アンギュラ研削方法およびアンギュラ研削装置
【課題】アンギュラ研削において、熱変位等により砥石軸が伸縮した場合でも、ドレッシング加工の基本構成を改変することなく、また機械的構造を改変することもなく、ワークを所定の仕上がり寸法に研削するアンギュラ研削技術を提供する。
【解決手段】ワークＷの内径面Ｗｂおよび端面Ｗａ、Ｗｃを同時に研削するアンギュラ研削において、砥石車１０の内径研削部１０ｂおよび端面研削部１０ａ、１０ｃを、砥石ドレッサ２０が所定の基準砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工するとともに、このドレッシング加工時に検出した上記砥石車１０の内径研削部１０ｂと端面研削部１０ａ、１０ｃとのドレス量の差に基づいて、砥石車１０のワークＷに対する切込み量を補正することで、ワークＷの内径面Ｗｂと端面Ｗａ、Ｗｃを所定の仕上寸法に研削する。
【解決手段】ワークＷの内径面Ｗｂおよび端面Ｗａ、Ｗｃを同時に研削するアンギュラ研削において、砥石車１０の内径研削部１０ｂおよび端面研削部１０ａ、１０ｃを、砥石ドレッサ２０が所定の基準砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工するとともに、このドレッシング加工時に検出した上記砥石車１０の内径研削部１０ｂと端面研削部１０ａ、１０ｃとのドレス量の差に基づいて、砥石車１０のワークＷに対する切込み量を補正することで、ワークＷの内径面Ｗｂと端面Ｗａ、Ｗｃを所定の仕上寸法に研削する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アンギュラ研削方法およびアンギュラ研削装置に関し、さらに詳細には、工作物の内径面と端面を同時に研削するアンギュラ研削において、熱変位等により砥石軸が伸縮した場合でも、砥石修正後の工作物を所定の仕上寸法に研削する砥石修正・研削技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作物（以下、ワークと称する。）の内径面と端面を同時に研削するいわゆるアンギュラ研削においては、ワークの被研削面に対応したプロフィールの外径砥石面、つまり内径面を研削する内径研削部（砥石面）と端面を研削する端面研削部（砥石面）を有するアンギュラ型砥石車が使用され、この砥石車を高速回転させながら、ワークの被研削面に切込み送りさせることにより、ワークの内径面と端面を同時に研削する。
【０００３】
また、上記砥石車には所定のインターバルをもってあるいは適宜ドレッシング加工が施されて、常にワークの仕上がり寸法に対応したプロフィールの砥石面（内径研削部および端面研削部）が修正維持される。このドレッシング加工は、砥石ドレッサを上記砥石車の内径研削部と端面研削部の砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動させながら、これら研削部に対して一定の切込み量をもって所定回数ドレッシング加工を施すことにより実施される。
【０００４】
ところで、砥石車の支持回転する砥石軸は、温度の影響により伸縮する性質を持ち、この伸縮量は上記ドレッシング加工におけるドレス量さらには研削加工精度にそのまま影響する。
【０００５】
特にアンギュラ型砥石車においては、例えば、研削装置の起動時や研削加工中に発生する熱により、砥石軸温度が上昇して砥石軸が伸びた場合、砥石ドレッサと砥石車の位置関係が変化して、砥石車の端面研削部のドレス量は多くなり、一方、上記内径研削部のドレス量は少なくなる。
【０００６】
すなわち、砥石軸が伸びた場合、砥石車の端面研削部が砥石ドレッサと接触しても、砥石車の内径研削部は砥石ドレッサと接触しないことになり、この結果、砥石車の端面研削部のドレス量は多くなり、一方、上記内径研削部のドレス量は少なくなる。そして、この砥石車により研削加工されたワークは、所定の仕上がり寸法に対して、その幅寸法（軸方向寸法）が大きくなるとともに、内径寸法が小さくなってしまう。砥石軸が縮んだ場合は、研削加工されたワークの仕上がり寸法は、これと全く逆になる。
【０００７】
このように、砥石軸の伸縮により、ドレッシング加工後のワークの仕上がり寸法が、ドレッシング加工前とで変わることになる。
【０００８】
また、研削装置に対するワークの搬入搬出を行う搬送装置に関連して、搬送装置の搬入側において、前工程でのトラブル等により研削装置の加工部に搬入されるワークがない状態（ノーワーク状態）や、搬出側において、後工程へ搬送されるワークが滞ることで、研削装置の加工部からワークが排出できない状態（フルワーク状態）により、研削加工自体が待機する結果、連続して行われる研削加工に空白状態が生じてしまい、これに起因した砥石軸の縮みによるＮＧワークの発生も問題となっていた。
【０００９】
これらの問題は、上記砥石軸の伸縮量が判明していれば、計算式等により砥石ドレッサの軌道（砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動する軌跡）を修正することで解消できるが、この目的のために、砥石軸の伸び量の測定装置等を機械に取り付けて機械的構造を改変することは、設備コストの上昇や取付け場所の確保の必要性等の問題を新たに生じることになり、これらの問題の抜本的解決が要望されていた。
【００１０】
なお、これらの問題を砥石車を修正するドレッシング加工自体を改良することにより解決しようとする技術は、従来種々開発され提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平０６−１１４７３１号公報
【特許文献２】特開平０４−３４８８６９号公報
【特許文献３】特開昭６０−０２９２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
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って、その目的とするところは、ワークの内径面と端面を同時に研削するアンギュラ研削において、熱変位等により砥石軸が伸縮した場合でも、ドレッシング加工の基本構成を改変することなく、また機械的構造を改変することもなく、ワークを所定の仕上がり寸法に研削することができるアンギュラ研削方法を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的とするところは、上記アンギュラ研削方法を有効に実施することができるアンギュラ研削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明のアンギュラ研削方法は、ワークの内径面を研削する内径研削部と端面を研削する端面研削部を有する砥石車を用いて、ワークの内径面および端面を同時に研削するアンギュラ研削方法であって、上記砥石車の内径研削部および端面研削部を、砥石ドレッサが所定の基準砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工するとともに、このドレッシング加工時に検出した上記砥石車の内径研削部と端面研削部とのドレス量の差に基づいて、上記砥石車のワークに対する切込み量を補正することで、ワークの内径面と端面を所定の仕上寸法に研削するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記砥石ドレッサによる上記砥石車の内径研削部および端面研削部のドレッシング加工は、上記砥石車の内径研削部および砥石研削部に対して一定の切込み量をもって、これら研削部の基準輪郭に対応する上記基準砥石面輪郭に沿った軌道を相対的にトラバース移動しながら行うドレッシング工程を所定回数繰返してなり、この一連のドレッシング工程の各工程において、上記砥石ドレッサと上記砥石車の内径研削部および端面研削部とのそれぞれの接触の有無を検出するとともに、上記砥石ドレッサとこれら研削部とのいずれかで検出した非接触状態の回数に基づいて上記内径研削部と端面研削部とのドレス量の差を検出する。
【００１６】
（２）上記砥石ドレッサと上記砥石車の内径研削部および端面研削部とのそれぞれの接触の有無を検出する接触検出手段が、上記砥石ドレッサ側に設けられたＡＥセンサである。
【００１７】
（３）上記砥石ドレッサと上記砥石車の内径研削部および端面研削部とのそれぞれの接触の有無を検出する接触検出手段が、上記砥石車側に設けられたＡＥセンサである。
【００１８】
（４）上記砥石車のワークに対する切込み量の補正は、上記内径研削部と端面研削部とのドレス量の差から上記砥石車の砥石軸の伸縮量を算出し、この砥石軸の伸縮量に応じて上記砥石車の切込み量を補正する。
【００１９】
（５）上記砥石車の砥石軸のワークの回転軸に対する傾斜角度をθとし、上記内径研削部と端面研削部とのドレス量の差をＫとすると、上記砥石軸の伸縮量Ｚは下式で求められる。
Ｚ＝Ｋ／（tanθ＋tan（９０°−θ））
