特開 2023-153670 カム研削盤

(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】P2023153670

(43)【公開日】2023-10-18

(54)【発明の名称】カム研削盤

(51)【国際特許分類】

   B24B 19/12 20060101AFI20231011BHJP

   B24B 49/02 20060101ALI20231011BHJP

   B24B 49/10 20060101ALI20231011BHJP

【ＦＩ】

B24B19/12 C

B24B49/02 Z

B24B49/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022063069

(22)【出願日】2022-04-05

(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】山内 啓大朗

(72)【発明者】

【氏名】吉村 涼

(72)【発明者】

【氏名】阿部田 郷

【テーマコード（参考）】

3C034

3C049

【Ｆターム（参考）】

3C034AA13

3C034BB92

3C034CA02

3C034CB01

3C034DD20

3C049AA03

3C049AA12

3C049AA16

3C049AB01

3C049AB04

3C049AB06

3C049AC02

3C049BA02

3C049BC02

3C049CA01

3C049CB01

(57)【要約】

【課題】工作物の個々のばらつきにも対応することができ、加工精度を高めることが可能なカム研削盤を提供する。
【解決手段】プロフィルデータ３０２ｂに基づいて工作物４の被加工部４１～４４を非円形のカム形状に研削するカム研削盤１は、工作物４を回転軸線Ｏ_１を中心として回転させる工作物駆動モータ１４１を有する主軸台１４と、被加工部４１～４４を研削する砥石１０を回転駆動する砥石駆動モータ１６１を有する砥石台１６と、砥石台１６を進退移動させる砥石台送りモータ１７１を有する砥石台送り装置１７と、被加工部４１～４４の寸法を測定する計測装置２と、ＮＣ制御装置３とを備える。計測装置２は、被加工部４１～４４の研削加工中にその寸法を測定し、ＮＣ制御装置３は、計測装置２の測定結果に基づいて、被加工部４１～４４の形状がプロフィルデータ３０２ｂと一致するように砥石台送りモータ１７１を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

位相とリフト量からなるプロフィルデータに基づいて軸状の工作物の被加工部を非円形のカム形状に研削するカム研削盤であって、
前記工作物を回転軸線を中心として回転させる工作物駆動モータを有する主軸台と、前記被加工部を研削する砥石を回転駆動する砥石駆動モータを有する砥石台と、前記砥石台を前記工作物の前記回転軸線に対して垂直な方向に進退移動させる砥石台送りモータを有する砥石台送り装置と、前記被加工部の寸法を測定する計測装置と、前記位相に基いて前記工作物駆動モータを制御し、前記砥石駆動モータを制御し、前記リフト量に基づいて前記砥石台送りモータを制御する制御装置とを備え、
前記計測装置は、前記被加工部の研削加工中に当該被加工部の寸法を測定し、
前記制御装置は、前記計測装置の測定結果に基づいて、前記プロフィルデータを補正した位相及びリフト量からなる補正プロフィルデータを作成し、前記被加工部の形状が前記プロフィルデータと一致するように前記補正したリフト量に基づき前記砥石台送りモータを制御する、
カム研削盤。

【請求項2】

前記カム形状は、前記回転軸線から外周面までの距離が一定の円形部分と、前記回転軸線から外周面までの距離が前記円形部分よりも長く、前記位相及び前記リフト量が設定されたカム部分とを有し、
前記工作物駆動モータによる前記工作物の回転に伴って、複数回にわたって前記砥石による前記円形部分及び前記カム部分の研削加工及び前記計測装置による寸法測定を行い、
前記制御装置は、前記カム部分を研削した後の前記計測装置による前記カム部分の寸法の測定結果に応じて次回の前記カム部分の前記リフト量を補正し、前記補正したリフト量に基づき研削時における前記砥石台の位置を調節する、
請求項１に記載のカム研削盤。

【請求項3】

前記計測装置は、
前記被加工部に接触する第１の測定子を有する第１の測定部と、
前記第１の測定子との間に前記工作物の前記回転軸線を挟む位置で前記被加工部に接触する第２の測定子を有する第２の測定部と、
前記第１の測定部と前記第２の測定部との間隔を可変とする移動機構と、
前記プロフィルデータに基づいて前記第１の測定部および前記第２の測定部の位置を制御する計測制御装置とを有する、
請求項１又は２に記載のカム研削盤。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プロフィルデータに基づいて軸状の工作物の被加工部を非円形のカム形状に研削するカム研削盤に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば車両のエンジンに用いられるカムシャフトを研削加工するカム研削盤は、鋳造により成形されたカムシャフト素材を加工対象の工作物とし、主軸台モータによって工作物をその軸線回りに回転させながら、砥石によって被加工部を非円形のカム形状に研削する。砥石は、砥石台に取り付けられた砥石駆動モータによって回転駆動される。砥石台は、ベッドに固定された砥石台送りモータによって工作物の回転軸線に対して垂直な方向に進退移動する。被加工部であるカム部の外径は、エンジンにおけるピストンのリフト量に直接的に影響するので、高い加工精度が要求される。カムシャフトの研削加工精度を高めるための方法として、例えば特許文献１に記載のものが提案されている。

