(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドレッシング状態の良否を判定するドレッシング状態判定方法であって、
ドレッシングの際に発生する超音波に対して、その信号波形に対応した複数の標本線を設定し、前記複数の標本線の各々における前記信号波形との交差点数をＭＴシステムの微分特性として取得すると共に、前記各交差点の内、当該交差点の位置を上回る位置に前記信号波形が存在する交差点間の間隔の和をＭＴシステムの積分特性として取得し、前記複数の微分特性及び積分特性の内、予め定められた推定に有効な微分特性及び積分特性に対応する微分特性及び積分特性を有効特徴項目として、予め定められた単位空間データによって規準化し、当該規準化された微分特性及び／又は積分特性を基にドレッシングによる砥石真直度の推定値を算出し、当該推定値が所定のしきい値を満足する場合に所望のドレッシング状態に達したと判定することを特徴とするドレッシング状態判定方法。
【請求項２】
有効特徴項目は、ＭＴシステムの単位空間用と定められた砥石と信号空間用と定められた砥石に対してそれぞれドレッシングを行い、それぞれにおいて生ずる超音波を取得し、各々の信号波形に対して、その信号波形に対応した複数の標本線を設定し、前記複数の標本線の各々における前記信号波形との交差点数をＭＴシステムの微分特性として取得すると共に、前記各交差点の内、当該交差点の位置を上回る位置に前記信号波形が存在する交差点間の間隔の和をＭＴシステムの積分特性として取得し、前記単位空間用の砥石について取得された前記微分特性及び積分特性を単位空間データとする一方、前記信号空間用の砥石について取得された前記微分特性及び積分特性を信号データとし、前記信号データに対して前記単位空間データを基にＭＴシステムのＴ法に基づく規準化を行い、前記各微分特性及び積分特性の前記規準化されたデータについてのＴ法に基づく比例定数βと二乗比を算出し、前記比例定数β、二乗比、及び、前記規準化されたデータを基に、前記信号空間用と定められた砥石についてのＴ法に基づく真直度の推定値を算出し、次いで、前記算出された推定値と実測値との相関関係を表す相関ＳＮ比ηを算出する一方、
前記信号データを構成する複数の微分特性及び積分特性を、当該特性取得のために設定された前記複数の標本線に対応して区分すべく、前記複数の標本線に１から昇順に付番し、その付番に応じてそれぞれの標本線において取得された微分特性又は積分特性を項目１から順に区分し、前記各項目を２水準系直交表における水準とする一方、前記信号空間用と定められた各々の砥石を２水準系直交表における要因として２水準系直交表に割り付けを行い、前記要因毎の相関ＳＮ比ηを求め、しかる後、前記項目毎に第１水準の相関ＳＮ比ηの平均値と第２水準の相関ＳＮ比ηの平均値の差を求め、当該算出結果の内、上位の複数の項目について任意に複数の組合せを設定し、それぞれの項目の組合せにおける相関ＳＮ比ηを算出し、その算出された相関ＳＮ比ηが所定の目標基準値を超える相関ＳＮ比ηの算出に用いられた項目に対応する前記微分特性及び積分特性を有効特徴項目として選択されたものであることを特徴とする請求項１記載のドレッシング状態判定方法。
【請求項３】
標本線は、超音波の出力レベルの平均値の位置を基準位置とし、前記平均値の上下に複数設定されたものであり、前記平均値から離間するにしたがい、各標本線の間隔が粗となるよう設定されてなることを特徴とする請求項２記載のドレッシング状態判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砥石のドレッシング状態の良否判定方法に係り、特に、砥石の真直形状との相関に基づくドレッシング状態の良否判別を可能としたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、砥石ドレッシング状態の良否判別方法としては、例えば、特許文献１には、ドレッシング時に発生する超音波を検出し、その検出信号の強度がほぼ一定レベルか否かにより砥石車の外周面の軸方向における平坦度を判定するようにしたものが開示されている。
また、特許文献２には、ドレッシング時に発生する超音波を検出し、その検出信号が、ドレッシング中に所定の閾値を上回る回数と下回る回数を計数し、その計数値に基づいてドレッシング状態の判定するようにしたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１３１３６号公報（第３−７頁、図１−図１２）
【特許文献２】特開平１１−２３５６６５号公報（第４−５頁、図１−図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のいずれの判定方法においても、砥石の真直形状との相関関係が必ずしも明確ではない。すなわち、例えば、ノズルなどの内径研削を行う場合、ドレッシング後の砥石には、サブミクロンレベルでの真直形状が必要となるが、上述した従来の判定方法にあっては、ドレッシングの良否判定が、必ずしもサブミクロンレベルでの真直形状を保証するものではなく、所望する直真形状が得られているか否かが確実に判定できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、所望の砥石真直形状が達成できたか否かを判定することのできるドレッシング状態判定方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るドレッシング状態判定方法は、
