(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状ワークの外周または内周を研削する研削盤であって、
砥石車と、
前記円筒状ワークを回転可能に支持し且つ駆動するワーク支持手段と、
前記円筒状ワークと前記砥石車とが接近または離間するように前記円筒状ワークと前記砥石車とを相対移動させる移動手段と、
前記砥石車により前記円筒状ワークを研削することにより生じる研削抵抗Ｆｔを検出する研削抵抗検出手段と、
前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させて、前記円筒状ワークの撓み量ωを増加させる第一前進研削を実行する第一前進研削制御手段と、
前記第一前進研削の後であって、前記砥石車を前記円筒状ワークから引き離す方向へ相対移動させて前記円筒状ワークの撓み量ωを減少させながら行う後退研削の際に、前記円筒状ワークの現在の回転位相θｔから目標の回転位相θｅに達するまでの間において、各回転位相θにおける前記円筒状ワークの研削残し量Ｅ（θ）に基づいて各前記回転位相θにおける目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を生成する目標研削抵抗生成手段と、
前記研削抵抗検出手段により検出される前記研削抵抗Ｆｔが前記目標研削抵抗Ｆｅ（θ）に一致するように制御して前記後退研削を実行する後退研削制御手段と、
を備えることを特徴とする研削盤。
【請求項２】
請求項１において、
前記研削抵抗検出手段は、前記ワーク支持手段に設けられた力センサであることを特徴とする研削盤。
【請求項３】
請求項１において、
前記研削抵抗検出手段は、前記ワーク支持手段により前記円筒状ワークを回転駆動するための駆動トルクを検出するトルク検出手段であることを特徴とする研削盤。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項において、
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Ｄｆまで前記第一前進研削を実行し、
各前記回転位相θにおける前記研削残し量Ｅ（θ）は、前記仕上径Ｄｆに対する研削残し量であることを特徴とする研削盤。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか一項において、
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Ｄｆまで前記第一前進研削を実行し、
各前記回転位相θにおける前記研削残し量Ｅ（θ）は、前記仕上径Ｄｆに対する研削残し量であり、
前記後退研削の後に、前記砥石車の前記円筒状ワークに対する切り込み量をゼロの状態として、スパークアウトを実行するスパークアウト制御手段をさらに備えることを特徴とする研削盤。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項において、
前記目標研削抵抗生成手段は、前記円筒状ワークの前記目標の回転位相θｅに達した時に前記研削抵抗Ｆｔがゼロとなるように、前記目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を生成することを特徴とする研削盤。
【請求項７】
請求項１〜５の何れか一項において、
前記目標研削抵抗生成手段は、前記円筒状ワークの前記目標の回転位相θｅに達した時に、前記研削抵抗Ｆｔが前記円筒状ワークと前記砥石車との間におけるクーラント液による動圧効果分に相当する値Ｆε１となるように、前記目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を生成することを特徴とする研削盤。
【請求項８】
請求項７において、
前記研削盤は、
前記円筒状ワークの研削径Ｄｔを測定する定寸装置と、
前記円筒状ワークの研削径Ｄｔの減少量と前記研削抵抗検出手段により検出された前記研削抵抗Ｆｔとに基づいて、前記動圧効果分に相当する値Ｆε１を推定する推定手段と、
をさらに備え、
前記目標研削抵抗生成手段は、前記推定手段により得られた推定値Ｆε１に基づいて前記目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を生成することを特徴とする研削盤。
【請求項９】
請求項８において、
前記推定手段は、前記円筒状ワークの撓み量ωが変化している過渡状態における、前記円筒状ワークの研削径Ｄｔの減少量と前記研削抵抗Ｆｔとに基づいて、前記動圧効果分に相当する値Ｆε１を推定することを特徴とする研削盤。
【請求項１０】
請求項１〜３の何れか一項において、
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Ｄｆから残し代Ｒε１を残すように前記第一前進研削を実行し、
各前記回転位相θにおける前記研削残し量Ｅ（θ）は、前記仕上径Ｄｆから前記残し代Ｒε１を残した状態に対する研削残し量であり、
前記後退研削の後に、前記砥石車の前記円筒状ワークに対する切り込み量をゼロの状態として、スパークアウトにより前記残し代Ｒε１を研削加工するスパークアウト制御手段をさらに備えることを特徴とする研削盤。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記目標研削抵抗生成手段は、前記円筒状ワークの前記目標の回転位相θｅに達した時に前記研削抵抗Ｆｔが所定値Ｆε２となるように、各前記回転位相θにおける前記目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を生成することを特徴とする研削盤。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか一項において、
前記目標研削抵抗生成手段における前記円筒状ワークの前記現在の回転位相θｔから前記目標の回転位相θｅまでを、前記円筒状ワークの１回転分に設定することを特徴とする研削盤。
【請求項１３】
請求項１〜１１の何れか一項において、
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Ｄｆから残し代Ｒε２を残すように前記第一前進研削を実行し、
前記目標研削抵抗生成手段における前記円筒状ワークの前記現在の回転位相θｔから前記目標の回転位相θｅまでを、前記円筒状ワークの複数回転分に設定することを特徴とする研削盤。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記第一前進研削において生じる加工変質層深さを推定する深さ推定手段をさらに備え、
前記第一前進研削制御手段は、前記残し代Ｒε２を前記加工変質層深さ以上に設定して、前記第一前進研削を実行することを特徴とする研削盤。
【請求項１５】
請求項１〜１４の何れか一項において、
前記研削盤は、前記研削抵抗検出手段により前記第一前進研削の時に測定された各前記回転位相θにおける前記研削抵抗Ｆｔに基づいて、前記第一前進研削の終了時点の各前記回転位相θにおける前記円筒ワークの研削残し量Ｅ（θ）を推定する研削残し量推定手段をさらに備え、
前記目標研削抵抗生成手段は、前記研削残し量推定手段により推定された前記研削残し量Ｅ（θ）に基づいて前記目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を生成することを特徴とする研削盤。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記研削残し量推定手段は、前記第一前進研削の時における、各前記回転位相θにおける前記研削抵抗Ｆｔと、各前記回転位相θにおける前記円筒状ワークの研削径Ｄｔとに基づいて、研削残し量Ｅ（θ）を推定することを特徴とする研削盤。
【請求項１７】
請求項１〜３の何れか一項において、
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Ｄｆから残し代Ｒε３を残すように前記第一前進研削を実行し、
前記研削盤は、前記後退研削の後であって、前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させながら、各前記回転位相θにおける前記研削抵抗Ｆｔが一定となるような第二前進研削を実行する研削抵抗一定前進研削制御手段をさらに備えることを特徴とする研削盤。
【請求項１８】
請求項１７において、
前記研削盤は、前記第二前進研削の後に、前記砥石車の前記円筒状ワークに対する切り込み量をゼロの状態として、スパークアウトを実行するスパークアウト制御手段をさらに備えることを特徴とする研削盤。
【請求項１９】
請求項１において、
前記後退研削制御手段は、前記円筒状ワークの所定の回転位相θにおける研削径Ｄｔが設定された値に達した時に、前記第一前進研削から前記後退研削へ切り替えることを特徴とする研削盤。
【請求項２０】
砥石車と、
円筒状ワークを回転可能に支持し且つ駆動するワーク支持手段と、
前記円筒状ワークと前記砥石車とが接近または離間するように前記円筒状ワークと前記砥石車とを相対移動させる移動手段と、
前記砥石車により前記円筒状ワークを研削することにより生じる研削抵抗Ｆｔを検出する研削抵抗検出手段と、
を備える研削盤において、前記円筒状ワークの外周または内周を研削する研削方法であって、
前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させて、前記円筒状ワークの撓み量ωを増加させる第一前進研削を実行する第一前進研削工程と、
前記第一前進研削の後であって、前記砥石車を前記円筒状ワークから引き離す方向へ相対移動させて前記円筒状ワークの撓み量ωを減少させながら行う後退研削の際に、前記円筒状ワークの現在の回転位相θｔから目標の回転位相θｅに達するまでの間において、各回転位相θにおける前記円筒状ワークの研削残し量Ｅ（θ）に基づいて各前記回転位相θにおける目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を生成する目標研削抵抗工程と、
前記研削抵抗検出手段により検出される前記研削抵抗Ｆｔが前記目標研削抵抗Ｆｅ（θ）に一致するように制御して前記後退研削を実行する後退研削工程と、
を備えることを特徴とする研削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状ワークの外周または内周を研削する研削盤および研削方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、円筒状ワークの外周または内周を研削する研削盤として、特開平７−２１４４６６号公報（特許文献１）および特開平８−１６８９５７号公報（特許文献２）に記載されたものがある。特許文献１，２には、後退研削を行うことが記載されている。後退研削とは、砥石車を円筒状ワークに押し付ける方向に移動させて行う前進研削の後に、砥石車を円筒状ワークから引き離す方向へ移動させながら行う研削加工である。前進研削では、砥石車を円筒状ワークに押し付けるため、円筒状ワークに撓みが生じる。さらに、前進研削においては、円筒状ワークの回転位相θによって、研削残し量Ｅ（θ）が異なる。そして、後退研削においては、前進研削において生じた円筒状ワークの撓み量を減少させながら、前進研削における研削残しの部分を研削加工する。このように、後退研削を行うことで、全て前進研削により行う研削加工に比べて、研削時間を大きく短縮することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２１４４６６号公報
