JP2020023033A - 位相割出し方法及び研削加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】研削盤においてピンやキー等の位相基準や位相決め用のタッチセンサ等を用いることなく、短時間で高精度にワークの位相を割出して研削加工することができる位相割出し方法及び研削加工方法を提供する。【解決手段】研削盤１は、Ｓ４の接触検知工程において、砥石車１７とワークＷとの接触検知を行う。回転軸心Ｗｃを中心に回転するワークＷの被加工部である偏心部Ｗａが、その中心Ｗａｃが回転軸心Ｗｃと砥石軸心Ｔｃとを結ぶ直線上でそれらの中間に位置する姿勢で砥石車１７と接触する位置関係にあることに基づいて、Ｓ６の基準位相決定工程において、接触検知時の主軸１２ａの回転位相をワークＷの加工基準位相として設定する。【選択図】図６

Description

本発明は、位相割出し方法及び研削加工方法に関する。

従来、ワークとしてのクランクシャフトを、ジャーナル中心と一致する主軸の回転軸心回りに回転させ、回転位相に応じて砥石車をワークに対する切り込み方向に相対移動させて、回転軸心から偏心したクランクピンを研削する研削盤が用いられている。

この種の公知の研削盤では、ワークにピンやキー等の位相基準を設け、ワークの位相基準と主軸の位相とを合わせて研削する構成のものが知られている。しかしながら、ワークに位相基準を設ける場合、位相基準の位置や大きさが変化すると、それに対応した駆動金具やクランプ装置に交換する必要があるため、それら駆動金具やクランプ装置を設計、製作してそれらに交換しなければならず、生産性が低いという問題がある。

一方、上述した問題を解決する技術として、従来、タッチセンサを用いて、ワークを一方の方向に回転させ、センサの出力があったときの検出値と、ワークを他方の方向に回転させてセンサの出力があったときの検出値との中間値を位相基準の角度位置とする研削盤が提案されている（例えば、特許文献１等参照。）。このような研削盤では、ワークと主軸との位相を位相基準の位置や大きさに係わらず自動的に一致させることができる。

特開平９−１６０６１９号公報

しかしながら、上述した従来技術では、位相決め用にタッチセンサを設けることで構成が複雑で高価になると共に、加工動作開始前にタッチセンサを用いて実行される位相検知動作に時間がかかるという問題がある。

本発明は、研削盤においてピンやキー等の位相基準や位相決め用のタッチセンサ等を用いることなく、短時間で高精度にワークの位相を割出して研削加工することができる位相割出し方法及び研削加工方法を提供することを目的とする。

本発明に係る位相割出し方法は、回転軸心に対し偏心した被加工部を有するワークを主軸で回転させながら、前記回転軸心との交差方向に相対移動する砥石台に支持された砥石車を接触させて前記被加工部を研削加工する研削盤において、前記ワークの位相を割出す方法である。

そして、位相割出し方法は、前記ワークを前記主軸に取付ける取付け工程と、前記ワークが取り付けられた前記主軸を回転させる主軸回転工程と、前記砥石車を回転させながら、前記砥石台を前記被加工部と離間する所定位置から前記被加工部へ接近する方向に相対移動させる砥石台送り工程と、前記主軸回転工程及び前記砥石台送り工程が実行されている最中に、前記被加工部に前記砥石車が接触したことを検知する接触検知工程と、前記接触検知工程における接触検知時の前記主軸の回転位相を取得する主軸位相取得工程と、前記主軸位相取得工程で取得した前記主軸の回転位相を、前記ワークの加工基準位相として設定する基準設定工程とを備える。

この方法によれば、回転軸心を中心に回転するワークの被加工部に砥石台が接近する方向に相対移動した時、常に、被加工部はその中心が回転軸心と砥石軸心とを結ぶ直線上でそれらの中間に位置する姿勢で砥石車と接触する位置関係にあることに基づいて、接触検知時の主軸の回転位相を、ワークの加工基準位相として設定する。よって、研削盤においてピンやキー等の位相基準や位相決め用のタッチセンサ等を用いることなく、短時間で高精度にワークの位相を割出すことができるという効果を奏する。

