DE112022000851T5 - Onboard measurement system - Google Patents
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Abstract
Ein an Bord befindliches Messsystem (H) hat eine an Bord befindliche Messvorrichtung (20) und eine Ausgabevorrichtung (30). Die Ausgabevorrichtung (30) ist konfiguriert zu: Erlangen von Messdaten, die durch die an Bord befindliche Messvorrichtung (20) gemessen wurden, durch Bewegen einer Messposition auf einer Oberfläche eines Werkstücks (W) relativ zu dem Werkstück (W) zumindest in einer Umfangsrichtung; Durchführen einer Vielzahl von Analysen bezogen auf die Bearbeitungsqualität des Werkstücks (W) unter Verwendung von einem von: einem Niederfrequenzbestandteil; einem Hochfrequenzbestandteil; und sowohl dem Niederfrequenzbestandteil wie auch dem Hochfrequenzbestandteil der Frequenzbestandteile der Messdaten; und Ausgeben einer Vielzahl von Analyseergebnissen.An on-board measuring system (H) has an on-board measuring device (20) and an output device (30). The output device (30) is configured to: obtain measurement data measured by the on-board measurement device (20) by moving a measurement position on a surface of a workpiece (W) relative to the workpiece (W) at least in a circumferential direction; performing a variety of analyzes related to the machining quality of the workpiece (W) using one of: a low frequency component; a high frequency component; and both the low frequency component and the high frequency component of the frequency components of the measurement data; and outputting a variety of analysis results.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL FIELD
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Onboard-Messsystem (an Bord befindliches Messsystem).The present disclosure relates to an onboard measurement system.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Patentliteratur 1 beschreibt ein Beispiel einer automatischen Abmessungsmessvorrichtung. Die automatische Abmessungsmessvorrichtung hat eine Steuereinheit, die eine Rundheitsanalyseverarbeitung durchführt. Die Steuereinheit steuert eine Schleifmaschine, um einen Größenbestimmungsprozess an einem Werkstück ausgehend von durch eine Größenbestimmungsvorrichtung gemessenen Messdaten durchzuführen, und analysiert eine Rundheit des Werkstücks ausgehend von den Messdaten der Größenbestimmungsvorrichtung.
ZitierungslisteCitation list
PATENTLITERATURPATENT LITERATURE
Patentliteratur 1
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
TECHNISCHES PROBLEMTECHNICAL PROBLEM
Die automatische Abmessungsmessvorrichtung, die in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, analysiert lediglich die Rundheit unter Verwendung von Messdaten die durch eine Größenbestimmungsvorrichtung erhalten wurden. Wenn ein Werkstück geschliffen wird, ist es erwünscht, eine Form des Werkstücks, einen Schleifenoberflächenzustand, einen Betriebszustand der Schleifmaschine und Ähnliches zu messen, um eine Bearbeitungsqualität des Werkstücks zu erhalten, das durch die Schleifmaschine geschliffen wird. Deswegen können allgemein eine Vielzahl von Vorrichtungen zum Messen der Form des Werkstücks, des Schleifscheibenoberflächenzustands, des Betriebszustands der Schleifmaschine und Ähnliches entsprechend bereitgestellt sein. Als ein Ergebnis wird ein gesamtes System mit der Schleifmaschine kompliziert und teuer, und es erfordert Zeit, die Bearbeitungsqualität zu erlangen.The automatic dimension measuring device described in
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein an Bord befindliches Messsystem bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Bearbeitungsqualität eines Schleifens zu niedrigen Kosten und in einer kurzen Zeit während des Vorgangs des Schleifprozesses zu erlangen.An object of the present disclosure is to provide an on-board measurement system capable of obtaining machining quality of grinding at low cost and in a short time during the operation of the grinding process.
LÖSUNG DES PROBLEMSTHE SOLUTION OF THE PROBLEM
Ein an Bord befindliches Messsystem hat: eine an Bord befindliche Messvorrichtung, die in einer Schleifmaschine bereitgestellt ist, wobei die an Bord befindliche Messvorrichtung konfiguriert ist, den Oberflächenzustand eines Werkstücks, das durch eine Schleifscheibe auf der Schleifmaschine geschliffen wird, zu messen und Messdaten entsprechend dem Oberflächenzustand des Werkstücks auszugeben; und eine Abgabevorrichtung, die konfiguriert ist, die durch die an Bord befindliche Messvorrichtung gemessenen Messdaten durch Bewegen einer Messposition auf einer Oberfläche des Werkstücks relativ zu dem Werkstück zumindest in einer Umfangsrichtung zu erlangen; eine Vielzahl von Analysen bezogen auf die Bearbeitungsqualität des durch die Schleifmaschine geschliffenen Werkstücks unter Verwendung von einem von: einem Niederfrequenzbestandteil von Frequenzbestandteilen der Messdaten; einem Hochfrequenzbestandteil der Frequenzbestandteile der Messdaten, wovon das Hochfrequenzbestandteil in einem Frequenzbereich höher als dem vorhanden ist, in dem das Niederfrequenzbestandteil vorhanden ist; und sowohl das Niederfrequenzbestandteil wie auch das Hochfrequenzbestandteil der Frequenzbestandteile der Messdaten durchzuführen; und eine Vielzahl von Analyseergebnissen auszugeben.An on-board measuring system has: an on-board measuring device provided in a grinding machine, the on-board measuring device being configured to measure the surface condition of a workpiece ground by a grinding wheel on the grinding machine and to provide measurement data accordingly output surface condition of the workpiece; and a delivery device configured to obtain the measurement data measured by the on-board measurement device by moving a measurement position on a surface of the workpiece relative to the workpiece at least in a circumferential direction; a variety of analyzes related to the processing quality of the workpiece ground by the grinding machine using one of: a low frequency component of frequency components of the measurement data; a high-frequency component of the frequency components of the measurement data, the high-frequency component of which is present in a frequency range higher than that in which the low-frequency component is present; and perform both the low frequency component and the high frequency component of the frequency components of the measurement data; and output a variety of analysis results.
Gemäß dem an Bord befindlichen Messsystem kann die an Bord befindliche Messvorrichtung, die in der Schleifmaschine bereitgestellt ist, den Oberflächenzustand des Werkstücks messen, und die Ausgabevorrichtung kann eine Vielzahl von Analysen bezogen auf die Bearbeitungsqualität des Werkstücks unter Verwendung von einem aus dem Niederfrequenzbestandteil, dem Hochfrequenzbestandteil und sowohl dem Niederfrequenzbestandteile wie auch dem Hochfrequenz Bestandteil der Messdaten durchführen, die von der an Bord befindliche Messvorrichtung erlangt wurden. Die Ausgabevorrichtung kann eine Vielzahl von Analyseergebnissen ausgeben, die durch die Analyse erhalten wurden.According to the on-board measurement system, the on-board measurement device provided in the grinding machine can measure the surface condition of the workpiece, and the output device can perform a variety of analyzes related to the machining quality of the workpiece using one of the low frequency component, the high frequency component and both the low-frequency components and the high-frequency components of the measurement data obtained from the on-board measurement device. The output device can output a variety of analysis results obtained through the analysis.
Entsprechend kann in dem an Bord befindlichen Messsystem eine Vielzahl von Analyseergebnissen unter Verwendung von zum Beispiel lediglich dem Niederfrequenzbestandteil der Messdaten, lediglich dem Hochfrequenzbestandteil der Messdaten oder sowohl dem Niederfrequenzbestandteil wie auch dem Hochfrequenzbestandteil der Messdaten ausgegeben werden. Außerdem kann in dem an Bord befindlichen Messsystem zum Beispiel eine Vielzahl von Analyseergebnissen durch geeignetes kombinieren des Niederfrequenzbestandteils und des Hochfrequenzbestandteils wie zum Beispiel ein erstes Niederfrequenzbestandteil und ein zweites Niederfrequenzbestandteil der Messdaten, ein erstes Hochfrequenzbestandteil und ein zweites Hochfrequenzbestandteil der Messdaten, das erste Niederfrequenzbestandteil und das zweite Hochfrequenzbestandteil der Messdaten oder das zweite Niederfrequenzbestandteil und das erste Hochfrequenzbestandteil der Messdaten ausgegeben werden.Accordingly, in the on-board measurement system, a variety of analysis results can be output using, for example, only the low-frequency component of the measurement data, only the high-frequency component of the measurement data, or both the low-frequency component and the high-frequency component of the measurement data. In addition, in the on-board measurement system, for example, a variety of analysis results can be obtained by appropriately combining the low-frequency component and the high-frequency component, such as a first low-frequency component and a second low-frequency component of the measurement data, a first th high-frequency component and a second high-frequency component of the measurement data, the first low-frequency component and the second high-frequency component of the measurement data or the second low-frequency component and the first high-frequency component of the measurement data are output.
