JP3417423B2 - Contact detection device - Google Patents
Contact detection deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、研削盤において、ツル
ーイング時または研削時に砥石車の表面位置を検出する
ときなどに使用される接触検知装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact detecting device used in a grinding machine for detecting the surface position of a grinding wheel during truing or grinding.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、研削盤において、ツルーイング時
あるいは研削時に砥石車の研削表面位置を検出するため
の接触検出装置としてAE(アコースティック・エミッ
ション)センサを用いるものがある。このAEセンサを
用いる接触検知装置は、AEセンサを組み込んだ検知ピ
ンを主軸台等の固定部に取り付け、砥石台を研削時また
はツルーイング時と同様に前進送りすることにより、回
転する砥石車の研削表面を検知ピンに接触させ、このと
きに検知ピンに発生する弾性波をAEセンサにより検出
し、AEセンサから出力される信号のレベルから砥石車
の接触を判定し、この検知ピンの接触であると判定した
時点における砥石台の位置から砥石車の表面位置を検知
するようになっている。2. Description of the Related Art Conventionally, some grinding machines use an AE (Acoustic Emission) sensor as a contact detection device for detecting the position of the grinding surface of a grinding wheel during truing or grinding. A contact detection device using this AE sensor is equipped with a detection pin incorporating the AE sensor on a fixed part such as a headstock, and the grindstone is moved forward in the same manner as when grinding or truing to grind a rotating grinding wheel. The surface is brought into contact with the detection pin, the elastic wave generated at the detection pin at this time is detected by the AE sensor, and the contact of the grinding wheel is determined from the level of the signal output from the AE sensor. The surface position of the grinding wheel is detected from the position of the grinding wheel head at the time of determination.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】この研削時における砥
石表面位置の検出は、研削時と同様な条件にするため、
砥石車を回転させると共にクーラントを射出して行う。
このため、ノズルから噴出され砥石車とつれまわりした
クーラントが検知ピンにかかり、クーラントの衝突圧に
より検知ピンに弾性波が発生し、この弾性波がAEセン
サにより検出されることによって砥石車の接触と誤まっ
て判定される場合がある。そこで、従来においては、ク
ーラントの供給を停止して砥石表面位置を検出する方法
を採用していた。このため、クーラントの供給停止ボタ
ンを押してからクーラントが完全に止まるまでの準備時
間(約30秒)が必要になり、検知サイクル時間が長く
なるほか、研削サイクルまたはツルーイングサイクルに
も影響を及ぼしていた。In order to detect the grindstone surface position during this grinding, the same conditions as during grinding are used.
This is done by rotating the grinding wheel and injecting coolant.
For this reason, the coolant ejected from the nozzle and entrained around the grinding wheel is applied to the detection pin, an elastic wave is generated in the detection pin due to the collision pressure of the coolant, and the elastic wave is detected by the AE sensor, so that the grinding wheel contacts. It may be mistakenly judged as. Therefore, conventionally, a method of detecting the surface position of the grindstone by stopping the supply of the coolant has been adopted. Therefore, it takes a preparation time (about 30 seconds) from when the coolant supply stop button is pressed until the coolant is completely stopped, which lengthens the detection cycle and also affects the grinding cycle or the truing cycle. .
【0004】これを解決するために、AEセンサに発生
する弾性波を砥石車の回転に同期させてサンプリング、
例えば砥石車の1回転毎に128回サンプリングするこ
とにより、砥石車の表面を128個の角度位相に分割
し、砥石車の同じ位置(角度位相)で連続して弾性波が
発生していることを検出することにより砥石車と検知ピ
ンとの接触を検知する方法が案出された。しかし、この
方法は砥石の状態により次のような問題が発生する。In order to solve this, the elastic wave generated in the AE sensor is sampled in synchronization with the rotation of the grinding wheel,
For example, the surface of the grinding wheel is divided into 128 angular phases by sampling 128 times for each rotation of the grinding wheel, and elastic waves are continuously generated at the same position (angular phase) of the grinding wheel. A method has been devised for detecting the contact between the grinding wheel and the detection pin by detecting. However, this method has the following problems depending on the state of the grindstone.
【0005】砥石の表面がツルーイング後のように目が
立っている状態、即ち、ボンドと砥粒とからなる砥石に
おいて、砥石表面のボンドから砥粒が突出している状態
においては、検知ピンが該砥石と接触したとき、即ち、
検知ピンに砥石表面の1つの砥粒が接触したときは、該
検知ピンへの当該砥粒の接触は砥石車の1回転毎に生じ
るため同一位相で弾性波が発生する。他方、工作物の研
削後で砥石表面が滑らかになっている状態、即ち、砥石
表面のボンドから砥粒がほとんど突出していない状態に
おいては、検知ピンが該砥石と接触しても同一位相で弾
性波が発生しにくくなる。従って、砥石が検知ピンをあ
る量(数μm程度)切り込んだ位置で始めて同一位相の
弾性波が発生して接触が検知されるため、検知ピンが摩
耗するという問題が発生した。In a state where the surface of the grindstone is conspicuous as after truing, that is, in a grindstone composed of a bond and abrasive grains, when the abrasive grains protrude from the bond on the surface of the grindstone, the detection pin is When it comes into contact with the whetstone, that is,
When one abrasive grain on the surface of the grindstone comes into contact with the detection pin, the abrasive grain comes into contact with the detection pin for each rotation of the grinding wheel, so that elastic waves are generated in the same phase. On the other hand, in the state where the grindstone surface is smooth after grinding the workpiece, that is, when the abrasive grains hardly protrude from the bond on the grindstone surface, even if the detection pin comes in contact with the grindstone, it is elastic in the same phase. Waves are less likely to occur. Therefore, since the contact is detected by generating the elastic wave of the same phase only at the position where the grindstone cuts the detection pin by a certain amount (about several μm), there is a problem that the detection pin is worn.
【0006】本発明は、上述のような課題を解決するも
のであり、砥石表面の状態にかかわらず、砥石車と検知
ピンとの接触を迅速に検知できる接触検知装置を提供す
ることを目的とする。The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a contact detection device capable of quickly detecting the contact between a grinding wheel and a detection pin regardless of the state of the surface of the grinding wheel. .
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は第1の態様において、回転する被検知物体9が
接触される検知部材16と、前記被検知物体9が回転し
ながら前記検知部材16に接触するときに該検知部材1
6に発生する弾性波を検出して電気信号を出力する弾性
波検出手段20と、前記弾性波検出手段20からの電気
信号を、被検知物体9の1回転の所定分の1に相当する
周期でサンプリングすることにより被検知物体9の接
触、非接触を表すデータを抽出するサンプリング手段2
2aと、前記被検知物体9が所定数回転する間において
前記抽出された被検知物体9の接触を表すデータが予め
設定された量よりも多くなると、被検知物体9と検知部
材16との接触と判断する接触判断手段22fとを備え
たことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, in the first aspect of the present invention, the detection member 16 with which the rotating detection object 9 is in contact with the detection member 16 is detected while the detection object 9 is rotating. When contacting the member 16, the detection member 1
6, an elastic wave detecting means 20 for detecting an elastic wave generated and outputting an electric signal, and a cycle in which the electric signal from the elastic wave detecting means 20 corresponds to a predetermined fraction of one rotation of the detected object 9. Sampling means 2 for extracting data representing contact / non-contact of the detected object 9 by sampling with
If the data representing the contact between the detected object 9 and 2a and the detected object 9 rotates a predetermined number of times becomes larger than a preset amount, the contact between the detected object 9 and the detection member 16 will occur. And a contact determination means 22f for determining that
【0008】また、本発明は第2の態様において、回転
する被検知物体9が接触される検知部材16と、前記被
検知物体9が回転しながら前記検知部材16に接触する
ときに該検知部材16に発生する弾性波を検出して電気
信号を出力する弾性波検出手段20と、前記弾性波検出
手段20からの電気信号を、被検知物体9の1回転の所
定分の1に相当する周期でサンプリングすることにより
被検知物体9の接触、非接触を表すデータを抽出するサ
ンプリング手段22aと、前記被検知物体9の1回転中
における前記抽出された被検知物体9の接触を表すデー
タが予め設定された量よりも多いかを判断し、設定量よ
りも接触データの方が多いことが前記被検知物体9の所
定数の回転に渡って連続し発生すると、被検知物体9と
検知部材16との接触と判断する接触判断手段22fと
を備えたことを特徴とする。Further, in the second aspect of the present invention, the detecting member 16 with which the rotating detected object 9 comes into contact, and the detecting member 16 when the detected object 9 comes into contact with the detecting member 16 while rotating. An elastic wave detecting means 20 for detecting an elastic wave generated in 16 and outputting an electric signal, and a cycle in which the electric signal from the elastic wave detecting means 20 corresponds to a predetermined fraction of one rotation of the detected object 9. Sampling means 22a for extracting data representing contact or non-contact of the detected object 9 by sampling with, and data representing contact of the extracted detected object 9 during one rotation of the detected object 9 are stored in advance. If it is determined that the amount of contact data is larger than the set amount, and the contact data is larger than the set amount continuously over the predetermined number of rotations of the detected object 9, the detected object 9 and the detection member 16 are detected. With Characterized by comprising a contact determination unit 22f to determine that touch.
