JPS6258871B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、工作物の加工個所を加工位置に順
次割出して加工する場合などに用いられる数値制
御研削盤の割出確認装置に関するものである。

数値制御研削盤において、軸方向に多段にした
工作物の各段形状を研削する場合は、工作物を設
置したテーブルを移動することにより、工作物の
各段部加工個所を加工位置に順番に割出して加工
するようになつている。

しかるに、研削盤にあつては一般に、加工のサ
イクルタイムを短縮するために早送り量を大きく
とり、砥石車が各加工面の直前に位置した所から
研削送りを開始するようにしているため、プログ
ラムミス等によつて工作物の割出しが正しく行わ
れていない状態、例えばプログラム上の加工個所
よりも大径の加工個所が研削加工領域にあると、
早送り速度で前進されてくる砥石車が工作物に衝
合してしまい、工作物や砥石車を損傷するおそれ
があつた。

この発明は上記のような問題を解決したもの
で、数値制御により加工位置に割出された工作物
の割出し状態を検測ヘツドにより直接または間接
的に検測して工作物の割出しの良否を判別し、割
出し不良の時研削盤の研削動作をストツプして工
作物と砥石車との衝合及びこれらの破損を防止す
るようにした数値制御研削盤の割出確認装置を提
供することを目的とする。

以下、この発明の実施例を図面について説明す
る。

第１図はこの発明にかかる数値制御研削盤の割
出確認装置の一例を示すもので、１はベツド、２
はベツド１上に案内面３を介してＺ軸方向（矢印
Ａ，Ｂの方向）に移動可能に設置したスライドテ
ーブルであり、このスライドテーブル２はベツド
１に取付けたサーボモータ４により矢印Ａ，Ｂの
方向に移動操作されるようになつているととも
に、スライドテーブル２上には、その両端部に位
置して主軸台５および心押台６がそれぞれ設置さ
れ、主軸台５と心押台６間にはセンター７，８を
介して多段形状の被研削用工作物Ｗが支持されて
いる。前記テーブル移動用サーボモータ４は駆動
回路９を介して数値制御回路１０から送出される
指令パルス（は前進、は後退）により駆動さ
れるものであり、また、数値制御回路１０は、中
央処理装置CPU、データ入力装置MDIおよびメ
モリMEMを備えたコンピユータからなり、メモ
リMEMには工作物Ｗを研削するための加工デー
タ、すなわち工作物の位置割出しのための送り制
御プログラムおよび砥石送りプロセスデータの
他、基準値Ｌ（後述する）、工作物Ｗの端面Ｗ_Sと
円筒面の取代のばらつき等により設定される許容
ずれ量ε等のデータが記憶されている。

符号１１は案内面１ａを介してベツド１上にＸ
軸方向（矢印Ｃ，Ｄの方向）に移動可能に設置し
た砥石台で、この砥石台１１はベツド１に設置し
たサーボモータ１２により矢印Ｃ，Ｄ方向に移動
操作されるものであり、そして砥石台送り用サー
ボモータ１２には駆動回路１３を介して前記数値
制御回路１０から研削送りプロセスに応じて指令
パルスが供給されるようになつている。また、前
記砥石台１１には工作物Ｗを研削する砥石車１４
が軸着され、この砥石車１４は工作物Ｗの段部端
面Ｗ_Sおよび円筒面Ｗ_Rを同時に研削する、工作物
Ｗの軸線１５と直交する研削面１４ａと、軸線１
５と平行な研削面１４ｂを備えている。

１６は工作物Ｗの割出し開始端位置を検出する
ための検出装置で、該検出装置１６は主軸台５と
心押台６により把持される工作物Ｗに対向してベ
ツド１上に設置され、工作物Ｗに対し離接する方
向に移動可能になつているとともに、その先端に
設けた測定子１７に工作物Ｗの基準端Ｗ_Sが接触
したとき信号を送出し、この信号はテーブルの割
出し、その確認および研削プロセスのスタート指
令として前記数値制御回路１０の中央処理装置
CPUに入力されるようになつている。なお、上
記信号は工作物Ｗの基準端面Ｗ_Sが砥石車１４の
行路１８と工作物Ｗの軸線１５との交点に位置し
て基準端面Ｗ_Sと測定子１７とが接触したとき送
出されるものである。

