JP2017019023A

JP2017019023A - 円筒研削方法及び円筒研削盤

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Publication number: JP2017019023A
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Inventors: 明渡邉; Akira Watanabe
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Abstract

【課題】仕上げ研削を行う時間を必要十分な時間とすることにより、研削の合計時間の短縮を図ることができる円筒研削方法を提供する。
【解決手段】円筒研削方法は、工作物（Ｗ）の径が荒設定値（Ｄ１）に達するまで荒研削を行い（Ｔ１〜Ｔ２）と、荒研削の次に、工作物（Ｗ）の外周面１周における工作物（Ｗ）の真円からの形状くずれ量（ΔＤ，ΔＡｊ）を計測しながら、工作物（Ｗ）の径が第一仕上げ設定値（Ｄ２）に達するまで第一仕上げ研削を行う（Ｔ２〜Ｔ３）とを備える。円筒研削方法は、第一仕上げ研削工程（Ｔ２（ｉ）〜Ｔ３（ｉ））において第一仕上げ研削工程の開始時刻（Ｔ２（ｉ））から形状くずれ量（ΔＤ，ΔＡｊ）が第一閾値（Ｔｈ１）以下となる時刻までの必要時間（Ｔｂ（ｉ））と、第一仕上げ研削工程における全体所要時間（Ｔａ（ｉ））とに基づいて、次回の荒研削工程（Ｔ１〜Ｔ２（ｉ＋１））における荒設定値（Ｄ１）を変更する。
【選択図】図５

Description

本発明は、円筒研削方法及び円筒研削盤に関するものである。

特許文献１には円筒の工作物を研削する方法が記載されている。当該研削方法は、まず荒研削（粗研）を行い、工作物の径がＤ１に達すると仕上げ研削の一つである精研削を行い、工作物の径がＤ２に達すると仕上げ研削の他の一つである微研削を行う。粗研と精研との切替のタイミング、及び、精研と微研との切替のタイミングは、工作物の外径を計測する定寸装置による計測値に基づいて行われる。

特開２０１１−１０４６７５号公報

ここで、荒研削では、高い研削能率で実施されるため、真円からの形状くずれが発生するが、後工程である仕上げ研削にて真円からの形状くずれ量が所定値内に含まれる状態にされる。そして、仕上げ研削にて形状くずれ量が所定値内に含まれるように、荒研削から仕上げ研削への切替のタイミングが設定される。荒研削から仕上げ研削への切替のタイミングとなる工作物の径は、予め設定された値とされる。

ところで、砥石車の切れ味が変化したり砥石車の目詰まり状態が変化したりするため、適宜のタイミングで砥石車のツルーイングが行われる。そのため、砥石車の切れ味の変化及び砥石車の目詰まり状態の変化を考慮して、仕上げ研削を開始する工作物の径は設定される。

例えば、ツルーイング直後においては、砥石車の切れ味は良く、砥石車の目詰まりはほとんどない。そのため、ツルーイング直後においては、仕上げ研削に切り替わってから比較的短時間で、形状くずれを解消することができる。一方、砥石車をツルーイングしてから多数の工作物を研削すると、砥石車の切れ味が悪くなり、砥石車の目詰まりが生じる。そのため、砥石車をツルーイングしてから多数の工作物を研削した状態においては、仕上げ研削に切り替わってから比較的長時間経過したときに、形状くずれを解消することができる。

上述したように、荒研削から仕上げ研削への切替のタイミングとなる工作物の径は、予め設定された値であるため、砥石車をツルーイングしてから多数の工作物を研削した状態においても、形状くずれを解消できるような値に設定される。そのため、状況によっては、仕上げ研削を必要以上に長い時間行っている場合が存在する。

本発明は、仕上げ研削を行う時間を必要十分な時間とすることにより、研削の合計時間の短縮を図ることができる円筒研削方法及び円筒研削盤を提供することを目的とする。

（１．円筒研削方法）
本発明の円筒研削方法は、円筒形状の工作物を砥石車により研削する円筒研削方法であって、前記工作物の径が荒設定値に達するまで荒研削を行う荒研削工程と、前記荒研削の次に、前記工作物の外周面１周における前記工作物の真円からの形状くずれ量を計測しながら、前記工作物の径が仕上げ設定値に達するまで仕上げ研削を行う仕上げ研削工程と、を備え、前記仕上げ研削工程において前記仕上げ研削工程の開始時刻から前記形状くずれ量が閾値以下となる時刻までの必要時間と、前記仕上げ研削工程における全体所要時間とに基づいて、次回の前記荒研削工程における前記荒設定値を変更する。