ドレッシング状態の良否を判定するドレッシング状態判定方法であって、
ドレッシングの際に発生する超音波に対して、その信号波形に対応した複数の標本線を設定し、前記複数の標本線の各々における前記信号波形との交差点数をＭＴシステムの微分特性として取得すると共に、前記各交差点の内、当該交差点の位置を上回る位置に前記信号波形が存在する交差点間の間隔の和をＭＴシステムの積分特性として取得し、前記複数の微分特性及び積分特性の内、予め定められた推定に有効な微分特性及び積分特性に対応する微分特性及び積分特性を有効特徴項目として、予め定められた単位空間データによって規準化し、当該規準化された微分特性及び／又は積分特性を基にドレッシングによる砥石真直度の推定値を算出し、当該推定値が所定のしきい値を満足する場合に所望のドレッシング状態に達したと判定するよう構成されてなるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、従来と異なり、ドレッシングの良否を所望する砥石の真直度を満たすか否かによって判定できるようにしたので、無駄なドレッシングを行うことなく、効率良く、所望するドレッシング状態を高い信頼性で確保することがきるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態におけるドレッシング状態判定方法が適用される装置構成例を示す構成図である。
【図２】図１に示された構成例におけるドレッシング状態判定装置の機能ブロックを示したブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるドレッシング状態判定方法を実行する前に行われるドレッシング状態準備の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態におけるドレッシング状態判定装置において実行されるドレッシング状態判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態において超音波検出装置によって得られるドレッシングの際の超音波波形の一例を示す波形図である。
【図６】図５に示された超音波波形における微分特性と積分特性の抽出を説明するための超音波波形の主要部を示す波形図である。
【図７】ドレッシング状態診断準備において微分特性と積分特性を抽出した場合の抽出結果を表形式に纏めた例を示す説明図である。
【図８】ドレッシング状態診断準備において信号空間データの微分特性と積分特性を抽出した場合の具体的数値例を示した説明図である。
【図９】ドレッシング状態診断準備において抽出された信号空間データの微分特性と積分特性の規準化した結果を表形式に纏めた例を示す説明図である。
【図１０】図８に示された信号空間データの微分特性と積分特性の規準化の結果を示す説明図である。
【図１１】図９に示された信号空間データの規準化された値に対する比例定数βとＳＮ比ηの例を示した説明図である。
【図１２】図１１に示された例に対して各メンバーの推定値を付加した場合の例を示す説明図である。
【図１３】Ｌ３２の２水準系直交表に全２６項目を割り付けた例を説明する説明図である。
【図１４】２水準系ＳＮ比η平均差をその値の大きい項目順に並べて表した棒グラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図１４を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態におけるドレッシング状態判定装置の構成例にてついて、図１を参照しつつ説明する。
まず、図１に示された研削装置２０１自体は、公知・周知のものであり、同図においては、ドレッシング機能を有する例が示されている。同図は、主に、ドレッサヘッド２１１により砥石１をドレッシングする構成部分を示しており、砥石１によるワークの研削部分の構成については、図示を省略してある。
【００１０】
かかる研削装置２０１には、ドレッシングの際に生ずる超音波の検出を行う超音波検出装置３０１が付加された構成となっている。
すなわち、超音波検出装置３０１は、超音波センサ３１１と、送信部（図示せず）と、受信部３１２とに大別されてなり、本発明の実施の形態において、超音波センサ３１１は、図示されない送信部と共にドレッサヘッド２１１内に配設されたものとなっている。
【００１１】
この例における送信部（図示せず）及び受信部３１２は、超音波センサ３１１の検出信号を無線により送受信する構成となっているもので、受信部３１２で復調された超音波センサ３１１の検出信号は、ドレッシング状態判定装置（図１においては「JUD-UNIT」と表記）１０１に入力されるようになっている。
ドレッシング状態判定装置１０１によるドレッシング状態の判定結果は、研削制御部（図１においては「CONT」と表記）２０２による研削装置２０１の動作制御に供されるようになっている。
なお、図１における超音波検出装置３０１は、送信部（図示せず）と受信部３１２との間の信号の授受に無線を用いる構成としたが、勿論、このような構成に限定される必要はなく、有線式のものであっても良い。
【００１２】
