(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持し回転させる第１の主軸と，被加工物を研削する砥石を保持し回転させる第２の主軸と，砥石を被加工物に近接又は離隔させるように上記第１主軸又は第２主軸を移動させる送り手段と，被加工物の加工部の研削前後の寸法を計測する検知手段と，この検知手段の検知信号を受け上記送り手段に対して送り操作量Ｏを指令する制御手段とを有する研削盤であって，
上記制御手段は，被加工物の研削後の加工部の寸法の目標値Ｍ及び加工部の研削前後の寸法を記録する記憶手段と，上記記録手段に記憶された最近のｍ個の被加工物に関する加工前の加工部の寸法である位置データＤ1，Ｄ2，Ｄ3・・・Ｄm及び加工後の加工部の寸法である位置データｄ1，ｄ2，ｄ3・・・ｄmと上記目標値Ｍとに基づいて上記送り操作量Ｏを算出する演算手段とを有しており，
上記演算手段は，上記ｍ個の被加工物それぞれに関してＭ−Ｄi（ｉ＝１，２，．．．ｍ）により表される目標研削量Ｓiと，Ｄi−ｄi（ｉ＝１，２，．．．ｍ）により表される実研削量ｓiとの差値Ｅi（＝Ｍ＋ｄi−２Ｄi）を算出し，ｍ個の差値Ｅiの平均値Ｅaに基づいて補正量を算出し次回又は次回以降の目標研削量Ｓを用いた関数ｆ（Ｓ）を含む式により導かれる送り操作量を補正して上記送り操作量Ｏを算出することを特徴とする研削盤。
【請求項２】
請求項１において，上記平均値Ｅaを決定する為のデータの数ｍは，５から１５であることを特徴とする研削盤。
【請求項３】
被加工物を保持し回転させる第１の主軸と，被加工物を研削する砥石を保持し回転させる第２の主軸と，砥石を被加工物に近接又は離隔させるように上記第１主軸又は第２主軸を移動させる送り手段とを備えた研削盤の制御方法であって，
被加工物の研削後の加工部の寸法の目標値Ｍ及び加工部の研削前後の寸法を記録し，記憶された最近のｍ個の被加工物に関する加工前の加工部の寸法である位置データＤ1，Ｄ2，Ｄ3・・・Ｄm及び加工後の加工部の寸法である位置データｄ1，ｄ2，ｄ3・・・ｄmと上記目標値Ｍとに基づいて，上記ｍ個の被加工物それぞれに関してＭ−Ｄi（ｉ＝１，２，．．．ｍ）により表される目標研削量Ｓiと，Ｄi−ｄi（ｉ＝１，２，．．．ｍ）により表される実研削量ｓiとの差値Ｅi（＝Ｍ＋ｄi−２Ｄi）を算出し，ｍ個の差値Ｅiの平均値Ｅaに基づいて補正量を算出し次回又は次回以降の目標研削量Ｓを用いた関数ｆ（Ｓ）を含む式により導かれる送り操作量を補正することを特徴とする研削盤の制御方法。
【請求項４】
請求項３において，上記平均値Ｅaを決定する為のデータの数ｍは，５から１５であることを特徴とする研削盤の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，研削盤及び研削盤の制御方法に関するものであり，特に，加工の途中における加工部の寸法を精度良く測定出来ない被加工物等に対して好適な研削機及び研削方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
研削盤は，回転する砥石を被加工物に接触させ，砥石または被加工物を縦横両方向に所定の量だけ移動させて，所望の形状に加工する工作機械である。
そして，研削の精度を高めるために，加工の途中で，特に研削完了の近辺において，被加工物の加工部の寸法を測定し，研削量が過剰とならないように最後段階の微妙な研削量を設定するという方法が知られている（特開昭５７−１９４８７５号公報参照）。
【０００３】
また，他の装置では，研削の途中において被加工物の予定研削量と実研削量との差を測定し，その差を打ち消す方向に砥石の送り速度を変化させて，研削量が所定の値となるように制御するという方法が提案されている（特開昭５７−１９４８８７６号公報参照）。
【０００４】
