JP3973301B2 - 円筒体の砥石研磨装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、対向する一対又は二対の研磨ヘッドを有して円筒体に対して両側より研磨できることにより研磨代が大きい研磨をビビリが生じることなく実現でき、また円筒体をチャックする一方の反駆動側チャック手段を支持する反駆動側ブラケットを円筒体の面長方向に移動・案内する機構が、潤滑剤や洗浄水が垂れない配置であるとともに、上方から円筒体のハンドリングができ、また円筒体の研磨代を必要最小限に抑えて研磨することができて円筒体の一端から他端まで高精密に均一な直径に研磨できる円筒体の砥石研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、研磨ヘッドを複数有している円筒体の砥石研磨装置は、
人手により研磨作業を行うことが前提であったので、円筒体回転手段によりチャックされる円筒体の一側に研磨ヘッドが二つ又は三つ並んでいるタイプであった。
また、上記従来の円筒体の砥石研磨装置は、反駆動側チャック手段が両端チャックされる円筒体の下方に、二条のガイドレールが敷設されガイドレール間にモータにより回転されるボールネジがあり、二条のガイドレールに係合案内される四つのリニアブロックに固定された可動テーブルにボールネジと螺合するボールナットが固定され、これらを長尺なカバーが覆い、カバーの上側に位置し反駆動側チャック手段を支持する可動ブラケットの下部両端がカバーの幅方向両端の下側の隙間を介して可動テーブルに固定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の円筒体の砥石研磨装置は、円筒体の固有振動数と研磨圧力が合致するとビビリが生じる不具合がある。このビビリを解消する方法を種々試したところ、５０Ｋｇ位の押圧力を反研磨側より円筒体の長さ中央に加えてやると円筒体の固有振動数に共鳴しないことが分かった。
また上記従来の円筒体の砥石研磨装置は、潤滑剤や洗浄水がカバーの幅方向両端の下側の隙間を介して侵入しカバーで覆われたガイドレールやボールネジに大量に付着し研磨によって生じる粉塵が大量に堆積し、ガイドレールやボールネジ等を早期に錆させる欠点があった。
また、円筒体が印刷ロールである場合、印刷ロールの中程の直径が両端部の直径よりも大きいか小さいと、印刷が行われないので、印刷ロールは極めて高い円筒精度が要求される。また、圧延ロールでも更に高い円筒精度が要求される。
しかるに、砥石研磨装置で円筒体の円筒研磨を行うと、研磨砥石の表面が漸次に崩壊していくので、その分について補正をかけて円筒研磨を行うことで円筒精度を出すようになっている。
しかし、円筒研磨する前の円筒体の円筒精度が低い場合、上記従来の補正をかけた円筒研磨を行っても円筒精度が高くなるとは限らない。高い円筒精度を有する砥石研磨装置で補正をかけて大きな研磨代をとって一回で円筒体の一端から他端まで円筒研磨すると、円筒研磨する前の円筒体の円筒精度がそのまま反映した円筒研磨精度しか得られない。円筒研磨する前の円筒体の円筒精度が低くても、高い円筒精度を得るには、極めて高い円筒精度を有する砥石研磨装置を使用しかつ研磨砥石の表面が漸次に崩壊していく分について補正をかけて極めて微小な研磨代となるように円筒研磨を行うことを何回も反復して円筒体の中程と両端部の直径の差を解消していく必要があった。そして、円筒研磨後は円筒体を取外し測定器に載置して円筒精度を測定する必要があり、もしも、円筒精度が出ていないときは、円筒体を再び精密円筒研磨して再び円筒精度を測定することを反復していたので、大変煩雑であるとともに時間がかかっていた。また、円筒研磨を反復すると、円筒体の直径が小さくなり過ぎる惧れがあった。
【０００４】
本願発明は、上述した点に鑑み案出したもので、対向する一対又は二対の研磨ヘッドを有して円筒体に対して両側より研磨できることにより研磨代が大きい研磨をビビリが生じることなく実現でき、また円筒体をチャックする一方の反駆動側チャック手段を支持する反駆動側ブラケットを円筒体の面長方向に移動・案内する機構が、潤滑剤や洗浄水が垂れない配置であるとともに、上方から円筒体のハンドリングができ、また円筒体の研磨代を必要最小限に抑えて研磨することができて円筒体の一端から他端まで高精密に均一な直径に研磨できる円筒体の砥石研磨装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願第一の発明は、駆動側スピンドルの対向端に設けられ水平に位置させる円筒体の一端をチャックする駆動側チャック手段と、反駆動側スピンドルの対向端に設けられ前記円筒体の他端をチャックする反駆動側チャック手段と、フレームの後面部の上方部位より前記駆動側スピンドルの方向に張り出していて前記駆動側スピンドルを軸支する駆動側ブラケットと、フレームの後面部の上方部位または前記駆動側ブラケットに取りつけられ前記駆動側スピンドルを回転駆動する円筒体回転用モータと、フレームの後面部の円筒体よりも上方部位において前記円筒体に沿って直動案内手段に係合案内され前記反駆動側スピンドルの方向に張り出していて前記反駆動側スピンドルを軸支する反駆動側ブラケットと、前記円筒体の下側において円筒体の面長方向に移動自在な単一又は二つのＸテーブル上に設けられた円筒体の水平直径方向に移動自在な一対又は二対のＹテーブルに設けられ、研磨砥石を砥石回転用モータにより回転し研磨砥石の端面を一定の押圧力で円筒体に押圧して研磨しうる一対又は二対の研磨ヘッド装置とからなり、前記二つのＸテーブルを前記円筒体の面長方向に対して両側に設けかつ前記一対又は二対のＹテーブルを前記円筒体の面長方向に対して両側に設けることを特徴とする円筒体の砥石研磨装置を提供するものである。
【０００６】
本願第二の発明は、本願第一の発明において、駆動側スピンドルの対向端に設けられ水平に位置させる円筒体の一端をチャックする駆動側チャック手段と、反駆動側スピンドルの対向端に設けられ前記円筒体の他端をチャックする反駆動側チャック手段と、フレームの後面部の上方部位より前記駆動側スピンドルの方向に張り出していて前記駆動側スピンドルを軸支する駆動側ブラケットと、フレームの後面部の上方部位または前記駆動側ブラケットに取りつけられ前記駆動側スピンドルを回転駆動する円筒体回転用モータと、フレームの後面部の円筒体よりも上方部位において前記円筒体に沿って直動案内手段に係合案内され前記反駆動側スピンドルの方向に張り出していて前記反駆動側スピンドルを軸支する反駆動側ブラケットと、前記円筒体の下側において円筒体の面長方向に移動自在な単一又は二つのＸテーブル上に設けられた円筒体の水平直径方向に移動自在な一対又は二対のＹテーブルに設けられ、研磨砥石を砥石回転用モータにより回転し研磨砥石の端面を一定の押圧力で円筒体に押圧して研磨しうる一対又は二対の研磨ヘッド装置とからなり、制御回路に入力される、研磨しようとする円筒体の一端から他端まで細かい一定ピッチで直径値を予め測定した直径値データに対応して、該制御回路が、最小の直径値データと、これよりも大きい直径値データとの差値を円筒体の研磨代として、該研磨代部分に対応して研磨砥石が所要の往復移動を行うように、前記Ｘテーブルを円筒体の面長方向に移動自在とするＸテーブル移動用モータを正逆回転制御するように構成されていることを特徴とする円筒体の砥石研磨装置を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施の形態に係る円筒体の砥石研磨装置を説明する。
この実施の形態の円筒体の砥石研磨装置は、
図１ないし図３に示すように、駆動側スピンドル１の対向端に設けられた截頭円錐形の駆動側チャック手段２と反駆動側スピンドル３の対向端に設けられた截頭円錐形の反駆動側チャック手段４とで円筒体Ｗの両端の円錐形の被チャック孔をチャックするようになっている。駆動側スピンドル１及び反駆動側スピンドル３の外側にはキャップ５又は６を備えていて、円筒体Ｗのチャックが行われると、圧力流体によってチャック方向にストロークされ円筒体Ｗの端面に当接して駆動側スピンドル１又は反駆動側スピンドル３を一体回転可能に密閉し、もって、研磨の塵埃、研磨剤、洗浄水の侵入を防止するようになっている。
