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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Schleifverfahren und eine Schleifmaschine.
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STAND DER TECHNIK
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Bei einer herkömmlichen Schleifmaschine wird eine Schleifscheibe, in der eine Schleifschicht, die aus einem elastischen Schleifstein gefertigt ist, an einem Außenumfang eines Kerns vorgesehen ist, gedreht, um einen Schnitt zu erzeugen, und wobei ein Werkstück verfahren wird, um ein Feinschleifen durchzuführen (siehe beispielsweise
JP2010-139032A ). Der elastische Schleifstein ist ein Schleifstein, dessen Bindemittel aus einem elastischen Material gefertigt ist. Daher wird durch ein Schneiden der Schleifscheibe in das Werkstück die Schleifschicht verformt, und wird das Werkstück in einem Zustand verfahren, in dem eine Spannung auf das Werkstück von der verformten Schleifschicht ausgeübt wird, um das Feinschleifen des Werkstücks durchzuführen.
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Wenn jedoch ein Schleifen unter Verwendung der Schleifscheibe wiederholt wird, verschleißt die Schleifschicht und verringert sich ihre Dicke allmählich. Daher erhöht sich die Spannung, die auf das Werkstück wirkt, wenn sich die Dicke der Schleifschicht verringert, wenn das Werkstück um denselben Betrag geschnitten wird. Daher gibt es eine Differenz in einer Höhe der Spannung, die auf das Werkstück von der Schleifschicht aus bei dem Feinschleifen wirkt, zwischen einem Fall, in dem eine Schleifscheibe verwendet wird, deren Schleifschicht fast nicht verschlissen ist, und einen Fall, in dem eine Schleifscheibe verwendet wird, deren Schleifschicht beträchtlich verschlissen ist. Wenn sich die Höhe der Spannung, die auf jedes Werkstück ausgeübt wird, während des Feinschleifens ändert, können Abweichungen der Oberflächenrauigkeit auftreten. Das heißt, in einem Fall, in dem die Spannung, die auf das Werkstück ausgeübt wird, zu klein ist, kann eine erforderliche Oberflächenrauigkeit nicht erlangt werden. Andererseits kann in einem Fall, in dem die Spannung zu groß ist, eine Vorschubspur auf einer Oberfläche des Werkstücks sichtbar werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Offenbarung stellt ein Schleifverfahren und eine Schleifmaschine bereit, die einen Einfluss von Änderungen in einer Dicke einer Schleifschicht einer Schleifscheibe beseitigen und ein hochgradig genaues Schleifen durchführen können.
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Gemäß einem veranschaulichenden Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Schleifverfahren für ein Werkstück: ein Drehen einer Schleifscheibe, die eine Schleifschicht, die eine Elastizität hat, an einem Außenumfang eines Kerns der Schleifscheibe umfasst; und ein Bringen der Schleifscheibe in Kontakt mit dem Werkstück.
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Das Schleifverfahren gemäß dem Aspekt umfasst ferner: ein Erfassen einer Dicke der Schleifschicht; ein Berechnen eines Verformungsbetrags der Schleifschicht basierend auf der Dicke, die durch das Erfassen erfasst wird, wobei der Verformungsbetrag eine konstante Spannung auf das Werkstück ausübt; und ein Schleifen des Werkstücks so, dass die Schleifscheibe in das Werkstück um den Verformungsbetrag schneidet.
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Gemäß diesem Verfahren kann ein hochgradig genaues Schleifen mit einer notwendigen und konstanten Spannung durchgeführt werden, weil der Verformungsbetrag der Schleifschicht, der eine konstante Spannung auf das Werkstück ausübt, basierend auf der Dicke der Schleifschicht berechnet wird das Schleifen durchgeführt wird, indem bewirkt wird, dass die Schleifscheibe in das Werkstück um den Verformungsbetrag schneidet.
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Gemäß einem anderen veranschaulichten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Schleifmaschine eine Schleifscheibe, die eine Schleifschicht, die eine Elastizität hat, an einem Außenumfang eines Kerns der Schleifscheibe umfasst. Die Schleifmaschine ist eingerichtet, um ein Werkstück zu schleifen, indem sie die Schleifscheibe mit dem Werkstück in Kontakt bringt, während sie die Schleifscheibe dreht.
