JP6174917B2 - Detection method of grinding wheel refill error to grinding wheel magazine - Google Patents
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Description
この発明は、摩耗した砥石を砥石マガジンに保持された新しい砥石に交換しながら連続加工を行う硬質脆性板の加工装置において、砥石マガジンの空ホルダに誤った砥石を補充したときにその誤りを検出する方法に関するものである。 This invention detects an error when a grindstone is replenished to an empty holder of a grindstone magazine in a processing apparatus for a hard brittle plate that performs continuous machining while replacing a worn grindstone with a new grindstone held in a grindstone magazine. It is about how to do.
表示パネルの領域内にカメラやマイク、スピーカなどを配置した携帯端末を製造する際には、表示パネルのガラス基板に、光や音を通過させる円形、楕円形、角丸形などの貫通孔や外周の一部を凹ませた凹所を加工しなければならない。このような貫通孔や凹所の加工は、小径の砥石を用いて行わねばならず、小径砥石は外周加工を行う大径砥石に比べて摩耗が早く、小径砥石の寿命が連続加工時間の制約となって、長時間の連続加工ができないという問題があった。 When manufacturing a mobile terminal in which a camera, microphone, speaker, etc. are arranged in the display panel area, through holes such as circular, elliptical, and rounded round holes that allow light and sound to pass through the glass substrate of the display panel It is necessary to process a recess with a part of the outer periphery. Such through-holes and recesses must be machined using a small-diameter grindstone, and the small-diameter grindstone wears faster than the large-diameter grindstone that performs peripheral machining. As a result, there was a problem that continuous processing for a long time was impossible.
この問題を解決するため、本願の出願人は、特許文献1において、複数個の新しい小径砥石を保持して待機する砥石マガジンを備えた硬質脆性板の周縁加工装置を提案している。提案した加工装置は、加工される硬質脆性板を保持して回転するテーブルの上方に、水平方向に移動する横送り台とこの横送り台に設けた縦送り台を介して装着した工具軸(砥石駆動軸)を備えており、当該工具軸の下端のチャックに装着される小径砥石の複数個を保持する砥石マガジンを設け、工具軸に装着された小径砥石が摩耗したときに、摩耗した砥石を排出して砥石マガジンに保持された新しい砥石を工具軸に自動装着するというものである。砥石マガジンは、新しい小径砥石を保持する複数個の砥石ホルダを備えており、空になった砥石ホルダに作業者が新しい小径砥石を適時補充することで、硬質脆性板の加工を連続して行うことを可能にしている。
In order to solve this problem, the applicant of the present application has proposed a peripheral processing apparatus for a hard brittle plate having a grindstone magazine that holds and waits for a plurality of new small-diameter grindstones in
特許文献1で提案した装置では、1種類の小径砥石のみで貫通孔や凹所の加工を行っていた。従って作業者は、砥石マガジンの空のホルダに当該1種類の小径砥石のみを補充すれば良かった。
In the apparatus proposed in
ところが携帯端末の急激な進歩によって、それに使われるガラス基板にも複雑な加工が要求されるようになり、径の異なる複数種の貫通孔を加工しなければならないなど、複数種の小径砥石を用いなければ加工を行うことができなくなった。 However, due to the rapid advancement of mobile terminals, complex processing is required for the glass substrate used for it, and multiple types of small diameter grindstones are used, such as the need to process multiple types of through holes with different diameters. Without it, processing could not be performed.
砥石マガジンは、複数個の砥石ホルダを備えているので、使用する砥石が複数種になっても、当該複数種の砥石を砥石マガジンに保持しておけば、連続加工が可能である。この場合、工具軸は一方の種類の砥石が摩耗したときに当該種類の砥石が保持されている砥石ホルダへ移動して新しい砥石を装着し、他方の種類の砥石が摩耗したときは、当該他方の種類の砥石が保持されている砥石ホルダに移動して新しい砥石を装着すればよい。この動作は、工具軸が搭載されている送り台の位置と、要すれば砥石マガジンの移動による工具交換位置とをNC装置で制御することにより、ソフトウェアの変更のみによって容易に実現することができる。 Since the grindstone magazine includes a plurality of grindstone holders, continuous processing is possible even if a plurality of types of grindstones are used as long as the plural types of grindstones are held in the grindstone magazine. In this case, when one type of grindstone wears, the tool shaft moves to the grindstone holder that holds the type of grindstone and attaches a new grindstone, and when the other type of grindstone wears, What is necessary is just to move to the grindstone holder in which the kind of grindstone is hold | maintained, and to mount | wear with a new grindstone. This operation can be easily realized only by changing the software by controlling the position of the feed base on which the tool axis is mounted and, if necessary, the tool change position by movement of the grindstone magazine with the NC device. .
