JP2004268234A

JP2004268234A - Grinding attachment and its control method

Info

Publication number: JP2004268234A
Application number: JP2003065547A
Authority: JP
Inventors: Toyoki Sugiyama; 豊樹杉山; Takashi Ono; 貴司大野
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2004-09-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive grinding attachment, and its control method for highly accurately determining the cutting quality of a grinding wheel without enlarging and complicating a device constitution. <P>SOLUTION: This grinding attachment has a control unit 5 for controlling a grinding speed of the grinding wheel 1 to an inner race raw material (a workpiece), and is provided with an arithmetic operation part 51a (a cutting quality determining means) for acquiring an actual speed of the grinding speed by an arithmetic operation by using the output pulse number to an infeed motor 42, and determining the cutting quality of the grinding wheel 1 on the basis of an indicating speed of the grinding speed and the acquired actual speed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軌道輪などのワークに研削加工を施す研削装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば内輪素材に研削加工を行う研削装置には、同素材を回転させるとともに、その素材に形成した貫通孔内に、電動モータによって一定回転速度で回転させた砥石を挿入し上記孔壁面（加工面）と接触させることにより、所望の内周面を有する内輪に仕上げるものがある。このような研削装置では、その砥石に研削加工に伴い変形などが生じることがあるため、砥石に対しドレス作業を定期的に実施することにより、砥石の切れ味を復元して研削加工の品質を安定させようとしていた。しかるに、砥石に生じる変形などは、研削加工前の内輪素材（ワーク）の状態に大きく影響されることから、上記のような定期的なドレス作業の実施では、切れ味の低下によるワークの品質低下を招いたり、不必要なドレス作業が行われることによってワーク連続加工が中断されて時間的なロスを生じたりすることがあった。
【０００３】
そこで、従来の研削装置には、砥石が装着された砥石軸に発生する撓み量をセンサー部により検出し、その検出結果に従い砥石の切れ味を判断するものが提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
具体的には、この従来装置では、上記電動モータの出力軸の一端部側を上記砥石軸として構成するとともに、砥石とモータ本体との間に砥石軸の撓み量を検出するためのターゲット及びセンサーを有するセンサー部を設け、そのセンシング結果に従って、砥石切れ味を評価してドレス作業の是非を決定していた。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２５５２５３７号公報（第２頁〜第３頁、第４図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような従来装置では、センサーなどの故障あるいはセンサーとターゲットを含む砥石軸との組付誤差などに起因して、砥石軸の撓み量を正確に検出できないことがあり、砥石の切れ味を精度よく判断できないことがあった。また、上記のようなセンサーやターゲット等を研削装置に設けていたので、当該装置構成が複雑で大型化し、装置の大幅なコストアップを招いた。しかも、上記センサー部では、そのセンサー等を砥石軸の近傍に配置する必要があることから、研削加工時に砥石のワークとの接触部分に供給されるクーラントを浴びたり、加工に伴い上昇する周囲温度等の装置の使用環境に影響されたりすることで、センサーが破損を生じたり、当該センサー部でのセンシング精度の大幅な低下を発生したりし易かった。
【０００６】
また、上記文献公知発明では、そのセンサー部を断熱材で遮蔽することにより、クーラントがセンサーなどに直接的にかかるのを防いで、その検知機能が大きく損なわれるのを防止しようとしていた。しかしながら、センサーを砥石軸の周りに配置する必要があるため、そのセンサー部を完全にシールすることは難しく、またワークを連続処理する場合などでは上記断熱材によって囲まれた配置空間内部の温度上昇の影響を避け難く、その温度上昇によるセンサー異常や故障を発生し易かった。
【０００７】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、装置構成を大型で複雑なものとすることなく、砥石の切れ味を高精度に判断することができるコスト安価な研削装置及びその制御方法を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の研削装置は、電動モータによって回転駆動される砥石軸と、この砥石軸に装着された砥石とを備え、設定された指示速度を基にワークに対する前記砥石の研削速度を制御する研削装置であって、
前記研削速度の実速度を取得するとともに、その取得した実速度と前記指示速度とを用いて、前記砥石の切れ味を判断する切れ味判断手段を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
上記のように構成された研削装置では、切れ味判断手段が上記研削速度の実速度を取得している。この実速度は、砥石の切れ味の応じて変化するものであり、砥石切れ味が低下するにつれて、実速度は上記設定された指示速度よりも小さくなることから、切れ味判断手段がその取得した実速度と設定された指示速度とを用いることにより、当該判断手段は砥石の切れ味を高精度に判断することができる。また、上記従来例と異なり、砥石軸の撓み量を検出する専用のセンサー部を設ける必要がないことから、研削装置の構成を簡略化することができ、高精度な切れ味判断を行える安価な装置を容易に構成することができる。
【００１０】
また、上記研削装置において、前記切れ味判断手段は、前記取得した実速度から前記砥石軸の撓み量を求め、その求めた撓み量を用いて前記砥石の切れ味を判断してもよい。
この場合、切れ味判断手段が撓み量を求めて砥石の切れ味を判断することから、撓み量を検出するセンサー部を設けることなく、高精度な切れ味判断をより確実に行うことができる。
【００１１】
また、上記研削装置において、前記砥石とワークとを相対的に接近させるパルスモータを備え、
このパルスモータの駆動制御を行うことにより、前記砥石とワークとの接近速度を変更して前記砥石の研削速度を制御し、かつ当該パルスモータへの出力パルス数のカウント値により、研削速度の実速度を取得することが好ましい。
この場合、上記研削速度の実速度及び撓み量が正確に検出されることとなり、上記切れ味判断手段が高精度な切れ味判断をより確実に行うことができるとともに、切れ味判断を行うための部材として上記パルスモータを使用することができ、装置構成の簡略化を容易に図ることができる。
【００１２】
また、上記研削装置において、前記砥石の切れ味の判断結果に応じて、当該砥石にドレス作業を実施する手段を備えていることが好ましい。
この場合、上記砥石の状態（切れ味）に応じた最適なタイミングでドレス作業を行わせることができ、切れ味の低下に起因するワーク品質の低下が発生するのを防止することができるとともに、不必要なドレス作業の実施を防ぐことができることから複数のワークを連続処理する場合などでも無駄な時間的ロスの発生を防ぐことができる。
【００１３】
また、上記研削装置において、前記指示速度が、前記電動モータでの目標とする研削電力の値により設定されることが好ましい。
この場合、指示速度は上記砥石軸に生じる撓み量などの外乱の影響を考慮した値によって設定されることとなり、ワークのサイクルタイムを短縮することができる。
【００１４】
また、本発明の研削装置の制御方法は、砥石が装着された砥石軸を電動モータによって回転駆動してワークに前記砥石による研削加工を施すとともに、設定された指示速度に基づいて当該ワークに対する前記砥石の研削速度を制御する研削装置の制御方法であって、
前記研削速度の実速度を取得して、その取得した実速度と前記指示速度とを用いて前記砥石の切れ味を判断し、前記砥石の切れ味の判断結果に応じて、当該砥石に対するドレス作業の要否を決定することを特徴とするものである。
【００１５】
