JP2023105763A - 研削砥石の作用砥粒判定装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】研削砥石の研削面の表面状態から前記研削面に存在する砥粒のうち、研削に寄与する作用砥粒の作用点を判定する作用砥粒判定装置を提供する。【解決手段】切込深さ算出部４４により算出された単位長さ当たりの砥粒の切込深さｇ／ａと、三次元データ取得部４６により取得された三次元形状データとから、作用砥粒の作用点を判定する作用点判定部４８が、備えられる。これにより、作用点判定部４８は、単位長さ当たりの砥粒の切込深さｇ／ａと三次元形状データとから、研削に寄与する前記作用砥粒の作用点を判定するので、研削砥石１８の研削面１８ａの表面状態から研削面１８ａに存在する砥粒のうち、専ら研削に寄与する作用砥粒の作用点を判定することができる。したがって、研削砥石１８の研削性能の評価精度が十分に得られる。【選択図】図１

Description

本発明は、研削砥石の研削面から突き出す砥粒のうち、切削に寄与する作用砥粒を、単位長さ当たりの砥粒の切込深さと三次元形状データとから判定する研削砥石の作用砥粒判定装置および方法に関するものである。

研削加工に際して、研削面における砥粒の突出し量は、切れ味や研削量などの研削性能に影響する。突出し量が砥粒径に対して適切な突出し量よりも大きい場合は、砥粒の脱落や破砕が多くなって工具寿命が得られない。突出し量が砥粒径に対して適切な突出し量よりも小さい場合は、チップポケットが不足することによって研削焼けなどの加工不良が発生する。良好な研削を継続的に得られるようにするためには、研削面の三次元形状から、研削砥石の研削性能が評価されることが望まれる。たとえば、ドレッシングに際しては、研削性能が高いと評価される三次元形状とするために、評価値が目標範囲内となるように研削面の表面形状が加工される。

これに対して、特許文献１では、研削砥石の砥粒突出し量が、研削性能を安定させる砥粒の突出し量であるか否かを評価するために、研削砥石の砥粒突出し量を計測する方法が、開示されている。この砥粒突出し量を計測する方法では、砥石車外周面である研削面の表面形状を取得する表面形状取得部と、砥石車の径方向において、研削面から最も突き出した砥粒の先端を基準とし、その基準から砥石車の径方向に所定距離毎に分割する表面形状部と、分割された所定距離毎に砥石車の切れ刃である砥粒のみ、砥粒及び砥粒に結合したボンド部、又は、複数の砥粒及び複数の砥粒を結合するボンドを切れ刃領域として抽出することにより、切れ刃領域の数を計数する領域計数部と、計数された切れ刃領域の数が増加から減少に転じる場合の所定距離を砥粒の突出し量として決定する突出し量決定部とが、備えられる。

特開２０２１－１７１８８７号公報

引用文献１の砥粒突出し量計測方法によれば、自然気孔による砥粒の突出し量と区別して、ボンドが削り取られることにより砥粒の突出し量が計測されるので、その砥粒の突出し量を管理することで、砥粒の脱落や、破砕を抑制して、研削性能を安定させることができるとされている。

ところで、特許文献１に記載された研削砥石の砥粒突出し量を計測する方法では、計測された突出し量を有する砥粒が研削に作用するという作用砥粒であるとするのが前提である。しかし、作用砥粒の判定は、相互の作用砥粒の切れ刃の砥石車の周方向の間隔の違いによる砥粒軌跡の径方向深さの差を加味していない。このため、最大切込深さが上流側に隣接する砥粒の先端軌跡よりも内側にある砥粒は研削に寄与していないにもかかわらず、研削に寄与する作用砥粒として含まれるので、砥石の研削性能の評価精度が十分に得られないという問題があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、研削砥石の研削面の表面状態から前記研削面に存在する砥粒のうち、研削に寄与する作用砥粒の作用点を判定する作用砥粒判定方法および装置を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）研削砥石の研削面の表面状態から前記研削面に存在する砥粒のうち研削に寄与する作用砥粒を判定する研削砥石の作用砥粒判定装置であって、（ｂ）前記研削砥石の被削材に対する研削加工の設定条件から、単位長さ当たりの砥粒の切込深さを算出する切込深さ算出部と、（ｃ）前記研削面の三次元形状データを取得する三次元形状データ取得部と、（ｄ）前記切込深さ算出部により算出された単位長さ当たりの砥粒の切込深さと、前記三次元形状データ取得工程により取得された三次元形状データとから、前記作用砥粒の作用点を判定する作用点判定部とを、含むことにある。

