JP2022114886A - Surface property estimation system - Google Patents

Surface property estimation system Download PDF

Info

Publication number
JP2022114886A
JP2022114886A JP2021011349A JP2021011349A JP2022114886A JP 2022114886 A JP2022114886 A JP 2022114886A JP 2021011349 A JP2021011349 A JP 2021011349A JP 2021011349 A JP2021011349 A JP 2021011349A JP 2022114886 A JP2022114886 A JP 2022114886A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
center
surface texture
frequency
workpiece
frequency component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021011349A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
祐生 増田
Yuki Masuda
徹 河原
Toru Kawahara
慎二 村上
Shinji Murakami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2021011349A priority Critical patent/JP2022114886A/en
Publication of JP2022114886A publication Critical patent/JP2022114886A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

To provide a surface property estimation system which estimates surface property of a workpiece quickly and highly accurately in an inprocess of grinding work.SOLUTION: A surface property estimation system H is provided with a surface property generation device 20 and a detection device 30. The surface property generation device 20 calculates whetstone surface unevenness P and a workpiece reference radius R forming surface property due to a whetstone on the basis of first basic data D1 detected spirally and second basic data D2 detected at the same position in an axial direction. The surface property generation device 20 calculates low frequency center-to-center relative vibration waveform and high frequency center-to-center relative vibration waveform forming the surface property due to center-to-center relative vibration on the basis of the second basic data D2. The surface property generation device 20 generates the surface property of a workpiece W by adding the whetstone surface unevenness P and the workpiece reference radius R, and the low frequency center-to-center relative vibration waveform and the high frequency center-to-center relative vibration waveform.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、表面性状推定システムに関する。 The present invention relates to a surface texture estimation system.

研削加工は、例えば、高速に回転する工具と、回転する工作物とを接触させて行われる。工具を回転させて工作物を加工する場合に、びびり振動が発生すると、加工面精度が低下したり、工具に過大な負荷が作用することがある。従来、研削加工後の工作物の表面状態を確認することにより、加工時のびびり振動の発生を検出する手法が用いられてきた。工作物の表面状態は、研削加工終了後に、真円度測定器により測定される。研削装置と表面状態測定器とが切り離されているため、工作物表面にびびり振動の発生が認められた場合にも、これを加工条件等にフィードバックするのに時間差ができてしまう問題があった。 Grinding is performed, for example, by bringing a tool rotating at high speed into contact with a rotating workpiece. When chattering vibration occurs when rotating a tool to machine a workpiece, the precision of the machined surface may deteriorate and an excessive load may be applied to the tool. Conventionally, a technique has been used to detect the occurrence of chatter vibration during machining by checking the surface condition of the workpiece after grinding. The surface condition of the workpiece is measured by a roundness measuring instrument after finishing the grinding process. Since the grinding device and the surface condition measuring instrument are separated, even if chatter vibration is detected on the surface of the workpiece, there is a problem that there is a time lag in feeding this back to the machining conditions. .

これに対して、特許文献1のように、びびり振動発生の検出をインプロセスで行う方法も提案されている。びびり振動検出器は、例えば、研削装置、もしくは被加工物の振動加速度、振動変位等を測定し、所定の閾値を越えた振動が検出されたときにびびり振動が発生したと判定している。びびり振動の発生を研削装置上で行うことで、びびり振動が検出された場合に、加工条件を変更してびびり振動を抑制することができる。 On the other hand, as in Patent Document 1, a method of detecting the occurrence of chatter vibration in-process has also been proposed. The chatter vibration detector measures, for example, the vibration acceleration, vibration displacement, etc. of the grinding device or the workpiece, and determines that chatter vibration has occurred when vibration exceeding a predetermined threshold is detected. By generating the chatter vibration on the grinding apparatus, when the chatter vibration is detected, the machining conditions can be changed to suppress the chatter vibration.

特開2000-233368号公報JP-A-2000-233368

特許文献1のびびり検出方法では、びびりの発生の有無を知ることができるが、工作物の出来栄えや砥石車の摩耗状態等をより正確に把握するためには、工作物の表面における一定範囲以上の表面性状を知ることが望ましい。しかしながら、工作物の表面性状を測定するには、時間がかかり、特にインプロセスにおいて表面性状を得ることは困難である。 With the chattering detection method of Patent Document 1, the presence or absence of chattering can be detected. It is desirable to know the surface properties of However, it takes time to measure the surface texture of the workpiece, and it is difficult to obtain the surface texture especially in-process.

本発明は、研削加工のインプロセスにおいて、素早く且つ高精度に工作物の表面性状を推定する表面性状推定システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a surface texture estimation system for estimating the surface texture of a workpiece quickly and accurately in the in-process grinding process.

表面性状推定システムは、研削装置にて砥石車により研削した工作物の表面状態に応じた検出データを出力する検出装置と、工作物の表面における検出装置の測定位置を少なくとも周方向に工作物に対して相対移動させることによって検出装置により検出された検出データに基づいて工作物の表面性状を生成する表面性状生成装置と、を備え、表面性状生成装置は、工作物の表面における測定位置を工作物の周方向及び軸方向にて螺旋状に移動させることによって検出された検出データである第一検出データ、及び、測定位置を工作物の軸方向の同一位置にて周方向に移動させることによって検出された検出データである第二検出データに基づいて、砥石車の研削面における表面状態が転写された砥石起因による表面性状を算出すると共に、第二検出データに基づいて、砥石車と工作物との心間の相対的な変動により発生する振動が転写された心間相対振動起因による表面性状を算出し、砥石起因による表面性状と心間相対振動起因による表面性状とを加算して、工作物の表面性状を生成する。 The surface texture estimation system includes a detection device that outputs detection data corresponding to the surface state of a workpiece ground by a grinding wheel in a grinding machine, and a measurement position of the detection device on the surface of the workpiece at least in the circumferential direction of the workpiece. a surface texture generating device for generating the surface texture of the workpiece based on the detection data detected by the detecting device by moving relative to the workpiece, the surface texture generating device determining the measurement position on the surface of the workpiece by the workpiece. First detection data, which is detection data detected by spirally moving the workpiece in the circumferential and axial directions, and by moving the measurement position in the circumferential direction at the same position in the axial direction of the workpiece Based on the second detection data, which is the detected detection data, the surface texture due to the grinding wheel to which the surface condition on the grinding surface of the grinding wheel is transferred is calculated, and based on the second detection data, the grinding wheel and the workpiece are calculated. Calculate the surface texture caused by the relative vibration between the centers to which the vibration generated by the relative fluctuation between the centers is transferred, add the surface texture caused by the grinding wheel and the surface texture caused by the relative vibration between the centers, Generate the surface texture of an object.

表面性状推定システムによれば、砥石起因による表面性状及び心間相対振動起因による表面性状を算出するために、螺旋状に検出された第一検出データ及び軸方向の同一位置にて検出された第二検出データを用いることができる。これにより、例えば、第一検出データのみを用いる場合に比べて、工作物の表面状態を算出するために必要な第一検出データのデータ数を低減することが可能になり、その結果、工作物の表面性状を生成して推定するために要する時間を短縮することができる。又、第一検出データ及び第二検出データを用いて工作物の表面性状を生成することができるため、データ数を低減した場合であっても、工作物の表面性状を高精度により生成することができる。 According to the surface texture estimation system, in order to calculate the surface texture due to the grindstone and the surface texture due to the center-to-center relative vibration, the first detection data detected spirally and the second detection data detected at the same position in the axial direction are used. Two detection data can be used. This makes it possible to reduce the number of pieces of first detection data required to calculate the surface state of the workpiece, for example, compared to the case of using only the first detection data. It is possible to shorten the time required to generate and estimate the surface texture of . Moreover, since the surface texture of the workpiece can be generated using the first detection data and the second detection data, the surface texture of the workpiece can be generated with high accuracy even when the number of data is reduced. can be done.

研削装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a grinding apparatus. 検出装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a detection apparatus. 研削装置の研削工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the grinding process of a grinding apparatus. 工作物の表面性状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the surface quality of a workpiece. 砥石起因による表面性状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the surface quality by grindstone origin. 砥石起因による表面性状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the surface quality by grindstone origin. 心間相対振動起因による表面性状を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining surface properties caused by center-to-center relative vibration; 表面性状推定システムの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the configuration of a surface texture estimation system; FIG. 第一基礎データ(第一検出データ)の検出を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the detection of 1st basic data (1st detection data). 第二基礎データ(第二検出データ)の検出を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the detection of 2nd basic data (2nd detection data). 表面性状生成装置の第一データ処理部の構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing the configuration of a first data processing section of the surface texture generating device; FIG. 表面性状生成装置の第二データ処理部の構成を示すブロック図である。4 is a block diagram showing the configuration of a second data processing section of the surface texture generating device; FIG. 表面性状生成装置のマップ化処理部の構成を示すブロック図である。4 is a block diagram showing the configuration of a mapping processing unit of the surface texture generating device; FIG. マップ化処理部によってマップ化された砥石起因による表面性状を示す図である。It is a figure which shows the surface texture by the whetstone mapped by the mapping process part. マップ化処理部によるデータの位置補正処理を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining data position correction processing by a mapping processing unit; マップ化処理部によるデータの合成処理を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining data synthesizing processing by a mapping processing unit; マップ化処理部によってマップ化された砥石起因による表面性状を示す図である。It is a figure which shows the surface texture by the whetstone mapped by the mapping process part. マップ化処理部によってマップ化された心間相対振動起因による表面性状(高周波成分)を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a surface texture (high-frequency component) due to center-to-center relative vibration mapped by a mapping processing unit; マップ化処理部によってマップ化された心間相対振動起因による表面性状(低周波成分)を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing surface properties (low-frequency components) due to center-to-center relative vibration mapped by a mapping processing unit; マップ化処理部によってマップ化された工作物の表面性状を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing surface properties of a workpiece mapped by a mapping processing unit;

以下、表面性状推定システムHについて図面を参照しながら説明する。表面性状推定システムHは、図1に示すように、研削装置10、表面性状生成装置20、検出装置30を備える。又、本例の表面性状推定システムHは、画像出力装置40を備える。本例の表面性状推定システムHは、研削装置10によって研削された後或いは研削中に検出可能な変位値を検出装置30が検出し、表面性状生成装置20が検出装置30によって検出された工作物Wの表面状態に応じた検出データを用いて工作物Wの表面性状をマップ化して出力する。そして、本例の画像出力装置40は、表面性状生成装置20によって生成された工作物Wの表面性状を表すマップを画像として出力する。 The surface texture estimation system H will be described below with reference to the drawings. The surface texture estimation system H includes a grinding device 10, a surface texture generation device 20, and a detection device 30, as shown in FIG. The surface texture estimation system H of this example also includes an image output device 40 . In the surface texture estimation system H of this example, the detection device 30 detects a displacement value that can be detected after or during grinding by the grinding device 10, and the surface texture generation device 20 detects the workpiece detected by the detection device 30. Using the detection data corresponding to the surface condition of W, the surface condition of the workpiece W is mapped and output. Then, the image output device 40 of this example outputs the map representing the surface texture of the workpiece W generated by the surface texture generation device 20 as an image.

