(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削盤の砥石軸および／または研削砥石の振動を検出する振動検出手段と、
前記研削盤のコントローラに入力された砥石回転数の設定値に基づいて前記砥石軸および／または研削砥石の回転周波数の固有領域を定め、この固有回転周波数領域における前記振動検出手段からの実振動レベルを抽出する振動レベル抽出手段と、
前記振動レベル抽出手段により抽出された実振動レベルと予め設定された第１の基準振動レベルとこれより大きい値の第２の基準振動レベルとを比較し、この比較結果に基づいて前記研削盤のコントローラに指令信号を出力する演算手段と、を備え、
当該演算手段は、
前記振動レベル抽出手段により抽出された実振動レベルが、前記第１の基準振動レベル以下のときは、前記研削盤のコントローラに対して加工可能の指令信号を出力し、
前記実振動レベルが、前記第１の基準振動レベルから前記第２の基準振動レベルの間のときは、前記研削盤のコントローラに対して加工サイクルを停止させる指令信号を出力するとともに前記研削砥石を回転させたまま待機させる指令信号を出力し、
前記実振動レベルが、前記第２の基準振動レベル以上のときは、前記研削盤のコントローラに対して瞬時に加工サイクルおよび前記研削砥石の回転を停止させる指令信号を出力することを特徴とする研削砥石の監視装置。
【請求項２】
前記演算手段は、さらに、
待機開始から予め設定された時間内に、前記振動検出手段および前記振動レベル抽出手段により検出される実振動レベルが前記第１の基準振動レベル以下になった場合には、前記研削盤のコントローラに対して加工サイクルを自動復帰させる指令信号を出力し、
待機開始から予め設定された時間内に、前記振動検出手段および前記振動レベル抽出手段により検出される実振動レベルが前記第１の基準振動レベル以下にならない場合には、前記研削盤のコントローラに対して、前記研削砥石のバランス修正もしくは砥石修正を行う旨の喚起または自動バランス修正もしくは自動砥石修正を行わせる指令信号を出力することを特徴とする請求項１記載の研削砥石の監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械加工に用いられる研削盤を操作する際の研削砥石のバランス状態を監視する、研削砥石の監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の研削盤の自動監視装置としては、例えば特開昭５６−１２６，５６７号公報に記載されたものが知られている。この自動監視装置は、図５に示すように、工具１で金型２を自動磨きする際の、工具の異常状態を検出および制御する装置であり、工具１が金型の側面３に接触したり、側面の段差部４へ落下したりするのを自動的に検出し、工具回転モータとテーブル送りを停止しようとするものである。
【０００３】
同図（Ｃ）は金型自動磨き装置の外観を示した斜視図であり、図中符号５は金型の磨き部、６はテーブル、７は磨きヘッド、８は磨きヘッド７の上部に取り付けられた変位検出器、９は磨き工具１に与える荷重を調整するためのナット、１０は磨きヘッド７を支えるためのコラムである。
【０００４】
この自動磨き装置は、工具１が常に一定荷重で金型２を加工するようになっているため、同図（Ａ）や（Ｂ）に示すように、工具１が金型の側面３に接触したり、側面の段差部４へ落下したりすると、変位検出器８から出力される信号が急激に変動することを利用して、工具１およびテーブル６を駆動するモータを自動で停止させるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の研削盤の自動監視装置は、砥石が加工に不適当な状態となって初めて研削盤の運転を停止するといった単一のコントロールは可能であるものの、砥石の状態を詳細に把握することは不可能であり、研削盤の運転状態を細かくコントロールすることは困難であった。
【０００６】
