(57)【要約】【課題】工作物と主軸との間のスリップの発生を確実に判定できる研削加工装置及び研削加工方法を提供する。【解決手段】研削加工装置１は、主軸Ｃｍ，Ｃｓに保持される工作物Ｗ及び砥石軸２４に保持される砥石車２３をそれぞれ回転させ、工作物Ｗに対して砥石車２３を相対的に接近離間させることで、工作物Ｗの研削加工を行う。そして、工作物Ｗの回転位相を検出する第一検出部３１と、砥石車２３と工作物Ｗとの研削加工点における研削抵抗モーメントＭｎ又は工作物Ｗの回転駆動部１６，２０もしくは砥石車２３の回転駆動部２５の駆動電流を検出する第二検出部３２と、研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流を回転位相と関連付けして記憶する記憶部３３と、現在の回転位相における研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流、及び現在の回転位相と同位相の前回の研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流に基づいて、工作物Ｗと主軸Ｃｍ，Ｃｓとの間のスリップを判定する判定部３４と、を備える。【選択図】図１
2018111136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸に保持される工作物及び砥石軸に保持される砥石車をそれぞれ回転させ、前記工作物に対して前記砥石車を相対的に接近離間させることで、前記工作物の研削加工を行う研削加工装置において、
前記工作物の回転位相を検出する第一検出部と、
前記砥石車と前記工作物との研削加工点における研削抵抗モーメント又は前記工作物の回転駆動部もしくは前記砥石車の回転駆動部の駆動電流を検出する第二検出部と、
前記研削抵抗モーメント又は前記駆動電流を前記回転位相と関連付けして記憶する記憶部と、
現在の前記回転位相における前記研削抵抗モーメント又は駆動電流、及び前記現在の回転位相と同位相の前回の前記研削抵抗モーメント又は前記駆動電流に基づいて、前記工作物と前記主軸との間のスリップを判定する判定部と、
を備える、研削加工装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記砥石車と前記主軸との相対移動が一定速である場合、前記現在の研削抵抗モーメント又は駆動電流と前記前回の研削抵抗モーメント又は駆動電流とを比較し、前記現在の研削抵抗モーメント又は駆動電流が前記前回の研削抵抗モーメント又は駆動電流よりも低下している場合、前記工作物と前記主軸との間にスリップが発生していると判定する、請求項１に記載の研削加工装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記砥石車と前記主軸との相対移動が一定速である場合、前記現在の研削抵抗モーメント又は駆動電流と前記前回の研削抵抗モーメント又は駆動電流に１未満の定数を乗算した修正研削抵抗モーメント又は修正駆動電流とを比較し、前記現在の研削抵抗モーメント又は駆動電流が前記修正研削抵抗モーメント又は前記修正駆動電流よりも低下している場合、前記工作物と前記主軸との間にスリップが発生していると判定する、請求項１に記載の研削加工装置。
【請求項４】
前記第二検出部は、前記工作物もしくは前記砥石車から放出される弾性波を検出し、検出した前記弾性波に基づいて前記研削抵抗モーメントを検出する、請求項１−３の何れか一項に記載の研削加工装置。
【請求項５】
前記第二検出部は、前記工作物を保持する保持部の歪を検出し、検出した前記歪に基づいて前記研削抵抗モーメントを検出する、請求項１−３の何れか一項に記載の研削加工装置。
【請求項６】
前記研削加工装置は、前記工作物を保持して摩擦力で回転を伝える保持部を備える、請求項１−５の何れか一項に記載の研削加工装置。
【請求項７】
前記研削加工装置は、前記工作物の１回転における所定の回転位相範囲で前記工作物に対して前記砥石車を切込み送りし、前記所定の回転位相以外の回転位相範囲で前記工作物に対して前記砥石車の切込み送りを停止させることで、前記工作物の研削加工を行う、請求項１−６の何れか一項に記載の研削加工装置。
【請求項８】
主軸に保持される工作物及び砥石軸に保持される砥石車をそれぞれ回転させ、前記工作物に対して前記砥石車を相対的に接近離間させることで、前記工作物の研削加工を行う研削加工方法において、
前記工作物の回転位相を検出する第一検出工程と、
前記砥石車と前記工作物との研削加工点における研削抵抗モーメント又は前記工作物の回転駆動部もしくは前記砥石車の回転駆動部の駆動電流を検出する第二検出工程と、
前記研削抵抗モーメント又は前記駆動電流を前記回転位相と関連付けして記憶する記憶工程と、
現在の前記回転位相における前記研削抵抗モーメント又は駆動電流、及び前記現在の回転位相と同位相の前回の前記研削抵抗モーメント又は前記駆動電流に基づいて、前記工作物と前記主軸との間のスリップを判定する判定工程と、
を備える、研削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削加工装置及び研削加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
