特許 6173239 研削盤、研削盤の制御装置、研削盤の制御方法及びプログラム

(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】6173239

(24)【登録日】2017年7月14日

(45)【発行日】2017年8月2日

(54)【発明の名称】研削盤、研削盤の制御装置、研削盤の制御方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   B24B 49/16 20060101AFI20170724BHJP

   B23F 5/02 20060101ALI20170724BHJP

【ＦＩ】

   B24B49/16

   B23F5/02

【請求項の数】10

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-35017(P2014-35017)

(22)【出願日】2014年2月26日

(65)【公開番号】特開2015-160254(P2015-160254A)

(43)【公開日】2015年9月7日

【審査請求日】2016年5月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】315017775

【氏名又は名称】三菱重工工作機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(72)【発明者】

【氏名】奥田 幸人

(72)【発明者】

【氏名】▲柳▼瀬 吉言

(72)【発明者】

【氏名】越智 政志

【審査官】 亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１４２０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１７８７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０４２１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０３９６５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ４９／１６

Ｂ２３Ｆ １／００ − １９／００

ＤＷＰＩ（Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

研削対象と砥石とを回転させて研削対象を研削する研削工程を複数回実行する研削盤の制御装置であって、
前記研削対象と前記砥石の当たり位置と、所定の目標当たり位置との差が大きいほど、値が大きくなるように、前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを決定するトルク決定部と、
前記トルク決定部が決定したトルクを、前記研削工程の段階を進めるたびに増加する上限値以下に制限するリミッタと、
前記リミッタによって制限されたトルクに従って前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを制御する制御部を備える
ことを特徴とする研削盤の制御装置。

【請求項2】

研削対象と砥石とを回転させて研削対象を研削する研削工程を複数回実行する研削盤の制御装置であって、
前記研削対象と前記砥石の当たり位置と、所定の目標当たり位置との差に、前記研削工程の段階を進めるたびに増加するゲインを乗算することで、前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを決定するトルク決定部と、
前記トルク決定部が決定したトルクに基づいて前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを制御する制御部を備える
ことを特徴とする研削盤の制御装置。

【請求項3】

前記研削工程を実行した後に、前記研削工程を次の段階に進めるか否かを判定する段階判定部を備え、
前記制御部は、前記段階判定部が前記研削工程を次の段階に進めると判定した場合に、次の段階の前記研削工程を実行し、前記段階判定部が前記研削工程を次の段階に進めないと判定した場合に、同じ段階の前記研削工程を実行する
請求項１または請求項２に記載の研削盤の制御装置。

【請求項4】

前記段階判定部は、前記研削工程における前記当たり位置と前記目標当たり位置との差の最大値が規定値以下である場合に、前記研削工程を次の段階に進めると判定する
請求項３に記載の研削盤の制御装置。

【請求項5】

前記トルク決定部が決定したトルクを、前記研削工程の実行回数に応じて決定される上限値以下に制限するリミッタを備え、
前記制御部は、前記リミッタによって制限されたトルクに従って前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを制御し、
前記段階判定部は、前記研削工程において前記リミッタがトルクを前記上限値以下に制限していない場合に、前記研削工程を次の段階に進めると判定する
請求項３に記載の研削盤の制御装置。

【請求項6】

砥石と、
研削対象と前記砥石とを回転させる駆動源と、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の制御装置と
を備える研削盤。

【請求項7】

回転駆動により研削対象と砥石とを回転させて研削対象を研削する研削工程を複数回実行する研削盤の制御方法であって、
前記研削対象と前記砥石の当たり位置と、所定の目標当たり位置との差が大きいほど、値が大きくなるように、前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを決定するステップと、
前記決定したトルクを、前記研削工程の段階を進めるたびに増加する上限値以下に制限するステップと、
前記制限されたトルクに従って前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを制御するステップと
を有することを特徴とする研削盤の制御方法。

