研削異常監視方法および研削異常監視装置
【課題】閾値をより適切に設定することにより、工作物に加工変質層が発生した場合でも研削異常の判定精度を向上することができる研削異常監視方法および研削異常監視装置を提供する。
【解決手段】工作物Ｗを研削したときの研削負荷が変化すると工作物Ｗの加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、研削送り位置に対する研削負荷についての閾値を設定する。これにより、工作物Ｗに加工変質層が発生した場合でも、その後の研削により加工変質層を取り除くことが可能となり、研削異常の判定精度を向上することができる。
【解決手段】工作物Ｗを研削したときの研削負荷が変化すると工作物Ｗの加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、研削送り位置に対する研削負荷についての閾値を設定する。これにより、工作物Ｗに加工変質層が発生した場合でも、その後の研削により加工変質層を取り除くことが可能となり、研削異常の判定精度を向上することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作物の研削において研削異常の監視を行う方法および研削異常の監視を行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開平４−１７６５４１号公報（特許文献１）には、工作物の研削において異常を判定する方法として、工具の送りモータの電流値が所定の閾値を超えたときに異常と判定することが記載されている。つまり、研削負荷が所定値より大きくなった場合、工作物に加工変質層が発生することから、異常であると判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１７６５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、工作物に加工変質層が発生しても、その後の研削工程により加工変質層を取り除くことが可能であれば、正常であると判定してもよい。ところが、従来の工作物の研削において異常を判定する方法では、工作物に加工変質層が発生しないように閾値を設定していた。そのため、最終加工品が正常であっても途中の工程で一度閾値を越えてしまうと異常であると判定されてしまう。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、閾値をより適切に設定することにより、工作物に加工変質層が発生した場合でも研削異常の判定精度を向上することができる研削異常監視方法および研削異常監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（研削異常監視方法）
（請求項１）本発明の研削異常監視方法は、工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視方法において、前記工作物を研削するときの前記砥石車の相対的な研削送り位置を検出する研削送り位置検出工程と、前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出工程と、前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、前記研削送り位置に対する前記研削負荷についての閾値であり、前記研削送り位置に対応した前記閾値を設定する閾値設定工程と、検出した前記研削送り位置における前記研削負荷が前記研削送り位置に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定工程と、を備える。
【０００７】
（請求項２）本発明の研削異常監視方法は、工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視方法において、前記工作物を研削するときの研削残り取代を検出する研削残り取代検出工程と、前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出工程と、前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、前記研削残り取代に対する前記研削負荷についての閾値であり、前記研削残り取代に応じて前記閾値を設定する閾値設定工程と、検出した前記研削残り取代における前記研削負荷が前記研削残り取代に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定工程と、を備える。
【０００８】
（請求項３）前記研削異常監視方法は、前記砥石車の研削条件を変更する制御工程、を備え、前記制御工程は、検出した前記研削負荷が前記閾値を超えず、且つ前記閾値に近づくように前記砥石車の研削条件を変更するようにしてもよい。
【０００９】
（請求項４）前記研削異常監視方法は、前記工作物の粗研削において適用するようにしてもよい。
【００１０】
（請求項５）また、前記工作物の複数の研削部位を同時に研削する研削盤に適用され、複数の変位センサまたは温度センサにより前記工作物の複数の研削部位のそれぞれのたわみ変位量または温度を検出し、それぞれの前記たわみ変位量または温度に基づいてそれぞれの前記研削負荷を算出し、それぞれの前記研削負荷に基づいてそれぞれの前記研削部位の研削異常を判定するようにしてもよい。
【００１１】
（研削異常監視装置）
（請求項６）本発明の研削異常監視装置は、工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視装置において、前記工作物を研削するときの前記砥石車の相対的な研削送り位置を検出する研削送り位置検出手段と、前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出手段と、前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、前記研削送り位置に対する前記研削負荷についての閾値であり、前記研削送り位置に対応した前記閾値を設定する閾値設定手段と、検出した前記研削送り位置における前記研削負荷が前記研削送り位置に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定手段と、を備える。
【００１２】
（請求項７）本発明の研削異常監視装置は、工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視装置において、前記工作物を研削するときの研削残り取代を検出する研削残り取代検出手段と、前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出手段と、前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、前記研削残り取代に対する前記研削負荷についての閾値であり、前記研削残り取代に応じて前記閾値を設定する閾値設定手段と、検出した前記研削残り取代における前記研削負荷が前記研削残り取代に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
（請求項１）工作物に加工変質層が発生しても、その後の研削により加工変質層を取り除くことが可能であれば、正常であると判定してもよい。そこで、本発明の研削異常監視方法のように、工作物を研削したときの研削負荷が変化すると工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、研削送り位置に対する研削負荷についての閾値を設定する。これにより、工作物に加工変質層が発生した場合でも研削異常の判定精度を向上することができる。
【００１４】
（請求項２）工作物に加工変質層が発生しても、その後の研削により加工変質層を取り除くことが可能であれば、正常であると判定してもよい。そこで、本発明の研削異常監視方法のように、工作物を研削したときの研削負荷が変化すると工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、研削残り取代に対する研削負荷についての閾値を設定する。これにより、工作物に加工変質層が発生した場合でも研削異常の判定精度を向上することができる。
（請求項３）研削異常の判定に際して、研削負荷が閾値を超えなければ、正常であると判定している。そこで、研削負荷が閾値を超えず、且つ閾値に近づくように研削条件を変更しても、正常であると判定できる。そこで、閾値を超えず、且つ閾値に近い条件変更用目標値を設定し、この条件変更用目標値を超えたら条件変更用目標値を下回るように研削条件を変更することで、研削時間、すなわち研削サイクルタイムを短縮できる。
【００１５】
（請求項４）研削異常監視方法を工作物の粗研削において適用することにより、加工変質層が発生してもよい速い研削速度で研削を行うことができるため、研削時間、すなわち研削サイクルタイムを短縮できる。
【００１６】
（請求項５）これにより、工作物の複数の研削部位を同時に研削する場合に、それぞれの研削部位の研削異常を判定することができる。
【００１７】
（請求項６）本発明の研削異常監視装置によれば、上述した研削異常監視方法における効果と同様の効果を奏する。また、研削異常監視方法における他の特徴部分について、本発明の研削異常監視装置に同様に適用できる。そして、同様の効果を奏する。
【００１８】
（請求項７）本発明の研削異常監視装置によれば、上述した研削異常監視方法における効果と同様の効果を奏する。また、研削異常監視方法における他の特徴部分について、本発明の研削異常監視装置に同様に適用できる。そして、同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】研削盤の平面図である。
【図２】第一実施形態：研削異常監視装置の機能ブロック図である。
【図３】第一実施形態：異常監視プログラムのフローチャートである。
【図４】研削負荷と加工変質層厚さとの関係のテーブルデータを示す図である。
【図５】一般的な研削送り位置に対する研削負荷を閾値と共に示す図である。
【図６】第一実施形態：研削送り位置に対する研削負荷を閾値と共に示す図である。
【図７】表示装置の画面の履歴表示状態を示す。
【図８】第二実施形態：研削異常監視装置の機能ブロック図である。
【図９】第二実施形態：異常監視プログラムのフローチャートである。
【図１０】第二実施形態：研削残り取代に対する研削負荷を示す図である。
【図１１】第三実施形態における第一例を示す図である。
【図１２】第三実施形態における第二例を示す図である。
【図１３】第三実施形態における第三例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（１．研削盤の機械構成）
研削盤１の一例として、主軸台トラバース型内面研削盤を例に挙げ、図１を参照して説明する。そして、当該研削盤１の研削対象の工作物Ｗを軸受の外輪とし、当該研削盤１を用いて当該軸受の外輪の内周軌道面を研削する場合を例に挙げて説明する。そして、ここでは、同種の工作物Ｗを複数個研削する場合、すなわち量産製品としての工作物Ｗを製造する場合を対象として説明する。
【００２１】
図１に示すように、研削盤１は、ベッド１０と、テーブル２０と、主軸台３０と、砥石支持装置４０と、近接スイッチ５０と、接触検知センサ８０と、砥石車成形装置（図示せず）と、制御装置６０と、定寸装置９０とから構成される。
【００２２】
ベッド１０は、ほぼ矩形状からなり、床上に配置される。ただし、ベッド１０の形状は矩形状に限定されるものではない。このベッド１０の上面には、一対のＺ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂが、図１の左右方向（Ｚ軸方向）に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。一対のＺ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂは、テーブル２０が摺動可能なレールである。さらに、ベッド１０には、一対のＺ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂの間に、テーブル２０を図１の左右方向に駆動するための、Ｚ軸ボールねじ１１ｃが配置され、このＺ軸ボールねじ１１ｃを回転駆動するＺ軸モータ１１ｄが配置されている。