【００２０】
本発明のアンギュラ研削装置は、ワークの内径面および端面を同時に研削するアンギュラ研削装置であって、ワークの内径面を研削する内径研削部と端面を研削する端面研削部を有し、回転駆動される砥石車と、この砥石車をワークに対して切込み送りする砥石切込み駆動部と、上記砥石車の内径研削部と端面研削部をドレッシング加工する砥石ドレッサと、この砥石ドレッサをドレッシング駆動するドレッサ駆動部と、このドレッサ駆動部による砥石ドレッサのドレッシング工程において、上記砥石車の内径研削部および端面研削部とのドレス量の差を検出測定するドレス量差測定部と、このドレス量差測定部の測定結果に基づいて上記砥石切込み駆動部を駆動制御する砥石切込み制御部とを備えることを特徴とする。
【００２１】
好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記砥石切込み制御部は、請求項１から４のいずれか一つに記載の研削方法を実行するように上記切込み送り駆動部を駆動制御するように構成される。
【００２２】
（２）上記砥石ドレッサは、ドレス工具として、回転駆動されるロータリ・ドレス工具を備えるロータリ・ドレッサの形態とされている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ワークの内径面を研削する内径研削部と端面を研削する端面研削部を有する砥石車を用いて、ワークの内径面および端面を同時に研削するアンギュラ研削において、上記砥石車の内径研削部および端面研削部を、砥石ドレッサが所定の基準砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工するとともに、このドレッシング加工時に検出した上記砥石車の内径研削部と端面研削部とのドレス量の差に基づいて、上記砥石車のワークに対する切込み量を補正することで、ワークの内径面と端面を所定の仕上寸法に研削するようにしたから、熱変位等により砥石軸が伸縮した場合でも、ドレッシング加工の基本構成（基本動作）を改変することなく、また機械的構造を改変することもなく、ワークを所定の仕上がり寸法に研削することができる。
【００２４】
また、研削装置に対するワークの搬入搬出を行う搬送装置に関連して、搬送装置の搬入側において、ノーワーク状態やフルワーク状態により、研削加工自体が待機して、連続して行われる研削加工に空白状態が生じてしまっても、これに起因した砥石軸の伸縮によるＮＧワークの発生排出を有効に防止することができる。
【００２５】
さらに、装置トラブル等による機械停止後の立ち上がり時の砥石軸の伸縮により、砥石ドレッサと砥石車の位置関係が変化してしまっても、ＮＧワークの発生排出を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る一実施形態に係るアンギュラ研削装置の全体構成の概略を示す正面図である。
【図２】同アンギュラ研削装置におけるアンギュラ砥石車とワークとの配置関係を拡大して示す一部断面正面図である。
【図３】同じく同アンギュラ研削装置におけるアンギュラ砥石車と砥石ドレッサとの配置関係を拡大して示す正面図である。
【図４】同アンギュラ砥石車の砥石軸の伸縮による位置変化の状態を示す正面模式図である。
【図５】同アンギュラ研削装置の切込み制御部の構成を示すブロック構成図である。
【図６】同アンギュラ研削装置の研削対象であるワークを拡大して示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面全体にわたって同一の符号は同一の構成部材または要素を示している。
【００２８】
本発明に係るアンギュラ研削装置が図１〜図５に示されており、具体的には、図６に示すようなワークＷの端面Ｗａ、内径面Ｗｂおよび奥端面Ｗｃを同時に研削加工するものである。
【００２９】
この研削装置は、図１に示すように、ワーク支持装置１、研削砥石装置２、砥石ドレス装置３および装置制御部４を主要部として備えてなるとともに、ワークＷがその軸線（Ｚ軸）を垂直にして回転支持される立型研削盤の形態とされている。
【００３０】
ワーク支持装置１は、ワークＷを回転支持するもので、装置ベッド５上に配置されている。このワーク支持装置１には、ワーク主軸６が回転可能に軸支されており、このワーク主軸６は、その軸線（Ｚ軸）が垂直になるように配置され、主軸６の基端（下端）が図示しない回転駆動源に連結されるとともに、その先端（上端）にワークＷを取外し可能にチャッキング支持するチャック装置７を備えている。このチャック装置７としては、例えば、油圧あるいはカムを使用するパワーチャックのほか、マグネットチャックやコレットチャックなどが好適に使用される。
【００３１】
研削砥石装置２は、水平な装置ベッド５上に垂直起立状に設けられたコラム６に、ワーク支持装置１に回転支持されるワークＷに対向配置されている。
【００３２】
研削砥石装置２の主要部である砥石車１０は、研削対象であるワークＷの内径面を研削する内径研削部と端面を研削する端面研削部を有するアンギュラ砥石車の形態とされ、図示の実施形態の砥石車１０は、図２に示すように、ワークＷの端面Ｗａを研削する端面研削部１０ａ、内径面Ｗｂを研削する内径研削部１０ｂおよび奥端面Ｗｃを研削する奥端面研削部１０ｃを連続する外径砥石面として備える。
【００３３】
このアンギュラ砥石車１０は、上記ワークＷの端面Ｗａ、内径面Ｗｂおよび奥端面Ｗｃを同時に研削すべく、その軸線つまり砥石軸１１の回転軸線（Ｘ軸）がワークＷの垂直軸線（Ｚ軸）に対し所定の傾斜角度θ（図示の実施形態においてはθ＝３０度）をもって傾斜して配置されている。
【００３４】
砥石車１０は、直交する２軸方向、つまり図１においてＸ軸方向とＹ軸方向へ移動可能とされている。具体的には、砥石車１０は、砥石軸１１の先端に取り外し可能に取付け固定され、この砥石軸１１は、上記砥石車台１２上に回転可能に軸承されるとともに、図示しない駆動モータ等の駆動源に連結されている。
【００３５】
砥石車台１２は、可動台１４上に砥石軸１１の回転軸線（Ｘ軸）方向へ移動可能に装着されている。つまり、この砥石車台１２の基部スライド１２ａが上記可動台１４のスライドレール１４ａに沿ってＸ軸方向へ移動可能とされるとともに、Ｘ軸方向切込み駆動部としての移動手段１５に連結されている。
【００３６】
また、上記可動台１４は、上記砥石軸１１の回転軸線（Ｘ軸）と直交するＹ軸方向へ移動可能に装着されている。つまり、この可動台１４の基部スライド１４ｂが、コラム６に設けられたスライドレール１６に沿ってＹ軸方向へ移動可能とされるとともに、コラム６上に配設されたＹ軸方向切込み駆動部としての移動手段１７に連結されている。この移動手段１７は具体的にはサーボモータ１７ａとボールねじ１７ｂからなり、サーボモータ１７ａが砥石切込み制御部１８に電気的に接続されており、ワークＷの形状寸法に対応して、砥石車１０の切込み動作を行う。
【００３７】
なお、具体的には図示しないが、上記Ｘ軸方向切込み駆動部としての移動手段１５も、上記移動手段１７と同一構成とされ、後述するように、これら両移動手段１５、１７により、上記砥石車１０をワークＷに対して切込み送りする砥石切込み駆動部１９（図５参照）が構成されている。
【００３８】
また、この砥石切込み駆動部１９は、後述するように、砥石ドレス装置３のダイヤ切込み駆動部２７としての機能を兼務する。
【００３９】
そして、砥石車１０は、上記砥石切込み制御部１８にプログラムされた研削プログラムに従って、所定の速度で高速回転駆動されながら、上記砥石切込み駆動部１９（１５、１７）により切込み送りされて、ワークＷの端面Ｗａ、内径面Ｗｂおよび奥端面Ｗｃを同時に研削する（図２参照）。
【００４０】
砥石切込み制御部１８は、上記のように、ワークＷの形状寸法に対応して、砥石車１０の切込み動作を制御するものであり、装置制御部４の一部を構成している。この砥石切込み制御部１８は、後述するように、ドレス装置３のドレス制御部３０と協働して、砥石軸１１の伸縮による砥石車１０の外径砥石面（図示の実施形態においては、端面研削部１０ａ、内径研削部１０ｂ、奥端面研削部１０ｃ）への影響を除去すべく、上記砥石切込み駆動部１９（１５、１７）の駆動を補正制御する。
【００４１】
砥石ドレス装置３は、上記砥石車１０の外径砥石面をワークＷの研削加工対象である端面Ｗａ、内径面Ｗｂおよび奥端面Ｗｃの形状寸法に対応するようにドレッシング（目立て・整形）を行うもので、具体的には、砥石車１０の内径研削部と端面研削部（図示の実施形態においては、端面研削部１０ａ、内径研削部１０ｂ、奥端面研削部１０ｃ）をドレッシング加工する砥石ドレッサ２０を主要部として備えてなり、図１に示すように、コラム６上において研削砥石装置２の側部近傍位置に設けられている。
【００４２】
砥石ドレス装置３は、具体的には、上記砥石ドレッサ２０と、この砥石ドレッサ２０をドレッシング駆動するドレッサ駆動部２５を主要部として構成されている。
