JP6618867B2 - 研削装置及び研削方法 - Google Patents

Description

ここに開示する技術は、研削装置及び研削方法に関する。

特許文献１には、研削装置の一例が開示されている。具体的に、特許文献１に係る研削装置（数値制御研削盤）は、砥石（回転砥石）を回転させる駆動手段（砥石駆動モータ）の駆動電力（消費電力）を検出すると共に、その検出値が所定の閾値（規定値）を超えたときに、砥石の移動速度を、急速送り用の速度から粗研削送り用の速度へ切り換えるよう構成されている。

特許文献２には、研削装置の別例が開示されている。具体的に、特許文献２に係る研削装置（精密研削加工装置）は、駆動モータの駆動電流の変化を検出する検出回路を備えて構成されており、ワーク（被加工物）と砥石（加工工具）とを高速で接近させている最中、検出回路の検出信号が所定の閾値（検出レベル）を超えたとき、ワークと砥石とが接触したものと判定するようになっている。この特許文献２に係る研削装置は、ワークと砥石との接触を検出すると、ワークに対する砥石の送り速度を低速へ切り換えるよう構成されている。

特開平１０−１５６７１８号公報 特開昭６２−２４６４７１号公報

近年、回転駆動された砥石によってワークを研削するように構成された研削装置に対し、サイクルタイムの短縮が要求されている。そうした要求を満足するためには、前記特許文献１及び２に記載のように、砥石とワークとの接触を、駆動手段の駆動電力や駆動電流に基づいて検出することが考えられる。

しかしながら、前記特許文献１及び２に記載の構成には、以下の如き不都合がある。

すなわち、前記特許文献１及び２に係る研削装置の場合、操作者は、駆動電力の閾値を手動で一律に設定することになる。ところが、そのような設定を手動で行うのは手間がかかるため、サイクルタイムを短縮するには不都合である。特に、複数のワークの１つ１つに対して研削を行う場合、ワーク毎に、或いは、ワークのロット毎に、適切な閾値は異なる。そのため、閾値を一律に設定してしまっては、砥石と各ワークとの接触を正確に検出するには不都合であり、サイクルタイムの短縮を図る上で好ましくない。

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回転駆動された砥石によって複数のワークを研削するように構成された研削装置において、サイクルタイムを短縮することにある。

ここに開示する技術は、回転駆動された砥石によって、複数のワークを研削するように構成された研削装置に係る。この研削装置は、前記複数のワークのうち研削対象とされた所定のワークに対し、前記砥石を接離させるように構成された送り手段と、前記砥石を回転駆動させる駆動手段と、前記駆動手段における駆動電力を検出する検出手段と、前記送り手段及び前記駆動手段を制御する制御手段と、を備える。

そして、前記制御手段は、前記砥石を回転駆動させながら、前記砥石及び前記所定のワークを互いに接近させる第１送り工程と、前記第１送り工程の後、前記砥石を前記所定のワークに接触させる第２送り工程と、前記第２送り工程の後、前記砥石により前記所定のワークを研削する第３送り工程と、を行うように構成されている。

前記制御手段はまた、前記第１送り工程中に検出された駆動電力である第１駆動電力に基づいて接触閾値を設定すると共に、前記第２送り工程の最中、当該工程中に検出された駆動電力である第２駆動電力が前記接触閾値を超えたとき、前記砥石と前記所定のワークとが接触したと判定し、前記第２送り工程から前記第３送り工程へ移行するように構成されている。

砥石とワークとが接触すると、駆動手段の負荷が増大する。その際、駆動電力は、負荷の増大に応じて上昇することになる。接触閾値を設定することによって、駆動電力がその接触閾値を超えたときに、砥石とワークとが接触したものと判定することができる。

前記の構成によると、制御手段は、砥石を回転駆動すると共に、第１送り工程を実行する。通常、第１送り工程の最中には、砥石とワークとは接触しない。制御手段は、第１送り工程の最中に検出された駆動電力に基づいて、接触閾値を設定する。制御手段は、第１送り工程の後に、第２送り工程を実行する。第２送り工程の途中で、砥石とワークとが接触することになる。制御手段は、第２送り工程の最中に検出された駆動電力が、前記の接触閾値を超えたときに、砥石とワークとが接触したと判定し、第３送り工程へ移行するようになっている。

このように、制御手段は、接触閾値を自動的に設定する。これにより、操作者の手間を省くことができる。さらに、第１送り工程を行うたびに接触閾値を設定し直すことができるから、複数のワークの１つ１つに対して研削を行うときに、各ワークや、各ロットに適した接触閾値を、その都度設定し、ひいては、砥石とワークとの接触を、より正確に検出することができる。

かくして、前記の構成によれば、操作者の手間を省きかつ、砥石とワークとの接触を正確に検出することができるから、サイクルタイムを短縮することが可能になる。

しかも、駆動電力に基づいた判定を行うことで、砥石とワークとの接触を検知するための機器が不要となる。このことは、研削装置全体を、小型かつ簡素に構成する上で有効である。

また、前記制御手段は、前記接触閾値をＴとし、前記第１駆動電力の最大値をＩｈとしたとき、前記接触閾値を、数式：Ｔ＝Ｉｈ＋β（βは所定値）に基づいて設定するように構成されている、としてもよい。

前述の如く、砥石とワークとが接触すると、駆動電力は上昇する。

ところが、一般に、駆動電力は、砥石とワークとの間の相対位置関係に応じてバラつくため、駆動電力がバラついた結果、砥石とワークとが接触していないにも拘わらず、駆動電力が高めに検出されてしまい、接触を誤検知する虞があった。接触を誤検知すると、第２工程から第３工程へ移行するタイミングが必要以上に早まってしまう。移行のタイミングが早まると、第２工程を行う期間が短くなる一方、第３工程を行う期間が長くなる。一般的に、第３工程は、第２工程よりも砥石の移動速度が低い。そのため、砥石の移動速度が低い工程を相対的に長期に亘って行う分だけ、サイクルタイムが長くなる虞がある。したがって、前述の如き誤検知は、サイクルタイムの短縮を図る上で好ましくない。