【０００８】
駆動側ブラケット７は、「Ｌ」字を９０度右回転した様に水平に張り出してから垂下するＬ字ブラケットであり、基端をフレーム８の後面部の駆動側スピンドル１に対応する上方部位に固定され、張り出し側下部にて駆動側スピンドル１を軸支している。円筒体回転用モータ９は、フレーム８の上方部（又は駆動側ブラケット７）に取りつけられていて、タイミング歯車１０、タイミングベルト１１、タイミング歯車１２を介して駆動側スピンドル１を回転駆動する。
【０００９】
反駆動側ブラケット１３は、駆動側ブラケット７と同様のＬ字ブラケットであり、基端をフレーム８の後面部の円筒体Ｗに対応する上方部位に設けられた反駆動側ブラケット用ガイド１４、１４に係合案内されていて、反駆動側スピンドル３を一定ストローク移動自在に軸支している。反駆動側スピンドル３は、強力なコイルばね１５によりチャック方向に寄った位置に付勢移動されている。チャック用モータ１６はサーボモータが使用されボールネジ１７を回転するように連結され、該ボールネジ１７に螺合するボールナット１８は反駆動側ブラケット１３に固定されている。
円筒体Ｗのチャックは、図示しない産業用ロボットにより円筒体Ｗを水平に支持し一方の被チャック孔を駆動側チャック手段２に嵌合してから、チャック用モータ１６を予めデータ入力された円筒体Ｗの長さに対応する回転数だけ回転し、図示しないブレーキ装置により回転不能にロックされる。すると、反駆動側ブラケット１３がボールネジ１７とボールナット１８の螺合によりチャック方向に移動し、反駆動側チャック手段４が円筒体Ｗの他方の被チャック孔に嵌合する。反駆動側チャック手段４を支持する反駆動側スピンドル３は、強力なコイルばね１５を圧縮してスライドする。従って、円筒体Ｗをチャックする駆動側チャック手段２と反駆動側チャック手段４のチャック力は、コイルばね１５の付勢力である。コイルばね１５の付勢力が小さいと、研磨時にビビリが容易に発生するので、強力なコイルばね１５が必要である、
なお、コイルばね１５の付勢を利用しない場合は、高出力のトルクモータを使用するか、モータを廃して高出力にシリンダ装置を採用する。
【００１０】
駆動側ブラケット７と反駆動側ブラケット１３をフレーム８の後面部の上方部位よりＬ字形に張り出して、駆動側スピンドル１と反駆動側スピンドル３を軸支する構造としたのは、反駆動側ブラケット１３を円筒体Ｗの面長方向に移動・案内する機構を、潤滑剤や洗浄水が垂れない配置にするとともに、図示しない産業用ロボットにより上方から円筒体Ｗのハンドリングができるようにするためである。
【００１１】
駆動側チャック手段２と反駆動側チャック手段４により水平にチャックされる円筒体Ｗの両側には四つの研磨ヘッド装置１９、２０、２１、２２を備えていて、いずれか一つ乃至四つ研磨ヘッド装置は、円筒体Ｗに対し種々のバリエーションで研磨することができる。
【００１２】
四つの研磨ヘッド装置１９、２０、２１、２２は、オートツールチャック機能を有する構造（詳細はマシニングセンタ等で公知なので図示しない）の研磨回転軸１９ａ、２０ａ、２１ａ、又は２２ａに軸部を固定チャックされた研磨砥石１９ｂ、２０ｂ、２１ｂ、又は２２ｂを備え、かつ、研磨回転軸１９ａ、２０ａ、２１ａ、又は２２ａが砥石回転用モータ１９ｃ、２０ｃ、２１ｃ、又は２２ｃにより回転されるようになっている。研磨砥石１９ｂと２０ｂが端面を円筒物Ｗに向けて一軸線上に対向し、また研磨砥石２１ｂと２２ｂが端面を円筒物Ｗに向けて一軸線上に対向している。
【００１３】
四つの研磨ヘッド装置１９、２０、２１、２２の装置本体は、Ｙテーブル装置２３、２４、２５、又は２６のＹテーブル２３ａ、２４ａ、２５ａ、又は２６ａにリニアガイド２７、２７とリニアブロック２８、２８を介して載置されているとともに、Ｘテーブル３１ａに設けた各別のＹテーブル用モータ（サーボモータ）２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、又は２６ｂを駆動源としてＹテーブル移動用ボールネジ２９とＹテーブル移動用ボールナット３０を介して円筒体Ｗに対する接近・離隔移動に関して個別移動自在である。
Ｙテーブル移動用モータ２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、又は２６ｂはＹテーブル移動用ボールネジ２９を回転し、Ｙテーブル移動用ボールネジ２９に螺合するＹテーブル移動用ボールナット３０はＹテーブルに対して回転不能にかつ防震ゴム３１を介してＹテーブルに弾持されている。
Ｙテーブル移動用モータ２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、又は２６ｂは、対応する研磨砥石が円筒体Ｗに近接するまでは一定回転数を前記Ｙテーブル移動用ボールネジに与えてＹテーブル２３ａ、２４ａ、２５ａ、又は２６ａを早送りし、対応する研磨砥石が円筒体Ｗに近接した後は引続き同方向に遅速回転して研磨砥石を円筒体Ｗに当接して常に一定トルクをＹテーブル移動用ボールネジ２９に与えることにより、研磨砥石を円筒体Ｗに一定圧力で押圧するようになっている。
円筒体Ｗは、真円ではなく振れ回り回転する。このため、一側における円筒面の迫り出しと後退の寸法は、被製版ロールにあっては最大で約６０μｍとなる。これに対応してＹテーブル２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａは、微小寸法で往復動して追随する必要があるとともに、研磨砥石を円筒体Ｗに一定圧力で押圧する必要がある。防震ゴム３１は、Ｙテーブル２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａの微小寸法の追随往復動を可能にしているとともに、円筒体Ｗの振れ回り回転によって生起する押圧反力の変動を緩和してＹテーブル移動用ボールネジ２９にトルク反力の変動となる伝達を遮断する役目を果たしている。もって、Ｙテーブル移動用モータ２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂは、安定した一定トルクを出力するようになっている。
【００１４】
Ｘテーブル装置３２は、Ｘテーブル３２ａがリニアガイド３２ｂとリニアブロック３２ｃ並びにリニアガイド３２ｄとリニアブロック３２ｅを介して基台３２ｆに載置されているとともに、フレーム８に設けたＸテーブル用モータ（サーボモータ）３２ｇを駆動源としてボールネジ３２ｈとボールナットランナ３２ｉを介して円筒体Ｗの面長方向に沿って移動自在である。
Ｘテーブル３２ａは、円筒体Ｗの面長方向に最大長さの円筒体Ｗの両端よりも外方へ移動自在である。
【００１５】
従って、四つの研磨ヘッド装置１９、２０、２１、２２は、円筒体Ｗに対する接近・離隔移動に関して、対応するＹテーブルの移動に伴い個別に移動するとともに、円筒体Ｗの面長方向の移動に関して、Ｘテーブル３２ａの移動に伴い、一体的に移動するようになっている。
【００１６】
Ｙテーブル装置２３、２４、２５、２６とＸテーブル装置３２は、円筒体Ｗよりも下方にあるので、Ｙテーブル装置２３、２４、２５、２６の直動・案内構造部分をカバー３３、３４で覆い、またＸテーブル装置３２の直動・案内構造部分をカバー３５で覆っていて、潤滑剤や洗浄水の流入を防止するようになっている。
【００１７】
扉３６は、ケーシング３７の正面側の側面から上面にわたる円筒体出し入れ用開口を遮蔽し、円筒体出し入れ時には水平移動して開放するように設けられている。扉３６の天井部には、下向きの噴射ノズルを小寸法ピッチ毎に有する三本の給液管３８、３９、４０が扉３６と一体的に移動可能に設けられ、研磨時は、給液管３８、４０の噴射ノズルより研磨用潤滑液（中水）を円筒体Ｗの全長両側面に噴射するようになっており、また、研磨修了後は、給液管３９の噴射ノズルより洗浄水（水道水）を円筒体Ｗの全長上面側に噴射するようになっている。
【００１８】
制御装置４１には、研磨しようとする円筒体Ｗの一端から他端まで一定ピッチ毎に計測した直径値、ロール長さ、被チャック孔の孔径等がデータ入力されるようになっていて、該データに基づいて、チャック用モータ１６とＹテーブル用モータ２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂとＸテーブル用モータ３２ｇが 制御駆動される。
