(57)【要約】【課題】  砥石車の先端位置を常に高精度に補正することができる砥石先端位置補正方法及び装置を提供する。【解決手段】  砥石先端位置補正装置３０は、砥石台２０の基準点に対する現在位置を検出する砥石台位置検出手段４９と、砥石車が被研削冶具３１の被研削面に接近又は接触したことを検出する接近検出手段３２又は接触検出手段３３と、被研削面の基準点からの距離を測定する被研削面測定手段３４とを備える。砥石車が被研削冶具の被研削面に接近又は接触したことが検出されると、砥石台の現在位置を検出し研削開始位置として記憶する。砥石台が研削開始位置から設定切込量だけ前進して、砥石車が被研削面を研削する。その後、被研削面の基準点からの距離が測定され、砥石車の研削開始位置、設定切込量、及び研削後の被研削面の基準点からの距離に基づいて基準点に対する砥石車の先端位置が補正される。【選択図】  図１
2009214217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥石台に回転可能に支承された砥石車の先端位置を被研削冶具を用いて補正する方法であって、
前記砥石車を回転させて前記砥石台を前記被研削冶具の被研削面に向かって前進させ、前記砥石車が前記被研削面に接近又は接触したことを接近検出手段又は接触検出手段によって検出し、
前記砥石車が前記被研削面に接近又は接触したことが前記接近検出手段又は接触検出手段によって検出されたとき、前記砥石台の基準点に対する現在位置を砥石台位置検出手段によって検出し研削開始位置として記憶し、
前記砥石台を前記研削開始位置から設定切込量だけ前進させて、前記砥石車に前記被研削冶具の被研削面を研削させた後、前記被研削面の前記基準点からの距離を被研削面測定手段により測定し、
前記砥石車の研削開始位置、前記設定切込量、及び研削後の前記被研削面の前記基準点からの距離に基づいて前記基準点に対する前記砥石車の先端位置を補正することを特徴とする砥石先端位置補正方法。
【請求項２】
砥石台に回転可能に支承された砥石車の先端位置を被研削冶具を用いて補正する方法であって、
前記砥石車を回転させて前記砥石台を前記被研削冶具の被研削面に向かって早送り速度で前進させ、前記砥石車が前記被研削面に接近したことを接近検出手段によって検出し、
前記砥石車が前記被研削面に接近したことが接近検出手段によって検出されると、前記砥石台を遅送り速度で前記被研削面に向かって前進させ、前記砥石車が前記被研削面に接触したことを接触検出手段によって検出されたとき、前記砥石台の基準点に対する現在位置を砥石台位置検出手段によって検出し研削開始位置として記憶し、
前記砥石台を前記研削開始位置から設定切込量だけ前進させて、前記砥石車に前記被研削冶具の被研削面を研削させた後、前記被研削面の前記基準点からの距離を被研削面測定手段により測定し、
前記砥石車の研削開始位置、前記設定切込量、及び研削後の前記被研削面の前記基準点からの距離に基づいて前記基準点に対する前記砥石車の先端位置を補正することを特徴とする砥石先端位置補正方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記砥石車が前記被研削冶具の被研削面に接近したことを、前記砥石車と前記被研削面との間に供給されたクーラントにより発生する動圧をクーラント動圧検出手段によって検出することを特徴とする砥石先端位置補正方法。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記砥石車が前記被研削冶具に接触したことを、前記砥石車と前記被研削冶具との接触によって発生する弾性波をＡＥセンサによって検出することを特徴とする砥石先端位置補正方法。
【請求項５】
砥石台に回転可能に支承された砥石車の先端位置を被研削冶具を用いて補正する装置であって、
前記砥石台の基準点に対する現在位置を検出する砥石台位置検出手段と、
前記砥石車が前記被研削冶具の被研削面に接近又は接触したことを検出する接近検出手段又は接触検出手段と、
前記砥石車によって研削された前記被研削冶具の被研削面の前記基準点からの距離を測定する被研削面測定手段と、
前記砥石車が前記被研削面に接近又は接触したことが前記接近検出手段又は接触検出手段によって検出されたとき、前記砥石台の基準点に対する現在位置を砥石台位置検出手段によって検出し研削開始位置として記憶し、前記砥石台を前記研削開始位置から設定切込量だけ前進させて、前記砥石車に前記被研削冶具の被研削面を研削させた後、前記被研削面の前記基準点からの距離を被研削面測定手段により測定し、前記砥石車の研削開始位置、前記設定切込量、及び研削後の前記被研削面の前記基準点からの距離に基づいて前記基準点に対する前記砥石車の先端位置を補正する制御装置と、を備えたことを特徴とする砥石先端位置補正装置。
【請求項６】
砥石台に回転可能に支承された砥石車の先端位置を被研削冶具を用いて補正する装置であって、
前記砥石台の基準点に対する現在位置を検出する砥石台位置検出手段と、
