JPH11216668A - 研削盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの非研削状態において砥石車の研削面
の割れ或いは欠けなどの損傷状態を迅速かつ容易に測定
することができる研削盤における砥石車の良否検査装置
を提供する。 【解決手段】 支持台２０に接触パッド２３を昇降シリ
ンダ２４により昇降動作可能に支持する。接触パッド２
３及びシリンダ２４を取付ケース２１に支持し、該ケー
ス２１にはアコースティックエミッションセンサ２５を
取り付ける。そして、ワークＷから離隔した非加工中に
おける回転中の砥石車１８に対しシリンダ２４を動作し
て接触パッド２３を砥石車１８の外周面に接触させる。
この時の動摩擦接触による接触パッド２３の振動波形デ
ータをＡＥセンサ２５により検出して判別装置２６に入
力し、ここで予め記憶された正常な砥石車１８と接触パ
ッド２３との動摩擦接触による振動波形データと、測定
された振動波形データとを比較して、砥石車１８の研削
面の損傷の有無を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、砥石車の良否を
判定する良否検査装置を備えた研削盤に関し、さらに詳
しくは砥石車の研削表面の目詰まり、割れや欠け等の損
傷をワークの非研削中に行うことができる砥石車の良否
検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、研削盤はワークを支持して回転
する主軸台及び心押台と、前記ワークを研削する砥石車
を装着した砥石台とを備え、前記砥石車を砥石台ととも
にワークの回転軸線と直交する方向に進退するようにな
っている。この研削盤において、ワークの研削作業が長
時間行われると、砥石車の外周面に貼着した砥石層の砥
石表面の目詰まり、割れあるいは欠けが生じる場合があ
る。砥石車によりワークを研削中において、砥石車に前
述した異常が発生したとき異常振動や異常音が発生する
ので、作業者がこの異常振動や異常音を聴くことによ
り、ワークの研削作業を中止するようにしていた。

【０００３】又、砥石車の外周の研削面に生じた亀裂
は、作業者によって研削盤の自動運転を一旦停止した状
態で停止している砥石車の研削面を目視により検査する
ようにしていた。

【０００４】さらに、砥石車の研削面の修正は、研削加
工終了後に、砥石車を主軸から取り外して、オフライン
で加工ワークの面粗度を測定し、所定精度に入っていな
かった時点で行うか、或いは数十個のワークを加工した
後に経験的な切削間隔で研削数量に基づいて定期的に行
っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の作業者が異常振動や異常音を聴く検査方法において
は、検査が不確実で欠陥のある砥石車によりワークが研
削されてワークが不良品になるという問題があった。
又、目視による検査方法においては、砥石車に亀裂が入
っている状態を徒過して、ワークの研削作業が行われる
と、ワークが不良品になるばかりでなく研削中に砥石車
が欠けたり割れたりするという問題も生じる。

【０００６】さらに、従来の砥石車の研削面の修正方法
では、オフラインで加工ワークの面粗度を測定するの
で、砥石車の修正時期を適切に設定するのが困難である
という問題があった。

【０００７】この発明の第１の目的は上記従来の技術に
存する問題点を解消して、砥石車の非研削状態において
砥石車の研削面の目詰まりや損傷があるか否かを容易に
検出することができるとともに、不良ワークの発生を未
然に防止することができる砥石車の良否を判定する良否
検査装置を備えた研削盤を提供することにある。

【０００８】この発明の第２の目的は上記第１の目的に
加えて、砥石車の修正時期を適切に設定することができ
る砥石車の良否を判定する良否検査装置を備えた研削盤
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の第１の目的を達成
するために、請求項１に記載の発明では、ワークを支持
して回転する主軸台及び心押台と、前記ワークを研削す
る砥石車を装着した砥石台とを備え、前記砥石台又は主
軸台及び心押台をワークの回転軸線と直交する方向に進
退するようにした研削盤において、研削位置から離隔し
た前記砥石車に接触し得る接触体と、非加工中における
回転中の砥石車に対し前記接触体を接触させたときの該
接触体が発生する振動数、振動波形、音質又は音量等の
砥石車良否判定要素のうち少なくとも一つの判定要素に
関するデータを測定する測定手段と、砥石車の良否を判
定する判定手段とを備えている。

