特開 2024-115668 研削システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024115668

(43)【公開日】2024-08-27

(54)【発明の名称】研削システム

(51)【国際特許分類】

   B24B 49/04 20060101AFI20240820BHJP

   B24B 49/10 20060101ALI20240820BHJP

   B24B 5/04 20060101ALI20240820BHJP

   B23Q 17/09 20060101ALI20240820BHJP

   B23Q 15/013 20060101ALI20240820BHJP

【ＦＩ】

B24B49/04 A

B24B49/10

B24B5/04

B23Q17/09 G

B23Q15/013

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023021429

(22)【出願日】2023-02-15

(71)【出願人】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】春日 智行

(72)【発明者】

【氏名】若園 賀生

(72)【発明者】

【氏名】松尾 和昭

(72)【発明者】

【氏名】今枝 大輔

(72)【発明者】

【氏名】小林 和矢

【テーマコード（参考）】

3C001

3C029

3C034

3C043

【Ｆターム（参考）】

3C001KB07

3C001TA03

3C001TB08

3C029DD17

3C034AA01

3C034BB74

3C034BB92

3C034CA02

3C034CA24

3C034CB01

3C034CB14

3C034DD07

3C043AA03

3C043CC03

3C043CC13

3C043DD02

3C043DD03

3C043DD04

3C043DD05

3C043DD06

3C043EE04

(57)【要約】

【課題】研削加工の仕上げ工程におけるＡＥ信号を取得することにより、工作物の表面性状を精度良く推定可能な研削システムを提供する。
【解決手段】工作物Ｗを研削加工する研削盤２と、研削盤２から取得した工作物Ｗに関する信号を解析する解析装置９０と、を備えた研削システム１であって、研削盤２は、砥石車Ｔを回転可能に保持する砥石軸５２と、砥石軸５２の先端に取付けられて、研削加工時に砥石車Ｔに発生するＡＥ信号を取得するＡＥセンサＳと、砥石車Ｔと工作物Ｗとを相対移動するための制御を行う制御装置８０と、を備え、制御装置８０は、少なくとも、仕上げ加工と、仕上げ加工よりも単位時間当たりの切込み量が大きな仕上げ前加工と、を実行し、解析装置９０は、仕上げ加工の段階において取得されたＡＥ信号を解析することにより、工作物Ｗの表面粗さＲａを推定する、研削システム１。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作物を研削加工する研削盤と、前記研削盤から取得した前記工作物に関する信号を解析する解析装置と、を備えた研削システムであって、
前記研削盤は、
前記工作物を研削加工する砥石車と、
先端側において前記砥石車を回転可能に保持する砥石軸と、
前記砥石軸の先端に取付けられて、研削加工時に前記砥石車に発生するアコースティックエミッション信号（ＡＥ信号）を取得するＡＥセンサと、
前記砥石軸の先端に取付けられて、前記ＡＥセンサから取得した前記ＡＥ信号を外部に無線通信する砥石側無線通信装置と、
前記砥石軸の先端に取付けられて、前記ＡＥセンサおよび前記砥石側無線通信装置に電力を供給する電源装置と、
前記研削盤のうち前記砥石軸と異なる部分に取付けられるとともに、前記砥石側無線通信装置と無線通信する外部側無線通信装置と、
前記砥石車と前記工作物とを相対移動するための制御を行う制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記工作物に対する単位時間当たりの切込み量を複数段階で減少させる制御を実行するものであって、
少なくとも、仕上げ加工と、前記仕上げ加工よりも単位時間当たりの切込み量が大きな仕上げ前加工と、を実行し、
前記解析装置は、
前記外部側無線通信装置が受信した前記ＡＥ信号を前記外部側無線通信装置から取得し、前記ＡＥ信号を解析することにより、前記仕上げ加工の段階において取得された前記ＡＥ信号を用いて、前記工作物の表面粗さを推定する、研削システム。

【請求項2】

前記仕上げ前加工および前記仕上げ加工の双方が、前記工作物に対して相対的に前記砥石車の送り動作を実行するものであって、
前記仕上げ加工の段階における前記工作物の単位時間当たりの切込み量が、前記仕上げ前加工の段階における前記工作物の単位時間当たりの切込み量よりも少ない、請求項１に記載の研削システム。

【請求項3】

前記仕上げ前加工は、粗研加工段階と、精研加工段階と、を含み、
前記仕上げ加工は、微研加工段階を含む、請求項２に記載の研削システム。

【請求項4】

前記制御装置は、前記砥石車を、前記工作物に対して、前記工作物の径方向に相対的に移動させるプランジ加工を実行し、
前記プランジ加工は、粗研加工段階、精研加工段階、微研加工段階、およびスパークアウト加工段階を含み、
前記仕上げ前加工は、粗研加工段階と、精研加工段階と、を含み、
前記仕上げ加工は、微研加工段階を含む、請求項３に記載の研削システム。

【請求項5】

前記制御装置は、
前記仕上げ前加工の段階において、前記砥石車を、前記工作物に対して、前記工作物の径方向に相対的に移動させるプランジ加工を実行し、
前記仕上げ加工の段階において、前記砥石車を、前記工作物に対して、前記工作物の径方向に相対的に移動させるプランジ加工を実行する、請求項３に記載の研削システム。

【請求項6】

前記制御装置は、
前記仕上げ前加工の段階において、前記砥石車を、前記工作物に対して、前記工作物の径方向に相対的に移動させるプランジ加工を実行し、
前記仕上げ加工の段階において、前記砥石車を、前記工作物に対して、前記工作物の軸方向に相対的に移動させるトラバース加工を実行する、請求項３に記載の研削システム。

【請求項7】

前記制御装置は、
前記仕上げ前加工の段階において、前記砥石車を、前記工作物に対して、前記工作物の軸方向に相対的に移動させるトラバース加工を実行し、
前記仕上げ加工の段階において、前記砥石車を、前記工作物に対して、前記工作物の軸方向に相対的に移動させるトラバース加工を実行する、請求項３に記載の研削システム。

【請求項8】

さらに、前記砥石軸の先端に着脱可能なモジュールを備え、
前記モジュールは、
前記ＡＥセンサ、前記砥石側無線通信装置、および前記電源装置を内部に収容する収容空間と、
前記収容空間の開口部に取付けられて前記収容空間を密閉するカバー部材と、を備える、請求項１に記載の研削システム。

【請求項9】

前記電源装置は、前記砥石軸の回転により発電する発電装置を備える、請求項８に記載の研削システム。

【請求項10】

前記解析装置は、
前記仕上げ加工の段階で取得された前記ＡＥ信号について統計演算することによって得られた尖り度を用いて、前記工作物の表面粗さを推定する、請求項１に記載の研削システム。

【請求項11】

前記ＡＥ信号の周波数は、０．３ＭＨｚ～１．８ＭＨｚが好ましく、０．３ＭＨｚ～１．１ＭＨｚがより好ましく、０．３ＭＨｚ～１．０ＭＨｚが特に好ましい、請求項９に記載の研削システム。

【請求項12】

前記制御装置は、前記工作物の次に研削加工される次期工作物に対する研削加工が開始されるまでに、前記工作物の前記表面粗さを推定するとともに、前記工作物について推定された前記表面粗さに基づいて、前記砥石車に対するツルーイングを実行する、請求項１に記載の研削システム。

