特開 2023-127382 研削盤設計支援装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023127382

(43)【公開日】2023-09-13

(54)【発明の名称】研削盤設計支援装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 5/04 20060101AFI20230906BHJP

   B24B 41/06 20120101ALI20230906BHJP

【ＦＩ】

B24B5/04

B24B41/06 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022031151

(22)【出願日】2022-03-01

(71)【出願人】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110002583

【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】磯村 和秀

【テーマコード（参考）】

3C034

3C043

【Ｆターム（参考）】

3C034AA01

3C034BB74

3C034BB87

3C034DD20

3C043AA03

3C043AA12

3C043CC03

3C043DD02

3C043DD03

3C043DD04

3C043DD06

(57)【要約】

【課題】研削盤を設計する際の設計者の負担を軽減する研削盤設計支援装置を提供する。
【解決手段】ベッド１１に固定される心押台３及び主軸台２の間に支持されて回転駆動される工作物７，８，９を砥石５によって研削する研削盤１の設計を支援する研削盤設計支援装置６は、工作物７，８，９に関する工作物情報を取得する工作物情報取得手段６１と、取得した工作物情報に基づいて心押台３及び主軸台２の少なくとも何れかのベッド１１への固定位置を設定する位置設定手段６２と、位置設定手段６２によって設定された固定位置を提示するディスプレイ６００を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベッドに固定される一対の回転支持装置によって支持されて回転駆動される工作物を砥石によって研削する研削盤の設計を支援する研削盤設計支援装置であって、
前記工作物に関する工作物情報を取得する工作物情報取得手段と、
前記工作物情報に基づいて、前記一対の回転支持装置の少なくとも何れかの前記ベッドへの固定位置を設定する位置設定手段と、
前記位置設定手段によって設定された前記固定位置を提示する提示手段と、
を備えた研削盤設計支援装置。

【請求項2】

前記研削盤は、前記ベッドに固定される振れ止め装置本体と前記工作物を支持して前記工作物の研削時の振れを抑制するレストとを有する振れ止め装置を備え、
前記位置設定手段は、前記工作物情報に基づいて、前記振れ止め装置本体の前記ベッドへの固定位置を設定し、
前記提示手段は、前記位置設定手段によって設定された前記振れ止め装置本体の固定位置を提示する、
請求項１に記載の研削盤設計支援装置。

【請求項3】

前記振れ止め装置の前記レストの支持面の必要幅を設定する支持面幅設定手段を備え、
前記提示手段は、前記支持面幅設定手段によって設定された前記必要幅を提示する、
請求項２に記載の研削盤設計支援装置。

【請求項4】

前記一対の回転支持装置の少なくとも何れかは、前記ベッドに固定される固定部材と、前記工作物の端部を支持する支持部材と、前記支持部材を前記固定部材に対して前記工作物の回転軸線方向に沿って所定の可動範囲内で移動させることが可能な移動機構とを有しており、
前記工作物情報取得手段は、形状が異なる複数の前記工作物に関する前記工作物情報を取得し、
前記位置設定手段は、前記固定部材の前記ベッドへの固定位置を変えることなく前記複数の前記工作物の研削加工を行えるように、前記固定部材の固定位置を設定する、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の研削盤設計支援装置。

【請求項5】

前記位置設定手段は、前記固定部材の固定位置を設定するにあたり、前記支持部材の前記固定部材に対する可動範囲の長さ、複数の前記工作物のそれぞれの長さ、及び複数の前記工作物の回転軸線方向における前記砥石の前記ベッドに対する可動範囲を考慮する、
請求項４に記載の研削盤設計支援装置。

【請求項6】

前記砥石によって前記工作物の複数の被加工部を研削加工するにあたり、前記複数の被加工部の加工順序を設定する加工順序設定手段を備え、
前記加工順序設定手段は、前記工作物情報に基づいて、前記砥石の整形後に前記複数の被加工部のうち高い加工精度が要求される被加工部を優先して行うように前記加工順序を設定し、
前記提示手段は、前記加工順序設定手段によって設定された前記加工順序を提示する、
請求項１乃至５の何れか１項に記載の研削盤設計支援装置。

【請求項7】

前記複数の被加工部を研削する際の前記工作物に対する前記砥石の位置を設定する砥石位置設定手段を備え、
前記砥石位置設定手段は、前記砥石の砥石幅のうち、前記複数の被加工部を連続して研削する場合に用いられる部分の重なり幅が小さくなるように前記砥石の位置を設定し、
前記提示手段は、前記砥石位置設定手段によって設定された前記工作物に対する前記砥石の位置を提示する、
請求項６に記載の研削盤設計支援装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研削盤の設計を支援する研削盤設計支援装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、シャフト等の軸状部材を研削加工するための研削盤は、工作物を一対の回転支持装置としての主軸台と心押台との間に支持し、工作物の中心軸線を回転軸線として工作物を回転させながら、砥石によって被加工部の研削加工を行う。このような研削盤には、主軸台及び心押台の双方が工作物の中心軸線と平行に進退移動可能なものがある（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１に記載の研削盤は、主軸台駆動装置及び心押台駆動装置がベッドに取り付けられている。主軸台駆動装置は、ねじ軸及び一対の主軸台ガイドレールを有しており、ねじ軸の回転によって主軸台を主軸台ガイドレールに沿って移動させる。心押台駆動装置も同様に、ねじ軸及び一対の心押台ガイドレールを有しており、ねじ軸の回転によって心押台を心押台ガイドレールに沿って移動させる。主軸台及び心押台は、ねじ軸の長さに応じた所定の移動可能範囲で進退移動することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１７６２９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のように構成された研削盤は、工作物の軸方向の長さが主軸台及び心押台の移動可能範囲に対応する長さの範囲内であれば、研削加工を行うことが可能である。しかし、長さが大きく異なる複数の工作物に対しては、１台の研削盤でこれらの工作物を加工することが困難となる場合がある。