第２発明の要旨とするところは、第１発明において、（ｅ）前記作用砥粒の作用点における前記作用砥粒の最大切込深さを算出する最大切込深さ算出部を、さらに含むことにある。

第３発明の要旨とするところは、第１発明又は第２発明において、（ｆ）前記三次元形状データ取得部は、前記研削面からの反射光に基づいて前記研削面の研削方向に垂直な幅方向における研削面の二次元データを時系列的に出力する光学式測位計を、備えることにある。

第４発明の要旨とするところは、第１発明から第３発明の何れか１の発明において、（ｇ）前記作用点判定部は、前記三次元形状データのうち、前記研削面の幅方向における前記作用砥粒の作用点の合計の前記研削方向の累積値を、前記研削面の研削方向を示す座標上に順次プロットしたときの傾きが一定値に収束した点以後の三次元形状データに基づいて、前記作用砥粒の作用点を判定することにある。

第５発明の要旨とするところは、第４発明において、前記作用点判定部は、前記三次元形状データのうち、前記研削面の幅方向における前記作用砥粒の作用点の合計の前記研削方向の累積値を、前記研削面の研削方向を示す座標上に順次プロットしたときの、一定区間毎の相関係数が、予め設定された閾値を超えた点以後の三次元形状データに基づいて、前記作用砥粒の作用点を判定することにある。

第６発明の要旨とするところは、（ａ）研削砥石の研削面の表面状態から前記研削面に存在する砥粒のうち研削に寄与する作用砥粒を判定する研削砥石の作用砥粒判定方法であって、（ｂ）前記研削砥石の被削材に対する研削加工の設定条件から、単位長さ当たりの砥粒の切込深さを算出する切込深さ算出工程と、（ｃ）前記研削面の三次元形状データを取得する三次元形状データ取得工程と、（ｄ）前記切込深さ算出工程により算出された単位長さ当たりの砥粒の切込深さと、前記三次元形状データ取得工程により取得された三次元形状データとから、前記作用砥粒の作用点を判定する作用点判定工程とを、含むことにある。

第１発明の研削砥石の作用砥粒判定装置によれば、前記切込深さ算出部により算出された単位長さ当たりの砥粒の切込深さと、前記三次元形状データ取得部により取得された三次元形状データとから、前記作用砥粒の作用点を判定する作用点判定部が、備えられる。これにより、作用点判定部は、前記切込深さ算出部により算出された単位長さ当たりの砥粒の切込深さと、前記三次元形状データ取得部により取得された三次元形状データとから、研削に寄与する前記作用砥粒の作用点を判定するので、研削砥石の研削面の表面状態から前記研削面に存在する砥粒のうち、専ら研削に寄与する作用砥粒の作用点を判定することができる。したがって、研削砥石の研削性能の評価精度が十分に得られる。

第２発明の研削砥石の作用砥粒判定装置によれば、前記作用砥粒の作用点における前記作用砥粒の最大切込深さを算出する最大切込深さ算出部が、備えられる。これにより、前記最大切込深さ算出部において、前記作用砥粒の作用点における前記作用砥粒の最大切込深さが算出されるので、研削に寄与する前記作用砥粒の作用点と、作用砥粒の最大切込深さとにより、研削砥石の研削性能の評価精度が十分に得られる。

第３発明の研削砥石の作用砥粒判定装置によれば、前記三次元形状データ取得部は、前記研削面からの反射光に基づいて前記研削面の研削方向に垂直な幅方向における研削面の二次元データを時系列的に出力する光学式測位計を、備える。これにより、研削砥石が研削砥石車である場合において、その研削砥石車の回転中において、研削砥石車の外周面である研削面の三次元形状データを取得することができる。

