JP2018034297A - 自動研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業者がティーチング作業等を行うことなく、簡単な操作で自動的に研削加工を開始することができる自動研削装置を提供する。【解決手段】といし１０による切り込み方向のワークＷの位置を検出する第１の検出手段２１と、切り込み方向に垂直な送り方向のワークＷの位置を検出する第２の検出手段２４と、といし１０の位置を検出する第３の検出手段２５と、を有し、制御装置は、といし１０による加工を開始する前に第１の検出手段２１、第２の検出手段２４及び第３の検出手段２５によって検出されるワークＷ及びといし１０の位置情報に基づいてといし１０及び支持手段１２を相対移動させる範囲を演算し、といし１０による加工を自動で開始する。これにより、といし１０とワークＷを相対移動させる範囲等を設定するティーチング作業を行う必要が無くなるため、作業者の負担を減らし作業効率を高めることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、自動研削装置に関し、特に、ワークをセットしてから研削開始までの工程を自動化した自動研削装置に関する。

従来、数値制御によって、といし若しくはワークを移動させて、ワークを自動で研削する自動研削装置がある。この種の自動研削装置は、作業者が加工に関する指示を入力するための操作盤を備えている。そして、研削を開始する前に、作業者は、ワークの大きさや位置、といしの位置、といしとワークを相対移動させる範囲等の各種加工条件を操作盤から入力して設定していた。

例えば、特許文献１には、テーブル上のワークを研削するＮＣ研削装置において、作業者がドレス点、右反転端、左反転端及び左端を設定する、いわゆるティーチング作業を行うことが開示されている。同文献のＮＣ研削装置は、テーブル操作盤と、左右手動パルスハンドルと、を有する。テーブル位置の設定において、作業者は左右手動パルスハンドルを回してテーブルを移動させ、設定したい位置でテーブルを停止させる。そして、作業者がテーブル操作盤のデ−タセット入力ボタンを押しながら、ドレス点ボタン、右反転端ボタン、左反転端ボタンまたは左端ボタンの何れかを押すことにより、現在のテーブルの位置がＮＣ研削装置に入力される。

また、同文献のＮＣ研削装置は、砥石軸上下手動送り手動パルスハンドルと、砥石軸上下手動送り手動パルスハンドル倍率切り替えスイッチと、を有する。作業者は、砥石軸上下手動送り手動パルスハンドル倍率切り替えスイッチによって１パルスの移動量を設定し、砥石軸上下手動送り手動パルスハンドルによって砥石軸を上下移動させて砥石の位置を合わせる。

特開２００３−３２６４４５号公報

しかしながら、上記した従来技術のように、作業者がテーブル操作盤及び左右手動パルスハンドルを操作してテーブルの位置を設定する方法では、ティーチング作業が煩雑で、作業に時間を要するという問題点があった。そのため、ティーチング作業を容易にして、作業者による作業時間を短縮し、生産効率を高めることが求められていた。

また、といしの位置を合わせる作業は熟練を要する。そのため、不慣れな作業者が、といしの位置を設定する作業を行うと、作業に長時間を要し、また、位置設定に誤差が生ずる恐れもある。更に、未熟な作業者の場合、といしをワーク等に衝突させてしまい、ワーク等を修復不能な程度に削ってしまう恐れや、といしを破損してしまう恐れもある。

また、従来技術の自動研削装置は、操作盤に多数の操作ボタン等が設けられており、自動研削装置の操作が容易では無かった。そのため、不慣れな作業者の場合、誤操作等の恐れもあった。そこで、研削加工時の操作が容易な自動研削装置が求められていた。

また、従来技術の自動研削装置では、研削加工の条件や状態等を表示する表示部等は、自動研削装置の本体若しくは本体に隣接する操作盤等のみに設けられていた。そのため、作業者は、自動研削装置から離れた場所では、研削加工の状態等を確認することができず、研削加工中に自動研削装置から離れることができなかった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、作業者がティーチング作業等を行うことなく、簡単な操作で自動的に研削加工を開始することができる自動研削装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、離れた位置から研削加工に必要な操作及び加工情報の監視等を行うことができる自動研削装置を提供することにある。

本発明の自動研削装置は、ワークを研削するといしと、前記ワークを支持する支持手段と、前記といし若しくは前記支持手段を移動させて前記といしと前記ワークとの相対位置を変える送り装置と、前記送り装置を数値制御する制御装置と、前記といしによる切り込み方向の前記ワークの位置を検出する第１の検出手段と、前記切り込み方向に垂直な送り方向の前記ワークの位置を検出する第２の検出手段と、前記といしの位置を検出する第３の検出手段と、を有し、前記制御装置は、前記といしによる加工を開始する前に前記第１の検出手段、前記第２の検出手段及び前記第３の検出手段によって検出される前記ワーク及び前記といしの位置情報に基づいて前記といし及び前記支持手段を相対移動させる範囲を演算し、前記送り装置を制御して前記といし若しくは前記支持手段を移動させて前記といしによる加工を自動で開始することを特徴とする。

本発明の自動研削装置によれば、ワークを研削するといしと、前記ワークを支持する支持手段と、前記といし若しくは前記支持手段を移動させて前記といしと前記ワークとの相対位置を変える送り装置と、前記送り装置を数値制御する制御装置と、前記といしによる切り込み方向の前記ワークの位置を検出する第１の検出手段と、前記切り込み方向に垂直な送り方向の前記ワークの位置を検出する第２の検出手段と、前記といしの位置を検出する第３の検出手段と、を有し、前記制御装置は、前記といしによる加工を開始する前に前記第１の検出手段、前記第２の検出手段及び前記第３の検出手段によって検出される前記ワーク及び前記といしの位置情報に基づいて前記といし及び前記支持手段を相対移動させる範囲を演算し、前記送り装置を制御して前記といし若しくは前記支持手段を移動させて前記といしによる加工を自動で開始する。これにより、作業者は、といしとワークを相対移動させる範囲等を設定するティーチング作業を行う必要が無くなる。よって、作業者の負担が軽減され、作業効率が高められる。また、加工条件の設定及び研削加工が自動で行われることにより、作業者の熟練度によらず高精度且つ高品質な研削加工が可能となる。

