(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された切削加工用設定値に基づき、ワークを切削加工する切削装置、
この切削装置による切削加工後の上記ワークを、予め設定された研削加工用設定値に基づき、研削加工する研削装置、
この研削装置の工具が急速前進を開始した後、上記工具が上記ワークに接触する前に、上記ワークの外径および上記ワークの基準軸に対する傾きによる振れを計測する計測部、
この計測部で計測された上記外径および上記振れの値を上記ワークごとに記憶する記憶部、
およびこの記憶部に記憶された所定個数の上記ワークの振れの平均値およびバラツキに関する指標に基づき、上記切削加工で残すべき研削取代の目標値を演算し、上記切削装置に伝送する研削取代目標値演算部を備え、
上記切削装置は、上記研削取代目標値演算部から伝送された研削取代の目標値に基づいて上記切削加工用設定値を変更し、この変更した切削加工用設定値に基づき、上記切削加工を行うことを特徴とする製造システム。
【請求項２】
予め設定された切削加工用設定値に基づき、ワークを切削加工する切削装置、
この切削装置による切削加工後の上記ワークを、予め設定された研削加工用設定値に基づき、研削加工する研削装置、
上記研削加工を行う前に、上記研削装置において上記ワークの外径および上記ワークの基準軸に対する傾きによる振れを計測する計測部、
この計測部で計測された上記外径および上記振れの値を上記ワークごとに記憶する記憶部、
この記憶部に記憶された所定個数の上記ワークの振れの平均値およびバラツキに関する指標に基づき、上記切削加工で残すべき研削取代の目標値を演算し、上記切削装置に伝送する研削取代目標値演算部、
および上記研削装置による上記研削加工において、上記ワークと工具が接触する前の空研削の開始位置を演算する空研削開始位置演算部を備え、
上記空研削開始位置演算部は、上記記憶部に記憶された所定個数の上記ワークの外径および振れの平均値およびバラツキに関する指標を用いて、上記空研削の開始位置を演算し、
上記切削装置は、上記研削取代目標値演算部から伝送された研削取代の目標値に基づいて上記切削加工用設定値を変更し、この変更した切削加工用設定値に基づき、上記切削加工を行うことを特徴とする製造システム。
【請求項３】
上記バラツキに関する指標は、標準偏差であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の製造システム。
【請求項４】
上記記憶部に記憶された所定個数の上記ワークの外径および振れの分布を表示する表示部を備え、
上記バラツキに関する指標は、上記分布から選択された値であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の製造システム。
【請求項５】
上記記憶部に記憶された上記ワークの外径および振れを時系列に表示する表示部を備え、
上記所定個数のデータは、上記表示部に表示された時系列の範囲が選択されることにより上記記憶部から取得されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項記載の製造システム。
【請求項６】
ワークを切削装置および研削装置を用いて製造する製造方法において、
予め設定された切削加工用設定値に基づき、上記切削装置により上記ワークを切削加工する切削工程、
上記研削装置の工具が急速前進を開始した後、上記工具が上記切削工程による切削加工後の上記ワークに接触する前に、上記ワークの外径および上記ワークの基準軸に対する傾きによる振れを計測する計測工程、
この計測工程により計測された上記ワークの上記外径および上記振れの値を上記ワークごとに記憶部に記憶する記憶工程、
上記切削工程による切削加工後の上記ワークを、予め設定された研削加工用設定値に基づき、上記研削装置により研削加工する研削工程、
および上記記憶部に記憶された所定個数の上記ワークの振れの平均値およびバラツキに関する指標に基づき、上記切削加工で残すべき研削取代の目標値を演算し、上記切削装置に伝送する研削取代目標値演算工程を含み、
