JP5423313B2 - 研削盤および研削方法 - Google Patents

Description

本発明は、特に、直接定寸段と間接定寸段における研削を行う研削盤および研削方法に関するものである。

円筒状ワークの外周または内周を研削する際に、定寸装置を用いて高精度に研削することが行われている。例えば、クランクシャフトのジャーナル部などのように、軸方向に離散した位置に同種形状の部位が複数存在するものがある。このような離散した複数の同種形状部位を研削する場合、全ての部位について定寸装置により測定しながら研削を行うことで高精度な研削を行うことができる。しかし、定寸装置を移動させる機構を必要としたり、定寸装置を移動させることに伴って測定精度が低下したりするという問題がある。

そこで、研削部位の一部のみにて定寸装置による研削径の測定を行いながら研削する直接定寸段の研削と、残りの部位にて定寸装置による研削径の測定を行わずに直接定寸段の研削における情報を用いて研削する間接定寸段の研削を行うようにしている。

この間接定寸段の研削において、砥石車の位置を、直接定寸段の研削における砥石車の位置と同一位置となるように制御していた。しかし、直接定寸段におけるワークの剛性と間接定寸段におけるワークの剛性は異なる。そのため、直接定寸段のワークの撓み量と間接定寸段のワークの撓み量が異なっていた。この撓み量の差分の影響により、間接定寸段の加工精度が直接定寸段の加工精度に比べて悪くなっていた。このことを解決するために、従来は、撓み量の差分がゼロとなるように、熟練者による経験と勘によって研削条件を変更していた。

なお、特開２０００−３３５４７号公報（特許文献１）には、間接定寸段のスパークアウトの際に、直接定寸段のスパークアウトの際の情報を用いて行うことが記載されている。

特開２０００−３３５４７号公報

しかし、加工精度が熟練者の経験と勘によるものであるため、撓み量の差分がゼロにならない場合も生じていた。つまり、熟練者であっても、加工精度にばらつきを生じてしまうことがあった。さらに、非熟練者の場合には、熟練者の場合以上に、加工精度にばらつきを生じるおそれがあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、間接定寸段の研削において、熟練者の経験や勘に頼らずに、さらに、熟練者の経験や勘による場合に比べてより安定した加工精度を得ることができる研削盤および研削方法を提供することを目的とする。

（研削盤に係る発明）
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、
円筒状ワークと砥石車とを軸直交方向に相対移動させることにより前記円筒状ワークの外周または内周を研削する研削盤であって、定寸装置による前記円筒状ワークの研削径の測定を行いながら研削する直接定寸段の研削と、前記定寸装置による前記研削径の測定を行わずに前記直接定寸段の研削における情報を用いて研削する間接定寸段の研削とを行う研削盤において、
前記直接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_dir)を算出する直接定寸段撓み量算出手段と、
前記間接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_indir)を算出する間接定寸段撓み量算出手段と、
前記直接定寸段の研削における前記撓み量の合計値X_total(t_dir)と前記間接定寸段の研削における前記撓み量の合計値X_total(t_indir)とに基づいて、前記間接定寸段の研削において前記砥石車の前記円筒状ワークに対する位置を制御する制御手段と、
を備えることである。

請求項２に係る発明は、
円筒状ワークと砥石車とを軸直交方向に相対移動させることにより前記円筒状ワークの外周または内周を研削する研削盤であって、定寸装置による前記円筒状ワークの研削径の測定を行いながら研削する直接定寸段の研削と、前記定寸装置による前記研削径の測定を行わずに前記直接定寸段の研削における情報を用いて研削する間接定寸段の研削とを行う研削盤において、
前記直接定寸段の研削および前記間接定寸段の研削における前記砥石車の前記円筒状ワークに対する送り速度を一定の送り速度Fとする一定速度研削の場合に、
前記直接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_dir)を算出する直接定寸段撓み量算出手段と、
前記間接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_indir)を算出する間接定寸段撓み量算出手段と、
前記間接定寸段の研削における現在t_indirの前記撓み量の合計値X_total(t_indir)から、前記直接定寸段の研削の終了時点t0_dirにおける前記撓み量の合計値X_total(t0_dir)を差し引いた撓み量差分ΔXを算出する撓み量差分算出手段と、
前記直接定寸段の研削の終了時点t0_dirにおける前記砥石車の前記円筒状ワークに対する位置X_ref(t0_dir)に、算出された前記撓み量差分ΔXを加算することにより、前記間接定寸段の研削の終了時点t0_indirにおける前記砥石車の前記円筒状ワークに対する目標位置X_ref(t0_indir)を算出する間接定寸段終了目標位置算出手段と、
前記間接定寸段終了目標位置算出手段により算出された前記目標位置X_ref(t0_indir)にて前記間接定寸段の研削を終了するように、前記砥石車の前記円筒状ワークに対する位置X_ref(t_indir)を制御する制御手段と、
を備えることである。

請求項３に係る発明は、
前記研削盤は、
前記砥石車が前記円筒状ワークを押圧することにより前記円筒状ワークに生じる研削抵抗F(t)を検出する研削抵抗検出手段と、
前記直接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の支持系の合成バネ定数km(dir)を算出する直接定寸段バネ定数算出手段と、
前記間接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の支持系の合成バネ定数km(indir)を算出する間接定寸段バネ定数算出手段と、
を備え、
前記直接定寸段撓み量算出手段は、前記直接定寸段の前記合成バネ定数km(dir)と、前記直接定寸段の研削の終了時点t0_dirにおける前記研削抵抗F(t)と、によりフックの法則に従って、前記直接定寸段の研削の終了時点t0_dirにおける前記撓み量の合計値X_total(t_dir)を算出し、
前記間接定寸段撓み量算出手段は、前記間接定寸段の前記合成バネ定数km(indir)と、前記間接定寸段の研削における現在tの前記研削抵抗F(t)とによりフックの法則に従って、前記間接定寸段の現在tの前記撓み量の合計値X_total(t_indir)を算出することである。

請求項４に係る発明は、
前記間接定寸段バネ定数算出手段は、前記直接定寸段の合成バネ定数km(dir)と、前記直接定寸段の研削の終了時点t0_dirにおける前記研削抵抗F(t0_dir)と、前記間接定寸段の研削における現在t _indirの前記研削抵抗F(t_indir)とに基づいて、前記間接定寸段の研削を行っている最中に前記間接定寸段の合成バネ定数km(indir)を算出することである。

請求項５に係る発明は、
前記間接定寸段バネ定数算出手段は、前記間接定寸段の研削のうち前記研削抵抗F(t _indir)が一定とならない非定常状態における前記研削抵抗F(t _indir)に基づいて、前記間接定寸段の合成バネ定数km(indir)を算出することである。

請求項６に係る発明は、
前記直接定寸段バネ定数算出手段は、前記定寸装置により測定された前記円筒状ワークの研削径D_f(t_dir)と、前記直接定寸段の研削における現在t_dirの前記研削抵抗F(t _dir)とに基づいて、直接定寸段の研削を行っている最中に前記直接定寸段の合成バネ定数km(dir)を算出することである。

請求項７に係る発明は、
前記直接定寸段バネ定数算出手段は、前記直接定寸段の研削のうち前記研削抵抗F(t _dir)が一定とならない非定常状態における前記研削抵抗F(t _dir)に基づいて、前記直接定寸段の合成バネ定数km(dir)を算出することである。

請求項８に係る発明は、
前記研削盤は、
前記間接定寸段の研削の終了時点t0_indirにおける前記円筒状ワークの研削径D_f(t0_indir)から、前記直接定寸段の研削の終了時点t0_indirにおける前記円筒状ワークの研削径D_f(t0_dir)を差し引いた研削径差分ΔDを算出する研削径差分算出手段を備え、
前記間接定寸段終了目標位置算出手段は、前記位置X_ref(t_dir)に、前記撓み量差分ΔXおよび前記研削径差分ΔDを加算することにより、前記目標位置X_ref(t0_indir)を算出することである。

請求項９に係る発明は、
前記一定速度研削を終了してから、前記砥石車を前記円筒状ワークから引き離す方向へ相対移動させて前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_indir)を減少させながら行う後退研削へ切り替える際に、前記間接定寸段終了目標位置算出手段にて算出した前記目標位置X_ref(t0_indir)を適用することである。

請求項１０に係る発明は、
前記送り速度を所定送り速度F1とする第一一定速度研削から、前記送り速度を異なる送り速度F2とする第二一定速度研削へ切り替える際に、前記間接定寸段終了目標位置算出手段にて算出した前記目標位置X_ref(t0_indir)を適用することである。

