特表 2024-541268 研削機械センタリングゲージ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-08

(54)【発明の名称】研削機械センタリングゲージ

(51)【国際特許分類】

   B24B 41/06 20120101AFI20241031BHJP

   B23Q 17/22 20060101ALI20241031BHJP

   B24B 49/10 20060101ALI20241031BHJP

   B24B 5/42 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

B24B41/06 C

B23Q17/22 B

B24B49/10

B24B5/42

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024525834

(86)(22)【出願日】2021-10-27

(85)【翻訳文提出日】2024-06-13

(86)【国際出願番号】 US2021056783

(87)【国際公開番号】W WO2023075759

(87)【国際公開日】2023-05-04

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524160132

【氏名又は名称】ファイブス・ランディス・コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】ハイクス、ティモシー・ダブリュ．

【テーマコード（参考）】

3C029

3C034

3C043

【Ｆターム（参考）】

3C029AA02

3C034AA01

3C034BB79

3C034BB92

3C034CA02

3C034CB03

3C034DD01

3C043AC21

3C043CC03

3C043DD01

3C043DD05

3C043DD06

(57)【要約】

研削機械のためのワークピースセンタリングゲージは、研削機械と連結するように構成された第１のピボットを有するリンクと、第１のピボットにおけるリンクの角度を測定する第１のエンコーダと、リンクに含まれる第２のピボットと、細長いワークピースの外面に解放可能に接触するように構成された測定フォークと、ワークピース直径を測定する測定フォークに含まれるトランスデューサを有する表面フィーラと、測定フォークに対するリンクの角度位置を測定する第２のエンコーダと、を含み、第１のエンコーダによって測定された角度位置、第２のエンコーダによって測定された角度位置、及び測定されたワークピース直径は、中心線からの細長いワークピースのずれを決定するために使用される。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

研削機械のためのワークピースセンタリングゲージであって、
前記研削機械と連結するように構成された第１のピボットを有するリンクと、
前記第１のピボットにおける前記リンクの角度を測定する第１のエンコーダと、
前記リンクに含まれる第２のピボットと、
細長いワークピースの外面に解放可能に接触するように構成された測定フォークと、
ワークピース直径を測定する前記測定フォークに含まれるトランスデューサを有する表面フィーラと、
前記測定フォークに対する前記リンクの角度位置を測定する第２のエンコーダと、
を備え、
前記第１のエンコーダによって測定された前記角度位置、前記第２のエンコーダによって測定された前記角度位置、及び測定されたワークピース直径は、中心線からの前記細長いワークピースのずれを決定するために使用される、ワークピースセンタリングゲージ。

【請求項2】

一端で前記研削機械に、他端で前記リンクに連結され、前記研削機械に対して前記リンクを移動させるためのリンクピストンを更に備える、請求項１に記載のワークピースセンタリングゲージ。

【請求項3】

一端で前記リンクに、他端で前記測定フォークに連結され、前記測定フォークの角度移動を制限するためのフォーク制限ロッドを更に備える、請求項１に記載のワークピースセンタリングゲージ。

【請求項4】

極座標が計算され、次いでデカルト座標に変換される、請求項１に記載のワークピースセンタリングゲージ。

【請求項5】

前記細長いワークピースはクランクシャフトである、請求項１に記載のワークピースセンタリングゲージ。

【請求項6】

マスタ直径が前記研削機械に据えられ、前記測定フォークは前記マスタ直径の外面に係合し、前記第１のエンコーダにおいて角度が測定され、前記第２のエンコーダにおいて角度が測定される、請求項１に記載のワークピースセンタリングゲージ。

【請求項7】

前記細長いワークピースは、１．５メートル（ｍ）以上である、請求項１に記載のワークピースセンタリングゲージ。

【請求項8】

１つ又は複数の研削ホイールを含む研削機械であって、
細長いワークピースを解放可能に保持し、前記細長いワークピースを長手方向軸を中心として回転させるように構成されたワークピースホルダと、
ワークピースセンタリングゲージと、
を備え、前記ワークピースセンタリングゲージは、
前記研削機械と連結するように構成された第１のピボットを有するリンクと、
前記第１のピボットにおける前記リンクの角度を測定する第１のエンコーダと、
前記リンクに含まれる第２のピボットと、
ワークピースの外面に解放可能に接触するように構成された測定フォークと、
ワークピース直径を測定する前記測定フォークに含まれるトランスデューサと、
前記測定フォークに対する前記リンクの角度位置を測定する第２のエンコーダと、
を含み、
前記第１のエンコーダによって測定された前記角度位置、前記第２のエンコーダによって測定された前記角度位置、及びワークピース直径サイズは、中心からの前記細長いワークピースのずれを決定するために使用される、研削機械。