【0009】[0009]
【作用】上記構成により、本発明の第1の態様において
は、砥石車などの回転する被検知物体9の接触およびク
ーラントの射突により検知部材16に発生する弾性波は
弾性波検出手段20により検出され、電気信号として出
力される。該弾性波検出手段20からの電気信号を、サ
ンプリング手段22aが、被検知物体9の1回転の所定
分の1に相当する周期でサンプリングすることにより被
検知物体9の接触、非接触を表すデータを抽出する。そ
して、接触判断手段22fが、被検知物体9の所定回転
の間において抽出された被検知物体9の接触を表すデー
タが予め設定された量よりも多くなったときに被検知物
体9と検知部材16とが接触したと判断する。また、第
2の態様においては、接触判断手段22fが、被検知物
体9の1回転における抽出された被検知物体9の接触を
表すデータが予め設定された量よりも多いか否かを判断
し、この設定量よりもデータの方が多いことが該被検知
物体9の所定数の回転に渡って連続して発生したときに
被検知物体9と検知部材16とが接触したと判断する。
よって、被検知物体9の表面が滑らかになり検知部材1
6と接触しても同一位相で信号が発生しにくくなって
も、位相とは無関係に接触を表すデータの数に基づき接
触検知をなし得る。With the above structure, in the first aspect of the present invention, the elastic wave generated in the detection member 16 by the contact of the rotating detection object 9 such as a grinding wheel and the collision of the coolant is detected by the elastic wave detecting means 20. It is detected and output as an electric signal. Data representing contact or non-contact of the detected object 9 by sampling the electric signal from the elastic wave detection means 20 at a period corresponding to a predetermined fraction of one rotation of the detected object 9 by the sampling means 22a. To extract. Then, the contact determination means 22f detects the detected object 9 and the detection member when the data representing the contact of the detected object 9 extracted during the predetermined rotation of the detected object 9 becomes larger than a preset amount. It is judged that 16 has contacted. Further, in the second aspect, the contact determination means 22f determines whether or not the data representing the extracted contact of the detected object 9 in one rotation of the detected object 9 is larger than a preset amount. It is determined that the detected object 9 and the detection member 16 are in contact with each other when more data than the set amount occurs continuously over a predetermined number of rotations of the detected object 9.
Therefore, the surface of the detected object 9 becomes smooth and the detection member 1
Even if contact with 6 makes it difficult to generate a signal in the same phase, contact detection can be performed based on the number of data representing contact regardless of the phase.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明の実施例を図1〜図8に基づい
て説明する。図1は本発明による接触検知装置の全体の
構成図であり、図2は本発明の接触検知装置を適用した
研削盤の概略平面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a contact detection device according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic plan view of a grinding machine to which the contact detection device of the present invention is applied.
【0011】まず、図2を参照して研削盤の構成につい
て説明する。研削盤1はベッド2を有し、ベッド2上に
は、工作物テーブル3がZ軸方向に移動可能に設置さ
れ、この工作物テーブル3は、サーボモータ4および該
サーボモータ4により回転される送りねじ(図示せず)
によってZ軸方向に移動される。工作物テーブル3上に
は、主軸台5および心押台6が左右に対向設置されてお
り、この主軸台5と心押台6との間には、主軸台5の主
軸5aに設けたチャック5bと心押台6に設けたセンタ
6aとにより工作物Wの両端が支持されている。First, the structure of the grinding machine will be described with reference to FIG. The grinding machine 1 has a bed 2, and a work table 3 is installed on the bed 2 so as to be movable in the Z-axis direction. The work table 3 is rotated by a servo motor 4 and the servo motor 4. Lead screw (not shown)
Is moved in the Z-axis direction by. A headstock 5 and a tailstock 6 are installed on the work table 3 so as to face each other, and between the headstock 5 and the tailstock 6, a chuck provided on a spindle 5a of the headstock 5 is provided. Both ends of the workpiece W are supported by 5b and a center 6a provided on the tailstock 6.
【0012】図2において、砥石台7は、ベッド2上に
工作物テーブル3の移動方向と直角なX軸方向に移動可
能に設置されており、ベッド2に固定されたサーボモー
タ8および該サーボモータ8により回転される送りねじ
(図示せず)によりX軸方向に移動される。このサーボ
モータ8に取り付けられたエンコーダ14は、その回転
数から砥石台7の位置(又は移動量)を検出するよう構
成されている。砥石台7にはインバータモータ30と、
工作物Wを研削する砥石車9が取り付けられており、イ
ンバータモータ30の駆動力が該インバータモータ30
に取り付けられたプーリ32からベルト34を介して砥
石車9側のプーリ36に伝達され、該砥石車9を回転さ
せるようになっている。この砥石車9は砥石カバー10
によりカバーされているとともに、工作物テーブル3と
対向する露出側にはクーラントノズル11が配置され、
このクーラントノズル11はクーラント供給管12に接
続されている。この砥石台7に対向してツルーイング装
置15が主軸台5に取り付けられている。In FIG. 2, the grindstone 7 is installed on the bed 2 so as to be movable in the X-axis direction perpendicular to the moving direction of the work table 3, and is fixed to the bed 2 by a servo motor 8 and the servo. It is moved in the X-axis direction by a feed screw (not shown) rotated by the motor 8. The encoder 14 attached to the servomotor 8 is configured to detect the position (or movement amount) of the grinding wheel base 7 from the number of rotations thereof. An inverter motor 30 is attached to the grindstone base 7,
A grinding wheel 9 for grinding the workpiece W is attached, and the driving force of the inverter motor 30 is
Is transmitted from the pulley 32 attached to the pulley 36 to the pulley 36 on the grinding wheel 9 side via the belt 34, and the grinding wheel 9 is rotated. This grinding wheel 9 has a grinding wheel cover 10
And a coolant nozzle 11 is arranged on the exposed side facing the work table 3,
The coolant nozzle 11 is connected to the coolant supply pipe 12. A truing device 15 is attached to the headstock 5 so as to face the grindstone base 7.
【0013】次に、本実施例の砥石車9の1回転当たり
の回転時間を検出するための機構について説明する。図
2に示す砥石車9側のプーリ36の側方には回転検出セ
ンサ38が取り付けられている。このプーリ36の側部
には、図2のプーリ36をA矢印方向から見た状態を模
式的に示す図1のように光学的な信号を発生する信号発
生器40が取り付けられており、プーリ36の回転によ
り信号発生器40が該回転検出センサ38の前方を通過
し、再び、信号発生器40が該回転検出センサ38の前
方を通過するまで、パルス信号をカウントし、このカウ
ント値が砥石車9の1回転当たりの回転時間として該回
転検出センサ38から出力される。Next, the mechanism for detecting the rotation time per rotation of the grinding wheel 9 of this embodiment will be described. A rotation detection sensor 38 is attached to the side of the pulley 36 on the grinding wheel 9 side shown in FIG. A signal generator 40 for generating an optical signal is attached to a side portion of the pulley 36 as shown in FIG. 1, which schematically shows the pulley 36 in FIG. The rotation of 36 causes the signal generator 40 to pass in front of the rotation detection sensor 38, and again counts pulse signals until the signal generator 40 passes in front of the rotation detection sensor 38, and this count value is the grinding wheel. The rotation detection sensor 38 outputs the rotation time per rotation of the vehicle 9.
