(57)【要約】      （修正有）【課題】工作物に対する加工精度を維持しつつ、サイクルタイムの向上を図ることができる研削盤及び研削方法を提供すること。【解決手段】工作物を軸線周りに回転させる工作物支持装置と、工作物を研削する砥石車と、砥石車及び工作物支持装置の少なくとも一方を、砥石車と工作物支持装置とを相対的に接近又は離間する方向へ送る送り駆動装置と、送り駆動装置を制御し、砥石車による研削の進行状況に応じて砥石車及び工作物支持装置の少なくとも一方の送り速度を低下させる送り制御部と、チャックによる工作物のクランプ力を制御し、送り速度を低下させた時又は送り速度を低下させた後に、クランプ力を第一圧力Ｐ１から第二圧力Ｐ２へ低下させるチャック制御部とを備える、研削盤。【選択図】図４
2020044618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物の一端部をクランプするチャックと前記工作物の他端部を支持する支持部とを有し、前記工作物を軸線周りに回転させる工作物支持装置と、
前記工作物を研削する砥石車と、
前記砥石車及び前記工作物支持装置の少なくとも一方を、前記砥石車と前記工作物支持装置とを相対的に接近又は離間する方向へ送る送り駆動装置と、
前記送り駆動装置を制御し、前記砥石車による研削の進行状況に応じて前記砥石車及び前記工作物支持装置の前記少なくとも一方の送り速度を低下させる送り制御部と、
前記チャックによる前記工作物のクランプ力を制御し、前記送り速度を低下させた時又は前記送り速度を低下させた後に、前記クランプ力を第一圧力から前記第一圧力よりも小さい第二圧力へ低下させるチャック制御部と、
を備える研削盤。
【請求項２】
前記チャック制御部は、前記工作物の外径が所定値に到達した時、或いは、前記工作物支持装置に対する前記砥石車の相対位置が所定位置に到達した時に、前記クランプ力を前記第一圧力から前記第二圧力へステップ状に変化させる、請求項１に記載の研削盤。
【請求項３】
前記チャック制御部は、前記送り速度を低下させてから所定時間経過後に、前記クランプ力を前記第一圧力から前記第二圧力へステップ状に変化させる、請求項１に記載の研削盤。
【請求項４】
前記チャック制御部は、前記工作物の外径が所定値に到達した時、或いは、前記工作物支持装置に対する前記砥石車の相対位置が所定位置に到達した時に、前記クランプ力を前記第一圧力から前記第二圧力へ徐々に変化させる、請求項１に記載の研削盤。
【請求項５】
前記チャック制御部は、前記送り速度を低下させてから所定時間経過後に、前記クランプ力を前記第一圧力から前記第二圧力へ徐々に変化させる、請求項１に記載の研削盤。
【請求項６】
前記研削盤は、前記砥石車による前記工作物の研削加工により発生する研削負荷を検出する研削負荷検出器を備え、
前記チャック制御部は、前記送り速度の低下に伴って前記研削負荷が低下した時、或いは、前記研削負荷が低下した後に、前記クランプ力を前記第一圧力から前記第二圧力へ低下させる、請求項１に記載の研削盤。
【請求項７】
前記チャック制御部は、前記研削負荷が低下した時に、前記クランプ力を前記第一圧力から前記第二圧力へステップ状に変化させる、請求項６に記載の研削盤。
【請求項８】
前記チャック制御部は、前記クランプ力を前記第一圧力から前記第二圧力に変化させた後、前記クランプ力を前記第二圧力から前記第二圧力よりも小さい第三圧力へステップ状に更に変化させる、請求項２又は７に記載の研削盤。
【請求項９】
前記チャック制御部は、前記研削負荷が低下してから所定時間経過後に、前記クランプ力を前記第一圧力から前記第二圧力へステップ状に変化させる、請求項７に記載の研削盤。
【請求項１０】
前記チャック制御部は、前記研削負荷が低下した時に、前記クランプ力を前記第一圧力から前記第二圧力へ徐々に変化させる、請求項７に記載の研削盤。
【請求項１１】
前記チャック制御部は、前記研削負荷が低下してから所定時間経過後に、前記クランプ力を前記第一圧力から前記第二圧力へ徐々に変化させる、請求項７に記載の研削盤。
【請求項１２】
前記研削盤は、焼入れ処理が施された前記工作物に対し、研削加工を行う、請求項１−１１の何れか一項に記載の研削盤。
【請求項１３】
前記研削盤は、鍛造により成形された前記工作物に対し、研削加工を行う、請求項１−１１の何れか一項に記載の研削盤。
【請求項１４】
工作物の一端部をクランプするチャックと前記工作物の他端部を支持する支持部とを有し、前記工作物を軸線周りに回転させる工作物支持装置と、
前記工作物を研削する砥石車と、
前記砥石車及び前記工作物支持装置の少なくとも一方を、前記砥石車と前記工作物支持装置とを相対的に接近又は離間する方向へ送る送り駆動装置と、
を備えた研削盤を用いた研削方法であって、
前記工作物に対し、前記砥石車による荒研削を行う荒加工工程と、
前記砥石車及び前記工作物支持装置の前記少なくとも一方の送り速度を前記荒加工工程によりも低速にした状態で、前記荒研削が行われた前記工作物に対し、前記砥石車による仕上加工を行う仕上加工工程と、
