JP2000280168A - 砥石及び砥石修正工具監視方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 砥石異常により品質不良品を連続加工しない
ように砥石又は砥石修正工具の寸法を常時監視する砥石
及び砥石修正工具監視方法と装置の提供。 【解決手段】 定寸加工完了ごとに砥石半径Ｇ_i を砥石
台の位置検出器の指示値から求め、ドレッシングした後
にも定寸加工完了ごとに砥石修正工具の工具刃先寸法Ｄ
_j を砥石外周面と砥石修正工具の刃先との当接をセンサ
で検知して求め、その時の砥石台の位置を前記指示値か
ら求め、経時的に求めたＧ_i ，Ｄ_j の値から砥石と砥石
修正工具の摩耗量を演算で求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】連続研削加工の作業中におけ
る砥石及び砥石修正工具の摩耗量若しくは欠損を検知し
て加工を停止させることをできる砥石及び砥石修正工具
監視方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】研削加工を継続して長時間続行するため
には、研削加工を行うことにより摩耗・摩滅した砥石切
れ刃を整えるため一定加工本数ごとにダイヤモンドツー
ルを用いて砥石修正を行う必要がある。連続加工中にな
んらかの原因によりダイヤモンドツールが欠損した場
合、砥石修正動作としては行われるものの実質的に砥石
切れ刃は修正されておらず、その状態で研削を行うと、
寸法については直接定寸装置の使用により確保可能であ
るが、面粗度等の品位の悪化を生じ、そのまま生産を継
続すれば多くの不良品を作ることになる。

【０００３】砥石面を直接監視して研削加工品質を保持
しようとする試みは特開平１−２９５７６２号において
みることができる。これは回転砥石の修正面を非接触変
位センサを用いて表面の凹凸を計測し設定した基準レベ
ルと比較することにより砥石の表面状態を監視するもの
である。しかし殆どの研削作業においては砥石修正が確
実に行われているかどうかを音で判断したり、加工ワー
クを目視で確認するなど作業者の介在を必要としてい
る。更に自動ドレスにおける砥石修正工具の摩耗により
不具合が種種に発生する。

【０００４】ＮＣ研削盤では、ドレッシングした場合、
砥石径からドレス量を差し引きワークの寸法を維持させ
る。しかし砥石修正工具が摩耗するとその分砥石実径は
大きくなり、その累積でモニター上の砥石径と実際の砥
石径に差が生じる。しかし砥石径の誤差から生じるワー
クの寸法誤差は定寸装置で補正されるのでワークの仕上
がり寸法には影響が及ばない。砥石修正工具の摩耗が及
ぼす不具合は砥石修正工具の形状や使用態様により異な
るが固定形工具の場合は表面の形状変化が著しいので寿
命管理に細心の注意が必要である。砥石修正工具が回転
するものは寿命が長いが径方向の寸法管理が必要であ
る。回転形は工具刃先の欠けが発生しにくいので使用し
やすい。

【０００５】従来のドレッシングにおける砥石と砥石修
正工具の摩耗による寸法の減少量の管理は、例えば次に
記載の経験式で行われてきている。 砥石修正工具摩耗量＝（ドレッシング切込量−ドレッシ
ング残し量）×（砥石修正工具摩耗係数） 砥石摩耗量＝ドレッシング切込量−ドレッシング残し量
−ドレッサ摩耗量 ここで砥石修正工具摩耗係数やドレッシング残し量は経
験的に設定されるものであり、ドレッシング条件により
一定でないので誤差が累積することとなる。他方ドレッ
サーの摩耗量は専用のスケールで直接的・間接的に測定
して把握していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】砥石修正装置と直接定
寸装置を備えた研削盤における研削作業は砥石修正工具
に異常が発生していてもそのまま砥石修正を一定ワーク
数ごとに行い加工を続行する。その結果表面品質の劣化
したワークを送り出しつづける恐れがある。 本発明は
従来技術の有するこのような問題に鑑みなされたもので
あり、その目的とするところは専用の測定手段を使わず
に直接定寸装置を用いた研削盤において、連続加工中に
行われる砥石修正時の工具刃先の欠損の自動的な検知又
は砥石とドレッサーの実径又は摩耗量を正確にモニタし
これらの寿命管理をするとともに、加工を停止させるこ
とが可能な砥石及び砥石修正工具監視装置及び方法を提
供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１の発明は、砥石修正装置と工作物測定装置とを
有するＮＣ研削盤において、工作物が所定寸法に達した
ことを工作物測定装置が検出したときのプログラム指令
値と砥石台の位置検出値との差が予め設定された基準値
を越える場合に砥石修正工具が欠損していると判断する
ものである。請求項１の発明によれば、砥石修正工具の
使用に伴う標準的な摩耗量に対し欠損による形状変化量
が大きいとき砥石修正時の送り量が不十分となりドレッ
シング効果が期待できなくなって、ワーク表面品質に充
分なものが得られない。そのため加工を停止して砥石修
正工具を確認することにより加工不良品の増加を防ぐよ
うにしたものである。

