JP4997468B2 - 加工方法及び加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、測定手段を用いてワークの外径寸法を測定しながら加工する加工方法及び加工装置に関する。

砥石等の加工手段を用いてワークの外周を研削加工する加工装置（研削盤）による円筒研削では、１［μｍ］程度の仕上げ寸法精度を達成するために、ワークの外径寸法を測定可能な定寸装置（測定手段）を用いて、外径を測定しながら加工手段をワークに切込み、研削加工を行う。加工手段の切込み量が研削量と一致するのであれば定寸装置は不要であるが、実際には加工手段で切込むと（加工手段をワークに押しつけると）、ワークが僅かに湾曲する（たわむ）ため、切込み量と研削量とは一致しない。そのため、定寸装置を用いて研削部の外径寸法を測定しながら加工している。
例えば、定寸装置は、測定しているワークの外径が指定された径に到達すると、加工装置が備えている数値制御装置に到達信号を出力し、数値制御装置は到達信号が入力されると、加工手段の切込みを終了させる。

例えば、定寸装置は、ワークの外径を測定するための一対の接触子を有しており、この一対の接触子にてワークを挟み、ワークの外径を測定する。
従って、定寸装置の接触子とワークとの間に異物（研削屑等）が挟まると、実際のワークの径よりも大きな径と認識してしまう。この場合、目標とする径よりも小さな径のワークができあがることになる。
例えば、特許文献１に記載された従来技術では、異物の噛み込みを検出した際は、所定時間、ワークから定寸装置の接触子を離間させることで異物を除去し、その後、定寸装置の接触子を再度ワークに接触させて研削を再開する加工装置が提案されている。
特開２００２−２３９８７６号公報

特許文献１に記載された従来技術では、異物の噛み込みを検出した際、異物の量によらず、一定時間、定寸装置の接触子をワークから離間させ、その間、加工を停止しているため、加工時間が長くなる。
また、異物の噛み込みを検出した際、加工手段も接触子も一旦離間させているため、接触子を再度ワークに接触させて加工を再開すると、離間前と同じ個所に接触させたとしても、離間の前後で定寸装置の測定値に差が生じ、測定誤差が大きくなる場合がある。
また、仕上げ研削時に接触子を一旦ワークから離間し、再度接触させると、ワークに傷が付く可能性がある。また、接触子を離間させるには、離間用の構造を備える必要があるため、定寸装置が複雑化するとともに、高価になる。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、定寸装置（測定手段）の接触子をワークから離間させることなく噛み込んだ異物を除去することができる加工方法及び加工装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの加工方法である。
請求項１に記載の加工方法は、回転手段と、加工手段と、測定手段と、異常検出手段とを用いてワークを加工する加工方法であって、前記回転手段にて、前記ワークの回転軸回りに前記ワークを回転させるステップと、前記加工手段にて、回転している前記ワークの外周部を徐々に加工していくステップと、前記測定手段にて、加工している外周部に接触した状態を保持して当該外周部の外径を測定するステップと、前記異常検出手段にて、前記測定手段における前記外周部との接触部が異物を噛み込んだことを示す異常を検出するステップと、前記異常を検出した場合に、前記測定手段を前記ワークから離間することなく前記測定手段を前記ワークの外周部に接触させた状態を保持し、前記回転手段の回転速度を一時的に上昇させることで前記接触部に噛み込んだ異物を除去するステップとを有する。

また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの加工装置である。
請求項２に記載の加工装置は、支持したワークを前記ワークの回転軸回りに回転させる回転手段と、前記ワークの外周部を加工可能な加工手段と、前記ワークの回転軸に直交する方向から前記ワークに対して相対的に前記加工手段を進退移動させる切込み手段と、前記加工手段にて加工された前記ワークの外周部の外径を測定可能な測定手段と、前記ワーク回転手段と前記切込み手段を制御する制御手段と、を備えた加工装置であって、前記測定手段は、前記ワークの外周部に接触した状態を保持する検出部を有している。
そして、前記制御手段は、前記回転手段を制御して前記ワークを前記ワークの回転軸回りに回転させながら、前記切込み手段を制御して前記ワークに対して前記加工手段が相対的に徐々に切込む方向に移動させて前記ワークの外周部を徐々に加工していくとともに、前記測定手段からの検出信号に基づいて前記加工手段にて加工している外周部の外径を測定し、測定した前記外周部の外径が大きくなる方向に所定量以上変化した場合、前記検出部が異物を噛み込んだと判定し、前記切込み手段による相対的な移動を停止し、前記測定手段を前記ワークから離間することなく前記測定手段を前記ワークの外周部に接触させた状態を保持し、前記回転手段の回転速度を一時的に上昇させることによって、ワークと異物との摩擦力を大きくし、異物に対して回転速度の変化という刺激を与えて前記検出部が噛み込んだ異物を除去する。

