JPH06304872A

JPH06304872A - 研削砥石

Info

Publication number: JPH06304872A
Application number: JP9473593A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Enomoto; 俊之榎本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-04-22
Filing date: 1993-04-22
Publication date: 1994-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、研削砥石に関し、特別に測定器等
を用意することなく作業者が実時間で砥石の摩耗程度を
容易に把握することができる研削砥石を提供することを
目的とする。【構成】所定の色を有する結合材を混入してなる少な
くとも１層以上の砥粒層からなる砥石を有するように構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、研削砥石に係り、詳し
くは、精密機械加工技術に用いられる研削砥石に適用す
ることができ、特に、特別に測定器等を用意することな
く作業者が実時間で砥石の摩耗程度を容易に把握するこ
とができる研削砥石に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、研削砥石の寿命管理については、
例えば“和久田、稲崎ら：ＡＥセンサ内蔵ＣＢＮホイー
ルによる研削プロセスの監視、精密工学会誌、59, ２，
（1993), 275. ”等の文献で記載されたものがあり、こ
こでは、ＡＥセンサを内部に取り付けたＣＢＮホイール
を新たに開発し、これを用いて円筒研削プロセスの監視
を試みており、具体的には、ＡＥセンサを用いてびびり
振動を検出し、更にニューラルネットワークの寸法を取
り入れてびびり型砥石寿命を自動認識することを試みて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】さて、従来、研削加工
においては、工具となる研削砥石の摩耗状態を把握する
ことが非常に重要となっており、仮に、研削砥石が大き
く摩耗してしまうと、所望の形状・寸法精度の加工物を
得ることができなくなってしまう他、異常な摩耗が生じ
ると、取り付け、ツルーイング、ドレッシング等の砥石
の調整が不十分であったと考えられ、再び砥石調整の段
階から作業を開始しなければならず、非常に面倒になる
という不都合が生じる。

【０００４】そこで、一般の作業現場においては、砥石
の摩耗状態を知るために、加工前後で砥石径を実測した
り、また、加工点から発生する音を聞くことにより、砥
石の異常摩耗等を推測したりしている。しかしながら、
前者の方法では、加工前後に更に工程を追加しなければ
ならず、工程数が嵩むという問題が生じてしまう他、後
者の方法では、定量性の点で問題が生じてしまう。

【０００５】更に最近では、加工中の研削動力を測定し
たり、アコースティック・エミッションの測定等を行う
ことにより、砥石の表面状態を推測することが可能な研
削盤が市販されている。しかしながら、これらの方法で
は、通常の研削盤とは別に計測装置を設けなければなら
ず、装置コストが嵩むという問題が生じる。これに対
し、上記した文献の従来技術では、別に計測装置を設け
ずに、センサ自身を内蔵した砥石も開発されているが、
砥石の大きさが限られ（センサを内蔵できる程大きくな
くてはいけない）、簡便性・汎用性の点で欠けてしまう
という問題が生じる。

【０００６】そこで、本発明は、特別に測定器等を用意
することなく作業者が実時間で砥石の摩耗程度を容易に
把握することができる研削砥石を提供することを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
所定の色を有する結合材を混入してなる少なくとも１層
以上の砥粒層からなる砥石を有することを特徴とするも
のである。請求項２記載の発明は、所定の位置に所定の
色を有する結合材を混入してなる砥石を有することを特
徴とするものである。

【０００８】請求項３記載の発明は、所定の位置に導電
性を有する結合材を混入してなる砥石を有することを特
徴とするものである。請求項４記載の発明は、上記請求
項１，２の研削砥石を有する研削加工装置で研削加工を
行う際、該砥石表面の色の変化を画像解析する画像解析
部と、該画像解析部での解析結果に基づいて該装置にフ
ィードバック制御するフィードバック制御部とを有する
ことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】まず、請求項１記載の発明の作用を説明する。
前述した如く、従来の研削加工では、研削砥石の磨耗状
態を把握する際、特別に測定器等を用意しなければなら
ず、作業者が実時間で砥石の磨耗程度を把握するのが非
常に困難であるという問題が生じている。

【００１０】そこで、請求項１記載の発明では、所定の
色を有する結合材を混入してなる少なくとも１層以上の
砥粒層からなる砥石を有するように構成している。この
ため、研削砥石を製造する際、砥石を構成する砥粒の単
層〜複層毎に適当な色を有する結合材を混入させるの
で、砥石の磨耗状態によって砥石表面の色を適宜変化さ
せることができる。従って、実測することなく砥石の径
や厚みを砥石表面の色変化を見ることで把握することが
できるので、砥石の摩耗状態を実時間で容易に把握する
ことができ、砥石の交換時期を容易に把握することがで
きる。

