特許 7625231 研磨具ホルダの制御方法、研磨具ホルダ、および研磨工具

(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】2025-01-24

(45)【発行日】2025-02-03

(54)【発明の名称】研磨具ホルダの制御方法、研磨具ホルダ、および研磨工具

(51)【国際特許分類】

   B24B 45/00 20060101AFI20250127BHJP

   B24B 29/00 20060101ALI20250127BHJP

   B24B 47/20 20060101ALI20250127BHJP

   B24D 13/14 20060101ALI20250127BHJP

   B24D 7/00 20060101ALI20250127BHJP

【ＦＩ】

B24B45/00 Z

B24B29/00 H

B24B47/20

B24D13/14 A

B24D7/00 T

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2022570965

(86)(22)【出願日】2020-12-25

(86)【国際出願番号】 JP2020048807

(87)【国際公開番号】W WO2022137525

(87)【国際公開日】2022-06-30

【審査請求日】2023-11-15

(73)【特許権者】

【識別番号】597022425

【氏名又は名称】株式会社ジーベックテクノロジー

(73)【特許権者】

【識別番号】391062595

【氏名又は名称】大明化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142619

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100153316

【弁理士】

【氏名又は名称】河口 伸子

(72)【発明者】

【氏名】蔭山 佳輝

(72)【発明者】

【氏名】福島 啓輔

【審査官】須中 栄治

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１３８５９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／０２１４６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－１６９５８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０７０４７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ３／００－３／６０

Ｂ２４Ｂ２１／００－５１／００

Ｂ２４Ｄ３／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

機械装着部と、研磨具が装着される装着部と、駆動源を備え、前記装着部を前記機械装着部の軸線方向に移動させる移動機構と、前記装着部に装着された前記研磨具にかかる負荷を検出する負荷検出器と、を有する研磨具ホルダの制御方法において、
砥材を有する研磨具を前記装着部に装着するとともに前記機械装着部を工作機械のスピンドルに接続して当該工作機械を動作させ、前記工作機械が前記研磨具ホルダを予め定めた加工経路に沿って移動させる間に、前記負荷検出器からの出力を監視するとともに単位時間当たりの前記負荷の変化量を算出し、前記負荷および前記変化量に基づいて前記駆動源を駆動して前記装着部を移動させて前記研磨具を進退させる突出制御動作を行い、
前記負荷が予め設定された負荷閾値範囲外にあり、かつ、前記変化量が予め設定された変化量閾値よりも小さい場合に、前記突出制御動作を行うことを可能とすることを特徴とする研磨具ホルダの制御方法。

【請求項2】

前記負荷がゼロのときに前記突出制御動作を停止させ、前記変化量が予め設定された設定変化量を下回るまで前記突出制御動作を行わない状態を維持することを特徴とする請求項１に記載の研磨具ホルダの制御方法。

【請求項3】

前記負荷が前記負荷閾値範囲外にあり、かつ、前記変化量が所定の変化量閾値範囲内にある場合に、前記突出制御動作を行わない状態とし、前記負荷が前記負荷閾値範囲外にあり、かつ、前記変化量が前記変化量閾値範囲外にある場合に、前記突出制御動作を行うことを可能とすることを特徴とする請求項１に記載の研磨具ホルダの制御方法。

【請求項4】

前記負荷が前記負荷閾値範囲外となり、かつ、前記変化量が前記変化量閾値以上となると、前記突出制御動作を行わない状態とするとともに前記負荷が前記負荷閾値範囲外にあり、かつ、前記変化量が前記変化量閾値以上にある状態が継続している継続時間を計数し、前記継続時間が予め定めた設定時間に達するまで前記突出制御動作を行わない状態を維持し、前記継続時間が前記設定時間を超えたときに前記突出制御動作を再開することを特徴とする請求項１または３に記載の研磨具ホルダの制御方法。

【請求項5】

予め、前記負荷閾値範囲として、前記軸線方向における前記砥材の長さ寸法に対応付けられた複数の前記負荷閾値範囲を保持し、
前記工作機械よって前記研磨具ホルダを移動させる前に、前記研磨具が装着された前記装着部を前記軸線方向に進退可能な初期位置に配置しておき、
前記突出制御動作において前記装着部を移動させる毎に、前記駆動源の駆動量および前記装着部の移動方向に基づいて前記初期位置から前記機械装着部とは反対側に移動する前記装着部の移動量を算出し、前記移動量に基づいて複数の前記負荷閾値範囲から一の前記負荷閾値範囲を選択することを特徴とすることを特徴とする請求項１、３、または４に記載の研磨具ホルダの制御方法。

【請求項6】

予め、前記負荷閾値範囲として、第１負荷閾値範囲と、前記第１負荷閾値範囲とは異なる第２負荷閾値範囲とを保持し、
前記第１負荷閾値範囲を前記負荷閾値範囲に設定し、前記負荷がゼロとなった時点の回数を計数し、前記回数が所定の設定回数に達したときに前記負荷閾値範囲を前記第２負荷閾値範囲に設定することを特徴とする請求項１、３、４、または５に記載の研磨具ホルダの制御方法。

【請求項7】

記憶部を備えておき、前記工作機械によって前記研磨具ホルダを予め定めた学習経路に沿って移動させて、前記負荷検出器からの出力を監視するとともに単位時間当たりの前記負荷の変化量を逐次に算出し、前記負荷に基づいて前記負荷閾値範囲を設定するとともに前記変化量に基づいて前記変化量閾値を設定して前記記憶部に記憶保持し、
前記工作機械が前記研磨具ホルダを前記加工経路に沿って移動させる際に、前記記憶部を参照して前記負荷閾値範囲および前記変化量閾値を取得することを特徴とする請求項１、３、４、５、または６に記載の研磨具ホルダの制御方法。

【請求項8】

前記研磨具は、長さ方向を前記軸線方向に向けた砥材と、前記砥材の前記軸線方向の一方の端部を保持する砥材ホルダと、を有し、
前記砥材ホルダが前記装着部に装着されることを特徴とする請求項１から７のうちのいずれか一項に記載の研磨具ホルダの制御方法。

【請求項9】

機械装着部と、
砥材を有する研磨具が装着される装着部と、
駆動源を備え、前記装着部を前記機械装着部の軸線方向に移動させる移動機構と、
前記装着部に装着された前記研磨具にかかる負荷を検出する負荷検出器と、
前記負荷検出器からの出力を監視するとともに単位時間当たりの前記負荷の変化量を算出し、前記負荷および前記変化量に基づいて前記駆動源を駆動して前記装着部を移動させて前記研磨具を進退させる突出制御動作を行う制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記負荷が予め設定された負荷閾値範囲外にあり、かつ、前記変化量が予め設定された変化量閾値よりも小さい場合に、前記突出制御動作を行うことを可能とすることを特徴とする研磨具ホルダ。

【請求項10】

前記制御部は、前記負荷がゼロのときに前記突出制御動作を停止させ、前記変化量が予め設定された設定変化量を下回るまで前記突出制御動作を行わない状態を維持することを特徴とする請求項９に記載の研磨具ホルダ。

【請求項11】

前記制御部は、前記負荷が前記負荷閾値範囲外にあり、かつ、前記変化量が所定の変化量閾値範囲内にある場合に、前記突出制御動作を行わない状態とし、前記負荷が前記負荷閾値範囲外にあり、かつ、前記変化量が前記変化量閾値範囲外にある場合に、前記突出制
御動作を行うことを可能とすることを特徴とする請求項９に記載の研磨具ホルダ。

【請求項12】

タイマーを有し、
前記制御部は、前記負荷が前記負荷閾値範囲外となり、かつ、前記変化量が前記変化量閾値以上となると、前記突出制御動作を行わない状態とするとともに前記タイマーを駆動して前記負荷が前記負荷閾値範囲外にあり、かつ、前記変化量が前記変化量閾値以上にある状態が継続している継続時間を計数し、前記継続時間が予め定めた設定時間に達するまで前記突出制御動作を行わない状態を維持し、前記継続時間が前記設定時間を超えたときに前記突出制御動作を再開することを特徴とする請求項９または１１に記載の研磨具ホルダ。

【請求項13】

前記負荷閾値範囲として、前記軸線方向における前記砥材の長さ寸法に対応付けられた複数の負荷閾値範囲を記憶保持する負荷閾値記憶部を有し、
前記制御部は、前記装着部を前記軸線方向に進退可能な初期位置に配置する初期動作制御部と、前記突出制御動作において前記装着部を移動させる毎に、前記駆動源の駆動量および前記装着部の移動方向に基づいて前記初期位置から前記機械装着部とは反対側に移動する前記装着部の移動量を算出し、前記移動量に基づいて前記負荷閾値記憶部を参照して、複数の前記負荷閾値範囲から一の前記負荷閾値範囲を選択する負荷閾値範囲再設定部を備えることを特徴とする請求項９、１１、または１２に記載の研磨具ホルダ。

【請求項14】

前記負荷閾値範囲として、第１負荷閾値範囲と、前記第１負荷閾値範囲とは異なる第２負荷閾値範囲と、を記憶保持する負荷閾値記憶部を有し、
前記制御部は、前記制御部は、前記負荷がゼロとなった時点の回数を計数する計数部と、前記回数が所定の設定回数に達するまで前記第１負荷閾値範囲を前記負荷閾値範囲に設定し、前記回数が前記設定回数に達したときに前記負荷閾値範囲を前記第２負荷閾値範囲に設定する負荷閾値範囲再設定部を備えることを特徴とする請求項９、１１、１２、または１３に記載の研磨具ホルダ。

【請求項15】

記憶部と、
前記制御部は、当該制御部の動作モードを、通常の動作モードと、学習用の動作モードとの間で切り替える動作モード切替部、を有し、前記学習用の動作モードにおいて、前記負荷検出器からの出力を監視するとともに単位時間当たりの前記負荷の変化量を逐次に算出し、前記負荷に基づいて前記負荷閾値範囲を設定するとともに前記変化量に基づいて前記変化量閾値を設定して前記記憶部に記憶保持する学習データ設定部を備え、前記通常の動作モードでは、前記制御部は、前記記憶部を参照して前記負荷閾値範囲および前記変化量閾値を前記記憶部から取得することを特徴とする請求項９、１１、１２、１３、または１４に記載の研磨具ホルダ。

