特許 5962242 研削加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5962242

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】研削加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 15/24 20060101AFI20160721BHJP

   B23Q 17/22 20060101ALI20160721BHJP

   B24B 51/00 20060101ALI20160721BHJP

   B24B 53/08 20060101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   B23Q15/24

   B23Q17/22 A

   B24B51/00

   B24B53/08 A

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-135961(P2012-135961)

(22)【出願日】2012年6月15日

(65)【公開番号】特開2014-614(P2014-614A)

(43)【公開日】2014年1月9日

【審査請求日】2015年3月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100090343

【弁理士】

【氏名又は名称】濱田 百合子

(74)【代理人】

【識別番号】100105474

【弁理士】

【氏名又は名称】本多 弘徳

(74)【代理人】

【識別番号】100108589

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 利光

(72)【発明者】

【氏名】近藤 大介

(72)【発明者】

【氏名】笹月 大一

【審査官】 牧 初

(56)【参考文献】

【文献】 特開平３−２０８５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１２３６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２３６４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−２１８６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−８３３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平５−８４６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−３２３２４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平４−２２６８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３９２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３１１５８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ １５／００−１５／２８

Ｇ０５Ｂ １９／１８−１９／４１６

Ｇ０５Ｂ １９／４２−１９／４６

Ｂ２４Ｂ ５１／００−５３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを保持すると共に、前記ワークの軸線回りに前記ワークを回転駆動するワーク回転テーブル部と、
前記ワーク回転テーブル部に保持された前記ワークの位置及び形状を検出するワーク検出部と、
砥石を保持すると共に、前記砥石の軸線回りに前記砥石を回転駆動する砥石回転部と、
先端部に前記砥石回転部が固設され、前記砥石を移動させる砥石操作部と、
ドレスを有し、前記砥石に対して仕上げドレスを行う砥石ドレス部と、
記憶部を有すると共に、前記ワーク回転テーブル部、前記ワーク検出部、前記砥石回転部、前記砥石操作部、前記砥石ドレス部の動作をそれぞれ制御する制御部と、を備える研削加工装置であって、
前記ワーク検出部は、接触子を有し、前記接触子を前記ワークに接触させることで前記ワークの位置及び形状を検出し、
前記砥石操作部はサーボモータを有し、前記砥石操作部の前記サーボモータが駆動することで前記砥石を移動させ、
前記制御部の前記記憶部には、前記ワークの、ワーク基準原点を基準とした位置形状情報と、前記砥石の、砥石基準原点を基準とした位置形状情報と、前記砥石回転部での前記砥石の取付位置情報と、前記砥石操作部での前記砥石回転部の取付位置情報と、前記砥石操作部の、所定の基準座標系を基準とした座標系情報と、前記砥石ドレス部の、前記所定の基準座標系を基準とした座標系情報と、の座標系関連情報群が格納され、
前記砥石基準原点は、所定の治具によって先端位置が位置出しされる前記ドレスにより前記砥石をドレスすることにより設定され、
前記制御部は、前記記憶部の前記座標系関連情報群、及び前記砥石操作部の前記サーボモータの駆動情報に基づき、前記ワーク、前記砥石、及びドレスそれぞれの座標系を統合して前記砥石操作部を制御することにより、前記砥石の位置決めを行うことを特徴とする研削加工装置。

【請求項2】

前記記憶部には、前記ワークの目標形状情報が更に格納されており、
前記ワーク検出部は、前記ワークの現形状を検出し、
前記制御部は、前記目標形状情報と、前記ワーク検出部が検出した前記現形状と、を比較して前記ワークに対する残研削加工量を算出して前記砥石操作部を制御することを特徴とする請求項１に記載の研削加工装置。

【請求項3】

前記砥石の移動は並進移動のみならず回転移動も含み、
前記制御部は、前記砥石の前記回転移動をも考慮して前記砥石操作部を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の砥石加工装置。

【請求項4】

前記砥石ドレス部はサーボモータを有し、前記砥石ドレス部の前記サーボモータが駆動することにより前記ドレスを移動させ、
前記砥石ドレス部の前記ドレスの移動は回転移動を含み、
前記制御部は、前記ドレスの前記回転移動をも考慮して前記砥石操作部及び前記砥石ドレス部を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の研削加工装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記ワークに対し実際に研削加工する前に、少なくとも前記砥石操作部を制御して、前記ワーク及び前記ドレスに対し所定の余裕隙間をもった試し動作を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の研削加工装置。

【請求項6】

前記ワークは、大型の軸受軌道輪であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の研削加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研削加工装置に関し、より詳細には、大型の軸受軌道輪を研削する研削加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の一般的な研削加工装置を用いて、例えば、ワーク（加工対象）として軸受軌道輪を研削加工する際には、事前に軸受軌道輪の外周面などの加工面に砥石を当てて、研削加工装置に加工点を教示するティーチング（当て込み）作業が必要であった。加えて、砥石を適宜仕上げドレスするためにも、そのドレス点についてティーチング作業が必要であった。これらティーチング作業を適切に行わないと、加工精度に影響が出てしまうばかりか、機械の衝突を招く可能性がある。このため、この研削加工前のティーチング作業は非常に重要な前工程であり、作業者の高いスキルを要するものであった。また、前工程で適切にティーチング作業を行なっても、加工精度を維持するため複数回に分けて少しずつ研削加工を行う必要があるため、加工工程においても多大な労力を費やしていた。