【請求項8】

回転駆動により研削対象と砥石とを回転させて研削対象を研削する研削工程を複数回実行する研削盤の制御方法であって、
前記研削対象と前記砥石の当たり位置と、所定の目標当たり位置との差に、前記研削工程の段階を進めるたびに増加するゲインを乗算することで、前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを決定するステップと、
前記決定したトルクに基づいて前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを制御するステップと
を有することを特徴とする研削盤の制御方法。

【請求項9】

回転駆動により研削対象と砥石とを回転させて研削対象を研削する研削工程を複数回実行する研削盤の制御装置のコンピュータを、
前記研削対象と前記砥石の当たり位置と、所定の目標当たり位置との差が大きいほど、値が大きくなるように、前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを決定するトルク決定部、
前記トルク決定部が決定したトルクを、前記研削工程の段階を進めるたびに増加する上限値以下に制限するリミッタ、
前記リミッタによって制限されたトルクに従って前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを制御する制御部、
として機能させるためのプログラム。

【請求項10】

回転駆動により研削対象と砥石とを回転させて研削対象を研削する研削工程を複数回実行する研削盤の制御装置のコンピュータを、
前記研削対象と前記砥石の当たり位置と、所定の目標当たり位置との差に、前記研削工程の段階を進めるたびに増加するゲインを乗算することで、前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを決定するトルク決定部、
前記トルク決定部が決定したトルクに基づいて前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを制御する制御部、
として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータの駆動により研削対象と砥石とを回転させて研削対象を研削する研削工程を複数回実行する研削盤、研削盤の制御装置、研削盤の制御方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

歯車を製造する工程は、所定の歯車素材であるワークに対して歯切り加工を行う工程、歯切り加工したワークを熱処理する工程、熱処理により変形したワークを研削処理するという工程を有する。研削工程においては、歯車と嵌合する形状の専用研削用砥石が用いられ、ワークと当該砥石とを相対的に回転させることで、ワークを研削する。

【0003】

砥石は、ワークの研削工程を繰り返し実行する度に摩耗するため、砥石を整形（ドレッシング）する必要がある。砥石の整形間隔が長いほど、砥石をワークの研削に用いることができる時間が長くなるため、歯車の製造効率が向上する。

【0004】

特許文献１、２には、砥石の摩耗を抑えるために砥石のトルク（研削力）を制御する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平３−１６６０５５号公報

【特許文献2】特開平６−３０４８６２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、特許文献１、２に記載の技術は、研削力の制御を行うことにより、加工精度が低下してしまうというデメリットがある。
本発明の目的は、加工精度を保ちつつ、砥石の摩耗を抑えることができる研削盤、研削盤の制御装置、研削盤の制御方法及びプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１の態様は、研削対象と砥石とを回転させて研削対象を研削する研削工程を複数回実行する研削盤の制御装置であって、前記研削対象と前記砥石の当たり位置と、所定の目標当たり位置との差が大きいほど、値が大きくなるように、前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを決定するトルク決定部と、前記トルク決定部が決定したトルクを、前記研削工程の段階を進めるたびに増加する上限値以下に制限するリミッタと、前記リミッタによって制限されたトルクに従って前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを制御する制御部を備えることを特徴とする研削盤の制御装置である。
また、第２の態様は、研削対象と砥石とを回転させて研削対象を研削する研削工程を複数回実行する研削盤の制御装置であって、前記研削対象と前記砥石の当たり位置と、所定の目標当たり位置との差に、前記研削工程の段階を進めるたびに増加するゲインを乗算することで、前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを決定するトルク決定部と、前記トルク決定部が決定したトルクに基づいて前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを制御する制御部を備えることを特徴とする研削盤の制御装置である。

【0011】

また、第５の態様は、第４の態様において、前記研削工程を実行した後に、前記研削工程を次の段階に進めるか否かを判定する段階判定部を備え、前記制御部は、前記段階判定部が前記研削工程を次の段階に進めると判定した場合に、次の段階の前記研削工程を実行し、前記段階判定部が前記研削工程を次の段階に進めないと判定した場合に、同じ段階の前記研削工程を実行する研削盤の制御装置である。

