JP3649037B2

JP3649037B2 - 複合研削盤

Info

Publication number: JP3649037B2
Application number: JP10618299A
Authority: JP
Inventors: 良平向井; 守勝田; 五朗寺原; 知彦山口; 昭一佐野; 一夫町田
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1999-04-14
Filing date: 1999-04-14
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2019-04-14
Also published as: EP1044764A3; US6409573B1; DE60021135D1; EP1044764B1; DE60021135T2; EP1044764A2; JP2000296444A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転支持されるワークの軸方向における複数の加工個所を、ワークの軸方向及び径方向に独立して送り制御可能な一対の回転砥石が協働して順次加工するようにした複合研削盤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の複合研削盤、とりわけクランクシャフト加工用のそれは、各々が回転砥石を有し回転支持されたワークとしてのクランクシャフトの軸方向及び径方向に独立して数値制御可能な一対の砥石台を備える。一対の砥石台は、数値制御装置に設定された加工プログラムに従って複数の加工すべきクランクピンを分担し、クランクピンを同時に２個所づづ能率良く研削するように制御される。
研削加工の間、クランクシャフトはジャーナルの軸心を中心として回転され、クランクピンをジャーナルの周りに周回運動する。砥石台は、クランクピンの周回運動における角度位置の変化に追隋して進退されるようにその進退送りがクランクシャフトの回転と同期される。
【０００３】
一般に、クランクシャフトは、研削完了個所の面精度を向上するために、研削加工の後、ラップ加工が施され、その後完成品として例えば自動車用内燃機関のシリンダブロックに組み付けされる。ラップ加工は、研削盤とは別の機械において、テープ状のサンドぺーパ又はポリシングフィルムを研削加工面に磨り当てて行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、従来における研削加工とラップ加工とは異なる加工機により行われるため、両工程間でのクランクシャフトの搬送、ラップ機械上での位置決め等の無駄な非加工時間を費やし、加工能率が悪い。また、ラップ加工は、サンドペーパやポリシングフィルムの消耗が激しく、ペーパ或いはフィルムの切断などの問題を伴い、加工方法自体が高能率加工とは云えない。
従って、本発明の主たる目的は、従来における研削加工とラップ加工との分割工程加工に付随する問題を解消することにある。
【０００５】
さらに、従来のラップ加工は、面粗さを向上できるが、ペーパ又はフィルムとクランクピンの相対位置を幾何学的に精密に制御せずに単にペーパ又はフィルムをフローチング機構を介してクランクピンに押し付ける機構であるので、前工程の研削加工により一旦高い真円度及び円筒度に加工したクランクピンの幾何学的精度を劣化してしまう問題も生じている。
従って、本発明の他の目的は、研削加工後のラップ加工による研削加工で達成した加工個所の幾何学精度の劣化を防止することにある。
本発明の他の目的は、ワーク上の複数の加工個所を能率よく研削及び超仕上げ加工できるようにすることにある。
【０００６】
本発明の別の目的は、研削加工における研削砥石と加工個所の機械的接触に起因するワークの撓み、ワーク及び機械の振動等の悪影響が研削済加工個所の最終仕上げ加工に波及しないようにすることにある。
本発明の付加的な目的は、相対的に大きな負荷を伴う研削加工においてはワークの撓みを生じさせないで高能率研削ができるようにし、一方相対的に小さな負荷を伴う最終仕上げ加工においては研削済みの加工面が最終仕上げ工具との接触以外に他の機械的要素との「こすり」を生じさせずに高精度な最終仕上げ加工を可能にすることにある。
【０００７】
本発明のさらに別の目的は、研削加工においては十分な量の研削液を研削点に供給して研削面の焼けを防止する一方、超仕上げ加工においては、研削点へ供給される研削液が生起する動圧効果を排除して高い仕上げ面精度を得ることにある。
本発明のさらに別の目的は、ワークであるクランクシャフト上の複数のジャーナルと複数のクランクピンを加工機への１回の取り付けにより、能率よく研削及び超仕上げできるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の複合研削盤は、軸方向に配置された複数の加工個所を有するワークをベッド上で回転自在に支持するワーク支持装置と、前記ベッド上の同一経路上に沿う一方端及び他方端をそれぞれ起点とし互いに相手側に向かって前記経路上をワークの軸線方向に移動可能に案内されかつ前記ワーク軸線を横切る方向に前記ワークに対し進退可能な第１及び第２砥石台と、これら第１及び第２砥石台にそれぞれ回転可能に支持された一対の砥石と、数値制御装置により制御され前記第１及び第２砥石台の各々を独立して前記軸線方向及びこれを横切る方向に送り制御可能な送り装置とからなる研削盤において、前記第１砥石台に支持される砥石は前記ワークの加工個所を研削する研削砥石とし、前記第２砥石台に支持される砥石は前記第１砥石台の研削砥石により研削されたワークの加工個所を超仕上げする超仕上げ砥石とし、前記数値制御装置は、前記第１砥石台が加工すべき全ての加工個所のうち前記第２砥石台の起点に近い加工個所を最初に研削した後、前記第１砥石台の起点に戻る過程において残りの加工個所を順次研削加工すると共に、前記第２砥石台が前記第１砥石台の起点に向かって移動する過程において前記第１砥石台により研削加工済の加工個所をこの加工個所の研削加工と並行して順次超仕上げするように前記送り装置を制御すべくプログラムされていることを特徴とする。
【０００９】
両加工を単一機械上でワーク支持装置に対するワークの支持状態を変えずに実行することにより、両工程間でのワークの搬送を不要とするものである。この場合、砥石の先端加工部のワークに対する位置を精密に送り制御可能な第２砥石台と共に変移させ、これにより第１砥石台の研削砥石により精密に仕上げられた加工個所の真円度や円筒度などの幾何学的形状を劣化せずに加工個所の面粗さを向上する加工を進行できる。好適には、研削砥石及び超仕上げ砥石は、砥石寿命の長いＣＢＮ砥粒やダイヤモンド砥粒等を砥粒層とするものが使用される。また、研削砥石及び超仕上げ砥石は、第１及び第２砥石台の隣接面部に配置することが好ましい。
