JP2002307271A - 両頭平面研削盤および研削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 精度が良いとともに生産性が良い、両頭平面
研削盤および研削方法を提供することである。 【解決手段】寸法の異なる２種類のクランプ治具４４ま
たは４６のいずれかとクランプ部材５６とによって直方
体のワーク６８がクランプされる。ワーク６８の寸法に
応じてクランプ部材５６に対するクランプ治具４４また
は４６の相対位置がクランプ位置調整装置３２によって
調整される。クランプされたワーク６８は、ワーク搬送
装置２４によって一対の砥石１８ａおよび１８ｂ間に送
り込まれる。ロボットハンド８６がワーク６８の研削す
べき面をかえる。クランプ部材５６は回動自在なアーム
部材６２を含み、ワーク６８のエッジＥを跨ぐ２点で接
触する。さらにワーク６８は、ワークセンタリング装置
７０によってクランプ治具４４または４６に対してセン
タリングされる。ワークセンタリング装置７０はワーク
６８の寸法を測定するためのセンサ８４を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、両頭平面研削盤
および研削方法に関し、より特定的にはＭＲＩ用磁界発
生装置や大型モータに用いられる磁石など精度の高い直
角度が要求されるワークを研削する両頭平面研削盤およ
び研削方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】両頭平面研削盤には大別して立型と横型
とがあり、立型は薄いワークの研削を得意としワークが
安定しやすく高精度な平行度を出しやすいという特徴が
あるのに対し、横型は高精度な直角度を出しやすいとい
う特徴がある。したがって通常、上述のような精度の高
い直角度が要求されるワークを研削する場合には横型の
両頭平面研削盤が用いられる。

【０００３】また、ワークをクランプする方式には大別
してロータリー方式とフィード方式とがあり、たとえば
図１３に示すようなベルトクランプロータリーキャリア
方式や、図１４に示すようなガンフィード方式がよく用
いられている。図１３を参照して、ベルトクランプロー
タリーキャリア方式では、間隔をあけて配置されかつ回
転する一対の砥石１間にキャリア円板２が臨む。キャリ
ア円板２は周縁部に多数のクランプ治具３を備え、各ク
ランプ治具３がワーク４を支持する。そしてキャリア円
板２の外周に配置されたクランプベルト５がワーク４を
クランプ治具３に押圧することによってワーク４をクラ
ンプする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、現在生産さ
れている大型の角型希土類磁石には２３ｍｍ角の直方体
から１２０ｍｍ角の直方体まで種々の寸法のものがあ
る。一方、直角精度を上げるためにはワーク４の寸法に
応じた寸法のクランプ治具３を使用する必要がある。し
たがって、たとえば上述のような種々の希土類磁石を研
削する場合、すべてのクランプ治具３を、支持する希土
類磁石の寸法に応じた寸法のクランプ治具３に交換する
と、この方式ではクランプ治具３の数が多いため、その
交換に長時間を要してしまい生産性が悪くなる。

【０００５】また、研削されるワーク４が同一品種であ
ってもたとえば１００×８０×２５（ｍｍ）のような直
方体の場合では、１００×２５（ｍｍ）、８０×２５
（ｍｍ）、１００×８０（ｍｍ）の各面に合わせて２〜
３回のクランプ治具３の交換が必要であり、この方式で
は上述のようにクランプ治具３の数が多いため、その交
換に多くの時間を要してしまい生産性が悪い。また、ク
ランプ治具３は砥石１の研削面に対して高精度な直角
（たとえば直角度０．０１ｍｍ）に取り付けられる必要
があるが、上述のようにクランプ治具３の数が多いた
め、各クランプ治具３間で取り付け誤差を生じてしまう
など各クランプ治具３間の精度管理が難しく、研削後の
各ワーク４間で精度のばらつきが生じてしまう。さら
に、上述のようにクランプベルト５によってワーク４を
クランプ治具３に押圧するためクランプベルト５がワー
ク４の角部に当たって切れ易く、これによっても生産効
率が悪くなってしまう。

【０００６】また、図１４を参照して、ガンフィード方
式では、間隔をあけて配置されかつ回転する一対の砥石
６間に進退するガンプレート７が１つのクランプ治具８
ａを備える。ワーク９をクランプ治具８ａによって支持
しかつ上方からクランプアーム８ｂで押圧することによ
ってワーク９をクランプする。この方式では、次の工程
に進むべくワーク９の研削すべき面をかえるにはその度
に作業者の手を煩わせなければならず、作業性が悪い。
また、各品種、各工程ごとにワーク９の寸法に応じてク
ランプ治具８ａを交換すると、生産性が悪くなる。それ
ゆえにこの発明の主たる目的は、精度が良いとともに生
産性が良い、両頭平面研削盤および研削方法を提供する
ことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の両頭平面研削盤は、回転可能な砥
石軸に支持されかつ間隔をあけて配置される一対の砥石
によって、複数対の平行面を有するワークを一対の平行
面ごとに研削する両頭平面研削盤であって、前記ワーク
を支持するクランプ治具と、前記クランプ治具に前記ワ
ークを押圧するクランプ部材とを含むクランプ手段、前
記ワークの寸法に応じて前記クランプ部材に対する前記
クランプ治具の相対位置を調整するクランプ位置調整手
段、前記ワークをクランプした前記クランプ手段を前記
砥石に対して相対移動させて前記ワークを前記一対の砥
石間に搬送する搬送手段、および前記ワークの研削すべ
き面をかえる面変更手段を備える。請求項２に記載の両
頭平面研削盤は、請求項１に記載の両頭平面研削盤にお
いて、前記ワークの寸法に応じて選択可能に寸法の異な
る複数の前記クランプ治具を備えることを特徴とする。

