JP7133805B2 - センシング装置、歯車加工方法及び歯車加工機の評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、センシング装置、歯車加工方法及び歯車加工機の評価方法に関する。

歯車加工機の技術分野では、加工現象をセンサで計測し、工具摩耗や機械異常などの状態を推定する取り組みが行われている（例えば、特許文献１参照）。
加工対象物（ワーク）の振動、ＡＥ量（アコースティックエミッション量）、表面温度の変化量などは、加工の良し悪しに関係する物理量であるといわれている。これらの物理量は加工により発生するものであるため、加工点近くで計測することができればノイズや減衰が少ない高品質な情報を取り出すことができる。

特開２０１８－０２４０５５号公報

ワークそのものにセンサを取り付けることができれば、加工点の極めて近い場所から物理量を計測することができる。しかし、ワークそのものにセンサを取り付けるためには、通常、計測器本体からワークに取り付けたセンサまで、信号を取り出すためのケーブルを引き回す必要がある。ここで、歯車加工機は、加工中に工具やワークを回転、平行移動させながら加工を行う。また、加工中は、工具やワークに対し常に加工油が注がれている。このような環境下で、工具やワーク、その他のパーツに干渉しないようにケーブルを引き回すことは困難である。

本発明は、ケーブルを引き回すことなく、加工点付近でセンシング可能なセンシング装置及び歯車加工機の評価方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、センシング装置は、センシング用ワークと、前記センシング用ワークに設けられたセンシングユニットと、を備える。前記センシングユニットは、歯車加工機による前記センシング用ワークに対しての加工時の、当該センシング用ワークに発生した加工に関する情報を取得する評価用センサと、前記評価用センサから前記加工に関する情報を記録する記録装置と、前記評価用センサ及び前記記録装置に電力を供給する電力源と、を有する。

また、本発明の第２の態様によれば、前記加工に関する情報は、振動、力、アコースティックエミッション量及び温度の少なくともいずれか一つである。

また、本発明の第３の態様によれば、前記センシングユニットは、前記センシング用ワークに内包されている。

また、本発明の第４の態様によれば、前記センシング用ワークは、ワーク本体部と、前記ワーク本体部に積層された外層部と、を備える。

また、本発明の第５の態様によれば、前記外層部は、前記ワーク本体部と同一の材料とされている。

また、本発明の第６の態様によれば、前記センシングユニットは、前記センシング用ワークに対して取り外し可能に設けられている。

また、本発明の第７の態様によれば、前記センシングユニットは、更に、前記記録装置に記録された情報を無線で外部に送信する無線通信装置を備える。

また、本発明の第８の態様によれば、前記センシングユニットは、更に、外部から無線で受電した電力を前記電力源に供給可能な無線給電部を備える。

また、本発明の第９の態様によれば、歯車加工方法は、上述のセンシング装置を用いた歯車加工方法であって、前記センシング用ワークに対して前記歯車加工機による加工を行った後に、前記歯車加工機によって製品を製造する際に加工が施される製品用ワークに対して前記歯車加工機による加工を行う。

また、本発明の第１０の態様によれば、上述の歯車加工方法において、前記センシング用ワークは、前記製品用ワークと比較したときに、少なくとも、前記センシング用ワークを把持する際の接続部の形状、前記接続部から加工対象部までの距離、および、前記加工対象部の仕様が同一とされている。

また、本発明の第１１の態様によれば、歯車加工機の評価方法は、上述のセンシング装置を用いた歯車加工機の評価方法であって、前記センシング用ワークに対して前記歯車加工機による第１の加工を施す第１加工ステップと、前記第１加工ステップの後に、前記第１の加工によって加工が施された前記センシング装置の前記センシング用ワークに外層部を積層して、当該外層部の形状を、前記第１加工ステップ前の形状に戻す積層ステップと、前記積層ステップの後に、前記センシング用ワークに対して前記歯車加工機による第２の加工を施す第２加工ステップと、少なくとも、前記第１加工ステップで記録された前記加工に関する情報と、前記第２加工ステップで記録された前記加工に関する情報と、を含む複数の前記加工に関する情報に基づいて前記歯車加工機を評価する評価ステップと、を含む。

また、本発明の第１２の態様によれば、上述の歯車加工機の評価方法において、前記センシング用ワークは、前記歯車加工機によって製品を製造する際に加工が施される製品用ワークと比較したときに、少なくとも、センシング用ワークを把持する際の接続部の形状、前記接続部から加工対象部までの距離、および、前記加工対象部の仕様が同一とされている。