【0012】

また、第６の態様は、第５の態様において、前記段階判定部は、前記研削工程における前記当たり位置と前記目標当たり位置との差の最大値が規定値以下である場合に、前記研削工程を次の段階に進めると判定する研削盤の制御装置である。

【0013】

また、第７の態様は、第５の態様において、前記トルク決定部が決定したトルクを、前記研削工程の実行回数に応じて決定される上限値以下に制限するリミッタを備え、前記制御部は、前記リミッタによって制限されたトルクに従って前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを制御し、前記段階判定部は、前記研削工程において前記リミッタがトルクを前記上限値以下に制限していない場合に、前記研削工程を次の段階に進めると判定する研削盤の制御装置である。

【0015】

また、第９の態様は、第１から第８の何れかの態様において、砥石と、研削対象と前記砥石とを回転させる駆動源と、制御装置とを備える研削盤である。

【0016】

また、第１０の態様は、回転駆動により研削対象と砥石とを回転させて研削対象を研削する研削工程を複数回実行する研削盤の制御方法であって、前記研削対象と前記砥石の当たり位置と、所定の目標当たり位置との差が大きいほど、値が大きくなるように、前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを決定するステップと、前記決定したトルクを、前記研削工程の段階を進めるたびに増加する上限値以下に制限するステップと、前記制限されたトルクに従って前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを制御するステップとを有することを特徴とする研削盤の制御方法である。
また、第１１の態様は、回転駆動により研削対象と砥石とを回転させて研削対象を研削する研削工程を複数回実行する研削盤の制御方法であって、前記研削対象と前記砥石の当たり位置と、所定の目標当たり位置との差に、前記研削工程の段階を進めるたびに増加するゲインを乗算することで、前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを決定するステップと、前記決定したトルクに基づいて前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを制御するステップとを有することを特徴とする研削盤の制御方法である。

【0017】

また、第１２の態様は、回転駆動により研削対象と砥石とを回転させて研削対象を研削する研削工程を複数回実行する研削盤の制御装置のコンピュータを、前記研削対象と前記砥石の当たり位置と、所定の目標当たり位置との差が大きいほど、値が大きくなるように、前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを決定するトルク決定部、前記トルク決定部が決定したトルクを、前記研削工程の段階を進めるたびに増加する上限値以下に制限するリミッタ、前記リミッタによって制限されたトルクに従って前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを制御する制御部、として機能させるためのプログラムである。
また、第１３の態様は、回転駆動により研削対象と砥石とを回転させて研削対象を研削する研削工程を複数回実行する研削盤の制御装置のコンピュータを、前記研削対象と前記砥石の当たり位置と、所定の目標当たり位置との差に、前記研削工程の段階を進めるたびに増加するゲインを乗算することで、前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを決定するトルク決定部、前記トルク決定部が決定したトルクに基づいて前記研削対象または前記砥石の少なくとも一方の回転駆動のトルクを制御する制御部、として機能させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0018】

上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、制御盤の制御装置は、研削工程ごとに、砥石と研削対象との当たり位置と、所定の目標当たり位置との差が所定値より大きいときに、研削対象または砥石の少なくとも一方にかかる回転駆動のトルクを異ならせる。これにより、トルクの値が小さい研削工程では、砥石の早期劣化を防止することができ、トルクの値が大きい研削工程では、ワークの加工精度を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】少なくとも１つの実施形態に係る研削盤の構成を示す概略図である。