前記砥石車が前記被研削冶具の被研削面に接近したことを検出する接近検出手段と、
前記砥石車が前記被研削冶具の被研削面と接触したことを検出する接触検出手段と、
前記砥石車によって研削された前記被研削冶具の被研削面の前記基準点からの距離を測定する被研削面測定手段と、
前記砥石車を回転させて前記砥石台を前記被研削冶具の被研削面に向かって早送り速度で前進させ、前記砥石車が前記被研削面に接近したことが前記接近検出手段によって検出されると、前記砥石車を遅送り速度で前記被研削面に向かって前進させ、前記砥石車が前記被研削面に接触したことが前記接触検出手段によって検出されたとき、前記砥石台の基準点に対する現在位置を前記砥石台位置検出手段によって検出し研削開始位置として記憶し、前記砥石台を前記研削開始位置から設定切込量だけ前進させて、前記砥石車に前記被研削冶具の被研削面を研削させた後、前記被研削面の前記基準点からの距離を前記被研削面測定手段により測定し、前記砥石車の研削開始位置、前記設定切込量、及び研削後の前記被研削面の前記基準点からの距離に基づいて前記基準点に対する前記砥石車の先端位置を補正する制御装置と、を備えたことを特徴とする砥石先端位置補正装置。
【請求項７】
請求項５又は６において、前記接近検出手段は、前記砥石車と前記被研削冶具の被研削面との間に供給されたクーラントにより発生する動圧を検出するクーラント動圧検出手段であることを特徴とする砥石先端位置補正装置。
【請求項８】
請求項５又は６において、前記接触検出手段は、弾性波により前記砥石車が前記被研削冶具に接触したことを検出する弾性波検出手段であることを特徴とする砥石先端位置補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砥石車の先端位置を補正する砥石先端位置補正方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
汎用型の円筒研削盤での工作物単品加工においては、作業者が砥石車を停止させた状態で工作物側に送って砥石外周面を工作物表面に接触させる。そして、そのときの位置座標から砥石台を設定切込量だけ前進させて工作物を仮研削し、該研削箇所の外径寸法を測定することにより砥石車の先端位置を求めて補正している。しかし、砥石車の送り、工作物の仮研削及び寸法測定は全て作業者の手作業であるため手間が掛かる。また、作業者の熟練度や円筒研削盤の熱変位により、上記接触位置合わせ精度が変化し、砥石車の先端位置を精度良く求めて補正することができない場合がある。
【０００３】
そこで、特許文献１に記載された研削盤における砥石先端位置測定装置では、砥石台送り軸の送り方向上の異なる２つの特定位置に達した砥石台上の砥石車をレーザ光により非接触で検出し、これらの検出情報に基づいて砥石車の径を算出する。これにより、砥石車の先端位置を精度良く求めて補正することが可能となる。
【特許文献１】特開２００１−３８６１９号公報（段落〔００１８〕乃至〔００２０〕、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたものにおいては、レーザ光を用いているため砥石車の最外径を検出してしまうことになる。このため、砥石表面に摩耗部分が存在したり、砥石外形がクラウニング形状となっている場合には、算出される砥石車の径に誤差が生じ、砥石車の先端位置を正確に求めて補正することができない場合がある。
【０００５】
本発明は、砥石車の先端位置を常に高精度に補正することができる砥石先端位置補正方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、砥石台に回転可能に支承された砥石車の先端位置を被研削冶具を用いて補正する方法であって、前記砥石車を回転させて前記砥石台を前記被研削冶具の被研削面に向かって前進させ、前記砥石車が前記被研削面に接近又は接触したことを接近検出手段又は接触検出手段によって検出し、前記砥石車が前記被研削面に接近又は接触したことが前記接近検出手段又は接触検出手段によって検出されたとき、前記砥石台の基準点に対する現在位置を砥石台位置検出手段によって検出し研削開始位置として記憶し、前記砥石台を前記研削開始位置から設定切込量だけ前進させて、前記砥石車に前記被研削冶具の被研削面を研削させた後、前記被研削面の前記基準点からの距離を被研削面測定手段により測定し、前記砥石車の研削開始位置、前記設定切込量、及び研削後の前記被研削面の前記基準点からの距離に基づいて前記基準点に対する前記砥石車の先端位置を補正することである。