【０００８】また請求項２の発明は、砥石修正装置と工
作物測定装置とを有するＮＣ研削盤において、工作物が
指定寸法に達したことを工作物測定装置が検出したとき
のプログラム指令値と砥石台位置の検出値とに基づいて
砥石修正工具の欠損の有無を判断する判断部を設けたも
のである。請求項２の発明によれば、砥石修正工具の欠
損を検出し加工作業の停止信号を出力できる装置である
ＮＣ制御装置付の研削盤にあっては制御装置の一部とし
て演算手段を含む判断部、信号出力部とを併せて設ける
ことにより工具欠損検出装置を構成することができる。

【０００９】また請求項３の発明は、工作物測定装置が
直接定寸装置であるものとする。請求項３の発明によれ
ば、工作物の測定には機内外でのアフタチェックや人力
計測によらないで直接定寸装置を使用してワークの加工
とドレッシングの自動化を可能としている。直接定寸時
の砥石台位置を読み取り、更にセンサ検出時の砥石台位
置を読み取ることによる簡明な手続きにより砥石修正工
具の監視を容易にしている。

【００１０】また請求項４の発明は、砥石修正装置を有
するＮＣ研削盤において、ワーク定寸加工後の砥石台の
位置検出値を読み取り定寸時の砥石半径Ｇ_i を求め、続
いて前記砥石修正工具が砥石外周面に当接するよう前記
砥石及び前記砥石修正工具の少なくとも一方を相対移動
させ、前記砥石外周面と該砥石修正工具の刃先とが当接
する時の前記砥石台の位置をセンサで検出し、該砥石台
の位置検出値と前記砥石修正工具の検出器原点からの距
離とから前記砥石修正工具中心から刃先までの工具刃先
寸法Ｄ_j を演算して求めるものである。請求項４の発明
によれば、ワークの定寸加工後の砥石半径を砥石台の位
置検出器で読み取った位置から毎回求め、前後の値を比
較して砥石摩耗量を求める。このようにして求めた砥石
半径を既知として砥石修正工具の外径位置を接触センサ
で求めドレッシングごとの砥石修正工具の工具刃先寸法
を求めるものである。

【００１１】また請求項５の発明は前記砥石半径Ｇ_i 及
び前記工具刃先寸法Ｄ_j から前記砥石と前記砥石修正工
具のそれぞれの摩耗量Ｇ_i-1 −Ｇ_i 及びＤ_j-1 −Ｄ_j と
の少なくとも一方を演算して求めるものである。請求項
５の発明によれば、ワーク加工ごとの砥石半径と砥石修
正工具の工具刃先寸法からそれぞれの摩耗量を時系列と
して求め、それぞれの寸法及び摩耗量の変化態様を常時
監視して、砥石と砥石修正工具の寿命管理を行うことに
より、連続生産されるワークの品質をも監視することが
できる。他の関係する寸法を定数化し計測を少なく演算
を簡略なものとしている。

【００１２】また請求項６の発明は、砥石修正装置を有
するＮＣ研削盤において、ワーク定寸加工後の位置検出
器で読み取った砥石台の位置データとワーク寸法と検出
器原点からワーク中心までの距離とから砥石半径Ｇ_i を
演算する砥石径演算部と、前記砥石半径Ｇ_i を記憶する
砥石径記憶部と、前記砥石の外周面と砥石修正工具の刃
先との当接を検出するセンサと、前記当接を検出した時
に位置検出器で読み取った前記砥石台の位置データと砥
石修正工具中心と前記検出器原点までの距離とから前記
砥石修正工具の工具刃先寸法Ｄ_j を演算する工具寸法演
算部と、前記工具刃先寸法Ｄ_j を記憶する工具寸法記憶
部とを設けたものである。

【００１３】請求項６の発明によれば、砥石修正工具の
工具刃先位置を検出するために、定寸加工後の砥石の外
周面を砥石修正工具の前記工具刃先に当接させた時の振
動を接触式センサーで検出し、ドレッシングごとの砥石
修正工具寸法を求めている。

【００１４】また請求項７の発明は、前記砥石半径Ｇ_i
と前記工具刃先寸法Ｄ_j とから前記砥石と前記砥石修正
工具のそれぞれの摩耗量Ｇ_i-1 −Ｇ_i 及びＤ_j-1 −Ｄ_j
とを演算する摩耗量演算部とを含んでなり、砥石径及び
砥石修正工具の工具刃先寸法と摩耗量の少なくとも一方
から砥石及び砥石修正工具の寿命管理をするものであ
る。

【００１５】請求項７の発明によれば、定寸完了時のワ
ークと当接時の砥石台の位置を検出器から毎回読み取
り、前後の値を比較して寸法変化量を演算し、少なくと
もいずれか一方の摩耗量とその変化量を監視することに
より寸法及び品質の安定したワークを連続生産すること
ができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】〔実施例１〕

【００１７】図１は砥石修正装置と直接定寸装置を有す
るＮＣ研削盤の平面図、図２（ａ）（ｂ）は砥石修正工
具、砥石及びワークの関係位置を示す説明図で、図３は
工具欠損検出の判断部のブロック線図、図４は工具欠損
検出のフローチャートである。本実施例におけるＮＣ研
削盤の砥石修正工具は、ポイントドレッサである。砥石
修正工具の工具刃先寸法Ｄ_j は変化量Ｄ_j-1 −Ｄ_j ＝Δ
Ｔ（ΔＴは工具摩耗量）として扱っている。