上述の各態様に係るセンシング装置及び歯車加工機の評価方法によれば、ケーブルを引き回すことなく、加工点付近でセンシングできる。

第１の実施形態に係る歯車加工機の構成を示す図である。 第１の実施形態に係るセンシング装置の構成を示す図である。 第１の実施形態に係るセンシング装置の断面構造、及び、センシングユニットの機能構成を示す図である。 第１の実施形態に係るコンピュータの処理フローを示す図である。 第１の実施形態に係る歯車加工機の評価方法の処理フローを示す図である。 第２の実施形態に係るセンシング装置の構成を示す図である。 第２の実施形態に係る歯車加工機の評価方法の処理フローを示す図である。

＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係るセンシング装置、及び、歯車加工機の評価方法について、図１～図５を参照しながら詳しく説明する。

（歯車加工機の構成）
図１は、第１の実施形態に係る歯車加工機の構成を示す図である。
まず、第１の実施形態に係るセンシング装置２を用いた評価の対象とする歯車加工機の一例として、歯車加工機１について説明する。

図１に示す歯車加工機１は、歯車形状のワークに対して研削加工を行う、いわゆる歯車研削盤である。図１に示すように、歯車加工機１は、ベッド１０と、コラム１１と、サドル１２と、ヘッド１３と、スライダ１４と、工具ユニット１４Ａと、回転テーブル１５と、ワーク支持器１６と、カウンタコラム１７と、テールストック１８と、センターサポート１９と、を備える。

コラム１１は、±Ｘ方向に移動可能にベッド１０に取り付けられている。サドル１２は、±Ｚ方向に移動可能にコラム１１に取り付けられている。ヘッド１３は、±Ｘ方向に延びるヘッド軸線Ａｈ回りに回転可能に、サドル１２に取り付けられている。スライダ１４は、このヘッド軸線Ａｈに対して垂直な方向に移動可能に、ヘッド１３に取り付けられている。
スライダ１４は、工具ユニット１４Ａを支持する。また、スライダ１４は、工具ユニット１４Ａが具備する工具である砥石Ｔｈを主軸線Ａｍ回りに回転可能に支持する。工具ユニット１４Ａは、砥石Ｔｈを主軸線Ａｍ回りに回転駆動させるモータ等を備えている。

回転テーブル１５は、ベッド１０上で、コラム１１から±Ｘ方向に離れた位置に配置されている。この回転テーブル１５は、±Ｚ方向に延びるテーブル軸線Ａｔを中心として回転可能にベッド１０に設けられている。この回転テーブル１５上には、歯車素材であるワークを支持するワーク支持器１６が取り付けられている。ワーク支持器１６は、ワークと嵌合する支持端１６Ａを有する。
カウンタコラム１７は、回転テーブル１５を基準にして、±Ｘ方向においてコラム１１の反対側に配置され、ベッド１０に固定されている。テールストック１８は、±Ｚ方向に移動可能にカウンタコラム１７に取り付けられている。センターサポート１９は、テールストック１８に取り付けられている。このセンターサポート１９は、ワークを、テーブル軸線Ａｔを中心として回転可能に支持する支持端１９Ａを有する。この支持端１９Ａは、テーブル軸線Ａｔの延長線上に位置する。

本実施形態に係るセンシング装置２は、製品用歯車の素材となるワークと同様に、歯車加工機１に装着される。即ち、ワーク支持器１６及びセンターサポート１９に支持される。

（センシング装置の構成）
図２は、第１の実施形態に係るセンシング装置の構成を示す図である。
図３は、第１の実施形態に係るセンシング装置の断面構造、及び、センシングユニットの機能構成を示す図である。
以下、図２、図３を参照しながら、第１の実施形態に係るセンシング装置の構造及び機能について詳しく説明する。

図２及び図３に示すように、センシング装置２は、センシング用ワーク２０と、当該センシング用ワーク２０に内包されているセンシングユニット２１を有している。なお、センシング用ワーク２０は、ワークの一態様である。

センシング用ワーク２０について詳しく説明する。
センシング用ワーク２０は、歯車加工機１によって製品を製造する際に加工が施される製品用のワーク（以下、「製品用ワーク」とも記載する。）と同様の外形を有している。

