号公報JP 2005-18531 A

本発明は、マスターワークを使用せずに、カム類を代表例とする断面非円形の異形ワークを研削可能にしたり、或いは断面多角形状の異形ワークの各面部を順次研削可能にすることを課題としている。   It is an object of the present invention to make it possible to grind a non-circular cross-sectional workpiece having a cam as a representative example without using a master workpiece, or to sequentially grind each surface portion of a polymorphic workpiece having a polygonal cross-section. It is said.

上記課題を解決するための請求項1の発明は、断面多角形状の異形ワークの回転軸心が主軸の軸心と同心となるように、チャックで把持された当該異形ワークを断面形状である多角形の各面部の中心角に対応する角度内で回転させて、被研削面である各面部を順次変更しながら、当該各外周面を研削する方法であって、テーブルに主軸台及び心押し台が取付けられた研削ユニットの全体は、前記主軸の軸心のほぼ直下に当該主軸の軸心と平行に配置された揺動軸心を中心に揺動可能であり、前記異形ワークの各面部の基準位置からの回転角度と、前記研削ユニットの揺動角度との関係を特定して異形ワークの各面部の外周研削形状を定めた外周形状特定式を予め計算しておいて、前記外周形状特定式に基づいて、揺動軸心を中心にして研削ユニットを揺動させながら、前記異形ワークの各面部を順次変更させながら、各面部を、その中心角に対応する角度内で回転させて、当該各面部を前記外周形状特定式で特定された形状にそれぞれ研削することを特徴としている。 The invention of claim 1 for solving the above-mentioned problem is that the deformed workpiece gripped by the chuck has a sectional shape so that the rotational axis of the deformed workpiece having a polygonal cross section is concentric with the axis of the main shaft. A method of grinding each outer peripheral surface by rotating within an angle corresponding to the central angle of each surface portion of the square and sequentially changing each surface portion to be ground, the spindle base and the tailstock on the table The entire grinding unit to which is attached is capable of swinging around a swinging shaft center disposed substantially parallel to the shaft center of the main shaft and immediately below the shaft center of the main shaft. An outer periphery shape specifying formula that specifies the relationship between the rotation angle from the reference position and the rocking angle of the grinding unit to determine the outer periphery grinding shape of each surface portion of the deformed workpiece is calculated in advance, and the outer periphery shape specification Based on the equation, the grinding unit is centered on the pivot axis. Each surface portion is rotated within an angle corresponding to the center angle while sequentially changing each surface portion of the deformed workpiece while swinging the workpiece, and each surface portion is specified by the outer peripheral shape specifying formula. It is characterized by grinding each shape.

異形ワークが断面非円形の場合には、異形ワークの基準位置からの回転角度と、研削ユニットの揺動角度との関係を、正弦定理、余弦定理等の三角関数を用いて数学的に算出することにより、異形ワークの外周研削形状を定めた外周形状特定式を予め計算しておく。そして、テーブルに主軸台及び心押し台が取付けられた研削ユニットの全体が、主軸の軸心のほぼ直下に当該主軸の軸心と平行に配置された揺動軸心を中心に揺動可能に配置された状態で、即ち、主軸の軸心のほぼ直下に配置された揺動軸心を中心にして異形ワークを揺動可能に配置した状態において、前記外周形状特定式に基づいて、研削ユニットを揺動させながら異形ワークを連続して回転させることにより、当該異形ワークは、前記外周形状特定式で定められた形状に外周が研削される。上記計算は、三角関数を使用するのみで、数学的に行えるために、特許文献1の研削方法を実施するために、異形ワークの回転角度に対する砥石台の前後動の位置を計算するのに比較すれば、容易に行える。即ち、請求項1の発明を実施するための研削(加工)プログラムは、三角関数を用いた数学的方法により作成できるため、その作成は、請求項1の発明の当業者であれば比較的容易に行える。
請求項1の発明は、研削対象の異形ワークが断面多角形状であって、多角形の角数と同一の面部を有していて、異形ワークの軸心を揺動させながら、当該異形ワークを各面部の中心角に対応する角度内で回転させて、各面部毎に順次研削を行う点において、断面非円形の異形ワークの揺動研削方法と異なる。請求項の発明においても、断面非円形の異形ワークと同様に、断面多角形状の異形ワークの各面部の基準位置からの回転角度と、当該異形ワークの揺動角度との関係を定めた外周形状特定式は、三角関数を用いて数学的に計算して算出する。
When the deformed workpiece has a non-circular cross section, the relationship between the rotation angle from the reference position of the deformed workpiece and the rocking angle of the grinding unit is mathematically calculated using trigonometric functions such as the sine theorem and the cosine theorem. Thus, an outer peripheral shape specifying formula that determines the outer peripheral grinding shape of the deformed workpiece is calculated in advance. The entire grinding unit with the headstock and tailstock mounted on the table can swing about a swinging shaft disposed almost directly below the shaft center and parallel to the main shaft axis. In a state where it is arranged, that is, in a state where the irregularly shaped workpiece is arranged so as to be able to oscillate about the oscillation axis arranged almost immediately below the axis of the main shaft, the grinding unit is based on the outer peripheral shape specifying formula. By rotating the deformed workpiece continuously while swinging the outer periphery of the deformed workpiece, the outer periphery of the deformed workpiece is ground to the shape defined by the outer peripheral shape specifying formula. Since the above calculation can be performed mathematically only by using a trigonometric function, it is compared with calculating the position of the back and forth movement of the grindstone table with respect to the rotation angle of the deformed workpiece in order to carry out the grinding method of Patent Document 1. This is easy to do. That is, since the grinding (machining) program for carrying out the invention of claim 1 can be created by a mathematical method using a trigonometric function, the creation thereof is relatively easy for those skilled in the art of the invention of claim 1. Can be done.
In the invention of claim 1, the deformed workpiece to be ground has a polygonal cross section, and has the same surface portion as the number of corners of the polygon, and the deformed workpiece is moved while swinging the axis of the deformed workpiece. The method is different from the swing grinding method for deformed workpieces having a non-circular cross-section in that each surface portion is rotated within an angle corresponding to the central angle of each surface portion, and the surface portion is sequentially ground. In the invention of claim 1 as well, the outer periphery defining the relationship between the rotation angle from the reference position of each surface portion of the deformed workpiece having a polygonal cross section and the swing angle of the deformed workpiece, similarly to the deformed workpiece having a non-circular cross section. The shape specifying formula is calculated and calculated mathematically using a trigonometric function.

請求項2の発明は、請求項1に記載の異形ワークの揺動研削方法を実施するための揺動型研削盤であって、前記主軸を駆動回転させる主軸用サーボモータを備えていて、前記揺動軸心を中心にして揺動可能に支持された研削ユニットと、当該研削ユニットを前記揺動軸心を中心にして揺動させるための揺動用サーボモータとを備え、前記揺動用サーボモータは、出力軸が対向し、しかも同一軸心上に配置された一対で構成されることにより、当該各揺動用サーボモータの軸心が揺動軸心となっていて、当該一対の揺動用サーボモータは、それぞれ駆動軸心上に入力軸及び出力軸を有する減速機を備え、各揺動用サーボモータの駆動軸は、各減速機の入力軸にそれぞれ連結されて、各減速機の間に配置された研削ユニット取付体の両端部が、当該各減速機の出力軸に連結され、前記研削ユニット取付体に前記研削ユニットが一体に取付けられて、各揺動用サーボモータの駆動軸の回転が減速されて、前記研削ユニット取付体を回転させることにより、前記研削ユニットは、各揺動用サーボモータの軸心を中心にして揺動する構成であり、前記異形ワークの基準位置からの回転角度と前記研削ユニットの揺動角度とが前記外周形状特定式で特定される関係を維持するように、前記主軸用及び揺動用の各サーボモータを同期回転させて、当該異形ワークを前記外周形状特定式で特定される形状に研削するように構成したことを特徴としている。 The invention of claim 2 is a rocking-type grinding machine for carrying out the rocking grinding method for deformed workpieces according to claim 1, comprising a spindle servomotor for driving and rotating the spindle, comprising a grinding unit which is pivotably supported around a pivot axis, and a swing servo motor for swinging the grinding unit about the said pivot axis, servo motor the swing Is configured with a pair of output shafts facing each other and arranged on the same axis, so that the axis of each oscillation servomotor is an oscillation axis, and the pair of oscillation servos Each motor has a speed reducer having an input shaft and an output shaft on the drive shaft center, and the drive shaft of each swing servo motor is connected to the input shaft of each speed reducer and arranged between the speed reducers. Both ends of the mounted grinding unit attachment Connected to the output shaft of each speed reducer, the grinding unit is integrally attached to the grinding unit mounting body, and the rotation of the drive shaft of each oscillation servo motor is decelerated to rotate the grinding unit mounting body. Thus, the grinding unit is configured to swing about the axis of each swing servomotor, and the rotation angle from the reference position of the deformed workpiece and the swing angle of the grinding unit specify the outer peripheral shape. In order to maintain the relationship specified by the equation, the spindle and swing servomotors are synchronously rotated and the deformed workpiece is ground to the shape specified by the outer peripheral shape specification equation. It is characterized by.

請求項2の発明によれば、断面多角形状の異形ワークの基準位置からの回転角度と、研削ユニットの揺動角度との関係を特定して当該異形ワークの外周研削形状を定めた外周形状特定式を満足するように、研削ユニットの主軸を回転させる主軸用サーボモータと、当該研削ユニットを揺動軸心を中心にして揺動させるための揺動用サーボモータとを同期させて、断面多角形状の異形ワークの多角形の各面部の中心角に対応する角度内で回転させることにより、異形ワークの外周を前記外周形状特定式で特定される形状に研削できる。即ち、異形ワークの研削点の位置が外周形状特定式に特定される位置となるように、異形ワークを駆動回転させる主軸用サーボモータと、研削ユニットを揺動させる揺動用サーボモータとの2種類のサーボモータとを同期回転させることにより、マスターワークを使用せずに、しかも砥石を前後動させることなく、異形ワークの研削が可能となる。 According to the invention of claim 2, the outer peripheral shape specifying which defines a rotation angle from the reference position of deformed workpiece polygonal section, to identify the relationship between the swing angle of the grinding unit a periphery grinding shape of the deformed workpiece so as to satisfy the formula, and a servo motor spindle for rotating the spindle of the grinding unit, is synchronized with the oscillating servo motor for swinging to the grinding unit about the pivot axis, a polygonal section The outer periphery of the deformed workpiece can be ground to the shape specified by the outer peripheral shape specifying formula by rotating it within an angle corresponding to the center angle of each polygonal surface portion of the deformed workpiece. In other words, two types of servo motors for spindles that drive and rotate the irregularly shaped workpiece and oscillation servomotors that cause the grinding unit to oscillate so that the position of the grinding point of the irregularly shaped workpiece becomes the position specified by the outer peripheral shape specification formula. By rotating the servo motor synchronously, it is possible to grind the deformed workpiece without using the master workpiece and without moving the grindstone back and forth.

また、揺動用サーボモータが同一軸心上に出力軸が対向して配置された一対で構成されて、各揺動用サーボモータの駆動軸の回転は、それぞれの減速機により減速されて、両端部が各減速機の出力軸に一体に連結された研削ユニット取付体、即ち、研削ユニットを揺動させる構成になっている。このように、研削ユニットは、軸心方向に沿った両側から駆動されて揺動する構成であるために、揺動時に研削ユニットに捩り力が作用しなくなる。この結果、研削ユニットの揺動中においても、当該研削ユニットは、静止しているのと同様の研削精度を維持できる。   In addition, the swing servo motor is composed of a pair of output shafts facing each other on the same axis, and the rotation of the drive shaft of each swing servo motor is decelerated by each speed reducer, Is configured to rock the grinding unit mounting body integrally connected to the output shaft of each reduction gear, that is, the grinding unit. Thus, since the grinding unit is configured to swing by being driven from both sides along the axial direction, the torsional force does not act on the grinding unit at the time of swinging. As a result, even during the oscillation of the grinding unit, the grinding unit can maintain the same grinding accuracy as when it is stationary.

