特開 2024-55571 加工位置設定方法、研削加工装置および成形加工装置

(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】P2024055571

(43)【公開日】2024-04-18

(54)【発明の名称】加工位置設定方法、研削加工装置および成形加工装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 47/22 20060101AFI20240411BHJP

   B24B 9/00 20060101ALI20240411BHJP

   B24B 19/00 20060101ALI20240411BHJP

【ＦＩ】

B24B47/22

B24B9/00 601L

B24B19/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022162612

(22)【出願日】2022-10-07

(71)【出願人】

【識別番号】000003458

【氏名又は名称】芝浦機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100118843

【弁理士】

【氏名又は名称】赤岡 明

(74)【代理人】

【識別番号】100141830

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 卓久

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(72)【発明者】

【氏名】福田 将彦

【テーマコード（参考）】

3C034

3C049

【Ｆターム（参考）】

3C034AA20

3C034DD20

3C049AA04

3C049AB04

3C049BB09

3C049BC02

(57)【要約】

【課題】研削加工を施す場合の加工開始位置を精度良く求める。
【解決手段】ワークＷについて複数の加工点を抽出し、各加工点に対して砥石を低速で回転させながら接触させ、各加工点における接触位置を求める。各加工点における接触位置の分布に基づいて、最小切り込み量をもつ接触位置から加工開始位置を定め、最大切り込み量をもつ接触位置から加工終了位置を定める。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転する砥石を用いてワークに対して研削加工を施す際の加工位置を設定する加工位置設定方法において、
前記砥石を用いて前記ワークに対して研削加工を施す際の複数の加工点を抽出する工程と、
前記ワークの各加工点に対して、研削加工時に比べて前記砥石を低速で回転させながら接触させ、各加工点における前記砥石の接触位置を求める工程と、
各加工点における接触位置の分布に基づいて、加工開始位置および加工終了位置を求める工程と、を備えた加工位置設定方法。

【請求項2】

各加工点における接触位置の分布に基づいて、１番小さな切り込み量を加工開始位置とし、１番大きな切り込み量を加工終了位置とする、請求項１記載の加工位置設定方法。

【請求項3】

前記複数の加工点は５～２０点に定められている、請求項１または２記載の加工位置設定方法。

【請求項4】

回転する成形用ホイールを用いて砥石に対して成形加工を施す際の加工位置を設定する加工位置設定方法において、
前記成形用ホイールを用いて前記砥石に対して成形加工を開始する際の複数の加工点を抽出する工程と、
前記砥石の各加工点に対して、成形加工時に比べて前記成形用ホイールを低速で回転させながら接触させ、各加工点における前記成形用ホイールの接触位置を求める工程と、
各加工点における接触位置の分布に基づいて、加工開始位置および加工終了位置を求める工程と、を備えた加工位置設定方法。

【請求項5】

各加工点における接触位置の分布に基づいて、１番小さな切り込み量を加工開始位置とし、１番小さな切り込み量を加工終了位置とする、請求項４記載の加工位置設定方法。

【請求項6】

前記複数の加工点は５～２０点に定められている、請求項４または５記載の加工位置設定方法。

【請求項7】

回転する砥石と、ワークに対して前記砥石を相対的に駆動させる駆動機構と、制御部とを備え、
前記制御部は、前記砥石を用いて前記ワークに対して研削加工を施す際の複数の加工点を抽出する加工点抽出部と、
前記ワークの各加工点に対して、研削加工時に比べて前記砥石を低速で回転させながら接触させ、各加工点における前記砥石の接触位置を求める接触位置検出部と、
各加工点における接触位置の分布に基づいて、加工開始位置および加工終了位置を求める加工開始位置および加工終了位置決定部と、を備えた研削加工装置。

【請求項8】

回転する成形用ホイールと、砥石に対して前記成形用ホイールを相対的に駆動させる駆動機構と、制御部とを備え、
前記制御部は、前記成形用ホイールを用いて前記砥石に対して成形加工を施す際の複数の加工点を抽出する加工点抽出部と、
前記砥石の各加工点に対して、成形加工時に比べて前記成形用ホイールを低速で回転させながら接触させ、各加工点における前記成形用ホイールの接触位置を求める接触位置検出部と、
各加工点における接触位置の分布に基づいて、加工開始位置および加工終了点を求める加工開始位置および加工終了位置決定部と、を備えた成形加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は砥石を用いて研削加工する場合の加工位置設定方法、研削加工装置および成形加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

回転する砥石を用いてワークに対して研削加工を施す場合、加工開始位置および加工終了位置を適切に定めることが必要である。

【0003】

例えば砥石をワークから離した位置から加工を開始した場合、過大な切り込みを防止することができるが、加工時間が長くなる。他方、砥石をワークに過度に近づけて加工を開始した場合、過大な切り込みが生じてしまう。