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Die Schleifmaschine gemäß dem Aspekt umfasst ferner: eine Dickenerfassungseinheit; eine Verformungsbetragsberechnungseinheit; und eine Schleifsteuerungseinheit. Die Dickenerfassungseinheit ist eingerichtet, um eine Dicke der Schleifschicht zu erfassen. Die Verformungsbetragsberechnungseinheit ist eingerichtet, um einen Verformungsbetrag der Schleifschicht basierend auf der Dicke zu berechnen, die durch die Dickenerfassungseinheit erfasst wird, wobei der Verformungsbetrag eine konstante Spannung auf das Werkstück ausübt. Zusätzlich ist die Schleifsteuerungseinheit eingerichtet, das Werkstück so zu schleifen, dass die Schleifscheibe in das Werkstück um den Verformungsbetrag schneidet.
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Gemäß dieser Konfiguration kann ein hochgradig genaues Schleifen mit einem notwenigen und konstanten Druck durchgeführt werden, weil der Verformungsbetrag der Schleifschicht, der die konstante Spannung auf das Werkstück ausübt, basierend auf der Dicke der Schleifschicht berechnet wird und das Schleifen durchgeführt wird, indem bewirkt wird, dass die Schleifscheibe in das Werkstück um den Verformungsbetrag schneidet.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Draufsicht, die eine Gesamtkonfiguration einer Schleifmaschine gemäß einer Ausführungsform zeigt.
- 2 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Gesamtablauf eines Schleifverfahrens gemäß der Ausführungsform zeigt.
- 3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf eines Prozesses aus einem Erfassen einer Dicke einer Schleifschicht zeigt.
- 4 ist eine Draufsicht, die einen Zustand schematisch zeigt, in dem ein Kontakt zwischen einer Schleifscheibe und einem Werkstück erfasst wird.
- 5 ist eine Draufsicht, die einen Zustand schematisch zeigt, in dem bewirkt wird, dass die Schleifscheibe in das Werkstück um einen Verformungsbetrag der Schleifschicht schneidet.
- 6 ist eine Draufsicht, die einen Zustand schematisch zeigt, in dem bewirkt wird, dass die Schleifscheibe in das Werkstück um den Verformungsbetrag der Schleifschicht schneidet, um ein Feinschleifen durchzuführen.
- 7 ist eine Draufsicht, die einen Zustand schematisch zeigt, in dem ein Schnittbetrag der Schleifscheibe basierend auf einen Durchbiegungsbetrag des Werkstücks bei einer Abwandlung korrigiert wird.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend wird eine Ausführungsform eines Schleifverfahrens und einer Schleifmaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung, bei der ein Werkstück W poliert wird (ein Durchmesser des Werkstücks W wird nicht reduziert), unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Vor dem Polieren wird ein Schleifen zum Reduzieren des Durchmessers des Werkstücks W durch eine andere Schleifmaschine durchgeführt, und wird das Werkstück W der Schleifmaschine zugeführt, um den Durchmesser des Werkstücks W an einem Ende des Schleifens zu polieren.
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(Gesamtkonfiguration einer Schleifmaschine)
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Eine Gesamtkonfiguration einer Ausführungsform einer Schleifmaschine 1, die eingerichtet ist, um ein Schleifverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung durchzuführen, wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. 1 ist eine Draufsicht, die die Gesamtkonfiguration der Schleifmaschine 1 zeigt. Die Schleifmaschine 1 ist eine zylindrische Schleifmaschine und ist eine Werkzeugmaschine, die eingerichtet ist, ein Schleifen durchzuführen, indem sie eine Schleifscheibe 1 bezüglich des Werkstücks W relativ bewegt, das durch ein Bett 2 gestützt wird. Die Schleifmaschine 1 umfasst eine Schleifbasis 10, eine Z-Achsen-Vorschubvorrichtung 50, eine Werkstückstützvorrichtung 20, eine X-Achsen-Vorschubvorrichtung 60 sowie eine Steuerungsvorrichtung 40.
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Die Schleifbasis 10 umfasst eine Schleifscheibe 11 und eine Schleifwelle 12. Eine Schleifsteindrehantriebsvorrichtung 15, die eingerichtet ist, die Schleifscheibe 11 drehbar anzutreiben, die das Werkstück W schleift, ist an der Schleifbasis 10 vorgesehen. Die Schleifwelle 12 wird durch die Schleifbasis 10 über ein Lager drehbar gestützt und ist eine Drehwelle der Schleifscheibe 11, die mit einer vorbestimmten Drehzahl durch die Schleifsteindrehantriebsvorrichtung 15 drehbar angetrieben wird. Ein AE-Sensor 13 ist in der Schleifbasis 10 befestigt und nahe eines Spitzenendabschnitts der Schleifwelle 12, und ist mit der Steuerungsvorrichtung 40 elektrisch verbunden. Der AE-Sensor 13 ist ein Sensor, der eingerichtet ist, eine spezifische Schallemission (nachstehend als „AE“ bezeichnet) zu erfassen, wie etwa eine Schallwelle, die erzeugt wird, wenn das Werkstück W und die Schleifscheibe 11 miteinander in Kontakt gelangen.
