特許 7299706 研削工具を試験する方法及び対応する装置

(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】

(24)【登録日】2023-06-20

(45)【発行日】2023-06-28

(54)【発明の名称】研削工具を試験する方法及び対応する装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/892 20060101AFI20230621BHJP

   G01B 11/24 20060101ALI20230621BHJP

   B24B 49/12 20060101ALI20230621BHJP

   B23Q 17/22 20060101ALI20230621BHJP

   B23Q 17/24 20060101ALI20230621BHJP

【ＦＩ】

G01N21/892 Z

G01B11/24 K

B24B49/12

B23Q17/22 D

B23Q17/24 B

【請求項の数】 10

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019001836

(22)【出願日】2019-01-09

(65)【公開番号】P2019120706

(43)【公開日】2019-07-22

【審査請求日】2021-12-23

(31)【優先権主張番号】18150954.8

(32)【優先日】2018-01-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】504269327

【氏名又は名称】クリンゲルンベルク・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｋｌｉｎｇｅｌｎｂｅｒｇ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(72)【発明者】

【氏名】マルティン・シュヴァイツァー

【審査官】古川 直樹

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１６９７８２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１０８０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第２６２７９１３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１３－００２８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０２９３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３３１２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５１６１７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ － Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

Ｇ０１Ｎ ２１／００ － Ｇ０１Ｎ ２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７ － Ｇ０１Ｎ ２１／６１

Ｇ０１Ｂ １１／００ － Ｇ０１Ｂ １１／３０

Ｂ２４Ｂ ４１／００ － Ｂ２４Ｂ ５１／００

Ｂ２３Ｑ １７／００ － Ｂ２３Ｑ ２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

装置（１）で研削工具（２０）を試験する方法であって、
－前記装置（１）の工具軸線（Ａ１）周りを前記研削工具（２０）が回転駆動するステップと、
－光学試験装置（３０）による試験方法を実行し、前記光学試験装置（３０）は、前記研削工具（２０）の回転駆動中に光（Ｌ）に少なくとも部分的に照射される領域に配置され、前記光（Ｌ）は、前記光学試験装置（３０）のエミッタ（３１）より発せられ、さらに、前記光（Ｌ）の少なくとも一部は、前記光学試験装置（３０）のセンサ（３２）の方向に前記研削工具（２０）によって反射され、前記センサ（３２）は、試験情報（ＰＩ）を提供するステップと、
－前記試験情報（ＰＩ）は、前記研削工具（２０）の３次元ベクトルモデル（Ｖｍ）の形態に巨視的基本情報（ｍＧ）を決定するため、計算装置（４０）によって処理されるステップと、
－メモリ（４２）から標的ベクトルモデル（Ｓ－Ｖｍ）が提供され、計算機を使用して前記３次元ベクトルモデル（Ｖｍ）を前記標的ベクトルモデル（Ｓ－Ｖｍ）と比較して、前記３次元ベクトルモデル（Ｖｍ）と前記標的ベクトルモデル（Ｓ－Ｖｍ）との間の偏差（ΔＶｍ）を決定するステップとを有しており、
前記巨視的基本情報（ｍＧ）は、少なくとも
－前記研削工具（２０）の直径、
－前記研削工具（２０）の幅、
－前記研削工具（２０）のピッチ及び／または傾斜、
－前記研削工具（２０）の輪郭の角度、
－前記研削工具（２０）の輪郭の厚さ、
－前記研削工具（２０）のポイントの半径
のうち、１つまたはそれ以上に関する情報を含む方法。

【請求項2】

前記３次元ベクトルモデル（Ｖｍ）が、少なくとも基体（２４）によって前記研削工具（２０）を定めることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記３次元ベクトルモデル（Ｖｍ）が、少なくとも基体（２４）の縁によって前記研削工具（２０）を定めることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

少なくとも、前記研削工具（２０）の第１の部分領域が、前記３次元ベクトルモデル（Ｖｍ）に基づいて決定されることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。

【請求項5】

前記研削工具（２０）の前記第１の部分領域の局所的偏差は、前記標的ベクトルモデル（Ｓ－Ｖｍ）の対応する前記第１の部分領域から計算された結果として、互いに関連して設定されていることを特徴とする、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記研削工具（２０）は、ガルバニック被覆の研削工具、ガルバニック砥石車（２０．１）、ガルバニック研削ウォーム（２０．２）、またはガルバニックカップ砥石（２０．３）であることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれかに記載の方法。

【請求項7】

前記研削工具（２０）を用いて研削材を研削するように設計されている研削盤、または測定装置（１０）において使用されることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれかに記載の方法。

