(57)【要約】      （修正有）【課題】等速条件の自動設定が可能であるとともに、「びびり」や「たたき」の発生を未然に防ぐことができるロータリドレッサを提供する。【解決手段】研削砥石のドレッシング・ツルーイングを行うロータリドレッサにおいて、ドレッシング砥石を回転駆動させる電動モータ６の負荷電流を検出する電流センサ３２を設け、制御装置１０によってドレッシング砥石の回転数を上限値と下限値の間で漸増・漸減させ、該ドレッシング砥石と研削砥石の当接面での周速がほぼ等しくなるときに急増する電動モータの負荷電流を前記電流センサ３２が検出すると、その電流値が第１の判定レベルとそれよりも大きな第２の判定レベルを超えたときはドレッシング砥石の回転数を上限値又は下限値まで急変させ、電流値が第１の判定レベルと第２の判定レベルの中間値を示すときは回転数の漸増・漸減を中止してドレッシング砥石の回転数をそのときの回転数に保持する。【選択図】図２
2008149440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、該電動モータによって回転駆動されるドレッシング砥石と、該ドレッシング砥石の回転数を制御する制御装置を備え、前記ドレッシング砥石を回転駆動しながら、該ドレッシング砥石に対して軸直角方向に回転する研削砥石をドレッシング砥石の表面に当接させつつドレッシング砥石の径方向に往復動させることによって、該研削砥石のドレッシング・ツルーイングを行うロータリドレッサにおいて、
前記電動モータの負荷電流を検出する電流センサを設け、前記制御装置によって前記ドレッシング砥石の回転数を変化させつつ前記電流センサによって前記電動モータの負荷電流を検出し、該電流センサが負荷電流の急増を検出すると、前記ドレッシング砥石の回転数をそのときの回転数に保持するようにしたことを特徴とするロータリドレッサ。
【請求項２】
前記制御装置によって前記ドレッシング砥石の回転数を上限値と下限値の間で漸増・漸減させ、該ドレッシング砥石と前記研削砥石の当接面での周速がほぼ等しくなるときに急増する前記電動モータの負荷電流を前記電流センサが検出すると、その電流値が第１の判定レベルとそれよりも大きな第２の判定レベルを超えたときは前記ドレッシング砥石の回転数を上限値又は下限値まで急変させ、電流値が第１の判定レベルと第２の判定レベルの中間値を示すときは回転数の漸増・漸減を中止して前記ドレッシング砥石の回転数をそのときの回転数に保持するようにしたことを特徴とする請求項１記載のロータリドレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超砥粒ホイール（研削砥石）のツルーイング・ドレッシング（成形・目立て）に使用されるロータリドレッサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
難削材の高精度・高能率研削加工には、ＣＢＮやダイヤモンドの粒子を結合材で固めて
焼成して成る所謂「超砥粒ホイール」と呼ばれる研削砥石が用いられている。この超砥粒ホイールのツルーイング・ドレッシングには、ブレーキツルーイングやダイヤモンド単石ドレッサ、ロータリドレッサ等が使用されているが、ＣＢＮやダイヤモンドよりも相対硬度が格段に高い素材は現存しないため、ツルーイング・ドレッシングに際しては特別な技術が要求される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ドレッシング砥石としてＧＣ砥石やＷＡ砥石を用いた縦型構造のロータリドレッサを等速条件で駆動する方法が精度、作業時間、経済性において最も優れているとの開示がなされている。ここで、特許文献１に開示されている方法を図６に基づいて概説すると以下の（１），（２）の通りである。
（１）超砥粒ホイール１の外周面の周速Ｖがドレッシング砥石２の側面の中間部周速Ｖｒにほぼ等しくなるように回転数を調整する。