また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの加工装置である。
請求項３に記載の加工装置は、請求項２に記載の加工装置であって、前記制御手段は、前記回転手段の回転速度を一時的に上昇させる際、前記外周部の外径の増減状態に応じて上昇させる回転速度を変更する。

また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの加工装置である。
請求項４に記載の加工装置は、請求項３に記載の加工装置であって、前記制御手段は、前記検出部が異物を噛み込んだと判定して前記切込み手段による相対的な移動を停止した後、所定時間経過毎に、または前記回転手段の所定回転毎に、前記増減状態を判定する。

請求項１に記載の加工方法を用いれば、異物の噛み込みが発生しても、測定手段をワークの外周部に接触させた状態を保持し、測定手段をワークから離間させることなく噛み込んだ異物を除去することができる。

また、請求項２に記載の加工装置によれば、検出部が異物を噛み込んだ場合であっても、測定手段をワークから離間させることなく噛み込んだ異物を適切に除去することができる。

また、請求項３に記載の加工装置によれば、検出部が異物を噛み込んだ場合であっても、増減状態（異物の増加傾向や異物の量等）に応じた回転速度で回転させることで、測定手段をワークから離間させることなく噛み込んだ異物を更に適切に除去することができる。

また、請求項４に記載の加工装置によれば、増減状態に応じて上昇させた回転手段の回転速度の効果を適切なタイミングで確認しながら異物を除去することができる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の加工装置１（研削盤）の一実施の形態における構成の例の平面図を示している。また、図２は、図１におけるＡ方向から見た加工装置１の側面図（数値制御装置４０は省略している）の例を示している。

●［加工装置１の構成（図１、図２）］
加工装置１は、ベース２と主軸テーブルＴＢ１と、砥石テーブルＴＢ２と、数値制御装置４０（制御手段に相当）とを備えている。
砥石テーブルＴＢ２には、略円柱状の砥石３０（加工手段に相当）を備えている。砥石３０は、砥石テーブルＴＢ２に載置された砥石回転駆動モータ２４により、Ｚ軸に平行な回転軸を中心に回転する。なお、Ｚ軸は、ワークＷの回転軸であるＣ軸に平行な軸であり、後述する送りネジ２３ＢがＺ軸である。
また、クーラントノズル７０は、ワークＷの被加工部と砥石３０の冷却と潤滑を行うためのクーラント（冷却油等の流体）を吐出するノズルである。クーラントは、数値制御装置４０から制御されるクーラント供給ポンプ７４によりクーラントノズル７０に供給されて吐出される。なお、クーラントの吐出量は、数値制御装置４０から制御される流量調節バルブ７２にて調節される。
また、主軸モータ２１（Ｃ軸駆動装置であり、回転手段に相当）は、ワークＷを支持してワークＷをＣ軸回りに回転させる。
また、砥石テーブルＴＢ２は、ベース２に設けられた砥石テーブル駆動モータ２２（Ｘ軸駆動装置であり、切込み手段に相当）と送りネジ２２Ｂ、及び砥石テーブルＴＢ２に設けられたナット（図示省略）により、ベース２に対してＸ軸方向に移動可能である。なお、Ｘ軸は、前記Ｃ軸に直交する方向の軸であり、送りネジ２２ＢがＸ軸である。

