JP2006015477A - 多頭研削盤及び多頭研削盤を用いた研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワークの加工部分間において仕上がりにアンバランスを生じることなく高精度加工を達成できる多頭研削盤及び研削方法を提供すること。
【解決手段】 制御装置は、ワークの加工部分の研削加工が、粗研削工程から中粗研削工程及び仕上げ研削工程を経て最終工程の精密研削工程に移行するように制御する。各工程の研削が実行されると、２箇所の各加工部分の測定が実行され、一方または双方の測定値が予め定められた各工程終了時の所定値に達したか否かが判別される。加工部分間に加工時間差ｔが生じている場合には次工程における単位時間当たりの切込み量が増加または減少設定されその加工時間差が解消される。これにより、最終工程直前の仕上げ研削工程が同時に終了され、片方が待つことなくすぐに双方同時に最終の精密研削工程に移行する。
【選択図】 図６

Description

この発明は、例えばエンジン用クランクシャフトのピンを研削する場合に採用される双頭研削盤等の多頭研削盤及び多頭研削盤を用いた研削方法に関するものである。

双頭研削盤においては、長尺状のワークを一対の主軸台間に支持した状態でその軸線を中心に回転させながら、ワーク上の２箇所の加工部分にそれぞれ砥石車を同時に接触させて、それらの加工部分の外周面を同時に研削加工するようになっている。そして、複数の砥石車による研削が、ワーク回転速度や加工送り速度が異なる粗研削，中粗研削，仕上げ研削等の複数の研削工程を順次経て実行される。

ところが、前記ワークのたわみや各砥石車間の切れ味の違い等により、前記各研削工程の加工終了タイミングにバラツキが発生することがある。従って、このような場合は、一方の砥石車の研削加工が終了した場合には、他方の砥石車のみによる研削加工となる。そして、先行する砥石車による研削加工の終了後は、一方の砥石車のみによる研削となり、ワークに加わる研削負荷のバランスが不安定になることから加工精度が著しく低下する。

このような問題点を解消するために、特許文献１（特開２００３−１３６３７９号公報）において、一対の砥石車によるワークの最終研削加工が同時に実行されるようにした発明が提案された。この特許文献１の発明においては、長尺状のワークの複数箇所を複数の砥石車により研削加工する際に、ワークの各加工部分の外径寸法が測定される。そして、この測定に基づいて、複数の砥石車が駆動制御される。すなわち、図１２に示すように、ワークの複数箇所の加工部分のうちで、研削加工の先行する加工部分における測定値（ワークの外径寸法）が所定値ｄになったとき、その先行加工部分の切込みが停止される。そして、研削加工の後続する加工部分における測定値が所定値ｄになるまで、先行加工部分の切込みが待たれ、両者の測定値が一致したときに、両者の切込みが同時再開されて最終の精密研削工程が開始される。
特開２００３−１３６３７９号公報

前述した特許文献１の発明においては、最終研削工程を同時に開始することにより、加工精度向上が可能になるものの、一方の砥石車が他方の砥石車を待つために切込みを停止している状態においても、ワークと砥石とが研削液を介して接触しているため、ワークがその弾性復元等により砥石車に押し付けられてワークの切込みが進行する。このため、最終研削工程を行っても一方の加工部分で所要の精度を得ることができないことがあり、ワークの加工部分間において仕上がりにアンバランスが発生する。加工切込み停止側で切込みが進行しないように、砥石車をワークから離すこともかんがえられるが、このようにすると、ワークに対する砥石車の再接触等によって、アンバランスがさらに大きくなる懸念がある。

この発明の目的は、ワークの加工部分間において仕上がりにアンバランスを生じることなく、高精度加工を達成できる多頭研削盤及び研削方法を提供することにある。

以上の目的を達成するために、多頭研削盤に係る請求項１に記載の発明においては、ワーク支持手段により支持されたワークの複数箇所を独立して加工送りされる複数の砥石車により同時に研削加工するようにした多頭研削盤において、研削中途における各研削箇所の外径寸法を測定するための測定手段と、その測定手段による測定により、研削箇所間に外径寸法の差が生じている場合には、前記差が解消されるように、少なくともひとつの砥石車の単位時間当たりの切込み量を調整するための調整手段と設けたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の発明において、前記調整手段は、前記外径寸法の差を、外径寸法が所定値に到達するまでに要する加工時間の差に置き換えて、前記切込み量の調整を行うことを特徴とする。