【0004】

同様に、加工終了位置が浅すぎると、未加工部分が残り、追加加工が必要となる。他方、加工終了位置が深すぎると、加工時間が長くなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６－１５０４０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本開示はこのような点を考慮してなされたものであり、加工開始位置および加工終了位置を正しく設定することができる加工位置設定方法、研削加工装置および成形加工装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示は、回転する砥石を用いてワークに対して研削加工を施す際の加工位置を設定する加工位置設定方法において、前記砥石を用いて前記ワークに対して研削加工を施す際の複数の加工点を抽出する工程と、前記ワークの各加工点に対して、研削加工時に比べて前記砥石を低速で回転させながら接触させ、各加工点における前記砥石の接触位置を求める工程と、各加工点における接触位置の分布に基づいて、加工開始位置および加工終了位置を求める工程と、を備えた加工位置設定方法である。

【0008】

本開示は、各加工点における接触位置の分布に基づいて、１番小さな切り込み量を加工開始位置とし、１番大きな切り込み量を加工終了位置とする、加工位置設定方法である。

【0009】

本開示は、前記複数の加工点は５～２０点に定められている、加工位置設定方法である。

【0010】

本開示は、回転する成形用ホイールを用いて砥石に対して成形加工を施す際の加工位置を設定する加工位置設定方法において、前記成形用ホイールを用いて前記砥石に対して成形加工を開始する際の複数の加工点を抽出する工程と、前記砥石の各加工点に対して、成形加工時に比べて前記成形用ホイールを低速で回転させながら接触させ、各加工点における前記成形用ホイールの接触位置を求める工程と、各加工点における接触位置の分布に基づいて、加工開始位置および加工終了位置を求める工程と、を備えた加工位置設定方法である。

【0011】

本開示は、各加工点における接触位置の分布に基づいて、１番小さな切り込み量を加工開始位置とし、１番小さな切り込み量を加工終了位置とする、加工位置設定方法である。

【0012】

本開示は、前記複数の加工点は５～２０点に定められている、加工位置設定方法である。

【0013】

本開示は、回転する砥石と、ワークに対して前記砥石を相対的に駆動させる駆動機構と、制御部とを備え、前記制御部は、前記砥石を用いて前記ワークに対して研削加工を施す際の複数の加工点を抽出する加工点抽出部と、前記ワークの各加工点に対して、研削加工時に比べて前記砥石を低速で回転させながら接触させ、各加工点における前記砥石の接触位置を求める接触位置検出部と、各加工点における接触位置の分布に基づいて、加工開始位置および加工終了点を求める加工開始位置および加工終了位置決定部と、を備えた研削加工装置である。

【0014】

本開示は、回転する成形用ホイールと、砥石に対して前記成形用ホイールを相対的に駆動させる駆動機構と、制御部とを備え、前記制御部は、前記成形用ホイールを用いて前記砥石に対して成形加工を施す際の複数の加工点を抽出する加工点抽出部と、前記砥石の各加工点に対して、成形加工時に比べて前記成形用ホイールを低速で回転させながら接触させ、各加工点における前記成形用ホイールの接触位置を求める接触位置検出部と、各加工点における接触位置の分布に基づいて、加工開始位置および加工終了点を求める加工開始位置および加工終了位置決定部と、を備えた成形加工装置である。

【発明の効果】

【0015】

本開示によれば、砥石を用いてワークに対して研削加工を施す場合、あるいは成形用ホイールを用いて砥石に成形加工を施す場合、加工開始位置および加工終了位置を適切に求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1A】図１Ａは本開示の第１の実施の形態による研削装置の一例を示す概略図。

【図1B】図１Ｂは制御部の詳細を示す図。

【図2】図２はワークと砥石の配置関係を示す斜視図。

【図3】図３はワーク上の砥石の加工点を示す図。

【図4】図４は加工位置設定方法の具体的作用を示す図。

【図5】図５は研削加工作用の原理を示す図。

【図6】図６は研削加工におけるアタリ確認加工点における接触位置の分布を示す図。

【図7】図７は本開示の第２の実施の形態の作用を示す図。

【図8】図８は成形加工におけるアタリ確認加工点における接触位置の分布を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜第１の実施の形態＞
以下、本開示の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。

【0018】

まず、図１および図２により、回転する砥石を用いてワークに対して研削加工を施す研削加工装置１について説明する。図１に示すように研削加工装置１は、その主要な構成として、機台１０と、機台１０上に設けられたＸ軸テーブル１２と、Ｘ軸テーブル１２上に設けられたＹ軸カラム１３と、Ｙ軸カラム１３に取り付けられたＹ軸テーブル１４と、Ｙ軸テーブル１４に取り付けられた支持台１５と、支持台１５に設けられた工具スピンドルユニット２０とを備えている。このうち工具スピンドルユニット２０は工具スピンドル２０ａと、工具スピンドルモータ２０ｂとを有する。