【0003】

特許文献１に記載の研削盤では、加工用プログラムに基づいて主軸台モータ及び砥石台送りモータを制御して砥石による研削加工を行った後、工作物を加工位置に支持したままの状態で検出器によって被加工部の形状を計測し、計測により求めた誤差データを基にして加工用プログラムの補正を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平６－９１４８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

カムシャフトの研削加工では、カムシャフトの回転角度に応じて回転中心からカム部の外周面までの距離が変化するので、カムシャフトの回転に同期させて砥石を切り込み方向の前後に動かす必要があり、砥石の位置の追従遅れによって加工誤差が発生しやすい。また、特許文献１に記載された方法では、研削加工の後に機上で被加工部の形状を計測するので、計測を行っている間は次の工作物の加工を行うことができず、時間当たりの生産台数が少なくなってしまう。

【0006】

そこで、本発明は、加工精度を高めながらも、時間当たりの生産台数が少なくなってしまうことを抑制できるカム研削盤を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記の目的を達成すべく、位相とリフト量からなるプロフィルデータに基づいて軸状の工作物の被加工部を非円形のカム形状に研削するカム研削盤であって、前記工作物を回転軸線を中心として回転させる工作物駆動モータを有する主軸台と、前記被加工部を研削する砥石を回転駆動する砥石駆動モータを有する砥石台と、前記砥石台を前記工作物の前記回転軸線に対して垂直な方向に進退移動させる砥石台送りモータを有する砥石台送り装置と、前記被加工部の寸法を測定する計測装置と、前記位相に基いて前記工作物駆動モータを制御し、前記砥石駆動モータを制御し、前記リフト量に基づいて前記砥石台送りモータを制御する制御装置とを備え、前記計測装置は、前記被加工部の研削加工中に当該被加工部の寸法を測定し、前記制御装置は、前記計測装置の測定結果に基づいて、前記プロフィルデータを補正した位相及びリフト量からなる補正プロフィルデータを作成し、前記被加工部の形状が前記プロフィルデータと一致するように前記補正したリフト量に基づき前記砥石台送りモータを制御する、カム研削盤を提供する。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係るカム研削盤によれば、加工精度を高めながらも、時間当たりの生産台数が少なくなってしまうことを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態に係るカム研削盤の構成例を示す概略図である。

【図2】（ａ）は、工作物の被加工部の形状を示す説明図である。（ｂ）は、工作物の被加工部の研削加工中の形状を砥石の一部と共に示す説明図である。

【図3】計測装置の構成例を示す構成図である。

【図4】計測装置の第１の測定部を示す拡大断面図である。

【図5】変形例に係る計測装置を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図面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。

【0011】

図１は、本発明の実施の形態に係るカム研削盤の構成例を示す概略図である。このカム研削盤１は、鋳造により成形された軸状のカムシャフト素材を加工対象の工作物４とし、工作物４をその軸線回りに回転させながら、予め記憶されたプロフィルデータに基づいて複数の被加工部４１～４４を非円形のカム形状に研削する。研削された工作物４は、車両のエンジンのカムシャフトとして用いられる。以下、図１の左右方向にあたる工作物４の回転軸線Ｏ_１に平行な水平方向をＺ軸方向とし、図１の上下方向にあたる回転軸線Ｏ_１に垂直な水平方向をＸ軸方向として説明する。

【0012】

カム研削盤１は、基台であるベッド１１と、ベッド１１に対してＺ軸方向に進退移動可能なテーブル１２と、テーブル１２を進退移動させるテーブル駆動装置１３と、テーブル１２に取り付けられた第１主軸台１４及び第２主軸台１５と、砥石１０を回転駆動する砥石駆動モータ１６１を有する砥石台１６と、砥石台１６をＸ軸方向に進退移動させる砥石台送り装置１７と、工作物４の被加工部４１～４４の寸法を測定する計測装置２と、ＮＣ制御装置３とを備えている。計測装置２は、油圧シリンダ１８により、工作物４の加工を行う際に被加工部４１～４４の寸法を測定可能な位置に向かってＸ軸方向に前進し、加工完了後には、工作物４の脱着を妨げない位置に後退する。