【請求項8】

試験される研削工具（２０）用の回転駆動可能なレセプタクル（１３，１４）を備える装置（１）であって、
－回転駆動可能な前記レセプタクル（１３，１４）の領域に配置され、前記研削工具（２０）が回転駆動されている間、少なくとも部分的に、光学試験装置（３０）のエミッタ（３１）の発する光（Ｌ）によって照射され、光（Ｌ）の少なくとも一部は、前記光学試験装置（３０）のセンサ（３２）の方向に前記研削工具（２０）から反射可能であり、前記センサ（３２）は、試験情報（ＰＩ）を提供するように適合されている、前記光学試験装置（３０）と、
－巨視的基本情報（ｍＧ）から前記研削工具（２０）の３次元ベクトルモデル（Ｖｍ）を決定するために、前記試験情報（ＰＩ）を処理するように設計された、計算装置（４０）と、
－標的ベクトルモデル（Ｓ－Ｖｍ）が記憶されているメモリ（４２）と、
－前記３次元ベクトルモデル（Ｖｍ）を前記標的ベクトルモデル（Ｓ－Ｖｍ）と比較して、前記３次元ベクトルモデル（Ｖｍ）と前記標的ベクトルモデル（Ｓ－Ｖｍ）との間の偏差（ΔＶｍ）の決定を可能とするように設計された前記計算装置（４０）とを備え、
前記巨視的基本情報（ｍＧ）は、少なくとも
－前記研削工具（２０）の直径、
－前記研削工具（２０）の幅、
－前記研削工具（２０）のピッチ及び／または傾斜、
－前記研削工具（２０）の輪郭の角度、
－前記研削工具（２０）の輪郭の厚さ、
－前記研削工具（２０）のポイントの半径
のうち、１つまたはそれ以上に関する情報を含むことを特徴とする、装置（１）。

【請求項9】

前記研削工具（２０）を試験するために設計された座標測定装置（１０）であることを特徴とする、請求項８に記載の装置（１）。

【請求項10】

前記研削工具（２０）を用いて研削材を研削し、さらに前記研削工具（２０）を試験するように設計された研削盤（１１）であることを特徴とする、請求項８に記載の装置（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研削工具を試験するための方法及び対応する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

研削工具が使用される多くの技術分野がある。一例としては、ギアの歯切りであり、砥石車、カップ砥石、及び研削ウォームが用いられる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

時に、電気メッキ研削工具は、研削時間を短くすることを可能にし、高い研削材の除去率で低摩耗性を示すので、ギアの歯切りに使用される。そのような電気メッキ研削工具は、それゆえに、例えば大量生産においてホイールセットを機械加工するのに適している。

【0004】

電気メッキまたはガルバニック接着研削工具（galvanic bonded grinding tools）は、ここでは略してガルバニック研削工具と呼ばれる。ガルバニック接着ドレッシング工具（ドレッシングロールなど）もまた、ここではガルバニック研削工具と呼ばれる。

【0005】

本件の問題のガルバニック研削工具の場合、研削工具の基体はダイヤモンド砥粒及び／またはＣＢＮ砥粒（ＣＢＮは立方晶窒化ホウ素の略語）で被覆されている。

【0006】

対応して被覆されたガルバニック研削工具は、非常に良好な耐熱性を有し、そして高い機械的強度を示す。その上、ガルバニック研削工具は良いグリップ性を有する。しかしながら、ガルバニック研削工具は、ドレスできないことが欠点であると見られ得る。一方、ガルバニック研削工具は通常、形状及び外形を保持する。この形状保持も利点であり、それゆえ、ガルバニック研削工具が成形工具としてしばしば使用される。

【0007】

ガルバニック研削工具はドレスできないが、いくらかの努力により再コーティングすることができる。

【0008】

ガルバニック研削工具の形状保持を調べる必要がある。

【0009】

例えば、表面の状態及び外形の触覚による測定用に設計された様々な測定装置がある。一般的には、機械的走査中に、プローブ先端が測定されるべき表面上に載せられる。しかしながら、ガルバニック研削工具は、表面に粒状性があり、さらに砥粒のダイヤモンドまたはＣＢＮは硬さを有することで、プローブ先端の急速な劣化に繋がる。触覚による測定方法は、それゆえに、ガルバニック研削工具の表面を測定するためには条件付きのみでしか適していない。