また、駆動軸を対向させて配置された一対の揺動用サーボモータと、当該一対の揺動用サーボモータに対応する各減速機の計4つの回転機器の軸心は、いずれも同一軸心上に配置されて、対向配置された一対の揺動用サーボモータと研削ユニット取付体とが実質的に直結された状態となるため、研削ユニットの揺動軸心の位置、及び揺動角度の各精度が高くなり、この点も異形ワークの研削精度の維持に寄与する。   In addition, the shaft centers of a total of four rotating devices of a pair of oscillating servomotors arranged with the drive shafts facing each other and each reduction gear corresponding to the pair of oscillating servomotors are all on the same axis. Since the pair of opposed servo motors and the grinding unit mounting body are substantially directly connected to each other, the accuracy of the position of the oscillation axis of the grinding unit and the oscillation angle are improved. This also contributes to maintaining the grinding accuracy of deformed workpieces.

請求項3の発明は、断面非円形の異形ワークの回転軸心が主軸の軸心と同心となるように、チャックで把持された当該異形ワークを連続回転させながら、被研削面である外周面を研削するに際して、テーブルに主軸台及び心押し台が取付けられた研削ユニットの全体は、前記主軸の軸心のほぼ直下に当該主軸の軸心と平行に配置された揺動軸心を中心に揺動可能であり、前記異形ワークの基準位置からの回転角度と、前記研削ユニットの揺動角度との関係を特定して異形ワークの外周研削形状を定めた外周形状特定式を予め計算しておいて、前記外周形状特定式に基づいて、揺動軸心を中心にして研削ユニットを揺動させながら、前記異形ワークを連続回転させて、その外周面を当該外周形状特定式で特定された形状に研削する異形ワークの揺動研削方法を実施するための装置であって、前記主軸を駆動回転させる主軸用サーボモータを備えていて、前記揺動軸心を中心にして揺動可能に支持された研削ユニットと、当該研削ユニットを前記揺動軸心を中心にして揺動させるための揺動用サーボモータとを備え、前記揺動用サーボモータは、出力軸が対向し、しかも同一軸心上に配置された一対で構成されることにより、当該各揺動用サーボモータの軸心が揺動軸心となっていて、当該一対の揺動用サーボモータは、それぞれ駆動軸心上に入力軸及び出力軸を有する減速機を備え、各揺動用サーボモータの駆動軸は、各減速機の入力軸にそれぞれ連結されて、各減速機の間に配置された研削ユニット取付体の両端部が、当該各減速機の出力軸に連結され、前記研削ユニット取付体に前記研削ユニットが一体に取付けられて、各揺動用サーボモータの駆動軸の回転が減速されて、前記研削ユニット取付体を回転させることにより、前記研削ユニットは、各揺動用サーボモータの軸心を中心にして揺動する構成であり、前記異形ワークの基準位置からの回転角度と前記研削ユニットの揺動角度とが前記外周形状特定式で特定される関係を維持するように、前記主軸用及び揺動用の各サーボモータを同期回転させて、当該異形ワークを前記外周形状特定式で特定される形状に研削するように構成したことを特徴としている。 The invention according to claim 3 is an outer peripheral surface which is a surface to be ground while continuously rotating the deformed workpiece gripped by the chuck so that the rotation axis of the deformed workpiece having a non-circular cross section is concentric with the axis of the main shaft. in grinding, the whole of the grinding unit headstock and tailstock is mounted on the table, almost around the axis and pivot axis disposed parallel to the said main shaft just below the axis of the main shaft An outer peripheral shape specifying formula that specifies the outer peripheral grinding shape of the deformed workpiece by specifying the relationship between the rotation angle of the deformed workpiece from the reference position and the swing angle of the grinding unit is calculated in advance. Then, based on the outer peripheral shape specification formula, the outer peripheral surface was specified by the outer peripheral shape specification formula by continuously rotating the deformed workpiece while swinging the grinding unit around the swing axis. Of irregularly shaped workpieces to be ground An apparatus for carrying out the dynamic grinding method, include a servo motor spindle for rotationally driving the spindle, a grinding unit which is swingably supported around the pivot axis, the grinding A swing servomotor for swinging the unit around the swing axis, and the swing servomotor is composed of a pair of opposed output shafts arranged on the same axis. Thus, the axis of each oscillation servomotor is an oscillation axis, and the pair of oscillation servomotors each include a reduction gear having an input shaft and an output shaft on the drive axis, The drive shaft of each oscillating servo motor is connected to the input shaft of each speed reducer, and both ends of the grinding unit mounting body arranged between the speed reducers are connected to the output shaft of each speed reducer. The grinding unit mounting body The grinding unit is mounted integrally, the rotation of the drive shaft of each oscillating servo motor is decelerated, and the grinding unit mounting body is rotated, so that the grinding unit rotates the axis of each oscillating servo motor. The main shaft and the rotation angle so that the rotation angle from the reference position of the deformed workpiece and the rocking angle of the grinding unit maintain the relationship specified by the outer peripheral shape specifying formula. Each of the swing servomotors is rotated synchronously so that the deformed workpiece is ground to a shape specified by the outer peripheral shape specification formula .

請求項3の発明は、断面非円形の異形ワークを研削対象にしているために、請求項2の発明と異なって、研削ユニットの主軸を連続回転させる点が異なるのみで、他は、請求項2に記載の断面多角形状の異形ワークと同様である。The invention of claim 3 differs from the invention of claim 2 in that a deformed workpiece having a non-circular cross section is an object to be ground, and is different only in that the spindle of the grinding unit is continuously rotated. 2 is the same as the odd-shaped workpiece having a polygonal cross section.

本発明に係る揺動研削方法は、異形ワークの基準位置からの回転角度と、研削ユニットの揺動角度との関係を、正弦定理、余弦定理等の三角関数を用いて数学的に算出することにより、異形ワークの外周研削形状を定めた外周形状特定式を予め計算しておく。そして、テーブルに主軸台及び心押し台が取付けられた研削ユニットの全体が、主軸の軸心のほぼ直下に当該主軸の軸心と平行に配置された揺動軸心を中心に揺動可能に配置された状態で、即ち、主軸の軸心のほぼ直下に配置された揺動軸心を中心にして異形ワークを揺動可能に配置した状態において、前記外周形状特定式に基づいて、研削ユニットを揺動させながら、断面非円形の異形ワークの場合には、当該異形ワークを連続して回転させると共に、断面多角形状の異形ワークの場合には、当該異形ワークを1回転以内で回転させて各面部を順次研削することにより、当該異形ワークは、断面非円形、断面多角形状のいずれであっても、前記外周形状特定式で定められた形状に外周が研削される。上記計算は、三角関数を使用するのみで、数学的に行えるために、特許文献1の研削方法を実施するために、異形ワークの回転角度に対する砥石台の前後動の位置を計算するのに比較すれば、容易に行える。即ち、本発明を実施するための研削(加工)プログラムは、三角関数を用いた数学的方法により作成できるため、その作成は、請求項1の発明の当業者であれば比較的容易に行える。   The rocking grinding method according to the present invention mathematically calculates the relationship between the rotation angle of the deformed workpiece from the reference position and the rocking angle of the grinding unit using trigonometric functions such as the sine theorem and the cosine theorem. Thus, an outer peripheral shape specifying formula that defines the outer peripheral grinding shape of the deformed workpiece is calculated in advance. The entire grinding unit with the headstock and tailstock mounted on the table can swing about a swinging shaft disposed almost directly below the shaft center and parallel to the main shaft axis. In a state where it is arranged, that is, in a state where the irregularly shaped workpiece is arranged so as to be able to oscillate about the oscillation axis arranged almost immediately below the axis of the main shaft, the grinding unit is based on the outer peripheral shape specifying formula. In the case of a deformed workpiece having a non-circular cross section, the deformed workpiece is continuously rotated, and in the case of a deformed workpiece having a polygonal cross section, the deformed workpiece is rotated within one rotation. By grinding each surface portion sequentially, the outer periphery of the deformed workpiece is ground to the shape defined by the outer periphery shape specification formula, regardless of whether the profile is non-circular or polygonal. Since the above calculation can be performed mathematically only by using a trigonometric function, it is compared with calculating the position of the back and forth movement of the grindstone table with respect to the rotation angle of the deformed workpiece in order to carry out the grinding method of Patent Document 1. This is easy to do. That is, since the grinding (machining) program for carrying out the present invention can be created by a mathematical method using a trigonometric function, the creation thereof can be relatively easily performed by those skilled in the art of the invention of claim 1.

本発明に係る揺動型研削盤の正面図である。1 is a front view of a rocking grinder according to the present invention. 同じく側面図である。It is a side view similarly. 図1の部分拡大図(揺動用サーボモータM1 の駆動軸14と、研削ユニット取付体Aの一端の支持軸部4とが減速機R1 を介して接続された状態を示す部分拡大断面図)である。1 is a partially enlarged view (partially enlarged sectional view showing a state in which the drive shaft 14 of the servo motor M 1 for swinging and the support shaft portion 4 at one end of the grinding unit attachment body A are connected via the speed reducer R 1 . ). ),()は、異形ワークW1 の研削の順序を示す図である。 (A), (b) is a diagram showing a sequence of grinding profiled workpiece W 1. ),()は、異形ワークW1 の研削の順序を示す図である。 (C), (d) is a diagram showing the sequence of grinding profiled workpiece W 1. ),()は、異形ワークW1 の研削の順序を示す図である。 (E), (f) are diagrams showing the sequence of grinding profiled workpiece W 1. 異形ワークW1 の回転角度(θx)と、主軸台Bの揺動角度(θy)との関係を示す全体図である。FIG. 6 is an overall view showing the relationship between the rotation angle (θx) of the odd-shaped workpiece W 1 and the swing angle (θy) of the headstock B. 異形ワークW1 の仮想位置における研削点P' 2 及びその前後の2つの研削点P1 ,P3 と、異形ワークW1 の回転軸心C'w1 との関係を示す図5の部分拡大図である。FIG. 5 is a partially enlarged view showing the relationship between the grinding point P ′ 2 at the virtual position of the deformed workpiece W 1 and the two grinding points P 1 and P 3 before and after the grinding point P ′ 2 and the rotational axis C′w 1 of the deformed workpiece W 1 . FIG. 異形ワークW1 の仮想位置における当該異形ワークW1 回転軸心C'w 1 、研削点P' 2 及び砥石Gの回転軸心C3 との関係を示す図5の部分拡大図である。FIG. 6 is a partially enlarged view of FIG. 5 showing the relationship between the rotational axis C′w 1 , the grinding point P ′ 2, and the rotational axis C 3 of the grindstone G of the deformed workpiece W 1 at the virtual position of the deformed workpiece W 1 . 異形ワークW1 の仮想位置及び現実の位置における当該異形ワークW1 の各軸心Cw1,C'w1 と、主軸台Bの揺動軸心C0 と、砥石Gの軸心C3 との関係を示す図5の部分拡大図である。Each axis Cw 1 , C′w 1 of the deformed workpiece W 1 at the virtual position and the actual position of the deformed workpiece W 1 , the swing axis C 0 of the headstock B, and the axis C 3 of the grindstone G It is the elements on larger scale of FIG. 5 which show the relationship of these. 異形ワークW1 の現実の位置における当該異形ワークW1 の回転軸心Cw1と、主軸台Bの揺動軸心C0 と、砥石Gの軸心C3 との関係を示す図5の部分拡大図である。FIG. 5 shows the relationship among the rotational axis Cw 1 of the deformed workpiece W 1 at the actual position of the deformed workpiece W 1 , the swing axis C 0 of the headstock B, and the axis C 3 of the grindstone G. It is an enlarged view. 仮想位置における異形ワークW1 の研削点P' 2 の仮想回転角度(α−γ)を求めるための図である。Is a diagram for determining the virtual rotation angle of the grinding point P '2 profiled workpiece W 1 in a virtual position (α-γ). 砥石Gの軸心C3 を中心にして、仮想位置に配置された異形ワークW1 を角度(β)だけ回転させて、現実の研削位置まで戻すと、当該異形ワークW1 の回転軸心Cw1にスタート状態で配置された位置に対する当該異形ワークW1 の回転角度は(α−γ+β)になることを示す図である。When the deformed workpiece W 1 arranged at the virtual position is rotated by an angle (β) around the axis C 3 of the grindstone G and returned to the actual grinding position, the rotation axis Cw of the deformed workpiece W 1 is returned. rotation angle of the profiled workpiece W 1 to the arrangement position in the 1 start state is a diagram showing that becomes (α-γ + β). 図11の状態における三角形P'23 C'w 1 を角度(β)だけ回転させた状態を模式的に表示した図である。FIG. 12 is a diagram schematically showing a state in which a triangle P ′ 2 C 3 C′w 1 in the state of FIG. 11 is rotated by an angle (β). 図11の状態において、揺動位置に長軸線Fを垂直にして配置されたスタート位置の異形ワークW1 揺動角度(θy)だけ時計方向に回転させて、スタート位置から研削点P2 を研削するまでの異形ワークW1 の回転角度(θx)は、(α−β+γ−θy)であることを示す図である。In the state of FIG. 11, the deformed workpiece W 1 at the start position arranged with the long axis F perpendicular to the swing position is rotated clockwise by the swing angle (θy), and the grinding point P 2 is set from the start position. rotation angle of the profiled workpiece W 1 until the grinding ([theta] x) is a diagram showing that the (α-β + γ-θy ). 異形ワークW1 の回転角度(θx)と主軸台Bの揺動角度(θy)との関係〔(θy)=f1(θx)〕を示すグラフである。It is a graph showing the relationship between the rotational angle of the profiled workpiece W 1 and ([theta] x) and swing angle of the headstock B ([theta] y) [(θy) = f 1 (θx ) ]. (a),(b)は、偏心ワークW2 の研削原理を示す図である。(A), (b) is a diagram showing the grinding principle of the eccentric workpiece W 2. 断面正方形状の異形ワークW3 の研削原理を示す図である。It is a diagram illustrating a grinding principle of square cross section of the profiled workpiece W 3. (a),(b)は、マスターワークW0 を使用した揺動型研削盤の平面図、及び左側面図である。(A), (b) is a plan view of the oscillating grinding machine using a master workpiece W 0, and a left side view.

