JPH11862A

JPH11862A - 砥石表面の形状測定方法

Info

Publication number: JPH11862A
Application number: JP15465497A
Authority: JP
Inventors: Atsuo Amano; 敦夫天野; Akio Harada; 彰夫原田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】測定精度の向上、測定時間の短縮をはかるこ
とができる砥石表面の形状測定方法の提供。【解決手段】水切り用エアノズル３からのエアを砥石
１に当てて砥石１に付着しているクーラントを吹き飛ば
しつつエアマイクロメーター５の出力が安定したことを
確認する工程と、エアマイクロメーターノズル２と砥石
表面の距離を砥石厚み方向に間隔をおいた測定点で測定
することにより砥石表面の砥石厚み方向の形状を測定す
る工程と、からなる砥石表面の形状測定方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、砥石表面の形状測
定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】砥石の研削面の表面位置をエアマイクロ
メーターで測定し研削面の形状を測定する方法が特開平
２−１９８７６８号公報に開示されている。そこでは、
ワーク固定側基準点から吐出する圧縮エアを砥石研削面
に当てて、ワーク固定側の面と砥石研削面との距離をエ
アマイクロメーターの背圧の上昇により非接触式で検出
し、研削あるいはドレスによって減少した砥石研削面の
基準点からの距離を測定し、砥石研削面の形状を評価し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、砥石研削面に
はワーク研削時のクーラント（通常、水）が付着し砥石
の目の中に入っており、クーラントの砥石研削面へのか
かり方が一定していないために、エアマイクロメーター
による測定値が安定せず、測定精度を低下させている。
砥石を形状測定時に高速回転させれば付着しているクー
ラントが遠心力で飛散し、やがては測定値が安定してく
るが、測定値が安定するまでに相応の時間を要し、測定
時間を長くしてしまう。しかも、測定値が安定するタイ
ミングが明確でないので、実際に測定値が安定する時間
より十分に長い時間砥石を回転させた後に測定を実行す
ることが必要であり、測定時間をさらに長くしている。
本発明の課題は、測定精度の向上および測定時間の短縮
化が可能な、エアマイクロメーターを用いた砥石表面の
形状測定方法を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成する本発
明は、つぎの通りである。（１）水切り用エアノズルからのエアを砥石に当てて
砥石に付着しているクーラントを吹き飛ばしつつエアマ
イクロメーターの出力が安定したことを確認する工程
と、前記エアマイクロメーターのノズルと砥石研削面間
の距離を前記砥石の厚み方向に間隔をおいた複数の測定
点で測定することにより前記砥石研削面の厚み方向の形
状を測定する工程と、からなる砥石表面の形状測定方
法。（２）前記エアマイクロメーターの出力が安定したこ
とを確認するのに、前記エアマイクロメーターの出力を
時間で微分した値が予め定めた設定値以下であることを
確認する（１）記載の砥石表面の形状測定方法。（３）前記水切り用エアノズルの幅を、前記砥石の幅
以上とした（１）記載の砥石表面の形状測定方法。（４）前記形状測定工程において測定された砥石厚み
方向の２点のエアマイクロメーター測定値の最大、最小
値の差が予め設定した所定値以下であれば測定を終了
し、所定値を越えれば再ドレスを指示する（１）記載の
砥石表面の形状測定方法。