請求項３に記載の発明においては、請求項２に記載の発明において、各研削箇所で前記測定手段が外径寸法の所定値を測定したときその所定値に到達するまでに要した各加工時間を記憶する記憶手段を設け、前記調整手段は、前記記憶手段により記憶された前記加工時間の差が次の所定値までの研削工程で解消されるように前記切込み量の調整を行うことを特徴とする。

請求項４に記載の発明においては、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記ワーク支持手段は、長尺状のワークの両端をチャックして、ワークを回転させる構成である。

研削方法に係る請求項５に記載の発明においては、ワークの複数箇所を、独立して加工送りされる複数の砥石車により同時に研削加工するようにした多頭研削盤を用いた研削方法であって、研削中途において各研削箇所の外径寸法を測定し、その測定により、研削箇所間に外径寸法の差が生じている場合には、前記差が解消されるように、少なくともひとつの砥石車の単位時間当たりの切込み量を調整することを特徴とする多頭研削盤を用いた。

請求項６に記載の発明においては、請求項５に記載の発明において、前記研削加工が粗研削から最終の精密研削までの複数の研削工程を含み、最終の精密研削工程へ移行するまでの間で前の工程で発生した外径寸法の差を後の工程で解消することを特徴とする。

請求項７に記載の発明においては、請求項５または６に記載の発明において、前記外径寸法の差を各研削箇所で外径寸法が所定値に到達するまでに要する加工時間の差に置き換えたことを特徴とする。

請求項８に記載の発明においては、請求項７に記載の発明において、各研削箇所で外径寸法の所定値が測定されたとき、その所定値に到達するまでに要した各加工時間を記憶し、この記憶された加工時間の差が次の所定値までの研削工程で解消されるように前記切込み量の調整を行うことを特徴とする。

請求項９に記載の発明においては、請求項５〜８のいずれかに記載の発明において、前記ワークがクランクシャフトであって、前記砥石車がクランクシャフトのクランクピンを研削することを特徴とする。

従って、この発明においては、複数の砥石車によるワークの複数箇所同時研削において研削箇所間に外径寸法の差が生じた場合には、その外径寸法差が解消されるように、一方の砥石車の単位時間当たりの切込み量が調整され、研削加工が同時に終了される。このため、片方の待ち時間が徐々になくなり、ワークの研削箇所間において仕上がりにアンバランスを生じることなく、高精度加工を得ることができる。また、最終の研削工程へ移行するまでの間で前工程で発生した差を後の工程で解消するようにしたことで、最終工程直前の仕上げ研削工程が同時終了し、片方が待つことなくすぐに双方同時に最終の精密研削工程を開始できるので、アンバランスのない高精度加工を達成でき、加工効率を向上させることができる。

（第１実施形態）
以下に、この発明を双頭研削盤に具体化した第１実施形態を、図１〜図７に基づいて説明する。

図１に示すように、この双頭研削盤においては、基台１１上にワーク支持装置１２が配設されている。すなわち、基台１１の上面には支持テーブル１３が固定されている。支持テーブル１３の上面には主軸１５ａ，１６ａを回転自在に支持した一対の主軸台１５，１６がガイドレール１７を介してＺ軸と平行な軸方向へ移動調整可能に支持され、それらの主軸１５ａ，１６ａ対向端部にはクランクシャフトよりなるワークＷをその両端にて支持するためのワーク支持手段としてのチャック１５ｂ，１６ｂが設けられている。

