JP2003053664A - 工作機械及び加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 加工を効率よく遂行できるとともに、高精度
加工を達成できるようにすること。 【解決手段】 回転砥石１７によりテーブル２０上のワ
ークＷの上面が研削される。テーブル２０上には、ダミ
ーワークを設置するためのバイス４４が設けられてい
る。主軸ヘッド１５には、計測器３０が装設され、ダミ
ーワークの上面位置が計測される。そして、ダミーワー
クの上面位置が計測され、ダミーワークの高さを基準に
して、ダミーワークに対する研削量が設定される。そし
て、この設定された切り込み量が得られるように、ダミ
ーワークの研削が実行される。その研削終了にともな
い、ダミーワークの上面の計測が行われ、研削量が算出
される。そして、設定研削量に対する実際の研削量の変
化率が求められる。この変化率を用いて、ワークＷの研
削量が決定されて研削が実行される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ワークに対して
研削等の加工を施すための工作機械及び加工方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、研削盤において、ワーク対する切
り込み量の決定のひとつの方法は、以下のようにして行
われていた。すなわち、ドレッサのドレスポイントの上
下位置及びワークを支持するためのテーブルの上面位置
があらかじめ記憶される。そして、ドレスを行った際の
回転砥石の上下位置とドレスポイントとの差から砥石径
が算出されて記憶される。そして、ワークの加工寸法が
所要の値となるように、テーブル上面から加工後のワー
ク上面までの距離が算出され、この算出結果と砥石径と
からワークに対する切り込み量が算出される。従って、
算出された切り込み量に従って回転砥石による研削加工
が実行される。なお、この明細書においては、「切り込
み量」とは、研削加工が実行する前に設定または決定さ
れる切り込みのための値のことを指し、「研削量」、
「加工量」とは、それぞれ実際に研削された量、実際に
加工された量の値のことを指す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記ドレッサは、ドレ
スが行われるごとに摩耗のためにそのドレスポイントの
位置が少しずつ変化する。また、ドレス時やワーク加工
時には、回転砥石や装置各部、あるいはワークが圧力等
で変形する。従って、切り込み量と研削量とが等しくな
ることは少ない。さらには、回転砥石の切れ味によって
も、切り込み量と研削量との間に差が生じる。一方、ワ
ークに対する研削量が所定量より多くなると、そのワー
クが不良品になるため、少なくとも最初のワークに対し
ては安全を見込んで切り込み量を少なめに設定するのが
通常である。

【０００４】従って、少なくとも最初のワークに対して
は、所要の加工寸法になるまで、１回または複数回の追
加修正研削と、研削ごとのワーク計測とを余儀なくされ
た。また、研削加工の継続によって回転砥石の径が小さ
くなり、この場合には、最初のワークでなくても、研削
量が少な目に現出する。従って、このような場合にも、
計測と、それにともなう追加修正研削が必要であった。
このように、従来方法においては、加工作業を効率よく
行うことが困難であった。

【０００５】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであって、その目的は、加工を効
率よく遂行できるとともに、高精度加工が可能になる工
作機械及び加工方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するめ
に、請求項１に記載の発明においては、ワークを支持す
るようにしたワークテーブルと、そのワークテーブル上
のワークに対して加工を施すための工具とを備えた工作
機械において、ダミーワークを加工可能な位置に設置す
るためのダミーワーク設置手段を前記ワークテーブル上
に設けたことを特徴とする。

【０００７】従って、ワークの加工に際して、その加工
前に、ダミーワークを加工すれば、切り込み量と加工量
との差を取得できる。このため、この差の値に従って、
ワークに対する切り込み量を設定すれば、高精度加工が
可能になるとともに、計測と追加修正加工とを繰り返す
必要がない。

【０００８】請求項２に記載の発明においては、請求項
１において、ダミーワーク及びワークに対する加工量を
計測するための計測手段を設けたことを特徴とする。従
って、手動で計測を行う必要がなく、作業効率アップに
寄与できる。