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項２に記載の発明の構成上の特徴は、砥石台に回転可能に支承された砥石車の先端位置を被研削冶具を用いて補正する方法であって、前記砥石車を回転させて前記砥石台を前記被研削冶具の被研削面に向かって早送り速度で前進させ、前記砥石車が前記被研削面に接近したことを接近検出手段によって検出し、前記砥石車が前記被研削面に接近したことが接近検出手段によって検出されると、前記砥石台を遅送り速度で前記被研削面に向かって前進させ、前記砥石車が前記被研削面に接触したことを接触検出手段によって検出されたとき、前記砥石台の基準点に対する現在位置を砥石台位置検出手段によって検出し研削開始位置として記憶し、前記砥石台を前記研削開始位置から設定切込量だけ前進させて、前記砥石車に前記被研削冶具の被研削面を研削させた後、前記被研削面の前記基準点からの距離を被研削面測定手段により測定し、前記砥石車の研削開始位置、前記設定切込量、及び研削後の前記被研削面の前記基準点からの距離に基づいて前記基準点に対する前記砥石車の先端位置を補正することである。
【０００８】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、前記砥石車が前記被研削冶具の被研削面に接近したことを、前記砥石車と前記被研削面との間に供給されたクーラントにより発生する動圧をクーラント動圧検出手段によって検出することである。
【０００９】
請求項４に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、前記砥石車が前記被研削冶具に接触したことを、前記砥石車と前記被研削冶具との接触によって発生する弾性波をＡＥセンサによって検出することである。
【００１０】
請求項５に記載の発明の構成上の特徴は、砥石台に回転可能に支承された砥石車の先端位置を被研削冶具を用いて補正する装置であって、前記砥石台の基準点に対する現在位置を検出する砥石台位置検出手段と、前記砥石車が前記被研削冶具の被研削面に接近又は接触したことを検出する接近検出手段又は接触検出手段と、前記砥石車によって研削された前記被研削冶具の被研削面の前記基準点からの距離を測定する被研削面測定手段と、前記砥石車が前記被研削面に接近又は接触したことが前記接近検出手段又は接触検出手段によって検出されたとき、前記砥石台の基準点に対する現在位置を砥石台位置検出手段によって検出し研削開始位置として記憶し、前記砥石台を前記研削開始位置から設定切込量だけ前進させて、前記砥石車に前記被研削冶具の被研削面を研削させた後、前記被研削面の前記基準点からの距離を被研削面測定手段により測定し、前記砥石車の研削開始位置、前記設定切込量、及び研削後の前記被研削面の前記基準点からの距離に基づいて前記基準点に対する前記砥石車の先端位置を補正する制御装置と、を備えたことである。
【００１１】
請求項６に記載の発明の構成上の特徴は、砥石台に回転可能に支承された砥石車の先端位置を被研削冶具を用いて補正する装置であって、前記砥石台の基準点に対する現在位置を検出する砥石台位置検出手段と、前記砥石車が前記被研削冶具の被研削面に接近したことを検出する近接検出手段と、前記砥石車が前記被研削冶具の被研削面と接触したことを検出する接触検出手段と、前記砥石車によって研削された前記被研削冶具の被研削面の前記基準点からの距離を測定する被研削面測定手段と、前記砥石車を回転させて前記砥石台を前記被研削冶具の被研削面に向かって早送り速度で前進させ、前記砥石車が前記被研削面に接近したことが前記接近検出手段によって検出されると、前記砥石車を遅送り速度で前記被研削面に向かって前進させ、前記砥石車が前記被研削面に接触したことが前記接触検出手段によって検出されたとき、前記砥石台の基準点に対する現在位置を前記砥石台位置検出手段によって検出し研削開始位置として記憶し、前記砥石台を前記研削開始位置から設定切込量だけ前進させて、前記砥石車に前記被研削冶具の被研削面を研削させた後、前記被研削面の前記基準点からの距離を前記被研削面測定手段により測定し、前記砥石車の研削開始位置、前記設定切込量、及び研削後の前記被研削面の前記基準点からの距離に基づいて前記基準点に対する前記砥石車の先端位置を補正する制御装置と、を備えたことである。
【００１２】
請求項７に記載の発明の構成上の特徴は、請求項５又は６において、前記接近検出手段は、前記砥石車と前記被研削冶具の被研削面との間に供給されたクーラントにより発生する動圧を検出するクーラント動圧検出手段であることである。
【００１３】
請求項８に記載の発明の構成上の特徴は、請求項５又は６において、前記接触検出手段は、弾性波により前記砥石車が前記被研削冶具に接触したことを検出する弾性波検出手段であることである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、砥石車が被研削冶具の被研削面に接近又は接触したことが検出されたとき、砥石台の基準点に対する現在位置を検出し研削開始位置として記憶し、砥石台を前記研削開始位置から設定切込量だけ前進させて、砥石車に前記被研削面を実際に研削させる。