ドレッシング状態判定装置１０１は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ（図示せず）を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）を有すると共に、研削装置２０１とのインターフェースを図るインタ＾フェイス回路（図示せず）などを主たる構成要素として構成されたものとなっている。
【００１３】
図２には、ドレッシング状態判定装置１０１においてドレッシング状態判定処理を実行するためにソフトウェアにより構成される機能を表した機能ブロック図が示されており、以下、同図について説明する。
まず、診断対象となる砥石のドレッシングの際に称するＡＥ波信号（判定用ＡＥ波信号）は、超音波検出装置３０１を介してドレッシング状態判定装置１０１へ入力されるようになっており、入力された判定用ＡＥ波信号は、特徴量抽出手段により所定の特徴量が抽出される（詳細は後述）。
【００１４】
次いで、特徴量抽出手段により抽出された特徴量に基づいて、砥石真直度を判定するための種々の演算が砥石真直形状推定値演算手段により演算され（詳細は後述）、真直判定手段により所望する砥石真直度に達しているか否かが判定さるものとなっている。なお、判定結果は、研削装置２０１におけるドレッシング動作の制御に供されるようになっている。
【００１５】
図３には、ドレッシング状態判定装置１０１においてドレッシング状態診断処理を実行するために必要となる事前の準備処理であるドレッシング診断準備処理の手順が、図４には、ドレッシング状態判定装置１０１において実行されるドレッシング状態診断処理の処理手順がそれぞれ示されており、以下、同図を参照しつつ、これらの処理手順について説明する。
最初に、本発明の実施の形態におけるドレッシング状態診断方法について、概括的に説明する。
本発明の実施の形態におけるドレッシング状態診断方法は、ドレッシングによる砥石の真直形状が、所望の直真度を満足しているか否かを、ＭＴシステムの一手法であるＴ法を用いて判定するようにしたものである。
【００１６】
かかるドレッシング状態診断方法においては、ドレッシングにより得られた超音波信号を、Ｔ法に基づいて分析し、その分析データの内、予め定められた特定の特徴量を選択し、その抽出された特徴量に基づいて算出した砥石の真直形状の推定値が、所望する真直度に対応するしきい値を満たしているか否かによってドレッシング状態の良否を決定するものである。
【００１７】
かかるドレッシング状態診断方法を実施するあたっては、診断の際にデータの選択基準となる項目を予め設定するためのドレッシング診断準備処理が必要であり、図３には、その手順が示されており、以下、同図を参照しつつドレッシング診断準備処理について説明する。
最初に、Ｔ法における単位空間を設定するための砥石として予め選定された砥石についてドレッシングを実施し、その際生ずる超音波（ＡＥ）波形を測定、取得する（図３のステップＳ１００参照）。
【００１８】
ここで、ＡＥ波形は、いわゆる生データではなく、受信部３１２において増幅、フィルタリングされ、さらに検波処理が施された後、エンベロープ処理が施された波形である。
また、このドレッシング診断準備処理におけるＡＥ波形は、後述するドレッシング診断処理の場合と異なり、研削制御部２０２へ入力するのではなく、受信部３１２から図示されない公知・周知の波形計測機器へ入力し測定をするものとする。
さらに、このドレッシング診断準備処理においてドレッシングに用いられる砥石は、後述するドレッシング診断処理において診断対象とされる砥石と同一の粗さ、硬度を有するものの中で標準的なものを用いることとする。
【００１９】
次に、ドレッシング後の砥石の真直形状を測定する（図３のステップＳ１５０参照）。
本発明の実施の形態において、砥石の真直形状の計測は、ドレッシング後の砥石を適宜なワークに転写し、その転写形状を測定することによって行う。
具体的には、ドレッシング後の砥石を通常のオシレーション研削して、例えば、ワーク径４ｍｍの位置まで内径研削を行う。このとき、砥石面形状が変化しないようにできるだけ遅い切込み速度で、若しくは、手動パルスにて切込みを行う。ワーク径４ｍｍの位置まで切込みを行った後、一旦、切り込みをワークから戻し、次いで、ワークの中央位置に砥石を移動し、プランジ切込み（手動パルス）にてワークを数ミクロン加工する。これによって、ワーク加工面に砥石接触部のみ段差ができるので、この形状を砥石真直度として測定する。
【００２０】
次に、上述のように測定された砥石真直度を単位空間データとすることで単位空間（換言すれば、基準となる空間）の設定となる（図３のステップＳ２００参照）。
次に、信号空間の設定を行う（図３のステップＳ２５０参照）。
すなわち、信号空間設定用として予め選択した複数の砥石についてドレッシングを行い、そのＡＥ波形と砥石真直度を測定し、これを信号空間のデータとする。
【００２１】
本発明の実施の形態においては、先に述べた単位空間の設定に用いた砥石と同一の粗さ、硬度で組成の異なる２種類の砥石について、それぞれ３個の砥石を信号空間用としてドレッシングを行った。なお、ドレッシング条件は、単位空間設定のための砥石のドレッシング条件と同一である（図３のステップＳ１００参照）。
【００２２】
次いで、単位空間、信号空間のそれぞれのデータについて、特徴項目の抽出を行う（図３のステップＳ３００参照）。
特徴項目とは、Ｔ法によって後述するようにして推定値を算出するための基礎データと言うべきデータである。