【0013】

工作物４は、第１主軸台１４と第２主軸台１５との間に支持され、第１主軸台１４及び第２主軸台１５の工作物駆動モータ１４１，１５１によって回転軸線Ｏ_１を中心として回転駆動される。工作物駆動モータ１４１，１５１には、固定子に対する回転子の角度位置を検出するエンコーダ等の角度位置検出器１４１ａ，１５１ａが設けられている。工作物４には、軸方向の両端部にセンタ穴が形成されており、このセンタ穴に第１主軸台１４のセンタ１４０及び第２主軸台１５のセンタ１５０が嵌入する。工作物駆動モータ１４１，１５１は、センタ１４０，１５０を介して工作物４を回転させる。以下、センタ１４０，１５０の回転速度を主軸回転速度といい、センタ１４０，１５０が工作物４と共に１回転することを主軸１回転という。

【0014】

テーブル駆動装置１３は、テーブル駆動モータ１３１と、テーブル駆動モータ１３１によって回転駆動されるボールねじ軸１３２とを有している。ボールねじ軸１３２は、テーブル１２に固定された図示しないボールねじナットに螺合しており、ボールねじ軸１３２が回転することによってテーブル１２がベッド１１に固定されたガイドレール１１１にガイドされてＺ軸方向に進退移動する。

【0015】

砥石駆動モータ１６１は、工作物４の回転軸線Ｏ_１に平行な回転軸線Ｏ_２を中心として円盤状の砥石１０を回転させる。砥石台送り装置１７は、砥石台送りモータ１７１と、砥石台送りモータ１７１によって回転駆動されるボールねじ軸１７２とを有しており、ボールねじ軸１７２が砥石台１６に固定された図示しないボールねじナットに螺合している。ボールねじ軸１７２が回転することにより、砥石台１６がベッド１１に固定されたガイドレール１１２，１１３にガイドされてＸ軸方向に進退移動する。

【0016】

ＮＣ制御装置３は、テーブル駆動モータ１３１、工作物駆動モータ１４１，１５１、砥石駆動モータ１６１、及び砥石台送りモータ１７１を制御する。工作物４の加工時には、砥石駆動モータ１６１によって砥石１０を回転させながら、工作物駆動モータ１４１，１５１と砥石台送りモータ１７１とを同期させ、被加工部４１～４４を砥石１０によって研削加工する。被加工部４１～４４は、工作物４の軸方向に間隔をあけて並んでいる。ＮＣ制御装置３は、テーブル駆動モータ１３１を制御して工作物４をＺ軸方向に移動させ、被加工部４１～４４を順次、砥石１０と向かい合う加工位置に位置決めする。テーブル駆動モータ１３１、工作物駆動モータ１４１，１５１、及び砥石台送りモータ１７１は、高精度な位置決めが可能なサーボモータであり、駆動回路１９１～１９４からモータ電流の供給を受ける。

【0017】

ＮＣ制御装置３は、記憶部３０を有している。記憶部３０は、テーブル駆動モータ１３１、工作物駆動モータ１４１、砥石駆動モータ１６１、及び砥石台送りモータ１７１を制御するための加工プログラム３０１と、工作物４の情報である工作物情報３０２と、砥石１０の情報である砥石情報３０３とを記憶している。工作物情報３０２には、工作物４の円形部分の素材径である素材ベース円径を示す素材ベース円径情報３０２ａと、工作物４の円形部分の外側にあたるカム部分のプロフィルデータ３０２ｂと、このプロフィルデータ３０２ｂを補正した補正プロフィルデータ３０２ｃとが含まれる。プロフィルデータ３０２ｂ及び補正プロフィルデータ３０２ｃには、カム部分の位相とリフト量（後述する図２参照）がある。プロフィルデータ３０２ｃは、カム部分の本来のデータであり、補正プロフィルデータ３０２ｃは、被加工部４１～４４をプロフィルデータ３０２ｂの通りに加工するために、砥石台１６の追従遅れを考慮したデータである。当初の補正プロフィルデータ３０２ｃには、プロフィルデータ３０２ｂがそのまま入る。加工プログラム３０１には、研削時の切り込み量と、切り込み速度、及び主軸回転速度等が記述されている。砥石情報３０３には、工作物４の加工前の砥石１０の直径を示す砥石径の情報が含まれる。

【0018】

ＮＣ制御装置３は、ベース円径計算装置３１及び砥石位置データ計算装置３２を有している。ベース円径計算装置３１は、素材ベース円径情報３０２ａに示される素材ベース円径ならびに砥石１０の切り込み量及び切り込み速度に基づいて、加工時における被加工部４１～４４のベース円径である加工時ベース円径を計算する。砥石位置データ計算装置３２は、補正プロフィルデータ３０２ｃ、ベース円径計算装置３１が計算した加工時ベース円径、及び砥石情報３０３に示される砥石径に基づいて、砥石台１６のＸ軸方向の目標位置である砥石台位置データを算出し、この砥石台位置データと工作物４の回転角（位相）の目標値である工作物回転角データを記憶する。