請求項１１に係る発明は、
前記砥石車が前記円筒状ワークを押圧することにより前記円筒状ワークに生じる前記軸直交方向の研削抵抗F(t)を検出する研削抵抗検出手段と、
前記直接定寸段の研削の前記後退研削において、前記研削抵抗F(t)が直接目標研削抵抗Fe1まで減少したときに終了するように制御する直接制御手段と、
前記間接定寸段の研削の前記後退研削において、前記撓み量の合計値X_total(t_indir)が前記直接定寸段の研削の終了時点における前記撓み量の合計値X_total(t_dir)が一致するときの間接目標研削抵抗Fe2を算出する目標研削抵抗算出手段と、
前記間接定寸段の研削の前記後退研削において、前記研削抵抗F(t)が前記間接目標研削抵抗Fe2まで減少したときに終了するように制御する間接制御手段と、
を備えることである。

請求項１２に係る発明は、
前記後退研削の後に、前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させながら、前記円筒状ワークに生じる前記軸直交方向の研削抵抗F(t)が一定となるような研削抵抗一定前進研削を行う場合に、
前記直接定寸段の研削において、研削開始から前記定寸装置による前記研削径が目標径に到達するまで総切込量Dep_dirを記憶する総切込量記憶手段と、
前記直接定寸段の研削における前記撓み量の合計値X_total(t_dir)と前記間接定寸段の研削における前記撓み量の合計値X_total(t_indir)とが同一となるように、前記間接定寸段の研削における目標研削抵抗F(t_indir)を算出する間接定寸段目標研削抵抗算出手段と、
前記間接定寸段の研削において、前記目標研削抵抗F(t_indir)を保持しつつ、研削開始からの前記砥石車の前記円筒状ワークに対する総移動量が前記総切込量Dep_dirに一致するまで行う制御手段と、
を備えることである。

請求項１３に係る発明は、
前記間接定寸段目標研削抵抗算出手段は、前記直接定寸段の研削抵抗一定前進研削における研削抵抗F(t1_dir)と、前記直接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の支持系の合成バネ定数km(dir)と、前記間接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の支持系の合成バネ定数km(indir)とに基づいて、前記目標研削抵抗F(t1_indir)を算出することである。

請求項１４に係る発明は、
円筒状ワークと砥石車とを軸直交方向に相対移動させることにより前記円筒状ワークの外周または内周を研削する研削盤であって、定寸装置による前記円筒状ワークの研削径の測定を行いながら研削する直接定寸段の研削と、前記定寸装置による前記研削径の測定を行わずに前記直接定寸段の研削における情報を用いて研削する間接定寸段の研削とを行う研削盤において、
前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させて前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_dir)を増加させる第一前進研削の後であって、前記砥石車を前記円筒状ワークから引き離す方向へ相対移動させて前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_indir)を減少させながら行う後退研削の場合に、
前記砥石車が前記円筒状ワークを押圧することにより前記円筒状ワークに生じる前記軸直交方向の研削抵抗F(t)を検出する研削抵抗検出手段と、
前記直接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_dir)を算出する直接定寸段撓み量算出手段と、
前記間接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_indir)を算出する間接定寸段撓み量算出手段と、
前記直接定寸段の研削において、前記研削抵抗F(t)が直接目標研削抵抗Fe1まで減少したときに終了するように制御する直接制御手段と、
前記間接定寸段の研削において、前記撓み量の合計値X_total(t_indir)が前記直接定寸段の研削の終了時点における前記撓み量の合計値X_total(t_dir)が一致するときの間接目標研削抵抗Fe2を算出する目標研削抵抗算出手段と、
前記間接定寸段の研削において、前記研削抵抗F(t)が前記間接目標研削抵抗Fe2まで減少したときに終了するように制御する間接制御手段と、
を備えることである。

請求項１５に係る発明は、
円筒状ワークと砥石車とを軸直交方向に相対移動させることにより前記円筒状ワークの外周または内周を研削する研削盤であって、定寸装置による前記円筒状ワークの研削径の測定を行いながら研削する直接定寸段の研削と、前記定寸装置による前記研削径の測定を行わずに前記直接定寸段の研削における情報を用いて研削する間接定寸段の研削とを行う研削盤において、
前記砥石車が前記円筒状ワークを押圧することにより前記円筒状ワークに生じる前記軸直交方向の研削抵抗F(t)を検出する研削抵抗検出手段を備え、
前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させながら、前記研削抵抗F(t)が一定となるような研削抵抗一定前進研削を行う場合に、
前記直接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_dir)を算出する直接定寸段撓み量算出手段と、
前記間接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_indir)を算出する間接定寸段撓み量算出手段と、
前記直接定寸段の研削において、研削開始から前記定寸装置による前記研削径が目標径に到達するまで総切込量Dep_dirを記憶する総切込量記憶手段と、
前記直接定寸段の研削における前記撓み量の合計値X_total(t_dir)と前記間接定寸段の研削における前記撓み量の合計値X_total(t_indir)とが同一となるように、前記間接定寸段の研削における目標研削抵抗F(t_indir)を算出する間接定寸段目標研削抵抗算出手段と、
前記間接定寸段の研削において、前記目標研削抵抗F(t_indir)を保持しつつ、研削開始からの前記砥石車の前記円筒状ワークに対する総移動量が前記総切込量Dep_dirに一致するまで行う制御手段と、
を備えることである。

（研削方法に係る発明）
請求項１６に係る研削方法の発明は、
円筒状ワークと砥石車とを軸直交方向に相対移動させることにより前記円筒状ワークの外周または内周を研削する研削方法であって、定寸装置による前記円筒状ワークの研削径の測定を行いながら研削する直接定寸段の研削と、前記定寸装置による前記研削径の測定を行わずに前記直接定寸段の研削における情報を用いて研削する間接定寸段の研削とを行う研削方法において、
前記直接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_dir)を算出する直接定寸段撓み量算出工程と、
前記間接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_indir)を算出する間接定寸段撓み量算出工程と、
前記直接定寸段の研削における前記撓み量の合計値X_total(t_dir)と前記間接定寸段の研削における前記撓み量の合計値X_total(t_indir)とに基づいて、前記間接定寸段の研削において前記砥石車の前記円筒状ワークに対する位置を制御する制御工程と、
を実行することである。

上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、間接定寸段の研削に際して、直接定寸段の研削における撓み量の合計値X_total(t_dir)と、間接定寸段の研削における撓み量の合計値X_total(t_indir)とを考慮している。つまり、直接定寸段の研削における撓み量の合計値X_total(t_dir)と間接定寸段の撓み量の合計値X_total(t_indir)との差分を考慮することで、より高精度に間接定寸段にてワークを研削することができる。

請求項２に係る発明によれば、一定速度研削における間接定寸段の研削の終了時点の砥石車の相対位置を高精度に得ることができる。つまり、一定速度研削の場合に、撓み量差分ΔXを用いることで、間接定寸段の研削における研削精度を向上することができる。

請求項３に係る発明によれば、各合成バネ定数km(dir)，km(indir)を算出することに加えて、研削抵抗F(t)を検出することにより、確実に各撓み量の合計値X_total(t_dir)，X_total(t_indir)を算出することができる。これにより、一定速度研削において、間接定寸段の研削にて確実に研削精度を向上することができる。

請求項４に係る発明によれば、一定速度研削において、間接定寸段の合成バネ定数km(indir)を算出する際に、直接定寸段の合成バネ定数km(dir)を用いている。さらに、直接定寸段の研削の終了時点t0_dirにおける研削抵抗F(t0_dir)および間接定寸段の研削における現在t_indirの研削抵抗F(t_indir)を用いることにより、間接定寸段の合成バネ定数km(indir)を確実に算出することができる。

請求項５に係る発明によれば、確実に間接定寸段の合成バネ定数km(indir)を算出できる。請求項６に係る発明によれば、直接定寸段の合成バネ定数km(dir)を算出することができる。特に、請求項７に係る発明によれば、確実に直接定寸段の合成バネ定数km(dir)を算出できる。

請求項８に係る発明によれば、直接定寸段の最終研削径D_f(t0_dir)と間接定寸段の最終研削径D_f(t0_indir)が異なる場合であっても、本発明を適用できる。つまり、最終研削径の差分ΔDを考慮することで、確実に、間接定寸段の研削の終了時点t0_indirにおいて、円筒状ワークの研削径D_f(t0_indir)が所望の研削径となるようにできる。