【００１０】
また、複数の加工個所の少なくとも一部について、研削と超仕上げを並行動作させて、ワーク１本当たりの加工時間を短縮する。好ましくは、第１砥石台が第２砥石台の起点に最も近い加工個所から研削を開始するようにされ、この場合第２砥石台の起点側から自己の起点側へ戻る過程において第１砥石台は全ての加工個所を研削でき、第２砥石台はこの第１砥石台の動きに追従して第１砥石台の起点側へ移動する過程において全ての研削済個所を超仕上げでき、研削と超仕上げに要する時間は最短となる。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、さらに、１つの未加工個所と１つの研削済個所を並行して研削及び超仕上げし、かつ超仕上げは、前記未加工個所について粗研削が終了した後の精研削と並行して同時に実行するようにしたことを特徴とする。超仕上げを加工条件の厳しい粗研削と並行動作させずに加工条件の緩やかな精研削と並行させることにより、超仕上げ中に粗研削を並行して実行する場合に生じる振動とか撓みによる超仕上げへの悪影響を排除するようにしたものである。加工時間を短縮する観点では、隣接する２つの加工個所の研削と超仕上げを並行させ、この並行動作を第１砥石台の起点に向か方向の未加工個所と研削済個所との各組について順次実行することが望ましい。本発明における「精研削」とは、研削加工の最終切込み研削工程でもよいし、この最終切込み研削工程と粗研削工程との中間工程でもよい。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、各加工個所の研削を完了する時点で各加工個所と研削砥石との相対位置を記憶させるようにし、各加工個所の超仕上げを開始する際にこの加工個所について先に記憶した研削完了時点での位置情報に基づいて、超仕上げ砥石をその加工個所に対する超仕上げ加工開始位置へ精密に位置決めるようにしたことを特徴とする。各加工個所の研削終了時の工具位置情報に基づいて砥石の超仕上げ加工開始位置を確定し、超仕上げ砥石の研削済の加工面に対する微小な切り込みを正確に与えるようにしている。例えば、クランクシャフトのように剛性が小さく回転方向に顕著な異方性示すワークの砥石による超仕上げの場合では、正確な微小切り込みの設定が困難であるが、本発明はこの課題を解決するものである。また、この解決手段により、超仕上げ時に各加工個所の研削終了面に対し超仕上げ砥石を適切な切り込み速度で接触させるのに要する所謂空切り込み時間を短縮し、加工能率を向上するようにしている。
【００１３】
研削終了時点の砥石の位置は、典型的には、砥石台の送り装置を構成する位置検出手段としてのアブソリュートエンコーダの出力を抽出することにより行えるが、砥石の先端位置を光学的或いは磁気的に検出する手段によっても検出可能である。研削終了時の砥石或いは砥石台の位置情報に基づく超仕上げ開始時の超仕上げ砥石の位置決め位置は、研削砥石と超仕上げ砥石の直径差及びワークの径方向における機械原点、例えばワークの回転軸線を原点とするＸ座標系における研削砥石台と超仕上げ砥石台との位置誤差等を勘案して演算される。この演算処理は、数値制御装置により研削終了時点で砥石又は砥石台の位置を抽出した直後に実行してもよいし、超仕上げを開始する直前で実行してもよい。
【００１４】
ワークとの摩擦による砥石の消耗及び加工作用面を再生するツルーイングによる砥石の消耗は、砥石面との直接或いは間接接触による公知の検出手段により可能であるが、高い検出分解能が要求される場合では、そのように検出された見かけ直径と実際の直径との誤差が無視できない程度のものとなる。数値制御装置による砥石の見かけ直径に起因する誤差を小さくして正確な超仕上げ開始位置を算出する観点で云えば、長い寿命の間砥石径の減少が小さい超砥粒砥石を使用することが好ましい。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、第１砥石台により各加工個所を少なくとも粗研削するときはレスト装置によりワークを研削砥石と対抗する方向に支持させ、一方超仕上げ砥石によりワークを超仕上げするときには少なくともこの超仕上げの最終段階、具体的には最終スパークアウトの実行中はレスト装置によりワークを支持させないことを特徴とする。超仕上げの最終段階でワークとレストとの機械摩擦を無くすことにより、両者の摩擦が起因するビビリ振動を排除し、加工個所の超仕上げ面粗さの劣化を防止する。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れかの発明を、Ｃ−Ｘ制御方式のクランクピン研削盤に適用し、前記ワークをクランクシャフトとし、ワーク支持装置にはクランクシャフトをそのジャーナルを中心として回転してクランクピンをジャーナルの周りに周回運動するように支持し、研削及びその後の超仕上げの際には、加工すべきクランクピンの周回運動位相角度に対応して研削砥石台及び超仕上げ砥石台の進退送りを同期制御するようにしたものである。
【００１７】
各クランクピンを最初研削砥石を用いて研削し、次に超仕上げ砥石を用いて超仕上げする。研削及び超仕上げの間、クランクシャフトの回転と各砥石台の進退送りとを同期制御する。両加工の間を通じて、ワーク支持装置に対するクランクシャフトの支持を不変に維持することにより、研削で仕上げられたクランクピンの面に対し微小量だけ精密に切り込み可能とする。好ましくは、各クランクピンを研削した直後に、そのクランクピンを超仕上げし、また研削終了時の研削砥石の位置を記憶しておき、この位置データに基づいて超仕上げを開始する際に超仕上げ砥石の位置決めする。更に好ましくは、レスト装置によりクランクシャフトの撓みを防止した状態で取代が大きく加工条件がきつい研削を行い、取代が小さい超仕上げは少なくともその最終段階をクランクシャフトとレスト装置との機械的接触を無くした状態で行い、この機械的接触が超仕上げ面の最終面粗さに悪影響しないようにする。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、加工条件が厳しい研削時には、多量のクーラントを研削砥石と加工個所との研削点に供給し、高い面精度が要求される超仕上げ加工時には、加工個所に少量のクーラントを供給してこの加工個所を冷却すると共に超仕上げ砥石に潤滑剤としてオイルミストを吹き付けるようにしたことを特徴とする。