【００２３】
さらに、ベッド１０の上面には、砥石台４２が摺動可能な一対のＸ軸ガイドレール１２ａ，１２ｂが、図１の上下方向（Ｘ軸方向）に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。さらに、ベッド１０には、一対のＸ軸ガイドレール１２ａ，１２ｂの間に、砥石台４１を図１の上下方向に駆動するための、Ｘ軸ボールねじ１２ｃが配置され、このＸ軸ボールねじ１２ｃを回転駆動するＸ軸モータ１２ｄが配置されている。
【００２４】
テーブル２０は、長手矩形の平板状に形成されており、ベッド１０の上面のうち、一対のＺ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂ上を摺動可能に配置されている。テーブル２０は、Ｚ軸ボールねじ１１ｃのナット部材に連結されており、Ｚ軸モータ１１ｄの駆動により一対のＺ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂに沿って移動する。このＺ軸モータ１１ｄはエンコーダを有しており、エンコーダによりＺ軸モータ１１ｄの回転角を検出することができる。
【００２５】
主軸台３０は、テーブル２０の上面に設けられ、工作物Ｗを回転可能に支持する。具体的には、主軸台３０は、主軸台本体３１と、マグネットチャック３２と、シュー３３と、主軸モータ３４とを備えている。主軸台本体３１は、テーブル２０の上面のうち、図１の左側に固定されている。この主軸台本体３１には、Ｚ軸周りに回転可能にマグネットチャック３２が設けられている。マグネットチャック３２は、工作物Ｗである軸受を磁力により吸着して保持する。シュー３３、マグネットチャック３２は、主軸台３０に設けられ、シュー３３によって工作物Ｗの側面を支持することにより、工作物Ｗの位置決めを行う。そして、マグネットチャック３２は、主軸モータ３４により主軸台本体３１に対して回転駆動される。この主軸モータ３４はエンコーダを有しており、エンコーダにより主軸モータ３４の回転角を検出することができる。
【００２６】
砥石支持装置４０は、砥石台４１と、砥石車駆動用モータ４２と、砥石車４３とを備えている。砥石台４１は、ベッド１０の上面のうち、一対のＸ軸ガイドレール１２ａ，１２ｂ上を摺動可能に配置されている。そして、砥石台４１は、Ｘ軸ボールねじ１２ｃのナット部材に連結されており、Ｘ軸モータ１２ｄの駆動により一対のＸ軸ガイドレール１２ａ，１２ｂに沿って移動する。
【００２７】
そして、この砥石台４１のうち主軸台３０側のＸ軸方向端面には、砥石車駆動用モータ４２が固定されている。この砥石車駆動用モータ４２の先端には、工作物Ｗである軸受外輪の内周軌道面を研削する砥石車４３が設けられている。つまり、砥石車４３は、砥石台４１に対して、Ｚ軸周りに回転可能に取り付けられている。
【００２８】
近接スイッチ５０は、ベッド１０の上面に設けられ、砥石車４３により工作物Ｗである軸受外輪の研削サイクル開始および研削サイクル終了を検出するスイッチである。つまり、近接スイッチ５０は、近接スイッチ５０に砥石台４１が接近して、近接スイッチ５０と砥石台４１とのＺ軸方向離間距離が設定値以下になると研削サイクル開始と判断する。一方、近接スイッチ５０は、近接スイッチ５０から砥石台４１が遠ざかり、近接スイッチ５０と砥石台４１とのＺ軸方向離間距離が設定値を超えた場合に研削サイクル終了と判断する。
【００２９】
接触検知センサ８０は、主軸台本体３１の側面に設けられ、砥石車４３により工作物Ｗである軸受外輪の研削開始を検出するセンサである。つまり、接触検知センサ８０は、工作物Ｗに砥石車４３が接触すると該接触を検知して研削開始と判断する。接触検知センサ８０としては、例えばＡＥセンサが用いられる。
なお、接触検知センサ８０は、本実施形態において、研削負荷データの収集開始および収集終了の判定に用いている。接触検知センサ８０に代えて、砥石台４１のＸ軸位置およびテーブル２０のＺ軸位置に基づいて研削負荷データの収集開始および収集終了の判定を行うこともできる。
【００３０】
砥石車成形装置（図示せず)は、例えば主軸台３０やベッド１０に設けられ、砥石車４３の外周面を成形するドレッサーである。この砥石車成形装置によりドレッシングされた砥石車４３は、切れ味の良好な状態となり、かつ、所望形状に形成される。
【００３１】
定寸装置９０は、テーブル２０の上面に設けられ、砥石車４３により工作物Ｗである軸受外輪の内周軌道面を研削しているときの研削送り位置における工作物Ｗの内径を測定する装置である。この定寸装置９０は、装置本体から延びるＬ字状のアーム９１が図略の駆動装置により図１の左右方向および上下方向に移動可能に構成され、アーム９１の先端に装着されたプローブ９２が軸受外輪の内周軌道面に常に当接可能に構成されている。
【００３２】
制御装置６０は、各モータを制御して、工作物ＷをＺ軸周りに回転させ、砥石車４３を回転させ、且つ、工作物Ｗと砥石車４３とをＺ軸方向およびＸ軸方向の相対移動することにより工作物Ｗである軸受外輪の内周軌道面の研削の適応制御を行う。詳細は後述する。また、制御装置６０は、工作物Ｗの粗研削において研削負荷が閾値を超えたときの研削異常を監視する研削異常監視装置７０を備えている。ただし、研削異常監視装置７０は、制御装置６０の内部に備えるものに限られず、外部装置として適用することもできる。
【００３３】
（２．研削異常および閾値の説明）
次に、研削異常監視装置７０により監視する研削異常および研削異常監視装置７０に設定される閾値について説明する。研削異常としては、研削負荷が所定値より大きくなった場合に発生する研削焼け（加工変質層）がある。この加工変質層の厚さａは、例えば、図４に示すように、研削負荷ＰがＰｎからＰ1と大きくなるにつれてａnからａ1と厚くなる関係にある。
【００３４】
ここで、砥石車４３のＸ軸方向の研削送り位置Ｘと研削負荷Ｐとの一般的な関係の概略を図５を参照して説明する。研削送り位置ＸがＸ0に達すると黒皮（加工が施されていない表面）の研削が開始され、研削負荷Ｐが徐々に上昇する。研削送り位置ＸがＸｓに達すると粗研削が開始され、研削送り位置ＸがＸｅに達すると粗研削が終了して仕上げ研削が開始され、研削負荷Ｐが徐々に下降する。そして、研削送り位置Ｘが最終研削送り位置Ｘｆに達すると仕上げ研削が終了する。
【００３５】
従来の研削異常監視装置では、工作物Ｗに加工変質層が発生しない研削負荷Ｐを閾値Ｐｔとして設定しているが、本実施形態の研削異常監視装置７０では、工作物Ｗに発生した加工変質層をその後の研削により取り除くことが可能な研削負荷Ｐを閾値として設定する。すなわち、加工変質層の発生が許容される粗研削において、図４に示す研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係に基づいて、研削送り位置Ｘに対する研削負荷Ｐについての閾値Ｐ（Ｘ）を設定する。この閾値Ｐ（Ｘ）は、例えば、図６に示すように、研削送り位置ＸがＸｓからＸｅと進むにつれてＰｓからＰｅと小さくなる関係にある。
【００３６】
この閾値Ｐ（Ｘ）を設定することにより、粗研削の初期段階において工作物Ｗに加工変質層が発生しても、その後の研削により加工変質層を取り除くことが可能となるので、従来は異常であると判定されていたものが正常であると判定されることになる。また、研削負荷Ｐが閾値Ｐ（Ｘ）より大きくなった場合は、その後の研削により加工変質層を取り除くことが不可能となるので、異常であると判定されることになる。よって、工作物Ｗの研削不良率を低減させることができると共に、研削異常の判定精度を向上することができる。また、図６に示すように、粗研削において従来（図示点線のグラフ）よりも研削負荷Ｐを増加させることができるので、研削のサイクルタイムを短縮させることができる。
【００３７】
（３．研削異常監視装置の構成）
次に、研削異常監視装置７０について、図２の機能ブロック図を参照して説明する。ここで研削異常監視装置７０を説明するに当たり、図２には、上述した研削盤１の一部構成についても記載する。ここで、図２において、図１の研削盤１の構成と同一構成については、同一符号を付す。そして、砥石車駆動用モータ４２には、当該砥石車駆動用モータ４２の駆動電力を計測するモータ電力計４２ａが取り付けられている。なお、モータ電力計４２ａに代えて、砥石車駆動用モータ４２のモータアンプにより直接電力値を収集してもよい。
【００３８】
研削異常監視装置７０は、研削送り位置読込部７１と、研削負荷算出部７２と、閾値設定用データ記憶部７３と、閾値設定部７４と、異常判定部７５と、出力部７６とを備えて構成される。研削送り位置読込部７１は、制御装置６０から砥石車４３の研削送り位置を読み込む。
【００３９】
研削負荷算出部７２は、モータ電力計４２ａから取り込んだ砥石車駆動用モータ４２の駆動電力に基づいて、工作物Ｗを砥石車４３により研削することにより発生する研削負荷Ｐを算出する。研削負荷Ｐは、砥石車駆動用モータ４２の駆動電力が大きくなれば大きくなる関係を有している。なお、研削負荷Ｐの算出方法として、本実施形態においては、砥石車駆動用モータ４２の駆動電力を用いるが、この他に以下により研削負荷Ｐを算出することもできる。例えば、研削負荷Ｐは、砥石車駆動用モータ４２の電流値、砥石車４３と工作物Ｗとの相対移動を行うＸ軸モータ１２ｄの電流値、電力値、工作物Ｗを回転可能に駆動する主軸モータ３４の電流値、電力値、砥石車４３または工作物Ｗの支持部分のたわみ変形量などにより算出できる。
【００４０】
また、研削負荷Ｐは、工作物Ｗにおける研削部位の変形量、すなわち砥石車４３に押し付けられることにより生じる工作物Ｗのたわみ変位量に基づいて算出できる。当該たわみ変位量は、研削負荷Ｐに応じたものとなるためである。工作物Ｗにおける研削部位のたわみ変位量は、例えば、変位センサにより計測する。
【００４１】
また、研削負荷Ｐは、工作物Ｗの研削部位の温度により算出できる。当該温度は、研削負荷に応じたものとなるためである。ただし、工作物Ｗにおける砥石車４３に接触している点、すなわち研削点の温度を計測することは容易でない。そこで、工作物Ｗの研削部位（内周面または外周面）のうち研削点（砥石車４３との接触点）からずれた位相の部位の温度を計測する。工作物Ｗの研削部位の温度は、研削点と研削点からずれた位相では異なるが、研削点からずれた位相の温度は、研削点の温度に応じた値となる。従って、研削点からずれた位相であっても十分に計測できる。そして、工作物Ｗの研削部位のうち研削点からずれた位相の温度の計測は、当該部位に接触させる接触式温度センサまたは当該部位に非接触とする非接触式温度センサにより計測する。
【００４２】
閾値設定用データ記憶部７３は、作業者によって予め実測された研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係のテーブルデータ（図４参照）を記憶する。
【００４３】
閾値設定部７４は、閾値設定用データ記憶部７３に記憶された研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係に基づいて、研削送り位置読込部７１により読み込まれる粗研削時の研削送り位置Ｘに対する研削負荷Ｐについての閾値Ｐ（Ｘ）を設定する。
【００４４】
異常判定部７５は、研削負荷算出部７２により算出される粗研削時の研削負荷Ｐが閾値Ｐ（Ｘ）を超えた場合に、研削異常であると判定する。
【００４５】
出力部７６は、研削異常であると判定された場合に、研削異常に関する情報について、表示装置８１の画面への表示処理、印刷装置８２による印字処理、記憶装置８３への記憶処理、または通信装置８４により外部装置への通信出力などを行う。出力の選択は、作業者により行われる。これにより、研削異常に関する情報について、作業者によって選択された出力形態により、作業者は確実に研削異常を把握することができる。
【００４６】
