本發(fā)明涉及在對圓筒加工部進行加工過程中對刀具相對于工件的實際進刀量進行測定的實際進刀量測定方法、加工方法以及機床。

背景技術：
加工過程中，由于加工阻力會使工件產生撓曲，一般，刀具相對于工件的進刀量（工件旋轉1圈的進刀量）與實際進刀量（實際工件半徑的減少量）不一致，因此測定加工過程中的工件直徑而控制加工工序。例如有日本特開平2-224971號公報所提出的使用了工件每旋轉1圈的工件直徑的實測值的適應控制（adaptivecontrol）磨削方法、以及US4,053,289所提出的使用了根據工件每旋轉1圈的工件直徑的實測值來算出的實際進刀量的值的磨削工序控制。在根據每旋轉1圈的工件直徑的測定值來算出實際進刀量UJ的情況下，將第一次的測定的工件直徑設為DJ0，將工件旋轉1圈后的工件直徑設為DJ1，根據算式UJ=（DJ0-DJ1）/2來算出實際進刀量UJ。這以下述內容為前提，即，在工件旋轉1圈的過程中，由于對工件的整周進行加工，所以在測定直徑的兩端除去工件，而該兩端的實際進刀量UJ相等。但是在進刀速度變動、加工阻力變動的情況下，旋轉1圈過程中，實際進刀量也變動，從而使用了平均值的實際進刀量包括誤差。因此，在使用了該值的加工工序的控制中，也有該誤差產生影響、而無法得到足夠的效果的擔憂。

技術實現要素：
本發(fā)明提供能夠在加工過程中容易地測定加工部位的正確的實際進刀量、且使用該實際進刀量來控制加工工序的機床。根據本發(fā)明的一個特征，具備：直徑測定開始工序，該工序中，對測定開始點與測定結束點的距離亦即開始直徑D0進行測定；直徑測定結束工序，該工序中，在測定開始點通過加工作用部、并且在測定結束點通過加工作用部之前，對包括測定結束點在內的加工部的直徑亦即結束直徑D1進行測定；以及實際進刀量運算工序，該工序中，使用算式U=｜D0-D1｜來對測定開始點被加工后的實際進刀量U進行運算。附圖說明通過以下參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行的詳細描述，本發(fā)明的其它構件、特征及優(yōu)點會變得更加清楚，其中，附圖標記表示本發(fā)明的要素，其中，圖1表示本實施方式的磨床的整體構成。圖2是圖1的B向視圖。圖3A至圖3D表示本實施方式的測定方法。圖4A以及圖4B表示振擺與撓曲的關系。圖5是表示本實施方式的磨削工序的流程圖。圖6是表示本實施方式的振擺測定工序的流程圖。圖7是表示本實施方式的振擺修正磨削工序的流程圖。圖8表示本實施方式的測定方法的其它的形式。具體實施方式以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施例進行說明。如圖1所示，外圓磨床1具備床身2，在床身2上，具有被支承為能夠沿X軸往復且被進給用的馬達8驅動的砂輪座3、以及能夠沿與X軸正交的Z軸往復的工作臺4。砂輪座3以能夠旋轉的方式支承砂輪7，砂輪7被砂輪軸旋轉馬達（圖示省略）驅動而旋轉。在工作臺4上，設有主軸5和尾座6，主軸5被主軸馬達（圖示省略）驅動而旋轉、并把持工件W的一端而將其支承為能夠旋轉，且其具有檢測主軸的旋轉相位的相位檢測器9，尾座6以能夠旋轉的方式支承工件W的另一端。工件W被主軸5與尾座6支承，而在磨削加工時被驅動而旋轉。測定工件W的加工部的直徑的工件直徑測定裝置10設置在工作臺上。