前記荒加工工程の終了時に、又は、前記仕上加工工程において、前記チャックによる前記工作物のクランプ力を第一圧力から前記第一圧力よりも小さい第二圧力へ低下させる第一クランプ力低下工程と、
を備える、研削方法。
【請求項１５】
前記仕上加工工程は、
前記荒加工工程よりも前記送り速度を低速した状態で精研削を行う第一仕上加工工程と、
前記第一仕上加工工程よりも前記送り速度を低速にした状態で微研削を行う第二仕上加工工程と、
を備え、
前記研削方法は、前記第一仕上加工工程の終了時に、又は、前記第二仕上加工工程において、前記チャックによるクランプ力を低下させる第二クランプ力低下工程と、
を備える、請求項１４に記載の研削方法。
【請求項１６】
前記研削盤は、前記砥石車による前記工作物の研削加工により発生する研削負荷を検出する研削負荷検出器を備え、
前記第一クランプ力低下工程は、前記送り速度の低下に伴って前記研削負荷が低下した時、或いは、前記研削負荷が低下した後に、前記クランプ力を前記第一圧力から前記第二圧力へ低下させる、請求項１４又は１５に記載の研削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削盤及び研削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削盤による研削加工時において、工作物は、軸線方向における両側を支持される。この点に関し、特許文献１には、主軸台センタにより工作物の一端を支持し、心押台センタにより工作物の他端を支持する技術が開示されている。また、特許文献１には、仕上研削時における心押台のセンタ押付力を、粗研削時における心押台のセンタ押付力よりも小さくすることで、センタ押付力に起因する工作物の撓みを抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−２４０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、工作物の表面を研削すると、工作物の内部に残留した応力が解放される。これに対し、研削盤において工作物の端部がチャックによりクランプされている場合、工作物の応力解放に起因する曲がりが抑制され、チャックをアンクランプすることにより、工作物に曲がりが発生する。
【０００５】
この点に関し、従来の研削加工において、研削盤は、荒加工終了後に一旦チャックのアンクランプを行い、工作物の応力解放に起因する工作物の曲がりを発生させる。その後、研削盤は、工作物に曲がりが発生した状態で工作物が支持されるように、荒加工時よりも小さな圧力でチャックによる工作物の再クランプし、仕上加工を行うことで、加工後の工作物に対する加工精度の向上を図っている。しかしながらこの場合、チャックのアンクランプ及び再クランプを行う間、研削加工を止める必要があるため、サイクルタイムが低下する。
【０００６】
本発明は、工作物に対する加工精度を維持しつつ、サイクルタイムの向上を図ることができる研削盤及び研削方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る研削盤は、工作物の一端部をクランプするチャックと前記工作物の他端部を支持する支持部とを有し、前記工作物を軸線周りに回転させる工作物支持装置と、前記工作物を研削する砥石車と、前記砥石車及び前記工作物支持装置の少なくとも一方を、前記砥石車と前記工作物支持装置とを相対的に接近又は離間する方向へ送る送り駆動装置と、前記送り駆動装置を制御し、前記砥石車による研削の進行状況に応じて前記砥石車及び前記工作物支持装置の前記少なくとも一方の送り速度を低下させる送り制御部と、前記チャックによる前記工作物のクランプ力を制御し、前記送り速度を低下させた時又は前記送り速度を低下させた後に、前記クランプ力を第一圧力から前記第一圧力よりも小さい第二圧力へ低下させるチャック制御部とを備える。
【０００８】
また、本発明に係る研削方法は、工作物の一端部をクランプするチャックと前記工作物の他端部を支持する支持部とを有し、前記工作物を軸線周りに回転させる工作物支持装置と、前記工作物を研削する砥石車と、前記砥石車及び前記工作物支持装置の少なくとも一方を、前記砥石車と前記工作物支持装置とを相対的に接近又は離間する方向へ送る送り駆動装置とを備えた研削盤を用いる。前記研削方法は、前記工作物に対し、前記砥石車による荒研削を行う荒加工工程と、前記砥石車及び前記工作物支持装置の前記少なくとも一方の送り速度を前記荒加工工程によりも低速にした状態で、前記荒研削が行われた前記工作物に対し、前記砥石車による仕上加工を行う仕上加工工程と、前記荒加工工程の終了時に、又は、前記仕上加工工程において、前記チャックによる前記工作物のクランプ力を第一圧力から前記第一圧力よりも小さい第二圧力へ低下させる第一クランプ力低下工程とを備える。
【０００９】
本発明の研削盤及び研削方法によれば、チャック制御部は、送り速度を低下させた時又は送り速度を低下させた後に、クランプ力を低下させる。これにより、工作物支持装置に支持された工作物には、応力解放に起因する曲がりが発生する。そして、研削盤は、曲がりを発生させた状態で工作物支持装置に支持された工作物を研削することにより、加工後の工作物に対する加工精度の向上を図ることができる。