【請求項13】

前記制御装置は、前記工作物の次に研削加工される次期工作物に対する研削加工が開始されるまでに、前記工作物の前記表面粗さを推定するとともに、前記工作物について推定された前記表面粗さに基づいて、前記次期工作物に対する研削加工の条件を調節する、請求項１に記載の研削システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研削システムに関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械の砥石車を用いて工作物を研削加工する場合、砥石車の劣化が生じて研削加工の精度が低下する恐れがある。従って、砥石車の劣化を管理し、砥石車の修正を適宜行うことにより、工作物の研削加工の精度を維持することは重要である。このため、特許文献１には、砥石車による工作物の研削加工に伴い、周波数特性を有して発生するアコースティックエミッション（Ａｃｏｕｓｔｅｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ：ＡＥ）を表すアコースティックエミッション信号（以下、「ＡＥ信号」と呼称する。）を取得し、砥石車が工作物を研削加工した際の加工状態を推定する技術が開示されている。

【0003】

上記の技術によれば、砥石車による工作物の研削加工中に発生するＡＥ信号を取得し、取得したＡＥ信号を解析することによって、工作物の研削加工の状態を推定することができる。これにより、推定される研削加工の状態に基づいて砥石車を修正するタイミングを設定することが可能になると期待された。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－１４７６９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記の技術においては、ＡＥ信号を取得するＡＥセンサは研削加工の加工点から離れた心押台に配置されていた。このため、研削加工の加工点で発生したＡＥ信号が、ＡＥセンサが配置された心押台まで伝達される過程で減衰することにより、ＡＥ信号を取得しにくくなる恐れがある。

【0006】

上記のＡＥ信号には、工作物の表面性状と相関する情報が含まれている。最終加工工程が終了した完成時における工作物の表面性状は、研削加工の最終工程の直近の工程のうち、最終加工工程に近いほど相関性が高い。このため、最終加工工程の直近の工程のうち、最終加工工程に近い工程におけるＡＥ信号を取得することが望まれる。これにより、最終加工工程終了時の工作物の表面性状に強く相関するＡＥ信号を取得できると期待される。

【0007】

一般に、高精度な仕上げ加工面を要求される研削加工は、徐々に単位時間当たりの研削量を少なくしていくように、複数の加工工程を順次行ように構成されている。工作物の表面性状は、加工工程が進むにしたがって、より表面粗さの良好な状態に加工されていく。このため、研削加工が最終加工工程に近付くほど、発生するＡＥ信号も微弱になりやすい。

【0008】

しかも、上記したように、従来技術においては、ＡＥセンサが、研削加工の加工点から離れた心押台に配置されていたため、研削加工の仕上げ工程において発生する微弱なＡＥ信号を取得しにくくなることが懸念される。

【0009】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、研削加工の仕上げ工程におけるＡＥ信号を取得することにより、工作物の表面性状を精度良く推定可能な研削システムを提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様は、
工作物を研削加工する研削盤と、前記研削盤から取得した前記工作物に関する信号を解析する解析装置と、を備えた研削システムであって、
前記研削盤は、
前記工作物を研削加工する砥石車と、
先端側において前記砥石車を回転可能に保持する砥石軸と、
前記砥石軸の先端に取付けられて、研削加工時に前記砥石車に発生するアコースティックエミッション信号（ＡＥ信号）を取得するＡＥセンサと、
前記砥石軸の先端に取付けられて、前記ＡＥセンサから取得した前記ＡＥ信号を外部に無線通信する砥石側無線通信装置と、
前記砥石軸の先端に取付けられて、前記ＡＥセンサおよび前記砥石側無線通信装置に電力を供給する電源装置と、
前記研削盤のうち前記砥石軸と異なる部分に取付けられるとともに、前記砥石側無線通信装置と無線通信する外部側無線通信装置と、
前記砥石車と前記工作物とを相対移動するための制御を行う制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記工作物に対する単位時間当たりの切込み量を複数段階で減少させる制御を実行するものであって、
少なくとも、仕上げ加工と、前記仕上げ加工よりも単位時間当たりの切込み量が大きな仕上げ前加工と、を実行し、
前記解析装置は、
前記外部側無線通信装置が受信した前記ＡＥ信号を前記外部側無線通信装置から取得し、前記ＡＥ信号を解析することにより、前記仕上げ加工の段階において取得された前記ＡＥ信号を用いて、前記工作物の表面粗さを推定する、研削システムにある。

【発明の効果】

【0011】

本発明の一態様によれば、ＡＥセンサは、研削加工点の近傍である、砥石軸の先端に取付けられている。これにより、研削加工時に発生するＡＥ信号を取得しやすくなる。特に、研削加工の仕上げ工程において発生する微弱なＡＥ信号を取得することができる。これにより、工作物の表面粗さを精度よく推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態１の研削システムを示す平面図。

【図2】研削加工における各摩耗についてＡＥ周波数とＡＥ振幅とを示すグラフ上の位置を示す図。

【図3】実施形態１の研削システムにおける、砥石軸の先端部分近傍の軸方向断面図。

【図4】実施形態１の研削システムの各構成の機能を示す図。

【図5】研削加工の各工程における、加工時間に対する砥石車の切込み位置を示すグラフ。

【図6】従来技術において、研削加工の各工程の加工時間に対する、ＡＥセンサによって取得されたＡＥ信号の周波数を示すグラフ。

【図7】実施形態１において、研削加工の各工程の加工時間に対する、ＡＥセンサによって取得されたＡＥ信号の周波数を示すグラフ。

【図8】実測された工作物の表面粗さと、ＡＥセンサによって取得されたＡＥ信号の尖り度と、の関係を示すグラフ。

【図9】実施形態１の研削システムの動作を示すフローチャート。

【図10】実施形態２の研削システムの動作を示すフローチャート。

【図11】実施形態２の研削システムの加工条件調節処理を示すフローチャート。

【図12】実施形態３の研削システムの動作を示すフローチャート。

【図13】実施形態３の研削システムのツルーイング処理を示すフローチャート。

【図14】実施形態４の研削システムにおける、砥石軸の先端部分近傍の軸方向断面図。

【図15】実施形態５の研削システムにおける、砥石軸の先端部分近傍の軸方向断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（実施形態１）
１．研削システム１の構成
図１を参照して、研削システム１の構成について説明する。研削システム１は、研削盤２と、解析装置９０と、を備える。

【0014】

研削盤２は、工作物Ｗを回転させ、砥石車Ｔを回転させ、かつ、砥石車Ｔを工作物Ｗに対して相対移動することにより、工作物Ｗを研削する。例えば、研削盤２は、砥石車Ｔを工作物Ｗに対して工作物Ｗの回転軸線に交差する方向に相対的に接近させることにより、工作物Ｗをプランジ研削する。また、研削盤２は、砥石車Ｔを工作物Ｗに対して工作物Ｗの回転軸線に平行な方向に相対移動することにより、工作物Ｗをトラバース研削する。

【0015】

研削盤２は、テーブルトラバース型の研削盤、砥石台トラバース型の研削盤などを適用可能である。また、研削盤２は、円筒研削盤、カム研削盤などを適用可能である。本形態においては、研削盤２は、テーブルトラバース型の円筒研削盤を例にあげる。つまり、当該研削盤２は、工作物Ｗを工作物Ｗの軸線方向に移動させ、かつ、砥石車Ｔを工作物Ｗの軸線に交差する方向に移動させる構成である。また、以下において、Ｘ軸方向は、工作物Ｗの軸線に直交する方向を示し、Ｚ軸方向は、工作物Ｗの軸線に平行な方向を示す。

【0016】

研削盤２は、研削盤本体３と、制御装置８０と、を備える。研削盤本体３は、ベッド１０、テーブル２０、主軸装置３０、心押装置４０、砥石台５０、検出ユニット６０、および定寸装置７０を備える。

【0017】

ベッド１０は、設置面上に設置されている。ベッド１０は、例えば、逆Ｔ字状に形成されている。すなわち、ベッド１０は、Ｘ軸方向の前面側（図１の下側）の幅（Ｚ軸方向長さ）が長く形成されており、Ｘ軸方向の背面側（図１の上側）の幅が短く形成されている。