請求項９に係る発明によれば、間接定寸段において、一定速度研削から後退研削へ高精度な位置にて切り替えることができる。また、請求項１０に係る発明によれば、間接定寸段において、例えば、粗研削から精研削へ切り替える際や、精研削から微研削へ切り替える際に、高精度な位置にて切り替えることができる。

請求項１１に係る発明によれば、間接定寸段の研削において、研削抵抗F(t)に基づくフィードバック制御に適用することができる。
請求項１２に係る発明によれば、間接定寸段の研削において、研削抵抗一定前進研削に適用することができる。そして、請求項１３に係る発明によれば、確実に目標研削抵抗F(t1_indir)を算出することができる。

請求項１４に係る発明によれば、間接定寸段の研削において、研削抵抗F(t)に基づくフィードバック制御に適用することができる。請求項１５に係る発明によれば、間接定寸段の研削において、研削抵抗一定前進研削に適用することができる。

請求項１６に係る発明によれば、上述した請求項１に係る研削盤の発明における効果と同様の効果を奏することができる。また、上述した研削盤としての他の特徴について、研削方法としても同様に適用することができる。

工作機械の平面図である。 本実施形態の研削方法におけるメイン処理を示すフローチャートである。 直接定寸段の研削において、経過時間に対するワーク外径寸法、砥石台位置および研削抵抗を示す図である。 直接定寸段の研削を示すフローチャートである。 （ａ）直接定寸段の粗前進研削の時刻t_dirにおける砥石車とワークの位置を示す図である。（ｂ）直接定寸段の粗前進研削の時刻t_dir＋Tにおける砥石車とワークの位置を示す図である。 動圧効果相当値F_ｄを推定する際に用いるグラフであって、ワークの外径減少量に対する研削抵抗F(t)の関係を示す。 直接定寸段の粗前進研削の終了時点t0_dirにおける砥石車とワークの位置を示す図である。 直接定寸段の後退研削の終了時点t1_dirにおける砥石車とワークの位置を示す図である。 直接定寸段の研削抵抗一定前進研削における砥石車とワークの位置を示す図である。 間接定寸段の研削において、経過時間に対するワーク外径寸法、砥石台位置および研削抵抗を示す図である。 間接定寸段の研削を示すフローチャートであって、前半部分を示す。 間接定寸段の研削を示すフローチャートであって、後半部分を示す。 間接定寸段の粗前進研削の終了時点t0_indirにおける砥石車とワークの位置を示す図である。 間接定寸段の後退研削の終了時点t1_indirにおける砥石車とワークの位置を示す図である。 その他の実施形態における、経過時間に対する砥石台位置を示す図である。

以下、本発明の研削盤および研削方法を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（ワークの説明）
対象のワークＷは、軸直交方向断面形状が円形のワーク、すなわち円筒状ワークである。なお、ここでいう「円筒状」とは、軸直交方向の断面の外周面形状が円形である場合、軸直交方向の断面の内周面形状が円形である場合、前記の両者を持つ場合を含む意味である。すなわち、円筒状ワークＷには、円柱状のワークを含む。そして、ワークＷは、研削部位が離散した複数箇所を有しており、これら複数の研削部位は同種の形状からなるものである。当該ワークＷは、例えば、クランクシャフトやカムシャフトなどであって、研削部位はこれらの各ジャーナル部などである。ジャーナル部の他に、クランクシャフトの偏心ピンを研削部位とすることもできる。なお、本実施形態においては、研削部位がカムシャフトのジャーナル部として説明する。

（研削盤の構成）
本実施形態の研削盤の一例として、砥石台トラバース型円筒研削盤を例に挙げて説明する。そして、当該研削盤の加工対象のワークＷは、上述したように、カムシャフトとして、研削部位は、カムシャフトのジャーナル部Ｗ_dir，Ｗ_indirとする。

当該研削盤について、図１を参照して説明する。図１に示すように、研削盤１は、ベッド１０と、主軸台２０と、心押台３０と、砥石支持装置４０と、力センサ５０と、定寸装置６０と、制御装置７０とから構成される。

ベッド１０は、ほぼ矩形状からなり、床上に配置される。ただし、ベッド１０の形状は矩形状に限定されるものではない。このベッド１０の上面には、一対の砥石台用ガイドレール１１ａ，１１ｂが、図１の左右方向（Ｚ軸方向）に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。一対の砥石台用ガイドレール１１ａ，１１ｂは、砥石支持装置４０を構成する砥石台トラバースベース４１が摺動可能なレールである。さらに、ベッド１０には、一対の砥石台用ガイドレール１１ａ，１１ｂの間に、砥石台トラバースベース４１を図１の左右方向に駆動するための、砥石台用Ｚ軸ボールねじ１１ｃが配置され、この砥石台用Ｚ軸ボールねじ１１ｃを回転駆動する砥石台用Ｚ軸モータ１１ｄが配置されている。

主軸台２０（本発明の「ワーク支持手段」に相当）は、主軸台本体２１と、主軸２２と、主軸モータ２３と、主軸センタ２４とを備えている。主軸台本体２１は、ベッド１０の上面のうち、図１の左下側に固定されている。ただし、主軸台本体２１は、ベッド１０に対するＺ軸方向位置を僅かに調整することが可能である。この主軸台本体２１の内部には、主軸２２が軸周り（図１のＺ軸周り）に回転可能に挿通支持されている。この主軸２２の図１の左端には、主軸モータ２３が設けられ、主軸２２は、主軸モータ２３により主軸台本体２１に対して回転駆動される。この主軸モータ２３はエンコーダを有しており、エンコーダにより主軸モータ２３の回転角を検出することができる。また、主軸２２の右端に、軸状のワークＷの軸方向一端を支持する主軸センタ２４が取り付けられている。

心押台３０（本発明の「ワーク支持手段」に相当）は、心押台本体３１と、心押センタ３２とを備えている。心押台本体３１は、ベッド１０の上面のうち、図１の右下側に固定されている。ただし、心押台本体３１は、ベッド１０に対するＺ軸方向位置を僅かに調整することが可能である。この心押台本体３１は、図１の左右方向に貫通する穴が形成されている。この心押台本体３１の貫通孔に、心押センタ３２が回転可能に挿通支持されている。この心押センタ３２の回転軸は、主軸２２の回転軸と同軸上に位置している。そして、この心押センタ３２は、ワークＷの軸方向他端を支持する。つまり、心押センタ３２は、主軸センタ２４に対向するように配置されている。そして、主軸センタ２４と心押センタ３２とにより、ワークＷの両端を回転可能に支持している。さらに、心押センタ３２は、心押台本体３１の右端面からの突出量を変更可能である。つまり、ワークＷの位置に応じて、心押センタ３２の突出量を調整することができる。このように、ワークＷは、主軸センタ２４および心押センタ３２により、主軸軸周り（Ｚ軸周り）に回転可能に保持されている。

砥石支持装置４０は、砥石台トラバースベース４１と、砥石台４２と、砥石車４３と、砥石回転用モータ４４とを備えている。砥石台トラバースベース４１は、矩形の平板状に形成されており、ベッド１０の上面のうち、一対の砥石台用ガイドレール１１ａ，１１ｂ上を摺動可能に配置されている。砥石台トラバースベース４１は、砥石台用Ｚ軸ボールねじ１１ｃのナット部材に連結されており、砥石台用Ｚ軸モータ１１ｄの駆動により一対の砥石台用ガイドレール１１ａ，１１ｂに沿って移動する。この砥石台用Ｚ軸モータ１１ｄはエンコーダを有しており、エンコーダにより砥石台用Ｚ軸モータ１１ｄの回転角を検出することができる。

この砥石台トラバースベース４１の上面には、砥石台４２が摺動可能な一対のＸ軸ガイドレール４１ａ，４１ｂが、図１の上下方向（Ｘ軸方向）に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。さらに、砥石台トラバースベース４１には、一対のＸ軸ガイドレール４１ａ，４１ｂの間に、砥石台４２を図１の上下方向に駆動するための、Ｘ軸ボールねじ４１ｃが配置され、このＸ軸ボールねじ４１ｃを回転駆動するＸ軸モータ４１ｄが配置されている。このＸ軸モータ４１ｄはエンコーダを有しており、エンコーダによりＸ軸モータ４１ｄの回転角を検出することができる。

