DE102020111115A1

DE102020111115A1 - Vorrichtung zum Schätzen einer Oberflächenrauigkeit sowie Verfahren zum Schätzen einer Oberflächenrauigkeit

Info

Publication number: DE102020111115A1
Application number: DE102020111115.0A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiko Hiji; Daisuke Imaeda; Hideki Iwai
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2019-04-25
Filing date: 2020-04-23
Publication date: 2020-10-29
Also published as: JP2020180886A; CN111843829A; JP7310273B2

Abstract

Eine Vorrichtung zum Schätzen einer Oberflächenrauigkeit umfasst: eine Messergebnisbeschaffungseinheit, die konfiguriert ist, ein Messergebnis zu beschaffen, wenn eine Größenbestimmungsvorrichtung in Bezug auf ein Werkstück bewegt wird, während ein Kontaktelement der Größenbestimmungsvorrichtung in Kontakt mit dem Werkstück gebracht wird, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung in der Lage ist, eine Abmessung des Werkstücks zu messen; eine Umwandlungseinheit, die konfiguriert ist, das Messergebnis, das durch die Messergebnisbeschaffungseinheit beschafft wird, in zumindest einen Ersatzwert umzuwandeln, der als eine Ersatzeigenschaft der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks dient; eine Modellspeichereinheit, die konfiguriert ist, ein Modell zu speichern, das eine Beziehung zwischen dem zumindest einem Ersatzwert und einem gemessenen Wert der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks angibt, und eine Schätzeinheit, die konfiguriert ist, die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks auf der Grundlage des Modells und des zumindest einen Ersatzwerts zu schätzen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Schätzen einer Oberflächenrauigkeit sowie ein Verfahren zum Schätzen einer Oberflächenrauigkeit.
Hintergrund der Erfindung
Die JP 2006-300823 A offenbart eine Oberflächenrauigkeitmessvorrichtung, die konfiguriert ist, eine Oberflächenform eines Werkstücks zu messen, indem ein Versatzbetrag, der in einem Taster beziehungsweise Stift erzeugt wird, wenn der Taster, der bei einem Ausleger beziehungsweise einem freitragenden Arm gehalten wird, in einem Zustand bewegt wird, in dem er in Kontakt mit dem Werkstück ist, erfasst wird.
Um eine Oberflächenrauigkeit des Werkstücks unter Verwendung der Oberflächenrauigkeitmessvorrichtung, die in der JP 2006-300823 A offenbart ist, zu messen, ist es erforderlich, das Werkstück, das durch ein maschinelles Werkzeug oder dergleichen bearbeitet wird, zu der Oberflächenrauigkeitmessvorrichtung zu befördern, wobei eine Zykluszeit somit durch die Zeit vergrößert wird, die erforderlich ist, um das Werkstück zu befördern. Folglich ist es wünschenswert, die Oberflächenrauigkeit des bearbeiteten Werkstücks bei dem maschinellen Werkzeug, das verwendet wird, um das Werkstück zu bearbeiten, zu erfassen, um die Zykluszeit zu verkürzen.
Kurzzusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung und ein Oberflächenrauigkeitschätzverfahren bereit, die die Oberflächenrauigkeit eines Werkstücks nach einer Bearbeitung bei dem maschinellen Werkzeug erfassen können.
(Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung)
Entsprechend einer veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung umfasst eine erste Vorrichtung zum Schätzen einer Oberflächenrauigkeit: eine Messergebnisbeschaffungseinheit, die konfiguriert ist, ein Messergebnis zu beschaffen, wenn eine Größenbestimmungsvorrichtung in Bezug auf ein Werkstück bewegt wird, während ein Kontaktelement der Größenbestimmungsvorrichtung in Kontakt mit dem Werkstück gebracht wird, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung in einem maschinellen Werkzeug bereitgestellt ist, das konfiguriert ist, das Werkstück maschinell zu bearbeiten, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung das Kontaktelement umfasst, das konfiguriert ist, das Werkstück zu kontaktieren, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung in der Lage ist, eine Abmessung des Werkstücks bei einer Erfassung eines Kontakts zwischen dem Kontaktelement und dem Werkstück zu messen; eine Umwandlungseinheit, die konfiguriert ist, das Messergebnis, das durch die Messergebnisbeschaffungseinheit beschafft wird, in zumindest einen Ersatzwert umzuwandeln, der als eine Ersatzeigenschaft der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks dient; eine Modellspeichereinheit, die konfiguriert ist, ein Modell zu speichern, das eine Beziehung zwischen dem zumindest einem Ersatzwert und einem gemessenen Wert der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks angibt; und eine Schätzeinheit, die konfiguriert ist, die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks auf der Grundlage des Modells und des zumindest einen Ersatzwerts zu schätzen.
Entsprechend der ersten Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung schätzt die Schätzeinheit eine Oberflächenrauigkeit eines Werkstücks W auf der Grundlage des Ersatzwerts, der durch ein Umwandeln des Messergebnisses erhalten wird, das von der Größenbestimmungsvorrichtung erhalten wird, und des Modells ab, das die Beziehung zwischen dem Ersatzwert und dem gemessenen Wert der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W angibt. In diesem Fall kann die erste Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung die Oberflächenrauigkeit des bearbeiteten Werkstücks bei dem maschinellen Werkzeug erfassen. Als Ergebnis kann das maschinelle Werkzeug einen Vorgang zum Befördern des bearbeiteten Werkstücks von dem maschinellen Werkzeug zu einer externen Vorrichtung im Vergleich mit einem Fall weglassen, bei dem die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks unter Verwendung der externen Vorrichtung gemessen wird, die außerhalb des maschinellen Werkzeugs bereitgestellt ist, wobei somit die Zykluszeit verkürzt werden kann.
Entsprechend einer anderen veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung umfasst eine zweite Vorrichtung zum Schätzen einer Oberflächenrauigkeit: eine Messergebnisbeschaffungseinheit, die konfiguriert ist, ein Messergebnis zu beschaffen, wenn eine Größenbestimmungsvorrichtung in Bezug auf ein Werkstück bewegt wird, während ein Kontaktelement in Kontakt mit dem Werkstück gebracht wird, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung in einem maschinellen Werkzeug bereitgestellt ist, das konfiguriert ist, das Werkstück maschinell zu bearbeiten, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung das Kontaktelement umfasst, das konfiguriert ist, das Werkstück zu kontaktieren, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung in der Lage ist, eine Abmessung des Werkstücks bei einer Erfassung eines Kontakts zwischen dem Kontaktelement und dem Werkstück zu messen; eine Umwandlungseinheit, die konfiguriert ist, das Messergebnis, das durch die Messergebnisbeschaffungseinheit beschafft wird, in einen Ersatzwert umzuwandeln, der als eine Ersatzeigenschaft der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks dient; und eine Modellerzeugungseinheit, die konfiguriert ist, ein Lernmodell mit einem maschinellen Lernen zu erzeugen, das den Ersatzwert und einen gemessenen Wert der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks als Lerndaten anwendet, wobei das Lernmodell konfiguriert ist, die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks zu schätzen.
Entsprechend der zweiten Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung erzeugt die Modellerzeugungseinheit das Lernmodell, das verwendet wird, um die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks zu schätzen, durch ein maschinelles Lernen. Die zweite Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung kann eine Schätzgenauigkeit der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W durch ein Verwenden des Lernmodells verbessern. Da die zweite Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W auf der Grundlage des Ersatzwerts, der durch ein Umwandeln des Messergebnisses erhalten wird, das von der Größenbestimmungsvorrichtung erhalten wird, und des Lernmodells schätzen kann, kann das maschinelle Werkzeug die Oberflächenrauigkeit des bearbeiteten Werkstücks bei dem maschinellen Werkzeug erfassen.
( Oberflächenrauigkeitschätzverfahren)
Entsprechend einer anderen veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Verfahren zum Schätzen der Oberflächenrauigkeit: ein Messen einer maschinell bearbeiteten Oberfläche eines Werkstücks, indem eine Größenbestimmungsvorrichtung parallel zu dem Werkstück bewegt wird, während ein Kontaktelement der Größenbestimmungsvorrichtung in Kontakt mit dem Werkstück gebracht wird, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung in einem maschinellen Werkzeug bereitgestellt ist, das konfiguriert ist, das Werkstück maschinell zu bearbeiten, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung das Kontaktelement umfasst, das konfiguriert ist, das Werkstück zu kontaktieren, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung in der Lage ist, eine Abmessung des Werkstücks bei einer Erfassung eines Kontakts zwischen dem Kontaktelement und dem Werkstück zu messen; ein Umwandeln des Messergebnisses, das durch das Messen beschafft wird, in einen Ersatzwert, der als eine Ersatzeigenschaft der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks dient; und ein Schätzen der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks auf der Grundlage eines Modells, das eine Beziehung zwischen dem Ersatzwert und einem gemessenen Wert der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks angibt.