加工されるガラス基板によっては、1種類の小径砥石で加工できるものもあるので、その場合には砥石マガジンの複数個の砥石ホルダの総てに同一種類の砥石を保持されることとなる。従って、砥石の種類が複数であっても、その総てが同一のホルダで保持されるように、砥石の種類が異なってもホルダで保持される部分の形状は同一となる。 Some glass substrates that can be processed can be processed with one type of small-diameter grindstone. In this case, the grindstone of the same type is held in all of the grindstone holders of the grindstone magazine. Therefore, even if there are a plurality of types of grindstones, the shape of the portion held by the holder is the same even if the types of grindstones are different so that all of them are held by the same holder.
上記のような手段を採用すること、すなわち、加工されるワークの仕様に応じて複数種の砥石を準備することと、砥石マガジンに複数種の砥石を保持するときは、複数の工具装着動作をNC装置に登録することで、1種類の小径砥石を用いる場合でも複数種の小径砥石を用いる場合でも同一の装置で連続加工を実現することができる。 Adopting the above means, that is, preparing multiple types of grindstones according to the specifications of the workpiece to be processed, and holding multiple types of grindstones in the grindstone magazine, perform multiple tool mounting operations. By registering with the NC device, continuous machining can be realized with the same device, regardless of whether one type of small-diameter grindstone is used or plural types of small-diameter grindstones.
ところが上記のようにして硬質脆性板の連続加工を実現したとき、新たな問題が発生した。その問題は、砥石マガジンのホルダに作業者が誤って異なる種類の砥石を補充したとき、その誤りを検出することができないということである。加工に用いる小径砥石が1種類であれば、砥石マガジンの空のホルダに新しい砥石を補充する作業者は、空のホルダに当該1種類の砥石を補充すればよく、単純な作業であって誤りが生ずる虞もない。ところが、砥石マガジンの空のホルダに補充する砥石が複数種あり、しかもホルダが同一であると、空のホルダに誤った砥石が装着されても、そのことを機械も作業者も検知することができない。そのため、機械が次の砥石装着時に誤った砥石を装着し、その砥石を用いて加工が継続されることになり、特にその砥石の装着が夜間での無人連続加工中に行われた場合には、過負荷になどによるアラームが発生して機械が停止しない限り、大量の加工不良品が発生して多大な損失を招くことになる。 However, when continuous processing of a hard brittle plate was realized as described above, a new problem occurred. The problem is that when an operator mistakenly refills a grindstone magazine holder with a different kind of grindstone, the error cannot be detected. If there is only one type of small-diameter grindstone used for processing, an operator who replenishes a new grindstone in an empty holder of a grindstone magazine only needs to replenish the one kind of grindstone in an empty holder, which is a simple operation and is erroneous. There is no risk of occurrence. However, if there are multiple types of grindstones to be replenished to the empty holder of the grindstone magazine and the holders are the same, even if an incorrect grindstone is mounted on the empty holder, this can be detected by the machine and the operator. Can not. Therefore, when the machine mounts the wrong wheel at the time of the next whetstone mounting, processing will be continued using that whetstone, especially when the whetstone is mounted during unattended continuous processing at night. Unless an alarm is generated due to an overload or the like and the machine stops, a large number of defective products are generated and a great loss is caused.
この発明は、この問題を解決するためになされたもので、硬質脆性板の加工装置に設けた砥石マガジンに誤った砥石が補充されたことを当該砥石が工具軸に装着されたときに検出することができるようにして、砥石マガジンへの砥石補充誤りによる加工不良品の発生を未然に防止することを課題としている。 The present invention has been made to solve this problem, and detects that an erroneous grindstone is replenished to a grindstone magazine provided in a hard brittle plate processing apparatus when the grindstone is mounted on a tool shaft. It is an object of the present invention to prevent the occurrence of defective processing due to an error in replenishing the grindstone to the grindstone magazine.