研削加工装置には、主軸に設けられるセンタで工作物の両端面を加圧保持し、センタの加圧力に伴う摩擦力によりセンタの回転を工作物に伝達する駆動方式がある。また、主軸に設けられるチャックやケレで工作物の周面を加圧保持し、チャックやケレの加圧力に伴う摩擦力によりチャックやケレの回転を工作物に伝達する駆動方式もある。
【０００３】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、これらの駆動方式の研削加工装置では、研削加工中に砥石車Ｇの砥石軸動力又は工作物Ｗの主軸動力（研削加工点Ｐｇにおける接線研削抵抗Ｆｎ及び研削加工点Ｐｇと砥石車Ｇの回転中心Ｃｇとの距離Ｒｇで表されるモーメント（Ｆｎ・Ｒｇ）、以下、「研削抵抗モーメントＭｎ」という）が工作物Ｗの保持力（センタＣとセンタ穴Ｈとの摩擦力Ｆ及び摩擦力発生点Ｐｆ（便宜上、センタＣとセンタ穴Ｈとの摩擦部分の径方向の中間点とする）と工作物Ｗの回転中心Ｃｗとの距離Ｒｗで表されるモーメント（Ｆ・Ｒｗ）、以下、「摩擦力モーメントＭｍ」という）を上回ると、工作物Ｗと主軸（センタ、チャック、ケレ）との間でスリップが発生して工作物Ｗが不良品となるおそれがある。このため、研削加工装置では、研削抵抗モーメントＭｎが摩擦力モーメントＭｍ以下となるように研削条件を決定している。
【０００４】
例えば、特許文献１には、工作物と主軸（センタ）との間のスリップを未然に防止できる研削加工装置が記載されている。この研削加工装置は、研削加工前に工作物と主軸（センタ）との間でスリップが発生する主軸用駆動モータの限界電流値を検出し、研削加工中にモータ電流値が限界電流値に基づいて設定される閾値に達したら研削条件を変更する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５４０２３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
モータ電流値の閾値は、工作物の大きさに応じて変わり、また、切込み速度が異なる粗研削加工と精研削加工において変わるため、場合に応じて閾値の設定を変更する必要がある。しかし、上述の特許文献１に記載の研削加工装置では、一定の閾値を設定して研削加工を制御しているため、工作物と主軸（センタ）との間のスリップの発生を判定できない場合がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、工作物と主軸との間のスリップの発生を確実に判定できる研削加工装置及び研削加工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】
【０００８】
本手段に係る研削加工装置は、主軸に保持される工作物及び砥石軸に保持される砥石車をそれぞれ回転させ、前記工作物に対して前記砥石車を相対的に接近離間させることで、前記工作物の研削加工を行う研削加工装置において、前記工作物の回転位相を検出する第一検出部と、前記砥石車と前記工作物との研削加工点における研削抵抗モーメント又は前記工作物の回転駆動部もしくは前記砥石車の回転駆動部の駆動電流を検出する第二検出部と、前記研削抵抗モーメント又は前記駆動電流を前記回転位相と関連付けして記憶する記憶部と、現在の前記回転位相における前記研削抵抗モーメント又は駆動電流、及び前記現在の回転位相と同位相の前回の前記研削抵抗モーメント又は前記駆動電流に基づいて、前記工作物と前記主軸との間のスリップを判定する判定部と、を備える。
【０００９】
研削加工においては、砥石台の送り速度を一定にして砥石台に保持される砥石車で工作物に切り込みを与えている場合、工作物の回転角度毎の研削抵抗モーメント又は駆動電流は、工作物と主軸との間にスリップが無ければ、整定前においては上昇傾向となり、整定後においては横ばい傾向となる。本手段に係る研削加工装置は、工作物の回転位相（角度）毎の研削抵抗モーメント又は駆動電流を監視しているので、工作物と主軸との間のスリップの発生を確実に判定できる。よって、工作物の不良品の流出を防止でき、また、研削条件の安全率を小さくして加工時間を短縮できる。
【００１０】
本手段に係る研削加工方法は、主軸に保持される工作物及び砥石軸に保持される砥石車をそれぞれ回転させ、前記工作物に対して前記砥石車を相対的に接近離間させることで、前記工作物の研削加工を行う研削加工方法において、前記工作物の回転位相を検出する第一検出工程と、前記砥石車と前記工作物との研削加工点における研削抵抗モーメント又は前記工作物の回転駆動部もしくは前記砥石車の回転駆動部の駆動電流を検出する第二検出工程と、前記研削抵抗モーメント又は前記駆動電流を前記回転位相と関連付けして記憶する記憶工程と、現在の前記回転位相における前記研削抵抗モーメント又は駆動電流、及び前記現在の回転位相と同位相の前回の前記研削抵抗モーメント又は前記駆動電流に基づいて、前記工作物と前記主軸との間のスリップを判定する判定工程と、を備える。本発明の研削加工方法によれば、上述した研削加工装置における効果と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態における研削加工装置の平面図である。
【図２Ａ】研削加工装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２Ｂ】図２Ａの詳細動作を説明するためのフローチャートである。
【図３Ａ】研削加工装置で行われるスパイラルサイクルの研削加工工程における工作物と砥石車を示す図である。
【図３Ｂ】研削加工装置で行われるスパイラルサイクルの研削加工工程における砥石車の送り位置と工作物の回転位相との関係を示す図である。