【0019】

また工具スピンドル２０ａに、砥石２２が保持され、この工具スピンドル２０ａにより砥石２２が回転する。

【0020】

Ｘ軸テーブル１２は、機台１０上に設けられる。Ｘ軸テーブル１２は、Ｘ軸方向に直線移動が可能である。Ｘ軸テーブル１２は、例えば、図示しないサーボモータにより駆動される。

【0021】

また機台１０上にＺ軸テーブル１６が設けられ、このＺ軸テーブル１６は、Ｚ軸方向に直線移動が可能である。Ｚ軸テーブル１６は、例えば、図示しないサーボモータによりＺ軸方向に駆動される。Ｘ軸テーブル１２，Ｙ軸テーブル１４およびＺ軸テーブル１６により、駆動機構１０Ａが構成されている。

【0022】

Ｚ軸テーブル１６上には、ワークスピンドルユニット１８が搭載されている。ワークスピンドルユニット１８は、回転可能なワークスピンドル１８ａと、ワークスピンドルモータ１８ｂと、ワークスピンドル１８ａに連結されるとともに、後述するワークＷを保持するワーク保持具１８ｃとを有する。

【0023】

ワークスピンドル１８ａは、空気軸受けにより回転軸Ａの周りに回転可能であり、ワークスピンドル１８ａは、ワークスピンドルモータ１８ｂにより回転駆動される。

【0024】

ワーク保持具１８ｃは、ワークスピンドル１８ａの先端部に固定され、ワークＷを保持する。またワークスピンドル１８ａは、ワークＷを回転軸Ａの周りに所望の回転数で回転させる。

【0025】

Ｙ軸カラム１３は、Ｘ軸テーブル１２上に固定される。Ｙ軸カラム１３は、Ｙ軸テーブル１４を支持するとともに、Ｙ軸テーブル１４は、Ｙ軸方向（鉛直方向）に直線移動が可能である。Ｙ軸テーブル１４は、例えば、図示しないサーボモータにより駆動される。

【0026】

またＹ軸テーブル１４には、上述のように、支持台１５を介して工具スピンドルユニット２０が固定されている。工具スピンドルユニット２０は、工具スピンドル２０ａ、及び工具スピンドルモータ２０ｂを備える。

【0027】

図１および図２に示すように、ワークスピンドル１８ａの回転軸Ａと、工具スピンドル２０ａの回転軸Ｂは同一水平面上にあって平面視でみて所定角度をもって互いに交差する。

【0028】

また工具スピンドル２０ａは、空気軸受けにより回転軸Ｂの周りに回転可能である。工具スピンドル２０ａは、工具スピンドルモータ２０ｂにより回転駆動される。

【0029】

工具スピンドル２０ａの先端に、工具としての砥石２２が取付られ、工具スピンドル２０ａにより砥石２２が回転する。回転する砥石２２により、ワークＷが研削される。

【0030】

工具スピンドル２０ａは、Ｘ軸テーブル１２に間接的に連結され、Ｘ軸テーブル１２は、砥石２２をＸ軸方向に所望の送り速度で移動させる。

【0031】

砥石２２は、例えば、円盤状をなし、ダイヤモンド砥粒が樹脂で固められたレジンボンド系砥石を含む。

【0032】

ワークＷは、例えば、自由曲面を有するガラス材からなる。

【0033】

またＸ軸テーブル１２、Ｙ軸テーブル１４、工具スピンドルモータ１２ｂ、ワークスピンドルモータ１８ｂおよびＺ軸テーブル１６には、制御部２４が接続されている。

【0034】

制御部２４は、例えば、マイクロコントローラを含む。制御部２４を構成するマイクロコンピュータは、例えば、ＣＰＵ、メモリを備え、メモリには、ＮＣ加工プログラムが記憶される。

【0035】

制御部２４は、Ｘ軸テーブル１２、Ｙ軸テーブル１４、及び、Ｚ軸テーブル１６をＮＣ加工プログラムに従って制御する。すなわち制御部２４は、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸の同時３軸制御を行う。

【0036】

Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸の各制御軸に関しては、図示しないリニアスケール等が設けられ、フルクローズド方式による位置フィードバック制御が行われる。

【0037】

Ｘ軸テーブル１２、Ｙ軸テーブル１４、及び、Ｚ軸テーブル１６の位置を、１ｎｍ以下の精度で制御することが、非球面の加工精度を向上させる観点から望ましい。

【0038】

また、制御部２４は、ＮＣ加工プログラムに従って、ワークスピンドルユニット１８、及び、工具スピンドルユニット２０を制御する。具体的には制御部２４は、ワークスピンドルモータ１８ｂの回転を制御することで、ワークＷの回転数を制御する。また、制御部２４は、工具スピンドルモータ２０ｂの回転を制御することで、砥石２２の回転数を制御する。

