JP2005262425A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
タッチセンサを研削砥石の回転軸線上に設置できなくても、砥石径を正確に測定できるようにし、研削砥石とワークの位置関係を精度よく補正することを目的とする。
【解決手段】
径の変化しない基準砥石２２ｂを研削砥石２２ａと同軸上に配置し、研削砥石２２ａの回転軸線Ｏが熱変位によって移動しても基準砥石２２ｂも同様に移動するようにした。この結果、この基準砥石２２ｂを検知ピン３４に接触する接触位置Ｘａを求め、次にタッチセンサ５０を検知ピン３４に接触する接触位置Ｘｂを求め、これら接触位置Ｘａ、Ｘｂに基づいて回転軸線Ｏからタッチセンサ５０の先端までの距離Ｃを求めることができるようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、回転工具を回転可能に軸承した工具台とワークを支持するテーブルとを相対移動させて加工を行う加工装置において、回転工具とワークとの位置関係を正確に把握するためのタッチセンサ及び検知ピンを備えた加工装置に関するものである。

従来、回転工具を回転可能に軸承した工具台とワークを支持するテーブルとを相対移動させて加工を行う加工装置として、例えば円筒研削盤が知られている。この円筒研削盤は、回転工具としての研削砥石を回転可能に砥石台上に軸承し、テーブル上に回転可能に保持されたワークに対して研削砥石を切り込むことにより、研削加工を行う。このような構成の円筒研削盤では、高精度な研削加工を実施するうえで、ワークへの研削砥石の切込量を正確に制御する必要があるが、研削加工中では機械の熱変位、研削砥石の摩耗及びツルーイングによって研削砥石の研削面、即ち研削砥石のワーク側先端位置が変化してくる。このため、研削加工中は定期的に研削砥石の径を検出し、研削砥石とワークの位置関係を補正するようにしている。

加えて、カムシャフト等のカムプロフィルを研削する場合は、砥石径の変化に伴い、砥石外周とワークとの研削個所が回転軸線回りで変化し、プロフィル誤差となってあらわれる。よって、プロフィル誤差を小さくするためには砥石径を正確に求めることが必要とされる。

特許文献１は、研削砥石とワークの位置関係を補正するための構成として、特許文献１の図１に示されるように、砥石台（６）の研削砥石（７）回転軸線上にタッチセンサ（２４）を備え、テーブル（３）には検知ピン（３４）を突設している。そして、定期的に研削砥石（７）及びタッチセンサ（２４）を検知ピン（３４）に接触させ、研削砥石（７）の回転軸線の熱変位による移動を補正したうえで砥石径を測定し、研削砥石（７）の摩耗及びツルーイングよる砥石径の変化を検出し、研削砥石（７）とワークＷの位置関係を補正するようにしている。
特開平１１−２７７４２８号公報（段落番号００１４、図１、図２）

特許文献１のように、研削砥石（７）の砥石径を正確に測定するためには、回転軸線の熱変位による移動量の影響を排除する必要がある。このため、特許文献１では、タッチセンサ（２４）を低熱膨張材で形成し、タッチセンサ（２４）の一端を研削砥石（７）の回転軸線上に装着し、研削砥石（７）の回転軸線の熱変位による移動量と同じだけ移動するようにしている。

ところが、円筒研削盤の構成によっては、タッチセンサ（２４）の設置位置を研削砥石（７）の回転軸線上にすることができない場合がある。この場合は、

タッチセンサ（２４）の装着位置と研削砥石（７）の回転軸線の間の距離をオフセット量として予め記憶させている。しかしながら、研削砥石（７）の回転軸線の熱変位による移動量と、タッチセンサの装着位置とでは、熱変位がおなじとはならず、予め記憶されたオフセット量に誤差が生じてしまい、正確な砥石径を測定することができなく、加工精度が悪化する可能性があった。
加えて、回転軸線の位置と測定した砥石周面の位置から演算により砥石径を求めているが、ワークに対する切込み方向の回転軸線の位置は毎回の切込み送りにより大きく熱変位する。この熱変位した回転軸線の位置を正確に求めることは困難であるので、演算により求めた砥石径も正確さに欠ける。

本発明は、係る従来の問題点を改善するためになされたもので、回転工具である研削砥石の径を正確に測定できるようにし、研削砥石とワークの位置関係を精度よく補正することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係わる発明の構成上の特徴は、回転工具を工具軸線回りで回転可能に軸承した工具台と、工作物を保持するテーブルと、回転工具の外周面及び／又は工具側面の位置を基準にして前記工具台とテーブルとを互いに離接する方向に相対移動させて工作物を加工する加工装置において、回転工具の回転軸線と同軸に軸承され予め径及び／又は工具幅が既知の基準工具と、テーブルに固定された検知ピンと、前記基準工具の外周面及び／又は工具側面を検知ピンに向かって移動させて該基準工具の外周面及び／又は工具側面が前記検知ピンに接触もしくは切り込まれた位置を基準位置として記憶する手段と、基準位置から前記検知ピンに向かって前記回転工具を移動したときに前記回転工具の外周面及び／又は工具側面が前記基準ピンに接触又は切り込まれた位置を送り込み位置として記憶するとともに、前記基準位置から前記回転工具が移動した移動量を記憶する手段と、前記基準位置と送り込み位置の差を求め、この差と前記移動量との偏差から前記回転工具の摩耗量を演算する手段と、この回転工具の摩耗量に基づいて前記工具の径及び又は側面位置を求める手段とを備えたことである。

また、請求項２に係わる発明の構成上の特徴は、回転工具の回転軸線と同軸に軸承され予め径が既知の基準工具と、砥石台上に前記テーブルに向かって延設されたタッチセンサと、該タッチセンサに接触可能にテーブルに固定された検知ピンと、前記基準回転工具による前記検知ピンへの接触位置を記憶する基準工具接触位置記憶手段と、前記基準回転工具による前記検知ピンへの接触後に、検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第１接触位置記憶手段と、前記基準工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第１接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記基準回転工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第１相対距離演算手段と、前記第１相対距離演算手段により演算された相対距離と前記基準回転工具の径とから前記工具軸線からタッチセンサ先端までの距離を演算するタッチセンサ距離演算手段と、前記回転工具による前記検知ピンへの接触位置を記憶する工具接触位置記憶手段と、前記回転工具による前記検知ピンへの接触後に、検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第２接触位置記憶手段と、前記工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第２接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記回転工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第２相対距離演算手段と、前記第２相対距離演算手段により演算された相対距離と前記タッチセンサ距離演算手段より演算された前記工具軸線からタッチセンサ先端までの距離に基づいて前記回転工具の径を演算する回転工具径演算手段と、前記回転工具径演算手段により演算された回転工具の径に基づいて前記回転工具の外周面の位置を変更する位置変更手段とを備えたことにある。

また、請求項３に係わる発明の構成上の特徴は、前記回転工具の回転軸線と同軸に軸承され予め径が既知の基準工具と、前記テーブルに固定されX軸及びZ軸沿って延びるX軸検知ピン及びZ軸検知ピンと、前記回転工具の工具中心から前記基準回転工具又は回転工具の側面までの距離を記憶した側面距離記憶手段と、前記基準回転工具の外周面による前記X軸検知ピンへの接触位置を記憶するX軸接触位置記憶手段と、前記基準回転工具又は回転工具の側面による前記Z軸検知ピンへの接触位置を記憶するZ軸接触位置記憶手段と、前記基準工具の径、前記側面距離記憶手段に記憶された前記回転工具の工具中心から前記基準回転工具又は回転工具の側面までの距離、及び前記X軸検知ピン並びにZ軸検知ピンへの切込み位置に基づいて前記回転工具の工具中心の補正座標を演算する座標補正手段とを備えたことにある。

また、請求項４に係わる発明の構成上の特徴は、回転工具の回転軸線と同軸に軸承され予め径が既知の基準工具と、砥石台上に前記テーブルに向かって延設されたタッチセンサと、該タッチセンサに接触可能にテーブルに固定された検知ピンと、前記基準回転工具による前記検知ピンへの接触位置を記憶する基準工具接触位置記憶手段と、前記基準回転工具による前記検知ピンへの接触後に、検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第１接触位置記憶手段と、前記基準工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第１接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記基準回転工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第１相対距離演算手段と、前記第１相対距離演算手段により演算された相対距離と前記基準回転工具の径とから前記工具軸線からタッチセンサ先端までの距離を演算するタッチセンサ距離演算手段と、前記回転工具による前記検知ピンへの接触位置を記憶する工具接触位置記憶手段と、前記回転工具による前記検知ピンへの接触後に、検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第２接触位置記憶手段と、前記工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第２接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記回転工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第２相対距離演算手段と、前記第２相対距離演算手段により演算された相対距離と前記タッチセンサ距離演算手段より演算された前記工具軸線からタッチセンサ先端までの距離に基づいて前記回転工具の径を演算する回転工具径演算手段と、 前記回転工具径演算手段により演算された回転工具の径に基づいてツルーイング工具を回転工具の端面に所定量切り込んでツルーイングを行う工具修正手段を備えたことにある。