荒設定値が変更されるということは、荒研削から仕上げ研削への切替のタイミングが変更されることになる。例えば、荒設定値が小さな値に変更されれば、荒研削から仕上げ研削への切替のタイミングが遅くなり、結果として仕上げ研削による研削量が少なくなる。そのため、全体としての研削時間は短くなる。一方、荒設定値が大きな値に変更されれば、荒研削から仕上げ研削への切替のタイミングが早くなり、結果として仕上げ研削による研削量が多くなる。そのため、全体としての研削時間は長くなる。

ここで、次回の荒研削工程における荒設定値は、今回の仕上げ研削工程において仕上げ研削の開始時刻から形状くずれ量が閾値以下となる時刻までの必要時間と、仕上げ研削工程における全体所要時間とに基づいて変更される。必要時間が全体所要時間に比べて十分に短い状態とは、例えば、砥石車の切れ味が良く、仕上げ研削工程における早いタイミングにて形状くずれ量が解消されている状態を意味する。このような場合には、次回の荒設定値を小さな値に変更するとよい。

このように、必要時間と全体所要時間とに基づいて次回の荒設定値を変更することで、荒研削から仕上げ研削への切替のタイミングを、砥石車の性状に応じた適切なタイミングとすることができる。つまり、仕上げ研削を行う時間が、必要十分な時間となる。結果として、複数の工作物を研削する場合において、研削の合計時間が短縮する。

（２．円筒研削盤）
本発明の円筒研削盤は、円筒形状の工作物を回転可能に支持する主軸装置と、前記工作物を研削する砥石車と、前記工作物の外周面１周における前記工作物の真円からの形状くずれ量を計測する計測器と、前記工作物の径が荒設定値に達するまで荒研削を行い、前記荒研削の次に、前記工作物の前記形状くずれ量を計測しながら前記工作物の径が仕上げ設定値に達するまで仕上げ研削を行う制御装置と、を備える。円筒研削盤によれば、上述した円筒研削方法による効果と同様の効果を奏する。

本発明の実施形態における研削盤の平面図である。砥石車のＸ軸位置及び工作物の外径についての時間変化を示すグラフである。荒研削後における工作物の断面形状を示す図であって、真円からのずれ量を高倍率とした図である。ＡＥセンサの出力値の時間変化を示す図である。荒研削の途中から第二仕上げ研削（微研）の途中に至る間において、砥石車のＸ軸位置及び工作物の外径についての時間変化を示し、荒研削から第一仕上げ研削への切替のタイミングを異なる２種類とした場合について示す。図５において、荒研削の途中から第一仕上げ研削への切替のタイミングが早い場合のＡＥセンサの出力値である。制御装置による荒設定値の決定処理を示すフローチャートである。図６において、荒研削の途中から第一仕上げ研削への切替のタイミングが遅い場合のＡＥセンサの出力値である。

（１．円筒研削盤の構成）
円筒研削盤１の一例として、砥石台トラバース型円筒研削盤を例に挙げて説明する。当該円筒研削盤１による工作物Ｗは、クランクシャフトを例に挙げ、その研削部位は、円筒面であるクランクピンＷａ又はジャーナルＷｂとする。また、クランクピンＷａやジャーナルＷｂには、油穴などの凹所（図示せず）が形成されている。例えば、油穴は、径方向に貫通形成される。

円筒研削盤１について、図１を参照して説明する。円筒研削盤１は、以下のように構成される。床上にベッド１１が固定され、ベッド１１には、工作物Ｗを回転可能に両端支持する主軸装置１２及び心押装置１３が取り付けられる。工作物Ｗは、ジャーナルＷｂを中心に回転するように、主軸装置１２及び心押装置１３に支持される。つまり、クランクピンＷａは、回転中心から偏心した位置を中心とした円形状をなす。

さらに、ベッド１１上には、Ｚ軸方向（工作物Ｗの軸線方向）及びＸ軸方向（工作物Ｗの軸線に直交する方向）に移動可能な砥石台１４が設けられる。砥石台１４には、砥石車１５が回転可能に支持されると共に、クーラントを研削点に向かって供給するためのクーラントノズル（図示せず）が設けられる。また、主軸装置１２には、主軸装置１２に加わるＸ軸方向成分の研削抵抗（切込方向の研削抵抗）を計測するＡＥセンサ１６（本発明の「計測器」「研削抵抗検出器」に相当する）が設けられる。ただし、ＡＥセンサ１６は、工作物Ｗの研削部位に直接接触し、Ｘ軸方向成分の研削抵抗を計測するようにしてもよい。さらに、ベッド１１には、工作物Ｗの径を計測する定寸装置１７が設けられる。さらに、円筒研削盤１には、主軸装置１２および砥石車１５を回転し且つ工作物Ｗに対する砥石車１５の位置を制御する制御装置１８が設けられる。

（２．研削方法の説明）
次に、工作物Ｗの研削方法の説明について、図２及び図３を参照して説明する。本実施形態においては、荒研削（粗研）→第一仕上げ研削（精研）→第二仕上げ研削（微研）→スパークアウトの順に実行する。なお、各工程においては、常にクーラントを供給する。

