(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記砥石車の外周面により前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視方法において、
研削負荷についての上限閾値および下限閾値の少なくとも一方を設定する閾値設定工程と、
前記研削負荷が前記上限閾値および前記下限閾値の少なくとも一方を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定工程と、
前記砥石車の外径を取得する砥石車径取得工程と、
取得した前記砥石車の外径に応じて前記上限閾値および前記下限閾値の少なくとも一方を変更する閾値変更工程と、
を備える研削異常監視方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記上限閾値および前記下限閾値の少なくとも一方は、研削開始からの経過時間または前記工作物と前記砥石車との相対位置に応じた前記研削負荷についての閾値であり、
前記研削異常監視方法は、
前記経過時間または前記相対位置と前記研削負荷とにより表される領域において、前記上限閾値および前記下限閾値の少なくとも一方を超えた異常領域について研削異常種類に応じた複数の異常種別領域を設定する異常種別領域設定工程と、
取得した前記砥石車の外径に応じてそれぞれの前記異常種別領域を変更する閾値変更工程と、
を備え、
前記研削異常判定工程は、前記研削異常であると判定された場合に、複数の前記異常種別領域に基づいて前記研削異常種類を判定する研削異常監視方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記研削異常監視方法は、同種の前記工作物を複数個研削する際における前記研削異常を監視する研削異常監視方法であり、
前記上限閾値および前記下限閾値の少なくとも一方は、研削開始からの経過時間または前記工作物と前記砥石車との相対位置に応じて異なる閾値である研削異常監視方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項において、
前記工作物の複数の研削部位を同時に研削する研削盤に適用され、
複数の変位センサまたは温度センサにより前記工作物の複数の研削部位のそれぞれのたわみ変位量または温度を検出し、それぞれの前記たわみ変位量または温度に基づいて研削負荷算出部にて前記研削負荷を算出し、
それぞれの前記研削負荷に基づいてそれぞれの前記研削部位の研削異常を監視する研削異常監視方法。
【請求項５】
工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記砥石車の外周面により前記工作物を研削する研削盤を用いて、同種の前記工作物を複数個研削する際における研削異常を監視する研削異常監視装置において、
前記研削負荷についての閾値を設定する閾値設定手段と、
研削負荷が前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定手段と、
前記砥石車の外径を取得する砥石車径取得手段と、
取得した前記砥石車の外径に応じて前記閾値を変更する閾値変更手段と、
を備える研削異常監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作物の研削において研削異常の監視を行う方法および研削異常の監視を行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開平４−１７６５４１号公報（特許文献１）には、工作物の加工において異常を判定する方法として、工具の送りモータの電流値が所定の閾値を超えたときに異常と判定することが記載されている。つまり、加工抵抗が所定値より大きくなった場合に、異常であると判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１７６５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、工作物を研削する場合に砥石車の外径が変化すると、研削負荷が変化する。そして、従来の異常判定方法では、砥石車の外径に関わりなく、一定の閾値を設定していた。そのため、砥石車の形状変化に伴うばらつきを考慮して、許容幅を大きくするような閾値を設定していた。これでは、高精度な異常判定ができないおそれがあった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、砥石車の外径が変化することにより研削負荷が変化したとしても、より高精度に研削異常を判定することができる研削異常監視方法および研削異常監視装置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】
【０００６】
（研削異常監視方法）
（請求項１）本発明の研削異常監視方法は、工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記砥石車の外周面により前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視方法において、研削負荷についての上限閾値および下限閾値の少なくとも一方を設定する閾値設定工程と、前記研削負荷が前記上限閾値および前記下限閾値の少なくとも一方を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定工程と、前記砥石車の外径を取得する砥石車径取得工程と、取得した前記砥石車の外径に応じて前記上限閾値および前記下限閾値の少なくとも一方を変更する閾値変更工程とを備える。