また、請求項５に係わる発明の構成上の特徴は、回転工具の回転軸線と同軸に軸承され予め径が既知の基準工具と、前記テーブルに固定されX軸及びZ軸沿って延びるX軸検知ピン及びZ軸検知ピンと、前記回転工具の中心から前記基準回転工具又は回転工具の側面までの距離を記憶した側面距離記憶手段と、前記基準回転工具の外周面による前記X軸検知ピンへの接触位置を記憶するX軸接触位置記憶手段と、前記基準回転工具又は回転工具の側面による前記Z軸検知ピンへの接触位置を記憶するZ軸接触位置記憶手段と、前記基準工具の径、前記側面距離記憶手段に記憶された前記回転工具の中心から前記基準回転工具又は回転工具の側面までの距離、及び前記X軸検知ピン並びにZ軸検知ピンへの切込み位置に基づいて前記回転工具の中心の補正座標を演算する座標補正手段と、前記基準回転工具による前記X軸検知ピンへの接触後に、X軸検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第１接触位置記憶手段と、前記X軸接触位置記憶手段に記憶されたX軸接触位置と前記第１接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記基準回転工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第１相対距離演算手段と、前記第１相対距離演算手段により演算された相対距離と前記基準回転工具の径とから前記工具中心からタッチセンサ先端までの距離を演算するタッチセンサ距離演算手段と、前記座標補正手段による前記回転工具の中心の補正座標を基準にして前記X軸検知ピンへ接触を行う切込み実行手段と、前記切込み実行手段による前記X軸検知ピンへの接触位置を記憶する工具接触位置記憶手段と、前記回転工具による前記X軸検知ピンへの接触後に、X軸検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第２接触位置記憶手段と、前記工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第２接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記回転工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第２相対距離演算手段と、前記第２相対距離演算手段により演算された相対距離と前記タッチセンサ距離演算手段より演算された前記工具中心からタッチセンサ先端までの距離に基づいて前記回転工具の球面径を演算する回転工具球面径演算手段と、前記座標補正手段により演算された前記回転工具の工具中心及び前記回転工具球面径演算手段により演算された球面径に基づいて前記回転工具のツルーイングを行う球面ツルーイング手段とを備えたことにある。

本発明は、請求項１のように構成したことにより、回転工具が加工によって磨耗した場合、回転工具が磨耗する以前の外周面及び／又は工具側面が基準工具によって決定された基準位置から加工によって磨耗した回転工具の現在の外周面及び／又は工具側面が検知ピンに接触又は切り込むまでに移動した移動量求める。次に回転工具の現在の外周面及び／又は工具側面が検知ピンに接触又は切り込まれた位置と基準位置との差（距離）を求め、これら２つの位置の間の距離と移動量との偏差が回転工具の摩耗量となるので、この磨耗量分だけ回転工具が磨耗する以前の径もしくは工具幅を補正することにより、熱変位による回転軸線の移動を排除した回転工具の現在径及び／又は工具幅を求めることができる。

本発明は、請求項２のように構成したことにより、基準工具が回転工具と同軸上に配置されていることから、回転工具の回転軸線が熱変位によって移動しても基準工具も同様に移動する。このため、この基準工具の径が既知であれば回転軸線からタッチセンサの先端までの距離を求めることができ、この回転軸線からタッチセンサの先端までの距離に基づいて回転工具の径を正確に求めることができ、回転工具の先端位置とワークとの位置関係を正確に補正することができる。

また、請求項３のように構成したことにより、回転工具の回転軸線が熱変位によって移動して工具中心が移動しても基準工具も同様に移動する。このため、基準工具の外周面及び側面（又は回転工具の側面）の位置変化を検出することにより工具中心の熱変位による移動量を検出することができる。この熱変位の移動量分だけ工具中心の位置を補正することにより、回転工具とワークとの位置関係を正確に把握することができる。

また、請求項４のように構成したことにより、基準工具が回転工具と同軸上に配置されていることから、回転工具の回転軸線が熱変位によって移動しても基準工具も同様に移動する。このため、この基準工具の径が既知であれば回転軸線からタッチセンサの先端までの距離を求めることができ、この回転軸線からタッチセンサの先端までの距離に基づいて回転工具の径を正確に求めることができ、回転工具の径が正確に求まることによりツルーイング時の修正量を正確に管理することができるので、回転工具を余分にツルーイングすることもなく、最適なツルーイングを実現できる。

また、請求項５のように構成したことにより、回転工具の回転軸線が熱変位によって移動して工具中心が移動しても基準工具も同様に移動する。このため、基準工具の外周面及び側面（又は回転工具の側面）の位置変化を検出することにより工具中心の熱変位による移動量を検出することができる。この熱変位の移動量分だけ工具中心の位置を補正することにより、基準工具の径が既知であれば回転軸線からタッチセンサの先端までの距離を求めることができ、この回転軸線からタッチセンサの先端までの距離に基づいて回転工具の径を正確に求めることができ、これら正確な回転工具の径と工具中心の位置が求まれば、回転工具の球面形状の刃面を正確にツルーイングできる。

以下、本発明を具体化した実施形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の１実施形態に係る研削装置を具現化した円筒研削盤１０の平面図である。図１において、ベッド１２の上にテーブル１４がＺ軸方向に移動可能に案内支持されている。テーブル１４の上には主軸台１６と心押台１８とが対向して配置され、主軸台１６には、Ｚ軸と平行な回転軸線Ｑ回りに回転可能に主軸１７が軸承され、図略主軸モータによって回転駆動される。主軸１７の一端にはワークＷの一端を把持するチャック１７ａが設けられている。心押台１８にはワークＷの他端をセンタ支持するセンタ１８ａが回転軸線Ｑと同軸上に回転可能に軸承されている。これによってワークＷは、回転軸線Ｑと同軸にチャック１７ａとセンタ１８ａとによってワークＷの両端が支持され回転駆動される。

このテーブル１４には、後述する砥石車２２の位置検出用の接触検知装置３０と、砥石車２２の目立てを行うためのツルーイング装置４０とが設けられている。接触検知装置３０には、検知ピンヘッド３２に、砥石車２２の外周側を指向する検知ピン３４がＸ方向に突設されている。この検知ピンヘッド３２は、検知ピン３４と砥石車２２の接触信号を検出する振動検出器（以下ＡＥセンサと称す）３６を介して、テーブル１４側に支持されている。他方、ツルーイング装置４０は、図２（Ａ）に示すように、ツルア軸４２にツルーイング工具４４が、図示しないビルトインモータによってツルア軸４２が回転されることにより、回動されるように構成されている。

ベッド１２の上に、工具台である砥石台２０が、テーブル１４の移動方向と直交するＸ軸方向に案内支持され、この砥石台２０に砥石車２２がテーブル１４の移動方向と平行な砥石軸線Ｏの回りに回転可能に支持されている。この砥石車２２は、円盤状の研削砥石（回転工具）２２ａと、砥石車２２ａ側面に取り付けられた基準砥石（基準工具）２２ｂを備えている。研削砥石２２ａは、ワークＷの研削を行い、基準砥石２２ｂは、研削砥石２２ａの径の測定に用いられ、これら両砥石２２ａ，２２ｂは、一体結合され、砥石駆動モータ２４によって回転駆動されるようになっている。砥石台２０のテーブル１４側には、タッチセンサ５０が配置されている。タッチセンサ５０は、図２（Ａ）に示すように検知ピン３４の先端と接触して位置検出するための測定ヘッド５４と、該測定ヘッド５４を支持するためのフィーラ５２とを有し、研削中には、他の部材との接触を避けるために、図略の旋回モータによって図１中の点線で示す位置まで退避される。該タッチセンサ５０は、検知ピン３４との接触を検出すると、端面測定信号を数値制御装置６０側へ送出するよう構成されている。

次に、該円筒研削盤１０を制御する数値制御装置６０の構成について説明する。数値制御装置６０は、装置全体を管理する中央制御装置６２と、種々の制御値及びプログラムを保持するメモリ６４と、インタフェース６６、６８から主として成る。このメモリ６４には、研削加工プログラムと、砥石修正プログラムと、砥石径補正プログラムと、砥石径データと、回転軸線Ｑから測定ヘッド５２までの距離Ｃとが記憶されている。この数値制御装置６０には、インタフェース６６を介して入力装置７０が接続され、入力装置７０によって種々のデータが入力されるようになっている。該入力装置７０は、データの入力等を行うためのキーボード、データの表示を行うＣＲＴ等の表示装置が備えられている。また、数値制御装置６０には、接触検知装置３０からの接触信号が増幅器７２を介して入力されるようになっている。この増幅器７２は、接触検知装置３０からの検知信号に応じて、オン・オフ信号を数値制御装置６０側へ出力するよう構成されている。