【特許文献２】特開平８−１６８９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、特許文献１，２に記載の後退研削を利用して、より高精度な研削加工を行うことができる研削盤およ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】
【０００５】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る研削盤の発明は、
円筒状ワークの外周または内周を研削する研削盤であって、
砥石車と、
前記円筒状ワークを回転可能に支持し且つ駆動するワーク支持手段と、
前記円筒状ワークと前記砥石車とが接近または離間するように前記円筒状ワークと前記砥石車とを相対移動させる移動手段と、
前記砥石車により前記円筒状ワークを研削することにより生じる研削抵抗Ｆｔを検出する研削抵抗検出手段と、
前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させて、前記円筒状ワークの撓み量ωを増加させる第一前進研削を実行する第一前進研削制御手段と、
前記第一前進研削の後であって、前記砥石車を前記円筒状ワークから引き離す方向へ相対移動させて前記円筒状ワークの撓み量ωを減少させながら行う後退研削の際に、前記円筒状ワークの現在の回転位相θｔから目標の回転位相θｅに達するまでの間において、各回転位相θにおける前記円筒状ワークの研削残し量Ｅ（θ）に基づいて各前記回転位相θにおける目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を生成する目標研削抵抗生成手段と、
前記研削抵抗検出手段により検出される前記研削抵抗Ｆｔが前記目標研削抵抗Ｆｅ（θ）に一致するように制御して前記後退研削を実行する後退研削制御手段と、
を備えることである。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１において、
前記研削抵抗検出手段は、前記ワーク支持手段に設けられた力センサであることである。
請求項３に係る発明は、請求項１において、
前記研削抵抗検出手段は、前記ワーク支持手段により前記円筒状ワークを回転駆動するための駆動トルクを検出するトルク検出手段であることである。
【０００７】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項において、
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Ｄｆまで前記第一前進研削を実行し、
各前記回転位相θにおける前記研削残し量Ｅ（θ）は、前記仕上径Ｄｆに対する研削残し量であることである。
【０００８】
請求項５に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項において、
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Ｄｆまで前記第一前進研削を実行し、
各前記回転位相θにおける前記研削残し量Ｅ（θ）は、前記仕上径Ｄｆに対する研削残し量であり、
前記後退研削の後に、前記砥石車の前記円筒状ワークに対する切り込み量をゼロの状態として、スパークアウトを実行するスパークアウト制御手段をさらに備えることである。
【０００９】
請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れか一項において、
前記目標研削抵抗生成手段は、前記円筒状ワークの前記目標の回転位相θｅに達した時に前記研削抵抗Ｆｔがゼロとなるように、前記目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を生成することである。
請求項７に係る発明は、請求項１〜５の何れか一項において、
前記目標研削抵抗生成手段は、前記円筒状ワークの前記目標の回転位相θｅに達した時に、前記研削抵抗Ｆｔが前記円筒状ワークと前記砥石車との間におけるクーラント液による動圧効果分に相当する値Ｆε１となるように、前記目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を生成することである。
【００１０】
請求項８に係る発明は、請求項７において、
前記研削盤は、
前記円筒状ワークの研削径Ｄｔを測定する定寸装置と、
前記円筒状ワークの研削径Ｄｔの減少量と前記研削抵抗検出手段により検出された前記研削抵抗Ｆｔとに基づいて、前記動圧効果分に相当する値Ｆε１を推定する推定手段と、
をさらに備え、
前記目標研削抵抗生成手段は、前記推定手段により得られた推定値Ｆε１に基づいて前記目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を生成することである。
【００１１】
請求項９に係る発明は、請求項８において、
前記推定手段は、前記円筒状ワークの撓み量ωが変化している過渡状態における、前記円筒状ワークの研削径Ｄｔの減少量と前記研削抵抗Ｆｔとに基づいて、前記動圧効果分に相当する値Ｆε１を推定することである。
【００１２】
請求項１０に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項において、
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Ｄｆから残し代Ｒε１を残すように前記第一前進研削を実行し、
各前記回転位相θにおける前記研削残し量Ｅ（θ）は、前記仕上径Ｄｆから前記残し代Ｒε１を残した状態に対する研削残し量であり、
前記後退研削の後に、前記砥石車の前記円筒状ワークに対する切り込み量をゼロの状態として、スパークアウトにより前記残し代Ｒε１を研削加工するスパークアウト制御手段をさらに備えることである。
【００１３】
請求項１１に係る発明は、請求項１０において、
前記目標研削抵抗生成手段は、前記円筒状ワークの前記目標の回転位相θｅに達した時に前記研削抵抗Ｆｔが所定値Ｆε２となるように、各前記回転位相θにおける前記目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を生成することである。
【００１４】
請求項１２に係る発明は、請求項１〜１１の何れか一項において、
前記目標研削抵抗生成手段における前記円筒状ワークの前記現在の回転位相θｔから前記目標の回転位相θｅまでを、前記円筒状ワークの１回転分に設定することである。
【００１５】
請求項１３に係る発明は、請求項１〜１１の何れか一項において、
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Ｄｆから残し代Ｒε２を残すように前記第一前進研削を実行し、
前記目標研削抵抗生成手段における前記円筒状ワークの前記現在の回転位相θｔから前記目標の回転位相θｅまでを、前記円筒状ワークの複数回転分に設定することである。
【００１６】
請求項１４に係る発明は、請求項１３において、
前記第一前進研削において生じる加工変質層深さを推定する深さ推定手段をさらに備え、
前記第一前進研削制御手段は、前記残し代Ｒε２を前記加工変質層深さ以上に設定して、前記第一前進研削を実行することである。
【００１７】
請求項１５に係る発明は、請求項１〜１４の何れか一項において、
前記研削盤は、前記研削抵抗検出手段により前記第一前進研削の時に測定された各前記回転位相θにおける前記研削抵抗Ｆｔに基づいて、前記第一前進研削の終了時点の各前記回転位相θにおける前記円筒ワークの研削残し量Ｅ（θ）を推定する研削残し量推定手段をさらに備え、
前記目標研削抵抗生成手段は、前記研削残し量推定手段により推定された前記研削残し量Ｅ（θ）に基づいて前記目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を生成することである。
【００１８】
請求項１６に係る発明は、請求項１５において、
前記研削残し量推定手段は、前記第一前進研削の時における、各前記回転位相θにおける前記研削抵抗Ｆｔと、各前記回転位相θにおける前記円筒状ワークの研削径Ｄｔとに基づいて、研削残し量Ｅ（θ）を推定することである。
【００１９】
請求項１７に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項において、
前記第一前進研削制御手段は、前記円筒状ワークの少なくとも一部において仕上径Ｄｆから残し代Ｒε３を残すように前記第一前進研削を実行し、
前記研削盤は、前記後退研削の後であって、前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させながら、各前記回転位相θにおける前記研削抵抗Ｆｔが一定となるような第二前進研削を実行する研削抵抗一定前進研削制御手段をさらに備えることである。
【００２０】
請求項１８に係る発明は、請求項１７において、
前記研削盤は、前記第二前進研削の後に、前記砥石車の前記円筒状ワークに対する切り込み量をゼロの状態として、スパークアウトを実行するスパークアウト制御手段をさらに備えることである。
【００２１】
請求項１９に係る発明は、請求項１において、
前記後退研削制御手段は、前記円筒状ワークの所定の回転位相θにおける研削径Ｄｔが設定された値に達した時に、前記第一前進研削から前記後退研削へ切り替えることである。
【００２２】
請求項２０に係る研削方法の発明は、
砥石車と、
円筒状ワークを回転可能に支持し且つ駆動するワーク支持手段と、
前記円筒状ワークと前記砥石車とが接近または離間するように前記円筒状ワークと前記砥石車とを相対移動させる移動手段と、
前記砥石車により前記円筒状ワークを研削することにより生じる研削抵抗Ｆｔを検出する研削抵抗検出手段と、
を備える研削盤において、前記円筒状ワークの外周または内周を研削する研削方法であって、
前記砥石車を前記円筒状ワークに押し付ける方向へ相対移動させて、前記円筒状ワークの撓み量ωを増加させる第一前進研削を実行する第一前進研削工程と、
前記第一前進研削の後であって、前記砥石車を前記円筒状ワークから引き離す方向へ相対移動させて前記円筒状ワークの撓み量ωを減少させながら行う後退研削の際に、前記円筒状ワークの現在の回転位相θｔから目標の回転位相θｅに達するまでの間において、各回転位相θにおける前記円筒状ワークの研削残し量Ｅ（θ）に基づいて各前記回転位相θにおける目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を生成する目標研削抵抗工程と、
前記研削抵抗検出手段により検出される前記研削抵抗Ｆｔが前記目標研削抵抗Ｆｅ（θ）に一致するように制御して前記後退研削を実行する後退研削工程と、