前記ワーク支持装置１２と対応するように、基台１１上には一対の砥石装置１８Ａ，１８Ｂが一対のガイドレール２５を介してＺ軸方向へそれぞれ移動可能に支持されて配設されている。また、各砥石装置１８Ａ，１８Ｂにおいては、基台１１の上面に砥石台１９Ａ，１９Ｂが各一対のガイドレール２０を介してＸ軸方向（切込み方向及びその逆方向）へ移動可能に支持され、それらの上面には加工ヘッド２１が配設されている。各加工ヘッド２１には回転軸２２が回転可能に支持され、それらの対向端部には第１及び第２の砥石車２３Ａ，２３Ｂが取り付けられている。

前記各加工ヘッド２１には研削駆動部としてのビルトインモータでなる第１及び第２の砥石回転用モータ２４Ａ，２４Ｂが内蔵され、これらのモータ２４Ａ，２４Ｂにより、各砥石車２３Ａ，２３Ｂが研削回転されるようになっている。基台１１と各砥石台１９Ａ，１９Ｂとの間にはリニアモータでなる第１及び第２の砥石送り用モータ２８Ａ，２８Ｂが配設され、これらのモータ２８Ａ，２８Ｂにより、各砥石台１９Ａ，１９ＢがＸ軸方向へそれぞれ移動されるようになっている。また、各砥石装置１８Ａ，１８Ｂはトラバースモータ２７Ａ，２７ＢによりＺ軸方向にそれぞれ移動されるようになっている。

そして、この実施形態においては、ワークＷの研削箇所としての加工部分Ｗａ〜Ｗｄがクランクシャフトのピンである。この加工部分Ｗａ〜Ｗｄを研削加工する場合には、そのワークＷが一対の主軸１５ａ，１６ａ間に適切に装着されるように、図示しない主軸台移動用モータ（図３の符号Ｍ_１，Ｍ_２）により主軸台１５，１６が軸方向に移動調整される。そして、このワークＷ上の２箇所の加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）に対応してトラバースモータ２７Ａ，２７Ｂにより第１及び第２の砥石車２３Ａ，２３Ｂが対応配置される。この状態で、主軸台１５，１６にそれぞれ内蔵の図示しない主軸モータ（図３の符号１５ｃ，１６ｃ）により、ワークＷが軸線Ｌを中心に、すなわちジャーナルを中心に回転される。

それとともに、第１及び第２の砥石車２３Ａ，２３Ｂが砥石回転用モータ２４Ａ，２４Ｂにより所定の回転速度で回転されながら、砥石送り用モータ２８Ａ，２８Ｂにより主軸１５ａ，１６ａの回転と同期したプロファイル量と所定の切込み量とに基づいてワークＷに向かってＸ軸方向に送り移動される。この送り移動により、各砥石車２３Ａ，２３ＢがワークＷ上の２箇所の加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）に接触されて、それらの加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）の外周面が同時に研削される。

図１に示すように、ワークＷ上の２箇所の加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）が研削加工される際に、この実施形態では図５に示す中粗研削及び仕上げ研削時に、ワークレスト２９が、ワークＷの両加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）間に位置する１箇所または２箇所のジャーナル部分の外周面に当接される。この当接により、ワークＷが砥石車２３Ａ，２３Ｂと反対側から支持される。

図２に示すように、前記両砥石台１９Ａ，１９Ｂ上には測定手段としての第１、第２の測定装置３２Ａ，３２Ｂがそれぞれ配設されている。そして、ワークＷの各加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）が研削加工される際に、その各加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）の外径寸法がこのピン径測定装置３９により測定される。

すなわち、砥石台１９Ａ，１９Ｂ上にはブラケット４１が取り付けられ、そのブラケット４１には支持アーム４２が支軸４３を介して回動可能に支持されている。支持アーム４２の先端には取付部材４４が支軸４５を介して回動可能に支持され、その先端下部にはゲージ３６が取り付けられている。このゲージ３６には、加工部分Ｗａ〜Ｗｄに相当するクランクピンＷｐの外周面に接触可能な一対の接触子３６ａ及び測定子３６ｂが設けられている。