上記のように構成された研削装置の制御方法では、取得した研削速度の実速度とその指示速度とを用いることにより、砥石の切れ味を高精度に判断することができるとともに、その高精度な判断結果に応じて上記ドレス作業の要否を決定しているので、ドレス作業を的確なタイミングで砥石に行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の研削装置及びその制御方法を示す好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明では、従来例との対比を容易なものとするために、内輪用の研削装置に適用した場合を例示して説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る研削装置の要部構成例を示す模式図であり、図２は同研削装置の要部構成例を示すブロック図である。
図１において、本実施形態の研削装置は、砥石１の回転駆動を行う駆動機構部２と、ワークとしての内輪素材３を支持する支持機構部４と、これらの機構部２、４の各駆動制御を行う制御部としての制御ユニット５とを備えており、上記素材３の材質やその素材３での加工面の状態、形状寸法などに応じて適宜選択された砥石１による研削加工を素材加工面に施せるようになっている。
【００１７】
上記駆動機構部２は、図１の左右方向にスライド移動可能に構成されており、内輪素材３に研削加工を行う場合には、図１に破線の矢印にて示すように移動されて、上記加工面としての素材内周面３ａに砥石外周面を接触させることが可能な加工位置に移動する。また、駆動機構部２が図１に示す退避位置に移動することにより、砥石１や内輪素材３の取替作業などを容易に行えるようになっている。また、駆動機構部２が上記退避位置に移動したときに、公知のドレス機構（図示せず）によって砥石１に対するドレス作業が行われるようになっている。このドレス作業は、制御ユニット５が研削加工中の砥石１と内輪素材３との相対的な接近速度（研削速度）の実速度を用いて、砥石１の摩耗状況（切れ味）を自動的に判断して、その判断結果に応じて最適なタイミングで実施されるようになっている（詳細は後述）。
【００１８】
また、上記駆動機構部２には、一端側に上記砥石１が着脱可能に装着されるとともに、図示しない軸受手段に回転自在に支持されたホイールヘッド（ＷｈｅｅｌＨｅａｄ；以下、“Ｗ／Ｈ”という。）２１と、このＷ／Ｈ２１を回転駆動する駆動用の電動モータ２２とが設けられている。上記Ｗ／Ｈ２１には、鉄等の金属により構成され、円柱状の砥石軸２１ａが設けられており、その先端部に砥石１が一体的に装着されている。電動モータ２２は、インバータ駆動されるＡＣモータなどにより構成されている。また、Ｗ／Ｈ２１の他端側及び電動モータ２２の出力軸には、第１プーリ２３及び第２プーリ２４がそれぞれ一体回転可能に取り付けられている。これらの第１及び第２プーリ２３、２４には、ベルト２５が架け渡されており、駆動機構部２では、上記制御ユニット５からの動作指令に応じてモータ２２が回転したときに、その回転力をＷ／Ｈ２１に伝えて、当該Ｗ／Ｈ２１及び砥石１を図１のＰ方向に一定速度で回転駆動する。また、この機構部２では、上記Ｗ／Ｈ２１により、砥石１の回転動作を安定させ、かつその砥石１による研削加工も安定した状態で行えるようになっている。さらに、第１及び第２プーリ２３、２４の外径を変更しそれらのプーリ比を調整することにより、同一のモータ２２を用いた場合でも砥石１の回転数の変更を行うことが可能となっている。
【００１９】
上記支持機構部４は、切込み台４１と、この切込み台４１にボールねじ式連結機構（図示せず）を介して接続された切込みモータ４２とを備えており、上記制御ユニット５から切込みモータ４２への速度指示に応じて、同モータ４２が回転することによって内輪素材３に対する砥石１の切込み速度（研削速度）を変更できるように構成されている。詳細にいえば、上記切込み台４１には、内輪素材３を回転可能な状態で保持するマグネットチャックと、このマグネットチャックによって保持された素材３を図１のＱ方向に回転するワーク回転用モータとが設けられている（図示せず）。そして、上記切込みモータ４２が図１のＲ方向に回転したときに、上記ボールねじ式連結機構が動作することによって切込み台４１は同図のＳ方向に移動される。これにより、回転中の内輪素材３も切込み台４１の移動とともに上記Ｓ方向に押込まれて、その加工面３ａと砥石１との接触（研削）位置がＳ方向に移動される。この結果、加工面３ａに対する砥石１の切込み量（研削量）が変更されるとともに、切込みモータ４２の回転速度を変えることにより、砥石１の研削速度もまた変更される。
【００２０】
上記制御ユニット５には、図２に示すように、プログラマブルコントローラ等により構成され、オペレータからの指示を入力可能に構成されたモーションコントローラ５１と、このコントローラ５１からの指示に従って研削加工の状態などの情報を表示する表示部５２と、上記切込みモータ４２の駆動用のドライバを含んで構成され、支持機構部４の駆動制御を行う切込み台制御部５３とが設けられている。
また、この制御ユニット５では、研削装置や製造ライン等に設けられた検出手段、例えば上記電動モータ２２での消費電力を検出するために同モータ２２への供給電流を測る電流計や上記研削位置に供給される冷却媒体（クーラント）の供給状態を示すセンサーからの検出信号が入力されるようになっており、それらの検出データを用いて研削加工を適切に行うようになっている。
【００２１】
上記モーションコントローラ５１は、ＣＰＵなどにより構成され、所定の演算を行う演算部５１ａと、不揮発性メモリ等により構成され、演算部５１ａで実行される研削加工用のプログラムなどのデータを記憶する記憶部５１ｂとを備えており、上記プログラムに従って、上記研削速度などが互いに異なる階段状の複数の研削加工、例えば割出、準急、黒皮、粗、仕上、及び仕上ＳＰ（スパークアウト）工程を内輪素材３に順次行うようになっている。これにより、内輪素材３は、上記割出工程における砥石１との非接触状態から準急工程の終了時点で砥石１と接触状態とされた後、黒皮、粗及び仕上工程において、砥石１による実質的な研削加工が加工面３ａに施され、仕上ＳＰ工程の終了時点で砥石１との接触状態が解除される。また、上記プログラムに書き込まれた各工程での上記研削速度は、電動モータ２２の消費電力のうち、無負荷電力を除いた目標とする研削電力（すなわち、砥石１での研削負荷に応じて変動する負荷電力）の値によって指示されており、砥石軸２１ａの撓み量や上記ベルト２５のテンションの低下などの外乱をある程度考慮して、当該外乱の影響を抑制可能な大きめの値が設定されている。
また、モーションコントローラ５１には、電話回線等のデータ回線と接続可能なインターフェースを有するデータ送受信手段が設けられており、当該コントローラ５１は、その記憶部５１ｂに格納される新たなプログラムデータなどの受信及び上記検出手段の検出データを含む研削加工の状況を示すデータなどの送信を実施可能に構成されている。
【００２２】
上記表示部５２は、タッチパネル等により構成されたものであり、演算部５１ａからの指示信号に従って、その表示画面に研削加工の状況等を示す情報を表示することでオペレータが所望情報のモニタリングを行えるように構成されているとともに、演算部５１ａへの入力指示を行うデータ設定手段としての機能が付与されている。
上記切込み台制御部５３は、演算部５１ａから入力した速度指示に従って、例えばパルスモータにより構成された上記切込みモータ４２の駆動制御を行うとともに、当該制御部５３にはカウンターが設けられており、上記モータ４２への出力パルス数をカウントして演算部５１ａに逐次通知するようになっている。この出力カウント数により、演算部５１ａは、切込み台４１の現在位置及び砥石１と内輪素材３との相対的な距離を把握することができるとともに、上記研削速度の実速度を演算により算出することができるようになっている。
【００２３】
また、上記演算部５１ａは、砥石１の切れ味を判断する切れ味判断手段の機能を含むように構成されたものであり、例えば上記粗工程中での演算により求めた研削速度の実速度を用いて、研削加工時での砥石１と内輪素材３との接触によって生じる上記砥石軸２１ａの撓み量を把握した状態で、当該粗工程用に設定された研削速度の指示速度と上記実速度とを比較することにより、砥石１の切れ味についてその程度を数値化して上記ドレス作業の要否を判断する。そして、演算部５１ａは、ドレス作業が必要と判断したときに、上記ドレス機構を動作させ、そのドレス機構に含まれたドレッサーと呼ばれる研磨部材により、砥石１の切れ味が所望の切れ味に復元されるように砥石外周面にドレス作業を行わせる。
【００２４】
ここで、上記演算部５１ａでの砥石１の切れ味の具体的な算出方法について、図３を参照して説明する。
内輪素材３は研削加工時に図３のＳ方向に移動されるので、砥石軸２１ａは同図の下方向にしなるような撓みが生じる。また、このような撓みが生じるときは、砥石１では砥石軸２１ａの固定端（Ｗ／Ｈ２１）側である図の右端部が接触点Ｐで加工面３ａと必ず接触し、当該砥石１を装着した砥石軸２１ａではその固定端がＷ／Ｈ２１に支持された片持ち梁とみなすことができる。そこで、この接触点Ｐと砥石軸２１ａのＷ／Ｈ２１からの突出長さをＬとしたときに、当該砥石軸２１ａの撓み量ωは次の（１）式に示す片持ち梁の一般式から算出することができる。尚、（１）式において、Ｆは接触点Ｐでの素材３側から砥石軸２１ａに作用する力（負荷）を示し、Ｅは砥石軸２１ａの縦弾性係数（ヤング率）を示している。また、Ｉ及びＸは、それぞれ上記接触点Ｐでの断面二次モーメント及び支点から力点までの距離を表している。さらに、Ｘ＝Ｌであることから（１）式を次の（２）式に変形することができる。
【００２５】
【数１】

