(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物を回転させ、その工作物の回転の接線方向に対して直角な方向に砥石を揺動させながら前記工作物に砥石を押し当てて工作物の超仕上げ加工を行ない、前記砥石を支持する砥石台に、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の工作物の回転の接線方向の分力Ｑを検出する主分力センサと、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の砥石の押し当て方向の分力Ｐを検出する背分力センサとを設け、その主分力センサで検出される分力Ｑと、その背分力センサで検出される分力Ｐの比Ｐ／Ｑの変化に応じて前記超仕上げ加工の加工条件を変化させる制御を行なう超仕上げ加工方法。
【請求項２】
前記砥石台が、ロッドを前進させて先端に支持した砥石を工作物に押し当てるエアシリンダを備えたものであり、その砥石を取り付けたエアシリンダのロッドの先端と砥石の間に前記主分力センサと前記背分力センサを配置した請求項１に記載の超仕上げ加工方法。
【請求項３】
前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御は、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された上限値よりも大きくなったときに、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比が大きくなるよう加工条件を変化させる制御である請求項１または２に記載の超仕上げ加工方法。
【請求項４】
前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御は、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された下限値よりも小さくなったときに、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比が小さくなるよう加工条件を変化させる制御である請求項１から３のいずれかに記載の超仕上げ加工方法。
【請求項５】
前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御は、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された上限値よりも大きくなったときに、前記工作物に対する砥石の押し付け力を大きくするよう加工条件を変化させる制御である請求項１から４のいずれかに記載の超仕上げ加工方法。
【請求項６】
前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御は、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された下限値よりも小さくなったときに、前記工作物に対する砥石の押し付け力を小さくするよう加工条件を変化させる制御である請求項１から５のいずれかに記載の超仕上げ加工方法。
【請求項７】
前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御は、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された異常検出しきい値よりも大きくなったときに、前記砥石に極度の目詰まりが発生したと判定する制御である請求項１から６のいずれかに記載の超仕上げ加工方法。
【請求項８】
砥石で加工することによる前記工作物の寸法減少量を検出するインプロセスゲージと、
前記工作物の寸法減少と砥石の損耗とによる前記砥石の押し当て方向の移動量を検出する移動量センサとを設け、前記インプロセスゲージで検出した前記工作物の寸法減少量と、
前記移動量センサで検出した前記砥石の移動量とに基づいて、前記工作物の寸法減少量に対する前記砥石の損耗量の比である超仕上げ比を算出する請求項１から７のいずれかに記載の超仕上げ加工方法。
【請求項９】
前記砥石を支持する砥石台に、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の砥石の揺動方向の分力Ｒを検出する揺動荷重センサを更に設け、その揺動荷重センサで検出した分力Ｒの振幅の大きさに基づいて前記超仕上げ加工の制御を行なう請求項１から８のいずれかに記載の超仕上げ加工方法。
【請求項１０】
前記分力Ｒの振幅の大きさに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御は、前記揺動荷重センサで検出した分力Ｒの振幅の大きさが、予め設定された下限幅よりも小さくなったときに、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比が大きくなるよう加工条件を変化させる制御である請求項９に記載の超仕上げ加工方法。
【請求項１１】
前記分力Ｒの振幅の大きさに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御は、前記揺動荷重センサで検出した分力Ｒの振幅の大きさが、予め設定された上限幅よりも大きくなったときに、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比が小さくなるよう加工条件を変化させる制御である請求項９または１０に記載の超仕上げ加工方法。
【請求項１２】
前記分力Ｒの振幅の大きさに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御は、前記揺動荷重センサで検出した分力Ｒの振幅の大きさが、予め設定された下限幅よりも小さくなったときに、前記工作物に対する砥石の押し付け力を大きくするよう加工条件を変化させる制御である請求項９から１１のいずれかに記載の超仕上げ加工方法。
【請求項１３】
前記分力Ｒの振幅の大きさに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御は、前記揺動荷重センサで検出した分力Ｒの振幅の大きさが、予め設定された上限幅よりも大きくなったときに、前記工作物に対する砥石の押し付け力を小さくするよう加工条件を変化させる制御である請求項９から１２のいずれかに記載の超仕上げ加工方法。
【請求項１４】
前記工作物と砥石の間に供給するクーラントとして水溶性クーラントを用いた請求項１から１３のいずれかに記載の超仕上げ加工方法。
【請求項１５】
前記工作物が、軸受の内輪、外輪、転動体のいずれかである請求項１から１４のいずれかに記載の超仕上げ加工方法。
【請求項１６】
工作物を回転させ、その工作物の回転の接線方向に対して直角な方向に砥石を揺動させながら前記工作物に砥石を押し当てて工作物の超仕上げ加工を行なう超仕上げ盤と、
前記砥石を支持する砥石台に取り付けられ、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の工作物の回転の接線方向の分力Ｑを検出する主分力センサと、
前記砥石を支持する砥石台に取り付けられ、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の砥石の押し当て方向の分力Ｐを検出する背分力センサと、
その主分力センサで検出される分力Ｑと、その背分力センサで検出される分力Ｐの比Ｐ／Ｑの変化に応じて前記超仕上げ加工の加工条件を変化させる制御を行なう制御装置を有する超仕上げ加工装置。
【請求項１７】
前記砥石台が、ロッドを前進させて先端に支持した砥石を工作物に押し当てるエアシリンダを備えたものとし、その砥石を取り付けたエアシリンダのロッドの先端と砥石の間に主分力センサと背分力センサを設け、その各センサで検出した各分力Ｐ、Ｑに基づいて前記超仕上げ加工の制御を行なう制御装置を有する請求項１６に記載の超仕上げ加工装置。
【請求項１８】
前記制御装置は、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された上限値よりも大きくなったときに、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比が大きくなるよう加工条件を変化させる制御を行なう請求項１６または１７に記載の超仕上げ加工装置。
【請求項１９】
前記制御装置は、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された下限値よりも小さくなったときに、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比が小さくなるよう加工条件を変化させる制御を行なう請求項１６から１８のいずれかに記載の超仕上げ加工装置。
【請求項２０】
前記制御装置は、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された上限値よりも大きくなったときに、前記工作物に対する砥石の押し付け力を大きくするよう加工条件を変化させる制御を行なう請求項１６から１９のいずれかに記載の超仕上げ加工装置。
【請求項２１】
前記制御装置は、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された下限値よりも小さくなったときに、前記工作物に対する砥石の押し付け力を小さくするよう加工条件を変化させる制御を行なう請求項１６から２０のいずれかに記載の超仕上げ加工装置。
【請求項２２】
砥石で加工することによる前記工作物の寸法減少量を検出するインプロセスゲージと、
前記工作物の寸法減少と砥石の損耗とによる前記砥石の押し当て方向の移動量を検出する移動量センサとを更に有し、
前記制御装置は、前記インプロセスゲージで検出した前記工作物の寸法減少量と、前記移動量センサで検出した前記砥石の移動量とに基づいて、前記工作物の寸法減少量に対する前記砥石の損耗量の比である超仕上げ比を算出する請求項１６から２１のいずれかに記載の超仕上げ加工装置。