【0019】

ＮＣ制御装置３は、砥石位置データ計算装置３２が算出した砥石台位置データを砥石台送りモータ１７１を駆動する駆動回路１９に送信する。駆動回路１９は、サーボアンプであり、砥石台位置データに示される位置に砥石台１６を位置決めするように砥石台送りモータ１７１にモータ電流を供給する。また、ＮＣ制御装置３は、砥石位置データ計算装置３２が算出した工作物回転角データを第１主軸台１４及び第２主軸台１５の工作物駆動モータ１４１，１５１を駆動する駆動回路１９２，１９３に送信する。駆動回路１９２，１９３は、サーボアンプであり、工作物４を工作物回転角データに対応する位置に位置決めするように工作物駆動モータ１４１，１５１にモータ電流を供給する。加工時ベース円径は、主軸１回転のたびに、砥石台１６の切り込み速度を主軸回転速度で除算して得られる主軸１回転当たりの切り込み量だけ、徐々に小さくなる。主軸１回転のたびに加工時ベース円径が変わり、補正プロフィルデータ３０２ｃも変わるので、砥石位置データも同様に変化する。

【0020】

図２（ａ）は、工作物４の被加工部４１の形状を示す説明図である。図２（ａ）では、仕上げ面である研削加工後の外周面４１ａを実線で示し、研削加工前の被加工部４１の外形形状を示す加工前外形線４１ｂを二点鎖線で示している。この加工前外形線４１ｂと外周面４１ａとの間の部分が、研削によって除去すべき研削代４１０である。なお、他の被加工部４２～４４も同様の形状を有している。

【0021】

図２（ａ）に示すように、被加工部４１は、加工時における回転中心である回転軸線Ｏ_１に沿って見た形状が円形である円形部分４１１と、非円形のカム形状であるカム部分４１２とを有する。円形部分４１１は、回転軸線Ｏ_１から外周面４１ａまでの距離が一定であり、カム部分４１２は、回転軸線Ｏ_１から外周面４１ａまでの距離が円形部分４１１よりも長い。円形部分４１１における回転軸線Ｏ_１から外周面４１ａまでの距離Ｄはベース円径である。プロフィルデータ３０２ｂ、補正プロフィルデータ３０２ｃには、工作物４の所定角度（例えば５°）ごとに、回転軸線Ｏ_１から外周面４１ａまでの距離とベース円径Ｄとの差であるリフト量Ｌが設定されている。図２（ａ）では、工作物４の代表的な角度として、０°、９０°、１８０°、及び２７０°を示している。リフト量Ｌの最大値は、カムシャフトが用いられるエンジンの排気量等によって異なるが、例えば３～５ｍｍである。

【0022】

図２（ｂ）は、工作物４の被加工部４１の研削加工中の形状を砥石１０の一部と共に示す説明図である。被加工部４１は、第１主軸台１４及び第２主軸台１５によって複数回にわたって回転しながら砥石１０によって研削される。なお、図２（ｂ）では、主軸１回転あたりの研削量を誇張して示している。

【0023】

工作物４が１回転する間に、被加工部４１が主軸１回転当たりの切り込み量だけ切り込まれるので、加工時における被加工部４１の外径は、図２（ｂ）に示すように渦巻き状となる。図２（ｂ）に示すように、０°の位相で砥石１０が当たっている場合には、０°の位相で主軸１回転当たりの切り込み量分だけの段差ができ、９０°の位相で４分の３の切り残しができ、２７０°の位相で４分の１の切り残しができる。加工プログラム３０１に記載された切り込み量分の切り込みが終わった後、研削加工後の被加工部４１の実際の外形形状がプロフィルデータ３０２ｂによって示される外周面４１ａと一致していない場合には、その差が加工誤差となる。

【0024】

本実施の形態では、この加工誤差を小さくして加工精度を高めるため、砥石１０による被加工部４１～４４の研削加工中に、計測装置２がその外径寸法を測定する。つまり、被加工部４１の研削加工中には、計測装置２が被加工部４１の外径寸法を全周にわたって測定し、被加工部４１の加工後に続いて行われる被加工部４２の研削加工中には、計測装置２が被加工部４２の外径寸法を全周にわたって測定する。他の被加工部４３，４４についても同様である。