【請求項9】

一端で前記研削機械に、他端で前記リンクに連結され、前記研削機械に対して前記リンクを移動させるためのリンクピストンを更に備える、請求項８に記載の研削機械。

【請求項10】

一端で前記リンクに、他端で前記測定フォークに連結され、前記測定フォークの角度移動を制限するためのフォーク制限ロッドを更に備える、請求項８に記載の研削機械。

【請求項11】

極座標が計算され、次いでデカルト座標に変換される、請求項８に記載の研削機械。

【請求項12】

前記細長いワークピースはクランクシャフトである、請求項８に記載の研削機械。

【請求項13】

前記細長いワークピースは、１．５メートル（ｍ）以上である、請求項８に記載の研削機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001] 本出願は、ワークピース研削に関し、より具体的には、研削機械を用いてワークピースのロケーションを測定することに関する。

【背景技術】

【0002】

[0002] 研削機械は、細長いワークピースの外面を成形するために使用することができる。例えば、クランクシャフトなどの細長いワークピースを、主軸台及び心押台で保持することができる。細長いワークピースは、１つ又は複数の研削ホイールが規定量の材料を除去し、正確に成形された表面を作り出すためにワークピースの外面に係合しているときに、しっかりと保持され、回転することができる。機械によって実行される研削プロセスは、細長いワークピース及び研削ホイール（単数又は複数）の両方を正確に設置することと、ワークピースの表面に対する研削ホイールの位置を制御して、非常に高精度に材料を除去し、表面を作り出すこととを伴う。しかしながら、研削ホイール（単数又は複数）や主軸台及び心押台の空間位置の正確な知識があっても、いくらかの誤差が存在し得る。この誤差を低減するシステムを実現することが有用である。

【発明の概要】

【0003】

[0003] １つの実装形態では、研削機械のためのワークピースセンタリングゲージは、研削機械と連結するように構成された第１のピボットを有するリンクと、第１のピボットにおけるリンクの角度を測定する第１のエンコーダと、リンクに含まれる第２のピボットと、細長いワークピースの外面に解放可能に接触するように構成された測定フォークと、ワークピース直径を測定する測定フォークに含まれるトランスデューサを有する表面フィーラと、測定フォークに対するリンクの角度位置を測定する第２のエンコーダと、を含み、第１のエンコーダによって測定された角度位置、第２のエンコーダによって測定された角度位置、及び測定されたワークピース直径は、中心線からの細長いワークピースのずれを決定するために使用される。
別の実装形態では、１つ又は複数の研削ホイールを有する研削機械は、細長いワークピースを解放可能に保持し、かつ細長いワークピースを長手方向軸を中心として回転させるように構成されたワークピースホルダと、ワークピースセンタリングゲージと、を含み、ワークピースセンタリングゲージは、研削機械と連結するように構成された第１のピボットを有するリンクと、第１のピボットにおけるリンクの角度を測定する第１のエンコーダと、リンクに含まれる第２のピボットと、ワークピースの外面に解放可能に接触するように構成された測定フォークと、ワークピース直径を測定する測定フォークに含まれるトランスデューサと、測定フォークに対するリンクの角度位置を測定する第２のエンコーダと、を含み、第１のエンコーダによって測定された角度位置、第２のエンコーダによって測定された角度位置、及びワークピース直径サイズは、中心からの細長いワークピースのずれを決定するために使用される。

【図面の簡単な説明】

【0004】

【図1】[0004] ワークピースセンタリングゲージを有する研削機械の実装形態を示す斜視図である。

【図2】[0005] ワークピースセンタリングゲージを有する研削機械の実装形態の一部分を示す斜視図である。

【図3】[0006] ワークピースセンタリングゲージを有する研削機械の実装形態を示す別の斜視図である。

【図4】[0007] ワークピースセンタリングゲージを有する研削機械の実装形態の一部分を示す別の斜視図である。

【図5】[0008] ワークピースセンタリングゲージの実装形態を示す部分分解図である。

【図6】[0009] ワークピースセンタリングゲージの実装形態を示す側面図である。

【図7】[0010] ワークピースセンタリングゲージの実装形態を示す別の側面図である。

【図8】[0011] ワークピースセンタリングゲージの実装によって決定される測定値を示す数学的な図である。

【図9】[0012] ワークピースセンタリングゲージの実装形態を示す別の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0005】

