JP7413110B2 - Truing completion determination device - Google Patents

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本発明は、研削砥石の研削面の形直しを行なうツルーイングの完了を判定するツルーイング完了判定装置、およびそのツルーイング完了判定装置を備えたツルーイング装置に関するものである。 The present invention relates to a truing completion determination device for determining the completion of truing for reshaping the grinding surface of a grinding wheel, and a truing device equipped with the truing completion determination device.

研削砥石を用いて被削材を加工する研削加工装置において、研削加工の精度を継続的に維持するために、たとえばダイヤモンドドレッサ等の工具をツルーイング工具として用いたツルーイングを実施することで、研削砥石の研削面の形状について周期的に形直しを行なうことが知られている。たとえば、特許文献1に記載された研削加工装置がそれである。このような研削加工装置では、周期的なツルーイングによって研削砥石の研削面の全体が真円形状に整えられるので、それ以後の研削加工における研削精度が維持される。 In a grinding machine that processes a workpiece using a grinding wheel, in order to continuously maintain the accuracy of the grinding process, for example, by performing truing using a tool such as a diamond dresser as a truing tool, the grinding wheel It is known that the shape of the grinding surface of the grinding surface is periodically reshaped. For example, the grinding device described in Patent Document 1 is one such example. In such a grinding device, the entire grinding surface of the grinding wheel is shaped into a perfect circle by periodic truing, so that grinding accuracy is maintained in subsequent grinding operations.

上記ツルーイングのうち、ツルーイング工具を研削砥石の回転中心線に沿って走査(トラバース)するツルーイングに際しては、ツルーイングを行なうツルーイング工具の研削砥石に対して切込量が予め設定され、研削砥石に対してツルーイング工具を相対移動させる走査回数が予め設定されており、その予め設定された切込量でツルーイングを行なうツルーイング工具が予め設定された走査回数だけ走査されることにより、ツルーイングが完了させられる。また、上記ツルーイングのうち、ツルーイング工具を研削砥石の回転中心線に直交する方向に切り込むプランジによるツルーイングに際しては、ツルーイングを行なうツルーイング工具の研削砥石に対する切込速度が予め設定され、その切込速度による切込みが予め設定された総切込量に到達すると、ツルーイングが完了させられる。 Among the above truings, in truing in which the truing tool is scanned (traversed) along the rotation center line of the grinding wheel, the depth of cut is set in advance for the grinding wheel of the truing tool that performs truing, and The number of scans for relatively moving the truing tool is set in advance, and the truing tool for performing truing with the preset depth of cut is scanned for the preset number of scans, thereby completing the truing. Furthermore, among the above truings, when truing is performed by plunging the truing tool to cut in a direction perpendicular to the rotation center line of the grinding wheel, the cutting speed of the truing tool with respect to the grinding wheel that performs truing is set in advance, and the cutting speed depends on the cutting speed. When the depth of cut reaches a preset total depth of cut, truing is completed.

特開2018-167331号公報Japanese Patent Application Publication No. 2018-167331 特開2000-233369号公報Japanese Patent Application Publication No. 2000-233369

ところで、上記ツルーイング工具の切込量および走査回数や総切込量は、種々のばらつきを考慮して、充分にツルーイングが行なわれるように余裕を以て予め設定されている。このため、研削砥石の研削面が必要以上に無駄に削られることになり、研削砥石の寿命が損なわれるという問題があった。 Incidentally, the depth of cut, the number of scans, and the total depth of cut of the truing tool are set in advance with a margin in consideration of various variations so that sufficient truing can be performed. As a result, the grinding surface of the grinding wheel is ground more than necessary, resulting in a problem that the life of the grinding wheel is shortened.

これに対して、特許文献2には、砥粒の破砕などに関連して発生する破砕振動を表すAE信号(acoustic emission signal:周波数がたとえば100kHz以上の超音波領域である振動波)を検出し、そのAE信号を用いて研削砥石のドレッシング状態を監視する装置が提案されている。このドレッシング状態監視装置では、ビトリファイド研削砥石に関して、研削砥石側AEセンサから出力される研削砥石側AE信号は、砥粒と無機結合材との界面剥離(100kHzから2MHz)、砥粒自体のクラック(100kHzから2MHz)、無機結合材自体のクラック(100kHzから2MHz)を表し、被削材側AEセンサから出力される被削材側AE信号は、被削材の塑性変形(100kHzから800kHz)、被削材の脆性破壊(200kHzから700kH)を表すとされており、それら研削砥石側AE信号および被削材側AE信号から周波数解析により得られた本来のAE信号がニューラルネットワークに入力されることで、たとえば研削砥石のドレッシング状態が判定されるとされている。 On the other hand, Patent Document 2 discloses a method for detecting an AE signal (acoustic emission signal: a vibration wave in the ultrasonic range with a frequency of, for example, 100 kHz or more) representing crushing vibrations generated in connection with crushing of abrasive grains. A device has been proposed that uses the AE signal to monitor the dressing state of a grinding wheel. In this dressing condition monitoring device, with respect to a vitrified grinding wheel, the grinding wheel side AE signal output from the grinding wheel side AE sensor detects interface peeling between the abrasive grains and inorganic binder (100 kHz to 2 MHz), cracks in the abrasive grain itself ( 100kHz to 2MHz), cracks in the inorganic bonding material itself (100kHz to 2MHz), and the workpiece side AE signal output from the workpiece side AE sensor indicates plastic deformation of the workpiece (100kHz to 800kHz), It is said to represent the brittle fracture (200kHz to 700kHz) of the cutting material, and the original AE signal obtained by frequency analysis from the grinding wheel side AE signal and the workpiece side AE signal is input into the neural network. For example, the dressing state of a grinding wheel is determined.

しかしながら、上記従来のドレッシング状態監視装置では、研削砥石のツルーイングに適用しようとすると、砥粒自体の破砕および無機結合材自体の破砕は、研削砥石側AE信号中の同じ周波数成分(100kHzから2MHz)として検出されるものであるため、上記砥粒自体の破砕および無機結合材自体の破砕を精度よく検出することができず、研削砥石の研削面のツルーイング状態やそのツルーイング完了判定を高精度に行なうことができなかった。 However, when the conventional dressing condition monitoring device is applied to the truing of a grinding wheel, the crushing of the abrasive grain itself and the crushing of the inorganic binder itself occur at the same frequency component (100 kHz to 2 MHz) in the AE signal on the grinding wheel side. Therefore, it is not possible to accurately detect the fracture of the abrasive grains themselves and the fracture of the inorganic binder itself, and it is difficult to accurately determine the truing state of the grinding surface of the grinding wheel and the completion of truing. I couldn't do that.

本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、研削砥石の寿命を可及的に損なわないツルーイングを可能とするツルーイング完了判定装置を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and its purpose is to provide a truing completion determination device that enables truing without impairing the life of a grinding wheel as much as possible.

本発明者は、以上の事情を背景として種々検討を重ねた結果、ツルーイング中にAEセンサから出力されるAE信号を、従来よりも高速且つ高分解能であるサンプリング周期が10μsec程度以下であるA/D変換器を用いてデジタル化した後、周波数解析(FFT)すると、パワースペクトラムのうち100kHzよりも低い周波数帯において、相対的に低周波数の第1周波数帯のピーク信号群と、第1周波数帯よりも相対的に高周波の第2周波数帯のピーク信号群とが、周波数軸上において明確に現れた。そして、上記第1周波数帯のピーク信号群は研削砥石の砥粒の破砕に由来するものであり、上記第2周波数帯のピーク信号群は砥粒とドレッサとの接触(擦れ)により生じる摩擦振動や弾性振動に由来するものであるという事実を見いだした。また、それらの第1周波数帯のピーク信号群または第2周波数帯のピーク信号群の信号強度積分値は、ツルーイングの完了に同期してその増加が飽和する現象を示すことを見いだした。 As a result of various studies against the background of the above circumstances, the present inventors have determined that the AE signal output from the AE sensor during truing can be converted into an A/R with a sampling period of approximately 10 μsec or less, which is faster and has higher resolution than conventional methods. After digitization using a D converter, frequency analysis (FFT) reveals that in a frequency band lower than 100kHz in the power spectrum, a group of relatively low peak signals in the first frequency band and a group of peak signals in the first frequency band are detected. A group of peak signals in the second frequency band, which is relatively higher in frequency than the above, clearly appeared on the frequency axis. The peak signal group in the first frequency band is derived from the crushing of the abrasive grains of the grinding wheel, and the peak signal group in the second frequency band is due to frictional vibrations caused by contact (rubbing) between the abrasive grains and the dresser. It was discovered that the vibrations originate from elastic vibrations. Furthermore, it has been found that the signal strength integral value of the peak signal group in the first frequency band or the peak signal group in the second frequency band exhibits a phenomenon in which the increase saturates in synchronization with the completion of truing.

すなわち、第1発明の要旨とするところは、(a)ツルーイング工具を用いて研削砥石の研削面を整形するツルーイングの完了を判定する研削砥石のツルーイング完了判定装置であって、(b)前記研削砥石のツルーイング中に発生するAE信号を検出するAEセンサと、(c)前記AEセンサから出力されるAE信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、(d)前記A/D変換器によりデジタル信号に変換されたAE信号を周波数解析してパワースペクトラムを得る周波数解析部と、(e)前記周波数解析部により得られたパワースペクトラムの100kHz以下の周波数帯のうち、第1周波数帯の第1信号強度、および前記第1周波数帯よりも高周波数の第2周波数帯の第2信号強度の少なくとも一方の信号強度積分値を逐次算出し、前記信号強度積分値が飽和することに基づいて、前記研削砥石のツルーイングの完了を判定するツルーイング完了判定部とを、含むことにある。 That is, the gist of the first invention is (a) a grinding wheel truing completion determination device that determines the completion of truing for shaping the grinding surface of a grinding wheel using a truing tool, and (b) a an AE sensor that detects an AE signal generated during truing of a grindstone; (c) an A/D converter that converts the AE signal output from the AE sensor into a digital signal; and (d) the A/D converter. (e) a frequency analysis section that frequency-analyzes the AE signal converted into a digital signal to obtain a power spectrum; A signal strength integral value of at least one of a first signal strength and a second signal strength of a second frequency band having a higher frequency than the first frequency band is sequentially calculated, and based on the fact that the signal strength integral value is saturated; , and a truing completion determination section for determining completion of truing of the grinding wheel.

第1発明のツルーイング完了判定装置によれば、第1周波数帯の第1信号強度、および前記第1周波数帯よりも高周波数の第2周波数帯の第2信号強度の少なくとも一方の信号強度積分値を逐次算出し、前記信号強度積分値が飽和することに基づいて、前記研削砥石のツルーイングの完了を判定するツルーイング完了判定部が備えられている。これにより、上記ツルーイング工具の切込量および走査回数や総切込量はツルーイングの完了のために必要且つ充分な値とされるので、研削砥石の研削面が必要以上に無駄に削られることがなく、研削砥石の寿命がツルーイングにより損なわれることが抑制される。 According to the truing completion determination device of the first invention, the signal strength integral value of at least one of the first signal strength in the first frequency band and the second signal strength in the second frequency band having a higher frequency than the first frequency band. A truing completion determination unit is provided that sequentially calculates the signal strength integral value and determines completion of truing of the grinding wheel based on saturation of the signal strength integral value. As a result, the depth of cut, number of scans, and total depth of cut of the truing tool are set to necessary and sufficient values to complete truing, so that the grinding surface of the grinding wheel is not ground more than necessary. This prevents the life of the grinding wheel from being impaired by truing.