第４発明の作用砥粒判定装置によれば、前記作用点判定部は、前記三次元形状データのうち、前記研削面の幅方向における前記作用砥粒の作用点の合計の前記研削方向の累積値を、前記研削面の研削方向を示す座標上に順次プロットしたときの傾きが一定値に収束した点以後の三次元形状データに基づいて、前記作用砥粒の作用点を判定する。これにより、研削初期区間の三次元形状データが除かれることで、前記作用砥粒の作用点の合計の前記研削方向の累積値を前記研削面の研削方向を示す座標上に順次プロットしたときの傾きが一定値に収束した点以後の安定区間の三次元形状データから、前記作用砥粒の作用点が判定される。

第５発明の作用砥粒判定装置によれば、前記作用点判定部は、前記三次元形状データのうち、前記研削面の幅方向における前記作用砥粒の作用点の合計の前記研削方向の累積値を、前記研削面の研削方向を示す座標上に順次プロットしたときの、一定区間毎の相関係数が、予め設定された閾値を超えた点以後の三次元形状データに基づいて、前記作用砥粒の作用点を判定する。これにより、研削初期区間の三次元形状データが除かれることで、前記一定区間毎の相関係数が予め設定された閾値を超えた点以後の安定区間の三次元形状データから、前記作用砥粒の作用点が判定される。

第６発明の作用砥粒判定装置によれば、前記切込深さ算出工程により算出された単位長さ当たりの砥粒の切込深さと、前記三次元形状データ取得工程により取得された三次元形状データとから、前記作用砥粒の作用点を判定する作用点判定工程が、備えられる。これにより、作用点判定工程は、前記切込深さ算出工程により算出された単位長さ当たりの砥粒の切込深さと、前記三次元形状データ取得工程により取得された三次元形状データとから、研削に寄与する前記作用砥粒の作用点を判定するので、研削砥石の研削面の表面状態から前記研削面に存在する砥粒のうち、専ら研削に寄与する作用砥粒の作用点を判定することができる。したがって、研削砥石の研削性能の評価精度が十分に得られる。

本発明の一実施例の作用砥粒判定装置が適用された、平面研削盤の構成を説明する図である。 図１の研削砥石の研削面における作用砥粒および作用点を説明する模式図である。 図１の作用点判定部および最大切込深さ算出部により算出された作用点最大切込深さを三次元形状データに対応する位置に示すマップを表す図である。 図１の三次元データ取得部により取得された三次元形状データの、データラインに対する累計作用点数および相関係数を示す図である。 図４と同様の研削試験条件に用いた研削砥石において、作用砥粒の切込み深さｇのヒストグラムを示す図である。 図１の平面研削盤の電子制御装置の作動の要部を、図７のフローチャートと共に説明するフローチャートである。 図１の平面研削盤の電子制御装置の作動の要部を、図６のフローチャートと共に説明するフローチャートを示している。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は発明に関連する要部を説明するものであり、寸法及び形状等は必ずしも正確に描かれていない

図１は、本発明の一実施例の作用砥粒判定装置１０が適用された平面研削盤１２を示す正面図である。平面研削盤１２は、基台１４と、基台１４上に立設されたガイドロッド１６に沿って上下方向に移動可能に設けられ、研削砥石１８を回転中心線ＣＬまわりに回転可能に支持するとともに、研削砥石１８を回転駆動する図示しない砥石駆動モータを収容する砥石駆動ボックス２０と、砥石駆動ボックス２０を上下方向に移動させるねじ軸２２を回転駆動する上下方向駆動モータ２４と、基台１４上において被削材２６の載置台２８を、回転中心線ＣＬに直交する方向および回転中心線ＣＬに平行な方向にそれぞれ移動させる被削材移動モータ３０および３２とを、備えている。

砥石駆動ボックス２０には、回転中の研削砥石１８の円筒状外周面である研削面１８ａの三次元形状を非接触で検出する光学式の測位計３４が、測位計３４を回転中心線ＣＬに平行な方向に移動可能に支持するブラケット３６を介して設けられている。測位計３４としては、たとえばレーザ二次元変位計が好適に用いられる。測位計３４は、研削面１８ａからの反射光に基づいて研削面１８ａの研削方向に垂直な幅方向における二次元データを時系列的に示す三次元形状データを前記出力する。三次元形状データは研削砥石１８の研削面１８ａの凹凸を示す。

