JPS6238112B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は円筒等の内面研削用の内径研削盤に
おける砥石異常判別方法に関する。

内径研削盤は砥石軸を支持するスピンドルが非
常な高速（１分間に数万回転）で回転するように
なつており、砥石軸の先端に取りつけた砥石で円
筒部材等の内面を研削するようになつている。従
来は、内径研削盤のスピンドルを支承する軸受等
が損耗した場合、あるいは研削中に砥石が欠けた
ような場合には、人が感覚的（例えば音が大き
い、異音がするあるいは手で触れたとき振動が大
きい等）に判断をしていた。

このため、スピンドルの劣化等を定量的にきめ
ることができず、スピンドルや砥石の交換基準を
定量的に決めることができなかつた。又、砥石を
ドレスあるいはトルーイング（形直し）した後、
これらの作業の輝度を定量的に判断することがで
きなかつた。

この発明は上記にかんがみ、内径研削盤のスピ
ンドルの軸受等の摩耗による劣化やがたや、砥石
の欠けや異常偏摩耗、あるいは砥石のトルーイン
グやドレス後の精度を定量的に検出することので
きる内径研削盤の提供を目的とするものである。

つぎに、この発明を図面に示す実施例にもとづ
いて説明する。

図において、内径研削盤１は本体２の上面の一
側にテーブル３があり、このテーブル３の上部に
はテーブル３に対して直角方向（紙面に対して直
角方向）に移動可能な主軸台４がある。そして、
この主軸台４には後述する円筒状のワークＷを取
りつけるためのワークスピンドル５が回動自在
で、かつ、後述するスピンドルハウジング８方向
へ向けて取りつけられている。本体１の上面には
主軸台４のワークスピンドル５方向又はその逆方
向へ移動可能な摺動台６がある。この摺動台６は
その上部にスピンドルハウジング支持部７が取り
つけられており、このスピンドルハウジング支持
部７には、砥石スピンドル９をワークスピンドル
５方向へ突出させ、かつ、砥石スピンドル９を回
動自在に支承するスピンドルハウジング８が取り
つけられている。このスピンドルハウジング８は
砥石スピンドル９を取りつけた端部８ａがスピン
ドルハウジング支持部７の内側端部７ａから突出
しており、フランジ８ｂで端部７ａにボルト結合
されている。砥石スピンドル９には円筒状の砥石
１０ａを有する砥石軸１０が取りつけられてお
り、スピンドルハウジング支持部７内には砥石ス
ピンドル９を高速で回転させるための装置（図示
しない）が設けられている。主軸台４にはワーク
スピンドル５より下方にブラケツト１１が取りつ
けられており、このブラケツト１１の上部には砥
石１０ａのドレスや形直しをするためのドレツサ
１３を有するドレス装置１２が設けられている。

スピンドルハウジング８は、スピンドルハウジ
ング支持部７の内側端７ａから突出した端部８ａ
の上部に、振動検出器１４が取りつけられてい
る。この振動検出器１４は振動検知器１５の増幅
器１６にケーブル２０を介して接続されている。
振動検知器１５には増幅器１６の他に、バンドパ
スフイルタ１７、自乗平方平均値処理器３０、コ
ンパレータ１８及びこのコンパレータ１８に信号
を送る可変抵抗器１９があり、コンパレータ１８
はケーブル２２により研削演算制御盤２１に接続
されている。そして、研削演算制御盤２１は、ケ
ーブル２３によりスピンドルハウジング支持部７
内の砥石スピンドル９回転装置に接続されてお
り、又ケーブル２４によりドレス装置１２に設け
たドレツサ１３の駆動装置（図示しない）に制御
されている。

ここで、砥石スピンドル９の回転時において、
振動検出器１４により検出され増幅器１６により
増幅された砥石スピンドル９の振動の加速度は、
加速度ａを縦軸にとり時間ｔを横軸にとつて示す
と、第３図イにＡで示すように加速度Ｏの線の
上、下に出る波形となる。そして、この振動の加
速度による信号がバンドパスフイルタ１７に入
る。バンドパスフイルタ１７には、第３図ロに示
すように回転の一次成分Ｂのみを抽出する。つい
で、自乗平方平均値処理器３０によりrms値とす
る。