を備えることである。
【発明の効果】
【００２３】
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、後退研削において、研削抵抗Ｆｔに基づいて制御している。ここで、研削量と研削抵抗（円筒状ワークが研削されることにより生じる抵抗）は比例する。つまり、回転位相θ毎の研削残し量Ｅ（θ）を把握することができれば、この研削残し量Ｅ（θ）に比例する目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を設定することができる。従って、後退研削において、この目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を指令値として、研削抵抗Ｆｔによるフィードバック制御を行うことができる。これにより、後退研削により得られる円筒状ワークの加工精度を向上することができる。なお、研削抵抗Ｆｔは、研削抵抗に一致する場合もあるが、研削抵抗に対して、例えばクーラント液の動圧効果などの影響による抵抗成分を加えた値となることがある。つまり、研削抵抗Ｆｔは、少なくとも研削抵抗を含む意味である。
【００２４】
請求項２に係る発明によれば、ワーク支持手段に設けられた力センサを用いることで、抵抗Ｆｔを確実に検出することができる。
請求項３に係る発明によれば、ワーク支持手段の駆動トルクを用いることで、抵抗Ｆｔを確実に検出することができる。
請求項４に係る発明によれば、確実に短時間で仕上径Ｄｆまで研削加工を行うことができる。
【００２５】
請求項５に係る発明によれば、スパークアウトを行っている。ここで、本発明においては、第一前進研削で仕上径Ｄｆまで研削しており、後退研削においては仕上径Ｄｆに対する研削残し量Ｅ（θ）を研削している。つまり、本発明のスパークアウトでは、理論上研削量は発生しないことになる。しかし、第一前進研削および後退研削において、種々の理由により研削面の加工精度にばらつきを生じることがある。そこで、本発明のスパークアウトでは、このばらつきを均一化することができるため、円筒状ワークの研削面の面性状が非常に良好となる。
【００２６】
請求項６に係る発明によれば、目標の回転位相θｅに達した時に研削抵抗Ｆｔがゼロとなるような目標研削抵抗Ｆｅ（θ）が設定されている。従って、後退研削を終了した時点で、研削抵抗Ｆｔがゼロとなる。これにより、円筒状ワークの全周において確実に高精度な加工を行うことができる。
【００２７】
請求項７に係る発明によれば、クーラント液による動圧の影響を考慮して、確実に研削抵抗によるフィードバック制御を行うことができる。ここで、研削加工においては、一般的にクーラント液を用いる。そして、砥石車により円筒状ワークを研削加工している際には、クーラント液による動圧の影響により生じる抵抗成分により、円筒状ワークに生じる抵抗は研削抵抗よりも大きくなる。さらに、砥石車と円筒状ワークが接触していない状態であっても、その離間距離が非常に僅かである場合には、クーラント液による動圧の影響により、円筒状ワークには抵抗が生じ得る。つまり、クーラント液の動圧の影響により生じる抵抗成分によって、円筒状ワークに撓みが生じるため、研削抵抗Ｆｔがゼロになったとしても、研削残しが生じるおそれがある。そこで、本発明のように、目標の回転位相θｅに達した時に、研削抵抗Ｆｔが動圧効果分に相当する値Ｆε１となるように、目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を設定することで、確実にクーラント液による動圧の影響を排除して、高精度な研削加工を行うことができる。
【００２８】
請求項８に係る発明によれば、研削径の減少量と研削抵抗との関係が線形の関係にあることを利用することで、動圧効果分に相当する値Ｆε１を確実に推定できる。つまり、高精度な研削加工を確実に行うことができる。
【００２９】
請求項９に係る発明によれば、後退研削を行う直前の前進研削の過渡状態における情報に基づいて、クーラント液の動圧効果分に相当する値Ｆε１を推定している。この過渡状態における情報を利用することで、確実にクーラント液の動圧効果分に相当する値Ｆε１を推定することができる。ここで、クーラント液の動圧効果分に相当する値Ｆε１は、例えば、砥石車の切れ味などによっても変化することがある。そこで、本発明のように、直前の前進研削の過渡状態における情報を利用することで、現在の後退研削におけるクーラント液の動圧効果分に相当する値Ｆε１を確実に推定することができる。
【００３０】
ここで、過渡状態とは、砥石車が円筒状ワークから離れている状態（空研）から、砥石車が円筒状ワークに押し付ける状態（研削）へ移行すると、円筒状ワークの撓み量が徐々に大きくなる状態がある。このとき、円筒状ワークは撓むため、砥石車の相対移動量に比べると研削量は少ない状態となる。そして、円筒状ワークの研削量の時間変化が砥石車の相対移動量の時間変化に一致するまでの間、砥石車の相対移動量の時間変化と円筒状ワークの外径の時間変化は異なる状態となる。この状態を過渡状態という。つまり、過渡状態においては、砥石車の相対移動量と円筒状ワークの外径は、非線形の関係となる。また、過渡状態に対して、定常状態がある。定常状態とは、砥石車の相対移動量の時間変化と、円筒状ワークの外径の時間変化が同一となる状態である。つまり、定常状態においては、円筒状ワークの撓み量が一定の状態となる。そして、定常状態においては、砥石車の相対移動量と円筒状ワークの外径は、線形の関係となる。
【００３１】
請求項１０に係る発明によれば、目標の回転位相θｅに達した時に残し代がＲε１となるようにしている。従って、後退研削を終了した時点で、残し代が所定値Ｒε１となる。そして、残した所定値Ｒε１をスパークアウトにより研削加工できるため、スパークアウト終了後には高精度な形状を得ることができる。
【００３２】
上述したように、研削量と研削抵抗とは比例することが知られている。そこで、請求項１１に係る発明によれば、後退研削を終了した時点で、研削抵抗Ｆｔに相当する残し代が残し代Ｒε２となるように、目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を設定している。これにより、確実に、スパークアウトにより、残し代Ｒε１の分を研削加工することができる。
【００３３】
請求項１２に係る発明によれば、最も短時間にて後退研削を終了することができる。これにより、全体の研削時間を大幅に短縮することができる。
【００３４】
請求項１３に係る発明によれば、複数回転で後退研削を行っている。つまり、後退研削を行う回数が多い回数ほど、仕上研削のように作用することになる。後退研削を行いながら、粗研削に相当する後退研削、精研削に相当する後退研削、微研削に相当する後退研削などを実行することができる。その結果、非常に高精度な研削加工を行うことができる。
【００３５】
請求項１４に係る発明によれば、前進研削において生じた加工変質層を、後退研削において、確実に除去することができる。従って、後退研削を終了した円筒状ワークには、加工変質層が生じないものとできる。
【００３６】
ここで、第一前進研削を終了する時点において、円筒状ワークは、現在の回転位相θｔから１周分の研削残り量Ｅ（θ）は、線形的になることが理論上考えられる。しかし、実際の研削加工においては、研削盤の機械剛性や砥石車の切れ味などの変化によって、上記の研削残り量Ｅ（θ）が非線形となることがある。
【００３７】
そこで、請求項１５に係る発明によれば、第一前進研削を終了する時点において、前記円筒状ワークの前記現在の回転位相θｔから前記目標の回転位相θｅに達するまでの回転位相θに対する研削残り量Ｅ（θ）が、非線形のときであっても、後退研削における目標研削抵抗Ｆｅ（θ）として、その研削残り量Ｅ（θ）に応じたものに設定できる。つまり、第一前進研削での研削残しを、後退研削において確実に研削することができる。従って、研削精度を向上できる。
【００３８】
請求項１６に係る発明によれば、各回転位相θにおける研削残し量Ｅ（θ）の推定値を、より確実に得ることができる。
請求項１７に係る発明によれば、後退研削の後に、研削抵抗Ｆｔが一定となるような第二前進研削を実行する。これにより、後退研削においてばらつきを生じたとしても、第二前進研削により確実にそのばらつきを除去することができる。従って、高精度な研削加工を実現することができる。
【００３９】
ここで、第二前進研削は、研削抵抗が一定となるような前進研削である。従って、理論上、第二前進研削を終了した部位と、円筒状ワークにおける当該部位よりもその少し先に位置する回転位相との間に、段差を生じると考えられる。そこで、請求項１８に係る発明によれば、当該段差をスパークアウトにより除去することができる。つまり、第二前進研削により段差を生じるとしても、スパークアウトにより最終研削仕上面を高精度にすることができる。
【００４０】
請求項１９に係る発明によれば、第一前進研削と後退研削との切り替えポイントを、円筒状ワークの研削径Ｄｔを用いて判定している。これにより、適切な位置により第一前進研削から後退研削へ切り替えることができる。
【００４１】
請求項２０に係る研削方法の発明によれば、上述した研削盤に係る発明と同様の効果を奏することができる。また、当該研削方法の発明において、上述した研削盤の発明における他の特徴についても同様に適用することができ、同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第一実施形態：研削盤の平面図である。
【図２】研削方法のフローチャートである。
【図３】経過時間に対する、砥石台の位置、ワーク外径Ｄｔ、研削抵抗Ｆｔ、撓み量ωを示すグラフである。
【図４】後退研削における制御ブロック図である。
【図５】図３の時刻ｔ２〜ｔ５のそれぞれにおけるワークと砥石車の位置を示す図である。（ａ）は図３の時刻ｔ２における状態を示し、（ｂ）は図３の時刻ｔ３における状態を示し、（ｃ）は図３の時刻ｔ４における状態を示し、（ｄ）は図３の時刻ｔ５における状態を示す。
【図６】（ａ）は図５（ｃ）の状態の拡大図であり、（ｂ）は、ワークの回転位相θに対する研削残り量Ｅ（θ）および目標研削抵抗Ｆｅ（θ）の関係を示す図である。
【図７】第一実施形態の変形態様：研削方法のフローチャートである。
【図８】第二実施形態：研削方法のフローチャートである。
【図９】経過時間に対する、砥石台の位置、ワーク外径Ｄｔ、研削抵抗Ｆｔ、撓み量ωを示すグラフである。
【図１０】第三実施形態：研削方法のフローチャートである。
【図１１】経過時間に対する、砥石台の位置、ワーク外径Ｄｔ、研削抵抗Ｆｔ、撓み量ωを示すグラフである。
【図１２】動圧効果相当値Ｆε１を推定する際に用いるグラフであって、ワークの外径減少量に対する研削抵抗Ｆｔの関係を示す。
【図１３】ワークの回転位相θに対する研削残り量Ｅ（θ）および目標研削抵抗Ｆｅ（θ）の関係を示す図である。
【図１４】第四実施形態：研削方法のフローチャートである。
【図１５】経過時間に対する、砥石台の位置、ワーク外径Ｄｔ、研削抵抗Ｆｔ、撓み量ωを示すグラフである。
【図１６】ワークの回転位相θに対する研削残り量Ｅ（θ）および目標研削抵抗Ｆｅ（θ）の関係を示す図である。