【００１０】
つまり、研削盤及び研削方法は、チャックによる工作物のアンクランプ及び再クランプを行うことを回避しつつ、応力解放に起因する曲がりを発生させた状態で工作物支持装置に支持された工作物に対し、研削を行うことができる。よって、研削盤及び研削方法は、工作物に対する加工精度を維持しつつ、サイクルタイムの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態における研削盤の平面図である。
【図２】制御装置のブロック図である。
【図３】制御装置により実行される研削加工処理を示すフローチャートである。
【図４】砥石車の送り速度の低下のタイミングと、チャックによる工作物のクランプ力の低下のタイミングとの関係を示すグラフである。
【図５】第一変形例における砥石車の送り速度の低下のタイミングと、チャックによる工作物のクランプ力の低下のタイミングとの関係を示すグラフである。
【図６】第二変形例における砥石車の送り速度の低下のタイミングと、チャックによる工作物のクランプ力の低下のタイミングとの関係を示すグラフである。
【図７】第三変形例における研削負荷の低下のタイミングと、チャックによる工作物のクランプ力の低下のタイミングとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る研削盤及び研削方法を適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である研削盤１の概略を説明する。
【００１３】
（１．研削盤１の構成）
図１に示すように、研削盤１は、円筒状の工作物Ｗを回転させながら研削加工を行う砥石台トラバース型の研削盤である。研削盤１は、ベッド２と、工作物支持装置１０と、砥石車２０と、砥石台３０と、テーブル４０と、テーブル駆動装置５０と、送り駆動装置６０と、クーラント供給装置７０と、定寸装置８０と、制御装置１００（図２参照）とを主に備える。
【００１４】
ベッド２は、研削盤１の基台となる部位である。ベッド２には、研削条件等に関する各種パラメータが入力される操作盤３が設けられ、操作盤３は、作業者により操作される。工作物支持装置１０は、円筒状に形成された長尺の工作物Ｗの軸線方向（図１左右方向）両端部を支持しつつ、工作物Ｗを軸線周りに回転させる。工作物支持装置１０は、主軸台１１と、心押台１２とを主に備える。
【００１５】
主軸台１１は、工作物Ｗの軸線方向一端側（図１右側の端部）を回転可能に支持する。主軸台１１は、ハウジングとしての主軸台本体１３と、主軸台本体１３に回転可能に、且つ、Ｚ軸方向へ移動可能に支持されるマスタ主軸１４と、マスタ主軸１４をＺ軸方向へ移動させるマスタ移動装置１５とを備える。なお、主軸台１１には、マスタ主軸１４を回転駆動するマスタモータ１１ａが設けられる。また、マスタ主軸１４には、工作物Ｗの軸線方向一端側の端面を支持する支持部としての主軸センタ１４ａと、工作物Ｗの軸線方向一端側における外周面をクランプするチャック１４ｂとが設けられる。チャック１４ｂは、マスタ主軸１４に取り付けられるチャック本体と、チャック本体に旋回可能又はスライド可能に設けられる複数の爪と、複数の爪を開閉させるシリンダ装置とを備える。チャック１４ｂは、複数の爪の先端を径方向へ移動させることで、工作物Ｗのクランプ又はアンクランプを行う。
【００１６】
マスタ移動装置１５は、スライダ１５ａと、スライダ駆動装置１５ｂと、フローティングジョイント１５ｃとを備える。スライダ１５ａは、ベッド２に対し、Ｚ軸方向へ移動可能に設けられる。そして、ベッド２の上面には、Ｚ軸方向へ延びるガイド１５ｄが設けられ、スライダ１５ａは、ガイド１５ｄに案内されながらＺ軸方向へ移動する。スライダ駆動装置１５ｂは、スライダ１５ａをＺ軸方向へ送るねじ送り装置である。フローティングジョイント１５ｃは、スライダ１５ａとマスタ主軸１４とを連結し、マスタ主軸１４は、スライダ１５ａのＺ軸方向への移動に伴ってＺ軸方向へ移動し、ジョイント１５ｃに対するマスタ主軸１４の回転を許容する。
【００１７】
心押台１２は、ハウジングとしての心押台本体１６と、心押台本体１６に回転可能に、且つ、Ｚ軸方向へ移動可能に支持されるスレーブ主軸１７と、スレーブ主軸１７をＺ軸方向へ移動させるスレーブ移動装置１８とを主に備える。なお、心押台１２には、スレーブ主軸１７を回転させるスレーブモータ１２ａが設けられる。さらに、スレーブ主軸１７には、工作物Ｗの軸線方向他端側（図１左側の端部）の端面を支持する支持部としての心押センタ１７ａが設けられる。
【００１８】
スレーブ移動装置１８は、スライダ１８ａと、スライダ駆動装置１８ｂと、スプリング１８ｃとを備える。スライダ１８ａは、ベッド２に対し、Ｚ軸方向へ移動可能に設けられる。そして、ベッド２の上面には、Ｚ軸方向へ延びるガイド１８ｄが設けられ、スライダ１８ａは、ガイド１８ｄに案内されながらＺ軸方向へ移動する。スライダ駆動装置１８ｂは、ベッド２に対してスライダ１８ａをＺ軸方向へ送るねじ送り装置である。