【０００５】上記（１）の砥石表面の形状測定方法で
は、水切り用エアノズルからのエアを砥石表面に当てて
砥石に付着しているクーラントを吹き飛ばすので、付着
クーラントによる測定精度のばらつきが少なくなり、か
つ測定値が安定するまでの時間が短縮される。上記
（２）の砥石表面の形状測定方法では、エアマイクロメ
ーターの出力値を時間で微分した値が予め定めた設定値
以下の場合に測定値が安定したと判定するので、測定値
が安定したことを自動的に判定できる。その結果、測定
値が安定しても砥石を回転させ続ける必要がなくなり、
測定時間を短縮できる。上記（３）の砥石表面の形状測
定方法では、水切り用エアノズルの幅を測定する砥石の
幅以上としたので、砥石の全幅にわたって同時にクーラ
ントを吹き飛ばすことができ、その状態で砥石の幅方向
に間隔をおいて各測定点で順次測定を行うことができ
る。その結果、各測定点毎にクーラントの吹き飛ばしと
形状測定とを行うことを全測定点についてシリーズに行
う場合に比べて測定時間を大幅に短縮することができ
る。上記（４）の砥石表面の形状測定方法では、砥石厚
み方向の２点のエアマイクロメーター測定値の最大、最
小値の差によって砥石ドレス形状の良否を判定するの
で、各測定点の測定の０点の精度の影響を受けることが
なく、測定が容易になるとともに、最大、最小値の差の
精度も高くなり、ひいては砥石表面の形状測定の精度が
向上する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明実施例の砥石表面の形状測
定方法を実施する装置を、図１、図２を参照して、説明
する。ドレッシング工程で表面をドレスされた、表面形
状を測定すべき砥石１が回転可能に支持され、図示しな
い回転駆動装置によって回転される。砥石１の研削面
（外周面）１ａに対向させてエアマイクロメーター５の
ノズル２が非接触で配置され、ノズル２から砥石１の研
削面１ａに向けてエアが噴出される。ノズル２から噴出
されるエアの背圧はエアマイクロメーター５で表示さ
れ、またエアマイクロメーター５の圧力出力値が圧力−
電気変換器６で電圧（または電流）に変換され、ついで
制御器７に入力される。エアマイクロメーター５の出力
と、砥石１とノズル２との間の間隔との間には、図４の
エアマイクロメーターのキャリブレーションのグラフに
示す如く、比例関係をもつ部分があり、その領域で測定
が行われる。制御器７がコンピュータ（ＣＰＵ）からな
る場合は、圧力−電気変換器６の電圧（または電流）出
力信号はＡ／Ｄ変換器でディジタル値に変換された後、
コンピュータ（ＣＰＵ）７に入力される。エアマイクロ
メーター５のノズル２は治具８を介してテーブル９に支
持される。エアマイクロメーター５のノズル２と砥石１
とは、砥石幅方向に相対動可能であり、砥石幅方向に間
隔をおいた複数の測定点にて砥石表面形状が測定可能で
ある。

【０００７】砥石１の計測すべき面（外周研削面）１ａ
に向けて水切り用エアノズル３が配置されている。水切
り用エアノズル３は砥石研削面１ａに向けてエアを噴出
し、砥石１に付着しあるいは砥石の目の中に入っている
クーラントを吹き飛ばす。水切り用エアノズル３からの
エアブローのオン・オフは制御器７からの出力信号によ
って制御される。水切り用エアノズル３はスリット状ノ
ズルからなり、ノズル３のスリットの長さは砥石１の幅
（厚み）以上としてあり、噴出エアを砥石１の全幅にわ
たって吹き付けることができるようにしてある。

【０００８】制御器７（コンピュータからなっていても
よい）は、図７の計測工程のうちステップ１２、１３、
１４を行う制御ルーチンを有するとともに、ステップ１
２の制御工程を行う図８の制御ルーチンを有する。図７
の工程ルーチンでは、ステップ１１で、砥石１がドレス
される。ついで、必要量、砥石１がドレスされたか否か
を見るために、ステップ１２に進み、砥石１の研削面１
ａの表面形状をエアマイクロメーター５にて測定する。

【０００９】図７のステップ１２の測定工程では、図８
の測定制御ルーチンが実行される。図８の制御ルーチン
では、ステップ１０１で水切り用エアノズル３のエアブ
ローがオンとされ、クーラントの吹き飛ばしが開始され
る。ステップ１０２でエアマイクロメーター５の出力値
Ｖ（エアマイクロメーターノズル２と砥石１との間隔に
比例する値）が圧力−電気変換器６を介して制御器７に
読み込まれる。ついで、ステップ１０３で、エアマイク
ロメーター５の出力値Ｖを時間で微分した値ｄＶ／ｄｔ
が演算される。ついで、ステップ１０４で、微分値ｄＶ
／ｄｔが予め設定した設定値以下になったか否かが判定
され、設定値以下になるまでステップ１０２、１０３、
１０４が繰り返される。微分値ｄＶ／ｄｔが予め設定し
た設定値以下になったということは、砥石１に付着して
いたクーラントが十分に吹き飛ばされてもはやエアマイ
クロメータノズル２と砥石１の表面との間の間隔がクー
ラントによって影響されない程度になったことを意味す
るから、その時点でステップ１０５に進み、水切り用エ
アノズル３のエアブローをオフ（エアブロー停止）す
る。水切り用エアノズル３は砥石幅以上の幅をもってい
るから、砥石１が全幅にわたって水切りされたことにな
る。

【００１０】ついで、ステップ１０６に進み、砥石幅方
向の各測定点における測定（エアマイクロメーターノズ
ル２と砥石１との間隔のエアマイクロメーターによる測
定）を実行する。そして、ステップ１０７で、砥石幅方
向に全測定点について測定が終了が行われたか否かを判
定し、１つの砥石の幅方向の全測定点について測定が終
了するまで測定を行う。