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Die Schleifscheibe 11 umfasst einen Kern 111 und eine Schleifschicht 112. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kern 111 ein Metallkern, wie etwa Eisen, der in einer Scheibenform ausgebildet ist, und ist mit der Schleifwelle 12 durch einen Bolzen oder dergleichen befestigbar und lösbar verbunden. Die Schleifschicht 112 ist ein Abschnitt, der eine Schleifoberfläche 112a ausbildet, die mit dem Werkstück W während eines Schleifens in Kontakt ist, und ist aus einem elastischen Schleifstein zum Feinstschleifen fertigt, dessen Bindemittel aus einem elastischen Material gefertigt ist. Die Schleifschicht 112 ist beispielsweise ausgebildet, indem Schleifkörner, wie etwa Diamant oder CBN an dem Außenumfang des Kerns 111 unter Verwendung eines Bindemittels (Verbindungsmittels), wie etwa eines wärmehärtenden Harzes, gebunden werden. Die Schleifschicht 112 kann beispielsweise ein Elastizitätsmodul von 3000 MPa, einen Außendurchmesser von 300 mm, eine Dicke von 10 bis 32 mm und eine Korngröße von #1000 haben. Das Bindemittel kann ein aus zwei Flüssigkeiten bestehendes aushärtbares Harz sein.
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Die Schleifbasis 10 ist auf einer oberen Oberfläche des Betts 2 angeordnet und wird auf einer Führungsschiene (nicht gezeigt) geführt und gestützt, die sich in einer Richtung erstreckt, die senkrecht zu einer Mittelachse AW der Schleifscheibe 11 ist. Die Schleifscheibe 11 wird in einer Z-Achsenrichtung (Oben-Unten-Richtung in 1), die eine Radialrichtung des Werkstücks W ist, das parallel zu der oberen Oberfläche des Betts 2 ist, durch die Z-Achsen-Vorschubvorrichtung 50 bewegt, die einen Z-Achsen-Motor 51 und eine Z-Achsen-Kugelumlaufspindel (nicht gezeigt) umfasst. Der Z-Achsen-Motor 51 und die Schleifsteindrehantriebsvorrichtung 15 steuern eine Bewegung der Schleifscheibe 11 in der Z-Achsenrichtung und die Drehzahl der Schleifscheibe 11 durch die Steuerungsvorrichtung 40.
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Die Werkstückstützvorrichtung 20 stützt zwei Enden des Werkstücks W in einer Weise, die es dem zylindrischen Werkstück W ermöglicht, um eine Mittelachse des Werkstücks W zu drehen. Die Werkstückstützvorrichtung 20 umfasst einen Tisch 21, einen Spindelstock 22, einen Reitstock 23, ein Futter 24 und eine Spitze 25. Der Tisch 21 ist auf der oberen Oberfläche des Betts 2 der Schleifmaschine 1 angeordnet und wird auf einer Führungsschiene (nicht gezeigt) geführt und gestützt, die sich in einer Richtung der Mittelachse AW der Schleifscheibe 11 erstreckt. Der Tisch 21 wird in einer X-Achsenrichtung (Links-Rechts-Richtung in 1), die eine Axialrichtung des Werkstücks W ist, das parallel zu der oberen Oberfläche des Betts 2 ist, durch die X-Achsen-Vorschubvorrichtung 60 bewegt, die einen X-Achsen-Motor 61 und eine X-Achsen-Kugelumlaufspindel (nicht gezeigt) umfasst.
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Der Spindelstock 22 und der Reitstock 23 sind auf der oberen Oberfläche des Tischs 21 angeordnet, um einander gegenüberzuliegen, und stützen ein Ende bzw. das andere Ende des Werkstücks W. Der Spindelstock 22 ist mit einer Hauptwelle 27 versehen, die durch eine Hauptwellendrehantriebsvorrichtung 26 gedreht wird. Das Werkstück W wird gedreht, indem die Hauptwelle 27 drehbar angetrieben wird. Die Hauptwellendrehantriebsvorrichtung 26 steuert die Drehzahl, Drehphase und dergleichen der Hauptwelle 27 durch die Steuerungsvorrichtung 40. Das Futter 24, das eingerichtet ist, um ein Ende des Werkstücks W zu halten, ist auf der Hauptwelle 27 vorgesehen. Die Spitze 25, die eingerichtet ist, um das andere Ende des Werkstücks W zu stützen, ist an dem Reitstock 23 vorgesehen. Daher sind beide Enden des Werkstücks W durch das Futter 24 und die Spitze 25 in einer Weise gestützt, die es dem Werkstück W ermöglicht, um eine Achse zu drehen, die parallel zu einer Bewegungsrichtung des Tischs 21 (X-Achsenrichtung) ist, und wobei das Werkstück W durch die Hauptwellendrehantriebsvorrichtung 26 drehbar angetrieben wird.