この発明では、砥石マガジン7の同一のホルダ5に装着される砥石3a、3bにその種類毎に寸法差を持たせ、工具軸41(41a、41b)への新しい砥石の装着時に、その寸法を近接センサ73などで確認することにより、誤った砥石を使用して加工が行われる前に砥石の補充誤りを検出できるようにして、上記課題を解決している。
In the present invention, the
この発明の方法を実施する硬質脆性板の加工装置は、ワークを保持するテーブル12と、先端のチャック42で把持した砥石3a、3bでワークを加工する工具軸41と、チャック42に自動装着される新しい砥石の複数個を保持する砥石マガジン7とを備える。砥石マガジン7は、複数種の砥石3a、3bを保持可能な同一形状の砥石ホルダ5の複数個と、砥石先端を検出するセンサ73とを備えている。
A hard brittle plate processing apparatus for carrying out the method of the present invention is automatically mounted on a table 12 for holding a workpiece, a tool shaft 41 for processing a workpiece with the
この発明では、砥石マガジン7に補充する複数種の砥石3a、3bについて、それぞれの種類の砥石の寸法La、LbをNC装置に登録する。そして、NC装置から新しい砥石の装着が指令されたとき、その装着の後に、センサ73で砥石の寸法を検出することにより装着された砥石の寸法を測定し、登録された寸法と対比することで正しい砥石が装着されたかどうかを検出することにより、砥石マガジン7への新しい砥石の補充誤りを検出する。
In the present invention, for a plurality of types of
センサ73で砥石を検出するときは、登録された最も寸法の大きな砥石を検出する位置に工具軸41を移動し、この移動時に砥石が検出されなかったときに次に寸法の大きな砥石を検出する位置に工具軸41を移動するという段階的な移動動作をすることで、誤った砥石が補充されたときにセンサや当該砥石を損傷する事態を避けることができる。
When the grindstone is detected by the
砥石マガジン7のホルダ5に誤った種類の砥石が補充されたとき、工具軸41がその砥石を自動装着した後、それが正しい種類の砥石であるかどうかを自動で認識することができ、それにより誤った砥石で加工を行うことを防止できるので、砥石マガジン7への新しい砥石の補充誤りによる砥石の破損や不良品の加工を回避することができる。
When the wrong type of grindstone is replenished to the
また、砥石マガジンの複数のホルダに機械で使用することのある全ての種類の砥石を保持でき、1種類の砥石しか使用しない場合には全てのホルダに同一種類の砥石を補充すれば良く、従来と同様な動作及び作業で連続加工を行うことができる。また、砥石の折損の検出に用いるのと同じセンサ及び動作で砥石の補充誤りを検出できるという効果がある。 In addition, all types of grindstones that may be used by machines can be held in a plurality of holders of a grindstone magazine, and when only one type of grindstone is used, all holders may be replenished with the same type of grindstone. Continuous processing can be performed with the same operations and operations as. In addition, there is an effect that the replenishment error of the grindstone can be detected by the same sensor and operation as those used for the detection of the breakage of the grindstone.
図1及び2は、この発明の方法を実施する硬質脆性板の加工装置の一例を示した図で、特許文献1で提案した装置と同様な装置であるが、大径砥石を装着する1本の大径砥石駆動軸46と小径砥石を装着する2本の小径砥石用の工具軸41a、41bとを備えている点が特許文献1に例示した装置と異なっている。
1 and 2 are diagrams showing an example of a hard brittle plate processing apparatus for carrying out the method of the present invention, which is the same apparatus as the apparatus proposed in
図の装置の概要を述べると、1は鉛直方向のワーク軸で、機械フレームに軸支されている。ワーク軸1の上端には、ワーク(硬質脆性板)を水平に保持するテーブル12が固定されている。ワーク軸1の下端には、主軸モータ(サーボモータ)15が連結されている。ワーク軸1の上方には横送り台21が配置されている。横送り台21は、機械フレームに設けた水平方向の横ガイドに案内され、横送りモータ(サーボモータ)23で回転駆動される横送りねじ24に螺合している。
The outline of the apparatus shown in the drawing is as follows.