まず、ＡＥ波形データについて、移動平均（例えば、１０回）によりフィルタリングを施し、そのフィルタリング後のＡＥ波形データから、次述するようにして特徴項目を抽出する。
【００２３】
図５には、上述のフィルタリング後のＡＥ波形データ例が示されており、以下、同図を参照しつつ、特徴項目抽出の手順について説明することとする。
最初に、ＡＥ波形データについて、その平均の出力値の位置を基準位置として定める。図５においては、符号Ｌｃが付された一点鎖線の直線は、このＡＥ波形データ例における基準位置を表したもので、この例において、基準位置は、ＡＥ出力２.０Ｖの位置となっている。
【００２４】
この基準位置Ｌｃに対して、上下所定の範囲において、時間軸に対して平行に複数の線（以下、便宜的に「標本線」と称する）を引き（図５参照）、各標本線上で、標本線とＡＥ波形の交差点について、次述するように特徴項目として抽出を行う（図５参照）。なお、図５において、標本線は、二点鎖線で示されている。
複数の標本線の間隔は、基準位置から遠のくにしたがって広くなる、換言すれば、基準位置に近づくにしたがって標本線の間隔は小さくなるように設定したほうが、判定の精度が向上する。
本発明の実施の形態において、基準位置Ｌｃに対する上下所定の範囲は、±０.３Ｖとし、各標本線の間隔は、０.０５Ｖとした。
なお、これはあくまでも一例であり、基準位置Ｌｃに対する上下所定の範囲や標本線の間隔は、検出されるＡＥ波のレベルや、計測器の出力レベル等を勘案して、データとして用いるに適した範囲となるように適宜定められるべきものである。
【００２５】
本発明の実施の形態においては、標本線とＡＥ波形との交差点の数と、標本線上のＡＥ波形との交差点同士の長さの和の２種類を特徴項目としている。
標本線とＡＥ波形との交差点の数は、「微分特性」と、また、標本線上のＡＥ波形との交差点同士の距離の和は、「積分特性」と、それぞれ称され、これらは、ＡＥ波形の周波数に関する情報、振幅及び分布に関する情報を包含するものであり、ＭＴシステムにおいては良く使用される特徴項目である。なお、積分特性における”距離”は、線分の長さ、又は、その間の時間いずれでも良いが、本発明の実施の形態においては、線分の長さとして説明する。
【００２６】
図６には、図５に示されたＡＥ波形において、基準位置における微分特性と積分特性の抽出をより具体的に説明するためのＡＥ波形図が示されており、以下、同図を参照しつつ、その内容について説明する。
まず、図６において、例えば、符号Ｘ21、Ｘ22が付された黒丸の点は、ＡＥ波と基準位置における標本線との交差点を示している。なお、図６においては、図を簡潔にして理解を容易にする等の観点から一部の交差点については、黒丸を付すことを省略してある。
微分特性は、各標本線における交差点の数として定義されるものである。
【００２７】
一方、積分特性は、上述した微分特性としての交差点の内、ＡＥ波出力のある交差点間の長さ、すなわち、標本線よりも上側にＡＥ波が存在する交差点間の長さの和として定義されるものである。
すなわち、図６において、例えば、符号Ｘ21が付された黒丸の点と符号Ｘ22が付された黒丸の点と間は、ＡＥ波が存在する交差点間とされ、この２つの交差点間の長さ、すなわち、グラフ上での実際の線分の長さ、又は、時間が、この交差点間の長さ又は時間とされる。
【００２８】
一方、図６において、符号Ｘ22が付された黒丸の点と符号Ｘ23が付された黒丸の点との間は、ＡＥ波のレベルがこの位置における標本線より下回っているためにＡＥ波が存在する交差点間とはされず、この２点間の長さは、積分特性として扱われない。
積分特性は、一つの標本線上において、このようにして求められた複数の線分の長さの和として定義されるものである（以下、便宜的に「線分和」と称する）。
上述した微分特性と積分特性の抽出は、単位空間データと信号空間データのそれぞれにについて行われるもので、これらの抽出結果は、例えば、図７に示されたような形式の表に纏められる。
【００２９】
図７は、表の構成を一般化して表したもので、各内容について説明すれば、まず、「メンバー」は、個々の試料、すなわち、砥石を意味し、「メンバー」の行の各算用数字は、各砥石を区分するため、それぞれの砥石に付された識別用の数字である。
単位空間の設定のために用いられた試料（砥石）の数、すなわち、メンバー数ｎは、ｎ≧１とされるもので、本発明の実施の形態においては、ｎ＝１とされている。
一方、信号空間のメンバー数ｌは、複数であることが好ましく、本発明の実施の形態においては、メンバー数ｌ＝６とされている。
【００３０】
図７において、「出力」は、このＴ法を用いて診断の対象とされる物理量、すなわち、砥石の真直度を意味し、「出力」の行において、ｙ１〜ｙｎは、単位空間の各メンバー毎の真直度であり、ｙ’1〜ｙ’l は、信号空間の各メンバー毎の真直度であり、いずれも実測値である。
なお、単位空間の欄における「平均値」は、上述した単位空間の各メンバーの出力の平均値である。
【００３１】
図７において、項目１〜項目ｋは、先に図６で説明した各標本線毎の微分特性と積分特性とを表す項目である。
すなわち、項目１〜項目（ｋ／２）は、標本線の位置の高い側から各標本線におけるＡＥ波との交差点数を表す項目であり、項目（ｋ／２＋１）〜項目ｋは、標本線の位置の高い側から各標本線における線分和を表す項目である。
【００３２】
