CN104023914B - 磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置及测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置，其在加工时的直径尺寸测定中，可通过区分异物啮入等异常导致的尺寸确定装置的输出变化与修整时等的输出变化，由此正确地进行异常检测，即使在细微的异物啮入等造成的测定异常的情况下，仍可进行检测。该加工直径测定装置包括尺寸确定装置(2)，其具有检测工件(W)中的在直径方向离开的两个部位的测定头(2X、2Y)。根据这些测定头(2X、2Y)的测定值，通过尺寸运算机构(32)，对直径尺寸进行运算。针对异常检测，通过测定异常判断机构(34)求出两个测定头(2X、2Y)的测定值(G1、G2)的差，在该测定值差(Δα)脱离设定允许范围时，判断为发生测定异常。

Description

磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置及测定 方法

相关申请

本申请要求申请日为2011年12月28日、申请号为JP特愿2011-287098的优先权，通过参照其整体，将其作为构成本申请的一部分的内容而进行引用。

技术领域

本发明涉及在通过磨床对圆筒状、轴状的工件的内周或外周面进行磨削的加工中，测定该加工物的被加工面的直径的加工直径测定装置，本发明特别涉及具有下述测定异常判断功能的加工直径测定装置，该测定异常判断功能为：进行产生在尺寸确定装置的接触件和工件之间啮入异物等异常的检测。

背景技术

磨床的磨削加工大致分为下述三个工序：对工件进行粗加工的粗加工磨削工序；对工件进行精加工的精加工磨削工序；通过剩余压力对磨石等的变形量进行超精加工的无火花磨削工序。此外，具有修正磨石等的磨耗的修整工序。在这样的磨床中，一般具有尺寸确定装置，由此，组装出使加工制成品的尺寸误差变小，提高成品尺寸精度的结构。

但是，如果在加工中，磨削屑、磨石屑等的异物啮入到尺寸确定装置的接触件和工件之间，则成品尺寸精度产生尺寸误差，在尺寸误差大的场合，该工件构成不良件、再加工件。为了防止该情况， 必须检测测定异常，消除测定异常。作为在过去已知的方法，包括有在专利文献1、专利文献2中公开的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2007-30103号公报

专利文献2：JP特开2002-239876号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1中，在尺寸确定装置的直径的测定值急剧增加时判断为啮入异物。但是，在加工途中设定修整工序的场合和/或在无火花磨削时，会释放磨石的按压力，由此，释放工件的变形或工件移动。于是，具有尺寸确定装置的测定值急剧变化，从而误检测为测定异常的可能性。由于即使像这样，相对急剧的速度变化，仍误检测为测定异常，故必须较大地设定用于判断异常的阈值，在啮入的异物细微的场合，确实无法判断异常，成品尺寸会产生误差。

在专利文献2中提出在尺寸确定装置的测定异常的检测时，接触件与被加工面暂时离开，由此，解除异物的啮入。但是，关于异物判断，与专利文献1相同，因尺寸确定装置的直径尺寸的测定值的急剧增加而判断啮入异物。由此，与上述专利文献1相同，根据修整工序、无火花磨削时的急剧的测定值变化，误检测出测定异常，则必须较大地设定阈值。

本发明提供一种磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置，在测定加工中的工件的被加工面的直径尺寸时，通过区分异物啮入等的异常导致的尺寸确定装置的输出变化与修整时等的输出变化，可正确地检测异常，即使在细微的异物啮入等的测定异 常的情况下，仍可检测。

用于解决课题的技术方案

下面为了容易便于理解，参照实施方式的标号而进行说明。

本发明的一个方案的磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置为下述的装置，在磨床中，在上述工件的加工中测定上述工件的被加工面的直径，该磨床包括：工件支承机构，该工件支承机构支承截面呈圆形的工件，使其围绕中心轴而旋转；磨石驱动机构，该磨石驱动机构通过磨石，对由上述工件的内周面或外周面形成的被加工面进行磨削；控制装置，该控制装置控制上述工件支承机构和上述磨石驱动机构；

该磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置包括：

尺寸确定装置，该尺寸确定装置具有多个测定头，该多个测定头分别与至少包括上述工件的被加工面中的在直径方向离开的两个部位的、上述被加工面的圆周方向上的多个部位接触，并分别测定该接触部位的径向位置；

尺寸运算机构32，该尺寸运算机构32根据该尺寸确定装置中的上述多个测定头的测定值，对上述被加工面的直径进行运算；

测定异常判断机构34，该测定异常判断机构34求出：上述多个测定头中的两个测定头在分别测定上述被加工面中的于直径方向离开的上述两个部位的位置时的测定值的差，在该测定值差脱离设定允许范围时，判断为发生测定异常。

测定异常判断机构34得到的测定异常发生的判断既可在加工中的已确定的期间反复进行，也可在一个工件的加工中非连续地进行一次或多次。上述工件为比如圆筒状原材料、或轴状原材料、或环状原材料。

按照该方案，被加工面的直径借助尺寸运算机构32，根据尺 寸确定装置的多个测定头的测定值而运算。比如，通过将在直径方向离开的两个部位的测定头的输出合计，计算被加工面的直径。