Deswegen kann gemäß dem an Bord befindlichen Messsystem die an Bord befindliche Messvorrichtung, die eine einfache Konfiguration zum Messen des Oberflächenzustands des Werkstücks aufweist, verwendet werden, und somit kann die Konfiguration des Systems vereinfacht und in den Kosten reduziert werden. Außerdem ist gemäß dem an Bord befindlichen Messsystem durch geeignetes Kombinieren des Niederfrequenzbestandteils und des Hochfrequenzbestandteils der Messdaten, die durch die an Bord befindliche Messvorrichtung gemessen wurden, es möglich, die Zeit zu verkürzen, bis die Analyseergebnisse erhalten werden, im Vergleich mit einem Fall, in dem Messdaten aus einer Vielzahl von Messvorrichtung gesammelt und analysiert werden.Therefore, according to the on-board measuring system, the on-board measuring device having a simple configuration for measuring the surface condition of the workpiece can be used, and thus the configuration of the system can be simplified and reduced in cost. Furthermore, according to the on-board measurement system, by appropriately combining the low-frequency component and the high-frequency component of the measurement data measured by the on-board measurement device, it is possible to shorten the time until the analysis results are obtained, compared with a case in in which measurement data from a variety of measuring devices are collected and analyzed.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
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1 ist eine Draufsicht, die eine Konfiguration einer Schleifmaschine zeigt.1 is a top view showing a configuration of a grinder. -
2 ist eine Ansicht zum Erläutern einer an Bord befindlichen Messvorrichtung.2 is a view for explaining an on-board measuring device. -
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Schleifverarbeitung der Schleifmaschine zeigt.3 is a flowchart showing grinding processing of the grinding machine. -
4 ist eine Ansicht zum Erläutern einer Oberflächentextur eines Werkstücks.4 is a view for explaining a surface texture of a workpiece. -
5 ist eine Ansicht zum Erläutern einer durch eine Schleifscheibe verursachten Oberflächentextur.5 is a view for explaining a surface texture caused by a grinding wheel. -
6 ist eine Ansicht zum Erläutern einer durch eine Schleifescheibe verursachten Oberflächentextur.6 is a view for explaining a surface texture caused by a grinding wheel. -
7 eine Ansicht zum Erläutern einer durch eine relative Schwingung von Mitte zu Mitte verursachte Oberflächentextur.7 a view for explaining a surface texture caused by a relative center-to-center vibration. -
8 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines an Bord befindlichen Messsystems zeigt.8th is a block diagram showing a configuration of an onboard measurement system. -
9 ist eine Ansicht zum Erläutern einer Messung von ersten Messdaten.10 ist eine Ansicht zum Erläutern einer Messung von zweiten Messdaten.9 is a view for explaining measurement of first measurement data.10 is a view for explaining measurement of second measurement data. -
11 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer ersten Datenanalyseverarbeitungseinheit einer Ausgabevorrichtung zeigt.11 is a block diagram showing a configuration of a first data analysis processing unit of an output device. -
12 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer zweiten Datenanalyseverarbeitungseinheit der Ausgabevorrichtung zeigt.12 is a block diagram showing a configuration of a second data analysis processing unit of the output device. -
13 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Ausgabeverarbeitungseinheit der Ausgabevorrichtung zeigt.13 is a block diagram showing a configuration of an output processing unit of the output device. -
14 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Analyseergebnisses betreffend eine Form eines Werkstücks, die durch die Ausgabeverarbeitungseinheit erhalten wurde.14 is a view for explaining an analysis result regarding a shape of a workpiece obtained by the output processing unit. -
15 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Analyseergebnisses betreffend einen Maschinenzustand, das durch die Ausgabeverarbeitungseinheit erhalten wurde.15 is a view for explaining an analysis result regarding a machine state obtained by the output processing unit. -
16 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Analyseergebnisses (Kennfeld) betreffend eine Verarbeitungsqualität, das durch die Ausgabeverarbeitungseinheit erhalten wurde.16 is a view for explaining an analysis result (map) regarding a processing quality obtained by the output processing unit. -
17 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Analyseergebnisses (Kennfeld) betreffend eine Bearbeitungsqualität, das durch die Ausgabeverarbeitungseinheit erhalten wurde.17 is a view for explaining an analysis result (map) regarding a machining quality obtained by the output processing unit. -
18 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Analyseergebnisses (Kennfeld) betreffend eine Bearbeitungsqualität, das durch die Ausgabeverarbeitungseinheit erhalten wurde.18 is a view for explaining an analysis result (map) regarding a machining quality obtained by the output processing unit. -
19 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Analyseergebnisses (Kennfeld) betreffend eine Bearbeitungsqualität, das durch die Ausgabeverarbeitungseinheit erhalten wurde.19 is a view for explaining an analysis result (map) regarding a machining quality obtained by the output processing unit. -
20 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Analyseergebnisses (Kennfeld) betreffend eine Bearbeitungsqualität, das durch die Ausgabeverarbeitungseinheit erhalten wurde.20 is a view for explaining an analysis result (map) regarding a machining quality obtained by the output processing unit.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Ein an Bord befindliches Messsystem H wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Wie aus der
In dem an Bord befindlichen Messsystem H der vorliegenden Ausführungsform misst die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 eine Oberfläche (Schleifoberfläche) eines Werkstücks W während sie oder nachdem sie durch die Schleifmaschine 10 geschliffen wird (wurde), und die Ausgabevorrichtung 30 führt verschiedene Datenanalyseprozesse ausgehend von durch die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 gemessenen Messdaten durch, um eine Vielzahl von Analyseergebnissen betreffend die Bearbeitungsqualität des Werkstücks W auszugeben. Die Bildausgabevorrichtung 40 der vorliegenden Ausführungsform gibt die Vielzahl der von der Ausgabevorrichtung 30 ausgegebenen Analyseergebnisse als ein Bild aus.In the on-board measuring system H of the present embodiment, the on-
Hier kann als das durch die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 erfasste Messdatum zum Beispiel eine Beschleunigung einer Schwingung oder eine Verschiebung (Amplitude) einer Schwingung, die entsprechend einem Oberflächenzustand (Oberflächentextur) des Werkstücks W erzeugt wird, beispielhaft genannt sein. Außerdem kann die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 das Messdatum direkt oder indirekt in Berührung mit dem Werkstück W messen, und kann das Messdatum messen, ohne mit dem Werkstück W in Berührung zu geraten (in einer berührungslosen Weise). In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Fall als ein Beispiel beschrieben, in dem die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 eine Verschiebung auf der Oberfläche des Werkstücks W und eine Beschleunigung betreffend die Verschiebung misst.Here, as the measurement data detected by the on-
(1. Konfiguration der Schleifmaschine 10)(1. Grinding machine configuration 10)
Wie aus den
Die Schleifscheibe 12 ist durch den Scheibenkopf so gelagert, dass sie um eine Achse parallel zu einer Z-Achse drehbar ist. Ein Scheibenkopfführungsabschnitt 11a ist an dem Bett 11 befestigt, und der Scheibenkopf 13 ist durch den Scheibenkopfführungsabschnitt 11a so gelagert, dass er in einer Richtung einer X-Achse beweglich ist. Eine drehende Antriebskraft wird auf die Schleifscheibe 12 durch einen Schleifscheibendrehmotor 12a aufgebracht, der durch die Steuerung 17 gesteuert wird, und dann dreht sich die Schleifscheibe 12 um eine Drehachse. Wenn die Schleifscheibe 12 sich in der Richtung der X-Achse bewegt, nähert sich die Schleifscheibe 12 dem Werkstück W an, das von der Schleifscheibe 12 in der Richtung der X-Achse beabstandet ist, und schleift das Werkstück W.The