ここで、検出装置30が検出する検出データとしては、例えば、工作物Wの表面状態(表面形状)に対応して発生する振動の加速度を基に変換して得られる変位(振幅)や、振動の変位(振幅)等を例示することができる。又、検出装置30は、工作物Wに直接的又は間接的に接触して検出データを検出することが可能であると共に、工作物Wに接触することなく(非接触により)検出データを検出することが可能である。尚、本例においては、検出装置30が工作物Wの表面における加速度を基に変換して得られる変位を検出する場合を例示し、表面性状生成装置20が検出された変位を用いて表面性状即ちマップを生成する場合を説明する。 Here, the detection data detected by the detection device 30 includes, for example, displacement (amplitude) obtained by converting the acceleration of vibration generated corresponding to the surface state (surface shape) of the workpiece W, vibration can be exemplified by the displacement (amplitude) of . Further, the detection device 30 can detect the detection data by directly or indirectly contacting the workpiece W, and detects the detection data without contacting the workpiece W (non-contact). It is possible. In this example, the detection device 30 detects the displacement obtained by converting the acceleration on the surface of the workpiece W, and the surface texture generation device 20 uses the detected displacement to determine the surface texture. That is, the case of generating a map will be described.

(1.研削装置10の構成)
図1及び図2に示すように、研削装置10は、ベッド11、砥石車12、砥石台13、主軸台14、心押台15、主軸テーブル16、及び、定寸装置17を主に備える。工作物Wは、回転軸方向の両端を、主軸台14及び心押台15に支持され、回転する。尚、本例においては、工作物Wが円柱状又は円筒状である場合を例示する。研削装置10は、回転する工作物Wの表面(外周面)に砥石車12を当接させ、研削することにより工作物Wの形状を形成する。
(1. Configuration of Grinding Device 10)
As shown in FIGS. 1 and 2, the grinding apparatus 10 mainly includes a bed 11, a grinding wheel 12, a grinding wheel head 13, a headstock 14, a tailstock 15, a spindle table 16, and a sizing device 17. The workpiece W rotates while being supported by the headstock 14 and the tailstock 15 at both ends in the rotation axis direction. In addition, in this example, the case where the workpiece W is columnar or cylindrical is exemplified. The grinding device 10 forms the shape of the workpiece W by bringing the grinding wheel 12 into contact with the surface (outer peripheral surface) of the rotating workpiece W and grinding it.

砥石車12は、Z軸に平行な軸線回りに回転可能に砥石台13に支持される。ベッド11上には、砥石台案内部11aが固定され、砥石台13は、X軸方向に移動可能に砥石台案内部11aに支持される。砥石車12には、制御器18によって制御される砥石回転モータ12aから回転駆動力が付与され、砥石車12が回転軸回りに回転する。砥石車12は、砥石台13がX軸方向に移動することにより、X軸方向に離間して設置された工作物Wに接近し、工作物Wを研削する。 The grinding wheel 12 is supported on the grinding wheel base 13 so as to be rotatable about an axis parallel to the Z-axis. A wheelhead guide portion 11a is fixed on the bed 11, and a wheelhead 13 is supported by the wheelhead guide portion 11a so as to be movable in the X-axis direction. A grinding wheel rotating motor 12a controlled by a controller 18 applies rotational driving force to the grinding wheel 12, and the grinding wheel 12 rotates around the rotation axis. As the grinding wheel 13 moves in the X-axis direction, the grinding wheel 12 approaches and grinds the workpiece W spaced apart in the X-axis direction.

ベッド11上において、砥石台案内部11aからX軸方向に離間した位置に、主軸テーブル案内部11bが固定される。主軸テーブル案内部11bは、主軸テーブル16をZ軸方向に移動可能に支持する。主軸テーブル16の上には、主軸台14及び心押台15が対向配置される。工作物Wは、その両端が主軸台14及び心押台15に回転可能に支持されており、制御器18によって制御される主軸回転モータ14aから回転駆動力が付与され、回転する。 On the bed 11, a spindle table guide portion 11b is fixed at a position separated from the wheelhead guide portion 11a in the X-axis direction. The spindle table guide portion 11b supports the spindle table 16 so as to be movable in the Z-axis direction. A headstock 14 and a tailstock 15 are arranged on the spindle table 16 so as to face each other. Both ends of the workpiece W are rotatably supported by the headstock 14 and the tailstock 15, and rotational driving force is applied from a spindle rotation motor 14a controlled by the controller 18 to rotate.

外径測定装置である定寸装置17は、図2に示すように、工作物Wの表面に接触する接触部である一対の測定子17aと、測定子17aを支持する一対のフィンガー17bを備える。測定子17aは、工作物Wの回転中心Oを挟んだ2点において工作物Wの表面に当接するように設けられる。定寸装置17は、測定子17aの機械的変位を電気信号に変換することにより工作物Wの外径を検出する。定寸装置17は、軸方向移動装置17cに支持され、工作物Wの軸方向、即ち、Z軸方向に移動可能である。定寸装置17のZ軸方向の移動は、軸方向移動制御部17dによって制御される。 As shown in FIG. 2, the sizing device 17, which is an outer diameter measuring device, includes a pair of probes 17a, which are contact portions that come into contact with the surface of the workpiece W, and a pair of fingers 17b that support the probes 17a. . The probe 17a is provided so as to contact the surface of the workpiece W at two points across the rotation center O of the workpiece W. As shown in FIG. The sizing device 17 detects the outer diameter of the workpiece W by converting the mechanical displacement of the probe 17a into an electrical signal. The sizing device 17 is supported by an axial movement device 17c and is movable in the axial direction of the workpiece W, that is, in the Z-axis direction. Movement of the sizing device 17 in the Z-axis direction is controlled by an axial movement control section 17d.

検出装置30は、研削装置10の定寸装置17の一対のフィンガー17bのうちの少なくとも一方に組み付けられる。本例の検出装置30は、加速度センサを主に備え、加速度を基に変換して得られる変位を検出する。即ち、検出装置30は、定寸装置17の測定子17aが工作物Wの表面に接触した状態で工作物Wに対して相対移動した際にフィンガー17bに発生する変位を検出する。 The detection device 30 is attached to at least one of the pair of fingers 17b of the sizing device 17 of the grinding machine 10. As shown in FIG. The detection device 30 of this example mainly includes an acceleration sensor, and detects displacement obtained by conversion based on acceleration. That is, the detecting device 30 detects the displacement generated in the finger 17b when the stylus 17a of the sizing device 17 is in contact with the surface of the workpiece W and moves relative to the workpiece W. As shown in FIG.

研削装置10は、図3に示す工程により工作物Wを研削する。研削工程は、砥石送り速度の違いによって分けられ、粗研工程St1、精研工程St2、微研工程St3、スパークアウト工程St4の順で行われる。各工程の砥石送り速度は、粗研工程St1>精研工程St2>微研工程St3>スパークアウト工程St4となる。粗研工程St1では、工作物Wの大まかな形状を形成する。続く精研工程St2及び微研工程St3では、砥石送り速度を小さくしながら、工作物Wの表面形状を整える。最後のスパークアウト工程St4では、工作物Wの表面の仕上げを行い、工作物Wを完成させる。 The grinding device 10 grinds the workpiece W through the steps shown in FIG. The grinding process is divided according to the difference in grindstone feed rate, and is performed in the order of rough grinding process St1, fine grinding process St2, fine grinding process St3, and spark-out process St4. The grindstone feed rate in each process is as follows: coarse grinding process St1>fine grinding process St2>fine grinding process St3>spark-out process St4. In the rough grinding step St1, a rough shape of the workpiece W is formed. In the subsequent fine grinding process St2 and fine grinding process St3, the surface shape of the workpiece W is adjusted while the grindstone feed rate is decreased. In the final spark-out step St4, the surface of the workpiece W is finished, and the workpiece W is completed.

ここで、表面性状推定システムHにおいては、研削が完了するスパークアウト工程St4後の工作物Wの表面性状を推定することが好ましい。尚、表面性状推定システムHは、インプロセスにおいて、工作物Wの表面性状を推定するものであるが、インプロセスとは、工作物Wが研削装置10から取り外されるまでの期間であって、スパークアウト工程St4後も含む。表面性状推定システムHは、工作物Wの研削完了後に工作物Wの研削時の回転を維持した状態において、後述する工作物Wの表面性状Sを推定することが好ましい。 Here, in the surface texture estimation system H, it is preferable to estimate the surface texture of the workpiece W after the spark-out step St4 in which grinding is completed. The surface texture estimation system H estimates the surface texture of the workpiece W in-process. It also includes after the out process St4. After the grinding of the workpiece W is completed, the surface texture estimation system H preferably estimates the surface texture S of the workpiece W, which will be described later, in a state in which the rotation of the workpiece W during grinding is maintained.

(2.表面性状生成装置20の概要)
次に、表面性状生成装置20の構成について説明する。図4に示すように、研削装置10によって研削された工作物Wの表面性状Sは、種々の要因に起因して決定されると言える。即ち、工作物Wの表面性状Sは、図4にて実線及び二点鎖線により示すように、砥石車12の研削面の表面状態が転写される砥石起因による表面性状S1と、図4にて破線により示すように、砥石車12と工作物Wとの間つまり心間の相対的な変動により発生する振動が転写される心間相対振動起因による表面性状S2とが合成されたものと言える。
(2. Overview of surface texture generating device 20)
Next, the configuration of the surface texture generation device 20 will be described. As shown in FIG. 4, it can be said that the surface texture S of the workpiece W ground by the grinding apparatus 10 is determined by various factors. That is, the surface texture S of the workpiece W is, as indicated by the solid line and the two-dot chain line in FIG. As indicated by the dashed line, it can be said that the surface texture S2 due to the center-to-center relative vibration transferred by the vibration generated by the relative fluctuation between the grinding wheel 12 and the workpiece W, that is, between the centers, is synthesized.

換言すれば、工作物Wの表面性状Sは、砥石起因による表面性状S1と心間相対振動起因によるS2とに分離することができる。このため、表面性状S1と表面性状S2とを各々生成し、最終的に表面性状S1と表面性状S2とを合成する(加算する)ことによって最終的に表面性状Sを生成することができる。 In other words, the surface texture S of the workpiece W can be separated into the surface texture S1 caused by the grindstone and the surface texture S2 caused by the center-to-center relative vibration. Therefore, the surface texture S can be finally generated by generating the surface texture S1 and the surface texture S2, and finally synthesizing (adding) the surface texture S1 and the surface texture S2.

ここで、砥石起因による表面性状S1は、更に、図5及び図6に示すように、砥石表面凹凸が転写された表面性状S11と、静的な工作物基準半径の表面性状S12とに分離することができる。又、心間相対振動起因による表面性状S2は、図7に示すように、低周波成分と高周波成分とが含まれており、検出装置30による検出データの周波数特性から抽出することにより高周波成分である高周波心間相対振動波形による表面性状S21と、低周波成分である低周波心間相対振動波形による表面性状S22とに分離することができる。 Here, as shown in FIGS. 5 and 6, the surface texture S1 caused by the grindstone is further divided into the surface texture S11 to which the grindstone surface unevenness is transferred and the surface texture S12 of the static workpiece reference radius. be able to. As shown in FIG. 7, the surface texture S2 due to center-to-center relative vibration includes low-frequency components and high-frequency components. It can be separated into a surface texture S21 due to a certain high-frequency relative vibration waveform and a surface texture S22 due to a low-frequency relative vibration waveform, which is a low-frequency component.

従って、表面性状S11,S12を合成する(加算する)ことにより表面性状S1を生成し、表面性状S21,S22を合成する(加算する)ことにより表面性状S2を生成し、更に、表面性状S1,S2を合成する(加算する)ことにより、最終的に表面性状Sを生成することができる。又、必要に応じて、合成する表面性状S1,S11,S12,S2,S21,S22を適宜選択することにより、必要とする表面性状Sを任意に生成することも可能となる。 Therefore, the surface texture S1 is generated by synthesizing (adding) the surface textures S11 and S12, the surface texture S2 is generated by synthesizing (adding) the surface textures S21 and S22, and further, the surface textures S1, By synthesizing (adding) S2, the surface texture S can be finally generated. Further, by appropriately selecting the surface textures S1, S11, S12, S2, S21, and S22 to be synthesized, it is possible to arbitrarily generate the required surface texture S as required.

