JP2001269867A

JP2001269867A - 電解ドレッシング用電源制御方法と装置

Info

Publication number: JP2001269867A
Application number: JP2000085874A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Omori; 整大森; Yutaka Yamagata; 豊山形; Muneaki Asami; 宗明浅見; Kenichi Yoshikawa; 研一吉川; Nobunaga Akiyama; 宣長秋山
Original assignee: TSURIONSESU HANBAI KK; Nexsys Corp; RIKEN Institute of Physical and Chemical Research; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: TSURIONSESU HANBAI KK; Nexsys Corp; RIKEN Institute of Physical and Chemical Research; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2001-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】小径砥石や小型砥石であっても、或いは実加
工時間に較べて非加工時間が長い場合でも、砥石形状の
変化を最小限に抑えて高い加工精度を維持でき、かつ砥
石の寿命を延ばすことができ、かつ加工負荷が特に大き
い場合でも、砥石の消耗に対応して砥粒を突出させて砥
石の切れ味を保持し高い加工能率を維持できる装置と方
法を提供する。【解決手段】導電性砥石１と電極２との間に導電性液
３を流しながら、砥石と電極との間に電圧を印加し、砥
石を電解によりドレッシングしながらワーク４を研削す
る電解ドレッシング研削において、音センサ１２により
砥石とワークの接触音を検出し、制御器１４により接触
音が所定のしきい値を超える場合に電源を入れ、接触音
が所定のしきい値を下回る場合に電源を切って、電解ド
レッシングを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解ドレッシング
用電源制御装置とその制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の科学技術の発展に伴って、超精密
加工への要求は飛躍的に高度化しつつあり、この要求を
満たす鏡面研削手段として、電解インプロセスドレッシ
ング研削法（ＥｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃＩｎ-ｐｒｏ
ｃｅｓｓＤｒｅｓｓｉｎｇ：ＥＬＩＤ研削法）が本願
出願人等により開発され、発表されている（理研シンポ
ジウム「鏡面研削の最新技術動向」、平成３年３月５日
開催）。

【０００３】このＥＬＩＤ研削法は、図４に模式的に示
すように、従来の電解研削における電極に代えて導電性
砥石１を用い、かつこの砥石と隙間（ギャップ）を隔て
て対向する電極２を設け、砥石と電極との間に導電性液
３を流しながら砥石１と電極２との間に電圧を印加し、
砥石を電解によりドレッシングしながら、砥石によりワ
ークを研削するものである。すなわち、メタルボンド砥
石１を陽極、砥石表面にギャップを隔てて対設された電
極２を陰極とし、研削作業と同時に砥石の電解ドレッシ
ングを行うことにより、研削性能を維持・安定させるこ
とのできる研削法である。なお、この図において、４は
ワーク（被研削材）、５はＥＬＩＤ電源、６は給電体、
７は導電性液のノズルである。

【０００４】このＥＬＩＤ研削法では砥粒を細かくして
も電解ドレッシングにより砥粒の目立てにより砥石の目
詰まりが生じないので、砥粒を細かくすることにより鏡
面のような極めて優れた加工面を研削加工により得るこ
とができる。従って、ＥＬＩＤ研削法は、高能率研削か
ら鏡面研削に至るまで砥石の切れ味を維持でき、かつ従
来技術では不可能であった高精度な表面を短時間に創成
できる手段として、種々の研削加工への適用が期待され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したＥＬＩＤ研削
における電流Ｉ及び電圧Ｖはある時間が経過するとほぼ
一定値になり、その後は、ほぼ一定値が維持される。す
なわち、加工条件と電解条件のバランスから砥粒の突出
と被膜の形成・除去が決まり、これにより研削能率と研
削面の面粗さがほぼ一定に保持される。

【０００６】しかし、かかるＥＬＩＤ研削では、砥石と
電極の間に常に所定の電流Ｉが流れこれにより砥石の電
解ドレッシングが常時行われるため、（１）小径砥石、
小型砥石の場合、或いは（２）非加工時間に較べて実加
工時間の比率が少ない場合等には、非加工時間の間に電
解ドレッシングが過度に進んでしまい、砥石形状が変化
して加工精度が低下したり、砥石の寿命が短くなる問題
点があった。また、（３）加工負荷が特に大きい場合に
は、砥石の消耗に較べて砥粒の突出が遅れ、砥石の切れ
味が低下して、加工能率が低下する問題点があった。