【０００７】
（請求項２）前記上限閾値および前記下限閾値の少なくとも一方は、研削開始からの経過時間または前記工作物と前記砥石車との相対位置に応じた前記研削負荷についての閾値であり、前記研削異常監視方法は、前記経過時間または前記相対位置と前記研削負荷とにより表される領域において、前記上限閾値および前記下限閾値の少なくとも一方を超えた異常領域について研削異常種類に応じた複数の異常種別領域を設定する異常種別領域設定工程と、取得した前記砥石車の外径に応じてそれぞれの前記異常種別領域を変更する閾値変更工程と、を備え、前記研削異常判定工程は、前記研削異常であると判定された場合に、複数の前記異常種別領域に基づいて前記研削異常種類を判定するようにしてもよい。
【０００８】
（請求項３）前記研削異常監視方法は、同種の前記工作物を複数個研削する際における前記研削異常を監視する研削異常監視方法であり、前記上限閾値および前記下限閾値の少なくとも一方は、研削開始からの経過時間または前記工作物と前記砥石車との相対位置に応じて異なる閾値としてもよい。
【０００９】
（請求項４）また、前記工作物の複数の研削部位を同時に研削する研削盤に適用され、複数の変位センサまたは温度センサにより前記工作物の複数の研削部位のそれぞれのたわみ変位量または温度を検出し、それぞれの前記たわみ変位量または温度に基づいて研削負荷算出部にて前記研削負荷を算出し、それぞれの前記研削負荷に基づいてそれぞれの前記研削部位の研削異常を監視するようにしてもよい。
【００１０】
（研削異常監視装置）
（請求項５）本発明の研削異常監視装置は、工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記砥石車の外周面により前記工作物を研削する研削盤を用いて、同種の前記工作物を複数個研削する際における研削異常を監視する研削異常監視装置において、前記研削負荷についての閾値を設定する閾値設定手段と、研削負荷が前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定手段と、前記砥石車の外径を取得する砥石車径取得手段と、取得した前記砥石車の外径に応じて前記閾値を変更する閾値変更手段とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
（請求項１）砥石車の外径が大きいほど、クーラントによる動圧が大きくなる。そこで、本発明の研削異常監視方法のように、砥石車の外径に応じて閾値を変更する。具体的には、研削を継続するにつれて砥石車の外径が小さくなると、砥石車の外径の縮径量に応じて、上限閾値および下限閾値を小さくする。また、砥石車を交換すると、砥石車の外径が大きなものとなるため、上限閾値および下限閾値を大きくする。これにより、より高精度に研削異常を判定することができる。
【００１２】
（請求項２）研削異常には、種々の要因があるのが一般的である。そこで、研削異常と判定された場合に、設定された異常種別領域に基づいて研削異常種類を判定することで、どのような研削異常種類であるかを把握できる。研削異常種類としては、研削過負荷異常（例えば、研削焼け）の発生、工作物の前加工における形状ばらつきによる異常、砥石車の表面異常、研削後における工作物の表面粗さ不良などがある。形状ばらつきによる異常は、例えば、軸受の外輪の内周面の軌道面である溝を研削する場合に、前加工における溝位置や溝深さなどのばらつきによる異常である。また、砥石車の表面異常は、砥石車のドレス不良（例えばドレス取代異常、ドレッサーの切れ味不足など）による砥粒平坦化、研削負荷が大きいことによる砥粒脱落、砥粒摩滅による砥石車の切れ味低下、または、研削負荷が大きいことおよびクーラントが少ないことによる砥石車表面への切屑の溶着などである。
【００１３】
そして、これらの異常種別領域も、上限閾値および下限閾値と同様に、砥石車の外径に応じて異なる。そこで、異常種別領域を、砥石車の外径に応じて変更するようにしている。従って、研削を継続することにより砥石車の外径が変化したとしても、研削異常種類の判定をより高精度にできる。
（請求項３）これにより、より適切にかつ高精度に異常判定ができる。
（請求項４）これにより、工作物の複数の研削部位を同時に研削する場合に、それぞれの研削部位の研削異常を判定することができる。
【００１４】
（請求項５）本発明の研削異常監視装置によれば、上述した研削異常監視方法における効果と同様の効果を奏する。また、研削異常監視方法における他の特徴部分について、本発明の研削異常監視装置に同様に適用できる。そして、同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】研削盤の平面図である。
【図２】形状ばらつきによる研削異常種類を示し、（ａ）は砥石車４３の軸方向中心と軸受外輪の内周軌道面の軸方向位置とにずれがある場合を示し、（ｂ）は軸受外輪の内周軌道面である溝の深さが所望深さからずれている場合を示す。
【図３】研削異常監視装置の機能ブロック図である。
【図４】砥石車の外径に応じた閾値パターンを示す図である。
【図５】研削開始からの経過時間に対する研削負荷を示す図であり、閾値パターン１における、正常範囲の上限閾値および下限閾値、ならびに異常種別領域を示す。
【図６】研削開始からの経過時間に対する研削負荷を示す図であり、閾値パターン２における、正常範囲の上限閾値および下限閾値、ならびに異常種別領域を示す。