その後、前記被研削面の前記基準点からの距離を測定し、前記砥石車の研削開始位置、前記設定切込量、及び研削後の前記被研削面の前記基準点からの距離に基づいて前記基準点に対する前記砥石車の先端位置を補正するので、砥石車の先端位置を自動的に高精度に補正することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、砥石車が被研削冶具の被研削面に接近したことが検出されると、砥石台を遅送り速度で前記被研削面に向かって前進させ、砥石車が前記被研削面に接触したことが検出されたとき、前記砥石台の基準点に対する現在位置を検出し研削開始位置として記憶し、砥石台を前記研削開始位置から設定切込量だけ前進させて、砥石車に前記被研削面を研削させるので、砥石車が被研削面に接近するまでの時間を短縮するとともに、接触するまでの空研削時間を短くすることができる。そして、実際に研削された被研削面の前記基準点からの距離を測定し、前記砥石車の研削開始位置、前記設定切込量、及び研削後の前記被研削面の前記基準点からの距離に基づいて前記基準点に対する前記砥石車の先端位置を補正するので、砥石車の先端位置を短時間で自動的に高精度に補正することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、砥石車と被研削冶具の被研削面との間に供給されたクーラントにより発生する動圧を測定することにより、前記砥石車が前記被研削面に接近したことを検出する。これにより、砥石車が被研削面に非接触状態で極めて接近したことを正確に検出することができるので、砥石車の先端位置をより高精度に短時間で補正することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、弾性波を検出して砥石車と動圧検出冶具との接触を検知しているため、被研削冶具の被研削面を設定切込量だけ研削する際の砥石台の研削開始位置をさらに高精度なものとすることができる。したがって、砥石車の先端位置をより高精度に補正することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明によれば、砥石車が被研削冶具の被研削面に接近又は接触したことが検出されると、砥石台の基準点に対する現在位置が検出され研削開始位置として記憶される。砥石台が前記研削開始位置から設定切込量だけ前進され、砥石車は前記被研削面を研削する。その後、前記被研削面の前記基準点からの距離が測定され、前記砥石車の研削開始位置、前記設定切込量、及び研削後の前記被研削面の前記基準点からの距離に基づいて前記基準点に対する前記砥石車の先端位置が補正される。このように砥石車の先端位置を自動的に高精度に補正可能な砥石先端位置補正装置を提供することができる。
【００１９】
請求項６に係る発明によれば、砥石車が被研削冶具の被研削面に接近したことが検出されると、砥石台は遅送り速度で前記被研削面に向かって前進され、砥石車が前記被研削面に接触したことが検出されたとき、前記砥石台の基準点に対する現在位置が検出され研削開始位置として記憶される。砥石台が前記研削開始位置から設定切込量だけ前進され、砥石車は前記被研削面を研削するので、砥石車が被研削面に接近するまでの時間が短縮するとともに、接触するまでの空研削時間が短くなる。そして、実際に研削された被研削面の前記基準点からの距離が測定され、前記砥石車の研削開始位置、前記設定切込量、及び研削後の前記被研削面の前記基準点からの距離に基づいて前記基準点に対する前記砥石車の先端位置が補正される。このように砥石車の先端位置を短時間で自動的に高精度に補正可能な砥石先端位置補正装置を提供することができる。
【００２０】
請求項７に係る発明によれば、砥石車と被研削冶具の被研削面との間に供給されたクーラントにより発生する動圧を測定することにより、前記砥石車が前記被研削面に接近したことを検出する。これにより、砥石車が被研削面に非接触状態で極めて接近したことを正確に検出することができるので、砥石車の先端位置をより高精度に短時間で補正可能な砥石先端位置補正装置を提供することができる。
【００２１】
請求項８に係る発明によれば、弾性波を検出して砥石車と動圧検出冶具との接触を検知しているため、被研削冶具の被研削面を設定切込量だけ研削する際の砥石台の研削開始位置をさらに高精度なものとすることができるので、砥石車の先端位置をより高精度に補正可能な砥石先端位置補正装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１（Ａ），（Ｂ）は、砥石先端位置補正装置を備えた研削盤の全体を示す上面図及び一部を示す正面図である。
この研削盤１０のベッド１１上には、テーブル１２が水平なＸ軸方向に移動可能に案内支持されていると共に、砥石台２０がＸ軸方向と直交する水平なＺ軸方向に移動可能に案内支持されている。さらに、クーラント供給装置６０が配置されている。テーブル１２上には、主軸台１３と心押台１４とが対向して配置されている。砥石台２０には、砥石車２１がＸ軸方向と平行な軸線の回りに回転可能に支持されている。
【００２３】