【００４３】
上記砥石ドレッサ２０は、具体的には、ドレス工具２１として、回転駆動されるロータリ・ドレス工具を備えるロータリ・ドレッサの形態とされている。
【００４４】
図示の実施形態のロータリ・ドレス工具２１は、図３に示すように、上記砥石車１０の外径砥石面（端面研削部１０ａ、内径研削部１０ｂ、奥端面研削部１０ｃ）に対応して、その外周ドレス部２１ａが結合材料により結合されてなるダイヤモンドやＣＢＮ等の超砥粒により構成されたロータリ・ダイヤの形態とされている。なお、上記ロータリ・ドレス工具２１の外周ドレス部２１ａを構成する砥粒としては、ドレッシング対象である砥石車１０の砥石層が一般砥石層の場合には、一般砥粒が用いられる場合もある。
【００４５】
このロータリ・ダイヤ２１は従来公知の一般的基本構造を備えており、ドレッサ駆動部２５により、所定の回転速度をもって回転駆動されるとともに、砥石車１０に対して相対的にトラバース移動しながら切込み送りされる構成とされている。
【００４６】
具体的には、ロータリ・ダイヤ２１は、ドレス軸２２に取外し可能に取付け固定され、このドレス軸２２がドレス台２３に回転可能に軸承されるとともに、伝動プーリ２４ａ、動力伝動ベルト２４ｂおよび伝動プーリ２４ｃからなる動力伝動機構２４を介して、上記ドレッサ駆動部２５のダイヤ回転部２６に駆動連結されている。このダイヤ回転部２６はロータリ・ダイヤ駆動モータで、装置制御部４のドレス制御部３０（図５参照）に電気的に接続されている。
【００４７】
また、ロータリ・ダイヤ２１は、ドレッサ駆動部２５のダイヤ切込み駆動部２７により、上記砥石車１０の外径砥石面（端面研削部１０ａ、内径研削部１０ｂ、奥端面研削部１０ｃ）に対して相対的に切込み動作するとともに、この外径砥石面１０ａ、１０ｂ、１０ｃに沿って平行な方向へ相対的に移動（トラバース）可能とされている。
【００４８】
図示の実施形態においては、砥石ドレス装置３はコラム６の定位置に固定的に設けられており、上記ダイヤ切込み駆動部２７としては、前述したように、研削砥石装置２の砥石切込み駆動部１９が機能を兼務する構成とされている。
【００４９】
すなわち、ドレス装置３のロータリ・ダイヤ２１は、上記ドレス制御部３０にプログラムされたドレスプログラムに従って、砥石車１０の外径砥石面１０ａ、１０ｂ、１０ｃのプロフィールを回復維持するように駆動制御される。
【００５０】
具体的には、上記ダイヤ切込み駆動部２７としての研削砥石装置２の砥石切込み駆動部１９（１５、１７）が、上記ドレス制御部３０にプログラムされたドレスプログラムに従って、砥石車１０を、定位置で回転駆動しているロータリ・ダイヤ２１に対して、所定の移動軌跡に沿ってトラバース移動（Ｘ軸方向およびＹ軸方向へ複合的に移動）させ、これにより、砥石車の外径砥石面１０ａ、１０ｂ、１０ｃの輪郭形状がロータリ・ダイヤ２１により修正されて、所定のプロフィールを回復維持される。
【００５１】
次に、研削砥石装置２と砥石ドレス装置３の協働により、砥石軸１１の伸縮による砥石車１０の外径砥石面１０ａ、１０ｂ、１０ｃへの影響を除去する駆動制御について説明する。
【００５２】
この制御系は、図５に示すような制御構成とされており、具体的には、前記砥石切込み制御部１８およびドレス制御部３０の基本制御構成に加えて、ドレス量差測定部３５と砥石切込み量補正部３６を備えてなる。
【００５３】
ドレス量差測定部３５は、ドレッサ駆動部２５による砥石ドレッサ２０のドレッシング工程において、上記砥石車１０の内径研削部１０ｂと端面研削部１０ａ、１０ｃとのドレス量の差を検出測定するもので、具体的には、接触検知部（接触接触検出手段）３７からの検知信号、つまり砥石ドレッサ２０と砥石車１０の内径研削部１０ｂおよび端面研削部１０ａ、１０ｃとのそれぞれの接触の有無検出信号に基づいて、上記ドレス量の差を演算測定する。
【００５４】
この接触の有無を検出する接触検出手段３７として、本実施形態においては、上記砥石ドレッサ側に設けられたＡＥ（アコースティック ・ エミッション）センサが使用されている。ＡＥセンサ３７は、具体的には、ドレス軸２２の端部に取り付けられている。
【００５５】
砥石切込み量補正部３６は、ドレス量差測定部３５の測定結果に基づいて、砥石切込み量（Ｘ軸方向の切込み量とＹ軸方向の切込み量）の補正量を演算する。
【００５６】
以下、この補正量を用いた砥石車１０の具体的な切込み制御について説明する。
【００５７】
本実施形態においては、砥石ドレス装置３による砥石車１０のドレッシング加工自体は、砥石軸１１の伸縮の有無に関わらず、砥石軸１１の伸縮ゼロの時のドレッシング基本動作（砥石ドレッサ２０のドレス工具２１が所定の基準砥石面輪郭（基準軌跡）に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工する動作）であり、このドレッシング基本動作によるドレッシング加工時に検出した砥石車１０の内径研削部１０ｂと端面研削部１０ａ、１０ｃとのドレス量の差に基づいて、砥石車１０のワークＷに対する切込み量を補正することで、ワークＷの内径面Ｗｂと端面Ｗａ、Ｗｃを正寸（所定の仕上寸法）に研削する構成とされている。
【００５８】
すなわち、砥石軸１１が伸縮した場合の砥石車１０と砥石ドレッサ２０のドレス工具２１のトラバース移動軌跡との関係について図４を用いて説明する。
【００５９】
図４には、砥石軸１１が伸び縮みしていないとき（通常時）の砥石面輪郭が実線で示され、砥石軸１１が伸びた時の砥石面輪郭が一点鎖線で示され、また砥石軸１１が縮んだ時の砥石面輪郭が二点鎖線で示されており、砥石軸１１が伸びた場合は、通常時に比べ端面研削部１０ａ、１０ｃがドレス工具２１に対して接近する方向（前方向）へ移動し、内径研削部１０ｂがドレス工具２１に対して離隔する方向（後方向）へ移動し、逆に、砥石軸１１が縮んだ場合は、端面研削部１０ａ、１０ｃがドレス工具２１に対して離隔する方向（後方向）へ移動し、内径研削部１０ｂがドレス工具２１に対して接近する方向（前方向）へ移動する。
【００６０】
上記ドレッシング基本動作とは、砥石ドレッサ２０のドレス工具２１が図４の実線で示される砥石面輪郭（所定の基準砥石面輪郭（基準軌跡）に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工する動作をいい、上記ドレス制御部３０には、このドレッシング基本動作を行うドレスプログラムがプログラムされている。
【００６１】
換言すれば、砥石ドレッサ２０のロータリ・ダイヤ２１による砥石車１０の内径研削部１０ｂおよび端面研削部１０ａ、１０ｃのドレッシング基本動作によるドレッシング加工は、砥石車１０の内径研削部１０ｂおよび端面研削部１０ａ、１０ｃに対して一定の切込み量ｄをもって、これら研削部１０ａ〜１０ｃの基準輪郭に対応する上記基準砥石面輪郭に沿った軌道（基準軌）を相対的にトラバース移動しながら行うドレッシング工程が所定回数繰返されてなる。
【００６２】
したがって、ドレッシング基本動作するドレス工具２１によりドレッシング加工された砥石車１０によりワークＷを研削すると、砥石軸１１が伸び縮みすることにより所定の研削代を研削したつもりでも、ワークＷは正寸（所定の仕上寸法）に研削されないことになる。
【００６３】
例えば、砥石軸１１が伸びた場合、図４を参照して、砥石ドレッサ２０のドレス工具２１は、ドレッシング工程初期において砥石車１０の端面研削部１０ａ、１０ｃに接触し、内径研削部１０ｂには接触しないことになる。つまり、ＡＥセンサ３７は、砥石車１０の端面研削部１０ａ、１０ｃとの接触を検知できるが、内径研削部１０ｂとの接触は検知できない、つまり、内径研削部１０ｂに対していわゆる空振りすることになる。
【００６４】
そこで、上記ドレス量差測定部３５は、ＡＥセンサ３７の検知結果から、この一連のドレッシング工程の各工程において、砥石ドレッサ２０のロータリ・ダイヤ２１と砥石車１０の内径研削部１０ｂおよび端面研削部１０ａ、１０ｃとのそれぞれの接触の有無を検出するとともに、ロータリ・ダイヤ２１とこれら研削部１０ａ、１０ｂ、１０ｃとのいずれかで検出した非接触状態の回数に基づいて（ＡＥセンサ３７が空振りした回数（量）ｎをカウントして）、内径研削部１０ｂと端面研削部１０、１１ｃとのドレス量の差（ｄ×ｎ）を演算し検出する。
【００６５】
続いて、砥石切込み量補正部３６は、このドレス量差測定部３５の演算結果（内径研削部１０ｂと端面研削部１０、１１ｃとのドレス量の差（ｄ×ｎ））から砥石車１０の砥石軸１１の伸縮量Ｚを算出し、この伸縮量Ｚが砥石切込み制御部１８に制御信号として送られて、砥石切込み制御部１８は、この砥石軸１１の伸縮量Ｚに応じて砥石切込み駆動部１９（Ｘ軸方向切込み駆動部１５およびＹ軸方向切込み駆動部１７）を駆動制御し、これにより砥石車１０の切込み量を補正する。
【００６６】
砥石軸１１の伸縮量Ｚは、下式で求められる。
Ｚ＝Ｋ／（tanθ＋tan（９０°−θ））
ここに、