前記ブラケット４１上にはゲージ用シリンダ３７が配設され、そのピストンロッドが支持アーム４２に作動連結されている。そして、このシリンダ３７が出没動作されることにより、支持アーム４２が支軸４３を中心に回動されて、ゲージ３６が上方の退避位置と、下方の測定位置とに移動配置される。また、ゲージ３６が測定位置に移動配置された状態で、接触子３６ａ及び測定子３６ｂが研削加工中のクランクピンＷｐに回転砥石２３の反対側から接触され、測定子３６ｂを介してクランクピンＷｐの外径寸法が測定される。

さらに、このゲージ３６によるピン径測定時には、クランクピンＷｐがジャーナルＷｊの軸線Ｌ１を中心に公転されるのに追随して、取付部材４４が支軸４５を中心に回動される。この回動により、ゲージ３６の測定位置がクランクピンＷｐに対して常にほぼ定位置に保持される。

次に、前記のように構成された双頭研削盤の制御装置４０の構成について説明する。図３に示すように、制御手段及び調整手段としての制御装置４０には、研削盤の動作を制御するのに必要な諸データやプログラム等を記憶する記憶手段としてのメモリ５１、及び諸データ等の入力に使用するキーボード等の入力装置５２が接続されている。また、制御装置４０には、前記第１及び第２の測定装置３２Ａ，３２Ｂから、ワークＷの加工部分Ｗａ〜Ｗｄにおける外径寸法の測定信号が入力される。さらに、制御装置４０からは、主軸台移動用モータＭ_１，Ｍ_２や砥石台１９Ａ，１９Ｂのトラバースモータ２７Ａ，２７Ｂに対し位置制御信号が出力されるとともに、加工に際しては、両砥石装置１８Ａ，１８Ｂの砥石送り用モータ２８Ａ，２８Ｂ及び前記主軸モータ１５ｃ，１６ｃに対して駆動信号及び制御信号が出力される。

そして、前記制御装置４０は、メモリ５１に記憶された加工プログラムにより研削中の両測定装置３２Ａ，３２Ｂからの測定情報に基づいて、各モータ１５ｃ，１６ｃ，２８Ａ，２８Ｂの動作を独立して制御して、主軸１５ａ，１６ａの回転速度及び加工送り速度、すなわち砥石台１９Ａ，１９Ｂの送り量等を制御する。これらの制御により、各砥石車２３Ａ，２３ＢによるワークＷ上の加工部分Ｗａ〜Ｗｄの研削加工を、その外径寸法が予め定められた所定値に達するごとに、粗研削工程から、中粗研削工程、仕上げ研削工程及び最終の研削工程としての精密研削工程に順に切り換えて実行させるようになっている。

この場合、制御装置４０は、ワークＷの加工部分Ｗａ〜Ｗｄの研削加工が、粗研削工程から中粗研削工程及び仕上げ研削工程を経て精密研削工程に移行するのに伴って、適切な切込み速度に制御する。この切込み速度のデータは、基準の切込み速度データとしてメモリ５１に記憶されている。

また、制御装置４０は、両砥石装置１８Ａ，１８Ｂが保有する特有の研削特性や、同時加工時の負荷干渉等に起因したプロファイル面での研削誤差を打ち消すように、前記各研削工程において、主軸１５ａ，１６ａと砥石台１９Ａ，１９Ｂの同期加工動作において発生する形状誤差の補償（図１０参照）を行わせる。例えば、加工部分Ｗａ〜Ｗｄの研削加工面にプラス方向の誤差が生じる場合には、形状誤差補償として、そのプラス部分が消滅するように、砥石台１９Ａ，１９Ｂの送りに誤差補償量ｅ（θ）が加えられて調整される。

さらに、このワークＷの研削加工時には、ワークＷの弾性変形やたわみ、あるいは各砥石車２３Ａ，２３Ｂ間の切れ味の違い等により、ワークＷの各加工部分Ｗａ〜Ｗｄにおいて、研削量に差が生じることがある。このような場合、前記制御装置４０は、メモリ５１に記憶された後述の図４のフローチャートに示す制御プログラムを実行して、各加工部分Ｗａ〜Ｗｄ間の外径寸法の差を解消するとともに、各加工部分Ｗａ〜Ｗｄが同時に所定の外径寸法となるような処理が行われる。