【0010】

ガルバニック研削工具について可能な限り迅速に試験を実施でき、かつ強固であるという要望がある。

【0011】

本発明の目的は、ガルバニック研削工具の迅速かつ正確な試験を可能にする装置及び対応する方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本課題は、請求項１に記載の方法及び請求項８に記載の装置によって解決される。

【0013】

本発明によれば、装置の研削工具を試験するように設計され、少なくとも以下のステップを有する方法が提供される。
－装置の工具軸線（tool spindle axis）周りを研削工具が回転駆動するステップと、
－光学試験装置による試験方法を実行し、光学試験装置は、研削工具の回転駆動中に光に少なくとも部分的に照射される領域に配置され、光は、光学試験装置のエミッタにより発せられ、さらに、光の少なくとも一部は、光学試験装置のセンサの方向に研削工具によって反射され、センサは、試験情報を提供するステップと、
－試験情報は、研削工具の３次元ベクトルモデルの形態で巨視的基本情報を決定するため計算装置によって処理されるステップと、
－計算機を用いて、３次元ベクトルモデルをメモリから提供された標的ベクトルモデル（target vector model）と比較して、３次元ベクトルモデルと標的ベクトルモデルとの間の偏差を決定するステップとを有しており、
巨視的基本情報は、少なくとも
－前記研削工具（２０）の直径、
－前記研削工具（２０）の幅、
－前記研削工具（２０）のピッチ及び／または傾斜、
－前記研削工具（２０）の輪郭の角度、
－前記研削工具（２０）の輪郭の厚さ、
－前記研削工具（２０）のポイントの半径
のうち、１つまたはそれ以上に関する情報を含む。

【0014】

本発明によれば、試験される研削工具用の回転駆動可能なレセプタクルを備える装置（例えば、測定装置または研削盤）が提供される。この装置は、
－回転駆動可能なレセプタクルの領域に配置され、研削工具が回転駆動されている間、少なくとも部分的に、光学試験装置のエミッタの発する光によって照射され、光の少なくとも一部は、光学試験装置のセンサの方向に研削工具から反射でき、センサは、試験情報を提供するように適合されている、光学試験装置と、
－巨視的基本情報から研削工具の３次元ベクトルモデルを決定するために、試験情報を処理するように設計された、計算装置と、
－標的ベクトルモデルが記憶されているメモリと、
－３次元ベクトルモデルを標的ベクトルモデルと比較して、３次元ベクトルモデル（Ｖｍ）と標的ベクトルモデル（Ｓ－Ｖｍ）との間の偏差（ΔＶｍ）の決定を可能とするように適合された計算装置とを備え、
巨視的基本情報は、少なくとも
－前記研削工具（２０）の直径、
－前記研削工具（２０）の幅、
－前記研削工具（２０）のピッチ及び／または傾斜、
－前記研削工具（２０）の輪郭の角度、
－前記研削工具（２０）の輪郭の厚さ、
－前記研削工具（２０）のポイントの半径
のうち、１つまたはそれ以上に関する情報を含むことを特徴とする。

【0015】

少なくともいくつかの実施形態では、３次元ベクトルモデルが、少なくともその基体の縁によって研削工具を定める。

【0016】

実施形態の少なくとも一部では、研削工具の少なくとも第１の部分領域は、３次元ベクトルモデルに基づいて決定されるか、または数学的に正確に定められる。

【0017】

本発明の適用は、形状保持が研削結果にとって重要な、精密研磨材の場合に特に有利である。

【0018】

本発明は、ガルバニック砥石車、ガルバニック研削ウォーム、及びガルバニック砥石ポット（カップ砥石車）に特に有利に適用することができる。

【0019】

必要に応じて、ベクトルモデルの作成／決定を補助するためにエッジ検出アルゴリズムを使用することができる。

【0020】

好ましくは、ガルバニック研削工具の試験は製造工程の一部としてインラインで実行される。これは、少なくともいくつかの実施形態について、本発明による方法を歯切り盤（例えば、研削盤）内またはその上で実行できることを意味する。