θ：砥石車１０の砥石軸１１のワークＷの回転軸Ｚに対する傾斜角度
Ｋ：砥石車１０の内径研削部１０ｂと端面研削部１０ａ、１０ｃとのドレス量の差（ｄ×ｎ）
【００６７】
図示の実施形態においては、θ＝３０°であることから、Ｚ＝Ｋ／（ｔａｎ３０°＋ｔａｎ６０°）で求められる。
【００６８】
上記と逆に、砥石軸１１が縮んだ場合は、砥石ドレッサ２０のロータリ・ダイヤ２１が砥石車１０の内径研削部１０ｂに接触して端面研削部１０ａ、１０ｃには接触しないことになる。この場合も、同様に、端面研削部の空振りした回数（量）をカウントし、その回数（量）に応じて、砥石車１０の切込み量を補正して、ワークＷを正寸に研削する。
【００６９】
装置制御部４は、上述したワーク支持装置１、研削砥石装置２および砥石ドレス装置３の各駆動部の動作を相互に連動して自動制御するもので、具体的には、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートなどからなるマイクロコンピュータで構成されたＣＮＣ装置である。この制御装置４には、上述したアンギュラ研削工程（研削方法）を実行するための制御プログラムが、数値制御データとして、予めまたは図示しない操作盤のキーボード等により適宜選択的に入力設定される。
【００７０】
しかして、以上のように構成されたアンギュラ研削装置において、ワーク支持装置１により回転支持されるワークＷに対して、研削砥石装置２の砥石車１０によるアンギュラ研削が行われるとともに、所定のインターバルをもって、または適宜、砥石ドレス装置３による砥石車１０の外径砥石面（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）に対するドレッシング（目立て・整形）が行われる。
【００７１】
この場合、砥石ドレス装置３による砥石車１０の内径研削部１０ｂおよび端面研削部１０ａ、１０ｃのドレッシング加工は、砥石軸１１の伸縮の有無にかかわらず、砥石ドレッサ２０が砥石車１０に対して所定の基準砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工が行われるとともに、このドレッシング加工時に検出した砥石車１０の内径研削部１０ｂおよび端面研削部１０ａ、１０ｃ間のドレス量の差Ｋに基づいて、砥石車１０のワークＷに対する切込み量を補正することで、ワークＷの内径面Ｗｂと端面Ｗａ、Ｗｂを所定の仕上寸法に研削するように構成されている。
【００７２】
したがって、砥石軸１１が熱変位等により伸縮した場合でも、ドレッシング加工の基本構成（基本動作）を改変することなく、また機械的構造を改変することもなく、ワークＷを所定の仕上がり寸法に研削することができる。
【００７３】
また、研削装置に対するワークＷの搬入搬出を行う搬送装置（図示省略）に関連して、搬送装置の搬入側において、ノーワーク状態やフルワーク状態により、研削装置の研削加工自体が待機して、連続して行われる研削加工に空白状態が生じてしまっても、これに起因した砥石軸１１の伸縮によるＮＧワークの発生排出が有効に防止され得る。
【００７４】
さらに、装置トラブル等による機械停止後の立ち上がり時の砥石軸１１の伸縮により、砥石ドレッサ２０と砥石車１０の位置関係が変化してしまっても、ＮＧワークの発生排出を有効に防止することができる。
【００７５】
なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内において種々の設計変更が可能である。
【００７６】
例えば、図示の実施形態においては、ＡＥセンサが砥石ドレッサ２０側に設けられているが、砥石車１０側に設けられても良く、このように砥石車１０側に設けられる場合は、ワークＷと砥石車１０の接触も検知することが可能で、砥石車１０とワークＷの接触前の時間を短縮して研削工程サイクルタイムの短縮化が図れる。
【００７７】
また、砥石ドレッサ２０と砥石車１０との接触検知部３７は、図示の実施形態のようにＡＥセンサ等の特別なセンサを用いなくても、砥石軸１１や砥石ドレッサ２０の駆動モータの負荷電流や電力で代用することも可能である。
【００７８】
また、本発明は、図示の実施形態のようなワークＷの形状構成およびこれに対応する砥石車１０の外径砥石面の形状構成に限定されることなく、種々のアンギュラ研削に適用可能である。
【００７９】
さらに、図示の実施形態は、立型研削装置について説明したが、本発明は、横型研削装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００８０】
Ｗ ワーク
Ｗａ ワークの端面
Ｗｂ ワークの内径面
Ｗｃ ワークの奥端面
θ 砥石車の傾斜角度
１ ワーク支持装置
２ 研削砥石装置
３ 砥石ドレス装置
４ 装置制御部
１０ 砥石車
１０ａ 砥石車の端面研削部
１０ｂ 砥石車の内径面研削部
１０ｃ 砥石車の奥端面研削部
１１ 砥石軸
１５ 移動手段（Ｘ軸方向切込み駆動部）
１７ 移動手段（Ｙ軸方向切込み駆動部）
１８ 砥石切込み制御部
１９ 砥石切込み駆動部
２０ 砥石ドレッサ
２１ ロータリ・ダイヤ（ドレス工具）
２２ ドレス軸
２５ ドレッサ駆動部
２６ ロータリ・ダイヤ駆動モータ（ドレッサ駆動部のダイヤ回転部）
２７ ダイヤ切込み駆動部
３０ ドレス制御部
３５ ドレス量差測定部
３６ 砥石切込み量補正部
３７ ＡＥセンサ（接触検知部）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アンギュラ研削方法およびアンギュラ研削装置に関し、さらに詳細には、工作物の内径面と端面を同時に研削するアンギュラ研削において、熱変位等により砥石軸が伸縮した場合でも、砥石修正後の工作物を所定の仕上寸法に研削する砥石修正・研削技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作物（以下、ワークと称する。）の内径面と端面を同時に研削するいわゆるアンギュラ研削においては、ワークの被研削面に対応したプロフィールの外径砥石面、つまり内径面を研削する内径研削部（砥石面）と端面を研削する端面研削部（砥石面）を有するアンギュラ型砥石車が使用され、この砥石車を高速回転させながら、ワークの被研削面に切込み送りさせることにより、ワークの内径面と端面を同時に研削する。
【０００３】
また、上記砥石車には所定のインターバルをもってあるいは適宜ドレッシング加工が施されて、常にワークの仕上がり寸法に対応したプロフィールの砥石面（内径研削部および端面研削部）が修正維持される。このドレッシング加工は、砥石ドレッサを上記砥石車の内径研削部と端面研削部の砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動させながら、これら研削部に対して一定の切込み量をもって所定回数ドレッシング加工を施すことにより実施される。
【０００４】
ところで、砥石車の支持回転する砥石軸は、温度の影響により伸縮する性質を持ち、この伸縮量は上記ドレッシング加工におけるドレス量さらには研削加工精度にそのまま影響する。
【０００５】
特にアンギュラ型砥石車においては、例えば、研削装置の起動時や研削加工中に発生する熱により、砥石軸温度が上昇して砥石軸が伸びた場合、砥石ドレッサと砥石車の位置関係が変化して、砥石車の端面研削部のドレス量は多くなり、一方、上記内径研削部のドレス量は少なくなる。
【０００６】
すなわち、砥石軸が伸びた場合、砥石車の端面研削部が砥石ドレッサと接触しても、砥石車の内径研削部は砥石ドレッサと接触しないことになり、この結果、砥石車の端面研削部のドレス量は多くなり、一方、上記内径研削部のドレス量は少なくなる。そして、この砥石車により研削加工されたワークは、所定の仕上がり寸法に対して、その幅寸法（軸方向寸法）が大きくなるとともに、内径寸法が小さくなってしまう。砥石軸が縮んだ場合は、研削加工されたワークの仕上がり寸法は、これと全く逆になる。
【０００７】
このように、砥石軸の伸縮により、ドレッシング加工後のワークの仕上がり寸法が、ドレッシング加工前とで変わることになる。
【０００８】
また、研削装置に対するワークの搬入搬出を行う搬送装置に関連して、搬送装置の搬入側において、前工程でのトラブル等により研削装置の加工部に搬入されるワークがない状態（ノーワーク状態）や、搬出側において、後工程へ搬送されるワークが滞ることで、研削装置の加工部からワークが排出できない状態（フルワーク状態）により、研削加工自体が待機する結果、連続して行われる研削加工に空白状態が生じてしまい、これに起因した砥石軸の縮みによるＮＧワークの発生も問題となっていた。
【０００９】
これらの問題は、上記砥石軸の伸縮量が判明していれば、計算式等により砥石ドレッサの軌道（砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動する軌跡）を修正することで解消できるが、この目的のために、砥石軸の伸び量の測定装置等を機械に取り付けて機械的構造を改変することは、設備コストの上昇や取付け場所の確保の必要性等の問題を新たに生じることになり、これらの問題の抜本的解決が要望されていた。
