JP2007260881A - 砥石車のツルーイング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】形直しを効率よく行うことができるばかりでなく、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を提供する。
【解決手段】砥石車とツルアとが接触する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を監視して、前記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まで、ツルーイング精度の低いツルーイング条件にて低精度ツルーイング加工を行った後、同一のツルーイング対象面に対してツルーイング精度の高いツルーイング条件にて高精度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。
【選択図】図３

Description

本発明は、砥石車のツルーイング方法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状態を監視しつつツルアによって砥石車のツルーイング対象面をツルーイングする砥石車のツルーイング方法に関するものである。

砥石車のツルーイング対象面をツルア（ダイヤモンドドレッサ等の砥石の修正具）によってツルーイングするに際しては、所定のツルーイング加工を行うのであるが、従来、ツルーイングの開始からツルーイングの終了に至るまで、例えば送り速度や切込み量といったツルーイング条件を、常時、一定としてツルーイング加工を行うことが一般的になされている。ここで、本書においては、ツルアによって砥石の表面を切除する加工を「ツルーイング加工」と称し、砥石車とツルアとを相対的に移動させて所定のツルーイング加工を行うことで、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」と称することとする。

特開２００５−２１２０１９号公報

ところで、ツルーイング条件を一定としてツルーイングを行う場合には、ツルーイング対象面に対してツルーイングを完了した時点にて、研削面の高度な寸法精度の形直し、及び、砥粒の良好な切れ味の再生の双方を実現しなければならないことから、例えば十分に遅い送り速度や微小な切込み量とする等して、高度なツルーイング精度が得られるツルーイング条件を設定しなければならない。ここで、砥石車のツルーイング対象面は、研削加工での損耗によって大きく変形している場合があり、この場合には、ツルーイング加工を繰返し行うことで砥石の表面部分を多量に除去して形直しを行わなければならないのであるが、高度なツルーイング精度が得られるツルーイング条件で繰返しツルーイング加工を行うと、形直しについての効率が悪くなる。

そこで、本願発明者は、形直しを効率よく行うことができるようにするには如何にすればよいかを鋭意研究した結果、ツルーイング精度の低いツルーイング条件で、精度よりも効率を重視したツルーイング加工を行った後、ツルーイング精度の高いツルーイング条件でツルーイング加工を行うことで、形直しの所望の寸法精度を確保できるようにする新規なツルーイング方法を案出した。

しかしながら、ツルーイング全体において、夫々、ツルーイング条件が異なるツルーイング加工を単に行うこととしただけでは、以下のような問題を新たに生じる。

ツルーイング精度の低いツルーイング条件で予め定めた所定のツルーイング加工を実行することで、ラフな形直しを行い、その後、ツルーイング精度の高いツルーイング条件で予め定めた所定のツルーイング加工を実行することで、所望の寸法精度を確保しようとすると、先に行われたツルーイング加工によるラフな形直しが不十分であり、この不十分なラフな形直しを、後で行うツルーイング加工によっては修正しきれないといった不具合が生じる可能性がある。

これに対して、先に行うツルーイング加工によって、ラフな形直しを確実に完了させようとすると、先に行うツルーイング加工にて、ツルーイング対象面の表面部分から十分な量の砥石を除去しなければならず、砥石を過剰に除去することが余儀なくされる。ここで、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。

本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、形直しを効率よく行うことができるばかりでなく、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もできる砥石車のツルーイング方法の提供を課題とする。

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、第１手段として、
「砥石車とツルアとが接触する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を監視して、
前記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まで、ツルーイング精度の低いツルーイング条件にて低精度ツルーイング加工を行った後、同一のツルーイング対象面に対してツルーイング精度の高いツルーイング条件にて高精度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。

ここで、ツルーイング条件は、送り速度、切込み量、ツルア周速度比（回転するツルアを採用した場合における砥石車の周速度に対するツルアの周速度の比であり、「（ツルアの周速度）／（砥石車の周速度）」の値で示される）等、ツルーイング加工に際して設定される種々の設定項目である。そして、ツルーイング精度が低いツルーイング条件は、ツルーイング精度が高いツルーイング条件に比して、速い送り速度、多い切込み量、小さいツルア周速度比等である。