【0025】

ここで、差動トランス方式の一般的な定寸装置では、測定可能な寸法の最大値と最小値との差が例えば１．２ｍｍ程度であるため、上記のようにリフト量Ｌの最大値が３～５ｍｍ程度のカム形状を全周にわたって測定することができない。このため、本実施の形態では、被加工部４１～４４の外径を測定する計測装置２として、従来の一般的な定寸装置よりも広い寸法範囲を測定可能なものを用いる。

【0026】

図３は、計測装置２の構成例を示す構成図である。計測装置２は、計測制御装置２０と、上壁２１１及び下壁２１２を側壁２１３によって連結してなるフレーム２１と、上壁２１１と下壁２１２の間に懸け渡されたガイドレール２２１，２２２と、ガイドレール２２１，２２２にガイドされてスライドする第１及び第２のスライドブロック２３１，２３２と、第１のスライドブロック２３１に固定された第１の測定部２４及びデジタルスケール２５１と、第２のスライドブロック２３２に固定された第２の測定部２６及びスケールリーダ２５２と、第１の測定部２４を移動させる第１の移動機構２７と、第２の測定部２６を移動させる第２の移動機構２８と、駆動回路２９１，２９２とを備えている。

【0027】

第１の移動機構２７は、第１のスライドブロック２３１に螺合する第１のねじ軸２７１と、第１のねじ軸２７１を回転させる第１のモータ２７２とを有して構成されている。第２の移動機構２８は、第２のスライドブロック２３２に螺合する第２のねじ軸２８１と、第２のねじ軸２８１を回転させる第２のモータ２８２とを有して構成されている。第１のモータ２７２及び第２のモータ２８２は、サーボモータであり、角度位置検出器２７２ａ，２８２ａの検出信号が駆動回路２９１，２９２に出力される。駆動回路２９１，２９２は、計測制御装置２０の指令に基づいて第１及び第２のモータ２７２，２８２にモータ電流を供給するサーボアンプである。駆動回路２９１，２９２は、角度位置検出器２７２ａ，２８２ａの検出信号が計測制御装置２０の指令と同じになるように、フィードバック制御を行う。

【0028】

計測装置２は、ガイドレール２２１，２２２がＸ軸方向及びＺ軸方向に対して垂直な鉛直方向に延在するように配置される。図３では、第１のスライドブロック２３１及び第１の測定部２４を断面で示している。第１のスライドブロック２３１には、一対のガイドレール２２１，２２２がそれぞれ挿通される挿通孔２３１ａ，２３１ｂが形成されている。第２のスライドブロック２３２は、第１のスライドブロック２３１と同様に構成されており、第２の測定部２６は、第１の測定部２４と同様に構成されている。

【0029】

第１のスライドブロック２３１には、第１のねじ軸２７１の雄ねじ部２７１ａが螺合しており、第１のねじ軸２７１が図３に示すＲ_１方向に回転すると、第１のスライドブロック２３１が下壁２１２側に移動して第１の測定子２４４が工作物４の回転軸線Ｏ_１に接近し、第１のねじ軸２７１がＲ_２方向に回転すると、第１のスライドブロック２３１が上壁２１１側に移動して第１の測定子２４４が工作物４の回転軸線Ｏ_１から離間する。同様に、第２のスライドブロック２３２には、第２のねじ軸２７２の雄ねじ部２７２ａが螺合しており、第２のねじ軸２７２がＲ_１方向に回転すると、第２のスライドブロック２３２が下壁２１２側に移動して第２の測定子２６４が工作物４の回転軸線Ｏ_１から離間し、第２のねじ軸２７２がＲ_２方向に回転すると、第２のスライドブロック２３２が上壁２１１側に移動して第２の測定子２６４が工作物４の回転軸線Ｏ_１に接近する。

【0030】

図４は、第１の測定部２４を示す拡大断面図である。第１の測定部２４は、ケース部材２４１と、ケース部材２４１に固定された枢支ピン２４２と、枢支ピン２４２に支持されて揺動可能な第１の揺動アーム２４３と、第１の揺動アーム２４３の先端部に取り付けられた第１の測定子２４４と、第１の測定子２４４が工作物４の被加工部４１～４４に接するように第１の揺動アーム２４３を付勢する第１のスプリング２４５と、第１の揺動アーム２４３の後端部に連結された鉄心２４６と、鉄心２４６を囲むように設けられたコイル２４７とを備えている。ケース部材２４１には、第１のスプリング２４５を収容するスプリング収容孔２４１ａ、及びコイル２４７を収容するコイル収容孔２４１ｂが形成されている。スプリング収容孔２４１ａの底部には固定ピン２４８が固定され、固定ピン２４８の周囲に第１のスプリング２４５が配置されている。