横送り台21には縦送り台25が設けられている。縦送り台25は、縦送りモータ(サーボモータ)26で回転駆動される縦送りねじ27に螺合されて、鉛直方向に昇降する。縦送り台25には、鉛直下向きの1本の大径砥石駆動軸46と2本の小径砥石用の工具軸41a、41bが設けられている。大径砥石駆動軸46は、縦送り台25に直接軸支されており、小径砥石用の工具軸41a、41bは、それぞれの昇降台28a、28bを介して軸支されている。各昇降台28a、28bには、これらを独立して昇降する昇降シリンダ29a、29bが設けられている。
The horizontal feed table 21 is provided with a vertical feed table 25. The
縦送り台25に直接軸支された大径砥石駆動軸46の下端には大径砥石45が装着されており、その上端は、歯付ベルト47により大径砥石駆動モータ48に連結されている。昇降台28a、28bにそれぞれ軸支された工具軸41a、41bの下端には、小径砥石3a、3bを把持するコレットチャック42が設けられている。工具軸41a、41bは、昇降台28a、28bに装着したブラシレスモータ4a、4bの回転子軸と一体で、ブラシレスモータ4a、4bにはチャック42を開閉するためのシリンダが内蔵されている。
A large-
ワーク軸1の軸心、工具軸41a、41bの軸心、及び大径砥石駆動軸46の軸心は、横送り台21の移動方向と平行な同一鉛直面s上に位置している。後述する砥石マガジンのホルダから工具軸41a、41bのチャック42に小径砥石を受け取る砥石装着位置もこの鉛直面s上に位置している。
The axis of the
大径砥石45でワークを加工するときは、昇降シリンダ29a、29bで昇降台28a、28bを上昇させ、小径砥石3a、3bをワークに干渉しない上方位置に待避させた状態で加工を行う。一方、小径砥石3a又は3bでワークを加工するときは、昇降シリンダ29a又は29bで使用する小径砥石が装着された昇降台を下降させ、使用しない小径砥石及び大径砥石をワークと干渉しない上方位置に退避させて加工を行う。
When machining the workpiece with the large-
いずれの加工においても、NC装置6で横送り台21の位置とワーク軸1の回転角とを関連付けて制御することにより、所望の平面形状の加工を行う。貫通孔の加工は、縦送り台25の昇降動作により、孔明け用の小径砥石3aをワークの上方から下降させて行う。
In any processing, the
新しい小径砥石3a、3bを保持する砥石マガジン7は、上端に天板71を備え、この天板に複数の砥石ホルダ5が横送り台21の送り方向と平行な方向に複数列(図の例では2列)にして配置され、列を選択するための列選択装置74が設けられている。列選択装置74は、天板71を横送り台21の送り方向と直交する方向に移動して、選択した列の複数の砥石ホルダ5の軸心を鉛直面s上に位置させるものである。すなわち、列選択装置74の進退と横送り台21の移動とにより、鉛直面s上で工具軸41a又は41bの軸心を2列に配置した複数の砥石ホルダ5の任意の1個の軸心と一致させることができる。この一致させた位置が工具軸41a又は41bへの砥石装着位置となる。
The
砥石マガジンの天板71には、機械フレームに対するテーブル高さを調整するための高さ調整ねじ(図示されていない)と、昇降台28a、28bに対する相対高さを検出する近接センサ73とが装着されている。
A
図3及び4は、種類の異なる小径砥石3a、3bを保持した状態で示す砥石ホルダ5の断面側面図である。図3の小径砥石3aは、貫通孔を明ける砥石で、先端側と基端側(図の上方)で異なる径の貫通孔を加工できるようにしたものである。図4の小径砥石3bは、貫通孔や凹所の内周縁を加工する砥石で、先端側と基端側とに径の異なる円周溝を備えている。これらの砥石は、砥粒を電着した砥石本体部分31とチャック42で把持される上方部分32との間に、ホルダ5で保持される円錐鍔33とチャック42から砥石を離脱させるときに用いる円板鍔34とを備えている。円錐鍔33は、大径側を連接した円錐上面53と円錐下面52とで形成されている。
3 and 4 are cross-sectional side views of the
上記に例示した砥石3a、3bを初めとして、一台の加工装置に装着されることのある複数種の小径砥石は、それぞれ異なる長さLa、Lbとしてある。
Starting with the
ホルダ5は、全て同形で、小径砥石の円錐鍔33部分で砥石3a、3bを鉛直姿勢で保持する構造である。ホルダ5は、砥石本体部分31が通過可能な貫通孔54を備えた上向きの円錐凹面55を備えている。この円錐凹面55は、円錐鍔の円錐下面52と等しい頂角を備えている。砥石ホルダ5の円錐凹面55の上方には、120度の間隔でボール56を軸心に向けて付勢するばねを備えたボールプランジャ57が設けられている。3個のボールプランジャ57は、円錐鍔の円錐下面52が砥石ホルダの円錐凹面55に嵌合したときに先端のボール56が円錐鍔の円錐上面53に押接される位置に設けられている。
The