【0006】

このような問題に対応するため、主軸台及び心押台の何れか一方もしくは両方をユニット化し、ベッドに対する固定位置を変更可能とすることが考えられる。しかし、この場合には、その固定位置を決めるにあたり、工作物の長さ及び主軸台や心押台の移動可能範囲を考慮して様々な計算を行う必要があり、その設計作業が煩雑となっていた。

【0007】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、研削盤を設計する際の設計負担を軽減する研削盤設計支援装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、上記の目的を達成するため、ベッドに固定される一対の回転支持装置によって支持されて回転駆動される工作物を砥石によって研削する研削盤の設計を支援する研削盤設計支援装置であって、前記工作物に関する工作物情報を取得する工作物情報取得手段と、前記工作物情報に基づいて、前記一対の回転支持装置の少なくとも何れかの前記ベッドへの固定位置を設定する位置設定手段と、前記位置設定手段によって設定された前記固定位置を提示する提示手段と、を備えた研削盤設計支援装置を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係る研削盤設計支援装置を用いることにより、研削盤を設計する際の設計負担が軽減される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】研削盤の構成例を示す構成図である。

【図2】（ａ）は、主軸台の概略構成例を示す断面図である。（ｂ）は、主軸台ケースのベッドへの固定構造を示す説明図である。

【図3】（ａ）は、心押台の概略構成例を示す断面図である。（ｂ）は、心押台ケースのベッドへの固定構造を示す説明図である。

【図4】研削盤設計支援装置の機能構成を示すブロック図である。

【図5】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１乃至第３の工作物を示す外観図である。

【図6】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１乃至第３の工作物がベッド上に支持された状態を、主軸台、心押台、及び振れ止め装置と共に示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図６を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

【0012】

（研削盤の構成）
図１は、研削盤の構成例を示す構成図である。この研削盤１は、回転シャフト等の軸状の工作物１０を研削加工するためのものである。図１において、図面左右方向をＺ方向、図面上下方向をＸ方向とし、Ｘ方向及びＺ方向に対して垂直な方向をＹ方向とする。工作物１０は、その軸方向がＺ方向となるように支持される。なお、図１では、一例として、外径が異なる二つの円柱状の被加工部１０１，１０２を有する工作物１０を図示しているが、研削盤１は、形状や大きさが異なる様々な工作物を研削加工することが可能である。

【0013】

研削盤１は、基台であるベッド１１と、ベッド１１に対してＺ方向に移動可能なトラバーステーブル１２と、トラバーステーブル１２に対してＸ方向に移動可能な砥石台１３と、砥石台１３に取り付けられた砥石用モータ１４と、工作物１０を支持して回転させる一対の回転支持装置としての主軸台２及び心押台３と、主軸台２に固定されたツルア装置１５と、工作物１０の研削時の振れを抑制する振れ止め装置４と、砥石５とを主な構成要素として備えている。ツルア装置１５は、ツルアモータ１５１と、ツルアモータ１５１の回転軸に取り付けられたツルア１５２とから構成されている。

【0014】

ベッド１１には、トラバーステーブル１２をＺ方向に案内するＺ軸ガイドレール１２１，１２２が設けられており、Ｚ軸モータ１２３によって駆動されるボールねじ１２４の回転によってトラバーステーブル１２がＺ軸ガイドレール１２１，１２２に沿って移動する。トラバーステーブル１２には、砥石台１３を案内するＸ軸ガイドレール１３１，１３２が設けられており、Ｘ軸モータ１３３によって駆動されるボールねじ１３４の回転によって砥石台１３がトラバーステーブル１２に対してＸ軸ガイドレール１３１，１３２に沿って移動する。

【0015】

砥石用モータ１４の回転軸１４１には、円盤状の砥石５が着脱可能に取り付けられており、砥石５が砥石用モータ１４に回転駆動されて工作物１０を研削する。砥石５として具体的には、例えばダイヤモンドホイール又はＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）ホイールを用いることができる。砥石５の回転軸線Ｏ_１は、工作物１０の回転軸線Ｏ_２と平行である。砥石５の使用により研削面５ａが偏摩耗したり振れが発生した際には、ツルア装置１５によるツルーイング（形直し）を行うことにより、研削面５ａを回転軸線Ｏ_１と平行な直線状に整形することができる。なお、ツルーイングを行うと砥石５の寿命が短くなると共に時間がかかるので、ツルーイングの回数や時間をできる限り減らすことが望ましい。

【0016】

主軸台２、心押台３、及び振れ止め装置４は、それぞれユニット化されており、ベッド１１に対して着脱可能である。主軸台２、心押台３、及び振れ止め装置４のベッド１１への固定位置は、工作物１０の大きさ等に応じて変えることができる。ベッド１１には、Ｚ方向に延在する第１及び第２の突起１１１，１１２が設けられている。主軸台２及び心押台３は、それぞれ複数のクランプ金具１１３及びボルト１１４によって第１の突起１１１の任意の位置に固定することができる。第２の突起１１２は、第１の突起１１１よりも砥石５から遠い位置に設けられており、振れ止め装置４をクランプ金具１１３及びボルト１１４によって第２の突起１１２の任意の位置に固定することができる。