【００１８】図１のＮＣ円筒研削盤において、ベッド１
上前側に設けられたＺ軸方向の案内上にテーブル２が移
動可能に載置されており、テーブル２はＮＣ装置６によ
り制御されるＺ軸サーボモータ３によりＺ軸ボールねじ
４を介して移動位置決めされる。一方、ベッド１上後側
にはＸ軸方向の案内が設けられており、このＸ軸サーボ
モータ７によりＸ軸ボールねじ８を介して移動位置決め
される。砥石台５に砥石軸９が回転可能に支持されてお
り、砥石軸９の左端に砥石１１（超砥粒砥石）が着脱可
能に取り付けられている。

【００１９】テーブル２上左側には主軸台１２が固着さ
れており、テーブル２上右側にはＺ軸方向の案内１３が
設けられている。このＺ軸案内１３上にクランプ機構１
０を有する心押台１４が移動可能に載置されており、心
押台１４はサーボモータ１５によりボールねじ１６を介
して移動位置決めされる。主軸台１２の図示しない主軸
の先端にセンタ１７が、また心押台１４の心押軸１８の
先端にセンタ１９が着脱可能にそれぞれ嵌着されてい
る。

【００２０】主軸台１２の砥石側端面に砥石修正装置２
１が取り付けられており、この砥石修正装置はＮＣ制御
で回転数及び回転方向が制御されるサーボモータ２２に
より駆動される回転軸２３を有し、この回転軸２３にツ
ルーイング用のポイントドレッサ２４と直接定寸装置２
５が取り付けられている。

【００２１】直接定寸装置を用いた研削加工において
は、砥石台がプログラム指令値に向かって切り込みを行
う過程において、定寸装置は加工中のワーク径を監視
し、ワーク径が予め設定された寸法になったときに砥石
台切り込みを停止させることで、ワークの寸法管理を行
っている。即ち、砥石台切り込みは、プログラム指令値
にて切り込み完了するわけではなく、直接定寸装置から
の定寸信号が出力されたとき、切り込みを完了する。

【００２２】本願発明はプログラム指令位置と、直接定
寸装置から切り込み完了信号が出て砥石台が切り込みを
完了する位置の偏位量を監視し、この偏位量が予め設定
された基準偏位量より大きくなった際には、ポイントド
レッサ２４が欠損した状態で研削したものと判断し、連
続加工を停止させる。

【００２３】図２は本発明のポイントドレッサ２４，砥
石１及びワーク２６の関係位置を示す説明図である。図
２（ａ）はポイントドレッサの刃先欠損のない場合の砥
石台５の基準偏位量をΔＸ（＝ΔＴ）を示している。ド
レッシング時のポイントドレッサ２４に発生する熱膨張
量とワーク加工時に生ずる砥石表面の摩耗による寸法変
化量は工具欠損の有無に関係なくポイントドレッサの繰
り返し使用による正常な刃先の摩耗のみを考慮するもの
とする。即ち規定ドレッシング量ΔＴｏに対し実修正量
はΔＴｏ−ΔＴである。

【００２４】Ｘｐはプログラム指令の砥石台位置であ
り、Ｘｏは砥石軸の中心であり砥石台の基準位置を示し
ている。ΔＳを規定切込量、ΔＴを工具摩耗量（基準偏
位量ΔＸに等しい）とすると、 Ｘｐ＝Ｘｏ＋ΔＳ−ΔＴ （ΔＳ−ΔＴは実切込量に
相当する） 規定切込量ΔＳに対する偏位量（基準偏位量に相当）Δ
Ｘは、ΔＸ＝ΔＴで与えられる。これは規定の切り込み
量Ｘｏ＋ΔＳより工具摩耗量ΔＴだけ切り込み量が少な
いことを示している。

【００２５】図２（ｂ）はポイントドレッサの刃先欠損
が生じた場合のポイントドレッサ２４、砥石１１及びワ
ーク２６の関係位置を示している。図においてＸｔを定
寸完了時の砥石台位置、ΔＢをポイントドレッサの欠損
量とすると、Ｘｔ＝Ｘｏ＋ΔＳ−ΔＢ（ΔＳ−ΔＢは実
切込量に相当する）。定寸完了時の偏位量Ｘｐ−Ｘｔ
は、砥石修正工具の欠損があるときはΔＴ＝０のため、
｜Ｘｐ−Ｘｔ｜＝｜ΔＢ−ΔＴ｜＝ΔＢ、基準偏位量と
比較すると、ΔＸ−｜Ｘｐ−Ｘｔ｜＝ΔＴ−ΔＢ、砥石
修正工具の欠損の有無はΔＴ−ΔＢの符号で判定可能で
ある。ΔＴ−ΔＢ＞０であればΔＢ≒０で欠損がなくΔ
Ｔ−ΔＢ＜０であれば欠損が生じており研削加工を停止
する必要がある。

【００２６】ポイントドレッサの欠損検出を判断するブ
ロック線図を図３に示している。図において砥石径記憶
部３１に記憶した砥石径と砥石台原点位置３２から砥石
台送り量演算部３３で砥石台送り量Ｘｐを演算し加工プ
ログラム指令部３４に入力する。

