JP5821615B2 - 研削異常監視方法および研削異常監視装置 - Google Patents
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Description
(請求項1)本発明の研削異常監視方法は、工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視方法において、前記工作物を研削するときの前記砥石車の相対的な研削送り位置を検出する研削送り位置検出工程と、前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出工程と、前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係及び前記工作物を研削するときの前記砥石車の相対的な研削送り位置に基づいて、前記工作物に発生した前記加工変質層を発生後の研削で取り除くことが可能な研削負荷を閾値として前記研削送り位置に対応して設定する閾値設定工程と、検出した前記研削送り位置における検出した前記研削負荷が、検出した前記研削送り位置に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定工程と、を備える。
(請求項6)本発明の研削異常監視装置は、工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視装置において、前記工作物を研削するときの前記砥石車の相対的な研削送り位置を検出する研削送り位置検出手段と、前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出手段と、前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係及び前記工作物を研削するときの前記砥石車の相対的な研削送り位置に基づいて、前記工作物に発生した前記加工変質層を発生後の研削で取り除くことが可能な研削負荷を閾値として前記研削送り位置に対応して設定する閾値設定手段と、検出した前記研削送り位置における検出した前記研削負荷が、検出した前記研削送り位置に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定手段と、を備える。
(請求項3)研削異常の判定に際して、研削負荷が閾値を超えなければ、正常であると判定している。そこで、研削負荷が閾値を超えず、且つ閾値に近づくように研削条件を変更しても、正常であると判定できる。そこで、閾値を超えず、且つ閾値に近い条件変更用目標値を設定し、この条件変更用目標値を超えたら条件変更用目標値を下回るように研削条件を変更することで、研削時間、すなわち研削サイクルタイムを短縮できる。
研削盤1の一例として、主軸台トラバース型内面研削盤を例に挙げ、図1を参照して説明する。そして、当該研削盤1の研削対象の工作物Wを軸受の外輪とし、当該研削盤1を用いて当該軸受の外輪の内周軌道面を研削する場合を例に挙げて説明する。そして、ここでは、同種の工作物Wを複数個研削する場合、すなわち量産製品としての工作物Wを製造する場合を対象として説明する。
なお、接触検知センサ80は、本実施形態において、研削負荷データの収集開始および収集終了の判定に用いている。接触検知センサ80に代えて、砥石台41のX軸位置およびテーブル20のZ軸位置に基づいて研削負荷データの収集開始および収集終了の判定を行うこともできる。
次に、研削異常監視装置70により監視する研削異常および研削異常監視装置70に設定される閾値P(X)について説明する。研削異常としては、研削負荷が所定値より大きくなった場合に発生する研削焼け(加工変質層)がある。この加工変質層の厚さaは、例えば、図4に示すように、研削負荷PがPnからP1と大きくなるにつれてanからa1と厚くなる関係にある。
次に、研削異常監視装置70について、図2の機能ブロック図を参照して説明する。ここで研削異常監視装置70を説明するに当たり、図2には、上述した研削盤1の一部構成についても記載する。ここで、図2において、図1の研削盤1の構成と同一構成については、同一符号を付す。そして、砥石車駆動用モータ42には、当該砥石車駆動用モータ42の駆動電力を計測するモータ電力計42aが取り付けられている。なお、モータ電力計42aに代えて、砥石車駆動用モータ42のモータアンプにより直接電力値を収集してもよい。
次に、研削異常監視装置70による研削異常監視プログラムの実行について、図3を参照して説明する。研削異常監視プログラムは、図6に示すように、現在の研削負荷Prnと予め設定された閾値P(X)とに基づいて、研削異常が発生したか否かを判定する。以下に詳細に説明する。
次に、図7を参照して、表示装置81の画面の履歴表示状態について説明する。図3の研削異常監視プログラムの実行により、研削異常が発生した場合には(図3のステップS15)、異常内容が記憶装置83に記憶される。なお、記憶装置83には、異常内容の他、正常内容についても記憶しても良い。そして、多数の工作物Wの研削が行われた場合、記憶装置83には、過去の異常履歴が記憶される。また、研削異常として記憶されていない工作物Wは、正常であることが分かる。また、記憶装置83に正常内容が記憶されている場合には、直接的に正常である工作物Wを把握できる。
次に、第二実施形態の研削異常監視装置について説明する。上述した研削異常監視装置70は、砥石車43の研削送り位置Xを算出して閾値P(X)を設定することとした。本実施形態では、定寸装置90を用いて研削残り取代Rを算出して閾値P(R)を設定することとした。以下に詳細に説明する。
本実施形態における研削異常監視装置170について図8を参照して説明する。本実施形態の研削異常監視装置170は、研削残り取代測定部171と、研削負荷算出部72(第一実施形態と同様)と、閾値設定用データ記憶部73(第一実施形態と同様)と、閾値設定部174と、異常判定部75(第一実施形態と同様)と、出力部76(第一実施形態と同様)とを備えて構成される。
研削異常監視装置170による処理について図9を参照して説明する。閾値設定用データとして研削負荷Pdnと加工変質層の厚さaとの関係のテーブルデータ(図4参照)が既に記憶されているか否かを判定する(ステップS21)。まだ記憶されていなければ、閾値設定用データを読込む(ステップS22)。
