JP2004216543A - ロール加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】 軟質金属をメッキしたロールを高精度にかつ高能率で加工できるよう
にすること。
【解決手段】 研削盤ベッド２０上において回転自在に支持されたロールＷの軸線方向及びこれを横切る方向に砥石台３０を移動可能に設け、この砥石台には砥石車Ｇを取り付ける。ベッド２０上に超仕上装置５０又はラップ研磨装置８０を装架する。砥石車ＧによりロールＷの加工個所を研削加工すると共に研削加工済みの加工個所を超仕上用スティック砥石Ｓ又はラップ砥石９３により超仕上する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、印刷等に使用されるロールを加工するロール加工機に関する。

一般に、円筒形状であるロールの円筒面に極微小の凹部を形成し、この凹部に貯めたインクをフィルム等に転写して印刷するグラビア印刷等の印刷方法が知られている。この印刷方法で使用されるロールは、鉄材からなる円筒形状の芯材の円筒面に厚さ０．１〜０．１５ｍｍの銅メッキ層を備えたものであり、この銅メッキ層には彫刻等により深さ略０．０４ｍｍの印刷パターン（凹部）が形成されている。

このロールは、長期間使用された後、寿命がきた場合に銅メッキ層が除去（以下「落版工程」と略称）され、その後、所要の面粗さを得るために円筒面が研磨（以下「メッキ前研磨工程」と略称）される。そして、円筒面に銅メッキが施されて再利用するためのロールが完成する。

従来は、このロールを再利用するための加工機として、落版工程には旋盤が、メッキ前研磨工程にはカップ形研磨盤が使用されていた。ここで、カップ形研磨盤とは、ロールの軸と直交する方向の軸廻りに回転駆動されるカップ形砥石を粗研磨用と精研磨用の２つ備えたものであり、カップ形砥石の前端面でロールの円筒面を粗研磨と精研磨するものである。

この研磨に使用される粗研磨用と精研磨用のカップ形砥石としては、所要の面粗さが得られるように磨耗し易い性状のカップ形砥石が使用される。そして、カップ形砥石の前端面が磨耗しても研磨が続行できるようにカップ形砥石を一定の押付け力で円筒面に押付けて研磨している。

上述したようにロール加工機として、落版工程には旋盤が使用されるため、旋削されたロールには円筒度として０．０２ｍｍ程度の形状誤差が生じる。この形状誤差は、この後のメッキ前研磨工程で使用されるカップ形研磨盤でも矯正することはできない。なぜならば、上述したようにカップ形研磨盤ではカップ形砥石を一定の押付け力でロールの円筒面に押付けて研磨するので、円筒面は旋削されて生じた形状に倣うように研磨される。つまり、カップ形研磨盤による研磨では円筒度を向上させることはできず、研磨後も円筒度として０．０２ｍｍ程度の形状誤差が残る。

この形状誤差が残った状態のロールを再利用して完成されたロールを使用して印刷すると、鮮明な印刷面が得られない等の不具合がある。さらに、近年の公害防止の社会的要求から、印刷に使用するインクの剤種として油性から水性への切換えが望まれている。水性インクを使用して印刷品質を確保するためには、ロールの円筒度を従来の０．０２ｍｍから０．００５ｍｍ程度に向上させねばならない。

そこで落版工程に使用する旋盤を高精度加工が可能な円筒研削盤に変更することが試みられた。この場合、鉄よりも軟質な金属である銅メッキを研削することになるため、砥石面に切屑が付着し易いという問題がある。砥石面に切屑が付着しないようにするため、研削条件として切込み量を少なく、送り速度を遅く設定しなければならず、生産性の面から円筒研削盤は実用されなかった。また、付着した微小な切屑に別の切屑が溶着して成長するといった現象も生じるため、ロールの円筒面を大きく傷つけてしまうこともある。

仮に、実用性を犠牲にし研削条件を低く設定して、円筒面が研削できたとしても、この研削された円筒面に銅メッキを行なうと研削面に残留した突起部に電流集中が起きてφ０．０１〜０．０３ｍｍの略半球形状のふくらみが形成される（図７ａ，７ｂ参照）。ふくらみが形成された状態で印刷すると、このふくらみにより印刷面に傷が生じるという問題がある。

このふくらみを形成させないため、円筒研削盤による円筒面の研削後、この研削面をカップ形研磨盤において研磨し、円筒研削で生じた研削面に残留した突起部を削除すればよい。しかし、この加工のためにカップ形研磨盤が必要とされる。よって、円筒研削盤とカップ形研磨盤の２台を必要とし、設備コストが高くなる欠点があった。

