JPH06126616A - 砥石の接触検知方法および装置 - Google Patents

砥石の接触検知方法および装置

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JPH06126616A
JPH06126616A JP30157092A JP30157092A JPH06126616A JP H06126616 A JPH06126616 A JP H06126616A JP 30157092 A JP30157092 A JP 30157092A JP 30157092 A JP30157092 A JP 30157092A JP H06126616 A JPH06126616 A JP H06126616A
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JP
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JP30157092A
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English (en)
Inventor
Toshiharu Kumamoto
俊治 熊本
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転砥石と被加工物との接触の瞬間を、外乱
などの影響を排除して常時正確に検知する。 【構成】 砥石軸(4) の回転数を直接的に検出する回転
数検出手段(10, 11)と、前記砥石軸の振動を直接的に検
出する振動検出手段(9) と、検出した振動値を周波数毎
に分解する振動分解手段(13)と、検出された回転数に対
応する振動値のみを取り出す振動フィルタ手段(15)とを
有し、空研削時の振動値を基準値として該基準値と測定
値とを比較する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転駆動あるいは往復
駆動される被加工物に対して回転砥石を相対的に近接さ
せて研削加工を行う際に、前記砥石が被加工物に接触し
た瞬間を検出する接触検知方法および装置に関する。
【0002】
【従来技術】従来において、回転する砥石を使用して所
定のものの研削加工を行う際、その作業性を向上すべ
く、非研削時間(研削していない状態で砥石を作動させ
ている時間)の短縮のために、例えば砥石と被加工物と
の接触位置を検知して、研削前の砥石の移動速度と実際
に切り込みをする研削速度を変化させる方法などが知ら
れ、砥石と被加工物との接触の検出方法は種々の提案が
なされている。
【0003】この種の砥石の接触検知手段として、例え
ば、砥石を固着した回転軸の振動変化から砥石の接触を
検知するもの(特開昭59−59348号公報)や、砥
石駆動モータの接触時の消費電力の変化から接触を検知
するもの(特開昭62−203755号公報)や、砥石
軸を低速,低トルクで回転させながら接触時砥石軸の停
止を検出するか、或いは被加工物を低速,低トルクで回
転させながら接触時に静止した砥石の回転軸の回転する
ことを検知するもの(特開平2−232161号公報)
や、回転駆動される砥石の回転軸の回転数変化から砥石
の接触を検知するもの(特開平3−228573号公
報)などが既に提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術に於いて、砥石の回転軸の振動変化から砥石の接触
検知を行うものでは、砥石軸の振動検出の際に外部振動
および、被加工物の回転駆動或いは往復駆動に伴って発
生する振動の影響を受け易く、誤検出が発生し易かっ
た。又、砥石駆動モータの消費電力変化により接触検知
を行うものでは、電力測定時に電気的ノイズが発生し易
く、検出信号のSN比が低下し検出精度の問題がある。
【0005】又、例えば砥石の回転軸を被加工物に接近
する移動速度が低速,砥石の回転軸が低トルクで回転さ
せながら該回転軸の停止から検知を判断するものでは、
砥石と被加工物とが接触するまでに長時間が費やされ、
検出時間が長時間化された。さらにまた、前記特開平3
−228573号公報に示された如く、砥石の回転軸の
回転数変化から検知するものでは、その検出精度は砥石