【００２７】続く砥石台切込量指令部３７は砥石台の単
位切込量である送りを指令する。所定の切り込み回数終
了後、ワーク２６は直接定寸装置２５で計測される（３
８）。計測結果はワーク仕上がり寸法記憶部３５のデー
タとデータ比較部３６で比較し、その結果が加工プログ
ラム指令部３４に入力され、切り込みが更に必要がどう
か判断し、ワーク２６が定寸に達していない場合は更に
切り込みを続けるよう切込量指令部３７から指令され
る。ワーク寸法が定寸に達しているときは定寸時の砥石
台位置Ｘｔを検出部３９で検出し、砥石台送り量のプロ
グラム指令値Ｘｐとの偏位量を演算（４０）し、その演
算結果の絶対値｜Ｘｐ−Ｘｔ｜と予め基準偏位量（Δ
Ｘ）設定部４１に記憶させたΔＸとの比較を比較演算部
４２で行う。

【００２８】ポイントドレッサの欠損の有無の判断部は
符号判定部４３が中心であり、負の場合は欠損有りを示
し加工停止指令を出し加工作業を停止する。符号が正の
ときはポイントドレッサに異常がなく加工プログラム指
令部３４に研削作業の続行可能を指令する。ここで基準
偏位量ΔＸはポイントドレッサ２４で砥石表面をドレッ
シングした場合の経験的若しくは実験的に得られるポイ
ントドレッサ先端の摩耗量と付加的に発生する刃先の偏
位量であり予め設定可能な数値である。偏位量｜Ｘｐ−
Ｘｔ｜と基準偏位量ΔＸとの比較は前述のとおり差を求
める方法のほか比を求めても良い。例えばΔＸ≒｜Ｘｐ
−Ｘｔ｜＜１のときは加工停止指令を出力させることも
できる。

【００２９】続いて本実施例の作用について図４のフロ
ーチャートに従って説明する。

【００３０】ワーク加工プログラムで指定された個数の
ワーク加工を完了した砥石は砥石面を例えばダイヤモン
ド工具のようなポイントドレッサで修正される。ステッ
プＳ１において、砥石修正プログラムに従い砥石台５は
ポイントドレッサ２４にＸ軸制御で接近しワークテーブ
ル２のＺ軸制御で砥石１１の外径が修正される。

【００３１】ステップＳ２において、ワーク２６を加工
するための初期値として砥石径，砥石台原点及びワーク
仕上がり寸法等が読み込まれる。引き続きステップＳ３
において定寸完了時の砥石台５の異常を検知するための
基準偏位量ΔＸを設定し読み込む。ここで基準偏位量Δ
Ｘは、ポイントドレッサの修正時の摩耗量について正常
な作業状態における実験値，経験値から規定した値であ
る。

【００３２】ステップＳ４において、ステップＳ２で読
み込んだ数値から砥石台基準位置Ｘｐを演算する。以上
ステップＳ１乃至Ｓ４でワーク加工のための準備は完了
する。ワーク２６を加工するための加工プログラムは予
め砥石修正プログラムとは別に読み込まれている。

【００３３】ステップＳ５において、ワーク加工プログ
ラムを起動する。ステップＳ６において、砥石径の切込
量を指令する。自動定寸装置を有する加工において早送
り，粗研削，密研削及びスパークアウトの各段階にワー
ク計測が適宜組み込まれ加工が進行し段階に対応した切
込量が指令される。

【００３４】ステップＳ７において、ワーク２６を計測
手段で計測した結果がステップＳ２で記憶したワーク仕
上がり寸法と比較し、まだ規定寸法に達していない場合
はステップＳ６に戻り引き続き砥石台５の切り込みを続
行する。規定寸法に達しているときは、ステップＳ９に
おいて定寸完了時の砥石台位置Ｘｔを読み取る。

【００３５】ステップＳ１０において、基準偏位量ΔＸ
と偏位量｜Ｘｐ−Ｘｔ｜の差を求めるためΔＸ−｜Ｘｐ
−Ｘｔ｜を演算し、ステップＳ１１においてΔＸ−｜Ｘ
ｐ−Ｘｔ｜の正負を判定する。正の場合はポイントドレ
ッサ２４に異常な刃先変形なく砥石１１が修正されワー
ク２６を加工して定寸完了信号が出力されたものと判断
し、次のワークの加工に移行する。しかしその場合砥石
修正を行う必要の有無を判断のため研削加工の完了ごと
にステップＳ１の砥石修正プログラムに入力される。砥
石修正プログラムの指令によりステップＳ３の基準偏位
量も必要に応じて書き替えが行われる。

【００３６】ステップＳ１２において、符号が負の場合
基準偏位量ΔＸ以上の砥石台の送りが行われたことにな
りポイントドレッサ２４の刃先形状の変化を主とするな
んらかの異常が発生していることを示唆するものであり
ワーク加工を停止して原因を解消する。

【００３７】〔実施例２〕図５はＸ軸検出原点を基準と
した砥石台と砥石修正工具の関係位置を示す説明図、図
６は本実施例の計測ブロック線図、図７はフローチャー
トである。本実施例のＮＣ研削盤には砥石修正装置の砥
石工具としてロータリドレッサーを備えており、また図
示しない直接定寸装置が設けられている。砥石修正工具
の工具刃先寸法Ｄ_j は本実施例ではロータリドレッサ半
径に等しい。