针对异常检测，不通过两个部位的测定头的输出的合计值，而通过两个测定头的测定值的差而判断。即，通过测定异常判断机构34，求出分别测定在直径方向离开的两个部位的位置的两个测定头的测定值的差，如果该测定值的差脱离设定允许范围，则判断发生测定异常。

在一个测定头和被加工面之间啮入异物(磨削屑、磨石屑等)的场合，仅该啮入产生的测定头的测定值会变大，两个测定头的测定值的差将变大。相对该情况，在修整时、无火花磨削时，两个测定头的测定值同样地变化，两个测定头的测定值差几乎没有变化。由此，如果根据测定值差进行异常发生的判断，则不会在修整时、无火花时产生误检测，于是，可较小地设定异常发生判断的设定允许范围，即阈值。由此，即使在细微的异物啮入等的测定异常时，仍可检测，可提高异常检测的精度。

由此，可防止下述情况：在过去，误判断为工件的加工中产生测定异常，而将该工件废弃。减少因误判断而再次进行加工的浪费。

上述工件支承机构包括：电磁吸盘，该电磁吸盘通过磁力，按照产生向心作用的方式吸着上述工件的一个端面，并使其旋转；两个滑动固定支架，该两个滑动固定支架分别通过磨石对工件的按压而与工件周面的半周以内的两个部位接触，使工件相对电磁吸盘的旋转中心稍偏心，从而对其支承，在该场合，上述测定异常判断机构34未进行测定异常的判断的上述脱离/松弛过程也可包括在无火花磨削工序中。在这里，无火花磨削工序为停止磨石切入的进行，通过在磨石支承件中产生的弹性变形的弹性恢复力而进行加工的工序。

在圆筒状的工件的周面的磨削加工中，一般采用上述那样的电磁吸盘和滑动固定支架，从而进行支承。在该支承方法中，工件按照按压于滑动固定支架侧的方式稍稍偏心支承。在无火花磨削工序中，通过松弛磨石的按压，其偏心回位。由此，在直径方向离开的两个测定头的接触件在相互相同的方向移动，该移动的各测定头的测定值的变化在获得差的场合，包含在该差中。于是，在无火花磨削时，测定值的差急剧变大，则容易产生误检测。由此，在无火花磨削时，最好不进行通过上述差而判断的测定异常判断机构34的测定异常的判断。

在上述方案中，还可进一步包括阈值运算机构33，该阈值运算机构33相对在上述加工中的已确定的基准运算用测定期间获得的上述两个测定头的测定值的差，进行已确定的统计处理，从而求出基准值，对作为以该基准值为基础的上述设定允许范围的界限值的阈值进行运算，上述测定异常判断机构34在上述阈值的运算后的加工中，进行测定异常的判断。

作为求出适合的设定允许范围的阈值的方法，也可采用精制品而进行测定，采用该精制品的测定值而进行确定，还可通过设计上的计算而求出。但是，对于依次磨削多个工件，从磨床的电源接通时起对应于经历时间，会产生加工热量造成的热位移。在这样的场合，为了进行异常判断，通过采用产生热位移的状态的测定值，确定更适合的阈值。另外，对多次的测定值进行统计处理，即使在各个测定值之间产生不一致的情况下，仍能确定稳定的适合的阈值。由此，即使在阈值为更小的值的情况下，仍不产生误检测，进行可靠性更高的异常检测。

通过上述阈值运算机构33而进行的上述统计处理也可为下述的处理，在该处理中，比如，求出在上述已确定的基准运算用测定 期间获得的上述两个测定头的相应多个测定值的相应差的平均值。如果采用平均值，则可通过简单的运算，求出适合的基准值。

在进行上述统计处理的场合，上述控制装置可让上述磨床进行下述工序：对工件进行粗加工的粗磨削工序；精磨削工序，其磨石的切入速度小于该粗磨削工序、对工件进行精加工，上述基准运算用测定期间为上述粗磨削工序的快结束前的期间。

对于进行磨削加工的工件，具有作为前一工序而进行热处理，从而产生黑皮的情况，另外即使在没有黑皮的情况下，表面仍很粗糙。另外，在粗磨削工序中，进行异物啮入的异常检测的必要性低。由此，粗磨削工序结束前的期间最适合为基准运算用测定期间。

在上述方案中，上述控制装置可让上述磨床进行下述工序：对工件进行粗加工的粗磨削工序；精磨削工序，其磨石的切入速度小于该粗磨削工序，对工件进行精加工；停止磨石的切入的进行，通过在磨石支承件中产生的弹性变形的弹性恢复力而进行加工的无火花磨削工序，上述测定异常判断机构34要么在上述精磨削工序中，要么在上述精磨削工序和无火花磨削工序这两个工序中进行上述测定异常的判断。

由于异物啮入等的测定异常产生问题的是精磨削工序和无火花磨削工序，故最好在这些工序中，进行测定异常的判断。

在该场合，上述工件支承机构可包括：电磁吸盘，该电磁吸盘通过磁力，按照产生产向心作用的方式吸着上述工件的一个端面，并使其旋转；两个滑动固定支架，该两个滑动固定支架分别与工件周面的半周以上的内部的两个部位接触，使工件相对电磁吸盘的旋转中心稍偏心，并对其进行支承，上述控制装置在上述粗磨削工序和精磨削工序之间，让上述磨床进行修整工序，该修整工序由将磨石移到修整装置并进行修整、然后让磨石返回到修整前的位置的动 作构成；