【０００８】請求項３に記載の両頭平面研削盤は、請求
項１または２に記載の両頭平面研削盤において、前記ワ
ークはエッジを有し、前記クランプ部材は前記クランプ
治具に支持された前記ワークに前記エッジを跨ぐ少なく
とも２点で接触することを特徴とする。請求項４に記載
の両頭平面研削盤は、請求項１から３のいずれかに記載
の両頭平面研削盤において、前記クランプ部材は、両端
部が支持される軸部材と、前記軸部材に支持されかつ回
動可能なアーム部材とを含み、前記アーム部材が前記ワ
ークに接触することを特徴とする。

【０００９】請求項５に記載の両頭平面研削盤は、請求
項１から４のいずれかに記載の両頭平面研削盤におい
て、前記クランプ治具に対して前記ワークをセンタリン
グするセンタリング手段をさらに含むことを特徴とす
る。請求項６に記載の両頭平面研削盤は、請求項１から
５のいずれかに記載の両頭平面研削盤において、前記ワ
ークの寸法を測定する寸法測定手段をさらに含むことを
特徴とする。請求項７に記載の両頭平面研削盤は、請求
項１から６のいずれかに記載の両頭平面研削盤におい
て、前記ワークは直方体であることを特徴とする。

【００１０】請求項８に記載の両頭平面研削盤は、ワー
クをクランプ治具とクランプ部材とによってクランプし
て研削する両頭平面研削盤であって、前記ワークの寸法
情報を入力する手段、前記寸法情報に基づいて前記ワー
クのクランプ位置情報を演算する手段、前記クランプ位
置情報に基づいて所定の位置に前記クランプ治具を移動
させる手段、前記クランプ治具に前記ワークを投入する
手段、前記ワークが前記クランプ部材と前記クランプ治
具とによってクランプされるように前記クランプ部材を
回動させる手段、クランプされた前記ワークを研削位置
まで搬送する手段、および研削位置にある前記ワークの
２面を研削する手段を備える。

【００１１】請求項９に記載の研削方法は、間隔をあけ
て配置されかつ回転する一対の砥石によって、ワークの
対をなす平行面を研削する研削方法であって、寸法の異
なる複数のクランプ治具の中から前記ワークの寸法に応
じて選択されたクランプ治具とクランプ部材とによって
前記ワークをクランプする第１ステップ、クランプされ
た前記ワークを前記一対の砥石間に臨ませる第２ステッ
プ、前記一対の砥石間に臨まされた前記ワークの一対の
平行面を前記一対の砥石によって研削する第３ステッ
プ、研削された前記ワークを前記一対の砥石間から後退
させる第４ステップ、および前記ワークの研削すべき面
をかえる第５ステップを備え、前記ワークの研削すべき
すべての面の研削が終了するまで前記第１ステップから
前記第５ステップまでを繰り返す。なお、上述の「ワー
クの寸法情報」は、寸法情報がそのワークの品番や型番
等と関連付けされている場合にはその品番や型番等を含
む。

【００１２】請求項１に記載の両頭平面研削盤では、ワ
ークの研削すべき面を作業者の手を煩わせることなく各
工程ごとにかえることができるので、生産性が良い。ま
た、ベルトクランプロータリーキャリア方式とは異な
り、すべてのワークを同じクランプ治具で支持するの
で、各ワークごとの精度のばらつきが生じない。請求項
２に記載のように、寸法の異なる複数のクランプ治具を
備えることによって、ワークをその寸法に応じたクラン
プ治具で支持できるのでワークのクランプが安定し、ワ
ークの研削精度を向上させることができる。また、異な
る工程、異なる品種の研削をする場合にも複数のクラン
プ治具の中から選択された所望のクランプ治具を用いれ
ばよいのでクランプ治具自体を交換する必要がなくな
り、生産性を向上させることができる。

【００１３】請求項３に記載のように、クランプ部材が
ワークにエッジを跨ぐ少なくとも２点で接触することに
よって、ワークをぐらつくことなく確実にクランプする
ことができる。また、クランプ部材はエッジには直接接
触しないため、ワークのエッジを損傷しない。請求項４
に記載のように、軸部材が両端部で支持されることによ
って、軸部材で支持されるアーム部材が安定し、しっか
りと確実にワークをクランプすることができる。

【００１４】請求項５に記載のように、ワークの中心が
クランプ治具の中心に位置するようにワークがセンタリ
ングされることによって、ワークを一対の砥石間のギャ
ップの中央部に送り込むことができる。これによってワ
ークの一対の平行面をそれぞれ砥石によって均等に研削
できるので、研削精度が良くなるとともに、砥石の片減
りを防ぐことができる。請求項６に記載のように、寸法
測定手段が研削前のワークの寸法を測定することによっ
て、ワークが規定どおりの寸法であるかを確認したり、
測定した寸法からワークの削り代を求めることが可能と
なる。これによってワークの精度が向上する。また、ワ
ークの寸法を求めることによって、研削ストロークが短
くなるように砥石を待機させることが可能となり、生産
性が向上する。この発明は、請求項７に記載のようにワ
ークが直方体である場合に特に効果的である。請求項８
に記載の両頭平面研削盤では、ワークの寸法情報を入力
すると、ワークをクランプして研削する動作が自動的に
行われ、生産性が向上する。