数値制御装置６０は、ボールネジ（図示せず）により砥石台２０を前記テーブル１４の移動方向と直交するＸ軸方向へ送るための第１サーボモータ８２へ、第１モータ駆動回路８０を介して駆動信号を与える。この第１サーボモータ８２に取り付けられた第１エンコーダ８４は、第１サーボモータ８２の回転位置、即ち、砥石台２０の位置を、第１モータ駆動回路８０及び数値制御装置６０側へ送出するように構成されている。

数値制御装置６０は、ボールネジ（図示せず）によりテーブル１４を水平方向に送るための第２サーボモータ９２へ、第２モータ駆動回路９０を介して駆動信号を与える。この第２サーボモータ９２に取り付けられた第２エンコーダ９４は、テーブル１４の位置を、第２モータ駆動回路９０及び数値制御装置６０へ送出するように構成されている。

ここで、円筒研削盤１０の座標系について説明する。座標系には、機械座標系とワーク座標系の２種類がある。機械に固有な点を原点とし、基本となる座標系を機械座標系といい、ワーク上のある点をプログラム原点としてユーザが任意に設定（位置記憶）できる座標系をワーク座標系という。通常はこのワーク座標系によって円筒研削盤１０は制御されている。Ｘ軸についてのワーク座標系は、ワークＷの中心（回転軸線Ｏ）を前記プログラム原点とし、ワークＷの中心と研削砥石２２ａのワーク側の先端が一致したとき砥石台の現在位置が「０」とされている。砥石台２０はワークＷの中心から所定量だけ研削砥石の先端が後退した位置を後退端Ｘendとして設定され、加工時の砥石台２０の移動指令は、この後退端Ｘendからの前進量によって指令される。このため、研削砥石２２ａの先端位置が加工による摩耗及びツルーイングによって変化した場合には、砥石台２０を前進させて後退端Ｘendを補正する必要があり、研削盤１０は、常に正確な研削砥石２２ａの径を記憶しておく。砥石車２２が新しいものと交換されると、砥石径の補正処理を行い、正確な砥石径データに基づいて振れ取りを行った後、加工を開始する。そして、所定数のワークＷを加工し、研削砥石２２ａの砥石面を修正する必要が生じた場合にツルーイングを行い、このツルーイングとワーク加工とを繰り返す。また、本実施形態の円筒研削盤１０では、後述するようにツルーイングインターバルにおいて、砥石径の補正処理を行い、砥石径のデータを更新することにより常に正確な砥石径データに基づいて加工を進める。この円筒研削盤１０による動作について、図２、の説明図と、数値制御装置６０による処理を示す図３〜図７のフローチャートとを参照して説明する。

数値制御装置６０は、先ず、砥石車２２が交換されたかを判断する（図３に示すＳ１００）。砥石車２２が交換された際には（Ｓ１００がＹｅｓ）、仮の砥石径を現在の砥石径ＲＯとして記憶し、この砥石径Ｒ０に基づいて砥石台が後退端にあるときの砥石車２２の先端位置Ｘendを初期設定する。（Ｓ１０１）その後、研削砥石２２ａの振れを取る（Ｓ１０２）。ここで、振れとは、砥石外周面において、砥石軸線Oを中心として真円となっていない部分を指し、砥石車２２を砥石軸（図示せず）に取り付けた際に、数１００μｍの振れが生じている。このため、後述するツルーイング時の動作と同様にして、ツルーイング工具４４によって数１０回に分けて接触を行い、砥石表面を一皮剥いて振れを取り除く。

そして、数値制御装置６０はツルーイングを開始する（Ｓ１０３）。このツルーイングは、上記振れ取りのサイクルと連続的に行う。当該処理のサブルーチンを示す図６のフローチャートと、この際の動作を示す図２とを参照してツルーイング処理について詳細に説明する。
砥石交換時、図１に示す数値制御装置６０のメモリ６４には、基準砥石２２ｂの径Ｇ及び研削砥石２２ａの仮の径Ｒ０が記憶されている。この状態において、タッチセンサ５０の測定ヘッド５２の正確な長さＣを測定する。第２サーボモータ９２を制御して、テーブル１４を水平に移動させることにより、基準砥石２２ｂと検知ピン３４とが対向する位置にした後、第１サーボモータ８２を制御して砥石台２０をテーブル１４側へ送り、図２（Ａ）に示すように基準砥石２２ｂが検知ピン３４に接触するまで砥石台２０を移動する（Ｓ４００）。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける（Ｓ４０１がＮｏ）。そして、検知ピン３４と基準砥石２２ｂの外周との接触がＡＥセンサ３６にて検出され、その接触信号が増幅器７２を介して入力されると（Ｓ４０１がＹｅｓ）、テーブル１４の移動を停止すると共に、当該基準砥石２２ｂの接触位置座標、即ち、ワークＷの中心から研削砥石２２ａの先端位置の座標Ｘａを記憶する（Ｓ４０２）。そして、砥石台２０を後退端Ｘendまで後退する。

次に、図２（Ｂ）に示すようにタッチセンサ５０を測定位置に旋回させた後、第２サーボモータ９２を制御して、テーブル１４を水平に移動させることにより、フィーラ５４と検知ピン３４とが対向する位置にした後、第１サーボモータ８２を制御して砥石台２０をテーブル１４側へ送り、図２（B）に示すようにフィーラ５４が検知ピン３４に接触するまで砥石台２０を移動する（Ｓ４０３）。そして、検知ピン３４とフィーラ５２との接触が検出され、その接触信号が入力されると（Ｓ４０４がＹｅｓ）、テーブル１４の移動を停止すると共に、当該タッチセンサ５０の接触位置座標、即ち、ワークＷの中心から研削砥石の先端位置の座標Ｘｂを記憶する（Ｓ４０５）。そして、砥石台２０を後退端Ｘendまで後退する。

そして、次式によって基準砥石２２ｂの接触位置座標Ｘａ及びタッチセンサ５０の接触位置座標Ｘｂからフィーラ５４の正確な長さＣを演算し、この回転軸線Ｑから測定ヘッド５２までの距離Ｃをメモリ６４に記憶する。（Ｓ４０６）。
Ｃ＝（Ｘａ−Ｘｂ）＋Ｇ ・・・（１）
次に図２（Ｃ）に示すように研削砥石２２ａが検知ピン３４に接触するまで砥石台２０を移動する（Ｓ４０７）。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける（Ｓ４０８がＮｏ）。そして、検知ピン３４と研削砥石の外周との接触がＡＥセンサ３６にて検出され、その接触信号が増幅器を介して入力されると（Ｓ４０８がＹｅｓ）、テーブル１４の移動を停止すると共に、当該研削砥石の接触位置座標、即ち、ワークＷの中心から研削砥石の先端位置の座標Ｘｃを記憶する（Ｓ４０９）。そして、砥石台２０を後退端Ｘendまで後退する。

次に、図２（Ｄ）に示すようにタッチセンサ５０を測定位置に旋回させた後、第２サーボモータ９２を制御して、テーブル１４を水平に移動させることにより、フィーラ５４と検知ピン３４とが対向する位置にした後、第１サーボモータ８２を制御して砥石台２０をテーブル１４側へ送り、図２（Ｄ）に示すようにフィーラ５４が検知ピン３４に接触するまで砥石台２０を移動する（Ｓ４１０）。そして、検知ピン３４とフィーラ５２との接触が検出され、その接触信号が入力されると（Ｓ４１１がＹｅｓ）、テーブル１４の移動を停止すると共に、当該タッチセンサ５０の接触位置座標、即ち、ワークＷの中心から研削砥石２２ａの先端位置の座標Ｘｄを記憶する（Ｓ４１２）。そして、砥石台２０を後退端Ｘendまで後退する。

そして次式によって実際の研削砥石の径Ｒ１を求める（Ｓ４１３）。
Ｒ１＝（Ｘｃ−Ｘｄ）＋Ｃ・・・（２）
加工中に生じた摩耗量を測定するために、メモリ６４に記憶されている以前に測定を行った際の研削砥石の径Ｒ０（ここでは仮の径）から今回測定した研削砥石の径Ｒ１を減算することにより砥石径の変化量ΔＲ（＝Ｒ０−Ｒ１）を演算し、この値ΔＲを記憶する（Ｓ４１４）と共に、以前に測定を行った際の研削砥石２２ａの径Ｒ０を今回演算で求めた研削砥石２２ａの径Ｒ１に置き換える（Ｓ４１５）。そして、変化量ΔＲだけ砥石台２０を前進させた位置（＝Ｘend+ΔＲ）を新たな砥石台の後退端Ｘendに更新する（Ｓ４１６）。なお、ここでは、砥石交換直後なので、熱変位がなければ変化量ΔＲは零となる。
その後、テーブル１４を水平に移動させることにより、研削砥石２２ａとツルーイング工具４４とが対向する位置にした後、第１サーボモータ８２を制御して砥石台２０を後退端Ｘendからテーブル１４側へ所定量だけ送り、砥石面をツルーイング工具４４の修正研削面に対向した砥石修正開始位置に位置させる（Ｓ４１７）。そして、砥石台２０を修正切込量Ｔ１だけ前進させ（Ｓ４１８）、テーブル１４を水平に移動させることにより、研削砥石２２ｂの砥石面を修正研削面４４ａにてツルーイングを行う（Ｓ４１９）。なお、前記修正切込量Ｔ１を複数に分けて、テーブル１４の修正切込量及び砥石台２０の修正送りを複数回行うようにしてもよい。砥石面Ｇ１の修正が終ると、砥石台２０は後退端Ｘendまで後退する。
その後、数値制御装置６０は、この砥石径の減少量Ｔ１に基づいて砥石台の後退端Ｘendを更新（＝Ｘend＋Ｔ１）し（Ｓ４２０）、砥石面に対するツルーイング処理を終了する。