上記構成のツルーイング方法では、ツルーイング精度が低いツルーング条件の低精度ツルーイング加工によって、形直しを効率よく行うことができる。ここで、低精度ツルーイング加工での形直しは、研削加工によって変形した研削面を、ある程度の形状寸法に修正するラフな形直しであるが、低精度ツルーイング加工後に、ツルーイング精度の高いツルーイング条件で高精度ツルーイング加工を行うことで、所望する寸法精度の形直しを実現することができる。

なお、上記構成のツルーイング方法においては、低精度ツルーイング加工と高精度ツルーイング加工とで、送り速度、切込み量、ツルア周速度比等の種々のツルーイング条件の設定項目のうち、少なくとも一つの設定項目を変更すればよいが、複数の設定項目を変更することで、低精度ツルーイング加工において、より一層、効率のよい形直しを実現することができる。

ところで、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）は、部材同士の接触によって生じた衝突音や破壊音等のアコースティックエミッション（以下「ＡＥ」という）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。よって、このようなＡＥセンサの出力値を監視して、出力値が閾値に達することで、ラフな形直しを行う低精度ツルーイング加工が完了したと判断すれば、ラフな形直しが完了したことを的確に把握することができる。従って、ツルーイング全体において、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。

第２手段として、
「第１手段において、
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、前記アコースティクエミッションセンサの出力値が、砥石車のツルーイング対象面全体の一部において閾値に達することを条件に、前記低精度ツルーイング加工を終了させることを特徴とするツルーイング方法」
としてもよい。

低精度ツルーイング加工は、精度よりも効率を重視して、変形した研削面をラフに形直しすることを目的としたものであるが、この低精度ツルーイング加工によって、ツルーイング対象面全体においてラフな形直しを過度に行うと、まだ使用に耐え得る砥粒を無用に脱落させてしまったり、良好に開口している気孔を無用に潰してしまうといった不具合を生じる虞がある。

これに対して、上記構成のツルーイング方法では、低精度ツルーイング加工を、アコースティクエミッションセンサの出力値が、砥石車のツルーイング対象面全体の一部において閾値に達することを条件に終了させるため、ラフな形直しが過度に行われることを防止でき、上述の不具合が生じることを抑制することができる。

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。また、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。

第３手段として、
「第１手段において、
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、前記アコースティクエミッションセンサの出力値が、砥石車のツルーイング対象面全体の全てに渡って閾値に達することを条件に、前記低精度ツルーイング加工を終了させ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。

低精度ツルーイング加工によるラフな形直しが完了したことを判断するに際して、ツルーイング対象面全体において、ＡＥセンサの出力値が局部的に閾値に達することを条件とすると、ツルーイング対象面の局部的なツルーイング状態を把握することができるものの、ツルーイング対象面全体についてのツルーイング状態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ツルーイング状態によってラフな形直しが完了したか否かを判断すると、所望するラフな形直しに対して、ツルーイング対象面の一部に形直し不足を生じる可能性がある。

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ツルーイング状態を監視して、ツルーイング対象面全体に渡って閾値に達した出力値が得られれば、低精度ツルーイング加工によるラフな形直しが完了したとして判断する。これにより、ツルーイング対象面の一部に形直し不足が生じることを防止できる。

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、第４手段として、
「砥石車とツルアとが接触する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を監視して、
前記アコースティクエミッションセンサの出力値が第一閾値に達するまで、ツルーイング精度の低いツルーイング条件にて第一ツルーイング加工を行い、
次に、同一のツルーイング対象面に対して、前記アコースティクエミッションセンサの出力値が第二閾値に達するまで、前記第一ツルーイング加工よりもツルーイング精度の高いツルーイング条件にて第二ツルーイング加工を行い、
次に、同一のツルーイング対象面に対して、前記第二ツルーイング加工よりもツルーイング精度の高いツルーイング条件にて第三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。