まず、制御装置１８が工作物Ｗに対して砥石車１５をＸ軸方向に前進させることで、荒研削を開始する（荒研削工程）（図２のＴ１〜Ｔ２）。荒研削では、図２のＴ１〜Ｔ２に示すように、砥石車１５のＸ軸マイナス方向へ一定速度で前進する。つまり、荒研削では、砥石車１５を工作物Ｗに押し付ける方向へ相対移動させる。ここで、荒研削では、研削能率（単位時間単位幅当たりの研削量）を高くするために、第一仕上げ研削よりも移動速度を大きくする。つまり、図２のＴ１〜Ｔ２の砥石車１５のＸ軸位置の時間変化が大きい。そして、図２の荒研削の間、工作物Ｗにクーラント動圧及び研削抵抗が作用し、工作物Ｗは切込方向に撓む。

荒研削を行っている間、定寸装置１７によって計測される工作物Ｗの研削部位の外径Ｄ（以下、工作物外径と称する）が、予め設定された荒設定値Ｄ１に達したか否かを判定する。工作物外径Ｄが荒設定値Ｄ１に達すると、荒研削工程から第一仕上げ研削工程（図２のＴ２〜Ｔ３）に切り替える。工作物外径Ｄが荒設定値Ｄ１に達したときの砥石車１５のＸ軸位置は、Ｘ１となる。

ここで、荒研削を終了したときの工作物Ｗの研削部位の外周面形状は、図３に示す形状となる。つまり、工作物Ｗの研削部位の外周面形状は、真円からの形状くずれを生じている。クランクピンＷａが研削部位である場合には、回転位相によって研削点とクーラントの供給位置との距離が変化することが、上記の発生の理由の１つである。さらに、工作物Ｗの研削部位に油穴が形成されている場合には、油穴周辺の研削時にクーラント動圧が急激に低下することによって、工作物Ｗの撓み量が低下することが、上記の発生の理由の他の１つである。特に、荒研削において、研削能率を高くするために、多量のクーラントを供給することから、クーラント動圧の変化が大きくなる。このように、荒研削工程は、工作物Ｗの研削部位の外周面形状に、真円からの形状くずれが発生することを許容する研削工程である。

第一仕上げ研削工程では、制御装置１８は、工作物Ｗに対して砥石車１５を前進（Ｘ軸マイナス方向へ移動）させることで、第一仕上げ研削を行う。第一仕上げ研削では、クーラント動圧の変化を受けにくくするために、クーラントの供給量が少なくされる。従って、油穴による研削精度への悪影響を抑制できる。さらに、第一仕上げ研削において、荒研削において生じている真円からの形状くずれが、第一仕上げ研削により解消するようにされる。つまり、第一仕上げ研削が終了するときには、工作物Ｗの１周における図３に示す真円からの形状くずれ量ΔＤが閾値以下となるようにされる。さらに、第一仕上げ研削では、図２に示すように、砥石車１５の移動速度（切込速度）を荒研削より遅くする。従って、第一仕上げ研削では、クーラントの供給量を少なくしたとしても、工作物Ｗに研削焼けを生じないようにできる。

第一仕上げ研削を行っている間、定寸装置１７によって計測される工作物外径Ｄが第一仕上げ設定値Ｄ２に達したか否かを判定する。工作物外径Ｄが第一仕上げ設定値Ｄ２に達すると、第一仕上げ研削工程から第二仕上げ研削工程（図２のＴ３〜Ｔ４）に切り替える。工作物外径Ｄが第一仕上げ設定値Ｄ２に達したときの砥石車１５のＸ軸位置は、Ｘ２となる。

第二仕上げ研削工程では、制御装置１８は、工作物Ｗに対して砥石車１５を前進させることで、第二仕上げ研削を行う。第二仕上げ研削では、図２に示すように、砥石車１５の移動速度（切込速度）を第一仕上げ研削より遅くする。

第二仕上げ研削を行っている間、定寸装置１７によって計測される工作物外径Ｄが第二仕上げ設定値Ｄ３に達したか否かを判定する。工作物外径Ｄが第二仕上げ設定値Ｄ３に達すると、第二仕上げ研削工程からスパークアウト工程（図２のＴ４〜Ｔ５）に切り替える。スパークアウトは、砥石車１５を工作物Ｗに対する切込量をゼロの状態として行う。つまり、スパークアウトにおいては、第二仕上げ研削において研削残しの分を研削することになる。そして、このスパークアウトは、予め設定された工作物Ｗの回転数だけ行う。