【００１０】請求項２に記載の発明では、請求項１にお
いて、前記砥石車良否判定要素のうち少なくとも一つの
判定要素に関する判定基準データを予め記憶する記憶手
段と、該記憶手段により記憶された前記判定基準データ
を報知する報知手段とを備えている。

【００１１】請求項３に記載の発明では、請求項２にお
いて、前記測定手段により測定された砥石車良否判定要
素に関する測定データと、前記記憶手段により記憶され
た砥石車良否判定要素に関する判定基準データとを比較
して砥石車の表面状態の良否を判定する判定手段と、砥
石車の良否を判定する良否検査装置を備えている。

【００１２】請求項４に記載の発明では、請求項２にお
いて、前記測定手段は接触体の振動波形データを測定す
るものであり、記憶手段は正常な砥石車に接触体を動摩
擦接触したときの接触体の正常振動波形データを記憶し
たものであり、報知手段は前記正常振動波形データと測
定振動波形データとを画面表示するものである。

【００１３】請求項５に記載の発明では、請求項３にお
いて、前記測定手段は接触体の振動波形データを測定す
るものであり、記憶手段は正常な砥石車に接触体を動摩
擦接触したときの接触体の正常振動波形データにおける
判定基準値を記憶したものであり、判定手段は前記判定
基準値と測定振動波形データとを比較して被測定砥石車
の波形データのピーク値が所定範囲にあるか否かを判定
するものであり、報知手段は前記判定結果を報知するも
のである。

【００１４】請求項６に記載の発明では、請求項２、
３、４、５のいずれか一つにおいて、前記接触体は砥石
車に装着され、該接触体は位置切換機構により砥石車に
向かって接離可能に支持され、前記測定手段は接触体又
は該接触体を支持する支持体に取り付けられている。

【００１５】請求項７に記載の発明では、請求項１、
２、３、４、５のいずれか一つにおいて、前記測定手段
はアコースティックエミッションセンサである。請求項
８に記載の発明では、請求項２、３、４、５、６のいず
れか一つにおいて、前記接触体の接触面は円弧状又は円
柱状に形成されている。

【００１６】前記第２の目的を達成するために、請求項
９に記載の発明では、請求項３において、研削盤は砥石
車修正装置を備え、判定手段により砥石車の研削表面の
状態が異常と判定された場合には、前記砥石車修正装置
を駆動して砥石車を修正する動作指令手段を備えてい
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した一実
施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図３は研削盤
の平面を示し、この研削盤のベッド１１の上面にはテー
ブル１２が装設されている。このテーブル１２の上面に
は主軸台１３と心押台１４が配設され、両台１３、１４
により例えばカムシャフトなどのワークＷの両端部が支
持される。前記テーブル１２は、一対の摺動面１５、１
５に沿ってＺ軸（図３において左右）方向の往復動可能
である。

【００１８】前記ベッド１１の上面には砥石台１６が装
着され、この砥石台１６は案内レール１７、１７に沿っ
て前記テーブル１２のＺ軸移動方向（ワークＷの中心軸
線）と直交するＸ軸方向の往復動可能になっている。前
記砥石台１６には、砥石車１８が支持され、モータ１９
及びプーリとベルトとからなる動力伝達機構Ｋにより回
転可能に支持されている。

【００１９】次に、砥石車１８がワークＷの研削位置か
ら待機位置に移動された状態において、砥石車１８の良
否を判定する良否検査装置について説明する。前記砥石
台１６の上面には、支持台２０が設置され、この支持台
２０の上壁部には上下方向に貫通孔２０ａが形成され、
前記支持台２０の上面には前記貫通孔２０ａと対応する
ように支持体としての円筒状の取付ケース２１が弾性部
材２７を挟んでボルト２２により取り付けられている。
前記取付ケース２１の内部には接触体としての接触パッ
ド２３が上下方向の往復動可能に収容され、前記貫通孔
２０ａを貫通して下方へ突出されている。前記接触パッ
ド２３の接触面は例えば円弧状に形成され、砥石車１８
の周面に面接触されるが、平面に形成してもよい。前記
取付ケース２１の上端面には前記接触パッド２３を昇降
動作する位置切換機構としてのシリンダ２４が取り付け
られ、そのピストン２４ａ及びロッド２４ｂにより接触
パッド２３を昇降動作するようにしている。前記取付ケ
ース２１の外周面には、非研削状態で回転される砥石車
１８に接触パット２３が動摩擦接触したときに発生する
接触パッド２３の振動を測定する測定手段としてのアコ
ースティックエミッションセンサ２５（以下単にＡＥセ
ンサ２５と言う）が取り付けられている。