如圖2所示，工件直徑測定裝置10由直徑測定裝置主體101與觸頭102a、102b構成，直徑測定裝置主體101保持在固定于工作臺的基座11上，觸頭102a、102b與直徑測定裝置主體101卡合且相對于工件W的軸心而呈180°對置地配置。該外圓磨床1具有控制器30，控制器30具有控制砂輪座3的進給的X軸控制部31、控制工作臺4的進給的Z軸控制部32、控制主軸5的旋轉的主軸控制部33、控制工件直徑測定裝置10的測定裝置控制部34、以及內置有記錄部351并運算實際進刀量、振擺量的運算部35等。作為X軸控制部31的功能具有法線磨削阻力測定部311，法線磨削阻力測定部311根據馬達8的電流值來對磨削時作用于砂輪7的法線磨削阻力進行測定?；诒硎九c加工位置的工件W的軸心垂直的剖面的圖3A至圖3D來對砂輪7相對于工件W的實際進刀量的測定進行說明。圖3A中，在磨削作用位置，將與砂輪接觸的工件W的點A設為工件W的測定開始點A（測定開始點），將該位置的工件W的相位設為0°。如圖3B所示，將相對于工件旋轉軸心而與測定開始點A180度對置的工件W的表面位置的點B設為測定結束點B（測定結束點）。直徑測定開始工序是如下工序，即，在工件W旋轉270°、測定開始點A與觸頭102a接觸、測定結束點B與觸頭102b接觸后實施，并測定工件直徑D0（開始直徑D0）。如圖3C所示，若工件W旋轉360°，則測定開始點A的部位被砂輪7磨削。如圖3D所示，直徑測定結束工序是如下工序，即，在工件W旋轉450°、測定結束點B與觸頭102a接觸時測定工件直徑D1（結束直徑D1）。通過以上的一系列的測定，能夠對磨削測定開始點A前與磨削測定開始點A后的工件直徑進行測定，通過從工件直徑D0的值減去工件直徑D1的值，能夠測定測定開始點A被磨削的量、即砂輪7相對于工件W的實際進刀量U，即、U=D0-D1。此處，對磨削時的實際進刀量U、工件W的撓曲T、以及作用于工件W與砂輪7的力的關系進行說明。為了能夠進行磨削，需要以規(guī)定的力來將砂輪7按壓于工件W，對于該按壓力F而言，當砂輪7按壓工件W而產生工件W與砂輪7的相對撓曲T時，由砂輪7與工件W之間的作為彈簧常數的機械剛性km與撓曲T的積來求出力P，該力P減去砂輪7切入工件所需要的力F0，從而求出按壓力F。即，F=P-F0=T×km-F0成立。根據按壓力F的強度，來確定實際進刀量U的大小，在除砂輪極度磨耗的情況等以外的通常的磨削中，可知按壓力F與實際進刀量U成正比例，將該比例常數設為磨削剛性kg，則F=U×kg成立。此處，考慮撓曲與實際進刀有變動的情況，撓曲T的變動差ΔT為ΔT=T1-T2，實際進刀量U的變動差ΔU為ΔU=U1-U2，力F的變動差ΔF為ΔF=F1-F2。F1=T1×km-F0、且F2=T2×km-F0，所以ΔF=F1-F2=（T1×km-F0）-（T2×km-F0）=（T1-T2）km=ΔT×km。另外，力F與實際進刀量U成正比例，從而它們的差也成正比例，從而ΔF=ΔU×kg。結果，ΔF=ΔT×km=ΔU×kg，從而ΔT=ΔU×kg/km成立。接下來，對撓曲T與振擺IR的關系進行說明。此處，振擺指的是，當每隔外周的規(guī)定的相位C1來對從工件W的旋轉中心至加工部表面的半徑進行測定時、各相位的半徑值RC1與半徑的最小值Rmin的差，相位C1的振擺IRC1為IRC1=RC1-Rmin。將最大半徑Rmax與最小值Rmin的差稱作最大振擺TIR，即、TIR=Rmax-Rmin。如圖4A以及圖4B所示，砂輪7按壓于工件W，此時的工件W的旋轉中心為點P，砂輪7的表面與作為沒有撓曲時的工件W的旋轉中心的點O的距離L為恒定。