【００１０】
なお、これらの問題を砥石車を修正するドレッシング加工自体を改良することにより解決しようとする技術は、従来種々開発され提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平０６−１１４７３１号公報
【特許文献２】特開平０４−３４８８６９号公報
【特許文献３】特開昭６０−０２９２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
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って、その目的とするところは、ワークの内径面と端面を同時に研削するアンギュラ研削において、熱変位等により砥石軸が伸縮した場合でも、ドレッシング加工の基本構成を改変することなく、また機械的構造を改変することもなく、ワークを所定の仕上がり寸法に研削することができるアンギュラ研削方法を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的とするところは、上記アンギュラ研削方法を有効に実施することができるアンギュラ研削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明のアンギュラ研削方法は、ワークの内径面を研削する内径研削部と端面を研削する端面研削部を有する砥石車を用いて、ワークの内径面および端面を同時に研削するアンギュラ研削方法であって、上記砥石車の内径研削部および端面研削部を、砥石ドレッサが所定の基準砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工するとともに、このドレッシング加工時に検出した上記砥石車の内径研削部と端面研削部とのドレス量の差に基づいて、上記砥石車のワークに対する切込み量を補正することで、ワークの内径面と端面を所定の仕上寸法に研削するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記砥石ドレッサによる上記砥石車の内径研削部および端面研削部のドレッシング加工は、上記砥石車の内径研削部および砥石研削部に対して一定の切込み量をもって、これら研削部の基準輪郭に対応する上記基準砥石面輪郭に沿った軌道を相対的にトラバース移動しながら行うドレッシング工程を所定回数繰返してなり、この一連のドレッシング工程の各工程において、上記砥石ドレッサと上記砥石車の内径研削部および端面研削部とのそれぞれの接触の有無を検出するとともに、上記砥石ドレッサとこれら研削部とのいずれかで検出した非接触状態の回数に基づいて上記内径研削部と端面研削部とのドレス量の差を検出する。
【００１６】
（２）上記砥石ドレッサと上記砥石車の内径研削部および端面研削部とのそれぞれの接触の有無を検出する接触検出手段が、上記砥石ドレッサ側に設けられたＡＥセンサである。
【００１７】
（３）上記砥石ドレッサと上記砥石車の内径研削部および端面研削部とのそれぞれの接触の有無を検出する接触検出手段が、上記砥石車側に設けられたＡＥセンサである。
【００１８】
（４）上記砥石車のワークに対する切込み量の補正は、上記内径研削部と端面研削部とのドレス量の差から上記砥石車の砥石軸の伸縮量を算出し、この砥石軸の伸縮量に応じて上記砥石車の切込み量を補正する。
【００１９】
（５）上記砥石車の砥石軸のワークの回転軸に対する傾斜角度をθとし、上記内径研削部と端面研削部とのドレス量の差をＫとすると、上記砥石軸の伸縮量Ｚは下式で求められる。
Ｚ＝Ｋ／（tanθ＋tan（９０°−θ））
【００２０】
本発明のアンギュラ研削装置は、ワークの内径面および端面を同時に研削するアンギュラ研削装置であって、ワークの内径面を研削する内径研削部と端面を研削する端面研削部を有し、回転駆動される砥石車と、この砥石車をワークに対して切込み送りする砥石切込み駆動部と、上記砥石車の内径研削部と端面研削部をドレッシング加工する砥石ドレッサと、この砥石ドレッサをドレッシング駆動するドレッサ駆動部と、このドレッサ駆動部による砥石ドレッサのドレッシング工程において、上記砥石車の内径研削部および端面研削部とのドレス量の差を検出測定するドレス量差測定部と、このドレス量差測定部の測定結果に基づいて上記砥石切込み駆動部を駆動制御する砥石切込み制御部とを備えることを特徴とする。
【００２１】
好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記砥石切込み制御部は、請求項１から４のいずれか一つに記載の研削方法を実行するように上記切込み送り駆動部を駆動制御するように構成される。
【００２２】
（２）上記砥石ドレッサは、ドレス工具として、回転駆動されるロータリ・ドレス工具を備えるロータリ・ドレッサの形態とされている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ワークの内径面を研削する内径研削部と端面を研削する端面研削部を有する砥石車を用いて、ワークの内径面および端面を同時に研削するアンギュラ研削において、上記砥石車の内径研削部および端面研削部を、砥石ドレッサが所定の基準砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工するとともに、このドレッシング加工時に検出した上記砥石車の内径研削部と端面研削部とのドレス量の差に基づいて、上記砥石車のワークに対する切込み量を補正することで、ワークの内径面と端面を所定の仕上寸法に研削するようにしたから、熱変位等により砥石軸が伸縮した場合でも、ドレッシング加工の基本構成（基本動作）を改変することなく、また機械的構造を改変することもなく、ワークを所定の仕上がり寸法に研削することができる。
【００２４】
また、研削装置に対するワークの搬入搬出を行う搬送装置に関連して、搬送装置の搬入側において、ノーワーク状態やフルワーク状態により、研削加工自体が待機して、連続して行われる研削加工に空白状態が生じてしまっても、これに起因した砥石軸の伸縮によるＮＧワークの発生排出を有効に防止することができる。
【００２５】
さらに、装置トラブル等による機械停止後の立ち上がり時の砥石軸の伸縮により、砥石ドレッサと砥石車の位置関係が変化してしまっても、ＮＧワークの発生排出を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る一実施形態に係るアンギュラ研削装置の全体構成の概略を示す正面図である。
【図２】同アンギュラ研削装置におけるアンギュラ砥石車とワークとの配置関係を拡大して示す一部断面正面図である。
【図３】同じく同アンギュラ研削装置におけるアンギュラ砥石車と砥石ドレッサとの配置関係を拡大して示す正面図である。
【図４】同アンギュラ砥石車の砥石軸の伸縮による位置変化の状態を示す正面模式図である。
【図５】同アンギュラ研削装置の切込み制御部の構成を示すブロック構成図である。
【図６】同アンギュラ研削装置の研削対象であるワークを拡大して示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面全体にわたって同一の符号は同一の構成部材または要素を示している。
【００２８】
本発明に係るアンギュラ研削装置が図１〜図５に示されており、具体的には、図６に示すようなワークＷの端面Ｗａ、内径面Ｗｂおよび奥端面Ｗｃを同時に研削加工するものである。
【００２９】
この研削装置は、図１に示すように、ワーク支持装置１、研削砥石装置２、砥石ドレス装置３および装置制御部４を主要部として備えてなるとともに、ワークＷがその軸線（Ｚ軸）を垂直にして回転支持される立型研削盤の形態とされている。
【００３０】
ワーク支持装置１は、ワークＷを回転支持するもので、装置ベッド５上に配置されている。このワーク支持装置１には、ワーク主軸６が回転可能に軸支されており、このワーク主軸６は、その軸線（Ｚ軸）が垂直になるように配置され、主軸６の基端（下端）が図示しない回転駆動源に連結されるとともに、その先端（上端）にワークＷを取外し可能にチャッキング支持するチャック装置７を備えている。このチャック装置７としては、例えば、油圧あるいはカムを使用するパワーチャックのほか、マグネットチャックやコレットチャックなどが好適に使用される。
【００３１】
研削砥石装置２は、水平な装置ベッド５上に垂直起立状に設けられたコラム６に、ワーク支持装置１に回転支持されるワークＷに対向配置されている。
【００３２】
研削砥石装置２の主要部である砥石車１０は、研削対象であるワークＷの内径面を研削する内径研削部と端面を研削する端面研削部を有するアンギュラ砥石車の形態とされ、図示の実施形態の砥石車１０は、図２に示すように、ワークＷの端面Ｗａを研削する端面研削部１０ａ、内径面Ｗｂを研削する内径研削部１０ｂおよび奥端面Ｗｃを研削する奥端面研削部１０ｃを連続する外径砥石面として備える。