【図面の簡単な説明】

【0022】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

【図1A】ガルバニック砥石車の形態である、例示的な第１の研削工具の斜視図。

【図1B】ガルバニック研削ねじの形態である、例示的な第２の研削工具の概略側面図。

【図2】本発明の実施形態の基本原理を概略的かつ例示的に示す図。

【図3A】ガルバニック砥石車の上半分の概略側面図。

【図3B】図３Ａのガルバニック砥石車の例示的かつ概略的なベクトルモデルの側面図。

【図4】別のガルバニック砥石車の例示的かつ概略的なベクトルモデルの正面図。

【図5】損傷した円周を有する他のガルバニック砥石車の例示的かつ概略的なベクトルモデルの拡大正面図。

【図6A】ガルバニック研削ねじの概略側面図。

【図6B】図６Ａのガルバニック研削ウォームの例示的かつ概略的なベクトルモデルの側面図。

【図6C】局所的に「乱れた」表面を有するガルバニック研削ねじの例示的な図式化されたベクトルモデルの一部の拡大図。

【図7】例示的なエミッタの概略斜視図。

【図8】クロスレーザを含む例示的な光学試験装置の概略斜視図。

【図9】例示的な測定装置の概略斜視図。

【図10】例示的な研削盤の概略斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0023】

この説明に関連して、関連する刊行物及び特許においても使用されている用語が用いられる。しかしながら、これらの用語の使用は単に便宜上のものであることに注意すべきである。本発明の概念及び特許請求の範囲の保護範囲は、特定の用語の選択による解釈によって制限されるべきではない。本発明は他の概念のシステム及び／または分野に容易に移転することができる。この用語は他の専門分野でも同様に使用される。

【0024】

図２に示される本発明の第１の実施形態は、ここではガルバニック砥石車（galvanic grinding wheel）２０．１の形態であるガルバニック研削工具２０の非接触光学試験に関する。この砥石車２０．１は、砥粒で被覆された環状外側領域２１を備える（ここでは粒度を示すため、環状外側領域に模様が示されている）。

【0025】

環状外側領域２１は、環状輪郭領域（annular profile area）または有効領域とも呼ばれる。用語「有効」は、この領域が研削中に研削材と機械的に相互作用することを示す意図がある。

【0026】

研磨工具２０を試験する方法は、少なくともいくつかの実施形態では以下のステップを有する。
－装置１（例えば、歯切り盤、歯車切削センタ、または測定装置１０）の工具軸線Ａ１周りに研削工具２０が回転駆動する。
－図２で単に概略的な形態で示されるように、回転駆動中に研削工具２０が少なくとも部分的に光Ｌによって照射されるような領域に配置された、光学試験装置３０による試験方法を実行する。上述の光Ｌは、試験装置３０のエミッタ３１によって放射され、研削工具２０の有効領域２１に向けられる。図２では、エミッタ３１が、有効領域２１上に線状の光帯（light strip）を形成することが分かる。光Ｌの少なくとも一部は、試験装置３０のセンサ３２の方向に研削工具２０から反射される（エミッタ３１もセンサ３２も図２には示されていない）。
－このセンサ３２は、図２にＰＩと表示された矢印で示すように、試験情報ＰＩを提供する。
－この試験情報ＰＩは、研削工具２０の３次元ベクトルモデルＶｍの形態で巨視的基本情報（macroscopic basic information）ｍＧを決定するため、計算装置４０によって処理される。
－そして、ベクトルモデルＶｍが、標的ベクトルモデルＳ－Ｖｍ（例えば、同じ計算装置４０によって、または別の計算装置４１によって実行され得る）と比較される。標的ベクトルモデルＳ－Ｖｍは、図２に示すように、例えば、メモリ４２から提供され得る。比較は、ベクトルモデルＶｍとＳ－Ｖｍとの間の偏差ΔＶｍが数学的に決定可能なように実行される。

【0027】

図２は、研削工具２０．１の回転駆動中に、角度及び／または速度情報Ｉ１（例えば、ω１）がセンサ４３によって検出されることを示している。この角度及び／または速度情報Ｉ１は、研削工具２０．１の３次元ベクトルモデルＶｍを決定するための計算装置４０による試験情報ＰＩと共に処理される。図２は、このモデルＶｍを研削工具２０．１の小さな画像の形で示している。これは主に研削工具２０．１の有効領域を試験することに関するものであるので、３次元ベクトルモデルＶｍは、例えば、２つの平行な円形端面２２と、有効領域２１の画像のみとを備える。

【0028】

例として、理想的な形状であり摩耗していない研削工具２０．１を表す標的ベクトルモデルＳ－Ｖｍは、３次元ベクトルモデルＶｍと同じ構造を有する。したがって、参照符号Ｓ－Ｖｍの別の小さい画像が図２に示される。計算装置４０または４１は、２つのモデルＶｍ及びＳ－Ｖｍを計算上で比較することができる。図２に示されるように、この比較は、ここでΔＶｍと呼ばれる偏差をもたらす。この偏差ΔＶｍは計算可能である。

