(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物を工作物回転軸回りに回転させ、
前記工作物回転軸に平行な砥石回転軸回りに略円筒状の砥石を回転させ、
前記工作物回転軸に直交する方向に沿って前記工作物に対して前記砥石を相対的に移動させて、あるいは前記工作物回転軸に平行な方向に沿って前記工作物に対して前記砥石を相対的に移動させて、前記砥石における円筒面または前記砥石回転軸に直交する端面にて前記工作物を研削する、工作物の研削方法において、
前記工作物の回転速度がランダムに且つ小刻みに変更されるように、前記工作物を回転させる工作物回転手段への駆動信号である速度指令信号に、速度ゼロを基準とした複数の周波数成分を含む所定振幅の振動信号を重畳させる、
工作物の研削方法。
【請求項２】
工作物を工作物回転軸回りに回転させ、
前記工作物回転軸に平行な砥石回転軸回りに略円筒状の砥石を回転させ、
前記工作物回転軸に直交する方向に沿って前記工作物に対して前記砥石を相対的に移動させて、あるいは前記工作物回転軸に平行な方向に沿って前記工作物に対して前記砥石を相対的に移動させて、前記砥石における円筒面または前記砥石回転軸に直交する端面にて前記工作物を研削する、工作物の研削方法において、
前記砥石の回転速度がランダムに且つ小刻みに変更されるように、前記砥石を回転させる砥石回転手段への駆動信号である速度指令信号に、速度ゼロを基準とした複数の周波数成分を含む所定振幅の振動信号を重畳させる、
工作物の研削方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の工作物の研削方法であって、
速度ゼロを基準とした複数の周波数成分を含む所定振幅の振動信号は、ホワイトノイズである、
工作物の研削方法。
【請求項４】
工作物を工作物回転軸回りに回転させる工作物回転手段と、
前記工作物回転軸に平行な砥石回転軸回りに略円筒状の砥石を回転させる砥石回転手段と、
前記工作物回転軸に直交する方向に沿って前記工作物に対して前記砥石を相対的に移動させて前記砥石の円筒面にて前記工作物を研削する第１切込み手段、または前記工作物回転軸に平行な方向に沿って前記工作物に対して前記砥石を相対的に移動させて前記砥石における前記砥石回転軸に直交する端面にて前記工作物を研削する第２切込み手段、の少なくとも一方の切込み手段と、
前記工作物回転手段と前記砥石回転手段と前記少なくとも一方の切込み手段の各々に駆動信号を出力する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記工作物回転手段への駆動信号である速度指令信号に、速度ゼロを基準とした複数の周波数成分を含む所定振幅の振動信号を重畳させ、
前記工作物回転手段は、前記制御手段からの駆動信号に重畳されている前記振動信号に基づいて、回転速度をランダムに且つ小刻みに変更しながら前記工作物を回転させる、
加工装置。
【請求項５】
工作物を工作物回転軸回りに回転させる工作物回転手段と、
前記工作物回転軸に平行な砥石回転軸回りに略円筒状の砥石を回転させる砥石回転手段と、
前記工作物回転軸に直交する方向に沿って前記工作物に対して前記砥石を相対的に移動させて前記砥石の円筒面にて前記工作物を研削する第１切込み手段、または前記工作物回転軸に平行な方向に沿って前記工作物に対して前記砥石を相対的に移動させて前記砥石における前記砥石回転軸に直交する端面にて前記工作物を研削する第２切込み手段、の少なくとも一方の切込み手段と、
前記工作物回転手段と前記砥石回転手段と前記少なくとも一方の切込み手段の各々に駆動信号を出力する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記砥石回転手段への駆動信号である速度指令信号に、速度ゼロを基準とした複数の周波数成分を含む所定振幅の振動信号を重畳させ、
前記砥石回転手段は、前記制御手段からの駆動信号に重畳されている前記振動信号に基づいて、回転速度をランダムに且つ小刻みに変更しながら前記砥石を回転させる、
加工装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の加工装置であって、
速度ゼロを基準とした複数の周波数成分を含む所定振幅の振動信号は、ホワイトノイズである、
加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削時のびびり振動を抑制することができる工作物の研削方法及び加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば図１及び図２に示す加工装置を用いて、ワークＷ（工作物）を工作物回転軸（Ｃ軸）回りに回転させ、工作物回転軸に平行な砥石回転軸回りに略円筒状の砥石３０を回転させ、加工を行っている。