本発明に係る研削加工方法は、位相割出し方法を実施した後、前記加工基準位相を基準として前記主軸の回転に同期して前記砥石台を相対移動させ、前記砥石車により前記被加工部を研削する研削工程を備える。

この方法によれば、ワークの位相割出しに引き続いて、研削工程を実行することができるため、位相割出しから研削加工完了までの全体時間の短縮化を図ることができるという効果を奏する。

実施形態に係る研削盤の全体構成を示す平面図である。 実施形態に係るＣＮＣ装置を示すブロック図である。 位相割出し及び研削加工の流れを示すフローチャートである。 接触検知工程の流れを示すフローチャートである。 研削準備及び研削工程の流れを示すフローチャートである。 回転軸心を中心に連続回転する偏心部に砥石車が接近して接触する様子を模式的に示す説明図である。 偏心部と砥石車との接触部分を拡大して示す説明図である。 偏心部との接触によって砥石車に生じる振動の検出信号を示すグラフである。 変形例において回転軸心を中心に往復回転する偏心部に砥石車が接近して接触する様子を模式的に示す説明図である。

以下、本発明の位相割出し方法及び研削加工方法を実施する研削盤の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

＜実施形態＞
（１．研削盤１の全体構成）
実施形態の研削盤１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る研削盤１の全体構成を示す平面図である。研削盤１は、ワークＷを加工するための研削盤である。ワークＷは、軸状部材であって、被加工部である偏心部Ｗａを有する。偏心部Ｗａは、ワークＷの回転軸線に対して偏心した軸線を中心とした部位である。特に、偏心部Ｗａは、円筒状外周面を有し、偏心部Ｗａの中心軸線が、ワークＷの回転軸線に対して偏心している。

本実施形態においては、ワークＷとして、クランクシャフトを例に挙げる。ただし、ワークＷは、クランクシャフトに限られるものではない。クランクシャフトであるワークＷは、偏心部Ｗａとしてクランクピンを備える。図１においては、例えば、クランクシャフト（ワークＷ）は、被加工部である４個のクランクピン（偏心部Ｗａ）を備える。クランクシャフトの回転軸線は、クランクジャーナルの中心軸線に一致する。研削盤１は、ワークＷを回転軸線であるＣ軸回りに回転しながら、偏心部Ｗａであるクランクピンの外周面を研削加工する。

研削盤１は、砥石台トラバース型を例示する。ただし、研削盤１は、テーブルトラバース型を適用することもできる。研削盤１は、円板状の砥石車１７を１個だけ備える構成を例示するが、２個の砥石車１７を備える構成を適用することもできる。

研削盤１は、ベッド１１、主軸台１２、チャック１３、心押台１４、トラバースベース１５、砥石台１６、砥石車１７、駆動部２０、及び、ＣＮＣ装置３０を備えて構成される。

ベッド１１は、設置面上に固定されている。ベッド１１の上面には、Ｚ軸方向に延びるガイドレール１１ａが形成されている。ベッド１１の上面には、Ｚ軸方向に平行な方向に延びるボールねじ１１ｂ、及び、ボールねじ１１ｂを回転駆動するＺ軸送り用モータ１１ｃが設けられている。

主軸台１２は、ワークＷを回転可能に支持する支持装置として機能する。主軸台１２は、は、ベッド１１の上面において、Ｘ軸方向の手前側且つＺ軸方向の一端側（前端側）に設けられている。主軸台１２は、Ｃ軸回りに回転可能な主軸１２ａ、主軸１２ａを回転駆動する主軸モータ１２ｂ、及び主軸モータ１２ｂの回転位相を出力する主軸エンコーダ１２ｃを備える。主軸１２ａは、ワークＷの一端の中心を支持する。

チャック１３は、主軸台１２の端面に設けられており、主軸モータ１２ｂによって回転駆動される。チャック１３は、ワークＷの一端の外周面を把持する。つまり、チャック１３は、主軸１２ａと共に、ワークＷを回転可能に支持した状態で回転する。

心押台１４は、ベッド１１の上面において、主軸台１２に対してＺ軸方向に対向する位置、すなわち、Ｘ軸方向の手前側（図１の下側）且つＺ軸方向の他端側（図１の左側）に設けられている。心押台１４は、ワークＷの他端の中心を支持する心押センタ１４ａを備える。なお、心押センタ１４ａは、ワークＷと共に回転するように設けられてもよいし、回転せずにワークＷに対して滑るように設けられてもよい。