次に、工作物Wの複数位置を同時に研削する場合には、以下のようにすることができる。つまり、それぞれの研削部位の研削負荷を算出し、それぞれの研削負荷を用いて、それぞれの研削部位における異常監視を行うようにすることもできる。第三実施形態について図11〜図13を参照して説明する。
10:ベッド、 11a,11b:Z軸ガイドレール、11c:Z軸ボールねじ
11d:Z軸モータ、12a,12b:X軸ガイドレール、 12c:X軸ボールねじ
12d:X軸モータ
20:テーブル
30:主軸台、 31:主軸台本体、 32:マグネットチャック、 33:シュー
34:主軸モータ
40:砥石支持装置、41:砥石台、 42:砥石車駆動用モータ
42a:モータ電力計、 43:砥石車
50:近接スイッチ、 60:制御装置、 80:接触検知センサ、 90:定寸装置
70:研削異常監視装置、 71:研削送り位置読込部、 72:研削負荷算出部
73:閾値設定用データ記憶部、 74:閾値設定部、 75:異常判定部
76:出力部
170:研削異常監視装置、 171:研削残り取代測定部、 174:閾値設定部
100,200,300,400,500:変位センサまたは温度センサ
Claims (7)
- 工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視方法において、
前記工作物を研削するときの前記砥石車の相対的な研削送り位置を検出する研削送り位置検出工程と、
前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出工程と、
前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係及び前記工作物を研削するときの前記砥石車の相対的な研削送り位置に基づいて、前記工作物に発生した前記加工変質層を発生後の研削で取り除くことが可能な研削負荷を閾値として前記研削送り位置に対応して設定する閾値設定工程と、
検出した前記研削送り位置における検出した前記研削負荷が、検出した前記研削送り位置に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定工程と、
を備える研削異常監視方法。 - 工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視方法において、
前記工作物を研削するときの研削残り取代を検出する研削残り取代検出工程と、
前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出工程と、
前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係及び前記工作物を研削するときの研削残り取代に基づいて、前記工作物に発生した前記加工変質層を発生後の研削で取り除くことが可能な研削負荷を閾値として前記研削残り取代に対応して設定する閾値設定工程と、
検出した前記研削残り取代における検出した前記研削負荷が、検出した前記研削残り取代に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定工程と、
を備える研削異常監視方法。 - 請求項1または2において、
前記研削異常監視方法は、
前記砥石車の研削条件を変更する制御工程、
を備え、
前記制御工程は、検出した前記研削負荷が前記閾値を超えず、且つ前記閾値に近づくように前記砥石車の研削条件を変更する研削異常監視方法。 - 請求項1〜3の何れか一項において、
前記研削異常監視方法は、前記工作物の粗研削において適用する研削異常監視方法。 - 請求項1〜4の何れか一項において、
前記工作物の複数の研削部位を同時に研削する研削盤に適用され、
複数の変位センサまたは温度センサにより前記工作物の複数の研削部位のそれぞれのたわみ変位量または温度を検出し、それぞれの前記たわみ変位量または温度に基づいてそれぞれの前記研削負荷を算出し、
それぞれの前記研削負荷に基づいてそれぞれの前記研削部位の研削異常を判定する研削異常監視方法。 - 工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視装置において、
前記工作物を研削するときの前記砥石車の相対的な研削送り位置を検出する研削送り位置検出手段と、
前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出手段と、
前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係及び前記工作物を研削するときの前記砥石車の相対的な研削送り位置に基づいて、前記工作物に発生した前記加工変質層を発生後の研削で取り除くことが可能な研削負荷を閾値として前記研削送り位置に対応して設定する閾値設定手段と、
検出した前記研削送り位置における検出した前記研削負荷が、検出した前記研削送り位置に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定手段と、
を備える研削異常監視装置。 - 工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視装置において、
前記工作物を研削するときの研削残り取代を検出する研削残り取代検出手段と、
前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出手段と、
前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係及び前記工作物を研削するときの研削残り取代に基づいて、前記工作物に発生した前記加工変質層を発生後の研削で取り除くことが可能な研削負荷を閾値として前記研削残り取代に対応して設定する閾値設定手段と、
検出した前記研削残り取代における検出した前記研削負荷が、検出した前記研削残り取代に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定手段と、
を備える研削異常監視装置。
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