主軸テーブルＴＢ１は、ベース２に設けられた主軸テーブル駆動モータ２３（Ｚ軸駆動装置に相当）と送りネジ２３Ｂ、及び主軸テーブルＴＢ１に設けられたナット（図示省略）により、ベース２に対してＺ軸方向に移動可能である。
主軸テーブルＴＢ１の上には、心押し台２１Ｔが固定され、主軸台２１Ｄが、種々の長さのワークに対応可能とするように、心押し台２１Ｔに近接または離間可能となるように、心押し台２１Ｔに対向する位置に載置されている。主軸台２１Ｄ及び心押し台２１Ｔには、それぞれ支持部２１Ｃ、２１Ｓ（チャック等）が設けられており、これら支持部２１Ｃ、２１Ｓの間にワークＷが保持（支持）される。この支持部２１Ｃ、２１Ｓを結ぶ軸がＣ軸である。
なお、ワークＷの被加工部の外径を測定可能な定寸装置６０（測定手段に相当）についての説明は後述する。

ワークＷは、主軸台２１Ｄに設けられた主軸モータ２１により、支持部２１Ｃ、２１Ｓを結ぶＣ軸を中心として回転する。
また、砥石テーブル駆動モータ２２には砥石テーブルＴＢ２のＸ軸方向の位置を検出する位置検出器２２Ｅが設けられており、主軸テーブル駆動モータ２３には主軸テーブルＴＢ１のＺ軸方向の位置を検出する位置検出器２３Ｅが設けられており、主軸モータ２１には、ワークＷの回転角度または回転速度を検出する位置検出器２１Ｅが設けられている。これらの位置検出器としては種々のものを用いることができるが、本実施の形態ではエンコーダを用いている。

数値制御装置４０は、ＣＰＵ４１と、記憶装置４２と、入出力装置４３（キーボード、モニタ等）とインターフェース４４と、ドライブユニット５１〜５５等にて構成されている。そして、数値制御装置４０は、記憶装置４２に記憶された加工データ及び加工プログラム等に基づいて、主軸モータ２１、砥石テーブル駆動モータ２２、主軸テーブル駆動モータ２３、砥石回転駆動モータ２４を制御する。
ＣＰＵ４１は、入出力装置４３から入力されるデータと、記憶装置４２に記憶されているプログラムやデータと、インターフェース４４を介して入力される外部入力信号に基づいて出力指令値を計算し、インターフェース４４を介して出力指令値を出力する。
外部入力信号としては、ワークＷの回転角度（あるいは回転速度）を検出する位置検出器２１Ｅからの信号、砥石テーブルＴＢ２のＸ軸方向の位置を検出する位置検出器２２Ｅからの信号、主軸テーブルＴＢ１のＺ軸方向の位置を検出する位置検出器２３Ｅからの信号、ワークＷの外径を測定する定寸装置６０からの検出信号等が用いられる。

出力指令値は、ワークＷを加工（研削）するための、ワークＷの回転角度（または回転速度）、砥石テーブルＴＢ２のＸ軸方向の位置、主軸テーブルＴＢ１のＺ軸方向の位置、砥石回転駆動モータ２４の回転数を制御する制御量であり、インターフェース４４を介してドライブユニット５１〜５５に出力される。
ドライブユニット５１は主軸モータ２１を制御し、Ｃ軸を回転中心としたワークＷの回転速度を制御する。ドライブユニット５２は砥石テーブル駆動モータ２２を制御し、砥石テーブルＴＢ２のＸ軸方向の位置を制御する。ドライブユニット５３は主軸テーブル駆動モータ２３を制御し、主軸テーブルＴＢ１のＺ軸方向の位置を制御する。また、ドライブユニット５４は砥石回転駆動モータ２４を制御し、砥石３０の回転速度を制御する。また、ドライブユニット５５は定寸装置６０のＸ軸方向の位置や一対の揺動アーム６１ａ、６１ｂの開閉等を制御する。

ドライブユニット５１、５２、５３は、位置検出器２１Ｅ、２２Ｅ、２３Ｅからの検出信号を取り込み、取り込んだ位置検出器からの検出信号と、ＣＰＵ４１からの出力指令値との差を補正するようにフィードバック制御を行い、主軸モータ２１、砥石テーブル駆動モータ２２、主軸テーブル駆動モータ２３、を各々制御する。
なお、図１の例では、砥石回転駆動モータ２４には検出器を設けていないが、砥石回転駆動モータ２４にも速度検出器等を設け、砥石回転駆動モータ２４の回転速度をフィードバック制御することも可能である。

