JPH04174338A - 研磨用テストピースの製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本願発明は、銑鉄、合金、鉱石等、種々の試料片の組織
構造を顕微鏡で観察するため、該試料片の下面と該プラ
スチックの下面が平滑な被研磨面を形成するように該試
料片を該プラスチックでモールドし、てなる一定の大き
さの研磨用テストピースを自動機によって得るために不
可欠な研磨用テストピースの製作方法に関する。

［従来の技術］ 前記試料片はプラスチックでモールドされ一定の大きさ
の研磨用テストピースとされる。該研磨用テストピース
は試料片の下面が平滑に露出した被研磨面とされる。試
料片をプラスチックでモールドするのは、様々な形状を
備えた試料片に対して形状の一定性を確保して把持性を
高めかつ一定にし、また極めて小さな被研磨面を備えた
試料片に対して被研磨面の大きさを確保し、もって両者
が相まって試料片の被研磨面の平滑な研磨を補償するた
めである。

従来の研磨用テストピースの製作方法を第４図を参照し
て説明する。

先ず、構成を説明する。フレーム１の上部に成形シリン
ダー２が固定され、成形室に上ラム３と下ラム４が嵌合
されて研磨用テストピースＴＰを製作し得るようになっ
ている。成形シリンダー２は、水冷室２ａを備えている
とともに、ヒーターコイル２ｂが巻かれている。上ラム
３は、離脱しないようにロックレバ−５によりロックさ
れるようになっている。下ラム４は、フレームｌの下部
に取付けられた油圧シリンダー６により上下動自在とさ
れている。

次に作用を説明する。

先ず、上ラム３が外された状態で、油圧シリンダー６を
伸張作動し、下ラム４を成形シリンダー２の上方に上昇
させる。そして、該下ラム４の上に試料片Ｔを載せる０
次いで、油圧シリンダー６を縮小作動し、該下ラム４を
成形シリンダー２から抜は出ないギリギリの下降レベル
として試料片４を成形シリンダー２の底に位置させる０
次いで、プラスチックのペレット（原料＝通常は粉粒物
）Ｐを一定のレベルまで充填し、上ラム３を成形シリン
ダー２内に嵌入して離脱しないようにロー、フレバー５
を水平に回動してロックする。続いて、再び油圧シリン
ダー６を伸張作動してベレットＰを高圧で圧縮し、該圧
縮を維持しつつヒーターコイル２ｂを通電加熱して該ベ
レットＰを溶融し一定時間経過後、ヒーターコイル２ｂ
の通電を停止し水冷室２ａに冷却流体を通流させてプラ
スチックを冷却固化する。すると、成形室には、試料片
ＴをプラスチックＰにモールドしてなる一定の大きさの
研磨用テストピースＴＰが成形される。引続いて、油圧
シリンダー６を若干縮小作動してからロックレバ−５に
よる上ラム３のロックを外し、該上ラム３を人手により
引抜いた後、油圧シリンダー６を伸張作動して上昇させ
、下ラム４を成形シリンダー２の上方に上昇させて、前
記研磨用テストピースＴＰを取出す。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように、従来の研磨用テストピースの製作方法は
多品種少量生産ということと相まって自動化されていな
かった。しかして、研磨用テストピースの製作を自動化
しようとする場合、試料片のハンドリングに問題がある
とともに、試料片の比重や大きさがまちまちであるため
プラスチックのペレットの充填量の算出ができず実現で
きなかった。

また、従来の研磨用テストピースの製作方法によれば、
薄板状の試料片Ｔにあっては下ラム４の上にリブ状に立
ててモールドしようとしてもベレッ）Ｐの充填時または
加圧時に倒れてしまい、試料片の下面が平滑に露出した
被研磨面を備えた研磨用テストピースＴＰが得らえない
ので、下ラム４の上に試料片を平たく置いてプラスチッ
クでモールドしていた。このため、試料片Ｔのモールド
される深さが充分に得られなかった。さらに、下ラム４
の上に試料片を平たく置いても、下ラム４と試料片との
間にプラスチックが進入してしまい、研磨用テストピー
スＴＰの研磨に際して不要な研磨代を研磨しており、余
計な時間を費やしていた。