また、制御装置４１には、Ｙテーブル用モータ２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂの原点位置に対応する未使用の研磨砥石の端面位置が初期データとして入力されているとともに、研磨修了時のＹテーブル用モータ２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂの原点位置からの回転角度をメモリにストアしてデータ入力されている円筒体Ｗの直径値と実行研磨代とから、毎回の研磨後のＹテーブル用モータ２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂの原点位置に対応する研磨砥石の端面位置を記憶しておいて、次の研磨に利用するようになっている。
さらに、制御装置４１には、例えば、データ入力されている各直径値の最小直径値に対する差を研磨代として３２０番の研磨砥石１９ａによりランダムな研磨を行って円筒体Ｗの一端から他端までを最小直径値とし、次いで、３２０番の研磨砥石１９ａ、２０ａにより円筒体Ｗの一端から他端までダブル研磨することにより研磨代の大きい落版を行い、次いで、３２０番の研磨砥石１９ａ、２０ａの駆動源のモータの電源をオフにして円筒体Ｗの一端から他端まで連れ回り研磨して５００番〜６００番の研磨砥石による中仕上げ研磨粗さ相当の研磨を実現し、次いで、８００番の研磨砥石２１ａにより円筒体Ｗの一端から他端まで中仕上げ研磨を行い、次いで、研磨砥石２１ａの駆動源のモータの電源をオフにして連れ回り研磨して１５００番〜１６００番の研磨砥石による中仕上げ研磨相当の研磨を実現し、次いで、６０００番のＰＶＡ製の研磨砥石２２ａにより円筒体Ｗの一端から他端まで上仕上げ研磨を行い、次いで、研磨砥石２２ａの駆動源のモータの電源をオフにして連れ回り研磨して鏡面研磨を実現するソフトが選択的に格納されている。
【００１９】
制御回路４１は、研磨砥石１９ａによりランダムな研磨を行って円筒体Ｗの一端から他端までを最小直径値とするために、最小の直径値データと、これよりも大きい直径値データとの差値を円筒体の研磨代として、該研磨代部分に対応して研磨砥石が所要の往復移動研磨を行うように、Ｘテーブル３２ａを円筒体Ｗの面長方向に移動自在とするＸテーブル移動用モータ３２ｇを正逆回転制御するように構成されている。
すなわち、制御回路４１による直接の制御対象はＸテーブル移動用モータ３２ｇであり正逆回転制御することにあるが、究極の制御対象は研磨砥石１９ａであり、前記研磨代部分に対応して研磨砥石１９ａにより所要の往復移動研磨を行うことにある。従って、制御回路４１による研磨砥石１９ａの往復移動制御の具体例を、図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
図４（ａ）は、駆動側チャック手段２と反駆動側チャック手段４で両端チャックされ回転される円筒体Ｗを研磨砥石１９ａにより研磨する所を示すもので、図中の直径値は、円筒体Ｗの一定ピッチ毎に各区間の計測直径値を補正した研磨前直径値を示す。
図４（ａ）は、円筒体Ｗの一端から１０ｍｍ離れた位置の直径を計測し、次いで３０ｍｍピッチで直径を計測し、最後の計測箇所から円筒体Ｗの他端まで１０ｍｍ離れている所を示す。直径計測は、小数点第三位まで計測して小数点第三位を四捨五入した。
研磨砥石１９ａは、円筒体Ｗに密着し研磨圧力を一定に保って一方向へ移動するときの一回の研磨寸法が２．５ミクロンとなるように、研磨圧力が調整されて研磨を行えるようになっており、研磨砥石１９ａが一往復研磨すると円筒体Ｗは直径が１０ミクロン小さくなるように研磨される。
従って、各区間の研磨前直径値の最小位は、小数点第二位であるので研磨砥石の一回の研磨寸法が２．５ミクロンであるから該一回の研磨寸法の四倍となるように値に補正されている。
図４（ｂ）は、円筒体の各区間の研磨前直径値をブロック積みの棒グラフで示しかつブロックを取り除く順序を矢印と番号で示すことにより研磨砥石１９ａの移動順序によって説明するものである。図中、左の数値は直径値であり、一目盛りは５ミクロンである。従って、一つのブロックの高さは５ミクロンある。研磨砥石の一回の研磨寸法が２．５ミクロンであるので、研磨砥石１９ａを一往復することにより一つのブロックを取り除くことができる。
以下に、ブロックを取り除く順序の説明を通して、直径が最終的に均一になることを概念的に説明する。
ブロックが積まれたものであるならば、下段のブロックを取り除くとその上に積まれているブロックは一段下がる。実際の研磨は内部から先に行うことはできない。しかし、ある区間の研磨を最上段のブロックに対する研磨ではなく下段のブロックに対する研磨に相当するものと概念的に決めて直径を小さく研磨していく考えることができる。
しかして、研磨砥石１９ａを円筒体Ｗに密着し一回の研磨寸法が２．５ミクロンとなるように研磨圧力を一定に保って図４（ｂ）中の矢印に付けた符号１から符号１８に示す順序で往復移動を繰り返しつつ研磨することにより、一往復研磨したブロックを取り除いていくと、円筒体全長を研磨前最小直径値よりも一往復研磨した小さい均一径に研磨することができる。
研磨砥石１９ａの往復移動の順序を示す、図４（ｂ）中の１から１８の番号の付け方は以下の規則に従っている。研磨前最小直径値よりも大きな研磨代部分に相当するブロックは、図４（ｂ）中の矢印に付けた符号１、２、４、６、８、１０、１２、１４、１６の順序で往復研磨を完了した順に取り除く。
従って、ブロックが研磨前直径値に比例して積まれているので、各区間の研磨前最小直径値よりも大きな研磨代部分に相当するブロックは、積まれているブロックの数だけ研磨移動を往復したときに全部取り除くことができる。
図４（ｂ）中の例えば符号１の往復研磨を行うことで概念的に同じ段のブロックの取り除くことは、各区間の研磨代部分が連続して存在するときはその連続する区間を往復研磨することを意味している。また、図４（ｂ）中の例えば符号２の往復研磨を行って概念的に同じ段のブロックの取り除くように連続する区間を往復研磨すると、符号４の往復区間のブロックと符号６の往復区間のブロックとに別れる。そこで、研磨砥石は、符号３の矢印区間のブロックの符号３の方向に研磨して符号４の往復研磨を行って符号４の矢印区間のブロックを取り除き、次いで、符号５の矢印区間のブロックの符号５の方向に研磨して符号６の往復研磨を行って符号６の矢印区間のブロックを取り除くようにして、研磨砥石の研磨圧力を零にしたりさらに研磨砥石を円筒体から離したりしない。
すなわち、往復研磨を少なくとも一回行ってなお存在する研磨代部分が離れるときは、既に研磨前最小直径値に研磨した区間を円筒体の一端から他端に向かって研磨移動する。さらに、図４（ｂ）中の符号１６の往復研磨を行うと、研磨前最小直径値よりも大きな研磨代部分がなくなるまで研磨したことになるので、引き続いて、符号１７の方向に既に研磨前最小直径値に研磨した区間を研磨する。
もって、円筒体の全長を研磨前最小直径値よりも一方向に一回研磨した小さい均一径となるように断続して研磨したことになる。
そこで、最後に、円筒体の他端から一端に向かって図４（ｂ）中の符号１８の復動研磨を行う。これによって、円筒体の全長を研磨前最小直径値よりも一往復研磨した小さい均一径となるように研磨したことになる。
実際の研磨は内部から先に行うことは不可能であるが、上記のブロックを取り除く順序で説明するように砥石研磨の移動を行うと、円筒体の直径が小さくなる状態があり、あたかも下段のブロックを取り除くと上段のブロックが一段落ち、かつブロックが取り除かれる順 番に対応するように概念的に把握することができ、結果として、必要最小限の砥石研磨の移動により、円筒体の全長を研磨前最小直径値よりも一往復研磨した小さい均一径となるように精密研磨することができる。
なお、図４（ｂ）中の符号１８の研磨を行うことは、必要ではない。その理由は、符号１７の研磨を終了した時点で均一径となるからである。
