JP3295964B2 - 端面研削装置及び端面研削方法 - Google Patents
端面研削装置及び端面研削方法Info
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- JP3295964B2 JP3295964B2 JP12945692A JP12945692A JP3295964B2 JP 3295964 B2 JP3295964 B2 JP 3295964B2 JP 12945692 A JP12945692 A JP 12945692A JP 12945692 A JP12945692 A JP 12945692A JP 3295964 B2 JP3295964 B2 JP 3295964B2
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，ピエゾアクチュエータ
を用いて微細な研削仕上を行う，端面研削装置及び端面
研削方法に関する。
を用いて微細な研削仕上を行う，端面研削装置及び端面
研削方法に関する。
【０００２】
【従来技術】端面研削装置は，回転砥石を用いて，ワー
ク（被加工物）の端面を研削し，端面の仕上げ等を行う
装置である。該端面研削装置は，一般に，図５に示すよ
うに，回転砥石３１を有する砥石ユニット３と，該砥石
ユニット３に切込み作用を与えるサーボモータ４と，ワ
ーク１の基準位置を定めるワークストッパ５と，ワーク
１を保持，回転させる駆動ローラ２１，２２と，上記ワ
ーク１の加工寸法を測定する測寸装置８と，測寸装置８
からの信号に基づきサーボモータ４へ位置決め制御信号
を与えるコントローラ９とにより構成される。
ク（被加工物）の端面を研削し，端面の仕上げ等を行う
装置である。該端面研削装置は，一般に，図５に示すよ
うに，回転砥石３１を有する砥石ユニット３と，該砥石
ユニット３に切込み作用を与えるサーボモータ４と，ワ
ーク１の基準位置を定めるワークストッパ５と，ワーク
１を保持，回転させる駆動ローラ２１，２２と，上記ワ
ーク１の加工寸法を測定する測寸装置８と，測寸装置８
からの信号に基づきサーボモータ４へ位置決め制御信号
を与えるコントローラ９とにより構成される。
【０００３】砥石ユニット３は，ワーク１に近接及び離
隔する方向に移動可能な，砥石スライド３２を備え，こ
の砥石スライド３２の上に，回転砥石３１及び回転砥石
３１を回転駆動する砥石駆動部３３が配置される。サー
ボモータ４は，コントローラ９の位置決め制御信号９１
を受けて，砥石スライド３２を前後方向に駆動し，回転
砥石３１をワーク１に当接・押圧させ，いわゆる切込み
作用を与える。
隔する方向に移動可能な，砥石スライド３２を備え，こ
の砥石スライド３２の上に，回転砥石３１及び回転砥石
３１を回転駆動する砥石駆動部３３が配置される。サー
ボモータ４は，コントローラ９の位置決め制御信号９１
を受けて，砥石スライド３２を前後方向に駆動し，回転
砥石３１をワーク１に当接・押圧させ，いわゆる切込み
作用を与える。
【０００４】また，ワーク１は駆動ローラ２１，２２に
より，上下両方向から保持され，回転運動を与えられ
る。ここで，上下の各駆動ローラの回転軸はワークの回
転軸に対して互いに逆方向に若干の傾きを持たせてあ
る。この上下の駆動ローラ２１，２２の傾きは，その回
転軸の延長線が，ワークストッパ側ではなく，回転砥石
３１側において交わるように設定されている。それ故，
ワーク１は，ワークストッパ５の方向に常に押圧されて
いる。なお，ワークストッパ５はテーブル７に固定され
ている。
より，上下両方向から保持され，回転運動を与えられ
る。ここで，上下の各駆動ローラの回転軸はワークの回
転軸に対して互いに逆方向に若干の傾きを持たせてあ
る。この上下の駆動ローラ２１，２２の傾きは，その回
転軸の延長線が，ワークストッパ側ではなく，回転砥石
３１側において交わるように設定されている。それ故，
ワーク１は，ワークストッパ５の方向に常に押圧されて
いる。なお，ワークストッパ５はテーブル７に固定され
ている。
【０００５】ところで，ワークの加工目的が，ワーク１
の全長が所定値となるようにする場合には，図５に示す
ように，測寸装置８は，ワーク１の研削面１１を，ワー
クストッパ５の端面５１を基準位置として計測する。そ
して，その計測値を，ワーク１の測寸値として，コント
ローラ９に測寸信号９６として入力する。
の全長が所定値となるようにする場合には，図５に示す
ように，測寸装置８は，ワーク１の研削面１１を，ワー
クストッパ５の端面５１を基準位置として計測する。そ
して，その計測値を，ワーク１の測寸値として，コント
ローラ９に測寸信号９６として入力する。
【０００６】一方，加工の目的が，図６に示すように，
ワーク１に径の異なる二つの端面１１，１２を設け，両
端面１１，１２の段差値を一定とするものである場合に
は，測寸装置８の二つのセンサ８１，８２の偏差値を測
寸値として，その測寸信号９６がコントローラ９に送ら
れる。コントローラ９は，測寸信号を受けて，サーボモ
ータ４に位置決め制御信号を発するフィードバックコン
トローラである。そして，測寸装置８から発せられる測
