研削盤のツルーイング装置
【課題】より高精度なツルーイングを可能とする研削盤のツルーイング装置を提供することを目的とする。
【解決手段】研削盤１のツルーイング装置３は、砥石車１１の形状を成形するツルア４３と、旋回軸Ａｃの回りに旋回可能にツルア４３を支持する旋回テーブル３０と、砥石車１１の形状を成形する際に砥石車１１と接触するツルア４３の先端位置から旋回テーブル３０の旋回中心Ｏまでの距離を直接的に検知する検知手段５０と、検知手段５０による検知距離Ｌに基づいて砥石車１１に対するツルア４３の先端位置を制御して砥石車１１のツルーイングを行う制御手段６０を備える。
【解決手段】研削盤１のツルーイング装置３は、砥石車１１の形状を成形するツルア４３と、旋回軸Ａｃの回りに旋回可能にツルア４３を支持する旋回テーブル３０と、砥石車１１の形状を成形する際に砥石車１１と接触するツルア４３の先端位置から旋回テーブル３０の旋回中心Ｏまでの距離を直接的に検知する検知手段５０と、検知手段５０による検知距離Ｌに基づいて砥石車１１に対するツルア４３の先端位置を制御して砥石車１１のツルーイングを行う制御手段６０を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作物を砥石車により研削加工する研削盤において、砥石車の形状を成形するツルアを備えるツルーイング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
研削盤は、工作物を所定の形状に加工するために、または研削加工の加工効率を好適に維持するために、砥石車の研削面を成形するツルーイング装置を備えるものがある。このようなツルーイング装置として、例えば、特許文献１には、回転可能なロータリーツルア（一般に「ロータリードレッサ」と称する場合もある）を、砥石車の中心軸に直交する軸回りに旋回させてツルーイングを行う旋回式のツルーイング装置が開示されている。ここで、旋回式のツルーイング装置においては、ツルアの支持部材の取付け誤差やツルア自体の摩耗などに起因して、ツルアの先端位置（ロータリーツルアにあっては径方向から見た外周面の先端位置）がツルーイングにおける制御位置に対して位置誤差が生じることがある。
【０００３】
研削盤のツルーイング装置は、ツルーイングの精度を向上させるためには上記のようなツルアの位置誤差の影響を低減する必要がある。そこで、特許文献１では、ツルーイングの前後において、接触センサにより検出した砥石車の外周面の位置に基づいてツルーイングを補正して行う方法が開示されている。より具体的には、接触センサの検出値に基づいて砥石車の外径を算出すると共に、この砥石車の外径に基づいてツルアの摩耗量を算出する方法が記載されている。この方法によれば、次回のツルーイングを行う際に、ツルアの旋回動作と同期させる砥石台の動作をツルアの摩耗量に基づいて補正できるので、ツルアの位置誤差を低減しツルーイングの高精度化を図ることができるとされている。また、特許文献２には、ツルアに接触してその先端位置を検知する接触センサ（電気マイクロメータ）を備えたツルーイング装置が開示されている。このツルーイング装置によれば、当該接触センサからの電気信号に基づいてツルアの移動量を補正することで、ツルアの位置誤差を補正することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２１０５６５号公報
【特許文献２】実開平６−３５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では、砥石車の外径からツルアの摩耗量を間接的に算出していることから、砥石車の回転振れや研削盤の熱変位量などの誤差要因が接触センサによる検知に影響するおそれがある。さらに、ツルーイング装置において、接触センサによる砥石車の外周面の検知は、実際にツルーイングする際に位置決めされる位置とは異なるため、算出されたツルアの摩耗量に誤差が含まれるおそれがあった。
【０００６】
また、旋回式のツルーイング装置は、砥石車の外周面における断面形状を円弧形状などの曲面形状に成形する場合には特にツルアの位置誤差による影響が大きい。そのため、旋回中心を基準としてツルアの先端位置を検知し、より適正にツルアの位置誤差を補正する要請がある。特許文献２のツルーイング装置は、接触センサによりツルアの先端位置を検知するものであるが、これを旋回式のツルーイング装置に適用したとしても、基準位置が旋回中心とはならないため、旋回中心を基準としたツルアの先端位置を間接的に算出する必要があり、上記の誤差要因が接触センサによる検知に影響するおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、より高精度なツルーイングを可能とする研削盤のツルーイング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】
【０００８】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明によると、砥石車の形状を成形するツルアと、前記ツルアが前記砥石車の中心軸に直交する軸回りに旋回可能に前記ツルアを支持する旋回テーブルと、前記砥石車の形状を成形する際に前記砥石車と接触する前記ツルアの先端位置から前記旋回テーブルの旋回中心までの距離を直接的に検知する検知手段と、前記検知手段による検知距離に基づいて前記砥石車に対する前記ツルアの先端位置を制御して前記砥石車のツルーイングを行う制御手段とを備える。
【０００９】
請求項２に係る発明によると、請求項１において、前記検知手段は、前記旋回テーブルにより支持されている。
請求項３に係る発明によると、請求項２において、前記検知手段は、前記旋回テーブルの旋回軸方向に移動可能に支持されている。
【００１０】
請求項４に係る発明によると、請求項２または３において、前記旋回テーブルに設けられ、前記ツルアを前記旋回テーブルの径方向に移動可能に支持する移動体をさらに備える。
【００１１】
請求項５に係る発明によると、請求項２〜４の何れか一項において、前記検知手段は、対象物との接触を検知する接触検知部材を有し、前記旋回テーブルの旋回中心を基準として、前記接触検知部材により前記ツルアとの接触を検知することにより、前記ツルアの先端位置から前記旋回テーブルの旋回中心までの距離を検知する。
【００１２】
請求項６に係る発明によると、請求項５において、前記砥石車の径方向外方に位置する外周面における断面形状のうち少なくとも一部を円弧形状にツルーイングする場合に、前記接触検知部材は、前記旋回テーブルの旋回中心から前記接触検知部材における前記ツルアとの接触を検知する部位までの距離が、前記砥石車の前記外周面における断面形状の円弧形状の半径と一致するように形成される。
【００１３】
請求項７に係る発明によると、請求項５または６において、前記検知手段は、前記接触検知部材であって前記ツルアとの接触を検知するツルア用検知ピンと、前記接触検知部材であって前記砥石車との接触を検知する砥石用検知ピンと、前記ツルア用検知ピンおよび前記砥石用検知ピンを一体的に保持するセンサ本体と、を有し、前記ツルア用検知ピンおよび前記砥石用検知ピンは、それぞれの先端部が前記旋回テーブルの旋回中心から径方向外方に向くように、且つ互いに異なる方向となるように設けられている。
【００１４】
請求項８に係る発明によると、請求項７において、前記検知手段は、前記砥石用検知ピンであって前記砥石車の回転軸方向に位置する端面との接触を検知する砥石端面用検知ピンと、前記砥石用検知ピンであって前記砥石車の径方向外方に位置する外周面との接触を検知する砥石外周面用検知ピンと、を有し、前記センサ本体は、ツルア用検知ピン、砥石端面用検知ピン、および砥石外周面用検知ピンを一体的に保持する。
【００１５】
請求項９に係る発明によると、請求項５または６において、前記検知手段は、旋回軸方向に延伸する柱状に形成された前記接触検知部材であって、外周面において前記対象物との接触を検知する柱状センサを有し、前記ツルアに対して前記柱状センサを旋回軸回りに相対回転させることにより、前記柱状センサの前記外周面において前記ツルアとの接触を検知する周方向部位を変位させる。
【００１６】
請求項１０に係る発明によると、請求項９において、前記砥石車に対して前記柱状センサを旋回軸回りに相対回転させることにより、前記柱状センサの前記外周面において前記砥石車との接触を検知する周方向部位を変位させる。
【００１７】
請求項１１に係る発明によると、請求項５、６、９、１０の何れか一項において、前記検知手段は、旋回軸方向に延伸する柱状に形成された前記接触検知部材であって、外周面において前記対象物との接触を検知する柱状センサを有し、前記ツルアに対して前記柱状センサを旋回軸方向に相対移動させることにより、前記柱状センサの前記外周面において前記ツルアとの接触を検知する軸方向部位を変位させる。
【００１８】
請求項１２に係る発明によると、請求項１１において、前記砥石車に対して前記柱状センサを旋回軸方向に相対移動させることにより、前記柱状センサの前記外周面において前記砥石車との接触を検知する軸方向部位を変位させる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る発明によれば、ツルーイング装置は、検知手段による検知距離に基づいて制御しツルーイングを行う。この検知手段による検知距離は、ツルアの先端位置から旋回テーブルの旋回中心までの距離を直接的に検知されたものである。これにより、砥石車の回転振れや研削盤の熱変位量などの誤差要因に影響されることなく、ツルアの位置誤差をより確実に検出することができる。よって、制御手段が検出したツルアの位置誤差を勘案し、砥石車に対するツルアの先端位置を制御することにより、ツルアの位置誤差や摩耗量を補正することができる。従って、ツルーイング装置は、より高精度なツルーイングを行うことができる。そうすると、砥石車の外周面における断面形状が曲面形状のように複雑な場合にあっても、形状による影響を抑制して高精度なツルーイングを行うことができる。
【００２０】
ここで、旋回式のツルーイング装置においては、ツルアの位置誤差がツルーイングの精度に大きく影響するため、ツルアの先端位置から旋回中心までの距離をより正確に検知することが好適である。特許文献１による砥石車の外周面の検知では、基準位置が旋回中心となっていないことから、ツルアの先端位置から旋回中心までの距離を算出する場合には間接的に求めることになる。そのため、ツルアの位置誤差の補正においては上記の誤差要因に影響されるおそれがある。また、特許文献２によるツルアの先端位置の検知では、接触センサによりツルアの先端位置を検知しているが、非旋回式であることから基準位置が当然ながら旋回中心とはなっていない。従って、特許文献２によるツルアの先端位置の検知方法が特許文献１のツルーイング装置に適用可能であったとしても、本発明とは検知基準が相違し、本発明のような構成とはならない。
【００２１】
請求項２に係る発明によれば、検知手段は、旋回テーブルにより支持されている構成としている。これにより、検知手段が検知対象のツルアに対して旋回テーブルにより位置を調整される場合には、ツルーイングにおいて制御される旋回テーブルの動作による影響を含んだ検知が可能となり、より正確に距離を検知することができる。また、従来では砥石車の外周面の位置を検知する接触センサは、ツルーイングを行う際にツルアなど他の部材と干渉を避ける為に、実際にツルーイングが行われる位置から離すように、少なくとも旋回テーブルとはある程度の距離を取って設置される。これに対して、本発明では、検知手段が旋回テーブルにより支持されることから、従来と比較して実際にツルーイングが行われる位置に近接して配置することができる。これにより、旋回テーブルなど他の部材の動作による位置誤差を勘案し、ツルアの先端位置から旋回中心までの距離をより正確に検知することができる。よって、ツルーイングの精度を向上させることができる。
【００２２】
請求項３に係る発明によれば、検知手段は、旋回テーブルの旋回軸方向に移動可能に支持されている構成としている。これにより、ツルーイング装置において、実際にツルーイングを行う位置に近接して検知手段を配置することができる。また、例えば、検知手段を旋回テーブルの旋回軸上に配置した場合には、検知手段が旋回軸を基準としてツルアの先端位置から旋回中心までの距離を検知することになり、従来のように間接的に算出する方法と比較して、より高精度に検知することができる。
【００２３】
請求項４に係る発明によれば、ツルーイング装置は、旋回テーブルに設けられ、ツルアを旋回テーブルの径方向に移動可能に支持する移動体を備える構成としている。これにより、検知手段は、ツルアを支持する移動体によってツルアとの位置関係を調整され、ツルアの先端位置から旋回中心との距離を検知することが可能となる。そうすると、ツルーイングにおいて制御される旋回テーブルおよび移動体を用いることになり、検知手段は、実際のツルーイングと同様の条件でツルアの先端位置と旋回中心までの距離を検知することができる。よって、従来と比較して、より高精度にツルアの位置誤差を補正することができる。
【００２４】
また、ツルアの位置誤差の補正に際して、その補正量を移動体の移動量に対して反映させることができる。ここで、砥石車は、単一の円弧曲線からなる単一Ｒ形状に形成されることがある。そうすると、特許文献１のようにツルアの旋回動作と同期させる砥石台の動作を補正する場合と比較して、砥石台に係る位置指令値を補正する必要がないため、より簡易で確実に位置誤差を補正することができる。一方で、砥石車は、断面形状の曲率半径が徐変する形状、例えば複合Ｒ形状に形成されることがある。このような場合には、ツルーイングの際に旋回テーブルの動作に対して、砥石台および移動体が必要に応じて同期制御される。つまり、ツルアを旋回テーブルの径方向に移動させることにより、ツルアの先端位置から旋回テーブルの旋回中心までの距離を変化させることで、曲率半径が徐変するような種々の形状からなる砥石車を成形できるとともに、確実に位置誤差を補正することができる。
【００２５】
請求項５に係る発明によれば、検知手段は、対象物との接触を検知する接触検知部材を有する構成としている。また、検知手段は、この接触検知部材を用いて、旋回テーブルの旋回中心を基準として、検知したツルアとの接触により、ツルアの先端位置と旋回中心までの距離を検知している。これにより、移動体によりツルアを旋回テーブルの径方向に移動させて、接触検知部材がツルアとの接触を検知するとともに、検知手段がツルアの先端位置と旋回中心までの距離を確実に検知することができる。このような接触検知部材を用いたセンサとして、例えば、ＡＥセンサを用いることができる。
【００２６】
請求項６に係る発明によれば、接触検知部材は、旋回テーブルの旋回中心から先端部までの距離が、砥石車の外周面における断面形状の円弧形状の半径と一致するように形成される構成としている。つまり、移動体によりツルアを移動させて検知手段が検知したツルアの位置は、砥石車の外周面における断面形状を円弧形状にツルーイングする際のツルアの位置に相当する。よって、当該位置でツルアを旋回させることにより砥石車を円弧形状に成形することができる。このように、上記のような接触検知部材を用いることにより、ツルアの位置誤差や摩耗量などを補正したツルーイングが可能となり、ツルーイングの高精度化を図ることができる。
【００２７】