【0017】

図２（ａ）は、主軸台２の概略構成例を示す断面図である。主軸台２は、ベッド１１に固定される固定部材としての主軸台ケース２１と、工作物１０の一方の端部を支持する支持部材としての主軸台センタ２２と、主軸台センタ２２を複数の軸受２３及び主軸２４を介して回転可能に支持する円筒状のラム２５と、主軸台センタ２２を回転させる主軸モータ２６と、主軸台センタ２２及び主軸２４を主軸台ケース２１に対して直線状に進退移動させる移動機構２７と、主軸モータ２６の回転を主軸台センタ２２に伝達する伝達機構２８とを備えている。主軸台センタ２２は、その先端部が工作物１０の一方の端面に形成されたセンタ穴に嵌合する。

【0018】

移動機構２７は、移動用モータ２７０と、移動用モータ２７０によって回転駆動されるギヤ部材２７１と、ギヤ部材２７１に噛み合わされたナットホルダ２７２と、ナットホルダ２７２に保持されたボールねじナット２７３と、ボールねじナット２７３の回転によって軸方向に移動するボールねじ２７４と、ボールねじ２７４の一端部に固定されたスライダ２７５と、スライダ２７５とラム２５とを連結する連結部材２７６とを備えて構成されている。

【0019】

移動用モータ２７０は、例えばサーボモータであり、主軸台ケース２１に収容固定されている。ギヤ部材２７１及びボールねじナット２７３は、主軸台ケース２１に保持された軸受２７７，２７８によってそれぞれ回転可能に支持されている。スライダ２７５は、主軸台ケース２１に対して回転不能かつＺ方向に移動可能である。移動用モータ２７０によってギヤ部材２７１が回転駆動されると、ボールねじナット２７３がボールねじ２７４に対して回転し、主軸２４及び主軸台センタ２２がラム２５と共にＺ方向に移動する。

【0020】

伝達機構２８は、主軸台センタ２２と一体に回転する回転軸２８１と、回転軸２８１に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能にスプライン嵌合されたプーリ２８２と、主軸モータ２６のモータシャフト２６１とプーリ２８２との間に掛け回されたベルト２８３とを有している。プーリ２８２は、主軸台ケース２１に保持された軸受２８４によって回転可能に支持されている。

【0021】

主軸台２は、主軸台センタ２２及びボールねじ２７４がＺ方向に延在するようにベッド１１に取り付けられる。移動機構２７は、移動用モータ２７０の回転により、主軸台センタ２２をボールねじ２７４の長さに応じた所定の可動範囲内で、主軸台ケース２１に対して工作物１０の回転軸線方向に沿って移動させることが可能である。

【0022】

図２（ｂ）は、主軸台ケース２１のベッド１１への固定構造を示す説明図である。主軸台ケース２１は、Ｘ方向の一方の端部にベッド１１の第１の突起１１１に係合する係合突起２１１を有している。主軸台ケース２１におけるＸ方向の他方の端部には、クランプ金具１１３が当接する傾斜面２１ａがＸ方向及びＹ方向に対して傾斜して形成されている。主軸台ケース２１を固定するクランプ金具１１３は、主軸台ケース２１の傾斜面２１ａに当接するケース当接面１１３ａと、第１の突起１１１のＸ方向の端部における傾斜面１１１ａに当接するベッド当接面１１３ｂとを有しており、主軸台ケース２１に螺合するボルト１１４によって主軸台ケース２１に締め付け固定されている。クランプ金具１１３のケース当接面１１３ａとベッド当接面１１３ｂとは、主軸台ケース２１をベッド１１に押し付けるようにＹ方向に対して傾斜している。

【0023】

図３（ａ）は、心押台３の概略構成例を示す断面図である。心押台３は、ベッド１１に固定される固定部材としての心押台ケース３１と、工作物１０における主軸台２側とは反対側の端部を支持する支持部材としての心押台センタ３２と、心押台センタ３２を複数の軸受３３及び心押軸３４を介して回転可能に支持する円筒状のラム３５と、心押台センタ３２及び心押軸３４を心押台ケース３１に対して直線状に進退移動させる移動機構３６とを備えている。心押台センタ３２は、その先端部が工作物１０における主軸台２側とは反対側の端面に形成されたセンタ穴に嵌合する。

【0024】

移動機構３６は、移動用モータ３６０と、移動用モータ３６０によって回転駆動されるギヤ部材３６１と、ギヤ部材３６１に噛み合わされたナットホルダ３６２と、ナットホルダ３６２に保持されたボールねじナット３６３と、ボールねじナット３６３の回転によって軸方向に移動するボールねじ３６４と、ボールねじ３６４の一端部に固定されたスライダ３６５と、スライダ３６５に固定された押圧部材３６６と、押圧部材３６６とラム３５との間に配置されたコイルばね３６７とを備えて構成されている。

【0025】

移動用モータ３６０は、例えばサーボモータであり、心押台ケース３１に収容固定されている。ギヤ部材３６１及びボールねじナット３６３は、心押台ケース３１に保持された軸受３６８，３６９によってそれぞれ回転可能に支持されている。スライダ３６５は、心押台ケース３１に対して回転不能かつＺ方向に移動可能である。移動用モータ３６０によってギヤ部材３６１が回転駆動されると、ボールねじナット３６３がボールねじ３６４に対して回転し、コイルばね３６７が押圧部材３６６によって押圧され、心押軸３４及び心押台センタ３２がラム３５と共にＺ方向に移動する。