【図１７】第五実施形態：経過時間に対する、砥石台の位置、ワーク外径Ｄｔ、研削抵抗Ｆｔ、撓み量ωを示すグラフである。
【図１８】ワークの回転位相θに対する研削残り量Ｅ（θ）および目標研削抵抗Ｆｅ（θ）の関係を示す図である。
【図１９】図１７の時刻ｔ４〜ｔ６のそれぞれにおけるワークと砥石車の位置を示す図である。（ａ）は図１７の時刻ｔ４における状態を示し、（ｂ）は図１７の時刻ｔ５における状態を示し、（ｃ）は図１７の時刻ｔ６における状態を示す。
【図２０】第六実施形態：（ａ）は定常状態を有する場合の目標研削抵抗Ｆｅ（θ）の時間変化を示し、（ｂ）は定常状態を有しない場合の目標研削抵抗Ｆｅ（θ）の時間変化を示す。
【図２１】研削方法のフローチャートである。
【図２２】経過時間に対する、砥石台の位置、ワーク外径Ｄｔ、研削抵抗Ｆｔ、撓み量ωを示すグラフである。
【図２３】ワークの回転位相θに対する研削残り量Ｅ（θ）および目標研削抵抗Ｆｅ（θ）の関係を示す図である。
【図２４】第七実施形態：研削方法のフローチャートである。
【図２５】経過時間に対する、砥石台の位置、ワーク外径Ｄｔ、研削抵抗Ｆｔ、撓み量ωを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
＜第一実施形態＞
第一実施形態の研削盤について、図１〜図６を参照して説明する。第一実施形態の研削盤における研削方法は、第一前進研削を実行し、続いて後退研削を実行する方法である。第一前進研削では、砥石台４２の送り速度を一定とする位置制御を行う。後退研削では、研削抵抗Ｆｔが目標研削抵抗Ｆｅとなるような制御を行う。
【００４４】
（研削盤の構成）
本実施形態の研削盤の一例として、砥石台トラバース型円筒研削盤を例に挙げて説明する。そして、当該研削盤の加工対象のワークＷは、カムシャフトやクランクシャフトなどの円筒状ワークを例に挙げる。ただし、ワークＷは、円筒状であれば、カムシャフトやクランクシャフトの他にも適用可能である。なお、ここでいう「円筒状」とは、軸直交方向の断面の外周面形状が円形である場合、軸直交方向の断面の内周面形状が円形である場合、前記の両者を持つ場合を含む意味である。すなわち、円筒状ワークＷには、円柱状のワークを含む。
【００４５】
当該研削盤について、図１を参照して説明する。図１に示すように、研削盤１は、ベッド１０と、主軸台２０と、心押台３０と、砥石支持装置４０と、力センサ５０と、定寸装置６０と、制御装置７０とから構成される。
【００４６】
ベッド１０は、ほぼ矩形状からなり、床上に配置される。ただし、ベッド１０の形状は矩形状に限定されるものではない。このベッド１０の上面には、一対の砥石台用ガイドレール１１ａ，１１ｂが、図１の左右方向（Ｚ軸方向）に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。一対の砥石台用ガイドレール１１ａ，１１ｂは、砥石支持装置４０を構成する砥石台トラバースベース４１が摺動可能なレールである。さらに、ベッド１０には、一対の砥石台用ガイドレール１１ａ，１１ｂの間に、砥石台トラバースベース４１を図１の左右方向に駆動するための、砥石台用Ｚ軸ボールねじ１１ｃが配置され、この砥石台用Ｚ軸ボールねじ１１ｃを回転駆動する砥石台用Ｚ軸モータ１１ｄが配置されている。
【００４７】
主軸台２０（本発明の「ワーク支持手段」に相当）は、主軸台本体２１と、主軸２２と、主軸モータ２３と、主軸センタ２４とを備えている。主軸台本体２１は、ベッド１０の上面のうち、図１の左下側に固定されている。ただし、主軸台本体２１は、ベッド１０に対するＺ軸方向位置を僅かに調整することが可能である。この主軸台本体２１の内部には、主軸２２が軸周り（図１のＺ軸周り）に回転可能に挿通支持されている。この主軸２２の図１の左端には、主軸モータ２３が設けられ、主軸２２は、主軸モータ２３により主軸台本体２１に対して回転駆動される。この主軸モータ２３はエンコーダを有しており、エンコーダにより主軸モータ２３の回転角を検出することができる。また、主軸２２の右端に、軸状のワークＷの軸方向一端を支持する主軸センタ２４が取り付けられている。
【００４８】
心押台３０（本発明の「ワーク支持手段」に相当）は、心押台本体３１と、心押センタ３２とを備えている。心押台本体３１は、ベッド１０の上面のうち、図１の右下側に固定されている。ただし、心押台本体３１は、ベッド１０に対するＺ軸方向位置を僅かに調整することが可能である。この心押台３１には、心押台３１に対して回転不能に心押センタ３２が設けられている。この心押センタ３２の回転軸は、主軸２２の回転軸と同軸上に位置している。
【００４９】
そして、この心押センタ３２は、ワークＷの軸方向他端を支持する。つまり、心押センタ３２は、主軸センタ２４に対向するように配置されている。そして、主軸センタ２４と心押センタ３２とにより、ワークＷの両端を回転可能に支持している。さらに、心押センタ３２は、心押台本体３１の左端面からの突出量を変更可能である。つまり、ワークＷの位置に応じて、心押センタ３２の突出量を調整することができる。このように、ワークＷは、主軸センタ２４および心押センタ３２により、主軸軸周り（Ｚ軸周り）に回転可能に保持されている。
【００５０】
砥石支持装置４０は、砥石台トラバースベース４１と、砥石台４２と、砥石車４３と、砥石回転用モータ４４とを備えている。砥石台トラバースベース４１は、矩形の平板状に形成されており、ベッド１０の上面のうち、一対の砥石台用ガイドレール１１ａ，１１ｂ上を摺動可能に配置されている。砥石台トラバースベース４１は、砥石台用Ｚ軸ボールねじ１１ｃのナット部材に連結されており、砥石台用Ｚ軸モータ１１ｄの駆動により一対の砥石台用ガイドレール１１ａ，１１ｂに沿って移動する。この砥石台用Ｚ軸モータ１１ｄはエンコーダを有しており、エンコーダにより砥石台用Ｚ軸モータ１１ｄの回転角を検出することができる。
【００５１】
この砥石台トラバースベース４１の上面には、砥石台４２が摺動可能な一対のＸ軸ガイドレール４１ａ，４１ｂが、図１の上下方向（Ｘ軸方向）に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。さらに、砥石台トラバースベース４１には、一対のＸ軸ガイドレール４１ａ，４１ｂの間に、砥石台４２を図１の上下方向に駆動するための、Ｘ軸ボールねじ４１ｃが配置され、このＸ軸ボールねじ４１ｃを回転駆動するＸ軸モータ４１ｄが配置されている。このＸ軸モータ４１ｄはエンコーダを有しており、エンコーダによりＸ軸モータ４１ｄの回転角を検出することができる。
【００５２】
砥石台４２は、砥石台トラバースベース４１の上面のうち、一対のＸ軸ガイドレール４１ａ，４１ｂ上を摺動可能に配置されている。そして、砥石台４２は、Ｘ軸ボールねじ４１ｃのナット部材に連結されており、Ｘ軸モータ４１ｄの駆動により一対のＸ軸ガイドレール４１ａ，４１ｂに沿って移動する。つまり、砥石台４２は、ベッド１０、主軸台２０および心押台３０に対して、Ｘ軸方向（プランジ送り方向）およびＺ軸方向（トラバース送り方向）に相対移動可能となる。
【００５３】
そして、この砥石台４２のうち図１の下側部分には、図１の左右方向に貫通する穴が形成されている。この砥石台４２の貫通孔に、砥石車回転軸部材（図示せず）が、砥石中心軸周り（Ｚ軸周り）に回転可能に支持されている。この砥石車回転軸部材の一端（図１の左端）に、円盤状の砥石車４３が同軸的に取り付けられている。つまり、砥石車４３は、砥石台４２に対して、片持ち支持されている。具体的には、砥石車４３の図１の右端側を砥石台４２に支持され、砥石車４３の図１の左端側は自由端となる。この砥石車４３の回転軸は、主軸２２の回転軸に平行に設けられている。また、砥石台４２の上面には、砥石回転用モータ４４が固定されている。そして、砥石車回転軸部材の他端（図１の右端）と砥石回転用モータ４４の回転軸とにプーリが懸架されることで、砥石回転用モータ４４の駆動により、砥石車４３が砥石軸周りに回転する。
【００５４】
力センサ５０（本発明の「研削抵抗検出手段」に相当）は、主軸２２に設けられ、主軸２２に加わるＸ軸方向成分（研削点における法線方向成分）の力を計測している。つまり、この力センサ５０は、砥石車４３によりワークＷが研削（押圧）されることにより生じる法線方向の研削抵抗Ｆｔを検出している。ここでは、砥石車４３をワークＷに対してＸ方向のみに移動させながら加工するため、力センサ５０は、Ｘ軸方向成分の力を計測するのみとしている。この力センサ５０により計測される信号は、制御装置７０へ出力される。
定寸装置６０は、加工位置におけるワークＷの外径（本発明の「研削径」に相当）Ｄｔを計測している。この定寸装置６０により計測されるワークＷの外径Ｄｔは、制御装置７０へ出力される。
【００５５】
制御装置７０（本発明の各「制御手段」，各「推定手段」に相当）は、各モータを制御して、ワークＷを主軸周りに回転させ、砥石車４３を回転させ、且つ、ワークＷに対する砥石車４３のＺ軸方向およびＸ軸方向の相対的な位置を変更することにより、ワークＷの外周面の研削加工を行う。この制御装置７０は、各エンコーダにより検出される各位置に基づいて位置制御を行う場合と、力センサ５０により検出される加工抵抗に基づいて抵抗制御を行う場合とがある。詳細は後述する。
【００５６】
（研削方法の説明）
次に、第一実施形態における研削方法について、図２〜図６を参照して説明する。図２に示すように、まず、第一前進研削を開始する（Ｓ１）。ここで、第一前進研削は、図３の時刻ｔ１〜ｔ４間に対応する。すなわち、図３の撓み量ωおよび図５（ａ）（ｂ）に示すように、第一前進研削は、砥石車４３をワークＷに押し付ける方向へ相対移動させて、ワークＷの撓み量ωを増加させて行う研削である。詳細には、図３の砥石台４２の位置にて示すように、砥石台４２を一定の速度にてＸ軸方向であり且つワークＷに押し付ける方向に移動させている。
【００５７】
そして、図３の時刻ｔ１においては、まだ砥石車４３がワークＷに接触していない。砥石台４２をワークＷに向かう方向へ移動させると、図３の時刻ｔ２において、図３の砥石台４２の位置とワークＷの外径Ｄｔ、および、図５（ａ）に示すように、砥石車４３がワークＷに接触する。このとき、ワークＷの回転中心は、主軸中心に一致している。
【００５８】
続いて、図３の時刻ｔ２からｔ３に至るまでの間、力センサ５０により検出される研削抵抗Ｆｔは、急激に増加する。同時に、ワークＷの撓み量ωも増加する。ワークＷの撓み量ωは、図３において、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｔと砥石台４２の位置との差に相当する。ここで、図３のワークＷの撓み量ωと研削抵抗Ｆｔにて示すように、研削抵抗ＦｔとワークＷの撓み量ωは、比例の関係となっている。従って、図３の時刻ｔ３においては、図５（ｂ）に示すように、加工位置におけるワークＷの回転中心が、主軸中心から撓み量ωｍａｘだけずれた位置に位置している。ここで、第一前進研削において、研削抵抗Ｆｔが変化している状態、すなわち図３の時刻ｔ２からｔ３までの間を過渡状態という。
【００５９】