Auf dem Bett 11 ist ein Spindeltischführungsabschnitt 11b an einer Position befestigt, die von dem Scheibenkopfführungsabschnitt 11a in der Richtung der X-Achse beabstandet ist. Der Spindeltischführungsabschnitt 11b lagert den Spindeltisch 16, sodass er in einer Richtung einer Z-Achse beweglich ist. Der Spindelstock 14 und der Reitstock 15 sind vorgesehen, auf dem Spindeltisch 16 zueinander gerichtet zu sein. Beide Enden des Werkstücks W sind drehbar durch den Spindelstock 14 und den Reitstock 15 gelagert, eine drehende Antriebskraft wird auf beide Enden durch einen Spindeldrehmotor 14a aufgebracht, der durch die Steuerung 17 gesteuert ist, und dann dreht sich das Werkstück W.On the
(2. Konfiguration der an Bord befindlichen Messvorrichtung 20)(2. Configuration of the on-board measuring device 20)
Die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 der vorliegenden Ausführungsform ist ausgebildet, eine Größenbestimmungsvorrichtung zu haben. Wie aus den
Die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 wandelt eine mechanische Verschiebung des Messelements 21 in ein elektrisches Signal bezogen auf eine Verschiebung und Beschleunigung um, und misst dabei eine Ungleichmäßigkeit eines äußeren Umfangs des Werkstücks W als den Oberflächenzustand des Werkstücks W. Hier misst die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 einen Außendurchmesser des Werkstücks W, nämlich den Oberflächenzustand des Werkstücks W in einem Frequenzbereich von zum Beispiel weniger als 60 Hz. Die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 kann nämlich ein Niederfrequenzbestandteil der Frequenzcharakteristik des Oberflächenzustands des Werkstücks W messen.The on-
Außerdem hat die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 eine Hochfrequenzbestandteilmessvorrichtung 25, die zumindest an einem des Paars der Finger 22 angebracht ist. Die Hochfrequenzbestandteilmessvorrichtung 25 der vorliegenden Ausführungsform hat hauptsächlich einen Beschleunigungssensor, der durch Angebracht werden an dem Finger 22 hinzugefügt ist, und misst eine Beschleunigung bezogen auf einen Verschiebungswert in dem Oberflächenzustand des Werkstücks W in einem Frequenzbereich von zum Beispiel 60 Hz oder mehr unter den Charakteristiken des Oberflächenzustands des Werkstücks W. Die Hochfrequenzbestandteilmessvorrichtung 25 misst nämlich eine Beschleunigung, die der in dem Finger 22 erzeugten Verschiebung (Schwingung) zugeordnet ist, wenn die Messelemente 21 sich relativ zu dem Werkstück W in einem Zustand bewegen, in dem die Messelemente 21 mit der Oberfläche des Werkstücks W in Berührung sind, als ein Hochfrequenzbestandteil, das in einem Frequenzbereich vorhanden ist, der höher als der ist, in dem das Niederfrequenzbestandteil der Frequenzcharakteristiken des Oberflächenzustands des Werkstücks W vorhanden ist.In addition, the on-
Hier in der vorliegenden Ausführungsform wird ein Fall beispielhaft dargestellt, in dem ein Beschleunigungssensor an dem Finger 22 angebracht (hinzugefügt) ist und als die Hochfrequenzbestandteilmessvorrichtung 25 verwendet wird. Jedoch ist die Hochfrequenzbestandteilmessvorrichtung 25 nicht auf das Hinzufügen eines Beschleunigungssensors begrenzt. Zum Beispiel kann eine in einer Größenbestimmungsvorrichtung bereitgestellte Vorrichtung wie zum Beispiel ein Analogabgabeverstärker ohne einen Tiefpassfilter, ein Hochfrequenzdigitalabgabeverstärker oder ähnliches verwendet werden. In diesem Fall misst die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 die Verschiebung anstelle der Beschleunigung, und somit ist eine später beschriebene Verarbeitung zum Umwandeln der Beschleunigung in die Verschiebung nicht erforderlich.Here, in the present embodiment, a case in which an acceleration sensor is attached (added) to the
(3. Schleifschritte des Werkstücks W durch die Schleifmaschine 10)(3. Grinding steps of the workpiece W by the grinding machine 10)
Die Schleifmaschine 10 schleift das Werkstück W durch eine Vielzahl Schritte, die aus der
Hier in dem an Bord befindlichen Messsystem H misst die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 bevorzugt den Oberflächenzustand des Werkstücks W während des Schleifens des Werkstücks W von dem Grobschleifschritt St1 zu dem Ausfunkschritt Sp4 oder nach dem Ausfunkschritt St4, in dem das Schleifen vollendet ist. Das an Bord befindliche Messsystem H gibt eine Vielzahl von Analyseergebnissen betreffend die später zu beschreibende Bearbeitungsqualität in dem Vorgang, aber der Zeitraum in dem Vorgang erstreckt sich in einen Zeitraum, bis das Werkstück W von der Schleifmaschine 10 entfernt wird, mit einem Zeitraum nach dem Ausfunkschritt St4.Here in the on-board measuring system H, the on-
(4. Umriss der Ausgabevorrichtung 30)(4. Outline of the dispenser 30)
Als Nächstes wird eine Ausgabevorrichtung 30 beschrieben. Wie aus der
Die Oberflächentextur S, nämlich die Oberflächentextur S1 und die Oberflächentextur S2, wird als Messdaten durch die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 gemessen. Hier haben die durch die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 gemessenen Messdaten ein Niederfrequenzbestandteil, das durch das Messelement 21 gemessen wurde, und ein Hochfrequenzbestandteil, das durch die Hochfrequenzbestandteilmessvorrichtung 25 gemessen wurde. Deswegen kann gesagt werden, dass die Oberflächentextur S durch Synthetisieren des Niederfrequenzbestandteils und des Hochfrequenzbestandteils bestimmt wird.The surface texture S, namely the surface texture S1 and the surface texture S2, is measured as measurement data by the on-
Die durch die Schleifscheibe verursachte Oberflächentextur S1 besteht aus Oberflächentexturen in der Umfangsrichtung und der axialen Richtung des Werkstücks W, und ist durch Synthetisieren einer Oberflächentextur S11 des Hochfrequenzbestandteils, zu dem eine Schleifscheibenoberflächenungleichmäßigkeit übertragen wird, und eine Oberflächentextur S12 eines statischen Werkstückbezugsradius mit dem Niederfrequenzbestandteil ausgebildet, wie aus den
Außerdem ist die Oberflächentextur S2, die durch die relative Schwingung von Mitte zu Mitte verursacht wird, eine Oberflächentextur des einen Abschnitts des Werkstücks W in der Umfangsrichtung, und wird durch Synthetisieren des Niederfrequenzbestandteils und des Hochfrequenzbestandteils ausgebildet, wie aus der
Deswegen extrahiert die Ausgabevorrichtung 30 der vorliegenden Ausführungsform das Niederfrequenzbestandteil und das Hochfrequenzbestandteil aus den Messdaten, die durch die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 gemessen wurden. Die Ausgabevorrichtung 20 führt verschiedene Datenanalysenprozesse auf dem extrahierten (erlangten) Niederfrequenzbestandteil und Hochfrequenzbestandteil durch, und gibt eine Vielzahl von Analyseergebnissen unter Verwendung von verschiedenen Datenanalyseprozessen aus.Therefore, the
(4-1. Konfiguration der Ausgabevorrichtung 30)(4-1. Configuration of the output device 30)
Wie aus der
(4-2. Grunddatenerlangungseinheit 31)(4-2. Basic data acquisition unit 31)
Die Grunddatenerlangungseinheit 31 erlangt Messdaten (Verschiebung und Beschleunigung), die durch die an Bord vorhandene Messvorrichtung 20 während oder nach dem Schleifen erfasst werden. Wie aus der
Wie aus der
Wie aus der
Die Grunddatenerlangungseinheit 31 erlangt die ersten Messdaten K1, die spiralförmig entdeckt wurden, als die ersten Grunddaten D1. Außerdem erlangt die Grunddatenerlangungseinheit 31 die zweiten Messdaten K2 für eine Umrundung, die an der gleichen Position in der axialen Richtung wie die zweiten Grunddaten D2 erlangt wurden. Die Grunddatenerlangungseinheit 31 gibt die ersten Grunddaten D1 und die zweiten Grunddaten D2 zu jeder der ersten Datenanalyseverarbeitungseinheit 32 und der zweiten Datenanalyseverarbeitungseinheit 33 aus.The basic
Die ersten Grunddaten D1 und die zweiten Grunddaten D2 sind Zeitseriendaten bezogen auf die Verschiebung und die Beschleunigung. Die ersten Grunddaten D1 und die zweiten Grunddaten D2 werden allgemein als Daten ausgehend von einer Zeitachse erlangt, können aber ausgehend von einem Drehwinkel des Werkstücks W von der Zeit und einer Drehzahl des Werkstücks W umgewandelt werden.The first basic data D1 and the second basic data D2 are time series data related to the displacement and the acceleration. The first basic data D1 and the second basic data D2 are generally acquired as data from a time axis, but may be converted from a rotation angle of the workpiece W to time and a rotation speed of the workpiece W.