そして、図７において、例えば、単位空間の項目１の行におけるｘ11〜ｘn1は、各メンバーの特徴抽出項目の値、すなわち、本発明の実施の形態においては、先に説明した微分特性の値、換言すれば、対応する標本線上におけるＡＥ波との交差点の数である。以下、他の項目の行における各ｘの値についても同様のものである。
これは、信号空間においても基本的に同様である。すなわち、図７において、例えば、項目１の行におけるｘ’11〜ｘ’n1は、最も高い位置にある標本線上における各メンバー毎のＡＥ波との交差点の数である。
【００３３】
図８には、図７の形式に基づいた信号空間データの具体例が示されており、以下、同図について説明する。
この図８に示された例は、信号空間のメンバー数ｌ＝６とし、１３本の標本線によって特徴項目抽出を行った場合の例である。
砥石真直形状は、先に図７で述べたように、各メンバーの実測値であり、単位は「μｍ」である。
【００３４】
また、図８において、項目１〜１３は、微分特性であり、項目１４〜項目２６は、積分特性である。なお、この図８の例においては、項目６〜項目２５を省略したものとしてある。
この例における積分特性は、先に図７で説明したように線分の和であり、単位は「ｍｍ」である。
なお、単位空間の場合も、具体的な数値は異なるとしても、図８に示されたように求められるが、本発明の実施の形態においては、メンバー数は、先に述べたように１である。
【００３５】
ここで、再び、図３の説明に戻れば、上述のようにして特徴項目の抽出（図３のステップＳ３００参照）を行った後は、信号データの規準化を行う（図３のステップＳ３５０参照）。
信号データの規準化は、単位空間のデータを用いて行われる。
図９には、規準化の結果を一般化して表した例が表形式で例示されており、以下、同図を参照しつつ規準化の手順について説明する。
【００３６】
規準化は、出力についても行われ、図９において、Ｍ1〜Ｍlは、各メンバーの規準化された出力値である。
この出力の規準化は、下記する式１により求められるものである。
【００３７】
Ｍj＝ｙ’j−Ｍ0（ｊ＝１、２、・・・ｌ）・・・式１
【００３８】
ここで、ｙ’j（ｊ＝１、２、・・・ｌ）は、規準化前の信号空間の各メンバーの出力である（図７参照）。また、Ｍ0は、単位空間の出力の平均値である（図７参照）。
【００３９】
次に、図９において、各メンバーの各項目の値Ｘ11〜Ｘlkは、下記する式２によって求められた規準化された項目値である。
【００４０】
Ｘij＝ｘ’ij−ｘj・・・式２（但し、ｉ＝１、２、・・・ｌ、ｊ＝１、２、・・・ｋ）
【００４１】
ここで、ｘ’ijは、規準化前の信号空間の各データ（各項目値）であり、また、ｘj  は、規準化前の単位空間の各項目値の平均値である（図７参照）。
すなわち、規準化された項目値は、信号空間データと単位空間データの差として求められるものである。
このような規準化の手順によって、先に図８に示された信号空間データの具体例を規準化すると、図１０に示された如くとなる。
【００４２】
上述のようにして規準化を行った後は、規準化された信号空間の各項目値について比例定数βと、二乗比の算出を行う（図３のステップＳ４００参照）。
具体的な算出方法について、図１１を参照しつつ、以下に説明する。
図１１には、比例定数βと、二乗比の算出結果例を一般的な表現で表した例が示されており、同図を参照しつつ比例定数βと、二乗比の算出式について説明する。
例えば、比例定数β1は、項目１についての比例定数であるが、これは、各メンバーの出力値Ｍ1〜Ｍlと各メンバーの項目１の値との積の和を、有効除数で除したものとして求められる。すなわち、下記する式３により求められるものである。
【００４３】
β1＝（Ｍ1・Ｘ11＋Ｍ2・Ｘ21＋・・・＋Ｍl・Ｘl1）／ｒ・・・式３
【００４４】
ここで、Ｍ1〜Ｍlは、各メンバーの規準化された出力値であり、また、Ｘ11〜Ｘl1は、各メンバーの項目１の規準化された値である（図９参照）。
また、有効除数ｒは、各メンバーの出力Ｍ1〜Ｍlの二乗の和として定義されるものであり、具体的には、下記する式４により求められるものである。
【００４５】
ｒ＝Ｍ1２＋Ｍ2２＋・・・＋Ｍl２・・・式４
【００４６】
他の比例定数β2〜βkについても、上述のβ1の算出手順に準じて同様に求められるものである。
一方、二乗比については、例えば、二乗比η1を例に採れば、下記する式５によって求められるものである。
【００４７】
η1＝（１／ｒ）（Ｓβ1−Ｖe1）／Ｖe1・・・式５
【００４８】
但し、この式５は、Ｓβ1＞Ｖe1が成立する場合のみ有効であり、Ｓβ1≦Ｖe1の場合には、η1＝０と定義される。
ここで、Ｓβ1は、”比例項の変動”と称されるもので、下記する式６により求められるものである。
【００４９】
Ｓβ1＝（Ｍ1・Ｘ11＋Ｍ2・Ｘ21＋・・・＋Ｍl・Ｘl1）２／ｒ・・・式６
【００５０】
すなわち、項目１の変動Ｓβ1は、各メンバーの出力値Ｍ1〜Ｍlと各メンバーの項目１の値との積の和を二乗した結果を有効除数ｒで除したものとして求められるものである。
また、Ｖe1は、”誤差分散”と称されるもので、下記する式７により求められるものである。
【００５１】
Ｖe1＝Ｓe1／（ｌ−１）・・・式７
【００５２】
式７において、「ｌ」は、信号空間のメンバーの数である（図１１参照）。
また、式７において、第１項のＳe1は、”誤差変動”と称されるもので、下記する式８によって求められるものである。
【００５３】