また、本発明の自動研削装置によれば、前記制御装置に接続されて前記といしによる加工を自動で開始するための指示を入力する操作手段を有しても良い。これにより、作業者は、操作手段で開始の指示を入力するという簡単な操作のみで研削加工を開始することができる。

また、本発明の自動研削装置によれば、前記制御装置に接続されて前記といしによる加工を自動で開始するための指示及び一時停止された前記といしによる加工を再開するための指示を入力する第１の操作手段と、前記制御装置に接続されて前記といしによる加工を一時停止するための指示を入力する第２の操作手段と、前記制御装置に接続されて前記といしによる加工を全停止するための指示を入力する第３の操作手段と、を有しても良い。これにより、作業者は、第１の操作手段で開始の指示を入力するという簡単な操作のみで研削加工を開始することができる。また、作業者は、第２の操作手段による簡単な操作で研削加工を一時的に停止して加工状況等を確認することができ、その後、第1の操作手段を操作することにより研削加工を再開することができる。また、緊急時等には、作業者が第３の操作手段によって全停止の指示を入力することにより、加工の動作を直ちに停止することができる。そして、それらの操作における誤操作の可能性を低くすることができる。

また、本発明の自動研削装置によれば、前記制御装置に対して加工に関する指示を入力するための操作盤を備えていなくても良い。これにより、作業者等が意図せず操作ボタン等に触れてしまうこと等による誤操作を完全に無くすことができる。

また、本発明の自動研削装置によれば、前記制御装置は、外部機器に対して加工情報を送受信可能な通信部を有し、前記通信部を介して前記制御装置と通信する携帯情報通信端末から前記加工情報を入力可能であっても良い。携帯情報通信端末を操作することにより、制御装置に加工条件や加工開始若しくは停止の指示等の加工情報を入力することができ、作業者は離れた位置から自動研削装置を操作することができる。

また、前記通信部を介して前記制御装置と通信する携帯情報通信端末から前記加工情報を出力可能であっても良い。これにより、作業者は、携帯情報通信端末を介して加工条件やワークの研削状態等の加工情報を知ることができ、離れた位置から自動研削装置の状況を確認することができる。このような機能により、作業者は複数の自動研削装置を並行して操作若しくは監視等することができるので、研削加工の生産性が高められる。

本発明の実施形態に係る自動研削装置の概略を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る自動研削装置のといし及びテーブルの近傍を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る自動研削装置の概略を示す制御ブロック図である。 本発明の実施形態に係る自動研削装置のワーク厚検出センサによる検出を示す図である。 本発明の実施形態に係る自動研削装置のワークサイズ検出センサによる検出を示す図である。 本発明の実施形態に係る自動研削装置のといし径検出センサによる検出を示す図である。 本発明の実施形態に係る自動研削装置の研削開始までの制御動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る自動研削装置の送り方向のワークの大きさを検出する動作を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る自動研削装置の（Ａ）Ｘ方向、（Ｂ）Ｚ方向、のワークの大きさを検出する動作を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る自動研削装置の切り込み方向のワークの大きさを検出する動作を示す（Ａ）正面図、（Ｂ）平面図、である。

以下、本発明の実施形態に係る自動研削装置を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る自動研削装置１の概略を示す斜視図である。自動研削装置１は、ワークＷがセットされた後の研削加工を開始するまでの工程が自動化された研削装置である。

図１に示すように、自動研削装置１は、ワークＷを研削するといし１０と、ワークＷを支持する支持手段としてのテーブル１２と、を有し、といし１０によってワークＷの上面を略平面状に研削するＮＣ平面研削装置である。

テーブル１２は、正面から見て左右方向水平（以下、適宜「Ｘ方向」と言う。）に往復動自在に構成されている。といし１０は、上下方向（以下、適宜「Ｙ方向」と言う。）に往復動自在なといし軸頭１５によって支持されている。また、といし１０を支持するといし軸頭１５は、前後方向水平（以下、適宜「Ｚ方向」と言う。）に往復動自在に構成されるコラム１３に支持されている。そして、といし１０を支持するといし軸頭１５及びテーブル１２は、後述する制御装置３０（図３参照）によって数値制御されて、それぞれ前述の方向に往復移動する。

といし１０及びテーブル１２が配置される研削加工領域は、ハウジング１４によって覆われている。ハウジング１４の略中央前面及び上面は、作業者がワークＷのセットまたは加工後のワークＷの取り外し等を行うために開口しており、該開口には、開閉自在な扉３８が設けられている。

ハウジング１４の前面には、第１の操作手段としてのスタートボタン４２、第２の操作手段としての一時停止ボタン４６、第３の操作手段としての非常停止ボタン４３及び表示部４１が配置される。スタートボタン４２は、作業者が研削加工の開始の指示を入力する操作手段である。自動研削装置１は、作業者がスタートボタン４２を押下して開始の指示を入力する、という簡単な操作のみで、テーブル１２にセットされたワークＷを自動で検出し、研削加工を自動で開始することを特徴とする。詳細については後述する。

一時停止ボタン４６は、作業者がワークＷの検出動作や研削加工を一時的に停止させるための指示を入力する操作手段である。作業者によって一時停止ボタン４６が押下されると、自動研削装置１は、ワークＷの検出動作や研削加工を一時的に停止する。具体的には、一時停止ボタン４６が押下されると、後述するテーブル送り装置３４（図３参照）、といし前後送り装置３５（図３参照）及びといし上下送り装置３６（図３参照）によるテーブル１２及びといし軸頭１５の両方または何れか一方の移動が一時的に停止する。これにより、作業者は、研削加工の状況等を確認することができる。その後、作業者がスタートボタン４２を押すことにより、一時停止しているテーブル１２及びといし軸頭１５の移動が再開し、位置検出動作や研削加工が再開される。