超仕上げ加工時のクーラント量を減らすことにより、ビビリ振動の発生を防止し、研削個所と超仕上げ砥石間にクーラントが巻き込まれる結果として生じる動圧の発生も防止し、超仕上げ面の一層の向上を図るようにしている。好ましくは、請求項６に記載されるように、フィルタを使用して超仕上げ加工の間加工個所を冷却するクーラントへの異物の混入を防止し、このクーラントの供給量を研削加工の間前記研削点に向けて供給するクーラントの供給量の１／１０以下とする。これにより、前述したビビリ振動や動圧の発生をより積極的に排除する一方、超仕上げ面にスクラッチ傷が形成されることを防止するものである。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、ワークがクランクシャフトである場合、全てのクランクピンの研削及び超仕上げの前又は後に、全てのジャーナルを研削及び超仕上げするようにしたことを特徴とする。１台の加工機により、クランクシャフト上のジャーナル及びクランクピンを１回の取り付けにより研削及び超仕上げ可能として加工精度向上と加工能率向上をより一層向上させている。好ましくは、ジャーナルの研削及び超仕上げは、ワーク主軸の回転角制御を伴う複雑な制御を必要とするクランクピンの研削及び超仕上げに先立って行うことがより高度なクランクピンの最終加工精度を得る上で望ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明をクランクピン加工用の複合研削盤に適用した実施の形態を示し、ベッド１上にはその長手左右方向（Ｚ軸方向）のＺ軸案内レール２上に研削砥石台（第１砥石台）８を載置する左側テーブル６が送りねじ３により摺動自在に設けられ、それと同列にベッド１上の長手左右方向に超仕上げ砥石台（第２砥石台）９を載置する右側テーブル７が送りねじ４により摺動自在に設けられている。左右のテーブル６、７には、それぞれ研削砥石１４及び超仕上げ砥石１５を回転自在に支持する一対の研削砥石台８及び超仕上げ砥石台９が後述するワークＷの径方向、より厳密に云えば前記Ｚ軸方向と直交する前後方向（Ｘ軸方向）にそれぞれの送りねじ１２、１３により摺動自在に設けられている。
【００２１】
前記砥石台８、９の前方で長手方向に離間して主軸台１７、心押台１８が設置され、その間にワークであるクランクシャフトＷを左右一対のセンターにより支持している。主軸台１８にはワーク回転駆動用のＣ軸サーボモータ１９が設けられ、チャック２０によりクランクシャフトＷの軸端を把持して回転駆動でき、その回転位置はモータ１９の後端に設けたエンコーダ１９Ｅにより検出され、一方心押台１８はそのセンターによりクランクシャフトＷの軸芯を押圧支持するように構成されている。
【００２２】
前記各送りネジ３、４、１２、１３は、後述する数値制御装置により制御されるエンコーダ付サーボモータにより回転駆動される。すなわち、研削砥石台８を載置する左側テーブル６をＺ軸方向に移動するための送りねじ３の左端部にはエンコーダ２５Ｅ付きのサーボモータ２５が設けられ、超仕上げ砥石台９を載置する右側テーブル７のための送りねじ４の右端部にはエンコーダ２６Ｅ付きのサーボモータ２６が設けられている。また、左右のそれぞれのテーブル６、７上には、砥石台８、９の前後方向（Ｘ軸方向）摺動用の送りねじ１２、１３の端部にエンコーダ２７Ｅ、２８Ｅ付きサーボモータ２７、２８が設けられている。砥石台８、９は、互いに隣接する側において、それぞれに内臓した図略のビルトインモータにより研削砥石１４及び超仕上げ砥石１５を回転駆動できるように支持している。
【００２３】
両砥石１４、１５は、円盤状基板の外周に厚さ５〜１０ｍｍ程度の超砥粒層を接着してなるもので、超砥粒層はダイヤモンド、好適にはＣＢＮ砥粒を例えばビトリファイドボンドで結合してなる。研削砥石１４の砥粒層が含むＣＢＮ砥粒の平均粒度は＃８０〜１２０程度、超仕上げ砥石１５の砥粒層が含むＣＢＮ砥粒の平均粒度は＃４００〜６００程度が好ましい。
【００２４】
レスト装置３０がワークＷを挟んで砥石台８、９と反対側のベッド１上に配置されている。レスト装置３０は、レストベース３１上でＺ方向にレストヘッド３２を割り出し移動する送りねじ３３及びエンコーダ付サーボモータ３４と、レストヘッド３２にＸ方向に案内されたレストシュー３５をワークＷの径方向に進退するエンコーダ付サーボモータ３６とにより構成される。レストシュー３５は、研削時において、例示される４気筒用クランクシャフトの場合、中央の３つ、つまり心押台１８側から２〜４番目のジャーナルＪ２、Ｊ３、Ｊ４と対向する位置へサーボモータ３４により選択的に割り出され、この割り出し位置でサーボモータ３６により前進されてジャーナルに接触し、クランクシャフトＷの撓みを防止する。
【００２５】
本発明の実施例に係る複合研削盤の概略の構成は以上のようになっており、ワークであるクランクシャフトＷを主軸台１７と心押し台１８との間に支持し、研削時には左側テーブル６をサーボモータ２５により研削砥石１４がクランクピンＰ１〜Ｐ４と順次整列する位置に割出す。次に主軸台１７のサーボモータ１９を回転しクランクシャフトＷを回転させる。その際クランクシャフトＷはそのジャーナルの軸芯上で回転されるので、加工箇所であるクランクピンはジャーナルの周りに周回運動する。そして、研削砥石台８をサーボモータ２７により前進させる。その際、加工箇所であるクランクピンは周回運動しているので、制御手段により主軸サーボモータ１９の回転と同期させて砥石台８を前後動させながら研削砥石１４により研削加工を行う。この同期運動に重合してサーボモータ２７により切込み前進運動を与え、徐々に最終仕上げ寸法に仕上げるように作動する。
【００２６】
本発明の特徴の１つとして、このような研削加工は、最初に超仕上砥石台９側に最も近い第１ピンＰ１に対し研削砥石１４を整列する位置で実行され、その後は左側テーブル６をその左右送り方向の左端にある原位置、つまり起点へ向かって図１の左方へ移動する過程において、研削砥石１４を第２ピンＰ２、第３ピンＰ３及び第４ピンＰ４と選択的に順次整列させた状態で実行され、左側テーブル６が超仕上砥石台９の図１に示す左右割り出し原位置（起点）側から自己の原位置へ復帰する過程において全てのクランクピンＰ１〜Ｐ４を研削するようにしている。研削砥石１４により全てのクランクピンＰ１〜Ｐ４を順次研削加工した後、左側テーブル６が左右割り出しの起点つまり左端原位置へ戻される。この原位置復帰状態では、研削砥石１４は、超仕上げ砥石１５とジャーナルＪ５との整列を許容する位置で待機する。
【００２７】