続いて、図３の時刻ｔ３からｔ４に至るまでの間、力センサ５０により検出される研削抵抗Ｆｔは、一定となる。同時に、ワークＷの撓み量ωも一定となる。ここで、ワークＷの撓み量ωは、図３において、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｔと砥石台４２の位置との差に相当する。つまり、図３の時刻ｔ３からｔ４に至るまでの間、研削抵抗Ｆｔと砥石台４２の位置は、平行になっている。そして、この間においては、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、加工位置におけるワークＷの回転中心が、主軸中心から撓み量ωｍａｘだけずれた位置に位置している。ここで、第一前進研削において、研削抵抗Ｆｔが一定となる状態、すなわち図３の時刻ｔ３からｔ４までの間を定常状態という。
【００６０】
続いて、ワークＷの外径Ｄｔが、予め設定された外径Ｄｔｈに達したか否かを判定する（Ｓ２）。まだ、ワークＷの外径Ｄｔが設定値Ｄｔｈに達していなければ（Ｓ２：Ｎ）、第一前進研削を継続する。一方、ワークＷの外径Ｄｔが設定値Ｄｔｈに達した場合には（Ｓ２：Ｙ）、第一前進研削を終了する（Ｓ３）。
【００６１】
続いて、後退研削を開始する（Ｓ４）。つまり、ワークＷの外径Ｄｔが設定値Ｄｔｈに達すると、第一前進研削から後退研削へ切り替える。ここで、後退研削とは、砥石車４３をワークＷから引き離す方向へ相対移動させて、ワークＷの撓み量ωを減少させながら行う研削である。
【００６２】
この後退研削について、図６（ａ）（ｂ）を参照して詳細に説明する。図６（ａ）には、第一前進研削を終了した状態におけるワークＷと砥石車４３を示す。図６（ａ）に示すように、ワークＷは、回転位相θに応じて、仕上径Ｄｆに対して研削残し量Ｅ（θ）が異なることが分かる。具体的には、図６（ａ）（ｂ）に示すように、ワークＷの回転位相θが０ｄｅｇ（本発明の「現在の回転位相θｔ」に相当）の場合、研削残し量はＥ（０）となる。このときの目標研削抵抗は、Ｆｅ（０）に設定する。そして、ワークＷの回転位相θがπ／２ｄｅｇの場合、研削残し量は［３／４×Ｅ（０）］となるため、目標研削抵抗は［３／４×Ｆｅ（０）］に設定する。
【００６３】
ワークＷの回転位相θがπｄｅｇの場合、研削残し量は［１／２×Ｅ（０）］となるため、目標研削抵抗は［１／２×Ｆｅ（０）］に設定する。ワークＷの回転位相θが３π／４ｄｅｇの場合、研削残し量は［１／４×Ｅ（０）］となるため、目標研削抵抗は［１／４×Ｆｅ（０）］に設定する。そして、ワークＷの回転位相θが２πｄｅｇの場合（本発明の「目標の回転位相θｅ」に相当）、研削残し量はゼロとなるため、目標研削抵抗Ｆｅ（θｅ）もゼロに設定する。ただし、本実施形態においては、第一前進研削を終了した時点において、研削残し量Ｅ（θ）がワークＷの回転位相θに対して線形の関係にあるものとしている。
【００６４】
図６（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態における後退研削は、ワークＷが１回転する間のみ行うものとしている。つまり、図３に示すように、後退研削の開始時刻ｔ４から終了時刻ｔ５までに、ワークＷが１回転することになる。そして、後退研削の終了時刻ｔ５における研削抵抗Ｆｔが、ゼロとなるようにされている。時刻ｔ５において、研削抵抗Ｆｔがゼロになるということは、図５（ｄ）に示すように、ワークＷの回転中心が主軸中心に一致するということになる。
【００６５】
ここで、後退研削における制御動作について、図４に示す制御ブロック図を参照して説明する。図４に示すように、後退研削では、研削抵抗Ｆｔに基づくフィードバック制御を行っている。具体的には、目標研削抵抗生成部１０１は、ワークＷの現在の回転位相θｔから目標の回転位相θｅに達するまでの間において、各回転位相θにおけるワークＷの研削残し量Ｅ（θ）に基づいて、各回転位相θにおける目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を生成する。目標研削抵抗Ｆｅ（θ）は、本実施形態においては、図６（ｂ）および図３の時刻ｔ４〜ｔ５における研削抵抗Ｆｔとして示すように、直線的となるように、かつ、時刻ｔ５においてゼロとなるように設定されている。
【００６６】
そして、研削抵抗検出部１０２は、力センサ５０に相当し、研削抵抗Ｆｔを検出する。加算器１０３は、目標研削抵抗生成部１０１により生成された目標の研削抵抗Ｆｅ（θ）に、研削抵抗検出部１０２により検出された研削抵抗Ｆｔを加算する。そして、加算器１０３にて算出された抵抗に基づいて、砥石台軌道生成部１０４が砥石台４２のＸ軸方向の軌道を生成する。そして、生成された砥石台４２のＸ軸方向の軌道に基づいて、Ｘ軸モータ１０５（図１の４１ｄに相当）を駆動する。このように、後退研削においては、研削抵抗Ｆｔが目標研削抵抗Ｆｅ（θ）に一致するようにフィードバック制御している。
【００６７】
続いて、図２に戻り説明する。上記において、図２のＳ４にて後退研削を開始することまで説明した。続いて、研削抵抗Ｆｔがゼロに達したか否かを判定する（Ｓ５）。そして、研削抵抗Ｆｔがまだゼロに達していないのであれば（Ｓ５：Ｎ）、後退研削を継続する。一方、研削抵抗Ｆｔがゼロに達した場合には（Ｓ５：Ｙ）、後退研削を終了し（Ｓ６）、研削方法の処理を終了する。つまり、後退研削を終了した図３のｔ５において、ワークＷの外径Ｄｔは、仕上径Ｄｆに達することが分かる。
【００６８】
本実施形態によれば、研削時間を大幅に短縮することができる。特に、第一前進研削を粗加工として行い、後退研削を仕上加工として行うことができる。そして、後退研削においては、上述したように、研削抵抗を利用することで、高精度な研削が可能となる。
【００６９】
＜第一実施形態の変形態様＞
上記第一実施形態において、図２のＳ５にて示すように、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ｆｔがゼロに達したか否かにより行った。この他に、図７に示すように、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｆが、設定された仕上径Ｄｆに達した場合に、後退研削を終了するようにしてもよい。つまり、図７のＳ５−１において、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｔが仕上径Ｄｆに達したか否かを判定し、ワークＷの外径Ｄｔが仕上径Ｄｆに達した場合に（Ｓ５−１：Ｙ）、後退研削を終了する。なお、図７において、図５−１以外は、図２と同一であるため、説明を省略する。
【００７０】
＜第二実施形態＞
第二実施形態の研削方法について、図８〜図９を参照して説明する。第二実施形態の研削盤における研削方法は、第一前進研削を実行し、続いて後退研削を実行し、その後にスパークアウトを実行する方法である。第一前進研削では、砥石台４２の送り速度を一定とする位置制御を行う。後退研削では、研削抵抗Ｆｔが目標研削抵抗Ｆｅとなるような制御を行う。そして、スパークアウトにおいては、取り代をゼロとしている。
【００７１】
図８において、第一実施形態の研削方法を示す図２のフローチャートのステップＳ１からステップＳ６までは、共通する。そして、ステップＳ６にて後退研削を終了すると、スパークアウトを実行する（Ｓ７）。スパークアウトは、砥石車４３をワークＷに対する切り込み量をゼロの状態として行う。このスパークアウトは、予め設定されたワークＷの回転数だけ行う。そこで、設定回数だけワークＷが回転したか否かを判定し（Ｓ８）、設定回数回転した場合には、スパークアウトを終了する（Ｓ９）。
【００７２】
このときの経過時間に対する、砥石台の位置、ワーク外径Ｄｔ、研削抵抗Ｆｔ、撓み量ωは、図９に示すようになる。つまり、時刻ｔ５から時刻ｔ６までにおいて、スパークアウトが実行されている。なお、時刻ｔ１から時刻ｔ５までは、第一実施形態と共通する。
【００７３】
第一前進研削および後退研削において、種々の理由により研削面の加工精度にばらつきを生じることがあるが、本実施形態におけるスパークアウトを実行することにより、このばらつきを均一化することができる。そのため、円筒状ワークＷの研削面の面性状が非常に良好となる。
【００７４】
＜第二実施形態の第一変形態様＞
上記第二実施形態において、図８のＳ５にて示すように、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ｆｔがゼロに達したか否かにより行った。これに換えて、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｆが、設定された仕上径Ｄｆに達した場合に、後退研削を終了するようにしてもよい。つまり、図８のＳ５において、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｔが仕上径Ｄｆに達したか否かを判定し、ワークＷの外径Ｄｔが仕上径Ｄｆに達した場合に（Ｓ５：Ｙ）、後退研削を終了する。そして、その後にスパークアウトを実行する。この場合、実質的に上記第二実施形態と同様の効果を奏する。
【００７５】
＜第二実施形態の第二変形態様＞
また、上記第二実施形態において、図８のＳ８に示すように、スパークアウトの終了の判定を、設定回数を回転したか否かにより行った。これに換えて、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｆが設定された仕上径Ｄｆに達した場合に、スパークアウトを終了するようにしてもよい。つまり、図８のＳ８において、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｔが仕上径Ｄｆに達したか否かを判定し、ワークＷの外径Ｄｔが仕上径Ｄｆに達した場合に（Ｓ８：Ｙ）、スパークアウトを終了する。これは、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ｆｔがゼロに達したか否かにより行う場合に適用される。
【００７６】
＜第三実施形態＞
第三実施形態の研削方法について、図１０〜図１３を参照して説明する。第三実施形態の研削盤における研削方法は、第一前進研削を実行し、続いて後退研削を実行し、その後にスパークアウトを実行する方法である。第一前進研削では、砥石台４２の送り速度を一定とする位置制御を行う。後退研削では、研削抵抗Ｆｔが目標研削抵抗Ｆｅとなるような制御を行う。そして、後退研削の終了時点を、研削抵抗Ｆｔがクーラント液の動圧の影響により生じる抵抗成分（以下、「動圧効果相当値」と称する）Ｆε１に達した時としている。さらに、スパークアウトにおいては、動圧効果相当値Ｆε１を考慮した位置としている。
【００７７】
図１０に示すように、第一前進研削を開始する（Ｓ１１）。ここで、第一前進研削は、図１１の時刻ｔ１〜ｔ４間に対応する。この間は、第一実施形態と同一であるため、詳細な説明を省略する。
【００７８】
続いて、過渡状態（時刻ｔ２〜ｔ３）におけるワークＷの外径Ｄｔと研削抵抗Ｆｔとを多数記憶しておく（Ｓ１２）。続いて、ワークＷの外径Ｄｔが、予め設定された外径Ｄｔｈに達したか否かを判定する（Ｓ１３）。まだ、ワークＷの外径Ｄｔが設定値Ｄｔｈに達していなければ（Ｓ１３：Ｎ）、第一前進研削を継続する。一方、ワークＷの外径Ｄｔが設定値Ｄｔｈに達した場合には（Ｓ１３：Ｙ）、第一前進研削を終了する（Ｓ１４）。