上記切削装置は、上記研削取代目標値演算工程から伝送された研削取代の目標値に基づいて上記切削加工用設定値を変更し、上記切削工程は、上記変更した切削加工用設定値に基づき、上記切削加工を行うことを特徴とする製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、切削装置と研削装置とを有する製造システムおよび製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
研削装置の研削時間は、研削取代の量に応じて変化し、研削取代の量が多くなるにつれて、研削時間は増加する。
研削取代は、ワークの振れと表面粗さを取り除き所定の加工寸法を得るために、一定量（＝ワークの振れ＋表面粗さ）が必要である。研削取代が少ない場合、ワークの振れと表面粗さを取り除くことができず仕損となる。
研削取代は、研削工程の前工程である切削工程にて決定づけられる。したがって、研削時間を短縮するために、切削工程にて研削取代を一定量（＝ワークの振れ＋表面粗さ）に維持することが有効である。切削工程にて要求精度を維持する技術例はいくつか存在する。
従来の切削装置では、加工データのサンプリング手段、記憶手段を有し、ワークの内周面にコンタクトを接触させたインプロセスでワークの加工径を測定し、最適な加工条件を出力する適応制御を行うものがある。（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３３５８４３号公報（第２〜３頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来の切削装置では、次のような問題点がある。
（１）  切削装置において、ワークは片側把持されており、傾きが存在する。したがって切削装置において振れを計測した場合、（ａ）ワークの基準軸に対する傾きによる振れ、（ｂ）ワークの片側把持による傾きの振れ、の２つを合わせた振れを計測する。研削取代の目標値を演算するにあたり、必要な振れは（ａ）のみであり、（ｂ）の振れは不要である。
（２）  切削装置において、工具摩耗や設備の熱膨張の影響により、外径の目標値と外径の実測値には差異が生じる。
（３）  切削工程後のワークの外径と振れは、ワーク毎にバラツキが存在する。研削取代の目標値の設定にあたり、このバラツキを加味した設定が必要である。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、研削装置にて計測したワークの外径と振れの計測結果を元に、切削加工のために切削装置に設定する研削取代の目標値を算出する製造システムおよび製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わる製造システムにおいては、予め設定された切削加工用設定値に基づき、ワークを切削加工する切削装置、この切削装置による切削加工後のワークを、予め設定された研削加工用設定値に基づき、研削加工する研削装置、この研削装置の工具が急速前進を開始した後、工具がワークに接触する前に、ワークの外径およびワークの基準軸に対する傾きによる振れを計測する計測部、この計測部で計測された外径および振れの値をワークごとに記憶する記憶部、およびこの記憶部に記憶された所定個数のワークの振れの平均値およびバラツキに関する指標に基づき、切削加工で残すべき研削取代の目標値を演算し、切削装置に伝送する研削取代目標値演算部を備え、切削装置は、研削取代目標値演算部から伝送された研削取代の目標値に基づいて切削加工用設定値を変更し、この変更した切削加工用設定値に基づき、切削加工を行うものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、予め設定された切削加工用設定値に基づき、ワークを切削加工する切削装置、この切削装置による切削加工後のワークを、予め設定された研削加工用設定値に基づき、研削加工する研削装置、この研削装置の工具が急速前進を開始した後、工具がワークに接触する前に、ワークの外径およびワークの基準軸に対する傾きによる振れを計測する計測部、この計測部で計測された外径および振れの値をワークごとに記憶する記憶部、およびこの記憶部に記憶された所定個数のワークの振れの平均値およびバラツキに関する指標に基づき、切削加工で残すべき研削取代の目標値を演算し、切削装置に伝送する研削取代目標値演算部を備え、切削装置は、研削取代目標値演算部から伝送された研削取代の目標値に基づいて切削加工用設定値を変更し、この変更した切削加工用設定値に基