要するに、制御回路４１による研磨砥石１９ａの往復移動制御は、円筒体Ｗの一端から他端まで一定ピッチ毎に計測した各区間の計測直径値の最小位について、研磨砥石１９ａを円筒体Ｗに密着し研磨圧力を一定に保って一方向へ移動するときの一回研磨寸法の四倍となるように近似する値に補正した各区間の研磨前直径値とし、研磨砥石を円筒体に密着し研磨圧力を一定に保って往復移動を繰り返しつつ研磨することにより、研磨前最小直径値よりも全長を一回研磨した小さい均一径に研磨するものであって、
研磨前最小直径値よりも大きな研磨代部分は、研磨前直径値に比例した往復回数だけ研磨し、その際各区間の研磨代部分が連続して存在するときはその連続する区間を往復研磨し、該往復研磨を少なくとも一回行ってなお存在する研磨代部分が離れるときは、既に研磨前最小直径値に研磨した区間を重複しないように研磨移動して研磨代部分に到達させて該研磨代部分を往復研磨し、研磨前最小直径値よりも大きな研磨代部分がなくなるまで研磨したら、円筒体の他端まで既に研磨前最 小直径値に研磨した残りの区間を研磨移動するものである。
【００２０】
本願発明は、上記の実施の態様に限定されるものではない。
円筒体Ｗが軸付タイプの被製版ロールであるときは、駆動側チャック手段２と反駆動側チャック手段４は、円筒状でありロール軸に被嵌チャックするように構成される。
Ｘテーブル装置は、チャックされる円筒体Ｗの両側に別れて独立に、及び同調して作動しうるように二つ有り、円筒体Ｗの面長方向の移動に関して、Ｙテーブル装置２３と２５を、又、Ｙテーブル装置２４と２６をそれぞれ一体的に移動するように構成してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
本願発明の円筒体の砥石研磨装置によれば、
（１）駆動側チャック手段を支持する反駆動側ブラケットと、反駆動側チャック手段を支持する反駆動側ブラケットと、反駆動側ブラケットを円筒体の面長方向に移動する直動案内機構をフレームの後面部の上方より設けたことにより、反駆動側ブラケットの直動案内機構に潤滑剤や洗浄水が垂れなくなるとともに、チャックされる円筒体の下側の大きな空間をテーブル設置用空間として確保できて、Ｘ−Ｙ方向に移動自在なテーブル装置を円筒体のチャック手段やチャック手段を支持するブラケットと干渉しないように装備することができ、また、ハンドリング空間をチャックする円筒体の上方に確保でき、円筒体の両側に一対又は二対の研磨砥石を対向させて方式が実現できる。
（２）対向する一対又は二対の研磨砥石により円筒体を挟んでダブル研磨できるので、研磨圧力を大きくして研磨代を大きく取って研磨しても、両側の研磨圧力が相殺するので、ビビリが生じることない短時間研磨が実現できる。従って、被製版ロール（使用済みの印刷ロール）を脱クロムメッキ処理した後の落版研磨にように円筒体の研磨代が大きい場合に好適であり、落版研磨時間の大幅な短縮化が繋がる。
（３）チャックされる円筒体の上方に、円筒体のハンドリング空間を確保できる。
（４）円筒体を研磨ヘッドを最大長さの円筒体の両端よりも面長方向外方にスライドする範囲と、最小長から最大長さまでの任意の長さの円筒体を両端チャックして回転するチャック回転手段のスライドする範囲とが重複しない構造であり、装置を構成している可動部材同士の干渉を回避した構造を実現して、ダブル研磨、ダブル・ダブル研磨が実現できる。
（５）四つの研磨ヘッド装置を備えたときは、研磨ソフトを搭載することにより、円筒体に対し種々のバリエーションで研磨することができる。例えば、四つの研磨ヘッド装置が順に選択され、粗仕上げ研磨−中仕上げ研磨−上仕上げ研磨−鏡面研磨を行ったり、二つの研磨ヘッド装置を同時に作動してダブル粗仕上げ研磨、又はダブル鏡面研磨を行ったり、粗仕上げ研磨と砥石を駆動しない連れ回り研磨を行うことができる。
（６）第二の発明にあっては、最小の直径値データと、これよりも大きい直径値データとの差値を円筒体の研磨代として、該研磨代部分に対応して研磨砥石がランダムな所要の往復移動研磨を行って円筒体の一端から他端までを最小直径値とすることができるので、円筒体の一端から他端まで高精密に均一な直径に研磨でき、研磨代を必要最小限に抑えることができ、短時間研磨が実現でき、被製版ロールの円筒研磨にあっては膜厚が小さい銅メッキで済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願第一発明及び本願第二発明に共通する実施の形態にかかる円筒体の砥石研磨装置の平面図。
【図２】図１におけるII−II矢視図。
【図３】図１における III−III 矢視図。
【図４】本願発明の実施の態様にかかる円筒体の砥石研磨方法を説明するための図である。（ａ）は、円筒体を研磨砥石で研磨するに際して、円筒体の一定ピッチ毎の研磨前直径値を示す。（ｂ）は、円筒体の各区間の研磨前直径値をブロック積みの棒グラフで示しかつブロックを取り除く順序を矢印と番号で示すことにより研磨砥石の移動を説明するための図である。
【符号の説明】
１ ・・・駆動側スピンドル
２ ・・・駆動側チャック手段
３ ・・・反駆動側スピンドル
４ ・・・反駆動側チャック手段
５、６ ・・・キャップ
Ｗ ・・・円筒体
７ ・・・駆動側ブラケット
８ ・・・フレーム
９ ・・・円筒体回転用モータ
１０、１２ ・・・タイミング歯車
１１ ・・・タイミングベルト
１３ ・・・反駆動側ブラケット
１４ ・・・反駆動側ブラケット用ガイド
１５ ・・・コイルばね
１６ ・・・チャック用モータ
１７ ・・・ボールネジ
１８ ・・・ボールナット
１９、２０、２１、２２ ・・・研磨ヘッド装置
１９ａ、２０ａ、２１ａ、２２ａ ・・・研磨回転軸
１９ｂ、２０ｂ、２１ｂ、２２ｂ ・・・研磨砥石
１９ｃ、２０ｃ、２１ｃ、２２ｃ ・・・砥石回転用モータ
２３、２４、２５、２６ ・・・Ｙテーブル装置
２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ ・・・Ｙテーブル
２７ ・・・リニアガイド
２８ ・・・リニアブロック
２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂ ・・・Ｙテーブル用モータ
２９ ・・・Ｙテーブル移動用ボールネジ
３０ ・・・Ｙテーブル移動用ボールナット
３１ ・・・防震ゴム
３２ ・・・Ｘテーブル装置
３２ａ ・・・Ｘテーブル
３２ｂ ・・・リニアガイド
３２ｃ ・・・リニアブロック
３２ｄ ・・・リニアガイド
３２ｅ ・・・リニアブロック
３２ｆ ・・・基台
３２ｇ ・・・Ｘテーブル用モータ
３２ｈ ・・・ボールネジ
３２ｉ ・・・ボールナットランナ
３３、３４、３５ ・・・カバー
３６ ・・・扉
３７ ・・・ケーシング
３８、３９、４０ ・・・給液管
４１ ・・・制御回路
【発明の属する技術分野】
本願発明は、対向する一対又は二対の研磨ヘッドを有して円筒体に対して両側より研磨できることにより研磨代が大きい研磨をビビリが生じることなく実現でき、また円筒体をチャックする一方の反駆動側チャック手段を支持する反駆動側ブラケットを円筒体の面長方向に移動・案内する機構が、潤滑剤や洗浄水が垂れない配置であるとともに、上方から円筒体のハンドリングができ、また円筒体の研磨代を必要最小限に抑えて研磨することができて円筒体の一端から他端まで高精密に均一な直径に研磨できる円筒体の砥石研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、研磨ヘッドを複数有している円筒体の砥石研磨装置は、
人手により研磨作業を行うことが前提であったので、円筒体回転手段によりチャックされる円筒体の一側に研磨ヘッドが二つ又は三つ並んでいるタイプであった。
また、上記従来の円筒体の砥石研磨装置は、反駆動側チャック手段が両端チャックされる円筒体の下方に、二条のガイドレールが敷設されガイドレール間にモータにより回転されるボールネジがあり、二条のガイドレールに係合案内される四つのリニアブロックに固定された可動テーブルにボールネジと螺合するボールナットが固定され、これらを長尺なカバーが覆い、カバーの上側に位置し反駆動側チャック手段を支持する可動ブラケットの下部両端がカバーの幅方向両端の下側の隙間を介して可動テーブルに固定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の円筒体の砥石研磨装置は、円筒体の固有振動数と研磨圧力が合致するとビビリが生じる不具合がある。このビビリを解消する方法を種々試したところ、５０Ｋｇ位の押圧力を反研磨側より円筒体の長さ中央に加えてやると円筒体の固有振動数に共鳴しないことが分かった。