【図７】異常監視プログラムのフローチャートである。
【図８】異常監視プログラムのうち閾値変更処理のフローチャートである。
【図９】表示装置の画面の履歴表示状態を示す。
【図１０】第二実施形態：砥石車と工作物とのＸ方向の相対位置に対する研削負荷を示す図であり、正常範囲の上限閾値および下限閾値、異常領域における異常種別領域を示す。
【図１１】第三実施形態における第一例を示す図である。
【図１２】第三実施形態における第二例を示す図である。
【図１３】第三実施形態における第三例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（１．研削盤の機械構成）
研削盤１の一例として、主軸台トラバース型内面研削盤を例に挙げ、図１を参照して説明する。そして、当該研削盤１の加工対象の工作物Ｗを軸受の外輪とし、当該研削盤１を用いて当該軸受の外輪の内周軌道面を研削する場合を例に挙げて説明する。そして、ここでは、同種の工作物Ｗを複数個研削する場合、すなわち量産製品としての工作物Ｗを製造する場合を対象として説明する。
【００１７】
図１に示すように、研削盤１は、ベッド１０と、テーブル２０と、主軸台３０と、砥石支持装置４０と、近接スイッチ５０と、接触検知センサ８０と、砥石車成形装置（図示せず）と、制御装置６０とから構成される。
【００１８】
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Ｚ軸ガイドレール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Ｚ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂは、テーブル２０が摺動可能なレールである。さらに、ベッド１０には、一対のＺ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂの間に、テーブル２０を図１の左右方向に駆動するための、Ｚ軸ボールねじ１１ｃが配置され、このＺ軸ボールねじ１１ｃを回転駆動するＺ軸モータ１１ｄが配置されている。
【００１９】
さらに、ベッド１０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１２ａ，１２ｂ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、ベッド１０には、一対のＸ軸ガイドレール１２ａ，１２ｂ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１２ｃが配置され、このＸ軸ボールねじ１２ｃを回転駆動するＸ軸モータ１２ｄが配置されている。
【００２０】
テーブル２０は、長手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Ｚ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂ上を摺動可能に配置されている。テーブル２０は、Ｚ軸ボールねじ１１ｃのナット部材に連結されており、Ｚ軸モータ１１ｄの駆動により一対のＺ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂに沿って移動する。この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Ｚ軸モータ１１ｄの回転角を検出することができる。
【００２１】
主軸台３０は、テーブル２０の上面に設けられ、工作物Ｗを回転可能に支持する。具体的には、主軸台３０は、主軸台本体３１と、マグネットチャック３２と、シュー３３と、主軸モータ３４とを備えている。主軸台本体３１は、テーブル２０の上面のうち、図１の左側に固定されている。この主軸台本体３１には、Ｚ軸周りに回転可能にマグネットチャック３２が設けられている。マグネットチャック３２は、工作物Ｗである軸受を磁力により吸着して保持する。シュー３３、マグネットチャック３２は、主軸台３０に設けられ、シュー３３によって工作物Ｗの側面を支持することにより、工作物Ｗの位置決めを行う。そして、マグネットチャック３２は、主軸モータ３４により主軸台本体３１に対して回転駆動される。この主軸モータ３４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３４の回転角を検出することができる。
【００２２】
砥石支持装置４０は、砥石台４１と、砥石車駆動用モータ４２と、砥石車４３とを備えている。砥石台４１は、ベッド１０の上面のうち、一対のＸ軸ガイドレール１２ａ，１２ｂ上を摺動可能に配置されている。そして、砥石台４１は、Ｘ軸ボールねじ１２ｃのナット部材に連結されており、Ｘ軸モータ１２ｄの駆動により一対のＸ軸ガイドレール１２ａ，１２ｂに沿って移動する。
【００２３】
そして、この砥石台４１のうち主軸台３０側のＸ軸方向端面には、砥石車駆動用モータ４２が固定されている。この砥石車駆動用モータ４２の先端には、工作物Ｗである軸受外輪の内周軌道面を研削する砥石車４３が設けられている。つまり、砥石車４３は、砥石台４１に対して、Ｚ軸周りに回転可能に取り付けられている。
【００２４】
近接スイッチ５０は、ベッド１０の上面に設けられ、砥石車４３により工作物Ｗである軸受外輪の研削サイクル開始および研削サイクル終了を検出するスイッチである。つまり、近接スイッチ５０は、近接スイッチ５０に砥石台４１が接近して、近接スイッチ５０と砥石台４１とのＺ軸方向離間距離が設定値以下になると研削サイクル開始と判断する。一方、近接スイッチ５０は、近接スイッチ５０から砥石台４１が遠ざかり、近接スイッチ５０と砥石台４１とのＺ軸方向離間距離が設定値を超えた場合に研削サイクル終了と判断する。