（２）超砥粒ホイール１をドレッシング砥石２の半径方向に往復動させる。
【０００４】
次に、上記方法を市販されている製品に即して図７及び図８（ａ）〜（ｃ）を用いて更に詳しく説明する。
【０００５】
図７は従来のロータリドレッサの使用形態を示す断面図、図８（ａ）〜（ｃ）は従来のロータリドレッサの動作説明図であり、カップ形のドレッシング砥石２は台金３に接着されており、このドレッシング砥石２には少量の研削液が注水される。このドレッシング砥石２に入った研削液は、ドレッシング砥石２の回転に伴う遠心力によってドレッシング砥石２の表面を伝って外部に排出される。超砥粒ホイール１をドレッシング砥石２の後端にて適度の切込み深さになるように高さを調整した後、超砥粒ホイール１を後ろから前に向かってドレッシング砥石２の半径方向に移動させる。
【０００６】
超砥粒ホイール１及びドレッシング砥石２とこれらを保持するシャフトには外力によるミクロンオーダの変形は容易に発生するため、設定した切込み深さ通りの切込みは行われない。このため、結果として超砥粒ホイール１及びドレッシング砥石２に対して法線方向の荷重と接線方向の荷重（回転方向の荷重と送り方向の荷重）が働くことになる。相対速度が一定量以上あれば接線方向の荷重により砥粒に剪断力が働くために削ることができ、法線方向の荷重は著しく減少する。
【０００７】
ドレッシング砥石２の側面の中間部（等速域）よりも外側の領域では、ドレッシング砥石２の側面の周速Ｖｒが超砥粒ホイール１の外周面の周速Ｖよりも大きく（Ｖｒ＞Ｖ）、周速比Ｖｒ／Ｖ＞1となって、図８（ｃ）に示すダウンカットの状態になる。この状態においては、少量の研削液と遊離砥粒が混ざり合ってスラリー状になったものを巻き込みながら、超砥粒ホイール１がドレッシング砥石（ＷＡ砥石、ＧＣ砥石）２を削る。このとき、周速ＶとＶｒに差があるために砥粒に剪断力が働き、砥粒の硬度差によりドレッシング砥石２の砥粒が削られると同時に、超砥粒ホイール１及びドレッシング砥石２の結合材も削り落とされる。従って、図８（ｃ）に示すダウンカットの状態にあっては、ドレッシング（目立て）はされるが、ツルーイング（成形）は殆どなされない。
【０００８】
ドレッシング砥石２の側面の中間部（等速域）の領域では、周速比Ｖｒ／Ｖ＝１であり、
図８（ｂ）に示すクラッシュの状態になる。なぜならば、この状態においては周速ＶとＶｒに差が無いため、砥粒に働く剪断力は僅かで圧縮力が支配的となるからである。この状態においては、少量の研削液と遊離砥粒が混ざり合ってスラリー状になったものを巻き込みながら、超砥粒ホイール１とドレッシング砥石（ＷＡ砥石、ＧＣ砥石）２が大きな力で潰し合いを行う。この力により超砥粒が破壊や脱落を起こし、効果的なツルーイング（成形）が行われる。
【０００９】
ドレッシング砥石２の側面の中間部（等速域）よりも内側の領域では、ドレッシング砥石２の側面の周速Ｖｒが超砥粒ホイール１の外周面の周速Ｖよりも小さく（Ｖｒ＜Ｖ）、周速比Ｖｒ／Ｖ＞１となるため、図８（ａ）に示すアップカットの状態になる。この状態においては、少量の研削液と遊離砥粒が混ざり合ってスラリー状になったものを巻き込みながら、超砥粒ホイール１がドレッシング砥石（ＷＡ砥石、ＧＣ砥石）２を削る。このとき、周速ＶとＶｒに差があるため、砥粒に剪断力が働き、砥粒の硬度差によりドレッシング砥石２の砥粒が削られると同時に、超砥粒ホイール１及びドレッシング砥石２の結合材も削り落とされる。従って、図８（ａ）に示すアップカットの状態にあっても、ドレッシング（目立て）はなされるが、ツルーイング（成形）は殆どなされない。
【００１０】