寸信号９６の値が設定値に達すれば，コントローラ９か
らサーボモータ４に停止指令の位置決め制御信号が発せ
られ加工が終了する。これら研削盤の砥石の往復動装置
等については，例えば実開昭６３−１５１２６４号公報
に記載されている。
ワーク１に径の異なる二つの端面１１，１２を設け，両
端面１１，１２の段差値を一定とするものである場合に
は，測寸装置８の二つのセンサ８１，８２の偏差値を測
寸値として，その測寸信号９６がコントローラ９に送ら
れる。コントローラ９は，測寸信号を受けて，サーボモ
ータ４に位置決め制御信号を発するフィードバックコン
トローラである。そして，測寸装置８から発せられる測
寸信号９６の値が設定値に達すれば，コントローラ９か
らサーボモータ４に停止指令の位置決め制御信号が発せ
られ加工が終了する。これら研削盤の砥石の往復動装置
等については，例えば実開昭６３−１５１２６４号公報
に記載されている。
【０００７】
【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の端
面研削装置，端面研削方法には次のような問題がある。
即ち，従来技術では，回転砥石３１の切込み作用は，サ
ーボモータによって，砥石ユニット３を駆動し，回転砥
石３１をワーク１に押圧する方法が用いられている。し
かしこの方法では，大きな構造体であり，慣性の大きい
砥石ユニット全体を駆動させるため，応答遅れの発生等
があり，加工精度が悪いという問題があった。上記切込
み精度は±０．５〜２μｍであるが，加工精度としては
種々の誤差要因が含まれるため，±２〜３μｍ程度であ
る。従って，上記従来技術においては，±１μｍ以下の
寸法精度の要求に対しては対応が困難である。
面研削装置，端面研削方法には次のような問題がある。
即ち，従来技術では，回転砥石３１の切込み作用は，サ
ーボモータによって，砥石ユニット３を駆動し，回転砥
石３１をワーク１に押圧する方法が用いられている。し
かしこの方法では，大きな構造体であり，慣性の大きい
砥石ユニット全体を駆動させるため，応答遅れの発生等
があり，加工精度が悪いという問題があった。上記切込
み精度は±０．５〜２μｍであるが，加工精度としては
種々の誤差要因が含まれるため，±２〜３μｍ程度であ
る。従って，上記従来技術においては，±１μｍ以下の
寸法精度の要求に対しては対応が困難である。
【０００８】また，ワークの全体長を所定の長さに加工
する場合にあっては，ワークストッパを基準位置にして
ワークの加工面までの距離をワーク長として測寸し，切
込みを制御している。この場合，高精度の加工を目的と
して，加工の最終段階では，回転砥石の切込みを止め
て，ワークに微小切込みを与えている。しかし，このと
き，ワークが移動するため，基準位置が変化して，ワー
クストッパの基準位置からワーク加工面までの寸法測定
制御が不可能となる。
する場合にあっては，ワークストッパを基準位置にして
ワークの加工面までの距離をワーク長として測寸し，切
込みを制御している。この場合，高精度の加工を目的と
して，加工の最終段階では，回転砥石の切込みを止め
て，ワークに微小切込みを与えている。しかし，このと
き，ワークが移動するため，基準位置が変化して，ワー
クストッパの基準位置からワーク加工面までの寸法測定
制御が不可能となる。
【０００９】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，高精
度の微細切込みに対応可能であると共に，またワークス
トッパの基準位置が変動しても測寸誤差が発生しない，
端面研削装置及び端面研削方法を提供しようとするもの
である。
度の微細切込みに対応可能であると共に，またワークス
トッパの基準位置が変動しても測寸誤差が発生しない，
端面研削装置及び端面研削方法を提供しようとするもの
である。
【００１０】
【課題の解決手段】本発明は，回転砥石を有する砥石ユ
ニットに，切込み作用を与えるサーボモータと，ワーク
の基準位置を定めるワークストッパと，ワークを保持し
回転させる駆動ローラと，上記ワークの加工寸法を測定
する測寸装置とを有する端面研削装置において，上記回
転砥石と反対側には，上記ワークストッパを介して，ワ
ークを回転砥石の方向へ押圧して，ワークに微細切込み
作用を与えるピエゾアクチュエータを有し，上記測寸装
置からの信号に基づき，上記サーボモータ及びピエゾア
クチュエータに位置決め制御信号を与えるコントローラ
を有し，上記サーボモータの作用により粗切込みを行っ
た後，ピエゾアクチュエータの作用により微細切込みを
行うよう構成したことを特徴とする端面研削装置にあ
る。
ニットに，切込み作用を与えるサーボモータと，ワーク
の基準位置を定めるワークストッパと，ワークを保持し
回転させる駆動ローラと，上記ワークの加工寸法を測定
する測寸装置とを有する端面研削装置において，上記回
転砥石と反対側には，上記ワークストッパを介して，ワ
ークを回転砥石の方向へ押圧して，ワークに微細切込み
作用を与えるピエゾアクチュエータを有し，上記測寸装
置からの信号に基づき，上記サーボモータ及びピエゾア
クチュエータに位置決め制御信号を与えるコントローラ