【００２６】
【数２】

【００２７】
上記（２）式において、負荷Ｆは運動の第二法則から、Ｆ＝ｍ×Ｖｒ^２÷２に置き換えられる（ｍは砥石１を含む砥石軸２１ａの質量を示し、Ｖｒは砥石１と内輪素材３との相対的な接近速度、すなわち上記研削速度の実速度を示している。）。また、断面二次モーメントＩは砥石軸２１ａの直径をＤとしたときに、Ｉ＝π×Ｄ^４÷６４で表される。これらの負荷Ｆ及び断面二次モーメントＩを上記（２）式に代入し、定数値をＡでまとめると、（２）式は次の（３）式に変形することができ、実速度Ｖｒの二乗にほぼ比例する撓み量ωを演算により求めることができる。
【００２８】
【数３】

【００２９】
また、砥石１の切れ味Ｙ（％）は、上記研削速度の実速度Ｖｒ及び（３）式で示される砥石軸２１ａでの撓み量ωと、指示速度Ｖｃとの比により求めることができるので、次の（４）式が成立する。そして、この（４）式に上記（３）式を代入すると、（４）式は下記の（５）式に変形される。演算部５１ａは、切込み台制御部５３からの出力パルス数を用いて実速度Ｖｒを算出し、その算出値を（５）式に代入することで、切れ味Ｙ（％）を求めることができる。
【００３０】
【数４】