センシング用ワーク２０は、ワーク本体部２００と、外層部２０１とを有している。

ワーク本体部２００は、センシング用ワーク２０の本体である。本実施形態に係るワーク本体部２００は、製品用ワークと同じ材料で形成されている。なお、他の実施形態においては、センシング用ワーク２０のワーク本体部２００の材料は、必ずしも製品用ワークと同じ材料で形成されていなくともよい。図２、図３に示すように、ワーク本体部２００は、センターサポート１９との接続部である上側取り付け部２００Ｔと、ワーク支持器１６との接続部である下側取り付け部２００Ｂと、歯車加工機１による加工の対象となる部分（歯車が形成される部分）である加工対象部２００Ｍとを有している。センシング装置２が歯車加工機１に取り付けられる場合、下側取り付け部２００Ｂは、ワーク支持器１６の支持端１６Ａ（図１）に嵌合される。また、上側取り付け部２００Ｔは、センターサポート１９の支持端１９Ａ（図１）に嵌合される。加工対象部２００Ｍの表面には、外層部２０１が積層されている。

外層部２０１は、センシング用ワーク２０のうち、歯車加工機１による加工対象の部分となる。外層部２０１は、ワーク本体部２００の加工対象部２００Ｍに積層されている。例えば、外層部２０１は、後述する第１加工ステップ（図５参照）の前の段階からワーク本体部２００に積層されており、当該第１加工ステップにおいて歯車加工機１によって加工（研削）される。その後、外層部２０１は、積層ステップ（図５参照）において、金属メッキ、塗装等の表面処理により加工前の形状となるように積層される。ここで、本実施形態のように、歯車研削盤である歯車加工機１によって施される研削加工は、傾向として、ワークに対する研削量が少ない加工である。したがって、金属メッキ、塗装等の表面処理を施すことで、センシング用ワーク２０を容易に積層することができる。
なお、外層部２０１は、このような表面処理を簡便に行うことができる材料が選択されるのが望ましい。また、外層部２０１は、ワーク本体部２００と同一の材料で積層されるのが好ましいが、表面処理（積層）のしやすさの観点から、ワーク本体部２００とは異なる材料が選択されてもよい。更に、表面処理の例としては、上述した金属メッキ、塗装等の他、例えば、３Ｄプリンタを利用した付加加工、溶射等による積層であってもよい。

なお、図３に示す距離ｄ１は、上側取り付け部２００Ｔから加工対象部２００Ｍまでの距離である。また、距離ｄ２は、下側取り付け部２００Ｂから加工対象部２００Ｍまでの距離である。また、歯幅ｄ３は、加工対象部２００Ｍの歯幅である。
センシング用ワーク２０のワーク本体部２００は、製品用ワークと比較したときに、少なくとも、上側取り付け部２００Ｔ及び下側取り付け部２００Ｂ（歯車加工機１との接続部）の形状、上側取り付け部２００Ｔから加工対象部２００Ｍまでの距離ｄ１、下側取り付け部２００Ｂから加工対象部２００Ｍまでの距離ｄ２、加工対象部２００Ｍの歯幅ｄ３、および、加工対象部２００Ｍの仕様が同一とされている。加工対象部２００Ｍの仕様とは、その構造的特徴を規定する情報であって、本実施形態では、例えば、歯先円直径、歯底円直径、ねじれ角、圧力角、歯幅、歯数、材質、モジュールなどである。

次に、図３を参照しながら、センシングユニット２１について詳しく説明する。
図３に示すように、センシングユニット２１は、センシング用ワーク２０に内包されている。センシングユニット２１は、センシング用ワーク２０が歯車加工機１によって加工されている最中に、当該センシング用ワーク２０に発生した加工に関する情報（以下、加工情報とも記載する。）を取得して記録する。

センシングユニット２１は、コンピュータ２１０、記録装置２１１、評価用センサ２１２、無線通信装置２１３、二次電池２１４、無線給電部２１５及び着座センサ２１６を備えている。
コンピュータ２１０は、センシングユニット２１全体の動作を司るプロセッサである。コンピュータ２１０は、予め用意されたプログラムに従って動作する。コンピュータ２１０の具体的な動作例については後述する。
記録装置２１１は、いわゆる大容量記憶装置であって、例えばＳＳＤ（Solid State Drive）などである。
評価用センサ２１２は、歯車加工機１によるセンシング用ワーク２０加工時の加工情報を取得可能なセンサである。本実施形態に係るセンシングユニット２１は、評価用センサ２１２として、振動センサ、力センサ、ＡＥセンサ（アコースティックエミッションセンサ）及び温度センサを具備する。振動センサ、力センサ、ＡＥセンサ及び温度センサは、それぞれ、加工情報として、振動、力、ＡＥ量及び表面温度に応じた計測信号を出力する。評価用センサ２１２が出力する計測信号は、図示しない増幅器等を通じてコンピュータ２１０に読み取られる。なお、他の実施形態に係るセンシングユニット２１は、振動センサ、力センサ、ＡＥセンサ及び温度センサのうちのいずれか一つ又は複数を具備する態様であってもよい。また、他の実施形態に係るセンシングユニット２１は、評価用センサ２１２として、上記以外のセンサを具備する態様であってもよい。
無線通信装置２１３は、外部の端末装置と無線通信を行うための無線通信インタフェースである。無線通信装置２１３は、記録装置２１１に記録された情報を無線で外部の端末装置に送信する。無線通信装置２１３は、例えば、よく知られているＷｉ-Ｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信モジュールであってよい。
二次電池２１４は、センシングユニット２１内部の各構成（上述のコンピュータ２１０、記録装置２１１、評価用センサ２１２、無線通信装置２１３）に電力を供給する電力源である。
無線給電部２１５は、例えばコイルなどを含んで構成され、外部から無線で受電した電力を二次電池２１４に供給可能とする。
着座センサ２１６は、センシング装置２が歯車加工機１に装着されたことを検知するためのセンサである。例えば、着座センサ２１６は、下側取り付け部２００Ｂの嵌合用の穴の底部に設けられ、ワーク支持器１６の支持端１６Ａ（図１）と接触した際に、着座検知信号をコンピュータ２１０に出力する。

（コンピュータの処理フロー）
図４は、第１の実施形態に係るコンピュータの処理フローを示す図である。
次に、図４を参照しながら、図３に示すコンピュータ２１０の具体的な処理について説明する。

図４に示す処理フローは、センシング装置２が歯車加工機１に装着される前の段階から、コンピュータ２１０によって実行される処理フローである。
この処理フローの初期段階において、コンピュータ２１０は停止状態（低消費電力の状態）にある。停止状態にあるコンピュータ２１０は、起動信号（即ち、着座センサ２１６からの着座検知信号）のみを待ち受けている（ステップＳ０１：ＮＯの繰り返し）。
着座センサ２１６から着座検知信号がコンピュータ２１０に出力されると（ステップＳ０１：ＹＥＳ）、コンピュータ２１０が起動処理を行う（ステップＳ０２）。
コンピュータ２１０は、起動処理を完了すると、評価用センサ２１２から出力される各種計測信号を取得する（ステップＳ０３）。続いて、コンピュータ２１０は、取得した計測信号を処理して物理量（振動、力、ＡＥ量、表面温度）に変換し、記録装置２１１に記録する（ステップＳ０４）。
コンピュータ２１０は、着座センサ２１６から着座検知信号を受け付けている間（ステップＳ０５：ＮＯ）、上述のステップＳ０３、０４の処理を繰り返し実行し、一定のサンプリングレートで各種物理量の計測、記録を繰り返す。
着座センサ２１６から着座検知信号の出力が停止すると（ステップＳ０５：ＹＥＳ）、コンピュータ２１０は、ステップＳ０３、０４の処理を終了し、停止状態に移行する（ステップＳ０６）。

（歯車加工機の評価方法）
図５は、第１の実施形態に係る歯車加工機の評価方法の処理フローを示す図である。
次に、図５を参照しながら、第１の実施形態に係るセンシング装置２を用いた歯車加工機１の評価方法について詳しく説明する。

歯車加工機１を扱う作業者は、ある作業日において、歯車加工機１を用いた量産工程を開始する前に、歯車加工機１にセンシング装置２を装着し、センシング装置２のセンシング用ワーク２０に対して第１の加工を行う（第１加工ステップＳ１１）。そうすると、コンピュータ２１０による図４の処理フローを経て、第１の加工に係る加工情報が記録装置２１１に記録される。なお、第１の加工において適用される加工条件は、この歯車加工機１が製品用ワークに施す加工に適用される加工条件と同一のものとされているのが好ましい。
第１加工ステップＳ１１が終了すると、作業者は、歯車加工機１からセンシング装置２を取り外して、この作業日に予定されている通常の量産工程（製品用ワークの加工）を進める。

作業者は、第１加工ステップＳ１１で加工を行ったセンシング装置２を再利用するために、加工が施された外層部２０１を積層する処理を行う（積層ステップＳ１２）。具体的には、上述したように、作業者は、第１加工ステップＳ１１における加工後の外層部２０１に対し、所定の表面処理を施して積層させることで、これを第１加工ステップ前の形状に戻す。