(4-3. Erste Datenanalyseverarbeitungseinheit 32)(4-3. First data analysis processing unit 32)
Die erste Datenanalyseverarbeitungseinheit 32 extrahiert ein Niederfrequenzbestandteil von den Frequenzcharakteristiken der ersten Grunddaten D1 und der zweiten Grunddaten D2 und führt verschiedene Datenanalyseprozesse, die später zu beschreiben sind, auf dem extrahierten Niederfrequenzbestandteil durch, um eine Vielzahl von ersten Analyseergebnissen zu berechnen. Wie aus der
Die Niederfrequenzbestandteilextraktionseinheit 321 führt eine schnelle Fourier-Transformation (im Folgenden als „FFT“ bezeichnet) an den ersten Grunddaten D1 durch, die von der Grunddatenerlangungseinheit 31 erlangt wurden, und extrahiert ein Niederfrequenzbestandteil D11 aus den Frequenzcharakteristiken der ersten Grunddaten D1. Die Niederfrequenzbestandteilextraktionseinheit 321 führt die FFT an den zweiten Grunddaten D2 durch, die von der Grunddatenerlangungseinheit 31 erlangt wurden, und extrahiert ein Niederfrequenzbestandteil D21, das das erste Analyseergebnis ist, aus den Frequenzcharakteristiken der zweiten Grunddaten D2. Die Niederfrequenzbestandteilextraktionseinheit 321 extrahiert Niederfrequenzbestandteile der ersten Grunddaten D1 und der zweiten Grunddaten D2, die in zum Beispiel einem Frequenzbereich von weniger als 60 Hz (um 15 bis 50 Spitzen als Wellenform) liegen als das Niederfrequenzbestandteil.The low-frequency
Die spiralförmige-Niederfrequenz-Wellenformerzeugungseinheit 322 führt eine umgekehrte schnelle Fourier-Transformation (im Folgenden als „umgekehrte FFT“) an dem Niederfrequenzbestandteil D11 der ersten Grunddaten D1 durch, die durch die Niederfrequenzbestandteilextraktionseinheit 321 extrahiert wurden. Die ersten Grunddaten D1 sind die ersten Messdaten K1 (Verschiebung), die spiralförmig entlang der äußeren Umfangsoberfläche (Oberfläche) des Werkstücks W durch die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 erfasst wurden. Entsprechend berechnet die spiralförmige-Niederfrequenz-Wellenformerzeugungseinheit 322 als das erste Analyseergebnis eine spiralförmige Niederfrequenz-Wellenform SLW, die eine Wellenform des Niederfrequenzbestandteils D11 der Verschiebungsschwankung darstellt, nämlich eine Schwingung des Werkstücks W in einer spiralförmigen Richtung.The low-frequency spiral
Die Niederfrequenz-Mitte-Mitte-Relativ-SchwingungswellenformErzeugungseinheit 323 führt die umgekehrte FFT an dem Niederfrequenzbestandteil D21 der zweiten Grunddaten D2 durch, die durch die Niederfrequenzbestandteilextraktionseinheit 321 extrahiert wurden. Die zweiten Grunddaten D2 sind die zweiten Messdaten K2 (Verschiebung), die durch die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 an der gleichen Position des Werkstücks W in der axialen Richtung erfasst wurden. Entsprechend wird, wenn die umgekehrte FFT an dem Niederfrequenzbestandteil D21 der zweiten Grunddaten D2 durchgeführt wird, eine Ein-Abschnitt-Niederfrequenzwellenform (Niederfrequenzwellenform eines Abschnitts), die das Niederfrequenzbestandteil D21 der Verschiebungsschwankung darstellt, nämlich die Schwingung des Werkstücks W in der Umfangsrichtung (eine Umrundung) erhalten.The low-frequency center-to-center relative vibration
Die Ein-Abschnitt-Niederfrequenzwellenform stellt zum Beispiel eine relative Schwingung (Niederfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingung) dar, die durch eine Änderung einer Relativposition verursacht wird, nämlich eines Mitte-Mitte-Abstands zwischen der Schleifscheibe 12 und dem Werkstück W, der sich während des Schleifens von einem Werkstück W nicht stark ändert, wie zum Beispiel eine Pumpschwankung in der Schleifmaschine 10 oder eine Einstellgenauigkeit des Werkstücks W. Deswegen kann für ein Werkstück W die Ein-Abschnitt-Niederfrequenzwellenform als gleichförmig entlang der axialen Richtung des Werkstücks W berücksichtigt werden. Deswegen berechnet die Niederfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenformerzeugungseinheit 323 die Ein-Abschnitt-Niederfrequenzwellenform, die durch das Durchführen der umgekehrten FFT erhalten wurde, als Niederfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenform LDV, die das erste Analyseergebnis ist.The one-section low-frequency waveform represents, for example, a relative vibration (low-frequency center-center relative vibration) caused by a change in a relative position, namely a center-to-center distance between the
Die Werkstückbezugsradiusberechnungseinheit 324 berechnet einen Werkstückbezugsradius R, der durch den Oberflächenzustand der Schleifoberfläche der Schleifscheibe 12 verursacht wurde, die zu der Oberfläche des geschliffenen Werkstücks W übertragen wurde, durch Verwendung der spiralförmigen Niederfrequenz-Wellenform SLW, die durch die spiralförmige-Niederfrequenzwellenformerzeugungseinheit 322 erzeugt wurde, und die Niederfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenform LDV, die durch die Niederfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenformerzeugungseinheit 323 erzeugt wurde. Insbesondere berechnet die Werkstückbezugsradiusberechnungseinheit 324 den Werkstückbezugsradius R als das erste Analyseergebnis durch Subtrahieren der Niederfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenform LDV von der spiralförmigen Niederfrequenzwellenform SLW.The workpiece reference
Wie voranstehend beschrieben wurde, ist die Niederfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenform LDV die Ein-Abschnitt-Niederfrequenzwellenform, die als gleichförmig in der axialen Richtung des Werkstücks W betrachtet wird. Deswegen berechnet die Werkstückbezugsradiusberechnungseinheit 324 den Werkstückbezugsradius R durch Hinzuzählen (Kopieren) der Niederfrequenz-Mittel-Mitte-Relativschwingungswellenform LDV durch die Anzahl, die zu der Spiralzahl C der spiralförmige-Niederfrequenzwellenform SLW passt, und Subtrahieren des sich ergebenden Werts von der spiralförmige-Niederfrequenzwellenform SLW gemäß der folgenden Gleichung 1.