【００１１】なお、研削加工において所望の形状・寸法
を得るためには、砥石の摩耗を考慮した加工条件を選択
する必要があり、即ち、砥石が摩耗してしまうと、砥石
をある送り量だけ被加工物に切り込ませても、摩耗した
分だけ実際には切り込んでいないということになる。そ
こで通常は、前述したように、砥石径を加工前後で測定
し砥石の切込み量を設定しているが、請求項１の発明に
よる研削砥石により、砥石の摩耗量を特に工程を増やす
ことなく容易に目視で知ることができるので、所望の形
状・寸法を得るのに必要な砥石の被加工物への切込み量
を高精度に設定することができ、経済的効果を上げるこ
とができる。

【００１２】なお、正常な研削を行い、高精度な加工を
実現するには、一般に、研削砥石の振れ回りを最小限に
抑えるツルーイング作業が必要とされ、この作業工程に
おいては、ツルーイングの前後に砥石の外周の振れをダ
イヤルゲージ等で測定し、振れの程度を把握するのが通
常であるが、請求項１記載の発明による研削砥石によれ
ば、特に測定器等は必要とせずに、作業者が目視により
砥石の振れ回り精度を実時間で把握することができるの
で、能率良く砥石の振れを取ることができ、高能率にツ
ルーイングを行うことができる。

【００１３】次に、請求項２記載の発明の作用について
説明する。一般に研削砥石は、切れ味が低下した時、再
びドレッシングあるいはツルーイング作業を行なわなけ
ればならない他、摩耗がかなり進むと、砥石自身を新し
いものと交換しなければならず、面倒であるという不具
合がある。この砥石の交換の時期は、摩耗の量を測定
し、ある設定値を越えた時としているのが普通である。
そこで、請求項２記載の発明では、その設定値に相当す
る箇所に適当な色を有した結合材を混ぜるように構成す
る。即ち、所定の位置に所定の色を有する結合材を混入
してなる砥石を有するように構成する。このため、研削
砥石を製造する際、砥石中の適当な位置に適当な色を有
した結合材を混入させるので、砥石がその混入させた位
置まで減耗したかどうかを把握することができるととも
に、砥石表面の色の変化を見るだけで砥石の交換時期を
容易に把握することができ、しかも、加工前後で砥石径
を測定するといった工程を省略することができる。

【００１４】次に、請求項３記載の発明の作用について
説明する。請求項３記載の発明では、被加工物が導電性
を有する場合、導電性を有しない結合材からなる研削砥
石中に、上述した砥石交換の目安となる位置に導電性を
有する結合材を混ぜるように構成している。このため、
導電性を有しない結合材からなる研削砥石を製造する
際、砥石中の適当な位置に導電性を有した結合材を混入
させるので、被加工物と砥石との間に簡単な電気回路を
形成させておくだけで、砥石が摩耗して砥石中の導電性
を有する結合材が表面に現れると通電状態となるので、
その通電状態を観測することで砥石がその混入させた位
置まで減耗したかどうかを把握することができる。従っ
て、自動的に砥石の交換時期を知ることができるので、
工程の効率化を実現することができる。

【００１５】次に、請求項４記載の発明の作用について
説明する。請求項１、２の発明による研削砥石は、前述
の如く、その表面の色の変化によりその摩耗量を把握す
ることができるが、請求項４記載の発明では、上記請求
項１，２の研削砥石を有する研削加工装置で研削加工を
行う際、該砥石表面の色の変化を画像解析する画像解析
部と、該画像解析部での解析結果に基づいて該装置にフ
ィードバック制御するフィードバック制御部とを有する
ように構成する。このため、画像解析装置を用いてその
色の認識を行って砥石の摩耗量を知ることにより、その
結果を研削加工装置にフィードバックさせるので、砥石
の被加工物への切込み量を精度良く設定することがで
き、高能率・高精度加工を実現することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。（実施例１）図１は本発明（請求項１）の実施例１に則
した研削砥石の構成を示す図であり、図１（ａ）はその
平面図、図１（ｂ）はその断面図である。図示例はスト
レート形砥石に適用する場合である。図１において、１
は台金であり、２は台金１周囲に設けた砥石であり、こ
の砥石２は、外側から台金１に向かって順にＡ色砥粒層
２ａ、Ｂ色砥粒層２ｂ及びＣ色砥粒層２ｃから構成され
ている。ここでは、台金１を設けているが、本発明はこ
れのみに限定されるものではなく、砥石の性能及び製造
上必要なければ砥石２を省略してもよい。