【００２０】前記ＡＥセンサ２５は判別装置２６に接続
されている。この判別装置２６により、砥石車１８の外
周面の良否、つまり損傷の有無を振動波形データから判
定するようにしている。又、前記判別装置２６には、表
示（報知）手段としてのディスプレイ２７が接続されて
いる。判別装置２６は、図３に示すように研削盤のワー
クＷの回転や砥石車１８の回転等を数値制御する中央演
算処理装置（ＣＰＵ）２８を備えている。該ＣＰＵ２８
には、各種の演算動作や研削動作プログラムなどを記憶
するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）２９と、各種のデ
ータを読み出し或いは書き込み可能な記憶手段としての
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３０を備えている。

【００２１】次に、前記のように構成した研削盤におけ
る砥石車の良否検査装置についてその動作を説明する。
砥石車１８の良否検査装置を作動する以前に、予め正常
な砥石車１８に対し前記接触パッド２３を動摩擦接触し
たときの接触パッド２３の振動波形データをサンプリン
グし、このサンプリングデータを参照して判定基準とな
る値を入力装置３２により入力して前記ＲＡＭ３０に記
憶する。即ち、図１に示すように、正常な砥石車１８を
ワークＷから離間させた非研削状態で所定の回転数で空
転させ、この空転中の砥石車１８の外周研削面に対し接
触パッド２３を昇降シリンダ２４のロッド２４ｂにより
下方に移動して該パッド２３の下面を砥石車１８の外周
研削面に所定の押圧力で接触させる。そして、この時に
発生する振動、つまり砥石車１８と接触パッド２３との
動摩擦接触により発生する接触パッド２３の振動波形デ
ータを、ＡＥセンサ２５により測定し、その振動波形デ
ータを複数の砥石車１８のサイズ、形状、大きさごとに
それぞれサンプリングした値を参照して判定基準となる
値を入力装置３２により前記ＲＡＭ３０に入力してデー
タベースとして記憶する。

【００２２】図２は砥石車１８が砥石台１６とともにワ
ークＷの被研削面に向かって移動され、砥石車１８がワ
ークＷに接触され、主軸台１３が動作されてワークＷが
回転され、砥石車１８がモータ１９により回転され、ワ
ークＷの研削作業が行われている状態を示す。この状態
においては接触パッド２３が昇降シリンダ２４により上
方の待機位置に持ち上げられている。

【００２３】ワークＷの研削作業を終了した後、砥石車
１８がワークＷから離れて待機位置、つまり図１に示す
位置に移動された状態において、砥石車１８は空転され
ており、この空転する砥石車１８の外周面に対しシリン
ダ２４を作動させて接触パッド２３の接触面を所定圧力
で押圧する。このとき、砥石車１８の研削面と接触パッ
ド２３の接触面との間に動摩擦が発生し、接触パッド２
３が若干研削される。従って、接触パッド２３は、動摩
擦抵抗により振動を発生し、この振動は取付ケース２１
に伝わり、該ケース２１の振動がＡＥセンサ２５により
測定され判別装置２６に振動データとして入力される。
そして、判別装置２６において、予め記憶した正常な砥
石車１８の振動波形データのなかから該当する砥石車の
正常振動波形データの判定基準値が選択され、この正常
振動波形データの判定基準値と、実際に測定した振動波
形データとが比較される。そして、測定振動波形データ
のピーク値が正常な振動波形データの判定基準値の所定
範囲内にあるか否かがＣＰＵ２８により判別され、所定
範囲内にある場合には砥石車１８が正常と判断され、こ
の結果がディスプレイ２７に表示される。反対に、測定
波形データのピーク値が所定範囲外にないと判断された
場合には、砥石車１８の研削面に異常が生じたことがデ
ィスプレイ２７に表示される。又、ディスプレイ２７に
は、実際に測定した振動波形データと、予め記憶した正
常な砥石車１８の振動波形データとがともに表示される
ので、両者の波形の相違により砥石車１８の表面に亀裂
が入っているか或いは目立てが悪くごつごつしているか
さらには目詰まりしているか等の状態を作業者が判断す
ることもできる。