ここで、好適には、前記第1周波数帯は、25から40kHzの周波数帯の少なくとも一部を含む周波数帯であり、前記第2周波数帯は、45から65kHzの周波数帯の少なくとも一部を含む周波数帯であることにある。これにより、研削砥石のツルーイング面の砥粒破砕に由来する第1周波数帯の第1信号強度、および、前記研削砥石のツルーイング面の砥粒とツルーイング工具との接触(擦れ)に由来する第2周波数帯の第2信号強度の少なくとも一方を用いて、前記研削砥石のツルーイングの完了を適切に且つ正確に行なうことができる。 Here, preferably, the first frequency band is a frequency band that includes at least a part of a frequency band of 25 to 40 kHz, and the second frequency band includes at least a part of a frequency band of 45 to 65 kHz. The reason is that it is a frequency band. As a result, a first signal intensity in a first frequency band originating from the abrasive grain crushing on the truing surface of the grinding wheel, and a second signal strength originating from the contact (rubbing) between the abrasive grains on the truing surface of the grinding wheel and the truing tool. By using at least one of the second signal strengths in the frequency band, the truing of the grinding wheel can be appropriately and accurately completed.

また、好適には、前記第1周波数帯は、25から40kHzの周波数帯であり、前記第2周波数帯は、45から65kHzの周波数帯であることにある。これにより、前記研削砥石のツルーイング面の砥粒破砕に由来する第1周波数帯の第1信号強度、および、前記研削砥石のツルーイング面の砥粒とツルーイング工具との接触に由来する第2周波数帯の第2信号強度の少なくとも一方を用いて、前記研削砥石のツルーイング完了の判定を適切に且つ正確に行なうことができる。 Preferably, the first frequency band is a frequency band of 25 to 40 kHz, and the second frequency band is a frequency band of 45 to 65 kHz. Thereby, a first signal intensity in a first frequency band originating from the abrasive grain crushing on the truing surface of the grinding wheel, and a second frequency band originating from the contact between the abrasive grains on the truing surface of the grinding wheel and the truing tool. Using at least one of the second signal strengths, it is possible to appropriately and accurately determine whether truing of the grinding wheel has been completed.

また、好適には、前記A/D変換器のサンプリング周期は、10μ秒以下、好適には5μ秒以下、さらに好適には1μ秒以下である。このように分解能が高められたA/D変換器によりA/D変換されたAE信号を周波数解析することで、100kHz以下の領域において、研削砥石のツルーイング面の砥粒破砕に由来する第1周波数帯の第1信号強度および前記研削砥石の砥粒とツルーイング工具との接触に由来する第2周波数帯の第2信号強度の少なくとも一方が得られるとともに、それら第1信号強度の信号強度積分値および第2信号強度の信号強度積分値の少なくとも一方の変化に基づいて、ツルーイング完了判定が可能となる。 Further, preferably, the sampling period of the A/D converter is 10 μsec or less, preferably 5 μsec or less, and more preferably 1 μsec or less. By frequency-analyzing the A/D-converted AE signal using the A/D converter with increased resolution, we can detect the first frequency originating from the abrasive fragmentation on the truing surface of the grinding wheel in the region of 100 kHz or less. At least one of the first signal intensity of the band and the second signal intensity of the second frequency band derived from the contact between the abrasive grains of the grinding wheel and the truing tool is obtained, and a signal intensity integral value of the first signal intensity and It is possible to determine the completion of truing based on a change in at least one of the signal strength integral values of the second signal strength.

本発明の一実施例のツルーイング完了判定装置を備える研削加工装置の構成を説明する図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a grinding device including a truing completion determination device according to an embodiment of the present invention. 図1の研削加工装置による研削面状態におけるビトリファイド砥石から得られるAE信号の発生メカニズムを説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a generation mechanism of an AE signal obtained from a vitrified grindstone in a state of a grinding surface by the grinding apparatus of FIG. 1. FIG. 研削面状態を示す信号強度比SR(=SP1/SP2)を、図1の面状態表示装置に表示した表示例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a display example in which a signal strength ratio SR (=SP1/SP2) indicating a ground surface state is displayed on the surface state display device of FIG. 1; ツルーイングの進行に伴って増加する、第1信号強度SP1の信号強度積分値および第2信号強度SP2の信号強度積分値を、図1の面状態表示装置に表示した表示例を示す図である。2 is a diagram showing a display example in which the signal strength integral value of the first signal strength SP1 and the signal strength integral value of the second signal strength SP2, which increase as truing progresses, are displayed on the surface state display device of FIG. 1. FIG. 本発明者が行なった周速度比が相違する3種類のツルーイング試験のうち、周速度比Vd/Vgが1.0でダウンカットである場合のツルーイング試験において得られたパワースペクトラムを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a power spectrum obtained in a truing test in which the circumferential velocity ratio Vd/Vg is 1.0 and down cut, among three types of truing tests with different circumferential velocity ratios conducted by the present inventor. . 本発明者が行なった周速度比が相違する3種類のツルーイング試験のうち、周速度比Vd/Vgが0.3でダウンカットである場合のツルーイング試験において得られたパワースペクトラムを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a power spectrum obtained in a truing test in which the circumferential velocity ratio Vd/Vg is 0.3 and down-cut among three types of truing tests with different circumferential velocity ratios conducted by the present inventor. . 本発明者が行なった周速度比が相違する3種類のツルーイング試験のうち、周速度比Vd/Vgが1.0でアップカットである場合のツルーイング試験において得られたパワースペクトラムを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the power spectrum obtained in the truing test when the circumferential velocity ratio Vd/Vg is 1.0 and up-cut among three types of truing tests with different circumferential velocity ratios conducted by the present inventor. . 図5、図6、図7の3種類のパワースペクトラムの各ピーク波形に対して各ピーク波形の発生を判定するための所定の判定閾値を設け、発生したピーク波形のうちその判定閾値を超えるものを発生と判定した発生マップを示す図である。A predetermined judgment threshold is set for each peak waveform of the three types of power spectra shown in FIGS. 5, 6, and 7 to judge the occurrence of each peak waveform, and among the generated peak waveforms, the peak waveform that exceeds the judgment threshold FIG. 3 is a diagram showing an occurrence map in which it is determined that the occurrence has occurred. 取付時に、砥石軸中心に対して一定の振れがある研削ホイールの砥石部に対して、研削ホイールの回転中心線に平行な方向に、ドレッサを移動させて行うツルーイングを説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating truing performed by moving the dresser in a direction parallel to the rotational center line of the grinding wheel with respect to the grinding wheel portion of the grinding wheel that has a certain deflection with respect to the center of the grinding wheel axis during installation. 図9のツルーイングにおいてAEセンサから出力される出力信号を示す図であって、(a)は研削ホイールの振れが除去されないときの出力信号を示し(b)は研削ホイールの振れが除去された後の出力信号を示している。10 is a diagram showing the output signal output from the AE sensor in the truing of FIG. 9, in which (a) shows the output signal when the runout of the grinding wheel is not removed, and (b) shows the output signal after the runout of the grinding wheel is removed. shows the output signal of 図9のツルーイングにおいて、第1信号強度SP1の信号強度積分値および第2信号強度SP2の信号強度積分値がツルーイングの切込量の増加にともなって増加するが、所定の切込量に到達した以後は一定値に飽和する性質を示す図である。In the truing shown in FIG. 9, the signal strength integral value of the first signal strength SP1 and the signal strength integral value of the second signal strength SP2 increase as the truing depth of cut increases, but when a predetermined depth of cut is reached. It is a figure which shows the property which saturates to a constant value after that. 研削ホイールの砥石部に対して、総型ドレッサを用いたプランジツルーイングを説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating plunge truing using a full-length dresser for a grindstone portion of a grinding wheel. 図13は、研削ホイールの砥石部の研削面の一部に形成されたダメージ領域Dを説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a damaged area D formed on a part of the grinding surface of the grindstone portion of the grinding wheel. 図12のプランジツルーイングにおいてAEセンサから出力される出力信号を示す図である。13 is a diagram showing an output signal output from an AE sensor during plunge truing in FIG. 12. FIG. 図12のプランジツルーイングにおいて、第1信号強度SP1の信号強度積分値および第2信号強度SP2の信号強度積分値がツルーイングの切込量の増加にともなって増加するが、所定の切込量に到達した以後は一定値に飽和する性質を示す図である。In the plunge truing shown in FIG. 12, the signal strength integral value of the first signal strength SP1 and the signal strength integral value of the second signal strength SP2 increase as the depth of cut of truing increases, but reach a predetermined depth of cut. FIG. 3 is a diagram showing the property of saturating to a constant value after reaching a certain value. 図1の演算制御装置およびツルーイング制御部の、トラバースによるツルーイング制御作動の要部を説明するフローチャートである。2 is a flowchart illustrating a main part of a truing control operation by traverse of the arithmetic and control unit and truing control unit of FIG. 1. FIG. 図1の演算制御装置およびツルーイング制御部の、プランジによるツルーイング制御作動の要部を説明するフローチャートである。2 is a flowchart illustrating a main part of a plunge-based truing control operation of the arithmetic and control unit and truing control unit of FIG. 1. FIG.

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that in the following examples, the figures are simplified or modified as appropriate, and the dimensional ratios, shapes, etc. of each part are not necessarily drawn accurately.

図1は、本発明の一実施例の研削面評価装置としても機能するツルーイング完了判定装置10を備える、ツルーイング装置としても機能する研削加工装置12の構成を説明する図である。図1において、研削加工装置12には、溶融アルミナ系砥粒、炭化珪素系砥粒、セラミックス砥粒などの一般砥粒や、CBN砥粒、ダイヤモンド砥粒などの超砥粒などを含む、ビトリファイド砥石、レジノイド砥石、メタルボンド砥石、電着砥石等の研削砥石が用いられる。本実施例においては、研削砥石として、図1に示す研削ホイール14が用いられる。研削ホイール14は、円筒状或いはドラム状の金属コアすなわち本体18の外周面に固設された砥石部16を有しており、主軸駆動モータ62により回転駆動される回転軸に装着される。研削ホイール14は、たとえば80m/秒程度以上の比較的高い周速度で駆動され、たとえば柱状の被削材44の表面を研削する。この研削ホイール14に対し、図1に示すロータリドレッサ46がツルーイング工具として用いられてツルーイングが行われる。 FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a grinding device 12 that also functions as a truing device and includes a truing completion determination device 10 that also functions as a grinding surface evaluation device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the grinding device 12 includes vitrified abrasives, including general abrasive grains such as fused alumina abrasive grains, silicon carbide abrasive grains, and ceramic abrasive grains, and superabrasive grains such as CBN abrasive grains and diamond abrasive grains. Grinding wheels such as whetstones, resinoid whetstones, metal bond whetstones, and electroplated whetstones are used. In this embodiment, the grinding wheel 14 shown in FIG. 1 is used as the grinding wheel. The grinding wheel 14 has a grindstone portion 16 fixed to the outer peripheral surface of a cylindrical or drum-shaped metal core, that is, a main body 18, and is attached to a rotating shaft rotationally driven by a main shaft drive motor 62. The grinding wheel 14 is driven at a relatively high circumferential speed of, for example, about 80 m/sec or more, and grinds the surface of a columnar workpiece 44, for example. Truing is performed on this grinding wheel 14 using a rotary dresser 46 shown in FIG. 1 as a truing tool.