本発明は上記従来の欠点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は軟質の金属のメッキ層を備えるロールの円筒度及び面粗さを向上させ、高能率に加工可能であり、コストが低いロール加工機を提供することである。

上述した課題を解決するために、請求項１に記載のロール加工機は、円筒形状であるロールを回転自在に支持するロール支持装置と、前記ロールの軸線方向及びこの軸線を横切る方向に前記ロール支持装置に対して相対移動可能に案内された砥石台と、前記砥石台に回転可能に支持され前記ロールの円筒面を研削加工するための砥石車と、前記砥石台上に装架された超仕上装置と、前記超仕上装置に保持され弾性体により前記円筒面に当接されてこの円筒面を超仕上するための超仕上材とからなり、前記砥石車により前記円筒面を研削して研削面を形成した後、前記超仕上材により前記研削面の突起部を削除加工することを特徴とする。

請求項２に記載のロール加工機は、ベッド上に装架され円筒形状であるロールを主軸軸線上に回転自在に支持するロール支持装置と、前記ベッド上に装架され前記主軸軸線及び主軸軸線を横切る方向に前記ロール支持装置に対して相対移動可能に案内された砥石台と、前記砥石台に回転可能に支持され前記ロールの円筒面を研削加工するための砥石車と、先端にラップ砥石が装着されて回転駆動されるラップ砥石軸と、前記ラップ砥石軸が前記主軸軸線と直角な軸線回りに回転可能に軸承され前記ベッド上に装架されたハウジングと、前記ラップ砥石を前記ロール円筒面に所定押付け力で押付けるために前記ラップ砥石を前記ラップ砥石軸の軸線方向に所定押付け力で前進させるラップ砥石押付け装置とからなり、前記砥石車により前記ロール円筒面を研削して研削面を形成した後、前記ラップ砥石により前記研削面の突起部を削除加工することを特徴とする。

請求項３に記載のロール加工機は、請求項１又は２に記載のロール加工機において、前記砥石車における前記ロールとの接触部分にクーラントを供給する第１のクーラント供給ノズルと、前記砥石車における前記ロールとの接触部分以外の部位に流体を吹付ける流体吹付ノズルと、前記超仕上材又は前記ラップ砥石における前記ロールとの接触部分に少量のクーラントを供給する第２のクーラント供給ノズルとを備えることを特徴とする。

請求項４に記載のロール加工機は、請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載のロール加工機において、前記超仕上材又は前記ラップ砥石による前記突起部の削除代は前記研削面の十点平均粗さ法による面粗さの１／５〜１／２の寸法であることを特徴とする。

請求項５に記載のロール加工機は、請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載のロール加工機において、前記ロールは、円筒形状の芯材の円筒面に鉄よりも軟質の金属のメッキ層を備えた印刷用のロールであり、前記メッキ層が削除され再び前記金属のメッキ層が形成されて再利用されることを特徴とする。
ここで、鉄よりも軟質の金属としては、銅、銅合金、アルミニウム合金等の非鉄金属等を例示することができる。

請求項１に記載のロール加工機は、ロールの落版工程を研削で行なうため、円筒面の円筒度を向上させることができる。しかも、超仕上装置を備えており超仕上材により研削面に残留した突起部を削除するため、カップ形研磨盤を別に設備する必要がなくなり、１台で落版工程とメッキ前研磨工程の加工が可能となる。

請求項２に記載のロール加工機は、ロールの落版工程を研削加工によって行なうため、円筒面の円筒度を向上させることができる。研削されたロール円筒面をラップ砥石によりラップ研磨して研削面に残留した突起部を削除するので、カップ形研磨盤を別に設備する必要がなくなり、１台で落版工程とメッキ前研磨工程の所望面性状へのラップ研磨を安価に能率的に行うことができる。

請求項３に記載のロール加工機は、ロールの研削時、砥石面におけるロールとの接触部分（以下「研削加工区域」と略称）以外の砥石面部位に流体を吹付けるため、砥石面から切屑や遊離砥粒が除去され、特に砥石面に付着した軟質金属の切屑が成長して砥粒を覆うことがなく、切屑や遊離砥粒が研削加工区域に侵入し難く、研削に悪影響を及ぼさない。よって、軟質の金属のメッキされた円筒面であっても、高能率に、しかも、切屑等による傷を付けることなく研削加工できる。