【0029】

発明の意味におけるベクトルモデルは、３次元空間における物体の数学的な描写である。ここでは座標系と呼ばれる、参照系を必要とする。ベクトルモデルは基本的にラインとポイントとで構成される。直方体などの単純な３次元体の場合、対応するベクトルモデルは直方体の縁の１２個のベクトルを有する。３次元体の表面は閉じたポリラインで囲まれている。

【0030】

本発明の意味において、ベクトルモデルは、このように説明される物体の線形的、幾何学的構造の数学的な描写である。全ての実施形態における線形幾何学的構造は、例えば、一連のポイント及びこれらのポイントの間の距離によって説明することができる。

【0031】

好ましくは、トポロジカル（topological）ベクトルモデルが、少なくとも一部の実施形態に使用され、ポイント及び／またはラインの空間的関係に関する情報も有する。

【0032】

好ましくは、トポロジカルベクトルモデルが、少なくとも一部の実施形態で使用され、ベクトルモデルのより単純な態様で、より複雑な３次元体を表すことができるようにするために、ライン及びポイントの横の円及び曲線も含む。

【0033】

好ましくは、トポロジカルベクトルモデルが、少なくとも一部の実施形態で使用され、各ベクトルは固有の座標によって表される。

【0034】

三次元体の直線の縁は、例えば、２つの境界点と直線の接続線とによって定められる。円は、例えば、円の中心及び半径によって定めることができる。

【0035】

本発明の意味において、ベクトルモデルは、表面が規則的なラスタまたはメッシュに分割されている、いわゆるラスタモデルも含む。縁の数学的な描写に使用されるベクトルに加えて、ラスタモデルはラスタのような細分化面を含む。

【0036】

砥石車２０．１は図２に概略的に示されており、典型的には、既に述べた砥粒で被覆されているリング形状の縁領域２１（輪郭領域とも呼ばれる）を有する。この研削工具２０の３次元ベクトルモデルＶｍの主な重要な点は、この工具軸線Ａ１は参照系を定めるために使用可能であるため、工具軸線Ａ１の位置も重要であるが、ベクトルモデルＶｍが環状輪郭領域２１の描写に集中できることである。

【0037】

図２において、砥石車２０．１のベクトルモデルＶｍ及び標的ベクトルモデルＳ－Ｖｍは砥石車２０．１の画像の右隣に、小さな図の形で互いに隣接して示される。これらの小さな図は、対応するベクトルモデルが、例えば、工具軸線Ａ１と同心で配置され、その相互の距離は砥石車２０．１の輪郭領域の厚みを決定する、２つの円形端面２２（ここでは、しかしながら、端面２２のみが見られる）によっていずれも記述され得ることを示している。

【0038】

輪郭領域２１自体は、その中心が全て工具軸線Ａ１上にある一組の円によって記述することができる。これらの各円は、異なる直径及び異なる相対距離、例えば、正面の円形端面２２からの距離を有し得る。理想的な砥石車２０．１では、一組の円のこれらの全ての円は、完全な円形である（砥粒の粒径が顕微鏡レベルであり考慮されない場合）。標的ベクトルモデルＳ－Ｖｍは、例えば、一組の円、これらの円の直径、及び相対距離（工具軸線Ａ１と平行に測定される）によって定めることができる。

【0039】

不均衡のある実際の砥石車２０．１は、例えば、１つまたはそれ以上の変形した円を有する。

【0040】

標的ベクトルモデルＳ－Ｖｍと、実際の砥石車２０．１の３次元ベクトルモデルＶｍとの計算上の比較は、標的の状態と比較した実際の状態の偏差（不均衡から生じる）を示すだろう。

【0041】

このような計算上の比較は、例えば、数学的ベクトル計算によって少なくとも一部の実施形態について行うことができる。

【0042】

図３Ａは、ガルバニック砥石車２０．１の上半分の概略側面図を示す。図示の例では、この砥石車２０．１は、左右の端面２２を画定するホルダとカウンタホルダとを備える。これらの端面２２は、工具軸線Ａ１に対して垂直である。ガルバニック砥石車２０．１の基体は、少なくとも環状の輪郭領域２１は砥粒で被覆されており、ホルダと、カウンタホルダとの間に配置されている。簡略にするため、ここでは輪郭領域２１は、対称的な放物線状の輪郭を有する。