また上記従来の円筒体の砥石研磨装置は、潤滑剤や洗浄水がカバーの幅方向両端の下側の隙間を介して侵入しカバーで覆われたガイドレールやボールネジに大量に付着し研磨によって生じる粉塵が大量に堆積し、ガイドレールやボールネジ等を早期に錆させる欠点があった。
また、円筒体が印刷ロールである場合、印刷ロールの中程の直径が両端部の直径よりも大きいか小さいと、印刷が行われないので、印刷ロールは極めて高い円筒精度が要求される。また、圧延ロールでも更に高い円筒精度が要求される。
しかるに、砥石研磨装置で円筒体の円筒研磨を行うと、研磨砥石の表面が漸次に崩壊していくので、その分について補正をかけて円筒研磨を行うことで円筒精度を出すようになっている。
しかし、円筒研磨する前の円筒体の円筒精度が低い場合、上記従来の補正をかけた円筒研磨を行っても円筒精度が高くなるとは限らない。高い円筒精度を有する砥石研磨装置で補正をかけて大きな研磨代をとって一回で円筒体の一端から他端まで円筒研磨すると、円筒研磨する前の円筒体の円筒精度がそのまま反映した円筒研磨精度しか得られない。円筒研磨する前の円筒体の円筒精度が低くても、高い円筒精度を得るには、極めて高い円筒精度を有する砥石研磨装置を使用しかつ研磨砥石の表面が漸次に崩壊していく分について補正をかけて極めて微小な研磨代となるように円筒研磨を行うことを何回も反復して円筒体の中程と両端部の直径の差を解消していく必要があった。そして、円筒研磨後は円筒体を取外し測定器に載置して円筒精度を測定する必要があり、もしも、円筒精度が出ていないときは、円筒体を再び精密円筒研磨して再び円筒精度を測定することを反復していたので、大変煩雑であるとともに時間がかかっていた。また、円筒研磨を反復すると、円筒体の直径が小さくなり過ぎる惧れがあった。
【０００４】
本願発明は、上述した点に鑑み案出したもので、対向する一対又は二対の研磨ヘッドを有して円筒体に対して両側より研磨できることにより研磨代が大きい研磨をビビリが生じることなく実現でき、また円筒体をチャックする一方の反駆動側チャック手段を支持する反駆動側ブラケットを円筒体の面長方向に移動・案内する機構が、潤滑剤や洗浄水が垂れない配置であるとともに、上方から円筒体のハンドリングができ、また円筒体の研磨代を必要最小限に抑えて研磨することができて円筒体の一端から他端まで高精密に均一な直径に研磨できる円筒体の砥石研磨装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願第一の発明は、駆動側スピンドルの対向端に設けられ水平に位置させる円筒体の一端をチャックする駆動側チャック手段と、反駆動側スピンドルの対向端に設けられ前記円筒体の他端をチャックする反駆動側チャック手段と、フレームの後面部の上方部位より前記駆動側スピンドルの方向に張り出していて前記駆動側スピンドルを軸支する駆動側ブラケットと、フレームの後面部の上方部位または前記駆動側ブラケットに取りつけられ前記駆動側スピンドルを回転駆動する円筒体回転用モータと、フレームの後面部の円筒体よりも上方部位において前記円筒体に沿って直動案内手段に係合案内され前記反駆動側スピンドルの方向に張り出していて前記反駆動側スピンドルを軸支する反駆動側ブラケットと、前記円筒体の下側において円筒体の面長方向に移動自在な単一又は二つのＸテーブル上に設けられた円筒体の水平直径方向に移動自在な一対又は二対のＹテーブルに設けられ、研磨砥石を砥石回転用モータにより回転し研磨砥石の端面を一定の押圧力で円筒体に押圧して研磨しうる一対又は二対の研磨ヘッド装置とからなり、前記二つのＸテーブルを前記円筒体の面長方向に対して両側に設けかつ前記一対又は二対のＹテーブルを前記円筒体の面長方向に対して両側に設けることを特徴とする円筒体の砥石研磨装置を提供するものである。
【０００６】
本願第二の発明は、本願第一の発明において、駆動側スピンドルの対向端に設けられ水平に位置させる円筒体の一端をチャックする駆動側チャック手段と、反駆動側スピンドルの対向端に設けられ前記円筒体の他端をチャックする反駆動側チャック手段と、フレームの後面部の上方部位より前記駆動側スピンドルの方向に張り出していて前記駆動側スピンドルを軸支する駆動側ブラケットと、フレームの後面部の上方部位または前記駆動側ブラケットに取りつけられ前記駆動側スピンドルを回転駆動する円筒体回転用モータと、フレームの後面部の円筒体よりも上方部位において前記円筒体に沿って直動案内手段に係合案内され前記反駆動側スピンドルの方向に張り出していて前記反駆動側スピンドルを軸支する反駆動側ブラケットと、前記円筒体の下側において円筒体の面長方向に移動自在な単一又は二つのＸテーブル上に設けられた円筒体の水平直径方向に移動自在な一対又は二対のＹテーブルに設けられ、研磨砥石を砥石回転用モータにより回転し研磨砥石の端面を一定の押圧力で円筒体に押圧して研磨しうる一対又は二対の研磨ヘッド装置とからなり、制御回路に入力される、研磨しようとする円筒体の一端から他端まで細かい一定ピッチで直径値を予め測定した直径値データに対応して、該制御回路が、最小の直径値データと、これよりも大きい直径値データとの差値を円筒体の研磨代として、該研磨代部分に対応して研磨砥石が所要の往復移動を行うように、前記Ｘテーブルを円筒体の面長方向に移動自在とするＸテーブル移動用モータを正逆回転制御するように構成されていることを特徴とする円筒体の砥石研磨装置を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施の形態に係る円筒体の砥石研磨装置を説明する。
この実施の形態の円筒体の砥石研磨装置は、
図１ないし図３に示すように、駆動側スピンドル１の対向端に設けられた截頭円錐形の駆動側チャック手段２と反駆動側スピンドル３の対向端に設けられた截頭円錐形の反駆動側チャック手段４とで円筒体Ｗの両端の円錐形の被チャック孔をチャックするようになっている。駆動側スピンドル１及び反駆動側スピンドル３の外側にはキャップ５又は６を備えていて、円筒体Ｗのチャックが行われると、圧力流体によってチャック方向にストロークされ円筒体Ｗの端面に当接して駆動側スピンドル１又は反駆動側スピンドル３を一体回転可能に密閉し、もって、研磨の塵埃、研磨剤、洗浄水の侵入を防止するようになっている。
【０００８】
駆動側ブラケット７は、「Ｌ」字を９０度右回転した様に水平に張り出してから垂下するＬ字ブラケットであり、基端をフレーム８の後面部の駆動側スピンドル１に対応する上方部位に固定され、張り出し側下部にて駆動側スピンドル１を軸支している。円筒体回転用モータ９は、フレーム８の上方部（又は駆動側ブラケット７）に取りつけられていて、タイミング歯車１０、タイミングベルト１１、タイミング歯車１２を介して駆動側スピンドル１を回転駆動する。
【０００９】
反駆動側ブラケット１３は、駆動側ブラケット７と同様のＬ字ブラケットであり、基端をフレーム８の後面部の円筒体Ｗに対応する上方部位に設けられた反駆動側ブラケット用ガイド１４、１４に係合案内されていて、反駆動側スピンドル３を一定ストローク移動自在に軸支している。反駆動側スピンドル３は、強力なコイルばね１５によりチャック方向に寄った位置に付勢移動されている。チャック用モータ１６はサーボモータが使用されボールネジ１７を回転するように連結され、該ボールネジ１７に螺合するボールナット１８は反駆動側ブラケット１３に固定されている。