【請求項２３】
前記砥石を支持する砥石台に、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の砥石の揺動方向の分力Ｒを検出する揺動荷重センサを更に有し、
前記制御装置は、前記揺動荷重センサで検出した分力Ｒの振幅の大きさに基づいて前記超仕上げ加工の制御を行なう請求項１６から２２のいずれかに記載の超仕上げ加工装置。
【請求項２４】
前記工作物と砥石の間に水溶性クーラントを供給する吐出ノズルを有する請求項１６から２３のいずれかに記載の超仕上げ加工装置。
【請求項２５】
工作物を回転させ、その工作物の回転の接線方向に対して直角な方向に砥石を揺動させながら前記工作物に砥石を押し当てて工作物の超仕上げ加工を行ない、前記砥石を支持する砥石台に、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の工作物の回転の接線方向の分力Ｑを検出する主分力センサと、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の砥石の押し当て方向の分力Ｐを検出する背分力センサとを設け、その各センサで検出した前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて前記超仕上げ加工の制御を行なう超仕上げ加工方法であって、
前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御は、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された上限値よりも大きくなったときに、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比が大きくなるよう加工条件を変化させる制御である超仕上げ加工方法。
【請求項２６】
工作物を回転させ、その工作物の回転の接線方向に対して直角な方向に砥石を揺動させながら前記工作物に砥石を押し当てて工作物の超仕上げ加工を行ない、前記砥石を支持する砥石台に、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の工作物の回転の接線方向の分力Ｑを検出する主分力センサと、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の砥石の押し当て方向の分力Ｐを検出する背分力センサとを設け、その各センサで検出した前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて前記超仕上げ加工の制御を行なう超仕上げ加工方法であって、
前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御は、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された下限値よりも小さくなったときに、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比が小さくなるよう加工条件を変化させる制御である超仕上げ加工方法。
【請求項２７】
工作物を回転させ、その工作物の回転の接線方向に対して直角な方向に砥石を揺動させながら前記工作物に砥石を押し当てて工作物の超仕上げ加工を行ない、前記砥石を支持する砥石台に、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の工作物の回転の接線方向の分力Ｑを検出する主分力センサと、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の砥石の押し当て方向の分力Ｐを検出する背分力センサとを設け、その各センサで検出した前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて前記超仕上げ加工の制御を行ない、
前記砥石を支持する砥石台に、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の砥石の揺動方向の分力Ｒを検出する揺動荷重センサを更に設け、その揺動荷重センサで検出した分力Ｒの振幅の大きさに基づいて前記超仕上げ加工の制御を行なう超仕上げ加工方法であって、
前記分力Ｒの振幅の大きさに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御は、前記揺動荷重センサで検出した分力Ｒの振幅の大きさが、予め設定された下限幅よりも小さくなったときに、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比が大きくなるよう加工条件を変化させる制御である超仕上げ加工方法。
【請求項２８】
工作物を回転させ、その工作物の回転の接線方向に対して直角な方向に砥石を揺動させながら前記工作物に砥石を押し当てて工作物の超仕上げ加工を行ない、前記砥石を支持する砥石台に、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の工作物の回転の接線方向の分力Ｑを検出する主分力センサと、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の砥石の押し当て方向の分力Ｐを検出する背分力センサとを設け、その各センサで検出した前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて前記超仕上げ加工の制御を行ない、
前記砥石を支持する砥石台に、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の砥石の揺動方向の分力Ｒを検出する揺動荷重センサを更に設け、その揺動荷重センサで検出した分力Ｒの振幅の大きさに基づいて前記超仕上げ加工の制御を行なう超仕上げ加工方法であって、
前記分力Ｒの振幅の大きさに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御は、前記揺動荷重センサで検出した分力Ｒの振幅の大きさが、予め設定された上限幅よりも大きくなったときに、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比が小さくなるよう加工条件を変化させる制御である超仕上げ加工方法。
【請求項２９】
工作物を回転させ、その工作物の回転の接線方向に対して直角な方向に砥石を揺動させながら前記工作物に砥石を押し当てて工作物の超仕上げ加工を行なう超仕上げ盤と、
前記砥石を支持する砥石台に取り付けられ、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の工作物の回転の接線方向の分力Ｑを検出する主分力センサと、
前記砥石を支持する砥石台に取り付けられ、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の砥石の押し当て方向の分力Ｐを検出する背分力センサと、
その各センサで検出した前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて前記超仕上げ加工の制御を行なう制御装置を有する超仕上げ加工装置であって、
前記制御装置は、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された上限値よりも大きくなったときに、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比が大きくなるよう加工条件を変化させる制御を行なう超仕上げ加工装置。
【請求項３０】
工作物を回転させ、その工作物の回転の接線方向に対して直角な方向に砥石を揺動させながら前記工作物に砥石を押し当てて工作物の超仕上げ加工を行なう超仕上げ盤と、
前記砥石を支持する砥石台に取り付けられ、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の工作物の回転の接線方向の分力Ｑを検出する主分力センサと、
前記砥石を支持する砥石台に取り付けられ、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の砥石の押し当て方向の分力Ｐを検出する背分力センサと、
その各センサで検出した前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて前記超仕上げ加工の制御を行なう制御装置を有する超仕上げ加工装置であって、
前記制御装置は、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された下限値よりも小さくなったときに、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比が小さくなるよう加工条件を変化させる制御を行なう超仕上げ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超仕上げ加工方法および超仕上げ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、軌道面を有する軸受を代表とする産業用部品の鏡面仕上げには、回転中の工作物に砥石を揺動させながら押し当てて研削を行う超仕上げ加工が採用される。
超仕上げ加工は、特許文献１で代表されるように、まず、砥粒を脱落させて研削効率を高くした「粗」加工を行ない、次に、砥石を目詰まり状態にして鏡面を生成する「仕上げ」加工を行なうものである。この「粗」加工から「仕上げ」加工への切り替えは、工作物の回転数は変えずに砥石の揺動数を下げることで行なわれ、その切り替えタイミングはタイマ制御で決定するのが一般的である。
【０００３】