【００１９】
スプリング１８ｃは、スライダ１８ａとジョイント１８ｅとの間に設けられる。スレーブ移動装置１８は、スライダ１８ａを工作物Ｗに対して近づく方向へ移動させると、スプリング１８ｃを圧縮させながらスレーブ主軸１７を工作物Ｗに近づく方向へ移動させる。なお、スレーブ移動装置１８には、スライダ１８ａとジョイント１８ｅとを連結するストッパロッド１８ｆが設けられ、スライダ１８ａが工作物Ｗから離れる方向へ移動すると、ジョイント１８ｅは、スレーブ主軸１７の回転を許容しつつ、スライダ１８ａに追従しながらスレーブ主軸１７と共に工作物Ｗから離れる方向（Ｚ軸方向）へ移動する。
【００２０】
そして、工作物支持装置１０は、マスタ移動装置１５及びスレーブ移動装置１８を用いて主軸センタ１４ａ及び心押センタ１７ａによるセンタ支持力を調整することにより、センタ支持力に起因する工作物Ｗの撓みの発生を抑制できる。
【００２１】
砥石車２０は、工作物支持装置１０に支持された工作物Ｗを研削する。砥石台３０には、砥石軸部材３１と、砥石車モータ３２とが設けられる。砥石軸部材３１は、砥石台３０に対し、Ｚ軸に平行な回転軸線回りに回転可能に支持され、砥石車２０は、砥石軸部材３１の一端に対し、砥石軸部材３１と一体回転可能に設けられる。砥石車モータ３２は、ベルト・プーリ機構３３を介して砥石軸部材３１を回転駆動し、砥石車２０を回転させる。
【００２２】
さらに、砥石台３０の上面には、砥石車２０を覆う砥石覆い３４が設けられる。砥石覆い３４は、クーラント供給装置７０から砥石車２０へ向けて供給されるクーラントの飛散を防止する。また、研削盤１には、砥石車モータ３２の電流値を検出する研削負荷検出器３５が設けられる。つまり、研削盤１は、砥石車モータ３２の電流値を研削負荷とみなして検出することにより、砥石車２０による工作物Ｗの研削加工時に発生する研削負荷を検出する。
【００２３】
テーブル４０は、砥石台３０を支持する。テーブル駆動装置５０は、ベッド２に対し、テーブル４０をＺ軸方向へ送るねじ送り装置である。送り駆動装置６０は、テーブル４０に対し、砥石台３０をＸ軸方向へ送るねじ送り装置である。研削盤１は、テーブル４０に対して砥石台３０をＸ軸方向へ送ることにより、工作物支持装置１０に支持された工作物Ｗと砥石車２０とを相対的に接近又は離間させることができる。また、送り駆動装置６０には、Ｘ軸方向における砥石台３０の位置を検出するエンコーダ６１（図２参照）が設けられている。
【００２４】
クーラント供給装置７０は、クーラント貯留槽７１と、ポンプ７２と、クーラント用ノズル７３とを備える。クーラント貯留槽７１及びポンプ７２は、ベッド２上に設置され、クーラント用ノズル７３は、砥石覆い３４に取り付けられる。クーラント供給装置７０は、クーラント貯留槽７１に貯留されたクーラントをポンプ７２で汲み出し、ポンプ７２に配管接続されたクーラント用ノズル７３にクーラントを送出する。定寸装置８０は、ベッド２の上面に設けられる。定寸装置８０は、工作物Ｗの外径を測定する際に用いる。
【００２５】
制御装置１００は、工作物回転制御部１１０と、砥石車回転制御部１２０と、トラバース制御部１３０と、送り制御部１４０と、チャック制御部１５０と、センタ支持制御部１６０とを備える。
【００２６】
工作物回転制御部１１０は、マスタモータ１１ａ及びスレーブモータ１２ａを駆動制御し、工作物支持装置１０に支持された工作物Ｗの回転及び回転停止を行う。砥石車回転制御部１２０は、砥石車モータ３２を駆動制御し、砥石車２０の回転及び回転停止を行う。トラバース制御部１３０は、テーブル駆動装置５０に設けられたテーブルモータ５１を駆動制御し、テーブル４０をＺ軸方向へ移動させる。
【００２７】
送り制御部１４０は、送り駆動装置６０に設けられた送りモータ６２を駆動制御し、砥石台３０及び砥石車２０をＸ軸方向へ送る。また、送り制御部１４０は、速度指令部１４１と、速度算出部１４２とを備える。速度指令部１４１には、目標とする砥石台３０の送り速度（以下「目標送り速度」と称する）が設定される。また、速度算出部１４２は、エンコーダ６１から出力された位置信号を微分することで、所定時間内で砥石台３０が移動した距離を求め、砥石台３０の送り速度を算出する。そして、送り制御部１４０は、送り速度が目標送り速度と一致するように送り速度のフィードバック制御を行いながら、送りモータ６２の速度制御を行う。
【００２８】
チャック制御部１５０は、チャック１４ｂによる工作物Ｗのクランプ力を制御する。具体的に、チャック１４ｂには、圧油を吐出するポンプと、圧油をシリンダ装置のクランプ室又はアンプランプ室へ選択的に供給する切替弁と、圧油の圧力を制御する減圧弁とが設けられ、チャック制御部１５０は、減圧弁の圧力を制御することにより、クランプ力を制御する。そして、後述するように、チャック制御部１５０は、砥石台３０の送り速度に応じてチャック１４ｂによるクランプ力を変化させる。センタ支持制御部１６０は、マスタ移動装置１５のスライダ駆動装置１５ｂ及びスレーブ移動装置１８のスライダ駆動装置１８ｂを駆動制御し、主軸センタ１４ａ及び心押センタ１７ａによるセンタ支持力を制御する。
