磨床以及研磨加工方法

1.一种磨床，其具有用于对工件进行研磨加工的磨具，和通过使所述磨具相对于工件进行相对移动而将工件研磨加工成规定的加工尺寸的磨具控制系统，其特征在于，具有：
预先设定磨具与初始工件接触的抵接位置的第一控制部；
基于预先设定的抵接位置，将磨具定位在比抵接位置更靠跟前侧的初始工件研磨开始位置的第二控制部；
当使磨具从初始工件研磨开始位置移动，对工件的外表面进行研磨加工时，在从抵接位置对初始工件进行使其为比加工尺寸大的尺寸值的恰好规定量的研磨加工后，在对工件的内表面进行研磨加工时，在从抵接位置对初始工件进行使其为比加工尺寸小的尺寸值的恰好规定量的研磨加工后，使磨具返回到初始工件研磨开始位置的第三控制部；
测量经过研磨加工后的初始工件的直径，根据该测量的结果，计算出研磨成加工尺寸应当研磨的残余量的第四控制部；和
将磨具定位在前进恰好残余量的位置，并将该位置设定为对第2号工件之后的各工件进行研磨加工时的正常研磨开始位置，使磨具从该正常研磨开始位置移动，对工件进行研磨加工，直至加工送进完成位置的第五控制部。
2.根据权利要求1所述的磨床，其特征在于，所述第一控制部使用与初始工件相同的工件，将磨具与所述工件接触的位置设定为抵接位置。
3.根据权利要求1所述的磨床，其特征在于，所述第一控制部根据磨具的直径与初始工件的直径之差，设定抵接位置。
4.根据权利要求1所述的磨床，其特征在于，还具有在磨床调试时，在磨床的组成发生尺寸变化的情况下，将磨具定位在从正常研磨开始位置恰好后退规定的退刀量的位置的第六控制部。
5.一种研磨加工方法，其为使用具有用于对工件进行研磨加工的磨具，和通过使所述磨具相对于工件进行相对移动而将工件研磨加工成规定的加工尺寸的磨具控制系统的研磨加工方法，其特征在于，具有：
预先设定磨具与初始工件接触的抵接位置第一工序；
基于预先设定的抵接位置，将磨具定位在比抵接位置更靠跟前侧的初始工件研磨开始位置的第二工序；
当使磨具从初始工件研磨开始位置移动，对工件的外表面进行研磨加工时，在从抵接位置对初始工件进行使其为比加工尺寸大的尺寸值的恰好规定量的研磨加工后，在对工件的内表面进行研磨加工时，在从抵接位置对初始工件进行使其为比加工尺寸小的尺寸值的恰好规定量的研磨加工后，使磨具返回到初始工件研磨开始位置的第三工序；
测量经过研磨加工后的初始工件的直径，根据该测量的结果，计算出研磨成加工尺寸应当研磨的残余量的第四工序；和
将磨具定位在前进恰好残余量的位置，并将该位置设定为对第2号工件之后的各工件进行研磨加工时的正常研磨开始位置，使磨具从该正常研磨开始位置移动，对工件进行研磨加工，直至加工送进完成位置的第五工序。
6.根据权利要求5所述的研磨加工方法，其特征在于，在所述第一工序中，使用与初始工件相同的工件，将磨具与所述工件接触的位置设定为抵接位置。
7.根据权利要求5所述的研磨加工方法，其特征在于，在所述第一工序中，根据磨具的直径与初始工件的直径之差，计算出抵接位置。
8.根据权利要求5所述的研磨加工方法，其特征在于，还具有在磨床调试时，在磨床的组成发生尺寸变化的情况下，将磨具定位在从正常研磨开始位置恰好后退规定的退刀量的位置的第六工序。