(4-4. Zweite Datenanalyseverarbeitungseinheit 33)(4-4. Second data analysis processing unit 33)
Die zweite Datenanalyseverarbeitungseinheit 33 extrahiert ein Hochfrequenzbestandteil aus Frequenzcharakteristiken der ersten Grunddaten D1 oder zweiten Grunddaten D2 und führt verschiedene Datenverarbeitungen, die später zu beschreiben sind, an dem extrahierten Hochfrequenzbestandteil durch, um eine Vielzahl von zweiten Analyseergebnissen zu berechnen. Wie aus der
Die spiralförmige-Hochfrequenzbestandteilextraktionseinheit 331 führt die FFT an den ersten Grunddaten T1 durch, die von der Grunddatenerlangungseinheit 31 erlangt wurden, und wandelt außerdem Beschleunigungsdaten in Verschiebungsdaten um, und extrahiert dabei ein Hochfrequenzbestandteil aus den Frequenzcharakteristiken der ersten Grunddaten D1 als ein spiralförmiges Hochfrequenzbestandteil D12. Die ersten Grunddaten D1 sind die ersten Messdaten K1 (Beschleunigung), die spiralförmig entlang der äußeren Umfangsoberfläche des Werkstücks W durch die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 erfasst wurden. Außerdem extrahiert die spiralförmige-Hochfrequenzbestandteilextraktionseinheit 331 als das spiralförmige-Hochfrequenzbestandteil D12 Frequenzcharakteristiken in einem Frequenzbereich von zum Beispiel 60 Hz oder mehr einer oberen Grenzfrequenz oder weniger (ungefähr 50 bis 500 Spitzen aus einer Wellenform), die durch die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 als ein Hochfrequenzbestandteil erfasst wurden.The spiral high-frequency
Die Ein-Abschnitt-Hochfrequenzbestandteilextraktionseinheit 332 führt die FFT an den zweiten Grunddaten D2 durch, die von der Grunddatenerlangungseinheit 31 erlangt wurden, und wandelt außerdem die Beschleunigungsdaten in die Verschiebungsdaten um, und extrahiert dabei ein Hochfrequenzbestandteil D22 von den Frequenzcharakteristiken der zweiten Grunddaten D2. Außerdem extrahiert die Ein-Abschnitt-Hochfrequenzbestandteilextraktionseinheit 332 als Ein-Abschnitt-Hochfrequenzbestandteil D221 ein Hochfrequenzbestandteil, das durch Ausschließen eines Schleifscheiben-Drehfrequenzbestandteils fg entsprechend einer Drehzahl der Schleifscheibe 12 und der Harmonie davon von dem extrahierten Hochfrequenzbestandteile D22 erhalten wurde.The one-section high-frequency
Die zweiten Grunddaten D2 sind die zweiten Messdaten K2 (Beschleunigung), die durch die an Bord befindliche Messeinrichtung 20 an der gleichen Position des Werkstücks W in der axialen Richtung erfasst wurden. Entsprechend entspricht das von den zweiten Grunddaten D2 extrahierte Hochfrequenzbestandteil der einen Umrundung in der Umfangsrichtung des Werkstücks W, nämlich einem Abschnitt des Werkstücks W. Außerdem extrahiert die Ein-Abschnitt-Hochfrequenzbestandteilextraktionseinheit 332 als das Hochfrequenzbestandteile D22 einen Frequenzbereich von zum Beispiel 60 Hz oder mehr und eine obere Grenzfrequenz oder weniger (ungefähr 50 bis 500 Spitzen als eine Wellenform), die durch die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 erfasst wurden, als ein Hochfrequenzbestandteil.The second basic data D2 is the second measurement data K2 (acceleration) detected by the on-
Die spiralförmige-Hochfrequenzwellenformerzeugungseinheit 333 führt die umgekehrte FFT an dem spiralförmigen Hochfrequenzbestandteil D12 der ersten Grunddaten D1 durch, die durch die spiralförmige-Hochfrequenzbestandteilextraktionseinheit 331 extrahiert wurden. Entsprechend berechnet die spiralförmige-Hochfrequenzwellenformerzeugungseinheit 333 als das zweite Analyseergebnis eine spiralförmige Hochfrequenzwellenform SHW, die eine Wellenform des spiralförmigen Hochfrequenzbestandteils D12 der Verschiebungsschwankung darstellt, nämlich eine Schwingung des Werkstücks W in der spiralförmigen Richtung.The spiral high-frequency
Die Hochfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenformerzeugungseinheit 334 führt die umgekehrte FFT an dem Ein-Abschnitt-Hochfrequenzbestandteil D221 der zweiten Grunddaten D2 durch, die durch die Ein-Abschnitt-Hochfrequenzbestandteilextraktionseinheit 332 extrahiert wurde. Wenn die umgekehrte FFT an dem Ein-Abschnitt-Hochfrequenzbestandteil D221 durchgeführt wird, das durch Ausschließen des Schleifscheibendrehfrequenzbestandteils fg und der Harmonie davon aus dem Hochfrequenzbestandteil der zweiten Grunddaten D2 erhalten wird, wird entsprechend eine Ein-Abschnitt-Hochfrequenzwellenform erhalten, die das Ein-Abschnitt-Hochfrequenzbestandteil D221 der Verschiebungsschwankung darstellt, nämlich die Schwingung des Werkstücks W in der Umfangsrichtung (eine Umrundung).The high-frequency center-to-center relative
Das Ein-Abschnitt-Hochfrequenzbestandteil D221 hat nicht das Schleifscheibendrehfrequenzbestandteil fg entsprechend der Drehzahl der Schleifscheibe 12 und die Harmonie davon. Deswegen stellt die Ein-Abschnitt-Hochfrequenzwellenform die Schwingung dar, die die Oberflächentextur S des Werkstücks W beeinträchtigt (noch genauer die Oberflächentextur S22 in der Oberflächentextur S2, die durch die Mitte-Mitte-Relativschwingung verursacht wurde), die nicht das Schleifscheibendrehfrequenzbestandteil fg entsprechend der Drehzahl der Schleifescheibe 12 und der Harmonie davon ist. Beispiele der Schwingung, die die Oberflächentextur S22 des Werkstücks W beeinträchtigt, beinhalten eine Drehung eines Servomotors, der konfiguriert ist, eine Bewegung des Scheibenkopfs 13 und des Spindeltischs 16 zu steuern, eine Schwingung, die von außen aufgebracht wird, ein selbsterregtes Rattern und Ähnliches.The single-section high-frequency component D221 does not have the grinding wheel rotation frequency component fg corresponding to the rotation speed of the
Entsprechend stellt die Ein-Abschnitt-Hochfrequenzwellenform eine relative Schwingung (Hochfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingung) dar, die durch eine Änderung der Relativposition verursacht wird, nämlich des Mitte-Mitte Abstands zwischen der Schleifscheibe 12 und dem Werkstück W in dem Hochfrequenzbereich. Folglich kann für ein Werkstück W die Ein-Abschnitt-Hochfrequenzwellenform als gleichförmig entlang der axialen Richtung des Werkstücks W wie die Ein-Abschnitt-Niederfrequenzwellenform betrachtet werden. Deswegen berechnete Hochfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenformerzeugungseinheit 334 die Ein-Abschnitt-Hochfrequenzwellenform, die durch Durchführen der umgekehrten FFT erhalten wurde, als eine Hochfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenform HDV, die das zweite Analyseergebnis ist.Accordingly, the one-section high-frequency waveform represents a relative vibration (high-frequency center-center relative vibration) caused by a change in the relative position, namely the center-center distance between the
Die Schleifscheibenoberflächenungleichmäßigkeitsberechnungseinheit 335 berechnet eine Schleifscheibenoberflächenungleichmäßigkeit P, die durch den Oberflächenzustand der Schleifscheibe auf der Schleifescheibe 12 verursacht wurde, die zu der äußeren Umfangsoberfläche des geschliffenen Werkstücks W übertragen wurde, unter Verwendung der spiralförmigen Hochfrequenzwellenform SHW, die durch die spiralförmige Hochfrequenzwellenformerzeugungseinheit 333 erzeugt wurde, und die Hochfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenform HDV, die durch die Hochfrequenz-Mitte-Mitte- Relativschwingungswellenformatierungseinheit 334 erzeugt wurde. Insbesondere berechnet die Schleifscheibenoberflächenungleichmäßigkeitsberechnungseinheit 335 die Schleifscheibenoberflächenungleichmäßigkeit P als das zweite Analyseergebnis durch Subtrahieren der Hochfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenform HDV von der spiralförmigen Hochfrequenzwellenform SHW.The grinding wheel surface
Wie voranstehend beschrieben wurde, ist die Hochfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenform HDV die Ein-Abschnitt-Hochfrequenzwellenform, die als gleichförmig in der axialen Richtung des Werkstücks W berücksichtigt ist. Deswegen berechnet die Schleifscheibenoberflächenungleichmäßigkeitsberechnungseinheit 335 die Schleifscheibenoberflächenungleichförmigkeit durch H inzuziehen/H inzuzäh len (Kopieren) der Hochfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenform HDV durch die Anzahl, die zu der Spiralzahl C der spiralförmigen Hochfrequenzwellenform SHW passt und Subtrahieren des sich ergebenden Werts von der spiralförmigen Hochfrequenzwellenform SHW gemäß der folgenden Gleichung 2.