図８（ａ）に示すアップカットの状態と図８（ｃ）に示すダウンカットの状態の違いは、相対速度ベクトルの方向が１８０度異なることである。又、手前から奥に超砥粒ホイール１を送る場合と奥から手前に送る場合とでは、相対速度ベクトルは９０度異なる。従って、超砥粒ホイール１をドレッシング砥石２の半径方向に往復動させることにより、相対速度ベクトルは超砥粒の移動方向にほぼ平行な方向から直角の方向の間で変化することになる。これにより超砥粒の周り結合材は全周に亘って削り落とされ、効果的なドレッシングが行われる。
【特許文献１】特公平４−０１３０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上のように、縦型ロータリドレッサを用いれば超砥粒ホイールのツルーイング・ドレッシングが効果的に行われる筈であるが、現場サイドでは使いにくいとして敬遠する向きもある。その理由としては、
（１）周速を等速に調整するのが難しい。音で確認することも経験が必要である。電卓を使って周速を計算するのは面倒である。
（２）切込み深さ、往復動の送りスピード、研削液の量、超砥粒ホイールの表面状態により設定によっては大きな「びびり」や「たたき」が発生する。場合によってはドレッシング砥石２が割れて飛散することもある。
等が挙げられる。
【００１２】
（１）については、ドレッシング砥石２の側面幅の中間部で等速にする操作が厳密でなければならないという思い込みが作用していると考えられる。（２）については、音や振動が大きいために周囲の人間を驚かせてしまうという面もある。
【００１３】
図５は等速域を通過するときのモータの負荷電流とドレッシング砥石２の側面の周速Ｖｒ及び超砥粒ホイール１の外周面の周速Ｖの速度比Ｖｒ／Ｖの関係を示している。
【００１４】
等速点付近では、大きな法線方向の荷重により軸が変形し、軸受等の摩擦力が増大してモータの負荷が大きくなる。その結果、モータの回転数が低下して負荷電流が増加する。
【００１５】
等速域を外れると負荷電流は無負荷電流とほぼ等しくなる。このことは、相対速度が一定量以上あれば、超砥粒に働く剪断力が小さくてもドレッシング砥石（ＷＡ砥石、ＧＣ砥石）２を削ることが可能であり、等速域を外れるとツルーイングは行われないことを意味する。
【００１６】
等速域においては「びびり」や「たたき」が発生するが、これを適度に抑える必要がある。切込み深さが大きい場合、研削液が少なく遊離砥粒の巻き込み量が大きいと、往復動の速度が大きい場合等には大きな「びびり」や「たたき」が発生して負荷電流も急増する。
【００１７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、等速条件の自動設定が可能であるとともに、「びびり」や「たたき」の発生を未然に防ぐことができるロータリドレッサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、電動モータと、該電動モータによって回転駆動されるドレッシング砥石と、該ドレッシング砥石の回転数を制御する制御装置を備え、前記ドレッシング砥石を回転駆動しながら、該ドレッシング砥石に対して軸直角方向に回転する研削砥石をドレッシング砥石の表面に当接させつつドレッシング砥石の径方向に往復動させることによって、該研削砥石のドレッシング・ツルーイングを行うロータリドレッサにおいて、
前記電動モータの負荷電流を検出する電流センサを設け、前記制御装置によって前記ドレッシング砥石の回転数を変化させつつ前記電流センサによって前記電動モータの負荷電流を検出し、該電流センサが負荷電流の急増を検出すると、前記ドレッシング砥石の回転数をそのときの回転数に保持するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御装置によって前記ドレッシング砥石の回転数を上限値と下限値の間で漸増・漸減させ、該ドレッシング砥石と前記研削砥石の当接面での周速がほぼ等しくなるときに急増する前記電動モータの負荷電流を前記電流センサが検出すると、その電流値が第１の判定レベルとそれよりも大きな第２の判定レベルを超えたときは前記ドレッシング砥石の回転数を上限値又は下限値まで急変させ、電流値が第１の判定レベルと第２の判定レベルの中間値を示すときは回転数の漸増・漸減を中止して前記ドレッシング砥石の回転数をそのときの回転数に保持するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ドレッシング砥石と研削砥石の当接面での周速がほぼ等しくなるときに急増する電動モータの負荷電流を電流センサによって検出し、その電流値が第１の判定レベルと第２の判定レベルの中間値を示すとき、つまり、該ドレッシング砥石と研削砥石の当接面での周速がほぼ等しくなるときには、回転数の漸増・漸減を中止してドレッシング砥石の回転数をそのときの回転数に保持するようにしたため、等速条件の自動設定が可能となる。
【００２１】
又、電流センサによって検出された電流値が第１の判定レベルとそれよりも大きな第２の判定レベルを超えたとき、つまり、過大な「びびり」や「たたき」が発生したときには、ドレッシング砥石の回転数を上限値又は下限値まで急変させるようにしたため、「びびり」や「たたき」の発生を未然に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は本発明に係るロータリドレッサの基本構成図、図２は同ロータリドレッサの制御装置の機能ブロック図、図３は電流波形説明図、図４は制御の流れを示すフローチャートである。
【００２４】
図１に示す縦型ロータリドレッサ１００は、金属ハウジングを有する三相誘導モータ６を備えており、この三相誘導モータ６の回転軸８には回転台５が連結されている。この回転台５は、軸受７によって回転可能に支持されており、軸受７によって回転軸方向と回転半径方向の動きが封殺されている。
【００２５】
上記回転台５上には、台金３がネジ４によって固定されており、この台金３上にはドレッシング砥石２が接着されている。従って、三相誘導モータ６が起動されると、その回転軸８によって回転台５及びこれに固定されたドレッシング砥石２が所定の速度で回転駆動される。
【００２６】
又、図１において、１０は制御装置であって、この制御装置１０と三相誘導モータ６とはコード９で接続されており、制御装置１０と不図示の電源とはコード１１で接続されている。
【００２７】
上記制御装置１０の外面には、三相誘導モータ６を起動するためのＯＮボタン２０、停止用のＯＦＦボタン２１、正転・逆転を切り替える「正／逆」ボタン２２、等速回転数自動設定用の「自動」ボタン２３、等速回転数マニュアル設定用の「マニュアル」ボタン２４、マニュアル設定時に回転数を増加させる「増速」ボタン２５と減速させる「減速」ボタン２６が設置されている。
【００２８】
図２に示すように、制御装置１０には三相誘導モータ６を駆動するインバータ３０と電流センサ３２及び回転数設定回路３１が内蔵されており、電流センサ３２の出力により回転数設定回路３１に収められている制御プログラムにて適宜の回転数制御が行われる。
【００２９】
図３は適当な切込み深さ設定後に超砥粒ホイール１をドレッシング砥石２の半径方向に往復動させてドレッシングを行ったときのドレッシング砥石２の回転数Ｎｒとモータ６の負荷電流Ｉの時間変化を示したものである。前提条件として、超砥粒ホイール１の回転数は、ドレッシング砥石２の回転数の下限回転数から上限回転数の範囲内で等速となることが可能な任意の回転数に設定されているものとする。電流Ｉｄは等速になったことを判定する電流レベル、電流Ｉｈは「びびり」や「たたき」が大き過ぎることを判定する電流レベルである。
【００３０】