を有し，上記サーボモータの作用により粗切込みを行っ
た後，ピエゾアクチュエータの作用により微細切込みを
行うよう構成したことを特徴とする端面研削装置にあ
る。
【００１１】また，研削方法としては，回転するワーク
の研削端面に，回転砥石を押圧して粗切込みを行ない，
その後ワークの他端面をワークストッパを介してピエゾ
アクチュエータにより押圧して，微細切込みを行う端面
研削除方法であって，粗切込みは，ワークの加工寸法を
測定する測寸装置からの信号に基づいて，サーボモータ
を作動させて，所定の寸法まで研削を行ない，その後サ
ーボモータを停止させ，微細切込みは，ピエゾアクチュ
エータを作動させて，上記測寸装置からの信号に基づ
き，所定寸法まで微細切込みを行うことを特徴とする端
面研削方法がある。
の研削端面に，回転砥石を押圧して粗切込みを行ない，
その後ワークの他端面をワークストッパを介してピエゾ
アクチュエータにより押圧して，微細切込みを行う端面
研削除方法であって，粗切込みは，ワークの加工寸法を
測定する測寸装置からの信号に基づいて，サーボモータ
を作動させて，所定の寸法まで研削を行ない，その後サ
ーボモータを停止させ，微細切込みは，ピエゾアクチュ
エータを作動させて，上記測寸装置からの信号に基づ
き，所定寸法まで微細切込みを行うことを特徴とする端
面研削方法がある。
【００１２】本発明において注目すべき点は，研削を粗
切込みと微細切込みの２段階で行うようにすると共に，
粗切込みは従来通りサーボモータによる切込み作用によ
って行ない，その後の微細切込みをピエゾアクチュエー
タによって行うことにしたことである。本発明では，ワ
ークストッパは，ワークの回転軸心と平行方向に滑動可
能に，テーブル等に取り付けられている。ピエゾアクチ
ュエータは，ワークストッパの後方に，ワークを押し出
すように取り付ける。
切込みと微細切込みの２段階で行うようにすると共に，
粗切込みは従来通りサーボモータによる切込み作用によ
って行ない，その後の微細切込みをピエゾアクチュエー
タによって行うことにしたことである。本発明では，ワ
ークストッパは，ワークの回転軸心と平行方向に滑動可
能に，テーブル等に取り付けられている。ピエゾアクチ
ュエータは，ワークストッパの後方に，ワークを押し出
すように取り付ける。
【００１３】ピエゾアクチュエータは，コントローラか
らの位置決め制御信号に対応して駆動電圧を発する駆動
部と，駆動部から発せられた駆動電圧に応じて伸縮し，
往復動を行う圧電素子作動部を有する。該圧電素子作動
部は複数の圧電素子を積層して形成したものである。そ
して，その往復動を行う方向は，ワークの回転軸心と平
行であり，かつ運動の中心線がワークの軸心と一致する
ように取り付けられる。また，ワークストッパはバネな
どを介設させて，常時ピエゾアクチュエータ側に押圧さ
せて，基準面が変動しないようにしておく。
らの位置決め制御信号に対応して駆動電圧を発する駆動
部と，駆動部から発せられた駆動電圧に応じて伸縮し，
往復動を行う圧電素子作動部を有する。該圧電素子作動
部は複数の圧電素子を積層して形成したものである。そ
して，その往復動を行う方向は，ワークの回転軸心と平
行であり，かつ運動の中心線がワークの軸心と一致する
ように取り付けられる。また，ワークストッパはバネな
どを介設させて，常時ピエゾアクチュエータ側に押圧さ
せて，基準面が変動しないようにしておく。
【００１４】コントローラは，位置決め制御信号を発す
る二つの出力端子を設けたフィードバックコントローラ
である。コントローラの一方の出力はサーボモータに接
続され，他方の出力はピエゾアクチュエータに接続され
る。コントローラの出力は一方がオン信号（切込み指令
信号）の場合は，他方はオフ信号（切込み停止信号）と
なるよう相互にインターロックがかけられる。
る二つの出力端子を設けたフィードバックコントローラ
である。コントローラの一方の出力はサーボモータに接
続され，他方の出力はピエゾアクチュエータに接続され
る。コントローラの出力は一方がオン信号（切込み指令
信号）の場合は，他方はオフ信号（切込み停止信号）と
なるよう相互にインターロックがかけられる。
【００１５】コントローラの位置決め制御信号は，両出
力オフのリセット状態からスタートし，後述のごとくサ
ーボモータ出力オンでピエゾアクチュエータ出力オンに
移行し，次いで，両出力がオフに移行し，最後にサーボ
モータに対する原位置への復帰指令信号の順で発せられ
る。ここで，サーボモータ出力オン信号から，ピエゾア
クチュエータ出力オン信号への切換えは，ワークの加工
寸法残がピエゾアクチュエータ往復動ストロークよりも
小さな所定の値に達した段階で発せられる。また，ワー
クの加工寸法が設定値に達すれば，サーボモータ及びピ
エゾアクチュエータに対する両出力ともオフ信号が発せ
られて，その後，回転砥石及びワークとも初期状態の位
置まで後退する（後述する図２参照）。なお，ワークの
加工寸法がピエゾアクチュエータの可動ストロークより
短い場合は，回転砥石３１をワークの直近で停止させ，
ピエゾアクチュエータだけで切込みがなされる。
力オフのリセット状態からスタートし，後述のごとくサ