請求項７に係る発明によれば、検知手段は、接触検知部材としてツルア用検知ピンおよび砥石用検知ピンを有し、当該砥石用検知ピンにより砥石車の位置を検知可能な構成としている。例えば、砥石用検知ピンが砥石車の径方向外方に位置する外周面の位置を検知するものにあっては、その検知した位置に基づいて検知手段が砥石車の外径を算出することができる。そして、本発明では、この砥石用検知ピンは、センサ本体によりツルア用検知ピンと共に一体的に保持されている。このような構成とすることにより、検知手段は、ツルアおよび砥石車の位置を検知する場合に、それぞれの検知における基準位置を共通化することができる。よって、ツルアの位置誤差や摩耗量について補正した場合に、その補正がツルーイングに好適に反映されツルーイングの精度を向上できる。
【００２８】
請求項８に係る発明によれば、検知手段は、各砥石用検知ピンにより砥石車の端面および外周面の位置を検知可能な構成としている。これにより、砥石車の外径を算出できるとともに、砥石車の位置決めに位置誤差が生じていないかなどを検知することができる。そして、本発明では、これら砥石端面用検知ピンおよび砥石外周面用検知ピンは、センサ本体によりツルア用検知ピンと共に一体的に保持されている。これにより、検知手段は、ツルアおよび砥石車の位置を検知する場合に、それぞれの検知における基準位置を共通化することができる。よって、ツルアの位置誤差や摩耗量について補正した場合に、その補正がツルーイングに好適に反映されツルーイングの精度を向上できる。
【００２９】
請求項９に係る発明によれば、ツルーイング装置は、ツルアに対して柱状センサを旋回軸回りに相対回転させることにより、柱状センサにおけるツルアとの接触部位を変位させるようにしている。また、柱状センサは、旋回軸方向に延伸する柱状であって、旋回軸に直交する断面形状が円形または多角形となるように円柱状または角柱状に形成され得る。これにより、接触検知部材である柱状センサの外周面において、ツルアを接触検知可能な部位を周方向に増加できる。よって、柱状センサにおける摩耗による影響を低減することができる。従って、ツルアの先端位置をより高精度に検知できる。
【００３０】
請求項１０に係る発明によれば、ツルーイング装置は、砥石車に対して柱状センサを旋回軸回りに相対回転させることにより、柱状センサにおける砥石車との接触部位を変位させるようにしている。これにより、柱状センサの外周面において、砥石車を接触検知可能な部位を周方向に増加できる。よって、柱状センサにおける摩耗による影響を低減することができる。従って、砥石車の端面および外周面の位置をより高精度に検知できる。
【００３１】
請求項１１に係る発明によれば、ツルーイング装置は、ツルアに対して柱状センサを旋回軸方向に相対移動させることにより、柱状センサにおけるツルアとの接触部位を変位させるようにしている。また、柱状センサは、旋回軸方向に延伸する柱状であって、旋回軸に直交する断面形状が円形または多角形となるように円柱状または角柱状に形成され得る。これにより、接触検知部材である柱状センサの外周面において、ツルアを接触検知可能な部位を軸方向に増加できる。よって、柱状センサにおける摩耗による影響を低減することができる。従って、ツルアの先端位置をより高精度に検知できる。
【００３２】
請求項１２に係る発明によれば、ツルーイング装置は、砥石車に対して柱状センサを旋回軸方向に相対移動させることにより、柱状センサにおける砥石車との接触部位を変位させるようにしている。これにより、柱状センサにおいて、砥石車を接触検知可能な部位を軸方向に増加できる。よって、柱状センサにおける摩耗による影響を低減することができる。従って、砥石車の端面および外周面の位置をより高精度に検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第一実施形態における研削盤とツルーイング装置を示すブロック図である。
【図２】第一実施形態における研削盤のツルーイング装置の斜視図である。
【図３】図１，２に示すツルーイング装置におけるロータリーツルアとセンサユニットを示す拡大斜視図である。
【図４】センサユニットによる砥石車およびロータリーツルアの位置検知の状態を示す平面図である。
【図５】砥石車の軸方向一端をツルーイングしている状態を示す平面図である。
【図６】砥石車の軸方向他端をツルーイングしている状態を示す平面図である。
【図７】第二実施形態におけるセンサユニットよる砥石車およびロータリーツルアの位置検知の状態を示す平面図である。
【図８】参考例におけるセンサユニットによる砥石車の位置検知の状態を示す平面図である。
【図９】図８に示す研削盤における砥石車と柱状センサを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の研削盤のツルーイング装置を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。
【００３５】
＜第一実施形態＞
（研削盤のツルーイング装置の構成）
本実施形態の研削盤１について、図１〜図３を参照して説明する。研削盤１は、ベッド２に支持された工作物Ｗに対して砥石車１１を相対移動させて研削加工を行う工作機械である。研削盤１は、ツルーイング装置３と、砥石台１０と、工作物支持装置２０と、制御装置６０（本発明の「制御手段」に相当する）を備えて構成される。研削盤１のツルーイング装置３は、工作物Ｗを所定の形状に加工することなどを目的として、砥石車１１の研削面を成形する装置である。本実施形態において、ツルーイング装置３は、ツルアを砥石車１１の中心軸Ａｗに直交する軸回りに旋回させてツルーイングを行う旋回式のツルーイング装置として説明する。
【００３６】
砥石台１０は、工作物Ｗを研削する砥石車１１を有する。砥石台１０は、ベッド２の上面に配置され砥石車１１の中心軸Ａｗの方向に延びる図示しないガイドレール上に配置される。また、砥石台１０は、上記のガイドレールの延伸方向に直交する方向であって、ベッド２の上面と平行な方向に砥石車１１を移動させる移動機構を有している。砥石車１１は、この移動機構を介して砥石台１０に支持され、これにより工作物Ｗの軸方向および径方向への移動が可能となっている。また、砥石台１０は、制御装置６０により砥石車１１の各軸方向への移動および回転数などを制御される。
【００３７】
砥石車１１は、例えば、円盤状の金属コアの外周に硬質の砥粒を結合させて構成される。ここで、本実施形態において、工作物Ｗは、外径の異なる部位が軸方向に設けられる段付き軸状の部材を例示している。さらに、工作物Ｗは、段付き端面と外周面との隅部に円弧凹形状の曲面形状に形成されている。このような工作物Ｗを研削するために、砥石車１１は、外周面における断面形状を工作物Ｗの円弧凹形状に対応する円弧凸形状に成形（以下、「Ｒ成形」とも称する）されている。つまり、砥石車１１は、研削可能な円筒状の外周面において、その軸方向両端部を曲面形状に成形されている。
【００３８】
工作物支持装置２０は、工作物Ｗの中心軸の回りに回転可能となるように、工作物Ｗの両端を支持する。工作物支持装置２０は、工作物Ｗの一端を支持する主軸台２１と、主軸台２１と対向して配置され工作物Ｗの他端を支持する心押台２２を備える。主軸台２１には、図示しない回転駆動装置により回転する主軸が備えられており、主軸が回転駆動されることにより工作物Ｗが回転するように構成されている。また、主軸台２１は、制御装置６０により主軸の回転数や回転位相などを制御される。
【００３９】
旋回式のツルーイング装置３は、砥石車１１の外周面をツルーイングする装置であって、図１，２に示すように、旋回テーブル３０と、ツルア台４０と、センサユニット５０（本発明の「検知手段」に相当する）を備える。旋回テーブル３０は、ベッド２の上面に配置され、図示しない旋回駆動装置によって旋回軸Ａｃの回りに旋回可能となっている。この旋回テーブル３０は、２本のツルア台用ガイドレール３１と、ツルア台用直進軸ボールねじ３２と、ツルア台用直進軸モータ３３を有する。また、旋回テーブル３０の上面は、図２に示すように、円形状部３０ａと矩形状部３０ｂとからなるように形成されている。旋回テーブル３０は、この円形状部３０ａの中心Ｏを通る旋回軸Ａｃの回りに旋回する。
【００４０】
２本のツルア台用ガイドレール３１は、旋回テーブル３０の矩形状部３０ｂの長手方向に延びるように、互いに平行に配置されている。ツルア台用直進軸ボールねじ３２は、ツルア台４０を旋回テーブル３０の矩形状部３０ｂの長手方向に駆動するように、２本のツルア台用ガイドレール３１の間に配置されている。ツルア台用直進軸モータ３３は、ツルア台用直進軸ボールねじ３２を回転駆動するモータであり、ツルア台用直進軸ボールねじ３２の一端側に配置されている。また、旋回テーブル３０は、制御装置６０により旋回駆動装置およびツルア台用直進軸モータ３３を制御される。これにより、旋回テーブル３０は、ベッド２に対する旋回速度や旋回速度を制御されると共に、ツルア台用直進軸ボールねじ３２の回転数や回転位相などを制御される。
【００４１】
ツルア台４０は、ベース４１（本発明の「移動体」に相当する）と、ツルア駆動機構４２と、ロータリーツルア４３（本発明の「ツルア」に相当する）を有する。ベース４１は、旋回テーブル３０の矩形状部３０ｂにおいて、ツルア台用ガイドレール３１の上を矩形状部３０ｂの長手方向（図２の左下から右上向かう方向）に摺動可能に設けられている。このベース４１は、ツルア台用直進軸ボールねじ３２のナット部分に連結されており、ツルア台用直進軸モータ３３の駆動によりツルア台用ガイドレール３１に沿って送りされる。
【００４２】
ツルア駆動機構４２は、ベース４１の上部に一体的に配置され、図示しないビルトインモーターによってツルア軸を回転駆動する。ロータリーツルア４３は、砥石車１１の形状を成形するツルーイング工具であり、ツルア駆動機構４２のツルア軸の端部に嵌装されている。これにより、ロータリーツルア４３は、ツルア駆動機構４２の回転駆動に伴い中心軸Ａｔの回りに回転可能となっている。本実施形態において、ロータリーツルア４３は、円盤形状に形成され、例えば、ダイヤモンドなどにより外周面を形成されている。このロータリーツルア４３の外周面は、円筒状からなり軸方向幅が砥石車１１の軸方向幅に対して薄くなるように形成されている。
【００４３】
また、ロータリーツルア４３は、ロータリーツルア４３の中心軸Ａｔに直交し、且つロータリーツルア４３の軸方向幅の中央部を通る平面が、旋回テーブル３０の旋回軸Ａｃを含むように設置されている。すなわち、ロータリーツルア４３の外周面は、旋回テーブル３０が旋回軸Ａｃの回りに旋回した場合に、旋回テーブル３０の旋回中心Ｏとの距離が一定に維持される。このように、旋回テーブル３０は、ロータリーツルア４３が砥石車１１の中心軸Ａｗに直交する軸と平行な旋回軸Ａｃの回りに旋回可能となるように、ベース４１およびツルア駆動機構４２を介してロータリーツルア４３を支持している。
【００４４】
このような旋回式のツルーイング装置３は、例えば、ツルア台用直進軸モータ３３の駆動によりベース４１を移動させて、ロータリーツルア４３を旋回テーブル３０の径方向に移動させる。そして、旋回軸Ａｃに対するロータリーツルア４３の先端位置を位置決めする。続いて、旋回テーブル３０を旋回させることで、ロータリーツルア４３の先端位置が旋回軸Ａｃまでの距離を維持したまま旋回することを可能としている。ここで、ロータリーツルア４３の「先端位置」とは、ロータリーツルア４３の外周面のうち旋回テーブル３０の旋回軸Ａｃに最も近接する部位としている。また、ツルア台４０は、制御装置６０によりツルア駆動機構４２を制御される。これにより、ツルア台４０は、ロータリーツルア４３の回転数などを制御される。
【００４５】
センサユニット５０は、ロータリーツルア４３の先端位置から旋回テーブル３０の旋回軸Ａｃまでの距離を検知する検知手段である。このセンサユニット５０は、図３に示すように、センサ本体５１と、センサ駆動装置５２と、ＡＥセンサ５３と、ツルア用検知ピン５４と、砥石端面用検知ピン５５と、砥石外周面用検知ピン５６を備える。センサ本体５１は、全体形状としては円筒形状に形成され、その円筒形状の中心軸が旋回テーブル３０の旋回軸Ａｃと一致するように配置されている。また、センサ本体５１は、旋回テーブル３０により相対回転可能に支持されている。これにより、センサ本体５１は、旋回テーブル３０の旋回動作に依らず所定位相を維持することが可能となっている。センサ駆動装置５２は、旋回テーブル３０の旋回中心部に配置され、センサ本体５１を旋回軸Ａｃの方向に移動させる装置である。
【００４６】
ＡＥセンサ５３は、センサ本体５１の円筒内部に収容され、検知ピンなどの接触子と対象物との接触によって発生するＡＥ（Acoustic Emission）信号を検出する。ツルア用検知ピン５４、砥石端面用検知ピン５５、および砥石外周面用検知ピン５６は、ＡＥセンサ５３の検知ピン（本発明の「接触検知部材」に相当する）であって、図３に示すように、センサ本体５１により一体的に保持されている。また、各検知ピン５４，５５，５６は、それぞれの先端部が旋回テーブル３０の旋回中心Ｏから径方向外方に向くように、且つ互いに異なる方向となるように設けられている。より具体的には、各検知ピン５４，５５，５６は、センサ本体５１の外周面において、周方向に９０°間隔に、その延伸方向が旋回テーブル３０の上面と並行となるように配置されている。
【００４７】
このような構成により、センサユニット５０は、ツルア用検知ピン５４とロータリーツルア４３との接触をＡＥセンサ５３により検知し、これによりロータリーツルア４３の先端位置から旋回テーブル３０の旋回中心Ｏまでの距離Ｌを検知する。また、センサユニット５０は、砥石端面用検知ピン５５と砥石車１１の中心軸Ａｗの一方側に位置する端面との接触をＡＥセンサ５３により検知する。同様に、センサユニット５０は、砥石外周面用検知ピン５６と砥石車１１の径方向外方に位置する外周面との接触をＡＥセンサ５３により検知する。
【００４８】
また、本実施形態において、ツルア用検知ピン５４は、検知する距離Ｌが砥石車１１の外周面においてＲ成形される部位の半径と一致するように、そのピン長さを予め設定されている。これにより、センサユニット５０は、ツルア用検知ピン５４に対してロータリーツルア４３を相対移動させ、旋回中心Ｏとロータリーツルア４３の先端位置との間が距離Ｌとなった時に、ロータリーツルア４３の接触を検知することになる。つまり、このような検知を可能とするために、ツルア用検知ピン５４は、その先端部をロータリーツルア４３との接触を検知する部位とし、旋回中心Ｏから当該先端部までの距離Ｌが、砥石車１１の外周面における断面形状の円弧形状の半径と一致するように形成されている。また、センサユニット５０は、制御装置６０によりセンサ駆動装置５２を制御されるとともに、ＡＥ信号を制御装置６０に出力している。
【００４９】
制御装置６０は、研削加工においては、砥石台１０の各軸位置、および主軸台２１の回転をＮＣ制御する。そして、制御装置６０は、ツルア駆動機構４２のビルトインモーターを回転させ、ロータリーツルア４３を回転させる。このように、研削盤１は、制御装置６０により、砥石車１１を回転させながら、工作物Ｗに対する砥石台１０の各軸位置を制御することで、工作物Ｗの外周面を研削加工する。また、制御装置６０は、ツルーイングにおいては、ロータリーツルア４３を回転させた状態で、砥石台１０の各軸位置、および旋回テーブル３０の旋回角度をＮＣ制御しながら、砥石車１１のロータリーツルア４３により成形または各部位との接触を検知する。
【００５０】
（ツルーイング動作）
次に、上述した研削盤１のツルーイング装置３において、砥石車１１のツルーイング動作について、センサユニット５０による砥石車１１およびロータリーツルア４３の位置検知とともに、図３〜図６を参照して説明する。先ず、砥石車１１のツルーイングの開始が支持されると、センサユニット５０によりロータリーツルア４３の先端位置の検知を行う。そのため、制御装置６０は、センサ駆動装置５２によりセンサ本体５１を旋回テーブル３０の旋回軸Ａｃの上方向に移動させる。この時、制御装置６０は、ツルア用検知ピン５４とロータリーツルア４３の中心軸Ａｔが同じ高さとなるようにセンサ駆動装置５２を制御する。さらに、ツルア用検知ピン５４の中心軸とロータリーツルア４３の中心軸Ａｔが直交するように旋回テーブル３０が旋回される。