前記の構成によると、制御手段は、第１送り工程中に検出された駆動電力の最大値に基づいて、接触閾値を設定する。そのような設定を行うことで、接触閾値Ｔを高めに設定することが可能になる。このことは、接触の誤検知を抑制する上で有効である。

また、前記制御手段は、前記複数のワークの各々について、前記第１駆動電力を記憶するように構成され、前記制御手段は、前記複数のワークのうち、前記所定のワークよりも先に研削された別のワークに関する前記第１駆動電力に基づいて取代閾値を設定すると共に、前記所定のワークに対して前記第１送り工程を行っている最中、前記所定のワークに関する前記第１駆動電力が前記取代閾値を超えたとき、前記砥石と前記所定のワークとが接触したと判定し、前記第１送り工程を中止するように構成されている、としてもよい。

例えば、過大な取代を有するワークがセットされた場合、第１送り工程の最中、砥石とワークとは、想定以上に接近してしまい、ついには、接触することになる。そうした事態に陥ったとき、駆動電力は、前述の如く上昇する。そのため、取代閾値を設定することで、駆動電力に基づいて、砥石とワークとが接触したか否か、ひいてはワークの取代が過大であるか否かを判定することができる。通常、ワークの取代が過大であった場合には、砥石やワーク、或いは、装置全体の破損を防ぐために、研削の中止が望まれる。

前記の構成によると、制御手段は、研削対象とされたワークよりも先に研削された別のワークに関する第１駆動電力に基づいて、取代閾値を設定する。制御手段は、第１送り工程の最中に検出された第１駆動電力が、前記の取代閾値を超えたときに、砥石が研削対象のワークに接触したと判定し、第１送り工程を中止する。

このように、制御手段は、取代閾値を自動的に設定する。これにより、操作者の手間を省くことができる。さらに、第１送り工程を行うたびに取代閾値を設定し直すことができるから、複数のワークの１つ１つに対して研削を行うときに、各ワークに適した取代閾値を設定し、ひいては、より正確な判定を行うことができる。

かくして、前記の構成によれば、操作者の手間を省くことで、サイクルタイムを短縮する上で有利になる。また、ワークの取代が過大であることを、より正確に検出することも可能になる。

また、前記制御手段は、前記取代閾値をＵとして、前記別のワークに関する前記第１駆動電力の最大値をＩｈ、最小値をＩｌとしたとき、前記取代閾値を、数式：Ｕ＝（Ｉｈ＋Ｉｌ）／２＋α（αは所定値）に基づいて設定するように構成されている、としてもよい。

前述の如く、駆動電力は、砥石とワークとの間の相対位置関係に応じてバラつく。そのため、駆動電力がバラついた結果、砥石とワークとの接触を検知する上で、支障を来す虞があった。

前記の構成によると、制御手段は、第１送り工程中に検出された駆動電力の最大値と、最小値との平均値に基づいて、取代閾値を設定する。そうすることで、取代閾値を設定する上で、駆動電力のバラツキの影響を抑制することが可能となる。

ここに開示する別の技術は、回転駆動された砥石によって、複数のワークを研削する研削方法に係る。この研削方法は、前記複数のワークのうち研削対象とされた所定のワークに対し、前記砥石及び前記所定のワークを互いに接近させる第１送り工程と、前記第１送り工程の後、前記砥石を前記所定のワークに接触させる第２送り工程と、前記第２送り工程の後、前記砥石により前記所定のワークを研削する第３送り工程とを、前記砥石を回転駆動させつつ行うステップを備える。

前記研削方法は、さらに、前記第１送り工程の最中に検出された駆動電力に基づいて接触閾値を設定するステップと、前記第２送り工程の最中、当該工程において検出された駆動電力を示す第２駆動電力が前記接触閾値を超えたとき、前記砥石と前記所定のワークとが接触したと判定し、前記第２送り工程から前記第３送り工程へ移行するステップと、を備えている。

前記の方法によれば、操作者の手間を省きかつ、砥石とワークとの接触を正確に検出することができるから、サイクルタイムを短縮することが可能になる。

また、前記研削方法は、前記複数のワークのうち、前記所定のワークよりも先に研削された別のワークに関する前記第１駆動電力に基づいて取代閾値を設定するステップと、前記所定のワークに対して前記第１送り工程を行っている最中、前記所定のワークに関する前記第１駆動電力が前記取代閾値を超えたとき、前記砥石と前記所定のワークとが接触したと判定し、前記第１送り工程を中止するステップと、を備えている、としてもよい。

前記の方法によれば、操作者の手間を省くことで、サイクルタイムを短縮する上で有利になる。また、ワークの取代が過大であることを、より正確に検出することも可能になる。

以上説明したように、前記の研削装置によると、サイクルタイムを短縮することができる。

研削装置の概略構成図である。 研削装置のシステム構成を示すブロック図である。 研削サイクルに関する処理のフローチャートである。 駆動電力を例示する図である。

以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の説明は例示である。

〈研削装置の概略構成〉
図１は、研削装置１の概略構成を示している。研削装置１は、砥石２１を回転駆動すると共に、その砥石２１によって、複数のワークＷを研削するよう構成された内面研削盤である。

図１に示すように、研削装置１は、種々の機構が配設されたベッド３を備えており、ベッド３上には、砥石２１を支持する砥石台４と、ワークＷを支持する主軸台５と、研削装置１全体を制御する制御装置１００とが設置されている。詳しくは、ベッド３は、矩形テーブル上に形成されており、その長手方向（図１のＹ方向）の一端側には砥石台４が設置されている一方、他端側には主軸台５が設置されている。制御装置１００は、ベッド３の隅に設置されている。尚、制御装置１００は、“制御手段”の一例である。