[0013] 研削機械は、固定ロケーションに据えられたリンク部であって遠位端に測定フォークが取り付けられたリンク部を備えるワークピースセンタリングゲージを含むことができる。測定フォークは、ワークピースサイズを決定するためのトランスデューサを有する表面フィーラを含む。ワークピースセンタリングゲージは、少なくとも１つのリンクと、測定フォークと、表面フィーラと、少なくとも２つの枢動可能なジョイントであって各ジョイントにエンコーダが一体化された少なくとも２つの枢動可能なジョイントとを含む。例えば、ワークピースセンタリングゲージは、リンクの一端で研削機械に固定して取り付けられた第１のピボットを含むことができる。リンクの遠位端に位置する第２のピボットが、測定フォークに枢動可能に取り付けられていてよく、測定フォークは、ワークピースの表面に触れて、ワークピース中心線の実際のロケーションを決定する。ワークピースセンタリングゲージは、その複数のエンコーダと表面フィーラとを使用して、軸方向ロケーションにおけるワークピースの実際のサイズ及びワークピースの実際の中心線を非常に高精度に決定することができる。ワークピースセンタリングゲージは、表面フィーラを用いて軸方向ロケーションにおけるワークピースのサイズを測定することができ、実際に測定されたサイズを使用して各エンコーダにおける相対角度を決定し、決定された角度、測定されたワークピースサイズ、及びリンクの既知の長さが与えられると、ワークピース中心線の極座標を計算することができる。ワークピースサイズを測定した後、ワークピースセンタリングゲージは、ワークピース中心線から外れた位置を決定することができる。また、リンクは、単一の運動平面内でピボットを中心として移動するように構成されていてよい。

【0006】

[0014] 測定されたワークピース表面を使用してワークピース中心線の実際のロケーションを決定することは、研削機械の主軸台及び心押台が係合している間にわずかに撓む又は形状変化する傾向を有し得るより大型の細長いワークピースを研削するときに特に有用であり得る。例えば、１．５メートル（ｍ）以上のクランクシャフトは、クランクシャフトが撓むこと又は非理想的な形状を呈することを防止するために、主軸台と心押台との間でクランクシャフトの１つ又は複数のセクションを支持するためのワークレストを使用し得る。すなわち、研削機械は、ワークピース中心線の理論的ロケーションを用いてプログラムされ得るが、特に、より大型の細長いワークピースに関しては、理論的ロケーションは、ワークピース中心線の実際のロケーションとわずかではない量だけ異なる場合がある。例えば、理論的ロケーションと実際のロケーションとは、２ミリメートル（ｍｍ）以上異なる可能性がある。ワークピース中心線の実際のロケーションを、ワークピース中心線の理論的ロケーション又は所望のロケーションと比較することができ、ワークピース中心線、したがってワークピース表面を理論的ロケーション又は所望のロケーションに配置するようにワークピースを支持するために、ワークレストを３軸に沿って機械的に調整することができ、それによって撓み又は歪みを補償する。本明細書のいくつかの実施形態について、クランクシャフトを参照して説明するが、本明細書の開示は、他の細長いワークピースにも同様に適用可能であることも理解されたい。

【0007】

[0015] 図１～図４は、ワークピース表面の空間ロケーションを測定するワークピースセンタリングゲージ１２を含む研削機械１０を示す。この実施形態では、研削機械１０は、クランクシャフトワークピースの外面を研削するように設計されたオービタル式研削機械である。より具体的にいうと、オービタル式研削機械は、１つ又は複数の研削ホイール１４を使用して、クランクシャフト１６上にジャーナル表面及びクランクピン表面を作り出すことができる。この実装形態では、オービタル式研削機械１０は、１．５メートル（ｍ）ほどの小型のクランクシャフト、及び１２ｍほどの長いクランクシャフトを収容することができる。このような研削機械１０の実装形態は、Ｆｉｖｅｓ ＬａｎｄｉｓのＬＴ２ＨＨｅ又はＬＴ３ｅのオービタル式クランクシャフト研削機械を含む。しかしながら、異なるタイプのワークピース又は研削機械を使用する他の実施形態では、ワークピース表面の位置を決定するために位置決めゲージを使用することができる。