【００５１】
そして、制御装置６０は、ツルア駆動機構４２によりロータリーツルア４３を所定回転数で回転させた状態で、ロータリーツルア４３をセンサユニット５０に接近させるようにベース４１を所定速度で移動させる。その後に、センサユニット５０は、図３，４に示すように、ツルア用検知ピン５４とロータリーツルア４３の先端部との接触をＡＥセンサ５３により検知する。これにより、センサユニット５０は、旋回テーブル３０の旋回中心Ｏを基準として、ロータリーツルア４３の先端位置が旋回中心Ｏから検知距離Ｌにあることを検知する。
【００５２】
また、制御装置６０は、ツルア用検知ピン５４とロータリーツルア４３が接触した際にセンサユニット５０からＡＥ信号を入力し、この時のベース４１の現在位置を記憶する。この記憶したベース４１の現在位置と、ロータリーツルア４３の先端位置と旋回中心Ｏとの間を距離Ｌとするために制御されるベース４１の制御位置との差分が、ロータリーツルア４３の位置誤差に相当するものである。また、この位置誤差は、旋回式のツルーイング装置３における各部材の取付け誤差、ロータリーツルア４３の摩耗、装置自体の熱変位などに起因するものである。本実施形態において、制御装置６０は、このようにロータリーツルア４３の位置誤差を検知している。
【００５３】
続いて、センサユニット５０により砥石車１１の端面位置および外周面位置の検知を行う。この時、センサユニット５０は、ロータリーツルア４３の先端位置の検知を行った位置を維持される。即ち、旋回テーブル３０の旋回中心Ｏを基準として、砥石車１１の位置検知を行う。そして、制御装置６０は、まず砥石車１１を所定の回転数で回転させ、この状態で砥石車１１を中心軸Ａｗの方向に移動させるように砥石台１０の移動機構を制御する。その後に、センサユニット５０は、図４に示すように、砥石端面用検知ピン５５と砥石車１１の中心軸Ａｗの方向に位置する端面との接触をＡＥセンサ５３により検知する。
【００５４】
同様に、制御装置６０は、砥石車１１を回転させた状態で砥石車１１を中心軸Ａｗに対して垂直な方向に移動させ、砥石外周面用検知ピン５６と砥石車１１の径方向外方に位置する外周面との接触をＡＥセンサ５３により検知する。これにより、センサユニット５０は、旋回テーブル３０の旋回中心Ｏを基準として、砥石車１１の端面位置および外周面位置が旋回中心Ｏからそれぞれ所定の距離にあることを検知する。また、制御装置６０は、各砥石用検知ピン５５，５６と砥石車１１が接触した際にセンサユニット５０からＡＥ信号を入力し、この時の砥石台１０の現在位置を記憶する。
【００５５】
続いて、ツルーイング装置３による砥石車１１の形状を成形について説明する。本実施形態では、上述したように、砥石車１１は、外周面における断面形状をＲ成形されるものとして説明する。制御装置６０は、先ず、ツルーイングを行う所定の位置に砥石車１１を移動させるように、砥石台１０の移動機構を制御する。より具体的には、砥石車１１は、Ｒ成形の円弧形状の中心が旋回テーブル３０の旋回中心Ｏと一致するように位置決めされる。そして、制御装置６０は、砥石台１０の駆動装置により砥石車１１を所定の回転数で回転させる。
【００５６】
次に、制御装置６０は、ツルア駆動機構４２によりロータリーツルア４３を所定の回転数で回転させる。そして、ロータリーツルア４３を回転させた状態で、ロータリーツルア４３の先端位置が砥石車１１の外周面における円弧形状の始点に接触させるように、旋回テーブル３０およびベース４１を移動させる。この時、ベース４１の位置は、ロータリーツルア４３および砥石車１１の位置検知において制御装置６０に記憶された位置に基づいて設定される。
【００５７】
そして、砥石車１１の外周面にロータリーツルア４３を接触させた状態で、図５に示すように、旋回テーブル３０を旋回させる。この時、ベース４１は、最初に旋回テーブル３０に対して位置決めされた位置を維持している。さらに、図６に示すように、ロータリーツルア４３の先端位置が砥石車１１の外周面における円弧形状の終点に達するまで旋回テーブル３０を旋回させる。そうすると、ロータリーツルア４３の円筒状からなる外周面が、旋回中心Ｏに対する距離を一定に保たれた状態で旋回するので、砥石車１１の外周面における断面形状が円弧形状に成形される。
【００５８】
研削盤１のツルーイング装置３は、例示したように砥石車１１のツルーイングを行うものである。また、ツルーイング装置３は、砥石車１１の形状を成形した後に、砥石車１１の端面位置および外周面位置の検知を再度行うようにしてもよい。これにより、ツルーイングの前後において検知した砥石車１１の位置の差分を算出し、適正なツルーイングが行われたかを検査することができる。さらに、ツルーイングの前後において検出した砥石車１１の端面位置および外周面位置、並びにロータリーツルア４３の先端位置は、ロータリーツルア４３の摩耗量や各検知ピン５４，５５，５６の摩耗量の算出に利用できるものである。
【００５９】
ここで、本実施形態では、砥石車１１の外周面の断面形状が円弧形状であるものを例示して説明した。その他に、砥石車１１は、断面形状の一部に円弧形状を有する形状、例えば鍋底形状に形成されることがある。このような場合には、砥石車１１の形状を成形する際に旋回テーブル３０の動作に対して、砥石台１０が必要に応じて同期制御される。そして、このような砥石車１１の断面形状が鍋底形状の場合には、鍋底形状における円弧部の中心と旋回テーブル３０の旋回中心Ｏが一致するようにツルーイングが行われる。
【００６０】
さらに、砥石車１１は、断面形状の曲率半径が徐変する形状、例えば複合Ｒ形状に形成されることがある。このような場合には、砥石車１１の形状を成形する際に旋回テーブル３０の動作に対して、砥石台１０およびベース４１が必要に応じて同期制御される。つまり、ロータリーツルア４３を旋回テーブル３０の径方向に移動させることにより、ロータリーツルア４３の先端位置から旋回テーブル３０の旋回中心Ｏまでの距離を変化させ、上記のような種々の形状とする砥石車１１の成形を可能としている。
【００６１】
また、本実施形態において、ツルア用検知ピン５４のピン長さは、砥石車１１の外周面においてＲ成形される部位の半径に応じて予め設定するものとした。これに対して、Ｒ成形される部位の半径とは異なる半径で形成する場合には、その異なる半径との差分だけベース４１によりロータリーツルア４３の先端位置を補正することが可能である。
【００６２】
（研削盤のツルーイング装置による効果）
上述した研削盤１のツルーイング装置３によれば、ツルーイング装置３は、センサユニット５０による検知距離に基づいて、ロータリーツルア４３などを制御しツルーイングを行う構成としている。そして、このセンサユニット５０による検知距離は、ロータリーツルア４３の先端位置から旋回テーブル３０の旋回中心Ｏまでの距離を直接的に検知されたものである。つまり、この検知距離は、ツルーイングにおいてロータリーツルア４３が位置決めされる状態で検知されるものである。よって、制御装置６０が検知距離に基づいてロータリーツルア４３を位置決めすることにより、砥石車１１の回転振れや研削盤の熱変位量などによる影響されることなく、ロータリーツルア４３の摩耗量などに起因する位置誤差を勘案したツルーイングを行うことができる。従って、ツルーイング装置３は、より高精度なツルーイングを行うことができるので、砥石車１１の外周面における断面形状が曲面形状のように複雑な場合にあっても、形状による影響を抑制して高精度なツルーイングを行うことができる。
【００６３】
センサユニット５０は、旋回テーブル３０により支持されている構成としている。これにより、センサユニット５０が検知対象のロータリーツルア４３に対して旋回テーブル３０により位置を調整される場合には、ツルーイングにおいて制御される旋回テーブル３０の動作による影響を含んだ検知が可能となり、より正確にロータリーツルア４３の位置を検知することができる。さらに、このような構成により、従来と比較して実際にツルーイングが行われる位置に近接してセンサユニット５０を配置することができる。これにより、旋回テーブル３０など他の部材の動作による位置誤差を勘案し、ロータリーツルア４３の先端位置から旋回中心Ｏまでの距離をより正確に検知することができる。よって、ツルーイングの精度を向上させることができる。
【００６４】
また、センサユニット５０は、センサ駆動装置５２により旋回テーブル３０の旋回軸Ａｃ方向に移動可能に支持されている構成としている。これにより、ツルーイング装置３において、実際にツルーイングを行う位置に近接してセンサユニット５０を配置することができる。また、センサユニット５０は、旋回テーブル３０の旋回軸Ａｃ上に配置され、旋回中心Ｏを基準としてロータリーツルア４３の先端位置から旋回中心Ｏまでの距離を検知している。これにより、従来のように間接的に算出する方法と比較して、より高精度に検知することができる。
【００６５】
さらに、制御装置６０は、ツルーイングする際に、センサユニット５０による検知距離に基づいて砥石車１１に対するロータリーツルア４３の先端位置を制御する。また、ロータリーツルア４３を支持するベース４１によって、センサユニット５０はロータリーツルア４３との位置関係を調整されて、ロータリーツルア４３の先端位置から旋回中心Ｏとの距離を検知している。これにより、ロータリーツルア４３の位置検知ではツルーイングにおいて制御される旋回テーブル３０およびベース４１を用いることになり、センサユニット５０は、実際のツルーイングと同様の条件でロータリーツルア４３の先端位置と旋回中心Ｏまでの距離を検知することができる。また、ロータリーツルア４３の位置誤差をベース４１の移動量で補正することができるので、従来のように砥石台１０に係る位置指令値を補正することなく、より簡易で確実にツルーイングの高精度化を図ることができる。
【００６６】
センサユニット５０は、ツルア用検知ピン５４を用いて、旋回テーブル３０の旋回中心Ｏを基準として検知したロータリーツルア４３との接触により、ロータリーツルア４３の先端位置と旋回中心Ｏまでの距離を検知している。これにより、ベース４１によりロータリーツルア４３を旋回テーブル３０の径方向に移動させて、ツルア用検知ピン５４がロータリーツルア４３との接触を検知するとともに、センサユニット５０がロータリーツルア４３の先端位置と旋回中心Ｏまでの距離を確実に検知することができる。
【００６７】
また、ツルア用検知ピン５４は、旋回テーブル３０の旋回中心Ｏから接触を検知する先端部までの距離が、砥石車１１の外周面においてＲ成形される部位の半径と一致するように形成される構成としている。つまり、ベース４１によりロータリーツルア４３を移動させてセンサユニット５０が検知したロータリーツルア４３の位置は、砥石車１１をＲ成形する際のロータリーツルア４３の位置に相当する。よって、当該位置でロータリーツルア４３を旋回させることにより砥石車１１を円弧形状に成形することができる。
【００６８】
センサユニット５０は、砥石車１１との接触を検知する砥石用検知ピン５５，５６により砥石車１１の端面位置および外周面位置を検知する構成としている。また、砥石端面用検知ピン５５および砥石外周面用検知ピン５６は、センサ本体５１によりツルア用検知ピン５４と共に一体的に保持されている。このような構成とすることにより、センサユニット５０は、ロータリーツルア４３および砥石車１１の各位置を検知する場合に、それぞれの検知における基準位置を共通化することができる。よって、ロータリーツルア４３の位置誤差や摩耗量の補正がツルーイングに好適に反映されツルーイングの精度を向上できる。さらに、砥石端面用検知ピン５５および砥石外周面用検知ピン５６により砥石車１１の端面位置および外周面位置を検知することにより、例えば、砥石車１１の摩耗量の算出や位置誤差などを検知することができる。
【００６９】
＜第二実施形態＞
本実施形態の研削盤１０１について、図７を参照して説明する。本実施形態における研削盤１０１は、主として、第一実施形態とツルーイング装置１０３におけるセンサユニット１５０の構成が相違する。その他の共通する構成については、第一実施形態と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。以下、相違点のみについて説明する。
【００７０】
ツルーイング装置１０３は、図７に示すように、旋回テーブル３０と、ツルア台４０と、センサユニット１５０（本発明の「検知手段」に相当する）を備える。センサユニット１５０は、柱状センサ１５７と、センサ駆動装置５２と、ＡＥセンサ５３と、砥石端面用検知ピン５５と、砥石外周面用検知ピン５６を備える。柱状センサ１５７は、外周面において対象物との接触を検知する接触検知部材であって、内部にＡＥセンサ５３を収容する当該ＡＥセンサ５３の接触子である。本実施形態において、柱状センサ１５７は、中心軸Ａｓが旋回テーブル３０の旋回軸Ａｃと一致するように配置され、当該旋回軸Ａｃ（中心軸Ａｓ）方向に延伸する柱状に形成される。本実施形態において、柱状センサ１５７は、中心軸Ａｓに直交する断面形状が円形となるように円柱状に形成されている。
【００７１】
また、柱状センサ１５７は、センサユニット１５０におけるセンサ本体を兼ねており、砥石端面用検知ピン５５および砥石外周面用検知ピン５６を支持している。そして、各検知ピン５５，５６は、それぞれの先端部が旋回テーブル３０の旋回中心Ｏから径方向外方を向くように、且つ互いに異なる方向となるように設けられている。さらに、柱状センサ１５７は、旋回テーブル３０により相対回転可能に支持され、旋回テーブル３０の旋回動作に依らず所定位相を維持することが可能となっている。
【００７２】
このような構成により、センサユニット１５０は、柱状センサ１５７の外周面とロータリーツルア４３との接触をＡＥセンサ５３により検知し、これによりロータリーツルア４３の先端位置から旋回テーブル３０の旋回中心Ｏまでの距離Ｌを検知する。また、センサユニット１５０は、砥石端面用検知ピン５５と砥石車１１の中心軸Ａｗの一方側に位置する端面との接触をＡＥセンサ５３により検知する。同様に、センサユニット１５０は、砥石外周面用検知ピン５６と砥石車１１の径方向外方に位置する外周面との接触をＡＥセンサ５３により検知する。
【００７３】
また、本実施形態において、柱状センサ１５７は、検知する距離Ｌが砥石車１１の外周面においてＲ成形される部位の半径と一致するように、その半径を予め設定されている。これにより、センサユニット１５０は、柱状センサ１５７に対してロータリーツルア４３を相対移動させ、旋回中心Ｏとロータリーツルア４３の先端位置との間が距離Ｌとなった時に、ロータリーツルア４３の接触を検知することになる。
【００７４】
そして、本実施形態において、制御装置６０は、ロータリーツルア４３の位置を検知する際に、柱状センサ１５７の外周面においてロータリーツルア４３との接触部位を変位させるように制御する。より詳細には、制御装置６０は、旋回テーブル３０を以前の検知の際の角度と異なる角度まで旋回させる。このように、ロータリーツルア４３に対して柱状センサ１５７を旋回軸Ａｃ回りに相対回転させることにより、柱状センサ１５７の外周面においてロータリーツルア４３との接触を検知する周方向部位を変位させている。
【００７５】
同様に、制御装置６０は、センサ駆動装置５２を以前の検知の際の高さと異なる高さまで昇降させる。このように、ロータリーツルア４３に対して柱状センサ１５７を旋回軸Ａｃ方向に相対移動させることにより、柱状センサ１５７の外周面においてロータリーツルア４３との接触を検知する周方向部位を変位させている。上記のように、ロータリーツルア４３の位置の検知においては、柱状センサ１５７における接触部位を適宜ずらすように制御され、その他のツルーイング動作については第一実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００７６】