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Die Steuerungsvorrichtung 40 kann das Werkstück W schleifen, indem sie eine numerische Steuerung durchführt, indem sie ein Bearbeitungsprogramm ausführt, und ist eine CNC-Steuerungsvorrichtung, die durch einen Computer eingerichtet ist, der eine CPU, einen ROM, einen RAM, eine Festplatte und dergleichen umfasst. Die Steuerungsvorrichtung 40 ist mit der X-Achsen-Vorschubvorrichtung 60, der Z-Achsen-Vorschubvorrichtung 50, der Schleifsteindrehantriebsvorrichtung 15, die die Schleifscheibe 12 drehbar antreibt, der Hauptwellendrehantriebsvorrichtung 26, die die Hauptwelle 27 drehbar antreibt, sowie verschiedenen Sensoren verbunden, wie etwa dem AE-Sensor 13. Die Steuerungsvorrichtung 40 verarbeitet ein Signal von jedem Sensor und steuert jede Einheit. Die Steuerungsvorrichtung 40 umfasst ferner eine Eingabeeinheit, die eingerichtet ist, das Verarbeitungsprogramm und dergleichen einzugeben, sowie eine Ausgabeeinheit, die eingerichtet ist, Bearbeitungsinhalte, Bearbeitungsbedingungen und dergleichen (nicht gezeigt) auszugeben.
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(Ablauf eines Schleifverfahrens)
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Als nächstes wird ein Schleifverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 2 bis 6 beschrieben. 2 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Gesamtablauf des Schleifverfahrens zeigt. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf eines Prozesses aus einem Erfassen einer Dicke der Schleifschicht 112 zeigt. 4 ist eine Draufsicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem ein Kontakt zwischen der Schleifscheibe 11 und dem Werkstück W erfasst wird. 5 ist eine Draufsicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem bewirkt wird, dass die Schleifscheibe 11 in das Werkstück W um einen Verformungsbetrag der Schleifschicht 112 schneidet. Eine Strichlinie in 5 zeigt eine Außenform der Schleifscheibe 11 an einer Kontaktposition vor dem Schneiden an. 6 ist eine Draufsicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem bewirkt wird, dass die Schleifscheibe 11 in das Werkstück W um den Verformungsbetrag der Schleifschicht 112 schneidet, um ein Längsschleifen durchzuführen.
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Das Schleifverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Verfahren aus ein Verwenden der Schleifmaschine 1, um ein Feinstschleifen des Werkstücks W durchzuführen, das, wie in dem Ablaufdiagramm der 2 gezeigt ist, einen Dickenerfassungsprozess S1 (S stellt einen Schritt dar, wobei dasselbe für die anderen Schritte gilt), einen Berechnungsprozess eines ersten Verformungsbetrags S2, einen ersten Feinschleifprozess S3, einen Berechnungsprozess eines zweiten Verformungsbetrags S4 sowie einen zweiten Feinschleifprozess S5 umfasst. Vor dem Dickenerfassungsprozess S1 werden das Werkstück W und die Schleifscheibe 11 jeweils mit einer vorbestimmten Drehzahl gedreht. Der Berechnungsprozess des ersten Verformungsbetrags S2 und der Berechnungsprozess des zweiten Verformungsbetrags S4 entsprechen einem Verformungsbetragberechnungsprozess gemäß der vorliegenden Offenbarung. Der erste Feinschleifprozess S3 entspricht dem Schleifprozess und dem ersten Schleifprozess, wobei der zweite Feinschleifprozess S5 dem Schleifprozess und dem zweiten Schleifprozess entspricht. Die Steuerungsvorrichtung 40 fungiert als eine Dickenerfassungseinheit beim Durchführen des Dickenerfassungsprozesses S1, fungiert als eine Verformungsbetragsberechnungseinheit beim Durchführen des Berechnungsprozesses des ersten Verformungsbetrags S2 und des Berechnungsprozesses des zweiten Verformungsbetrags S4, und fungiert als eine Schleifsteuerungseinheit beim Durchführen des ersten Feinschleifprozesses S3 und des zweiten Feinschleifprozesses S5.