円筒体Ｗのチャックは、図示しない産業用ロボットにより円筒体Ｗを水平に支持し一方の被チャック孔を駆動側チャック手段２に嵌合してから、チャック用モータ１６を予めデータ入力された円筒体Ｗの長さに対応する回転数だけ回転し、図示しないブレーキ装置により回転不能にロックされる。すると、反駆動側ブラケット１３がボールネジ１７とボールナット１８の螺合によりチャック方向に移動し、反駆動側チャック手段４が円筒体Ｗの他方の被チャック孔に嵌合する。反駆動側チャック手段４を支持する反駆動側スピンドル３は、強力なコイルばね１５を圧縮してスライドする。従って、円筒体Ｗをチャックする駆動側チャック手段２と反駆動側チャック手段４のチャック力は、コイルばね１５の付勢力である。コイルばね１５の付勢力が小さいと、研磨時にビビリが容易に発生するので、強力なコイルばね１５が必要である、
なお、コイルばね１５の付勢を利用しない場合は、高出力のトルクモータを使用するか、モータを廃して高出力にシリンダ装置を採用する。
【００１０】
駆動側ブラケット７と反駆動側ブラケット１３をフレーム８の後面部の上方部位よりＬ字形に張り出して、駆動側スピンドル１と反駆動側スピンドル３を軸支する構造としたのは、反駆動側ブラケット１３を円筒体Ｗの面長方向に移動・案内する機構を、潤滑剤や洗浄水が垂れない配置にするとともに、図示しない産業用ロボットにより上方から円筒体Ｗのハンドリングができるようにするためである。
【００１１】
駆動側チャック手段２と反駆動側チャック手段４により水平にチャックされる円筒体Ｗの両側には四つの研磨ヘッド装置１９、２０、２１、２２を備えていて、いずれか一つ乃至四つ研磨ヘッド装置は、円筒体Ｗに対し種々のバリエーションで研磨することができる。
【００１２】
四つの研磨ヘッド装置１９、２０、２１、２２は、オートツールチャック機能を有する構造（詳細はマシニングセンタ等で公知なので図示しない）の研磨回転軸１９ａ、２０ａ、２１ａ、又は２２ａに軸部を固定チャックされた研磨砥石１９ｂ、２０ｂ、２１ｂ、又は２２ｂを備え、かつ、研磨回転軸１９ａ、２０ａ、２１ａ、又は２２ａが砥石回転用モータ１９ｃ、２０ｃ、２１ｃ、又は２２ｃにより回転されるようになっている。研磨砥石１９ｂと２０ｂが端面を円筒物Ｗに向けて一軸線上に対向し、また研磨砥石２１ｂと２２ｂが端面を円筒物Ｗに向けて一軸線上に対向している。
【００１３】
四つの研磨ヘッド装置１９、２０、２１、２２の装置本体は、Ｙテーブル装置２３、２４、２５、又は２６のＹテーブル２３ａ、２４ａ、２５ａ、又は２６ａにリニアガイド２７、２７とリニアブロック２８、２８を介して載置されているとともに、Ｘテーブル３１ａに設けた各別のＹテーブル用モータ（サーボモータ）２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、又は２６ｂを駆動源としてＹテーブル移動用ボールネジ２９とＹテーブル移動用ボールナット３０を介して円筒体Ｗに対する接近・離隔移動に関して個別移動自在である。
Ｙテーブル移動用モータ２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、又は２６ｂはＹテーブル移動用ボールネジ２９を回転し、Ｙテーブル移動用ボールネジ２９に螺合するＹテーブル移動用ボールナット３０はＹテーブルに対して回転不能にかつ防震ゴム３１を介してＹテーブルに弾持されている。
Ｙテーブル移動用モータ２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、又は２６ｂは、対応する研磨砥石が円筒体Ｗに近接するまでは一定回転数を前記Ｙテーブル移動用ボールネジに与えてＹテーブル２３ａ、２４ａ、２５ａ、又は２６ａを早送りし、対応する研磨砥石が円筒体Ｗに近接した後は引続き同方向に遅速回転して研磨砥石を円筒体Ｗに当接して常に一定トルクをＹテーブル移動用ボールネジ２９に与えることにより、研磨砥石を円筒体Ｗに一定圧力で押圧するようになっている。
円筒体Ｗは、真円ではなく振れ回り回転する。このため、一側における円筒面の迫り出しと後退の寸法は、被製版ロールにあっては最大で約６０μｍとなる。これに対応してＹテーブル２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａは、微小寸法で往復動して追随する必要があるとともに、研磨砥石を円筒体Ｗに一定圧力で押圧する必要がある。防震ゴム３１は、Ｙテーブル２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａの微小寸法の追随往復動を可能にしているとともに、円筒体Ｗの振れ回り回転によって生起する押圧反力の変動を緩和してＹテーブル移動用ボールネジ２９にトルク反力の変動となる伝達を遮断する役目を果たしている。もって、Ｙテーブル移動用モータ２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂは、安定した一定トルクを出力するようになっている。
【００１４】
Ｘテーブル装置３２は、Ｘテーブル３２ａがリニアガイド３２ｂとリニアブロック３２ｃ並びにリニアガイド３２ｄとリニアブロック３２ｅを介して基台３２ｆに載置されているとともに、フレーム８に設けたＸテーブル用モータ（サーボモータ）３２ｇを駆動源としてボールネジ３２ｈとボールナットランナ３２ｉを介して円筒体Ｗの面長方向に沿って移動自在である。
Ｘテーブル３２ａは、円筒体Ｗの面長方向に最大長さの円筒体Ｗの両端よりも外方へ移動自在である。
【００１５】
従って、四つの研磨ヘッド装置１９、２０、２１、２２は、円筒体Ｗに対する接近・離隔移動に関して、対応するＹテーブルの移動に伴い個別に移動するとともに、円筒体Ｗの面長方向の移動に関して、Ｘテーブル３２ａの移動に伴い、一体的に移動するようになっている。
【００１６】
Ｙテーブル装置２３、２４、２５、２６とＸテーブル装置３２は、円筒体Ｗよりも下方にあるので、Ｙテーブル装置２３、２４、２５、２６の直動・案内構造部分をカバー３３、３４で覆い、またＸテーブル装置３２の直動・案内構造部分をカバー３５で覆っていて、潤滑剤や洗浄水の流入を防止するようになっている。
【００１７】
扉３６は、ケーシング３７の正面側の側面から上面にわたる円筒体出し入れ用開口を遮蔽し、円筒体出し入れ時には水平移動して開放するように設けられている。扉３６の天井部には、下向きの噴射ノズルを小寸法ピッチ毎に有する三本の給液管３８、３９、４０が扉３６と一体的に移動可能に設けられ、研磨時は、給液管３８、４０の噴射ノズルより研磨用潤滑液（中水）を円筒体Ｗの全長両側面に噴射するようになっており、また、研磨修了後は、給液管３９の噴射ノズルより洗浄水（水道水）を円筒体Ｗの全長上面側に噴射するようになっている。
【００１８】
制御装置４１には、研磨しようとする円筒体Ｗの一端から他端まで一定ピッチ毎に計測した直径値、ロール長さ、被チャック孔の孔径等がデータ入力されるようになっていて、該データに基づいて、チャック用モータ１６とＹテーブル用モータ２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂとＸテーブル用モータ３２ｇが 制御駆動される。
また、制御装置４１には、Ｙテーブル用モータ２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂの原点位置に対応する未使用の研磨砥石の端面位置が初期データとして入力されているとともに、研磨修了時のＹテーブル用モータ２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂの原点位置からの回転角度をメモリにストアしてデータ入力されている円筒体Ｗの直径値と実行研磨代とから、毎回の研磨後のＹテーブル用モータ２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂの原点位置に対応する研磨砥石の端面位置を記憶しておいて、次の研磨に利用するようになっている。
さらに、制御装置４１には、例えば、データ入力されている各直径値の最小直径値に対する差を研磨代として３２０番の研磨砥石１９ａによりランダムな研磨を行って円筒体Ｗの一端から他端までを最小直径値とし、次いで、３２０番の研磨砥石１９ａ、２０ａにより円筒体Ｗの一端から他端までダブル研磨することにより研磨代の大きい落版を行い、次いで、３２０番の研磨砥石１９ａ、２０ａの駆動源のモータの電源をオフにして円筒体Ｗの一端から他端まで連れ回り研磨して５００番〜６００番の研磨砥石による中仕上げ研磨粗さ相当の研磨を実現し、次いで、８００番の研磨砥石２１ａにより円筒体Ｗの一端から他端まで中仕上げ研磨を行い、次いで、研磨砥石２１ａの駆動源のモータの電源をオフにして連れ回り研磨して１５００番〜１６００番の研磨砥石による中仕上げ研磨相当の研磨を実現し、次いで、６０００番のＰＶＡ製の研磨砥石２２ａにより円筒体Ｗの一端から他端まで上仕上げ研磨を行い、次いで、研磨砥石２２ａの駆動源のモータの電源をオフにして連れ回り研磨して鏡面研磨を実現するソフトが選択的に格納されている。