ツルーイング完了判定装置10は、AEセンサ22と、プリアンプ24と、プリアンプ24により増幅されたAE信号SAEを所定の搬送波を用いて送信する送信回路26と、送信回路26から送信されたAE信号SAEを受信するためのアンテナ28を有する受信回路30と、バンドパスフィルタ32と、A/D変換器34と、演算制御装置36とを、備えている。AEセンサ22は、砥石部16に含まれる砥粒38の破砕時に発生し且つ砥石部16内を伝播するたとえば20kHz以上の超音波領域である極めて周波数の高い破砕振動(acoustic emission)を砥石部16の内周面から検出し、その破砕振動を表すアナログ信号であるAE信号SAEを出力する。プリアンプ24は、AEセンサ22から出力されたAE信号SAEを増幅する。バンドパスフィルタ32は、受信回路30により受信された搬送波を通過させる所定の通過周波数帯を備える。A/D変換器34は、搬送波から復調されたAE信号SAEをデジタル信号に変換する。演算制御装置36は、デジタル信号に変換されたAE信号SAEを処理する。 The truing completion determination device 10 includes an AE sensor 22, a preamplifier 24, a transmitting circuit 26 that transmits the AE signal SAE amplified by the preamplifier 24 using a predetermined carrier wave, and an AE signal SAE transmitted from the transmitting circuit 26. It includes a receiving circuit 30 having an antenna 28 for receiving, a bandpass filter 32, an A/D converter 34, and an arithmetic and control device 36. The AE sensor 22 detects extremely high-frequency crushing vibrations (acoustic emissions) in the ultrasonic range of, for example, 20 kHz or higher, which are generated when the abrasive grains 38 contained in the grinding wheel 16 are crushed and propagated within the grinding wheel 16 . The AE signal SAE, which is an analog signal representing the crushing vibration, is output. The preamplifier 24 amplifies the AE signal SAE output from the AE sensor 22. The bandpass filter 32 has a predetermined frequency band that allows the carrier wave received by the receiving circuit 30 to pass therethrough. The A/D converter 34 converts the AE signal SAE demodulated from the carrier wave into a digital signal. The arithmetic and control unit 36 processes the AE signal SAE converted into a digital signal.

上記のAEセンサ22、プリアンプ24、および、送信回路26は、研削ホイール14の本体18内に設けられている。A/D変換器34は、高分解能を有し、たとえば10μ秒(マイクロ秒)以下のサンプリング周期、好適には5μ秒以下のサンプリング周期、さらに好適には1μ秒以下のサンプリング周期で、AE信号SAEをデジタル信号に変換する。A/D変換器34のサンプリング周期は、短くなるほど(高速となるほど)、研削ホイール14の砥粒破砕に関連する第1周波数帯B1と研削ホイール14の砥粒38とロータリドレッサ46との接触に由来するに関連する第2周波数帯B2とが明確となる。なお、本実施例では、A/D変換器34のサンプリング周期として1μ秒が用いられている。 The AE sensor 22, preamplifier 24, and transmission circuit 26 described above are provided within the main body 18 of the grinding wheel 14. The A/D converter 34 has a high resolution and converts the AE signal with a sampling period of, for example, 10 μs (microseconds) or less, preferably a sampling period of 5 μs or less, and more preferably a sampling period of 1 μs or less. Convert SAE to digital signal. The shorter the sampling period of the A/D converter 34 (the higher the speed), the more the first frequency band B1 related to crushing the abrasive grains of the grinding wheel 14 and the contact between the abrasive grains 38 of the grinding wheel 14 and the rotary dresser 46. The second frequency band B2 related to the origin becomes clear. Note that in this embodiment, 1 μsec is used as the sampling period of the A/D converter 34.

研削ホイール14の砥石部16は、たとえば図2に示すように、砥粒38と、それら砥粒38を結合する無機結合材(ビトリファイドボンド)40と、気孔42とから成るよく知られたビトリファイド砥石組織から構成されており、被削材(ワーク)44或いはロータリドレッサ46との摺接によって、砥粒38自体のクラックCaすなわち破砕の発生に由来する第1周波数帯B1の振動、砥粒38と被削材44或いはロータリドレッサ46との接触すなわち擦れCbによって発生する摩擦振動或いは弾性振動に由来する第2周波数帯B2の振動が発生し、それらの振動を含む研削振動すなわちAE波が、AEセンサ22によって検出される。 The grinding wheel portion 16 of the grinding wheel 14 is, for example, a well-known vitrified grinding wheel, as shown in FIG. Vibration in the first frequency band B1 resulting from the occurrence of cracks Ca or fractures in the abrasive grains 38 itself due to sliding contact with the cut material (work) 44 or the rotary dresser 46, the abrasive grains 38 and Vibrations in the second frequency band B2 are generated due to frictional vibrations or elastic vibrations generated by contact with the workpiece 44 or the rotary dresser 46, that is, friction Cb, and grinding vibrations including these vibrations, that is, AE waves, are detected by the AE sensor. 22.

図1の演算制御装置36は、CPU、ROM、RAM、インターフェースなどを含む所謂マイクロコンピュータであって、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って入力信号を処理することにより、ツルーイング面状態を判定するための、研削面状態を表す数値、グラフ、或いは図形などを算出し、研削面状態表示装置としても機能する面状態表示装置48から出力させるとともに、研削制御装置72へ送信する。 The arithmetic and control unit 36 in FIG. 1 is a so-called microcomputer including a CPU, ROM, RAM, interface, etc., and the CPU processes input signals according to a program stored in the ROM in advance while utilizing the temporary storage function of the RAM. By doing so, numerical values, graphs, figures, etc. representing the condition of the ground surface for determining the condition of the truing surface are calculated and outputted from the surface condition display device 48 which also functions as a surface condition display device, and the grinding control device Send to 72.

ツルーイング完了判定装置10の演算制御装置36は、周波数解析部50、研削面状態出力部51、およびツルーイング面状態出力部52を機能的に備えている。周波数解析部50は、被削材44の研削加工中或いは研削ホイール14のツルーイング中において、A/D変換器34から入力されたAE信号SAEの周波数解析(FFT)を行なって、信号パワーを示す縦軸と周波数を示す横軸との二次元座標において、周波数成分の大きさを示す種々の信号パワーを周波数毎にピーク波形で周波数軸(横軸)上に示すパワースペクトラムを生成する。 The arithmetic and control device 36 of the truing completion determination device 10 functionally includes a frequency analysis section 50, a grinding surface state output section 51, and a truing surface state output section 52. The frequency analysis unit 50 performs frequency analysis (FFT) of the AE signal SAE input from the A/D converter 34 during grinding of the workpiece 44 or truing of the grinding wheel 14 to indicate the signal power. In a two-dimensional coordinate system with a vertical axis and a horizontal axis representing frequency, a power spectrum is generated that shows various signal powers representing the magnitude of frequency components as peak waveforms on the frequency axis (horizontal axis) for each frequency.

研削面状態出力部51は、被削材44の研削加工中において、上記パワースペクトラムから、たとえば32.5kHzを中心部に含む予め設定された第1周波数帯B1、たとえば25から40kHzの第1周波数帯B1についての第1信号強度SP1、および、たとえば55kHzを中心部に含む予め設定された第2周波数帯B2、たとえば45から65kHzの第2周波数帯B2についての第2信号強度SP2と、信号強度比SR(=SP1/SP2)とをそれぞれ算出し、面状態表示装置48に出力する。図3は、面状態表示装置48が液晶画面或いは計器に表示されるレベルメータである場合の、被削材44の研削面状態を表す信号強度比SRの表示例を示している。 During the grinding process of the workpiece 44, the grinding surface state output unit 51 outputs a preset first frequency band B1 containing, for example, 32.5 kHz at the center, for example, a first frequency from 25 to 40 kHz, from the power spectrum. a first signal strength SP1 for band B1; and a second signal strength SP2 for a preset second frequency band B2 centered around, for example, 55 kHz, for example from 45 to 65 kHz; The ratio SR (=SP1/SP2) is calculated and output to the surface state display device 48. FIG. 3 shows a display example of the signal strength ratio SR representing the condition of the ground surface of the workpiece 44 when the surface condition display device 48 is a liquid crystal screen or a level meter displayed on a meter.

ツルーイング面状態出力部52は、ロータリドレッサ46をツルーイング工具として用いた研削ホイール14のツルーイング中において、上記パワースペクトラムから、たとえば32.5kHzを中心部に含む予め設定された第1周波数帯B1、たとえば25から40kHzの第1周波数帯B1についての第1信号強度SP1の信号強度積分値、および、たとえば55kHzを中心部に含む予め設定された第2周波数帯B2、たとえば45から65kHzの第2周波数帯B2についての第2信号強度SP2の信号強度積分値を、それぞれ算出し、面状態表示装置48へ出力する。図4は、面状態表示装置48が液晶画面或いは計器に表示されるレベルメータである場合の、被削材44のツルーイング面状態を表す第1信号強度SP1の信号強度積分値、および第2信号強度SP2の信号強度積分値の表示例を、それぞれ示している。ここで、上記の信号強度積分値は、各周波数における振幅の実効値を周波数軸に対して積分した値である。 During truing of the grinding wheel 14 using the rotary dresser 46 as a truing tool, the truing surface state output unit 52 outputs a preset first frequency band B1 centered around 32.5 kHz, for example, from the power spectrum. A signal strength integral value of the first signal strength SP1 for a first frequency band B1 of 25 to 40 kHz and a preset second frequency band B2 centered on, for example, 55 kHz, for example a second frequency band of 45 to 65 kHz. The signal strength integral value of the second signal strength SP2 for B2 is calculated and outputted to the surface state display device 48. FIG. 4 shows the signal strength integral value of the first signal strength SP1 representing the truing surface state of the workpiece 44 and the second signal when the surface state display device 48 is a level meter displayed on a liquid crystal screen or a meter. Display examples of the signal strength integral value of the strength SP2 are shown. Here, the above signal strength integral value is a value obtained by integrating the effective value of the amplitude at each frequency with respect to the frequency axis.

また、ツルーイング完了判定部53は、ロータリドレッサ46をツルーイング工具として用いた研削ホイール14のツルーイング中において、ツルーイング面状態出力部52からの第1信号強度SP1の信号強度積分値、および/または、第2信号強度SP2の信号強度積分値がツルーイング完了に近づくと飽和する性質に基づいて、それら第1信号強度SP1の信号強度積分値、または、第2信号強度SP2の信号強度積分値が、予め設定されたツルーイング完了判定閾値TF1を超えたことに基づいてツルーイングの完了を判定し、出力する。ツルーイング完了判定閾値TF1は、第1信号強度SP1の信号強度積分値の飽和値のたとえば90%程度に相当する値、または、第2周波数帯B2の第2信号強度SP2の信号強度積分値の飽和値のたとえば90%程度に相当する値に予め設定される。 Furthermore, during truing of the grinding wheel 14 using the rotary dresser 46 as a truing tool, the truing completion determination unit 53 determines the signal strength integral value of the first signal strength SP1 from the truing surface state output unit 52 and/or the signal strength integral value of the first signal strength SP1 from the truing surface state output unit 52. Based on the property that the signal strength integral value of the second signal strength SP2 is saturated when approaching the completion of truing, the signal strength integral value of the first signal strength SP1 or the signal strength integral value of the second signal strength SP2 is set in advance. The completion of truing is determined based on the fact that the truing completion determination threshold value TF1 has been exceeded, and the result is output. The truing completion determination threshold TF1 is a value corresponding to, for example, about 90% of the saturation value of the signal strength integral value of the first signal strength SP1, or the saturation value of the signal strength integral value of the second signal strength SP2 of the second frequency band B2. It is set in advance to a value corresponding to, for example, about 90% of the value.