【0026】

心押台３は、心押台センタ３２及びボールねじ３６４がＺ方向に延在するようにベッド１１に取り付けられる。心押台３の移動機構３６は、移動用モータ３６０の回転により、心押台センタ３２をボールねじ３６４の長さに応じた所定の可動範囲内で、心押台ケース３１に対して工作物１０の回転軸線方向に沿って移動させることが可能である。工作物１０は、主軸台センタ２２と心押台センタ３２との間に挟持される。

【0027】

図３（ｂ）は、心押台ケース３１のベッド１１への固定構造を示す説明図である。心押台ケース３１は、Ｘ方向の一方の端部にベッド１１の第１の突起１１１に係合する係合突起３１１を有している。心押台ケース３１におけるＸ方向の他方の端部には、クランプ金具１１３が当接する傾斜面３１ａがＸ方向及びＹ方向に対して傾斜して形成されている。心押台ケース３１を固定するクランプ金具１１３は、心押台ケース３１の傾斜面３１ａに当接するケース当接面１１３ａと、第１の突起１１１のＸ方向の端部における傾斜面１１１ａに当接するベッド当接面１１３ｂとを有しており、心押台ケース３１に螺合するボルト１１４によって心押台ケース３１に締め付け固定されている。クランプ金具１１３のケース当接面１１３ａとベッド当接面１１３ｂとは、心押台ケース３１をベッド１１に押し付けるようにＹ方向に対して傾斜している。

【0028】

振れ止め装置４は、図１に示すように、クランプ金具１１３及びボルト１１４によってベッド１１の第２の突起１１２に固定される振れ止め装置本体４１と、振れ止め装置本体４１に対してＸ方向に移動可能なレスト４２とを有している。レスト４２は、工作物１０の外周面に接する支持面４２ａを有している。レスト４２は、支持面４２ａによって工作物１０の外周面を支持することにより、工作物１０の研削時の振れを抑制する。レスト４２は、例えば振れ止め装置本体４１に設けられたシリンダに供給される作動油の油圧によって振れ止め装置本体４１に対してＸ方向に移動し、工作物１０を砥石５側に向かって押圧する。

【0029】

（研削盤設計支援装置の構成）
次に、上記のように構成された研削盤１の設計を支援する研削盤設計支援装置の構成について説明する。

【0030】

図４は、研削盤設計支援装置６の機能構成を示すブロック図である。研削盤設計支援装置６は、例えばコンピュータ６０と、コンピュータ６０に接続された提示手段としてのディスプレイ６００とによって構成される。コンピュータ６０には、主軸台ケース２１に対して主軸台センタ２２が移動可能な可動範囲の情報や、心押台ケース３１に対して心押台センタ３２が移動可能な可動範囲の情報などの研削盤設計支援装置６としての処理に必要な情報が登録されている。

【0031】

コンピュータ６０は、マイクロプロセッサがプログラムを実行することにより、工作物情報取得手段６１、位置設定手段６２、支持面幅設定手段６３、加工順序設定手段６４、砥石位置設定手段６５、及び加工結果予測手段６６として機能する。ディスプレイ６００は、位置設定手段６２、支持面幅設定手段６３、加工順序設定手段６４、及び砥石位置設定手段６５によって設定された各種の設定情報を、ユーザである設計者等に対して視覚によって認識可能に提示する。

【0032】

工作物情報取得手段６１は、研削盤１によって研削加工する工作物に関する情報である工作物情報を取得する。この工作物情報には、加工対象の工作物について、中心軸線に沿った軸方向における被加工部の位置や形状、直径、及び要求精度（寸法精度や面粗度）の情報が含まれる。工作物情報取得手段６１は、例えば工作物の三次元又は二次元のＣＡＤデータもしくはＡＲ（Augmented Reality）用の形状データ等を読み込むことにより、工作物情報を取得する。また、コンピュータ６０に接続されたキーボードやマウス等のポインティングデバイスのユーザによる操作によって、工作物情報取得手段６１が工作物情報を取得してもよい。

【0033】

位置設定手段６２は、工作物情報取得手段６１が取得した工作物情報に基づいて、主軸台ケース２１及び心押台ケース３１の少なくとも何れかのベッド１１への固定位置ならびに振れ止め装置本体４１のベッド１１への固定位置を設定する。また、位置設定手段６２は、形状が異なる複数の工作物を研削盤１によって連続して研削加工する場合、主軸台ケース２１、心押台ケース３１、及び振れ止め装置本体４１のベッド１１への固定位置を変えることなく複数の工作物の研削加工を行えるように、主軸台ケース２１、心押台ケース３１、及び振れ止め装置本体４１の固定位置を設定する。またさらに、位置設定手段６２は、主軸台ケース２１及び心押台ケース３１のベッド１１への固定位置を設定するにあたり、主軸台２及び心押台３における主軸台センタ２２及び心押台センタ３２の主軸台ケース２１及び心押台ケース３１に対する可動範囲、工作物の軸方向の長さ、ならびにＺ方向における砥石５のベッド１１に対する可動範囲を考慮する。これらの固定位置の設定方法の具体例については後述する。