【0008】

[0016] オービタル式研削機械１０は、主軸台２０及び心押台２２を有するワークピースホルダ１８と、研削ホイール１４に連結されたスピンドルアセンブリ２６を含む研削ホイールアセンブリ２４と、機械ベッド２８とを含むことができる。機械ベッド２８は、床に置かれ、研削機械１０の要素を支持する比較的平面の構造であってよい。例えば、機械ベッド２８は、機械ベッド２８の表面上に主軸台２０及び心押台２２を支持することができ、それによりクランクシャフト１６は、主軸台２０及び心押台２２の両方と係合し、ベッド２８の上方に上昇される。機械ベッド２８は、Ｘ軸に沿った長さよりもＺ軸に沿った長さの方が長いような長方形であってよい。１つ又は複数の研削ホイールレール３０が、機械ベッド２８の表面に沿ってＺ軸に沿って延在して研削ホイールアセンブリ２４のＺ軸に沿った移動を容易にすることができ、それにより、研削ホイールアセンブリ２４は、レール３０に沿っていずれかの方向に摺動又は転動して、研削ホイールをＸ軸に沿った特定の軸方向地点に位置付ける。研削ホイールアセンブリは、リニアサーボモータを使用してレール３０上をＺ軸に沿って移動されることができ、Ｘ軸に沿った研削ホイール１４の位置を特定するために光学スケールが使用されてよい。

【0009】

[0017] １つ又は複数のワークピースホルダレール３２が、研削ホイールレール３０から離隔され、機械ベッド２８上の研削ホイールレール３０の反対側に位置付けられ、Ｚ軸に沿って延在することができる。主軸台２０及び心押台２２は、ワークピースホルダレール３２に沿って摺動又は転動して、異なる軸方向長さを有するクランクシャフトに合わせて調整され、それぞれクランクシャフト１６のヘッド及びクランクシャフト１６のテールを、チャック又はコレットなどのワークピースホルダ３４と係合させ、それによってクランクシャフト１６を特定の場所に保持することができる。主軸台２０のワークピースホルダ３４及び心押台２２のワークピースホルダ３４の各々は、クランクシャフト１６をその長手方向軸（Ｃ）を中心として３６０度の運動域でいずれかの角度方向に、共同で協調して回転させることができる電気モータを含むことができる。クランクシャフト１６の角度位置を決定するために、主軸台２０及び心押台２２においてロータリエンコーダが使用されてよい。主軸台２０及び心押台２２の各々は、サーボモータ及びラックドライブを使用してＺ軸に沿って個々に移動されてよい。

【0010】

[0018] 研削ホイールアセンブリ２４は、研削ホイールレール３０に載ったベース３６を含むことができる。スピンドルアセンブリ２６は、研削ホイールレール３０上をｚ軸に沿って移動可能となるようにベース３６によって支持されていてよく、スピンドルアセンブリ２６に連結された研削ホイール１４と、ベース３６とスピンドルアセンブリ２６との間にある１つ又は複数の送り込みレール４０と、リニアサーボモータと、光学スケールと、ワークピースセンタリングゲージ１２とを含む。スピンドルアセンブリ２６は、スピンドルシャフトを旋回して最終的にはスピンドルシャフトに連結された研削ホイール１４を回転させるスピンドル駆動モータを含むことができる。研削ホイール１４は、クランクシャフト１６に接触し、かつスピンドルシャフト回転軸（α）から外側に面する半径方向表面４４を有することができる。スピンドル駆動モータは、スピンドルシャフトと同心であってよく、それにより、スピンドル駆動モータ４６のロータがスピンドルシャフトと連結され、ステータがロータと同心となる。前方軸受及び後方軸受が、スピンドルシャフトの両端に位置付けられ、動作中に支持を提供することができる。軸受は、静圧軸受として実装され得る。スピンドルシャフト４８及び研削ホイール１４の角度位置、速度、又は加速度を決定するために、スピンドルシャフト４８の遠位端にロータリエンコーダ５８が取り付けられていてよい。送り込みレール４０は、Ｘ軸に沿って延在し、研削ホイールレール３０に対して垂直に位置付けられていてよい。