再び、主動作を示す図５のフローチャートを参照して説明を続ける。数値制御装置６０は、ステップ１０３のツルーイング処理が完了すると、ツルーイング後の加工本数を示す変数Ｋをリセットし（Ｓ１０４）、また、砥石車幅補正後の加工本数を示す変数Ｄをリセットする（Ｓ１０５）。

その後、ワークＷを搬入して、図１に示すテーブル１４の上の主軸台１６と心押台１８との間に保持する（図４に示すＳ１０６）。そして、ツルーイング後の加工本数を示す変数Ｋが、予め設定された所定本数Ｋ１（ここでは、１００とする）を越えるか否かに基づきツルーイングを行うかを判断する（Ｓ１０７）。ここでは、加工を開始するところなので、当該ステップ１０７の判断がＮｏとなり、ステップ１１１へ移行する。

ステップ１１１では、メモリ６４に更新・記憶された後退端Ｘendのデータに基づいて、ワークＷを加工する。その後、ツルーイング後の加工本数を示す変数Ｋに１を加える（Ｓ１１２）。また、砥石径補正後の加工本数を示す変数Ｄに１を加える（Ｓ１１３）。

引き続き数値制御装置６０は、砥石径を補正するか否かを判断する（図７に示すＳ１１４）。即ち、砥石径補正後の加工本数Ｄが予め設定された所定本数Ｄ１（ここでは２０本とする）を越えたか否かを判断し、この所定本数Ｄ１を越えている場合には（Ｓ１１４がＹｅｓ）、ツルーイングインターバル（ツルーイングを行ってから次にツルーイングを行うまでの間）において、後述する砥石径補正を行う（Ｓ１１５）。ここでは、１本目のワークＷの加工が行われたところなので（Ｓ１１４がＮｏ）ステップ１１７に進んで加工の終了したワークＷを搬出し、全てのワークＷについて加工が終了したかを判断する（Ｓ１１８）。ここでは、加工が終了していないため（Ｓ１１８がＮｏ）、図３に示すステップ１００へ戻る。

ステップ１００では、砥石車２２の交換が成されたかを判断するが、ここでは当該ステップ１００の判断がＮｏとなり、ワークＷを搬入して（図４に示すＳ１０８）、次のワークＷについての加工を開始する。
そして、ワークＷの加工を繰り返し、加工本数Ｄが予め設定された所定本数Ｄ１（２０本）を越えると、即ち、２１本目の加工時にステップ１１４がＹｅｓとなり、砥石径補正処理（Ｓ１１５）を行う。

ここで、ステップ１１５の砥石径補正処理について、当該処理のサブルーチンを示す図７を参照して説明する。
この砥石径補正処理は、図６に示すツルーイング処理のステップ４００からステップ４１６の処理と同じ処理を行う。図１に示す数値制御装置６０のメモリ６４には、基準砥石２２ｂの径Ｇ及び以前に測定した研削砥石の径Ｒ０が記憶されている。この状態において、タッチセンサ５０の測定ヘッド５２の正確な長さＣを測定する。第２サーボモータ９２を制御して、テーブル１４を水平に移動させることにより、基準砥石２２ｂと検知ピン３４とが対向する位置にした後、第１サーボモータ８２を制御して砥石台２０をテーブル１４側へ送り、図２（Ａ）に示すように基準砥石２２ｂが検知ピン３４に接触するまで砥石台２０を移動する（Ｓ４５０）。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける（Ｓ４５１がＮｏ）。そして、検知ピン３４と基準砥石２２ｂの外周との接触がＡＥセンサ３６にて検出され、その接触信号が増幅器７２を介して入力されると（Ｓ４５１がＹｅｓ）、テーブル１４の移動を停止すると共に、当該基準砥石２２ｂの接触位置座標、即ち、ワークＷの中心から研削砥石２２ａの先端位置の座標Ｘａを記憶する（Ｓ４５２）。そして、砥石台２０を後退端Ｘendまで後退する。

次に、図２（Ｂ）に示すようにタッチセンサ５０を測定位置に旋回させた後、第２サーボモータ９２を制御して、テーブル１４を水平に移動させることにより、測定ヘッド５４と検知ピン３４とが対向する位置にした後、第１サーボモータ８２を制御して砥石台２０をテーブル１４側へ送り、図２（Ｂ）に示すように測定ヘッド５４が検知ピン３４に接触するまで砥石台２０を移動する（Ｓ４５３）。そして、検知ピン３４と測定ヘッド５４との接触が検出され、その接触信号が入力されると（Ｓ４５４がＹｅｓ）、テーブル１４の移動を停止すると共に、当該タッチセンサ５０の接触位置座標、即ち、ワークＷの中心から研削砥石２２ａの先端位置の座標Ｘｂを記憶する（Ｓ４５５）。そして、砥石台２０を後退端Ｘendまで後退する。
そして、（１）式によって基準砥石２２ｂの接触位置座標Ｘａ及びタッチセンサ５０の接触位置座標Ｘｂから回転軸線Ｑから測定ヘッド５２までの距離Ｃを演算し、この回転軸線Ｑから測定ヘッド５２までの距離Ｃをメモリ６４に記憶する（Ｓ４５６）。

次に図２（Ｃ）に示すように研削砥石２２ｂが検知ピン３４に接触するまで砥石台２０を移動する（Ｓ４５７）。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける（Ｓ４５８がＮｏ）。そして、検知ピン３４と研削砥石２２ａの外周との接触がＡＥセンサ３６にて検出され、その接触信号が増幅器７２を介して入力されると（Ｓ４５８がＹｅｓ）、テーブル１４の移動を停止すると共に、当該研削砥石２２ａの接触位置座標、即ち、ワークＷの中心から研削砥石２２ａの先端位置の座標Ｘｃを記憶する（Ｓ４５９）。そして、砥石台２０を後退端Ｘendまで後退する。

次に、図２（Ｄ）に示すようにタッチセンサ５０を測定位置に旋回させた後、第２サーボモータ９２を制御して、テーブル１４を水平に移動させることにより、測定ヘッド５４と検知ピン３４とが対向する位置にした後、第１サーボモータ８２を制御して砥石台２０をテーブル１４側へ送り、図２（Ｄ）に示すようにフィーラ５４が検知ピン３４に接触するまで砥石台２０を移動する（Ｓ４６０）。そして、検知ピン３４とフィーラ５２との接触が検出され、その接触信号が入力されると（Ｓ４６１がＹｅｓ）、テーブル１４の移動を停止すると共に、当該タッチセンサ５０の接触位置座標、即ち、ワークＷの中心から研削砥石２２ａの先端位置の座標Ｘｄを記憶する（Ｓ４６２）。そして、砥石台２０を後退端Ｘendまで後退する。

その後（２）式によって実際の研削砥石の径Ｒ１を求め（Ｓ４６３）、加工中に生じた摩耗量を測定するために、メモリ６４に記憶されている以前に測定を行った際の研削砥石２２ａの径Ｒ０から今回測定した研削砥石の径Ｒ１を減算することにより砥石径の変化量ΔＲ（＝Ｒ０−Ｒ１）を演算し、この値を記憶する（Ｓ４６４）と共に、以前に測定を行った際の研削砥石２２ａの径Ｒ０を今回演算で求めた研削砥石２２ａの径Ｒ１に置き換える。（Ｓ４６５）。そして、この変化量ΔＲだけ砥石台を前進させた位置（＝Ｘend+ΔＲ）を新たな砥石台の後退端Ｘendに更新する（Ｓ４６６）。

この砥石径補正処理の終了により、加工本数Ｄをクリアし（図５に示すＳ１１６）、ステップ１１７へ進み、加工の完了したワークＷを搬出する。以降も加工を継続し、当該砥石径補正処理を加工本数の２０本毎（即ち、４１本目、６１本目、８１本目）に繰り返す。