（３．研削抵抗の変化）
ＡＥセンサ１６は、第一仕上げ研削工程におけるＸ軸方向成分の研削抵抗の変化を計測する。ＡＥセンサ１６の出力値は、例えば、図４に示すようになる。ＡＥセンサ１６の出力値は、荒研削（Ｔ１〜Ｔ２）が開始されると急激に増加した後に、一定値となる状態を継続する。続いて、第一仕上げ研削（Ｔ２〜Ｔ３）に切り替わると、研削抵抗が低下するため、ＡＥセンサ１６の出力値も低下する。第一仕上げ研削の初期においては、荒研削による工作物Ｗの研削部位に真円からの形状くずれが存在するため、ＡＥセンサ１６の出力値は、工作物Ｗの外周面１周における真円からの形状くずれ量ΔＤに対応して、大きく変化する。第一仕上げ研削が継続されるに従って形状くずれ量ΔＤが少なくなるため、ＡＥセンサ１６の出力値の変化も小さくなる。第一仕上げ研削工程の最後の方においては、ＡＥセンサ１６の出力値は、一定値となる状態を継続する。

図４において、ｊは、第一仕上げ研削において、第一仕上げ研削の終了時点から遡ってカウントしたときの工作物Ｗの回転回数を示す。例えば、ｊ＝４のときとは、第一仕上げ研削の終了時点から遡ってカウントして、工作物Ｗが２周目となる状態を意味する。つまり、図４においては、第一仕上げ研削は、工作物Ｗが５周する間行っていることになる。

続いて、第二仕上げ研削に切り替わると、研削抵抗がさらに低下するため、ＡＥセンサ１６の出力値も低下する。このとき、既に、工作物Ｗの１周における真円からの形状くずれ量ΔＤは非常に小さくなっているため、ＡＥセンサ１６の出力値は一定値となる状態を継続する。最後に、スパークアウト工程を行っている途中にて、研削抵抗がゼロとなるため、ＡＥセンサ１６の出力値もゼロとなる。

（４．形状くずれ量）
ＡＥセンサ１６は、上述したように研削抵抗を計測する。ここで、図４に示すように、第一仕上げ研削工程では、初期に存在していた形状くずれが、終了時点ではほとんどなくなっている。そして、第一仕上げ研削工程において、研削抵抗の変化量は、工作物Ｗの外周面１周における真円からの形状くずれ量ΔＤに対応する。つまり、ＡＥセンサ１６の出力値の最大値と最小値の差ΔＡｊ（以下、センサ出力値の差と称する）が、工作物Ｗの外周面１周における真円からの形状くずれ量ΔＤに相当する。なお、図４においては、センサ出力値の差ΔＡｊは、第一仕上げ研削工程における工作物Ｗの２周目（ｊ＝４）における、ＡＥセンサ１６の出力値の最大値と最小値との差を示す。従って、本実施形態においては、研削抵抗検出器であるＡＥセンサ１６は、第一仕上げ研削工程において、研削抵抗の変化量を工作物Ｗの外周面１周における真円からの形状くずれ量ΔＤとして計測する計測器に相当する。なお、図４に示すように、第一仕上げ研削工程において、工作物Ｗを１回転させるのに要する時間は、Ｔｃである。

（５．制御装置による荒設定値の変更前後における研削方法）
制御装置１８は、上述した各研削工程の制御を行うことに加えて、荒設定値Ｄ１の決定処理を行う。制御装置１８による荒設定値Ｄ１の決定方法及び荒設定値Ｄ１が変更される前後における研削方法について、図５−図８を参照して説明する。荒設定値Ｄ１の決定処理は、複数個の工作物Ｗを研削することを前提として、今回工作物Ｗを研削したときの第一仕上げ研削での状況に応じて、次回工作物Ｗを研削するときの荒設定値Ｄ１を決定する処理である。

ここで、制御装置１８は、図２を参照して説明したように、定寸装置１７による計測結果が荒設定値Ｄ１に達すると、荒研削から第一仕上げ研削へ切り替える。本実施形態においては、制御装置１８は、今回工作物Ｗを研削したときの第一仕上げ研削での状況に応じて、次回工作物Ｗを研削するときの荒設定値Ｄ１（ｉ＋１）の決定することにより、荒研削から第一仕上げ研削への切替のタイミングを変更する。

まず、変更前の荒設定値Ｄ１（ｉ）での研削方法について図５及び図６を参照して説明する。例えば、荒設定値Ｄ１の変更前が、砥石車１５のツルーイングを行った直後における工作物Ｗの研削であるとする。

砥石車１５のＸ軸位置Ｘ（ｉ）は、図５の実線にて示すように、荒研削終了時刻Ｔ２（ｉ）のときにＸ１（ｉ）となり、第一仕上げ研削終了時刻Ｔ３（ｉ）のときにＸ２となる。工作物Ｗの研削部位の外径Ｄ（ｉ）は、図５の小幅二点鎖線にて示すように、荒研削終了時刻Ｔ２（ｉ）のときにＤ１（ｉ）となり、第一仕上げ研削終了時刻Ｔ３（ｉ）のときにＤ２となる。