【００２９】
（２．研削加工処理について）
次に、図３を参照して、制御装置１００により実行される研削加工処理について説明する。この研削加工処理は、研削盤１による工作物Ｗの研削加工を行う際に実行される処理であり、送り制御部１４０は、砥石車２０による研削の進行状況に応じて砥石車２０（砥石台３０）の送り速度を低下させる。
【００３０】
図３に示すように、研削盤１は、研削加工処理での最初の処理として、予め焼入れ処理が施された工作物Ｗに対して荒研削を行う荒加工工程（Ｓ１）を実行する。なお、研削盤１は、定寸装置８０により工作物Ｗの外径を測定しながら研削加工を行い、荒加工工程（Ｓ１）は、工作物Ｗの外径が予め設定された精研径に到達するまで実行される。
【００３１】
そして、工作物Ｗの外径が精研径に到達すると、研削盤１は、工作物Ｗに対して精研削を行う第一仕上加工工程（Ｓ２）へ移行する。第一仕上加工工程（Ｓ２）において、送り制御部１４０は、も砥石台３０の目標送り速度を、荒加工工程（Ｓ１）での目標送り速度より低下させる。その結果、第一仕上加工工程（Ｓ２）において、砥石台３０の送り速度は、荒加工工程（Ｓ１）よりも低下し、切込量は、荒加工工程（Ｓ１）よりも小さくなる。続けて、研削盤１は、工作物Ｗの外径が予め設定された微研径に到達するまで第一仕上加工工程（Ｓ２）を実行する。
【００３２】
そして、工作物Ｗの外径が微研径に到達すると、研削盤１は、工作物Ｗに対して微研削を行う第二仕上加工工程（Ｓ３）へ移行する。第二仕上加工工程（Ｓ３）において、送り制御部１４０は、砥石台３０の目標送り速度を、第一仕上加工工程（Ｓ２）での目標送り速度よりも低下させる。その結果、第二仕上加工工程（Ｓ３）において、砥石台３０の送り速度は、第一仕上加工工程（Ｓ２）よりも低下し、切込量は、第一仕上加工工程（Ｓ２）よりも小さくなる。そして、研削盤１は、工作物Ｗの外径が予め設定された仕上径に到達するまで第二仕上加工工程（Ｓ３）を実行する。
【００３３】
そして、工作物Ｗの外径が仕上径に到達すると、研削盤１は、工作物Ｗに対してスパークアウトを行うスパークアウト工程（Ｓ４）へ移行する。なお、スパークアウト工程（Ｓ４）において、研削盤１は、砥石台３０の送りを停止させた状態で砥石車２０を回転させる。
【００３４】
ここで、工作物支持装置１０は、主軸センタ１４ａ及び心押センタ１７ａにより工作物Ｗの軸線方向両側の端面を支持しつつ、チャック１４ｂにより工作物Ｗの軸線方向一端側における外周面を支持する。この点に関し、主軸センタ１４ａ及び心押センタ１７ａは、工作物Ｗの両端面を単純支持するものであるため、砥石車２０を工作物Ｗに押し当てながら研削加工を行う際に、工作物Ｗの撓みを十分に抑制することができない。
【００３５】
これに対し、チャック１４ｂは、主軸センタ１４ａ及び心押センタ１７ａと比べて、工作物Ｗに対する接触面積が大きく、工作物Ｗを外周面から固定支持するものである。よって、工作物Ｗは、少なくともチャック１４ｂにより外周面を支持された範囲において、工作物Ｗの変位が抑制される。そして、チャック１４ｂは、工作物Ｗを強固に支持することにより、工作物Ｗが撓むことを抑制できる。その結果、研削盤１は、砥石車２０を工作物Ｗに強く押し当てながら研削加工を行う際に工作物Ｗが撓むことを抑制できるので、工作物Ｗに対する加工精度の向上を図ることができる。
【００３６】
なお、予め焼入れ処理が施された工作物Ｗに研削加工を行う場合、工作物Ｗの表面を研削することにより、工作物Ｗの内部に残留する応力が解放される。この点に関して、工作物Ｗは、内部応力が解放されることで曲がりが発生しやすくなるのに対し、工作物Ｗがチャック１４ｂによって強固に支持された状態では、応力解放に起因する工作物Ｗの曲がりが抑制される。よって、研削盤１は、応力解放に起因する曲がりが発生した状態で研削加工を行い、加工後の工作物Ｗに対する加工精度を維持する必要がある。
【００３７】
これに対し、チャック制御部１５０は、砥石車２０（砥石台３０）の送り速度を低下させた時に、チャック１４ｂによる工作物Ｗのクランプ力を低下させる。これにより、工作物支持装置１０に支持された工作物Ｗには、荒研削により解放された内部応力に起因する曲がりが発生する。そして、研削盤１は、工作物支持装置１０に対し、曲がりが発生した状態で支持された工作物Ｗを研削する。これにより、研削盤１は、研削加工後の工作物Ｗに対する加工精度の向上を図ることができる。
【００３８】
（３．砥石台３０の送り速度とチャック１４ｂによる工作物Ｗのクランプ力との関係）
ここで、図４を参照しながら、砥石車２０（砥石台３０）の送り速度と、チャック１４ｂのクランプ力との関係について説明する。なお、図４に示すグラフにおいて、荒加工工程（Ｓ１）が終了した時間をｔ１、第一仕上加工工程（Ｓ２）が終了した時間をｔ２、第二仕上加工工程（Ｓ３）が終了した時間をｔ３とし、荒加工工程（Ｓ１）におけるチャック１４ｂのクランプ力を第一圧力Ｐ１とする。
【００３９】