Ｓe1＝ＳT1−Ｓβ1・・・式８
【００５４】
この式８において、第２項のＳβ1は、先の式６によって求められる比例項の変動である。また、式８の第１項のＳT1は、”全変動”と称されるもので、下記する式９によって求められるものである。
【００５５】
ＳT1＝（Ｘ11２＋Ｘ21２＋・・・＋Ｘl1２）・・・式９
【００５６】
すなわち、ＳT1は、各メンバーの項目１の規準化された値（図９参照）のそれぞれの二乗の和として求められるものである。なお、η2を求める場合には、全変動は、ＳT2となり、各メンバーの項目２の規準化された値（図９参照）のそれぞれの二乗の和として求められる。以下、η3〜ηkをそれぞれ求める際の全変動ＳTについてもこれに準じて求められるものである。
【００５７】
上述のようにして比例定数β、二乗比ηを求めた後は、それを基に各メンバーの出力に対する推定値、すなわち、真直度の推定値を算出する（図３のステップＳ４５０参照）。
図１２には、先の図１１に、推定値を加えた例が示されている。
一般に、Ｍの推定値は、Ｍの上に記号「^」を付すが、本明細書においては、表記の都合上、便宜的に「Ｍ^」と表記することとする。
推定値の算出について、例えば、メンバーｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｌ）の推定値Ｍi^は、下記する式１０によって算出される。
【００５８】
Ｍi^＝｛η1×（Ｘi1／β1）＋η2×（Ｘi2／β2）＋・・・＋ ηk×（Ｘik／βk）｝／（η1＋η2＋・・・＋ηk）・・・式１０
【００５９】
すなわち、推定値Ｍi^は、各項目の規準化された値と二乗比ηとの積を比例定数で除し、その除算結果を、各項目の二乗比ηの和で除したものとして求められる。
例えば、図１２に示された例において、ｉ＝１の場合、すなわち、メンバー１の推定値Ｍ1^は、下記のように求められる。
【００６０】
Ｍ1^＝｛η1×（Ｘ11／β1）＋η2×（Ｘ12／β2）＋・・・＋ ηk×（Ｘ1k／βk）｝／（η1＋η2＋・・・＋ηk）
【００６１】
次いで、上述のようにして算出された推定値と実測値の相関を表す相関ＳＮ比ηを下記する式１１により算出する（図３のステップＳ５００参照）。
【００６２】
η（ｄｂ）＝１０log｛（１／ｒ）（Ｓβ−Ｖe）／Ｖe｝・・・式１１
【００６３】
ここで、ｒは、既に説明した通り”有効除数”と称されるもので、式４により求められるものである。また、Ｓβは、”比例項の変動”と称されるもので、下記する式１２により求められるものである。
しかして、相関ＳＮ比ηは、誤差変動と誤差分散の差を有効除数で除し、その除算結果をさらに誤差分散で除した除算結果を対数に変換したものとして求められるということができる。
【００６４】
Ｓβ＝Ｌ２／ｒ・・・式１２
【００６５】
ここで、Ｌは、下記する式１３の線形式によって求められるものである。
【００６６】
Ｌ＝Ｍ1・Ｍ1^＋Ｍ2・Ｍ2^＋・・・＋Ｍl・Ｍl^・・・式１３
【００６７】
すなわち、Ｌは、各メンバーの出力値とその推定値との積の和である。
また、式１１において、誤差分散Ｖeは、下記する式１４によって求められるものである。
【００６８】
Ｖe＝Ｓe／（ｌ−１）・・・式１４
【００６９】
ここで、Ｓeは、”誤差変動”と称されるもので、下記する式１５により求められるものである。
【００７０】
Ｓe＝ＳT−Ｓβ・・・式１５
【００７１】
ここで、ＳTは、”全変動”と称されるもので、下記する式１６により求められるものである。
【００７２】
ＳT＝（Ｍ1^２＋Ｍ2^２＋・・・＋Ｍl^２）・・・式１６
【００７３】
なお、式１５において、Ｓβは、先の式１２によって求められた”比例項の変動”である。
しかして、誤差変動Ｓeは、全変動と比例項の変動の差として求められるものである。また、全変動は、各メンバーの推定値の二乗の和として求められるものである。
このようにして求められた相関ＳＮ比ηは、その数値が大きい程、推定値と実測値の相関が高い、すなわち、推定精度が高いことを意味する。
【００７４】
上述のようにして推定値と実測値の相関を表す相関ＳＮ比ηを求めた後は、真直度の推定を行うに際していずれの項目の組合せが最適であるかを次述するようにして決定する（図３のステップＳ５５０参照）。
すなわち、本発明の実施の形態においては、まず、２水準系直交表を用いて、推定を行うのにいずれの項目が有効性の高いものであるかの評価を行う。なお、ここで、”項目”は、各標本線毎の微分特性、又は、積分特性を意味し、具体的には、例えば、図１２における項目１〜項目ｋにあたるものである。
具体的には、例えば、先に図８に例示したように項目数が２６である場合には、Ｌ３２の２水準系直交表に全２６項目を割り付けるのが好適である。図１３には、かかるＬ３２の２水準系直交表に全２６項目を割り付けた例が示されており、同図を参照しつつ、この例について説明する。
【００７５】
最初に、図１３において、”１”の表記は、その項目が第１水準、すなわち、その項目を使用することを表しており、また、”２”の表記は、その項目が第２水準、すなわち、その項目を使用しないことを表している。
図１３に示されたように割り付けを行った後、各行毎、すなわち、番号１〜番号３２毎（要因毎）に、先の式１１に基づくＳＮ比を算出する。なお、図１３においては、このように算出されたＳＮ比を「総合推定のＳＮ比」と表記してある。