最初に、図1ないし図3を参照して、本発明の揺動研削方法を実施するための揺動型研削盤について説明する。図1は、本発明に係る揺動型研削盤の正面図であり、図2は、同じく側面図であり、図3は、図1の部分拡大図(揺動用サーボモータM1 の駆動軸14と、研削ユニット取付体Aの一端の支持軸部4とが減速機R1 を介して接続された状態を示す部分拡大断面図)である。第1ベース1には、主軸Sの軸心C1 に沿って所定間隔をおいて一対の第2ベース2が固定されて、各々の第2ベース2に固定された支持体3に、研削ユニット取付体Aにおける主軸Sの軸心C1 に沿った両端部の支持軸部4が複数の軸受5を介して回転可能に支持されている。このため、研削ユニット取付体Aは、その両端部の支持軸部4が複数の軸受5を介してそれぞれ支持体3に回転可能に支持される。 First, an oscillating grinder for carrying out the oscillating grinding method of the present invention will be described with reference to FIGS. Figure 1 is a front view of the oscillating grinding machine according to the present invention, FIG. 2 is a likewise a side view, FIG. 3 is a partial enlarged view of FIG. 1 (a swing servomotor M 1 drive shaft 14 And a support shaft portion 4 at one end of the grinding unit attachment body A is a partially enlarged cross-sectional view showing a state where the support shaft portion 4 is connected via the reduction gear R 1 . A pair of second bases 2 are fixed to the first base 1 at a predetermined interval along the axis C 1 of the main shaft S, and a grinding unit is attached to the support 3 fixed to each second base 2. Support shaft portions 4 at both ends along the axis C 1 of the main shaft S in the mounting body A are rotatably supported via a plurality of bearings 5. For this reason, the grinding unit attachment body A is rotatably supported by the support body 3 via the plurality of bearings 5 at the support shaft portions 4 at both ends thereof.

支持体3の外側の端面には、ボルト6及び自身の嵌合部7を介して円筒状のケーシング8が一体に取付けられ、更に、ケーシング8の外側の端面には、ボルト11及び自身の嵌合部12を介して揺動用サーボモータM1 の円筒状の取付部13が一体に取付けられている。揺動用サーボモータM1 の回転軸心は、研削ユニット取付体Aの回転軸心の延長上に存在する。即ち、研削ユニット取付体Aを挟んで一対の揺動用サーボモータM1 が対向して配置されていて、一対の揺動用サーボモータM1 の回転軸心と、研削ユニット取付体Aの回転軸心とは、同心となるように、水平に配置されている。研削ユニット取付体Aの回転軸心と同心に配置された一対の揺動用サーボモータM1 の軸心は、後述の揺動軸心C0 となる。 A cylindrical casing 8 is integrally attached to the outer end surface of the support 3 via a bolt 6 and its own fitting portion 7, and the bolt 11 and its own fitting are fitted to the outer end surface of the casing 8. A cylindrical mounting portion 13 of the oscillating servo motor M 1 is integrally attached via the joint portion 12. The rotational axis of the oscillation servo motor M 1 exists on the extension of the rotational axis of the grinding unit attachment A. That is, a pair of oscillating servo motors M 1 are disposed opposite to each other with the grinding unit attachment body A interposed therebetween, and the rotation axis of the pair of oscillating servo motors M 1 and the rotation axis of the grinding unit attachment body A are arranged. Are arranged horizontally so as to be concentric. The axis of the pair of swing servomotors M 1 arranged concentrically with the rotation axis of the grinding unit attachment body A is a swing axis C 0 described later.

揺動用サーボモータM1 の駆動軸14は、ハーモニックドライブ(登録商標)機構からなる減速機R1 を介して研削ユニット取付体Aの支持軸部4に連結されている。即ち、一対の揺動用サーボモータM1 の各駆動軸14の回転は、各減速機R1 によりそれぞれ減速されて、研削ユニット取付体Aの両端の各支持軸部4を駆動する構成にして、研削ユニット取付体Aが駆動回転される際に、当該研削ユニット取付体Aに捩り力が作用しないようにして、当該研削ユニット取付体Aの上面部に一体に取付けられる研削ユニットGUの研削精度が低下しないようにしている。 The drive shaft 14 of the oscillating servo motor M 1 is connected to the support shaft portion 4 of the grinding unit attachment body A via a reduction gear R 1 composed of a harmonic drive (registered trademark) mechanism. That is, the rotation of each drive shaft 14 of the pair of swing servo motors M 1 is decelerated by each reduction gear R 1 to drive the support shaft portions 4 at both ends of the grinding unit attachment body A. When the grinding unit attachment body A is driven and rotated, the grinding unit GU that is integrally attached to the upper surface of the grinding unit attachment body A has a grinding accuracy so that no torsional force acts on the grinding unit attachment body A. It is trying not to decline.

前記減速機R1 は、楕円状のカムの外周に薄肉の軸受15を嵌め込んだウェブジェネレータ16と、薄肉カップ状の金属弾性体からなって、開口部外周に歯が刻まれたフレクススプライン17と、内周に前記フレクススプライン17の歯と噛合する歯が形成されたサーキュラ・スプライン18との計3つの部品から成って、ウェブジェネレータ16のカムの部分に、揺動用サーボモータM1 の駆動軸14が挿入され、前記サーキュラ・スプライン18のカップ底の部分は、複数本のボルト19を介して研削ユニット取付体Aの支持軸部4の端面に固定され、サーキュラ・スプライン18は、複数本のボルト20を介してケーシング8の端面に固定されている。フレクススプライン17の外周に形成された歯の数は、サーキュラ・スプライン18の内周に形成された刃の数よりも通常は2だけ少なくなっているため、ウェブジェネレータ16の回転により、フレクススプライン17が弾性変形されながら、サーキュラ・スプライン18の内側を回転すると、前記歯数の相違によって、入力側であるウェブジェネレータ16の回転は、減速されて出力側であるフレクススプライン17に伝達される。入力側に連結されるウェブジェネレータ16と、出力側に連結されるフレクススプライン17の各軸心は、互いに同心となっていて、揺動用サーボモータM1 の軸心上に存在している。なお、ハーモニックドライブ(登録商標)機構からなる減速機R1 の通常の減速比は、(1/100)である。 The speed reducer R 1 is a flex spline having a web generator 16 in which a thin bearing 15 is fitted on the outer periphery of an elliptical cam and a thin cup-shaped metal elastic body, and teeth are carved on the outer periphery of the opening. 17 and a circular spline 18 in which teeth that mesh with the teeth of the flex spline 17 are formed on the inner periphery, and a swing servomotor M 1 is provided at the cam portion of the web generator 16. Of the circular spline 18 is fixed to the end surface of the support shaft portion 4 of the grinding unit mounting body A via a plurality of bolts 19, and the circular spline 18 is It is fixed to the end surface of the casing 8 via a plurality of bolts 20. Since the number of teeth formed on the outer periphery of the flex spline 17 is usually two less than the number of blades formed on the inner periphery of the circular spline 18, the flex of the web generator 16 causes the flex spline 17 to rotate. When the inside of the circular spline 18 is rotated while the spline 17 is elastically deformed, the rotation of the web generator 16 on the input side is decelerated and transmitted to the flex spline 17 on the output side due to the difference in the number of teeth. The The shaft centers of the web generator 16 connected to the input side and the flex spline 17 connected to the output side are concentric with each other and exist on the shaft center of the servo motor M 1 for oscillation. The normal reduction ratio of the reduction gear R 1 composed of a harmonic drive (registered trademark) mechanism is (1/100).

研削ユニット取付体Aの上面側には、研削ユニットGUが一体に取付けられ、当該研削ユニットGUが水平配置された状態で、研削ユニットGUの主軸Sの軸心C1 の直下に前記揺動軸心C0 が配置される。 On the upper surface side of the grinding unit attachment A, the grinding unit GU is integrally attached, and in the state where the grinding unit GU is horizontally disposed, the rocking shaft is directly below the axis C 1 of the spindle S of the grinding unit GU. A heart C 0 is placed.

揺動用サーボモータM1 は、駆動軸14の回転角度を検出可能なエンコーダ(図示せず)を備え、1回転当たり発生パルス数は(1.6×107 )である。研削ユニット取付体Aは、減速機R1 により(1/100)だけ減速されて回転するので、研削ユニット取付体Aの1回転に対して揺動用サーボモータM1 の発生するパルス数は、(1.6×109 )となり、研削ユニット取付体Aの揺動角度の精度は相当に高い。 The oscillating servo motor M 1 includes an encoder (not shown) that can detect the rotation angle of the drive shaft 14, and the number of generated pulses per rotation is (1.6 × 10 7 ). Since the grinding unit mounting body A is rotated by being reduced by (1/100) by the reduction gear R 1 , the number of pulses generated by the oscillation servo motor M 1 for one rotation of the grinding unit mounting body A is ( 1.6 × 10 9 ), and the accuracy of the rocking angle of the grinding unit mounting body A is considerably high.