【0039】

ワークＷの回転数は、例えば、１０ｒｐｍ以上３０００ｒｐｍ以下である。ワークＷの回転数は、回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点（加工点）までの距離を関数として制御することが可能である。ワークＷの回転数を、０．０１ｒｐｍ以下の精度で制御することが、非球面の加工精度を向上させる観点から望ましい。

【0040】

砥石２２の回転数は、例えば、１００ｒｐｍ以上８００００ｒｐｍ以下である。

【0041】

次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。

【0042】

図３に示すように、まず凸部表面（自由曲面）を有するガラス材からなるワークＷを準備する。本実施の形態において、ワークＷに対しては予め前処理加工工程において、前処理加工が施され、ワークＷの凸状表面はある程度の精度をもって加工済みとなっている。本実施の形態においては、ワークＷの凸状表面に対して更に研削加工を施し、高精度に凸状表面を仕上げる。

【0043】

図１乃至図３に示すように、まずワークＷを回転軸Ａの周りに所望の回転数で回転させる。また、砥石２２を回転軸Ｂの周りに回転させる。

【0044】

次に、砥石２２の外周を、ワークＷの凸部の外周縁部に接触させる。そして、砥石２２を凸部表面に沿って凸部の中心部まで所望の送り速度で移動させながらワークＷの研削加工を行う。砥石２２の送り速度は、例えば、１ｍｍ／ｍｉｎ以上１５ｍｍ／ｍｉｎ以下である。砥石２２によるワークＷの切り込み量（研削厚み）は、例えば、０．２５μｍ以上１０μｍ以下である。

【0045】

ワークＷと砥石２２の相対移動は、制御部２４によるＸ軸テーブル１２、Ｙ軸テーブル１４およびＺ軸テーブル１６の制御により行われる。

【0046】

砥石２２とワークＷの接触点（加工点）を、図中Ｐで表す（図３参照）。

【0047】

このように自由曲面を有するガラス材からなるワークＷに対して砥石２２を回転させながら接触させる。このようにして、ワークＷに対して砥石２２を用いて研削加工が施される。

【0048】

本実施の形態においては、上述した砥石２２を用いたワークＷに対する研削加工を施す前に、ワークＷに対する砥石２２の加工開始位置および加工終了位置を予め設定しておく。

【0049】

以下ワークＷに対する砥石２２の加工開始位置および加工終了位置を設定する加工位置設定方法について述べる。

【0050】

はじめに図５により、砥石２２の加工開始位置および加工終了位置を設定する加工位置設定の原理について述べる。

【0051】

一般に図５に示すように、ワークＷに対して砥石２２を用いて研削加工を施す場合、砥石２２を回転させながらワークＷも回転させる。図５において回転するワークＷは便宜上、水平方向に移動する状態で示されている。

【0052】

このように砥石２２を回転させながら、ワークＷも回転させ、この状態でワークＷに対して砥石２２を接近させる。次にワークＷに対して砥石２２を接触させながら、ワークＷに対して砥石２２により研削加工を施す。

【0053】

この場合、研削加工を施す前に、研削加工を開始する際のワークＷと砥石２２との間の加工開始位置および加工終了位置を設定する必要がある。

【0054】

図５に示すように、研削加工を開始する際のワークＷと砥石２２とを接近させすぎると、ワークＷに形成された凸部Ｗ１に対して過大な切り込みを行う必要がある。この場合は、ワークＷに対して砥石２２から過大な力が加わることが考えられ、ワークＷに対する加工精度に支障が生じる。

【0055】

他方、研削加工を開始する際のワークＷと砥石２２とを過度に離すと、ワークＷの凸部Ｗ１に対する過大な切り込みを防ぐことができるが、加工開始時にワークＷに対して砥石２２が大きく離れ、このため加工時間が増大することも考えられる。

【0056】

同様に研削加工を終わらせるワークＷと砥石２２との間の加工終了位置が浅すぎるとワークＷに凹部Ｗ２のような未加工部分が残り、追加の加工が必要となることがある。他方、ワークＷと砥石２２との間の加工終了位置が深すぎると、ワークＷに凹部Ｗ２のような未加工部分は残らないが、加工時間が長くなる。

