砥石車のツルーイング方法及び研削盤
【課題】砥石を過剰に除去しない的確なツルーイングを行うことのできる砥石車のツルーイング方法、及び、このツルーイング方法を実現する研削盤を提供する。
【解決手段】砥石車の周速度をツルーイング加工時の周速度よりも遅くした状態で砥石車にツルアを接触させ、砥石車にツルアが接触した際に生じるアコースティックエミッション（ＡＥ）を検出信号として出力するアコースティクエミッションセンサ（ＡＥセンサ）の出力値が閾値に達した時点での砥石車に対するツルアの位置を基準として、所定のツルーイング加工を行うことを特徴とする砥石車のツルーイング方法。
【解決手段】砥石車の周速度をツルーイング加工時の周速度よりも遅くした状態で砥石車にツルアを接触させ、砥石車にツルアが接触した際に生じるアコースティックエミッション（ＡＥ）を検出信号として出力するアコースティクエミッションセンサ（ＡＥセンサ）の出力値が閾値に達した時点での砥石車に対するツルアの位置を基準として、所定のツルーイング加工を行うことを特徴とする砥石車のツルーイング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砥石車のツルーイング方法及び研削盤に関するものであり、詳しくは、アコースティックエミッションセンサを用いて砥石車とツルアとの接触を検出してツルーイングを行う砥石車のツルーイング方法、及び、このツルーイング方法を実現する研削盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
砥石車のツルーイングを行うに際しては、ツルア（ダイヤモンドドレッサ等の砥石の修正具）を砥石車に近づけて、砥石車にツルアが接触し始めた時点での砥石車に対するツルアの位置を基準として所定のツルーイング加工を行うことが一般になされている。なお、本書においては、砥石車とツルアとを相対的に移動させ、ツルアによって砥石車の砥石を除去することで、ワーク（工作物）に研削加工を施す砥石車の研削面の形状を修正したり、砥粒の良好な切れ味を再生したりする一連の作業を「ツルーイング」と称し、ツルアによって砥石を除去する加工を「ツルーイング加工」と称することとする。
【０００３】
そして、以下の文献にあるように、アコースティックエミッション（以下「ＡＥ」という）を検出するアコースティックエミッションセンサ（以下「ＡＥセンサ」という）を用いて、砥石車と、この砥石車とは異なる他の部材との接触を検出することは公知であり、本願発明者は、ＡＥセンサによって砥石車とツルアとの接触を検出して上述のツルーイングを行う新規なツルーイング方法を案出した。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３３９８３７号公報
【特許文献２】特開２００５−２６２３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＡＥセンサによって砥石車とツルアとの接触を検出して単にツルーイングを行うだけでは、以下のような問題が生じる。なお、以下では、図６に示すように、砥石車Ｓの外周面をツルアＴによってツルーイングする場合を代表的に例示して説明する。
【０００６】
図６に示すツルーイングは、砥石車Ｓの径方向を切込み方向、砥石車Ｓの軸方向をツルーイング送り方向として、砥石車Ｓに対してツルアＴを、所定の切込み量となるように切込み方向に相対的に近づけた上で、所定の送り速度でツルーイング送り方向に相対的に移動させることで、砥石車Ｓの外周面のツルーイングを行うものである。ここで、砥石車Ｓに対してツルアＴをツルーイング送り方向に移動させることを「ツルーイングストローク」と称すると、図６に示すツルーイングでは、所定の切込み量のツルーイングストロークが繰返されて、砥石車Ｓの外周面がツルーイングされる。そして、このようなツルーイングでは、砥石車ＳにツルアＴが接触したツルーイングストロークをＡＥセンサによって検出し、このツルーイングストローク時における砥石車Ｓに対するツルアＴの位置（砥石車Ｔの径方向の位置）を基準として所定のツルーイング加工を行うことで、ツルーイングが完了する。
【０００７】
なお、図６では、説明の便宜上、切込み量を誇張してあるが、実際のツルーイングでは、切込み量は僅かなものである。また、このように切込み量を誇張した図示は、ツルーイングの状態を示す他の図（図２及び図４）においても同様である。
【０００８】
ところで、ＡＥセンサは、部材同士の接触によって生じた衝突音や破壊音等のＡＥを電圧に変換し、この電圧を検出信号として出力するものである。そして、このようなＡＥセンサによって砥石車とツルアとの接触を検出しようとした場合には、ＡＥセンサからの出力値が閾値（予め定めた設定値）に達したことを条件として、砥石車にツルアが接触したと判断するのであるが、ＡＥセンサから出力される検出信号にはノイズが含まれていることから、砥石車にツルアが接触した際に出力される検出信号をノイズと明確に区別できるように、上記閾値を高く設定することが余儀なくされる。これは、ノイズの出力値よりも十分に高い閾値を設定しないと、砥石車にツルアが実際には接触していなくても、ノイズによって砥石車にツルアが接触したと誤判断してしまう可能性があるからである。
【０００９】
しかしながら、閾値を高く設定すると、砥石車にツルアが実際に接触してはいるのであるがＡＥセンサの出力値が低い場合に、この接触を検出することができず、砥石を過剰に除去するツルーイングを行うことを余儀なくされる場合がある。この理由を、以下に説明する。
【００１０】
ＡＥセンサの出力値が閾値に達した時点で砥石車にツルアが接触したと判断しようとすると、例えば図７に示すように、砥石車にツルアが実際に接触するツルーイングストローク時に、ＡＥセンサからノイズよりも高い出力値の検出信号が出力されたとしても、この検出信号の出力値が閾値よりも低いと（図６のツルーイングストロークＡ、及び、図７のＡ部分を参照）、このツルーイングストロークによっては、砥石車にツルアが接触したことを判断することができない。よって、閾値よりも高い出力値が得られる次のツルーイングストローク（図６のツルーイングストロークＢ、及び、図７のＢ部分を参照）によって砥石車にツルアが接触したと判断せざるを得ず、このツルーイングストロークを基準として、以降、例えば所定の切込み量で２回のツルーイングストロークを行う（図６のツルーイングストロークＣ，Ｄ、及び、図７のＣ，Ｄ部分を参照）といったような所定のツルーイング加工を行わなければならない。
【００１１】
なお、図７のグラフは、ＡＥセンサからの出力されたＡＥ信号波形（電圧）と時間との関係を示すものであり、ＡＥ信号波形は、電圧０を基準に＋域と−域とで振幅するのであるが、このグラフでは、振幅の上限値を直線で模式的に示すことで、振幅する波形の図示を省略してある。また、このような振幅する波形の図示の省略は、ＡＥセンサからの出力されたＡＥ信号波形（電圧）と時間とのグラフを示す他の図（図３及び図５）についても同様である。
【００１２】
このように、閾値を高く設定すると、砥石車にツルアが実際に接触を開始する初回のツルーイングストロークを検出することができない場合がある。ここで、砥石車にツルアが実際に接触を開始する初回のツルーイングストロークを基準とすれば、砥石車の実際の形状寸法を、より正確に把握することができ、ツルーイング加工によって除去する砥石の量を減らすことができる（上述のツルーイングにおいては、１回分のツルーイングストロークを省略できる）のであるが、ＡＥセンサによって砥石車とツルアとの接触を検出して単にツルーイングを行うだけでは、ＡＥセンサから出力される検出信号にノイズが含まれるが故に、閾値を十分に高く設定せざるを得ず、砥石を過剰に除去するツルーイングを余儀なくされるのである。なお、ツルーイングにおいて砥石を過剰に除去することは、砥石を無駄に消費するばかりでなく、ツルーイング時間が無用に長くなることから、砥石を過剰に除去しない的確なツルーイングを行うことができるようにすることが要望される。
【００１３】
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、砥石を過剰に除去しない的確なツルーイングを行うことのできる砥石車のツルーイング方法、及び、このツルーイング方法を実現する研削盤の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために本発明の採った主要な手段は、
「砥石車の周速度をツルーイング加工時の周速度よりも遅くした状態で砥石車にツルアを接触させ、砥石車にツルアが接触した際に生じるアコースティックエミッションを検出信号として出力するアコースティクエミッションセンサの出力値が閾値に達した時点での砥石車に対するツルアの位置を基準とすると共に、砥石車の周速度を前記ツルーイング加工時の周速度に変更して、所定のツルーイング加工を行うことを特徴とする砥石車のツルーイング方法」
である。
【００１５】
本願発明者は、閾値を低くすれば上述の課題が解決できることを新規に着目し、如何にすれば閾値を低くできるかを鋭意研究した結果、砥石車の周速度を遅くすることで、換言すれば、砥石車の回転数を下げることで、ＡＥセンサからの検出信号に含まれるノイズの出力値を低下させることができることを見出し、上記構成のツルーイング方法を完成させたのであり、上記構成のツルーイング方法によれば、閾値を低く設定することができ、これにより、砥石車の実際の形状寸法をより正確に把握することができる。よって、ＡＥセンサによって砥石車とツルアとの接触を検出して単にツルーイングを行うだけよりも、砥石を過剰に除去しない的確なツルーイングを行うことができる。