【０００９】請求項３に記載の発明においては、請求項
１において、ダミーワーク及びワークの高さを計測する
ための計測手段を設けたことを特徴とする。従って、手
動で計測を行う必要がなく、作業効率アップに寄与でき
る。

【００１０】請求項４に記載の発明においては、請求項
１〜３のいずれかにおいて、前記工具によるダミーワー
クに対する加工量をもとにしてワークに対する切り込み
量を決定するための決定手段を設けたことを特徴とす
る。

【００１１】従って、ワークに対する切り込み量が決定
手段によって決定されるため、切り込み量の決定を容易
に行うことができる。請求項５に記載の発明において
は、請求項４において、前記工具によるダミーワークの
切り込み量を設定する設定手段を設け、その設定手段に
より設定された切り込み量と、実際の加工量との相違に
基づいて前記決定手段がワークに対する切り込み量を決
定することを特徴とした。

【００１２】従って、設定されたダミーワークに対する
切り込み量と実際の加工量との相違からワークに対する
切り込み量が設定されるため、高精度な加工を実現でき
る。請求項６に記載の発明においては、ワークを支持す
るようにしたワークテーブルと、そのワークテーブル上
のワークに対して加工を施すための工具とを備えた工作
機械において、前記工具によりダミーワークを加工し
て、そのダミーワークに対する加工量を計測し、計測さ
れた加工量をもとにしてワークに対する切り込み量を決
定することを特徴とした。

【００１３】従って、請求項５と同様に、設定されたダ
ミーワークに対する切り込み量と実際の加工量との差か
らワークに対する切り込み量が設定されるため、高精度
な加工を実現できるとともに、修正加工や計測を繰り返
す必要がなく作業効率をアップできる。

【００１４】請求項７に記載の発明においては、請求項
６において、工作機械が工具をドレスするためのドレッ
サを備え、ダミーワークに対する加工をドレス後に行う
ことを特徴とした。

【００１５】請求項８に記載の発明においては、請求項
６または７において、ダミーワークとして、ワークと同
じ材質のものを用いることを特徴とした。従って、ワー
クと同じ条件でダミーワークに対する試し加工を行うこ
とができ、高精度加工と高効率加工とに寄与できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、この発明を具体化した実
施形態を、図面に基づいて説明する。図１及び図２に示
すように、この実施形態の工作機械としての研削盤にお
いては、ベッド１１上にコラム１２がレール１３を介し
て前後方向へ移動可能に支持されている。ベッド１１の
後部にはコラム移動用モータ１４が配設され、このモー
タ１４により図示しないボールネジ等を介してコラム１
２がレール１３に沿って前後移動されるようになってい
る。コラム１２には主軸ヘッド１５が昇降可能に支持さ
れ、その主軸１６の先端には工具としての回転砥石１７
が取り付けられている。

【００１７】前記コラム１２の上部には主軸ヘッド昇降
用モータ１８が配設され、このモータ１８により図示し
ないボールネジ等を介して主軸ヘッド１５が昇降される
ようになっている。主軸ヘッド１５の後部には砥石回転
用モータ１９が配設され、このモータ１９により回転砥
石１７が回転されるようになっている。前記ヘッド昇降
用モータ１８には、計測手段を構成するエンコーダ１８
ａが付設され、このエンコーダ１８ａから出力されるデ
ータによりコラム１２の昇降量、及びワークＷに対する
切り込み量が算出される。

【００１８】前記ベッド１１上にはテーブル２０がレー
ル２１を介して、コラム１２の移動方向と直交する左右
方向へ移動可能に支持され、その上面にはワークＷが着
脱可能に設置固定されるようになっている。ベッド１１
にはテーブル移動用モータ２３が配設され、このモータ
２３により図示しないボールネジ等を介してテーブル２
０がレール２１に沿って移動されるようになっている。

【００１９】そして、前記砥石回転用モータ１９により
回転砥石１７が回転された状態で、前記ヘッド昇降用モ
ータ１８により回転砥石１７が下降されて、回転砥石１
７がテーブル２０上のワークＷの上面に接触される。こ
れと同時に、コラム移動用モータ１４による回転砥石１
７の前後移動をともないながら、テーブル移動用モータ
２３によりテーブル２０が左右方向へ往復移動される。
このため、ワークＷの表面が回転砥石１７にて研削され
るようになっている。