Entsprechend dem Oberflächenrauigkeitschätzverfahren kann der gleiche Effekt wie der der ersten Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung, die vorstehend beschrieben ist, erhalten werden.
Figurenliste

1 zeigt eine Draufsicht einer Schleifmaschine.
2 zeigt eine Konfiguration einer Größenbestimmungsvorrichtung.
3 zeigt ein Beispiel eines Graphen, der ein Schätzungsmessergebnis zeigt.
4 zeigt ein Funktionsblockschaltbild, das eine Konfiguration einer Lernphase einer Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung zeigt.
5 zeigt ein Funktionsblockschaltbild, das eine Konfiguration einer Schätzphase der Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung zeigt.
6 zeigt einen Graphen, der ein Beispiel eines Regressionsmodells zeigt, das durch eine Modellerzeugungseinheit erzeugt wird.
7 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Oberflächenrauigkeitsschätzverarbeitung zeigt, die durch eine Steuerungsvorrichtung ausgeführt wird.
8 zeigt ein Flussdiagramm, das ein erstes Beispiel einer Messverarbeitung zeigt, die in der Oberflächenrauigkeitsschätzverarbeitung ausgeführt wird.
9 zeigt ein Flussdiagramm, das ein zweites Beispiel der Messverarbeitung zeigt, die in der Oberflächenrauigkeitsschätzverarbeitung ausgeführt wird.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
(Überblick über Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung)
Eine Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung schätzt eine Oberflächenrauigkeit eines bearbeiteten Werkstücks bei einem maschinellen Werkzeug, das das Werkstück bearbeitet. Das maschinelle Werkzeug umfasst eine Größenbestimmungsvorrichtung. Die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung bewegt die Größenbestimmungsvorrichtung relativ in Bezug auf das Werkstück in einem Zustand, in dem ein Kontaktelement der Größenbestimmungsvorrichtung in Kontakt mit einer bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks ist, nachdem das Werkstück durch das maschinelle Werkzeug bearbeitet worden ist, und misst das Werkstück durch die Größenbestimmungsvorrichtung. Dann schätzt die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks auf der Grundlage eines Messergebnisses, das von der Größenbestimmungsvorrichtung erhalten wird.
(Konfiguration einer Schleifmaschine 1)
Zuerst wird eine Konfiguration einer Schleifmaschine 1, die ein Beispiel des maschinellen Werkzeugs ist, unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schleifmaschine 1 eine zylindrische Schleifmaschine eines Schleifbasisquertyps. Das maschinelle Werkzeug kann eine Schleifmaschine eines Tischquertyps sein, oder es kann ein maschinelles Werkzeug sein, das zu Schleifmaschinen unterschiedlich ist, beispielsweise eine Drehmaschine. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Werkstück W eine Kurbelwelle, die eine Vielzahl von zylindrischen Oberflächen umfasst, die unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen. Es ist anzumerken, dass das Werkstück W nicht auf die Kurbelwelle begrenzt ist. Das heißt, das Werkstück W kann ein Rotor sein, der zu der Kurbelwelle unterschiedlich ist, beispielsweise ein Rotor, der den gleichen Außendurchmesser im Verlauf einer axialen Richtung aufweist. Außerdem ist das Werkstück W nicht auf den Rotor begrenzt.
Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst die Schleifmaschine 1 hauptsächlich einen Unterbau 10, eine Werkstückhaltevorrichtung 20, eine Werkzeughaltevorrichtung 30, eine Werkzeugbewegungsvorrichtung 40, eine Größenbestimmungsvorrichtung 50, eine Größenbestimmungsvorrichtungsbewegungsvorrichtung 60, eine Schleifradkorrekturvorrichtung 70 und eine Steuerungsvorrichtung 80.
Der Unterbau 10 ist auf einer Installationsoberfläche fixiert. Die Werkstückhaltevorrichtung 20 hält das Werkstück W drehbar. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Werkstückhaltevorrichtung 20 einen Spindelstock 21 und einen Reitstock 22. Der Spindelstock 21 ist auf einer oberen Oberfläche des Unterbaus 10 bereitgestellt und hält das Werkstück W in einer Art und Weise, die es ermöglicht, dass das Werkstück W sich um eine Mittelachsenlinie (um eine Z-Achse) dreht. Der Reitstock 22 ist auf der oberen Oberfläche des Unterbaus 10 bei einer Position bereitgestellt, die dem Spindelstock 21 gegenüberliegt. Die Werkstückhaltevorrichtung 20 hält zwei Enden des Werkstücks W durch den Spindelstock 21 und den Reitstock 22 drehbar, wobei das Werkstück W durch einen Antrieb eines Motors 23, der bei dem Spindelstock 21 bereitgestellt ist, gedreht wird.
Die Werkzeughaltevorrichtung 30 hält ein Werkzeug drehbar. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Werkzeughaltevorrichtung 30 hauptsächlich ein Schleifrad 31, das als das Werkzeug dient, und eine Schleifbasis 32. Das Schleifrad 31 ist ein scheibenförmiges Werkzeug, das konfiguriert wird, indem eine Vielzahl von Schleifkörnern mit einem Verbindungsmaterial fixiert werden. Die Schleifkörner umfassen allgemeine Schleifkörner und Superschleifkörner. Als die allgemeinen Schleifkörner ist ein keramisches Material, wie beispielsweise Aluminiumoxid oder Siliziumkarbid, allgemein bekannt. Die Superschleifkörner sind Diamant oder CBN. Die Schleifbasis 32 hält das Schleifrad 31 drehbar. Die Schleifbasis 32 ist mit einem Motor 33 versehen, der eine Antriebskraft für ein Drehen des Schleifrads 31 aufbringt.
Die Werkzeugbewegungsvorrichtung 40 bewegt das Schleifrad 31 relativ in Bezug auf den Unterbau 10. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Werkzeugbewegungsvorrichtung 40 hauptsächlich einen ersten Tisch 41 und einen Motor 42. Der erste Tisch 41 ist in einer Z-Richtung in Bezug auf den Unterbau 10 bewegbar. Der Motor 42 bringt eine Antriebskraft für ein Bewegen des ersten Tischs 41 in der Z-Achsen-Richtung auf. Die Schleifbasis 32 ist bei einer oberen Oberfläche des ersten Tischs 41 bereitgestellt. Die Schleifbasis 32 ist in einer Richtung bewegbar, die sich dem Werkstück W (X-Achsen-Richtung) in Bezug auf den ersten Tisch 41 annähert und sich davon wegbewegt. Die Werkzeugbewegungsvorrichtung 40 ist mit einem Motor 43 versehen, der eine Antriebskraft für ein Bewegen der Schleifbasis 32 in der X-Achsen-Richtung in Bezug auf den ersten Tisch 41 aufbringt. Das heißt, die Schleifmaschine 1 kann die Werkzeugbewegungsvorrichtung 40 verwenden, um das Schleifrad 31 in Bezug auf das Werkstück W in der X-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung relativ zu bewegen.
Die Größenbestimmungsvorrichtung 50 misst hauptsächlich einen Außendurchmesser eines zu bearbeitenden Abschnitts des Werkstücks W. Zusätzlich wird die Größenbestimmungsvorrichtung 50 verwendet, wenn die Oberflächenrauigkeit einer bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks W geschätzt wird. Eine Konfiguration der Größenbestimmungsvorrichtung 50 wird nachstehend beschrieben. Die Größenbestimmungsvorrichtungsbewegungsvorrichtung 60 umfasst hauptsächlich einen zweiten Tisch 61 und einen Motor 62. Der zweite Tisch 61 ist auf einer in Bezug auf die Werkstückhaltevorrichtung 20 entgegengesetzten Seite des ersten Tisches 41 bereitgestellt und ist in der Z-Achsen-Richtung in Bezug auf den Unterbau 10 bewegbar. Der Motor 62 bringt eine Antriebskraft für ein Bewegen des zweiten Tisches 61 in der Z-Achsen-Richtung auf. Die Größenbestimmungsvorrichtung 50 ist bei einer oberen Oberfläche des zweiten Tisches 61 bereitgestellt. Die Größenbestimmungsvorrichtung 50 kann sich in der Z-Achsen-Richtung in Bezug auf den zweiten Tisch 61 relativ bewegen. Das heißt, die Schleifmaschine 1 kann die Größenbestimmungsvorrichtung 50 in der Z-Achsen-Richtung in Bezug auf das Werkstück W unter Verwendung der Größenbestimmungsvorrichtungsbewegungsvorrichtung 60 relativ bewegen.