(4-5. Ausgabeverarbeitungseinheit 34)(4-5. Output processing unit 34)
Die Ausgabeverarbeitungseinheit 34 kann eine Vielzahl von Analyseergebnissen unter Verwendung einer Vielzahl von ersten Berechnungsergebnissen verarbeiten und ausgeben, die durch die erste Datenanalyseverarbeitungseinheit 32 und eine Vielzahl von zweiten Analyseergebnissen, die durch die zweite Datenanalyseverarbeitungseinheit 33 berechnet wurden. Im Folgenden wird eine Vielzahl der auszugebenden Analyseergebnisse als ein Beispiel beschrieben.The
Die Vielzahl der Analyseergebnisse, die durch die Ausgabeverarbeitungseinheit 34 ausgegeben werden, beziehen sich auf die Bearbeitungsqualität des Werkstücks W, das durch die Schleifmaschine 10 geschliffen wird. Bezüglich der Bearbeitungsqualität können beispielhaft eine Form (Bearbeitungsgenauigkeit) des Werkstücks W wie zum Beispiel die Rundheit des Werkstücks W, der Auslauf der durch das Schleifen bearbeiteten Oberfläche, die Koaxialität des Werkstücks W, und ähnliche die sich auf die voranstehend genannte Oberflächentextur S2 beziehen, genannt werden. Zusätzlich können ein Bearbeitungszustand der Schleifmaschine 10 und ein Bearbeitungszustand der Schleifmaschine 10 im Verhältnis zu der Bearbeitungsqualität beispielhaft genannt werden. Zusätzlich können ein Bearbeitungszustand der Schleifmaschine 10 und ein Maschinenzustand der Schleifmaschine 10 im Verhältnis zu der Bearbeitungsqualität beispielhaft genannt werden. Der Bearbeitungszustand ist in der Bearbeitungsgenauigkeit vorhanden, und Beispiele davon sind ein Zustand des Ausfunkens und ein Schärfezustand der Schleifscheibe 12. Beispiele des Maschinenzustands sind eine Schwingung (mechanische Schwingung) der Schleifmaschine 10.The plurality of analysis results output by the
Die Bearbeitungsqualität, der Bearbeitungszustand und der Maschinenzustand sind Analyseergebnisse, die unter Verwendung der zweiten Messdaten K2 (zweite Grunddaten D2) erhalten wurden, die durch die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 an der gleichen Position in der axialen Richtung während des Schleifens des Werkstücks W gemessen wurden. Deswegen werden diese Analyseergebnisse für jede Bearbeitung des Schleifens des Werkstücks W durch die Schleifmaschine 10 ausgegeben, nämlich für alle Werkstücke W.The machining quality, the machining condition and the machine condition are analysis results obtained using the second measurement data K2 (second basic data D2) measured by the on-
Beispiele der Bearbeitungsqualität sind die Oberflächentextur S (Oberflächentextur S1) und die Linienrauigkeit des Werkstücks W, die in der Bearbeitungsgenauigkeit vorhanden sind. Die Bearbeitungsqualität (Bearbeitungsgenauigkeit) ist eine Art von Analyseergebnissen, die unter Verwendung der ersten Messdaten K1 (erste Grunddaten D1) erhalten werden, die in der Umfangsrichtung und der axialen Richtung des Werkstücks W gemessen werden, und der zweiten Messdaten K2 (zweite Grunddaten D2), die an der gleichen Position in der axialen Richtung durch die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 gemessen werden, nachdem das Werkstück W geschliffen wurde. Deswegen werden diese Analyseergebnisse geeignet ausgegeben, zum Beispiel nachdem das Werkstück W geschliffen wurde, wie es notwendig ist.Examples of machining quality are the surface texture S (surface texture S1) and the line roughness of the workpiece W, which are present in the machining accuracy. The machining quality (machining accuracy) is a kind of analysis results obtained using the first measurement data K1 (first basic data D1) measured in the circumferential direction and the axial direction of the workpiece W and the second measurement data K2 (second basic data D2) , which are measured at the same position in the axial direction by the on-
Wie aus der
Die Formanalyseausgabeeinheit 341, die Bearbeitungszustandausgabeeinheit 342 und die Maschinenzustandausgabeeinheit 343 verwenden das Niederfrequenzbestandteil und das Hochfrequenzbestandteil der zweiten Messdaten K2 (zweite Grunddaten D2), die durch die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 an der gleichen Position des Werkstücks in axialen Richtung gemessen werden. Außerdem verwendet die Kennfelderzeugungsausgabeeinheit 344, das Niederfrequenzbestandteil und das Hochfrequenzbestandteil der ersten Messdaten K1 (erste Grunddaten D1), die in der Umfangsrichtung und der axialen Richtung des Werkstücks W gemessen werden, und das Niederfrequenzbestandteil und Hochfrequenzbestandteil der zweiten Messdaten K2 (zweite Grunddaten D2), die an der gleichen Position des Werkstücks W in axialen Richtung durch die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 gemessen werden.The shape
Die Formanalyseausgabeeinheit 341 erlangt eine Niederfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenform LDV, die das erste Analyseergebnisse ist, von der ersten Datenanalyseverarbeitungseinheit 32 (Niederfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenformerzeugungseinheit 323), und erlangt eine Hochfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenform HDV, die das zweite Analyseergebnis ist, von der zweiten Datenanalyseverarbeitungseinheit 33 (Hochfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenformerzeugungseinheit 334). Die Formanalyseausgabeeinheit 341 synthetisiert (fügt hinzu) die Niederfrequenz-Mitte-Mittel-Relativschwingungswellenform LDV und die Hochfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenform HDV um die Rundheit des Werkstücks W in einem Abschnitt auszugeben und den Auslauf der durch Schleifen bearbeiteten Oberfläche als ein Analyseergebnisse A1, wie aus der
Um eine Schleifwirkung von jedem der Schleifschritte, die aus der
Wenn zum Beispiel eine Schleifwirkung des Ausfunkschritts St4 evaluiert wird, gibt die Bearbeitungszustandausgabeeinheit 342 als das Analyseergebnis A2 ein Verhältnis (fg2 / fg1) eines Schleifsteindrehfrequenzbestandteils fg2 in dem Ausfunkschritt St4 zu einem Schleifscheibendrehfrequenzbestandteil fg1 in dem Grobschleifschritt St1 aus, der aus der
Die Maschinenzustandausgabeeinheit 343 erlangt das Niederfrequenzbestandteil D21 der zweiten Grunddaten D2 als das erste Analyseergebnis von der ersten Datenanalyseverarbeitungseinheit 32 (Niederfrequenzbestandteilextraktionseinheit 321) und erlangt das Hochfrequenzbestandteil D22 der zweiten Grunddaten D2 als das zweite Analyseergebnis von der zweiten Datenanalyseverarbeitungseinheit 33 (Ein-Abschnitt-Hochfrequenzbestandteilextraktionseinheit 332). Wie dann aus der
Die Kennfelderzeugungsausgabeeinheit 334 erzeugt und gibt aus Kennfeld, das die Oberflächentextur S (Oberflächentextur S1) des Werkstücks W in der Umfangsrichtung und der axialen Richtung darstellt. Deswegen erlangt die Kennfelderzeugungsausgabeeinheit 344 die Schleifscheibenoberflächenungleichmäßigkeit P, die das zweite Analyseergebnis ist, von der zweiten Datenanalyseverarbeitungseinheit 33 (Schleifscheibenoberflächenungleichmäßigkeitsberechnungseinheit 335). Wie aus der
Die Kennfelderzeugungsausgabeeinheit 344 erlangt von der ersten Datenanalyseverarbeitungseinheit 32 (Werkstückbezugsradiusberechnungseinheit 324) einen Werkstückbezugsradius R, der das erste Analyseergebnis ist. Wie aus der
Außerdem synthetisiert die Kennfelderzeugungseinheit 344 das Kennfeld M1 und das Kennfeld M2 (fügt dieses hinzu). Wie aus der
In der vorliegenden Ausführungsform werden das Kennfeld M1, das die Oberflächentextur S11 darstellt, und das Kennfeld M2, das die Oberflächentextur S12 darstellt, synthetisiert, um das Kennfeld M3 zu erzeugen, das die Oberflächentextur S1 darstellt, die durch die Schleifscheibe verursacht ist. Jedoch kann die Kennfelderzeugungsausgabeeinheit 344 ebenfalls ein Kennfeld erzeugen, das die Oberflächentextur S des Werkstücks W durch weiteres synthetisieren der Oberflächentextur S2 darstellt, die durch die relative Mitte-Mitte-Schwingung verursacht ist, mit dem erzeugten Kennfeld M3 erzeugen.In the present embodiment, the map M1 representing the surface texture S11 and the map M2 representing the surface texture S12 are synthesized to generate the map M3 representing the surface texture S1 caused by the grinding wheel. However, the map
In diesem Fall erlangt die Kennfelderzeugungsausgabeeinheit 344 die Hochfrequenz-Mitte-Mitte Relativschwingungswellenform HDV von der zweiten Datenanalyseverarbeitungseinheit 33 (Hochfrequenz-Mitte-Mitte relative Schwingungswellenformerzeugungseinheit 304), und erzeugt ein Kennfeld M4, das die Oberflächentextur S21 aufgrund der Hochfrequenz-Mitte-Mitte Relativschwingungswellenform HDV darstellt, die durch die Mitte-Mitte Relativschwingung verursacht ist, wie aus der
Das Analyseergebnis A4, das durch die Kennfelderzeugungsausgabeeinheit 344 ausgegeben wird, ist nicht auf die erzeugten Kennfelder M1 bis M3 begrenzt (darüber hinaus die erzeugten Kennfelder M4 M5), und das Analyseergebnis A4 kann ebenfalls andere Analyseergebnisse A4 ausgehend von den erzeugten Kernfeldern M1 bis M5 ausgeben. Zum Beispiel kann die Kennfelderzeugungsausgabeeinheit 344 die Bearbeitungsgenauigkeit ausgeben, die durch den Rattergrad, den Maßstabsgrad o. ä. dargestellt sind, als das Analyseergebnisse A4 ausgehend von dem Kennfeld M1, das die Oberflächentextur S11 darstellt, ausgeben.The analysis result A4 output by the map