【００１６】
ところで、砥石車の周速度を、通常のツルーイング加工時の周速度よりも遅くして、砥石車とツルアとの接触を検出し、そのままの周速度で、ツルーイングを行ってもよい。しかしながら、ツルーイング加工時の砥石車の周速度は、ワークの研削加工時と同じ周速度に設定するのが好ましい。これは、ワークの研削加工時とは異なる周速度で砥石車を回転させてツルーイング加工を行うと、ツルーイング加工時と研削加工時とでの砥石車の回転数の違いにより、研削加工時に芯ズレを生じ、研削加工時にビビリが発生したり、高精度な研削加工を実現できなくなる虞があるからである。よって、上記構成のツルーイング方法では、砥石車とツルアとの接触の検出においては、砥石車の周速度を遅くするのであるが、所定のツルーイング加工を行う際には、砥石車の周速度を速くして、通常と同様のツルーイング加工を行うこととしてある。これにより、研削加工時にビビリが発生することがなく、また、高精度な研削加工を実現することができる。なお、ツルーイング加工時の砥石車の周速度については、研削加工時と同じ周速度とするのが好適であるが、本発明では、これに限定する必要はなく、砥石車とツルアとの接触の検出時よりも速い周速度であればよい。
【００１７】
上述した手段において、
「砥石車にツルアを接触させた状態で、砥石車に対してツルアを相対的に、砥石車のツルーイング対象面を超えた範囲に渡って移動させた際に、砥石車のツルーイング対象面の全体に渡ってアコースティクエミッションセンサの出力値が閾値に達することを前記基準の条件とすることを特徴とする砥石車のツルーイング方法」
としてもよい。
【００１８】
砥石車とツルアとの接触を検出する場合、例えば、ツルーイング対象面が砥石車の周面であればツルアを砥石車の径方向に近づけたり、ツルーイング対象面が砥石車の端面であればツルアを砥石車の軸方向に近づけたりするといったように、ツルアを砥石車のツルーイング対象面に対して直角方向から近づけて、砥石車にツルアが接触し始めた時点を検出するようにしてもよい。
【００１９】
しかしながら、このような態様では、砥石車とツルアとの接触によって、ツルーイング対象面の局部的な形状寸法は把握することができるものの、ツルーイング対象面全体の形状寸法を把握することはできない。ここで、砥石車の研削面（ワークに研削加工を施す面）は、その全体がワークの研削加工によって均一に損耗するとは限らず、ツルーイング対象面の局部的な形状寸法を基準にツルーイング加工を行うと、ツルーイング対象面の一部にツルーイング不足を生じる可能性がある。
【００２０】
そこで、上記手段では、ツルアを、砥石車のツルーイング対象面を超えた範囲に渡って移動させて、ツルーイング対象面の全体に渡って砥石車とツルアとの接触を検出することとする。これにより、ツルーイング対象面の一部にツルーイング不足が生じることを防止できる。なお、ツルーイング対象面を超えた範囲に渡ってツルアを移動させるには、ツルアを、移動開始の位置である砥石車に接触しない逃がし位置から、移動終了の位置である砥石車に接触しない逃がし位置まで、ツルーイング対象面に沿ってツルーイング送り方向に移動させればよい。ここで、ツルーイング対象面が、円筒面、円錐面または平坦な端面等といったような平坦面である場合には、ツルアをツルーイング対象面に沿って移動させると、ツルアは、平坦面のツルーイング対象面に沿って直線状に移動することになるが、ツルーイング対象面が、研削加工を施すワークの形状に倣った面形状等の凹凸面である場合には、この凹凸面の断面の外形線に倣って移動することになる。
【００２１】
上述した手段において、
「前記アコースティックエミッションセンサは、砥石車の回転軸であり砥石車が着脱自在に装着される砥石軸に設けられたものであることを特徴とする砥石車のツルーイング方法」
としてもよい。
【００２２】
本願発明者は、ＡＥセンサを、砥石車の回転軸であり砥石車が着脱自在に装着される砥石軸に設けた場合に、砥石車の周速度を遅くすることで、ＡＥセンサからの検出信号に含まれるノイズの出力値を著しく低下させることができることを、鋭意研究の結果、見出し、上記構成のツルーイング方法を完成させたのであり、上記構成のツルーイング方法によれば、閾値を大幅に下げることができ、これにより、ツルーイングに際して砥石が過剰に除去されることを的確に防止することができる。
【００２３】
また、上述の課題を解決するために本発明の採った主要な手段は、
「砥石車と、
該砥石車に対して、砥石車の軸方向及び径方向に相対的に移動駆動されるツルアと、
砥石車とツルアとが接触した際に生じるアコースティックエミッションを検出信号として出力するアコースティクエミッションセンサと、
ツルーイング加工時の周速度よりも遅い周速度で砥石車を回転させた状態で、砥石車に対してツルアを相対的に移動させて砥石車にツルアを接触させ、アコースティックエミッションセンサの出力値が閾値に達した時点での砥石車に対するツルアの位置を基準とすると共に、砥石車の周速度を前記ツルーイング加工時の周速度に変更して、所定のツルーイング加工を行う制御装置と
を備えることを特徴とする研削盤」
である。
【００２４】
この研削盤によれば、上記の通り構成された制御装置を具備するため、砥石を過剰に除去しない的確なツルーイングを行うことのできる上述のツルーイング方法を実現することができる。
【発明の効果】
【００２５】
上述の通り、本発明によれば、砥石を過剰に除去しない的確なツルーイングを行うことのできる砥石車のツルーイング方法、及び、このツルーイング方法を実現する研削盤を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明に係る砥石車のツルーイング方法及び研削盤の実施形態の一例を、図面に従って詳細に説明する。
【００２７】
図１に、研削盤１０（具体的には円筒研削盤）の一例を示す。この研削盤１０は、基台を構成するベッド２０と、砥石車Ｓを支持する砥石台３０と、ワークＷを支持するワーク台４０とを備えたものである。ここで、砥石台３０は、砥石車Ｓの回転軸となる砥石軸３２を回転自在に支承する軸頭３１と、砥石軸３２を回転させる砥石軸回転駆動装置（図示省略する）とを備えており、砥石車Ｓは、軸頭３１の砥石軸３２に着脱自在に装着されて回転駆動される。また、ワーク台４０は、ワークＷの一側端部を支持する主軸４２、及び、この主軸４２を回転させる主軸回転駆動装置（図示省略する）を有する主軸台４１と、ワークＷの他端側端部を回転自在に支持するセンタ４４を有する心押し台４３とを備えており、ワークＷは、主軸台４１の主軸４２と心押し台４３のセンタ４４との間に支持されて、研削加工時において回転駆動される。
【００２８】
砥石台３０は、ベッド２０上に、送りねじ機構やリニアモータ機構等の適宜のスライド機構によって、主軸４２の径方向（以下「Ｘ軸方向」という）に移動自在に組付けられており、Ｘ軸駆動装置（図示省略する）によって、Ｘ軸方向に移動駆動される。また、ワーク台４０は、ベッド２０上に、送りねじ機構やリニアモータ機構等の適宜のスライド機構によって、主軸４２の軸方向（以下「Ｚ軸方向」という）に移動自在に組付けられており、Ｚ軸駆動装置（図示省略する）によって、Ｚ軸方向に移動駆動される。このような構成により、この研削盤１０では、砥石車ＳとワークＷとを、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に相対的に移動させることができる。
【００２９】
また、主軸台４１には、ツルアＴが着脱自在に装着されたツルア台５１が付設されており、砥石軸３２には、砥石車ＳとツルアＴとの接触を検出するＡＥセンサ５２が組込まれている。よって、この研削盤１０は、ツルーイング装置５０を具備するものとなっており、ツルーイング装置５０において、砥石車ＳとツルアＴとを、砥石車Ｓの軸方向でもあるＺ軸方向、及び、砥石車Ｓの径方向でもあるＸ軸方向に、相対的に移動させることができるものとなっている。
【００３０】
なお、本例では、砥石車Ｓの砥石が、ＣＢＮ砥石（立方晶窒化ホウ素砥石）によって構成されており、この砥石を良好にツルーイングできるように、ツルアＴとして、円板状に形成される共に外周面の全周にダイアモンドが埋設され、ツルア台に組込まれたツルア回転駆動装置（図示省略する）によって、ツルーイングに際して回転駆動される回転タイプのツルアＴが採用されている。また、ＡＥセンサ５２は、砥石軸３２の先端に組込まれており、砥石軸３２における砥石車Ｓの装着部分の剛性を確保し易い構造となっている。ここで、ＡＥセンサ５２は、砥石車Ｓの装着部分に近ければ近い程、砥石車Ｓが他の部材と接触した際に生じるＡＥを的確に検出でき、しかも、ノイズを拾い難くなるため、砥石軸３２の剛性を十分に確保できるのであれば、砥石車Ｓの装着部分に組込むことも好適である。
【００３１】