１９は工作物Ｗの割出確認を行わせる検測ヘツ
ドで、この検測ヘツド１９は第２図および第３図
に示すように工作物Ｗの段部端面Ｗ_S，Ｗ_S′，Ｗ
_S″……に当接する基準面１９ａと、この基準面１
９ａと直角で工作物Ｗ円筒面Ｗ_R，Ｗ_R′，Ｗ_R″…
…と平行に対向する段状の面１９ｂとを有し、こ
の面１９ｂの下段側には上段面よりγだけ低くし
た距離センサ２０が取付けられており、この距離
センサ２０は例えばコイル（図示せず）からな
り、コイルのインダクタンス変化で距離センサ２
０の端面と円筒面Ｗ_R，Ｗ_R′……間の距離Ｓを測
定するようになつている。このようにした検測ヘ
ツド１９は前記端面検出装置１６と近接するベツ
ド１上に設置したシリンダ２１のピストンロツド
２１ａの先端に装着され、そしてシリンダ２１の
動作による検測ヘツド１９の進退方向は、工作物
軸線１５を中心に砥石車１４の行路１８と対称に
なる行路２２（工作物軸線１５に対する角度θが
等しい）に沿つて進退されるようになつていると
ともに、シリンダ２１には検測ヘツド進退操作回
路（油圧回路）２３が接続され、この操作回路２
３は前記数値制御回路１０からの信号によつて制
御されるようになつており、さらに距離センサ２
０から送出される距離Ｓに応じたアナログ信号
（電圧値）はＡ−Ｄ変換回路２４を介して数値制
御回路１０の中央処理装置CPUに入力されるよ
うになつている。

次に上記のように構成されたこの発明装置の動
作を第４図および第５図に示すフローチヤートに
基き説明する。

主軸台５と心押台６間にセンター７，８を介し
て多段形状の工作物Ｗが把持された状態で研削盤
にスタート指令がかかると、数値制御回路１０の
メモリMEMに記憶された加工プログラムにした
がい、まず端面位置検出装置１６が動作して前進
端に位置され、さらに中央処理装置CPUからテ
ープ送り指令パルスが駆動回路９を介してサーボ
モータ４に加えられ、これによりサーボモータ４
を駆動してスライドテーブル２を第１図の矢印Ａ
方向に移動させる。スライドテーブル２の移動に
伴い工作物Ｗの基準端面Ｗ_Sが端面位置検出装置
１６の測定子１７に当接すると、該装置１６から
は信号が送出され、工作物Ｗが割出開始位置に達
したことを数値制御装置１０に知らせる。このと
き工作物Ｗの基準端面Ｗ_Sは第１図に示すように
砥石車１４の径路１８と工作物軸線１５との交点
に位置している。

工作物Ｗが割出開始位置に達すると、端面位置
検出装置１６が後退され、第４図に示すステツプ
Ｓ１において数値制御回路１０の中央処理装置
CPUから砥石台早送り指令パルスが駆動回路１
３を介してサーボモータ１２に供給され、これに
よりサーボモータ１２を駆動して砥石台１１をそ
の砥石車１４が第２図に示す加工原位置に達する
まで、早送り前進させる。次に、数値制御回路１
０の中央処理装置CRUがステツプＳ２に移行す
ると、中央処理装置CPUからは、工作物Ｗの端
面Ｗ_Sと円筒面Ｗ_Rを正規の寸法に研削するために
必要な割出指令パルスがサーボモータ４に供給さ
れ、その指令パルスに応じスライドテーブル２を
矢印Ａ方向に移動して工作物Ｗの端面Ｗ_Sおよび
円筒面Ｗ_Rを加工位置に割出す。これが完了する
と中央処理装置CPUは次のステツプＳ３に移動
し、上記の割出確認のためのプログラムを実行す
る。

第５図はこの割出確認処理の詳細を示すもの
で、ステツプＳ３_１において中央処理装置CPU
から検測ヘツド進退操作回路２３に前進指令信号
を送出し、これにより操作回路２３およびシリン
ダ２１を動作させて検測ヘツド１９を前進させ
る。これと同時にステツプＳ３_２に移つてタイマ
（図示せず）をスタートさせ、次のステツプＳ３
_３でタイムアツプしたか歪かを判定する。すなわ
ち検測ヘツド１９の基準面１９ａが工作物Ｗの基
準端面Ｗ_Sに当接するまで次のステツプへ移行す
るのを待つ。そしてタイムアツプされたことが判
定されると、ステツプＳ３_４に移行して距離セン
サ２０により測定された距離センサ２０と円筒面
Ｗ_R間の距離Ｓを読込む処理がなされる。その
後、中央処理装置CPUはステツプＳ３_５に移行
してＳ＞Ｌ＋ε（Ｌ：基準距離、ε：許容位置ず
れ量）であるか否かを判定する。

