JPS603550B2 - 工作物の回転異常検出方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はシュータィプ心無研削盤における研削中の工
作物の回転速度異常を検出する方法およぴその検出菱贋
に関するものである。

シュータィプ心無研削盤、即ち二つのシューで工作物の
蓬方向の位層ぎめを行い、ドライバープレートで鞠方向
の位置をきめると同時にこれにより工作物に回転を与え
、工作物とドライバープレートとを密着させるためには
、例えばマグネットを利用する方法がとられているシュ
ータィプ心無研削盤において、円形工作物を生産ラィで
多量に生産する際、特に高能率で生産する際には、そこ
で生産された工作物の中、研削した局上の一部分に片平
坦に研削されたものが入ることがある。

この部分は時として研削やけが生じている。また工作物
の周上に多くの平坦部ないしウェーブ状のマークが発生
し、その部分を見ると同様に研削やけが発生しているこ
とがある。上記のように円形工作物の一部分が平坦に研
削され、研削やけが生ずることは、通常は極めて希れで
あるが、その製品の性能は致命的な影響をもつもので、
例えば軸受リングの研削において、外周面に平坦部が発
生した場合、軸受リングとしては不良品であり、必ず除
去すべきものであり、このような不良品の発生は、皆無
にすべきものである。

一方能率は極限へと指向の過程にあり、そうなるとその
発生の頻度も高くならざるを得ない。上記のような現象
が生ずるのは、研削中工作物の回転速度異常が起きた場
合が多く、この回転速度異常を検出するためには工作物
の回転を直接検出する方法があるが、実験室的な方法で
あり例えば工作物に小さな真銭をつけて、工作物と一緒
に回転させ、この真鏡の回転を無接触のセンサにより検
出する方法があるが、真銭を工作物につけたり、除去し
たりすることが面倒であり、大量生産の際に使用できる
方法ではなかった。この発明は上記のような研削中にお
ける工作物の回転速度異常を本質的な現象面から確実に
検知することを目的とするもので、研削中における工作
物とシューチップ間における摩擦係数を検出し、検出し
た摩擦係数と予め定めた摩擦係数の設定値を比較し、そ
の大小関係により工作物の回転異常を摩擦係数の異常と
してとらえることを特徴とする工作物の回転速度異常検
出方法およびこれを具体化した検出装置である。

次にこの発明の実施例について図を参照しながら説明す
る。

第１図はシュータィプ心無研削盤における工作物の外径
研削時のシューに負荷される力を、研削開始前から研削
完了、砥石後退時まで、法線力および接線力として取出
したもので、工作物が正常に研削された場合を示してい
る。工作物が駆動軸によって回転されているだけで研削
開始直前においては、シューにかかる力は騒くわずかで
あるが、研削が開始（Ａ点参照）され、一定の切込み速
度で研削が進行すると、砥石の研削力は順次増大し、砥
石と工作物間の接線力、法線力が増大し、従ってシュー
にかかる接線力および法線力は直線的に増大してやがて
Ｆ点に達してこの時点で一応の切込みを完了し、その後
、スパークアウト、次に砥石が後退し、接線力および法
線力共に急激に減少する。工作物が正常に研削された場
合は第１図のように研削時におけるシューに作用する接
線力および法線力はほぼ直線的に増大するが、種々研削
実験中、発明者は第２図に示すような結果に遭遇した。

Ａ点の研削開始までは第１図と同様な経過をたどり、研
削開始後ある程度までは時間の経過と共に接線力および
法線力は共には）、直線的に増大するが、Ｂ点に達する
と接線力は急激に増大し、法線力の増大に伴って、接線
力の増大は時間の経過と共に大きくなる。（Ｃ点参照）
ところがこの間における法線力の急増は殆んどない。

この状態でさらに研削が続行されると接線力の大きさは
いよいよ増大し、遂にＤ点において完全にワークストッ
プを生ずる。この第２図に示されたような線図が得られ
たとき、その都度工作物の外隆面を調査した結果、ワー
クストップによる工作物における暁付、外蓬面に平担部
、あるいはウェーブ状のマークが見出された。この工作
物の回転速度異常を検出するためにはシューに負荷され
る接線力や法線力の変化、特に接線力が急激に増大する
変化をとらえ、これをより確実にとらえるためにはシュ
ーと工作物とにおける摩擦係数の変化（第３図参照）即
ち接線力の法線力による割算値を検出することが最善で
あるとの結論に達した。

この第３図におけるような摩擦係数の大きさは、研削中
における工作物の回転が正常な場合には、ほゞ一定の値
を保ち、研削完了まで殆んど変化は見られないが、研削
中に工作物の回転速度異常が発生するとその値は急激に
増大する。

このような工作物の回転速度異常は、シュ−と工作物と
の間の局部的蛇付現象が生じ摩擦係数が増大し、回転速
度異常が発生する場合と、砥石により工作物の回転速度
異常（高速回転）が生じ、その結果摩擦係数が増大し、
回転速度異常に至る場合とが考えられる。