【００１５】請求項９に記載の研削方法では、ワークが
各工程におけるワークの幅寸法に応じたクランプ治具に
よってクランプされるため、ワークのクランプが安定
し、ワークの研削精度を向上させることができる。ま
た、ワークの寸法に応じて選択可能な複数のクランプ治
具を予め備えるため、各工程ごとにクランプ治具自体を
交換する必要がなく生産性が向上する。その上、１つの
工程が終了するとワークの研削すべき面をかえてワーク
の一対の平行面を研削するという処理を自動的に繰り返
すことができるため、さらに生産性が向上する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。図１を参照して、この
発明の実施の形態の両頭平面研削盤１０は、ベッド１２
を含み、ベッド１２の上部には一対の砥石軸ユニット１
４ａおよび１４ｂが設けられる。砥石軸ユニット１４ａ
および１４ｂはそれぞれ、回転自在な砥石軸１６ａおよ
び１６ｂ、砥石軸１６ａおよび１６ｂにそれぞれ支持さ
れる一対の砥石１８ａおよび１８ｂ、ならびに後述する
砥石軸切込装置１０６および１１０（図６参照）を含
む。一対の砥石１８ａおよび１８ｂは間隔をあけて対向
するように配置され、一対の砥石１８ａおよび１８ｂ間
にワーク６８（後述）を臨ませてワーク６８の一対の平
行面を研削する。砥石軸１６ａおよび１６ｂはそれぞれ
ベルト（図示せず）を介して駆動モータ２０ａおよび２
０ｂに連動しており、これによって各砥石１８ａおよび
１８ｂが回転駆動される。また、砥石１８ａおよび１８
ｂはそれぞれ、砥石軸切込装置１０６および１１０によ
って砥石軸１６ａおよび１６ｂの軸方向に移動可能であ
り、これによって一対の砥石１８ａおよび１８ｂは互い
に接近・離間して、ワーク６８への切込動作・後退動作
を行う。

【００１７】ベッド１２の前方には、ベッド１２に垂直
な方向すなわちベッド１２とともにＴ字を形成するよう
にフロントベッド２２が設けられる。フロントベッド２
２上にはワーク搬送装置２４が設けられる。ワーク搬送
装置２４は、砥石軸１６ａおよび１６ｂと垂直な方向に
設けられる一対のレール２６ａおよび２６ｂを含み、レ
ール２６ａおよび２６ｂ上にはスライダ２８が摺動自在
に配置される。スライダ２８はサーボモータ３０によっ
てレール２６ａおよび２６ｂ上を移動し、後述するクラ
ンプ治具４４または４６に支持されるワーク６８を搬送
して一対の砥石１８ａおよび１８ｂ間に送り込む。

【００１８】ワーク搬送装置２４のスライダ２８上に
は、クランプ位置調整装置３２およびクランプ装置３４
が設けられる。クランプ位置調整装置３２は、スライダ
２８上において砥石軸１６ａおよび１６ｂと垂直な方向
に設けられる一対のレール３６ａおよび３６ｂを含み、
レール３６ａおよび３６ｂ上にはスライダ３８が摺動自
在に配置される。スライダ３８はサーボモータ４０によ
ってレール３６ａおよび３６ｂ上を移動する。

【００１９】図２をも参照して、クランプ装置３４は、
スライダ３８上に設けられたクランプ治具基台４２を含
む。クランプ治具基台４２の砥石１８ａおよび１８ｂ側
上部には、幅寸法の異なる２種類のクランプ治具４４お
よび４６が固定される。先端側のクランプ治具４４は幅
寸法Ｌ（この実施形態では２０ｍｍ）を有し、クランプ
治具４６は幅寸法Ｍ（この実施形態では４５ｍｍ）を有
し、それぞれクランプ治具基台４２にボルトによって固
定される（図８参照）。また、クランプ治具４４はＶ字
状にワーク接触面４８および５０を有し、クランプ治具
４６はＶ字状にワーク接触面５２および５４を有する。
したがって、たとえば、ワーク６８を幅寸法４５ｍｍ未
満に研削する場合にはクランプ治具４４を使用し、４５
ｍｍ以上に研削する場合にはクランプ治具４６を使用す
るというように、ワーク６８の幅寸法に応じてクランプ
治具４４または４６のいずれかによってワーク６８を支
持することができる。

【００２０】また、スライダ２８上にはクランプ部材５
６が設けられる。クランプ部材５６は、スライダ２８上
においてスライダ３８を挟むように立設される一対の支
柱部材５８ａおよび５８ｂを含み、一対の支柱部材５８
ａおよび５８ｂによって軸部材６０の両端部が支持され
る。このとき軸部材６０は回動自在に支持され、軸部材
６０によって支持されたアーム部材６２も同様に回動可
能となる。アーム部材６２はその先端部にくの字状の支
持部材６４を有する。図３からよくわかるように、支持
部材６４の両端部にはそれぞれ回動自在なコロ６６が設
けられ、支持部材６４の中央部がアーム部材６２に揺動
自在に取り付けられる。