Die Schleifradkorrekturvorrichtung 70 korrigiert einen Oberflächenzustand des Schleifrades 31. Die Schleifradkorrekturvorrichtung 70 führt zumindest eines von einem Abrichten und einem Ausrichten als eine Korrektur des Schleifrades 31 aus. Ferner weist die Schleifradkorrekturvorrichtung 70 ebenso eine Funktion zum Messen einer Abmessung (eines Durchmessers) des Schleifrades 31 auf.
Hierbei bezieht sich das Abrichten auf einen Umbildungsbetrieb, wie beispielsweise einen Betrieb zum Bilden des Schleifrades 31 entsprechend einer Form des Werkstücks W, wenn das Schleifrad 31 aufgrund von Schleifen abgenutzt ist, oder einen Betrieb zum Entfernen einer Unrundheit des Schleifrades 31, die durch eine ungleichmäßige Abnutzung verursacht wird. Das Ausrichten bezieht sich auf einen Ausrichtbetrieb, der ein Betrieb zum Justieren eines Vorsprungbetrags von Schleifkörnern und zum Erzeugen einer Schneidekante der Schleifkörner ist. Das Ausrichten ist ein Betrieb, der konfiguriert ist, ein Glätten, ein Verschmieren, ein Verschütten und dergleichen zu korrigieren, wobei es üblicherweise nach einem Abrichten ausgeführt wird. Das Abrichten und das Ausrichten können ohne spezifische Unterscheidung ausgeführt werden.
Die Steuerungsvorrichtung 80 steuert jede Antriebsvorrichtung auf der Grundlage eines NC-Programms und eines PLC-Steuerungsprogramms. Die Steuerungsvorrichtung 80 steuert die Motoren 23, 33, 42, 43 und 62, die in der Schleifmaschine 1 bereitgestellt sind, auf der Grundlage des NC-Programms. Das PLC-Steuerungsprogramm betreibt eine Ausgabevorrichtung in Reaktion auf ein EIN/AUS eines Befehlssignals einer Eingabevorrichtung. Beispielsweise führt die Steuerungsvorrichtung 80 ein Schleifen aus, bis das Werkstück W zu einer endbearbeiteten Form gelangt, die auf dem Durchmesser des Werkstücks W beruht, der durch die Größenbestimmungsvorrichtung 50 gemessen wird. Wenn ein Ersetzen oder eine Korrektur (Abrichten, Ausrichten) des Schleifrads 31 ausgeführt wird, steuert die Steuerungsvorrichtung 80 die Motoren 42, 43 sowie die Schleifradkorrekturvorrichtung 70.
(Konfiguration der Größenbestimmungsvorrichtung 50)
Als nächstes wird eine Konfiguration der Größenbestimmungsvorrichtung 50 unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst die Größenbestimmungsvorrichtung 50 hauptsächlich einen Vorrichtungskörper 51, ein Paar von Kontaktelementen 52a, 52b, ein Paar von Fingern 53a, 53b und einen Differentialtransformator 54. Die Kontaktelemente 52a, 52b können in Kontakt mit einer Außenumfangsoberfläche des Werkstücks W kommen.
Spezifisch kommt unter dem Paar von Kontaktelementen 52a, 52b ein Kontaktelement 52a in Kontakt mit der Außenumfangsoberfläche des Werkstücks W von oben, während das andere Kontaktelement 52b in Kontakt mit der Außenumfangsoberfläche des Werkstücks von unten kommt. Die Finger 53a, 53b halten die Kontaktelemente 52a, 52b und tragen die Kontaktelemente 52a, 52b in einer Art und Weise, die es erlaubt, dass die Kontaktelemente 52a, 52b in Bezug auf den Vorrichtungskörper 51 versetzt werden. Spezifisch trägt unter dem Paar von Fingern 53a, 53b ein Finger 53a das eine Kontaktelement 52a, während der andere Finger 53b das andere Kontaktelement 52b trägt.
Der Differentialtransformator 54 ist in dem Vorrichtungskörper 51 untergebracht. Der Differentialtransformator 54 erfasst einen Versatz des Paars von Fingern 53a, 53b, die entsprechend einem Versatz des Paars von Kontaktelementen 52a, 52b versetzt werden, und gibt ein elektrisches Signal entsprechend dem Versatz der Finger 53a, 53b aus. Zu der Zeit eines Schleifens erfasst die Steuerungsvorrichtung 80 Positionen der Finger 53a, 53b, wenn das Paar von Kontaktelementen 52a, 52b die Außenumfangsoberfläche des Werkstücks W kontaktiert, auf der Grundlage des elektrischen Signals, das von dem Differentialtransformator 54 ausgegeben wird, wobei sie einen Außendurchmesser des Werkstücks W auf der Grundlage der Positionen der Finger 53a, 53b misst. Wie es nachstehend beschrieben wird, schätzt eine Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 die Oberflächenrauigkeit der verarbeiteten Oberfläche des Werkstücks W auf der Grundlage des elektrischen Signals ab, das von dem Differentialtransformator 54 ausgegeben wird.
(Überblick über die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100)
Als nächstes wird ein Überblick über die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 beschrieben. Die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 schätzt die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W, das durch die Schleifmaschine 1 geschliffen wird, die als das Beispiel des maschinellen Werkzeugs dient. Die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 kann eine Vorrichtung sein, die in die Schleifmaschine 1 eingebaut ist, oder sie kann eine Einheit sein, die von der Schleifmaschine 1 getrennt ist.
Hier wird eine Wechselbeziehung zwischen einem Messergebnis der Größenbestimmungsvorrichtung 50 und der Oberflächenrauigkeit beschrieben. Die Schleifmaschine 1 verwendet die Größenbestimmungsvorrichtung 50, wenn eine Oberflächenrauigkeitsschätzung durch die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 ausgeführt wird. Spezifisch bewegt in einem Zustand, in dem zumindest eines der Kontaktelemente 52a, 52b in Kontakt mit der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks W nach einer Bearbeitung gebracht wird, die Schleifmaschine 1 die Kontaktelemente 52a, 52b in einer Mittelachsenlinienrichtung des Werkstücks W (Z-Achsen-Richtung) in Bezug auf die bearbeitete Oberfläche, wobei sie eine Messung durch die Größenbestimmungsvorrichtung 50 ausführt. Nachstehend wird das Messergebnis, das durch die Größenbestimmungsvorrichtung 50 gemessen wird, wenn die Kontaktelemente 52a, 52b in Kontakt sind, während die Kontaktelemente 52a, 52b in der Z-Achsen-Richtung bewegt werden, als ein „Schätzungsmessergebnis“ bezeichnet.
3 zeigt einen Graphen, der ein Beispiel des Schätzungsmessergebnisses zeigt. In dem Graphen, der in 3 gezeigt ist, stellt eine horizontale Achse Positionen der Kontaktelemente 52a, 52b von einem Messungsstartpunkt (eine Bewegungsentfernung) dar, wobei eine vertikale Achse einen Ausgabewert des elektrischen Signals darstellt, das von der Größenbestimmungsvorrichtung 50 als das Schätzungsmessergebnis erhalten wird (beispielsweise ein Spannungswert).
Spezifisch zeigt 3 drei Graphen (1) bis (3), die Schätzungsmessergebnisse zeigen, die erhalten werden, indem eine Messung durch die Größenbestimmungsvorrichtung 50 bei bearbeiteten Oberflächen der drei Werkstücke W1 bis W3, deren gemessene Werte einer Oberflächenrauigkeit unterschiedlich sind, ausgeführt wird. Ein Schätzungsmessergebnis des Werkstücks W1 ist in dem Graphen (1) gezeigt, ein Schätzungsmessergebnis des Werkstücks W2 ist in dem Graphen (2) gezeigt und ein Schätzungsmessergebnis des Werkstücks W3 ist in dem Graphen (3) gezeigt. Unter den drei Werkstücken W1 bis W3 ist der gemessene Wert der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W1 der kleinste, wobei der gemessene Wert der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W3 der größte ist.