【請求項16】

請求項９から１５のうちのいずれか一項に記載の研磨具ホルダと、
前記研磨具ホルダの装着部に着脱可能に装着された研磨具と、を有し、
前記研磨具は、長さ方向を前記軸線方向に向けた砥材と、前記砥材の前記軸線方向の一方の端部を保持する砥材ホルダと、を有し、
前記砥材ホルダが前記装着部に装着されることを特徴とする研磨工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、砥材を有する研磨具を機械装着部の軸線方向に進退させて砥材による切り込み量を調節する研磨具ホルダ、および研磨具ホルダの制御方法に関する。また、かかる研磨具ホルダと研磨具とからなる研磨工具に関する。

【背景技術】

【0002】

砥材を有する研磨具が着脱可能に装着される研磨具ホルダは特許文献１に記載されている。同文献の研磨具ホルダは、機械装着部であるシャンクと、装着部と、装着部をシャンクの軸線方向に移動可能に支持する支持機構と、を備える。また、研磨具ホルダは、駆動源を備え、装着部を軸線方向に移動させる移動機構と、装着部に装着された研磨具にかかる負荷を検出する負荷検出器と、負荷検出器からの出力に基づいて駆動源を駆動して装着部を軸線方向に移動させる制御部と、を備える。

【0003】

研磨具ホルダを使用してワークを加工する際には、研磨具を装着部に装着して、研磨具と研磨具ホルダとからなる研磨工具を構成する。次に、研磨工具のシャンクを工作機械のスピンドルに接続して、工作機械を動作させる。そして、工作機械によって研磨工具を予め定めた加工経路に沿って移動させながら、砥材をワークの表面に接触させる。加工経路は、研磨具がワークの加工対象面と正対したときに、工作機械のスピンドルと加工対象面との間の距離が一定に維持されるように定められる。

【0004】

加工動作中に砥材が摩耗すると、砥材の先端がワークの表面から離間する方向に後退する。これにより、ワークの側から研磨具にかかる負荷が低下するので、負荷検出器からの出力（負荷）が小さくなる。ここで、負荷検出器からの出力が所定の負荷閾値範囲よりも小さくなると、制御部は、駆動源を駆動して、装着部をワークの側に前進させる突出制御動作を行う。これにより、研磨具が前進するので、砥材がワークに向かって突き出される。よって、加工動作中に砥材が摩耗した場合でも、砥材によるワークの切り込み量を確保できる。

【0005】

また、ワークの寸法誤差などに起因して加工動作中に研磨工具がワークの加工対象面に接近しすぎた場合には、ワークの側から研磨具にかかる負荷が増大するので、負荷検出器からの出力（負荷）が大きくなる。ここで、負荷検出器からの出力が所定の負荷閾値範囲よりも大きくなると、制御部は、駆動源を駆動して、装着部をワークから離間する側に後退させる突出制御動作を行う。この結果、研磨具が後退するので、砥材がワークから離間する方向に後退する。よって、加工動作中に研磨工具がワークに接近し過ぎた場合でも、砥材によるワークの切り込み量を一定とすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際公開第２０１８／１２３４５６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

工作機械が研磨工具を移動させる加工経路は、ワークの手前から、ワークを通過して、ワークよりも奥に達するように設定される場合がある。この場合、研磨工具がワークを通過する間は、砥材がワークの加工対象面を研磨するので、砥材に摩耗が発生する。従って、負荷検出器からの出力（負荷）が低下したときに、突出制御動作を行って砥材によるワークの切り込み量を確保することが必要となる。しかし、研磨工具がワークの手前に位置している間、および、研磨工具がワークよりも奥に達した後は、砥材がワークの加工対象面に接触しない。従って、負荷検出器からの出力が低下した場合でも突出制御動作を行う必要はない。

【0008】

ここで、加工経路に沿って研磨工具を移動させる工作機械は、ワークに対する研磨工具の位置を把握できる。しかし、工作機械に接続されている研磨具ホルダは、ワークに対する研磨工具の位置を把握することができない。従って、研磨工具がワークの手前にある場合や奥にある場合でも、負荷検出器から出力される負荷が低下したときに駆動源を駆動して研磨具を軸線方向に移動させてしまうという問題がある。

【0009】

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、研磨具がワークの加工対象面に接触している場合のみに、研磨具を移動させる突出制御動作を行う研磨具ホルダ、および研磨工具を提供することにある。また、かかる研磨具ホルダの制御補法を提案することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明は、機械装着部と、研磨具が装着される装着部と、駆動源を備え、前記装着部を前記機械装着部の軸線方向に移動させる移動機構と、前記装着部に装着された前記研磨具にかかる負荷を検出する負荷検出器と、を有する研磨具ホルダの制御方法において、砥材を有する研磨具を前記装着部に装着するとともに前記機械装着部を工作機械のスピンドルに接続して当該工作機械を動作させ、前記工作機械が前記研磨具ホルダを予め定めた加工経路に沿って移動させる間に、前記負荷検出器からの出力を監視するとともに単位時間当たりの前記負荷の変化量を算出し、前記負荷および前記変化量に基づいて前記駆動源を駆動して前記装着部を移動させて前記研磨具を進退させる突出制御動作を行うことを特徴とする。

【0011】

本発明の研磨具ホルダは、砥材を有する研磨具が装着部に装着され、研磨具と研磨具ホルダとによって研磨工具が構成された状態で使用される。また、研磨工具の機械装着部が工作機械のスピンドルに接続されて使用される。本発明によれば、研磨工具を工作機械が予め定めた加工経路に沿って移動させる間に、負荷検出器からの出力を監視するとともに単位時間当たりの負荷の変化量を逐次に算出し、負荷および変化量に基づいて駆動源を駆動して研磨具を進退させる突出制御動作を行う。ここで、ワークの研磨動作中に研磨具がワークの加工対象面を研磨する間に変化する負荷の変化量は、実験などによって予め把握することができる。従って、研磨具ホルダは、負荷の変化量に基づいて、研磨具がワークの加工対象面に接触している状態か否かを判断できる。よって、負荷と負荷の変化量とに基づいて突出制御動作を行えば、研磨具ホルダは、研磨具がワークの加工対象面に接触している場合のみに、研磨具をワークの側に突き出す突出制御動作を行うことが可能となる。

【0012】

また、本発明は、前記負荷が予め設定された負荷閾値範囲外にあり、かつ、前記変化量
が予め設定された変化量閾値よりも小さい場合に、前記突出制御動作を行うことを可能とすることを特徴とする。すなわち、ワークの研磨動作中に研磨具がワークの加工対象面を研磨する間に変化する負荷の変化量は実験などによって予め把握することができる。従って、実験などで得られた変化量に基づいて変化量閾値を設定しておけば、研磨具ホルダは、変化量が変化量閾値以上となったときに、負荷の変動が砥材の摩耗に起因したものではないことを判断できる。言い換えれば、研磨具ホルダは、変化量が変化量閾値よりも小さい場合には、研磨具がワークの加工対象面を研磨している状態であり、かつ、研磨による砥材の摩耗に起因して負荷が変化している状態であると判断できる。従って、変化量が予め設定された変化量閾値よりも小さく、かつ、負荷が予め設定された負荷閾値範囲外となったときに突出制御動作を行えば、研磨具がワークの加工対象面に接触しており、かつ、砥材の摩耗に起因して負荷が変動した場合に、突出制御動作を行うことができる。

【0013】

本発明において、前記負荷がゼロのときに前記突出制御動作を停止させ、前記変化量が予め設定された設定変化量を下回るまで前記突出制御動作を行わない状態を維持するものとすることができる。負荷がゼロとなった状態は、負荷検出器が研磨具にかかる負荷を検出していない状態である。従って、負荷がゼロとなった状態は、研磨具がワークに接触していない状態である。よって、負荷がゼロとなると、研磨具ホルダは、研磨工具がワークの加工対象面の外に位置することを判断できる。ここで、研磨工具がワークの加工対象面の外に位置する場合には、砥材に摩耗が発生することはない。従って、研磨具ホルダは、突出制御動作を行わない状態とする。これにより、必要のない突出制御動作を止めることができる。ここで、研磨工具がワークの外からワークの加工対象面に乗り上げる際には、研磨工具がワークに接触したときに、負荷の変化量は急激に大きくなる。そして、ワークへの乗り上げが終了した時点で負荷の変化量はピークを越え、その後に、小さくなる。従って、ワークへの乗り上げが終了した時点で、変化量は、ゼロに近い値となる。よって、設定変化量をゼロに近い値などに設定しておき、負荷がゼロのときに突出制御動作を停止させ、変化量が予め設定された設定変化量を下回るまで突出制御動作を行わない状態を維持し、その後に突出制御動作を開始するようにすれば、研磨工具がワークに乗り上げるまでは、突出制御動作を行わず、研磨工具がワークに乗り上げた後に突出制御動作を行うことができる。

【0014】

本発明において、前記負荷が前記負荷閾値範囲外にあり、かつ、前記変化量が所定の変化量閾値範囲内にある場合に、前記突出制御動作を行わない状態とし、前記負荷が前記負荷閾値範囲外にあり、かつ、前記変化量が前記変化量閾値範囲外にある場合に、前記突出制御動作を行うものとすることができる。研磨工具がワークの加工対象面から降りる際には、研磨具がワークから離れていく間に、ワークの側から研磨具にかかる負荷が急激に小さくなる。従って、負荷の変化量は急激に大きくなる。ここで、研磨工具がワークから降りる際に急激に小さくなる負荷の変化量は、実験などによって予め把握することができる。従って、試験などで把握した負荷の変化量を含む所定の範囲を変化量閾値範囲に設定しておけば、負荷の変化量が変化量閾値範囲内にあるときに、研磨具ホルダは、研磨工具がワークの加工対象面から降りている途中であると判断できる。従って、負荷が負荷閾値範囲外になった場合でも、変化量が変化量閾値範囲内にあるときに突出制御動作を行わないようにすれば、研磨工具がワークの加工対象面から降りている途中で、必要のない突出制御動作を停止できる。一方、負荷が負荷閾値範囲外になったときに変化量が変化量閾値範囲外にある場合には、突出制御動作を行う。このような状態となる場合は、ワークの端縁を研磨するために、工作機械が研磨工具をワークから降ろす際に、工作機械の側で研磨工具を移動させる移動速度を低下させる移動制御をしている場合である。このような場合に突出制御動作を行えば、研磨具を前進させて砥材をワークの端縁に確実に接触させることができる。ここで、研磨工具がワークから完全に降りると、負荷はゼロとなる。従って、負荷がゼロとなった時点で、突出制御動作は停止する。