更进一步，包括阈值运算机构33，该阈值运算机构33对在上述加工中的已确定的基准运算用测定期间获得的上述两个测定头的测定值的差，进行已确定的统计处理，并对阈值进行运算，上述已确定的基准运算用测定期间为上述粗磨削工序的结束前的期间，并且上述统计处理为下述处理：求出在上述已确定的基准运算用测定期间获得的上述两个测定头相应的多个测定值的各差的平均值。

在该实施方式的场合，可求出上述统计处理的适合的阈值，并且在适合的期间，可判断测定值异常。

针对上述方案，上述控制装置可在通过上述测定异常判断机构34而判断为测定异常时，使上述两个测定头在与上述被加工面分离后，与该面再次接触，如果该再次接触后的上述两个测定头的测定值的差小于上述阈值或在上述阈值以下，则连续进行加工。

在判断为测定异常时，会出现通过使测定头与被加工面暂时离开，消除异物的啮入的情况。由此，在再次接触后的两个测定头的测定值的差在设定允许范围内的场合，连续进行加工，由此，不白白停止加工，另外，也在不产生测定异常的误判断的情况下，进行磨削加工。

权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少两个结构中的任意的组合均包含在本发明中。特别是，权利要求书中的各项权利要求的两个以上的任意的组合也包含在本发明中。

附图说明

根据参照附图的下面的优选的实施形式的说明，会更清楚地理解本发明。但是，实施形式和附图用于单纯的图示和说明，不应用于确定本发明的范围。本发明的范围由权利要求书确定。在附图中， 多个附图中的同一部件标号表示同一或相当的部分。

图1为表示本发明的第1实施方式的磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置的图，该图为将该加工直径测定装置的尺寸确定装置的俯视图与控制系统的构思方案的方框图组合的说明图；

图2为图1的磨床的剖面主视图；

图3为图1的尺寸确定装置的构思方案的说明图；

图4为图1的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置的动作的流程图；

图5(A)为表示根据图1的尺寸确定装置的输出而得出的尺寸确定信号的正常时的值的曲线图，图5(B)为表示该尺寸确定信号的测定异常发生时的值的曲线图；

图6为表示图1的加工直径测定装置的测定头的测定值差分的例子的曲线图。

具体实施方式

参照附图，对本发明的第1实施方式的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置进行说明。在这里，给出该实施方式的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置用于内面磨床的例子。在该磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置中，在磨床1中设置尺寸确定装置2，并且在磨床1的控制装置3中设置测定异常判断机构34等。

磨床1包括工件支承机构4，该工件支承机构4支承截面呈圆形的工件W，使其围绕中心轴而旋转；磨石驱动机构6，该磨石驱动机构6通过磨石5而对工件W的内周面的被加工面Wa进行磨削；上述控制装置3，该控制装置3对该工件支承机构4和磨石驱动机构6进行控制。尺寸确定装置2通过尺寸确定装置移动机构7而移动。控制装置3包括对尺寸确定装置移动机构7进行控制的功能。工件W为圆筒状乃至环状的原材料，比如构成滚动轴承的原材料。在图示的例子中，工件W为构成轴承内圈的圆筒状的轨道圈的原材料，由其内周面构成的内周面为被加工面Wa。

图2表示磨床1的剖面主视图。工件支承机构4包括电磁吸盘8；使该电磁吸盘8旋转的主轴电动机9；滑动固定支架机构10。主轴电动机9以该电动机输出轴向上的姿势，通过螺栓等的第1固定件11而设置于头12，电磁吸盘8安装于主轴电动机9的电动机输出轴的顶端。电磁吸盘8由通过永久磁铁或电磁铁形成的夹具主体8a和向上的圆形的支承板8b构成，通过磁力，按照产生向心作用的方式吸着圆筒状的工件W的向下的一个端面，使其与工件W一起旋转。

滑动固定支架机构10在头12上，经由支承部件13，像图1那样设置有前侧的第1滑动固定支架14和后侧的第2滑动固定支架15。该两个滑动固定支架14、15按照围绕电磁吸盘8的中心轴O而相互离开90°的方式设置，分别在工件W的外周面上滑动接触。在工件W以电磁吸盘8的中心O为旋转轴而沿顺时针方向而旋转的场合，使工件W的中心轴按照距电磁吸盘8的中心轴O有微小的距离的方式而偏心。所偏心的方向为以电磁吸盘8的中心O为中心，从前滑动固定支架14而沿逆时针方向旋转45度的方向。

磨石驱动机构6像图2所示的那样，包括使磨石5移动的Z轴滑动件16和X轴滑动件17、以及使磨石5旋转的磨石轴电动机18。Z轴滑动件16在头12上，沿上下方向(Z轴方向)经由导向机构(图中未示出)，以可升降的方式设置，通过Z轴伺服电动机19，经由滚珠丝杆等旋转/直线移动转换机构(图中未示出)而升降。X轴 滑动件17可在Z轴滑动件16上，经由导向机构(图中未示出)而在构成切入方向的水平方向(X轴方向)进退的方式设置，通过X轴伺服电动机20，经由滚珠丝杆等的旋转/直线移动转换机构(图中未示出)而进退。磨石轴电动机18在X轴滑动件17上，借助螺栓等第2固定件21而向下设置，该电动机轴与由旋转磨石构成的圆筒状的磨石5的磨石轴5a直接连接。