図４に示すように、送り制御部１４０は、荒加工工程（Ｓ１）において、工作物Ｗの外径が精研径に到達すると、荒加工工程から第一仕上加工工程に移行すべく、砥石車２０（砥石台３０）の送り速度を低下させる。これに伴い、チャック制御部１５０は、砥石台３０の送り速度の低下に伴い、チャック１４ｂによる工作物Ｗのクランプ力を、第一圧力Ｐ１から第二圧力Ｐ２（Ｐ１＞Ｐ２）へ低下させる（第一クランプ力低下工程）。
【００４０】
ここで、荒研削を行った工作物Ｗには、内部応力の解放に起因する曲がりが発生する。つまり、研削加工の前処理として焼入れ処理を行った工作物Ｗは、研削加工が行われることで工作物Ｗの内部の残留する応力が解放される。しかしながら、一定以上のクランプ力で工作物Ｗがチャック１４ｂにクランプされた状態では、内部応力の解放に起因する工作物Ｗの曲がりが抑制される。
【００４１】
また、研削盤１は、荒加工工程における切込量が大きい分、チャック１４ｂによる工作物Ｗのクランプ力を大きくする必要がある。一方、第一仕上加工工程（Ｓ２）における切込量は、荒加工工程（Ｓ１）における切込量よりも小さく、工作物Ｗに加わる研削負荷が軽減される。そこで、チャック制御部１５０は、第一仕上加工工程において、第一仕上加工工程（Ｓ２）で必要とされるクランプ力を維持しつつ、荒加工工程（Ｓ１）よりもチャック１４ｂによる工作物Ｗのクランプ力を低下させる。そして、研削盤１は、曲がりが生じた状態で工作物支持装置１０に支持された工作物Ｗに対し、精研削を行う。
【００４２】
また、送り制御部１４０は、第一仕上加工工程（Ｓ２）において、工作物Ｗの外径が微研径に到達すると、第一仕上加工工程（Ｓ２）から第二仕上加工工程（Ｓ３）に移行すべく、砥石車２０（砥石台３０）の送り速度を、第二圧力Ｐ２から第三圧力Ｐ３（Ｐ２＞Ｐ３）へ低下させる（第二クランプ力低下工程）。そして、チャック制御部１５０は、砥石車２０の送り速度の低下に伴い、チャック１４ｂによる工作物Ｗのクランプ力を低下させる。また、送り制御部１４０は、工作物Ｗの外径が仕上径に到達すると、スパークアウト工程（Ｓ４）に移行すべく、砥石台３０の送りを停止させる。これに伴い、そして、チャック制御部１５０は、砥石台３０の送り速度の低下に伴い、チャック１４ｂによる工作物Ｗのクランプ力を更に低下させる。
【００４３】
このように、研削盤１は、チャック１４ｂによるクランプ力を複数回に分けてステップ状に低下させる。これにより、研削盤１は、一回あたりのクランプ力の低下量を小さくすることができるので、クランプ力の低下に伴う研削加工への悪影響（研削焼けの発生等）を抑制できる。
【００４４】
以上説明したように、チャック制御部１５０は、砥石車２０（砥石台３０）の送り速度を低下させた時に、チャック１４ｂによる工作物Ｗのクランプ力を低下させる。これにより、研削盤１は、工作物支持装置１０に支持された工作物Ｗにおいて、応力解放に起因する曲がりを発生させることができる。そして、研削盤１は、曲がりを発生させた状態で工作物支持装置１０に支持された工作物Ｗを研削することにより、加工後の工作物Ｗに対する加工精度の向上を図ることができる。
【００４５】
つまり、研削盤１は、チャック１４ｂによる工作物Ｗのアンクランプ及び再クランプを行うことを回避しつつ、応力解放に起因する曲がりを発生させた状態で工作物支持装置１０に支持された工作物Ｗに対し、研削を行うことができる。よって、研削盤１は、工作物Ｗに対する加工精度を維持しつつ、サイクルタイムの向上を図ることができる。
【００４６】
また、本実施形態において、研削盤１は、焼入れ処理を施した工作物Ｗに対し、研削加工を行う。焼入れ処理が施された工作物Ｗは、内部に残留する内部応力が大きく、応力解放された際に工作物Ｗに発生する曲がりが大きくなる可能性がある。これに対し、研削盤１は、砥石車２０（砥石台３０）の送り速度を低下させた時に、チャック１４ｂによる工作物Ｗのクランプ力を低下させる。よって、研削盤１は、工作物Ｗに対する加工精度を向上させることができる。なお、鍛造により成形された工作物Ｗにおいても、内部に残留する応力が大きいことから、研削盤１は、鍛造により成形された工作物Ｗに対して研削加工を行う場合においても、工作物Ｗに対する加工精度を向上させることができる。
【００４７】
＜４．変形例＞
次に、チャック１４ｂによるクランプ力を低下させるタイミングについての変形例を説明する。最初に、図５を参照しながら、第一変形例について説明する。
【００４８】
図５に示すように、第一変形例において、チャック制御部１５０は、砥石台３０の送り速度を低下させてから所定時間経過後に、チャック１４ｂによる工作物Ｗのクランプ力を低下させる。即ち、工作物支持装置１０に支持された工作物Ｗに加わる研削負荷は、砥石台３０の送り速度を低下させた直後に上昇するおそれがある。
【００４９】
これに対し、研削盤１は、荒加工工程（Ｓ１）を終了してから所定時間経過後、即ち、第一仕上加工工程（Ｓ２）において、チャック１４ｂによる工作物Ｗのクランプ力を第一圧力Ｐ１から第二圧力Ｐ２に低下させる。同様に、研削盤１は、第一仕上加工工程（Ｓ２）を終了してから所定時間経過後、つまり、第二仕上加工工程（Ｓ３）において、チャック１４ｂによる工作物Ｗのクランプ力を第二圧力Ｐ２から第三圧力Ｐ３に低下させる。