超仕上げ加工は、第１ピンＰ１の研削が終了し、研削砥石１４が第２ピンＰ２に整列するように左側テーブル６が割り出される時、図１の左右割り出し原位置を離れ、超仕上げ砥石１５を研削済の第１ピンＰ１に整列するようにサーボモータ２６により右側テーブル７を割り出すことにより開始される。その後、左側テーブル６が研削砥石１４を第３ピンＰ３、第４ピンＰ４と整列する位置に順次割り出される時、右側テーブル７は左側テーブル６の割り出し動作に追随して超仕上砥石１５を第２ピンＰ２、第３ピンＰ３と整列するように順次割り出され、そして左側テーブル６が左右割り出しの起点に復帰して研削砥石１４をチャック２０又は主軸台１７の背面と対面させる時、右側テーブル７は超仕上げ砥石１５を第４ピンＰ４と整列する位置に割り出される。右側テーブル７の各割り出し位置において、サーボモータ２８により超仕上げ砥石台９が前進され、このときサーボモータ２８は、超仕上げ開始位置からサーボモータ１９の回転に同期して正逆転駆動されながら砥石台９を切込み前進し、クランクピンを徐々に最終仕上げ寸法に仕上げるように動作する。第４ピンＰ４の超仕上げを終了すると、右側テーブル７は、図１に示す左右割り出しの起点に復帰する。
【００２８】
また、図２に示すように、本実施の態様における複合研削盤には、定寸装置４０が研削砥石台８上に載置されている。この定寸装置４０は、研削加工中の旋回するクランクピンＰに絶えず接触しながら追従して寸法測定を行う形式の公知の追従式定寸装置（例えば、イタリア、マーポス社製）である。砥石台８上の支持部材４１に枢支され研削砥石１４の前方に延びる第１アーム４２の先端に第２アーム４３が枢支され、更に第２アーム４３の先端に約直角に採寸用の測定棒４４が固定されている。測定棒４４は、その下端に固定されてクランクピンＰの外周に接触するＶブロック４５と、その中心に進退自在に設けられたプローブ４６とからなる測定ヘッドを有し、この測定ヘッドはプローブ４６の前進後退を検出して電気信号として出力する構造である。Ｖブロック４５の先端にはガイド部材４７が固定されており、Ｖブロック４５がクランクピンPに係合するためのガイドの役目をしている。
【００２９】
砥石台８上には、第１アーム４２と一体の操作片５０と当接して測定棒４４を休止位置（２点鎖線位置）と測定位置（実線位置）とに移動するためにの油圧シリンダ５１からなる作動装置が設けられている。第１アーム４２の先端部下面から前方に突出する支持片５２の突起５３は、休止位置において第２アーム４３の下面に当接してを第２アーム４３を水平に保持するように働く。２点鎖線の休止位置から、油圧シリンダ５１のピストン５１ａを戻すことにより測定棒４４が徐々に降下し、先ずガイド部材４７がクランクピンＰに接触し、ガイド部材４７に沿ってクランクピンＰがＶブロック４５に係合するようになっており、その時点では第２アーム４３は支持片５２の突起５３から離れて自由に回動できるようになっている。
【００３０】
次に、実施の態様の複合研削盤を制御する制御システムについて図３を参照して説明する。本制御システムは、数値制御装置６０を備え、数値制御装置６０は、第１ＣＰＵ６１及び第２ＣＰＵ６２、ＲＯＭ６３、ＲＡＭ６４ををバス６５を介して相互に接続して構成されている。第１ＣＰＵ６１は、インターフェース６６を介し、駆動ユニット６７のＸ軸サーボモータ制御回路ＤＵＸ、Ｚ軸サーボモータ制御回路ＤＵＺ及びレスト装置３０を制御するＳ軸サーボモータ制御回路ＤＵＳとＴ軸サーボモータ制御回路ＤＵＴに接続されている。これらサーボモータ制御回路ＤＵＸ、ＤＵＺ、ＤＵＳ及びＤＵＴは、対応するサーボモータ２７、２５、３４及び３６を駆動し、これらサーボモータのエンコーダ２７Ｅ、２５Ｅ、３４Ｅ及び３６Ｅからそれぞれ帰還信号を受けるように接続されている。
【００３１】
また、第２ＣＰＵ６２には、インターフェース６８を介して、駆動ユニット６９のＵ軸、Ｖ軸及びＣ軸サーボモータ制御回路ＤＵＵ、ＤＵＶ及ＤＵＣと接続され、これらサーボモータ制御回路は、超仕上砥石台送り用及び主軸駆動用サーボモータ２８、２６、及び１９を駆動し、これらサーボモータのエンコーダ２８Ｅ、２６Ｅ及び１９Ｅからそれぞれ帰還信号を受けるように接続されている。第１ＣＰＵ６１と第２ＣＰＵ６２とは主従の関係にあり、第２ＣＰＵ６２は第１ＣＰＵ６１からの支配下で動作する。
【００３２】
上記バス６５には、インターフェース７１を介して、ＣＲＴ７２及びテンキー７３等を備えた入出力装置７４が接続されている。ＲＯＭ６３には、システム制御プログラムなどが記億され、ＲＡＭ６４には加工制御プログラムなどが記憶されている。更に数値制御装置６０の他に、バス６５にはシーケンスコントローラ７６がインターフェース７７を介して接続され、研削砥石台８に設けられた定寸装置４０の測定ヘッドがＡ−Ｄ変換器を含むインターフェース７８を介して接続されている。
【００３３】
次に、本発明の特徴である具体的制御方式について、その制御ステップを示すＲＯＭ６３に記憶された図４のフローチャートに沿って説明する。このフローチャートによる制御を具現するシステム制御プログラムは、主として第１ＣＰＵ６１が実行し、第２ＣＰＵ６２が担当すべき処理は、その処理の実行を第１ＣＰＵ６１が第２ＣＰＵ６２に対し指示するようになっているが、以下の説明では、説明の便宜上各ＣＰＵ６１、６２とそれらが担当する処理の分担についての詳細な記述は省略する。
【００３４】
先ず、オペレータ等により入力される加工開始命令により、加工開始条件がＯＫかどうかチェックされ（ステップ８１）、ＯＫのときＲＡＭ６４内に形成された加工順位カウンタＮが初期値”１”にセットされる（ステップ８２）。次に、テーブル割出しが実行される（ステップ８３）。ＲＡＭ６４には図６に示す割り出し位置記憶テーブルＩＰＭＴが形成され、加工順位Ｎが特定される場合に研削及び超仕上げすべきクランクピン及びレスト装置３０が支持すべきジャーナルがテンキー７３を用いてオペレータにより予め指定されている。この場合、加工順位Ｎが”１”であるので、サーボモータ２５が動作され、研削砥石１４を超仕上げ砥石１５側に最も近い第１ピンＰ１と整列する位置にテーブル６が割り出される。（図８（Ａ）参照）
【００３５】
割り出し位置記憶テーブルＩＰＭＴは、順位Ｎ１において超仕上砥石１５を原位置Ｒgに指定しているが、右側テーブル７は既に原位置に位置決めされているので、左側テーブル６のみが上述のように割り出される。同時に、レストヘッド３２がサーボモータ３４の動作により左右送りされ、割り出し位置記憶テーブルＩＰＭＴの順位Ｎ１に指定される第２ジャーナルＪ２に対しレストシュー３５が整列される。レストヘッド３２の左右割り出し完了において、サーボモータ３６が動作され、レストシュー３５が図９において破線で示すようにワークＷに向かって早送り前進される（ステップ８４）。この前進送り量は、レストシュー３５がジャーナルＪ２と若干の隙間を有した位置で停止されるように予め設定されている。本実施の形態においては、全てのジャーナルＪ１〜Ｊ５はクランクピンの加工に先立って研削砥石１４により研削されているか、或いは本研削盤とは別の例えばマルチホイール研削盤により研削済である。