次に、前記のように構成された双頭研削盤の動作を説明する。
さて、この双頭研削盤において、ワークＷの加工部分Ｗａ〜Ｗｄ、すなわちクランクシャフトのクランクピン部を研削加工する場合には、そのワークＷが一対の主軸１５ａ，１６ａのチャック１５ｂ，１６ｂ間に装着される。この状態で、砥石装置１８Ａ，１８Ｂの移動により、ワークＷ上の２箇所の加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）に対し第１及び第２の砥石車２３Ａ，２３Ｂが対応配置されるとともに、ワークＷが軸線Ｌを中心に、すなわち、加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）であるピンＷｐはジャーナルＷｊの回転中心から所定量離れたところを旋回する。

それとともに、両砥石車２３Ａ，２３Ｂが砥石回転用モータ２４Ａ，２４Ｂにより一定の回転速度で回転されながら、砥石送り用モータ２８Ａ，２８Ｂにより図１０に示すように、主軸１５ａ，１６ａの回転に同期させたプロファイル量ｘ（θ）と、前記誤差補償量ｅ（θ）と、切込み量ｆ（θ）との重畳されたＸ軸送り量Ｘ（θ）の位置制御データに基づいてＸ軸方向に移動される。この移動により、図５に示すように、ワークＷ上の２箇所の加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）の外周面が同時に研削される。

まず、粗研削により円筒面が形成されると、各加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）の外径寸法が測定装置３２Ａ，３２Ｂにより常時測定される。そして、その測定寸法が予め設定された中粗研削完了寸法の所定値ｄ１に達したとき、各砥石車２３Ａ，２３Ｂの切り込み送りが中粗研削から仕上げ研削に変更されて、各加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）に対する加工が中粗研削から仕上げ研削に順に切り換えられる。

引き続き、この仕上げ研削加工時においても、各加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）の外径寸法が測定装置３２Ａ，３２Ｂにより常時測定される。そして、研削加工の先行する加工部分の測定寸法が予め設定された仕上げ研削完了寸法の所定値ｄ２に達すると、両砥石車２３Ａ，２３Ｂの切り込み送りが仕上げ研削から精密研削に変更されて、図５に示すように、各加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）に対する精密研削加工が同時に開始され、所定値ｄ３になったところで終了する。

ここで、ワークＷのたわみや砥石車２３Ａ，２３Ｂ間の切れ味の相違等が原因となって、図７に示すように、各研削加工工程において砥石車２３Ａ，２３Ｂによる加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）の間に一方の加工部分が例えば所定の外径寸法の値ｄ１に到達した時点で研削量の差ｓ、すなわち外形寸法の差が生じた場合は、図６のように、その研削量の差ｓを各加工部分Ｗｂ，Ｗｃ間での外径寸法が所定値ｄ１に到達するまでに要する各加工時間ｔｂ，ｔｃの差ｔ＝ｔｃ−ｔｂに置き換える。そして、その加工時間差ｔを解消するために制御装置４０により図４に示す以下のような単位時間当たりの切込み量を調整する処理が実行される。

図４に示すフローチャートは、研削中の加工部分Ｗａ〜Ｗｄの外径寸法が測定される中粗研削、仕上げ研削及び精密研削の各研削工程における処理を示すものである。加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）にゲージ３６がセットされてスタートする。ステップＳ１（以下、『ステップＳ』を単に『Ｓ』とする）において、操作者により入力装置５２が操作されて、加工部分Ｗａ〜Ｗｄの加工時間差ｔの解消が、砥石車２３Ａ，２３Ｂの単位時間当たりの切込み量の増加すなわち切込み速度の増速により行われるのか、単位時間当りの切込み量の減少すなわち切込み速度の減速により行われるのか、その解消態様のモードが予め設定されている。すなわち、加工時間差ｔが生じた場合は、一方の砥石車２３Ａまたは２３Ｂの切込み速度を他方の砥石車２３Ｂまたは２３Ａの切込み速度に対して増速するか、または減速するかして、加工時間差ｔの解消を実行するとともに、各加工部分Ｗａ〜Ｗｄが同一加工時間に所定の外径寸法に達するようにするために、増速モードまたは減速モードを設定する。

