(57)【要約】【課題】研削加工が良好に施されたか否かを、容易に判定することのできる方法を提供する。【解決手段】メインブラシ４１と、メインブラシ４１よりも先端部を後退させたチェックブラシ４２とを有し、先端部に段差５１を形成し、その段差量を、所定回数の研削加工を良好に施した場合のメインブラシ４１の推定摩耗量以下とした研削ブラシ２０を用いて研削加工を施した後、研削ブラシ２０の先端部の段差５１の有無を確認することにより、被加工物の研削不足の有無を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインブラシと、メインブラシよりも先端部を後退させたチェックブラシとを有し、メインブラシの先端部とチェックブラシの先端部との間に段差を形成し、その段差量を、所定回数の研削加工を良好に施した場合のメインブラシの推定摩耗量以下とした研削ブラシを用いて、被加工物の研削状態の良否を判定するための方法であって、
前記研削ブラシで被加工物に所定回数の研削加工を施した後、研削ブラシの先端部の前記段差の有無を確認することにより、研削不足の有無を判定する研削加工状態の良否判定方法。
【請求項２】
前記研削ブラシに、被加工物にマーキング可能なマーキング手段をさらに設け、該マーキング手段を、メインブラシの先端部から、メインブラシと被加工物との当接量の適正範囲の上限値の分だけ後退した位置に配し、
前記研削ブラシで被加工物に研削加工を施した後、被加工物にマーキング手段によるマークが付いているか否かを確認することにより、過研削の有無を判定する請求項１記載の研削加工状態の良否判定方法。
【請求項３】
メインブラシと、メインブラシよりも先端部を後退させ、メインブラシの先端部との間に段差を形成し、その段差量を、所定回数の研削加工を良好に施した場合のメインブラシの推定摩耗量以下としたチェックブラシと、メインブラシの先端部から、メインブラシと被加工物との当接量の適正範囲の上限値の分だけ後退した位置に配され、被加工物にマーキング可能なマーキング手段とを有する研削ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バリ取り加工や表面研磨等の研削加工を施すにあたり、被加工物の研削加工状態の良否を判定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被加工物にバリ取り加工や表面研磨等の研削加工を施す方法として、研削ブラシを用いた方法が公知である（例えば、特許文献１参照）。例えば図４に示す研削装置（バリ取り装置）１００は、回転軸１１０を有するスピンドル１１１と、回転軸１１０に接続された研削ブラシ１２０とを有する。研削ブラシ１２０は、円盤状のブラシボディ１３０と、ブラシボディ１３０から下方に延びたブラシ素線群１４０とを有する。この研削装置１００のスピンドル１１１を回転駆動して研削ブラシ１２０を回転させた状態で、研削ブラシ１２０を、ブラシ素線群１４０を被加工物Ｗの角部に生じたバリＢに接触させながら、被加工物Ｗ上を通過させることにより、バリＢが除去される。
【０００３】
この場合、図５（ａ）に示すように、ブラシ素線群１４０と被加工物Ｗとの当接量Ｔが小さすぎると（最悪の場合、研削ブラシ１２０が空振りすると）、研削が十分に（あるいは全く）施されず、被加工物ＷにバリＢが残る恐れがある（図５（ｂ）参照）。一方、図６（ａ）に示すように当接量Ｔが大きすぎると、被加工物ＷのバリＢ以外の部分が過剰に研削されて、被加工物Ｗの寸法精度が低下する恐れがある（図６（ｂ）参照）。図７（ａ）に示すように、当接量Ｔを適正範囲内に設定すれば、被加工物Ｗの寸法精度を低下させることなく、バリＢを完全に除去することができる（図７（ｂ）参照）。
【０００４】
しかし、研削加工の開始当初は当接量Ｔが適正範囲内に設定されていても、研削加工を繰り返すことによりブラシ素線群１４０が摩耗して短くなるため（図８（ａ）参照）、ブラシ素線群１４０と被加工物Ｗとの当接量Ｔが過小となり、加工不足を生じる恐れがある。このため、所定回数の研削加工ごとに摩耗した分だけ研削ブラシ１２０を下方へ送り、ブラシ素線群１４０と被加工物Ｗとの当接量Ｔを補う必要がある（図８（ｂ）参照）。
【０００５】