【0018】

ベッド１０は、Ｘ軸方向の前面側の上面に、Ｚ軸方向に延在するＺ軸案内面１１を備える。さらに、ベッド１０には、Ｚ軸案内面１１に沿って駆動するＺ軸駆動機構１２を備える。本形態では、Ｚ軸駆動機構１２は、ボールねじ機構１２ａとＺ軸用モータ１２ｂとを備える場合を例にあげる。なお、Ｚ軸駆動機構１２は、上記のボールねじ機構１２ａを備える構成に代えて、リニアモータを適用することもできる。

【0019】

また、ベッド１０は、Ｘ軸方向の背面側の上面に、Ｚ軸方向に交差する方向に延在する案内面１３を備える。本形態においては、案内面１３は、Ｚ軸に直交するＸ軸方向に延在するＸ軸案内面である。さらに、ベッド１０には、Ｘ軸案内面１３に沿って駆動するＸ軸駆動機構１４を備える。本形態では、Ｘ軸駆動機構１４は、ボールねじ機構１４ａとＸ軸用モータ１４ｂとを備える場合を例にあげる。なお、Ｘ軸駆動機構１４は、上記のボールねじ機構１４ａを備える構成に代えて、リニアモータを適用することもできる。

【0020】

テーブル２０は、長尺状に形成されており、ベッド１０のＺ軸案内面１１にＺ軸方向（水平左右方向）に移動可能に支持されている。また、テーブル２０は、Ｚ軸ボールねじ機構１２ａのボールねじナットに固定されており、Ｚ軸用モータ１２ｂの回転駆動によってＺ軸方向に移動する。

【0021】

主軸装置３０は、工作物Ｗを支持し、工作物Ｗを回転駆動する。主軸装置３０は、テーブル２０上のＺ軸方向の一端側に配置されている。主軸装置３０は、主軸ハウジング３１と、主軸３２、主軸用モータ３３と、センタ部材３４と、駆動力伝達機構３５とを備える。

【0022】

主軸ハウジング３１は、テーブル２０上に固定されている。主軸３２は、主軸ハウジング３１に軸受を介して回転可能に支持される。主軸用モータ３３は、主軸３２を回転駆動する。センタ部材３４は、工作物Ｗの軸方向一端の端面を支持する。センタ部材３４は、主軸ハウジング３１に固定されて回転不能となるように設けられるようにしても良いし、主軸３２に固定されて主軸ハウジング３１に対して回転可能に設けられるようにしても良い。

【0023】

駆動力伝達機構３５は、主軸３２の軸方向端面に設けられており、主軸３２の回転駆動力を工作物Ｗに伝達することで工作物Ｗを回転させる。駆動力伝達機構３５は、例えば、主軸３２の軸線から偏心した位置に設けられた回し部材である。つまり、駆動力伝達機構３５としての回し部材は、主軸３２の軸方向端面から、主軸３２の軸方向に延在する偏心駆動ピンである。当該回し部材は、主軸３２が回転することにより、主軸３２の軸線回りに公転する。本形態においては、駆動力伝達機構３５としての回し部材は、工作物Ｗに取り付けられたケレＷａに対して回転方向一方に係合することで、工作物Ｗを主軸３２の軸線回りに回転させる。

【0024】

心押装置４０は、テーブル２０上のＺ軸方向の他端側に配置されている。心押装置４０は、センタ部材４１を備える。センタ部材４１は、工作物Ｗの軸方向他端の端面を支持する。センタ部材４１は、回転不能に設けられるようにしても良いし、回転可能に設けられるようにしても良い。

【0025】

砥石台５０は、砥石車Ｔを備え、砥石車Ｔを回転駆動する。砥石台５０は、砥石車Ｔの他に、砥石台本体５１、砥石軸５２、砥石車用モータ５３、および、砥石車カバー５４を備える。

【0026】

砥石車Ｔは、円盤状に形成されている。砥石車Ｔは、工作物Ｗの外周面を研削するために用いられる。砥石車Ｔは、複数の砥粒を結合材により固定されて構成されている。砥粒には、アルミナや炭化ケイ素などのセラミックス質の材料などにより形成される一般砥粒、ダイヤモンドやＣＢＮなどの超砥粒などが適用される。本形態においては、砥粒としてＣＢＮが採用された例を挙げる。

【0027】

砥石台本体５１は、例えば矩形状に形成されており、ベッド１０のＸ軸案内面１３にＸ軸方向（水平前後方向）に移動可能に支持されている。また、砥石台本体５１は、Ｘ軸ボールねじ機構１４ａのボールねじナットに固定されており、Ｘ軸用モータ１４ｂの回転駆動によってＸ軸方向に移動する。さらに、砥石台本体５１は、Ｘ軸方向前方に、軸ハウジングとしての筒状部分を有する。

【0028】

砥石軸５２は、砥石台本体５１の筒状部分に軸受（図示せず）を介して回転可能に支持される。砥石軸５２は砥石車Ｔを保持しており、砥石軸５２の回転に伴って砥石車Ｔが回転する。砥石車用モータ５３は、砥石軸５２を回転駆動する。例えば、砥石車用モータ５３は、ベルトを介して砥石軸５２に回転駆動力を伝達する。ただし、砥石車用モータ５３は、砥石軸５２と同軸に配置しても良い。

【0029】

砥石車カバー５４は、砥石台本体５１に回転不能に設けられ、砥石車Ｔの一部を被覆する。砥石車カバー５４は、少なくとも工作物Ｗ側（Ｘ軸方向前面側）の領域を開口し、砥石車Ｔを露出させている。

【0030】

検出ユニット６０は、検出対象物としての砥石車Ｔまたは砥石軸５２に取り付けられ、アナログ検出信号を出力するＡＥセンサＳを備える。本形態において、ＡＥセンサＳは、砥石車Ｔにより工作物Ｗを研削することによって、砥石車Ｔに発生する弾性波を検出してアナログ検出信号としてのＡＥ信号を出力する。検出ユニット６０は、ＡＥセンサＳが出力するアナログ検出信号を無線通信することができる。

【0031】

定寸装置７０は、ベッド１０の上面に設けられ、工作物Ｗの外径寸法を計測する。定寸装置７０は、例えば、工作物Ｗの外周面に接触可能な一対の接触子を備えており、工作物Ｗへの接触部位における外径寸法を計測する。

【0032】

制御装置８０は、加工制御を実行するＣＮＣ装置である。つまり、制御装置８０は、加工プログラムおよび定寸装置７０による計測結果に基づいて、移動装置としてのＺ軸駆動機構１２およびＸ軸駆動機構１４を駆動して、テーブル２０および砥石台５０の位置制御を行う。つまり、制御装置８０は、テーブル２０および砥石台５０などの位置制御を行うことで、工作物Ｗと砥石車Ｔとを相対的に接近および離間させる。さらに、制御装置８０は、主軸装置３０および砥石台５０の制御を行う。つまり、制御装置８０は、主軸３２の回転制御および砥石車Ｔの回転制御を行う。

【0033】

また、制御装置８０は、後述するように、解析装置９０によって推定された工作物Ｗの表面粗さＲａに基づいて加工制御を行うこともできる。例えば、制御装置８０は、推定された工作物Ｗの表面粗さＲａに基づいて、工作物Ｗの加工品質を推定することにより工作物Ｗの良品判定を行ったり、砥石車Ｔの表面状態を推定したりすることができる。また、制御装置８０は、砥石車Ｔの表面状態の推定結果を用いて、砥石車Ｔのツルーイングを行うタイミングを決定することもできる。