ところで、この研削盤１０は、ＣＮＣ制御装置等、コンピュータを用いて構成された制御装置６０を備えている。ここで、制御装置６０は、所定の加工プログラムを実行することで、数値制御により自動化された研削加工を行うものであり、また、所定のツルーイングプログラムを実行することで、数値制御により自動化されたツルーイングを行うものである。そして、制御装置６０は、機能的構成として、Ｘ軸駆動装置を制御するＸ軸制御手段６１と、Ｚ軸駆動装置を制御するＺ軸制御手段６２と、主軸回転駆動装置を制御する主軸制御手段６３と、ツルア回転駆動装置を制御するツルア制御手段６４と、砥石軸回転駆動装置を制御する砥石軸制御手段６５とを具備するものとして構成されている。
【００３２】
また、制御装置６０は、ツルーイングを行う場合に、ＡＥセンサ５２から出力される検出信号を監視しており、「ツルーイング加工時の周速度よりも遅い周速度で砥石車を回転させた状態で、砥石車に対してツルアを相対的に移動させて砥石車にツルアを接触させ、アコースティックエミッションセンサの出力値が閾値に達した時点での砥石車に対するツルアの位置を基準とすると共に、砥石車の周速度をツルーイング加工時の周速度に変更して、所定のツルーイング加工を行う」といったように、研削盤１０（ツルーイング装置５０）の砥石軸駆動装置、Ｘ軸駆動装置、Ｚ軸駆動装置等の各種の機器の駆動を制御する。
【００３３】
次に、ツルーイングの詳細について説明する。ツルーイングは、砥石車ＳにツルアＴが接触した時点のツルアＴの位置を基準に、砥石車Ｓのツルーイング対象面にツルアによって所定のツルーイング加工を施すことで、研削加工によって損耗した砥石車Ｓの研削面の形状の修正や、砥粒の切れ味を再生するのであるが、以下では、砥石車Ｓの外周面をツルーイング対象面として、このツルーイング対象面をツルーイングする状態を例示して説明する。なお、これに限らず、砥石車の端面等、適宜の研削面をツルーイング対象面とすることができる。また、以下では、平坦面である円筒状の砥石車Ｓの外周面をツルーイング対象面としているが、ツルーイング対象面は、平坦面ばかりでなく、研削対象のワークの形状にあわせた総型砥石の凹凸面であってもよく、この場合には、ツルアＴを、所定の切込み量で、凹凸を有するツルーイング対象面に倣ってツルーイング方向に移動させることで、ツルーイングを行うことができる。
【００３４】
図２に、砥石車Ｓの外周面をツルーイング対象面として、このツルーイング対象面をツルアＴによってツルーイングする状態を示す。また、このツルーイングに際しては、制御装置によって、ＡＥセンサ５２から出力された検出信号を監視しており、図３に、ＡＥセンサ５２からの出力値であるＡＥ信号波形（電圧）と時間との関係のグラフを示す。
【００３５】
このツルーイングでは、まず、砥石車Ｓの周速度を、ツルーイング加工時よりも遅い所定の周速度とした上で、砥石車Ｓに対してツルアＴを、砥石車Ｓに確実に接触しない逃がし位置であるツルーイングの開始位置ａに位置させた後、砥石車Ｓの軸方向に平行に、ツルーイング対象面を超える範囲に渡って、すなわち、砥石車の全幅を超える範囲に渡って、所定の送り速度で移動させて、１回目のツルーイングストロークＡを行う。この時、砥石車ＳにツルアＴが接触しなければ、所謂「空振り」であり、ＡＥセンサ５２からは、接触の検出信号が出力されず、ノイズ１だけが出力される（図３のＡ部分を参照）。ここで、このノイズ１は、砥石車Ｓの周速度をツルーイング加工時の周速度とした場合に生じるノイズ２よりも、低い出力値のノイズである。
【００３６】
また、１回目のツルーイングストロークＡにて、砥石車ＳにツルアＴが接触したとしても、この接触の検出信号の出力値がノイズ１よりも低ければ、接触の検出信号がノイズ１に埋没してしまうため、接触の検出信号は、実質的に出力されないことになる。また、出力値がノイズ１を超えた場合でも、この出力値が閾値に達していなければ、制御装置６０において、砥石車ＳにツルアＴが接触したと判断せず、後述のように接触の判断がなされるまで、所定の切込み量で切込み方向（砥石車の径方向）に近づけ、再度、ツルーイングストロークを行うといったことを繰返す。
【００３７】
次に、砥石車ＳにツルアＴが十分に接触するツルーイングストロークＢにて、ＡＥセンサ５２から閾値を超える出力値の検出信号が出力されると（図３のＢ部分を参照）、制御装置６０において、砥石車ＳにツルアＴが接触したと判断し、このツルアＴの位置を基準として、以降、所定の切込み量で２回のツルーイングストロークＣ，Ｄを行うといったような所定のツルーイング加工を行う。ここで、所定のツルーイング加工を行うに先駆けて、砥石車Ｓの周速度をツルーイング加工用の周速度に変更するのであるが、このように周速度を変更することで出力値の高いノイズ２が発生しても、ツルーイング加工に支障を来たすことはない。なお、砥石車Ｓのツルーイング加工用の周速度は、ワークＷを研削加工する際の周速度と同じ周速度であることが好ましい。
【００３８】
ところで、上述したツルーイングにおいて、砥石車ＳにツルアＴが接触したと判断するに際しては、砥石車Ｓのツルーイング対象面の全体において、ＡＥセンサ５２から閾値に達する出力値が得られたことを条件としており、これにより、部分的にツルーイング不足が生じることを防止している。具体的に説明すると、砥石車Ｓの研削面全体は、研削加工によって均一に損耗しているとは限らず、部分的に大きく損耗している場合もある。
【００３９】
例えば、図４及び図５に示すように、砥石車Ｓの外周面の中央部分が大きく損耗している状態では、開始位置ａから始まる初回のツルーイングストロークＡは空振りであるが（図５のＡ部分を参照）、２回目のツルーイングストロークＢにて、砥石車ＳにツルアＴが接触する。ここで、このツルーイングストロークＢでは、砥石車Ｓの左右両端部分にツルアＴが接触するだけであり、砥石車Ｓの中央部分にはツルアＴが接触しない。このようなツルーイングストロークＢにおいて、ＡＥセンサ５２から閾値に達する出力値が得られたとしても、部分的なものであり、ツルーイング対象面の全体においてＡＥセンサ５２からの出力値が閾値に達しておらず（図５のＢ部分を参照）、このツルーイングストロークＢによっては、砥石車ＳにツルアＴが接触したとは判断しない。
【００４０】
そして、例えば、次の３回目のツルーイングストロークＣにて、ツルーイング対象面の全体においてＡＥセンサ５２からの出力値が閾値に達すると（図５のＣ部分を参照）、このツルーイングストロークＣによって、砥石車ＳにツルアＴが接触したと判断し、このツルーイングストロークＣを基準とすると共に、砥石車Ｓの周速度をツルーイング加工用の周速度に変更して、以降、所定のツルーイング加工であるツルーイングストロークＤ，Ｅを行って、ツルーイングを完了させる。このようなツルーイングによれば、所定のツルーイング加工の基準となるツルーイングストロークにおいて、ツルーイング対象面の全体にツルアＴを確実に接触させることができるため、以降の所定のツルーイング加工にて、部分的にツルーイング不足が生じることを防止することができる。
【００４１】
なお、制御装置６０にて、砥石車Ｓのツルーイング対象面全体においてＡＥセンサ５２の出力値が閾値に達したか否かを判定させるためには、適宜の手法を採用することができる。例えば、個々のツルーイングストロークにおいて、制御装置６０での処理により、ツルーイング対象面のツルーイング送り方向の寸法と、ツルアＴのツルーイング送り方向の移動速度とから、ツルアＴがツルーイング対象面全体を移動するのに要する時間を算出し、この算出した時間内での出力値が閾値を下回らなければ、ツルーイング対象面全体において出力値が閾値に達したと判定する手法を採用することができる。また、個々のツルーイングストロークにおいて、ツルアＴがツルーイング対象面全体を移動する時間を予め設定しておき、この設定された時間内において出力値が閾値を下回らなければ、ツルーイング対象面全体において出力値が閾値に達したと判定する手法を採用することもできる。
【００４２】
次に、砥石車ＳとツルアＴとの接触を検出する際に砥石車Ｓの周速度をツルーイング加工用の周速度よりも遅くした場合の検証結果を示す。
【００４３】
ツルーイング加工用の周速度を「１２０ｍ／ｓ」に設定するのに対して、砥石車ＳとツルアＴとの接触を検出する際の周速度を「６０ｍ／ｓ」に設定すると、ＡＥセンサからの出力されるノイズの出力値を約１／２に低下させることができた。これにより、接触判断のための閾値を、約１／２の低い値に設定することができた。
【００４４】
なお、砥石車Ｓの周速度を遅くすればする程、ノイズの出力値を低下させることはできるが、周速度が遅すぎると、砥石車ＳにツルアＴを接触させた際に砥石が損傷してしまうといった不具合を生じる。よって、砥石車ＳとツルアＴとの接触を検出する際の周速度は、ツルーイング加工用の周速度に対して、少なくとも３０％、より好適には少なくとも４０％の周速度とするのがよい。一方、砥石車Ｓの周速度がツルーイング加工用の周速度に近いと、ノイズの出力値を大きく低下させることができず、砥石車Ｓの周速度を遅くしたことにより得られる効果が薄らいでしまう。よって、ツルーイング加工用の周速度に対して、多くとも７５％、より好適には多くとも６０％の周速度とするのがよい。
【００４５】
また、閾値の値は、ノイズの出力値よりも大きな値であれば、適宜設定することができるのであるが、誤判断防止の点から安全を見込んで、ノイズの出力値の少なくとも３倍の値に設定するのが通常である。そこで、本例においても、砥石車の周速度を遅くした状態で生じるノイズの出力値の３倍程度の閾値を設定すればよいが、ノイズの出力値が大きく低下すると、ノイズの検出信号と接触の検出信号とを明確に区別できるようになる。よって、本発明に係るツルーイング方法によれば、閾値を、ノイズの出力値の少なくとも２倍の値に設定することが可能となり、この点からも、閾値を大幅に低い値に設定することができる。