ーボモータ出力オンでピエゾアクチュエータ出力オンに
移行し，次いで，両出力がオフに移行し，最後にサーボ
モータに対する原位置への復帰指令信号の順で発せられ
る。ここで，サーボモータ出力オン信号から，ピエゾア
クチュエータ出力オン信号への切換えは，ワークの加工
寸法残がピエゾアクチュエータ往復動ストロークよりも
小さな所定の値に達した段階で発せられる。また，ワー
クの加工寸法が設定値に達すれば，サーボモータ及びピ
エゾアクチュエータに対する両出力ともオフ信号が発せ
られて，その後，回転砥石及びワークとも初期状態の位
置まで後退する（後述する図２参照）。なお，ワークの
加工寸法がピエゾアクチュエータの可動ストロークより
短い場合は，回転砥石３１をワークの直近で停止させ，
ピエゾアクチュエータだけで切込みがなされる。
【００１６】一方，ワークの長さを所定値に制御する端
面研削装置（実施例２）においては，ワークストッパを
滑動可能としたことに伴って，ワークストッパの位置を
検出するセンサーを新たに設ける（図３）。該ワークス
トッパ位置検出センサーは，コントローラに接続され，
ワークストッパ位置信号がコントローラに入力される。
面研削装置（実施例２）においては，ワークストッパを
滑動可能としたことに伴って，ワークストッパの位置を
検出するセンサーを新たに設ける（図３）。該ワークス
トッパ位置検出センサーは，コントローラに接続され，
ワークストッパ位置信号がコントローラに入力される。
【００１７】ワークの加工寸法の測定は，ワークの全長
を制御する加工にあっては，ワークの加工端面位置セン
サーの信号と，ワークストッパ位置検出センサーの信号
とから，両端面位置の差として求められる。また，ワー
クの加工端面に，長径面と短径面の段差を設け，該段差
の寸法を制御する加工にあっては（実施例１），ワーク
の加工寸法の測定はワークの長径端面センサーと短径端
面センサーの両位置信号の偏差として求められる。
を制御する加工にあっては，ワークの加工端面位置セン
サーの信号と，ワークストッパ位置検出センサーの信号
とから，両端面位置の差として求められる。また，ワー
クの加工端面に，長径面と短径面の段差を設け，該段差
の寸法を制御する加工にあっては（実施例１），ワーク
の加工寸法の測定はワークの長径端面センサーと短径端
面センサーの両位置信号の偏差として求められる。
【００１８】
【作用及び効果】前記のように，本発明は研削を２段階
に切替えて実施している。すなわち，加工寸法が中間の
所定値に達するまでの粗切込は，サーボモータを用いて
高出力によりスピーディに短時間で加工し，最終仕上げ
段階の微細切込みは，高速応答性に優れて高精度制御の
可能なピエゾアクチュエータを用いている。そして，ピ
エゾアクチュエータは，高速応答性があり微精なストロ
ーク制御が可能である。また，本発明では，砥石ユニッ
トに比較して軽量なワークストッパ及びワークを，ピエ
ゾアクチュエータにより駆動するという点でも高速微細
加工に適している。
に切替えて実施している。すなわち，加工寸法が中間の
所定値に達するまでの粗切込は，サーボモータを用いて
高出力によりスピーディに短時間で加工し，最終仕上げ
段階の微細切込みは，高速応答性に優れて高精度制御の
可能なピエゾアクチュエータを用いている。そして，ピ
エゾアクチュエータは，高速応答性があり微精なストロ
ーク制御が可能である。また，本発明では，砥石ユニッ
トに比較して軽量なワークストッパ及びワークを，ピエ
ゾアクチュエータにより駆動するという点でも高速微細
加工に適している。
【００１９】本発明は，上記両方式の利点を組合わせる
ことにより，比較的短時間で高精度な自動研削を可能に
した。また，副次的な効果としては，ワークストッパを
ピエゾアクチュエータにより駆動する方式としたことに
伴い，ワークストッパの位置を検出するセンサーを設け
ることができ，ワークの長さを測定する精度が向上し
た。
ことにより，比較的短時間で高精度な自動研削を可能に
した。また，副次的な効果としては，ワークストッパを
ピエゾアクチュエータにより駆動する方式としたことに
伴い，ワークストッパの位置を検出するセンサーを設け
ることができ，ワークの長さを測定する精度が向上し
た。
【００２０】すなわち従来技術では，基準位置であるワ
ークストッパの変動はワーク長の測定誤差となったが，
ワークストッパの位置を測定するセンサーを設けたこと
により，基準位置の変動を補正し，その誤差補正が可能
となった。また，本発明の方法によれば，上記研削装置
と同様の作用効果を得ることができる。従って，本発明
によれば，高精度の微細切込みに対応可能であると共
に，ワークストッパの基準位置が変動しても，測寸誤差
が発生しない，端面研削装置及び端面研削方法を提供で
きる。
ークストッパの変動はワーク長の測定誤差となったが，
ワークストッパの位置を測定するセンサーを設けたこと
により，基準位置の変動を補正し，その誤差補正が可能
となった。また，本発明の方法によれば，上記研削装置
と同様の作用効果を得ることができる。従って，本発明
によれば，高精度の微細切込みに対応可能であると共
に，ワークストッパの基準位置が変動しても，測寸誤差