可変抵抗器１９は振動の加速度の基準値を設定
するために設けたものであり、実験により求めた
基準値を設定するようになつている。この基準値
は製品の加工精度、砥石の破損時及びドレス不良
時等において求めたものであり、砥石スピンドル
９のみを回転させた時と、砥石軸１０をつけた砥
石スピンドル９を回転させた時との基準値も設定
される。そして、この基準値はコンパレータ１８
に入力され比較される。

つぎに、この実施例の作用について説明する。

内径研削盤１の砥石スピンドル９に砥石軸１０
を取りつけ、砥石１０ａによりワークスピンドル
５に取りつけられた丸棒状のワークＷの軸心部の
丸穴Ｗ１を研削する場合について説明する。ここ
で、ワークＷは全長ｌが50mm、外径ｄが20mm、穴
の直径ｄ１が15mm又穴の深さｌ１が35mmとする
（第４図参照）。そして、ワークＷの穴Ｗ１を砥石
１０ａにより研削した時、穴Ｗ１の入口直径ｄ１
と奥の直径ｄ２との差の1/2を穴径の真直度ａと
すると、この真直度ａは、実験的に砥石スピンド
ル９のみを回転させた時の振動加速度の自乗平方
平均値（rms）βの値が1.5G以上、又砥石軸１０
をつけた砥石スピンドル９の回転時のrmsβの値
が3.0G以上の場合に穴Ｗ１を砥石１０ａにより
研削すると、悪くなり、又穴Ｗ１面の仕上面粗度
も悪くなることが分つている。従つて、可変抵抗
器１９の加速度の基準値は砥石スピンドル９の検
査時には1.5Gに、又砥石軸１０付き砥石スピン
ドル９の検査時には3.0Gに設定する。

始めに、砥石スピンドル９のみを回転させて検
査すると、その振動の加速度はスピンドルハウジ
ング８に取りつけられた振動検出器１４により検
出され、その検出信号がケーブル２０を経て振動
検知器１５へ送られる。そして、この検出信号は
振動検知器１５の増幅器１６を経てバンドパスフ
イルタ１７に入り、ここで振動の加速度の一次成
分のみが抽出されそして自乗平方平均値処理器３
０に入りそのrms値が、コンパレータ１８へ電圧
値としての信号が送られる。コンパレータ１８で
は、可変抵抗器１９においてあらかじめ設定され
た振動加速度の値と自乗平方平均値処理器３０か
ら入つた電圧値とが比較される。そして、自乗平
方平均値処理器３０から入つた信号の値が、可変
抵抗器１９の設定値より大きい場合にはONの信
号が、又その値が設定値より小さい場合はOFF
の信号が、振動検知器１５から研削演算制御盤２
１へ入力される。そして、信号がONの場合には
研削演算制御盤２１に異常表示がされる。

つぎに、砥石スピンドル９に砥石軸１０を取り
つけて、砥石スピンドル９を回転させた時、振動
検出器１４から振動検知器１５へ信号が送られる
と、振動検知器１５では砥石スピンドル９だけを
回転させた時と同様の検知を行なう。すなわち、
振動検出器１４から送られた信号値が可変抵抗器
１９の設定値より大きい場合にはON、又小さい
場合にはOFFの信号が振動検知器１５から研削
演算制御盤２１へ入力されるとともに、信号が
ONの場合には研削演算制御盤２１に異常表示が
される。そして、砥石スピンドル９単体の回転時
に、研削演算制御盤２１に異常表示がされず、砥
石軸１０をつけて砥石スピンドル９を回転させた
場合に異常表示がされた時には砥石軸１０に異常
があつたことになる。

つぎに、上記のワークＷの穴加工の真直度α
と、砥石スピンドル９（若しくは砥石軸１０付き
砥石スピンドル９）の振動加速度の自乗平方平均
値βとの関係を第５図に示す。この図において、
縦軸Ｙには真直度αを又横軸Ｘには振動加速度の
自乗平方平均値βを示す。この図において、線Ｃ
は砥石スピンドル９のみの回転時の基準値を、又
線Ｄは砥石軸１０付き砥石スピンドル９回転時の
基準値を示す。