【0043】

図３Ｂは、図３Ａのガルバニック砥石車２０．１の例示的かつ概略的な標的ベクトルモデルＳ－Ｖｍの側面図を示す。ここで、ｘ軸は工具軸線Ａ１と一致している。この例では、このｘ軸がベクトルモデルのベクトルを定めるための基準軸として機能する。位置ｘ０は右の端面２２であり、位置ｘ３は左の端面２２であり、これら２つの境界端面２２の間は、環状輪郭領域２１である。上述の放物線状の輪郭は、この例のベクトルモデルでは１組の円で表される。図３Ｂで見られるように、放物線状の輪郭は、それゆえに、多数の点からなる。これらの各点は、作図平面を通る円のうちの１つの交点を表す。一組の円の各円は、ｘ軸上のｘ座標及び半径を割り当てることができる。したがって、各円はｘ軸の参照系で一意に確定される。

【0044】

輪郭は対称的であるので、２つの半径である、位置ｘ１におけるｒ１及び位置ｘ２におけるｒ２は同じ長さを有する。しかしながら、これは特別な場合である。放物線の形状の最上点（ガルバニック砥石車２０．１の最大径が位置する）は、半径ｒ３を有する。

【0045】

このような標的ベクトルモデルＳ－Ｖｍは、使用されたガルバニック砥石車２０．１において光学的に測定されたベクトルモデルＶｍと計算上で比較することができる。そのような計算上の比較は、両方のモデルＳ－ＶｍとＶｍとが同じ参照系（例えばｘ軸）を用いる場合、特に簡単である。２つのベクトルモデルＳ－ＶｍとＶｍとは、例えば、それぞれ行列の形で数学的に表すことができる。これら２つの行列を差し引くと、偏差ΔＶｍが得られる。

【0046】

２つのモデルＳ－ＶｍとＶｍとが異なる参照系を有する場合、両方のモデルＳ－ＶｍとＶｍとを同じ参照系に変換するため、比較を行う前に座標変換を実行できる。

【0047】

図４は、他のガルバニック砥石車２０．１のベクトルモデルＳ－Ｖｍの概略正面図を示す。このベクトルモデルＳ－Ｖｍは、図３Ｂの例で既に説明したように、工具軸線Ａ１と同心の一組の円（このモデルでも軸線Ａ１とｘとは一致する）を有する。図４に示す例では（図３Ｂのように）、個々の円の間の距離は等距離である。図４の描写が複雑になることを避けるため、ここでは６つの円のみが示されている。これらの各円もまた、ｘ軸上の位置及び半径によって確定される。最も内側の円は半径ｒ１を有し、最も外側の円は半径ｒ３を有する。

【0048】

図５は、円周２３に明らかに損傷を受けた、実際のガルバニック砥石車２０．１のベクトルモデルＶｍの一部分のみの概略正面図を示す。３つの円弧のうちの２つは理想的な円形を有する。その一方、最も外側の円弧は、ベクトルモデルＳ－Ｖｍからの偏差を有する。行列演算を使用して実行できる数学的な比較では、例えば、結果は偏差ΔＶｍになるだろう。

【0049】

図５は、ガルバニック砥石車２０．１が損傷を受けた例を示す。図６Ａから図６Ｃは、ガルバニック研削ウォーム（galvanic grinding worm）２０．２の領域の動きが悪くなった例を説明するために用いる。

【0050】

図６Ａは、ガルバニック研削ウォーム２０．２を示す。ここでは強調して図式化された形態で示されており、この研削ウォーム２０．２は、円周方向の歯２５を備えた円筒形の基体２４を有する。図６Ａに示すように、少なくとも歯２５の側面は砥粒で覆われている。この研削ウォーム２０．２が、歯２５の側面のみで被研削材を機械加工するために使用されると仮定する場合、光学試験装置３０による光走査において、歯２５のみが光Ｌを試験装置３０のセンサ３２の方向へ反射するように設計され、並べられれば十分である。図６Ａでは、研削ウォーム２０．２に向けられた光ビームＬ（または光線の束）は斜線で表されている。光ビームＬによる光走査の間、研削ウォーム２０．２は、軸線Ａ１周りを回転する。研削ウォーム２０．２の全幅を走査できるようにするために、試験装置３０と研削ウォーム２０．２との間で相対移動（シフト移動）をすることができる。

【0051】

図６Ｂは、図６Ａのガルバニック研削ウォーム２０．２の、あり得る標的ベクトルモデルＳ－Ｖｍの一例を、単に概略的な形態で示す。ここでｘ軸はまた、軸線Ａ１と一致する。光学試験装置３０を用いて走査することにより、歯２５は多数の平行線に「細分」された。これらの線の各々は、参照系（例えば、ｘ軸に関して）におけるベクトルとして数学的に決定されている。さらに望むなら、歯２５の縁をベクトルで表すことができる。図６Ｂでは、縁はそれゆえに、歯２５のアウトラインとして表される。