【００２４】次に、前記のように構成した研削盤におけ
る砥石車１８の良否検査装置の効果を構成とともに列記
する。 （１）前記実施形態においては、ワークＷから離隔した
非研削状態の砥石車１８を空転させた状態で接触パッド
２３を該砥石車１８の研削面に接触して、その時に生じ
る動摩擦接触による振動波形データをＡＥセンサ２５に
より測定して判別装置２６により正常な砥石車１８の振
動波形データと測定された振動波形データとを比較する
ようにした。このため、非研削中において砥石車１８の
研削面の損傷の有無を簡単かつ確実に検出することがで
きる。この結果、砥石車１８の非研削状態において該砥
石車の研削面に損傷があるか否かを容易に検出すること
ができるとともに、不良ワークの発生を未然に防止する
ことができる。

【００２５】（２）前記実施形態においては砥石車１８
と接触パッド２３との接触部の動摩擦による正常振動波
形データと測定振動波形データとを比較するようにした
ので、砥石車１８の損傷の具体的内容とその振動波形デ
ータとを予めサンプリングして記憶しておくことによ
り、測定振動波形データがどのような異常を内包してい
るか確実に判定することができる。

【００２６】（３）前記実施形態においては、判別装置
２６により前記正常振動波形データと測定振動波形デー
タとを比較して両波形データのピーク値の差が所定範囲
にあるか否かを判定し、この判定結果をディスプレイ２
７により表示するようにした。このため砥石車１８の損
傷を波形データから確実に判定することができる。

【００２７】（４）前記実施形態においては、前記接触
パット２３は砥石車１８を支持する砥石台１６に支持台
２０を介して装着され、該接触パット２３はシリンダ２
４により砥石車１８に向かって接離可能に支持され、前
記ＡＥセンサ２５は取付ケース２１に取り付けられてい
る。このため、支持台２０を従来の砥石カバーとするこ
とにより良否検査装置を容易に取り付けることができ
る。

【００２８】（５）前記実施形態では、前記測定手段と
してＡＥセンサ２５を用いたので、接触パッド２３の高
周波領域の振動を確実に検出することができる。なお、
本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。

【００２９】・ 図４に示すように支持台２０に昇降シ
リンダ２４を取り付け、そのロッド２４ｂの下端部に円
柱状の接触パット２３を回動可能に支持し、前記ロッド
２４ｂにＡＥセンサ２５を取り付けること。

【００３０】・ 砥石車１８と接触パッド２３との動摩
擦接触時における音色或いは音量を測定手段としてのマ
イクロフォンにより測定し、予め設定記憶された正常砥
石車１８と接触パッド２３との動摩擦接触による正常な
音色或いは音量と測定された音色或いは音量とを比較し
て、砥石車１８の損傷の有無を判定するように構成する
こと。

【００３１】・ 前記判別装置２６により砥石車１８の
異常が検出された場合に、動作指令手段としてのＣＰＵ
２８から砥石車１８の修正装置（図示しない）に動作指
令を送ることにより、砥石車１８の形状を修正するよう
に構成すること。

【００３２】この実施形態では、砥石車１８の異常を適
正に検出して砥石車１８の修正時期を適正化することが
できる。 ・ 前記実施形態では前記判別装置２６に研削盤を制御
する数値制御機能を持たせているが、数値制御機能を分
離した構成にすること。

【００３３】・ 研削位置から離隔した砥石車１８に接
触し得る接触体２３と、非加工中における回転中の砥石
車１８に対し前記接触体２３を接触させたときの該接触
体２３が発生する振動数、振動波形、音質又は音量等の
砥石車良否判定要素のうち少なくとも一つの判定要素に
関するデータを測定する測定手段（ＡＥセンサ２５）
と、砥石車１８の良否を判定する判別装置２６とにより
良否検査装置を構成すること。

【００３４】・ 前記砥石車良否判定要素のうち少なく
とも一つの判定要素に関する判定基準データを予め記憶
する記憶手段（ＲＡＭ３０）と、該記憶手段により記憶
された前記判定基準データを報知する報知手段（ディス
プレイ２７）とにより良否検査装置を構成すること。