【0015】

本発明において、前記負荷が前記負荷閾値範囲外となり、かつ、前記変化量が前記変化量閾値以上となると、前記突出制御動作を行わない状態とするとともに、前記負荷が前記負荷閾値範囲外にあり、かつ、前記変化量が前記変化量閾値以上にある状態が継続している継続時間を計数し、前記継続時間が予め定めた設定時間に達するまで前記突出制御動作を行わない状態を維持し、前記継続時間が前記設定時間を超えたときに前記突出制御動作を再開するものとすることができる。このようにすれば、加工経路上に、切欠き部や陥没が設けられている場合に、研磨工具が切欠き部や陥没を通過する際に突出制御動作を行わないようにすることができる。

【0016】

本発明において、予め、前記負荷閾値範囲として、前記軸線方向における前記砥材の長さ寸法に対応付けられた複数の前記負荷閾値範囲を保持し、前記工作機械よって前記研磨具ホルダを移動させる前に、前記研磨具が装着された前記装着部を前記軸線方向に進退可能な初期位置に配置しておき、前記突出制御動作において前記装着部を移動させる毎に、前記駆動源の駆動量および前記装着部の移動方向に基づいて前記初期位置から前記機械装着部とは反対側に移動する前記装着部の移動量を算出し、前記移動量に基づいて複数の前記負荷閾値範囲から一の前記負荷閾値範囲を選択するものとすることができる。このようにすれば、初期位置から機械装着部とは反対側に移動した装着部の移動量は、砥材の摩耗量に対応する。従って、移動量（砥材の摩耗量）に基づいて複数の負荷閾値範囲から一の負荷閾値範囲を選択すれば、砥材の切削能力を一定に維持することが容易となる。

【0017】

本発明において、予め、前記負荷閾値範囲として、第１負荷閾値範囲と、前記第１負荷閾値範囲とは異なる第２負荷閾値範囲とを保持し、前記第１負荷閾値範囲を前記負荷閾値範囲に設定し、前記負荷がゼロとなった時点の回数を計数し、前記回数が所定の設定回数に達したときに前記負荷閾値範囲を前記第２負荷閾値範囲に設定するものとすることができる。このようにすれば、加工経路に沿って移動する研磨工具がワークの加工対象面への乗り降りを繰り返す場合に、研磨工具が加工対象面から降りた回数が設定回数の達するまでは、負荷閾値範囲を第１負荷閾値範囲とし、それ以降は、負荷閾値範囲を第２負荷閾値範囲とすることができる。これにより、加工経路の途中で、砥材によるワークの切り込み量を調節することができる。

【0018】

本発明において、記憶部を備えておき、前記工作機械によって前記研磨具ホルダを予め定めた学習経路に沿って移動させて、前記負荷検出器からの出力を監視するとともに単位時間当たりの前記負荷の変化量を逐次に算出し、前記負荷に基づいて前記負荷閾値範囲を設定するとともに前記変化量に基づいて前記変化量閾値を設定して前記記憶部に記憶保持し、前記工作機械が前記研磨具ホルダを前記加工経路に沿って移動させる際に、前記記憶部を参照して前記負荷閾値範囲および前記変化量閾値を取得するものとすることができる。このようにすれば、負荷閾値範囲および変化量閾値を設定することが容易となる。

【0019】

本発明において、前記研磨具は、長さ方向を前記軸線方向に向けた砥材と、前記砥材の前記軸線方向の一方の端部を保持する砥材ホルダと、を有し、前記砥材ホルダが前記装着部に装着されるものとすることができる。

【0020】

次に、本発明の研磨具ホルダは、機械装着部と、砥材を有する研磨具が装着される装着部と、駆動源を備え、前記装着部を前記機械装着部の軸線方向に移動させる移動機構と、前記装着部に装着された前記研磨具にかかる負荷を検出する負荷検出器と、前記負荷検出器からの出力を監視するとともに単位時間当たりの前記負荷の変化量を逐次に算出し、前記負荷および前記変化量に基づいて前記駆動源を駆動して前記装着部を移動させて前記研磨具を進退させる突出制御動作を行う制御部と、を有することを特徴とする。

【0021】

本発明の研磨具ホルダは、砥材を有する研磨具が装着部に装着され、研磨具と研磨具ホルダとによって研磨工具が構成された状態で使用される。本発明によれば、研磨工具を工作機械が予め定めた加工経路に沿って移動させる間に、負荷検出器からの出力を監視するとともに単位時間当たりの負荷の変化量を逐次に算出し、負荷および変化量に基づいて駆動源を駆動して研磨具を進退させる突出制御動作を行う。ここで、研磨具ホルダは、負荷の変化量に基づいて、研磨具がワークの加工対象面に接触している状態か否かを判断できる。従って、負荷と負荷の変化量とに基づいて突出制御動作を行えば、研磨具ホルダは、研磨具がワークの加工対象面に接触している場合のみに、研磨具をワークの側に突き出す突出制御動作を行うことが可能となる。

【0022】

また、本発明は、前記制御部は、前記負荷が予め設定された負荷閾値範囲外にあり、かつ、前記変化量が予め設定された変化量閾値よりも小さい場合に、前記突出制御動作を行うことを特徴とする。このようにすれば、研磨具ホルダは、研磨具がワークの加工対象面を研磨している状態であり、かつ、研磨による砥材の摩耗に起因して負荷が変化している状態であるときに、突出制御動作を行うことができる。

【0023】

本発明において、前記制御部は、前記負荷がゼロのときに前記突出制御動作を停止させ、前記変化量が予め設定された設定変化量を下回るまで前記突出制御動作を行わない状態を維持するものとすることができる。このようにすれば、研磨具ホルダは、研磨工具がワークの加工対象面の外に位置している間、および、研磨工具がワークの外からワークに乗り上げるまでの間、突出制御動作を行わない状態とすることができる。

【0024】

本発明において、前記制御部は、前記負荷が前記負荷閾値範囲外にあり、かつ、前記変化量が所定の変化量閾値範囲内にある場合に、前記突出制御動作を行わない状態とし、前記負荷が前記負荷閾値範囲外にあり、かつ、前記変化量が前記変化量閾値範囲外にある場合に、前記突出制御動作を行うものとすることができる。このようにすれば、研磨具ホルダは、研磨工具がワークの加工対象面から降りる際に、突出制御動作を行わない状態とすることができる。また、研磨工具がワークの加工対象面から降りる際に、工作機械が研磨具ホルダを移動させる移動速度を低下させた場合などには、研磨具ホルダが突出制御動作を行って、砥材によってワークの端縁を確実に研磨できる。

【0025】

本発明において、タイマーを有し、前記制御部は、前記負荷が前記負荷閾値範囲外となり、かつ、前記変化量が前記変化量閾値以上となると、前記突出制御動作を行わない状態とするとともに前記タイマーを駆動して前記負荷が前記負荷閾値範囲外にあり、かつ、前記変化量が前記変化量閾値以上にある状態が継続している継続時間を計数し、前記継続時間が予め定めた設定時間に達するまで前記突出制御動作を行わない状態を維持し、前記継続時間が前記設定時間を超えたときに前記突出制御動作を再開するものとすることができる。このようにすれば、ワークにおいて、研磨工具が通過する加工経路上に、複数の小さな切欠き部や複数の小さな陥没が設けられている場合に、これら切欠き部や陥没を通過する区間では、突出制御動作を行わないようにすることができる。

【0026】

本発明において、前記負荷閾値範囲として、前記軸線方向における前記砥材の長さ寸法に対応付けられた複数の負荷閾値範囲を記憶保持する負荷閾値記憶部を有し、前記制御部は、前記装着部を前記軸線方向に進退可能な初期位置に配置する初期動作制御部と、前記突出制御動作において前記装着部を移動させる毎に、前記駆動源の駆動量および前記装着部の移動方向に基づいて前記初期位置から前記機械装着部とは反対側に移動する前記装着部の移動量を算出し、前記移動量に基づいて前記負荷閾値記憶部を参照して、複数の前記負荷閾値範囲から一の前記負荷閾値範囲を選択する負荷閾値範囲再設定部を備えるものとすることができる。このようにすれば、砥材の切削能力を一定に維持することが容易となる。

【0027】

本発明において、前記負荷閾値範囲として、第１負荷閾値範囲と、前記第１負荷閾値範囲とは異なる第２負荷閾値範囲と、を記憶保持する負荷閾値記憶部を有し、前記制御部は、前記負荷がゼロとなった時点の回数を計数する計数部と、前記回数が所定の設定回数に達するまで前記第１負荷閾値範囲を前記負荷閾値範囲に設定し、前記回数が前記設定回数に達したときに前記負荷閾値範囲を前記第２負荷閾値範囲に設定する負荷閾値範囲再設定部を備えるものとすることができる。このようにすれば、加工経路に沿って移動する研磨工具がワークの加工対象面への乗り降りを繰り返す場合に、研磨工具が加工対象面から降りた回数が設定回数の達するまでは、負荷閾値範囲を第１負荷閾値範囲とし、それ以降は、負荷閾値範囲を第２負荷閾値範囲とすることができる。これにより、加工経路の途中で、砥材によるワークの切り込み量を調節することができる。

【0028】

本発明において、前記制御部は、当該制御部の動作モードを、通常の動作モードと、学習用の動作モードとの間で切り替える動作モード切替部と、を有し、前記学習用の動作モードにおいて、前記負荷検出器からの出力を監視するとともに単位時間当たりの前記負荷の変化量を逐次に算出し、前記負荷に基づいて前記負荷閾値範囲を設定するとともに前記変化量に基づいて前記変化量閾値を設定して前記記憶部に記憶保持する学習データ設定部を備え、前記通常の動作モードでは、前記制御部は、前記記憶部を参照して前記負荷閾値範囲および前記変化量閾値を前記記憶部から取得するものとすることができる。このようにすれば、負荷閾値範囲および変化量閾値を設定することが容易となる。