【００３１】
【数５】

【００３２】
上記のように構成された研削装置の動作について、図１〜図７を参照して、具体的に説明する。尚、以下の説明では、上記制御ユニット５での砥石１の切れ味について、上記粗工程での実速度を用いて判断する動作について主に説明する。
図４のステップＳ１に示すように、まず演算部５１ａは、上記定数値Ａ及び粗工程用に設定された研削速度の指示速度Ｖｃを記憶部５１ｂから読み出し初期値設定を行う。そして、演算部５１ａは研削加工が実際に行われているか否かについて判断し（ステップＳ２）、さらに粗工程の開始を検知すると、研削速度の実速度Ｖｒを演算により取得する（ステップＳ３）。
【００３３】
ここで、このステップＳ３での具体的な実速度Ｖｒの算出方法について、図６を参照して説明する。
図６において、演算部５１ａが粗工程の開始を認識すると、その開始時点での切込み台４１の現在位置（Ｐ１）を切込み台制御部５３からの出力パルス数を用いて算出する（ステップＳ３１）。その後、演算部５１ａは所定時間（Ｔ；例えば０．１秒）待機した後（ステップＳ３２）、上記制御部５３からの最新の出力パルス数を基に粗工程開始時点から所定時間経過後での切込み台４１の現在位置（Ｐ２）を求める（ステップＳ３３）。そして、演算部５１ａは、上記ステップＳ３１及びＳ３３で求めた現在位置Ｐ１及びＰ２と、所定時間Ｔを用いて、粗工程での実速度Ｖｒを計算により取得し（ステップＳ３４）、記憶部５１ｂに保持させる。
【００３４】
図４に戻って、粗工程での実速度Ｖｒの演算を終了すると、演算部５１ａは上記（５）式に従って、砥石１の切れ味Ｙを求める（ステップＳ４）。
次に、図５に示すように、演算部５１ａは上記ステップＳ４で求めた最新の切れ味Ｙと記憶部５１ｂに記憶されている切れ味の最小値（ＭＩＮ）との比較を行い（ステップＳ５）、最新の切れ味Ｙが記憶部５１ｂ内の保持値よりも小さいことを判別したときに、記憶部５１ｂ内の切れ味の最小値（ＭＩＮ）を今回求めた値Ｙに更新する（ステップＳ６）。また、上記ステップＳ４で求めた切れ味Ｙのデータは、例えば最新十個の値が砥石切れ味履歴の情報として、その折れ線グラフとともに、上記表示部５２に表示されるようになっている（図７参照）。
【００３５】
続いて、演算部５１ａは、記憶部５１ｂから切れ味のしきい値Ｙｐ（下限設定値、例えば７８．９％）を読み出し、このしきい値Ｙｐと切れ味の最小値（ＭＩＮ）とを比較することにより、演算部５１ａは、砥石１の切れ味を判断して当該砥石１にドレス作業を行う必要があるか否かについて決定する（ステップＳ７）。詳細には、演算部５１ａは、記憶部５１ｂ内の上記最小値（ＭＩＮ）がしきい値Ｙｐ以上の値であることを判別したときには、砥石１は所望の切れ味を有していると判断してドレス作業の実施は不必要であると決定する。
【００３６】
一方、上記ステップＳ７において、演算部５１ａが記憶部５１ｂ内の上記最小値（ＭＩＮ）がしきい値Ｙｐよりも小さい値であることを判別したときには、砥石１は所望の切れ味を有していないと判断してドレス作業を実施する必要があると決定する。そして、内輪素材３に対する研削加工が完了、つまり上記仕上ＳＰ工程が終了したか否かについて判断する（ステップＳ８）。
その後、上記ステップＳ８において、演算部５１ａが研削加工の完了を検知すると、上記ドレス機構に対し動作指示信号を出力してドレス作業を開始させ（ステップＳ９）、演算部５１ａは当該ドレス作業が完了したかどうかについて判断する（ステップＳ１０）。このようにドレス作業が行われると、砥石１の外周面に上記ドレッサーによる研磨作業が施され、当該砥石１は所望の切れ味に復元される。また、砥石１にドレス作業を実施した場合、演算部５１ａは表示部５２を介して当該ドレス作業の実施したことをオペレータに通知するようになっている。
【００３７】
尚、上記の説明では、演算部５１ａが粗工程での指示速度Ｖｃと当該粗工程の開始時点から所定時間経過後の実速度Ｖｒとを用いて砥石１の切れ味を判断する構成について説明したが、砥石１と素材加工面３ａとが接触状態にあるときでの設定速度Ｖｃと実速度Ｖｒとの比較を行うことにより、撓み量を考慮した切れ味判断を行えるものであればよく、仕上工程中に実速度を取得して切れ味判断してもよい。
また、上記ステップＳ４において、演算部５１ａが上記の（３）式により求まる砥石軸２１ａの具体的な撓み量ωを計算し記憶部５１ｂに格納してもよい。このように計算した撓み量ωを管理することにより、演算部５１ａは高精度な切れ味判断をより確実に行うことができる。
【００３８】
また、上記の説明では、上記ステップＳ８に示した内輪素材３に対する研削加工の完了を判断した後に、ステップＳ９でのドレス作業の開始を行わせる構成について説明したが、上記ステップＳ７において、演算部５１ａがドレス作業を実施する必要があると決定したときに、内輪素材３に対して実施している粗工程の完了後、上記ステップＳ９及びＳ１０に示したドレス作業及びその作業の完了判定を行わせる構成でもよい。このように粗工程完了後における場合では、演算部５１ａは中断した時点での切込み台４１の現在位置を記憶部５１ｂにて記憶させ、ドレス作業終了後にその現在位置から次工程（仕上工程）を実施させればよい。また、このように粗工程の完了時点でドレス作業を実施したときは、加工再開後、演算部５１ａが上記ステップＳ３〜Ｓ７に示した動作を行わせることにより、砥石１の切れ味を再度チェックしてもよく、再チェック時に求めた切れ味Ｙが上記しきい値Ｙｐを下回る場合には、演算部５１ａが砥石軸２１ａから砥石１が脱落したなどの異常が発生していると判断し、その旨を表示部５２に表示させることで、砥石異常を通知することもできる。
また、上記の説明以外に、連続処理する例えば二つの素材３に対する研削加工において、その二回の各研削加工後にドレス作業を続けて実施した場合、演算部５１ａは、ドレス機構が砥石切れ味を復元できない旨の表示を表示部５２に行わせて砥石１の交換をオペレータに促してもよい。また、この説明に代えて、ドレス作業を実施したときは、演算部５１ａが例えばテストピースによる切れ味のチェック作業の実施をオペレータに促すよう構成してもよい。
【００３９】
以上のように、本実施形態の研削装置及びその制御方法では、演算部５１ａが上記研削速度の実速度Ｖｒを演算により取得しているので、当該演算部５１ａは取得した実速度Ｖｒと設定された指示速度Ｖｃとに基づき砥石軸２１ａの撓み量ωを把握して砥石１の切れ味を高精度に判断することができる。また、上記従来例と異なり、砥石軸２１ａの撓み量を検出する専用のセンサー部を設けることなく、切込み台４１を移動させる切込みモータ（パルスモータ）４２への出力パルス数を用いて、実速度Ｖｒを算出しているので、演算部５１ａは当該実速度Ｖｒ及び撓み量ωを正確に検出することができるとともに、研削装置の構成を簡略化して、コスト安価に当該装置を容易に構成することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、演算部５１ａが砥石１の切れ味の判断結果に応じて、ドレス作業の要否を決定しているので、当該砥石１の切れ味に応じた最適なタイミングでドレス作業を行わせることができ、切れ味の低下に起因するワーク品質の低下が発生するのを防止することができるとともに、不必要なドレス作業の実施を防ぐことができることから複数のワークを連続処理する場合などでも無駄な時間的ロスの発生を防ぐことができる。尚、上記の説明では、ステップＳ９及びＳ１０に示したように、研削装置が自動的にドレス作業を実施する構成について説明したが、オペレータが表示部５２に表示された演算結果（切れ味Ｙやこれに基づく指示情報を含む）を視認して適宜ドレス作業を実施してもよい。
また、本実施形態では、研削速度の指示速度Ｖｃが電動モータ２２での目標とする研削電力の値で設定されることにより、砥石軸２１ａに生じる撓み量などの外乱の影響を抑制可能な大きめ値で指示されているので、演算部５１ａはワークのサイクルタイムを短縮することができる。
【００４１】
尚、上記の説明では、内輪用の研削装置に適用した場合について説明したが、本発明は上記研削速度の実速度を取得するとともに、この取得した実速度と当該研削速度用に設定された指示速度とを基に砥石の切れ味を判断するものであれば何等限定されるものではなく、外輪外周面などの他の加工面に研削加工を施す各種工作機械に適用することができる。
また、上記の説明では、Ｗ／Ｈの一端部側に砥石が装着される砥石軸を設けた場合について説明したが、電動モータの出力軸の先端部側を砥石軸として構成してもよい。
【００４２】
また、上記の説明では、パルスモータからなる切込みモータにより、切込み台を移動させワークを砥石側に接近させる構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、砥石とワークとの相対的な接近速度を変更して上記研削速度を制御するものであればよく、砥石をワーク側に接近させるものでもよい。具体的には、パルスモータに代えて、ＤＣサーボモータにより切込みモータを構成し、このモータ近傍に設けられた位置センサーからの出力信号を基に演算部が実速度を取得する構成でもよい。このような位置センサーを用いた場合でも、砥石のワークとの研削位置から離れた位置に当該センサーを配置することができることから、上記従来例と異なり、クーラント飛沫や周囲温度の上昇などの使用環境に起因する切れ味の判断精度低下を容易に防ぐことができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の研削装置及びその制御方法によれば、装置構成を簡略化し当該装置をコスト安価に構成することができるとともに、砥石の切れ味を高精度に判断することができ、ドレス作業の実施の是非を砥石の状態に応じて的確に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る研削装置の要部構成例を示す模式図である。
【図２】上記研削装置の要部構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示した砥石軸の撓み量を示す模式図である。
【図４】上記研削装置での切れ味を求める動作（１／２）を示すフローチャートである。
【図５】上記研削装置での切れ味を求める動作（２／２）を示すフローチャートである。
【図６】上記研削装置での実速度を求める動作を示すフローチャートである。
【図７】図２に示した表示部での具体的な表示画面を示す図である。
【符号の説明】
１砥石
３内輪素材（ワーク）
５制御ユニット
５１ａ演算部（切れ味判断手段）
２１ａ砥石軸
２２電動モータ
４２切込みモータ（パルスモータ）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a grinding apparatus for performing a grinding process on a work such as a bearing ring and a control method thereof.
[0002]
[Prior art]
For example, in a grinding device that performs grinding on an inner race material, the same material is rotated, and a grindstone rotated at a constant rotation speed by an electric motor is inserted into a through hole formed in the material, and the hole wall surface (the processing surface) is formed. ), The inner ring having a desired inner peripheral surface is finished. In such a grinding device, the grinding wheel may be deformed due to the grinding process.Therefore, by performing dressing work on the grinding wheel regularly, the sharpness of the grinding wheel is restored and the quality of the grinding process is stabilized. I was trying to make it happen. However, since the deformation of the whetstone is greatly affected by the condition of the inner ring material (work) before grinding, the regular dressing work as described above can reduce the quality of the work due to the decrease in sharpness. In some cases, continuous dressing of the workpiece is interrupted due to inviting or unnecessary dressing work, resulting in a time loss.
[0003]
Therefore, a conventional grinding device is provided that detects the amount of deflection generated on a grinding wheel shaft on which a grinding wheel is mounted by a sensor unit and determines the sharpness of the grinding wheel according to the detection result (for example, Patent Document 1). reference.).
Specifically, in this conventional apparatus, one end side of the output shaft of the electric motor is configured as the grinding wheel shaft, and a target and a sensor for detecting the amount of deflection of the grinding wheel shaft between the grinding wheel and the motor body. Was provided, and the sharpness of the grindstone was evaluated in accordance with the sensing result to determine whether dress work was necessary or not.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 25552537 (Pages 2 to 3, FIG. 4)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional apparatus as described above, the amount of deflection of the grinding wheel shaft may not be accurately detected due to a failure of the sensor or the like or an assembly error between the sensor and the grinding wheel shaft including the target. Was not accurately determined. In addition, since the above-described sensors, targets, and the like are provided in the grinding device, the configuration of the device is complicated and large, and the cost of the device is significantly increased. In addition, since the sensor and the like need to be arranged near the grinding wheel shaft in the above-mentioned sensor portion, the coolant supplied to the contact portion of the grinding wheel with the workpiece during the grinding process may be exposed to the ambient temperature that increases with the processing. Or the like, the sensor is likely to be damaged or the sensing accuracy of the sensor unit to be significantly reduced due to the influence of the use environment of the device.