【００３８】図５において、砥石５１の軸心５２の検出
位置Ｐｘ_i は、Ｘ軸検出器原点５３を基準とする。Ｘ軸
原点のワーク軸心位置５４と砥石外周面までの寸法Ｗｘ
（Ｘ軸現在位置を示す）、ワーク軸心位置５４のＸ軸検
出器原点５３からの距離（以下Ｘ軸原点オフセット量と
いう）をＸ₀ とすると砥石半径Ｇ_i との間に次の関係式
が成立する。 Ｇ_i ＝Ｐｘ_i −Ｘ₀ −Ｗｘ ──────────（１） またロータリドレッサ５５の軸心位置５６は、Ｘ軸検出
器原点５３からの距離（以下Ｕ軸原点オフセット量とい
う）をＵ₀ で与えられる定位置に設けられている。砥石
外周面とロータリドレッサ外周面間の距離をＵｅ（Ｕ軸
現在位置を示す）とするとロータリドレッサ半径Ｄ_j と
の間には次の関係式が成立する。 Ｄ_j ＝Ｐｘ_j −Ｇ_i −Ｕ₀ −Ｕ_e ──────（２） ここでＰｘ_j は砥石外周面がロータリドレッサの外周面
に接した時の砥石台の検出位置であり、Ｇ_i は（１）式
で求められた砥石半径である。

【００３９】本実施例において、砥石半径Ｇ_i とロータ
リドレッサ半径Ｄ_j の寸法監視を容易にするために砥石
台のＸ軸検出器の読み取り値以外の関係寸法を定数化す
る。（１）式において、Ｘ軸原点オフセット値Ｘ₀ は常
に定数である。またＸ軸現在値Ｗｘをワークの定寸寸法
Ｗ₀ に等しくＷｘ＝Ｗ₀ と置くとこれも定数となる。即
ち砥石外周面を加工物外周面と同一位置にすることで、
Ｘ軸現在値を加工物の寸法Ｗ₀ と置き換えＸ軸オフセッ
ト値Ｘ₀ を変更しないことを前提にするとき （１）式は、Ｇ_i ＝Ｐｘ_i −Ｋ₁ ────────（３） 但しＫ₁ ＝Ｘ₀ ＋Ｗ₀ 。この関係式から加工物の寸法Ｗ
₀ を維持すれば砥石半径Ｇ_i はＸ軸検出器の読み取り値
より算出されることになる。加工物の寸法Ｗ₀ は直接定
寸装置に予め設定される。

【００４０】また（２）式において、（１）式から砥石
半径Ｇ_i を既知としＵ軸原点オフセットがＵｏで一定で
あり、砥石外周面をロータリドレッサ外周面に接触させ
てＵ 軸現在位置Ｕｅ＝０とすると、Ｄ_j ＝Ｐｘ_j −Ｋ₂ ───（４） 但しＫ₂ ＝ＲＧ₀ ＋Ｕ₀ 。ここでＵｅ＝０のときのＰｘ
₁ の値をＰｘ₂ とする。従ってロータリドレッサ半径Ｄ
_j もＸ軸検出器の読み取り値で算出できることを示して
いる。

【００４１】砥石外周面はワーク加工時に外周が摩耗
し、砥石軸心位置は熱変位等で変化するが定寸測定の短
時間後なら誤差の介入も少ない。従って定寸後タイマー
で管理された一定期間内に自動でロータリドレッサ半径
Ｄ_j の測定を行うものとする。自動で行われない場合も
タイマーで管理された所定期間中にのみロータリドレッ
サ半径を測定させる必要がある。定寸後に砥石台を移動
させて砥石外周面をロータリドレッサの刃先に当接さ
せ、これをセンサで検知しＸ軸検出器の検出値をドレッ
シング後の定寸加工ごとに求めこれからロータリドレッ
サの摩耗量を知ることができる。

【００４２】定寸後の砥石台の位置はＸ軸検出器で位置
を読み取りワーク定寸加工完了時の砥石半径が前述の式
（１）または（３）で演算される。前述のように砥石外
周と固定平面またはロータリドレッサ外周との当接を検
出する時に使用するセンサは、砥石外周面とロータリド
レッサ外周面との当接時のわずかな振動を検出する。例
えばＡＥセンサが使用可能である（Ａcoustic Emission
Sensor で例えば（株）ゼクセル社製商品名ＡＥドレッ
サ）。ＡＥセンサは一般に結晶体が破砕される時に発生
するＡＥ波を電気信号に変換し、これを検知信号として
判定回路のしきい値と比較し破損と判定するものであ
る。