【００２１】このようなクランプ装置３４では、クラン
プ治具基台４２がスライダ３８にともなって移動可能と
なり、ワーク６８の寸法に応じてクランプ部材５６に対
するクランプ治具４４または４６の相対位置が調節され
る。そして、アーム部材６２によってワーク６８がクラ
ンプ治具４４または４６に押圧される。具体的には、ア
ーム部材６２の先端に設けられる支持部材６４の２つの
コロ６６が、ワーク６８の上端に位置するエッジＥを跨
ぐ２点でワーク６８に接触する。これによってワーク６
８がクランプされる。

【００２２】図１に戻って、砥石１８ａおよび１８ｂの
前方にはワークセンタリング装置７０が配置される。図
４に示すように、ワークセンタリング装置７０は、対向
して平行に配置される一対の本体プレート７２ａおよび
７２ｂと、本体プレート７２ａおよび７２ｂの下部内面
側にそれぞれ固定される一対のセンタリングプレート７
４ａおよび７４ｂと、本体プレート７２ａおよび７２ｂ
のそれぞれの上部に設けられかつ相互に対向配置される
ラック７６ａおよび７６ｂと、ラック７６ａおよび７６
ｂと噛み合うピニオンギヤ７８と、ピニオンギヤ７８を
駆動軸８０を介して回転駆動させるサーボモータ８２と
を含む。

【００２３】ワークセンタリング装置７０において、ピ
ニオンギヤ７８が回転駆動すると、ピニオンギヤ７８を
挟むラック７６ａおよび７６ｂを介してそれぞれの本体
プレート７２ａおよび７２ｂが同時に矢印Ｎ方向に対称
移動し、これによって本体プレート７２ａおよび７２ｂ
にそれぞれ固定される一対のセンタリングプレート７４
ａおよび７４ｂが接近・離間する。一対のセンタリング
プレート７４ａおよび７４ｂは、クランプ治具４４およ
び４６の幅方向中心に対して幅方向両側の略等距離に配
置され、対称移動する。したがって、砥石１８ａおよび
１８ｂ側へ進出したクランプ治具４４または４６に支持
されるワーク６８をセンタリングプレート７４ａおよび
７４ｂによって挟むと、ワーク６８はその幅方向の中心
がクランプ治具４４または４６の幅方向の中心に位置す
るように位置決めされる。ここでいうワーク６８の幅方
向とは、砥石軸１６ａおよび１６ｂと平行な方向をい
う。

【００２４】また、図５にも示すように、ワークセンタ
リング装置７０は、本体プレート７２ａを貫通するよう
に設けられるセンサ８４を有する。センサ８４は、本体
プレート７２ａの外側に設けられる中空の筒状部８４ａ
と筒状部８４ａ内に設けられかつ伸長可能なロッド部８
４ｂとを含み、ロッド部８４ｂの先端がセンタリングプ
レート７４ｂの内面に当接する。一対のセンタリングプ
レート７４ａおよび７４ｂがワーク６８を挟む際には、
センタリングプレート７４ｂがロッド部８４ｂを押しな
がら移動する。一対のセンタリングプレート７４ａおよ
び７４ｂがワーク６８を挟んだ際のロッド部８４ｂの長
さに基づいて、一対のセンタリングプレート７４ａおよ
び７４ｂの間隔を測定することができ、この寸法をワー
ク６８の幅寸法として処理する。

【００２５】図１に戻って、フロントベッド２２の側方
にはロボットハンド８６が配置される。ロボットハンド
８６は、ワーク６８をその幅寸法に応じたクランプ治具
４４または４６へ投入・排出したり、クランプ治具４４
または４６に支持されたワーク６８の研削すべき面すな
わち砥石軸１６ａおよび１６ｂに対して垂直となる面を
かえるためにワーク６８の向きをかえたりする機能を有
する。

【００２６】つぎに図６を参照して、両頭平面研削盤１
０の電気的構成について説明する。両頭平面研削盤１０
は、コントロールユニット８８によって制御される。コ
ントロールユニット８８は、各種情報を演算するととも
に処理動作を制御するためのＣＰＵ９０を含み、ＣＰＵ
９０にはＢＵＳ９２を介して、表示装置としてのＣＲＴ
９４、ワークエリアとなり入力される寸法情報や演算に
よって得られたクランプ位置情報が格納されるＲＡＭ９
６、制御プログラム等が格納されるＲＯＭ９８およびＩ
／Ｏポート１００が接続される。

【００２７】Ｉ／Ｏポート１００には、砥石１８ａを回
転駆動させる駆動モータ２０ａを制御する砥石回転制御
器１０２、砥石１８ｂを回転駆動させる駆動モータ２０
ｂを制御する砥石回転制御器１０４、砥石１８ａ用の砥
石軸切込装置１０６を制御するサーボモータ制御器１０
８、砥石１８ｂ用の砥石軸切込装置１１０を制御するサ
ーボモータ制御器１１２、ワーク搬送装置２４の搬送動
作を制御するサーボモータ制御器１１４、クランプ位置
調整装置３２の進退動作を制御するサーボモータ制御器
１１６、ワーク６８のクランプ・アンクランプのために
クランプ部材５６のアーム部材６２を回動させるサーボ
モータ制御器１１８、ワーク６８をセンタリングするワ
ークセンタリング装置７０の動作を制御するサーボモー
タ制御器１２０、センサ８４を制御するセンサ制御部１
２１、およびロボットハンド８６の動作を制御するロボ
ットハンド制御器１２２が接続される。さらに、ＢＵＳ
９２にはワーク６８の寸法情報等を入力するための入力
装置１２４が接続される。したがって、コントロールユ
ニット８８によって、一連の研削動作が制御される。