[0006]
Further, in the above-mentioned known invention, the sensor portion is shielded by a heat insulating material to prevent the coolant from being directly applied to the sensor or the like, and to prevent the detection function from being greatly impaired. However, it is difficult to completely seal the sensor part because it is necessary to arrange the sensor around the grindstone axis. In addition, when the workpiece is continuously processed, the temperature inside the arrangement space surrounded by the heat insulating material rises. It was difficult to avoid the influence of the temperature, and the temperature rise caused sensor abnormalities and failures.
[0007]
In view of the conventional problems as described above, the present invention provides a cost-effective and low-cost grinding apparatus capable of judging sharpness of a grindstone with high accuracy without making the apparatus configuration large and complicated, and a control method therefor. provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The grinding device of the present invention includes a grinding wheel shaft that is rotationally driven by an electric motor, and a grinding wheel mounted on the grinding wheel shaft, and a grinding device that controls a grinding speed of the grinding wheel on a workpiece based on a set instruction speed. And
The present invention is characterized in that it is provided with a sharpness determining means for obtaining the actual speed of the grinding speed, and for determining the sharpness of the grinding wheel using the obtained actual speed and the designated speed.
[0009]
In the grinding apparatus configured as described above, the sharpness determination means acquires the actual grinding speed. This actual speed changes according to the sharpness of the grindstone, and as the sharpness of the grindstone decreases, the actual speed becomes smaller than the set instruction speed. By using the set instruction speed, the determination means can determine the sharpness of the grindstone with high accuracy. Also, unlike the above conventional example, there is no need to provide a dedicated sensor unit for detecting the amount of deflection of the grinding wheel shaft, so that the configuration of the grinding device can be simplified and an inexpensive device capable of performing highly accurate sharpness determination. Can be easily configured.
[0010]
In the grinding apparatus, the sharpness determining means may determine the amount of deflection of the grinding wheel shaft from the acquired actual speed, and determine the sharpness of the grinding wheel using the determined amount of deflection.
In this case, since the sharpness determination means determines the sharpness of the grindstone by calculating the amount of bending, it is possible to more accurately perform sharpness determination without providing a sensor unit for detecting the amount of bending.
[0011]
Further, in the above-described grinding apparatus, a pulse motor that relatively brings the grinding wheel and the work closer to each other is provided,
By controlling the driving of the pulse motor, the approach speed between the grinding wheel and the workpiece is changed to control the grinding speed of the grinding wheel, and the actual value of the grinding speed is determined by the count value of the number of pulses output to the pulse motor. It is preferable to get the speed.
In this case, the actual speed and the amount of deflection of the grinding speed will be accurately detected, and the sharpness determination means can more reliably perform the sharpness determination with high accuracy, and as a member for performing the sharpness determination, A pulse motor can be used, and the configuration of the device can be easily simplified.
[0012]
In the above-mentioned grinding apparatus, it is preferable that a means for performing a dressing operation on the grindstone is provided according to a result of the determination of the sharpness of the grindstone.
In this case, the dressing operation can be performed at an optimal timing according to the state (sharpness) of the whetstone, and it is possible to prevent a decrease in work quality due to a decrease in sharpness, and it is unnecessary. Since it is possible to prevent the dressing operation from being performed, unnecessary time loss can be prevented even when a plurality of works are continuously processed.
[0013]
In the above-described grinding apparatus, it is preferable that the command speed is set based on a value of a target grinding power of the electric motor.
In this case, the instruction speed is set by a value in consideration of the influence of disturbance such as the amount of bending generated on the grinding wheel shaft, and the cycle time of the work can be reduced.
[0014]
In addition, the control method of the grinding apparatus of the present invention, while performing a grinding process by the grindstone to the work by rotating the grindstone shaft mounted with a grindstone by an electric motor, and based on the set instruction speed, the work for the work. A method of controlling a grinding device for controlling a grinding speed of a grindstone,
The actual speed of the grinding speed is acquired, the sharpness of the grinding wheel is determined using the acquired actual speed and the designated speed, and the dressing operation for the grinding wheel is determined based on the determination result of the sharpness of the grinding wheel. The determination is made as to whether or not the answer is NO.
[0015]
In the control method of the grinding apparatus configured as described above, by using the actual speed of the acquired grinding speed and the designated speed, the sharpness of the grinding wheel can be determined with high accuracy, and the highly accurate determination can be made. Since the necessity of the dress operation is determined according to the result, the dress operation can be performed on the grindstone at an appropriate timing.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, a case in which the present invention is applied to an inner ring grinding device will be described by way of example in order to facilitate comparison with a conventional example.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a main part of a grinding apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a main part of the grinding apparatus.
In FIG. 1, a grinding device according to the present embodiment includes a driving mechanism 2 that rotationally drives a grindstone 1, a support mechanism 4 that supports an inner race material 3 as a workpiece, and each drive of these