つぎに、砥石１０ａによりワークＷの穴研削中
においては、振動検知器１５の可変抵抗器１９を
調整して、その基準値を砥石１０ａ破損時の値に
設定する。そして、振動検出器１４から振動検知
器１５へ送られてきた検知信号が、可変抵抗器１
９の設定値より大きい場合には、振動検知器１５
から研削演算制御盤２１にONの信号を出し、こ
の研削演算制御盤２１に砥石１０ａ破損の表示を
させ、同時にこの研削演算制御盤２１からケーブ
ル２４を介してドレツサ１３に信号を送り、自動
的に砥石１０ａのドレスと形直しを行なわせる。
また、この研削演算制御盤２１には、第５図にＭ
で示す直線の式が入力されており、砥石スピンド
ル９の振動加速度の強さにより演算を行い、真直
度の劣化度が計算されて、自動的にドレスに入る
こともできる。

そして、研削演算制御盤２１の指令により、ド
レツサ１３に砥石１０ａのドレスを設定した回数
行なわせ、又振動検出器１４から送られる信号の
振動レベルが一定値以下になつた時、振動検知器
１５からOFFの信号を研削演算制御盤２１へ出
し、この研削演算制御盤２１にドレス完了の表示
をする。これと同時に研削演算制御盤２１はドレ
ツサ１３の作動停止指令を出し、ドレツサ１３の
作業を完了させる。

この発明は内径研削用砥石を取りつけるスピン
ドルを回転自在に支承するハウジングケースに取
りつけられてスピンドルの回転中における振動を
検出する振動検出器と、この振動検出器から出力
された振動加速度信号のうちスピンドル回転数１
次成分のみを通過させるフイルターと、このフイ
ルターから出力された振動加速度信号が所定の基
準値より大なる時に異常信号を出力するコンパレ
ータとを備え、スピンドルに砥石を取りつけない
状態でスピンドルを回転させた時にコンパレータ
の基準値を第１の基準値に設定するとともにコン
パレータが異常信号を出力しない場合、次にスピ
ンドルに砥石を取りつけた状態でスピンドルを回
転させた時にコンパレータの基準値を第２の基準
値に設定するとともにコンパレータが異常信号を
出力した場合に砥石異常と判別することにより次
のような効果がある。すなわち、 上記方法により、スピンドル回転数１次成分の
みの振動加速度が得られるため外来ノイズ等の混
入による誤検出を防止するとともに、砥石をスピ
ンドルに取付けない状態と、砥石をスピンドルに
取付けた状態とでコンパレータによりそれぞれの
状態における振動加速度とそれぞれの状態におけ
る最適な基準値との比較演算を行つて異常判別を
するため、スピンドルの異常を除いた砥石の異常
を正確に検知してこの異常表示をすることができ
る。さらに、砥石のドレス及びトルーイングの良
否を定量的に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の一実施例を示し、第１図は内径
研削装置の概要図、第２図は第１図の砥石部の一
部断面拡大図、第３図イは振動検出器により検出
した砥石スピンドルの振動加速度と時間の関係を
示す図、第３図ロは第３図イの波形が周波数分析
されて振動加速度と周波数に分析された状態を示
す図、第４図は内径を研削されるワークの縦断面
図、第５図は砥石スピンドル及び砥石軸の振動の
加速度と第４図のワークの研削穴の真直度との関
係を示す図である。 １……内径研削盤、８……スピンドルハウジン
グ、９……砥石スピンドル、１０……砥石軸、１
０ａ……砥石、１２……ドレス装置、１３……ド
レツサ、１４……振動検出器、１５……振動検知
器、１７……バンドパスフイルタ、１８……コン
パレータ、１９……可変抵抗器、２１……研削演
算制御盤、３０……自乗平方平均値処理器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内径研削用砥石を取付けるスピンドルの回転
   中にスピンドルの振動を検出した振動検出器から
   スピンドルの振動加速度に対応した振動加速度信
   号を出力させ、振動加速度信号をフイルターを通
   過させることによつて、振動加速度信号の中心周
   波数帯を占める１次成分のみを出力させたあと、
   １次成分に対応する振動加速度信号をコンパレー
   ターに入力して予め設定された基準値と比較演算
   させ、前記１次成分に対応する振動加速度信号が
   基準値より大である場合に異常信号を出力させる
   異常判別方法であつて、最初、スピンドルに砥石
   を取付けない状態でスピンドルを回転させた時に
   コンパレータの基準値を第１の基準値に設定する
   とともにコンパレータが異常信号を出力しない場
   合、次にスピンドルに砥石を取付けた状態でスピ
   ンドルを回転させた時にコンパレータの基準値を
   第２の基準値に設定するとともにコンパレータが
   異常信号を出力した場合に砥石異常と判別するこ
   とを特徴とする内径研削盤における砥石異常判別
   方法。