（研削盤のツルーイング装置による効果）
上述した研削盤１０１のツルーイング装置１０３によれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。また、ツルーイング装置１０３のセンサユニット１５０は、柱状センサ１５７を有するものとした。そして、柱状センサ１５７の外周面においてロータリーツルア４３との接触を検知する周方向部位および軸方向部位を変位させるようにした。これにより、接触検知部材である柱状センサ１５７の外周面において、ロータリーツルア４３を接触検知可能な部位を周方向および軸方向に増加できる。よって、柱状センサ１５７における摩耗による影響を低減することができる。従って、ツルアの先端位置をより高精度に検知できる。
【００７７】
＜第一、第二実施形態の変形態様＞
第一実施形態および第二実施形態において、センサユニット５０，１５０は、旋回テーブル３０により旋回軸Ａｃ方向に移動可能に支持されるものとした。これに対して、センサユニット５０，１５０は、旋回テーブル３０とは離れた位置に配置される構成としてもよい。しかし、センサユニット５０，１５０が実際のツルーイングと同様の条件でロータリーツルア４３の先端位置と旋回中心Ｏまでの距離を検知するためには、本実施形態において例示した構成とすることが好適である。
【００７８】
また、ツルーイング装置３，１０３は、ロータリーツルア４３を旋回テーブル３０の径方向に移動させる移動体として、ベース４１を有するものとした。これに対して、例えば、砥石台１０に旋回軸Ａｃと平行な軸回りに旋回可能な機構を有する研削盤においては、移動体を有さない構成としても、各軸の駆動装置を同期制御することで研削加工およびツルーイングが可能である。
【００７９】
検知手段であるセンサユニット５０は、第一実施形態（第二実施形態）において、ツルア用検知ピン５４（柱状センサ１５７）とロータリーツルア４３の接触を検知するＡＥセンサ５３を有するものとした。これに対して、ロータリーツルア４３の位置を検知できるものであれば、接触式であるかを問わず、例えば渦電流やレーザーなどを用いたセンサを有する構成としてもよい。第一、第二実施形態では、用途の異なる複数の検知ピンを備える構成とし、第二実施形態では、円筒状の外周面において接触を検知する柱状センサ１５７を備える構成とした。そして、これらが接触により発生するＡＥ信号を検出するＡＥセンサ５３を共用とすることでセンサユニット５０，１５０のコスト低減を図っている。
【００８０】
また、用途別に複数の検知ピンを備える構成としたが、例えば、１つの砥石用検知ピンにより砥石車１１の端面位置および外周面位置を検知してもよい。さらに、接触検知部材として柱状センサ１５７のみとし、検知ピンを有さない構成としてもよい。つまり、第二実施形態において、砥石端面用検知ピン５５および砥石外周面用検知ピン５６の一方または両方を除いた構成とし、柱状センサ１５７の外周面においてロータリーツルア４３と砥石車１１の端面または外周面の位置を検知するようにしてもよい。
【００８１】
また、このような検知ピンを有さない構成において、砥石車１１に対して柱状センサ１５７を旋回軸Ａｃ回りに相対回転、または砥石車１１に対して柱状センサ１５７を旋回軸Ａｃ方向に相対移動させるようにしてもよい。そうすると、柱状センサ１５７の外周面において砥石車１１との接触を検知する周方向部位および軸方向部位を変位させることになる。これにより、接触検知部材である柱状センサ１５７の外周面において、砥石車１１を接触検知可能な部位を周方向および軸方向に増加できる。よって、柱状センサ１５７における摩耗による影響を低減することができる。従って、砥石車１１の端面および外周面の位置をより高精度に検知できる。
【００８２】
その他に、本実施形態において、砥石車１１の形状を成形するツルアは、円盤形状からなりツルア駆動機構４２により回転駆動されるロータリーツルア４３とした。これに対して、ツルアは、砥石車１１のみが回転駆動させてツルーイングを行う単石のツルアとしてもよい。このような構成においても、旋回式のツルーイング装置であれば、本発明を適用して同様の効果を奏する。
【００８３】
＜参考例＞
ここで、研削盤の砥石車は、研削加工により摩耗し、またツルーイングによって所定形状に成形される。そして、研削盤は、より正確に研削加工またはツルーイングを行うためには、砥石車の端面および外周面の位置を高精度に把握する必要がある。これに対して、例えば、特開２００７−１７５８１５号公報には、砥石車に検知ピンを接触させることにより、砥石車の外周面の位置および外径を取得する方法が開示されている。しかしながら、このような方法においては、検知ピンの摩耗による検出精度への影響が懸念される。そこで、本願発明の構成の一部を適用することによって、より高精度に砥石車の端面および外周面の位置を検知することが可能な研削盤を参考例として例示する。
【００８４】
（研削盤の構成）
本実施形態の研削盤２０１について、図８および図９を参照して説明する。研削盤２０１は、図示しないベッドに支持された工作物Ｗに対して砥石車１１を相対移動させて研削加工を行う工作機械である。研削盤２０１は、砥石台２１０と、工作物支持装置２０と、センサユニット２５０と、制御装置６０を備えて構成される。
【００８５】
砥石台２１０は、工作物Ｗを研削する砥石車１１を有する。砥石台２１０は、ベッドの上面に配置され砥石車１１の中心軸Ａｗの方向に延びる図示しないガイドレール上に配置される。また、砥石台１０は、上記のガイドレールの延伸方向に直交する方向であって、ベッド２の上面と平行な方向に砥石車１１を移動させる移動機構を有している。さらに、この移動機構は、何れの移動方向に対して垂直な回転軸Ａｄの回りに旋回可能としている。
【００８６】
砥石車１１は、例えば、円盤状の金属コアの外周に硬質の砥粒を結合させて構成されている。また、砥石車１１は、砥石台２１０の移動機構を介して砥石台１０に支持され、これにより工作物Ｗの軸方向および径方向への移動が可能となっている。このような構成からなる砥石台１０は、制御装置６０により砥石車１１の各軸方向への移動、旋回角度、および回転数などを制御される。
【００８７】
工作物支持装置２０は、工作物Ｗの中心軸の回りに回転可能となるように、工作物Ｗの両端を支持する。工作物支持装置２０は、工作物Ｗの一端を支持する主軸台２１と、主軸台２１と対向して配置され工作物Ｗの他端を支持する心押台２２を備える。主軸台２１には、図示しない回転駆動装置により回転する主軸が備えられており、主軸が回転駆動されることにより工作物Ｗが回転するように構成されている。また、主軸台２１は、制御装置６０により主軸の回転数や回転位相などを制御される。
【００８８】
センサユニット２５０は、砥石車１１の位置を検知する検知手段である。このセンサユニット２５０は、図８に示すように、柱状センサ２５７と、センサ駆動装置５２と、ＡＥセンサ５３とを備える。柱状センサ２５７は、外周面において対象物との接触を検知する接触検知部材であって、内部にＡＥセンサ５３を収容する当該ＡＥセンサ５３の接触子である。本実施形態において、柱状センサ２５７は、中心軸Ａｓが砥石台２１０の移動機構における回転軸Ａｄと平行となるように配置され、当該中心軸Ａｓ方向に延伸する円柱状に形成されている。
【００８９】
このような構成により、センサユニット２５０は、柱状センサ２５７の外周面と砥石車１１の中心軸Ａｗの一方側に位置する端面との接触をＡＥセンサ５３により検知している。同様に、センサユニット２５０は、砥石外周面用検知ピン５６と砥石車１１の径方向外方に位置する外周面との接触をＡＥセンサ５３により検知している。
【００９０】
また、本実施形態において、制御装置６０は、砥石車１１の位置を検知する際に、柱状センサ２５７の外周面において砥石車１１との接触部位を変位させるように制御する。より詳細には、制御装置６０は、砥石台２１０の移動機構を以前の検知の際の角度と異なる角度まで旋回させる。このように、砥石車１１に対して柱状センサ２５７を中心軸Ａｓ回りに相対回転させることにより、柱状センサ２５７の外周面において砥石車１１との接触を検知する周方向部位を変位させている。
【００９１】
同様に、制御装置６０は、図９に示すように、センサ駆動装置５２を以前の検知の際の高さと異なる高さまで昇降させる。このように、砥石車１１に対して柱状センサ２５７を回転軸Ａｄ（中心軸Ａｓ）方向に相対移動させることにより、柱状センサ２５７の外周面において砥石車１１との接触を検知する周方向部位を変位させている。上記のように、砥石車１１の位置の検知においては、柱状センサ２５７における接触部位を適宜ずらすように制御される。
【００９２】
（研削盤による効果）
上述した研削盤２０１によれば、砥石車１１に対して柱状センサ２５７を相対移動させることにより、柱状センサ２５７の外周面における砥石車１１と接触する周方向部位および軸方向部位を変位させる構成としている。これにより、接触式の柱状センサ２５７の外周面において、砥石車１１を接触検知可能な部位を周方向および軸方向に増加できる。よって、柱状センサ２５７における摩耗による影響を低減することができるので、砥石車１１の外周面の位置および外径を高精度に検知することができる。従って、研削加工およびツルーイングにおける砥石車１１の位置決めにおける位置誤差を補正し、これらの精度を向上させることができる。
【００９３】
ここで、上述した参考例において、砥石車１１に対して柱状センサ２５７を相対移動させる構成として、周方向への変位については砥石台２１０の移動機構、軸方向への変位についてはセンサユニット２５０のセンサ駆動装置５２を用いるものとした。これに対して、砥石車１１と柱状センサ２５７が相対移動可能であれば、例示した構成に限らず適用が可能である。例えば、砥石台２１０の移動機構が旋回機能を有さない構成においては、センサユニット２５０のセンサ駆動装置５２がさらに柱状センサ２５７を中心軸Ａｓ回り回転させる機能を有することで同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００９４】
１，１０１，２０１：研削盤、 ２：ベッド、 ３，１０３：ツルーイング装置
１０，２１０：砥石台、 １１：砥石車
２０：工作物支持装置、 ２１：主軸台、 ２２：心押台
３０：旋回テーブル、 ３０ａ：円形状部、 ３０ｂ：矩形状部
３１：ツルア台用ガイドレール、 ３２：ツルア台用直進軸ボールねじ
３３：ツルア台用直進軸モータ
４０：ツルア台、 ４１：ベース（移動体）、 ４２：ツルア駆動機構
４３：ロータリーツルア（ツルア）
５０，１５０，２５０：センサユニット（検知手段）、 ５１：センサ本体
５２：センサ駆動装置、 ５３：ＡＥセンサ、 ５４：ツルア用検知ピン
５５：砥石端面用検知ピン、 ５６：砥石外周面用検知ピン
１５７，２５７：柱状センサ
６０：制御装置（制御手段）
Ｗ：工作物、 ０：旋回中心、 Ａｃ：旋回軸
Ａｗ：砥石車の中心軸、 Ａｔ：ロータリーツルアの中心軸
Ａｓ：柱状センサの中心軸、 Ａｄ：砥石台の回転軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作物を砥石車により研削加工する研削盤において、砥石車の形状を成形するツルアを備えるツルーイング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
研削盤は、工作物を所定の形状に加工するために、または研削加工の加工効率を好適に維持するために、砥石車の研削面を成形するツルーイング装置を備えるものがある。このようなツルーイング装置として、例えば、特許文献１には、回転可能なロータリーツルア（一般に「ロータリードレッサ」と称する場合もある）を、砥石車の中心軸に直交する軸回りに旋回させてツルーイングを行う旋回式のツルーイング装置が開示されている。ここで、旋回式のツルーイング装置においては、ツルアの支持部材の取付け誤差やツルア自体の摩耗などに起因して、ツルアの先端位置（ロータリーツルアにあっては径方向から見た外周面の先端位置）がツルーイングにおける制御位置に対して位置誤差が生じることがある。
【０００３】
研削盤のツルーイング装置は、ツルーイングの精度を向上させるためには上記のようなツルアの位置誤差の影響を低減する必要がある。そこで、特許文献１では、ツルーイングの前後において、接触センサにより検出した砥石車の外周面の位置に基づいてツルーイングを補正して行う方法が開示されている。より具体的には、接触センサの検出値に基づいて砥石車の外径を算出すると共に、この砥石車の外径に基づいてツルアの摩耗量を算出する方法が記載されている。この方法によれば、次回のツルーイングを行う際に、ツルアの旋回動作と同期させる砥石台の動作をツルアの摩耗量に基づいて補正できるので、ツルアの位置誤差を低減しツルーイングの高精度化を図ることができるとされている。また、特許文献２には、ツルアに接触してその先端位置を検知する接触センサ（電気マイクロメータ）を備えたツルーイング装置が開示されている。このツルーイング装置によれば、当該接触センサからの電気信号に基づいてツルアの移動量を補正することで、ツルアの位置誤差を補正することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２１０５６５号公報
【特許文献２】実開平６−３５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では、砥石車の外径からツルアの摩耗量を間接的に算出していることから、砥石車の回転振れや研削盤の熱変位量などの誤差要因が接触センサによる検知に影響するおそれがある。さらに、ツルーイング装置において、接触センサによる砥石車の外周面の検知は、実際にツルーイングする際に位置決めされる位置とは異なるため、算出されたツルアの摩耗量に誤差が含まれるおそれがあった。
【０００６】
また、旋回式のツルーイング装置は、砥石車の外周面における断面形状を円弧形状などの曲面形状に成形する場合には特にツルアの位置誤差による影響が大きい。そのため、旋回中心を基準としてツルアの先端位置を検知し、より適正にツルアの位置誤差を補正する要請がある。特許文献２のツルーイング装置は、接触センサによりツルアの先端位置を検知するものであるが、これを旋回式のツルーイング装置に適用したとしても、基準位置が旋回中心とはならないため、旋回中心を基準としたツルアの先端位置を間接的に算出する必要があり、上記の誤差要因が接触センサによる検知に影響するおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、より高精度なツルーイングを可能とする研削盤のツルーイング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】
【０００８】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明によると、砥石車の形状を成形するツルアと、前記ツルアが前記砥石車の中心軸に直交する軸回りに旋回可能に前記ツルアを支持する旋回テーブルと、前記砥石車の形状を成形する際に前記砥石車と接触する前記ツルアの先端位置から前記旋回テーブルの旋回中心までの距離を直接的に検知する検知手段と、前記検知手段による検知距離に基づいて前記砥石車に対する前記ツルアの先端位置を制御して前記砥石車のツルーイングを行う制御手段とを備える。
【０００９】
請求項２に係る発明によると、請求項１において、前記検知手段は、前記旋回テーブルにより支持されている。
請求項３に係る発明によると、請求項２において、前記検知手段は、前記旋回テーブルの旋回軸方向に移動可能に支持されている。