ここで、AEセンサ22によって検出されるAE波から高速で高分解能のA/D変換器34を用いてデジタル信号に変換されたAE信号SAEの周波数解析により得られるパワースペクトラムにおいて、第1周波数帯B1内のピーク波形信号群および第2周波数帯B2内のピーク波形信号群の発生について、所定の研削砥石について本発明者が行なった試験を、以下に説明する。試験1は、ビトリファイド砥石が用いられた研削ホイール14のツルーイング時にそれぞれ得られるパワースペクトラムにおいて、ピーク波形信号群で構成される第1周波数帯B1および第2周波数帯B2の発生状態の検証試験である。 Here, in the power spectrum obtained by frequency analysis of the AE signal SAE, which is converted from the AE wave detected by the AE sensor 22 into a digital signal using the high-speed, high-resolution A/D converter 34, the first frequency band is Tests conducted by the inventor on a given grinding wheel regarding the generation of peak waveform signals within B1 and peak waveform signals within second frequency band B2 will be described below. Test 1 is a verification test of the generation state of the first frequency band B1 and the second frequency band B2, which are composed of a group of peak waveform signals, in the power spectrum obtained during truing of the grinding wheel 14 using a vitrified grindstone. .

(試験1)
図5、図6、図7は、本発明者が以下のツルーイング条件1において、周速度比Vd/Vgおよびロータリドレッサ46の回転方向(ダウンカットは研削ホイール14の回転方向と逆方向の回転、アップカットは研削ホイール14の回転方向と同じ方向の回転)が異なる3種類のビトリファイド砥石が用いられた研削ホイール14のツルーイング試験(Vd/Vg=1.0のダウンカット、Vd/Vg=0.3のダウンカット、Vd/Vg=1.0のアップカット)により得られたパワースペクトラムをそれぞれ示す図である。また、図8は、その3種類のパワースペクトラムの各ピーク波形に対して各ピーク波形の発生を判定するための所定の判定閾値を設け、発生したピーク波形のうちその判定閾値を超えるものを発生と判定した発生マップを示す図である。
(Test 1)
5, 6, and 7 show the circumferential speed ratio Vd/Vg and the rotation direction of the rotary dresser 46 (down cut is rotation in the opposite direction to the rotation direction of the grinding wheel 14) under the following truing condition 1. A truing test was conducted on the grinding wheel 14 using three types of vitrified grindstones with different rotations (up cut in the same direction as the rotation direction of the grinding wheel 14) (down cut with Vd/Vg=1.0, down cut with Vd/Vg=0. FIG. 3 is a diagram showing power spectra obtained by a down cut of Vd/Vg=1.0 and an up cut of Vd/Vg=1.0. In addition, in FIG. 8, a predetermined judgment threshold is provided for each peak waveform of the three types of power spectra to judge the occurrence of each peak waveform, and among the generated peak waveforms, those exceeding the judgment threshold are generated. It is a figure which shows the occurrence map which was determined to be.

(ツルーイング条件1)
研削ホイール: AEセンサ内蔵の研削ホイール
研削ホイールの砥石部: CB 80 N 200 V
(粒度80のCBN砥粒がビトリファイド結合材により結合され、結合度N、集中度200を有するもの)
研削盤: 汎用円筒研削盤
研削ホイールの周速度Vg: 45m/秒(時計回り)
ツルーイング工具: ダイヤモンドロータリドレッサ
ロータリドレッサの周速度
・Vd:45m/秒 (反時計回りダウンカット)
周速度比Vd/Vg=1.0
・Vd:13.5m/秒 (反時計回りダウンカット)
周速度比Vd/Vg=0.3
・Vd:45m/秒 (時計回りアップカット)
周速度比Vd/Vg=1.0
(Trueing condition 1)
Grinding wheel: Grinding wheel with built-in AE sensor Grinding wheel part: CB 80 N 200 V
(CBN abrasive grains with a particle size of 80 are bonded by a vitrified bonding material, and have a bonding degree N and a concentration degree of 200)
Grinding machine: General-purpose cylindrical grinding machine Grinding wheel circumferential speed Vg: 45 m/sec (clockwise)
Truing tool: Diamond rotary dresser Rotary dresser circumferential speed/Vd: 45 m/sec (counterclockwise down cut)
Circumferential speed ratio Vd/Vg=1.0
・Vd: 13.5m/sec (counterclockwise down cut)
Circumferential speed ratio Vd/Vg=0.3
・Vd: 45m/sec (clockwise up cut)
Circumferential speed ratio Vd/Vg=1.0

図5は、上記ツルーイング条件1のうちのVd/Vg=1.0のダウンカットでのツルーイング条件にて得られたパワースペクトラムを示している。この図5のツルーイング条件は、図1に示すように、時計回りの研削ホイール14の周速度Vgと反時計回りのロータリドレッサ46の周速度Vdとが回転方向が逆方向で一致しており、接触点における研削ホイール14とロータリドレッサ46の相対周速度がゼロとなる、専ら研削ホイール14の砥粒38および無機結合材40の破砕が顕著となるツルーイング条件である。図5のパワースペクトラムでは、機械振動などの低域雑音を除いて、25から40kHzの第1周波数帯B1および45から65kHzの第2周波数帯B2においてそれぞれ複数のピーク波形が集中的に発生しており、第1周波数帯B1におけるピーク波形の高さ(信号強度)が第2周波数帯B2におけるピーク波形の高さ(信号強度)よりも大きいという現象が観察された。 FIG. 5 shows the power spectrum obtained under the truing condition with a down cut of Vd/Vg=1.0 of the above truing condition 1. As shown in FIG. 1, the truing conditions in FIG. 5 are such that the circumferential speed Vg of the clockwise grinding wheel 14 and the circumferential speed Vd of the counterclockwise rotary dresser 46 match in opposite rotation directions, This is a truing condition in which the relative circumferential speed of the grinding wheel 14 and the rotary dresser 46 at the contact point becomes zero, and the crushing of the abrasive grains 38 and the inorganic binder 40 of the grinding wheel 14 becomes significant. In the power spectrum of FIG. 5, a plurality of peak waveforms occur intensively in the first frequency band B1 from 25 to 40 kHz and the second frequency band B2 from 45 to 65 kHz, excluding low-frequency noise such as mechanical vibration. A phenomenon was observed in which the peak waveform height (signal strength) in the first frequency band B1 was greater than the peak waveform height (signal strength) in the second frequency band B2.

図6は、上記ツルーイング条件1のうちのVd/Vg=0.3のダウンカットでのツルーイング条件、すなわち研削ホイール14の周速度Vgがロータリドレッサ46の周速度Vdと逆の回転方向であるが3倍程度で、専ら研削ホイール14の砥粒38の大きな破砕が起こりにくく、接触する砥粒38の増加が顕著となるツルーイング条件において得られたパワースペクトラムを示している。このパワースペクトラムでも、機械振動などの低域雑音を除いて、25から40kHzの第1周波数帯B1および45から65kHzの第2周波数帯B2においてそれぞれ複数のピーク波形が集中的に発生しており、第2周波数帯B2におけるピーク波形の高さ(信号強度)が第1周波数帯B1におけるピーク波形の高さ(信号強度)よりも大きいという現象が観察された。 FIG. 6 shows the truing condition under the down cut of Vd/Vg=0.3 of the above-mentioned truing condition 1, that is, the circumferential speed Vg of the grinding wheel 14 is in the opposite rotation direction to the circumferential speed Vd of the rotary dresser 46. The graph shows a power spectrum obtained under truing conditions where the abrasive grains 38 of the grinding wheel 14 are less likely to be significantly broken and the number of abrasive grains 38 in contact with the grinding wheel 14 is significantly increased. In this power spectrum as well, a plurality of peak waveforms occur intensively in the first frequency band B1 from 25 to 40 kHz and the second frequency band B2 from 45 to 65 kHz, excluding low-frequency noise such as mechanical vibration. A phenomenon was observed in which the peak waveform height (signal strength) in the second frequency band B2 was greater than the peak waveform height (signal strength) in the first frequency band B1.

図7は、上記ツルーイング条件1のうちのVd/Vg=1.0のアップカットでのツルーイング条件、すなわち研削ホイール14の周速度Vgがロータリドレッサ46の周速度Vdと同じであるが図5の場合と逆回転方向で、専ら研削ホイール14の砥粒38の大きな破砕が起こりにくく、接触する砥粒38の増加が顕著となるツルーイング条件において得られたパワースペクトラムを示している。このパワースペクトラムでも、機械振動などの低域雑音を除いて、25から40kHzの第1周波数帯B1および45から65kHzの第2周波数帯B2においてそれぞれ複数のピーク波形が集中的に発生しており、第2周波数帯B2におけるピーク波形の高さ(信号強度)が第1周波数帯B1におけるピーク波形の高さ(信号強度)よりも大きいという現象が観察された。 FIG. 7 shows the truing condition under the up-cut condition of Vd/Vg=1.0 of the above-mentioned truing condition 1, that is, the circumferential speed Vg of the grinding wheel 14 is the same as the circumferential speed Vd of the rotary dresser 46, but the condition shown in FIG. The graph shows a power spectrum obtained under truing conditions in which the abrasive grains 38 of the grinding wheel 14 are less likely to be broken into large pieces and the number of abrasive grains 38 in contact with the grinding wheel 14 is significantly increased in the opposite rotation direction. In this power spectrum as well, a plurality of peak waveforms occur intensively in the first frequency band B1 from 25 to 40 kHz and the second frequency band B2 from 45 to 65 kHz, excluding low-frequency noise such as mechanical vibration. A phenomenon was observed in which the peak waveform height (signal strength) in the second frequency band B2 was greater than the peak waveform height (signal strength) in the first frequency band B1.

図8は、図5、図6、図7にそれぞれ示された周速度比Vd/Vgが異なる3種類のパワースペクトラムの各ピーク値に対して各ピーク値の発生を判定するための所定の判定閾値を設け、発生したピーク値のうちその判定閾値を超えるものを発生と判定して黒色領域で示したピーク波形発生マップを示す図である。 FIG. 8 shows a predetermined judgment for determining the occurrence of each peak value for each peak value of the three types of power spectra with different circumferential speed ratios Vd/Vg shown in FIGS. 5, 6, and 7, respectively. FIG. 4 is a diagram illustrating a peak waveform generation map in which a threshold value is provided and peak values that exceed the determination threshold value are determined to have occurred and are shown in black areas.