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Der Dickenerfassungsprozess S1 ist ein Schritt aus einem Erfassen einer Dicke der Schleifschicht 112 der Schleifscheibe 11. Genauer gesagt, der Dickenerfassungsprozess S1 wird in Übereinstimmung mit dem Ablauf durchgeführt, der in dem Ablaufdiagramm der 3 gezeigt ist. Zunächst wird in S11, in einem Zustand, in dem der Tisch 21 an einer Position gestoppt ist, an der das Werkstück W der Schleifscheibe 11 gegenüberliegt, die Schleifbasis 10, auf der die Schleifscheibe 11 angeordnet ist, mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit von einer vorbestimmten Rückzugsposition in Richtung des Werkstücks W in der Z-Achsenrichtung bewegt. In S12 wird bestimmt, ob eine AE erfasst wird, und wird die Vorwärtsbewegung des S11 fortgesetzt, bis die AE erfasst wird (S12: Nein).
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Wenn die AE in S12 erfasst wird (S12: Ja), wird die Vorwärtsbewegung der Schleifbasis 10 gestoppt und wird dabei in S13 eine Maschinenkoordinate M von einem Z-Achsen-Geber erlangt, der in dem Z-Achsen-Motor 51 enthalten ist. Die Maschinenkoordinate M ist eine aktuelle Positionskoordinate in der Z-Achsenrichtung der Schleifbasis 10, die von dem Z-Achsen-Geber zu der Steuerungsvorrichtung 40 gesandt wird und durch die Steuerungsvorrichtung 40 verwaltet wird. Die aktuelle Positionskoordinate der Schleifbasis 10 in der Z-Achsenrichtung ist ein Wert, der einen Abstand von der Mittelachse des Werkstücks W zu der Mittelachse AW der Schleifscheibe 11 darstellt, wenn eine Positionskoordinate der Mittelachse des Werkstücks W in der Z-Achsenrichtung festgelegt ist, um 0 zu sein. Das heißt, bei einem Erfassen der AE, die durch einen Kontakt zwischen dem Werkstück W und der Schleifscheibe 11 erzeugt wird, durch den AE-Sensor 13, kann eine Position, an der der Kontakt mit dem Werkstück W gestartet wird, als eine aktuelle Position der Schleifscheibe 11 bestimmt werden. Weil der AE-Sensor 13 an einer Position auf der Seite der Schleifbasis 10 vorgesehen ist, insbesondere nahe der Schleifscheibe 11, kann der AE-Sensor 13 die AE mit einer hohen Genauigkeit erfassen. Nach S13 wird die Schleifbasis 10 um einen vorbestimmten Betrag zurückgezogen.
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Als nächstes wird in S14 eine Dicke ɩ der Schleifschicht 112 berechnet. Wenn die Maschinenkoordinate in der Z-Achsenrichtung durch M dargestellt wird, ein Werkstückradius (Radius des Werkstücks W) durch D1 (ein endgültiger Radius des Werkstücks W, nachdem er durch andere Schleifmaschinen geschliffen wurde, wird eingegeben) dargestellt wird, und ein Kernradius (Radius des Kerns 111 der Schleifscheibe 11) durch D2 dargestellt wird, sind Beziehungen zwischen diesen Parametern und der Dicke ɩ der Schleifschicht 112 wie in 4 gezeigt ist. Das heißt, die Dicke ɩ der Schleifschicht 112 wird erlangt, indem der Kernradius D2 und der Werkstückradius D1 von der Maschinenkoordinate M subtrahiert werden. Daher wird die Dicke ɩ der Schleifschicht 112 gemäß ɩ = M - D2 - D1 berechnet.
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Als nächstes wird in dem Berechnungsprozess des ersten Verformungsbetrages S2 ein Verformungsbetrag λ1 der Schleifschicht 112, wenn die Schleifscheibe 11 eine konstante erste Spannung auf das Werkstück W ausübt, basierend auf der Dicke ɩ berechnet, die in dem Dickenerfassungsprozess S1 erfasst wurde. Eine erste Spannung σ1 ist ein Spannungswert, der beim Feinschleifen zum Reduzieren einer Abweichung einer Oberflächenrauigkeit zwischen einer Vielzahl von Werkstücken W verwendet wird, und ist ein Wert, der der Steuerungsvorrichtung 40 eingegeben wird und darin festgelegt wird. Vorliegend wird, wenn ein Youngscher Modul der Schleifschicht 112 durch E dargestellt wird, eine Spannung durch σ dargestellt wird, und eine Deformationsrate durch ε dargestellt wird, der Youngsche Modul durch E = σ/ε ausgedrückt. Wenn der Verformungsbetrag durch A dargestellt wird und die Dicke ɩ der Schleifschicht 112 durch ɩ dargestellt wird, ist die Deformationsrate ε durch ε = λ/ɩ ausgedrückt. Aus diesen zwei Gleichungen wird E = σ/(λ/ɩ) ausgedrückt. Daher wird der erste Verformungsbetrag λ1 gemäß λ1 = (σ1/E) x ɩ unter Verwendung der ersten Spannung σ1, der Dicke ɩ der Schleifschicht 112 und des Youngschen Moduls E berechnet.