そこで、本例の表面性状生成装置20は、検出装置30によって検出された変位を検出データとして取得し、取得した検出データの周波数特性のうち低周波成分と高周波成分とを抽出する。そして、表面性状生成装置20は、抽出した低周波成分及び高周波成分について各種データ処理を行い、各種データ処理の結果に基づいて表面性状S11,S12(即ち、表面性状S1)及び表面性状S21,S22(即ち、表面性状S2)を表す各々のマップを生成する。そして、表面性状生成装置20は、表面性状S1及び表面性状S2を表す各々のマップを合成する(加算する)ことにより、工作物Wの表面性状S、具体的には、表面性状Sを表すマップを最終的に生成する。 Therefore, the surface texture generation device 20 of this example acquires the displacement detected by the detection device 30 as detection data, and extracts low frequency components and high frequency components from the frequency characteristics of the acquired detection data. Then, the surface texture generating device 20 performs various data processing on the extracted low frequency component and high frequency component, and based on the results of the various data processing, surface textures S11 and S12 (that is, surface texture S1) and surface textures S21 and S22 are generated. (ie surface texture S2). Then, the surface texture generating device 20 synthesizes (adds) the maps representing the surface texture S1 and the surface texture S2 to obtain the surface texture S of the workpiece W, more specifically, the map representing the surface texture S. finally generate

(2-1.表面性状生成装置20の構成)
表面性状生成装置20は、図8に示すように、基礎データ取得部21と、第一データ処理部22と、第二データ処理部23と、表面性状生成部としてのマップ化処理部24と、を備える。
(2-1. Configuration of Surface Texture Generating Device 20)
As shown in FIG. 8, the surface texture generation device 20 includes a basic data acquisition unit 21, a first data processing unit 22, a second data processing unit 23, a mapping processing unit 24 as a surface texture generation unit, Prepare.

(2-2.基礎データ取得部21)
基礎データ取得部21は、研削した後或いは研削中に検出装置30によって検出された検出データ(変位)を取得する。具体的に、基礎データ取得部21は、図8に示すように、検出装置30から出力された第一検出データK1を第一基礎データD1として取得すると共に、第二検出データK2を第二基礎データD2として取得する。
(2-2. Basic data acquisition unit 21)
The basic data acquisition unit 21 acquires detection data (displacement) detected by the detection device 30 after or during grinding. Specifically, as shown in FIG. 8, the basic data acquisition unit 21 acquires the first detection data K1 output from the detection device 30 as the first basic data D1, and the second detection data K2 as the second basic data D1. Acquired as data D2.

ここで、検出装置30は、先ず、図9に示すように、工作物Wの表面における振動の変位を測定する測定位置を工作物Wに対して周方向及び軸方向にて相対的に螺旋状に移動させた場合の第一検出データK1を検出し、基礎データ取得部21に出力する。即ち、第一基礎データD1を取得する場合、工作物Wを回転させた状態で、定寸装置17の測定子17aを工作物Wの表面に接触させ、軸方向移動装置17cにより、定寸装置17を工作物Wの軸方向に連続的に移動させる。ここで、本例の測定位置は、定寸装置17の測定子17aが工作物Wの表面に接触する位置である。尚、定寸装置17の工作物Wの軸方向への移動速度は、工作物Wの1回転当たり1mm程度とすることが好ましく、この場合、定寸装置17の移動速度は、軸方向移動制御部17dにより制御することができる。 Here, as shown in FIG. 9, the detection device 30 first sets the measurement position for measuring the displacement of the vibration on the surface of the workpiece W relative to the workpiece W in the circumferential and axial directions in a helical shape. is detected and output to the basic data acquisition unit 21 . That is, when acquiring the first basic data D1, the probe 17a of the sizing device 17 is brought into contact with the surface of the work W while the work W is being rotated, and the sizing device is moved by the axial movement device 17c. 17 is moved continuously in the axial direction of the workpiece W. Here, the measurement position in this example is the position where the probe 17a of the sizing device 17 contacts the surface of the workpiece W. As shown in FIG. The moving speed of the sizing device 17 in the axial direction of the workpiece W is preferably about 1 mm per one rotation of the workpiece W. It can be controlled by the section 17d.

又、検出装置30は、図10に示すように、測定位置を螺旋状に移動させることなく、測定位置を軸方向にて同一の位置(軸方向の同一位置)における工作物Wの外周面1周分の第二検出データK2を検出し、基礎データ取得部21に出力する。即ち、工作物Wを回転させた状態で、定寸装置17の測定子17aを工作物Wの表面に接触させ、軸方向移動装置17cにより、定寸装置17を工作物Wの軸方向の同一位置にて停止させる。 In addition, as shown in FIG. 10, the detection device 30 moves the measurement position to the same position in the axial direction (the same position in the axial direction) on the outer peripheral surface 1 of the workpiece W without moving the measurement position spirally. The second detection data K<b>2 for the circumference is detected and output to the basic data acquisition unit 21 . That is, while the workpiece W is being rotated, the probe 17a of the sizing device 17 is brought into contact with the surface of the workpiece W, and the sizing device 17 is moved to the same position in the axial direction of the workpiece W by the axial movement device 17c. Stop at position.

基礎データ取得部21は、螺旋状に検出された第一検出データK1を第一基礎データD1として取得する。又、基礎データ取得部21は、軸方向同一位置で取得された1周分の第二検出データK2を第二基礎データD2として取得する。そして、基礎データ取得部21は、第一基礎データD1及び第二基礎データD2を、第一データ処理部22及び第二データ処理部23の各々に出力する。 The basic data acquisition unit 21 acquires the spirally detected first detection data K1 as the first basic data D1. Further, the basic data acquisition unit 21 acquires the second detection data K2 for one round acquired at the same position in the axial direction as the second basic data D2. Then, the basic data acquisition unit 21 outputs the first basic data D1 and the second basic data D2 to the first data processing unit 22 and the second data processing unit 23, respectively.

ここで、第一基礎データD1及び第二基礎データD2は、変位に関する時系列データである。尚、第一基礎データD1及び第二基礎データD2は、一般的には、時間軸を基準とするデータとして取得されるが、時間及び工作物Wの回転速度から、工作物Wの回転角度を基準とするデータに変換されても良い。 Here, the first basic data D1 and the second basic data D2 are time-series data on displacement. The first basic data D1 and the second basic data D2 are generally acquired as data with the time axis as a reference. It may be converted into reference data.

(2-3.第一データ処理部22)
第一データ処理部22は、第一基礎データD1及び第二基礎データD2の周波数特性のうち、低周波成分を抽出し、抽出した低周波成分について後述する各種データ処理を行う。このため、第一データ処理部22は、図11に示すように、低周波成分抽出部221、スパイラル低周波波形生成部222、低周波心間相対振動波形生成部223、工作物基準半径算出部224を主に備える。
(2-3. First data processing unit 22)
The first data processing unit 22 extracts low-frequency components from the frequency characteristics of the first basic data D1 and the second basic data D2, and performs various data processing described later on the extracted low-frequency components. Therefore, as shown in FIG. 11, the first data processing unit 22 includes a low-frequency component extraction unit 221, a spiral low-frequency waveform generation unit 222, a low-frequency center-to-center relative vibration waveform generation unit 223, and a workpiece reference radius calculation unit. 224 is mainly provided.

低周波成分抽出部221は、基礎データ取得部21から取得した第一基礎データD1について高速フーリエ変換(以下、「FFT」と称呼する。)を行い、第一基礎データD1の周波数特性のうち、第一低周波成分であって1山/周成分を除く低周波成分D11を抽出する。尚、1山/周成分は、工作物Wの回転周波数に相当する成分である。又、低周波成分抽出部221は、基礎データ取得部21から取得した第二基礎データD2についてFTTを行い、第二基礎データD2の周波数特性のうち、第二低周波成分であって1山/周成分を除く低周波成分D21を抽出する。ここで1山/周成分を除くのは、例えば、工作物Wの回転軸がずれている場合等において、1山/周成分が強く検出される場合があるためである。尚、低周波成分抽出部221は、低周波成分として、例えば、50Hz未満(波形として15~50山程度)の周波数範囲となる第一基礎データD1及び第二基礎データD2の低周波成分を抽出する。 The low-frequency component extraction unit 221 performs a fast Fourier transform (hereinafter referred to as "FFT") on the first basic data D1 acquired from the basic data acquisition unit 21, and out of the frequency characteristics of the first basic data D1, A low-frequency component D11, which is the first low-frequency component and excludes one peak/peripheral component, is extracted. The 1 peak/circumference component is a component corresponding to the rotation frequency of the workpiece W. As shown in FIG. In addition, the low-frequency component extraction unit 221 performs FTT on the second basic data D2 acquired from the basic data acquisition unit 21, and out of the frequency characteristics of the second basic data D2, the second low-frequency component and 1 peak/ A low frequency component D21 excluding the frequency component is extracted. The reason why one peak/peripheral component is excluded here is that the one peak/peripheral component may be strongly detected when, for example, the rotation axis of the workpiece W is deviated. In addition, the low-frequency component extraction unit 221 extracts the low-frequency components of the first basic data D1 and the second basic data D2 that are in the frequency range of, for example, less than 50 Hz (about 15 to 50 peaks as a waveform) as low-frequency components. do.

スパイラル低周波波形生成部222は、低周波成分抽出部221によって抽出された第一基礎データD1の低周波成分D11について逆高速フーリエ変換(以下、「逆FFT」と称呼する。)を行う。ここで、第一基礎データD1は、検出装置30によって工作物Wの外周面(表面)に沿って螺旋状に検出された第一検出データK1(変位)である。これにより、スパイラル低周波波形生成部222は、工作物Wの螺線方向における変位変動即ち振動の低周波成分D11の波形を表すスパイラル低周波波形SLWを生成する。 The spiral low-frequency waveform generator 222 performs an inverse fast Fourier transform (hereinafter referred to as “inverse FFT”) on the low-frequency component D11 of the first basic data D1 extracted by the low-frequency component extractor 221. Here, the first basic data D1 is the first detection data K1 (displacement) spirally detected along the outer peripheral surface (surface) of the workpiece W by the detection device 30 . As a result, the spiral low-frequency waveform generator 222 generates a spiral low-frequency waveform SLW representing the waveform of the low-frequency component D11 of the displacement fluctuation, ie, the vibration, of the workpiece W in the spiral direction.

低周波心間相対振動波形生成部223は、低周波成分抽出部221によって抽出された第二基礎データD2の低周波成分D21について逆FFTを行う。ここで、第二基礎データD2は、検出装置30によって工作物Wの軸方向の同一位置にて検出された第二検出データK2(変位)である。これにより、第二基礎データD2の低周波成分D21について逆FFTを行うと、工作物Wの周方向(1周)における変位変動即ち振動の低周波成分D21を表す1断面低周波波形が得られる。 The low-frequency center-to-center relative vibration waveform generator 223 performs inverse FFT on the low-frequency component D21 of the second basic data D2 extracted by the low-frequency component extractor 221 . Here, the second basic data D2 is the second detection data K2 (displacement) detected at the same axial position of the workpiece W by the detection device 30 . As a result, when the inverse FFT is performed on the low-frequency component D21 of the second basic data D2, a one-section low-frequency waveform representing the low-frequency component D21 of the displacement fluctuation, ie, the vibration, in the circumferential direction (one turn) of the workpiece W can be obtained. .