Wie es in 3 gezeigt ist, weist der Graph (1) die kleinste Amplitude unter den drei Graphen (1) bis (3) auf, wobei der Graph (3) die größte Amplitude unter den drei Graphen (1) bis (3) aufweist. Das heißt, der Graph, der das Schätzungsmessergebnis des Werkstücks W1 zeigt, das den kleinsten gemessenen Wert der Oberflächenrauigkeit aufweist, weist die kleinste Amplitude unter den drei Graphen (1) bis (3) auf, während der Graph, der das Schätzungsmessergebnis des Werkstücks W3 zeigt, das den größten gemessenen Wert der Oberflächenrauigkeit aufweist, die größte Amplitude unter den drei Graphen (1) bis (3) aufweist.
Auf diese Weise wird eine Wechselbeziehung zwischen dem Messergebnis der Größenbestimmungsvorrichtung 50 und dem gemessenen Wert der Oberflächenrauigkeit erkannt. Durch ein Fokussieren auf diesen Punkt schätzt die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 die Oberflächenrauigkeit des bearbeiteten Werkstücks W auf der Grundlage des Schätzungsmessergebnisses ab. Obwohl ein Fall, in dem die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 die Oberflächenrauigkeit der Außenumfangsoberfläche des Werkstücks W schätzt, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft beschrieben ist, ist es ebenso möglich, die Oberflächenrauigkeit einer Innenumfangsoberfläche des Werkstücks W zu schätzen.
(Konfiguration der Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100)
Als nächstes wird eine Konfiguration der Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben. Wie es in 4 gezeigt ist, weist die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 die nachstehend beschriebene Konfiguration auf, die als eine Lernphase fungiert. Das heißt, die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 umfasst eine Messergebnisbeschaffungseinheit 110, eine Umwandlungseinheit 120, eine Messwertbeschaffungseinheit 130, eine Modellerzeugungseinheit 140 und eine Modellspeichereinheit 150.
Die Messergebnisbeschaffungseinheit 110 beschafft das Schätzungsmessergebnis. Spezifisch bringt die Schleifmaschine 1 die Kontaktelemente 52a,52b in Kontakt mit der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks W, nachdem ein Schleifen abgeschlossen ist. In diesem Zustand bewegt die Schleifmaschine 1 den zweiten Tisch 61 in der Z-Achsen-Richtung, wobei sie eine Messung durch die Größenbestimmungsvorrichtung 50 ausführt. Dann beschafft die Messergebnisbeschaffungseinheit 110 das elektrische Signal, das von dem Differentialtransformator 54 ausgegeben wird, als das Schätzungsmessergebnis.
Die Umwandlungseinheit 120 wandelt das Schätzungsmessergebnis, das durch die Messergebnisbeschaffungseinheit 110 beschafft wird, in einen Ersatzwert um, der als eine Ersatzeigenschaft der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W dient. Die Messwertbeschaffungseinheit 130 beschafft den gemessenen Wert der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W, die durch die Oberflächenrauigkeitsmessvorrichtung gemessen wird, die eine externe Vorrichtung ist. Die Modellerzeugungseinheit 140 erzeugt ein Modell, das eine Beziehung zwischen dem Ersatzwert, der durch die Umwandlungseinheit 120 umgewandelt wird, und dem gemessenen Wert angibt, der durch die Messwertbeschaffungseinheit 130 beschafft wird. Die Modellspeichereinheit 150 speichert das Modell, das durch die Modellerzeugungseinheit 140 erzeugt wird.
Wie es in 5 gezeigt ist, weist die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 die nachstehend beschriebene Konfiguration auf, die als eine Schätzphase fungiert. Das heißt, die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 umfasst die Messergebnisbeschaffungseinheit 110, die Umwandlungseinheit 120, die Modellspeichereinheit 150, eine Schätzeinheit 160 und eine Bestimmungseinheit 170.
Die Schätzeinheit 160 schätzt die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W auf der Grundlage des Ersatzwerts, der durch ein Umwandeln des Schätzungsmessergebnisses, das durch die Messergebnisbeschaffungseinheit 110 neu beschafft wird, durch die Umwandlungseinheit 120 erhalten wird, und des Modells, das in der Modellspeichereinheit 150 gespeichert ist. Die Bestimmungseinheit 170 führt eine Bestimmung auf der Grundlage eines Schätzergebnisses der Schätzeinheit 160 aus. Spezifisch umfasst die Bestimmungseinheit 170 eine Qualitätsbestimmungseinheit 171 und eine Korrekturzeitpunktbestimmungseinheit 172.
Die Qualitätsbestimmungseinheit 171 bestimmt, ob das bearbeitete Werkstück W ein fehlerfreies Produkt ist. Beispielsweise bestimmt die Qualitätsbestimmungseinheit 171, ob ein geschätzter Wert der Oberflächenrauigkeit, der durch die Schätzeinheit 160 als das Schätzergebnis erhalten wird, kleiner oder gleich einem vorbestimmten ersten Schwellenwert ist. Als Ergebnis bestimmt, wenn der geschätzte Wert der Oberflächenrauigkeit kleiner oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, die Qualitätsbestimmungseinheit 171, dass das Werkstück W ein fehlerfreies Produkt ist.
Auf diese Weise kann die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 eine Qualitätsbestimmung bei dem bearbeiteten Werkstück W auf der Grundlage des Schätzergebnisses der Schätzeinheit 160 ausführen. Somit kann die Schleifmaschine 1 die Qualitätsbestimmung bei dem bearbeiteten Werkstück W bei der Schleifmaschine 1 ausführen. Folglich kann eine Bedienungsperson einen Betrieb zum Befördern des Werkstücks W von der Schleifmaschine 1 zu der Oberflächenrauigkeitsmessvorrichtung im Vergleich mit einem Fall, in dem die Oberflächenrauigkeitsmessvorrichtung, die eine externe Vorrichtung ist, die außerhalb der Schleifmaschine 1 bereitgestellt ist, verwendet wird, um die Oberflächenrauigkeit des bearbeiteten Werkstücks W zu messen, weglassen, wobei somit eine Zykluszeit verkürzt werden kann.
Wenn die Qualitätsbestimmungseinheit 171 bestimmt, dass das Werkstück W ein fehlerhaftes Produkt ist, kann die Bedienungsperson eine Bearbeitung bei dem Werkstück W (wie beispielsweise ein Ausrangieren oder ein erneutes Schleifen des Werkstücks) ausführen, bevor das Werkstück W einer nachfolgenden Bearbeitung unterzogen wird. Das heißt, die Bedienungsperson kann vermeiden, dass die nachfolgende Bearbeitung bei dem Werkstück W, das ein fehlerhaftes Produkt ist, ausgeführt wird, sodass eine Effizienz des Betriebs verbessert werden kann.
Die Korrekturzeitpunktbestimmungseinheit 172 bestimmt, ob es einen Zeitpunkt für ein Korrigieren des Schleifrades 31 gibt. Hierbei führt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Schleifmaschine 1 ein Schleifen bei dem Werkstück W durch ein Einstechschleifen aus. Folglich wird berücksichtigt, dass ein Oberflächenzustand des Schleifrades 31 in dem geschätzten Wert der Oberflächenrauigkeit reflektiert wird. Folglich bestimmt die Korrekturzeitpunktbestimmungseinheit 172, ob der geschätzte Wert der Oberflächenrauigkeit einen vorbestimmten zweiten Schwellenwert überschreitet. Als Ergebnis bestimmt, wenn der geschätzte Wert der Oberflächenrauigkeit den zweiten Schwellenwert überschreitet, die Korrekturzeitpunktbestimmungseinheit 172, dass es Zeit ist, das Schleifrad 31 zu korrigieren, wobei die Steuerungsvorrichtung 80 ein Abrichten oder Ausrichten des Schleifrads 31 ausführt.