【００４６】
以上、本発明に係る砥石車のツルーイング方法及び研削盤の一例を説明したが、本発明はこれに限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更が可能である。
【００４７】
例えば、本発明に係るツルーイング方法を実現する研削盤は、円筒研削盤以外の他のタイプの研削盤であってもよい。また、本発明に係るツルーイング方法は、ツルーイング装置を具備する研削盤に限らず、ツルーイング専用の装置として独立したツルーイング装置によっても実現することができる。
【００４８】
また、上述の例では、所定のツルーイング加工として、ツルーイングストロークＣ，Ｄの２回のツルーイングストロークを行うが、所定のツルーイング加工としては、これに限らず、１回のツルーイングストロークを行うこととしてもよい。しかしながら、少なくとも２回のツルーイングストロークを行うのが好適であり、少なくとも３回のツルーイングストロークを行うのが、より好適である。砥石車にツルアが接触し始めるツルーイングストロークでは、除去する砥石の量が、常時、均一とはならず、バラツキを生じ、この除去する砥石の量のバラツキが、次回のツルーイングストロークでのツルーイング加工に影響を及ぼすため、高度な寸法精度のツルーイングや、砥粒の一定の切れ味を再生するツルーイングを実現し難くなるからである。
【００４９】
また、ツルアを、砥石車に確実に接触しない位置である開始位置（図２の位置ａ）に位置決めしてツルーイングを開始するに際しては、先回のツルーイングによって割出した砥石車Ｓの形状寸法に対して、所定の切込み量を加えた位置を開始位置とする等、先回のツルーイングによって把握した砥石車の形状寸法を参照して次回のツルーイング開始位置を決定することとすれば、初回のツルーイングストロークが、空振りのツルーイングストロークとなり難いツルーイングを行うことができ、これにより、空振りする無駄なツルーイングストロークを省略することができる。また、実際に研削加工を行ったワークの形状寸法から割出したツルーイング直前の砥石車の寸法形状を参照して開始位置を決定することで、初回のツルーイングストロークにて、ツルアを砥石車に確実に接触させるようにしてもよい。
【００５０】
一方、先回のツルーイングや研削加工されたワークから割出した砥石車の形状寸法を参照して、初回のツルーイングストロークにて、ツルアが砥石車に確実に接触しないように開始位置を決定してもよい。このようにすることで、初回のツルーイングストロークにて、切込み量が多すぎるツルーイング加工が行われることを防止することができる。
【００５１】
また、一連のツルーイングにて行われる個々のツルーイングストロークについて、常時、ツルアを一定の送り速度でツルーイング方向に移動させることとしてもよいが、砥石車にツルアが接触したとの判断が完了するまでのツルーイングストロークについては、所定のツルーイング加工を行う際の送り速度よりも速い送り速度でツルアを移動させることとしてもよい。このようにすることで、接触を判断するまでの時間を短縮化することができる。また、所定のツルーイング加工を構成する少なくとも最後のツルーイングストロークについて、所定のツルーイング加工を構成する他のツルーイングストロークの送り速度よりも遅い送り速度でツルアを移動させることとして、これにより、砥粒の良好な切れ味を再生する仕上のツルーイング加工を行うこととしてもよい。
【００５２】
また、各ツルーイングストロークの切込み量を、常時、一定としてもよいが、砥石車とツルアとが接触したと判断するツルーイングストロークまで、或いは、所定のツルーイング加工の初期段階のツルーイングストロークまでは、各ツルーイングストロークの切込み量を多くして粗いツルーイング加工を行う一方で、ツルーイング加工の最終段階のツルーイングストロークについては、切込み量を少なくして仕上のツルーイング加工を行うようにしてもよい。このようにすることで、ツルーイング全体の時間の短縮化を図ることができるばかりか、少なくとも砥石車とツルアとが接触したと判断するツルーイングストロークでの切込み量が多いことから、このツルーイングストローク時に出力値の高い検出信号を得ることができ、接触の検出信号をノイズと明確に区別できるようになる。
【００５３】
また、本例では、回転駆動されるツルアを採用しており、ツルーイングに際しては、所定の周速度比（ツルアの周速度／砥石車の周速度）となるように、ツルアを回転駆動させるのであるが、各ツルーイングストロークにおいて、砥石車の周速度が変更されても、常時、一定の周速度比となるようにツルアを回転させることとすればよい。ここで、周速度比が０．５〜０．９となるようにツルアを回転させると、ツルアによって砥粒を良好に破壊することができ、砥粒の切れ味を効率よく再生することができる。
【００５４】
これに対して、砥石車とツルアとが接触したと判断するツルーイングストロークまで、或いは、所定のツルーイング加工の初期段階のツルーイングストロークまでは、小さな周速度比となるようにツルアを回転させる一方で、ツルーイング加工の最終段階のツルーイングストロークでは、大きな周速度比となるようにツルアを回転させるようにしてもよい。小さな周速度比でのツルーイング加工では、砥石にツルアによるせん断力が大きく加わり、砥石形状の修正を効率よく行うことができ、大きな周速度比でのツルーイング加工では、砥石にツルアによる破壊力が大きく加わり、砥粒の切れ味の再生を効率よく行うことができる。そして、大きな周速度比として、「０．５〜０．９」の値を設定すれば、大きな周速度比のツルーイング加工によって、良好な切れ味を再生する仕上のツルーイングを行うことができる。
【００５５】
ところで、ツルアの回転方向については、砥石車との接触部分が砥石車と同方向に移動するように、砥石車の回転方向に対して逆方向とするのが通常である。そして、周速度比は、このように相対的に回転する砥石車の周速度とツルアの周速度との比を「＋値（プラス値）」で表すのであるが、ツルアの回転を停止させると、周速度比は「０」となり、通常とは逆方向にツルアを回転させると、周速度比は「−値（マイナス値）」となる。よって、上記小さな周速度比は、「０」及び「−値」の周速度比を含むものである。特に、「−値」の周速度比でツルアを回転させると、砥石に大きなせん断力を与えることができ、砥石の形状を、より一層、効率よく、修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る研削盤の一例を示す平面図である。
【図２】本発明に係るツルーイング方法によりツルーイングを行う状態を示す概略図である。
【図３】図２に示したツルーイング時のＡＥ信号波形のグラフである。
【図４】ツルーイングを行う状態の別例を示す概略図である。
【図５】図４に示したツルーイング時のＡＥ信号波形のグラフである。
【図６】従来のツルーイング方法によりツルーイングを行う状態を示す概略図である。
【図７】図６に示したツルーイング時のＡＥ信号波形のグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
Ｓ 砥石車
Ｔ ツルア
Ｗ ワーク
１０ 研削盤
２０ ベッド
３０ 砥石台
３１ 軸頭
３２ 砥石軸
４０ ワーク台
４１ 主軸台
４２ 主軸
４３ 心押し台
４４ センタ
５０ ツルーイング装置
５１ ツルア台
５２ ＡＥセンサ
６０ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砥石車のツルーイング方法及び研削盤に関するものであり、詳しくは、アコースティックエミッションセンサを用いて砥石車とツルアとの接触を検出してツルーイングを行う砥石車のツルーイング方法、及び、このツルーイング方法を実現する研削盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
砥石車のツルーイングを行うに際しては、ツルア（ダイヤモンドドレッサ等の砥石の修正具）を砥石車に近づけて、砥石車にツルアが接触し始めた時点での砥石車に対するツルアの位置を基準として所定のツルーイング加工を行うことが一般になされている。なお、本書においては、砥石車とツルアとを相対的に移動させ、ツルアによって砥石車の砥石を除去することで、ワーク（工作物）に研削加工を施す砥石車の研削面の形状を修正したり、砥粒の良好な切れ味を再生したりする一連の作業を「ツルーイング」と称し、ツルアによって砥石を除去する加工を「ツルーイング加工」と称することとする。
【０００３】
そして、以下の文献にあるように、アコースティックエミッション（以下「ＡＥ」という）を検出するアコースティックエミッションセンサ（以下「ＡＥセンサ」という）を用いて、砥石車と、この砥石車とは異なる他の部材との接触を検出することは公知であり、本願発明者は、ＡＥセンサによって砥石車とツルアとの接触を検出して上述のツルーイングを行う新規なツルーイング方法を案出した。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３３９８３７号公報
