JPH03239469A

JPH03239469A - 研削加工装置

Info

Publication number: JPH03239469A
Application number: JP3551490A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Yoshioka; 伸宏吉岡
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1990-02-16
Filing date: 1990-02-16
Publication date: 1991-10-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は金属やセラミックスなどの平面を加工する研削
加工装置に関する。

（従来の技術）ダイヤモンド、あるいはＣＢＮなどの砥粒を使用した砥
石において、研削加工を長期的に続けてゆくと、第４図
に示すように、当初は（ａ）の状態であったもの力く、
次第に（ｂ）に示すように砥粒（８ａ）の先端部が磨耗
して切れ味が悪くなると共に、さらには砥石母地面（８
ｂ）との接触により、被削材との焼き付きが生しる。前
記のような現象は砥粒（８ａ）の自生作用がほとんどな
いメタルボンド砥石において顕著に見られる。

一般に研削加工状態を判断するには、 ■　熟練技能者が研削音、機械振動などで判断する。

■　研削抵抗、主軸負荷抵抗で判断する。

■　ＡＥセンサで判断する。

等の方法が用いられている。

（発明が解決しようとする諜Ｂ）しかしながら、上記■■による方法は加工条件、被削材
質が変化した場合、しきい値を設定するための膨大なデ
ータベースが必要となり、あまり効率的な判断方法とは
言えない。

また、■による方法は設備の自動化、無人化を考えた場
合、適切ではない。

研削加工状態を判断するには砥石面状態を直接的に観察
するのが有効だと思われるが、加工中に砥石面状態を観
察するのは困難であり、加工を中断して砥石の回転を止
めてからでしか観察できないという課題がある。

本発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的
とするところは、加工不良をなくし、良好な研削状態が
持続できる研削加工装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明は上記目的を達成するために、加工機上砥石カバ
ー内に設けた砥石表面上の加工液除去手段により加工液
を除去した後、画像処理用カメラにて砥石表面状態を撮
像して、画像処理により所定の砥石面かどうかを判断し
、砥粒の磨耗状態を加工中に検出しうる装置を備えたこ
とを特徴としている。

（作用）上記のように構威し、ＩＴＶカメラにより、加工中の砥
石表面状態を撮像し、それを画像処理し、砥粒の磨耗が
生しているか否かを検出し、その状態に応してドレンシ
ングをするようにして加工不良をなくするようにしてい
る。

（実施例）第１図は本発明を平面研削盤に通用した例である。しか
して、この実施例では、砥石中心軸垂直上方の砥石カバ
ー（１）に、カメラカバー（２）を介しＩＴＶカメラ（
３）が上下摺動可能な上下動ユニット（４）と共に取り
付けられており、このＩＴＶカメラ（３）の周囲はプラ
スチック製の前記カメラカバー（２）で覆われている。

ＩＴＶカメラ（３）はマクロレンズ（５）、ＣＣＤ　（
６）、および照明装置より威っている。

この場合、マクロ−レンズ（５）は砥粒磨耗検知を行う
に十分な倍率を持ち、照明装置は光フアイバーケーブル
（７）からの照明光をマクロレンズ（５）内より被検物
に照射する落射照明方式としている。また、ＣＣＤ　（
６）は５１２Ｘ５１２の画素数を持つ、照明の光源はス
トロボ光とし、極めて短時間で発光するため、回転して
いる砥石（８）であってもその表面像を静止画像として
取り込めるようにしている。

また、ＩＴＶカメラ（３）の砥石回転逆方向に研削液飛
散除去用のエアーノズル（９）、（１０）が２本設けら
れてあり、一方のエアーノズル（９）は砥石表面の研削
液除去用、他方のエアーノズル（１０）はカメラカバー
（２）の水滴除去用とし、それぞれの部材に先端が向け
られている。

なお、本実施例では砥石（８）の材質として、消耗が少
なく、母地に気孔が少ないため画像処理を行うに適して
いると思われるメタルボンド砥石を使用しており、図中
（８ａ）は砥粒を示す。

しかして、画像処理装置、照明光源、ＣＲＴは加工機と
別に設けられており、ＩＴＶカメラ（３）部分とはカメ
ラケーブル（１１）および光フアイバーケーブル（７）
で接続されている。

Ｍｌ処理装買の構成は第２図に示すようなものである。

本発明は以上のような装ｚｍ戒よりなり、その処理フロ
ーは第３図に示す。

まず、加工に先立ってＩＴＶカメラ（３）が固定されて
いる上下動ユニット（４）を調整し、砥石（８）の表面
の画像が鮮明に見えるようにしておく、この場合、オー
トフォーカス機構を有したもので自動的に行ってもよい
が、装置が大型化してしまうこと、およびメタルポンド
砥石であるため、砥石消耗量が小さく、レンズの焦点深
度内に消耗量が収まるという理由で本実施例では採用し
ていない。