本発明は、試料片のハンドリング性を確保するとともに
、試料片の大きさに応じたプラスチックのペレットの充
填量の算出ができて研磨用テストピースの製作を自動化
に極めて有用な研磨用テストピースの製作方法を提供す
ることを目的としている。

また本発明は、試料片が露出した平滑な被研磨面を形成
するように該試料片を該プラスチックでモールドし得る
研磨用テストピースの製作方法を提供することを目的と
している。

［課題を解決するための手段］ 本願発明の研磨用テストピースの製作方法は、試料片Ｔ
を成形シリンダー２の上方に上昇させた下ラム４の上に
載せ、該下ラム４を下降させることにより該試料片Ｔを
成形シリンダー２の底に位置させ、次いで、プラスチッ
クのペレットＰを充填し、上ラム３を成形シリンダー２
内に下降し、続いてペレットＰを圧縮し、該圧縮を維持
しつつペレットＰを溶融しその後冷却固化して前記試料
片ＴをプラスチックＰにモールドしてなる一定の大きさ
の研磨用テストピースＴＰを成形し、引続いて上ラム３
を上昇させるとともに、成形シリンダー２の底の下ラム
４を上昇させて該研磨用テストピースＴＰを成形シリン
ダー２の上方に取出す構成である研磨用テストピースの
製作方法において、 前記試料片Ｔは、成形シリンダー２内に嵌入し得る円板
状のパレットＳの上に接着し、該試料片Ｔと該バレー／
　トＳの重量測定をして試料片Ｔの体積を算出してから
前記下ラム４の上に載せて成形シリンダー２の底に位置
させ、 前記プラスチックのペレーｙトｐを充填する量は、研磨
用テストピースＴＰを仮に試料片なしでプラスチックで
成形する場合に必要なペレット量から、前記算出した試
料片２の体積を差引いた量として計量器工９より供給し
、 成形によって得られるパレット付線研磨用テストピース
ＴＰは、成形シリンダー２の上方に取出した後、バレッ
）Ｓを分離することを特徴とするものである。

従って、試料片Ｔを成形シリンダー２内に嵌入し得る円
板状のパレットＳの上に接着し、該試料片Ｔと該パレッ
）Ｓの合計重量を測定してから成形シリンダー２の上方
に上昇させた下ラム４の上に載せ、下ラム４を下降させ
ることにより試料片Ｔを成形シリンダー２の底に位置さ
せる。

次いで、プラスチックのベレッｈＰを充填する。該充填
量は、研磨用テストピースＴＰを仮に試料片なしでプラ
スチックで成形する場合に必要なベレット量から、前記
算出した試料片２の体積を差引いた量とする。

引続き、上ラム３を成形シリンダー２内に下降し、ベレ
ー、トＰを圧縮し、該圧縮を維持しつつペレットＰを溶
融しその後冷却固化して前記試料片ＴをプラスチックＰ
にモールドしてなる一定の大きさのパレット付研磨用テ
ストピースＴＰとして成形し、引続いて上ラム３を上昇
させるとともに、成形シリンダー２の底の下ラム４を上
昇させて該パレット付研磨用テストピースＴＰを成形シ
リンダー２の上方に取出した後、パレットｓを分離する
ものである。

［実施例］ 第１図〜第３図は、本発明の研磨用テストピースの製作
方法を利用した研磨用テストピースの製作装置を示す。

先ず、構成を説明する。

フレームｌａの上に成形シリンダー２が取付けられてい
る。該成形シリンダー２は、水冷室２ａを備えていると
ともに、ヒーターコイル２ｂが巻かれている。成形シリ
ンダー２の成形室２Ｃには上ラム３と下ラム４が嵌合す
るようになっている。上ラム３は、フレームｉｂに取付
けられた油圧シリンダー７のピストン７ａと結合され成
形シリンダー２の成形室２Ｃ内に下降自在である。