【００１１】図８の制御ルーチンにて１つの砥石の幅方
向全測定点における、エアマイクロメーターノズル２と
砥石１との間隔の測定が完了すると、再び図７のルーチ
ンのステップ１２に戻り、ついでステップ１３に進む。
ステップ１３では、ステップ１２で求めた測定値に基づ
きステップ１３で砥石１の表面形状を決定し、ついでス
テップ１４に進んで、決定された表面形状に基づいて、
砥石がステップ１１のドレス工程で十分にドレスされて
いるか否かを判定し、十分にドレスされていなければス
テップ１１に戻って再ドレスを行い、十分にドレスされ
ていればドレス終了とする。

【００１２】つぎに、上記装置を用いて実行される本発
明実施例の砥石表面の形状測定方法とその作用を説明す
る。本発明実施例の砥石表面の形状測定方法は、水切り
用エアノズル３からのエアを砥石１に当てて砥石１に付
着している（砥石の目の中に入っているものを含む）ク
ーラントを吹き飛ばしつつエアマイクロメーター５の出
力が安定したことを確認する工程（図７のステップ１０
１〜１０４）と、エアマイクロメーター５のノズル２と
砥石研削面１ａ間の距離を砥石１の厚み方向に間隔をお
いた複数の測定点で測定することにより砥石研削面の厚
み方向の形状を測定する工程（図７のステップ１０５〜
１０７、ただし、図８のステップ１３を含めてもよい）
と、からなる。測定中は、砥石１を砥石軸芯まわりに回
転させる。

【００１３】図３は、水切り用エアノズル３からのエア
ブロー有りの場合（本発明）と無しの場合（比較例）と
のエアマイクロメーター５の出力値の時間的変化の試験
結果を示している。試験はエアマイクロメーター５の元
圧を４ｋｇ／ｃｍ²、砥石のの周速を２５ｍ／ｓで行っ
た。エアブロー無しの場合（比較例）には、クーラント
が遠心力で飛んでエアマイクロメータ５の出力値が安定
するのに約１３分を要したのに対し、エアブロー有りの
場合（本発明）は、エアブローによって砥石内のクーラ
ントが吹き飛ばされるので、短時間（約２分）以内にエ
アマイクロメーター５の出力値が安定した。これより、
本発明実施例の方法では、エアブローにより、クーラン
トの吹き飛ばし、付着クーラントによる測定精度のばら
つきが無くなることによる測定精度の向上、精度ある測
定を行うことができるまでの時間（測定値が安定するま
での時間）の短縮化、がはかられることがわかる。

【００１４】上記の測定において、エアマイクロメータ
ー５の出力が安定したことを確認するのに、エアマイク
ロメーター５の出力を時間で微分した値が予め定めた設
定値以下であることを確認する（図７のステップ１０
２、１０３、１０４）。すなわち、図３に示すように、
水切り用エアノズル３からのエアブローによって砥石１
に付着しているクーラントは吹き飛ばされ、エアマイク
ロメーター５の測定値はエアブロー無しの場合（遠心力
によるクーラントの飛散のみの場合）に比べて急激に安
定していき、やがて測定値が一定値に漸近していくが、
エアマイクロメーター５の出力を時間で微分した値が予
め定めた設定値以下であると判定されると（ステップ１
０４）、クーラントが測定に影響を与えない程度に吹き
飛ばされたと見做す。これによって、クーラントが十分
に吹き飛んだか否かが自動判定され、最短の時間でクー
ラントの吹き飛びが検出される。

【００１５】また、水切り用エアノズル３の幅は、砥石
１の幅以上とされているので、図７のステップ１０１の
エアブローにおいて、ステップ１０４でエアマイクロメ
ーター５の出力を時間で微分した値ｄＶ／ｄｔが予め定
めた設定値以下であると判定された時には、砥石１の幅
方向の全測定点についてクーラントのエアブローが終了
していることになる。したがって、１つの砥石につい
て、幅方向の各測定点についてエアブローしその測定点
の測定を実行することを全測定点について行うのではな
く、幅方向の全測定点について一挙にエアブローを行
い、それから各測定点の測定を全測定点にわたって行う
ことになる。