【0011】

[0019] スピンドルアセンブリ２６は、送り込みレール４０上をＸ軸に沿ってクランクシャフト１６に近づいたりクランクシャフト１６から遠ざかったりするように摺動することができる。リニアモータは、研削ホイールアセンブリ２４のＸ軸に沿った位置を特定するエンコーダを使用して、研削ホイールアセンブリ２４を送り込みレール４０上でＸ軸に沿って移動させることができる。

【0012】

[0020] クランクシャフト１６の形状歪みを防止するように支持するために、１つ又は複数のワークレストアセンブリ７０がクランクシャフト１６の下に配置されてよい。上述のように、主軸台２０と心押台２２との間に保持される、長さがより長い（例えば、＞１．５ｍ）クランクシャフトは、重力、温度、又は他の環境要因の影響に起因して、形状変化するか又は撓む可能性がある。ワークレストアセンブリ７０は、撓み又は形状歪みを防止するためにクランクシャフト１６の下に位置付けられてよい。ワークレストアセンブリ７０は、クランクシャフト１６の下の所望の地点のＸＺ平面に位置付けられてよく、クランクシャフト１６に係合してクランクシャフト１６を規定の高さに配置するために、ワークピース中心線の実際の決定に基づいて制御されるサーボモータを使用して、ＸＹ平面において高さが調整可能であってよい。このようにして、ワークレストアセンブリ７０は、３軸に沿って調整可能であってよい。ワークレストアセンブリ７０は、クランクシャフト１６の外面に係合するように互いに近づくか又は互いから遠ざかるように移動させることができる調整可能なアームを含むことができる。アームは、クランクシャフト１６の異なる直径及び形状に適応するように調整可能である。ワークレストアセンブリ７０は、クランクシャフト１６のクランクピンに係合するように位置付けられてよい。例えば、ワークレストアセンブリ７０は、Ｘ方向及びＺ方向に延在する機械ベッド２８上のレールに沿って摺動することができる。いくつかの実装形態では、レールは、逆蟻溝形断面形状を有することができる。すなわち、機械ベッド２８は、ワークレストアセンブリ７０上に含まれるほぞを受容する細長いほぞ穴スロットを含むことができる。ワークレストアセンブリ７０は、スロット内を機械ベッド２８の表面に沿って摺動することができる。

【0013】

[0021] 図５～図９を参照すると、研削機械１０によって担持され得るワークピースセンタリングゲージ１２の実装形態が示されている。この実装形態では、ワークピースセンタリングゲージ１２は、第１のピボット５８と、第１のピボット５８と同軸の第１のエンコーダ６０と、第２のピボット６２と、第２のピボット６２と同軸の第２のエンコーダ６４とを含む。ワークピースセンタリングゲージ１２は、リンク６６に接続された第１のピボット５８において研削ホイールアセンブリ２４に取り付けられていてよい。リンク６６は、研削機械１０から離れるほうに延在する細長い部材であってよく、リンク６６の遠位端において第２のピボット６２で測定フォーク６８に取り付けられている。測定フォーク６８は、クランクシャフト１６の外面に解放可能に係合する２つの対向する平面を有するＶ字形状端部を含むことができる。

【0014】

[0022] 測定フォーク６８は、ワークピース直径、及び任意選択的にワークピース表面形状を測定する表面フィーラ１００を含むことができる。表面フィーラ１００は、測定フォーク６８によって摺動可能に受容されるピストン１０２を含むことができる。ピストン１０２は、ばね又は他の付勢部材によって、測定フォーク６８から離れるほうにクランクシャフト１６に向かって付勢されていてよい。ピストン１０２は、測定フォーク６８に対するピストン１０２の直線移動を測定するトランスデューサと動作可能に係合していてよい。測定フォーク６８が移動して、主軸受などのクランクシャフト１６の表面に係合するとき、ピストン１０２は、ワークピース表面に係合し、平面がクランクシャフト１６に接触するまでばねの力に打ち勝って測定フォーク６８に対して直線的に摺動する。トランスデューサは、ピストン１０２がクランクシャフト１６に接触した時点から、平面がワークピース表面に接触してピストン１０２が測定フォーク６８に対する移動を停止するまでの、測定フォーク６８に対するピストン１０２の直線移動の量を、コンピュータプロセッサ７４に通信することができる。表面フィーラ１００は、主軸受などの所与の地点におけるクランクシャフト１６の直径の実際の測定値を研削機械１０に提供することができる。ピストン１０２及び測定フォーク６８がワークピース表面と係合している間に、この時点でクランクシャフト１６を回転させることも可能である。測定フォーク６８に対するピストン１０２の移動は、クランクシャフト１６の表面形状を決定するために監視され得る。