【００４３】しかし砥石修正工具がロータリドレッサの
ように振動の伝達経路に軸受が存在するとＡＥ波が減衰
しやすいのでＡＥセンサの使用は躊躇されてきた。伝達
経路を液体のみ介在させることによりＡＥ波の減衰が少
なく振動が検出可能でありロータリドレッサの場合でも
砥石修正工具の刃先の振動検出ができる。従って砥石修
正工具の刃先が固定されている、ダイヤモンドツールの
場合でも刃先が回転するロータリドレッサの場合でも当
接時の微振動の検出が可能である。定寸後の砥石径を既
知量とし砥石台を移動させ上述したＡＥセンサを砥石修
正工具の近傍に設け砥石と砥石修正工具との当接時の砥
石台の位置データＰｘｊから前述の式（２）また（４）
を用いてロータリドレッサ半径が演算される。定寸後の
砥石半径Ｇ_i ，ドレッシングを行った後の定寸後の砥石
径を既知として求めたロータリドレッサ半径Ｄ_j から、
それぞれの経時変化量Ｇ_i-1 −Ｇ_i 及びＤ_j-1 −Ｄ_j は
それぞれの摩耗量を表しており、これを時系列に求める
ことができる。

【００４４】図６に示すブロック線図において、ＮＣ研
削盤の中央制御装置５９は、ワークの加工・ワーク定寸
・砥石修正工具の修正演算式等がプログラムされるプロ
グラム制御部で構成されている。この中央制御装置にデ
ータを供給し、データの書き換えが可能なデータ記憶部
６０が設けられ初期データも書込まれている。初期デー
タとしてワークの加工データＷ₀ ，砥石台のＸ軸原点オ
フセットＸ₀ ，砥石修正工具のＵ軸原点オフセット
Ｕ₀ ，砥石半径Ｇ₀ ，ロータリドレッサ半径Ｄ₀ ，砥石
軸位置データＰｘ₀ である。指令の伝達とデータの伝送
及びデータの書き換えはインタフェース６１を通じ実行
される。

【００４５】中央制御装置５９は、直接定寸計測部６２
に定寸を指令し、ワークの寸法Ｗｘが目標加工寸法Ｗ₀
に達しているかの判断をデータ比較部６３で行う。Ｗｘ
がＷ ₀ に達したＷｘ＝Ｗ₀ のとき、砥石半径量演算部６
４でそのときの砥石軸の位置データＰｘ_i ，ワークの目
標加工寸法Ｗ₀ ，Ｘ軸原点オフセットＸ₀ から定寸時の
砥石半径Ｇ_i が演算される。

【００４６】次に定寸後のロータリドレッサ半径Ｄ
_j は、砥石半径Ｇ_i を既知として修正工具刃先位置検出
部６５のＡＥセンサで砥石外周面とロータリドレッサの
外周面との接触を検知しその時の砥石台の位置データか
らロータリドレッサの外周面位置Ｐｘ_j 求め、次いで前
のドレッシング時に同様な方法により求めたロータリド
レッサの外周面位置Ｐｘ_j-1 とを比較する修正工具刃先
データ比較部６６で外周面位置の変化量ΔＰ＝（Ｐｘ
_j-1 −Ｐｘ_j ）を求める。先のドレッシングで摩耗した
ロータリドレッサの半径Ｄ_j は修正工具演算部６７で演
算される。

【００４７】定寸後の砥石半径Ｇ_i とロータリドレッサ
半径Ｄ_j が次のドレッシング後の初期データとしてデー
タ記憶部４０のＧ_i-1 ，Ｄ_j-1 に替えてデータが書き換
えられる。メモリされた砥石半径Ｇ_i （_i ＝１…ｎ），
ロータリドレッサ半径Ｄ_j （ _j ＝１…ｍ）は摩耗量演算
部４８で演算処理される。定寸ごとの砥石摩耗量Ｇ_{i- 1}
−Ｇ_i ＝ΔＧ_i 、ドレッシングごとの摩耗量Ｄ_j-1 −Ｄ
_j ＝ΔＤ_j 及び摩耗量の積算ΣΔＧ_i ，ΣΔＤ_j を行い
メモリされる。

【００４８】次に実施例２の砥石及び砥石修正工具監視
装置の作用について図７のフローチャートに従って説明
する。ワークの研削仕上がり寸法を正確に維持し自動作
業を継続するため作業中において、砥石半径とロータリ
ドレッサ半径の変化量を常時監視することが必要であ
る。

【００４９】ステップＳ５１においてワーク加工プログ
ラム，直接定寸装置の作動プログラム，砥石修正プログ
ラム等を読み込んだ後起動を開始させる。ステップＳ５
２において前記プログラムのそれぞれの起動に必要な初
期値の書込みを行う。初期値としてワークの仕上げ寸法
Ｗ₀ ，砥石半径Ｇ₀ ，ロータリドレッサ半径Ｄ₀ ，オフ
セットＸ₀ ，Ｕ₀ である。書き換え可能データは定寸時
の砥石台検出位置Ｐｘ _i と砥石半径Ｇ_i 及び接触検出時
の砥石台検出位置Ｐｘ_j と工具半径Ｄ_j である。またメ
モリされるのは砥石半径Ｇ_i （ｉ＝１…ｎ）と工具半径
Ｄ_j （ｊ＝１…ｍ）及び砥石摩耗量ΔＧ_i とΣΔＧ_i と
工具摩耗量ΔＤ_j とΣΔＤ_j である。ステップＳ５３に
おいてワークの加工予定数量ｎ個を設定し、ステップＳ
５４でワーク加工プログラムの動作指令を行いステップ
Ｓ５５においてｉ番目のワーク加工の継続を指令する。
加工プログラムが進行しステップＳ５６においてワーク
の加工寸法Ｗｘが計測される。