トラバースベース１５は、ガイドレール１１ａ上にＺ軸方向に移動可能に設けられる。トラバースベース１５は、ボールねじ１１ｂのナットに固定されており、Ｚ軸送り用モータ１１ｃの駆動によりＺ軸方向に移動する。トラバースベース１５の上面には、Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向に延びるガイドレール１５ａが形成されている。トラバースベース１５の上面には、Ｘ軸方向に平行な方向に延びるボールねじ１５ｂ、ボールねじ１５ｂを回転駆動するＸ軸送り用モータ１５ｃ、及びＸ軸送り用モータ１５ｃの回転位相を出力するＸ軸エンコーダ１５ｄを備える。また、トラバースベース１５は、Ｘ軸方向のボールねじ１５ｂ及びＸ軸送り用モータ１５ｃによる駆動に換えて、リニアモータによる駆動としてもよい。

砥石台１６は、トラバースベース１５のガイドレール１５ａ上に、ワークＷに対する砥石車１７の切り込み方向であるＸ軸方向に直線移動可能に設けられる。砥石台１６は、Ｘ軸送り用モータ１５ｃの回転駆動によりＸ軸方向に移動する。砥石台１６は、工具としての円板状の砥石車１７を、Ｚ軸回りに回転可能に支持する。砥石台１６は、砥石車１７における研削部位を露出させつつ、他の部位を被覆するカバー１６ａを備える。さらに、砥石台１６は、砥石車１７を回転駆動する砥石回転用モータ１６ｂ、及びＡＥセンサ１６ｃを備える。ＡＥセンサ１６ｃは、ワークＷと砥石車１７との接触によって発生するＡＥ（Acoustic Emission）波を検出し、検出信号をＣＮＣ装置３０に出力する。

駆動部２０は、ＣＮＣ装置３０からの制御指令に基づいて、上述した各モータを駆動する駆動回路であり、砥石回転用モータ駆動回路２１と、Ｘ軸送り用モータ駆動回路２２と、Ｚ軸送り用モータ駆動回路２３と、主軸モータ駆動回路２４とを備える。

砥石回転用モータ駆動回路２１は、砥石回転用モータ１６ｂを回転駆動し、砥石車１７を回転させる。Ｘ軸送り用モータ駆動回路２２は、Ｘ軸送り用モータ１５ｃを回転駆動し、砥石台１６を砥石車１７のワークＷに対する切り込み方向であるＸ軸方向に移動させる。Ｚ軸送り用モータ駆動回路２３は、Ｚ軸送り用モータ１１ｃを回転駆動し、トラバースベース１５をＺ軸方向に移動させる。主軸モータ駆動回路２４は、主軸モータ１２ｂを回転駆動し、主軸１２ａと共にワークＷをＣ軸回りに回転させる。

（２．ＣＮＣ装置３０の構成）
次に、ＣＮＣ装置３０の構成について、図２を参照しつつ説明する。図２は、第１実施形態に係るＣＮＣ装置３０を示すブロック図である。ＣＮＣ装置３０は、駆動部２０へ制御指令を行うコンピュータ数値制御装置であって、図２に示すように、ＮＣプログラム記憶部３１と、データ記憶部３３と、プロフィール演算部３４と、制御部３５とを備えて構成される。

ＮＣプログラム記憶部３１は、ＮＣプログラムを記憶する記憶領域であって、ワークＷを加工するためのＮＣプログラムを外部から入力して登録、すなわち記憶する。ＮＣプログラムは、一文字のアルファベットと、それに続く数字とからなるコードを含むものであり、主軸の移動や座標系の設定などを処理するためのＧコードがコードの一つとして含まれる。Ｇコードには、早送りを示すコードＧ００、加工送りを示すコードＧ０１や、プロフィール演算を示すＧ１０６等が含まれる。データ記憶部３３は、加工制御に用いる各種のデータを記憶する記憶領域である。