【0014】次に、本実施例の砥石車9の研削表面位置
を検出するための機械的機構について説明する。図2に
示すように検知ピン16は砥石車9の表面位置を検知す
るために取り付けられており、この検知ピン16は、図
1に示すように支持部材17によって砥石台7と対向す
る主軸台5に固定されている。また、この検知ピン16
には、砥石表面との接触時およびクーラントの射突によ
り発生する弾性波を検出するAEセンサヘッド(弾性波
検出手段)18が一体に取り付けられている。Next, a mechanical mechanism for detecting the grinding surface position of the grinding wheel 9 of this embodiment will be described. As shown in FIG. 2, the detection pin 16 is attached to detect the surface position of the grinding wheel 9, and the detection pin 16 is, as shown in FIG. It is fixed at 5. In addition, this detection pin 16
An AE sensor head (elastic wave detection means) 18 that detects elastic waves generated when the wheels contact the surface of the grindstone and when the coolant hits is integrally attached.
【0015】ここで、本実施例の接触検知装置がAEセ
ンサヘッド18の出力を基に砥石との接触を検知する原
理について図1を参照して説明する。本実施例の接触検
知装置では、AEセンサヘッド18による出力を砥石車
9の回転に同期させてサンプリングを行う。ここでは、
砥石車9の1回転毎に128回サンプリングを行う。即
ち、砥石車9の1回転当たりの回転時間を128分割し
たサンプリング周期でもってサンプリングする。これに
より、砥石車9の外周表面を360°/128=2.8
125°づつの角度位相に分けてサンプリングされ、砥
石車9の2.8125°毎の角度位相に対応させたAE
センサヘッド18の出力が得られる。砥石車9は、目が
立っている状態において外周表面に相対的に大きな凹凸
があり(ボンドと砥粒からなる砥石において、砥石表面
のボンドから砥粒が突出している状態)、最も外側に位
置している砥粒が検知ピン16と接触したときにAEセ
ンサヘッド18の接触信号が発生する。この砥粒に対応
する接触信号は、砥石車9を何回転させても同じ角度位
相で発生することになる。一方、クーラントの検知ピン
16への射突により発生する信号は同じ角度位相で発生
する可能性が非常に低い。そこで、本実施例の接触検知
装置は、複数の回転に渡り同じ角度位相、即ち、同じ角
度位相に対応するようサンプリングしたAEセンサヘッ
ド18の出力が砥石車9の16回転に渡り生じている場
合に接触と判断する。Here, the principle of the contact detection device of the present embodiment detecting the contact with the grindstone based on the output of the AE sensor head 18 will be described with reference to FIG. In the contact detection device of this embodiment, the output from the AE sensor head 18 is synchronized with the rotation of the grinding wheel 9 to perform sampling. here,
Sampling is performed 128 times for each rotation of the grinding wheel 9. That is, the rotation time per one rotation of the grinding wheel 9 is sampled at a sampling cycle divided into 128. As a result, the outer peripheral surface of the grinding wheel 9 is 360 ° / 128 = 2.8.
An AE that is sampled by dividing into 125 ° angle phases and corresponds to each 2.8125 ° angle phase of the grinding wheel 9.
The output of the sensor head 18 is obtained. The grinding wheel 9 has relatively large irregularities on the outer peripheral surface in a conspicuous state (in a grindstone composed of a bond and abrasive grains, the abrasive grains protrude from the bond on the surface of the grindstone), and is located at the outermost position. A contact signal of the AE sensor head 18 is generated when the abrasive grains contacting the detection pin 16. The contact signal corresponding to the abrasive grains is generated in the same angular phase no matter how many times the grinding wheel 9 is rotated. On the other hand, it is very unlikely that the signals generated by the collision of the coolant with the detection pin 16 are generated in the same angular phase. Therefore, in the contact detection device of the present embodiment, when the output of the AE sensor head 18 sampled so as to correspond to the same angle phase over a plurality of rotations, that is, the same angle phase occurs over 16 rotations of the grinding wheel 9. Judge as contact with.
【0016】他方、砥石車9は、表面が滑らかなときに
は外周上に相対的に大きな凹凸が存在しない(砥石表面
のボンドから多数の砥粒がほぼ均一に少しだけ突出して
いる状態)。この状態でも、実際に検知ピン16が砥石
車9と接触すると、上述したように大きく突出した砥粒
による同一角度位相でのAEセンサヘッド18の出力は
得られ難いが、ほぼ均一に少しだけ突出している無数の
砥粒による多数のAEセンサヘッド18の出力を得るこ
とができる。そこで、本発明の第1実施例では、砥石車
9の1回転中に得られるAEセンサヘッド18のサンプ
リングされた128の出力中の4分の1以上に弾性波が
有り、且つこの状態が砥石車9の3回転に渡って継続し
た場合に、砥石車9と検知ピン16との接触と判断す
る。なおここで、1回転中の4分の1以上に弾性波が有
る場合にのみ接触と判断するのは、クーラントの射突に
より発生した弾性波が全体の4分の1近くを占める場合
があることが経験上判明しているためである。また、3
回転継続して発生していることを要件とするのは、クー
ラント以外にも、砥石車9表面上に存在する、或いは、
クーラント中に含まれる異物により弾性波が発生するこ
とがあり、この異物による弾性波とクーラントによる弾
性波とが重畳して上記4分の1を瞬時的に越えることが
あるためである。即ち、かかる事態により1回転上記4
分の1を越えたとしても、この事態が3回転継続する可
能性はほとんどないからである。On the other hand, when the surface of the grinding wheel 9 is smooth, relatively large irregularities do not exist on the outer periphery (a state in which a large number of abrasive grains almost uniformly protrude from the bond on the surface of the grinding wheel). Even in this state, when the detection pin 16 actually contacts the grinding wheel 9, it is difficult to obtain the output of the AE sensor head 18 at the same angular phase due to the abrasive grains that have largely protruded as described above, but it slightly protrudes almost uniformly. It is possible to obtain the output of a large number of AE sensor heads 18 by the innumerable abrasive grains. Therefore, in the first embodiment of the present invention, there is an elastic wave in a quarter or more of the 128 sampled outputs of the AE sensor head 18 obtained during one revolution of the grinding wheel 9, and this state is the grinding wheel. When the wheel 9 continues for three rotations, it is determined that the grinding wheel 9 contacts the detection pin 16. In addition, here, the elastic wave generated by the coolant impact may occupy nearly a quarter of the whole when the contact is judged only when the elastic wave is present in a quarter or more of one rotation. This is because it is known from experience. Also, 3
In addition to the coolant, there is a requirement that the rotation is continuously generated, which exists on the surface of the grinding wheel 9, or
This is because an elastic wave may be generated by the foreign matter contained in the coolant, and the elastic wave due to the foreign matter and the elastic wave due to the coolant may be superimposed to instantaneously exceed the quarter. That is, due to such a situation, one rotation is 4 times as described above.
This is because even if it exceeds one-third, there is almost no possibility that this situation will continue for three revolutions.
【0017】更に、この図1を参照して接触検知装置の
構成及び動作について説明する。図1において、接触検
知装置は、AEセンサヘッド18により検出された弾性
波信号(電気信号)を整形して出力するAEセンサアン
プ20と、該AEセンサアンプ20からの出力に基づき
砥石車9と検知ピン16との接触を判断するコンピュー
タ22とから成る。このコンピュータ22により接触の
判断がなされた際には接触検知信号が研削盤1を制御す
るCNC26側へ出力される。Further, the configuration and operation of the contact detection device will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the contact detection device includes an AE sensor amplifier 20 that shapes and outputs an elastic wave signal (electrical signal) detected by the AE sensor head 18, and a grinding wheel 9 based on the output from the AE sensor amplifier 20. And a computer 22 for judging contact with the detection pin 16. When the computer 22 determines contact, a contact detection signal is output to the CNC 26 side that controls the grinding machine 1.