位于上述前滑动固定支架14的上方，具有固定金刚石22a的修整装置22设置于上述支承部件13，磨石5可通过磨石驱动机构6(图1)，移动到与固定金刚石22a接触而受到修整的位置。盖23覆盖磨床1的头12上的各机构。

尺寸确定装置2像图1所示的那样，具有多个测定头(在本实施方式中，为第1测定头2X和第2测定头2Y)，该多个测定头分别与工件W的被加工面Wa中的在直径方向离开的两个部位接触，并分别检测接触部位的径向位置。尺寸确定装置2不但具有第1测定头2X和第2测定头2Y，也可具有其它的测定头(图中未示出)，该其它的测定头与被加工面Wa的另一圆周方向部位接触，检测其接触部位的径向位置。在本例子中，对设置两个测定头2X、2Y的场合进行说明。这些测定头2X、2Y设置于共同的测定头支承台27。

在各测定头2X、2Y中，在从头主体25延伸的测定臂26的前端，分别设置有与被加工面Wa接触的接触件Xa、Ya。各接触件Xa、Ya与测定臂26一起通过设置于头主体25内部或测定头支承台27内部的按压机构(图中未示出)，通过空气压力，偏置于被加工面Wa上的按压侧，通过空气压力的解除，与被加工面Wa离开。另外，测定头2X、2Y和电磁吸盘8中的任意一者可按照在将工件W相对电磁吸盘8装卸时不妨碍工件W的方式，通过后退机构(图 中未示出)而后退。

图3为表示尺寸确定装置2的构思方案的方框图。在各测定头2X、2Y中，将压缩空气从空气源28送给设置于各测定头2X、2Y的上述按压机构(图中未示出)，将压缩空气从排气管29排出。各测定头2X、2Y分别经由相对应的中继缆线31、31，将测定值的信号送给由电子电路构成的控制部30。控制部30将各测定头2X、2Y的测定值G1、G2作为模拟信号而输出。测定值G1、G2比如为距电磁吸盘8的中心轴O的距离。

针对图1，对控制系统进行说明。控制装置3由可编程序逻辑控制器(所谓的PLC)和运动控制器、以及在其中运行的梯式等内部程序(图中未示出)构成，通过它们，构成下述的基本加工控制机构31、尺寸运算机构32、阈值运算机构33、测定异常判断机构34以及异常时处理机构35。阈值运算机构33、测定异常判断机构34以及异常时处理机构35为测定异常的检测和应对用的机构。

基本加工控制机构31使工件支承机构4、磨石驱动机构6、以及尺寸确定装置移动机构7，进行对工件W实施磨削加工的已确定的动作。尺寸运算机构32对由上述尺寸确定装置2输出的两个测定头2X、2Y的测定值G1、G2进行总计，对工件W的被加工面Wa的测定时当前(测定时刻)的直径进行运算。基本加工控制机构31对应于通过尺寸运算机构32运算的被加工面Wa的测定时当前的直径，进行加工形式(粗磨削、精密磨削、无火花磨削等)的切换。另外，控制装置3具有A/D转换单元(图中未示出)，将从上述尺寸确定装置2的控制部30输出的模拟信号的测定值G1、G2分别转换为数字信号的测定值G1、G2，在A/D转换单元的A/D转换后，作为数字值而处理。A/D转换单元也可设置于控制装置3的外部。另外，无火花磨削指停止磨石5的切入的进行，通过在构成磨 石支承件的磨石轴5a等中产生的弹性变形的弹性恢复力，从而进行磨削的加工。

测定异常判断机构34连续(反复)地对获取到控制装置3中的两个测定头2X、2Y的测定值G1、G2的差分Δα进行运算，将差分Δα的绝对值与作为设定允许范围的界限值的阈值(差分阈值)Da进行比较，在差分Δα超过该差分阈值Da的场合，判断为测定异常。差分阈值Da在本实施方式中采用通过阈值运算机构33运算的值，但是也可通过精制品等的测定而确定，另外还可通过试验、模拟、设计等方式，确定适合的差分阈值。

阈值运算机构33像图6所示的那样，针对在加工中的已确定的基准运算用测定期间T获得的两个测定头2X、2Y的测定值G1、G2的差，进行已确定的统计处理，求出基准值Δα0，将构成以该基准值Δα0为中心而位于正值侧和负值侧的已确定的范围的界限值作为差分阈值Da。该统计处理在本实施方式中，求出在上述已确定的基准运算用测定期间T获得的两个测定头2X、2Y的测定值G1、G2的差的算术平均的平均值Av，将该平均值Av作为基准值Δα0。阈值运算机构33也可通过几何学平均、移动平均或标准偏差等而确定上述统计处理的基准值Δα0的运算。基准运算用测定期间T在本例子中，在工件W的粗磨削工序、精磨削工序以及无火花磨削工序中进行磨削的场合，设为粗磨削工序的快结束前的期间。