このため、加工を停止する必要がない場合にも、研削盤を停止してしまうなど、生産性の低下を招いたり、あるいは砥石の状態に合わせた最適な研削盤のコントロールが不可能であるために、精密な加工を行う際の自動運転には適用できないといった問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、研削盤の運転状態を細部にわたりコントロールすることができる研削砥石の監視装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の研削砥石の監視装置は、研削盤の砥石軸および／または研削砥石の振動を検出する振動検出手段と、前記研削盤のコントローラに入力された砥石回転数の設定値に基づいて前記砥石軸および／または研削砥石の回転周波数の固有領域を定め、この固有回転周波数領域における前記振動検出手段からの実振動レベルを抽出する振動レベル抽出手段と、前記振動レベル抽出手段により抽出された実振動レベルと予め設定された第１の基準振動レベルとこれより大きい値の第２の基準振動レベルとを比較し、この比較結果に基づいて前記研削盤のコントローラに指令信号を出力する演算手段と、を備え、当該演算手段は、前記振動レベル抽出手段により抽出された実振動レベルが、前記第１の基準振動レベル以下のときは、前記研削盤のコントローラに対して加工可能の指令信号を出力し、前記実振動レベルが、前記第１の基準振動レベルから前記第２の基準振動レベルの間のときは、前記研削盤のコントローラに対して加工サイクルを停止させる指令信号を出力するとともに前記研削砥石を回転させたまま待機させる指令信号を出力し、前記実振動レベルが、前記第２の基準振動レベル以上のときは、前記研削盤のコントローラに対して瞬時に加工サイクルおよび前記研削砥石の回転を停止させる指令信号を出力することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２記載の研削砥石の監視装置は、前記演算手段は、さらに、待機開始から予め設定された時間内に、前記振動検出手段および前記振動レベル抽出手段により検出される実振動レベルが前記第１の基準振動レベル以下になった場合には、前記研削盤のコントローラに対して加工サイクルを自動復帰させる指令信号を出力し、待機開始から予め設定された時間内に、前記振動検出手段および前記振動レベル抽出手段により検出される実振動レベルが前記第１の基準振動レベル以下にならない場合には、前記研削盤のコントローラに対して、前記研削砥石のバランス修正もしくは砥石修正を行う旨の喚起または自動バランス修正もしくは自動砥石修正を行わせる指令信号を出力することを特徴とする。
【００１０】
この請求項１記載の研削砥石の監視装置では、砥石軸または研削砥石の実振動レベルと、回転数に応じた基準振動レベルとを比較し、その比較結果に基づいて研削盤をコントロールするので、研削砥石の形くずれや軸受けの異常などに起因する砥石軸のアンバランス、あるいは研削砥石の欠損などが生じた場合には、それぞれの状態に応じた最適な運転状態のコントロールが可能となり、自動運転時の生産性の向上や加工不良の大幅な削減ができる。
【００１２】
この請求項２記載の研削砥石の監視装置では、加工中に研削砥石に浸透した加工液に起因するアンバランスや研削砥石に付着した切り屑など、回転させることにより取り除くことが可能なアンバランス成分や、逆に取り除くことが不可能なアンバランス成分のそれぞれに対して、適切な処置が自動で行われるため、自動運転時の研削盤の細かなコントロールが可能となる。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、研削砥石の形くずれや軸受けの異常などに起因する砥石軸のアンバランス、あるいは研削砥石の欠損などが生じた場合には、それぞれの状態に応じた最適な運転状態のコントロールが可能となり、自動運転時の生産性の向上や加工不良の大幅な削減ができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、加工中に研削砥石に浸透した加工液に起因するアンバランスや研削砥石に付着した切り屑など、回転させることにより取り除くことが可能なアンバランス成分や、逆に取り除くことが不可能なアンバランス成分のそれぞれに対して、適切な処置が自動で行われるため、自動運転時の研削盤の細かなコントロールが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
第１実施形態
図１は本発明の第１実施形態を示すブロック図であり、構成を説明すると、１１は研削盤に搭載された砥石軸であって、その先端には研削砥石１２が取り付けられている。砥石軸１１は、後述するコントローラ１７からの指令を受けたモータＭにより、所定の回転数で回転する。
【００１９】
また、この砥石軸１１には、加速度ピックアップ（振動検出手段）１３が取り付けられており、増幅・変換器１４およびトラッキングフィルタ（振動レベル抽出手段）１５を介して、演算装置（演算手段）１６に接続されている。
【００２０】