【0029】

次に、本発明の研磨工具は、上記の研磨具ホルダと、前記研磨具ホルダの装着部に着脱可能に装着された研磨具と、を有し、前記研磨具は、長さ方向を前記軸線方向に向けた砥材と、前記砥材の前記軸線方向の一方の端部を保持する砥材ホルダと、を有し、前記砥材ホルダが前記装着部に装着されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0030】

本発明の研磨具ホルダは、負荷と負荷の変化量とに基づいて突出制御動作を行う。これにより、研磨工具は、研磨具がワークの研磨対象面に接触している場合にのみ、研磨具を移動させる突出制御動作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】研磨工具の斜視図である。

【図2】研磨具の斜視図である。

【図3】研磨工具の概略構造の説明図である。

【図4】研磨工具が加工経路を移動する間に研磨具にかかる負荷の説明図である

【図5】研磨具ホルダの制御系を示す概略ブロック図である。

【図6】研磨工具がワークを通過する際の突出制御動作のフローチャートである。

【図7】研磨工具が突出制御動作を行う際の負荷と変化量とを示すグラフである。

【図8】研磨工具がワークに乗り上げる際の突出制御動作のフローチャートである。

【図9】研磨工具がワークから降りる際の突出制御動作のフローチャートである。

【図10】加工経路に切欠き部がある場合の突出制御動作のフローチャーである。

【図11】加工経路に切欠きがある場合の負荷と変化量の説明図である

【図12】変形例の研磨工具の突出制御動作のフローチャートである。

【図13】砥材束の長さ寸法に基づいて負荷閾値範囲を変更する場合の、負荷閾値範囲の説明図である。

【図14】研磨工具がワークに乗り降りする際に負荷閾値範囲を変更する場合の説明図である。

【図15】研磨工具がワークに乗り降りする際の突出制御動作のフローチャートである。

【図16】砥材として弾性砥石を備える研磨具の斜視図である。

【図17】砥材として、剛性の砥石を備える研磨具の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態である研磨具ホルダを説明する。図１は本発明を適用した研磨工具の外観斜視図である。図２は、研磨具の斜視図である。図３は、図１の研磨工具の概略構造を示す説明図である。図３では研磨工具を機械装着部の軸線に沿って切断して示す。図４は、研磨工具を加工経路に沿って移動させる間に研磨具にかかる負荷の説明図である。図４の上段は、研磨工具とワークとの位置関係を示す。図４の下段は、ワークの側から研磨具にかかる負荷のグラフである。

【0033】

（研磨工具）
図１に示すように、研磨工具１は、研磨具３と、研磨具３を保持する研磨具ホルダ４と、を備える。研磨具ホルダ４は、シャンク６（機械装着部）と、シャンク６と同軸のスリーブ７と、を備える。シャンク６とスリーブ７との間には、シャンク６およびスリーブ７と比較して大径の大径部８が設けられている。研磨具３は、線状砥材２（砥材）の端部をスリーブ７から突出させた状態で研磨具ホルダ４に保持されている。以下の説明では、シャンク６の軸線Ｌに沿った方向を軸線方向Ｘとする。また、軸線方向Ｘにおいて、シャンク６の側を研磨具ホルダ４の後方Ｘ１とし、シャンク６とは反対側を研磨具ホルダ４の前方Ｘ２とする。

【0034】

（研磨具）
図２に示すように、研磨具３は、並列に配置された複数本の線状砥材２と、これら複数本の線状砥材２の一方の端部を保持する砥材ホルダ１１と、を有する。各線状砥材２は、アルミナ長繊維などといった無機長繊維の集合糸と、集合糸に含侵して硬化した樹脂と、を備える。線状砥材２は、軸線Ｌと交差する方向に撓む弾性を備える。線状砥材２は、複数本ずつ束ねられている。

【0035】

砥材ホルダ１１は、環状の部材であり、中心に軸線方向Ｘに延びるホルダ貫通穴１２を備える。また、砥材ホルダ１１は、その前端面に、複数の砥材保持孔１３を備える。各砥材保持孔１３は円形である。複数の砥材保持孔１３は、軸線Ｌ回りの等角度間隔に設けられてホルダ貫通穴１２を囲む。また、砥材ホルダ１１は、図３に示すように、その後端面に、ホルダ貫通穴１２を包囲する凹部を備える。凹部は、研磨具３を研磨具ホルダ４に着脱可能に装着するための研磨具側連結部１５である。

【0036】

複数本の線状砥材２は、砥材保持孔１３に保持される際に、束ねられて砥材束１４とされる。砥材束１４は、その後端部が砥材保持孔１３に挿入される。各砥材束１４は、砥材保持孔１３に充填された接着剤により砥材ホルダ１１に固定されている。

【0037】

（研磨具ホルダ）
図３に示すように、研磨具ホルダ４は、シャンク６と、研磨具３が着脱可能に装着される装着部２１と、装着部２１を軸線方向Ｘに移動させる移動機構２２と、装着部２１に装着された研磨具３にかかる負荷を検出する負荷検出器２３と、を有する。シャンク６は、大径部８から後方Ｘ１に突出する。

【0038】

装着部２１は、環状の部材である。装着部２１は、軸線方向Ｘに移動可能な状態でスリーブ７内に配置されている。装着部２１は、スリーブ７の内周面７ｂと僅かな隙間を開けて対向する環状の対向面２５ａを備える円盤部２５と、円盤部２５の中心から前方Ｘ２に突き出する突起２６を備える。突起２６は、研磨具３の研磨具側連結部１５に嵌合する形状を備える。研磨具３は、研磨具側連結部１５が装着部２１の突起２６に嵌合することにより、研磨具ホルダ４に着脱可能に装着される。研磨具３が装着部２１に連結された状態では、研磨具３と装着部２１とは、軸線Ｌ回りに相対回転不能な状態で一体となる。装着部２１の中心孔２８の内周面には、雌ネジ２９が設けられている。

【0039】

移動機構２２は、軸線方向Ｘに延びる軸部材３６と、軸部材３６を軸線方向Ｘに移動可能、かつ、軸線Ｌ回りに回転可能に支持する支持部材３７と、駆動源としてのモータ３５と、モータ３５の回転を軸部材３６に伝達する駆動力伝達機構３８と、を備える。また、移動機構２２は、装着部２１と軸部材３６とが供回りすることを規制する回転規制機構４０を備える。

【0040】

軸部材３６は、軸線Ｌ上に配置されている。軸部材３６は、その外周面に装着部２１の雌ネジ２９に螺合する雄ネジ３９を備える。支持部材３７は、軸線Ｌと直交する方向に広がる円環状の部材であり、中心に軸線Ｌ方向に延びる貫通孔４１を備える。支持部材３７の前面には、スリーブ７の後端部分から外周側に広がるフランジ７ａが固定されている。支持部材３７とスリーブ７のフランジとは、大径部８の前方Ｘ２の端壁を構成する。支持部材３７の貫通孔４１には、軸部材３６が貫通する。貫通孔４１を貫通した軸部材３６の後端部分は、大径部８の内部に突出する。貫通孔４１を貫通した軸部材３６の前側部分は、スリーブ７の内側をスリーブ７と同軸に延びる。

【0041】

モータ３５および駆動力伝達機構３８は、大径部８の内部であって、支持部材３７の後方Ｘ１に配置されている。モータ３５は、ステッピングモータである。駆動力伝達機構３８は、モータ３５の駆動力が伝達される最終歯車４５と、軸部材３６に同軸に固定されて最終歯車４５と噛合する出力歯車４６と、出力歯車４６を支持部材３７に向かって付勢する付勢部材４７と、を備える。最終歯車４５は支持部材３７から後方Ｘ１に延びる支軸４８に回転可能に支持されている。支軸４８は軸部材３６と平行である。従って、最終歯車４５と軸部材３６に固定された出力歯車４６とは平行な回転軸回りに回転する。出力歯車４６は、付勢部材４７の付勢力により、後方Ｘ１から支持部材３７に当接する。

【0042】

軸部材３６が後方Ｘ１に移動すると、軸部材３６に固定された出力歯車４６は、付勢部材４７の付勢力に抗して、後方Ｘ１に移動する。従って、軸部材３６が後方Ｘ１に移動する際には、軸部材３６は付勢部材４７の付勢力に抗して移動している。軸部材３６が後方Ｘ１に移動すると、出力歯車４６は支持部材３７から後方Ｘ１に離間する。

【0043】

ここで、出力歯車４６が固定された軸部材３６と最終歯車４５の回転軸は平行である。従って、出力歯車４６が軸線方向Ｘに移動した場合でも、出力歯車４６と最終歯車４５との噛合状態は維持される。これにより、モータ３５の回転は、常に、駆動力伝達機構３８を介して、出力歯車４６に伝達される。モータ３５の駆動力が出力歯車４６に伝達されると、軸部材３６は軸線Ｌ回りに回転する。

【0044】

回転規制機構４０は、スリーブ７の内周面７ｂに設けられた溝部３１と、装着部２１の対向面２５ａの周方向の一部分に設けられた突起３２と、を備える。溝部３１は、スリーブ７の内周面７ｂを軸線方向Ｘに延びる。突起３２は一定幅で軸線方向Ｘに延びる。ここで、装着部２１は、突起３２をスリーブ７の溝部３１内に挿入した状態でスリーブ７内に配置される。従って、軸部材３６が回転したときに、装着部２１の回転が阻止される。

【0045】

負荷検出器２３は、圧力センサである。負荷検出器２３は、大径部８の内側において、支持部材３７の後方Ｘ１に配置されている。負荷検出器２３は、軸部材３６に後方Ｘ１から接触して当該軸部材３６にかかる軸線方向Ｘの圧力を検出する。