電子制御装置４０は、入力装置４２を用いた制御モードの切替操作にしたがって、被削材２６の平面研削を実行する平面研削制御モード、および研削砥石１８の研削面１８ａにおける砥粒の作用点を判定（検出）する作用点判定制御モードとが、選択されるようになっている。

電子制御装置４０は、平面研削制御モードが選択された場合には、入力装置４２からの入力操作により設定された平面研削加工の設定条件を記憶し、その平面研削加工の設定条件にしたがって、研削砥石１８を設定された周速（ｍ／ｍｉｎ）で回転駆動するとともに、上下方向駆動モータ２４を用いて被削材２６の切込量（ｍｍ）を設定値とした上で、被削材移動モータ３０および３２を用いて載置台２８上の被削材２６を研削砥石１８に対して設定されたテーブル移動速度（ｍ／ｍｉｎ）で水平移動させることで、被削材２６の上面に対して平面研削加工を行なう。

電子制御装置４０は、作用点判定制御モードが選択された場合には、切込深さ算出部４４、三次元データ取得部４６、作用点判定部４８、および最大切込み深さ算出部５０を、機能的に備え、研削面１８ａにおいて判定された作用点の数値およびマップや、最大切込み深さｇｍａｘ等を、表示装置５２に表示させる。

切込深さ算出部４４は、切込深さ算出工程に対応するものであり、研削砥石１８の被削材２６に対する平面研削加工の前記設定条件から、単位長さ当たりの砥粒の切込深さｇ／ａを、次式（１）から算出する。式（１）において、ｇは砥粒の切込深さ（ｍｍ）、ａは砥粒切れ刃間隔（ｍｍ）、ｖは被削材２６の速度（ｍ／ｍｉｎ）、Ｖは研削砥石１８の周速（ｍ／ｍｉｎ）、Ｄは研削砥石１８の直径（ｍｍ）、ｔは研削砥石１８の切込深さ（ｍｍ）である。

ｇ／ａ＝２×（ｖ／Ｖ）×√（ｔ／Ｄ） ・・・（１）

三次元データ取得部４６は、三次元形状データ取得工程に対応するものであり、測位計３４から出力された信号から、研削面１８ａの凹凸を示す三次元形状データを取得して、記憶する。この三次元形状データは、研削面１８ａの幅（厚み）方向において凹凸高さを示す高さデータＺ１、Ｚ２、Ｚ３、・・・Ｚｎの連なりのラインデータが、研削砥石１８の周方向の距離Δａ毎に含まれる。

作用点判定部４８は、作用砥粒判定工程に対応するものであり、切込深さ算出部４４により平面加工の設定条件から算出された上記単位長さ当たりの砥粒の切込深さｇ／ａと、上記三次元形状データとから、研削面１８ａ内の作用砥粒の作用点を算出する。たとえば、図２の研削面１８ａの模式図において、研削面１８ａの研削方向とは反対向きのｘ方向に沿って複数の砥粒ＧＰ１、ＧＰ２、ＧＰ３およびＧＰ４が位置していると仮定し、単位長さ当たりの砥粒の切込深さｇ／ａを示す斜線Ｌ１を、砥粒ＧＰ１の先端の軌跡を示すものとして、砥粒ＧＰ１の頂点から引いたとき、２番目の砥粒ＧＰ２および３番目の砥粒ＧＰ３のｚ方向の高さ（頂点）はその斜線Ｌ１の下側に位置するので、２番目の砥粒ＧＰ２および３番目の砥粒ＧＰ３は研削に寄与せず、作用砥粒として機能しない。これに対して、４番目の砥粒ＧＰ４のｚ方向の高さ（頂点）は単位長さ当たりの砥粒の切込深さｇ／ａを示す斜線Ｌ１よりも高いので、作用点判定部４８は４番目の砥粒ＧＰ４を、研削に寄与する作用砥粒として判定し、砥粒ＧＰ４の研削方向側（ｘ方向とは反対方向側）の斜面のうちの斜線Ｌ１と交差する部分（斜面の局所領域）が作用点として判定される。作用砥粒とは、作用点を有する砥粒である。

最大切込み深さ算出部５０は、最大切込み深さ算出工程に対応するものであり、作用点判定部４８により作用砥粒として判定された砥粒、図２では４番目の砥粒ＧＰ４の研削方向側斜面において、作用点が連なる領域に対応するｚ方向の距離を、最大切込深さｇｍａｘとして作用砥粒毎に算出する。