さらに、コントローラ１７は、研削盤の運転状態をコントロールするものであり、このコントローラ１７に入力された砥石１２の設定回転数は、当該コントローラ１７から、モータＭおよびトラッキングフィルタ１５に送出される。
【００２１】
次に作用を説明する。
コントローラ１７からモータＭに対して設定回転数信号が送出されると、砥石軸１１を介して研削砥石１２がその所定の設定回転数により回転するが、このとき、その設定回転数は研削盤のコントローラ１７からトラッキングフィルタ１５にも送出される。
【００２２】
一方、砥石軸１１に取り付けられた加速度ピックアップ１３から取り込まれた砥石軸１１の振動加速度は、増幅・変換器１４によって振動変位に変換されたのち、トラッキングフィルタ１５に入力される。
【００２３】
ここで、トラッキングフィルタ１５にはコントローラ１７からそ研削砥石１２の設定回転数が入力されているので、これに基づき、トラッキングフィルタ１５では、その砥石１２の回転周波数の近傍の振動変位のみを抽出する（図２参照）。これにより、抽出すべき砥石１２の固有回転周波数領域を特別な装置を使用することなく決定できる。
【００２４】
さらに、このトラッキングフィルタ１５にて抽出された振動変位は、演算装置１６に取り込まれ、ここに予め設定された大小２段階の振動レベル（しきい値）と比較演算される。
【００２５】
図２は、この大小２段階の振動レベルのイメージを表わしたものであり、例えば、加工物表面にびびりマークなどが現れるときの砥石軸１１の振動レベルを同図に示す小さい方の振動レベル１とし、研削砥石１２が欠損を起こした場合に発生する振動レベルを同図に示す大きい方の振動レベル２と、予め設定しておく。つまり、振動レベル１を越える程度の振動が生じると加工物表面にびびりマークが生じるおそれが十分高く、さらに振動レベル２を越える程度の振動が生じると研削砥石１２が欠損した可能性が十分高いものとする。
【００２６】
そして、研削加工を行う際には、加速度ピックアップ１３から増幅・変換器１４を介してトラッキングフィルタ１５によって、常に砥石軸１１の振動レベルを監視し、さらに、演算装置１６にて上述した振動レベル１および２と比較演算する。
【００２７】
監視されている砥石軸１１の振動が、振動レベル１以下の場合には、何らの問題なく加工が進行しているので、演算装置１６から研削盤のコントローラ１７に対して加工可能の指令を送出する。これに対して、監視されている砥石軸１１の振動が、振動レベル１を超えているが振動レベル２以下の場合には、上述したように加工物表面にびびりマークなどが生じている可能性があるので、演算装置１６からコントローラ１７に対して指令信号を出力し、加工サイクルの停止および研削砥石１２の回転待機を行わせる。
【００２８】
さらに、砥石軸１１の振動が振動レベル２を超えた場合には、研削砥石１２が欠損した可能性が高いので、演算装置１６からコントローラ１７に別の指令信号を発し、瞬時に加工サイクルおよび砥石軸１１の回転を停止する。
【００２９】
この研削砥石のバランス監視装置によると、演算装置１６に大小２段階の振動レベル１，２を設定しておくことにより、研削盤の運転状態を砥石１２の状態に応じて細かにコントロールすることが可能となるため、自動運転時の生産性を向上させるばかりでなく、加工不良を大幅に減少させることができる。
【００３０】
また、この研削砥石のバランス監視装置は、研削中の砥石１２の状態が変化し、バランスを悪化させた場合の安全装置として働くばかりでなく、たとえば砥石軸１１の軸受に異常が起きた場合にも、本監視装置により検知が可能である。
【００３１】
第２実施形態
図３は本発明の研削砥石のバランス監視装置の第２実施形態を示すフローチャートであり、装置構成は上述した第１実施形態と同じであるため図１および図２を参照しながら説明する。
【００３２】
まず、ステップ１〜３では、加速度ピックアップ１３により取り込まれ、増幅・変換器１４およびトラッキングフィルタ１５を介して演算装置１６に入力された砥石軸１１の振動レベルは、この演算装置１６により大小２段階の振動レベル１，２と比較演算される。
【００３３】
ステップ３における振動レベルが振動レベル１以下であった場合には、研削盤は加工可能な状態と判断され、ステップ４へ進んで加工を開始するかまたは加工サイクルを続行する。これとは逆に、ステップ３にて振動レベルが振動レベル１を超えた場合には、今度はステップ５にて振動レベル２と比較演算され、ここで振動レベル２を超えている場合には、ステップ６へ進んで瞬時に加工サイクルおよび砥石回転が停止される。また、ステップ５にて振動レベル２以下の場合には、ステップ７へ進んで加工サイクルが停止され、砥石１２は回転したまま待機した状態になる。