【図2】第１の実施形態に係る制御装置の構成を示す概略ブロック図である。

【図3】研削工程の段階とトルクの上限値との関係を示す図である。

【図4】第１の実施形態に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。

【図5】第２の実施形態に係る制御盤の制御装置の構成を示す概略ブロック図である。

【図6】研削工程の段階と位置差からトルクを決定する際に用いられるゲインとの関係を示す図である。

【図7】第３の実施形態に係る制御盤の制御装置の構成を示す概略ブロック図である。

【図8】ワークの研削量とトルクの上限値の関係を示す図である。

【図9】第４の実施形態に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。

【図10】少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

《第１の実施形態》
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図１は、少なくとも１つの実施形態に係る研削盤１の構成を示す概略図である。
研削盤１は、砥石１１の表面の研削歯を研削対象であるワークＷに噛み合わせることにより、歯車研削を行う研削装置である。図１に示すように、本実施形態の研削盤１は、砥石１１と、砥石１１を支持する砥石回転軸１２と、ワークＷを支持するワーク回転軸１３と、砥石回転軸１２の角速度を検出する角速度センサ１４と、砥石回転軸１２の回転角を検出する回転角センサ１５と、砥石回転軸１２及びワーク回転軸１３を軸回りに回転させるモータを制御する制御装置１６とを備える。なお、モータは回転駆動及び駆動源の一例である。

【0021】

砥石１１とワークＷは、それぞれ螺子歯車と斜歯歯車の形状（ウォームギア）をしており、それぞれが砥石回転軸１２及びワーク回転軸１３に取り付けられることで、砥石１１の研削歯とワークＷの歯とが嵌合する。なお、砥石１１とワークＷの形状は、歯が嵌合する形状であれば、螺子歯車と斜歯歯車の形状に限られず、他の形状の組み合わせであっても良い。例えば、砥石１１とワークＷの何れか一方が内歯車の形状であっても良い。

【0022】

制御装置１６は、砥石回転軸１２のモータとワーク回転軸１３のモータの両方を同期して回転させることで、砥石１１とワークＷとを回転させる。制御装置１６は、角速度センサ１４及び回転角センサ１５の出力に基づいて、砥石１１とワークＷの歯当たり位置が所定の目標位置になるようワーク回転軸１３のモータのトルクを制御することで、ワークＷを研削する。また、制御装置１６は、砥石１１とワークＷを回転させる研削工程を複数回実行することで、ワークＷの寸法精度を段階的に向上させる。

【0023】

図２は、第１の実施形態に係る制御装置１６の構成を示す概略ブロック図である。
制御装置１６は、研削工程管理部１０１、角速度取得部１０２、回転角取得部１０３、位置差特定部１０４、トルク決定部１０５、リミッタ部１０６、電流制御部１０７を備える。

【0024】

研削工程管理部１０１は、現在の研削工程がどの段階（パス）にあるかを管理する。
角速度取得部１０２は、角速度センサ１４から砥石回転軸１２の角速度を取得する。
回転角取得部１０３は、回転角センサ１５から砥石回転軸１２の回転角を取得する。

【0025】

位置差特定部１０４は、砥石回転軸１２の回転角と目標の回転角との位置差を特定する。なお、目標の回転角は、砥石１１とワークＷの当たり位置が砥石１１によりワークＷを所定の研削量だけ研削するための目標当たり位置になるように決定される回転角である。つまり、砥石回転軸１２の回転角と目標の回転角との位置差は、砥石１１とワークＷの当たり位置と目標当たり位置との差に相当する。

【0026】

トルク決定部１０５は、位置差特定部１０４が特定した位置差に基づいて、砥石回転軸１２のモータにかけるトルクを決定する。また、トルク決定部１０５は、角速度取得部１０２が取得した角速度に基づいてＰＩＤ制御を行うことで、トルクの制御精度を向上させる。

【0027】

リミッタ部１０６は、トルク決定部１０５が決定したトルクを、研削工程の段階ごとに決定される上限値以下に制限する。
図３は、研削工程の段階とトルクの上限値との関係を示す図である。
図３に示すように、研削工程の段階が初期段階であるほどトルクの上限値は低く、研削工程の段階が後期段階にあるほどトルクの上限値は高くなる。つまり、本実施形態では、研削工程の段階ごとに、砥石１１とワークＷの当たり位置と目標当たり位置との差が所定値（トルクの上限値に対応する位置差）より大きいときに、砥石１１にかかるモータのトルクが異なる。なお、研削工程の最終段階（第Ｎ段階）においては、トルクの上限値は設けられない。