ところで、1断面低周波波形は、例えば、研削装置10におけるポンプ脈動や工作物Wのセット精度等、1つの工作物Wの研削中に大きく変化しない砥石車12と工作物Wとの相対位置即ち心間距離の変化に起因して発生する相対振動(低周波心間相対振動)を表し、1つの工作物Wについて工作物Wの軸方向に沿って同一とみなすことができる。従って、低周波心間相対振動波形生成部223は、逆FFTを行うことによって得られる1断面低周波波形を、低周波心間相対振動波形LDVとして生成する。 By the way, the one-section low-frequency waveform, for example, the relative position of the grinding wheel 12 and the workpiece W, which does not change greatly during grinding of one workpiece W, such as pump pulsation in the grinding device 10 and the setting accuracy of the workpiece W. It represents the relative vibration (low-frequency relative vibration between centers) generated due to the change in the center-to-center distance, and can be regarded as the same along the axial direction of the workpiece W for one workpiece W. Therefore, the low-frequency relative center-to-center vibration waveform generator 223 generates a one-section low-frequency waveform obtained by performing the inverse FFT as a low-frequency relative center-to-center vibration waveform LDV.

工作物基準半径算出部224は、スパイラル低周波波形生成部222によって生成されたスパイラル低周波波形SLWと、低周波心間相対振動波形生成部223によって生成された低周波心間相対振動波形LDVと、を用いて、研削された工作物Wの外周面において砥石車12の研削面の表面状態が転写されることに起因する工作物基準半径Rを算出する。具体的に、工作物基準半径算出部224は、スパイラル低周波波形SLWから低周波心間相対振動波形LDVを減算することにより、工作物基準半径Rを算出する。 The workpiece reference radius calculator 224 calculates the spiral low-frequency waveform SLW generated by the spiral low-frequency waveform generator 222 and the low-frequency relative center-to-center vibration waveform LDV generated by the low-frequency relative center-to-center vibration waveform generator 223. , is used to calculate the workpiece reference radius R resulting from the transfer of the surface state of the grinding surface of the grinding wheel 12 to the outer peripheral surface of the ground workpiece W. Specifically, the workpiece reference radius calculator 224 calculates the workpiece reference radius R by subtracting the low-frequency center-to-center relative vibration waveform LDV from the spiral low-frequency waveform SLW.

ここで、低周波心間相対振動波形LDVは、上述したように、工作物Wの軸方向にて同一とみなした1断面低周波波形である。このため、工作物基準半径算出部224は、下記式1に従い、スパイラル低周波波形SLWの螺旋回数Cに一致する数だけ低周波心間相対振動波形LDVを加算し(複写し)、スパイラル低周波波形SLWから減算することにより、工作物基準半径Rを算出する。
R=SLW-C×LDV …式1
Here, the low-frequency center-to-center relative vibration waveform LDV is a single-section low-frequency waveform that is assumed to be the same in the axial direction of the workpiece W, as described above. For this reason, the workpiece reference radius calculation unit 224 adds (copies) the low-frequency center-to-center relative vibration waveform LDV by the number that matches the spiral number C of the spiral low-frequency waveform SLW according to the following equation 1, A workpiece reference radius R is calculated by subtracting from the waveform SLW.
R = SLW - C x LDV ... Formula 1

(2-4.第二データ処理部23)
第二データ処理部23は、第一基礎データD1及び第二基礎データD2の周波数特性のうち、高周波成分を抽出し、抽出した高周波成分について後述する各種データ処理を行う。このため、第二データ処理部23は、図12に示すように、スパイラル高周波成分抽出部231、1断面高周波成分抽出部232、スパイラル高周波波形生成部233、高周波心間相対振動波形生成部234、砥石表面凹凸算出部235を主に備える。
(2-4. Second data processing unit 23)
The second data processing unit 23 extracts high frequency components from the frequency characteristics of the first basic data D1 and the second basic data D2, and performs various data processing described later on the extracted high frequency components. Therefore, as shown in FIG. 12, the second data processing unit 23 includes a spiral high-frequency component extraction unit 231, a one-section high-frequency component extraction unit 232, a spiral high-frequency waveform generation unit 233, a high-frequency center-to-center relative vibration waveform generation unit 234, A grindstone surface unevenness calculator 235 is mainly provided.

スパイラル高周波成分抽出部231は、基礎データ取得部21から取得した第一基礎データD1についてFFTを行い、第一基礎データD1の周波数特性のうち、第一高周波成分をスパイラル高周波成分D12として抽出する。ここで、第一基礎データD1は、検出装置30によって工作物Wの外周面に沿って螺旋状に検出された第一検出データK1(変位)である。又、スパイラル高周波成分抽出部231は、高周波成分として、例えば、50Hz以上且つ検出装置30による検出上限の周波数以下(波形として50~500山程度)の周波数範囲の周波数特性を、スパイラル高周波成分D12として抽出する。 The spiral high-frequency component extraction unit 231 performs FFT on the first basic data D1 acquired from the basic data acquisition unit 21, and extracts the first high-frequency component from the frequency characteristics of the first basic data D1 as the spiral high-frequency component D12. Here, the first basic data D1 is the first detection data K1 (displacement) spirally detected along the outer peripheral surface of the workpiece W by the detection device 30 . In addition, the spiral high-frequency component extraction unit 231 extracts, as a high-frequency component, a frequency characteristic in a frequency range of, for example, 50 Hz or more and a frequency lower than the upper limit of detection by the detection device 30 (about 50 to 500 peaks as a waveform) as a spiral high-frequency component D12. Extract.

1断面高周波成分抽出部232は、基礎データ取得部21から取得した第二基礎データD2についてFFTを行い、第二基礎データD2の周波数特性のうち、高周波成分を抽出する。更に、1断面高周波成分抽出部232は、抽出した高周波成分から砥石車12の回転数に対応する砥石回転周波数成分を除外した高周波成分即ち第二高周波成分を、1断面高周波成分D22として抽出する。尚、上述した砥石回転周波数成分とは、砥石回転周波数とその高調波からなる周波数成分である。 The one-section high-frequency component extraction unit 232 performs FFT on the second basic data D2 acquired from the basic data acquisition unit 21, and extracts high-frequency components from the frequency characteristics of the second basic data D2. Further, the 1-section high-frequency component extracting unit 232 extracts a high-frequency component obtained by excluding the grinding wheel rotation frequency component corresponding to the number of revolutions of the grinding wheel 12 from the extracted high-frequency components, i.e., the second high-frequency component, as a 1-section high-frequency component D22. The grindstone rotation frequency component described above is a frequency component composed of the grindstone rotation frequency and its harmonics.

ここで、第二基礎データD2は、検出装置30によって工作物Wの軸方向の同一位置にて検出された第二検出データK2(変位)である。これにより、第二基礎データD2から抽出された高周波成分は、工作物Wの周方向にて1周分、即ち、工作物Wの1断面に対応するものである。又、1断面高周波成分抽出部232も、高周波成分として、例えば、50Hz以上且つ検出装置30による検出上限の周波数以下(波形として50~500山程度)の周波数範囲を、1断面高周波成分D22として抽出する。 Here, the second basic data D2 is the second detection data K2 (displacement) detected at the same axial position of the workpiece W by the detection device 30 . Accordingly, the high-frequency component extracted from the second basic data D2 corresponds to one round of the workpiece W in the circumferential direction, that is, one section of the workpiece W. As shown in FIG. The one-section high-frequency component extraction unit 232 also extracts, as high-frequency components, a frequency range of, for example, 50 Hz or more and below the upper limit frequency of detection by the detection device 30 (about 50 to 500 peaks as a waveform) as one-section high frequency components D22. do.

スパイラル高周波波形生成部233は、スパイラル高周波成分抽出部231によって抽出された第一基礎データD1のスパイラル高周波成分D12について逆FFTを行う。これにより、スパイラル高周波波形生成部233は、工作物Wの螺線方向における変位変動即ち振動のスパイラル高周波成分D12の波形を表すスパイラル高周波波形SHWを生成する。 The spiral high-frequency waveform generating section 233 performs inverse FFT on the spiral high-frequency component D12 of the first basic data D1 extracted by the spiral high-frequency component extracting section 231 . As a result, the spiral high-frequency waveform generator 233 generates a spiral high-frequency waveform SHW representing the waveform of the spiral high-frequency component D12 of the displacement variation, ie, vibration, of the workpiece W in the spiral direction.

高周波心間相対振動波形生成部234は、1断面高周波成分抽出部232によって抽出された第二基礎データD2の1断面高周波成分D22について逆FFTを行う。これにより、第二基礎データD2の高周波成分から砥石回転周波数成分を除外した1断面高周波成分D22について逆FFTを行うと、工作物Wの周方向(1周)における変位変動即ち振動の1断面高周波成分D22を表す1断面高周波波形が得られる。 The high-frequency center-to-center relative vibration waveform generation unit 234 performs inverse FFT on the one-section high-frequency component D22 of the second basic data D2 extracted by the one-section high-frequency component extraction unit 232 . As a result, when the inverse FFT is performed on the one-section high-frequency component D22 obtained by excluding the grindstone rotation frequency component from the high-frequency component of the second basic data D2, the displacement fluctuation in the circumferential direction (one round) of the workpiece W, that is, the one-section high frequency of vibration A single cross section high frequency waveform representing the component D22 is obtained.

ところで、1断面高周波成分D22は、砥石車12の回転数に対応する砥石回転周波数成分を含まない。従って、1断面高周波波形は、砥石車12の回転数に対応する砥石回転周波数成分以外に、工作物Wの表面性状S(より詳しくは、心間相対振動起因による表面性状S2)に影響を与える振動を表す。ここで、工作物Wの表面性状Sに影響を与える振動としては、例えば、砥石台13や主軸テーブル16の移動を制御するサーボモータの回転、外部から加えられる振動、自励びびり等を挙げることができる。 By the way, the one-section high-frequency component D22 does not include the grinding wheel rotation frequency component corresponding to the number of revolutions of the grinding wheel 12 . Therefore, the one-section high-frequency waveform affects the surface texture S of the workpiece W (more specifically, the surface texture S2 due to center-to-center relative vibration) in addition to the grinding wheel rotation frequency component corresponding to the rotation speed of the grinding wheel 12. represents vibration. Here, examples of vibrations that affect the surface texture S of the workpiece W include rotation of a servomotor that controls the movement of the wheelhead 13 and the spindle table 16, externally applied vibrations, and self-excited chatter. can be done.

このため、1断面高周波波形は、砥石車12と工作物Wとの相対位置即ち心間距離の高周波領域における変化に起因して発生する相対振動(高周波心間相対振動)を表し、1断面低周波波形と同様に、1つの工作物Wについて工作物Wの軸方向に沿って同一とみなすことができる。従って、高周波心間相対振動波形生成部234は、逆FFTを行うことによって得られる1断面高周波波形を、高周波心間相対振動波形HDVとして生成する。 Therefore, the one-section high-frequency waveform represents the relative vibration (high-frequency center-to-center relative vibration) generated due to the change in the high-frequency region of the relative position between the grinding wheel 12 and the workpiece W, that is, the center-to-center distance. Similar to the frequency waveform, it can be considered identical along the axial direction of the workpiece W for one workpiece W. Therefore, the high-frequency relative vibration waveform generator 234 generates a one-section high-frequency waveform obtained by performing the inverse FFT as a high-frequency relative vibration waveform HDV.