そして、ワークＷの加工本数Ｃが１０１本目となり、予め設定された所定本数Ｋ１（１００本）を越えると、図６に示すステップ１０７におけるＫ>Ｋ１かの判断がＹｅｓとなり、ツルーイング処理が開始され（Ｓ１０８）、図２及び図８を参照したと同様にしてツルーイングにて、研削砥石２２ａのツルーイングを行う。当該ツルーイング処理（Ｓ１０８）の終了により、ツルーイング後の加工本数を示す変数Ｋの値をリセットし（Ｓ１０９）、そして、ツルーイングに引き続いて砥石径補正が実行されることを回避するため、砥石径補正後の加工本数を示す変数Ｄの値をリセットする（Ｓ１１０）。ここで、ツルーイング処理（Ｓ１０８）の終了後には、砥石径Ｒ０はＲ１に更新される。

その後、搬入したワークＷ（１０１本目）を加工し（Ｓ１１１）、そして、ステップ１１２からステップ１１４の処理を経て、ワークＷの搬出を行う（Ｓ１１７）。

数値制御装置６０は、１０１本目のワーク加工時のツルーイングの終了後、２０１本目のワーク加工時の次のツルーイングまでの間に、１２１本目、１４１本目、１６１本目、１８１本目に上記砥石径補正処理（Ｓ１１５）を行う。これにより、ツルーイングインターバルの間に砥石摩耗及び熱変位による変化量が多いと想定される場合（例えば、ワークＷの加工本数が多い場合等）、における誤差を小さくすることができ、不良品が発生することを防止する。

なお、この実施形態では、加工サイクルにおけるツルーイングインターバルにおいて、砥石径補正処理を数回実施するようになっている。このため、ツルーイングインターバルの間に砥石摩耗量及び熱変位量が小さいと判断される場合には、ツルーイングインターバルにおける砥石径補正処理を省略することも可能である。これは、上記変数Ｄ１と変数Ｋ１とを等しく設定することにより実現できる。

以上のように、研削砥石２２ａと同軸上に基準砥石２２ｂを設けたことにより、回転軸線Ｑが熱変位で移動したととしても、研削砥石２２ａと基準砥石２２ｂが同等の熱変位分だけ移動することになる。このため、基準砥石２２ｂの径Ｇに基づいて回転軸線Ｑから測定ヘッド５２までの距離Ｃを補正して正確に現在の砥石径を求めることができる。従って、この現在の砥石径に基づき座標系の補正を行うことにより、研削加工精度を向上できると共に、ツルーイング処理を高精度に行うことができる。

次に、本発明の第２実施形態について図８から図１４に基づいて説明する。なお、第２実施形態の説明において、第１実施形態と同様な部材については図示及び説明を省略する。この第２実施形態においては、図８（Ａ）に示すように研削砥石の研削面が軸線Ｏ上に設定された点Ｐを中心とした球面に成形された球面砥石２３となっている。また、研削時の球面砥石２３とワークＷの接近に伴うテーブルと砥石台の干渉を防止するために、軸線Ｏが角度θの傾きを持って設置されている。

このように、球面砥石２３を用いて研削する場合は、球面砥石２３の中心点Pの位置を正確に求め、この中心点Ｐに基づいてツルーイングや座標設定を行う必要がある。このため第２の実施形態における円筒研削盤１０では、砥石径の他に砥石軸線Oの延びる方向及び砥石軸線Ｏと直交する方向の熱変位を測定して球面砥石の中心点を求めている。第２の実施形態における円筒研削盤１０では、図８（Ａ）に示すように砥石軸線Oの延びる方向の熱変位を測定するのに、X軸方向延びる検知ピン３４と、Z軸方向に延びる検知ピン３５とを備えている。

なお、この第２の実施形態では、Ｘ軸方向の座標は第１の実施形態と同様にワークＷの中心と研削砥石のワーク側の先端が一致したとき砥石台の現在位置が「０」とされ、砥石台の後退と共に値が増加していくように設定されている。また、Ｚ軸方向の座標は、テーブルが左右いずれかの移動端を「０」として設定され、ここでは左側移動端を「０」として設定されている。

また、メモリ６４には、砥石交換時における初期設定値として、基準砥石２２ｂの径Ｇ、球面砥石の仮の径Ｒ0球面砥石の仮の中心位置Ｐの座標（Ｘ０,Ｚ０）及び基準砥石２２ｂの側面から中心点Ｐまでの距離Ｈが記憶される。また、これら砥石のデータに基づいて予め演算もしくは試験的に求められた砥石台の後退端における球面砥石の先端位置Ｘend、基準砥石２２ｂが検知ピン３４に接触したときの砥石先端の初期接触位置Ｘα０及び、基準砥石２２ｂの側面が検知ピン３５が接触する初期接触位置Ｚα０が記憶されている。

以下、第２の実施形態における研削盤の動作について説明する。なお、主動作については図３から図５に示す第１の実施形態における主動作とほぼ同様であり、ステップ１０２の初期接触位置Ｘα０、Ｚα０が接触位置を示すパラメータ値としてＸα、Ｚαにセットされる点が異なるのみである。

従って、主動作については説明を省略し、図３乃至図５のステップ１０３、１０８、１１５に示すツルーイングと砥石径修正の動作についてのみ説明する。

図３乃至図５のステップ１０３、１０８に示すツルーイングの動作について、図８乃至図１２を用いて説明する。はじめに、砥石先端の初期接触位置Ｘα０及び、基準砥石２２ｂの側面が検知ピン３５が接触する初期接触位置Ｚα０が接触位置Ｘα、Ｚαにセットしたのち（Ｓ５００）、実際の球面砥石の中心位置を求める。この実際の球面砥石２３の中心は、図１１に示すステップ５０１からステップ５０９の手順により求められる。第２サーボモータ９２を制御して、テーブル１４を水平に移動させることにより、基準砥石２２ｂの円筒面と検知ピン３４とが対向する位置にした後、第１サーボモータ８２を制御して砥石台２０をテーブル１４側へ送り、図８（Ａ）に示すように基準砥石２２ｂが検知ピン３４に接触するまで砥石台２０を移動する（Ｓ５０１）。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける（Ｓ５０２がＮｏ）。そして、検知ピン３４と基準砥石２２ｂの円筒面との接触がＡＥセンサ３６にて検出され、その接触信号が増幅器７２を介して入力されると（Ｓ５０２がＹｅｓ）、テーブル１４の移動を停止すると共に、当該基準砥石２２ｂの接触位置座標、即ち、ワークＷの中心から球面砥石２３の先端位置の座標Ｘβを記憶する（Ｓ５０３）。そして、砥石台２０を後退端Ｘendまで後退する。

次に基準砥石２２ｂの側面と検知ピン３５とが対向する位置にした後、第１サーボモータ８２を制御してテーブル１４を砥石台２０側へ送り、図８（B）に示すように基準砥石２２ｂの側面が検知ピン３５に接触するまでテーブル１４を移動する（Ｓ５０４）。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける（Ｓ５０５がＮｏ）。そして、検知ピン３５と基準砥石２２ｂの側面との接触がＡＥセンサ３６にて検出され、その接触信号が増幅器７２を介して入力されると（Ｓ５０５がＹｅｓ）、テーブル１４の移動を停止すると共に、当該基準砥石２２ｂの接触位置座標、即ち、テーブル１４の移動端からの位置の座標Ｘβを記憶する（Ｓ５０６）。そして、砥石台２０は、後退端Ｘendまで後退し、テーブル１４を左の移動端に戻す。

そして、現在設定されている接触位置Ｘα、Ｚαとステップ５０３及びステップ５０６で測定した現在の接触位置Ｘβ、Ｚβから次式によってＸ方向の誤差ΔＸ及び、Ｚ方向の誤差を求める（Ｓ５０７）。
ΔＸ＝Ｘα−Ｘβ （３ａ）
ΔＺ＝Ｚα−Ｚβ （３ｂ）
この誤差ΔＸ、ΔＺは、熱変位による砥石台２０の砥石軸のずれを示し、ステップ５０８では、次回の測定に備えて接触位置Ｘα、Ｚαを現在の接触位置Ｘβ、Ｚβに置き換える。

次に、ステップ５０９では、設定されている球面砥石２３の仮（前回）の中心位置Ｐ０（Ｘ０、Ｚ０）から実際の中心に次式によって補正する。
Ｘ０＝Ｘ０−ΔＸ ・・・（４ａ）
Ｚ０＝Ｚ０−ΔＺ ・・・（４ｂ）
さらに、熱変位による砥石台の砥石軸のずれは、後退端Ｘendにも影響を及ぼすことから、ステップ５１０では、次式によって後退端Ｘendを更新する。
Ｘend＝Ｘend−ΔＸ ・・・（５）
このステップ５１０の熱変位による後退端Ｘendのずれの更新に続いて砥石径の測定が図１２に示すステップ５１１乃至ステップ５２４によって達成される。