このとき、研削ブラシの送り量が適正でないと、ブラシ素線群１４０と被加工物Ｗとの当接量Ｔが適正範囲外となり、研削不足（図５（ｂ）参照）や過研削（図６（ｂ）参照）等の研削不良を生じる恐れがある。このため、被加工物の加工状態を適宜確認し、研削加工状態が不良であれば研削ブラシの送り量を補正する必要がある。
【０００６】
被加工物の研削状態を確認する方法として、例えば、特許文献２では、被加工物（工作物Ｗ）及び研削工具（砥石車６０）のそれぞれの半径寸法から研削残量を算出し、この研削残量が適正範囲内であるか否かによって研削状態の良否を判別している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１４２８３７号公報
【特許文献２】特開平５−２７４０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記特許文献２のような方法で被加工物の研削状態の良否を確認する場合、被加工物及び研削工具の研削による微小な寸法変化を測定可能な装置が必要となり、研削装置の大型化及びコスト高を招く。
【０００９】
また、上記特許文献２の方法で「研削不良」と判別された場合でも、その不良が研削加工に起因するものかどうかを判別することはできない。例えば、研削工程より前の加工工程で加工不良が発生し、被加工物が所定の寸法精度で加工されなかった場合でも、「研削不良」と判別されてしまい、研削ブラシの送り量を適切に補正することができない恐れがある。
【００１０】
本発明の解決すべき課題は、被加工物に研削不良が生じているか否かを容易に判定することができ、かつ、その判定結果が研削加工に起因するものである研削加工状態の良否判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明は、メインブラシと、メインブラシよりも先端部を後退させたチェックブラシとを有し、メインブラシの先端部とチェックブラシの先端部との間に段差を形成し、その段差量を、所定回数の研削加工を良好に施した場合のメインブラシの推定摩耗量以下とした研削ブラシを用いて、被加工物の研削状態の良否を判定するための方法であって、前記研削ブラシで被加工物に所定回数の研削加工を施した後、研削ブラシの先端部の前記段差の有無を確認することにより、研削不足の有無を判定する研削加工状態の良否判定方法を提供する。
【００１２】
例えば、研削加工を行う際に研削ブラシと被加工物とが接触せず、研削ブラシが空振りする状態であれば、研削加工終了後もメインブラシは摩耗せず、研削ブラシの先端部に段差が残る。一方、研削ブラシが被加工物に十分に接触し、正常な研削が繰り返されると、メインブラシが摩耗してチェックブラシの先端部との差が小さくなり、ついには研削ブラシの先端部の段差が無くなる。さらに摩耗が進むと、メインブラシと共にチェックブラシも摩耗し、所定回数の研削加工終了後は研削ブラシの先端部の段差が無くなった状態となっている。すなわち、研削ブラシの先端部の段差が残っていれば研削不足が生じているとみなすことができ、段差が無くなっていれば研削不足は生じていないとみなすことができる。研削ブラシの先端部の段差の有無は目視等により容易に確認することができるため、例えば別途の測定装置で摩耗量を測定する場合と比べてはるかに簡単に良否判定を行うことができる。また、研削ブラシの状態（段差の有無）で加工状態の良否を判定するため、たとえ研削加工以外の工程で加工不良が生じても判定結果に影響せず、判定結果は必ず研削ブラシによる研削加工に起因するものとみなすことができる。
【００１３】
前記研削ブラシに、被加工物にマーキング可能なマーキング手段をさらに設け、該マーキング手段を、メインブラシの先端部から、メインブラシと被加工物との当接量の適正範囲の上限値の分だけ後退した位置に配すれば、前記研削ブラシで被加工物に研削加工を施した後、被加工物にマーキング手段によるマークが付いているか否かを確認することにより、過研削の有無を判定することができる。すなわち、研削ブラシと被加工物との当接量が適正範囲内である場合は、研削ブラシのうち、メインブラシのみ（あるいはメインブラシ及びチェックブラシ）が被加工物に接触し、マーキング手段は被加工物に接触せず、被加工物にマーキング手段によるマークは付けられない。一方、研削ブラシと被加工物との当接量が適正範囲の上限値より大きい場合は、マーキング手段が被加工物に接触し、研削加工後の被加工物にマークが付けられる。従って、研削加工後の被加工物のマークの有無を確認することにより、被加工物が過研削されたか否かを簡単に確認することができる。また、マークは研削ブラシのマーキング手段によって付けられるものであるため、研削加工以外の工程での加工不良は判定結果に影響せず、判定結果は必ず研削ブラシによる研削加工に起因するものとみなすことができる。