加工の際には、図４（Ｂ）に示すように工作物回転軸に直交する方向に沿ってワークＷに対して砥石３０を相対的に進退移動させて砥石３０の円筒面３０ＥでワークＷの円筒面ＷＥを研削または研磨している。なお、以降の説明では、「研削」は研削と研磨を含むものとする。
ここで、図１において、工作物回転軸（Ｃ軸）回りにワークＷを回転させる主軸モータ２１、Ｃ軸に直交するＸ軸に沿って砥石３０をワークＷに対して相対的に進退移動させる砥石テーブル駆動モータ２２、砥石３０を砥石回転軸回りに回転させる砥石回転駆動モータ２４、Ｃ軸に平行なＺ軸方向に沿ってワークＷを砥石３０に対して相対的にスライド移動させる主軸テーブル駆動モータ２３は、数値制御装置４０（制御手段）からの駆動信号によって駆動する（詳細は後述する）。
【０００３】
ここで、例えば図１及び図２に示す加工装置を用いて、図４（Ｂ）に示すようにワークＷを研削加工した場合、図４（Ｃ）に示すように、仕上げ研削面（円筒面ＷＥ）に一定間隔の凹凸が形成されてしまい、縞状模様ＢＭ（いわゆるびびりマーク）が残る場合がある。
ワークＷの円筒面ＷＥに縞状模様ＢＭが残る原因としては、図４（Ａ）に示すようにワークＷを工作物回転軸（Ｃ軸）回りに回転させながら、砥石回転軸回りに回転する砥石３０を切込んで研削する際、砥石３０のアンバランス等による振動によって砥石３０のＸ軸方向の位置の偏差（目標位置と実際の位置との差）が周期的に発生して、砥石回転軸とワーク中心とのＸ軸方向の距離（心間距離）の周期的な変化が発生し、この心間距離変化の周波数とＣ軸の回転数の相関が整数倍比となった場合に発生すると考えられる。
なお、この縞状模様ＢＭは、熟練作業者でなければ肉眼で判断できないくらい微細な場合もある。仕上げ研削して完成したワークＷに縞状模様ＢＭが形成されてしまっていることに気づかずに当該ワークＷを製品等に組み込んでしまうと、異音や振動が発生する場合があるため、たとえ肉眼で判断できなくても縞状模様ＢＭが形成されているのは好ましくない。
また同様に、図５に示すように、ワークＷに対して工作物回転軸に平行な方向に砥石３０を相対的に移動させて、ワークＷの端面ＷＴ（工作物回転軸に直交する面）を、砥石３０の端面３０Ｔ（砥石回転軸に直交する面）で研削する場合も、ワークＷの端面ＷＴに縞状模様ＢＭが形成される場合がある。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載された従来技術では、振動検出器（振動センサ）と周波数分析器（ＦＦＴアナライザ）を加工装置に取り付け、研削中の振動周波数と振幅をモニタし、びびり振動の発生を検出し、砥石の回転速度や工作物の回転速度等の運転条件の変更を、びびり振動が抑制されるまで繰り返す、びびり振動抑制方法が提案されている。
【特許文献１】特開平８−１７４３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された従来技術では、工作物毎及び砥石毎、更にワークＷの回転速度（Ｃ軸の回転速度）、砥石の回転速度、砥石の送り速度等、種々の運転条件毎に周波数分析器を用いてびびり振動を検出し、びびり振動が発生しない運転条件を確認する必要があるため、非常に手間がかかる。
また、びびり振動を検出した際に、ワークＷの回転速度（Ｃ軸の回転速度）、砥石の回転速度、砥石の送り速度のいずれかを変更する場合、特許文献１にも記載されているように、通常、速度を遅くする方向に変更するため、サイクルタイムが長くなり、加工効率が低下する。また、これらの速度のいずれかを変更した場合は、加工精度や加工面品位に影響を与える可能性もある。
また、砥石を回転させる砥石回転駆動モータには、回転数が一定となる三相モータが用いられる場合があり、三相モータが用いられている場合には砥石の回転速度を変更することができない。この場合、砥石の回転速度を変更するためには、砥石回転駆動モータを、回転速度が変更可能なインバータモータ等と交換する必要があり、砥石回転駆動モータの交換の手間と費用がかかる。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、加工効率や加工精度に影響を与えることなく、比較的容易にびびり振動の発生を抑制することができる工作物の研削方法及び加工装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの工作物の研削方法である。