【図４】研削加工工程においてスリップが無い場合の研削抵抗モーメント及び砥石車の送り位置の経時変化を示す図である。
【図５】研削加工工程においてスリップが有る場合の研削抵抗モーメント及び砥石車の送り位置の経時変化を示す図である。
【図６】工作物が全く振れの無い理想的な状態で保持される場合の研削抵抗モーメント及び砥石車の送り位置の経時変化を示す図である。
【図７Ａ】スリップが発生しない場合の工作物の１回転毎の研削抵抗モーメントの経時変化を示す図である。
【図７Ｂ】スリップが発生しない場合の工作物の回転位相（角度）毎の研削抵抗モーメントの経時変化を示す図である。
【図８Ａ】スリップが発生する場合の工作物の１回転毎の研削抵抗モーメントの経時変化を示す図である。
【図８Ｂ】スリップが発生する場合の工作物の回転位相（角度）毎の研削抵抗モーメントの経時変化を示す図である。
【図９Ａ】研削加工装置で行われるステップサイクルの研削加工工程における工作物と砥石車を示す図である。
【図９Ｂ】研削加工装置で行われるステップサイクルの研削加工工程における砥石車の送り位置と工作物の回転位相との関係を示す図である。
【図１０Ａ】研削加工工程における研削抵抗モーメントを説明するための工作物と砥石車を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０ＡのＸＢ−ＸＢ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（１．研削加工装置の構成）
本実施形態の研削加工装置の一例として、砥石台トラバース型円筒研削加工装置を例に挙げて説明する。図１に示すように、研削加工装置１は、ベッド１０、テーブル１１、主軸台１３、心押台１７、砥石台２１及び制御装置３０等を備える。
【００１３】
ベッド１０上には、テーブル１１がＺ軸サーボモータ１２によってＺ軸方向（図１の左右方向）に移動可能に案内支持される。テーブル１１上には、マスタ主軸Ｃｍを回転可能に軸支する主軸台１３が設置され、マスタ主軸Ｃｍの先端に工作物Ｗの一端を支持するセンタ１４（保持部）が取付けられる。マスタ主軸Ｃｍは、進退駆動装置１５によって軸線方向に所定量進退されるとともに、マスタサーボモータ１６（回転駆動部）によって回転駆動される。
【００１４】
さらに、テーブル１１上には、主軸台１３と対向する位置に心押台１７が設置される。この心押台１７には、マスタ主軸Ｃｍと同軸上にスレーブ主軸Ｃｓが回転可能に軸支され、スレーブ主軸Ｃｓの先端に工作物Ｗの他端を支持するセンタ１８（保持部）が取付けられる。スレーブ主軸Ｃｓは、センタ加圧制御用のサーボモータ１９によって軸線方向に進退されるとともに、スレーブサーボモータ２０（回転駆動部）によってマスタ主軸Ｃｍと同期して回転駆動される。
【００１５】
また、ベッド１０上のテーブル１１の後方位置には、砥石台２１がＸ軸サーボモータ２２によってＺ軸方向と直交するＸ軸方向（図１の上下方向）に移動可能に案内支持される。砥石台２１には、砥石車２３がＺ軸方向と平行な軸線の回りに回転可能な砥石軸２４を介して軸支され、砥石軸駆動モータ２５（回転駆動部）によって回転駆動される。
【００１６】
制御装置３０は、第一検出部３１、第二検出部３２、記憶部３３、判定部３４及び加工制御部３５を備える。
第一検出部３１は、マスタサーボモータ１６に備えられているロータリーエンコーダ１６ａからの位相検出信号に基づいて、工作物Ｗの回転位相を検出する。
【００１７】
第二検出部３２は、砥石軸駆動モータ２５の駆動電流信号を検出し、検出した駆動電流信号に基づいて砥石車２３と工作物Ｗとの研削加工点（接触点）における研削抵抗モーメントを求める。第二検出部３２には、予め測定された駆動電流信号と駆動電流信号の上昇に伴って上昇する研削抵抗モーメントとの関係を示すテーブルが記憶されている。第二検出部３２は、砥石軸駆動モータ２５の駆動電流信号を検出したら、上記テーブルを参照して対応する研削抵抗モーメントを求める。なお、駆動電流信号を研削抵抗モーメントに変換せずに、検出した駆動電流信号をそのまま使用してもよい。
記憶部３３は、第二検出部３２で求めた研削抵抗モーメント（又は駆動電流信号）を、第一検出部３１で検出した工作物Ｗの回転位相と関連付けして記憶する。
【００１８】
判定部３４は、現在の工作物Ｗの回転位相と同位相の１回転前の研削抵抗モーメント（又は駆動電流信号）を記憶部３３から読み出す。そして、詳細は後述するが、判定部３４は、現在の研削抵抗モーメント（又は駆動電流信号）と１回転前の研削抵抗モーメント（又は駆動電流信号）に基づいて、工作物Ｗとマスタ主軸Ｃｍ（センタ１４）との間にスリップが発生しているか否かを判定する。
加工制御部３５は、Ｚ軸サーボモータ１２、進退駆動装置１５、マスタサーボモータ１６、サーボモータ１９、スレーブサーボモータ２０、Ｘ軸サーボモータ２２及び砥石軸駆動モータ２５の各動作を制御して、工作物Ｗの研削加工を行う。
【００１９】
（２．工作物のスリップ判定方法）
次に、工作物Ｗとマスタ主軸Ｃｍ（センタ１４）との間に発生するスリップ（以下、単に「スリップ」という）の判定方法について説明する。ここで、スリップは、背景技術でも述べたように、研削抵抗モーメントＭｎが摩擦力モーメントＭｍを上回ると発生するので、研削加工工程における研削抵抗モーメントＭｎの経時変化について検討する。このときの研削加工工程は、図３Ａに示すように、端面が円形状の工作物Ｗをスパイラルサイクル、すなわち図３Ｂに示すように砥石車２３の送り（Ｘ軸方向）位置と工作物Ｗの回転位相（角度）が比例関係にあるサイクルで行われる場合である。