ドレッシング砥石２の回転数Ｎｒは下限回転数Ｎｒ（ＭＩＮ）＝５００／ｍｉｎから上限回転数Ｎｒ（ＭＡＸ）＝２５００／ｍｉｎまでの間をΔＮ＝１００／ｍｉｎ刻みで漸増・漸減を一定時間（５秒）間隔で繰り返す。ドレッシング砥石２の側面幅の中間点の周速が超砥粒ホイール１の端面の周速と一致する回転数はＮｒ＝１６００／ｍｉｎである。ドレッシング砥石２の回転数Ｎｒが図３の（ａ），（ｂ）のときは等速にならないため、電流Ｉは殆ど変化しない。図３の（ｃ）のときは等速になるために電流Ｉが急増する。
【００３１】
又、図３に示す（イ），（ロ）のときは「びびり」や「たたき」が軽度であるが、（ハ）の場合は「びびり」や「たたき」が大き過ぎる。（イ）で電流Ｉが等速判定レベルＩｄを超えた後はドレッシング砥石２の回転数Ｎｒの更新は行われない。（ハ）で電流Ｉがびびり判定レベルＩｈを超えると、回転数ＮｒをＮｒ（ＭＩＮ）まで落として即座に等速離脱を図る。尚、図３はドレッシング砥石２の回転数Ｎｒが漸増しながら等速に固定される例を示すが、漸減する場合も同様である。
【００３２】
次に、回転数設定回路３１に収められている制御プログラムにて実行される等速自動設定及び「びびり」回避の制御の流れを図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３３】
ステップ１において、等速設定の「自動」ボタン２３が押されたか否かの判定がなされ、押されていない場合（判定結果がＮＯの場合）は「自動」ボタン２３が押されるのを待ち続ける。等速設定の「自動」ボタン２３が押されると（判定結果がＹＥＳの場合）、処理はステップ２に進み、回転数Ｎｒを下限回転数Ｎｒ（ＭＩＮ）に設定して（Ｎｒ＝Ｎｒ（ＭＩＮ））ステップ３に進む。
【００３４】
ステップ３においては、モータ電流Ｉが等速判定レベルＩｄを超えたか否か（Ｉ＞Ｉｄ？）が判定され、モータ電流Ｉが等速判定レベルＩｄを超えると（判定結果がＹＥＳの場合）、ステップ４に進んでモータ電流Ｉが「びびり」判定レベルＩｈを超えたか否か（Ｉ＞Ｉｈ？）が判定される。モータ電流Ｉが「びびり」判定レベルＩｈを超えると(判定結果がＹＥＳの場合)、過大な「びびり」や「たたき」が発生したと判断して回転数Ｎｒを下限回転数Ｎｒ（ＭＩＮ）まで下げて等速回避を図る（ステップ２）。ステップ４での判定結果がＮＯである場合には、適切な等速回転数であると判断してこの回転数Ｎｒを維持し続ける。
【００３５】
又、ステップ３において、モータ電流Ｉが等速判定レベルＩｄ以下である場合（判定結果がＮＯである場合）はステップ５に進み、一定時間（５秒）経過したかどうかを判定する。一定時間（５秒）が経過すると（判定結果がＹＥＳの場合）はステップ６に進み、回転数ＮｒをΔＮ＝１００／ｍｉｎ=増加させ（Ｎｒ＝Ｎｒ＋ΔＮ）、一定時間（５秒）が経過しない間（判定結果がＮＯである間）はステップ３に戻る。即ち、５秒間に１回の割合で回転数ＮｒをΔＮ＝１００／ｍｉｎずつ増加させる。
【００３６】
ステップ６の次にステップ７に進み、増加させた回転数Ｎｒが上限回転数Ｎｒ（ＭＡＸ）を超えたか否かを判定する（Ｎｒ＞Ｎｒ（ＭＡＸ）？）。回転数Ｎｒが上限回転数Ｎｒ（ＭＡＸ）に達していない場合（判定結果がＮＯである場合）には、ステップ３に戻って繰り返し動作を行う。回転数Ｎｒが上限回転数Ｎｒ（ＭＡＸ）に達した場合（判定結果がＹＥＳである場合）には、ステップ８に進み、回転数Ｎｒを上限回転数Ｎｒ（ＭＡＸ）に設定して（Ｎｒ＝Ｎｒ（ＭＡＸ））ステップ９に進む。
【００３７】
ステップ９においては、モータ電流Ｉが等速判定レベルＩｄを超えたか否か（Ｉ＞Ｉｄ？）が判定され、モータ電流Ｉが等速判定レベルＩｄを超えた場合（判定結果がＹＥＳの場合）には、ステップ１０に進んでモータ電流Ｉが「びびり」判定レベルＩｈを超えたか否か（Ｉ＞Ｉｈ？）を判定する。モータ電流Ｉが「びびり」判定レベルＩｈを超えた場合（判定結果がＹＥＳの場合）には、過大な「びびり」や「たたき」が発生しと判断し、回転数Ｎｒを上限回転数Ｎｒ（ＭＡＸ）まで上げて等速回避を図る(ステップ８)。モータ電流Ｉが「びびり」判定レベルＩｈに達していない場合（ステップ１０での判定結果がＮＯの場合）には、適切な等速回転数であると判断してこの回転数Ｎｒを維持し続ける。