作業者は、次の作業日の最初に、再び、歯車加工機１にセンシング装置２を装着し、センシング装置２のセンシング用ワーク２０に対して第２の加工を行う（第２加工ステップＳ１３）。ここで装着されるセンシング装置２は、第１加工ステップＳ１１で用いたセンシング装置２と同一のものであって上述の積層ステップＳ１２にて外層部２０１が積層されたものである。ここで、第１加工ステップＳ１１で加工したセンシング用ワーク２０と、第２加工ステップＳ１３で加工するセンシング用ワーク２０とは、対応する外形を有している。「対応する」とは、少なくとも第１加工ステップと第２加工ステップとで同等の加工を施すことができる程度に、外形の同一性が保たれていることを意味する。第１加工ステップＳ１１で加工したセンシング用ワーク２０と、第２加工ステップＳ１３で加工するセンシング用ワーク２０とは外形が必ずしも完全に一致している必要はない。
第２加工ステップＳ１３においては、第１加工ステップＳ１１と同様に、コンピュータ２１０による図４の処理フローを経て、第２の加工に係る加工情報が記録装置２１１に記録される。なお、第２の加工に適用される加工条件は、第１加工ステップＳ１１における第１の加工に適用された加工条件と同一のものとされるのが好ましい。
第２加工ステップＳ１３が終了すると、作業者は、センシング装置２を取り外して、この作業日に予定されている通常の量産工程を進める。

作業者は、第１加工ステップＳ１１で記録された第１の加工に係る加工情報と、第２加工ステップＳ１３で記録された第２の加工に係る加工情報とをセンシング装置２から取得して、これらを比較する（評価ステップＳ１４）。ここで、作業者は、センシングユニット２１に設けられた無線通信装置２１３を介して、所定の端末装置に、記録装置２１１に記録された加工情報を回収する。
作業者は、このように取得された２つの加工情報を対比することで、歯車加工機１に異常が生じていないかどうかを評価する。

図５に示す処理フローでは図示を省略するが、作業者は、更に、第２加工ステップＳ１３の後、再度、積層ステップＳ１２を行ってもよい。これにより、更に次の作業日においても、センシング装置２を再利用することができる。

以上のように、作業者は、各作業日の最初に、歯車加工機１にセンシング装置２を装着して、センシング用ワーク２０に加工を施す。これにより、歯車加工機１についての一日ごとの加工情報がセンシング装置２に記録される。作業者は、このようにして記録された加工情報を外部の端末装置に回収して比較することで、日々、歯車加工機１の状態を評価する。
なお、図５に示す処理フローにおいては、１回目の加工（ステップＳ１１）に係る加工情報と、２回目の加工（ステップＳ１３）に係る加工情報とを対比するものとして説明したが、他の実施形態においてはこれに限定されない。他の実施形態においては、例えば、センシング用ワーク２０に施す１回目の加工に係る加工情報と、センシング用ワーク２０に施す３回目以降の加工に係る加工情報とを対比することで歯車加工機１を評価してもよい。この場合、１回目の加工が第１の加工ステップに対応し、３回目以降のいずれかの加工が第２の加工ステップに対応する。また、センシング用ワーク２０に施した１回目からＮ回目（Ｎ＝２、３、・・）までの各々で得られた加工情報の一部又は全部を用いて、歯車加工機１の状態を示す数値の時系列を評価してもよい。この場合、センシング用ワーク２０に施した１回目からＮ回目までのいずれか２つの加工が、第１の加工ステップ及び第２の加工ステップにそれぞれ対応する。

（作用、効果）
以上の通り、第１の実施形態に係るセンシング装置２は、センシング用ワーク２０とセンシングユニット２１とを一体化してなる。このセンシングユニット２１は、内部にコンピュータ２１０、記録装置２１１、評価用センサ２１２、二次電池２１４等を備え、センシング用ワーク２０の加工時における加工情報を自動的に内部の記録装置２１１に記録する。このようなセンシング装置２によれば、歯車加工機１の外部からケーブルを引き回すことなく、加工点に極めて近い位置でセンシングできる。

また、第１の実施形態に係るセンシング装置２において、センシングユニット２１は、センシング用ワーク２０に内包されていることを特徴としている。
このようにすることで、センシングユニット２１が、直接、加工油や工具などに晒されることを防ぐことができるので、センシング装置２の信頼性を高めることができる。

また、第１の実施形態に係るセンシング装置２において、センシング用ワーク２０は、ワーク本体部２００に積層された外層部２０１を備えている。
このようにすることで、積層ステップＳ１２（図５）における表面処理により外層部２０１を積層し、センシング装置２として再利用することができる。これにより、歯車加工機１の評価に要するコストを低減できる。