上記手段のツルーイング方法は、ラフな形直しを、ツルーイング精度の低いツルーイング条件にて、第一ツルーイング加工及び第二ツルーイン加工の複数段階で行うこととし、その後、ツルーイング精度の高いツルーイング条件の第三ツルーイング加工によって、所望の寸法精度の形直しを実現できるようにしたものである。ここで、ラフな形直しにおいて、ツルーイング精度が最も低いツルーイング条件の第一ツルーイング加工を行うことで、形直しについてのより一層の効率の向上を図ることができる。そして、第一ツルーイング加工よりもツルーイング精度の高い第二ツルーイング加工によって、第三ツルーイング加工に先駆けて、ある程度の仕上がなされた形直しを行うことができる。

なお、上記構成のツルーイング方法においては、第一ツルーイング加工、第二ツルーイング加工及び第三ツルーイング加工の夫々において、送り速度、切込み量、ツルア周速度比等の種々のツルーイング条件の設定項目のうち、少なくとも一つの設定項目を変更すればよいが、複数の設定項目を変更することで、第一ツルーイング加工または第二ツルーイング加工において、より一層、効率のよい形直しを実現することができる。特に、第一ツルーイング加工と第二ツルーイング加工とで、ツルーイング条件の複数の設定項目を変更することで、第一ツルーイング加工でのラフな形直しの効率を的確に向上させることができる。

また、第一閾値と第二閾値とは、夫々異なる値に設定してもよく、また、同じ値に設定してもよい。ここで、同じ値に設定した場合には、例えば後述の第５手段のように、閾値に達したと判定する条件を変えることで、第一ツルーイング加工の終了と、第二ツルーイング加工の終了とを、夫々個別に判定することができる。また、異なる値に設定する場合には、第一閾値を第二閾値よりも低い値に設定してもよく、また、高い値に設定してもよく、夫々の値としては、第一ツルーイング加工及び第二ツルーイング加工の夫々について、所望のツルーイング加工が確実に完了されるように、適宜設定すればよい。

第５手段として、
「第４手段において、
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、前記アコースティクエミッションセンサの出力値が、砥石車のツルーイング対象面全体の一部において第一閾値に達することを条件に、前記第一ツルーイング加工を終了させ、
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、前記アコースティクエミッションセンサの出力値が、砥石車のツルーイング対象面全体の全てに渡って第二閾値に達することを条件に、前記第二ツルーイング加工を終了させる
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。

第一ツルーイング加工は、第二ツルーイング加工よりも、より効率を重視して、変形した研削面をラフに形直しすることを目的としたものであるが、この第一ツルーイング加工によって、ツルーイング対象面全体においてラフな形直しを過度に行うと、まだ使用に耐え得る砥粒を無用に脱落させてしまったり、良好に開口している気孔を無用に潰してしまうといった不具合を生じる虞がある。

そこで、第一ツルーイング加工を、アコースティクエミッションセンサの出力値が、砥石車のツルーイング対象面全体の一部において閾値に達することを条件に終了させることとすれば、ラフな形直しが過度に行われることを防止でき、上述の不具合が生じることを抑制することができる。

一方、第二ツルーイング加工は、後の第三ツルーイング加工に先駆けて、形直しについてある程度の仕上を行うことを目的としたものであるが、ツルーイング対象面全体に対して、第二ツルーイング加工によるある程度の形直しが完了しておらず、形直し不足が生じていると、後の第三ツルーイング加工によっては、所望の寸法精度の形直しを実現できなくなるといった不具合を生じる虞がある。

そこで、第二ツルーイング加工を、アコースティクエミッションセンサの出力値が、砥石車のツルーイング対象面全体の全てに渡って閾値に達することを条件に終了させることとすれば、形直し不足が生じることを防止でき、上述の不具合が生じることを抑制することができる。

第６手段として、
「第１〜５手段の何れかにおいて、
前記ツルーイング条件は、送り速度または切込み量の少なくとも一方であり、ツルーイング精度の低いツルーイング条件を、速い送り速度または多い切込み量とする一方で、ツルーイング精度の高いツルーイング条件を、遅い送り速度または少ない切込み量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。