【００２８】このような両頭平面研削盤１０のクランプ
装置３４の動作について、図７および図８を参照して説
明する。ワーク６８としては、たとえば直方体状の希土
類磁石が用いられ、ここでは上述のように、２３ｍｍ角
の直方体から１２０ｍｍ角の直方体までの大型の角型希
土類磁石を想定する。図７（ａ）に示すような加工面寸
法が１２０ｍｍ×１２０ｍｍのワーク６８ａの場合には
上端のエッジＥは図８に示すポイントＡに位置し、図７
（ｂ）に示すような加工面寸法が２３ｍｍ×２３ｍｍの
ワーク６８ｂの場合には上端のエッジＥは図８に示すポ
イントＢに位置し、図７（ｃ）に示すような加工面寸法
が２３ｍｍ×１２０ｍｍのワーク６８ｃの場合には上端
のエッジＥは図８に示すポイントＣに位置する。

【００２９】このようにアーム部材６２が接触するワー
クの上端のエッジＥ付近の位置は、支持するワークの寸
法によって異なるが、ワークの寸法が上述の範囲内のと
きには、ワークの上端のエッジＥは図８に示す３つのポ
イントＡ、ＢおよびＣで形成される三角形の範囲内に位
置する。したがって、スライダ３８上のクランプ治具基
台４２を図８に示す範囲Ｋ内で移動させてアーム部材６
２に対するクランプ治具４６の相対位置を調整するとと
もに、ワークの高さに合わせてアーム部材６２を回動さ
せることによって、アーム部材６２の支持部材６４をほ
ぼ上述の三角形の範囲内の任意の位置に移動できる。こ
のようにして、アーム部材６２の支持部材６４が種々の
寸法のワークに対してエッジＥを挟んで接触できワーク
をクランプできる。

【００３０】つぎに、図９〜図１２を参照して、両頭平
面研削盤１０の動作について説明する。この実施形態で
は、３対の平行面を有する直方体のワーク６８を研削す
る場合について説明する。この場合、一対の平行面の研
削を１工程として３工程を経てワーク６８の表面が研削
される。図１０を参照して、ワーク６８の寸法は、たと
えば、高さＨ＝１００ｍｍ、幅Ｗ＝８０ｍｍ、奥行きＤ
＝２５ｍｍに設定される。

【００３１】まず、入力装置１２４によって各種データ
を入力する。具体的には、まず研削しようとするワーク
６８の予め設定された品番を入力した（ステップＳ１）
あと、ワーク６８の各加工面の研削前の寸法と研削後の
寸法とを入力する（ステップＳ３）。なお、或る品番の
ワークの寸法を入力すると、その寸法はコントロールユ
ニット８８内に記憶されるので、その品番のワークの２
回目以降の研削の際には寸法入力は不要である。つづい
てワーク６８の加工面の研削順序を入力する（ステップ
Ｓ５）。原則として面積の大きな面から研削するとよ
い。第１工程で最も大きな面積の面を研削することによ
って、それ以降の工程において第１工程で研削した面を
基準面としてワーク接触面４８または５２に接触させて
ワーク６８の研削すべき他の面を研削することができる
ため、直角精度の高い加工を行える。ここでは、まず第
１工程でＨ×Ｗ面を研削し、ついで第２工程でＨ×Ｄ面
を研削した後、第３工程でＷ×Ｄ面を研削するように研
削順序を入力する。

【００３２】そして、入力装置１２４からの指示によっ
て自動運転が開始され、以下のような第１工程の研削が
開始される。なお、図１１（ａ），（ｂ）および（ｃ）
のそれぞれにおいて、右側の図は着脱位置を示し、真中
の図はセンタリングされる位置を示し、左側の図は研削
位置を示す。まず、ワーク６８の幅方向の寸法（ここで
は２５ｍｍ）に応じたクランプ治具４４（ここでは幅寸
法Ｌ＝２０ｍｍ）が自動選択され、ワーク６８の一対の
平行なＨ×Ｗ面が砥石軸１６ａおよび１６ｂに対して垂
直となるように、ワーク６８がロボットハンド８６によ
ってクランプ治具４４に投入される（ステップＳ７）。
このとき、クランプ治具４４は、ワーク搬送装置２４に
よってスライダ２８とともに移動され、ワーク６８の着
脱位置に配置されている。着脱位置とは、ロボットハン
ド８６がクランプ治具４４または４６にワーク６８を投
入・排出したり、クランプ治具４４または４６に支持さ
れるワーク６８の向きをかえたりする位置をいう。