【0046】

ワークＷを加工する際には、研磨工具１のシャンク６を工作機械ＭのスピンドルＮに接続して、工作機械Ｍを動作させる。これにより、工作機械Ｍは、予めプログラミングされている加工経路に沿って研磨工具１を移動させる。

【0047】

図４に示すように、工作機械Ｍが研磨工具１を移動させる加工経路Ｅは、ワークＷの手前から、ワークＷを通過して、ワークＷよりも奥に達するように設定されている。また、加工経路Ｅは、研磨工具１がワークＷを通過する際に、スピンドルＮとワークＷの加工対象面Ｓとの間の距離Ｄが一定に維持されるように設定されている。研磨工具１がワークＷを通過する際には、砥材束１４の先端部分が、加工対象面Ｓに接触する。

【0048】

（制御系）
図５は、研磨具ホルダ４の制御系を示す概略ブロック図である。図６は、研磨工具１がワークＷを通過する際の突出制御動作のフローチャートである。図７は、突出制御動作を行う際の負荷と変化量とを示すグラフである。図８は、研磨工具１がワークＷに乗り上げる際の突出制御動作のフローチャートである。図９は、研磨工具１がワークＷから降りる際の突出制御動作のフローチャートである。図１０は、加工経路に切欠きが設けられている場合の突出制御動作のフローチャーである。図１１は、加工経路に切欠きが設けられている場合の負荷の説明図である。図１１の上段は、研磨工具とワークとの位置関係を軸線Ｌ方向から見た場合を示す。図１１の下段は、ワークの側から研磨具にかかる負荷のグラフである。

【0049】

図５に示すように、研磨具ホルダ４の制御系は、ＣＰＵを備える制御部５１と、制御部５１に接続された記憶部５２と、タイマー５３と、を備える。制御部５１の入力側には負荷検出器２３が接続されている。制御部５１の出力側には、モータ３５が接続されている。なお、研磨具ホルダ４は、図３に示すように、モータ３５に電力を供給するモータ用電池５７と、制御部５１、およびタイマー５３に電力を供給する制御用電池５８と、を備える。モータ用電池５７および制御用電池５８は、外部からケーブルを接続して充電可能である。

【0050】

ここで、研磨工具１が加工経路Ｅに沿って移動する間、制御部５１は、負荷検出器２３からの出力（負荷）を監視するとともに、予め定めた単位時間当たりの負荷の変化量を逐次に算出する。

【0051】

より具体的には、制御部５１は、負荷検出器２３から出力される負荷を一定周期で取得するとともに、時系列に沿って順番に知得した３つの負荷から、単位時間当たりの負荷の変化量を知得する。ここで、負荷は、０．００１秒～１秒間の間隔で取得するものとすることができる。負荷の変化量を算出する単位時間は、負荷を取得する間隔の３倍の時間である。負荷の変化量の算出は、負荷を取得する間隔と同一の間隔で行われる。変化量は、負荷（Ｐ）が単位時間当たりに増減した幅の絶対値であり、単位時間をｄｔ、負荷が増減した幅をｄＰとした場合に、以下の式で示すことができる。
｜ｄＰ／ｄｔ｜

【0052】

また、制御部５１は、逐次に取得する負荷および変化量に基づいて、砥材束１４によるワークＷの切り込み量を調節する突出制御動作を行う。

【0053】

より具体的には、図６に示すように、制御部５１は、負荷を監視するとともに、変化量を逐次に算しており（ステップＳＴ１）。変化量が予め設定された変化量閾値Ｑよりも小さい場合に（ステップＳＴ２：Ｙｅｓ）、負荷が予め設定された負荷閾値範囲Ｒ外となると（ステップＳＴ３：Ｙｅｓ）、モータ３５を駆動制御して装着部２１を移動させて、研磨具３を進退させる突出制御動作を行う（ステップＳＴ４）。この一方で、制御部５１は、変化量が変化量閾値Ｑ以上となると（ステップＳＴ２：ＮＯ）、突出制御動作を行わない（ステップＳＴ５）。また、制御部５１は、変化量が変化量閾値Ｑよりも小さい場合でも（ステップＳＴ２：Ｙｅｓ）、負荷が負荷閾値範囲Ｒ内にある場合には（ステップＳＴ３：ＮＯ）、突出制御動作を行わない（ステップＳＴ５）。かかる制御は、研磨工具１がワークＷの加工対象面Ｓを通過する区間Ｋ１（図４参照）において行われる。

【0054】

ここで、ワークＷの研磨動作中に研磨具３がワークＷの加工対象面Ｓを研磨する間に変化する負荷の標準的な変化量は、実験などによって予め把握することができる。従って、実験などにより得られた変化量に基づいて予め変化量閾値Ｑを設定して、記憶部５２に記憶保持しておけば、制御部５１は、記憶部５２を参照して、変化量が変化量閾値Ｑ以上となったときに、負荷の変動が砥材束１４の摩耗に起因したものではなく、他の要因によって変動したものであると判断できる。言い換えれば、実験などに基づいて予め変化量閾値Ｑを設定しておけば、制御部５１は、変化量が変化量閾値Ｑよりも小さい場合に、研磨具３がワークＷの加工対象面Ｓを研磨している状態であり、かつ、研磨による砥材束１４の摩耗に起因して負荷が変化しているものと判断できる。

【0055】

また、研磨具３がワークＷの加工対象面Ｓを研磨している状態において、研磨具３がワークＷの加工対象面Ｓを所望の切り込み量で研磨する際の負荷の範囲は、実験などによって予め把握することができる。従って、実験結果に基づいてワークＷの研磨に適する負荷の下限である第１閾値Ｒ１と、研磨に適する負荷の上限である第２閾値Ｒ２とを把握し、第１閾値Ｒ１と第２閾値Ｒ２との間を負荷閾値範囲Ｒとして設定して記憶部５２に記憶保持しておけば、制御部５１は、記憶部５２を参照して、砥材束１４が摩耗するなどして負荷が負荷閾値範囲Ｒを外れたときに、砥材束１４によるワークＷの切り込み量が適切な範囲を下回っていることを判断できる。また、負荷が負荷閾値範囲Ｒを外れたときに、制御部５１は、砥材束１４によるワークＷの切り込み量が適切な範囲を上回っていると判断できる。なお、第１閾値Ｒ１、および第２閾値Ｒ２は、いずれもゼロよりも大きい値である。

【0056】

ここで、図７を参照して突出制御動作を説明する。図７は、負荷検出器２３からの出力と突出制御動作との関係のグラフである。図７のグラフの時点Ｇは、変化量（｜ｄＰ／ｄｔ｜）が変化量閾値Ｑ（｜ｄＰ´／ｄｔ｜）よりも小さいときに、モータ３５からの出力が予め定めた第１閾値Ｒ１よりも低下した時点である。時点Ｇでは、制御部５１は、モータ３５を所定の回転方向に駆動して、装着部２１を前方Ｘ２に移動させる。さらに、制御部５１は、モータ３５を駆動して装着部２１を移動させているときにモータ３５からの出力を監視し、この出力が第２閾値Ｒ２に達すると、監視している出力に基づいてモータ３５の駆動を停止して装着部２１の移動を停止させる。

【0057】

次に、図７のグラフの時点Ｈは、変化量（｜ｄＰ／ｄｔ｜）が変化量閾値Ｑよりも小さいときに、モータ３５からの出力が予め定めた第２閾値Ｒ２よりも上昇した時点である。時点Ｈでは、制御部５１は、モータ３５を所定の回転方向とは反対方向に駆動して装着部２１を後方Ｘ１に移動させる。さらに、制御部５１は、モータ３５を駆動して装着部２１を移動させているときにモータ３５からの出力を監視し、この出力が第２閾値Ｒ２を下回ると、監視している出力に基づいてモータ３５の駆動を停止して装着部２１の移動を停止させる。これにより、研磨工具１は、研磨具３がワークＷの加工対象面Ｓを研磨している状態であり、かつ、研磨による砥材束１４の摩耗に起因して負荷が変化している状態であるときに、突出制御動作を行って、砥材束１４によるワークＷの切り込み量を適切な範囲に維持する。

【0058】

また、図８に示すように、制御部５１は、負荷を監視するとともに、変化量を逐次に算出しており（ステップＳＴ１１）、負荷がゼロのときに突出制御動作を停止させ（ステップＳＴ１２、ステップＳＴ１３）、変化量が予め設定された設定変化量Ｕを下回るまで突出制御動作を行わない状態を維持する（ステップＳＴ１４：Ｎｏ、ステップＳＴ１３）。かかる制御は、図４に示すように、ワークＷの外に位置していた研磨工具１が、ワークＷの加工対象面Ｓに乗り上げるまでの区間Ｋ２において行われる。

【0059】

すなわち、研磨工具１がワークＷの加工対象面Ｓの外に位置する場合には、図４に示すように、研磨具３がワークＷに接触していない。従って、研磨具３にかかる負荷はゼロとなる。よって、負荷がゼロとなると、制御部５１は、研磨工具１がワークＷの加工対象面Ｓの外に位置することを判断できる。ここで、研磨工具１がワークＷの加工対象面Ｓの外に位置する場合には、砥材束１４に摩耗が発生することはない。従って、制御部５１は、突出制御動作を行わない状態とする。

【0060】

その後、研磨工具１がワークＷの外からワークＷの加工対象面Ｓに乗り上げる際には、図４に示すように、研磨工具１（砥材束１４）がワークＷに接触したときに、負荷の変化量は急激に大きくなる。そして、ワークＷへの乗り上げが終了した時点Ｊで負荷の変化量はピークを越え、その後に、小さくなる。従って、研磨工具１のワークＷへの乗り上げが終了した時点では、変化量は、ゼロに近い値となる。よって、設定変化量Ｕをゼロに近い値などに設定しておき、制御部５１は、負荷がゼロのときに突出制御動作を停止させ、変化量が予め設定された設定変化量Ｕを下回るまで突出制御動作を行わない状態を維持すれば、研磨工具１がワークＷに乗り上げるまでは突出制御動作を行わず、研磨工具１がワークＷに乗り上げた後に、突出制御動作を行うことができる。