【0003】

また、近年では軸受の多機能化に伴い、多品種少量生産のみならず複雑な形状の加工にも対応する必要があり、１台の研削加工装置において研削加工する面も複数、使用する砥石も複数、加えてドレスも複数となってきている。このため、近年、ティーチング作業における負担がますます増加する傾向にある。特に、研削加工を初めて行う部品の場合、又はインプロゲージが使用できない大型の軸受軌道輪の段取り替えの場合には、その寸法調整において加工と測定とを繰り返し行う必要があるため、更に多くの労力、時間を費やしていた。

【0004】

そこで、ティーチング作業の軽減化を図る従来技術としては、シミュレーションによって機械干渉の有無を数値的に判断し、その状態を装置に設置される立体表示画面で作業者に提示するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、自動的に加工原点と加工対象との距離を測定し、加工対象を順次取り替えて連続加工する場合にも、先の加工原点と距離とを逐次比較し、差があった場合には補正して加工を行うものも知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、加工対象を目標形状に加工するため、ワークの現形状を、インプロゲージを用いて検出するものが知られている（例えば、特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−７６００５号公報

【特許文献2】特許第４０８８０７１号

【特許文献3】特公平０１２３２７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記特許文献１、２に記載のものはいずれも、ティーチング作業の効率化、例えば大型の軸受軌道輪の研削加工において段取り替えなどにおける寸法調整の効率化については考慮されておらず、また、ティーチング作業の不要化の技術的手段について具体的に提示するものではない。また、上記特許文献３のものは、インプロゲージを用いるものであり、検出できる面が一面だけであり、大型のワークでは精度が低下する、又は段取り性が悪いなど改善の余地がある。

【0007】

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、例えば、軸受軌道輪などのワークに対する研削加工において、大型のものであってもワークを一度設置すれば装置を停止することなく一連の研削加工を自動で行い、ティーチング作業を不要にして作業の簡便化（スキルレス化）及び高精度化を図ることができる研削加工装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）ワークを保持すると共に、ワークの軸線回りにワークを回転駆動するワーク回転テーブル部と、ワーク回転テーブル部に保持されたワークの位置及び形状を検出するワーク検出部と、砥石を保持すると共に、砥石の軸線回りに砥石を回転駆動する砥石回転部と、先端部に砥石回転部が固設され、砥石を移動させる砥石操作部と、ドレスを有し、砥石に対して仕上げドレスを行う砥石ドレス部と、記憶部を有すると共に、ワーク回転テーブル部、ワーク検出部、砥石回転部、砥石操作部、砥石ドレス部の動作をそれぞれ制御する制御部と、を備える研削加工装置であって、ワーク検出部は、接触子を有し、接触子をワークに接触させることでワークの位置及び形状を検出し、砥石操作部はサーボモータを有し、砥石操作部のサーボモータが駆動することで砥石を移動させ、制御部の記憶部には、ワークの、ワーク基準原点を基準とした位置形状情報と、砥石の、砥石基準原点を基準とした位置形状情報と、砥石回転部での砥石の取付位置情報と、砥石操作部での砥石回転部の取付位置情報と、砥石操作部の、所定の基準座標系を基準とした座標系情報と、砥石ドレス部の、所定の基準座標系を基準とした座標系情報と、の座標系関連情報群が格納され、砥石基準原点は、所定の治具によって先端位置が位置出しされるドレスにより砥石をドレスすることにより設定され、制御部は、記憶部の座標系関連情報群、及び砥石操作部のサーボモータの駆動情報に基づき、ワーク、砥石、及びドレスそれぞれの座標系を統合して砥石操作部を制御することにより、砥石の位置決めを行うことを特徴とする研削加工装置。
（２）記憶部には、ワークの目標形状情報が更に格納されており、ワーク検出部は、ワークの現形状を検出し、制御部は、目標形状情報と、ワーク検出部が検出した現形状と、を比較してワークに対する残研削加工量を算出して砥石操作部を制御することを特徴とする（１）に記載の研削加工装置。
（３）砥石の移動は並進移動のみならず回転移動も含み、制御部は、砥石の回転移動をも考慮して砥石操作部を制御することを特徴とする（１）又は（２）に記載の砥石加工装置。
（４）砥石ドレス部はサーボモータを有し、砥石ドレス部のサーボモータが駆動することによりドレスを移動させ、砥石ドレス部のドレスの移動は回転移動を含み、制御部は、ドレスの回転移動をも考慮して砥石操作部及び砥石ドレス部を制御することを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１つに記載の研削加工装置。
（５）制御部は、ワークに対し実際に研削加工する前に、少なくとも砥石操作部を制御して、ワーク及びドレスに対し所定の余裕隙間をもった試し動作を行うことを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１つに記載の研削加工装置。
（６）ワークは、大型の軸受軌道輪であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれか１つに記載の研削加工装置。