【0028】

電流制御部１０７は、リミッタ部１０６が出力するトルクに基づいて、砥石回転軸１３のモータが当該トルクを発揮できる電流を特定し、当該電流で砥石回転軸１３のモータを制御する。

【0029】

次に、本実施形態に係る制御装置１６の動作について説明する。
図４は、第１の実施形態に係る制御装置１６の動作を示すフローチャートである。
まず、研削工程管理部１０１は、現在の研削工程を第１段階として、内部メモリに記録する（ステップＳ１）。なお、研削工程の段階は、１段階目からスタートし、Ｎ段階目まで設けられる。次に、リミッタ部１０６は、研削工程管理部１０１が内部メモリに記憶する現在の研削工程の段階に基づいて、トルクの上限値を決定する（ステップＳ２）。

【0030】

次に、回転角取得部１０３は、回転角センサ１５から砥石回転軸１２の回転角を取得する（ステップＳ３）。また、角速度取得部１０２は、角速度センサ１４から砥石回転軸１２の角速度を取得する（ステップＳ４）。次に、位置差特定部１０４は、回転角取得部１０３が取得した回転角と目標の回転角との位置差を特定する（ステップＳ５）。次に、トルク決定部１０５は、角速度取得部１０２が取得した角速度と位置差特定部１０４が特定した位置差とに基づいて、砥石回転軸１２のモータにかけるべきトルクを決定する（ステップＳ６）。

【0031】

次に、リミッタ部１０６は、トルク決定部１０５が決定したトルクがステップＳ１で決定した上限値以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。リミッタ部１０６は、トルク決定部１０５が決定したトルクが上限値以上であると判定した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、当該トルクを当該上限値に制限する（ステップＳ８）。

【0032】

リミッタ部１０６が、トルクが上限値未満であると判定した場合（ステップＳ７：ＮＯ）、またはトルクを上限値に制限した場合、電流制御部１０７は、リミッタ部１０６が出力したトルクに基づいてモータに供給する電流の値を決定し、当該電流の値に基づいてモータを制御する（ステップＳ９）。

【0033】

次に、研削工程管理部１０１は、砥石回転軸１２の回転数が、現在の段階における研削工程に要する回転数に達したか否かを判定する（ステップＳ１０）。つまり、研削工程管理部１０１は、研削工程における現在の段階が終了したか否かを判定する。研削工程管理部１０１が、砥石回転軸１２の回転数が研削工程に要する回転数に達していないと判定した場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、ステップＳ３に戻り、砥石回転軸１２のモータの制御を継続する。

【0034】

他方、研削工程管理部１０１は、砥石回転軸１２の回転数が研削工程に要する回転数に達したと判定した場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、研削工程の段階が最終段階に達したか否かを判定する（ステップＳ１１）。研削工程管理部１０１は、研削工程の段階が最終段階に達していないと判定した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、内部メモリに記憶する研削工程の段階を１段階進め（ステップＳ１２）、ステップＳ２に戻る。
他方、研削工程管理部１０１が、研削工程の段階が最終段階に達したと判定した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、研削処理を終了する。

【0035】

このように、本実施形態によれば、制御装置１６は、研削工程の段階に応じてトルクの上限値を変更する。これにより、トルクの上限値が小さい段階では、砥石１１の早期劣化を防止することができ、トルクの上限値が大きい段階では、ワークＷの加工精度を保つことができる。
特に、本実施形態の制御装置１６は、研削工程の段階がワークＷの荒削りを行う初期段階にあるときに、トルクの上限値を小さくする。これにより、砥石１１の早期劣化を防止することができる。また、本実施形態の制御装置１６は、研削工程の段階がワークＷの仕上げを行う後期段階にあるときに、トルクの上限値を大きくする。これにより、ワークＷの加工精度を保つことができる。