【0034】

支持面幅設定手段６３は、レスト４２の支持面４２ａの必要幅を設定する。支持面４２ａの必要幅は、例えばレスト４２が支持している部分もしくはその近傍部を研削加工する際に工作物が受ける研削荷重の大きさに応じて最小値が設定され、レスト４２の支持面４２ａが当接する工作物の外周面におけるＺ方向に平行な部分の幅に応じて最大値が設定される。なお、支持面幅設定手段６３は、支持面４２ａの必要幅の最小値及び最大値の何れかのみを設定するようにしてもよい。

【0035】

加工順序設定手段６４は、加工対象の工作物の複数の被加工部を砥石５によって研削加工するにあたり、工作物情報取得手段６１が取得した工作物情報に基づいて、ツルア装置１５による砥石５の整形後に複数の被加工部のうち高い加工精度が要求される被加工部を優先して加工するように加工順序を設定する。被加工部の加工順序の設定方法の具体例については後述する。

【0036】

砥石位置設定手段６５は、砥石５の砥石幅Ｗ_５（図１参照）のうち、複数の被加工部を連続して研削する場合に用いられる部分の重なり幅が小さくなるように、複数の被加工部を研削する際の工作物に対する砥石５の位置を設定する。この砥石５の位置の設定方法の詳細については後述する。

【0037】

ディスプレイ６００には、位置設定手段６２によって設定された主軸台ケース２１、心押台ケース３１、及び振れ止め装置本体４１のベッド１１への固定位置、支持面幅設定手段６３によって設定されたレスト４２の支持面４２ａの必要幅、加工順序設定手段６４によって設定された被加工部の加工順序、及び砥石位置設定手段６５によって設定された被加工部を研削する際の砥石５の位置が表示される。このうち、主軸台ケース２１、心押台ケース３１、及び振れ止め装置本体４１のベッド１１への固定位置は、例えば図１に示すような研削盤１の平面図に、主軸台ケース２１、心押台ケース３１、及び振れ止め装置本体４１の形状を、それぞれの基準位置のＸ方向及びＺ方向の座標と共にディスプレイ６００にグラフィック表示することにより、ユーザに提示される。

【0038】

レスト４２の支持面４２ａの必要幅は、例えばその上限値及び下限値をディスプレイ６００に表示することによりユーザに提示される。また、コンピュータ６０に、レスト４２の支持面４２ａの幅Ｗ_４２（図１参照）が異なる複数の振れ止め装置４の情報を予め登録しておき、これら複数の振れ止め装置４のうち最適な振れ止め装置４を特定する情報をディスプレイ６００に表示するようにしてもよい。

【0039】

被加工部の加工順序は、例えば工作物情報取得手段６１が工作物の三次元又は二次元のＣＡＤデータを取得した場合には、この三次元又は二次元のＣＡＤデータの各被加工部に対応するように加工順序を示す文字列等を追加してディスプレイ６００に表示することにより、ユーザに提示される。各被加工部を研削する際の砥石５の位置についても同様に、例えば工作物の三次元又は二次元のＣＡＤデータに、各被加工部を研削する際の砥石５の位置を示す情報を追加してディスプレイ６００に表示することにより、ユーザに提示される。ユーザは、提示された情報に基づいて、Ｚ軸モータ１２３及びＸ軸モータ１３３を制御するための数値制御プログラム（ＮＣプログラムとも称される）を作成する。

【0040】

加工結果予測手段６６は、位置設定手段６２、支持面幅設定手段６３、加工順序設定手段６４、及び砥石位置設定手段６５によって設定された各種の設定情報にしたがって工作物を研削加工した場合に予測される研削加工の結果に関する情報を生成する。この情報には、例えば工作物の研削加工に必要な加工時間や、加工品質を示す寸法精度や面粗度、あるいは砥石５の摩耗量等が含まれる。加工結果予測手段６６によって生成された各種の情報は、ディスプレイ６００への表示によってユーザに提示される。

【0041】

（研削盤設計支援装置の動作）
次に、位置設定手段６２、支持面幅設定手段６３、加工順序設定手段６４、及び砥石位置設定手段６５が実行する処理を、具体例に基づいて説明する。ここでは、形状及び大きさが異なる第１乃至第３の工作物を研削盤１によって連続して加工する場合について説明する。なお、砥石５は、予め研削面５ａが回転軸線Ｏ_１と平行な直線状に整形されているものとする。また、以下の説明では、便宜上、砥石５及び第１乃至第３の工作物の軸方向一方側を右側とし、軸方向他方側を左側として説明する。

【0042】

図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１乃至第３の工作物７，８，９を示す外観図である。図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１乃至第３の工作物７，８，９がベッド１１上に支持された状態を、主軸台２、心押台３、及び振れ止め装置４と共に示す説明図である。また、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）では、第１乃至第３の工作物７，８，９の各被加工部を研削加工する際の砥石５の位置を二点鎖線で示している。

【0043】

第１乃至第３の工作物７，８，９は、例えば建設機械や貨物の移載機などの産業機械の部品として用いられる一品生産のシャフトである。第１乃至第３の工作物７，８，９は、軸方向の長さＬ_７，Ｌ_８，Ｌ_９がそれぞれ異なり、第１の工作物７の長さＬ_７が最も長く、第３の工作物９の長さＬ_９がその次に長く、第２の工作物８の長さＬ_８が最も短い。

