JP7745394B2 - Dressing completion determination method and dressing completion determination device - Google Patents
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Description
本発明は、研削砥石がドレッサにより目立てされ或いは形状修正されるドレッシング加工の完了を判定することができるドレッシング完了判定方法およびドレッシング完了判定装置に関し、特にドレッサや研削砥石の種類、ドレッシング条件を変更したときの予備試験を不要とし、ドレッシングの完了についての誤判定を抑制する技術に関するものである。 The present invention relates to a method and device for determining the completion of dressing, which can determine the completion of dressing, in which a grinding wheel is dressed or its shape is corrected by a dresser. In particular, the present invention relates to technology that eliminates the need for preliminary testing when the type of dresser or grinding wheel or the dressing conditions are changed, and that prevents erroneous determinations of the completion of dressing.
研削砥石に対するドレッシング作業(目立て、形状修正)の完了を自動的に判定する装置として、AE信号(acoustic emission signal:周波数がたとえば100kHz以上の超音波領域の振動波)を検出し、そのAE信号と、予め求めて記憶させたマスター波形との差分が予め設定された閾値以内であるか否かに基づいてドレッシングの完了判定を行なう装置が提案されている。たとえば、特許文献1の砥石成形状態判定装置及び砥石成形状態判定方法がそれである。 As a device for automatically determining the completion of dressing (sharpening, shape correction) for a grinding wheel, a device has been proposed that detects an AE signal (acoustic emission signal: a vibration wave in the ultrasonic range with a frequency of, for example, 100 kHz or higher) and determines the completion of dressing based on whether the difference between the AE signal and a previously calculated and stored master waveform is within a preset threshold. For example, Patent Document 1 discloses a grinding wheel forming state determination device and grinding wheel forming state determination method.
上記特許文献1に記載の砥石成形状態判定装置及び砥石成形状態判定方法によれば、砥石の断面直径によってAE信号が変化するときでも、砥石の形状修正状態の判定を容易に行なうことができ、ドレッシングの完了判定とドレッサの摩耗検出とを同時に行なうことができると、されている。 The grinding wheel forming state determination device and grinding wheel forming state determination method described in Patent Document 1 above are said to be able to easily determine the shape correction state of the grinding wheel even when the AE signal changes depending on the cross-sectional diameter of the grinding wheel, and to simultaneously determine the completion of dressing and detect wear on the dresser.
ところで、上記従来のドレッシング完了判定装置では、ドレッサや砥石の種類を変更する度に、マスター波形や閾値を予め求めるための予備試験を、繰り返し行なう必要があり、準備作業が煩雑となっていた。また、AE信号とマスター波形との差分をとる場合には、時間軸上でAE信号波形とマスター波形とを用いた高精度な重ね合わせが必要となり、誤判定が生じやすいという問題があった。 However, with the conventional dressing completion determination device described above, it was necessary to repeatedly perform preliminary tests to determine the master waveform and threshold value each time the type of dresser or grinding wheel was changed, making the preparation work cumbersome. Furthermore, when calculating the difference between the AE signal and the master waveform, highly accurate overlapping of the AE signal waveform and the master waveform on the time axis was required, which created the problem of being prone to erroneous determinations.
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、煩雑な準備作業を必要とすることなく、高精度で研削砥石のドレッシング完了判定を行なうことができるドレッシング完了判定方法およびドレッシング完了判定装置を、提供することにある。 The present invention was made against the background of the above circumstances, and its purpose is to provide a method and device for determining the completion of dressing of a grinding wheel that can determine the completion of dressing with high accuracy without requiring complicated preparation work.
本発明等者は、以上の事情を背景として種々検討を重ねた結果、ドレッシング処理においてドレッサを研削砥石のドレッシング面を横切るように移動させる走査を、一定の切込量を与える毎に繰り返し行なうとき、ドレッサが走査されるドレッシング走査中に発生するAE信号の積算強度値に着目すると、AE信号の積算強度値がドレスストローク毎に増加する点、および、ドレッシング面の目立てが完了する状態では、そのAE信号のドレッシング走査中の積算強度値の増加が飽和する点を見出した。本発明は、かかる知見に基づいて為されたものである。 The inventors of the present invention have conducted extensive research in light of the above circumstances. As a result, they have discovered that when a dresser is moved across the dressing surface of a grinding wheel in a dressing process, repeatedly performing a scan each time a fixed depth of cut is applied, and focusing on the integrated intensity value of the AE signal generated during the dressing scan in which the dresser is scanned, the integrated intensity value of the AE signal increases with each dressing stroke, and that when dressing of the dressing surface is complete, the increase in the integrated intensity value of the AE signal during the dressing scan saturates. The present invention was made based on this finding.
すなわち、第1発明の要旨とするところは、(a)研削砥石のドレッシング面にドレッサを摺接させつつ前記ドレッシング面を幅方向に横切るように前記ドレッサを一定の送り速度で移動させるドレッシング走査を一定の切込量を与える毎に繰り返し行なう、前記ドレッシング面のドレッシング処理の完了を、前記研削砥石とドレッサとの接触に起因して前記研削砥石の砥粒の破砕により発生するAE信号に基づいて自動判定するドレッシング完了判定装置のドレッシング完了判定方法であって、(b)ドレッサ走査中に発生するAE信号強度の積算強度値を、前記ドレッシング走査毎に算出する積算強度値算出工程と、(c)前記積算強度値算出工程によりドレッシング走査毎に算出されたAE信号強度の積算強度値がそれまで繰り返されたドレッシング走査により得られたAE信号強度の積算強度の最大値以下となったことに基づいて、前記ドレッシング走査毎に積算されたAE信号強度の積算強度値の増加が飽和したと判定し、その判定に基づいて、前記ドレッシング処理の完了を判定するドレッシング完了判定工程とを、含むことにある。 That is, the gist of the first invention is a dressing completion determination method for a dressing completion determination device that automatically determines the completion of dressing of the dressing surface based on an AE signal generated by the fracture of abrasive grains of the grinding wheel due to contact between the grinding wheel and the dresser, by (a) repeatedly performing a dressing scan in which the dresser is brought into sliding contact with the dressing surface of the grinding wheel and the dresser is moved at a constant feed rate so as to traverse the dressing surface in the width direction every time a constant cutting amount is applied, and (b) (c) a dressing completion determination step of determining that an increase in the integrated intensity value of the AE signal intensity integrated for each dressing scan has saturated based on the integrated intensity value of the AE signal intensity calculated for each dressing scan by the integrated intensity value calculation step becoming equal to or less than the maximum value of the integrated intensity of the AE signal intensity obtained by the dressing scans repeated up to that point, and determining the completion of the dressing process based on this determination .
第2発明の要旨とするところは、(a)研削砥石とドレッサとの接触に起因して前記研削砥石の砥粒の破砕により発生するAE信号を検出するAEセンサを備え、前記研削砥石のドレッシング面に前記ドレッサを摺接させつつ前記ドレッシング面を幅方向に横切るように前記ドレッサを一定の送り速度で走査させるドレッシング走査を一定の切込量を与える毎に繰り返し行なう前記ドレッシング面のドレッシング処理の完了を、前記AE信号に基づいて自動判定するドレッシング完了判定装置であって、(b)前記ドレッシング走査中に発生するAE信号強度を積算した積算強度値を、前記ドレッシング走査毎に算出する積算強度値算出部と、(c)前記積算強度値算出部によりドレッシング走査毎に積算されたAE信号強度の積算強度値がそれまで繰り返されたドレッシング走査により得られたAE信号強度の積算強度の最大値以下となったことに基づいて、前記ドレッシング走査毎に積算されたAE信号強度の積算強度値の増加が飽和したと判定し、その判定に基づいて、前記ドレッシング処理の完了を判定するドレッシング完了判定部とを、含むことにある。 The gist of the second invention is (a) a dressing completion determination device that includes an AE sensor that detects an AE signal generated by the fracture of abrasive grains of a grinding wheel due to contact between the grinding wheel and a dresser, and that performs a dressing scan by causing the dresser to slide against a dressing surface of the grinding wheel and scan the dresser at a constant feed rate across the dressing surface in a width direction, and that automatically determines the completion of a dressing process of the dressing surface based on the AE signal, every time a constant cutting depth is provided, and (b) (c) a dressing completion determination unit that determines that an increase in the integrated intensity value of the AE signal intensity integrated for each dressing scan has saturated based on the integrated intensity value of the AE signal intensity integrated for each dressing scan by the integrated intensity value calculation unit becoming equal to or less than the maximum value of the integrated intensity of the AE signal intensity obtained by the dressing scans repeated up to that point, and determines the completion of the dressing process based on that determination .
第3発明の要旨とするところは、第2発明において、(d)前記ドレッサを前記砥石のドレッシング面から離した非ドレッシング状態で前記AEセンサから得られるAE信号強度に基づいてAE信号判定閾値を決定するAE信号判定閾値決定部を含み、前記AEセンサから得られるAE信号強度が前記AE信号判定閾値を上回った時点から前記AE信号判定閾値を下回った時点までの時間を、前記ドレッサが前記研削砥石のドレッシング面に接している時間であるスパークタイムとして算出するスパークタイム算出部と、(e)前記ドレッサ送り機構による前記ドレッサの送り速度と前記研削砥石のドレッシング面の幅寸法とに基づいて算出される理論スパークタイムよりも短いスパークタイム判定閾値を設定するスパークタイム判定閾値設定部と、(f)前記スパークタイム算出部によりドレッシング走査毎に算出されたスパークタイムが、前記スパークタイム判定閾値を超えたことに基づいて形状修正の完了を判定する形状修正合格判定部とを、含み、(g)前記ドレッシング完了判定部は、前記積算強度値算出部によりドレッシング走査毎に算出されたAE信号強度の積算強度値の増加が飽和したこと、および前記形状修正合格判定部により前記形状修正の完了が判定されたことに基づいて、前記ドレッシング処理の完了を判定することにある。 The gist of a third invention is that, in the second invention, the device further includes: (d) an AE signal judgment threshold determination unit that determines an AE signal judgment threshold based on an AE signal intensity obtained from the AE sensor in a non-dressing state in which the dresser is separated from the dressing surface of the grinding wheel, and calculates a spark time that is a time during which the dresser is in contact with the dressing surface of the grinding wheel, from a time when the AE signal intensity obtained from the AE sensor exceeds the AE signal judgment threshold to a time when the AE signal intensity falls below the AE signal judgment threshold; and (e) a spark time calculation unit that calculates a spark time that is a time during which the dresser is in contact with the dressing surface of the grinding wheel based on a feed speed of the dresser by the dresser feed mechanism and a width dimension of the dressing surface of the grinding wheel. and (f) a shape modification pass/fail determination unit that determines completion of the shape modification based on the fact that the spark time calculated for each dressing scan by the spark time calculation unit exceeds the spark time determination threshold, and (g) the dressing completion determination unit determines completion of the dressing process based on the fact that an increase in the integrated intensity value of the AE signal intensity calculated for each dressing scan by the integrated intensity value calculation unit has saturated and the shape modification pass/fail determination unit has determined completion of the shape modification.