【0057】

そこで本実施の形態においては、研削加工を開始する際の加工開始位置および研削加工を終了させる際の加工終了位置を以下のように設定する。

【0058】

はじめに制御部２４がワークＷ表面上の数点、３～３０点、好ましくは、５～２０点をアタリ確認用加工点（以下、単に加工点ともいう）として抽出する。この場合、制御部２４は内蔵されている工具軌跡生成プログラムのデータファイルから相当する工具軸を抽出する。ここで、アタリ確認用加工点を３未満の点に定めると、加工開始位置および加工終了位置を精度良く設定することが難しくなる。他方、アタリ確認用加工点を３１以上に定めると、加工開始位置および加工終了位置を精度よく設定することができるが、加工開始位置および加工終了位置を設定する加工位置の設定工程に長時間を要してしまう。

【0059】

次に、制御部２４は自動探索プログラムを作成し、上述のデータファイルから確認用加工点を自動的に抽出する。制御部２４による加工点抽出は加工点抽出部２４Ａにより行われる。

【0060】

制御部２４は、次にアタリ確認用プログラムを作成し、アタリ確認用工具動作を自動生成する。

【0061】

次に制御部２４は、砥石２２を実際の研削加工時の回転数（２００ｒｐｍ以上８０００ｒｐｍ以下）よりかなり低速の回転数（１００ｒｐｍ）にて回転させる。

【0062】

この場合図４に示すように、制御部２４は工具スピンドル２０ａの回転数をエンコーダ信号により管理する。

【0063】

具体的には制御部２４は、工具スピンドルモータ２０ｂを所望の回転数で駆動制御するドライバ２４ａと、高速カウンタ２４ｂを含み、工具スピンドル２０ａからのエンコーダ信号がドライバ２４ａに送られる。次にドライバ２４ａからの高速カウンタ２４ｂへパルス信号が送られ、この高速カウンタ２４ｂにより工具スピンドル２０ａの回転数が求められる。

【0064】

ところで高速カウンタ２４ｂにより求められた工具スピンドル２０ａの回転数が基準値以下となった場合、制御部２４はトリガ信号を発生させ、砥石２２を退避させるスキップ動作を行う。

【0065】

その後、制御部２４は（１）ワークＷと砥石２２を相対的に移動させ、ワークＷ上の上述したアタリ確認用加工点近傍まで砥石２２をもってくる。この間、砥石２２は低速回転数で回転している。

【0066】

（２）次に制御部２４は、ワークＷ上のアタリ確認用加工点において、砥石２２を切り込み方向へ移動させる。

【0067】

（３）制御部２４は、次に高速カウンタ２４ｂにより工具スピンドル２０ａの回転数を監視し、工具スピンドル２０ａの回転数が基準値より低下した段階で、ワークＷと砥石２２とが接触したと判断する。この時、制御部２４は砥石２２が退避するスキップ動作を生じさせる。

【0068】

制御部２４はこのとき、内蔵された接触位置検出部２４Ｂにより当該アタリ確認用加工点における接触位置を求めることができる。

【0069】

（４）制御部２４は、すべてのアタリ確認用加工点において、上述した（１）（２）（３）の作用を繰り返す。

【0070】

このことによりすべてのアタリ確認用加工点において、砥石２２の接触位置が求められる。

【0071】

（５）このようにして各アタリ確認用加工点における砥石２２の接触位置から接触位置の分布が求められる。

【0072】

図６はワークＷ上の各アタリ確認用加工点における砥石２２の接触位置の分布を示す図である。

【0073】

図６に示す各アタリ確認用加工点における砥石２２の接触位置は、砥石２２のワークＷに対する切り込み量に対応する。制御部２４はこの砥石２２の接触位置の分布に基づいて、砥石２２のワークＷに対する切り込み量が最も小さな加工点（最小切り込み量をもつ加工点）、すなわち切り込み量が－１．３μｍの加工点が最も外方へ突出する加工点と判断する。制御部２４は内蔵された加工開始位置および加工終了位置決定部２４Ｃにより、この切り込み量が－１．３μｍの加工点の切り込み量に基づいて加工開始位置を定める。

【0074】

すなわち、切り込み量が－１．３μｍの加工点の切り込み量に基づいて研削加工を開始する際のワークＷと砥石２２との間の加工開始位置を定める（図５参照）。

【0075】

また、制御部２４は、この砥石２２の接触位置の分布に基づいて、砥石２２のワークＷに対する切り込み量が最も大きな加工点（最大切り込み量をもつ加工点）、すなわち切り込み量が－４．６μｍの加工点が最も内方へ引っ込む加工点と判断する。制御部２４は内蔵された加工開始位置および加工終了位置決定部２４Ｃにより、この切り込み量が－４．６μｍの加工点の切り込み量に基づいて、研削加工を終了する際のワークＷと砥石２２との間の加工終了位置を定める（図５参照）。