以下で詳述するように、砥石２１及びワークＷは、互いに向き合うような姿勢に支持されており、砥石台４及び主軸台５の制御を通じて、互いに接離したり、各々が回転軸Ｒ１、Ｒ２まわりに回転するようになっている。

砥石台４は、ベッド３上に設置された縦送り台４１と、縦送り台４１上に配設された横送り台４２と、横送り台４２上に配設された砥石軸装置４３とを備えている。砥石軸装置４３は、砥石２１が取り付けられた砥石軸２２を有している。

詳しくは、縦送り台４１は、Ｙ方向に延びる箱状に形成されており、ベッド３上面に設けた２本のガイドレール６、６の上に配置されている。２本のガイドレール６、６は、ベッド３の短手方向（図１のＸ方向）に間隔を空けて配置されており、それぞれ、Ｙ方向に沿って延設されている。縦送り台４１は、制御装置１００と電気的に接続されたサーボモータ（不図示）を備えている。縦送り台４１は、制御装置１００から入力された信号に従って、ガイドレール６、６に沿ってＹ方向に往復移動するように構成されている。

横送り台４２は、縦送り台４１よりも小型の箱状に形成されており、縦送り台４１上面に設けた２本のガイドレール７、７の上に配置されている。２本のガイドレール７、７は、Ｙ方向に間隔を空けて配置されており、それぞれ、Ｘ方向に沿って延設されている。横送り台４２も、縦送り台４１と同様に、制御装置１００と電気的に接続されたサーボモータ（不図示）を備えている。横送り台４２は、制御装置１００から入力された信号に従って、ガイドレール７、７に沿ってＸ方向に往復移動可能に構成されている。

縦送り台４１及び横送り台４２は、各々が行う往復移動を通じて、砥石軸装置４３をＸ方向やＹ方向に移動させると共に、砥石軸装置４３を介して、砥石２１をワークＷへ送り込む。縦送り台４１及び横送り台４２は、“送り手段”を例示している。尚、縦送り台４１と横送り台４２とは、上下の配置が逆であってもよい。つまり、横送り台４２をベッド３の上面に配置すると共に、縦送り台４１を横送り台４２の上面に配置してもよい。また、ガイドレール７、７を用いた機構に限らず、他の機構によって砥石２１を移動させてもよい。

砥石軸装置４３は、略箱状に形成されており、不図示の工具主軸を収容している。この工具主軸は、Ｙ方向に延設された軸状に形成されており、Ｙ方向に沿って延びる回転軸Ｒ１まわりに回転自在に設けられている。工具主軸の一端側（主軸台５側）には砥石軸２２が装着されている一方、他端側には、工具主軸を回転駆動する砥石駆動モータ４４が連結されている。

さらに詳しくは、砥石軸２２は、工具主軸に対して同軸に配置された軸状に形成されており、その基端部は、前述の如く、工具主軸の一端に装着されている一方、先端部（ワークＷ側の端部）には砥石２１が取り付けられている。砥石軸２２、及び、砥石軸２２に取り付けられた砥石２１は、双方とも、工具主軸と一体的に回転するようになっている。

砥石駆動モータ４４は、制御装置１００から入力された信号に従って、工具主軸を回転駆動する。工具主軸の回転駆動に伴い、砥石軸２２、ひいては砥石２１も回転駆動される。砥石駆動モータ４４は、“駆動手段”の一例である。

一方で、主軸台５は、ベッド３上に固定された主軸台本体５１と、主軸台本体５１上に配設された主軸装置５２とを備えている。主軸装置５２には、ワークＷが保持されたワーク主軸５３が枢設されている。

主軸台本体５１は、略箱状に形成されており、その上面には、主軸装置５２と、ドレス装置８とが配設されている。本実施形態では、主軸台本体５１は、ベッド３上に固定されている。

主軸装置５２は、主軸台本体５１よりも小型の箱状に形成されており、ワーク主軸５３を回転自在に支持している。このワーク主軸５３は、Ｙ方向に延設された軸状に形成されており、砥石２１側の端部には、チャック装置５４が装着されている一方、砥石２１と反対側の端部には、ワーク主軸５３を回転駆動するワーク駆動モータ５５が連結されている。

チャック装置５４は、ワークＷを把持するよう構成されている。詳しくは、チャック装置５４の基端部（砥石２１と反対側の端部）は、前述の如く、ワーク主軸５３に装着されている一方、その先端部（砥石２１側の端部）は、ワークＷを把持している。ワークＷは、Ｙ方向に沿って延びる円環状に形成されており、その先端を砥石２１側に向けた姿勢で、砥石軸２２に対して同軸となるように把持されている。ワークＷの内周面Ｗｓが、本実施形態における加工対象を例示している。チャック装置５４、及び、チャック装置５４に把持されたワークＷは、双方とも、ワーク主軸５３と一体的に回転するようになっている。

ワーク駆動モータ５５は、制御装置１００から入力された信号に従って、ワーク主軸５３を回転駆動する。ワーク主軸５３の回転駆動に伴って、チャック装置５４、ひいてはワークＷも回転駆動される。

ドレス装置８は、主軸装置５２と同様に、主軸台本体５１の上に配設されている。ドレス装置８は、砥石台４に向かって延びるアーム８１と、アーム８１の先端に設けられたドレスダイヤ８２とを備えており、制御装置１００から入力された信号に従って動作するよう構成されている。ドレス装置８は、ドレスダイヤ８２によって、砥石２１のドレスを行うようになっている。尚、本実施形態では、アーム８１の動作を介して、ドレスダイヤ８２を砥石２１に接近させるよう構成されているが、この構成には限られない。例えば、砥石軸２２を移動させることによって、砥石２１をドレスダイヤ８２に接近させてもよい。