づき、切削加工を行うので、研削取代を小さくでき、研削加工に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１による製造システムを示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による製造システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１による製造システムを示す詳細構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１による製造システムの研削取代目標値演算処理を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１による製造システムの空研削開始位置の目標値演算処理を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２による製造システムを示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態３による製造システムの統計解析範囲指定画面を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態４による製造システムの統計解析範囲指定画面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による製造システムを示す構成図である。
図１において、製造システムは次のように構成されている。
切削装置である旋盤１号機１、旋盤２号機２は、それぞれ切削加工用設定値に基づき、ワークを切削する。研削装置である研削盤３は、研削加工用設定値に基づき、ワークを研削する。研削盤３の定寸装置４は、ワークの変位量を計測する。
外径・振れ演算部５（計測部）は、ワークの変位量を元に切削工程後の外径・振れを演算する。外径・振れ記録部６は、演算したワークの外径・振れを蓄積する。研削取代目標値演算部７は、切削工程に設定する研削取代の目標値を演算する。表示部８は、外径・振れ記録部６に蓄積したデータを表示する。
なお、外径・振れ演算部５、外径・振れ記録部６、研削取代目標値演算部７および表示部８は、計算機上に形成されたものであってよい。
また、図１の製造システムは、切削装置を２台としたが、１台以上であれば何台以上であってもよい。
【００１０】
図３は、この発明の実施の形態１による製造システムを示す詳細構成図である。
図３において、４〜８は図１におけるものと同一のものである。
図３の研削装置は次のように構成されている。
一対の測定子１２ａ、１２ｂは、ワーク１１の外径面に接触し、相対向している。測定子１２ａ、１２ｂで計測された変位量Ｇ１、Ｇ２は定寸装置４から、アンプ１３で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ１４でアナログ−デジタル変換されて、研削制御演算部１５に送られる。
研削制御演算部１５は、Ｇ１＋Ｇ２の値を元に、プランジ研削の各種制御を行う。ＣＮＣ制御装置１６は、各種制御に応じて、砥石送り速度を砥石台送り装置１９に、主軸回転数を砥石駆動装置１８に伝達する。ＣＮＣ入力部１７は、プランジ研削の各種制御パラメータを入力でき、ＣＮＣ入力部１７からＣＮＣ制御装置１６に伝達される。砥石台１０は、砥石９を載置し、砥石台送り装置１９によって移動される。変位量記録部２０は、変位量Ｇ１、Ｇ２の値をサンプリングし、記録する。
切削装置は、切削の各種制御パラメータを入力するＣＮＣ入力部２１と、切削を制御するＣＮＣ制御装置２２とを有する。
【００１１】
次に、動作について説明する。
図１で、ワークは、旋盤１号機１、旋盤２号機２、研削盤３の順で加工される。研削盤３において、ワークの外径・振れが、外径・振れ演算部５により演算され、外径・振れ記録部６に蓄積される。外径・振れ記録部６に蓄積されたワークの外径・振れより、研削取代目標値演算部７が研削取代の目標値を演算し、旋盤１号機１と旋盤２号機２に入力する。
【００１２】
本製造システムで行う加工は、軸状のワークを旋盤１号機１、旋盤２号機２により旋削し、研削盤３により研削して、軸部品として完成するものである。
ここで、旋盤１号機１において、軸状ワークの一端を把持して、回転させ、工具である刃物により旋削加工を行う。