【0018】AEセンサアンプ20は、AEセンサヘッ
ド18から出力される検出信号から弾性波成分のみを抽
出するハイパスフィルタ20aと、このハイパスフィル
タ20aを通過した弾性波信号を全波整流する整流回路
20bと、この整流信号を平滑化する平滑回路20c
と、平滑化された信号を増幅するアンプ20dとから構
成されている。The AE sensor amplifier 20 includes a high-pass filter 20a for extracting only an elastic wave component from a detection signal output from the AE sensor head 18, and a rectifying circuit 20b for full-wave rectifying the elastic wave signal passing through the high-pass filter 20a. And a smoothing circuit 20c for smoothing this rectified signal
And an amplifier 20d for amplifying the smoothed signal.
【0019】検知ピン16に砥石車9の外周面の凸部が
接触したり、あるいは砥石車9とつれ回りするクーラン
トが検知ピン16にかけられると、砥石外周面の凸部お
よびクーラントの衝突圧に応じた弾性波が検知ピン16
に発生し、この弾性波はAEセンサヘッド18により検
出される。AEセンサヘッド18から出力される弾性波
信号がAEセンサアンプ20のハイパスフィルタ20a
に入力されると、該ハイパスフィルタ20aからは、図
3(a)に示すような波形の弾性波信号S1のみが抽出
され、整流回路20bに出力される。整流回路20bで
は、弾性波信号S1を図3(b)に示す波形に全波整流
して平滑回路20cに出力させる。平滑回路20cで
は、図3(b)に示す全波整流波形を平滑化することに
より、図3(c)に示す波形の信号S2の出力にする。
この信号S2がアンプ20dで増幅されてコンピュータ
22側へ出力される。If the detection pin 16 is brought into contact with a convex portion on the outer peripheral surface of the grinding wheel 9 or if a coolant that circulates with the grinding wheel 9 is applied to the detection pin 16, a collision pressure between the convex portion on the outer peripheral surface of the grinding stone and the coolant is generated. The corresponding elastic wave is detected by the detection pin 16
This elastic wave is detected by the AE sensor head 18. The elastic wave signal output from the AE sensor head 18 is the high-pass filter 20a of the AE sensor amplifier 20.
3A, only the elastic wave signal S1 having a waveform as shown in FIG. 3A is extracted from the high-pass filter 20a and output to the rectifier circuit 20b. In the rectifier circuit 20b, the elastic wave signal S1 is full-wave rectified into the waveform shown in FIG. 3B and output to the smoothing circuit 20c. The smoothing circuit 20c smoothes the full-wave rectified waveform shown in FIG. 3 (b) to output the signal S2 having the waveform shown in FIG. 3 (c).
This signal S2 is amplified by the amplifier 20d and output to the computer 22 side.
【0020】一方、コンピュータ22側において、ゲー
ト回路22aにサンプリングパルス発生回路22bから
サンプリングパルスが加えられる度に該AEセンサアン
プ20からの出力を比較器22d側へ通過させる。この
サンプリングパルス発生回路22bは、砥石車9が1回
転する間に128回サンプリングを行うようにゲート回
路22aへサンプリングパルスを加える。このサンプリ
ングパルス発生回路22bのサンプリング周期は、設定
器22cによって上記砥石車9の回転と同期するように
設定される。この設定器22cは、砥石車9の回転数が
変更された際にサンプリングパルス発生回路22bのサ
ンプリング周期を調整する。即ち、研削盤において、工
作物に必要とされる精度等に基づき砥石車の回転数は適
宜切り換えられて用いられるため、砥石車9の回転数が
任意に設定されても砥石車9の回転とサンプリング周期
との同期を保つように、該設定器22cを操作すること
によってサンプリングパルス発生回路22bのサンプリ
ング周期を調整する。On the other hand, on the computer 22 side, each time a sampling pulse is applied to the gate circuit 22a from the sampling pulse generating circuit 22b, the output from the AE sensor amplifier 20 is passed to the comparator 22d side. The sampling pulse generation circuit 22b applies a sampling pulse to the gate circuit 22a so that sampling is performed 128 times during one rotation of the grinding wheel 9. The sampling cycle of the sampling pulse generation circuit 22b is set by the setter 22c so as to be synchronized with the rotation of the grinding wheel 9. The setter 22c adjusts the sampling period of the sampling pulse generation circuit 22b when the rotation speed of the grinding wheel 9 is changed. In other words, in the grinding machine, the rotation speed of the grinding wheel is switched and used appropriately based on the accuracy required for the workpiece, etc. Therefore, even if the rotation speed of the grinding wheel 9 is arbitrarily set, The sampling period of the sampling pulse generating circuit 22b is adjusted by operating the setting device 22c so as to maintain synchronization with the sampling period.
【0021】比較器22dは、ゲート回路22aでサン
プリングされた出力を、しきい値設定回路22eに設定
されたしきい値と比較し、該サンプリングされた出力が
しきい値よりも高い場合にはハイのAEセンサデータと
して「1」を、反対に低い場合にはロウのAEセンサデ
ータとして「0」をCPU22f側へディジタル的に出
力する。このCPU22fは、砥石車9の各角度位相に
対応する該AEセンサデータ「1」又は「0」をメモリ
22gに保持する。The comparator 22d compares the output sampled by the gate circuit 22a with the threshold value set in the threshold value setting circuit 22e, and when the sampled output is higher than the threshold value, "1" is digitally output to the CPU 22f side as "1" as high AE sensor data, and conversely, "0" is low as low AE sensor data. The CPU 22f holds the AE sensor data “1” or “0” corresponding to each angular phase of the grinding wheel 9 in the memory 22g.
【0022】該メモリ22gには、CPU22fの制御
情報が記憶されていると共に、上記「1」及び「0」信
号が図4に示すマスクの形で格納される。このマスク
は、該メモリ22g内に格納されるAEセンサデータを
概念的に説明するもので、縦の欄は砥石車9が何回転目
のとき取得されたデータであるかを、横の欄は当該回転
における何番目に行われたサンプリング時のデータであ
るかを表している。言い換えるならば、横の欄のサンプ
リングの番目は、砥石外周(角度位相)とサンプリング
された番号との対応を表し、例えば、横欄の「1」、
「2」、「3」はそれぞれ、砥石車9の角度位相「0°
〜2.8125°」、「2.8125°〜5.625
°」、「5.625°〜8.4375°」におけるAE
センサヘッド18の出力(AEセンサデータ)を表して
いる。上記CPU22fによるAEセンサデータに基づ
く接触判断の処理については詳細に後述する。Control information of the CPU 22f is stored in the memory 22g, and the "1" and "0" signals are stored in the form of a mask shown in FIG. This mask conceptually explains the AE sensor data stored in the memory 22g. The vertical column shows at what rotation the grinding wheel 9 was acquired, and the horizontal column shows It represents the order of sampling data in the rotation. In other words, the sampling number in the horizontal column indicates the correspondence between the grindstone outer periphery (angular phase) and the sampled number, for example, “1” in the horizontal column,
“2” and “3” respectively indicate the angular phase of the grinding wheel 9 “0 °
~ 2.8125 ° "," 2.8125 ° -5.625 "
”, And AE at“ 5.625 ° to 8.4375 ° ”
The output of the sensor head 18 (AE sensor data) is shown. The contact determination process based on the AE sensor data by the CPU 22f will be described in detail later.