請求項１に記載の工作物の研削方法は、工作物を工作物回転軸回りに回転させ、前記工作物回転軸に平行な砥石回転軸回りに略円筒状の砥石を回転させ、前記工作物回転軸に直交する方向に沿って前記工作物に対して前記砥石を相対的に移動させて、あるいは前記工作物回転軸に平行な方向に沿って前記工作物に対して前記砥石を相対的に移動させて、前記砥石における円筒面または前記砥石回転軸に直交する端面にて前記工作物を研削する、工作物の研削方法において、前記工作物の回転速度がランダムに且つ小刻みに変更されるように、前記工作物を回転させる工作物回転手段への駆動信号である速度指令信号に、速度ゼロを基準とした複数の周波数成分を含む所定振幅の振動信号を重畳させる、工作物の研削方法である。
【０００７】
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの工作物の研削方法である。
請求項２に記載の工作物の研削方法は、工作物を工作物回転軸回りに回転させ、前記工作物回転軸に平行な砥石回転軸回りに略円筒状の砥石を回転させ、前記工作物回転軸に直交する方向に沿って前記工作物に対して前記砥石を相対的に移動させて、あるいは前記工作物回転軸に平行な方向に沿って前記工作物に対して前記砥石を相対的に移動させて、前記砥石における円筒面または前記砥石回転軸に直交する端面にて前記工作物を研削する、工作物の研削方法において、前記砥石の回転速度がランダムに且つ小刻みに変更されるように、前記砥石を回転させる砥石回転手段への駆動信号である速度指令信号に、速度ゼロを基準とした複数の周波数成分を含む所定振幅の振動信号を重畳させる、工作物の研削方法である。
【０００８】
また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの工作物の研削方法である。
請求項３に記載の工作物の研削方法は、請求項１または２に記載の工作物の研削方法であって、速度ゼロを基準とした複数の周波数成分を含む所定振幅の振動信号はホワイトノイズである、工作物の研削方法である。
【０００９】
また、本実施の形態に記載の工作物の研削方法では、前記振動信号を重畳させる駆動信号は、速度指令信号である。
【００１０】
また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの加工装置である。
請求項４に記載の加工装置は、工作物を工作物回転軸回りに回転させる工作物回転手段と、前記工作物回転軸に平行な砥石回転軸回りに略円筒状の砥石を回転させる砥石回転手段と、前記工作物回転軸に直交する方向に沿って前記工作物に対して前記砥石を相対的に移動させて前記砥石の円筒面にて前記工作物を研削する第１切込み手段、または前記工作物回転軸に平行な方向に沿って前記工作物に対して前記砥石を相対的に移動させて前記砥石における前記砥石回転軸に直交する端面にて前記工作物を研削する第２切込み手段、の少なくとも一方の切込み手段と、前記工作物回転手段と前記砥石回転手段と前記少なくとも一方の切込み手段の各々に駆動信号を出力する制御手段とを備える。
そして、前記制御手段は、前記工作物回転手段への駆動信号である速度指令信号に、速度ゼロを基準とした複数の周波数成分を含む所定振幅の振動信号を重畳させ、前記工作物回転手段は、前記制御手段からの駆動信号に重畳されている前記振動信号に基づいて、回転速度をランダムに且つ小刻みに変更しながら前記工作物を回転させる。
【００１１】
また、本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの加工装置である。
請求項５に記載の加工装置は、工作物を工作物回転軸回りに回転させる工作物回転手段と、前記工作物回転軸に平行な砥石回転軸回りに略円筒状の砥石を回転させる砥石回転手段と、前記工作物回転軸に直交する方向に沿って前記工作物に対して前記砥石を相対的に移動させて前記砥石の円筒面にて前記工作物を研削する第１切込み手段、または前記工作物回転軸に平行な方向に沿って前記工作物に対して前記砥石を相対的に移動させて前記砥石における前記砥石回転軸に直交する端面にて前記工作物を研削する第２切込み手段、の少なくとも一方の切込み手段と、前記工作物回転手段と前記砥石回転手段と前記少なくとも一方の切込み手段の各々に駆動信号を出力する制御手段とを備える。
そして、前記制御手段は、前記砥石回転手段への駆動信号である速度指令信号に、速度ゼロを基準とした複数の周波数成分を含む所定振幅の振動信号を重畳させ、前記砥石回転手段は、前記制御手段からの駆動信号に重畳されている前記振動信号に基づいて、回転速度をランダムに且つ小刻みに変更しながら前記砥石を回転させる。
【００１２】
また、本発明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりの加工装置である。