該上ラム３にはエジェクタービン２３が貫通されている
。＃エジェクタービン２３の上端は、油圧シリンダー７
のピストン７ａと上ラム３の間に固定されたエアーシリ
ンダーブロック２４のピストン２４ａと係合されていて
、シリンダ室２４ｃに高圧エアーの供給がないときは、
バネ２４ｂでピストン２４ａがシリンダ室２４ｃの土壁
に当接するように持上げられていて、エジェクタービン
２３の下面２３ａと上ラム３の下面３ａが平滑な一平面
を構成している。該エジェクタービン２３は、上ラム３
が成形シリンダー２の成形室２ｃから退室上昇する際に
シリンダ室２４ｃに高圧エアーの供給が行われ、上ラム
４の下面より突出し、成形室２Ｃ内に成形した研磨用テ
ストピースＴＰを突離す。

下ラム４は、フレーム１ａの下に取付けられたエアシリ
ンダー８のピストン８ａと結合され成形シリンダー２の
成形室２ｃ内の底部下降位置より上方に上昇自在である
。

下ラム４の径は、成形シリンダー２の成形室２Ｃの径よ
りも若干小さくされている。成形室２ｃは、下部周面が
下ラム４の径に等しくなるように下方へ縮径するテーパ
ー筒面とされている。

該成形室２Ｃには、試料片Ｔを載せて円板状のパレット
Ｓが嵌合収容される。

該パレットＳは、鉄等の硬質金属よりなり、プラスチッ
クと離れ易くするために、上面にテフロン、シリコンオ
イル等の離型剤を塗布したものを使用し、該上面に瞬間
接着剤を用いて、試料片Ｔを接着載置する。またバレー
ｙトＰは、下ラム４及び後述する持上げロッド１３より
も若干径が大きく形成されて、後述する挟持ハンド１５
によるハンドリング性が良好に確保されているとともに
。

下面または内部に磁石ｍを備えて、磁気吸引材料で形成
される下ラム４または後述する持上げロッド１３の上に
磁力吸引するハンドリング性を備えている。なお、磁石
ｍは、下ラム４または後述する持上げロー、ド１３に備
えられ、磁気吸引材料で形成されるバレー２トＳに磁気
吸引するようになっていても良い、さらに該パレットＳ
は、下面周縁に面取り部が形成され腰囲取り部が成形室
２Ｃの下部のテーパー筒面に着座する。

成形シリンダー２の図面右方のフレームＩＣには、モー
タ９を回転駆動源とするインデックステーブル１０が備
えられている。該インデックステーブル１０は、円周等
配置に貫通孔１０ａを有し、かつ、各貫通孔１０ａに同
心となるように座ぐり１０ｂを有している。鎮座ぐりｔ
ｏｂは、試料片Ｔを接着して載せた円板状のパレットＳ
を載置できるようになっている。そして、所定位置の貫
通孔１０ａの下方にはエアシリンダー１１が設けられて
いる。該エアシリンダー１１は、ピストンｌｌａの上に
小重量を精密測定できる重量センサー１２が取付けられ
、さらに重量センサー１２の上に持上げロッド１３が取
付けられていて、伸張作動により、該持上げロッド１３
を貫通孔１０ａを通して緩速上昇して、該持上げロッド
１３で座ぐりｔｏｂに位置された試料片Ｔを接着して載
せた円板状のパレットＳを若干の高さ持上げる０重量セ
ンサー１２は、エフシリンダー１１が縮小状態にあって
バレー／　）Ｓを持上げていない状態において、持上げ
ロッド１３の重量は無視され電気信号の出力がゼロとな
るように設定される。従っ゛て１重量センサー１２は、
エアシリンダー１１が伸張作動してパレットＳを持上げ
たときは、試料片ＴとパレットＳの合計重量に応じた電
気信号を出力する。インデックステーブルｌＯと成形シ
リンダー２の間の上方には、１８０°往復回動する第一
回動輪１４が有り、該第−回動軸１４の下端には水平に
張出した一対の挟持ハンド１５が有る。該一対の挟持ハ
ンド１５は。