【００２０】図２及び図４に示すように、前記テーブル
２０上の後隅部にはドレッサ２６が装設され、その上端
がドレスポイントになっている。そして、回転中の回転
砥石１７の外周面がドレッサ２６に接触された状態で、
コラム移動用モータ１４により回転砥石１７がその軸線
と平行な左右方向へ往復移動される。この移動により、
回転砥石１７の外周面がドレッサ２６にてドレッシング
されるようになっている。

【００２１】図３に示すように、前記テーブル２０上に
は、ベース４１と、そのベース４１上に固定された固定
ブロック４２と、その固定ブロック４２と対向する移動
ブロック４３とを備えたバイス４４が固定されている。
このバイス４４によりダミーワーク設置手段が構成され
ている。そして、図示しない操作ノブを操作することに
より、固定ブロック４２と移動ブロック４３との間にダ
ミーワークＤを挟持固定することができる。

【００２２】前記主軸ヘッド１５には、計測手段を構成
する計測器３０が図示しないエアシリンダ等の駆動手段
により上下２位置間において移動可能に装設されてい
る。この計測器３０が下降位置においてその計測子３０
ａがワークＷまたはダミーワークＤの上面に接触するこ
とにより、その接触時におけるエンコーダ１８ａからの
出力によりワークＷまたはダミーワークＤの上面の上下
位置が計測される。従って、この計測器３０によりワー
クＷ及びダミーワークＤの研削量及び高さを計測するこ
とができる。

【００２３】次に、前記のように構成された研削盤にお
ける回路構成について説明する。図５に示すように、制
御装置３１には、前記エンコーダ１８ａ及びヘッド昇降
用モータ１８が接続されている。また制御装置３１に
は、プログラムメモリ３２及びワーキングメモリ３３が
接続されている。プログラムメモリ３２には、後述する
図６のフローチャートに示すプログラムをはじめとし
て、装置全体の動作を制御するプログラムが記憶されて
いる。ワーキングメモリ３３には各種のデータが一時的
に記憶される。このプログラムメモリ３２，ワーキング
メモリ３３及び制御装置３１により、計測手段，設定手
段及び決定手段が構成されている。なお、制御装置３１
には、さらに各種の機器が接続されているが、それらに
ついては図示しない。

【００２４】次に、以上のように構成された研削盤の作
用を図６のフローチャートに基づいて説明する。このフ
ローチャートは、前述のプログラムに基づき、制御装置
３１の制御のもとに進行する。

【００２５】始めに、テーブル２０上にワークＷがセッ
トされるとともに、バイス４４上に前記ワークＷと同じ
材質のダミーワークＤがセットされる。この状態で、ス
テップＳ１において、計測器３０及びエンコーダ１８ａ
により、ワークＷ及びダミーワークＤの上面位置が検出
され、それらの高さがワーキングメモリ３３に記憶され
る。次に、ステップＳ２において、ドレッサ２６によ
り、回転砥石１７に対してドレッシングが行われる。次
いで、ステップＳ３において、前述したダミーワークＤ
の高さを基準にして、ダミーワークＤに対する切り込み
量が設定される。そして、この設定された切り込み量が
得られるように、ステップＳ４においてダミーワークＤ
の試し研削が実行される。

【００２６】その研削終了にともない、ステップＳ５に
おいて、ダミーワークＤの上面の計測が行われ、その位
置データが算出される。この位置データ及び前記ステッ
プＳ１で記憶されたダミーワークＤの上面位置データに
基づき、ステップＳ４における研削量が算出されて、ワ
ーキングメモリ３３に記憶される。

【００２７】そして、ステップＳ６において、ステップ
Ｓ３で設定された切り込み量に対する実際の研削量の変
化率が求められる。この変化率を用いて、ステップＳ７
においてワークに対する切り込み量が決定される。すな
わち、変化率が例えば、プラス１０％である場合には、
あらかじめ設定された切り込み量に対して、１０％を減
じた値が新たな実際の切り込み量として決定されて、ワ
ーキングメモリ３３に記憶される。そして、ステップＳ
８において、決定された切り込み量に基づいて、ワーク
Ｗの研削が実行される。