図8によれば、上記判定閾値を超える大きさのピーク値は、周速度比Vd/Vgが1.0のダウンカットでは、主として25から40kHzの第1周波数帯B1において発生し、周速度比Vd/Vgが0.3のダウンカット、および周速度比Vd/Vgが1.0のアップカットでは、45から65kHzの第2周波数帯B2において発生している。これにより、AE信号SAEを周波数解析したパワースペクトラムにおいて、第1周波数帯B1内における少なくとも一部の周波数のピーク波形の高さ(信号強度)が、研削ホイール14の砥石表面における砥粒38の破砕を反映し、第2周波数帯B2内における少なくとも一部の周波数のピーク波形の高さ(信号強度)が、研削ホイール14の砥石表面における砥粒38とロータリドレッサ46との接触により発生する摩擦振動或いは弾性振動を反映していることが確認された。すなわち、第1周波数帯B1は砥粒破砕周波数帯に対応し、第2周波数帯B2は砥粒38とロータリドレッサ46との接触による弾性振動周波数帯に対応している。 According to FIG. 8, the peak value exceeding the determination threshold value occurs mainly in the first frequency band B1 from 25 to 40 kHz in the down-cut when the circumferential velocity ratio Vd/Vg is 1.0, and The down-cut where Vd/Vg is 0.3 and the up-cut where the peripheral speed ratio Vd/Vg is 1.0 occur in the second frequency band B2 from 45 to 65 kHz. As a result, in the power spectrum obtained by frequency analysis of the AE signal SAE, the height (signal intensity) of the peak waveform of at least some frequencies in the first frequency band B1 is determined by the crushing of the abrasive grains 38 on the grinding wheel surface of the grinding wheel 14. The height (signal intensity) of the peak waveform of at least part of the frequencies in the second frequency band B2 reflects the friction vibration generated by the contact between the abrasive grains 38 on the grindstone surface of the grinding wheel 14 and the rotary dresser 46. Alternatively, it was confirmed that it reflected elastic vibration. That is, the first frequency band B1 corresponds to the abrasive grain crushing frequency band, and the second frequency band B2 corresponds to the elastic vibration frequency band caused by contact between the abrasive grains 38 and the rotary dresser 46.

(試験2)
本発明者は、研削ホイール14の取付時に発生する外周振れ(回転中心線C1と砥石中心のずれによる砥石外周の振れ)を整形するために、以下のツルーイング条件2を用いて、図9に示すトラバースによるツルーイングを行ない、第1周波数帯B1の第1信号強度SP1の信号強度積分値、および第2周波数帯B2の第2信号強度SP2の信号強度積分値を、それぞれ観測した。
(Test 2)
The present inventor used the following truing condition 2, as shown in FIG. Trueing by traverse was performed, and the signal strength integral value of the first signal strength SP1 in the first frequency band B1 and the signal strength integral value of the second signal strength SP2 in the second frequency band B2 were observed.

(ツルーイング条件2)
研削ホイールの仕様: CB 80 N 200 VN1
外径409mm×幅30mm×内径127mm
クーラント流量: 20L/min
ツルーイング工具の仕様: SD 40 Q 75 MW7
直径100mm×砥材層厚み1mm
ツルーイング工具周速度: Vg=45m/s、Vd=13.5m/s (Vd/Vg=0.3)
ツルーイング工具のリード: 0.10mm/r.o.w.
ツルーイング工具の切込量: R0.004mm/pass
(Trueing condition 2)
Grinding wheel specifications: CB 80 N 200 VN1
Outer diameter 409mm x width 30mm x inner diameter 127mm
Coolant flow rate: 20L/min
Truing tool specifications: SD 40 Q 75 MW7
Diameter 100mm x abrasive layer thickness 1mm
Truing tool peripheral speed: Vg=45m/s, Vd=13.5m/s (Vd/Vg=0.3)
Truing tool lead: 0.10mm/r. o. w.
Truing tool cutting depth: R0.004mm/pass

図9において、研削ホイール14の回転中心線C1に平行な方向に、ツルーイング工具としての単石またはブレード型のドレッサ80を往復走査させつつ、研削ホイール14の砥石部16に対し、走査毎に切込量の増加を行なって、繰り返しツルーイングを行なった。なお、ドレッサ80に替えて、ロータリドレッサ46が用いられてもよい。AEセンサ22の出力信号であるAE信号SAEは、図10(a)に示される時間軸波形であり、研削ホイール14の振れが除去された後でも、図10(b)に示される時間軸波形であった。このため、従来では、図10(b)の時間軸波形は図10(a)の時間軸波形と区別がつき難いものであったため、ツルーイングの終了判定が困難であった。 In FIG. 9, a single-stone or blade-type dresser 80 as a truing tool is reciprocated in a direction parallel to the rotation center line C1 of the grinding wheel 14, and the grinding wheel portion 16 of the grinding wheel 14 is cut at each scan. The truing was repeated by increasing the amount of inclusion. Note that the rotary dresser 46 may be used instead of the dresser 80. The AE signal SAE, which is the output signal of the AE sensor 22, has the time axis waveform shown in FIG. 10(a), and even after the runout of the grinding wheel 14 is removed, the time axis waveform shown in FIG. Met. For this reason, conventionally, the time-domain waveform in FIG. 10(b) was difficult to distinguish from the time-domain waveform in FIG. 10(a), making it difficult to determine the end of truing.

これに対して、図11は、上記トラバースによるツルーイングにおいて、第1信号強度SP1の信号強度積分値の変化、および、第2信号強度SP2の信号強度積分値の変化をそれぞれ示している。図11に示すように、第1信号強度SP1の信号強度積分値、および第2信号強度SP2の信号強度積分値は、研削ホイール14の振れをあらかじめダイヤルゲージで測定した振れ量である80~100μmの領域Rに到達するまでは、ツルーイング切込量の増加すなわち時間経過と共に増加するが、その後は一定値で飽和する性質がある。このため、たとえば、第1信号強度SP1の信号強度積分値について言えば、2.0×10をツルーイング完了判定閾値TF1として設定すれば、ツルーイング制御において、必要かつ充分なツルーイング進行状態において自動的にツルーイング完了判定を行なうことができることを示している。 On the other hand, FIG. 11 shows changes in the signal strength integral value of the first signal strength SP1 and changes in the signal strength integral value of the second signal strength SP2 in the truing by traversing. As shown in FIG. 11, the signal strength integral value of the first signal strength SP1 and the signal strength integral value of the second signal strength SP2 are 80 to 100 μm, which is the amount of runout measured in advance with a dial gauge for the runout of the grinding wheel 14. Until reaching region R, the truing depth of cut increases, that is, increases as time passes, but after that, it tends to be saturated at a constant value. For this reason, for example, regarding the signal strength integral value of the first signal strength SP1, if 2.0× 109 is set as the truing completion determination threshold TF1, the truing control can be automatically performed in a necessary and sufficient truing progress state. This shows that it is possible to determine whether truing is complete.

(試験3)
本発明者は、研削ホイール14の外周面の一部が研削加工により脱落して荒れた部分であるダメージ領域Dを整形するために、以下のツルーイング条件3を用いて、図12に示すプランジ(突き入れ)によるツルーイングを行ない、第1信号強度SP1の信号強度積分値、および第2信号強度SP2の信号強度積分値を、それぞれ観測した。
(Test 3)
The present inventor used the following truing condition 3 to shape the damaged area D, which is a roughened area caused by part of the outer circumferential surface of the grinding wheel 14 falling off due to the grinding process, using the plunger shown in FIG. 12 ( Trueing was carried out using a truing (push-in), and the signal strength integral value of the first signal strength SP1 and the signal strength integral value of the second signal strength SP2 were observed, respectively.

(ツルーイング条件3)
研削ホイールの仕様: CB 80 N 200 VN1
外径409mm×幅30mm×内径127mm
クーラント流量: 20L/min
ツルーイング工具の仕様: SD 40 Q 75 MW7
直径100mm×砥材層厚み1mm
ツルーイング工具周速度: Vg=45m/s、Vd=13.5m/s (Vd/Vg=0.3)
ツルーイング工具のリード: 0.10mm/r.o.w.
ツルーイング工具の切込量: R0.004mm/pass
(Trueing condition 3)
Grinding wheel specifications: CB 80 N 200 VN1
Outer diameter 409mm x width 30mm x inner diameter 127mm
Coolant flow rate: 20L/min
Truing tool specifications: SD 40 Q 75 MW7
Diameter 100mm x abrasive layer thickness 1mm
Truing tool peripheral speed: Vg=45m/s, Vd=13.5m/s (Vd/Vg=0.3)
Truing tool lead: 0.10mm/r. o. w.
Truing tool cutting depth: R0.004mm/pass

図13は、研削ホイール14の砥石部16の研削面の一部に形成されたダメージ領域Dが示されており、ダメージ領域Dが無くなるように必要かつ充分な深さの表層SLの除去には、図12に示す、総型ドレッサ82を用いたプランジによるツルーイングが行なわれる。図12に示すように、研削ホイール14の砥石部16に対して、研削ホイール14の回転中心線C1に直角な方向に、回転中心線C1と平行な回転中心線C2まわりに回転する総型ドレッサ82を移動させつつプランジによるツルーイングを行なう場合において、研削ホイール14の表面にダメージがある場合、AEセンサ22の出力信号であるAE信号SAEは、図14に示されるように、ダメージ除去前とダメージ除去後では、相互に区別がつき難いものであり、ツルーイングの終了判定が困難であった。 FIG. 13 shows a damaged area D formed on a part of the grinding surface of the grinding wheel 16 of the grinding wheel 14, and it is necessary to remove the surface layer SL to a necessary and sufficient depth to eliminate the damaged area D. , truing is performed by plunging using a full-length dresser 82 as shown in FIG. As shown in FIG. 12, the complete dresser rotates in a direction perpendicular to the rotation center line C1 of the grinding wheel 14, with respect to the grindstone portion 16 of the grinding wheel 14, around a rotation center line C2 parallel to the rotation center line C1. When performing truing by plunge while moving the grinding wheel 82, if the surface of the grinding wheel 14 is damaged, the AE signal SAE, which is the output signal of the AE sensor 22, is different from before the damage is removed and after the damage is removed, as shown in FIG. After removal, it was difficult to distinguish them from each other, making it difficult to determine the end of truing.

これに対して、図15は、上記プランジによるツルーイングにおいて、第1信号強度SP1の信号強度積分値、および、第2信号強度SP2の信号強度積分値の変化を、それぞれ示している。図15に示すように、第1信号強度SP1の信号強度積分値、および第2信号強度SP2の信号強度積分値は、ツルーイング切込量の増加すなわち時間経過と共に増加するが、その後は一定値で飽和する性質がある。このため、たとえば、第1信号強度SP1の信号強度積分値について言えば、2.0×10をツルーイング完了判定閾値TF2として設定すれば、ツルーイング制御において、必要かつ充分なツルーイング進行状態において自動的にツルーイング完了判定を行なうことができることを示している。 On the other hand, FIG. 15 shows changes in the signal strength integral value of the first signal strength SP1 and the signal strength integral value of the second signal strength SP2 in the truing by the plunge. As shown in FIG. 15, the signal strength integral value of the first signal strength SP1 and the signal strength integral value of the second signal strength SP2 increase as the truing depth increases, that is, as time passes, but after that, they remain constant. It has the property of becoming saturated. Therefore, for example, regarding the signal strength integral value of the first signal strength SP1, if 2.0× 109 is set as the truing completion determination threshold TF2, the truing control will automatically This shows that it is possible to determine whether truing is complete.