主軸台１３には、ワークＷの一端を支持するセンタが嵌着される主軸１５が回転可能に軸承され、心押台１４には、ワークＷの他端を支持するセンタが嵌着される心押し軸１６が回転可能に軸承されている。さらに、主軸台１３には、主軸１５をＸ軸方向と平行な回転軸線Ｏの回りに回転する主軸回転モータ１７が備えられ、心押台１４には、心押し軸１６を主軸１５と同期回転させる心押し軸回転モータ１８が備えられている。ワークＷは、主軸１５と心押し軸１６との間で両端をセンタ支持され、主軸及び心押し軸回転モータ１７，１８によって回転軸線Ｏの回りに回転されるようになっている。砥石台２０は回転軸線Ｏを基準点とし後述する砥石台位置検出手段４９により基準点に対する現在位置を検出される。また、心押台１４には、砥石先端位置補正装置３０を構成する被研削冶具３１及び変位センサ（被研削面測定手段）３４が備えられている。被研削冶具３１には、砥石車２１が被研削冶具３１に接近したとき、両者間に供給されたクーラントにより発生する動圧を検出する圧力センサ（接近検出手段）３２が設けられている。
【００２４】
砥石車２１は、砥石軸２２に砥石フランジ２３を介して固定され、周囲が砥石カバー２４により覆われている。そして、砥石駆動モータ２５によってベルト伝動機構２６を介して回転される。砥石車２１は、例えば円盤状の金属コアの外周に超硬質のＣＢＮ砥粒をビトリファイドボンドで結合したもので構成されている。そして、砥石外周面が、Ｘ軸方向と平行な研削面２１ａとなっており、ワークＷの円筒部を研削するようになっている。また、砥石軸２２には、砥石車２１と被研削冶具３１との接触によって発生する弾性波を検出するＡＥセンサ３３が備えられ、該ＡＥセンサ３３が接触検出手段を構成している。
【００２５】
クーラント供給装置６０は、砥石車２１が工作物Ｗもしくは被研削冶具３１を研削加工する研削点にクーラントを供給する。このクーラント供給装置６０は、クーラントノズル６１、ポンプ６２、モータ６３、クーラント貯留槽６４等を備えている。モータ６３により駆動されるポンプ６２から供給されたクーラントは、図略の流量制御弁により流量制御され、砥石車２１の上方で砥石カバー２４に取り付けられたクーラントノズル６１から研削点に供給されて加工部を冷却及び潤滑する。研削点に供給されたクーラントは、ベッド１１下方に流れ、図略のマグネットセパレータ等により切粉が分離された後に、再びクーラント貯留槽６４へ戻される。
【００２６】
研削盤１０を制御する数値制御装置４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）４１と、種々の制御値及びプログラムを記憶するメモリ４２と、インターフェィス４３，４４から主に構成されている。メモリ４２には、研削加工プログラム、砥石径データ、砥石幅データ等の研削加工サイクルを実行するに必要な種々のデータと、動圧信号の閾値データ、ＡＥ信号の閾値データ、研削前の被研削冶具３１の被研削面の測定値等の砥石先端位置補正を実行するに必要な種々のデータが記憶されている。数値制御装置４０には、キーボードや液晶ディスプレイ等の入力装置４５を介して種々のデータが入力されるようになっている。また、数値制御装置４０には、圧力センサ３２からの動圧信号、ＡＥセンサ３３からのＡＥ信号及び変位センサ３４からの測定信号が各増幅器４６，４７，４８を介して入力されるようになっている。
【００２７】
数値制御装置４０は、Ｚ軸モータ駆動ユニット５０を介して砥石台２０をＺ軸方向へ移動させるＺ軸サーボモータ５１に駆動信号を与えるようになっており、Ｚ軸サーボモータ５１に取り付けられたエンコーダ５２がＺ軸サーボモータ５１の回転位置、すなわち砥石台２０の位置をＺ軸モータ駆動ユニット５０及び数値制御装置４０へ送出するように構成されている。数値制御装置４０、エンコーダ５２等により、砥石台２０の回転軸線Ｏ（基準点）に対する現在位置を検出する砥石台位置検出手段４９が構成されている。
また、数値制御装置４０は、Ｘ軸モータ駆動ユニット５４を介してテーブル１２をＸ軸方向へ移動させるＸ軸サーボモータ５５に駆動信号を与えるようになっており、Ｘ軸サーボモータ５５に取り付けられたエンコーダ５６がＸ軸サーボモータ５５の回転位置、すなわちテーブル１２の位置をＸ軸モータ駆動ユニット５４及び数値制御装置４０へ送出するように構成されている。
【００２８】
そして、数値制御装置４０は、メモリ４２に記憶されたＮＣプログラムの目標位置指令とエンコーダ５２，５６からの現在位置信号との偏差により、サーボモータ５１，５５をそれぞれ駆動し、テーブル１２及び砥石台２０をそれぞれ目標位置に位置決め制御する。数値制御装置４０は、砥石車２１によるワークＷの加工本数をカウントし、加工本数が予め定められた値に達し、砥石車２１の研削面が摩耗して先端位置が許容値以上変位すると砥石先端位置補正動作を指令する。
【００２９】
次に、主に図２及び図３を参照して砥石先端位置補正装置３０について詳述する。
図２（Ａ），（Ｂ）は、図１の被研削冶具３１の周辺を示す正面図及び右側面図、図３（Ａ），（Ｂ）は、図１の砥石車２１の周辺を示す左側面図及び正面図である。