【0015】

[0023] リンク６６及び測定フォーク６８の移動は、リニアピストンなどの様々な機構を使用して達成することができる。例えば、リンクピストン７０が、研削ホイールアセンブリ２４及びリンク６６に枢動可能に取り付けられていてよい。リンクピストン７０の長さが伸長すると、リンク６６の角度位置が、第１のピボット５８を中心として研削ホイールアセンブリ２４に対して変化することができる。第１のエンコーダ６０は、第１のピボット５８に対するリンク６６の角度位置を検出することができる。「ピストン」という用語は、ボールねじ又は油圧ピストンなどの任意のリニアアクチュエータとして広く解釈することができるが、リンク６６及び測定フォーク６８を移動させるための他の機械的機構が可能である。例えば、第１のピボット５８及び第２のピボット６２は、リンク６６及び測定フォーク６８を研削ホイールアセンブリ２４に対して移動させるためにステッパモータを使用することができる。フォーク制限ロッド７２が、研削ホイールアセンブリ２４及び測定フォーク６８に枢動可能に取り付けられていてよい。測定フォーク６８がクランクシャフト１６に向かって移動されるときに、第２のピボット６２に対する測定フォーク６８の角度位置を制限することができる。第２のエンコーダ６４は、第２のピボット６２に対する測定フォーク６８の角度位置を検出することができる。

【0016】

[0024] リンク６６及び測定フォーク６８が、ピボット５８、６２を中心として移動されてクランクシャフト１６の外面７６と係合し、クランクシャフト１６の直径が測定された後に、ワークピースセンタリングゲージ１２は、第１のエンコーダ６０及び第２のエンコーダ６４を使用して、ピボット５８、６２における及びそれら間の相対角度を測定することができる。第１のエンコーダ６０又は第２のエンコーダ６４を実装するために、いくつかの異なるタイプのエンコーダを使用することができる。ワークピースセンタリングゲージ１２は、マスタ直径をワークピース中心線におけるワークピースホルダ１８上に据えることによって較正されてよい。測定フォーク６８は、第１のエンコーダ６０が角度を測定し、第２のエンコーダ６４が角度を測定する間に、マスタ直径の外面に係合して既知のデータ点を提供することができる。表面フィーラ１００がマスタ直径に接触したときの表面フィーラ１００からのデータが、ゲージ１２によって、測定された角度と組み合わされて、マスタ直径の直径が決定されてよい。測定フォーク６８がマスタ直径と係合している間に第１のエンコーダ６０及び第２のエンコーダ６４によって決定された角度は、ゲージ１２をワーク中心線に対して較正することができる。マスタ直径の計算された直径又は中心線が既知の直径又は中心線と一致しない場合、ゲージ１２は、将来の測定値が高精度になるように調整されてよい。１つの実装形態では、ハイデンハインタイプＥＣＮ４１３エンコーダを使用することができる。測定された角度は、クランクシャフト１６の実際の中心を決定するために、リンク６６及び測定フォーク６８の既知の長さ、並びに測定フォーク６８の寸法と共に使用されてよい。他の実装形態では、２つよりも多いピボット及び２つよりも多いエンコーダを使用することが可能である。

【0017】

[0025] クランクシャフト１６の実際の中心は、図８に示す以下の変数、及び以下で詳述する式を使用して計算することができる。

【0018】

[0026] これらの計算の定数は、以下の通りである。
Ｐ（Ｘ，Ｙ） － 測定位置におけるＸ軸を有する第１のピボット点
Ｌ_１ － ＰからＰ’へのリンクの長さ
Ｌ_２１ － 仮想の上部サブアームの長さ
Ｌ_２２ － Ｌ_２１からゲージＶ字交点までの仮想の第２のサブアームの長さ
Ｖ － 測定フォークのＶ字の挟角
ＸＩ（ξ） － ９０度になるように選択されたＬ_２１とＬ_２２との間の角度