mechanisms

2 and 4. A control unit 5 is provided as a control unit for performing control. The material processing is performed by a grindstone 1 appropriately selected according to the material of the material 3, the state of the processing surface of the material 3, the shape and dimensions, and the like. It can be applied to the surface.
[0017]
The drive mechanism 2 is configured to be slidable in the left-right direction of FIG. 1. When grinding the inner race material 3, the drive mechanism 2 is moved as indicated by a broken arrow in FIG. It moves to a processing position where the outer peripheral surface of the grindstone can be brought into contact with the inner peripheral surface 3a of the material as the processing surface. In addition, by moving the drive mechanism 2 to the retracted position shown in FIG. 1, the replacement of the grindstone 1 and the inner race material 3 can be easily performed. When the drive mechanism 2 moves to the retracted position, a dressing operation on the grindstone 1 is performed by a known dressing mechanism (not shown). In this dressing operation, the control unit 5 automatically determines the wear state (sharpness) of the grindstone 1 using the actual speed of the relative approach speed (grinding speed) between the grindstone 1 and the inner race material 3 during the grinding process. Then, it is performed at an optimal timing according to the result of the determination (details will be described later).
[0018]
The drive mechanism 2 has the wheel 1 detachably mounted on one end thereof and a wheel head (Wheel Head; hereinafter referred to as “W / H”) rotatably supported by bearing means (not shown). .) 21 and an electric motor 22 for driving the W / H 21 to rotate. The W / H 21 is formed of a metal such as iron, and is provided with a column-shaped grinding wheel shaft 21a, and the grinding wheel 1 is integrally attached to a tip portion thereof. The electric motor 22 is configured by an AC motor driven by an inverter or the like. Further, a first pulley 23 and a second pulley 24 are attached to the other end of the W / H 21 and the output shaft of the electric motor 22, respectively, so as to be integrally rotatable. A belt 25 is stretched over the first and

second pulleys

23 and 24. When the motor 22 rotates in response to an operation command from the control unit 5, the drive mechanism 2 rotates the belt 25. The force is transmitted to the W / H 21, and the W / H 21 and the grindstone 1 are driven to rotate at a constant speed in the direction P in FIG. In the mechanism section 2, the W / H 21 stabilizes the rotating operation of the grindstone 1 and enables the grinding by the grindstone 1 to be performed in a stable state. Further, by changing the outer diameters of the first and

second pulleys

23 and 24 and adjusting their pulley ratios, it is possible to change the rotation speed of the grindstone 1 even when the same motor 22 is used. ing.
[0019]
The support mechanism 4 includes a cutting table 41 and a cutting motor 42 connected to the cutting table 41 via a ball screw type coupling mechanism (not shown). When the motor 42 rotates in response to the speed instruction, the cutting speed (grinding speed) of the grindstone 1 with respect to the inner race material 3 can be changed. More specifically, the cutting table 41 includes a magnet chuck that holds the inner race material 3 in a rotatable state, a work rotation motor that rotates the material 3 held by the magnet chuck in the Q direction in FIG. (Not shown). When the cutting motor 42 rotates in the direction R in FIG. 1, the cutting table 41 is moved in the direction S in FIG. Accordingly, the rotating inner race material 3 is also pushed in the S direction along with the movement of the cutting table 41, and the contact (grinding) position between the processing surface 3a and the grindstone 1 is moved in the S direction. As a result, the cutting amount (grinding amount) of the grindstone 1 with respect to the processing surface 3a is changed, and the grinding speed of the grindstone 1 is also changed by changing the rotation speed of the cutting motor 42.
[0020]
As shown in FIG. 2, the control unit 5 includes a motion controller 51 configured by a programmable controller or the like and capable of inputting an instruction from an operator, and a state of a grinding process according to the instruction from the controller 51. A display unit 52 for displaying information and a cutting table control unit 53 configured to include a driver for driving the cutting motor 42 and controlling the driving of the support mechanism unit 4 are provided.
In the control unit 5, detection means provided in a grinding device, a manufacturing line, or the like, for example, an ammeter for measuring a current supplied to the electric motor 22 in order to detect power consumption by the electric motor 22, or the grinding position A detection signal from a sensor indicating a supply state of a cooling medium (coolant) supplied to the apparatus is input, and grinding processing is appropriately performed using the detection data.
[0021]
The motion controller 51 includes a CPU and the like, and includes a calculation unit 51a that performs a predetermined calculation, a non-volatile memory and the like, and a storage unit that stores data such as a grinding program executed by the calculation unit 51a. 51b, and a plurality of step-like grinding processes having different grinding speeds and the like, for example, indexing, semi-urgent, black scale, coarse, finishing, and finishing SP (spark-out) processes are performed according to the program. 3 is sequentially performed. Thereby, the inner ring material 3 is brought into contact with the grindstone 1 at the end of the semi-urgent process from the non-contact state with the grindstone 1 in the above-mentioned indexing process. Grinding is performed on the processing surface 3a, and the contact state with the grindstone 1 is released at the end of the finishing SP process. The grinding speed in each step written in the program varies among target powers of the electric motor 22 excluding no-load power (that is, the target grinding power varies according to the grinding load on the grinding wheel 1). The load power is instructed by a certain value, and a large value capable of suppressing the influence of the disturbance is set in consideration of disturbance such as the amount of deflection of the grindstone shaft 21a and reduction in the tension of the belt 25 to some extent. I have.
The motion controller 51 is provided with a data transmission / reception unit having an interface connectable to a data line such as a telephone line, and the controller 51 receives new program data and the like stored in the storage unit 51b. And transmission of data indicating the state of the grinding process including the detection data of the detection means, and the like.
[0022]
The display unit 52 is configured by a touch panel or the like, and the operator can monitor desired information by displaying information indicating the state of grinding and the like on a display screen thereof according to an instruction signal from the calculation unit 51a. In addition to the above, a function as data setting means for giving an input instruction to the calculation unit 51a is provided.
The cutting table control unit 53 controls the driving of the cutting motor 42 configured by, for example, a pulse motor in accordance with the speed instruction input from the calculation unit 51a, and the control unit 53 includes a counter. The number of output pulses to the motor 42 is counted and sequentially notified to the calculation unit 51a. Based on the output count number, the calculation unit 51a can grasp the current position of the cutting table 41 and the relative distance between the grinding wheel 1 and the inner ring material 3 and calculate the actual speed of the grinding speed by calculation. Can be done.
[0023]
The arithmetic unit 51a is configured to include a function of sharpness determining means for determining the sharpness of the grindstone 1. For example, using the actual speed of the grinding speed obtained by the calculation in the rough process. Then, in a state where the amount of deflection of the grinding wheel shaft 21a caused by the contact between the grinding wheel 1 and the inner race material 3 during the grinding process is grasped, the commanded speed of the grinding speed set for the roughing process is compared with the actual speed. By doing so, the degree of sharpness of the grindstone 1 is quantified to determine whether the dressing operation is necessary. When it is determined that the dressing operation is necessary, the arithmetic unit 51a operates the dressing mechanism, and the sharpness of the grindstone 1 is restored to a desired sharpness by a polishing member called a dresser included in the dressing mechanism. The dressing work is performed on the outer peripheral surface of the grindstone as described above.
[0024]
Here, a specific method of calculating the sharpness of the grindstone 1 in the arithmetic unit 51a will be described with reference to FIG.
Since the inner race material 3 is moved in the S direction in FIG. 3 during the grinding process, the grinding wheel shaft 21a is bent so as to be downward in the drawing. Further, when such bending occurs, the right end of the whetstone 1 on the fixed end (W / H 21) side of the whetstone shaft 21a always contacts the processing surface 3a at the contact point P, and the whetstone 1 is displaced. The fixed end of the mounted grinding wheel shaft 21a can be regarded as a cantilever supported by the W / H 21. Accordingly, when the contact point P and the length of protrusion of the grinding wheel shaft 21a from the W / H 21 are L, the amount of deflection ω of the grinding wheel shaft 21a is represented by the following general formula of cantilever shown in the following expression (1). Can be calculated from In the expression (1), F represents a force (load) acting on the grinding wheel shaft 21a from the material 3 side at the contact point P, and E represents a longitudinal elastic coefficient (Young's modulus) of the grinding wheel shaft 21a. Further, I and X represent the second moment of area at the contact point P and the distance from the fulcrum to the power point, respectively. Further, since X = L, equation (1) can be transformed into the following equation (2).
[0025]
(Equation 1)