例えば、図１３に示された例において、番号１の行は、全２６項目が第１水準とされているため、この行のＳＮ比は、先のステップＳ５００で算出された値に一致することとなる。
【００７６】
また、図１３において、例えば、番号２の行は、Ｘ1〜Ｘ4、Ｘ6、Ｘ7、Ｘ10及びＸ16の８項目が第１水準である。したがって、式１１に基づくＳＮ比ηの算出に当たっては、そのの８項目のみが用いられることとなる。具体的には、式１１によりＳＮ比ηを算出する際に必要とされる各メンバーの推定値Ｍi^の算出（式１０参照）には、その８項目のみが用いられて算出されることとなる。
【００７７】
次いで、上述のようにして算出されたＳＮ比ηについて、項目毎に、第１水準のＳＮ比ηの平均と第２水準のＳＮ比ηの平均の比較として、両者の差を算出し、項目の有効性を判定する。
すなわち、図１３に示された例において、例えば、項目Ｘ1の場合、第１水準におけるＳＮ比ηの平均は、番号１から番号１６までの各ＳＮ比ηを加算して、これを、ＳＮ比ηの数である１６で除算した結果として求められる。また、第２水準におけるＳＮ比ηの平均は、番号１７から番号３２までの各ＳＮ比ηを加算して、これを、ＳＮ比ηの数である１６で除算した結果として求められる。その結果、項目Ｘ1においては、（第１水準におけるＳＮ比ηの平均）−（第２水準におけるＳＮ比ηの平均）＝０．０８ｄｂと求められることとなる。
【００７８】
また、例えば、項目Ｘ2の場合、第１水準におけるＳＮ比ηの平均は、番号１から番号８までの各ＳＮ比η、及び、番号１７から番号２４までの各ＳＮ比ηを加算し、それをこれらのＳＮ比ηの数である１６で除算した結果として求められる。一方、第２水準におけるＳＮ比ηの平均は、番号９から番号１６までの各ＳＮ比η、及び、番号２５から番号３２までの各ＳＮ比ηを加算し、それをこれらのＳＮ比ηの数である１６で除算した結果として求められる。
他の項目についても以下同様にして、各項目における第１水準におけるＳＮ比ηの平均と第２水準におけるＳＮ比ηの平均との差を求める。
【００７９】
次に、上述のようにして算出された各項目における第１水準におけるＳＮ比ηの平均と第２水準におけるＳＮ比ηの平均との差（以下、便宜的に「２水準系ＳＮ比η平均差」と称する）について、差の大きい順に項目を並べる。図１４には、図１３の例について上述のように項目毎に、２水準系ＳＮ比η平均差を求め、その結果に基づいて、差の大きい順、換言すれば、有効性の大きい順に項目を並べると共に、それぞれの２水準系ＳＮ比η平均差を棒グラフに表した例が示されている。
同図の例においては、項目Ｘ19、Ｘ24が最も利得（２水準系ＳＮ比η平均差）が高い結果となっている。
一方、下位の１１項目は、いずれも負の値となっており、これらは、真直度の推定には効果が無いか、又は、推定精度を悪化させると推察される。
【００８０】
次に、２水準系ＳＮ比η平均差の上位の項目の幾つかの組合せについて、先の式１１に基づくＳＮ比ηを算出し、その算出値が所定の目標基準値を超えるか否かの判定によって、有効特徴項目の選択を行う（図３のステップＳ６００参照）。
すなわち、図１３、図１４に示された例にあっては、（１）２水準系ＳＮ比ηの上位１５項目（換言すれば、２水準系ＳＮ比η平均差が正となる項目全て）、（２）上位７項目、（３）上位４項目、（４）上位２項目の４つの組合せについて、それぞれの項目のみを用いる場合の式１１に基づくＳＮ比ηを再度算出する。
なお、図１４の例の場合、上位２つの項目（Ｘ19、Ｘ24）は、同値で同列１位であるので、上位４項目とは、上位から３番目までの項目を採ることを意味する。また、上位の項目を如何に組合せるかは、上述の例に限定されるものではなく、適宜選択されるべきものである。
【００８１】
そして、上述のように算出された各項目組合せにおけるＳＮ比ηが、所定の目標基準値を超えているか否かを判定し、所定の目標基準値を超えるＳＮ比ηの算出に用いられた項目を有効特徴項目として選択する。
ここで、所定の目標基準値は、目標とする真直度に応じて適宜設定されるべきものである。
有効特徴項目と定められた項目は、次述するドレッシング診断処理において抽出される項目となるもので、次述するドレッシング診断処理の実行前に、ドレッシング状態判定装置１０１に予め定められた方法によって、有効特徴項目とされるべき項目番号の書き込み（指定）を行う必要がある。
以上で、ドレッシング診断準備が終了である。
【００８２】
次に、ドレッシング診断処理について、図４を参照しつつ説明する。
まず、先のドレッシング診断準備においては、受信部３１２とドレッシング状態判定装置１０１とは、オフライン状態、すなわち、受信部３１２の出力は、別個の測定装置へ入力されるようにしたが、このドレッシング診断処理の実行においては、受信部３１２の出力は、ドレッシング状態判定装置１０１へ入力されることが前提である。その結果、ドレッシング状態判定装置１０１により、後述するようにしてリアルタイムでドレッシングの良否が判定され、判定結果は、研削装置２０１の研削制御部２０２に入力され、ドレッシング動作制御に供されることとなる。
【００８３】
かかる前提の下、まず、研削装置２０１により、診断対象とされる砥石に対するドレッシングを開始する。ドレッシングの開始に伴い生じた超音波は、超音波センサ３１１により検出され、図示されない送信部により無線送信されて、受信部３１２において受信、復調される。そして、受信部３１２で復調された超音波信号は、研削装置２０１の動作開始と共に、同様に動作開始状態とされるドレッシング状態判定装置１０１に入力され、ドレッシング状態判定装置１０１におけるドレッシング状態判定処理プログラムの開始により判定用ＡＥ波信号の読み込みがなされることとなる（図４のステップＳ８０２参照）。