第4発明の要旨とするところは、第2発明又は第3発明において、(i)前記ドレッサを前記砥石のドレッシング面から離した非ドレッシング状態で前記AEセンサから得られるAE信号強度に基づいてAE信号判定閾値を決定するAE信号判定閾値決定部を含み、(j)前記ドレッシング走査中に前記AEセンサから出力された信号のうちの前記AE信号判定閾値を超える信号が、前記ドレッシング処理の完了の判定に用いるAE信号強度として用いられることにある。 The gist of the fourth invention is that, in the second or third invention , (i) an AE signal judgment threshold determination unit is included that determines an AE signal judgment threshold based on the AE signal intensity obtained from the AE sensor in a non-dressing state in which the dresser is separated from the dressing surface of the grinding wheel, and (j) a signal that exceeds the AE signal judgment threshold among the signals output from the AE sensor during the dressing scan is used as the AE signal intensity used to determine the completion of the dressing process.
第5発明の要旨とするところは、第4発明において、(l)前記AE信号判定閾値決定部は、前記ドレッサを前記砥石のドレッシング面から離した状態でドレッサ送り機構に前記ドレッサを走査させたときに前記AEセンサから得られるAE信号強度のうち、変動係数が所定値以下の区間の平均値又は最大値に基づいてAE信号判定閾値を決定することにある。 The gist of the fifth invention is that, in the fourth invention, (l) the AE signal judgment threshold value determiner determines the AE signal judgment threshold value based on an average value or a maximum value of an AE signal intensity obtained from the AE sensor when the dresser is scanned by a dresser feed mechanism in a state where the dresser is separated from the dressing surface of the grinding wheel, in a section in which a coefficient of variation is equal to or less than a predetermined value.
第6発明の要旨とするところは、第2発明から第5発明のいずれか1の発明において、前記AEセンサは、前記研削砥石が固定されるフランジのうち、前記研削砥石のドレッシング面に対応する範囲内の異なる径方向位置にそれぞれ設けられた一対のAEセンサであり、前記ドレッシング完了判定部は、前記一対のAEセンサからそれぞれ得られたAE信号強度がドレッシング走査毎にそれぞれ積算されたAE信号強度の積算強度値の増加がそれぞれ飽和したことに基づいて、前記ドレッシング処理の完了を判定することにある。 The gist of the sixth invention is that, in any one of the second to fifth inventions, the AE sensors are a pair of AE sensors each provided at a different radial position within a range corresponding to the dressing surface of the grinding wheel on the flange to which the grinding wheel is fixed, and the dressing completion determination unit determines the completion of the dressing process based on the saturation of the increase in the integrated intensity value of the AE signal intensity obtained from each of the pair of AE sensors, which is accumulated for each dressing scan.
第1発明のドレッシング完了判定方法によれば、研削砥石のドレッシング面にドレッサを摺接させつつ前記ドレッシング面を幅方向に横切るように前記ドレッサを一定の送り速度で移動させるドレッシング走査を一定の切込量を与える毎に繰り返し行なう、前記ドレッシング面のドレッシング処理の完了を、ドレッシング完了判定装置が前記研削砥石とドレッサとの接触に起因して前記研削砥石の砥粒の破砕により発生するAE信号に基づいて自動判定するに際して、積算強度値算出工程により、ドレッサ走査中に発生するAE信号強度の積算強度値が前記ドレッシング走査毎に算出され、ドレッシング完了判定工程により、前記ドレッシング走査毎に算出されたAE信号強度の積算強度値がそれまで繰り返されたドレッシング走査により得られたAE信号強度の積算強度の最大値以下となったことに基づいて、前記ドレッシング走査毎に積算されたAE信号強度の積算強度値の増加が飽和したと判定され、その判定に基づいて、前記ドレッシング処理の完了が判定される。これにより、煩雑な準備作業を必要とすることなく、高精度で研削砥石のドレッシング完了判定を行なうことができる。 According to the dressing completion determination method of the first invention, a dressing scan is performed repeatedly each time a constant depth of cut is applied, in which the dresser is brought into sliding contact with the dressing surface of a grinding wheel and moved at a constant feed rate across the dressing surface in the width direction. The dressing completion determination device automatically determines the completion of the dressing process of the dressing surface based on AE signals generated by fracture of abrasive grains of the grinding wheel due to contact between the grinding wheel and the dresser. In this case, an integrated intensity value calculation step calculates an integrated intensity value of AE signal intensity generated during the dresser scan for each dressing scan, and in the dressing completion determination step, it is determined that the increase in the integrated intensity value of AE signal intensity integrated for each dressing scan has saturated based on the integrated intensity value of AE signal intensity calculated for each dressing scan becoming equal to or less than the maximum value of the integrated intensity of AE signal intensity obtained by the dressing scans repeated up to that point. Based on this determination , the completion of the dressing process is determined. This makes it possible to determine with high accuracy whether or not the dressing of the grinding wheel has been completed, without requiring any complicated preparation work.
第2発明のドレッシング完了判定装置によれば、研削砥石とドレッサとの接触に起因して前記研削砥石の砥粒の破砕により発生するAE信号を検出するAEセンサを備え、前記研削砥石のドレッシング面に前記ドレッサを摺接させつつ前記ドレッシング面を幅方向に横切るように前記ドレッサを一定の送り速度で走査させるドレッシング走査を一定の切込量を与える毎に繰り返し行なう前記ドレッシング面のドレッシング処理の完了を、前記AE信号に基づいて自動判定するドレッシング完了判定装置において、積算強度値算出部により、ドレッサ走査中に発生するAE信号強度の積算強度値が前記ドレッシング走査毎に算出され、ドレッシング完了判定部により、前記ドレッシング走査毎に算出されたAE信号強度の積算強度値がそれまで繰り返されたドレッシング走査により得られたAE信号強度の積算強度の最大値以下となったことに基づいて、前記ドレッシング走査毎に積算されたAE信号強度の積算強度値の増加が飽和したと判定され、その判定に基づいて、前記ドレッシング処理の完了が判定される。これにより、煩雑な準備作業を必要とすることなく、高精度で研削砥石のドレッシング完了判定を行なうことができる。 According to the second aspect of the present invention, there is provided a dressing completion determination device which includes an AE sensor for detecting an AE signal generated by the fracture of abrasive grains of the grinding wheel due to contact between the grinding wheel and a dresser, and which performs a dressing scan by causing the dresser to slide against the dressing surface of the grinding wheel and scan the dresser at a constant feed rate across the dressing surface in the width direction, and which repeats this dressing scan every time a constant cutting depth is provided, and which automatically determines the completion of the dressing process of the dressing surface based on the AE signal. An integrated intensity value calculation unit calculates an integrated intensity value of the AE signal intensity generated during the dresser scan for each dressing scan, and a dressing completion determination unit determines that the increase in the integrated intensity value of the AE signal intensity integrated for each dressing scan has saturated based on the fact that the integrated intensity value of the AE signal intensity calculated for each dressing scan has become equal to or less than the maximum value of the integrated intensity of the AE signal intensity obtained by the dressing scans repeated up to that point, and determines the completion of the dressing process based on this determination . This makes it possible to determine the completion of dressing of the grinding wheel with high accuracy without requiring complicated preparation work.
第3発明のドレッシング完了判定装置によれば、スパークタイム算出部により算出された、前記AE信号強度が前記AE信号判定閾値を上回った時点から前記AE信号判定閾値を下回った時点までの時間であるスパークタイムが、スパークタイム判定閾値設定部により設定されたスパークタイム判定閾値を超えたことに基づいて形状修正の完了が判定されると、前記ドレッシング完了判定部により、前記積算強度値算出部によりドレッシング走査毎に算出されたAE信号強度の積算強度値の増加が飽和したこと、および前記形状修正合格判定部により前記形状修正の完了が判定されたことに基づいて、前記ドレッシング処理の完了が判定される。これにより、ドレッシング処理の完了判定の精度が、一層高められる。 According to the dressing completion determination device of the third invention, when the completion of shape modification is determined based on the fact that the spark time calculated by the spark time calculation unit, which is the time from when the AE signal intensity exceeds the AE signal determination threshold to when it falls below the AE signal determination threshold, exceeds the spark time determination threshold set by the spark time determination threshold setting unit, the completion of the dressing process is determined by the dressing completion determination unit based on the fact that the increase in the integrated intensity value of the AE signal intensity calculated for each dressing scan by the integrated intensity value calculation unit has saturated and the fact that the shape modification pass/fail determination unit has determined that the shape modification is complete, thereby further improving the accuracy of the determination of the completion of the dressing process.
第4発明のドレッシング完了判定装置によれば、前記砥石と前記ドレッサとが接触していない非ドレッシング状態でAEセンサから出力される信号に基づいて決定されたAE信号判定閾値を超える信号が、AE信号供給部により前記ドレッシング処理の完了の判定に用いるAE信号強度として用いられる。これにより、前記ドレッシング処理の完了判定の精度が、一層高められる。 According to the dressing completion determination device of the fourth invention, a signal exceeding an AE signal determination threshold determined based on a signal output from an AE sensor in a non-dressing state where the grinding wheel and the dresser are not in contact with each other is used by an AE signal supply unit as the AE signal intensity used for determining the completion of the dressing process, thereby further improving the accuracy of determining the completion of the dressing process.
第5発明のドレッシング完了判定装置によれば、前記AE信号判定閾値決定部は、前記ドレッサを前記砥石のドレッシング面から離した状態でドレッサ送り機構に前記ドレッサを走査させたときに前記AEセンサから出力される信号のうち、変動係数が所定値以下の区間の平均値又は最大値に基づいてAE信号判定閾値を決定する。これにより、ドレッシング処理の完了判定の精度が、一層高められる。また、AE信号判定閾値は、前記信号平均値または最大値より少し大きければよく、厳密な実験値に基づいて求められる必要がないため、たとえば、前記平均値または最大値の1.1倍の様に決めればよく、容易に設定できる。 According to the dressing completion determination device of the fifth invention, the AE signal determination threshold determiner determines the AE signal determination threshold based on the average or maximum value of the signal output from the AE sensor when the dresser feed mechanism scans the dresser while the dresser is separated from the dressing surface of the grinding wheel, in a section where the coefficient of variation is equal to or less than a predetermined value. This further improves the accuracy of determining the completion of the dressing process. Furthermore, the AE signal determination threshold need only be slightly larger than the average or maximum value of the signal and does not need to be determined based on strict experimental values, so it can be easily set, for example, to 1.1 times the average or maximum value.
第6発明のドレッシング完了判定装置によれば、前記AEセンサは、前記研削砥石が固定されるフランジのうち、前記研削砥石のドレッシング面に対応する範囲内の異なる径方向位置にそれぞれ設けられた一対のAEセンサであり、前記ドレッシング完了判定部は、前記一対のAEセンサからそれぞれ得られたAE信号強度がドレッシング走査毎にそれぞれ積算されたAE信号強度の積算強度値の増加がそれぞれ飽和したことに基づいて、前記ドレッシング処理の完了を判定する。これにより、ドレッシング処理の完了判定の精度が、一層高められる。 According to the dressing completion determination device of the sixth aspect of the invention, the AE sensors are a pair of AE sensors respectively provided at different radial positions within a range of the flange to which the grinding wheel is fixed, corresponding to the dressing surface of the grinding wheel, and the dressing completion determination unit determines the completion of the dressing process based on the saturation of the increase in the integrated intensity value of the AE signal intensity obtained by integrating the AE signal intensity obtained from the pair of AE sensors for each dressing scan. This further improves the accuracy of the determination of the completion of the dressing process.