在图1中，异常时处理机构35为下述机构：在通过测定异常判断机构34而判断为测定异常的场合，通过磨床1等而进行已确定的动作的机构。异常时处理机构35也可在判断为测定异常时，比如，输出警报信号，通过控制装置3进行报警声音的发生、报警灯的点亮、在显示器的显示画面上的报警显示等处理，并且快速返 回停止磨床1。快速返回停止指马上返回进行切入的磨石5，以机械方式使其停止的动作。异常时处理机构35不仅进行上述处理，还可在判断为测定异常的场合，使测定头2X、2Y在与被加工面Wa分离后，再次与该被加工面Wa接触，如果该再次接触后的两个测定头2X、2Y的测定值G1、G2的差在上述差分阈值Da以下的话，则也可连续进行加工。两个测定头2X、2Y相对被加工面Wa的离开动作和接触动作还可多次反复进行，然后将测定值G1、G2的差与阈值Da进行比较。此外，异常时处理机构35也可在异常检测后，以进行任意的加工动作的方式而设定。

下面通过图1、图4的流程图，以及图5和图6的曲线图，对上述结构的加工和测定的动作进行说明。

像图1那样，在工件W磨削时，在图1的B方向移动X轴滑动件17(图2)，使旋转的磨石5与加工件W接触，对加工件W进行磨削加工。在磨削加工中，采用尺寸确定装置2对工件W的成品尺寸进行管理，将来自控制部30的两个接触件Xa、Ya相应的作为模拟信号的测定值G1、G2获取到控制装置3中，如果达到成品尺寸，则结束加工。

图5(A)为将正常时的尺寸确定信号制作成曲线图的图。该尺寸确定信号中的两个测定头2X、2Y(图1)的测定值G1、G2在磨削加工中，从控制部30而被获取到控制装置3中，其为通过控制装置3的尺寸运算机构32，对K1×G1+K2×G2进行运算而获得的数值。在这里，K1、K2分别为补偿系数。在伴随时间的推移，按照粗磨削、修整、精磨削、无火花磨削的顺序而改变X轴滑动件17的移动速度等磨削条件，在达到成品尺寸时，磨削加工结束。粗磨削和精磨削采用相同的磨石5，但是，移动速度(切入速度)相互不同。

图5(B)为将异物啮入而产生测定异常的场合的尺寸确定信号制作成曲线图的图。如果啮入异物，则尺寸确定信号(K1×G1+K2×G2)如双点划线所示的那样。由此，虚线所表示的实际的尺寸小于尺寸确定信号，磨削结束时的成品尺寸小于加工预定尺寸，由此产生尺寸误差。

图4表示控制流程。在工件W的定位(工序S10)、尺寸确定装置2的前进(工序S20)、磨削加工的开始(工序S30)后，在工序S40中连续地(反复地)获得第1测定头2X的测定值G1与第2测定头2Y的测定值G2的差分Δα，对粗磨削快结束前的已确定的时间(比如，3秒期间)的平均值值Av进行运算。将该平均值Av作为基准值Δα0，将以该基准值Δα0为中心的正值侧和负值侧的设定范围的界限值作为差分阈值Da。图1的阈值运算机构33进行该运算。

在工序S50中，判断是否为精磨削工序或无火花磨削工序。即，修整工序结束，在精磨削工序的期间和无火花磨削工序的期间，进行测定异常发生的判断。如果在工序S50中判断为精磨削工序或无火花磨削工序，则判断是否达到成品尺寸(工序S60)。如果达到成品尺寸，则结束磨削加工(工序S70)，使尺寸确定装置后退(工序S80)，排出工件(工序S90)。

如果在工序S60，没有判断为达到成品尺寸，则在精磨削工序的期间和无火花磨削工序的期间，连续地(反复地)对已确定的差分阈值Da与[(G1―G2)―Av]的绝对值进行比较(工序S100)，在[(G1―G2)―Av]的绝对值超过差分阈值的场合(│(G1―G2)―Av│＞Da的场合)，通过异常时处理机构35而输出警报信号(工序S110)，快速返回停止磨床1(工序S120)。

在该结构的磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装 置中，不通过两个部位的测定头2X、2Y的各输出G1、G2的总计值，而是通过这些输出的差(G1―G2)而判断异常检测。在一个测定头2X(2Y)和被加工面Wa之间，啮入异物(磨削屑、磨石屑等)的场合，由于仅有产生该啮入的测定头2X(2Y)的测定值变大，故两个测定头2X、2Y的测定值G1、G2的差将变大。相对该情况，在修整时、无火花磨削时，两个测定头2X、2Y的测定值G1、G2同样变化，两个测定头2X、2Y的测定值差几乎没有变化。由此，如果通过测定值差(G1―G2)而进行异常判断，则可防止修整工序和/或无火花磨削工序的误检测。于是，可较小地设定异常判断的设定允许范围，即，差分阈值。由此，即使在细微的异物啮入等的测定异常的情况下，仍可采用该差分阈值而进行检测，可提高异常检测的精度。由此，在过去的场合，在测定异常发生时加工的工件的废弃变少，误检测造成的重新加工的浪费也变少。