図３は、作用点判定部４８および最大切込み深さ算出部５０により算出された、作用砥粒の判定結果および最大切込深さｇｍａｘを示す数値データを、セル毎に示すマップで示し、作用砥粒を模式的に対応させている。図３において、ｘ方向は、研削面１８ａに対する被削材２６の相対移動方向すなわち研削面１８ａの被削材２６に対する研削方向とは反対方向を示し、ｙ方向は、研削面１８ａの回転中心線ＣＬに平行な軸幅方向を示している。ｘ－ｙ面内において、研削に関与しないセル領域には「ｎ」印を表示し、研削に関与するセル領域には「－」印を表示し、作用砥粒の頂点に対応するセル領域には「最大切込深さｇｍａｘを示す数値（μｍ）」を示している。

作用点判定部４８は、三次元データ取得部４６により取得された三次元形状データのうち、研削面１８ａの幅方向における作用砥粒の作用点の合計の研削方向とは反対方向ｘの累積値（累計作用点数）Ｎｃｐが、研削面１８ａの研削方向を示す座標上に順次プロットしたときの傾きが一定値に収束した点以後の三次元形状データに基づいて、前記作用砥粒の作用点を判定する。

また、作用点判定部４８は、三次元データ取得部４６により取得された三次元形状データのうち、研削面１８ａの幅方向すなわちｙ方向における作用砥粒の作用点の合計の研削方向とは反対方向ｘの累積値Ｎｃｐを、研削面１８ａの研削方向Ｎｃｐとは反対方向ｘを示す座標上に順次プロットしたときの、一定区間毎の相関係数が、安定した信頼性のあるデータ区間を判定するために予め設定された閾値たとえば４０００を超えた点以後の三次元形状データに基づいて、前記作用砥粒の作用点を判定する。

図４は、本発明者が以下の研削試験条件下で求めた、三次元形状データのうちの信頼データ区間を示している。
（研削試験条件）
研削方式：平面研削
切込量ｔ：０．０２ｍｍ
研削砥石：電着ＣＢ２３０ＰＡ５
砥石周速：２０００ｍ／ｍｉｎ
ワーク送り速度：２０ｍ／ｍｉｎ
砥石直径：２０５φｍｍ

図４は、ラインデータの数を示す横軸と累計作用点数及び相関係数を示す縦軸との二次元座標において、累計作用点数を示す曲線を１点鎖線で示し、相関係数を示す曲線を実線で示している。累計作用点数を示す曲線はラインデータが１０００ラインを超えると、その傾きが一定値に収束し、且つ回帰直線の傾きに相関係数を示す曲線が累計作用点数が４００００を超えると、或いは、はラインデータが４７００ラインを超えると、予め設定された閾値を超える。

図５は、本発明者が上記の研削試験条件下で求めた、切込み深さ（μｍ）を示す横軸と度数を示す縦軸との二次元座標における、研削砥石の切込み深さ（μｍ）のヒストグラムを示している。

前述の作用砥粒判定装置１０は、測位計３４、切込深さ算出部４４、三次元データ取得部４６、作用点判定部４８、および最大切込み深さ算出部５０を、含む。

図６および図７は、作用点判定制御モードが選択された場合における電子制御装置４０の制御作動の要部を説明するフローチャートを示している。図６において、先ず、切込深算出部４４に対応するステップＳ１( 以下、ステップを省略する)では、たとえば入力装置４２の操作により予め設定された切削条件から、たとえば式（１）を用いて、単位長さ当たりの砥粒の切込深さｇ／ａが算出される。

次いで、三次元データ取得部４６に対応するＳ２、Ｓ３、Ｓ４では、三次元形状データを構成する、研削面１８ａの幅（厚み）方向において凹凸高さを示す高さデータＺ１、Ｚ２、Ｚ３、・・・Ｚｎが含まれるラインデータが逐次読み込まれる。先ず、Ｓ２では、最初のラインデータが読み込まれ、そのラインデータに含まれるデータＺ１、Ｚ２、Ｚ３、・・・Ｚｎが読み込まれる。次に、Ｓ３では、ラインデータに含まれる高さデータＺ１、Ｚ２、Ｚ３、・・・Ｚｎに対応して、１組（セット）の作用点候補Ｐ（Ｐ１＝Ｚ１、Ｐ２＝Ｚ２、Ｐ３＝Ｚ３、・・・Ｐｎ＝Ｚｎ）が設定される。そして、Ｓ４では、ｘ方向に隣接する次のラインデータが読み込まれるデータＺ１、Ｚ２、Ｚ３、・・・Ｚｎが読み込まれる。