【００７９】
続いて、ステップＳ１２にて記憶した過渡状態におけるワークＷの外径Ｄｔと研削抵抗Ｆｔに基づいて、クーラント液による動圧効果分に相当する値Ｆε１を推定する（Ｓ１５）。ここで、過渡状態におけるワークＷの外径Ｄｔの減少量と、研削抵抗Ｆｔとの関係を、図１２に示す。記憶した多数の点を、直線近似すると、図１２に示す直線として表すことができる。そして、当該近似直線において、ワークＷの外径Ｄｔの減少量がゼロとなる点が、クーラント液による動圧効果相当値Ｆε１として推定される。
【００８０】
続いて、後退研削を開始する（Ｓ１６）。つまり、ワークＷの外径Ｄｔが設定値Ｄｔｈに達すると、第一前進研削から後退研削へ切り替える。続いて、研削抵抗Ｆｔが動圧効果相当値Ｆε１に達したか否かを判定する（Ｓ１７）。そして、研削抵抗Ｆｔが動圧効果相当値Ｆε１に達していないのであれば（Ｓ１７：Ｎ）、後退研削を継続する。一方、研削抵抗Ｆｔが動圧効果相当値Ｆε１に達した場合には（Ｓ１７：Ｙ）、後退研削を終了する（Ｓ１８）。つまり、後退研削の終了時点において（目標の回転位相θｅに達した時に）、研削抵抗Ｆｔが動圧効果相当値Ｆε１となるように、目標研削抵抗Ｆｅ（θ）が設定される。
【００８１】
後退研削を終了すると、スパークアウトを実行する（Ｓ１９）。このスパークアウトは、砥石車４３をワークＷに対する切り込み量をゼロの状態として行う。つまり、スパークアウトにおいて、砥石台４２の位置は、仕上径Ｄｆよりも動圧効果相当値Ｆε１に相当する寸法だけずれた位置となる。そして、このスパークアウトは、予め設定されたワークＷの回転数だけ行う。そこで、設定回数だけワークＷが回転したか否かを判定し（Ｓ２０）、設定回数回転した場合には、スパークアウトを終了する（Ｓ２１）。
【００８２】
ここで、本実施形態の後退研削について、図１３を参照して詳細に説明する。図１３に示すように、ワークＷの回転位相θが０ｄｅｇ（本発明の「現在の回転位相θｔ」に相当）の場合、研削残し量はＥ（０）となる。このときの目標研削抵抗は、Ｆｅ（０）に設定する。そして、ワークＷの回転位相θが２πｄｅｇの場合（本発明の「目標の回転位相θｅ」に相当）、目標研削抵抗Ｆｅ（θｅ）は、動圧効果相当値Ｆε１となるように設定する。このときの研削残し量は、Ｅ（θｅ）となる。なお、ワークＷの回転位相θがπｄｅｇの場合、研削残し量は［１／２×（Ｅ（０）＋Ｅ（θｅ））］となり、目標研削抵抗は［１／２×（Ｆｅ（０）＋Ｆｅ（θｅ））］に設定する。
【００８３】
本実施形態によれば、クーラント液による動圧の影響を考慮して、確実に研削抵抗によるフィードバック制御を行うことができる。ここで、砥石車４３によりワークＷを研削加工している際には、クーラント液による動圧の影響により生じる抵抗成分により、ワークＷに生じる抵抗は研削抵抗よりも大きくなる。さらに、砥石車４３とワークＷが接触していない状態であっても、その離間距離が非常に僅かである場合には、クーラント液による動圧の影響により、ワークＷには抵抗が生じ得る。つまり、クーラント液の動圧の影響により生じる抵抗成分によって、ワークＷに撓みが生じるため、研削抵抗Ｆｔがゼロになったとしても、研削残しが生じるおそれがある。そこで、目標の回転位相θｅに達した時に（後退研削の終了時点において）、研削抵抗Ｆｔが動圧効果相当値Ｆε１となるように、目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を設定することで、確実にクーラント液による動圧の影響を排除して、高精度な研削加工を行うことができる。
【００８４】
＜第三実施形態の第一変形態様＞
上記第三実施形態において、図１０のＳ１７にて示すように、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ｆｔが動圧効果相当値Ｆε１に達したか否かにより行った。この他に、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｆが、設定された仕上径Ｄｆに達した場合に、後退研削を終了するようにしてもよい。つまり、図１０のＳ１７において、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｔが仕上径Ｄｆに達したか否かを判定し、ワークＷの外径Ｄｔが仕上径Ｄｆに達した場合に（Ｓ１７：Ｙ）、後退研削を終了する。
【００８５】
＜第三実施形態の第二変形態様＞
また、上記第三実施形態において、図１０のＳ２０に示すように、スパークアウトの終了の判定を、設定回数を回転したか否かにより行った。これに換えて、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｆが設定された仕上径Ｄｆに達した場合に、スパークアウトを終了するようにしてもよい。つまり、図１０のＳ２０において、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｔが仕上径Ｄｆに達したか否かを判定し、ワークＷの外径Ｄｔが仕上径Ｄｆに達した場合に（Ｓ２０：Ｙ）、スパークアウトを終了する。これは、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ｆｔが動圧相当値Ｆε１に達したか否かにより行う場合に適用される。
【００８６】
＜第四実施形態＞
第四実施形態の研削方法について、図１４〜図１６を参照して説明する。第四実施形態の研削盤における研削方法は、第一前進研削を実行し、続いて後退研削を実行し、その後にスパークアウトを実行する方法である。第一前進研削では、砥石台４２の送り速度を一定とする位置制御を行う。後退研削では、研削抵抗Ｆｔが目標研削抵抗Ｆｅとなるような制御を行う。そして、第一前進研削の終了時点および後退研削の終了時点において、ワークＷの全周に亘って取り代Ｒε１を残すようにしている。つまり、スパークアウトにおいて、取り代Ｒε１を研削することになる。
【００８７】
図１４に示すように、第一前進研削を開始する（Ｓ３１）。ここで、第一前進研削は、図１５の時刻ｔ１〜ｔ４間に対応する。この間は、第一実施形態と同一であるため、詳細な説明を省略する。続いて、ワークＷの外径Ｄｔが、予め設定された外径Ｄｔｈに達したか否かを判定する（Ｓ３２）。ここで、設定された外径Ｄｔｈは、［Ｄｆ―ωｍａｘ＋Ｒε１］により表される。つまり、第一前進研削の終了時点（図１５の時刻ｔ４）において、全周に亘って、取り代Ｒε１だけ残ることになる。
【００８８】
そして、まだ、ワークＷの外径Ｄｔが設定値Ｄｔｈに達していなければ（Ｓ３２：Ｎ）、第一前進研削を継続する。一方、ワークＷの外径Ｄｔが設定値Ｄｔｈに達した場合には（Ｓ３２：Ｙ）、第一前進研削を終了する（Ｓ３３）。
【００８９】
続いて、後退研削を開始する（Ｓ３４）。つまり、ワークＷの外径Ｄｔが設定値Ｄｔｈに達すると、第一前進研削から後退研削へ切り替える。続いて、研削抵抗Ｆｔが設定値Ｆε２に達したか否かを判定する（Ｓ３５）。ここで、設定値Ｆε２は、ワークＷの外径Ｄｔが設定値Ｄｔｈとなる状態における研削抵抗Ｆｔである。つまり、後退研削の終了時点（目標の回転位相θｅに達した時）において、研削抵抗Ｆｔが設定値Ｆε２となるように、目標研削抵抗Ｆｅ（θ）が設定される。
【００９０】
そして、研削抵抗Ｆｔが設定値Ｆε２に達していないのであれば（Ｓ３５：Ｎ）、後退研削を継続する。一方、研削抵抗Ｆｔが設定値Ｆε２に達した場合には（Ｓ３５：Ｙ）、後退研削を終了する（Ｓ３６）。このとき、ワークＷの外径Ｄｔは、Ｄｆ１（＝Ｄｆ―Ｒε１）となる。
【００９１】
ここで、本実施形態の後退研削について、図１６を参照して詳細に説明する。図１６に示すように、ワークＷの回転位相θが０ｄｅｇ（本発明の「現在の回転位相θｔ」に相当）の場合、研削残し量はＥ（０）となる。このときの目標研削抵抗は、Ｆｅ（０）に設定する。そして、ワークＷの回転位相θが２πｄｅｇの場合（本発明の「目標の回転位相θｅ」に相当）、研削残し量Ｅ（θｅ）は、取り代Ｒε１となるようにしている。このときの目標研削抵抗Ｆｅ（θｅ）は、取り代Ｒε１に対応するＦε２となるように設定する。なお、ワークＷの回転位相θがπｄｅｇの場合、研削残し量は［１／２×（Ｅ（０）＋Ｅ（θｅ））］となり、目標研削抵抗は［１／２×（Ｆｅ（０）＋Ｆｅ（θｅ））］に設定する。
【００９２】
図１４に戻り説明する。後退研削を終了すると、スパークアウトを実行する（Ｓ３７）。このスパークアウトは、砥石車４３をワークＷに対する切り込み量をゼロの状態として行う。つまり、スパークアウトにおいて、取り代Ｒε１を研削することになる。そして、このスパークアウトは、予め設定されたワークＷの回転数だけ行う。そこで、設定回数だけワークＷが回転したか否かを判定し（Ｓ３８）、設定回数回転した場合には、スパークアウトを終了する（Ｓ３９）。
【００９３】
本実施形態によれば、目標の回転位相θｅに達した時に残し代がＲε１となるようにしている。従って、後退研削を終了した時点で、残し代が所定値Ｒε１となる。そして、残した所定値Ｒε１をスパークアウトにより研削加工できるため、スパークアウト終了後には高精度な形状を得ることができる。
【００９４】
＜第四実施形態の第一変形態様＞
上記第四実施形態において、図１４のＳ３５にて示すように、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ｆｔが設定値Ｆε２に達したか否かにより行った。この他に、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｆが、取り代Ｒε１を残した径Ｄｆ１（＝Ｄｆ―Ｒε１）に達した場合に、後退研削を終了するようにしてもよい。つまり、図１４のＳ３５において、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｔが設定径Ｄｆ１に達したか否かを判定し、ワークＷの外径Ｄｔが設定径Ｄｆ１に達した場合に（Ｓ３５：Ｙ）、後退研削を終了する。そして、その後にスパークアウトを実行する。この場合、実質的に上記第二実施形態と同様の効果を奏する。
【００９５】
＜第四実施形態の第二変形態様＞
また、上記第四実施形態において、図１４のＳ３８に示すように、スパークアウトの終了の判定を、設定回数を回転したか否かにより行った。これに換えて、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｆが設定された仕上径Ｄｆに達した場合に、スパークアウトを終了するようにしてもよい。つまり、図１４のＳ３８において、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｔが仕上径Ｄｆに達したか否かを判定し、ワークＷの外径Ｄｔが仕上径Ｄｆに達した場合に（Ｓ３８：Ｙ）、スパークアウトを終了する。これは、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ｆｔが設定値Ｆε２に達したか否かにより行う場合、および、上記第四実施形態の第一変形態様にて説明したワークＷの外径Ｄｔが設定径Ｄｆ１に達したか否かにより行う場合に適用できる。