プロフィール演算部３４は、ＮＣプログラムに基づき、プロフィールデータを演算する。プロフィールデータは、ワークＷの回転軸心Ｗｃの回転位相θ（例えば、１度毎の角度位置）と、各回転位相に対応する砥石車１７の移動位置（回転軸心Ｗｃと砥石軸心Ｔｃとの心間距離ｘ）とを定義する点群データである。

そして、制御部３５は、プロフィールデータに基づいて駆動部２０の各駆動回路を制御する。すなわち、Ｚ軸送り用モータ駆動回路２３によりＺ軸送り用モータ１１ｃを回転駆動してトラバースベース１５をＺ軸方向に移動させ、砥石車１７を偏心部Ｗａであるクランクピンに対向させる。また、主軸モータ駆動回路２４により主軸モータ１２ｂを回転駆動して主軸１２ａと共にワークＷをＣ軸回りに回転させる。また、ワークＷの回転軸心である主軸１２ａの回転位相に応じて、Ｘ軸送り用モータ駆動回路２２によりＸ軸送り用モータ１５ｃを回転駆動して砥石台１６をＸ軸方向へ移動させる。そして、砥石回転用モータ駆動回路２１により砥石回転用モータ１６ｂを回転駆動して砥石車１７を回転させることにより偏心部Ｗａであるクランクピンの研削加工が行われる。

（３．位相割出し及び研削加工の流れ）
次に、位相割出し及び研削加工の流れについて、図３〜図５のフローチャートに沿って、適宜、図６〜図８の各説明図を参照しつつ説明する。図３は、制御部３５において実行される位相割出し及び研削加工の流れを示すフローチャートである。図４は、接触検知工程の流れを示すフローチャートである。図５は、研削準備及び研削工程の流れを示すフローチャートである。図６は、回転軸心Ｗｃを中心に回転する偏心部Ｗａに砥石車１７が接近して接触する様子を模式的に示す説明図である。図７は、偏心部Ｗａと砥石車１７との接触部分を拡大して示す説明図である。図８は、偏心部Ｗａとの接触によって砥石車１７に生じる振動の検出信号を示すグラフである。

まず、ステップ１（以下、Ｓ１と略記する。他のステップも同様。）の取り付け工程において、ワークＷを主軸１２ａに取付ける。すなわち、ワークＷの軸線方向における第１端において、クランクジャーナルの中心を主軸台１２の主軸１２ａに支持させ且つチャック１３により外周面を把持させる。また、ワークＷの第２端において、クランクジャーナルの中心を心押台１４の心押センタ１４ａに支持させる。

次に、Ｓ２の主軸回転工程において、ワークＷを粗加工時の回転速度以上でＣ軸回りに連続回転させる。すなわち、制御部３５は、主軸モータ駆動回路２４を制御して主軸モータ１２ｂを粗加工時の回転数以上の所定の回転数で回転駆動させ、図４に示すように、主軸１２ａと共に回転軸心Ｗｃを中心として反時計回りにワークＷを連続回転させる。例えば、粗加工時の主軸モータ１２ｂの回転数を５０〜７０［ｒｐｍ］としたとき、Ｓ２の回転工程では３００［ｒｐｍ］程度の回転数で回転させてもよい。

次に、Ｓ３の砥石台送り工程において、砥石車１７を所定の回転数で回転させると共に、砥石台１６をワークＷに近接する方向へ、粗加工時の移動速度で移動させる。すなわち、制御部３５は、砥石回転用モータ駆動回路２１を制御して砥石回転用モータ１６ｂを所定の回転数で回転駆動し、砥石車１７を回転させる。また、制御部３５は、Ｘ軸送り用モータ駆動回路２２を制御してＸ軸送り用モータ１５ｃを粗加工時の回転速度で回転駆動し、砥石台１６をＸ軸方向にワークＷ近接側へ粗加工時の移動速度で接近近傍まで移動させる。接近近傍から接近まで、制御部３５は、Ｘ軸送り用モータ駆動回路２２を制御し、砥石台１６をＸ軸方向に粗加工時の移動速度よりも遅く、仕上げ時の移動速度よりも速い移動速度で移動させる。例えば、砥石台１６の移動速度は、５〜１０［ｍｍ／ｍｉｎ］程度とすることができる。