また、タイマ制御以外の技術による超仕上げ加工の方法として、特許文献２に記載された力センサを用いたものがある。これは、環状の工作物の軸方向の端面を、超仕上げ盤の主軸と一体に回転するバッキングプレートで支持すると同時に、環状の工作物の内周面または外周面をシューで支持し、その工作物からシューにかかる力を検出する力センサを設け、その力センサの検出出力に基づいて砥石の加工状態を判定する。そして、その判定に基づいて、「粗」加工から「仕上げ」加工への切り替えタイミングや、「仕上げ」加工の終了タイミングを決定するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−７９６１６号公報
【特許文献２】特開２００４−１１４２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の加工方法では、「粗」加工を開始してから「仕上げ」加工に切り替えるまでの時間が予めタイマで設定されている。そのため、十分な加工精度を得ることができなかったり、加工効率が低下したりする問題があった。すなわち、加工前の工作物の面粗度にかかわらず「粗」加工の加工時間が一定なので、加工前の工作物の面粗度の大きさによっては、「粗」加工が終了した時点で工作物の面粗度が目標とする面粗度に達しておらず、その結果、「仕上げ」加工が終了したときに十分な加工精度を得ることができない恐れがある。そこで、十分な加工精度を確保するために、タイマで設定する「粗」加工の加工時間を長くすることが考えられるが、このようにすると「粗」加工の加工時間が必要以上となり、加工効率が低下する。
【０００６】
また、何らかの不具合によって砥石が極度の目詰まり状態（凝着状態）になった場合、従来、その極度の目詰まり状態を検出する手段がなかったため、それ以後の加工は十分な取り代が得られず不良品が発生する恐れがあった。
【０００７】
他方、特許文献２の方法では、力センサの検出出力に基づいて砥石の状態を判定し、その判定に基づいて「粗」加工から「仕上げ」加工への切り替えタイミングを決定する。しかしながら、この特許文献２の方法では、バッキンブプレートとシューで工作物を支持し、バッキンブプレートによる支持力とシューによる支持力のうちシューによる支持力のみを力センサで検出するので、力センサの検出出力が、バッキンブプレートによる支持力の影響を受けて不安定となりやすい。そのため、砥石の状態を安定して判定することが難しく、「粗」加工から「仕上げ」加工への切り替えタイミングが不安定となる恐れがある。特に、使用する砥石が超砥粒砥石である場合、アルミナ系、炭化ケイ素系に代表される一般の砥粒砥石に比べて加工効率が高く、加工抵抗が小さいことから、砥石の状態が変化したときの力の変化が小さい。そのため、砥石の状態を安定して判定することが難しい。
また、特許文献２の力センサを用いた方法は、玉軸受の軌道輪のみに限定される方法である。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、安定した加工状態を得ることが可能な超仕上げ加工方法および超仕上げ加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、この発明では、工作物を回転させ、その工作物の回転の接線方向に対して直角な方向に砥石を揺動させながら前記工作物に砥石を押し当てて工作物の超仕上げ加工を行い、前記砥石を支持する砥石台に、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の工作物の回転の接線方向の分力Ｑを検出する主分力センサと、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の砥石の押し当て方向の分力Ｐを検出する背分力センサとを設け、その各センサで検出した前記分力Ｐ、Ｑに基づいて工作物の加工状態を判定するという方法を採用したのである。
【００１０】
このようにすると、超仕上げ加工を行なっている間、主分力センサで検出される接線方向の分力Ｑは、砥石の加工状態によって砥石と工作物の間の加工抵抗が刻々と変化するため、砥石の加工状態に応じた反応を呈する。
例えば、「粗」加工を行なっているとき、砥石の加工状態は、砥粒の脱落により積極的に自生発刃する状態（切削状態）である。その後、「仕上げ」加工へ移行すると、砥石の加工状態は、半切削状態を経て目詰まり状態（磨き状態）へ移行する。この間、押し当て方向の分力Ｐは、砥石への押し付け力で決定されるため、押し付け力を一定に設定した場合、これに応じてほぼ一定の値を示す。ここで、通常、押し当て方向の分力（背分力）Ｐは砥石押し付け力に応じた値を示す筈である。しかし、加工に応じて一般的に、接線方向の分力（主分力）Ｑは背分力Ｐに対して一定の割合を保持する特性がある。そのため加工条件において、砥石の表面状態あるいは加工状態が変化しなければ、押し付け力を変更しても加工分力比Ｐ／Ｑは一定値を示す。したがって、分力Ｐは、押し付け力を一定に設定した場合、これに応じて、ほぼ一定の値を示すのである。一方、接線方向の分力Ｑは、砥石の加工状態に応じた変化を示す。具体的には、「粗」加工を行なっているときは、砥石が自生発刃するため加工抵抗が大きくなり、接線方向の分力Ｑは大きな値をとる。その後、「仕上げ」加工へ移行したときは、自生発刃が停止し、砥石の加工状態が磨き状態となるため、加工抵抗が小さくなり、主分力Ｑは小さな値となる。したがって、これを監視すれば「粗」加工および「仕上げ」加工を行なっているときの砥石の加工状態を判定することができる。
【００１１】
このとき、前記砥石台を、ロッドを前進させて先端に支持した砥石を工作物に押し当てるエアシリンダを備えたものとし、その砥石を取り付けたエアシリンダのロッドの先端と砥石の間に前記主分力センサと前記背分力センサを配置することができる。
【００１２】
このようにすると、工作物を支持する部材にかかる力を検出するのではなく、砥石にかかる力を検出するので、工作物の支持方法にかかわらず、砥石の加工状態を判定することができる。そのため、工作物の適用範囲が広い。
【００１３】
また、砥石で加工することによる前記工作物の寸法減少量を検出するインプロセスゲージと、前記工作物の寸法減少と砥石の損耗とによる前記砥石の押し当て方向の移動量を検出する移動量センサとを設け、前記インプロセスゲージで検出した前記工作物の寸法減少量と、前記移動量センサで検出した前記砥石の移動量とに基づいて工作物の加工状態を判定するという方法を採用することができる。
【００１４】
このようにすると、「粗」加工を行なっているとき、砥石の加工状態は、砥粒の脱落により積極的に自生発刃する状態（切削状態）となる。そのため、移動量センサが検出する移動量は一定速度で増加（前進）し、インプロセスゲージが検出する仕上げ寸法の減少量は、一定の割合で減少する。一方、「仕上げ」加工へ移行すると、砥石の加工状態は、半切削状態を経て目詰まり状態（磨き状態）へ移行する。そのため、移動量センサが検出する移動量は一定となり、インプロセスゲージが検出する仕上げ寸法の変化は停滞する。このようにインプロセスゲージの検出する寸法減少量と移動量センサで検出する移動量は異なった特性を呈するため、「粗」加工と「仕上げ」加工の判別ができる。したがって、移動量センサとインプロセスゲージの出力特性を前記主分力センサと背分力センサの検出出力と合わせれば、「粗」から「仕上げ」加工の切り替えの判別精度の向上が図れる。
【００１５】
また、この発明では、工作物を回転させ、その工作物の回転の接線方向に対して直角な方向に砥石を揺動させながら前記工作物に砥石を押し当てて工作物の超仕上げ加工を行ない、前記砥石を支持する砥石台に、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の工作物の回転の接線方向の分力Ｑを検出する主分力センサと、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の砥石の押し当て方向の分力Ｐを検出する背分力センサとを設け、その各センサで検出した前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて前記超仕上げ加工の制御を行なうという方法を採用したのである。
【００１６】
このような方法を採用することにより、前記主分力センサおよび背分力センサで検出した各分力Ｐ，Ｑの変化に応じて加工条件を変化させ、安定した加工状態を得ることが可能となる。
すなわち、先に述べたように、超仕上げ加工を行なっている間、押し当て方向の分力Ｐは、ほぼ一定の値を示す。一方、接線方向の分力Ｑは、「粗」加工を行なっているときは、加工抵抗が大きくなり、分力Ｑは大きな値をとる。その後、「仕上げ」加工へ移行したときは、自生発刃が停止し、加工抵抗が小さくなるため、主分力Ｑは小さな値となる。したがって、これを監視して「粗」加工および「仕上げ」加工を行なっているときの砥石の加工状態を判定することができるため、その判定に基づいて、工作物の回転数、砥石の揺動数、砥石の押し付け力などの加工条件を制御することで、安定した加工状態を得ることが可能となる。また、前記判定方法を用いることで、シューを用いる以外の加工や超砥粒砥石を用いた加工においても超仕上げ加工の制御を行うことができる。さらに、前記判定から異常が検出されれば、砥石の不具合も検出できる。
【００１７】
このとき、前記砥石台を、ロッドを前進させて先端に支持した砥石を工作物に押し当てるエアシリンダを備えたものとし、その砥石を取り付けたエアシリンダのロッドの先端と砥石の間に前記主分力センサと前記背分力センサを配置することができる。
【００１８】
このようにすると、砥石にかかる力を検出して、工作物の支持方法にかかわらず、砥石の加工状態を判定することができる。そのため、その判定に基づいて、工作物の回転数、砥石の揺動数、砥石の押し付け力などの加工条件を変えることで、より安定した加工状態を得ることが可能となる。
【００１９】