●［定寸装置６０の構成（図２、図３）］
次に、図２（加工装置１の側面図）と図３（図２における定寸装置６０の一部の拡大図（一部断面図））を用いて、定寸装置６０の構成について説明する。
定寸装置６０（測定手段に相当）は、ワークＷを挟んで砥石３０と対向する位置のベース２上に設けられ、ワークＷの外径を測定可能である。定寸装置６０は、Ｃ軸回りに回転する被加工部の外径の寸法をリアルタイムに検出して検出信号を出力する。そして数値制御装置４０は、増幅器５６（図１を参照）を介して定寸装置６０からの検出信号を取り込み、被加工部の外径がどれだけであるか、リアルタイムに連続的に認識することができる。

定寸装置６０は、駆動装置６９と定寸装置本体６６等にて構成され、駆動装置６９は、パイロットバー６８を介して定寸装置本体６６をＸ軸方向に進退移動させることが可能である。
定寸装置本体６６には、先端にワークＷの被加工部の外周部の上下２個所に接触する接触子である一対のフィーラ６２ａ、６２ｂ（検出部に相当）を設けた一対の揺動アーム６１ａ、６１ｂが、ピン６３ａ、６３ｂを支点として揺動可能に設けられている。また、揺動アーム６１ａ、６１ｂは、スプリング６５ａ、６５ｂの弾性力により、互いに閉止する方向（フィーラ６２ａ、６２ｂの間隔が狭くなる方向）に付勢されている。
また、揺動アーム６１ａ、６１ｂの後端（フィーラ６２ａ、６２ｂと反対側の端部）には、変位検出器を構成する差動トランスの鉄心６７ａ、６７ｂが連結されており、鉄心６７ａ、６７ｂは定寸装置本体６６の内部に設けられたコイル６８ａ、６８ｂ内で摺動可能に嵌挿されている。これにより、一対のフィーラ６２ａ、６２ｂの相対変位量は、一対の揺動アーム６１ａ、６１ｂの揺動変位量となり、鉄心６７ａ、６７ｂがコイル６８ａ、６８ｂ内で変位し、変位量に応じた検出信号がコイル６８ａ、６８ｂから出力される。
なお、リトラクト装置６４ａ、６４ｂは、スプリング６５ａ、６５ｂの弾性力に抗して、揺動アーム６１ａ、６１ｂ（フィーラ６２ａ、６２ｂ）を開放する方向に駆動可能である。また、リトラクト装置６４ａ、６４ｂは、一対の揺動アーム６１ａ、６１ｂをワークＷから離間するのみでなく、スプリング６５ａ、６５ｂの弾性力に抗する力を調節可能であり、一対の揺動アーム６１ａ、６１ｂをワークＷの方向に押圧する押圧力を調節することが可能である。数値制御装置４０は、ドライブユニット５５（図１を参照）を介してリトラクト装置６４ａ、６４ｂに制御信号を出力し、一対の揺動アーム６１ａ、６１ｂの押圧力を調節可能である。

ワークＷの被加工部の外径の測定を行わない場合、定寸装置６０は後退端（ワークＷから最も離れる位置）に保持され、一対の揺動アーム６１ａ、６１ｂはリトラクト装置６４ａ、６４ｂにより開放状態に保持されている。
ワークＷの被加工部の外径の測定を行う場合、例えば、ワークＷの粗研削中に定寸装置６０の前進が数値制御装置４０からドライブユニット５５（図１を参照）を介して指令され、駆動装置６９が定寸装置本体６６をＸ軸方向に沿ってワークＷに近接する方向に移動させる。そして、一対のフィーラ６２ａ、６２ｂがワークＷの外径を測定可能な位置に到達すると、定寸装置本体６６の移動が停止される。そして、数値制御装置４０からドライブユニット５５（図１を参照）を介してリトラクト装置６４ａ、６４ｂに解除指令を出力すると、一対のフィーラ６２ａ、６２ｂはワークＷの外周部の上下２個所に接触する。

加工装置１は、一対のフィーラ６２ａ、６２ｂをワークＷの外周部に接触した状態を保持しながら、砥石３０をワークＷに対して切込む方向に移動させて研削することが可能である。従って、ワークＷの被加工部を砥石３０で研削しながら、研削している被加工部の外径を定寸装置６０にて測定可能である。
しかし、被加工部を砥石３０で研削しながら外径を測定しているため、フィーラ６２ａ、６２ｂとワークＷとの間に、ワークＷや砥石３０の屑等の異物が噛み込まれる場合がある。この場合、定寸装置６０はワークＷの正しい外径よりも大きな寸法を示す検出信号を出力してしまい、出来上がったワークＷの外径が許容範囲よりも小さくなることがある。
以下にて、この噛み込んだ異物を除去する処理手順について説明する。