研削ユニット取付体Aの上面側に一体に取付けられる研削ユニットGUは、テーブル21に固定された主軸台Bと、当該主軸台Bと対向して、主軸Sの軸心C1 の方向に沿ってスライド可能に配置された心押し台Dとから成る。一対の揺動用サーボモータM1 の回転が各減速機R1 により減速されて、研削ユニット取付体Aが駆動回転されるのと同様に、主軸台Bのケーシング22に複数の軸受23を介して回転可能に支持された主軸Sは、当該主軸Sの後端側に配置された主軸用サーボモータM2 の回転が、ハーモニックドライブ(登録商標)機構からなる減速機R2 により減速されて、駆動回転される。また、主軸用サーボモータM2 と、減速機R2 の入力側及び出力側の各部材の軸心(入力側に連結されるウェブジェネレータ16と、出力側に連結されるフレクススプライン17の各軸心)は、いずれも主軸Sの軸心C1 上に配置されている。なお、減速機R2 は、減速機R1 とサイズのみが異なっていて、同一構造を有している。 Grinding unit GU mounted integrally on the upper surface of the grinding unit mount A includes a headstock B fixed to the table 21, and face the headstock B, along the direction of the axis C 1 of the spindle S It consists of a tailstock D slidably arranged. The rotation of the pair of servo motors M 1 is decelerated by each reduction gear R 1 and the grinding unit mounting body A is driven and rotated, and the casing 22 of the headstock B is connected to the casing 22 via a plurality of bearings 23. The main shaft S that is rotatably supported is driven by the rotation of the main shaft servo motor M 2 disposed on the rear end side of the main shaft S being decelerated by a speed reducer R 2 including a harmonic drive (registered trademark) mechanism. It is rotated. The main shaft servomotor M 2 , the shaft centers of the input side and output side members of the reduction gear R 2 (the web generator 16 connected to the input side, and the flex spline 17 connected to the output side) Are arranged on the axis C 1 of the main shaft S. The reduction gear R 2 is different from the reduction gear R 1 only in size and has the same structure.

心押し台Dは、通常の研削盤の心押し台と同一構成であって、主軸台B及び心押し台Dの各スピンドル24,25で異形ワークW1 を両センタ支持し、かつドッグ26により、当該異形ワークW1 を主軸Sと一体に回転させて、当該主軸Sの軸心C1 の直交する水平方向に対して進退する砥石Gにより異形ワークW1 を研削することは、通常の研削盤と同一である。なお、砥石Gは、主軸台Bの軸心C 1 に対して直交する方向に沿って当該主軸台Bに対して進退するように砥石台(図示せず)に支持されている。 The tailstock D has the same configuration as the tailstock of a normal grinder, and the spindles B and the spindles 24 and 25 of the tailstock D support the deformed workpiece W 1 at both centers, and by the dog 26. When the deformed workpiece W 1 is rotated integrally with the spindle S and the deformed workpiece W 1 is ground with the grindstone G that advances and retreats in the horizontal direction perpendicular to the axis C 1 of the spindle S, normal grinding is performed. It is the same as the board. The grindstone G is supported by a grindstone table (not shown) so as to advance and retreat with respect to the main shaft base B along a direction orthogonal to the axis C 1 of the main shaft base B.

以下、上記した外周形状特定式の算出方法について説明する。本発明においては、図4−A〜図4−Cに示されるように、異形ワークW1 が主軸軸心C1 を中心にして反時計方向に回転すると共に、砥石Gが時計方向に回転して、当該異形ワークW1 を研削すると、主軸軸心C1 は、揺動軸心C0 を中心に揺動しながら、当該異形ワークW1 は研削される。そして、異形ワークW1 の主軸軸心C1 に対する回転角度(θx)と、揺動軸心C0 を通る垂線と、当該揺動軸心C0 と主軸軸心C1 とを結ぶ線分L12との形成する揺動角度(θy)との関係により、当該異形ワークW1 の外周形状は特定される。従って、揺動角度(θy)は、異形ワークW1 の回転角度(θx)の関数となり、この関数〔θy =f1(θx)〕を求めればよく、以下、この関数の算出方法について説明する。なお、図4−A〜図4−Cにおいて、図示の関係上、砥石Gの軸心C3 は、現実の位置よりも当該砥石Gの外周面に近接させて図示してある。 Hereinafter, a method for calculating the above-described outer peripheral shape specifying formula will be described. In the present invention, as shown in FIG. 4-A to Figure 4-C the rotation, together with the profiled workpiece W 1 is rotated about the spindle axis C 1 in the counterclockwise direction, the grinding wheel G is counterclockwise and, when grinding the profiled workpiece W 1, the spindle axis C 1, while swinging about a pivot axis C 0, the deformed workpiece W 1 is ground. Then, the line segment connecting the rotational angle ([theta] x) relative to the spindle axis C 1 of the profiled workpiece W 1, a vertical line passing through the pivot axis C 0, and the spindle axis C 1 the pivot axis C 0 L The outer peripheral shape of the deformed workpiece W 1 is specified by the relationship with the rocking angle (θy) formed with 12 . Therefore, the swing angle (θy) becomes a function of the rotation angle (θx) of the deformed workpiece W 1 , and this function [θy = f 1 (θx)] can be obtained. The calculation method of this function will be described below. . Incidentally, in FIG. 4-A to Figure 4-C, on the illustrated relationship, the axis C 3 of the grinding wheel G is is shown in proximity to the outer peripheral surface of the grinding wheel G than the actual position.

異形ワークW1 は、回転軸心Cw1に対して中心角度が180°の部分は、当該回転軸心Cw1から外周までの長さ(半径)が等しい真円であって、残りの180°の部分は、当該回転軸心Cw1から外周までの長さが変化する非真円となって、全体として卵形をなしている。このため、異形ワークW1 を主軸台Bと心押し台Dの各スピンドル24,25にセットして、回転させた場合に、異形ワークW1 の真円の部分は、砥石Gの最も突出した部分(砥石Gにおける当該砥石Gの軸心C3 を通る水平面と交差する部分であって、以下、「最突出部Ga」という)で研削されるが、非真円の部分は、最突出部Gaの上方又は下方のいずれかにずれた位置で研削される。本例の異形ワークW1 では、図4−A(b)及び図4−B(d)非真円の部分における回転軸心Cw1から外周までの距離が漸次短くなる部分、及び漸次長くなる部分は、それぞれ砥石Gの最突出部Gaよりも下方及び上方で研削される。 Profiled workpiece W 1, the central angle of 180 ° portion with respect to a rotation axis Cw 1 is a perfect circle length from the rotation axis Cw 1 to the outer periphery (radius) is equal to the remaining 180 ° This part is a non-perfect circle whose length from the rotation axis Cw 1 to the outer circumference changes, and has an oval shape as a whole. Therefore, when the deformed work W 1 is set on the spindles 24 and 25 of the headstock B and the tailstock D and rotated, the round part of the deformed work W 1 protrudes most of the grindstone G. A portion (a portion intersecting with a horizontal plane passing through the axis C 3 of the grindstone G in the grindstone G and hereinafter referred to as “most projecting portion Ga”) is ground, but a non-circular portion is the most projecting portion. Grinding is performed at a position shifted to either above or below Ga. In the deformed workpiece W 1 of this example, the distance from the rotational axis Cw 1 to the outer periphery in the non-circular part in FIGS. 4-A (b) and 4-B (d) gradually decreases, and gradually increases. The portions are ground below and above the most protruding portion Ga of the grindstone G, respectively.

ここで、関数〔θy =f1 (θx)〕を算出するには、異形ワークW1 の非真円部の特定の研削点P2 を研削する場合において、基準位置からの異形ワークW1 の回転角度(θx)と主軸軸心C1 の揺動角度(θy)を計算し、異形ワークW1 の非真円部における可能な限り多数の異なる研削点P2 の異形ワークW1 の回転角度(θx)と主軸軸心C1 の揺動角度(θy)を算出すればよい。本例の異形ワークW1 では、真円部と非真円部が交差する2点を結ぶ直線を短軸線Eと称し、当該短軸線Eと直交して、回転軸心Cw1を通る軸線を長軸線Fと称する。異形ワークW1 の回転角度(θx)は、短軸線Eを基準とする。異形ワークW1 の非真円部の外周の研削点P2 が特定される。そして、異形ワークW1 の特定の研削点P2 における異形ワークW1 の回転角度(θx)と主軸軸心C1 の揺動角度(θy)を算出するに際して、異形ワークW1 の真実の外周形状に近付けるために、以下の計算では、研削点P2 の前後の異なる2つの研削点P1 ,P3 を基準にして算出している。 Here, in calculating the function [θy = f 1 (θx)], in the case of grinding a particular grinding point P 2 of the non-circular portion of the profiled workpiece W 1, the deformed workpiece W 1 from the reference position rotation angle ([theta] x) and the swing angle of the main shaft axis C 1 of the ([theta] y) is calculated, the rotational angle of the profiled workpiece W 1 of a number as possible in the non-circular portion of the profiled workpiece W 1 of different grinding point P 2 What is necessary is just to calculate (θx) and the swing angle (θy) of the spindle axis C 1 . In the deformed workpiece W 1 of this example, a straight line connecting two points where the perfect circle part and the non-perfect circle part intersect is referred to as a short axis E, and an axis line orthogonal to the short axis E and passing through the rotation axis Cw 1 is used. This is called the long axis F. The rotation angle (θx) of the deformed workpiece W 1 is based on the short axis E. Profiled workpiece W grinding point P 2 of the outer circumference of the non-circular portion of 1 is specified. When calculating the rotation angle (θx) of the deformed workpiece W 1 at the specific grinding point P 2 of the deformed workpiece W 1 and the swing angle (θy) of the spindle axis C 1 , the true outer circumference of the deformed workpiece W 1 is calculated. In order to approach the shape, the following calculation is performed based on two different grinding points P 1 and P 3 before and after the grinding point P 2 .

図5〜図9は、異形ワークW1 の回転角度(θx)と主軸台Bの軸心C1 の揺動角度(θy)を計算するための図であって、図5は、全体図であり、図6〜図9は、図5の各部分の拡大図である。図5に示されるように、異形ワークW1 の研削点P2 は、砥石Gの最突出部Gaよりも下方に配置されており、計算の便宜上、研削点P2 が砥石Gの最突出部Gaに位置するように、仮想的に、当該異形ワークW1 を砥石の軸心C3 を中心にして僅かに回転させる。この状態が、図5で実線で図示されている。また、異形ワークW1 の研削点P2 を仮想位置に配置された場合には、実際の研削点P2 と区別するために、当該研削点の位置をP'2と表示するが、研削点P2 の前後の各点P1 ,P3 に関しては、表示が複雑となるので、「’」を付さずにそのまま表示する。なお、図5〜図9において、CL31は、砥石Gの軸心C3 を中心として、研削位置における異形ワークW1 の回転軸心Cw1を通る円弧を示し、CL32は、揺動軸心C0 を中心にして、異形ワークW1 の回転軸心Cw1を通る円弧を示す。仮想位置の異形ワークW1 の軸心C'w1 は、前記円弧CL31上に位置する。また、L24は、揺動軸心C0 を通る垂線を示す。 5 to 9 are diagrams for calculating the rotation angle (θx) of the deformed workpiece W 1 and the swing angle (θy) of the axis C 1 of the headstock B. FIG. 5 is an overall view. FIG. 6 to FIG. 9 are enlarged views of each part of FIG. As shown in FIG. 5, the grinding point P 2 of the deformed workpiece W 1 is disposed below the most projecting portion Ga of the grindstone G, and the grinding point P 2 is the most projecting portion of the grindstone G for convenience of calculation. The deformed workpiece W 1 is virtually rotated about the axis C 3 of the grindstone so as to be positioned at Ga. This state is shown by a solid line in FIG. Further, when the grinding point P 2 of the deformed workpiece W 1 is arranged at the virtual position, the position of the grinding point is indicated as P ′ 2 in order to distinguish it from the actual grinding point P 2. Since the points P 1 and P 3 before and after P 2 are complicated to display, they are displayed as they are without “′”. 5 to 9, CL 31 indicates an arc passing through the rotational axis Cw 1 of the deformed workpiece W 1 at the grinding position with the axis C 3 of the grindstone G as the center, and CL 32 is the swing axis. An arc passing through the rotation axis Cw 1 of the deformed workpiece W 1 with the center C 0 as the center is shown. The axis C′w 1 of the deformed workpiece W 1 at the virtual position is located on the arc CL 31 . L 24 indicates a perpendicular line passing through the swing axis C 0 .