【0034】

解析装置９０は、ＡＥセンサＳから送信されたＡＥ信号を解析することにより、仕上げ加工の段階において取得されたＡＥ信号を用いて、工作物Ｗの表面粗さＲａを推定する。

【0035】

２．研削加工における摩耗
研削加工における摩耗について、図２を参照して説明する。研削盤２による研削加工は、砥石車Ｔを構成する硬質の砥粒により、相対的に軟質の工作物Ｗを微小に削り取る現象である。そして、研削加工は、アブレッシブ摩耗、および、シビア摩耗の複合現象であることが分かってきた。

【0036】

研削盤２を構成するＡＥセンサＳは、研削加工における摩耗による弾性波を検出してアナログ検出信号としてのＡＥ信号を出力する。各摩耗について、ＡＥ信号の周波数と、ＡＥ信号の振幅との関係にて表すこととする。

【0037】

図２に示すように、ＡＥ信号の周波数は、マイルド摩耗が０．１ＭＨｚ～０．３ＭＨｚであり、アブレッシブ摩耗が０．３ＭＨｚ～１．１ＭＨｚであり、シビア摩耗が０．９ＭＨｚ～１．６ＭＨｚである。ＡＥ信号の振幅は、相対的に、マイルド摩耗およびアブレッシブ摩耗が小さく、シビア摩耗が大きい。

【0038】

３．検出ユニット６０の構成
検出ユニット６０の構成について、図３を参照して説明する。図３には、砥石軸５２の一部、砥石台５０の一部、および、検出ユニット６０を示す。砥石軸５２の先端には、ＡＥセンサＳが取付けられている。ＡＥセンサＳはＡＥ信号を無線通信する。後述する解析装置９０は、例えば、ＡＥ信号に基づいて工作物Ｗの表面粗さＲａを推定する。

【0039】

砥石台５０は、上述したように、砥石車Ｔ、砥石台本体５１、砥石軸５２、砥石車用モータ５３、および、砥石車カバー５４を備える。砥石軸５２の先端には、砥石車Ｔが嵌装されている。砥石軸５２は、砥石軸本体５２ａと、取付部材５２ｂとを備える。砥石軸本体５２ａは、軸状に形成されており、砥石台本体５１の筒状部分に軸受を介して回転可能に支持されている。取付部材５２ｂは、砥石軸本体５２ａの先端において、砥石車Ｔを軸方向に挟みこんで保持するための部材である。従って、砥石車Ｔ、砥石軸本体５２ａ、および、取付部材５２ｂは、一体的に回転する。

【0040】

検出ユニット６０は、第一ユニット６１、第二ユニット６２を備える。第一ユニット６１は、砥石軸５２の先端に着脱可能に取り付けられている。ただし、第一ユニット６１は砥石車Ｔに着脱可能に取付けられても良い。砥石軸５２および砥石車Ｔは、回転中心線Ｃｔを中心に一体に回転する回転体である。従って、第一ユニット６１は、砥石軸５２および砥石車Ｔと共に、回転中心線Ｃｔを中心に回転する。第二ユニット６２は、砥石車カバー５４または砥石車カバー５４と一体的な部材に取り付けられる。第二ユニット６２は、例えば、砥石台本体５１または砥石車カバー５４に取り付けられる。つまり、第一ユニット６１は、第二ユニット６２に対して、回転中心線Ｃｔを中心に回転する。

【0041】

第一ユニット６１は、第一ユニットハウジング１０１、ＡＥセンサＳ、電源装置１０２、砥石側無線通信装置１０３、取付ねじ１０４、および、受電コイル１０５を備える。

【0042】

第一ユニットハウジング１０１は、有底筒状に形成されている。第一ユニットハウジング１０１と砥石軸５２とが同軸となるように、第一ユニットハウジング１０１の底外面が、砥石軸５２の軸方向端面に取り付けられている。詳細には、第一ユニットハウジング１０１は、取付部材５２ｂの軸方向端面に取り付けられており、つまり、第一ユニットハウジング１０１の開口側が、砥石軸５２とは反対側に位置する。

【0043】

第一ユニットハウジング１０１の筒状の内部の収容空間１０６に、ＡＥセンサＳ、電源装置１０２、および砥石側無線通信装置１０３が収容されている。第一ユニットハウジング１０１の収容空間１０６の開口部には取付ねじ１０４が螺合されている。ＡＥセンサＳは、砥石車Ｔにより工作物Ｗを研削することによって、砥石車Ｔに発生する弾性波を検出してアナログ検出信号としてのＡＥ信号を出力する。ＡＥセンサＳは、マイルド摩耗、アブレッシブ摩耗、シビア摩耗による弾性波を検出してアナログ検出信号としてのＡＥ信号ＳＡ１を出力する。ＡＥセンサＳは、第一ユニットハウジング１０１の底面のうち、回転中心線Ｃｔ上に位置する中央凹所に取り付けられている。

【0044】

電源装置１０２は、蓄電池および受電回路を備えており、第一ユニットハウジング１０１の底面側に設けられている。電源装置１０２は、ＡＥセンサＳおよび砥石側無線通信装置１０３の駆動電力を供給する。

【0045】

砥石側無線通信装置１０３は、電源装置１０２よりも第一ユニットハウジング１０１の開口側に配置され、電源装置１０２に積層されている。砥石側無線通信装置１０３は、ＡＥセンサＳが出力するＡＥ信号ＳＡ１に基づいて、レーザ基本波に対して変調処理を施すことにより変調レーザＳＬを発生する。砥石側無線通信装置１０３は、回転中心線Ｃｔに沿って、第一ユニットハウジング１０１の開口側に向かって、変調レーザＳＬを発生する。

【0046】

変調レーザＳＬは、レーザ基本波に対して振幅変調処理を施したレーザとしても良いし、レーザ基本波に対して周波数変調処理を施したレーザとしても良い。

【0047】

砥石側無線通信装置１０３は、例えば、半導体レーザを発生するように構成される。砥石側無線通信装置１０３は、例えば、垂直共振器型面発光レーザを発生する構成を採用しても良いし、端面発光レーザを発生する構成を採用しても良い。砥石側無線通信装置１０３は、例えば、レーザ帯域幅４ＧＨｚ、発光波長８５０ｎｍ付近のものを適用する。砥石側無線通信装置１０３は、当該構成を採用することにより、アブレッシブ摩耗およびシビア摩耗の成分を含む変調レーザを発生することができる。ただし、砥石側無線通信装置１０３は、当該構成に限られるものではない。例えば、発光波長は、４００ｎｍ～８００ｎｍを適用することもできる。

【0048】

取付ねじ１０４は、第一ユニットハウジング１０１の内周面に螺合されており、電源装置１０２および砥石側無線通信装置１０３を軸方向に挟んだ状態で保持する。取付ねじ１０４の中央には、回転中心線Ｃｔに沿って、貫通孔が形成されている。この貫通孔は、変調レーザＳＬが通過可能な大きさに形成されている。

【0049】

受電コイル１０５は、第一ユニットハウジング１０１の開口端に配置されている。受電コイル１０５は、非接触給電を行うためのコイルであって、電源装置１０２の受電回路に接続されている。受電コイル１０５を介して取得した電力を電源装置１０２の蓄電池に蓄える。さらに、受電コイル１０５の中央には、回転中心線Ｃｔに沿って、貫通孔が形成されている。この貫通孔は、変調レーザＳＬが通過可能な大きさに形成されている。

【0050】

ここで、電源装置１０２および受電コイル１０５は、砥石側無線通信装置１０３に一体に設けられ、ＡＥセンサＳおよび砥石側無線通信装置１０３への電力を供給するように構成された非接触受電部を構成する。非接触受電部は、受電コイル１０５を有する構成に限らず、非接触受電することができれば、他の構成を採用することもできる。