【特許文献２】特開２００５−２６２３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＡＥセンサによって砥石車とツルアとの接触を検出して単にツルーイングを行うだけでは、以下のような問題が生じる。なお、以下では、図６に示すように、砥石車Ｓの外周面をツルアＴによってツルーイングする場合を代表的に例示して説明する。
【０００６】
図６に示すツルーイングは、砥石車Ｓの径方向を切込み方向、砥石車Ｓの軸方向をツルーイング送り方向として、砥石車Ｓに対してツルアＴを、所定の切込み量となるように切込み方向に相対的に近づけた上で、所定の送り速度でツルーイング送り方向に相対的に移動させることで、砥石車Ｓの外周面のツルーイングを行うものである。ここで、砥石車Ｓに対してツルアＴをツルーイング送り方向に移動させることを「ツルーイングストローク」と称すると、図６に示すツルーイングでは、所定の切込み量のツルーイングストロークが繰返されて、砥石車Ｓの外周面がツルーイングされる。そして、このようなツルーイングでは、砥石車ＳにツルアＴが接触したツルーイングストロークをＡＥセンサによって検出し、このツルーイングストローク時における砥石車Ｓに対するツルアＴの位置（砥石車Ｔの径方向の位置）を基準として所定のツルーイング加工を行うことで、ツルーイングが完了する。
【０００７】
なお、図６では、説明の便宜上、切込み量を誇張してあるが、実際のツルーイングでは、切込み量は僅かなものである。また、このように切込み量を誇張した図示は、ツルーイングの状態を示す他の図（図２及び図４）においても同様である。
【０００８】
ところで、ＡＥセンサは、部材同士の接触によって生じた衝突音や破壊音等のＡＥを電圧に変換し、この電圧を検出信号として出力するものである。そして、このようなＡＥセンサによって砥石車とツルアとの接触を検出しようとした場合には、ＡＥセンサからの出力値が閾値（予め定めた設定値）に達したことを条件として、砥石車にツルアが接触したと判断するのであるが、ＡＥセンサから出力される検出信号にはノイズが含まれていることから、砥石車にツルアが接触した際に出力される検出信号をノイズと明確に区別できるように、上記閾値を高く設定することが余儀なくされる。これは、ノイズの出力値よりも十分に高い閾値を設定しないと、砥石車にツルアが実際には接触していなくても、ノイズによって砥石車にツルアが接触したと誤判断してしまう可能性があるからである。
【０００９】
しかしながら、閾値を高く設定すると、砥石車にツルアが実際に接触してはいるのであるがＡＥセンサの出力値が低い場合に、この接触を検出することができず、砥石を過剰に除去するツルーイングを行うことを余儀なくされる場合がある。この理由を、以下に説明する。
【００１０】
ＡＥセンサの出力値が閾値に達した時点で砥石車にツルアが接触したと判断しようとすると、例えば図７に示すように、砥石車にツルアが実際に接触するツルーイングストローク時に、ＡＥセンサからノイズよりも高い出力値の検出信号が出力されたとしても、この検出信号の出力値が閾値よりも低いと（図６のツルーイングストロークＡ、及び、図７のＡ部分を参照）、このツルーイングストロークによっては、砥石車にツルアが接触したことを判断することができない。よって、閾値よりも高い出力値が得られる次のツルーイングストローク（図６のツルーイングストロークＢ、及び、図７のＢ部分を参照）によって砥石車にツルアが接触したと判断せざるを得ず、このツルーイングストロークを基準として、以降、例えば所定の切込み量で２回のツルーイングストロークを行う（図６のツルーイングストロークＣ，Ｄ、及び、図７のＣ，Ｄ部分を参照）といったような所定のツルーイング加工を行わなければならない。
【００１１】
なお、図７のグラフは、ＡＥセンサからの出力されたＡＥ信号波形（電圧）と時間との関係を示すものであり、ＡＥ信号波形は、電圧０を基準に＋域と−域とで振幅するのであるが、このグラフでは、振幅の上限値を直線で模式的に示すことで、振幅する波形の図示を省略してある。また、このような振幅する波形の図示の省略は、ＡＥセンサからの出力されたＡＥ信号波形（電圧）と時間とのグラフを示す他の図（図３及び図５）についても同様である。
【００１２】
このように、閾値を高く設定すると、砥石車にツルアが実際に接触を開始する初回のツルーイングストロークを検出することができない場合がある。ここで、砥石車にツルアが実際に接触を開始する初回のツルーイングストロークを基準とすれば、砥石車の実際の形状寸法を、より正確に把握することができ、ツルーイング加工によって除去する砥石の量を減らすことができる（上述のツルーイングにおいては、１回分のツルーイングストロークを省略できる）のであるが、ＡＥセンサによって砥石車とツルアとの接触を検出して単にツルーイングを行うだけでは、ＡＥセンサから出力される検出信号にノイズが含まれるが故に、閾値を十分に高く設定せざるを得ず、砥石を過剰に除去するツルーイングを余儀なくされるのである。なお、ツルーイングにおいて砥石を過剰に除去することは、砥石を無駄に消費するばかりでなく、ツルーイング時間が無用に長くなることから、砥石を過剰に除去しない的確なツルーイングを行うことができるようにすることが要望される。
【００１３】
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、砥石を過剰に除去しない的確なツルーイングを行うことのできる砥石車のツルーイング方法、及び、このツルーイング方法を実現する研削盤の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために本発明の採った主要な手段は、
「砥石車の周速度をツルーイング加工時の周速度よりも遅くした状態で砥石車にツルアを接触させ、砥石車にツルアが接触した際に生じるアコースティックエミッションを検出信号として出力するアコースティクエミッションセンサの出力値が閾値に達した時点での砥石車に対するツルアの位置を基準とすると共に、砥石車の周速度を前記ツルーイング加工時の周速度に変更して、所定のツルーイング加工を行うことを特徴とする砥石車のツルーイング方法」
である。
【００１５】
本願発明者は、閾値を低くすれば上述の課題が解決できることを新規に着目し、如何にすれば閾値を低くできるかを鋭意研究した結果、砥石車の周速度を遅くすることで、換言すれば、砥石車の回転数を下げることで、ＡＥセンサからの検出信号に含まれるノイズの出力値を低下させることができることを見出し、上記構成のツルーイング方法を完成させたのであり、上記構成のツルーイング方法によれば、閾値を低く設定することができ、これにより、砥石車の実際の形状寸法をより正確に把握することができる。よって、ＡＥセンサによって砥石車とツルアとの接触を検出して単にツルーイングを行うだけよりも、砥石を過剰に除去しない的確なツルーイングを行うことができる。
【００１６】
ところで、砥石車の周速度を、通常のツルーイング加工時の周速度よりも遅くして、砥石車とツルアとの接触を検出し、そのままの周速度で、ツルーイングを行ってもよい。しかしながら、ツルーイング加工時の砥石車の周速度は、ワークの研削加工時と同じ周速度に設定するのが好ましい。これは、ワークの研削加工時とは異なる周速度で砥石車を回転させてツルーイング加工を行うと、ツルーイング加工時と研削加工時とでの砥石車の回転数の違いにより、研削加工時に芯ズレを生じ、研削加工時にビビリが発生したり、高精度な研削加工を実現できなくなる虞があるからである。よって、上記構成のツルーイング方法では、砥石車とツルアとの接触の検出においては、砥石車の周速度を遅くするのであるが、所定のツルーイング加工を行う際には、砥石車の周速度を速くして、通常と同様のツルーイング加工を行うこととしてある。これにより、研削加工時にビビリが発生することがなく、また、高精度な研削加工を実現することができる。なお、ツルーイング加工時の砥石車の周速度については、研削加工時と同じ周速度とするのが好適であるが、本発明では、これに限定する必要はなく、砥石車とツルアとの接触の検出時よりも速い周速度であればよい。
【００１７】
上述した手段において、
「砥石車にツルアを接触させた状態で、砥石車に対してツルアを相対的に、砥石車のツルーイング対象面を超えた範囲に渡って移動させた際に、砥石車のツルーイング対象面の全体に渡ってアコースティクエミッションセンサの出力値が閾値に達することを前記基準の条件とすることを特徴とする砥石車のツルーイング方法」
としてもよい。
【００１８】
砥石車とツルアとの接触を検出する場合、例えば、ツルーイング対象面が砥石車の周面であればツルアを砥石車の径方向に近づけたり、ツルーイング対象面が砥石車の端面であればツルアを砥石車の軸方向に近づけたりするといったように、ツルアを砥石車のツルーイング対象面に対して直角方向から近づけて、砥石車にツルアが接触し始めた時点を検出するようにしてもよい。
【００１９】
しかしながら、このような態様では、砥石車とツルアとの接触によって、ツルーイング対象面の局部的な形状寸法は把握することができるものの、ツルーイング対象面全体の形状寸法を把握することはできない。ここで、砥石車の研削面（ワークに研削加工を施す面）は、その全体がワークの研削加工によって均一に損耗するとは限らず、ツルーイング対象面の局部的な形状寸法を基準にツルーイング加工を行うと、ツルーイング対象面の一部にツルーイング不足を生じる可能性がある。
【００２０】