【００３６】
レストシュー３５は、さらに遅い送り速度で前進され、研削済のジャーナルＪ２の表面に軽く接触する位置で停止される。このような接触位置でのレストシュー３５の停止は、例えば、ＡＥセンサー、振動センサーなどの公知の検出器を使用し、この検出器からの信号を利用して行われる。続いて、サーボモータ１９が動作され、第１ピンＰ１が図１０の（イ）の位置として示す砥石側に最も接近する水平の加工開始位置へ割り出される（ステップ８５）。
【００３７】
次に、加工順位Ｎが判別される（ステップ８６）。この場合、加工順位Ｎは”１”であるので、研削サイクルのみが実行される（ステップ８７）。この研削サイクル自体は公知であり、このサイクルにおいては、図９にて実線で示すように、早送り、粗研削送り、所定時間又はワークが所定回数回転する間の中間スパークアウト、精研削送り、同じく所定時間又はワークが所定回数回転する間の最終スパークアウト及び早戻しを順次実行するように、研削砥石台８のプランジ研削動作がサーボモータ２７により制御される。
【００３８】
粗研削においては、サーボモータ１９とサーボモータ２７が図１０に示すプロファイルデータＰＦＤ従って同期制御される。このプロファイルデータＰＦＤは、クランクピンＰの加工開始位置（イ）からの回転角（Θｎ）に対する砥石台８のワーク回転軸線からの位置（ＸΘ）を例えばワーク回転角０．５度毎に定めたもので、ＲＡＭ６４に予め登録されている。研削砥石台８用のサーボモータ２７は、プロファイルデータＰＦＤに基づく進退運動に対し、図９に示す粗研削送り、つまりクランクピンＰ２に対する研削砥石１４の切り込みが重合され、これにより研削砥石１４は、クランクピンＰ２の周回運動に伴って進退されながら徐々に切り込み前進される。
【００３９】
この粗研削工程の途中において、図２に示す定寸装置４０のシリンダ５１がピストンロッド５１ａを後退してＶヤゲン４５を第１ピンＰ１に係合し測定を開始する。この測定開始司令は、シーケンスコントローラ７６からの信号により実行される。この定寸装置の測定位置への動作は、図１０の（ロ）の位置からクランクピンＰが旋回下降し下降端に到達する間にＶヤゲン４５をクランクピンＰに追跡させるように行われる。この場合、Ｖヤゲン４５がクランクピンＰにより正確に係合できるようにするため、ワークＷの回転速度を低下しても良い。或いは、クランクピンＰを図１０の（ロ）の位相に一旦停止した状態で、Ｖヤゲン４５の測定位置前進動作を実行させてもよい。
【００４０】
このようにして、第１ピンＰ１の粗研削が進められ、この間測定ヘッドは、第１ピンＰ１の寸法を監視する。第１ピンＰ１が所定寸法まで研削されると、測定ヘッドは定寸１段信号を発し、これに応答して研削砥石台８の切り込み前進が停止され、クランクピンＰ２の周回運動に応じて砥石台８の進退運動が継続される状態で中間スパークアウト（零切り込み）研削がワークが所定回数回転する間継続され、これにより第１ピンＰ１は粗研削が終了して真円にされる。次に、精研削送りが実行され、研削砥石台８は粗研削送り速度よりも遅い切り込み速度で切り込み前進され、この切り込み送りがプロファイルデータＰＦＤに基づく進退運動に重合され、これにより第１ピンＰ１はより遅い研削速度で仕上研削される。なお、研削加工におけるクランクピンＰの取代は、直径で例えば、０．６〜１．２ｍｍ程度である。
【００４１】
第１ピンＰ１が所定の仕上寸法に到達すると、測定ヘッドから発せられる定寸２段信号に応答して精研削送りが停止されて最終スパークアウト研削が行われる。また、この定寸２段信号に応答して、レストシュー３５は、後退されてジャーナルとの支持係合から離脱される。最終スパークアウト研削は、ワークＷが所定回数回転する間実行され、第１ピンＰ１が所定の周回運動位相、例えば、図１０の加工開始位置（イ）に復帰する時の砥石台８の位置がその時点におけるエンコーダ２７Ｅの出力を抽出することにより検出され、ＲＡＭ６４内に形成される図７の砥石位置記憶テーブルＷＰＭＴの加工順位Ｎ１の記憶位置に”Ｄ１”として記憶される。本発明の特徴の１つは、各クランクピンＰの研削を終了する毎に、その終了時点、つまり本実施例のように最終スパークアウト状態における砥石台８の位置”Ｄｎ”を記憶し、この位置情報に基づいて後述する超仕上げ加工における超仕上げ砥石１５の超仕上げ加工開始位置を決定するようにしたことにある。
【００４２】
最終スパークアウト研削及びその時点における砥石台８の位置記憶処理を終了すると、図２のシリンダ５１が逆動作されて定寸装置４０が破線で示す休止位置へ戻される一方、砥石台８はサーボモータ２７により早送り速度でワークＷから離れるように後退され、同時にサーボモータ１９も停止されてワークＷの回転が停止される。砥石台８が後退端に到達すると、加工順位カウンタＮに”１”を加算（ステップ８８）してステップ８３に復帰し、ステップ８３〜ステップ８６の処理を上述したように繰り返す。従って、続く加工順位Ｎ２では、図６の割り出し位置記憶テーブルIＰＭＴを参照して、研削砥石１４を第２ピンＰ２と整列するようにサーボモータ２５により左側テーブル６が割り出され、また超仕上げ砥石１５を割り出し位置記憶テーブルIＰＭＴの順位Ｎ２が指定する第１ピンＰ１と整列するように右側テーブル７が割り出される。また、この加工順位Ｎ２の加工動作では、レストシュー３５は再度第２ジャーナルＪ２を支持するようにその割り出し位置が維持される。（図８（Ｂ）参照）
【００４３】
次に、レストシュー３５が前進され、その先端が第２ジャーナルＪ２に軽く接触する位置で停止されて第２ジャーナルＪ２を支持し（ステップ８４）、また第２ピンＰ２を図１０（イ）の角度位置に割り出すようにサーボモータ１９が制御される。加工順位が”１”以外であることが判別されると（ステップ８６）、超仕上げ開始位置が演算される（ステップ８９）。この超仕上げ開始位置の演算は、砥石位置記憶テーブルＷＰＭＴに記憶された研削終了時の砥石台位置データＤ１〜Ｄ４の内で加工順位が１つ前のもの”Ｄ１”と、ＲＡＭ６４に記憶された研削砥石１４及び超仕上げ砥石１５の直径情報や砥石台８と砥石台９との間の送り位置誤差等に基づいて行われる。この送り位置誤差は、同一のクランクピン（又は、マスター）に対し研削砥石１４と超仕上げ砥石１５を選択的に軽く接触させた場合における両砥石台８、９の位置誤差から砥石１４と１５の径差を差し引いた誤差として予め求められる。必要があれば、両砥石台の送りピッチエラー特性や熱変位特性が上記演算に加味されることは云うまでもない。