旋盤１号機１での加工終了後、旋盤２号機２において、旋盤１号機１で把持したとは別の他端を把持して回転させ、工具である刃物により、軸状ワークのうち、旋盤１号機１で加工したとは異なる他方の部分を旋削加工する。
なお、上記は、旋盤１号機１および旋盤２号機２と２つの旋盤で加工する場合を説明したが、同じ旋盤で把持部分を変えて軸状ワークの両側を加工しても良い。
【００１３】
次に、旋盤で加工された軸状ワークは、研削盤３に移動し、研削盤３で把持される。把持された状態で、軸状ワークの外径および振れが計測される。計測された外径および振れは、軸状ワーク毎に外径・振れ記録部６に蓄積される。
次に、研削盤３にて、研削盤３で設定されたどおりに研削され、研削が終了すると軸部品が完成する。
これらの作業を所定の数の軸状ワークに対して行い、軸状ワーク毎に外径および振れが計測され、外径・振れ記録部６に所定数の外径および振れの情報が蓄積される。
【００１４】
所定数の外径および振れの情報が蓄積されると、研削取代目標値演算部７は、情報を統計処理して、標準偏差（バラツキに関する指標）等を求めて、加工実績に基づき、研削取代目標値を決めて、旋盤加工での切り込み等加工設定値を決める。決められた旋削加工設定値は、旋盤加工、具体的には旋盤１号機１および旋盤２号機２に送信されて設定される。
すると、旋盤１号機１および旋盤２号機２は、次の軸状ワークの加工から、新たに設定された加工設定値にしたがって旋削加工を実行し、研削盤３へ新たに設定された研削取代目標値による軸部品が届き、研削盤３はこの軸部品に対して研削加工を行う。
なお、研削盤３での外径および振れの計測は、これ以降も継続して計測し、結果を外径・振れ記録部６に蓄積しても良い。この場合は、さらに所定数の軸状ワークの加工を行い、新たな加工設定で行われた結果から、さらに研削取代目標値を設定して、旋盤加工での切り込み等加工設定値を決め、旋盤１号機１および旋盤２号機２に送信して、さらに変更した加工設定で加工しても良い。
【００１５】
次に、本製造システムで製造効率が向上することについて説明する。
旋盤加工では、軸状ワークの片側が把持されるため、工作機の基準軸に対して軸状ワークの中心軸は傾くことが多い。これにより、（ａ）ワークの基準軸に対する傾きによる振れが発生する。
旋盤１号機１で軸状ワークの一方を把持した後、旋盤２号機２で軸状ワークの他方を把持するため、厳密には旋削された軸部品の両端のそれぞれの中心軸は互いに一致しないことが多い。これは（ｂ）軸状ワークの片側把持による傾きの振れとなる。
【００１６】
旋削加工とその後に研削加工を行う場合には、（ａ）ワークの基準軸に対する傾きによる振れ、および（ｂ）軸状ワークの片側把持による傾きによる振れの他、旋盤加工において、工具摩耗や設備の熱膨張の影響により、外径の目標値と外径の実測値には差異が生じる。
本製造システムでは、これら外径の差異および振れを考慮し、さらに研削盤３での研削取代を考慮して旋盤加工での切り込み等加工設定値が決められる。
従来、軸状ワークのロットの違い、工具の摩耗度、設備の環境等の違いによる差を考慮して、軸部品の仕損をできるだけ安全側に研削取代を多く残すように旋盤加工での切り込み等加工設定値を決めていた。
本製造システムでは、軸状ワークの外径と振れを研削装置にて計測し、この計測結果を元に、切削装置に設定する研削取代の目標値を算出するものであり、このため、軸状ワークの旋削加工の結果を外径・振れ記録部６に所定数蓄えて、研削取代目標値演算部７は、外径・振れ記録部６の情報から、従来、安全側に設定していた研削取代を少なくするよう旋削加工での切り込み等加工設定値を設定して、全体の加工効率を向上させるものである。
【００１７】
次に、図２を用いて、本製造システムの動作について説明する。
旋盤１号機１にてワークを投入、切削加工、取出し後、旋盤２号機２にてワークを投入、切削、取出しを行う。
オペレータは、ワークの投入前に研削取代の見直し間隔の本数ｍ（ｍは２以上の整数）を入力する（ステップ２００）。その後、ワークを旋盤１号機１、旋盤２号機２、研削盤３の順に投入、加工、取出しを行う。
研削盤３における研削加工において、ワークの外径・振れを演算・蓄積する。研削盤３における研削加工を完了し、ワークの払い出しを行うタイミングで、ワークの加工完了を計上し、加工完了本数がｎ本以上であれば、研削取代の見直し演算を行う。