非常停止ボタン４３は、非常時等に作業者がワークＷの検出動作や研削加工を全停止させるための指示を入力する操作手段である。作業者によって非常停止ボタン４３が押下されることにより、自動研削装置１は、ワークＷの検出動作や研削加工を全停止する。これにより、作業者は、緊急時等に自動研削装置１による加工等を直ちに停止することができる。

なお、自動研削装置１は、加工に関する指示を入力するための操作盤を備えていない。即ち、自動研削装置１の本体２若しくはその近傍には、常時接続される操作手段として、スタートボタン４２、一時停止ボタン４６及び非常停止ボタン４３のみが設けられている。自動研削装置１には、従来技術の自動研削装置のようなティーチング作業を行うための操作ボタンやテーブル１２等の位置を調節するための手動パルスハンドル等が設けられていない。これにより、作業者等が意図せず操作ボタンや手動パルスハンドル等に触れてしまうこと等による誤操作を完全に無くすことができる。

表示部４１は、例えば、ディスプレイ等である。表示部４１には、例えば、ワークＷの取り代や仕上がり面の設定、研削終了までに要する予想時間等が表示される。また、表示部４１には、例えば、検出されたワークＷの形状やといし１０の現在位置、現在行われている工程等が表示されても良い。これにより、作業者は表示部４１によって研削加工の状況等を確認することができる。

また、例えば、表示部４１はタッチパネル等から構成されても良く、操作手段としてのスタートボタン４２及び一時停止ボタン４６は、表示部４１にタッチ入力可能なアイコン等として表示されも良い。これにより、スタートボタン４２及び一時停止ボタン４６を表示部４１と一体化してコンパクトにまとめることができる。

また、表示部４１がタッチパネル等である場合において、表示部４１は、作業者が表示部４１に触れて操作することにより、表示部４１に表示されている取り代や仕上がり面の設定値等を変更できるよう構成されていても良い。これにより、簡単な操作で基本的な加工条件等を設定することができる。

自動研削装置１の本体２には、作業者が研削の各種設定を行うための分離型補助操作端末５１が取り外し可能に接続される。分離型補助操作端末５１は、例えば、作業者が持ち運び可能に形成される携帯型の専用操作機やパソコン等である。作業者は、分離型補助操作端末５１を操作することにより、ワークＷの加工に関する各種設定値等を自動研削装置１に入力することができる。

前述の通り、分離型補助操作端末５１は、自動研削装置１から取り外し可能である。具体的には、分離型補助操作端末５１は、着脱自在なコネクタ等を介して自動研削装置１の本体２に有線接続される。このような構成により、作業者は、研削加工条件等の情報を入力する場合にのみ、分離型補助操作端末５１を自動研削装置１に接続する。加工のための事前準備等が完了したら分離型補助操作端末５１は取り外されることになる。なお、自動研削装置１は、分離型補助操作端末５１が取り外され、分離型補助操作端末５１との通信が全く行われない状態においても、制御装置３０によって、自動で研削加工を実行することができる。

図２は、自動研削装置１のといし１０及びテーブル１２の近傍を示す斜視図である。図２に示すように、自動研削装置１は、Ｚ方向に延在する図示しないといし軸を有するといし軸頭１５を備え、前記といし軸の先端近傍には、といし１０が設けられる。

といし１０は、略円板状に形成される。といし１０が回転しながらワークＷと接することにより、ワークＷの上面が研削される。また、といし１０は、下方が開口するといしカバー１６によって覆われている。前述の通り、といし１０は、Ｙ方向及びＺ方向に移動するといし軸頭１５に支持されている。よって、といし１０は、といし軸頭１５と連動して、テーブル１２に対してＹ方向及びＺ方向に相対移動する。

といし１０の下方には、ワークＷを載置するための支持手段となるテーブル１２が設けられる。テーブル１２は、例えば、電磁石等を内部に備える電磁チャック等であり、磁力によって、載置されたワークＷを移動しないように支持することができる。

また、前述の通り、テーブル１２は、送り方向となるＸ方向に移動可能に形成されており、これにより、ワークＷを移動させて、といし１０とワークＷのＸ方向の相対位置を調節することができる。このように、テーブル１２及びといし軸頭１５をそれぞれ移動させることにより、といし１０とワークＷとのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の相対位置をそれぞれ変えることができる。

といし軸頭１５には、としいカバー１６若しくは図示しないブラケット等を介してワーク厚検出センサ２１が設けられる。ワーク厚検出センサ２１は、といし１０による切り込み方向、即ちＹ方向のワークＷの位置を検出する第１の検出手段である。詳細については後述するが、ワーク厚検出センサ２１は、下方向に突出するプローブ２３及びその先端に設けられる接触子２２を有する接触式のセンサである。

上記の通り、ワーク厚検出センサ２１は、といし軸頭１５に取り付けられているので、といし軸頭１５と共にＹ方向及びＺ方向に移動することになる。なお、ワーク厚検出センサ２１は、といしカバー１６の外部であって、といし１０からＸ方向またはＺ方向にやや離れた位置に取り付けられる方が望ましい。これにより、研削加工の際に、ワーク厚検出センサ２１がワークＷ等に接触する等の不具合を防止することができる。また、ワーク厚検出センサ２１が取り付けられる位置は、図２に示す如く、としいカバー１６の前面でも良いし、といしカバー１６の側方等でも良い。

といし１０近傍のといし軸頭１５には、図示しないブラケット等を介して、ワークサイズ検出センサ２４が設けられる。ワークサイズ検出センサ２４は、送り方向、即ちＸ方向及びＺ方向のワークＷの大きさを検出する第２の検出手段である。詳細については後述するが、ワークサイズ検出センサ２４は、非接触式のセンサであり、例えば、レーザ光等によってワークＷの有無を検出する。ワークサイズ検出センサ２４は、といし軸頭１５に取り付けられているので、といし軸頭１５と共にＹ方向及びＺ方向に移動する。