回転軸およびモータ等の回転系の重量(大きさ)やモー
タのトルク等の要因により検出タイミングのずれが発生
するなどの問題があった。
【0006】さらに、研削加工の初期段階では、被加工
物の前加工精度のバラツキや被加工物の研削盤への取付
け誤差により、或いは砥石の回転軸の芯ずれや砥石の取
付けずれなどにより、例えば回転駆動される砥石と被加
工物との間には少なからず軸芯ずれが形成されることが
多い。このため砥石と被加工物との両者は断続的な接触
状態となり、砥石の回転軸の負荷変化や振動変化が一定
しないことから、振動変化による接触検知や回転数の検
出による接触検知の方法では、砥石が被加工物に対して
かなりの切り込みを行った後で振動変化や回転数変化が
はっきり現れた時点しか確定的な検出信号は出力されな
かった。
【0007】即ち、従来技術では、砥石が被加工物に接
触した瞬間を正確に検知することは究めて困難であっ
た。本発明は、上記した欠点を解消するためになされた
もので、砥石の回転軸やモータのなどの回転系の大きさ
或いは外部振動等の外乱に影響されず、しかも被加工物
の前加工精度や取付誤差および砥石の回転軸の芯ずれな
どにも左右されず、砥石と被加工物との接触瞬間を高精
度に検知できる検知方法および検知装置を提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の上記
目的は、回転駆動あるいは往復駆動される被加工物に対
して回転砥石を相対的に近接させて研削加工を行う際
に、前記砥石と前記被加工物との接触瞬間を検知する砥
石の接触検知方法において、前記砥石の回転軸の回転数
および振動値を検出し、前記回転軸の振動値が予め測定
された非研削時の回転数に応じた基準振動値と比較して
異なる際に、前記砥石と前記被加工物との接触を検知す
ることを特徴とする砥石の接触検知方法により達成され
る。
【0009】又、本発明の上記目的は、回転駆動あるい
は往復駆動される被加工物に対して回転砥石を相対的に
近接させて研削加工を行う装置の砥石の接触検知装置に
おいて、前記砥石の回転軸の回転数を検出する回転数検
出手段と、前記回転軸の振動値を検出する振動検出手段
と、検出された複数の振動源から生じて混じり合った状
態の振動値を周波数毎の振動値に分解する振動分解手段
と、前記振動分解手段に分解された周波数毎の振動値の
中から前記回転数検出手段により検出された回転数に基
づく周波数に一致した振動値のみを取り出す振動フィル
タ手段と、前記振動フィルタ手段からの検出振動値と予
め測定された非研削時の基準振動値とを比較して異なる
時に接触信号を出力する比較手段とを有することを特徴
とする砥石の接触検知装置により達成される。
【0010】
【実施態様】以下、図面を参照して本発明の実施態様に
ついて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施態様に
おける構成を示したものである。同図に於いて、本実施
態様に適用される平面研削盤30は、ベッド1、該ベッ
ド1に水平方向に移動可能に支持されているコラム2、
該コラム2に上下方向に移動可能に支持されている主軸
頭3、該主軸頭3に回転可能に支持されている砥石の回
転軸4、該回転軸4に同軸的に固定され、回転駆動され
る砥石5、前記主軸頭3に支持されかつ前記回転軸4に
結合されている図示しない回転駆動モータを備えて構成
されている。
【0011】尚、前記コラム2および前記主軸頭3は図
示しない異なる送り手段によってそれぞれ水平方向およ
び上下方向に移動可能に設けられている。更に、前記ベ
ッド1上には、テーブル6が水平移動可能に支持されて
おり、前記テーブル6には、チャック7が固定されてい
る。また前記チャック7には、被加工物8が固定されて
いる。
【0012】このような構成により、前記研削盤30
は、前記コラム2および前記テーブル6を水平方向に相
対的に移動しかつ前記主軸頭3を上下動させることによ
り、該主軸頭3に支持されて回転する前記砥石5と前記
被加工物8とを相対的に近接可能にしている。又、前記
研削盤30には、前記回転軸4の振動を直接的に検出す
る振動センサ9が前記主軸頭3の外表面に固定されてい
るとともに、前記回転軸4の回転数を直接的に検出する
回転数検出手段が設けられている。尚、前記回転数検出