次に、作用点判定部４８に対応するＳ５、Ｓ６－Ｓ７、Ｓ９－Ｓ１５が実行される。先ず、Ｓ５では、新たに読み込まれたラインデータの読み込み開始位置からの移動距離である累積距離ピッチａｔ（＝ａｔ＋Δａ）が算出される。次いで、Ｓ６では、砥粒軌跡最下点Ｌ（＝Ｚ－ｇ／ａ×ａｔ）が、新たに読み込まれたラインデータの位置ａｔにおいて砥粒の高さが研削に寄与する作用点であるか否かを判定するための判定値として、初期に読み込まれたラインデータの高さデータＺ（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、・・・Ｚｎ）が示すピーク毎に算出される。次に、Ｓ７では、新たに読み込まれたラインデータの高さデータＺ（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、・・・Ｚｎ）が、砥粒軌跡最下点Ｌ以上であるか否かが判定される。

Ｓ７において、新たに読み込まれたラインデータの高さデータＺが砥粒軌跡最下点Ｌを超えない（Ｚ＜Ｌ）と判定された場合には、Ｓ８以下が実行される。Ｓ８では、前回に読み込まれたラインデータの判定結果が、ラインデータの高さデータＺが砥粒軌跡最下点Ｌ以上である（Ｚ≧Ｌ）という判定であったか否かが判定される。このＳ８の判定が否定された（Ｚ＜Ｌ）場合は、後述のＳ１６が実行され、Ｓ１６において次のラインデータがあると判定された場合は、Ｓ４以下が実行されるが、Ｓ１６において次のラインデータがないと判定された場合は、本ルーチンが終了させられる。

Ｓ８の判定が肯定された（Ｚ≧Ｌ）場合は、最大切込深さ算出部５０に対応するＳ１７において、最大砥粒切込深さｇｍａｘ（＝（ｇ／ａ）×ａｔ×Ｎ）が算出される。続くＳ１７では、連続作用点判定回数Ｎの内容が零にリセットされた後、後述のＳ１１以下が実行される。

Ｓ７において、新たに読み込まれたラインデータの高さデータＺが砥粒軌跡最下点Ｌ以上である（Ｚ≧Ｌ）と判定された場合には、Ｓ９において、作用点であると判定され、新たに読み込まれたラインデータの高さデータＺのうちの該当する位置が作用砥粒の作用点としてセットされ、記憶される。

Ｓ１０では、Ｓ９による作用点判定に基づいて、連続作用点判定回数Ｎ（＝Ｎ＋１）が算出される。続くＳ１１では、累計作用点数Ｐｎ（＝Ｐｎ＋Ｐｌ）が算出される。Ｐｌは、新たに読み込まれたラインデータ中の作用点判定位置の数である。

Ｓ１２では、ラインデータが新たに読み込まれるに伴って増加するた累計作用点数Ｐｎの傾き（増加率）が、一定の傾きに収束したこと、および、累計高さデータ（ラインデータ）取得回数が、予め実験的に設定された第１信頼データ取得判定値（相関係数計算ライン数、たとえば４０００ライン）を超えたか否かが判定される。Ｓ１２の判断が否定された場合は、前述のＳ４以下が実行されるが、肯定された場合は、Ｓ１３以下が実行される。

Ｓ１３では、ラインデータの４０００ライン幅の移動区間における回帰直線の傾きの相関係数が、算出される。Ｓ１４では、Ｓ１３において算出された予め設定された閾値たとえば第２信頼データ取得判定値（たとえば相関係数が０．９６）を超えたか否かが判断される。このＳ１４の判定が否定された場合は、前述のＳ４以下が実行されるが、肯定された場合は、Ｓ１５において、Ｓ７において判定され且つＳ９において記憶された作用点と、Ｓ１７において算出された最大砥粒切込深さｇｍａｘとが、作用点判定結果として出力される。この作用点判定結果として、たとえば図３に示すマップが含まれる。