このとき、前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御としては、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された上限値よりも大きくなったときに、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比が大きくなるよう加工条件を変化させる制御を採用することができる。
【００２０】
このようにすると、超仕上げ加工を行なっている間、砥石の自生発刃不足が原因で加工抵抗が小さくなったときに、主分力Ｑが小さくなり、その結果、比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された上限値よりも大きくなる。このとき、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比を大きくする、すなわち、工作物の被加工面に生じる砥粒軌跡と工作物の被加工面の進行方向とがなす最大交差角が大きくなるよう加工条件を変化させる制御が実行されるので、砥石の自生発刃が促進され、砥石の自生発刃不足による加工精度の低下を防止することができる。
【００２１】
また、前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御としては、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された下限値よりも小さくなったときに、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比が小さくなるよう加工条件を変化させる制御を採用することができる。
【００２２】
このようにすると、超仕上げ加工を行なっている間、砥石の自生発刃過剰が原因で加工抵抗が大きくなったときに、主分力Ｑが大きくなり、その結果、比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された下限値よりも小さくなる。このとき、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比を小さくする、すなわち、工作物の被加工面に生じる砥粒軌跡と工作物の被加工面の進行方向とがなす最大交差角が小さくなるよう加工条件を変化させる制御が実行されるので、砥石の自生発刃が抑制され、砥石の自生発刃過剰によって、前記工作物の寸法減少量に対する前記砥石の損耗量の比である、超仕上げ比の低下を防止することができる。
【００２３】
また、前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御としては、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された上限値よりも大きくなったときに、前記工作物に対する砥石の押し付け力を大きくするよう加工条件を変化させる制御を採用することができる。
【００２４】
このようにすると、超仕上げ加工を行なっている間、砥石の自生発刃不足が原因で加工抵抗が小さくなったときに、主分力Ｑが小さくなり、その結果、比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された上限値よりも大きくなる。このとき、工作物に対する砥石の押し付け力を大きくするよう加工条件を変化させる制御が実行されるので、砥石の自生発刃が促進され、砥石の自生発刃不足による加工精度の低下を防止することができる。
【００２５】
また、前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御としては、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された下限値よりも小さくなったときに、前記工作物に対する砥石の押し付け力を小さくするよう加工条件を変化させる制御を採用することができる。
【００２６】
このようにすると、超仕上げ加工を行なっている間、砥石の自生発刃過剰が原因で加工抵抗が大きくなったときに、主分力Ｑが大きくなり、その結果、比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された下限値よりも小さくなる。このとき、工作物に対する砥石の押し付け力を小さくするよう加工条件を変化させる制御が実行されるので、砥石の自生発刃が抑制され、砥石の自生発刃過剰による超仕上げ比の低下を防止することができる。
【００２７】
また、前記各分力Ｐ，Ｑに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御としては、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された異常検出しきい値よりも大きくなったときに、前記砥石に極度の目詰まりが発生したと判定する制御を採用することができる。
【００２８】
このようにすると、超仕上げ加工を行なっている間、砥石に極度の目詰まりが発生したことが原因で加工抵抗が過小となったときに、主分力Ｑが過小となり、その結果、比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された異常検出しきい値よりも大きくなるので、砥石に極度の目詰まりが発生したと判定する制御が実行される。これにより、砥石の異常を早期に発見することが可能となり、砥石の目詰まりによる不良品の発生を防止することができる。
【００２９】
さらに、砥石で加工することによる前記工作物の寸法減少量を検出するインプロセスゲージと、前記工作物の寸法減少と砥石の損耗とによる前記砥石の押し当て方向の移動量を検出する移動量センサとを設け、前記インプロセスゲージで検出した前記工作物の寸法減少量と、前記移動量センサで検出した前記砥石の移動量とに基づいて、超仕上げ比を算出することができる。
【００３０】
このようにすると、超仕上げ加工を行なっているときに、その各時点での超仕上げ比をリアルタイムで知ることが可能となり、その結果、超仕上げ比を改善するためには、超仕上げ加工中のどの時点での加工条件を調整すればよいか把握することが容易となる。超仕上げ比は、工作物の寸法減少量に対する前記砥石の損耗量の比であり、加工コストに大きく関与する。
【００３１】
また、前記砥石を支持する砥石台に、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の砥石の揺動方向の分力Ｒを検出する揺動荷重センサを更に設け、その揺動荷重センサで検出した分力Ｒの振幅の大きさに基づいて前記超仕上げ加工の制御を行なうことができる。
【００３２】
このようにすると、揺動荷重センサで検出される揺動方向の分力Ｒの大きさは、揺動する砥石の慣性力と、砥石と工作物の間に作用する加工抵抗とに依存し、砥石の揺動数に応じた正弦波振動を呈する。ここで、砥石の加工状態が、砥粒の脱落により積極的に自生発刃する状態（切削状態）であるときは、砥石が自生発刃するため加工抵抗が大きくなり、揺動方向の分力Ｒの振幅が大きくなる。一方、砥石の加工状態が、自生発刃が停止した磨き状態であるときは、加工抵抗が小さくなり、揺動方向の分力Ｒの振幅が小さくなる。そのため、揺動方向の分力Ｒの振幅を監視すれば「粗」加工および「仕上げ」加工を行なっているときの加工状態を判定することができ、その判定に基づいて、工作物の回転数、砥石の揺動数、砥石の押し付け力などの加工条件を変えることで、安定した加工状態を得ることが可能となる。
【００３３】
このとき、前記分力Ｒの振幅の大きさに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御としては、前記揺動荷重センサで検出した分力Ｒの振幅の大きさが、予め設定された下限幅よりも小さくなったときに、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比が大きくなるよう加工条件を変化させる制御を採用することができる。
【００３４】
このようにすると、超仕上げ加工を行なっている間、砥石の自生発刃不足が原因で加工抵抗が小さくなったときに、分力Ｒの振幅の大きさが、予め設定された下限幅よりも小さくなる。このとき、工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比を大きくする、すなわち、工作物の被加工面に生じる砥粒軌跡と工作物の被加工面の進行方向とがなす最大交差角が大きくなるよう加工条件を変化させる制御が実行されるので、砥石の自生発刃が促進され、砥石の自生発刃不足による加工精度の低下を防止することができる。
【００３５】
また、前記分力Ｒの振幅の大きさに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御としては、前記揺動荷重センサで検出した分力Ｒの振幅の大きさが、予め設定された上限幅よりも大きくなったときに、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比が小さくなるよう加工条件を変化させる制御を採用することができる。
【００３６】
このようにすると、超仕上げ加工を行なっている間、砥石の自生発刃過剰が原因で加工抵抗が大きくなったときに、分力Ｒの振幅の大きさが、予め設定された上限幅よりも大きくなる。このとき、工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比を小さくする、すなわち、工作物の被加工面に生じる砥粒軌跡と工作物の被加工面の進行方向とがなす最大交差角が小さくなるよう加工条件を変化させる制御が実行されるので、砥石の自生発刃が抑制され、砥石の自生発刃過剰による超仕上げ比の低下を防止することができる。
【００３７】
また、前記分力Ｒの振幅の大きさに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御としては、前記揺動荷重センサで検出した分力Ｒの振幅の大きさが、予め設定された下限幅よりも小さくなったときに、前記工作物に対する砥石の押し付け力を大きくするよう加工条件を変化させる制御を採用することができる。