請求項６に記載の加工装置は、請求項４または５に記載の加工装置であって、速度ゼロを基準とした複数の周波数成分を含む所定振幅の振動信号は、ホワイトノイズである。
【００１３】
また、本実施の形態に記載の加工装置では、前記振動信号を重畳させる駆動信号は、速度指令信号である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の工作物の研削方法、または請求項４に記載の加工装置では、工作物回転手段への駆動信号に複数の周波数成分を含む振動信号を重畳させて工作物の回転速度をランダムに小刻みに変更する（工作物の回転方向に微小振動を与える）。これにより、周期的に発生する砥石３０の位置の変化（前述した心間距離の周期的な変化であり、Ｘ軸方向の変化とＺ軸方向の変化がある）に対し、この心間距離変化の周波数とＣ軸の回転数の相関が整数倍比とならないようにすることができるため、砥石のアンバランス等に起因するワーク表面の凹凸を減少させることによって、縞状模様ＢＭの発生を抑制することができる。なお、種々の周波数成分を含む振動信号は、数値制御装置にて比較的容易に発生させることができる。
また、工作物の回転速度をランダムに小刻みに変更するため、周期的に発生する砥石３０のびびり振動（共振）そのものを抑制することも期待できる。
これにより、工作物毎や砥石毎、更に運転条件毎に、びびり振動の測定と運転条件の変更を行う必要がない。
また、重畳する振動信号の周波数成分や振幅を適切に設定することで、加工効率や加工精度に影響を与えることなく、びびり振動の発生を抑制することができる。
また、砥石の回転速度を特に変更する必要がないため、回転数が一定となる三相モータが砥石回転駆動モータとして用いられていても、回転速度が変更可能なインバータモータ等と交換する必要がない。
【００１５】
また、請求項２に記載の工作物の研削方法、または請求項５に記載の加工装置では、工作物の回転速度をランダムに小刻みに変更する請求項１または請求項４に対して、砥石の回転速度をランダムに小刻みに変更する（砥石の回転方向に微小振動を与える）。これにより、上記心間距離変化（Ｘ軸方向の変化とＺ軸方向の変化がある）の周波数とＣ軸の回転数の相関が整数倍比とならないようにすることができるため、砥石のアンバランス等に起因するワーク表面の凹凸を減少させることによって、縞状模様ＢＭの発生を抑制することができる。
そして、請求項１と同様に、種々の周波数成分を含む振動信号は数値制御装置にて比較的容易に発生させることが可能であり、工作物毎や砥石毎、更に運転条件毎に、びびり振動の測定と運転条件の変更を行う必要がなく、重畳する振動信号の振幅を適切に設定することで、加工効率や加工精度に影響を与えることなく、びびり振動の発生を抑制することができる。
また、砥石の回転速度をランダムに小刻みに変更するため、周期的に発生する砥石３０のびびり振動（共振）そのものを直接的に抑制することも期待できる。
【００１６】
また、請求項３に記載の工作物の研削方法、または請求項６に記載の加工装置では、複数の周波数成分を含む振動信号として、ホワイトノイズを用いる。ホワイトノイズはあらゆる種類の周波数成分を含んでいるので、あらゆる種類のワークＷや砥石３０や運転条件に対応できる。
【００１７】
また、本実施の形態に記載の工作物の研削方法、または本実施の形態に記載の加工装置では、速度指令信号に振動信号を重畳させることで、工作物の回転速度、または砥石の回転速度を適切に小刻みに変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の工作物の研削方法を適用した、加工装置１（研削盤）の一実施の形態における構成の例の平面図を示している。また、図２は、図１におけるＡ方向から見た加工装置１の側面図（数値制御装置４０、心押し台２１Ｔ等は省略している）の例を示している。
【００１９】
●［加工装置１の構成（図１、図２）］
加工装置１は、ベース２と主軸テーブルＴＢ１と、砥石テーブルＴＢ２と、数値制御装置４０（制御手段に相当）とを備えている。
砥石テーブルＴＢ２には、略円筒状の砥石３０を備えている。砥石３０は、砥石テーブルＴＢ２に載置された砥石回転駆動モータ２４（砥石回転駆動装置であり、砥石回転手段に相当）により、Ｚ軸に平行な砥石回転軸を中心に回転する。なお、Ｚ軸は、ワークＷ（工作物に相当）の回転軸（工作物回転軸に相当）であるＣ軸に平行な軸であり、後述する送りネジ２３ＢがＺ軸である。
また、クーラントノズル７０は、ワークＷの被加工部と砥石３０の冷却と潤滑を行うためのクーラント（冷却油等の流体）を吐出するノズルである。クーラントは、数値制御装置４０から制御されるクーラント供給ポンプ７４によりクーラントノズル７０に供給されて吐出される。なお、クーラントの吐出量は、数値制御装置４０から制御される流量調節バルブ７２にて調節される。