【０００７】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、小径
砥石や小型砥石であっても、或いは実加工時間に較べて
非加工時間が長い場合でも、砥石形状の変化を最小限に
抑えて高い加工精度を維持でき、かつ砥石の寿命を延ば
すことができ、かつ加工負荷が特に大きい場合でも、砥
石の消耗に対応して砥粒を突出させて砥石の切れ味を保
持し高い加工能率を維持できる装置と方法を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、導電性
砥石（１）と電極（２）との間に導電性液（３）を流し
ながら、砥石と電極との間に電圧を印加し、砥石を電解
によりドレッシングしながらワーク（４）を研削する電
解ドレッシング研削において、砥石とワークの接触音を
検出し、該接触音が所定のしきい値を超える場合に砥石
と電極との間に電圧を印加し、しきい値を下回る場合に
電圧の印加を停止する、ことを特徴とする電解ドレッシ
ング用電源制御方法が提供される。

【０００９】また、本発明によれば、ワーク（４）との
接触面を有する導電性砥石（１）と、砥石と間隔を隔て
て対向する電極（２）と、砥石と電極との間に導電性液
（３）を流すノズル（７）と、砥石と電極との間に電圧
を印加する電源（１１）とを備え、砥石を電解によりド
レッシングしながらワークを研削する電解ドレッシング
研削において、前記砥石とワークの接触音を検出する音
センサ（１２）と、該接触音が所定のしきい値を超える
場合に電源を入れ、接触音が所定のしきい値を下回る場
合に電源を切る制御器（１４）と、を備えたことを特徴
とする電解ドレッシング用電源制御装置が提供される。

【００１０】上記本発明の方法及び装置によれば、音セ
ンサ（１２）により砥石とワークの接触音を検出し、制
御器（１４）により接触音が所定のしきい値を超える場
合に砥石と電極との間に電圧を印加し、しきい値を下回
る場合に電圧の印加を停止するので、砥石がワークに接
触しない非加工時間が長い場合でも、その間の電解ドレ
ッシングを停止できるので、非加工時間における砥石形
状の変化を最小限に抑えて高い加工精度を維持でき、か
つ砥石の寿命を延ばすことができる。

【００１１】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
制御器（１４）は、前記しきい値を設定するしきい値設
定器（１５）と、接触音が所定のしきい値を超えた後に
電源を入れるまでの時間を設定するオンディレイ設定器
（１６）と、接触音が所定のしきい値を下回った後に電
源を切るまでの時間を設定するオフディレイ設定器（１
７）とを備える。

【００１２】この構成により、しきい値設定器（１５）
により、加工条件に合わせてしきい値を任意に設定でき
る。また、オンディレイ設定器（１６）により、その前
の目立てが十分な場合に接触後に電源を入れるまでの時
間を任意に設定できる。更に、オフディレイ設定器（１
７）により、加工の逃げや加工面の溝等で電源が頻繁に
切れるのを回避することができる。

【００１３】更に、前記電源（１１）は、入力信号によ
り印加電圧を調整可能であり、前記制御器（１４）は、
接触音が所定のしきい値を超える場合に、接触音に応じ
た入力信号を電源に出力することが好ましい。

【００１４】この構成により、加工負荷が大きく変化す
る場合でも、砥石の消耗に対応して電解ドレッシングを
調節し、砥粒を常に突出させて砥石の切れ味を保持し、
高い加工能率を維持することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付して使用する。

【００１６】図１は、本発明による電源制御装置を備え
た電解ドレッシング装置の全体構成図である。この図に
おいて、電解ドレッシング装置は、ワーク４との接触面
を有する導電性砥石１と、砥石と間隔を隔てて対向する
電極２と、砥石１と電極２との間に導電性液３を流すノ
ズル７と、砥石１と電極２との間に電圧を印加する電源
１１及び給電体６とからなり、砥石１と電極２との間に
導電性液３を流しながら、砥石１と電極２との間に電圧
を印加し、砥石１を電解によりドレッシングしながらワ
ーク４を研削するようになっている。かかる構成は従来
のＥＬＩＤ研削装置と同様である。