【0036】

《第２の実施形態》
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係る研削盤１は、第１の実施形態と制御装置１６の構成が異なる。
図５は、第２の実施形態に係る制御盤の制御装置１６の構成を示す概略ブロック図である。
第２の実施形態に係る研削盤１の制御装置１６は、リミッタ部１０６に代えてゲイン決定部１０８を備え、トルク決定部１０５の動作が第１の実施形態と異なる。

【0037】

ゲイン決定部１０８は、研削工程の段階に基づいて、位置差からトルクを決定する際に用いられるゲインを決定する。
図６は、研削工程の段階と位置差からトルクを決定する際に用いられるゲインとの関係を示す図である。
図６に示すように、研削工程の段階が初期段階であるほどゲインの値は低く、研削工程の段階が後期段階にあるほどゲインの値は高くなる。つまり、本実施形態では、研削工程の段階ごとに、砥石１１にかかるモータのトルクが異なる。
トルク決定部１０５は、位置差特定部１０４が特定した位置差に、ゲイン決定部１０８が決定したゲインを乗算することで、砥石回転軸１２のモータのトルクを決定する。

【0038】

このように、本実施形態によれば、制御装置１６は、研削工程の段階に応じてゲインの値を変更する。これにより、ゲインの値が小さい段階では、砥石１１の早期劣化を防止することができ、ゲインの値が大きい段階では、ワークＷの加工精度を保つことができる。
特に、本実施形態の制御装置１６は、研削工程の段階がワークＷの荒削りを行う初期段階にあるときに、ゲインの値を小さくする。これにより、砥石１１の早期劣化を防止することができる。また、本実施形態の制御装置１６は、研削工程の段階がワークＷの仕上げを行う後期段階にあるときに、ゲインの値を大きくする。これにより、ワークＷの加工精度を保つことができる。

【0039】

《第３の実施形態》
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態に係る研削盤１は、第１の実施形態と制御装置１６の構成が異なる。
図７は、第３の実施形態に係る制御盤の制御装置１６の構成を示す概略ブロック図である。
第３の実施形態に係る研削盤１の制御装置１６は、研削工程管理部１０１に代えて研削量管理部１０９を備え、リミッタ部１０６の動作が第１の実施形態と異なる。

【0040】

研削量管理部１０９は、研削工程の段階ごとに、前回の研削工程におけるワークＷの研削量を管理する。例えば、研削量管理部１０９は、予め定められた段階ごとの目標研削量に基づいて、現在の段階から目標研削量を特定することができる。また例えば、研削量管理部１０９は、作業者から研削量の入力を受け付けることで研削量を管理することができる。また例えば、研削量管理部１０９は、研削工程の前後においてワークＷの重さを量り、その差に基づいて研削量を管理することができる。
リミッタ部１０６は、トルク決定部１０５が決定したトルクを、前回の研削工程における研削量に基づいてに決定される上限値以下に制限する。リミッタ部１０６は、研削工程の第１段階においては、前回の研削工程における研削量がないため、所定のトルク上限値を設定する。
図８は、ワークＷの研削量とトルクの上限値の関係を示す図である。
図８に示すように、前回の研削工程におけるワークＷの研削量が多いほどトルクの上限値は低く、ワークＷの研削量が少ないほどトルクの上限値は高くなる。なお、トルクの上限値は、研削量が多くなるほど、第１段階におけるトルク上限値に漸近する。研削工程が初期段階は、ワークＷを荒削りする工程であるため、ワークＷの研削量は大きくなる。他方、研削工程の後期段階は、ワークＷの仕上げの工程であるため、ワークＷの研削量は小さくなる。つまり、本実施形態に係る研削盤１を用いて一般的なワークＷの研削を行うと、研削工程が進むたびに、トルクの上限値が高くなる。