砥石表面凹凸算出部235は、スパイラル高周波波形生成部233によって生成されたスパイラル高周波波形SHWと、高周波心間相対振動波形生成部234によって生成された高周波心間相対振動波形HDVと、を用いて、研削された工作物Wの外周面において砥石車12の研削面の表面状態が転写されることに起因する砥石表面凹凸Pを算出する。具体的に、砥石表面凹凸算出部235は、スパイラル高周波波形SHWから高周波心間相対振動波形HDVを減算することにより、砥石表面凹凸Pを算出する。 The grindstone surface unevenness calculator 235 uses the spiral high-frequency waveform SHW generated by the spiral high-frequency waveform generator 233 and the high-frequency relative center-to-center vibration waveform HDV generated by the high-frequency relative center-to-center vibration waveform generator 234, A grindstone surface unevenness P caused by the transfer of the surface state of the grinding surface of the grinding wheel 12 to the outer peripheral surface of the ground workpiece W is calculated. Specifically, the grindstone surface unevenness calculator 235 calculates the grindstone surface unevenness P by subtracting the high-frequency center-to-center relative vibration waveform HDV from the spiral high-frequency waveform SHW.

ここで、高周波心間相対振動波形HDVは、上述したように、工作物Wの軸方向にて同一とみなした1断面高周波波形である。このため、砥石表面凹凸算出部235は、下記式2に従い、スパイラル高周波波形SHWの螺旋回数Cに一致する数だけ高周波心間相対振動波形HDVを加算し(複写し)、スパイラル高周波波形SHWから減算することにより、砥石表面凹凸Pを算出する。
P=SHW-C×HDV …式2
Here, the high-frequency center-to-center relative vibration waveform HDV is a single-section high-frequency waveform that is assumed to be the same in the axial direction of the workpiece W, as described above. For this reason, the grindstone surface unevenness calculator 235 adds (copies) the high-frequency center-to-center relative vibration waveform HDV by the number that matches the spiral number C of the spiral high-frequency waveform SHW, and subtracts it from the spiral high-frequency waveform SHW according to the following equation 2. By doing so, the grindstone surface unevenness P is calculated.
P=SHW−C×HDV …Formula 2

(2-5.マップ化処理部24)
マップ化処理部24は、第一データ処理部22及び第二データ処理部23による上述した各種データ処理結果に基づいて、上述した表面性状S11,S12,S21,S22(図4-7を参照)の各々に対応するマップM1,M2,M3,M4を生成する。そして、マップ化処理部24は、生成したマップM1,M2,M3,M4を合成する(加算する)ことにより、工作物Wの表面性状Sを表す表面性状マップMを生成する。
(2-5. Mapping processing unit 24)
The mapping processing unit 24 determines the surface textures S11, S12, S21, and S22 (see FIG. 4-7) based on the various data processing results described above by the first data processing unit 22 and the second data processing unit 23. maps M1, M2, M3, and M4 corresponding to each of . Then, the mapping processing unit 24 generates a surface texture map M representing the surface texture S of the workpiece W by synthesizing (adding) the generated maps M1, M2, M3, and M4.

マップ化処理部24は、図13に示すように、砥石表面凹凸マップ生成部241、工作物基準半径マップ生成部242、高周波心間相対振動マップ生成部243、低周波心間相対振動マップ生成部244、表面性状マップ生成部245を主に備える。 As shown in FIG. 13, the mapping processing unit 24 includes a grindstone surface unevenness map generation unit 241, a workpiece reference radius map generation unit 242, a high frequency center-to-center relative vibration map generation unit 243, and a low frequency center-to-center relative vibration map generation unit. 244 and a surface texture map generator 245 are mainly provided.

砥石表面凹凸マップ生成部241は、第二データ処理部23(砥石表面凹凸算出部235)から砥石表面凹凸Pを取得する。そして、砥石表面凹凸マップ生成部241は、図14に示すように、砥石起因である砥石表面凹凸Pによる表面性状S11を表すマップM1を生成する。 The grindstone surface unevenness map generation unit 241 acquires the grindstone surface unevenness P from the second data processing unit 23 (grindstone surface unevenness calculation unit 235). Then, as shown in FIG. 14, the grindstone surface unevenness map generation unit 241 generates a map M1 representing the surface texture S11 due to the grindstone surface unevenness P caused by the grindstone.

ところで、砥石表面凹凸算出部235から出力された砥石表面凹凸Pは、上述したように、スパイラル高周波波形生成部233によって生成されたスパイラル高周波波形SHWを用いて算出される。そして、スパイラル高周波波形SHWは、螺旋状に検出された第一基礎データD1に基づくものである。このため、砥石表面凹凸Pを表す波形は工作物Wの外周面に沿って螺旋状に連続するものであるため、マップM1を生成する際には砥石表面凹凸Pを表す波形を、例えば、任意の山数(具体的には砥石回転周期の倍数等)を含む分割区間で分割し、且つ、分割区間ごとに工作物Wの軸方向にて配置する必要がある。 The grindstone surface unevenness P output from the grindstone surface unevenness calculator 235 is calculated using the spiral high-frequency waveform SHW generated by the spiral high-frequency waveform generator 233, as described above. The spiral high-frequency waveform SHW is based on the spirally detected first basic data D1. For this reason, since the waveform representing the grindstone surface unevenness P continues spirally along the outer peripheral surface of the workpiece W, when generating the map M1, the waveform representing the grindstone surface unevenness P can be arbitrarily set, for example, (specifically, a multiple of the rotation period of the grindstone), and arranged in the axial direction of the workpiece W for each divided section.

このように、砥石表面凹凸Pを任意の分割区間で分割した場合、各分割区間の砥石表面凹凸P1(以下、「分割砥石表面凹凸P1」と称呼する。)は、工作物Wの回転軸に対する角度が互いに異なる角度となる。即ち、図15に示すように、隣接する軸方向位置における各々の分割砥石表面凹凸P1は、互いに工作物Wの周方向にずれた位置に対応する。ここで、工作物Wの砥石表面凹凸Pは、砥石車12の研削面の表面状態に起因するものであるため、砥石車12の砥石回転周期ごとに工作物Wの表面に繰り返し見られる。 In this way, when the grindstone surface unevenness P is divided into arbitrary divided sections, the grindstone surface unevenness P1 of each divided section (hereinafter referred to as "divided grindstone surface unevenness P1") is The angles are different from each other. That is, as shown in FIG. 15, the split grindstone surface irregularities P1 at adjacent axial positions correspond to positions shifted in the circumferential direction of the workpiece W from each other. Here, since the grinding wheel surface unevenness P of the workpiece W is caused by the surface condition of the grinding surface of the grinding wheel 12 , it is repeatedly seen on the surface of the workpiece W every grinding wheel rotation cycle of the grinding wheel 12 .

そこで、本例の砥石表面凹凸マップ生成部241は、工作物Wの同一円周上における砥石表面凹凸は周期的に繰り返されるものとみなす。即ち、本例の砥石表面凹凸マップ生成部241は、異なる分割区間つまり異なる角度ごとの分割砥石表面凹凸P1を軸方向に配置した際には工作物Wの同一角度における分割砥石表面凹凸P1であるとみなす。このため、砥石表面凹凸マップ生成部241は、各々の分割砥石表面凹凸P1を、周方向(図15の矢印方向)に移動させて、図16に示すように並列させる。これにより、砥石表面凹凸マップ生成部241は、図14に示すマップM1を生成する。 Therefore, the grindstone surface unevenness map generator 241 of this example regards the grindstone surface unevenness on the same circumference of the workpiece W as being periodically repeated. That is, the grindstone surface unevenness map generation unit 241 of this example produces the split grindstone surface unevenness P1 at the same angle of the workpiece W when the split grindstone surface unevenness P1 for different divided sections, that is, for different angles is arranged in the axial direction. Consider. For this reason, the grindstone surface unevenness map generation unit 241 moves each of the divided grindstone surface unevennesses P1 in the circumferential direction (the direction of the arrow in FIG. 15) and aligns them as shown in FIG. As a result, the grindstone surface unevenness map generator 241 generates a map M1 shown in FIG.

尚、連続した砥石表面凹凸Pを分割区間ごとに分割した分割砥石表面凹凸P1を生成してマップM1を生成する際には、砥石表面凹凸Pの周期とずれた位置で分割する場合がある。即ち、この場合には分割砥石表面凹凸P1に端数が存在し、端数を含んだ分割砥石表面凹凸P1を工作物Wの軸方向に配置した場合、分割砥石表面凹凸P1同士を上手く接続できない場合が生じる。 When generating the map M1 by generating the divided grindstone surface unevenness P1 by dividing the continuous grindstone surface unevenness P into divided sections, the division may be performed at a position that deviates from the period of the grindstone surface unevenness P. That is, in this case, there is a fraction in the split grindstone surface unevenness P1, and when the split grindstone surface unevenness P1 including the fraction is arranged in the axial direction of the workpiece W, the split grindstone surface unevenness P1 may not be connected well. occur.

例えば、砥石表面凹凸Pに関連する砥石車12のアンバランス状態を例に挙げると、工作物Wの軸方向において、砥石車12の幅に相当する領域では、分割砥石表面凹凸P1の波形位相は一致する。即ち、隣接する軸方向位置における分割砥石表面凹凸P1の波形は、山と山、谷と谷が軸方向に隣接し、連続性を有する。砥石表面凹凸マップ生成部241は、マップM1の生成に際してこのような連続性を再現するにあたり、複数の分割砥石表面凹凸P1の端点における波形位相が一致するように、各々の分割砥石表面凹凸P1における周方向の相対的な位置を補正するつまり端数処理を行う。砥石表面凹凸マップ生成部241が端数処理を行うことで、各々の軸方向位置における分割砥石表面凹凸P1の工作物Wの軸方向に対するつながりを円滑にすることができ、生成されるマップM1の精度を向上させることができる。 For example, taking the unbalanced state of the grinding wheel 12 related to the grinding wheel surface unevenness P, in the axial direction of the workpiece W, in the region corresponding to the width of the grinding wheel 12, the waveform phase of the split grinding wheel surface unevenness P1 is match. That is, the corrugations of the split grindstone surface unevenness P1 at adjacent axial positions have continuity, with crests and troughs adjacent to each other in the axial direction. In reproducing such continuity when generating the map M1, the grindstone surface unevenness map generation unit 241, in order to match the waveform phases at the end points of the plurality of divided grindstone surface unevennesses P1, The relative positions in the circumferential direction are corrected, that is, the fractions are processed. The grindstone surface unevenness map generation unit 241 performs fraction processing, so that the split grindstone surface unevenness P1 at each axial position can be smoothly connected to the axial direction of the workpiece W, and the accuracy of the generated map M1 can be improved. can be improved.

工作物基準半径マップ生成部242は、第一データ処理部22(工作物基準半径算出部224)から工作物基準半径Rを取得する。そして、工作物基準半径マップ生成部242は、図17に示すように、砥石起因である工作物基準半径Rによる表面性状S12を表すマップM2を生成する。 The workpiece reference radius map generator 242 acquires the workpiece reference radius R from the first data processing section 22 (the workpiece reference radius calculator 224). Then, as shown in FIG. 17, the workpiece reference radius map generator 242 generates a map M2 representing the surface texture S12 based on the workpiece reference radius R caused by the grindstone.