次に、Ｓ４の接触検知工程において、Ｓ２主軸回転工程及びＳ３砥石台送り工程が実行されている最中に、砥石車１７とワークＷとの接触検知を行う。以下、回転するワークＷに向かって接近移動する砥石車１７が、偏心部Ｗａと接触する時の様子について、図６及び図７を参照しつつ説明する。砥石車１７が偏心部Ｗａと接触する時、図６に示すように、偏心部Ｗａは回転軸心Ｗｃに対して砥石軸心Ｔｃ方向を向く水平姿勢となっている。より詳細には、砥石車１７は、図７に示すように、回転軸心Ｗｃと砥石軸心Ｔｃとを結ぶ水平軸線Ｌより下側に位置する接触点Ｐ１で偏心部Ｗａとの接触を開始し、ほぼ水平軸直線Ｌ上の接触点Ｐ２で接触を終了する。最初の接触点Ｐ１でのワークＷの回転位相と最後の接触点Ｐ２でのワークＷの回転位相との中間のワークＷの回転位相が、水平軸線Ｌに極めて近くなる。

そして、砥石車１７が偏心部Ｗａと点Ｐ１から点Ｐ２まで接触する期間に振動が生じ、その振動がＡＥセンサ１６ｃにより検知される。図８では、縦軸がＡＥセンサ１６ｃより出力される振動の検知信号を示しており、横軸が時間経過を表している。図８において、ＡＥセンサ１６ｃの検知信号ＡＥにおける山形の波形部分は、偏心部Ｗａと砥石車１７とが接触を開始してから終了するまでの検知信号の変化を表しており、本実施形態では接触波形と称する。接触波形は、信号が所定値よりも大きくなった時間Ｔ１で接触が開始し（最初の接触点Ｐ１）、ワークＷが１０°程度回転して偏心部Ｗａの表面が僅かに研削された後、信号が所定値よりも小さくなった時間Ｔ２で接触が終了したこと（最後の接触点Ｐ２）を表している。つまり、時間Ｔ１が点Ｐ１で接触を開始する時間を示し、時間Ｔ２が点Ｐ２で接触を終了する時間を示している。よって、直線Ｌ上の点Ｐｃでの接触時点は、接触期間である開始時Ｔ１〜終了時Ｔ２の中間時点であり、（Ｔ１＋Ｔ２）／２で表される。そして、接触信号が所定値よりも大きくなった時（Ｔ１）の主軸エンコーダ１２ｃのθ１と砥石台１６の送り位置Ｘ１を記憶し、次に接触信号が所定値よりも小さくなった時（Ｔ２）の主軸エンコーダ１２ｃのθ２と砥石台１６の送り位置Ｘ２を記憶して、これらを用いて開始時Ｔ１〜終了時Ｔ２の中間時点における主軸エンコーダ１２ｃの値と砥石台１６の送り位置とを求める。詳しくは後述する。

以上を踏まえて、Ｓ４の接触検知工程の具体的な内容について、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。まず、Ｓ１１において、砥石台１６の内部に収容されたＡＥセンサ１６ｃの出力に基づいて、接触波形が検知されたか否かを判定する。Ｓ１１で接触波形が検知されなかった場合（Ｓ１１：Ｎｏ）、Ｓ１１を繰り返す。

Ｓ１１で接触波形が検知された場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、Ｓ１２において、砥石台１６の送り動作を停止する。すなわち、制御部３５は、Ｘ軸送り用モータ駆動回路２２を制御してＸ軸送り用モータ１５ｃの回転駆動を停止する。イメージ的に述べると、砥石台１６（砥石車１７）の移動速度に比べて、回転軸心Ｗｃ回りの偏心部Ｗａのふれ回り速度が圧倒的に大きい状態で、砥石車１７に偏心部Ｗａが接触する。

続いて、Ｓ１３において、接触波形の開始時Ｔ１の主軸エンコーダ１２ｃの出力θ１を取得すると共に、Ｘ軸エンコーダ１５ｄの出力から砥石台１６の送り位置Ｘ１を取得する。さらに、終了時Ｔ２の主軸エンコーダ１２ｃの出力θ２を取得すると共に、Ｘ軸エンコーダ１５ｄの出力から砥石台１６の送り位置Ｘ２を取得する。Ｓ１３終了後、図３のフローチャートの処理へ戻り、Ｓ５へ進む。