【0076】

図６に示すように本実施の形態においては、例えば９点のアタリ確認用加工点が設定されている。

【0077】

制御部２４は、このようにして加工開始位置および加工終了位置決定部２４Ｃにより、加工位置開始位置および加工終了位置を求めた後、この加工開始位置からワークＷに対する砥石２２による研削加工を開始する。次に制御部２４は研削加工を続けた後、加工終了位置において、研削加工を終了させる。

【0078】

以上のように本実施の形態によれば、ワークＷ上のアタリ確認用加工点を予め求めておき、各アタリ確認用加工点毎にワークＷに対する砥石２２の接触位置を求めることができる。そして制御部２４は、砥石２２の接触位置の分布に基づいて、切り込み量が最も小さな加工点を特定し、この加工点における切り込み量から加工開始位置を適切に定めることができる。このためワークＷと砥石２２とを過度に接近させて砥石２２によりワークＷに対して過大な切り込みを行うことはない。このように砥石２２からワークＷに対して過大な力が加わることもないため、ワークＷに対する加工精度が低下することはない。

【0079】

またワークＷと砥石２２とを過度に離すことにより加工時間が増大する状態をなくすことができる。

【0080】

また、制御部２４は砥石２２の接触位置の分布に基づいて、切り込み量が最も大きな加工点を特定し、この加工点における切り込み量から加工終了位置を適切に定めることができる。このため、ワークＷと砥石２２との間の加工終了位置を過度に浅くとることにより、ワークＷに凹部Ｗ２のような未加工部分が残ることはなく、追加加工を行う必要もなくなる。同様にワークＷと砥石２２との間の加工終了位置を深く取り過ぎて加工時間が長くなることもない。

【0081】

なお、ワークＷに対する砥石２２による加工開始位置および加工終了位置は、上述のように制御部２４によりすべて自動的に求められる。

【0082】

そして、制御部２４は自動的に加工開始位置および加工終了位置を求めた後、ワークＷに対する砥石２２による研削加工を開始する。

【0083】

このため例えば、従来のようにワークＷと砥石２２との接触音等を聞きながらワークＷに対する砥石２２による加工開始位置を現場の作業者が定め、作業者がワークＷに対して砥石２２をこの加工開始位置にもってきて研削加工を開始する場合、あるいは作業者がマジック等を用いてマーキングしたり、あるいは目視により確認し、研削終了位置を定めて研削加工を終了する場合に比べて、当業者の熟練度と無関係に加工開始位置および加工終了位置を精度良く求めることができる。

【0084】

また加工開始位置を定めるにあたり、作業者がワークＷと砥石２２との接触音を聞く等の関与をする必要がないため、作業現場における作業リスクが軽減される。また加工開始位置を作業者が関与することなく自動的に求めることができるので、研削加工作業の効率化を図ることができ、かつ精度良く研削加工を実施することができる。また、加工終了位置を定めるにあたり、作業者が目視で確認して加工終了位置を定めて、研削加工を終了する必要はない。このため、作業現場における作業リスクが軽減される。また加工終了位置位置を作業者が関与することなく自動的に求めることができるので、研削加工作業の効率化を図ることができ、かつ精度良く研削加工を実施することができる。

【0085】

なお、上記本実施の形態において、図６に示すように、９点のアタリ確認用加工点を設けた例を示した。しかしながらこのアタリ確認用加工点の数は、上述のように３～３０点の任意の数だけ定めることができる。
＜第２の実施の形態＞
次に本開示の第２の実施の形態について図７により説明する。

【0086】

図７に示す第２の実施の形態は、回転する成形用ホイール３０Ａ，３０Ｂを用いて砥石３２に対して成形加工を施す場合において、成形用ホイール３０Ａ，３０Ｂによる成形加工の加工開始位置および加工終了位置を設定するものである。

【0087】

図７に示す第２の実施の形態において、成形用ホイール３０Ａ，３０Ｂは、いずれもダイヤモンドホイールからなり、砥石３２に対して成形加工を施し、砥石３２の形状を精度良く仕上げるものである。このうち、成形用ホイール３０Ａは砥石３２の側面３２Ａを仕上げるために用いられ、成形用ホイール３０Ｂは砥石３２の端面３２Ｂを仕上げるために用いられる。

【0088】

図７に示す第２の実施の形態において、砥石３２および成形用ホイール３０Ａ，３０Ｂは、図示しないＸ軸テーブル、Ｙ軸テーブルおよびＺ軸テーブルを含む駆動機構３５によりＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸方向に沿って相対的に駆動される。そしてこの駆動機構３５は制御部３４により駆動制御される。

【0089】

砥石３２に対して成形用ホイール３０Ａ，３０Ｂを用いて成形加工を施し、砥石３２の側面３２Ａおよび端面３２Ｂを仕上げる場合、砥石３２に対する成形用ホイール３０Ａ，３０Ｂの加工開始位置および加工終了位置を以下のように設定する。