磨床以及研磨加工方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种研磨加工技术。\n背景技术\n[0002] 以往，例如在用于制造轴承的滚道圈（内圈、外圈）等各种工件的工序中，对某一工件（例如内圈）的内径进行研磨加工，对其它工件（例如外圈）的滚道槽进行研磨加工。关于为此进行的研磨加工技术，提出了各种技术方案（例如参照专利文献1）。\n[0003] 例如，在对工件设定（setting）切换时，会对磨具与工件间的位置关系进行设定。\n在该情况下，在现有的研磨加工技术中，是在主轴上设定工件后，手动操作进刀轴，进行将设于该进刀轴的磨具与工件抵接的示教（teaching）作业。例如，对内圈的示教作业包括使磨具直抵与内圈内径面抵接（接触）的位置的进刀轴的手动操作。另外，对外圈的示教作业包括使磨具直抵与外圈的滚道槽抵接（接触）的位置的进刀轴的手动操作。\n[0004] 专利文献1：日本特开2010-76005号公报\n发明内容\n[0005] 发明要解决的课题\n[0006] 但是，由于上述示教作业（抵接作业）对熟练度有要求，因此对从事示教作业的操作者要求其对研磨加工具有高超技能。为此，基于操作者的熟练程度，实施示教作业有可能花费很多时间，造成工件设定切换所需时间变长的问题。其结果为，有可能难以实现工件研磨加工的高效化。\n[0007] 特别是在未使用工序内测头（in-process gauge）（通过将一对探针定位于工件的研磨加工部位而能够始终检测工件的研磨加工状态的尺寸控制装置）的情况下，会因抵接程度（增减）的不同而导致研磨加工部位的尺寸精度产生偏差。因此，容易产生不合格品，其结果为，研磨加工一开始（初始工件）就出产合格品、即，一下子就研磨加工出符合目标尺寸的合格品极为困难。\n[0008] 另外，在设备调试时（例如在每天早晨或每周之初调试时，或机械长期停机后的调试时），出现了因温度差（例如气温或水温等）造成设备结构尺寸变化的情况。有可能随着该尺寸变化的程度（增减）导致研磨加工一开始（初始工件）就产生不合格品。特别是在未使用工序内测头的机械中，明显出现了产生不合格品的问题。\n[0009] 本发明就是为了解决这样的问题而提出，其目的在于，提供一种研磨加工技术，其实现了工件设定切换及调试所需的时间的缩短，并且，即使在未使用工序内测头的情况下，也能够降低不合格品的发生，一次送进就能研磨加工出符合目标尺寸的合格品的研磨加工技术。\n[0010] 用于解决问题的手段\n[0011] 为了达到这样的目的，本发明为一种磨床，具有：用于对工件实施研磨加工的磨具，和通过使磨具相对于工件进行相对移动而将工件研磨加工成规定的加工尺寸的磨具控制系统，其具有：预先设定磨具与初始工件接触的抵接位置的第一控制部；基于预先设定的抵接位置，将磨具定位在比抵接位置更靠跟前侧的初始工件研磨开始位置的第二控制部；当使磨具从初始工件研磨开始位置移动，对工件的外表面进行研磨加工时，在从抵接位置对初始工件进行使其为比加工尺寸大的尺寸值的恰好规定量的研磨加工后，在对工件的内表面进行研磨加工时，在从抵接位置对初始工件进行使其为比加工尺寸小的尺寸值的恰好规定量的研磨加工后，使磨具返回到初始工件研磨开始位置的第三控制部；在测量经过研磨加工后的初始工件的直径，根据该测量的结果，计算出研磨成加工尺寸应当研磨的残余量的第四控制部；和将磨具定位在前进恰好修正量的位置，并将该位置作为对第2号工件之后的工件进行研磨加工时的正常研磨开始位置，使磨具从该正常研磨开始位置移动，对工件进行研磨加工，直至加工送进完成位置的第五控制部。\n[0012] 在本发明中，第一控制部使用了与初始工件相同的工件，将磨具与工件接触的位置设定为抵接位置。\n[0013] 在本发明中，第一控制部根据磨具直径与初始工件的直径之差来设定抵接位置。\n[0014] 在本发明中还具有在磨床调试时，在磨床的组成发生尺寸变化的情况下，将磨具定位在从正常研磨开始位置恰好后退规定的退刀量的位置的第六控制部。