このとき、ＡＥセンサ１６の出力値は、図６に示すようになる。砥石車１５のツルーイングを行った直後であるとすれば、砥石車１５の切れ味は良好となり、目詰まりはほとんど存在しない。そのため、第一仕上げ研削を開始したときに、工作物Ｗに真円からの形状くずれが存在していたとしても、早いタイミングにて、センサ出力値の差ΔＡｊ（形状くずれ量ΔＤに相当）が小さくなる。

つまり、図６に示すように、荒研削から第一仕上げ研削に時刻Ｔ２（ｉ）にて切り替わって、工作物Ｗを２周研削したときまでは（ｊ＝５，４）、センサ出力値の差ΔＡ５，ΔＡ４は第一閾値Ｔｈ１より大きい。工作物Ｗを３周研削したときには（ｊ＝３）、既にセンサ出力値の差ΔＡ３（図示せず）が第一閾値Ｔｈ１以下となる。当然に、その後の周回（ｊ＝２，１）においては、センサ出力値の差ΔＡ２，ΔＡ１も、第一閾値Ｔｈ１以下となる。第一閾値Ｔｈ１は、第一仕上げ研削の終了時において満たすべき最大の形状くずれ量ΔＤに相当する。

図５に示すように、変更前の荒設定値Ｄ１（ｉ）での研削方法においては、第一仕上げ研削工程は、時間Ｔａ（ｉ）（以下、全体所要時間と称する）を要する。また、図６に示すように、第一仕上げ研削における最終時点Ｔ３（ｉ）から工作物Ｗの３周分が、センサ出力値の差ΔＡｊが第一閾値Ｔｈ１以下の状態で行っている。つまり、第一仕上げ研削は、もっと少ない周回で足りることを意味する。

上記の状態において、制御装置１８が、次回の工作物Ｗの研削における荒設定値Ｄ１（ｉ＋１）の決定処理を行うこととして、この処理について、図７のフローチャートに加えて、図５、図６及び図８を参照して説明する。制御装置１８は、図７に示すように、第一仕上げ研削工程の開始時刻Ｔ２（ｉ）から、「ΔＡｊ≦Ｔｈ１」を満たす周回の終了時刻までの必要時間Ｔｂ（ｉ）を算出する（Ｓ１）。ここでのセンサ出力値の差ΔＡｊは、図６に示すように、今回の第一仕上げ研削において、周回ｊにおける値である。

今回の第一仕上げ研削では、図６に示すように、センサ出力値の差ΔＡ５，ΔＡ４が第一閾値Ｔｈ１より大きく、センサ出力値の差ΔＡ３，ΔＡ２，ΔＡ１が第一閾値Ｔｈ１以下となる。この場合、必要時間Ｔｂ（ｉ）は、工作物Ｗを３回転させるのに要する時間（Ｔｃ×３）に相当する。

続いて、制御装置１８は、「Ｔｂ（ｉ）＜Ｔａ（ｉ）」を満たすか否かを判定する（Ｓ２）。つまり、制御装置１８は、必要時間Ｔｂ（ｉ）が、第一仕上げ研削工程の全体所要時間Ｔａ（ｉ）より短いか否かを判定する。今回の第一仕上げ研削では、図６に示すように、必要時間Ｔｂ（ｉ）は、全体所要時間Ｔａ（ｉ）より、工作物Ｗを２回転させるのに要する時間（Ｔｃ×２）だけ短いため、上記条件を満たす。

Ｓ２の条件を満たす場合には（Ｓ２：Ｙ）、制御装置１８は、「Ｄ１（ｉ＋１）＝Ｄ１（ｉ）−（ｊ_ｍａｘ−１）×Ｂ」に基づいて、次回の荒設定値Ｄ１（ｉ＋１）を算出する（Ｓ３）。ここで、Ｄ１（ｉ＋１）は、次回の荒研削から第一仕上げ研削への切替のための荒設定値であり、Ｄ１（ｉ）は、今回の荒設定値である。ｊ_ｍａｘは、センサ出力値の差ΔＡｊが第一閾値Ｔｈ１以下となる条件を満たす周回ｊのうちの最大値である。例えば、図６において、ｊ＝３，２，１において「ΔＡｊ≦Ｔｈ１」の条件を満たすため、この場合には、ｊ_ｍａｘは、３となる。また、Ｂは、工作物Ｗの第一仕上げ研削を１周分行う場合における研削量（切込量）に相当する。例えば、図６において、ｊ_ｍａｘが３であるため、この場合には、次回の荒設定値Ｄ１（ｉ＋１）は、今回の荒設定値Ｄ１（ｉ）より、第一仕上げ研削の２周分の切込量（２×Ｂ）に相当する分だけ小さな値となる。