Ｓ５の主軸位相取得工程において、接触検知時Ｔｄの主軸エンコーダ１２ｃの出力θｄを、数式θｄ＝（θ１＋θ２）／２により取得する。次いで、Ｓ６の基準位相設定工程で、Ｓ５で取得した主軸１２ａの回転位相θｄを、ワークＷの加工基準位相として設定し、データ記憶部３３に記憶する。すなわち、回転軸心Ｗｃを中心として時計３時の位置を基準点Ａ（０°）としたとき、接触検知時Ｔｄにおいては、偏心部Ｗａの中心Ｗａｃがほぼ基準点Ａに位置する水平姿勢となっている。砥石車１７による偏心部ＷａのＸ軸方向の切り込み量が少ない程、偏心部Ｗａの中心Ｗａｃが基準点Ａに位置する水平姿勢となる。よって、偏心部Ｗａの中心Ｗａｃが基準点Ａに位置するときの主軸エンコーダ１２ｃの出力である回転位相を、ワークＷの加工基準位相として設定することで、加工基準位相を基準として主軸エンコーダ１２ｃの出力（主軸１２ａの検出回転位相）に同期させて砥石台１６の送り位置を制御し、砥石車１７で偏心部Ｗａを研削加工することが可能となる。

また、Ｓ７の送り位置取得工程において、接触検知時Ｔｄの砥石台１６の送り位置Ｘｄを、数式Ｘｄ＝（Ｘ１＋Ｘ２）／２により取得する。次いで、Ｓ８の基準位置設定工程において、Ｓ７で取得した砥石台１６の送り位置ＸｄをワークＷの加工基準位置として設定し、データ記憶部３３に記憶する。すなわち、水平姿勢の偏心部Ｗａに砥石車１７が接触する時の砥石台１６の送り位置を加工基準位置とすることで、砥石台１６の送り位置を正確に制御して砥石車１７で偏心部Ｗａを研削加工することが可能となる。以上で、ワークＷの割出し処理が終了する。

続いて、Ｓ９の研削準備及び研削工程を実施する。研削準備及び研削工程の内容について、図５のフローチャートを参照しつつ説明する。まず、Ｓ２１でバックオフ動作を行う。バックオフ動作は、砥石台１６を、Ｓ４の接触検知工程で送り動作を停止した位置から砥石車１７が偏心部Ｗａから離間する所定のバックオフ位置まで後退移動させる動作である。

次に、Ｓ２２において、主軸１２ａの回転を、加工時の回転速度へ減速する。すなわち、制御部３５は、主軸モータ駆動回路２４を制御して、主軸モータ１２ｂの回転速度を粗加工時の回転数以上の所定の回転数から、粗加工時の回転数へ減速する。例えば、Ｓ２の回転工程で主軸モータ１２ｂの回転数を３００［ｒｐｍ］に設定した場合、粗加工時の回転数５０〜７０［ｒｐｍ］へ減速する。

次に、Ｓ２３において、砥石台１６をバックオフ位置からＳ８の基準位置設定工程で設定した加工基準位置の近傍、つまり砥石車１７が偏心部Ｗａと近接する位置まで早送りで前進移動させる動作を行う。

続いて、Ｓ２４において、砥石台１６の送りを加工時の送り速度へ減速すると共に、加工基準位相を基準として主軸１２ａの回転位相に同期させて研削送り動作を行う。これにより、偏心部Ｗａの研削加工が行われる。

（４．まとめ）
上述したように、本実施形態の位相割出し方法によれば、回転軸心Ｗｃを中心に連続回転するワークＷの被加工部である偏心部Ｗａに砥石台１６が接近する方向に相対移動した時、常に、偏心部Ｗａはその中心Ｗａｃが回転軸心Ｗｃと砥石軸心Ｔｃとを結ぶ直線上でそれらの中間に位置する姿勢で砥石車１７と接触する位置関係にあることに基づいて、接触検知時の主軸１２ａの回転位相を、ワークＷの加工基準位相として設定する。よって、研削盤においてピンやキー等の位相基準や位相決め用のタッチセンサ等を用いることなく、短時間で高精度にワークＷの位相を割出すことができるという効果を奏する。また、ワークＷの位相割出しに引き続いて、Ｓ９で研削工程を実行することができるため、位相割出しから研削加工完了までの全体時間の短縮化を図ることができるという効果を奏する。