上記構成のツルーイング方法は、低精度ツルーイング加工と高精度ツルーイング加工とで変更するツルーイング条件の項目、または、第一ツルーイング加工と第二ツルーイング加工と第三ツルーイング加工とで変更するツルーイング条件の項目を、具体的に限定したものであり、ツルーイング精度の低いツルーイング条件では、送り速度または切込み量を速くするまたは多くすることで、ツルーイング精度の低いツルーイング条件でのツルーイング加工の時間を的確に短縮することができ、形直しの効率向上を的確に図ることができる。

第７手段として、
「第１〜６手段の何れかにおいて、
ツルーイング全体における最終段階においては、ツルーイング条件を同一とした所定回数のツルーイング加工を繰返す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。

ツルーイングでは、最終的に、研削面の高度な寸法精度の修正、及び、砥粒の良好な切れ味の再生の双方を完了させなければならない。そこで、上記構成のツルーイング方法では、ツルーイングの最終段階において、ツルーイング条件を一定とした所定回数のツルーイング加工を繰返すことで、研削面の高度な寸法精度の修正、及び、砥粒の良好な切れ味の再生の双方を完了させることとする。よって、上記構成のツルーイング方法によれば、最終段階のツルーイング加工によって、高度な寸法精度の形直し及び良好な目立てを実現することができる。

ここで、最終段階のツルーイング加工では、ツルーイング精度が最も高いツルーイング条件を設定すればよい。また、最終段階のツルーイング加工に先駆けて、ある程度の形直しが完了しているため、形直しの効率よりも、良好な切れ味を再生させる目立ての確実性を重視したツルーイング条件を設定することができ、このようなツルーイング条件を設定することで、良好な切れ味の再生を的確に行うことのできるツルーイング方法とすることができる。

なお、ツルーイング全体における最終段階でのツルーイング条件を同一とした所定回数のツルーイング加工は、第１手段における高精度ツルーイング加工であってもよく、また、高精度ツルーイング加工の後に行う別途のツルーイング加工であってもよい。さらに、第４手段における第三ツルーイング加工であってもよく、また、第三ツルーイング加工の後に行う別途のツルーイング加工であってもよい。

上述の通り、本発明によれば、形直しを効率よく行うことができるばかりでなく、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もできる砥石車のツルーイング方法を提供することができる。

次に、本発明に係る砥石車のツルーイング方法の実施形態の一例を、図面に従って詳細に説明する。

図１に、本発明に係る砥石車のツルーイング方法を実現する装置として、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。

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。

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。

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と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。

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。

また、制御装置６０は、ツルーイングを行う場合に、所定のツルーング条件でツルーイング加工が行なわれるように、砥石軸駆動装置、ツルア回転駆動装置、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のであるが、加えて、ＡＥセンサ５２から出力される検出信号を監視しており、「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まで、ツルーイング精度の低いツルーイング条件にて低精度ツルーイング加工を行った後、同一のツルーイング対象面に対してツルーイング精度の高いツルーイング条件にて高精度ツルーイング加工を行う」といったように、また、「アコースティクエミッションセンサの出力値が第一閾値に達するまで、ツルーイング精度の低いツルーイング条件にて第一ツルーイング加工を行い、次に、同一のツルーイング対象面に対して、前記アコースティクエミッションセンサの出力値が第二閾値に達するまで、前記第一ツルーイング加工よりもツルーイング精度の高いツルーイング条件にて第二ツルーイング加工を行い、次に、同一のツルーイング対象面に対して、前記第二ツルーイング加工よりもツルーイング精度の高いツルーイング条件にて第三ツルーイング加工を行う」といったように、各種の機器の駆動を制御する。

次に、ツルーイングの詳細について説明する。ツルーイングでは、砥石車ＳにツルアＴが接触を開始した時点でのツルア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Ｔ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。