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Danach dient in dem ersten Feinschleifprozess von S3 der erste Verformungsbetrag λ1, der in dem Berechnungsprozess des ersten Verformungsbetrags S2 berechnet wurde, als ein Schnittbetrag der Schleifscheibe 11, und wobei bewirkt wird, dass die Schleifscheibe 11 in das Werkstück W um den Schnittbetrag schneidet, um ein Längsschleifen durchzuführen. Das heißt, in einem Zustand, in dem die Schleifscheibe 11 in der Z-Achsenrichtung mit einer vorbestimmten Feinschnittgeschwindigkeit nach vorne bewegt wird, um in das Werkstück W um den Verformungsbetrag λ1 zu schneiden, nachdem die Schleifscheibe 11 zeitweise zu einer vorbestimmten Position nach S13 (siehe 5) zurückgezogen wurde, wird der Tisch 21 in der X-Achsenrichtung verfahren, um ein erstes Feinschleifen zwischen einem ersten Ende P1 und einem zweiten Ende P2 des Werkstücks W durchzuführen (siehe 6). In dem ersten Feinschleifprozess S3 wird die Abweichung in der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W reduziert, weil das Längsschleifen mit der konstanten ersten Spannung σ1 durchgeführt wird. Nach S3 wird die Schleifbasis 10 um einen vorbestimmten Betrag zurückgezogen, wird der Tisch 21 in der X-Achsenrichtung verfahren, und entspricht das erste Ende P1 des Werkstücks W einem linken Ende (linker Stirnfläche) der Schleifscheibe 11. In diesem Fall wird das Längsschleifen lediglich einmal durchgeführt. Außerdem wird das Schleifen während einer Vorwärtsbewegung des Tischs durchgeführt und wird nicht während einer Rückwärtsbewegung durchgeführt.
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Als nächstes wird in dem Berechnungsschritt des zweiten Verformungsbetrags von S4 ein Verformungsbetrag λ2 der Schleifschicht 112, wenn die Schleifscheibe 11 eine konstante zweite Spannung auf das Werkstück W ausübt, basierend auf der Dicke ɩ berechnet, die in dem Dickenerfassungsprozess S1 erfasst wird. Eine zweite Spannung σ2 ist ein Spannungswert, der bei einem Feinschleifen verwendet wird, um Vorschubspuren zu reduzieren, und ist ein Wert, der der Steuerungsvorrichtung 40 eingegeben wird und darin festgelegt wird. Die zweite Spannung σ2 ist auf einen Wert festgelegt, der kleiner ist als die erste Spannung. Der zweite Verformungsbetrag A2 wird gemäß λ2 = (σ2/E) × ɩ unter Verwendung der zweiten Spannung σ, der Dicke ɩ der Schleifschicht 112 und des Youngschen Moduls E berechnet. Weil die erste Spannung σ1 und die zweite Spannung σ2 eine Beziehung von σ2 < σ1 haben, haben der erste Verformungsbetrag λ1 und der zweite Verformungsbetrag λ2 eine Beziehung von λ2 < λ1.
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Danach dient in dem zweiten Feinschleifprozess von S5 der zweite Verformungsbetrag λ2, der in dem Berechnungsprozess des zweiten Verformungsbetrages in S4 berechnet wurde, als der Schnittbetrag der Schleifscheibe 11, und wobei bewirkt wird, dass die Schleifscheibe 11 in das Werkstück W um den Schnittbetrag schneidet, um ein Längsschleifen durchzuführen. Das heißt, in einem Zustand, in dem die Schleifscheibe 11 in der Z-Achsenrichtung mit der vorbestimmten Feinschnittgeschwindigkeit nach vorne bewegt wird, um in das Werkstück W um den Verformungsbetrag A2 zu schneiden (siehe 5), wird der Tisch 21 in der X-Achsenrichtung verfahren, um ein zweites Feinschleifen zwischen dem ersten Ende P1 und dem zweiten Ende P2 des Werkstücks W durchzuführen (siehe 6). In dem zweiten Feinschleifprozess S5 wird die Vorschubspur auf einer Oberfläche des Werkstücks W reduziert, weil das Längsschleifen mit der konstanten zweiten Spannung σ2 durchgeführt wird. In diesem Fall wird das Längsschleifen lediglich einmal durchgeführt. Außerdem wird das Schleifen während einer Vorwärtsbewegung des Tischs durchgeführt und wird nicht während einer Rückwärtsbewegung durchgeführt.