また、接触検知工程（Ｓ４）では、砥石車１７と被加工部である偏心部Ｗａとの接触期間（開始時Ｔ１〜終了時Ｔ２）の中間時点を接触検知時とし、その時点の主軸１２ａの回転位相をワークＷの加工基準位相として設定し、砥石台１６の送り位置を加工基準位置として設定するので、簡単且つ高精度にワークＷの位相割り出しをすることができる。

また、接触検知工程（Ｓ４）は、砥石車１７に生じる振動の検知に基づいて接触検知を行うので、接触検知用のデバイスを別途設けることなく、砥石台１６に既存のＡＥセンサ１６ｃの出力を利用して接触検知を行うことができる。

また、主軸回転工程（Ｓ２）は、主軸１２ａを粗加工時の回転速度以上で回転させるので、偏心部Ｗａはその中心Ｗａｃが回転軸心Ｗｃと砥石軸心Ｔｃとを結ぶ直線上でそれらの中間に位置する姿勢で砥石車１７と接触する位置関係にあると仮定することができ、Ｓ４の接触検知工程の実施後、Ｓ６の基準位相設定工程で設定される加工基準位相及びＳ８の基準位置設定工程で設定される加工基準位置の精度を確保することができる。

また、砥石台送り工程（Ｓ３）は、砥石台１６を仕上げ加工時の移動速度以上で相対移動させるので、Ｓ４の接触検知工程に要する時間の短縮化を図ることができる。また、砥石台１６を粗加工時の移動速度以下で相対移動させるので、Ｓ６の基準位相設定工程で設定される加工基準位相及びＳ８の基準位置設定工程で設定される加工基準位置の精度を確保することができる。

＜変形例＞
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変更を施すことが可能である。上記実施形態では、本発明をクランクシャフトのクランクピンを研削加工する研削盤に適用した例を示したが、これには限られない。例えば、カムシャフトを研削するカム研削盤にも適用可能である。要するに、本発明は、回転軸心から偏心した偏心部を有するワークを研削する研削盤に適用することができる。

また、上述した実施形態では、砥石台１６に設けられて砥石車１７に生じる振動を検知するＡＥセンサ１６ｃの出力に基づいて、砥石車１７とワークＷとの接触を検知する例を示したがこれには限られない。主軸台１２に設けられた主軸１２ａに生じる振動を検知するセンサの出力に基づいて、砥石車１７とワークＷとの接触を検知するようにしてもよい。また、ＡＥセンサに限らず、砥石車１７とワークＷとの接触によって生じる振動を如何なるセンサで検出するようにしてもよい。

或いは、砥石車１７又は主軸１２ａに生じる振動の検知に変えて、砥石車１７又は主軸１２ａにかかる負荷の検出により、接触検知を行うようにしてもよい。例えば、砥石車１７にかかる負荷の検出は、砥石回転用モータ１６ｂへ実際に供給されている電流を検出することで行うようにしてもよい。同様に、主軸１２ａにかかる負荷の検出は、主軸モータ１２ｂへ実際に供給されている電流を検出することで行うようにしてもよい。

また、上記実施形態では、Ｓ２の主軸回転工程において、ワークＷを主軸１２ａと共に回転軸心Ｗｃを中心として一方向へ（図６で時計回りに）連続回転させる例を示したが、これには限られず、時計３時の位置（基準点Ａ）を通る回転方向の所定範囲で２方向（時計回りと反時計回り）へ往復回転させるようにしてもよい。例えば、図９の変形例に示すように、基準点Ａを中央とする回転方向の所定範囲で、ワークＷを時計回りと反時計回りとに往復回転させるようにしてもよい。この場合も、Ｓ３の砥石台送り工程で砥石車１７を所定の回転数で回転させると共に、砥石台１６をワークＷに接近する方向へ粗加工時の移動速度で移動させ、Ｓ４の接触検知工程で砥石車１７とワークＷとの接触検知を行うことができる。