また、研削装置１には定寸装置１１４が設けられている。定寸装置１１４は、所謂、インプロセスゲージとして構成されており、ワークＷの内径を、随時、モニタすることが可能である。

さらに、研削装置１にはブザー１１５が設けられている（図２にのみ図示）。ブザー１１５の鳴動は、制御装置１００によって制御される。

〈研削装置のシステム構成〉
図２は、研削装置１のシステム構成を示すブロック図である。

研削装置１は、例えば周知のコンピュータをベースとした制御装置１００を備えている。制御装置１００には、前述の縦送り台４１、横送り台４２、砥石駆動モータ４４、ワーク駆動モータ５５、ドレス装置８、定寸装置１１４、及び、ブザー１１５が、信号の送受信可能に接続されている。また、制御装置１００には、砥石駆動モータ４４における駆動電力を検出する電力モニタ１１１が接続され、その検出信号が入力されるように構成されている。さらに、制御装置１００には、各種の情報を記憶する記憶部１０１が接続され、制御装置１００と記憶部１０１との間で、各種の信号を入出力するように構成されている。尚、電力モニタ１１１は、“検出手段”の一例である。

その上、制御装置１００には、研削装置１へ情報を入力するための操作部１１２と、研削装置１の情報を表示するための表示部１１３とが接続されており、それぞれが、制御装置１００との間で信号の送受信可能に構成されている。

制御装置１００は、電力モニタ１１１及び定寸装置１１４からの検出信号、並びに、操作部１１２からの入力信号等に基づいて制御信号を生成し、縦送り台４１等へ制御信号を出力する。縦送り台４１等は、その制御信号に従って動作する。

制御装置１００は、制御信号の生成及び出力を通じて、研削装置１において各種の処理を行う。制御装置１００は、ワークＷに対し、複数の工程から成る研削サイクルＳを行う。本実施形態に係る研削サイクルＳは、早送り（第１送り工程）、準急送り（第２送り工程）、黒皮送り（第３送り工程）、粗研削送り、仕上研削送り、スパークアウト、及び砥石後退から構成されている。スパークアウト及び砥石後退以外の各工程は、ワークＷ内に挿入した砥石２１を、回転駆動しながらＸ方向へ送り込むことによって行われる。

具体的に、早送りは、砥石２１をワークＷに接近させる工程であり、準急送りは、早送りよりも低い速度で砥石２１を送り込み、砥石２１をワークＷの内周面Ｗｓに接触させる工程である。また、黒皮送りは、接触させた砥石２１によりワークＷの表面を研削する工程であり、例えばワークＷの表面を削り取るために行われる。粗研削送りは、ワークＷの粗研削を行う工程であり、仕上研削送りは、ワークＷの仕上研削を行う工程である。スパークアウトは、砥石２１の送り込みを停止しつつ、砥石２１の回転駆動を行う工程であり、砥石後退は、砥石２１をワークＷから離隔させる工程である。早送り、準急送り、黒皮送り、粗研削送り、仕上研削送り、及び、スパークアウトの順で、砥石２１の移動速度（送り速度）が低くなる。

本実施形態に係る研削装置１は、複数のワークＷ、例えば計Ｎ個のワークＷの１つ１つに対して、研削サイクルＳを行うよう構成されている。以下、Ｎ個のワークＷのうち、ｎ番目（１＜ｎ≦Ｎ）のワークＷを“ワークＷ_ｎ”という場合がある。同様に、ｎ番目のワークＷ_ｎに対する研削サイクルＳを、“研削サイクルＳ_ｎ”という場合がある。他の符号についても、ｎ番目のワークＷ_ｎに関するものについては、適宜、下付きの添え字ｎを付す。

以下で詳述するように、制御装置１００は、早送り中に検出された砥石駆動モータ４４の駆動電力（いわゆる“無負荷時の電力値”であって、以下、「第１駆動電力」という）Ｉ_ｎに基づいて、ワークＷ_ｎの接触閾値（接触検知電力）Ｔ_ｎを設定する。そして、制御装置１００は、準急送りの最中、当該準急送り中に検出された砥石駆動モータ４４の駆動電力（いわゆる“研削送り中の電力値”であって、以下、「第２駆動電力」という）Ｊ_ｎが、その接触閾値Ｔ_ｎを超えたとき、砥石２１とワークＷ_ｎとが接触したと判定し、準急送りから黒皮送りへ移行するように構成されている。

加えて、制御装置１００の記憶部１０１は、複数のワークＷの各々について、第１駆動電力Ｉを記憶するように構成されている。制御装置１００は、所定のワークＷ_ｎに対し研削サイクルＳ_ｎを行うとき（具体的には、研削サイクルＳ_ｎのスタート直後）、その所定のワークＷ_ｎよりも先に研削された別のワークＷ_ｍ（ｍ＜ｎ）に関して記憶された第１駆動電力Ｉ_ｍに基づいて、ワークＷ_ｎの取代閾値（取代過大電力）Ｕ_ｎを設定する。そして、制御装置１００は、ワークＷ_ｎに対する早送りの最中、第１駆動電力Ｉ_ｎが取代閾値Ｕ_ｎを超えたとき、ワークＷ_ｎの取代が過大であると判定し、早送りを中止するように構成されている。

以下、制御装置１００が行う研削サイクルＳについて詳細に説明する。

〈研削サイクルに関する処理〉
図３は、研削サイクルＳに関する処理のフローチャートである。このフローは、ロット数がＮに設定されたロット処理のうち、特に、ｎ番目のワークＷ_ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）に対する研削サイクルＳ_ｎを示す。