【0061】

さらに、制御部５１は、図９に示すように、制御部５１は、負荷を監視するとともに、変化量を逐次に算出しており（ステップＳＴ２１）、負荷が負荷閾値範囲Ｒ外にあり（ステップＳＴ２２）、かつ、変化量が所定の変化量閾値範囲Ｖ内にある場合に（ステップＳＴ２３：Ｙｅｓ）、突出制御動作を行わない（ステップＳＴ２３）。この一方で、制御部５１は、負荷が負荷閾値範囲Ｒ外にあり（ステップＳＴ２２：Ｎｏ）、かつ、変化量が変化量閾値範囲Ｖ外にある場合に、突出制御動作を行う（ステップＳＴ２４）。かかる制御は、図４に示すように、研磨工具１がワークＷの加工対象面Ｓに接触している状態から、ワークＷの外へと外れる際に、行われる。

【0062】

すなわち、研磨工具１がワークＷの加工対象面Ｓから降りる際には、図４に示すように、砥材束１４がワークＷの縁を通過するときにワークＷの側から研磨具３にかかる負荷は、急激に小さくなる。従って、砥材束１４がワークＷの縁を通過するとき、負荷の変化量が急激に大きくなる。ここで、研磨工具１がワークＷから降りる際に急激に小さくなる負荷の変化量は、実験などによって予め把握することができる。従って、試験などで把握した変化量を含む所定の範囲を変化量閾値範囲Ｖとして設定して記憶部５２に記憶保持しておけば、制御部５１は、負荷の変化量が変化量閾値範囲Ｖ内にあるときに、研磨工具１がワークＷの加工対象面Ｓから降りている途中であると判断できる。よって、負荷が負荷閾値範囲Ｒ外になった場合でも、変化量が変化量閾値範囲Ｖ内にあるときに（ステップＳＴ２２、ステップＳＴ２３：Ｙｅｓ）、制御部５１が突出制御動作を行わないようにすれば（ステップＳＴ２５）、研磨工具１がワークＷの加工対象面Ｓから降りているときに、必要のない突出制御動作を行わないようにすることができる。

【0063】

一方、負荷が負荷閾値範囲Ｒ外になり、変化量が変化量閾値範囲Ｖの外にある場合には（ステップＳＴ２２、ステップＳＴ２３：Ｎｏ）、制御部５１が突出制御動作を行う。負荷が負荷閾値範囲Ｒ外になったときに変化量が変化量閾値範囲Ｖ外にある場合とは、例えば、工作機械Ｍが研磨工具１をワークＷから降ろす際に、工作機械Ｍの側で研磨工具１を移動させる移動速度を低下させる移動制御をしている場合である。このような場合に、突出制御動作を行えば、研磨具３を前進させて砥材束１４をワークＷの端縁に確実に接触させることができる。また、負荷が負荷閾値範囲Ｒ外になったときに変化量が変化量閾値範囲Ｖ外にある場合とは、例えば、工作機械Ｍが研磨工具１をワークＷから降ろす際に、工作機械Ｍの側で研磨工具１を加工対象面Ｓから離間する方向に緩やかに移動させる移動制御をしている場合である。このような場合に突出制御動作を行えば、研磨具３を前進させて砥材束１４をワークＷの端縁に確実に接触させることができる。なお、いずれの場合でも、研磨工具１がワークＷから降りると、負荷はゼロとなる。従って、負荷がゼロとなった時点で、突出制御動作は停止する。

【0064】

さらに、図１０に示すように、制御部５１は、負荷を監視するとともに、変化量を逐次に算出しており（ステップＳＴ３１）、負荷が負荷閾値範囲Ｒ外となり、かつ、変化量が変化量閾値Ｑ以上となると（ステップＳＴ３２）、突出制御動作を行わない状態とするとともに、負荷が閾値範囲外にあり、かつ、変化量が変化量閾値Ｑ以上にある状態が継続している継続時間をタイマー５３によって計数する（ステップＳＴ３３）。そして、制御部５１は、負荷が負荷閾値範囲Ｒ外となり、かつ、変化量が変化量閾値Ｑ以上となった時点からの継続時間が予め定めた設定時間に達するまで突出制御動作を行わない状態を維持し、継続時間が設定時間を超えたときに突出制御動作を再開する（ステップＳＴ３４：Ｙｅｓ、ステップＳＴ３５）。この一方、制御部５１は、継続時間が設定時間を超えない場合には、突出制御動作を行わない（ステップＳＴ３４：Ｎｏ、ステップＳＴ３６）。かかる制御は、図１１の上段に示すように、研磨工具１がワークＷを通過する加工経路Ｅ上に切欠き部Ｌや陥没が設けられている区間Ｋ４がある場合に、これら切欠き部Ｌや陥没を通過する間、不必要な突出制御動作を行わないようにするためのものである。

【0065】

すなわち、ワークＷの加工対象面Ｓに切欠き部Ｌや陥没が存在する場合には、研磨工具１が切欠き部Ｌや陥没を通過する際に、研磨具３（砥材束１４）がワークＷに接触する接触面積が急激に減少する。この結果、図１１の下段に示すように、ワークＷの側から研磨具３の側にかかる負荷が急激に低下して、負荷閾値範囲Ｒ外となる。また、負荷の急激な低下に伴って、負荷の変化量が砥材束１４の摩耗に起因する負荷の変化量と比較して、急激に大きくなる。従って、制御部５１は、負荷が負荷閾値範囲Ｒ外となり、かつ、変化量が変化量閾値Ｑ（｜ｄＰ´／ｄｔ｜）以上となったときに、ワークＷの加工対象面Ｓに切欠き部Ｌや陥没が設けられていると判断できる。言い換えれば、制御部５１は、負荷が負荷閾値範囲Ｒ外となり、かつ、変化量が変化量閾値Ｑ以上となったときに、砥材束１４の摩耗に起因して負荷が負荷閾値範囲Ｒ外となったのではなく、加工対象面Ｓの形状に起因して負荷が負荷閾値範囲Ｒ外となったものと判断できる。従って、制御部５１は、負荷が負荷閾値範囲Ｒ外となり、かつ、変化量が変化量閾値Ｑ以上となると、突出制御動作を行わない状態とする。これにより、研磨工具１が、切欠き部Ｌや陥没と対峙したときに、砥材束１４を突き出してしまうことを防止する。

【0066】

さらに、制御部５１は、突出制御動作を停止させた後に、負荷が閾値範囲外にあり、かつ、変化量が変化量閾値Ｑ以上にある状態が継続している継続時間をタイマー５３によって計数し、継続時間が予め定めた設定継続時間に達するまで突出制御動作を行わない状態を維持する。従って、設定時間を予め適切な値に定めることにより、研磨工具１が切欠き部Ｌや陥没を通過する間に、突出制御動作を行わないようにすることができる。これにより、研磨工具１が、切欠き部Ｌや陥没を通過する間に、砥材束１４を突き出してしまうことを防止する。

【0067】

（研磨工具が加工経路に沿って移動する間に行われる突出制御動作）
図４に示すように、工作機械Ｍが研磨工具１を移動させる加工経路Ｅは、ワークＷの手前から、ワークＷを通過して、ワークＷよりも奥に達するように設定されている。研磨具ホルダ４は、研磨工具１が加工経路Ｅに沿って移動する間、負荷検出器２３からの出力を監視するとともに負荷の変化量を逐次に算出し、負荷および変化量に基づいて駆動源（モータ３５）を駆動制御して研磨具３を進退させる突出制御動作を行う。

【0068】

図４に示すように、研磨工具１がワークＷの手前に位置する区間Ｋ２では、研磨具３がワークＷに接触するまで負荷検出器２３からの出力はゼロである。従って、制御部５１は、突出制御動作を停止させている。また、制御部５１は、突出制御動作を停止させた後に変化量が設定変化量Ｕを下回るまで突出制御動作を行わない状態を維持し、変化量が設定変化量Ｕを下回った後に、突出制御動作を行うことが可能な状態する。これにより、研磨工具１は、ワークＷに乗り上げる際に、ワークＷに乗り上げるまでは突出制御動作を行わない状態となり、ワークＷに乗り上げた後に突出制御動作を行うことができる状態となる。

【0069】

次に、研磨工具１がワークＷの研磨対象面Ｓを通過する区間Ｋ１では、図７に示すように、研磨工具１は、負荷が負荷閾値範囲Ｒ外にあり、かつ、変化量が変化量閾値Ｑよりも小さい場合に、突出制御動作を行う。すなわち、研磨工具１は、研磨具３がワークＷの加工対象面Ｓを研磨している状態であり、かつ、研磨による砥材束１４の摩耗に起因して負荷が変化している状態であると判断できる場合に、突出制御動作を行う。

【0070】

突出制御動作では、研磨工具１は、負荷検出器２３からの出力が第１閾値Ｒ１よりも低下したときに、モータ３５を駆動して装着部２１を前方Ｘ２に移動させる。また、研磨工具１は、モータ３５を駆動して装着部２１を移動させているときにモータ３５からの出力（負荷）を監視し、負荷が第２閾値Ｒ２に達すると、モータ３５の駆動を停止して装着部２１の移動を停止させる。これにより、砥材束１４が摩耗して切り込み量が低下したときに研磨具３が前進するので、切り込み量を確保できる。

【0071】

また、突出制御動作では、制御部５１は、負荷検出器２３からの出力が予め定めた第２閾値Ｒ２を超えたときに、モータ３５を駆動して装着部２１を後方Ｘ１に移動させる。さらに、制御部５１は、モータ３５を駆動して装着部２１を移動させているときにモータ３５からの出力（負荷）を監視し、負荷が第２閾値Ｒ２に戻ると、モータ３５の駆動を停止して装着部２１の移動を停止させる。ここで、負荷検出器２３からの出力が予め定めた第２閾値Ｒ２を超える場合とは、ワークＷの寸法誤差などにより、工作機械ＭのスピンドルＮとワークＷの加工対象面Ｓとの間の距離が予定した距離よりも短くなり、砥材束１４２によるワークＷの切込み量が適切な範囲を超えて上昇してしまった場合である。このような場合に、制御部５１がモータ３５を駆動して装着部２１を後方Ｘ１に移動させれば、研磨具３がワークＷから離間する方向に移動する。従って、砥材束１４による切込み量を低下させて、ワークＷに対する研磨工具１の加工精度を維持することができる。