従って、次回の荒設定値Ｄ１（ｉ＋１）は、「Ｄ（ｉ）−２×Ｂ」となる。つまり、次回の荒設定値Ｄ１（ｉ＋１）は、今回の工作物Ｗの第一仕上げ研削の２周分の切込量だけ、Ｄ１（ｉ）から小さくする。

このようにして決定された次回の荒設定値Ｄ１（ｉ＋１）での研削方法について、図５及び図８を参照して説明する。砥石車１５のＸ軸位置Ｘ（ｉ＋１）は、図５の破線にて示すように、荒研削終了時刻Ｔ２（ｉ＋１）のときにＸ１（ｉ＋１）となり、第一仕上げ研削終了時刻Ｔ３（ｉ＋１）のときにＸ２となる。工作物Ｗの研削部位の外径Ｄ（ｉ）は、図５の大幅二点鎖線にて示すように、荒研削終了時刻Ｔ２（ｉ＋１）のときにＤ１（ｉ＋１）となり、第一仕上げ研削終了時刻Ｔ３（ｉ＋１）のときにＤ２となる。

このとき、ＡＥセンサ１６の出力値は、図８に示すようになる。砥石車１５のツルーイングを行ってから研削した工作物Ｗの数が少ないため、砥石車１５の切れ味は良好となり、目詰まりはほとんど存在しない。そのため、第一仕上げ研削を開始したときに、工作物Ｗに真円からの形状くずれが存在していたとしても、図６のときと同様に、早いタイミングにて、形状くずれ量を小さくできる。

つまり、図８に示すように、荒研削から第一仕上げ研削に時刻Ｔ２（ｉ＋１）にて切り替わって、工作物Ｗを２周研削したときまでは（ｊ＝３，２）、センサ出力値の差ΔＡ３，ΔＡ２は第一閾値Ｔｈ１より大きいが、工作物Ｗを３周研削したときには（ｊ＝１）、既にセンサ出力値の差ΔＡ１（図示せず）が第一閾値Ｔｈ１以下となる。そして、３周研削したときが、第一仕上げ研削の最後の周回となる。従って、第一仕上げ研削における全体所要時間Ｔａ（ｉ＋１）は、必要時間Ｔｂ（ｉ＋１）に等しくなる。

図５に示すように、変更後の荒設定値Ｄ１（ｉ＋１）での研削方法においては、第一仕上げ研削工程は、全体所要時間Ｔａ（ｉ＋１）を要する。荒設定値Ｄ１の変更後は、変更前に比べて、荒研削から第一仕上げ研削への切替のタイミングは遅くなるが、第一仕上げ研削を終了するタイミングは、時間ΔＴａだけ短縮される。そして、第一仕上げ研削を終了した状態の工作物Ｗは、第一仕上げ設定値Ｄ２に達した状態であって、工作物Ｗの外周面１周におけるセンサ出力値の差ΔＡｊ（真円からの形状くずれ量ΔＤ）が第一閾値Ｔｈ１以下となる。

図７に戻り、制御装置１８の処理について説明を続ける。Ｓ２の条件を満たさない場合には（Ｓ２：Ｎ）、制御装置１８は、「ΔＡ２≦Ｔｈ２」を満たすか否かを判定する（Ｓ４）。ΔＡ２は、今回の第一仕上げ研削において、最終より２周目におけるセンサ出力値の差である。第二閾値Ｔｈ２は、第一閾値Ｔｈ１より大きな値である（図６及び図８参照）。ここで、第二閾値Ｔｈ２は、第一仕上げ研削をあと１周分実施することによって、センサ出力値の差ΔＡｊが第一閾値Ｔｈ１以下となるような値に設定される。

例えば、第一仕上げ研削におけるセンサ出力値の差ΔＡｊが、図８に示すような場合には、Ｓ４の条件を満たすことになる。図８に示すように、第一仕上げ研削の最終より２周目におけるセンサ出力値の差ΔＡ２は、第二閾値Ｔｈ２以下であり、最後の周回におけるセンサ出力値の差ΔＡ１は、第一閾値Ｔｈ１以下となる。Ｓ４の条件を満たす場合には（Ｓ４：Ｙ）、制御装置１８は、次回の荒設定値Ｄ１（ｉ＋１）は、今回の荒設定値Ｄ１（ｉ）と同値とする（Ｓ５）。つまり、次回の第一仕上げ研削への切替のタイミングは、今回と同様となる。

一方、Ｓ４の条件を満たさない場合には（Ｓ４：Ｎ）、制御装置１８は、「Ｄ１（ｉ＋１）＝Ｄ１（ｉ）＋Ｂ」に基づいて、次回の荒設定値Ｄ１（ｉ＋１）を算出する（Ｓ６）。Ｓ４の条件を満たさない場合には、第一仕上げ研削において最終より２周目におけるセンサ出力値の差ΔＡ２が、第二閾値Ｔｈ２より大きい状態となる。