制御装置１００は、研削サイクルＳ_ｎを開始してから、その研削サイクルＳ_ｎを完了するまでの期間に亘って、電力モニタ１１１による検出結果を継続的に読み込む。制御装置１００は、その読込内容に基づいて、種々の演算・処理を実行する。

例えば、早送りの最中、制御装置１００は、第１駆動電力Ｉ_ｎをリアルタイムで監視する。制御装置１００は、監視対象としての第１駆動電力Ｉ_ｎに基づいて、ワークＷ_ｎの取代に係る判定を行う。また、既に述べたように、制御装置１００は、記憶部１０１に第１駆動電力Ｉ_ｎを記憶させる。詳しくは、記憶部１０１は、早送り中の最中、第１駆動電力Ｉ_ｎの最大値Ｉ_ｎｈと最小値Ｉ_ｎｌとを刻々と更新するようになっている。

具体的に、研削サイクルＳ_ｎがスタートすると、スタート直後のステップＳ１で、制御装置１００は、今回の研削サイクルＳ_ｎに用いる取代閾値Ｕ_ｎを決定する。

取代閾値Ｕ_ｎを決定するとき、制御装置１００は、まず、記憶部１０１の記憶内容を読み出す。具体的に、制御装置１００は、前回の研削サイクルＳ_ｎ−１において記憶された最大値Ｉ_ｎ−１ｈ及び最小値Ｉ_ｎ−１ｌを読み出す。制御装置１００は、読み出した最大値Ｉ_ｎ−１ｈ及び最小値Ｉ_ｎ−１ｌから無負荷電力Ｖ_ｎを算出すると共に、その無負荷電力Ｖ_ｎに基づいて取代閾値Ｕ_ｎを決定する。ここで、無負荷電力Ｖ_ｎは、以下の式（１）から求められる。

Ｖ_ｎ＝（Ｉ_ｎ−１ｈ＋Ｉ_ｎ−１ｌ）／２ ・・・（１）
式（１）によれば、無負荷電力Ｖ_ｎは、最大値Ｉ_ｎ−１ｈと、最小値Ｉ_ｎ−１ｌとの平均値として求められる。

続いて、制御装置１００は、無負荷電力Ｖ_ｎと、今回の研削サイクルＳ_ｎのスタート直後に検出された第１駆動電力Ｉ_ｎとを比較すると共に、その比較結果に基づいて、取代閾値Ｕ_ｎを求める。取代閾値Ｕ_ｎは、以下の式（２）から求められる。

Ｕ_ｎ＝Ｍａｘ｛Ｖ_ｎ，Ｉ_ｎ｝＋α ・・・（２）
式（２）において、αは所定値である。式（２）によれば、スタート直後に検出された第１駆動電力Ｉ_ｎよりも無負荷電力Ｖ_ｎが大きいとき、取代閾値Ｕ_ｎは、以下の式（３）から求められる。

Ｕ_ｎ＝Ｖ_ｎ＋α ・・・（３）
式（３）によれば、無負荷電力Ｖ_ｎが大きくなるにつれて、取代閾値Ｕ_ｎは、より大きくなる一方、無負荷電力Ｖ_ｎが小さくなるにつれて、取代閾値Ｕ_ｎは、より小さくなる。無負荷電力Ｖ_ｎが大きくなるにつれて、取代閾値Ｕ_ｎをより大きくすることで、例えば取代閾値Ｕ_ｎを一定とする構成と比較すると、砥石２１とワークＷ_ｎとが接触したこと、つまり、ワークＷ_ｎの取代が過大であったことを、より正確に検出することが可能になる。

尚、研削装置１の立ち上げ時（つまり、１番目のワークＷ_１に対する研削時）には、制御装置１００は、ワークＷ_１に対し研削を行って、取代閾値Ｕ_１を設定する。

ステップＳ１から続くステップＳ２で、制御装置１００は、早送りを開始する。制御装置１００は、所定の移動速度で砥石２１を送り込み、砥石２１をワークＷの内周面Ｗｓに接近させる。

次に、早送り中の処理について説明する。

ステップＳ２から続くステップＳ３で、制御装置１００は、早送りを続行しながら、電力モニタ１１１の検出内容を監視する。具体的に、制御装置１００は、早送り中に検出された第１駆動電力Ｉ_ｎが、ステップＳ２で設定した取代閾値Ｕ_ｎよりも大きいか否か（Ｉ_ｎ＞Ｕ_ｎ）を判定する。ステップＳ３の判定がＮＯであれば、ステップＳ６へ進んで早送りを続行する。その一方で、判定がＹＥＳであれば、後述の如く、ワークＷ_ｎの取代が過大であったがために、砥石２１がワークＷ_ｎに衝突したものとして、異常が生じたと判定する。そのとき、制御装置１００はステップＳ４へ進む。

ステップＳ４で、制御装置１００は、表示部１１３及びブザー１１５に信号を出力する。表示部１１３は、異常が生じた旨を操作者に表示する。ブザー１１５は、自身の鳴動によって、操作者に異常を報知する。

ステップＳ４から続くステップＳ５で、制御装置１００は、研削サイクルＳ_ｎを中止すると共に、研削装置１全体を停止させて、ワークＷ_ｎを取り除く。研削装置１がＮＧシュートなどを備えていれば、ワークＷ_ｎをシュートに排出してもよい。ワークＷ_ｎを取り除いた後、制御装置１００は、研削サイクルＳ_ｎに関する処理を終了する。

一方、ステップＳ６で、制御装置１００は、早送りを続行すると共に、ワークＷ_ｎへ向かって送り込まれた砥石２１が、所定位置に到達したか否かを判定する。この判定は、砥石２１の移動量（送り量）に基づいて行われる。ステップＳ６の判定がＮＯであれば、ステップＳ３に戻り、早送りを続行する。一方で、判定がＹＥＳであれば、早送りを完了すると共に、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ６から続くステップＳ７で、制御装置１００は、今回の研削サイクルＳ_ｎに係る準急送りのための接触閾値Ｔ_ｎを決定する。