【００２０】
先ず、研削加工工程において、スリップが発生しない場合の研削抵抗モーメントＭｎの経時変化について説明する。図４は、砥石車２３の送り（Ｘ軸方向）位置と時間との関係（図示一点鎖線）及び研削抵抗モーメントＭｎと時間との関係（図示実線）を示す。０から時刻ｔ１までは、砥石車２３が工作物Ｗに接触する直前まで砥石車２３を早送りする空研である。時刻ｔ１から時刻ｔ３までは、砥石車２３を切込み速度Ｖ１で送る粗研削工程である。時刻ｔ３から時刻ｔ４までは、砥石車２３を切込み速度Ｖ１より低速の切込み速度Ｖで送る精研削工程である。時刻ｔ４から時刻ｔ５までは、砥石車２３を切込み速度Ｖ２より低速の切込み速度Ｖ３で送る微研削工程である。時刻ｔ５から時刻ｔ５３までは、スパークアウトである。
【００２１】
粗研削工程において、時刻ｔ２から時刻ｔ２３までは、砥石車２３の実際の単位時間当たりの切込み量が増加し、時刻ｔ２３から時刻ｔ３までは、砥石車２３の実際の単位時間当たりの切込み量が一定である。精研削工程において、時刻ｔ３から時刻ｔ３４までは、砥石車２３の実際の単位時間当たりの切込み量が減少し、時刻ｔ３４から時刻ｔ４までは、砥石車２３の実際の単位時間当たりの切込み量が一定に近付く。微研削工程において、時刻ｔ４から時刻ｔ４５までは、砥石車２３の実際の単位時間当たりの切込み量が減少し、時刻ｔ４５から時刻ｔ５までは、砥石車２３の実際の単位時間当たりの切込み量が一定に近付く。
【００２２】
スパークアウトにおいて、時刻ｔ５から時刻ｔ５１までは、砥石車２３の実際の単位時間当たりの切込み量が減少し、時刻ｔ５１から時刻ｔ５２までは、砥石車２３の実際の単位時間当たりの切込み量が一定に近付き、時刻ｔ５２から時刻ｔ５３までは、砥石車２３の実際の単位時間当たりの切込み量が０となる。なお、粗研削工程、精研削工程、微研削工程、スパークアウトにおいては、砥石車２３の回転速度は一定である。
【００２３】
図４に示すように、砥石車２３は、工作物Ｗに対してＸ軸方向に前進して粗研削工程を開始し（図４の時刻ｔ１）、Ｘｓの位置で工作物Ｗに接触したら粗研削加工を行う（図４の時刻ｔ２）。粗研削加工においては、研削抵抗モーメントＭｎは、急激に上昇した後に整定する。その後、砥石車２３は、精研削加工に移行するが（図４の時刻ｔ３）、このとき研削抵抗モーメントＭｎは、緩やかに低下する。その後、砥石車２３は、微研削加工に移行するが（図４の時刻ｔ４）、このとき研削抵抗モーメントＭｎは、精研削加工時よりは急に低下する。そして、砥石車２３は、Ｘｅの位置で微研削工程を終了する（図４の時刻ｔ５）。以上の研削加工では、良品の工作物Ｗが得られる。
【００２４】
次に、スリップが発生する場合の研削抵抗モーメントＭｎの経時変化について説明する。図５に示すように、砥石車２３は、工作物Ｗに対してＸ軸方向に前進して粗研削工程を開始し（図５の時刻ｔ１）、Ｘｓの位置で工作物Ｗに接触したら粗研削加工を行う（図５の時刻ｔ２）。粗研削加工においては、研削抵抗モーメントＭｎは、急激に上昇した後に整定する。
【００２５】
ここまでは図４と同様であるが、粗研削加工中に、研削抵抗モーメントＭｎは、不安定になって低下し始める（図５の時刻ｔ６−ｔ７）。このとき、工作物Ｗは、スリップが発生している。なお、図５の時刻ｔ７において、砥石車２３は、工作物Ｗに対し後退して研削加工を中止している。以上のように、研削抵抗モーメントＭｎが不安定になって低下し始めたら、工作物Ｗとマスタ主軸Ｃｍ（センタ１４）との間でスリップが発生していると判定できるが、以下の問題点があることが判明した。
【００２６】
すなわち、工作物Ｗがセンタ１４，１８間に全く振れの無い理想的な状態で保持される場合、図６に示すように、研削抵抗モーメントＭｎは、工作物Ｗの１回転目の回転（図６の時刻ｔ１１−ｔ１２）から５回転目の回転（図５の時刻ｔ１５−ｔ１６）に至るまでに上昇し続けた後に整定する。なお、５回転目以降に研削抵抗モーメントＭｎが低下しているのは、工作物Ｗが小径となって砥石車２３の仕事量が低下するためである。
【００２７】
しかし、実際の工作物Ｗには、センタ穴に対して工作物Ｗの外周の振れが生じるため、研削抵抗モーメントＭｎは、工作物Ｗが１回転（回転位相（角度）０°〜３６０°）する毎に上下動する。そこで、発明者は、砥石台２１の送り速度を一定にして砥石台２１に保持される砥石車２３で工作物Ｗに切り込みを与えている場合、工作物Ｗの１回転毎の研削抵抗モーメントＭｎはスリップが無ければ、整定前においては上昇傾向となり、整定後においては横ばい傾向となる点に着目した。なお、以下では、整定前における研削抵抗モーメントＭｎについて説明するが、整定後における研削抵抗モーメントＭｎについても同様に適用できる。
【００２８】
先ず、粗研削加工中において、スリップが発生しない場合の工作物Ｗの１回転毎及び回転位相（角度）毎の研削抵抗モーメントＭｎの経時変化について説明する。図７Ａ及び図７Ｂに示すように、工作物Ｗが１回転目を回転するとき（図７Ａの時刻ｔ１１−ｔ１２のＷ１）、研削抵抗モーメントＭｎは、一旦上昇し（回転角度１８０°付近まで）、その後に低下する（図７Ｂの点線で示すＷ１）。
【００２９】