【0031】

鉄心２４６及びコイル２４７は、第１の測定子２４４の変位量を検出する第１の変位検出器２４０を構成する。コイル２４７は、計測制御装置２０から供給される電流によってその内部に磁界を発生させる。鉄心２４６は、連結部材２４９によって第１の揺動アーム２４３の後端部に連結され、コイル２４７の内側に支持されている。第１の揺動アーム２４３が揺動すると、コイル２４７の内部で鉄心２４６がコイル２４７の軸方向に移動し、鉄心２４６の位置に応じてコイル２４７のインピーダンスが変化して、コイル２４７に流れる電流が変化する。計測制御装置２０は、この電流の変化を第１の変位検出器２４０の検出信号とする。

【0032】

第２の測定部２６は、ケース部材２６１に固定された枢支ピン２６２に支持されて揺動する第２の揺動アーム２６３と、第２の揺動アーム２６３の先端部に取り付けられた第２の測定子２６４と、第２の測定子２６４が工作物４の被加工部４１～４４に接するように第２の揺動アーム２６３を付勢する第２のスプリング２６５と、鉄心２６６及びコイル２６７を有して第２の測定子２６４の変位量を検出する第２の変位検出器２６０と、を備えている。第２の揺動アーム２６３が揺動すると、第２の変位検出器２６０の検出信号が変化する。

【0033】

第１の測定子２４４と第２の測定子２６４は、工作物４の回転軸線Ｏ_１を挟む位置で、それぞれ被加工部４１～４４に接触するように対をなしている。例えば被加工部４１の加工中には、工作物４の回転によって被加工部４１のカム部分４１２が第１の測定子２４４と第２の測定子２６４との間隔を押し広げ、第１の揺動アーム２４３及び第２の揺動アーム２６３を揺動させる。これにより、第１の変位検出器２４０及び第２の変位検出器２６０の検出信号が変化する。

【0034】

第１の変位検出器２４０及び第２の変位検出器２６０によって第１の測定子２４４及び第２の測定子２６４の変位量を検出可能な範囲は、例えば１．２ｍｍ程度の狭い範囲に限られる。このため、本実施の形態では、計測制御装置２０が第１及び第２のモータ２７２，２８２を制御して、工作物４の回転位置に応じて第１の測定部２４及び第２の測定部２６を移動させる。

【0035】

具体的には、例えば被加工部４１の加工中において、第１の測定子２４４が円形部分４１１に接触する際には第１のモータ２７２によって第１のねじ軸２７１をＲ_１方向に回転させ、第１の測定子２４４がカム部分４１２に接触する際には第１のモータ２７２によって第１のねじ軸２７１をＲ_２方向に回転させる。また、第２の測定子２６４が円形部分４１１に接触する際には第２のモータ２８２によって第２のねじ軸２７２をＲ_２方向に回転させ、第２の測定子２６４がカム部分４１２に接触する際には第２のモータ２８２によって第２のねじ軸２７２をＲ_１方向に回転させる。

【0036】

計測制御装置２０は、第１の測定子２４４の目標位置を計算する第１の位置計算装置２０１、及び第２の測定子２６４の目標位置を計算する第２の位置計算装置２０２を有する。第１の位置計算装置２０１及び第２の位置計算装置２０２は、ＮＣ制御装置３から工作物回転角、プロフィルデータ３０２ｂ、及び加工時ベース円径の信号を受け取る。計測制御装置２０は、被加工部４１～４４の研削時には、第１の測定子２４４の下端が被加工部４１～４４に接し、第２の測定子２６４の上端が被加工部４１～４４に接する位置に、第１の測定子２４４及び第２の測定子２６４を移動させる。

【0037】

図２及び図３に示すように、工作物４の回転角が０°の場合、計測制御装置２０は、第１の測定子２４４の下端が、２７０°の位相におけるリフト量と、加工時ベース円径と、主軸１回転当たりの切り込み量の４分の１を足し合わせた位置になるように位置決めすべく、第１のモータ２７２の駆動回路２９１に指令を与える。また、計測制御装置２０は、第２の測定子２６４の上端が、９０°の位相におけるリフト量と、加工時ベース円径と、主軸１回転当たりの切り込み量の４分の３を足し合わせた位置になるように位置決めすべく、第２のモータ２８２の駆動回路２９２に指令を与える。

【0038】

工作物４の回転角が９０°の場合、計測制御装置２０は、第１の測定子２４４の下端が、０°の位相におけるリフト量と、加工時ベース円径と、主軸１回転当たりの切り込み量の４分の１を足し合わせた位置になるように位置決めすべく、第１のモータ２７２の駆動回路２９１に指令を与える。また、計測制御装置２０は、第２の測定子２６４の上端が、１８０°の位相におけるリフト量と、加工時ベース円径と、主軸１回転当たりの切り込み量の４分の３を足し合わせた位置になるように位置決めすべく、第２のモータ２８２の駆動回路２９２に指令を与える。