【００１４】
また、上記のように、チェックブラシによる研削不足の有無の判定と、マーキング手段による過研削の有無の判定とを組み合わせ、研削不足及び過研削の何れも発生していないとの判定結果が得られれば、その結果から研削ブラシと被加工物との当接量が適正範囲内であることが確認され、研削ブラシの送り量が適正であることが確認できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、被加工物に研削不良が生じているか否かを容易に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は研削ブラシの断面図、（ｂ）は同下面図である。
【図２】（ａ）は第２ブラシ束の断面図、（ｂ）は良好な研削加工を所定回数施した後の第２ブラシ束の断面図である。
【図３】第３ブラシ束の断面図である。
【図４】研削装置の側面図である。
【図５】（ａ）は研削ブラシと被加工物との当接量が過小である場合の断面図であり、（ｂ）はその状態で研削を施した被加工物の断面図である。
【図６】（ａ）は研削ブラシと被加工物との当接量が過大である場合の断面図であり、（ｂ）はその状態で研削を施した被加工物の断面図である。
【図７】（ａ）は研削ブラシと被加工物との当接量が適正である場合の断面図であり、（ｂ）はその状態で研削を施した被加工物の断面図である。
【図８】（ａ）は研削ブラシが摩耗により短くなった場合の断面図であり、（ｂ）は研削ブラシを下方に送って摩耗量を補う様子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１に示す研削装置は、図示しない回転駆動手段（例えばスピンドル）の回転軸１０と、回転軸１０の先端に取り付けられた研削ブラシ２０とを有する。研削ブラシ２０は図示しない移動手段により、被加工物に対して任意の位置に配置可能とされる。この研削装置による研削加工（例えばバリ取り加工）は、回転駆動装置で回転軸１０を介して研削ブラシ２０を回転させ、この状態で移動手段により研削ブラシ２０を被加工物に接触させることにより行われる。尚、以下では、説明の便宜上、回転軸１０が延びる方向を上下方向と言い、回転軸１０に研削ブラシ２０が取り付けられている側を下方、その反対側を上方と言う。
【００１９】
研削ブラシ２０は、ブラシボディ３０と、ブラシボディ３０から下方に延びた多数のブラシ素線群４０とを備える。本実施形態では、ブラシボディ３０が円盤形状を成し、その軸心に回転軸１０が取り付けられる。
【００２０】
ブラシ素線群４０は、ブラシ素線の上端部を所定量ずつまとめた複数のブラシ束で構成され、図示例では、８個のブラシ束４０ａ〜４０ｃがブラシボディ３０の下側端面の円周方向等間隔位置に固定される。具体的には、ブラシ素線群４０が、メインブラシ４１のみからなる第１ブラシ束４０ａと、メインブラシ４１及びチェックブラシ４２からなる第２ブラシ束４０ｂと、メインブラシ４１及びマーキングブラシ４３からなる第３ブラシ束４０ｃとで構成される。本実施形態では、６個の第１ブラシ束４０ａと、１個の第２ブラシ束４０ｂと、１個の第３ブラシ束４０ｃとが設けられ、第２ブラシ束４０ｂと第３ブラシ束４０ｃとがブラシボディ３０の直径方向で対向した位置に配される。尚、図１（ａ）の断面図では、図の煩雑化を避けるため、チェックブラシ４２やマーキングブラシ４３の奥側に見えるはずのメインブラシ４１を省略している（図２（ａ）及び図３においても同様）。
【００２１】
メインブラシ４１は、例えばスチール等の金属材料で形成されたブラシ素線群からなり、先端部（下端部）が同一平面上に配されるように長さを揃えて形成される。このメインブラシ４１により、被加工物の研削が行われる。
【００２２】