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。ここで、本例のツルーイングは、砥石車Ｓの軸方向を、ツルーイング加工に際してツルアＴを移動させる「ツルーイング送り方向」とし、砥石車Ｓの軸方向を、ツルーイング加工に際して切除される砥石の量の方向を示す「切込み方向」とし、ツルアＴを所定の切込み量でツルーイング送り方向に１回移動させることを１回の「ツルーイングストローク」とすると、複数回のツルーイングストローク（図２のツルーイングストロークＡ〜Ｉ参照）を繰返し行って、ツルーイングストローク毎に、ツルーイング対象面に沿って砥石の表面部分を徐々に除去するものである。また、各ツルーイングストロークにおいては、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ツルーイング送り方向の一方の側の逃がし位置であるツルーイングストロークの開始端から、砥石車Ｓに確実に接触しないツルーイング送り方向の他方の側の逃がし位置であるツルーイングストロークの終了端に向かって、ツルーイング送り方向に移動させることで、ツルアＴを、ツルーイング対象面を超える範囲に渡って移動させている。

なお、図２では、ワークの研削加工によってツルーイング対象面の中央部分が大きく損耗している砥石の状態を示しており、説明の便宜上、砥石の損耗及びツルーイングスストローク毎の切込み量を誇張してあるが、実際には、砥石の損耗及び切込み量は僅かなものである。

一方、このツルーイングに際しては、制御装置６０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から出力されるＡＥ信号波形の一例を示す。

なお、図３のグラフは、ＡＥセンサ５２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。

このツルーイングでは、まず、砥石車Ｓの周速度が、常時、実際にワークを研削加工する際の周速度（例えば１２０ｍ／ｓ）等の所定の周速度となるように、砥石車Ｓの回転を制御する。一方、ツルアＴについては、その周速度を、砥石車Ｓの周速度よりも十分に遅くして（例えば３６ｍ／ｓ）、ツルア周速度比が、後述する上仕上ツルーイング加工時よりも小さな値（例えば０．３）となるように回転を制御する。ここで、ツルア周速度比とは、砥石車Ｓの周速度に対するツルアＴの周速度の比であり、「（ツルアの周速度）／（砥石車の周速度）」の値で示されるものである。また、ツルアＴの回転方向については、砥石車Ｓとの接触部分が砥石車Ｓと同方向に移動するように、砥石車Ｓの回転方向に対して逆方向とするのが通常であり、ツルア周速度比は、このように相対的に回転する砥石車Ｓの周速度とツルアＴの周速度との比が「＋値（プラス値）」で表されている。

次に、砥石車Ｓに対してツルアＴを、ツルーイングの開始位置ａに位置させ、この開始位置ａを開始端として、終了端に向かって、ツルーイング送り方向に所定の第一送り速度（例えば３０００ｍｍ／ｍｉｎ）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）。

次に、ツルアＴを、１回目のツルーイングストロークＡの終了端から所定の第一切込み量（例えば１０μｍ）となるように砥石車Ｓの切込み方向に近づけた上で、この近づけた位置を開始端として、終了端に向かって、ツルーイング送り方向にツルーイングストロークＡと同じ送り速度である所定の第一送り速度で移動させて、２回目のツルーイングストロークＢを行う。この時、砥石車ＳにツルアＴが接触すると、ＡＥセンサ５２からは、接触の検出信号が出力される（図３のＢ部分を参照）。ここで、ＡＥセンサ５２の出力値が、予め定められた所定の閾値１に達していなければ、ツルーイングストロークＢと同量の切込み量でのツルーイングストローク（ツルーイングストロークＣ，Ｄ参照）を繰返し行う。すると、砥石車ＳとツルアＴとの接触度合いが増加して、やがて、ツルーイング対象面の一部において、閾値１を超える出力値が得られる（図３のＤ部分参照）。

このように、局部的ではあっても、閾値１に達した出力値が得られた時点で、第一段階の初期段階である粗ツルーイング加工を完了することとする。そして、次回以降のツルーイングストローク（ツルーイングストロークＥ〜Ｇ参照）では、送り速度及び切込み量を、夫々、第一送り速度よりも遅い所定の第二送り速度（例えば２０００ｍｍ／ｍｉｎ）、及び、第一切込み量よりも少ない所定の第二切込み量（例えば７．５μｍ）に変更して、ツルーイングストローク（ツルーイングストロークＥ〜Ｇ参照）を繰返して、第一段階の後期段階である中仕上ツルーイング加工を行う。