かかる判定動作のうち、Ｓ＞Ｌ＋εであると判
定された場合は（第６図参照）、中央処理装置
CPUはステツプＳ３_６において工作物Ｗの加工
位置への割出しが行き過ぎていると判断し、割出
しの異常表示を行わせると同時に、ステツプＳ３
_７においてストツプさせる。また、ステツプＳ３
_５でＳ＞Ｌ＋εでないと判定された場合は、次の
ステツプＳ３_８に移行してＳ＜Ｌ−εであるか否
かを判定させる。この結果、Ｓ＜Ｌ−εであると
判定されると（第７図参照）、中央処理装置CPU
はステツプＳ３_９において工作物Ｗの割出しが移
動不足であることを確認し、割出しの異常表示を
行わせるとともに、ステツプＳ３₁₀においてスト
ツプをかける。また、ステツプＳ３_８でＳ＜Ｌ−
εでないと判定された場合は、中央処理装置
CPUは次のステツプＳ３₁₁に移行し、工作物Ｗが
所定の加工位置に割出されたと判断して検測ヘツ
ド１９をシリンダ２１により後退させ、研削盤が
研削工程に入るプログラムに移行する。

なお、数値制御により工作物Ｗが加工位置に正
常に割出された状態では、第３図に示すように工
作物Ｗと砥石車１４との関係は砥石車１４の行路
１８が工作物Ｗの端面Ｗ_Sと円筒面Ｗ_Rとが直交す
る点Ｐを通るようになり、かつ検測ヘツド１９の
距離センサ２０と円筒面Ｗ_R間の距離Ｓは常に一
定の距離になる。この時の距離Ｓが前記の基準距
離Ｌになつている。

第４図におけるステツプＳ３で割出確認の処理
が完了し、かつ正常な位置割出しが確認される
と、中央処理装置CPUはステツプＳ４に移行
し、このステツプＳ４において中央処理装置
CPUからサーボモータ１２に対し早送り指令パ
ルスを供給し、これによりサーボモータ１２を駆
動して砥石車１４が工作物Ｗに接触する直前まで
砥石台１１を早送り前進させる。そして砥石台１
１が早送り前進端に達すると、中央処理装置
CPUはステツプＳ５に移つて砥石台送り用サー
ボモータ１２に対し研削送り指令パルスを供給
し、その指令パルスにしたがい砥石台１１に切込
み送りを与えて工作物Ｗの端面Ｗ_Sおよび円筒面
Ｗ_Rを仕上げ寸法まで研削する。そして工作物Ｗ
の端面Ｗ_Sおよび円筒面Ｗ_Rがそれぞれ第３図の破
線に示す仕上げ寸法に達すると、中央処理装置
CPUはステツプＳ６に移行して砥石台送り用サ
ーボモータ１２に早送り後退指令パルスを供給
し、砥石台１１を加工原位置まで早送り後退させ
る。

次にステツプＳ６の処理プロセスが完了する
と、中央処理装置CPUはステツプＳ７において
工作物Ｗの全ての加工個所（端面Ｗ_S′，Ｗ_S″…
…、円筒面Ｗ_R′，Ｗ_R″……）の加工が完了したか
否かを判定し、完了していなければ、再度ステツ
プＳ２に戻つて、ステツプＳ２からステツプＳ７
を全加工個所が加工完了するまでメモリMEMの
プログラムにしたがい繰返し実行する。これに伴
い工作物Ｗの各加工個所、すなわち端面Ｗ_S，Ｗ
_S′，Ｗ_S″……および円筒面Ｗ_R，Ｗ_R′，Ｗ_R″……
が加工位置に順次割出され、かつ砥石台１１が動
作されることにより、第２図の矢印に示すような
パターンで工作物Ｗの各加工個所を順次研削する
ことになる。

しかして、工作物Ｗの全個所が加工したことを
判定すると、中央処理装置CPUはステツプＳ８
に移行して砥石台１１を原位置に復帰させるとと
もに、スライドテーブル２をも原位置に復帰させ
る。そして中央処理装置CPUはステツプＳ９に
移つて工作物Ｗに対する加工プロセスが終了する
ことになる。

なお、上記実施例において、第１図に示すよう
な形状の砥石車１４を用いて工作物Ｗの端面（肩
部）Ｗ_S及び円筒部Ｗ_Rを同時に研削する場合、各
端面Ｗ_S，Ｗ_S′，Ｗ_S″及び各円筒部Ｗ_R，Ｗ_R′，Ｗ
_R″の研削取り代は等しいものである。但し、本発
明は上記のような各個所の研削取り代が同一なも
のに限定されず、取り代が各個所で異なる場合に
も適用できる。この場合は、例えば基準距離Ｌの
値を取り代に応じて多段に設置しておき、これら
の基準距離Ｌを各個所の取り代に応じて選択設置
して第５図に示す処理を実行すれば、異なる取り
代の研削が可能になる。