以下、研削取代の見直し間隔の本数ｍを１００として説明する。
【００１８】
図２のステップ２０１は、旋盤１号機１にワークを投入する。ここでワークとは、上述の説明で軸状ワークと呼んでいたものと同じものである。ここではワークは、旋削されていない状態の材料である。
ステップ２０２（切削工程）は、旋盤１号機１で切削加工（旋削加工）を行う。ここでは軸部品を加工することを想定しており、旋盤１号機１は、軸状ワークの一端を旋盤１号機１のチャックで把持し、これを回転させて、刃物台状の刃物（工具）に切り込み、送りをかけて、旋削加工する。この際、回転、切り込み、送りは、旋盤１号機１にプログラムされており、これにしたがって、旋盤１号機１は加工する。切り込みは、後の工程で研削する研削取代が残るように設定されている。
ステップ２０３は、旋盤１号機１により旋削加工された軸部品（ワーク）を取り出す。
【００１９】
ステップ２０４は、旋盤２号機２に旋盤１号機１で加工された軸部品を投入する。
ステップ２０５（切削工程）は、旋盤２号機２がステップ２０４で投入された軸部品を切削加工（旋削加工）する。ここでも軸部品を加工することを想定し、旋盤２号機２は、軸状ワークの加工を行っていない一端（旋盤１号機１で加工した方の一端）を旋盤２号機２のチャックで把持し、これを回転させて、刃物台状の刃物（工具）に切り込み、送りをかけて、旋削加工する。この際、回転、切り込み、送りは、旋盤２号機２にプログラムされており、これにしたがって、旋盤２号機２は加工する。切り込みは、次工程で研削する研削取代が残るように設定されている。
ステップ２０６は、旋盤２号機２により旋削加工された軸部品（ワーク）を取り出す。
【００２０】
ステップ２０７は、研削盤３にステップ２０６で加工された軸部品（ワーク）を投入する。
ステップ２０８は、研削盤３が、投入された軸部品を把持して、軸部品の外径・振れを計測（演算）し（計測工程）、結果を外径・振れ記録部６に記録する（記憶工程）。
ステップ２０９（研削工程）は、研削盤３が、ステップ２０８で軸部品を把持した状態で、研削加工を行う。研削盤３は、予めプログラムされた指令値（研削加工用設定値）にしたがって、軸部品を回転させ、送りをかけながら研削加工を行う。この際、空研削で高速に工具を移動させたのち、研削を行うことが多い。空研削時には研削時より高速に移動するので研削時間を削減できる。
【００２１】
ステップ２１０は、加工完了済みのワークの数が、研削取代の見直し間隔の本数ｍ以上かどうかを判断する。未満であれば、ステップ２０１に戻り、以上であれば、ステップ２１１に進む。
ステップ２１１（研削取代目標値演算工程）は、研削取代目標値演算部７が、外径・振れ記録部６に記録された振れの値を統計処理して、研削取代目標値を求める。
ステップ２１２は、ステップ２１１で求めた研削取代目標値を旋盤１号機１、旋盤２号機２へ通信にて伝送する。
ステップ２１３は、加工完了済みのワークの数を０にリセットする。
ここで旋盤１号機１、旋盤２号機２は、研削取代目標値から旋盤加工での切り込み等の加工設定値（切削加工用設定値）を求め、加工プログラムに反映する。その後、ステップ２０１へ戻り、新たに設定した加工設定値（加工プログラム）により加工が行なわれる。
なお、図２では、ステップ２０９の研削が完了し、ステップ２１０の条件判断を経て、次のワークがステップ２０１へ投入されているが、ステップ２０１からステップ２０９は、製品の流れで、ステップ２１０からステップ２１２の情報の流れとフローが異なるため、ステップ２０３の完了後、空いた旋盤１号機にステップ２０１の投入を行うことも可能である。その場合、ステップ２１０もしくはステップ２１２にて伝送する信号は、旋盤のワーク投入時に伝送する必要がある。
【００２２】
次に、図３を用いて、研削装置を含む本製造システムについて、さらに詳細に説明する。
研削装置には、定寸装置４と測定子１２ａ、１２ｂが取り付けられている。インプロセスゲージはプランジ研削サイクル中、回転するワーク１１の外径を２つの測定子１２ａ、１２ｂで挟み込み、測定子１２ａ、１２ｂの変位量Ｇ１、Ｇ２を計測する。ワーク１１の外径・振れは、変位量Ｇ１、Ｇ２より、次の式にて算出できる。
外径＝Ｇ１＋Ｇ２＋狙い径
振れ＝１回転中のＧ１の最大値−１回転中のＧ１の最小値