そして、Ｓ１６では、次のラインデータが有るか否かが判断される。このＳ１６の判断が否定される場合は、Ｓ４以下の実行が繰り替えされるが、Ｓ１６の判断が肯定される場合は、本ルーチンが終了させられる。

上述のように、本実施例の作用砥粒判定装置１０によれば、切込深さ算出部４４により算出された単位長さ当たりの砥粒の切込深さｇ／ａと、三次元データ取得部４６により取得された三次元形状データとから、作用砥粒の作用点を判定する作用点判定部４８が、備えられる。これにより、作用点判定部４８は、単位長さ当たりの砥粒の切込深さｇ／ａと三次元形状データとから、研削に寄与する前記作用砥粒の作用点を判定するので、研削砥石１８の研削面１８ａの表面状態から研削面１８ａに存在する砥粒のうち、専ら研削に寄与する作用砥粒の作用点を判定することができる。したがって、研削砥石１８の研削性能の評価精度が十分に得られる。

また、本実施例の作用砥粒判定装置１０によれば、作用砥粒の作用点における前記作用砥粒の最大切込深さを算出する最大切込深さ算出部５０が、備えられる。これにより、前記最大切込深さ算出部５０において、作用砥粒の作用点における前記作用砥粒の最大切込深さｇｍａｘが算出されるので、研削に寄与する前記作用砥粒の作用点と、作用砥粒の最大切込深さｇｍａｘとにより、研削砥石１８の研削性能の評価精度が十分に得られる。

また、本実施例の作用砥粒判定装置１０によれば、三次元データ取得部４６は、研削面１８ａからの反射光に基づいて研削面１８ａの研削方向に垂直な幅方向における研削面の二次元データを時系列的に出力する光学式測位計を、備える。これにより、研削砥石１８が研削砥石車である場合において、その研削砥石車の回転中において、研削砥石車の外周面である研削面１８ａの三次元形状データを取得することができる。

また、本実施例の作用砥粒判定装置１０によれば、作用点判定部４８は、前記三次元形状データのうち、研削面１８ａの幅方向における作用砥粒の作用点の合計の前記研削方向の累積値を、研削面１８ａの研削方向を示す座標上に順次プロットしたときの傾きが一定値に収束した点以後の三次元形状データに基づいて、作用砥粒の作用点を判定する。これにより、研削初期区間の不安定な三次元形状データが除かれることで、作用砥粒の作用点の合計の研削方向の累積値を研削面１８ａの研削方向を示す座標上に順次プロットしたときの傾きが一定値に収束した点以後の安定区間の三次元形状データから、作用砥粒の作用点が判定される。

本実施例の作用砥粒判定装置１０によれば、作用点判定部４８は、三次元形状データのうち、研削面１８ａの幅方向における作用砥粒の作用点の合計の研削方向の累積値を、研削面１８ａの研削方向を示す座標上に順次プロットしたときの、一定区間毎の相関係数が、予め設定された閾値を超えた点以後の三次元形状データに基づいて、作用砥粒の作用点を判定する。これにより、研削初期区間の不安定な三次元形状データが除かれることで、前記一定区間毎の相関係数が予め設定された閾値を超えた点以後の安定区間の三次元形状データから、前記作用砥粒の作用点が判定される。

本実施例の作用砥粒判定方法によれば、切込深さ算出工程により算出された単位長さ当たりの砥粒の切込深さと、前記三次元形状データ取得工程により取得された三次元形状データとから、前記作用砥粒の作用点を判定する作用点判定工程が、備えられる。これにより、作用点判定工程は、前記切込深さ算出部により算出された単位長さ当たりの砥粒の切込深さと、前記三次元形状データ取得工程により取得された三次元形状データとから、研削に寄与する前記作用砥粒の作用点を判定するので、研削砥石の研削面の表面状態から前記研削面に存在する砥粒のうち、専ら研削に寄与する作用砥粒の作用点を判定することができる。したがって、研削砥石１８の研削性能の評価精度が十分に得られる。