【００３８】
このようにすると、超仕上げ加工を行なっている間、砥石の自生発刃不足が原因で加工抵抗が小さくなったときに、分力Ｒの振幅の大きさが、予め設定された下限幅よりも小さくなる。このとき、工作物に対する砥石の押し付け力を大きくするよう加工条件を変化させる制御が実行されるので、砥石の自生発刃が促進され、砥石の自生発刃不足による加工精度の低下を防止することができる。
【００３９】
また、前記分力Ｒの振幅の大きさに基づいて行なう前記超仕上げ加工の制御としては、前記揺動荷重センサで検出した分力Ｒの振幅の大きさが、予め設定された上限幅よりも大きくなったときに、前記工作物に対する砥石の押し付け力を小さくするよう加工条件を変化させる制御を採用することができる。
【００４０】
このようにすると、超仕上げ加工を行なっている間、砥石の自生発刃過剰が原因で加工抵抗が大きくなったときに、分力Ｒの振幅の大きさが、予め設定された上限幅よりも大きくなる。このとき、工作物に対する砥石の押し付け力を小さくするよう加工条件を変化させる制御が実行されるので、砥石の自生発刃が抑制され、砥石の自生発刃過剰による超仕上げ比の低下を防止することができる。
【００４１】
超仕上げ加工を行なうとき、工作物と砥石の間に供給するクーラントとしては、一般に、潤滑性、浸透性に優れた不水溶性（油性）クーラントが採用されるが、本願発明の超仕上げ加工方法を採用する場合、潤滑性、浸透性の劣る水溶性クーラントを採用したとしても各センサの検出信号に基づいて砥石の自生発刃をコントロールすることが可能なため、安定した加工状態を得ることが可能である。
【００４２】
前記工作物としては、例えば、軸受の内輪、外輪、転動体が挙げられる。
【００４３】
また、本願では、上記の超仕上げ加工方法を実施する超仕上げ加工装置として、工作物を回転させ、その工作物の回転の接線方向に対して直角な方向に砥石を揺動させながら前記工作物に砥石を押し当てて工作物の超仕上げ加工を行なう超仕上げ盤と、前記砥石を支持する砥石台に取り付けられ、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の工作物の回転の接線方向の分力Ｑを検出する主分力センサと、前記砥石を支持する砥石台に取り付けられ、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の砥石の押し当て方向の分力Ｐを検出する背分力センサと、その各センサで検出した前記各分力Ｐ、Ｑに基づいて前記超仕上げ加工の制御を行う制御装置を有する構成とすることができる。
【００４４】
このとき、前記砥石台が、ロッドを前進させて先端に支持した砥石を工作物に押し当てるエアシリンダを備え、その砥石を取り付けたエアシリンダのロッドの先端と砥石の間に主分力センサと背分力センサを設けた構成とすることができる。
【００４５】
前記制御装置は、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された上限値よりも大きくなったときに、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比が大きくなるよう加工条件を変化させる制御を行なう構成とすることができる。
【００４６】
また、前記制御装置は、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された下限値よりも小さくなったときに、前記工作物の回転数に対する前記砥石の揺動数の比が小さくなるよう加工条件を変化させる制御を行なう構成とすることができる。
【００４７】
また、前記制御装置は、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された上限値よりも大きくなったときに、前記工作物に対する砥石の押し付け力を大きくするよう加工条件を変化させる制御を行なう構成とすることができる。
【００４８】
また、前記制御装置は、前記主分力センサで検出した分力Ｑに対する前記背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された下限値よりも小さくなったときに、前記工作物に対する砥石の押し付け力を小さくするよう加工条件を変化させる制御を行なう構成とすることができる。
【００４９】
また、砥石で加工することによる前記工作物の寸法減少量を検出するインプロセスゲージと、前記工作物の寸法減少と砥石の損耗とによる前記砥石の押し当て方向の移動量を検出する移動量センサとを更に有し、前記制御装置は、前記インプロセスゲージで検出した前記工作物の寸法減少量と、前記移動量センサで検出した前記砥石の移動量とに基づいて、前記工作物の寸法減少量に対する前記砥石の損耗量の比である超仕上げ比を算出するという構成を採用できる。さらに、前記砥石を支持する砥石台に、前記工作物に押し当てられた状態の砥石にかかる力の砥石の揺動方向の分力Ｒを検出する揺動荷重センサを更に有し、前記制御装置は、前記揺動荷重センサで検出した分力Ｒの振幅の大きさに基づいて前記超仕上げ加工の制御を行なう構成を採用することができる。
【００５０】
また、前記工作物と砥石の間に水溶性クーラントを供給する吐出ノズルを有する構成を採用することができる。
【発明の効果】
【００５１】
この発明の超仕上げ加工方法および超仕上げ加工装置は、主分力センサおよび背分力センサで検出した各分力Ｐ，Ｑに基づいて、工作物の回転数、砥石の揺動数、砥石の押し付け力などの加工条件を変えることで、安定した加工状態を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施形態の模式図
【図２】実施形態のブロック図
【図３】（ａ）、（ｂ）実施形態の作用説明図
【図４】実施形態の作用説明図
【図５】実施形態の作用説明図
【図６】実施形態の作用説明図
【図７】実施形態の作用説明図
【図８】実施形態の作用説明図
【図９】実施形態の作用説明図
【図１０】（ａ）、（ｂ）実施例２の模式図
【図１１】（ａ）〜（ｄ）実施例３の作用説明図
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２に本願発明を説明するための超仕上げ加工装置の概要図を示す。図１は、超仕上げ盤の概要図で、図２は、制御装置１９のブロック図である。
【００５４】
超仕上げ加工装置は、超仕上げ盤と制御装置１９とから成る。
超仕上げ盤は、図１に示すように、固定センター１、回し金２、揺動装置３、砥石台４、エアシリンダ５、主分力センサ６ａ、背分力センサ６ｂ、揺動荷重センサ６ｃ、移動量センサ７、インプロセスゲージ８、砥石１０、吐出ノズル１２で構成されている。
【００５５】
超仕上げ盤の固定センター１で支持された工作物９は、回し金２で回転力を与えられる。砥石１０を支持する砥石台４は揺動装置３に取り付けられている。揺動装置３は、砥石台４に往復運動させる駆動力を付与する。この揺動装置３により揺動する砥石台４には、エアシリンダ５を介して主分力センサ６ａ、背分力センサ６ｂ、揺動荷重センサ６ｃが取り付けられ、この主分力センサ６ａ、背分力センサ６ｂ、揺動荷重センサ６ｃで砥石１０が支持されている。具体的には、砥石１０を取り付けたエアシリンダ５のロッド１３の先端と砥石１０の間に主分力センサ６ａ、背分力センサ６ｂ、揺動荷重センサ６ｃを設けた構成となっている。
ここで、前記主分力センサ６ａは、工作物９に押し当てられた状態の砥石１０にかかる力の内の工作物９の回転の接線方向の分力Ｑを検出する。
背分力センサ６ｂは、工作物９に押し当てられた状態の砥石１０にかかる力の内の砥石１０の押し当て方向の分力Ｐを検出する。
揺動荷重センサ６ｃは、工作物９に押し当てられた状態の砥石１０にかかる力の内の砥石１０の揺動方向の分力Ｒを検出する。
これら、主分力センサ６ａ、背分力センサ６ｂ、揺動荷重センサ６ｃは、例えば、ロードセルや圧電素子（半導体（ピエゾ抵抗素子）ひずみゲージ、ユニモルフ、バイモルフ）などの力センサを用いることができる。これらのセンサ６ａ、６ｂ、６ｃは、それぞれ、別のセンサとして設けることもできるが、一体となった３軸式のものでも良い。この形態では、一体のものを使用している。
【００５６】
また、エアシリンダ５の後端に移動量センサ７を取り付け、砥石１０の移動量Ｓを検出する構成になっている。この場合、移動量センサ７としては、例えば、ポテンショメータを用いることができる。
なお、このようなポテンショメータ以外にも、液体であるクーラントからの防滴効果を狙って光学式や差動トランスを用いた非接触型の直動変位計を使用しても構わない。
インプロセスゲージ８は、加工中の工作物９の寸法変化を検出するためのもので、触針が工作物９に接触するように配置されており、工作物９の寸法を加工と同時に実測するようになっている。こうすることで、仕上げ寸法減少量Ｔと後述の砥石１０の移動量Ｓから超仕上げ比Ｕを求められるようにしてある。
クーラント１１は、砥石１０と工作物９の摩擦力の低減（潤滑作用），切粉の排出（洗浄作用）及び加工熱の排出（冷却作用）の性能を有するものである。そして、クーラント１１は、図１のように、吐出ノズル１２を工作物９の近傍に配置して加工点に供給する。この場合、使用するクーラントは不水溶性、あるいは水溶性のいずれのものでも構わない。
【００５７】
図２は、制御装置１９の超仕上げ盤から得られる信号（入力）系と、超仕上げ盤及び外部装置（ドレッシング２５、砥石交換機２６）へ出力する信号（出力）系に着目したブロック図である。
【００５８】
すなわち、制御装置１９は、Ａ／Ｄ変換機能２０ａ、Ｄ／Ａ変換機能２０ｂ、演算処理機能（ＣＰＵ）２１、Ｉ／Ｏインターフェース２４を備えている。
ＣＰＵ２１は、Ａ／Ｄ変換機能２０ａを介して超仕上げ盤に設けられた主分力センサ６ａ、背分力センサ６ｂ、揺動荷重センサ６ｃ、移動量センサ７及びインプロセスゲージ８と接続され、主分力センサ６ａ、背分力センサ６ｂ、揺動荷重センサ６ｃから出力される３方向の各分力Ｐ、Ｑ、Ｒの出力と、移動量センサ７及びインプロセスゲージ８からの測定出力Ｓ、Ｔを収集する。