ここで、工作物基準半径算出部224から出力された工作物基準半径Rは、上述したように、スパイラル低周波波形SLWを用いて算出される。そして、スパイラル低周波波形SLWは、螺旋状に検出された第一基礎データD1に基づくものである。尚、工作物基準半径Rを表す波形は、工作物Wの軸方向に連続する工作物半径の変化であるため、マップM2を生成する際には、砥石表面凹凸PのマップM1の周方向の配置数と同数にして配置する必要がある。 Here, the workpiece reference radius R output from the workpiece reference radius calculator 224 is calculated using the spiral low frequency waveform SLW as described above. The spiral low-frequency waveform SLW is based on the spirally detected first basic data D1. In addition, since the waveform representing the workpiece reference radius R is a change in the workpiece radius that is continuous in the axial direction of the workpiece W, when generating the map M2, the circumferential direction of the map M1 of the grindstone surface unevenness P is It is necessary to place them in the same number as the number of placements.

このため、工作物基準半径マップ生成部242は、軸方向に連続する工作物基準半径Rを、砥石表面凹凸Pを分割した端数処理の際の周方向の配置数分だけ複写する。そして、工作物基準半径マップ生成部242は、複写した工作物基準半径Rを配置することにより、マップM2を生成する。 For this reason, the workpiece reference radius map generator 242 copies the axially continuous workpiece reference radii R by the number arranged in the circumferential direction when the grindstone surface unevenness P is divided and rounded. Then, the workpiece reference radius map generator 242 generates a map M2 by arranging the copied workpiece reference radius R. FIG.

高周波心間相対振動マップ生成部243は、第二データ処理部23(高周波心間相対振動波形生成部234)から高周波心間相対振動波形HDVを取得する。そして、高周波心間相対振動マップ生成部243は、図18に示すように、心間相対振動起因である高周波心間相対振動波形HDVによる表面性状S21を表すマップM3を生成する。高周波心間相対振動マップ生成部243は、マップM3を生成する際に、砥石表面凹凸Pを分割した複数の分割区間のうちの任意の分割区間を選択する(抽出する)。そして、高周波心間相対振動波形生成部234は、選択した(抽出した)分割区間に対応する高周波心間相対振動波形HDVを、工作物Wの軸方向に、マップM2の配置数と同数だけ配置することにより、マップM3を生成する。 The high-frequency relative vibration map generator 243 acquires the high-frequency relative vibration waveform HDV from the second data processor 23 (high-frequency relative vibration waveform generator 234). Then, as shown in FIG. 18, the high-frequency relative vibration map generator 243 generates a map M3 representing the surface texture S21 by the high-frequency relative vibration waveform HDV caused by the relative center-to-center vibration. When generating the map M3, the high-frequency center-to-center relative vibration map generator 243 selects (extracts) an arbitrary divided section from a plurality of divided sections into which the grindstone surface unevenness P is divided. Then, the high-frequency center-to-center relative vibration waveform generator 234 arranges the high-frequency center-to-center relative vibration waveforms HDV corresponding to the selected (extracted) divided sections in the axial direction of the workpiece W in the same number as the maps M2. By doing so, a map M3 is generated.

低周波心間相対振動マップ生成部244は、第一データ処理部22(低周波心間相対振動波形生成部223)から低周波心間相対振動波形LDVを取得する。そして、低周波心間相対振動マップ生成部244は、図19に示すように、心間相対振動起因である低周波心間相対振動波形LDVによる表面性状S22を表すマップM4を生成する。低周波心間相対振動マップ生成部244は、マップM4を生成する際に、砥石表面凹凸Pを分割した複数の分割区間のうち、高周波心間相対振動マップ生成部243によって生成されたマップM3の分割区間と同一の分割区間を選択する(抽出する)。そして、低周波心間相対振動マップ生成部244は、選択した(抽出した)分割区間に対応する低周波心間相対振動波形LDVを、工作物Wの軸方向に、マップM2の配置数と同数だけ配置することにより、マップM4を生成する。 The low-frequency relative center-to-center vibration map generator 244 acquires the low-frequency relative center-to-center vibration waveform LDV from the first data processor 22 (low-frequency relative center-to-center vibration waveform generator 223). Then, as shown in FIG. 19, the low-frequency relative center-to-center vibration map generator 244 generates a map M4 representing the surface texture S22 by the low-frequency relative center-to-center vibration waveform LDV caused by the center-to-center relative vibration. When generating the map M4, the low-frequency relative vibration map generation unit 244 selects the map M3 generated by the high-frequency relative vibration map generation unit 243 among a plurality of divided sections into which the grindstone surface unevenness P is divided. Select (extract) the same divided section as the divided section. Then, the low-frequency relative center-to-center vibration map generation unit 244 generates the low-frequency relative center-to-center vibration waveforms LDV corresponding to the selected (extracted) divided sections in the axial direction of the workpiece W, as many as the maps M2. A map M4 is generated by arranging only

表面性状マップ生成部245は、図20に示すように、工作物Wの表面性状Sを表す表面性状マップMを生成する。即ち、表面性状マップ生成部245は、砥石表面凹凸マップ生成部241によって生成されたマップM1、工作物基準半径マップ生成部242によって生成されたマップM2、高周波心間相対振動マップ生成部243によって生成されたマップM3、及び、低周波心間相対振動マップ生成部244によって生成されたマップM4を合成する(加算する)ことにより、工作物Wの表面性状Sを表す表面性状マップMを生成する。 The surface texture map generator 245 generates a surface texture map M representing the surface texture S of the workpiece W, as shown in FIG. That is, the surface texture map generation unit 245 includes the map M1 generated by the grindstone surface unevenness map generation unit 241, the map M2 generated by the workpiece reference radius map generation unit 242, and the high-frequency center-to-center relative vibration map generation unit 243. A surface texture map M representing the surface texture S of the workpiece W is generated by synthesizing (adding) the map M3 generated by the low-frequency center-to-center relative vibration map generation unit 244 and the map M4 generated by the low-frequency center-to-center relative vibration map generation unit 244 .

ここで、砥石表面凹凸マップ生成部241によって生成されたマップM1と、工作物基準半径マップ生成部242によって生成されたマップM2とは、共に砥石起因によるものである。従って、表面性状マップ生成部245は、必要に応じて、マップM1とマップM2とのみを合成する(加算する)ことにより、工作物Wの表面性状Sを表す表面性状マップMとして、砥石起因による表面性状S1を表すマップ(図示省略)を生成することができる。 Here, both the map M1 generated by the grindstone surface unevenness map generator 241 and the map M2 generated by the workpiece reference radius map generator 242 are due to the grindstone. Therefore, the surface texture map generating unit 245 synthesizes (adds) only the map M1 and the map M2 as necessary to obtain a surface texture map M representing the surface texture S of the workpiece W, which is caused by the grindstone. A map (not shown) representing the surface texture S1 can be generated.

又、高周波心間相対振動マップ生成部243によって生成されたマップM3と、低周波心間相対振動マップ生成部244によって生成されたマップM4とは、共に心間相対振動起因によるものである。従って、表面性状マップ生成部245は、必要に応じて、マップM3とマップM4とのみを合成する(加算する)ことにより、工作物Wの表面性状Sを表す表面性状マップMとして、心間相対振動起因による表面性状S2を表すマップ(図示省略)を生成することができる。 The map M3 generated by the high-frequency relative center-to-center vibration map generation unit 243 and the map M4 generated by the low-frequency relative center-to-center vibration map generation unit 244 are both caused by the center-to-center relative vibration. Therefore, the surface texture map generating unit 245 synthesizes (adds) only the map M3 and the map M4 as necessary to generate a surface texture map M representing the surface texture S of the workpiece W. A map (not shown) representing the vibration-induced surface texture S2 can be generated.

そして、表面性状マップ生成部245は、生成した表面性状マップMを画像出力装置40に出力する。これにより、画像出力装置40は、取得した表面性状マップMを、例えば、ディスプレイ上に画像として表示する。 Then, the surface texture map generator 245 outputs the generated surface texture map M to the image output device 40 . Thereby, the image output device 40 displays the acquired surface texture map M as an image on a display, for example.

以上の説明からも理解できるように、表面性状推定システムHによれば、表面性状生成装置20は、螺旋状に検出された第一検出データK1即ち第一基礎データD1及び軸方向同一位置にて検出された第二検出データK2即ち第二基礎データD2に基づいて、砥石起因による表面性状S1を形成する砥石表面凹凸P及び工作物基準半径Rを算出することができる。又、表面性状生成装置20は、軸方向同一位置にて検出された第二検出データK2即ち第二基礎データD2に基づいて、心間相対振動起因による表面性状S2を形成する低周波心間相対振動波形LDV及び高周波心間相対振動波形HDVを算出することができる。そして、砥石起因による表面性状S1と心間相対振動起因による表面性状S2とを加算することによって工作物Wの表面性状Sを生成することができる。 As can be understood from the above description, according to the surface texture estimation system H, the surface texture generation device 20 generates the spirally detected first detection data K1, that is, the first basic data D1 and at the same position in the axial direction. Based on the detected second detection data K2, that is, the second basic data D2, it is possible to calculate the grindstone surface unevenness P and the workpiece reference radius R that form the surface texture S1 caused by the grindstone. Further, the surface texture generating device 20 generates a low-frequency center-to-center center-to-center vibration-induced surface texture S2 based on the second detection data K2 detected at the same position in the axial direction, that is, the second basic data D2. A vibration waveform LDV and a high-frequency center-to-center relative vibration waveform HDV can be calculated. Then, the surface texture S of the workpiece W can be generated by adding the surface texture S1 caused by the grindstone and the surface texture S2 caused by the center-to-center relative vibration.

より詳しく、表面性状生成装置20は、砥石起因による表面性状S1を、螺旋状に検出された第一基礎データD1(第一検出データK1)の周波数成分のうちの第一低周波成分としての低周波成分D11と第一高周波成分であるスパイラル高周波成分D12と、軸方向同一位置にて検出された第二基礎データD2(第二検出データK2)の周波数成分のうちの第二低周波成分である低周波成分D21と第二高周波成分である1断面高周波成分D22とに基づいて算出することができる。又、表面性状生成装置20は、心間相対振動起因による表面性状S2を、第二基礎データD2(第二検出データK2)の低周波成分D21と1断面高周波成分D22とに基づいて算出することができる。 More specifically, the surface texture generating device 20 converts the surface texture S1 caused by the grindstone into a low-frequency component as a first low-frequency component among the frequency components of the spirally detected first basic data D1 (first detection data K1). A frequency component D11, a spiral high frequency component D12 that is the first high frequency component, and a second low frequency component of the frequency components of the second basic data D2 (second detection data K2) detected at the same position in the axial direction. It can be calculated based on the low frequency component D21 and the one-section high frequency component D22, which is the second high frequency component. Further, the surface texture generating device 20 calculates the surface texture S2 caused by the center-to-center relative vibration based on the low frequency component D21 and the one-section high frequency component D22 of the second basic data D2 (second detection data K2). can be done.

これにより、第一基礎データD1及び第二基礎データD2を用いて算出される砥石起因による表面性状S1においては、算出するために必要なデータ数(波形の山数)を低減することができる。その結果、工作物Wの表面性状Sを推定するために要する時間、具体的には、第一基礎データD1(第一検出データK1)を検出(収集)するために要する時間を短縮することができる。 As a result, the number of data (the number of peaks in the waveform) required for calculation can be reduced in the surface texture S1 due to the grindstone calculated using the first basic data D1 and the second basic data D2. As a result, the time required to estimate the surface texture S of the workpiece W, specifically, the time required to detect (collect) the first basic data D1 (first detection data K1) can be shortened. can.