砥石台４２は、砥石台トラバースベース４１の上面のうち、一対のＸ軸ガイドレール４１ａ，４１ｂ上を摺動可能に配置されている。そして、砥石台４２は、Ｘ軸ボールねじ４１ｃのナット部材に連結されており、Ｘ軸モータ４１ｄの駆動により一対のＸ軸ガイドレール４１ａ，４１ｂに沿って移動する。つまり、砥石台４２は、ベッド１０、主軸台２０および心押台３０に対して、Ｘ軸方向（プランジ送り方向）およびＺ軸方向（トラバース送り方向）に相対移動可能となる。

そして、この砥石台４２のうち図１の下側部分には、図１の左右方向に貫通する穴が形成されている。この砥石台４２の貫通孔に、砥石車回転軸部材（図示せず）が、砥石中心軸周り（Ｚ軸周り）に回転可能に支持されている。この砥石車回転軸部材の一端（図１の左端）に、円盤状の砥石車４３が同軸的に取り付けられている。つまり、砥石車４３は、砥石台４２に対して、片持ち支持されている。具体的には、砥石車４３の図１の右端側を砥石台４２に支持され、砥石車４３の図１の左端側は自由端となる。この砥石車４３の回転軸は、主軸２２の回転軸に平行に設けられている。また、砥石台４２の上面には、砥石回転用モータ４４が固定されている。そして、砥石車回転軸部材の他端（図１の右端）と砥石回転用モータ４４の回転軸とにプーリが懸架されることで、砥石回転用モータ４４の駆動により、砥石車４３が砥石軸周りに回転する。

力センサ５０（本発明の「研削抵抗検出手段」に相当）は、主軸２２に設けられ、主軸２２に加わるＸ軸方向成分（研削点における法線方向成分）の力を測定している。つまり、この力センサ５０は、砥石車４３によりワークＷが研削（押圧）されることにより生じる法線方向の研削抵抗F(t)を検出している。ここでは、砥石車４３をワークＷに対してＸ方向のみに移動させながら加工するため、力センサ５０は、Ｘ軸方向成分の力を測定するのみとしている。この力センサ５０により測定される信号は、制御装置７０へ出力される。

定寸装置６０は、加工位置におけるワークＷの外径（本発明の「研削径」に相当）を測定している。この定寸装置６０により測定されるワークＷの外径は、制御装置７０へ出力される。ここで、この定寸装置６０は、ベッド１０に固定されている。従って、定寸装置６０により測定されるワークＷの研削部位Ｗ_dirは、複数の研削部位（ジャーナル部）のうち一カ所のみとなる。残りの部位Ｗ_indirは、定寸装置６０により測定されない。

制御装置７０（本発明の各「制御手段」，各「推定手段」に相当）は、各モータを制御して、ワークＷを主軸周りに回転させ、砥石車４３を回転させ、且つ、ワークＷに対する砥石車４３のＺ軸方向およびＸ軸方向の相対的な位置を変更することにより、ワークＷの外周面の研削加工を行う。この制御装置７０は、各エンコーダにより検出される各位置に基づいて位置制御を行う場合と、力センサ５０により検出される研削抵抗に基づいて研削抵抗制御を行う場合とがある。詳細は後述する。

（研削方法の説明）
次に、上述した研削盤による研削方法について、図２〜図１５を参照して説明する。図２に示すように、まずは、直接定寸段の研削を行い（Ｓ１）、その後に間接定寸段の研削を行う（Ｓ２）。ここで、直接定寸段の研削とは、定寸装置６０によるワークＷのジャーナル部Ｗ_dirの研削径の測定を行いながら研削することである。一方、間接定寸段の研削とは、定寸装置６０によるワークＷのジャーナル部Ｗ_indirの研削径の測定を行わずに、直接定寸段の研削における情報を用いて研削することである。

直接定寸段の研削は、図３および図４に示すように、まず粗前進研削を実行し（t1〜r4）、続いて後退研削を実行し（t4〜t5）、続いて研削抵抗一定前進研削を実行し（t5〜t6）、最後にスパークアウトを実行する（t6〜t7）。ここで、粗前進研削（本発明の「一定速度研削」に相当）は、砥石車４３をワークＷに押し付ける方向へ相対移動させてワークＷおよび砥石車４３の軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_dir)を増加させる研削であって、砥石車４３のワークＷに対する送り速度を一定の送り速度Fとする研削である。後退研削は、砥石車４３をワークＷから引き離す方向へ相対移動させてワークＷおよび砥石車４３の軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_dir)を減少させながら行う研削である。研削抵抗一定前進研削は、砥石車４３をワークＷに押し付ける方向へ相対移動させながら、ワークＷに生じる軸直交方向の研削抵抗F(t_dir)が一定となるような研削である。スパークアウトは、砥石車４３によるワークＷに対する切り込み量をゼロの状態として行う。

図４に示すように、直接定寸段の研削は、まず、粗前進研削を開始する（Ｓ１１）。粗前進研削では、図３のt1〜t4に示すように、砥石車４３の送り速度を一定としている。そして、粗前進研削の最中に、力センサ５０により研削抵抗F(t _dir)を検出し、検出した研削抵抗F(t _dir)を記憶する（Ｓ１２）。この研削抵抗F(t _dir)の記憶は、直接定寸段の研削において継続して行われる。ここで、研削抵抗F(t_dir)とは、時刻t_dirにおける研削抵抗である。

続いて、直接定寸段の研削における合成バネ定数km(dir)を算出する（Ｓ１３）（本発明の「直接定寸段バネ定数算出手段」に相当）。この合成バネ定数km(dir)は、直接定寸段の研削において、ワークＷの支持系のバネ定数k_{w_dir}と砥石車４３の支持系のバネ定数k_gを合成したものである。つまり、合成バネ定数km(dir)の逆数が、ワークＷの支持系のバネ定数k_{w_dir}の逆数と砥石車４３の支持系のバネ定数k_gの逆数を加算した値となる。

この合成バネ定数km(dir)の算出に際して、まず、直接定寸段の研削において、ワークＷおよび砥石車４３の軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_dir)の導出方法について説明する（本発明の「直接定寸段撓み量算出手段」に相当）。この導出は、式（１）に従って行われる。式（１）の各記号については、図５（ａ）に示す通りである。そして、式（１）において、X_ref(t_dir)、ＨおよびD_comは既知であり、D_f(t_dir)は、定寸装置６０により測定される値である。従って、式（１）に従って、撓み量の合計値X_total(t_dir)を得ることができる。

そして、フックの法則により、式（２）のように表すことができる。式（２）を変換することで、合成バネ定数km(dir)は、式（３）のように表すことができる。式（３）において、上記式（１）により、撓み量の合計値X_total(t_dir)は既に算出されている。また、ステップＳ１２により、研削抵抗F(t_dir)を記憶し続けている。従って、式（３）より、直接定寸段の研削の合成バネ定数km(dir)を得ることができる。ここで、合成バネ定数km(dir)の算出は、非定常状態（図３の時刻t2〜t3）、すなわち撓み量の合計値X_total(t_dir)が増加している間に行うとよい。

続いて、ワークＷの外径D_f(t_dir)の時間変化と研削抵抗F(t_dir)の関係は、式（４）のように表すことができる。そして、この関係式における比例定数αと動圧効果相当値F_dを算出する（Ｓ１４）。ここで、ワークＷの外径D_f(t_dir)の減少量は、ワークＷの削り量に相当する。具体的には、非定常状態（過渡状態ともいう）（図３の時刻t2〜t3）における多数のワークＷの外径D_f(t_dir)と研削抵抗F(t_dir)の情報に基づいて、図６に示すように、直線近似する。そうすると、近似した直線の傾きが比例定数αとして推定し、ワークＷの外径D_f(t_dir)の減少量がゼロとなる点が、クーラント液による動圧効果相当値F_dとして推定される。

続いて、定寸装置６０により測定されるワークＷの外径D_f(t_dir)が、予め設定された外径Dth1に達したか否かを判定する（Ｓ１５）。ここで、設定された外径Dth1は、図７に示すように、粗前進研削の終了時点t0_dir（図３の時刻t4）において、全周に亘って、取り代Δ／２だけ残ることになる。そして、まだ、ワークＷの外径D_f(t_dir)が設定された外径Dth1に達していなければ（Ｓ１５：Ｎ）、粗前進研削を継続する。一方、ワークＷの外径D_f(t_dir)が設定された外径Dth1に達した場合には（Ｓ１５：Ｙ）、粗前進研削を終了する（Ｓ１６）。

ここで、後の間接定寸段の研削において必要となる関係式「X_ref(t_dir+T)−X_ref(t_dir)」の導出方法について説明する。この関係式は、後に、間接定寸段の研削の合成バネ定数km(indir)を算出する際に用いるものである。