【0090】

本実施の形態において成形用ホイール３０Ａ，３０Ｂを用いて成形加工を施す際の加工開始位置および加工終了位置は互いに同様の方法により設定されるため、ここでは砥石３２の側面３２Ａを仕上げる成形用ホイール３０Ａを例にとって説明する。

【0091】

はじめに制御部３４が内蔵する加工点抽出部２４Ａにおいて、砥石３２の側面３２Ａ表面上の数点、３～２０点、好ましくは、３～１０点をアタリ確認用加工点（以下、単に加工点ともいう）として抽出する。この場合、制御部３４は内蔵されている工具軌跡生成プログラムのデータファイルから相当する工具軸を抽出する。ここで、アタリ確認用加工点を３未満の点に定めると、加工開始位置および加工終了位置を精度良く設定することが難しくなる。他方、アタリ確認用加工点を３１以上に定めると、加工開始位置および加工終了位置を精度よく設定することができるが、加工開始位置および加工終了位置を設定する設定工程に長時間を要してしまう。

【0092】

次に、制御部３４は自動探索プログラムを作成し、上述のデータファイルから確認用加工点を自動的に抽出する。

【0093】

制御部３４は、次にアタリ確認用プログラムを作成し、アタリ確認用工具動作を自動生成する。

【0094】

次に制御部３４は、成形用ホイール３０Ａを実際の成形加工時の回転数よりかなり低速の回転数（１００ｒｐｍ）にて回転させる。

【0095】

この場合、制御部３４は成形用ホイール３０Ａの回転数をエンコーダ信号により管理する。

【0096】

具体的には制御部３４は、成形用ホイール３０Ａを所望の回転数で駆動制御すると、高速カウンタを含み、成形用ホイール３０Ａからのエンコーダ信号がドライバに送られる。次にドライバからの高速カウンタへパルス信号が送られ、この高速カウンタにより成形用ホイール３０Ａの回転数が求められる。

【0097】

その後、制御部３４は（１）砥石３２と成形用ホイール３０Ａを相対的に移動させ、砥石３２の側面３２Ａ上の上述したアタリ確認用加工点近傍まで成形用ホイール３０Ａをもってくる。この間、成形用ホイール３０Ａは低速回転数で回転している。

【0098】

（２）次に制御部３４は、砥石３２の側面３２Ａ上のアタリ確認用加工点において、成形用ホイール３０Ａを切り込み方向へ移動させる。

【0099】

（３）制御部３４は、次に高速カウンタにより成形用ホイール３０Ａの回転数を監視し、成形用ホイール３０Ａの回転数が基準値より低下した段階で、砥石３２の側面３２Ａと成形用ホイール３０Ａとが接触したと判断する。この時、制御部３４は成形用ホイール３０Ａが退避するスキップ動作を生じさせる。

【0100】

制御部３４はこのとき、内蔵された接触位置検出部２４Ｂにより、当該アタリ確認用加工点における接触位置を求めることができる。

【0101】

（４）制御部３４は、すべてのアタリ確認用加工点において、上述した（１）（２）（３）の作用を繰り返す。

【0102】

このことによりすべてのアタリ確認用加工点において、成形用ホイール３０Ａの接触位置が求められる。

【0103】

（５）このようにして各アタリ確認用加工点における成形用ホイール３０Ａの接触位置から接触位置の分布が求められる。

【0104】

図８は砥石３２の側面３２Ａ上の各アタリ確認用加工点における成形用ホイール３０Ａの接触位置の分布を示す図である。

【0105】

図８に示す各アタリ確認用加工点における成形用ホイール３０Ａの接触位置は、成形用ホイール３０Ａの砥石３２の側面３２Ａに対する切り込み量に対応する。制御部３４はこの成形用ホイール３０Ａの接触位置の分布に基づいて、成形用ホイール３０Ａの砥石３２の側面３２Ａに対する切り込み量が最も小さな加工点（最小切り込み量をもつ加工点）、すなわち切り込み量が－１．３μｍの加工点が最も外方へ突出する加工点と判断する。制御部３４は内蔵された加工開始位置および加工終了位置決定部２４Ｃにより、この切り込み量が－１．３μｍの加工点の切り込み量に基づいて加工開始位置を定める。

【0106】

また、制御部３４はこの成形用ホイール３０Ａの接触位置の分布に基づいて、成形用ホイール３０Ａの砥石３２の側面３２Ａに対する切り込み量が最も大きな加工点（最大切り込み量をもつ加工点）、すなわち切り込み量が－４．５μｍの加工点が最も内方へ引っ込む加工点と判断する。制御部３４は内蔵された加工開始位置および加工終了位置決定部２４Ｃにより、この切り込み量が－４．５μｍの加工点の切り込み量に基づいて加工終了位置を定める。