Es wird bestimmt, dass es Zeit ist, das Schleifrad 31 zu korrigieren, wenn der geschätzte Wert der Oberflächenrauigkeit den zweiten Schwellenwert überschreitet. Als Ergebnis kann die Schleifmaschine 1 ein Auftreten von fehlerhaften Produkten, die durch eine Verschlechterung des Oberflächenzustands des Schleifrads 31 verursacht werden, verringern. In diesem Fall kann die Schleifmaschine 1 einen Korrekturzeitpunkt des Schleifrads 31 auf der Grundlage des geschätzten Werts der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W bestimmen, der als ein Leitwert zur Erfassung des Oberflächenzustands des Schleifrads 31 dient. Folglich kann die Schleifmaschine 1 eine Korrektur des Schleifrads 31 bei einem optimalen Zeitpunkt im Vergleich mit einem Fall, bei dem die Korrektur des Schleifrads 31 bei jeder vorbestimmten Anzahl von Schleifbetrieben beispielsweise ausgeführt wird, ausführen, sodass ein Auftreten von fehlerhaften Produkten verringert werden kann, wobei eine Werkzeuglebensdauer des Schleifrads 31 ausgeweitet werden kann. Nachstehend wird die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 unter Bezugnahme auf spezifische Beispiele beschrieben.
(Erstes Beispiel der Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 101)
Zuerst wird ein erstes Beispiel der Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 beschrieben. Wie es in 4 gezeigt ist, weist die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 101 gemäß dem ersten Beispiel die nachstehend beschriebene Konfiguration auf, die als die Lernphase fungiert. Das heißt, die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 101 gemäß dem ersten Beispiel umfasst die Messergebnisbeschaffungseinheit 110, eine Umwandlungseinheit 121, die Messwertbeschaffungseinheit 130, eine Modellerzeugungseinheit 141 und eine Modellspeichereinheit 151.
Die Umwandlungseinheit 121 verwendet ein Umwandlungsverfahren, das im Voraus gespeichert wird, um das Messergebnis der Größenbestimmungsvorrichtung 50 in den Ersatzwert umzuwandeln. Das Umwandlungsverfahren ist eine Berechnungsgleichung, die auf einer arithmetischen Durchschnittsrauigkeit beruht. Spezifisch extrahiert die Umwandlungseinheit 121 zuerst Werte Z₁ bis Z_n (beispielsweise Spannungswerte) von N Teilen von extrahierten Daten aus dem Messergebnis der Größenbestimmungsvorrichtung 50. Als nächstes berechnet die Umwandlungseinheit 121 einen Durchschnittswert Z_avg der Werte Z₁ bis Z_n der N Teile von extrahierten Daten, wobei sie Absolutwerte von Differenzen zwischen Werten Z_i jedes Teils von extrahierten Daten und dem Durchschnittswert Z_avg berechnet. Dann nimmt die Umwandlungseinheit 121 einen Wert, der erhalten wird, indem eine Summe der Absolutwerte durch die Anzahl (N) von Teilen der extrahierten Daten dividiert wird, als den Ersatzwert. Das heißt, die Berechnungsgleichung, die durch die Umwandlungseinheit 121 verwendet wird, wird wie nachstehend beschrieben ausgedrückt. $\frac{1}{N} \sum_{0}^{N} | Z_{i} - Z_{avg} |$
Die Modellerzeugungseinheit 141 sammelt in Bezug auf die Vielzahl von Werkstücken W einen Ersatzwert, der erhalten wird, indem ein Schätzungsmessergebnis in Bezug auf eine bearbeitete Oberfläche des Werkstücks durch die Umwandlungseinheit 121 und einen gemessenen Wert der Oberflächenrauigkeit der bearbeiteten Oberfläche, der durch die Messwertbeschaffungseinheit 130 beschafft wird, umgewandelt wird. Dann erzeugt die Modellerzeugungseinheit 141 ein Regressionsmodell, das eine Beziehung zwischen dem Ersatzwert und dem gemessenen Wert auf der Grundlage des gesammelten Ersatzwertes und gemessenen Wertes angibt. Dieses Regressionsmodell ist ein Modell, das zur Schätzung der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks verwendet wird, wobei das Regressionsmodell, das durch die Modellerzeugungseinheit 141 erzeugt wird, in der Modellspeichereinheit 151 gespeichert wird.
Wie es in 5 gezeigt ist, weist die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 101 gemäß dem ersten Beispiel die nachstehend beschriebene Konfiguration auf, die als die Schätzphase fungiert. Das heißt, die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 101 gemäß dem ersten Beispiel umfasst die Messergebnisbeschaffungseinheit 110, die Umwandlungseinheit 121, die Modellspeichereinheit 151, eine Schätzeinheit 161 und die Bestimmungseinheit 170. Die Schätzeinheit 161 schätzt eine Oberflächenrauigkeit einer bearbeiteten Oberfläche eines neuen Werkstücks W auf der Grundlage des Ersatzwerts, der erhalten wird, indem das Schätzungsmessergebnis, das durch die Messergebnisbeschaffungseinheit 110 neu beschafft wird, durch die Umwandlungseinheit 121 erhalten wird, und des Regressionsmodells, das in der Modellspeichereinheit 151 gespeichert ist.
6 zeigt einen Graphen, der ein Beispiel des Regressionsmodells zeigt, das die Beziehung zwischen dem gemessenen Wert und dem Ersatzwert zeigt. Wie es in 6 gezeigt ist, wird eine Wechselbeziehung zwischen dem gemessenen Wert und dem Ersatzwert gefunden. Das heißt, es wird herausgefunden, dass der Wert des Ersatzwerts größer wird, wenn die Oberflächenrauigkeit, die als der gemessene Wert dient, zunimmt. Folglich kann die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks auf der Grundlage des Messergebnisses, das von der Größenbestimmungsvorrichtung 50 erhalten wird, und des Regressionsmodells, das in der Modellspeichereinheit 151 gespeichert ist, schätzen.
Auf diese Weise kann die Schleifmaschine 1 durch eine Verwendung der Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 101 gemäß dem ersten Beispiel die Oberflächenrauigkeit des bearbeiteten Werkstücks bei der Schleifmaschine 1 erfassen. Folglich kann die Schleifmaschine 1 einen Vorgang zum Befördern des bearbeiteten Werkstücks W von der Schleifmaschine 1 zu einer externen Vorrichtung im Vergleich mit einem Fall, in dem die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W unter Verwendung der externen Vorrichtung gemessen wird, die außerhalb der Schleifmaschine 1 bereitgestellt ist, weglassen, wobei somit eine Zykluszeit verkürzt werden kann. Die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 101 gemäß dem ersten Beispiel kann eine Schätzgenauigkeit der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W durch eine Verwendung des Regressionsmodells, das durch die Modellerzeugungseinheit 141 erzeugt wird, verbessern.
(Zweites Beispiel der Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 102)
Als nächstes wird ein zweites Beispiel der Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 beschrieben. Wie es in 4 gezeigt ist, weist die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 102 gemäß dem zweiten Beispiel die nachstehend beschriebene Konfiguration auf, die als die Lernphase fungiert. Das heißt, die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 102 gemäß dem zweiten Beispiel umfasst die Messergebnisbeschaffungseinheit 110, eine Umwandlungseinheit 122, die Messwertbeschaffungseinheit 130, eine Modellerzeugungseinheit 142 und eine Modellspeichereinheit 152.
Die Umwandlungseinheit 122 verwendet eine Vielzahl von unterschiedlichen Umwandlungsverfahren, um das Schätzungsmessergebnis in eine Vielzahl von Ersatzwerten umzuwandeln. Die Vielzahl von Umwandlungsverfahren sind Berechnungsgleichungen, die auf Parametern der Oberflächenrauigkeit beruhen. Beispiele der Berechnungsgleichungen, die durch die Umwandlungseinheit 122 verwendet werden, umfassen die Berechnungsgleichung, die auf der arithmetischen Durchschnittsrauigkeit beruht, wie es vorstehend beschrieben ist, sowie Berechnungsgleichungen, die auf Parametern, wie beispielsweise einer Zehn-Punkt-Durchschnittsrauigkeit, einer Mittelwertdurchschnittsrauigkeit und einer maximalen Höhe beruhen.
Die Modellerzeugungseinheit 142 erzeugt ein Lernmodell, das verwendet wird, um die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W zu schätzen, durch ein maschinelles Lernen, das eine Vielzahl von Ersatzwerten, die durch die Umwandlungseinheit 121 umgewandelt werden, und einen gemessenen Wert der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W, der durch die Oberflächenrauigkeitsmessvorrichtung gemessen wird, als Lerndaten verwendet. Spezifisch sammelt die Modellerzeugungseinheit 142 in Bezug auf eine Vielzahl von Werkstücken W eine Vielzahl von Ersatzwerten, die durch ein Umwandeln von Schätzungsmessergebnissen Bezug auf bearbeitete Oberflächen der Werkstücke durch die Umwandlungseinheit 122 erhalten werden, und gemessene Werte, die durch ein Messen der bearbeiteten Oberflächen durch die Oberflächenrauigkeitsmessvorrichtung erhalten werden. Dann erzeugt die Modellerzeugungseinheit 142 durch ein maschinelles Lernen ein Lernmodell, das eine Beziehung zwischen der Vielzahl von Ersatzwerten und gemessenen Werten auf der Grundlage der Vielzahl von gesammelten Ersatzwerten und gemessenen Werten angibt, wobei das erzeugte Lernmodell in der Modellspeichereinheit 152 gespeichert wird.