【００４４】
超仕上げ開始位置”Ｄ１’”が演算され、加工順位Ｎ２の超仕上げ開始位置記憶欄に記憶されると、加工順位が再び判定される（ステップ９０）。この場合、順位は”５”以外であるので、研削・超仕上げ並行サイクルが実行される（ステップ９１）。このサイクルは、図５に示すサブルーチンに従って制御され、研削砥石台８と超仕上げ砥石台９は、それぞれ図９の実線及び複線にて示す動作サイクルを実行するように送り制御される。砥研削石台８の動作は、前述したように単独で送られる場合と同様であるので、超仕上砥石台９の動作を中心に記述する。先ず、超仕上砥石台９は、研削砥石台８の早送り動作と並行して、サーボモータ２８により第１ピンＰ１に向かって早送りされる（ステップ９１１）。早送り前進端に到達した後、超仕上砥石台９は、研削砥石台８が粗研削送りされると共に定寸装置４０が測定位置へ前進され（ステップ９１２）て粗研削の終了が定寸１段信号の発生により検出される時（ステップ９１３）まで、早送り前進端で待機される。
【００４５】
定寸１段信号が発生されると、中間スパークアウトが開始される一方、超仕上砥石台９は、ワークＷの回転に応じて進退する創成運動を図１０のプロファイルデータＰＦＤに従って行いながら砥石位置記憶テーブルＷＰＭＴの順位Ｎ２に記憶された超仕上げ開始位置”Ｄ１’”へ割り出し前進される（ステップ９１４）。これにより、超仕上砥石１５は、先に研削済の第１ピンＰ１の研削面と略同一位置へ到達する。この超仕上げ割り出し前進端は、加工すべき第１ピンＰ１の前加工である研削を終了する時の砥石台８のスパークアウト研削位置に基づいて決定されるので、この割り出し前進端位置では超仕上げ砥石１５は第１ピンＰ１の研削仕上げ面に切り込み零の状態で軽く接触するようになる。この結果、研削砥石１４による第２ピンＰ２の精研削送りと並行動作される超仕上げ切り込み前進（ステップ９１５）においては、プロファイルデータＰＦＤに従ってワークＷの回転と超仕上げ砥石台９との進退運動が同期制御される状態で、超仕上げ砥石１５は予め設定された超仕上げ取代だけ徐々に確実に切り込まれ、第１ピンＰ１の超仕上げ径は、図２の定寸装置４０を使用せずとも、予定された所望の寸法に加工される。
【００４６】
その後定寸装置４０から定寸２段信号が発せられる時（ステップ９１６）、前述したように、最終スパークアウトが実行され、同時にレストシュー３５が後退される（ステップ９１７）。このスパークアウトの間、研削砥石１４は第２ピンＰ２を零切込みで仕上げ、一方これと並行して超仕上げ砥石１５は第１ピンＰ１を零切込みで最終仕上げする。スパークアウトはワークが数回転する間継続され、その終了において定寸装置４０が休止位置へ待避されると共に、研削砥石台８及び超仕上げ砥石台９が共に早送りで後退端まで後退され、第２ピンＰ２の研削と第１ピンＰ１の超仕上げとの並行動作が完了する。（ステップ９１８）
【００４７】
この並行動作の後、加工順位Ｎ３が指定され（ステップ８８）、上述したステップ８３〜９１の処理が繰り返し実行される。これにより、加工順位Ｎ３では、図８（Ｃ）に示すように、第３ピンＰ３の研削と第２ピンＰ２の超仕上げとが並行して実行され、加工順位Ｎ４では、図８（Ｄ）に示すように、第４ピンＰ４の研削と第３ピンＰ３の超仕上げとが並行して実行される。加工順位Ｎ５では、左側テーブル６が起点に復帰して研削砥石１４をチャック２０と対抗する位置へ待避させた状態で、図８（Ｅ）に示すように第４ピンＰ４の超仕上げのみが単独で実行される（ステップ９２）。第４ピンＰ４の単独超仕上げは、図９の複線で示す動作サイクルと基本的に同一であるが、超仕上げ砥石台１５は、早送り前進端に到達すると、その位置で待機されずに即座に超仕上げ開始位置へ割り出されるように前進される。そして、超仕上げ単独サイクルの実行の後、右側テーブル７が図１において右進され（ステップ９３）、右端の起点に復帰し、全てのクランクピンＰ１〜Ｐ４の研削及び超仕上げが完了する。
【００４８】
なお、レストシュー３５は、加工順位３〜５においては、図８（Ｃ）〜（Ｅ）にそれぞれ示すように、第３ジャーナルＪ３及び第４ジャーナルＪ４を支持するが、何れの場合においても図９のサイクル線図から明らかなように超仕上げの最終段階、つまり最終スパークアウトの開始と同時に後退されて、ジャーナルＪ３とＪ４との係合から解除される。
【００４９】
このように、本発明の基本的な特徴は、単一の研削盤上で同一のワーク支持状態を保持してクランクピンのような加工個所の研削と超仕上げを順次実施し、これにより工程集約の結果としての加工時間の短縮のみならず高い加工精度を達成できる点にある。特に、超仕上げ砥石１５とワークＷの相対位置が精密に制御可能であるので、研削により達成された加工個所の幾何学精度が劣化されない点にある。本発明の他の基本的な特徴として、１つの未加工個所の研削と１つの研削済個所の超仕上げ加工を並行して実行するようにしたので、ワークＷの全加工個所を研削及び超仕上げするのに要する加工時間が短縮される。また、本発明の他の特徴の１つとして、超仕上げ加工の最終段階においては、ワークＷとレスト装置３０との機械的係合を排除し、このような機械的係合が起因する悪影響が超仕上げ面へ波及しないようにした点にあり、さらに本発明の特徴の１つとして、超仕上げ加工においては、クランクピンＰを非インプロセス計測制御下で加工することにより、定寸装置４０のＶヤゲン４５やプローブ４６との接触マークが超仕上げ面に付くことを回避でき、それにも関わらずクランクピンを所望の超仕上げ寸法に加工できる点にある。
【００５０】
各クランクピンＰの超仕上げ加工では、例えば、直径で５μｍ〜０．０２ｍｍの取代を除去した後、スパークアウトに移行して仕上げられる。また、割り出し位置記憶テーブルＩＰＭＴを使用し、加工順位毎に研削する個所と超仕上げする加工個所、さらにはレストシュー３５が支持するジャーナルの部位を任意に設定できるようにし、ワークＷの特性に応じて複数の加工個所の加工順序を任意に設定できるようにしており、本実施の形態はこの点も特徴の１つとしている。
【００５１】
図１１は、本実施の形態の複合研削盤に装備されるクーラント供給システムを示す。このシステムは、例えば水溶性冷却液を供給するクーラント供給装置ＣＳと、エアー供給装置ＡＳと、油粒子供給装置ＯＳとを含む。エアー供給装置ＡＳは、工場エアー供給システムを代用しても良い。クーラント供給システムＣＳは、更に、研削砥石台８に支持され研削点に向けて吐出口を開口するクーラントノズル１００と、超仕上げ砥石台９に支持され超仕上げ加工中のクランクピンＰに向けて吐出口を開口する冷却クーラントノズル１０１と、同じく超仕上げ砥石台９に支持されオイルミストを超仕上げ砥石１５の超仕上げ点の上流の面に向けて吐出するオイルミストノズル１０２とを含む。オイルミストノズル１０２内の吐出口の近辺には油粒子供給用の細管１０３が進出している。
