JP3688145B2 - Use limit judgment device of superabrasive grinding wheel - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、砥石の回転を止めないでその砥石の砥粒層の消耗による使用限界を確認できる超砥粒研削砥石およびそれを用いた使用限界判定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
CBN砥粒或いはダイヤモンド砥粒などの超砥粒は、溶融アルミナ砥粒などの一般砥粒に比較してその価格が数千倍程度に高価である。このため、超砥粒を研削砥石に用いる場合には、コア部或いはその外周に固着したダミー層の外周面に数mm乃至十数mmの厚みの超砥粒層が設けられる。このような超砥粒研削砥石は、長い工具寿命が得られるけれども高単価であるため、上記のように比較的薄い砥粒層を無駄なく使用することが望まれるが、研削加工中に砥粒層が消滅すると、被削材が砥粒層の下側のダミー層に摺接して不良品を発生させてしまうおそれがある。特に、機械化或いは省人化された生産設備では大量に不良品を発生させる可能性がある。
【0003】
これに対し、上記砥粒層の厚みが減少してその使用限界に到達すると、予め砥石内に目視により識別可能となるように設けられた使用限界表示マークが研削面に露出するようにした砥石が提案されている。たとえば、実開昭52−75892号公報、登録実用新案第3049921号公報にそれぞれ記載された超砥粒研削砥石がそれである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように使用限界表示マークが研削面に露出するようにされた超砥粒研削砥石は、比較的高速で回転する状態においてその外周研削面に現れた使用限界表示マークを識別することが困難であることから、使用限界に近づくと繰り返しその回転を停止させた状態で外周研削面を視認するために、超砥粒研削砥石の回転減速時間、停止時間、回転上昇時間を必要とするので、ドレッシング作業能率が低下したり、或いは被削材の研削加工時間すなわち実稼働時間の損失が発生するとともに、研削作業の自動化が困難となるという不都合があった。また、たとえばNC制御機では、加工不良を出さないために実際の砥石廃却径よりも大きな砥石径で砥石の交換時期が予め設定入力され、超砥粒層が残存している未だ使用可能な砥石が早めに交換されるという欠点もあった。
【0005】
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、超砥粒研削砥石の回転中に上記使用限界表示マークが外周研削面に現れたか否かを判定することができる超砥粒研削砥石およびその使用限界判定装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための第の手段】
請求項1に係る発明の使用限界判定装置の要旨とするところは、超砥粒層を外周面に備え、その超砥粒層の外周面から予め設定された使用限界厚みだけ内周側に位置する部分であって周方向の一部に、研削時或いはドレッシング時においてその超砥粒層とは異なるAE信号を発生させる材料から構成され、その超砥粒層がその外周側から使用限界厚みだけ消滅したときに外周面に露出させられる使用限界表示部を含む超砥粒研削砥石において、その使用限界表示部が外周研削面に現れたか否かをその超砥粒研削砥石の回転状態で判定するための使用限界判定装置であって、(a) 前記超砥粒研削砥石の研削時或いはドレッシング時において発生するAE信号を検出するAE信号検出装置と、(b) そのAE信号検出装置により検出されたAE信号の変化に基づいて前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周面に露出したことを判定する使用限界判定手段とを、含むことにある。
【0009】
【第発明の効果】
このようにすれば、超砥粒層とは異なるAE信号を発生させる材料から構成された使用限界表示部が外周研削面において局部的に現れると、超砥粒研削砥石の研削時或いはドレッシング時において発生するAE信号にはその使用限界表示部との摺接に対応した信号が含まれるようになるので、使用限界判定手段により、そのAE信号の変化に基づいてその使用限界表示部が超砥粒研削砥石の外周面に露出したことが判定される。このため、超砥粒研削砥石の回転中に上記使用限界表示マークが外周研削面に現れたか否かが自動的に判定されるので、外周研削面を視認するために超砥粒研削砥石の回転を停止させる必要がなく、ドレッシング作業の場合にはその作業能率が高められるとともに、被削材を研削加工する場合にはその加工時間すなわち実稼働時間の損失が解消される。また、超砥粒研削砥石が目視できない位置に装着されていてもその使用限界が自動的に判定されるので、湿式研削や自動研削盤などにおいて研削作業の自動化が容易となる。しかも、超砥粒層が殆ど残存しない状態まで超砥粒研削砥石を使用できるので、未だ使用可能な砥石を早めに交換する必要がない。さらに、使用限界表示部が超砥粒層の外周面から予め設定された使用限界厚みだけ内周側に位置する部分であって周方向の一部に設けられているので、使用限界が判定されたときでも、被削材に対しては超砥粒層が摺接しているので、加工面の荒れなどが好適に防止される。
【0010】
【課題を解決するための第の手段】
また、前記請求項4に係る発明の使用限界判定装置の要旨とするところは、超砥粒層を外周面に備え、その超砥粒層の外周面から予め設定された使用限界厚みだけ内周側に位置する部分であって周方向の一部に、研削時或いはドレッシング時においてその超砥粒層とは異なる色相の材質から構成され、その超砥粒層がその外周側から使用限界厚みだけ消滅したときに外周面に露出させられる使用限界表示部を含む超砥粒研削砥石において、その使用限界表示部が外周研削面に現れたか否かをその超砥粒研削砥石の回転状態で判定するための使用限界判定装置であって、(a) 前記超砥粒研削砥石の外周面からの反射光を検出する反射光検出装置と、(b) その反射光検出装置により検出された反射光の変化に基づいて前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周面に露出したことを判定する使用限界判定手段とを、含むことにある。
【0011】
【第発明の効果】
このようにすれば、超砥粒層とは異なる色相の材質から構成された使用限界表示部が外周研削面において局部的に現れると、超砥粒研削砥石の外周面からの反射光にはその使用限界表示部の色相に対応した信号が含まれるようになるので、使用限界判定手段により、その反射光の変化に基づいてその使用限界表示部が超砥粒研削砥石の外周面に露出したことが判定される。このため、超砥粒研削砥石の回転状態で上記使用限界表示部が外周研削面に現れたか否かが自動的に判定されるので、外周研削面を視認するために超砥粒研削砥石の回転を停止させる必要がなく、ドレッシング作業の場合にはその作業能率が高められるとともに、被削材を研削加工する場合にはその加工時間すなわち実稼働時間の損失が解消される。また、超砥粒研削砥石が目視できない位置に装着されていてもその使用限界が自動的に判定されるので、湿式研削や自動研削盤などにおいて研削作業の自動化が容易となる。しかも、超砥粒層が殆ど残存しない状態まで超砥粒研削砥石を使用できるので、未だ使用可能な砥石を早めに交換する必要がない。さらに、使用限界表示部が超砥粒層の外周面から予め設定された使用限界厚みだけ内周側に位置する部分であって周方向の一部に設けられているので、使用限界が判定されたときでも、被削材に対しては専ら超砥粒層が摺接しているので、研削加工面の荒れなどが好適に防止される。
【0012】
【発明の他の態様】
ここで、前記第発明において、好適には、前記使用限界判定手段は、前記AE信号検出装置により検出されたAE信号の平均信号レベルを算出する平均信号レベル算出手段と、その平均信号レベル算出手段により算出されたAE信号の平均信号レベルが予め設定された平均信号レベル判断基準値を下回ったことを判定する平均信号レベル判定手段とを含み、その平均信号レベル判定手段によりAE信号の平均信号レベルが予め設定された平均信号レベル判断基準値を下回ったと判定されたことに基づいて前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周面に露出したことを判定するものである。このようにすれば、超砥粒研削砥石の回転中すなわち研削加工中において、平均信号レベル判定手段によりAE信号の平均信号レベルが予め設定された平均信号レベル判断基準値を下回ったと判定されたことに基づいて、前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周面に露出したことが自動的に判定される。
【0013】
また、前記第発明において、好適には、前記使用限界判定手段は、前記AE信号検出装置により検出されたAE信号の周波数解析を行う周波数解析手段と、その周波数解析手段により周波数解析されたAE信号の周波数領域のうち、前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周の所定場所を通過する周波数に対応する周波数領域の信号の大きさが予め設定された周波数成分判断基準値を上まわったことを判定する周波数領域信号判定手段とを含み、その周波数領域信号判定手段により、前記AE信号の周波数領域のうち前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周の所定場所を通過する周波数に対応する周波数領域の信号の大きさが予め設定された周波数成分判断基準値を上まわったと判定されたことに基づいて、前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周面に露出したことを判定するものである。このようにすれば、超砥粒研削砥石の回転中すなわち研削加工中において、前記AE信号の周波数領域のうち前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周の所定場所を通過する周波数に対応する周波数領域の信号の大きさが予め設定された周波数成分判断基準値を上まわったと判定されたことに基づいて、前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周面に露出したことが自動的に判定される。
【0014】
また、前記第発明において、好適には、前記使用限界表示部は、前記超砥粒層の内側に設けられた一般砥粒層の外周面の一部が僅かに外周側に突き出したものであり、その一般砥粒層は、所定の粒径を有する主砥粒と、その主砥粒の1/2乃至1/3の平均粒径を備えた副砥粒を含む砥石組織から成るものである。このようにすれば、使用限界表示部が被削材に接触しても加工不良品を発生させないし、一般砥粒層のプレス成形時のスプリングバックが小さくされ得て径方向すなわち厚み方向において高い寸法精度が得られ、たとえば従来の0.2mm程度の厚み公差に対して0.02mm程度の厚み公差の一般砥粒層が得られる利点がある。
【0015】
また、前記第発明において、好適には、前記使用限界判定手段は、前記反射光検出装置により検出された反射光を表す信号の平均信号レベルを算出する平均信号レベル算出手段と、その平均信号レベル算出手段により算出された反射光を表す信号の平均信号レベルが予め設定された平均信号レベル判断基準値を上回ったこと或いは下回ったことを判定する平均信号レベル判定手段とを含み、その平均信号レベル判定手段により反射光を表す信号の平均信号レベルが予め設定された平均信号レベル判断基準値を上回った或いは下回ったと判定されたことに基づいて、前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周面に露出したことを判定するものである。このようにすれば、超砥粒研削砥石の回転中すなわち研削加工中において、平均信号レベル判定手段により反射光を表す信号の平均信号レベルが予め設定された平均信号レベル判断基準値を上回った或いは下回ったと判定されたことに基づいて、前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周面に露出したことが自動的に判定される。
【0016】
また、前記第発明において、好適には、前記使用限界判定手段は、前記反射光検出装置により検出された反射光を表す信号の周波数解析を行う周波数解析手段と、その周波数解析手段により周波数解析された反射光を表す信号の周波数領域のうち、前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周の所定場所を通過する周波数に対応する周波数領域の信号の大きさが予め設定された周波数成分判断基準値を上まわったことを判定する周波数領域信号判定手段とを含み、その周波数領域信号判定手段により、前記反射光を表す信号の周波数領域のうち前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周の所定場所を通過する周波数に対応する周波数領域の信号の大きさが予め設定された周波数成分判断基準値を上まわったと判定されたことに基づいて、前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周面に露出したことを判定するものである。このようにすれば、超砥粒研削砥石の回転中すなわち研削加工中において、周波数領域信号判定手段により、前記反射光を表す信号の周波数領域のうち前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周の所定場所を通過する周波数に対応する周波数領域の信号の大きさが予め設定された周波数成分判断基準値を上まわったと判定されたことに基づいて、前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周面に露出したことが自動的に判定される。
【0017】
また、前記第発明および第発明において、好適には、前記超砥粒研削砥石は、その使用限界表示部の存在位置或いは回転中心に対してその存在位置と反対側に位置を示す位置マークを備えたものである。このようにすれば、超砥粒研削砥石をそれが支持される回転支持軸に取り付けるに際して、上記位置マークを利用することによりその超砥粒研削砥石と回転支持軸との間の嵌合公差分たとえば20μmだけ使用限界表示部が外周側に位置するように固定することができるので、使用限界表示部が超砥粒研削砥石の外周面に確実に露出させられる利点がある。
【0018】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の一適用例の使用限界判定装置10を図面に基づいて詳細に説明する。