一方、ＣＰＵ２１は、Ｄ／Ａ変換機能２０ｂを介して超仕上げ盤の主軸モータ２２と揺動モータ２３の各インバータ回路２７と接続されている。また同時に、ＣＰＵ２１は、Ｄ／Ａ変換機能２０ｂを介してエアシリンダ５の電空式のエアレギュレータ２８と接続されている。このため、ＣＰＵ２１は、主分力センサ６ａ、背分力センサ６ｂ、揺動荷重センサ６ｃ、移動量センサ７及びインプロセスゲージ８の検出出力に基づいて、砥石１０の加工状態を判定する。そして、主軸モータ２２と揺動モータ２３及びエアシリンダ５を制御して工作物９の回転数、砥石１０の揺動数、砥石１０への押し付け圧を操作し、超仕上げ加工の加工条件をリアルタイムで制御するようになっている。
また、ＣＰＵ２１は、Ｉ／Ｏインターフェース２４を介してエアシリンダ５と接続されている。こうすることで、主分力センサ６ａ、背分力センサ６ｂ、揺動荷重センサ６ｃ、移動量センサ７及びインプロセスゲージ８の検出出力から砥石１０の異常を検出すると、揺動を中止させるための後退動作をエアシリンダ５へ指令できるようになっている。
さらに、ＣＰＵ２１は、Ｉ／Ｏインターフェース２４を介して外部機器２５、２６と接続して砥石１０のメンテナンス動作を指令できるようになっている。
ここで、外部機器は、目立て用のドレッシング装置２５と砥石交換装置２６で、どちらも周知のもので構わない。そして、両装置２５，２６は、ＣＰＵ２１が、前記主分力センサ６ａ、背分力センサ６ｂ、揺動荷重センサ６ｃ、移動量センサ７及びインプロセスゲージ８の検出出力に基づいて必要と判断して指令を発すると、砥石１０の目立てと交換を自動で行うようになっている。
【００５９】
以上のように、本願の加工装置は構成されており、次に、前記加工装置で用いられる超仕上げ加工について述べる。
【００６０】
まず、図３（ａ）に示すように、回転砥石３０を使用する円筒研削加工を考える。この場合、図３（ｂ）のように、工作物９は固定センター１と回し金２によって回転する。そして、回転砥石３０で工作物９を研削加工する場合、固定センター１に取り付けられた歪みゲージ３１ａ、３１ｂで工作物９に作用する法線方向の背分力Ｐと、接線方向の研削主分力Ｑを計測することで、砥石１０の負荷を数値化し、研削状態が推測可能である。
【００６１】
この概念から、次に、図１のように支持された円筒形状の工作物９に対し、図４で設定するような条件を与えた場合を考える。
すなわち、主軸回転数を低く揺動数を高くし、最大交差角を大きくする「粗」条件と、逆に主軸回転数を高く揺動数を低くし、最大交差角を小さくする「仕上げ」条件を連続的に与えた場合、前記入力条件に対して砥石１０が切削状態から磨き状態へ移行するのに応じて得られる各信号は其々変化する。その信号変化の例を図５に示す。
【００６２】
図５は横軸を時間推移、縦軸を信号強度（研削抵抗）としたもので、加工開始後、「粗」加工から「仕上げ」加工への移行に応じて砥石１０の状態が変化する。
このとき、主分力センサ６ａ、背分力センサ６ｂ、揺動荷重センサ６ｃの検出出力は、それぞれ、主分力Ｑ、背分力Ｐ、揺動荷重Ｒの３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向の分力となり、図５のように、工作物９の回転数、砥石１０の揺動数に起因する周波数を包括した信号を呈する。また、各信号は各々砥石１０の加工状態に応じて変動する。
【００６３】
図６に砥石１０の移動量（砥石摩耗量）Ｓとインプロセスゲージ８の工作物９の仕上げ寸法減少量（stock amount：所謂「取り代」）Ｔの信号変化を示す。ここで、横軸は時間推移、縦軸は変位量である。
この場合、「粗」条件の工程では、砥石１０は破砕・脱落する。そのため、砥石１０の移動量Ｓは一定速度で増加（前進）する。同時に、仕上げ寸法減少量Ｔも一定の割合で減少する。
これに対して、「仕上げ」条件の工程では、砥石１０の加工状態が磨き状態になるため、砥石１０の移動量Ｓは一定になり（エアシリンダ５のロッド１３の前進が停止する）、仕上げ寸法減少量Ｔの変化も停滞する。
【００６４】
図７に、図４で設定した条件で加工した場合の砥石１０にかかる力の分力の工作物９の回転の接線方向の分力Ｑ（所謂「主分力」）と、砥石１０の押し当て方向の分力Ｐ（所謂「背分力」）及び、その比Ｐ／Ｑの測定例を示す。ここで、図７の横軸は時間推移、縦軸は各分力の大きさと、その比を示す。
図７から、加工開始地点をＡとした場合、「粗」加工（切削状態）においては、砥石１０は積極的に自生発刃する。その後、「仕上げ」加工へ移行すると、砥石１０は、半切削状態から目詰まり状態（磨き状態）へ移行する。
ここで、この間の前記押し当て方向の分力Ｑと前記接線方向の分力Ｐに着目する。すると、前記接線方向の分力Ｐは、砥石１０の押し付け力で決定される。このことから、図４の条件においては、ほぼ一定の値を示すことがわかる。
このとき、前記押し当て方向の分力Ｑは、工作物９と砥石１０の間の研削抵抗に応じた変化を示す。
具体的には、「粗」加工では砥石１０が自生発刃し、研削抵抗が大きくなる。そのため、前記押し当て方向の分力Ｑは大きな値をとる。その後、「仕上げ」加工間では自生発刃が停止し、砥石１０が磨き状態となる。そのため研削抵抗が小さくなって前記押し当て方向の分力Ｑは小さな値をとる。その結果、比Ｐ／Ｑ（荷重バランスを表す）は、図７（イ）〜（ハ）のように、砥石１０の加工状態に応じた変化を示す。
すなわち、比Ｐ／Ｑは、「粗」から「仕上げ」加工へ移行するのに伴って、図７（ロ）のように、緩やかな上昇変化を示す。
同じスペックの砥石１０の場合、この比Ｐ／Ｑは、図４の加工条件において、いずれの数値が設定されていてもほぼ同じ傾向を示す。このことから、比Ｐ／Ｑは、超仕上げにおける加工効率、仕上がり精度を監視する指標として有効である。
【００６５】
図８は、図７と同じ時間軸における砥石１０の移動量（前進量）Ｓである砥石損耗量と工作物９の仕上げ寸法減少量Ｔ、並びに砥石１０の移動量Ｓと仕上げ寸法減少量Ｔとの累積比を取ったものを超仕上げ比Ｕとして示したものである。
すなわち、超仕上げ比Ｕは、インプロセスゲージ８が検出する「寸法減少量（除去体積）」を加工開始時から累積したものと、移動量センサ７によって得られる移動量Ｓ（砥石損耗量＋工作物９の寸法減少量）から砥石損耗量のみを算出して加工開始時から累積したものとの比を取ったものである。このとき、砥石損耗量は、移動量Ｓからインプロセスゲージ８が検出する「寸法減少量（除去体積）」を差し引けば算出できる。
なお、本装置においては、インプロセスゲージ８で研削能率を求めるため、超仕上げ比Ｕを加工開始からの砥石１０の損耗量と仕上げ寸法減少量Ｔとの累積値の比で表すこととしたのである。
【００６６】
図９に、砥石１０に工作物９の材質が貼り付いた状態（凝着状態）が発生したときの前記押し当て方向の分力Ｐと前記接線方向の分力Ｑ及び、その比Ｐ／Ｑの変化を示す。
すなわち、前記押し当て方向の分力Ｐと接線方向の分力Ｑ及び、その比Ｐ／Ｑは、図７においては、比較的緩やかな変化をたどるのに対し、図９の凝着した砥石１０では、前記接線方向の分力Ｑが瞬時に低下する傾向を示す。その結果、比Ｐ／Ｑは、図９（ニ）のように、急激な上昇を呈する。そのため、比Ｐ／Ｑに限度値（しきい値）を設定すれば、凝着発生を検知することが可能である。
【００６７】
このように、砥石１０を支持する砥石台４に、主分力センサ６ａ、背分力センサ６ｂ、揺動荷重センサ６ｃを設けることで、「粗」加工から「仕上げ」加工への判別が可能となり、砥石台４を使用する超仕上げ加工に用いることができる。
また、移動量センサ７、インプロセスゲージ８を設けることで、仕上がりの判定もできる。そして、それらの検出値を用いて、砥石１０の加工状態を総合的に判定することが可能となり、加工条件（工作物９の回転数、砥石１０の揺動数、砥石１０の押し付け力）を意図的に操作することで超仕上げ比Ｕを常時最適に保持することが可能になる。
さらに、それらの検出値を用いることで、凝着に代表される研削異常を検知することが可能となり、研削異常を検出した場合は、後述のように、Ｉ／Ｏ回路によって外部機器を作動させて最適な加工状態を維持することも可能である。
また、このように、超仕上げ比が任意に操作でき、かつ、目詰まり・凝着等の不具合を未然に防ぐことができるため、不水溶性クーラントに対して潤滑性、浸透性、洗浄性に劣るが、冷却性及びコストの点で勝る水溶性クーラントを使用しても良好な加工精度が得られる。
【００６８】
次に、前記原理に基づく制御法について述べる。
例えば、超仕上げ加工装置において、図１のように支持された円筒形状の工作物９に対して、図４のように「粗」、「仕上げ」の２条件を設定する。この場合、加工装置は、主分力センサ６ａ、背分力センサ６ｂ、揺動荷重センサ６ｃ、移動量センサ７、インプロセスゲージ８の各センサの出力に基づいて主軸モータ２２、揺動モータ２３、エアシリンダ５をコントロールして加工条件を変化させる制御を行う。
すなわち、図５から、砥石１０と工作物９が接触する加工開始点Ａから「粗」加工→「仕上げ」加工への移行点で、主分力センサ６ａと背分力センサ６ｂの検出出力は、大きく変動する。そのため、この変動から「粗」加工→「仕上げ」加工への切り替えを判定して「仕上げ」加工への切り替え制御を行う。
このとき、揺動荷重センサ６ｃは、砥石１０の揺動慣性と加工抵抗を受けるため、揺動数に応じた正弦波振動を呈する。そのため、砥石１０が破砕・脱落する「粗」加工では、砥石１０は切削状態になり、正弦波の振幅が大きくなる。一方、「仕上げ」加工では、砥石１０が磨き状態になったことにより、正弦波の振幅が小さくなる。
したがって、主分力センサ６ａと背分力センサ６ｂの検出出力に、揺動荷重センサ６ｃの検出出力を加味して判定すれば判定確度が向上する。そのため、超砥粒砥石においても「粗」から「仕上げ」加工への移行の判定が確実になり、例えば、「粗」加工から「仕上げ」加工への自動切り替え制御も容易に制御できる。