【００５２】
大容量ポンプＰＬは、クーラントノズル１００へ毎分４０〜５０リットルの冷却液を供給し、ノズル１００から研削点に多量の冷却液を吐出して、厳しい条件下で加工されるクランクピンＰ（例えば、ピン幅２０ｍｍ）の発熱を抑制する。小容量ポンプＰＳは、小容量の冷却液をフイルタＦＬＴを介してノズル１０１に供給し、同ノズル１０１からノズル幅１０ｍｍ当たり毎分０．１〜０．３リットル程度の冷却液をクランクピンＰに向けて吐出し、冷却する。超仕上げ時にクランクピンＰに向けて供給する冷却液の供給量は、研削時に研削点に向けて供給する冷却液の供給量の１／１０以下である。フィルタＦＬＴは、目の細かいものが使用され、超仕上げ面にスクラッチ傷が生じるのを防止する機能を持つ。このフィルタＦＬＴとしては、例えば２０μｍ以上の異物を通さない濾過能力或いはこれ以上の濾過能力のものが使用される。
【００５３】
エアー供給装置ＡＳは、４気圧の空気をノズル１０２へ供給し、油粒子供給装置ＯＳは、図１２に示すように、毎秒１〜数滴の例えば植物油を細管１０３から滴下するように供給する。これにより、ミスト用ノズル１０２からは、空気がノズル幅１０ｍｍ当たり毎分１００リットルの容量で、この空気によりミスト化された植物油がノズル幅１０ｍｍ当たり毎時１０ｃｃ（毎分０．６ｃｃ）程度の容量で超仕上げ砥石１５に向けて吐出される。尚、図中１０４は、冷却液を回収するベッド１上の回収面又は断熱材を介してベッド１上に設けた回収パンを示す。
【００５４】
上述した研削加工においては、砥石台８が後退位置からクランクピンＰに対し前進されている間中ポンプＰＬが作動され、超仕上げ加工においては、砥石台９が後退位置からワークＷに対し前進されている間中ポンプＰＳ、エアー供給装置ＡＳ及び植物油供給装置ＯＳが作動される。超仕上げ加工では、少量の冷却液がクランクピンＰに向けて供給する一方、微量の植物油を含むミストを超仕上げ砥石１５に吹き付けるようにしたので、超仕上げ時には、クランクピンＰと超仕上げ砥石１５との接触面間に動圧が殆ど発生せず、超仕上げ加工面の面精度向上及び幾何学精度の劣化防止が図られる。
【００５５】
（その他の実施の態様）
前述した実施の態様は、クランクピン研削盤に適用したものであるが、本発明は、クランクピン研削盤に限らず、同一のワーク上で軸方向に存在する複数の加工個所を研削加工及び超仕上げ加工することが必要な研削盤、例えば、一般的な多段円筒研削盤、カムシャフト研削盤或いはクランクシャフトのジャーナル研削盤等にも適用可能である。
また、上述した実施の態様は、クランクピンの研削加工及び超仕上げ加工を工程集約した態様として説明したが、クランクピンの研削加工及び超仕上げ加工の前又は後にジャーナルＪ１〜Ｊ５の研削加工及び超仕上げ加工をも集約できる。この場合、第１工程としてジャーナルＪ１〜Ｊ５が研削加工及び超仕上げし、その後第２工程としてクランクピンＰ１〜Ｐ４が上記のように研削及び超仕上げすることが好ましい。ジャーナルＪ１〜Ｊ５の研削及び超仕上げは、クランクピンＰ１〜Ｐ４の研削及び超仕上げと実質的に同じ方法で実行される。
【００５６】
即ち、加工順位Ｎ１では第１ジャーナルＪ１のみが研削砥石１４により研削され、加工順位Ｎ２では第２ジャーナルＪ２の研削と並行して超仕上砥石１５により研削済の第１ジャーナルＪ１が超仕上げ砥石１５により超仕上げされる。加工順位Ｎ３〜Ｎ５では、第３ジャーナルＪ３と第２ジャーナルＪ２の組、第４ジャーナルＪ４と第３ジャーナルＪ３の組、第５ジャーナルＪ５と第４ジャーナルＪ４の組の各組について、研削と超仕上げが並行して進められ、最後の加工順位Ｎ６において、第５ジャーナルＪ５のみが単独で超仕上げされる。ジャーナルの軸方向幅がクランクピンのそれよりも広い場合、ジャーナルの研削及び超仕上げにおいて研削砥石１４と超仕上げ砥石１５は、公知のオシレーション動作が与えられる。ジャーナル研削及び超仕上げにおいては、研削砥石１４及び超仕上砥石１５を例えば図９の研削サイクルに従って前進させることにより行われる。この研削サイクルの間、ワークＷの回転と両砥石１４、１５各々の前進運動との同期制御は不要である。この研削動作中、図２の定寸装置を用いて、加工中のジャーナル径を測定し、研削砥石１４の前進動作がインプロセス制御される。砥石１４が後退される時、砥石台８の位置を記憶する。この位置データは、対応するジャーナルを超仕上げする場合に、ジャーナルと超仕上げ砥石１５の相対位置を決めるために使用する。
【００５７】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の発明は、研削砥石及び超仕上げ砥石を有する第１及び第２砥石台を設け、第１砥石台を送り制御してワーク上の複数の加工個所を研削加工し、第２砥石台を送り制御して研削加工済の前記加工個所を超仕上げ加工するようにしたので、工程集約が図れる他、超仕上げ加工精度も向上することができる実用上の顕著な効果が奏せられる。また、超仕上用の第２砥石台側に近い加工個所を研削用の第１砥石台により最初に研削し、第１砥石台を起点に戻す過程において他の加工個所を順次研削すると共に、これと並行して第２砥石台を第１砥石台の起点側に向かって移動する過程において研削済の加工個所を順次超仕上げするようにしたので、ワークの加工時間を短縮できる。
【００５８】
特に、請求項１のように、１つの加工個所の超仕上げを他の１つの加工個所の粗研削とは並行させずに、精研削と並行させるようにしたので、加工時間が短縮される効果に加えて、加工条件の厳しい粗研削時の振動等の悪影響により超仕上げ面の面精度が劣化されることを防止できる効果が達成される。請求項２の発明は、各加工個所の研削加工の最終段階における研削砥石の位置を記憶し、この記憶位置データに基づいて超仕上げ加工における加工開始位置を決めるようにしたので、研削済みの各加工個所に対し所定の超仕上げ切り込みを正確に与えることができる効果が達成される。
【００５９】
請求項３の発明は、レスト装置によるワークの支持を少なくとも粗研削のときは行い、超仕上げの最終段階では行わないようにしたので、レスト装置とワークの機械的摩擦が起因する超仕上げ面の精度低下を排除し得る効果が達成される。さらに、請求項４の発明は、ワークをクランクシャフトとし、ワークの回転と研削砥石及び超仕上げ砥石の進退運動とを同期させてクランクピンを研削加工及び超仕上げ加工するようにしたので、回転位置においてその剛性が大きく異なるクランクシャフトのクランクピンを高能率・高精度に研削加工及び超仕上げ加工することができる。