【0023】次に、上述のように構成された本実施例の
接触検知装置による砥石表面の位置検出動作の概略につ
いて図1及び図2を参照して説明する。研削またはツル
ーイングに際し、砥石車9の研削面に相当する砥石表面
の工作物Wまたはツルーイング装置15に対する位置を
検出するときに位置検出を行う。まず、インバータモー
タ30により砥石車9をツルーイング時または研削時と
同様に回転させ、CNC26は、サーボモータ4により
工作物テーブル3をZ軸方向に移動して、検知ピン16
を砥石車9と正対する位置に位置決めする。次に、接触
検出処理を開始し、ここでは先ず、砥石車9の回転にサ
ンプリング回路21のサンプリング周期を同期させため
に砥石車9の1回転当たりの回転時間を測定し、この測
定された1回転当たりの回転時間を128分の1にした
サンプリング周期を設定する。続いて、サーボモータ8
を駆動させて砥石台7を検知ピン16側へステップ状に
前進させる。そして、砥石車9の外周面が検知ピン16
に接触したとの接触検知信号を接触検知装置のコンピュ
ータ22側から受信したなら、砥石台7の前進を停止す
るとともに、この時の位置をサーボモータ8に取り付け
たエンコーダ14から検出する。そして、砥石台7を早
送りにて後退させる。Next, an outline of the position detecting operation of the surface of the grindstone by the contact detecting apparatus of the present embodiment having the above-mentioned structure will be described with reference to FIGS. 1 and 2. During grinding or truing, position detection is performed when the position of the grindstone surface corresponding to the grinding surface of the grinding wheel 9 with respect to the workpiece W or the truing device 15 is detected. First, the grinding wheel 9 is rotated by the inverter motor 30 in the same manner as during truing or grinding, and the CNC 26 moves the workpiece table 3 in the Z-axis direction by the servomotor 4 to detect the pin 16.
Is positioned at a position directly facing the grinding wheel 9. Next, the contact detection process is started. First, in order to synchronize the sampling cycle of the sampling circuit 21 with the rotation of the grinding wheel 9, the rotation time per one rotation of the grinding wheel 9 is measured. A sampling cycle in which the rotation time per rotation is 1/128 is set. Then, the servo motor 8
Is driven to move the whetstone base 7 stepwise toward the detection pin 16 side. The outer peripheral surface of the grinding wheel 9 is the detection pin 16
When the contact detection signal indicating that the contact is made is received from the computer 22 side of the contact detection device, the advancement of the wheel head 7 is stopped and the position at this time is detected by the encoder 14 attached to the servo motor 8. Then, the grindstone base 7 is moved backward by fast forward.
【0024】次に、図5に示すフローチャートに基づき
AEセンサヘッド18からの弾性波による砥石車9と検
知ピン16との接触検出処理について図1、図2及び図
4を参照して説明する。Next, the contact detection process between the grinding wheel 9 and the detection pin 16 by the elastic wave from the AE sensor head 18 will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 4 based on the flow chart shown in FIG.
【0025】まず、CNC26は、サーボモータ8に前
進指令のパルスを0.5秒ごとに加え砥石台7を検知ピ
ン16側へ1ピッチ(1μm)分づつ前進させる。この
砥石車9は砥石台7が1ピッチ前進する際に32回転す
る(即ち16回転を2回繰り返す)ように構成されてい
る。これと同時に、該CNC26はコンピュータ22側
にも起動信号を与える。これにより図5に示すフローチ
ャートの判断ステップ51がYesとなり、コンピュー
タ22のCPU22fは、ステップ52において、上述
した検知ピン16からの弾性波信号に基づく比較器22
dによるAEセンサデータを、メモリ22gへ図4に示
すようなデータとして記憶させる。そして、このデータ
の記憶が砥石車9の16回転分完了すると判断ステップ
53がYesとなり、次の判断ステップ54へ進む。判
断ステップ54では、後述するように該AEセンサデー
タが同一位相で16周期(16回転分)揃っているかを
判断する。ここで、同一位相で16周期揃っている場合
には、該判断ステップ54がYesとなりステップ56
へ進み、CPU22fは接触検知信号をCNC26側へ
送出する。これによりCNC26は、サーボモータ8に
取り付けられたエンコーダ14の出力に基づき砥石表面
の位置を求めると共に、砥石台7の前進を停止して以降
の検知ピン16の摩耗を防ぐ。First, the CNC 26 applies a forward command pulse to the servo motor 8 every 0.5 seconds to move the wheel head 7 forward toward the detection pin 16 side by one pitch (1 μm). The grinding wheel 9 is configured to rotate 32 times (that is, repeat 16 times twice) when the grinding wheel base 7 advances by one pitch. At the same time, the CNC 26 also gives an activation signal to the computer 22 side. As a result, the determination step 51 in the flowchart shown in FIG. 5 becomes Yes, and the CPU 22f of the computer 22 determines in step 52 the comparator 22 based on the elastic wave signal from the detection pin 16 described above.
The AE sensor data by d is stored in the memory 22g as data as shown in FIG. Then, when the storage of this data is completed for 16 revolutions of the grinding wheel 9, the judgment step 53 becomes Yes, and the routine proceeds to the next judgment step 54. In the determination step 54, it is determined whether the AE sensor data are aligned for 16 cycles (16 rotations) in the same phase, as described later. Here, when 16 cycles are aligned in the same phase, the determination step 54 becomes Yes and step 56
Then, the CPU 22f sends a contact detection signal to the CNC 26 side. As a result, the CNC 26 determines the position of the grindstone surface based on the output of the encoder 14 attached to the servomotor 8 and stops the forward movement of the grindstone base 7 to prevent subsequent detection pin 16 wear.
【0026】一方、上記判断ステップ54がNoの場合
には、判断ステップ55へ移行して更にAEセンサデー
タの数は一定量以上かを判断する。AEセンサデータの
数が一定量以上の場合には、該判断ステップ55がYe
sとなりステップ56へ進み、CPU22fは接触検知
信号をCNC26側へ送出する。他方、AEセンサデー
タの数が一定未満の場合には、上記判断ステップ55が
Noとなり、ステップ52へ戻り次の16周期分のAE
センサデータを入力する。On the other hand, if the determination step 54 is NO, the process proceeds to a determination step 55 to further determine whether the number of AE sensor data is a certain amount or more. When the number of AE sensor data is a certain amount or more, the determination step 55 is Yes.
In step 56, the CPU 22f sends a contact detection signal to the CNC 26 side. On the other hand, if the number of AE sensor data is less than the fixed value, the above determination step 55 becomes No, and the process returns to step 52 and the AE for the next 16 cycles.
Enter the sensor data.
【0027】ここで、上記ステップ54におけるAEセ
ンサデータが同一位相で16周期揃っているかの判断に
ついて、ツルーイング直後で砥石車9の目が立っている
ため図4(A)に示すようなデータが得られたものとし
て、図6のフローチャートを参照して更に詳細に説明す
る。Here, in the determination as to whether the AE sensor data in step 54 are aligned for 16 cycles in the same phase, the data as shown in FIG. 4A is obtained because the grinding wheel 9 stands out immediately after truing. As obtained, it will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG.
【0028】先ず、CPU22fは、ステップ61にお
いて砥石の1回転中で何番目にサンプリングされたかを
表す変数nを1に初期化する。更に、ステップ62にお
いて砥石の回転数、即ち16回転中の何回転目かを表す
変数mを1に初期化する。そして、この状態において判
断ステップ63の処理へ進み、第1回転目の第1番目に
サンプリングされたAEセンサデータが有るか否か、即
ち、検知ピン16からの弾性波信号が「1」か「0」か
を判断する。ここでは、図4(A)に示すように第1回
転目の第1番目が「0」であるため該判断ステップ63
がNoとなり判断ステップ67へ移行する。該判断ステ
ップ67では、サンプリングの番号(変数)nが128
かを判断する。ここでは、nが1であるため該判断ステ
ップ67がNoとなりステップ68へ移行する。ステッ
プ68では、nに1を加え判断を行うサンプリングの番
号を“2”に変える。そして、ステップ62を介して判
断ステップ63へ進み、第1回転目の第2番目にサンプ
リングされたAEセンサデータが有るかを判断する。こ
こでは、第1回転目の第2番目が「1」であるため該判
断ステップ63がYesとなり判断ステップ64へ進
む。First, in step 61, the CPU 22f initializes a variable n, which indicates how many times the grindstone was sampled in one revolution, to 1. Further, in step 62, the number of revolutions of the grindstone, that is, the variable m representing the number of revolutions in 16 revolutions is initialized to 1. Then, in this state, the process proceeds to the determination step 63, and whether or not there is the first sampled AE sensor data in the first rotation, that is, whether the elastic wave signal from the detection pin 16 is "1" or " Judge whether it is "0". Here, as shown in FIG. 4 (A), the first step of the first rotation is “0”, so the judgment step 63
Becomes No, and the process proceeds to the determination step 67. In the judgment step 67, the sampling number (variable) n is 128.