【００６９】
一方、移動量センサ７とインプロセスゲージ８の検出出力によっても「粗」加工と「仕上げ」加工の判別ができる。
すなわち、移動量センサ７の検出する砥石１０の移動量Ｓは、図６に示したように、「粗」加工では破砕や脱落を起こすため、一定速度で前進する。そして、「仕上げ」加工では、磨き状態になって停止する。
また、インプロセスゲージ８の測定する工作物９の仕上げ寸法減少量Ｔの加工特性は、図６に示すように、砥石１０の移動量（砥石摩耗）Ｓに応じた変化となる。
したがって、移動量センサ７とインプロセスゲージ８の出力特性を前記主分力センサ６ａと背分力センサ６ｂの検出出力と合わせれば、「粗」から「仕上げ」加工の切り替え制御の精度を向上できる。
【００７０】
ここで、一般に、超仕上げ加工では、切削、半切削、研磨の３工程を規則正しく繰り返す加工サイクルが良好とされる。
そのため、この加工サイクルの切り替え制御は、インプロセスゲージ８の検出出力に基づく工作物９の寸法減少量Ｔを監視すれば実現できる。
【００７１】
また、図７に示すように、加工開始地点Ａから始まる「粗」加工の期間は、砥石１０が切削状態であるため、このときの砥石１０は積極的に自生発刃する。そして、その後、「仕上げ」加工（磨き状態）へ移行する。すると、砥石１０は、半切削状態から目詰まり状態へ徐々に移行する。この間、主分力センサ６ａと背分力センサ６ｂの検出する２方向の分力ＱとＰは、揺動荷重センサ６ｃの検出する揺動方向の分力（揺動荷重）Ｒほどではないものの、工作物９の回転数、あるいは、砥石１０の振動数に起因した同位相の周波数を包括した正弦波信号を呈す。
因みに、砥石１０の状態変化による前記接線方向の分力Ｑと、押し当て方向の分力Ｐの変動は、回転数または振動数成分に包括された振幅に対して微小である。
この接線方向の分力Ｑと押し当て方向の分力Ｐの波形に現れる一定の微小な振幅は、加工特性と同じ位相であるため、比Ｐ／Ｑでは、互いに打ち消し合って比較的低振幅の直流波形となる。このため、比Ｐ／Ｑは、図７（イ）、（ロ）、（ハ）のように、砥石１０の加工状態に応じた変化をハッキリと明示することができる。
したがって、この出力変化のパターンから加工工程を判定することができる。また、このように、出力変化のパターンでもって判定すれば、工作物９の加工前の面粗度の違いに関わらず、砥石１０の加工状態を判定して超仕上げ加工ができる。
【００７２】
ところで、超仕上げ加工では、１つの加工サイクル中に加工効率が刻々と変動するため、超仕上げ比Ｕは一定の値にならない。また、超仕上げの工作物９の寸法減少量Ｔは、非常に微量であることから、超仕上げ比Ｕを求めることは容易ではない。
さらに、「仕上げ」加工から加工の完了にかけては、砥石１０の変化量はゼロに収束するため、回転砥石３０を用いた研削加工で用いられる「研削比＝工作物除去量／砥石損耗量」を時間軸に対して演算させても数値が発散してしまう恐れがある。
そのため、先にも述べたように、超仕上げ比Ｕとして、インプロセスゲージ８の検出出力に基づく寸法減少量Ｔと、移動量センサ７の検出出力に基づく砥石１０の移動量Ｓを加工開始から累積し、累積した寸法減少量Ｔと移動量Ｓとの比Ｔ／Ｓ（＝寸法減少量Ｔ／移動量Ｓ）を算出して、その算出した比の時間軸に対する変化の傾向から、砥石１０の加工状態を推定する。
【００７３】
すなわち、図８は、図４で設定した条件で加工した際の砥石１０の移動量Ｓと寸法減少量Ｔの推移と、その移動量Ｓと寸法減少量Ｔを累積した値から算出した超仕上げ比Ｕを描画したものである。
図８から、加工開始直後のＡ点から始まる「粗」加工では、自生発刃と工作物除去が同時に進行するため、一次関数的な上昇をたどる。この結果から、切削状態の研削時の加工効率が高ければ、加工初期の超仕上げ比Ｕの初期勾配は大きくなる。
このように、勾配が大きな加工条件が、超仕上げにおける加工効率を高くする条件となるため、Ｕの値が大きくなるよう主軸モータ２２の回転数や砥石台４の揺動モータ２３を制御する。
【００７４】
したがって、比Ｐ／Ｑ、超仕上げ比Ｕを制御装置１９内で関連付ければ、工作物９の形状や砥石１０のスペックに応じた最も高い加工効率が得られる加工条件が設定できる。
そして、このような方法を採用すれば、従来、相当な工数を要するとされる加工条件の調整時間や調整時の加工不良を削減することが可能である。
【００７５】
また、このとき、比Ｐ／Ｑと超仕上げ比Ｕを、工作物９の仕上がり状態の判定に使用することができる。この場合は、砥石１０が磨き状態になって再び比Ｐ／Ｑが上昇する時期を監視し、設定値を超えたところで加工を完了すれば、安定した加工品質が得られる。また、インプロセスゲージ８の検出出力が仕上がり寸法に達したときに加工を終えるようにすることで、工作物９を既定の寸法に仕上げることができる。
【００７６】
一方、工作物９と砥石１０が不適合の場合や工作物９と砥石１０の加工条件が不適合の場合、またはクーラント１１が不適合な場合は、砥石１０に金属が貼り付いた（凝着した）状態が生じる。
この場合、砥石１０と工作物９は部分的に金属接触を起こすため、比Ｐ／Ｑが上昇し、寸法減少量Ｔが低下する。
そのため、比Ｐ／Ｑの変化及び、インプロセスゲージ８が検出する寸法減少量Ｔの寸法変化を組み合わせて砥石１０の加工状態を監視すれば、凝着の発生を検知することができる。
このとき、凝着を検知した場合は、加工を中止するため、Ｉ／Ｏインターフェース２４を介してエアシリンダ５を後退させる。次に、Ｉ／Ｏインターフェース２４を介して外部機器として接続されたドレッシング装置２５を作動して砥石１０のドレッシング（目立て）を行う。次に、エアシリンダ５を前進させて仕上げ加工へ戻り作業を継続する。
そして、その作業を継続した際に、凝着が改善しないことが検出された場合は、Ｉ／Ｏインターフェース２４を介して外部機器として接続された砥石交換装置２４を作動して新しい砥石１０に交換する。交換後は、エアシリンダ５を前進させて研磨加工へ戻り、作業を継続する。このようにして、砥石１０の異常に対応すれば、自動運転が安定して継続できる。
【００７７】
加えて、本願では、加工効率を自由に操作して超仕上げ比Ｕを変更することができるので、図１のように、加工時に水溶性クーラントを使用することができる。
すなわち、主分力センサ６ａの検出する接線方向の分力Ｑと背分力センサ６ｂの検出する押し当て方向の分力Ｐから比Ｐ／Ｑを逐次算出し、その算出した比Ｐ／Ｑが予め設定した下限値以下で推移すると、砥石台４の揺動数を多く、あるいは工作物９の回転数を小さくして加工効率を高くする。逆に、比Ｐ／Ｑが予め設定した上限値より大きくなると、砥石台４の揺動数を少なく、あるいは工作物９の回転数を多くして加工効率を低くする。
このように加工効率を変えて超仕上げ比Ｕを任意に設定し、比Ｐ／Ｑに限度値を設定して制御することにより、凝着や凝着による目詰まりを未然に防ぐことができる。このため、使用するクーラント１１が、洗浄性、潤滑性が劣るために目詰まり、凝着が発生しやすい水溶性クーラントであっても、これら不具合を発生させ難い加工条件が設定できる。
したがって、 超仕上げ加工において、冷却性、コスト面で優れる水溶性クーラントを使用でき、結果的に超仕上げ加工の品質向上と生産コストの引き下げで生産性を向上させることができる。また、従来の不水溶性クーラントを採用する場合においても、前記の加工制御を採用することで加工能率を最適に維持できるため、生産コストの低減に寄与することが可能となる。
【００７８】
なお、加工性能が劣る水溶性クーラントを使用して超仕上げ加工する際も、背分力センサ６ｂの出力Ｐ（背分力）および主分力センサ６ａの出力Ｑ（主分力）を逐次計算して加工条件にフィードバックすることで、最適な加工効率を維持することも可能である。
【００７９】
このように、砥石１０の加工状態を監視して「粗」加工、「仕上げ」加工、各々に対し加工状態を判定し、最適に維持できるので、粗加工から仕上げ加工への切り替えを自動的に行うようにできる。
また、砥石１０の加工状態を監視して砥石１０の凝着の検出もできるので、砥石１０のドレッシングや交換も自動的に行うようにできる。
さらに、砥石１０の加工状態を監視して加工効率を一定に保てるので、不水溶性（油性）クーラント対して潤滑性、洗浄性に劣る水溶性クーラントにおいても良好な加工状態を維持できる。
【００８０】
以下、制御法の具体例を実施例１として示す。
【実施例１】
【００８１】
この実施例１の加工装置は、前記主分力センサ６ａ、背分力センサ６ｂ、揺動荷重センサ６ｃ、移動量センサ７及びインプロセスゲージ８の各センサの出力に基づいて主軸モータ２２、揺動モータ２３、エアシリンダ５をコントロールして加工条件を変化させる制御を行う。
【００８２】
例えば、制御装置１９は、超仕上げ加工中の主分力センサ６ａが検出する分力Ｑと背分力センサ６ｂが検出する分力Ｐを読み込んで、主分力センサ６ａの検出出力Ｑに対する背分力センサで検出した分力Ｐの比Ｐ／Ｑを逐次算出する。
そして、その比Ｐ／Ｑの大きさを、例えば図７に示すように、予め設定した上限値Ｔｈ１または下限値Ｔｈ２と比較して、加工中の超仕上げ比の低下を防止する制御を行う。
具体的には、制御装置１９は、算出する比Ｐ／Ｑが、予め設定した砥石１０の自生発刃不足を判定する上限値Ｔｈ１よりも大きくなったときに、前記工作物９の回転数に対する前記砥石１０の揺動数の比が大きくなるように、すなわち、工作物の被加工面に生じる砥粒軌跡と工作物の被加工面の進行方向（工作物の回転の接線方向）とがなす最大交差角が大きくなるように主軸モータ２２と揺動モータ２３を制御して加工条件を変化させる。
このように、工作物９の回転数に対する砥石１０の揺動数の比を大きくすることにより、砥石１０の自生発刃を促進し、砥石１０の自生発刃不足による加工精度の低下を防止する。
一方、制御装置１９は、算出する比Ｐ／Ｑが、予め設定した砥石１０の自生発刃過剰を判定する下限値Ｔｈ２よりも小さくなったときは、工作物９の回転数に対する砥石１０の揺動数の比が小さくなるように、すなわち、最大交差角が小さくなるように主軸モータ２２と揺動モータ２３を制御して加工条件を変化させる。