そこで、上記手段では、ツルアを、砥石車のツルーイング対象面を超えた範囲に渡って移動させて、ツルーイング対象面の全体に渡って砥石車とツルアとの接触を検出することとする。これにより、ツルーイング対象面の一部にツルーイング不足が生じることを防止できる。なお、ツルーイング対象面を超えた範囲に渡ってツルアを移動させるには、ツルアを、移動開始の位置である砥石車に接触しない逃がし位置から、移動終了の位置である砥石車に接触しない逃がし位置まで、ツルーイング対象面に沿ってツルーイング送り方向に移動させればよい。ここで、ツルーイング対象面が、円筒面、円錐面または平坦な端面等といったような平坦面である場合には、ツルアをツルーイング対象面に沿って移動させると、ツルアは、平坦面のツルーイング対象面に沿って直線状に移動することになるが、ツルーイング対象面が、研削加工を施すワークの形状に倣った面形状等の凹凸面である場合には、この凹凸面の断面の外形線に倣って移動することになる。
【００２１】
上述した手段において、
「前記アコースティックエミッションセンサは、砥石車の回転軸であり砥石車が着脱自在に装着される砥石軸に設けられたものであることを特徴とする砥石車のツルーイング方法」
としてもよい。
【００２２】
本願発明者は、ＡＥセンサを、砥石車の回転軸であり砥石車が着脱自在に装着される砥石軸に設けた場合に、砥石車の周速度を遅くすることで、ＡＥセンサからの検出信号に含まれるノイズの出力値を著しく低下させることができることを、鋭意研究の結果、見出し、上記構成のツルーイング方法を完成させたのであり、上記構成のツルーイング方法によれば、閾値を大幅に下げることができ、これにより、ツルーイングに際して砥石が過剰に除去されることを的確に防止することができる。
【００２３】
また、上述の課題を解決するために本発明の採った主要な手段は、
「砥石車と、
該砥石車に対して、砥石車の軸方向及び径方向に相対的に移動駆動されるツルアと、
砥石車とツルアとが接触した際に生じるアコースティックエミッションを検出信号として出力するアコースティクエミッションセンサと、
ツルーイング加工時の周速度よりも遅い周速度で砥石車を回転させた状態で、砥石車に対してツルアを相対的に移動させて砥石車にツルアを接触させ、アコースティックエミッションセンサの出力値が閾値に達した時点での砥石車に対するツルアの位置を基準とすると共に、砥石車の周速度を前記ツルーイング加工時の周速度に変更して、所定のツルーイング加工を行う制御装置と
を備えることを特徴とする研削盤」
である。
【００２４】
この研削盤によれば、上記の通り構成された制御装置を具備するため、砥石を過剰に除去しない的確なツルーイングを行うことのできる上述のツルーイング方法を実現することができる。
【発明の効果】
【００２５】
上述の通り、本発明によれば、砥石を過剰に除去しない的確なツルーイングを行うことのできる砥石車のツルーイング方法、及び、このツルーイング方法を実現する研削盤を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明に係る砥石車のツルーイング方法及び研削盤の実施形態の一例を、図面に従って詳細に説明する。
【００２７】
図１に、研削盤１０（具体的には円筒研削盤）の一例を示す。この研削盤１０は、基台を構成するベッド２０と、砥石車Ｓを支持する砥石台３０と、ワークＷを支持するワーク台４０とを備えたものである。ここで、砥石台３０は、砥石車Ｓの回転軸となる砥石軸３２を回転自在に支承する軸頭３１と、砥石軸３２を回転させる砥石軸回転駆動装置（図示省略する）とを備えており、砥石車Ｓは、軸頭３１の砥石軸３２に着脱自在に装着されて回転駆動される。また、ワーク台４０は、ワークＷの一側端部を支持する主軸４２、及び、この主軸４２を回転させる主軸回転駆動装置（図示省略する）を有する主軸台４１と、ワークＷの他端側端部を回転自在に支持するセンタ４４を有する心押し台４３とを備えており、ワークＷは、主軸台４１の主軸４２と心押し台４３のセンタ４４との間に支持されて、研削加工時において回転駆動される。
【００２８】
砥石台３０は、ベッド２０上に、送りねじ機構やリニアモータ機構等の適宜のスライド機構によって、主軸４２の径方向（以下「Ｘ軸方向」という）に移動自在に組付けられており、Ｘ軸駆動装置（図示省略する）によって、Ｘ軸方向に移動駆動される。また、ワーク台４０は、ベッド２０上に、送りねじ機構やリニアモータ機構等の適宜のスライド機構によって、主軸４２の軸方向（以下「Ｚ軸方向」という）に移動自在に組付けられており、Ｚ軸駆動装置（図示省略する）によって、Ｚ軸方向に移動駆動される。このような構成により、この研削盤１０では、砥石車ＳとワークＷとを、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に相対的に移動させることができる。
【００２９】
また、主軸台４１には、ツルアＴが着脱自在に装着されたツルア台５１が付設されており、砥石軸３２には、砥石車ＳとツルアＴとの接触を検出するＡＥセンサ５２が組込まれている。よって、この研削盤１０は、ツルーイング装置５０を具備するものとなっており、ツルーイング装置５０において、砥石車ＳとツルアＴとを、砥石車Ｓの軸方向でもあるＺ軸方向、及び、砥石車Ｓの径方向でもあるＸ軸方向に、相対的に移動させることができるものとなっている。
【００３０】
なお、本例では、砥石車Ｓの砥石が、ＣＢＮ砥石（立方晶窒化ホウ素砥石）によって構成されており、この砥石を良好にツルーイングできるように、ツルアＴとして、円板状に形成される共に外周面の全周にダイアモンドが埋設され、ツルア台に組込まれたツルア回転駆動装置（図示省略する）によって、ツルーイングに際して回転駆動される回転タイプのツルアＴが採用されている。また、ＡＥセンサ５２は、砥石軸３２の先端に組込まれており、砥石軸３２における砥石車Ｓの装着部分の剛性を確保し易い構造となっている。ここで、ＡＥセンサ５２は、砥石車Ｓの装着部分に近ければ近い程、砥石車Ｓが他の部材と接触した際に生じるＡＥを的確に検出でき、しかも、ノイズを拾い難くなるため、砥石軸３２の剛性を十分に確保できるのであれば、砥石車Ｓの装着部分に組込むことも好適である。
【００３１】
ところで、この研削盤１０は、ＣＮＣ制御装置等、コンピュータを用いて構成された制御装置６０を備えている。ここで、制御装置６０は、所定の加工プログラムを実行することで、数値制御により自動化された研削加工を行うものであり、また、所定のツルーイングプログラムを実行することで、数値制御により自動化されたツルーイングを行うものである。そして、制御装置６０は、機能的構成として、Ｘ軸駆動装置を制御するＸ軸制御手段６１と、Ｚ軸駆動装置を制御するＺ軸制御手段６２と、主軸回転駆動装置を制御する主軸制御手段６３と、ツルア回転駆動装置を制御するツルア制御手段６４と、砥石軸回転駆動装置を制御する砥石軸制御手段６５とを具備するものとして構成されている。
【００３２】
また、制御装置６０は、ツルーイングを行う場合に、ＡＥセンサ５２から出力される検出信号を監視しており、「ツルーイング加工時の周速度よりも遅い周速度で砥石車を回転させた状態で、砥石車に対してツルアを相対的に移動させて砥石車にツルアを接触させ、アコースティックエミッションセンサの出力値が閾値に達した時点での砥石車に対するツルアの位置を基準とすると共に、砥石車の周速度をツルーイング加工時の周速度に変更して、所定のツルーイング加工を行う」といったように、研削盤１０（ツルーイング装置５０）の砥石軸駆動装置、Ｘ軸駆動装置、Ｚ軸駆動装置等の各種の機器の駆動を制御する。
【００３３】
次に、ツルーイングの詳細について説明する。ツルーイングは、砥石車ＳにツルアＴが接触した時点のツルアＴの位置を基準に、砥石車Ｓのツルーイング対象面にツルアによって所定のツルーイング加工を施すことで、研削加工によって損耗した砥石車Ｓの研削面の形状の修正や、砥粒の切れ味を再生するのであるが、以下では、砥石車Ｓの外周面をツルーイング対象面として、このツルーイング対象面をツルーイングする状態を例示して説明する。なお、これに限らず、砥石車の端面等、適宜の研削面をツルーイング対象面とすることができる。また、以下では、平坦面である円筒状の砥石車Ｓの外周面をツルーイング対象面としているが、ツルーイング対象面は、平坦面ばかりでなく、研削対象のワークの形状にあわせた総型砥石の凹凸面であってもよく、この場合には、ツルアＴを、所定の切込み量で、凹凸を有するツルーイング対象面に倣ってツルーイング方向に移動させることで、ツルーイングを行うことができる。
【００３４】
図２に、砥石車Ｓの外周面をツルーイング対象面として、このツルーイング対象面をツルアＴによってツルーイングする状態を示す。また、このツルーイングに際しては、制御装置によって、ＡＥセンサ５２から出力された検出信号を監視しており、図３に、ＡＥセンサ５２からの出力値であるＡＥ信号波形（電圧）と時間との関係のグラフを示す。
【００３５】
このツルーイングでは、まず、砥石車Ｓの周速度を、ツルーイング加工時よりも遅い所定の周速度とした上で、砥石車Ｓに対してツルアＴを、砥石車Ｓに確実に接触しない逃がし位置であるツルーイングの開始位置ａに位置させた後、砥石車Ｓの軸方向に平行に、ツルーイング対象面を超える範囲に渡って、すなわち、砥石車の全幅を超える範囲に渡って、所定の送り速度で移動させて、１回目のツルーイングストロークＡを行う。この時、砥石車ＳにツルアＴが接触しなければ、所謂「空振り」であり、ＡＥセンサ５２からは、接触の検出信号が出力されず、ノイズ１だけが出力される（図３のＡ部分を参照）。ここで、このノイズ１は、砥石車Ｓの周速度をツルーイング加工時の周速度とした場合に生じるノイズ２よりも、低い出力値のノイズである。
