(57)【要約】【課題】 全体の加工時間が長くなることなく、ワークが正常品かどうかを判定することが可能であり、これにより、研磨焼け、砥石負けなどの突発的な砥石異常をなくすことができる内面研削盤を提供する。【解決手段】  ホイールヘッド11は、砥石軸12をハウジング内に回転自在に支持する磁気軸受14,15,16と、砥石軸12の変位を検出するラジアル変位センサ15およびアキシアル変位センサ16とを有している。異常判定手段24は、ワークに予め設けられている研削用溝位置が片寄っていないかを検出する片寄り判定手段を有しており、片寄り判定手段は、砥石20が急速アプローチ中にワークに接触した場合に発生する軸方向力をアキシアル変位センサ16の出力から求め、この軸方向力を閾値と比較することにより片寄りを判定するものである。【選択図】    図１
2009190093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面が被研削面であるワークを保持して回転させるワーク保持手段と、研削砥石が装着されて回転する砥石軸を有するホイールヘッドと、ワーク保持手段およびホイールヘッドを相対的に移動させて砥石にワークに対する切込み動作を行わせる切込み付与手段と、ワークが正常品かどうかを判定する異常判定手段とを備えている内面研削盤において、
ホイールヘッドは、砥石軸をハウジング内に回転自在に支持する磁気軸受装置と、砥石軸の変位を検出するラジアル変位センサおよびアキシアル変位センサとを有し、異常判定手段は、ワークに予め設けられている研削用溝位置が片寄っていないかを検出する片寄り判定手段を有しており、片寄り判定手段は、砥石が急速アプローチ中にワークに接触した場合に発生する軸方向力をアキシアル変位センサの出力から求め、この軸方向力を閾値と比較することにより片寄りを判定するものであることを特徴とする内面研削盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受外輪内周に軌道面を研削する際などに使用される内面研削盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内面研削盤として、図３に示すように、内面が被研削面であるワーク(W)を保持して回転させるワーク保持台（ワーク保持手段）(2)と、研削砥石(3)が装着されて回転する砥石軸(4)を有するホイールヘッド(5)と、ホイールヘッド(5)の砥石軸(4)をベルト(7)を介して回転させるホイールヘッド駆動用モータ（ホイールヘッド駆動手段）(6)と、ワーク保持台(2)およびホイールヘッド(5)を相対的に移動させて砥石(3)にワーク(W)に対する切込み動作を行わせる切込みモータ（切込み付与手段）(8)とを備え、ホイールヘッド(5)の砥石軸(4)およびホイールヘッド駆動手段(6)の回転軸に、それぞれプーリ(9)(10)が設けられて、ホイールヘッド駆動用モータ(6)の回転（例えば、３０００ｒｐｍ）が異なる径のプーリ(9)(10)を介して研削砥石(3)に伝達されることにより、研削砥石(3)は高速（例えば、３００００ｒｐｍ）で回転させられるものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
また、特許文献２には、ワークが正常品かどうかを判定する異常判定手段を研削装置に設けることが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−２６８１８３号公報
【特許文献２】特開平６−９１５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されているような内面研削盤を使用した研削加工では、加工時間の短縮と砥石へのダメージ小とを両立させるため、接触直前までは砥石を速い速度で移動させ（急速アプローチ）、接触しそうな領域で砥石の速度を落としてワークに接近させ、その後砥石をワークに接触させるようになされている。
【０００５】
この研削加工において、ワークが正常品かどうかを判定するに際しては、全体の加工時間が長くなることを避ける必要があるが、特許文献２で行われている異常判定は、通常の加工サイクルの前に行うものであるので、異常判定の時間が別途必要になるという問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、全体の加工時間が長くなることなく、ワークが正常品かどうかを判定することが可能であり、これにより、研磨焼け、砥石負けなどの突発的な砥石異常をなくすことができる内面研削盤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による内面研削盤は、内面が被研削面であるワークを保持して回転させるワーク保持手段と、研削砥石が装着されて回転する砥