【００２５】
接触検知センサ８０は、主軸台本体３１の側面に設けられ、砥石車４３により工作物Ｗである軸受外輪の研削開始を検出するセンサである。つまり、接触検知センサ８０は、工作物Ｗに砥石車４３が接触すると該接触を検知して研削開始と判断する。接触検知センサ８０としては、例えばＡＥセンサが用いられる。なお、接触検知センサ８０は、本実施形態において、研削負荷データの収集開始および収集終了の判定に用いている。接触検知センサ８０に代えて、砥石台４１のＸ軸位置およびテーブル２０のＺ軸位置に基づいて研削負荷データの収集開始および収集終了の判定を行うこともできる。
【００２６】
砥石車成形装置（図示せず）は、例えば主軸台３０やベッド１０に設けられ、砥石車４３の外周面を成形するドレッサーである。この砥石車成形装置によりドレッシングされた砥石車４３は、切れ味の良好な状態となり、かつ、所望形状に形成される。
【００２７】
制御装置６０は、各モータを制御して、工作物ＷをＺ軸周りに回転させ、砥石車４３を回転させ、且つ、工作物Ｗと砥石車４３とをＺ軸方向およびＸ軸方向の相対移動することにより工作物Ｗである軸受外輪の内周軌道面の研削を行う。詳細は後述する。また、制御装置６０は、工作物Ｗの研削における研削異常を監視する研削異常監視装置７０を備えている。ただし、研削異常監視装置７０は、制御装置６０の内部に備えるものに限られず、外部装置として適用することもできる。
【００２８】
（２．研削異常種類の説明）
次に、研削異常監視装置７０により監視する研削異常種類について説明する。研削異常種類としては、（Ａ）研削過負荷異常の発生、（Ｂ）工作物Ｗの前加工における形状ばらつきによる異常、（Ｃ）砥石車４３の表面異常、（Ｄ）研削後における工作物Ｗの表面粗さ不良などがある。
【００２９】
ここで、（Ｂ）工作物Ｗの前加工における形状ばらつきによる異常について、図２（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図２（ａ）に示すように、例えば、砥石車４３により工作物Ｗである軸受外輪の内周軌道面である溝を研削する場合において、前加工における溝の軸方向位置（Ｚ軸方向位置）に所望位置からずれていることがある。このような場合には、砥石車４３の軸方向中心と軸受外輪の内周軌道面の軸方向位置とにずれが生じる。そうすると、砥石車４３により内周軌道面を研削する際に、局所的な肩当たりが生じ、局所的に研削負荷が増大する。そうすると、砥石車４３の砥粒の局所的な脱落や欠けが生じ、その後にずれのない工作物Ｗを研削する場合に、所望形状に研削できないおそれがある。
【００３０】
また、図２（ｂ）に示すように、前加工における内周軌道面である溝の深さが所望深さからずれていることがある。その結果、研削取代にばらつきが生じる。特に、溝の深さが所望深さよりも深い場合、研削によって削り残しとなる。これにより、表面粗さが不良となるおそれがある。
【００３１】
また、（Ｃ）砥石車の表面異常は、砥石車４３のドレス不良（例えばドレス取代異常、ドレッサーの切れ味不足など）による砥粒平坦化、研削負荷が大きいことによる砥粒脱落、砥粒摩滅による砥石車４３の切れ味低下、または、研削負荷が大きいことおよびクーラントが少ないことによる砥石車４３の表面への切屑の溶着などである。
【００３２】
（３．研削異常監視装置の構成）
次に、研削異常監視装置７０について、図３の機能ブロック図を参照して説明する。ここで研削異常監視装置７０を説明するに当たり、図３には、上述した研削盤１の一部構成についても記載する。ここで、図３において、図１の研削盤１の構成と同一構成については、同一符号を付す。そして、砥石車駆動用モータ４２には、当該砥石車駆動用モータ４２の駆動電力を計測するモータ電力計４２ａが取り付けられている。なお、モータ電力計４２ａに代えて、砥石車駆動用モータ４２のモータアンプにより直接電力値を収集してもよい。
【００３３】
研削異常監視装置７０は、研削負荷算出部７１と、閾値設定部７２と、異常判定部７３と、出力部７４と、砥石車外径取得部７５と、閾値変更部７６とを備えて構成される。研削負荷算出部７１は、モータ電力計４２ａから取り込んだ砥石車駆動用モータ４２の駆動電力に基づいて、工作物Ｗを砥石車４３により研削することにより発生する研削負荷を算出する。研削負荷は、砥石車駆動用モータ４２の駆動電力が大きくなれば大きくなる関係を有している。
【００３４】
なお、研削負荷の算出方法として、本実施形態においては、砥石車駆動用モータ４２の駆動電力を用いるが、この他に以下により研削負荷を算出することもできる。例えば、研削負荷は、砥石車駆動用モータ４２の電流値、砥石車４３と工作物Ｗとの相対移動を行うＸ軸モータ１２ｄの電流値、電力値、工作物Ｗを回転可能に駆動する主軸モータ３４の電流値、電力値、砥石車４３または工作物Ｗの支持部分のたわみ変形量などにより算出できる。
【００３５】
また、研削負荷は、工作物Ｗにおける研削部位の変形量、すなわち砥石車４３に押し付けられることにより生じる工作物Ｗのたわみ変位量に基づいて算出できる。当該たわみ変位量は、研削負荷に応じたものとなるためである。工作物Ｗにおける研削部位のたわみ変位量は、例えば、変位センサにより計測する。
【００３６】