本実施形態の砥石先端位置補正方法及びその装置においては、被研削冶具３１を砥石車２１により研削した後、被研削冶具３１の被研削面の基準点からの距離を測定することによって、砥石車２１の先端位置、すなわち砥石車２１の外周部のうち被研削冶具３１（ワークＷ）と接触して研削する研削面の先端位置を検出して補正する。このような砥石先端位置補正を実現する装置３０には、被研削冶具３１の他に、圧力センサ３２、ＡＥセンサ３３、変位センサ３４及び砥石台位置検出手段４９が備えられている。
【００３０】
被研削冶具３１は、図１、図２に示すように、中心穴３１ｈで心押し軸１４に嵌着され、止ねじ３５によって心押し軸１４に固定されており、砥石車２１の先端位置を補正するために研削される冶具である。被研削冶具３１は、大径の半円筒部分３１ａと小径の半円筒部分３１ｂが同軸で一体化された形状に形成されており、大径半円筒部分３１ａの外周面３１ｆが研削される被研削面である。被研削冶具３１は、大径半円筒部分３１ａが回転軸線Ｏと同軸になるように心押し軸１４に固定されている。
さらに、被研削冶具３１には、大径半円筒部分３１ａの外周面３１ｆの中央部から下方に向かって、クーラントの動圧測定用の細孔３１ｃ（例えば、φ０．７５ｍｍ〜φ１ｍｍ）が穿設されている。そして、大径半円筒部分３１ａと小径半円筒部分３１ｂとの間の段部３１ｄには、圧力センサ３２が挿入固定され、該圧力センサ３２の先端感圧部に細孔３１ｃが連通されている。
【００３１】
圧力センサ３２は、砥石車２１が被研削冶具３１の被研削面に接近したことを検出する接近検出手段である。圧力センサ３２としては、例えば半導体歪ゲージを用いたものがある。砥石車２１が被研削冶具３１に接近したとき両者間に介在するクーラントにより発生する動圧が大径半円筒部分３１ａの外周面３１ｆに開口する細孔３１ｃを通って圧力センサ３２に導入されて検出され、これにより大径半円筒部分３１ａの外周面３１ｆに対する砥石車２１の研削面２１ａの接近度合いを検出することができる。
【００３２】
ＡＥセンサ３３は、砥石車２１が被研削冶具３１の被研削面に接触したことを検出する接触検出手段である。ＡＥセンサ３３は、図３に示すように、信号センサ部３３ａと信号レシーバ部３３ｂを備えており、信号センサ部３３ａは砥石軸２２の先端部に同軸で固定されて共に回転し、信号レシーバ部３３ｂは信号センサ部３３ａと所定間隔（例えば、０．５ｍｍ〜１ｍｍ）で対向するように砥石カバー２４内面に取り付けられている。このＡＥセンサ３３が弾性波を検出したときに送出する検出信号を信号レシーバ部３３ｂが受けて数値制御装置４０に送信することにより、砥石車２１の研削面２１ａが被研削冶具３１の大径半円筒部分３１ａの外周面３１ｆと接触したことを検出するようになっている。
【００３３】
変位センサ３４は、砥石車２１により研削された被研削冶具３１の被研削面の変位を測定する被研削面測定手段である。図２に示すように、変位センサ３４は、その先端センサ部分が被研削冶具３１の大径半円筒部分３１ａの外周面３１ｆ（被研削面）と所定間隔で対向するように、図１に示す心押台１４上部から被研削冶具３１上方に伸びるアーム３４ａに取り付けられている。変位センサ３４としては、例えば渦電流感応素子を用いたものがある。この変位センサ３４により研削後の被研削冶具３１の大径半円筒部分３１ａの外周面３１ｆの変位を測定することにより、被研削冶具３１の被研削面の回転軸線Ｏ（基準点）からの距離を測定することができる。
【００３４】
以下、数値制御装置４０による砥石先端位置補正処理について図４に示すフローチャートに基づいて説明する。
ここで、砥石先端位置補正を初めて実行するとき、もしくは被研削冶具３１を新たなものに交換したとき、被研削冶具３１の被研削面の回転軸線Ｏからの距離を測定し、該被研削面を変位センサ３４で測定した第１測定値ａ１と被研削冶具３１の被研削面の回転軸線Ｏからの初期距離Ｌ１をメモリ４２の所定の記憶エリアに記憶しておく。
【００３５】
砥石先端位置補正処理が開始されると、外周面３１ｆの細孔３１ｃの開口部が砥石車２１の先端位置と対向するように心押し軸１４が回転される。ステップ１０２において、Ｘ軸サーボモータ５５が駆動されてテーブル１２がＸ軸方向に移動制御され、図１（Ａ）に示すように、砥石車２１の研削面２１ａが被研削冶具３１の外周面３１ｆに対向する砥石先端位置補正開始位置に位置決めされる。次いで、ステップ１０４において、砥石駆動モータ２５が駆動されて砥石車２１が回転されると共に、モータ６３が駆動されクーラントが砥石車２１の先端位置に供給される。そして、ステップ１０６において、Ｚ軸サーボモータ５１が駆動されて砥石台２０がテーブル１２側に向かって前進される。
【００３６】