作業者が砥石マガジン7の空ホルダに砥石を補充するときは、その空ホルダに新しい砥石をその砥石本体部分31を下にして単に差し込むだけでよい。差し込まれた砥石の本体部分31は貫通孔54を通過し、円錐鍔33の円錐下面52でボールプランジャのボール56が押し込まれ、そのボールが円錐鍔33の最大径の部分を通過した後、円錐下面52がホルダの円錐凹面55に当接する。このとき、ボールプランジャのボール56は、円錐鍔33の円錐上面53を押接する位置となる。この状態で、ボール56から円錐鍔の円錐上面53に作用する押接力の分力により、円錐下面52が円錐凹面55に押し付けられた状態で、各砥石3a、3bが砥石ホルダ5に保持される。
When the operator refills the empty holder of the
NC装置6は、砥石マガジン7に保持される複数種の砥石3a、3bについて、その長さLa、Lbと、当該砥石を工具軸41a、41bに自動装着するときの装着動作とを登録する登録手段61を備えている。例えば図2に示した砥石マガジン7において、図2の上方の列のホルダ5に工具軸41aに装着される砥石3aを、下方の列のホルダ5に工具軸41bに装着される砥石3bを保持するように決めたとして、NC装置6には、砥石3aの長さLaとそれを装着するときの列選択装置74の動作、すなわち図2の上方の列中心aを鉛直面s上に位置させ、工具軸41aの軸心をこの列のホルダの軸心に一致するように横送り台21を移動させる動作とを登録手段61に登録する。また、砥石3bについては、その長さLbと、列選択装置74で砥石3bを保持したホルダの列中心bを鉛直面s上に位置させると共に、工具軸41bの軸心をホルダの軸心に一致させるように横送り台21を移動させる動作とを登録手段61に登録する。
The
更にNC装置6には、装着された砥石の砥石検出手段62と、装着された砥石の正誤判定手段63とを設ける。砥石検出手段62は、新しい砥石が工具軸41a、41bに装着された直後に呼び出される。当該手順は、登録された最大長さの砥石の先端が近接センサ73で検出される位置に縦送り台25を下降させて近接センサ73の出力を確認し、近接センサ73が砥石先端を検出すれば、検出信号を正誤判定手段63に送る。砥石先端の検出信号がなければ、次に長い長さの砥石先端が近接センサ73で検出される位置まで下降し、近接センサ73の信号を確認する。検出出力があれば、検出信号を正誤判定手段63に送る。上記の例では2種類の砥石しか用いないので、2段階の下降動作でいずれかの砥石が検出されるが、砥石の種類が多ければ、その種類の数だけ縦送り台の下降動作と砥石先端の検出動作とを繰り返す。
Further, the
砥石の正誤判定手段63は、砥石先端が検出されたときの縦送り台25の位置から砥石の長さを演算し、演算した砥石長さが直前に行った砥石装着動作に対応する砥石の長さと一致するときは、連続加工を継続し、一致しないとき及び砥石先端を検出できなかったときは、警告を発して機械を停止させる。
The grindstone correctness determination means 63 calculates the length of the grindstone from the position of the
次に上記構造の装置における小径砥石3の交換動作を説明する。NC装置6から小径砥石3a又は3bの砥石交換指令が出力されると、加工中のワークの加工が終了して当該ワークがテーブル12上から搬出された後、交換が指令された工具軸41a又は41bが予め定められたワーク排出位置に達するまで横送り台21が移動し、当該位置で当該工具軸41a又は41bのチャック42を開いて昇降台28a又は28bを上昇することにより、摩耗した小径砥石の円板鍔34が当該位置に設けたバー76に引っかけられて上動を阻止され、摩耗した砥石が回収箱77に排出される。
Next, the exchange operation of the small-
横送り台21は、交換する砥石に対応して登録された砥石装着動作に従って更に移動して工具軸41a又は41bの軸心を砥石マガジンのホルダ5の1個の軸心と対向させ、昇降台28a又は28bを下降した状態で縦送り台25を下降させる。そして、近接センサ73が縦送り台25の所定の下降位置を検出した時点で縦送り台25の下降を止め、工具軸41a又は41bのチャックを閉じて、砥石ホルダ5に保持されている新しい小径砥石の砥石軸を把持する。この状態で縦送り台25が上昇することによって、工具軸41a又は41bに把持された砥石3a又は3bが砥石ホルダ5から離脱して工具軸41a又は41bに受け渡される。
The
次に新しい砥石を装着した工具軸を近接センサ73の上方に移動し、前述した砥石検出手段62が動作し、次いで正誤判定手段63が動作することにより、工具軸41a又は41bに誤った種類の砥石が把持されているときは、アラームが発せられて機械が停止する。砥石マガジンに砥石が間違いなく補充されていれば、補充誤りによる機械停止は起こらず、連続運転が継続される。
Next, the tool axis on which the new grindstone is mounted is moved above the