【００１０】
請求項４に係る発明によると、請求項２または３において、前記旋回テーブルに設けられ、前記ツルアを前記旋回テーブルの径方向に移動可能に支持する移動体をさらに備える。
【００１１】
請求項５に係る発明によると、請求項２〜４の何れか一項において、前記検知手段は、対象物との接触を検知する接触検知部材を有し、前記旋回テーブルの旋回中心を基準として、前記接触検知部材により前記ツルアとの接触を検知することにより、前記ツルアの先端位置から前記旋回テーブルの旋回中心までの距離を検知する。
【００１２】
請求項６に係る発明によると、請求項５において、前記砥石車の径方向外方に位置する外周面における断面形状のうち少なくとも一部を円弧形状にツルーイングする場合に、前記接触検知部材は、前記旋回テーブルの旋回中心から前記接触検知部材における前記ツルアとの接触を検知する部位までの距離が、前記砥石車の前記外周面における断面形状の円弧形状の半径と一致するように形成される。
【００１３】
請求項７に係る発明によると、請求項５または６において、前記検知手段は、前記接触検知部材であって前記ツルアとの接触を検知するツルア用検知ピンと、前記接触検知部材であって前記砥石車との接触を検知する砥石用検知ピンと、前記ツルア用検知ピンおよび前記砥石用検知ピンを一体的に保持するセンサ本体と、を有し、前記ツルア用検知ピンおよび前記砥石用検知ピンは、それぞれの先端部が前記旋回テーブルの旋回中心から径方向外方に向くように、且つ互いに異なる方向となるように設けられている。
【００１４】
請求項８に係る発明によると、請求項７において、前記検知手段は、前記砥石用検知ピンであって前記砥石車の回転軸方向に位置する端面との接触を検知する砥石端面用検知ピンと、前記砥石用検知ピンであって前記砥石車の径方向外方に位置する外周面との接触を検知する砥石外周面用検知ピンと、を有し、前記センサ本体は、ツルア用検知ピン、砥石端面用検知ピン、および砥石外周面用検知ピンを一体的に保持する。
【００１５】
請求項９に係る発明によると、請求項５または６において、前記検知手段は、旋回軸方向に延伸する柱状に形成された前記接触検知部材であって、外周面において前記対象物との接触を検知する柱状センサを有し、前記ツルアに対して前記柱状センサを旋回軸回りに相対回転させることにより、前記柱状センサの前記外周面において前記ツルアとの接触を検知する周方向部位を変位させる。
【００１６】
請求項１０に係る発明によると、請求項９において、前記砥石車に対して前記柱状センサを旋回軸回りに相対回転させることにより、前記柱状センサの前記外周面において前記砥石車との接触を検知する周方向部位を変位させる。
【００１７】
請求項１１に係る発明によると、請求項５、６、９、１０の何れか一項において、前記検知手段は、旋回軸方向に延伸する柱状に形成された前記接触検知部材であって、外周面において前記対象物との接触を検知する柱状センサを有し、前記ツルアに対して前記柱状センサを旋回軸方向に相対移動させることにより、前記柱状センサの前記外周面において前記ツルアとの接触を検知する軸方向部位を変位させる。
【００１８】
請求項１２に係る発明によると、請求項１１において、前記砥石車に対して前記柱状センサを旋回軸方向に相対移動させることにより、前記柱状センサの前記外周面において前記砥石車との接触を検知する軸方向部位を変位させる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る発明によれば、ツルーイング装置は、検知手段による検知距離に基づいて制御しツルーイングを行う。この検知手段による検知距離は、ツルアの先端位置から旋回テーブルの旋回中心までの距離を直接的に検知されたものである。これにより、砥石車の回転振れや研削盤の熱変位量などの誤差要因に影響されることなく、ツルアの位置誤差をより確実に検出することができる。よって、制御手段が検出したツルアの位置誤差を勘案し、砥石車に対するツルアの先端位置を制御することにより、ツルアの位置誤差や摩耗量を補正することができる。従って、ツルーイング装置は、より高精度なツルーイングを行うことができる。そうすると、砥石車の外周面における断面形状が曲面形状のように複雑な場合にあっても、形状による影響を抑制して高精度なツルーイングを行うことができる。
【００２０】
ここで、旋回式のツルーイング装置においては、ツルアの位置誤差がツルーイングの精度に大きく影響するため、ツルアの先端位置から旋回中心までの距離をより正確に検知することが好適である。特許文献１による砥石車の外周面の検知では、基準位置が旋回中心となっていないことから、ツルアの先端位置から旋回中心までの距離を算出する場合には間接的に求めることになる。そのため、ツルアの位置誤差の補正においては上記の誤差要因に影響されるおそれがある。また、特許文献２によるツルアの先端位置の検知では、接触センサによりツルアの先端位置を検知しているが、非旋回式であることから基準位置が当然ながら旋回中心とはなっていない。従って、特許文献２によるツルアの先端位置の検知方法が特許文献１のツルーイング装置に適用可能であったとしても、本発明とは検知基準が相違し、本発明のような構成とはならない。
【００２１】
請求項２に係る発明によれば、検知手段は、旋回テーブルにより支持されている構成としている。これにより、検知手段が検知対象のツルアに対して旋回テーブルにより位置を調整される場合には、ツルーイングにおいて制御される旋回テーブルの動作による影響を含んだ検知が可能となり、より正確に距離を検知することができる。また、従来では砥石車の外周面の位置を検知する接触センサは、ツルーイングを行う際にツルアなど他の部材と干渉を避ける為に、実際にツルーイングが行われる位置から離すように、少なくとも旋回テーブルとはある程度の距離を取って設置される。これに対して、本発明では、検知手段が旋回テーブルにより支持されることから、従来と比較して実際にツルーイングが行われる位置に近接して配置することができる。これにより、旋回テーブルなど他の部材の動作による位置誤差を勘案し、ツルアの先端位置から旋回中心までの距離をより正確に検知することができる。よって、ツルーイングの精度を向上させることができる。
【００２２】
請求項３に係る発明によれば、検知手段は、旋回テーブルの旋回軸方向に移動可能に支持されている構成としている。これにより、ツルーイング装置において、実際にツルーイングを行う位置に近接して検知手段を配置することができる。また、例えば、検知手段を旋回テーブルの旋回軸上に配置した場合には、検知手段が旋回軸を基準としてツルアの先端位置から旋回中心までの距離を検知することになり、従来のように間接的に算出する方法と比較して、より高精度に検知することができる。
【００２３】
請求項４に係る発明によれば、ツルーイング装置は、旋回テーブルに設けられ、ツルアを旋回テーブルの径方向に移動可能に支持する移動体を備える構成としている。これにより、検知手段は、ツルアを支持する移動体によってツルアとの位置関係を調整され、ツルアの先端位置から旋回中心との距離を検知することが可能となる。そうすると、ツルーイングにおいて制御される旋回テーブルおよび移動体を用いることになり、検知手段は、実際のツルーイングと同様の条件でツルアの先端位置と旋回中心までの距離を検知することができる。よって、従来と比較して、より高精度にツルアの位置誤差を補正することができる。
【００２４】
また、ツルアの位置誤差の補正に際して、その補正量を移動体の移動量に対して反映させることができる。ここで、砥石車は、単一の円弧曲線からなる単一Ｒ形状に形成されることがある。そうすると、特許文献１のようにツルアの旋回動作と同期させる砥石台の動作を補正する場合と比較して、砥石台に係る位置指令値を補正する必要がないため、より簡易で確実に位置誤差を補正することができる。一方で、砥石車は、断面形状の曲率半径が徐変する形状、例えば複合Ｒ形状に形成されることがある。このような場合には、ツルーイングの際に旋回テーブルの動作に対して、砥石台および移動体が必要に応じて同期制御される。つまり、ツルアを旋回テーブルの径方向に移動させることにより、ツルアの先端位置から旋回テーブルの旋回中心までの距離を変化させることで、曲率半径が徐変するような種々の形状からなる砥石車を成形できるとともに、確実に位置誤差を補正することができる。
【００２５】
請求項５に係る発明によれば、検知手段は、対象物との接触を検知する接触検知部材を有する構成としている。また、検知手段は、この接触検知部材を用いて、旋回テーブルの旋回中心を基準として、検知したツルアとの接触により、ツルアの先端位置と旋回中心までの距離を検知している。これにより、移動体によりツルアを旋回テーブルの径方向に移動させて、接触検知部材がツルアとの接触を検知するとともに、検知手段がツルアの先端位置と旋回中心までの距離を確実に検知することができる。このような接触検知部材を用いたセンサとして、例えば、ＡＥセンサを用いることができる。
【００２６】
請求項６に係る発明によれば、接触検知部材は、旋回テーブルの旋回中心から先端部までの距離が、砥石車の外周面における断面形状の円弧形状の半径と一致するように形成される構成としている。つまり、移動体によりツルアを移動させて検知手段が検知したツルアの位置は、砥石車の外周面における断面形状を円弧形状にツルーイングする際のツルアの位置に相当する。よって、当該位置でツルアを旋回させることにより砥石車を円弧形状に成形することができる。このように、上記のような接触検知部材を用いることにより、ツルアの位置誤差や摩耗量などを補正したツルーイングが可能となり、ツルーイングの高精度化を図ることができる。
【００２７】
請求項７に係る発明によれば、検知手段は、接触検知部材としてツルア用検知ピンおよび砥石用検知ピンを有し、当該砥石用検知ピンにより砥石車の位置を検知可能な構成としている。例えば、砥石用検知ピンが砥石車の径方向外方に位置する外周面の位置を検知するものにあっては、その検知した位置に基づいて検知手段が砥石車の外径を算出することができる。そして、本発明では、この砥石用検知ピンは、センサ本体によりツルア用検知ピンと共に一体的に保持されている。このような構成とすることにより、検知手段は、ツルアおよび砥石車の位置を検知する場合に、それぞれの検知における基準位置を共通化することができる。よって、ツルアの位置誤差や摩耗量について補正した場合に、その補正がツルーイングに好適に反映されツルーイングの精度を向上できる。
【００２８】
請求項８に係る発明によれば、検知手段は、各砥石用検知ピンにより砥石車の端面および外周面の位置を検知可能な構成としている。これにより、砥石車の外径を算出できるとともに、砥石車の位置決めに位置誤差が生じていないかなどを検知することができる。そして、本発明では、これら砥石端面用検知ピンおよび砥石外周面用検知ピンは、センサ本体によりツルア用検知ピンと共に一体的に保持されている。これにより、検知手段は、ツルアおよび砥石車の位置を検知する場合に、それぞれの検知における基準位置を共通化することができる。よって、ツルアの位置誤差や摩耗量について補正した場合に、その補正がツルーイングに好適に反映されツルーイングの精度を向上できる。
【００２９】
請求項９に係る発明によれば、ツルーイング装置は、ツルアに対して柱状センサを旋回軸回りに相対回転させることにより、柱状センサにおけるツルアとの接触部位を変位させるようにしている。また、柱状センサは、旋回軸方向に延伸する柱状であって、旋回軸に直交する断面形状が円形または多角形となるように円柱状または角柱状に形成され得る。これにより、接触検知部材である柱状センサの外周面において、ツルアを接触検知可能な部位を周方向に増加できる。よって、柱状センサにおける摩耗による影響を低減することができる。従って、ツルアの先端位置をより高精度に検知できる。
【００３０】
請求項１０に係る発明によれば、ツルーイング装置は、砥石車に対して柱状センサを旋回軸回りに相対回転させることにより、柱状センサにおける砥石車との接触部位を変位させるようにしている。これにより、柱状センサの外周面において、砥石車を接触検知可能な部位を周方向に増加できる。よって、柱状センサにおける摩耗による影響を低減することができる。従って、砥石車の端面および外周面の位置をより高精度に検知できる。
【００３１】
請求項１１に係る発明によれば、ツルーイング装置は、ツルアに対して柱状センサを旋回軸方向に相対移動させることにより、柱状センサにおけるツルアとの接触部位を変位させるようにしている。また、柱状センサは、旋回軸方向に延伸する柱状であって、旋回軸に直交する断面形状が円形または多角形となるように円柱状または角柱状に形成され得る。これにより、接触検知部材である柱状センサの外周面において、ツルアを接触検知可能な部位を軸方向に増加できる。よって、柱状センサにおける摩耗による影響を低減することができる。従って、ツルアの先端位置をより高精度に検知できる。
【００３２】
請求項１２に係る発明によれば、ツルーイング装置は、砥石車に対して柱状センサを旋回軸方向に相対移動させることにより、柱状センサにおける砥石車との接触部位を変位させるようにしている。これにより、柱状センサにおいて、砥石車を接触検知可能な部位を軸方向に増加できる。よって、柱状センサにおける摩耗による影響を低減することができる。従って、砥石車の端面および外周面の位置をより高精度に検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第一実施形態における研削盤とツルーイング装置を示すブロック図である。
【図２】第一実施形態における研削盤のツルーイング装置の斜視図である。
【図３】図１，２に示すツルーイング装置におけるロータリーツルアとセンサユニットを示す拡大斜視図である。
【図４】センサユニットによる砥石車およびロータリーツルアの位置検知の状態を示す平面図である。
【図５】砥石車の軸方向一端をツルーイングしている状態を示す平面図である。
【図６】砥石車の軸方向他端をツルーイングしている状態を示す平面図である。
【図７】第二実施形態におけるセンサユニットよる砥石車およびロータリーツルアの位置検知の状態を示す平面図である。
【図８】参考例におけるセンサユニットによる砥石車の位置検知の状態を示す平面図である。
【図９】図８に示す研削盤における砥石車と柱状センサを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の研削盤のツルーイング装置を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。
【００３５】
＜第一実施形態＞
（研削盤のツルーイング装置の構成）
本実施形態の研削盤１について、図１〜図３を参照して説明する。研削盤１は、ベッド２に支持された工作物Ｗに対して砥石車１１を相対移動させて研削加工を行う工作機械である。研削盤１は、ツルーイング装置３と、砥石台１０と、工作物支持装置２０と、制御装置６０（本発明の「制御手段」に相当する）を備えて構成される。研削盤１のツルーイング装置３は、工作物Ｗを所定の形状に加工することなどを目的として、砥石車１１の研削面を成形する装置である。本実施形態において、ツルーイング装置３は、ツルアを砥石車１１の中心軸Ａｗに直交する軸回りに旋回させてツルーイングを行う旋回式のツルーイング装置として説明する。
【００３６】
砥石台１０は、工作物Ｗを研削する砥石車１１を有する。砥石台１０は、ベッド２の上面に配置され砥石車１１の中心軸Ａｗの方向に延びる図示しないガイドレール上に配置される。また、砥石台１０は、上記のガイドレールの延伸方向に直交する方向であって、ベッド２の上面と平行な方向に砥石車１１を移動させる移動機構を有している。砥石車１１は、この移動機構を介して砥石台１０に支持され、これにより工作物Ｗの軸方向および径方向への移動が可能となっている。また、砥石台１０は、制御装置６０により砥石車１１の各軸方向への移動および回転数などを制御される。