【００２８】なお、前記ステップＳ２のドレッシングは
毎回行う必要なく、回転砥石１７の研削機能が低下した
ときにのみ行われ、通常は、このステップＳ２はスキッ
プされる。また、ダミーワークＤの計測や研削をひとつ
のワークＷの研削ごとに行う必要はなく、例えば、複数
のワークＷを研削するごとに行えばよい。従って、ステ
ップＳ１〜Ｓ７の処理は、複数ワークＷの加工が行われ
るごと、あるいは、ワークＷの形状や種類が変更される
ごと、複数ワークＷの加工がおこなわれるごとに実行さ
れればよい。

【００２９】以上のようにしたこの実施形態においては
以下の効果を発揮する。 ・ ワークＷの研削加工に際して、その研削加工前に、
ダミーワークＤを研削加工して、ダミーワークＤに対す
る切り込み量と実際の研削量との相違を取得できる。そ
して、この相違、実施形態では変化率に従って、ワーク
Ｗに対する切り込み量が設定される。このため、高精度
加工が可能になるとともに、計測と追加修正研削とを繰
り返す必要がなく、加工効率を向上できる。

【００３０】・ コラム１２上に計測器３０が設けられ
ているため、ダミーワークＤやワークＷの計測を手動で
行う必要がなく、作業効率アップに寄与できる。 ・ 前記回転砥石１７によるダミーワークＤに対する研
削量をもとにしてワークＷに対する切り込み量が制御装
置３１により決定されるため、前記と同様に作業効率ア
ップに寄与できる。

【００３１】・ ダミーワークＤとして、ワークＷと同
じ材質のものを用いられるため、ワークＷと同じ条件で
ダミーワークＤに対する試し研削を行うことができる。
従って、ダミーワークＤとワークＷとの性質の違いによ
る研削条件の係数等を設定する必要がなく、高精度研削
と高効率研削に寄与できる。

【００３２】（変更例）なお、この発明は前記実施形態
に限定されるものではなく、次のように変更して具体化
することも可能である。

【００３３】・ 前記実施形態では、ダミーワークＤ及
びワークＷの上面の計測をコラム１２に支持された計測
器３０を用いたが、計測器３０を用いることなく、手動
で計測すること。この場合には、計測結果をキーボード
等で手動入力する必要がある。

【００３４】・ 前記実施形態では、ダミーワークＤと
してワークＷと同じ材質のものを用いたが、別の材質の
ものを用いること。ただし、この場合は、ワークＷ及び
ダミーワークＤの材質に応じた係数を考慮して、研削量
や切り込み量を決定する必要がある。

【００３５】・ 前記実施形態では、切り込み量の決定
にあたって、変化率を用いたが、ダミーワークＤとワー
クＷとが同じ材質で、かつ切り込み量が同じであれば、
変化量、つまりステップＳ１における設定値とステップ
Ｓ３における計測値との差を用いること。

【００３６】・ この実施形態を研削盤以外の工作機
械、例えば切削刃によりワークＷの上面を切削する切削
装置において具体化すること。 （他の技術的思想）前記実施形態から把握される請求項
以外の技術的思想は以下の通りである。

【００３７】（１） ワークを支持するようにしたワー
クテーブルと、そのワークテーブル上のワークに対して
研削加工を施すための回転砥石とを備えた工作機械にお
いて、ダミーワークを研削可能な位置に設置するための
ダミーワーク設置手段を前記ワークテーブル上に設けた
ことを特徴とする研削盤。

【００３８】（２） 前記（１）項において、ダミーワ
ーク及びワークに対する研削量を計測するための計測手
段を設けたことを特徴とする研削盤。 （３） 前記（１）項において、ダミーワーク及びワー
クの高さを計測するための計測手段を設けたことを特徴
とする研削盤。