以上、本発明の一実施例を図面を用いて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例では、平面研削盤１２に適用された作用砥粒判定装置１０が説明されていたが、作用砥粒判定装置１０は、円筒研削盤や内面研削盤等の研削盤にも適用される。円筒研削盤の場合には、切込み深さ算出部４４において次式（２）が用いられ、内面研削盤の場合には、切込み深さ算出部４４において次式（３）が用いられる。

ｇ／ａ＝２×（ｖ／Ｖ）×√（１／Ｄ＋１／ｄ）×√ｔ ・・・（２）
ｇ／ａ＝２×（ｖ／Ｖ）×√（１／Ｄ－１／ｄ）×√ｔ ・・・（３）

また、前述の実施例の作用砥粒判定装置１０は、最大切込深さ算出部５０を備えるものであった。しかし、研削面１８ａ内の作用点の分布だけでも研削砥石１８の研削性能の評価が可能であるので、最大切込深さ算出部５０を必ずしも備えていなくてもよい。

また、研削砥石１８は、砥粒がビトリファイドボンドにより結合されたビトリファイド砥石、砥粒がレジノイドボンドにより結合されたレジノイド砥石、砥粒が電着メタルにより結合された電着砥石等であってもよい。

また、研削砥石１８の砥粒は、溶融アルミナ質の砥粒、炭化珪素質の砥粒、ダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒などのいずれであってもよい。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々の変更が加えられ得るものである。

１０：作用砥粒判定装置
１２：平面研削盤
１８：研削砥石
１８ａ：研削面
４０：電子制御装置
４４：切込深さ算出部
４６：三次元データ取得部
４８：作用点判定部
５０：最大切込深さ算出部

Claims (6)

1. 研削砥石の研削面の表面状態から前記研削面に存在する砥粒のうち研削に寄与する作用砥粒を判定する研削砥石の作用砥粒判定装置であって、
   前記研削砥石の被削材に対する研削加工の設定条件から、単位長さ当たりの砥粒の切込深さを算出する切込深さ算出部と、
   前記研削面の三次元形状データを取得する三次元形状データ取得部と、
   前記切込深さ算出部により算出された単位長さ当たりの砥粒の切込深さと、前記三次元形状データ取得工程により取得された三次元形状データとから、前記作用砥粒の作用点を判定する作用点判定部とを、含む
   ことを特徴とする研削砥石の作用砥粒判定装置。
2. 前記作用砥粒の作用点における前記作用砥粒の最大切込深さを算出する最大切込深さ算出部を、さらに含む
   ことを特徴とする請求項１の研削砥石の作用砥粒判定装置。
3. 前記三次元データ取得部は、前記研削面からの反射光に基づいて前記研削面の研削方向に垂直な幅方向における研削面の二次元データを時系列的に出力する光学式測位計を、備える
   ことを特徴とする請求項１又は２の研削砥石の作用砥粒判定装置。
4. 前記作用点判定部は、前記三次元形状データのうち、前記研削面の幅方向における前記作用砥粒の作用点の合計の前記研削方向の累積値を、前記研削面の研削方向を示す座標上に順次プロットしたときの傾きが一定値に収束した点以後の三次元形状データに基づいて、前記作用砥粒の作用点を判定する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１の研削砥石の作用砥粒判定装置。
5. 前記作用点判定部は、前記三次元形状データのうち、前記研削面の幅方向における前記作用砥粒の作用点の合計の前記研削方向の累積値を、前記研削面の研削方向を示す座標上に順次プロットしたときの、一定区間毎の相関係数が、予め設定された閾値を超えた点以後の三次元形状データに基づいて、前記作用砥粒の作用点を判定する
   ことを特徴とする請求項４の研削砥石の作用砥粒判定装置。
6. 研削砥石の研削面の表面状態から前記研削面に存在する砥粒のうち研削に寄与する作用砥粒を判定する研削砥石の作用砥粒判定方法であって、
   前記研削砥石の被削材に対する研削加工の設定条件から、単位長さ当たりの砥粒の切込深さを算出する切込深さ算出工程と、
   前記研削面の三次元形状データを取得する三次元形状データ取得工程と、
   前記切込深さ算出工程により算出された単位長さ当たりの砥粒の切込深さと、前記三次元形状データ取得工程により取得された三次元形状データとから、前記作用砥粒の作用点を判定する作用点判定工程とを、含む
   ことを特徴とする研削砥石の作用砥粒判定方法。

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