To judge. Here, since n is 1, the determination step 67 becomes No and the routine proceeds to step 68. In step 68, 1 is added to n to change the sampling number for judgment to "2". Then, the process proceeds to the determination step 63 via the step 62, and it is determined whether or not there is the second sampled AE sensor data in the first rotation. Here, since the second value of the first rotation is "1", the determination step 63 becomes Yes and the process proceeds to the determination step 64.
【0029】該判断ステップ64では、m+1、即ち、
第2回転目について、第2番目にサンプリングされたA
Eセンサデータが有るか否かを判断する。ここでは、第
2回転目の第2番目も「1」であるため該判断ステップ
64がYesとなり判断ステップ65へ進む。判断ステ
ップ65では、mが16か、即ち16回転全てについて
判断を行ったかを確認する。ここでは、mが1であるた
め該判断ステッ65がNoとなりステップ66へ移行す
る。そして、ステップ66では、mに1を加え対象とな
る回転番号を“2”に変える。そして、判断ステップ6
4へ戻り、m+1、即ち、第3回転目について第2番目
にサンプリングされたAEセンサデータが有るかを判断
する。ここでは、第3回転目の第2番目も「1」である
ため判断ステップ65へ進む。判断ステップ64からス
テップ66までの処理を16周期繰り返しても、該判断
ステップ64がYesを続ける場合、即ち、AEセンサ
データが同一位相(ここでは、2番目にサンプリングさ
れたAEセンサデータ)で16周期揃っているときに
は、判断ステップ65がYesとなり図中のB(図5に
示す接触検知信号ONのステップ56側の処理へ進む)
へ移行する。In the judgment step 64, m + 1, that is,
The second sampled A for the second rotation
E Determine whether or not there is sensor data. Here, since the second value of the second rotation is also "1", the determination step 64 becomes Yes and the process proceeds to the determination step 65. In the decision step 65, it is confirmed whether m is 16, that is, the decision is made for all 16 revolutions. Here, since m is 1, the determination step 65 becomes No and the process proceeds to step 66. Then, in step 66, 1 is added to m to change the target rotation number to "2". And decision step 6
Returning to step 4, it is determined whether or not there is m + 1, that is, the second sampled AE sensor data for the third rotation. Here, since the second value of the third rotation is also "1", the process proceeds to the judgment step 65. Even if the processing from determination step 64 to step 66 is repeated for 16 cycles, if the determination step 64 continues to be Yes, that is, the AE sensor data has the same phase (here, the second sampled AE sensor data) 16 times. When the cycles are complete, the judgment step 65 becomes Yes (B in the figure (proceeds to the step 56 side of the contact detection signal ON shown in FIG. 5))
Move to.
【0030】他方、砥石車9が工作物の研削を繰り返し
た後で目が立っておらず図4(B)に示すように同一位
相で16周期揃わないAEセンサデータが得られた場合
の上記ステップ54における処理について図6のフロー
チャートを参照して説明を加える。CPU22fは、判
断ステップ63の処理において、先ず、第1回転目の第
1番目にサンプリングされたAEセンサデータが有るか
否か(「1」か「0」か)を判断する。ここでは、第1
回転目の第1番目が「0」であるため判断ステップ67
へ移行する。該判断ステップ67では、サンプリングの
番号(変数)nが128かを判断する。ここでは、nが
1であるためステップ68へ移行する。ステップ68で
は、nに1を加え判断を行うサンプリングの番号を
“2”に変え、判断ステップ63にて第1回転目の第2
番目にサンプリングされたAEセンサデータについて判
断を行う。以上の処理を128番目にサンプリングされ
たデータまで、即ち全てのデータについて行うと、AE
センサデータが同一位相で16周期揃っていないとの判
断が成されて判断ステップ67がYesとなり、図中の
C(図5に示す判断ステップ55側の処理へ進む)へ移
行する。On the other hand, when the grinding wheel 9 repeatedly grinds the workpiece, the AE sensor data is not conspicuous and the 16 phases are not aligned in the same phase as shown in FIG. 4B. The processing in step 54 will be described with reference to the flowchart in FIG. In the processing of the judgment step 63, the CPU 22f first judges whether or not there is the first sampled AE sensor data in the first rotation ("1" or "0"). Here, the first
Judgment step 67 because the first rotation is "0"
Move to. In the judgment step 67, it is judged whether the sampling number (variable) n is 128. Here, since n is 1, the process proceeds to step 68. In step 68, 1 is added to n to change the sampling number for judgment to "2", and in judgment step 63, the second rotation of the first rotation is performed.
The decision is made on the AE sensor data sampled the second time. If the above processing is performed up to the 128th sampled data, that is, for all data, AE
It is determined that the sensor data does not have the same phase for 16 cycles, and the determination step 67 becomes Yes, and the process proceeds to C in the figure (proceeding to the processing on the determination step 55 side shown in FIG. 5).
【0031】引き続き、前述した図5に示すフローチャ
ートの判断ステップ55における該AEセンサデータ数
が一定量以上かの判断について、上記図4(B)に示す
AEセンサデータが得られた場合を例に挙げて図7のフ
ローチャートを参照して詳細に説明する。Continuing on, in the determination step 55 of the flow chart shown in FIG. 5 described above, in the determination as to whether the number of AE sensor data is a certain amount or more, the case where the AE sensor data shown in FIG. An example will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 7.
【0032】先ず、CPU22fは、ステップ71にお
いて砥石の回転数、即ち16回転中の何回転目かを表す
変数mを1に初期化する。そしてステップ72で、第m
(1)回転目のAEセンサデータ数を算出する。即ち、
図4(B)に示す第1回転目の全ての「1」の数を合算
する。ここでは、「1」の数が“12”であったとす
る。次に、判断ステップ73において、AEセンサデー
タ数が32以上か、即ち、全てのサンプリング数に相当
する128の4分の1以上かを判断する。ここでは、該
判断ステップ73がNoとなり、判断ステップ79へ移
行する。判断ステップ79ではm=14か、即ち、14
回転目まで判断が完了したかを確認する。ここでは該判
断ステップ79がNoとなりステップ80へ移行し、変
数mに1を加え、判断対象を2回転目に進めステップ7
2へ戻る。First, in step 71, the CPU 22f initializes a variable m representing the number of revolutions of the grindstone, that is, the number of revolutions in 16 revolutions, to 1. Then, in step 72, the m-th
(1) The number of AE sensor data for the rotation is calculated. That is,
All the numbers of “1” of the first rotation shown in FIG. 4 (B) are added up. Here, it is assumed that the number of “1” is “12”. Next, in the judgment step 73, it is judged whether the number of AE sensor data is 32 or more, that is, whether the number of AE sensor data is 1/4 or more of 128 corresponding to all the sampling numbers. Here, the determination step 73 is No, and the process proceeds to the determination step 79. In decision step 79, m = 14, that is, 14
Check if the judgment is completed up to the rotation. In this case, the determination step 79 becomes No and the process proceeds to step 80, 1 is added to the variable m, the determination target is advanced to the second rotation, and step 7 is performed.
Return to 2.
【0033】ステップ72で、第2回転目のAEセンサ
データ数を算出する。ここではAEセンサデータ数が
“44”であったとする。このため、次の判断ステップ
73がYesとなりステップ74へ進む。ステップ74
では変数qの値を変数mの値、ここでは2にする。次に
ステップ74で変数qの値に1を加え3にする。そし
て、ステップ76へ進み、q回転目、即ち、第2回転目
の次に当たる3回転目のAEセンサデータ数を算出す
る。ここではAEセンサデータ数が“12”であったと
する。このため、判断ステップ77がNoとなり判断ス
テップ79へ移行し、上述したと同様な処理を繰り返
す。In step 72, the number of AE sensor data for the second rotation is calculated. Here, it is assumed that the number of AE sensor data is "44". Therefore, the next judgment step 73 becomes Yes and the routine proceeds to step 74. Step 74
Then, the value of the variable q is set to the value of the variable m, which is 2 here. Next, at step 74, 1 is added to the value of the variable q to be 3. Then, the process proceeds to step 76, and the number of AE sensor data for the qth rotation, that is, the third rotation, which is the second rotation after the second rotation, is calculated. Here, it is assumed that the number of AE sensor data is “12”. Therefore, the determination step 77 becomes No and the process proceeds to the determination step 79, and the same processing as described above is repeated.