具体的に、ステップＳ７において、制御装置１００は、今回の早送り中に記憶された最大値Ｉ_ｎｈを読み出すと共に、その最大値Ｉ_ｎｈに基づいて接触閾値Ｔ_ｎを算出する。接触閾値Ｔ_ｎは、以下の式（４）から求められる。

Ｔ_ｎ＝Ｉ_ｎｈ＋β ・・・（４）
式（４）において、βは所定値である。式（４）によれば、接触閾値Ｔ_ｎは、最大値Ｉ_ｎｈが変化したときに、その変化分を反映するようになっている。つまり、最大値Ｉ_ｎｈが大きくなるにつれて、接触閾値Ｔ_ｎは、より大きくなる一方、最大値Ｉ_ｎｈが小さくなるにつれて、接触閾値Ｔ_ｎは、より小さくなる。最大値Ｉ_ｎｈが大きくなるにつれて、接触閾値Ｔ_ｎを高めに設定することで、例えば接触閾値Ｔ_ｎを一定とする構成と比較すると、砥石２１とワークＷとの接触を、より正確に検出することが可能になる。制御装置１００は、式（４）の算出結果を接触閾値Ｔ_ｎとして設定する。

尚、前述のα、βは、ワークＷの寸法や、砥石２１の仕様に応じて変更してもよいし、砥石径の変化に合わせて変更してもよい。また、αとβとは、互いに異ならせてもよいし、α＝βとしてもよい。

制御装置１００は、接触閾値Ｔ_ｎが設定され次第、準急送りへ移行する。

ステップＳ７から続くステップＳ８で、制御装置１００は、砥石２１の移動速度を低くすることによって、早送りから準急送りへ移行する。

ステップＳ８から続くステップＳ９で、制御装置１００は、準急送りを続行する。その最中、制御装置１００は、電力モニタ１１１の検出内容を監視する。具体的に、制御装置１００は、準急送り中に検出された駆動電力である第２駆動電力Ｊ_ｎが、ステップＳ７で設定した接触閾値Ｔ_ｎよりも大きいか否か（Ｊ_ｎ＞Ｔ_ｎ）を判定する。ステップＳ９の判定がＮＯであれば、ステップＳ９を繰り返して準急送りを続行する。その一方で、判定がＹＥＳであれば、後述の如く、砥石２１を十分に送り込んだ結果、砥石２１がワークＷ_ｎに接触したものと判定する。そのとき、制御装置１００は、準急送りを完了するべく、ステップＳ１０へ進む。

ステップＳ９から続くステップＳ１０で、制御装置１００は、砥石２１の移動速度をさらに低くすることによって、準急送りから黒皮送りへ移行する。

その後、ステップＳ１１で、制御装置１００は、定寸装置１１４の測定信号に基づいて、ワークＷ_ｎの寸法を、適宜、取得する。制御装置１００は、ワークＷ_ｎの寸法に応じて、粗研削送り、仕上研削送り、スパークアウト、及び、砥石後退を順番に実行して、研削サイクルＳ_ｎを完了する。研削サイクルＳ_ｎが完了すると、制御装置１００は、次のワークＷ_ｎ＋１に係る研削サイクルＳ_ｎ＋１を開始する。

図４は、図３に示す制御に従った場合（つまり、実施例）の、サイクルタイム（時間）に対する駆動電力（モータ電力）の変化を例示している。尚、本例では、ワークＷの取代は、過大ではない。

研削サイクルＳ_ｎの各工程において、駆動電力は、砥石２１とワークＷとの相対位置関係、砥石径、及び、クーラントのかかり具合等に応じてバラつく。また、早送りの最中、駆動電力は、砥石２１とワークＷとが接近するにしたがって、概ね、増加するようになっている。その結果、実施例では、駆動電力は、砥石２１が送り込まれるにしたがって、振動しながら漸増するようになっている。ここで、予定以上の取代を有するワークＷ _ｎ が投入された結果、砥石２１とワークＷ _ｎ とが接触してしまった場合、砥石駆動モータ４４にかかる負荷が増大した分だけ、駆動電力は、急速に上昇する。その場合、駆動電力が、前記の如く設定された取代閾値Ｕ _ｎ を超えることになり、制御装置１００は、前述のステップＳ３〜Ｓ５に示すように、操作者へ異常を報知して、研削サイクルＳ _ｎ を中止する。尚、取代閾値Ｕ _ｎ に基づいた判定は、早送りの最中に砥石２１とワークＷとが接触した結果、砥石２１や研削装置１に破損が生じてしまうことが無いように行っている。そのため、準急送り以降の工程では、取代閾値Ｕ _ｎ に基づいた判定は、原則として行わない。

準急送りでは、駆動電力は、早送りと同様に、砥石２１とワークＷとが接近するにしたがって、振動しながら漸増するようになっている。砥石２１とワークＷとが接触すると、前述の如く、駆動電力が急速に上昇する（図４の囲み部Ａを参照）。その結果、駆動電力が前記の接触閾値Ｔを超えることになり、制御装置１００は、準急送りから黒皮送りへ移行する。

その後、制御装置１００は、粗研削送り、及び仕上研削送りといった種々の工程を、定寸装置１１４の測定信号に従って、順次、実行する。例えば、粗研削送りは、他の工程よりも長時間に亘って行われる。また、粗研削送りが終了すると、仕上研削送りへ移行する。仕上研削送りは、粗研削送りよりも砥石２１の移動速度が小さくなるため、駆動電力は小さくなっている。仕上研削送りが終了すると、スパークアウトへ移行する。スパークアウトの最中に、定寸装置が０点を出力すれば、スパークアウトを完了し、砥石２１を後退する。