研削装置において、旋盤１号機１および旋盤２号機２での切削後のワーク１１の外径・振れを計測するには、ワーク１１と研削装置の砥石が接触する前に計測する必要がある。
【００２３】
研削装置におけるプランジ研削の１サイクルは、（１）砥石急速前進、（２）空研削、（３）粗研削、（４）粗研削ドウェル、（５）精密研削、（６）スパークアウト、（７）砥石急速後退の７工程により構成される。この７工程のうち、砥石急速前進、空研削は、ワーク１１と研削装置の砥石９が接触していない工程である。
そこで本発明では、砥石急速前進開始時から粗研削までの間に、測定子１２ａ、１２ｂの変位量Ｇ１、Ｇ２をサンプリングし、研削前のワーク１１の外径・振れを算出する。
測定子１２ａ、１２ｂは、ワーク１１の外径面に接触し、相対向している。測定子１２ａ、１２ｂで計測された変位量Ｇ１、Ｇ２は、定寸装置４、アンプ１３、Ａ／Ｄコンバータ１４を通じて、研削制御演算部１５に送られる。
【００２４】
研削制御演算部１５は、Ｇ１＋Ｇ２の値を元に、プランジ研削の各種制御を行う。ＣＮＣ制御装置１６は、各種制御に応じて、砥石送り速度を砥石台送り装置１９に、主軸回転数を砥石駆動装置１８に伝達する。
また、ＣＮＣ入力部１７にて、プランジ研削の各種制御パラメータを入力でき、ＣＮＣ入力部１７からＣＮＣ制御装置１６に伝達される。
【００２５】
プランジ研削の開始時、ＣＮＣ制御装置１６は、砥石急速前進開始信号を出力する。この砥石急速前進開始信号出力を受け、変位量記録部２０は、変位量Ｇ１、Ｇ２の値をサンプリングする。砥石９が空研削開始位置に到達すると、ＣＮＣ制御装置１６は、砥石急速完了信号を出力する。この砥石急速完了信号出力を受け、変位量記録部２０は、外径・振れ演算部５に変位量Ｇ１、Ｇ２のサンプリング結果を受け渡す。
外径・振れ演算部５では、変位量Ｇ１、Ｇ２のサンプリング結果より、研削前のワーク１１の外径を算出し、外径・振れ記録部６に保存する。また、外径・振れ演算部５では変位量Ｇ１、Ｇ２のサンプリング結果より研削前のワーク１１の振れを算出し、外径・振れ記録部６に保存する。
【００２６】
研削取代目標値演算部７は、外径・振れ記録部６に保存されたワーク１１の外径・振れを取得し、プランジ位置毎に、過去１００件分の外径・振れの平均（以下、外径平均・振れ平均）と過去１００件分の外径・振れの標準偏差（以下、外径標準偏差・振れ標準偏差）を算出し、研削取代の推奨値を算出する。
【００２７】
なお、上述では、過去１００件分として説明したが、これに限るものではなく、ワークの数等により設定されるもので、外部から件数を与えるようにしても良い。
【００２８】
また、切削工程に設定する研削取代の目標値は、下記のように算出しても良い。
オペレータは、ワークの投入前に研削取代の見直しに使用するデータ件数ｎを入力する。製造システムはｍ本加工したタイミングで、過去ｎ件分の振れの平均値、振れの３σ（σ：標準偏差）、を算出し、切削工程に設定する研削取代の目標値を算出する。
切削工程に設定する研削取代の目標値
＝過去のｎ件分の振れの平均値＋過去ｎ件分の振れの３σ＋理論表面粗さ
理論表面粗さは、切削条件に応じて算出可能な定数であり、オペレータは製造システムの実行時に事前に入力する。算出した切削装置の研削取代の狙い値の推奨値は、プランジ位置毎に切削装置のＣＮＣ入力部２１にて設定される。
【００２９】
次に、図４を用いて、外径・振れ演算部５による図２のステップ２０８の処理について詳細に説明する。
ステップ４０１は、研削盤３の砥石急速前進を開始する。
ステップ４０２は、研削盤３で、測定子１２ａ、１２ｂによりワークの変位量Ｇ１およびＧ２のサンプリングを開始する。
ステップ４０３は、研削盤３が、空研削を開始する。
ステップ４０４は、ステップ４０２で計測した変位量Ｇ１およびＧ２のサンプリング区間内のＧ１＋Ｇ２の最大値を外径として求め、変位量Ｇ１の最大値から変位量Ｇ１の最小値を引いた値を振れとして求める。
ステップ４０５は、ステップ４０４で求めた外径および振れを外径・振れ記録部６に記録する。
上記ステップ４０１から４０５は、研削盤３にワークが投入されたときに行われ、ワーク毎に外径および振れが計算されて、外径・振れ記録部６に記録される。
【００３０】
次に、図５を用いて、研削取代目標値演算部７による図２のステップ２１１、２１２の処理について詳細に説明する。