また、第１の実施形態に係るセンシング装置２において、センシング用ワーク２０は、製品用ワークの取り付けに係る形状（上側取り付け部２００Ｔ、下側取り付け部２００Ｂ）を模していることを特徴とする。
このようにすることで、歯車加工機１を扱う作業者は、センシング装置２から製品用ワークに付け替える際に、歯車加工機１に対する特段の作業（例えば、ワーク支持器１６、センターサポート１９の付け替え作業など）を行わずに済む。これにより、例えば、ある作業日の最初にセンシング装置２のセンシング用ワーク２０に対して加工を行った後、その作業日に予定されている量産工程を開始する際に、センシング用ワーク２０から製品用ワークへの付け替えをスムーズに行うことができる。

また、第１の実施形態に係るセンシング装置２において、センシングユニット２１は、更に、記録装置２１１に記録された情報を無線で外部に送信する無線通信装置２１３を備える。
このようにすることで、センシング装置２の記録装置２１１に記録された加工情報を、無線通信を介して取得することができる。また、センシング装置２に、通信用の接続インタフェースを設ける必要がないため、センシング装置２全体の構成を簡素化することができる。

また、第１の実施形態に係るセンシング装置２において、センシングユニット２１は、更に、外部から無線で受電した電力を二次電池２１４に供給可能な無線給電部２１５を備える。
このようにすることで、二次電池２１４への充電が可能となり、センシング装置２を繰り返し使用することができる。また、センシング装置２に、充電用の接続インタフェースを設ける必要がないため、センシング装置２全体の構成を簡素化することができる。

また、第１の実施形態に係る歯車加工機１の加工方法は、センシング装置２のセンシング用ワーク２０に対して第１の加工を施す第１加工ステップＳ１１と、第１加工ステップＳ１１の後に、センシング用ワーク２０に対して第２の加工を施す第２加工ステップＳ１３と、第１加工ステップＳ１１で記録された加工情報と、第２加工ステップＳ１３で記録された加工情報とを比較する評価ステップＳ１４と、を含む。
このようにすることで、同じ歯車加工機１を用いて行った少なくとも２回の加工に係る加工情報の対比に基づいて、歯車加工機１の変化（異常）を把握することができる。

また、第１の実施形態に係る歯車加工機１の評価方法において、第１加工ステップＳ１１で用いるセンシング装置２のセンシング用ワーク２０と第２加工ステップＳ１３で用いるセンシング装置２のセンシング用ワーク２０とは、（積層ステップＳ１２を経た結果、）対応する外形とされている。そして、第１加工ステップＳ１１及び第２加工ステップＳ１３では、センシング装置２のセンシング用ワーク２０に対して同様の加工を施すこととしている。
このようにすることで、加工情報の毎回の取得条件（即ち、センシング用ワーク２０の外形及びその加工条件）を統一することができる。これにより、各作業日に取得される加工情報同士の対比を行いやすくなる。また、このようにすることで、加工情報を通じて、長い時間をかけて起こる歯車加工機１の変化（経年劣化）の兆候を見つけやすくなる。

また、第１の実施形態に係る歯車加工機１の評価方法は、第１加工ステップＳ１１と第２加工ステップＳ１３との間に、第１の加工によって加工が施されたセンシング装置２のセンシング用ワーク２０に外層部２０１を積層して第１加工ステップＳ１１前の形状に戻す積層ステップＳ１２を含む。
このようにすることで、同じセンシング装置２を繰り返して使用することができるので、歯車加工機１の評価に係るコストの低減を図ることができる。

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態に係るセンシング装置について、図６～図７を参照しながら詳しく説明する。

（センシング装置の構成）
図６は、第２の実施形態に係るセンシング装置の構成を示す図である。
図６に示すように、第２の実施形態に係るセンシング装置２は、センシング用ワーク２０に対してセンシングユニット２１が取り外し可能に設けられている。

より具体的に説明すると、第２の実施形態に係るセンシング用ワーク２０は、図６に示すように、上側取り付け部２００Ｔがワーク本体部２００から取り外し可能な構造とされている。ワーク本体部２００から上側取り付け部２００Ｔが取り外されることで、センシングユニット２１を収容可能に形成された空孔Ｖが露出する。このような構造により、作業者は、ワーク本体部２００から上側取り付け部２００Ｔを取り外すことで、空孔Ｖからセンシングユニット２１を取り出すことができる。
なお、新たなセンシング用ワーク２０にセンシングユニット２１を取り付ける場合は、作業者は、ワーク本体部２００の空孔Ｖにセンシングユニット２１を挿入し、更に、上側取り付け部２００Ｔを空孔Ｖに嵌め込む。