〈まとめ〉
以上説明したように、制御装置１００は、接触閾値Ｔを自動的に設定する。これにより、操作者の手間を省くことができる。さらに、早送りを行うたびに接触閾値Ｔを設定し直すことができるから、複数のワークＷの１つ１つに対して研削を行うときに、各ワークＷや各ロットに適した接触閾値Ｔを、その都度設定し、ひいては、砥石２１とワークＷとの接触を、より正確に検出することができる。

かくして、前記の構成によれば、操作者の手間を省きかつ、砥石２１とワークＷとの接触を正確に検出することができるから、サイクルタイムを短縮することが可能になる。

しかも、駆動電力に基づいた判定を行うことで、砥石２１とワークＷとの接触を検知するための機器が不要となる。このことは、研削装置１全体を、小型かつ簡素に構成する上で有効である。

また、制御装置１００は、早送り中に検出された駆動電力の最大値Ｉｈに基づいて、接触閾値Ｔを設定する。そのような設定を行うことで、接触閾値Ｔを高めに設定することが可能になる。このことは、接触の誤検知を抑制し、ひいてはサイクルタイムの短縮を図る上で有効である。

また、制御装置１００は、取代閾値Ｕを自動的に設定する。これにより、操作者の手間を省くことができる。さらに、早送りを行うたびに取代閾値Ｕを設定し直すことができるから、複数のワークＷの１つ１つに対して研削を行うときに、各ワークＷに適した取代閾値Ｕを設定し、ひいては、より正確な判定を行うことができる。

かくして、前記の構成によれば、操作者の手間を省くことで、サイクルタイムを短縮する上で有利になる。また、ワークＷの取代が過大であることを、より正確に検出することも可能になる。

また、制御装置１００は、早送り中に検出された駆動電力の最大値Ｉｈと、最小値Ｉｌとの平均値に基づいて、取代閾値Ｕを設定する。そうすることで、取代閾値Ｕを設定する上で、駆動電力のバラツキの影響を抑制することが可能となる。

《他の実施形態》
前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

前記実施形態では、複数のワークＷを１つずつ研削するように構成された研削装置１を例示したが、この構成には限られない。主軸台５の上に複数のワークＷを並べ、それらを同時に研削してもよい。

砥石台４及び主軸台５の構成は、前記のものには限られない。例えば、砥石２１側（砥石軸装置４３）をＸ方向及びＹ方向へ移動させる代わりに、ワークＷ側（主軸台本体５１）をＸ方向やＹ方向に移動させてもよい。

また、図３に示すフローは一例であり、ステップの順番を可能な範囲で適宜入れ替えたり、複数のステップを並行して処理したりしてもよい。例えば、ステップＳ４とステップＳ５との順番を入れ替えてもよい。

以下に説明するように、各ステップの内容を、適宜、変更してもよい。

前記実施形態では、複数のワークＷの１つ１つを研削するたびに、取代閾値Ｕと、接触閾値Ｔとを算出し直すように構成されていたが、その構成には限られない。設定した個数のワークＷを研削する毎に、取代閾値Ｕと接触閾値Ｔとを更新してもよい。例えば、ワークＷを２つ研削するたびに更新するように構成した場合、１番目のワークＷ_１と２番目のワークＷ_２とを研削するときには共通の閾値Ｕ、Ｔを使用する一方で、３番目のワークＷ_３を研削するときには、新たに算出された閾値Ｕ、Ｔを使用するようになる。また、砥石２１のドレスを行うたびに、取代閾値Ｕと接触閾値Ｔとを更新するように構成してもよい。

また、前記実施形態では、取代閾値Ｕの設定は、早送りを開始する前に行われるように構成されていたが、その構成には限られない。研削サイクルＳ_ｎに係る早送りが完了したときに、次回の研削サイクルＳ_ｎ＋１のための取代閾値Ｕ_ｎ＋１を予め設定するように構成してもよい。

また、早送りや準急送りの最中に、取代閾値Ｕや接触閾値Ｔから大きく異なる電力値を測定した場合（そのような判定は、例えば、駆動電力と各閾値Ｕ、Ｔとの間の差分の大きさに基づいて行うことが可能である）には、研削サイクルＳを中止してもよいし、誤検知と判定した上で研削サイクルＳを続行すると共に、誤検知と判定した頻度や回数に応じて研削サイクルＳを中止してもよい。研削サイクルＳを中止した場合、各部の再設定を促す旨を、操作者へ報知してもよい。

同様に、準急送り中に砥石２１とワークＷとの接触が検出されなかった場合、ある研削サイクルＳ_ｎにおいて算出された無負荷電力Ｖ_ｎと前回の無負荷電力Ｖ_ｎ−１との差が所定以上であった場合、及び、早送り中に第１駆動電力Ｉと取代閾値Ｕとの差が所定以上であった場合等には、研削サイクルＳを中止してもよいし、誤検知と判定した上で研削サイクルＳを続行すると共に、誤検知と判定した頻度や回数に応じて研削サイクルＳを中止してもよい。研削サイクルＳを中止した場合、各部の再設定を促す旨を、操作者へ報知してもよい。

１ 研削装置
２１ 砥石
４１ 縦送り台（送り手段）
４２ 横送り台（送り手段）
４４ 砥石駆動モータ（駆動手段）
１００ 制御装置（制御手段）
１１１ 電力モニタ（検出手段）
Ｉ 第１駆動電力
Ｉｈ 第１駆動電力の最大値
Ｉｌ 第１駆動電力の最小値
Ｊ 第２駆動電力
Ｔ 接触閾値
Ｕ 取代閾値
Ｗ ワーク
Ｗｎ ｎ番目のワーク（所定のワーク）