【００１７】本実施例では、台金１から順次適当な色素
を混合させたＡ色砥粒層２ａ、Ｂ色砥粒層２ｂ及びＣ色
砥粒層２ｃからなる砥石２を真円度よく焼結させること
により、研削砥石を形成する。ここでは、Ａ色砥粒層２
ａからＣ色砥粒層２ｃの３層としているが、本発明はこ
れのみに限定されるものではなく、層数は少なくとも１
層以上であればよい。また、砥石２を構成する砥粒とし
ては、ダイヤモンド及びＣＢＮ等の超砥粒からアルミナ
等の通常砥粒までその範囲は限定されず、更に結合材と
しても製造上可能であれば、レジンボンド（樹脂）、ビ
トリファイド（セラミックス）及びメタルボンド（金
属）等のいずれであってもよい。

【００１８】本実施例でのこの研削砥石を用いて研削加
工を行うと、加工前は砥石作用面の色はＡ色砥粒層２ａ
のＡ色をしているが、加工を行い砥石２の摩耗が進むに
連れ、砥石作用面の色はＢ色砥粒層２ｂのＢ色、そして
Ｃ色砥粒層２ｃのＣ色へと変化していくので、砥石の摩
耗状態を加工中に容易に知ることができる他、摩耗状態
（摩耗量）を知ることにより、研削砥石の被加工物への
切込み量を正確に設定することも容易に行うことができ
る。

【００１９】このように本実施例では、Ａ色砥粒層２
ａ、Ｂ色砥粒層２ｂ及びＣ色砥粒層２ｃからなる砥石２
を有するように構成している。このため、研削砥石を製
造する際、砥石２を構成する砥粒の層毎に適当な色を有
する結合材を混入させているので、実測することなく砥
石２の径や厚みを把握することができるので、砥石２の
摩耗状態を実時間で容易に把握することができ、砥石２
の交換時期を容易に把握することができる。

【００２０】また、砥石２の摩耗量を特に工程を増やす
ことなく容易に目視で知ることができるので、所望の形
状・寸法を得るのに必要な砥石２の被加工物への切込み
量を高精度に設定することができ、経済的効果を上げる
ことができる。なお、上記実施例１では、ストレート形
砥石を構成する場合を例示して説明したが、本発明はこ
れのみに限定されるものではなく、図２に示す如く、カ
ップ形砥石を構成する場合であってもよい。

【００２１】（実施例２）図３は本発明（請求項２）の
実施例２に則した研削砥石の構成を示す平面図である。
図３において、10は台金であり、11は台金10周囲に設け
た砥石であり、この砥石11中には、砥石11の摩耗限界を
示す位置に適当な色素を混合させたＡ色砥粒層11ａが形
成されている。ここでは、適当な色を有した砥粒層をＡ
色砥粒層11ａとしているが、当然色は何色であってもよ
く、また、台金10から全てをその色を有した砥粒層とし
てもよい。

【００２２】本実施例では、この研削砥石を用いて研削
加工を行うと、砥石11の摩耗が進み使用限界となると、
ある色を有した砥粒層、即ちＡ層砥粒層11ａが表面に現
れるので、砥石の交換時期を容易に把握することができ
る。このように、本実施例では、砥石11中の磨耗限界を
示す位置にＡ色砥粒層11ａを有するように構成してい
る。このため、砥石11がその混入させた位置まで減耗し
たかどうかを把握することができるとともに、砥石表面
の色の変化を見るだけで砥石11の交換時期を容易に把握
することができ、しかも、加工前後で砥石径を測定する
といった工程を省略することができる。

【００２３】（実施例３）図４は本発明（請求項３）の
実施例３に則した研削砥石と導電性加工物と電気回路と
を示す図である。図示例では、ストレート形砥石による
平面トラバース研削に適用する例を示しているが、加工
形態は特にこれのみに限定されない。図４において、20
は台金であり、21は台金20周囲に設けた砥石であり、こ
の導電性を有しない結合材からなる研削砥石21中には、
砥石の摩耗限界を示す位置に導電性結合材からなる砥粒
層21ａを設けられている。そして、この導電性結合材か
らなる砥粒層21ａと導電性加工物22の間に電気回路23を
形成する。本実施例での研削砥石では、砥石21が摩耗し
て使用限界となり、導電性結合材からなる砥粒層21ａが
表面に現れて導電性加工物22に接触すると、通電状態と
なる。このため、電気回路23の電流値を監視するだけ
で、砥石21の使用限界及び交換時期を自動的に知ること
ができる。