すなわち、砥石車２３の切込み速度は、粗研削加工中は一定だが、切込み始めは、工作物Ｗの外周の振れの大きいところで、実際の単位時間当たりの切込み量は非常に少なく、工作物Ｗの外周の振れの小さいところで、実際の単位時間当たりの切込み量は殆ど無い。そして、少し切込んだ時点では、工作物Ｗの外周の振れの大きいところで、実際の単位時間当たりの切込み量は多く、工作物Ｗの外周の振れの小さいところで、実際の単位時間当たりの切込み量は非常に少ない。
【００３０】
そして、工作物Ｗが２回転目を回転するとき（図７Ａの時刻ｔ１２−ｔ１３のＷ２）、切込みが進んで実際の単位時間当たりの切込み量が増加するので、研削抵抗モーメントＭｎは、１回転目の研削抵抗モーメントＭｎのピーク値Ｍｎ１よりも大きい値Ｍｎ２まで一旦上昇し（回転角度１８０°付近まで）、その後に低下する（図７Ｂの破線で示すＷ２）。
【００３１】
同様に、工作物Ｗが３回転目、４回転目を回転するとき（図７Ａの時刻ｔ１３−ｔ１４のＷ３、図７Ａの時刻ｔ１４−ｔ１５のＷ４）、切込みが更に進んで実際の単位時間当たりの切込み量が増加するので、研削抵抗モーメントＭｎは、前回の研削抵抗モーメントＭｎのピーク値Ｍｎ２，Ｍｎ３よりも大きい値Ｍｎ３，Ｍｎ４まで一旦上昇し（回転角度２２０°付近まで、回転角度２５０°付近まで）、その後に低下する（図７Ｂの二点鎖線で示すＷ３、図７Ｂの一点鎖線で示すＷ４）。そして、工作物Ｗが５回転目を回転するとき（図７Ａの時刻ｔ１５−ｔ１６のＷ５）、研削抵抗モーメントＭｎは、４回転目の研削抵抗モーメントＭｎのピーク値Ｍｎ４よりも大きい値Ｍｎ５まで上昇し（回転角度２７０°付近まで）、その後に整定する（図７Ｂの実線で示すＷ５）。
【００３２】
次に、粗研削加工中において、スリップが発生する場合の工作物Ｗの１回転毎及び回転位相（角度）毎の研削抵抗モーメントＭｎの経時変化について説明する。図８Ａ及び図８Ｂに示すように、工作物Ｗが１回転目を回転するとき（図８Ａの時刻ｔ１１−ｔ１２のＷ１１）、研削抵抗モーメントＭｎは、一旦上昇し（回転角度１８０°付近まで）、その後に低下する（図８Ｂの点線で示すＷ１１）。そして、工作物Ｗが２回転目を回転するとき（図８Ａの時刻ｔ１２−ｔ１３のＷ１２）、切込みが進んで実際の単位時間当たりの切込み量が増加するので、研削抵抗モーメントＭｎは、１回転目の研削抵抗モーメントＭｎのピーク値Ｍｎ１１よりも大きい値Ｍｎ１２まで一旦上昇し（回転角度１８０°付近まで）、その後に低下する（図８Ｂの破線で示すＷ１２）。
【００３３】
しかし、工作物Ｗが３回転目を回転するとき（図８Ａの時刻ｔ１３−ｔ１４のＷ１３）、スリップが無ければ、切込みが進んで実際の単位時間当たりの切込み量が増加するので、研削抵抗モーメントＭｎは、２回転目の研削抵抗モーメントＭｎのピーク値Ｍｎ１２よりも大きい値Ｍｎ１３まで一旦上昇し（回転角度２２０°付近まで）、その後に低下する（図８Ｂの二点鎖線で示すＷ１３）。ところが、工作物Ｗが３回転目を回転するときにスリップが発生したため、研削抵抗モーメントＭｎは、２回転目の研削抵抗モーメントＭｎのピーク値Ｍｎ１２よりも小さい値Ｍｎ１４まで一旦上昇し（回転角度１６０°付近まで）、その後に低下している（図８Ａの時刻ｔ１３−ｔ１４のＷ１４、図８Ｂの一点鎖線で示すＷ１４）。
【００３４】
以上のように、センタ穴に対して工作物Ｗの外周の振れが生じ、工作物Ｗの１回転中に研削抵抗モーメントＭｎが下から上へ変動し、さらに上から下へ変動する場合でも、工作物Ｗの１回転毎に同位相（角度）で研削抵抗モーメントＭｎを比較しているので上記振れの影響は無く、スリップが発生していることを判定できる。すなわち、工作物Ｗの現在の回転位相（角度）における研削抵抗モーメントＭｎが、現在の回転位相（角度）と同位相（角度）の前回（例えば１回転前）の研削抵抗モーメントＭｎよりも低下している場合、スリップが発生していると判定できる。以下に、当該判定方法を用いた研削加工装置１の動作を説明する。
【００３５】
（３．研削加工装置の動作）
次に、本実施形態における研削加工装置１の動作について、図を参照して説明する。まず、制御装置３０は、工作物Ｗ及び砥石車２３を回転開始し（図２ＡのステップＳ１）、空研を開始する（図２ＡのステップＳ２）。すなわち、制御装置３０は、工作物Ｗに対して砥石車２３をＸ軸方向に前進させる（図２ＢのステップＳ１１）。
【００３６】
具体的には、加工制御部３５は、マスタサーボモータ１６、スレーブサーボモータ２０及び砥石軸駆動モータ２５の各動作を制御して、工作物Ｗ及び砥石車２３を回転開始し、Ｘ軸サーボモータ２２の動作を制御して、工作物Ｗに対して砥石車２３をＸ軸方向に前進開始する。ここで、空研において図２ＢのステップＳ１２以降の処理を行うのであるが、空研では研削加工を行わないため、図２ＢのステップＳ１２以降の処理は次の粗研削加工（図２ＡのステップＳ３）において詳述する。
【００３７】
制御装置３０は、工作物Ｗに対して砥石車２３をＸ軸方向に前進開始させ（図２ＢのステップＳ１１）、図略の接触検知センサ（ＡＥセンサ）で砥石車２３が発生するＡＥ波を検出し、工作物Ｗと接触したか否かを判断する（図２ＢのステップＳ１２）。そして、制御装置３０は、砥石車２３が工作物Ｗと接触したと判断したら、砥石軸駆動モータ２５の駆動電流信号を検出して研削抵抗モーメントＭｎを求め、回転位相を検出する（図２ＢのステップＳ１３、第一検出工程、第二検出工程）。
【００３８】