また、テーブル１２の側方には、といし径検出センサ２５の検出部となる空気噴射ノズル２６及び基準ブロック４５が設けられる。といし径検出センサ２５は、第３の検出手段であり、といし１０の位置を検出する。詳細については後述するが、といし径検出センサ２５は、例えば、エアセンサ等の非接触式のセンサである。といし径検出センサ２５の空気噴射ノズル２６は、テーブル１２の横に配置されるといし径検出ブロック４８の上面に形成されており、テーブル１２と共にＸ方向に移動する。

なお、本実施形態では、第３の検出手段の一例として、といし径検出センサ２５を挙げるが、第３の検出手段は、これに限定されるものではない。第３の検出手段として、例えば、ワーク厚検出センサ２１のような接触式のセンサが用いられても良い。また、第３の検出手段として、例えば、振動を検出する圧電素子等を有するＡＥセンサ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ）等が採用されても良い。第３の検出手段としては、その他の各種センサを採用し得る

基準ブロック４５は、ワーク厚検出センサ２１でワークＷの高さ等を測定する際に基準となるブロックである。ワーク厚検出センサ２１は、基準ブロック４５の上面の位置を検出し、該位置を基準にして、ワークＷの上面の位置やテーブル１２の上面の位置を求める。

テーブル１２の角部近傍、詳しくは、基準ブロック４５に対して反対側の側面奥の角部近傍には、ワークＷを載置する際に基準となる基準プレート４４ａ、４４ｂが設けられる。基準プレート４４ａは、ワークＷを載置する際のＺ方向の基準位置となり、基準プレート４４ｂは、Ｘ方向の基準位置となる。作業者は、ワークＷを載置する際に、基準プレート４４ａ、４４ｂの双方にワークＷの端部が接するようにワークＷをセットする。このように基準プレート４４ａ、４４ｂが設けられることにより、作業者は、ワークＷを所定の位置に容易にセットすることができる。

自動研削装置１は、といし１０に研削液を供給するための研削液供給装置１１を有する。研削液供給装置１１は、といし１０の研削箇所近傍の所定の位置に研削液を供給するためのチューブ１８やノズル１７、及び研削液を送るための図示しないポンプ等を有する。研削液供給装置１１によって、研削箇所近傍に研削液が供給されることにより、といし１０及びワークＷが冷却され、良好な研削面が得られると共に、研削屑等が除去される。

テーブル１２の近傍には、といし１０のドレッシングを行うためのドレッサブロック４７が設けられる。ドレッサブロック４７は、例えば、ダイヤモンドドレッサ等を備えている。これにより、といし１０を好適な状態に保つことができ、研削の精度及び品質を維持することができる。なお、といし１０のドレッシングを行う装置は、卓上式に限らず、数値制御式上部ドレッサ装置や、ロータリードレッサ装置、首振りドレッサ装置等であっても良い。

図３は、自動研削装置１の概略を示す制御ブロック図である。図３に示すように、自動研削装置１は、研削加工の数値制御を行う制御装置３０を有する。制御装置３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、加工条件の設定値や演算結果等を記憶する記憶部３１、分離型補助操作端末５１または携帯情報通信端末５４と通信する通信部３２等を有する。
なお、制御装置３０は、自動研削装置１の本体２（図１参照）内部に設けられても良いし、本体２に隣接して別途設けられる筐体等の内部に設けられても良い。

スタートボタン４２、一時停止ボタン４６及び非常停止ボタン４３は、前述の通り、作業者が操作の指示を入力するための操作手段であり、信号入力可能に制御装置３０に接続されている。作業者がスタートボタン４２、一時停止ボタン４６及び非常停止ボタン４３の何れかを押すことにより、制御装置３０に信号が入力される。制御装置３０は、該信号に基づき、研削加工の開始または停止の制御を行う。

ワーク厚検出センサ２１、ワークサイズ検出センサ２４及びといし径検出センサ２５は、信号入力可能に制御装置３０に接続されており、各々によって検出された結果が制御装置３０に送られる。制御装置３０は、ワーク厚検出センサ２１、ワークサイズ検出センサ２４及びといし径検出センサ２５による検出結果に基づき所定の演算を実行し、研削加工のための各種条件値等を求める。そして、制御装置３０は、演算結果に基づき、制御装置３０に接続された後述するテーブル送り装置３４、といし前後送り装置３５、といし上下送り装置３６、といし駆動装置３７及び研削液供給装置１１等の制御を行う。

テーブル送り装置３４は、図２に示すテーブル１２を数値制御によってＸ方向に移動させる装置であって、例えば、ボールねじ機構やサーボモータ等を有する。テーブル送り装置３４は、制御装置３０からの信号に基づいて前記サーボモータ等を駆動し、テーブル１２を所定量移動させる。

といし前後送り装置３５は、図２に示すといし軸頭１５を数値制御によってＺ方向に移動させる装置であって、例えば、ボールねじ機構やサーボモータ等を有する。といし前後送り装置３５は、制御装置３０からの信号に基づいて前記サーボモータ等を駆動し、といし軸頭１５を所定量移動させる。

といし上下送り装置３６は、といし軸頭１５をＹ方向に移動させる送り装置であって、ボールねじ機構やサーボモータ等を有する。といし上下送り装置３６は、制御装置３０からの入力に基づいて前記サーボモータ等を駆動させて、といし軸頭１５を所定量移動させる。
なお、テーブル送り装置３４、といし前後送り装置３５及びといし上下送り装置３６の駆動方式については、前述の例に限定されるものではなく、サーボバルブ油圧シリンダ、リニアモータ等、その他公知の方式を採用することができる。

といし駆動装置３７は、といし１０を回転させる装置であり、モータ等を有する。といし駆動装置３７は、制御装置３０からの信号に基づき、といし１０を所定の回転数で回転させる。なお、制御装置３０は、予め入力された仕上げ面等の情報に基づき、といし駆動装置３７の回転数を決定する。
また、表示部４１は、制御装置３０に接続されている。表示部４１は、制御装置３０の制御によって、前述の通り、研削加工に関する各種情報を表示することができる。