【００３７】
砥石車１１は、例えば、円盤状の金属コアの外周に硬質の砥粒を結合させて構成される。ここで、本実施形態において、工作物Ｗは、外径の異なる部位が軸方向に設けられる段付き軸状の部材を例示している。さらに、工作物Ｗは、段付き端面と外周面との隅部に円弧凹形状の曲面形状に形成されている。このような工作物Ｗを研削するために、砥石車１１は、外周面における断面形状を工作物Ｗの円弧凹形状に対応する円弧凸形状に成形（以下、「Ｒ成形」とも称する）されている。つまり、砥石車１１は、研削可能な円筒状の外周面において、その軸方向両端部を曲面形状に成形されている。
【００３８】
工作物支持装置２０は、工作物Ｗの中心軸の回りに回転可能となるように、工作物Ｗの両端を支持する。工作物支持装置２０は、工作物Ｗの一端を支持する主軸台２１と、主軸台２１と対向して配置され工作物Ｗの他端を支持する心押台２２を備える。主軸台２１には、図示しない回転駆動装置により回転する主軸が備えられており、主軸が回転駆動されることにより工作物Ｗが回転するように構成されている。また、主軸台２１は、制御装置６０により主軸の回転数や回転位相などを制御される。
【００３９】
旋回式のツルーイング装置３は、砥石車１１の外周面をツルーイングする装置であって、図１，２に示すように、旋回テーブル３０と、ツルア台４０と、センサユニット５０（本発明の「検知手段」に相当する）を備える。旋回テーブル３０は、ベッド２の上面に配置され、図示しない旋回駆動装置によって旋回軸Ａｃの回りに旋回可能となっている。この旋回テーブル３０は、２本のツルア台用ガイドレール３１と、ツルア台用直進軸ボールねじ３２と、ツルア台用直進軸モータ３３を有する。また、旋回テーブル３０の上面は、図２に示すように、円形状部３０ａと矩形状部３０ｂとからなるように形成されている。旋回テーブル３０は、この円形状部３０ａの中心Ｏを通る旋回軸Ａｃの回りに旋回する。
【００４０】
２本のツルア台用ガイドレール３１は、旋回テーブル３０の矩形状部３０ｂの長手方向に延びるように、互いに平行に配置されている。ツルア台用直進軸ボールねじ３２は、ツルア台４０を旋回テーブル３０の矩形状部３０ｂの長手方向に駆動するように、２本のツルア台用ガイドレール３１の間に配置されている。ツルア台用直進軸モータ３３は、ツルア台用直進軸ボールねじ３２を回転駆動するモータであり、ツルア台用直進軸ボールねじ３２の一端側に配置されている。また、旋回テーブル３０は、制御装置６０により旋回駆動装置およびツルア台用直進軸モータ３３を制御される。これにより、旋回テーブル３０は、ベッド２に対する旋回速度や旋回速度を制御されると共に、ツルア台用直進軸ボールねじ３２の回転数や回転位相などを制御される。
【００４１】
ツルア台４０は、ベース４１（本発明の「移動体」に相当する）と、ツルア駆動機構４２と、ロータリーツルア４３（本発明の「ツルア」に相当する）を有する。ベース４１は、旋回テーブル３０の矩形状部３０ｂにおいて、ツルア台用ガイドレール３１の上を矩形状部３０ｂの長手方向（図２の左下から右上向かう方向）に摺動可能に設けられている。このベース４１は、ツルア台用直進軸ボールねじ３２のナット部分に連結されており、ツルア台用直進軸モータ３３の駆動によりツルア台用ガイドレール３１に沿って送りされる。
【００４２】
ツルア駆動機構４２は、ベース４１の上部に一体的に配置され、図示しないビルトインモーターによってツルア軸を回転駆動する。ロータリーツルア４３は、砥石車１１の形状を成形するツルーイング工具であり、ツルア駆動機構４２のツルア軸の端部に嵌装されている。これにより、ロータリーツルア４３は、ツルア駆動機構４２の回転駆動に伴い中心軸Ａｔの回りに回転可能となっている。本実施形態において、ロータリーツルア４３は、円盤形状に形成され、例えば、ダイヤモンドなどにより外周面を形成されている。このロータリーツルア４３の外周面は、円筒状からなり軸方向幅が砥石車１１の軸方向幅に対して薄くなるように形成されている。
【００４３】
また、ロータリーツルア４３は、ロータリーツルア４３の中心軸Ａｔに直交し、且つロータリーツルア４３の軸方向幅の中央部を通る平面が、旋回テーブル３０の旋回軸Ａｃを含むように設置されている。すなわち、ロータリーツルア４３の外周面は、旋回テーブル３０が旋回軸Ａｃの回りに旋回した場合に、旋回テーブル３０の旋回中心Ｏとの距離が一定に維持される。このように、旋回テーブル３０は、ロータリーツルア４３が砥石車１１の中心軸Ａｗに直交する軸と平行な旋回軸Ａｃの回りに旋回可能となるように、ベース４１およびツルア駆動機構４２を介してロータリーツルア４３を支持している。
【００４４】
このような旋回式のツルーイング装置３は、例えば、ツルア台用直進軸モータ３３の駆動によりベース４１を移動させて、ロータリーツルア４３を旋回テーブル３０の径方向に移動させる。そして、旋回軸Ａｃに対するロータリーツルア４３の先端位置を位置決めする。続いて、旋回テーブル３０を旋回させることで、ロータリーツルア４３の先端位置が旋回軸Ａｃまでの距離を維持したまま旋回することを可能としている。ここで、ロータリーツルア４３の「先端位置」とは、ロータリーツルア４３の外周面のうち旋回テーブル３０の旋回軸Ａｃに最も近接する部位としている。また、ツルア台４０は、制御装置６０によりツルア駆動機構４２を制御される。これにより、ツルア台４０は、ロータリーツルア４３の回転数などを制御される。
【００４５】
センサユニット５０は、ロータリーツルア４３の先端位置から旋回テーブル３０の旋回軸Ａｃまでの距離を検知する検知手段である。このセンサユニット５０は、図３に示すように、センサ本体５１と、センサ駆動装置５２と、ＡＥセンサ５３と、ツルア用検知ピン５４と、砥石端面用検知ピン５５と、砥石外周面用検知ピン５６を備える。センサ本体５１は、全体形状としては円筒形状に形成され、その円筒形状の中心軸が旋回テーブル３０の旋回軸Ａｃと一致するように配置されている。また、センサ本体５１は、旋回テーブル３０により相対回転可能に支持されている。これにより、センサ本体５１は、旋回テーブル３０の旋回動作に依らず所定位相を維持することが可能となっている。センサ駆動装置５２は、旋回テーブル３０の旋回中心部に配置され、センサ本体５１を旋回軸Ａｃの方向に移動させる装置である。
【００４６】
ＡＥセンサ５３は、センサ本体５１の円筒内部に収容され、検知ピンなどの接触子と対象物との接触によって発生するＡＥ（Acoustic Emission）信号を検出する。ツルア用検知ピン５４、砥石端面用検知ピン５５、および砥石外周面用検知ピン５６は、ＡＥセンサ５３の検知ピン（本発明の「接触検知部材」に相当する）であって、図３に示すように、センサ本体５１により一体的に保持されている。また、各検知ピン５４，５５，５６は、それぞれの先端部が旋回テーブル３０の旋回中心Ｏから径方向外方に向くように、且つ互いに異なる方向となるように設けられている。より具体的には、各検知ピン５４，５５，５６は、センサ本体５１の外周面において、周方向に９０°間隔に、その延伸方向が旋回テーブル３０の上面と並行となるように配置されている。
【００４７】
このような構成により、センサユニット５０は、ツルア用検知ピン５４とロータリーツルア４３との接触をＡＥセンサ５３により検知し、これによりロータリーツルア４３の先端位置から旋回テーブル３０の旋回中心Ｏまでの距離Ｌを検知する。また、センサユニット５０は、砥石端面用検知ピン５５と砥石車１１の中心軸Ａｗの一方側に位置する端面との接触をＡＥセンサ５３により検知する。同様に、センサユニット５０は、砥石外周面用検知ピン５６と砥石車１１の径方向外方に位置する外周面との接触をＡＥセンサ５３により検知する。
【００４８】
また、本実施形態において、ツルア用検知ピン５４は、検知する距離Ｌが砥石車１１の外周面においてＲ成形される部位の半径と一致するように、そのピン長さを予め設定されている。これにより、センサユニット５０は、ツルア用検知ピン５４に対してロータリーツルア４３を相対移動させ、旋回中心Ｏとロータリーツルア４３の先端位置との間が距離Ｌとなった時に、ロータリーツルア４３の接触を検知することになる。つまり、このような検知を可能とするために、ツルア用検知ピン５４は、その先端部をロータリーツルア４３との接触を検知する部位とし、旋回中心Ｏから当該先端部までの距離Ｌが、砥石車１１の外周面における断面形状の円弧形状の半径と一致するように形成されている。また、センサユニット５０は、制御装置６０によりセンサ駆動装置５２を制御されるとともに、ＡＥ信号を制御装置６０に出力している。
【００４９】
制御装置６０は、研削加工においては、砥石台１０の各軸位置、および主軸台２１の回転をＮＣ制御する。そして、制御装置６０は、ツルア駆動機構４２のビルトインモーターを回転させ、ロータリーツルア４３を回転させる。このように、研削盤１は、制御装置６０により、砥石車１１を回転させながら、工作物Ｗに対する砥石台１０の各軸位置を制御することで、工作物Ｗの外周面を研削加工する。また、制御装置６０は、ツルーイングにおいては、ロータリーツルア４３を回転させた状態で、砥石台１０の各軸位置、および旋回テーブル３０の旋回角度をＮＣ制御しながら、砥石車１１のロータリーツルア４３により成形または各部位との接触を検知する。
【００５０】
（ツルーイング動作）
次に、上述した研削盤１のツルーイング装置３において、砥石車１１のツルーイング動作について、センサユニット５０による砥石車１１およびロータリーツルア４３の位置検知とともに、図３〜図６を参照して説明する。先ず、砥石車１１のツルーイングの開始が支持されると、センサユニット５０によりロータリーツルア４３の先端位置の検知を行う。そのため、制御装置６０は、センサ駆動装置５２によりセンサ本体５１を旋回テーブル３０の旋回軸Ａｃの上方向に移動させる。この時、制御装置６０は、ツルア用検知ピン５４とロータリーツルア４３の中心軸Ａｔが同じ高さとなるようにセンサ駆動装置５２を制御する。さらに、ツルア用検知ピン５４の中心軸とロータリーツルア４３の中心軸Ａｔが直交するように旋回テーブル３０が旋回される。
【００５１】
そして、制御装置６０は、ツルア駆動機構４２によりロータリーツルア４３を所定回転数で回転させた状態で、ロータリーツルア４３をセンサユニット５０に接近させるようにベース４１を所定速度で移動させる。その後に、センサユニット５０は、図３，４に示すように、ツルア用検知ピン５４とロータリーツルア４３の先端部との接触をＡＥセンサ５３により検知する。これにより、センサユニット５０は、旋回テーブル３０の旋回中心Ｏを基準として、ロータリーツルア４３の先端位置が旋回中心Ｏから検知距離Ｌにあることを検知する。
【００５２】
また、制御装置６０は、ツルア用検知ピン５４とロータリーツルア４３が接触した際にセンサユニット５０からＡＥ信号を入力し、この時のベース４１の現在位置を記憶する。この記憶したベース４１の現在位置と、ロータリーツルア４３の先端位置と旋回中心Ｏとの間を距離Ｌとするために制御されるベース４１の制御位置との差分が、ロータリーツルア４３の位置誤差に相当するものである。また、この位置誤差は、旋回式のツルーイング装置３における各部材の取付け誤差、ロータリーツルア４３の摩耗、装置自体の熱変位などに起因するものである。本実施形態において、制御装置６０は、このようにロータリーツルア４３の位置誤差を検知している。
【００５３】
続いて、センサユニット５０により砥石車１１の端面位置および外周面位置の検知を行う。この時、センサユニット５０は、ロータリーツルア４３の先端位置の検知を行った位置を維持される。即ち、旋回テーブル３０の旋回中心Ｏを基準として、砥石車１１の位置検知を行う。そして、制御装置６０は、まず砥石車１１を所定の回転数で回転させ、この状態で砥石車１１を中心軸Ａｗの方向に移動させるように砥石台１０の移動機構を制御する。その後に、センサユニット５０は、図４に示すように、砥石端面用検知ピン５５と砥石車１１の中心軸Ａｗの方向に位置する端面との接触をＡＥセンサ５３により検知する。
【００５４】
同様に、制御装置６０は、砥石車１１を回転させた状態で砥石車１１を中心軸Ａｗに対して垂直な方向に移動させ、砥石外周面用検知ピン５６と砥石車１１の径方向外方に位置する外周面との接触をＡＥセンサ５３により検知する。これにより、センサユニット５０は、旋回テーブル３０の旋回中心Ｏを基準として、砥石車１１の端面位置および外周面位置が旋回中心Ｏからそれぞれ所定の距離にあることを検知する。また、制御装置６０は、各砥石用検知ピン５５，５６と砥石車１１が接触した際にセンサユニット５０からＡＥ信号を入力し、この時の砥石台１０の現在位置を記憶する。
【００５５】
続いて、ツルーイング装置３による砥石車１１の形状を成形について説明する。本実施形態では、上述したように、砥石車１１は、外周面における断面形状をＲ成形されるものとして説明する。制御装置６０は、先ず、ツルーイングを行う所定の位置に砥石車１１を移動させるように、砥石台１０の移動機構を制御する。より具体的には、砥石車１１は、Ｒ成形の円弧形状の中心が旋回テーブル３０の旋回中心Ｏと一致するように位置決めされる。そして、制御装置６０は、砥石台１０の駆動装置により砥石車１１を所定の回転数で回転させる。
【００５６】
次に、制御装置６０は、ツルア駆動機構４２によりロータリーツルア４３を所定の回転数で回転させる。そして、ロータリーツルア４３を回転させた状態で、ロータリーツルア４３の先端位置が砥石車１１の外周面における円弧形状の始点に接触させるように、旋回テーブル３０およびベース４１を移動させる。この時、ベース４１の位置は、ロータリーツルア４３および砥石車１１の位置検知において制御装置６０に記憶された位置に基づいて設定される。
【００５７】
そして、砥石車１１の外周面にロータリーツルア４３を接触させた状態で、図５に示すように、旋回テーブル３０を旋回させる。この時、ベース４１は、最初に旋回テーブル３０に対して位置決めされた位置を維持している。さらに、図６に示すように、ロータリーツルア４３の先端位置が砥石車１１の外周面における円弧形状の終点に達するまで旋回テーブル３０を旋回させる。そうすると、ロータリーツルア４３の円筒状からなる外周面が、旋回中心Ｏに対する距離を一定に保たれた状態で旋回するので、砥石車１１の外周面における断面形状が円弧形状に成形される。
【００５８】
研削盤１のツルーイング装置３は、例示したように砥石車１１のツルーイングを行うものである。また、ツルーイング装置３は、砥石車１１の形状を成形した後に、砥石車１１の端面位置および外周面位置の検知を再度行うようにしてもよい。これにより、ツルーイングの前後において検知した砥石車１１の位置の差分を算出し、適正なツルーイングが行われたかを検査することができる。さらに、ツルーイングの前後において検出した砥石車１１の端面位置および外周面位置、並びにロータリーツルア４３の先端位置は、ロータリーツルア４３の摩耗量や各検知ピン５４，５５，５６の摩耗量の算出に利用できるものである。
【００５９】
ここで、本実施形態では、砥石車１１の外周面の断面形状が円弧形状であるものを例示して説明した。その他に、砥石車１１は、断面形状の一部に円弧形状を有する形状、例えば鍋底形状に形成されることがある。このような場合には、砥石車１１の形状を成形する際に旋回テーブル３０の動作に対して、砥石台１０が必要に応じて同期制御される。そして、このような砥石車１１の断面形状が鍋底形状の場合には、鍋底形状における円弧部の中心と旋回テーブル３０の旋回中心Ｏが一致するようにツルーイングが行われる。
【００６０】