第８図はこの発明における割出確認装置の、他
の実施例を示すもので、第１図と異なる点は、工
作物Ｗの外形段部と同一にした当接段部２５を有
する基準プレート２６をスライドテーブル２上に
工作物Ｗの軸線と平行に取付け、この基準プレー
ト２６の当接段部２５に対向して距離センサ２０
を有する検測ヘツド１９を、第１図の場合と同様
の姿勢でベツド１上に設置したシリンダ２１のピ
ストンロツド２１ａに取付けたものである。この
実施例においても第１図の場合と同様の作用効果
が得られる。なお、第１図と同一の符号で示され
るものは第１図と同一の部分を示している。

第９図はこの発明における検測ヘツドの変形例
を示すもので、距離センサ２０を工作物Ｗの端面
Ｗ_Sと対向する検測ヘツド１９の面に取付け、検
測ヘツド１９の先端面を工作物Ｗの円筒面Ｗ_Rに
当接させたときの距離センサ２０と、工作物端面
Ｗ_S間を距離を測定することで工作物Ｗの割出し
位置を確認するようにしても良い。

また、第１０図は砥石車１４の行路が工作物軸
線１５と直交する場合に適用される検測ヘツドの
他の変形例を示すもので、検測ヘツド１９を工作
物Ｗの軸線１５と直交する方向に移動可能にし、
そして検測ヘツド１９の工作物端面Ｗ_S側に距離
センサ２０を取付け、検測ヘツド１９を工作物Ｗ
の円筒面Ｗ_Rに当接させたときの工作物端面Ｗ_Sと
距離センサ２０間の距離Ｓを測定することで工作
物Ｗの割出し位置を確認するようにしたものであ
る。また、第１０図において、検測ヘツド１９の
円筒面Ｗ_Rと当接する面１９ｃにも破線で示す如
き距離センサ２７を設け、これにより面１９ｃが
工作物Ｗに当接する以前に検測ヘツド１９の前進
を停止するようにしても良い。この場合は、検測
ヘツド１９の工作物Ｗへの当接に伴う工作物Ｗの
損傷を防止できる効果がある。

なお、この発明の割出確認方式は第２図に示す
ような多段形状の工作物のものに限定されないこ
とは勿論である。

以上のように、この発明によれば、砥石車を工
作物の軸線と交差する行路に沿い進退移動させて
工作物の軸線と平行な第１の面及び軸線と直角な
第２の面を同時に研削加工する研削盤において、
前記第１の加工面と当接する基準面及び前記第２
の加工面に対向してこれとの間の距離を検出する
センサを備えた検測ヘツドを工作物の軸線と交差
する行路路に沿つて進退移動可能に設け、この検
測ヘツドを位置割出された工作物に対し直接もし
くは間接的に当接した時の前記センサの出力を判
別手段に入力して工作物の割出しの良否を判別す
るようにしたものであるから、プログラムミス等
により工作物が正しい位置に割出されなかつた場
合、これを確実に検知して研削盤の研削動作を禁
止することができ、このため、割出しミスに伴う
工作物と砥石車との間の衝突を未然に防止できる
と云う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる数値制御研削盤にお
ける割出確認装置の一例を示す構成説明図、第２
図および第３図はそれぞれこの発明装置における
工作物と砥石車および検測ヘツドとの関係を示す
説明図、第４図および第５図はこの発明における
動作説明用のフローチヤート、第６図および第７
図は工作物と検測ヘツドとの関係を示す説明図、
第８図はこの発明装置における割出確認機構部の
他の実施例を示す説明図、第９図および第１０図
はそれぞれこの発明における検測ヘツドの変形例
を示す説明図である。 １……ヘツド、２……スライドテーブル、４…
…サーボモータ、５……主軸台、６……心押台、
１０……数値制御回路、１１……砥石台、１２…
…サーボモータ、１４……砥石車、１６……端面
位置検出装置、１９……検測ヘツド、２０……距
離センサ、２１……シリンダ、２３……検測ヘツ
ド進退操作回路、２４……Ａ−Ｄ変換回路、
CRU……中央処理装置、MDI……データ入力装
置、MEM……メモリ、Ｗ……工作物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 数値制御回路によりプログラム制御し、砥石
   車を工作物の軸線と交差する行路に沿つて進退移
   動させ、いずれか一方が工作物の軸線と平行で他
   方が工作物の軸線と直角な第１及び第２の加工面
   を有する工作物を研削する研削盤において、前記
   第１の加工面と当接する基準面ならびに前記第２
   の加工面と対向するとともにこの第２の加工面と
   の間の距離を検出するセンサを備え、かつ前記研
   削盤の主軸台に保持された工作物の軸線と交差す
   る行路に沿つて進退移動可能に設けた検測ヘツド
   と、この検測ヘツドを位置割出された工作物に対
   し直接もしくは間接的に当接させて位置決めする
   位置決め手段と、この当接状態における前記セン
   サの出力が規定値であるか否かによつて工作物割
   出しの良否を判別する判別手段とを備えてなる数
   値制御研削盤の割出確認装置。