具体的には、第二検出部３２は、接触検知センサの接触検知信号が予め設定される閾値を超えたら、砥石軸駆動モータ２５の駆動電流信号を検出し、テーブルを参照して検出した駆動電流信号に対応する研削抵抗モーメントＭｎを求める。第一検出部３１は、接触検知センサの接触検知信号が予め設定される閾値を超えたら、マスタサーボモータ１６のロータリーエンコーダ１６ａの位相検出信号を検出する。そして、第一検出部３１は、接触検知信号が予め設定される閾値を超えた以降の工作物Ｗの回転位相（０°〜３６０°）を検出する。
【００３９】
制御装置３０は、求めた研削抵抗モーメントＭｎ（又は駆動電流信号）及び検出した回転位相を記憶すると同時に２回転前の研削抵抗モーメントＭｎ（又は駆動電流信号）及び回転位相を自動的に消去する（図２ＢのステップＳ１４、記憶工程）。そして、制御装置３０は、現在の回転位相と同位相の１回転前の研削抵抗モーメントＭｎ（又は駆動電流信号）の有無を判断し（図２ＢのステップＳ１５、判定工程）、初回の回転のときは１回転前の研削抵抗モーメントＭｎ（又は駆動電流信号）は記憶されていないので、ステップＳ１３に戻って上述の処理を繰り返す。
【００４０】
ステップＳ１５において、制御装置３０は、１回転前の研削抵抗モーメントＭｎ（又は駆動電流信号）が有ると判断したときは、１回転前の研削抵抗モーメントＭｎ（又は駆動電流信号）を読み出す（図２ＢのステップＳ１６、判定工程）。そして、制御装置３０は、現在の研削抵抗モーメントＭｎ（又は駆動電流信号）が１回転前の研削抵抗モーメントＭｎ（又は駆動電流信号）よりも低下しているか否かを判断し（図２ＢのステップＳ１７、判定工程）、現在の研削抵抗モーメントＭｎ（又は駆動電流信号）が１回転前の研削抵抗モーメントＭｎ（又は駆動電流信号）よりも低下していないと判断したときは、粗研削加工が完了したか否かを判断し（図２ＢのステップＳ２０）、粗研削加工が完了していないと判断したときは、ステップＳ１３に戻って上述の処理を繰り返す。
【００４１】
ステップＳ１７において、制御装置３０は、現在の研削抵抗モーメントＭｎ（又は駆動電流信号）が１回転前の研削抵抗モーメントＭｎ（又は駆動電流信号）よりも低下していると判断したときは、スリップが発生したと判定し（図２ＢのステップＳ１８、判定工程）、砥石車２３を定量後退させ切込速度を低速にして再研削加工を行う（図２ＢのステップＳ１９）。そして、ステップＳ１２に戻って上述の処理を繰り返す。
【００４２】
具体的には、判定部３４は、第二検出部３２から入力した現在の研削抵抗モーメントＭｎ（又は駆動電流信号）が、記憶部３３から読み出した１回転前の研削抵抗モーメントＭｎ（又は駆動電流信号）よりも低下していると判断したときは、スリップが発生したと判断し、スリップ発生信号を加工制御部３５に入力する。加工制御部３５は、判定部３４からスリップ発生信号を入力したら、Ｘ軸サーボモータ２２の動作を制御して、工作物Ｗに対して砥石車２３をＸ軸方向に定量後退させ、工作物Ｗに対する砥石車２３のＸ軸方向への切込み速度にオーバーライドを掛けて前進速度を低速にして砥石車２３を前進させ、再び研削加工を行う。例えば、オーバーライドとして０．８を掛けると、切込み速度は２０％低速となる。
【００４３】
ステップＳ２０において、制御装置３０は、粗研削加工が完了したと判断したときは、次の精研削加工を行い（図２ＡのステップＳ４）、続いて微研削加工を行い（図２ＡのステップＳ５）、さらにスパークアウトを行う（図２ＡのステップＳ６）。
そして、制御装置３０は、スパークアウトが完了したと判断したときは、工作物Ｗに対して砥石車２３をＸ軸方向に後退開始し（図２ＡのステップＳ７）、工作物Ｗ及び砥石車２３を回転停止し（図２ＡのステップＳ８）、全ての処理を終了する。
【００４４】
具体的には、加工制御部３５は、Ｘ軸サーボモータ２２の動作を制御して、工作物Ｗに対して砥石車２３をＸ軸方向に後退開始し、マスタサーボモータ１６、スレーブサーボモータ２０及び砥石軸駆動モータ２５の各動作を制御して、工作物Ｗ及び砥石車２３を回転停止する。
【００４５】
（４．研削加工装置の動作の別例）
上述した実施形態では、制御装置３０は、現在の研削抵抗モーメントＭｎが１回転前の研削抵抗モーメントＭｎよりも低下していると判断したときは、スリップが発生したと判定する。しかし、工作物Ｗは、研削加工により小径になるにつれて研削量が減少するので、研削抵抗モーメントＭｎは低下する。そこで、制御装置３０は、この研削抵抗モーメントＭｎの低下分を考慮してスリップの発生を判定するようにしてもよい。
【００４６】
具体的には、記憶部３３には、研削抵抗モーメントＭｎの低下分に基づく１未満の定数が記憶されている。判定部３４は、１回転前の研削抵抗モーメントＭｎ及び上記定数を記憶部３３から読み出し、第二検出部３２から入力した現在の研削抵抗モーメントＭｎと１回転前の研削抵抗モーメントＭｎに上記定数を乗算した修正研削抵抗モーメントＭｎを比較して、現在の研削抵抗モーメントＭｎが修正研削抵抗モーメントＭｎよりも低下していると判断したときは、スリップが発生したと判定する。
【００４７】
（５．その他）
上述した実施形態では、研削加工装置１は、工作物Ｗをセンタ１４，１８で回転を伝達する構成としたが、工作物Ｗを摩擦力で回転を伝達する保持部であれば、例えば３つ爪で工作物Ｗの外周を把持するチャックや挿入した工作物Ｗの外周にセットネジを当接させるケレで回転を伝達する構成としてもスリップの発生を判定できる。
【００４８】