請求項４に記載のロール加工機は、ロールの研削面に残留した突起部を超仕上又はラップ研磨により削除するため、ロールの円筒面を銅メッキした場合でも、半球形状のふくらみが生じることはない。

請求項５に記載のロール加工機は、円筒形状の芯材の円筒面のメッキ層が削除され再び金属のメッキ層が形成されて再利用されるのでコストが低くできる。

本発明に係るロール加工機の第１実施形態を以下に説明する。まず、この実施形態のロール加工機の工作物であるグラビア印刷に使用されるロールについて説明する。このロールは、開口部を封じるように鉄パイプの両端に鉄板材が溶接された円筒形状である。鉄板材の中心部には円筒面の加工と印刷時の輪転に使用されるセンタ穴が形成されている。円筒面には厚さ０．１〜０．１５ｍｍの銅メッキ層が形成されており、銅は鉄よりも軟質の金属であるため以下に述べる彫刻が容易になっている。この銅メッキ層に印刷しようとするパターンを略０．０４ｍｍの深さで彫刻して凹部を形成して、印刷用ロールとして完成させる。

この印刷用ロールの凹部にインクを貯めてフィルム等に転写し印刷する。この印刷用ロールは、彫刻された印刷パターンで長期間印刷したところで寿命が尽きる。また、前記円筒面の摩耗により印刷品質が低下したときにも、寿命が尽きる。

そして、寿命が尽きたロールは、以下の再利用プロセスを経て再び利用される。この再利用プロセスは、落版工程、メッキ前研磨工程とメッキ工程とからなる。落版工程により銅メッキ層が除去され、その後、メッキ前研磨工程により所要の面粗さを得るために円筒面が研磨される。そして、メッキ工程により研磨された円筒面に銅メッキが施されて再利用のロールが完成する。そして、このロールの円筒面に研磨、バフ仕上を施した後に上述したように彫刻を行ない印刷用ロールとして完成させる。

本実施形態はこの再利用プロセスのうち落版工程とメッキ前研磨工程の加工をするロール加工機である。このロール加工機を図１〜図５に基づいて以下に説明する。図１に示すように、このロール加工機１０は、基台部分を構成するベッド２０と、このベッド２０にそれぞれ支持された砥石台３０及びテーブル４０と、砥石台３０上に載置された超仕上装置５０とを備えている。

ここで、砥石台３０は、砥石車Ｇが装着される砥石軸３２を回転自在に支持する軸頭３１と砥石軸３２を回転駆動させるモータ３３とからなる。砥石車ＧはロールＷの円筒面を研削するための砥石である。そして、この砥石台３０は、前記ベッド２０の上面に、ロールの回転軸線である主軸軸線と直交するＸ軸方向（矢印Ｘ）に摺動自在に載置され、ベッド１０に固定された砥石台用サーボモータ１２によりＸ軸方向に移動されるようになっている。

また、前記砥石台３０に装着された砥石車Ｇは、略全体がカバー６０によって被覆されている。前記砥石車Ｇは、アルミナ系セラミック砥粒を主体としたもので、例えばビトリファイドボンドで結合してなる。

一方、テーブル４０は、一端側に主軸台４１と他端側に心押し台４２とを備え、主軸台４１の回転主軸（図示省略）に装着されたセンタ４３と心押し台４２のセンタ４３との間に工作物であるロールＷを挟持して支持するもの（ロール支持装置）である。主軸台４１には、回転主軸を回転駆動させるモータ４４が取付けられており、両センタ４３間に支持されたロールＷは、研削に際して、上記回転主軸に設けられたドライバ４９によってロールＷの回転主軸側端面に螺合されたボルト４８に係合して主軸軸線回りに回転駆動されるようになっている。

そして、前記テーブル４０は、前記ベッド２０の上面に、Ｘ軸方向と直交するＺ軸方向に摺動自在に載置され、前記ベッド２０に固定されたテーブル用サーボモータ１１によりＺ軸方向に移動されるようになっている。また、テーブル４０には、ツルアー等によって砥石車Ｇの修正を行なう公知の砥石修正装置（図示省略）が設けられており、砥石車Ｇの修正を行なうこともできる。

図２に示すように、前記超仕上装置５０は、超仕上ヘッド７５と、超仕上ヘッド７５を上下動させるためのエアーシリンダ５３とを備え、ブラケット５２により軸頭３１の上面に固定されている。ブラケット５２の前面には、エアーシリンダ５３がボルト（図示省略）によりロッド５４を下方に向けて固定されている。このエアーシリンダ５３は、圧力エアー供給装置（図示省略）から圧力エアーの供給をうけて作動するものである。エアーシリンダ５３は、ロッド５４をその位置に固定するロック装置（図示省略）付きのものであり公知のものであるので詳細説明を省く。また、ロッド５４の断面は楕円形状であり、ロッド５４が軸回りに回動しないようになっている。