●［噛み込んだ異物を除去する処理手順（図４、図５）］
次に、図４に示すフローチャートを用いて、噛み込んだ異物の除去方法の手順について説明する。
なお、図５（Ａ）に示すグラフは、粗研削（区間Ｎ）、精研削（区間Ｓ）、仕上げ研削（区間ＳＳ）の工程における研削中の砥石３０のＸ軸方向の位置、定寸装置６０にて測定されたワークＷの外径の測定値（このグラフでは、直径でなく、半径を示す）、Ｃ軸駆動装置の回転速度、と時間の関係を示すグラフであり、図５（Ａ）中の（α）部にて異物の噛み込みが発生し、（β）部にて異物が除去された様子を示している。なお、図５（Ａ）に示す例では、粗研削（区間Ｎ）、精研削（区間Ｓ）、仕上げ研削（区間ＳＳ）に応じてＣ軸駆動装置の回転速度を段階的に低下させる例を示している。
また、図５（Ｂ）は、（α）部及び（β）部近傍の拡大図の例を示している。
例えば、図４に示すフローチャートに示す処理は、所定時間毎（１０ｍｓ毎等）に数値制御装置４０にて実行される。
なお、前述したように、砥石３０をワークＷに押し付けて研削すると、ワークＷが僅かに反対方向に湾曲するため、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すグラフでは、砥石３０のＸ軸方向の位置に対して、ワークＷの外径の測定値のほうが大きい値を示している。

ステップＳ１０では、数値制御装置４０は、砥石テーブル駆動モータ２２に制御指令を出力し、ワークＷに対して砥石３０が徐々に切込むように、砥石３０を移動させ、ステップＳ１２に進む。
なお、主軸モータ２１、砥石回転駆動モータ２４、リトラクト装置６４ａ及び６４ｂ、クーラント供給ポンプ７４、流量調節バルブ７２は、既に数値制御装置４０からの制御指令にて、所定の動作状態に達している（図４に示すフローチャートでは省略している）。
ステップＳ１２では、数値制御装置４０は、定寸装置６０からの検出信号に基づいて研削している被加工部の外径の測定値を求めて記憶し、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６では、ステップＳ１２にて求めた測定値を用いて、ワークＷの測定値の最小値の更新処理を行う。当該最小値は、研削処理の開始時に初期化されており、ステップＳ１２にて求めた測定値が、現在記憶している最小値よりも小さい場合、ステップＳ１２にて求めた測定値を最小値として記憶し、ステップＳ２０に進む。
ステップＳ２０では、ステップＳ１２にて求めた今回の測定値と、記憶されている最小値との差分が閾値Ｒｔｈ（図５（Ａ）及び（Ｂ）を参照）以上であるか否かを判定する。閾値Ｒｔｈ以上である場合（Ｙｅｓ、図５（Ｂ）中の時間［Ｔ＋２］の（α）参照）は、異物の噛み込みが発生したと判定してステップＳ２２に進む（この場合、外径が大きくなる方向に所定量以上変化したと判定）。なお、閾値Ｒｔｈ未満である場合（Ｎｏ）は、異物の噛み込みは発生していないと判定して処理を終了する。