【発明の効果】

【0009】

本発明の研削加工装置によれば、ワーク検出部は、接触子を有し、接触子をワークに接触させることでワークの位置及び形状を検出し、砥石操作部はサーボモータを有し、砥石操作部のサーボモータが駆動することで砥石を移動させ、制御部の記憶部には、ワークの、ワーク基準原点を基準とした位置形状情報と、砥石の、砥石基準原点を基準とした位置形状情報と、砥石回転部での砥石の取付位置情報と、砥石操作部での砥石回転部の取付位置情報と、砥石操作部の、所定の基準座標系を基準とした座標系情報と、砥石ドレス部の、所定の基準座標系を基準とした座標系情報と、の座標系関連情報群が格納され、砥石基準原点は、所定の治具によって先端位置が位置出しされるドレスにより砥石をドレスすることにより設定され、制御部は、記憶部の座標系関連情報群、及び砥石操作部のサーボモータの駆動情報に基づき、ワーク、砥石、及びドレスそれぞれの座標系を統合して砥石操作部を制御することにより、砥石の位置決めを行う。このため、ワークを装置にセットすれば一連の研削加工を自動で行い、作業者が何らかの作業をすることがないため、ティーチング作業を不要にして作業の簡便化（スキルレス化）を図ることができる。即ち、ワーク、砥石及びドレスの座標系を統合するため、装置からワークを取り外すことなく、研削加工時の砥石の移動量を自動的に決定することができ、また、仕上げドレスも自動的に行うことができる。さらに、ワーク検出部は接触子を用いてワークの位置及び形状を検出するため、複数の面を１つの接触子で検出することができる。これにより、大型のワークであってもワークを一度設置すれば装置を停止し取り出して別途測定する必要がなく研削加工を行うことができ、作業時間及び作業負担の低減化及び高精度化を図ることができる。さらに、複数の砥石を装置に着脱自在に装着できるものとすれば、砥石を適宜変更することができ、例えば複数の面を有する複雑な形状でもワークを取り外すことなく、研削加工を行うことができる。また、砥石基準原点は、所定の治具によって先端位置が位置出しされるドレスにより砥石をドレスすることにより設定されるので、砥石基準原点が制御部により数値で把握されることになる。これにより、全体座標系での砥石ドレス部及びドレスの位置情報、砥石の軸線の位置情報などの座標系情報も合わせて制御部は数値で把握することができる。

【0010】

また、本発明の研削加工装置によれば、記憶部には、ワークの目標形状情報が更に格納されており、ワーク検出部は、ワークの現形状を検出し、制御部は、目標形状情報と、ワーク検出部が検出した現形状と、を比較してワークに対する残研削加工量を算出して砥石操作部を制御する。このため、一回の仕上げ加工でワークを精度良く加工することができる。

【0011】

また、本発明に研削加工装置によれば、砥石の移動は並進移動のみならず回転移動も含み、制御部は、砥石の回転移動をも考慮して砥石操作部を制御するため、ワークが複雑な形状であっても更に精度良く研削加工を行うことができる。

【0012】

また、本発明の研削加工装置によれば、砥石ドレス部はサーボモータを有し、砥石ドレス部のサーボモータが駆動することによりドレスを移動させ、砥石ドレス部のドレスの移動は回転移動を含み、制御部は、ドレスの回転移動をも考慮して砥石操作部及び砥石ドレス部を制御する。このため、砥石が、例えば傾斜面又は曲面を有する複雑な形状であっても、ドレスが砥石の外周面に対し常に垂直に当たるため、精度の良い仕上げドレスを行うことができる。

【0013】

また、本発明の研削加工装置によれば、制御部は、ワークに対し実際に研削加工する前に、少なくとも砥石操作部を制御して、ワーク及びドレスに対し所定の余裕隙間をもった試し動作を行うため、ワーク情報や砥石情報などの入力ミスによる装置の衝突を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る研削加工装置の第１実施形態を説明する概略模式図である。

【図2】図１に示す軸受回転テーブル部、軸受検出部、砥石回転部、及び砥石操作部を説明する概略構成図である。

【図3】図１に示す砥石回転部の概略構成図である。

【図4】図１に示す砥石回転部の回転移動を説明する概略構成図である。

【図5】図１に示す研削加工装置の動作を説明する概略模式図である。

【図6】図１に示す砥石が軸受内輪の外周面に当たって研削加工している状態を示す概略図である。

【図7】研削加工の手順を説明するステップ図である。

【図8】本発明に係る研削加工装置の変形例について、軸受内輪の軌道溝の底面部を研削している状態を示す概略図である。

【図9】本発明に係る研削加工装置の変形例について、軸受内輪の軌道溝の一対の側面部のうち下方を研削している状態を示す概略図である。

【図10】本発明に係る研削加工装置の変形例について、軸受内輪の軌道溝の一対の側面部のうち上方を研削している状態を示す概略図である。

【図11】本発明に係る研削加工装置の第２実施形態を説明する概略模式図である。

【図12】図１１に示す砥石回転部の概略構成図である。

【図13】図１１に示す砥石が軸受内輪の大鍔部の側面部に当たって研削加工している状態を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明に係る研削加工装置の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図中、上下（重力）方向をＺ軸、左右方向をＸ軸、Ｚ軸及びＸ軸に垂直な方向をＹ軸とした座標系を設定して説明する。