しかしながら，加工部の形状やサイズによっては，加工の途中で被加工物に測寸装置を接触又は近接させ，加工部の寸法を測定すること，所謂インプロセス測定が困難なものがあり，この場合には上記のような方法は採用することが出来ない。また，加工の途中で砥石を被加工物から引き離し寸法を測定することは，そのような動きが新たな誤差の原因となるという問題もある。
【０００５】
このような問題等に対処する為に，ポストプロセス測定，即ち加工後の仕上がり寸法を検査し，そのデータに基づいて以後の研削条件を設定する方法が広く用いられている。
例えば，加工前における被加工物の加工部寸法を測定し，加工後の所望の寸法との差を砥石の目標研削量とし，上記研削量となるように砥石の研削時間等の研削条件を設定する。この方法では，加工前の寸法を測定するから加工前における被加工物の加工部寸法にバラツキがあっても，加工後の加工部の寸法をほぼ同一とすることができる利点がある。
【０００６】
また，同一のものを多数加工する場合には，研削量の指令値に対する実際の研削値の推移，即ち研削個数に対する研削特性の推移を過去のデータとしてプールし，研削個数に対応して研削条件の設定を変更する方法もある。これによって，研削の個数によって変わる砥石の研削特性変化等に対応しようとするものである。
【０００７】
【解決しようとする課題】
しかしながら，ポストプロセス測定における上記従来装置には次のような問題点がある。
加工前に被加工物の加工部寸法を測定し，加工後の所望の寸法との差を単純に砥石の目標研削量とする第１の方法では，被加工物の加工前寸法のバラツキには対処することが出来るが，砥石の目減りや磨耗等の特性の変化に対処することが出来ない。
【０００８】
一方，研削個数に対応して変化する研削特性の推移をデータとしてプールし，この過去のデータに基づいて研削個数に対応する研削条件の設定を変更する方法は，１個１個の砥石の変化，即ち砥石の個別的な特性の変化又は個性には対処することができない。
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり，加工前における被加工物の寸法のバラツキと，砥石の特性の個性的な変動と経時的な変化とに対応することの出来る精度の高い研削機及び研削機の制御方法を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題の解決手段】
請求項１の発明にかかる研削盤は，被加工物を保持し回転させる第１の主軸と，被加工物を研削する砥石を保持し回転させる第２の主軸と，砥石を被加工物に近接又は離隔させるように上記第１主軸又は第２主軸を移動させる送り手段と，被加工物の加工部の研削前後の寸法を計測する検知手段と，この検知手段の検知信号を受け上記送り手段に対して送り操作量Ｏを指令する制御手段とを有する研削盤である。
【００１０】
上記制御手段は，被加工物の加工部の寸法の目標値Ｍ及び加工部の研削前後の寸法を記録する記憶手段と，上記記録手段に記憶された最近のｍ個の被加工物に関する加工前の加工部の寸法である位置データＤ1，Ｄ2，Ｄ3・・・Ｄm及び加工後の加工部の寸法である位置データｄ1，ｄ2，ｄ3・・・ｄmと上記目標値Ｍとに基づいて上記送り操作量Ｏを算出する演算手段とを有している。
【００１１】
そして，上記演算手段は，上記ｍ個の被加工物それぞれに関してＭ−Ｄi（ｉ＝１，２，．．．ｍ）により表される目標研削量Ｓiと，Ｄi−ｄi（ｉ＝１，２，．．．ｍ）により表される実研削量ｓiとの差値Ｅi（＝Ｍ＋ｄi−２Ｄi）を算出し，ｍ個の差値Ｅiの平均値Ｅaに基づいて補正量を算出し次回又は次回以降の目標研削量Ｓを用いた関数ｆ（Ｓ）を含む式により導かれる送り操作量を補正して上記送り操作量Ｏを算出する。即ち，目標研削量Ｓiと実研削量ｓiとの差値Ｅi（誤差または補正）の最近の傾向に基づいて，それ迄の制御動作又は目標研削量を補正する。このような補正演算は，加工前に毎回行なってもよいが，機械の特性の変化は徐々に変化するものであるので，適当な間隔で行ってもよい。
【００１２】