[0026]
(Equation 2)

[0027]
In the above equation (2), the load F is replaced by F = m × Vr ² ÷ 2 from the second law of motion (m represents the mass of the grinding wheel shaft 21a including the grinding wheel 1, and Vr represents the grinding wheel 1 and the inner ring material. 3 shows the actual approach speed of the grinding speed. The second moment of area I is represented by I = π × D ⁴ ÷ 64, where D is the diameter of the grinding wheel shaft 21a. By substituting the load F and the moment of inertia I into the above equation (2) and summing up the constant values by A, the equation (2) can be transformed into the following equation (3), and the actual speed Vr The amount of deflection ω that is approximately proportional to the square can be obtained by calculation.
[0028]
[Equation 3]

[0029]
Further, the sharpness Y (%) of the grinding wheel 1 can be obtained from the actual speed Vr of the grinding speed and the ratio between the deflection amount ω of the grinding wheel shaft 21a expressed by the equation (3) and the designated speed Vc. The following equation (4) holds. When the above equation (3) is substituted into the equation (4), the equation (4) is transformed into the following equation (5). The calculation unit 51a calculates the actual speed Vr using the number of pulses output from the cutting table control unit 53, and substitutes the calculated value into the equation (5) to obtain the sharpness Y (%).
[0030]
(Equation 4)

[0031]
(Equation 5)