【0019】
図1において、超砥粒研削砥石12は、回転支持軸14に固定されることによりたとえば水平な軸心まわりに回転駆動されるようになっている。図2および図3に詳しく示すように、上記超砥粒研削砥石12は、取付穴16を備えて円板状を成すたとえば鋼(スチール)製の台金18と、その台金18の外周面に固着された一般砥粒層すなわちダミー層20と、そのダミー層20の外周面に固着された超砥粒層22とから構成されている。超砥粒層22は、たとえば140番乃至170番の粒度のCBN砥粒がビトリファイドボンドにより結合させられた集中度が50程度且つ結合度がQ程度であって厚みが4乃至5mm程度のビトリファイド砥石組織から構成されている。また、上記ダミー層20は、上記超砥粒層22とは異なる材質に由来して色相が異なっており、2種類の平均粒径を備えた一般砥粒たとえば溶融アルミナ、炭化珪素、溶融ムライトがビトリファイドボンドにより結合された厚みが4.0mm程度のビトリファイド砥石組織から構成されている。上記ダミー層20は、たとえば60番程度の溶融ムライト(主砥粒)とそれよりも1/2乃至1/3程度の粒径たとえば180番程度の溶融ムライト(副砥粒)とビトリファイドボンドとから成り、それらの割合は、41.8容積%、17.9容積%、19.1容積%程度である。
【0020】
図3に示すように、上記超砥粒研削砥石12内には、ダミー層20の外周面の一部からたとえば0.04mm程度の極めて小さな距離Aだけ外周側へ突き出す使用限界表示部24が設けられている。被削材の研削加工或いはドレッシングにより超砥粒研削砥石12の外周面すなわち超砥粒層22が消耗してその厚みが減少することによりその超砥粒層22が殆ど残されていない使用限界状態となると、上記使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周面に露出させられるようになっている。また、上記超砥粒研削砥石12には、その回転中心に対して使用限界表示部24の存在位置と反対側に位置を示す位置マーク25が設けられている。
【0021】
図1には、超砥粒研削砥石12の外周面全体の修正或いは目立てを行うためにたとえばダイヤモンドドレッサ26を用いて0.002mm程度の切れ込みを数回繰り返すことで終了するドレッシング作業の状態が示されている。ダイヤモンドドレッサ26は、超砥粒研削砥石12の回転軸心に平行な方向に送られるホルダ28に固定されており、超砥粒研削砥石12の外周面に先端部が接触し僅かに切り込んだ状態でその外周面の幅方向に横切るように移動させられるようになっている。
【0022】
上記ダイヤモンドドレッサ26には、超砥粒研削砥石12の外周面に露出する砥粒がダイヤモンドドレッサ26の先端部との接触により破砕されるときに放射される超音波すなわちAE(Acoustic Emission )を検出してその超音波を表すAE信号を出力するためのAEセンサ30が設けられている。超砥粒研削砥石12の外周面に露出する砥粒の破砕により発生する超音波は、ドレッシング点に流下させられる研削液を介してダイヤモンドドレッサ26へ伝播し、AEセンサ30により連続的に検出されるようになっているのである。
【0023】
上記AEセンサ30により検出されたAE信号は、専らAE信号の周波数成分を通過させ且つ信号増幅するフィルタ32とアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器34とを順次通して、電子演算制御装置36へ連続的に供給される。この電子演算制御装置36は、CPU、ROM、RAM、インターフェースを含む所謂マイクロコンピュータであって、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って入力信号を処理し、超砥粒研削砥石12の使用限界を表す使用限界信号SLを、超砥粒研削砥石12の使用限界を光、画像或いは音声などで示すための表示装置38と超砥粒研削砥石12を回転駆動している図示しないモータを自動的に停止させるための自動停止装置40とへそれぞれ出力する。
【0024】
図1の1点鎖線内には、上記電子演算制御装置36の制御機能の要部を説明する機能ブロックが示されている。電子演算制御装置36は、使用限界判定手段として機能するものであり、上記AEセンサ30により検出されたAE信号の変化に基づいて使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周面に露出したことを判定する。この電子演算制御装置36には、そのプログラムによって構成される平均信号レベル算出手段46、平均信号レベル判定手段48、周波数解析手段50、周波数領域信号判定手段52、使用限界出力手段54が含まれる。
【0025】
平均信号レベル算出手段46は、電子演算制御装置36へ連続的に入力された使用限界信号SLの所定の移動区間内における移動平均値すなわち平均信号レベルSAVを算出する。この移動平均の算出区間は、少なくとも前記使用限界表示部24が通過する期間たとえば超砥粒研削砥石12の1回転周期以上の期間に設定される。平均信号レベル判定手段48は、その平均信号レベル算出手段46により算出されたAE信号の平均信号レベルSAVが予め設定された平均信号レベル判断基準値SAV1 を下回ったか否かを判定する。この平均信号レベル判断基準値SAV1 は、超砥粒よりも硬度が低い一般砥粒から構成された使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周面に露出させられたときの平均信号レベルSAVの低下を判定するために、その低下値よりも所定値高く設定された値である。たとえば、使用限界表示部24が露出させられていないときの平均信号レベルSAVが「10」であり、使用限界表示部24が露出させられたときの平均信号レベルSAVが「9.3」であるとすると、「10」と「9.3」との間の値に設定される。
【0026】
周波数解析手段50は、連続的に入力されるAE信号の周波数解析をたとえば高速フーリエ変換を用いて実行し、AE信号を構成する周波数成分毎の信号強度を、たとえば図4に示すように算出する。周波数領域信号判定手段52は、上記周波数解析手段50により周波数解析されたAE信号の周波数成分のうち、使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周において定められた位置固定の所定場所を通過する周波数に対応する周波数領域Bの信号の大きさSFTが予め設定された周波数成分判断基準値SFT1 を上まわったか否かを判定する。図4に示すAE信号の周波数成分において、使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周に露出させられると、その使用限界表示部24の通過周期に対応する周波数成分を含む周波数領域Bの信号成分が大きくなってピークが発生することから、上記周波数成分判断基準値SFT1 はそのピークの有無を判定するために予め実験的に設定されたものである。
【0027】
使用限界出力手段54は、上記平均信号レベル判定手段48により、平均信号レベル算出手段46により算出されたAE信号の平均信号レベルSAVが予め設定された平均信号レベル判断基準値SAV1 を下回ったことが判定されるか、或いは周波数領域信号判定手段52により、周波数解析手段50により周波数解析されたAE信号の周波数成分のうち、使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周において定められた位置固定の所定場所を通過する周波数に対応する周波数領域Bの信号の大きさSFTが予め設定された周波数成分判断基準値SFT1 を上まわったことが判定されると、超砥粒研削砥石12の使用限界を表す使用限界信号SLを、表示装置38に供給して超砥粒研削砥石12の使用限界を示す表示を光、画像、或いは音声などを用いて実行させるとともに、回転停止装置40に供給して超砥粒研削砥石12を回転駆動している図示しないモータを自動的に停止させる。
【0028】
上述のように、本実施例によれば、超砥粒層22とは異なる硬さの砥粒から構成された使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周研削面において局部的に現れると、超砥粒研削砥石12のドレッシング時において発生するAE信号にはその使用限界表示部24との摺接に対応した信号が含まれるようになるので、使用限界判定手段(電子演算制御装置36)により、そのAE信号の変化に基づいてその使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周面に露出したことが判定される。このため、超砥粒研削砥石12の回転状態で上記使用限界表示部24が外周研削面に現れたか否かが自動的に判定されるので、外周研削面を視認するために超砥粒研削砥石12の回転を停止させる必要がなく、ドレッシング作業能率が高められるとともに、被削材を研削加工する場合にはその実稼働時間の損失が解消される。また、超砥粒研削砥石12が目視できない位置に装着されていてもその使用限界が自動的に判定されるので、湿式研削や自動研削盤などにおいて研削作業の自動化が容易となる。しかも、超砥粒層22が殆ど残存しない状態まで超砥粒研削砥石を使用できるので、未だ使用可能な砥石を早めに交換する必要がない。
【0029】
また、本実施例によれば、使用限界判定手段として機能する電子演算制御装置36は、AEセンサ30により検出されたAE信号の平均信号レベルSAVを算出する平均信号レベル算出手段46と、その平均信号レベル算出手段46により算出されたAE信号の平均信号レベルSAVが予め設定された平均信号レベル判断基準値SAV1 を下回ったことを判定する平均信号レベル判定手段48とを含み、その平均信号レベル判定手段48によりAE信号の平均信号レベルSAVが予め設定された平均信号レベル判断基準値SAV1 を下回ったと判定されたことに基づいて使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周面に露出したことを判定するものである。これにより、超砥粒研削砥石の回転中たとえばドレッシング中或いは研削加工中において、使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周面に露出したことが自動的に判定される。
【0030】
また、本実施例によれば、使用限界判定手段として機能する電子演算制御装置36は、AEセンサ30により検出されたAE信号の周波数解析を行う周波数解析手段50と、その周波数解析手段50により周波数解析されたAE信号の周波数領域のうち、使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周の所定場所を通過する周波数に対応する周波数領域Bの信号の大きさSFTが予め設定された周波数成分判断基準値SFT1 を上まわったことを判定する周波数領域信号判定手段52とを含み、その周波数領域信号判定手段52により、AE信号の周波数領域のうちの周波数領域Bの信号の大きさSFTが予め設定された周波数成分判断基準値SFT1 を上まわったと判定されたことに基づいて、使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周面に露出したことを判定するものであることから、超砥粒研削砥石の回転中たとえばドレッシング中或いは研削加工中において、使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周面に露出したことが自動的に判定される。
【0031】
また、本実施例の電子演算制御装置36には、平均信号レベル判定手段48により、AE信号の平均信号レベルSAVが予め設定された平均信号レベル判断基準値SAV1 を下回ったことが判定されるか、或いは周波数領域信号判定手段52により周波数領域Bの信号の大きさSFTが予め設定された周波数成分判断基準値SFT1 を上まわったことが判定されると、超砥粒研削砥石12の使用限界を表す使用限界信号SLを、表示装置38および回転停止装置40に供給する使用限界出力手段54が設けられているので、超砥粒研削砥石12の使用限界の判定の信頼性が一層高められる利点がある。
【0032】
また、本実施例によれば、使用限界表示部24は、超砥粒層22の内側に設けられたダミ─層20の外周面の一部が僅かに外周側に突き出したものであり、そのダミ─層20は、所定の粒径を有する主砥粒と、その主砥粒の1/2乃至1/3の平均粒径を備えた副砥粒を含む砥石組織から成るものであることから、使用限界表示部24が被削材に接触しても加工不良品を発生させないし、ダミ─層20のプレス成形時のスプリングバックが小さくされ得て径方向すなわち厚み方向において高い寸法精度が得られ、たとえば従来の0.2mm程度の厚み公差に対して0.02mm程度の厚み公差のダミ─層20が得られる利点がある。
【0033】
また、前述の実施例の超砥粒研削砥石12は、その回転中心に対して使用限界表示部24の存在位置と反対側に位置を示す位置マーク25を備えたものである。このため、超砥粒研削砥石12をそれが支持される回転支持軸14に取り付けるに際して、位置マーク25を利用してその位置マーク25を上方に位置させた状態で超砥粒研削砥石12を回転支持軸14に締着することによりその超砥粒研削砥石12と回転支持軸14との間の嵌合公差分たとえば20μmだけ使用限界表示部24が外周側に位置するように固定されるので、使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周面に確実に露出させられる利点がある。
【0034】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【0035】
図5の使用限界判定装置60において使用限界判定手段として機能する電子演算制御装置36は、超砥粒研削砥石12が被削材62を研削しており、その超砥粒研削砥石12の外周面を照射する光源64と超砥粒研削砥石12の外周面のうちその光源64により照射された部分からの反射光を連続的に受光する反射光検出装置66とが設けられ、その反射光検出装置66から出力された受光信号からノイズを除去するフィルタ68が設けられている。上記電子演算制御装置36は、前述の実施例と同様の制御機能を有する平均信号レベル算出手段70、平均信号レベル判定手段72、周波数解析手段74、周波数領域信号判定手段76、使用限界出力手段78を備えている。
【0036】