１８０°開いて待機し、前記持上げロッド１３で持上げ
られた試料片Ｔを接着して載せた円板状のパレットＳが
前記持上げロッド１３で持上げられると、アクチュエー
ター２５により互いに閉じるように回動されて該パレッ
トＳを挟持し、そのままで第一回動輪１４が１８０’回
動されて該パレットＳを成形シリンダー２の真上に搬送
し、さらに再び１８０６開いて前回のハンド先端の挟持
面の反対側の面を挟持面として待機するようになってい
る。

成形シリンダー２の図面左方には、１８０’往復回動す
る第二回動軸１６が有り、該第−回動輪ｌ６の下端より
水平に張出したアーム１７の先端にシャッター１８ａを
有するバレーＩト受はパケット１８が有る。該パレット
受け！＜ケラト１８には計量器としてのスクリューフィ
ーダー１９から成形シリンダー２の成形室２Ｃに位置さ
れた試料片Ｔの体積分を差引いた所要量のプラスチック
のペレットＰが供給される。そして、該パレット受はパ
ケット１８は、１８００回動されて成形シリンダー２の
真上にきて、シャッター１８ａを開き、プラスチックの
ペレットＰを成形シリンダー２の成形室２Ｃに投入し得
る。制御部２０は、パレットＳの重量分に対応したデジ
タル値（パレット重量対応デジタル値）と、研磨用テス
トピースＴＰの全体を試料片ＴなしでプラスチックＰで
成形する場合に必要なペレット量（体積）に対応したデ
ジタル値（テストピース対応ペレット量対応デジタル値
）が予め設定されているとともに、試料片Ｔの比重値が
その都度または予めに入力されるようになっている。そ
うして、該制御部２０は、前記重量センサー１２から出
力される試料片ＴとパレットＳの合計重量のアナログ信
号をＡ／Ｄ変換器２１を介してデジタル信号に変換して
入力され、該入力されたデジタル値からパレット重量対
応デジタル値を減算し、次いで、該減算値と、試料片Ｔ
の比重値とから、該試料片Ｔの体積を求める除算を行い
、該除算したデジタル値を前記のテストピース対応ベレ
ット量対応デジタル値に対して減算し、該減算値の対応
したベレット量をスクリューフィーダー１９からバケッ
）１８に供給するために、該スクリューフィーダー１９
のモーター１９ａを駆動するモータードライバー２２に
所要回転を与えてやるためのデジタル値を算出して該モ
ータードライバー２２に出力するようになっている。

次に作用を説明する。なお、該作用の説明は、本発明の
研磨用テストピースの製作方法の実施例の説明である。

先ず、パレットＳの離型剤が塗布された面を上にして試
料片Ｔを接着し、インデックステーブル１０の座ぐり１
０ｂに載置する。該試料片Ｔを接着したパレットＳは、
インデックステーブル１０が所要角度回転されて持上げ
ロッド１３の上に移動されると、エアーシリンダーｌｌ
が伸張作動して持上げロッド１３により持上げられる。

すると、重量センサー１２が試料片ＴとパレットＳの合
計重量に対応してデジタル信号を制御部２０へ出力し、
該制御部２０は、所要デジタル値を算出して該モーター
ドライバー２２に出力する。モーター１９ａが所要回転
数だけ回転することにより、スクリューフィーダー１９
は、研磨用テストピースＴＰの体積分から試料片Ｔの体
積分を差引いた体積に必要な所要量のプラスチックのペ
レットＰをパケット１８に供給する。