【0052】

図６Ｃは、図６Ａのガルバニック研削ウォーム２０．２の１つの領域のみの、あり得るベクトルモデルＶｍの一例を、単に概略的な形態で示す。この図では、ベクトルの集合のうちいくつかの並列のベクトルのみが示される。ある領域には乱れ２６がある。この乱れは認識でき、そうでなければ平行ベクトルが局所的偏差を示す。乱れ２６の領域のベクトルは、例えば、連続的な直線の代わりに多角形のコースによって表すことができる。

【0053】

図６ＣのベクトルモデルＶｍが、図６Ｂの標的ベクトルモデルＳ－Ｖｍと重ね合わされる場合（例えば、数学的比較の範囲内で）、そのような偏差は決定され得る。

【0054】

様々な図の概略的な描写では、エミッタ３１が直線（またはクロスレーザの場合、互いに直交する２つの直線）をたどる光ビームを発生することに留意されたい。しかしながら、研削材が異なる角度（例えば、センサ３２の位置）から見られる場合、光線は研削材の幾何学的形状によって変形して見え得る。表現の複雑化を避けるために、この種の変形は図には示されていない。

【0055】

モデルＳ－Ｖｍ、Ｖｍを決定するために円を用いる代わりに、一組の短いベクトル（理想的には同じ長さ）からの多角形のコースも使用することができ、例えば、円の中の正割または接線のように円に接してもよい。
例えば、円を３６０個の等しい大きさの角度セグメントに分割すると、対応する円は３６０個の短いベクトルに分割できる。これらの各ベクトルは、中心基準軸に対して同じ半径、同じ長さ、及び異なる角度の値を有する。

【0056】

好ましくは、ラインレーザが、全ての実施形態でエミッタ３１として使用される。エミッタ３１が発する光Ｌによって発生するライン長さは、ラインレーザの開き角と、走査される走査物表面までの距離とから求めることができる。例えば、ラインレーザが９０度の開口角を有する場合、生成されるライン長さはレーザ距離の２倍に対応する。

【0057】

図７は、エミッタ３１として適している円筒のラインレーザの一例を示す。光ビームが出るレーザの開口は、ここでは黒で示されている。

【0058】

ラインレーザの代わりに、クロスレーザを全ての実施形態に使用することもでき、このレーザは、光線の代わりに、２本の交差線からなる交差光（light cross）を研削材上に投影する。図８は、例示的なクロスレーザ３４の２つの光学的な開口３５，３６を示す。上部開口３５は垂直光ビームＬ１を照射するように設計されている。下部開口３６は水平光ビームＬ２を照射するように設計されている。光ビームＬ１は研削材上に第１光線３７を生成し、光ビームＬ２は第２光線３８を生成する。これにより、互いに垂直に配置されたベクトルを１回の走査で決定することができる。このような場合、対応するベクトルモデルは交差する線の格子を含む。例えば、クロスレーザ３４は、２つの光ビームＬ１、Ｌ２を放射するために２つが直交して取り付けられたミラーを備え得る。

【0059】

ラインレーザまたはクロスレーザの代わりに、回転レーザ（例えば、移動ミラーを含む構成）も全ての実施形態に使用することができる。

【0060】

好ましくは、検出器群は感光性要素（例えば、フォトダイオードまたはフォトトランジスタ）からなり、全ての実施形態についてセンサ３２として使用される。検出器群は、例えば、いくつかの感光性要素の線形配置を有し得る。

【0061】

好ましくは、干渉光及び乱反射に対する感度を低下させるために、全ての実施形態においてレーザがエミッタ３１として使用され、その光ビームは変調される（例えば、パルス化）。この場合、エミッタ３１とセンサ３２とは、変調形態に関して互いに一致していなければならない。

【0062】

全ての実施形態について、光学試験装置３０は、エミッタ３１及び検出器３２が同じ光ビーム経路を送信及び受信するように設計されてもよい。エミッタ３１と検出器３２とが異なる光ビーム経路で機能するように光学試験装置３０を構成することも可能である。

【0063】

本発明によれば、研削材は、実施形態の少なくとも一部において光学的に走査され、次いでベクトルモデルＶｍの形で３次元空間において計算上で再構成される。

【0064】

試験情報ＰＩは、実施形態の少なくともいくつかについてはエッジ検出アルゴリズムを用いて処理することができる。この場合、ポリラインまたは多角形のコース上にある画素は、対応するベクトルまたは対応する一連のベクトルによって数学的に定められる。同時にまたは付加的に、他の画素（例えば、個々の画像の乱れ）を抑制することができる。