使用限界判定装置60内の平均信号レベル算出手段70では、連続的に入力される上記受光信号の移動平均値である平均信号レベルHAVが算出される。平均信号レベル判定手段72では、その平均信号レベルHAVが予め設定された平均信号レベル判断基準値HAV1 を下回ったか否かを判定する。この平均信号レベル判断基準値HAV1 は、超砥粒層22とは色相が異なる使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周面に露出させられたときの平均信号レベルHAVの変化を判定するために設定された値である。超砥粒層22よりも使用限界表示部24の色相を示す濃淡が薄い場合は、使用限界表示部24が露出させられていないときの平均信号レベルHAVよりも低い値に設定され、超砥粒層22よりも使用限界表示部24の色相を示す濃淡が濃い場合は、使用限界表示部24が露出させられていないときの平均信号レベルHAVよりも高い値に設定される。
【0037】
周波数解析手段74は、連続的に入力される受光信号の周波数解析をたとえば高速フーリエ変換を用いて実行し、受光信号を構成する周波数成分毎の信号強度を、たとえば図4に示すように算出する。周波数領域信号判定手段76は、上記周波数解析手段74により周波数解析された受光信号の周波数成分のうち、使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周において定められた位置固定の所定場所を通過する周波数に対応する周波数領域Bの信号の大きさ(信号強度)HFTが予め設定された周波数成分判断基準値HFT1 を上まわったか否かを判定する。図4に示す受光信号の周波数成分において、使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周に露出させられると、その使用限界表示部24の通過周期に対応する周波数成分を含む周波数領域Bの信号成分が大きくなってピークが発生することから、上記周波数成分判断基準値HFT1 はそのピークの有無を判定するために予め実験的に設定されたものである。
【0038】
使用限界出力手段78は、上記平均信号レベル判定手段72により、受光信号の平均信号レベルHAVが予め設定された平均信号レベル判断基準値HAV1 を下回ったか或いは上回ったことが判定されるか、或いは周波数領域信号判定手段76により、受光信号の周波数成分のうち、使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周において定められた位置固定の所定場所を通過する周波数に対応する周波数領域Bの信号の大きさHFTが予め設定された周波数成分判断基準値HFT1 を上まわったことが判定されると、超砥粒研削砥石12の使用限界を表す使用限界信号SLを、表示装置38に供給して超砥粒研削砥石12の使用限界を示す表示を光、画像、或いは音声などを用いて実行させるとともに、回転停止装置40に供給して超砥粒研削砥石12を回転駆動している図示しないモータを自動的に停止させる。
【0039】
本実施例によれば、超砥粒層22とは異なる色相の材質から構成された使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周研削面において局部的に現れると、その外周面からの反射光にはその使用限界表示部24の色相に対応した信号が含まれるようになるので、使用限界判定手段(電子演算制御装置36)により、その反射光の変化に基づいてその使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周面に露出したことが判定される。このため、超砥粒研削砥石12の回転状態で上記使用限界表示部24が外周研削面に現れたか否かが自動的に判定されるので、外周研削面を視認するために超砥粒研削砥石12の回転を停止させる必要がなく、ドレッシング作業の場合にはその能率が高められるとともに、被削材62を研削する場合にはその研削加工時間すなわち実稼働時間の損失が解消される。また、超砥粒研削砥石12が目視できない位置に装着されていてもその使用限界が自動的に判定されるので、湿式研削や自動研削盤などにおいて研削作業の自動化が容易となる。しかも、超砥粒層22が殆ど残存しない状態まで超砥粒研削砥石を使用できるので、未だ使用可能な砥石を早めに交換する必要がない。さらに、使用限界表示部24が超砥粒層22の外周面から予め設定された使用限界厚みだけ内周側に位置する部分であって周方向の一部に設けられているので、使用限界が判定されたときでも、被削材62に対しては専ら超砥粒層22が摺接しているので、研削加工面の荒れなどが好適に防止される。
【0040】
また、本実施例において、使用限界判定手段として機能する電子演算制御装置36は、反射光検出装置66により検出された反射光を表す受光信号の平均信号レベルHAVを算出する平均信号レベル算出手段70と、その平均信号レベル算出手段70により算出された受光信号の平均信号レベルHAVが予め設定された平均信号レベル判断基準値HAV1 を上回ったこと或いは下回ったことを判定する平均信号レベル判定手段72とを含み、その平均信号レベル判定手段72により反射光を表す信号の平均信号レベルHAVが予め設定された平均信号レベル判断基準値HAV1 を上回った或いは下回ったと判定されたことに基づいて、使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周面に露出したことを判定するものである。このため、使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周面に露出したことが自動的に判定される。
【0041】
また、本実施例において、使用限界判定手段として機能する電子演算制御装置36は、反射光検出装置66により検出された反射光を表す受光信号の周波数解析を行う周波数解析手段74と、その周波数解析手段74により周波数解析された受光信号の周波数領域のうち使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周の所定場所を通過する周波数に対応する周波数領域Bの信号の大きさHFTが予め設定された周波数成分判断基準値HFT1 を上まわったことを判定する周波数領域信号判定手段76とを含み、その周波数領域信号判定手段76により、上記周波数領域Bの信号の大きさHFTが予め設定された周波数成分判断基準値HFT1 を上まわったと判定されたことに基づいて、使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周面に露出したことを判定するものであるので、使用限界表示部24が前記超砥粒研削砥石12の外周面に露出したことが自動的に判定される。
【0042】
また、本実施例の電子演算制御装置36には、平均信号レベル判定手段70により、受光信号の平均信号レベルHAVが予め設定された平均信号レベル判断基準値HAV1 を下回ったこと或いは上まわったことが判定されるか、或いは周波数領域信号判定手段76により周波数領域Bの信号の大きさHFTが予め設定された周波数成分判断基準値HFT1 を上まわったことが判定されると、超砥粒研削砥石12の使用限界を表す使用限界信号SLを、表示装置38および回転停止装置40に供給する使用限界出力手段78が設けられているので、超砥粒研削砥石12の使用限界の判定の信頼性が一層高められる利点がある。
【0043】
図6および図7は、超砥粒研削砥石12の他の構成例を示している。この実施例の超砥粒研削砥石12は、台金18の外周面に複数個のセグメントチップ砥石80が貼り付けられることにより構成されている。このセグメントチップ砥石80は、ダミー層20の外側に超砥粒層22が固着されることにより構成されている。複数個のセグメントチップ砥石80のうちの所定個、本実施例では1個のセグメントチップ砥石80aのダミー層20は、使用限界表示部24として機能するために、他のセグメントチップ砥石80に比較して、たとえば0.04mm程度大きくされている。本実施例の超砥粒研削砥石12にも、上記使用限界表示部24の周方向の位置の中心線に対する反対側の位置を示すための位置マーク25が付されている。
【0044】
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。
【0045】
たとえば、前述の図1では、ドレッシング作業中の超砥粒研削砥石12が示されていたが、図5に示すように、被削材62を研削する研削作業中であってもよい。この場合には、AEセンサ30は被削材62に設けられる。また、そのAEセンサ30は超砥粒研削砥石12内に設けられてもよい。
【0046】
また、前述の実施例の使用限界表示部24は、超砥粒研削砥石12の外周面において回転軸心に平行な線に対して傾斜させられていてもよい。このようにすれば、使用限界表示部24が超砥粒研削砥石12の外周面に露出させられた状態での被削材62に対する研削能率の急変が回避される。さらに、砥石限界表示部24は、必ずしも砥石幅寸法の全体に設けられる必要はなく、その砥石幅寸法の中央部や端部などの一部分であってもよい。
【0047】
また、前述の実施例の位置マーク25は、超砥粒研削砥石12において使用限界表示部24の周方向の位置の中心線に対する反対側の位置を示すことにより、間接的に使用限界表示部24の位置を示すものであったが、使用限界表示部24の近傍に設けることにより使用限界表示部24の位置を直接的に示すようにしてもよい。
【0048】
また、前述の使用限界表示部24は、超砥粒研削砥石12において1個だけ設けられた場合が示されていたが、周方向に等間隔或いは不等間隔の位置に複数個設けられていてもよい。
【0049】
また、前述のダミー層20は、超砥粒層22とは異なるAE信号を発生させるために、溶融ムライト砥粒、或いは溶融アルミナ、炭化珪素などの一般砥粒から構成されていたが、他の無機材料粒子が用いられていてもよい。たとえば、このダミー層20は、使用限界表示部24が露出したことを示すAE信号の変化すなわちAE信号の平均信号レベルの変化、特定の周波数領域Bの信号強度変化が得られる材料或いは構造であればよい。このため、上記ダミー層20は、たとえば超砥粒層22の超砥粒の含有割合を減少させた構成であってもよいし、超砥粒と前述の溶融ムライト或いは一般砥粒とが混合された構成であってもよい。
【0050】
また、前述の図5の実施例において、反射光検出装置66は、反射光をカラーで検出するカラー反射光検出装置であってもよい。このような場合には、使用限界表示部24の色相の波長を専ら通過させるカラーフィルタを用いることにより、一層判定精度が高められる。
【0051】
また、前述の電子演算制御装置36、60は、所謂マイクロコンピュータにより構成されていたが、プログラムを用いないで同様の制御機能を発生するために個々の論理素子を構成する電子部品から構成された所謂ハードロジックおよびコンパレータにより構成されてもよい。
【0052】
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の超砥粒研削砥石の使用限界判定装置の構成を説明するブロック図である。
【図2】図1の装置に用いられる超砥粒研削砥石を説明する正面図である。
【図3】図1の装置に用いられる超砥粒研削砥石の要部を説明する図であって、図2の要部拡大図である。
【図4】図1の周波数解析手段により周波数解析されたAE信号のスペクトル例を示す図である。
【図5】本発明の他の実施例における超砥粒研削砥石の使用限界判定装置の構成を説明するブロック図である。
【図6】本発明の他の実施例の超砥粒研削砥石を説明する正面図であって、図2に相当する図である。
【図7】図6の超砥粒研削砥石の要部を拡大して説明する図であって、図3に相当する図である。
【符号の説明】
10、60:使用限界判定装置
12:超砥粒研削砥石
22:超砥粒層
24:使用限界表示部
30:AEセンサ(AE信号検出装置)
36:電子演算制御装置(使用限界判定手段)
46、70:平均信号レベル算出手段
48、72:平均信号レベル判定手段
50、74:周波数解析手段
52、76:周波数領域信号判定手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a superabrasive grinding wheel capable of confirming a use limit due to consumption of an abrasive layer of the grindstone without stopping the rotation of the grindstone, and a use limit judging apparatus using the same.
[0002]
[Prior art]
Super abrasive grains such as CBN abrasive grains or diamond abrasive grains are several thousand times more expensive than general abrasive grains such as fused alumina abrasive grains. For this reason, when superabrasive grains are used in a grinding wheel, a superabrasive grain layer having a thickness of several mm to several tens of mm is provided on the outer peripheral surface of the core portion or the dummy layer fixed to the outer circumference thereof. Since such a superabrasive grinding wheel provides a long tool life but is expensive, it is desired to use a relatively thin abrasive layer without waste as described above. When the layer disappears, there is a possibility that the work material slides on the dummy layer below the abrasive grain layer to generate a defective product. In particular, a mechanized or labor-saving production facility may generate a large number of defective products.
[0003]