ステップ５０１は、外径・振れ記録部６に記録された過去ｎ件の振れを抽出する。たとえばｎを１００としても良い。ここで１００件分としたが、１００件に限るものではなく、外部から設定できるようにしても良い。
ステップ５０２は、ステップ５０１で抽出した過去ｎ件の振れの平均と標準偏差を求める。
ステップ５０３は、ステップ５０２で求めた振れの平均と、振れ標準偏差＊６と、理論表面粗さとを加算した値を研削取代目標値として求める。
また、
切削工程における研削取代目標値
＝過去ｎ件分の振れ平均＋過去ｎ件分の振れの３σ＋理論表面粗さ
としても良い。
ステップ５０４は、ステップ５０３で求めた研削取代目標値を旋盤１号機１および旋盤２号機２に伝送する。旋盤１号機１および旋盤２号機２は、送られた研削取代目標値から加工設定値に変換して加工する。この際、加工プログラムまたは指令値が変更されることになる。
【００３１】
実施の形態１によれば、本製造システムは、軸部品が研削盤３に把持された状態で、研削加工前に計測した外径および振れを軸部品ごとに記録し、所定の数について旋削および研削加工した後、記録した外径および振れの平均および標準偏差から研削取代目標値を求め、これに基づき、旋削加工の設定値を変更するようにしたため、従来、ロットごと、工具変更ごとに変化する加工状況を考慮して、余裕を見て、大きく研削取代を設定していたところ、実際に加工される結果をみて、研削取代を設定できるので、従来よりも研削取代を小さくでき、研削加工に要する時間を短縮できるから、製造効率が向上する効果がある。
また、外径および振れの計測を研削盤３に軸部品が把持された状態で行い、研削直前に行うので、実際に研削工程で影響する外径および振れの計測を行うことができるため、旋削加工終了後、旋盤に把持された状態で計測するより精度が高い。
また、所定の数だけ旋削、研削加工した後に、所定の数の外径および振れの平均、標準偏差に基づき、研削取代目標値を設定するため、統計的に目標とする仕損率を考慮することができる。
【００３２】
実施の形態２．
プランジ研削のサイクルにて、空研削時の砥石送り速度は、砥石急速前進時より遅い。したがって、研削時間の短縮のためには、空研削の開始位置を、砥石とワークの接触開始位置に近づける必要がある。
しかし、空研削の開始位置は、砥石とワークの接触開始位置よりも遠い位置でなければならない。これは、ワークと砥石が高速で接触するのを防ぐためである。
したがって、空研削の開始位置は、ワーク毎の外径・振れのバラツキを加味する必要がある。しかし、ワークの外径・振れのバラツキを把握する手段がないため、従来では、空研削の開始位置は、オペレータの感覚に委ねられており、空研削の開始位置は遠目に設定され、生産性の低下を招いていた。
これに対処するため、実施の形態２は、空研削の開始位置を演算するようにしたものである。
【００３３】
図６は、この発明の実施の形態２による製造システムを示す構成図である。
図６において、１〜８は図１におけるものと同一のものである。図６では、外径・振れ記録部６に記録されたワークごとの外径・振れを用いて、空研削の開始位置を演算する空研削開始位置演算部２３を設けている。この空研削開始位置演算部２３は、研削取代目標値演算部７が形成された計算機上に形成されてもよい。
【００３４】
実施の形態２の空研削開始位置演算部２３による空研削の開始位置の目標値の演算は、実施の形態１にて、外径・振れ記録部６に蓄積されたワークの外径・振れを元に、図５と同様の処理フローで、ワークの外径・振れの平均値および標準偏差を算出することにより行うことができる。図５との違いは、ワークの外径の平均値および標準偏差を用いる点である。
【００３５】
以下に、実施の形態２の空研削の開始位置の目標値の演算について説明する。
実施の形態１にて蓄積したワークの外径・振れをｎ件分抽出する。そして過去ｎ件分の外径の平均値、過去ｎ件分の振れの平均値、過去ｎ件分の外径の３σ、過去ｎ件分の振れの３σを算出し、空研削開始位置の目標値を算出する。
この空研削開始位置の目標値は、次の式にて、算出する。
空研削開始位置の目標値＝過去ｎ件分の外径の平均値＋過去ｎ件分の振れの平均値
＋過去ｎ件分の外径の３σ＋過去ｎ件分の振れの３σ＋理論表面粗さ
この式により算出された空研削開始位置の目標値は、研削装置のＣＮＣ制御装置１６を通じて研削装置に自動的に入力される。また表示部８に空研削開始の目標値を表示し、オペレータが確認した上で入力することも可能である。