また、研削負荷は、工作物Ｗの研削部位の温度により算出できる。当該温度は、研削負荷に応じたものとなるためである。ただし、工作物Ｗにおける砥石車４３に接触している点、すなわち研削点の温度を計測することは容易でない。そこで、工作物Ｗの研削部位（内周面または外周面）のうち研削点（砥石車４３との接触点）からずれた位相の部位の温度を計測する。工作物Ｗの研削部位の温度は、研削点と研削点からずれた位相では異なるが、研削点からずれた位相の温度は、研削点の温度に応じた値となる。従って、研削点からずれた位相であっても十分に計測できる。そして、工作物Ｗの研削部位のうち研削点からずれた位相の温度の計測は、当該部位に接触させる接触式温度センサまたは当該部位に非接触とする非接触式温度センサにより計測する。
【００３７】
閾値設定部７２は、作業者によって設定された正常領域の上限閾値Ｔｈ１と正常範囲の下限閾値Ｔｈ２とを記憶する。上限閾値Ｔｈ１および下限閾値Ｔｈ２は、研削負荷に対する閾値であって、工作物Ｗの研削開始からの経過時間Ｔに応じて設定される。さらに、閾値設定部７２は、上限閾値Ｔｈ１および下限閾値Ｔｈ２を超えた異常領域について、研削異常種類に応じた複数の異常種別領域を設定し記憶する。この研削異常種類は、上述したように、（Ａ）研削過負荷異常の発生、（Ｂ）工作物Ｗの前加工における形状ばらつきによる異常、（Ｃ）砥石車４３の表面異常、（Ｄ）研削後における工作物Ｗの表面粗さ不良などがある。なお、上限閾値Ｔｈ１および下限閾値Ｔｈ２、ならびに異常種別領域の詳細については、後述する。また、上限閾値Ｔｈ１と下限閾値Ｔｈ２は、両者を設定することが望ましいが、何れか一方のみでもよい。
【００３８】
異常判定部７３は、研削負荷算出部７１により算出される実際の研削負荷が研削開始からの経過時間に応じた上限閾値Ｔｈ１および下限閾値Ｔｈ２を超えた場合に、研削異常であると判定する。さらに、異常判定部７３は、研削異常であると判定された場合に、実際の研削負荷が異常種別領域のいずれに達したかにより当該研削異常が何の研削異常種類であるかを判定する。
【００３９】
出力部７４は、研削異常であると判定された場合に、研削異常に関する情報について、表示装置８１の画面への表示処理、印刷装置８２による印字処理、記憶装置８３への記憶処理、または通信装置８４により外部装置への通信出力などを行う。出力の選択は、作業者により行われる。これにより、研削異常に関する情報について、作業者によって選択された出力形態により、作業者は確実に研削異常を把握することができる。
【００４０】
砥石車外径取得部７５は、砥石車４３の外径を取得する。砥石車４３の外径は、例えば、センサにより砥石車４３の外径を直接計測してもよい。この他に、砥石車４３の外径は、砥石車成形装置５０により砥石車４３のドレッシング回数により、現在の砥石車４３の外径を推定することもできる。また、検知ピンを用いて、砥石車４３を検知ピンに接触させたときの砥石台４１の位置に基づいて砥石車４３の外径を算出することもできる。
【００４１】
閾値変更部７６は、砥石車外径取得部７５により取得した砥石車４３の外径に応じて、閾値設定部７２に記憶されている上限閾値Ｔｈ１および下限閾値Ｔｈ２を変更する。具体的には、砥石車４３の外径が大きいほど、上限閾値Ｔｈ１および下限閾値Ｔｈ２が大きくなるように設定する。これは、砥石車４３の外径が大きいほど、クーラントによる動圧が大きくなるためである。さらに、閾値変更部７６は、閾値設定部７２に記憶されている異常種別領域についても同様に、砥石車４３の外径に応じた異常種別領域に変更する。
【００４２】
（４．閾値パターン）
次に、砥石車４３の外径に応じた閾値パターンについて、図４〜図６を参照して説明する。図４に示すように、閾値パターンは、砥石車４３の外径Ｄに応じて異なるように設定されている。具体的には、砥石車４３の外径を複数範囲に区分して、それぞれの範囲毎に閾値パターンを設定する。例えば、砥石車４３の外径ＤがＤ２以上Ｄ１未満の場合には、図５に示すような閾値パターン１となる。
【００４３】
閾値パターン１は、図５に示すように、正常範囲としての上限閾値Ｔｈ１および下限閾値Ｔｈ２、および、異常種別領域としての（Ａ１）研削過負荷異常の発生、（Ｂ１）工作物Ｗの前加工における形状ばらつきによる異常、（Ｃ１）砥石車４３の表面異常、（Ｄ１）研削後における工作物Ｗの表面粗さ不良が設定されている。上限閾値Ｔｈ１および下限閾値Ｔｈ２は、研削開始からの経過時間に応じて異なるように設定されている。つまり、上限閾値Ｔｈ１および下限閾値Ｔｈ２は、どちらも、研削負荷の挙動Ｄａｔａに沿うように設定されている。ここで、上限閾値Ｔｈ１の最大値は、Ｆ１である。
【００４４】
例えば、研削開始直後において研削負荷が増大している状態と、研削負荷が一定の状態とでは、個体毎の研削負荷のばらつきが異なる場合がある。研削開始直後において研削負荷が増大している状態の方が、研削負荷が一定の状態に比べると、個体毎の研削負荷のばらつきが大きい。そこで、例えば、研削負荷が増大している状態における上限閾値Ｔｈ１と下限閾値Ｔｈ２との幅（許容幅）は、研削負荷が一定の状態における上限閾値Ｔｈ１と下限閾値Ｔｈ２との幅よりも大きく設定する。従って、より高精度に研削異常の判定を行うことができる。
【００４５】
また、砥石車４３の外径ＤがＤ３以上Ｄ２未満の場合には、図６に示すような閾値パターン２となる。閾値パターン２は、図６に示すように、正常範囲としての上限閾値Ｔｈ１および下限閾値Ｔｈ２、および、異常種別領域としての（Ａ１）研削過負荷異常の発生、（Ｂ１）工作物Ｗの前加工における形状ばらつきによる異常、（Ｃ１）砥石車４３の表面異常、（Ｄ１）研削後における工作物Ｗの表面粗さ不良が設定されている。この閾値パターン２における上限閾値Ｔｈ１の最大値は、Ｆ１より小さなＦ２である。
【００４６】