On the other hand, when the thickness of the abrasive grain layer decreases and reaches its use limit, a use limit display mark provided in advance so as to be visually identifiable in the grindstone is exposed on the grinding surface. Has been proposed. Examples thereof include superabrasive grinding wheels described in Japanese Utility Model Publication No. 52-75892 and registered utility model No. 3049921.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the superabrasive grinding wheel with the use limit display mark exposed on the grinding surface as described above can identify the use limit display mark appearing on the outer peripheral grinding surface in a state of rotating at a relatively high speed. Because it is difficult to observe the outer peripheral grinding surface with the rotation repeatedly stopped when approaching the use limit, the rotational deceleration time, stop time, and rotation rise time of the superabrasive grinding wheel are required. Therefore, there is a disadvantage that the dressing work efficiency is reduced, or the grinding time of the work material, that is, the loss of the actual operation time occurs, and it becomes difficult to automate the grinding work. Further, for example, in an NC controller, in order to prevent processing defects, a wheel replacement time is set and inputted in advance with a grindstone diameter larger than the actual grindstone discard diameter, and the superabrasive layer remains usable. There was also a drawback that the wheel was replaced early.
[0005]
The present invention has been made against the background of the above circumstances, and its purpose is to determine whether or not the use limit indication mark appears on the outer peripheral grinding surface during rotation of the superabrasive grinding wheel. It is an object to provide a superabrasive grinding wheel and a use limit determination device thereof.
[0008]
[The first to solve the problem 1 Means]
The invention according to claim 1 The gist of the use limit determination device is a portion provided with a superabrasive layer on the outer peripheral surface and located on the inner peripheral side by a preset use limit thickness from the outer peripheral surface of the superabrasive layer and in the circumferential direction. Is formed of a material that generates an AE signal different from that of the superabrasive layer during grinding or dressing, and the superabrasive layer is formed on the outer peripheral surface when the use limit thickness disappears from the outer peripheral side. In the superabrasive grinding wheel including the exposed use limit display part, a use limit judging device for judging whether or not the use limit display part appears on the outer peripheral grinding surface in the rotation state of the superabrasive grinding wheel. And (a) an AE signal detection device for detecting an AE signal generated during grinding or dressing of the superabrasive grinding wheel, and (b) based on a change in the AE signal detected by the AE signal detection device. Said And determining use limits determining unit that limits the display unit is exposed to the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel is to contain.
[0009]
[No. 1 The invention's effect】
In this way, when a use limit display unit made of a material that generates an AE signal different from that of the superabrasive layer appears locally on the outer peripheral grinding surface, the superabrasive grinding wheel is ground or dressed. Since the generated AE signal includes a signal corresponding to the sliding contact with the use limit display unit, the use limit display unit determines that the use limit display unit is superabrasive based on the change of the AE signal. It is determined that the outer peripheral surface of the grinding wheel is exposed. For this reason, since it is automatically determined whether or not the use limit display mark appears on the outer peripheral grinding surface during rotation of the super abrasive grinding wheel, the rotation of the super abrasive grinding wheel to visually recognize the outer peripheral grinding surface is determined. In the case of dressing work, the work efficiency is improved, and when the work material is ground, the loss of the work time, that is, the actual operation time is eliminated. Further, even when the superabrasive grinding wheel is mounted at a position where it cannot be visually observed, its use limit is automatically determined, so that it is easy to automate the grinding operation in a wet grinding machine, an automatic grinding machine, or the like. In addition, since the superabrasive grinding wheel can be used until the superabrasive layer hardly remains, it is not necessary to replace the usable grindstone early. Furthermore, since the use limit display part is a part located on the inner peripheral side by the preset use limit thickness from the outer peripheral surface of the superabrasive grain layer and is provided in a part in the circumferential direction, the use limit is determined. Even in such a case, since the superabrasive layer is in sliding contact with the work material, roughening of the processed surface is suitably prevented.
[0010]
[The first to solve the problem 2 Means]
Also, The invention according to claim 4 The gist of the use limit determination device is a portion provided with a superabrasive layer on the outer peripheral surface and located on the inner peripheral side by a preset use limit thickness from the outer peripheral surface of the superabrasive layer and in the circumferential direction. A part of the material is composed of a material having a hue different from that of the superabrasive layer during grinding or dressing, and the superabrasive layer is exposed to the outer peripheral surface when the use limit thickness disappears from the outer peripheral side. In a superabrasive grinding wheel including a use limit display part, a use limit determination device for determining whether or not the use limit display part has appeared on the outer peripheral grinding surface in a rotating state of the superabrasive grinding wheel, (a) a reflected light detection device for detecting reflected light from the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel, and (b) the use limit display unit based on a change in reflected light detected by the reflected light detection device. Exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel. And determining use limits determining means is to include.