【００１７】図１において、本発明の電源制御装置１０
は、更に、砥石１とワーク４の接触音を検出する音セン
サ１２と、検出された接触音が所定のしきい値を超える
場合に電源を入れ、接触音が所定のしきい値を下回る場
合に電源を切る制御器１４とを備える。音センサ１２
は、ワーク４又はワークの取付台８に取付けられ、砥石
１がワーク４に接触する際の音を検出し、その音レベル
に応じた振幅の電気信号を出力する。この音センサ１２
には、例えばマイクロフォンを用いることができる。

【００１８】また、この図に示すように、制御器１４
は、しきい値を設定するしきい値設定器１５と、接触音
が所定のしきい値を超えた後に電源を入れるまでの時間
を設定するオンディレイ設定器１６と、接触音が所定の
しきい値を下回った後に電源を切るまでの時間を設定す
るオフディレイ設定器１７とを備えている。しきい値設
定器１５、オンディレイ設定器１６及びオフディレイ設
定器１７は、それぞれ例えばデジタルスイッチであり、
しきい値設定器１５は音レベルを例えばｄＢ単位で、オ
ンディレイ設定器１６及びオフディレイ設定器１７は遅
れ時間を秒単位で入力できるようになっている。

【００１９】図２は、図１の制御器のブロック図であ
る。この図に示すように、制御器１４は更に、リミッタ
２１、フィルタ２２、比較回路２３、オンディレイ回路
２４、オフディレイ回路２５、出力回路２６を備える。

【００２０】リミッタ２１は、衝撃音等、過大レベルの
音が音センサ１２から入力された場合に、その入力信号
を遮断して後段の回路を保護する。フィルタ２２は、音
センサ１２から入力された電気信号のうち所定の周波数
帯域の信号のみを通過させる。図３に示すように、通
常、加工音を示す信号ａの周波数は周囲の雑音ｂに較べ
て高い帯域に存在する。従って、検出すべき加工音の周
波数帯域を実験的に求め、その帯域以上の周波数信号だ
けを通過させるバイパスフィルターを使用するのがよ
い。

【００２１】比較回路２３は、しきい値設定器１５で設
定されたしきい値と音センサ１２から入力された接触音
の電気信号を比較し、接触音が所定のしきい値を超える
場合にオンディレイ回路２４に作動信号を発信し、逆に
接触音が所定のしきい値を下回る場合にオフディレイ回
路２５に作動信号を発信する。

【００２２】オンディレイ回路２４は、作動信号の受振
後の経過時間をカウントし、その時間がオンディレイ設
定器１６の設定時間（例えば１０秒）を経過した後に、
出力回路２６に出力信号を出力する。また、オフディレ
イ回路２５は、作動信号の受振後の経過時間を同様にカ
ウントし、その時間がオンディレイ設定器１６の設定時
間（例えば３秒）を経過した後に、出力回路２６に停止
信号を出力する。なお、比較回路２３の作動信号が設定
時間前に０になる場合には、カウント時間をリセットす
る。

【００２３】出力回路２６は、オンディレイ回路２４か
らの出力信号により電源１１を入れ、逆にオフディレイ
回路２５の停止信号により電源１１を切る。

【００２４】更に、図１において、電源１１は、入力信
号により印加電圧が調整可能になっていることが好まし
い。また、この場合に、制御器１４は、接触音が所定の
しきい値を超える場合に、接触音に応じた入力信号を電
源に出力するようになっている。

【００２５】上述した本発明の方法及び装置によれば、
音センサ１２により砥石とワークの接触音を検出し、制
御器１４により接触音が所定のしきい値を超える場合に
砥石と電極との間に電圧を印加し、しきい値を下回る場
合に電圧の印加を停止するので、砥石がワークに接触し
ない非加工時間が長い場合でも、その間の電解ドレッシ
ングを停止できるので、非加工時間における砥石形状の
変化を最小限に抑えて高い加工精度を維持でき、かつ砥
石の寿命を延ばすことができる。

【００２６】また、しきい値設定器１５、オンディレイ
設定器１６及びオフディレイ設定器１７を備えることに
より、しきい値設定器１５により、加工条件に合わせて
しきい値を任意に設定できる。また、オンディレイ設定
器１６により、その前の目立てが十分な場合に接触後に
電源を入れるまでの時間を任意に設定できる。更に、オ
フディレイ設定器１７により、加工の逃げや加工面の溝
等で電源が頻繁に切れるのを回避することができる。