【００３９】（４） 前記（１）〜（３）項のいずれか
において、前記回転砥石によるダミーワークに対する研
削量をもとにしてワークに対する切り込み量を決定する
ための決定手段を設けたことを特徴とする研削盤。

【００４０】（５） 前記（４）項において、前記回転
砥石によるダミーワークの切り込み量を設定する設定手
段を設け、その設定手段により設定された切り込み量
と、実際の研削量との相違に基づいて前記決定手段がワ
ークに対する切り込み量を決定することを特徴とした研
削盤。

【００４１】（６） ワークを支持するようにしたワー
クテーブルと、そのワークテーブル上のワークに対して
研削加工を施すための回転砥石とを備えた研削盤におい
て、前記回転砥石によりダミーワークを研削して、その
ダミーワークに対する研削量を計測し、計測された研削
量をもとにしてワークに対する切り込み量を決定するこ
とを特徴とした研削方法。

【００４２】（７） 前記（６）項において、研削盤が
回転砥石をドレスするためのドレッサを備え、ダミーワ
ークに対する研削をドレス後に行うことを特徴とした研
削方法。

【００４３】（８） 前記（６）または（７）項におい
て、ダミーワークとして、ワークと同じ材質のものを用
いることを特徴とした研削方法。

【００４４】

【発明の効果】以上、実施形態で例示したように、この
発明においては、研削加工を効率よく遂行できるととも
に、高精度加工を達成できるという優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 研削盤の正面図。

【図２】 同じく側面図。

【図３】 回転砥石とワーク等との関係を示す簡略正面
図。

【図４】 回転砥石とドレッサとの関係を示す簡略側面
図。

【図５】 電気的構成を示すブロック図。

【図６】 動作を示すフローチャート。

【符号の説明】

１７…工具としての回転砥石、１８ａ…計測手段を構成
するエンコーダ、２０…テーブル、２６…ドレッサ、３
０…計測手段を構成する計測器、３１…計測手段，設定
手段及び決定手段を構成する制御装置、３２…計測手
段，設定手段及び決定手段を構成するプログラムメモ
リ、３３…計測手段，設定手段及び決定手段を構成する
ワーキングメモリ、４３…ダミーワーク設置手段を構成
するバイス、Ｄ…ダミーワーク、Ｗワーク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C034 AA07 BB73 BB91 CA03 CB01 3C043 BA01 BA12 BA18 CC03 3C047 AA05 AA16

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを支持するようにしたワークテー
   ブルと、そのワークテーブル上のワークに対して加工を
   施すための工具とを備えた工作機械において、 ダミーワークを加工可能な位置に設置するためのダミー
   ワーク設置手段を前記ワークテーブル上に設けたことを
   特徴とする工作機械。
2. 【請求項２】 請求項１において、 ダミーワーク及びワークに対する加工量を計測するため
   の計測手段を設けたことを特徴とする工作機械。
3. 【請求項３】 請求項１において、 ダミーワーク及びワークの高さを計測するための計測手
   段を設けたことを特徴とする工作機械。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記工具によるダミーワークに対する加工量をもとにし
   てワークに対する切り込み量を決定するための決定手段
   を設けたことを特徴とする工作機械。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前記工具によるダミーワークの切り込み量を設定する設
   定手段を設け、その設定手段により設定された切り込み
   量と、実際の加工量との相違に基づいて前記決定手段が
   ワークに対する切り込み量を決定することを特徴とした
   工作機械。
6. 【請求項６】 ワークを支持するようにしたワークテー
   ブルと、そのワークテーブル上のワークに対して加工を
   施すための工具とを備えた工作機械において、 前記工具によりダミーワークを加工して、そのダミーワ
   ークに対する加工量を計測し、計測された加工量をもと
   にしてワークに対する切り込み量を決定することを特徴
   とした加工方法。
7. 【請求項７】 請求項６において、 工作機械が工具をドレスするためのドレッサを備え、 ダミーワークに対する加工をドレス後に行うことを特徴
   とした加工方法。
8. 【請求項８】 請求項６または７において、 ダミーワークとして、ワークと同じ材質のものを用いる
   ことを特徴とした加工方法。