図1に戻って、研削加工装置12は、研削ホイール14が取り付けられた図示しない主軸を回転駆動する主軸駆動モータ62と、円柱状の被削材44を回転駆動する被削材回転駆動モータ64と、研削ホイール14を円柱状の被削材44の外周面に押し当てるために被削材44を径方向に移動させる被削材移動モータ66と、ツルーイング工具として用いるロータリドレッサ46を回転駆動するツルーイング工具回転駆動モータ68と、ロータリドレッサ46をその回転中心線C2方向に送るツルーイング工具送りモータ70と、研削制御装置72とを備えている。 Returning to FIG. 1, the grinding device 12 includes a main shaft drive motor 62 that rotationally drives a main shaft (not shown) to which a grinding wheel 14 is attached, and a workpiece rotation drive motor 64 that rotationally drives a cylindrical workpiece 44. A work material movement motor 66 that moves the work material 44 in the radial direction in order to press the grinding wheel 14 against the outer peripheral surface of the cylindrical work material 44, and a rotary dresser 46 used as a truing tool are rotationally driven. It includes a truing tool rotation drive motor 68, a truing tool feed motor 70 that feeds the rotary dresser 46 in the direction of its rotation center line C2, and a grinding control device 72.

研削制御装置72は、演算制御装置36と同様のマイクロコンピュータから構成されており、研削自動制御部74およびツルーイング制御部76を機能的に備えている。研削自動制御部74は、研削開始指令信号を受けると、予め設定された動作で研削ホイール14および被削材44をそれぞれ回転駆動しつつ相対移動させることで被削材44を研削し、被削材44の研削が完了すると被削材44の回転を停止させるとともに原位置へ戻す。 The grinding control device 72 is composed of a microcomputer similar to the arithmetic control device 36, and functionally includes an automatic grinding control section 74 and a truing control section 76. Upon receiving the grinding start command signal, the automatic grinding control unit 74 rotates and moves the grinding wheel 14 and the workpiece 44 relative to each other in a preset operation, thereby grinding the workpiece 44. When the grinding of the work material 44 is completed, the rotation of the work material 44 is stopped and returned to the original position.

研削自動制御部74は、被削材44の研削加工の過程において、研削面状態出力部51から出力された実際の第1信号強度SP1、第2信号強度SP2、或いは信号強度比SR(=SP1/SP2)に基づいて、被削材44に対する実際の評価値が示す研削面状態が予め設定された目標評価値が示す研削面状態となるように、主軸駆動モータ62、被削材回転駆動モータ64と、被削材移動モータ66を自動制御する。 In the process of grinding the workpiece 44, the automatic grinding control unit 74 calculates the actual first signal strength SP1, second signal strength SP2, or signal strength ratio SR (=SP1) output from the ground surface state output unit 51. /SP2), the main shaft drive motor 62 and the workpiece rotation drive motor are operated so that the ground surface state indicated by the actual evaluation value for the workpiece 44 becomes the ground surface state indicated by the preset target evaluation value. 64 and the workpiece movement motor 66 are automatically controlled.

たとえば、研削自動制御部74は、目標信号強度比SRTを研削バランス、例えば目つぶれおよび目こぼれのバランスのよい値に設定し、研削面状態出力部51からリアルタイムで逐次出力される実際の信号強度比SRがたとえば0.55程度に予め設定された目標信号強度比SRTと一致するように、研削条件を自動調節する。そして、たとえば、実際の信号強度比SRが予め設定された目標信号強度比SRTを超える場合には砥粒破砕傾向であるので、その砥粒破砕を抑制するために、加工能率(切込速度)の下降、研削ホイール14の周速度Vgの上昇(回転数の上昇)、被削材44の周速度の下降のうちの少なく1つを実行し、実際の信号強度比SRを目標信号強度比SRTへ向かって変化させる。反対に、実際の信号強度比SRが予め設定された目標信号強度比SRTを下まわる場合には砥粒38と被削材44或いはロータリドレッサ46との擦れ傾向であるので、その擦れを抑制するために、加工能率(切込速度)の上昇、研削ホイール14の周速度Vgの下降(回転数の下降)、被削材44の周速度の上昇のうちの少なく1つを実行し、実際の信号強度比SRを目標信号強度比SRTへ向かって変化させる。 For example, the automatic grinding control unit 74 sets the target signal strength ratio SRT to a value that is well-balanced for grinding, such as a good balance between blind spots and missed spots, and the actual signal strength that is sequentially output from the grinding surface state output unit 51 in real time. The grinding conditions are automatically adjusted so that the ratio SR matches the target signal strength ratio SRT, which is set in advance to about 0.55, for example. For example, if the actual signal strength ratio SR exceeds the preset target signal strength ratio SRT, there is a tendency for the abrasive grains to break. , increase the circumferential speed Vg of the grinding wheel 14 (increase the rotational speed), and decrease the circumferential speed of the workpiece 44, and convert the actual signal strength ratio SR to the target signal strength ratio SRT. change towards. On the other hand, if the actual signal strength ratio SR is lower than the preset target signal strength ratio SRT, this indicates a tendency for the abrasive grains 38 to rub against the workpiece 44 or the rotary dresser 46, and this rubbing is suppressed. In order to achieve this, at least one of increasing the machining efficiency (cutting speed), decreasing the circumferential speed Vg of the grinding wheel 14 (decreasing the rotational speed), and increasing the circumferential speed of the workpiece 44 is carried out, and the actual The signal strength ratio SR is changed toward the target signal strength ratio SRT.

研削自動制御部74は、たとえば、目標信号強度比SRTを研削バランスのよい値として0.55に設定した場合に、実際の信号強度比SRが予め設定された目標信号強度比SRT(=0.55)と一致するように研削条件を調節する自動研削制御例を実行する。なお、研削自動制御部74による自動研削制御は、実際の第1信号強度SP1又は第2信号強度SP2を、研削バランスのよい値に設定された目標第1信号強度SP1Tまたは目標第2信号強度SP2Tと一致するように、研削条件を調節するものであってもよい。 For example, when the target signal strength ratio SRT is set to 0.55 as a value with good grinding balance, the automatic grinding control unit 74 sets the actual signal strength ratio SR to a preset target signal strength ratio SRT (=0. Execute an example of automatic grinding control in which the grinding conditions are adjusted to match 55). Note that the automatic grinding control by the automatic grinding control unit 74 changes the actual first signal strength SP1 or second signal strength SP2 to a target first signal strength SP1T or target second signal strength SP2T set to a value with good grinding balance. The grinding conditions may be adjusted so that they match.

演算制御装置36は、ツルーイング開始条件に到達すると、ツルーイング制御部76にツルーイングを開始させる指令を出力する。このツルーイング開始条件は、たとえば、第2信号強度SP2に対する第1信号強度SP1の比(=SP1/SP2)が所定値を上回ったことである。 When the truing start condition is reached, the arithmetic and control unit 36 outputs a command to the truing control unit 76 to start truing. This truing start condition is, for example, that the ratio of the first signal strength SP1 to the second signal strength SP2 (=SP1/SP2) exceeds a predetermined value.

ツルーイング制御部76は、トラバースによるツルーイングの場合は、図9に示すように、ツルーイング工具として用いるドレッサ80を、研削ホイール14の円柱状の砥石部16の外周面に予め設定された切込量で切り込ませ且つ研削ホイール14の回転中心線C1に沿って走査させ、ツルーイング完了判定部53からのツルーイング完了判定出力を受けるまで、この動作を繰り返し実行させる。 In the case of truing by traverse, the truing control unit 76 applies a dresser 80 used as a truing tool to the outer peripheral surface of the cylindrical grindstone portion 16 of the grinding wheel 14 at a preset depth of cut, as shown in FIG. The grinding wheel 14 is made to cut and scan along the rotation center line C1 of the grinding wheel 14, and this operation is repeatedly performed until a truing completion judgment output is received from the truing completion judgment section 53.

また、ツルーイング制御部76は、プランジによるツルーイングの場合は、図12に示すように、ツルーイング工具として用いる総型ドレッサ82を、研削ホイール14の円柱状の砥石部16の外周面に予め設定された切込速度で研削ホイール14の回転中心線C1に直交する方向に移動させ、ツルーイング完了判定部53からのツルーイング完了判定を受けるまで、この動作を継続し実行させる。 In addition, in the case of truing by plunge, the truing control unit 76 controls a full-form dresser 82 used as a truing tool, which is set in advance on the outer peripheral surface of the cylindrical grindstone portion 16 of the grinding wheel 14, as shown in FIG. The grinding wheel 14 is moved at a cutting speed in a direction perpendicular to the rotation center line C1, and this operation is continued until the truing completion determination is received from the truing completion determination section 53.

本実施例においては、ツルーイング完了判定装置10は、AEセンサ22と、A/D変換器34と、周波数解析部50と、ツルーイング完了判定部53とを、含むことにより構成される。AEセンサ22は、研削ホイール14のツルーイング中に発生するAE信号SAEを検出する。A/D変換器34は、AEセンサ22から出力されるAE信号SAEをデジタル信号に変換する。周波数解析部50は、A/D変換器34によりデジタル信号に変換されたAE信号SAEを周波数解析してパワースペクトラムを得る。ツルーイング完了判定部53は、周波数解析部50により得られたパワースペクトラムのうち、第1周波数帯B1の第1信号強度SP1、および第2周波数帯B2の第2信号強度SP2の少なくとも一方の信号強度積分値を逐次算出し、信号強度積分値が飽和することに基づいて、研削ホイール14のツルーイング完了を判定する。 In this embodiment, the truing completion determination device 10 includes an AE sensor 22, an A/D converter 34, a frequency analysis section 50, and a truing completion determination section 53. AE sensor 22 detects an AE signal SAE generated during truing of grinding wheel 14. The A/D converter 34 converts the AE signal SAE output from the AE sensor 22 into a digital signal. The frequency analysis section 50 performs frequency analysis on the AE signal SAE converted into a digital signal by the A/D converter 34 to obtain a power spectrum. The truing completion determination section 53 determines the signal strength of at least one of the first signal strength SP1 of the first frequency band B1 and the second signal strength SP2 of the second frequency band B2 among the power spectra obtained by the frequency analysis section 50. The integral value is calculated one after another, and the completion of truing of the grinding wheel 14 is determined based on the signal strength integral value being saturated.

図16は、演算制御装置36およびツルーイング制御部76の、ドレッサ80を用いたトラバース(走査)によるツルーイング制御作動の要部を説明するフローチャートであり、所定の制御周期で繰り返し実行される。図16において、ステップS1(以下、ステップを省略する)では、ツルーイング完了判定閾値TF1が設定済であるか否かが判断される。 FIG. 16 is a flowchart illustrating a main part of the truing control operation by the arithmetic and control unit 36 and the truing control unit 76 by traversing (scanning) using the dresser 80, and is repeatedly executed at a predetermined control cycle. In FIG. 16, in step S1 (step will be omitted hereinafter), it is determined whether a truing completion determination threshold TF1 has been set.

S1の判断が肯定される場合は、S4以下が実行されるが、否定される場合は、S2において、予め行われた予備的な正常なツルーイングの時において計測されたAE信号SAEが周波数解析されることにより得られたパワースペクトラムから第1周波数帯B1の第1信号強度SP1、および第2周波数帯B2の第2信号強度SP2のうちの少なくとも一方の信号強度積分値が逐次算出される。 If the judgment in S1 is affirmative, steps S4 and subsequent steps are executed, but if the judgment is negative, in S2, the frequency of the AE signal SAE measured during preliminary normal truing performed in advance is analyzed. The signal strength integral value of at least one of the first signal strength SP1 of the first frequency band B1 and the second signal strength SP2 of the second frequency band B2 is sequentially calculated from the power spectrum obtained by this.