また、主軸モータ２１（Ｃ軸駆動装置であり、工作物回転手段に相当）は、ワークＷを支持してワークＷをＣ軸回りに回転させる。
また、砥石テーブルＴＢ２は、ベース２に設けられた砥石テーブル駆動モータ２２（Ｘ軸駆動装置であり、第１切込み手段に相当）と送りネジ２２Ｂ、及び砥石テーブルＴＢ２に設けられたナット（図示省略）により、ベース２に対してＸ軸方向に移動可能である。なお、Ｘ軸は、前記Ｃ軸に直交する方向の軸であり、送りネジ２２ＢがＸ軸である。
【００２０】
主軸テーブルＴＢ１は、ベース２に設けられた主軸テーブル駆動モータ２３（Ｚ軸駆動装置であり、第２切込み手段に相当）と送りネジ２３Ｂ、及び主軸テーブルＴＢ１に設けられたナット（図示省略）により、ベース２に対してＺ軸方向に移動可能である。
主軸テーブルＴＢ１の上には、心押し台２１Ｔが固定され、主軸台２１Ｄが、種々の長さのワークに対応可能とするように、心押し台２１Ｔに近接または離間可能となるように、心押し台２１Ｔに対向する位置に載置されている。主軸台２１Ｄ及び心押し台２１Ｔには、それぞれ支持部２１Ｃ、２１Ｓ（チャック等）が設けられており、これら支持部２１Ｃ、２１Ｓの間にワークＷが保持（支持）される。この支持部２１Ｃ、２１Ｓを結ぶ軸がＣ軸である。
【００２１】
ワークＷは、主軸台２１Ｄに設けられた主軸モータ２１により、支持部２１Ｃ、２１Ｓを結ぶＣ軸を中心として回転する。
また、砥石テーブル駆動モータ２２には砥石テーブルＴＢ２のＸ軸方向の位置を検出する位置検出器２２Ｅが設けられており、主軸テーブル駆動モータ２３には主軸テーブルＴＢ１のＺ軸方向の位置を検出する位置検出器２３Ｅが設けられており、主軸モータ２１には、ワークＷの回転角度または回転速度を検出する位置検出器２１Ｅが設けられている。これらの位置検出器としては種々のものを用いることができるが、本実施の形態ではエンコーダを用いている。
【００２２】
数値制御装置４０は、ＣＰＵ４１と、記憶装置４２と、入出力装置４３（キーボード、モニタ等）とインターフェース４４と、ドライブユニット５１〜５５等にて構成されている。そして、数値制御装置４０は、記憶装置４２に記憶された加工データ及び加工プログラム等に基づいて、主軸モータ２１、砥石テーブル駆動モータ２２、主軸テーブル駆動モータ２３、砥石回転駆動モータ２４を制御する。
ＣＰＵ４１は、入出力装置４３から入力されるデータと、記憶装置４２に記憶されているプログラムやデータと、インターフェース４４を介して入力される外部入力信号に基づいて出力指令値を計算し、インターフェース４４を介して出力指令値を出力する。
外部入力信号としては、ワークＷの回転角度（あるいは回転速度）を検出する位置検出器２１Ｅからの信号、砥石テーブルＴＢ２のＸ軸方向の位置を検出する位置検出器２２Ｅからの信号、主軸テーブルＴＢ１のＺ軸方向の位置を検出する位置検出器２３Ｅからの信号、ワークＷの外径を測定する定寸装置６０からの検出信号等が用いられる。
【００２３】
出力指令値は、ワークＷを加工（研削）するための、ワークＷの回転角度（または回転速度）、砥石テーブルＴＢ２のＸ軸方向の位置、主軸テーブルＴＢ１のＺ軸方向の位置、砥石回転駆動モータ２４の回転速度を制御する制御量であり、インターフェース４４を介してドライブユニット５１〜５５に出力される。
ドライブユニット５１は主軸モータ２１に駆動信号を出力し、Ｃ軸を回転中心としてワークＷを回転させる。ドライブユニット５２は砥石テーブル駆動モータ２２に駆動信号を出力し、砥石テーブルＴＢ２をＸ軸方向に移動させる。ドライブユニット５３は主軸テーブル駆動モータ２３に駆動信号を出力し、主軸テーブルＴＢ１をＺ軸方向に移動させる。また、ドライブユニット５４は砥石回転駆動モータ２４に駆動信号を出力し、砥石３０を回転させる。また、ドライブユニット５５は定寸装置６０のＸ軸方向に沿った移動や一対の揺動アーム６１ａ、６１ｂ（図２参照）の開閉等を行う駆動信号を出力する。
【００２４】
ドライブユニット５１、５２、５３は、位置検出器２１Ｅ、２２Ｅ、２３Ｅからの検出信号を取り込み、取り込んだ位置検出器からの検出信号と、ＣＰＵ４１からの出力指令値との差を補正するようにフィードバック制御を行い、主軸モータ２１、砥石テーブル駆動モータ２２、主軸テーブル駆動モータ２３、を各々制御する。
なお、図１の例では、砥石回転駆動モータ２４には検出器を設けていないが、砥石回転駆動モータ２４にも速度検出器等を設け、砥石回転駆動モータ２４の回転速度をフィードバック制御することも可能である。
【００２５】
次に、図２（加工装置１の側面図）を用いて、定寸装置６０の構成について説明する。