（５．研削異常監視装置による処理）
次に、研削異常監視装置７０による処理について、図７および図８を参照して説明する。研削異常監視装置７０による異常監視プログラムの実行について、図７を参照して説明する。異常監視プログラムは、現在の研削負荷と予め設定された各閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２とに基づいて、研削異常が発生したか否かを判定する。さらに、研削異常である場合には、各異常種別領域（Ａ１）〜（Ｄ１）に基づいて、研削異常種類を判定する。以下に詳細に説明する。
【００４７】
図７に示すように、まず閾値設定プログラムを実行して、閾値パターンの設定を行う（ステップＳ１）。つまり、閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２および異常種別領域（Ａ１）〜（Ｄ１）の設定を行う。
【００４８】
続いて、近接スイッチ５０がＯＮ状態に変化すると、研削サイクルを開始する（ステップＳ２）。研削サイクルが開始されることで、図３に示すように、制御装置６０が各モータを駆動し、砥石車４３により工作物Ｗである軸受外輪の内周軌道面を研削し始める。より詳細には、研削サイクルが開始されると、図１に示すように、砥石車４３が工作物Ｗである軸受外輪の径方向内側に進入可能となる位置に向かって、砥石台４１を基準位置（図示せず）からＸ軸方向へ移動させる。その後、テーブル２０をＺ軸方向に移動させることにより、砥石車４３が工作物Ｗである軸受外輪の径方向内側に進入する。そして、砥石車４３が工作物Ｗである軸受外輪の内周軌道面に向かってＸ軸方向に移動し、研削を開始する。工作物Ｗの研削は、粗研削を行った後に、仕上研削を連続して行う。研削が終了すると、研削開始までとは逆の順序で動作し、基準位置に戻り、研削サイクルを終了する。
【００４９】
研削サイクルが開始された後には、接触検知センサ８０により砥石車４３と工作物Ｗとの接触を検知したか否かを判定する（ステップＳ３）。そして、接触を検知するまで待機する（ステップＳ３：Ｎｏ）。
【００５０】
そして、接触を検知すると（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、研削負荷データの収集を開始する（ステップＳ４）。つまり、砥石車４３と工作物Ｗとが接触すると、研削負荷データの収集を開始する。具体的には、図３に示す研削負荷算出部７１がモータ電力計から砥石車駆動用モータ４２の電力値を取得し、研削負荷を算出する。なお、砥石車駆動用モータ４２の電力値は、研削負荷にほぼ比例すると考えられるため、モータ電力値そのものを研削負荷に置換して用いても良い。
【００５１】
そして、研削負荷データの収集の開始直後から、研削異常判定を行う（ステップＳ５）。つまり、現時点における研削負荷に基づいて、研削異常の判定を行う。具体的には、現時点における研削負荷が、研削開始からの経過時間に応じた上限閾値Ｔｈ１および下限閾値Ｔｈ２を超えたか否かを判定する。さらに、現時点における研削負荷が研削異常と判定された場合に、研削異常種類を判定する。具体的には、現時点における研削負荷が、図５および図６における各種異常種別領域（Ａ１）〜（Ｄ１）のいずれに位置するかにより、研削異常種類を判定する。
【００５２】
続いて、接触検知センサ８０により接触非検知になったか否かを判定する（ステップＳ６）。接触非検知でない場合、すなわち接触検知している間、研削負荷データの収集および判定を継続する（ステップＳ６：Ｎｏ）。そして、接触非検知になると、研削負荷データの収集を終了する（ステップＳ７）。研削負荷データの収集を終了すると、同時に研削異常判定も終了する。続いて、近接スイッチ５０がＯＦＦ状態になるか否かによって、研削サイクルを終了したか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００５３】
続いて、研削サイクルが終了すると（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、研削異常判定の結果が正常であるか否かを判定する（ステップＳ９）。正常であれば、次の工作物Ｗが有るか否かを判定し（ステップＳ１０）、次の工作物Ｗが有れば、閾値更新処理を行った後に、ステップＳ２から処理を繰り返す。一方、次の工作物Ｗがなければ、異常監視プログラムを終了する。
【００５４】
一方、ステップＳ９にて研削異常判定の結果が研削異常と判定された場合には、図３の出力部７４により、表示装置８１に異常内容を表示する（ステップＳ１２）。さらに、出力部７４により、記憶装置８３に異常内容を記憶する（ステップＳ１３）。ここで、本実施形態においては、同種の工作物Ｗを多数研削するため、過去の工作物Ｗに対して研削異常と判定された場合には、そのときの異常内容が記憶装置８３に記憶されている。つまり、過去の研削異常についての履歴が記憶装置８３に記憶される。
【００５５】
そして、ステップＳ１３にて異常内容を記憶した後には、研削異常種類が注意領域であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。研削異常種類が、（Ｂ１）形状ばらつき、（Ｃ１）砥石車４３の表面異常、（Ｄ１）工作物Ｗの表面粗さ不良であれば、注意領域の異常となる。そして、研削異常種類が注意領域であれば、ステップＳ１０に移行し、次の工作物Ｗがあれば、閾値更新処理を行った後に、ステップＳ２から繰り返す。
【００５６】