制御装置３０の通信部３２は、外部機器に対して加工情報等を送受信する機能を有し、例えば、前述した分離型補助操作端末５１を接続するためのコネクタや、携帯情報通信端末５４と無線通信するための送受信機器等を有する。作業者は、分離型補助操作端末５１を操作することにより、研削されるワークＷの加工情報を制御装置３０に入力することができる。分離型補助操作端末５１から入力される加工情報としては、例えば、テーブル送り装置３４、といし前後送り装置３５、といし上下送り装置３６の基準位置情報や補正値、研削されるワークＷの取り代、研削の仕上げ面等の加工条件等である。

なお、加工条件として、例えば、研削されるワークＷの形状が直方体であるか否かの情報が入力されて良い。これにより、制御装置３０は、研削されるワークＷの形状をワークサイズ検出センサ２４やワーク厚検出センサ２１等で測定する前に知ることができるので、ワークＷの形状に合わせて、ワークサイズ検出センサ２４及びワーク厚検出センサ２１の移動範囲を適切に求め、ワークＷの測定を効率良く行うことができる。

携帯情報通信端末５４は、例えば、スマートフォン等の無線通信の機能を有する端末である。作業者が携帯情報通信端末５４を操作することにより、通信部３２を介して制御装置３０に加工情報が入力される。加工情報としては、例えば、分離型補助操作端末５１と同等の情報が入力されても良いし、スタートボタン４２、一時停止ボタン４６及び非常停止ボタン４３からの入力のようにワークＷの研削開始若しくは研削停止等の指示等が入力されても良い。即ち、携帯情報端末は、操作手段としての機能も有する。これにより、作業者は、携帯情報通信端末５４を操作することにより、自動研削装置１から離れた位置においても自動研削装置１を操作することができる。

また、携帯情報通信端末５４は、通信部３２を介して制御装置３０と通信することにより、加工条件の設定値や研削されているワークＷの状況、加工プロセスの進行状況等の各種の加工情報を出力可能である。これにより、作業者は、携帯情報通信端末５４を介して、離れた位置から自動研削装置１の状況を確認することができる。そのため、作業者は複数の自動研削装置１を並行して操作若しくは監視等することができ、研削加工の生産性が高められる。なお、加工情報の出力形態としては、例えば、携帯情報通信端末５４のディスプレイへの表示や、スピーカからの音声出力、バイブレータ等による振動等、種々の方法を採用し得る。これにより、作業者に対して加工情報を好適に伝えることができる。

次に、図４ないし図６を参照して、ワーク厚検出センサ２１、ワークサイズ検出センサ２４及びといし径検出センサ２５について詳細に説明する。
図４は、ワーク厚検出センサ２１による検出を示す図である。図４に示すように、ワーク厚検出センサ２１は、接触式のセンサであり、下方向に突出するプローブ２３を有する。プローブ２３の下端には、略球状の接触子２２が設けられており、接触子２２をワークＷやテーブル１２に接触させることにより、それらの位置を検出する。

具体的には、制御装置３０（図３参照）によってといし上下送り装置３６（図３参照）を制御して、といし軸頭１５（図２参照）に設けられたワーク厚検出センサ２１をＹ方向に移動させることにより、接触子２２をワークＷやテーブル１２の上面に接触させる。そして、制御装置３０は、接触子２２がワークＷ等に接触したところのＹ方向の座標値、即ちワークＷ等の高さ、を読み込んで記憶する。このように、ワーク厚検出センサ２１として、接触式のセンサを用いることにより、ワークＷの高さを高精度に求めることができる。

なお、ワーク厚検出センサ２１の接触子２２は、といし１０（図２参照）の下端よりも下方に設けられる。これにより、ワーク厚検出センサ２１による位置検出の際に、といし１０がテーブル１２やワークＷ等に接触することを防止できる。

また例えば、といし１０の交換後や研削されるワークＷの種類が変わる場合、テーブル１２の洗浄後等には、研削加工が実行される前の事前準備として、基準点の設定等、ワーク厚検出センサ２１のセットアップが行われる。

ワーク厚検出センサ２１のセットアップでは、ワーク厚検出センサ２１の接触子２２を基準ブロック４５の上面に当接させることにより、基準点として基準ブロック４５の上面のＺ方向座標値、即ち高さが求められる。そして、テーブル１２をＸ方向に移動させ、テーブル１２の上面にワーク厚検出センサ２１の接触子２２を当接させることにより、テーブル１２の上面のＺ方向座標値が検出される。これにより、基準ブロック４５の上面を基準としたテーブル１２の上面の高さが求められる。

図５は、ワークサイズ検出センサ２４による検出を示す図である。なお、図５に示す一点鎖線は、ワークサイズ検出センサ２４から照射されるレーザ光を示している。
図５に示すように、ワークサイズ検出センサ２４は、レーザ光を利用した非接触式のセンサであり、レーザ光を発する投光素子と、レーザ光を検知する受光素子と、を有する。ワークサイズ検出センサ２４は、投光素子から下方向に向かってレーザ光を照射し、ワークＷまたはテーブル１２から反射されたレーザ光を受光素子で検知することにより、照射範囲内にワークＷが有るか否かを検出する。制御装置３０（図３参照）は、テーブル１２をＸ方向、コラム１３（図１参照）をＺ方向に移動させ、ワークＷとワークサイズ検出センサ２４との送り方向の相対位置を変えながらワークＷを検出することにより、ワークＷのＸ方向及びＺ方向の大きさを求めることができる。

なお、研削加工の事前準備として、ワークサイズ検出センサ２４のセットアップが行われる。ワークサイズ検出センサ２４のセットアップでは、制御装置３０の制御によってワークサイズ検出センサ２４を移動させて、テーブル１２からワークサイズ検出センサ２４までの高さＨ１が、ワークサイズ検出センサ２４の検出範囲に適合する所望の基準値になるように調節する。そして、ワークサイズ検出センサ２４の下部からレーザ光を照射して、テーブル１２の上面までの高さＨ１にて、ワークサイズ検出センサ２４のゼロセットチューニング等が実行される。

図６は、といし径検出センサ２５による検出を示す図である。図６に示すように、といし径検出センサ２５は、例えば、非接触式のエアセンサ等である。といし径検出センサ２５は、検出部となる空気噴射ノズル２６と、空気噴射ノズル２６に空気を供給すると共に空気の圧力を検出する空気圧センサ２７と、を有する。前述のとおり、空気噴射ノズル２６は、といし径検出センサ２５の検出部であり、といし径検出ブロック４８に形成されている。空気圧センサ２７は、チューブ等によって空気噴射ノズル２６に接続される。

といし径検出センサ２５でといし１０の位置を検出する際には、制御装置３０（図３参照）は、といし１０をといし径検出センサ２５の空気噴射ノズル２６の上方に相対移動する。そして、といし径検出センサ２５の空気噴射ノズル２６から、といし１０に向かって空気が吹き付けられる。空気噴射ノズル２６から噴射される空気の、空気噴射ノズル２６上端からといし１０の外周下端部までの高さＨ２における設定背圧を空気圧センサ２７が検出したところのＹ方向の座標値を、制御装置３０が読み込んで記憶する。

上記のように検出されるといし１０の位置を基準に、ワークＷを研削する際のといし１０の切り込み方向、即ちＹ方向、の送りが数値制御されることにより、といし１０の外周をワークＷに正確に当接させることができる。

なお、研削加工の事前準備として、といし径検出センサ２５のセットアップが行われ、といし１０の位置を検出するといし１０の基準位置として、上記の高さＨ２における背圧が予め設定される。また、といし径検出センサ２５のセットアップでは、上記の基準値に対応して、といし径検出センサ２５の校正等が行われても良い。また、といし径検出センサ２５のセットアップでは、基準位置におけるといし１０の外周下端部のＹ方向座標値と、ドレッサブロック４７（図２参照）のダイヤモンドドレッサのＹ方向座標値と、の差等が設定入力されても良い。

ここで、といし１０の中心位置は、制御装置３０の数値制御によって把握されるため、これにより、といし１０の中心位置からといし１０の外周までの距離、即ちといし１０の半径を求めることができる。これにより、といし径検出センサ２５によって、といし１０の摩耗状態を検出することができ、といし１０のドレッシングや交換等が必要であるか否かを判断することができる。

また、といし径検出センサ２５は、前述のように非接触式のセンサであり、といし１０を回転させながら、といし１０の位置を検出することができる。即ち、接触式センサでは、といし１０を停止させてから、といし１０の位置を検出し、検出後に再度回転を開始して所定の回転数にしていたが、非接触式のといし径検出センサ２５では、といし１０の回転を停止する必要がない。よって、といし１０の位置検出に要する時間が短く、生産性が高められる。

上記した、ワーク厚検出センサ２１のセットアップ、ワークサイズ検出センサ２４のセットアップ、といし径検出センサ２５のセットアップ、その他の事前準備等は、自動研削装置１に、図１に示す分離型補助操作端末５１を接続することにより、作業者によって行われても良い。即ち、作業者は、分離型補助操作端末５１を操作することにより、テーブル送り装置３４、といし前後送り装置３５、といし上下送り装置３６の基準位置情報や補正値、ワークＷの取り代や研削の仕上げ面等の加工条件等、各種の加工情報の入力を行う。なお、事前準備によって入力、検出、演算等された各種設定値は、制御装置３０の記憶部３１（図３参照）に記録され、研削加工の際の数値制御等に利用される。

なお、上記の各セットアップ等の事前準備は、必要に応じて実行されるものであり、通常の研削加工を行う場合には、毎回実行されるものではない。前述のとおり、自動研削装置１は、作業者が煩雑な操作を行うことなく、スタートボタン４２を押下するという簡単な操作のみで、テーブル１２にセットされたワークＷを自動で検出し、研削加工を自動で開始することを特徴とする。

以下、図７ないし図１０を参照して、事前準備が行われた後、研削加工が自動で実行される通常の研削動作について詳細に説明する。
図７は、自動研削装置１の研削開始までの制御動作を示すフローチャートである。図８は、自動研削装置１の送り方向のワークＷの大きさを検出する動作を示す斜視図である。図９（Ａ）は、自動研削装置１のＸ方向のワークＷの大きさを検出する動作を示す平面図であり、図９（Ｂ）は、Ｚ方向のワークＷの大きさを検出する動作を示す平面図である。図１０（Ａ）は、自動研削装置の切り込み方向のワークの大きさを検出する動作を示す正面図であり、図１０（Ｂ）は、同平面図、である。

なお、図８に示す一点鎖線は、ワークサイズ検出センサ２４から照射されるレーザ光を示しており、図９に示す一点鎖線は、ワークサイズ検出センサ２４から照射されるレーザ光の通過位置を示している。

図７に示すように、初めに、作業者は、研削されるワークＷをテーブル１２の所定の位置に載置する（ステップＳ１０）。その際、ワークＷは、その端部が図２に示す基準プレート４４ａ及び基準プレート４４ｂに当接するよう配置される。
そして、ワークＷをテーブル１２にセットした後、作業者は、スタートボタン４２を押す（ステップＳ２０）。これにより、制御装置３０（図３参照）に加工の開始を指示する操作信号が送信され、自動研削装置１の動作が開始する。

作業者によってスタートボタン４２が押されると、自動研削装置１は、ワークサイズ検出センサ２４（図８参照）によって、ワークＷの水平方向の大きさを測定する（ステップＳ３０）。制御装置３０は、図８に示すように、基準プレート４４ａ（図９参照）及び基準プレート４４ｂの近傍を測定開始の基準として、ワークサイズ検出センサ２４をＸ方向またはＺ方向に相対移動させることにより、ワークＷを検出する。なお、ワークサイズ検出センサ２４のＹ方向位置は、予め設定されているテーブル１２からの基準高さ（図５に示す高さＨ１）に相当する位置である。

