(57)【要約】【課題】多種多様な加工条件を考慮して最適の研削加工を実行できる研削装置を提供する。【解決手段】静圧空気軸受により回転可能に軸支された回転主軸（７）と、回転主軸（７）に取り付けられた砥石（５）と、砥石（５）により研削加工される加工物（１）を回転可能に保持する加工物回転手段（２）と、砥石（５）の回転数を検出する回転数検出計（８）と、回転数検出計（８）により検出された回転数をもとに、回転主軸（７）の回転数を制御するための回転数制御装置（１０）と、回転主軸（７）および加工物回転手段（２）を制御するための演算制御手段（１３）とを有する。砥石（５）の回転数、砥石（５）による加工物（１）の切込量、砥石（５）または加工物（１）の送り速度、加工物（１）の材質、砥石（５）の種類の条件をもとに、砥石（５）の、加工物（１）に対する最適な研削抵抗を演算する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に軸支された回転主軸（７）と、
回転主軸（７）に取り付けられた砥石（５）と、
砥石（５）により研削加工される加工物（１）を回転可能に保持する加工物回転手段（２）と、
砥石（５）の回転数を検出する回転数検出計（８）と、
回転数検出計（８）により検出された回転数をもとにして、回転主軸（７）の回転数を制御するための回転数制御装置（１０）と、
砥石（５）の回転数、砥石（５）による加工物（１）の切込量、砥石（５）または加工物（１）の送り速度、加工物（１）の材質、砥石（５）の種類の条件をもとにして、加工物（１）に対する砥石（５）の最適な研削抵抗を演算し、回転主軸（７）および加工物回転手段（２）を制御するための演算制御手段（１３）と
を有することを特徴とする研削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、研削装置に関する。例えば、この発明は、高精度に加工物を研削加工する静圧空気軸受式主軸（エアースピンドル）による最適な研削抵抗を実現する研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、エアースピンドルを用いた研削装置において、予め決められた主軸の回転数下限値と、実際に検出された主軸の回転数とを比較し、主軸回転数が回転数下限値以下になれば、主軸が異常であると判定する装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
また、主軸を回転駆動する駆動源の負荷電力の変化を見て所定の値に維持させながら、高精度に研削加工する研削加工方法や加工装置も知られている（特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１４１１７０号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平８−１０８３６４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回転数や負荷電力以外にもさまざまな条件が影響し、砥石の加工物に対する研削抵抗は変化してしまい、最適な研削抵抗で高精度に加工物を研削加工することができなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決手段を例示すると、次のとおりである。
【０００８】
回転可能に軸支された回転主軸（７）と、回転主軸（７）に取り付けられた砥石（５）と、砥石（５）により研削加工される加工物（１）を回転可能に保持する加工物回転手段（２）と、砥石（５）の回転数を検出する回転数検出計（８）と、回転数検出計（８）により検出された回転数をもとに、回転主軸（７）の回転数を制御するための回転数制御装置（１０）と、砥石（５）の回転数、砥石（５）による加工物（１）の切込量、砥石（５）または加工物（１）の送り速度、加工物（１）の材質、砥石（５）の種類の条件をもとにして、加工物（１）に対する砥石（５）の最適な研削抵抗を演算し、回転主軸（７）および加工物回転手段（２）を制御するための演算制御手段（１３）（たとえばＮＣ制御装置）とを有することを特徴とする研削装置。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明による研削装置は、砥石の回転数、砥石による加工物の切込量、砥石または加工物の送り速度、加工物の材質、砥石の種類などの、多種多様な加工条件をもとに、加工物に対する砥石の最適な研削抵抗を演算して求め、その最適な研削抵抗を実現する回転数、切込量、送り速度等のデータで、砥石の回転を制御するように、エアースピンドル（砥石駆動源）や回転を制御する加工物の回転手段などを制御する。
【００１０】
本発明による研削装置においては、エアースピンドルの静圧空気軸受により回転主軸が回転可能に軸支され、その回転主軸に取り付けられた砥石が加工物を研削加工する。そのように砥石により研削加工される加工物を加工物回転手段で回転可能に保持する。砥石の回転数を回転数検出計で検出し、回転数検出計により検出された回転数をもとにして、回転主軸の回転数を回転数制御手段で制御する。さらに、演算制御手段（好ましくはＮＣ制御装置）によって、砥石の回転数、砥石による加工物の切込量、砥石または加工物の送り速度、加工物の材質、砥石の種類などの条件をもとに、砥石の加工物に対する最適な研削抵抗を演算し、回転主軸および加工物回転手段を制御する。