まず、時刻t_dirにおける砥石台位置X_ref(t_dir)は、式（５）のように表される。この場合の砥石車４３とワークＷとの位置関係は、図５（ａ）に示す。また、時刻t_dir＋Tにおける砥石台位置X_ref(t_dir)は、式（６）のように表される。この場合の砥石車４３とワークＷとの位置関係は、図５（ｂ）に示す。式（５）（６）の両辺の差をとると、式（７）のように表される。

ここで、式（７）の右辺の第一項は、ワークＷの外径の減少量に相当する。つまり、式（８）のように表すことができる。また、式（７）の右辺の第二項および第三項は、撓み量の合計値X_total(t_dir)の変化分に相当する。つまり、フックの法則により、式（７）の右辺の第二項および第三項は、式（９）のように表すことができる。

従って、式（７）（８）（９）より、「X_ref(t_dir+T)−X_ref(t_dir)」は、式（１０）のように表される。

続いて、粗前進研削を終了した時点t0_dirにおいて、砥石台４２のＸ軸方向位置X_ref(t0_dir)を記憶しておく（Ｓ１７）。この位置は、砥石台４２をＸ軸方向に駆動するモータ４１ｄのエンコーダにより得ることができる。そして、記憶した砥石台位置X_ref(t0_dir)は、後に、間接定寸段の研削において用いる。この砥石台位置X_ref(t0_dir)は、式（１１）のように表される。

さらに、粗前進研削を終了した時点t0_dirにおける研削抵抗F(t0_dir)を記憶しておく（Ｓ１８）。この研削抵抗F(t0_dir)についても、後に、間接定寸段の研削において用いる。

続いて、後退研削を開始する（Ｓ１９）。ここで、後退研削とは、砥石車４３をワークＷから引き離す方向へ相対移動させて、ワークＷの撓み量X_com(t_dir)を減少させながら行う研削である。図７に示すように、粗前進研削において、仕上外径寸法「D_dir＋Δ」に対する削り残し部分を、後退研削によって研削する。この後退研削は、研削抵抗F(t)に基づくフィードバック制御を行う。つまり、目標研削抵抗F(t_dir)が設定されて、研削抵抗F(t)が当該目標研削抵抗F(t_dir)に一致するように、砥石台位置が制御される。

ここで、後退研削の終了時点t1_dirにおける目標研削抵抗F(t1_dir)（本発明の「直接目標研削抵抗Fe1」に相当）の導出について説明する。後退研削により除去すべき削り量は、「Δ／２−E(t1_dir)」となり、後退研削の削り量は、Nc×E(t1_dir)で表される。つまり、式（１２）のように表すことができる。式（１２）により、式（１３）を導出することができる。そして、式（４）（１３）より、後退研削の終了時点t1_dirにおける目標研削抵抗F(t1_dir)は、式（１４）のように表すことができる。

ここで、後退研削の途中の時刻t_dirにおける目標研削抵抗F(t_dir)は、式（１５）のように表すことができる。

そして、後退研削を行っている際に、研削抵抗F(t_dir)が式（１４）に示す目標研削抵抗F(t1_dir)に達したか否かを判定する（Ｓ２０）。そして、研削抵抗F(t_dir)が目標研削抵抗F(t1_dir)に達していないのであれば（Ｓ２０：Ｎ）、後退研削を継続する。一方、研削抵抗F(t_dir)が目標研削抵抗F(t1_dir)に達した場合には（Ｓ２０：Ｙ）、後退研削を終了する（Ｓ２１）。ここで、後退研削の終了時点t1_dirにおける砥石車４３とワークＷとの位置は、図８に示す通りである。

後退研削を終了すると、研削抵抗一定前進研削を開始する（Ｓ２２）。研削抵抗一定前進研削においては、研削抵抗F(t_dir)が一定となるように、砥石台４２の位置制御を行っている。この研削抵抗一定前進研削における砥石車４３とワークＷの位置は、図９に示す通りである。なお、位置制御に替えて、研削抵抗一定前進研削においては、研削抵抗F(t_dir)によるフィードバック制御を行うこともできる。この研削抵抗一定前進研削において一定に制御される研削抵抗F(t_dir)は、粗前進研削における最大研削抵抗F(t)に比べると非常に小さな値に設定している。つまり、研削抵抗一定前進研削は仕上加工に相当する。

続いて、ワークＷの外径D_f(t_dir)が、予め設定された外径Dth2に達したか否かを判定する（Ｓ２３）。ここで、設定された外径Dth2は、仕上外径D_dirに相当するものである。ただし、定寸装置６０により検出する位置によって、検出されるワークＷの外径D_f(t_dir)が僅かながら異なるため、その分を考慮して外径Dth2を設定する。そして、まだ、ワークＷの外径D_f(t_dir)が設定された外径Dth2に達していなければ（Ｓ２３：Ｎ）、研削抵抗一定前進研削を継続する。一方、ワークＷの外径D_f(t_dir)が設定された外径Dth2に達した場合には（Ｓ２３：Ｙ）、研削抵抗一定前進研削を終了する（Ｓ２４）。

そして、研削抵抗一定前進研削の終了時点t2_dirにおいて、研削抵抗一定研削による砥石車４３のＸ軸方向への総切込量Dep_dirを記憶しておく（Ｓ２５）（本発明の「総切込量記憶手段」に相当）。総切込量Dep_dirは、研削抵抗一定前進研削の開始から定寸装置６０により測定されるワークＷの外径D_f(t_dir)が設定された外径（目標径）Dth2に到達するまでの切込量である。つまり、総切込量Dep_dirは、研削抵抗一定前進研削の開始時点t1_dirにおける砥石台位置X_ref(t1_dir)から研削抵抗一定前進研削の終了時点t2_dirにおける砥石台位置X_ref(t2_dir)を差し引いた値となる。

続いて、スパークアウトを実行する（Ｓ２６）。このスパークアウトは、砥石車４３をワークＷに対する切り込み量をゼロの状態として行う。つまり、スパークアウトにおいては、研削抵抗一定前進研削において研削残しの分を研削することになる。そして、このスパークアウトは、予め設定されたワークＷの回転数だけ行う。そこで、設定回数だけワークＷが回転したか否かを判定し（Ｓ２７）、設定回数回転した場合には、スパークアウトを終了する（Ｓ２８）。このようにして、直接定寸段の研削を終了する。

続いて、間接定寸段の研削を開始する（Ｓ２）。間接定寸段の研削は、図１０〜図１２に示すように、直接定寸段の研削と同様の工程となる。まず粗前進研削を実行し（t1〜r4）、続いて後退研削を実行し（t4〜t5）、続いて研削抵抗一定前進研削を実行し（t5〜t6）、最後にスパークアウトを実行する（t6〜t7）。ここで、粗前進研削は、砥石車４３をワークＷに押し付ける方向へ相対移動させてワークＷおよび砥石車４３の軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_indir)を増加させる研削であって、砥石車４３のワークＷに対する送り速度を一定の送り速度Fとする研削である。後退研削は、砥石車４３をワークＷから引き離す方向へ相対移動させてワークＷおよび砥石車４３の軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_indir)を減少させながら行う研削である。研削抵抗一定前進研削は、砥石車４３をワークＷに押し付ける方向へ相対移動させながら、ワークＷに生じる軸直交方向の研削抵抗F(t_indir)が一定となるような研削である。スパークアウトは、砥石車４３によるワークＷに対する切り込み量をゼロの状態として行う。

図１１に示すように、間接定寸段の研削は、まず、粗前進研削を開始する（Ｓ３１）。粗前進研削では、図１０のt1〜t4に示すように、砥石車４３の送り速度を一定としている。そして、粗前進研削の非定常状態（過渡状態ともいう）（図１０の時刻t2〜t3）において、間接定寸段の研削における合成バネ定数km(indir)を算出する（Ｓ３２）（本発明の「間接定寸段バネ定数算出手段」に相当）。この合成バネ定数km(indir)は、間接定寸段の研削において、ワークＷの支持系のバネ定数k_{w_indir}と砥石車４３の支持系のバネ定数k_gを合成したものである。つまり、合成バネ定数km(indir)の逆数が、ワークＷの支持系のバネ定数k_{w_indir}の逆数と砥石車４３の支持系のバネ定数k_gの逆数を加算した値となる。