このように、工作物９の回転数に対する砥石１０の揺動数の比を小さくすることにより、砥石１０の自生発刃過剰による超仕上げ比の低下を防止する。
【００８３】
さらに、制御装置１９は、先の比Ｐ／Ｑが上限値Ｔｈ１よりも大きくなったときに、加工条件を変化させる制御を行っても、比Ｐ／Ｑが小さくならない場合は、前記工作物９に対する押し付け力を大きくするようにエアシリンダ５を制御して加工条件を変化させる制御を行う。
これは、超仕上げ加工中に、砥石１０の自生発刃不足で研削抵抗が小さくなり、主分力Ｑが小さくなったことが原因で比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された上限値Ｔｈ１よりも大きくなったからである。そのため、工作物９に対する砥石１０の押し付け力を大きくするように加工条件を変化させることにより、砥石１０の自生発刃を促進し、砥石１０の自生発刃不足による加工精度の低下を防止する。
【００８４】
また、同様に制御装置１９は、先の比Ｐ／Ｑが下限値Ｔｈ２よりも小さくなったときに、加工条件を変化させる制御を行っても、比Ｐ／Ｑが大きくならない場合は、工作物９に対する砥石１０の押し付け力を小さくするようにエアシリンダ５を制御して加工条件を変化させる。
これは、超仕上げ中に、砥石１０の自生発刃過剰が原因で切削力が大きくなったことが原因で、主分力Ｑが大きくなり、比Ｐ／Ｑの大きさが予め設定された下限値Ｔｈ２よりも小さくなったからである。そのため、工作物９に対する砥石１０の押し付け力が小さくなるように加工条件を変更することにより、砥石１０の自生発刃過剰による超仕上げ比の低下を防止する。
【００８５】
また、制御装置１９は、超仕上げ加工中に、逐次算出する比Ｐ／Ｑの大きさが、例えば図９に示すように、予め設定した異常検出しきい値Ｔｈ３よりも大きくなったことを検出すると、砥石１０に極度の目詰まりが発生したと判定する。
これは、超仕上げ加工中に、砥石１０に極度の目詰まりが発生したことが原因で加工抵抗が過小となったときに、主分力Ｑが過小となったからである。そのため、砥石１０に極度の目詰まりが発生したと判定したのである。これにより、砥石１０の異常を早期に発見することが可能となり、砥石１０の目詰まりによる不良品の発生を防止することができる。
また、このとき、制御装置１９は、目詰まりを判定すると、Ｉ／Ｏインターフェース２４を介して目立て用のドレッシング装置２５を起動する。そして、起動したドレッシング装置２５を用いて目詰まりした砥石１０の目立てを行う。目立てが終わると、制御装置１９は、超仕上げ加工を行う。ドレッシングによる生産性低下を嫌う場合は、Ｉ／Ｏインターフェース２４を介して砥石交換装置２６を起動し、砥石１０を交換する。このように、メンテナンス動作を行うのである。
【００８６】
同時に、制御装置１９は、超仕上げ中に、移動量センサ７とインプロセスゲージ８の検出値から超仕上げ比Ｕを算出して、算出した超仕上げ比Ｕが最適な値になるように、主軸モータ２２、揺動モータ２３、エアシリンダ５をコントロールして加工条件を制御する。
すなわち、超仕上げ比Ｕは、インプロセスゲージ８が検出する「寸法減少量（除去体積）」を加工開始時から累積したものと、移動量検出センサ７によって得られる移動量Ｓ（砥石損耗量＋工作物９の寸法減少量）から砥石損耗量のみを算出して加工開始時から累積したものとの比を取ったものである。そのため、制御装置１９は、インプロセスケージ８の検出出力と移動量検出センサ７の出力を一定時間ごとにサンプリングして累積し、累積した値の比を取って超仕上げ比Ｕを算出する。このようにすることで、超仕上げ比Ｕをリアルタイムで検出する。
このとき、砥石損耗量は、例えば移動量Ｓからインプロセスゲージ８が検出する「寸法減少量（除去体積）」を差し引いて算出する。
そして、仕上げ寸法減少量と砥石１０の損耗量とのコストが調和するように設定された超仕上げ比Ｕに近づけるように、主軸モータ２２、揺動モータ２３、エアシリンダ５の加工条件を制御する。こうすることで、加工コストを低くすることもできる。
【００８７】
また、制御装置１９は、揺動荷重センサ６ｃの出力を検出することにより、加工状態を判定しており、その判定に基づいて工作物９の回転数、砥石の揺動数、砥石１０の押し付け力などの加工条件を変更することで安定した加工状態を得るようにしている。
【００８８】
そのため、制御装置１９は、図５のように、砥石１０の自生発刃不足を判定するため、予め設定した振幅の下限値Ｔｈ４と揺動荷重センサ６ｃで検出する分力Ｒの振幅の大きさと逐次比較する。そして、分力Ｒの振幅が予め設定した振幅の下限値Ｔｈ４よりも小さくなった場合は、主軸モータ２２と揺動モータ２３を制御する。そして、工作物９の回転数に対する砥石１０の揺動数の比が大きくなるように、すなわち、最大交差角が大きくなるように加工状態を変化させる。
このように制御することで、砥石１０の自生発刃不足が原因で研削抵抗が小さくなったときに、砥石１０の自生発刃を促進して、砥石１０の自生発刃不足による加工精度の低下を防止する。
【００８９】
また、このように、自生発刃の状態を検出できる揺動荷重センサ６ｃを用いることで、超仕上げ比Ｕの低下も防止する。
この場合、制御装置１９は、図５のように、砥石１０の自生発刃過剰を判定するために、予め設定した上限値Ｔｈ５と揺動荷重センサ６ｃで検出する分力Ｒの振幅の大きさを逐次比較する。そして、分力Ｒの振幅が予め設定した振幅の上限値Ｔｈ５よりも大きくなった場合は、主軸モータ２２と揺動モータ２３を制御して、前記工作物９の回転数に対する砥石１０の揺動数の比が小さくなるように、すなわち、最大交差角が小さくなるように加工条件を変化させる。
このようにすると、砥石１０の自生発刃過剰が原因で抵抗が大きくなったときに、砥石１０の自生発刃を抑制して、砥石１０の自生発刃過剰による超仕上げ比Ｕの低下を防止できる。
【００９０】
また、このとき、制御装置１９は、前記揺動荷重センサ６ｃで検出した分力Ｒの振幅の大きさを、自生発刃不足の判定のため、予め設定した振幅の下限値Ｔｈ６と逐次比較して、振幅の下限値Ｔｈ６よりも小さくなったとき、エアシリンダ５を制御して工作物９に対する砥石１０の押し付け力を大きくするように加工条件を変化させる。
このようにすると、加工抵抗が小さくなったときに、砥石１０の自生発刃が促進されるので、砥石１０の自生発刃不足による加工精度の低下を防止できる。
【００９１】
また、逆に、制御装置１９は、前記揺動荷重センサ６ｃで検出した分力Ｒの振幅の大きさを、自生発刃過剰を判定するために予め設定した振幅の上限値Ｔｈ７と逐次比較して、振幅の上限値Ｔｈ７よりも大きくなったとき、エアシリンダ５を制御して工作物９に対する砥石１０の押し付け力を小さくするように加工条件を変更する。
このようにすると、砥石１０の自生発刃過剰が原因で加工抵抗が大きくなった時に、工作物９に対する砥石１０の押し付け力が小さくなり、砥石１０の自生発刃が抑制されて、砥石１０の自生発刃過剰による超仕上げ比Ｕの低下を抑制することができる。
【実施例２】
【００９２】
この実施例２では、本願の超仕上げ加工を円すいころ軸受に適用したものについて述べる。
図１０（ａ）、（ｂ）にその加工を模式的に示した図を示す。ここで、図１０（ａ）は円すいころ軸受の内輪４０、図１０（ｂ）は外輪４１の超仕上げ加工を示したものである。このようにセットすることで円すいころ軸受の超仕上げの品質と生産性を向上させることができる。
ここで、図１０（ａ）、（ｂ）中の符号１４はシュー、１５はパッキングプレート、３は揺動装置、４は砥石台、５はエアシリンダ、６ａは主分力センサ、６ｂ背分力センサ、６ｃ揺動荷重センサ、７はポテンショメータ、８はインプロセスゲージである。
本願では、工作物（ここでは内輪４０）を支持する部材にかかる力を検出するのではなく、砥石１０にかかる力を検出するので、工作物の支持方法にかかわらず、砥石１０の加工状態を判定することができる。そのため、工作物の適用範囲が広い。
よって、チャック把持式、両センター支持式などで支持される工作物の超仕上げにも適用できる。また円すいころの超仕上げにも適用できる。
したがって、これらの内輪、外輪、円すいころを用いて超仕上げ加工の品質と生産性を向上させた円すいころ軸受を提供できる。
【実施例３】
【００９３】
実施例３は、本発明を適用する機械部品について述べたものである。
図１１（ａ）〜（ｄ）に、本発明を適用する代表的な軸受と、軸受を構成する部品における適用箇所を示す。
図１１（ａ）は、玉軸受５０で、内輪５１と外輪５２の間に複数の玉５３を組み込んだものである。図１１（ｂ）、（ｃ）は、図１１（ａ）の玉軸受における本願の超仕上げ加工を行う加工対象箇所５４を示すもので、同（ｂ）は、内輪５１の外周に設けられた断面円弧状の軌道面で、加工は図１０（ａ）のようにして行うことができる。また、同図（ｃ）は、外輪の内周に設けられた転動面であって、加工は図１０（ｂ）のようにすればよい。
図１１（ｄ）は、自動調心ころ軸受の「ころ」５５に対する加工対象箇所５４を示すもので、加工対象箇所５４として、外径が凸の曲率を持った凸面ころ５５の外周を示したものである。
【符号の説明】
【００９４】
１  固定センター
２  回し金
３  揺動装置
４  砥石台
５  エアシリンダ
６ａ  主分力センサ
６ｂ  背分力センサ
６ｃ  揺動荷重センサ
７  移動量センサ
８  インプロセスゲージ
９  工作物
１０  砥石
１１  水溶性クーラント
１２  吐出ノズル
１３  ロッド
１４  シュー
１５  パッキングプレート
４０  内輪
４１  外輪
５０  玉軸受
５１  内輪
５２  外輪
５３  玉
５４  加工対象箇所
５５  ころ
Ｐ  分力
Ｑ  分力
Ｒ  分力
Ｓ  移動量
Ｔ  仕上げ寸法減少量
Ｕ  超仕上げ比
【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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