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は発明に関連する要部を説明するものであり、寸法及び形状等は必ずしも正確に描かれていない The following describes in detail one embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. Please note that the drawings in the following embodiment are for illustrative purposes only and are not necessarily drawn to scale or shape accurately.
図1において、ドレッシング装置10は、ドレッサ12を摺接させることによって平面研削砥石14のドレッシング面15の目立ておよび形状修正を行なうドレッシング処理を行なうものである。ドレッシング面15とは、平面研削砥石14の研削面のうちの研削に寄与する部分を含むドレッサ12のドレッシング(形状修正および目立て)の対象となる部分である。ドレッシング装置10は、ドレッシング処理中において研削砥石14とドレッサ12との接触時に発生する弾性波を検出してAE信号を出力するAEセンサ16a、16bと、平面研削砥石14のドレッシング面15にドレッサ12を摺接させつつドレッシング面15を幅方向に横切るようにドレッサ12を一定の送り速度で往復走査させるドレッサ走査モータ18およびドレッサ12をドレッシング面15側へ一定の切込量で走査毎に切り込むドレッサ送込モータ20を備え、平面研削砥石14のドレッシング面15にドレッサ12を摺接させつつドレッシング面15を幅方向に横切るようにドレッサ12を一定の送り速度で往復移動させるドレッシング走査を、一定の切込量を与える毎に繰り返し行なうドレッサ送り機構22と、ドレッサ送り機構22のドレッサ走査モータ18およびドレッサ送込モータ20と平面研削砥石14を回転駆動する砥石回転駆動モータ24とを、指令に従って駆動制御するドレッシング駆動制御装置26と、ドレッシング駆動制御装置26に制御指令を出力する電子制御装置28とを、備えている。 In Figure 1, the dressing device 10 performs a dressing process by sliding a dresser 12 against the surface of the surface grinding wheel 14 to sharpen and modify the shape of the dressing surface 15. The dressing surface 15 is the portion of the grinding surface of the surface grinding wheel 14 that is the target of dressing (shape modification and sharpening) by the dresser 12, including the portion that contributes to grinding. The dressing device 10 includes AE sensors 16a, 16b that detect elastic waves generated when the grinding wheel 14 and the dresser 12 come into contact with each other during the dressing process and output an AE signal, a dresser scanning motor 18 that causes the dresser 12 to reciprocate and scan at a constant feed rate across the dressing surface 15 in the width direction while bringing the dresser 12 into sliding contact with the dressing surface 15 of the surface grinding wheel 14, and a dresser feed motor 20 that causes the dresser 12 to cut into the dressing surface 15 by a constant cutting amount for each scan. The dresser feed mechanism 22 repeatedly performs dressing scans by moving the dresser 12 back and forth at a constant feed speed across the width of the dressing surface 15 while sliding the dresser 12 against the dresser feed mechanism 5, each time a constant cutting depth is applied; a dressing drive control device 26 that controls the drive of the dresser scan motor 18 and dresser feed motor 20 of the dresser feed mechanism 22 and the grinding wheel rotation drive motor 24 that rotates the surface grinding wheel 14 according to commands; and an electronic control device 28 that outputs control commands to the dressing drive control device 26.
ドレッサ12は、本実施例では、1個の柱状ダイヤモンドの一端面が露出するように埋設された長手形状の単石ドレッサである。ドレッサ送り機構22は、ドレッサ12をドレッサ12の長手方向であって平面研削砥石14側へ送り込む図示しない切込み機構と、ドレッサ12を平面研削砥石14のドレッシング面15に沿って往復移動させる図示しない走査機構とを、備えている。 In this embodiment, the dresser 12 is a longitudinal single-stone dresser embedded with one end face of a single columnar diamond exposed. The dresser feed mechanism 22 includes a cutting mechanism (not shown) that feeds the dresser 12 longitudinally toward the surface grinding wheel 14, and a scanning mechanism (not shown) that moves the dresser 12 back and forth along the dressing surface 15 of the surface grinding wheel 14.
図2は、平面研削砥石14およびそれと同様の平面研削砥石30が適用される縦型の両頭平面研削盤32の要部を示す斜視図である。両頭平面研削盤32は、垂直な回転軸線CLまわりに相対回転させられる相対向する一対の平面研削砥石14および30と、一対の平面研削砥石14および30の間を通過するようにたとえばベアリングの内輪或いは外輪のような円形のワーク34を搬送するキャリヤ板36とを備え、ワーク34の両端面に平面研削加工を施す。 Figure 2 is a perspective view showing the main parts of a vertical double-disk surface grinding machine 32 to which the surface grinding wheel 14 and a similar surface grinding wheel 30 are applied. The double-disk surface grinding machine 32 is equipped with a pair of opposing surface grinding wheels 14 and 30 that are rotated relative to each other about a vertical rotation axis CL, and a carrier plate 36 that transports a circular workpiece 34, such as the inner or outer ring of a bearing, between the pair of surface grinding wheels 14 and 30, and performs surface grinding on both end surfaces of the workpiece 34.
一対の平面研削砥石14および30は同様に構成されているので、平面研削砥石14を代表させて以下に説明する。平面研削砥石14は、図3に示すように、その裏面が、両頭平面研研削盤32の主軸38とともに一体的に回転する厚肉円板状のフランジ40に密着させられた状態で、平面研削砥石14に埋設された図示しないナットに螺合する図示しない締結ボルトを用いてフランジ40に固定される。平面研削砥石14の一対の端面のうちのフランジ40が密着されていない側の端面には、円環状の平坦なドレッシング面15が形成されている。本実施例では、ドレッシング面15の幅方向とは、平面研削砥石14の回転中心線CLを通る径方向のことである。 The pair of surface grinding wheels 14 and 30 are similarly configured, so the following description will focus on the surface grinding wheel 14. As shown in FIG. 3, the back surface of the surface grinding wheel 14 is in intimate contact with a thick, disk-shaped flange 40 that rotates integrally with the spindle 38 of the double-head surface grinding machine 32. The back surface of the surface grinding wheel 14 is secured to the flange 40 using a fastening bolt (not shown) that threads into a nut (not shown) embedded in the surface grinding wheel 14. A flat, annular dressing surface 15 is formed on the end surface of the pair of end faces of the surface grinding wheel 14 that is not in intimate contact with the flange 40. In this embodiment, the width direction of the dressing surface 15 refers to the radial direction passing through the center line CL of rotation of the surface grinding wheel 14.
フランジ40には、平面研削砥石14側とは反対側の面に開口する電子部品収容室42が形成されている。電子部品収容室42の開口は、プラスチック製或いはセラミックス製等の電波を通過させる材料製の円形の蓋板44によりシールゴム板46を介して閉じられている。蓋板44およびシールゴム板46は、それらを貫通し且つフランジ40に螺合する締結ボルト48により固定されている。 The flange 40 has an electronic component storage chamber 42 that opens onto the side opposite the surface grinding wheel 14. The opening of the electronic component storage chamber 42 is closed by a circular cover plate 44 made of a material that allows radio waves to pass through, such as plastic or ceramic, via a sealing rubber plate 46. The cover plate 44 and sealing rubber plate 46 are secured by fastening bolts 48 that pass through them and screw into the flange 40.
図4に示すように、フランジ40に形成された電子部品収容室42内には、一対の外周側AEセンサ16aおよび内周側AEセンサ16bと、外周側AEセンサ16aおよび内周側AEセンサ16bの出力信号を増幅する前置増幅器、前置増幅器の出力信号をデジタル信号に変換するA/D変換器、A/D変換器によりデジタル信号に変換された外周側AEセンサ16aおよび内周側AEセンサ16bの出力信号を送信する送信モジュールとを備える電子回路基板50と、一対の電源バッテリ52とが、配置されている。上記A/D変換器は、高分解能を有し、10μ秒(マイクロ秒)以下のサンプリング周期、好適には5μ秒以下のサンプリング周期、さらに好適には1μ秒以下のサンプリング周期で、AE信号SAEをデジタル信号に変換する。 As shown in FIG. 4, an electronic component chamber 42 formed in the flange 40 contains an electronic circuit board 50 equipped with a pair of outer AE sensors 16a and inner AE sensors 16b, a preamplifier for amplifying the output signals of the outer AE sensors 16a and inner AE sensors 16b, an A/D converter for converting the output signals of the preamplifiers into digital signals, a transmitter module for transmitting the output signals of the outer AE sensors 16a and inner AE sensors 16b converted into digital signals by the A/D converter, and a pair of power supply batteries 52. The A/D converter has high resolution and converts the AE signal SAE into a digital signal at a sampling period of 10 μsec (microseconds) or less, preferably 5 μsec or less, and more preferably 1 μsec or less.
外周側AEセンサ16aおよび内周側AEセンサ16bは、フランジ40の一半径方向に沿って配置されている。外周側AEセンサ16aは、フランジ40の回転軸線CLから外周側へ向かってフランジ40の半径の80%以上好適には90%の位置にあり、内周側AEセンサ16bは、フランジ40の回転軸線CLから外周側へ向かってフランジ40の半径の35%以上且つ50%以下好適には40%程度の位置にある。 The outer AE sensor 16a and inner AE sensor 16b are arranged along one radial direction of the flange 40. The outer AE sensor 16a is located at a position 80% or more, preferably 90%, of the radius of the flange 40 from the rotation axis CL of the flange 40 toward the outer circumference, while the inner AE sensor 16b is located at a position 35% or more and 50% or less, preferably approximately 40%, of the radius of the flange 40 from the rotation axis CL of the flange 40 toward the outer circumference.
図1に戻って、ドレッシング装置10は、電子回路基板50内の送信モジュールから送信されたAE信号SAEを受信するためのアンテナ54を有する受信回路56を、備えている。電子制御装置28は、CPU、ROM、RAM、インターフェースなどを含む所謂マイクロコンピュータであって、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って、平面研削砥石14のドレッシング面15にドレッサ12を摺接させつつドレッシング面15を幅方向に横切るようにドレッサ12を一定の送り速度で移動させるドレッシング走査を、一定の切込み量を与える毎に繰り返し行なうように、ドレッシング駆動制御装置26を作動させる。また、電子制御装置28は、ドレッシング中に受信回路56により受信されたAE信号SAEを処理し、ドレッシング面15の目立ておよび形状修正についてのドレッシング処理のドレッシング完了判定を行なうとともにドレッシング完了指令信号をドレッシング駆動制御装置26へ出力するとともに、ドレッシング面状態を表す数値、グラフ、或いは図形などを算出し、面状態表示装置58から表示させる。 Returning to FIG. 1, the dressing device 10 is equipped with a receiving circuit 56 having an antenna 54 for receiving the AE signal SAE transmitted from the transmitting module in the electronic circuit board 50. The electronic control device 28 is a so-called microcomputer including a CPU, ROM, RAM, interface, etc., and the CPU utilizes the temporary storage function of the RAM and operates the dressing drive control device 26 in accordance with a program pre-stored in the ROM to repeatedly perform a dressing scan in which the dresser 12 is brought into sliding contact with the dressing surface 15 of the surface grinding wheel 14 and moved at a constant feed rate across the dressing surface 15 in the width direction, every time a constant cutting depth is provided. The electronic control device 28 also processes the AE signal SAE received by the receiving circuit 56 during dressing, determines when the dressing process for sharpening and shape correction of the dressing surface 15 is complete, outputs a dressing completion command signal to the dressing drive control device 26, and calculates numerical values, graphs, or figures that represent the state of the dressing surface, which are then displayed on the surface state display device 58.