前記持上げロッド１３により持上げられたパレットＳは
、挟持ハンド１５により挟持され、第一回動軸１４がｉ
ａｏ’回動することにより成形シリンダー２の真上に搬
送される。すると、エアーシリンダー８が緩速度で伸張
作動し、下ラム４が成形室２ｃを通過し成形シリンダー
２の上に上昇して挟持ハンド１５で挟持されたパレット
Ｓの下面を支承停止する。しかる後、一対の挟持ハンド
１５は１８０’開いて待機し、次いで、エアーシリンダ
ー８が緩速度で縮小作動し、もってパレットＳに接着さ
れた試料片Ｔを成形シリンダー２の底に位置させる。下
ラム４は、下面が成形室２Ｃの底面に当接停止するので
、大荷重が加わっても下方へ離脱する虞れがない。

続いて、第二回動軸１６が１８０’回動することにより
パケット１８が成形シリンダー２の真上に位置され、シ
ャッター１８ａを開き、パケット１８内に収容されてい
た所要量のプラスチックのペレットＰが成形室２ｃに投
入される。しかる後、パケット１８は１８００回動され
てスクリューフィーダー１９の供給口の下に待機する。

引続いて、油圧シリンダー７が伸張作動して上ラム３が
成形シリンダー２内に下降し、成形室内のペレットＰを
２〜３Ｋｇ／　ｃｓの高圧で圧縮し、該圧縮を維持しつ
つヒーターコイル２ｂを通電加熱して該ペレッ）Ｐを溶
融し一定時間経過後、ヒーターコイル２ｂの通電を停止
し水冷室２ａに冷却流体を通流させてプラスチックを冷
却固化する。すると、成形室には、試料片Ｔをプラスチ
ックＰにモールドしてなる一定の大きさのパレット付研
磨用テストピースＴＰが成形される。

上記の場合、成形室２ｃで溶融されたプラスチックＰは
、高圧のため、成形室２ｃの周面とパレットＳの周面の
間に入り込むが、パレットＳの着座面で遮断され下ラム
４の周囲に入り込まないので、下ラム４のｌｌｌ低抵抗
大きくならないで済み、シリンダー８を小出力のエアー
シリンダーとすることができる。

引続いて、油圧シリンダー７のピストン７ａと上ラム３
の間に固定されたエアーシリンダーブロック２４のシリ
ンダ室２４ｃに高圧エアーの供給が行われてから、油圧
シリンダー７を縮小作動する。このため、エジェクター
ビン２３が、上ラム３が成形シリンダー２の成形室２ｃ
から退室上昇する際に、上ラム３の下面と接着している
研磨用テストピースＴＰを突離し、成形室２ｃ内に研磨
用テストピースＴＰを残す。

すると、少し遅れてエアーシリンダー８が緩速度で伸張
作動し、下ラム４が再び成形室２Ｃを通過し成形完了し
たパレット付研磨用テストピースＴＰを成形シリンダー
２の上に上昇させる。しかる後、下ラム４で持上げられ
たパレット付研磨用テストピースＴＰは、一対の挟持ハ
ンド１５により下部を挟持され、下ラム４が下降した後
に第一回動軸１４が９０°回動されてから一対の挟持ハ
ンド１５による挟持が解除され、シュート（図示しない
）上を滑落して回収箱（図示しない）に回収される。そ
の後、一対の挟持ハンド１５は、１８０°開いてインデ
ックステーブル１０に載置される次のパレットＳを挟持
するために待機する。