（４．研削異常監視装置による処理）
次に、研削異常監視装置７０による研削異常監視プログラムの実行について、図３を参照して説明する。研削異常監視プログラムは、図６に示すように、現在の研削負荷Ｐと予め設定された閾値Ｐ（Ｘ）とに基づいて、研削異常が発生したか否かを判定する。以下に詳細に説明する。
【００４７】
図３に示すように、閾値設定用データとして研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係のテーブルデータ（図４参照）が既に記憶されているか否かを判定する（ステップＳ１）。まだ記憶されていなければ、閾値設定用データを読込む（ステップＳ２）。
【００４８】
閾値設定用データが記憶されていれば、砥石車４３の径の読込、算出を行う（ステップＳ３）。この砥石車４３の径に基づいて、最終研削送り位置Ｘｆを算出する（ステップＳ４）。この最終研削送り位置Ｘｆを基準に、研削スタート位置までの各研削送り位置Ｘｎの相対距離Ｉｎ＝｜Ｘｆ−Ｘｎ｜を算出する（ステップＳ５）。
【００４９】
閾値設定用データを参照して相対距離Ｉｎが加工変質層の厚さａｎのときの研削負荷Ｐｎを算出する（ステップＳ６）。そして、各研削送り位置Ｘｎでの研削負荷Ｐｎを設定する（ステップＳ７）。
【００５０】
続いて研削サイクルを開始する（ステップＳ８）。研削サイクルが開始されることで、図２に示すように、制御装置６０が各モータを駆動し、砥石車４３により工作物Ｗである軸受外輪の内周軌道面を研削し始める。より詳細には、研削サイクル開始後、図１に示すように、砥石車４３が工作物Ｗである軸受外輪の径方向内側に進入可能となる位置に向かって、砥石台４１を基準位置（図示せず）からＸ軸方向へ移動させる。その後、テーブル２０をＺ軸方向に移動させることにより、砥石車４３が工作物Ｗである軸受外輪の径方向内側に進入する。そして、砥石車４３が工作物Ｗである軸受外輪の内周軌道面に向かってＸ軸方向に移動し、工作物Ｗと砥石車４３との接触検知後、研削を開始する。工作物Ｗの研削は、黒皮を研削してから粗研削を行った後に、仕上研削を連続して行う。研削が終了すると、研削開始までとは逆の順序で動作し、基準位置に戻り、研削サイクルを終了する。
【００５１】
近接スイッチ５０がＯＮ状態、すなわち研削サイクルが開始されたら、接触検知センサ８０が工作物Ｗと砥石車４３との接触を検知したか否かを判定する（ステップＳ９）。
【００５２】
そして、接触検知センサ８０が工作物Ｗと砥石車４３との接触を検知したら（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、工作物Ｗを砥石車４３により研削するときの研削送り位置Ｘｎを読み込み、研削負荷Ｐｎを測定する（ステップＳ１０）。具体的には、図２に示す研削送り位置読込部７１が制御装置６０から砥石車４３の研削送り位置Ｘｎを読み込む。そして、研削送り位置Ｘｎが最終研削送り位置Ｘｆ、すなわち工作物Ｗの研削が終了して最終寸法になったか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００５３】
そして、研削送り位置Ｘｎが最終研削送り位置Ｘｆでない場合には、研削送り位置Ｘｎでの研削負荷Ｐｎを閾値設定用データから読込む（ステップＳ１２）。具体的には、図２に示す閾値設定用データ記憶部７３に記憶された研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係に基づいて、研削送り位置読込部７１により読み込まれる粗研削時の研削送り位置Ｘｎに対する研削負荷Ｐｎを読込む。
【００５４】
そして、研削負荷Ｐｎの読込直後から、研削異常判定を行う（ステップＳ１３）。つまり、粗研削の現時点における研削負荷Ｐｎが閾値Ｐ（Ｘ）を超えず、且つ閾値Ｐ（Ｘ）に近づくように砥石車４３の研削条件、例えば砥石車４３の研削送り速度、回転速度、工作物Ｗの回転速度等を変更し、粗研削の現時点における研削負荷Ｐｎが閾値Ｐ（Ｘ）を超えたら研削異常の判定を行う。
【００５５】
具体的には、図６に示すように、閾値Ｐ（Ｘ）を超えず、且つ閾値Ｐ（Ｘ）に近い条件変更用目標値Ｑ（Ｘ）を設定し、この条件変更用目標値Ｑ（Ｘ）を超えたら条件変更用目標値Ｑ（Ｘ）を下回るように研削条件を変更する。そして、粗研削の現時点における研削負荷Ｐが、閾値Ｐ（Ｘ）を超えていない場合には、正常と判定し（ステップＳ１４）、ステップＳ１０に戻って上述の処理を行う。
【００５６】
一方、ステップＳ１３において、粗研削の現時点における研削負荷Ｐｎが、閾値Ｐ（Ｘ）を超えている場合には、研削異常と判定し、図２の出力部７６により、表示装置８１に異常内容を表示し、記憶装置８３に異常内容を記憶する（ステップＳ１５）。そして、研削サイクルを停止する（ステップＳ１６）。
【００５７】
一方、ステップＳ１１において、研削送り位置Ｘｎが最終研削送り位置Ｘｆ、すなわち工作物Ｗの研削が終了して最終寸法になった場合には、近接スイッチ５０がＯＦＦ状態、すなわち研削サイクルが終了したか否かを判定する（ステップＳ１７）。そして、研削サイクルが終了した場合には、次の工作物Ｗが有るか否かを判定し（ステップＳ１８）、次の工作物Ｗが有れば、該工作物Ｗの設置の段取りを行い（ステップＳ１９）、ステップＳ８から処理を繰り返す。一方、次の工作物Ｗがなければ、研削サイクルを停止する（ステップＳ１６）。
【００５８】
（５．表示装置の画面の履歴表示状態）
次に、図７を参照して、表示装置８１の画面の履歴表示状態について説明する。図３の研削異常監視プログラムの実行により、研削異常が発生した場合には（図３のステップＳ１５）、異常内容が記憶装置８３に記憶される。なお、記憶装置８３には、異常内容の他、正常内容についても記憶しても良い。そして、多数の工作物Ｗの研削が行われた場合、記憶装置８３には、過去の異常履歴が記憶される。また、研削異常として記憶されていない工作物Ｗは、正常であることが分かる。また、記憶装置８３に正常内容が記憶されている場合には、直接的に正常である工作物Ｗを把握できる。
【００５９】
そうすると、図７に示すように、表示装置８１の画面には、全ての工作物Ｗについて、正常であるか研削異常であるかが表示される。このように、研削異常に関する情報の過去の履歴を記憶することで、研削異常の傾向を把握できる。そこで、研削異常の傾向を用いることで、今後の研削を行う際に、研削異常の発生の前兆を予測できる。その結果、今後の研削について、適切な対策を決定できる。
【００６０】
以上説明したように、加工変質層の発生が許容される粗研削において、研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係に基づいて、研削送り位置Ｘに対する研削負荷Ｐについての閾値Ｐ（Ｘ）を設定している。これにより、粗研削において工作物Ｗに加工変質層が発生しても、その後の研削により加工変質層を取り除くことが可能となるので、従来は異常であると判定されていたものが正常であると判定されることになる。また、研削負荷Ｐが閾値Ｐ（Ｘ）より大きくなった場合は、その後の研削により加工変質層を取り除くことが不可能となるので、異常であると判定されることになる。よって、工作物Ｗの研削不良率を低減させることができると共に、研削異常の判定精度を向上することができる。また、粗研削において従来よりも研削負荷Ｐを増加させることができるので、研削のサイクルタイムを短縮させることができる。
【００６１】
＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態の研削異常監視装置について説明する。上述した研削異常監視装置７０は、砥石車４３の研削送り位置Ｘを算出して閾値Ｐ（Ｘ）を設定することとした。本実施形態では、定寸装置９０を用いて研削残り取代Ｒを算出して閾値Ｐ（Ｒ）を設定することとした。以下に詳細に説明する。
【００６２】
（１．研削異常監視装置の構成）
本実施形態における研削異常監視装置１７０について図８を参照して説明する。本実施形態の研削異常監視装置１７０は、研削残り取代測定部１７１と、研削負荷算出部７２（第一実施形態と同様）と、閾値設定用データ記憶部７３（第一実施形態と同様）と、閾値設定部１７４と、異常判定部７５（第一実施形態と同様）と、出力部７６（第一実施形態と同様）とを備えて構成される。
【００６３】
研削残り取代測定部１７１は、定寸装置９０から読み込んだ工作物Ｗを砥石車４３により研削するときの研削送り位置における工作物Ｗの内径に基づいて、研削残り取代Ｒを算出する。閾値設定部１７４は、閾値設定用データ記憶部７３に記憶された研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係に基づいて、研削残り取代算出部１７１により算出される粗研削時の研削残り取代Ｒに対する研削負荷Ｐについての閾値Ｐ（Ｒ）を設定する。この閾値Ｐ（Ｒ）は、例えば、図１０に示すように、研削残り取代ＲがＲｅからＲｓと多くなるにつれてＰｅからＰｓと大きくなる関係にある。
【００６４】
（２．研削異常監視装置による処理）
研削異常監視装置１７０による処理について図９を参照して説明する。閾値設定用データとして研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係のテーブルデータ（図４参照）が既に記憶されているか否かを判定する（ステップＳ２１）。まだ記憶されていなければ、閾値設定用データを読込む（ステップＳ２２）。
【００６５】
閾値設定用データが記憶されていれば、研削サイクルを開始する（ステップＳ２３）。研削サイクルが開始されることで、図８に示すように、制御装置６０が各モータを駆動し、砥石車４３により工作物Ｗである軸受外輪の内周軌道面を研削し始める。
【００６６】
研削サイクル開始後、工作物Ｗを砥石車４３により研削するときの研削残り取代Ｒｓを測定する（ステップＳ２４）。具体的には、図８に示す研削残り取代測定部１７１が定寸装置９０から読み込んだ工作物Ｗを砥石車４３により研削するときの研削送り位置における工作物Ｗの内径に基づいて、研削残り取代Ｒｓを測定する。
【００６７】
そして、閾値設定用データから各研削残り取代Ｒｎに対する研削負荷Ｐｎを設定する（ステップＳ２５）。具体的には、図８に示す閾値設定用データ記憶部７３に記憶された研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係に基づいて、研削残り取代測定部１７１により測定される各研削残り取代Ｒｎに対する研削負荷Ｐを設定する。
【００６８】
近接スイッチ５０がＯＮ状態、すなわち研削サイクルが開始されたら、接触検知センサ８０が工作物Ｗと砥石車４３との接触を検知したか否かを判定する（ステップＳ２６）。
【００６９】
そして、接触検知センサ８０が工作物Ｗと砥石車４３との接触を検知したら（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、工作物Ｗを砥石車４３により研削するときの研削残り取代Ｒｎを測定する（ステップＳ２７）。そして、研削残り取代Ｒｎが０になったか否かを判定する（ステップＳ２８）。
【００７０】
そして、研削残り取代Ｒｎが０でない場合には、研削残り取代Ｒｎでの研削負荷Ｐｎを閾値設定用データから読込む（ステップＳ２９）。具体的には、図８に示す閾値設定用データ記憶部７３に記憶された研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係に基づいて、研削残り取代測定部１７１により測定される研削残り取代Ｒｎに対する研削負荷Ｐｎを読込む。
【００７１】
そして、研削負荷Ｐｎの読込直後から、研削異常判定を行う（ステップＳ３０）。つまり、研削残り取代Ｒｎに対する研削負荷Ｐｎが閾値Ｐ（Ｒ）を超えず、且つ閾値Ｐ（Ｒ）に近づくように砥石車４３の研削条件、例えば砥石車４３の研削送り速度、回転速度、工作物Ｗの回転速度等を変更し、粗研削の現時点における研削負荷Ｐｎが閾値Ｐ（Ｒ）を超えたら研削異常の判定を行う。そして、研削残り取代Ｒｎに対する研削負荷Ｐｎが、閾値Ｐ（Ｒ）を超えていない場合には、正常と判定し（ステップＳ３１）、ステップＳ２７に戻って上述の処理を行う。
【００７２】