[0032]
The operation of the grinding apparatus configured as described above will be specifically described with reference to FIGS. In the following description, an operation of determining the sharpness of the grindstone 1 in the control unit 5 using the actual speed in the rough process will be mainly described.
As shown in step S1 of FIG. 4, first, the calculation unit 51a reads the constant value A and the instruction speed Vc of the grinding speed set for the roughing process from the storage unit 51b, and performs initial value setting. Then, the calculation unit 51a determines whether or not the grinding is actually performed (step S2), and upon detecting the start of the roughing process, obtains the actual speed Vr of the grinding speed by calculation (step S3).
[0033]
Here, a specific method of calculating the actual speed Vr in step S3 will be described with reference to FIG.
In FIG. 6, when the calculation unit 51a recognizes the start of the roughing process, the current position (P1) of the cutting table 41 at the start is calculated using the number of output pulses from the cutting table control unit 53 (step S31). . Thereafter, the arithmetic unit 51a waits for a predetermined time (T; for example, 0.1 second) (step S32), and then, based on the latest number of output pulses from the control unit 53, after a lapse of a predetermined time from the start of the rough process. The current position (P2) of the cutting board 41 is obtained (step S33). Then, using the current positions P1 and P2 obtained in steps S31 and S33 and the predetermined time T, the calculation unit 51a obtains the actual speed Vr in the rough process by calculation (step S34), and stores it in the storage unit 51b. Hold.
[0034]
Returning to FIG. 4, when the calculation of the actual speed Vr in the rough process is completed, the calculation unit 51a obtains the sharpness Y of the grindstone 1 according to the above equation (5) (step S4).
Next, as shown in FIG. 5, the arithmetic unit 51a compares the latest sharpness Y obtained in step S4 with the minimum sharpness value (MIN) stored in the storage unit 51b (step S5), When it is determined that the latest sharpness Y is smaller than the value held in the storage unit 51b, the minimum sharpness value (MIN) in the storage unit 51b is updated to the value Y obtained this time (step S6). The data of the sharpness Y obtained in the step S4 is displayed on the display unit 52 together with the line graph thereof, for example, as the information of the latest ten pieces as the information of the grindstone sharpness history (see FIG. 7). ).
[0035]
Subsequently, the calculation unit 51a reads the sharpness threshold Yp (the lower limit set value, for example, 78.9%) from the storage unit 51b, and compares the threshold Yp with the minimum sharpness value (MIN). Accordingly, the calculation unit 51a determines the sharpness of the grindstone 1 and determines whether it is necessary to perform a dressing operation on the grindstone 1 (step S7). Specifically, when the arithmetic unit 51a determines that the minimum value (MIN) in the storage unit 51b is equal to or greater than the threshold value Yp, the arithmetic unit 51a determines that the grindstone 1 has a desired sharpness. Therefore, it is determined that the dressing work is not necessary.
[0036]
On the other hand, in step S7, when the calculation unit 51a determines that the minimum value (MIN) in the storage unit 51b is smaller than the threshold value Yp, the grindstone 1 does not have a desired sharpness. It is determined that it is necessary to carry out dress work. Then, it is determined whether the grinding of the inner race material 3 has been completed, that is, whether or not the finishing SP process has been completed (step S8).
Thereafter, in step S8, when the arithmetic unit 51a detects the completion of the grinding process, it outputs an operation instruction signal to the dress mechanism to start dressing (step S9), and the arithmetic unit 51a completes the dressing operation. It is determined whether or not it has been performed (step S10). When the dressing operation is performed as described above, the outer peripheral surface of the grindstone 1 is polished by the dresser, and the grindstone 1 is restored to a desired sharpness. When a dressing operation is performed on the grindstone 1, the calculation unit 51 a notifies the operator via the display unit 52 that the dressing operation has been performed.
[0037]
In the above description, the configuration has been described in which the arithmetic unit 51a determines the sharpness of the grindstone 1 using the designated speed Vc in the rough process and the actual speed Vr after a predetermined time has elapsed from the start of the rough process. By comparing the set speed Vc and the actual speed Vr when the grinding wheel 1 and the material processing surface 3a are in contact with each other, it is sufficient that the sharpness can be determined in consideration of the amount of bending. Alternatively, the actual speed may be acquired to determine the sharpness.
In step S4, the calculation unit 51a may calculate the specific amount of deflection ω of the grinding wheel shaft 21a obtained by the above equation (3) and store the calculated amount ω in the storage unit 51b. By managing the bending amount ω calculated in this way, the calculation unit 51a can more reliably perform sharpness determination of sharpness.
[0038]
In the above description, the configuration in which the dressing operation is started in step S9 after the completion of the grinding of the inner race material 3 shown in step S8 has been described. When it is determined that the dressing operation needs to be performed, the dressing operation shown in steps S9 and S10 and the completion determination of the operation are performed after the completion of the roughing process performed on the inner ring material 3 when the dressing operation 51a is determined to be necessary. A configuration may be adopted. As described above, after the completion of the roughing process, the arithmetic unit 51a stores the current position of the cutting table 41 at the time of interruption in the storage unit 51b, and after the dressing operation is completed, starts the next process (finishing process) from the current position. What is necessary is just to make it implement. Further, when the dressing operation is performed at the time of completion of the roughing process, the arithmetic unit 51a performs the operations shown in steps S3 to S7 after the processing is resumed, so that the sharpness of the grindstone 1 is checked again. If the sharpness Y obtained at the time of re-checking is lower than the threshold value Yp, the calculation unit 51a determines that an abnormality such as the grinding wheel 1 falling off from the grinding wheel shaft 21a has occurred, and accordingly, Can be displayed on the display unit 52 to notify the grinding wheel abnormality.
In addition to the above description, when the dressing operation is continuously performed after each of the two grinding processes in, for example, the grinding of the two raw materials 3 to be continuously processed, the arithmetic unit 51a determines that the dress mechanism restores the sharpness of the grindstone. A display indicating that the grinding wheel 1 cannot be performed may be displayed on the display unit 52 to prompt the operator to replace the grindstone 1. Instead of this description, when the dressing operation is performed, the arithmetic unit 51a may be configured to prompt the operator to perform the sharpness checking operation using, for example, a test piece.
[0039]
As described above, in the grinding device and the control method thereof according to the present embodiment, since the calculation unit 51a has obtained the actual speed Vr of the grinding speed by calculation, the calculation unit 51a is set to the obtained actual speed Vr. The sharpness of the grindstone 1 can be determined with high accuracy by grasping the amount of deflection ω of the grindstone shaft 21a based on the commanded speed Vc. Further, unlike the above-described conventional example, the actual speed is obtained by using the number of output pulses to a cutting motor (pulse motor) 42 for moving the cutting table 41 without providing a dedicated sensor unit for detecting the amount of deflection of the grinding wheel shaft 21a. Since Vr is calculated, the calculation unit 51a can accurately detect the actual speed Vr and the amount of deflection ω, simplify the configuration of the grinding device, and easily configure the device at low cost. Can be.
[0040]
Further, in the present embodiment, the dressing work is performed at an optimal timing according to the sharpness of the whetstone 1 because the calculation unit 51a determines the necessity of the dressing work according to the determination result of the sharpness of the whetstone 1. It is possible to prevent a decrease in work quality due to a decrease in sharpness, and to prevent unnecessary dress work from being performed. Useless time loss can be prevented. In the above description, as described in steps S9 and S10, the configuration in which the grinding device automatically performs the dressing operation has been described. However, the operator can display the calculation results (the sharpness Y and the sharpness Y) displayed on the display unit 52. And the dressing work may be performed as appropriate.
Further, in the present embodiment, the command speed Vc of the grinding speed is set at the value of the target grinding power by the electric motor 22, so that the influence of disturbance such as the amount of bending generated on the grindstone shaft 21a can be suppressed. Since the instruction is given by the value, the arithmetic unit 51a can shorten the cycle time of the work.
[0041]
In the above description, the case where the present invention is applied to the grinding device for the inner ring has been described. However, the present invention acquires the actual speed of the grinding speed, and the acquired actual speed and the instruction set for the grinding speed. There is no particular limitation as long as the sharpness of the grindstone is determined based on the speed, and the present invention can be applied to various machine tools that grind other processing surfaces such as the outer peripheral surface of the outer ring.
Further, in the above description, a case has been described in which a whetstone shaft on which a whetstone is mounted is provided on one end side of the W / H, but the tip end side of the output shaft of the electric motor may be configured as a whetstone shaft.
[0042]
Also, in the above description, the configuration in which the cutting table is moved to move the work closer to the grindstone side by the cutting motor composed of the pulse motor has been described, but the present invention is not limited to this. What is necessary is just to control the above-mentioned grinding speed by changing the relative approach speed, and may be one that makes the grindstone approach the work side. Specifically, a cut-in motor may be configured by a DC servo motor instead of the pulse motor, and the calculation unit may acquire the actual speed based on an output signal from a position sensor provided near the motor. Even when such a position sensor is used, the sensor can be arranged at a position distant from the grinding position of the grindstone with the workpiece. Therefore, it is possible to easily prevent a decrease in the sharpness determination accuracy caused by the sharpness.
[0043]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the grinding apparatus and its control method of this invention, while being able to simplify an apparatus structure and to be able to comprise the said apparatus at low cost, it is possible to judge the sharpness of a grindstone with high precision, and to perform dress work Can be accurately determined according to the state of the grindstone.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a main part of a grinding device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a main part of the grinding device.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a deflection amount of a grinding wheel shaft shown in FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing an operation (1/2) for obtaining sharpness in the grinding device.
FIG. 5 is a flowchart showing an operation (2/2) for obtaining sharpness in the grinding device.
FIG. 6 is a flowchart showing an operation for obtaining an actual speed in the grinding device.
FIG. 7 is a diagram showing a specific display screen on the display unit shown in FIG. 2;
[Explanation of symbols]
1 Whetstone 3 Inner ring material (work)
5 control unit 51a calculation unit (sharpness determination means)
21a Grinding wheel shaft 22 Electric motor 42 Cutting motor (pulse motor)

Claims

A grinding device that includes a grindstone shaft that is rotationally driven by an electric motor and a grindstone attached to the grindstone shaft, and controls a grinding speed of the grindstone with respect to the workpiece based on a set instruction speed,
A grinding apparatus comprising: an actual speed of the grinding speed; and a sharpness determining unit configured to determine sharpness of the grindstone using the acquired actual speed and the designated speed.

2. The grinding apparatus according to claim 1, wherein the sharpness determining unit determines the amount of deflection of the grinding wheel shaft from the acquired actual speed, and determines the sharpness of the grinding wheel using the determined amount of deflection. 3.

A pulse motor that relatively brings the grinding wheel and the work closer to each other,
By controlling the driving of the pulse motor, the approach speed between the grinding wheel and the workpiece is changed to control the grinding speed of the grinding wheel, and the actual value of the grinding speed is determined by the count value of the number of pulses output to the pulse motor. The grinding device according to claim 1, wherein the speed is acquired.

The grinding device according to any one of claims 1 to 3, further comprising: means for performing a dressing operation on the whetstone in accordance with a determination result of the sharpness of the whetstone.

The grinding device according to any one of claims 1 to 4, wherein the command speed is set by a value of a target grinding power of the electric motor.

A method of controlling a grinding device for rotating a grindstone shaft on which a grindstone is mounted by an electric motor to grind the work with the grindstone and controlling a grinding speed of the grindstone on the work based on a set instruction speed. And
Obtain the actual speed of the grinding speed, determine the sharpness of the grinding wheel using the obtained actual speed and the indicated speed,
A method for controlling a grinding apparatus, comprising: determining whether dressing work is required for a whetstone in accordance with a determination result of the sharpness of the whetstone.