【0016】

（第１実施形態）
まず、図１〜図７を参照して、本発明に係る研削加工装置の第１実施形態について説明する。

【0017】

本実施形態の研削加工装置１０Ａは、図１に示すように、ワークとして大型の軸受内輪（ワーク、軸受軌道輪）１の外周面に対し砥石４１をその軸線Ｌ_Ｗに向かって当てて軸受内輪１を研削するものである。なお、本実施形態では、軸受内輪の場合について説明しているが、これに限らず、軸受外輪にも同様な研削加工を行うことができる。

【0018】

この研削加工装置１０Ａは、図１及び図２に示すように、軸受内輪１を保持すると共に、この軸受内輪１をその軸線Ｌ_Ｗ回りに回転駆動する軸受回転テーブル部（ワーク回転テーブル部）２０と、軸受回転テーブル部２０に保持された軸受内輪１の位置及び形状を検出する軸受検出部（ワーク検出部）３０と、略円筒状の砥石４１を保持すると共に、その軸線Ｌ_Ｇ回りに砥石４１を回転駆動する砥石回転部４０と、先端部に砥石回転部４０が固設され、砥石４１を所定の位置及び姿勢に移動させる砥石操作部５０と、複数のドレス６１を有して、砥石４１に対して仕上げドレスを行う砥石ドレス部６０と、記憶部７１を有すると共に、軸受回転テーブル部２０、軸受検出部３０、砥石回転部４０、砥石操作部５０、砥石ドレス部６０の動作をそれぞれ制御する制御部７０と、を備える。なお、軸受回転部２０及び砥石ドレス部６０は、例えば、作業場において、所定の距離を置いて隣接した状態でそれぞれ配置される。また、本実施形態の研削加工装置１０Ａでは、複数の砥石を着脱自在に取り付けられるように構成されている。

【0019】

軸受回転テーブル部２０は、主軸テーブル部２１と、主軸テーブル２１の上面に固設されるチャック部２２と、を有し、軸受内輪１はノーズピース２３を介してその軸線Ｌ_ＷがＺ軸と平行となるようにチャック２２に固定される。これにより、軸受内輪１は、軸受回転テーブル部２０により保持された状態で回転される。なお、本実施形態では、チャック２２は、マグネットチャックとされるが、メカチャックでもよい。

【0020】

軸受検出部３０は、砥石操作部５０に直接取り付けられており、砥石操作部５０の並進回転駆動部５３（後述）の片側部から張り出すベース部３２と、このベース部３２に固設されＺ軸方向でスライド移動可能とされる並進駆動部３３と、この並進駆動部３３の先端部に取り付けられる接触子３１と、を有する。接触子３１は、いわゆるタッチプローブタイプのものであり、並進駆動部３３により軸受内輪１に近づき、その先端が軸受内輪１に接触することでその軸受内輪１の位置及び形状情報を取得する。さらに、本実施形態では、軸受検出部３０は、研削加工中において軸受内輪１の現形状を適宜検出して、その現形状の情報も制御部７０に出力するように構成されている。

【0021】

なお、主軸回転中心（即ち、軸受回転テーブル部２０の軸線Ｌ_Ｗ）を基準とする原点（ワーク基準原点）Ｏ_Ｗに関する座標系情報は、事前に制御部７０の記憶部７１に適宜設定されている。また、本実施形態の研削加工装置１０Ａでは、全体座標系（所定の基準座標系、例えば主軸中心を原点とする座標系）が設定されており、後述するように砥石４１の基準原点（砥石基準原点）Ｏ_Ｇなどの位置情報がこの全体座標系を基準として制御部７０の記憶部７１に記憶保持されている。

【0022】

砥石回転部４０は、砥石４１を高速且つ高トルクで回転させるスピンドル部４２を有し、このスピンドル部４２の回転駆動がベルトなどの所定の駆動伝達装置（不図示）を介して砥石４１に伝達される。これにより、砥石４１はその軸線Ｌ_Ｇ回りに高速且つ高トルクに回転駆動される。なお、本実施形態では、ビルトインタイプ（直結型）を用いているが、ベルトなどを含む駆動伝達装置を介して回転駆動が伝達してもよい。