【００３４】
次のステップ８では、演算装置１６にセットされたカウンタタイマにより、待機状態から一定時間経過した後、ステップ９にて再び演算装置１６により振動レベルが比較演算され、振動レベル１以下となった場合には、ステップ１０へ進んで、演算装置１６より研削盤のコントローラ１７に指令信号が送られ、加工サイクルを復帰させる。逆に、ステップ９にて、経過時間を過ぎた後にも振動レベル１を超えている場合には、ステップ１１へ進んでコントローラ１７に別の信号が送られ、砥石１２のバランス修正が自動で行なわれる。
【００３５】
以上のように本実施形態によると、上述した第１実施形態の効果に加えて、加工中に研削砥石１２に浸透した加工液に起因するアンバランスや、研削砥石１２に付着した切り屑など、回転により取り除くことが可能なアンバランス成分や取り除くことが不可能なアンバランス成分のそれぞれに対して、適切な処置が自動で行われるため、自動運転時の研削盤の細かなコントロールが更に可能となる。
【００３６】
第３実施形態
図４は本発明の研削砥石のバランス監視装置の第３実施形態を示すフローチャートであり、ステップ１〜１１までは上述した第２実施形態（図３）と同じ処理が実行される。
【００３７】
本実施形態の装置構成としては、図１に示すシステムの研削盤にさらに集音マイクが取り付けられ、この集音マイクで集音された風切り音から、研削盤のコントローラ１７に入力された砥石回転数に応じ、固有周波数領域の音圧レベルを抽出するためのトラッキングフィルタ１５および増幅・変換器１４、さらには、この変換された音圧レベルを予め設定された音圧レベルと比較演算する機能が演算装置１６に付加されている。
【００３８】
そして、図示するステップ７の研削砥石１２を回転待機させた状態から、次のステップ８では、演算装置１６にセットされたカウンタタイマにより、待機状態から一定時間経過した後、ステップ９にて再び演算装置１６により振動レベルが比較演算され、振動レベル１以下となった場合には、ステップ１０へ進んで、演算装置１６より研削盤のコントローラ１７に指令信号が送られ、加工サイクルを復帰させる。
【００３９】
逆に、ステップ９にて、経過時間を過ぎた後にも振動レベル１を超えている場合には、ステップ１１へ進んでコントローラ１７に別の信号が送られ、砥石１２のバランス修正が自動で行なわれる。
【００４０】
このバランス修正が行われたのちに、ステップ１２にて上述した集音マイクを用いて音圧レベルを取り込み、次のステップ１３にて、演算装置１６に入力された特定周波数領域の砥石回転中の風切り音の音圧レベルを、演算装置１６に予め設定されている音圧レベルの基準値と比較演算する。
【００４１】
ステップ１４における判断の結果、取り込まれた音圧レベル（測定値）が基準値以下の場合には、ステップ１５へ進んで加工サイクルの復帰を研削盤のコントローラ１７に指令する。逆に、ステップ１４における判断の結果、音圧レベルの測定値が基準値よりも大きくなっている場合には、ステップ１６へ進んで砥石作業面の自動修正サイクルを起動させ、修正後にステップ１７で加工サイクルを復帰させる。
【００４２】
このように本実施形態によれば、研削盤を自動運転させる場合に、砥石１２のバランス状態とともに作業面の状態も監視ができるため、高精度な加工が要求される場合にも自動運転が適用可能となる。
【００４３】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の研削砥石の監視装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の振動レベルのイメージ図である。
【図３】本発明の研削砥石の監視装置の第２実施形態を示すフローチャートである。
【図４】本発明の研削砥石の監視装置の第３実施形態を示すフローチャートである。
【図５】従来の研削砥石の自動運転システムの槻要を示す図である。
【符号の説明】
１１…砥石軸
１２…研削砥石
１３…加速度ピックアップ（振動検出手段）
１４…増幅変換器
１５…トラッキングフィルタ（振動レベル抽出手段）
１６…演算装置（演算手段）
１７…コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003656407.tif 000005
【図５】
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