次に、加工を開始し、ある一定時間が経過した後に砥石
面状態の検出をスタートさせる。

第３図の処理フローのように、先ずステップ（ａ）で示
すように、エアーノズル（９）　　（１０）で砥石（８
）の表面とカメラカバー（２）に付着した加工液を飛散
除去した後、ステップｂにおいてストロボ光により砥石
表面を撮像し、静止画像として取り込む、この際、ステ
ップ（Ｃ）において、砥石（８）の表面より反射した光
をＣＣＤ（６）でアナログの電気信号にし、さらにその
信号をＡ／Ｄ変換して２５６階調の離散数値データとし
て、計算機メモリ内に記憶する。この入力画像より、所
定のしきい値によって濃淡データを明、暗の２種類のデ
ータとして二値化する。

砥粒磨耗部はほぼ平坦になっているため、上方からの落
射照明に対し、そのまま光を反射するので二値化を行っ
た際には明部データとして認識されていることになる。

従って、全画素の内、明部データがいくつあるかを計数
することで、ステップ（ｄ）において砥粒磨耗部の検出
が可能となる。

そして、ステップ（ｅ）において、明部データの数で砥
粒の異常磨耗が生しているかどうかの判定を行い、異常
磨耗発生と判定した場合には、ステップ（ｆ）に進み、
加工停止信号を出力し、加工機の送りを停止させるなど
の制御を行う。

なお、この場合誤った判定をしないように本実施例では
、画像を３回取り込んだ平均値をとっている。

加工を停止させた場合には、ステップ（ｇ）において、
砥石（８）のドレッシングを行って切れ味を回復させ、
位置決め補正を行った後に、ステップ（ｈ）で示すよう
に、加工を再開する。

なお、異常磨耗発生と判断しなかった場合は磨耗部分の
大きさに応して、磨耗が多い場合は短くというように次
のサンプリング周期の設定を変えるような操作を行う。

また、異常磨耗かどうかの判断方法は予め、使用砥石の
粒度、集中度のデータを人力しておくことにより、画像
上での平均砥粒面積が算出されるため、磨耗面積が砥粒
面積の何割を占めれば異常とするかという値（割合）さ
え入力すれば良いようにしている。

本発明は上記のような一連の処理をある周期ごとに繰り
返して行うことにより、焼き付きなどの加工不良を事前
に防ぐことができるようにしている。

（発明の効果）以上のように、本発明によれば、加工機上砥石カバー内
に設けた砥石表面上の加工液除去手段により加工液を除
去した後、画像処理用カメラにて砥石表面状態を撮像し
て、ｉ！ｉ倣処理により所定の砥石面かどうかを判断し
、砥粒の磨耗状態を加工中に検出しうる装置を備えたか
ら、（１）砥粒の磨耗状態が検知できるため、砥石母地と被
削材との焼き付きなどの加工不良が発生しない。

（２）加工を中断することなく砥石面状態が認識できる
ので、結果的には加工効率の向上につながる。

（３）状態判定用のしきい値を設定するために膨大なデ
ータヘースを持つ必要がなく、簡便である。

等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を平面研削盤に適用した実施例、第２図
は画像処理部の装置構成例、第３図は本発明の処理フロ
ーチャートの説明、第４図は砥石表面の模式図で、（ａ
ｌは平常状態、（ｂＪは磨耗状態を示す。５　　・　・　・６　・　・　・　・７　・　・　・　・８　・　・　・８ａ　・　・　・９．１０・　・ｌｌ　・　・　・　・マクロレンズＣＤ光フアイバケーブル砥石砥粒エアーノズルカメラケーブル（ばか１名）ｌ・・・・・砥石カバー２・・・・・カメラカバー３・・・・・ＩＴＶカメラ４　・・・・上下動ユニノト第　３図第１ｖｌ第２ｒＭ第　４図（０）（１））平成２羊各月碍日２、発明の名称研削加工装置３、補正をする者事件との関係　特許出願人名称（５８３）松下電工株式会社４、代理人〒１５１住所　東京都渋谷区笹塚２丁目４番１号バールハイツ笹
塚７０４号電話（０３）　３７７−９２９７番 ′、１氏名　　（８１２５）弁理士　高　山　道　夫、Ｃ′く５、補正の対象６、補正の内容（１）明細書の「特許請求の範囲Ｊを別紙のように訂正
する。（２）同書第１頁第１９行目、同書第３頁第１２行目、第１８行目、同書第４頁第１１行目、同書第７頁第１行目、第６行目、第８行目、第９行目、
第１９行目、第２０行目、同書第８頁第３行目、第６行目、第１８行目、第２０行
目、および、同書第９頁第１３行目の「摩耗」を「摩耗」に訂正する
。（３）同書第１頁第１２行目の「セラミックスなどの平
面を」を「セラミックスなどを」に訂正する。（４）別紙のように第４図（ａ）、（ｂ）を訂正する。２、特許請求の範囲加工機上砥石カバー内に設けた砥石表面上の加工液除去
手段により加工液を除去した後、画像処理用カメラにて
砥石表面状態を撮像して、画像処理により所定の砥石面
かどうかを判断し、砥粒の輩且状態を加工中に検出しう
る装置を備えたことを特徴とした研削加工装置。

Claims

【特許請求の範囲】

加工機上砥石カバー内に設けた砥石表面上の加工液除去
手段により加工液を除去した後、画像処理用カメラにて
砥石表面状態を撮像して、画像処理により所定の砥石面
かどうかを判断し、砥粒の磨耗状態を加工中に検出しう
る装置を備えたことを特徴とした研削加工装置。