【0051】

第二ユニット６２は、ユニットカバー１１１、第二ユニットハウジング１１２、給電ユニット１１３、外部側無線通信装置１１４、および、給電コイル１１５を備える。

【0052】

ユニットカバー１１１は、砥石台本体５１または砥石車カバー５４に取り付けられる。従って、ユニットカバー１１１は、回転不能に設けられている。本形態においては、ユニットカバー１１１は、砥石車カバー５４に取り付けられている。ユニットカバー１１１は、第二ユニット６２を構成する他の要素１１２，１１３，１１４，１１５を収容する。

【0053】

第二ユニットハウジング１１２は、ユニットカバー１１１に取り付けられており、第一ユニット６１に対して、回転中心線Ｃｔの方向に対向して配置されている。第二ユニットハウジング１１２は、有底筒状に形成されており、開口側が第一ユニット６１側を向くように配置されている。

【0054】

給電ユニット１１３は、給電回路を備えており、第二ユニットハウジング１１２の筒内部のうち底面側に設けられている。

【0055】

外部側無線通信装置１１４は、第二ユニットハウジング１１２の筒内部に収容されている。従って、外部側無線通信装置１１４は、回転不能に設けられており、砥石側無線通信装置１０３に対して回転中心線Ｃｔの方向に対向して配置されている。外部側無線通信装置１１４は、砥石側無線通信装置１０３により発生された変調レーザＳＬを受信する。特に、外部側無線通信装置１１４は、回転中心線Ｃｔに沿って発生された変調レーザを受信する。そして、外部側無線通信装置１１４は、受信した変調レーザＳＬに対して復調処理を施すことにより、復調アナログ信号ＳＡ２を生成する。以下において、復調アナログ信号ＳＡ２を、復調ＡＥ信号と称する。

【0056】

外部側無線通信装置１１４は、例えば、Ｓｉ高速フォトダイオードを適用する。外部側無線通信装置１１４の応答性は、例えば、２ＧＨｚとする。外部側無線通信装置１１４は、当該構成を採用することにより、アブレッシブ摩耗およびシビア摩耗の成分を含む復調ＡＥ信号ＳＡ２を生成することができる。ただし、外部側無線通信装置１１４は、当該構成に限られるものではない。

【0057】

変調レーザＳＬは、回転する第一ユニット６１の砥石側無線通信装置１０３から発生し、回転不能に設けられた第二ユニット６２の外部側無線通信装置１１４にて受信される。ここで、変調レーザＳＬは、回転中心線Ｃｔに沿って発生するため、変調レーザＳＬの位置が大きくずれることはない。従って、外部側無線通信装置１１４は、回転する砥石側無線通信装置１０３から発生された変調レーザを確実に受信できる。

【0058】

給電コイル１１５は、第二ユニットハウジング１１２の開口端に配置されている。給電コイル１１５は、非接触給電を行うためのコイルであって、給電ユニット１１３の給電回路に接続されている。給電コイル１１５は、受電コイル１０５に対して、距離を隔てた状態で対向している。さらに、給電コイル１１５の中央には、回転中心線Ｃｔに沿って、貫通孔が形成されている。この貫通孔は、変調レーザＳＬが通過可能な大きさに形成されている。

【0059】

ここで、給電ユニット１１３および給電コイル１１５は、外部側無線通信装置１１４に一体に設けられ、第一ユニット６１を構成する非接触受電部としての電源装置１０２および受電コイル１０５に対して非接触給電可能に構成された非接触給電部を構成する。非接触受電部は、給電コイル１１５を有する構成に限らず、非接触給電することができれば、他の構成を採用することもできる。

【0060】

４．研削システム１の機能構成
研削システム１の機能構成について、図４を参照して説明する。図４に示すように、ＡＥセンサＳは、アナログ検出信号であるＡＥ信号ＳＡ１を出力する。ＡＥ信号ＳＡ１には、マイルド摩耗、アブレッシブ摩耗およびシビア摩耗による弾性波に基づく信号である。

【0061】

ＡＥ信号ＳＡ１は、砥石側無線通信装置１０３において、変調レーザＳＬに変換される。図４においては、変調レーザＳＬは、レーザ基本波に対して、ＡＥ信号ＳＡ１に基づいて振幅変調処理を施されたレーザである。つまり、変調レーザＳＬの周波数は、レーザ基本波と同一であって、変調レーザＳＬの振幅が、ＡＥ信号ＳＡ１に応じた大きさとなる。

【0062】

特に、変調レーザＳＬの変調周波数帯域は、少なくとも１．０ＭＨｚ以上の周波数帯域を含むようにしている。より好適には、変調レーザＳＬの変調周波数帯域は、少なくとも１．０ＭＨｚ～２．０ＭＨｚの範囲のいずれかの周波数帯域を含むと良い。従って、変調レーザＳＬが、アブレッシブ摩耗やシビア摩耗の成分を確実に送信することができる。本形態においては、変調レーザＳＬにおける変調周波数帯域は、１．０ＭＨｚ以上の周波数帯域、および、５０ｋＨｚ～５００ｋＨｚの範囲のいずれかの周波数帯域のそれぞれを含むようにしている。従って、変調レーザＳＬは、アブレッシブ摩耗およびシビア摩耗の成分をより確実に送信することができる。例えば、変調レーザＳＬの変調周波数帯域は、３００ｋＨｚ～１．８ＭＨｚなどとする。

【0063】

変調レーザＳＬは、回転する第一ユニット６１の砥石側無線通信装置１０３から発生し、回転不能に設けられた第二ユニット６２の外部側無線通信装置１１４にて受信される。変調レーザＳＬを用いることにより、砥石側無線通信装置１０３と外部側無線通信装置１１４との間で、無線通信が可能となる。さらに、変調レーザＳＬは、図３を用いて説明したように、回転中心線Ｃｔに沿って発生する。そのため、砥石側無線通信装置１０３と外部側無線通信装置１１４とが相対回転するにもかかわらず、発生された変調レーザＳＬの位置が大きくずれることはなく、外部側無線通信装置１１４が変調レーザを確実に受信できる。

【0064】

研削システム１は、解析装置９０を備える。解析装置９０は、復調ＡＥ信号ＳＡ２を取得し、復調ＡＥ信号ＳＡ２に基づいて工作物Ｗの表面粗さＲａを推定する。ＡＥ信号ＳＡ１には、マイルド摩耗、アブレッシブ摩耗、シビア摩耗の成分が含まれており、変調レーザＳＬには、アブレッシブ摩耗、シビア摩耗の成分を含むレーザとなる。そして、復調ＡＥ信号ＳＡ２は、アブレッシブ摩耗、シビア摩耗の成分を保持した信号となっている。従って、復調ＡＥ信号ＳＡ２を用いて分析することにより、アブレッシブ摩耗、シビア摩耗の複合現象を把握することができ、工作物Ｗの表面粗さＲａを推定することができる。

【0065】

上記したように、解析装置９０は、復調ＡＥ信号ＳＡ２を取得する。復調ＡＥ信号ＳＡ２は、一連の研削加工工程、即ち、粗研加工、精研加工、微研加工およびスパークアウト加工について観察された波形である。一連の研削加工工程については後述する。

【0066】

解析装置９０は、復調ＡＥ信号ＳＡ２を所定の時間間隔で分割して、分割信号を生成する。

【0067】

解析装置９０は、分割信号を標準化する。即ち、解析装置９０は、例えば、平均「０」、分散「１」で分割信号を標準化する。尚、解析装置９０は、例えば、Ｘ＝（ｘ―ｘａ／σ）により表される式を用いて、分割信号を標準化することができる。