さらに、砥石車１１は、断面形状の曲率半径が徐変する形状、例えば複合Ｒ形状に形成されることがある。このような場合には、砥石車１１の形状を成形する際に旋回テーブル３０の動作に対して、砥石台１０およびベース４１が必要に応じて同期制御される。つまり、ロータリーツルア４３を旋回テーブル３０の径方向に移動させることにより、ロータリーツルア４３の先端位置から旋回テーブル３０の旋回中心Ｏまでの距離を変化させ、上記のような種々の形状とする砥石車１１の成形を可能としている。
【００６１】
また、本実施形態において、ツルア用検知ピン５４のピン長さは、砥石車１１の外周面においてＲ成形される部位の半径に応じて予め設定するものとした。これに対して、Ｒ成形される部位の半径とは異なる半径で形成する場合には、その異なる半径との差分だけベース４１によりロータリーツルア４３の先端位置を補正することが可能である。
【００６２】
（研削盤のツルーイング装置による効果）
上述した研削盤１のツルーイング装置３によれば、ツルーイング装置３は、センサユニット５０による検知距離に基づいて、ロータリーツルア４３などを制御しツルーイングを行う構成としている。そして、このセンサユニット５０による検知距離は、ロータリーツルア４３の先端位置から旋回テーブル３０の旋回中心Ｏまでの距離を直接的に検知されたものである。つまり、この検知距離は、ツルーイングにおいてロータリーツルア４３が位置決めされる状態で検知されるものである。よって、制御装置６０が検知距離に基づいてロータリーツルア４３を位置決めすることにより、砥石車１１の回転振れや研削盤の熱変位量などによる影響されることなく、ロータリーツルア４３の摩耗量などに起因する位置誤差を勘案したツルーイングを行うことができる。従って、ツルーイング装置３は、より高精度なツルーイングを行うことができるので、砥石車１１の外周面における断面形状が曲面形状のように複雑な場合にあっても、形状による影響を抑制して高精度なツルーイングを行うことができる。
【００６３】
センサユニット５０は、旋回テーブル３０により支持されている構成としている。これにより、センサユニット５０が検知対象のロータリーツルア４３に対して旋回テーブル３０により位置を調整される場合には、ツルーイングにおいて制御される旋回テーブル３０の動作による影響を含んだ検知が可能となり、より正確にロータリーツルア４３の位置を検知することができる。さらに、このような構成により、従来と比較して実際にツルーイングが行われる位置に近接してセンサユニット５０を配置することができる。これにより、旋回テーブル３０など他の部材の動作による位置誤差を勘案し、ロータリーツルア４３の先端位置から旋回中心Ｏまでの距離をより正確に検知することができる。よって、ツルーイングの精度を向上させることができる。
【００６４】
また、センサユニット５０は、センサ駆動装置５２により旋回テーブル３０の旋回軸Ａｃ方向に移動可能に支持されている構成としている。これにより、ツルーイング装置３において、実際にツルーイングを行う位置に近接してセンサユニット５０を配置することができる。また、センサユニット５０は、旋回テーブル３０の旋回軸Ａｃ上に配置され、旋回中心Ｏを基準としてロータリーツルア４３の先端位置から旋回中心Ｏまでの距離を検知している。これにより、従来のように間接的に算出する方法と比較して、より高精度に検知することができる。
【００６５】
さらに、制御装置６０は、ツルーイングする際に、センサユニット５０による検知距離に基づいて砥石車１１に対するロータリーツルア４３の先端位置を制御する。また、ロータリーツルア４３を支持するベース４１によって、センサユニット５０はロータリーツルア４３との位置関係を調整されて、ロータリーツルア４３の先端位置から旋回中心Ｏとの距離を検知している。これにより、ロータリーツルア４３の位置検知ではツルーイングにおいて制御される旋回テーブル３０およびベース４１を用いることになり、センサユニット５０は、実際のツルーイングと同様の条件でロータリーツルア４３の先端位置と旋回中心Ｏまでの距離を検知することができる。また、ロータリーツルア４３の位置誤差をベース４１の移動量で補正することができるので、従来のように砥石台１０に係る位置指令値を補正することなく、より簡易で確実にツルーイングの高精度化を図ることができる。
【００６６】
センサユニット５０は、ツルア用検知ピン５４を用いて、旋回テーブル３０の旋回中心Ｏを基準として検知したロータリーツルア４３との接触により、ロータリーツルア４３の先端位置と旋回中心Ｏまでの距離を検知している。これにより、ベース４１によりロータリーツルア４３を旋回テーブル３０の径方向に移動させて、ツルア用検知ピン５４がロータリーツルア４３との接触を検知するとともに、センサユニット５０がロータリーツルア４３の先端位置と旋回中心Ｏまでの距離を確実に検知することができる。
【００６７】
また、ツルア用検知ピン５４は、旋回テーブル３０の旋回中心Ｏから接触を検知する先端部までの距離が、砥石車１１の外周面においてＲ成形される部位の半径と一致するように形成される構成としている。つまり、ベース４１によりロータリーツルア４３を移動させてセンサユニット５０が検知したロータリーツルア４３の位置は、砥石車１１をＲ成形する際のロータリーツルア４３の位置に相当する。よって、当該位置でロータリーツルア４３を旋回させることにより砥石車１１を円弧形状に成形することができる。
【００６８】
センサユニット５０は、砥石車１１との接触を検知する砥石用検知ピン５５，５６により砥石車１１の端面位置および外周面位置を検知する構成としている。また、砥石端面用検知ピン５５および砥石外周面用検知ピン５６は、センサ本体５１によりツルア用検知ピン５４と共に一体的に保持されている。このような構成とすることにより、センサユニット５０は、ロータリーツルア４３および砥石車１１の各位置を検知する場合に、それぞれの検知における基準位置を共通化することができる。よって、ロータリーツルア４３の位置誤差や摩耗量の補正がツルーイングに好適に反映されツルーイングの精度を向上できる。さらに、砥石端面用検知ピン５５および砥石外周面用検知ピン５６により砥石車１１の端面位置および外周面位置を検知することにより、例えば、砥石車１１の摩耗量の算出や位置誤差などを検知することができる。
【００６９】
＜第二実施形態＞
本実施形態の研削盤１０１について、図７を参照して説明する。本実施形態における研削盤１０１は、主として、第一実施形態とツルーイング装置１０３におけるセンサユニット１５０の構成が相違する。その他の共通する構成については、第一実施形態と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。以下、相違点のみについて説明する。
【００７０】
ツルーイング装置１０３は、図７に示すように、旋回テーブル３０と、ツルア台４０と、センサユニット１５０（本発明の「検知手段」に相当する）を備える。センサユニット１５０は、柱状センサ１５７と、センサ駆動装置５２と、ＡＥセンサ５３と、砥石端面用検知ピン５５と、砥石外周面用検知ピン５６を備える。柱状センサ１５７は、外周面において対象物との接触を検知する接触検知部材であって、内部にＡＥセンサ５３を収容する当該ＡＥセンサ５３の接触子である。本実施形態において、柱状センサ１５７は、中心軸Ａｓが旋回テーブル３０の旋回軸Ａｃと一致するように配置され、当該旋回軸Ａｃ（中心軸Ａｓ）方向に延伸する柱状に形成される。本実施形態において、柱状センサ１５７は、中心軸Ａｓに直交する断面形状が円形となるように円柱状に形成されている。
【００７１】
また、柱状センサ１５７は、センサユニット１５０におけるセンサ本体を兼ねており、砥石端面用検知ピン５５および砥石外周面用検知ピン５６を支持している。そして、各検知ピン５５，５６は、それぞれの先端部が旋回テーブル３０の旋回中心Ｏから径方向外方を向くように、且つ互いに異なる方向となるように設けられている。さらに、柱状センサ１５７は、旋回テーブル３０により相対回転可能に支持され、旋回テーブル３０の旋回動作に依らず所定位相を維持することが可能となっている。
【００７２】
このような構成により、センサユニット１５０は、柱状センサ１５７の外周面とロータリーツルア４３との接触をＡＥセンサ５３により検知し、これによりロータリーツルア４３の先端位置から旋回テーブル３０の旋回中心Ｏまでの距離Ｌを検知する。また、センサユニット１５０は、砥石端面用検知ピン５５と砥石車１１の中心軸Ａｗの一方側に位置する端面との接触をＡＥセンサ５３により検知する。同様に、センサユニット１５０は、砥石外周面用検知ピン５６と砥石車１１の径方向外方に位置する外周面との接触をＡＥセンサ５３により検知する。
【００７３】
また、本実施形態において、柱状センサ１５７は、検知する距離Ｌが砥石車１１の外周面においてＲ成形される部位の半径と一致するように、その半径を予め設定されている。これにより、センサユニット１５０は、柱状センサ１５７に対してロータリーツルア４３を相対移動させ、旋回中心Ｏとロータリーツルア４３の先端位置との間が距離Ｌとなった時に、ロータリーツルア４３の接触を検知することになる。
【００７４】
そして、本実施形態において、制御装置６０は、ロータリーツルア４３の位置を検知する際に、柱状センサ１５７の外周面においてロータリーツルア４３との接触部位を変位させるように制御する。より詳細には、制御装置６０は、旋回テーブル３０を以前の検知の際の角度と異なる角度まで旋回させる。このように、ロータリーツルア４３に対して柱状センサ１５７を旋回軸Ａｃ回りに相対回転させることにより、柱状センサ１５７の外周面においてロータリーツルア４３との接触を検知する周方向部位を変位させている。
【００７５】
同様に、制御装置６０は、センサ駆動装置５２を以前の検知の際の高さと異なる高さまで昇降させる。このように、ロータリーツルア４３に対して柱状センサ１５７を旋回軸Ａｃ方向に相対移動させることにより、柱状センサ１５７の外周面においてロータリーツルア４３との接触を検知する周方向部位を変位させている。上記のように、ロータリーツルア４３の位置の検知においては、柱状センサ１５７における接触部位を適宜ずらすように制御され、その他のツルーイング動作については第一実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００７６】
（研削盤のツルーイング装置による効果）
上述した研削盤１０１のツルーイング装置１０３によれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。また、ツルーイング装置１０３のセンサユニット１５０は、柱状センサ１５７を有するものとした。そして、柱状センサ１５７の外周面においてロータリーツルア４３との接触を検知する周方向部位および軸方向部位を変位させるようにした。これにより、接触検知部材である柱状センサ１５７の外周面において、ロータリーツルア４３を接触検知可能な部位を周方向および軸方向に増加できる。よって、柱状センサ１５７における摩耗による影響を低減することができる。従って、ツルアの先端位置をより高精度に検知できる。
【００７７】
＜第一、第二実施形態の変形態様＞
第一実施形態および第二実施形態において、センサユニット５０，１５０は、旋回テーブル３０により旋回軸Ａｃ方向に移動可能に支持されるものとした。これに対して、センサユニット５０，１５０は、旋回テーブル３０とは離れた位置に配置される構成としてもよい。しかし、センサユニット５０，１５０が実際のツルーイングと同様の条件でロータリーツルア４３の先端位置と旋回中心Ｏまでの距離を検知するためには、本実施形態において例示した構成とすることが好適である。
【００７８】
また、ツルーイング装置３，１０３は、ロータリーツルア４３を旋回テーブル３０の径方向に移動させる移動体として、ベース４１を有するものとした。これに対して、例えば、砥石台１０に旋回軸Ａｃと平行な軸回りに旋回可能な機構を有する研削盤においては、移動体を有さない構成としても、各軸の駆動装置を同期制御することで研削加工およびツルーイングが可能である。
【００７９】
検知手段であるセンサユニット５０は、第一実施形態（第二実施形態）において、ツルア用検知ピン５４（柱状センサ１５７）とロータリーツルア４３の接触を検知するＡＥセンサ５３を有するものとした。これに対して、ロータリーツルア４３の位置を検知できるものであれば、接触式であるかを問わず、例えば渦電流やレーザーなどを用いたセンサを有する構成としてもよい。第一、第二実施形態では、用途の異なる複数の検知ピンを備える構成とし、第二実施形態では、円筒状の外周面において接触を検知する柱状センサ１５７を備える構成とした。そして、これらが接触により発生するＡＥ信号を検出するＡＥセンサ５３を共用とすることでセンサユニット５０，１５０のコスト低減を図っている。
【００８０】
また、用途別に複数の検知ピンを備える構成としたが、例えば、１つの砥石用検知ピンにより砥石車１１の端面位置および外周面位置を検知してもよい。さらに、接触検知部材として柱状センサ１５７のみとし、検知ピンを有さない構成としてもよい。つまり、第二実施形態において、砥石端面用検知ピン５５および砥石外周面用検知ピン５６の一方または両方を除いた構成とし、柱状センサ１５７の外周面においてロータリーツルア４３と砥石車１１の端面または外周面の位置を検知するようにしてもよい。
【００８１】
また、このような検知ピンを有さない構成において、砥石車１１に対して柱状センサ１５７を旋回軸Ａｃ回りに相対回転、または砥石車１１に対して柱状センサ１５７を旋回軸Ａｃ方向に相対移動させるようにしてもよい。そうすると、柱状センサ１５７の外周面において砥石車１１との接触を検知する周方向部位および軸方向部位を変位させることになる。これにより、接触検知部材である柱状センサ１５７の外周面において、砥石車１１を接触検知可能な部位を周方向および軸方向に増加できる。よって、柱状センサ１５７における摩耗による影響を低減することができる。従って、砥石車１１の端面および外周面の位置をより高精度に検知できる。
【００８２】
その他に、本実施形態において、砥石車１１の形状を成形するツルアは、円盤形状からなりツルア駆動機構４２により回転駆動されるロータリーツルア４３とした。これに対して、ツルアは、砥石車１１のみが回転駆動させてツルーイングを行う単石のツルアとしてもよい。このような構成においても、旋回式のツルーイング装置であれば、本発明を適用して同様の効果を奏する。
【００８３】
＜参考例＞
ここで、研削盤の砥石車は、研削加工により摩耗し、またツルーイングによって所定形状に成形される。そして、研削盤は、より正確に研削加工またはツルーイングを行うためには、砥石車の端面および外周面の位置を高精度に把握する必要がある。これに対して、例えば、特開２００７−１７５８１５号公報には、砥石車に検知ピンを接触させることにより、砥石車の外周面の位置および外径を取得する方法が開示されている。しかしながら、このような方法においては、検知ピンの摩耗による検出精度への影響が懸念される。そこで、本願発明の構成の一部を適用することによって、より高精度に砥石車の端面および外周面の位置を検知することが可能な研削盤を参考例として例示する。
【００８４】
（研削盤の構成）
本実施形態の研削盤２０１について、図８および図９を参照して説明する。研削盤２０１は、図示しないベッドに支持された工作物Ｗに対して砥石車１１を相対移動させて研削加工を行う工作機械である。研削盤２０１は、砥石台２１０と、工作物支持装置２０と、センサユニット２５０と、制御装置６０を備えて構成される。
【００８５】
砥石台２１０は、工作物Ｗを研削する砥石車１１を有する。砥石台２１０は、ベッドの上面に配置され砥石車１１の中心軸Ａｗの方向に延びる図示しないガイドレール上に配置される。また、砥石台１０は、上記のガイドレールの延伸方向に直交する方向であって、ベッド２の上面と平行な方向に砥石車１１を移動させる移動機構を有している。さらに、この移動機構は、何れの移動方向に対して垂直な回転軸Ａｄの回りに旋回可能としている。