【００１６】図７のステップ１２、ステップ１３で砥石
の形状が測定され、砥石１の表面形状がわかる（決定さ
れる）。図５は砥石１が幅方向中央部が凹になっている
場合を示し、図６は砥石が幅方向片側が欠けている場合
を示す。図７のステップ１４では、上記のように決定さ
れた砥石形状のドレスの良否を判定する。すなわち、形
状測定工程（ステップ１０３）において測定された砥石
厚み方向の２点のエアマイクロメーター測定値の最大、
最小値（Ｄ１、Ｄ２）の差が予め設定した所定値以下で
あればドレスは良とみなして測定を終了し、所定値を越
えれば再ドレスを指示する（図７のステップ１に戻って
再ドレスする）。これによって、自動判定を行ってい
る。また、測定値の最大、最小値（Ｄ１、Ｄ２）の差を
基準にして判定するので、Ｄ１測定の０点とＤ２測定の
０点が同じ量くるっていても差をとると０点のくるいは
相殺されるので、各測定点の測定は０点の精度の影響を
受けることがなく、測定が容易になるとともに、最大、
最小値の差の精度も高くなり、ひいては砥石表面の形状
測定の精度が向上する。

【００１７】

【発明の効果】請求項１の砥石表面の形状測定方法によ
れば、水切り用エアノズルからのエアを砥石表面に当て
て砥石に付着しているクーラントを吹き飛ばすので、付
着クーラントによる測定精度のばらつきが少なくなり、
かつ測定値が安定するまでの時間が短縮される。請求項
２の砥石表面の形状測定方法によれば、エアマイクロメ
ーターの出力値を時間で微分した値が予め定めた設定値
以下の場合に測定値が安定したと判定するので、測定値
が安定したことを自動的に判定できる。その結果、測定
値が安定した後に砥石を回転させ続ける無駄がなくな
り、測定時間を短縮できる。請求項３の砥石表面の形状
測定方法によれば、水切り用エアノズルの幅を測定する
砥石の幅以上としたので、砥石の全幅にわたって同時に
クーラントを吹き飛ばすことができ、その状態で砥石の
幅方向に間隔をおいて各測定点で順次測定を行うことが
できる。その結果、各測定点毎にクーラントの吹き飛ば
しと形状測定とを行うことを全測定点について直列に行
う場合に比べて測定時間を大幅に短縮することができ
る。請求項４の砥石表面の形状測定方法によれば、砥石
厚み方向の２点のエアマイクロメーター測定値の最大、
最小値の差によって砥石ドレス形状の良否を判定するの
で、各測定点の測定の０点の精度の影響を受けることが
なく、測定が容易になるとともに、最大、最小値の差の
精度も高くなり、ひいては砥石表面の形状測定の精度が
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の砥石表面の形状測定方法を
実施する装置の系統図である。

【図２】図１のうち砥石とエアマイクロメーターノズル
の側面図である。

【図３】エアマイクロメーター出力対砥石水切り時間の
関係を示すグラフである。

【図４】エアマイクロメーター出力対砥石研削面とエア
マイクロメーターノズルとの間の間隔Ｄとの関係を示す
グラフである。

【図５】砥石の幅方向中央部が凹状になっている場合の
砥石の部分側面図である。

【図６】砥石の幅方向片側部が欠けている場合の砥石の
部分側面図である。

【図７】砥石ドレス、砥石表面形状測定、形状良否判定
の工程のフローチャートである。

【図８】砥石表面形状測定の制御ルーチンを示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１砥石１ａ砥石研削面２エアマイクロメーターのノズル３水切り用エアノズル５エアマイクロメーター７制御器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水切り用エアノズルからのエアを砥石に
当てて砥石に付着しているクーラントを吹き飛ばしつつ
エアマイクロメーターの出力が安定したことを確認する
工程と、前記エアマイクロメーターのノズルと砥石研削面間の距
離を前記砥石の厚み方向に間隔をおいた複数の測定点で
測定することにより前記砥石研削面の厚み方向の形状を
測定する工程と、からなる砥石表面の形状測定方法。
【請求項２】前記エアマイクロメーターの出力が安定
したことを確認するのに、前記エアマイクロメーターの
出力を時間で微分した値が予め定めた設定値以下である
ことを確認する請求項１記載の砥石表面の形状測定方
法。
【請求項３】前記水切り用エアノズルの幅を、前記砥
石の幅以上とした請求項１記載の砥石表面の形状測定方
法。
【請求項４】前記形状測定工程において測定された砥
石厚み方向の２点のエアマイクロメーター測定値の最
大、最小値の差が予め設定した所定値以下であれば測定
を終了し、所定値を越えれば再ドレスを指示する請求項
１記載の砥石表面の形状測定方法。