本発明の研削盤は，次回又は次回以降の被加工物の加工前の加工寸法である位置データを測定し，該位置データに基づいて算出する次回又は次回以降の目標研削量Ｓを用いた関数ｆ（Ｓ）を含む式により導かれる上記送り操作量Ｏを設定するため，被加工物の加工前寸法にバラツキがあっても仕上がり寸法が変動するようなことがない。
また，次回又は次回以降に研削する以前の測定により得られた最近の装置の誤差（補正），即ち差値Ｅiの平均値Ｅaの傾向を検知して以降の研削制御動作に反映させるから，常に目標の加工値に精度良く近づけることが出来る。即ち，砥石の磨耗等の経時的な特性の変化を反映させて，精度の高い動作特性を維持することが出来る。
【００１３】
上記のように，本発明によれば，加工前における被加工物の寸法のバラツキと，砥石の特性の経時的な変化と個性的な変動とに対応することの出来る精度の高い研削機を提供することが出来る。
なお，上記において，誤差または補正Ｅiの平均値Ｅaを取るデータの数ｍは，請求項２及び請求項４記載のように，５から１５位が適当である。データの個数ｍが多すぎると，次の制御に古いデータ（特性）が反映されることとなるから，データの個数ｍは１５以下が適当である。また，データの個数ｍが少なすぎると，再現性のない特殊要因が発生した場合等においてその影響が反映されることになるから，データの個数ｍは５以上が適切である。
【００１４】
そして，請求項３記載の発明は，上記研削盤と同様の制御モードに基づく研削盤の制御方法である。即ち，本発明によれば最近のｍ個の被加工物に関する加工前の加工部の寸法である位置データＤ1，Ｄ2，Ｄ3・・・Ｄm及び加工後の加工部の寸法である位置データｄ1，ｄ2，ｄ3・・・ｄmと上記目標値Ｍとに基づいて，上記ｍ個の被加工物それぞれに関してＭ−Ｄi（ｉ＝１，２，．．．ｍ）により表される目標研削量Ｓiと，Ｄi−ｄi（ｉ＝１，２，．．．ｍ）により表される実研削量ｓiとの差値Ｅi（＝Ｍ＋ｄi−２Ｄi）を算出し，ｍ個の差値Ｅiの平均値Ｅaに基づいて補正量を算出し次回又は次回以降の目標研削量Ｓを用いた関数ｆ（Ｓ）を含む式により導かれる送り操作量を補正する。その結果，請求項１の発明と同様の効果を得ることはできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本例は，図１に示すように，被加工物８１を保持し回転させる第１の主軸１１と，被加工物８１を研削する砥石１６を保持し回転させる第２の主軸１５と，砥石１６を被加工物８１に近接又は離隔させるように第１主軸１１及び第２主軸１５を移動させる送り手段２１，２２と，加工前及び加工後の被加工物８１の加工部８１１，８１２の寸法を計測する検知手段３１，３２と，この検知手段３１，３２の検知信号ｘ１，ｘ２を受け送り手段２１，２２を駆動するモーター２１１，２２１のドライブ回路２１２，２２２に対して送り操作量Ｏを指令する制御手段４０とを有する研削盤１である。
【００１６】
制御手段４０は，図２に示すように，被加工物８１の加工部の寸法の目標値Ｍ及び加工部の研削前後の寸法を記録する記憶手段４１と，記録手段４１に記憶された最近のｍ個の被加工物に関する加工前の加工部の寸法である位置データＤ1，Ｄ2，Ｄ3・・・Ｄm及び加工後の位置データｄ1，ｄ2，ｄ3・・・ｄmと上記目標値Ｍとに基づいて上記送り操作量Ｏを算出する演算手段４２と，演算手段４２の演算結果に基づいてドライブ回路２１２，２２２に対して送り操作量Ｏを指令する指令部４３とを有している。
【００１７】
演算手段４２は，Ｍ−Ｄi（ｉ＝１，２，．．．ｍ）により表される目標研削量ＳiとＤi−ｄi（ｉ＝１，２，．．．ｍ）により表される実研削量ｓiとの差値Ｅi（＝Ｍ＋ｄi−２Ｄi）とを算出し，（Σi=1,2,..mＥi）／ｍで表されるｍ個の差値Ｅiの平均値Ｅaに基づいて補正量を算出し次回又は次回以降の目標研削量Ｓを用いた関数ｆ（Ｓ）を含む式により導かれる送り補正量を補正して送り操作量Ｏを算出する。