石軸を有するホイールヘッドと、ワーク保持手段およびホイールヘッドを相対的に移動させて砥石にワークに対する切込み動作を行わせる切込み付与手段と、ワークが正常品かどうかを判定する異常判定手段とを備えている内面研削盤において、ホイールヘッドは、砥石軸をハウジング内に回転自在に支持する磁気軸受装置と、砥石軸の変位を検出するラジアル変位センサおよびアキシアル変位センサとを有し、異常判定手段は、ワークに予め設けられている研削用溝位置が片寄っていないかを検出する片寄り判定手段を有しており、片寄り判定手段は、砥石が急速アプローチ中にワークに接触した場合に発生する軸方向力をアキシアル変位センサの出力から求め、この軸方向力を閾値と比較することにより片寄りを判定するものであることを特徴とするものである。
【０００８】
切込み付与手段は、ワーク保持手段を固定してこれに対してホイールヘッドをワークの径方向に移動させるものであってもよく、ホイールヘッドを固定してこれに対してワーク保持手段をワークの径方向に移動させるものであってもよい。切込み付与手段は、例えば、ワーク保持台を切込みモータによってワークの径方向（切込み方向）に移動させることにより、砥石にワークに対する切込み動作を行わせるものとされる。
【０００９】
磁気軸受装置は、好ましくは、砥石軸をアキシアル方向に非接触支持する１組のアキシアル磁気軸受と、砥石軸をアキシアル方向の２箇所においてそれぞれ互いに直交する２つのラジアル方向に非接触支持する２組のラジアル磁気軸受と、これらの磁気軸受を制御する制御装置とを備えた５軸制御型のものとされる。通常、アキシアル磁気軸受は、２個の電磁石より構成され、各ラジアル磁気軸受は、４個の電磁石より構成され、装置全体で１０個の電磁石が用いられて、これらの電磁石によって５軸（アキシアル方向の軸およびアキシアル方向の２カ所におけるラジアル方向の２つの軸）がそれぞれ制御される。
【００１０】
各変位センサは、コアに巻かれたコイルに交流電流が供給される渦電流検出方式のものとされる。
【００１１】
磁気軸受制御装置は、各変位センサによる位置の検出結果に基づいて各磁気軸受の電磁石を制御する電磁石制御手段と、電磁石制御手段から出力された電磁石制御信号を入力として電磁石に励磁電流を供給する電磁石駆動手段とを有しているものとされる。電磁石制御手段は、好ましくは、ディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）、ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）など、ソフトウェアプログラムが可能なディジタル処理手段より構成される。この制御装置によると、各変位センサからの出力（距離信号）に基づいて、砥石軸の位置が演算され、その演算結果である砥石軸の変位信号がＡＤ変換器を介して電磁石制御手段（例えばＤＳＰ）に入力され、電磁石制御手段は、このディジタル信号に基づいて、各磁気軸受の各電磁石に対する励磁電流信号をＤＡ変換器を介して電磁石駆動手段に出力する。電磁石駆動手段は、電磁石制御手段からの励磁信号に基づく励磁電流を対応する磁気軸受の電磁石に供給し、これにより、砥石軸が目標浮上位置に非接触支持される。
【００１２】
アキシアル変位センサによって得られた信号は、好ましくは、磁気軸受装置側のアンプを介して、研削盤内のコントローラ（ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントロール）、モーション・コントローラなど）に入力され、コントローラに設けられている異常判定手段では、この信号を使用して、砥石が急速アプローチ中にワークに接触した場合に発生する軸方向力を演算する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の内面研削盤によると、砥石が急速アプローチ中にワークに接触した場合に発生する軸方向力をアキシアル変位センサで検出することにより、砥石の急速アプローチ中にワークの片寄り異常が検出されるので、全体の加工時間を長くせずに、ワークに片寄り異常がないかが判定され、これにより、研磨焼け、砥石負けなどの突発的な砥石異常をなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１５】
図１および図２は、この発明による内面研削盤(1)の第１実施形態を示している。
【００１６】