が発生しない，端面研削装置及び端面研削方法を提供で
きる。
【００２１】
実施例１ 本発明にかかる，端面研削装置及び端面研削方法の実施
例について図１，図２を用いて説明する。本例は図１に
示すように，端面が長径端面１１と短径端面１２を有す
る，いわゆる段差加工を目的とする端面研削装置及び端
面研削方法である。
例について図１，図２を用いて説明する。本例は図１に
示すように，端面が長径端面１１と短径端面１２を有す
る，いわゆる段差加工を目的とする端面研削装置及び端
面研削方法である。
【００２２】本例装置は，回転砥石３１を有する砥石ユ
ニット３に，切込み作用を与えるサーボモータ４と，ワ
ーク１の基準位置を定めるワークストッパ５と，ワーク
１を保持，回転させる駆動ローラ２１，２２と，上記ワ
ーク１の加工寸法を測定する測寸装置８とを有する。ま
た，上記回転砥石３１と反対側には，上記ワークストッ
パ５を介して，ワーク１を回転砥石３１の方向に押圧し
て，ワーク１に微細切込み作用を与えるピエゾアクチュ
エータ６を有する。
ニット３に，切込み作用を与えるサーボモータ４と，ワ
ーク１の基準位置を定めるワークストッパ５と，ワーク
１を保持，回転させる駆動ローラ２１，２２と，上記ワ
ーク１の加工寸法を測定する測寸装置８とを有する。ま
た，上記回転砥石３１と反対側には，上記ワークストッ
パ５を介して，ワーク１を回転砥石３１の方向に押圧し
て，ワーク１に微細切込み作用を与えるピエゾアクチュ
エータ６を有する。
【００２３】また，上記測寸装置８からの信号９６に基
づき，上記サーボモータ４及びピエゾアクチュエータ６
に位置決め制御信号９１，９２を与えるコントローラ９
を有し，上記サーボモータ４の作用により粗切込みを行
った後，ピエゾアクチュエータ６の作用により微細切込
みを行うよう構成してある。
づき，上記サーボモータ４及びピエゾアクチュエータ６
に位置決め制御信号９１，９２を与えるコントローラ９
を有し，上記サーボモータ４の作用により粗切込みを行
った後，ピエゾアクチュエータ６の作用により微細切込
みを行うよう構成してある。
【００２４】上記ワークストッパ５は，テーブル７に設
けた保持具７１の先端部７１０に嵌合配設され，ワーク
１の軸心に対し平行に往復運動可能なように滑動可能に
取り付けられている。また，ワークストッパ５の後端５
２には，ピエゾアクチュエータ６の先端が当接させてあ
る。ピエゾアクチュエータ６は，コントローラ９からの
位置決め制御信号９２を受けて駆動電圧を発する駆動部
と，駆動部からの駆動電圧を受けて伸縮運動を行う圧電
素子作動部を有する。ピエゾアクチュエータ６は，圧電
素子作動部の伸縮による往復運動の中心線が，ワーク１
の軸心と同一になるように取り付けれらている。
けた保持具７１の先端部７１０に嵌合配設され，ワーク
１の軸心に対し平行に往復運動可能なように滑動可能に
取り付けられている。また，ワークストッパ５の後端５
２には，ピエゾアクチュエータ６の先端が当接させてあ
る。ピエゾアクチュエータ６は，コントローラ９からの
位置決め制御信号９２を受けて駆動電圧を発する駆動部
と，駆動部からの駆動電圧を受けて伸縮運動を行う圧電
素子作動部を有する。ピエゾアクチュエータ６は，圧電
素子作動部の伸縮による往復運動の中心線が，ワーク１
の軸心と同一になるように取り付けれらている。
【００２５】ワークストッパ５と上記保持具７１の先端
部７１０との間には，コイルバネ６１を介設させ，ワー
クストッパ５を，常にピエゾアクチュエータ６に押圧す
るよう付勢してある。コントローラ９は測寸装置８から
の測寸信号９６を受けて，位置決め制御信号９１，９２
を発信する。位置決め制御信号には，サーボモータ４に
向けて発せられる位置決め制御信号９１と，ピエゾアク
チュエータ６に向けて発せられる位置決め制御信号９２
とがある。その他は，前記前者の従来例（図６）と同様
である。
部７１０との間には，コイルバネ６１を介設させ，ワー
クストッパ５を，常にピエゾアクチュエータ６に押圧す
るよう付勢してある。コントローラ９は測寸装置８から
の測寸信号９６を受けて，位置決め制御信号９１，９２
を発信する。位置決め制御信号には，サーボモータ４に
向けて発せられる位置決め制御信号９１と，ピエゾアク
チュエータ６に向けて発せられる位置決め制御信号９２
とがある。その他は，前記前者の従来例（図６）と同様
である。
【００２６】次に，本例装置の作用効果につき説明す
る。まず，コントローラ９における位置決め制御信号の
種類に応じて，サーボモータ４及びピエゾアクチュエー
タ６は次のように作動する。位置決め制御信号としてオ
ン信号（切込み指令）が発せられると，サーボモータ４
の場合には，回転砥石３１が，ワーク１に押圧されるよ
うに，砥石スライド３２を作動させる。一方，ピエゾア
クチュエータ６の場合には，ワーク１を回転砥石３１に
押圧するように圧電素子作動部を伸長させる。
る。まず，コントローラ９における位置決め制御信号の
種類に応じて，サーボモータ４及びピエゾアクチュエー
タ６は次のように作動する。位置決め制御信号としてオ
ン信号（切込み指令）が発せられると，サーボモータ４