電子制御装置28は、ドレッシング完了判定装置としても機能するものであり、周波数解析部60、AE信号判定閾値設定部62、スパークタイム判定閾値設定部64、スパークタイム算出部66、形状修正合格判定部68、積算強度値算出部70、ドレッシング合格判定部72および、ドレッシング完了判定部74を、機能的に備えている。 The electronic control device 28 also functions as a dressing completion determination device, and functionally comprises a frequency analysis unit 60, an AE signal determination threshold setting unit 62, a spark time determination threshold setting unit 64, a spark time calculation unit 66, a shape modification pass/fail determination unit 68, an integrated intensity value calculation unit 70, a dressing pass/fail determination unit 72, and a dressing completion determination unit 74.
周波数解析部60は、周波数解析工程に対応しており、研削ホイール14のドレッシング中において、A/D変換されたAE信号SAEの周波数解析(FFT)を行なって、信号パワーを示す縦軸と周波数を示す横軸との二次元座標において、周波数成分の大きさを示す種々の信号パワーを周波数毎に周波数軸(横軸)上に示すパワースペクトラムを生成し、AE信号SAEのうちドレッシング処理中の平面研削砥石14の砥粒の破砕に敏感に反応する周波数帯たとえば45から75kHzの波長帯の信号成分を弁別し、その信号成分の積分値をAE信号強度Xiとして出力する。たとえば、図5は、ドレッシング走査の繰り返し時に、外周側AEセンサ16aおよび内周側AEセンサ16bから得られたAE信号SAEに基づいて周波数解析部60ら順次出力されたAE信号強度Xiを実際のピーク波形でそれぞれ示している。図5の非ドレッシング区間R1では、ドレッサ12が研削砥石14のドレッシング面15に接触しない無負荷時AE信号強度XiNを示し、ドレッシング区間R2では、ドレッサ12が研削砥石14のドレッシング面15に接触することでドレッシング走査毎に繰り返し発生するAE信号強度Xiのピーク波形それぞれ示している。 The frequency analysis unit 60, which corresponds to the frequency analysis process, performs frequency analysis (FFT) of the A/D converted AE signal SAE during dressing of the grinding wheel 14. This generates a power spectrum, which shows the magnitude of various signal powers for each frequency on the frequency axis (horizontal axis) in a two-dimensional coordinate system with the vertical axis representing signal power and the horizontal axis representing frequency. The frequency analysis unit 60 then discriminates signal components in a frequency band, e.g., a wavelength band of 45 to 75 kHz, that are sensitive to the fracture of abrasive grains in the surface grinding wheel 14 during the dressing process, and outputs the integrated value of these signal components as the AE signal intensity Xi. For example, Figure 5 shows the actual peak waveforms of the AE signal intensity Xi sequentially output from the frequency analysis unit 60 based on the AE signals SAE obtained from the outer AE sensor 16a and the inner AE sensor 16b during repeated dressing scans. The non-dressing section R1 in Figure 5 shows the no-load AE signal intensity XiN when the dresser 12 is not in contact with the dressing surface 15 of the grinding wheel 14, while the dressing section R2 shows the peak waveform of the AE signal intensity Xi that is repeatedly generated with each dressing scan as the dresser 12 comes into contact with the dressing surface 15 of the grinding wheel 14.
AE信号判定閾値設定部62は、AE信号判定閾値設定工程に対応しており、ドレッサ12を研削砥石14のドレッシング面15に接触させないで、ドレッシング駆動制御装置26がドレッサ送り機構22によりドレッサ12をドレッシング走査させた非ドレッシング区間R1で、外周側AEセンサ16aおよび内周側AEセンサ16bから得られた無負荷時AE信号強度XiNを算出し、無負荷時AE信号強度XiNに基づいて、無負荷時に発生するノイズを後工程で除くためのAE信号判定閾値Pを設定する。AE信号の大きさ(AE信号強度)XiがAE信号判定閾値Pを上回った分が、ドレッシング処理中の研削ホイール14とドレッサ12との接触に由来する信号成分であり、後述のドレッシング完了評価の対象とされる。たとえば、AE信号判定閾値設定部62は、無負荷ドレッシング中の無負荷時AE信号強度XiNの少なくとも100個のデータから無負荷時AE信号強度XiNの変動係数CVを求め、その変動係数CVが安定時たとえば「0.1」以下である区間のデータの平均値Xav又は最大値Xmaxを算出し、平均値Xav×1.1又は最大値XmaxをAE信号判定閾値Pとして設定する。 The AE signal judgment threshold setting unit 62 corresponds to the AE signal judgment threshold setting process. During the non-dressing section R1, in which the dresser 12 is scanned for dressing by the dresser feed mechanism 22 without contacting the dresser 12 with the dressing surface 15 of the grinding wheel 14, the AE signal intensity XiN at no load obtained from the outer AE sensor 16a and the inner AE sensor 16b is calculated, and an AE signal judgment threshold P is set based on the AE signal intensity XiN at no load to remove noise generated at no load in a subsequent process. The amount by which the AE signal magnitude (AE signal intensity) Xi exceeds the AE signal judgment threshold P is a signal component resulting from contact between the grinding wheel 14 and the dresser 12 during the dressing process, and is subject to the dressing completion evaluation described below. For example, the AE signal judgment threshold setting unit 62 determines the coefficient of variation CV of the no-load AE signal strength XiN from at least 100 pieces of data for the no-load AE signal strength XiN during no-load dressing, calculates the average value Xav or maximum value Xmax of the data in a section where the coefficient of variation CV is stable, for example, 0.1 or less, and sets the average value Xav x 1.1 or maximum value Xmax as the AE signal judgment threshold P.
上記無負荷時AE信号強度XiNの変動係数CVは、無負荷時AE信号強度XiNの各データの標準偏差σを無負荷時AE信号強度XiNの平均値Xavで除した値である。 The coefficient of variation CV of the no-load AE signal strength XiN is the standard deviation σ of each data point of the no-load AE signal strength XiN divided by the average value Xav of the no-load AE signal strength XiN.
スパークタイム判定閾値設定部64は、スパークタイム判定閾値設定工程に対応しており、ドレッシング駆動制御装置26によるドレッサ12の一定の走査速度Vdと、研削砥石14のドレッシング面15の幅寸法Wdとから、理論上のスパークタイム(火花時間)ST(=Wd/Vd)を算出し、その理論上のスパークタイムSTに形状修正完了を判定する予め定められた割合(係数)たとえば「0.95」を乗算することで、スパークタイム判定閾値STt(sec)を設定する。 The spark time determination threshold setting unit 64 corresponds to the spark time determination threshold setting process, and calculates the theoretical spark time ST (= Wd/Vd) from the constant scanning speed Vd of the dresser 12 set by the dressing drive control device 26 and the width dimension Wd of the dressing surface 15 of the grinding wheel 14. It then multiplies the theoretical spark time ST by a predetermined ratio (coefficient), such as 0.95, that determines whether shape modification is complete, to set the spark time determination threshold STt (sec).
スパークタイム算出部66は、スパークタイム算出工程に対応しており、図5のドレッシング区間R2でのドレッシング処理中においてドレッサ12が研削砥石14のドレッシング面15に繰り返し接触させられるドレッシング走査において、図6に示すように、ドレッサ12の走査毎に外周側AEセンサ16aおよび内周側AEセンサ16bから得られたAE信号強度XiがAE信号判定閾値Pを上回った時点から下回った時点までを計数(計時)した累積時間を実際のスパークタイムSTsとして検出する。図6では、スパークタイムSTsの意味を容易に説明する目的で、AE信号強度Xiのピーク波形が台形に模式化されている。 The spark time calculation unit 66 corresponds to the spark time calculation process, and during the dressing scan in which the dresser 12 is repeatedly brought into contact with the dressing surface 15 of the grinding wheel 14 during the dressing process in the dressing section R2 of Figure 5, as shown in Figure 6, the actual spark time STs is calculated by counting (timing) the accumulated time from when the AE signal intensity Xi obtained from the outer periphery AE sensor 16a and the inner periphery AE sensor 16b exceeds the AE signal judgment threshold P to when it falls below it for each scan of the dresser 12. In Figure 6, the peak waveform of the AE signal intensity Xi is modeled as a trapezoid to easily explain the meaning of the spark time STs.
形状修正合格判定部68は、形状修正合格判定工程に対応しており、ドレッサ12の走査毎に、スパークタイム算出部66により算出された実際のスパークタイムSTsが、スパークタイム判定閾値設定部64により設定されたスパークタイム判定閾値STt以上となったか否かを判定し、上回った場合には、形状修正が合格(完了)であると判定する。 The shape modification pass/fail determination unit 68 corresponds to the shape modification pass/fail determination process, and for each scan of the dresser 12, determines whether the actual spark time STs calculated by the spark time calculation unit 66 is equal to or greater than the spark time determination threshold STt set by the spark time determination threshold setting unit 64, and if it is greater, determines that the shape modification has passed (completed).
積算強度値算出部70は、積算強度値算出工程に対応しており、図5のドレッシング区間R2のドレッシング処理においてドレッサ12が研削砥石14のドレッシング面15に繰り返し接触させられるドレッシング走査期間内において、外周側AEセンサ16aおよび内周側AEセンサ16bからそれぞれ得られたAE信号強度Xiのそれぞれについて、AE信号強度XiのうちのAE信号判定閾値Pを上回る成分を区間STs内で積算した積算強度値Xsを、ドレッシング走査毎に算出する。図7は、ドレッシング走査毎に順次得られるAE信号強度Xiのピーク波形を矩形波形で模式化して示しており、上記積算強度値Xsはその矩形波形の面積にそれぞれ対応している。 The integrated intensity value calculation unit 70 corresponds to the integrated intensity value calculation process, and calculates an integrated intensity value Xs for each dressing scan by integrating components of the AE signal intensity Xi obtained from the outer periphery AE sensor 16a and the inner periphery AE sensor 16b that exceed the AE signal judgment threshold P within the section STs during the dressing scan period in which the dresser 12 repeatedly contacts the dressing surface 15 of the grinding wheel 14 during the dressing process of the dressing section R2 in Figure 5. Figure 7 shows the peak waveforms of the AE signal intensity Xi obtained sequentially for each dressing scan, schematically represented as rectangular waveforms, and the integrated intensity values Xs correspond to the areas of the rectangular waveforms.