【００１９】
制御回路４１は、研磨砥石１９ａによりランダムな研磨を行って円筒体Ｗの一端から他端までを最小直径値とするために、最小の直径値データと、これよりも大きい直径値データとの差値を円筒体の研磨代として、該研磨代部分に対応して研磨砥石が所要の往復移動研磨を行うように、Ｘテーブル３２ａを円筒体Ｗの面長方向に移動自在とするＸテーブル移動用モータ３２ｇを正逆回転制御するように構成されている。
すなわち、制御回路４１による直接の制御対象はＸテーブル移動用モータ３２ｇであり正逆回転制御することにあるが、究極の制御対象は研磨砥石１９ａであり、前記研磨代部分に対応して研磨砥石１９ａにより所要の往復移動研磨を行うことにある。従って、制御回路４１による研磨砥石１９ａの往復移動制御の具体例を、図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
図４（ａ）は、駆動側チャック手段２と反駆動側チャック手段４で両端チャックされ回転される円筒体Ｗを研磨砥石１９ａにより研磨する所を示すもので、図中の直径値は、円筒体Ｗの一定ピッチ毎に各区間の計測直径値を補正した研磨前直径値を示す。
図４（ａ）は、円筒体Ｗの一端から１０ｍｍ離れた位置の直径を計測し、次いで３０ｍｍピッチで直径を計測し、最後の計測箇所から円筒体Ｗの他端まで１０ｍｍ離れている所を示す。直径計測は、小数点第三位まで計測して小数点第三位を四捨五入した。
研磨砥石１９ａは、円筒体Ｗに密着し研磨圧力を一定に保って一方向へ移動するときの一回の研磨寸法が２．５ミクロンとなるように、研磨圧力が調整されて研磨を行えるようになっており、研磨砥石１９ａが一往復研磨すると円筒体Ｗは直径が１０ミクロン小さくなるように研磨される。
従って、各区間の研磨前直径値の最小位は、小数点第二位であるので研磨砥石の一回の研磨寸法が２．５ミクロンであるから該一回の研磨寸法の四倍となるように値に補正されている。
図４（ｂ）は、円筒体の各区間の研磨前直径値をブロック積みの棒グラフで示しかつブロックを取り除く順序を矢印と番号で示すことにより研磨砥石１９ａの移動順序によって説明するものである。図中、左の数値は直径値であり、一目盛りは５ミクロンである。従って、一つのブロックの高さは５ミクロンある。研磨砥石の一回の研磨寸法が２．５ミクロンであるので、研磨砥石１９ａを一往復することにより一つのブロックを取り除くことができる。
以下に、ブロックを取り除く順序の説明を通して、直径が最終的に均一になることを概念的に説明する。
ブロックが積まれたものであるならば、下段のブロックを取り除くとその上に積まれているブロックは一段下がる。実際の研磨は内部から先に行うことはできない。しかし、ある区間の研磨を最上段のブロックに対する研磨ではなく下段のブロックに対する研磨に相当するものと概念的に決めて直径を小さく研磨していく考えることができる。
しかして、研磨砥石１９ａを円筒体Ｗに密着し一回の研磨寸法が２．５ミクロンとなるように研磨圧力を一定に保って図４（ｂ）中の矢印に付けた符号１から符号１８に示す順序で往復移動を繰り返しつつ研磨することにより、一往復研磨したブロックを取り除いていくと、円筒体全長を研磨前最小直径値よりも一往復研磨した小さい均一径に研磨することができる。
研磨砥石１９ａの往復移動の順序を示す、図４（ｂ）中の１から１８の番号の付け方は以下の規則に従っている。研磨前最小直径値よりも大きな研磨代部分に相当するブロックは、図４（ｂ）中の矢印に付けた符号１、２、４、６、８、１０、１２、１４、１６の順序で往復研磨を完了した順に取り除く。
従って、ブロックが研磨前直径値に比例して積まれているので、各区間の研磨前最小直径値よりも大きな研磨代部分に相当するブロックは、積まれているブロックの数だけ研磨移動を往復したときに全部取り除くことができる。
図４（ｂ）中の例えば符号１の往復研磨を行うことで概念的に同じ段のブロックの取り除くことは、各区間の研磨代部分が連続して存在するときはその連続する区間を往復研磨することを意味している。また、図４（ｂ）中の例えば符号２の往復研磨を行って概念的に同じ段のブロックの取り除くように連続する区間を往復研磨すると、符号４の往復区間のブロックと符号６の往復区間のブロックとに別れる。そこで、研磨砥石は、符号３の矢印区間のブロックの符号３の方向に研磨して符号４の往復研磨を行って符号４の矢印区間のブロックを取り除き、次いで、符号５の矢印区間のブロックの符号５の方向に研磨して符号６の往復研磨を行って符号６の矢印区間のブロックを取り除くようにして、研磨砥石の研磨圧力を零にしたりさらに研磨砥石を円筒体から離したりしない。
すなわち、往復研磨を少なくとも一回行ってなお存在する研磨代部分が離れるときは、既に研磨前最小直径値に研磨した区間を円筒体の一端から他端に向かって研磨移動する。さらに、図４（ｂ）中の符号１６の往復研磨を行うと、研磨前最小直径値よりも大きな研磨代部分がなくなるまで研磨したことになるので、引き続いて、符号１７の方向に既に研磨前最小直径値に研磨した区間を研磨する。
もって、円筒体の全長を研磨前最小直径値よりも一方向に一回研磨した小さい均一径となるように断続して研磨したことになる。
そこで、最後に、円筒体の他端から一端に向かって図４（ｂ）中の符号１８の復動研磨を行う。これによって、円筒体の全長を研磨前最小直径値よりも一往復研磨した小さい均一径となるように研磨したことになる。
実際の研磨は内部から先に行うことは不可能であるが、上記のブロックを取り除く順序で説明するように砥石研磨の移動を行うと、円筒体の直径が小さくなる状態があり、あたかも下段のブロックを取り除くと上段のブロックが一段落ち、かつブロックが取り除かれる順 番に対応するように概念的に把握することができ、結果として、必要最小限の砥石研磨の移動により、円筒体の全長を研磨前最小直径値よりも一往復研磨した小さい均一径となるように精密研磨することができる。
なお、図４（ｂ）中の符号１８の研磨を行うことは、必要ではない。その理由は、符号１７の研磨を終了した時点で均一径となるからである。
要するに、制御回路４１による研磨砥石１９ａの往復移動制御は、円筒体Ｗの一端から他端まで一定ピッチ毎に計測した各区間の計測直径値の最小位について、研磨砥石１９ａを円筒体Ｗに密着し研磨圧力を一定に保って一方向へ移動するときの一回研磨寸法の四倍となるように近似する値に補正した各区間の研磨前直径値とし、研磨砥石を円筒体に密着し研磨圧力を一定に保って往復移動を繰り返しつつ研磨することにより、研磨前最小直径値よりも全長を一回研磨した小さい均一径に研磨するものであって、
研磨前最小直径値よりも大きな研磨代部分は、研磨前直径値に比例した往復回数だけ研磨し、その際各区間の研磨代部分が連続して存在するときはその連続する区間を往復研磨し、該往復研磨を少なくとも一回行ってなお存在する研磨代部分が離れるときは、既に研磨前最小直径値に研磨した区間を重複しないように研磨移動して研磨代部分に到達させて該研磨代部分を往復研磨し、研磨前最小直径値よりも大きな研磨代部分がなくなるまで研磨したら、円筒体の他端まで既に研磨前最 小直径値に研磨した残りの区間を研磨移動するものである。
【００２０】
本願発明は、上記の実施の態様に限定されるものではない。
円筒体Ｗが軸付タイプの被製版ロールであるときは、駆動側チャック手段２と反駆動側チャック手段４は、円筒状でありロール軸に被嵌チャックするように構成される。
Ｘテーブル装置は、チャックされる円筒体Ｗの両側に別れて独立に、及び同調して作動しうるように二つ有り、円筒体Ｗの面長方向の移動に関して、Ｙテーブル装置２３と２５を、又、Ｙテーブル装置２４と２６をそれぞれ一体的に移動するように構成してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