【００３３】
このアンギュラ砥石車１０は、上記ワークＷの端面Ｗａ、内径面Ｗｂおよび奥端面Ｗｃを同時に研削すべく、その軸線つまり砥石軸１１の回転軸線（Ｘ軸）がワークＷの垂直軸線（Ｚ軸）に対し所定の傾斜角度θ（図示の実施形態においてはθ＝３０度）をもって傾斜して配置されている。
【００３４】
砥石車１０は、直交する２軸方向、つまり図１においてＸ軸方向とＹ軸方向へ移動可能とされている。具体的には、砥石車１０は、砥石軸１１の先端に取り外し可能に取付け固定され、この砥石軸１１は、上記砥石車台１２上に回転可能に軸承されるとともに、図示しない駆動モータ等の駆動源に連結されている。
【００３５】
砥石車台１２は、可動台１４上に砥石軸１１の回転軸線（Ｘ軸）方向へ移動可能に装着されている。つまり、この砥石車台１２の基部スライド１２ａが上記可動台１４のスライドレール１４ａに沿ってＸ軸方向へ移動可能とされるとともに、Ｘ軸方向切込み駆動部としての移動手段１５に連結されている。
【００３６】
また、上記可動台１４は、上記砥石軸１１の回転軸線（Ｘ軸）と直交するＹ軸方向へ移動可能に装着されている。つまり、この可動台１４の基部スライド１４ｂが、コラム６に設けられたスライドレール１６に沿ってＹ軸方向へ移動可能とされるとともに、コラム６上に配設されたＹ軸方向切込み駆動部としての移動手段１７に連結されている。この移動手段１７は具体的にはサーボモータ１７ａとボールねじ１７ｂからなり、サーボモータ１７ａが砥石切込み制御部１８に電気的に接続されており、ワークＷの形状寸法に対応して、砥石車１０の切込み動作を行う。
【００３７】
なお、具体的には図示しないが、上記Ｘ軸方向切込み駆動部としての移動手段１５も、上記移動手段１７と同一構成とされ、後述するように、これら両移動手段１５、１７により、上記砥石車１０をワークＷに対して切込み送りする砥石切込み駆動部１９（図５参照）が構成されている。
【００３８】
また、この砥石切込み駆動部１９は、後述するように、砥石ドレス装置３のダイヤ切込み駆動部２７としての機能を兼務する。
【００３９】
そして、砥石車１０は、上記砥石切込み制御部１８にプログラムされた研削プログラムに従って、所定の速度で高速回転駆動されながら、上記砥石切込み駆動部１９（１５、１７）により切込み送りされて、ワークＷの端面Ｗａ、内径面Ｗｂおよび奥端面Ｗｃを同時に研削する（図２参照）。
【００４０】
砥石切込み制御部１８は、上記のように、ワークＷの形状寸法に対応して、砥石車１０の切込み動作を制御するものであり、装置制御部４の一部を構成している。この砥石切込み制御部１８は、後述するように、ドレス装置３のドレス制御部３０と協働して、砥石軸１１の伸縮による砥石車１０の外径砥石面（図示の実施形態においては、端面研削部１０ａ、内径研削部１０ｂ、奥端面研削部１０ｃ）への影響を除去すべく、上記砥石切込み駆動部１９（１５、１７）の駆動を補正制御する。
【００４１】
砥石ドレス装置３は、上記砥石車１０の外径砥石面をワークＷの研削加工対象である端面Ｗａ、内径面Ｗｂおよび奥端面Ｗｃの形状寸法に対応するようにドレッシング（目立て・整形）を行うもので、具体的には、砥石車１０の内径研削部と端面研削部（図示の実施形態においては、端面研削部１０ａ、内径研削部１０ｂ、奥端面研削部１０ｃ）をドレッシング加工する砥石ドレッサ２０を主要部として備えてなり、図１に示すように、コラム６上において研削砥石装置２の側部近傍位置に設けられている。
【００４２】
砥石ドレス装置３は、具体的には、上記砥石ドレッサ２０と、この砥石ドレッサ２０をドレッシング駆動するドレッサ駆動部２５を主要部として構成されている。
【００４３】
上記砥石ドレッサ２０は、具体的には、ドレス工具２１として、回転駆動されるロータリ・ドレス工具を備えるロータリ・ドレッサの形態とされている。
【００４４】
図示の実施形態のロータリ・ドレス工具２１は、図３に示すように、上記砥石車１０の外径砥石面（端面研削部１０ａ、内径研削部１０ｂ、奥端面研削部１０ｃ）に対応して、その外周ドレス部２１ａが結合材料により結合されてなるダイヤモンドやＣＢＮ等の超砥粒により構成されたロータリ・ダイヤの形態とされている。なお、上記ロータリ・ドレス工具２１の外周ドレス部２１ａを構成する砥粒としては、ドレッシング対象である砥石車１０の砥石層が一般砥石層の場合には、一般砥粒が用いられる場合もある。
【００４５】
このロータリ・ダイヤ２１は従来公知の一般的基本構造を備えており、ドレッサ駆動部２５により、所定の回転速度をもって回転駆動されるとともに、砥石車１０に対して相対的にトラバース移動しながら切込み送りされる構成とされている。
【００４６】
具体的には、ロータリ・ダイヤ２１は、ドレス軸２２に取外し可能に取付け固定され、このドレス軸２２がドレス台２３に回転可能に軸承されるとともに、伝動プーリ２４ａ、動力伝動ベルト２４ｂおよび伝動プーリ２４ｃからなる動力伝動機構２４を介して、上記ドレッサ駆動部２５のダイヤ回転部２６に駆動連結されている。このダイヤ回転部２６はロータリ・ダイヤ駆動モータで、装置制御部４のドレス制御部３０（図５参照）に電気的に接続されている。
【００４７】
また、ロータリ・ダイヤ２１は、ドレッサ駆動部２５のダイヤ切込み駆動部２７により、上記砥石車１０の外径砥石面（端面研削部１０ａ、内径研削部１０ｂ、奥端面研削部１０ｃ）に対して相対的に切込み動作するとともに、この外径砥石面１０ａ、１０ｂ、１０ｃに沿って平行な方向へ相対的に移動（トラバース）可能とされている。
【００４８】
図示の実施形態においては、砥石ドレス装置３はコラム６の定位置に固定的に設けられており、上記ダイヤ切込み駆動部２７としては、前述したように、研削砥石装置２の砥石切込み駆動部１９が機能を兼務する構成とされている。
【００４９】
すなわち、ドレス装置３のロータリ・ダイヤ２１は、上記ドレス制御部３０にプログラムされたドレスプログラムに従って、砥石車１０の外径砥石面１０ａ、１０ｂ、１０ｃのプロフィールを回復維持するように駆動制御される。
【００５０】
具体的には、上記ダイヤ切込み駆動部２７としての研削砥石装置２の砥石切込み駆動部１９（１５、１７）が、上記ドレス制御部３０にプログラムされたドレスプログラムに従って、砥石車１０を、定位置で回転駆動しているロータリ・ダイヤ２１に対して、所定の移動軌跡に沿ってトラバース移動（Ｘ軸方向およびＹ軸方向へ複合的に移動）させ、これにより、砥石車の外径砥石面１０ａ、１０ｂ、１０ｃの輪郭形状がロータリ・ダイヤ２１により修正されて、所定のプロフィールを回復維持される。
【００５１】
次に、研削砥石装置２と砥石ドレス装置３の協働により、砥石軸１１の伸縮による砥石車１０の外径砥石面１０ａ、１０ｂ、１０ｃへの影響を除去する駆動制御について説明する。
【００５２】
この制御系は、図５に示すような制御構成とされており、具体的には、前記砥石切込み制御部１８およびドレス制御部３０の基本制御構成に加えて、ドレス量差測定部３５と砥石切込み量補正部３６を備えてなる。
【００５３】
ドレス量差測定部３５は、ドレッサ駆動部２５による砥石ドレッサ２０のドレッシング工程において、上記砥石車１０の内径研削部１０ｂと端面研削部１０ａ、１０ｃとのドレス量の差を検出測定するもので、具体的には、接触検知部（接触接触検出手段）３７からの検知信号、つまり砥石ドレッサ２０と砥石車１０の内径研削部１０ｂおよび端面研削部１０ａ、１０ｃとのそれぞれの接触の有無検出信号に基づいて、上記ドレス量の差を演算測定する。
【００５４】
この接触の有無を検出する接触検出手段３７として、本実施形態においては、上記砥石ドレッサ側に設けられたＡＥ（アコースティック ・ エミッション）センサが使用されている。ＡＥセンサ３７は、具体的には、ドレス軸２２の端部に取り付けられている。
【００５５】
砥石切込み量補正部３６は、ドレス量差測定部３５の測定結果に基づいて、砥石切込み量（Ｘ軸方向の切込み量とＹ軸方向の切込み量）の補正量を演算する。
【００５６】
以下、この補正量を用いた砥石車１０の具体的な切込み制御について説明する。
【００５７】
本実施形態においては、砥石ドレス装置３による砥石車１０のドレッシング加工自体は、砥石軸１１の伸縮の有無に関わらず、砥石軸１１の伸縮ゼロの時のドレッシング基本動作（砥石ドレッサ２０のドレス工具２１が所定の基準砥石面輪郭（基準軌跡）に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工する動作）であり、このドレッシング基本動作によるドレッシング加工時に検出した砥石車１０の内径研削部１０ｂと端面研削部１０ａ、１０ｃとのドレス量の差に基づいて、砥石車１０のワークＷに対する切込み量を補正することで、ワークＷの内径面Ｗｂと端面Ｗａ、Ｗｃを正寸（所定の仕上寸法）に研削する構成とされている。