次に、この中仕上ツルーイング加工において、ＡＥセンサ５２から、ツルーイング対象面全体に渡って予め定められた所定の閾値２を超える出力値が得られると（図３のＧ部分参照）、この時点で、ツルーイング対象面の形直しが完了したとして、以降、第二段階の上仕上ツルーイング加工を行う。

この上仕上ツルーイング加工では、先回までのツルーイング加工時に比して、ツルアＴの周速度を速くして（例えば９０ｍ／ｓ）、ツルア周速度比の値を大きくし、しかも、「１」に近づけた値（例えば０．７５）として、ツルーイング対象面に露呈する砥粒を破砕して研削面の良好な切れ味を再生する。また、送り速度及び切込み量を、夫々、第二送り速度よりも遅い所定の第三送り速度（例えば１０００ｍｍ／ｍｉｎ）、及び、第二切込み量よりも少ない所定の第三切込み量（例えば５μｍ）に変更して、最終的に、高度な寸法精度の形直しを完了させる。なお、本例では、上仕上ツルーイング加工を、２回のツルーイングストローク（ツルーイングストロークＨ，Ｉ参照）を行って、高度な寸法精度の形直し及び良好な切れ味の再生の双方を確実に行うことができるようにしてある。

以上の例においては、粗ツルーイング加工と中仕上ツルーイング加工との関係において、粗ツルーイング加工が「低精度ツルーイング加工」に相当し、閾値１が「低精度ツルーイング加工の終了判断の閾値」に相当し、中仕上ツルーイング加工が「高精度ツルーイング加工」に相当するツルーイング方法として捉えることができる。一方、中仕上ツルーイング加工と上仕上ツルーイング加工との関係において、中仕上ツルーイング加工が「低精度ツルーイング加工」に相当し、閾値２が「低精度ツルーイング加工の終了判断の閾値」に相当し、上仕上ツルーイング加工が「高精度ツルーイング加工」に相当するツルーイング方法としても捉えることができる。

また、粗ツルーイング加工と中仕上ツルーイング加工と上仕上ツルーイング加工との関係においては、粗ツルーイング加工が「第一ツルーイング加工」に、中仕上ツルーイング加工が「第二ツルーイング加工」に、上仕上ツルーイング加工が「第三ツルーイング加工」に夫々相当し、閾値１が「第一閾値」に、閾値２が「第二閾値」に夫々相当するツルーイング方法として捉えることができる。

以上、本発明に係る砥石車のツルーイング方法を説明したが、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。

例えば、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円筒研削盤に限らず、ツルーイング装置を具備する他のタイプの研削盤によっても実現することができる。また、ＡＥセンサは、砥石軸に設けられたものに限らず、砥石台側の他の部位、ツルア台等のテーブル台側の適宜部位や、ベッドの適宜部位に設けられたものであってもよい。さらに、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。

また、上述の例では、上仕上ツルーイング加工として、ツルーイングストロークＨ，Ｉの２回のツルーイングストロークを行うが、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。上仕上ツルーイング加工の直前のツルーイング加工にて除去した砥石の量に差異が生じていると、この差異が、次回のツルーイング加工である上仕上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。

上述の例では、粗ツルーイング加工、中仕上ツルーイング加工及び上仕上ツルーイング加工といったように、ツルーイング全体が３種類のツルーイング加工により構成されているが、粗ツルーイング加工を省略したり、中仕上ツルーイング加工を省略してもよい。

また、粗ツルーイング加工においては、ツルア周速度比をマイナスの値として、ラフな形直しを行うこととしてもよい。さらに、粗ツルーイング加工において、ツルア周速度比を小さな値とし、中仕上ツルーイング加工と上仕上ツルーイング加工とにおいて、ツルア周速度比を同じ値とすると共に、粗ツルーイング加工よりも大きな値としてもよい。