【0041】

このように、本実施形態によれば、制御装置１６は、ワークＷの研削量に応じてトルクの上限値を変更する。これにより、トルクの上限値が小さい段階では、砥石１１の早期劣化を防止することができ、トルクの上限値が大きい段階では、ワークＷの加工精度を保つことができる。
特に、本実施形態の制御装置１６は、研削工程の段階がワークＷの荒削りを行う初期段階にあるときに、ゲインの値を小さくする。これにより、砥石１１の早期劣化を防止することができる。また、本実施形態の制御装置１６は、研削工程の段階がワークＷの仕上げを行う後期段階にあるときに、ゲインの値を大きくする。これにより、ワークＷの加工精度を保つことができる。

【0042】

なお、本実施形態では、研削量管理部１０９が各段階における研削量を管理し、リミッタ部１０６が当該研削量に基づいてトルクの上限値を決定する場合について説明したが、これに限られない。例えば、研削量管理部１０９は、前回研削時の目標研削量と、前回研削時の実際の研削量との誤差とを管理し、リミッタ部１０６が目標研削量と誤差との和に基づいて、トルクの上限値を決定しても良い。研削量の誤差が生じる理由としては、ワークＷの熱処理工程におけるワークＷの変形にばらつきが生じることが挙げられる。なお、研削量の誤差は、ワークＷと砥石１１の相対位置に基づいて検出されても良いし、ワーク回転軸１３のモータエンコーダが検出する回転角と砥石回転軸１２のモータエンコーダが検出する回転角とに基づいて算出されても良い。

【0043】

また、本実施形態では、リミッタ部１０６が研削量に基づいてトルクの上限値を決定する場合について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、第２の実施形態のように、リミッタ部１０６に代えてゲイン決定部１０８を備え、ゲイン決定部１０８が研削量に基づいてゲインの値を決定しても良い。この場合、研削量とゲインの値とは、単調減少の関係となる。

【0044】

《第４の実施形態》
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態に係る研削盤１は、第１の実施形態と制御装置１６の研削工程管理部１０１の動作が異なる。
第４の実施形態に係る研削工程管理部１０１は、位置差特定部１０４が特定した砥石１１とワークＷの位置差の最大値と目標の位置差との誤差が、規定値以下であるか否かに基づいて、研削工程を次の段階に進めるか否かを判定する。なお、当該判定は、砥石１１とワークＷの位置差の最大値が所定値以下であるか否かに基づいて研削工程を次の段階に進めるか否かを判定することと等価である。第４の実施形態に係る研削工程管理部１０１は、段階判定部の一例である。

【0045】

図９は、第４の実施形態に係る制御装置１６の動作を示すフローチャートである。
まず、研削工程管理部１０１は、現在の研削工程を第１段階として、内部メモリに記録する（ステップＳ１）。次に、リミッタ部１０６は、研削工程管理部１０１が内部メモリに記憶する現在の研削工程の段階に基づいて、トルクの上限値を決定する（ステップＳ２）。

【0046】

次に、回転角取得部１０３は、回転角センサ１５から砥石回転軸１２の回転角を取得する（ステップＳ３）。また、角速度取得部１０２は、角速度センサ１４から砥石回転軸１２の角速度を取得する（ステップＳ４）。次に、位置差特定部１０４は、回転角取得部１０３が取得した回転角と目標の回転角との位置差を特定する（ステップＳ５）。次に、トルク決定部１０５は、角速度取得部１０２が取得した角速度と位置差特定部１０４が特定した位置差とに基づいて、砥石回転軸１２のモータにかけるべきトルクを決定する（ステップＳ６）。

【0047】

次に、リミッタ部１０６は、トルク決定部１０５が決定したトルクがステップＳ１で決定した上限値以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。リミッタ部１０６は、トルク決定部１０５が決定したトルクが上限値以上であると判定した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、当該トルクを当該上限値に制限する（ステップＳ８）。