ステップ１０８において、砥石車２１が被研削冶具３１に接近すると、両者間に供給されたクーラントにより発生する動圧が細孔３１ｃを通って圧力センサ３２の感圧部に伝達され、圧力センサ３２から出力される図５に示すような動圧信号が数値制御装置４０に入力される。動圧信号レベル（以下、動圧値という）が図５に示す予め設定された閾値ｐとなったか否かが判断され、未だ動圧値が設定閾値ｐとなっていない場合には、ステップ１０８における判断結果がＮＯになり、ステップ１０６に戻ってＺ軸サーボモータ５１による砥石台２０の前進動作が続行される。上記設定閾値ｐは、砥石車２１の研削面２１ａが被研削冶具３１の外周面３１ｆに接触する直前、例えば１０μｍ手前に位置したときの値である。なお、この設定閾値ｐとなるまで砥石台２０の前進動作を早送りすることにより砥石先端位置補正処理時間を短縮することができる。
【００３７】
一方、動圧値が設定閾値ｐとなった場合には、ステップ１０８における判断結果がＹＥＳになり、次のステップ１１０に移行する。ステップ１１０においては、心押し軸１４が心押し軸回転モータ１８により所定角度往復回転され大径半円筒部分３１ａが砥石車２１によって設定切込量ｇ１だけ研削される研削サイクルが開始される。このときのＺ軸サーボモータ５１により砥石台２０を前進させる送り速度は、動圧値が設定閾値ｐとなる前の早送り速度よりも遅い遅送り速度となる。そして、ステップ１１２において、ＡＥセンサ３３から出力される図６に示すようなＡＥ信号が数値制御装置４０に入力されると、ＡＥ信号レベル（以下、ＡＥ値という）が図６に示す予め設定された閾値ｅを超えたか否かが判断される。そして、未だＡＥ値が設定閾値ｅを超えていない場合には、ステップ１１２における判断結果がＮＯになり、ステップ１１０に戻ってＺ軸サーボモータ５１による砥石台２０の前進動作が続行される。
【００３８】
ＡＥ値が設定閾値ｅを超えた場合には、ステップ１１２における判断結果がＹＥＳになり、砥石車２１の研削面２１ａが被研削冶具３１の大径半円筒部分３１ａの外周面３１ｆに接触したことが検出され、次のステップ１１４に移行する。ステップ１１４においては、ＡＥ値が設定閾値ｅを超えた時点の砥石台２０の基準点に対する現在位置が砥石台位置検出手段４９によって検出され、研削開始位置としてメモリ４２の所定の記憶エリアに記憶され、研削開始位置に設定切込量ｇ１を加えた研削終了位置がメモリ４２の所定の記憶エリアに記憶される。そして、砥石台２０が研削開始位置から研削終了位置まで前進されて大径半円筒部分３１ａが研削される。このとき、大径半円筒部分３１ａの外周面３１ｆを研削するために、心押し軸１４が心押し軸回転モータ１４により所定角度往復回転され、被研削冶具３１は外周面３１ｆの細孔３１ｃが開口する中央から正逆９０°往復回転される。
【００３９】
ステップ１１６においては、砥石台２０がテーブル１２から後退されて砥石車２１の回転が停止され、被研削冶具３１の研削サイクルが終了する。そして、ステップ１１８において、大径半円筒部分３１ａの外周面３１ｆの細孔３１ｃより上側部分が変位センサ３４直下に位置するように被研削冶具３１が回転される。そして、変位センサ３４から出力される第２測定値ａ２が数値制御装置４０に入力され、メモリ４２の所定の記憶エリアに記憶される。
【００４０】
続いて、ステップ１２０において、大径半円筒部分３１ａの外周面３１ｆの第１測定値ａ１と第２測定値ａ２との差から研削後の大径半円筒部分３１ａ外周面３１ｆの回転軸線Ｏ（基準点）からの距離Ｌ２がＬ２＝Ｌ１−（ａ２−ａ１）で演算され、ステップ１２２において、砥石台位置検出手段４９によって検出される砥石台２０の研削開始位置に設定切込量ｇ１を加算した研削終了位置が、砥石車２１の先端位置の回転軸線Ｏからの距離Ｌ２として記憶される。
【００４１】
以上のように、砥石車２１が被研削冶具３１に接近するとき、砥石車２１と被研削冶具３１の被研削面との間に介在するクーラントの動圧を検出して砥石車２１と被研削冶具３１の被研削面との接近を検出している。さらに、弾性波を検出して砥石車２１と被研削冶具３１の被研削面との接触を検出している。このため、被研削冶具３１を設定切込量で研削する際の砥石車２１の正確な研削開始位置を得ることができる。さらに、該研削後の被研削冶具３１の被研削面の基準点からの距離を変位センサ３４による該被研削面の変位の測定値に基づいて正確に算出することができるので、砥石車２１の先端位置を高精度に補正できる。
【００４２】
上記実施の形態では、圧力センサ３２によって砥石車２１が被研削冶具３１の被研削面に接近したことを検出し、ＡＥセンサ３３によって両者の接触を検出し、砥石車２１が被研削冶具３１の被研削面と接触した位置を研削開始位置とし、この研削開始位置から設定切込量ｇ１だけ砥石台２０を前進させているが、砥石車２１が被研削冶具３１の大径半円筒部分３１ａの外周面３１ｆ（被研削面）に接近したことを圧力センサ３２が検出した位置を研削開始位置とし、この研削開始位置から設定切込量ｇ１だけ砥石台２０を前進させて砥石車２１によって被研削冶具３１の被研削面を研削するようにしてもよい。
【００４３】
図７は、別形態の砥石先端位置補正装置を備えた研削盤のテーブル部分を示す上面図である。なお、図１の研削盤１０と同一構成部分は同一番号を付して詳細な説明は省略する。