図１において、研削砥石(20)が装着されて回転する砥石軸(12)を有するホイールヘッド(11)は、砥石軸(12)をアキシアル方向に非接触支持する１組のアキシアル磁気軸受(13)と、砥石軸(12)をアキシアル方向の２箇所においてそれぞれ互いに直交する２つのラジアル方向に非接触支持する２組のラジアル磁気軸受(14)(15)と、砥石軸(12)のアキシアル方向の位置を検出するためのアキシアル変位センサ(16)と、砥石軸(12)のラジアル方向の位置を検出するためのラジアル変位センサ(17)と、各変位センサ(16)(17)による位置の検出結果に基づいて各磁気軸受(13)(14)(15)の電磁石を制御する電磁石制御手段(18)と、電磁石制御手段(18)から出力された電磁石制御信号を入力として各磁気軸受(13)(14)(15)の電磁石に励磁電流を供給する電磁石駆動手段(19)とを備えている。
【００１７】
各変位センサ(16)(17)からの出力（距離信号）に基づいて、砥石軸(12)の位置が演算され、その演算結果である砥石軸(12)の変位信号がＡＤ変換器（図示略）を介して電磁石制御手段（例えばＤＳＰ）(18)に入力され、電磁石制御手段(18)は、このディジタル信号に基づいて、各磁気軸受(13)(14)(15)の各電磁石に対する励磁電流信号をＤＡ変換器（図示略）を介して電磁石駆動手段(19)に出力する。電磁石駆動手段(19)は、電磁石制御手段(18)からの励磁信号に基づく励磁電流を対応する磁気軸受(13)(14)(15)の電磁石に供給し、これにより、砥石軸(12)が目標浮上位置に非接触支持される。
【００１８】
内面研削盤(1)は、そのコントローラ(22)内に、研削負荷を一定にして研削するように切込みモータ(8)（図３参照）を制御する適応制御手段(23)を備えているとともに、ワーク(W)が正常品かどうかを判定する異常判定手段(24)を備えている。
【００１９】
砥石(20)は、ワーク(W)に接触する直前までは速い速度で移動させられ（急速アプローチ）、接触前にその速度が低下させられてワーク(W)に接触させられるようになされているが、図２に示すように、ワーク(W)に予め設けられている研削用溝(G)に所定値よりも大きい片寄りがある場合、砥石(20)の急速アプローチ中に、同図に斜め向きの矢印で示す位置において、砥石(20)がワーク(W)の溝(G)エッジに接触することになる。同図の下向きの矢印は、切込み方向であり、砥石(20)がワーク(W)の溝(G)エッジに接触した場合には、同図に右向きの矢印で示す方向の軸方向の力が発生し、砥石軸(12)が軸方向に変位する。急速アプローチ中の接触（衝突）は、砥石負けや研磨焼けと称される砥石(20)の突発異常の原因となる。
【００２０】
内面研削盤(1)側のコントローラ(22)に設けられている異常判定手段(24)は、ワーク(W)に予め設けられている研削用溝(G)の位置が片寄っていないかを検出する片寄り判定手段を有しており、この片寄り判定手段(24)は、砥石(20)が急速アプローチ中にワーク(W)に接触した場合に発生する軸方向力を上記のアキシアル変位センサ(16)の出力から求め、この軸方向力を閾値と比較することにより片寄りを判定するものである。アキシアル変位センサ(16)は、各磁気軸受(13)(14)(15)を制御しているコントローラまたは変位センサ用アンプ(21)を介して内面研削盤(1)側のコントローラ(22)に入力される。
【００２１】
砥石(20)が片寄り異常のワーク(W)に接触した際に発生した軸方向の力によって生じる砥石軸(12)の軸方向の変位は、アキシアル変位センサ(16)で検出され、片寄り判定手段(24)では、このアキシアル変位センサ(16)の出力を使用して、砥石(20)に作用する軸方向の力が検出される。そして、この力が予め定められた軸方向の力の閾値より大きい場合に、ワーク(W)は片寄り品と判定される。片寄り品と判定された場合、内面研削盤(1)を一時停止させて、片寄り品を排出するとともに、砥石(20)をドレッシングするなどの方法によって受けたダメージを解消することにより、砥石(20)の研磨焼け、砥石負け等の突発異常をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、この発明による内面研削盤の要部を模式的に示す図である。
【図２】図２は、ワークに片寄り異常がある場合の状態を模式的に示す図である。
【図３】図３は、従来の内面研削盤を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
(1)           内面研削盤
(2)           ワーク保持台（ワーク保持手段）
(8)           切込みモータ（切込み付与手段）
(11)          ホイールヘッド
(12)          砥石軸
(13)(14)(15)  磁気軸受
(16)          アキシアル変位センサ
(17)          ラジアル変位センサ
(20)          研削砥石
(W)           ワーク
【図１】
2009190093.tif 000003
【図２】
2009190093.tif 000004
【図３】
2009190093.tif 000005