\n[0015] 发明的效果\n[0016] 根据本发明，能够缩短工件的设定切换以及调试所需的时间。另外，还能够实现即使在未使用工序内测头的情况下，也能够降低不合格品的发生，一次送进就能研磨加工出符合目标尺寸的合格品的研磨加工技术。\n附图说明\n[0017] 图1为示意性表示本发明一实施方式的研磨加工技术的规格的示意图。\n[0018] 图2为示意性表示设定切换后的初始工件研磨加工循环的具体结构的示意图。\n[0019] 图3为用于说明根据工件直径和磨具直径算出接触位置的工艺示意图。\n[0020] 图4为示意性表示调试时的初始工件研磨加工循环的具体结构的示意图。\n[0021] 图5（a）为磨具控制系统结构的框图，（b）为研磨加工工艺的流程示意图。\n[0022] 图6（a）为有示教情况下的抵接位置设定工艺的流程示意图，（b）为无示教情况下的抵接位置的设定工艺的流程示意图。\n[0023] 符号说明\n[0024] 2工件；A试研磨量；SX抵接位置；R残留研磨量（残余量）。\n具体实施方式\n[0025] 以下，参照附图说明本发明一实施方式的研磨加工技术。\n[0026] 在图1、图3以及图5（a）中，示出了本实施方式的用于实现研磨加工技术的磨床的结构。磨床具有：对工件2实施研磨加工的磨具4；和使磨具4相对于工件2相对移动的磨具控制系统NC。在该情况下，磨具4被支承于套筒（quill）型支承轴6（进刀轴、伺服轴），支承轴6组装于由磨具控制系统NC控制的磨床主体8。\n[0027] 磨具控制系统NC具有：预先登记有工件2的研磨加工所需的诸要素的工件诸要素数据库10；和根据该工件诸要素数据库10中所登记的各种工件诸要素来实行预定运算处理的运算处理部12。需要说明的是，作为工件2，可举出轴承的内圈和外圈作为例子。\n[0028] 登记于工件诸要素数据库10中的各种工件2的诸要素是工件2的研磨加工所需的信息。作为例子，例如，可举出：研磨加工前的工件2的直径（内径）ID、研磨加工中使磨具\n4移动的位置（例如快速送进完成位置S1，S1’、加工送进完成位置S3、试加工送进完成位置ST等研磨送进位置）等各种信息。\n[0029] 运算处理部12中内置有用于根据上述诸要素来执行研磨加工所需的各种运算处理的计算机（未图示）。该计算机具有：存储有各种运算处理程序的ROM（未图示）；规定用于执行运算处理程序的作业区域的RAM（未图示）；以及在RAM上运行运算处理程序的CPU（未图示）。\n[0030] 在这样的运算处理部12中，根据登记于工件诸要素数据库10中的各种工件的诸要素来执行上述运算处理，根据该运算处理结果，控制磨床主体8（例如送进控制、旋转控制等）。由此，能够使支承于支承轴6的磨具4相对于工件2进行相对移动，对该工件2实行研磨加工。在该情况下，支承轴6利用例如AC伺服马达（未图示）进行送进控制和旋转控制。\n由此，进行移动到上述研磨送进位置S0、S0’、S1、S1’、S3、S3’的磨具4的移动控制。\n[0031] 具体而言，运算处理部12根据与分配给每个工件2的“型号”一致的工件2的相关诸要素数据，对磨床主体8进行控制。“型号”从设于磨具控制系统NC中的输入指示部14输入。此时，运算处理部12利用编码器（旋转检测器）（未图示）检测AC伺服马达的输出轴的旋转位置和转速，并将当前位置（坐标）信号与目标位置（坐标）信号进行比较，对支承轴6进行反馈控制（送进控制、旋转控制）。