チェックブラシ４２は、メインブラシ４１と同種の材料からなり、メインブラシ４１と同じ太さのブラシ素線群からなり、第２ブラシ束４０ｂの中央部に配され、その外周を囲むようにメインブラシ４１が配されている。チェックブラシ４２は、先端部がメインブラシ４１の先端部よりも基端側（上方）に後退しており、これにより第２ブラシ束４０ｂの先端部には段差５１が形成される。段差５１の段差量Ｌ、すなわち、メインブラシ４１の先端部に対するチェックブラシ４２の先端部の後退量は、研削装置で正常な研削を所定回数行ったと仮定した場合におけるメインブラシ４１の推定摩耗量Ｌ0よりも小さく設定され（図２参照）、例えば、段差５１を目視可能な範囲で可及的に小さく設定される。
【００２３】
マーキング手段は、被加工物にマーキング可能な構成を成し、本実施形態では、被加工物よりも硬い材料で形成されたブラシ素線群からなるマーキングブラシ４３（図１に太線で示す）で構成される。例えば、被加工物がナイロン等の樹脂製であれば、スチール等の金属製のブラシ素線でマーキングブラシ４３を形成すればよい。あるいは、メインブラシ４１と同種の材料からなり、メインブラシ４１のブラシ素線よりも太いブラシ素線でマーキングブラシ４３を形成してもよい。このマーキングブラシ４３が被加工物に接触すると、被加工物が傷つけられ、この接触傷がマークとなる。マーキングブラシ４３は、第３ブラシ束４０ｃのメインブラシ４１の中央部に配され、その外周を囲むようにメインブラシ４１が配されている。マーキングブラシ４３の先端部はメインブラシ４１及びチェックブラシ４２の先端部よりも基端側に後退しており、これにより第３ブラシ束４０ｃの先端部には穴５２が形成される。穴５２の深さＤ（図３参照）、すなわち、メインブラシ４１の先端部に対するマーキングブラシ４３の先端部の後退量は、メインブラシ４１と被加工物との当接量の適正範囲の上限値と等しくなるように設定される。
【００２４】
次に、上記構成の研削装置による研削方法、及び被加工物の研削加工状態の良否判定方法を説明する。図示例では、上記構成の研削装置で、前工程（例えばフライス加工工程）で被加工物に生じたバリを除去する工程を示す。
【００２５】
この研削加工（バリ取り加工）では、回転駆動装置により研削ブラシ２０を回転駆動し、この状態で移動手段により研削ブラシを被加工物に接近させ、メインブラシ４１の先端部を被加工物（図示省略）のバリが発生している箇所に接触させることにより、バリが除去される（図４参照）。バリの除去が完了したら、移動手段により研削ブラシ２０を次の被加工物（あるいは同じ被加工物の別のバリ発生箇所）に移動させ、上記と同様にバリ取り加工を行う。
【００２６】
所定回数の研削加工が行われたら、メインブラシ４１が摩耗した分だけ研削ブラシ２０を被加工物側（下方）に送り、これによりメインブラシ４１と被加工物との当接量を適正範囲内に維持する。また、被加工物の研削加工状態の良否を適宜確認し、その結果研削不良があった場合には研削ブラシ２０の送り量が補正される。このとき、研削加工状態の良否、すなわち研削不足や過研削の有無は、以下の方法で判定される。
【００２７】
（１）研削不足の有無の判定方法
研削装置による研削加工が所定回数行われたら、研削ブラシ２０の第２ブラシ束４０ｂの先端部に段差５１が残っているか否かを確認する。もし、研削ブラシ２０が空振りしている場合や、研削ブラシ２０と被加工物との当接量が小さすぎる場合には、第２ブラシ束４０ｂのメインブラシ４１が全く（あるいはほとんど）摩耗せず、研削ブラシ２０の先端部に段差５１が残る（図２（ａ）参照）。一方、研削ブラシ２０と被加工物との当接量が十分である場合は、メインブラシ４１が推定摩耗量Ｌ0の分だけ摩耗し、これに合わせてチェックブラシ４２も摩耗し、段差５１が無くなる（図２（ｂ）参照）。従って、段差５１が残っていれば研削不足が生じていると判定でき、段差５１が無くなってメインブラシ４１とチェックブラシ４２の先端部が揃っていれば、研削不足は生じていないと判定することができる。段差５１の有無は簡単に確認することができるため、大掛かりな装置等を用いることなく研削不足の有無を容易に判定することができる。
【００２８】
（２）過研削の有無の判定方法