さらに、前記ブラケット５２には、前記エアーシリンダ５３の取付け位置を上下方向の異なった個所に変更できるように複数個所のねじ穴があけられている。これにより、ロールＷの各種外形寸法に対応してエアーシリンダ５３の取付け位置を変更することができるようになっている。

図３に示すように、ロッド５４の先端には略円筒形状のケース５６の上部が同軸的に螺着されており、円筒内径部に円柱状のナックル７２が上下方向に摺動可能に嵌挿されている。ナックル７２の上部とケース５６との間にはナックル７２を下方に付勢するように弾性体としてのコイルスプリング５５が収容されている。

また、ケース５６の下部にはピン７３が水平方向に植設され、ピン７３の先端部がナックル７２の外形部に刻設されたキー溝に係合して、ナックル７２の回り止めとケース５６からの脱落防止となっている。ここで弾性体として、コイルスプリング５５を例示したが、弾性を有する樹脂であっても、空気の圧縮性等を利用したものであっても良い。

前記ナックル７２の下部には上下方向のスリット７４（図２参照）が形成され、スリット７４を横切るように支点ピン５８が固着されている。このスリット７４及び支点ピン５８に共にホルダ５７が遊嵌している。これによりホルダ５７は支点ピン５８の回りに若干の旋回が許容されるようになっている。

前記ホルダ５７は断面「コ」の字形の直方体であり、「コ」の字の内側部分７６に超仕上材であるステッィク砥石Ｓが挿入され、ボルト５９により着脱可能に挟持されている。スティック砥石Ｓは、アルミナ系セラミック砥粒を主体としたもので、例えばビトリファイドボンドで結合してなる。

本例のロール加工機１０では、図２に示すように、砥石車ＧにおけるロールＷとの接触部分である研削加工区域の上方に、第１のクーラント供給ノズルである研削加工用ノズル７０が設けられている。研削加工中においては、クーラント供給装置（図示省略）からバルブ（図示省略）を経由したクーラントがこの研削加工用ノズル７０から吐出され、研削加工区域にクーラントが供給されるようになっている。また、本例のロール加工機１０では、砥石車Ｇを被覆するカバー６０内におけるロールＷと略反対側の部位、即ち研削加工区域以外でそこから離間した位置に、流体吹付ノズル６１が設けられている。

この流体吹付ノズル６１はエアー配管６２から供給される空気を、端面に開設された噴出口６３から噴出させるものである。ここで、流体吹付ノズル６１は、カバー６０に取り付けられたホルダー６４によって、砥石面に対向する方向である砥石車Ｇの径方向（矢印Ｓ）に位置調整可能に固着されており、くり返しの修正によって砥石車Ｇが小径になったとしても、位置調整することによって流体吹付ノズル６１を砥石面に近接して配置することができる。

研削中においては、砥石面を構成する砥石車Ｇの外周面に、流体吹付ノズル６１から空気が吹き付けられ、この吹付けられた空気によって、砥石面に付着する切屑や遊離砥粒が除去されるようになっている。

また、超仕上のスティック砥石ＳとロールＷとの接触部分の手前に、第２のクーラント供給ノズルである超仕上加工用ノズル７１が設けられている。超仕上中においては、上述のクーラント供給装置からバルブ（図示省略）を経由したクーラントがこの超仕上加工用ノズル７１から吐出され、超仕上加工区域にクーラントを送り込むことができるようになっている。

このロール加工機１０は制御装置７７により作動されるようになっており、この制御装置７７は、ＣＰＵを中核としメモリを持つプログラマブルな数値制御装置で構成されている。制御装置７７は、後述する研削及び超仕上プログラムによりサーボモータ１１，１２等を制御し、砥石台３０、テーブル４０を送り制御してロールＷの円筒面を砥石車Ｇにより研削加工し、超仕上装置５０を作動させてロールＷの円筒面をスティック砥石Ｓにより超仕上する。