【００５０】ステップＳ５７において目標の設計寸法Ｗ
₀ と加工寸法Ｗｘとが等しくなるまでステップＳ５６に
戻って定寸加工作業を続行し、定寸に達したとき、当該
ワークに対する加工が完了したとしてステップＳ５４に
戻り、次のステップＳ６０でドレッシング予定回数ｋ
（ドレッシングをすべき時の定寸回数）に達するまで、
次のワークの加工プログラムを続行するよう指令され
る。ワークの定寸完了時の砥石のＸ軸検出器の読み取り
値Ｐ_{x i} から前述の計算式（１）または（３）から定寸
時の砥石半径Ｇ_i がステップＳ５９で演算される。砥石
半径Ｇ_i はその都度ステップＳ５２へ戻されてＧ_i-1 →
Ｇ_i に書き換えられる。また砥石半径Ｇ_i の演算が完了
し、定寸回数がドレッシング予定回数を越えているかど
うかステップＳ６０で判断し越えている場合はステップ
Ｓ６１に移行しロータリドレッサの刃先位置検出を行
う。

【００５１】ステップＳ６０で砥石半径Ｇ_i の演算時の
定寸回数の_i ＝ｋに達していないと判断したときはステ
ップＳ５４に戻り_i 番目の定寸加工を続行させる。ステ
ップＳ６１で検出した砥石修正工具外径面Ｐx _j を先の
ドレッシング時に検出したＰx _j-1 −Ｐx _j とからステ
ップＳ６２で砥石修正工具外径面変化量（摩耗量に等し
い）ΔＤ_j ＝Ｐx _j-1 −Ｐx _j を演算する。ロータリド
レッサ半径Ｄ_j は先の記録値Ｄ_j-1 とΔＤ_j とからステ
ップＳ６３で演算して求められる。Ｄ_j のデータはステ
ップＳ５２に戻してＤ_j-1 に書き換えられる。

【００５２】ステップＳ６４において管理上の基本デー
タとからなる砥石半径Ｇ_i のすべてのデータが得られた
かどうかを判断する。未だ得られていない場合はｉ番目
のＧ _i を求めるようステップＳ５４に戻って指令する。
すべてのＧ_i が得られている場合は、更にすべてのロー
タリドレッサ半径Ｄ_j は得られているかをステップＳ６
５で判断し、Ｄ_j とステップＳ９で求めたＧ_i とはステ
ップＳ６５で砥石半径Ｇ_i （ｉ＝１…ｎ），ロータリド
レッサ半径Ｄ_j （ｊ＝１…ｍ）、工具摩耗量ΔＤ_j （ｊ
＝１…ｍ）が記録されそれぞれの寸法管理に用いられ
る。更にステップＳ６５ではΔＧ_i （＝Ｇ_i-1 −
Ｇ_i ），ΔＤ_j ，ΣΔＧ_i ，ΣΔＤ_j のそれぞれが演算
され異常な摩耗の有無の管理に用いられる。すべての砥
石とロータリドレッサに関する管理数値をステップＳ６
５で得ることにより、連続的な定寸加工においてワーク
の品質管理も併せて可能となる。

【００５３】上記の実施形態においては直接定寸装置を
用いた例を説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、加工後に機械とは別個に設けた計測装置或い
は作業者による計測によって、ワークが定寸に加工され
たことが確認された場合に行うようにしても良い。ま
た、上述の実施形態ではロータリドレッサを例に挙げて
いるだ単石のドレッサを用いても良く、その際には工具
刃先寸法Ｄ_j はオフセット値Ｕｏを予め含むものであっ
ても良いし、砥石の代わりにドレッサが移動してドレッ
シングを行うものの場合には、その移動量を用いて演算
するようにすればよい。その他、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲において適宜変更可能なことは言うまでもな
い。

【００５４】

【発明の効果】請求項１，２に記載の発明の効果は、連
続加工中に行われる砥石修正過程において生ずる砥石修
正工具の欠損を自動的に検知し、研削加工作業を停止さ
せることができる。従来、ワークの表面を目視判定した
り修正作業時の異音発生を作業者が感知して砥石修正工
具の欠損を知って対処していたのを砥石台の位置の異常
で自動的に検出できるようにしたものである。欠損した
砥石修正工具で修正した表面不良の砥石による研削加工
により、表面品質の低下した不良ワークの発生を抑止す
ることが可能でワークの品質管理上、省人化効果が得ら
れる。

【００５５】請求項３に記載の発明の効果は、工作物の
仕上がり完了を直接自動定寸装置を用いることによりＸ
軸検出器で読み取れる砥石外径位置を唯一の砥石と砥石
修正工具の寸法管理上のパラメータとし他のパラメータ
をすべて定数化することを可能とし管理を容易化してい
る。

【００５６】請求項４，６記載の発明の効果は、砥石半
径Ｇ_i を定寸加工後に砥石台の位置検出器の検出値から
読み取り、続いて砥石台を移動させ砥石修正工具に当接
させその時の位置検出器の検出値と定数化した検出器原
点からのオフセット値とから工具刃先寸法Ｄ_j を演算す
るようにしてＧ_i とＤ_j を容易に求めることができる。