【0068】

ここで、上記式中の「Ｘ」は標準化後の信号を表し、「ｘ」は標準化前の信号を表し、「ｘａ」は信号の平均値を表し、「σ」は信号の標準偏差を表す。このため、解析装置９０は、分割信号について、少なくとも平均値および標準偏差を含む各種統計演算量（例えば、ピーク値、尖り度、歪度、波高率（＝ピーク値／実効値）、波形率（＝実効値／平均値）等）の統計演算を行うことができる。

【0069】

解析装置９０により算出された各種統計演算量は、例えば、実験的に粗さ計によって実測された表面粗さＲａｒと関連付けられる。図８には、二種類の研削能率（Ｚ’＝６ｍｍ^３／（ｍｍ・ｓ）、Ｚ’＝１０ｍｍ^３／（ｍｍ・ｓ））における、実験的に粗さ計によって実測された工作物Ｗの表面粗さＲａｒと、微研工程における周波数０．５ＭＨｚ～１．０ＭＨｚのＡＥ信号の尖り度と、の関係を示す。図８に示すように、尖り度は、実測された表面粗さＲａｒに対して、線形性が高く、強い相関（Ｒ^２＝０．９０８）を示す。ただし、Ｚ’およびＲ^２の数値は限定されない。

【0070】

解析装置９０は、算出された統計演算量と、実験的に粗さ計によって実測された表面粗さＲａｒとの相関関係に基づいて、工作物Ｗの表面粗さＲａを推定する。統計演算量としては、特に限定されないが、実測された表面粗さＲａｒとの相関性が高いので、尖り度が好ましい。本形態の解析装置９０は、表面粗さＲａを目的変数とし、少なくとも尖り度および実粗さ値である表面粗さＲａｒを説明変数とする式を用いて、工作物Ｗの表面粗さＲａを推定する。

【0071】

５．研削加工工程
一連の研削加工工程について説明する。図５に、プランジ研削における研削加工の加工時間に対する、砥石車Ｔの切込み位置を表すグラフを例示する。図５において、空研と記載された期間は工作物Ｗと砥石車Ｔが接触していない状態であり、粗研と記載された期間は粗研加工の期間であり、精研と記載された期間は精研加工の期間であり、微研と記載された期間は微研加工の期間であり、スパークアウトと記載された期間はスパークアウト加工の期間である。

【0072】

粗研加工、精研加工および微研加工は、工作物Ｗに対して相対的に砥石車Ｔの送り動作を実行する。スパークアウト加工は、工作物Ｗに対して相対的に砥石車Ｔの送り動作を実行しない。

【0073】

粗研加工段階においては、加工時間を短くするために、工作物Ｗの単位時間当たりの切込み量が比較的に大きく設定されている。精研加工段階においては、加工精度を重視して、工作物Ｗの単位時間当たりの切込み量が、粗研加工段階よりも小さく設定されている。粗研加工段階および精研加工段階が、仕上げ前加工に相当する。つまり、仕上げ前加工は、工作物Ｗに対して相対的に砥石車Ｔの送り動作を実行する。

【0074】

微研加工段階においては、工作物Ｗの表面粗さＲａを確保するために加工精度を重視されており、工作物Ｗの単位時間当たりの切込み量が、精研加工段階よりも小さく設定されている。微研加工段階が、仕上げ加工に相当する。仕上げ加工は、工作物Ｗに対して相対的に砥石車Ｔの送り動作を実行する。

【0075】

上記したように、仕上げ前加工における工作物Ｗの単位時間当たりの切込み量は、仕上げ加工段階よりも大きく設定されている。

【0076】

スパークアウト加工段階においては、砥石台５０の、工作物Ｗの径方向への送り速度が０に設定された状態で、工作物Ｗと砥石車Ｔとが接触することにより、微研加工時の削り残しが除去される。

【0077】

６．ＡＥ信号と研削加工工程の関係
図６および図７を参照して、ＡＥ信号と、研削加工工程との関係について説明する。図６には、ＡＥセンサＳが心押装置４０に取付けられた従来技術において、各研削工程で検知されたＡＥ信号を示す。縦軸はＡＥ信号の周波数を示し、横軸は研削加工の加工時間を示す。縦軸には、０，３ＭＨｚと１．８ＭＨｚの数値を示した。上記したように、０．３ＭＨｚ～１．８ＭＨｚの周波数には、シビア摩耗の成分と、アブレッシブ摩耗の成分とが含まれる。

【0078】

粗研加工の段階においては、周波数０．３ＭＨｚ以上のＡＥ信号が検知されている。しかし、精研加工および微研加工の段階においては、０．３ＭＨｚ～１．８ＭＨｚの周波数におけるＡＥ信号は、ＡＥセンサＳによって検知されていない。これは、ＡＥセンサＳが心押装置４０に取付けられているため、研削加工の加工点で発生したＡＥ信号が、ＡＥセンサＳが配置された心押装置４０まで伝達される過程で減衰することにより、ＡＥ信号を取得しにくくなったためと考えられる。

【0079】

なお、スパークアウト加工の段階においてもＡＥ信号は検知されていない。これは、スパークアウト加工においては、砥石台５０の送り速度が０に設定されて工作物Ｗの削り残しが除去されるだけであるので、ＡＥ信号が微弱であるためと考えられる。

【0080】

工作物Ｗの表面粗さＲａを推定するためには、できるだけ最終工程に近い工程におけるＡＥ信号を検知することが好ましい。しかし、従来技術においては、仕上げ加工（微研加工段階）においてＡＥ信号を検知することができない。このため、工作物Ｗの表面粗さＲａを正確に推定することが困難であった。

【0081】

図７に、本実施形態の研削システムにおいて検知されたＡＥ信号を示す。本形態においては、粗研加工の段階において、周波数０．３ＭＨｚ～１．８ＭＨｚのＡＥ信号が検知されている。また、精研加工の段階において、周波数０．３ＭＨｚ～１．１ＭＨｚのＡＥ信号が検知されている。このように、本形態によれば、仕上げ前加工の段階において、ＡＥ信号を検知することができる。

【0082】

また、本形態においては、微研加工の段階において、周波数０．３ＭＨｚ～１．０ＭＨｚのＡＥ信号が検知されている。これにより、仕上げ加工の段階において、ＡＥ信号を検知することができるので、工作物Ｗの表面粗さＲａを推定する精度を向上させることができる。なお、本形態においても、スパークアウト加工におけるＡＥ信号は微弱であるため、検知されない。

【0083】

アブレッシブ摩耗およびシビア摩耗に係るＡＥ信号を検知するためには、ＡＥ信号の周波数は、０．３ＭＨｚ～１．８ＭＨｚであることが好ましい。これにより、アブレッシブ摩耗およびシビア摩耗の成分を確実に検知することができる。

【0084】

また、ＡＥ信号の周波数が０．３ＭＨｚ～１．１ＭＨｚであることにより、アブレッシブ摩耗の成分のみを検知することができるので好ましい。また、精研加工段階および微研加工段階におけるＡＥ信号を検知できるので、表面粗さＲａの推定精度を向上させることができる。

【0085】

また、ＡＥ信号の周波数が０．３ＭＨｚ～１．０ＭＨｚであることにより、シビア摩耗の成分の影響をより小さくしてアブレッシブ摩耗の成分を検知することができるので好ましい。また、仕上げ加工（微研加工段階）におけるＡＥ信号を検知できるので、表面粗さＲａの推定精度をより向上させることができる。

【0086】

７．研削システム１の動作
続いて、図９を参照して、本形態の研削システム１の動作について説明する。研削システム１が起動されると、研削盤２は仕上げ前加工を行う（Ｓ１）。仕上げ前加工においては、主軸装置３０および心押装置４０に取付けられた工作物Ｗが、主軸用モータ３３によって回転される。砥石車Ｔは、回転する工作物Ｗに接近する。砥石車Ｔが工作物Ｗに接触する前の状態が、空研状態である（図５参照）。