【0048】

リミッタ部１０６が、トルクが上限値未満であると判定した場合（ステップＳ７：ＮＯ）、またはトルクを上限値に制限した場合、電流制御部１０７は、リミッタ部１０６が出力したトルクに基づいてモータに供給する電流の値を決定し、当該電流の値に基づいてモータを制御する（ステップＳ９）。

【0049】

次に、研削工程管理部１０１は、砥石回転軸１２の回転数が、現在の段階における研削工程に要する回転数に達したか否かを判定する（ステップＳ１０）。研削工程管理部１０１が、砥石回転軸１２の回転数が研削工程に要する回転数に達していないと判定した場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、ステップＳ３に戻り、砥石回転軸１２のモータの制御を継続する。

【0050】

他方、研削工程管理部１０１は、砥石回転軸１２の回転数が研削工程に要する回転数に達したと判定した場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、当該研削工程において位置差特定部１０４が特定した砥石１１とワークＷの位置差の最大値と目標の位置差との誤差が、規定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。研削工程管理部１０１は、誤差が規定値より大きいと判定した場合（ステップＳ２０：ＮＯ）、研削工程の段階を進めずに、誤差の値をリセットしてステップＳ２に戻る。
他方、研削工程管理部１０１は、誤差が規定値以下であると判定した場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、研削工程の段階が最終段階に達したか否かを判定する（ステップＳ１１）。研削工程管理部１０１は、研削工程の段階が最終段階に達していないと判定した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、内部メモリに記憶する研削工程の段階を１段階進め（ステップＳ１２）、ステップＳ２に戻る。
他方、研削工程管理部１０１が、研削工程の段階が最終段階に達したと判定した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、研削処理を終了する。

【0051】

このように、本実施形態によれば、ワークＷの変形などにより研削量が多くなる場合にも、研削工程の回数を増加させることで、各研削工程におけるトルクを小さくすることができる。これにより、砥石１１の早期劣化を防止することができる。

【0052】

《第５の実施形態》
次に、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態に係る研削盤１は、第４の実施形態と研削工程を次の段階に進めるか否かの判定基準が異なる。
第５の実施形態に係る研削工程管理部１０１は、現在の研削工程において、トルク決定部１０５が決定したトルクがリミッタ部１０６によって上限値に制限されたか否かに基づいて、研削工程を次の段階に進めるか否かを判定する。つまり、研削工程管理部１０１は、研削工程においてリミッタ部１０６がトルクを上限値以下に制限していない場合に、研削工程を次の段階に進めると判定する。

【0053】

このように、本実施形態によれば、ワークＷの変形などにより研削量が多くなる場合にも、研削工程の回数を増加させることで、各研削工程におけるトルクを小さくすることができる。これにより、砥石１１の早期劣化を防止することができる。

【0054】

以上、図面を参照していくつかの実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、砥石回転軸１２のモータのトルクを制御する場合について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、ワーク回転軸１３のモータのトルクを上述した実施形態と同様に制御することで、ワークＷの加工精度を保ちつつ砥石１１の早期劣化を防ぐよう構成されても良い。

【0055】

図１０は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータ９００の構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、インタフェース９０４を備える。
上述の研削盤１の制御装置１６は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。

【0056】

なお、少なくとも１つの実施形態において、補助記憶装置９０３は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例としては、インタフェース９０４を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。

【0057】

また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置９０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

【符号の説明】

【0058】

１…研削盤 １１…砥石 １２…砥石回転軸 １３…ワーク回転軸 １４…角速度センサ １５…回転角センサ １６…制御装置 １０１…研削工程管理部 １０２…角速度取得部 １０３…回転角取得部 １０４…位置差特定部 １０５…トルク決定部 １０６…リミッタ部 １０７…電流制御部 １０８…ゲイン決定部 １０９…研削量管理部 ９００…コンピュータ ９０１…ＣＰＵ ９０２…主記憶装置 ９０３…補助記憶装置 ９０４…インタフェース Ｗ…ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】