【００２７】更に、電源１１を入力信号により印加電圧
を調整可能に構成し、制御器１４により、接触音が所定
のしきい値を超える場合に、接触音に応じた入力信号を
電源に出力することにより、加工負荷が大きく変化する
場合でも、砥石の消耗に対応して電解ドレッシングを調
節し、砥粒を常に突出させて砥石の切れ味を保持し、高
い加工能率を維持することができる。

【００２８】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されず、本発明の要旨を逸脱しない限りで種々に変更で
きることは勿論である。

【００２９】

【発明の効果】上述したように、本発明の電解ドレッシ
ング用電源制御装置とその制御方法は、小径砥石や小型
砥石であっても、或いは実加工時間に較べて非加工時間
が長い場合でも、砥石形状の変化を最小限に抑えて高い
加工精度を維持でき、かつ砥石の寿命を延ばすことがで
き、かつ加工負荷が特に大きい場合でも、砥石の消耗に
対応して砥粒を突出させて砥石の切れ味を保持し高い加
工能率を維持できる、等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電源制御装置を備えた電解ドレッ
シング装置の全体構成図である。

【図２】図１の制御器のブロック図である。

【図３】加工音及び雑音の周波数帯域と信号レベルの関
係図である。

【図４】ＥＬＩＤ研削法の説明図である。

【符号の説明】

１導電性砥石、２電極、３導電性液、４ワーク
（被研削材）、５電源、６給電体、７ノズル、１
０電源制御装置、１１電源、１２音センサ、１４
制御器、１５しきい値設定器、１６オンディレイ
設定器、１７オフディレイ設定器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 500133576 ツリオンセス販売株式会社東京都千代田区内神田１丁目５番11号 (72)発明者大森整埼玉県和光市広沢２番１号理化学研究所内 (72)発明者山形豊埼玉県和光市広沢２番１号理化学研究所内 (72)発明者浅見宗明東京都台東区台東４−31−７新世代加工システム株式会社内 (72)発明者吉川研一東京都田無市本町６丁目１番12号シチズン時計株式会社田無製造所内 (72)発明者秋山宣長東京都千代田区内神田１丁目５番11号ツリオンセス販売株式会社内Ｆターム(参考） 3C047 AA02 AA08 AA13 AA25 3C059 AA02 AB01 CC05 CG10 GC01 HA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性砥石（１）と電極（２）との間に
導電性液（３）を流しながら、砥石と電極との間に電圧
を印加し、砥石を電解によりドレッシングしながらワー
ク（４）を研削する電解ドレッシング研削において、砥
石とワークの接触音を検出し、該接触音が所定のしきい
値を超える場合に砥石と電極との間に電圧を印加し、し
きい値を下回る場合に電圧の印加を停止する、ことを特
徴とする電解ドレッシング用電源制御方法。
【請求項２】ワーク（４）との接触面を有する導電性
砥石（１）と、砥石と間隔を隔てて対向する電極（３）
と、砥石と電極との間に導電性液（３）を流すノズル
（７）と、砥石と電極との間に電圧を印加する電源（１
１）とを備え、砥石を電解によりドレッシングしながら
ワークを研削する電解ドレッシング研削において、前記砥石とワークの接触音を検出する音センサ（１２）
と、該接触音が所定のしきい値を超える場合に電源を入
れ、接触音が所定のしきい値を下回る場合に電源を切る
制御器（１４）と、を備えたことを特徴とする電解ドレ
ッシング用電源制御装置。
【請求項３】前記制御器（１４）は、前記しきい値を
設定するしきい値設定器（１５）と、接触音が所定のし
きい値を超えた後に電源を入れるまでの時間を設定する
オンディレイ設定器（１６）と、接触音が所定のしきい
値を下回った後に電源を切るまでの時間を設定するオフ
ディレイ設定器（１７）とを備える、ことを特徴とする
請求項２に記載の電解ドレッシング用電源制御装置。
【請求項４】前記電源（１１）は、入力信号により印
加電圧を調整可能であり、前記制御器（１４）は、接触
音が所定のしきい値を超える場合に、接触音に応じた入
力信号を電源に出力する、ことを特徴とする請求項２又
は３に記載の電解ドレッシング用電源制御装置。