Die Ausgabeverarbeitungseinheit 34 gibt eine Vielzahl von Analyseergebnissen zu der Bildausgabevorrichtung 40 aus. Entsprechend zeigt die Bildausgabevorrichtung 40 jedes der Vielzahl der erlangten Analyseergebnisse zum Beispiel auf einer Anzeige.The
Wie aus der voranstehenden Beschreibung verstanden werden kann, misst gemäß dem an Bord vorhandenen Messsystem H die an Bord vorhandene Messvorrichtung 20, die unter Verwendung der Größenbestimmungsvorrichtung ausgebildet ist, wegen der Schleifmaschine 10 bereitgestellt ist, und der Hochfrequenzbestandteilmessvorrichtung 25, die an der Größenbestimmungsvorrichtung angebracht ist, den Oberflächenzustand des Werkstücks W, und die Ausgabevorrichtung 30 kann eine Vielzahl von Analysen bezogen auf die Bearbeitungsqualität des Werkstücks W unter Verwendung des Niederfrequenzbestandteils und des Hochfrequenzbestandteils der ersten Messdaten K1 (erste Grunddaten D1) und des Niederfrequenzbestandteils und des Hochfrequenzbestandteils der zweiten Messdaten K2 (zweite Grunddaten D2), die von der an Bord befindlichen Messvorrichtung 20 erlangt werden, durchführen.As can be understood from the above description, according to the on-board measuring system H, the on-
Die Ausgabevorrichtung 30 kann eine Vielzahl von Analyseergebnisse A1 bis A4 ausgeben, die durch die Analyse erhalten wurden. Entsprechend kann gemäß dem an Bord befindlichen Messsystem H die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 mit einer einfachen Konfiguration zum Messen des Oberflächenzustands des Werkstücks W verwendet werden, und somit kann die Konfiguration des Systems vereinfacht und hinsichtlich der Kosten reduziert werden. Außerdem ist es gemäß dem an Bord befindlichen Messsystem H durch Verwendung der ersten Messdaten K1 (erste Grunddaten D1) und der zweiten Messdaten K2 (zweite Grunddaten D2), die durch die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 gemessen werden, möglich, die Zeit zu verkürzen, bis die Analyseergebnisse A1 bis A4 erhalten werden, zum Beispiel im Vergleich mit einem Fall, in dem die Messdaten aus einer Vielzahl von Messvorrichtung gesammelt und analysiert werden.The
Noch genauer kann die Ausgabevorrichtung 30 eine Vielzahl von Analysen unter Verwendung des Niederfrequenzbestandteils D11 und des spiralförmigen Hochfrequenzbestandteils D12 als Hochfrequenzbestandteil der Frequenzbestandteile der ersten Grunddaten D1 (erste Messdaten K1), die spiralförmig erfasst werden, und des Niederfrequenzbestandteils D21 und des Hochfrequenzbestandteils D22 der Frequenzbestandteile der zweiten Grunddaten D2 (zweite Messdaten K2), die an der gleichen Position in der axialen Richtung erfasst werden, durchführen. Die Ausgabevorrichtung 30 kann das Analyseergebnis A1 bezogen auf die Form des Werkstücks W, das Analyseergebnis A2 bezogen auf den Bearbeitungszustand und das Analyseergebnis A3 bezogen auf den Maschinenzustand als eine Vielzahl von Analyseergebnissen betreffend die Bearbeitungsqualität während des Schleifens des Werkstücks W ausgeben. Nach dem Schleifen kann die Ausgabevorrichtung 30 ebenfalls die Oberflächentexturen des Werkstücks W mit Bezug auf die Bearbeitungsqualität erfassen und das Kennfeld als Analyseergebnis A4 ausgeben, wie es notwendig ist.More specifically, the
Entsprechend ist es durch das Verwenden der Analyseergebnisse A1 bis A4 zum Beispiel durch Überwachen der Analyseergebnisse A1 bis A3 möglich, einen Ausfluss von defekten Werkstücken W zu verhindern, die plötzlich aufgrund von zum Beispiel der mit Staub verstopften Schleifmaschine 10 erzeugt werden. Durch Einsetzen der Analyseergebnisse A1 bis A4 ist es möglich, eine in der Schleifmaschine 10 auftretende Abnormalität in einem frühen Zustand zu erfassen, den Grund der Abnormalität zu analysieren und Gegenmaßnahmen gegen die Abnormalität in einer frühen Stufe vorzunehmen. Außerdem ist es durch das Einsetzen der Analyseergebnisse A1 bis A4 möglich, die Wartung der Schleifmaschine 10 zu optimieren, zum Beispiel einen Abrichtzeitraum, und somit ist es möglich, die Herstellungskosten des Werkstücks W zu reduzieren.Accordingly, by using the analysis results A1 to A4, for example, by monitoring the analysis results A1 to A3, it is possible to prevent an outflow of defective workpieces W that suddenly occur due to for example, the grinding machine 10 clogged with dust. By employing the analysis results A1 to A4, it is possible to detect an abnormality occurring in the grinding machine 10 at an early stage, analyze the cause of the abnormality, and take countermeasures against the abnormality at an early stage. Furthermore, by employing the analysis results A1 to A4, it is possible to optimize the maintenance of the grinding machine 10, for example, a dressing period, and thus it is possible to reduce the manufacturing cost of the workpiece W.
(5. andere Ausführungsformen)(5. other embodiments)
In der voranstehenden beschriebenen vorliegenden Ausführungsform verwendet die an Bord befindlichen Messvorrichtung 20 eine Größenbestimmungsvorrichtung, die in der Schleifmaschine 10 bereitgestellt ist. Alternativ kann die an Bord befindliche Messvorrichtung 20 ein lineares Messinstrument einsetzen. Auch in diesem Fall können gleiche o. ä. Wirkungen wie die der voranstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform erhalten werden.In the present embodiment described above, the on-
In der voranstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform ist der Fall beispielhaft dargestellt, in dem die Hochfrequenzbestandteilmessvorrichtung 25 der an Bord befindlichen Messvorrichtung 20 hauptsächlich den Beschleunigungssensor hat und die Beschleunigung als das erste Messdatum und das zweite Messdatum erfasst. Das Element, das hauptsächlich in der Hochfrequenzbestandteilmessvorrichtung 25 vorhanden ist, ist nicht auf den Beschleunigungssensor begrenzt, sondern die Hochfrequenzbestandteilmessvorrichtung 25 kann einen Verschiebungssensor haben, der eine durch die Ungleichmäßigkeit der Oberfläche des Werkstücks W verursachte Verschiebung erfasst.In the present embodiment described above, the case in which the high-frequency
Beispiele des Verschiebungssensors, der in der Hochfrequenzbestandteilmessvorrichtung 25 vorhanden ist, sind ein Sensor der Berührungsart wie zum Beispiel eine Größenbestimmungsvorrichtung und ein lineares Messgerät, ein Sensor der berührungslosen Art wie zum Beispiel ein Lasersensor, ein optischer Sensor und ein Wirbelstromsensor. Der Sensor der berührenden Art wie zum Beispiel eine Größenbestimmungsvorrichtung oder ein lineares Messinstrument hat ein Berührungselement wie zum Beispiel das Messelement 21, das konfiguriert ist, die Oberfläche des Werkstücks W zu berühren, und erfasst die Verschiebung der Schwingung des Berührungselements, die gemäß der Drehung des Werkstücks W erzeugt wird. Der berührungslose Sensor wie zum Beispiel ein Lasersensor, ein optischer Sensor oder ein Wirbelstromsensor sind angeordnet, nicht mit der Oberfläche des Werkstücks W in Berührung zu sein, und erfasst die Verschiebung von einer Bezugsposition zu der Oberfläche des Werkstücks W, die gemäß der Drehung des Werkstücks W erzeugt wird.Examples of the displacement sensor included in the high-frequency
Sowohl die Verschiebung der Schwingung des Berührungselements, die durch den Sensor der Berührungsart erfasst wird, und die Verschiebung, die durch den berührungslosen Sensor erfasst wird, sind Messdaten (Zeitseriendaten), die die Verschiebung der Ungleichmäßigkeit der Oberfläche des Werkstücks anzeigen. Deswegen sind auch in diesem Fall die Messdaten (Verschiebung), die von der an Bord befindlichen Messvorrichtung 20 ausgegeben werden, Zeitseriendaten, und die Grunddatenerlangungseinheit 31 erlangt die ersten Messdaten K1 und zweiten Messdaten K2, die von der an Bord befindlichen Messvorrichtung 20 ausgegeben werden, als die ersten Grunddaten D1 bzw. zweiten Grunddaten D2.Both the displacement of the vibration of the contact element detected by the touch type sensor and the displacement detected by the non-contact sensor are measurement data (time series data) indicating the displacement of the unevenness of the surface of the workpiece. Therefore, in this case too, the measurement data (displacement) output from the on-
Das Linearmessgerät hat ein Messelement, das konfiguriert ist, das Werkstück W zu berühren, und einen Arm, der das Messelement trägt, und erfasst die Verschiebung der Oberfläche des Werkstücks W in einem Zustand, in dem das Messelement sich mit dem drehenden Werkstück W in Berührung befindet. Ähnlich zu der Größenbestimmungsvorrichtung ist das Linearmessgerät durch die Axialbewegungsvorrichtung getragen und ist in der axialen Richtung des Werkstücks W beweglich, nämlich in der Z-Richtung.The linear measuring instrument has a measuring element configured to contact the workpiece W and an arm that supports the measuring element, and detects the displacement of the surface of the workpiece W in a state in which the measuring element comes into contact with the rotating workpiece W located. Similar to the sizing device, the linear measuring device is supported by the axial moving device and is movable in the axial direction of the workpiece W, namely, the Z direction.