\n[0032] 在此，在当前位置（坐标）信号与目标位置（坐标）信号之间存在差异的情况下，运算处理部12使AC伺服马达向使得与目标位置（目标）信号的差值减少的方向动作（旋转）。\n重复上述操作步骤，直至最终达到目标值，或者进入容许范围，由此进行直至上述研磨送进位置S0、S1、S2、S3、S4的磨具4的移动控制。\n[0033] 需要说明的是，作为其它方法，例如也可将AC伺服马达的当前位置信息（坐标）以数字方式记录。也可通过赋予该信息与目标位置（坐标）信号之间的差值，控制直至上述研磨送进位置S0、S1、S2、S3、S4的磨具4的移动，以使磨具4一次性达到目标值。由此能够实现从工件2的设定切换至研磨加工的程序的高效化。\n[0034] 在此，对本实施方式所述的研磨加工技术的相关原理进行说明。\n[0035] 如图1所示，本实施方式的研磨加工技术构成为，能够缩短工件的设定切换和调试所需时间。本发明关于工件的设定切换，在从用于对某一工件2的研磨加工的设定变更为用于对另一“型号”的工件2的研磨加工的设定时，提供了无需作业熟练度的“设定切换后的初始工件研磨加工循环”。另外，本发明关于调试作业，提供了在磨床长期间停止后的调试时因温度差（例如气温或水温等）导致机械构结构尺寸变化的情况下，也不会受到影响的“调试时的初始工件研磨加工循环”。\n[0036] 在“设定切换后的初始工件研磨加工循环”中，实施示教作业（抵接作业），从其抵接位置开始，恰好以预定的“试研磨量”对工件2进行研磨后，测量所卸载的工件2的直径（内径）。根据该测量结果，算出需要研磨的残余量（残留研磨量）。并且，以恰好该“残留研磨量”实行研磨加工。由此，不需要抵接作业的技能，也能够实现设定切换所需时间的缩短。\n进而，即使在未使用工序内测头的情况下，也无不合格品的产生，能够一次性研磨加工出符合目标尺寸的合格品。\n[0037] 在“调试时的初始工件研磨加工循环”中，将磨具4定位于从前一次（最近一次）所实行的研磨加工中的研磨开始位置（研磨原点位置）后退预定的“退刀量”的位置。从该位置开始，按照与正常研磨加工循环同样的工艺来实行研磨加工，由此测量已卸载的工件2的直径（内径）。根据该测量结果，算出需要研磨的残余量（残留研磨量）。并且，以恰好该“残留研磨量”实行研磨加工。由此，能够缩短调试所需的时间，并且能够在未使用工序内测头的情况下也能减少不合格品的产生，一次性研磨加工出符合目标尺寸的合格品。\n[0038] 接着，对本实施方式的研磨加工技术中基于用于实现上述原理的具体结构的动作流程进行说明。在本动作流程中，使用外圈作为工件2。另外，实施研磨加工的部位通常是例如工件2的内径面或外径面，在此，作为一例，对工件（外圈）2的内径面，即外圈滚道槽2s实施研磨加工。需要说明的是，在本动作流程中，作为一例，假定“设定切换后的初始工件研磨加工循环”来进行说明。\n[0039] 如图1、2和图5、6所示，在指定了试研磨量A后（图5（b）中的P1），装载工件（外圈）2（图5（b）中的P2）。\n[0040] 在该情况下，试研磨量A的指定是通过从磨具控制系统NC的输入指示部14（图5（b）多照）输入适合的研磨尺寸（内径尺寸）来进行。需要说明的是，能够将相应的研磨尺寸（试研磨加工后的内径尺寸）指定为小于各“型号”预先设定的“加工尺寸”的尺寸值。但是，由于这是根据“加工尺寸”来决定，因此，在此无需特别限定数值。此外，在本实施方式中，对工件（外圈）2的内表面进行研磨加工，因此指定了小于加工尺寸的尺寸值，但是，在对工件的外表面进行研磨加工的情况下，可指定大于加工尺寸的尺寸值。