はじめに、砥石車の回転軸線Ｏからタッチセンサ５０の測定ヘッド５２までの砥石直径方向（図９（B）に示すＷ方向）の正確な長さＣｘを測定する。
第２サーボモータ９２を制御して、テーブル１４を水平に移動させることにより、基準砥石２２ｂと検知ピン３４とが対向する位置にした後、第１サーボモータ８２を制御して砥石台２０をテーブル１４側へ送り、図９（Ａ）に示すように基準砥石２２ｂが検知ピン３４に接触するまで砥石台２０を移動する（Ｓ５１１）。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける（Ｓ５１２がＮｏ）。そして、検知ピン３４と基準砥石２２ｂの外周との接触がＡＥセンサ３６にて検出され、その接触信号が増幅器７２を介して入力されると（Ｓ５１２がＹｅｓ）、テーブル１４の移動を停止すると共に、当該基準砥石２２ｂの接触位置座標、即ち、ワークＷの中心から球面砥石２３の先端位置の座標Ｘａを記憶する（Ｓ５１３）。そして、砥石台２０を後退端Ｘendまで後退する。

次に、図９（Ｂ）に示すようにタッチセンサ５０を測定位置に旋回させた後、第２サーボモータ９２を制御して、テーブル１４を水平に移動させることにより、フィーラ５４と検知ピンとが対向する位置にした後、第１サーボモータ８２を制御して砥石台２０をテーブル１４側へ送り、図９（B）に示すようにフィーラ５４が検知ピン３４に接触するまで砥石台２０を移動する（Ｓ５１４）。そして、検知ピン３４とフィーラ５２との接触が検出され、その接触信号が入力されると（Ｓ５１５がＹｅｓ）、テーブル１４の移動を停止すると共に、当該タッチセンサ５０の接触位置座標、即ち、ワークＷの中心から球面砥石２３の先端位置の座標Ｘｂを記憶する（Ｓ５１６）。そして、砥石台２０を後退端Ｘendまで後退する。

そして、次式によって基準砥石２２ｂの接触位置座標Ｘａ及びタッチセンサ５０の接触位置座標Ｘｂからフィーラ５４の正確な長さＣｘを演算し、この回転軸線Ｑから測定ヘッド５２までの距離Ｃｘをメモリ６４に記憶する。（Ｓ５１７）。
Ｃｘ＝（Ｘａ／Cosθ）−（Ｘｂ／Cosθ）＋G ・・・（６）
次に図１０（Ａ）に示すようにＸ軸方向に微小切込を与えながら、テーブル１４と砥石台２０を同時２軸制御して砥石軸線Ｏと平行な方向に球面砥石２３が検知ピン３４に接触するまで砥石台２０を移動する（Ｓ５１８）。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける（Ｓ５１９がＮｏ）。そして、検知ピン３４と球面砥石２３の外周との接触がＡＥセンサ３６にて検出され、その接触信号が増幅器７２を介して入力されると（Ｓ５１９がＹｅｓ）、砥石台２０及びテーブル１４の移動を停止すると共に、当該球面砥石２３の接触位置座標、即ち、ワークＷの中心から球面砥石２３の先端位置の座標Ｘｃを記憶する（Ｓ５２０）。そして、砥石台２０を後退端Ｘendまで後退する。

次に、図１０（Ｂ）に示すようにタッチセンサ５０を測定位置に旋回させた後、第２サーボモータ９２を制御して、テーブル１４を水平に移動させることにより、フィーラ５４と検知ピン３４とが対向する位置にした後、第１サーボモータ８２を制御して砥石台２０をテーブル１４側へ送り、図１０（Ｂ）に示すようにフィーラ５４が検知ピン３４に接触するまで砥石台２０を移動する（Ｓ５２１）。そして、検知ピン３４とフィーラ５２との接触が検出され、その接触信号が入力されると（Ｓ５２２がＹｅｓ）、テーブル１４の移動を停止すると共に、当該タッチセンサ５０の接触位置座標、即ち、ワークＷの中心から球面砥石２３の先端位置の座標Ｘｄを記憶する（Ｓ５２３）。そして、砥石台２０を後退端Ｘendまで後退する。

そして次式によって実際の球面砥石２３の径Ｒ１を求める（Ｓ５２４）。
Ｒ１＝（Ｘｃ／Cosθ）−（Ｘｄ／Cosθ）＋Ｃｘ・・・（７）
加工中に生じた摩耗量を測定するために、メモリ６４に記憶されている以前に測定を行った際の球面砥石２３の径Ｒ０（ここでは仮の径）から今回測定した球面砥石２３の径Ｒ１を減算することにより砥石径の変化量ΔＲ（＝Ｒ０−Ｒ１）を演算し（Ｓ５２５）、この値ΔＲを記憶すると共に、以前に測定を行った際の球面砥石２３の径Ｒ０を今回演算で求めた球面砥石２３の径Ｒ１に置き換える（Ｓ５２６）。そして、変化量ΔＲのＸ方向成分ΔＲｘを次式で求める（Ｓ５２７）。

ΔＲＸ＝ΔＲ・Cosθ ・・・（８）

そして、この球面砥石２３の径の変化量ΔＲのＸ方向成分ΔＲｘに基づき、砥石台を前進させた位置（＝Ｘend−ΔＲｘ）を新たな砥石台の後退端Ｘendに更新する（Ｓ５２８）。なお、砥石交換直後では、変化量ΔＲは零であり、Ｘ方向成分ΔＲｘも零となる。
その後、球面砥石２３の中心位置Pの座標（Ｘ０、Ｚ０）に基づいて、テーブル１４を水平に移動させることにより、球面砥石２３とツルーイング工具４４とが対向する位置にした後、第１サーボモータ８２を制御して砥石台２０を後退端Ｘendからテーブル１４側へ所定量だけ送り、球面砥石の砥石面をツルーイング工具４４に対向した砥石修正開始位置に位置させる（Ｓ５２９）。そして、砥石台２０を修正切込量Ｔ１だけ前進させ（Ｓ５３０）、テーブル１４と砥石台２０を２軸制御し、ツルーイング工具４４が球面砥石２３の中心位置Pの座標（Ｘ０、Ｚ０）を中心とする径（Ｒ１―Ｔ１）の円周を移動するように制御する（Ｓ５３１）。これによって球面砥石２３の研削面は、熱変位及び砥石摩耗による影響を排除した高精度な球面にツルーイングされ、砥石面Ｇ１の修正が終ると、砥石台２０は後退端Ｘendまで後退する。

その後、数値制御装置６０は、この砥石径の減少量Ｔ１に基づいて砥石台の後退端Ｘendを更新（＝Ｘend−Ｔ１）し（Ｓ５３２）、砥石面に対するツルーイング処理を終了する。

ステップ１１５の砥石径補正処理について、当該処理のサブルーチンを示す図１３及び１４を参照して説明する。
この砥石径補正処理は、図１１及び１２に示すツルーイング処理のステップ５００からステップ５２８の処理と同じ処理を行う。即ち、砥石先端の初期接触位置Ｘα０及び、基準砥石２２ｂの側面が検知ピン３５が接触する初期接触位置Ｚα０が接触位置Ｘα、Ｚαにセットしたのち（Ｓ５５０）、実際の球面砥石２３の中心位置を求める。この実際の球面砥石２３の中心は、図１３に示すステップ５５１からステップ５５９の手順により求められる。第２サーボモータ９２を制御して、テーブル１４を水平に移動させることにより、基準砥石２２ｂの円筒面と検知ピンとが対向する位置にした後、第１サーボモータ８２を制御して砥石台２０をテーブル１４側へ送り、図８（Ａ）に示すように基準砥石２２ｂが検知ピン３４に接触するまで砥石台２０を移動する（Ｓ５５１）。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける（Ｓ５５２がＮｏ）。そして、検知ピン３４と基準砥石２２ｂの円筒面との接触がＡＥセンサ３６にて検出され、その接触信号が増幅器７２を介して入力されると（Ｓ５５２がＹｅｓ）、テーブル１４の移動を停止すると共に、当該基準砥石２２ｂの接触位置座標、即ち、ワークＷの中心から球面砥石の先端位置の座標Ｘβを記憶する（Ｓ５５３）。そして、砥石台２０を後退端Ｘendまで後退する。

次に基準砥石２２ｂの円筒面と検知ピンとが対向する位置にした後、第１サーボモータ８２を制御してテーブル１４を砥石台２０側へ送り、図８（Ｂ）に示すように基準砥石２２ｂの側面が検知ピン３４に接触するまでテーブル１４を移動する（Ｓ５５４）。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける（Ｓ５５５がＮｏ）。そして、検知ピン３４と基準砥石２２ｂの側面との接触がＡＥセンサ３６にて検出され、その接触信号が増幅器７２を介して入力されると（Ｓ５５５がＹｅｓ）、テーブル１４の移動を停止すると共に、当該基準砥石２２ｂの接触位置座標、即ち、テーブル移動端からの位置の座標Ｘβを記憶する（Ｓ５５６）。そして、砥石台２０は、後退端Ｘendまで後退し、テーブル１４を左の移動端に戻す。

そして、現在設定されている接触位置Ｘα、Ｚαとステップ５５３及びステップ５５６で測定した現在の接触位置Ｘβ、Ｚβから式（３ａ）、（３ｂ）によってＸ方向の誤差ΔＸ及び、Ｚ方向の誤差を求める（Ｓ５５７）。