一方、ステップＳ３１において、研削残り取代Ｒｎに対する研削負荷Ｐｎが、閾値Ｐ（Ｒ）を超えている場合には、研削異常と判定し、図８の出力部７６により、表示装置８１に異常内容を表示し、記憶装置８３に異常内容を記憶する（ステップＳ３２）。そして、研削サイクルを停止する（ステップＳ３３）。
【００７３】
一方、ステップＳ２８において、研削残り取代Ｒｎが０になった場合には、近接スイッチ５０がＯＦＦ状態、すなわち研削サイクルが終了したか否かを判定する（ステップＳ３４）。そして、研削サイクルが終了した場合には、次の工作物Ｗが有るか否かを判定し（ステップＳ３５）、次の工作物Ｗが有れば、該工作物Ｗの設置の段取りを行い（ステップＳ３６）、ステップＳ２３から処理を繰り返す。一方、次の工作物Ｗがなければ、研削サイクルを停止する（ステップＳ３３）。
【００７４】
以上説明したように、加工変質層の発生が許容される粗研削において、研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係に基づいて、第一実施形態での研削送り位置Ｘに対する研削負荷Ｐの代わりに、研削残り取代Ｒに対する研削負荷Ｐについての閾値Ｐ（Ｒ）を設定しており、この研削異常監視装置１７０によっても、第一実施形態の研削異常監視装置７０と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
なお、研削負荷データの収集開始および収集終了の判定は、上記実施形態において接触検知センサ８０を用いたが、この接触検知センサ８０を用いずに、砥石台４１およびテーブル２０が予め設定されたＸ軸位置およびＺ軸位置に移動してきたことにより行うこともできる。
【００７６】
＜第三実施形態＞
次に、工作物Ｗの複数位置を同時に研削する場合には、以下のようにすることができる。つまり、それぞれの研削部位の研削負荷を算出し、それぞれの研削負荷を用いて、それぞれの研削部位における異常監視を行うようにすることもできる。第三実施形態について図１１〜図１３を参照して説明する。
【００７７】
第一例は、図１１に示す。第一例の工作物Ｗは、複数のフランジ部Ｗｂ，Ｗｂ、Ｗｂを有する軸状に形成されている。そして、工作物Ｗのうち隣り合うフランジ部Ｗｂ，Ｗｂ，Ｗｂの間に位置する小径軸部Ｗａ，Ｗａの外周面のそれぞれを砥石車４３，４３により研削する。そして、複数の変位センサ１００，１００により、工作物Ｗのそれぞれの小径軸部Ｗａ，Ｗａの外周面（研削部位）のうち砥石車４３，４３に研削される研削点から１８０°位相をずらした位置のたわみ変位量を検出する。
【００７８】
それぞれの変位センサ１００，１００は、それぞれの研削部位の局所的なたわみ変位量を検出する。それぞれの変位センサ１００，１００は、工作物Ｗに接触するセンサでもよいし、非接触のセンサでもよい。例えば、非接触式センサとしては渦電流センサを適用できる。ここで、たわみ変位量は、各研削部位の局所的な研削負荷に応じた値となる。そして、研削負荷算出部７２（図２，８に示す研削負荷算出部７２に相当）が、変位センサ１００，１００により検出されたたわみ変位量に基づいて、各研削部位の研削負荷または研削負荷に応じた値を算出する。そして、上記実施形態と同様に、各研削部位が図２に示す異常判定部７５にて研削異常であるか否かを判定する。このように、複数の研削部位のそれぞれについて、研削異常が発生しているか否かを判定できる。
【００７９】
また、変位センサ１００，１００を温度センサ１００，１００に置換することができる。温度センサ１００，１００は、変位センサ１００，１００と同様に、工作物Ｗに接触するセンサでもよいし、非接触のセンサでもよい。それぞれの温度センサ１００，１００は、工作物Ｗの各研削部位の温度を検出する。温度センサ１００，１００は、工作物Ｗのそれぞれの小径軸部Ｗａ，Ｗａの外周面（研削部位）のうち砥石車４３，４３に研削される研削点から位相をずらした位置、例えば、９０°や１８０°の位置の温度を検出する。ここで、研削負荷が大きいほど、研削部位の温度は高くなる。つまり、それぞれの温度センサ１００，１００により検出される研削部位の温度は、各研削部位の研削負荷に応じた値となる。そして、研削負荷算出部７２が、各研削部位の温度に基づいて、各研削部位の研削負荷または研削負荷に応じた値を算出する。
【００８０】
次に、第二例を説明する。図１２に示すように、第二例の工作物Ｗは、軸方向に連設する大径軸部Ｗｃおよび小径軸部Ｗｄを有する。工作物Ｗの研削部位は、大径軸部Ｗｃの外周面、小径軸部Ｗｄの外周面、および、大径軸部Ｗｃと小径軸部Ｗｄとの段差端面である。これらを同時に総型の砥石車４３により研削する。
【００８１】
そして、変位センサ２００，３００は、大径軸部Ｗｃの外周面および小径軸部Ｗｄのそれぞれの径方向たわみ変位量を検出する。そして、研削負荷算出部７２が、変位センサ２００，３００により検出されたそれぞれのたわみ変位量に基づいて、各研削部位の研削負荷または研削負荷に応じた値を算出する。そして、上記実施形態と同様に、各研削部位が図２に示す異常判定部７５にて研削異常であるか否かを判定する。なお、この例においても、変位センサ２００，３００を温度センサに置換することができる。
【００８２】
次に、第三例を説明する。図１３に示すように、第三例の工作物Ｗは、軸部Ｗｅおよびフランジ部Ｗｆを有する。工作物Ｗの研削部位は、軸部Ｗｅの外周面およびフランジ部Ｗｆの端面である。これらを同時に砥石車４３（アンギュラ砥石）の外周面によりアンギュラ研削を行う。ここで、アンギュラ研削とは、砥石車４３の回転中心軸を工作物Ｗの回転中心軸に対して傾斜させた状態で、工作物Ｗの外周面および端面を研削する方法をいう。
【００８３】
そして、変位センサ４００は、研削部位である軸部Ｗｅの外周面の径方向たわみ変位量を検出する。一方、変位センサ５００は、もう一つの研削部位であるフランジ部Ｗｆの端面の軸方向たわみ変位量を検出する。そして、研削負荷算出部７２が、変位センサ４００，５００により検出されたそれぞれのたわみ変位量に基づいて、各研削部位の研削負荷または研削負荷に応じた値を算出する。そして、上記実施形態と同様に、各研削部位が図２に示す異常判定部７５にて研削異常であるか否かを判定する。なお、この例においても、変位センサ４００，５００を温度センサに置換することができる。
【００８４】
また、第一例から第三例において、複数の研削部位のそれぞれを変位センサまたは温度センサによる検出値を用いて、それぞれの研削部位の研削負荷を算出した。この他に、第一実施形態に示したように、砥石車駆動用モータ４２の駆動電力などを併用することで、１つの変位センサまたは温度センサを減らすことができる。つまり、砥石車駆動用モータ４２の駆動電力に基づいて工作物Ｗ全体に生じる研削負荷を算出し、変位センサまたは温度センサにより局所的な研削部位の研削負荷を算出する。そして、変位センサおよび温度センサを設けていない研削部位は、工作物Ｗ全体の研削負荷から局所的な研削負荷を減算することにより算出できる。
【符号の説明】
【００８５】
１：研削盤
１０：ベッド、 １１ａ，１１ｂ：Ｚ軸ガイドレール、１１ｃ：Ｚ軸ボールねじ
１１ｄ：Ｚ軸モータ、１２ａ，１２ｂ：Ｘ軸ガイドレール、 １２ｃ：Ｘ軸ボールねじ
１２ｄ：Ｘ軸モータ
２０：テーブル
３０：主軸台、 ３１：主軸台本体、 ３２：マグネットチャック、 ３３：シュー
３４：主軸モータ
４０：砥石支持装置、４１：砥石台、 ４２：砥石車駆動用モータ
４２ａ：モータ電力計、 ４３：砥石車
５０：近接スイッチ、 ６０：制御装置、 ８０：接触検知センサ、 ９０：定寸装置
７０：研削異常監視装置、 ７１：研削送り位置読込部、 ７２：研削負荷算出部
７３：閾値設定用データ記憶部、 ７４：閾値設定部、 ７５：異常判定部
７６：出力部
１７０：研削異常監視装置、 １７１：研削残り取代測定部、 １７４：閾値設定部
１００，２００，３００，４００，５００：変位センサまたは温度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作物の研削において研削異常の監視を行う方法および研削異常の監視を行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開平４−１７６５４１号公報（特許文献１）には、工作物の研削において異常を判定する方法として、工具の送りモータの電流値が所定の閾値を超えたときに異常と判定することが記載されている。つまり、研削負荷が所定値より大きくなった場合、工作物に加工変質層が発生することから、異常であると判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１７６５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、工作物に加工変質層が発生しても、その後の研削工程により加工変質層を取り除くことが可能であれば、正常であると判定してもよい。ところが、従来の工作物の研削において異常を判定する方法では、工作物に加工変質層が発生しないように閾値を設定していた。そのため、最終加工品が正常であっても途中の工程で一度閾値を越えてしまうと異常であると判定されてしまう。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、閾値をより適切に設定することにより、工作物に加工変質層が発生した場合でも研削異常の判定精度を向上することができる研削異常監視方法および研削異常監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（研削異常監視方法）
（請求項１）本発明の研削異常監視方法は、工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視方法において、前記工作物を研削するときの前記砥石車の相対的な研削送り位置を検出する研削送り位置検出工程と、前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出工程と、前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、前記研削送り位置に対する前記研削負荷についての閾値であり、前記研削送り位置に対応した前記閾値を設定する閾値設定工程と、検出した前記研削送り位置における前記研削負荷が前記研削送り位置に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定工程と、を備える。
【０００７】
（請求項２）本発明の研削異常監視方法は、工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視方法において、前記工作物を研削するときの研削残り取代を検出する研削残り取代検出工程と、前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出工程と、前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、前記研削残り取代に対する前記研削負荷についての閾値であり、前記研削残り取代に応じて前記閾値を設定する閾値設定工程と、検出した前記研削残り取代における前記研削負荷が前記研削残り取代に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定工程と、を備える。
【０００８】
（請求項３）前記研削異常監視方法は、前記砥石車の研削条件を変更する制御工程、を備え、前記制御工程は、検出した前記研削負荷が前記閾値を超えず、且つ前記閾値に近づくように前記砥石車の研削条件を変更するようにしてもよい。
【０００９】
（請求項４）前記研削異常監視方法は、前記工作物の粗研削において適用するようにしてもよい。
【００１０】
（請求項５）また、前記工作物の複数の研削部位を同時に研削する研削盤に適用され、複数の変位センサまたは温度センサにより前記工作物の複数の研削部位のそれぞれのたわみ変位量または温度を検出し、それぞれの前記たわみ変位量または温度に基づいてそれぞれの前記研削負荷を算出し、それぞれの前記研削負荷に基づいてそれぞれの前記研削部位の研削異常を判定するようにしてもよい。