【0019】

[0027] 表面フィーラが測定フォーク６８の中心に位置しない場合があっても、これらの計算は、様々な直径を有するワークピースの中心がＶ字の中心によって画定される線を通るという事実に基づく。

【0020】

[0028] ２つのエンコーダ及び表面フィーラによって提供される変数は、以下の通りである。
ガンマ１（γ１） － Ｘ軸（水平）から第１のアームまでの角度
ガンマ４（γ４） － 第１のアームからＬ_２１までの角度
Ｃ － ワーク半径
Ｌ － ワーク中心からゲージＶ字交点までの寸法
Ｌ_ＯＰ － Ｐ’からワーク中心Ｏまでの距離
ガンマ３（γ３） － 第１のアームとＰ’からワーク中心までの斜辺（Ｌ_ＯＰ）との間の挟角

【0021】

[0029] クランクシャフト１６などのワークピースの中心は、一連の３つの極座標から直交座標への変換として導出することができる。
Ｌ＝Ｃ／Ｓｉｎ（Ｖ／２）
Ｌ_ＯＰ＝ＳＱＲＴ（Ｌ_２１＾２＋（Ｌ_２２＋Ｌ）＾２）
γ３＝γ４－Ａｔａｎ（（Ｌ_２２＋Ｌ）／Ｌ_２１））
Ｐ＝Ｘ１，Ｙ１
Ｐ’＝Ｘ１－Ｌ_１＊Ｃｏｓ（γ１），Ｙ１＋Ｌ_１＊Ｓｉｎ（γ１）であって、Ｘ２，Ｙ２として定義される
Ｏ＝Ｘ２＋Ｌ_ＯＰ＊Ｃｏｓ（－γ１－γ３），Ｙ２－Ｓｉｎ Ｃｏｓ（－γ１－γ３）

【0022】

[0030] 第１のピボット５８、第１のエンコーダ６０、第２のピボット６２、及び第２のエンコーダ６４、リンク６６の既知の長さ（ｌ）、測定フォーク６８の既知の寸法、及びクランクシャフト１６の測定された直径をどのように使用してクランクシャフト中心線（Ｏ）のずれを決定することができるかの例を以下に示す。クランクシャフト１６はＺ軸に沿って延在することができ、クランクシャフト１６の中心（Ｏ）には、（０，０）の理論的ロケーションが与えられていてよく、これは中心がＸ軸においてもＹ軸においてもＺ軸からオフセットされていないことを示す。クランクシャフト１６の中心線のこの理論的ロケーションが与えられると、ワークピースセンタリングゲージ１２は、クランクシャフト１６の外面７６に沿ったロケーションに接触するように移動され得る。リンクピストン７０及びフォーク制限ロッド７２は、フォーク６８がクランクシャフト１６の外面に接触するように、リンク６６及び測定フォーク６８を下降させることができる。１つの例では、いくつかの理論的計算値が決定されていてよい。例えば、第１のピボット５８と第２のピボット６２との間の距離は３５０ｍｍであってよく、第２のピボット６２とクランクシャフト１６の理論的中心（Ｏ）との間の理論的距離は２９１．９６３４ｍｍであってよい。測定フォーク６８がクランクシャフト表面に接触するロケーションにおけるクランクシャフト１６の直径は、１８１．２７５ｍｍであると指定されていてよい。第１のエンコーダ６０を使用する第１のピボット５８における角度（ａ）は、１８０度であってよく、第２のエンコーダ６４における第２のピボット６２の理論的角度（ｂ）は、（座標平面上で測定されるように）２７０度であってよい。測定フォーク６８の接触点から第２のピボット６２までの理論的距離は、２０６．４４９３ｍｍであってよい。

【0023】

[0031] 上記の値が与えられると、クランクシャフト１６の中心線（Ｏ）から第１のピボット５８までの距離を決定することができる。この例では、５５５．４５１６５６６ｍｍであってよい。第１のピボット５８、第２のピボット６２、及びクランクシャフト１６の中心線の間には、三角形の関係が存在し得る。第１のピボット５８における三角形の角度（ａ’）は４９．６２０８４３７５度と計算されてよく、第２のピボット６２における三角形の角度（ｂ’）は９０．９８９２８８７７度と計算されてよい。第１のピボット５８及び第２のピボット６２に対するクランクシャフト１６の中心線における角度（ｃ’）は、３９．３８９８６７４９度と計算されてよい。