この誤差ΔＸ、ΔＺは、熱変位による砥石台の砥石軸のずれを示し、ステップ５５８では、次回の測定に備えて接触位置Ｘα、Ｚαを現在の接触位置Ｘβ、Ｚβに置き換える。

次に、ステップ５５９では、設定されている球面砥石２３の仮（前回）の中心位置Ｐ０（Ｘ０、Ｚ０）から実際の中心に式（４ａ）、（４ｂ）によって補正する。
さらに、熱変位による砥石台の砥石軸のずれは、後退端Ｘendにも影響を及ぼすことから、ステップ５６０では、式（５）によって後退端Ｘendを更新する。
このステップ５６０の熱変位による後退端Ｘendのずれの更新に続いて砥石径の測定がステップ５６１乃至ステップ５７４によって達成される。
はじめに、砥石車の回転軸線Ｏからタッチセンサ５０の測定ヘッド５２までの砥石直径方向（図９（Ｂ）に示すＷ方向）の正確な長さＣｘを測定する。

第２サーボモータ９２を制御して、テーブル１４を水平に移動させることにより、基準砥石２２ｂと検知ピン３４とが対向する位置にした後、第１サーボモータ８２を制御して砥石台２０をテーブル１４側へ送り、図９（Ａ）に示すように基準砥石２２ｂが検知ピン３４に接触するまで砥石台２０を移動する（Ｓ５６１）。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける（Ｓ５６２がＮｏ）。そして、検知ピン３４と基準砥石２２ｂの外周との接触がＡＥセンサ３６にて検出され、その接触信号が増幅器７２を介して入力されると（Ｓ５６２がＹｅｓ）、テーブル１４の移動を停止すると共に、当該基準砥石２２ｂの接触位置座標、即ち、ワークＷの中心から球面砥石２３の先端位置の座標Ｘａを記憶する（Ｓ５６３）。そして、砥石台２０を後退端Ｘendまで後退する。

次に、図２（Ｂ）に示すようにタッチセンサ５０を測定位置に旋回させた後、第２サーボモータ９２を制御して、テーブル１４を水平に移動させることにより、フィーラ５４と検知ピンとが対向する位置にした後、第１サーボモータ８２を制御して砥石台２０をテーブル１４側へ送り、図９（B）に示すようにフィーラ５４が検知ピン３４に接触するまで砥石台２０を移動する（Ｓ５６４）。そして、検知ピン３４とフィーラ５２との接触が検出され、その接触信号が入力されると（Ｓ５６５がＹｅｓ）、テーブル１４の移動を停止すると共に、当該タッチセンサ５０の接触位置座標、即ち、ワークＷの中心から球面砥石２３の先端位置の座標Ｘｂを記憶する（Ｓ５６６）。そして、砥石台２０を後退端Ｘendまで後退する。

そして、式（５）によって基準砥石２２ｂの接触位置座標Ｘａ及びタッチセンサ５０の接触位置座標Ｘｂからフィーラ５４の正確な長さＣを演算し、この回転軸線Ｑから測定ヘッド５２までの距離Ｃをメモリ６４に記憶する。（Ｓ５６７）。
次に図１０（Ａ）に示すようにＸ軸方向に微小切込を与えながら、テーブルと砥石台を同時２軸制御して砥石軸線Ｏと平行な方向に球面砥石２３が検知ピン３４に接触するまで砥石台２０を移動する（Ｓ５６８）。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける（Ｓ５６９がＮｏ）。そして、検知ピン３４と球面砥石２３の外周との接触がＡＥセンサ３６にて検出され、その接触信号が増幅器７２を介して入力されると（Ｓ５６９がＹｅｓ）、砥石台及びテーブル１４の移動を停止すると共に、当該球面砥石２３の接触位置座標、即ち、ワークＷの中心から球面砥石２３の先端位置の座標Ｘｃを記憶する（Ｓ５７０）。そして、砥石台２０を後退端Ｘendまで後退する。

次に、図１０（Ｂ）に示すようにタッチセンサ５０を測定位置に旋回させた後、第２サーボモータ９２を制御して、テーブル１４を水平に移動させることにより、フィーラ５４と検知ピンとが対向する位置にした後、第１サーボモータ８２を制御して砥石台２０をテーブル１４側へ送り、図１０（Ｂ）に示すようにフィーラ５４が検知ピン３４に接触するまで砥石台２０を移動する（Ｓ５７１）。そして、検知ピン３４とフィーラ５２との接触が検出され、その接触信号が入力されると（Ｓ５７２がＹｅｓ）、テーブル１４の移動を停止すると共に、当該タッチセンサ５０の接触位置座標、即ち、ワークＷの中心から球面砥石２３の先端位置の座標Ｘｄを記憶する（Ｓ５７３）。そして、砥石台２０を後退端Ｘendまで後退する。そして式（６）によって実際の球面砥石の径Ｒ１を求める（Ｓ５７４）。

加工中に生じた摩耗量を測定するために、メモリ６４に記憶されている以前に測定を行った際の球面砥石２３の径Ｒ０（ここでは仮の径）から今回測定した球面砥石２３の径Ｒ１を減算することにより砥石径の変化量ΔＲ（＝Ｒ０−Ｒ１）を演算し（Ｓ５７５）、この値ΔＲを記憶すると共に、以前に測定を行った際の球面砥石２３の径Ｒ０を今回演算で求めた球面砥石２３の径Ｒ１に置き換える（Ｓ５７６）。そして、変化量ΔＲのＸ方向成分ΔＲｘを式（７）で求める（Ｓ５７７）。そして、この球面砥石２３の径の変化量ΔＲのＸ方向成分ΔＲｘに基づき、砥石台２０を前進させた位置（＝Ｘend−ΔＲｘ）を新たな砥石台２０の後退端Ｘendに更新する（Ｓ５７８）。

なお、本発明の技術思想は、径（及び／又は、側面位置）が既知でワークＷの研削に関与しない基準砥石２２ｂを研削砥石２２ａと同軸上に配置し基準砥石２２ｂの外周面の位置と研削により磨耗した研削砥石２２ａの外周面の位置とを比較することにより、研削砥石２２ａの回転軸線に熱変位が生じてもこの熱変位による影響を排除して、研削砥石２２ａの径（及び／又は、側面位置）を正確に求めることができるというものである。

そして、基準砥石２２ｂの外周面及び研削砥石２２ａの外周面の位置を求める方法として、前述した本発明の実施形態では、基準砥石２２ｂの外周面及び研削砥石の外周面を検知ピン３４、３５に接触させ、このとき発生する振動を振動検出器（ＡＥセンサ）３６を使用して検出している。別な方法として、基準砥石にて検知ピン３４、３５を若干量研削し、この研削された位置をタッチセンサ５０で測定する。次に磨耗した研削砥石２２ｂにて検知ピン３４，３５に対して所定量送り、研削された検知ピン３４，３５の位置をタッチセンサ５０で測定する方法であってもよい。測定により求められた検知ピン３４、３５の位置の差の値と前記所定量との差が研削砥石２２ｂの摩耗量に相当するので、この摩耗量により研削砥石２２ｂの径（及び／又は、側面位置）を求めるものであっても良い。

なお、上述の実施の形態においては、円筒研削盤１０に本発明を適用した例について述べたが、砥石車２０以外にも回転工具を用いる加工装置にも用いることができる。その他の加工装置としては、フライスを回転工具とするフライス盤、マシニングセンタなどがある。

実施の形態に係る円筒研削盤の概要を示す平面図。 第１の実施形態に係るツルーイング及び砥石径補正における動作説明図。 円筒研削盤の主動作を示すフローチャート。 円筒研削盤の主動作を示すフローチャート。 円筒研削盤の主動作を示すフローチャート。 第１の実施形態に係るツルーイング時の動作を示すフローチャート。 第１の実施形態に係る砥石径補正の動作を示すフローチャート。 第２の実施形態に係るツルーイング及び砥石径補正における動作説明図。 第２の実施形態に係るツルーイング及び砥石径補正における動作説明図。 第２の実施形態に係るツルーイング及び砥石径補正における動作説明図。 第２の実施形態に係るツルーイング時の動作を示すフローチャート。 第２の実施形態に係るツルーイング時の動作を示すフローチャート。 第２の実施形態に係る砥石径補正の動作を示すフローチャート。説明図。 第２の実施形態に係る砥石径補正の動作を示すフローチャート。説明図。