【0034】なおここで、ステップ72において、第1
4回転目のAEセンサデータ数を算出したところAEセ
ンサデータ数が“44”であったとする。このため、次
の判断ステップ73がYesとなりステップ74へ進
む。ステップ74では変数qの値を変数m、ここでは1
4にし、更にステップ75でqの値に1を加えて15に
する。そして、ステップ76へ進み、q回転目、ここで
は14回転目の次に該当する15回転目のAEセンサデ
ータ数を算出する。ここではAEセンサデータ数が“4
3”であったとする。このために、判断ステップ77が
Yesとなり判断ステップ78へ進む。この判断ステッ
プ78では、q=m+2、即ち、AEセンサデータ数の
4分の1以上の周が3回継続したか判断するが、ここで
は14回転目と15回転目との2回転分続いた状態であ
るのでこの判断がNoとなり、ステップ75へ戻り、変
数qに1を加えて16にする。そしてステップ75で
は、q回転目、即ち、16回転目のAEセンサデータ数
を算出する。ここでAEセンサデータ数が“44”であ
ったとする。このために、判断ステップ77がYesと
なり判断ステップ78へ進む。ここでは、判断ステップ
78のq=m+2の判断が、AEセンサデータ数の4分
の1以上が14回転、15回転、16回転と3回転連続
しているため該判断がYesとなり、AEセンサデータ
の数が一定量以上との判断がなされて図中のB(図5に
示す接触検知信号ONのステップ56側の処理へ進む)
へ移行する。Here, in step 72, the first
It is assumed that the number of AE sensor data is “44” when the number of AE sensor data of the fourth rotation is calculated. Therefore, the next judgment step 73 becomes Yes and the routine proceeds to step 74. In step 74, the value of the variable q is set to the variable m, here 1
4 and further, in step 75, 1 is added to the value of q to be 15. Then, the process proceeds to step 76, and the number of AE sensor data for the qth rotation, here the 15th rotation corresponding to the 14th rotation, is calculated. Here, the number of AE sensor data is "4.
3 ". Therefore, the judgment step 77 becomes Yes and the routine proceeds to the judgment step 78. In this judgment step 78, q = m + 2, that is, three or more laps of 1/4 or more of the number of AE sensor data. It is determined whether or not it has continued, but since it is a state in which two revolutions of the 14th rotation and the 15th rotation have continued, this determination is No, the process returns to step 75, and 1 is added to the variable q to be 16. In step 75, the number of AE sensor data at the qth rotation, that is, the 16th rotation is calculated, and it is assumed that the number of AE sensor data is “44.” Therefore, determination step 77 becomes Yes and determination step 78 Here, the determination of q = m + 2 in the determination step 78 is made because the quarter or more of the number of AE sensor data is 14 rotations, 15 rotations, 16 rotations and 3 rotations in succession. Yes, and (go to Step 56 side of the contact detection signal ON shown in FIG. 5 process) number B in is made Figure determining the predetermined amount or more of the AE sensor data
Move to.
【0035】一方、AEセンサデータの数が4分の1以
上の周が3回継続することなく、処理が14回転目まで
進められると、上記判断ステップ79におけるmが14
かの判断がYesとなり、AEセンサデータが一定量未
満との判断が成されて図中のD(図5に示すステップ5
2側の処理へ戻る)へ移行する。このように上記実施例
は、ステップ55の前にステップ54を行うため、ツル
ーイング後で砥石車9の目が立っている状態では、砥石
車9を検知ピンに対して大きく切込まないとステップ5
4の接触信号が出ないところ、少し切込むだけでステッ
プ55の信号が出るので、検知ピン16の摩耗が少なく
て済む。On the other hand, when the processing is advanced to the 14th rotation without the number of times the number of AE sensor data is 1/4 or more continues for 3 times, m in the above-mentioned judgment step 79 is 14
If the determination is Yes, it is determined that the AE sensor data is less than a certain amount, and D (step 5 shown in FIG. 5) in the figure is determined.
Return to the process on the side 2). As described above, in the above-described embodiment, step 54 is performed before step 55. Therefore, when the grinding wheel 9 is conspicuous after truing, the grinding wheel 9 must be cut deeply with respect to the detection pin in step 5
Where the contact signal of 4 is not output, the signal of step 55 is output by just making a slight cut, so that the detection pin 16 is less worn.
【0036】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。この第2実施例に係る接触検知装置の機械的構成及
び弾性波信号の処理は上述した第1実施例と略同様であ
るため説明を省略する。但し、図5に示すフローチャー
トの判断ステップ55におけるAEセンサデータ数が一
定量以上かの判断処理については異なる。このため当該
判断ステップ55の処理について図8のフローチャート
を参照して説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described. The mechanical structure of the contact detection device according to the second embodiment and the processing of the elastic wave signal are substantially the same as those in the above-described first embodiment, and the description thereof will be omitted. However, the determination process in the determination step 55 of the flowchart shown in FIG. 5 whether the number of AE sensor data is a certain amount or more is different. Therefore, the processing of the judgment step 55 will be described with reference to the flowchart of FIG.
【0037】先ず、ステップ81で、16回転分のAE
センサデータ数を算出、即ち、図4に示すAEセンサデ
ータの16回転分の全ての「1」の数を合算する。そし
て、判断ステップ82において、この16回転分のAE
センサデータの数が全体の4分の1以上か、即ち、16
×128÷4=512以上かを判断する。ここで、AE
センサデータの数が4分の1以上の場合には、AEセン
サデータが一定量以上との判断が成されて、この判断ス
テップ82がYesとなり図中のB(図5に示すステッ
プ56側の処理へ進む)へ移行する。一方、AEセンサ
データの数が4分の1未満の場合には、AEセンサデー
タが一定量未満との判断が成されて、この判断ステップ
82がNoとなり図中のD(図5に示すステップ52側
の処理へ戻る)へ移行する。First, in step 81, AE for 16 rotations is performed.
The number of sensor data is calculated, that is, all the numbers of “1” for 16 rotations of the AE sensor data shown in FIG. 4 are added. Then, in the judgment step 82, the AE for this 16 rotations
Whether the number of sensor data is 1/4 or more of the whole, that is, 16
It is determined whether × 128 ÷ 4 = 512 or more. Where AE
When the number of sensor data is 1/4 or more, it is determined that the AE sensor data is a certain amount or more, and the determination step 82 becomes Yes (B in FIG. 5 (step 56 shown in FIG. 5 side). Proceed to processing). On the other hand, when the number of the AE sensor data is less than 1/4, it is determined that the AE sensor data is less than the fixed amount, and the determination step 82 is No (D shown in FIG. 5 (step shown in FIG. 5)). Return to the processing on the 52 side).
【0038】上述した本実施例においては、砥石接触お
よびクーラントの射突により発生する検知ピンの弾性波
をAEセンサヘッド18により検出し、CPU22fに
より同一位相で弾性波信号が発生しているかを先ず判断
し、この状態が確認されたときに砥石車9が検知ピン1
6へ接触したと判断する。即ち、砥石車9の目が立って
いるときに、上述したように砥石車9の外周表面の凸部
分が検知ピン16と接触したとき生じる接触信号は、砥
石車9の回転の度に同じ角度位相で発生している。これ
に対してクーラントの検知ピン16への射突により発生
する信号は、同じ角度位相で発生する可能性は非常に低
い。このため、検知ピン16にクーラントが射突して弾
性波が発生しても誤検出することなく、砥石との接触を
検出することができる。In the above-described embodiment, the elastic wave of the detection pin generated by the contact of the grindstone and the collision of the coolant is detected by the AE sensor head 18, and whether the elastic wave signal is generated in the same phase by the CPU 22f is first checked. When it is determined and this state is confirmed, the grinding wheel 9 detects the detection pin 1
It is judged that 6 has been contacted. That is, the contact signal generated when the convex portion of the outer peripheral surface of the grinding wheel 9 comes into contact with the detection pin 16 as described above when the grinding wheel 9 is conspicuous is the same angle for each rotation of the grinding wheel 9. It occurs in phase. On the other hand, the signals generated by the coolant impinging on the detection pin 16 are very unlikely to be generated in the same angular phase. Therefore, even if the coolant hits the detection pin 16 and an elastic wave is generated, the contact with the grindstone can be detected without erroneous detection.