【００３８】
又、ステップ９において、モータ電流Ｉが等速判定レベルＩｄ以下である場合（判定結果がＮＯである場合）はステップ１１に進み、一定時間（５秒）経過したか否かを判定する。一定時間（５秒）が経過すると（判定結果がＹＥＳの場合）ステップ１２に進み、回転数ＮｒをΔＮ＝１００／ｍｉｎ減少させ（Ｎｒ＝Ｎｒ−ΔＮ）、一定時間（５秒）経過していない間(判定結果がＮＯである間)はステップ９に戻る。即ち、５秒間に１回の割合で回転数ＮｒをΔＮ＝１００／ｍｉｎずつ減少させる。
【００３９】
そして、ステップ１２の次にステップ１３に進み、減少させた回転数Ｎｒが下限回転数Ｎｒ（ＭＩＮ）を下回った否か（Ｎｒ＜Ｎｒ（ＭＩＮ）？）を判定する。回転数Ｎｒが下限回転数Ｎｒ（ＭＩＮ）に達していない場合（判定結果がＮＯの場合）はステップ９に戻って繰り返し動作をする。回転数Ｎｒが下限回転数Ｎｒ（ＭＩＮ）に達した場合（判定結果がＹＥＳの場合）には、ステップ２に戻り、回転数Ｎｒを下限回転数Ｎｒ（ＭＩＮ）に設定して（Ｎｒ＝Ｎｒ（ＭＩＮ））同じ動作を繰り返す。
【００４０】
以上の制御において「びびり」を回避をするのにステップ４では回転数Ｎｒを下限回転数Ｎｒ（ＭＩＮ）に設定し、ステップ１０では回転数Ｎｒを上限回転数Ｎｒ（ＭＡＸ）に設定するのは、等速域を強引に通過するのを避けるためである。
【００４１】
以上のように、本実施の形態では、負荷電流Ｉの大きさによってドレッシング砥石２の回転数Ｎｒを適切に設定するようにしたため、等速条件の自動設定が可能となるとともに、「びびり」や「たたき」の発生を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係るロータリドレッサの基本構成図である。
【図２】本発明に係るロータリドレッサの機能ブロック図である。
【図３】本発明に係るロータリドレッサの電流波形説明図である。
【図４】本発明に係るロータリドレッサの制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】従来のロータリドレッサの動作説明図である。
【図６】従来のロータリドレッサの使用形態を示す斜視図である。
【図７】従来のロータリドレッサの使用形態を示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は従来のロータリドレッサの動作説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１        超砥粒ホイール
２        ドレッシング砥石
３        台金
４        ネジ
５        回転台
６        三相誘導モータ
７        軸受
８        回転軸
９        コード
１０      制御装置
１１      コード
２０      ＯＮボタン
２１      ＯＦＦボタン
２２      「正／逆」ボタン
２３      「自動」ボタン
２４      「マニュアル」ボタン
２５      「増速」ボタン
２６      「減速」ボタン
３０      インバータ
３１      回転数設定回路
３２      電流センサ
１００    縦型ロータリドレッサ
【図１】
2008149440.tif 000003
【図２】
2008149440.tif 000004
【図３】
2008149440.tif 000005
【図４】
2008149440.tif 000006
【図５】
2008149440.tif 000007
【図６】
2008149440.tif 000008
【図７】
2008149440.tif 000009
【図８】
2008149440.tif 000010