符号の説明

１０…円筒研削盤、１２…ベッド、１４…テーブル、１６…主軸台、１７…主軸、１７ａ…チャック、１８…心押台、１８ａ…センタ、２０…砥石台（工具台）、２２…砥石車、２２ａ…研削砥石（回転工具）、２２ｂ…基準砥石（基準工具）、２３…球面砥石、３０…接触検知装置、３２…検知ピンヘッド、３４、３５…検知ピン、３６…振動検出器（ＡＥセンサ）、４０…ツルーイング装置、４４…ツルーイング工具、５０…タッチセンサ、５２…フィーラ、５４…測定ヘッド、６０…数値制御装置、６２…中央制御装置、６４…メモリ、６６，６８・・・インタフェース、７０…入力装置、７２…増幅器、８０…第１モータ駆動回路、８２…第１サーボモータ、８４…第１エンコーダ、９０…第２モータ駆動回路、９２…第２サーボモータ、９４…第２エンコーダ。

Claims (5)

1. 回転工具を工具軸線回りで回転可能に軸承した工具台と、
   工作物を保持するテーブルと、
   前記回転工具の外周面及び／又は工具側面の位置を基準にして前記工具台とテーブルとを互いに離接する方向に相対移動させて工作物を加工する加工装置において、
   前記回転工具の回転軸線と同軸に軸承され予め径及び／又は工具幅が既知の基準工具と、テーブルに固定された検知ピンと、前記基準工具の外周面及び／又は工具側面を検知ピンに向かって移動させて該基準工具の外周面及び／又は工具側面が前記検知ピンに接触もしくは切り込まれた位置を基準位置として記憶する手段と、基準位置から前記検知ピンに向かって前記回転工具を移動したときに前記回転工具の外周面及び／又は工具側面が前記基準ピンに接触又は切り込まれた位置を送り込み位置として記憶するとともに、前記基準位置から前記回転工具が移動した移動量を記憶する手段と、前記基準位置と送り込み位置の差を求め、この差と前記移動量との偏差から前記回転工具の摩耗量を演算する手段と、この回転工具の摩耗量に基づいて前記工具の径及び又は側面位置を求める手段とを備えたことを特徴とする加工装置。
2. 回転工具を工具軸線回りで回転可能に軸承した工具台と、
   工作物を保持するテーブルと、
   前記回転工具の外周面の位置を基準にして前記工具台とテーブルとを互いに離接するX軸方向に相対移動させて工作物を加工する加工装置において、
   前記回転工具の回転軸線と同軸に軸承され予め径が既知の基準工具と、
   前記砥石台上に前記テーブルに向かって延設されたタッチセンサと、
   該タッチセンサに接触可能にテーブルに固定された検知ピンと、
   前記基準回転工具による前記検知ピンへの接触位置を記憶する基準工具接触位置記憶手段と、
   前記基準回転工具による前記検知ピンへの接触後に、検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第１接触位置記憶手段と、
   前記基準工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第１接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記基準回転工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第１相対距離演算手段と、
   前記第１相対距離演算手段により演算された相対距離と前記基準回転工具の径とから前記工具軸線からタッチセンサ先端までの距離を演算するタッチセンサ距離演算手段と、
   前記回転工具による前記検知ピンへの接触位置を記憶する工具接触位置記憶手段と、
   前記回転工具による前記検知ピンへの接触後に、検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第２接触位置記憶手段と、
   前記工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第２接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記回転工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第２相対距離演算手段と、
   前記第２相対距離演算手段により演算された相対距離と前記タッチセンサ距離演算手段より演算された前記工具軸線からタッチセンサ先端までの距離に基づいて前記回転工具の径を演算する回転工具径演算手段と、
   前記回転工具径演算手段により演算された回転工具の径に基づいて前記回転工具の外周面の位置を変更する位置変更手段と、
   を備えたことを特徴とする加工装置。
3. 外周面に工具中心から所定径の球面形状の刃面を形成した回転工具を回転可能に軸承した工具台と、
   工作物を保持するテーブルと、
   前記回転工具の外周面を基準にして前記工具台とテーブルとを互いに離接するX軸方向及び該X軸方向と直交するZ軸方向に相対移動させ、前記回転工具によって工作物を加工する加工装置において、
   前記回転工具の回転軸線と同軸に軸承され予め径が既知の基準工具と、
   前記テーブルに固定されX軸及びZ軸沿って延びるX軸検知ピン及びZ軸検知ピンと、
   前記回転工具の工具中心から前記基準回転工具又は回転工具の側面までの距離を記憶した側面距離記憶手段と、
   前記基準回転工具の外周面による前記X軸検知ピンへの接触位置を記憶するX軸接触位置記憶手段と、
   前記基準回転工具又は回転工具の側面による前記Z軸検知ピンへの接触位置を記憶するZ軸接触位置記憶手段と、
   前記基準工具の径、前記側面距離記憶手段に記憶された前記回転工具の工具中心から前記基準回転工具又は回転工具の側面までの距離、及び前記X軸検知ピン並びにZ軸検知ピンへの切込み位置に基づいて前記回転工具の工具中心の補正座標を演算する座標補正手段と、
   を備えたことを特徴とする加工装置。
4. 回転工具を工具軸線回りで回転可能に軸承した工具台と、
   工作物を保持するテーブルと、
   前記回転工具の外周面の位置を基準にして前記工具台とテーブルとを互いに離接するX軸方向に相対移動させて工作物を加工する加工装置において、
   前記回転工具の回転軸線と同軸に軸承され予め径が既知の基準工具と、
   前記砥石台上に前記テーブルに向かって延設されたタッチセンサと、
   該タッチセンサに接触可能にテーブルに固定された検知ピンと、
   前記基準回転工具による前記検知ピンへの接触位置を記憶する基準工具接触位置記憶手段と、
   前記基準回転工具による前記検知ピンへの接触後に、検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第１接触位置記憶手段と、
   前記基準工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第１接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記基準回転工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第１相対距離演算手段と、
   前記第１相対距離演算手段により演算された相対距離と前記基準回転工具の径とから前記工具軸線からタッチセンサ先端までの距離を演算するタッチセンサ距離演算手段と、
   前記回転工具による前記検知ピンへの接触位置を記憶する工具接触位置記憶手段と、
   前記回転工具による前記検知ピンへの接触後に、検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第２接触位置記憶手段と、
   前記工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第２接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記回転工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第２相対距離演算手段と、
   前記第２相対距離演算手段により演算された相対距離と前記タッチセンサ距離演算手段より演算された前記工具軸線からタッチセンサ先端までの距離に基づいて前記回転工具の径を演算する回転工具径演算手段と、
   前記回転工具径演算手段により演算された回転工具の径に基づいて前記ツルーイング工具を回転工具の端面に所定量切り込んでツルーイングを行う工具修正手段を備えたことを特徴とする加工装置。
5. 外周面に回転工具の工具中心から所定径の球面形状の刃面を形成した回転工具を回転可能に軸承した工具台と、
   工作物を保持するテーブルと、
   前記回転工具の外周面を基準にして前記工具台とテーブルとを互いに離接するX軸方向及び該X軸方向と直交するZ軸方向に相対移動させ、前記回転工具によって工作物を加工する加工装置において、
   前記回転工具の回転軸線と同軸に軸承され予め径が既知の基準工具と、
   前記テーブルに固定されX軸及びZ軸沿って延びるX軸検知ピン及びZ軸検知ピンと、
   前記回転工具の中心から前記基準回転工具又は回転工具の側面までの距離を記憶した側面距離記憶手段と、
   前記基準回転工具の外周面による前記X軸検知ピンへの接触位置を記憶するX軸接触位置記憶手段と、
   前記基準回転工具又は回転工具の側面による前記Z軸検知ピンへの接触位置を記憶するZ軸接触位置記憶手段と、
   前記基準工具の径、前記側面距離記憶手段に記憶された前記回転工具の中心から前記基準回転工具又は回転工具の側面までの距離、及び前記X軸検知ピン並びにZ軸検知ピンへの切込み位置に基づいて前記回転工具の中心の補正座標を演算する座標補正手段と、
   前記基準回転工具による前記X軸検知ピンへの接触後に、X軸検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第１接触位置記憶手段と、
   前記X軸接触位置記憶手段に記憶されたX軸接触位置と前記第１接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記基準回転工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第１相対距離演算手段と、
   前記第１相対距離演算手段により演算された相対距離と前記基準回転工具の径とから前記工具中心からタッチセンサ先端までの距離を演算するタッチセンサ距離演算手段と、
   前記座標補正手段による前記回転工具の中心の補正座標を基準にして前記X軸検知ピンへ接触を行う切込み実行手段と、
   前記切込み実行手段による前記X軸検知ピンへの接触位置を記憶する工具接触位置記憶手段と、
   前記回転工具による前記X軸検知ピンへの接触後に、X軸検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第２接触位置記憶手段と、
   前記工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第２接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記回転工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第２相対距離演算手段と、
   前記第２相対距離演算手段により演算された相対距離と前記タッチセンサ距離演算手段より演算された前記工具中心からタッチセンサ先端までの距離に基づいて前記回転工具の球面径を演算する回転工具球面径演算手段と、
   前記座標補正手段により演算された前記回転工具の工具中心及び前記回転工具球面径演算手段により演算された球面径に基づいて前記回転工具のツルーイングを行う球面ツルーイング手段と、
   を備えたことを特徴とする加工装置。

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