本発明の第１実施形態に係るロール加工機１０の概略の構成は以上のようになっており、以下この構成の作用について説明する。原位置では、砥石車Ｇは砥石駆動モータ３３によって所定の回転数で回転駆動され、テーブル４０は右進端に、砥石台３０は後退端に、超仕上ヘッド７５は上昇端に位置している。そして、自動もしくは手動にて、ロールＷを主軸台４１のセンタ４３と心押し台４２のセンタ４３との間に支持させて自動運転を開始する。

制御装置７７は、テーブル用サーボモータ１１を駆動させてロールＷの左端部が砥石車Ｇと整列する位置にテーブル４０を位置決め停止させる。そして、図４にフローチャートで示す研削プログラムが制御装置７７により実行されて研削サイクルが実施され、続いて図５にフローチャートで示す超仕上プログラムが制御装置７７により実行されて超仕上サイクルが実施されロールＷの加工が完了する。

図４のフローチャートを参照してこの研削サイクルを詳細に説明する。ステップＳ０１において、制御装置７７は、回転主軸用サーボモータ４４を駆動させて回転主軸を所定の回転数となるように回転させる。回転主軸に設けられたドライバ４９によりボルト４８を介してロールＷは回転される。同時に研削加工用ノズル７０からクーラントを砥石車ＧにおけるロールＷとの接触部分である前記研削加工区域に向けて吐出させ、流体吹付ノズル６１から０．４〜０．５ＭＰａの圧力の空気を吐出させる。

ステップＳ０２では、砥石台用サーボモータ１２を駆動させて、砥石台３０を早送り速度にて、砥石車Ｇの外周先端面がロールＷの外周面に接触するよりも若干量離間した位置まで前進させる。ステップＳ０３では、砥石台用サーボモータ１２により早送り速度より遅い速度で、砥石台３０をさらに前進させ、砥石車ＧがロールＷの左端に接触して切込みが行なわれる。

研削条件としては、砥石周速度３３ｍ／ｓ、ロール周速度３０〜３５ｍ／ｍｉｎ、トラバース送り速度１２〜１５ｍｍ／回転であり、これは粗研削及び以下に説明する精研削、微研削とも同じである。切込み量は粗研削では半径量０．０２ｍｍ／トラバース（片道）である。

前記切込み量だけ砥石台３０が前進された後にテーブル４０が左進してトラバース研削が行なわれ、テーブル左進端で上記切込み量だけ砥石台３０を前進させて、ロールＷに向かって切込みを与える。この動作をくり返して、ロールＷの研削加工の目標となる研削寸法から、以下の精研削と微研削の研削代を引いた値まで、ロールＷを研削する。目標研削寸法は、ロールＷの彫刻の底面が完全に削除される値に決められる。

ステップＳ０４では、精研削を行なう。切込み量は半径量０．００５ｍｍ／トラバース（片道）で２往復行なう。ステップＳ０５では、微研削を行なう。切込み量は半径量０．００２ｍｍ／トラバース（片道）で１往復行なう。ステップＳ０６では、スパークアウト研削を行なう。切込み量はゼロでテーブル４０を１往復させる。

上記研削中、流体吹付ノズル６１から圧縮空気が吐出されるため、圧縮空気により砥石車Ｇの研削面に付着した切屑や脱落した砥粒は研削面から除去される。

ステップＳ０７では、砥石台３０を超仕上装置５０のステッィク砥石ＳがロールＷの軸心の上方になる位置まで後退させ、この中間位置に砥石台３０を停止させる。ステップＳ０８では、研削加工用ノズル７０からのクーラントと流体吹付ノズル６１からの圧縮空気の供給を停止させる。

続いて、超仕上サイクルを図５のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ１１では、請求項記載の第２のクーラント供給ノズルである超仕上加工用ノズル７１からクーラントを吐出させる。ステップＳ１２では、ロック装置のロックが解除され、供給された圧力エアーによりエアーシリンダ５３のロッド５４と超仕上ヘッド７５は下方に移動される。超仕上ヘッド７５が下方に移動されると、ステッィク砥石Ｓの先端面がロールＷの円筒面に当接し、コイルスプリング５５を撓ませながら、ロッド５４はエアーシリンダ５３のストロークの下端まで移動される。ステッィク砥石Ｓの先端面は、コイルスプリング５５の付勢力によりロールＷの円筒面に押圧される。

ここで、スティック砥石Ｓは前述のピン５８の回りに若干の旋回が許容されているため、スティック砥石Ｓの取付け誤差等に起因してロールＷの円筒面に対しスティック砥石Ｓの砥石面が若干傾いていても、スティック砥石Ｓはピン５８の廻りに旋回して均一な圧力で円筒面に接触する。