Wie es in 5 gezeigt ist, weist die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 102 gemäß dem zweiten Beispiel die nachstehend beschriebene Konfiguration auf, die als die Schätzphase fungiert. Das heißt, die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 102 gemäß dem zweiten Beispiel umfasst die Messergebnisbeschaffungseinheit 110, die Umwandlungseinheit 122, die Modellspeichereinheit 152, eine Schätzeinheit 162 und die Bestimmungseinheit 170. Die Schätzeinheit 162 schätzt eine Oberflächenrauigkeit einer bearbeiteten Oberfläche eines neuen Werkstücks W auf der Grundlage der Vielzahl von Ersatzwerten, die erhalten werden, indem die Schätzungsmessergebnisse, die durch die Messergebnisbeschaffungseinheit 110 neu beschafft werden, durch die Umwandlungseinheit 122 umgewandelt werden, und des Lernmodells, das in der Modellspeichereinheit 152 gespeichert ist.
Auf diese Weise kann die Schleifmaschine 1, indem die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 102 gemäß dem zweiten Beispiel verwendet wird, die Oberflächenrauigkeit des bearbeiteten Werkstücks bei der Schleifmaschine 1 erfassen. Folglich kann die Schleifmaschine 1 den Vorgang zum Befördern des bearbeiteten Werkstücks W von der Schleifmaschine 1 zu der externen Vorrichtung im Vergleich mit dem Fall weglassen, in dem die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W unter Verwendung der externen Vorrichtung, die außerhalb der Schleifmaschine 1 bereitgestellt ist, gemessen wird, wobei somit die Zykluszeit verkürzt werden kann. Die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 102 gemäß dem zweiten Beispiel erzeugt das Lernmodell, das für ein Schätzen der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks verwendet wird, und verwendet das erzeugte Lernmodell, um die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W zu schätzen, sodass die Schätzungsgenauigkeit der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W verbessert werden kann.
(Oberflächenrauigkeitschätzvorgang)
Als nächstes wird ein Oberflächenrauigkeitschätzvorgang, der eine Prozedur zum Verwenden der Größenbeschaffungseinheit 50 ist, um die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W zu schätzen, unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm beschrieben, das in 7 gezeigt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Fall, in dem die Schleifmaschine 1 ein Schleifen bei dem Werkstück W durch ein Einstechschleifen ausführt, als ein Beispiel beschrieben. Die Schleifmaschine 1 kann ebenso ein Schleifen bei dem Werkstück W durch ein Längsschleifen ausführen.
Als ein erster Vorgang des Oberflächenrauigkeitsschätzvorgangs misst die Schleifmaschine 1 die bearbeitete Oberfläche durch die Größenbestimmungsvorrichtung 50 (S1: Messvorgang). Spezifisch bringt die Schleifmaschine 1 zumindest eines der Kontaktelemente 52a, 52b in einen Kontakt mit der bearbeiteten Oberfläche, bei der das Schleifen des Werkstücks W, das durch das Schleifrad 31 ausgeführt wird, abgeschlossen ist. Dann bewegt die Schleifmaschine 1 die Größenbestimmungsvorrichtung 50 in Bezug auf das Werkstück W in der Mittelachsenlinienrichtung (Z-Achsen-Richtung) des Werkstücks W, während die Kontaktelemente 52a, 52b in Kontakt mit der bearbeiteten Oberfläche gebracht werden. Zu dieser Zeit führt die Steuerungsvorrichtung 80 eine Messung durch die Größenbestimmungsvorrichtung 50 aus, während der zweite Tisch 61 in die Z-Achsen-Richtung in einem Zustand bewegt wird, in dem die Kontaktelemente 52a, 52b in Kontakt mit der bearbeiteten Oberfläche sind. Dann beschafft die Messergebnisbeschaffungseinheit 110 das elektrische Signal, das von dem Differentialtransformator 54 ausgegeben wird, als das Schätzungsmessergebnis.
Als nächstes wandelt die Umwandlungseinheit 120 das Schätzungsmessergebnis, das durch die Messergebnisbeschaffungseinheit 110 beschafft wird, in den Ersatzwert um (S2: Umwandlungsvorgang). Dann schätzt die Schätzeinheit 160 die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W auf der Grundlage des Ersatzwerts, der durch die Umwandlungseinheit 120 umgewandelt wird, und des Modells, das in der Modellspeichereinheit 150 gespeichert ist (S3: Schätzvorgang). Danach bestimmt die Bestimmungseinheit 170, ob das Werkstück W ein fehlerfreies Produkt ist, auf der Grundlage des Schätzergebnisses der Schätzeinheit 160, wobei sie bestimmt, ob es irgendeinen Zeitpunkt für ein Korrigieren des Schleifrads 31 gibt (S4: Bestimmungsvorgang).
(Betriebsbeispiel der Schleifmaschine 1 in dem Messvorgang (S1))
Hier wird ein Betriebsbeispiel der Schleifmaschine 1 in dem Messvorgang (S1) beschrieben. Das heißt, die Steuerungsvorrichtung 80 kann die Zykluszeit verkürzen, indem eine Betriebssteuerung der Schleifmaschine 1, die ein Schleifen des Werkstücks W begleitet, das durch das Schleifrad 31 ausgeführt wird, und eine Betriebssteuerung der Schleifmaschine 1 ausgeführt werden, die das Schätzen der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks W unter Verwendung der Größenbestimmungsvorrichtung 50 begleitet. Die Betriebssteuerung der Schleifmaschine 1, die durch die Steuerungsvorrichtung 80 in dem Messvorgang (S1) ausgeführt wird, wird mit Beispielen beschrieben.
(Erstes Beispiel eines Betriebs der Schleifmaschine 1 in dem Messvorgang (S1))
Zuerst wird ein erstes Beispiel eines Betriebs der Schleifmaschine 1 in dem Messvorgang (S1) unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm beschrieben, das in 8 gezeigt ist. Wie es in 7 gezeigt ist, startet in dem Messvorgang gemäß dem ersten Beispiel, wenn die Bearbeitung des Werkstücks W, die durch das Schleifrad 31 ausgeführt wird, abgeschlossen ist (S11), die Schleifmaschine 1 einen Zurückziehbetrieb zum Zurückziehen des Schleifrads 31 von dem Werkstücks W (S12). Spezifisch steuert die Steuerungsvorrichtung 80 beispielsweise den Motor 33 an, die Schleifbasis 32 von der Werkstückhaltevorrichtung 20 zurückzuziehen, nachdem ein Ausfunken abgeschlossen ist.
Als nächstes zieht die Schleifmaschine 1 das Schleifrad 31 von dem Werkstück W zurück, sie bringt die Kontaktelemente 52a, 52b in Kontakt mit dem Werkstück W und sie bewegt die Größenbestimmungsvorrichtung 50 in der Z-Achsen-Richtung in Bezug auf das Werkstück W (S13). Spezifisch steuert die Steuerungsvorrichtung 80 den Motor 62 an, den zweiten Tisch 61 in die Z-Achsen-Richtung in einem Zustand zu bewegen, in dem zumindest eines der Kontaktelemente 52a, 52b in Kontakt mit der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks W ist, dessen Bearbeitung abgeschlossen worden ist, wobei sie die bearbeitete Oberfläche durch die Größenbestimmungsvorrichtung 50 misst.
Das heißt, während des Einstechschleifens muss die Schleifmaschine 1 die Schleifbasis 32 und den ersten Tisch 41 zwischen einem Abschluss des Schleifens der einen bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks W und einem Start eines Schleifens einer anderen bearbeiteten Oberfläche, die als nächstes zu bearbeiten ist, bewegen. Diesbezüglich bewegt die Steuerungsvorrichtung 80 entsprechend dem Messvorgang gemäß dem ersten Beispiel die Größenbestimmungsvorrichtung 50 in Bezug auf das Werkstück W in der Z-Achsen-Richtung in dem Zustand, in dem die Kontaktelemente 52a, 52b in Kontakt mit der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks W nach einer Bearbeitung gebracht werden, während das Schleifrad 31 von dem Werkstück W zurückgezogen wird, wobei sie die bearbeitete Oberfläche durch die Größenbestimmungsvorrichtung 50 misst. Als Ergebnis ist es nicht erforderlich, eine Wartezeit für ein Messen der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks W durch die Größenbestimmungsvorrichtung 50 getrennt von einer Betriebszeit der Schleifmaschine 1 bereitzustellen, wenn das Einstechschleifen ausgeführt wird, sodass die Zykluszeit verkürzt werden kann.