ここで、間接定寸段の研削における合成バネ定数km(indir)は、直接定寸段の研削における合成バネ定数km(dir)と異なることが一般的である。この理由は、ワークＷの支持位置に対して、研削部位が軸方向において異なるためである。つまり、両者に同一の力を付与した場合には、直接定寸段の研削におけるワークＷの撓み量X_com(t_dir)と、間接定寸段の研削におけるワークＷの撓み量X_com(t_indir)は異なる。

間接定寸段の研削における合成バネ定数km(indir)の算出は、次のように行う。まず、間接定寸段の研削において、直接定寸段の研削と同一の砥石台４２の移動量の区間（t_dir〜t_indir＋T）について考える。両者の砥石台４２の移動量が同一であることから、式（１６）の関係が得られる。また、両者の砥石台４２の移動量が同一であることにより、直接定寸段の研削における式（１０）を間接定寸段の研削に適用することができる。その場合、式（１７）の関係が得られる。

そして、式（１６）（１７）の左辺が同一であるため、式（１８）の関係が得られる。この式（１８）を、km(indir)について表すと、式（１９）となる。そして、式（１９）において、直接定寸段の研削における研削抵抗F(t_dir)、比例定数α、動圧効果相当値F_d、直接定寸段の研削の合成バネ定数km(dir)は、既に取得しており、間接定寸段の研削における研削抵抗F(t_indir)は測定することができる。つまり、間接定寸段の研削の合成バネ定数km(indir)を算出することができる。

続いて、図１１のフローチャートのＳ３３〜Ｓ３７において、間接定寸段の粗前進研削の終了するタイミングを決定する。図１３に示すように、間接定寸段のワークＷの外径D_f(t_indir)が（Ｄ_indir＋Δ）となる時点において、粗前進研削の終了するタイミングを決定する。ここで、直接定寸段の仕上外径Ｄ_dirと直接定寸段の仕上外径Ｄ_indirとは、同一でもよいし、異なるものでもよい。

具体的には、まず時刻ts_indirにおける研削抵抗F(ts_indir)を取得する（Ｓ３３）。続いて、時刻ts_indirにおける砥石台４２のＸ軸方向位置X_ref(ts_indir)を取得する（Ｓ３４）。続いて、砥石台位置比較値X*_ref(ts_indir)を算出する（Ｓ３５）。この砥石台位置比較値X*_ref(ts_indir)は、現在の撓み量の合計値X_total(t_indir)を考慮した上で、粗前進研削を終了する時点に相当する砥石台４２のＸ軸方向位置である。

ここで、砥石台位置比較値X*_ref(ts_indir)の導出方法について説明する（本発明の「間接定寸段撓み量算出手段」「間接定寸段終了目標位置算出手段」「研削径差分算出手段」に相当）。まず、間接定寸段の粗前進研削の終了時点t0_indirにおける砥石車４３とワークＷとの位置関係は、図１３に示す通りである。つまり、間接定寸段の粗前進研削の終了時点t0_indirにおける砥石台４２のＸ軸方向位置X_ref(t0_indir)（本発明の「目標位置」に相当）は、式（２０）により表される。

式（２０）の右辺第三欄における第三項は、間接定寸段の粗前進研削における撓み量の合計値X_total(t_indir)に相当する。また、右辺第三欄の｛（D_indir−D_dir）/２｝は、直接定寸段と間接定寸段の仕上外半径の差分ΔD/２である。つまり、両者の仕上外径が同一径であれば、当該項はゼロとなる。

そして、上記した式（２０）と直接定寸段の粗前進研削における式（１１）とにより、両辺の差をとると、式（２１）のようになる。この式（２１）を、間接定寸段の粗前進研削における砥石台位置X_ref(t0_indir)について変換すると、式（２２）のようになる。式（２２）において、右辺の第三項は、間接定寸段の粗前進研削における撓み量の合計値X_total(t_indir)と直接定寸段の粗前進研削における撓み量の合計値X_total(t_dir)との差分ΔXとなる（本発明の「撓み量差分算出手段」に相当）。つまり、間接定寸段の粗前進研削の終了時点t0_indirにおける砥石台位置X_ref(t0_indir)は、直接定寸段の粗前進研削の終了時点t0_dirにおける砥石台位置X_ref(t0_dir)に対して、間接定寸段と直接定寸段の撓み量の合計値X_total(t_indir), X_total(t_dir)の差分ΔXを加えると共に、間接定寸段と直接定寸段の仕上外半径の差分ΔD/２を加えた値となる。

そして、式（２２）の関係を現時点ts_indirに適用すると、砥石台位置比較値X*_ref(ts_indir)を式（２３）のように表すことができる。つまり、式（２３）は、式（２２）におけるX_ref(t0_indir)をX*_ref(ts_indir)に変換したものに相当する。式（２３）の右辺の各項は、既に算出しているものか、現在測定するものの何れかであるため、現時点ts_indirにおける砥石台位置比較値X*_ref(ts_indir)を算出することができる。

続いて、現時点ts_indirにおける砥石台位置X_ref(ts_indir)と砥石台位置比較値X*_ref(ts_indir)とを比較する（Ｓ３６）。そして、現時点ts_indirにおける砥石台位置X_ref(ts_indir)が、砥石台位置比較値X*_ref(ts_indir)以下となっているかを判定する。現時点ts_indirにおける砥石台位置X_ref(ts_indir)が砥石台位置比較値X*_ref(ts_indir)以下でない場合には（Ｓ３６：Ｎ）、現在の時刻ts_indirにサンプリングタイムΔｔを加算して、新たな現在時刻ts_indirを算出する（Ｓ３７）。そして、ステップＳ３３に戻り処理を繰り返す。つまり、変更された新たな現在時刻ts_indirについて、現時点ts_indirにおける砥石台位置X_ref(ts_indir)が、砥石台位置比較値X*_ref(ts_indir)以下となるまで、粗前進研削を継続する。そして、現時点ts_indirにおける砥石台位置X_ref(ts_indir)が、砥石台位置比較値X*_ref(ts_indir)以下になると（Ｓ３６：Ｙ）、粗前進研削を終了する（Ｓ３７）。

続いて、後退研削を開始する（Ｓ３９）。ここで、後退研削とは、砥石車４３をワークＷから引き離す方向へ相対移動させて、ワークＷの撓み量X_com(t_indir)を減少させながら行う研削である。図１４に示すように、粗前進研削において、仕上外径寸法「D_indir＋Δ」に対する削り残し部分を、後退研削によって研削する。この後退研削は、研削抵抗F(t)に基づくフィードバック制御を行う。つまり、目標研削抵抗F(t_indir)が設定されて（本発明の「間接定寸段目標研削抵抗算出手段」に相当）、研削抵抗F(t)が当該目標研削抵抗F(t_indir)に一致するように、砥石台位置が制御される。

ここで、間接定寸段の後退研削においては、終了時点t1_indirにおける撓み量の合計値X_total(t_indir)が、直接定寸段の後退研削の終了時点t1_dirにおける撓み量の合計値X_total(t_dir)と一致するようにする。つまり、間接定寸段と直接定寸段の後退研削の終了時点t1_indir，t1_dirにおける撓み量の合計値X_total(t_indir)，X_total(t_dir)の差分ΔXがなくなるようにする。

そうすると、この後退研削の終了時点t1_indirにおける目標研削抵抗F(t1_indir)（本発明の「間接目標研削抵抗Fe2」に相当）は、式（２６）として表される（本発明の「目標研削抵抗算出手段」に相当）。この式（２６）は、式（２４）（２５）の関係より導出される。式（２６）に示すように、間接定寸段の後退研削の終了時点t1_indirにおける目標研削抵抗F(t1_indir)は、直接定寸段の後退研削の終了時点t0_dirにおける研削抵抗F(t1_indir)と、両者の合成バネ定数km(dir),km(indir)に基づいて算出される。

ここで、後退研削の途中の時刻t_indirにおける目標研削抵抗F(t_indir)は、式（２７）のように表すことができる。

そして、後退研削を行っている際に、研削抵抗F(t_indir)が式（２６）に示す目標研削抵抗F(t1_indir)に達したか否かを判定する（Ｓ４０）。そして、研削抵抗F(t_indir)が目標研削抵抗F(t1_indir)に達していないのであれば（Ｓ４０：Ｎ）、後退研削を継続する。一方、研削抵抗F(t_indir)が目標研削抵抗F(t1_indir)に達した場合には（Ｓ２０：Ｙ）、後退研削を終了する（Ｓ２１）。