【００８６】
砥石車１１は、例えば、円盤状の金属コアの外周に硬質の砥粒を結合させて構成されている。また、砥石車１１は、砥石台２１０の移動機構を介して砥石台１０に支持され、これにより工作物Ｗの軸方向および径方向への移動が可能となっている。このような構成からなる砥石台１０は、制御装置６０により砥石車１１の各軸方向への移動、旋回角度、および回転数などを制御される。
【００８７】
工作物支持装置２０は、工作物Ｗの中心軸の回りに回転可能となるように、工作物Ｗの両端を支持する。工作物支持装置２０は、工作物Ｗの一端を支持する主軸台２１と、主軸台２１と対向して配置され工作物Ｗの他端を支持する心押台２２を備える。主軸台２１には、図示しない回転駆動装置により回転する主軸が備えられており、主軸が回転駆動されることにより工作物Ｗが回転するように構成されている。また、主軸台２１は、制御装置６０により主軸の回転数や回転位相などを制御される。
【００８８】
センサユニット２５０は、砥石車１１の位置を検知する検知手段である。このセンサユニット２５０は、図８に示すように、柱状センサ２５７と、センサ駆動装置５２と、ＡＥセンサ５３とを備える。柱状センサ２５７は、外周面において対象物との接触を検知する接触検知部材であって、内部にＡＥセンサ５３を収容する当該ＡＥセンサ５３の接触子である。本実施形態において、柱状センサ２５７は、中心軸Ａｓが砥石台２１０の移動機構における回転軸Ａｄと平行となるように配置され、当該中心軸Ａｓ方向に延伸する円柱状に形成されている。
【００８９】
このような構成により、センサユニット２５０は、柱状センサ２５７の外周面と砥石車１１の中心軸Ａｗの一方側に位置する端面との接触をＡＥセンサ５３により検知している。同様に、センサユニット２５０は、砥石外周面用検知ピン５６と砥石車１１の径方向外方に位置する外周面との接触をＡＥセンサ５３により検知している。
【００９０】
また、本実施形態において、制御装置６０は、砥石車１１の位置を検知する際に、柱状センサ２５７の外周面において砥石車１１との接触部位を変位させるように制御する。より詳細には、制御装置６０は、砥石台２１０の移動機構を以前の検知の際の角度と異なる角度まで旋回させる。このように、砥石車１１に対して柱状センサ２５７を中心軸Ａｓ回りに相対回転させることにより、柱状センサ２５７の外周面において砥石車１１との接触を検知する周方向部位を変位させている。
【００９１】
同様に、制御装置６０は、図９に示すように、センサ駆動装置５２を以前の検知の際の高さと異なる高さまで昇降させる。このように、砥石車１１に対して柱状センサ２５７を回転軸Ａｄ（中心軸Ａｓ）方向に相対移動させることにより、柱状センサ２５７の外周面において砥石車１１との接触を検知する周方向部位を変位させている。上記のように、砥石車１１の位置の検知においては、柱状センサ２５７における接触部位を適宜ずらすように制御される。
【００９２】
（研削盤による効果）
上述した研削盤２０１によれば、砥石車１１に対して柱状センサ２５７を相対移動させることにより、柱状センサ２５７の外周面における砥石車１１と接触する周方向部位および軸方向部位を変位させる構成としている。これにより、接触式の柱状センサ２５７の外周面において、砥石車１１を接触検知可能な部位を周方向および軸方向に増加できる。よって、柱状センサ２５７における摩耗による影響を低減することができるので、砥石車１１の外周面の位置および外径を高精度に検知することができる。従って、研削加工およびツルーイングにおける砥石車１１の位置決めにおける位置誤差を補正し、これらの精度を向上させることができる。
【００９３】
ここで、上述した参考例において、砥石車１１に対して柱状センサ２５７を相対移動させる構成として、周方向への変位については砥石台２１０の移動機構、軸方向への変位についてはセンサユニット２５０のセンサ駆動装置５２を用いるものとした。これに対して、砥石車１１と柱状センサ２５７が相対移動可能であれば、例示した構成に限らず適用が可能である。例えば、砥石台２１０の移動機構が旋回機能を有さない構成においては、センサユニット２５０のセンサ駆動装置５２がさらに柱状センサ２５７を中心軸Ａｓ回り回転させる機能を有することで同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００９４】
１，１０１，２０１：研削盤、 ２：ベッド、 ３，１０３：ツルーイング装置
１０，２１０：砥石台、 １１：砥石車
２０：工作物支持装置、 ２１：主軸台、 ２２：心押台
３０：旋回テーブル、 ３０ａ：円形状部、 ３０ｂ：矩形状部
３１：ツルア台用ガイドレール、 ３２：ツルア台用直進軸ボールねじ
３３：ツルア台用直進軸モータ
４０：ツルア台、 ４１：ベース（移動体）、 ４２：ツルア駆動機構
４３：ロータリーツルア（ツルア）
５０，１５０，２５０：センサユニット（検知手段）、 ５１：センサ本体
５２：センサ駆動装置、 ５３：ＡＥセンサ、 ５４：ツルア用検知ピン
５５：砥石端面用検知ピン、 ５６：砥石外周面用検知ピン
１５７，２５７：柱状センサ
６０：制御装置（制御手段）
Ｗ：工作物、 ０：旋回中心、 Ａｃ：旋回軸
Ａｗ：砥石車の中心軸、 Ａｔ：ロータリーツルアの中心軸
Ａｓ：柱状センサの中心軸、 Ａｄ：砥石台の回転軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥石車の形状を成形するツルアと、
前記ツルアが前記砥石車の中心軸に直交する軸回りに旋回可能に前記ツルアを支持する旋回テーブルと、
前記砥石車の形状を成形する際に前記砥石車と接触する前記ツルアの先端位置から前記旋回テーブルの旋回中心までの距離を直接的に検知する検知手段と、
前記検知手段による検知距離に基づいて前記砥石車に対する前記ツルアの先端位置を制御して前記砥石車のツルーイングを行う制御手段と、
を備える研削盤のツルーイング装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記検知手段は、前記旋回テーブルにより支持されている研削盤のツルーイング装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記検知手段は、前記旋回テーブルの旋回軸方向に移動可能に支持されている研削盤のツルーイング装置。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記旋回テーブルに設けられ、前記ツルアを前記旋回テーブルの径方向に移動可能に支持する移動体をさらに備える研削盤のツルーイング装置。
【請求項５】
請求項２〜４の何れか一項において、
前記検知手段は、
対象物との接触を検知する接触検知部材を有し、
前記旋回テーブルの旋回中心を基準として、前記接触検知部材により前記ツルアとの接触を検知することにより、前記ツルアの先端位置から前記旋回テーブルの旋回中心までの距離を検知する研削盤のツルーイング装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記砥石車の径方向外方に位置する外周面における断面形状のうち少なくとも一部を円弧形状にツルーイングする場合に、
前記接触検知部材は、前記旋回テーブルの旋回中心から前記接触検知部材における前記ツルアとの接触を検知する部位までの距離が、前記砥石車の前記外周面における断面形状の円弧形状の半径と一致するように形成される研削盤のツルーイング装置。
【請求項７】
請求項５または６において、
前記検知手段は、前記接触検知部材であって前記ツルアとの接触を検知するツルア用検知ピンと、前記接触検知部材であって前記砥石車との接触を検知する砥石用検知ピンと、前記ツルア用検知ピンおよび前記砥石用検知ピンを一体的に保持するセンサ本体と、を有し、
前記ツルア用検知ピンおよび前記砥石用検知ピンは、それぞれの先端部が前記旋回テーブルの旋回中心から径方向外方に向くように、且つ互いに異なる方向となるように、設けられている研削盤のツルーイング装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記検知手段は、前記砥石用検知ピンであって前記砥石車の回転軸方向に位置する端面との接触を検知する砥石端面用検知ピンと、前記砥石用検知ピンであって前記砥石車の径方向外方に位置する外周面との接触を検知する砥石外周面用検知ピンと、を有し、
前記センサ本体は、ツルア用検知ピン、砥石端面用検知ピン、および砥石外周面用検知ピンを一体的に保持する研削盤のツルーイング装置。
【請求項９】
請求項５または６において、
前記検知手段は、旋回軸方向に延伸する柱状に形成された前記接触検知部材であって、外周面において前記対象物との接触を検知する柱状センサを有し、
前記ツルアに対して前記柱状センサを旋回軸回りに相対回転させることにより、前記柱状センサの前記外周面において前記ツルアとの接触を検知する周方向部位を変位させる研削盤のツルーイング装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記砥石車に対して前記柱状センサを旋回軸回りに相対回転させることにより、前記柱状センサの前記外周面において前記砥石車との接触を検知する周方向部位を変位させる研削盤のツルーイング装置。
【請求項１１】
請求項５、６、９、１０の何れか一項において、
前記検知手段は、旋回軸方向に延伸する柱状に形成された前記接触検知部材であって、外周面において前記対象物との接触を検知する柱状センサを有し、
前記ツルアに対して前記柱状センサを旋回軸方向に相対移動させることにより、前記柱状センサの前記外周面において前記ツルアとの接触を検知する軸方向部位を変位させる研削盤のツルーイング装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記砥石車に対して前記柱状センサを旋回軸方向に相対移動させることにより、前記柱状センサの前記外周面において前記砥石車との接触を検知する軸方向部位を変位させる研削盤のツルーイング装置。
【請求項１】
砥石車の形状を成形するツルアと、
前記ツルアが前記砥石車の中心軸に直交する軸回りに旋回可能に前記ツルアを支持する旋回テーブルと、
前記砥石車の形状を成形する際に前記砥石車と接触する前記ツルアの先端位置から前記旋回テーブルの旋回中心までの距離を直接的に検知する検知手段と、
前記検知手段による検知距離に基づいて前記砥石車に対する前記ツルアの先端位置を制御して前記砥石車のツルーイングを行う制御手段と、
を備える研削盤のツルーイング装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記検知手段は、前記旋回テーブルにより支持されている研削盤のツルーイング装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記検知手段は、前記旋回テーブルの旋回軸方向に移動可能に支持されている研削盤のツルーイング装置。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記旋回テーブルに設けられ、前記ツルアを前記旋回テーブルの径方向に移動可能に支持する移動体をさらに備える研削盤のツルーイング装置。
【請求項５】
請求項２〜４の何れか一項において、
前記検知手段は、
対象物との接触を検知する接触検知部材を有し、
前記旋回テーブルの旋回中心を基準として、前記接触検知部材により前記ツルアとの接触を検知することにより、前記ツルアの先端位置から前記旋回テーブルの旋回中心までの距離を検知する研削盤のツルーイング装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記砥石車の径方向外方に位置する外周面における断面形状のうち少なくとも一部を円弧形状にツルーイングする場合に、
前記接触検知部材は、前記旋回テーブルの旋回中心から前記接触検知部材における前記ツルアとの接触を検知する部位までの距離が、前記砥石車の前記外周面における断面形状の円弧形状の半径と一致するように形成される研削盤のツルーイング装置。
【請求項７】
請求項５または６において、
前記検知手段は、前記接触検知部材であって前記ツルアとの接触を検知するツルア用検知ピンと、前記接触検知部材であって前記砥石車との接触を検知する砥石用検知ピンと、前記ツルア用検知ピンおよび前記砥石用検知ピンを一体的に保持するセンサ本体と、を有し、
前記ツルア用検知ピンおよび前記砥石用検知ピンは、それぞれの先端部が前記旋回テーブルの旋回中心から径方向外方に向くように、且つ互いに異なる方向となるように、設けられている研削盤のツルーイング装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記検知手段は、前記砥石用検知ピンであって前記砥石車の回転軸方向に位置する端面との接触を検知する砥石端面用検知ピンと、前記砥石用検知ピンであって前記砥石車の径方向外方に位置する外周面との接触を検知する砥石外周面用検知ピンと、を有し、
前記センサ本体は、ツルア用検知ピン、砥石端面用検知ピン、および砥石外周面用検知ピンを一体的に保持する研削盤のツルーイング装置。
【請求項９】
請求項５または６において、
前記検知手段は、旋回軸方向に延伸する柱状に形成された前記接触検知部材であって、外周面において前記対象物との接触を検知する柱状センサを有し、
前記ツルアに対して前記柱状センサを旋回軸回りに相対回転させることにより、前記柱状センサの前記外周面において前記ツルアとの接触を検知する周方向部位を変位させる研削盤のツルーイング装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記砥石車に対して前記柱状センサを旋回軸回りに相対回転させることにより、前記柱状センサの前記外周面において前記砥石車との接触を検知する周方向部位を変位させる研削盤のツルーイング装置。
【請求項１１】
請求項５、６、９、１０の何れか一項において、
前記検知手段は、旋回軸方向に延伸する柱状に形成された前記接触検知部材であって、外周面において前記対象物との接触を検知する柱状センサを有し、
前記ツルアに対して前記柱状センサを旋回軸方向に相対移動させることにより、前記柱状センサの前記外周面において前記ツルアとの接触を検知する軸方向部位を変位させる研削盤のツルーイング装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記砥石車に対して前記柱状センサを旋回軸方向に相対移動させることにより、前記柱状センサの前記外周面において前記砥石車との接触を検知する軸方向部位を変位させる研削盤のツルーイング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−３１９１０（Ｐ２０１３−３１９１０Ａ）
【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２０１１−２５２２９６（Ｐ２０１１−２５２２９６）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【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２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【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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