最初に、図5及び図6を参照にして、仮想位置に配置された異形ワークW1 の回転軸心C'w1 から、砥石Gの軸心C3 を通る水平線L21に対して下した垂線を線分L7 とした場合に、余弦定理を使用して、当該線分L7 と、仮想位置の回転軸心C'w1 と研削点P'2を結ぶ線分L2 とのなす角度(α)を求める。この角度(α)を求める計算式が以下に示されている。ここで、L1 ,L3 〜L6 ,θ1 〜θ7 は、以下の通りである。なお、L22は、仮想位置の異形ワークW1 の研削点P'2を通って、砥石Gの軸心C3 を通る水平線に対して垂直な線(垂直線)を示す。
1 :異形ワークW1 の回転軸心C'w1 と研削点P1 を結ぶ線分
3 :異形ワークW1 の回転軸心C'w1 と研削点P3 を結ぶ線分
4 :研削点P'2と研削点P3 を結ぶ線分
5 :研削点P1 と研削点P'2を結ぶ線分
6 :研削点P1 と研削点P3 を結ぶ線分
θ1 :線分L2 と線分L3 のなす角度
θ2 :線分L1 と線分L2 のなす角度
θ3 :線分L2 と線分L4 のなす角度
θ4 :線分L2 と線分L5 のなす角度
θ5 :線分L4 と線分L6 のなす角度
θ6 :線分L4 と水平線L21のなす角度
θ7 :線分L2 と水平線L21のなす角度
First, referring to FIG. 5 and FIG. 6, the rotation axis C′w 1 of the deformed workpiece W 1 arranged at the virtual position is lowered with respect to the horizontal line L 21 passing through the axis C 3 of the grindstone G. When the perpendicular line is a line segment L 7 , the cosine theorem is used to form the line segment L 7 and a line segment L 2 connecting the rotational axis C′w 1 of the virtual position and the grinding point P ′ 2. Find the angle (α). A calculation formula for obtaining this angle (α) is shown below. Here, L 1 , L 3 to L 6 and θ 1 to θ 7 are as follows. L 22 indicates a line (vertical line) perpendicular to a horizontal line passing through the grinding center P 3 of the grinding wheel G through the grinding point P ′ 2 of the deformed workpiece W 1 at the virtual position.
L 1: the line segment L 3 connecting the rotation axis C'w 1 and the grinding point P 1 of the profiled workpiece W 1: the line segment L 4 connecting the rotation axis C'w 1 and the grinding point P 3 of the profiled workpiece W 1 : Line segment L 5 connecting the grinding point P ′ 2 and the grinding point P 3 : line segment L 6 connecting the grinding point P 1 and the grinding point P ′ 2 : line segment θ 1 connecting the grinding point P 1 and the grinding point P 3 : Angle θ 2 formed by line segment L 2 and line segment L 3 : Angle formed by line segment L 1 and line segment L 2 θ 3 : Angle formed by line segment L 2 and line segment L 4 θ 4 : Line segment L 2 a line segment L 5 of the angle theta 5: line L 4 and the line segment angle between L 6 theta 6: line L 4 and the horizontal line L 21 angle theta 7: forming line segment L 2 and the horizontal line L 21 angle

図6において、三角形P'23 C'w1 の頂点C'w1 の部分、及び三角形P1 P'2C'w1 の頂点C'w1 にそれぞれ余弦定理を適用すると、以下のようになって、線分L4 、同L5 が求められる。
4 2=L2 2+L3 2−2L2 3 cosθ1 、 L5 2=L1 2+L2 2−2L1 2 cosθ2 となって、L4 ,L5 が求められる。
4 =(L2 2+L3 2−2L2 3 cosθ1 1/2
5 =(L1 2+L2 2−2L1 2 cosθ2 1/2
角度θ3 は、三角形P'23 C'w1 の頂点P'2に余弦定理を適用して、
3 2=L2 2+L4 2−2L2 4 cosθ3 から、cosθ3 =(L2 2+L4 2−L3 2)/2L2 4 となって、角度θ3 は、以下の通りである。
θ3 =cos-1〔(L2 2+L4 2−L3 2)/2L2 4 〕・・・・・式(1)
同様に、角度θ4 は、三角形P1 P'2 C'w 1 の頂点P'2に余弦定理を適用して、
1 2=L2 2+L5 2−2L2 5 cosθ4 から、cosθ4 =(L2 2+L5 2−L1 2)/2L2 5 となり、
θ4 =cos-1〔(L2 2+L5 2−L1 2)/2L2 5 〕となる。
6, the triangle P 'vertices C'w 1 of 2 P 3 C'w 1 part, and the triangle P 1 P' respectively Applying the law of cosines to the vertex C'w 1 of 2 C'w 1, below Thus, the line segments L 4 and L 5 are obtained.
L 4 2 = L 2 2 + L 3 2 −2L 2 L 3 cos θ 1 , L 5 2 = L 1 2 + L 2 2 −2L 1 L 2 cos θ 2, and L 4 and L 5 are obtained.
L 4 = (L 2 2 + L 3 2 -2L 2 L 3 cos θ 1 ) 1/2
L 5 = (L 1 2 + L 2 2 -2L 1 L 2 cos θ 2 ) 1/2
The angle θ 3 is obtained by applying the cosine theorem to the vertex P ′ 2 of the triangle P ′ 2 P 3 C′w 1 ,
From L 3 2 = L 2 2 + L 4 2 −2L 2 L 4 cos θ 3 , cos θ 3 = (L 2 2 + L 4 2 −L 3 2 ) / 2L 2 L 4, and the angle θ 3 is Street.
θ 3 = cos −1 [(L 2 2 + L 4 2 −L 3 2 ) / 2L 2 L 4 ] Equation (1)
Similarly, the angle θ 4 is obtained by applying the cosine theorem to the vertex P ′ 2 of the triangle P 1 P ′ 2 C′w 1 ,
From L 1 2 = L 2 2 + L 5 2 −2L 2 L 5 cos θ 4 , cos θ 4 = (L 2 2 + L 5 2 −L 1 2 ) / 2L 2 L 5
θ 4 = cos −1 [(L 2 2 + L 5 2 −L 1 2 ) / 2L 2 L 5 ].

また、三角形P1 P'23 の頂点P'2に余弦定理を適用して、
6 2=L4 2+L5 2−2L4 5 cos (θ3 +θ4)から、以下のようにして、線分L6 の長さが求められる。
6 =〔L4 2+L5 2−2L4 5 cos (θ3 +θ4)〕1/2
また、三角形P1 P'23 の頂点P3 に余弦定理を適用して、
5 2=L4 2+L6 2−2L4 6 cosθ5 から、
cosθ5 = (L4 2+L6 2−L5 2)/2L4 6 となって、
θ5 =cos-1〔 (L4 2+L6 2−L5 2)/2L4 6 〕・・・・・式(2)
となる。
Also, applying the cosine theorem to the vertex P ′ 2 of the triangle P 1 P ′ 2 P 3 ,
From L 6 2 = L 4 2 + L 5 2 −2L 4 L 5 cos (θ 3 + θ 4 ), the length of the line segment L 6 is obtained as follows.
L 6 = [L 4 2 + L 5 2 −2L 4 L 5 cos (θ 3 + θ 4 )] 1/2
Applying the cosine theorem to the vertex P 3 of the triangle P 1 P ′ 2 P 3 ,
From L 5 2 = L 4 2 + L 6 2 -2L 4 L 6 cos θ 5 ,
cos θ 5 = (L 4 2 + L 6 2 −L 5 2 ) / 2L 4 L 6
θ 5 = cos −1 [(L 4 2 + L 6 2 −L 5 2 ) / 2L 4 L 6 ] Equation (2)
It becomes.

そして、以下の式(3),同(4)が成立するので
θ6 =90°−θ5 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式(3)
θ7 =θ6 −θ3 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式(4)
(式1)〜(式4)から、角度(θ3 ),(θ5 ),(θ6 ),(θ7 )が求められたので、目的である角度(α)は、式(5)となる。
α=180°−90°−θ7 ・・・・・・・・・・・・・・・・式(5)
Since the following equations (3) and (4) hold, θ 6 = 90 ° −θ 5 ... Equation (3)
θ 7 = θ 6 −θ 3・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Equation (4)
Since the angles (θ 3 ), (θ 5 ), (θ 6 ), and (θ 7 ) are obtained from (Equation 1) to (Equation 4), the target angle (α) is obtained from the equation (5). It becomes.
α = 180 ° −90 ° −θ 7・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula (5)

次に、図8を参照して、砥石Gの軸心C3 と、研削点P2 の瞬間の研削位置におけるワーク回転軸心Cw1とを結ぶ線分L8 と、砥石Gの軸心C3 と仮想位置におけるワーク回転軸心C'w1 とを結ぶ線分L'8とで形成される角度(β)を求める。図7において、水平線L21と、砥石Gの軸心C3 と仮想位置のワーク回転軸心C'w1 とを結ぶ線分L'8とで形成される角度を(θ8 )とし、水平線L21と、砥石Gの軸心C3 と研削点P2 の瞬間の研削位置のワーク回転軸心Cw 1 とを結ぶ線分L8 とで形成される角度を(θ9)とすると、前記角度(β)は、角度(θ8)と角度(θ9)との和である。
β=θ8 +θ9 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式(6)
Next, referring to FIG. 8, a line segment L 8 connecting the axis C 3 of the grindstone G and the workpiece rotation axis Cw 1 at the instantaneous grinding position of the grinding point P 2 , and the axis C of the grindstone G An angle (β) formed by a line segment L ′ 8 connecting 3 and the workpiece rotation axis C′w 1 at the virtual position is obtained. In FIG. 7, the angle formed by the horizontal line L 21 and the line segment L ′ 8 connecting the axis C 3 of the grindstone G and the workpiece rotation axis C′w 1 at the virtual position is defined as (θ 8 ). Assuming that the angle formed by L 21 and the line segment L 8 connecting the axis C 3 of the grindstone G and the workpiece rotation axis Cw 1 at the moment of grinding at the grinding point P 2 is (θ 9 ), The angle (β) is the sum of the angle (θ 8 ) and the angle (θ 9 ).
β = θ 8 + θ 9・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Equation (6)

図7において、砥石Gの軸心C3 と仮想位置の異形ワークW1 の研削点P'2とを結ぶ線分L9 の長さは、砥石の半径rと同一であり、前記角度(θ8 )は、以下のようにして求められる。
まず、三角形P'23 C'w1 の頂点P'2に余弦定理を適用すると、
L'8 2 =L2 2+L9 2−2L2 9 cos(180−θ7 )となって、線分L'8の長さは、以下の通りである。
L'8 =〔L2 2+L9 2−2L2 9 cos(180−θ7 )〕1/2
三角形P'23 C'w1 の頂点C3 に余弦定理を適用すると、
2 2=L9 2+L'8 2 −2L9 L'8cosθ8 となって、
cosθ8 =(L9 2+L'8 2 −L2 2)/2L9 L'8となり、
θ8 =cos-1〔(L9 2+L'8 2 −L2 2)/2L9 L'8〕・・・・式(7)
となる。
In FIG. 7, the length of a line segment L 9 connecting the axis C 3 of the grindstone G and the grinding point P ′ 2 of the deformed workpiece W 1 at the virtual position is the same as the radius r of the grindstone, and the angle (θ 8 ) is obtained as follows.
First, applying the cosine theorem to the vertex P ′ 2 of the triangle P ′ 2 C 3 C′w 1 ,
L ′ 8 2 = L 2 2 + L 9 2 −2L 2 L 9 cos (180−θ 7 ), and the length of the line segment L ′ 8 is as follows.
L ′ 8 = [L 2 2 + L 9 2 −2L 2 L 9 cos (180−θ 7 )] 1/2
Applying the cosine theorem to the vertex C 3 of the triangle P ′ 2 C 3 C′w 1 ,
L 2 2 = L 9 2 + L ′ 8 2 −2L 9 L ′ 8 cos θ 8
cos θ 8 = (L 9 2 + L ′ 8 2 −L 2 2 ) / 2L 9 L ′ 8
θ 8 = cos −1 [(L 9 2 + L ′ 8 2 −L 2 2 ) / 2L 9 L ′ 8 ]... (7)
It becomes.