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(Schlussfolgerung)
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Wie vorstehend beschrieben wurde, kann ein hochgradig genaues Feinschleifen mit einem notwendigen und konstanten Druck durchgeführt werden, weil der Verformungsbetrag λ der Schleifschicht 112, die die konstante Spannung auf das Werkstück W ausübt, basierend auf der Dicke ɩ der Schleifschicht 112 berechnet wird, und das Feinschleifen durchgeführt wird, indem bewirkt wird, dass die Schleifscheibe 11 in das Werkstück W um den Verformungsbetrag λ (λ1 oder A2) schneidet.
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Die vorliegende Ausführungsform umfasst: den Berechnungsprozess des ersten Verformungsbetrages S2 aus einem Berechnen des ersten Verformungsbetrages λ1 der Schleifschicht 112, der die erste Spannung σ1 auf das Werkstück W ausübt, was die Abweichung in der Oberflächenrauigkeit reduzieren kann; sowie den Berechnungsprozess des zweiten Verformungsbetrages S4 aus einem Berechnen des zweiten Verformungsbetrages λ1 der Schleifschicht 112, der eine zweite Spannung σ2 auf das Werkstück W ausübt, die kleiner ist als die erste Spannung σ1 und die Vorschubspur reduzieren kann. Die vorliegende Ausführungsform umfasst ferner: den ersten Feinschleifprozess S3 aus einem Bewirken, dass die Schleifscheibe 11 in das Werkstück W um den ersten Verformungsbetrag λ1 schneidet, um das Feinschleifen durchzuführen; sowie den zweiten Feinschleifprozess S5 aus einem Bewirken, dass die Schleifscheibe 11 in das Werkstück W um den zweiten Verformungsbetrag λ2 schneidet, um das Feinschleifen nach dem ersten Feinschleifprozess S3 durchzuführen.
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Gemäß diesem Verfahren kann die Abweichung bei der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W reduziert werden, indem der erste Feinschleifprozess S3 durchgeführt wird, und kann ferner die Vorschubspur reduziert werden, indem der zweite Feinschleifprozess S5 nach dem ersten Feinschleifprozess S3 durchgeführt wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Dickenerfassungsprozess S1: die Kontakterfassungsprozesse S11 und S12 aus einem relativen Bewegen der Schleifscheibe 11 und/oder des Werkstücks W in der Richtung, in der sie sich einander nähern, und einem Erfassen des Kontakts zwischen der Schleifscheibe 11 und dem Werkstück W durch den AE-Sensor 13; den Kontaktpositionserfassungsprozess S13 aus einem Erfassen der Maschinenkoordinate M als der Kontaktpositionsinformation, die die relative Position zwischen der Schleifscheibe 11 und dem Werkstück W anzeigt, wenn der Kontakt in den Kontakterfassungsprozessen S11 und S12 erfasst wird; sowie den Dickenberechnungsprozess S14 aus einem Berechnen der Dicke ɩ der Schleifschicht 112 basierend auf der Kontaktpositionsinformation (der Maschinenkoordinate M), der Durchmesserinformation des Werkstücks W (dem Werkstückradius D1) und der Durchmesserinformation des Kerns 111 (dem Kernradius D2).
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Gemäß diesem Verfahren kann die Dicke ɩ der Schleifschicht 112 unter Verwendung der vorhandenen Konfigurationen der Schleifmaschine 1 basierend auf der Maschinenkoordinate M, die durch die Steuerungsvorrichtung 40 erlangt wird, wenn die Schleifscheibe 11 und das Werkstück W in Kontakt miteinander gebracht werden, und dem Werkstückradius D1 sowie dem Kernradius D2, die durch die Steuerungsvorrichtung 40 verwaltet werden, genau berechnet werden.
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(Abwandlung)
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Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt und es können verschiedene Abwandlungen erfolgen, ohne von dem Grundgedanken der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Obwohl die vorstehend beschriebene Ausführungsform ein Beispiel beschreibt, in dem der erste Feinschleifprozess S3 nach dem Berechnungsprozess des ersten Verformungsbetrages S2 durchgeführt wird, und dann der Berechnungsprozess des zweiten Verformungsbetrages S4 durchgeführt wird, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Der erste Feinschleifprozess S3 und der zweite Feinschleifprozess S5 können durchgeführt werden, nachdem der Berechnungsprozess des ersten Verformungsbetrages S2 und der Berechnungsprozess des zweiten Verformungsbetrages S4 durchgeführt wurden.