Ｓ２においては、前述した２箇所の各加工部分、例えばＷｂ，Ｗｃの研削及び測定が実行される。そして、Ｓ３とＳ５において、加工部分Ｗｂ又はＷｃすなわちＬ（左）側又はＲ（右）側のいずれか一方の測定結果が予め定められた各工程終了時の所定値ｄ１，ｄ２，…に達したか否かが判別される。所定値に達した場合は、Ｓ４，Ｓ６において、現工程においてその所定値に達するまで加工開始からの加工時間ｔｂ又はｔｃすなわちｔＬ又はｔＲがカウントされ記憶されるとともに、先に所定値に達した砥石車２３Ａ又は２３Ｂの切込みを停止して、いずれか他方が所定値に達するまで待機する。（図８のｔの部分）
次に、Ｓ７において両方の加工部分Ｗｂ，Ｗｃが所定値になったかどうかが判別されるとＳ８において、次の工程が最終研削工程か否か、すなわち、今、終了したこの研削工程が最終研削工程の直前の工程であるか否かが判断される。この研削工程が、最終研削工程の直前の工程でない場合は、Ｓ９においてその時間比ｔＬ／ｔＲを算出し、かつＳ１０においてその比が予め設定された許容範囲内かどうかが判断され、研削加工条件を著しく逸脱しないための許容チェックが行われる。ここで、許容範囲内のとき、Ｓ１１において、前記Ｓ１において設定されたモードが増速または減速のどちらに設定されているかが判別され、その判別結果に基づいて、Ｓ１２またはＳ１３において、次工程における切込み速度が増速または減速設定され、Ｓ２に戻る。従って、図８から明らかなように、次工程では、加工時間差ｔ、すなわち寸法差ｓが解消されるとともに、各加工部分Ｗｂ，Ｗｃが同時に所定の外径寸法となったところで、同時に終了されるように、一方の砥石車２３Ａまたは２３Ｂの切込み速度が増速または減速するように調整されて、研削が実行される。

ここで、切込み速度の調整は以下のようにして実行される。すなわち、砥石車２３Ａ及び２３Ｂによる所定値に到達するまでの時間をそれぞれｔｂ，ｔｃとし、砥石車２３Ａ及び２３Ｂの次工程での予め定められた切込み速度をそれぞれｖｂ，ｖｃとした場合、次工程における砥石車２３Ａ及び２３Ｂの切込み速度ｖｂ´，ｖｃ´は、
ｔｂ＞ｔｃであって増速の場合は、ｖｂ´＝ｖｂ（ｔｂ／ｔｃ），ｖｃ´＝ｖｃ
ｔｂ＜ｔｃであって増速の場合は、ｖｃ´＝ｖｃ（ｔｃ／ｔｂ），ｖｂ´＝ｖｂ
ｔｂ＞ｔｃであって減速の場合は、ｖｃ´＝ｖｃ（ｔｃ／ｔｂ），ｖｂ´＝ｖｂ
ｔｂ＜ｔｃであって減速の場合は、ｖｂ´＝ｖｂ（ｔｂ／ｔｃ），ｖｃ´＝ｖｃ
となるように、切込み速度が調整される。この調整後の切込み速度ｖｂ´，ｖｃ´は、前記Ｓ１０の許容チェックで許容範囲にあることにより、研削条件を満たす範囲内になる。

このため、例えば、図６及び図８に示すように、中粗研削において、一方の加工部分Ｗｂ（Ｗａ）と他方の加工部分Ｗｃ（Ｗｄ）との間に加工時間差ｔが生じた場合、次工程の加工終了時において、その加工時間差ｔが解消されるように、設定モードに応じ研削が遅い方の砥石車２３Ａ，２３Ｂの切込み速度が増速されるか、或いは、研削が速い方の砥石車２３Ａ，２３Ｂの切込み速度が減速される。