【００３６】
また、１回目のツルーイングストロークＡにて、砥石車ＳにツルアＴが接触したとしても、この接触の検出信号の出力値がノイズ１よりも低ければ、接触の検出信号がノイズ１に埋没してしまうため、接触の検出信号は、実質的に出力されないことになる。また、出力値がノイズ１を超えた場合でも、この出力値が閾値に達していなければ、制御装置６０において、砥石車ＳにツルアＴが接触したと判断せず、後述のように接触の判断がなされるまで、所定の切込み量で切込み方向（砥石車の径方向）に近づけ、再度、ツルーイングストロークを行うといったことを繰返す。
【００３７】
次に、砥石車ＳにツルアＴが十分に接触するツルーイングストロークＢにて、ＡＥセンサ５２から閾値を超える出力値の検出信号が出力されると（図３のＢ部分を参照）、制御装置６０において、砥石車ＳにツルアＴが接触したと判断し、このツルアＴの位置を基準として、以降、所定の切込み量で２回のツルーイングストロークＣ，Ｄを行うといったような所定のツルーイング加工を行う。ここで、所定のツルーイング加工を行うに先駆けて、砥石車Ｓの周速度をツルーイング加工用の周速度に変更するのであるが、このように周速度を変更することで出力値の高いノイズ２が発生しても、ツルーイング加工に支障を来たすことはない。なお、砥石車Ｓのツルーイング加工用の周速度は、ワークＷを研削加工する際の周速度と同じ周速度であることが好ましい。
【００３８】
ところで、上述したツルーイングにおいて、砥石車ＳにツルアＴが接触したと判断するに際しては、砥石車Ｓのツルーイング対象面の全体において、ＡＥセンサ５２から閾値に達する出力値が得られたことを条件としており、これにより、部分的にツルーイング不足が生じることを防止している。具体的に説明すると、砥石車Ｓの研削面全体は、研削加工によって均一に損耗しているとは限らず、部分的に大きく損耗している場合もある。
【００３９】
例えば、図４及び図５に示すように、砥石車Ｓの外周面の中央部分が大きく損耗している状態では、開始位置ａから始まる初回のツルーイングストロークＡは空振りであるが（図５のＡ部分を参照）、２回目のツルーイングストロークＢにて、砥石車ＳにツルアＴが接触する。ここで、このツルーイングストロークＢでは、砥石車Ｓの左右両端部分にツルアＴが接触するだけであり、砥石車Ｓの中央部分にはツルアＴが接触しない。このようなツルーイングストロークＢにおいて、ＡＥセンサ５２から閾値に達する出力値が得られたとしても、部分的なものであり、ツルーイング対象面の全体においてＡＥセンサ５２からの出力値が閾値に達しておらず（図５のＢ部分を参照）、このツルーイングストロークＢによっては、砥石車ＳにツルアＴが接触したとは判断しない。
【００４０】
そして、例えば、次の３回目のツルーイングストロークＣにて、ツルーイング対象面の全体においてＡＥセンサ５２からの出力値が閾値に達すると（図５のＣ部分を参照）、このツルーイングストロークＣによって、砥石車ＳにツルアＴが接触したと判断し、このツルーイングストロークＣを基準とすると共に、砥石車Ｓの周速度をツルーイング加工用の周速度に変更して、以降、所定のツルーイング加工であるツルーイングストロークＤ，Ｅを行って、ツルーイングを完了させる。このようなツルーイングによれば、所定のツルーイング加工の基準となるツルーイングストロークにおいて、ツルーイング対象面の全体にツルアＴを確実に接触させることができるため、以降の所定のツルーイング加工にて、部分的にツルーイング不足が生じることを防止することができる。
【００４１】
なお、制御装置６０にて、砥石車Ｓのツルーイング対象面全体においてＡＥセンサ５２の出力値が閾値に達したか否かを判定させるためには、適宜の手法を採用することができる。例えば、個々のツルーイングストロークにおいて、制御装置６０での処理により、ツルーイング対象面のツルーイング送り方向の寸法と、ツルアＴのツルーイング送り方向の移動速度とから、ツルアＴがツルーイング対象面全体を移動するのに要する時間を算出し、この算出した時間内での出力値が閾値を下回らなければ、ツルーイング対象面全体において出力値が閾値に達したと判定する手法を採用することができる。また、個々のツルーイングストロークにおいて、ツルアＴがツルーイング対象面全体を移動する時間を予め設定しておき、この設定された時間内において出力値が閾値を下回らなければ、ツルーイング対象面全体において出力値が閾値に達したと判定する手法を採用することもできる。
【００４２】
次に、砥石車ＳとツルアＴとの接触を検出する際に砥石車Ｓの周速度をツルーイング加工用の周速度よりも遅くした場合の検証結果を示す。
【００４３】
ツルーイング加工用の周速度を「１２０ｍ／ｓ」に設定するのに対して、砥石車ＳとツルアＴとの接触を検出する際の周速度を「６０ｍ／ｓ」に設定すると、ＡＥセンサからの出力されるノイズの出力値を約１／２に低下させることができた。これにより、接触判断のための閾値を、約１／２の低い値に設定することができた。
【００４４】
なお、砥石車Ｓの周速度を遅くすればする程、ノイズの出力値を低下させることはできるが、周速度が遅すぎると、砥石車ＳにツルアＴを接触させた際に砥石が損傷してしまうといった不具合を生じる。よって、砥石車ＳとツルアＴとの接触を検出する際の周速度は、ツルーイング加工用の周速度に対して、少なくとも３０％、より好適には少なくとも４０％の周速度とするのがよい。一方、砥石車Ｓの周速度がツルーイング加工用の周速度に近いと、ノイズの出力値を大きく低下させることができず、砥石車Ｓの周速度を遅くしたことにより得られる効果が薄らいでしまう。よって、ツルーイング加工用の周速度に対して、多くとも７５％、より好適には多くとも６０％の周速度とするのがよい。
【００４５】
また、閾値の値は、ノイズの出力値よりも大きな値であれば、適宜設定することができるのであるが、誤判断防止の点から安全を見込んで、ノイズの出力値の少なくとも３倍の値に設定するのが通常である。そこで、本例においても、砥石車の周速度を遅くした状態で生じるノイズの出力値の３倍程度の閾値を設定すればよいが、ノイズの出力値が大きく低下すると、ノイズの検出信号と接触の検出信号とを明確に区別できるようになる。よって、本発明に係るツルーイング方法によれば、閾値を、ノイズの出力値の少なくとも２倍の値に設定することが可能となり、この点からも、閾値を大幅に低い値に設定することができる。
【００４６】
以上、本発明に係る砥石車のツルーイング方法及び研削盤の一例を説明したが、本発明はこれに限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更が可能である。
【００４７】
例えば、本発明に係るツルーイング方法を実現する研削盤は、円筒研削盤以外の他のタイプの研削盤であってもよい。また、本発明に係るツルーイング方法は、ツルーイング装置を具備する研削盤に限らず、ツルーイング専用の装置として独立したツルーイング装置によっても実現することができる。
【００４８】
また、上述の例では、所定のツルーイング加工として、ツルーイングストロークＣ，Ｄの２回のツルーイングストロークを行うが、所定のツルーイング加工としては、これに限らず、１回のツルーイングストロークを行うこととしてもよい。しかしながら、少なくとも２回のツルーイングストロークを行うのが好適であり、少なくとも３回のツルーイングストロークを行うのが、より好適である。砥石車にツルアが接触し始めるツルーイングストロークでは、除去する砥石の量が、常時、均一とはならず、バラツキを生じ、この除去する砥石の量のバラツキが、次回のツルーイングストロークでのツルーイング加工に影響を及ぼすため、高度な寸法精度のツルーイングや、砥粒の一定の切れ味を再生するツルーイングを実現し難くなるからである。
【００４９】
また、ツルアを、砥石車に確実に接触しない位置である開始位置（図２の位置ａ）に位置決めしてツルーイングを開始するに際しては、先回のツルーイングによって割出した砥石車Ｓの形状寸法に対して、所定の切込み量を加えた位置を開始位置とする等、先回のツルーイングによって把握した砥石車の形状寸法を参照して次回のツルーイング開始位置を決定することとすれば、初回のツルーイングストロークが、空振りのツルーイングストロークとなり難いツルーイングを行うことができ、これにより、空振りする無駄なツルーイングストロークを省略することができる。また、実際に研削加工を行ったワークの形状寸法から割出したツルーイング直前の砥石車の寸法形状を参照して開始位置を決定することで、初回のツルーイングストロークにて、ツルアを砥石車に確実に接触させるようにしてもよい。
【００５０】
一方、先回のツルーイングや研削加工されたワークから割出した砥石車の形状寸法を参照して、初回のツルーイングストロークにて、ツルアが砥石車に確実に接触しないように開始位置を決定してもよい。このようにすることで、初回のツルーイングストロークにて、切込み量が多すぎるツルーイング加工が行われることを防止することができる。
【００５１】