手段は前記回転軸4の外周面に部分的に貼着された光反
射シート10と、前記主軸頭3に固定されて前記光反射
シート10からの反射光を検出できる光電センサ11と
によって構成されている。
【0013】前記振動センサ9はプリアンプ12を介し
て振動分解手段である振動分解器13と接続されてお
り、一方、前記光電センサ11は回転演算器14と接続
されている。尚、前記振動センサ9により検出された振
動値は、例えば前記回転軸4の回転に伴った振動、モー
タ固有の振動、前記コラム2を移動するときの振動やそ
の他の外部要素による振動などのごとく、実際には異な
る各振動特有の周波数をもった複数の振動が混じり合っ
たものである。そこで、前記振動分解器13は前記振動
センサ9により検出された複数の振動源から生じて混じ
り合った状態の振動値を周波数毎の振動値に分解する。
また、前記回転演算器14は前記光電センサ11が検出
した周期的な回転軸4の変位運動からその回転数を演算
する機能を有している。前記振動分解器13および前記
回転演算器14は共に振動フィルタ15に接続されてお
り、該振動フィルタ15は前記振動分解器13により分
解された周波数毎の振動値の中から前記回転演算器14
から出力されて周波数に一致した振動値(回転軸4の回
転に伴った振動値)のみを取り出す。この結果、前記振
動フィルタ15から出力される信号は前記回転軸4の回
転による特有の振動値の信号となる。この信号が検出値
比較器20側に出力可能になっている。また、前記振動
フィルタ15からの出力信号は検出値表示器16により
表示可能になっている。
【0014】又、前記振動フィルタ15はスイッチ手段
17を介して検出値メモリ18と接続されている。前記
検出値メモリ18は倍率設定器19を介して出力が検出
値比較器20の一つの入力端子に供給可能にされてお
り、前記検出値比較器20の他の入力端子は前記振動フ
ィルタ15の出力が供給可能に設けられている。前記検
出値比較器20はその出力が信号出力器21に供給可能
に設けられている。
【0015】上記の如く構成された本実施例では、図示
しない回転駆動モータにより回転駆動される回転軸4
は、前記振動センサ9および前記回転演算器14に付属
した光電センサ11により振動数および回転数が常時測
定される。そして、前記振動数(振動値)は前記プリア
ンプ12により増幅された後、前記振動分解器13に於
いて異なる周波数毎に分解されて前記振動フィルタ15
に供給されている。
【0016】前記振動フィルタ15は、前記回転演算器
14で演算された回転数が入力されていることにより、
回転駆動モータの回転数と対応する振動値のみを取り出
して出力する。前記回転軸4の回転数に伴って変化する
この検出振動値は、前記検出値表示器16に於いて表示
されるとともに、前記砥石5と前記被加工物8とが非接
触に設けられている加工初期段階に於いて、前記スイッ
チ手段17が閉じられて前記検出値メモリ18に非研削
時による基準振動値として記憶される。前記検出値メモ
リ18にこの基準振動値が記憶された時点で、前記スイ
ッチ手段17は開放されて研削加工が続行される。
【0017】即ち、前記被加工物8に対して前記回転砥
石5を相対的に近接させて研削加工を実施したとき、前
記被加工物8と前記砥石5とが非接触の状態では、前記
検出値比較器20に入力される検出振動値と、前記検出
値メモリ18に記憶されている基準振動値とは実質的に
一致しており、接触検知信号は前記検出値比較器20か
ら信号が前記信号出力器21に出力されていない。
【0018】一方、前記被加工物8と前記砥石5とが接
触状態となると、一定トルクで回転されている前記回転
軸4の振動値(振動数)は上昇することになり、前記検
出値比較器20より検出値の違いを検出し、砥石が被加
工物に接触したことを示す接触信号が出力される。な
お、前記倍率設定器19は、前記検出値メモリ18に記
憶した基準振動値と測定される検出振動値とが、例えば
微細な研削加工によりモータあるいは砥石の小型化に伴
って接近し、充分な比較が困難となるような場合、換言
すれば、比較器の性能に応じて設定倍率を変えることに
より、両値の違いを明確にすることができる機能を有す
る。又、前記信号出力器21は、例えば表示ランプや警
報手段によって構成でき、検出信号の出力によって作動