の場合には，回転砥石３１が，ワーク１に押圧されるよ
うに，砥石スライド３２を作動させる。一方，ピエゾア
クチュエータ６の場合には，ワーク１を回転砥石３１に
押圧するように圧電素子作動部を伸長させる。
【００２７】位置決め制御信号としてオフ信号（切込み
停止指令）が発せられると，サーボモータ４の場合は，
回転砥石３１のワークへの押圧が停止されるよう砥石ス
ライド３２の作動を停止させる。一方，ピエゾアクチュ
エータ６の場合は圧電素子作動部を縮小させ，ワーク１
を回転砥石３１から引離すように作動し，ワークストッ
パ５を初期状態の位置に復元する。また，位置決め制御
信号としてリセット信号がサーボモータ４に発せられる
ことによって，サーボモータは砥石スライドを作動させ
て，回転砥石３１を初期状態の位置に復元させる。
停止指令）が発せられると，サーボモータ４の場合は，
回転砥石３１のワークへの押圧が停止されるよう砥石ス
ライド３２の作動を停止させる。一方，ピエゾアクチュ
エータ６の場合は圧電素子作動部を縮小させ，ワーク１
を回転砥石３１から引離すように作動し，ワークストッ
パ５を初期状態の位置に復元する。また，位置決め制御
信号としてリセット信号がサーボモータ４に発せられる
ことによって，サーボモータは砥石スライドを作動させ
て，回転砥石３１を初期状態の位置に復元させる。
【００２８】次に，端面研削は次の工程順序に従ってな
される。まず，コントローラ９の位置決め制御信号は，
サーボモータ４に対してオン信号（切込み指令），ピエ
ゾアクチュエータ６に対してオフ信号（切込み停止指
令）が発せられ，サーボモータ４による粗切込み工程が
開始される。
される。まず，コントローラ９の位置決め制御信号は，
サーボモータ４に対してオン信号（切込み指令），ピエ
ゾアクチュエータ６に対してオフ信号（切込み停止指
令）が発せられ，サーボモータ４による粗切込み工程が
開始される。
【００２９】ワーク１の加工が進行し，加工寸法が粗切
込みを終了させる中間所定寸法に達すると，サーボモー
タ４に対する位置決め制御信号はオフ信号に切換わり，
代わってピエゾアクチュエータ６に対する位置決め制御
信号がオンに切り換わる。やがて，ワーク１の加工寸法
が所定寸法に達すると，位置決め制御信号は両方ともオ
フ信号に切り換わる。最後に，サーボモータ４に対し
て，リセット信号が発せられ，回転砥石３１がワーク１
から離隔し初期状態に復元する。
込みを終了させる中間所定寸法に達すると，サーボモー
タ４に対する位置決め制御信号はオフ信号に切換わり，
代わってピエゾアクチュエータ６に対する位置決め制御
信号がオンに切り換わる。やがて，ワーク１の加工寸法
が所定寸法に達すると，位置決め制御信号は両方ともオ
フ信号に切り換わる。最後に，サーボモータ４に対し
て，リセット信号が発せられ，回転砥石３１がワーク１
から離隔し初期状態に復元する。
【００３０】これらの工程を，図示したものが図２であ
る。図２は，横軸にワーク加工開始後の時間を表示し，
縦軸にワークの加工部寸法を表示している。ワークの加
工前の寸法をＡとする。まず，サーボモータによる粗切
込み工程ａがスタートし，ワーク寸法が中間所定寸法Ｂ
に達したときに，ピエゾアクチュエータによる微細な切
込み工程ｂに移行し，サーボモータによる切込みは停止
する。
る。図２は，横軸にワーク加工開始後の時間を表示し，
縦軸にワークの加工部寸法を表示している。ワークの加
工前の寸法をＡとする。まず，サーボモータによる粗切
込み工程ａがスタートし，ワーク寸法が中間所定寸法Ｂ
に達したときに，ピエゾアクチュエータによる微細な切
込み工程ｂに移行し，サーボモータによる切込みは停止
する。
【００３１】更に，加工目標である所定寸法Ｃに達した
とき，ピエゾアクチュエータの微細切込み工程ｂも停止
する。ここで微細加工の寸法（Ｃ−Ｂ）の大きさはピエ
ゾアクチュエータの往復動ストロークより小さな値に設
定されている。なお，ワークの加工寸法が上記微細加工
の寸法（Ｃ−Ｂ）より短い場合は，回転砥石３１をワー
クの直近で停止させ，ピエゾアクチュエータだけで切込
みがなされる。
とき，ピエゾアクチュエータの微細切込み工程ｂも停止
する。ここで微細加工の寸法（Ｃ−Ｂ）の大きさはピエ
ゾアクチュエータの往復動ストロークより小さな値に設
定されている。なお，ワークの加工寸法が上記微細加工
の寸法（Ｃ−Ｂ）より短い場合は，回転砥石３１をワー
クの直近で停止させ，ピエゾアクチュエータだけで切込
みがなされる。
【００３２】上記のごとく，本例では，加工寸法が中間
の所定寸法に達するまでの粗切込み工程をサーボモータ
４を用いることにより，短時間で効率的に加工し，一方
仕上げ段階の微細切込み工程を高精度で高速応答性に優
れたピエゾアクチュエータ６によって行い，高精度の端
面研削を実現している。従って，本例によれば，比較的
短時間に，しかも高精度の研削を行うことができる端面
研削装置及び端面研削方法を提供できる。
の所定寸法に達するまでの粗切込み工程をサーボモータ
４を用いることにより，短時間で効率的に加工し，一方
仕上げ段階の微細切込み工程を高精度で高速応答性に優
れたピエゾアクチュエータ６によって行い，高精度の端