ところで、上仕上ツルーイング加工によって構成された最終段階のツルーイング加工におけるツルア周速度比としては、「０．５〜０．９」、好ましくは「０．７〜０．９」といったように、「１」に近い大きな値として、砥石車にツルアによる大きな破壊力が加わって砥粒が良好に破砕するようにして、切れ味の再生を的確に行うことができるようにすればよい。そして、粗ツルーイング加工や中仕上ツルーイング加工等、形直しを重視するツルーイング加工でのツルア周速度比としては、上仕上ツルーイング加工時の周速度比よりも小さな値（マイナス値を含む）を、適宜設定すればよい。

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。

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。

さらに、砥石車とツルアとを相対的に近づけて、ＡＥセンサによって砥石車とツルアとの接触開始を検出して、接触が開始した時点でのツルアの位置を基準にして一連のツルーイングを行うこととしてもよい。このような態様では、ＡＥセンサの出力値が接触開始判断用の閾値に達することを条件に、砥石車とツルアとの接触が開始したと判断すればよいのであるが、ＡＥセンサからの検出信号がノイズを含むことから、接触開始判断用の閾値を、ノイズと明確に区別できるように、十分に高く設定しなければならない。

そこで、砥石車とツルアとの接触判断が完了するまでは、砥石車の周速度を、以降の一連のツルーイング加工時よりも遅くするとよい。砥石車の周速度を遅くすることで、ノイズの出力値を低下させることができ、砥石車とツルアとの高精度な接触開始位置を検出することができるからである。特に、粗ツルーイング加工の終了を判断するための閾値を、中仕上ツルーイング加工の終了を判断するための閾値よりも低く設定した場合には、粗ツルーイング加工の終了判断を的確に行うことができるように、粗ツルーイング加工が終了したと判断されるまで、砥石車の周速度を遅くして、ノイズの出力値を低下させることとするのがよい。

本発明に係るツルーイング方法を実現する装置として、研削盤の一例を示す平面図である。 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。

符号の説明

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

Claims (7)

1. 砥石車とツルアとが接触する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を監視して、
   前記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まで、ツルーイング精度の低いツルーイング条件にて低精度ツルーイング加工を行った後、同一のツルーイング対象面に対してツルーイング精度の高いツルーイング条件にて高精度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。
2. 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、前記アコースティクエミッションセンサの出力値が、砥石車のツルーイング対象面全体の一部において閾値に達することを条件に、前記低精度ツルーイング加工を終了させ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。
3. 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、前記アコースティクエミッションセンサの出力値が、砥石車のツルーイング対象面全体の全てに渡って閾値に達することを条件に、前記低精度ツルーイング加工を終了させ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。
4. 砥石車とツルアとが接触する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を監視して、
   前記アコースティクエミッションセンサの出力値が第一閾値に達するまで、ツルーイング精度の低いツルーイング条件にて第一ツルーイング加工を行い、
   次に、同一のツルーイング対象面に対して、前記アコースティクエミッションセンサの出力値が第二閾値に達するまで、前記第一ツルーイング加工よりもツルーイング精度の高いツルーイング条件にて第二ツルーイング加工を行い、
   次に、同一のツルーイング対象面に対して、前記第二ツルーイング加工よりもツルーイング精度の高いツルーイング条件にて第三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。
5. 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、前記アコースティクエミッションセンサの出力値が、砥石車のツルーイング対象面全体の一部において第一閾値に達することを条件に、前記第一ツルーイング加工を終了させ、
   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、前記アコースティクエミッションセンサの出力値が、砥石車のツルーイング対象面全体の全てに渡って第二閾値に達することを条件に、前記第二ツルーイング加工を終了させる
   ことを特徴とする請求項４に記載の砥石車のツルーイング方法。
6. 前記ツルーイング条件は、送り速度または切込み量の少なくとも一方であり、ツルーイング精度の低いツルーイング条件を、速い送り速度または多い切込み量とする一方で、ツルーイング精度の高いツルーイング条件を、遅い送り速度または少ない切込み量とすることを特徴とする請求項１から請求項５までの何れか一つに記載の砥石車のツルーイング方法。
7. ツルーイング全体における最終段階においては、ツルーイング条件を同一とした所定回数のツルーイング加工を繰返すことを特徴とする請求項１から請求項６までの何れか一つに記載の砥石車のツルーイング方法。

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