例えば、ツルーイング後に多数の工作物Ｗを研削すると、砥石車１５の切れ味は低下し、目詰まりが発生することになる。このような場合には、第一仕上げ研削において最終より２周目におけるセンサ出力値の差ΔＡ２が第二閾値Ｔｈ２より大きくなることがある。このような場合には、次回の荒設定値Ｄ１（ｉ＋１）は、今回の荒設定値Ｄ１（ｉ）より、第一仕上げ研削の１周分の切込量（Ｂ）に相当する分だけ大きな値とする。つまり、次回の第一仕上げ研削は、今回の第一仕上げ研削より、工作物Ｗの外周面１周分だけ多く行うことになる。

そのため、次回の工作物Ｗの研削において、砥石車１５の切れ味がさらに低下としたとしても、第一仕上げ研削が終了するときには、確実に、センサ出力値の差ΔＡ１を第一閾値Ｔｈ１以下とすることができる。

（６．形状くずれ量を計測する計測器の変形態様）
上述した円筒研削盤１においては、研削抵抗計測器であるＡＥセンサ１６を、工作物Ｗの外周面１周における真円からの形状くずれ量ΔＤを計測する計測器とした。つまり、工作物Ｗを１周させた場合において、ＡＥセンサ１６の出力値である研削抵抗の最大値と最小値の差ΔＡｊが、形状くずれ量ΔＤであるとした。

この他に、円筒研削盤１は、工作物Ｗの外周面形状を計測する定寸装置１７を、形状くずれ量ΔＤを計測する計測器とすることもできる。この場合、工作物Ｗを１周させた場合において、定寸装置１７により計測される工作物Ｗの外周面形状の外径変化量が、形状くずれ量ΔＤとなる。このように、定寸装置１７が形状くずれ量ΔＤを計測する場合であっても、上述したＡＥセンサ１６が形状くずれ量ΔＤに相当するセンサ出力値の差ΔＡｊを計測する場合と実質的に同様の処理が実施され、同様の効果が発揮される。そして、この場合には、円筒研削盤１は、ＡＥセンサ１６を不要とする。

（７．本実施形態の効果）
本実施形態の円筒研削盤１による円筒研削方法は、円筒形状の工作物Ｗを砥石車１５により研削する方法である。円筒研削方法は、工作物Ｗの径が荒設定値Ｄ１に達するまで荒研削を行う荒研削工程（Ｔ１〜Ｔ２）と、荒研削の次に、工作物Ｗの外周面１周における工作物Ｗの真円からの形状くずれ量ΔＤ（ΔＡｊ）を計測しながら、工作物Ｗの径が第一仕上げ設定値Ｄ２に達するまで第一仕上げ研削を行う第一仕上げ研削工程（Ｔ２〜Ｔ３）とを備える。円筒研削方法は、第一仕上げ研削工程（Ｔ２（ｉ）〜Ｔ３（ｉ））において第一仕上げ研削工程の開始時刻Ｔ２（ｉ）から形状くずれ量ΔＤ（ΔＡｊ）が第一閾値Ｔｈ１以下となる時刻までの必要時間Ｔｂ（ｉ）と、第一仕上げ研削工程における全体所要時間Ｔａ（ｉ）とに基づいて、次回の荒研削工程（Ｔ１〜Ｔ２（ｉ＋１））における荒設定値Ｄ１を変更する。

荒設定値Ｄ１が変更されるということは、荒研削から第一仕上げ研削への切替のタイミングが変更されることになる。例えば、荒設定値Ｄ１が小さな値に変更されれば、荒研削から第一仕上げ研削への切替のタイミングが遅くなり、結果として第一仕上げ研削による研削量が少なくなる。そのため、全体としての研削時間は短くなる。一方、荒設定値Ｄ１が大きな値に変更されれば、荒研削から第一仕上げ研削への切替のタイミングが早くなり、結果として第一仕上げ研削による研削量が多くなる。従って、全体としての研削時間は長くなる。

ここで、次回の荒研削工程（Ｔ１〜Ｔ２（ｉ＋１））における荒設定値Ｄ１（ｉ＋１）は、今回の第一仕上げ研削工程（Ｔ１〜Ｔ２（ｉ））において第一仕上げ研削の開始時刻Ｔ２（ｉ）から形状くずれ量ΔＤ（ΔＡｊ）が第一閾値Ｔｈ１以下となる時刻までの必要時間Ｔｂ（ｉ）と、第一仕上げ研削工程における全体所要時間Ｔａ（ｉ）とに基づいて変更される。必要時間Ｔｂ（ｉ）が全体所要時間Ｔａ（ｉ）に比べて十分に短い状態とは、例えば、砥石車１５の切れ味が良く、第一仕上げ研削工程における早いタイミングにて形状くずれ量ΔＤ（ΔＡｊ）が解消されている状態を意味する。例えば、必要時間Ｔｂ（ｉ）が、全体所要時間Ｔａ（ｉ）より、工作物Ｗを１回転させるのに要する時間Ｔｃ以上短い状態である。このような場合には、次回の荒設定値Ｄ１（ｉ＋１）を小さな値に変更するとよい。