具体的には、制御装置３０は、ワークサイズ検出センサ２４からレーザ光を照射させながらテーブル１２をＸ方向に移動させて、ワークＷとワークサイズ検出センサ２４との相対位置を変える。そして、制御装置３０は、ワークＷが検出された位置における座標値と、ワークＷが検出されなくなった位置における座標値を記録する。これにより、ワークサイズ検出センサ２４を相対移動させたＺ方向位置におけるワークＷのＸ方向の位置及び大きさが検出される。Ｚ方向についても、コラム１３（図１参照）をＺ方向に移動させることにより、同様の検出動作が行われる。

なお、事前準備においてワークＷの形状が直方体であると設定されている場合には、Ｘ方向及びＺ方向について、それぞれ１回の検出動作によって、ワークＷの位置及び大きさを把握することができる。よって、テーブル１２をＸ方向に、コラム１３をＺ方向に、それぞれ複数回往復移動させる必要がなくなり、測定に要する時間を短くすることができる。

また、ワークＷの形状が直方体であると設定されている場合、ワークＷの側面は、予め基準位置に設定された基準プレート４４ａ及び基準プレート４４ｂに位置を合わせて配置されるので、基準プレート４４ａ及び基準プレート４４ｂ側のワークＷの位置検出を省略することもできる。これにより、テーブル１２及びコラム１３を移動させる距離を短くして、位置検出を効率化できる。

図９（Ａ）に示すように、ワークＷの形状が直方体以外の場合、Ｘ方向及びＺ方向のそれぞれについて、複数回の検出動作が行われても良い。具体的には、制御装置３０は、ワークサイズ検出センサ２４（図８参照）からレーザ光を照射させながら、所定のＺ方向座標で、テーブル１２をＸ方向に移動させて、ワークＷとワークサイズ検出センサ２４とのＸ方向の相対位置を変える。

そして、制御装置３０は、ワークＷが検出された位置における座標値と、ワークＷが検出されなくなった位置における座標値を記録する。これにより、ワークサイズ検出センサ２４を相対移動させたＺ方向位置におけるワークＷのＸ方向の位置及び大きさが検出される。

次に、制御装置３０は、コラム１３（図１参照）をＺ方向に移動させて、ワークサイズ検出センサ２４のＺ方向座標を変えながら、前記と同様のテーブル１２をＸ方向に移動させる検出動作を複数回繰り返す。これにより、ワークＷのＸ方向両端部の位置及び形状を検出することができる。

そして、Ｚ方向についても同様に、テーブル１２をＸ方向に移動させてＸ方向座標を変えながら、コラム１３をＺ方向に複数回往復移動させて、ワークＷとワークサイズ検出センサ２４とのＺ方向の相対位置を変える検出動作を実行することにより、Ｚ方向両端部の位置及び形状が検出される。このように、ワークＷの位置及び形状が検出される。

そして、制御装置３０は、ワークサイズ検出センサ２４によって検出されたワークＷの位置情報に基づき、送り方向の研削範囲を演算する。即ち、制御装置３０は、研削加工において、ワークＷを往復移動させる範囲、詳しくは、Ｘ方向についてテーブル１２の移動を反転させる位置、及びＺ方向についてコラム１３の移動を反転させる位置等を演算して設定する。これにより、作業者がティーチング作業等を行うことなく、制御装置３０の自動制御よって、ワークＷの形状が正確に検出され、検出されたワークＷの形状に応じて、送り方向の研削範囲が好適に設定される。

そして、図７に示すように、ワークＷの送り方向の大きさが検出された後（ステップＳ３０）、制御装置３０は、ワーク厚検出センサ２１（図１０参照）によって、ワークＷの高さを測定する（ステップＳ４０）。図１０（Ａ）に示すように、制御装置３０は、ワーク厚検出センサ２１を所定の位置に相対移動させて、ワーク厚検出センサ２１の接触子２２をワークＷの上面の所定の位置に接触させる。そして、制御装置３０は、接触子２２がワークＷの上面に接触する位置の座標を記録する。

なお、上記のワーク厚検出センサ２１による検出は、前述の基準ブロック４５（図４参照）の上面位置を基準として行われる。即ち、基準ブロック４５の上面からワークＷの上面までの高さ、及び基準ブロック４５の上面からテーブル１２の上面までの高さが求められ、これにより、ワークＷの高さが求められる。これにより、所定の位置におけるワークＷの高さを正確に測定することができ、といし１０（図２参照）の高さを正確に合わせることができる。

ワーク厚検出センサ２１によって高さが測定される所定の位置は、例えば、図１０（Ｂ）に示すように、基準プレート４４ａ、４４ｂ近傍のテーブル１２の角部を基準として、Ｘ方向に距離Ｌ１、Ｚ方向に距離Ｌ２の位置Ｐとしても良い。距離Ｌ１及び距離Ｌ２は、事前準備によって予め設定された値でも良い。

また、距離Ｌ１及び距離Ｌ２は、検出されたワークＷの送り方向の位置に基づいて、制御装置３０によって演算されて設定されても良い。これにより、例えば、ワークＷが無い部分を測定してしまうといったことを防止できる。また、ワークＷの高さを測定する位置Ｐは、１箇所に限定されるものではなく、例えば、ワークＷの大きさに応じて複数箇所の高さが検出されても良い。その場合、制御装置３０は、ワークサイズ検出センサ２４によって検出されたワークＷの位置情報に基づき、高さを測定する位置Ｐを演算により設定しても良い。

そして、制御装置３０は、ワーク厚検出センサ２１によって検出されたワークＷの位置情報、といし径検出センサ２５（図６参照）によって検出されたといし１０の位置情報、及び事前準備で設定されたワークＷの取り代や仕上げ面等の情報に基づき、といし１０の切り込み方向の送り速度やといし１０の回転数等を演算により設定する。