【0072】

さらに、図４に示すように、研磨工具１がワークＷの研磨対象面Ｓを通過する区間Ｋ４では、制御部５１は、負荷が負荷閾値範囲Ｒ外となり、かつ、変化量が変化量閾値Ｑ以上となると、突出制御動作を行わない状態とするとともに、負荷が負荷閾値範囲Ｒ外にあり、かつ、変化量が変化量閾値Ｑ以上にある状態が継続している継続時間を計数し、継続時間が予め定めた設定継続時間に達するまで突出制御動作を行わない状態を維持する。そして、制御部５１は、継続時間が設定継続時間を超えたときに突出制御動作を行うことが可能な状態とする。従って、加工経路Ｅ上に、図１１に示すように切欠き部Ｌが設けられている場合に、これら切欠き部Ｌを通過する間、必要のない突出制御動作を行わずに済む。

【0073】

その後、図４に示すように、研磨工具１がワークＷの加工対象面Ｓから降りてワークＷの奥に達する区間Ｋ３では、研磨工具１は、負荷が負荷閾値範囲Ｒ外にあり、かつ、変化量が所定の変化量閾値範囲Ｖ内にある場合に、突出制御動作を行わない。すなわち、研磨工具１は、変化量が予め設定した変化量閾値範囲Ｖ内にある場合には、負荷の低下が砥材束１４の摩耗に起因するものではなく、研磨工具１がワークＷから降りることに起因するものと判断して、突出制御動作を行わない。これにより、研磨工具１がワークＷから降りる際に、必要のない突出制御動作が行われることを回避できる。

【0074】

また、研磨工具１がワークＷの加工対象面Ｓから降りてワークＷの奥に達する区間Ｋ３では、負荷が負荷閾値範囲Ｒ外になったときに変化量が変化量閾値範囲Ｖ外にある場合には、突出制御動作を行う。このような状態となる場合は、工作機械Ｍの側で研磨工具１に特別な移動制御をしている場合がある。このような場合に、制御部５１が突出制御動作を行えば、研磨具３を前進させて砥材束１４をワークＷの端縁に確実に接触させることができる。

【0075】

ここで、研磨工具１がワークＷから完全に降りると、負荷はゼロとなる。従って、負荷がゼロとなった時点で、突出制御動作は停止する。

【0076】

（作用効果）
本例によれば、研磨具ホルダ４は、負荷の変化量に基づいて、研磨具３がワークＷの加工対象面Ｓに接触している状態か否かを判断できる。従って、負荷と負荷の変化量とに基づいて突出制御動作を行えば、研磨工具１は、研磨具３がワークＷの加工対象面Ｓに接触している場合のみに、研磨具３をワークＷの側に突き出す突出制御動作を行うことができる。

【0077】

（変形例１）
図１２は、変形例１の研磨工具１の突出制御動作のフローチャートである。研磨工具１は、制御部５１の動作モードとして、上記のような加工動作を行う通常の動作モードと、負荷閾値範囲Ｒ、および変化量閾値Ｑを設定するための学習用の動作モードとを備えてもよい。

【0078】

この場合には、制御部５１は、図５に点線で示すように、制御部５１の動作モードを、通常の動作モードと、学習用の動作モードとの間で切り替える動作モード切替部６０を備えるものとする。また、この場合には、制御部５１は、学習用の動作モードにおいて、学習したデータから負荷閾値範囲Ｒ、変化量閾値Ｑ、および変化量閾値範囲Ｖを設定して、記憶部５２に記憶保持する学習データ設定部６１を備える。

【0079】

本例では、図１２に示すように、負荷閾値範囲Ｒ、および変化量閾値Ｑを設定するために、まず、制御部５１の動作モードを学習用の動作モードに設定する（ステップＳＴ４１）。次に、研磨工具１のシャフトを工作機械ＭのスピンドルＮに接続して工作機械Ｍを動作させ、研磨工具１を予め定めた学習経路に沿って移動させる。学習経路は、研磨工具１によってワークＷの平坦な加工対象面Ｓを研磨する加工経路部分（図４の区間Ｋ１）と、研磨工具１を加工対象面Ｓから降ろしてワークＷから離間させる加工出口経路部分（図４に区間Ｋ３）とを含む。加工経路部分（区間Ｋ１）では、研磨具３がワークＷの加工対象面Ｓと対峙したときに、工作機械ＭのスピンドルＮと加工対象面Ｓとの間の距離が一定に維持される。また、加工経路部分（区間Ｋ１）では、砥材束１４がワークＷの表面に接触した状態が維持される。

【0080】

ここで、学習データ設定部６１は、研磨工具１が加工経路部分（区間Ｋ１）を通過する際に、負荷検出器２３からの出力を監視するとともに予め定めた単位時間当たりの負荷の変化量を逐次に算出し、負荷に基づいて負荷閾値範囲Ｒを設定するとともに、変化量に基づいて変化量閾値Ｑを設定して記憶部５２に記憶保持する（ステップＳＴ４２）。

【0081】

すなわち、学習データ設定部６１は、研磨具３が平坦な加工対象面Ｓを研磨する際に負荷検出器２３から出力される負荷に基づいて、ワークＷの研磨に適した切り込み量を確保できる負荷の下限である第１閾値Ｒ１と、負荷の上限である第２閾値Ｒ２と、を求め、これらの間を負荷閾値範囲Ｒとして設定する。学習用の動作モードで検出した負荷に基づいて負荷閾値範囲Ｒを設定する際には、記憶部５２に、予め、負荷と変化量閾値範囲Ｖとを対応付けた表形式のデータや、負荷と変化量閾値範囲Ｖとの関係を示す数式などを記憶保持しておく。学習データ設定部６１は、これらデータや数式を用いて負荷から負荷閾値範囲Ｒを自動的に算出する。また、学習データ設定部６１は、算出した負荷閾値範囲Ｒを記憶部５２に記憶保持する。

【0082】

さらに、学習データ設定部６１は、研磨具３が平坦な加工対象面Ｓを研磨する際に負荷検出器２３から出力される負荷の変化量に基づいて、負荷の変動が砥材束１４の摩耗に起因したものであると推定できる変化量の下限を、変化量閾値Ｑとして設定する。学習用の動作モードで算出した変化量に基づいて変化量閾値Ｑを設定する際には、記憶部５２に、予め、変化量と変化量閾値Ｑとを対応付けた表形式のデータや、変化量と変化量閾値Ｑとの関係を示す数式を記憶保持しておく、学習データ設定部６１は、これらデータや数式を用いて変化量から変化量閾値Ｑを自動的に算出する。また、学習データ設定部６１は、算出した変化量閾値Ｑを、記憶部５２に記憶保持する（ステップＳＴ４２）。

【0083】

さらに、学習データ設定部６１は、研磨工具１が加工出口経路部分を通過する際に、制御部５１は、負荷検出器２３からの出力を監視するとともに予め定めた単位時間当たりの負荷の変化量を逐次に算出し、負荷に基づいて変化量閾値範囲Ｖを設定する。すなわち、学習データ設定部６１は、研磨具３が平坦な加工対象面Ｓから降りる際の負荷の変化量を取得し、この変化量を含む範囲を変化量閾値範囲Ｖに設定する。取得した変化量に基づいて変化量閾値範囲Ｖを設定する際には、記憶部５２に、予め、変化量と変化量閾値範囲Ｖとを対応付けた表形式のデータや、変化量と変化量閾値範囲Ｖとの関係の数式を記憶保持しておく。学習データ設定部６１は、これらデータや数式を用いて変化量から変化量閾値範囲Ｖを自動的に算出する。また、学習データ設定部６１は、算出した変化量閾値範囲Ｖを、記憶部５２に記憶保持する（ステップＳＴ４２）。

【0084】

そして、工作機械Ｍによって研磨工具１を加工経路Ｅに沿って移動させる際には、制御部５１の動作モードを、学習用の動作モードから、通常の動作モードに切り替える（ステップＳＴ４３）。通常の動作モードでは、制御部５１は、記憶部５２を参照して、負荷閾値範囲Ｒ、変化量閾値Ｑ、および変化量閾値範囲Ｖを取得する（ステップＳＴ４４）。

【0085】

本例では、制御部５１の動作モードを学習用の動作モードとして研磨工具１でワークＷを加工することにより、制御部５１の突出制御動作に必要な負荷閾値範囲Ｒ、変化量閾値Ｑ、変化量範囲を、設定することが可能となる。

【0086】

（変形例２）
次に、研磨具ホルダ４は、突出制御動作を行うための負荷閾値範囲Ｒを、加工動作中に変更してもよい。変形例２では、砥材束１４の長さ寸法に基づいて、負荷閾値範囲Ｒを変更する。図１３は、砥材束１４の長さ寸法に基づいて負荷閾値範囲Ｒを変更する場合の、負荷閾値範囲Ｒの説明図である。

【0087】

この場合には、研磨工具１は、記憶部５２（負荷閾値記憶部）に、予め、負荷閾値範囲Ｒとして、軸線Ｌ方向における砥材束１４の長さ寸法に対応付けられた複数の負荷閾値範囲Ｒを保持する。本例では、図１３に示すように、複数の負荷閾値範囲Ｒとして、砥材束１４の長さ寸法に基づいて負荷閾値範囲Ｒの下限である第１閾値Ｒ１を算出できる第１数式と、砥材束１４の長さ寸法に基づいて負荷閾値範囲Ｒの上限である第２閾値Ｒ２を算出できる第２数式とが、記憶部５２に記憶保持されている。第１数式Ｆ１では、砥材束１４の長さ寸法が短くなるにつれて、第１閾値Ｒ１が大きくなる。第２数式Ｆ２においても、砥材束１４の長さ寸法が短くなるにつれて、第２閾値Ｒ２が大きくなる。

【0088】

また、制御部５１は、図５に点線で示すように、装着部２１を軸線Ｌ方向に進退可能な初期位置に配置する初期動作制御部６３を備える。さらに、制御部５１は、突出制御動作において装着部２１を移動させる毎に、モータ３５の駆動量および装着部２１の移動方向に基づいて初期位置からシャンク６とは反対側に移動する装着部２１の移動量を算出し、移動量に基づいて負荷閾値記憶部５２を参照して、複数の負荷閾値範囲Ｒから一の負荷閾値範囲Ｒを選択する負荷閾値範囲再設定部６４を備える。