[0011]
[No. 2 The invention's effect】
In this way, when a use limit display portion made of a material having a hue different from that of the superabrasive layer appears locally on the outer peripheral grinding surface, the reflected light from the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel is reflected in the reflected light. Since the signal corresponding to the hue of the use limit display section is included, the use limit display means that the use limit display section is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel based on the change in the reflected light. Is determined. For this reason, since it is automatically determined whether or not the above-mentioned usage limit display portion appears on the outer peripheral grinding surface in the rotation state of the super abrasive grinding wheel, the rotation of the super abrasive grinding wheel is necessary to visually recognize the outer peripheral grinding surface. In the case of dressing work, the work efficiency is improved, and when the work material is ground, the loss of the work time, that is, the actual operation time is eliminated. Further, even when the superabrasive grinding wheel is mounted at a position where it cannot be visually observed, its use limit is automatically determined, so that it is easy to automate the grinding operation in a wet grinding machine, an automatic grinding machine, or the like. In addition, since the superabrasive grinding wheel can be used until the superabrasive layer hardly remains, it is not necessary to replace the usable grindstone early. Furthermore, since the use limit display part is a part located on the inner peripheral side by the preset use limit thickness from the outer peripheral surface of the superabrasive grain layer and is provided in a part in the circumferential direction, the use limit is determined. Even when the workpiece is cut, the superabrasive layer is exclusively in sliding contact with the work material, so that roughening of the ground surface is suitably prevented.
[0012]
Other aspects of the invention
Where 1 In the present invention, preferably, the use limit determining means includes an average signal level calculating means for calculating an average signal level of the AE signal detected by the AE signal detecting device, and an AE calculated by the average signal level calculating means. Average signal level determination means for determining that the average signal level of the signal is below a preset average signal level determination reference value, and the average signal level of the AE signal is preset by the average signal level determination means The use limit display unit is determined to be exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel based on the determination that the average signal level is below the reference value. In this way, during rotation of the superabrasive grinding wheel, that is, during grinding, the average signal level determination means determines that the average signal level of the AE signal is below the preset average signal level determination reference value. Based on the above, it is automatically determined that the use limit display portion is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel.
[0013]
The first 1 In the present invention, preferably, the use limit determination means includes frequency analysis means for performing frequency analysis of the AE signal detected by the AE signal detection device, and frequency domain of the AE signal subjected to frequency analysis by the frequency analysis means. Among them, it is determined that the magnitude of the signal in the frequency region corresponding to the frequency at which the use limit display section passes through a predetermined location on the outer periphery of the superabrasive grinding wheel exceeds a preset frequency component determination reference value. Frequency domain signal determination means for performing the frequency domain signal determination means to correspond to a frequency at which the use limit display portion passes through a predetermined location on the outer periphery of the superabrasive grinding wheel in the frequency domain of the AE signal. Based on the determination that the magnitude of the signal in the frequency domain exceeds a preset frequency component determination reference value, the use limit display unit displays the superabrasive It is to determine that which is exposed to the outer peripheral surface of the grinding wheel. By doing so, during the rotation of the superabrasive grinding wheel, that is, during grinding, the frequency limit of the AE signal is set so that the use limit display portion passes through a predetermined location on the outer periphery of the superabrasive grinding wheel. The use limit display unit is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel based on the determination that the magnitude of the corresponding frequency domain signal exceeds a preset frequency component determination reference value. Is automatically determined.
[0014]
The first 1 In the invention, preferably, the use limit display part is a part of the outer peripheral surface of the general abrasive layer provided inside the superabrasive grain layer slightly protruding to the outer peripheral side. The grain layer is composed of a grindstone structure including main abrasive grains having a predetermined grain size and sub-abrasive grains having an average grain size of 1/2 to 1/3 of the main abrasive grains. In this way, even if the use limit display portion comes into contact with the work material, a defective product is not generated, and the spring back at the time of press forming the general abrasive layer can be reduced and is high in the radial direction, that is, in the thickness direction. There is an advantage that a dimensional accuracy can be obtained and, for example, a general abrasive layer having a thickness tolerance of about 0.02 mm can be obtained with respect to a conventional thickness tolerance of about 0.2 mm.
[0015]
The first 2 In the present invention, preferably, the use limit determination means is calculated by an average signal level calculation means for calculating an average signal level of a signal representing reflected light detected by the reflected light detection device, and the average signal level calculation means. Average signal level determination means for determining whether the average signal level of the signal representing the reflected light exceeds or falls below a preset average signal level determination reference value, and is reflected by the average signal level determination means Based on the determination that the average signal level of the signal representing light exceeds or falls below a preset average signal level determination reference value, the use limit display unit is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel. It is determined to have done. In this way, during rotation of the superabrasive grinding wheel, that is, during grinding, the average signal level of the signal representing the reflected light by the average signal level determination means exceeds the preset average signal level determination reference value or It is automatically determined that the use limit display unit is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel based on the determination that the value is lower.
[0016]
The first 2 In the invention, it is preferable that the use limit determination unit includes a frequency analysis unit that performs frequency analysis of a signal that represents the reflected light detected by the reflected light detection device, and a reflected light that is frequency-analyzed by the frequency analysis unit. The frequency component judgment reference value in which the magnitude of the signal in the frequency region corresponding to the frequency at which the use limit display unit passes through a predetermined location on the outer periphery of the superabrasive grinding wheel among the frequency region of the signal to be represented is set. Frequency domain signal determination means for determining that the upper limit is exceeded, and the frequency domain signal determination means allows the use limit display portion of the frequency domain of the signal representing the reflected light to be the outer circumference of the superabrasive grinding wheel. Based on the determination that the magnitude of the signal in the frequency domain corresponding to the frequency passing through the predetermined location exceeds the preset frequency component determination reference value, It is to determine the limit display unit is exposed to the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel. In this way, during the rotation of the superabrasive grinding wheel, that is, during the grinding process, the use limit display portion of the frequency domain of the signal representing the reflected light is displayed on the superabrasive grinding wheel by the frequency domain signal determining means. When the use limit display unit determines that the magnitude of the signal in the frequency region corresponding to the frequency passing through a predetermined location on the outer circumference of the outer circumference exceeds a preset frequency component determination reference value, It is automatically determined that the outer peripheral surface of the grain grinding wheel is exposed.
[0017]
The first 1 Invention and No. 2 In the invention, preferably, the superabrasive grinding wheel is provided with a position mark indicating a position on the side opposite to the position where the use limit display portion is located or the rotation center. In this way, when attaching the superabrasive grinding wheel to the rotary support shaft on which it is supported, the fitting tolerance between the superabrasive grinding wheel and the rotary support shaft is obtained by using the position mark. For example, since the use limit display portion can be fixed so as to be positioned on the outer peripheral side by 20 μm, there is an advantage that the use limit display portion is reliably exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a use limit determination device 10 according to an application example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0019]
In FIG. 1, the superabrasive grinding wheel 12 is fixed to a rotation support shaft 14 so as to be driven to rotate around a horizontal axis, for example. As shown in detail in FIGS. 2 and 3, the superabrasive grinding wheel 12 includes a mounting base 16 and a disk-shaped base 18 made of, for example, steel, and an outer peripheral surface of the base 18. A general abrasive grain layer, that is, a dummy layer 20 fixed to the outer peripheral surface of the dummy layer 20 and a superabrasive grain layer 22 fixed to the outer peripheral surface of the dummy layer 20. The superabrasive layer 22 is, for example, a vitrified grindstone having a degree of concentration of about 50 and a degree of bond of about 4 to 5 mm in which CBN abrasive grains having a grain size of No. 140 to No. 170 are joined by vitrified bonds. It consists of an organization. The dummy layer 20 is derived from a material different from that of the superabrasive grain layer 22 and has a different hue, and general abrasive grains having two kinds of average grain sizes such as fused alumina, silicon carbide, and molten mullite are provided. It is composed of a vitrified grinding wheel structure having a thickness of about 4.0 mm bonded by vitrified bonds. The dummy layer 20 is composed of, for example, about 60th molten mullite (main abrasive grains), about 1/2 to 1/3 of the grain size, for example, about 180th molten mullite (sub-abrasive grains), and vitrified bond. These ratios are about 41.8% by volume, 17.9% by volume, and 19.1% by volume.
[0020]
As shown in FIG. 3, the superabrasive grinding wheel 12 is provided with a use limit display 24 that protrudes from the part of the outer peripheral surface of the dummy layer 20 to the outer peripheral side by a very small distance A of about 0.04 mm, for example. It has been. The use limit state in which the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12, that is, the superabrasive layer 22 is consumed and reduced in thickness due to grinding or dressing of the work material, so that the superabrasive layer 22 is hardly left. Then, the use limit display unit 24 is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12. Further, the superabrasive grinding wheel 12 is provided with a position mark 25 indicating a position on the opposite side to the position where the use limit display portion 24 is located with respect to the rotation center.
[0021]
FIG. 1 shows a state of a dressing operation which is completed by repeating a notch of about 0.002 mm several times using, for example, a diamond dresser 26 in order to correct or sharpen the entire outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12. Has been. The diamond dresser 26 is fixed to a holder 28 that is fed in a direction parallel to the rotational axis of the superabrasive grinding wheel 12, and the tip is in contact with the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12 and slightly cut. Thus, it can be moved across the width direction of the outer peripheral surface.
[0022]
The diamond dresser 26 detects ultrasonic waves, that is, AE (Acoustic Emission) emitted when abrasive grains exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12 are crushed by contact with the tip of the diamond dresser 26. An AE sensor 30 for outputting an AE signal representing the ultrasonic wave is provided. The ultrasonic waves generated by the crushing of the abrasive grains exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12 propagate to the diamond dresser 26 via the grinding liquid flowing down to the dressing point, and are continuously detected by the AE sensor 30. It has come to be.
[0023]
The AE signal detected by the AE sensor 30 passes through a filter 32 that exclusively passes the frequency component of the AE signal and amplifies the signal, and an A / D converter 34 that converts an analog signal into a digital signal, and sequentially performs an electronic operation. Continuously supplied to the controller 36. The electronic arithmetic control device 36 is a so-called microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and an interface. The CPU processes an input signal according to a program stored in advance in the ROM while using a temporary storage function of the RAM. The display device 38 and the superabrasive grinding wheel 12 for rotating the superabrasive grinding wheel 12 to indicate the usage limit signal SL indicating the usage limit of the abrasive grinding wheel 12 with light, image or sound, etc. To the automatic stop device 40 for automatically stopping the motor (not shown).