【0065】

図９は、（座標）測定装置１０の部分範囲を示す。この測定装置１０は、ここでは概して装置１とも呼ばれ、研削工具２０が試験されるための少なくとも１つの回転駆動可能なレセプタクル１３，１４を備える。ここでは、薄い円筒形ディスクの形態の砥石車２０．１が示されている。薄い円筒形ディスクの円周に沿った垂直線はラインレーザによる直線走査を表すものとする。

【0066】

回転駆動可能なレセプタクル１３，１４は、研削工具２０のためのスピンドルまたはレセプタクル１３．２を有する（回転）テーブル１３．１を備える。随意的に、カウンタベアリングとして機能する付随のセンタリング装置１４を使用することができる。砥石車２０．１を締め付けることができるようにするために、図示の例では、互いにねじ止めされた２つのスタブシャフト１２．１，１２．２を備えていた。図９の右側には、光学試験装置３０が示されている。ここでは砥石車２０．１の方向に照射され、そこから反射される光ビームＬが示される。センサ３２及びエミッタ３１は、試験装置３０のハウジングの内側に配置されている。試験装置３０の隣の軸指定Ｘ１、Ｙ１、及びＺ１の二重矢印は、砥石車２０．１が試験装置３０に対して相対運動をするように、（座標）測定装置１０が設計されていることを示す。

【0067】

（回転）テーブル１３．１の領域に、対応する角度または回転情報Ｉ１を計算装置４０／４１に送信するため、センサ４３（ここでは、角度デコーダ）を設けることができる。試験装置３０は、試験情報ＰＩを提供し、標的ベクトルモデルＳ－Ｖｍはメモリ４２によって供給される。

【0068】

図１０は研削盤１１の断面図を示す。この研削盤１１も、ここでは概して装置１とも呼ばれ、試験される研削工具２０（ここではカップホイール２０．３が示される）用の少なくとも１つの回転駆動可能なレセプタクル１３，１４を備える。装置１または研削盤１１はさらに以下を含む。
－光学試験装置３０は、回転駆動可能なレセプタクル１３，１４の領域に配置されており、研削工具２０．３は回転駆動されながら、試験装置３０のエミッタ３１から発する光Ｌに少なくとも部分的に照射される。図１０に示すように、光Ｌの少なくとも一部は、研削工具２０．３から試験装置３０のセンサ３２の方向に反射されて戻る。センサ３２は試験情報ＰＩを提供するように設計されている。
－巨視的基本情報ｍＧから研削工具２０．３の３次元ベクトルモデルＶｍを決定するために、試験情報ＰＩを処理するよう設計された計算装置４０／４１が使用される。
－標的ベクトルモデルＳ－Ｖｍが記憶されるメモリ４２も存在する。
－計算によってベクトルモデルＶｍとＳ－Ｖｍとの間の偏差ΔＶｍの決定を可能とするために、ベクトルモデルＶｍを標的ベクトルモデルＳ－Ｖｍと比較するよう設計された計算装置４０／４１が使用される。

【符号の説明】

【0069】

１・・・装置
１０・・・（座標）測定装置
１１・・・研削盤
１２．１，１２．・・・スタブシャフト
１３，１４・・・レセプタクル
１３．１・・・回転盤
１３．２・・・スピンドルまたはレセプタクル
２０，２０．１，２０．２，２０．３・・・研削工具
２１・・・環状外周／環状輪郭領域／有効領域
２２・・・端面
２３・・・損傷
２４・・・基体
２５・・・歯
２６・・・乱れ
３０・・・光学試験装置
３１・・・エミッタ
３２・・・センサ
３３・・・ラインレーザ
３４・・・クロスレーザ
３５，３６・・・開口
３７，３８・・・光線
３９・・・ハウジング
４０・・・計算装置
４１・・・計算装置
４２・・・メモリ
４３・・・センサ
Ａ１・・・工具軸線
Ｉ１・・・情報
ΔＶｍ・・・偏差
Ｌ・・・光／ビーム経路
Ｌ１、Ｌ２・・・光ビーム
ＰＩ・・・試験情報
ｒ１、ｒ２、ｒ３・・・半径
Ｓ－Ｖｍ・・・標的ベクトルモデル
Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１、Ａ１・・・軸線
ｘ・・・座標軸／基準軸
ｘ、ｙ、ｚ・・・座標系
Ｖｍ・・・ベクトルモデル
ω１・・・回転運動

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】