【００５７】請求項５，７記載の発明の効果は連続加工
中の砥石半径Ｇ_i と工具刃先寸法Ｄ _j を計測し各々の寸
法は摩耗量を時系列で把握して寿命管理を行うことがで
きるので異常発見の早期化と良質な加工品の連続生産が
遂行できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の砥石修正装置と直接定寸装置を有する
ＮＣ円筒研削盤である。

【図２】図２は実施例１の説明用図面で、（ａ）は工具
欠損のない場合の砥石修正工具，砥石及びワークの関係
位置の説明図、（ｂ）は工具欠損のある場合の砥石修正
工具の，砥石及びワークの関係位置の説明図である。

【図３】実施例１の説明用図面で、本発明の工具欠損検
出の判断部を示すブロック線図である。

【図４】実施例１の説明用図面で、本発明の砥石修正工
具の刃先欠損検出のフローチャートである。

【図５】実施例２の説明用図面で、Ｘ軸原点を基準とし
た砥石台と砥石修正工具との関係位置の説明図である。

【図６】実施例２の説明用図面で、砥石と砥石修正工具
監視装置のブロック線図である。

【図７】実施例２の説明用図面で、砥石と砥石修正工具
監視装置のフローチャートである。

【符号の説明】

１ ベッド ２ テーブル ３ Ｚ軸サーボモータ ４ Ｚ軸ボールねじ ５ 砥石台 ６ ＮＣ装置 ７ Ｘ軸サーボモータ ８ Ｘ軸ボールねじ ９ 砥石軸 １１，５１ 砥石 １２ 主軸台 １７ センタ １９ 心押台 ２１ ドレッシング装置 ２２ サーボモータ ２３ 回転軸 ２４ 砥石修正工具（ポイントドレッサ） ２５ 直接定寸装置 ２６ ワーク ５２ 砥石軸心 ５３ Ｘ軸検出器原点 ５４ ワーク中心 ５５ 砥石修正工具（ロータリドレッサ） ５７ センサ（ＡＥセンサ）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥石修正装置と工作物測定装置とを有す
   るＮＣ研削盤において、工作物が所定寸法に達したこと
   を工作物測定装置が検出したときのプログラム指令値と
   砥石台の位置検出値との差が予め設定された基準値を越
   える場合に砥石修正工具が欠損していると判断する砥石
   修正工具監視方法。
2. 【請求項２】 砥石修正装置と工作物測定装置とを有す
   るＮＣ研削盤において、工作物が指定寸法に達したこと
   を工作物測定装置が検出したときのプログラム指令値と
   砥石台位置の検出値とに基づいて砥石修正工具の欠損の
   有無を判断する判断部を設けたことを特徴とする砥石修
   正工具監視装置。
3. 【請求項３】 工作物測定装置が直接定寸装置である請
   求項２記載の砥石修正工具監視装置。
4. 【請求項４】 砥石修正装置を有するＮＣ研削盤におい
   て、ワーク定寸加工後の砥石台の位置検出値を読み取り
   定寸時の砥石半径Ｇ_i を求め、続いて前記砥石修正工具
   が砥石外周面に当接するよう前記砥石及び前記砥石修正
   工具の少なくとも一方を相対移動させ、前記砥石外周面
   と該砥石修正工具の刃先とが当接する時の前記砥石台の
   位置をセンサで検出し、該砥石台の位置検出値と前記砥
   石修正工具の検出器原点からの距離とから前記砥石修正
   工具中心から刃先までの工具刃先寸法Ｄ_j を演算して求
   めることを特徴とする砥石及び砥石修正工具監視方法。
5. 【請求項５】 前記砥石半径Ｇ_i 及び前記工具刃先寸法
   Ｄ_j から前記砥石と前記砥石修正工具のそれぞれの摩耗
   量Ｇ_i-1 −Ｇ_i 及びＤ_j-1 −Ｄ_j との少なくとも一方を
   演算して求めることを特徴とする請求項４記載の砥石及
   び砥石修正工具監視方法。
6. 【請求項６】 砥石修正装置を有するＮＣ研削盤におい
   て、ワーク定寸加工後の位置検出器で読み取った砥石台
   の位置データとワーク寸法と検出器原点からワーク中心
   までの距離とから砥石半径Ｇ_i を演算する砥石径演算部
   と、前記砥石半径Ｇ_i を記憶する砥石径記憶部と、前記
   砥石の外周面と砥石修正工具の刃先との当接を検出する
   センサと、前記当接を検出した時に位置検出器で読み取
   った前記砥石台の位置データと砥石修正工具中心と前記
   検出器原点までの距離とから前記砥石修正工具の工具刃
   先寸法Ｄ_j を演算する工具寸法演算部と、前記工具刃先
   寸法Ｄ_j を記憶する工具寸法記憶部とを設けたことを特
   徴とする砥石及び砥石修正工具監視装置。
7. 【請求項７】 前記砥石半径Ｇ_i と前記工具刃先寸法Ｄ
   _j とから前記砥石と前記砥石修正工具のそれぞれの摩耗
   量Ｇ_i-1 −Ｇ_i 及びＤ_j-1 −Ｄ_j の少なくとも一方を演
   算する摩耗量演算部を設けた請求項６に記載の砥石及び
   砥石修正工具監視装置。