又、砥石起因による表面性状S1の算出に際しては、螺旋状に検出された第一基礎データD1(第一検出データK1)と軸方向同一位置即ち工作物Wの1周分に対応する第二基礎データD2(第二検出データK2)を用いることができる。これにより、砥石起因による表面性状S1の算出精度を向上させることができ、その結果、最終的に得られる工作物Wの表面性状Sの推定精度を向上させることができる。 Further, when calculating the surface texture S1 due to the grindstone, the first basic data D1 (first detection data K1) detected spirally and the second basic data corresponding to the same position in the axial direction, that is, one rotation of the workpiece W Data D2 (second detection data K2) can be used. This makes it possible to improve the calculation accuracy of the surface texture S1 due to the grindstone, and as a result, it is possible to improve the estimation accuracy of the surface texture S of the workpiece W finally obtained.

又、砥石起因による表面性状S1を、例えば、工作物Wの加工後に算出する場合には、短時間で表面性状S1を高精度に算出することができる。このため、表面性状S1を研削装置10のメンテナンス、例えば、ツルーイングインターバル等の判断に活用することできる。 Further, when the surface texture S1 due to the grindstone is calculated after machining the workpiece W, for example, the surface texture S1 can be calculated with high accuracy in a short time. Therefore, the surface texture S1 can be used for maintenance of the grinding apparatus 10, for example, determination of truing intervals and the like.

更に、軸方向同一位置にて検出された第二基礎データD2(第二検出データK2)を用いて心間相対振動起因による表面性状S2を算出することができる。これにより、心間相対振動起因による表面性状S2を算出するために必要なデータ数を低減することができる。その結果、工作物Wの研削中においても、心間相対振動起因による表面性状S2を算出することが可能となる。これにより、算出された心間相対振動起因による表面性状S2は、研削加工精度や研削装置10の作動状態等をモニタすることに用いることができるため、工作物Wの品質確認や予防保全、或いは、異常検知等に活用することができる。 Furthermore, the surface texture S2 caused by center-to-center relative vibration can be calculated using the second basic data D2 (second detection data K2) detected at the same position in the axial direction. This makes it possible to reduce the number of data required to calculate the surface texture S2 due to center-to-center relative vibration. As a result, even while the workpiece W is being ground, it is possible to calculate the surface texture S2 due to center-to-center relative vibration. As a result, the calculated surface texture S2 due to center-to-center relative vibration can be used to monitor the grinding accuracy, the operating state of the grinding apparatus 10, and the like. , anomaly detection, etc.

(3.その他の別例)
上述した本例においては、検出装置30が加速度センサを主に備えて、第一検出データ及び第二検出データとして加速度を基に変換して得られる変位を検出する場合を例示した。検出装置30は、加速度センサを主に備えることに限定されず、工作物Wの表面の凹凸に起因する変位を検出する変位センサを主に備えることも可能である。
(3. Other exceptions)
In the above-described example, the detection device 30 mainly includes an acceleration sensor, and detects the displacement obtained by converting the acceleration as the first detection data and the second detection data. The detection device 30 is not limited to mainly including an acceleration sensor, and may mainly include a displacement sensor for detecting displacement caused by unevenness of the surface of the workpiece W.

検出装置30が備える変位センサとしては、例えば、接触型の定寸装置17やリニアゲージ、又は、非接触型のレーザ式センサ、光学式センサ、渦電流型センサ等を例示することができる。接触型の定寸装置17やリニアゲージは、工作物Wの表面に接触する測定子17a等の接触部材を有し、工作物Wの回転に伴い生じる接触部材の振動の変位を検出する。尚、定寸装置17によって高周波成分を検出することができるように、例えば、定寸装置17に設けられたローパスフィルタを省略したアナログ出力アンプや、高周波デジタル出力アンプ等を用いることもできる。非接触型のレーザ式センサ、光学式センサ、渦電流型センサは、工作物Wの表面に対して非接触となるように配置され、工作物Wの回転に伴い生じる基準位置から工作物Wの表面までの変位を検出する。 Examples of the displacement sensor included in the detection device 30 include the contact-type sizing device 17 and linear gauge, or non-contact-type laser sensors, optical sensors, eddy current sensors, and the like. The contact-type sizing device 17 or linear gauge has a contact member such as a probe 17a that contacts the surface of the workpiece W, and detects vibrational displacement of the contact member that occurs as the workpiece W rotates. For example, an analog output amplifier without a low-pass filter provided in the sizing device 17 or a high frequency digital output amplifier may be used so that the sizing device 17 can detect high frequency components. The non-contact laser sensor, optical sensor, and eddy current sensor are arranged so as to be non-contact with the surface of the workpiece W. Detect displacement up to the surface.

接触型のセンサにより検出される接触部材の振動の変位、及び、非接触型のセンサにより検出される変位は、何れも、工作物の表面の凹凸の変位を示す検出データ(時系列データ)である。従って、この場合においても、検出装置30から出力される検出データ(変位)は時系列データであり、基礎データ取得部21は、検出装置30から出力された第一検出データK1及び第二検出データK2を、各々、第一基礎データD1及び第二基礎データD2として取得する。 Both the vibration displacement of the contact member detected by the contact-type sensor and the displacement detected by the non-contact-type sensor are detection data (time-series data) indicating the displacement of irregularities on the surface of the workpiece. be. Therefore, even in this case, the detection data (displacement) output from the detection device 30 is time-series data, and the basic data acquisition unit 21 obtains the first detection data K1 and the second detection data output from the detection device 30. K2 are obtained as first basic data D1 and second basic data D2, respectively.

尚、リニアゲージは、工作物Wに接触する測定子と、測定子を支持するアームを備え、測定子を回転中の工作物Wに接触させた状態で工作物Wの表面の変位を検出するものである。又、リニアゲージは、定寸装置17と同様に、軸方向移動装置に支持されており、工作物Wの軸方向、即ち、Z方向に移動可能とされる。 The linear gauge is equipped with a probe that contacts the workpiece W and an arm that supports the probe, and detects the displacement of the surface of the workpiece W while the probe is in contact with the rotating workpiece W. It is. In addition, the linear gauge is supported by an axial movement device similarly to the sizing device 17 and is movable in the axial direction of the workpiece W, that is, in the Z direction.

更に、上述した本例においては、第一データ処理部22の低周波成分抽出部221がFFTを行い、スパイラル低周波波形生成部222及び低周波心間相対振動波形生成部223が逆FFTを行うようにした。又、第二データ処理部23のスパイラル高周波成分抽出部231及び1断面高周波成分抽出部232がFFTを行い、スパイラル高周波波形生成部233及び高周波心間相対振動波形生成部234が逆FFTを行うようにした。 Furthermore, in this example described above, the low-frequency component extraction unit 221 of the first data processing unit 22 performs FFT, and the spiral low-frequency waveform generation unit 222 and the low-frequency relative vibration waveform generation unit 223 perform inverse FFT. I made it In addition, the spiral high-frequency component extraction unit 231 and the one-section high-frequency component extraction unit 232 of the second data processing unit 23 perform FFT, and the spiral high-frequency waveform generation unit 233 and the high-frequency relative vibration waveform generation unit 234 perform inverse FFT. made it

このように、FFT又は逆FFTを行うことを省略するために、上記各部に所望の周波数成分を抽出可能なフィルタを設けることも可能である。フィルタとしては、例えば、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、或いは、ガウシアンフィルタ等を例示することができる。 In order to omit performing FFT or inverse FFT in this way, it is also possible to provide a filter capable of extracting a desired frequency component in each of the above sections. Examples of filters include low-pass filters, high-pass filters, band-pass filters, Gaussian filters, and the like.

10…研削装置、11…ベッド、11a…砥石台案内部、11b…主軸テーブル案内部、12…砥石車、12a…砥石回転モータ、13…砥石台、14…主軸台、14a…主軸回転モータ、15…心押台、16…主軸テーブル、17…定寸装置、17a…測定子、17b…フィンガー、17c…軸方向移動装置、17d…軸方向移動制御部、18…制御器、20…表面性状生成装置、21…基礎データ取得部、22…第一データ処理部、221…低周波成分抽出部、222…スパイラル低周波波形生成部、223…低周波心間相対振動波形生成部、224…工作物基準半径算出部、23…第二データ処理部、231…スパイラル高周波成分抽出部、232…1断面高周波成分抽出部、233…スパイラル高周波波形生成部、234…高周波心間相対振動波形生成部、235…砥石表面凹凸算出部、24…マップ化処理部、241…砥石表面凹凸マップ生成部、242…工作物基準半径マップ生成部、243…高周波心間相対振動マップ生成部、244…低周波心間相対振動マップ生成部、245…表面性状マップ生成部、30…検出装置、40…画像出力装置、C…螺旋回数、K1…第一検出データ、K2…第二検出データ、D1…第一基礎データ、D11…低周波成分、D12…スパイラル高周波成分、D2…第二基礎データ、D21…低周波成分、D22…1断面高周波成分、HDV…高周波心間相対振動波形、LDV…低周波心間相対振動波形、SHW…スパイラル高周波波形、SLW…スパイラル低周波波形、M…表面性状マップ、M1,M2,M3,M4…マップ、O…回転中心、P…砥石表面凹凸、P1…分割砥石表面凹凸、R…工作物基準半径、S…表面性状、S1…(砥石起因の)表面性状、S2…(心間相対振動起因の)表面性状、S11,S12,S21,S22…表面性状、H…表面性状推定システム、W…工作物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Grinding apparatus, 11... Bed, 11a... Wheel head guide part, 11b... Spindle table guide part, 12... Grinding wheel, 12a... Grinding wheel rotary motor, 13... Wheel head, 14... Headstock, 14a... Spindle rotary motor, 15 Tailstock 16 Spindle table 17 Sizing device 17a Probe 17b Finger 17c Axial movement device 17d Axial movement controller 18 Controller 20 Surface texture Generation device 21 Basic data acquisition unit 22 First data processing unit 221 Low frequency component extraction unit 222 Spiral low frequency waveform generation unit 223 Low frequency center-to-center relative vibration waveform generation unit 224 Tool Object reference radius calculation unit 23 Second data processing unit 231 Spiral high-frequency component extraction unit 232 1-section high-frequency component extraction unit 233 Spiral high-frequency waveform generation unit 234 High-frequency center-to-center relative vibration waveform generation unit 235... Grinding wheel surface unevenness calculating unit 24... Mapping processing unit 241... Grinding wheel surface unevenness map generating unit 242... Workpiece reference radius map generating unit 243... High frequency center-to-center relative vibration map generating unit 244... Low frequency center Inter-relative vibration map generator 245 Surface texture map generator 30 Detector 40 Image output device C Number of spirals K1 First detection data K2 Second detection data D1 First base Data, D11... Low frequency component, D12... Spiral high frequency component, D2... Second basic data, D21... Low frequency component, D22... 1 cross-sectional high frequency component, HDV... High frequency center-to-center relative vibration waveform, LDV... Low frequency center-to-center relative Vibration waveform, SHW... Spiral high frequency waveform, SLW... Spiral low frequency waveform, M... Surface texture map, M1, M2, M3, M4... Map, O... Rotation center, P... Grinding wheel surface unevenness, P1... Split grinding wheel surface unevenness, R: Workpiece reference radius, S: Surface texture, S1: Surface texture (due to grindstone), S2: Surface texture (due to center-to-center relative vibration), S11, S12, S21, S22: Surface texture, H: Surface texture Estimation system, W... work piece

Claims (9)