通过异常判断判断机构34而进行异常的判断的期间为可能啮入异物的工序，在图4的流程图中，为精磨削和无火花磨削的期间(工序S50)。在无火花磨削工序，从检测异物啮入的观点来说，最好进行异常判断，但是根据磨床1的种类、结构，从防止误检测的观点来说，也可不进行异常判断，还可使进行异常的判断的期间仅为精磨削的期间。

在修整工序、无火花磨削工序等中，在从磨削的开始到结束的期间，进行暂时针对磨石5的切入方向，使磨石5离开被加工面Wa，或减小磨石5按压于被加工面Wa的力的动作。在这样的脱离/松弛过程，特别是修整工序中，测定头2X、2Y所输出的测定值G1、G2为没有意义的值。由此，最好在此时不进行异常判断。

在无火花磨削时具有下述那样的问题。工件支承机构4由电磁吸盘8以及第1和第2滑动固定支架14、15构成，该电磁吸盘8 按照产生向心作用的方式吸着工件W并使其旋转，在该场合，工件W按照按压于滑动固定支架14、15侧的方式，稍稍偏心而支承。在无火花磨削工序中，由于磨石5的按压松弛，故其偏心恢复。由此，在直径方向离开的两个测定头2X、2Y的接触件Xa、Ya相互在相同方向移动，由此，针对该移动的各测定头2X、2Y的测定值G1、G2的变化，在获得差值的场合，其被包含在该差值中。于是，在无火花磨削时，测定值的差急剧变大，容易产生误检测。由此，在无火花磨削时，同样具有下述情况：最好不进行通过上述差而判断的测定异常判断机构34的测定异常的判断的情况。也可采用大于无火花磨削时的差分阈值，进行测定异常的判断。

另外，在本实施方式中，针对在加工中的已确定的基准运算用测定期间获得的两个测定头2X、2Y的测定值G1、G2的差，进行已确定的统计处理，从而求出基准值Δα0，根据该基准值Δα0，确定作为上述设定允许范围的界限值的差分阈值Da。由此，可进行可靠性更高的异常检测。

即，作为求出适合的设定允许范围的差分阈值Da的方法，可采用精制品而测定，既可采用该精制品的测定值而确定，也可通过设计上的计算而求出。但是，在依次磨削多个工件时，从磨床1的电源接通时起对应于经历时间，产生加工热量等造成的热位移。在这样的场合，为了进行异常判断，采用产生热位移的状态的测定值，由此，确定更加适合的差分阈值。另外，通过对多次的测定值进行统计处理，即使在各个测定值之间产生不一致的情况下，仍可求出适合的基准值Δα0。通过根据基准值Δα0，确定差分阈值Da，即使在阈值Da为更小的值的情况下，仍不会产生误检测，可进行可靠性高的异常检测。

在通过上述阈值运算机构33而进行的上述统计处理中，在本 例子的场合，通过两个测定头2X、2Y的测定值G1、G2的差的平均值而求出，但是如果采用平均值，可通过简单的运算而求出适合的阈值。

另外，在本实施方式中，由于上述基准运算用测定期间为粗磨削工序的快结束前的期间，故可获得适合的基准值。对于进行磨削加工的工件W，具有作为前一工序而进行热处理，从而产生黑皮的情况，另外即使在没有黑皮的情况下，表面仍很粗糙。另外，在粗磨削工序中，进行异物啮入的异常检测的必要性低。由此，粗磨削工序的快结束前的期间最适合为基准运算用测定期间。

上述异常时处理机构35在像前述那样，在通过测定异常判断机构34而判断为测定异常时，第1和第2测定头2X、2Y与被加工面Wa分离后，再次与该面接触，在该再次接触后的第1和第2测定头2X、2Y的测定值G1、G2的差在上述设定允许范围内的场合，可像前述那样连续进行加工。

在判断为测定异常时，通过暂时使第1和第2测定头2X、2Y与被加工面Wa分离，从而具有消除异物啮入的情况。由此，在该再次接触后的两个测定头2X、2Y的测定值G1、G2的差没有异常的场合，连续进行加工，由此，可在不白白地停止加工的情况下，另外在不产生测定异常的问题的情况下，进行磨削加工。

另外，在上述实施方式中，尺寸确定装置2具有两个测定头2X、2Y，但是，尺寸确定装置2也可采用各自独立构成尺寸确定装置的类型。在该场合，采用这两台尺寸确定装置的各自的输出。

此外，在上述实施方式中，对内周磨削的场合进行了说明，但是，上述带有测定异常判断功能的加工直径测定装置也可用于外周磨削。在该场合，测定头与构成外周面的被加工面接触。

还有，在上述实施方式中，通过可编程逻辑控制器和运动控制 器构成控制装置3，但是，也可将其它的各种运算处理装置用作控制装置3。

如上所述，参照附图，对优选的实施形式进行了说明，但是，如果是本领域的技术人员，阅读本申请说明书后，会在显然的范围内容易想到各种变更和修改方式。于是，对于这样的变更和修改方式，应被解释为属于根据权利要求书而确定的发明的范围内。