\n[0041] 接着，根据预先设定的抵接（示教）位置SX（图5（b）中的P3），将磨具4定位在位于比抵接位置SX更靠跟前侧的作为初始工件研磨开始位置的研磨原点位置S0'（图5（b）中的P4）。作为初始工件研磨开始位置的研磨原点位置S0'，位于比抵接位置SX更靠跟前侧，这意味着磨具4不会接触到工件（外圈）2的内径面，即外圈滚道槽2s的范围。\n[0042] 在该情况下，作为抵接位置SX的设定，存在着通过使用作为实际实施研磨加工的初始实施件的工件（外圈）2来进行示教作业而设定的情况；以及不进行示教作业而通过计算来设定的情况。\n[0043] 在完成初始工件（外圈）2相对于磨床的设定后（图6（a）中的T1），将磨具4以微小送进量逐步向工件（外圈）2的内径面（相当于外圈滚道槽的部位）手动送进（图6（a）中的T2）。并且，在磨具4已与工件（外圈）2的内径面接触后（图6（a）中的T3），运算处理部\n12能够将该接触位置的位置作为抵接位置SX的数据来获取（图6（a）中的T4）。\n[0044] 需要说明的是，能够通过例如AC伺服马达将抵接位置SX的数据作为坐标位置来管理。在该情况下，磨具控制系统NC的运算处理部12（参照图5（b））能够根据作为坐标位置来管理的抵接位置SX的数据，算出作为初始工件研磨开始位置的研磨原点位置S0'（图\n6（a）中的T4）。\n[0045] 也可不进行如上所述的示教作业，通过计算进行抵接位置SX的设定。在该情况下，通过分别指定磨具4的直径WD以及按照各“型号”规定的工件（外圈）2的（内径）ID（图\n6（b）的Q1），磨具控制系统NC的运算处理部12算出抵接位置SX以及研磨原点位置S0'（图6（b）的Q2）。\n[0046] 在该情况下，能够以支承轴6的中心位置CP为基准，利用AC伺服马达将磨具4的直径WD和工件（外圈）2的（内径）ID作为坐标位置来管理（参照图3）。即，磨具控制系统NC的运算处理部12能够根据磨具4的直径WD与工件（外圈）2的（内径）ID之间的差值，计算出抵接位置SX，再根据该算出的抵接位置SX，计算出作为初始工件研磨开始位置的研磨原点位置S0'。\n[0047] 支承轴6的中心位置CP作为支承轴6的送进控制用AC伺服马达的控制用信息，预先存储于运算处理部12。在此，支承轴6的中心位置CP是指，用于将工件（外圈）2保持为能够自由旋转的传动圆盘（backing plate）（未图示）的旋转中心线与磨具4的中心线一致的位置。\n[0048] 需要说明的是，通过计算得出的抵接位置SX及研磨原点位置S0'与实际位置之间会产生误差。根据该误差的程度，有可能不能实现对工件（外圈）2的内径面，即外圈滚道槽\n2s的高精度研磨加工。因此，为了防止该不利情况的发生，优选在考虑下述六个误差要素的情况下计算抵接位置SX和研磨原点位置S0'。\n[0049] （1）在工件2为外圈的情况下，支承工件2并使其能够旋转的传动圆盘（未图示）的位置偏差；\n[0050] （2）在工件2为外圈的情况下，外圈槽的直径尺寸偏差；\n[0051] （3）磨具4的直径WD的测量误差所导致的偏差；\n[0052] （4）套筒式支承轴6的倾斜量（弯曲量）所导致的偏差；\n[0053] （5）在由一对轴瓦保持工件2的情况下，该轴瓦磨损所导致的偏差；\n[0054] （6）在由一对轴瓦保持工件2的情况下，该轴瓦的研磨精度的偏差[0055] 在此，研磨原点位置S0'为比抵接位置SX更向后退的位置，优选为将其后退量（距离）设定为比进行后述加工研磨时的研磨开始位置（即更新研磨原点位置S0）更小。即，根据更新研磨原点位置S0和抵接位置SX，优选为将研磨原点位置S0'设定为使其满足S0'