このように、必要時間Ｔｂ（ｉ）と全体所要時間Ｔａ（ｉ）とに基づいて次回の荒設定値Ｄ１（ｉ＋１）を変更することで、荒研削から第一仕上げ研削への切替のタイミングを、砥石車１５の性状に応じた適切なタイミングとすることができる。つまり、第一仕上げ研削を行う時間（Ｔａ（ｉ），Ｔａ（ｉ＋１））が、必要十分な時間となる。結果として、複数の工作物Ｗを研削する場合において、研削の合計時間が短縮する。

また、本実施形態の仕上げ研削工程は、工作物Ｗを１周させた場合においてＡＥセンサ１６（研削抵抗検出器）により検出される研削抵抗の変化量（センサ出力値の差ΔＡｊ）を、形状くずれ量ΔＤとして計測する。研削抵抗の変化量ΔＡｊは形状くずれ量ΔＤに対応するため、確実に形状くずれ量ΔＤの計測が可能となる。

また、変形態様としての仕上げ研削工程は、工作物Ｗを１周させた場合において定寸装置１７（形状検出器）により検出される工作物Ｗの外径変化量を、形状くずれ量ΔＤとして計測する。外径変化量は、形状くずれ量ΔＤそのものである。従って、確実に、形状くずれ量ΔＤの計測が可能となる。また、定寸装置１７が、工作物Ｗの外径Ｄが各設定値Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に達したか否かの検出に加えて、形状くずれ量ΔＤを計測する形状検出器として兼用されることで、低コスト化及び装置の簡易化を図ることができる。

ここで、上記円筒研削方法を実行する円筒研削盤１は、円筒形状の工作物Ｗを回転可能に支持する主軸装置１２と、工作物Ｗを研削する砥石車１５と、工作物Ｗの外周面１周における工作物Ｗの真円からの形状くずれ量を計測する計測器としてのＡＥセンサ１６又は定寸装置１７と、工作物Ｗの径が荒設定値Ｄ１に達するまで荒研削を行い、荒研削の次に、工作物Ｗの形状くずれ量ΔＤを計測しながら工作物Ｗの径が第一仕上げ設定値Ｄ２に達するまで仕上げ研削を行う制御装置１８とを備える。この円筒研削盤１によって、上述した円筒研削方法を確実に実現できる。

１：円筒研削盤、１２：主軸装置、１３：心押装置、１４：砥石台、１５：砥石車、１６：ＡＥセンサ（計測器、研削抵抗検出器）、１７：定寸装置（計測器、形状検出器）、１８：制御装置、Ｄ：工作物外径、Ｄ１：荒設定値、Ｄ２：第一仕上げ設定値（仕上げ設定値）、Ｔ２：荒研削終了時刻、Ｔ３：第一仕上げ研削終了時刻、Ｔｈ１：第一閾値、Ｔｈ２：第二閾値、Ｗ：工作物、 ΔＡｊ：形状くずれ量、Ｔ１〜Ｔ２：荒研削工程、Ｔ２〜Ｔ３：第一仕上げ研削工程（仕上げ研削工程）

Claims

円筒形状の工作物を砥石車により研削する円筒研削方法であって、
前記工作物の径が荒設定値に達するまで荒研削を行う荒研削工程と、
前記荒研削の次に、前記工作物の外周面１周における前記工作物の真円からの形状くずれ量を計測しながら、前記工作物の径が仕上げ設定値に達するまで仕上げ研削を行う仕上げ研削工程と、
を備え、
前記仕上げ研削工程において前記仕上げ研削工程の開始時刻から前記形状くずれ量が閾値以下となる時刻までの必要時間と、前記仕上げ研削工程における全体所要時間とに基づいて、次回の前記荒研削工程における前記荒設定値を変更する、円筒研削方法。
前記仕上げ研削工程は、前記工作物を１周させた場合において研削抵抗検出器により検出される研削抵抗の変化量を前記形状くずれ量として計測する、請求項１に記載の円筒研削方法。
前記仕上げ研削工程は、前記工作物を１周させた場合において形状検出器により検出される前記工作物の外径変化量を前記形状くずれ量として計測する、請求項１に記載の円筒研削方法。
円筒形状の工作物を回転可能に支持する主軸装置と、
前記工作物を研削する砥石車と、
前記工作物の外周面１周における前記工作物の真円からの形状くずれ量を計測する計測器と、
前記工作物の径が荒設定値に達するまで荒研削を行い、前記荒研削の次に、前記工作物の前記形状くずれ量を計測しながら前記工作物の径が仕上げ設定値に達するまで仕上げ研削を行う制御装置と、
を備える、円筒研削盤。