この摩擦係数を検出するための装置を以下に説明する。
１は工作物２を研削するための砥石であり、工作物２は
図示を省略したドライヒングプレートによって回転され
る。

３はシューホルダで、このシユーホルダ３にはフロント
シユー４およびリヤーシュー５が取付けられ、フロント
シュー４には、シューチップ６が工作物２の外周面に接
するように設けられており、リャーシュー５には力変換
素子７を介してシユーチツプ８が取付けられている。

前記の力変換素子７はシューチップを介してシューにか
）る力を検出するための検出器で、ロードセル、歪ゲー
ジ、磁歪を利用したゲージ等が用いられる。この実施例
では圧電型ロードセルを使用しているが、この圧電型ロ
ードセルは三方向の力を検出することが可能である。こ
の圧電型ロードセル７でとらえた接線力および法線力の
大きさに応じた電荷を電圧に変えるために、即ち電荷を
電圧に変えるための前層増幅器として、それぞれチャー
ジアンプ９およびチャージアンプ１０が設けられており
、各チャージアンプに対してリセット信号を送信するた
めのりセット回路１１が接続され、さらに各チャージア
ンプには信号増幅のための増幅器１２，１３が接続し、
この増幅器には接線力の大きさにもとづく信号を法線力
の大きさにもとづく信号で割算するための演算回路１４
が接続している。またシューチツプの材質、工作物の材
質や研削速度等を考慮して、予め定めた摩擦係数を設定
した設定電圧回路１５が設けられ、この設定値と演算回
路１４からの信号値とを比較するための回路が比較回路
１６である。なお必要に応じてチャージアンプと増幅器
の間にローパスフィルタを設ける。この装置において工
作物２をシューチップ上にセットすると共に、リセツト
回路１１よりリセット信号を各チャージアンプ９，１０
‘こ発信すると、シューチツプ８を介してロードセル７
により検出された接線力はチャージアンプ９によって電
圧に変換され、この電圧が増幅器１２によって増幅され
、演算回路１４に入る。一方ロードセル７によって検出
された法線力はチャージアンプ１０によって電圧に変換
され、増幅器１３によって増幅されてから演算回路１４
に入り、こ）で割算が行われ、さらに比較回路１６にお
いて、予め設定された設定電圧回路１５よりの摩擦係数
設定値と比較される。この比較回路より摩擦係数設定値
を超えた信号が出た場合には、工作物とシューチップと
の間では、接触状態に急変があり、工作物に回転速度異
常が生じたと判定される。

比較回路の信号が摩擦係数設定値に比較して小さければ
、信号が発せられないで、工作物は異常なく回転し研削
は一応正常に行われたと判断される。この発明の装置は
上記のように構成されているので、研削のサイクルタイ
ムを短縮するために研削速度をはやめ、万一工作物の回
転速度異常が生じても確実に検出できるので、工作物の
外周面の品質不良品を良品とする危険は防止され、研削
能率をあげることが可能である。

また、工作物の微妙な回転不良状態も検出可能なので工
作物の外周面の品質は確実に向上し、常に安定した品質
の加工物を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の基礎となった工作物が
シューにセットされてから研削完了までにおけるシュー
に負される接線力および法線力の変化を検出した図で、
第１図は工作物に回転速度異常を生じなかった場合を示
し、第２図は工作物の回転速度異常が起きた場合を示す
線図、第３図は工作物がシューにセットされてから研削
完了までの工作物とシューとの間の摩擦係数の変化を示
す線図、第４図はこの発明の実施例を示すブロック線図
を含む概略図である。 符号の説明 １は砥石、２は工作物、３はシューホルダ
「４はフロントシユー、５はリヤーシユ−、６はシュー
チップ、７は圧電型ロードセル、８はシユーチツプ、９
はチヤージアンプ、１０はチャージアンプ、１１はリセ
ット回路、１４は演算回路、１５は設定電圧回路、１６
は比較回路。 努ｌ図多２図 券３ｔ２ 努４籾

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工作物の一方の端面に当接して工作物を回転させる
   ドライヒングプレートと、工作物の外周面を支承するシ
   ユーとを備えたシユータイプ心無研削盤において、工作
   物研削中におけるシユーに作用する法線力、接線力を検
   出し、工作物とシユーの間における摩擦係数を前記法線
   力による接線力の割算値として検出し、得られた摩擦係
   数を設定値と比較してその大小関係により工作物の回転
   速度異常を摩擦係数の異常として検出することを特徴と
   する工作物の回転速度異常検出方法。 ２ 工作物の一方の端面に当接して工作物を回転させる
   ドライヒングプレートと、工作物の外周面を支承するシ
   ユーとを備えたシユータイプ心無研削盤において、シユ
   ーに作用する法線力および接線力の大きさを検出するた
   めの力変換素子と、力変換素子よりのそれぞれの信号を
   電圧に変えるために個別に設けられた前置増幅器と、各
   々の前置増幅器に対してリセツト信号を送信するための
   リセツト回路と、接線力の大きさに基く信号を法線力の
   大きさに基く信号で割算するための演算回路と、摩擦係
   数の大きさを予め設定した設定電圧回路と、設定電圧回
   路の設定信号と前記演算回路よりの信号とを比較する比
   較回路とを備えた工作物の回転速度異常検出装置。