【0039】他方、砥石車9の目が立っていないときに
は、同一位相での弾性波信号が発生しにくく、同一位相
での弾性波信号の発生まで砥石車9を送り続けると、数
μm検知ピン16を砥石車9により切り進むことになる
が、本実施例では、AEセンサデータが4分の1以上か
により砥石車9と検知ピン16との接触を判断するた
め、1〜2μm程度検知ピン16を研削した時点で接触
を検出でき、該検知ピン16の摩耗を最小限に押さえる
ことができる。On the other hand, when the grinding wheel 9 is inconspicuous, it is difficult to generate an elastic wave signal in the same phase, and if the grinding wheel 9 is continuously fed until the elastic wave signal in the same phase is generated, the detection pin of several μm is detected. 16 is advanced by the grinding wheel 9, but in the present embodiment, the contact between the grinding wheel 9 and the detection pin 16 is determined depending on whether the AE sensor data is 1/4 or more. The contact can be detected when 16 is ground, and the wear of the detection pin 16 can be minimized.
【0040】なお、第1実施例においては、接触判断の
ための連続して検出する回転数を3回に設定したが、こ
の数は2以上であればいかなる数でも設定できる。ま
た、4分の1以上AEセンサデータ有りの場合を接触と
判断したが、この値は各々の研削盤の実際の運用に基づ
き適宜設定できる値である。また、第2実施例において
は、16周全てのAEセンサデータ数を加算したが、こ
の加算を行う回転の数は、例えば1周等任意の回転数を
用いることが可能である。更に、上述の実施例では砥石
車の接触検出を例に挙げて説明したが、本発明の接触検
知装置は砥石以外の被検知物体の接触検出にも適用する
ことができる。In the first embodiment, the number of revolutions to be continuously detected for contact determination is set to 3 times, but this number can be set to any number as long as it is 2 or more. Further, when the AE sensor data of 1/4 or more is determined to be contact, this value can be appropriately set based on the actual operation of each grinding machine. In addition, in the second embodiment, the number of AE sensor data for all 16 rounds is added, but the number of rotations for which this addition is performed can be any number of rotations such as one round. Further, in the above-described embodiment, the contact detection of the grinding wheel has been described as an example, but the contact detection device of the present invention can also be applied to the contact detection of an object to be detected other than the grinding stone.
【0041】[0041]
【発明の効果】本発明においては、砥石表面の状態にか
かわらず、砥石車とAEセンサとの接触を迅速に検出す
ることができ、検知ピンの摩耗を最小に止めることが可
能になる。According to the present invention, the contact between the grinding wheel and the AE sensor can be detected quickly regardless of the condition of the surface of the grinding wheel, and the wear of the detection pin can be minimized.
【図1】本発明の一実施例に係る接触検知装置の全体の
構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a contact detection device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の接触検知装置を備えた研削盤の概略平
面図である。FIG. 2 is a schematic plan view of a grinding machine provided with the contact detection device of the present invention.
【図3】図1に示す接触検知装置の各部における出力波
形を示す波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram showing output waveforms at various parts of the contact detection device shown in FIG.
【図4】本実施例における接触判断に用いられるデータ
のメモリへの格納例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of storage of data used for contact determination in a memory in the present embodiment.
【図5】本実施例における接触判定の全体の処理を示す
フローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the entire processing of contact determination in the present embodiment.
【図6】図5に示すフローチャートの出力が同一位相で
揃っているかの判断処理を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a process of determining whether the outputs of the flowchart shown in FIG. 5 are aligned in the same phase.
【図7】図5に示すフローチャートのAEセンサデータ
数が一定量以上かの判断処理を示すフローチャートであ
る。FIG. 7 is a flowchart showing a process for determining whether the number of AE sensor data in the flowchart shown in FIG.
【図8】本発明の第2実施例に係る接触検知装置のAE
センサデータ数が一定量以上かの判断処理を示すフロー
チャートである。FIG. 8 is an AE of the contact detection device according to the second embodiment of the present invention.
It is a flow chart which shows the judgment processing of whether the number of sensor data is more than a fixed quantity.
1 研削盤 9 砥石車 16 検知ピン 20 AEセンサアンプ 22 コンピュータ 22a ゲート回路 22d 比較器 22f CPU 26 CNC 1 grinder 9 grinding wheel 16 detection pins 20 AE sensor amplifier 22 Computer 22a gate circuit 22d comparator 22f CPU 26 CNC
フロントページの続き (72)発明者 堀田 茂雄 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田 工機株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−114693(JP,A) 特許3168485(JP,B2) 特許3119330(JP,B2) 特許3119331(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23Q 17/22 B24B 49/10 Front page continuation (72) Inventor Shigeo Hotta 1-1 Asahi-cho, Kariya city, Aichi Toyota Koki Co., Ltd. (56) Reference JP-A-6-114693 (JP, A) Patent 3168485 (JP, B2) Patent 3119330 (JP, B2) Patent 3119331 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B23Q 17/22 B24B 49/10
Claims (2)
部材と、 前記被検知物体が回転しながら前記検知部材に接触する
ときに該検知部材に発生する弾性波を検出して電気信号
を出力する弾性波検出手段と、 前記弾性波検出手段からの電気信号を、被検知物体の1
回転の所定分の1に相当する周期でサンプリングするこ
とにより被検知物体の接触、非接触を表すデータを抽出
するサンプリング手段と、 前記被検知物体が所定数回転する間において前記抽出さ
れた被検知物体の接触を表すデータが予め設定された量
よりも多くなると、被検知物体と検知部材との接触と判
断する接触判断手段とを備えたことを特徴とする接触検
知装置。1. A detection member with which a rotating detection object comes into contact, and an elastic wave generated in the detection member when the detection object rotates and comes into contact with the detection member, and outputs an electric signal. And an electric signal from the elastic wave detecting means for detecting the detected object.
Sampling means for extracting data representing contact or non-contact of the detected object by sampling at a cycle corresponding to a predetermined fraction of rotation; and the extracted detected object during a predetermined number of rotations of the detected object. A contact detection device comprising: contact determination means for determining that the detected object is in contact with the detection member when the amount of data representing the contact of the object exceeds a preset amount.
部材と、 前記被検知物体が回転しながら前記検知部材に接触する
ときに該検知部材に発生する弾性波を検出して電気信号
を出力する弾性波検出手段と、 前記弾性波検出手段からの電気信号を、被検知物体の1
回転の所定分の1に相当する周期でサンプリングするこ
とにより被検知物体の接触、非接触を表すデータを抽出
するサンプリング手段と、 前記被検知物体の1回転中における前記抽出された被検
知物体の接触を表すデータが予め設定された量よりも多
いかを判断し、設定量よりも接触データの方が多いこと
が前記被検知物体の所定数の回転に渡って連続し発生す
ると、被検知物体と検知部材との接触と判断する接触判
断手段とを備えたことを特徴とする接触検知装置。2. A detection member with which a rotating detection object contacts, and an elastic wave generated in the detection member when the detection object rotates and contacts the detection member, and outputs an electric signal. And an electric signal from the elastic wave detecting means for detecting the detected object.
Sampling means for extracting data representing contact / non-contact of the detected object by sampling at a cycle corresponding to a predetermined fraction of rotation, and a sampling means for extracting the detected object during one rotation of the detected object. It is determined whether or not the data representing the contact is larger than a preset amount, and if the contact data is larger than the set amount continuously over a predetermined number of rotations of the detected object, the detected object is detected. And a contact determination means for determining contact with the detection member.
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---|---|---|---|
JP03907494A JP3417423B2 (en) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | Contact detection device |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JPH07223149A JPH07223149A (en) | 1995-08-22 |
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