【0044】

第１の工作物７は、被加工部として、大径被加工部７１、中径被加工部７２、及び小径被加工部７３を有すると共に、砥石５による研削加工を行わない第１乃至第４の非研削部７０１～７０４を有している。第２の工作物８は、被加工部として、大径被加工部８１及び小径被加工部８２を有すると共に、砥石５による研削加工を行わない第１及び第２の非研削部８０１，８０２を有している。第３の工作物９は、被加工部として、小径被加工部９１及び大径被加工部９２を有すると共に、砥石５による研削加工を行わない第１乃至第３の非研削部９０１～９０３を有している。

【0045】

第１の工作物７の大径被加工部７１の幅Ｗ_７１は、砥石５の砥石幅Ｗ_５より僅かに狭い。第１の工作物７の中径被加工部７２の幅Ｗ_７２及び小径被加工部７３の幅Ｗ_７３は、大径被加工部７１の幅Ｗ_７１よりも狭い。第２の工作物８は、大径被加工部８１のＷ_８１及び小径被加工部８２の幅Ｗ_８２が、第１の工作物７の小径被加工部７３の幅Ｗ_７３及び中径被加工部７２の幅Ｗ_７２よりも、それぞれ狭い。第３の工作物９は、小径被加工部９１の幅Ｗ_９１が砥石５の砥石幅Ｗ_５よりも広く、大径被加工部９２の幅Ｗ_９２が砥石５の砥石幅Ｗ_５よりも狭い。

【0046】

工作物情報取得手段６１は、第１の工作物７の大径被加工部７１、中径被加工部７２、及び小径被加工部７３、第２の工作物８の大径被加工部８１及び小径被加工部８２、ならびに第３の工作物９の小径被加工部９１及び大径被加工部９２のそれぞれの軸方向の位置や幅、直径、及び要求精度の情報を、工作物情報として取得する。

【0047】

ここでは、一例として、第１の工作物７の大径被加工部７１ならびに第３の工作物９の小径被加工部９１が、比較的高い精度で研削加工が必要な高精度被加工部であり、他の被加工部（第１の工作物７の中径被加工部７２及び小径被加工部７３、第２の工作物８の大径被加工部８１及び小径被加工部８２、ならびに第３の工作物９の大径被加工部９２）が比較的低い精度で研削加工が可能な低精度被加工部である場合について説明する。高精度被加工部の表面粗さの要求仕様は、例えば０．４μｍＲａであり、低精度被加工部の表面粗さの要求仕様は、例えば０．８μｍＲａである。

【0048】

位置設定手段６２は、まず、軸方向の長さが最も長い第１の工作物７の長さＬ_７と最も短い第２の工作物８の長さＬ_８との差を求め、この差が、主軸台ケース２１に対する主軸台センタ２２の可動範囲の長さと心押台ケース３１に対する心押台センタ３２の可動範囲の長さとの合計値よりも小さいか否かを判定する。この判定の結果、主軸台センタ２２及び心押台センタ３２の可動範囲の長さの合計値よりも第１の工作物７の長さＬ_７と第２の工作物８の長さＬ_８との差が大きければ、主軸台ケース２１及び心押台ケース３１をベッド１１に固定したまま第１乃至第３の工作物７，８，９の全ての加工を行うことができないので、その旨をディスプレイ６００に表示する。

【0049】

一方、主軸台センタ２２及び心押台センタ３２の可動範囲の長さの合計値が第１の工作物７の長さＬ_７と第２の工作物８の長さＬ_８との差以上であれば、位置設定手段６２は、主軸台２及び心押台３における主軸台センタ２２及び心押台センタ３２の主軸台ケース２１及び心押台ケース３１に対する可動範囲の長さ、第１乃至第３の工作物７，８，９のそれぞれの軸方向の長さＬ_７，Ｌ_８，Ｌ_９、ならびにＺ方向における砥石５のベッド１１に対する可動範囲を考慮し、主軸台ケース２１及び心押台ケース３１のベッド１１への固定位置を変えることなく、第１の工作物７の大径被加工部７１、中径被加工部７２、及び小径被加工部７３、第２の工作物８の大径被加工部８１及び小径被加工部８２、ならびに第３の工作物９の小径被加工部９１及び大径被加工部９２の全てを砥石５によって研削加工できるように、主軸台ケース２１及び心押台ケース３１のベッド１１への固定位置、ならびに各被加工部の研削加工時における主軸台センタ２２及び心押台センタ３２の主軸台ケース２１及び心押台ケース３１に対するＺ方向の位置を設定する。

【0050】

位置設定手段６２は、第１の工作物７の大径被加工部７１、中径被加工部７２、及び小径被加工部７３を研削加工する際の砥石５の位置ならびに主軸台センタ２２及び心押台センタ３２の主軸台ケース２１及び心押台ケース３１に対するＺ方向の位置を、大径被加工部７１、中径被加工部７２、及び小径被加工部７３の外径の仕上げ寸法Ｄ_７１，Ｄ_７２，Ｄ_７３、ならびに第１乃至第４の非研削部７０１～７０４の外径寸法Ｄ_７０１，Ｄ_７０２，Ｄ_７０３，Ｄ_７０４及び長さＬ_７０１，Ｌ_７０２，Ｌ_７０３，Ｌ_７０４を考慮して、砥石５が第１乃至第４の非研削部７０１～７０４や主軸２４又は心押軸３４等に干渉しないように設定する。なお、大径被加工部７１、中径被加工部７２、及び小径被加工部７３のそれぞれを研削加工する際の主軸台センタ２２及び心押台センタ３２の主軸台ケース２１及び心押台ケース３１に対するＺ方向の位置を変えてもよい。例えば、大径被加工部７１を研削加工した後に、移動機構２７，３６によって主軸台センタ２２及び心押台センタ３２の主軸台ケース２１及び心押台ケース３１に対するＺ方向の位置を変えて中径被加工部７２及び小径被加工部７３を研削加工してもよい。