圖4A的相位Ck的工件W與砂輪7接觸的部位的半徑Rmin為最小半徑。相位Ck的撓曲TCk通過TCk=Rmin-L來求出，圖4B的相位C1的撓曲TC1通過TC1=RC1-L來求出。此處，將相位C1的撓曲TC1與相位Ck的撓曲TCk的差設為ΔTC1，則ΔTC1=TC1-TCk=（RC1-L）-（Rmin-L）=RC1-Rmin。結果，IRC1=RC1-Rmin=ΔTC1，從而振擺IRC1與撓曲的差ΔTC1相等，若測定撓曲的差則能夠測定振擺，且若能夠減少撓曲的差則能夠減少振擺。如上，撓曲的差ΔT使用作為實際進刀量U的差的ΔU來表示為ΔT=ΔU×kg/km。該關系對于工件旋轉1圈的過程中的各相位均成立，所以相位C1的關系能夠表示為，ΔTC1=ΔUC1×kg/km。結果，成為IRC1=ΔTC1=ΔUC1×kg/km，若測定實際進刀量U的各相位間的變動量ΔUC1，則能夠求出振擺IR。機械剛性km與磨削剛性kg預先通過試驗來測定。例如，對于機械剛性km的測定而言，在使砂輪7的旋轉停止的狀態(tài)下使砂輪7與工件W接觸，對此時的馬達8的電流值A0進行記錄，并對使砂輪座3進刀規(guī)定量Vg后停止時的馬達8的電流值A1進行記錄。若將馬達的推力常數設為C，則該情況的機械剛性km能夠通過km=C×（A1-A0）/Vg來算出。對于磨削剛性kg的測定而言，利用之前說明的實際進刀量測定方法，對以規(guī)定的進刀速度來使砂輪7進刀磨削的過程中的實際進刀量U進行測定，并對此時的馬達8的電流值A3進行記錄。接下來，對在不進行磨削地以相同的進刀速度來進刀的過程中的馬達8的電流值A2進行記錄。該情況的磨削剛性kg能夠通過kg=C×（A3-A2）/U來算出。此處，對以往的振擺除去磨削進行說明。如上所述，工件的振擺指的是，當按照規(guī)定的旋轉基準來使工件旋轉后、與旋轉相位對應地產生的工件的表面的半徑位置的變動，該振擺由于半徑變動、軸的彎曲而產生，對曲軸等復雜的形狀的工件而言由于軸的彎曲的影響而產生大的振擺。加工部位的振擺成為加工余量的變動，且振擺大的部位的加工余量變大。對于以恒定的進刀速度進行磨削的情況的振擺的減少程度而言，若將初始的最大振擺量設為TIR0，將旋轉n圈后的最大振擺量設為TIRn，則使用磨削剛性kg與機械剛性km來表示為TIRn=TIR0×（1-km/kg）n。通常的磨削時，km＜kg，在長度比直徑長的工件中，km為比kg更小的值，所以振擺的除去所需要的旋轉次數變多。該情況下，設置中心架裝置來增大km。以下，對在本磨床1中、在磨削過程中測定實際進刀量U、使用測定后的U的值來短時間內除去工件W的振擺的磨削工序進行說明。首先，基于圖5的流程圖來對主工序進行說明。機械剛性km與磨削剛性kg預先記錄在記錄部351中，在使主軸5與砂輪7旋轉的狀態(tài)下，使砂輪座3快進給地前進，而使砂輪7接近工件W（S1）。以規(guī)定的砂輪座進給速度并以磨削工件W的整周的方式實施粗磨（S2）。開始半精磨工序，并使工件W旋轉規(guī)定的圈數（優(yōu)選旋轉3~5圈）（S3）。實施振擺測定工序（詳細如后說明）、并對相對于工件W的相位的振擺量進行測定（S4）。結束半精磨工序（S5）。實施振擺修正磨削工序（詳細如后說明）并除去振擺（S6）。實施精磨工序（S7）。使砂輪座快進給地后退（S8）?；趫D6的流程圖，來對測定工件W的圓周的每5°的位置的振擺的振擺測定工序進行說明。