【００１１】
（研削異常監視装置）
（請求項６）本発明の研削異常監視装置は、工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視装置において、前記工作物を研削するときの前記砥石車の相対的な研削送り位置を検出する研削送り位置検出手段と、前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出手段と、前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、前記研削送り位置に対する前記研削負荷についての閾値であり、前記研削送り位置に対応した前記閾値を設定する閾値設定手段と、検出した前記研削送り位置における前記研削負荷が前記研削送り位置に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定手段と、を備える。
【００１２】
（請求項７）本発明の研削異常監視装置は、工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視装置において、前記工作物を研削するときの研削残り取代を検出する研削残り取代検出手段と、前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出手段と、前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、前記研削残り取代に対する前記研削負荷についての閾値であり、前記研削残り取代に応じて前記閾値を設定する閾値設定手段と、検出した前記研削残り取代における前記研削負荷が前記研削残り取代に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
（請求項１）工作物に加工変質層が発生しても、その後の研削により加工変質層を取り除くことが可能であれば、正常であると判定してもよい。そこで、本発明の研削異常監視方法のように、工作物を研削したときの研削負荷が変化すると工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、研削送り位置に対する研削負荷についての閾値を設定する。これにより、工作物に加工変質層が発生した場合でも研削異常の判定精度を向上することができる。
【００１４】
（請求項２）工作物に加工変質層が発生しても、その後の研削により加工変質層を取り除くことが可能であれば、正常であると判定してもよい。そこで、本発明の研削異常監視方法のように、工作物を研削したときの研削負荷が変化すると工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、研削残り取代に対する研削負荷についての閾値を設定する。これにより、工作物に加工変質層が発生した場合でも研削異常の判定精度を向上することができる。
（請求項３）研削異常の判定に際して、研削負荷が閾値を超えなければ、正常であると判定している。そこで、研削負荷が閾値を超えず、且つ閾値に近づくように研削条件を変更しても、正常であると判定できる。そこで、閾値を超えず、且つ閾値に近い条件変更用目標値を設定し、この条件変更用目標値を超えたら条件変更用目標値を下回るように研削条件を変更することで、研削時間、すなわち研削サイクルタイムを短縮できる。
【００１５】
（請求項４）研削異常監視方法を工作物の粗研削において適用することにより、加工変質層が発生してもよい速い研削速度で研削を行うことができるため、研削時間、すなわち研削サイクルタイムを短縮できる。
【００１６】
（請求項５）これにより、工作物の複数の研削部位を同時に研削する場合に、それぞれの研削部位の研削異常を判定することができる。
【００１７】
（請求項６）本発明の研削異常監視装置によれば、上述した研削異常監視方法における効果と同様の効果を奏する。また、研削異常監視方法における他の特徴部分について、本発明の研削異常監視装置に同様に適用できる。そして、同様の効果を奏する。
【００１８】
（請求項７）本発明の研削異常監視装置によれば、上述した研削異常監視方法における効果と同様の効果を奏する。また、研削異常監視方法における他の特徴部分について、本発明の研削異常監視装置に同様に適用できる。そして、同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】研削盤の平面図である。
【図２】第一実施形態：研削異常監視装置の機能ブロック図である。
【図３】第一実施形態：異常監視プログラムのフローチャートである。
【図４】研削負荷と加工変質層厚さとの関係のテーブルデータを示す図である。
【図５】一般的な研削送り位置に対する研削負荷を閾値と共に示す図である。
【図６】第一実施形態：研削送り位置に対する研削負荷を閾値と共に示す図である。
【図７】表示装置の画面の履歴表示状態を示す。
【図８】第二実施形態：研削異常監視装置の機能ブロック図である。
【図９】第二実施形態：異常監視プログラムのフローチャートである。
【図１０】第二実施形態：研削残り取代に対する研削負荷を示す図である。
【図１１】第三実施形態における第一例を示す図である。
【図１２】第三実施形態における第二例を示す図である。
【図１３】第三実施形態における第三例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（１．研削盤の機械構成）
研削盤１の一例として、主軸台トラバース型内面研削盤を例に挙げ、図１を参照して説明する。そして、当該研削盤１の研削対象の工作物Ｗを軸受の外輪とし、当該研削盤１を用いて当該軸受の外輪の内周軌道面を研削する場合を例に挙げて説明する。そして、ここでは、同種の工作物Ｗを複数個研削する場合、すなわち量産製品としての工作物Ｗを製造する場合を対象として説明する。
【００２１】
図１に示すように、研削盤１は、ベッド１０と、テーブル２０と、主軸台３０と、砥石支持装置４０と、近接スイッチ５０と、接触検知センサ８０と、砥石車成形装置（図示せず）と、制御装置６０と、定寸装置９０とから構成される。
【００２２】
ベッド１０は、ほぼ矩形状からなり、床上に配置される。ただし、ベッド１０の形状は矩形状に限定されるものではない。このベッド１０の上面には、一対のＺ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂが、図１の左右方向（Ｚ軸方向）に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。一対のＺ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂは、テーブル２０が摺動可能なレールである。さらに、ベッド１０には、一対のＺ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂの間に、テーブル２０を図１の左右方向に駆動するための、Ｚ軸ボールねじ１１ｃが配置され、このＺ軸ボールねじ１１ｃを回転駆動するＺ軸モータ１１ｄが配置されている。
【００２３】
さらに、ベッド１０の上面には、砥石台４２が摺動可能な一対のＸ軸ガイドレール１２ａ，１２ｂが、図１の上下方向（Ｘ軸方向）に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。さらに、ベッド１０には、一対のＸ軸ガイドレール１２ａ，１２ｂの間に、砥石台４１を図１の上下方向に駆動するための、Ｘ軸ボールねじ１２ｃが配置され、このＸ軸ボールねじ１２ｃを回転駆動するＸ軸モータ１２ｄが配置されている。
【００２４】
テーブル２０は、長手矩形の平板状に形成されており、ベッド１０の上面のうち、一対のＺ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂ上を摺動可能に配置されている。テーブル２０は、Ｚ軸ボールねじ１１ｃのナット部材に連結されており、Ｚ軸モータ１１ｄの駆動により一対のＺ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂに沿って移動する。このＺ軸モータ１１ｄはエンコーダを有しており、エンコーダによりＺ軸モータ１１ｄの回転角を検出することができる。
【００２５】
主軸台３０は、テーブル２０の上面に設けられ、工作物Ｗを回転可能に支持する。具体的には、主軸台３０は、主軸台本体３１と、マグネットチャック３２と、シュー３３と、主軸モータ３４とを備えている。主軸台本体３１は、テーブル２０の上面のうち、図１の左側に固定されている。この主軸台本体３１には、Ｚ軸周りに回転可能にマグネットチャック３２が設けられている。マグネットチャック３２は、工作物Ｗである軸受を磁力により吸着して保持する。シュー３３、マグネットチャック３２は、主軸台３０に設けられ、シュー３３によって工作物Ｗの側面を支持することにより、工作物Ｗの位置決めを行う。そして、マグネットチャック３２は、主軸モータ３４により主軸台本体３１に対して回転駆動される。この主軸モータ３４はエンコーダを有しており、エンコーダにより主軸モータ３４の回転角を検出することができる。
【００２６】
砥石支持装置４０は、砥石台４１と、砥石車駆動用モータ４２と、砥石車４３とを備えている。砥石台４１は、ベッド１０の上面のうち、一対のＸ軸ガイドレール１２ａ，１２ｂ上を摺動可能に配置されている。そして、砥石台４１は、Ｘ軸ボールねじ１２ｃのナット部材に連結されており、Ｘ軸モータ１２ｄの駆動により一対のＸ軸ガイドレール１２ａ，１２ｂに沿って移動する。
【００２７】
そして、この砥石台４１のうち主軸台３０側のＸ軸方向端面には、砥石車駆動用モータ４２が固定されている。この砥石車駆動用モータ４２の先端には、工作物Ｗである軸受外輪の内周軌道面を研削する砥石車４３が設けられている。つまり、砥石車４３は、砥石台４１に対して、Ｚ軸周りに回転可能に取り付けられている。
【００２８】
近接スイッチ５０は、ベッド１０の上面に設けられ、砥石車４３により工作物Ｗである軸受外輪の研削サイクル開始および研削サイクル終了を検出するスイッチである。つまり、近接スイッチ５０は、近接スイッチ５０に砥石台４１が接近して、近接スイッチ５０と砥石台４１とのＺ軸方向離間距離が設定値以下になると研削サイクル開始と判断する。一方、近接スイッチ５０は、近接スイッチ５０から砥石台４１が遠ざかり、近接スイッチ５０と砥石台４１とのＺ軸方向離間距離が設定値を超えた場合に研削サイクル終了と判断する。
【００２９】
接触検知センサ８０は、主軸台本体３１の側面に設けられ、砥石車４３により工作物Ｗである軸受外輪の研削開始を検出するセンサである。つまり、接触検知センサ８０は、工作物Ｗに砥石車４３が接触すると該接触を検知して研削開始と判断する。接触検知センサ８０としては、例えばＡＥセンサが用いられる。
なお、接触検知センサ８０は、本実施形態において、研削負荷データの収集開始および収集終了の判定に用いている。接触検知センサ８０に代えて、砥石台４１のＸ軸位置およびテーブル２０のＺ軸位置に基づいて研削負荷データの収集開始および収集終了の判定を行うこともできる。
【００３０】
砥石車成形装置（図示せず)は、例えば主軸台３０やベッド１０に設けられ、砥石車４３の外周面を成形するドレッサーである。この砥石車成形装置によりドレッシングされた砥石車４３は、切れ味の良好な状態となり、かつ、所望形状に形成される。
【００３１】
定寸装置９０は、テーブル２０の上面に設けられ、砥石車４３により工作物Ｗである軸受外輪の内周軌道面を研削しているときの研削送り位置における工作物Ｗの内径を測定する装置である。この定寸装置９０は、装置本体から延びるＬ字状のアーム９１が図略の駆動装置により図１の左右方向および上下方向に移動可能に構成され、アーム９１の先端に装着されたプローブ９２が軸受外輪の内周軌道面に常に当接可能に構成されている。
【００３２】