ドレッシング合格判定部72は、ドレッシング合格判定工程に対応しており、積算強度値算出部70によってドレッシング走査毎に算出された積算強度値Xsのドレッシング処理の開始時点からの増加が、飽和したか否かを判定し、外周側AEセンサ16aおよび内周側AEセンサ16bからそれぞれ得られたAE信号強度Xiの積算強度値Xsが共に飽和した場合には、目立てに関してドレッシング合格(目立て合格)と判定する。たとえば、ドレッシング合格判定部72は、積算強度値Xsがそれまでの最大積算強度値Xsp以下(Xs≦Xsp)となると、積算強度値Xsの増加が飽和したと判定する。この積算強度値Xsの増加の飽和は、目立て効果の飽和を示す。STs≧STt且つXs>Xspであれば、そのときのドレッシング走査時の積算強度値Xsが最大積算強度値Xspとして更新(設定)される。これにより、研削盤がNCと連動しないレトロフィット的な使い方をする場合に、AE信号強度Xiのピーク波形が断続的に発生したときに、誤判定を防止することができる。 The dressing pass/fail determination unit 72, which corresponds to the dressing pass/fail determination process, determines whether the increase in the integrated intensity value Xs calculated for each dressing scan by the integrated intensity value calculation unit 70 from the start of the dressing process has saturated. If the integrated intensity values Xs of the AE signal intensities Xi obtained from the outer AE sensor 16a and the inner AE sensor 16b are both saturated, the dressing pass/fail determination unit 72 determines that the dressing has passed (sharpening passed). For example, if the integrated intensity value Xs becomes equal to or less than the maximum integrated intensity value Xsp up to that point (Xs≦Xsp), the dressing pass/fail determination unit 72 determines that the increase in the integrated intensity value Xs has saturated. This saturation of the increase in the integrated intensity value Xs indicates saturation of the dressing effect. If STs≧STt and Xs>Xsp, the integrated intensity value Xs for the current dressing scan is updated (set) as the maximum integrated intensity value Xsp. This prevents erroneous judgments when peak waveforms of the AE signal strength Xi occur intermittently when the grinding machine is used in a retrofit manner that is not linked to the NC.
ドレッシング完了判定部74は、形状修正合格判定部68により実際のスパークタイムSTsがスパークタイム判定閾値STtを上回ったこと、および、積算強度値算出部70によりドレッシング走査毎に積算されたAE信号強度Xiの積算強度値Xsの増加が飽和したことに基づいて、ドレッシング処理の完了を判定する。すなわち、ドレッシング完了判定部74は、形状修正合格判定部68によって形状修正が合格であると判定され、且つ、ドレッシング合格判定部72によって目立てに関するドレッシングが合格(目立て合格)と判定されると、ドレッシング完了判定を行い、ドレッシング駆動制御装置26によるドレッシング動作を停止させるとともに、ドレッシングの完了に関する表示メッセージを面状態表示装置58に表示させる。 The dressing completion determination unit 74 determines the completion of the dressing process based on the fact that the shape modification pass/fail determination unit 68 determines that the actual spark time STs exceeds the spark time determination threshold STt, and the fact that the increase in the integrated intensity value Xs of the AE signal intensity Xi integrated for each dressing scan by the integrated intensity value calculation unit 70 has saturated. That is, when the shape modification pass/fail determination unit 68 determines that the shape modification is successful and the dressing pass/fail determination unit 72 determines that the dressing related to the dressing is successful (sharpening passed), the dressing completion determination unit 74 determines that the dressing is completed, stops the dressing operation by the dressing drive control device 26, and displays a message indicating the completion of dressing on the surface condition display device 58.
図8および図9は、電子制御装置28の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図8および図9において、ステップS1( 以下、ステップを省略する)では、予め入力されている、ドレッシング駆動制御装置26によるドレッサ12の一定の走査速度Vdと、研削砥石14のドレッシング面15の幅寸法Wdとから、理論上のスパークタイム(火花時間)ST(=Wd/Vd)が算出される。S2では、理論上のスパークタイムSTに形状修正完了を判定する予め定められた割合(係数)たとえば「0.95」が乗算されることで、スパークタイム判定閾値STt(sec)が設定される。本実施例では、S1およびS2が、スパークタイム判定閾値設定部64に対応している。 Figures 8 and 9 are flowcharts explaining the main control operations of the electronic control device 28. In Figures 8 and 9, in step S1 (hereinafter, "step" will be omitted), a theoretical spark time ST (= Wd/Vd) is calculated from the constant scanning speed Vd of the dresser 12 by the dressing drive control device 26 and the width dimension Wd of the dressing surface 15 of the grinding wheel 14, both of which have been input in advance. In S2, the theoretical spark time ST is multiplied by a predetermined ratio (coefficient), such as "0.95," which determines whether shape modification is complete, to set a spark time determination threshold STt (sec). In this embodiment, S1 and S2 correspond to the spark time determination threshold setting unit 64.
S3では、非ドレッシング区間R1において、ドレッサ12が研削砥石14のドレッシング面15に接触しないときにAEセンサ16a、16bからの信号に基づいてそれぞれ得られる無負荷時AE信号強度XiNが読み込まれる。S4では、非ドレッシング区間R1において読み込まれた無負荷時AE信号強度XiNのデータ数が100を超えたか否かが判断される。このS4の判断が否定される場合は、S3以下が繰り返し実行されるが、肯定される場合は、S5において、無負荷時AE信号強度XiNの変動係数CV(=σ/Xav)が、算出される。次いで、S6では、無負荷時AE信号強度XiNの変動係数CVが「0.1」以下であるか否かが判断される。このS6の判断が否定される場合は、S3以下が繰り返し実行されるが、肯定される場合は、S7において、変動係数CVが安定時たとえば「0.1」以下である区間のデータの平均値Xav×1.1又は最大値XmaxがAE信号判定閾値Pとして設定される。本実施例では、S3~S7が、AE信号判定閾値設定部62に対応している。 In S3, the no-load AE signal intensity XiN obtained based on signals from the AE sensors 16a and 16b when the dresser 12 is not in contact with the dressing surface 15 of the grinding wheel 14 in the non-dressing section R1 is read. In S4, it is determined whether the number of data points for the no-load AE signal intensity XiN read in the non-dressing section R1 exceeds 100. If the determination in S4 is negative, S3 and subsequent steps are repeated; if the determination is positive, in S5, the coefficient of variation CV (= σ/Xav) of the no-load AE signal intensity XiN is calculated. Next, in S6, it is determined whether the coefficient of variation CV of the no-load AE signal intensity XiN is equal to or less than 0.1. If the determination in S6 is negative, S3 and subsequent steps are repeatedly executed. However, if the determination is positive, in S7, the average value Xav x 1.1 or maximum value Xmax of the data in the section where the coefficient of variation CV is stable, for example, below 0.1, is set as the AE signal determination threshold P. In this embodiment, S3 to S7 correspond to the AE signal determination threshold setting unit 62.
次に、S8では、ドレッシング処理が開始され、平面研削砥石14のドレッシング面15にドレッサ12が摺接させられた状態でドレッシング面15を幅方向に横切るようにドレッサ12が一定の送り速度で往復走査させられるとともに、ドレッサ12がドレッサ12をドレッシング面15側へ一定の切込み量で走査毎に切り込まれる。これにより、ドレッサ12が摺接させられたドレッシング面15が平坦に形状修正されるとともに、ドレッシング面15の目立てが行なわれる。 Next, in S8, the dressing process begins. With the dresser 12 in sliding contact with the dressing surface 15 of the surface grinding wheel 14, the dresser 12 is reciprocally scanned across the dressing surface 15 in the width direction at a constant feed rate, and the dresser 12 cuts into the dressing surface 15 by a constant amount with each scan. This causes the dressing surface 15, against which the dresser 12 is sliding, to be flattened and sharpened.
S9では、上記ドレッシング処理中のAE信号強度Xiが読み込まれる。S10では、AE信号強度Xiの大きさがAE信号判定閾値P以上となったか否かが判断される。S10の判断が肯定された場合は、平面研削砥石14とドレッサ12との接触すなわち平面研削砥石14の砥粒の破砕が開始された状態であるので、S11において積算強度値Xs(=Xs+Xi)が算出されるとともに、S12において、平面研削砥石14とドレッサ12との接触すなわち平面研削砥石14の砥粒の破砕が開始されてからの累積時間である実際のスパークタイムSTs(=STs+Δt)が、積算周期Δtを逐次加算することで積算される。 In S9, the AE signal intensity Xi during the dressing process is read. In S10, it is determined whether the magnitude of the AE signal intensity Xi is equal to or greater than the AE signal judgment threshold P. If the determination in S10 is positive, contact between the surface grinding wheel 14 and the dresser 12, i.e., the abrasive grains of the surface grinding wheel 14 have begun to break down, so in S11, the integrated intensity value Xs (= Xs + Xi) is calculated. In addition, in S12, the actual spark time STs (= STs + Δt), which is the accumulated time since contact between the surface grinding wheel 14 and the dresser 12, i.e., the abrasive grains of the surface grinding wheel 14 have begun to break down, is integrated by sequentially adding the integration period Δt.
AE信号強度Xiの大きさがAE信号判定閾値Pを下回り、S10の判断が否定された場合は、S13において、1回前のAE信号強度Xi-1がAE信号判定閾値Pを下回っていたか否かが判断される。このS13の判断が肯定される場合は、S9以下が繰り返し実行されるが、否定される場合は、S14においてスパークタイムSTsが確定されるとともに、S15においてAE信号強度Xiの積算強度値Xsが確定される。本実施例では、S9、S10、S12、S13、S14がスパークタイム算出部66に対応し、S9、S10、S11、S13、S15が積算強度値算出部70に対応している。 If the magnitude of the AE signal intensity Xi falls below the AE signal determination threshold P and the determination in S10 is negative, then in S13 it is determined whether the previous AE signal intensity Xi -1 was below the AE signal determination threshold P. If the determination in S13 is positive, S9 and subsequent steps are repeatedly executed, but if the determination is negative, then in S14 the spark time STs is determined and the integrated intensity value Xs of the AE signal intensity Xi is determined in S15. In this embodiment, S9, S10, S12, S13, and S14 correspond to the spark time calculation unit 66, and S9, S10, S11, S13, and S15 correspond to the integrated intensity value calculation unit 70.
S16では、確定されたスパークタイムSTsがS2において設定されたスパークタイム判定閾値STt以上であるか否かが判断される。このS16の判断が否定される場合は、S17においてスパークタイムSTsの内容が初期化された後S9以下が実行される。しかし、S16の判断が肯定される場合は、S18において、スパークタイムSTsの合格フラグが立てられ、ドレッシング面15の形状修正が完了と判定される。本実施例では、S16、S18が、形状修正合格判定部68に対応している。 In S16, it is determined whether the confirmed spark time STs is equal to or greater than the spark time determination threshold STt set in S2. If the determination in S16 is negative, the spark time STs is initialized in S17, and S9 and subsequent steps are executed. However, if the determination in S16 is positive, a pass flag for the spark time STs is set in S18, and it is determined that the shape modification of the dressing surface 15 is complete. In this embodiment, S16 and S18 correspond to the shape modification pass/fail determination unit 68.