【００３３】つぎに、コントロールユニット８８がワー
ク６８の寸法情報に基づいてクランプ位置を演算し、こ
れによって得られたクランプ位置情報に基づいて、クラ
ンプ治具４４がクランプ位置調整装置３２によってスラ
イダ３８とともにクランプ位置まで移動される（ステッ
プＳ９）。クランプ位置とは、アーム部材６２の支持部
材６４が、クランプ治具４４に支持されるワーク６８の
上端のエッジＥを跨いでワーク６８に接触することがで
きる位置をいう。すると、アーム部材６２が下向きに回
動して、支持部材６４の２つのコロ６６がワーク６８の
エッジＥを跨いで接触し、ワーク６８をクランプ治具４
４に押圧する。このようにして、ワーク６８はクランプ
治具４４とクランプ部材５６とによってクランプされる
（ステップＳ１１）。

【００３４】そして、ワーク６８は、上述のクランプ位
置情報に基づいて、センタリング位置までワーク搬送装
置２４によって移動される（ステップＳ１３）。センタ
リング位置とは、クランプ治具４４または４６上のワー
ク６８が、一対のセンタリングプレート７４ａおよび７
４ｂによって挟まれる位置をいう。センタリング位置に
おいて、アーム部材６２は上向きに少しだけ回動し、ワ
ーク６８がアンクランプされる（ステップＳ１５）。そ
して、ワーク６８は、一対のセンタリングプレート７４
ａおよび７４ｂによって挟まれ、クランプ治具４４に対
してセンタリングされるとともに、センサ８４によって
幅方向の実際の寸法が測定される（ステップＳ１７）。

【００３５】ここで測定した寸法と予め品番とともに入
力してある寸法とを照合し、所定の範囲から外れる場合
には運転を停止して警報を鳴らす。これによって、異常
なワークの混入を防ぐことができる。また、研削前のワ
ーク６８の実際の寸法を測定することによって実際の削
り代を演算することができ、これを砥石１８ａおよび１
８ｂの位置にフィードバックすることができる。したが
って、削り代のばらつきが大きいロットのワークであっ
ても、毎回実際の削り代に応じて砥石１８ａおよび１８
ｂの位置を制御することができるため、研削ストローク
が短くなるように砥石１８ａおよび１８ｂを待機させる
ことが可能となり、加工時間が短縮されて生産性が向上
する。

【００３６】そして、アーム部材６２が下向きに回動
し、再びワーク６８がクランプされる（ステップＳ１
９）。その後、センタリングプレート７４ａおよび７４
ｂが互いに離間してワーク６８から後退する。ワーク６
８は、ワーク搬送装置２４によって研削位置である一対
の砥石１８ａおよび１８ｂ間に送り込まれ、前後に揺動
される（ステップＳ２１）。この際、図１１（ａ）に示
すように、ワーク６８の加工面の面積の約半分が、砥石
１８ａおよび１８ｂの研削面（図１１において２点鎖線
で示す２重の円の間）の内周縁１２６ａおよび１２６ｂ
から図１１において左側へはみ出るまでストロークされ
る。なお、図１１（ｂ）に示す第２工程、図１１（ｃ）
に示す第３工程においても同様である。

【００３７】そして、一対の砥石１８ａおよび１８ｂに
よって図１２に示すような所定のインフィード研削が開
始される。まず、砥石１８ａおよび１８ｂは、所定位置
からワーク６８に接触するインフィード開始位置Ｐ点ま
で進み、インフィード開始位置Ｐ点からＱ点まで粗研イ
ンフィードして（ステップＳ２３）、粗研量Ｘの研削を
行う。つぎに砥石１８ａおよび１８ｂは、粗研インフィ
ードよりも遅いスピードでＱ点からＲ点まで精研量Ｙだ
け精研インフィードし（ステップＳ２５）、所定の削り
代までワーク６８を研削して製品寸法に仕上げる。その
後、そのままの位置でしばらくインフィードを停止して
Ｓ点においてスパークアウトすると（ステップＳ２
７）、一対の砥石１８ａおよび１８ｂは所定位置Ｔ点ま
で急速後退する（ステップＳ２９）。このとき、一対の
砥石１８ａおよび１８ｂは、次の工程において研削スト
ロークが短くて済むような位置、すなわち次の工程にお
けるワーク６８の幅寸法よりも若干外側の位置に自動位
置決めされて待機する。

【００３８】このように所定のインフィード研削が終了
すると、ワーク６８はワーク搬送装置２４によって着脱
位置まで後退させられ（ステップＳ３１）、アーム部材
６２が上向きに回動することによってアンクランプされ
る（ステップＳ３３）。第１工程が終了すると（ステッ
プＳ３５がＮＯ）、ワーク６８は、つぎの第２工程にお
ける加工面であるＨ×Ｄ面が砥石軸１６ａおよび１６ｂ
に対して垂直となるように、ワーク６８の向きがロボッ
トハンド８６によってかえられる（ステップＳ３７）。

【００３９】そして、ステップＳ７に戻って第２工程に
進む。第２工程では、幅寸法（ここでは８０ｍｍ）に応
じたクランプ治具４６（幅寸法Ｍ＝４５ｍｍ）によって
ワーク６８が支持され、以降ステップＳ３３までの第１
工程と同様の自動研削を繰り返してＨ×Ｄ面が研削され
る。そして、第２工程が終了すると（ステップＳ３５が
ＮＯ）、ワーク６８は、つぎの第３工程の加工面である
Ｗ×Ｄ面が砥石軸１６ａおよび１６ｂに対して垂直とな
るように、ワーク６８の向きがロボットハンド８６によ
って変えられる（ステップＳ３７）。