【0089】

本例では、工作機械Ｍよって研磨具ホルダ４を加工経路Ｅに沿って移動させる前に、研磨具３が装着された装着部２１を軸線Ｌ方向に進退可能な初期位置に配置する。また、工作機械Ｍによって研磨具ホルダ４を加工経路Ｅに沿って移動させる間は、制御部５１は、装着部２１の初期位置からの移動量を算出し、移動量に基づいて複数の負荷閾値範囲Ｒから一の負荷閾値範囲Ｒを選択する。すなわち、算出された移動量を、第１数式Ｆ１および第２数式Ｆ２のそれぞれに代入して、砥材束１４の長さ寸法に対応する第１閾値Ｒ１および第２閾値Ｒ２を算出する。

【0090】

ここで、弾性を備える砥材束１４の束は、軸線Ｌ方向の寸法が長いほど柔軟性があるので、切削能力は低い。しかし、摩耗量が大きくなって軸線Ｌ方向の長さ寸法が短くなると、砥材束１４の束は、剛性が上昇して、切削能力が向上する。また、初期位置からシャンク６とは反対側に移動した装着部２１の移動量は、砥材束１４の摩耗量に対応する。従って、砥材束１４の長さ寸法は、移動量に基づいて、容易に把握できる。従って、移動量（砥材束１４の摩耗量）を第１数式Ｆ１および第２数式Ｆ２に代入して負荷閾値範囲Ｒを求めれば、砥材束１４が短くなったときに、負荷閾値範囲Ｒを高い値に切り上げて、砥材束１４の切削能力を一定に維持することできる。よって、本例によれば、砥材束１４の束の長さ寸法に拘わらず、砥材束１４の束の切削能力を一定に維持することが可能となる。

【0091】

（変形例３）
突出制御動作を行うための負荷閾値範囲Ｒを加工動作中に変更する別の例として、研磨具ホルダ４は、負荷検出器２３から出力される負荷がゼロとなった前後で、突出制御動作を行うための負荷閾値範囲Ｒを変更してもよい。ここで、負荷がゼロとなった時点とは、加工経路Ｅの途中で、研磨工具１がワークＷから降りた時点である。

【0092】

図１４は、研磨工具１がワークＷに乗り降りする際に負荷閾値範囲Ｒを変更する場合の説明図である。図１４の上段は、研磨工具１とワークＷとの位置関係を示す。図１４の下段は、ワークＷの側から研磨具３にかかる負荷と、負荷閾値範囲のグラフである。図１５は、研磨工具がワークに乗り降りする際の突出制御動作のフローチャートである。

【0093】

図１４の上段に示すように、本例では、研磨工具１は、ワークＷに乗り上げてから最初にワークＷから降りるまでの間、砥材束４の８０％を加工対象面Ｓに当接させた状態でワークＷに加工を施す。そして、研磨工具１は、次にワークＷに乗り上げてから降りるまでの間、砥材束４の２０％を加工対象面Ｓに当接させた状態でワークＷに加工を施す。

【0094】

この場合、記憶部５２には、負荷閾値範囲Ｒとして、第１負荷閾値範囲Ｒ（１）と、第１負荷閾値範囲Ｒ（１）とは異なる第２負荷閾値範囲Ｒ（２）とを保持する。本例では、第２負荷閾値範囲Ｒ（２）の範囲は、第１負荷閾値範囲Ｒ（１）よりも小さい値である。また、制御部５１は、図５に点線で示すように、負荷がゼロとなった時点の回数を計数する計数部６５と、回数が所定の設定回数に達するまで第１負荷閾値範囲Ｒを負荷閾値範囲Ｒに設定し、回数が設定回数に達したときに負荷閾値範囲Ｒを第２負荷閾値範囲Ｒに設定する負荷閾値範囲再設定部６４を備える。

【0095】

これにより、加工開始時に行われる突出制御動作では、制御部５１は、負荷が第１負荷閾値範囲Ｒ（１）内にあるか否かに基づいてモータ３５を駆動制御する（ステップＳＴ５１）。そして、負荷がゼロとなった回数を計数し（ステップＳＴ５２）、負荷がゼロとなった回数が設定回数（本例では１回）に達した後は（ステップＳＴ５３）、制御部５１は、負荷が第２負荷閾値範囲Ｒ内にあるか否かに基づいて、モータ３５を駆動制御する（ステップＳＴ５４）。従って、加工経路Ｅに沿って移動する研磨工具１がワークＷの加工対象面Ｓへの乗り降りを繰り返す場合に、設定回数の乗り降りを行った後に、更に、ワークＷに乗り上げる時点で、砥材束１４によるワークＷの切り込み量を調節できる。

【0096】

（その他の実施の形態）
研磨工具１が備える研磨具３は、砥材として、弾性砥石を備えてもよい。図１６は、研磨工具が備える別の研磨具の斜視図である。図１６に示す研磨具３Ａは、砥材として、軸線方向Ｘに延びる円柱形状の弾性砥石２Ａを備える。また、研磨具３Ａは、弾性砥石２Ａを保持する砥材ホルダを備える。なお、弾性砥石２Ａの形状は、角柱形状としてもよい。

【0097】

弾性砥石２Ａは、弾性発泡体と、ポリマーと、砥粒とを含む。弾性発泡体は、例えば、メラミン樹脂発泡体である。また、弾性発泡体は、一方向に圧縮されることにより弾性力に異方性が付与された異方弾性発泡体とすることができる。ポリマーは、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、或いは、ポリロタキサンのうちのいずれかである。砥粒は、ワークＷの種類によって適宜選択される。砥粒としては、ダイヤ、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ホウ素、チタニア、酸化セリウム、又はジルコニアを用いることができる。かかる弾性砥石の基材は、異方弾性発泡体に、ポリマーと砥粒を含む分散液を含浸させ、焼成することにより得られる。異方弾性発泡体において弾性力が最も強い方向は圧縮方向である。

【0098】

砥材ホルダ１１は、環状の部材であり、中心に軸線方向Ｘに延びるホルダ貫通穴１２を備える。また、砥材ホルダ１１は、その前端面に、円形の砥材保持孔１３Ａを備える。砥材ホルダ１１は、弾性砥石２Ａの軸線方向Ｘの一方の端部を保持する。また、砥材ホルダ１１は、その後端面に、ホルダ貫通穴１２を包囲する凹部を備える。凹部は、研磨具３を研磨具ホルダ４に着脱可能に装着するための研磨具側連結部１５である。研磨具３Ａは、研磨具ホルダ４に保持されて研磨工具１を構成する。

【0099】

ここで、砥材が弾性砥石２Ａの場合には、軸線方向Ｘの寸法が長いほど柔軟性があるので、切削能力は低い。しかし、摩耗量が大きくなって砥材の軸線方向の長さ寸法が短くなると、剛性が上昇して、切削能力が向上する。また、砥材が弾性砥石２Ａの場合には、負荷検出器２３から出力される負荷は、研磨加工時に弾性砥石２Ａの前端面がワークＷの加工対象面Ｓから垂直に押される反力である。このような反力は、弾性砥石２Ａの前端面がワークＷの加工対象面Ｓと接触する接触面積に比例する。従って、接触面積が小さければ負荷は小さくなり、接触面積が大きければ、負荷は大きくなる。よって、砥材が弾性砥石２Ａである場合でも、砥材が線状砥材２の束である場合と同様に、本発明を適用できる。

【0100】

次に、研磨工具１が備える研磨具３は、砥材として、剛性の砥石を備えていてもよい。図１７は、研磨工具が備える別の研磨具の斜視図である。図１７に示す研磨具３Ｂは、砥材として、軸線方向Ｘに延びる剛性の砥石２Ｂを備える。また、研磨具３Ｂは、砥石２Ｂを保持する砥材ホルダ１１を備える。砥材ホルダ１１は、図１６に示す研磨具３Ａの砥材ホルダ１１と同一である。

【0101】

ここで、剛性の砥石２Ｂはヤング率が大きいので、砥石２Ｂ自体の撓みは発生しないと考えられる。また、砥材が砥石２Ｂの場合には、軸線方向Ｘの寸法に起因する切削能力の変動はないと考えられる。しかし、研磨工具１では、砥石２Ｂの前端面をワークＷの加工対象面Ｓに接触させる必要がある。従って、砥石２Ｂは、砥材ホルダ１１に片持ち状態で保持される。同様に、砥石２Ｂは、砥材ホルダ１１を介して、研磨具ホルダ４に片持ち状態で保持される。よって、砥石２Ｂには、片持ち梁先端集中荷重の撓みが発生する。

【0102】

片持ち梁先端集中荷重により発生する撓みの撓み量は、軸線方向Ｘの長さ寸法の３乗に比例する。従って、軸線方向Ｘの寸法が長いほど撓み量が大きくなり、切削能力は低下しやすくなる。一方、摩耗量が大きくなって砥材の軸線方向の長さ寸法が短くなると、撓み量が小さくなるので、剛性が上昇して、切削能力が向上する。また、砥材が砥石２Ｂの場合には、負荷検出器２３から出力される負荷は、研磨加工時に砥石２Ｂの前端面がワークＷの加工対象面Ｓから垂直に押される反力である。このような反力は、砥石２Ｂの前端面がワークＷの加工対象面Ｓと接触する接触面積に比例する。従って、接触面積が小さければ負荷は小さくなり、接触面積が大きければ、負荷は大きくなる。よって、砥材が剛性の砥石２Ｂである場合でも、砥材が線状砥材２の束である場合と同様に、本発明を適用できる。

【0103】

なお、剛性の砥石２Ｂは、弾性を備える砥材と比較して、軸線方向Ｘの寸法が長いほど、割れが発生しやすいという問題がある。このような問題に対して、砥石２Ｂの軸線方向Ｘの長さ寸法に基づいて、負荷閾値範囲を変更すれば、砥石２Ｂに割れが発生することを抑制することが可能となる。

【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】

【図16】

【図17】