【００５０】
このように、研削盤１は、砥石車２０（砥石台３０）の送り速度を低下させた後、研削負荷が確実に低下するのを待ってから工作物Ｗのクランプ力を低下させることで、工作物Ｗを安定的に保持することができる。その結果、研削盤１は、クランプ力の低下に伴う研削加工への悪影響を抑制できる。
【００５１】
続いて、図６を参照して、第二変形例について説明する。図６に示すように、研削盤１は、荒加工工程（Ｓ１）を終了し、砥石車２０（砥石台３０）の送り速度を低下させた時に、チャック１４ｂによるクランプ力を第一圧力Ｐ１から第二圧力Ｐ２へ徐々に低下させる。具体的に、チャック制御部１５０は、第一仕上加工工程（Ｓ２）を開始してから第二仕上加工工程（Ｓ３）を終了するまでの間、チャック１４ｂによる工作物Ｗを徐々に低下させる。この場合、研削盤１は、クランプ力の低下に伴う研削加工への悪影響を抑制できるので、工作物Ｗに対する加工精度の向上を図ることができる。
【００５２】
なお、上記第二変形例において、チャック制御部１５０は、チャック１４ｂによるクランプ力を一定の割合で低下させているが、これに限られるものではなく、時間の経過と共にクランプ力の低下率を変化させてもよい。
【００５３】
次に、図７を参照して、第三変形例について説明する。第三変形例において、研削盤１は、研削加工中に発生する研削負荷を検出し、砥石車２０（砥石台３０）の送り速度の低下に伴って研削負荷が低下した時に、チャック１４ｂによる工作物Ｗのクランプ力を低下させる。ここで、研削負荷の検出方法としては、第三変形例では、研削負荷検出器３５（図２参照）が検出する砥石車モータ３２の電流値を研削負荷とみなし、チャック制御部１５０は、研削負荷検出器３５が検出した研削負荷の値（電流値）が低下した時に、チャック１４ｂによる工作物Ｗのクランプ力を低下させる。なお、研削負荷を検出する他の方法としては、マスタモータ１１ａや送りモータ６２の電流値を検出し、その検出値を研削負荷とみなす方法が例示される。
【００５４】
具体的に、送り制御部１４０は、荒加工工程（Ｓ１）において、工作物Ｗの外径が精研径に到達すると、荒加工工程から第一仕上加工工程に移行すべく、砥石車２０（砥石台３０）の送り速度を低下させる。これに伴い、チャック制御部１５０は、砥石台３０の送り速度の低下に伴って研削負荷が低下すると、チャック１４ｂによる工作物Ｗのクランプ力を、第一圧力Ｐ１から第二圧力Ｐ２へ低下させる。
【００５５】
また、送り制御部１４０は、第一仕上加工工程（Ｓ２）において、工作物Ｗの外径が微研径に到達すると、第一仕上加工工程（Ｓ２）から第二仕上加工工程（Ｓ３）に移行すべく、砥石車２０（砥石台３０）の送り速度を、第二圧力Ｐ２から第三圧力Ｐ３へ低下させる。そして、チャック制御部１５０は、砥石車２０の送り速度の低下に伴って研削負荷が低下すると、チャック１４ｂによる工作物Ｗのクランプ力を低下させる。また、送り制御部１４０は、工作物Ｗの外径が仕上径に到達すると、スパークアウト工程（Ｓ４）に移行すべく、砥石台３０の送りを停止させる。これに伴い、そして、チャック制御部１５０は、砥石台３０の送り速度の低下に伴って研削負荷が低下すると、チャック１４ｂによる工作物Ｗのクランプ力を更に低下させる。
【００５６】
このように、研削盤１は、研削負荷の低下に伴い、チャック１４ｂによるクランプ力を複数回に分けてステップ状に低下させる。これにより、研削盤１は、一回あたりのクランプ力の低下量を小さくすることができるので、クランプ力の低下に伴う研削加工への悪影響（研削焼けの発生等）を抑制できる。
【００５７】
また、研削盤１は、研削負荷の低下に伴ってチャック１４ｂによるクランプ力を低下させるので、チャック１４ｂによるクランプ力の低下に伴う研削加工への悪影響を抑制できる。よって、研削盤１は、工作物Ｗに対する加工精度の向上を図ることができる。
【００５８】
なお、上記した第三変形例において、チャック制御部１５０が、研削負荷が低下したときにクランプ力を低下させる場合について説明したが、チャック制御部１５０は、研削負荷が低下してから所定時間経過後に、クランプ力を低下させてもよい。この場合、研削盤１は、研削負荷が確実に低下するのを待ってから工作物Ｗのクランプ力を低下させることで、工作物Ｗを安定的に保持することができる。その結果、研削盤１は、クランプ力の低下に伴う研削加工への悪影響を抑制できる。
【００５９】
さらに、上記した第三変形例において、チャック制御部１５０が、研削負荷が低下したときにクランプ力をステップ状に低下させる場合について説明したが、チャック制御部１５０は、研削負荷が低下した時に、チャック１４ｂによるクランプ力を第一圧力Ｐ１から第二圧力Ｐ２へ徐々に低下させてもよい。この場合、研削盤１は、クランプ力の低下に伴う研削加工への悪影響を抑制できるので、工作物Ｗに対する加工精度の向上を図ることができる。
【００６０】