して接触を通報できるものである。
【0019】このように、回転軸の回転数に応じた振動
値を検出し、前記振動値が予め測定した非研削時の回転
数に応じた振動値と異なる際に両者の接触を検知するこ
とから、砥石と被加工物との接触を、回転軸の回転数に
応じた振動数の変化のみからとらえることができ、振動
数変化以外の例えば外乱による振動や被加工物の前加工
精度および芯ずれなどに起因して生じる接触検知要因を
排除することができる。したがって、常に高精度に接触
検知を行うことができる。
【0020】上記実施態様においては、平面研削盤に本
発明の方法を適用した構成を述べたが、本発明はこの実
施態様に何ら限定されるものではなく、当然のことなが
ら砥石を使用した研削装置であれば広く適用できるもの
である。
【0021】
【発明の効果】以上記載したとおり、本発明は、砥石の
回転軸の回転数に応じた振動値を検出し、前記振動値が
予め測定した非研削時の回転数に応じた振動値と異なる
際に両者の接触を検知することから、砥石と被加工物と
の接触を、回転軸の回転数に応じた振動数の変化のみか
らとらえることができる。すなわち、被加工物の前加工
精度のバラツキや研削盤への取付け誤差、或いは回転軸
の芯ずれなどに起因した砥石と被加工物との断続的な接
触状態下で行う検出や、外乱による振動や電気的ノイズ
を伴って行われる検出に比べて、回転軸の回転数の変化
のみともなった振動変化を検出することができ、また回
転軸或は被加工物の移動にともなう所謂砥石の接触とは
関係ない振動変化を信号として拾うことが無くなるの
で、正確かつ迅速な砥石接触の検出ができる。したがっ
て、本発明によれば砥石と被加工物との当接時の切り込
み過ぎを回避することが容易になり、極めて微細な切削
加工等においても精度の高い加工を実施することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を適用した平面研削盤及び制御系
の一実施態様を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 ベッド 2 コラム 3 主軸頭 4 回転軸 5 砥石 6 テーブル 7 チャック 8 被加工物 9 振動センサ 10 光反射シート 11 光電センサ 12 プリアンプ 13 振動分解器 14 回転演算器 15 振動フィルタ 16 検出値表示器 17 スイッチ手段 18 検出値メモリ 19 倍率設定器 20 検出値比較器 21 信号出力器 30 平面研削盤

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転駆動あるいは往復駆動される被加工
    物に対して回転砥石を相対的に近接させて研削加工を行
    う際に、前記砥石と前記被加工物との接触瞬間を検知す
    る砥石の接触検知方法において、前記砥石の回転軸の回
    転数および振動値を検出し、前記回転軸の振動値が予め
    測定された非研削時の回転数に応じた基準振動値と比較
    して異なる際に、前記砥石と前記被加工物との接触を検
    知することを特徴とする砥石の接触検知方法。
  2. 【請求項2】 回転駆動あるいは往復駆動される被加工
    物に対して回転砥石を相対的に近接させて研削加工を行
    う装置の砥石の接触検知装置において、前記砥石の回転
    軸の回転数を検出する回転数検出手段と、前記回転軸の
    振動値を検出する振動検出手段と、検出された複数の振
    動源から生じて混じり合った状態の振動値を周波数毎の
    振動値に分解する振動分解手段と、前記振動分解手段に
    分解された周波数毎の振動値の中から前記回転数検出手
    段により検出された回転数に基づく周波数に一致した振
    動値のみを取り出す振動フィルタ手段と、前記振動フィ
    ルタ手段からの検出振動値と予め測定された非研削時の
    基準振動値とを比較して異なる時に接触信号を出力する
    比較手段とを有することを特徴とする砥石の接触検知装
    置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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