面研削を実現している。従って，本例によれば，比較的
短時間に，しかも高精度の研削を行うことができる端面
研削装置及び端面研削方法を提供できる。
【００３３】実施例２ 本例は，図３及び図４に示すように，ワーク１の端面に
段差を設けないで，端面を一様な研削面に仕上げると共
に，ワークの長さを一定の長さに加工する例である。本
例では，ワーク１の全体長を所定の長さに加工する点に
おいて，実施例１と相違する。従って測寸方法が異な
る。測寸方法は，図４に示すように，ワーク１の加工開
始後の寸法Ｌ1 はワーク１の加工前の寸法をＬ0 ，粗切
込み時のワーク１加工面の移動量ｃ，微細切込み時のワ
ークストッパ５の移動量をｄとすれば，Ｌ1 ＝Ｌ0 −
（ｃ＋ｄ）となる。
段差を設けないで，端面を一様な研削面に仕上げると共
に，ワークの長さを一定の長さに加工する例である。本
例では，ワーク１の全体長を所定の長さに加工する点に
おいて，実施例１と相違する。従って測寸方法が異な
る。測寸方法は，図４に示すように，ワーク１の加工開
始後の寸法Ｌ1 はワーク１の加工前の寸法をＬ0 ，粗切
込み時のワーク１加工面の移動量ｃ，微細切込み時のワ
ークストッパ５の移動量をｄとすれば，Ｌ1 ＝Ｌ0 −
（ｃ＋ｄ）となる。
【００３４】そのため，図３に示すように，測寸センサ
ーとして，ワークストッパ５の移動量ｄを計測するスケ
ール１０と，ワーク１の加工面１１の基準位置からの偏
位（Ｌ0 −ｃ）を計測するセンサー８１とが設けられ，
それぞれの計測信号９７，９６はコントローラ９に入力
される。コントローラ９では，ワーク１の加工面１１の
位置センサー８１の測定値から，上記スケール１０の計
測値を差し引いた値をワーク１の寸法Ｌ1 とし，該ワー
ク寸法Ｌ1 が所定値になるようフィードバック制御す
る。
ーとして，ワークストッパ５の移動量ｄを計測するスケ
ール１０と，ワーク１の加工面１１の基準位置からの偏
位（Ｌ0 −ｃ）を計測するセンサー８１とが設けられ，
それぞれの計測信号９７，９６はコントローラ９に入力
される。コントローラ９では，ワーク１の加工面１１の
位置センサー８１の測定値から，上記スケール１０の計
測値を差し引いた値をワーク１の寸法Ｌ1 とし，該ワー
ク寸法Ｌ1 が所定値になるようフィードバック制御す
る。
【００３５】その他の構成については，実施例１と同様
である。本例において，特筆すべき点は，ワーク１の長
さを決定する場合に，ワークストッパ５の移動量ｄを計
算アルゴリズムに含めたために，ワークの測寸精度が向
上するという利点があることである。
である。本例において，特筆すべき点は，ワーク１の長
さを決定する場合に，ワークストッパ５の移動量ｄを計
算アルゴリズムに含めたために，ワークの測寸精度が向
上するという利点があることである。
【００３６】従来技術においては，ワークストッパ５を
固定させて動かないもの（ｄ＝０と仮定）として，ワー
ク１の加工面の位置センサー８１単独で，ワーク長Ｌ1
を決定していたが，実際には，ワークストッパ５の取り
付け位置が変動することがあり，これが測寸誤差となる
ことがあった（図５参照）。本例では，このような誤差
を解消することができる。その他は，実施例１と同様の
効果を得ることができる。
固定させて動かないもの（ｄ＝０と仮定）として，ワー
ク１の加工面の位置センサー８１単独で，ワーク長Ｌ1
を決定していたが，実際には，ワークストッパ５の取り
付け位置が変動することがあり，これが測寸誤差となる
ことがあった（図５参照）。本例では，このような誤差
を解消することができる。その他は，実施例１と同様の
効果を得ることができる。
【図１】実施例１における端面研削装置の全体説明図。
【図２】実施例１における加工工程推移説明図。
【図３】実施例２における端面研削装置の全体説明図。
【図４】実施例２におけるワーク寸法計算説明図。
【図５】従来技術における，平面仕上げ用の端面研削装
置の全体説明図。
置の全体説明図。
【図６】従来技術における，段差仕上げ用の端面研削装
置の全体説明図。
置の全体説明図。
１．．．ワーク， ２１，２２．．．駆動ローラ， ３１．．．回転砥石， ３２．．．砥石スライド， ３３．．．砥石駆動部， ４．．．サーボモータ， ５．．．ワークストッパ， ６．．．ピエゾアクチュエータ， ８．．．測寸装置， ９．．．コントローラ， ｃ．．．ワーク加工面移動量， ｄ．．．ワークストッパ移動量， Ｌ0 ．．．加工前寸法， Ｌ1 ．．．加工開始後寸法，
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳井 富夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 牧野 厚資 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−90442（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−73252（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−59051（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−5358（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−151264（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B24B 47/20 B24B 49/00 - 49/18 B23Q 5/28