【００１１】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の１つの実施例を説明する。
【００１２】
図１に示すように、加工物１は、ガラス材、金型材あるいはプラスチック材などの円柱材料である。
【００１３】
加工物１は、加工物回転手段２の回転部３の装着部３ａに着脱可能に装着され、回転軸心４を中心にして回転される。
【００１４】
加工機は、そのような加工物１を所望の状態に加工するための砥石５を有する。この砥石５は、好ましくは静圧空気軸受（エアータービン）式のエアースピンドル６の回転主軸７の先端に固定されている。
【００１５】
加工物１を研削する砥石５の回転数は、回転数検出計であるセンサー８で検知される。そのセンサー８からの検知信号は、アンプ９で増幅され、回転数制御装置１０に送られる。回転数制御装置１０は、電空レギュレータ１１を介して、エアースピンドル６に接続されている。コンプレッサー１２は、電圧レギュレータ１１に接続されている。回転数制御装置１０は、コンプレッサー１２から供給されたエアー流量（空気の量）を制御し、エアースピンドル６を制御して、砥石５の回転数を制御する。
【００１６】
演算制御手段たとえばＮＣ制御装置１３は、加工物回転手段２と回転数制御装置１０に電気的に接続されている。そして、ＮＣ制御装置１３からの制御信号によって、加工物回転手段２の回転部３の位置、回転数、送り速度その他を制御する。さらにいえば、砥石５と加工物１の相対位置を所定位置に制御するために砥石５または加工物１の位置決めをしたり、例えば、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の三方向での位置決めをしたりする。
【００１７】
ＮＣ制御装置１３には、砥石５または加工物１の送り速度、砥石５の回転数などの設定値が予め入力されるとともに、回転数制御装置１０からの制御用の砥石回転数のデータ等も入力される。
【００１８】
ＮＣ制御装置１３は、次に説明するように、エアースピンドル６や加工物１の回転を制御する加工物回転手段２などを制御する。
【００１９】
ＮＣ制御装置１３は、予め入力されたデータ（砥石５の回転数、砥石５による加工物１の切込量、砥石５または加工物１の送り速度、加工物１の材質、砥石５の種類などの条件）をもとにして、加工物１に対する砥石５の最適な研削抵抗を演算して求め、その最適な研削抵抗を実現する回転数、切込量、送り速度等のデータで、砥石５の回転を制御する。最適な研削抵抗を求める演算方法は、最小二乗法、実験計画法等の統計学に基づく方法が最適である。
【００２０】
砥石５の回転数は、その径の大きさによって異なるが、１０００ｒｐｍから１０００００ｒｐｍまでが好ましい。砥石５による加工物１の切込量は、加工物１の材質によって異なるが、０．１μｍから５．０μｍまでが好ましい。砥石５または加工物１の送り速度は、０．５ｍｍ／分から５０ｍｍ／分までが好ましい。また、加工物１の材質は、ガラス、金型材、あるいはプラスチックなどである。砥石５の種類としては、ダイヤモンド砥石、ＣＢＮ砥石などがあげられる。
【００２１】
加工物１を支持し回転させる加工物回転手段（加工物駆動源）は、前述のようにＮＣ制御装置１３によって制御される。
【００２２】
加工物１の先端は、例えば非球面の曲面に加工される。
【００２３】
図２に示すように、加工物１と研削砥石５は相対移動して、加工物１は非球面の曲面に研削加工される。
【００２４】
ＮＣ制御装置１３により最適な研削抵抗が求められ、求められた回転数、切込量、送り速度等の条件で高精度に加工物１を研削加工する。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、砥石回転数のモニタリングが可能となる。それによって、加工物１の材質や砥石５の種類による切込量の妥当性を正確に設定判断することができる。その結果、作業性を向上させることができる。
【００２６】
本発明によれば、砥石５の周速を一定にすることが容易である。その場合、加工面の挽き目がきれいになる。その結果、加工物の品質を向上させることができる。
【００２７】
さらに、加工負荷を安定化させることが容易である。その場合、工具寿命を向上させることができる。その結果、作業の経済効率を向上させることができる。
【００２８】
また、加工中の異常感知で加工機を停止させることが容易にできる。その結果、作業の安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施例による研削装置を示す概略説明図である。
【図２】図１に示された研削装置における砥石と加工物との関係の一例を示す。
【符号の説明】
１  加工物
２  加工物回転手段
３  回転部
３ａ  装着部
４  回転軸心
５  砥石
６  エアースピンドル
７  回転主軸
８  回転数計
９  アンプ
１０  回転数制御装置
１１  電空レギュレータ
１２  コンプレッサー
１３  ＮＣ制御装置
【図１】
2004298990.tif 000003
【図２】
2004298990.tif 000004