【００２４】このように、本実施例では、被加工物22が
導電性を有する場合、導電性を有しない結合材からなる
研削砥石21中に、上述した砥石交換の目安となる位置に
導電性を有する結合材を混ぜるように構成している。こ
のため、導電性を有しない結合材からなる研削砥石を製
造する際、砥石21中の適当な位置に導電性を有した結合
材を混入させるので、被加工物22と砥石21との間に簡単
な電気回路を形成させておくだけで、砥石21が摩耗して
砥石21中の導電性を有する結合材が表面に現れると、通
電状態となるので、その通電状態を観測することで砥石
21がその混入させた位置まで減耗したかどうかを把握す
ることができる。従って、自動的に砥石21の交換時期を
知ることができるので、工程の効率化を実現することが
できる。

【００２５】（実施例４）図５は本発明（請求項１）の
実施例４に則した研削砥石とツルアーを示す図である。
図５において、30は台金であり、31は台金30周囲に設け
た砥石であり、この砥石31は外側から台金30に向かって
順にＡ色砥粒層31ａ及びＢ色砥粒層31ｂとから構成され
ている。32は回転するツルアーである。ここでは、回転
するツルアー32の外周面を用いたツルーイング法を示し
ているが、その方法は特に限定されるものではない。本
実施例では、砥石31の振れ回りが生じていて、砥石作用
面上にはＡ色砥粒層31ａとＢ色砥粒層31ｂの２色が観察
され、ツルーイングが不十分であると認識できる。この
ため、各種色を混合させた砥粒層の厚みを薄くすれば、
それだけツルーイング精度を向上させることができ、容
易に砥石の振れ回り精度を知ることができる。

【００２６】また、特に測定器などは必要とせずに、作
業者が目視により砥石の振れ回り精度を実時間で把握す
ることができるので、能率良く砥石の振れを取ることが
でき、高能率にツルーイングを行うことができる。（実施例６）図６は本発明（請求項４）の実施例６に則
した研削加工装置の構成を示す図である。本実施例で
は、各種色の砥粒層を有する砥石40の作用面の色をモニ
タ用カメラ41により観察し、その出力信号を制御装置42
内で画像解析し、砥石摩耗量を算出し、その算出結果を
基に砥石切り込み装置43に対し、切り込み量の指令信号
を与えることで、砥石の摩耗量を考慮した高精度な切り
込み制御を行う。なお、図６において、44は加工物であ
る。

【００２７】このように、本実施例では、研削加工を行
う際、画像解析装置を用いてその色の認識を行い砥石40
の摩耗量を知ることにより、その結果を研削加工装置に
フィードバックさせるので、砥石40の被加工物44への切
込み量を精度良く設定することができ、高能率・高精度
加工を実現することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、特別に測定器等を用意
することなく作業者が実時間で砥石の摩耗程度を容易に
把握することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に則した研削砥石の構成を示
す平面及び断面図である。

【図２】本発明の実施例１に則した研削砥石の他の構成
例を示す断面図である。

【図３】本発明の実施例２に則した研削砥石の構成を示
す平面図である。

【図４】本発明の実施例３に則した研削砥石と導電性加
工物を電気回路とを示す図である。

【図５】本発明の実施例４に則した研削砥石とツルアー
を示す図である。

【図６】本発明の実施例５に則した研削加工装置の構成
を示す図である。

【符号の説明】１，10，20，30 台金２，11，21，31，40 砥石２ａ，11ａ，31ａＡ色砥粒層２ｂ，31ｂＢ色砥粒層２ｃＣ色砥粒層 21ａ導電性結合材からなる砥粒層 22 導電性加工物 23 電気回路 32 ツルアー 41 モニタ用カメラ 42 制御装置 43 砥石切り込み装置 44 加工物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の色を有する結合材を混入してなる
少なくとも１層以上の砥粒層からなる砥石を有すること
を特徴とする研削砥石。
【請求項２】所定の位置に所定の色を有する結合材を
混入してなる砥石を有することを特徴とする研削砥石。
【請求項３】所定の位置に導電性を有する結合材を混
入してなる砥石を有することを特徴とする研削砥石。
【請求項４】上記請求項１，２の研削砥石を有する研
削加工装置で研削加工を行う際、該砥石表面の色の変化
を画像解析する画像解析部と、該画像解析部での解析結
果に基づいて該装置にフィードバック制御するフィード
バック制御部とを有することを特徴とする研削加工装
置。