[0024]
In the one-dot chain line in FIG. 1, functional blocks for explaining the main part of the control function of the electronic arithmetic control device 36 are shown. The electronic arithmetic control device 36 functions as a use limit determination means, and the use limit display unit 24 is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12 based on the change of the AE signal detected by the AE sensor 30. Determine what happened. The electronic arithmetic control device 36 includes an average signal level calculation means 46, an average signal level determination means 48, a frequency analysis means 50, a frequency domain signal determination means 52, and a use limit output means 54 configured by the program.
[0025]
The average signal level calculation means 46 is a moving average value within the predetermined movement section of the use limit signal SL continuously input to the electronic arithmetic control device 36, that is, the average signal level S. AV Is calculated. This moving average calculation section is set to at least a period during which the use limit display unit 24 passes, for example, a period of one rotation period or more of the superabrasive grinding wheel 12. The average signal level determination means 48 is an average signal level S of the AE signal calculated by the average signal level calculation means 46. AV Is the preset average signal level judgment reference value S AV1 It is determined whether or not the value has fallen below. This average signal level judgment reference value S AV1 Is the average signal level S when the use limit display unit 24 composed of general abrasives having a hardness lower than that of the superabrasive grains is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12. AV In order to determine the decrease in the value, the value is set higher than the decrease value by a predetermined value. For example, the average signal level S when the use limit display unit 24 is not exposed. AV Is “10” and the average signal level S when the use limit display 24 is exposed is shown. AV Is “9.3”, it is set to a value between “10” and “9.3”.
[0026]
The frequency analysis means 50 performs frequency analysis of the continuously input AE signal using, for example, fast Fourier transform, and calculates the signal intensity for each frequency component constituting the AE signal, for example, as shown in FIG. . Of the frequency components of the AE signal frequency-analyzed by the frequency analysis unit 50, the frequency domain signal determination unit 52 uses a predetermined position where the use limit display unit 24 is fixed at the outer periphery of the superabrasive grinding wheel 12. The magnitude S of the signal in the frequency domain B corresponding to the passing frequency FT Is a preset frequency component judgment reference value S FT1 It is determined whether or not In the frequency component of the AE signal shown in FIG. 4, when the use limit display unit 24 is exposed on the outer periphery of the superabrasive grinding wheel 12, the frequency region B includes a frequency component corresponding to the passage period of the use limit display unit 24. Signal component becomes larger and peaks occur, so that the frequency component determination reference value S FT1 Is experimentally set in advance to determine the presence or absence of the peak.
[0027]
The use limit output means 54 is an average signal level S of the AE signal calculated by the average signal level calculation means 46 by the average signal level determination means 48. AV Is the preset average signal level judgment reference value S AV1 Of the AE signal frequency-analyzed by the frequency analysis unit 50 by the frequency domain signal determination unit 52, the use limit display unit 24 has an outer periphery of the superabrasive grinding wheel 12 The magnitude S of the signal in the frequency domain B corresponding to the frequency passing through the predetermined fixed position determined in FIG. FT Is a preset frequency component judgment reference value S FT1 , The use limit signal SL indicating the use limit of the superabrasive grinding wheel 12 is supplied to the display device 38, and a display indicating the use limit of the superabrasive grinding wheel 12 is displayed. While executing using an image or an audio | voice etc., it supplies to the rotation stop apparatus 40 and the motor which is not shown in figure which is rotationally driving the superabrasive grinding wheel 12 is stopped automatically.
[0028]
As described above, according to the present embodiment, the use limit display unit 24 composed of abrasive grains different in hardness from the superabrasive layer 22 appears locally on the outer peripheral grinding surface of the superabrasive grinding wheel 12. Since the AE signal generated during dressing of the superabrasive grinding wheel 12 includes a signal corresponding to the sliding contact with the use limit display unit 24, the use limit determining means (electronic calculation control device 36). ), It is determined that the use limit display unit 24 is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12 based on the change in the AE signal. For this reason, since it is automatically determined whether or not the use limit display unit 24 appears on the outer peripheral grinding surface while the super abrasive grinding wheel 12 is rotating, the super abrasive grinding wheel is used to visually recognize the outer peripheral grinding surface. There is no need to stop the rotation of 12, the dressing work efficiency is improved, and the loss of actual operation time is eliminated when the work material is ground. Further, even if the superabrasive grinding wheel 12 is mounted at a position where it cannot be seen, its use limit is automatically determined, so that it is easy to automate the grinding work in wet grinding, an automatic grinding machine or the like. Moreover, since the superabrasive grinding wheel can be used until the superabrasive grain layer 22 hardly remains, it is not necessary to replace the usable grindstone early.
[0029]
In addition, according to the present embodiment, the electronic arithmetic control device 36 functioning as a use limit determination unit is configured to use the average signal level S of the AE signal detected by the AE sensor 30. AV The average signal level calculating means 46 for calculating the average signal level S of the AE signal calculated by the average signal level calculating means 46 AV Is the preset average signal level judgment reference value S AV1 Average signal level determination means 48 for determining that the average signal level of the AE signal is reduced by the average signal level determination means 48. AV Is the preset average signal level judgment reference value S AV1 It is determined that the use limit display unit 24 is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12 based on the determination that the value is lower than. Thereby, during rotation of the superabrasive grinding wheel, for example, during dressing or grinding, it is automatically determined that the use limit display unit 24 is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12.
[0030]
In addition, according to the present embodiment, the electronic arithmetic control device 36 functioning as a use limit determination unit includes a frequency analysis unit 50 that performs frequency analysis of the AE signal detected by the AE sensor 30, and a frequency analysis unit 50 that performs frequency analysis. Of the analyzed frequency domain of the AE signal, the signal size S in the frequency domain B corresponding to the frequency at which the use limit display unit 24 passes through a predetermined location on the outer periphery of the superabrasive grinding wheel 12. FT Is a preset frequency component judgment reference value S FT1 Frequency domain signal determination means 52 for determining that the frequency range signal exceeds the frequency range B of the frequency domain B of the AE signal. FT Is a preset frequency component judgment reference value S FT1 Since the use limit display unit 24 is determined to be exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12 based on the determination that the superabrasive grinding wheel is rotating. During or during grinding, it is automatically determined that the use limit display unit 24 is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12.
[0031]
Further, in the electronic arithmetic control device 36 of this embodiment, the average signal level S of the AE signal is received by the average signal level determination means 48. AV Is the preset average signal level judgment reference value S AV1 Or the magnitude S of the signal in the frequency domain B is determined by the frequency domain signal determination means 52. FT Is a preset frequency component judgment reference value S FT1 If it is determined that the use limit signal SL exceeds the use limit output means 54 for supplying the use limit signal SL indicating the use limit of the superabrasive grinding wheel 12 to the display device 38 and the rotation stop device 40. There is an advantage that the reliability of determination of the use limit of the superabrasive grinding wheel 12 can be further improved.
[0032]
Further, according to the present embodiment, the use limit display unit 24 is a part of the outer peripheral surface of the dummy layer 20 provided inside the superabrasive grain layer 22 slightly protruding to the outer peripheral side. The dummy layer 20 is composed of a grindstone structure including main abrasive grains having a predetermined particle diameter and sub-abrasive grains having an average particle diameter of 1/2 to 1/3 of the main abrasive grains. Even if the use limit display unit 24 comes into contact with the work material, a defective product is not generated, and the spring back at the time of press forming the dummy layer 20 can be reduced, and high dimensional accuracy in the radial direction, that is, the thickness direction can be obtained. For example, there is an advantage that a dummy layer 20 having a thickness tolerance of about 0.02 mm can be obtained with respect to a conventional thickness tolerance of about 0.2 mm.
[0033]
Further, the superabrasive grinding wheel 12 of the above-described embodiment is provided with a position mark 25 indicating a position on the opposite side to the position where the use limit display section 24 is located with respect to the rotation center. For this reason, when the superabrasive grinding wheel 12 is attached to the rotation support shaft 14 on which the superabrasive grinding wheel 12 is supported, the superabrasive grinding wheel 12 is rotated with the position mark 25 positioned upward using the position mark 25. Since the fitting limit between the superabrasive grinding wheel 12 and the rotating support shaft 14 is fixed to the outer peripheral side by fastening to the support shaft 14, for example, 20 μm, There exists an advantage by which the use limit display part 24 is reliably exposed to the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12.
[0034]
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following description, parts common to those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0035]
The electronic calculation control device 36 functioning as a use limit determining means in the use limit determining device 60 of FIG. 5 is such that the superabrasive grinding wheel 12 is grinding the work material 62 and the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12. And a reflected light detecting device 66 for continuously receiving reflected light from a portion irradiated by the light source 64 in the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12, and the reflected light detecting device. A filter 68 for removing noise from the light reception signal output from 66 is provided. The electronic arithmetic control unit 36 includes an average signal level calculation means 70, an average signal level determination means 72, a frequency analysis means 74, a frequency domain signal determination means 76, and a use limit output means 78 having the same control functions as those of the above-described embodiments. It has.
[0036]
In the average signal level calculation means 70 in the use limit determination device 60, an average signal level H which is a moving average value of the received light signal continuously input. AV Is calculated. In the average signal level determination means 72, the average signal level H AV Is a preset average signal level judgment reference value H AV1 It is determined whether or not the value has fallen below. This average signal level judgment reference value H AV1 Is the average signal level H when the use limit display unit 24 having a hue different from that of the superabrasive layer 22 is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12. AV It is a value set to determine the change of. When the shade indicating the hue of the use limit display unit 24 is lighter than the superabrasive layer 22, the average signal level H when the use limit display unit 24 is not exposed. AV When the shade indicating the hue of the use limit display unit 24 is darker than the superabrasive grain layer 22, the average signal level H when the use limit display unit 24 is not exposed is set. AV Is set to a higher value.