【００３５】・ 前記測定手段（ＡＥセンサ２５）によ
り測定された砥石車良否判定要素に関する測定データ
と、前記記憶手段（ＲＡＭ３０）により記憶された砥石
車良否判定要素に関する判定基準データとを比較して砥
石車の表面状態の良否を判定する判定手段（判別装置２
６）とにより良否検査装置を構成すること。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ため、次のような効果を奏する。請求項１〜８に記載の
発明によれば、砥石車の非研削状態において砥石車の研
削面に損傷があるか否かを容易に検出することができる
とともに、不良ワークの発生を未然に防止することがで
きる。

【００３７】請求項９に記載の発明は、請求項１〜８に
記載の発明の効果に加えて、砥石車の修正時期を適切に
設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の研削盤における砥石車の良否検査
装置の作動状態を示す正断面図。

【図２】 同じく良否検査装置の非作動状態を示す正断
面図。

【図３】 研削盤の平面図。

【図４】 この発明の別の実施形態を示す断面図。

【符号の説明】

１３…主軸台、１４…心押台、１６…砥石台、１８…砥
石車、２０…砥石カーバー、２１…支持体としての取付
ケース、２３…接触体としての接触パッド、２４…昇降
用シリンダ、２５…振動測定手段としてのＡＥセンサ、
２６…判別装置、２７…報知（表示）手段としてのディ
スプレイ、２８…中央演算処理装置、２９…リードオン
リーメモリ、３０…記憶手段としてのランダムアクセス
メモリ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを支持して回転する主軸台及び心
   押台と、前記ワークを研削する砥石車を装着した砥石台
   とを備え、前記砥石台又は主軸台及び心押台をワークの
   回転軸線と直交する方向に進退するようにした研削盤に
   おいて、研削位置から離隔した前記砥石車に接触し得る
   接触体と、非加工中における回転中の砥石車に対し前記
   接触体を接触させたときの該接触体が発生する振動数、
   振動波形、音質又は音量等の砥石車良否判定要素のうち
   少なくとも一つの判定要素に関するデータを測定する測
   定手段と、砥石車の良否を判定する判定手段とを備えた
   研削盤。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記砥石車良否判定
   要素のうち少なくとも一つの判定要素に関する判定基準
   データを予め記憶する記憶手段と、該記憶手段により記
   憶された前記判定基準データを報知する報知手段とを備
   えた研削盤。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記測定手段により
   測定された砥石車良否判定要素に関する測定データと、
   前記記憶手段により記憶された砥石車良否判定要素に関
   する判定基準データとを比較して砥石車の表面状態の良
   否を判定する判定手段を備えた研削盤。
4. 【請求項４】 請求項２において、前記測定手段は接触
   体の振動波形データを測定するものであり、記憶手段は
   正常な砥石車に接触体を動摩擦接触したときの接触体の
   正常振動波形データを記憶したものであり、報知手段は
   前記正常振動波形データと測定振動波形データとを画面
   表示するものである研削盤。
5. 【請求項５】 請求項３において、前記測定手段は接触
   体の振動波形データを測定するものであり、記憶手段は
   正常な砥石車に接触体を動摩擦接触したときの接触体の
   正常振動波形データにおける判定基準値を記憶したもの
   であり、判定手段は前記判定基準値と測定振動波形デー
   タとを比較して被測定砥石車の波形データのピーク値が
   所定範囲にあるか否かを判定するものであり、報知手段
   は前記判定結果を報知するものである研削盤。
6. 【請求項６】 請求項２、３、４、５のいずれか一つに
   おいて、前記接触体は砥石台に装着され、該接触体は位
   置切換機構により砥石車に向かって接離可能に支持さ
   れ、前記測定手段は接触体又は該接触体を支持する支持
   体に取り付けられている研削盤。
7. 【請求項７】 請求項１、２、３、４、５のいずれか一
   つにおいて、前記測定手段はアコースティックエミッシ
   ョンセンサである研削盤。
8. 【請求項８】 請求項２、３、４、５、６のいずれか一
   つにおいて、前記接触体の接触面は円弧状又は円柱状に
   形成されている研削盤。
9. 【請求項９】 請求項３において、研削盤は砥石車修正
   装置を備え、判定手段により砥石車の研削表面の状態が
   異常と判定された場合には、前記砥石車修正装置を駆動
   して砥石車を修正する動作指令手段を備えている研削
   盤。