【0051】

また、位置設定手段６２は、第２の工作物８の大径被加工部８１及び小径被加工部８２を研削加工する際の砥石５の位置ならびに主軸台センタ２２及び心押台センタ３２の主軸台ケース２１及び心押台ケース３１に対するＺ方向の位置を、大径被加工部８１及び小径被加工部８２の外径の仕上げ寸法Ｄ_８１，Ｄ_８２、ならびに第１及び第２の非研削部８０１，８０２の外径寸法Ｄ_８０１，Ｄ_８０２及び長さＬ_８０１，Ｌ_８０２を考慮して、砥石５が第１及び第２の非研削部８０１，８０２や主軸２４又は心押軸３４等に干渉しないように設定する。

【0052】

また同様に、位置設定手段６２は、第３の工作物９の小径被加工部９１及び大径被加工部９２を研削加工する際の砥石５の位置ならびに主軸台センタ２２及び心押台センタ３２の主軸台ケース２１及び心押台ケース３１に対するＺ方向の位置を、小径被加工部９１及び大径被加工部９２の外径の仕上げ寸法Ｄ_９１，Ｄ_９２、ならびに第１乃至第３の非研削部９０１～９０３の外径寸法Ｄ_９０１，Ｄ_９０２，Ｄ_９０３及び長さＬ_９０１，Ｌ_９０２，Ｌ_９０３を考慮して、砥石５が第１乃至第３の非研削部９０１～９０３や主軸２４又は心押軸３４等に干渉しないように設定する。

【0053】

位置設定手段６２は、工作物情報取得手段６１が取得した工作物情報に基づいて、第１乃至第３の工作物７，８，９の各被加工部について、その研削加工時に振れ止め装置４による振れ止めが必要か否かを判定する。ここでは、第１の工作物７及び第３の工作物９の加工時に、高精度被加工部である第１の工作物７の大径被加工部７１ならびに第３の工作物９の小径被加工部９１を振れ止め装置４のレスト４２によって支持するものとする。この場合、位置設定手段６２は、第１の工作物７の大径被加工部７１ならびに第３の工作物９の小径被加工部９１を振れ止め装置４のレスト４２によって支持することができるように、振れ止め装置本体４１のベッド１１への固定位置を設定する。なお、第１の工作物７の大径被加工部７１ならびに第３の工作物９の小径被加工部９１を振れ止め装置４のレスト４２によって支持するために、大径被加工部７１及び小径被加工部９１の加工時において、移動機構２７，３６によって主軸台センタ２２及び心押台センタ３２の主軸台ケース２１及び心押台ケース３１に対するＺ方向の位置を調節してもよい。

【0054】

加工順序設定手段６４は、砥石５の研削面５ａが整形された状態で高精度被加工部を研削加工するように加工順序を設定する。つまり、第１の工作物７の大径被加工部７１及び第３の工作物９の小径被加工部９１の何れか一方を最初に研削加工し、その後に第１の工作物７の大径被加工部７１及び第３の工作物９の小径被加工部９１の他方を研削加工する際には、その研削加工に先立って砥石５の研削面５ａを整形する。ここでは、第１の工作物７の大径被加工部７１の研削加工を最初に行うこととする。

【0055】

また、加工順序設定手段６４は、先行する被加工部の研削加工によって生じた砥石５の研削面５ａの段差が以降の被加工部の加工精度に影響を与えにくいように、各被加工部の加工順序を設定する。砥石５の摩耗状態は、研削面５ａのうち研削加工に用いられる部分の位置や大きさに関係するため、加工順序設定手段６４は、砥石位置設定手段６５と連携して被加工部の加工順序を設定する。

【0056】

次に、第１乃至第３の工作物７，８，９の各被加工部の加工順序ならびに各被加工部を加工する際の砥石５の位置の設定例について、図６（ａ）～（ｃ）を参照して説明する。図６（ａ）～（ｃ）に示すように、第１乃至第３の工作物７，８，９を研削加工する際には、第１の工作物７の両端部に形成されたセンタ穴７ａ，７ｂ、第２の工作物８の両端部に形成されたセンタ穴８ａ，８ｂ、及び第３の工作物９の両端部に形成されたセンタ穴９ａ，９ｂに、主軸台センタ２２及び心押台センタ３２のそれぞれの先端部が嵌合する。なお、本実施の形態では、砥石５を第１乃至第３の工作物７，８，９の回転軸線に対して垂直に切り込ませるプランジ研削によって研削加工を行う場合について説明するが、必要に応じて、砥石を工作物の回転軸線に対して平行に移動させるトラバース研削を組み合わせてもよい。

【0057】

前述のように、砥石位置設定手段６５は、砥石５の砥石幅Ｗ_５のうち、複数の被加工部を連続して研削する場合に用いられる部分の重なり幅が小さくなるように研削加工時における砥石５の位置を設定する。このため、最初に第１の工作物７の大径被加工部７１の研削加工を行った後、第１の工作物７の中径被加工部７２及び小径被加工部７３を研削加工する際には、中径被加工部７２の加工に用いる部分と小径被加工部７３の加工に用いる部分とが重ならないように、研削加工時における砥石５の位置を設定する。ここでは、砥石５が主軸台２に干渉しないように、小径被加工部７３を研削加工する際には砥石幅Ｗ_５のうち右側の部分を使用し、中径被加工部７２を研削加工する際には砥石幅Ｗ_５のうち左側の部分を使用する。なお、中径被加工部７２を小径被加工部７３より先に研削加工してもよく、小径被加工部７３を中径被加工部７２より先に研削加工してもよい。