以上のようにこの発明によれば、従来の装置に新規に検出器を設けることなく、NC装置に登録するソフトウエアを追加するだけで、従来装置が有する検出器を利用して、砥石マガジンへの砥石の補充誤りを検出することができ、新しい砥石が装着されたときに砥石の先端を検出することによって砥石の折損検出を行う従来装置と同じ加工サイクルタイムを実現することもできる。 As described above, according to the present invention, without adding a new detector to the conventional device, the software registered in the NC device is added, and the detector of the conventional device is used to the grindstone magazine. It is possible to detect the replenishment error of the whetstone, and it is possible to realize the same processing cycle time as that of the conventional apparatus that detects breakage of the whetstone by detecting the tip of the whetstone when a new whetstone is mounted.
3a、3b 砥石
5 砥石ホルダ
7 砥石マガジン
12 テーブル
41(41a、41b) 工具軸
42 チャック
73 近接センサ
La、Lb 砥石の寸法
3a,
Claims (2)
砥石マガジンに保持される砥石の種類毎にその砥石長さをNC装置に登録し、工具軸に砥石マガジンに保持されている砥石を自動装着した後、前記センサが工具軸に保持した砥石の先端を検出する高さに縦送り台を下降し、センサが砥石を検出したときの縦送り台の高さから演算した砥石長さと登録された砥石長さとを対比することにより、工具軸に新たに装着された砥石の正誤を判定する、砥石マガジンへの砥石の補充誤りの検出方法。 A grindstone magazine provided with a table, a plurality of grindstone holders and a sensor for detecting the grindstone tip, and a tool axis mounted on the transverse feed table via a vertical feed table positioned by a command of the NC device, A method for detecting an error in replenishment of a grindstone to a grindstone magazine in a hard brittle plate processing apparatus having a tool shaft that automatically mounts a grindstone held on the grindstone magazine and processes the hard brittle plate held on the table. And
For each type of grindstone held in the grindstone magazine, the grindstone length is registered in the NC unit, and after the grindstone held in the grindstone magazine is automatically mounted on the tool shaft, the tip of the grindstone held by the sensor on the tool shaft The height of the vertical feed base is lowered to the height at which the tool is detected, and the grindstone length calculated from the height of the vertical feed base when the sensor detects the grindstone is compared with the registered grindstone length to newly add to the tool axis. A method for detecting an error in replenishment of a grindstone to a grindstone magazine for judging whether a mounted grindstone is correct or incorrect.
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