過研削の有無の判定は、被加工物にマーキングブラシ４３によるマークが付いているか否かを確認することによって行われる。もし、研削ブラシ２０と被加工物との当接量（図３にＴ’で示す）が過大であり、適正範囲の上限値を超えていたら（すなわち過研削が施されていたら）、マーキングブラシ４３が被加工物に接触し、被加工物にマークが付けられる。一方、研削ブラシ２０と被加工物との当接量Ｔが適正範囲内である場合（図３の実線参照）には、マーキングブラシ４３と被加工物とが接触することはなく、被加工物にマーキングブラシ４３によるマークが付くことはない。従って、被加工物にマークがついていれば過研削が生じていると判定でき、マークが付いていなければ過研削は生じていないと判定することができる。マークの有無は簡単に確認することができるため、研削加工後の被加工物の寸法精度を精密に測定することなく、過研削の有無を容易に判定することができる。
【００２９】
上記のように、チェックブラシ４２及びマーキングブラシ４３の双方を有する研削ブラシ２０で研削を行うことで、研削ブラシ２０と被加工物との当接量が適正範囲内であるか否か、すなわち研削ブラシ２０の送り量が適切であるか否かを判定することができる。すなわち、第２ブラシ束４０ｂの先端部の段差５１が無くなっており、且つ、被加工物にマーキングブラシ４３によるマークが付いていなければ、研削不足及び過研削の何れも生じておらず、研削ブラシと被加工物との当接量が適正範囲内であることを確認することができる。
【００３０】
また、上記の判定方法では、研削不足及び過研削の判定を、何れも研削ブラシに起因する要因に基づいて行っている。すなわち、研削不足の判定は、研削ブラシ２０の第２ブラシ束４０ｂの先端部における段差５１の有無に基づいて行われ、過研削の判定は、研削ブラシ２０のマーキングブラシ４３によるマークの有無に基づいて行われる。従って、研削加工工程よりも前の工程で被加工物に何らかの加工不良が生じていたとしても、その加工不良が上記方法による研削状態の判定結果に影響を及ぼすことはない。従って、前工程における加工不良に起因して研削不良と判定される事態を回避することができるため、上記の方法で研削不足あるいは過研削と判定されれば、それは必ず研削加工に起因するものであるとみなすことができる。
【００３１】
上記方法による判定結果に基づいて、研削ブラシ２０の被加工物への送り量が補正される。具体的には、研削不足が発生しているとの判定結果が得られれば、研削ブラシ２０と被加工物との当接量が大きくなるように送り量を補正し、過研削が発生しているとの判定結果が得られれば、研削ブラシ２０と被加工物との当接量が小さくなるように送り量を補正する。これにより、その後の研削加工を良好な状態で行うことができる。
【００３２】
本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、マーキング手段としてマーキングブラシが設けられているが、これに限らず、例えばチョーク等の着色部材を設けても良い。この場合、過研削が生じていれば、着色部材が被加工物に接触し、被加工物の表面にマーク（色）が付く。このように着色部材でマーキング手段を構成すれば、被加工物の硬さによらず被加工物にマーキングできる。
【００３３】
また、上記の実施形態では、ブラシボディが円盤形状である場合を示しているが、これに限らず、例えばブラシボディを円筒形状とし、その外周面に外径向きに延びた多数のブラシ素線を設けても良い。
【符号の説明】
【００３４】
１０   回転軸
２０   研削ブラシ
３０   ブラシボディ
４０   ブラシ素線群
４０ａ 第１ブラシ束
４０ｂ 第２ブラシ束
４０ｃ 第３ブラシ束
４１   メインブラシ
４２   チェックブラシ
４３   マーキングブラシ
５１   段差
５２   穴
【図１】
2010274372.tif 000003
【図２】
2010274372.tif 000004
【図３】
2010274372.tif 000005
【図４】
2010274372.tif 000006
【図５】
2010274372.tif 000007
【図６】
2010274372.tif 000008
【図７】
2010274372.tif 000009
【図８】
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