（歯車加工機の評価方法）
図７は、第２の実施形態に係る歯車加工機の評価方法の処理フローを示す図である。
第２の実施形態に示す評価方法の処理フローのうち、第１の実施形態に示す評価方法の処理フロー（図５）と同一の処理ステップについては、同一の符号を付して説明を省略する。
図７に示すように、第２の実施形態に係る歯車加工機１の評価方法は、積層ステップＳ１２の代わりに付け替えステップＳ１２ａを有する点で、第１の実施形態と異なる。

この付け替えステップＳ１２ａでは、作業者は、第１加工ステップＳ１１で加工を行ったセンシング用ワーク２０からセンシングユニット２１を取り出して、新しいセンシング用ワーク２０に付け替える。
このように、作業者が、センシングユニット２１を加工済みのセンシング用ワーク２０から未加工のセンシング用ワーク２０に付け替えることで、第１加工ステップＳ１１を行う前の状態に等しい、新たなセンシング装置２を作製することができる。

以上のように、第２の実施形態に係るセンシング装置２は、センシングユニット２１をセンシング用ワーク２０から取り外し可能とされている。これにより、例えば、加工の度に、加工済みのセンシング用ワーク２０を未加工のセンシング用ワーク２０に取り換えることで、センシング装置２を加工前の状態に戻すことができる。
なお、本実施形態に係るセンシング装置２は、センシング用ワーク２０そのものを取り換えることで再利用できるようにしているので、本実施形態で用いられるセンシング用ワーク２０には外層部２０１が設けられている必要はない。

（作用、効果）
以上の通り、第２の実施形態に係るセンシング装置２において、センシングユニット２１は、センシング用ワーク２０に対して取り外し可能に設けられている。
このようにすることで、加工済みのセンシング用ワークを未加工のセンシング用ワークに付け替えるだけで、センシング装置２として再利用できる状態となる。したがって、再利用の際に、表面処理（図５の積層ステップＳ１２）のような手間をかけなくともよくなる。

＜各実施形態の変形例＞
以上、第１、第２の実施形態に係るセンシング装置２、及び、これを用いた歯車加工機１の評価方法について詳細に説明したが、センシング装置２、及び、歯車加工機１の評価方法の具体的な態様は上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。

例えば、第１、第２の実施形態に係るセンシング装置２において、センシングユニット２１はセンシング用ワーク２０に内包されているものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
例えば、センシングユニット２１は、加工中の工具やその他のパーツに干渉しない限りにおいて、センシング用ワーク２０の表面に取り付けられている態様であってもよい。このような態様としても、ケーブルを引き回すことなく、加工点付近でセンシングすることができ、第１、第２の実施形態と同等の効果を奏する。

また、第１、第２の実施形態に係るセンシング装置２において、センシングユニット２１は、記録装置２１１に記録された情報を無線で外部に送信する無線通信装置２１３を備えるものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
他の実施形態に係るセンシング装置２は、有線で接続可能な通信用の接続インタフェースを有する態様であってもよい。

また、第１、第２の実施形態に係るセンシング装置２において、センシングユニット２１は、外部から無線で受電した電力を二次電池２１４に供給可能な無線給電部２１５を備えるものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
他の実施形態に係るセンシング装置２は、有線で接続可能な充電用の接続インタフェースを有する態様であってもよい。
また、他の実施形態に係るセンシング装置２は、初期の充電容量を使い切った時点で使用しない（新しいセンシングユニット２１に取り換える）使い切りタイプのものであってもよい。この場合、センシングユニット２１は、無線給電部２１５、その他の充電手段を具備しなくともよい。

また、第１、第２の実施形態に係る歯車加工機１の評価方法は、例として、ある作業日に行われた第１の加工に係る加工情報と、次の作業日に行われた第２の加工に係る加工情報とを対比するものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
例えば、第１の加工に係る加工情報及び第２の加工に係る加工情報は、同日に取得されるものであってもよいし、二日以上離れた日に取得されるものであってもよい。

また、第１、第２の実施形態に係るセンシング装置２は、ワークの一態様として、製品用ワークとは別のセンシング用ワーク２０を具備するものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
他の実施形態に係るセンシング装置２は、歯車加工機１が加工対象とする製品用ワークそのものを具備する態様であってもよい。なお、製品用ワークは、ワークの一態様である。
この場合、作業者は、歯車加工機１が加工対象とする製品用ワークそのものにセンシングユニット２１を取り付けた状態で加工を行う。このようにすることで、製品用ワークの加工中における加工情報を記録することができる。