【００４０】そして、ステップＳ７に戻って第３工程に
進む。第３工程でも、幅寸法（ここでは１００ｍｍ）に
応じたクランプ治具４６（幅寸法Ｍ＝４５ｍｍ）によっ
てワーク６８が支持され、上述のステップＳ３３までの
第１工程、第２工程と同様の自動研削が繰り返される。
第３工程まで終了すると（ステップＳ３５がＹＥＳ）、
ワーク６８はロボットハンド８６によって所定の位置に
排出され（ステップＳ３９）、１つのワーク６８につい
ての研削作業が終了する。つぎに研削すべきワーク６８
は、ロボットハンド８６によってクランプ治具４４また
は４６に投入され（ステップＳ７）、上述と同様にして
自動研削が繰り返される。

【００４１】上述のようにして構成される両頭平面研削
盤１０によれば、すべてのワーク６８を同じクランプ治
具４４または４６で支持するので、各ワーク６８ごとの
精度のばらつきが生じない。また、すべてのワーク６８
を同じクランプ治具４４または４６で支持するので、品
種ごとに必要なクランプ治具４４および４６の数が多く
なることがなく、コストを抑えることができる。また、
寸法の異なる複数のクランプ治具４４および４６を備え
ることによって、ワーク６８をその寸法に応じたクラン
プ治具４４または４６で支持できるのでワーク６８のク
ランプが安定し、ワーク６８の研削精度を向上させるこ
とができる。また、異なる工程、異なる品種の研削をす
る場合にもクランプ治具４４および４６を他のクランプ
治具と交換する必要がなくなり、生産性を向上させるこ
とができる。

【００４２】さらに、アーム部材６２がワーク６８にエ
ッジＥを跨ぐ２点で接触することによって、ワーク６８
はぐらつくことなく確実にクランプされる。また、アー
ム部材６２はエッジＥには直接接触しないため、ワーク
６８のエッジＥが損傷されない。その上、軸部材６０が
両端部で支持されることによって、軸部材６０で支持さ
れるアーム部材６２が安定し、ワーク６８はしっかりと
確実にクランプされる。

【００４３】また、ワーク６８の中心がクランプ治具４
４または４６の中心に位置するようにワーク６８がセン
タリングされることによって、ワーク６８を一対の砥石
１８ａおよび１８ｂ間のギャップの中央部に送り込むこ
とができる。これによってワーク６８の一対の平行面を
それぞれ砥石１８ａおよび１８ｂによって均等に研削で
きるので、研削精度が良くなるとともに、砥石１８ａお
よび１８ｂの片減りを防ぐことができる。

【００４４】また、センサ８４が研削前のワーク６８の
寸法を測定することによって、ワーク６８が規定どおり
の寸法であるかを確認したり、測定した寸法からワーク
６８の削り代を求めることが可能となる。これによって
ワーク６８の精度が向上する。また、ワーク６８の寸法
を求めることによって、研削ストロークが短くなるよう
に砥石１８ａおよび１８ｂを待機させることが可能とな
り、生産性が向上する。さらに、入力装置１２４によっ
てワーク６８の寸法情報を入力すると、ワーク６８をク
ランプして研削する動作が自動的に行われ、生産性が向
上する。その上、１つの工程が終了するとワーク６８の
研削すべき面を作業者の手を煩わせることなく自動的に
かえて、同様に研削を繰り返すことができるため、さら
に生産性が向上する。

【００４５】この発明は、上述のような構成に限定され
るものではなく、以下のような構成であってもよい。す
なわち、アーム部材６２の支持部材６４に設けられるコ
ロ６６は、上述の実施形態では２つ設けているが、３つ
でも４つでも所望の数だけ設けるとよい。これによれ
ば、支持部材６４がワーク６８に３点、４点、またはそ
れ以上の位置で接触してクランプ治具４４または４６に
ワーク６８を押圧することができ、一層しっかりと確実
にクランプすることができる。また、前記実施形態にお
いては、一対の支柱部材５８ａおよび５８ｂによって軸
部材６０が回動自在に支持され、アーム部材６２は軸部
材６０で支持されることによって回動可能となっている
が、これに限定されず、軸部材６０が一対の支柱部材５
８ａおよび５８ｂに固定され、アーム部材６２が軸部材
６０に回動可能に設けられてもよい。また、研削するワ
ーク６８は、直方体に限定されるものではなく、少なく
とも２対の平行面を有するものであれば、この発明を適
用できる。

【００４６】

【発明の効果】この発明によれば、ワークの研削すべき
面を作業者の手を煩わせることなく各工程ごとにかえる
ことができるので、生産性が良い。また、すべてのワー
クを同じクランプ治具で支持するので、各ワークごとの
精度のばらつきが生じない。さらに、寸法の異なる複数
のクランプ治具を備えれば、ワークをその寸法に応じた
クランプ治具で支持できるのでワークのクランプが安定
し、ワークの研削精度を向上させることができる。ま
た、各工程ごとにクランプ治具自体を交換する必要がな
く生産性が向上する。その上、１つの工程が終了すると
ワークの研削すべき面をかえてワークの一対の平行面を
研削するという処理を自動的に繰り返すことができるた
め、さらに生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す全体斜視図であ
る。