【0039】

工作物４の回転角が１８０°の場合、計測制御装置２０は、第１の測定子２４４の下端が、９０°の位相におけるリフト量と、加工時ベース円径と、主軸１回転当たりの切り込み量の４分の１を足し合わせた位置になるように位置決めすべく、第１のモータ２７２の駆動回路２９１に指令を与える。また、計測制御装置２０は、第２の測定子２６４の上端が、２７０°の位相におけるリフト量と、加工時ベース円径と、主軸１回転当たりの切り込み量の４分の３を足し合わせた位置になるように位置決めすべく、第２のモータ２８２の駆動回路２９２に指令を与える。

【0040】

工作物４の回転角が２７０°の場合、計測制御装置２０は、第１の測定子２４４の下端が、１８０°の位相におけるリフト量と、加工時ベース円径と、主軸１回転当たりの切り込み量の４分の１を足し合わせた位置になるように位置決めすべく、第１のモータ２７２の駆動回路２９１に指令を与える。また、計測制御装置２０は、第２の測定子２６４の上端が、０°の位相におけるリフト量と、加工時ベース円径と、主軸１回転当たりの切り込み量の４分の３を足し合わせた位置になるように位置決めすべく、第２のモータ２８２の駆動回路２９２に指令を与える。なお、上記のいずれの場合におけるリフト量も、補正プロフィルデータ３０２ｃのリフト量でなく、プロフィルデータ３０２ｂのリフト量を用いる。

【0041】

第１のスライドブロック２３１と第２のスライドブロック２３２との間隔は、第１のスライドブロック２３１に固定されたデジタルスケール２５１、及び第２のスライドブロック２３２に固定されたスケールリーダ２５２からなるリニアスケール２５によって検出可能である。リニアスケール２５は、デジタルスケール２５１に設けられた目盛り等の指標をスケールリーダ２５２が読み取り、スケールリーダ２５２の読み取り結果を第１の測定部２４と第２の測定部２６との間隔を示す情報として計測制御装置２０に出力する。

【0042】

計測制御装置２０は、被加工部外径値計測装置（実測）２０３を有し、この被加工部外径値計測装置（実測）２０３が第１乃至第３の調整器２４ａ，２５ａ，２６ａに接続されている。第１の調整器２４ａは、第１の変位検出器２４０に接続され、ゼロ点とゲインを調整する。第２の調整器２５ａは、リニアスケール２５に接続され、ゼロ点とゲインを調整する。第３の調整器２６ａは、第２の変位検出器２６０に接続され、ゼロ点とゲインを調整する。被加工部外径値計測装置（実測）２０３は、第１の変位検出器２４０の信号を第１の調整器２４ａを介して受け、第２の調整器２５ａを介してリニアスケール２５の信号を受け、第３の調整器２６ａを介して第２の変位検出器２６０の信号を受け、これらの信号に基づいて第１乃至第４の被加工部４１～４４の外径の実測値を算出する。

【0043】

また、計測制御装置２０は、被加工部外径値計測装置（指令）２０４を有している。被加工部外径値計測装置（指令）２０４は、第１の位置計算装置２０１から第１の測定子２４４の位置データの信号を受けると共に、第２の位置計算装置２０２から第２の測定子２６４の位置データの信号を受け、被加工部外径（指令）を算出する。

【0044】

また、計測制御装置２０は、補正計算装置２０５を有している。補正計算装置２０５は、被加工部外径値計測装置（実測）２０３の被加工部外径（実測）の信号を受けると共に、被加工部外径値計測装置（指令）２０４の被加工部外径（指令）の信号を受け、被加工部外径（指令）から被加工部外径（実測）を引いた値を２で除算し、除算した値を補正データとしてＮＣ制御装置３に送信する。工作物４の回転角が０°の場合には、２７０°及び９０°の位相の補正データがＮＣ制御装置３に送信される。工作物４の回転角とカム部分４１２の位相とは同じであり、ＮＣ制御装置３は、補正プロフィルデータ３０２ｃのリフト量にこの補正データを加算した値を新たなリフト量として補正プロフィルデータ３０２ｃに記憶する。

【0045】

工作物４の被加工部４１の研削加工は、砥石位置データ計算装置３２が算出した砥石台位置データとカム部分４１２の位相を使って行う。砥石台位置データは、砥石台送りモータ１７１の駆動回路１９４に指令として与えられ、カム部分４１２の位相である工作物回転角は、第１主軸台１４及び第２主軸台１５の工作物駆動モータ１４１，１５１の駆動回路１９２，１９３に指令として与えられる。ここで、工作物４の回転角とカム部分４１２の位相は、同じである。つまり、工作物４の回転角が０°のときは、カム部分４１２の位相が０°となり、カム部分４１２の位相の０°に対応する砥石台位置データが用いられ、工作物４の回転角が９０°のときは、カム部分４１２の位相が９０°となり、カム部分４１２の位相の９０°に対応する砥石台位置データが用いられる。工作物４の被加工部４２～４４の研削加工も、同様にして行われる。