Claims (5)

1. 回転駆動された砥石によって、複数のワークを研削するように構成された研削装置であって、
   前記複数のワークのうち研削対象とされた所定のワークに対し、前記砥石を接離させる送り手段と、
   前記砥石を回転駆動させる駆動手段と、
   前記駆動手段における駆動電力を検出する検出手段と、
   前記送り手段及び前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記砥石を回転駆動させながら、
   前記砥石及び前記所定のワークを互いに接近させる第１送り工程と、
   前記第１送り工程の後、前記砥石を前記所定のワークに接触させる第２送り工程と、
   前記第２送り工程の後、前記砥石により前記所定のワークを研削する第３送り工程と、を行うように構成され、
   前記制御手段はまた、
   前記第１送り工程中に検出された駆動電力である第１駆動電力に基づいて接触閾値を設定すると共に、
   前記第２送り工程の最中、当該工程中に検出された駆動電力である第２駆動電力が前記接触閾値を超えたとき、前記砥石と前記所定のワークとが接触したと判定し、前記第２送り工程から前記第３送り工程へ移行するように構成され、
   前記制御手段は、前記接触閾値をＴとし、前記第１駆動電力の最大値をＩｈとしたとき、前記接触閾値を、数式：Ｔ＝Ｉｈ＋β（βは所定値）に基づいて設定するように構成されている研削装置。
2. 回転駆動された砥石によって、複数のワークを研削するように構成された研削装置であって、
   前記複数のワークのうち研削対象とされた所定のワークに対し、前記砥石を接離させる送り手段と、
   前記砥石を回転駆動させる駆動手段と、
   前記駆動手段における駆動電力を検出する検出手段と、
   前記送り手段及び前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記砥石を回転駆動させながら、
   前記砥石及び前記所定のワークを互いに接近させる第１送り工程と、
   前記第１送り工程の後、前記砥石を前記所定のワークに接触させる第２送り工程と、
   前記第２送り工程の後、前記砥石により前記所定のワークを研削する第３送り工程と、を行うように構成され、
   前記制御手段はまた、
   前記第１送り工程中に検出された駆動電力である第１駆動電力に基づいて接触閾値を設定すると共に、
   前記第２送り工程の最中、当該工程中に検出された駆動電力である第２駆動電力が前記接触閾値を超えたとき、前記砥石と前記所定のワークとが接触したと判定し、前記第２送り工程から前記第３送り工程へ移行するように構成され、
   前記制御手段は、前記複数のワークの各々について、前記第１駆動電力を記憶するように構成され、
   前記制御手段は、
   前記複数のワークのうち、前記所定のワークよりも先に研削された別のワークに関する前記第１駆動電力に基づいて取代閾値を設定すると共に、
   前記所定のワークに対して前記第１送り工程を行っている最中、前記所定のワークに関する前記第１駆動電力が前記取代閾値を超えたとき、前記砥石と前記所定のワークとが接触したと判定し、前記第１送り工程を中止するように構成されている研削装置。
3. 請求項２に記載の研削装置において、
   前記制御手段は、前記取代閾値をＵとして、前記別のワークに関する前記第１駆動電力の最大値をＩｈ、最小値をＩｌとしたとき、前記取代閾値を、数式：Ｕ＝（Ｉｈ＋Ｉｌ）／２＋α（αは所定値）に基づいて設定するように構成されている研削装置。
4. 回転駆動された砥石によって複数のワークを研削する研削方法であって、
   前記複数のワークのうち研削対象とされた所定のワークに対し、
   前記砥石及び前記所定のワークを互いに接近させる第１送り工程と、
   前記第１送り工程の後、前記砥石を前記所定のワークに接触させる第２送り工程と、
   前記第２送り工程の後、前記砥石により前記所定のワークを研削する第３送り工程とを、前記砥石を回転駆動させつつ行うステップと、
   前記第１送り工程中に検出された駆動電力である第１駆動電力に基づいて接触閾値を設定するステップと、
   前記第２送り工程の最中、当該工程中に検出された駆動電力である第２駆動電力が前記接触閾値を超えたとき、前記砥石と前記所定のワークとが接触したと判定し、前記第２送り工程から前記第３送り工程へ移行するステップと、を備え、
   前記接触閾値は、該接触閾値をＴとし、前記第１駆動電力の最大値をＩｈとしたとき、数式：Ｔ＝Ｉｈ＋β（βは所定値）に基づいて設定するように構成されている研削方法。
5. 回転駆動された砥石によって複数のワークを研削する研削方法であって、
   前記複数のワークのうち研削対象とされた所定のワークに対し、
   前記砥石及び前記所定のワークを互いに接近させる第１送り工程と、
   前記第１送り工程の後、前記砥石を前記所定のワークに接触させる第２送り工程と、
   前記第２送り工程の後、前記砥石により前記所定のワークを研削する第３送り工程とを、前記砥石を回転駆動させつつ行うステップと、
   前記第１送り工程中に検出された駆動電力である第１駆動電力に基づいて接触閾値を設定するステップと、
   前記第２送り工程の最中、当該工程中に検出された駆動電力である第２駆動電力が前記接触閾値を超えたとき、前記砥石と前記所定のワークとが接触したと判定し、前記第２送り工程から前記第３送り工程へ移行するステップと、を備え、
   前記複数のワークのうち、前記所定のワークよりも先に研削された別のワークに関する前記第１駆動電力に基づいて取代閾値を設定するステップと、
   前記所定のワークに対して前記第１送り工程を行っている最中、前記所定のワークに関する前記第１駆動電力が前記取代閾値を超えたとき、前記砥石と前記所定のワークとが接触したと判定し、前記第１送り工程を中止するステップと、をさらに備えた研削方法。