ステップＳ１３では、テーブル４０を速度８〜１３ｍｍ／ｒｅｖで１〜２往復させる。このとき、回転主軸は研削時と同じ回転速度で回転している。すると、図６ａに示す研削加工後の面粗さは、研削加工時に残留した突起部が超仕上により除去されて、図６ｂに示すようになる。

ステップＳ１４では、圧力エアーをシリンダ後退側に供給し、シリンダロッド５４及び超仕上ヘッド７５を上昇端まで移動させ、圧力エアーの供給を停止する。圧力エアーの供給が停止されると、ロック装置が働きロッド５４は上昇端にて保持される。ステップＳ１５では、超仕上加工用ノズル７１からのクーラントの供給を停止し、回転主軸の回転を停止させる。ステップＳ１６では、砥石台３０を原位置まで後退させる。

上述したように、ロールＷの円筒面は研削加工により加工されるので円筒面の形状精度は向上される。しかも、超仕上材により研削面に残留した突起部が削除されるため、カップ形研磨盤が不要になり、１台で円筒面の落版工程とメッキ前研磨工程の加工が可能になる。

また、ロールＷの研削時、砥石面における研削加工区域以外の部位に流体を吹付けるため、砥石面から除去された切屑や遊離砥粒は、研削加工区域に侵入し難く、研削に悪影響を及ぼさない。よって、軟質の金属メッキされた研削面であっても、高能率に、しかも、切屑等による傷を付けることなく研削できる。

さらに、ロールの研削面の突起部が超仕上により削除される。よって、ロールの円筒面を銅メッキした場合でも、半球形状のふくらみが生じることはない。また、超仕上材による突起部の削除代は研削面の十点平均粗さ法による面粗さの１／５〜１／２の寸法であるので、効率良く超仕上できる。

本実施の形態ではスティック砥石Ｓを使用した超仕上を示したが、これに替えてフィルムよりなるベルト研磨装置を使用しても良い。これは砥粒を塗布したベルト状のフィルムをローラに巻取りながら研磨する方式である。この装置では砥粒の摩耗の影響を受けにくい効果がある。

また、超仕上装置に替えて、遊離砥粒を使用するラップ装置を用いてもよい。

次に、ロール加工機に備えたラップ研磨装置によりロールの円筒面をラップ研磨する第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態がロールの円筒面を研削加工後に超仕上装置５０により超仕上するのに対し、ラップ研磨装置によりラップ加工する点のみが第１実施形態と異なるので、ラップ研磨装置についてのみ説明する。図８に示すようにラップ研磨装置８０は、ラップ研磨ヘッド８１と、ラップ研磨ヘッド８１を上下動させるためのエアーシリンダ８２と、ラップ砥石をラップ砥石軸の軸線方向に所定押付け力で前進させるラップ砥石押付け装置８３を備え、ブラケット８４により砥石台３０の軸頭３１の上面に固定されている。ブラケット８４の前面には、エアーシリンダ８２がロッド８２ａを上方に向けて固定されている。

ブラケット８４の前面にはハウジング８６がリニアガイド８７によって上下方向に摺動可能に装架され、エアーシリンダ８２のロッド８２ａに連結されて上下方向に移動される。これにより、ハウジング８６はベッド２０上に砥石台３０を介して装架されている。ハウジング８６には摺動孔８８が上下方向に穿設され、摺動孔８８に環状の摺動体８９が上下動可能に嵌合されている。摺動体８９にはラップ砥石軸９０がロールＷの回転軸線である主軸軸線と直角な軸線回りに回転可能に軸受によって軸承されている。ラップ砥石軸９０の先端には砥石取付プレート９１がフローチング装置９２により何れの方向にも浮動可能に回転連結され、砥石取付プレート９１の先端面にラップ砥石９３が取付けられている。ラップ砥石９３は、アルミナ系セラミック砥粒を主体としたもので、例えばビトリファイドボンドで結合したものを用いる。ラップ砥石９３の砥粒の粒度は＃１００〜５００、好ましくは＃２２０がよい。

ラップ砥石押付け装置８３は、ハウジング８６の摺動孔８８の後端部にシリンダ体９４が固定され、このシリンダ体９４の小径部と摺動孔８８の内周面との間に環状シリンダ９５が形成され、摺動体８９の後端部に形成された環状ピストン９６が環状シリンダ９５に嵌合されている。ハウジング８６の側壁に穿設されたポートから環状シリンダ９５に所定圧力の圧力エアーが供給されると、摺動体８９が前進されラップ砥石９３がラップ砥石軸９０の軸線方向に前進され、ラップ砥石９３がロールＷの円筒面に所定押付け力で押付けられる。摺動体８９及びハウジング８６の先端部に軸線方向に離して軸線と直角方向に突設されたバネ取付体６５，６６間には引張スプリング６７が張架され、摺動体８９を後退端に付勢している。