【0023】

砥石操作部５０は、軸受回転テーブル部２０及び砥石ドレス部６０の上方で広範囲に亘って移動できるようにＸ方向に延びるベース部５１と、このベース部５１上をＺ軸方向にスライド移動可能とされる並進駆動部５２と、この並進駆動部５２に固設され、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸方向において並進移動可能であり、且つＹ軸に平行な軸線Ｌ_Ｍに対し回転移動可能とされる並進回転駆動部５３と、を有する（図２参照）。即ち、砥石操作部５０は、並進３自由度、回転１自由度の計４自由度の空間自由度を有する。また、砥石操作部５０の並進駆動部５２により、砥石４１は、待機位置（図１中、右側）、研削加工位置（図１中、中央）、ドレス加工位置（図１中、左側）にそれぞれ適宜移動される。さらに、本実施形態では、砥石操作部５０は、複数のサーボモータ（不図示）を有して、これらサーボモータが駆動することで、砥石回転部４０に取り付けられた砥石４１の並進及び回転の移動が実現される。そのサーボモータの駆動情報は制御部７０により取得される。なお、砥石４１の交換は、砥石操作部５０の駆動により砥石４１が待機位置に移動した状態で実施される。なお、本実施形態は、並進回転駆動部５３を３軸方向の並進移動可能としたが、目標動作に応じて２軸の構成にしてもよい。この場合、構造を簡素化できて、装置コストを低減することができる。

【0024】

砥石ドレス部６０は、所定の地面に固設されるベース部６２と、ベース部６２に立設される柱部６３と、柱部６３の先端部に配置される複数のドレス６１と、を有する。また、ドレス６１の表面部にはダイアモンドなどの砥粒が植え付けられている。なお、本実施形態では、砥石ドレス部６０は、サーボモータなどの駆動部を有しておらず、複数のドレス６１は静置された状態で用いられる。

【0025】

制御部７０の記憶部７１は、一般的なメモリ装置などで構成されており、この記憶部７１には、主軸回転中心を基準とする原点Ｏ_Ｗを基準とした位置形状情報と、砥石４１の基準原点（砥石基準原点）Ｏ_Ｇを基準とした位置形状情報と、砥石回転部４０での砥石４１の取付位置情報と、砥石操作部５０での砥石回転部４０の取付位置情報と、砥石操作部５０の、全体座標系を基準とした座標系情報と、砥石ドレス部６０の、全体座標系を基準とした座標系情報と、の座標系関連情報群が格納される。具体的には、軸受内輪１の位置形状情報としては軸受内輪１の外径、内径、幅、溝径、及び溝幅などの情報が挙げられる。また、砥石４１の位置形状情報として、砥石径、砥石幅、クイル長さなどが挙げられる。さらに、記憶部７１には、軸受内輪１の最終的な目標形状を示す目標形状情報が更に格納されている。

【0026】

ここで、砥石４１の基準原点Ｏ_Ｇについて図３及び図４を参照して更に説明する。

【0027】

砥石４１の基準原点Ｏ_Ｇとして、図３に示すように、略円筒状の砥石４１の下端縁部のうちＸ軸方向で最も外方に位置する点が用いられる。そして、この点を原点として砥石４１の座標系が設定されることになる。本実施形態では、この砥石４１の基準原点Ｏ_Ｇを確定させるため、砥石ドレス部６０のドレス６１の先端位置が所定の治具によって正確に位置出しされている。このため、砥石４１をこのドレス６１を用いてドレスすることにより、砥石４１の基準原点Ｏ_Ｇが制御部７０により数値で把握されることになる。これにより、全体座標系での砥石ドレス部６０及びそのドレス６１の位置情報、砥石４１の軸線Ｌ_Ｇの位置情報などの座標系情報も合わせて制御部７０により数値で把握されることになる。

【0028】

そして、図４に示すように、砥石回転部４０が軸線Ｌ_Ｍ周りに回転移動して砥石４１の位置姿勢が変更しても、制御部７０は砥石４１の座標系に対して、例えば、同次変換行列などを用いて座標統合を行い、全体座標系における移動先の砥石４１の位置姿勢を算出する。このため、砥石４１の適切な動作が実現される。

【0029】

制御部７０は、図１に示すように、演算器（例えばＣＰＵ）、バス回路、入出力装置（例えば、キーボード、マウス）などを備え、いわゆる一般的なコンピュータとして構成されており、前述した記憶部７１の座標系関連情報群、及び砥石操作部５０のサーボモータの駆動情報に基づき、軸受内輪１、砥石４１、及びドレス６１それぞれの座標系を統合して、砥石操作部５０を制御することにより砥石４１の位置決めを行う。また、制御部７０は、記憶部７１に格納された軸受内輪１の目標形状情報と、軸受検出部３０が検出した軸受内輪１の現形状と、を比較し、軸受内輪１に対する残研削加工量を算出して砥石操作部５０を制御する。また、制御部７０は、軸受内輪１に対し実際に研削加工する前に、砥石操作部５０を制御して、軸受内輪１及びドレス６１に対し所定の余裕隙間をもった試し動作（トレースサイクル）を行う。この試し動作では、通常の動作速度よりも遅い速度で行われる。なお、制御部７０には、この試し動作が完了しないと研削加工及び仕上げドレスを行うことができないようにインターロックシステムが組み込まれている。