続くS3では、その第1信号強度SP1および第2信号強度SP2のうちの少なくとも一方の信号強度積分値の飽和値の、その飽和に至る直前の比率たとえば90%に相当する値がツルーイング完了判定閾値TF1として予め決定される。 In the subsequent S3, a value corresponding to, for example, 90% of the saturation value of the signal strength integral value of at least one of the first signal strength SP1 and the second signal strength SP2 immediately before reaching saturation is set as the truing completion determination threshold. It is predetermined as TF1.

次に、ツルーイング制御部76に対応するS4では、トラバースによるツルーイング制御作動が開始される。続いて、ツルーイング面状態出力部52に対応するS5、S6、S7、S8が実行される。 Next, in S4 corresponding to the truing control section 76, truing control operation by traverse is started. Subsequently, S5, S6, S7, and S8 corresponding to the truing surface state output section 52 are executed.

S5では、ツルーイングの進行に伴ってAEセンサ22により検出され且つA/D変換器34によりデジタル信号に変換されたAE信号SAEが逐次読み込まれ、S6では、S5により読み込まれたAE信号SAEが逐次周波数解析され、S7では、第1周波数帯B1の第1信号強度SP1、および第2周波数帯B2の第2信号強度SP2のうちの少なくとも一方、すなわち、特定周波数帯の信号強度が逐次算出される。 In S5, as truing progresses, the AE signal SAE detected by the AE sensor 22 and converted into a digital signal by the A/D converter 34 is sequentially read, and in S6, the AE signal SAE read in S5 is sequentially read. The frequency is analyzed, and in S7, at least one of the first signal strength SP1 of the first frequency band B1 and the second signal strength SP2 of the second frequency band B2, that is, the signal strength of the specific frequency band is sequentially calculated. .

そして、S8では、ドレッサ80の走査毎すなわち1パス毎の第1信号強度SP1および第2信号強度SP2のうちの少なくとも一方の平均信号強度が算出されるとともに、その平均信号強度のツルーイング開始からの信号強度積分値が算出される。 Then, in S8, the average signal strength of at least one of the first signal strength SP1 and the second signal strength SP2 for each scan of the dresser 80, that is, for each pass, is calculated, and the average signal strength of the average signal strength from the start of truing is calculated. A signal strength integral value is calculated.

次いで、ツルーイング完了判定部53に対応するS9において、上記第1信号強度SP1および第2信号強度SP2のうちの少なくとも一方の1パス毎に蓄積された信号強度積分値が予め決定されたツルーイング完了判定閾値TF1を超えたか否かが判断される。 Next, in S9 corresponding to the truing completion determination section 53, a truing completion determination is performed based on a predetermined signal strength integral value accumulated for each pass of at least one of the first signal strength SP1 and the second signal strength SP2. It is determined whether the threshold value TF1 has been exceeded.

このS9の判断が否定された場合は、S5以下が繰り返し実行される。しかし、S9の判断が肯定された場合は、S10においてツルーイング完了判定の出力が実行されると同時に、S11において、ツルーイング制御部76によるツルーイング作動が終了させられる。 If the determination in S9 is negative, steps S5 and subsequent steps are repeatedly executed. However, if the determination in S9 is affirmative, the truing completion determination is outputted in S10, and at the same time, the truing operation by the truing control unit 76 is terminated in S11.

図17は、演算制御装置36およびツルーイング制御部76の、総型ドレッサ82を用いたプランジによるツルーイング制御作動の要部を説明するフローチャートであり、所定の制御周期で繰り返し実行される。 FIG. 17 is a flowchart illustrating a main part of the plunge-based truing control operation of the arithmetic and control unit 36 and the truing control unit 76 using the full-type dresser 82, and is repeatedly executed at a predetermined control cycle.

図17において、ステップS21(以下、ステップを省略する)では、ツルーイング完了判定閾値TF2が設定済であるか否かが判断される。このS21の判断が肯定される場合は、S24以下が実行されるが、否定される場合は、S22において、予め行われた予備的な正常なツルーイングの時において計測されたAE信号SAEが周波数解析されることにより得られたパワースペクトラムから第1周波数帯B1の第1信号強度SP1、および第2周波数帯B2の第2信号強度SP2のうちの少なくとも一方の信号強度積分値が逐次算出される。 In FIG. 17, in step S21 (hereinafter, the step is omitted), it is determined whether the truing completion determination threshold TF2 has been set. If the judgment in S21 is affirmative, the steps from S24 onwards are executed, but if the judgment is negative, in S22, the AE signal SAE measured during the preliminary normal truing performed in advance is analyzed by frequency analysis. The signal strength integral value of at least one of the first signal strength SP1 of the first frequency band B1 and the second signal strength SP2 of the second frequency band B2 is sequentially calculated from the power spectrum obtained by this.

続くS23において、その第1信号強度SP1および第2信号強度SP2のうちの少なくとも一方の信号強度積分値の飽和値の、その飽和に至る直前の比率たとえば90%に相当する値がツルーイング完了判定閾値TF2として予め決定される。 In the subsequent S23, a value corresponding to, for example, 90% of the saturation value of the signal strength integral value of at least one of the first signal strength SP1 and the second signal strength SP2 immediately before reaching saturation is set as the truing completion determination threshold. It is predetermined as TF2.

次に、ツルーイング制御部76に対応するS24では、プランジによるツルーイング制御作動が開始される。続いて、ツルーイング面状態出力部52に対応するS25、S26、S27では、S5、S6、S7と同様に、ツルーイングの進行に伴ってAEセンサ22により検出され且つA/D変換器34によりデジタル信号に変換されたAE信号SAEが逐次読み込まれ、読み込まれたAE信号SAEが逐次周波数解析される。 Next, in S24 corresponding to the truing control section 76, a truing control operation by the plunge is started. Subsequently, in S25, S26, and S27 corresponding to the truing surface state output section 52, as in S5, S6, and S7, as the truing progresses, the digital signal is detected by the AE sensor 22 and is output by the A/D converter 34. The AE signal SAE converted into is sequentially read, and the read AE signal SAE is sequentially subjected to frequency analysis.

次いで、S28では、たとえば1秒以下に設定した単位時間毎の第1信号強度SP1および第2信号強度SP2のうちの少なくとも一方の信号強度の移動平均値が算出されるとともに、その移動平均値のツルーイング開始からの信号強度積分値が算出される。 Next, in S28, a moving average value of the signal strength of at least one of the first signal strength SP1 and the second signal strength SP2 for each unit time set to, for example, 1 second or less is calculated, and the moving average value is calculated. A signal strength integral value from the start of truing is calculated.

次いで、ツルーイング完了判定部53に対応するS29において、上記第1信号強度SP1および第2信号強度SP2のうちの少なくとも一方の移動平均値の信号強度積分値が予め決定されたツルーイング完了判定閾値TF2を超えたか否かが判断される。 Next, in S29 corresponding to the truing completion determination section 53, the signal strength integral value of the moving average value of at least one of the first signal strength SP1 and the second signal strength SP2 is set to a truing completion determination threshold TF2 determined in advance. It is determined whether the limit has been exceeded or not.

このS29の判断が否定された場合は、S25以下が繰り返し実行される。しかし、S29の判断が肯定された場合は、S30においてツルーイング完了判定の出力が実行されると同時に、S31において、ツルーイング制御部76によるツルーイング作動が自動停止させられる。 If the determination at S29 is negative, S25 and subsequent steps are repeatedly executed. However, if the determination in S29 is affirmative, the truing completion determination is outputted in S30, and at the same time, the truing operation by the truing control unit 76 is automatically stopped in S31.

上述のように、本実施例のツルーイング完了判定装置10によれば、ツルーイング工具46,80,82を用いて研削ホイール(研削砥石)14の研削面を整形するツルーイングの完了を判定するツルーイング完了判定装置10であって、研削ホイール14のツルーイング中に発生するAE信号SAEを検出するAEセンサ22と、AEセンサ22から出力されるAE信号SAEをデジタル信号に変換するA/D変換器34と、A/D変換器34によりデジタル信号に変換されたAE信号SAEを周波数解析してパワースペクトラムを得る周波数解析部50と、周波数解析部50により得られたパワースペクトラムの100kHz以下の周波数帯のうち、第1周波数帯B1の第1信号強度SP1、および第1周波数帯B1よりも高周波数の第2周波数帯B2の第2信号強度SP2の少なくとも一方の信号強度積分値を逐次算出し、前記信号強度積分値が飽和することに基づいて、前記研削ホイール14のツルーイングの完了を判定するツルーイング完了判定部53とを、含む。これにより、ツルーイング工具46,80,82の切込量および走査回数や総切込量はツルーイングの完了のために必要且つ充分な値とされるので、研削ホイール14の研削面が必要以上に無駄に削られることがなく、研削ホイール14の寿命がツルーイングにより損なわれることが抑制される。 As described above, according to the truing completion determination device 10 of the present embodiment, the truing completion determination is performed to determine the completion of truing for shaping the grinding surface of the grinding wheel (grinding stone) 14 using the truing tools 46, 80, and 82. The device 10 includes an AE sensor 22 that detects an AE signal SAE generated during truing of the grinding wheel 14, and an A/D converter 34 that converts the AE signal SAE output from the AE sensor 22 into a digital signal. A frequency analysis section 50 obtains a power spectrum by frequency-analyzing the AE signal SAE converted into a digital signal by the A/D converter 34, and a frequency band of 100 kHz or less of the power spectrum obtained by the frequency analysis section 50, A signal strength integral value of at least one of a first signal strength SP1 of a first frequency band B1 and a second signal strength SP2 of a second frequency band B2 having a higher frequency than the first frequency band B1 is calculated sequentially, and the signal strength and a truing completion determination section 53 that determines completion of truing of the grinding wheel 14 based on saturation of the integral value. As a result, the depth of cut, number of scans, and total depth of cut of the truing tools 46, 80, and 82 are set to necessary and sufficient values to complete truing, so that the grinding surface of the grinding wheel 14 is not wasted more than necessary. Therefore, the life of the grinding wheel 14 is prevented from being damaged by truing.

また、本実施例のツルーイング完了判定装置10によれば、研削ホイール14の砥粒38の破砕に関連する第1周波数帯B1の第1信号強度SP1、および第2周波数帯B2の第2信号強度SP2の少なくとも一方の信号強度積分値を逐次算出し、その信号強度積分値が飽和することに基づいて、研削ホイール14のツルーイング完了を判定するツルーイング完了判定部53が備えられている。これにより、ツルーイング工具46,80,82の切込量および走査回数や総切込量はツルーイングの完了のために必要且つ充分な値とされるので、研削ホイール14の研削面が必要以上に無駄に削られることがなく、研削ホイール14の寿命がツルーイングにより損なわれることが抑制される。 Further, according to the truing completion determination device 10 of the present embodiment, the first signal strength SP1 in the first frequency band B1 and the second signal strength in the second frequency band B2 related to the crushing of the abrasive grains 38 of the grinding wheel 14 A truing completion determination section 53 is provided that sequentially calculates the signal strength integral value of at least one of SP2 and determines the completion of truing of the grinding wheel 14 based on the saturation of the signal strength integral value. As a result, the depth of cut, number of scans, and total depth of cut of the truing tools 46, 80, and 82 are set to necessary and sufficient values to complete truing, so that the grinding surface of the grinding wheel 14 is not wasted more than necessary. Therefore, the life of the grinding wheel 14 is prevented from being damaged by truing.