【0107】

図８に示すように本実施の形態においては、例えば９点のアタリ確認用加工点が設定されている。

【0108】

制御部３４は、このようにして加工開始位置および加工終了位置を求めた後、この加工開始位置から砥石３２の側面３２Ａに対する成形用ホイール３０Ａによる成形加工を開始する。

【0109】

次に制御部３４は、成形加工を続けた後、加工終了位置で成形加工を終了させる。

【0110】

以上のように本実施の形態によれば、砥石３２の側面３２Ａ上のアタリ確認用加工点を予め求めておき、各アタリ確認用加工点毎に砥石３２の側面３２Ａに対する成形用ホイール３０Ａの接触位置を求めることができる。そして制御部３４は、成形用ホイール３０Ａの接触位置の分布に基づいて、切り込み量が最も小さな加工点を特定し、この加工点における切り込み量から加工開始位置を適切に定めることができる。このため砥石３２の側面３２Ａと成形用ホイール３０Ａとを過度に接近させて成形用ホイール３０Ａにより砥石３２の側面３２Ａに対して過大な切り込みを行うことはなく、成形用ホイール３０Ａから砥石３２の側面３２Ａに対して過大な力が加わることもないため、砥石３２の側面３２Ａに対する加工精度が低下することはない。

【0111】

また砥石３２の側面３２Ａと成形用ホイール３０Ａとを過度に離すことにより、加工時間が増大する状態をなくすことができる。

【0112】

そして制御部３４は、成形用ホイール３０Ａの接触位置の分布に基づいて、切り込み量が最も大きな加工点を特定し、この加工点における切り込み量から加工終了位置を適切に定めることができる。このため砥石３２の側面３２Ａと成形用ホイール３０Ａとの間の加工終了位置を浅くとることにより、砥石３２の側面３２Ａに凹部Ｗ２のような未加工部分が残ることはなく、追加加工を行う必要もなくなる。同様に砥石３２の側面３２Ａと成形用ホイール３０Ａとの間の加工終了位置を深く取り過ぎて、加工時間が長くなることを防ぐことができる。

【0113】

さらにまた、砥石３２の側面３２Ａに対する成形用ホイール３０Ａによる加工開始位置および加工終了位置は、上述のように制御部３４によりすべて自動的に求められる。

【0114】

そして制御部３４は自動的に加工開始位置および加工終了位置を求めた後、砥石３２の側面３２Ａに対する成形用ホイール３０Ａによる成形加工を開始する。

【0115】

このため例えば、従来のように、砥石３２の側面３２Ａと成形用ホイール３０Ａとの接触音等を聞きながら砥石３２の側面３２Ａに対する成形用ホイール３０Ａの加工開始位置を現場の作業者が求め、作業者が砥石３２の側面３２Ａに対して成形用ホイール３０Ａをこの加工開始位置にもってきて成形加工を開始する場合に比べて、当業者の熟練度と無関係に加工開始位置を精度良く求めることができる。

【0116】

また加工開始位置を定めるにあたり、作業者が砥石３２の側面３２Ａと成形用ホイール３０Ａとの接触音を聞く等の関与をする必要がないため、作業現場における作業リスクが軽減される。また加工開始位置を作業者が関与することなく自動的に求めることができるので、成形加工作業の効率化を図ることができ、かつ精度良く成形加工を実施することができる。

【0117】

また加工終了位置を定めるにあたり、作業者が目視で確認して加工終了位置を定め、成形加工を終了する必要がないため、作業現場における作業リスクが軽減される。また加工終了位置位置を作業者が関与することなく自動的に求めることができるので、成形加工作業の効率化を図ることができ、かつ精度良く成形加工を実施することができる。

【0118】

なお、上記本実施の形態において、図８に示すように、９点のアタリ確認用加工点を設けた例を示したが、しかしながらこのアタリ確認用加工点の数は、上述のように３～３０点の任意の数だけ定めることができる。

【符号の説明】

【0119】

１ 研削加工装置
１０ 機台
１２ Ｘ軸テーブル
１３ Ｙ軸カラム
１４ Ｙ軸テーブル
１６ Ｚ軸テーブル
１８ ワークスピンドルユニット
１８ａ ワークスピンドル
１８ｂ ワークスピンドルモータ
１８ｃ ワーク保持具
２０ 工具スピンドルユニット
２０ａ 工具スピンドル
２０ｂ 工具スピンドルモータ
２２ 砥石
２４ 制御部
２４ａ ドライバ
２４ｂ 高速カウンタ
３０Ａ 成形用ホイール
３０Ｂ 成形用ホイール
３２ 砥石
３２Ａ 側面
３２Ｂ 端面
３４ 制御部
３５ 駆動機構

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】