【0030】

次に、図５及び図６に基づいて、研削加工装置１０Ａを用いた軸受内輪１の外周面の研削加工について説明する。

【0031】

本実施形態では、まず、軸受回転テーブル部２０を用いて、軸受内輪１を保持すると共に、この軸受内輪１をその軸線Ｌ_Ｗ回りに回転駆動する。その後、制御部７０は、砥石操作部５０を制御することにより、砥石回転部４０の砥石４１が軸受内輪１の外周面に当たる位置に位置決めして、軸線Ｌ_Ｗに向かって砥石４１を徐々に押圧していく。このとき、制御部７０は、予め記憶部７１の座標系関連情報群を読み込むと共に、砥石操作部５０のサーボモータの駆動情報を逐次取得して、軸受内輪１の座標系と砥石４１の座標系とを全体座標系を基準として統合して、砥石４１の適切な動作を実現している。

【0032】

そして、図６に示すように、砥石４１の外周面を軸受内輪１の外周面に当てた状態で、砥石４１を軸受内輪１の回転方向とは逆方向に回転駆動することにより、軸受内輪１の研削加工を開始する。軸受内輪１と砥石４１それぞれの表面位置が制御部７０により把握されているため、研削加工は自動で行われ、いわゆる「当て込み」が不要となっている。

【0033】

ここで、前述した研削開始から研削終了までのステップについて、図７を参照しながら更に説明する。

【0034】

研削が開始され（即ち、Ｓ１）、砥石４１を砥石ドレス部６０のドレス６１に自動的に当てて、砥石４１のドレスを行う（即ち、Ｓ２）。このとき、砥石４１の基準原点Ｏ_Ｇを確定させる。また、砥石４１のドレスを行った回数を制御部７０により記録させておき、この回数に応じたドレス６１の摩耗量を勘案して、砥石４１の基準原点Ｏ_Ｇを確定する。なお、この摩耗量の算出は、例えば、経験則に基づいたマッピングデータを用いて行うことができる。

【0035】

次に、軸受内輪１を装置に設置して、砥石４１により軸受内輪１の外周面を粗研削する（即ち、Ｓ３）。ここで、砥石４１の基準原点Ｏ_Ｇが把握されているため、外部衝撃などの外乱などを無視すれば理想的には１回の研削で目標寸法を得ることができるが、実際には熱膨張などを考慮する必要があり、複数回に分けて研削加工を行う。

【0036】

更に、軸受検出部３０の接触子３１により、軸受内輪１の各部を測定して現形状を検出する（即ち、Ｓ４）。制御部７０は、記憶部７１から軸受内輪１の目標形状情報を読み出して、この目標形状情報と現形状と差を算出する（即ち、Ｓ５）。制御部７０が、差があると判断すれば（即ち、Ｓ５のＹＥＳ）、補正値として仕上研削の切り込み量を算出し、この切り込み量に基づいて砥石操作部５０の動作を適宜修正する（即ち、Ｓ６）。そして、得られた切り込み量に基づき仕上研削を続け（即ち、Ｓ７）、Ｓ４のステップに戻り、差がないと判断されるまで、Ｓ４〜Ｓ７のステップを繰り返し実施する。このように、軸受内輪１の研削箇所の寸法を軸受検出部３０の接触子３１により測定して、目標寸法内にない場合には新たな切り込み量を算出し再度仕上研削を行うという、一連の研削ステップを行う。制御部７０が、差がないと判断すれば（即ち、Ｓ５のＮＯ）、研削加工を終了する（即ち、Ｓ８）。この一連の研削ステップを全ての研削箇所で粗研削を行い、その後各部の寸法を測定して全ての研削箇所で仕上研削を行う。なお、本実施形態では、各研削箇所でこの一連の研削ステップは１回ずつとされるが、これに限らず目標寸法内になるまでループするようにしてもよい。