【００３６】
実施の形態２によれば、この構成により、ワークの外径・振れが＋３σの範囲内でバラついた場合においても、ワークと砥石は高速接触しない最小の値を空研削開始位置に設定できるため、生産性を向上することができる。
【００３７】
実施の形態３．
実施の形態１、２では、研削取代目標値、空研削の開始位置の目標値を算出する際、外径・振れのバラツキを考慮する値として、３σを使用したが、バラツキの考慮範囲はオペレータによって任意に選択可能である。実施の形態３は、これについてのもので、以下に説明する。
【００３８】
例えば、表示部８に過去のｎ件分の振れの分布図を表示し、分布図からバラツキの考慮範囲を選択することもできる。
図７は、この発明の実施の形態３による製造システムの統計解析範囲指定画面を示す図である。
図７の分布図は、横軸に外径または振れの大きさ、縦軸に度数を表示する。
横軸のどこまでの値が入るようにするかを操作者が選択すると、バラツキの範囲が設定され、この値（バラツキに関する指標）に基づき、実施の形態１の３σの値に変えて、研削取代目標値、空研削開始位置の目標値を算出するようにすることができる。
【００３９】
実施の形態３によれば、研削取代目標値、空研削開始位置の目標値を制御することができ、研削を含めた加工時間、仕損による損害を考慮した目標値設定ができる効果がある。
【００４０】
実施の形態４．
実施の形態１において、切削工程に設定する研削取代目標値を見直す処理を実行する本数の間隔ｎ（ｎ：０以上の整数）を指定したが、これは任意のタイミングかつ任意の範囲で実行することができる。実施の形態４は、これについてのものである。
実施の形態４では、例えば、図８に示すように、過去の振れ値を時系列に表示し、外径と振れの抽出範囲を選択できるようにした。
【００４１】
図８は、この発明の実施の形態４による製造システムの統計解析範囲指定画面を示す図で、表示部８に表示される。
図８において、縦軸は外径または振れ、横軸は計測時刻順（時系列）またはデータ順（右が最新データ）である。グラフにおける太い縦線は統計解析の範囲指定を示している。
【００４２】
次に、図８を用いて、研削取代目標値演算部７の図２のステップ２１１の研削取代目標値を求める際に、統計解析（平均、標準偏差を求める）する計測データの範囲を設定することについて説明する。
操作者は、表示画面上で図８のグラフを見ながら、時系列に並べられたデータから、統計解析をする範囲を選択できる。特にロットが変わった場合、工具を変えた場合等には、外径または振れが変化することが考えられる。
図８の例では、画面中央より右側では外径が下がり、かつばらつきが少なくなっている。ここで、研削取代目標値演算部７は、統計解析の範囲をマウス、キーなどの入力装置により、時系列のどこからどこまでを対象とするかを選択できるようになっている。
この例では、画面中央右側から右側の一部までが選択され、対応する振れデータが統計解析する対象となるようにしている。
【００４３】
実施の形態４によれば、このように操作者とのインタフェース部を設けることにより、ロットが変わった時点、工具を変えた時点以降の計測データを対象として演算するように構成することによって、状況が変化した時点からのデータに基づき、研削取代目標値を変更することができ、より精度を高めることができる。
【００４４】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  旋盤１号機、２  旋盤２号機、３  研削盤、４  定寸装置、５  外径・振れ演算部、６  外径・振れ記録部、７  研削取代目標値演算部、８  表示部、９  砥石、
１０  砥石台、１１  ワーク、１２  測定子、１３  アンプ、１４  Ａ／Ｄコンバータ、１５  研削制御演算部、１６  ＣＮＣ制御装置（研削装置）、
１７  ＣＮＣ入力部（研削装置）、１８  砥石駆動装置、１９  砥石台送り装置、
２０  変位量記録部、２１  ＣＮＣ入力部（切削装置）、２２  ＣＮＣ制御装置（切削装置）、２３  空研削開始位置演算部
【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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