ステップＳ２２では、ワークＷに対して切込む側に移動させていた砥石３０の移動を停止し、現在の位置に砥石３０を保持し、ステップＳ２４に進む。
ここで砥石３０をワークＷから離間する方向に移動させると、砥石３０でワークＷを押し付ける負荷が変化することで、測定している外径の測定値が変化する可能性があるため、好ましくない。
前述したように、砥石３０をワークＷに押し付けてワークＷの外周部を研削すると、ワークＷが僅かに反対方向に湾曲するため、砥石３０を移動させた寸法と実際に研削された寸法とは完全には一致しない。そこで、目標とする研削寸法を正確に把握するために定寸装置６０を用いてワークＷの外径を測定している。
ステップＳ２４では、所定時間（例えば、１０ｍｓ等）または所定回転（例えば、ワークＷを１回転等）の間、その状態で待機した後、ステップＳ２６に進む。後述するステップＳ３６ＢまたはステップＳ３６Ｃ等にてＣ軸駆動手段の回転速度を上昇させた場合、噛み込んだ異物は、この待機時間の間に除去あるいは減少されることになる。この待機時間が適切なタイミングとなるように、所定時間または所定回転が設定される。
ステップＳ２６では、定寸装置６０からの検出信号に基づいて被加工部の外径の測定値を求め、ステップＳ３０に進む。
ステップＳ３０では、ステップＳ２６にて求めた測定値が、記憶されている最小値未満であるか否かを判定する。最小値未満である（Ｙｅｓ、図５（Ｂ）中の時間［Ｔ＋９］の（β）参照）場合、噛み込んだ異物が全て除去されたと判断して、ステップＳ４０に進む。最小値未満でない（Ｎｏ）場合、噛み込んだ異物がまだ残っていると判断して、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２では、今回の測定値（ステップＳ２６による測定値）と、前回の測定値（ステップＳ２４による待機前の測定値）との差分の絶対値が所定値Ｒｗ以下であるか否かを判定する。所定値Ｒｗ以下である（Ｙｅｓ）場合、噛み込んだ異物の増減量が小さいと判断し、ステップＳ３６Ｂに進む。所定値Ｒｗより大きい（Ｎｏ）場合、ステップＳ３４に進む。なお、前回の測定値とは、ステップＳ２４〜Ｓ３６Ａ（またはＳ３６Ｂ、Ｓ３６Ｃ）のループ１週目の場合はステップＳ１２にて求めた測定値であり、当該ループ２週目以降の場合は前回のループのステップＳ２６にて求めた測定値である。
ステップＳ３４に進んだ場合、今回の測定値が前回の測定値より大きいか否かを判定する。大きい（Ｙｅｓ）場合はステップＳ３６Ｃに進み、そうでない（Ｎｏ）場合はステップＳ３６Ａに進む。

ステップＳ３６Ａに進んだ場合は、今回の測定値が前回の測定値に対して減少傾向を示している場合である（異物が除去されつつある）ため、例えば、Ｃ軸回転速度を本来の研削で用いる回転速度に相当する設定１の回転速度とし、ステップＳ２４に戻る。
ステップＳ３６Ｂに進んだ場合は、今回の測定値が前回の測定値に対して増加傾向も減少傾向も示していない（±所定値Ｒｗの範囲内）場合である（異物が除去されずに残留している）ため、例えば、Ｃ軸回転速度を本来の研削で用いる回転速度の１３０％に相当する設定２の回転速度となるようにして、Ｃ軸の回転速度を上昇させ、ステップＳ２４に戻る。
ステップＳ３６Ｃに進んだ場合は、今回の測定値が前回の測定値に対して増加傾向を示している場合である（異物の堆積が増加している）ため、例えば、Ｃ軸回転速度を本来の研削で用いる回転速度の１５０％に相当する設定３の回転速度（設定２よりも更に高い回転速度）となるようにして、Ｃ軸の回転速度を上昇させ、ステップＳ２４に戻る。
上記のように、噛み込んだ異物の増減状態に応じてＣ軸の回転速度を上昇させる。
また、ステップＳ４０に進んだ場合は、異物が全て除去されたことにより、今回の測定値が、記憶している最小値以下となった場合であるため、Ｃ軸の回転速度を本来の研削で用いる回転速度となるように復帰させ、ステップＳ４２に進む。
そして、ステップＳ４２では、ステップＳ２２にて停止させた砥石３０の切込み方向への移動を再開させる。
このように、異物を噛み込んだ異常を検出した場合、Ｃ軸の回転速度を一時的に上昇させることで、接触子であるフィーラ６２ａ、６２ｂをワークＷから離間することなく、噛み込んだ異物を除去することができる。