また、上述した実施形態では、第二検出部３２は、砥石軸駆動モータ２５から駆動電流信号を検出し、テーブルを参照して検出した駆動電流信号に対応する研削抵抗モーメントＭｎを求める。この他に、第二検出部３２は、予め測定されたマスタサーボモータ１６又はスレーブサーボモータ２０の駆動電流信号と研削抵抗モーメントＭｎとの関係を示すテーブルを記憶しておき、マスタサーボモータ１６又はスレーブサーボモータ２０の駆動電流信号を検出し、テーブルを参照して検出した駆動電流信号に対応する研削抵抗モーメントＭｎを求めるようにしてもよい。
【００４９】
また、研削加工装置１には、砥石車２３もしくは工作物Ｗの近傍にＡＥ（アコースティックエミッション）センサを設け、第二検出部３２は、予め測定されたＡＥセンサの弾性波と研削抵抗モーメントＭｎとの関係を示すテーブルを記憶しておき、ＡＥセンサの弾性波を検出し、テーブルを参照して検出したＡＥセンサの弾性波に対応する研削抵抗モーメントＭｎを求めるようにしてもよい。
【００５０】
また、研削加工装置１には、センタ１４もしくはセンタ１８に歪ゲージを設け、第二検出部３２は、予め測定された歪ゲージの検出信号から求まる歪と研削抵抗モーメントＭｎとの関係を示すテーブルを記憶しておき、歪ゲージの検出信号を入力して歪に変換し、テーブルを参照して変換した歪に対応する研削抵抗モーメントＭｎを求めるようにしてもよい。
【００５１】
なお、砥石軸駆動モータ２５やマスタサーボモータ１６においては、接線研削抵抗を検出することになるが、ＡＥセンサ及び歪ゲージにおいては、接線研削抵抗及び法線研削抵抗を検出することになる。しかし、接線研削抵抗と法線研削抵抗は比例関係にあるため、スリップの判定に悪影響を及ぼすことはない。
【００５２】
上述した実施形態では、図３Ａに示すように、断面が円形状の工作物Ｗをスパイラルサイクル、すなわち図３Ｂに示すように砥石車２３の送り（Ｘ軸方向）位置と工作物Ｗの回転位相（角度）が比例関係にあるサイクルで行われる研削加工工程で説明した。この他に、図９Ａに示すように、端面が非円形状（カム形状）の工作物Ｗをステップサイクル、すなわち図９Ｂに示すように工作物Ｗの１回転における所定の回転位相範囲（０°−１８０°）、すなわち同一径の円筒部で工作物Ｗに対して砥石車２３を接近させて切込み、所定の回転位相以外の回転位相範囲（１８０°−３６０°（０°））、すなわちカム部で工作物Ｗに対して砥石車２３をリフトデータに基づいて前進後退させて停止させるサイクルで行われる研削加工工程でも、スリップの発生を判定できる。
【００５３】
上述した実施形態では、加工制御部３５は、判定部３４からスリップ発生信号を入力したら、Ｘ軸サーボモータ２２の動作を制御して、工作物Ｗに対して砥石車２３をＸ軸方向に定量後退させ、工作物Ｗに対する砥石車２３のＸ軸方向への前進速度を低速にして砥石車２３を前進させ、再び研削加工を行う。この他に、加工制御部３５は、判定部３４からスリップ発生信号を入力したら、研削加工を停止してもよく、また、工作物Ｗに対する砥石車２３のＸ軸方向への前進速度を低速にして研削加工を継続するようにしてもよい。
【００５４】
（６．実施形態の効果）
本実施形態の研削加工装置１は、主軸Ｃｍ，Ｃｓに保持される工作物Ｗ及び砥石軸２４に保持される砥石車２３をそれぞれ回転させ、工作物Ｗに対して砥石車２３を相対的に接近離間させることで、工作物Ｗの研削加工を行う研削加工装置１において、工作物Ｗの回転位相を検出する第一検出部３１と、砥石車２３と工作物Ｗとの研削加工点における研削抵抗モーメントＭｎ又は工作物Ｗの回転駆動部（マスタサーボモータ１６又はスレーブサーボモータ２０）もしくは砥石車２３の回転駆動部（砥石軸駆動モータ２５）の駆動電流を検出する第二検出部３２と、研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流を回転位相と関連付けして記憶する記憶部３３と、現在の回転位相における研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流、及び現在の回転位相と同位相の前回の研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流に基づいて、工作物Ｗと主軸Ｃｍ，Ｃｓとの間のスリップを判定する判定部３４と、を備える。
【００５５】
研削加工においては、砥石台２１の送り速度を一定にして砥石台２１に保持される砥石車２３で工作物Ｗに切り込みを与えている場合、工作物Ｗの回転角度毎の研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流は、工作物Ｗと主軸Ｃｍ，Ｃｓとの間にスリップが無ければ、整定前においては上昇傾向となり、整定後においては横ばい傾向となる。本実施形態の研削加工装置１は、工作物Ｗの回転位相（角度）毎の研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流を監視しているので、工作物Ｗと主軸Ｃｍ，Ｃｓとの間のスリップの発生を確実に判定できる。よって、工作物Ｗの不良品の流出を防止でき、また、研削条件の安全率を小さくして加工時間を短縮できる。
【００５６】
また、判定部３４は、砥石車２３と主軸Ｃｍ，Ｃｓとの相対移動が一定速である場合、現在の研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流と前回の研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流とを比較し、現在の研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流が前回の研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流よりも低下している場合、工作物Ｗと主軸Ｃｍ，Ｃｓとの間にスリップが発生していると判定する。これにより、研削加工中の工作物Ｗの振れによる研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流の低下と区別することができ、工作物Ｗと主軸Ｃｍ，Ｃｓとの間のスリップの発生を確実に判定できる。