S19では、確定されたAE信号強度Xiの積算強度値Xsが、飽和したか否か、すなわちそれまでの最大積算強度値Xsp以下(Xs≦Xsp)であるか否かが、判断される。このS19の判断が否定される場合は、S20において最大積算強度値Xspが直前の積算強度値Xsに更新された後、S9以下が実行される。しかし、S19の判断が肯定される場合は、S21において、目立てに関してドレッシングの合格(目立て合格)フラグが立てられ、ドレッシング完了と判定される。本実施例では、S19、S21が、ドレッシング合格判定部72に対応している。 In S19, it is determined whether the integrated intensity value Xs of the confirmed AE signal intensity Xi has saturated, i.e., whether it is equal to or less than the maximum integrated intensity value Xsp up to that point (Xs≦Xsp). If the determination in S19 is negative, in S20 the maximum integrated intensity value Xsp is updated to the previous integrated intensity value Xs, and S9 and subsequent steps are executed. However, if the determination in S19 is positive, in S21 a dressing pass (sharpening pass) flag is set for the sharpening, and it is determined that dressing is complete. In this embodiment, S19 and S21 correspond to the dressing pass/fail determination unit 72.
そして、ドレッシング完了判定部74に対応するS22では、スパークタイムSTsの合格フラグが立てられ、且つ、目立てに関してドレッシングの合格フラグが立てられたことに基づいて、ドレッシングの完了判定が行なわれる。 Then, in S22, which corresponds to the dressing completion determination unit 74, the pass flag for the spark time STs is set, and a dressing completion determination is made based on the fact that the pass flag for the dressing regarding sharpening has been set.
以下において、本発明者等が行なった、以下に示す実験条件1のドレッシングの実験により得られた結果を、図5、図10、図11を用いて説明する。
(実験条件1)
加工機:縦軸両頭平面研削盤
砥石仕様:83A 80 H 12
砥石の種類:585mmφの外径を有する平面研削砥石
砥石軸回転数:900rpm
研削油:NK-81P(希釈倍率50倍)
ドレッサ:1.0mm□ダイヤモンドが埋設されたLLニードドレッサ
ドレッシング切込量:0.01mm
(信号処理条件)
FFT解析のデータ長:65ms
積分解析ピッチΔt :65ms
積分周波数範囲:45~75kHz
The results of a dressing experiment conducted by the present inventors under the following experimental condition 1 will be described below with reference to FIGS. 5, 10 and 11. FIG.
(Experimental Condition 1)
Processing machine: Vertical axis double-head surface grinding machine Grinding wheel specifications: 83A 80 H 12
Type of grinding wheel: Surface grinding wheel with an outer diameter of 585 mmφ Grinding wheel shaft rotation speed: 900 rpm
Grinding oil: NK-81P (dilution ratio: 50)
Dresser: 1.0 mm diamond embedded LL needle dresser Dressing depth: 0.01 mm
(Signal processing conditions)
FFT analysis data length: 65 ms
Integral analysis pitch Δt: 65 ms
Integration frequency range: 45 to 75 kHz
上記ドレッシング条件にてドレッシングを実施し、外周側AEセンサ16aおよび内周側AEセンサ16bから得られたAE信号を周波数解析して45~75kHzの範囲内の周波数成分を積分して、周波数解析毎の周期でAE信号強度Xiを得た。上記の積分以外に、バンドパスフィルタによる平均値や実行値が用いられてもよい。図5は、時間軸(横軸)上に、このときに得られたAE信号強度Xiをそれぞれ示している。図5において、AE信号強度Xiは、ドレッサのドレッシング走査時に平面研削砥石に接触している区間では山形のピーク波形が発生し、No.1からNo.20のピーク番号が付されている。 Dressing was performed under the above dressing conditions, and the AE signals obtained from the outer AE sensor 16a and inner AE sensor 16b were frequency analyzed to integrate frequency components in the range of 45 to 75 kHz, thereby obtaining the AE signal intensity Xi for each frequency analysis period. In addition to the above integration, an average value or an effective value obtained through a bandpass filter may also be used. Figure 5 shows the AE signal intensity Xi obtained at this time on the time axis (horizontal axis). In Figure 5, the AE signal intensity Xi exhibits a mountain-shaped peak waveform in the section where the dresser is in contact with the surface grinding wheel during the dressing scan, and these are numbered from No. 1 to No. 20.
図10では、ピーク波形毎に得られるST評価値である実際のスパークタイムSTsの理論上のスパークタイムST(=Wd/Vd)に対する割合(%)と、実際のスパークタイムSTsの理論上のスパークタイムSTに対する割合が95%を連続して超えたか否かすなわち飽和したか否かを示す形状修正の合否判定と、ピーク波形毎に得られる強度評価値である積算強度値Xsと、積算強度値Xsが飽和したか否かのドレッシング(目立て)の合否判定とが、時系列で示されている。これによれば、外周側AEセンサ16aからの信号に基づくAE信号強度Xiを用いた場合は、ピーク波形No.8において形状修正の合格が判定され、ピーク波形No.18において目立てについてのドレッシングの合格が判定された。また、内周側AEセンサ16bからの信号に基づくAE信号強度Xiを用いた場合は、ピーク波形No.8において形状修正の合格が判定され、ピーク波形No.17において目立てについてのドレッシング(目立て)の合格が判定された。 Figure 10 shows, in chronological order, the ratio (%) of actual spark time STs, which is the ST evaluation value obtained for each peak waveform, to the theoretical spark time ST (= Wd/Vd); the pass/fail judgment of shape correction, which indicates whether the ratio of actual spark time STs to theoretical spark time ST continuously exceeds 95%, i.e., whether it has saturated; the integrated intensity value Xs, which is the strength evaluation value obtained for each peak waveform; and the pass/fail judgment of dressing, which indicates whether the integrated intensity value Xs has saturated. According to this, when the AE signal intensity Xi based on the signal from the outer periphery AE sensor 16a was used, the pass/fail judgment of shape correction was made for peak waveform No. 8, and the pass/fail judgment of dressing for dressing was made for peak waveform No. 18. Furthermore, when the AE signal intensity Xi based on the signal from the inner periphery AE sensor 16b was used, the pass/fail judgment of shape correction was made for peak waveform No. 8, and the pass/fail judgment of dressing for dressing was made for peak waveform No. 18. In 17, the dressing (sharpening) was judged to be acceptable.
図11では、外周側AEセンサ16aからの信号に基づくAE信号強度Xiを用いた場合において、ST評価値(実際のスパークタイムSTs)と強度評価値である積算強度値Xsとが、時系列で示されている。ST評価値および強度評価値は、共に、ドレッシング開始後にドレッシング走査毎に増加するが、ST評価値が、強度評価値の合格(飽和)判定よりも前に合格(飽和)判定されている。 Figure 11 shows the ST evaluation value (actual spark time STs) and the integrated intensity value Xs, which is the intensity evaluation value, in time series when using the AE signal intensity Xi based on the signal from the outer periphery AE sensor 16a. Both the ST evaluation value and the intensity evaluation value increase with each dressing scan after dressing begins, but the ST evaluation value is judged to be pass (saturated) before the intensity evaluation value is judged to be pass (saturated).
次に、本発明者等は、形状の崩れ具合が異なる砥石A~砥石Eまでの5枚の研削砥石について、実験条件1と同じ実験条件を用いたドレッシングを実施し、ドレッシング完了を判定するまでのドレッシング切込量CDと、事前に触針式の形状測定機により測定した砥石の表面形状から予想されるツルーイング量ΔTHとを、比較した。 Next, the inventors performed dressing using the same experimental conditions as Experimental Condition 1 on five grinding wheels, Wheel A to Wheel E, which differ in the degree of shape deformation, and compared the dressing depth CD until dressing completion was determined with the truing amount ΔTH predicted from the surface shape of the grinding wheels measured in advance using a stylus-type shape measuring device.
ドレッシング完了を判定するまでのドレッシング切込量CD(=0.01×Nsw)は、ドレッシングにおけるドレッシング切込量0.01mmと、各砥石A~砥石Eを用いたドレッシングの完了を判定するまでドレッサ12の走査回数Nswとから、算出される。 The dressing cut-in depth CD (= 0.01 x Nsw) until dressing completion is determined is calculated from the dressing cut-in depth of 0.01 mm during dressing and the number of scans Nsw of the dresser 12 until dressing completion using each of grinding wheels A to E is determined.
図12は、触針式の形状測定機により測定した砥石の表面形状の一例を示している。なお、本測定データは上側の平面研削砥石14の形状であるが、測定の都合上、上下に反転した状態となっている。図12の例に示した平面研削砥石14の表面形状は、外周側に対して内周側が凹形状となっており、ツルーイングを完了させるにはそれらを平坦に修正する必要がある。このとき、ツルーイングの完了に必要な切込量はドレッサと平面研削砥石14の表面とが最初に接触する接触開始高さから内周側の凹形状が最も深いツルーイング完了高さとなるため、接触開始高さとツルーイング完了高さとの差ΔTH(mm)を、予想されるツルーイング量として決定する。 Figure 12 shows an example of the surface shape of a grinding wheel measured using a stylus-type shape measuring instrument. Note that this measurement data is of the shape of the upper surface grinding wheel 14, but for measurement purposes, it has been inverted upside down. The surface shape of the surface grinding wheel 14 shown in the example of Figure 12 is concave on the inner periphery compared to the outer periphery, and this must be flattened to complete truing. In this case, the amount of cut required to complete truing is the truing completion height, where the concave shape on the inner periphery is deepest, from the contact start height, where the dresser and the surface of the surface grinding wheel 14 first come into contact. Therefore, the difference ΔTH (mm) between the contact start height and the truing completion height is determined as the expected truing amount.
図13は、上記の各砥石A~砥石E毎に、ドレッシング完了を判定するまでの実際のドレッシング切込量CDと、事前に触針式の形状測定機により測定した砥石の表面形状から予想されるツルーイング量ΔTHとを、比較して示している。図13には、予想されるツルーイング量ΔTHが多い場合には、実際のドレッシング切込量CDも多いことが、各砥石A~砥石E毎に示されている。このことから、ドレッシング完了を判定するまでの実際のドレッシング切込量CDと、事前に触針式の形状測定機により測定した砥石の表面形状から予想されるツルーイング量ΔTHとは、相関があることが確認された。予想されるツルーイング量ΔTHは、形状修正完了時点の値であるので、実際のドレッシング切込量CDは、残ダメージを取り切る必要がある分、予想されるツルーイング量ΔTHよりも多くなる。 Figure 13 compares, for each of the grinding wheels A through E, the actual dressing cut-in depth CD until dressing completion is determined and the truing amount ΔTH predicted from the grinding wheel's surface shape measured in advance using a stylus-type shape measuring device. Figure 13 shows, for each of the grinding wheels A through E, that when the predicted truing amount ΔTH is large, the actual dressing cut-in depth CD is also large. This confirms that there is a correlation between the actual dressing cut-in depth CD until dressing completion is determined and the truing amount ΔTH predicted from the grinding wheel's surface shape measured in advance using a stylus-type shape measuring device. Because the predicted truing amount ΔTH is the value at the time shape correction is completed, the actual dressing cut-in depth CD is greater than the predicted truing amount ΔTH by the amount required to remove any remaining damage.