この研削盤７０は、図１の研削盤１０で使用していた圧力センサ３２及び増幅器４７の代わりにレーザ光検出装置７１により図略の砥石車が被研削冶具７２の被研削面に接近したことを検出するように構成されている。そして、レーザ光検出装置７１を使用するため、図１の研削盤１０で使用していた被研削冶具３１のように、大径半円筒部分３１ａと小径半円筒部分３１ｂを組み合わせた形状に形成する必要が無いと共に、細孔３１ｃ及びセンサ穴３１ｄを穿設する必要も無い。このため、この研削盤７０で使用する被研削冶具７２は単純な円筒形状でよい。
【００４４】
レーザ光検出装置７１は、図７に示すように、レーザ光発光素子７３、レーザ光受光素子７４及びレーザ光用の増幅器７５を備えている。
レーザ光発光素子７３及びレーザ光受光素子７４は、テーブル１２上における砥石車側の被研削冶具７２近傍であって、レーザ光発光素子７３から出力されてレーザ光受光素子７４に入力されるレーザ光がＸ軸方向に平行となるように、かつ被研削冶具７２の外周面７２ａから所定距離だけ離間した位置を通るように配置されている。
【００４５】
このような構成によれば、被研削冶具７２の外周面７２ａ（被研削面）に接近する砥石車の研削面がレーザ光を遮蔽することになるので、該遮蔽時点で砥石車の研削面は被研削冶具７２の外周面７２ａに接触する直前、例えば１０μｍ手前に位置したことを検出することができる。よって、レーザ光検出装置７１を用いても圧力センサ３２と同様の作用効果を奏するので、砥石車２１の先端位置を高精度に補正できる。
【００４６】
なお、被研削冶具３１の大径半円筒部分３１ａの中心角が１８０度を超える場合、及び被研削冶具が被研削冶具７２のように円筒形状である場合、大径半円筒部分３１ａ又は被研削冶具７２の直径Ｄを測定し、直径Ｄの半分を被研削冶具３１、７２の被研削面の回転軸線Ｏからの距離Ｌとしてもよい。この場合、図１の研削盤１０で使用していた非接触式の変位センサ３４の代わりに図８に示すような接触式の寸法測定装置７６により被研削冶具３１の大径半円筒部分３１ａ又は被研削冶具７２の直径を直接測定する。この寸法測定装置７６は、２つの対向配置された接触子７７及び接触子７７の変位計測装置７８を備えている。これらの接触子７７は、互いに近接・離間可能なように構成されており、大径半円筒部３１ａ又は被研削冶具７２の外周面に接触して直径を測定する。
【００４７】
なお、上記した実施の形態においては、砥石車２１と被研削冶具３１との接触をＡＥセンサ３３にて検出する例について述べたが、接触検出手段として特にＡＥセンサに限定されることなく、例えば被研削冶具３１の振動から接触を検出する手段、砥石駆動モータ２５の動力変動（負荷変動）から接触を検出する手段等の各種構成の接触検出手段を用いることができるものである。
【００４８】
また、図４に示すフローチャートは、本発明を実施するうえで好適な一例を示すものにすぎず、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の態様を採り得るものであることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】（Ａ），（Ｂ）は、砥石先端位置補正装置を備えた研削盤の全体を示す上面図及び一部を示す正面図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ）は、図１の被研削冶具の周辺を示す正面図及び右側面図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は、図１の砥石車の周辺を示す左側面図及び正面図である。
【図４】図１の数値制御装置による砥石先端位置補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】図１の圧力センサによる動圧値が設定閾値となるまでの経時変化を示す図である。
【図６】図１のＡＥセンサによるＡＥ値が設定閾値を超えるまでの経時変化を示す図である。
【図７】別形態の砥石先端位置補正装置を備えた研削盤のテーブル部分を示す上面図である。
【図８】図１の変位センサの代わりとなる接触式の寸法測定装置を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０，７０…研削盤、１４…心押台、２０…砥石台、２１…砥石車、２１ａ…研削面、３０…砥石先端位置補正装置、３１，７２…被研削冶具、３１ｆ・・・外周面（被研削面）、３２…圧力センサ（接近検出手段）、３３…ＡＥセンサ（接触検出手段）、３４…変位センサ（被研削面測定装置）、４０…数値制御装置、４９…砥石台位置検出手段、６０…クーラント送出装置、７１…レーザ光検出装置、Ｏ…回転軸線（基準点）、Ｗ…ワーク。
【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】
2009214217.tif 000009
【図８】
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