このように、加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）に加工時間差ｔが生じた場合には、その加工時間差ｔが解消されるように、次工程で一方の砥石車２３Ａ，２３Ｂの切込み速度が増速または減速されて、その研削加工が同時に終了する。このため、ワークＷの加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）間にアンバランスを生じることなく、高精度加工を得ることができる。

そして、Ｓ８において次が最終研削工程となると、Ｓ９〜Ｓ１３の時間比計算や切込み速度の調整をすることなく、Ｓ１４において最終工程の精密研削工程が同時に開始される。すなわち、待ち時間なく両者の足並みが揃い最終工程がすぐに同時開始でき、そして同時に終了される。

Ｓ１０において、左右比が許容範囲内にない場合は、Ｓ１５において上記式中のｔｂ／ｔｃまたはｔｃ／ｔｂを許容限界値に置き換えて、Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３の処理を行う。これにより、研削加工条件を満たす無理のない研削加工を維持できる。

また、図９に示すように、例えば中粗研削工程を前半、後半の２つの工程に分割して、それぞれの終了時の外径寸法の所定値ｄ０，ｄ１を設定し、図８の中粗研削工程１回に対し、図９では中粗研削工程の途中で１回分増やして２回の調整を行うようにしてもよい。工程が進むごとに時間差ｔ（＝ｔＲ１−ｔＬ１，ｔＲ２−ｔＬ２）の調整量が徐々に解消され、仕上げ研削工程までには両砥石車２３Ａ，２３Ｂの差がほとんど解消される。これにより、仕上げ研削工程の同時終了がより確実に行えるようになり、加工精度も向上できる。中粗研削工程のみならず仕上げ研削工程も分割する制御を行ってもよい。

（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を図１１について説明する。前記第１実施形態では、加工部分Ｗｂ（Ｗａ），Ｗｃ（Ｗｄ）の寸法差ｓで表される加工時間差ｔが生じた場合、その加工時間差ｔの解消のための砥石車２３Ａ，２３Ｂにおける単位時間当たりの切込み量の増加または減少、すなわち切込み速度の増速または減速を入力装置５２による設定に基づいて行われるように構成した。これに対して、第２実施形態においては、以下のように構成されている。すなわち、前記第１実施形態における解消モード設定のための処理（図４のＳ１）は存在せず、フローチャートは図４のＳ２から開始される。従って、図１１のＳ１〜Ｓ７までとＳ１４の処理は、図４のＳ２からＳ８までとＳ１４の処理と同内容である。

この第２実施形態のＳ８，Ｓ９においては、Ｓ３，Ｓ５における加工時間ｔＬ，ｔＲそれぞれについて、スケジュール値として予め設定された基準値ｔ０との比を計算する。Ｓ１０，Ｓ１１において、図４におけるＳ１０とＳ１５のような許容範囲の判定と置換処理を行う許容チェック処理を行った後、Ｓ１２，Ｓ１３において基準値ｔ０との比較によりその差が解消されるように、研削が遅い方の砥石車の切込み速度が増速されるとともに、研削が速い方の砥石車の切込み速度が減速される。このように双方とも調整することにより、調整量が少くなり、好適な研削加工条件を維持することができ、しかも従来よりもトータル待ち時間を短縮できるので加工効率が向上される。そして、当初のスケジュールに近い研削加工が行われるので、スケジュール管理が容易に行えるようになる。

（別の実施形態）
なお、この発明は以下のように具体化することも可能である。
・ 砥石車が３つ以上の多頭研削盤においてこの発明を具体化すること。

・ ワークＷとして、クランクシャフト以外のもの、例えば、カムシャフトを研削加工するように構成すること。

第１実施形態の双頭研削盤を示す平面図。 図１の双頭研削盤のゲージ装置を拡大して示す要部断面図。 双頭研削盤の回路構成を示すブロック図。 図１の双頭研削盤の研削加工動作を説明するフローチャート。 図１の双頭研削盤の研削加工動作を説明する線図。 図１の双頭研削盤の寸法差解消動作を説明する線図。 寸法差の解消を説明するための簡略図。 図４のフローチャートに基づく双頭研削盤の研削加工動作を説明する線図。 図８の線図とは別の実施例を示す双頭研削盤の研削加工動作を説明する線図。 Ｘ軸送り量Ｘ（θ）、プロファイル量ｘ（θ）、誤差補償量ｅ（θ）、切込み量ｆ（θ）の関係を示すグラフ。 第２実施形態の研削加工動作を説明するフローチャート。 従来技術の研削加工動作を説明する線図。