なお、研削加工時に発生する研削負荷は、砥石車２０（砥石台３０）の送り速度の変化に応じて変化するだけでなく、クーラント用ノズル７３からのクーラントの流量に応じて変化する。よって、研削盤１は、クーラント供給装置７０がクーラントの供給量を減らす時に、チャック１４ｂによるクランプ力を低下させてもよい。
【００６１】
＜５．その他＞
以上、上記実施形態及び各変形例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態及び各変形例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記実施形態において、チャック１４ｂが主軸台１１にのみ設けられる場合を例に挙げて説明したが、主軸台１１及び心押台１２の双方にチャック１４ｂを設けてもよい。
【００６２】
上記実施形態では、定寸装置８０で工作物Ｗの外径を計測しながら研削加工を行い、工作物Ｗの外径が所定値に到達した場合に、砥石台３０の送り速度を低下させる場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、研削盤１は、工作物支持装置１０に対する砥石車２０（砥石台３０）の相対位置をエンコーダ６１で検出しながら研削加工を行い、工作物支持装置１０に対する砥石車２０の相対位置が所定位置（工作物Ｗの外径が精研径、微研径又は仕上径となる位置）に到達した場合に、砥石台３０の送り速度を低下させてもよい。
【００６３】
なお、本変形例において、研削盤１は、送り駆動装置６０の電流値を研削抵抗とみなす場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、研削盤１は、研削抵抗に応じて変動する送り駆動装置６０の動力値であれば、電流値以外の動力値を研削抵抗とみなし、その動力値に基づく送り駆動装置６０の駆動制御を行ってもよい。なお、電流値以外の動力値としては、電圧値、電力等が例示される。
【００６４】
上記した実施形態では、工作物支持装置１０がベッド２に対し、Ｘ軸方向へのみ移動する場合について説明したが、研削盤１は、工作物支持装置１０をベッド２に対してＸ軸方向へ案内する案内装置を設け、工作物支持装置１０を砥石車２０に対して相対的に接近及び離間する方向へ移動可能な構成としてもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、テーブル駆動装置５０及び送り駆動装置がねじ送り装置である場合について説明したが、ねじ送り装置の代わりにシャフトモータを用いてもよい。また、上記実施形態において、研削盤１が砥石台トラバース型の研削盤である場合を例に挙げて説明したが、テーブルトラバース型の研削盤に本発明を適用することも可能である。
【００６６】
本実施形態において、チャック１４ｂが、工作物Ｗの一端部を外周面からクランプする場合について説明したが、チャック１４ｂは、筒状に形成された工作物Ｗの一端部を内周面からクランプするものであってもよい。この場合においても、工作物Ｗは、チャック１４ｂにクランプされた範囲において、固定的に支持されるので、荒加工時に工作物Ｗの内部応力が解放されたとしても、工作物Ｗに曲がりが発生することを抑制できる。
【符号の説明】
【００６７】
１：研削盤、  １０：工作物支持装置、  １４ａ：主軸センタ（支持部）、  １４ｂ：チャック、  １７ａ：心押センタ、  ２０：砥石車、  ６０：送り駆動装置、  １４０：送り制御部、  １５０：チャック制御部、  Ｐ１：第一圧力、  Ｐ２：第二圧力、  Ｐ３：第三圧力、  Ｗ：工作物
【図１】
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【図２】
2020044618.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020044618.tif 000008
【図７】
2020044618.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月28日(2018.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
送り制御部１４０は、送り駆動装置６０に設けられた送りモータ６２を駆動制御し、砥石台３０及び砥石車２０をＸ軸方向へ送る。また、送り制御部１４０は、速度指令部１４１と、速度算出部１４２とを備える。速度指令部１４１には、目標とする砥石台３０の送り速度（以下「目標送り速度」と称する）が設定される。また、速度算出部１４２は、エンコーダ６１から出力された位置信号を微分することで、砥石台３０の送り速度を算出する。そして、送り制御部１４０は、送り速度が目標送り速度と一致するように送り速度のフィードバック制御を行いながら、送りモータ６２の速度制御を行う。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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