标号的说明：

标号1表示磨床；

标号2表示尺寸确定装置；

标号3表示控制装置；

标号4表示工件支承机构；

标号5表示磨石；

标号6表示磨石驱动机构；

标号10表示滑动固定支架机构；

标号32表示尺寸运算机构；

标号34表示测定异常判断机构；

符号G1、G2表示测定值；

符号W表示工件；

符号Wa表示被加工面；

标号2X、2Y表示测定头。

Claims (6)

1.一种磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置，其中，在磨床中，在工件的加工中，该加工直径测定装置测定上述工件的被加工面的直径，该磨床包括：工件支承机构，该工件支承机构支承截面呈圆形的工件，并使其围绕中心轴而旋转；磨石驱动机构，该磨石驱动机构通过磨石对由上述工件的内周面或外周面形成的被加工面进行磨削；控制装置，该控制装置控制上述工件支承机构和上述磨石驱动机构,

该磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置包括：

尺寸确定装置，该尺寸确定装置具有多个测定头，该多个测定头分别与上述被加工面的圆周方向上的多个部位接触，并分别测定该接触部位的径向位置，该多个部位至少包括上述工件的被加工面中的在直径方向离开的两个部位；

尺寸运算机构，该尺寸运算机构根据该尺寸确定装置中的上述多个测定头的测定值，对上述被加工面的直径进行运算；

测定异常判断机构，该测定异常判断机构求出：上述多个测定头中的两个测定头在分别测定上述被加工面中的在直径方向离开的上述两个部位的位置时的测定值的差，在该测定值差脱离设定允许范围时，判断为发生测定异常，

上述控制装置在从上述被加工面的磨削开始到结束的期间，进行暂时沿上述磨石的切入方向使磨石离开被加工面，或在磨石的上述切入方向进行减小磨石相对被加工面的按压力的脱离/松弛动作，上述测定异常判断机构在进行上述脱离/松弛动作的期间，不进行上述测定异常的判断，

上述工件支承机构包括：电磁吸盘，该电磁吸盘通过磁力，按照产生向心作用的方式吸着上述工件的一个端面，并使其旋转；两个滑动固定支架，该两个滑动固定支架分别与工件周面的半周以内的两个部位接触，使工件相对电磁吸盘的旋转中心稍偏心，从而对该工件进行支承，上述脱离/松弛动作在下述无火花磨削工序中进行，在该无火花磨削工序中，停止磨石的切入的进行，通过在磨石支承件中产生的弹性变形的弹性恢复力而进行加工。

2.一种磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置，其中，在磨床中，在工件的加工中，该加工直径测定装置测定上述工件的被加工面的直径，该磨床包括：工件支承机构，该工件支承机构支承截面呈圆形的工件，并使其围绕中心轴而旋转；磨石驱动机构，该磨石驱动机构通过磨石对由上述工件的内周面或外周面形成的被加工面进行磨削；控制装置，该控制装置控制上述工件支承机构和上述磨石驱动机构,

该磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置包括：

尺寸确定装置，该尺寸确定装置具有多个测定头，该多个测定头分别与上述被加工面的圆周方向上的多个部位接触，并分别测定该接触部位的径向位置，该多个部位至少包括上述工件的被加工面中的在直径方向离开的两个部位；

尺寸运算机构，该尺寸运算机构根据该尺寸确定装置中的上述多个测定头的测定值，对上述被加工面的直径进行运算；

测定异常判断机构，该测定异常判断机构求出：上述多个测定头中的两个测定头在分别测定上述被加工面中的在直径方向离开的上述两个部位的位置时的测定值的差，在该测定值差脱离设定允许范围时，判断为发生测定异常，

阈值运算机构，该阈值运算机构对在上述加工中已确定的基准运算用测定期间获得的上述两个测定头的测定值的差，进行已确定的统计处理，求出基准值，并以该基准值为基础，对作为上述设定允许范围的界限值的阈值进行运算；

上述测定异常判断机构在上述阈值的运算之后的加工中，进行测定异常的判断，

通过上述阈值运算机构而进行的上述统计处理为：求出在上述已确定的基准运算用测定期间获得的上述两个测定头的相应多个测定值的相应差的平均值的处理。

3.一种磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置，其中，在磨床中，在工件的加工中，该加工直径测定装置测定上述工件的被加工面的直径，该磨床包括：工件支承机构，该工件支承机构支承截面呈圆形的工件，并使其围绕中心轴而旋转；磨石驱动机构，该磨石驱动机构通过磨石对由上述工件的内周面或外周面形成的被加工面进行磨削；控制装置，该控制装置控制上述工件支承机构和上述磨石驱动机构,

该磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置包括：

尺寸确定装置，该尺寸确定装置具有多个测定头，该多个测定头分别与上述被加工面的圆周方向上的多个部位接触，并分别测定该接触部位的径向位置，该多个部位至少包括上述工件的被加工面中的在直径方向离开的两个部位；

尺寸运算机构，该尺寸运算机构根据该尺寸确定装置中的上述多个测定头的测定值，对上述被加工面的直径进行运算；

测定异常判断机构，该测定异常判断机构求出：上述多个测定头中的两个测定头在分别测定上述被加工面中的在直径方向离开的上述两个部位的位置时的测定值的差，在该测定值差脱离设定允许范围时，判断为发生测定异常，