次に、図8において、揺動軸心C0 から砥石Gの軸心C3 を通る垂直線L23に対して垂線を下して、当該垂線と前記垂直線L23との交点をQとし、線分C0 Qと垂直線L22との交点をとすると、線分C0 Qの長さは、砥石Gの半径rに等しい線分L10と、異形ワークW1 の真円部の半径に等しい線分L11との和となる。また、L12は、揺動軸心C0 と、研削点P2 の瞬間の研削位置のワーク回転軸心Cw1とを結ぶ線分であり、L13は、砥石Gの軸心C3 と揺動軸心C0 とを結ぶ線分である。砥石Gの軸心C3 と揺動軸心C0 とを結ぶ線分L13と、砥石Gの軸心C3 と点Qとを結ぶ線分L14(線分L12と長さが等しい)との交差角度を(θ10)とし、線分L13と水平線L21との交差角度を(θ11)とすると、当該角度(θ11)は、以下の通りである。 Next, in FIG. 8, a perpendicular is drawn from the swing axis C 0 to the vertical line L 23 passing through the axis C 3 of the grindstone G, and the intersection of the perpendicular and the vertical line L 23 is defined as Q. If the intersection of the line segment C 0 Q and the vertical line L 22 is J , the length of the line segment C 0 Q is equal to the line segment L 10 equal to the radius r of the grindstone G and the round part of the deformed workpiece W 1. Is the sum of the line segment L 11 equal to the radius of. L 12 is a line segment connecting the oscillation axis C 0 and the workpiece rotation axis Cw 1 at the moment of grinding at the grinding point P 2 , and L 13 is the axis C 3 of the grindstone G. This is a line segment connecting the swing axis C 0 . A line segment L 13 connecting the axis C 3 of the grindstone G and the pivot axis C 0, and a line segment L 14 connecting the axis C 3 of the grindstone G and the point Q (the length of the line segment L 12 is equal). ) Is (θ 10 ), and the intersection angle between the line segment L 13 and the horizontal line L 21 is (θ 11 ), the angle (θ 11 ) is as follows.

tanθ10=(L10+L11)/L14
θ10=tan-1〔(L10+L11)/L14〕・・・・・・・・・・式(8)
θ11=90°−θ10・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式(9)
tan θ 10 = (L 10 + L 11 ) / L 14
θ 10 = tan −1 [(L 10 + L 11 ) / L 14 ] (8)
θ 11 = 90 ° −θ 10・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Equation (9)

また、線分L13は、(L14=L13cosθ10)から、L13=L14/cosθ10となる。
また、線分L8 と線分L13との交差角度(θ12)は、三角形C0 3 Cw1の頂点C3 に余弦定理を適用して、以下のようにして求められる。
12 2 =L8 2 +L13 2 −2L8 13cosθ12
cosθ12=(L8 2 +L13 2 −L12 2 )/2L8 13
θ12=cos-1〔(L8 2 +L13 2 −L12 2 )/2L8 13〕・式(10)
Further, the line segment L 13 becomes L 13 = L 14 / cos θ 10 from (L 14 = L 13 cos θ 10 ).
Further, the intersection angle (θ 12 ) between the line segment L 8 and the line segment L 13 is obtained as follows by applying the cosine theorem to the vertex C 3 of the triangle C 0 C 3 Cw 1 .
L 12 2 = L 8 2 + L 13 2 -2L 8 L 13 cos θ 12
cos θ 12 = (L 8 2 + L 13 2 −L 12 2 ) / 2L 8 L 13
θ 12 = cos −1 [(L 8 2 + L 13 2 −L 12 2 ) / 2L 8 L 13 ] · Expression (10)

θ9 =θ11−θ12・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式(11)
であるので、式(7)〜式(11)から、目的であるβ(=θ8 +θ9 )は求められる。
θ 9 = θ 11 −θ 12・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Equation (11)
Therefore, the objective β (= θ 8 + θ 9 ) is obtained from the equations (7) to (11).

次に、図9を参照して、揺動角度(θy)を算出する。三角形C0 3 Qにおいて、線分C0 3 と線分C3 Qとが形成する角度(θ10)は、式(8)で既に求めたので、線分C0 Qと線分C0 3 との形成角度(θ13)は、以下の通りである。
θ13=180°−90°−θ10・・・・・・・・・・・・・・・式(12)
また、線分C0 3 と、揺動軸心C0 を通る垂直線L24とが形成する角度(θ14)は、以下の通りである。
θ14=90°−θ13・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式(13)
Next, referring to FIG. 9, the swing angle (θy) is calculated. In the triangle C 0 C 3 Q, since the angle (θ 10 ) formed by the line segment C 0 C 3 and the line segment C 3 Q has already been obtained by the equation (8), the line segment C 0 Q and the line segment C The formation angle (θ 13 ) with 0 C 3 is as follows.
θ 13 = 180 ° −90 ° −θ 10 (12)
The angle (θ 14 ) formed by the line segment C 0 C 3 and the vertical line L 24 passing through the swing axis C 0 is as follows.
θ 14 = 90 ° −θ 13・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Equation (13)

また、線分C0 Cw1と線分C0 3 とで形成される角度(θ15)を求めるために、三角形C0 3 Cw1の2本の線分L8,L12に対して正弦定理を適用すると、(L8 /sinθ15=L12/sinθ12)となり、(sinθ15=L8 sinθ12/L12)となって、角度(θ15)は、以下の通りである。
θ15=sin-1(L8 sinθ12/L12)・・・・・・・・・・式(14)
式(13)及び式(14)から、揺動角度(θy)は、以下の通りである。
θy=θ15−θ14・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式(15)
Further, in order to obtain the angle (θ 15 ) formed by the line segment C 0 Cw 1 and the line segment C 0 C 3 , the two line segments L 8 and L 12 of the triangle C 0 C 3 Cw 1 are obtained. By applying the sine theorem, (L 8 / sin θ 15 = L 12 / sin θ 12 ) and (sin θ 15 = L 8 sin θ 12 / L 12 ) are obtained, and the angle (θ 15 ) is as follows. .
θ 15 = sin −1 (L 8 sin θ 12 / L 12 ) (14)
From the equations (13) and (14), the swing angle (θy) is as follows.
θy = θ 15 −θ 14・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Equation (15)

次に、図10〜図13を参照して、異形ワークW1 の研削点P' 2 を研削する時点での揺動角度(θy)に対する当該異形ワークW1 の回転角度(θx)を求める。図10は、研削点P2 の仮想回転角度(α−γ)を求めるための図である。図10において、異形ワークW1 の仮想位置において、角度(α)は、線分L7 (仮想位置で長軸線Fを垂直にした異形ワークW1 の当該長軸線Fに含まれる線分)と、仮想位置の回転軸心C'w1 と研削点P'2を結ぶ線分L2 とのなす角度である。角度(γ)は、仮想位置における異形ワークW1 の長軸線Fと前記線分L2 とで形成される角度である。図10において、仮想位置でスタート位置に配置された異形ワークW1 が一点鎖線で示されており、仮想研削点P'2を仮想研削している異形ワークW1 は、異形ワークW1 の仮想位置のスタート位置に対して(α−γ)だけ回転したことになる。即ち、仮想研削点P'2を仮想研削している異形ワークW1 の仮想回転角度は、(α−γ)である。 Next, with reference to FIGS. 10 to 13, obtaining the swing angle ([theta] y) rotation of the profiled workpiece W 1 with respect to the angle at the time of grinding the grinding point P '2 profiled workpiece W 1 ([theta] x). FIG. 10 is a diagram for obtaining a virtual rotation angle (α−γ) of the grinding point P 2 . In FIG. 10, at the virtual position of the deformed workpiece W 1 , the angle (α) is the line segment L 7 (the line segment included in the long axis F of the deformed workpiece W 1 with the long axis F perpendicular to the virtual position). , An angle formed by the rotational axis C′w 1 of the virtual position and the line segment L 2 connecting the grinding point P ′ 2 . The angle (γ) is an angle formed by the long axis F of the deformed workpiece W 1 at the virtual position and the line segment L 2 . 10, there is shown profiled workpiece W 1 arranged to the start position in the virtual position by a one-dot chain line, deformed workpiece W 1 that virtual ground virtual grinding point P '2 are virtual profiled workpiece W 1 This means that the position is rotated by (α−γ) with respect to the start position. That is, the virtual rotation angle of the deformed workpiece W 1 virtually cutting the virtual grinding point P ′ 2 is (α−γ).

図11は、砥石Gの軸心C3 を中心にして、仮想位置に配置された異形ワークW1 を角度(β)だけ回転させて、研削点P2 の瞬間の研削位置まで戻すと、当該異形ワークW1 の回転軸心Cw1にスタート状態で配置された位置に対する当該異形ワークW1 の回転角度は(α−γ+β)になることを示す図であり、図12は、図11の状態における三角形P'23 C'w 1 を角度(β)だけ回転させた状態を模式的に表示した図である。図11において、線分L2 と線分L'8との交差角度を(δ)とし、線分L7 と直線(水平線)L21との交点をV(図11及び図12参照)とすると、三角形VC'w1 P'2において、〔α+(δ+θ8 )+90°=180°〕となって、以下の式が成立する。
α+δ+θ8 =90°・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式(16)
FIG. 11 shows that when the deformed workpiece W 1 arranged at the virtual position is rotated by an angle (β) around the axis C 3 of the grindstone G and returned to the grinding position at the moment of the grinding point P 2 , rotation angle of the profiled workpiece W 1 to the location that is positioned in the start state to the rotation axis Cw 1 profiled workpiece W 1 is a diagram showing that becomes (α-γ + β), FIG. 12, the state of FIG. 11 FIG. 6 is a diagram schematically showing a state in which a triangle P ′ 2 C 3 C′w 1 is rotated by an angle (β). In FIG. 11, the intersection angle between the line segment L 2 and the line segment L ′ 8 is (δ), and the intersection point between the line segment L 7 and the straight line (horizontal line) L 21 is V (see FIGS. 11 and 12). In the triangle VC′w 1 P ′ 2 , [α + (δ + θ 8 ) + 90 ° = 180 °] is established, and the following equation is established.
α + δ + θ 8 = 90 ° ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula (16)

一方、図12において、各角度θ8 ,θ9 ,α,δは、図示の通りである。なお、図12において、L'21 は、砥石Gの軸心C3 を通る水平線L21を、当該軸心C3 を中心にして角度(β)だけ回転させて生ずる直線であって、当該直線L'21 と、研削点P2 で研削されている異形ワークW1 の回転軸心Cw1を通る垂線L25との交点をTとし、前記回転軸心Cw1から直線L'21 に下した垂線と、当該直線L'21 との交点をUとする。また、直線L26は、異形ワークW1 の回転軸心Cw1を通って、前記水平線L21に平行な直線(補助線)である。直線L8 と直線L26とが交差して形成される角度は、直線L8 と水平線L21との交差角度である(θ9 )に等しく、未知数である線分Cw1Tと線分Cw1Uとで形成される角度を(θ16)とすると、直線L25と直線L26とは直交するので、以下の式が成立する。
θ16+α+δ−θ9 =90°・・・・・・・・・・・・・・・・式(17)
On the other hand, in FIG. 12, the angles θ 8 , θ 9 , α, and δ are as illustrated. In FIG. 12, L ′ 21 is a straight line generated by rotating a horizontal line L 21 passing through the axis C 3 of the grindstone G by an angle (β) around the axis C 3 , 'and 21, the intersection of the perpendicular L 25 passing through the rotation axis Cw 1 profiled workpiece W 1, which is ground by the grinding point P 2 is T, the straight line L from the rotation axis Cw 1' L beat 21 Let U be the intersection of the perpendicular and the straight line L ′ 21 . Further, the straight line L 26 passes through the rotation axis Cw 1 profiled workpiece W 1, a parallel straight line (auxiliary line) to the horizontal line L 21. The angle formed by the intersection of the straight line L 8 and the straight line L 26 is equal to the intersection angle (θ 9 ) between the straight line L 8 and the horizontal line L 21, and is an unknown line segment Cw 1 T and line segment Cw. Assuming that the angle formed with 1 U is (θ 16 ), the straight line L 25 and the straight line L 26 are orthogonal to each other, and the following expression is established.
θ 16 + α + δ−θ 9 = 90 ° ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Equation (17)