以上の説明では、粗研削（区間Ｎ）、精研削（区間Ｓ）、仕上げ研削（区間ＳＳ）にて本来の研削で用いるＣ軸の回転速度をそれぞれ、回転速度Ａ、回転速度Ｂ、回転速度Ｃ（回転速度Ａ＞回転速度Ｂ＞回転速度Ｃ）として、粗研削の場合におけるステップＳ３６Ｃの設定３では回転速度Ａ＊１．５（１５０％）に設定し、精研削の場合におけるステップＳ３６Ｃの設定３では回転速度Ｂ＊１．５（１５０％）に設定し、仕上げ研削の場合におけるステップＳ３６Ｃの設定３では回転速度Ｃ＊１．５（１５０％）とする例を説明した。
他の実施例として、例えば、粗研削（区間Ｎ）、精研削（区間Ｓ）、仕上げ研削（区間ＳＳ）のそれぞれにて、本来の研削で用いるＣ軸の回転速度をそれぞれ、回転速度Ａ、回転速度Ｂ、回転速度Ｃ（回転速度Ａ＞回転速度Ｂ＞回転速度Ｃ）として、粗研削の場合におけるステップＳ３６Ｃの設定３では回転速度Ａ＊１．５（１５０％）に設定し、精研削の場合におけるステップＳ３６Ｃの設定３では回転速度Ａ＊１．５（１５０％）に設定し、仕上げ研削の場合におけるステップＳ３６Ｃの設定３では回転速度Ａ＊１．５（１５０％）に設定するようにしてもよい。
また、更に他の実施例として、例えば、粗研削（区間Ｎ）、精研削（区間Ｓ）、仕上げ研削（区間ＳＳ）にて本来の研削で用いるＣ軸の回転速度を一定（回転速度Ａ）として、粗研削（区間Ｎ）、精研削（区間Ｓ）、仕上げ研削（区間ＳＳ）のどの区間であっても、ステップＳ３６Ｃの設定３では回転速度Ａ＊１．５（１５０％）に設定するようにしてもよい。
以上では、ステップＳ３６Ｃの設定３について説明したが、ステップＳ３６Ｂの設定２も同様であり、一時的に上昇させる回転速度（ステップＳ３６Ｂ、ステップＳ３６Ｃにおける設定２、設定３による回転速度）は、種々の値に設定することができる。

以上の説明では、略円柱状の砥石３０（回転砥石）を加工手段とし、ワークＷの形状が略円筒状または円柱状の例にて説明したが、加工手段、ワークＷは、これらに限定されるものではなく、種々の加工手段及びワークに適用できる。また、ワークＷの形状は、Ｃ軸に直交する被加工部の断面形状が円であれば、どのような形状のワークであってもよい。
また、以上の説明では、図１の例に示した加工装置１により、ワークに対して砥石３０をＸ軸方向に移動させたが、砥石３０に対してワークをＸ軸方向に移動させる構成にすることもできる。従って、Ｘ軸駆動装置は、ワークに対して砥石３０を相対的にＸ軸方向に移動させることができるものである。
同様に、Ｚ軸方向については、砥石３０に対してワークをＺ軸方向に移動させたが、ワークに対して砥石３０をＺ軸方向に移動させる構成にすることもできる。従って、Ｚ軸駆動装置は、ワークに対して砥石３０を相対的にＺ軸方向に移動させることができるものである。
また、定寸装置６０は、スプリング６５ａ、６５ｂの弾性力に抗してフィーラ６２ａ、６２ｂを開放する方向に駆動するリトラクト装置６４ａ、６４ｂを省略してもよい。リトラクト装置６４ａ、６４ｂを省略した場合、定寸装置６０をワークＷの方向に押し込んでいくと、フィーラ６２ａ、６２ｂはワークＷの外周部に沿って押し開かれる。

以上、本実施の形態にて説明した加工装置及び加工方法では、異物を噛み込み時の異常の状態（異物の量等）をリアルタイムに判断しているので、異物が除去されたか否かを容易に判断することができる。
また、異常の状態（異物の量等）に応じて回転速度を変更することで、適切に異物を除去することができる。
また、ワークＷに接触させるフィーラ６２ａ、６２ｂをワークＷから離間させることなく異物を除去することで、誤差の発生を抑制し、繰り返し精度が良くなる。
また、異常の状態（異物の量等）をリアルタイムに判断しているので、異物が除去された場合に迅速に加工の再開に移ることが可能であり、ムダ時間がない。

本発明の加工装置１は、本実施の形態で説明した外観、構成、処理等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。
また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。
また、本実施の形態の説明では、加工装置１の例として研削盤を用いて説明したが、研削盤に限定されるものではなく、例えば旋盤に適用することも可能である。