以下それぞれについて説明を補足する。
【００１８】
図１に示すように，研削盤１において被加工物８１を加工する研削部分は，砥石１６と，砥石１６を回転させる第２主軸１５と，被加工物８１を保持し回転させる第１主軸１１と，第１主軸１１及び第２主軸１５を移動させる送り手段２１，２２とからなる。
また，検知手段は，被加工物８１の研削前の加工部８１１の寸法を計測する第１検知手段３１と，砥石１６による研削加工後の加工部８１２の寸法を計測する第２検知手段３２とからなる。なお，第１，第２検知手段は同一のものを兼用してもよい。同図において，符号８９は前記目標値Ｍなどを入力する入力手段である。
【００１９】
制御手段４０の記憶手段４１は，図２に示すように，上記目標値Ｍを記録する目標値メモリー４１１と，加工前の位置データＤi（ｉ＝１，２，．．．ｍ）を記録した第１計測値メモリー４１２と，加工後の位置データｄi（ｉ＝１，２，．．．ｍ）を記録した第２計測メモリー４１３とを有する。
そして，演算手段４２は，上記目標値Ｍと加工前の位置データＤiとに基づいて，上記ｍ個の被加工物それぞれに関してＭ−Ｄi（ｉ＝１，２，．．．ｍ）により表される目標研削量Ｓiを算出する第１演算部４２１を有し，その結果は目標研削量メモリー４２２に順次記憶される。
【００２０】
また，演算手段４２は，加工前の位置データＤi と加工後の位置データｄi とから，実研削量ｓi （＝Ｄi −ｄi ）を算出する第２演算部４２３を有し，この値は実研削量メモリー４２４に順次記憶される。
そして，補正値演算部４２３に設けた第３演算部４２６において，目標研削量メモリー４２２と実研削量メモリー４２４とに記憶された，最新のｍ個のデータから，モータードライブ回路２１２に対する送り操作量Ｏの今後の補正量αを次式により算出する。そして，補正量αを補正メモリー４２７に記録する。
【００２１】
α＝ｋ×｛Σi=1,2,..m（Ｓi−ｓi）／ｍ｝        ・・・（２）
なお，上記データの基となる前回までの送り操作量Ｏの中に，関数ｆ（Ｓ）の他に既に前回の補正量α0が含まれている場合には，次回以降に対する補正量αは，次式のように修正する。
α＝ｋ×｛Σi=1,2,..m（Ｓi−ｓi）／ｍ｝＋α0  ・・・  （２’）
【００２２】
そして，操作量演算部４２８は，次回又は次回以降の目標研削量Ｓに基づいて算出されたｆ（Ｓ）に対して次式のように補正された送り操作量Ｏを算出する。
Ｏ＝ｆ（Ｓ）＋α                                              （３）
そして，指令部４３は，送り操作量Ｏを砥石の送りモーター２２１のドライブ回路２２２に対して指令する。また，被加工物８１の送りモーター２２２に対しては，加工部８８１，８８２の研削幅に対応した送り操作量Ｏを指令する。
【００２３】
上記のように，本例の研削盤１によれば，加工前における被加工物８１の寸法を測定し，その値に基づいて次回の目標研削量Ｓを設定し，この目標研削量Ｓを用いた関数ｆ（ｓ）を含む式により導かれた送り操作量Ｏを設定するから，加工前寸法のバラツキが仕上がり寸法に影響することがない。また，上述した平均値Ｅaに基づく送り操作量Ｏの補正により，砥石１６の特性の経時的な変化及び砥石１６の１個１個の個性的な変動等による加工後寸法のバラツキに対応することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例の研削盤のシステム構成図。
【図２】実施形態例の研削盤の制御手段の接続と信号の流れを示す図。
【符号の説明】
１．．．研削盤，
１１．．．第１主軸，
１５．．．第２主軸，
１６．．．砥石，
２１，２２．．．送り手段，
３１，３２．．．検知手段，
４０．．．制御手段，
８１．．．被加工物，
８１１，８１２．．．加工部，
【図１】
0003809670.tif 000002
【図２】
0003809670.tif 000003