以上の一連の動作で、パレット付研磨用テストピースＴ
Ｐの成形・回収が完了する。該パレット付研磨用テスト
ピースＴＰは１人手により、またはジグを用いてパレッ
トＳが分離され、試料片Ｔが露出した平滑な被研磨面を
備えたものとなる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明の研磨用テストピース
の製作方法によれば、 試料片を円板状のパレットの上に接着し、該試料片と該
パレットの合計重量を算出して試料片のみの体積を算出
し、次いで、該パレットを下ラムの上に載せ下降して成
形室の底に密着させ、続いて、一定量の体積から前記算
出した試料片の体積を差引いた体積のプラスチ）りのベ
レットを投入して上ラムを下降し、引続き、プラスチッ
クのペレットの加圧・溶融争冷却を行ってパレット付研
磨用テストピースとして成形し、上ラムを上昇させると
ともに下ラムを上昇させて該パレット付研磨用テストピ
ースを取出し、パレットを分離する構成であるので、 ■従来において、種々の形状Φ大きさのため挟持ハンド
や成形室の底へ薄板状の試料片をリブ状に立てることが
不可能であった試料片のハンドリング性をパレットとの
結合によって確保できるとともに、試料片の大きさに応
じたプラスチ−２りのベレットの充填量の算出ができ、
もって、研磨用テストピースの製作を自動化に極めて有
用な研磨用テストピースの製作方法を提供できる。

■試料片をパレットの上に接着してプラスチックでモー
ルドするので、成形室からパレット付研磨用テストピー
スを取出してパレットを分離すると、試料片が露出した
平滑な被研磨面が確実に得られる。特に、薄板状の試料
片の場合は、パレットにリブ状の接着してプラスチ−２
りに深くモールドできる。確実に試料片が露出した平滑
な被研磨面が得られるから、無駄な研磨代がなくなり、
迅速な研磨が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本発明の研磨用テストピースの製作
方法を利用した研磨用テストピースの製作装置に係り、
第１図は成形直前の状態を示す装置本体と制御系を含む
全体概念図であり、第２図は成形状態を示す装置本体の
要部断面図であり。 第３図は成形後の取出し状態を示す装置本体の要部断面
図である。第４図は従来の研磨用テストピースの製作装
置に係る断面図である。 ＴＰ−−・研磨用テストピース、 Ｔ・・・試料片、 Ｓ＠・・パレット、 Ｐ−・・プラスチック及びペレット、 ２・・・成形シリンダー。 ３日・上ラム、 ４・・・下ラム、 １３・９・重量センサー、 １９・・・計量器としてのスクリューフィーダー、２０
・・・制御部。 特許出願人　　キク・エンジニアリング有限会社特許出
願人　　丸木工業株式会社 し２７．−ｐ：　ｙ 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）試料片を成形シリンダーの上方に上昇させた下ラ
   ムの上に載せ、該下ラムを下降させることにより該試料
   片を成形シリンダーの底に位置させ、次いで、プラスチ
   ックのペレットを充填し、上ラムを成形シリンダー内に
   下降し、続いてペレットを圧縮し、該圧縮を維持しつつ
   ペレットを溶融しその後冷却固化して前記試料片をプラ
   スチックにモールドしてなる一定の大きさの研磨用テス
   トピースを成形し、引続いて上ラムを上昇させるととも
   に、成形シリンダーの底の下ラムを上昇させて該研磨用
   テストピースを成形シリンダーの上方に取出す構成であ
   る研磨用テストピースの製作方法において、 前記試料片は、成形シリンダー内に嵌入し得る円板状の
   パレットの上に接着し、該試料片と該パレットの重量測
   定をして試料片の体積を算出してから前記下ラムの上に
   載せて成形シリンダーの底に位置させ、 前記プラスチックのペレットを充填する量は、研磨用テ
   ストピースを仮に試料片なしでプラスチックで成形する
   場合に必要なペレット量から、前記算出した試料片の体
   積を差引いた量として計量器より供給し、 成形によって得られるパレット付該研磨用テストピース
   は、成形シリンダーの上方に取出した後、パレットを分
   離することを特徴とする研磨用テストピースの製作方法
   。
2. （２）前記試料片の体積の算出は、 前記試料片と前記パレットの重量測定を重量センサーで
   測定し、該重量センサーから出力される試料片とパレッ
   トの合計重量に応じた電気信号をデジタル信号に変換し
   て制御部に入力し、 該制御部において、 入力したデジタル値と別途入力されるパレット重量に対
   応したデジタル値から試料片の重量を算出し、次いで、
   該算出した試料片の重量と比重値から体積を算出するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の研磨用テストピースの
   製作方法。