研削装置にて砥石車により研削した工作物の表面状態に応じた検出データを出力する検出装置と、
前記工作物の表面における前記検出装置の測定位置を少なくとも周方向に前記工作物に対して相対移動させることによって前記検出装置により検出された前記検出データに基づいて前記工作物の表面性状を生成する表面性状生成装置と、を備え、
前記表面性状生成装置は、
前記工作物の表面における前記測定位置を前記工作物の周方向及び軸方向にて螺旋状に移動させることによって検出された前記検出データである第一検出データ、及び、前記測定位置を前記工作物の軸方向の同一位置にて周方向に移動させることによって検出された前記検出データである第二検出データに基づいて、前記砥石車の研削面における表面状態が転写された砥石起因による表面性状を算出すると共に、前記第二検出データに基づいて、前記砥石車と前記工作物との心間の相対的な変動により発生する振動が転写された心間相対振動起因による表面性状を算出し、
前記砥石起因による表面性状と前記心間相対振動起因による表面性状とを加算して、前記工作物の表面性状を生成する、表面性状推定システム。
a detection device that outputs detection data according to the surface state of the workpiece ground by the grinding wheel in the grinding device;
The surface texture of the workpiece is generated based on the detection data detected by the detection device by relatively moving the measurement position of the detection device on the surface of the workpiece in at least the circumferential direction with respect to the workpiece. and a surface texture generator,
The surface texture generation device includes:
first detection data, which is the detection data detected by spirally moving the measurement position on the surface of the workpiece in the circumferential direction and the axial direction of the workpiece; Based on the second detection data, which is the detection data detected by moving in the circumferential direction at the same position in the axial direction of the grinding wheel, the surface condition due to the grinding wheel to which the surface condition on the grinding surface of the grinding wheel is transferred calculating, based on the second detection data, calculating the surface texture caused by the center-to-center relative vibration transcribed by the vibration generated by the relative center-to-center change between the grinding wheel and the workpiece;
A surface texture estimation system for generating the surface texture of the workpiece by adding the surface texture caused by the grindstone and the surface texture caused by the center-to-center relative vibration.
前記砥石起因による表面性状は、
前記第一検出データの周波数成分のうちの低周波成分である第一低周波成分、及び、前記第二検出データの周波数成分のうちの低周波成分である第二低周波成分に基づく低周波成分の前記砥石起因による表面性状と、
前記第一検出データの周波数成分のうちの前記第一低周波成分よりも高周波領域の高周波成分である第一高周波成分、及び、前記第二検出データの周波数成分のうちの前記第二低周波成分よりも高周波領域の高周波成分から前記砥石車の砥石回転周波数成分を除外した第二高周波成分に基づく高周波成分の前記砥石起因の表面性状と、を含む、請求項1に記載の表面性状推定システム。
The surface texture caused by the grindstone is
A low frequency component based on a first low frequency component that is a low frequency component of the frequency components of the first detection data, and a second low frequency component that is a low frequency component of the frequency components of the second detection data The surface texture due to the grindstone of
A first high-frequency component, which is a high-frequency component in a higher frequency region than the first low-frequency component of the frequency components of the first detection data, and the second low-frequency component of the frequency components of the second detection data. 2. The surface texture estimation system according to claim 1, further comprising a surface texture attributed to the grinding wheel of a high frequency component based on a second high frequency component obtained by excluding a grinding wheel rotation frequency component of the grinding wheel from high frequency components in a higher frequency region than the high frequency component.
前記心間相対振動起因による表面性状は、
前記第二検出データの周波数成分のうちの低周波成分である第二低周波成分に基づく前記心間相対振動起因による表面性状と、
前記第二検出データの周波数成分のうちの前記第二低周波成分よりも高周波領域の第二高周波成分に基づく前記心間相対振動起因による表面性状と、を含む、請求項1又は2に記載の表面性状推定システム。
The surface texture caused by the center-to-center relative vibration is
a surface texture caused by the center-to-center relative vibration based on a second low-frequency component, which is a low-frequency component among the frequency components of the second detection data;
3. The surface texture caused by the center-to-center relative vibration based on a second high frequency component in a higher frequency region than the second low frequency component among the frequency components of the second detection data. Surface texture estimation system.
前記表面性状生成装置は、
前記第一検出データを第一基礎データとして取得すると共に、前記第二検出データを第二基礎データとして取得する基礎データ取得部と、
前記第一基礎データの周波数特性のうちの低周波成分である第一低周波成分及び前記第二基礎データの周波数特性うちの低周波成分である第二低周波成分を抽出し、抽出した前記第一低周波成分から前記第二低周波成分を減算することによって前記工作物の基準半径を算出すると共に、前記第二低周波成分を用いて前記砥石車と前記工作物との心間相対振動である低周波心間相対振動を算出する第一データ処理部と、
前記第一基礎データの周波数特性のうちの前記第一低周波成分よりも高周波領域の第一高周波成分及び前記第二基礎データの周波数特性のうち前記第二低周波成分よりも高周波領域の第二高周波成分を抽出し、抽出した前記第二高周波成分を用いて前記砥石車と前記工作物との心間相対振動である高周波心間相対振動を算出すると共に、抽出した前記第一高周波成分から前記高周波心間相対振動を減算することによって前記工作物の表面に前記砥石車の前記研削面における表面状態が転写された砥石表面凹凸を算出する第二データ処理部と、
前記第一データ処理部によって算出された前記工作物の前記基準半径、及び、前記第二データ処理部によって算出された前記砥石表面凹凸を用いて前記砥石起因による表面性状を生成すると共に、前記第一データ処理部によって算出された前記低周波心間相対振動、及び、前記第二データ処理部によって算出された前記高周波心間相対振動を用いて前記心間相対振動起因による表面性状を生成し、
前記生成した前記砥石起因による表面性状及び前記心間相対振動起因による表面性状を加算して、前記工作物の表面性状を生成する表面性状生成部と、
を備えた、請求項1-3の何れか一項に記載の表面性状推定システム。
The surface texture generation device includes:
A basic data acquisition unit that acquires the first detection data as first basic data and acquires the second detection data as second basic data;
extracting a first low-frequency component that is a low-frequency component of the frequency characteristics of the first basic data and a second low-frequency component that is a low-frequency component of the frequency characteristics of the second basic data; A reference radius of the workpiece is calculated by subtracting the second low-frequency component from one low-frequency component, and the second low-frequency component is used to determine the center-to-center relative vibration between the grinding wheel and the workpiece. a first data processing unit that calculates a certain low-frequency center-to-center relative vibration;
a first high frequency component in a higher frequency region than the first low frequency component in the frequency characteristics of the first basic data and a second in a high frequency region than the second low frequency component in the frequency characteristics of the second basic data A high-frequency component is extracted, and using the extracted second high-frequency component, a high-frequency relative vibration between the centers of the grinding wheel and the workpiece is calculated, and from the extracted first high-frequency component, a second data processing unit for calculating the grinding wheel surface unevenness obtained by transferring the surface state of the grinding surface of the grinding wheel to the surface of the workpiece by subtracting the high-frequency relative vibration between centers;
Using the reference radius of the workpiece calculated by the first data processing unit and the grindstone surface unevenness calculated by the second data processing unit, the surface texture caused by the grindstone is generated, Using the low-frequency relative center-to-center vibration calculated by one data processing unit and the high-frequency relative center-to-center vibration calculated by the second data processing unit, generating a surface texture caused by the center-to-center relative vibration,
a surface texture generation unit for generating the surface texture of the workpiece by adding the generated surface texture due to the grindstone and the generated surface texture due to the center-to-center relative vibration;
The surface texture estimation system according to any one of claims 1 to 3, comprising:
前記表面性状生成部は、
前記工作物の前記基準半径、前記砥石表面凹凸、前記低周波心間相対振動、及び、前記高周波心間相対振動の各々をマップ化し、各々のマップを加算することにより、前記工作物の表面性状を表すマップを生成する、請求項4に記載の表面性状推定システム。
The surface texture generation unit is
Each of the reference radius, the grinding wheel surface unevenness, the low-frequency relative center-to-center vibration, and the high-frequency relative center-to-center vibration of the workpiece is mapped, and the respective maps are added to determine the surface properties of the workpiece. 5. The surface texture estimation system of claim 4, which generates a map representing .
前記検出装置は、
加速度又は変位に関する時系列データを前記検出データとして出力する、請求項1-5の何れか一項に記載の表面性状推定システム。
The detection device is
6. The surface texture estimation system according to claim 1, wherein time-series data relating to acceleration or displacement is output as said detection data.
前記検出装置は、
前記研削装置において前記工作物の外径を測定する外径測定装置に設けられる、請求項1-6の何れか一項に記載の表面性状推定システム。
The detection device is
The surface texture estimation system according to any one of claims 1 to 6, provided in an outer diameter measuring device for measuring the outer diameter of said workpiece in said grinding device.
前記第一処理部は、
前記第一低周波成分を前記第一基礎データの周波数特性のうちの低周波成分から1山/周成分を除外して抽出すると共に、前記第二低周波成分を前記第二基礎データの周波数特性のうちの低周波成分から1山/周成分を除外して抽出する、請求項1-7の何れか一項に記載の表面性状推定システム。
The first processing unit is
The first low-frequency component is extracted by excluding one peak/circumference component from the low-frequency components of the frequency characteristics of the first basic data, and the second low-frequency component is extracted from the frequency characteristics of the second basic data. 8. The surface texture estimation system according to any one of claims 1 to 7, wherein one peak/circumference component is excluded from the low frequency components of the surface texture estimation system.
前記表面性状生成装置により生成された前記工作物の表面性状を画像として出力する画像出力装置を備えた、請求項1-8の何れか一項に記載の表面性状推定システム。
The surface texture estimation system according to any one of claims 1 to 8, further comprising an image output device that outputs the surface texture of the workpiece generated by the surface texture generation device as an image.
JP2021011349A 2021-01-27 2021-01-27 Surface property estimation system Pending JP2022114886A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021011349A JP2022114886A (en) 2021-01-27 2021-01-27 Surface property estimation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021011349A JP2022114886A (en) 2021-01-27 2021-01-27 Surface property estimation system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022114886A true JP2022114886A (en) 2022-08-08

Family

ID=82747461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021011349A Pending JP2022114886A (en) 2021-01-27 2021-01-27 Surface property estimation system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022114886A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6862764B2 (en) Grinding device and method of manufacturing rolling bearings using it
EP2181802A1 (en) Grinding machine and grinding method
JP6674426B2 (en) Centerless grinding apparatus and grinding state monitoring method for workpiece
Denkena et al. Monitoring of grinding wheel defects using recursive estimation
JP4517677B2 (en) Grinding equipment
JP2022114886A (en) Surface property estimation system
JP2015208812A (en) Grinding processing device and method
CN112809462B (en) Flutter Evaluation System
Ding et al. In situ measurement of spindle radial and tilt error motions by complementary multi-probe method
JP4940904B2 (en) Bulk quantity measuring device
WO2022163348A1 (en) Onboard measurement system
JP5446889B2 (en) Grinding machine and grinding method
JP7484372B2 (en) Surface Roughness Estimation System
JP7491048B2 (en) Surface Texture Estimation System
JP5395570B2 (en) Cylindrical grinding method and apparatus
JP3939959B2 (en) Crankshaft processing machine pin diameter measurement method
JP6390220B2 (en) Workpiece deflection measurement method, workpiece rigidity measurement method, and machine tool
JP7172636B2 (en) Machine tool maintenance support device and machine tool system
CN112809463A (en) Surface property inference system
JP2021079480A (en) Chatter evaluation system
JP2023157268A (en) Surface texture measurement device and surface texture detection system
JP6786934B2 (en) Grinding burn inspection method and grinding burn inspection equipment for workpieces
JP7383994B2 (en) Chatter evaluation system
JP7487503B2 (en) Chatter Prediction System
JP2024002285A (en) Surface property estimation device and grinder

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20210301

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231213