また、上記実施形態では、Ｓ９の研削準備及び研削工程において、Ｓ２１のバックオフ工程及びＳ２３の早送り工程を実施する例を示したが、これらの工程を省略し、接触検知時の砥石台１６の送り位置から引き続いてＳ２４の研削工程を実施するようにしてもよい。

Ｗ…ワーク、Ｗｃ…回転軸心、Ｗａ…偏心部（被加工部）、１…研削盤、１２ａ…主軸、１６…砥石台、１７…砥石車、３５…制御部、Ｓ１…取付け工程、Ｓ２…主軸回転工程、Ｓ３…砥石台送り工程、Ｓ４…接触検知工程、Ｓ５…主軸位相取得工程、Ｓ６…基準位相設定工程、Ｓ７…送り位置取得工程、Ｓ８…基準位置設定工程、Ｓ２１…バックオフ工程、Ｓ２３…早送り工程、Ｓ２４…研削工程。

Claims (11)

1. 回転軸心に対し偏心した被加工部を有するワークを主軸で回転させながら、前記回転軸心との交差方向に相対移動する砥石台に支持された砥石車を接触させて前記被加工部を研削加工する研削盤において、前記ワークの位相を割出す方法であって、
   前記ワークを前記主軸に取付ける取付け工程と、
   前記ワークが取り付けられた前記主軸を回転させる主軸回転工程と、
   前記砥石車を回転させながら、前記砥石台を前記被加工部と離間する所定位置から前記被加工部へ接近する方向に相対移動させる砥石台送り工程と、
   前記主軸回転工程及び前記砥石台送り工程が実行されている最中に、前記被加工部に前記砥石車が接触したことを検知する接触検知工程と、
   前記接触検知工程における接触検知時の前記主軸の回転位相を取得する主軸位相取得工程と、
   前記主軸位相取得工程で取得した前記主軸の回転位相を、前記ワークの加工基準位相として設定する基準設定工程と、を備える位相割出し方法。
2. 前記接触検知工程は、前記砥石車と前記被加工部との接触期間の中間時点を前記接触検知時とする、請求項１に記載の位相割出し方法。
3. 前記接触検知工程は、前記砥石車又は前記主軸に生じる振動の検知に基づいて接触検知を行う、請求項１又は２に記載の位相割出し方法。
4. 前記接触検知工程は、前記砥石車又は前記主軸にかかる負荷の検知に基づいて接触検知を行う、請求項１又は２に記載の位相割出し方法。
5. 前記主軸回転工程は、前記主軸を粗加工時の回転速度以上で回転させる、請求項１乃至４の何れか一項に記載の位相割出し方法。
6. 前記主軸回転工程は、前記主軸を一定方向に連続回転させる、請求項１乃至５の何れか一項に記載の位相割出し方法。
7. 前記主軸回転工程は、前記主軸を所定範囲で往復回転させる、請求項１乃至５の何れか一項に記載の位相割出し方法。
8. 前記砥石台送り工程は、前記砥石台を仕上げ加工時の移動速度以上且つ粗加工時の移動速度以下で相対移動させる、請求項１乃至７の何れか一項に記載の位相割出し方法。
9. 前記接触検知工程における前記接触検知時の前記砥石台の送り位置を取得する送り位置取得工程と、
   前記送り位置取得工程で取得した前記砥石台の前記送り位置を前記ワークの加工基準位置として設定する基準位置設定工程、を備える請求項１乃至８の何れか一項に記載の位相割出し方法。
10. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の位相割出し方法を実施した後、前記加工基準位相を基準として前記主軸の回転に同期して前記砥石台を相対移動させ、前記砥石車により前記被加工部を研削する研削工程を備える、研削加工方法。
11. 前記研削工程を実施する前に、
    前記砥石台を前記砥石車が前記被加工部から離間する所定のバックオフ位置まで相対的に後退移動させるバックオフ工程と、
    前記所定位置から前記砥石車が前記被加工部と近接する位置まで前記砥石台を早送りで相対的に前進移動させる早送り工程と、を実施する、請求項１０に記載の研削加工方法。

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