また、一連のツルーイングにて行われる個々のツルーイングストロークについて、常時、ツルアを一定の送り速度でツルーイング方向に移動させることとしてもよいが、砥石車にツルアが接触したとの判断が完了するまでのツルーイングストロークについては、所定のツルーイング加工を行う際の送り速度よりも速い送り速度でツルアを移動させることとしてもよい。このようにすることで、接触を判断するまでの時間を短縮化することができる。また、所定のツルーイング加工を構成する少なくとも最後のツルーイングストロークについて、所定のツルーイング加工を構成する他のツルーイングストロークの送り速度よりも遅い送り速度でツルアを移動させることとして、これにより、砥粒の良好な切れ味を再生する仕上のツルーイング加工を行うこととしてもよい。
【００５２】
また、各ツルーイングストロークの切込み量を、常時、一定としてもよいが、砥石車とツルアとが接触したと判断するツルーイングストロークまで、或いは、所定のツルーイング加工の初期段階のツルーイングストロークまでは、各ツルーイングストロークの切込み量を多くして粗いツルーイング加工を行う一方で、ツルーイング加工の最終段階のツルーイングストロークについては、切込み量を少なくして仕上のツルーイング加工を行うようにしてもよい。このようにすることで、ツルーイング全体の時間の短縮化を図ることができるばかりか、少なくとも砥石車とツルアとが接触したと判断するツルーイングストロークでの切込み量が多いことから、このツルーイングストローク時に出力値の高い検出信号を得ることができ、接触の検出信号をノイズと明確に区別できるようになる。
【００５３】
また、本例では、回転駆動されるツルアを採用しており、ツルーイングに際しては、所定の周速度比（ツルアの周速度／砥石車の周速度）となるように、ツルアを回転駆動させるのであるが、各ツルーイングストロークにおいて、砥石車の周速度が変更されても、常時、一定の周速度比となるようにツルアを回転させることとすればよい。ここで、周速度比が０．５〜０．９となるようにツルアを回転させると、ツルアによって砥粒を良好に破壊することができ、砥粒の切れ味を効率よく再生することができる。
【００５４】
これに対して、砥石車とツルアとが接触したと判断するツルーイングストロークまで、或いは、所定のツルーイング加工の初期段階のツルーイングストロークまでは、小さな周速度比となるようにツルアを回転させる一方で、ツルーイング加工の最終段階のツルーイングストロークでは、大きな周速度比となるようにツルアを回転させるようにしてもよい。小さな周速度比でのツルーイング加工では、砥石にツルアによるせん断力が大きく加わり、砥石形状の修正を効率よく行うことができ、大きな周速度比でのツルーイング加工では、砥石にツルアによる破壊力が大きく加わり、砥粒の切れ味の再生を効率よく行うことができる。そして、大きな周速度比として、「０．５〜０．９」の値を設定すれば、大きな周速度比のツルーイング加工によって、良好な切れ味を再生する仕上のツルーイングを行うことができる。
【００５５】
ところで、ツルアの回転方向については、砥石車との接触部分が砥石車と同方向に移動するように、砥石車の回転方向に対して逆方向とするのが通常である。そして、周速度比は、このように相対的に回転する砥石車の周速度とツルアの周速度との比を「＋値（プラス値）」で表すのであるが、ツルアの回転を停止させると、周速度比は「０」となり、通常とは逆方向にツルアを回転させると、周速度比は「−値（マイナス値）」となる。よって、上記小さな周速度比は、「０」及び「−値」の周速度比を含むものである。特に、「−値」の周速度比でツルアを回転させると、砥石に大きなせん断力を与えることができ、砥石の形状を、より一層、効率よく、修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る研削盤の一例を示す平面図である。
【図２】本発明に係るツルーイング方法によりツルーイングを行う状態を示す概略図である。
【図３】図２に示したツルーイング時のＡＥ信号波形のグラフである。
【図４】ツルーイングを行う状態の別例を示す概略図である。
【図５】図４に示したツルーイング時のＡＥ信号波形のグラフである。
【図６】従来のツルーイング方法によりツルーイングを行う状態を示す概略図である。
【図７】図６に示したツルーイング時のＡＥ信号波形のグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
Ｓ 砥石車
Ｔ ツルア
Ｗ ワーク
１０ 研削盤
２０ ベッド
３０ 砥石台
３１ 軸頭
３２ 砥石軸
４０ ワーク台
４１ 主軸台
４２ 主軸
４３ 心押し台
４４ センタ
５０ ツルーイング装置
５１ ツルア台
５２ ＡＥセンサ
６０ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥石車の周速度をツルーイング加工時の周速度よりも遅くした状態で砥石車にツルアを接触させ、砥石車にツルアが接触した際に生じるアコースティックエミッションを検出信号として出力するアコースティクエミッションセンサの出力値が閾値に達した時点での砥石車に対するツルアの位置を基準とすると共に、砥石車の周速度を前記ツルーイング加工時の周速度に変更して、所定のツルーイング加工を行うことを特徴とする砥石車のツルーイング方法。
【請求項２】
砥石車にツルアを接触させた状態で、砥石車に対してツルアを相対的に、砥石車のツルーイング対象面を超えた範囲に渡って移動させた際に、砥石車のツルーイング対象面の全体に渡ってアコースティクエミッションセンサの出力値が閾値に達することを前記基準の条件とすることを特徴とする請求項１に記載の砥石車のツルーイング方法。
【請求項３】
前記アコースティックエミッションセンサは、砥石車の回転軸であり砥石車が着脱自在に装着される砥石軸に設けられたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の砥石車のツルーイング方法。
【請求項４】
砥石車と、
該砥石車に対して、砥石車の軸方向及び径方向に相対的に移動駆動されるツルアと、
砥石車とツルアとが接触した際に生じるアコースティックエミッションを検出信号として出力するアコースティクエミッションセンサと、
ツルーイング加工時の周速度よりも遅い周速度で砥石車を回転させた状態で、砥石車に対してツルアを相対的に移動させて砥石車にツルアを接触させ、アコースティックエミッションセンサの出力値が閾値に達した時点での砥石車に対するツルアの位置を基準とすると共に、砥石車の周速度を前記ツルーイング加工時の周速度に変更して、所定のツルーイング加工を行う制御装置と
を備えることを特徴とする研削盤。
【請求項１】
砥石車の周速度をツルーイング加工時の周速度よりも遅くした状態で砥石車にツルアを接触させ、砥石車にツルアが接触した際に生じるアコースティックエミッションを検出信号として出力するアコースティクエミッションセンサの出力値が閾値に達した時点での砥石車に対するツルアの位置を基準とすると共に、砥石車の周速度を前記ツルーイング加工時の周速度に変更して、所定のツルーイング加工を行うことを特徴とする砥石車のツルーイング方法。
【請求項２】
砥石車にツルアを接触させた状態で、砥石車に対してツルアを相対的に、砥石車のツルーイング対象面を超えた範囲に渡って移動させた際に、砥石車のツルーイング対象面の全体に渡ってアコースティクエミッションセンサの出力値が閾値に達することを前記基準の条件とすることを特徴とする請求項１に記載の砥石車のツルーイング方法。
【請求項３】
前記アコースティックエミッションセンサは、砥石車の回転軸であり砥石車が着脱自在に装着される砥石軸に設けられたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の砥石車のツルーイング方法。
【請求項４】
砥石車と、
該砥石車に対して、砥石車の軸方向及び径方向に相対的に移動駆動されるツルアと、
砥石車とツルアとが接触した際に生じるアコースティックエミッションを検出信号として出力するアコースティクエミッションセンサと、
ツルーイング加工時の周速度よりも遅い周速度で砥石車を回転させた状態で、砥石車に対してツルアを相対的に移動させて砥石車にツルアを接触させ、アコースティックエミッションセンサの出力値が閾値に達した時点での砥石車に対するツルアの位置を基準とすると共に、砥石車の周速度を前記ツルーイング加工時の周速度に変更して、所定のツルーイング加工を行う制御装置と
を備えることを特徴とする研削盤。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２６０８７９（Ｐ２００７−２６０８７９Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９２６５４（Ｐ２００６−９２６５４）
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【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１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【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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