【００９６】
＜第五実施形態＞
第五実施形態の研削方法について、図１７〜図１９を参照して説明する。第五実施形態の研削盤における研削方法は、第一前進研削を実行し、続いて後退研削を実行し、その後スパークアウトを実行する方法である。第一前進研削では、砥石台４２の送り速度を一定とする位置制御を行う。そして、第一前進研削の終了時点において、ワークＷの全周に亘って取り代Ｒε２を残すようにしている。この取り代Ｒε２は、第一前進研削において生じる加工変質層深さ以上に設定される。そして、加工変質層深さは、第一前進研削を行っている際に計測する場合には、その計測値に基づいて決定され、計測しない場合には予め行った実験結果などにより設定する。
【００９７】
そして、後退研削では、研削抵抗Ｆｔが目標研削抵抗Ｆｅとなるような制御を行う。そして、本実施形態における後退研削は、ワークＷを複数回回転させている。各回の後退研削においては、徐々に目標研削抵抗Ｆｅ（θ）が小さくなるように設定している。また、第三実施形態と同様に、後退研削の終了時点を、研削抵抗Ｆｔがクーラント液の動圧の影響により生じる抵抗成分（以下、「動圧効果相当値」と称する）Ｆε１に達した時としている。さらに、スパークアウトにおいては、動圧効果相当値Ｆε１を考慮した位置としている。
【００９８】
図１７に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ４まで、すなわち第一前進研削は、第三実施形態と共通する。ただし、本実施形態における設定された外径Ｄｔｈは、［Ｄｆ―ωｍａｘ＋Ｒε２］により表される。ここで、取り代Ｒε２を決定するために、第一前進研削によって生じる加工変質層の深さを推定する処理を行う。この処理は、第一前進研削の条件によって予め推定することもできるし、第一前進研削を行いながら加工変質層を計測することもできる。加工変質層の計測は、例えば、渦流センサなどを用いた公知の方法を適用できる。そして、取り代Ｒε２は、推定される加工変質層の深さ以上に設定する。つまり、第一前進研削の終了時点（図１７の時刻ｔ４）において、全周に亘って、推定される加工変質層の深さ以上の取り代Ｒε２だけ残ることになる。
【００９９】
第一前進研削の後には、後退研削を開始する。ここで、図１７の時刻ｔ４から時刻ｔ５までを、第一回目の後退研削を実行する。続いて、時刻ｔ５から時刻ｔ６までを、第二回目の後退研削を実行する。各回の後退研削は、ワークＷが１回転する間実行される。この第二回目の後退研削の終了時点において、研削抵抗Ｆｔが動圧効果相当値Ｆε１となるようにしている。つまり、第一回目の後退研削と第二回目の後退研削により、第一前進研削における取り代Ｒε２に対する研削残し量と、取り代Ｒε２とを研削する。そして、第二回目の後退研削が終了すると、スパークアウトを実行する。
【０１００】
ここで、本実施形態の各回の後退研削について、図１８を参照して詳細に説明する。図１８に示すように、ワークＷの回転位相θが０ｄｅｇ（本発明の「現在の回転位相θｔ」に相当）の場合、研削残し量はＥ（０）となる。このときの目標研削抵抗は、Ｆｅ（０）に設定する。ワークＷの回転位相θが０ｄｅｇの場合とは、第一回目の後退研削の開始時点である。
【０１０１】
そして、ワークＷの回転位相θが２πｄｅｇの場合（本発明の「目標の回転位相θｅ」に相当）、目標研削抵抗Ｆｅ（θｅ）は、Ｆｅ（１）となるように設定している。このＦｅ（１）は、Ｆｅ（０）よりも小さく、動圧効果相当値Ｆε１よりも大きな値である。そして、Ｆｅ（１）は、Ｆｅ（０）よりも、Ｆε１に近い値としている。このときの研削残し量は、Ｅ（１）となる。ここで、ワークＷの回転位相θが２πｄｅｇの場合とは、第一回目の後退研削の終了時点であると共に、第二回目の後退研削の開始時点でもある。
【０１０２】
そして、ワークＷの回転位相θが４πｄｅｇの場合、目標研削抵抗Ｆｅ（θｅ）は、動圧効果相当値Ｆε１となるように設定する。このときの研削残し量は、Ｅ（θｅ）となる。ここで、ワークＷの回転位相θが４πｄｅｇの場合とは、第二回目の後退研削の終了時点である。
【０１０３】
この後退研削について、図１９を参照してさらに詳細に説明する。図１７の時刻ｔ４におけるワークＷは、図１９（ａ）に示すような形状となる。図１９において、回転位相θは、図１８の回転位相θに対応している。そして、図１７の時刻ｔ５におけるワークＷは、図１９（ｂ）に示すような形状となる。つまり、図１９（ａ）（ｂ）に示すように、第二回目の後退研削の方が、第一回目の後退研削より研削量が少なくなっている。そして、図１７の時刻ｔ５におけるワークＷは、図１９（ｃ）に示すような、ほぼ真円形状となる。
【０１０４】
なお、本実施形態においては、後退研削を二回実行することとしたが、三回以上実行するようにしてもよい。この場合、回数が増加するほど、目標研削抵抗Ｆｅ（θ）の時間変化が小さくなるようにするとよい。
【０１０５】
本実施形態によれば、複数回転で後退研削を行っている。つまり、後退研削を行う回数が多い回数ほど、仕上研削のように作用することになる。後退研削を行いながら、粗研削に相当する後退研削、精研削に相当する後退研削、微研削に相当する後退研削などを実行することができる。その結果、非常に高精度な研削加工を行うことができる。さらに、取り代Ｒε２が第一前進研削において生じる加工変質層深さ以上に設定されることで、第一前進研削において生じた加工変質層を、後退研削において、確実に除去することができる。従って、後退研削を終了した円筒状ワークには、加工変質層が生じないものとできる。つまり、ワークの品質を確実に良好とすることができる。
【０１０６】
＜第六実施形態＞
第六実施形態の研削方法について、図２０〜図２３を参照して説明する。第六実施形態の研削盤における研削方法は、第一前進研削を実行し、続いて後退研削を実行し、その後にスパークアウトを実行する方法である。第一前進研削では、砥石台４２の送り速度を一定とする位置制御を行う。後退研削では、研削抵抗Ｆｔが目標研削抵抗Ｆｅとなるような制御を行う。ただし、第一前進研削において、定常状態が全くないか、もしくは、定常状態があるとしても定常状態がワークＷの１回転分存在しない場合を対象としている。つまり、後退研削において、目標研削抵抗Ｆｅ（θ）が回転位相θに対して線形の関係を有さずに、非線形の関係を有するように設定されている。
【０１０７】
そこで、まず、図２０を参照して、第一前進研削において定常状態が有る場合に後退研削における目標研削抵抗Ｆｅ（θ）と、第一前進研削において定常状態がない場合に後退研削における目標研削抵抗Ｆｅ（θ）について説明する。まず、図２０（ａ）に示すように、第一前進研削において定常状態がある場合には、上記実施形態において説明したように、目標研削抵抗Ｆｅ（θ）は、経過時間に対して線形の関係を有するように設定されている。
【０１０８】
これに対して、図２０（ｂ）に示すように、第一前進研削において定常状態がない場合には、研削残し量Ｅ（θ）が回転位相θに対して線形の関係を有していない。そのため、第一前進研削を終了した時点において、回転位相θに対する研削残し量が非線形の関係となる。そこで、後退研削においては、各回転位相θにおいて、第一前進研削による研削残し量に応じた研削量となるように、目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を設定する。具体的には、第一前進研削における研削抵抗ＦｔおよびワークＷの外径Ｄｔに基づいて、後退研削における目標研削抵抗Ｆｅ（θ）を算出する。
【０１０９】
さらに、第一前進研削において定常状態がない場合には、定常状態がある場合に比べて、第一前進研削から後退研削に切り替えるタイミングの決定が容易ではない。これに対して、本実施形態では、第一前進研削を実行している最中に、研削抵抗ＦｔとワークＷの外径Ｄｔとに基づいて、第一前進研削から後退研削への切り替えのタイミングを決定している。
【０１１０】
図２１および図２２を参照して、本実施形態の研削方法について詳細に説明する。第一前進研削を開始する（Ｓ４１）。ここで、第一前進研削は、図２２の時刻ｔ１〜ｔ４間に対応する。この間は、第三実施形態と同一であるため、詳細な説明を省略する。
【０１１１】
続いて、動圧効果相当値Ｆε１を算出する（Ｓ４２）。この動圧効果相当値Ｆε１の算出は、過渡状態（時刻ｔ２〜ｔ３）におけるワークＷの外径Ｄｔと研削抵抗Ｆｔとに基づいて算出する。続いて、ワークＷの単位時間当たりの研削量と研削抵抗Ｆｔとに基づいて、比例定数αを算出する（Ｓ４３）。ワークＷの単位時間当たりの研削量は、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｔに基づいて算出される。
【０１１２】
続いて、現在における第一前進研削の終了時点に相当するワークＷの外径Ｄｍ（以下、「切替外径」と称する）を、式（１）に従って算出する（Ｓ４４）。つまり、現在における切替外径Ｄｍが、既に算出したα、Ｆε１に加え、力センサ５０により検出される現在の研削抵抗Ｆｔ（ｔ）に基づいて算出される。
【０１１３】
［数１］
Ｄｍ＝Ｄｆ＋（Ｆｔ（ｔ）−Ｆε１）／α＋［２Ｆｔ（ｔ）−Ｆ（ｔ−π／２ω）−Ｆ（ｔ−３π／２ω）］      ・・・  （１）
ここで、Ｄｆは仕上径であり、Ｆｔ（ｔ）は現在時刻ｔにおける研削抵抗Ｆｔであり、ωはワークＷの角速度である。
【０１１４】
続いて、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｔが、算出した切替外径Ｄｍに達したか否かを判定する（Ｓ４５）。まだ、ワークＷの外径Ｄｔが切替外径Ｄｍに達していなければ（Ｓ４５：Ｎ）、第一前進研削を継続すると共に、ステップＳ４４に戻り再び現時点における切替外径Ｄｍを算出する（更新する）。一方、ワークＷの外径Ｄｔが切替外径Ｄｍに達した場合には（Ｓ４５：Ｙ）、第一前進研削を終了する（Ｓ４６）。
【０１１５】
続いて、後退研削を開始する（Ｓ４７）。つまり、ワークＷの外径Ｄｔが切替外径Ｄｍに達すると、第一前進研削から後退研削へ切り替える。この後退研削においては、研削残し量Ｅを研削できるような目標研削抵抗Ｆｅが設定される。ここで、研削残し量Ｅは、式（２）にて表すことができる。また、目標研削抵抗Ｆｅは、式（３）にて表すことができる。
【０１１６】
［数２］
Ｅ（ｔ）＝Ｅ（ｔ０）｛１−ω／２π＊（ｔ−ｔ０）｝＋Ｆ（ｔ−２π／ω）／α
・・・  （２）
Ｆｅ（ｔ）＝２Ｆｔ（ｔ０）−Ｆｔ（ｔ−２π／ω）−ω／２π＊｛Ｆｔ（ｔ０）−Ｆε１｝＊（ｔ−ｔ０）      ・・・  （３）
ここで、Ｅ（ｔ）は時刻ｔにおける研削残し量であり、ｔは現在時刻であり、ｔ０は後退研削を開始する時点における時刻であり、Ｆｅ（ｔ）は時刻ｔにおける目標研削抵抗である。なお、時刻ｔは、回転位相θに対応しているため、Ｅ（ｔ）は実質的にＥ（θ）と同等となり、Ｆｅ（ｔ）は実質的にＦｅ（θ）と同等となる。
【０１１７】