後退研削を終了すると、研削抵抗一定前進研削を開始する（Ｓ４２、図１２に示す）。研削抵抗一定前進研削においては、研削抵抗F(t_indir)が上述した目標研削抵抗F(t1_indir)で一定となるように、砥石台４２の位置制御を行っている。ここで、間接定寸段の研削抵抗一定前進研削では、直接定寸段の研削抵抗一定前進研削に対して、撓み量の合計値X_total(t_indir)，X_total(t_dir)の差分ΔXがゼロとなるようにしている。

なお、位置制御に替えて、研削抵抗一定前進研削においては、研削抵抗F(t_indir)によるフィードバック制御を行うこともできる。この研削抵抗一定前進研削において一定に制御される研削抵抗F(t_indir)は、粗前進研削における最大研削抵抗F(t)に比べると非常に小さな値に設定している。つまり、研削抵抗一定前進研削は仕上加工に相当する。

続いて、研削抵抗一定前進研削の開始からの砥石車４３のＸ軸方向の切込量Dep（本発明の「総移動量」に相当）が、直接定寸段の研削抵抗一定前進研削において記憶した総切込量Dep_dirに達したか否かを判定する（Ｓ４３）。研削抵抗一定前進研削における現在の切込量Depが記憶している総切込量Dep_dirに達していなければ（Ｓ４３：Ｎ）、研削抵抗一定前進研削を継続する。研削抵抗一定前進研削における現在の切込量Depが記憶している総切込量Dep_dirに達すると（Ｓ４３：Ｙ）、研削抵抗一定前進研削を終了する。

つまり、間接定寸段の研削抵抗一定前進研削では、直接定寸段の研削抵抗一定前進研削に対して、撓み量の合計値X_total(t_indir)，X_total(t_dir)を一致させておき、その上で、両者の総切込量が一致するようにしている。

続いて、スパークアウトを実行する（Ｓ４５）。このスパークアウトは、砥石車４３をワークＷに対する切り込み量をゼロの状態として行う。つまり、スパークアウトにおいては、研削抵抗一定前進研削において研削残しの分を研削することになる。そして、このスパークアウトは、予め設定されたワークＷの回転数だけ行う。そこで、設定回数だけワークＷが回転したか否かを判定し（Ｓ４６）、設定回数回転した場合には、スパークアウトを終了する（Ｓ４７）。このようにして、間接定寸段の研削を終了する。

以上説明したように、間接定寸段の粗前進研削、後退研削および研削抵抗一定前進研削を、定寸装置６０によりワークＷの外径を測定せずに、直接定寸段の各研削の情報に基づいて、行っている。特に、間接定寸段と直接定寸段とにおける撓み量の合計値X_total(t_indir)，X_total(t_dir)を考慮している。これにより、高精度に、ワークＷの研削を実現できる。

＜その他＞
上記実施形態においては、粗前進研削、後退研削、抵抗一定前進研削およびスパークアウトの順で、研削を行った。この他に、粗研削、精研削、微研削の３段サイクルに本発明を適用することができる。この場合の経過時間に対する砥石台位置について、図１５に示す。

図１５に示すように、粗研削、精研削、微研削は、いずれも、砥石車４３をワークＷに押し付ける方向へ相対移動させながら、それぞれの送り速度で一定に維持した状態で行う研削である。具体的には、粗研削の送り速度はF1とし、精研削の送り速度はF1よりも遅いF2とし、微研削の送り速度はF2よりも遅いF3とする。

そして、上述した実施形態における粗前進研削から後退研削への切替ポイントについて、３段サイクルの各段の切替ポイントに同様に適用できる。つまり、間接定寸段において粗研削から精研削へ切り替える際に適用し、かつ、間接定寸段において精研削から微研削へ切り替える際に適用する。この場合にも、間接定寸段の研削において、熟練者の経験や勘に頼らずに、さらに、熟練者の経験や勘による場合に比べてより安定した加工精度を得ることができる。

１：研削盤
１０：ベッド、 ２０：主軸台、 ２１：主軸台本体、 ２２：主軸
２３：主軸モータ、 ２４：主軸センタ
３０：心押台、 ３１：心押台本体、 ３２：心押センタ
４０：砥石支持装置、 ４１：砥石台トラバースベース、 ４２：砥石台
４３：砥石車、 ４４：砥石回転用モータ
５０：力センサ、 ６０：定寸装置、 ７０：制御装置

Claims (16)