式(16)と式(17)から、以下の関係が成立する。
α+δ+θ8 =θ16+α+δ−θ9 =90°・・・・・・・・・式(18)
式(6)と式(18)から、以下のようにして、角度(θ16)が導かれる。
θ16=θ8 +θ9 =β・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式(19)
From the equations (16) and (17), the following relationship is established.
α + δ + θ 8 = θ 16 + α + δ−θ 9 = 90 °... (18)
From the equations (6) and (18), the angle (θ 16 ) is derived as follows.
θ 16 = θ 8 + θ 9 = β (19)

この結果、図11から明白なように、研削点P2 が研削されている瞬間における異形ワークW1 の回転軸心Cw1を通る垂線に対する当該異形ワークW1 の回転角度θ'(x)は、仮想研削点P'2を仮想研削している異形ワークW1 の仮想回転角度(α−γ)に、異形ワークW1 の仮想位置から研削点P2 の瞬間研削位置まで戻す角度(β)を加えた角度となる。
θ'(x)=(α−γ+β)・・・・・・・・・・・・・・・・・式(20)
As a result, as is apparent from FIG. 11, the rotation angle θ ′ (x) of the deformed workpiece W 1 with respect to the perpendicular passing through the rotation axis Cw 1 of the deformed workpiece W 1 at the moment when the grinding point P 2 is being ground is , the virtual rotation angle of the profiled workpiece W 1 that virtual ground virtual grinding point P '2 (α-γ) , the angle of returning from a virtual position of the profiled workpiece W 1 until the moment grinding position of the grinding point P 2 (beta) The angle is added.
θ ′ (x) = (α−γ + β) (20)

そして、図13から明白なように、上記回転角度θ'(x)は、研削点P2 が研削されている瞬間における異形ワークW1 の回転軸心Cw1を通る垂線を基準にした当該異形ワークW1 の回転角度であって、異形ワークW1 は、揺動軸心C0 を中心に揺動しながら研削されるので、研削点P2 を研削する瞬間には、当該異形ワークW1 の回転軸心Cw1と揺動軸心C0 とを結ぶ線分L12を基準にする必要があり(回転角度の基準となる異形ワークW1 は、図13で2点鎖線で示されている)、当該線分L12は、長軸線Fが垂直な異形ワークW1 のスタート位置に対して角度 (θy)だけ揺動している。従って、上記した回転角度θ'(x)から揺動角度 (θy)を減じた値が、異形ワークW1 の真の回転角度〔θ(x)〕となる。
θ(x)=θ'(x)−θ(y)=α−γ+β−θ(y)・・・・式(21)
As is apparent from FIG. 13, the rotation angle θ ′ (x) is based on the normal line passing through the rotation axis Cw 1 of the deformed workpiece W 1 at the moment when the grinding point P 2 is ground. a rotational angle of the workpiece W 1, profiled workpiece W 1, since the ground while swinging about the pivot axis C 0, the moment of grinding the grinding point P 2 are the profiled workpiece W 1 Must be based on a line segment L 12 connecting the rotation axis Cw 1 and the oscillation axis C 0 (the deformed workpiece W 1 serving as a reference for the rotation angle is indicated by a two-dot chain line in FIG. 13). The line segment L 12 is swung by an angle (θy) with respect to the start position of the deformed workpiece W 1 in which the long axis F is vertical. Therefore, the value obtained by subtracting the swing angle (θy) from the above-described rotation angle θ ′ (x) is the true rotation angle [θ (x)] of the deformed workpiece W 1 .
θ (x) = θ ′ (x) −θ (y) = α−γ + β−θ (y) (21)

そして、異形ワークW1 の外周の多数(無数)の研削点において、当該異形ワークW1 の回転角度 (θx)と揺動角度 (θy)とを、上記のようにして求める。本異形ワークW1 の場合には、横軸及び縦軸に、それぞれ異形ワークW1 の累積回転角度、主軸台Bの揺動角度 (θy)をとると、関数〔θy =f1(θx)〕は、図14に示されるようになる。上記のようにして、異形ワークW1 の外周形状を特定するに際して、選択される研削点の数が多い程、外周形状を特定するための関数〔θy =f1(θx)〕は、異形ワークW1 の真実の外周形状に近付いて、研削の精度が高められる。 Then, the grinding point of many of the peripheral profiled workpiece W 1 (countless), and a rotational angle ([theta] x) and the swing angle of the profiled workpiece W 1 ([theta] y), obtained as described above. In the case of the deformed workpiece W 1 , if the cumulative rotation angle of the deformed workpiece W 1 and the swing angle (θy) of the headstock B are taken on the horizontal axis and the vertical axis, respectively, the function [θy = f 1 (θx) ] Is as shown in FIG. As described above, when specifying the outer peripheral shape of the deformed workpiece W 1 , the larger the number of selected grinding points, the more the function [θy = f 1 (θx)] for specifying the outer peripheral shape is approaching the outer peripheral shape of the W 1 truth, grinding accuracy is improved.

そして、図1〜図3において、主軸用サーボモータM2 を定速回転させながら、即ち、時間に対する異形ワークW1 の回転角度の変化を一定にしながら、異形ワークW1 の外周形状を特定する式である前記関数〔θy =f1(θx)〕を満足するように、揺動用サーボモータM1 を非定速で回転させると、異形ワークW1 の外周は、設定通りの形状に研削される。 1 to 3, the outer peripheral shape of the deformed workpiece W 1 is specified while rotating the servo motor M 2 for the spindle at a constant speed, that is, while keeping the change in the rotation angle of the deformed workpiece W 1 with respect to time constant. When the oscillating servo motor M 1 is rotated at a non-constant speed so as to satisfy the function [θy = f 1 (θx)], the outer periphery of the deformed workpiece W 1 is ground into a set shape. The

上記したように、揺動用サーボモータM1 と減速機R1 との併用により、理論上、研削ユニットGUを取付けている研削ユニット取付体Aの1回転に対して、揺動用サーボモータM1 の発生パルス数は、(1.6×109)となっているために、研削ユニットGUの揺動角度の精度は相当に高いので、結果として、異形ワークW1 の研削精度が高くなって、目的とする形状通りに研削可能となる。 As described above, the combined use of the swing servomotor M 1 and reduction gear R 1, theoretically, with respect to one rotation of the grinding unit attachment body A which is attached a grinding unit GU, the oscillating servo motor M 1 Since the number of generated pulses is (1.6 × 10 9 ), the accuracy of the rocking angle of the grinding unit GU is considerably high. As a result, the grinding accuracy of the deformed workpiece W 1 is increased, Grinding is possible according to the target shape.

また、偏心ワークW2 の研削原理を示す図15(a),(b)において、偏心ワークW2 は、いずれも真円の偏心部W2aと同心部W2bとが軸方向に沿って接続して設けられた形状であって、偏心部W2aの中心C'w2 は、同心部W2bの中心(軸心)Cw2に対して偏心量(e)だけ偏心している。図15(a)は、偏心部W2aと同心部W2bの各軸心Cw2,C'w2 を結ぶ線分の延長線が砥石Gの軸心C3 (図2参照)を通る基準位置に偏心ワークW2 が配置された状態を示し、図15(b)は、偏心ワークW2 が回転角度(θx)だけ回転した状態において主軸台B(偏心ワークW2 )が前記基準位置に対して揺動角度(θy)だけ揺動した状態を示す。なお、図15(a),(b)において、P2 は、研削点を示す。 Further, FIG. 15 showing a grinding principle of the eccentric workpiece W 2 (a), (b), the eccentric workpiece W 2 are both along the eccentric portion W 2 a concentric portion W 2 b are axially circularity The center C′w 2 of the eccentric part W 2 a is eccentric by the amount of eccentricity (e) with respect to the center (axial center) Cw 2 of the concentric part W 2 b. . In FIG. 15A, the extension line of the line connecting the axes Cw 2 and C′w 2 of the eccentric part W 2 a and the concentric part W 2 b is the axis C 3 of the grindstone G (see FIG. 2) . shows a state where the eccentric to the reference position the workpiece W 2 is disposed through, FIG. 15 (b), the headstock B (eccentric workpiece W 2) is the reference in a state where the eccentric workpiece W 2 is rotated by the rotation angle ([theta] x) It shows a state of swinging by a swing angle (θy) with respect to the position. In FIGS. 15A and 15B, P 2 represents a grinding point.

また、偏心ワークW2 の回転角度 (θx)と、基準位置に対する主軸台B(偏心ワークW2 )の揺動角度 (θy)との関係式(外周形状特定式)〔θy =f2 (θx )〕は、上記した異形ワークW1 と同様にして、余弦定理、正弦定理等の三角関数を使用して数学的に算出することが可能である。そして、上記した外周形状特定式〔θy =f2 (θx )〕を満足するように、主軸用サーボモータM2 を定速回転させながら、揺動用サーボモータM1 を変速回転させると、偏心ワークW2 の偏心部W2aの外周は、外周形状特定式〔θy =f2 (θx )〕のように研削される。なお、偏心ワークW2 の同心部W2bは、主軸台Bを揺動させることなく、定位置のままで研削する。 Further, the rotation angle of the eccentric workpiece W 2 ([theta] x), the headstock B (eccentric workpiece W 2) oscillation angle ([theta] y) and the relationship of the reference position (the outer circumferential shape specific formula) [[theta] y = f 2 ([theta] x )], the procedure of profiled workpiece W 1 mentioned above, it is possible to mathematically calculated using the cosine theorem, trigonometric functions such as sine theorem. When the oscillation servo motor M 1 is rotated at a constant speed while the spindle servo motor M 2 is rotated at a constant speed so as to satisfy the above-described outer peripheral shape specification formula [θy = f 2 (θx)], an eccentric workpiece is obtained. the outer periphery of the eccentric portion W 2 a of the W 2 is ground as the outer peripheral shape specifying formula [θy = f 2 (θx)]. The concentric part W 2 b of the eccentric workpiece W 2 is ground at a fixed position without swinging the headstock B.

また、本発明に係る揺動研削方法で研削可能な異形ワークは、真円に対して部分的に変形されている前記異形ワークW1,偏心ワークW2 に限定されず、断面多角形状の異形ワークであっても研削可能である。図16は、断面正方形状の異形ワークW3 の研削原理を示したものであって、異形ワークW3 の各面が水平又は垂直になった基準位置に対する異形ワークW3 の回転角度θ(x)と、異形ワークW3 の回転角度がθ(x)の時点における、主軸台Bの揺動角度θ(y)との関数(外周形状特定式)〔θy =f3(θx)〕を、上記した異形ワークW1 ,偏心ワークW2 の場合と同様にして予め計算しておいて、関数〔θy =f3(θx)〕を満足するように、主軸台Bを揺動させればよい。なお、断面多角形状の異形ワークW3 の場合には、多角形の数に応じて、異形ワークW3 をセットし直して、各面を順次研削する必要がある。なお、図16において、P2 は、研削点を示し、Cw 3 、異形ワークW 3 の軸心を示す。 Further, the deformed workpiece that can be ground by the rocking grinding method according to the present invention is not limited to the deformed workpiece W 1 and the eccentric workpiece W 2 that are partially deformed with respect to a perfect circle, but a deformed workpiece having a polygonal cross section. Even workpieces can be ground. FIG. 16 shows the grinding principle of the deformed workpiece W 3 having a square cross section, and the rotation angle θ (x of the deformed workpiece W 3 with respect to the reference position where each surface of the deformed workpiece W 3 is horizontal or vertical. ) And the swing angle θ (y) of the headstock B at the time when the rotation angle of the deformed workpiece W 3 is θ (x) (the outer peripheral shape specifying formula) [θy = f 3 (θx)] The headstock B may be swung so as to satisfy the function [θy = f 3 (θx)], calculated in advance in the same manner as in the case of the deformed workpiece W 1 and the eccentric workpiece W 2 described above. . In the case of irregular workpiece W 3 of polygonal section, depending on the number of polygons, and reload the profiled workpiece W 3, it is necessary to successively grind the surfaces. In FIG. 16, P 2 represents a grinding point, and Cw 3 represents the axis of the deformed workpiece W 3 .