【0087】

砥石車Ｔがさらに工作物Ｗに接近し、回転する工作物Ｗに、砥石車Ｔが接触することにより、工作物Ｗの表面が砥石車Ｔによって研削される。上記したように、仕上げ前加工は、粗研加工段階と、精研加工段階と、を含む。

【0088】

本形態においては、仕上げ前加工の段階において、砥石車Ｔを、工作物Ｗに対して、工作物Ｗの径方向に相対的に移動させるプランジ加工を実行し、仕上げ加工の段階において、砥石車Ｔを、工作物Ｗに対して、工作物Ｗの径方向に相対的に移動させるプランジ加工を実行する例について説明する。

【0089】

粗研加工の段階においては、砥石車Ｔが、工作物Ｗに対して、工作物Ｗの径方向の内方に、所定の切込み速度（単位時間当たりの切込み量）で相対的に移動する。砥石車Ｔは、所定の切込み位置まで移動する。

【0090】

次に、精研加工の段階においては、砥石車Ｔは、さらに、工作物Ｗに対して、工作物Ｗの径方向の内方に、粗研加工の段階よりも小さな切込み速度（単位時間当たりの切込み量）で相対的に移動する。砥石車Ｔは、所定の切込み位置まで移動する。

【0091】

次に、研削盤２は仕上げ加工を実行する（Ｓ２）。仕上げ加工は、微研加工段階を含む。微研加工の段階においては、砥石車Ｔは、さらに、工作物Ｗに対して、工作物Ｗの径方向の内方に、精研加工の段階よりも小さな切込み速度（単位時間当たりの切込み量）で相対的に移動する。砥石車Ｔは、所定の切込み位置まで移動する。微研加工段階においては、所定の切込み位置は、工作物Ｗの仕上げ径に設定されている。仕上げ加工（微研加工）の段階における工作物Ｗの単位時間当たりの切込み量は、仕上げ前加工（粗研加工および精研加工）の段階における工作物Ｗの単位時間当たりの切込み量はよりも少ない。

【0092】

次に、研削盤２は、スパークアウト加工を実行する（Ｓ３）。スパークアウト加工においては、砥石車Ｔは、工作物Ｗに対して、工作物Ｗの径方向に相対的に移動しない。スパークアウト加工は、所定の条件が充足するまで実行される。所定の条件としては、例えば、定寸装置７０によって計測された工作物Ｗの寸法が所定の交差範囲内である場合や、スパークアウト加工が所定の時間実行された場合等、任意に設定しうる。

【0093】

スパークアウト加工が終了すると、工作物Ｗの取外し工程が実行され、工作物Ｗが主軸装置３０および心押装置４０から取り外される（Ｓ４）。

【0094】

一方、仕上げ加工（Ｓ２）と並行して、解析装置９０は、ＡＥ信号を受信する（Ｓ５）。以下に詳細に説明する。砥石車Ｔが工作物Ｗに接触すると、砥石車Ｔおよび工作物ＷにＡＥ信号が発生する。ＡＥ信号は、砥石軸５２に伝達され、砥石軸５２の先端に取付けられたＡＥセンサＳに伝達される。ＡＥセンサＳはＡＥ信号を検知し、取得する。ＡＥ信号は、砥石側無線通信装置１０３、外部側無線通信装置１１４を介して解析装置９０に送信される。ただし、解析装置９０は、仕上げ前加工（Ｓ１）と並行して、ＡＥ信号を受信してもよい。

【0095】

次に、解析装置９０は、スパークアウト加工（Ｓ３）と並行して、ＡＥ信号を解析する（Ｓ６）。解析装置９０は、ＡＥ信号の尖り度を演算する。ただし、解析装置９０は、スパークアウト加工（Ｓ３）および工作物Ｗの取外し工程（Ｓ４）と並行して、ＡＥ信号を解析しても良い。

【0096】

次に、解析装置９０は、工作物Wの取外し工程（Ｓ４）と並行して、演算された尖り度と、実測された表面粗さＲａｒとの関係式から、工作物Ｗの表面粗さＲａを推定する。

【0097】

以上により、研削システム１の動作が終了する。

【0098】

８．本形態の作用効果
ＡＥセンサＳが砥石軸５２の先端に取付けられているので、仕上げ加工（Ｓ２）の段階において砥石車Ｔに発生した微弱なＡＥ信号を検知することができる。これにより、工作物Ｗの表面粗さＲａの推定精度を向上させることができる。ただし、工作物Ｗの表面粗さＲａを推定する際に、仕上げ前加工（Ｓ１）の段階において砥石車Ｔに発生したＡＥ信号も併せて用いても良い。

【0099】

本形態によれば、砥石車Ｔを工作物Ｗに対して、工作物Ｗの径方向に相対的に移動させるプランジ加工において、工作物Ｗの表面粗さＲａを精度良く推定することができる。

【0100】

（実施形態２）
次に、図１０～図１１を参照して実施形態２について説明する。本形態においては、研削盤２は、工作物Ｗの取外し工程（Ｓ４）の後に、工作物Ｗの次に研削加工される次期工作物ＷＮを、主軸装置３０および心押装置４０に取付ける、次期工作物ＷＮの取付け工程（Ｓ１１）を実行する。

【0101】

一方、解析装置９０は、工作物Ｗの表面粗さＲａをＳ７において推定した後、次期工作物ＷＮの研削加工の条件を調節する加工条件調節処理を実行する（Ｓ１２）。ただし、加工条件調節処理（Ｓ１２）は、次期工作物ＷＮの取付け工程（Ｓ１１）と並行して実行されてもよいし、また、工作物Ｗの取外し工程（Ｓ４）および次期工作物ＷＮの取付け工程（Ｓ１１）と並行して実行されてもよいし、また、スパークアウト加工（Ｓ３）、工作物Ｗの取外し工程（Ｓ４）および次期工作物ＷＮの取付け工程（Ｓ１１）と並行して実行されてもよい。

【0102】

本形態によれば、加工条件調節処理（Ｓ１２）は、次期工作物ＷＮの取付け工程（Ｓ１１）が終了する前に実行が終了することが好ましい。また、加工条件調節処理（Ｓ１２）は、次期工作物ＷＮの取付け工程（Ｓ１１）が終了した後であっても、次期工作物ＷＮの研削加工が開始される前に終了することが好ましい。これにより、次期工作物ＷＮの加工条件を調節するために、研削システム１の動作を中断する必要がないので、工作物Ｗに対する研削加工の効率が低下することを抑制できる。

【0103】

図１１を参照して、加工条件調節処理（Ｓ１２）について説明する。加工条件調節処理（Ｓ１２）が実行されると、解析装置９０は、推定された表面粗さＲａを取得する（Ｓ２１）。解析装置９０は、推定された表面粗さＲａが、所定の上限値よりも大きいか否かを判断する（Ｓ２２）。

【0104】

推定された表面粗さＲａが、所定の上限値よりも大きい場合（Ｓ２２：Ｙ）、解析装置９０は、次期工作物ＷＮの研削加工の条件を調節する（Ｓ２３）。

【0105】

例えば、所定の上限値が、工作物Ｗに設定された表面粗さＲａの公差の上限値である場合、推定された表面粗さＲａが、所定の上限値よりも大きいということは、加工済みの工作物Ｗの表面粗さＲａが公差の上限値を超えることを意味する。この場合、次期工作物ＷＮの表面粗さＲａを公差の範囲内とするために、次期工作物ＷＮの研削加工の条件を、より精密に加工する方向に調節する。