本願発明の円筒体の砥石研磨装置によれば、
（１）駆動側チャック手段を支持する反駆動側ブラケットと、反駆動側チャック手段を支持する反駆動側ブラケットと、反駆動側ブラケットを円筒体の面長方向に移動する直動案内機構をフレームの後面部の上方より設けたことにより、反駆動側ブラケットの直動案内機構に潤滑剤や洗浄水が垂れなくなるとともに、チャックされる円筒体の下側の大きな空間をテーブル設置用空間として確保できて、Ｘ−Ｙ方向に移動自在なテーブル装置を円筒体のチャック手段やチャック手段を支持するブラケットと干渉しないように装備することができ、また、ハンドリング空間をチャックする円筒体の上方に確保でき、円筒体の両側に一対又は二対の研磨砥石を対向させて方式が実現できる。
（２）対向する一対又は二対の研磨砥石により円筒体を挟んでダブル研磨できるので、研磨圧力を大きくして研磨代を大きく取って研磨しても、両側の研磨圧力が相殺するので、ビビリが生じることない短時間研磨が実現できる。従って、被製版ロール（使用済みの印刷ロール）を脱クロムメッキ処理した後の落版研磨にように円筒体の研磨代が大きい場合に好適であり、落版研磨時間の大幅な短縮化が繋がる。
（３）チャックされる円筒体の上方に、円筒体のハンドリング空間を確保できる。
（４）円筒体を研磨ヘッドを最大長さの円筒体の両端よりも面長方向外方にスライドする範囲と、最小長から最大長さまでの任意の長さの円筒体を両端チャックして回転するチャック回転手段のスライドする範囲とが重複しない構造であり、装置を構成している可動部材同士の干渉を回避した構造を実現して、ダブル研磨、ダブル・ダブル研磨が実現できる。
（５）四つの研磨ヘッド装置を備えたときは、研磨ソフトを搭載することにより、円筒体に対し種々のバリエーションで研磨することができる。例えば、四つの研磨ヘッド装置が順に選択され、粗仕上げ研磨−中仕上げ研磨−上仕上げ研磨−鏡面研磨を行ったり、二つの研磨ヘッド装置を同時に作動してダブル粗仕上げ研磨、又はダブル鏡面研磨を行ったり、粗仕上げ研磨と砥石を駆動しない連れ回り研磨を行うことができる。
（６）第二の発明にあっては、最小の直径値データと、これよりも大きい直径値データとの差値を円筒体の研磨代として、該研磨代部分に対応して研磨砥石がランダムな所要の往復移動研磨を行って円筒体の一端から他端までを最小直径値とすることができるので、円筒体の一端から他端まで高精密に均一な直径に研磨でき、研磨代を必要最小限に抑えることができ、短時間研磨が実現でき、被製版ロールの円筒研磨にあっては膜厚が小さい銅メッキで済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願第一発明及び本願第二発明に共通する実施の形態にかかる円筒体の砥石研磨装置の平面図。
【図２】図１におけるII−II矢視図。
【図３】図１における III−III 矢視図。
【図４】本願発明の実施の態様にかかる円筒体の砥石研磨方法を説明するための図である。（ａ）は、円筒体を研磨砥石で研磨するに際して、円筒体の一定ピッチ毎の研磨前直径値を示す。（ｂ）は、円筒体の各区間の研磨前直径値をブロック積みの棒グラフで示しかつブロックを取り除く順序を矢印と番号で示すことにより研磨砥石の移動を説明するための図である。
【符号の説明】
１ ・・・駆動側スピンドル
２ ・・・駆動側チャック手段
３ ・・・反駆動側スピンドル
４ ・・・反駆動側チャック手段
５、６ ・・・キャップ
Ｗ ・・・円筒体
７ ・・・駆動側ブラケット
８ ・・・フレーム
９ ・・・円筒体回転用モータ
１０、１２ ・・・タイミング歯車
１１ ・・・タイミングベルト
１３ ・・・反駆動側ブラケット
１４ ・・・反駆動側ブラケット用ガイド
１５ ・・・コイルばね
１６ ・・・チャック用モータ
１７ ・・・ボールネジ
１８ ・・・ボールナット
１９、２０、２１、２２ ・・・研磨ヘッド装置
１９ａ、２０ａ、２１ａ、２２ａ ・・・研磨回転軸
１９ｂ、２０ｂ、２１ｂ、２２ｂ ・・・研磨砥石
１９ｃ、２０ｃ、２１ｃ、２２ｃ ・・・砥石回転用モータ
２３、２４、２５、２６ ・・・Ｙテーブル装置
２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ ・・・Ｙテーブル
２７ ・・・リニアガイド
２８ ・・・リニアブロック
２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂ ・・・Ｙテーブル用モータ
２９ ・・・Ｙテーブル移動用ボールネジ
３０ ・・・Ｙテーブル移動用ボールナット
３１ ・・・防震ゴム
３２ ・・・Ｘテーブル装置
３２ａ ・・・Ｘテーブル
３２ｂ ・・・リニアガイド
３２ｃ ・・・リニアブロック
３２ｄ ・・・リニアガイド
３２ｅ ・・・リニアブロック
３２ｆ ・・・基台
３２ｇ ・・・Ｘテーブル用モータ
３２ｈ ・・・ボールネジ
３２ｉ ・・・ボールナットランナ
３３、３４、３５ ・・・カバー
３６ ・・・扉
３７ ・・・ケーシング
３８、３９、４０ ・・・給液管
４１ ・・・制御回路
Claims (2)
- 駆動側スピンドルの対向端に設けられ水平に位置させる円筒体の一端をチャックする駆動側チャック手段と、反駆動側スピンドルの対向端に設けられ前記円筒体の他端をチャックする反駆動側チャック手段と、フレームの後面部の上方部位より前記駆動側スピンドルの方向に張り出していて前記駆動側スピンドルを軸支する駆動側ブラケットと、フレームの後面部の上方部位または前記駆動側ブラケットに取りつけられ前記駆動側スピンドルを回転駆動する円筒体回転用モータと、フレームの後面部の円筒体よりも上方部位において前記円筒体に沿って直動案内手段に係合案内され前記反駆動側スピンドルの方向に張り出していて前記反駆動側スピンドルを軸支する反駆動側ブラケットと、前記円筒体の下側において円筒体の面長方向に移動自在な単一又は二つのＸテーブル上に設けられた円筒体の水平直径方向に移動自在な一対又は二対のＹテーブルに設けられ、研磨砥石を砥石回転用モータにより回転し研磨砥石の端面を一定の押圧力で円筒体に押圧して研磨しうる一対又は二対の研磨ヘッド装置とからなり、前記二つのＸテーブルを前記円筒体の面長方向に対して両側に設けかつ前記一対又は二対のＹテーブルを前記円筒体の面長方向に対して両側に設けることを特徴とする円筒体の砥石研磨装置。
- 駆動側スピンドルの対向端に設けられ水平に位置させる円筒体の一端をチャックする駆動側チャック手段と、反駆動側スピンドルの対向端に設けられ前記円筒体の他端をチャックする反駆動側チャック手段と、フレームの後面部の上方部位より前記駆動側スピンドルの方向に張り出していて前記駆動側スピンドルを軸支する駆動側ブラケットと、フレームの後面部の上方部位または前記駆動側ブラケットに取りつけられ前記駆動側スピンドルを回転駆動する円筒体回転用モータと、フレームの後面部の円筒体よりも上方部位において前記円筒体に沿って直動案内手段に係合案内され前記反駆動側スピンドルの方向に張り出していて前記反駆動側スピンドルを軸支する反駆動側ブラケットと、前記円筒体の下側において円筒体の面長方向に移動自在な単一又は二つのＸテーブル上に設けられた円筒体の水平直径方向に移動自在な一対又は二対のＹテーブルに設けられ、研磨砥石を砥石回転用モータにより回転し研磨砥石の端面を一定の押圧力で円筒体に押圧して研磨しうる一対又は二対の研磨ヘッド装置とからなり、制御回路に入力される、研磨しようとする円筒体の一端から他端まで細かい一定ピッチで直径値を予め測定した直径値データに対応して、該制御回路が、最小の直径値データと、これよりも大きい直径値データとの差値を円筒体の研磨代として、該研磨代部分に対応して研磨砥石が所要の往復移動を行うように、前記Ｘテーブルを円筒体の面長方向に移動自在とするＸテーブル移動用モータを正逆回転制御するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の円筒体の砥石研磨装置。
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