In diesem Fall kann die Schleifmaschine 1 eine Messung durch die Größenbestimmungsvorrichtung 50 bei dem Werkstück W, das sich kontinuierlich dreht, nach dem Schleifen ausführen. Das heißt, in diesem Fall muss die Schleifmaschine 1 das Werkstück W nicht nochmals drehen, um eine Messung durch die Größenbestimmungsvorrichtung 50 auszuführen, nachdem eine Drehung des Werkstücks W nach dem Schleifen gestoppt worden ist, sodass die Zykluszeit verkürzt werden kann und ein Leistungsverbrauch verringert werden kann.
(Zweites Beispiel eines Betriebs der Schleifmaschine 1 in dem Messvorgang (S1))
Zuerst wird ein zweites Beispiel eines Betriebs der Schleifmaschine 1 in dem Messvorgang (S1) unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm beschrieben, das in 9 gezeigt ist. Wie es in 9 gezeigt ist, bestimmt in dem Messvorgang gemäß dem zweiten Beispiel, wenn die Bearbeitung des Werkstücks W, die durch das Schleifrad 31 ausgeführt wird, abgeschlossen ist (S21), die Steuerungsvorrichtung 80, ob es irgendeinen unbearbeiteten Abschnitt gibt (S22). Das heißt, die Steuerungsvorrichtung 80 bestimmt, ob es irgendeinen Abschnitt gibt, dessen Schleifen nicht abgeschlossen ist.
Als Ergebnis startet, wenn es einen unbearbeiteten Abschnitt gibt (S22: JA), die Schleifmaschine 1 ein Schleifen des unbearbeiteten Abschnitts (S23). Die Schleifmaschine 1 bearbeitet das Werkstück W durch das Schleifrad 31 und bewegt die Größenbestimmungsvorrichtung 50 in Bezug auf das Werkstück W in einem Zustand, in dem die Kontaktelemente 52a, 52b in Kontakt mit der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks W sind, deren Bearbeitung abgeschlossen worden ist (S24). Spezifisch bearbeitet die Steuerungsvorrichtung 80 eine zu bearbeitende Oberfläche des Werkstücks W, deren Bearbeitung durch das Schleifrad 31 nicht abgeschlossen ist, sie steuert den Motor 62 an, um den zweiten Tisch 61 in der Z-Achsen-Richtung in einem Zustand zu bewegen, in dem zumindest eines der Kontaktelemente 52a, 52b in Kontakt mit der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks W ist, deren Bearbeitung abgeschlossen worden ist, und sie misst die bearbeitete Oberfläche durch die Größenbestimmungsvorrichtung 50.
Auf diese Weise führt entsprechend dem Messvorgang gemäß dem zweiten Beispiel die Steuerungsvorrichtung 80 gleichzeitig das Schleifen, das durch das Schleifrad 31 ausgeführt wird, bei dem unbearbeiteten Abschnitt und die Messung, die durch die Größenbestimmungsvorrichtung 50 ausgeführt wird, bei dem Abschnitt aus, dessen Bearbeitung abgeschlossen worden ist. In diesem Fall ist es ebenso nicht erforderlich, die Wartezeit für ein Messen der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks W durch die Größenbestimmungsvorrichtung 50 getrennt von der Betriebszeit der Schleifmaschine 1 bereitzustellen, wenn das Einstechschleifen ausgeführt wird, sodass die Zykluszeit verkürzt werden kann. Da die Schleifmaschine 1 eine Messung durch die Größenbestimmungsvorrichtung 50 bei dem Werkstück W, das sich dreht, ausführen kann, kann die Zykluszeit verkürzt werden, wobei der Leistungsverbrauch verringert werden kann.
Unterdessen führt die Schleifmaschine 1, wenn es keinen unbearbeiteten Abschnitt gibt (S22: NEIN), die gleiche Verarbeitung wie das Schleifen gemäß dem ersten Beispiel aus. Das heißt, in diesem Fall startet die Schleifmaschine 1 den Zurückziehbetrieb zum Zurückziehen des Schleifrads 31 von dem Werkstück W (S25). Als nächstes zieht die Schleifmaschine 1 das Schleifrad 31 von dem Werkstück W zurück, sie bringt die Kontaktelemente 52a, 52b in Kontakt mit dem Werkstück W und sie bewegt die Größenbestimmungsvorrichtung 50 in der Z-Achsen-Richtung in Bezug auf das Werkstück W (S26). Als Ergebnis kann die Schleifmaschine 1 die Zykluszeit verkürzen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Werkstück W die Kurbelwelle, die die Vielzahl von zylindrischen Oberflächen umfasst, die unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen. Diesbezüglich kann die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 auf effektive Weise die Oberflächenrauigkeit des bearbeiteten Werkstücks W schätzen, indem der Messvorgang gemäß dem zweiten Beispiel eingesetzt wird.
Wie es vorstehend beschrieben ist, kann die Schleifmaschine 1 die Oberflächenrauigkeit des bearbeiteten Werkstücks W bei der Schleifmaschine 1 unter Verwendung der Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 erfassen, wobei somit die Zykluszeit verkürzt werden kann. Insbesondere verwendet die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 hauptsächlich die Größenbestimmungsvorrichtung 50, die für ein Messen der Abmessung des Werkstücks W während einer Bearbeitung verwendet wird, um die Oberflächenrauigkeit der bearbeiteten Oberfläche des bearbeiteten Werkstücks W zu messen. Folglich kann die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 das Erfordernis für eine Bereitstellung einer neuen Vorrichtung bei der Schleifmaschine 1 beseitigen. Die Oberflächenrauigkeitschätzvorrichtung 100 verwendet die Größenbestimmungsvorrichtung 50, die während des Schleifens verwendet wird, um die Oberflächenrauigkeit der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks W zu schätzen, deren Bearbeitung abgeschlossen worden ist, sodass die Zykluszeit verkürzt werden kann.
Eine Vorrichtung zum Schätzen einer Oberflächenrauigkeit umfasst: eine Messergebnisbeschaffungseinheit, die konfiguriert ist, ein Messergebnis zu beschaffen, wenn eine Größenbestimmungsvorrichtung in Bezug auf ein Werkstück bewegt wird, während ein Kontaktelement der Größenbestimmungsvorrichtung in Kontakt mit dem Werkstück gebracht wird, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung in der Lage ist, eine Abmessung des Werkstücks zu messen; eine Umwandlungseinheit, die konfiguriert ist, das Messergebnis, das durch die Messergebnisbeschaffungseinheit beschafft wird, in zumindest einen Ersatzwert umzuwandeln, der als eine Ersatzeigenschaft der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks dient; eine Modellspeichereinheit, die konfiguriert ist, ein Modell zu speichern, das eine Beziehung zwischen dem zumindest einem Ersatzwert und einem gemessenen Wert der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks angibt, und eine Schätzeinheit, die konfiguriert ist, die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks auf der Grundlage des Modells und des zumindest einen Ersatzwerts zu schätzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2006300823 A [0002, 0003]

Claims

Vorrichtung zum Schätzen einer Oberflächenrauigkeit mit: einer Messergebnisbeschaffungseinheit, die konfiguriert ist, ein Messergebnis zu beschaffen, wenn eine Größenbestimmungsvorrichtung in Bezug auf ein Werkstück bewegt wird, während ein Kontaktelement der Größenbestimmungsvorrichtung in Kontakt mit dem Werkstück gebracht wird, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung in einem Maschinenwerkzeug bereitgestellt ist, das konfiguriert ist, das Werkstück maschinell zu bearbeiten, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung das Kontaktelement umfasst, das konfiguriert ist, das Werkstück zu kontaktieren, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung in der Lage ist, eine Abmessung des Werkstücks bei einer Erfassung des Kontakts zwischen dem Kontaktelement und dem Werkstück zu messen; einer Umwandlungseinheit, die konfiguriert ist, das Messergebnis, das durch die Messergebnisbeschaffungseinheit beschafft wird, in zumindest einen Ersatzwert umzuwandeln, der als eine Ersatzeigenschaft der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks dient; einer Modellspeichereinheit, die konfiguriert ist, ein Modell zu speichern, das eine Beziehung dem zumindest einem Ersatzwert und einem gemessenen Wert der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks angibt; und einer Schätzeinheit, die konfiguriert ist, die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks auf der Grundlage des Modells und des zumindest einen Ersatzwerts zu schätzen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Modell ein Regressionsmodell ist, das die Beziehung zwischen dem zumindest einem Ersatzwert und dem gemessenen Wert angibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Umwandlungseinheit das Messergebnis in eine Vielzahl von Ersatzwerten, die voneinander unterschiedlich sind und den zumindest einen Ersatzwert aufweisen, in einer Vielzahl von Umwandlungsarten umwandelt, die voneinander unterschiedlich sind, und wobei das Modell ein Lernmodell ist, das mit einem maschinellen Lernen erzeugt wird, das die Vielzahl von Ersatzwerten und den gemessenen Wert als Lerndaten anwendet.