【0037】

以上説明したように、本実施形態の研削加工装置１０Ａによれば、軸受検出部（ワーク検出部）３０は、接触子３１を有し、接触子３１を軸受内輪１（ワーク、軸受軌道輪）に接触させることで軸受内輪１の位置及び形状を検出し、砥石操作部５０はサーボモータを有し、砥石操作部５０のサーボモータが駆動することで砥石４１を移動させ、制御部７０の記憶部７１には、主軸回転中心を基準とする原点Ｏ_Ｗを基準とした位置形状情報と、砥石４１の基準原点（砥石基準原点）Ｏ_Ｇを基準とした位置形状情報と、砥石回転部４０での砥石４１の取付位置情報と、砥石操作部５０での砥石回転部４０の取付位置情報と、砥石操作部５０の、全体座標系（所定の基準座標系）を基準とした座標系情報と、砥石ドレス部６０の、全体座標系を基準とした座標系情報と、の座標系関連情報群が格納され、制御部７０は、記憶部７１の座標系関連情報群、及び砥石操作部５０のサーボモータの駆動情報に基づき、軸受内輪１、砥石４１、及びドレス６１それぞれの座標系を統合して砥石操作部５０を制御することにより、砥石４１の位置決めを行う。このため、ワークである軸受内輪１を装置にセットすれば一連の研削加工を自動で行い、作業者が何らかの作業をすることがないため、ティーチング作業を不要にして作業の簡便化（スキルレス化）を図ることができる。即ち、軸受内輪１、砥石４１及びドレス６１の座標系を統合するため、装置から軸受内輪１を取り外すことなく、研削加工時の砥石４１の移動量を自動的に決定することができ、また、仕上げドレスも自動的に行うことができる。さらに、軸受検出部３０は接触子３１を用いて軸受内輪１の位置及び形状を検出するため、複数の面を１つの接触子３１で検出することができる。これにより、大型の軸受内輪１であっても軸受内輪１を一度設置すれば装置を停止し取り出して別途測定する必要がなく研削加工を行うことができ、作業時間及び作業負担の低減化及び高精度化を図ることができる。

【0038】

また、本実施形態の研削加工装置１０Ａによれば、記憶部７１には、軸受内輪（ワーク、軸受軌道輪）１の目標形状情報が更に格納されており、軸受検出部（ワーク検出部）３０は、軸受内輪１の現形状を検出し、制御部７０は、目標形状情報と、軸受検出部３０が検出した現形状と、を比較して軸受内輪１に対する残研削加工量を算出して砥石操作部５０を制御する。このため、一回の仕上げ加工で軸受内輪１を精度良く加工することができる。

【0039】

また、本実施形態の研削加工装置１０Ａによれば、砥石４１の移動は並進運動のみならず回転移動も含み、制御部７０は、砥石４１の回転移動をも考慮して砥石操作部５０を制御するため、軸受内輪１が複雑な形状であっても更に精度良く研削加工を行うことができる。

【0040】

また、本実施形態の研削加工装置１０Ａによれば、制御部７０は、軸受内輪（ワーク）１に対し実際に研削加工する前に、少なくとも砥石操作部５０を制御して、軸受内輪１及びドレス６１に対し所定の余裕隙間をもった試し動作を行うため、軸受内輪情報や砥石情報などの入力ミスによる装置の衝突を未然に防止することができる。

【0041】

次に、図８〜図１０を参照して本実施形態に係る変形例について説明する。

【0042】

本変形例では軸受内輪８１に軌道溝８２が外周面に亘って形成されており、この軌道溝８２を研削するものである。本変形例の砥石１０１は、図８に示すように、第１円筒部１０１Ａと、この第１円筒部１０１Ａの下端面に固設され、外周面が下方に行くに従い縮径する第２円筒部１０１Ｂと、を有する。

【0043】

研削加工を開始するためには、制御部７０が記憶部７１から軌道溝８２を有する軸受内輪８１の位置形状情報、及び砥石１０１の位置形状情報が制御部７０により事前に自動的に読み込まれる。そして、軸受内輪８１が軸受回転テーブル部２０に保持され回転された状態で、制御部７０は、記憶部７１の座標系関連情報群及び砥石操作部５０のサーボモータの駆動情報に基づき、砥石１０１を軸受内輪８１の軌道溝８２の底面部８２Ａに当てて研削する。

【0044】

軌道溝８２の底面部８２Ａの研削加工が終了すれば、図９に示すように、有底椀状に形成されて、円状底部１１１Ａと、この円状底部１１１Ａの周縁から軸方向に延出した周壁部１１１Ｂと、を有する砥石１１１に交換する。ここでは、砥石１１１の円状底部１１１Ａが上方に位置するように砥石１１１を砥石回転部４０に取り付けられ、その交換は自動的に行われる。このとき、制御部７０は、この砥石１１１の情報を記憶部７１から読み込む。そして、軸受内輪８１が回転された状態で、制御部７０は、記憶部７１の座標系関連情報群及び砥石操作部５０のサーボモータの駆動情報に基づき、砥石１１１の周壁部１１１Ｂの端面を軌道溝８２の一対の側面部８２Ｂ，８２Ｂのうち下方に当てて研削する。なお、砥石の交換の度に砥石のドレスを行って、種々の砥石の基準原点Ｏ_Ｇをそれぞれ把握するステップが各面の研削加工前に行われる。

【0045】

さらに、下方の側面部８２Ｂの研削加工が終了すれば、図１０に示すように、砥石１１１に対し上下逆形状の砥石１１６に交換する。ここで、砥石１１６は砥石１１１と同様な構造とされ円状底部１１６Ａと周壁部１１６Ｂとを有するが、この交換は自動で行われるものであるため、予め互いに上下逆の配置とされる砥石１１１，１１６が所定の装置に別個にそれぞれ装填配置されている。

【0046】

そして、制御部７０は、この砥石１１６の情報を記憶部７１から読み込む。軸受内輪８１が回転された状態で、制御部７０は、記憶部７１の座標系関連情報群及び砥石操作部５０のサーボモータの駆動情報に基づき、砥石１１６の周壁部１１６Ｂの端面を軌道溝８２の一対の側面部８２Ｂ，８２Ｂのうち上方に当てて研削する。