また、本実施例のツルーイング完了判定装置10において、第1周波数帯B1は、25から40kHzの周波数帯の少なくとも一部を含む周波数帯、好適には30から40kHzの周波数帯であり、第2周波数帯B2は、45から65kHzの周波数帯の少なくとも一部を含む周波数帯、好適には45から65kHzである。これにより、研削ホイール14のツルーイング面の砥粒破砕に由来する第1周波数帯B1の第1信号強度SP1、および/または、研削ホイール14のツルーイング面の砥粒38とツルーイング工具46,80,82との接触に由来する第2周波数帯B2の第2信号強度SP2の時間成分値を用いて、研削ホイール14のツルーイング完了の判定を適切に且つ正確に行なうことができる。 In addition, in the truing completion determination device 10 of the present embodiment, the first frequency band B1 is a frequency band including at least a part of the frequency band from 25 to 40 kHz, preferably a frequency band from 30 to 40 kHz, and the second frequency band B1 is a frequency band including at least a part of the frequency band from 25 to 40 kHz. Band B2 is a frequency band that includes at least part of the frequency band from 45 to 65 kHz, preferably from 45 to 65 kHz. Thereby, the first signal intensity SP1 of the first frequency band B1 derived from the abrasive grain crushing on the truing surface of the grinding wheel 14 and/or the abrasive grains 38 on the truing surface of the grinding wheel 14 and the truing tools 46, 80, 82 Using the time component value of the second signal strength SP2 in the second frequency band B2 derived from the contact with the grinding wheel 14, it is possible to appropriately and accurately determine whether truing of the grinding wheel 14 is complete.

また、本実施例のツルーイング完了判定装置10において、A/D変換器34のサンプリング周期は、10μ秒以下、好適には5μ秒以下、さらに好適には1μ秒以下である。このように分解能が高められたA/D変換器34によりA/D変換されたAE信号SAEを周波数解析することで、100kHz以下の周波数領域において、研削ホイール14のツルーイング面の砥粒破砕に由来する第1周波数帯B1の第1信号強度SP1、および/または研削ホイール14のツルーイング面の砥粒38とツルーイング工具46,80,82との接触に由来する第2周波数帯B2の第2信号強度SP2が得られるとともに、それら第1信号強度SP1の信号強度積分値、および/または第2信号強度SP2の信号強度積分値の変化に基づいて、ツルーイング完了判定が可能となる。 Furthermore, in the truing completion determination device 10 of this embodiment, the sampling period of the A/D converter 34 is 10 μsec or less, preferably 5 μsec or less, and more preferably 1 μsec or less. By frequency-analyzing the AE signal SAE A/D-converted by the A/D converter 34 with increased resolution in this way, it is possible to detect the origin of abrasive grain fragmentation on the truing surface of the grinding wheel 14 in the frequency range of 100 kHz or less. a first signal strength SP1 in a first frequency band B1 and/or a second signal strength in a second frequency band B2 resulting from contact between the abrasive grains 38 on the truing surface of the grinding wheel 14 and the truing tools 46, 80, 82; SP2 is obtained, and truing completion can be determined based on changes in the signal strength integral value of the first signal strength SP1 and/or the signal strength integral value of the second signal strength SP2.

以上、本発明の一実施例を図面を用いて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。 Although one embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings, the present invention can also be applied to other aspects.

たとえば、前述の実施例において、周波数解析部50によりAE信号SAEから生成されたパワースペクトラムから、第1周波数帯B1の第1信号強度SP1と第2周波数帯B2の第2信号強度SP2が用いられている。第1周波数帯B1としては25から40kHzが用いられ、第2周波数帯B2としては45から65kHzが用いられていた。しかし、パワースペクトラムのうちの砥粒破砕を主として表す周波数帯および砥粒38とツルーイング工具46,80,82との接触による弾性振動を主として表す周波数帯が用いられればよいので、第1周波数帯B1としては、25から40kHzに含まれる周波数或いは周波数帯の一部を含む周波数帯の信号強度が用いられ、第2周波数帯B2としては45から65kHzに含まれる周波数或いは周波数帯の一部を含む周波数帯の信号強度が用いられればよい。たとえば、第1周波数帯B1としては、25から40kHzの周波数帯の一部たとえば32.5kHzを中心部に含む相対的に狭い周波数帯が、第2周波数帯B2としては、45から65kHzの周波数帯の一部たとえば55kHzを中心部に含む相対的に狭い周波数帯が用いられてもよい。このようにしても、研削ホイール14の砥粒破壊の傾向および/または擦れの傾向などのツルーイング面状態を定量的に評価することができる。 For example, in the above embodiment, the first signal strength SP1 of the first frequency band B1 and the second signal strength SP2 of the second frequency band B2 are used from the power spectrum generated from the AE signal SAE by the frequency analysis unit 50. ing. 25 to 40 kHz was used as the first frequency band B1, and 45 to 65 kHz was used as the second frequency band B2. However, since it is sufficient to use a frequency band in the power spectrum that mainly represents abrasive grain crushing and a frequency band that mainly represents elastic vibration caused by contact between the abrasive grains 38 and the truing tools 46, 80, 82, the first frequency band B1 As the second frequency band B2, the signal strength of a frequency band that includes a frequency included in 25 to 40 kHz or a part of the frequency band is used, and as the second frequency band B2, a frequency that includes a frequency included in 45 to 65 kHz or a part of the frequency band is used. The signal strength of the band may be used. For example, the first frequency band B1 is a relatively narrow frequency band that includes a part of the frequency band from 25 to 40 kHz, for example, 32.5 kHz at the center, and the second frequency band B2 is a frequency band from 45 to 65 kHz. A relatively narrow frequency band centered around a portion of, for example 55 kHz, may be used. Even in this manner, it is possible to quantitatively evaluate the state of the truing surface, such as the tendency of abrasive grain breakage and/or the tendency of rubbing of the grinding wheel 14.

前述の実施例では、AEセンサ22は研削ホイール14に内蔵されていたが、たとえば直方体状であるために被削材44が非回転状態で研削ホイール14によって研削される場合には、被削材44を支持する支持台に設けられていてもよい。 In the embodiment described above, the AE sensor 22 was built into the grinding wheel 14, but when the workpiece 44 is ground by the grinding wheel 14 in a non-rotating state because it has a rectangular parallelepiped shape, the workpiece It may be provided on a support stand that supports 44.

また、前述の実施例では、本体18の外周面にビトリファイド砥石から成る砥石部16が固着された形式の研削ホイール14が用いられていたが、その研削ホイール14に替えて、金属コアすなわち本体18を用いない一般砥石が用いられる場合には、AEセンサ22が内蔵されていれば、全体がビトリファイド砥石などから構成されていてもよい。また、全体がビトリファイド砥石から構成されている場合には、その一般砥石を主軸に固定するフランジと一般砥石との間に挟持されるスペーサ内に、AEセンサ22、プリアンプ24、送信回路26が設けられていてもよい。 Further, in the above-mentioned embodiment, the grinding wheel 14 of the type in which the grindstone part 16 made of a vitrified grindstone was fixed to the outer peripheral surface of the main body 18 was used, but instead of the grinding wheel 14, the metal core, that is, the main body 18 was used. In the case where a general grindstone that does not use a grindstone is used, as long as the AE sensor 22 is built-in, the entire grindstone may be composed of a vitrified grindstone or the like. In addition, when the entire grindstone is composed of a vitrified grindstone, an AE sensor 22, a preamplifier 24, and a transmission circuit 26 are installed in a spacer held between the flange that fixes the general grindstone to the main shaft and the general grindstone. It may be.

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々の変更が加えられ得るものである。 The above-mentioned embodiment is merely one embodiment of the present invention, and various modifications may be made to the present invention without departing from the spirit thereof.

10:ツルーイング完了判定装置
14:研削ホイール(研削砥石)
22:AEセンサ
34:A/D変換器
46:ロータリドレッサ(ツルーイング工具)
50:周波数解析部
53:ツルーイング完了判定部
80:ドレッサ(ツルーイング工具)
82:総型ドレッサ(ツルーイング工具)
SAE:AE信号
SP1:第1信号強度
SP2:第2信号強度
10: Truing completion determination device 14: Grinding wheel (grinding wheel)
22: AE sensor 34: A/D converter 46: Rotary dresser (truing tool)
50: Frequency analysis section 53: Truing completion determination section 80: Dresser (truing tool)
82: Full type dresser (truing tool)
SAE: AE signal SP1: First signal strength SP2: Second signal strength

Claims (4)

ツルーイング工具を用いて研削砥石の研削面を整形するツルーイングの完了を判定するツルーイング完了判定装置であって、
前記研削砥石のツルーイング中に発生するAE信号を検出するAEセンサと、
前記AEセンサから出力されるAE信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、
前記A/D変換器によりデジタル信号に変換されたAE信号を周波数解析してパワースペクトラムを得る周波数解析部と、
前記周波数解析部により得られたパワースペクトラムの100kHz以下の周波数帯のうち、第1周波数帯の第1信号強度、および前記第1周波数帯よりも高周波数の第2周波数帯の第2信号強度の少なくとも一方の信号強度積分値を逐次算出し、前記信号強度積分値が飽和することに基づいて、前記研削砥石のツルーイングの完了を判定するツルーイング完了判定部とを、含む
ことを特徴とするツルーイング完了判定装置。
A truing completion determination device that determines the completion of truing for shaping the grinding surface of a grinding wheel using a truing tool,
an AE sensor that detects an AE signal generated during truing of the grinding wheel;
an A/D converter that converts the AE signal output from the AE sensor into a digital signal;
a frequency analysis unit that frequency-analyzes the AE signal converted into a digital signal by the A/D converter to obtain a power spectrum;
Among the frequency bands of 100 kHz or less of the power spectrum obtained by the frequency analysis section, a first signal strength in a first frequency band and a second signal strength in a second frequency band having a higher frequency than the first frequency band. a truing completion determination unit that sequentially calculates at least one signal strength integral value and determines completion of truing of the grinding wheel based on saturation of the signal strength integral value. Judgment device.
前記第1周波数帯は、25から40kHzの周波数帯の少なくとも一部を含む周波数帯であり、
前記第2周波数帯は、45から65kHzの周波数帯の少なくとも一部を含む周波数帯である
ことを特徴とする請求項1のツルーイング完了判定装置。
The first frequency band is a frequency band including at least a part of a frequency band from 25 to 40 kHz,
The truing completion determination device according to claim 1, wherein the second frequency band is a frequency band that includes at least part of a frequency band from 45 to 65 kHz.
前記第1周波数帯は、25から40kHzの周波数帯であり、
前記第2周波数帯は、45から65kHzの周波数帯である
ことを特徴とする請求項1または2のツルーイング完了判定装置。
The first frequency band is a frequency band of 25 to 40 kHz,
The truing completion determination device according to claim 1 or 2, wherein the second frequency band is a frequency band from 45 to 65 kHz.
前記A/D変換器のサンプリング周期は、10μ秒以下である
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1のツルーイング完了判定装置。
The truing completion determination device according to any one of claims 1 to 3, wherein the sampling period of the A/D converter is 10 microseconds or less.
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