摺動体８９の下端面には、第２のクーラント供給ノズルであるラップ研磨用ノズル６８が、ラップ砥石９３とロールＷとの接触部分に向けて取付けられている。ラップ研磨中においては、図略のクーラント供給装置からバルブを経由したクーラントがラップ研磨用ノズル６８から吐出され、ラップ研磨区域にクーラントを送り込むことができる。

ハウジング８６の上端部には駆動軸９７がラップ砥石軸９０と同軸に軸受によって回転可能に軸承され、駆同軸９７の先端部がラップ砥石軸９０に中心穴にキーとキー溝との係合により相対回転を規制され軸線方向に相対移動可能に嵌合されている。駆同軸９７はプーリ、ベルト９８を介してモータ９９により回転駆動される。

次に、第２実施形態の作動を説明する。砥石車ＧによりロールＷの円筒面を研削加工する研削サイクルは第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。続いて、ラップ研磨サイクルを図９のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ２１では、モータ９９が起動され駆同軸９７を介してラップ砥石軸９０が回転されラップ砥石９３が回転駆動されるとともに、ラップ研磨用ノズル６８からクーラントが吐出される。ステップＳ２２では、エアーシリンダ８２の上室に圧力エアーが供給されてハウジング８６が下降端に移動され、環状シリンダ９５に所定圧力の圧力エアーが供給されて摺動体８９が下降され、ラップ砥石９３がロールＷの円筒面に所定押付け力で押付けられる。このとき、ラップ砥石９３はフローチング装置９２によって浮動可能となっているので、ラップ砥石９３の取付け誤差等に起因してロールＷの円筒面に対しラップ砥石９３の研磨面が若干傾いていても、ラップ砥石９３は均一な圧力で円筒面に押付けられる。このとき、ロールＷは回転主軸を介してモータ４４により研削時と同じ回転速度で回転されている。ステップ２３で、テーブル４０を１〜２往復させてロールＷの円筒面をラップ研磨する。ロールＷの円筒面は、砥石車Ｇによる研削加工時に残留した突起部がラップ研磨により除去されて、研削加工後の面粗さ（図１０ａ）からラップ研磨後の面粗さ（図１０ｂ）に面性状が向上される。

ラップ研磨条件は、一実施例として、ラップ砥石回転数が１，４００min^-1、ラップ砥石径がφ７０mm、ラップ砥石の押付け力が１３．４Kg、ラップ砥石週速度が３０８ｍ／min、ロール円筒面周速度が１５０〜２００／min、送りピッチが２〜４mm／ロール１回転である。例えば外径１７５mmのロールＷを３１８min^-1で回転駆動し、テーブルの送り速度を９５０mm／minとすると、送りピッチは２．９８mm／ロール１回転となる。

ステップＳ２４では、環状シリンダ９５の上室が大気に連通されて摺動体８９が引張スプリング６７のバネ力によってハウジング８６に対して後退され、エアーシリンダ８２の下室に圧力エアーが供給されて摺動体８９が上昇端に後退される。ステップＳ２５では、ラップ研磨用ノズル６８からのクーラントの供給が停止され、回転主軸の回転が停止される。ステップＳ２６では、テーブル４０が右進端に移動され、砥石台３０が後退端に後退される。

上記実施形態では、鉄材からなる円筒形状の芯材の円筒面に厚さ０．１〜０．１５ｍｍの銅メッキが施され、この銅メッキ層に彫刻等により深さ略０．０４ｍｍの印刷パターン（凹部）が形成されたロールＷについて説明したが、印刷パター上に厚さ０．００７のクロムメッキが施された場合は、硬質のクロムメッキ層を砥石車Ｇによって高精度、高能率に削除することができるので、本発明に係るロール加工機によれば、落版工程とメッキ前研磨工程とを極めて効果的に、高精度、高能率に行うことができる。