【００５８】
すなわち、砥石軸１１が伸縮した場合の砥石車１０と砥石ドレッサ２０のドレス工具２１のトラバース移動軌跡との関係について図４を用いて説明する。
【００５９】
図４には、砥石軸１１が伸び縮みしていないとき（通常時）の砥石面輪郭が実線で示され、砥石軸１１が伸びた時の砥石面輪郭が一点鎖線で示され、また砥石軸１１が縮んだ時の砥石面輪郭が二点鎖線で示されており、砥石軸１１が伸びた場合は、通常時に比べ端面研削部１０ａ、１０ｃがドレス工具２１に対して接近する方向（前方向）へ移動し、内径研削部１０ｂがドレス工具２１に対して離隔する方向（後方向）へ移動し、逆に、砥石軸１１が縮んだ場合は、端面研削部１０ａ、１０ｃがドレス工具２１に対して離隔する方向（後方向）へ移動し、内径研削部１０ｂがドレス工具２１に対して接近する方向（前方向）へ移動する。
【００６０】
上記ドレッシング基本動作とは、砥石ドレッサ２０のドレス工具２１が図４の実線で示される砥石面輪郭（所定の基準砥石面輪郭（基準軌跡）に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工する動作をいい、上記ドレス制御部３０には、このドレッシング基本動作を行うドレスプログラムがプログラムされている。
【００６１】
換言すれば、砥石ドレッサ２０のロータリ・ダイヤ２１による砥石車１０の内径研削部１０ｂおよび端面研削部１０ａ、１０ｃのドレッシング基本動作によるドレッシング加工は、砥石車１０の内径研削部１０ｂおよび端面研削部１０ａ、１０ｃに対して一定の切込み量ｄをもって、これら研削部１０ａ〜１０ｃの基準輪郭に対応する上記基準砥石面輪郭に沿った軌道（基準軌）を相対的にトラバース移動しながら行うドレッシング工程が所定回数繰返されてなる。
【００６２】
したがって、ドレッシング基本動作するドレス工具２１によりドレッシング加工された砥石車１０によりワークＷを研削すると、砥石軸１１が伸び縮みすることにより所定の研削代を研削したつもりでも、ワークＷは正寸（所定の仕上寸法）に研削されないことになる。
【００６３】
例えば、砥石軸１１が伸びた場合、図４を参照して、砥石ドレッサ２０のドレス工具２１は、ドレッシング工程初期において砥石車１０の端面研削部１０ａ、１０ｃに接触し、内径研削部１０ｂには接触しないことになる。つまり、ＡＥセンサ３７は、砥石車１０の端面研削部１０ａ、１０ｃとの接触を検知できるが、内径研削部１０ｂとの接触は検知できない、つまり、内径研削部１０ｂに対していわゆる空振りすることになる。
【００６４】
そこで、上記ドレス量差測定部３５は、ＡＥセンサ３７の検知結果から、この一連のドレッシング工程の各工程において、砥石ドレッサ２０のロータリ・ダイヤ２１と砥石車１０の内径研削部１０ｂおよび端面研削部１０ａ、１０ｃとのそれぞれの接触の有無を検出するとともに、ロータリ・ダイヤ２１とこれら研削部１０ａ、１０ｂ、１０ｃとのいずれかで検出した非接触状態の回数に基づいて（ＡＥセンサ３７が空振りした回数（量）ｎをカウントして）、内径研削部１０ｂと端面研削部１０、１１ｃとのドレス量の差（ｄ×ｎ）を演算し検出する。
【００６５】
続いて、砥石切込み量補正部３６は、このドレス量差測定部３５の演算結果（内径研削部１０ｂと端面研削部１０、１１ｃとのドレス量の差（ｄ×ｎ））から砥石車１０の砥石軸１１の伸縮量Ｚを算出し、この伸縮量Ｚが砥石切込み制御部１８に制御信号として送られて、砥石切込み制御部１８は、この砥石軸１１の伸縮量Ｚに応じて砥石切込み駆動部１９（Ｘ軸方向切込み駆動部１５およびＹ軸方向切込み駆動部１７）を駆動制御し、これにより砥石車１０の切込み量を補正する。
【００６６】
砥石軸１１の伸縮量Ｚは、下式で求められる。
Ｚ＝Ｋ／（tanθ＋tan（９０°−θ））
ここに、
θ：砥石車１０の砥石軸１１のワークＷの回転軸Ｚに対する傾斜角度
Ｋ：砥石車１０の内径研削部１０ｂと端面研削部１０ａ、１０ｃとのドレス量の差（ｄ×ｎ）
【００６７】
図示の実施形態においては、θ＝３０°であることから、Ｚ＝Ｋ／（ｔａｎ３０°＋ｔａｎ６０°）で求められる。
【００６８】
上記と逆に、砥石軸１１が縮んだ場合は、砥石ドレッサ２０のロータリ・ダイヤ２１が砥石車１０の内径研削部１０ｂに接触して端面研削部１０ａ、１０ｃには接触しないことになる。この場合も、同様に、端面研削部の空振りした回数（量）をカウントし、その回数（量）に応じて、砥石車１０の切込み量を補正して、ワークＷを正寸に研削する。
【００６９】
装置制御部４は、上述したワーク支持装置１、研削砥石装置２および砥石ドレス装置３の各駆動部の動作を相互に連動して自動制御するもので、具体的には、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートなどからなるマイクロコンピュータで構成されたＣＮＣ装置である。この制御装置４には、上述したアンギュラ研削工程（研削方法）を実行するための制御プログラムが、数値制御データとして、予めまたは図示しない操作盤のキーボード等により適宜選択的に入力設定される。
【００７０】
しかして、以上のように構成されたアンギュラ研削装置において、ワーク支持装置１により回転支持されるワークＷに対して、研削砥石装置２の砥石車１０によるアンギュラ研削が行われるとともに、所定のインターバルをもって、または適宜、砥石ドレス装置３による砥石車１０の外径砥石面（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）に対するドレッシング（目立て・整形）が行われる。
【００７１】
この場合、砥石ドレス装置３による砥石車１０の内径研削部１０ｂおよび端面研削部１０ａ、１０ｃのドレッシング加工は、砥石軸１１の伸縮の有無にかかわらず、砥石ドレッサ２０が砥石車１０に対して所定の基準砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工が行われるとともに、このドレッシング加工時に検出した砥石車１０の内径研削部１０ｂおよび端面研削部１０ａ、１０ｃ間のドレス量の差Ｋに基づいて、砥石車１０のワークＷに対する切込み量を補正することで、ワークＷの内径面Ｗｂと端面Ｗａ、Ｗｂを所定の仕上寸法に研削するように構成されている。
【００７２】
したがって、砥石軸１１が熱変位等により伸縮した場合でも、ドレッシング加工の基本構成（基本動作）を改変することなく、また機械的構造を改変することもなく、ワークＷを所定の仕上がり寸法に研削することができる。
【００７３】
また、研削装置に対するワークＷの搬入搬出を行う搬送装置（図示省略）に関連して、搬送装置の搬入側において、ノーワーク状態やフルワーク状態により、研削装置の研削加工自体が待機して、連続して行われる研削加工に空白状態が生じてしまっても、これに起因した砥石軸１１の伸縮によるＮＧワークの発生排出が有効に防止され得る。
【００７４】
さらに、装置トラブル等による機械停止後の立ち上がり時の砥石軸１１の伸縮により、砥石ドレッサ２０と砥石車１０の位置関係が変化してしまっても、ＮＧワークの発生排出を有効に防止することができる。
【００７５】
なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内において種々の設計変更が可能である。
【００７６】
例えば、図示の実施形態においては、ＡＥセンサが砥石ドレッサ２０側に設けられているが、砥石車１０側に設けられても良く、このように砥石車１０側に設けられる場合は、ワークＷと砥石車１０の接触も検知することが可能で、砥石車１０とワークＷの接触前の時間を短縮して研削工程サイクルタイムの短縮化が図れる。
【００７７】
また、砥石ドレッサ２０と砥石車１０との接触検知部３７は、図示の実施形態のようにＡＥセンサ等の特別なセンサを用いなくても、砥石軸１１や砥石ドレッサ２０の駆動モータの負荷電流や電力で代用することも可能である。
【００７８】
また、本発明は、図示の実施形態のようなワークＷの形状構成およびこれに対応する砥石車１０の外径砥石面の形状構成に限定されることなく、種々のアンギュラ研削に適用可能である。
【００７９】
さらに、図示の実施形態は、立型研削装置について説明したが、本発明は、横型研削装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００８０】
Ｗ ワーク
Ｗａ ワークの端面
Ｗｂ ワークの内径面
Ｗｃ ワークの奥端面
θ 砥石車の傾斜角度
１ ワーク支持装置
２ 研削砥石装置
３ 砥石ドレス装置
４ 装置制御部
１０ 砥石車
１０ａ 砥石車の端面研削部
１０ｂ 砥石車の内径面研削部
１０ｃ 砥石車の奥端面研削部
１１ 砥石軸
１５ 移動手段（Ｘ軸方向切込み駆動部）
１７ 移動手段（Ｙ軸方向切込み駆動部）
１８ 砥石切込み制御部
１９ 砥石切込み駆動部
２０ 砥石ドレッサ
２１ ロータリ・ダイヤ（ドレス工具）