Vorrichtung nach Anspruch 3, ferner mit: einer Modellerzeugungseinheit, die konfiguriert ist, das Lernmodell mit dem maschinellen Lernen zu erzeugen, das die Vielzahl von Ersatzwerten und den gemessenen Wert als die Lerndaten anwendet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Umwandlungseinheit einen Wert als den zumindest einen Ersatzwert der Vielzahl von Ersatzwerten einstellt, wobei der Wert erhalten wird, indem eine Summe von Absolutwerten von Durchschnittswerten von Werten einer Vielzahl von extrahierten Daten durch die Anzahl der Vielzahl von extrahierten Daten dividiert wird, wobei die Vielzahl von extrahierten Daten von dem Messergebnis extrahiert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Werkstück ein Rotor ist und wobei die Messergebnisbeschaffungseinheit das Messergebnis beschafft, wenn die Größenbestimmungsvorrichtung in Bezug auf das Werkstück bewegt wird, während das Kontaktelement in Kontakt mit einer Außenumfangsoberfläche des Werkstücks oder einer Innenumfangsoberfläche des Werkstücks gebracht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Werkstück konfiguriert ist, sich zu drehen, und wobei die Messergebnisbeschaffungseinheit das Messergebnis beschafft, wenn die Größenbestimmungsvorrichtung in Bezug auf das Werkstück bewegt wird, während das Kontaktelement in Kontakt mit dem Werkstück während der Drehung gebracht wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Maschinenwerkzeug umfasst: eine Werkstückhaltevorrichtung, die das Werkstück drehbar hält; eine Werkzeughaltevorrichtung, die ein Werkzeug hält, das konfiguriert ist, das Werkstück maschinell zu bearbeiten; eine Werkzeugbewegungsvorrichtung, die die Werkzeughaltevorrichtung in Bezug auf die Werkstückhaltevorrichtung bewegt; und eine Steuerungsvorrichtung, die konfiguriert ist, zumindest eine aus der Werkstückhaltevorrichtung, der Werkzeugbewegungsvorrichtung und der Größenbestimmungsvorrichtung zu steuern, und wobei die Steuerungsvorrichtung nach einer maschinellen Bearbeitung des Werkstücks mit dem Werkzeug die Größenbestimmungsvorrichtung in Bezug auf das Werkstück bewegt, während das Werkzeug von dem Werkstück zurückgezogen wird, und das Kontaktelement in Kontakt mit dem Werkstück gebracht wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Maschinenwerkzeug umfasst: eine Werkstückhaltevorrichtung, die das Werkstück drehbar hält; eine Werkzeughaltevorrichtung, die ein Werkzeug hält, das konfiguriert ist, das Werkstück maschinell zu bearbeiten; eine Werkzeugbewegungsvorrichtung, die die Werkzeughaltevorrichtung in Bezug auf die Werkstückhaltevorrichtung bewegt; und eine Steuerungsvorrichtung, die konfiguriert ist, zumindest eine aus der Werkstückhaltevorrichtung, der Werkzeughaltevorrichtung und der Größenbestimmungsvorrichtung zu steuern, wobei die Steuerungsvorrichtung die Größenbestimmungsvorrichtung in Bezug auf das Werkstück bewegt, während das Werkstück mit dem Werkzeug maschinell bearbeitet wird, und das Kontaktelement in Kontakt mit einer maschinell bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks bringt, bei der eine maschinelle Bearbeitung abgeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Werkstück eine Vielzahl von zylindrischen Oberflächen umfasst, wobei die zylindrischen Oberflächen Außendurchmesser aufweisen, die voneinander unterschiedlich sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Maschinenwerkzeug umfasst: eine Werkstückhaltevorrichtung, die das Werkstück drehbar hält; eine Schleifbasis, die bereitgestellt ist, um in Bezug auf die Werkstückhaltevorrichtung relativ bewegbar zu sein; und ein Schleifrad, das bei der Schleifbasis drehbar gehalten wird und konfiguriert ist, das Werkstück zu schleifen, wobei die Messergebnisbeschaffungseinheit das Messergebnis beschafft, wenn die Größenbestimmungsvorrichtung in einer axialen Richtung des Werkstücks in Bezug auf das Werkstück bewegt wird, während das Kontaktelement in Kontakt mit einer maschinell bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks, die durch ein Einstechschleifen geschliffen worden ist, gebracht wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner mit: einer Korrekturzeitpunktbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, auf der Grundlage des zumindest einen Ersatzwerts oder eines Schätzergebnisses mit der Schätzeinheit zu bestimmen, ob eine Korrektur des Schleifrads auszuführen ist oder nicht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner mit: einer Qualitätsbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, eine Qualitätsbestimmung des Werkstücks auf der Grundlage des zumindest einen Ersatzwerts oder eines Schätzergebnisses mit der Schätzeinheit auszuführen.
Vorrichtung zum Schätzen einer Oberflächenrauigkeit mit: einer Messergebnisbeschaffungseinheit, die konfiguriert ist, ein Messergebnis zu beschaffen, wenn eine Größenbestimmungsvorrichtung in Bezug auf ein Werkstück bewegt wird, während ein Kontaktelement der Größenbestimmungsvorrichtung in Kontakt mit dem Werkstück gebracht wird, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung in einem Maschinenwerkzeug bereitgestellt ist, das konfiguriert ist, das Werkstück maschinell zu bearbeiten, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung das Kontaktelement umfasst, das konfiguriert ist, das Werkstück zu kontaktieren, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung in der Lage ist, eine Abmessung des Werkstücks bei einer Erfassung des Kontakts zwischen dem Kontaktelement und dem Werkstück zu messen; einer Umwandlungseinheit, die konfiguriert ist, das Messergebnis, das durch die Messergebnisbeschaffungseinheit beschafft wird, in einen Ersatzwert umzuwandeln, der als eine Ersatzeigenschaft der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks dient; und einer Modellerzeugungseinheit, die konfiguriert ist, ein Lernmodell mit einem maschinellen Lernen zu erzeugen, das den Ersatzwert und einen gemessenen Wert der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks als Lerndaten anwendet, wobei das Lernmodell konfiguriert ist, die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks zu schätzen.
Verfahren zum Schätzen einer Oberflächenrauigkeit mit: einem Messen einer maschinell bearbeiteten Oberfläche eines Werkstücks, indem eine Größenbestimmungsvorrichtung parallel zu dem Werkstück bewegt wird, während ein Kontaktelement der Größenbestimmungsvorrichtung in Kontakt mit dem Werkstück gebracht wird, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung in einem Maschinenwerkzeug bereitgestellt ist, das konfiguriert ist, das Werkstück maschinell zu bearbeiten, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung das Kontaktelement umfasst, das konfiguriert ist, das Werkstück zu kontaktieren, wobei die Größenbestimmungsvorrichtung in der Lage ist, eine Abmessung des Werkstücks bei einer Erfassung eines Kontakts zwischen dem Kontaktelement und dem Werkstück zu messen; einem Umwandeln eines Messergebnisses, das durch das Messen beschafft wird, in einen Ersatzwert, der als eine Ersatzeigenschaft der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks dient; und einem Schätzen der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks auf der Grundlage eines Modells, das eine Beziehung zwischen dem Ersatzwert und einem gemessenen Wert der Oberflächenrauigkeit des Werkstücks angibt.