【図２】クランプ装置を示す要部拡大斜視図である。

【図３】クランプ装置を示す要部拡大側面図である。

【図４】ワークセンタリング装置を示す斜視図である。

【図５】（ａ）はセンタリングプレートが後退している
状態を示す説明図であり、（ｂ）はセンタリングプレー
トがワークを挟んだ状態を示す説明図である。

【図６】図１に示す両頭平面研削盤の電気的構成を示す
ブロック図である。

【図７】寸法の異なるワークのそれぞれのクランプ位置
を示す要部拡大側面図である。

【図８】アーム部材がクランプ可能な位置の範囲を示す
要部拡大側面図である。

【図９】研削の工程を示すフローチャートである。

【図１０】研削するワークの一例を示す斜視図である。

【図１１】図１０に示すワークの各面を研削する工程を
説明する要部側面図である。

【図１２】インフィード研削における砥石の切込速度、
後退速度を示す説明図である。

【図１３】ベルトクランプロータリーキャリア方式を示
す従来図である。

【図１４】ガンフィード方式を示す従来図である。

【符号の説明】

１０ 両頭平面研削盤 １６ａ，１６ｂ 砥石軸 １８ａ，１８ｂ 砥石 ２４ ワーク搬送装置 ３２ クランプ位置調整装置 ３４ クランプ装置 ４４，４６ クランプ治具 ５６ クランプ部材 ６０ 軸部材 ６２ アーム部材 ６８ ワーク ７０ ワークセンタリング装置 ８４ センサ ８６ ロボットハンド ８８ コントロールユニット １２４ 入力装置 Ｅ ワークのエッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C016 BA05 CA07 CB03 CE01 3C034 AA08 AA13 BB83 BB84 3C043 BC08 CC04 CC11 DD05 DD12

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能な砥石軸に支持されかつ間隔を
   あけて配置される一対の砥石によって、複数対の平行面
   を有するワークを一対の平行面ごとに研削する両頭平面
   研削盤であって、 前記ワークを支持するクランプ治具と、前記クランプ治
   具に前記ワークを押圧するクランプ部材とを含むクラン
   プ手段、 前記ワークの寸法に応じて前記クランプ部材に対する前
   記クランプ治具の相対位置を調整するクランプ位置調整
   手段、 前記ワークをクランプした前記クランプ手段を前記砥石
   に対して相対移動させて前記ワークを前記一対の砥石間
   に搬送する搬送手段、および前記ワークの研削すべき面
   をかえる面変更手段を備える、両頭平面研削盤。
2. 【請求項２】 前記ワークの寸法に応じて選択可能に寸
   法の異なる複数の前記クランプ治具を備える、請求項１
   に記載の両頭平面研削盤。
3. 【請求項３】 前記ワークはエッジを有し、前記クラン
   プ部材は前記クランプ治具に支持された前記ワークに前
   記エッジを跨ぐ少なくとも２点で接触する、請求項１ま
   たは２に記載の両頭平面研削盤。
4. 【請求項４】 前記クランプ部材は、両端部が支持され
   る軸部材と、前記軸部材に支持されかつ回動可能なアー
   ム部材とを含み、前記アーム部材が前記ワークに接触す
   る、請求項１から３のいずれかに記載の両頭平面研削
   盤。
5. 【請求項５】 前記クランプ治具に対して前記ワークを
   センタリングするセンタリング手段をさらに含む、請求
   項１から４のいずれかに記載の両頭平面研削盤。
6. 【請求項６】 前記ワークの寸法を測定する寸法測定手
   段をさらに含む、請求項１から５のいずれかに記載の両
   頭平面研削盤。
7. 【請求項７】 前記ワークは直方体である、請求項１か
   ら６のいずれかに記載の両頭平面研削盤。
8. 【請求項８】 ワークをクランプ治具とクランプ部材と
   によってクランプして研削する両頭平面研削盤であっ
   て、 前記ワークの寸法情報を入力する手段、 前記寸法情報に基づいて前記ワークのクランプ位置情報
   を演算する手段、 前記クランプ位置情報に基づいて所定の位置に前記クラ
   ンプ治具を移動させる手段、 前記クランプ治具に前記ワークを投入する手段、 前記ワークが前記クランプ部材と前記クランプ治具とに
   よってクランプされるように前記クランプ部材を回動さ
   せる手段、 クランプされた前記ワークを研削位置まで搬送する手
   段、および研削位置にある前記ワークの２面を研削する
   手段を備える、両頭平面研削盤。
9. 【請求項９】 間隔をあけて配置されかつ回転する一対
   の砥石によって、ワークの対をなす平行面を研削する研
   削方法であって、 寸法の異なる複数のクランプ治具の中から前記ワークの
   寸法に応じて選択されたクランプ治具とクランプ部材と
   によって前記ワークをクランプする第１ステップ、 クランプされた前記ワークを前記一対の砥石間に臨ませ
   る第２ステップ、 前記一対の砥石間に臨まされた前記ワークの一対の平行
   面を前記一対の砥石によって研削する第３ステップ、 研削された前記ワークを前記一対の砥石間から後退させ
   る第４ステップ、および前記ワークの研削すべき面をか
   える第５ステップを備え、 前記ワークの研削すべきすべての面の研削が終了するま
   で前記第１ステップから前記第５ステップまでを繰り返
   す、研削方法。