[0037]
The frequency analysis means 74 performs frequency analysis of the received light signal that is continuously input using, for example, fast Fourier transform, and calculates the signal intensity for each frequency component that constitutes the received light signal, for example, as shown in FIG. . Of the frequency components of the light reception signal frequency-analyzed by the frequency analysis unit 74, the frequency domain signal determination unit 76 uses a predetermined position where the use limit display unit 24 is fixed on the outer periphery of the superabrasive grinding wheel 12. The magnitude (signal intensity) H of the signal in the frequency domain B corresponding to the passing frequency FT Is a preset frequency component judgment reference value H FT1 It is determined whether or not In the frequency component of the received light signal shown in FIG. 4, when the use limit display unit 24 is exposed on the outer periphery of the superabrasive grinding wheel 12, the frequency region B includes a frequency component corresponding to the passage period of the use limit display unit 24. Signal component becomes larger and peaks occur, so that the frequency component determination reference value H FT1 Is experimentally set in advance to determine the presence or absence of the peak.
[0038]
The use limit output means 78 receives the average signal level H of the received light signal by the average signal level determination means 72. AV Is a preset average signal level judgment reference value H AV1 It is determined whether or not the frequency limit signal is determined by the frequency domain signal determination means 76, and the use limit display unit 24 is fixed to a position determined on the outer periphery of the superabrasive grinding wheel 12 by the frequency domain signal determination means 76. The magnitude H of the signal in the frequency domain B corresponding to the frequency passing through the predetermined location FT Is a preset frequency component judgment reference value H FT1 , The use limit signal SL indicating the use limit of the superabrasive grinding wheel 12 is supplied to the display device 38, and a display indicating the use limit of the superabrasive grinding wheel 12 is displayed. While executing using an image or an audio | voice etc., it supplies to the rotation stop apparatus 40 and the motor which is not shown in figure which is rotationally driving the superabrasive grinding wheel 12 is stopped automatically.
[0039]
According to the present embodiment, when the use limit display unit 24 made of a material having a hue different from that of the superabrasive grain layer 22 appears locally on the outer peripheral grinding surface of the superabrasive grinding stone 12, the outer limit surface Since the reflected light includes a signal corresponding to the hue of the use limit display unit 24, the use limit display unit based on the change in the reflected light by the use limit determining means (electronic calculation control device 36). It is determined that 24 is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12. For this reason, since it is automatically determined whether or not the use limit display unit 24 appears on the outer peripheral grinding surface while the super abrasive grinding wheel 12 is rotating, the super abrasive grinding wheel is used to visually recognize the outer peripheral grinding surface. It is not necessary to stop the rotation of 12 and the efficiency is improved in the case of dressing work, and the loss of the grinding time, that is, the actual operation time is eliminated when the work material 62 is ground. Further, even if the superabrasive grinding wheel 12 is mounted at a position where it cannot be seen, its use limit is automatically determined, so that it is easy to automate the grinding work in wet grinding, an automatic grinding machine or the like. Moreover, since the superabrasive grinding wheel can be used until the superabrasive grain layer 22 hardly remains, it is not necessary to replace the usable grindstone early. Furthermore, since the use limit display unit 24 is a portion located on the inner peripheral side by a preset use limit thickness from the outer peripheral surface of the superabrasive grain layer 22 and is provided in a part in the circumferential direction, the use limit is limited. Even when judged, since the superabrasive grain layer 22 is exclusively in sliding contact with the work material 62, roughening of the ground surface is suitably prevented.
[0040]
In the present embodiment, the electronic calculation control device 36 functioning as a use limit determination means is configured to receive the average signal level H of the received light signal representing the reflected light detected by the reflected light detection device 66. AV The average signal level calculation means 70 for calculating the average signal level H of the received light signal calculated by the average signal level calculation means 70 AV Is a preset average signal level judgment reference value H AV1 Average signal level determination means 72 for determining whether the signal is above or below the average signal level H of the signal representing the reflected light by the average signal level determination means 72 AV Is a preset average signal level judgment reference value H AV1 It is determined that the use limit display unit 24 has been exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12 based on the determination that it has exceeded or fallen below. For this reason, it is automatically determined that the use limit display unit 24 is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12.
[0041]
In the present embodiment, the electronic calculation control device 36 functioning as a use limit determination means includes a frequency analysis means 74 that performs frequency analysis of a received light signal that represents reflected light detected by the reflected light detection device 66, and a frequency analysis thereof. The magnitude H of the signal in the frequency domain B corresponding to the frequency at which the use limit display unit 24 passes through a predetermined location on the outer periphery of the superabrasive grinding wheel 12 in the frequency domain of the received light signal frequency-analyzed by the means 74. FT Is a preset frequency component judgment reference value H FT1 Frequency domain signal determination means 76 for determining that the frequency range B is exceeded. By the frequency domain signal determination means 76, the magnitude H of the signal in the frequency domain B is determined. FT Is a preset frequency component judgment reference value H FT1 The use limit display unit 24 determines that the use limit display unit 24 is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12 based on the determination that the use limit display unit 24 exceeds the superabrasive grinding. It is automatically determined that the outer surface of the grindstone 12 is exposed.
[0042]
Further, in the electronic arithmetic control device 36 of this embodiment, an average signal level H of the received light signal is received by the average signal level determination means 70. AV Is a preset average signal level judgment reference value H AV1 Or the magnitude of the signal H in the frequency domain B is determined by the frequency domain signal determination means 76. FT Is a preset frequency component judgment reference value H FT1 If it is determined that the use limit signal SL is exceeded, a use limit output means 78 is provided for supplying a use limit signal SL indicating the use limit of the superabrasive grinding wheel 12 to the display device 38 and the rotation stop device 40. There is an advantage that the reliability of determination of the use limit of the superabrasive grinding wheel 12 can be further improved.
[0043]
6 and 7 show another configuration example of the superabrasive grinding wheel 12. The superabrasive grinding wheel 12 of this embodiment is configured by attaching a plurality of segment tip grinding stones 80 to the outer peripheral surface of the base metal 18. The segment chip grindstone 80 is configured by the superabrasive grain layer 22 being fixed to the outside of the dummy layer 20. The dummy layer 20 of a predetermined number of segment chip whetstones 80 in the present embodiment, that is, one segment chip whetstone 80 a in this embodiment, functions as the use limit display unit 24, and thus is compared with other segment chip whetstones 80. For example, it is enlarged by about 0.04 mm. The superabrasive grinding wheel 12 of the present embodiment is also provided with a position mark 25 for indicating a position opposite to the center line of the circumferential position of the use limit display portion 24.
[0044]
As mentioned above, although one Example of this invention was described using drawing, this invention is applied also in another aspect.
[0045]
For example, in FIG. 1 described above, the superabrasive grinding wheel 12 during the dressing operation is shown. However, as shown in FIG. 5, it may be during the grinding operation for grinding the work material 62. In this case, the AE sensor 30 is provided on the work material 62. The AE sensor 30 may be provided in the superabrasive grinding wheel 12.
[0046]
Moreover, the use limit display part 24 of the above-mentioned Example may be made to incline with respect to the line parallel to a rotating shaft center in the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12. In this way, a sudden change in the grinding efficiency of the work material 62 in a state where the use limit display unit 24 is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel 12 is avoided. Furthermore, the grindstone limit display unit 24 does not necessarily have to be provided in the entire grindstone width dimension, and may be a part of the center or end of the grindstone width dimension.
[0047]
Further, the position mark 25 of the above-described embodiment indirectly indicates the use limit display unit 24 by indicating the position opposite to the center line of the circumferential position of the use limit display unit 24 in the superabrasive grinding wheel 12. However, the position of the use limit display unit 24 may be directly indicated by providing it near the use limit display unit 24.
[0048]
Moreover, although the case where only one of the above-described use limit display units 24 is provided in the superabrasive grinding wheel 12 is shown, a plurality of the use limit display units 24 are provided at positions at equal intervals or unequal intervals in the circumferential direction. Also good.
[0049]
The dummy layer 20 is composed of fused mullite abrasive grains or general abrasive grains such as molten alumina and silicon carbide in order to generate an AE signal different from that of the superabrasive grain layer 22. Inorganic material particles may be used. For example, the dummy layer 20 may be a material or a structure that can obtain a change in the AE signal indicating that the use limit display unit 24 is exposed, that is, a change in the average signal level of the AE signal, or a change in the signal intensity in a specific frequency region B. That's fine. For this reason, the dummy layer 20 may have, for example, a configuration in which the content of superabrasive grains in the superabrasive grain layer 22 is reduced, or the superabrasive grains and the above-described molten mullite or general abrasive grains are mixed. It may be a configuration.
[0050]
In the embodiment of FIG. 5 described above, the reflected light detection device 66 may be a color reflected light detection device that detects reflected light in color. In such a case, the determination accuracy can be further improved by using a color filter that exclusively passes the hue wavelength of the use limit display unit 24.
[0051]
In addition, although the above-described electronic arithmetic control devices 36 and 60 are constituted by so-called microcomputers, they are constituted by electronic components constituting individual logic elements in order to generate the same control function without using a program. You may comprise by what is called a hard logic and a comparator.
[0052]
The above description is only an example of the present invention, and the present invention can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a use limit judging device for a superabrasive grinding wheel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view illustrating a superabrasive grinding wheel used in the apparatus of FIG.
3 is a view for explaining a main part of a superabrasive grinding wheel used in the apparatus of FIG. 1, and is an enlarged view of a main part of FIG.
4 is a diagram illustrating an example of a spectrum of an AE signal subjected to frequency analysis by the frequency analysis unit in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a use limit judging device for a superabrasive grinding wheel in another embodiment of the present invention.
6 is a front view for explaining a superabrasive grinding wheel according to another embodiment of the present invention, which corresponds to FIG. 2. FIG.