【0058】

第１の工作物７の次には、加工精度を確保しながらも砥石５のツルーイングの回数やツルーイングによって削り取る量を抑制して砥石寿命を延ばすため、第１の工作物７の中径被加工部７２及び小径被加工部７３の研削加工後、ツルーイングを行うことなく第２の工作物８の研削加工を行う。図６では、一例として、砥石幅Ｗ_５のうち右側の部分を使用して第２の工作物８の大径被加工部８１を研削加工し、砥石幅Ｗ_５のうち左側の部分を使用して第２の工作物８の小径被加工部８２を研削加工する場合を示している。なお、大径被加工部８１及び小径被加工部８２は、何れを先に研削加工してもよい。

【0059】

第２の工作物８の研削加工の後、第３の工作物９の研削加工を行う前に、砥石５のツルーイングを行う。第３の工作物９については、大径被加工部９２より先に高精度被加工部である小径被加工部９１を研削加工する。前述のように、小径被加工部９１の幅Ｗ_９１は、砥石５の砥石幅Ｗ_５よりも広いので、図６に示すように２回に分けてプランジ研削を行う。具体的には、砥石幅Ｗ_５の全体を使って小径被加工部９１の一部を１回目のプランジ研削で研削加工した後、砥石幅Ｗ_５の左側の部分を使って小径被加工部９１の残部を２回目のプランジ研削で研削加工する。その後、砥石幅Ｗ_５の右側の部分を使って大径被加工部９２の研削加工を行う。

【0060】

上記のように設定された各種の設定内容は、ディスプレイ６００の画面表示によって研削盤設計支援装置６のユーザに提示される。ユーザは、提示された情報に基づいて工程設計を行い、研削盤１のＺ軸モータ１２３及びＸ軸モータ１３３を制御するための数値制御プログラムを作成する。これにより、研削盤設計支援装置６のユーザの負担が軽減され、工程設計を容易に行うことが可能となる。また、研削盤設計支援装置６を工作物の加工費の見積もりに使用すれば、より正確かつ容易に見積もりを作製することが可能となる。

【0061】

（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、この実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、一部の構成を省略し、あるいは構成を追加もしくは置換して、適宜変形して実施することが可能である。またさらに、上記した複数の実施の形態の一部の構成を互いに組み合わせることも可能であると共に、例えば下記のように変形することも可能である。

【0062】

上記の実施の形態では、主軸台センタ２２及び心押台センタ３２の可動範囲の長さの合計値よりも第１の工作物７の長さＬ_７と第２の工作物８の長さＬ_８との差が大きいと、第１乃至第３の工作物７，８，９の全ての加工を行うことができないと判定する場合について説明したが、例えば可動範囲の長さが異なる複数の主軸台及び心押台が用意されている場合には、それらの中から複数の工作物の加工に用いることができるものを選択してユーザに提示するようにしてもよい。

【0063】

また、上記の実施の形態では、第１乃至第３の工作物７，８，９を連続して研削加工する場合を例にとって説明したが、これに限らず、一つ又は二つ、もしくは四つ以上の工作物を加工する場合にも研削盤設計支援装置６を用いることができる。また、上記の実施の形態では、ユーザへの提示手段としてディスプレイ６００を用いる場合について説明したが、提示手段としてはこれに限らず、例えば電子ファイルの生成によってユーザに各種の情報を提示してもよい。

【0064】

また、上記の実施の形態では、主軸台２及び心押台３がそれぞれ移動機構２７，３６を備える場合について説明したが、これに限らず、例えば心押台３が移動機構３６を備え、主軸台２が移動機構２７を備えていなくてもよい。

【0065】

またさらに、上記の実施の形態では、工作物をその両端部で支持する一対の回転支持装置として主軸台２及び心押台３を備え、一方の回転支持装置である主軸台２の主軸モータ２６によって工作物を回転させる場合について説明したが、一対の回転支持装置のそれぞれが工作物を回転させるためのモータを備えていてもよい。

【符号の説明】

【0066】

１…研削盤 １０…工作物
１１…ベッド ２…主軸台（回転支持装置）
２１…主軸台ケース（固定部材） ２２…主軸台センタ（支持部材）
２７…移動機構 ３…心押台（回転支持装置）
３１…心押台ケース（固定部材） ３２…心押台センタ（支持部材）
３６…移動機構 ４…振れ止め装置
４１…振れ止め装置本体 ４２…レスト
４２ａ…支持面 ５…砥石
５ａ…研削面 ６…研削盤設計支援装置
６００…ディスプレイ（提示手段） ６１…工作物情報取得手段
６２…位置設定手段 ６３…支持面幅設定手段
６４…加工順序設定手段 ６５…砥石位置設定手段
６６…加工結果予測手段 ７…第１の工作物
７１…大径被加工部 ７２…中径被加工部
７３…小径被加工部 ８…第２の工作物
８１…大径被加工部 ８２…小径被加工部
９…第３の工作物 ９１…小径被加工部
９２…大径被加工部 Ｗ_５…砥石幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】