２２ ドレス軸
２５ ドレッサ駆動部
２６ ロータリ・ダイヤ駆動モータ（ドレッサ駆動部のダイヤ回転部）
２７ ダイヤ切込み駆動部
３０ ドレス制御部
３５ ドレス量差測定部
３６ 砥石切込み量補正部
３７ ＡＥセンサ（接触検知部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物の内径面を研削する内径研削部と端面を研削する端面研削部を有する砥石車を用いて、工作物の内径面および端面を同時に研削するアンギュラ研削方法であって、
前記砥石車の内径研削部および端面研削部を、砥石ドレッサが所定の基準砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工するとともに、このドレッシング加工時に検出した前記砥石車の内径研削部と端面研削部とのドレス量の差に基づいて、前記砥石車の工作物に対する切込み量を補正することで、工作物の内径面と端面を所定の仕上寸法に研削するようにした
ことを特徴とするアンギュラ研削方法。
【請求項２】
前記砥石ドレッサによる前記砥石車の内径研削部および端面研削部のドレッシング加工は、前記砥石車の内径研削部および砥石研削部に対して一定の切込み量をもって、これら研削部の基準輪郭に対応する前記基準砥石面輪郭に沿った軌道を相対的にトラバース移動しながら行うドレッシング工程を所定回数繰返してなり、
この一連のドレッシング工程の各工程において、前記砥石ドレッサと前記砥石車の内径研削部および端面研削部とのそれぞれの接触の有無を検出するとともに、前記砥石ドレッサとこれら研削部とのいずれかで検出した非接触状態の回数に基づいて前記内径研削部と端面研削部とのドレス量の差を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載のアンギュラ研削方法。
【請求項３】
前記砥石ドレッサと前記砥石車の内径研削部および端面研削部とのそれぞれの接触の有無を検出する接触検出手段が、前記砥石ドレッサ側に設けられたＡＥセンサである
ことを特徴とする請求項２に記載のアンギュラ研削方法。
【請求項４】
前記砥石ドレッサと前記砥石車の内径研削部および端面研削部とのそれぞれの接触の有無を検出する接触検出手段が、前記砥石車側に設けられたＡＥセンサである
ことを特徴とする請求項２に記載のアンギュラ研削方法。
【請求項５】
前記砥石車の工作物に対する切込み量の補正は、前記内径研削部と端面研削部とのドレス量の差から前記砥石車の砥石軸の伸縮量を算出し、この砥石軸の伸縮量に応じて前記砥石車の切込み量を補正する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のアンギュラ研削方法。
【請求項６】
前記砥石車の砥石軸の工作物の回転軸に対する傾斜角度をθとし、前記内径研削部と端面研削部とのドレス量の差をＫとすると、
前記砥石軸の伸縮量Ｚは下式で求められることを特徴とする請求項５に記載のアンギュラ研削方法。
Ｚ＝Ｋ／（tanθ＋tan（９０°−θ））
【請求項７】
工作物の内径面および端面を同時に研削するアンギュラ研削装置であって、
工作物の内径面を研削する内径研削部と端面を研削する端面研削部を有し、回転駆動される砥石車と、
この砥石車を工作物に対して切込み送りする砥石切込み駆動部と、
前記砥石車の内径研削部と端面研削部をドレッシング加工する砥石ドレッサと、
この砥石ドレッサをドレッシング駆動するドレッサ駆動部と、
このドレッサ駆動部による砥石ドレッサのドレッシング工程において、前記砥石車の内径研削部および端面研削部とのドレス量の差を検出測定するドレス量差測定部と、
このドレス量差測定部の測定結果に基づいて前記砥石切込み駆動部を駆動制御する砥石切込み制御部とを備える
ことを特徴とするアンギュラ研削装置。
【請求項８】
前記砥石切込み制御部は、請求項１から５のいずれか一つに記載の研削方法を実行するように前記切込み送り駆動部を駆動制御するように構成されている
ことを特徴とする請求項７に記載のアンギュラ研削装置。
【請求項９】
前記砥石ドレッサは、ドレス工具として、回転駆動されるロータリ・ドレス工具を備えるロータリ・ドレッサの形態とされている
ことを特徴とする請求項７に記載のアンギュラ研削装置。
【請求項１】
工作物の内径面を研削する内径研削部と端面を研削する端面研削部を有する砥石車を用いて、工作物の内径面および端面を同時に研削するアンギュラ研削方法であって、
前記砥石車の内径研削部および端面研削部を、砥石ドレッサが所定の基準砥石面輪郭に沿って相対的にトラバース移動しながらドレッシング加工するとともに、このドレッシング加工時に検出した前記砥石車の内径研削部と端面研削部とのドレス量の差に基づいて、前記砥石車の工作物に対する切込み量を補正することで、工作物の内径面と端面を所定の仕上寸法に研削するようにした
ことを特徴とするアンギュラ研削方法。
【請求項２】
前記砥石ドレッサによる前記砥石車の内径研削部および端面研削部のドレッシング加工は、前記砥石車の内径研削部および砥石研削部に対して一定の切込み量をもって、これら研削部の基準輪郭に対応する前記基準砥石面輪郭に沿った軌道を相対的にトラバース移動しながら行うドレッシング工程を所定回数繰返してなり、
この一連のドレッシング工程の各工程において、前記砥石ドレッサと前記砥石車の内径研削部および端面研削部とのそれぞれの接触の有無を検出するとともに、前記砥石ドレッサとこれら研削部とのいずれかで検出した非接触状態の回数に基づいて前記内径研削部と端面研削部とのドレス量の差を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載のアンギュラ研削方法。
【請求項３】
前記砥石ドレッサと前記砥石車の内径研削部および端面研削部とのそれぞれの接触の有無を検出する接触検出手段が、前記砥石ドレッサ側に設けられたＡＥセンサである
ことを特徴とする請求項２に記載のアンギュラ研削方法。
【請求項４】
前記砥石ドレッサと前記砥石車の内径研削部および端面研削部とのそれぞれの接触の有無を検出する接触検出手段が、前記砥石車側に設けられたＡＥセンサである
ことを特徴とする請求項２に記載のアンギュラ研削方法。
【請求項５】
前記砥石車の工作物に対する切込み量の補正は、前記内径研削部と端面研削部とのドレス量の差から前記砥石車の砥石軸の伸縮量を算出し、この砥石軸の伸縮量に応じて前記砥石車の切込み量を補正する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のアンギュラ研削方法。
【請求項６】
前記砥石車の砥石軸の工作物の回転軸に対する傾斜角度をθとし、前記内径研削部と端面研削部とのドレス量の差をＫとすると、
前記砥石軸の伸縮量Ｚは下式で求められることを特徴とする請求項５に記載のアンギュラ研削方法。
Ｚ＝Ｋ／（tanθ＋tan（９０°−θ））
【請求項７】
工作物の内径面および端面を同時に研削するアンギュラ研削装置であって、
工作物の内径面を研削する内径研削部と端面を研削する端面研削部を有し、回転駆動される砥石車と、
この砥石車を工作物に対して切込み送りする砥石切込み駆動部と、
前記砥石車の内径研削部と端面研削部をドレッシング加工する砥石ドレッサと、
この砥石ドレッサをドレッシング駆動するドレッサ駆動部と、
このドレッサ駆動部による砥石ドレッサのドレッシング工程において、前記砥石車の内径研削部および端面研削部とのドレス量の差を検出測定するドレス量差測定部と、
このドレス量差測定部の測定結果に基づいて前記砥石切込み駆動部を駆動制御する砥石切込み制御部とを備える
ことを特徴とするアンギュラ研削装置。
【請求項８】
前記砥石切込み制御部は、請求項１から５のいずれか一つに記載の研削方法を実行するように前記切込み送り駆動部を駆動制御するように構成されている
ことを特徴とする請求項７に記載のアンギュラ研削装置。
【請求項９】
前記砥石ドレッサは、ドレス工具として、回転駆動されるロータリ・ドレス工具を備えるロータリ・ドレッサの形態とされている
ことを特徴とする請求項７に記載のアンギュラ研削装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−３１８８９（Ｐ２０１３−３１８８９Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６７８７５（Ｐ２０１１−１６７８７５）
【出願日】平成２３年７月３０日（２０１１．７．３０）
【出願人】（０００１６７２２２）光洋機械工業株式会社 (85)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月３０日（２０１１．７．３０）
【出願人】（０００１６７２２２）光洋機械工業株式会社 (85)
【Ｆターム（参考）】
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