Claims (2)
- 【請求項１】 回転砥石を有する砥石ユニットに，切込
み作用を与えるサーボモータと，ワークの基準位置を定
めるワークストッパと，ワークを保持し回転させる駆動
ローラと，上記ワークの加工寸法を測定する測寸装置と
を有する端面研削装置において，上記回転砥石と反対側
には，上記ワークストッパを介して，ワークを回転砥石
の方向へ押圧して，ワークに微細切込み作用を与えるピ
エゾアクチュエータを有し，上記測寸装置からの信号に
基づき，上記サーボモータ及びピエゾアクチュエータに
位置決め制御信号を与えるコントローラを有し，上記サ
ーボモータの作用により粗切込みを行った後，ピエゾア
クチュエータの作用により微細切込みを行うよう構成し
たことを特徴とする端面研削装置。 - 【請求項２】 回転するワークの研削端面に，回転砥石
を押圧して粗切込みを行ない，その後ワークの他端面を
ワークストッパを介して，ピエゾアクチュエータにより
押圧して微細切込みを行う端面研削除方法であって，上
記粗切込みは，ワークの加工寸法を測定する測寸装置か
らの信号に基づいて，サーボモータを作動させて，所定
の寸法まで研削を行ない，その後サーボモータを停止さ
せ，一方，微細切込みは，ピエゾアクチュエータを作動
させて，上記測寸装置からの信号に基づき，所定寸法ま
で微細切込みを行うことを特徴とする端面研削方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12945692A JP3295964B2 (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 端面研削装置及び端面研削方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12945692A JP3295964B2 (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 端面研削装置及び端面研削方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05293755A JPH05293755A (ja) | 1993-11-09 |
| JP3295964B2 true JP3295964B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=15009940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12945692A Expired - Fee Related JP3295964B2 (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 端面研削装置及び端面研削方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3295964B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008006536A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Disco Abrasive Syst Ltd | ウェーハの研削方法 |
| JP5617925B2 (ja) * | 2010-09-22 | 2014-11-05 | 坂東機工株式会社 | ガラス板の加工寸法自動測定、自動修正方法 |
| CN102554779B (zh) * | 2012-01-17 | 2014-01-15 | 天津大学 | 可变成型点直线包络外廓形线为凸函数回转件的加工方法 |
| CN104511818B (zh) * | 2014-11-27 | 2017-02-22 | 苏州紫金港智能制造装备有限公司 | 一种进给式偏心可调自动抛光装置 |
| CN105252352A (zh) * | 2015-10-23 | 2016-01-20 | 长春工业大学 | 一种磨刀装置 |
| CN105598838B (zh) * | 2016-03-16 | 2017-09-22 | 爱克(苏州)机械有限公司 | 一种自适应精密磨削装置 |
-
1992
- 1992-04-22 JP JP12945692A patent/JP3295964B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH05293755A (ja) | 1993-11-09 |
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