また、断面多角形状の異形ワークにおいて、各面は、前記異形ワークW2 のように、平面のものに限られず、各面が凸面又は凹面になっている断面多角形状の異形ワークの研削も可能である。 Further, in the deformed workpiece polygonal section, each surface is given in the profiled workpiece W 2, not limited to the plane grinding of irregular workpiece polygonal section that each surface is in convex or concave possible It is.

更に、本発明に係る揺動研削方法により研削可能な更に別の異形ワークとしては、ひょうたん形のワークも挙げられる。   Furthermore, another modified workpiece that can be ground by the rocking grinding method according to the present invention includes a gourd-shaped workpiece.

A:研削ユニット取付体
B:主軸台
0 :揺動軸心
1 :主軸の軸心
3 :砥石の軸心
Cw1, Cw 3 :異形ワークの回転軸心
Cw 2 :偏心ワークの回転軸心
G:砥石
GU:研削ユニット
1 :揺動用サーボモータ
2 :主軸用サーボモータ
2 :研削点
1,R2 :減速機
S:研削ユニットの主軸
1 :卵形の異形ワーク
2 :偏心ワーク(異形ワーク)
2a:偏心ワークの偏心部
2b:偏心ワークの同心部
3 :断面正方形状の異形ワーク
θx:異形ワークの回転角度
θy:研削ユニット又は主軸台の揺動角度
16:減速機のウェブジェネレータ(入力軸)
17:減速機のフレクススプライン(出力軸)
21:研削ユニットのテーブル
A: Grinding unit mounting body
B: Headstock
C 0 : Oscillation axis
C 1 : Spindle axis
C 3: grinding wheel in the axial
Cw 1 , Cw 3 : Rotational axis of deformed workpiece
Cw 2 : Rotational axis of eccentric work
G: Whetstone
GU: Grinding unit
M 1 : Servo motor for oscillation
M 2 : Servo motor for spindle
P 2 : Grinding point
R 1 and R 2 : Reducer
S: Main spindle of grinding unit
W 1 : Oval shaped workpiece
W 2 : Eccentric work (deformed work)
W 2 a: Eccentric part of eccentric work
W 2 b: Concentric part of eccentric work
W 3 : Deformed workpiece with a square cross section
θx: Rotation angle of deformed workpiece
θy: Oscillation angle of grinding unit or headstock
16: Reducer web generator (input shaft)
17: Reducer flex spline (output shaft)
21: Table of grinding unit

Claims (3)

断面多角形状の異形ワークの回転軸心が主軸の軸心と同心となるように、チャックで把持された当該異形ワークを断面形状である多角形の各面部の中心角に対応する角度内で回転させて、被研削面である各面部を順次変更しながら、当該各外周面を研削する方法であって、
テーブルに主軸台及び心押し台が取付けられた研削ユニットの全体は、前記主軸の軸心のほぼ直下に当該主軸の軸心と平行に配置された揺動軸心を中心に揺動可能であり、
前記異形ワークの各面部の基準位置からの回転角度と、前記研削ユニットの揺動角度との関係を特定して異形ワークの各面部の外周研削形状を定めた外周形状特定式を予め計算しておいて、
前記外周形状特定式に基づいて、揺動軸心を中心にして研削ユニットを揺動させながら、前記異形ワークの各面部を順次変更させながら、各面部を、その中心角に対応する角度内で回転させて、当該各面部を前記外周形状特定式で特定された形状にそれぞれ研削することを特徴とする異形ワークの揺動研削方法。
Rotate the deformed workpiece gripped by the chuck within an angle corresponding to the central angle of each polygonal section of the sectional shape so that the rotation axis of the deformed workpiece with a polygonal cross section is concentric with the axis of the main shaft Letting each of the outer peripheral surfaces be ground while sequentially changing each surface portion to be ground,
The entire grinding unit with the headstock and tailstock mounted on the table can swing about a swinging shaft centered almost directly below the shaft center of the main shaft and parallel to the shaft center of the main shaft. ,
By calculating in advance an outer peripheral shape specifying formula that specifies the relationship between the rotation angle from the reference position of each surface portion of the deformed workpiece and the rocking angle of the grinding unit and determines the outer peripheral grinding shape of each surface portion of the deformed workpiece. Leave
Based on the outer peripheral shape specification formula, each surface portion is moved within an angle corresponding to the center angle while each surface portion of the deformed workpiece is sequentially changed while the grinding unit is swung around the swing axis. A rocking grinding method for deformed workpieces, characterized in that each surface portion is rotated and ground to the shape specified by the outer peripheral shape specifying formula.
請求項1に記載の異形ワークの揺動研削方法を実施するための揺動型研削盤であって、
前記主軸を駆動回転させる主軸用サーボモータを備えていて、前記揺動軸心を中心にして揺動可能に支持された研削ユニットと、
当該研削ユニットを前記揺動軸心を中心にして揺動させるための揺動用サーボモータとを備え、
前記揺動用サーボモータは、出力軸が対向し、しかも同一軸心上に配置された一対で構成されることにより、当該各揺動用サーボモータの軸心が揺動軸心となっていて、当該一対の揺動用サーボモータは、それぞれ駆動軸心上に入力軸及び出力軸を有する減速機を備え、
各揺動用サーボモータの駆動軸は、各減速機の入力軸にそれぞれ連結されて、各減速機の間に配置された研削ユニット取付体の両端部が、当該各減速機の出力軸に連結され、
前記研削ユニット取付体に前記研削ユニットが一体に取付けられて、各揺動用サーボモータの駆動軸の回転が減速されて、前記研削ユニット取付体を回転させることにより、前記研削ユニットは、各揺動用サーボモータの軸心を中心にして揺動する構成であり、
前記異形ワークの基準位置からの回転角度と前記研削ユニットの揺動角度とが前記外周形状特定式で特定される関係を維持するように、前記主軸用及び揺動用の各サーボモータを同期回転させて、当該異形ワークを前記外周形状特定式で特定される形状に研削するように構成したことを特徴とする異形ワークの揺動型研削盤。
An oscillating grinder for carrying out the oscillating grinding method for a deformed workpiece according to claim 1 ,
A grinding unit that includes a spindle servo motor for driving and rotating the spindle, and is supported so as to be swingable about the swing axis;
A rocking servo motor for rocking the grinding unit about the rocking axis;
The oscillating servo motor is configured by a pair of opposed output shafts arranged on the same axis, so that the axis of each oscillating servo motor is an oscillating axis. Each of the pair of swing servomotors includes a reduction gear having an input shaft and an output shaft on the drive shaft center,
The drive shaft of each oscillating servo motor is connected to the input shaft of each speed reducer, and both ends of the grinding unit mounting body arranged between the speed reducers are connected to the output shaft of each speed reducer. ,
The grinding unit is integrally attached to the grinding unit mounting body, the rotation of the drive shaft of each swing servo motor is decelerated, and the grinding unit mounting body is rotated, whereby the grinding unit is It is configured to swing around the axis of the servo motor.
The main shaft and swing servomotors are rotated synchronously so that the rotation angle from the reference position of the deformed workpiece and the rocking angle of the grinding unit maintain the relationship specified by the outer peripheral shape specifying formula. Then, the irregularly shaped workpiece swinging type grinding machine is configured to grind the irregularly shaped workpiece into a shape specified by the outer peripheral shape specifying formula.
断面非円形の異形ワークの回転軸心が主軸の軸心と同心となるように、チャックで把持された当該異形ワークを連続回転させながら、被研削面である外周面を研削するに際して、
テーブルに主軸台及び心押し台が取付けられた研削ユニットの全体は、前記主軸の軸心のほぼ直下に当該主軸の軸心と平行に配置された揺動軸心を中心に揺動可能であり、
前記異形ワークの基準位置からの回転角度と、前記研削ユニットの揺動角度との関係を特定して異形ワークの外周研削形状を定めた外周形状特定式を予め計算しておいて、
前記外周形状特定式に基づいて、揺動軸心を中心にして研削ユニットを揺動させながら、前記異形ワークを連続回転させて、その外周面を当該外周形状特定式で特定された形状に研削する異形ワークの揺動研削方法を実施するための装置であって、
前記主軸を駆動回転させる主軸用サーボモータを備えていて、前記揺動軸心を中心にして揺動可能に支持された研削ユニットと、
当該研削ユニットを前記揺動軸心を中心にして揺動させるための揺動用サーボモータとを備え、
前記揺動用サーボモータは、出力軸が対向し、しかも同一軸心上に配置された一対で構成されることにより、当該各揺動用サーボモータの軸心が揺動軸心となっていて、当該一対の揺動用サーボモータは、それぞれ駆動軸心上に入力軸及び出力軸を有する減速機を備え、
各揺動用サーボモータの駆動軸は、各減速機の入力軸にそれぞれ連結されて、各減速機の間に配置された研削ユニット取付体の両端部が、当該各減速機の出力軸に連結され、
前記研削ユニット取付体に前記研削ユニットが一体に取付けられて、各揺動用サーボモータの駆動軸の回転が減速されて、前記研削ユニット取付体を回転させることにより、前記研削ユニットは、各揺動用サーボモータの軸心を中心にして揺動する構成であり、
前記異形ワークの基準位置からの回転角度と前記研削ユニットの揺動角度とが前記外周形状特定式で特定される関係を維持するように、前記主軸用及び揺動用の各サーボモータを同期回転させて、当該異形ワークを前記外周形状特定式で特定される形状に研削するように構成したことを特徴とする異形ワークの揺動型研削盤。
When grinding the outer peripheral surface, which is the surface to be ground, while continuously rotating the deformed workpiece gripped by the chuck so that the rotation axis of the deformed workpiece having a non-circular cross section is concentric with the axis of the main shaft,
The entire grinding unit with the headstock and tailstock mounted on the table can swing about a swinging shaft centered almost directly below the shaft center of the main shaft and parallel to the shaft center of the main shaft. ,
Preliminarily calculating an outer peripheral shape specifying formula that determines the outer peripheral grinding shape of the deformed workpiece by specifying the relationship between the rotation angle from the reference position of the deformed workpiece and the rocking angle of the grinding unit,
Based on the outer peripheral shape specifying formula, the irregularly shaped workpiece is continuously rotated while the grinding unit is swung around the swing axis, and the outer peripheral surface is ground to the shape specified by the outer peripheral shape specifying formula. An apparatus for carrying out a swing grinding method for deformed workpieces,
A grinding unit that includes a spindle servo motor for driving and rotating the spindle, and is supported so as to be swingable about the swing axis;
A rocking servo motor for rocking the grinding unit about the rocking axis;
The oscillating servo motor is configured by a pair of opposed output shafts arranged on the same axis, so that the axis of each oscillating servo motor is an oscillating axis. Each of the pair of swing servomotors includes a reduction gear having an input shaft and an output shaft on the drive shaft center,
The drive shaft of each oscillating servo motor is connected to the input shaft of each speed reducer, and both ends of the grinding unit mounting body arranged between the speed reducers are connected to the output shaft of each speed reducer. ,
The grinding unit is integrally attached to the grinding unit mounting body, the rotation of the drive shaft of each swing servo motor is decelerated, and the grinding unit mounting body is rotated, whereby the grinding unit is It is configured to swing around the axis of the servo motor.
The main shaft and swing servomotors are rotated synchronously so that the rotation angle from the reference position of the deformed workpiece and the rocking angle of the grinding unit maintain the relationship specified by the outer peripheral shape specifying formula. Then, the irregularly shaped workpiece swinging type grinding machine is configured to grind the irregularly shaped workpiece into a shape specified by the outer peripheral shape specifying formula.
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