定寸装置６０（測定手段）は、ワークＷを挟んで砥石３０と対向する位置のベース２上に設けられ、ワークＷの外径を測定可能である。定寸装置６０は、Ｃ軸回りに回転する被加工部の外径の寸法をリアルタイムに検出して検出信号を出力する。そして数値制御装置４０は、増幅器５６（図１を参照）を介して定寸装置６０からの検出信号を取り込み、被加工部の外径がどれだけであるか、リアルタイムに連続的に認識することができる。
定寸装置６０は、駆動装置６９と定寸装置本体６６等にて構成され、駆動装置６９は、パイロットバー６８を介して定寸装置本体６６をＸ軸方向に進退移動させることが可能である。
定寸装置本体６６には、先端にワークＷの被加工部の外周部の上下２個所に接触する接触子である一対のフィーラ（検出部に相当し、図示省略）を設けた一対の揺動アーム６１ａ、６１ｂが揺動可能に設けられている。また、揺動アーム６１ａ、６１ｂは、互いに閉止する方向（間隔が狭くなる方向）に付勢されている。
【００２６】
ワークＷの被加工部の外径の測定を行わない場合、定寸装置６０は後退端（ワークＷから最も離れる位置）に保持され、一対の揺動アーム６１ａ、６１ｂはリトラクト装置（図示省略）により開放状態に保持されている。
ワークＷの被加工部の外径の測定を行う場合、例えば、ワークＷの粗研削中に定寸装置６０の前進が数値制御装置４０からドライブユニット５５（図１を参照）を介して指令され、駆動装置６９が定寸装置本体６６をＸ軸方向に沿ってワークＷに近接する方向に移動させる。そして、一対の揺動アーム６１ａ、６１ｂに設けられた一対のフィーラがワークＷの外径を測定可能な位置に到達すると、定寸装置本体６６の移動が停止される。そして、数値制御装置４０からドライブユニット５５（図１を参照）を介してリトラクト装置に解除指令を出力すると、一対のフィーラはワークＷの外周部の上下２個所に接触する。
加工装置１は、一対のフィーラをワークＷの外周部に接触した状態を保持しながら、砥石３０をワークＷに対して切込む方向に移動させて研削することが可能である。従って、ワークＷの被加工部を砥石３０で研削しながら、研削している被加工部の外径を定寸装置６０にて測定可能である。
【００２７】
●［第１の実施の形態（図３（Ａ）及び（Ｂ））］
次に、図３（Ａ）及び（Ｂ）を用いて第１の実施の形態における研削方法について説明する。図３（Ａ）は研削中のワークＷと砥石３０を示す模式図であり、第１の実施の形態では、ワークＷの円筒面ＷＥの研削時において、ワークＷの回転速度を小刻みに変更する。このワークＷの回転速度を小刻みに変更する方法について、図３（Ｂ）を用いて説明する。
なお、本実施の形態に記載しているワークＷの回転速度は、ワークＷの外周部の周速度［ｍｍ／ｍｉｎ］を指しており、ワークＷの加工個所の半径をｒ［ｍｍ］、円周率をπ、ワークＷの回転数をＮ［１／ｍｉｎ］とすると、以下のように求めることができる。
ワークＷの回転速度［ｍｍ／ｍｉｎ］＝２πｒ×Ｎ
【００２８】
図３（Ｂ）は、図１における数値制御装置４０のドライブユニット５１の制御ブロック（主軸モータ２１と位置検出器２１Ｅも含む）の例を示している。
まず、ノードＮ１０では、ＣＰＵ４１にて演算された出力指令値である目標位置（この場合、目標とするＣ軸の回転角度）が加算入力され、位置検出器２１Ｅからの検出信号に基づいた実際の位置（この場合、実回転角度）が減算入力され、目標位置と実際の位置との偏差（位置に関する偏差）が求められ、求めた偏差（位置に関する偏差）が出力されて位置制御ブロックＢ１０に入力される。
そして、位置制御ブロックＢ１０から、入力された偏差に応じた回転速度が、ノードＮ２０に出力される。
ノードＮ２０では、位置制御ブロックＢ１０からの回転速度が加算入力され、微分ブロックＢ２２から出力される回転速度（位置検出器２１Ｅからの検出信号による位置の時間微分）が減算入力され、位置の偏差に基づいた回転速度と実際の回転速度との偏差（回転速度に関する偏差）が求められ、求めた偏差（回転速度に関する偏差）が出力されてノードＮ２２に入力される。
【００２９】
ノードＮ２２では、ノードＮ２０からの偏差（回転速度に関する偏差）が加算入力され、数値制御装置４０から出力されるホワイトノイズＧ２０が加算入力され、ノードＮ２０から入力された偏差（回転速度に関する偏差）にホワイトノイズＧ２０が重畳されて出力され、速度制御ブロックＢ２０に入力される。
ホワイトノイズは、あらゆる周波数の成分をほぼ同量ずつ含むノイズであり、図３（Ｂ）に示すホワイトノイズＧ２０は、速度０（ゼロ）を基準とした種々の周波数成分（例えば、０〜３００Ｈｚ程度）を含む所定振幅の速度として加算入力（重畳）される。また、所定振幅の例としては、びびり振動が発生した場合のワークＷに形成された縞状模様ＢＭの凹凸の高さに対して３０〜４０％程度に設定する。なお、上記の周波数成分を含む所定振幅のホワイトノイズＧ２０は、既存の数値制御装置４０にて比較的容易に発生させることができる。