また、ステップＳ１４にて研削異常種類が注意領域でない場合、すなわち研削異常種類が警告領域である場合には、制御装置６０に対して研削を停止させて、異常監視プログラムを終了する。つまり、警告領域となる研削異常が発生すると、研削盤１による研削を停止する（ステップＳ１５）。
【００５７】
次に、図７のステップＳ１１における閾値更新処理について、図８を参照して説明する。図８に示すように、砥石車４３に対してドレッシングが実行されたか否かを判定する（ステップＳ２１）。ドレッシングが実行されていなければ、処理を終了する。一方、ドレッシングが実行されていれば、その回数に基づいて砥石車４３の外径を取得する（ステップＳ２３）。そして、取得した砥石車４３の外径に応じて、図４に示す閾値パターンの中から該当する閾値パターンを選択して、閾値設定部７２に記憶されている閾値パターンを更新する。そして、処理を終了する。
【００５８】
また、図示しないが、砥石車４３が交換された場合には、交換された砥石車４３の外径を入力することにより、閾値設定部７２に記憶されている閾値パターンが当該砥石車４３の外径に応じた閾値パターンに更新される。
【００５９】
（６．表示装置の画面の履歴表示状態）
次に、図９を参照して、表示装置８１の画面の履歴表示状態について説明する。図７の研削異常監視プログラムの実行により、研削異常が発生した場合には（図７のステップＳ９）、異常内容が記憶装置８３に記憶される（図７のステップＳ１３）。なお、記憶装置８３には、異常内容の他、正常内容についても記憶しても良い。そして、研削異常監視プログラムを実行する間、多数の工作物Ｗの研削が行われる。つまり、記憶装置８３には、過去の異常履歴が記憶される。また、研削異常として記憶されていない工作物Ｗは、正常であることが分かる。また、記憶装置８３に正常内容が記憶されている場合には、直接的に正常である工作物Ｗを把握できる。
【００６０】
そうすると、図９に示すように、表示装置８１の画面には、全ての工作物Ｗについて、正常であるか研削異常であるかが表示され、かつ、研削異常の場合には研削異常種類および異常発生時刻が表示される。このように、研削異常に関する情報の過去の履歴を記憶することで、研削異常の傾向を把握できると共に、研削異常の発生のメカニズムを追求できる。そこで、研削異常の傾向および研削異常の発生のメカニズムを用いることで、今後の研削を行う際に、研削異常の発生の前兆を予測できる。その結果、今後の研削について、適切な対策を決定できる。
【００６１】
以上説明したように、砥石車４３の外径に応じて閾値パターンを更新しているため、ドレッシングによる砥石車４３の外径の縮径量に応じて、上限閾値Ｔｈ１および下限閾値Ｔｈ２を小さくする。また、砥石車４３を交換すると、砥石車４３の外径が大きなものとなるため、上限閾値Ｔｈ１および下限閾値Ｔｈ２を大きくする。これにより、より高精度に研削異常を判定することができる。さらに、異常種別領域についても、上限閾値Ｔｈ１および下限閾値Ｔｈ１と同様に、砥石車４３の外径に応じて異なる。そして、異常種別領域を、砥石車４３の外径に応じて変更するようにしている。従って、研削を継続することにより砥石車４３の外径が変化したとしても、研削異常種類の判定をより高精度にできる。
【００６２】
なお、研削負荷データの収集開始および収集終了の判定は、上記実施形態において近接スイッチ５０を用いたが、この近接スイッチ５０を用いずに、砥石台４１およびテーブル２０が予め設定されたＸ軸位置およびＺ軸位置に移動してきたことにより行うこともできる。
【００６３】
＜第二実施形態＞
上述した実施形態において、研削負荷に関する情報の図として、横軸を研削開始からの経過時間としたが、砥石車４３と工作物ＷとのＸ軸方向における相対位置とすることもできる。この場合の、上限閾値Ｔｈ１、下限閾値Ｔｈ２、各異常種別領域（Ａ２）（Ｂ２）（Ｃ２）（Ｄ２）について、図１０に示す。研削開始からの経過時間に対する研削負荷の挙動は、実質的に、当該Ｘ軸方向における相対位置に対する研削負荷の挙動と同じようになる。従って、この場合にも、上記と同様の効果を奏する。
【００６４】
＜第三実施形態＞
次に、工作物Ｗの複数位置を同時に研削する場合には、以下のようにすることができる。つまり、それぞれの研削部位の研削負荷を算出し、それぞれの研削負荷を用いて、それぞれの研削部位における異常監視を行うようにすることもできる。第三実施形態について図１１〜図１３を参照して説明する。
【００６５】
第一例は、図１１に示す。第一例の工作物Ｗは、複数のフランジ部Ｗｂ，Ｗｂ、Ｗｂを有する軸状に形成されている。そして、工作物Ｗのうち隣り合うフランジ部Ｗｂ，Ｗｂ，Ｗｂの間に位置する小径軸部Ｗａ，Ｗａの外周面のそれぞれを砥石車４３，４３により研削する。そして、複数の変位センサ１００，１００により、工作物Ｗのそれぞれの小径軸部Ｗａ，Ｗａの外周面（研削部位）のうち砥石車４３，４３に研削される研削点から１８０°位相をずらした位置のたわみ変位量を検出する。
【００６６】
それぞれの変位センサ１００，１００は、それぞれの研削部位の局所的なたわみ変位量を検出する。それぞれの変位センサ１００，１００は、工作物Ｗに接触するセンサでもよいし、非接触のセンサでもよい。例えば、非接触式センサとしては渦電流センサを適用できる。ここで、たわみ変位量は、各研削部位の局所的な研削負荷に応じた値となる。そして、研削負荷算出部７１（図３に示す研削負荷算出部７１に相当）が、変位センサ１００，１００により検出されたたわみ変位量に基づいて、各研削部位の研削負荷または研削負荷に応じた値を算出する。そして、上記実施形態と同様に、各研削部位が図３に示す異常検出部７３にて研削異常であるか否かを判定する。このように、複数の研削部位のそれぞれについて、研削異常が発生しているか否かを判定できる。