【0106】

また、例えば、所定の上限値が、工作物Ｗに設定された表面粗さＲａの公差の上限値よりもやや小さい場合、推定された表面粗さＲａが、所定の上限値よりも大きいということは、加工済みの工作物Ｗの表面粗さＲａが公差の上限値以下ではあるが、近い将来に交差の上限値を超える可能性が高いことを意味する。この場合、次期工作物ＷＮの表面粗さＲａが公差の範囲内に収まるように、次期工作物ＷＮの研削加工の条件を、より精密に加工する方向に調節する。この結果、工作物Ｗの表面粗さＲａが公差の上限を超えることを抑制することができる。

【0107】

一方、推定された表面粗さＲａが、所定の上限値よりも大きくない場合（Ｓ２２：Ｎ）、加工条件調節処理が終了する。これにより、本形態の研削システム１の処理が終了する。

【0108】

なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。

【0109】

（実施形態３）
次に、図１２～図１３を参照して、実施形態３について説明する。本形態においては、解析装置９０は、工作物Ｗの表面粗さＲａをＳ７において推定した後、砥石車Ｔに対するツルーイングを行うツルーイング処理を実行する（Ｓ１３）。ただし、ツルーイング処理（Ｓ１３）は、次期工作物ＷＮの取付け工程（Ｓ５）と並行して実行されてもよいし、また、工作物Ｗの取外し工程（Ｓ４）および次期工作物ＷＮの取付け工程（Ｓ５）と並行して実行されてもよいし、また、スパークアウト加工（Ｓ３）、工作物Ｗの取外し工程（Ｓ４）および次期工作物ＷＮの取付け工程（Ｓ５）と並行して実行されてもよい。

【0110】

図１３を参照して、ツルーイング処理（Ｓ１３）について説明する。ツルーイング処理（Ｓ１３）が実行されると、解析装置９０は、推定された表面粗さＲａを取得する（Ｓ３１）。解析装置９０は、推定された表面粗さＲａが、所定の上限値よりも大きいか否かを判断する（Ｓ３２）。

【0111】

推定された表面粗さＲａが、所定の上限値よりも大きい場合（Ｓ３２：Ｙ）、解析装置９０は、砥石車Ｔのツルーイングを実行する（Ｓ３３）。例えば、所定の上限値が、工作物Ｗに設定された表面粗さＲａの公差の上限値である場合、推定された表面粗さＲａが、所定の上限値よりも大きいということは、加工済みの工作物Ｗの表面粗さＲａが公差の上限値を超えることを意味する。この場合、砥石車Ｔの表面が荒れた状態になっているので、ツルーイングにより砥石車Ｔの表面の形状を整える。

【0112】

一方、推定された表面粗さＲａが、所定の上限値よりも大きくない場合（Ｓ３２：Ｎ）、ツルーイング処理が終了する。これにより、本形態の研削システム１の処理が終了する。

【0113】

上記以外の構成については、実施形態２と略同様なので、同一部材については同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0114】

本形態によれば、砥石車Ｔの表面の状態が、ツルーイングを必要とする程度に荒れた状態になっているかについて推定することができる。これにより、砥石車Ｔに対してツルーイングを実施する頻度について、過度のマージンを見積もる必要がないので、砥石車Ｔに対するツルーイングの実施回数を減らすことができる。この結果、工作物Ｗの製造コストの削減を図ることができる。

【0115】

（実施形態４）
次に、図１４を参照して、実施形態４について説明する。本形態に係る第一ユニットハウジング１０１の収容空間１０６には、電源装置１０２、砥石側無線通信装置１０３、およびコイル２０１が収容されている。第一ユニットハウジング１０１の収容空間１０６の開口部には、取付ねじ２０２が螺合されている。これにより、電源装置１０２，砥石側無線通信装置１０３、およびコイル２０１（発電装置の一例）は液密にシールされた状態で、収容空間１０６内に収容されている。

【0116】

第二ユニットハウジング１１２には、給電ユニット１１３および外部側無線通信装置１１４が収容されている。第二ユニットハウジング１１２の開口部には取付ねじ２０３が螺合されている。

【0117】

ユニットカバー１１１の内面には、回転中心線Ｃｔの径方向について、第一ユニットハウジング１０１のコイル２０１に重なる位置に、磁石２０４（発電装置の一例）が取付けられている。磁石２０４としては、例えば、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石などの永久磁石が用いられる。砥石軸５２（砥石軸本体５２ａおよび取付部材５２ｂ）が回転中心線Ｃｔを軸に回転することにより、コイル２０１と磁石２０４との電磁誘導により発電される。発電された電力は、ＡＥセンサＳおよび砥石側無線通信装置１０３に供給される。

【0118】

本形態によれば、砥石軸５２の回転により発電された電力が、ＡＥセンサＳおよび砥石側無線通信装置１０３に供給されるので、ＡＥセンサＳおよび砥石側無線通信装置１０３に給電するための装置を別途配置する必要がない。これにより、研削システムの構造を簡素化することができる。

【0119】

（実施形態５）
次に、図１５を参照して、実施形態５について説明する。本形態の第一ユニット６１は、砥石軸５２の先端に着脱可能に取り付けられた、モジュールの一例である。本形態に係る第一ユニット６１は、第一ユニットハウジング１０１の先端部に取付けられるとともに、収容空間１０６を塞ぐカバー部材２１０を備える。カバー部材２１０は、透明な材料（例えば樹脂）により形成されている。これにより、砥石側無線通信装置１０３と外部側無線通信装置１１４との間のレーザ光による通信が可能となっている。

【0120】

カバー部材２１０は、第一ユニットハウジング１０１の開口縁部に、接着、熱融着、ねじ止め、螺合等の公知の手法により取り付けられている。カバー部材２１０は、第一ユニットハウジング１０１の開口縁部と密着している。これにより、カバー部材２１０は収容空間１０６を液密に密閉している。ただし、カバー部材２１０と第一ユニットハウジング１０１との間には、図示しないシール部材が配置されていても良い。この結果、カバー部材２１０の収容空間１０６に収容されたＡＥセンサＳ、砥石側無線通信装置１０３および電源装置１０２を、研削クーラント、または加工屑から防護することができる。

【0121】

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、例えば下記の実施形態に適用することが可能である。

【0122】

（１）制御装置８０は、仕上げ前加工の段階において、砥石車Ｔを、工作物Ｗに対して、工作物Ｗの径方向に相対的に移動させるプランジ加工を実行し、仕上げ加工の段階において、砥石車Ｔを、工作物Ｗに対して、工作物Ｗの回転中心線Ｃｔ方向に相対的に移動させるトラバース加工を実行する構成としても良い。

【0123】

（２）制御装置８０は、仕上げ前加工の段階において、砥石車Ｔを、工作物Ｗに対して、工作物Ｗの回転中心線Ｃｔ方向に相対的に移動させるトラバース加工を実行し、仕上げ加工の段階において、砥石車Ｔを、工作物Ｗに対して、工作物Ｗの回転中心線Ｃｔ方向に相対的に移動させるトラバース加工を実行する構成としても良い。

【符号の説明】

【0124】

１：研削システム、２：研削盤、５２：砥石軸、６０：検出ユニット（モジュール）、８０：制御装置、９０：解析装置、１０２：電源装置、１０３：砥石側無線通信装置、１０６：収容空間、１１４：外部側無線通信装置、２０１：コイル（発電装置）、２０４：磁石（発電装置）、２１０：カバー部材、Ｓ：ＡＥセンサ、Ｓ１：仕上げ前加工、Ｓ２：仕上げ加工、Ｓ３：スパークアウト加工、Ｓ１２：加工条件調節処理、Ｓ１３：ツルーイング処理、Ｔ：砥石車、Ｗ：工作物、ＷＮ：次期工作物

【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】

【図14】

【図15】