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Obwohl die vorstehende Ausführungsform ein Beispiel beschreibt, indem das Feinschleifen in zwei Stufen einschließlich des ersten Feinschleifprozesses S3 und des zweiten Feinschleifprozesses S5, die als der Feinschleifprozess dienen, durchgeführt wird, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Das Feinschleifen kann lediglich in entweder dem ersten Feinschleifprozess S3 oder dem zweiten Feinschleifprozess S5 durchgeführt werden, oder kann in Übereinstimmung mit einem Zweck der Spannung, die auf das Werkstück ausgeübt wird, in jedem Feinschleifprozess geändert und festgelegt werden. Ferner kann ein anderer Feinschleifprozess, dessen Spannung, die auf das Werkstück ausgeübt wird, anders ist, bei Bedarf hinzugefügt werden.
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In einem Fall, in dem das Werkstück W ein langer zylindrischer Körper ist, wie etwa eine rollende Walze, deren Zwischenposition in der Axialrichtung durch das Schneiden der Schleifscheibe 11 gebogen ist, kann der Schnittbetrag der Schleifscheibe 11 in Übereinstimmung mit einem Durchbiegungsbetrag t des Werkstücks W in dem Feinschleifprozess (dem ersten Feinschleifprozess S3 und dem zweiten Feinschleifprozess S5) korrigiert werden. 7 ist eine Draufsicht, die einen Zustand schematisch zeigt, in dem der Schnittbetrag der Schleifscheibe 11 basierend auf dem Durchbiegungsbetrag des Werkstücks W in einer Abwandlung korrigiert wird. Wie in 7 gezeigt ist, kann eine glattere Oberfläche des Werkstücks W erlangt werden, indem das Schneiden in der Z-Achsenrichtung mit einem Wert von A + t (λ1 + t oder λ2 + t) durchgeführt wird, der durch ein Addieren des Durchbiegungsbetrags t des Werkstücks W zu dem Verformungsbetrag A (λ1 oder A2) der Schleifscheibe 11 erlangt wird, um das Längsschleifen durchzuführen. Der Durchbiegungsbetrag t des Werkstücks W in diesem Fall ist ein Wert, der im Voraus basierend auf dem Elastizitätsmodul, einer Länge und einem Durchmesser des Werkstücks W, und einer Position in der Längsrichtung berechnet wird, an der die Spannung wirkt.
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Obwohl der Kontakt zwischen der Schleifscheibe 11 und dem Werkstück W unter Verwendung des AE-Sensors 13 in der vorstehenden Ausführungsform erfasst wird, kann die Kontakterfassung durch eine Erfassungseinheit durchgeführt werden, die von dem AE-Sensor 13 verschieden ist. Beispielsweise kann die Kontakterfassung durchgeführt werden, indem eine Änderung in einer Antriebskraft der Schleifsteindrehantriebsvorrichtung 15 durch ein Strommessgerät erfasst wird, die die Schleifwelle 12 drehbar antreibt. Alternativ kann die Kontakterfassung durchgeführt werden, indem eine Änderung in einer Antriebskraft der Hauptwellendrehantriebsvorrichtung 26 durch ein Strommessgerät erfasst wird, die die Hauptwelle 27 drehbar antreibt.
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Ferner, obwohl die vorstehend beschriebene Ausführungsform ein zylindrisches Feinschleifen aus einem Drehen des Werkstücks W beschreibt, um einen Außenumfang des Werkstücks W zu schleifen, kann die vorstehend beschriebene Offenbarung auch auf ein ebenes Feinschleifen aus einem Drehen der scheibenförmigen Schleifscheibe um eine horizontale Achse und einem Vorschub des ebenen plattenförmigen Werkstücks W in einer Horizontalrichtung verwendet werden.
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Ein Schleifverfahren für ein Werkstück umfasst: ein Drehen einer Schleifscheibe, die eine Schleifschicht, die eine Elastizität hat, auf einen Außenumfang eines Kerns der Schleifscheibe umfasst; sowie ein Bringen der Schleifscheibe in Kontakt mit dem Werkstück. Das Schleifverfahren umfasst ferner: ein Erfassen einer Dicke der Schleifschicht; ein Berechnen eines Verformungsbetrages der Schleifschicht basierend auf der Dicke, die durch das Erfassen erfasst wird, wobei der Verformungsbetrag eine konstante Spannung auf das Werkstück ausübt; sowie ein Schleifen des Werkstücks so, dass die Schleifscheibe in das Werkstück um den Verformungsbetrag schneidet. Die vorliegende Offenbarung stellt mindestens das Schleifverfahren bereit, das einen Einfluss von Änderungen in der Dicke der Schleifschicht der Schleifscheibe beseitigen und ein hochgradig genaues Schleifen durchführen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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