上述のように、本実施例のドレッシング完了判定装置(電子制御装置28)のドレッシング完了判定方法によれば、平面研削砥石14のドレッシング面15にドレッサ12を摺接させつつドレッシング面15を幅方向に横切るようにドレッサ12を一定の送り速度で移動させるドレッシング走査を一定の切込量を与える毎に繰り返し行なう、ドレッシング面15のドレッシング処理の完了を、AE信号SAEに基づいて自動判定するに際して、積算強度値算出工程(積算強度値算出部70)において、ドレッサ走査中に発生するAE信号強度Xiの積算強度値Xsがドレッシング走査毎に算出され、ドレッシング完了判定工程(ドレッシング完了判定部74)において、ドレッシング走査毎に算出されたAE信号強度Xiの積算強度値Xsの増加が飽和したことに基づいて、ドレッシング処理の完了が判定される。これにより、煩雑な準備作業を必要とすることなく、高精度で研削砥石のドレッシング完了判定を行なうことができる。 As described above, according to the dressing completion determination method of the dressing completion determination device (electronic control device 28) of this embodiment, a dressing scan is performed in which the dresser 12 is brought into sliding contact with the dressing surface 15 of the surface grinding wheel 14 while moving the dresser 12 at a constant feed rate across the width of the dressing surface 15, and this is repeated each time a constant depth of cut is applied. When automatically determining the completion of the dressing process of the dressing surface 15 based on the AE signal SAE, in the integrated intensity value calculation process (integral intensity value calculation unit 70), the integrated intensity value Xs of the AE signal intensity Xi generated during the dresser scan is calculated for each dressing scan, and in the dressing completion determination process (dressing completion determination unit 74), the completion of the dressing process is determined based on saturation of the increase in the integrated intensity value Xs of the AE signal intensity Xi calculated for each dressing scan. This makes it possible to determine with high accuracy whether the grinding wheel has been dressed, without the need for complicated preparation work.
また、本実施例のドレッシング完了判定装置(電子制御装置28)によれば、積算強度値算出部70により、ドレッサ走査中に発生するAE信号強度Xiの積算強度値Xsが前記ドレッシング走査毎に算出され、ドレッシング完了判定部74により、ドレッシング走査毎に算出されたAE信号強度Xiの積算強度値Xsの増加が飽和したことに基づいて、ドレッシング処理の完了が判定される。これにより、煩雑な準備作業を必要とすることなく、高精度で研削砥石のドレッシング完了判定を行なうことができる。 Furthermore, according to the dressing completion determination device (electronic control device 28) of this embodiment, the integrated intensity value calculation unit 70 calculates the integrated intensity value Xs of the AE signal intensity Xi generated during the dresser scan for each dressing scan, and the dressing completion determination unit 74 determines the completion of the dressing process based on the saturation of the increase in the integrated intensity value Xs of the AE signal intensity Xi calculated for each dressing scan. This makes it possible to determine the completion of dressing of the grinding wheel with high accuracy without requiring complicated preparation work.
また、本実施例のドレッシング完了判定装置(電子制御装置28)によれば、形状修正合格判定部68により、スパークタイム算出部66により算出された実際のスパークタイムSTsが、スパークタイム判定閾値設定部64により設定されたスパークタイム判定閾値STtを超えたことに基づいて形状修正の完了が判定されると、ドレッシング完了判定部74により、積算強度値算出部70によりドレッシング走査毎に算出されたAE信号強度Xiの積算強度値Xsの増加が飽和したこと、および形状修正合格判定部68により形状修正の合格(完了)が判定されたことに基づいて、ドレッシング処理の完了が判定される。これにより、ドレッシング処理の完了判定の精度が、一層高められる。 Furthermore, according to the dressing completion determination device (electronic control device 28) of this embodiment, when the shape modification pass/fail determination unit 68 determines that the shape modification is complete based on the actual spark time STs calculated by the spark time calculation unit 66 exceeding the spark time determination threshold STt set by the spark time determination threshold setting unit 64, the dressing completion determination unit 74 determines that the dressing process is complete based on the saturation of the increase in the integrated intensity value Xs of the AE signal intensity Xi calculated for each dressing scan by the integrated intensity value calculation unit 70 and the determination by the shape modification pass/fail determination unit 68 that the shape modification is successful (completed). This further improves the accuracy of the determination of the completion of the dressing process.
また、本実施例のドレッシング完了判定装置(電子制御装置28)によれば、ドレッシング走査毎に積算されたAE信号強度Xiの積算強度値Xsがそれまで繰り替えされたドレッシング走査により得られたAE信号強度の積算強度値の最大値すなわち最大積算強度Xsp以下となったことに基づいて、ドレッシング走査毎に積算されたAE信号強度Xiの積算強度値Xsの増加が飽和したと判定される。これにより、ドレッシング処理の完了が明確に判定される。 Furthermore, according to the dressing completion determination device (electronic control device 28) of this embodiment, it is determined that the increase in the integrated intensity value Xs of the AE signal intensity Xi integrated for each dressing scan has saturated based on the integrated intensity value Xs of the AE signal intensity Xi integrated for each dressing scan becoming equal to or less than the maximum integrated intensity Xsp of the AE signal intensity obtained by the dressing scans repeated up to that point. This allows a clear determination of the completion of the dressing process.
また、本実施例のドレッシング完了判定装置(電子制御装置28)によれば、ドレッシング走査中にAEセンサ16a、16bから出力された信号のうち、非ドレッシング区間R1でAEセンサ16a、16bから出力される信号に基づいて決定されたAE信号判定閾値Pを超える信号が、ドレッシング処理の完了の判定に用いるAE信号強度Xiとして用いられる。これにより、ドレッシング処理の完了判定の精度が、一層高められる。 Furthermore, according to the dressing completion determination device (electronic control device 28) of this embodiment, among the signals output from the AE sensors 16a, 16b during the dressing scan, signals that exceed the AE signal determination threshold P determined based on the signals output from the AE sensors 16a, 16b in the non-dressing section R1 are used as the AE signal intensity Xi used to determine the completion of the dressing process. This further improves the accuracy of determining the completion of the dressing process.
また、本実施例のドレッシング完了判定装置(電子制御装置28)によれば、AE信号判定閾値決定部62は、ドレッサ12を平面研削砥石14のドレッシング面15から離した状態でドレッサ送り機構にドレッサ12を走査させた無負荷走査時にAEセンサ16a、16bから出力されるAE信号強度Xiのうち、変動係数CVが所定値以下の区間の平均値又は最大値に基づいてAE信号判定閾値Pを決定する。これにより、ドレッシング処理の完了判定の精度が、一層高められる。また、このAE信号判定閾値Pは、AE信号強度Xiの信号平均値又は最大値より少し大きければよく、厳密な実験値に基づいて決定される必要がないため、たとえば、AE信号強度Xiの信号平均値又は最大値の1.1倍程度に決めればよく、容易に設定できる。 Furthermore, according to the dressing completion determination device (electronic control device 28) of this embodiment, the AE signal determination threshold determiner 62 determines the AE signal determination threshold P based on the average or maximum value of the AE signal intensity Xi output from the AE sensors 16a, 16b during unloaded scanning, in which the dresser feed mechanism is caused to scan the dresser 12 while the dresser 12 is separated from the dressing surface 15 of the surface grinding wheel 14. This further improves the accuracy of determining the completion of the dressing process. Furthermore, the AE signal determination threshold P need only be slightly larger than the average or maximum value of the AE signal intensity Xi, and does not need to be determined based on strict experimental values. Therefore, it can be easily set to, for example, approximately 1.1 times the average or maximum value of the AE signal intensity Xi.
また、本実施例のドレッシング完了判定装置(電子制御装置28)によれば、スパークタイム算出部66は、AE信号強度値XiがAE信号判定閾値Pを上回った時点から前記AE信号判定閾値Pを下回った時点までの時間を、ドレッサ12が平面研削砥石14のドレッシング面15に接している時間である実際のスパークタイムSTsとして算出する。これにより、スパークタイムSTsが正確に算出され、ドレッシング幅が充分に得られたか、すなわち砥石形状の修正(ツルーイング)が完了したかを、高い制度で判定することができる。 Furthermore, according to the dressing completion determination device (electronic control device 28) of this embodiment, the spark time calculation unit 66 calculates the actual spark time STs, which is the time during which the dresser 12 is in contact with the dressing surface 15 of the surface grinding wheel 14, as the time from when the AE signal intensity value Xi exceeds the AE signal determination threshold P to when it falls below the AE signal determination threshold P. This allows the spark time STs to be calculated accurately, making it possible to determine with high precision whether a sufficient dressing width has been obtained, i.e., whether correction (truing) of the grinding wheel shape has been completed.
また、本実施例のドレッシング完了判定装置(電子制御装置28)によれば、AEセンサ16a、16bは、平面研削砥石14が固定されるフランジ40のうち、平面研削砥石14のドレッシング面15に対応する範囲内の異なる径方向位置にそれぞれ設けられた一対のAEセンサであり、ドレッシング完了判定部74は、一対のAEセンサ16a、16bからそれぞれ得られたAE信号強度Xiがドレッシング走査毎にそれぞれ積算されたAE信号強度Xiの積算強度値Xsの増加がそれぞれ飽和したことに基づいて、ドレッシング処理の完了を判定する。これにより、ドレッシング処理の完了判定の精度が、一層高められる。 Furthermore, according to the dressing completion determination device (electronic control device 28) of this embodiment, the AE sensors 16a, 16b are a pair of AE sensors respectively provided at different radial positions within a range corresponding to the dressing surface 15 of the surface grinding wheel 14 on the flange 40 to which the surface grinding wheel 14 is fixed, and the dressing completion determination unit 74 determines the completion of the dressing process based on the saturation of the increase in the integrated intensity value Xs of the AE signal intensity Xi obtained from the pair of AE sensors 16a, 16b, which is obtained by integrating the AE signal intensity Xi for each dressing scan. This further improves the accuracy of determining the completion of the dressing process.
以上、本発明の一実施例を図面を用いて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。 One embodiment of the present invention has been described above using the drawings, but the present invention can also be applied in other forms.
たとえば、前述の実施例の電子制御装置28には、スパークタイム判定閾値設定部64、スパークタイム算出部66、形状修正合格判定部68が備えられていた。しかし、作業の種類によっては、図10に示すように、目立てについてのドレッシング合格判定の前に形状修正合格が判定されるので、そのような場合には、それらは必ずしも設けられていなくてもよい。この場合のドレッシング完了判定部74は、ドレッシング合格判定部72の判定結果のみに基づいてドレッシング完了を判定する。 For example, the electronic control device 28 in the above-described embodiment was equipped with a spark time judgment threshold setting unit 64, a spark time calculation unit 66, and a shape correction pass/fail judgment unit 68. However, depending on the type of work, as shown in Figure 10, the shape correction pass/fail judgment is made before the dressing pass/fail judgment for sharpening. In such cases, these do not necessarily have to be provided. In this case, the dressing completion judgment unit 74 judges the completion of dressing based solely on the judgment result of the dressing pass/fail judgment unit 72.