そして、図７に示すように、ワークＷの検出が終わった後、自動研削装置１は、検出結果に基づいて制御装置３０（図３参照）が設定した研削範囲について、ワークＷの研削を開始する（ステップＳ５０）。そして、研削が終了した後に、作業者によって、ワークＷを自動研削装置１から取り出す等の作業が行われる。

上記のように、自動研削装置１は、作業者がワークＷをセットした後は、スタートボタン４２を押下して開始の指示を入力する、という簡単な操作のみで、テーブル１２にセットされたワークＷを自動で検出し、研削加工を自動で開始する。

自動研削装置１を用いることにより、作業者は、といし１０とワークＷを相対移動させる範囲等を設定するティーチング作業を行う必要が無くなる。よって、作業者の負担が軽減され、作業効率が高められる。また、自動研削装置１によって加工条件の設定及び研削加工が自動で行われることにより、作業者の熟練度によらず高精度且つ高品質な研削加工が可能となる。

なお、研削開始までの制御動作として、ステップＳ３０でワークＷの送り方向の大きさが検出された後に、ステップＳ４０でワークＷの高さが検出されるとしたが、これらの制御ステップは順番を入れ替えて実行されても良い。即ち、制御装置３０は、ワークＷの高さを検出した後に、ワークＷの送り方向の大きさを検出しても良い。

以上の説明では、本発明の実施形態の一例として、作業者が加工に関する指示を入力するための操作盤を備えていない自動研削装置１を挙げた。しかしながら、自動研削装置１は、本体２若しくはその近傍に、常時接続される操作手段として、作業者が各種指示を入力するための操作ボタンや加工情報を表示するための表示装置等を有する操作盤を備えていても良い。また、自動研削装置１は、作業者がテーブル１２等の位置を調節するための手動パルスハンドル等を備えていても良い。

これにより、作業者は、前述したようにワークＷをセットしてスタートボタン４２を押下するという簡単な操作のみで研削加工を自動で開始する運転に加えて、必要に応じて、手動操作でティーチング作業やその他詳細な加工条件の設定を行うことができるようになる。
なお、上記のように自動研削装置１が操作盤を備える場合には、スタートボタン４２、一時停止ボタン４６、非常停止ボタン４３及び表示部４１は、操作盤に設けられても良い。また、スタートボタン４２、一時停止ボタン４６及び表示部４１は、他の加工情報等を表示等するために操作盤に設けられているディスプレイの一部分に表示されても良い。

また、以上の例では、本発明の一実施形態である自動研削装置１として、コラム１３がＺ方向に移動する、いわゆるコラムタイプのＮＣ平面研削装置について説明したが、本発明に係る自動研削装置はこれに限定されるものではない。例えば、本発明に係る自動研削装置は、Ｚ方向に移動可能に構成されるサドルによってテーブルがＺ方向に移動する、いわゆるサドルタイプのＮＣ平面研削装置であっても良い。

また、上記の例では、自動研削装置１として、略板状のワークＷの主面を略平面状に研削するＮＣ平面研削装置について説明したが、本発明に係る自動研削装置の型式はこれに限定されるものではない。例えば、本発明に係る自動研削装置としては、略円筒状のワークＷの外周面を研削する円筒研削装置や、略円筒状のワークＷの内周面及び端面等を研削する内面研削装置、または、それらの組み合わせた複合型の自動研削装置等であっても良い。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。

１ 自動研削装置
１０ といし
１１ 研削液供給装置
１２ テーブル
１５ といし軸頭
２１ ワーク厚検出センサ
２４ ワークサイズ検出センサ
２５ といし径検出センサ
３０ 制御装置
３１ 記憶部
３２ 通信部
３４ テーブル送り装置
３５ といし前後送り装置
３６ といし上下送り装置
３７ といし駆動装置
４１ 表示部
４２ スタートボタン
４３ 非常停止ボタン
４４ａ、４４ｂ 基準プレート
４５ 基準ブロック
４６ 一時停止ボタン
４８ といし径検出ブロック
５１ 分離型補助操作端末
５４ 携帯情報通信端末

Claims (5)

1. ワークを研削するといしと、
   前記ワークを支持する支持手段と、
   前記といし若しくは前記支持手段を移動させて前記といしと前記ワークとの相対位置を変える送り装置と、
   前記送り装置を数値制御する制御装置と、
   前記といしによる切り込み方向の前記ワークの位置を検出する第１の検出手段と、
   前記切り込み方向に垂直な送り方向の前記ワークの位置を検出する第２の検出手段と、
   前記といしの位置を検出する第３の検出手段と、を有し、
   前記制御装置は、前記といしによる加工を開始する前に前記第１の検出手段、前記第２の検出手段及び前記第３の検出手段によって検出される前記ワーク及び前記といしの位置情報に基づいて前記といし及び前記支持手段を相対移動させる範囲を演算し、前記送り装置を制御して前記といし若しくは前記支持手段を移動させて前記といしによる加工を自動で開始することを特徴とする自動研削装置。
2. 前記制御装置に接続されて前記といしによる加工を自動で開始するための指示を入力する操作手段を有することを特徴とする請求項１に記載の自動研削装置。
3. 前記制御装置に接続されて前記といしによる加工を自動で開始するための指示及び一時停止された前記といしによる加工を再開するための指示を入力する第１の操作手段と、
   前記制御装置に接続されて前記といしによる加工を一時停止するための指示を入力する第２の操作手段と、
   前記制御装置に接続されて前記といしによる加工を全停止するための指示を入力する第３の操作手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の自動研削装置。
4. 前記制御装置に対して加工に関する指示を入力するための操作盤を備えないことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の自動研削装置。
5. 前記制御装置は、外部機器に対して加工情報を送受信可能な通信部を有し、
   前記通信部を介して前記制御装置と通信する携帯情報通信端末から前記加工情報を入力若しくは出力可能であることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の自動研削装置。

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