【００６７】
また、変位センサ１００，１００を温度センサ１００，１００に置換することができる。温度センサ１００，１００は、変位センサ１００，１００と同様に、工作物Ｗに接触するセンサでもよいし、非接触のセンサでもよい。それぞれの温度センサ１００，１００は、工作物Ｗの各研削部位の温度を検出する。温度センサ１００，１００は、工作物Ｗのそれぞれの小径軸部Ｗａ，Ｗａの外周面（研削部位）のうち砥石車４３，４３に研削される研削点から位相をずらした位置、例えば、９０°や１８０°の位置の温度を検出する。ここで、研削負荷が大きいほど、研削部位の温度は高くなる。つまり、それぞれの温度センサ１００，１００により検出される研削部位の温度は、各研削部位の研削負荷に応じた値となる。そして、研削負荷算出部７１が、各研削部位の温度に基づいて、各研削部位の研削負荷または研削負荷に応じた値を算出する。
【００６８】
次に、第二例を説明する。図１２に示すように、第二例の工作物Ｗは、軸方向に連設する大径軸部Ｗｃおよび小径軸部Ｗｄを有する。工作物Ｗの研削部位は、大径軸部Ｗｃの外周面、小径軸部Ｗｄの外周面、および、大径軸部Ｗｃと小径軸部Ｗｄとの段差端面である。これらを同時に総型の砥石車４３により研削する。
【００６９】
そして、変位センサ２００，３００は、大径軸部Ｗｃの外周面および小径軸部Ｗｄのそれぞれの径方向たわみ変位量を検出する。そして、研削負荷算出部７１が、変位センサ２００，３００により検出されたそれぞれのたわみ変位量に基づいて、各研削部位の研削負荷または研削負荷に応じた値を算出する。そして、上記実施形態と同様に、各研削部位が図３に示す異常検出部７３にて研削異常であるか否かを判定する。なお、この例においても、変位センサ２００，３００を温度センサに置換することができる。
【００７０】
次に、第三例を説明する。図１３に示すように、第三例の工作物Ｗは、軸部Ｗｅおよびフランジ部Ｗｆを有する。工作物Ｗの研削部位は、軸部Ｗｅの外周面およびフランジ部Ｗｆの端面である。これらを同時に砥石車４３（アンギュラ砥石）の外周面によりアンギュラ研削を行う。ここで、アンギュラ研削とは、砥石車４３の回転中心軸を工作物Ｗの回転中心軸に対して傾斜させた状態で、工作物Ｗの外周面および端面を研削する方法をいう。
【００７１】
そして、変位センサ４００は、研削部位である軸部Ｗｅの外周面の径方向たわみ変位量を検出する。一方、変位センサ５００は、もう一つの研削部位であるフランジ部Ｗｆの端面の軸方向たわみ変位量を検出する。そして、研削負荷算出部７１が、変位センサ４００，５００により検出されたそれぞれのたわみ変位量に基づいて、各研削部位の研削負荷または研削負荷に応じた値を算出する。そして、上記実施形態と同様に、各研削部位が図３に示す異常検出部７３にて研削異常であるか否かを判定する。なお、この例においても、変位センサ４００，５００を温度センサに置換することができる。
【００７２】
また、第一例から第三例において、複数の研削部位のそれぞれを変位センサまたは温度センサによる検出値を用いて、それぞれの研削部位の研削負荷を算出した。この他に、第一実施形態に示したように、砥石車駆動用モータ４２の駆動電力などを併用することで、１つの変位センサまたは温度センサを減らすことができる。つまり、砥石車駆動用モータ４２の駆動電力に基づいて工作物Ｗ全体に生じる研削負荷を算出し、変位センサまたは温度センサにより局所的な研削部位の研削負荷を算出する。そして、変位センサおよび温度センサを設けていない研削部位は、工作物Ｗ全体の研削負荷から局所的な研削負荷を減算することにより算出できる。
【００７３】
＜その他＞
上記実施形態においては、粗研削から仕上研削へ移行する際には、研削開始からの経過時間、または、砥石車４３と工作物ＷとのＸ軸方向における相対位置によって切り替えている。ここで、仕上研削の開始のタイミングは、定寸装置により工作物Ｗの研削径が設定値に到達した時とすることがある。この場合には、定寸装置または制御装置は、仕上研削を開始する際に開始信号を出力する。そこで、異常監視に際して、当該信号を取得するまでは、粗研削のときの閾値を適用し、当該信号を取得した後に仕上研削の閾値を適用することもできる。このように、粗研削の閾値と仕上研削の閾値との切替タイミングを、定寸装置または制御装置からの出力信号を用いて決定することもできる。
【符号の説明】
【００７４】
１：研削盤、  １０：ベッド、  ３０：主軸台、  ４０：砥石支持装置、  ４１：砥石台、  ４２：砥石車駆動用モータ、  ４２ａ：モータ電力計、  ４３：砥石車、  ５０：近接スイッチ、  ６０：制御装置、  １００，２００，３００，４００，５００：変位センサまたは温度センサ
【図１】
0005821614.tif 000002
【図２】
0005821614.tif 000003
【図３】
0005821614.tif 000004
【図４】
0005821614.tif 000005
【図５】
0005821614.tif 000006
【図６】
0005821614.tif 000007
【図７】
0005821614.tif 000008
【図８】
0005821614.tif 000009
【図９】
0005821614.tif 000010
【図１０】
0005821614.tif 000011
【図１１】
0005821614.tif 000012
【図１２】
0005821614.tif 000013
【図１３】
0005821614.tif 000014