【0046】

ＮＣ制御装置３は、第１主軸台１４及び第２主軸台１５による工作物４の複数回の回転時のそれぞれおけるカム部分４１２の研削加工及び寸法測定において、計測装置２の測定結果が想定よりも大きければ（削り足りなければ）次回の回転時におけるカム部分４１２の研削時における砥石１０の切り込み量を大きくし、計測装置２の測定結果が想定よりも小さければ（削り過ぎていれば）次回の回転時におけるカム部分４１２の研削時における砥石１０の切り込み量を小さくする。つまり、ＮＣ制御装置３は、カム部分４１２を研削した後の計測装置２によるカム部分４１２の寸法の測定結果に応じて、次回のカム部分４１２の研削時における砥石台１６の位置をフィードバック的に調節する。

【0047】

（計測装置の変形例）
図５は、変形例に係る計測装置２Ａを示す構成図である。図３に示す構成例では、第１のスライドブロック２３１と第２のスライドブロック２３２との間隔を、第１のスライドブロック２３１に固定されたデジタルスケール２５１、及び第２のスライドブロック２３２に固定されたスケールリーダ２５２からなるリニアスケール２５によって検出する場合について説明したが、図５に示す変形例では、計測装置２Ａがリニアスケール２５を有していない。この変形例では、被加工部外径値計測装置（実測）２０３が、第１のスライドブロック２３１と第２のスライドブロック２３２との間隔を、第１の位置計算装置２０１から受け取る第１の測定子２４４の位置データ、及び第２の位置計算装置２０２から受け取る第２の測定子２６４の位置データの信号に基づいて算出し、第１乃至第４の被加工部４１～４４の外径の実測値を算出する。計測装置２Ａにおけるその他の構成及び処理内容は、図３を参照して説明したものと同様である。

【0048】

この変形例によっても、図３に示す計測装置２を用いた場合と同様に、工作物４の被加工部４１～４４の測定結果を補正プロフィルデータ３０２ｃに反映させることができ、カム部分４１２の研削時における砥石台１６の位置をフィードバック的に調節することができる。

【0049】

（実施の形態の効果）
以上説明した実施の形態によれば、ＮＣ制御装置３が計測装置２の測定結果に基いて補正プロフィルデータ３０２ｃを補正し、砥石位置データ計算装置３２は、補正プロフィルデータ３０２ｃ、ベース円径計算装置３１が計算した加工時ベース円径、及び砥石情報３０３に示される砥石径に基づいて、砥石台１６のＸ軸方向の目標位置である砥石台位置データを算出し、この砥石台位置データと工作物４の回転角（位相）の目標値である工作物回転角データを記憶し、砥石位置データ計算装置３２が算出した砥石台位置データで砥石台送りモータ１７１を駆動し、砥石位置データ計算装置３２が算出した工作物回転角データで第１主軸台１４及び第２主軸台１５の工作物駆動モータ１４１，１５１を駆動する。補正プロフィルデータ３０２ｃは、被加工部４１～４４をプロフィルデータ３０２ｂの通りに加工するために、砥石台１６の追従遅れを考慮したデータであるので、計測装置２の測定結果に基いて補正プロフィルデータ３０２ｃを補正すれば、被加工部４１～４４をプロフィルデータ３０２ｂの通りに加工することができる。また、計測装置２による被加工部４１～４４の寸法測定を研削加工と並行して同時に行うので、研削の完了後に被加工部４１～４４の寸法測定を行う場合に比較して、一つの工作物４の加工完了後に速やかに次の工作物４の加工を行うことができ、時間当たりの生産台数が少なくなってしまうことを抑制できる。

【0050】

（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。

【符号の説明】

【0051】

１…カム研削盤 １０…砥石
１４…主軸台 １４１…工作物駆動モータ
１６…砥石台 １６１…砥石駆動モータ
１７…砥石台送り装置 １７１…砥石台送りモータ
２…計測装置 ２４…第１の測定部
２４０…第１の変位検出器 ２４４…第１の測定子
２５…リニアスケール ２６…第２の測定部
２６０…第２の変位検出器 ２６４…第２の測定子
２７…第１の移動機構 ２８…第２の移動機構
３０２ｂ…プロフィルデータ ４…工作物
４１～４４…被加工部 ４１１…円形部分
４１２…カム部分 Ｏ_１…回転軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】