Außerdem führt in der voranstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform die Niederfrequenzbestandteilextraktionseinheit 321 der ersten Datenanalyseverarbeitungseinheit 32 die FFT durch, und die spiralförmige-Niederfrequenzwellenformerzeugungseinheit 322 und die Niederfrequenz-Mitte-Mitte Relativschwingungswellenform-Erzeugungseinheit 323 führt die umgekehrte FFT durch. Die spiralförmige-HochfrequenzbestandteilExtraktionseinheit 331 und die Ein-Abschnitt-HochfrequenzbestandteilExtraktionseinheit 332 der zweiten Datenanalyseverarbeitungseinheit 33 führt die FFT durch, und die spiralförmige-Hochfrequenzwellenformerzeugungseinheit 333 und die Hochfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenformerzeugungseinheit 334 führen die umgekehrte FFT durch.Furthermore, in the present embodiment described above, the low-frequency
Um die FFT oder die umgekehrte FFT auszulassen, die auf diese Weise durchgeführt wurden, kann ein Filter in jeder der voranstehend beschriebenen Einheiten bereitgestellt sein, der in der Lage ist, ein gewünschtes Frequenzbestandteil zu extrahieren. Beispiele des Filters sind ein Tiefpassfilter, ein Hochpassfilter, ein Bandpassfilter, ein Gauß-Filter und ähnliches.In order to omit the FFT or the reverse FFT performed in this way, a filter capable of extracting a desired frequency component may be provided in each of the above-described units. Examples of the filter are a low-pass filter, a high-pass filter, a band-pass filter, a Gaussian filter and the like.
Die vorliegende Anmeldung beruht auf der
BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SYMBOL LIST
- 1010
- Schleifmaschinegrinding machine
- 1111
- BettBed
- 11a11a
- ScheibenkopfführungsabschnittDisc head guide section
- 11b11b
- SpindeltischführungsabschnittSpindle table guide section
- 1212
- Schleifscheibegrinding wheel
- 12a12a
- SchleifscheibendrehmotorGrinding wheel rotary motor
- 1313
- Scheibenkopfdisc head
- 1414
- Spindelstockheadstock
- 14a14a
- SpindeldrehmotorSpindle rotary motor
- 1515
- ReitstockTailstock
- 1616
- SpindeltischSpindle table
- 1717
- Steuerungsteering
- 2020
- an Bord befindliche Messvorrichtungon-board measuring device
- 2121
- MesselementMeasuring element
- 2222
- Fingerfinger
- 2323
- AxialbewegungsvorrichtungAxial movement device
- 2424
- AxialbewegungssteuereinheitAxial motion control unit
- 2525
- HochfrequenzbestandteilmessvorrichtungHigh frequency component measuring device
- 3030
- AusgabevorrichtungDispensing device
- 3131
- GrunddatenerlangungseinheitBasic data acquisition unit
- 3232
- erste Datenanalyseverarbeitungseinheitfirst data analysis processing unit
- 321321
- NiederfrequenzbestandteilextraktionseinheitLow frequency component extraction unit
- 322322
- spiralförmige-Niederfrequenz-Wellenformerzeugungseinheitspiral-low frequency waveform generation unit
- 323323
- Niederfrequenz-Mitte-Mitte-RelativschwingungswellenformerzeugungseinheitLow frequency mid-center relative oscillation waveform generation unit
- 324324
- WerkstückbezugsradiusberechnungseinheitWorkpiece reference radius calculation unit
- 3333
- zweite Datenanalyseverarbeitungseinheitsecond data analysis processing unit
- 331331
- spiralförmige-Hochfrequenzbestandteilextraktionseinheitspiral-shaped high-frequency component extraction unit
- 332332
- Ein-Abschnitt-Hochfrequenzbestandteilextraktionseinheit (Hochfrequenzbestandteilextraktionseinheit eines Abschnitts)Single-section high-frequency component extraction unit (one-section high-frequency component extraction unit)
- 333333
- spiralförmige Hochfrequenz-Wellenformerzeugungseinheitspiral high frequency waveform generating unit
- 334334
- Hochfrequenz-Mitte-Mitte-RelativschwingungswellenformerzeugungseinheitHigh frequency mid-center relative oscillation waveform generation unit
- 335335
- SchleifscheibenoberflächenungleichmäßigkeitsberechnungseinheitGrinding wheel surface unevenness calculation unit
- 3434
- AusgabeverarbeitungseinheitOutput processing unit
- 341341
- FormanalyseausgabeeinheitShape analysis output unit
- 342342
- BearbeitungszustandausgabeeinheitProcessing status output unit
- 343343
- MaschinenzustandausgabeeinheitMachine status output unit
- 344344
- KennfelderzeugungsausgabeeinheitMap generation output unit
- 4040
- BildausgabevorrichtungImage output device
- A1, A2, A3, A4A1, A2, A3, A4
- AnalyseergebnisAnalysis result
- CC
- SpiralzahlSpiral number
- K1K1
- erste Messdatenfirst measurement data
- K2K2
- zweite Messdatensecond measurement data
- D1D1
- erste Grunddatenfirst basic data
- D11D11
- NiederfrequenzbestandteilLow frequency component
- D12D12
- spiralförmiges Hochfrequenzbestandteilspiral-shaped high-frequency component
- D2D2
- zweite Grunddatensecond basic data
- D21D21
- Niederfrequenzbestandteil (erstes Analyseergebnis)Low frequency component (first analysis result)
- D22D22
- Hochfrequenzbestandteil (zweites Analyseergebnis)High frequency component (second analysis result)
- D221D221
- Ein-Abschnitt-Hochfrequenzbestandteil (Hochfrequenzbestandteil eines Abschnitts)One-section high-frequency component (high-frequency component of one section)
- LDVLDV
- Niederfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenform (erstes Analyseergebnis)Low frequency mid-center relative vibration waveform (first analysis result)
- HDVHDV
- Hochfrequenz-Mitte-Mitte-Relativschwingungswellenform (zweites Analyseergebnis)High frequency mid-center relative vibration waveform (second analysis result)
- SLWSLW
- spiralförmige Niederfrequenzwellenform (erstes Analyseergebnis)spiral low frequency waveform (first analysis result)
- SHWSHW
- spiralförmige Hochfrequenzwellenform (zweites Analyseergebnis)spiral high frequency waveform (second analysis result)
- M1, M2, M3, M4, M5M1, M2, M3, M4, M5
- KennfeldMap
- OO
- Drehmittecenter of rotation
- RR
- Werkstückbezugsradius (erstes Analyseergebnis)Workpiece reference radius (first analysis result)
- PP
- Schleifscheibenoberflächenungleichmäßigkeit (zweites Analyseergebnis)Grinding wheel surface unevenness (second analysis result)
- SS
- OberflächentexturSurface texture
- S1S1
- Oberflächentextur (durch Schleifscheibe verursacht)Surface texture (caused by grinding wheel)
- S2S2
- Oberflächentextur (durch Mitte-Mitte-Relativschwingung verursacht)Surface texture (caused by center-center relative vibration)
- S11, S12, S21, S22S11, S12, S21, S22
- OberflächentexturSurface texture
- HH
- an Bord befindliches Messsystemon-board measuring system
- WW
- Werkstückworkpiece
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- JP 2006153897 A [0003]JP 2006153897 A [0003]
- JP 2021011364 [0078]JP 2021011364 [0078]
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-
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- 2022-01-12 WO PCT/JP2022/000696 patent/WO2022163348A1/en active Application Filing
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JP2021011364A (en) | 2019-07-08 | 2021-02-04 | 株式会社サタケ | Monitoring device of scraper conveyor |
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Publication number | Publication date |
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