1. 円筒状ワークと砥石車とを軸直交方向に相対移動させることにより前記円筒状ワークの外周または内周を研削する研削盤であって、定寸装置による前記円筒状ワークの研削径の測定を行いながら研削する直接定寸段の研削と、前記定寸装置による前記研削径の測定を行わずに前記直接定寸段の研削における情報を用いて研削する間接定寸段の研削とを行う研削盤において、
   前記直接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_dir)を算出する直接定寸段撓み量算出手段と、
   前記間接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_indir)を算出する間接定寸段撓み量算出手段と、
   前記直接定寸段の研削における前記撓み量の合計値X_total(t_dir)と前記間接定寸段の研削における前記撓み量の合計値X_total(t_indir)とに基づいて、前記間接定寸段の研削において前記砥石車の前記円筒状ワークに対する位置を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする研削盤。
2. 円筒状ワークと砥石車とを軸直交方向に相対移動させることにより前記円筒状ワークの外周または内周を研削する研削盤であって、定寸装置による前記円筒状ワークの研削径の測定を行いながら研削する直接定寸段の研削と、前記定寸装置による前記研削径の測定を行わずに前記直接定寸段の研削における情報を用いて研削する間接定寸段の研削とを行う研削盤において、
   前記直接定寸段の研削および前記間接定寸段の研削における前記砥石車の前記円筒状ワークに対する送り速度を一定の送り速度Fとする一定速度研削の場合に、
   前記直接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_dir)を算出する直接定寸段撓み量算出手段と、
   前記間接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_indir)を算出する間接定寸段撓み量算出手段と、
   前記間接定寸段の研削における現在t_indirの前記撓み量の合計値X_total(t_indir)から、前記直接定寸段の研削の終了時点t0_dirにおける前記撓み量の合計値X_total(t0_dir)を差し引いた撓み量差分ΔXを算出する撓み量差分算出手段と、
   前記直接定寸段の研削の終了時点t0_dirにおける前記砥石車の前記円筒状ワークに対する位置X_ref(t0_dir)に、算出された前記撓み量差分ΔXを加算することにより、前記間接定寸段の研削の終了時点t0_indirにおける前記砥石車の前記円筒状ワークに対する目標位置X_ref(t0_indir)を算出する間接定寸段終了目標位置算出手段と、
   前記間接定寸段終了目標位置算出手段により算出された前記目標位置X_ref(t0_indir)にて前記間接定寸段の研削を終了するように、前記砥石車の前記円筒状ワークに対する位置X_ref(t_indir)を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする研削盤。
3. 請求項２において、
   前記研削盤は、
   前記砥石車により前記円筒状ワークを研削することにより生じる研削抵抗F(t)を検出する研削抵抗検出手段と、
   前記直接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の支持系の合成バネ定数km(dir)を算出する直接定寸段バネ定数算出手段と、
   前記間接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の支持系の合成バネ定数km(indir)を算出する間接定寸段バネ定数算出手段と、
   を備え、
   前記直接定寸段撓み量算出手段は、前記直接定寸段の前記合成バネ定数km(dir)と、前記直接定寸段の研削の終了時点t0_dirにおける前記研削抵抗F(t)と、によりフックの法則に従って、前記直接定寸段の研削の終了時点t0_dirにおける前記撓み量の合計値X_total(t_dir)を算出し、
   前記間接定寸段撓み量算出手段は、前記間接定寸段の前記合成バネ定数km(indir)と、前記間接定寸段の研削における現在tの前記研削抵抗F(t)とによりフックの法則に従って、前記間接定寸段の現在tの前記撓み量の合計値X_total(t_indir)を算出することを特徴とする研削盤。
4. 請求項３において、
   前記間接定寸段バネ定数算出手段は、前記直接定寸段の合成バネ定数km(dir)と、前記直接定寸段の研削の終了時点t0_dirにおける前記研削抵抗F(t0_dir)と、前記間接定寸段の研削における現在t _indirの前記研削抵抗F(t_indir)とに基づいて、前記間接定寸段の研削を行っている最中に前記間接定寸段の合成バネ定数km(indir)を算出することを特徴とする研削盤。
5. 請求項４において、
   前記間接定寸段バネ定数算出手段は、前記間接定寸段の研削のうち前記研削抵抗F(t _indir)が一定とならない非定常状態における前記研削抵抗F(t _indir)に基づいて、前記間接定寸段の合成バネ定数km(indir)を算出することを特徴とする研削盤。
6. 請求項３〜５の何れか一項において、
   前記直接定寸段バネ定数算出手段は、前記定寸装置により測定された前記円筒状ワークの研削径D_f(t_dir)と、前記直接定寸段の研削における現在t_dirの前記研削抵抗F(t _dir)とに基づいて、直接定寸段の研削を行っている最中に前記直接定寸段の合成バネ定数km(dir)を算出することを特徴とする研削盤。
7. 請求項６において、
   前記直接定寸段バネ定数算出手段は、前記直接定寸段の研削のうち前記研削抵抗F(t _dir)が一定とならない非定常状態における前記研削抵抗F(t _dir)に基づいて、前記直接定寸段の合成バネ定数km(dir)を算出することを特徴とする研削盤。
8. 請求項２〜７の何れか一項において、
   前記研削盤は、
   前記間接定寸段の研削の終了時点t0_indirにおける前記円筒状ワークの研削径D_f(t0_indir)から、前記直接定寸段の研削の終了時点t0_indirにおける前記円筒状ワークの研削径D_f(t0_dir)を差し引いた研削径差分ΔDを算出する研削径差分算出手段を備え、
   前記間接定寸段終了目標位置算出手段は、前記位置X_ref(t_dir)に、前記撓み量差分ΔXおよび前記研削径差分ΔDを加算することにより、前記目標位置X_ref(t0_indir)を算出することを特徴とする研削盤。
9. 請求項２〜８の何れか一項において、
   前記一定速度研削を終了してから、前記砥石車を前記円筒状ワークから引き離す方向へ相対移動させて前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_indir)を減少させながら行う後退研削へ切り替える際に、前記間接定寸段終了目標位置算出手段にて算出した前記目標位置X_ref(t0_indir)を適用することを特徴とする研削盤。
10. 請求項２〜８の何れか一項において、
    前記送り速度を所定送り速度F1とする第一一定速度研削から、前記送り速度を異なる送り速度F2とする第二一定速度研削へ切り替える際に、前記間接定寸段終了目標位置算出手段にて算出した前記目標位置X_ref(t0_indir)を適用することを特徴とする研削盤。
11. 請求項９において、
    前記砥石車により前記円筒状ワークを研削することにより生じる研削抵抗F(t)を検出する研削抵抗検出手段と、
    前記直接定寸段の研削の前記後退研削において、前記研削抵抗F(t)が直接目標研削抵抗Fe1まで減少したときに終了するように制御する直接制御手段と、
    前記間接定寸段の研削の前記後退研削において、前記撓み量の合計値X_total(t_indir)が前記直接定寸段の研削の終了時点における前記撓み量の合計値X_total(t_dir)が一致するときの間接目標研削抵抗Fe2を算出する目標研削抵抗算出手段と、
    前記間接定寸段の研削の前記後退研削において、前記研削抵抗F(t)が前記間接目標研削抵抗Fe2まで減少したときに終了するように制御する間接制御手段と、
    を備えることを特徴とする研削盤。
12. 請求項９において、
    前記後退研削の後に、前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させながら、前記円筒状ワークに生じる研削抵抗F(t)が一定となるような研削抵抗一定前進研削を行う場合に、
    前記直接定寸段の研削において、研削開始から前記定寸装置による前記研削径が目標径に到達するまで総切込量Dep_dirを記憶する総切込量記憶手段と、
    前記直接定寸段の研削における前記撓み量の合計値X_total(t_dir)と前記間接定寸段の研削における前記撓み量の合計値X_total(t_indir)とが同一となるように、前記間接定寸段の研削における目標研削抵抗F(t_indir)を算出する間接定寸段目標研削抵抗算出手段と、
    前記間接定寸段の研削において、前記目標研削抵抗F(t_indir)を保持しつつ、研削開始からの前記砥石車の前記円筒状ワークに対する総移動量が前記総切込量Dep_dirに一致するまで行う制御手段と、
    を備えることを特徴とする研削盤。
13. 請求項１２において、
    前記間接定寸段目標研削抵抗算出手段は、前記直接定寸段の研削抵抗一定前進研削における研削抵抗F(t1_dir)と、前記直接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の支持系の合成バネ定数km(dir)と、前記間接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の支持系の合成バネ定数km(indir)とに基づいて、前記目標研削抵抗F(t1_indir)を算出することを特徴とする研削盤。
14. 円筒状ワークと砥石車とを軸直交方向に相対移動させることにより前記円筒状ワークの外周または内周を研削する研削盤であって、定寸装置による前記円筒状ワークの研削径の測定を行いながら研削する直接定寸段の研削と、前記定寸装置による前記研削径の測定を行わずに前記直接定寸段の研削における情報を用いて研削する間接定寸段の研削とを行う研削盤において、
    前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させて前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_dir)を増加させる第一前進研削の後であって、前記砥石車を前記円筒状ワークから引き離す方向へ相対移動させて前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_indir)を減少させながら行う後退研削の場合に、
    前記砥石車により前記円筒状ワークを研削することにより生じる研削抵抗F(t)を検出する研削抵抗検出手段と、
    前記直接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_dir)を算出する直接定寸段撓み量算出手段と、
    前記間接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_indir)を算出する間接定寸段撓み量算出手段と、
    前記直接定寸段の研削において、前記研削抵抗F(t)が直接目標研削抵抗Fe1まで減少したときに終了するように制御する直接制御手段と、
    前記間接定寸段の研削において、前記撓み量の合計値X_total(t_indir)が前記直接定寸段の研削の終了時点における前記撓み量の合計値X_total(t_dir)が一致するときの間接目標研削抵抗Fe2を算出する目標研削抵抗算出手段と、
    前記間接定寸段の研削において、前記研削抵抗F(t)が前記間接目標研削抵抗Fe2まで減少したときに終了するように制御する間接制御手段と、
    を備えることを特徴とする研削盤。
15. 円筒状ワークと砥石車とを軸直交方向に相対移動させることにより前記円筒状ワークの外周または内周を研削する研削盤であって、定寸装置による前記円筒状ワークの研削径の測定を行いながら研削する直接定寸段の研削と、前記定寸装置による前記研削径の測定を行わずに前記直接定寸段の研削における情報を用いて研削する間接定寸段の研削とを行う研削盤において、
    前記砥石車により前記円筒状ワークを研削することにより生じる研削抵抗F(t)を検出する研削抵抗検出手段を備え、
    前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させながら、前記研削抵抗F(t)が一定となるような研削抵抗一定前進研削を行う場合に、
    前記直接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_dir)を算出する直接定寸段撓み量算出手段と、
    前記間接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_indir)を算出する間接定寸段撓み量算出手段と、
    前記直接定寸段の研削において、研削開始から前記定寸装置による前記研削径が目標径に到達するまで総切込量を記憶する総切込量記憶手段と、
    前記直接定寸段の研削における前記撓み量の合計値X_total(t_dir)と前記間接定寸段の研削における前記撓み量の合計値X_total(t_indir)とが同一となるように、前記間接定寸段の研削における目標研削抵抗F(t_indir)を算出する間接定寸段目標研削抵抗算出手段と、
    前記間接定寸段の研削において、前記目標研削抵抗F(t_indir)を保持しつつ、研削開始からの前記砥石車の前記円筒状ワークに対する総移動量が前記総切込量に一致するまで行う制御手段と、
    を備えることを特徴とする研削盤。
16. 円筒状ワークと砥石車とを軸直交方向に相対移動させることにより前記円筒状ワークの外周または内周を研削する研削方法であって、定寸装置による前記円筒状ワークの研削径の測定を行いながら研削する直接定寸段の研削と、前記定寸装置による前記研削径の測定を行わずに前記直接定寸段の研削における情報を用いて研削する間接定寸段の研削とを行う研削方法において、
    前記直接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_dir)を算出する直接定寸段撓み量算出工程と、
    前記間接定寸段の研削における前記円筒状ワークおよび前記砥石車の前記軸直交方向の撓み量の合計値X_total(t_indir)を算出する間接定寸段撓み量算出工程と、
    前記直接定寸段の研削における前記撓み量の合計値X_total(t_dir)と前記間接定寸段の研削における前記撓み量の合計値X_total(t_indir)とに基づいて、前記間接定寸段の研削において前記砥石車の前記円筒状ワークに対する位置を制御する制御工程と、
    を実行することを特徴とする研削方法。

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