そして、速度制御ブロックＢ２０では、ノードＮ２２から入力された回転速度に基づいた電流を求め、求めた電流をノードＮ３０に出力する。
【００３０】
ノードＮ３０では、速度制御ブロックＢ２０からの電流が加算入力され、電流センサＢ４０（主軸モータ２１に供給された実際の電流を検出する電流検出手段）からの検出信号に基づいた電流が減算入力され、電流の偏差が求められ、求められた偏差（電流に関する偏差）が出力されて電流制御ブロックＢ３０に入力される。
電流制御ブロックＢ３０では、入力された偏差（電流に関する偏差）に基づいた駆動信号（この場合、ＰＷＭ信号の周波数やデューティ比）を求め、求めた駆動信号をモータＭ（この場合、主軸モータ２１）に出力する。そして、出力された駆動信号により実際にモータＭに供給された電流が電流センサＢ４０にて検出され、検出信号がノードＮ３０へと出力される。
そして、モータＭの実際の回転速度に基づいた検出信号（例えば回転速度に応じた周期のパルス列）が、位置検出器２１Ｅから出力され、微分ブロックＢ２２及びノードＮ１０へと出力される。
【００３１】
以上に説明したように、数値制御装置４０にて主軸モータ２１への駆動信号に、複数の周波数成分を含むホワイトノイズを重畳させる研削方法を行うことで、主軸モータ２１によるワークＷの回転速度をランダムに、且つ小刻みに変更して（ワークＷの回転方向に微小振動を与えて）、砥石３０とワークＷとのＸ軸方向の心間距離変化の周波数と、Ｃ軸の回転数との相関が整数倍比とならないようにする。
これにより、ワークＷ毎、砥石３０毎、加工条件（運転条件）毎にびびり振動を測定する必要がなく、比較的容易に砥石３０のびびり振動の発生を抑制することができる。
また、重畳するホワイトノイズの周波数成分や振幅を適切に設定することで、加工効率や加工精度に影響を与えることなく、びびり振動の発生を抑制することができる。
また、砥石の回転速度を特に変更する必要がないため、回転数が一定となる三相モータが砥石回転駆動モータとして用いられていても、回転速度が変更可能なインバータモータ等と交換する必要がない。
【００３２】
なお、ワークＷの端面ＷＴの研削時においても、上記と同様に、数値制御装置４０にて主軸モータ２１への駆動信号に、複数の周波数成分を含むホワイトノイズを重畳させる研削方法を行うことで、砥石３０とワークＷとのＺ軸方向の距離変化の周波数と、Ｃ軸の回転数との相関が整数倍比とならないようにする。
【００３３】
●［第２の実施の形態］
ワークＷの回転速度を小刻みに変更する第１の実施の形態に対して、第２の実施の形態では、ワークＷの円筒面ＷＥの研削時において、砥石３０の回転速度を小刻みに変更する。第２の実施の形態では、図１に示す砥石回転駆動モータ２４に速度検出器を設け、図３（Ｂ）におけるモータＭを砥石回転駆動モータ２４に変更し、位置検出器２１Ｅを砥石回転駆動モータ２４の速度検出器に変更した制御ブロックとなる。また、砥石回転駆動モータ２４には、回転速度を変更可能なモータを使用する。
なお、各ノード（ノードＮ１０〜ノードＮ３０）、各制御ブロック（位置制御ブロックＢ１０〜電流制御ブロックＢ３０）、電流センサＢ４０の入出力信号等は、第１の実施の形態の説明と同様であるので説明を省略する。
なお、本実施の形態に記載している砥石３０の回転速度は、砥石３０の円筒面の周速度［ｍｍ／ｍｉｎ］を指しており、砥石３０の半径をＲ［ｍｍ］、円周率をπ、砥石３０の回転数をＭ［１／ｍｉｎ］とすると、以下のように求めることができる。
砥石３０の回転速度［ｍｍ／ｍｉｎ］＝２πＲ×Ｍ
【００３４】
上記に説明したように、数値制御装置４０にて砥石回転駆動モータ２４への駆動信号に、複数の周波数成分を含むホワイトノイズを重畳させる研削方法を行うことで、砥石回転駆動モータ２４による砥石３０の回転速度をランダムに、且つ小刻みに変更して（砥石３０の回転方向に微小振動を与えて）、第１の実施の形態と同様に、砥石３０とワークＷとのＸ軸方向の心間距離変化の周波数と、Ｃ軸の回転数との相関が整数倍比とならないようにする。
これにより、第１の実施の形態と同様に、ワークＷ毎、砥石３０毎、加工条件（運転条件）毎にびびり振動を測定する必要がなく、比較的容易に砥石３０のびびり振動の発生を抑制することができる。特に、砥石３０の回転速度を直接的に小刻みに変更するので、砥石３０の共振に伴うびびり振動の発生を抑制することが期待できる。
また、第１の実施の形態と同様に、重畳するホワイトノイズの周波数成分や振幅を適切に設定することで、加工効率や加工精度に影響を与えることなく、びびり振動の発生を抑制することができる。
【００３５】