符号の説明

１１…基台、１２…ワーク支持装置、１５，１６…主軸台、１５ａ，１６ａ…主軸、１５ｂ，１６ｂ…ワーク支持手段としてのチャック、１８ａ…クランクピン、１８Ａ，１８Ｂ…砥石装置、１９Ａ，１９Ｂ…砥石台、２１…加工ヘッド、２３Ａ…第１砥石車、２３Ｂ…第２砥石車、３２Ａ…測定手段としての第１測定装置、３２Ｂ…測定手段としての第２測定装置、３６…測定器、４０…制御手段及び調整手段としての制御装置、ｄ１…所定値、ｔｂ…加工時間、ｔｃ…加工時間、ｔＬ…加工時間、ｔＲ…加工時間、ｆ…切込み量、ｓ…差、Ｗ…ワーク、Ｗａ〜Ｗｄ…加工部分、Ｗｂ…クランクピン、５１…記憶手段としてのメモリ、ｔ…加工時間の差。

Claims (9)

1. ワーク支持手段により支持されたワークの複数箇所を独立して加工送りされる複数の砥石車により同時に研削加工するようにした多頭研削盤において、
   研削中途における各研削箇所の外径寸法を測定するための測定手段と、
   その測定手段による測定により、研削箇所間に外径寸法の差が生じている場合には、前記差が解消されるように、少なくともひとつの砥石車の単位時間当たりの切込み量を調整するための調整手段とを
   設けたことを特徴とする多頭研削盤。
2. 前記調整手段は、前記外径寸法の差を、外径寸法が所定値に到達するまでに要する加工時間の差に置き換えて、前記切込み量の調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の多頭研削盤。
3. 各研削箇所で前記測定手段が外径寸法の所定値を測定したときその所定値に到達するまでに要した各加工時間を記憶する記憶手段を設け、
   前記調整手段は、前記記憶手段により記憶された前記加工時間の差が次の所定値までの研削工程で解消されるように前記切込み量の調整を行うことを特徴とする請求項２に記載の多頭研削盤。
4. 前記ワーク支持手段は、長尺状のワークの両端をチャックして、ワークを回転させる構成である請求項１〜請求項３のいずれかに記載の多頭研削盤。
5. ワークの複数箇所を、独立して加工送りされる複数の砥石車により同時に研削加工するようにした多頭研削盤を用いた研削方法であって、
   研削中途において各研削箇所の外径寸法を測定し、
   その測定により、研削箇所間に外径寸法の差が生じている場合には、前記差が解消されるように、少なくともひとつの砥石車の単位時間当たりの切込み量を調整することを特徴とする多頭研削盤を用いた研削方法。
6. 前記研削加工が粗研削から最終の精密研削までの複数の研削工程を含み、最終の精密研削工程へ移行するまでの間で前の工程で発生した外径寸法の差を後の工程で解消することを特徴とする請求項５に記載の多頭研削盤を用いた研削方法。
7. 前記外径寸法の差を各研削箇所で外径寸法が所定値に到達するまでに要する加工時間の差に置き換えたことを特徴とする請求項５または６に記載の多頭研削盤を用いた研削方法。
8. 各研削箇所で外径寸法の所定値が測定されたとき、その所定値に到達するまでに要した各加工時間を記憶し、この記憶された加工時間の差が次の所定値までの研削工程で解消されるように前記切込み量の調整を行うことを特徴とする請求項７に記載の多頭研削盤を用いた研削方法。
9. 前記ワークがクランクシャフトであって、前記砥石車がクランクシャフトのクランクピンを研削することを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の多頭研削盤を用いた研削方法。

Images