7 is an enlarged view illustrating a main part of the superabrasive grinding wheel in FIG. 6 and corresponds to FIG. 3;
[Explanation of symbols]
10, 60: Use limit judgment device
12: Super abrasive grinding wheel
22: Super abrasive layer
24: Use limit display section
30: AE sensor (AE signal detection device)
36: Electronic calculation control device (use limit judging means)
46, 70: Mean signal level calculation means
48, 72: Mean signal level determination means
50, 74: Frequency analysis means
52, 76: Frequency domain signal determination means

Claims (8)

超砥粒層を外周面に備え、該超砥粒層の外周面から予め設定された使用限界厚みだけ内周側に位置する部分であって周方向の一部に、研削時或いはドレッシング時において該超砥粒層とは異なるAE信号を発生させる材料から構成され、該超砥粒層がその外周側から使用限界厚みだけ消滅したときに外周面に露出させられる使用限界表示部を含む超砥粒研削砥石において、該使用限界表示部が外周研削面に現れたか否かを該超砥粒研削砥石の回転状態で判定するための使用限界判定装置であって、
前記超砥粒研削砥石の研削時或いはドレッシング時において発生するAE信号を検出するAE信号検出装置と、
該AE信号検出装置により検出されたAE信号の変化に基づいて前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周面に露出したことを判定する使用限界判定手段と
を、含むことを特徴とする超砥粒研削砥石の使用限界判定装置。
A superabrasive layer is provided on the outer peripheral surface, and is a portion located on the inner peripheral side by a preset use limit thickness from the outer peripheral surface of the superabrasive layer, and in a part of the circumferential direction during grinding or dressing A superabrasive comprising a material for generating an AE signal different from that of the superabrasive grain layer, and including a use limit display portion that is exposed to the outer peripheral surface when the superabrasive grain layer disappears from the outer peripheral side by the useable limit thickness. In the grain grinding wheel, a use limit judgment device for judging whether or not the use limit display part has appeared on the outer peripheral grinding surface in a rotating state of the superabrasive grinding wheel,
An AE signal detection device for detecting an AE signal generated during grinding or dressing of the superabrasive grinding wheel;
Use limit determination means for determining that the use limit display unit is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel based on a change in the AE signal detected by the AE signal detection device. Use limit judgment device of super abrasive grinding wheel.
前記使用限界判定手段は、
前記AE信号検出装置により検出されたAE信号の少なくとも前記使用限界表示部が前記AE信号検出装置の検出点を通過する区間における移動平均値である平均信号レベルを算出する平均信号レベル算出手段と、
該平均信号レベル算出手段により算出されたAE信号の平均信号レベルが予め設定された平均信号レベル判断基準値を下回ったことを判定する平均信号レベル判定手段と
を含み、該平均信号レベル判定手段によりAE信号の平均信号レベルが予め設定された平均信号レベル判断基準値を下回ったと判定されたことに基づいて、前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周面に露出したことを判定するものである請求項の超砥粒研削砥石の使用限界判定装置。
The use limit judging means is
Average signal level calculation means for calculating an average signal level that is a moving average value in a section in which at least the use limit display part of the AE signal detected by the AE signal detection device passes through a detection point of the AE signal detection device;
Average signal level determination means for determining that the average signal level of the AE signal calculated by the average signal level calculation means is below a preset average signal level determination reference value, and the average signal level determination means Based on the determination that the average signal level of the AE signal is below a preset average signal level determination reference value, it is determined that the use limit display unit is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel. The apparatus for determining the use limit of the superabrasive grinding wheel according to claim 1 .
前記使用限界判定手段は、
前記AE信号検出装置により検出されたAE信号の周波数解析を行う周波数解析手段と、
該周波数解析手段により周波数解析されたAE信号の周波数領域のうち、前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周の所定場所を通過する通過周期に対応する周波数領域の信号が予め設定された周波数成分判断基準値を上まわったことを判定する周波数領域信号判定手段と
を含み、該周波数領域信号判定手段により、前記AE信号の周波数領域のうち前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周の所定場所を通過する通過周期に対応する周波数領域の信号が予め設定された周波数成分判断基準値を上まわったと判定されたことに基づいて、前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周面に露出したことを判定するものである請求項の超砥粒研削砥石の使用限界判定装置。
The use limit judging means is
Frequency analysis means for performing frequency analysis of the AE signal detected by the AE signal detection device;
Of the frequency region of the AE signal frequency-analyzed by the frequency analysis means, a signal in a frequency region corresponding to a passing period in which the use limit display unit passes through a predetermined location on the outer periphery of the superabrasive grinding wheel is preset. Frequency domain signal determination means for determining that the frequency component determination reference value has been exceeded, and the frequency domain signal determination means causes the use limit display portion of the frequency domain of the AE signal to perform the superabrasive grinding. Based on the determination that the signal in the frequency region corresponding to the passage period passing through a predetermined location on the outer periphery of the grindstone exceeds a preset frequency component judgment reference value, the use limit display unit displays the superabrasive grain. use limit determination device superabrasive grinding wheel of claim 1 in which determining that exposed to the outer peripheral surface of the grinding wheel.
前記超砥粒研削砥石の使用限界表示部を構成する前記超砥粒層とは異なるAE信号を発生させる材料は、一般砥粒を含むものである請求項1乃至3のいずれかの超砥粒研削砥石の使用限界判定装置。The superabrasive grinding wheel according to any one of claims 1 to 3, wherein the material that generates an AE signal different from that of the superabrasive layer constituting the use limit display unit of the superabrasive grinding wheel includes general abrasives. Use limit judgment device. 超砥粒層を外周面に備え、該超砥粒層の外周面から予め設定された使用限界厚みだけ内周側に位置する部分であって周方向の一部に、研削時或いはドレッシング時において該超砥粒層とは異なる色相の材料から構成され、該超砥粒層がその外周側から使用限界厚みだけ消滅したときに外周面に露出させられる使用限界表示部を含む超砥粒研削砥石において、該使用限界表示部が外周研削面に現れたか否かを該超砥粒研削砥石の回転状態で判定するための使用限界判定装置であって、
前記超砥粒研削砥石の外周面からの反射光を検出する反射光検出装置と、
該反射光検出装置により検出された反射光の変化に基づいて前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周面に露出したことを判定する使用限界判定手段と
を、含むことを特徴とする超砥粒研削砥石の使用限界判定装置。
A superabrasive layer is provided on the outer peripheral surface, and is a portion located on the inner peripheral side by a preset use limit thickness from the outer peripheral surface of the superabrasive layer, and in a part of the circumferential direction during grinding or dressing A superabrasive grinding wheel composed of a material having a hue different from that of the superabrasive grain layer and including a use limit display portion exposed to the outer peripheral surface when the superabrasive grain layer disappears from the outer peripheral side by the use limit thickness. In the use limit determination device for determining whether or not the use limit display portion appeared on the outer peripheral grinding surface in the rotation state of the superabrasive grinding wheel,
A reflected light detection device for detecting reflected light from the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel;
Use limit determination means for determining that the use limit display unit is exposed on the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel based on a change in the reflected light detected by the reflected light detection device. Use limit judgment device of super abrasive grinding wheel.
前記使用限界判定手段は、
前記反射光検出装置により検出された反射光を表す信号の少なくとも前記使用限界表示部が前記反射光検出装置の検出点を通過する区間における移動平均値である平均信号レベルを算出する平均信号レベル算出手段と、
該平均信号レベル算出手段により算出された反射光を表す信号の平均信号レベルが予め設定された平均信号レベル判断基準値を上回ったこと或いは下回ったことを判定する平均信号レベル判定手段と
を含み、該平均信号レベル判定手段により反射光を表す信号の平均信号レベルが予め設定された平均信号レベル判断基準値を上回った或いは下回ったと判定されたことに基づいて、前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周面に露出したことを判定するものである請求項5の超砥粒研削砥石の使用限界判定装置。
The use limit judging means is
Average signal level calculation for calculating an average signal level which is a moving average value in a section where at least the use limit display portion of the signal representing the reflected light detected by the reflected light detection device passes the detection point of the reflected light detection device Means,
Average signal level determination means for determining whether the average signal level of the signal representing the reflected light calculated by the average signal level calculation means exceeds or falls below a preset average signal level determination reference value, and When the average signal level determining means determines that the average signal level of the signal representing the reflected light exceeds or falls below a preset average signal level determination reference value, the use limit display unit displays the superabrasive. 6. The apparatus for determining the use limit of a superabrasive grinding wheel according to claim 5, wherein it is determined that the outer periphery of the grain grinding wheel is exposed.
前記使用限界判定手段は、
前記反射光検出装置により検出された反射光を表す信号の周波数解析を行う周波数解析手段と、
該周波数解析手段により周波数解析された反射光を表す信号の周波数領域のうち、前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周の所定場所を通過する通過周期に対応する周波数領域の信号の大きさが予め設定された周波数成分判断基準値を上まわったことを判定する周波数領域信号判定手段と
を含み、該周波数領域信号判定手段により、前記反射光を表す信号の周波数領域のうち前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周の所定場所を通過する通過周期に対応する周波数領域の信号の大きさが予め設定された周波数成分判断基準値を上まわったと判定されたことに基づいて、前記使用限界表示部が前記超砥粒研削砥石の外周面に露出したことを判定するものである請求項5の超砥粒研削砥石の使用限界判定装置。
The use limit judging means is
Frequency analysis means for performing frequency analysis of a signal representing reflected light detected by the reflected light detection device;
Of the frequency region of the signal representing the reflected light frequency-analyzed by the frequency analysis means, the signal in the frequency region corresponding to the passage period in which the use limit display unit passes through a predetermined location on the outer periphery of the superabrasive grinding wheel. Frequency domain signal determination means for determining that the magnitude exceeds a preset frequency component determination reference value, and the use of the frequency domain of the signal representing the reflected light by the frequency domain signal determination means Based on the fact that the limit display unit has determined that the magnitude of the signal in the frequency region corresponding to the passage period passing through a predetermined location on the outer periphery of the superabrasive grinding wheel has exceeded a preset frequency component determination reference value. The use limit determination device for a superabrasive grinding wheel according to claim 5, wherein the use limit display unit determines that the outer peripheral surface of the superabrasive grinding wheel is exposed.
前記超砥粒研削砥石の使用限界表示部を構成する前記超砥粒層とは異なる色相の材料は、一般砥粒を含むものである請求項5乃至7のいずれかの超砥粒研削砥石の使用限界判定装置。The use limit of the superabrasive grinding wheel according to any one of claims 5 to 7, wherein the material having a hue different from that of the superabrasive layer constituting the use limit display part of the superabrasive grinding wheel includes general abrasive grains. Judgment device.
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