数値制御装置４０、及び加工装置１の一実施の形態を説明する図である。 図１におけるＡ方向から見た加工装置１の側面図（数値制御装置４０は省略）の例を示す図である。 定寸装置６０の構造の例を説明する図である。 噛み込んだ異物を除去する処理手順の例を説明するフローチャートである。 研削中の砥石３０のＸ軸方向の位置、定寸装置６０にて測定されたワークＷの外径の測定値（このグラフでは半径）、Ｃ軸駆動装置の回転速度、と時間の関係を示すグラフである。

１ 加工装置
２ ベース
Ｗ ワーク
２１ 主軸モータ（回転手段）
２２ 砥石テーブル駆動モータ（切込み手段）
２３ 主軸テーブル駆動モータ
２４ 砥石回転駆動モータ
２１Ｅ、２２Ｅ、２３Ｅ 位置検出器
ＴＢ１ 主軸テーブル
ＴＢ２ 砥石テーブル
２２Ｂ、２３Ｂ 送りネジ
３０ 砥石（加工手段）
４０ 数値制御装置（制御手段）
４１ ＣＰＵ
４２ 記憶装置
４３ 入出力装置
４４ インターフェース
５１〜５５ ドライブユニット
６０ 定寸装置（測定手段）
６１ａ、６１ｂ 揺動アーム
６２ａ、６２ｂ フィーラ（検出部）
６４ａ、６４ｂ リトラクト装置
６５ａ、６５ｂ スプリング
７０ クーラントノズル
７２ 流量調節バルブ
７４ クーラント供給ポンプ

Claims (4)

1. 回転手段と、加工手段と、測定手段と、異常検出手段とを用いてワークを加工する加工方法であって、
   前記回転手段にて、前記ワークの回転軸回りに前記ワークを回転させるステップと、
   前記加工手段にて、回転している前記ワークの外周部を徐々に加工していくステップと、
   前記測定手段にて、加工している外周部に接触した状態を保持して当該外周部の外径を測定するステップと、
   前記異常検出手段にて、前記測定手段における前記外周部との接触部が異物を噛み込んだことを示す異常を検出するステップと、
   前記異常を検出した場合に、前記測定手段を前記ワークから離間することなく前記測定手段を前記ワークの外周部に接触させた状態を保持し、前記回転手段の回転速度を一時的に上昇させることで前記接触部に噛み込んだ異物を除去するステップとを有する、
   ことを特徴とする加工方法。
2. 支持したワークを前記ワークの回転軸回りに回転させる回転手段と、
   前記ワークの外周部を加工可能な加工手段と、
   前記ワークの回転軸に直交する方向から前記ワークに対して相対的に前記加工手段を進退移動させる切込み手段と、
   前記加工手段にて加工された前記ワークの外周部の外径を測定可能な測定手段と、
   前記ワーク回転手段と前記切込み手段を制御する制御手段と、
   を備えた加工装置であって、
   前記測定手段は、前記ワークの外周部に接触した状態を保持する検出部を有しており、
   前記制御手段は、
   前記回転手段を制御して前記ワークを前記ワークの回転軸回りに回転させながら、
   前記切込み手段を制御して前記ワークに対して前記加工手段が相対的に徐々に切込む方向に移動させて前記ワークの外周部を徐々に加工していくとともに、前記測定手段からの検出信号に基づいて前記加工手段にて加工している外周部の外径を測定し、
   測定した前記外周部の外径が大きくなる方向に所定量以上変化した場合、前記検出部が異物を噛み込んだと判定し、前記切込み手段による相対的な移動を停止し、前記測定手段を前記ワークから離間することなく前記測定手段を前記ワークの外周部に接触させた状態を保持し、前記回転手段の回転速度を一時的に上昇させて前記検出部が噛み込んだ異物を除去する、
   ことを特徴とする加工装置。
3. 請求項２に記載の加工装置であって、
   前記制御手段は、
   前記回転手段の回転速度を一時的に上昇させる際、前記外周部の外径の増減状態に応じて上昇させる回転速度を変更する、
   ことを特徴とする加工装置。
4. 請求項３に記載の加工装置であって、
   前記制御手段は、
   前記検出部が異物を噛み込んだと判定して前記切込み手段による相対的な移動を停止した後、所定時間経過毎に、または前記回転手段の所定回転毎に、前記増減状態を判定する、
   ことを特徴とする加工装置。

Images