將對相位進行計數的計數器C1的值設為0（S20）。將由相位檢測器9測定的工件的相位C1的、由工件直徑測定裝置10測定的工件的直徑作為工件直徑DC1而記錄在記錄部351中（S21）。使主軸5旋轉5°（S22）。將計數器C1的值加上5（S23）。對計數器C1的值是否在540以上進行判定。若C1≥540，則移至步驟S25，若C1＜540，則移至步驟S21（S24）。在運算部35中對實際進刀量U進行運算。使用算式UC1=DC1-D（C1+180）針對C1=0~355來對工件W的相位C1的實際進刀量UC1進行運算，并記錄在記錄部351中（S25）。在運算部35中對實際進刀量差ΔU進行運算。選定作為實際進刀量UC1（C1=0~355）中的最小的實際進刀量的minU，并使用算式ΔUC1=UC1-minU針對C1=0~355來進行運算，并記錄在記錄部351中（S26）。使用算式IRC1=ΔUC1×kg/km針對C1=0~355來在運算部35中對振擺量IRC1進行運算，并記錄在記錄部351中（S27）。基于圖7的流程圖來對振擺修正磨削工序進行說明。將工件W的旋轉相位向振擺修正磨削開始位置（工件相位是最小的振擺量minIR的相位Ck、砂輪座位置是半精磨結束的位置）轉位（S30）。以振擺修正磨削開始位置為基準，一邊使主軸旋轉與砂輪座進刀ΔV同步，一邊旋轉并磨削1圈。作為工件的相位C1的砂輪座進刀的量的ΔVC1為算式ΔVC1=IRC1×（1+kg/km）。這是由于若將振擺修正所需要的實際進刀量的增加量設為ΔUsC1，并將此時的撓曲量的增加量設為ΔTsC1，則進刀量的增加量為ΔVC1=ΔUsC1+ΔTsC1，且ΔTsC1=ΔUsC1×kg/km，所以ΔVC1=ΔUsC1+ΔUsC1×kg/km。消除振擺所需要的實際進刀量的增加量ΔUsC1是振擺測定工序中測定的振擺量IRC1，所以將ΔUsC1置換為振擺量IRC1，從而ΔVC1=IRC1+IRC1×kg/km=IRC1×（1+kg/km）。由此，砂輪座進刀ΔV在振擺修正磨削開始位置成為ΔVCk=0，其隨著工件W的旋轉而慢慢增加，并且在達到最大進刀后，慢慢減少，從而在振擺修正磨削開始位置再次成為ΔVCk=0（S31）。如上所述，若使用本發(fā)明的實際進刀量測定方法以及加工方法，則不用使用中心架裝置，而能夠通過旋轉1圈來除去工件的振擺。由于不需要中心架裝置，從而不需要對中心架裝置進行調整，也不需要針對每個工件進行變更，縮短了減少振擺所需要的磨削時間，從而能夠實現加工效率高的磨床。（其它實施方式）上述例子中，將本發(fā)明適用于圓筒外徑的磨削的例子進行了說明，但本發(fā)明也能夠適用于內面磨削、使用切削刀具作為刀具的加工中。另外，使用1個工件直徑測定裝置10，利用從最初測定的時刻開始至工件旋轉180°后的時刻所測定的工件直徑的差，來對實際進刀量進行了運算，但也可以如圖8所示，使用以Φ的角度差來配置的2個工件直徑測定裝置10a、10b來進行測定。在該情況下，在從由工件直徑測定裝置10a測定直徑D0的時刻開始至工件旋轉Φ之后，利用工件直徑測定裝置10b來測定直徑D1，并利用分別測定的工件直徑的差來對實際進刀量進行運算。通過預先將Φ設為比180°小，能夠在更加短的時間內對實際進刀量進行運算，從而能夠加快磨削工序的控制的響應性。在欲使修正的相位間隔變小的情況下，也可以以比5°小的間隔來進行測定，也可以在測定點的中間的相位上以所希望的相位間隔來進行插值計算從而求出ΔVC1。