上記実施形態では、超仕上装置５０、ラップ研磨装置８０を砥石台３０を介してベッド上に装架しているが、ベッド２０に直接取付けるようにしてもよい。

本発明によるロール加工機の第１実施形態に係るロール加工機１０の平面図 図１のＡ−Ａ断面図 図２のＢ矢視図 第１実施形態であるロール加工機１０の研削サイクルを示すフローチャート 第１実施形態であるロール加工機１０の超仕上サイクルを示すフローチャート 第１実施形態であるロール円筒面の研削後（超仕上研磨前）の面粗さを示す図 第１実施形態であるロール円筒面の超仕上研磨後の面粗さを示す図 超仕上研磨を実施せずに銅メッキを行なった場合に形成される半球形状のふくらみの写真を示す図 超仕上研磨を実施せずに銅メッキを行なった場合の面粗さを示す図 第２実施形態のラップ研磨装置を示す図 第２実施形態であるロール加工機１０のラップ研磨サイクルを示すフローチャート ラップ研磨前の面粗さを示す図 ラップ研磨後の面粗さを示す図

符号の説明

２０…ベッド、３０…砥石台 、３１…主軸台、４０…テーブル、４１…主軸台、４２…心押台、５０…超仕上装置、５２,８４…ブラケット、５３,８５…エアーシリンダ、５５…コイルスプリング（弾性体）、６１…流体吹付ノズル、６８…ラップ研磨用ノズル（第２のクーラント供給ノズル）、７０…研削加工用ノズル、７１…超仕上加工用ノズル（第２のクーラント供給ノズル）、７５…超仕上ヘッド、８０…ラップ研磨装置、８１…ラップ研磨ヘッド、８２…エアシリンダ、８３…ラップ砥石押付け装置、８６…ハウジング、８７…リニアガイド、８８…摺動孔、８９…摺動体、９０…ラップ砥石軸、９３…ラップ砥石、９５…環状シリンダ、９６…環状ピストン、９７…駆同軸、９９…モータ、Ｗ…ロール、Ｇ…砥石車、 Ｓ…ステッィク砥石。

Claims (5)

1. 円筒形状であるロールを回転自在に支持するロール支持装置と、
   前記ロールの軸線方向及びこの軸線を横切る方向に前記ロール支持装置に対して相対移動可能に案内された砥石台と、
   前記砥石台に回転可能に支持され前記ロールの円筒面を研削加工するための砥石車と、
   前記砥石台上に装架された超仕上装置と、
   前記超仕上装置に保持され弾性体により前記円筒面に当接されてこの円筒面を超仕上するための超仕上材と
   からなり、
   前記砥石車により前記円筒面を研削して研削面を形成した後、前記超仕上材により前記研削面の突起部を削除加工することを特徴とするロール加工機。
2. ベッド上に装架され円筒形状であるロールを主軸軸線上に回転自在に支持するロール支持装置と、
   前記ベッド上に装架され前記主軸軸線及び主軸軸線を横切る方向に前記ロール支持装置に対して相対移動可能に案内された砥石台と、
   前記砥石台に回転可能に支持され前記ロールの円筒面を研削加工するための砥石車と、
   先端にラップ砥石が装着されて回転駆動されるラップ砥石軸と、
   前記ラップ砥石軸が前記主軸軸線と直角な軸線回りに回転可能に軸承され前記ベッド上に装架されたハウジングと、
   前記ラップ砥石を前記ロール円筒面に所定押付け力で押付けるために前記ラップ砥石を前記ラップ砥石軸の軸線方向に所定押付け力で前進させるラップ砥石押付け装置と
   からなり、
   前記砥石車により前記ロール円筒面を研削して研削面を形成した後、前記ラップ砥石により
   前記研削面の突起部を削除加工することを特徴とするロール加工機。
3. 請求項１又は２に記載のロール加工機において、
   前記砥石車における前記ロールとの接触部分にクーラントを供給する第１のクーラント供給ノズルと、
   前記砥石車における前記ロールとの接触部分以外の部位に流体を吹付ける流体吹付ノズルと、
   前記超仕上材又は前記ラップ砥石における前記ロールとの接触部分に少量のクーラントを供給する第２のクーラント供給ノズルと
   を備えることを特徴とするロール加工機。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載のロール加工機において、
   前記超仕上材又は前記ラップ砥石による前記突起部の削除代は前記研削面の十点平均粗さ法による面粗さの１／５〜１／２の寸法であることを特徴とするロール加工機。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載のロール加工機において、
   前記ロールは、円筒形状の芯材の円筒面に鉄よりも軟質の金属のメッキ層を備えた印刷用のロールであり、前記メッキ層が削除され再び前記金属のメッキ層が形成されて再利用されることを特徴とするロール加工機。
   
   

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