なお、ワークＷの端面ＷＴの研削時においても、上記と同様に、数値制御装置４０にて砥石回転駆動モータ２４への駆動信号に、複数の周波数成分を含むホワイトノイズを重畳させる研削方法を行うことで、砥石３０とワークＷとのＺ軸方向の距離変化の周波数と、Ｃ軸の回転数との相関が整数倍比とならないようにする。
【００３６】
以上、本実施の形態の説明では、図１の例に示した加工装置１により、ワークＷに対して砥石３０をＸ軸方向に移動させたが、砥石３０に対してワークＷをＸ軸方向に移動させる構成にすることもできる。従って、Ｘ軸駆動装置は、ワークＷに対して砥石３０を相対的にＸ軸方向に移動させることができるものである。
同様に、Ｚ軸方向については、砥石３０に対してワークＷをＺ軸方向に移動させたが、ワークＷに対して砥石３０をＺ軸方向に移動させる構成にすることもできる。従って、Ｚ軸駆動装置は、ワークＷに対して砥石３０を相対的にＺ軸方向に移動させることができるものである。
本実施の形態では、ワークＷを回転させる主軸モータ２１への駆動信号にホワイトノイズを重畳、あるいは砥石３０を回転させる砥石回転駆動モータ２４への駆動信号にホワイトノイズを重畳する例を説明したが、重畳する信号はホワイトノイズに限定されるものではなく、複数の周波数成分を含む振動信号であればよい。
【００３７】
また、以上に説明した本実施の形態では、ホワイトノイズＧ２０（振動信号に相当）を（種々の周波数成分を含む所定振幅の）速度として、図３に示す制御ブロックのノードＮ２２に加算入力される速度指令信号に重畳（加算入力）したが、図３に示すノードＮ１０に加算入力される位置指令信号や、ノードＮ３０に加算入力される電流指令信号等、速度指令信号の他の駆動信号に重畳するようにしてもよい。
【００３８】
本発明の工作物の研削方法及び加工装置１は、本実施の形態で説明した加工装置１の外観、構成、処理、動作等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。
また、あらゆる種類の周波数成分を含むホワイトノイズを重畳させた場合、あらゆる種類のワークＷ、砥石３０、運転条件等に対応できる。これにより、ワーク毎、砥石毎、運転条件毎に調整する工数を削減できるので便利である。
また、本実施の形態にて説明した加工装置１は、工作物回転軸に直交する方向から切込む第１切込み手段（砥石テーブル駆動モータ２２）と、工作物回転軸に平行な方向から切込む第２切込み手段（主軸テーブル駆動モータ２３）との双方を備えた例を説明したが、第１切込み手段と第２切込み手段の少なくとも一方を備えた加工装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】数値制御装置４０、及び加工装置１の一実施の形態を説明する図である。
【図２】図１におけるＡ方向から見た加工装置１の側面図（数値制御装置４０は省略）の例を示す図である。
【図３】第１の実施の形態において、ホワイトノイズＧ２０を重畳する研削方法の例を説明する図である。
【図４】従来の研削方法におけるびびり振動の発生と、ワークＷの仕上げ研削面に縞状模様ＢＭが残る例を説明する図である。
【図５】びびり振動が発生する他の研削方法（ワークＷの端面ＷＴを、砥石３０の端面３０Ｔで研削する方法）を説明する図である。
【符号の説明】
【００４０】
１        加工装置
２        ベース
Ｗ        ワーク
２１      主軸モータ（工作物回転手段）
２２      砥石テーブル駆動モータ（第１切込み手段）
２３      主軸テーブル駆動モータ（第２切込み手段）
２４      砥石回転駆動モータ（砥石回転手段）
２１Ｅ、２２Ｅ、２３Ｅ    位置検出器
ＴＢ１    主軸テーブル
ＴＢ２    砥石テーブル
２２Ｂ、２３Ｂ  送りネジ
３０      砥石（加工手段）
４０      数値制御装置（制御手段）
４１      ＣＰＵ
４２      記憶装置
４３      入出力装置
４４      インターフェース
５１〜５５  ドライブユニット
６０      定寸装置（測定手段）
６１ａ、６１ｂ    揺動アーム
７０      クーラントノズル
７２      流量調節バルブ
７４      クーラント供給ポンプ
Ｎ１０〜Ｎ３０    ノード
Ｂ１０    位置制御ブロック
Ｂ２０    速度制御ブロック
Ｂ３０    電流制御ブロック
Ｂ４０    電流センサ
Ｍ        モータ
Ｅ        位置検出器
Ｇ２０    ホワイトノイズ
【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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