制御装置６０は、各モータを制御して、工作物ＷをＺ軸周りに回転させ、砥石車４３を回転させ、且つ、工作物Ｗと砥石車４３とをＺ軸方向およびＸ軸方向の相対移動することにより工作物Ｗである軸受外輪の内周軌道面の研削の適応制御を行う。詳細は後述する。また、制御装置６０は、工作物Ｗの粗研削において研削負荷が閾値を超えたときの研削異常を監視する研削異常監視装置７０を備えている。ただし、研削異常監視装置７０は、制御装置６０の内部に備えるものに限られず、外部装置として適用することもできる。
【００３３】
（２．研削異常および閾値の説明）
次に、研削異常監視装置７０により監視する研削異常および研削異常監視装置７０に設定される閾値について説明する。研削異常としては、研削負荷が所定値より大きくなった場合に発生する研削焼け（加工変質層）がある。この加工変質層の厚さａは、例えば、図４に示すように、研削負荷ＰがＰｎからＰ1と大きくなるにつれてａnからａ1と厚くなる関係にある。
【００３４】
ここで、砥石車４３のＸ軸方向の研削送り位置Ｘと研削負荷Ｐとの一般的な関係の概略を図５を参照して説明する。研削送り位置ＸがＸ0に達すると黒皮（加工が施されていない表面）の研削が開始され、研削負荷Ｐが徐々に上昇する。研削送り位置ＸがＸｓに達すると粗研削が開始され、研削送り位置ＸがＸｅに達すると粗研削が終了して仕上げ研削が開始され、研削負荷Ｐが徐々に下降する。そして、研削送り位置Ｘが最終研削送り位置Ｘｆに達すると仕上げ研削が終了する。
【００３５】
従来の研削異常監視装置では、工作物Ｗに加工変質層が発生しない研削負荷Ｐを閾値Ｐｔとして設定しているが、本実施形態の研削異常監視装置７０では、工作物Ｗに発生した加工変質層をその後の研削により取り除くことが可能な研削負荷Ｐを閾値として設定する。すなわち、加工変質層の発生が許容される粗研削において、図４に示す研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係に基づいて、研削送り位置Ｘに対する研削負荷Ｐについての閾値Ｐ（Ｘ）を設定する。この閾値Ｐ（Ｘ）は、例えば、図６に示すように、研削送り位置ＸがＸｓからＸｅと進むにつれてＰｓからＰｅと小さくなる関係にある。
【００３６】
この閾値Ｐ（Ｘ）を設定することにより、粗研削の初期段階において工作物Ｗに加工変質層が発生しても、その後の研削により加工変質層を取り除くことが可能となるので、従来は異常であると判定されていたものが正常であると判定されることになる。また、研削負荷Ｐが閾値Ｐ（Ｘ）より大きくなった場合は、その後の研削により加工変質層を取り除くことが不可能となるので、異常であると判定されることになる。よって、工作物Ｗの研削不良率を低減させることができると共に、研削異常の判定精度を向上することができる。また、図６に示すように、粗研削において従来（図示点線のグラフ）よりも研削負荷Ｐを増加させることができるので、研削のサイクルタイムを短縮させることができる。
【００３７】
（３．研削異常監視装置の構成）
次に、研削異常監視装置７０について、図２の機能ブロック図を参照して説明する。ここで研削異常監視装置７０を説明するに当たり、図２には、上述した研削盤１の一部構成についても記載する。ここで、図２において、図１の研削盤１の構成と同一構成については、同一符号を付す。そして、砥石車駆動用モータ４２には、当該砥石車駆動用モータ４２の駆動電力を計測するモータ電力計４２ａが取り付けられている。なお、モータ電力計４２ａに代えて、砥石車駆動用モータ４２のモータアンプにより直接電力値を収集してもよい。
【００３８】
研削異常監視装置７０は、研削送り位置読込部７１と、研削負荷算出部７２と、閾値設定用データ記憶部７３と、閾値設定部７４と、異常判定部７５と、出力部７６とを備えて構成される。研削送り位置読込部７１は、制御装置６０から砥石車４３の研削送り位置を読み込む。
【００３９】
研削負荷算出部７２は、モータ電力計４２ａから取り込んだ砥石車駆動用モータ４２の駆動電力に基づいて、工作物Ｗを砥石車４３により研削することにより発生する研削負荷Ｐを算出する。研削負荷Ｐは、砥石車駆動用モータ４２の駆動電力が大きくなれば大きくなる関係を有している。なお、研削負荷Ｐの算出方法として、本実施形態においては、砥石車駆動用モータ４２の駆動電力を用いるが、この他に以下により研削負荷Ｐを算出することもできる。例えば、研削負荷Ｐは、砥石車駆動用モータ４２の電流値、砥石車４３と工作物Ｗとの相対移動を行うＸ軸モータ１２ｄの電流値、電力値、工作物Ｗを回転可能に駆動する主軸モータ３４の電流値、電力値、砥石車４３または工作物Ｗの支持部分のたわみ変形量などにより算出できる。
【００４０】
また、研削負荷Ｐは、工作物Ｗにおける研削部位の変形量、すなわち砥石車４３に押し付けられることにより生じる工作物Ｗのたわみ変位量に基づいて算出できる。当該たわみ変位量は、研削負荷Ｐに応じたものとなるためである。工作物Ｗにおける研削部位のたわみ変位量は、例えば、変位センサにより計測する。
【００４１】
また、研削負荷Ｐは、工作物Ｗの研削部位の温度により算出できる。当該温度は、研削負荷に応じたものとなるためである。ただし、工作物Ｗにおける砥石車４３に接触している点、すなわち研削点の温度を計測することは容易でない。そこで、工作物Ｗの研削部位（内周面または外周面）のうち研削点（砥石車４３との接触点）からずれた位相の部位の温度を計測する。工作物Ｗの研削部位の温度は、研削点と研削点からずれた位相では異なるが、研削点からずれた位相の温度は、研削点の温度に応じた値となる。従って、研削点からずれた位相であっても十分に計測できる。そして、工作物Ｗの研削部位のうち研削点からずれた位相の温度の計測は、当該部位に接触させる接触式温度センサまたは当該部位に非接触とする非接触式温度センサにより計測する。
【００４２】
閾値設定用データ記憶部７３は、作業者によって予め実測された研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係のテーブルデータ（図４参照）を記憶する。
【００４３】
閾値設定部７４は、閾値設定用データ記憶部７３に記憶された研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係に基づいて、研削送り位置読込部７１により読み込まれる粗研削時の研削送り位置Ｘに対する研削負荷Ｐについての閾値Ｐ（Ｘ）を設定する。
【００４４】
異常判定部７５は、研削負荷算出部７２により算出される粗研削時の研削負荷Ｐが閾値Ｐ（Ｘ）を超えた場合に、研削異常であると判定する。
【００４５】
出力部７６は、研削異常であると判定された場合に、研削異常に関する情報について、表示装置８１の画面への表示処理、印刷装置８２による印字処理、記憶装置８３への記憶処理、または通信装置８４により外部装置への通信出力などを行う。出力の選択は、作業者により行われる。これにより、研削異常に関する情報について、作業者によって選択された出力形態により、作業者は確実に研削異常を把握することができる。
【００４６】
（４．研削異常監視装置による処理）
次に、研削異常監視装置７０による研削異常監視プログラムの実行について、図３を参照して説明する。研削異常監視プログラムは、図６に示すように、現在の研削負荷Ｐと予め設定された閾値Ｐ（Ｘ）とに基づいて、研削異常が発生したか否かを判定する。以下に詳細に説明する。
【００４７】
図３に示すように、閾値設定用データとして研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係のテーブルデータ（図４参照）が既に記憶されているか否かを判定する（ステップＳ１）。まだ記憶されていなければ、閾値設定用データを読込む（ステップＳ２）。
【００４８】
閾値設定用データが記憶されていれば、砥石車４３の径の読込、算出を行う（ステップＳ３）。この砥石車４３の径に基づいて、最終研削送り位置Ｘｆを算出する（ステップＳ４）。この最終研削送り位置Ｘｆを基準に、研削スタート位置までの各研削送り位置Ｘｎの相対距離Ｉｎ＝｜Ｘｆ−Ｘｎ｜を算出する（ステップＳ５）。
【００４９】
閾値設定用データを参照して相対距離Ｉｎが加工変質層の厚さａｎのときの研削負荷Ｐｎを算出する（ステップＳ６）。そして、各研削送り位置Ｘｎでの研削負荷Ｐｎを設定する（ステップＳ７）。
【００５０】
続いて研削サイクルを開始する（ステップＳ８）。研削サイクルが開始されることで、図２に示すように、制御装置６０が各モータを駆動し、砥石車４３により工作物Ｗである軸受外輪の内周軌道面を研削し始める。より詳細には、研削サイクル開始後、図１に示すように、砥石車４３が工作物Ｗである軸受外輪の径方向内側に進入可能となる位置に向かって、砥石台４１を基準位置（図示せず）からＸ軸方向へ移動させる。その後、テーブル２０をＺ軸方向に移動させることにより、砥石車４３が工作物Ｗである軸受外輪の径方向内側に進入する。そして、砥石車４３が工作物Ｗである軸受外輪の内周軌道面に向かってＸ軸方向に移動し、工作物Ｗと砥石車４３との接触検知後、研削を開始する。工作物Ｗの研削は、黒皮を研削してから粗研削を行った後に、仕上研削を連続して行う。研削が終了すると、研削開始までとは逆の順序で動作し、基準位置に戻り、研削サイクルを終了する。
【００５１】
近接スイッチ５０がＯＮ状態、すなわち研削サイクルが開始されたら、接触検知センサ８０が工作物Ｗと砥石車４３との接触を検知したか否かを判定する（ステップＳ９）。
【００５２】
そして、接触検知センサ８０が工作物Ｗと砥石車４３との接触を検知したら（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、工作物Ｗを砥石車４３により研削するときの研削送り位置Ｘｎを読み込み、研削負荷Ｐｎを測定する（ステップＳ１０）。具体的には、図２に示す研削送り位置読込部７１が制御装置６０から砥石車４３の研削送り位置Ｘｎを読み込む。そして、研削送り位置Ｘｎが最終研削送り位置Ｘｆ、すなわち工作物Ｗの研削が終了して最終寸法になったか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００５３】
そして、研削送り位置Ｘｎが最終研削送り位置Ｘｆでない場合には、研削送り位置Ｘｎでの研削負荷Ｐｎを閾値設定用データから読込む（ステップＳ１２）。具体的には、図２に示す閾値設定用データ記憶部７３に記憶された研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係に基づいて、研削送り位置読込部７１により読み込まれる粗研削時の研削送り位置Ｘｎに対する研削負荷Ｐｎを読込む。
【００５４】
そして、研削負荷Ｐｎの読込直後から、研削異常判定を行う（ステップＳ１３）。つまり、粗研削の現時点における研削負荷Ｐｎが閾値Ｐ（Ｘ）を超えず、且つ閾値Ｐ（Ｘ）に近づくように砥石車４３の研削条件、例えば砥石車４３の研削送り速度、回転速度、工作物Ｗの回転速度等を変更し、粗研削の現時点における研削負荷Ｐｎが閾値Ｐ（Ｘ）を超えたら研削異常の判定を行う。
【００５５】
具体的には、図６に示すように、閾値Ｐ（Ｘ）を超えず、且つ閾値Ｐ（Ｘ）に近い条件変更用目標値Ｑ（Ｘ）を設定し、この条件変更用目標値Ｑ（Ｘ）を超えたら条件変更用目標値Ｑ（Ｘ）を下回るように研削条件を変更する。そして、粗研削の現時点における研削負荷Ｐが、閾値Ｐ（Ｘ）を超えていない場合には、正常と判定し（ステップＳ１４）、ステップＳ１０に戻って上述の処理を行う。
【００５６】
一方、ステップＳ１３において、粗研削の現時点における研削負荷Ｐｎが、閾値Ｐ（Ｘ）を超えている場合には、研削異常と判定し、図２の出力部７６により、表示装置８１に異常内容を表示し、記憶装置８３に異常内容を記憶する（ステップＳ１５）。そして、研削サイクルを停止する（ステップＳ１６）。
【００５７】
一方、ステップＳ１１において、研削送り位置Ｘｎが最終研削送り位置Ｘｆ、すなわち工作物Ｗの研削が終了して最終寸法になった場合には、近接スイッチ５０がＯＦＦ状態、すなわち研削サイクルが終了したか否かを判定する（ステップＳ１７）。そして、研削サイクルが終了した場合には、次の工作物Ｗが有るか否かを判定し（ステップＳ１８）、次の工作物Ｗが有れば、該工作物Ｗの設置の段取りを行い（ステップＳ１９）、ステップＳ８から処理を繰り返す。一方、次の工作物Ｗがなければ、研削サイクルを停止する（ステップＳ１６）。
【００５８】
（５．表示装置の画面の履歴表示状態）