【００５７】
また、判定部３４は、砥石車２３と主軸Ｃｍ，Ｃｓとの相対移動が一定速である場合、現在の研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流と前回の研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流に１未満の定数を乗算した修正研削抵抗モーメントＭｎ又は修正駆動電流とを比較し、現在の研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流が修正研削抵抗モーメントＭｎ又は修正駆動電流よりも低下している場合、工作物Ｗと主軸Ｃｍ，Ｃｓとの間にスリップが発生していると判定する。工作物Ｗは、研削加工により小径になるにつれて研削量が減少するので、研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流は低下するが、修正研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流を用いることで工作物Ｗと主軸Ｃｍ，Ｃｓとの間のスリップの発生を確実に判定できる。
【００５８】
また、第二検出部３２は、工作物Ｗもしくは砥石車２３から放出される弾性波を検出し、検出した弾性波に基づいて研削抵抗モーメントＭｎを検出し、もしくは工作物Ｗを保持する保持部（センタ１４、センタ１８）の歪を検出し、検出した歪に基づいて研削抵抗モーメントＭｎを検出する。これらによっても工作物Ｗと主軸Ｃｍ，Ｃｓとの間のスリップの発生を判定できる。
【００５９】
また、研削加工装置１は、工作物Ｗを保持して摩擦力で回転を伝える保持部（センタ１４、センタ１８、チャック、ケレ）を備えるので、工作物Ｗと保持部（センタ１４、センタ１８、チャック、ケレ）との間のスリップを判定できる。
【００６０】
研削加工装置１は、工作物Ｗの１回転における所定の回転位相範囲で工作物Ｗに対して砥石車２３を切込み送りし、所定の回転位相以外の回転位相範囲で工作物Ｗに対して砥石車２３の切込み送りを停止させ、カム形状に基づいて砥石車２３の前進後退を行うことで、工作物Ｗの研削加工を行う。これにより、端面が非円形状（カム形状）の工作物Ｗであっても工作物Ｗと主軸Ｃｍ，Ｃｓとの間のスリップの発生を判定できる。
【００６１】
本手段に係る研削加工方法は、主軸Ｃｍ，Ｃｓに保持される工作物Ｗ及び砥石軸２４に保持される砥石車２３をそれぞれ回転させ、工作物Ｗに対して砥石車２３を相対的に接近離間させることで、工作物Ｗの研削加工を行う研削加工方法において、工作物Ｗの回転位相を検出する第一検出工程と、砥石車２３と工作物Ｗとの研削加工点における研削抵抗モーメントＭｎ又は工作物Ｗの回転駆動部（マスタサーボモータ１６又はスレーブサーボモータ２０）もしくは砥石車２３の回転駆動部（砥石軸駆動モータ２５）の駆動電流を検出する第二検出工程と、研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流を回転位相と関連付けして記憶する記憶工程と、現在の回転位相における研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流、及び現在の回転位相と同位相の前回の研削抵抗モーメントＭｎ又は駆動電流に基づいて、工作物Ｗと主軸Ｃｍ，Ｃｓとの間のスリップを判定する判定工程と、を備える。本発明の研削加工方法によれば、上述した研削加工装置１における効果と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００６２】
１：研削加工装置、  １６：マスタサーボモータ、  ２０：スレーブサーボモータ、  ２３：砥石車、  ２５：砥石軸駆動モータ、  ３０：制御装置、  ３１：第一検出部、  ３２：第二検出部、  ３３：記憶部、  ３４：判定部、  Ｃｍ：マスタ主軸、  Ｃｓ：スレーブ主軸、  Ｗ：工作物
【図１】
2018111136.tif 000003
【図２Ａ】
2018111136.tif 000004
【図２Ｂ】
2018111136.tif 000005
【図３Ａ】
2018111136.tif 000006
【図３Ｂ】
2018111136.tif 000007
【図４】
2018111136.tif 000008
【図５】
2018111136.tif 000009
【図６】
2018111136.tif 000010
【図７Ａ】
2018111136.tif 000011
【図７Ｂ】
2018111136.tif 000012
【図８Ａ】
2018111136.tif 000013
【図８Ｂ】
2018111136.tif 000014
【図９Ａ】
2018111136.tif 000015
【図９Ｂ】
2018111136.tif 000016
【図１０Ａ】
2018111136.tif 000017
【図１０Ｂ】
2018111136.tif 000018