【0024】

[0032] 理論値は、較正標準として使用され、リンク６６及び測定フォーク６８の既知の寸法が与えられると、第１のエンコーダ６０、第２のエンコーダ６４、及び表面フィーラ１００を用いて測定された実際の角度測定値から導出された値と比較されてよい。この例では、第１のエンコーダ６０は、１７９．９８６９２２１度の角度（ａ）を測定でき、第２のエンコーダ６４は、角度（ｂ）を２７０．９８９２８８７７度と測定することができる。これらの角度は、１８０度及び２７０度という理論的角度とは異なる。第１のエンコーダ６０及び第２のエンコーダ６４によって記録された角度を使用して、クランクシャフト１６の中心（ｃ）のロケーションのずれが、垂直（Ｙ）方向に０．００３３ｍｍ、水平（Ｘ）方向に－０．００３９ｍｍとして計算されてよい。これは、これらの計算をどのように実行することができるかの１つの例であり、他の方法が可能である。

【0025】

[0033] コンピュータプロセッサ７４は、上記で特定されたいくつかの構成要素に入力を提供し、それらからフィードバックを受信することができる。例えば、研削ホイールレール３０に沿った機械ベッド２８の移動、送り込みレール４０に沿った研削ホイールアセンブリ２４の移動、スピンドルシャフト４８の動作、及び／又は主軸台２０及び心押台２２の電気モータを制御するサーボモータ、並びに第１のエンコーダ６０及び第２のエンコーダ６４はすべて、コンピュータプロセッサ７４から、命令されたモータ速度及び方向などの入力信号を受信し、またコンピュータプロセッサ７４に、実際の角度位置、角度シャフト速度、及び／又は角度方向などの出力信号を提供することができる。ワークピースセンタリングゲージ１２は、第１のエンコーダ６０又は第２のエンコーダ６４における位置を示す信号の形態の出力をコンピュータプロセッサ７４に提供することができる。コンピュータプロセッサ７４は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ホストプロセッサ、コントローラ、及び特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む、電子命令を処理することが可能な任意のタイプのデバイスであってよい。それは、記載された方法を実行するためだけに使用される専用プロセッサであってもよいし、又は研削機械１０によって実行される他の機能と共有されていてもよい。コンピュータプロセッサ７４は、コンピュータ可読メモリに記憶されたソフトウェア又はファームウェアプログラムなどの様々なタイプのデジタル記憶命令を実行する。しかしながら、これらの要素の少なくとも一部がプリント回路基板上で共に実装され得る他の実装形態が可能であることを理解されたい。

【0026】

[0034] 上記は、本発明の１つ又は複数の実施形態の説明であることを理解されたい。本発明は、本明細書に開示された特定の実施形態（単数又は複数）に限定されるものではなく、むしろ、以下の特許請求の範囲によってのみ定義される。更に、上記の説明に含まれる記述は、特定の実施形態に関し、用語又は語句が上記で明示的に定義されている場合を除いて、特許請求の範囲で使用される用語の定義又は本発明の範囲に対する限定として解釈されるべきではない。様々な他の実施形態並びに開示された実施形態（単数又は複数）の様々な変更形態及び修正形態が、当業者には明らかになる。そのような他の実施形態、変更形態、及び修正形態のすべてが、添付の特許請求の範囲内に入ることを意図している。

【0027】

[0035] 本明細書及び特許請求の範囲で使用されるとき、「例えば（e.g.）」、「例えば（for example）」、「例えば（for instance）」、「など（such as）」、及び「など（like）」という用語、並びに「備える（comprising）」、「有する（having）」、「含む（including）」という動詞及びそれらの他の動詞形態は、１つ又は複数の構成要素又は他の項目のリストと併せて使用されるとき、オープンエンドとして各々解釈されるべきであり、リストが他の追加の構成要素又は項目を除外するものと考えられるべきでないことを意味する。他の用語は、異なる解釈を必要とするコンテキストで使用されていない限り、それらの最も広い妥当な意味を使用して解釈されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】