阈值运算机构，该阈值运算机构对在上述加工中已确定的基准运算用测定期间获得的上述两个测定头的测定值的差，进行已确定的统计处理，求出基准值，并以该基准值为基础，对作为上述设定允许范围的界限值的阈值进行运算；

上述测定异常判断机构在上述阈值的运算之后的加工中，进行测定异常的判断，

上述控制装置使上述磨床进行下述工序：对工件进行粗加工的粗磨削工序；磨石的切入速度小于该粗磨削工序，对工件进行精加工的精磨削工序，其中，上述基准运算用测定期间为上述粗磨削工序结束前的期间。

4.一种磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置，其中，在磨床中，在工件的加工中，该加工直径测定装置测定上述工件的被加工面的直径，该磨床包括：工件支承机构，该工件支承机构支承截面呈圆形的工件，并使其围绕中心轴而旋转；磨石驱动机构，该磨石驱动机构通过磨石对由上述工件的内周面或外周面形成的被加工面进行磨削；控制装置，该控制装置控制上述工件支承机构和上述磨石驱动机构,

该磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置包括：

尺寸确定装置，该尺寸确定装置具有多个测定头，该多个测定头分别与上述被加工面的圆周方向上的多个部位接触，并分别测定该接触部位的径向位置，该多个部位至少包括上述工件的被加工面中的在直径方向离开的两个部位；

尺寸运算机构，该尺寸运算机构根据该尺寸确定装置中的上述多个测定头的测定值，对上述被加工面的直径进行运算；

测定异常判断机构，该测定异常判断机构求出：上述多个测定头中的两个测定头在分别测定上述被加工面中的在直径方向离开的上述两个部位的位置时的测定值的差，在该测定值差脱离设定允许范围时，判断为发生测定异常，

上述控制装置使上述磨床进行下述工序：对工件进行粗加工的粗磨削工序；磨石的切入速度小于该粗磨削工序，对工件进行精加工的精磨削工序；停止磨石的切入的进行，通过在磨石支承件中产生的弹性变形的弹性恢复力而加工的无火花磨削工序，其中，上述测定异常判断机构要么在上述精磨削工序中，要么在上述精磨削工序和上述无火花磨削工序这两个工序中进行上述测定异常的判断，

上述工件支承机构包括：电磁吸盘，该电磁吸盘通过磁力，按照产生向心作用的方式吸着上述工件的一个端面，并使其旋转；两个滑动固定支架，该两个滑动固定支架分别与工件周面的半周以内的两个部位接触，使工件相对电磁吸盘的旋转中心稍偏心，从而对该工件进行支承，上述控制装置在上述粗磨削工序和上述精磨削工序之间，让上述磨床进行修整工序，该修整工序由将磨石移到修整装置并进行修整、然后将磨石返回到修整前的位置的动作构成；

上述磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置还包括：阈值运算机构，该阈值运算机构对在上述加工中的已确定的基准运算用测定期间获得的上述两个测定头的测定值的差，进行已确定的统计处理，并对阈值进行运算；

上述已确定的基准运算用测定期间为上述粗磨削工序结束前的期间，并且上述统计处理为下述处理：求出在上述已确定的基准运算用测定期间获得的上述两个测定头的相应多个测定值的相应差的平均值。

5.根据权利要求1所述的磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定装置，其中，

上述控制装置在通过上述测定异常判断机构而判断为测定异常时，使上述两个测定头与上述被加工面分离后，与该面再次接触，如果该再次接触后的上述两个测定头的测定值的差在上述设定允许范围内，则连续进行加工。

6.一种磨床的带有测定异常判断功能的加工直径测定方法，在该方法中，在磨床的工件的加工中，测定上述工件的被加工面的直径，该磨床包括：工件支承机构，该工件支承机构支承截面呈圆形的工件，使其围绕中心轴而旋转；磨石驱动机构，该磨石驱动机构通过磨石，对由上述工件的内周面或外周面形成的被加工面进行磨削；控制装置，该控制装置控制上述工件支承机构和上述磨石驱动机构，

在该方法中：

分别测定上述被加工面的圆周方向上的多个部位的径向位置，该多个部位至少包括上述工件的被加工面中的在直径方向离开的两个部位；

根据上述已测定的多个部位的径向位置，对上述被加工面的直径进行运算，从而测定上述工件的上述被加工面的直径；

求出上述被加工面中的在直径方向离开的上述两个部位的上述已测定的径向位置的差，在该差脱离设定允许范围时，判断发生测定异常，

还在判断发生上述测定异常之前，在上述加工中的已确定的基准运算用测定期间，多次测定上述被加工面中的在直径方向离开的上述两个部位的径向位置，求出该多次测定的径向位置的多个差，并对该多个差进行已确定的统计处理，求出基准值，并以该基准值为中心，对上述设定允许范围的界限值的阈值进行运算，

判断发生上述测定异常的情况包括：在上述阈值的运算之后的加工中，上述被加工面中的在直径方向离开的上述两个部位的上述已测定的径向位置的差大于上述阈值时，判断发生测定异常，

上述统计处理为求出上述多个差的平均值的处理。