【0047】

このように本変形例によれば、軌道溝８２を有する軸受内輪８１のような複数の面を有する形状であっても、それぞれの加工面に応じて砥石１０１，１１１，１１６などの専用砥石を適宜それぞれ自動的に交換することで、装置から軸受内輪８１を取り外すことなく研削加工を自動的に且つ精度良く行うことができる。

【0048】

（第２実施形態）
次に、図１１〜図１３を参照しながら、本発明に係る研削加工装置の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一或いは同等符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

【0049】

本実施形態の砥石１３１は、図１２に示すように、略円筒状に形成され、その外周面において下部に位置する第１テーパ面部１３１Ａと、第１テーパ面部１３１Ａと連続すると共にその上方に位置する第２テーパ面部１３１Ｂと、を有する。第１テーパ面部１３１Ａ及び第２テーパ面部１３１Ｂは、軸方向外方に行くに従い縮径するようにそれぞれ傾斜しており、その傾斜方向は互いに逆方向とされている。また、第１テーパ面部１３１Ａの軸方向寸法は、第２テーパ面部１３１Ｂに比べ厚く設定されている。

【0050】

砥石１３１に対し仕上げドレスする場合には、砥石操作部５０は制御部７０の指示に基づき、砥石１３１をドレス加工位置（図１１中、左側）まで移動し、砥石１３１をドレス６１に当てて、砥石ドレス部６０は砥石１３１の仕上げドレスを行う。このとき、制御部７０は、砥石１３１の外周面とドレス６１が垂直に当たるように砥石操作部５０を指示する。より具体的には、砥石回転部４０のスピンドル部４２を傾けた状態で並進駆動させ、この姿勢を保持した状態で砥石１３１をドレス６１に当てることで砥石１３１の斜面を形成する。

【0051】

また、本実施形態では、図１１に示すように、ワークとして一対の軌道溝９２，９２を有する軸受内輪９１が軸受回転テーブル２０に設置される。軸受内輪９１は、図１３に示すように、内輪９１の中央部に大鍔部９３が形成され、両端部に一対の小鍔部９４，９４がそれぞれ形成されており、また、大鍔部９３と小鍔部９４との間に軌道溝９２がそれぞれ形成されている。

【0052】

ここで、この軸受内輪９１の大鍔部９３に対し研削加工を行うためには、制御部７０が記憶部７１から軸受内輪９１の位置形状情報、及び砥石１３１の位置形状情報を読み込むよう、制御部７０に対し入力装置を用いて外部から指示する。そして、軸受内輪９１が軸受回転テーブル部２０に保持され回転された状態で、制御部７０は、記憶部７１の座標系関連情報群及び砥石操作部５０のサーボモータの駆動情報に基づき、砥石１３１の第２テーパ面部１３１Ｂを大鍔部９３の側面部に当てて研削する。なお、軌道溝９２の研削加工は、前述した砥石４１のような円筒形状の砥石を用いて行われる。

【0053】

以上説明したように、本実施形態の研削加工装置１０Ｂによれば、大鍔部９３及び一対の小鍔部９４，９４を有する軸受内輪９１など、複雑な軸受形状に対しても、装置から軸受内輪９１を取り外すことなく研削加工を自動的に且つ精度良く行うことができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

【0054】

なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、砥石ドレス部６０が更にサーボモータを有し、この砥石ドレス部６０のサーボモータが駆動することによりドレス６１を移動させ、また砥石ドレス部６０のドレス６１の移動は回転移動を含み、そして制御部７０は、ドレス６０の回転移動をも考慮して砥石操作部５０及び砥石ドレス部６０を制御するようにしてもよい。この場合には、砥石が、例えば、球状、傾斜面又は曲面を有する複雑な形状であっても、ドレス６１が砥石の外周面に対し常に垂直に当たるため、精度の良い仕上げドレスを行うことができる。
例えば、軸受検出部３０を砥石操作部５０に直接取り付けたが、ツールチェンジャを備える研削加工装置の場合には、無線式にして砥石回転テーブル部２０に取り付けるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0055】

１，８１，９１ 軸受内輪（ワーク、軸受軌道輪）
１０Ａ，１０Ｂ 研削加工装置
２０ 軸受回転テーブル部（ワーク回転テーブル部）
２１ 主軸テーブル部
２２ チャック部
２３ ノーズピース
３０ 軸受検出部（ワーク検出部）
３１ 接触子
３２ ベース部
３３ 並進駆動部
４０ 砥石回転部
４１，１０１，１１１，１１６，１３１ 砥石
４２ スピンドル部
５０ 砥石操作部
５１ ベース部
５２ 並進駆動部
５３ 並進回転駆動部
６０ 砥石ドレス部
６１ ドレス
６２ ベース部
６３ 柱部
７０ 制御部
７１ 記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】