【００６０】
請求項５の発明は、超仕上げ加工時には超仕上げ砥石面をオイルミストで潤滑すると共に加工個所を少量の冷却液で冷却するようにしたので、ビビリ振動や動圧の発生を防止でき、超仕上げ面の幾何学的精度及び面精度が共に向上される。請求項６のように、超仕上げ時に加工個所に向けて供給する冷却液の量を減らしかつこの冷却への異物の混入をフィルタの使用により阻止するとき、超仕上げ面の面精度を一層向上できる効果が達成される。さらに、クランクピンの研削及び超仕上げの前又は後に複数のジャーナルも研削及び超仕上げするようにしたので、クランクシャフトの全てのジャーナルとクランクピンの研削から超仕上げまでを高能率かつ高精度に行うことができるといった実用上の効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による複合研削盤の実施の態様であるクランクピン研削盤の平面図。
【図２】前記クランクピン研削盤に使用される定寸装置を示す側面図。
【図３】前記クランクピン研削盤の制御システムを示すブロック図。
【図４】前記クランクピン研削盤の数値制御装置が実行するシステム制御プログラムのフローチャート。
【図５】図４のフローチャートの一部を詳細に示すフローチャート。
【図６】前記数値制御装置のＲＡＭに形成される割り出し位置記憶テーブルを示す説明図。
【図７】前記数値制御装置のＲＡＭに形成される砥石位置記憶テーブルを示す説明図。
【図８】クランクピンの研削及び超仕上げ順序を説明する説明図。
【図９】研削サイクル、超仕上げサイクル及びレスト送りサイクルを関連して示すサイクル線図。
【図１０】クランクピンの旋回位相と研削砥石又は超仕上げ砥石の送り位置とプロファイルデータとの関係を示す説明図。
【図１１】前記クランクピン研削盤に装備されるクーラント供給システムの説明図。
【図１２】前記クーラント供給システムにおけるミストノズルの機能説明図。
【符号の説明】
１：ベッド、Ｗ：クランクシャフト（ワーク）、１７：主軸台、８、９：砥石台、１４：研削砥石、１５：超仕上げ砥石、６０：数値制御装置、ＷＰＭＴ：砥石位置記憶テーブル、３０：レスト装置、１００：クーラントノズル、１０１：冷却ノズル、１０２：ミストノズル、ＦＬＴ：フィルタ。

Claims

軸方向に配置された複数の加工個所を有するワークをベッド上で回転自在に支持するワーク支持装置と、
前記ベッド上の同一経路上に沿う一方端及び他方端をそれぞれ起点とし互いに相手側に向かって前記経路上をワークの軸線方向に移動可能に案内されかつ前記ワーク軸線を横切る方向に前記ワークに対し進退可能な第１及び第２砥石台と、
これら第１及び第２砥石台にそれぞれ回転可能に支持された一対の砥石と、
数値制御装置により制御され前記第１及び第２砥石台の各々を独立して前記軸線方向及びこれを横切る方向に送り制御可能な送り装置と、
からなる研削盤において、
前記第１砥石台に支持される砥石は前記ワークの加工個所を研削する研削砥石とし、
前記第２砥石台に支持される砥石は前記第１砥石台の研削砥石により研削されたワークの加工個所を超仕上げする超仕上げ砥石とし、
前記数値制御装置は、前記第１砥石台が加工すべき全ての加工個所のうち前記第２砥石台の起点に近い加工個所を最初に研削した後、前記第１砥石台の起点に戻る過程において残りの加工個所を順次研削加工すると共に、前記第２砥石台が前記第１砥石台の起点に向かって移動する過程において前記第１砥石台により研削加工済の加工個所をこの加工個所の研削加工と並行して順次超仕上げするように前記送り装置を制御すべくプログラムされ、
前記第１砥石台は、各加工個所の研削において少なくとも加工個所に対する切込み速度が比較的速い粗研削工程および比較的遅い精研削工程からなる研削サイクルに従って各加工個所を研削するように制御され、
前記第２砥石台による各加工個所の超仕上げは、他の１つの加工個所を前記第１砥石台が粗研削工程を完了した後に精研削工程を実行する時、この精研削工程と並行して同時に実行するように前記数値制御装置がプログラムされていることを特徴とする複合研削盤。
請求項１に記載の複合研削盤において、前記数値制御装置は、各加工個所の研削を完了する毎に完了時における前記第１砥石台の位置を記憶する位置記憶手段と、各加工個所の超仕上げ加工を開始する際にこの加工個所について前記位置記憶手段に記憶された位置情報に基づいて前記超仕上げ砥石の先端をその加工個所の研削完了面に位置決めするように前記第２砥石台の送り装置を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする複合研削盤。
請求項１又は２に記載の複合研削盤において、前記ワークを前記研削砥石と反対側から支持するレスト装置を更に含み、前記数値制御装置は、前記第１砥石台により前記加工個所を少なくとも粗研削する際には前記レスト装置により前記ワークを支持させるが前記第２砥石台の超仕上げ砥石により各加工個所を超仕上げする際には少なくともこの超仕上げの最終工程の実行中は前記レスト装置により前記ワークを支持しないようにプログラムされていることを特徴とする複合研削盤。
請求項１〜３の何れか１項に記載の複合研削盤において、前記ワークは加工すべき複数のクランクピンを軸線方向に離間して有するクランクシャフトであり、前記ワーク支持装置は前記クランクシャフトをそのジャーナル部を中心として回転して前記クランクピンをジャーナルの周りに周回運動するように回転する支持駆動装置を備え、前記前記クランクピンの研削及びその後の超仕上げの際には、前記一方及び他方の砥石台の送り装置のサーボモータと前記ワーク支持装置のサーボモータを同期制御するようにプログラムされていることを特徴とする複合研削盤。
請求項１〜４の何れか１項に記載の複合研削盤において、研削加工の間前記研削砥石と前記加工個所の研削点に向けて多量のクーラントを供給する第１の供給手段と、超仕上げ加工の間前記加工個所にこれを冷却するための少量のクーラントを供給すると共に前記超仕上げ砥石に潤滑剤としてオイルミストを吹き付ける第２の供給手段を設けたことを特徴とする複合研削盤。
請求項５に記載の複合研削盤において、超仕上げ加工の間前記加工個所を冷却するクーラントへの異物の混入を防止するフィルタを設けると共に、超仕上げ加工の間前記加工個所を冷却するクーラントの供給量を研削加工の間前記研削点に向けて供給するクーラントの供給量の１／１０以下としたことを特徴とする複合研削盤。
請求項４に記載の複合研削盤において、前記数値制御装置は、前記クランクピンの研削および超仕上げの前または後に、前記クランクシャフト上の複数のジャーナルを研削及び超仕上げするようにプログラムされていることを特徴とする複合研削盤。