【００８４】
ドレッシング状態判定装置１０１においては、ＡＥ波信号の読み込みが行われると同時に、図５及び図６を参照しつつ先に説明したようにして、読み込まれたＡＥ波信号について微分特性及び積分特性が抽出され、例えば、図８に示されたような形式に準じて、ドレッシング状態判定装置１０１の所定の記憶領域に記憶されることとなる。
なお、この微分特性及び積分特性の抽出においては、基準位置Ｌｃや標本線の間隔は、予め所望の値が設定されるものとなっている。
【００８５】
次いで、ドレッシング状態判定装置１０１において特徴量の抽出が行われる（図４のステップＳ８０４参照）。
すなわち、上述のようにして得られた微分特性、積分特性の内、先のドレッシング診断準備において予め特定された有効特徴項目が抽出されることとなる。例えば、先のドレッシング診断準備において項目１と項目５（図８参照）が有効特徴項目として選択された場合（図３のステップＳ６００参照）、すなわち、換言すれば、項目１に対応する標本線と項目５に対応する標本線が有効標本線として選択された場合、このステップＳ８０４においては、項目１と項目５に対応するデータが抽出されることとなる。
【００８６】
次いで、上述のようにして抽出された項目のデータについて規準化が行われる（図４のステップＳ８０６参照）。
すなわち、先にドレッシング診断準備で行った単位空間データによる信号データの規準化同様、抽出された項目のデータを単位空間のデータを用いて規準化が行われる。この場合の単位空間のデータは、ドレッシング診断準備の際に設定されたものである。
具体的には、ドレッシング状態判定装置１０１において先の式２に基づいて判定用信号データの規準化が行われることとなる。この場合、式２のｘ’ijは、ステップＳ８０４において得られた各データである。また、式２のｘj  は、ドレッシング診断準備で用いた規準化前の単位空間の各項目値の平均値である（図７参照）。
【００８７】
次いで、判定用信号データについての推定値の算出が行われることとなる（図４のステップＳ８０８参照）。
すなわち、ドレッシング状態判定装置１０１において先の式１０に基づいて推定値が算出されることとなる。この場合、比例定数β、ＳＮ比ηは、ドレッシング診断準備において求められた値であり（図１１参照）、Ｘij(ｉ＝１、２、・・・ｌ、ｊ＝１、２、・・・ｋ）は、ステップＳ８０６で算出された各項目の規準化された値である。
【００８８】
次いで、ドレッシング状態の合否が判定されることとなる（図４のステップＳ８１０参照）。
すなわち、ドレッシング状態判定装置１０１において上述のようにして求められた推定値が予め定められたしきい値を満たすか否かが判定され、しきい値を満たすと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、ドレッシング状態は合格であるとして研削制御部２０２へドレッシング終了を許可する信号が出力され、一連の処理が終了されることとなる。ここで、しきい値は、所望する砥石真直度に対して、一定の許容範囲を定めるのが好適である。
【００８９】
一方、ドレッシング状態判定装置１０１において推定値が予め定められたしきい値を満たしていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、ドレッシング不良であるとする信号が研削制御部２０２へ出力され、一連の処理が終了されることとなる。この場合、ドレッシング状態判定装置１０１から研削制御部２０２へ出力する信号としては、ドレッシング不良とする信号のみならず、推定値としきい値との差を出力し、研削制御部２０２においてドレッシングの継続が必要か否かを判定できるようにすると好適である。
【００９０】
なお、図４を参照しつつ説明した本発明の実施の形態のドレッシング状態診断処理においては、ステップＳ８０２、Ｓ８０４により図２における特徴量抽出手段が、また、ステップＳ８０６、Ｓ８０８により図２における砥石真直形状推定演算手段が、ステップＳ８１０〜Ｓ８１４により図２における真直判定手段が実現されたものとなっている。
【符号の説明】
【００９１】
１０１…ドレッシング状態判定装置
２０１…研削装置
２０２…研削制御部
３０１…超音波検出装置
３１１…超音波センサ
３１２…受信部
【図１】
0005500905.tif 000002
【図２】
0005500905.tif 000003
【図３】
0005500905.tif 000004
【図４】
0005500905.tif 000005
【図５】
0005500905.tif 000006
【図６】
0005500905.tif 000007
【図７】
0005500905.tif 000008
【図８】
0005500905.tif 000009
【図９】
0005500905.tif 000010
【図１０】
0005500905.tif 000011
【図１１】
0005500905.tif 000012
【図１２】
0005500905.tif 000013
【図１３】
0005500905.tif 000014
【図１４】
0005500905.tif 000015