また、前述の実施例では、ドレッシング走査毎の走査AE信号強度XiのうちAE信号判定閾値Pを上回った分を積算した積算強度値Xsが飽和したか否かに基づいて、ドレッシングの完了評価が行なわれていた。しかし、AE信号判定閾値Pがドレッシングの完了判定の精度にそれほど影響しないほどの小さなものであるような場合は、AE信号判定閾値Pを用いないで、ドレッシング走査毎の走査AE信号強度Xiの積算強度値Xsが飽和したか否かに基づいて、ドレッシングの完了評価が行なわれてもよい。 In addition, in the above-described embodiment, the completion of dressing was evaluated based on whether the integrated intensity value Xs, which is the sum of the scan AE signal intensity Xi for each dressing scan that exceeds the AE signal judgment threshold P, has saturated. However, if the AE signal judgment threshold P is small enough that it does not significantly affect the accuracy of the dressing completion judgment, the completion of dressing may be evaluated based on whether the integrated intensity value Xs of the scan AE signal intensity Xi for each dressing scan has saturated, without using the AE signal judgment threshold P.
また、前述の実施例において、外周側AEセンサ16aおよび内周側AEセンサ16bが用いられていたが、外周側AEセンサ16aおよび内周側AEセンサ16bの一方のみが用いられていてもよい。この場合のドレッシング合格判定部72は、外周側AEセンサ16aおよび内周側AEセンサ16bの一方から検出された信号のみに基づいてドレッシング合格を判定する。 In addition, in the above-described embodiment, the outer AE sensor 16a and the inner AE sensor 16b were used, but only one of the outer AE sensor 16a and the inner AE sensor 16b may be used. In this case, the dressing pass/fail determination unit 72 determines whether dressing is pass/fail based on only the signal detected from either the outer AE sensor 16a or the inner AE sensor 16b.
また、前述の実施例では、ドレッシング面15が環状平面である平面研削砥石14がドレッシングに用いられていたが、研削面が円筒面である研削砥石が用いられていてもよい。この場合のドレッサ12は、円筒状の研削面を回転中心線に平行な方向に研削面を横切るように走査される。 In the above-described embodiment, a surface grinding wheel 14 with a circularly flat dressing surface 15 was used for dressing, but a grinding wheel with a cylindrical grinding surface may also be used. In this case, the dresser 12 is scanned across the cylindrical grinding surface in a direction parallel to the centerline of rotation.
また、前述の実施例の平面研削砥石14や、上記研削面が円筒面である研削砥石は、レジノイド砥石、ビトリファイド砥石等の種々のボンドで砥粒が結合されたものでもよい。 Furthermore, the surface grinding wheel 14 in the above-mentioned embodiment and the grinding wheel with a cylindrical grinding surface may be made of abrasive grains bonded with various bonds, such as resinoid grinding wheels and vitrified grinding wheels.
また、前述の実施例のドレッサ12は、1個の柱状ダイヤモンドが埋設された単石ドレッサであったが、複数個のダイヤモンドが外周面に埋設されたロータリドレッサや、その他のドレッシング工具が用いられてもよい。 Furthermore, while the dresser 12 in the above-described embodiment was a single-stone dresser with one columnar diamond embedded in it, a rotary dresser with multiple diamonds embedded in its outer periphery or other dressing tools may also be used.
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々の変更が加えられ得るものである。 Please note that the above is merely one embodiment of the present invention, and various modifications can be made to the present invention without departing from its spirit.
10:ドレッシング装置
12:ドレッサ
14:平面研削砥石
16a:外周側AEセンサ
16b:内周側AEセンサ
28:電子制御装置(ドレッシング完了判定装置)
62:AE信号判定閾値設定部
64:スパークタイム判定閾値設定部
66:スパークタイム算出部
68:形状修正合格判定部
70:積算強度値算出部(積算強度値算出工程)
72:ドレッシング合格判定部
74:ドレッシング完了判定部(ドレッシング完了判定工程)
STs:実際のスパークタイム
STt:スパークタイム判定閾値
Xs:積算強度値
10: Dressing device 12: Dresser 14: Surface grinding wheel 16a: Outer peripheral AE sensor 16b: Inner peripheral AE sensor 28: Electronic control device (dressing completion determination device)
62: AE signal determination threshold setting unit 64: Spark time determination threshold setting unit 66: Spark time calculation unit 68: Shape correction pass/fail determination unit 70: Integrated intensity value calculation unit (integrated intensity value calculation step)
72: Dressing pass/fail determination unit 74: Dressing completion determination unit (dressing completion determination step)
STs: actual spark time STt: spark time determination threshold Xs: integrated intensity value
Claims (6)
ドレッサ走査中に発生するAE信号強度の積算強度値を、前記ドレッシング走査毎に算出する積算強度値算出工程と、
前記積算強度値算出工程によりドレッシング走査毎に算出されたAE信号強度の積算強度値がそれまで繰り返されたドレッシング走査により得られたAE信号強度の積算強度の最大値以下となったことに基づいて、前記ドレッシング走査毎に積算されたAE信号強度の積算強度値の増加が飽和したと判定し、その判定に基づいて、前記ドレッシング処理の完了を判定するドレッシング完了判定工程とを、含む
ことを特徴とするドレッシング完了判定方法。 A dressing completion determination method for a dressing completion determination device, which automatically determines the completion of dressing of a dressing surface based on an AE signal generated by fracture of abrasive grains of the grinding wheel due to contact between the grinding wheel and the dresser, by repeatedly performing a dressing scan in which the dresser is moved at a constant feed rate across the dressing surface in a width direction while being brought into sliding contact with the dresser on the dressing surface, each time a constant depth of cut is provided, the method comprising:
an integrated intensity value calculation step of calculating an integrated intensity value of AE signal intensity generated during a dresser scan for each dressing scan;
a dressing completion determination step of determining that an increase in the integrated intensity value of the AE signal intensity calculated for each dressing scan in the integrated intensity value calculation step has saturated based on the integrated intensity value of the AE signal intensity calculated for each dressing scan becoming equal to or less than a maximum value of the integrated intensity of the AE signal intensity obtained by the dressing scans repeated up to that point, and determining completion of the dressing process based on this determination .
前記ドレッシング走査中に発生するAE信号強度を積算した積算強度値を、前記ドレッシング走査毎に算出する積算強度値算出部と、
前記積算強度値算出部によりドレッシング走査毎に積算されたAE信号強度の積算強度値がそれまで繰り返されたドレッシング走査により得られたAE信号強度の積算強度の最大値以下となったことに基づいて、前記ドレッシング走査毎に積算されたAE信号強度の積算強度値の増加が飽和したと判定し、その判定に基づいて、前記ドレッシング処理の完了を判定するドレッシング完了判定部とを、含む
ことを特徴とするドレッシング完了判定装置。 a dressing completion determination device for automatically determining the completion of a dressing process of the dressing surface based on the AE signal, the dressing scan being performed by causing the dresser to slide against the dressing surface of the grinding wheel and scan the dresser at a constant feed rate across the dressing surface in a width direction, the dressing scan being performed repeatedly every time a constant depth of cut is applied, the dressing completion determination device comprising: an AE sensor for detecting an AE signal generated by fracture of abrasive grains of the grinding wheel due to contact between the grinding wheel and the dresser;
an integrated intensity value calculation unit that calculates an integrated intensity value obtained by integrating AE signal intensities generated during the dressing scan for each of the dressing scans;
a dressing completion determination unit that determines that an increase in the integrated intensity value of the AE signal intensity integrated for each dressing scan has saturated based on the integrated intensity value of the AE signal intensity integrated for each dressing scan by the integrated intensity value calculation unit becoming equal to or less than a maximum value of the integrated intensity of the AE signal intensity obtained by the dressing scans repeated up to that point, and determines completion of the dressing process based on that determination .
前記ドレッサ送り機構による前記ドレッサの送り速度と前記研削砥石のドレッシング面の幅寸法とに基づいて算出される理論スパークタイムよりも短いスパークタイム判定閾値を設定するスパークタイム判定閾値設定部と、
前記スパークタイム算出部によりドレッシング走査毎に算出されたスパークタイムが、前記スパークタイム判定閾値を超えたことに基づいて形状修正の完了を判定する形状修正合格判定部とを、含み、
前記ドレッシング完了判定部は、前記積算強度値算出部によりドレッシング走査毎に算出されたAE信号強度の積算強度値の増加が飽和したこと、および前記形状修正合格判定部により前記形状修正の完了が判定されたことに基づいて、前記ドレッシング処理の完了を判定する
ことを特徴とする請求項2のドレッシング完了判定装置。 a spark time calculation unit that calculates a spark time, which is a time period during which the dresser is in contact with the dressing surface of the grinding wheel, from a time point when the AE signal intensity obtained from the AE sensor exceeds the AE signal threshold value until a time point when the AE signal intensity obtained from the AE sensor falls below the AE signal threshold value; and
a spark time determination threshold setting unit that sets a spark time determination threshold that is shorter than a theoretical spark time calculated based on the feed speed of the dresser by the dresser feed mechanism and the width dimension of the dressing surface of the grinding wheel;
a shape modification pass/fail determination unit that determines completion of the shape modification based on whether the spark time calculated for each dressing scan by the spark time calculation unit exceeds the spark time determination threshold,
3. The dressing completion determination device according to claim 2, wherein the dressing completion determination unit determines the completion of the dressing process based on the saturation of an increase in the integrated intensity value of the AE signal intensity calculated for each dressing scan by the integrated intensity value calculation unit and the completion of the shape modification determined by the shape modification pass/fail determination unit.
前記ドレッシング走査中に前記AEセンサから出力された信号のうち、前記AE信号判定閾値を超える信号が、前記ドレッシング処理の完了の判定に用いられる
ことを特徴とする請求項2又は請求項3のドレッシング完了判定装置。 an AE signal judgment threshold determining unit that determines an AE signal judgment threshold based on an AE signal intensity obtained from the AE sensor in a non-dressing state in which the dresser is separated from the dressing surface of the grinding wheel;
4. The dressing completion determination device according to claim 2 , wherein a signal exceeding the AE signal determination threshold among signals output from the AE sensor during the dressing scan is used to determine completion of the dressing process.
ことを特徴とする請求項4のドレッシング完了判定装置。 5. The dressing completion determination device according to claim 4, wherein the AE signal determination threshold value determining unit determines the AE signal determination threshold value based on an average value or a maximum value of an AE signal intensity obtained from the AE sensor when the dresser is scanned by a dresser feed mechanism with the dresser separated from the dressing surface of the grinding wheel , in a section in which a coefficient of variation is equal to or less than a predetermined value.
ことを特徴とする請求項2から5のいずれか1のドレッシング完了判定装置。 The dressing completion determination device of any one of claims 2 to 5, characterized in that the AE sensors are a pair of AE sensors each provided at a different radial position within a range corresponding to the dressing surface of the grinding wheel on the flange to which the grinding wheel is fixed, and the dressing completion determination unit determines the completion of the dressing process based on the saturation of the increase in the integrated intensity value of the AE signal intensity obtained from each of the pair of AE sensors, which is accumulated for each dressing scan.
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