次に、図７を参照して、表示装置８１の画面の履歴表示状態について説明する。図３の研削異常監視プログラムの実行により、研削異常が発生した場合には（図３のステップＳ１５）、異常内容が記憶装置８３に記憶される。なお、記憶装置８３には、異常内容の他、正常内容についても記憶しても良い。そして、多数の工作物Ｗの研削が行われた場合、記憶装置８３には、過去の異常履歴が記憶される。また、研削異常として記憶されていない工作物Ｗは、正常であることが分かる。また、記憶装置８３に正常内容が記憶されている場合には、直接的に正常である工作物Ｗを把握できる。
【００５９】
そうすると、図７に示すように、表示装置８１の画面には、全ての工作物Ｗについて、正常であるか研削異常であるかが表示される。このように、研削異常に関する情報の過去の履歴を記憶することで、研削異常の傾向を把握できる。そこで、研削異常の傾向を用いることで、今後の研削を行う際に、研削異常の発生の前兆を予測できる。その結果、今後の研削について、適切な対策を決定できる。
【００６０】
以上説明したように、加工変質層の発生が許容される粗研削において、研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係に基づいて、研削送り位置Ｘに対する研削負荷Ｐについての閾値Ｐ（Ｘ）を設定している。これにより、粗研削において工作物Ｗに加工変質層が発生しても、その後の研削により加工変質層を取り除くことが可能となるので、従来は異常であると判定されていたものが正常であると判定されることになる。また、研削負荷Ｐが閾値Ｐ（Ｘ）より大きくなった場合は、その後の研削により加工変質層を取り除くことが不可能となるので、異常であると判定されることになる。よって、工作物Ｗの研削不良率を低減させることができると共に、研削異常の判定精度を向上することができる。また、粗研削において従来よりも研削負荷Ｐを増加させることができるので、研削のサイクルタイムを短縮させることができる。
【００６１】
＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態の研削異常監視装置について説明する。上述した研削異常監視装置７０は、砥石車４３の研削送り位置Ｘを算出して閾値Ｐ（Ｘ）を設定することとした。本実施形態では、定寸装置９０を用いて研削残り取代Ｒを算出して閾値Ｐ（Ｒ）を設定することとした。以下に詳細に説明する。
【００６２】
（１．研削異常監視装置の構成）
本実施形態における研削異常監視装置１７０について図８を参照して説明する。本実施形態の研削異常監視装置１７０は、研削残り取代測定部１７１と、研削負荷算出部７２（第一実施形態と同様）と、閾値設定用データ記憶部７３（第一実施形態と同様）と、閾値設定部１７４と、異常判定部７５（第一実施形態と同様）と、出力部７６（第一実施形態と同様）とを備えて構成される。
【００６３】
研削残り取代測定部１７１は、定寸装置９０から読み込んだ工作物Ｗを砥石車４３により研削するときの研削送り位置における工作物Ｗの内径に基づいて、研削残り取代Ｒを算出する。閾値設定部１７４は、閾値設定用データ記憶部７３に記憶された研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係に基づいて、研削残り取代算出部１７１により算出される粗研削時の研削残り取代Ｒに対する研削負荷Ｐについての閾値Ｐ（Ｒ）を設定する。この閾値Ｐ（Ｒ）は、例えば、図１０に示すように、研削残り取代ＲがＲｅからＲｓと多くなるにつれてＰｅからＰｓと大きくなる関係にある。
【００６４】
（２．研削異常監視装置による処理）
研削異常監視装置１７０による処理について図９を参照して説明する。閾値設定用データとして研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係のテーブルデータ（図４参照）が既に記憶されているか否かを判定する（ステップＳ２１）。まだ記憶されていなければ、閾値設定用データを読込む（ステップＳ２２）。
【００６５】
閾値設定用データが記憶されていれば、研削サイクルを開始する（ステップＳ２３）。研削サイクルが開始されることで、図８に示すように、制御装置６０が各モータを駆動し、砥石車４３により工作物Ｗである軸受外輪の内周軌道面を研削し始める。
【００６６】
研削サイクル開始後、工作物Ｗを砥石車４３により研削するときの研削残り取代Ｒｓを測定する（ステップＳ２４）。具体的には、図８に示す研削残り取代測定部１７１が定寸装置９０から読み込んだ工作物Ｗを砥石車４３により研削するときの研削送り位置における工作物Ｗの内径に基づいて、研削残り取代Ｒｓを測定する。
【００６７】
そして、閾値設定用データから各研削残り取代Ｒｎに対する研削負荷Ｐｎを設定する（ステップＳ２５）。具体的には、図８に示す閾値設定用データ記憶部７３に記憶された研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係に基づいて、研削残り取代測定部１７１により測定される各研削残り取代Ｒｎに対する研削負荷Ｐを設定する。
【００６８】
近接スイッチ５０がＯＮ状態、すなわち研削サイクルが開始されたら、接触検知センサ８０が工作物Ｗと砥石車４３との接触を検知したか否かを判定する（ステップＳ２６）。
【００６９】
そして、接触検知センサ８０が工作物Ｗと砥石車４３との接触を検知したら（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、工作物Ｗを砥石車４３により研削するときの研削残り取代Ｒｎを測定する（ステップＳ２７）。そして、研削残り取代Ｒｎが０になったか否かを判定する（ステップＳ２８）。
【００７０】
そして、研削残り取代Ｒｎが０でない場合には、研削残り取代Ｒｎでの研削負荷Ｐｎを閾値設定用データから読込む（ステップＳ２９）。具体的には、図８に示す閾値設定用データ記憶部７３に記憶された研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係に基づいて、研削残り取代測定部１７１により測定される研削残り取代Ｒｎに対する研削負荷Ｐｎを読込む。
【００７１】
そして、研削負荷Ｐｎの読込直後から、研削異常判定を行う（ステップＳ３０）。つまり、研削残り取代Ｒｎに対する研削負荷Ｐｎが閾値Ｐ（Ｒ）を超えず、且つ閾値Ｐ（Ｒ）に近づくように砥石車４３の研削条件、例えば砥石車４３の研削送り速度、回転速度、工作物Ｗの回転速度等を変更し、粗研削の現時点における研削負荷Ｐｎが閾値Ｐ（Ｒ）を超えたら研削異常の判定を行う。そして、研削残り取代Ｒｎに対する研削負荷Ｐｎが、閾値Ｐ（Ｒ）を超えていない場合には、正常と判定し（ステップＳ３１）、ステップＳ２７に戻って上述の処理を行う。
【００７２】
一方、ステップＳ３１において、研削残り取代Ｒｎに対する研削負荷Ｐｎが、閾値Ｐ（Ｒ）を超えている場合には、研削異常と判定し、図８の出力部７６により、表示装置８１に異常内容を表示し、記憶装置８３に異常内容を記憶する（ステップＳ３２）。そして、研削サイクルを停止する（ステップＳ３３）。
【００７３】
一方、ステップＳ２８において、研削残り取代Ｒｎが０になった場合には、近接スイッチ５０がＯＦＦ状態、すなわち研削サイクルが終了したか否かを判定する（ステップＳ３４）。そして、研削サイクルが終了した場合には、次の工作物Ｗが有るか否かを判定し（ステップＳ３５）、次の工作物Ｗが有れば、該工作物Ｗの設置の段取りを行い（ステップＳ３６）、ステップＳ２３から処理を繰り返す。一方、次の工作物Ｗがなければ、研削サイクルを停止する（ステップＳ３３）。
【００７４】
以上説明したように、加工変質層の発生が許容される粗研削において、研削負荷Ｐと加工変質層の厚さａとの関係に基づいて、第一実施形態での研削送り位置Ｘに対する研削負荷Ｐの代わりに、研削残り取代Ｒに対する研削負荷Ｐについての閾値Ｐ（Ｒ）を設定しており、この研削異常監視装置１７０によっても、第一実施形態の研削異常監視装置７０と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
なお、研削負荷データの収集開始および収集終了の判定は、上記実施形態において接触検知センサ８０を用いたが、この接触検知センサ８０を用いずに、砥石台４１およびテーブル２０が予め設定されたＸ軸位置およびＺ軸位置に移動してきたことにより行うこともできる。
【００７６】
＜第三実施形態＞
次に、工作物Ｗの複数位置を同時に研削する場合には、以下のようにすることができる。つまり、それぞれの研削部位の研削負荷を算出し、それぞれの研削負荷を用いて、それぞれの研削部位における異常監視を行うようにすることもできる。第三実施形態について図１１〜図１３を参照して説明する。
【００７７】
第一例は、図１１に示す。第一例の工作物Ｗは、複数のフランジ部Ｗｂ，Ｗｂ、Ｗｂを有する軸状に形成されている。そして、工作物Ｗのうち隣り合うフランジ部Ｗｂ，Ｗｂ，Ｗｂの間に位置する小径軸部Ｗａ，Ｗａの外周面のそれぞれを砥石車４３，４３により研削する。そして、複数の変位センサ１００，１００により、工作物Ｗのそれぞれの小径軸部Ｗａ，Ｗａの外周面（研削部位）のうち砥石車４３，４３に研削される研削点から１８０°位相をずらした位置のたわみ変位量を検出する。
【００７８】
それぞれの変位センサ１００，１００は、それぞれの研削部位の局所的なたわみ変位量を検出する。それぞれの変位センサ１００，１００は、工作物Ｗに接触するセンサでもよいし、非接触のセンサでもよい。例えば、非接触式センサとしては渦電流センサを適用できる。ここで、たわみ変位量は、各研削部位の局所的な研削負荷に応じた値となる。そして、研削負荷算出部７２（図２，８に示す研削負荷算出部７２に相当）が、変位センサ１００，１００により検出されたたわみ変位量に基づいて、各研削部位の研削負荷または研削負荷に応じた値を算出する。そして、上記実施形態と同様に、各研削部位が図２に示す異常判定部７５にて研削異常であるか否かを判定する。このように、複数の研削部位のそれぞれについて、研削異常が発生しているか否かを判定できる。
【００７９】
また、変位センサ１００，１００を温度センサ１００，１００に置換することができる。温度センサ１００，１００は、変位センサ１００，１００と同様に、工作物Ｗに接触するセンサでもよいし、非接触のセンサでもよい。それぞれの温度センサ１００，１００は、工作物Ｗの各研削部位の温度を検出する。温度センサ１００，１００は、工作物Ｗのそれぞれの小径軸部Ｗａ，Ｗａの外周面（研削部位）のうち砥石車４３，４３に研削される研削点から位相をずらした位置、例えば、９０°や１８０°の位置の温度を検出する。ここで、研削負荷が大きいほど、研削部位の温度は高くなる。つまり、それぞれの温度センサ１００，１００により検出される研削部位の温度は、各研削部位の研削負荷に応じた値となる。そして、研削負荷算出部７２が、各研削部位の温度に基づいて、各研削部位の研削負荷または研削負荷に応じた値を算出する。
【００８０】
次に、第二例を説明する。図１２に示すように、第二例の工作物Ｗは、軸方向に連設する大径軸部Ｗｃおよび小径軸部Ｗｄを有する。工作物Ｗの研削部位は、大径軸部Ｗｃの外周面、小径軸部Ｗｄの外周面、および、大径軸部Ｗｃと小径軸部Ｗｄとの段差端面である。これらを同時に総型の砥石車４３により研削する。
【００８１】
そして、変位センサ２００，３００は、大径軸部Ｗｃの外周面および小径軸部Ｗｄのそれぞれの径方向たわみ変位量を検出する。そして、研削負荷算出部７２が、変位センサ２００，３００により検出されたそれぞれのたわみ変位量に基づいて、各研削部位の研削負荷または研削負荷に応じた値を算出する。そして、上記実施形態と同様に、各研削部位が図２に示す異常判定部７５にて研削異常であるか否かを判定する。なお、この例においても、変位センサ２００，３００を温度センサに置換することができる。
【００８２】
次に、第三例を説明する。図１３に示すように、第三例の工作物Ｗは、軸部Ｗｅおよびフランジ部Ｗｆを有する。工作物Ｗの研削部位は、軸部Ｗｅの外周面およびフランジ部Ｗｆの端面である。これらを同時に砥石車４３（アンギュラ砥石）の外周面によりアンギュラ研削を行う。ここで、アンギュラ研削とは、砥石車４３の回転中心軸を工作物Ｗの回転中心軸に対して傾斜させた状態で、工作物Ｗの外周面および端面を研削する方法をいう。