続いて、研削抵抗Ｆｔが動圧効果相当値Ｆε１に達したか否かを判定する（Ｓ４８）。そして、研削抵抗Ｆｔが動圧効果相当値Ｆε１に達していないのであれば（Ｓ４８：Ｎ）、後退研削を継続する。一方、研削抵抗Ｆｔが動圧効果相当値Ｆε１に達した場合には（Ｓ４８：Ｙ）、後退研削を終了する（Ｓ４９）。なお、上記式（３）において設定される目標研削抵抗Ｆｅ（θ）は、後退研削の終了時点において（目標の回転位相θｅに達した時に）、研削抵抗Ｆｔが動圧効果相当値Ｆε１となるように設定されている。
【０１１８】
後退研削を終了すると、スパークアウトを実行する（Ｓ５０）。このスパークアウトは、砥石車４３をワークＷに対する切り込み量をゼロの状態として行う。つまり、スパークアウトにおいて、砥石台４２の位置は、仕上径Ｄｆよりも動圧効果相当値Ｆε１に相当する寸法だけずれた位置となる。そして、このスパークアウトは、予め設定されたワークＷの回転数だけ行う。そこで、設定回数だけワークＷが回転したか否かを判定し（Ｓ５１）、設定回数回転した場合には、スパークアウトを終了する（Ｓ５２）。
【０１１９】
ここで、本実施形態の後退研削について、図２３を参照して詳細に説明する。図２３に示すように、ワークＷの回転位相θが０ｄｅｇ（本発明の「現在の回転位相θｔ」に相当）の場合、研削残し量はＥ（０）となる。このときの目標研削抵抗は、Ｆｅ（０）に設定する。そして、ワークＷの回転位相θが２πｄｅｇの場合（本発明の「目標の回転位相θｅ」に相当）、目標研削抵抗Ｆｅ（θｅ）は、動圧効果相当値Ｆε１となるように設定する。このときの研削残し量は、Ｅ（θｅ）となる。
【０１２０】
本実施形態によれば、第一前進研削を終了する時点において、ワークＷの現在の回転位相θｔから目標の回転位相θｅに達するまでの回転位相θに対する研削残り量Ｅ（θ）が、非線形のときであっても、後退研削における目標研削抵抗Ｆｅ（θ）（またはＦｅ（ｔ））として、その研削残り量Ｅ（θ）（またはＥ（ｔ））に応じたものに設定できる。つまり、第一前進研削での研削残しを、後退研削において確実に研削することができる。従って、研削精度を向上できる。
【０１２１】
＜第六実施形態の第一変形態様＞
上記第六実施形態において、図２１のＳ４８にて示すように、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ｆｔが動圧効果相当値Ｆε１に達したか否かにより行った。この他に、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｆが、設定された仕上径Ｄｆに達した場合に、後退研削を終了するようにしてもよい。つまり、図２１のＳ４８において、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｔが仕上径Ｄｆに達したか否かを判定し、ワークＷの外径Ｄｔが仕上径Ｄｆに達した場合に（Ｓ４８：Ｙ）、後退研削を終了する。
【０１２２】
＜第六実施形態の第二変形態様＞
また、上記第六実施形態において、図２１のＳ５１に示すように、スパークアウトの終了の判定を、設定回数を回転したか否かにより行った。これに換えて、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｆが設定された仕上径Ｄｆに達した場合に、スパークアウトを終了するようにしてもよい。つまり、図２１のＳ５１において、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｔが仕上径Ｄｆに達したか否かを判定し、ワークＷの外径Ｄｔが仕上径Ｄｆに達した場合に（Ｓ５１：Ｙ）、スパークアウトを終了する。これは、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ｆｔが動圧相当値Ｆε１に達したか否かにより行う場合に適用される。
【０１２３】
＜第七実施形態＞
第七実施形態の研削方法について、図２４〜図２５を参照して説明する。第四実施形態の研削盤における研削方法は、第一前進研削を実行し、続いて後退研削を実行し、続いて第二前進研削を実行し、最後にスパークアウトを実行する方法である。第一前進研削では、砥石台４２の送り速度を一定とする位置制御を行う。後退研削では、研削抵抗Ｆｔが目標研削抵抗Ｆｅとなるような制御を行う。第二前進研削では、研削抵抗が一定となるような研削力一定制御を行う。つまり、第二前進研削では、単位時間当たりの研削量が一定となるように制御される。なお、そして、第一前進研削の終了時点および後退研削の終了時点において、ワークＷの全周に亘って取り代Ｒε３を残すようにしている。つまり、第二前進研削において、取り代Ｒε３を研削することになる。
【０１２４】
図２４に示すように、第一前進研削を開始する（Ｓ６１）。ここで、第一前進研削は、図２５の時刻ｔ１〜ｔ４間に対応する。この間は、第一実施形態と同一であるため、詳細な説明を省略する。続いて、ワークＷの外径Ｄｔが、予め設定された外径Ｄｔｈに達したか否かを判定する（Ｓ６２）。ここで、設定された外径Ｄｔｈは、［Ｄｆ―ωｍａｘ＋Ｒε３］により表される。つまり、第一前進研削の終了時点（図２５の時刻ｔ４）において、全周に亘って、取り代Ｒε３だけ残ることになる。
【０１２５】
そして、まだ、ワークＷの外径Ｄｔが設定値Ｄｔｈに達していなければ（Ｓ６２：Ｎ）、第一前進研削を継続する。一方、ワークＷの外径Ｄｔが設定値Ｄｔｈに達した場合には（Ｓ６２：Ｙ）、第一前進研削を終了する（Ｓ６３）。
【０１２６】
続いて、後退研削を開始する（Ｓ６４）。つまり、ワークＷの外径Ｄｔが設定値Ｄｔｈに達すると、第一前進研削から後退研削へ切り替える。続いて、研削抵抗Ｆｔが設定値Ｆε３に達したか否かを判定する（Ｓ６５）。ここで、設定値Ｆε３は、ワークＷの外径Ｄｔが設定値Ｄｔｈとなる状態における研削抵抗Ｆｔである。つまり、後退研削の終了時点（目標の回転位相θｅに達した時）において、研削抵抗Ｆｔが設定値Ｆε３となるように、目標研削抵抗Ｆｅ（θ）が設定される。
【０１２７】
そして、研削抵抗Ｆｔが設定値Ｆε３に達していないのであれば（Ｓ６５：Ｎ）、後退研削を継続する。一方、研削抵抗Ｆｔが設定値Ｆε３に達した場合には（Ｓ６５：Ｙ）、後退研削を終了する（Ｓ６６）。
【０１２８】
後退研削を終了すると、第二前進研削を開始する（Ｓ６７）。第二前進研削においては、研削抵抗Ｆｔが一定となるように、砥石台４２の位置制御を行っている。なお、位置制御に替えて、第二前進研削においては、研削抵抗Ｆｔによるフィードバック制御を行うこともできる。この第二前進研削において一定に制御される研削抵抗Ｆｔは、第一前進研削における最大研削抵抗Ｆｔに比べると非常に小さな値に設定している。つまり、第一前進研削を粗加工とした場合には、第二前進研削は仕上加工に相当する。
【０１２９】
続いて、ワークＷの外径Ｄｔが、予め設定された外径Ｄｔｈ２に達したか否かを判定する（Ｓ６８）。ここで、設定された外径Ｄｔｈ２は、仕上径に相当するものである。ただし、定寸装置６０により検出する位置によって、検出されるワークＷの外径Ｄｔが僅かながら異なるため、その分を考慮して外径Ｄｔｈ２を設定する。そして、まだ、ワークＷの外径Ｄｔが設定値Ｄｔｈ２に達していなければ（Ｓ６８：Ｎ）、第二前進研削を継続する。一方、ワークＷの外径Ｄｔが設定値Ｄｔｈ２に達した場合には（Ｓ６８：Ｙ）、第二前進研削を終了する（Ｓ６９）。
【０１３０】
続いて、スパークアウトを実行する（Ｓ７０）。このスパークアウトは、砥石車４３をワークＷに対する切り込み量をゼロの状態として行う。つまり、スパークアウトにおいては、第二前進研削において研削残しの分を研削することになる。そして、このスパークアウトは、予め設定されたワークＷの回転数だけ行う。そこで、設定回数だけワークＷが回転したか否かを判定し（Ｓ７１）、設定回数回転した場合には、スパークアウトを終了する（Ｓ７２）。
【０１３１】
本実施形態によれば、後退研削の後に、研削抵抗Ｆｔが一定となるような第二前進研削を実行する。これにより、後退研削においてばらつきを生じたとしても、第二前進研削により確実にそのばらつきを除去することができる。従って、高精度な研削加工を実現することができる。
【０１３２】
さらに、第二前進研削の後には、スパークアウトを実行している。ここで、第二前進研削は、研削抵抗が一定となるような前進研削である。従って、理論上、第二前進研削を終了した部位と、ワークＷにおける当該部位よりもその少し先に位置する回転位相θとの間に、段差を生じると考えられる。そこで、スパークアウトを実行することで、当該段差を除去することができる。つまり、第二前進研削により段差を生じるとしても、スパークアウトにより最終研削仕上面を高精度にすることができる。
【０１３３】
＜第七実施形態の第一変形態様＞
上記第七実施形態において、図２４のＳ６５にて示すように、後退研削の終了の判定を、研削抵抗Ｆｔが設定値Ｆε３に達したか否かにより行った。この他に、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｆが、設定径Ｄｆ３（図２５に示す）に達した場合に、後退研削を終了するようにしてもよい。つまり、図２４のＳ６５において、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｔが設定径Ｄｆ３に達したか否かを判定し、ワークＷの外径Ｄｔが設定径Ｄｆ３に達した場合に（Ｓ６５：Ｙ）、後退研削を終了する。設定径Ｄｆ３とは、研削抵抗Ｆｔが設定値Ｆε３である場合に相当するワークＷの外径Ｄｆである。
【０１３４】
＜第七実施形態の第二変形態様＞
また、上記第七実施形態において、図２４のＳ７１に示すように、スパークアウトの終了の判定を、設定回数を回転したか否かにより行った。これに換えて、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｆが設定された仕上径Ｄｆに達した場合に、スパークアウトを終了するようにしてもよい。つまり、図２４のＳ７１において、定寸装置６０により検出されるワークＷの外径Ｄｔが仕上径Ｄｆに達したか否かを判定し、ワークＷの外径Ｄｔが仕上径Ｄｆに達した場合に（Ｓ７１：Ｙ）、スパークアウトを終了する。
【０１３５】
＜その他＞
上記実施形態において、研削抵抗Ｆｔを検出するために力センサ５０を用いた。この他に、研削抵抗Ｆｔを検出するために、主軸モータ２３によりワークＷを回転駆動するための駆動トルクを用いることもできる。この場合も、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【０１３６】
また、上記実施形態においては、円筒状ワークＷの外周面を研削する場合について説明した。この他に、円筒状ワークＷの内周面を研削する場合にも、本発明を同様に適用することができる。
【符号の説明】
【０１３７】
１：研削盤、  １０：ベッド、  ２０：主軸台、  ２１：主軸台本体
２２：主軸、  ２３：主軸モータ、  ２４：主軸センタ
３０：心押台、  ３１：心押台本体、  ３２：心押センタ
４０：砥石支持装置、  ４１：砥石台トラバースベース
４２：砥石台、  ４３：砥石車
５０：力センサ、  ６０：定寸装置、  ７０：制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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