また、第１、第２の実施形態において、評価の対象とされる歯車加工機１は、歯車研削盤であるものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。例えば、他の実施形態に係る歯車加工機１は、ホブ盤、歯車形削盤であってもよい。即ち、「歯車加工機」は、歯車研削盤、ホブ盤、歯車形削盤等の総称であるものとする。
また、第１、第２の実施形態に係るセンシング装置２及びこれを用いた評価方法は、例えば、他の形状を有する歯車（例えば、うち歯歯車、傘歯車など）や歯車以外の部材を製造する歯車加工機に対しても適用可能である。なお、この場合において、各歯車加工機の評価用に用いられるセンシング装置２のセンシング用ワーク２０は、当該歯車加工機が製造対象とする製品の外形と対応する外形とされているのが好ましい。

以上のとおり、本発明に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 歯車加工機
１０ ベッド
１１ コラム
１２ サドル
１３ ヘッド
１４ スライダ
１４Ａ 工具ユニット
１５ 回転テーブル
１６ ワーク支持器
１６Ａ 支持端
１７ カウンタコラム
１８ テールストック
１９ センターサポート
１９Ａ 支持端
Ｔｈ 砥石
２ センシング装置
２０ センシング用ワーク
２００ ワーク本体部
２００Ｔ 上側取り付け部
２００Ｂ 下側取り付け部
２０１ 外層部
２１ センシングユニット
２１０ コンピュータ
２１１ 記録装置
２１２ 評価用センサ
２１３ 無線通信装置
２１４ 二次電池（電力源）
２１５ 無線給電部
２１６ 着座センサ

Claims (12)

1. センシング用ワークと、
   前記センシング用ワークに設けられたセンシングユニットと、
   を備え、
   前記センシングユニットは、
   歯車加工機による前記センシング用ワークに対しての加工時の、当該センシング用ワークに発生した加工に関する情報を取得する評価用センサと、
   前記評価用センサから前記加工に関する情報を記録する記録装置と、
   前記評価用センサ及び前記記録装置に電力を供給する電力源と、
   を有するセンシング装置。
2. 前記加工に関する情報は、振動、力、アコースティックエミッション量及び温度の少なくともいずれか一つである
   請求項１に記載のセンシング装置。
3. 前記センシングユニットは、前記センシング用ワークに内包されている
   請求項１又は請求項２に記載のセンシング装置。
4. 前記センシング用ワークは、
   ワーク本体部と、
   前記ワーク本体部に積層された外層部と、
   を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のセンシング装置。
5. 前記外層部は、前記ワーク本体部と同一の材料とされている
   請求項４に記載のセンシング装置。
6. 前記センシングユニットは、前記センシング用ワークに対して取り外し可能に設けられている
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のセンシング装置。
7. 前記センシングユニットは、更に、
   前記記録装置に記録された情報を無線で外部に送信する無線通信装置を備える
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のセンシング装置。
8. 前記センシングユニットは、更に、
   外部から無線で受電した電力を前記電力源に供給可能な無線給電部を備える
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のセンシング装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のセンシング装置を用いた歯車加工方法であって、
   前記センシング用ワークに対して前記歯車加工機による加工を行った後に、前記歯車加工機によって製品を製造する際に加工が施される製品用ワークに対して前記歯車加工機による加工を行う
   歯車加工方法。
10. 前記センシング用ワークは、前記製品用ワークと比較したときに、少なくとも、前記センシング用ワークを把持する際の接続部の形状、前記接続部から加工対象部までの距離、および、前記加工対象部の仕様が同一とされている
    請求項９に記載の歯車加工方法。
11. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のセンシング装置を用いた歯車加工機の評価方法であって、
    前記センシング用ワークに対して前記歯車加工機による第１の加工を施す第１加工ステップと、
    前記第１加工ステップの後に、前記第１の加工によって加工が施された前記センシング装置の前記センシング用ワークに外層部を積層して、当該外層部の形状を、前記第１加工ステップ前の形状に戻す積層ステップと、
    前記積層ステップの後に、前記センシング用ワークに対して前記歯車加工機による第２の加工を施す第２加工ステップと、
    少なくとも、前記第１加工ステップで記録された前記加工に関する情報と、前記第２加工ステップで記録された前記加工に関する情報と、を含む複数の前記加工に関する情報に基づいて前記歯車加工機を評価する評価ステップと、
    を含む歯車加工機の評価方法。
12. 前記センシング用ワークは、前記歯車加工機によって製品を製造する際に加工が施される製品用ワークと比較したときに、少なくとも、センシング用ワークを把持する際の接続部の形状、前記接続部から加工対象部までの距離、および、前記加工対象部の仕様が同一とされている
    請求項１１に記載の歯車加工機の評価方法。

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