【００８３】
そして、変位センサ４００は、研削部位である軸部Ｗｅの外周面の径方向たわみ変位量を検出する。一方、変位センサ５００は、もう一つの研削部位であるフランジ部Ｗｆの端面の軸方向たわみ変位量を検出する。そして、研削負荷算出部７２が、変位センサ４００，５００により検出されたそれぞれのたわみ変位量に基づいて、各研削部位の研削負荷または研削負荷に応じた値を算出する。そして、上記実施形態と同様に、各研削部位が図２に示す異常判定部７５にて研削異常であるか否かを判定する。なお、この例においても、変位センサ４００，５００を温度センサに置換することができる。
【００８４】
また、第一例から第三例において、複数の研削部位のそれぞれを変位センサまたは温度センサによる検出値を用いて、それぞれの研削部位の研削負荷を算出した。この他に、第一実施形態に示したように、砥石車駆動用モータ４２の駆動電力などを併用することで、１つの変位センサまたは温度センサを減らすことができる。つまり、砥石車駆動用モータ４２の駆動電力に基づいて工作物Ｗ全体に生じる研削負荷を算出し、変位センサまたは温度センサにより局所的な研削部位の研削負荷を算出する。そして、変位センサおよび温度センサを設けていない研削部位は、工作物Ｗ全体の研削負荷から局所的な研削負荷を減算することにより算出できる。
【符号の説明】
【００８５】
１：研削盤
１０：ベッド、 １１ａ，１１ｂ：Ｚ軸ガイドレール、１１ｃ：Ｚ軸ボールねじ
１１ｄ：Ｚ軸モータ、１２ａ，１２ｂ：Ｘ軸ガイドレール、 １２ｃ：Ｘ軸ボールねじ
１２ｄ：Ｘ軸モータ
２０：テーブル
３０：主軸台、 ３１：主軸台本体、 ３２：マグネットチャック、 ３３：シュー
３４：主軸モータ
４０：砥石支持装置、４１：砥石台、 ４２：砥石車駆動用モータ
４２ａ：モータ電力計、 ４３：砥石車
５０：近接スイッチ、 ６０：制御装置、 ８０：接触検知センサ、 ９０：定寸装置
７０：研削異常監視装置、 ７１：研削送り位置読込部、 ７２：研削負荷算出部
７３：閾値設定用データ記憶部、 ７４：閾値設定部、 ７５：異常判定部
７６：出力部
１７０：研削異常監視装置、 １７１：研削残り取代測定部、 １７４：閾値設定部
１００，２００，３００，４００，５００：変位センサまたは温度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視方法において、
前記工作物を研削するときの前記砥石車の相対的な研削送り位置を検出する研削送り位置検出工程と、
前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出工程と、
前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、前記研削送り位置に対する前記研削負荷についての閾値であり、前記研削送り位置に対応した前記閾値を設定する閾値設定工程と、
検出した前記研削送り位置における前記研削負荷が前記研削送り位置に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定工程と、
を備える研削異常監視方法。
【請求項２】
工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視方法において、
前記工作物を研削するときの研削残り取代を検出する研削残り取代検出工程と、
前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出工程と、
前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、前記研削残り取代に対する前記研削負荷についての閾値であり、前記研削残り取代に応じて前記閾値を設定する閾値設定工程と、
検出した前記研削残り取代における前記研削負荷が前記研削残り取代に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定工程と、
を備える研削異常監視方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記研削異常監視方法は、
前記砥石車の研削条件を変更する制御工程、
を備え、
前記制御工程は、検出した前記研削負荷が前記閾値を超えず、且つ前記閾値に近づくように前記砥石車の研削条件を変更する研削異常監視方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項において、
前記研削異常監視方法は、前記工作物の粗研削において適用する研削異常監視方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項において、
前記工作物の複数の研削部位を同時に研削する研削盤に適用され、
複数の変位センサまたは温度センサにより前記工作物の複数の研削部位のそれぞれのたわみ変位量または温度を検出し、それぞれの前記たわみ変位量または温度に基づいてそれぞれの前記研削負荷を算出し、
それぞれの前記研削負荷に基づいてそれぞれの前記研削部位の研削異常を判定する研削異常監視方法。
【請求項６】
工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視装置において、
前記工作物を研削するときの前記砥石車の相対的な研削送り位置を検出する研削送り位置検出手段と、
前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出手段と、
前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、前記研削送り位置に対する前記研削負荷についての閾値であり、前記研削送り位置に対応した前記閾値を設定する閾値設定手段と、
検出した前記研削送り位置における前記研削負荷が前記研削送り位置に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定手段と、
を備える研削異常監視装置。
【請求項７】
工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視装置において、
前記工作物を研削するときの研削残り取代を検出する研削残り取代検出手段と、
前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出手段と、
前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、前記研削残り取代に対する前記研削負荷についての閾値であり、前記研削残り取代に応じて前記閾値を設定する閾値設定手段と、
検出した前記研削残り取代における前記研削負荷が前記研削残り取代に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定手段と、
を備える研削異常監視装置。
【請求項１】
工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視方法において、
前記工作物を研削するときの前記砥石車の相対的な研削送り位置を検出する研削送り位置検出工程と、
前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出工程と、
前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、前記研削送り位置に対する前記研削負荷についての閾値であり、前記研削送り位置に対応した前記閾値を設定する閾値設定工程と、
検出した前記研削送り位置における前記研削負荷が前記研削送り位置に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定工程と、
を備える研削異常監視方法。
【請求項２】
工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視方法において、
前記工作物を研削するときの研削残り取代を検出する研削残り取代検出工程と、
前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出工程と、
前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、前記研削残り取代に対する前記研削負荷についての閾値であり、前記研削残り取代に応じて前記閾値を設定する閾値設定工程と、
検出した前記研削残り取代における前記研削負荷が前記研削残り取代に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定工程と、
を備える研削異常監視方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記研削異常監視方法は、
前記砥石車の研削条件を変更する制御工程、
を備え、
前記制御工程は、検出した前記研削負荷が前記閾値を超えず、且つ前記閾値に近づくように前記砥石車の研削条件を変更する研削異常監視方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項において、
前記研削異常監視方法は、前記工作物の粗研削において適用する研削異常監視方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項において、
前記工作物の複数の研削部位を同時に研削する研削盤に適用され、
複数の変位センサまたは温度センサにより前記工作物の複数の研削部位のそれぞれのたわみ変位量または温度を検出し、それぞれの前記たわみ変位量または温度に基づいてそれぞれの前記研削負荷を算出し、
それぞれの前記研削負荷に基づいてそれぞれの前記研削部位の研削異常を判定する研削異常監視方法。
【請求項６】
工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視装置において、
前記工作物を研削するときの前記砥石車の相対的な研削送り位置を検出する研削送り位置検出手段と、
前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出手段と、
前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、前記研削送り位置に対する前記研削負荷についての閾値であり、前記研削送り位置に対応した前記閾値を設定する閾値設定手段と、
検出した前記研削送り位置における前記研削負荷が前記研削送り位置に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定手段と、
を備える研削異常監視装置。
【請求項７】
工作物と砥石車とを相対移動させることにより前記工作物を研削する研削盤を用いて、研削異常を監視する研削異常監視装置において、
前記工作物を研削するときの研削残り取代を検出する研削残り取代検出手段と、
前記工作物を研削するときの研削負荷を検出する研削負荷検出手段と、
前記工作物を研削したときの研削負荷が変化すると前記工作物の加工変質層の厚さが変化する関係に基づいて、前記研削残り取代に対する前記研削負荷についての閾値であり、前記研削残り取代に応じて前記閾値を設定する閾値設定手段と、
検出した前記研削残り取代における前記研削負荷が前記研削残り取代に対応した前記閾値を超えた場合に研削異常であると判定する研削異常判定手段と、
を備える研削異常監視装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１６１９０６（Ｐ２０１２−１６１９０６Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８０８５０（Ｐ２０１１−２８０８５０）
【出願日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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