JPH04778B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、高精度の平面加工を行うことのでき
る研磨装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

たとえば、第５図に示すようなボスＡが突設さ
れた円柱状の被加工物Ｗの加工面Ｂを研磨加工す
る場合、第６図に示すようにして、平面ホーニン
グ装置により加工している。この装置において
は、回転駆動される砥石台Ｓ上に固着された円板
状の砥石Ｃに、図示せぬ加圧軸によりチヤツクＤ
に握持された被加工物Ｗを矢印Ｐ方向に一定圧力
で加圧しながら砥石Ｃを回転させ、砥石Ｃの平面
形状を加工面Ｂに転写するようになつている。

ところで、上述の加工装置において、被加工物
Ｗの軸線が砥石Ｃ中央部にあるときは、砥石Ｃ
は、中央部が外周部よりもより多く摩耗するため
に、砥石Ｃの断面形状は、第７図に示すように、
中凹となる傾向をもつている。一方、被加工物Ｗ
の軸線が砥石Ｃの外周部にあるときは、砥石Ｃ
は、外周部が中央部よりより多く摩耗するため
に、砥石Ｃの断面形状は、第８図に示すように、
中凸となる傾向をもつている。しかして砥石Ｃ
は、その使用頻度の増加に伴い、加工位置に対応
した断面形状になり、平面度が悪化する。この砥
石Ｃの平面度の悪化に従つて、被加工物Ｗの加工
面Ｂも悪化するので、加工を一時中断して、砥石
Ｃの形状修正を行う必要がある。しかし、この形
状修正作業は、いずれも人手に頼るものであつ
て、相当の熟練を要するとともに、すこぶる能率
が悪く、自動化が困難である欠点をもつている。

〔発明の目的〕 本発明は、上記事情を参酌してなされたもの
で、砥石の形状修正を行うことなく常に高い平面
度を維持することのできる研磨装置を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の概要〕

砥石を有して回転駆動する回転駆動部をテーブ
ル部に支持させて、砥石をその平面をなす研磨作
用面に沿つて移動させるようにし、この移動の制
御をテーブル部に電気的に接続され且つ加工位置
を乱数表に従つて決定するプログラムが格納され
このプログラムに基づいて砥石により被加工物が
加工されていないときに研磨作用面上における被
加工物の加工位置を変化させる制御信号をテーブ
ル部に出力する制御部により行うようにしたもの
である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述
する。

第１図及び第２図は、この実施例の研磨装置を
示している。この研磨装置は、研磨作用面が平面
をなす円板状の砥石１を有しこの砥石１を研磨作
用面に直交する軸線のまわりに回転駆動させる砥
石回転駆動部２と、この砥石回転駆動部２を支持
して矢印３方向（第１図紙面垂直方向）に進退さ
せるテーブル部４と、被加工物５を保持して一定
圧で砥石１に対して加工する被加工部保持部６
と、テーブル部４、砥石回転駆動部２及び被加工
物保持部６に電気的に接続され所定の研磨加工を
行わせる制御部７とから構成されている。しかし
て、砥石回転駆動部２は、円筒状の筺体８と、こ
の筺体８の内壁部に内設された軸受９，９と、こ
れら軸受９，９に軸支された回転軸１０と、この
回転軸１０の上端部に同軸に連結された円板状の
保持体１１と、この保持体１１に嵌着・固定され
た砥石１と、回転軸１０の下端部に環装されたプ
ーリ１２と、筺体８の下端部に垂設された突片１
３の外側に固着されているモータ１４と、このモ
ータ１４の下方に突出している回転軸１４ａに環
装されたプーリ１５と、プーリ１２，１５間に巻
掛けられているベルト１６とからなつている。そ
して、モータ１４の回転は、プーリ１５、ベルト
１６及びプーリ１２を介して、回転軸１０に伝達
され、砥石１を回転させるようになつている。一
方、テーブル部４は、上面に筺体８が摺動自在に
嵌合して矢印３方向に案内する直線状の案内突部
１７が突設された基体１８と、この基体１８の一
端部に取付けられたステツピングモータ１９と、
この基体１８の他端部に設けられた支持体２０
と、一端部がステツピングモータ１９の回転軸２
１に同軸に連結され他端部が支持体２０に軸支さ
れ中途部が筺体８の突片１３に螺合している送り
ねじ２２とからなつている。そして、ステツピン
グモータ１９の回転軸２１の正逆回転にともない
送りねじ２２が回転すると、この送りねじ２２に
螺合している筺体８が矢印３方向に沿つて進退す
るようになつている。また、基体１８の上面と一
側面とには、それぞれ溝部１８ａ，１８ｂが形成
されていて、回転軸１０とベルト１６とが貫通
し、矢印３方向に砥石回転駆動部２が基体１８に
干渉することなく移動できるようになつている。
さらに、被加工物保持部６は、テーブル部４の直
上位置に配置された空気圧シリンダ２３と、この
空気圧シリンダ２３の鉛直下方に垂設されたピス
トンロツド２４に同軸に連結された加圧軸２５
と、この加圧軸２５の下端部に連結され被加工物
５を着脱自在に把持する把持体２７とからなつて
いる。そして、空気圧シリンダ２３により把持体
２７に把持されている被加工物２６を砥石１に一
定圧で加圧するようになつている。さらに、制御
部７は、マイクロコンピユータを本体としてい
て、後述する所定の研磨加工を行わせるための加
工プログラムが格納されている。すなわち、この
制御部７には、被加工物２６の加工中心を、第３
図に示すように、点３１，……，３５のうちから
乱数表に従つて、たとえば点３１，３４，３５，
３３，３２，３４の順で選択し、選択した点に被
加工物５の加工中心が位置決めされるように、制
御信号をテーブル部４に出力するようなプログラ
ムが格納されている。なお、加工軸２５の軸線
は、点３１，……，３５がのつている砥石１の径
方向の直線３６（矢印３方向と平行）と直交する
ように設定されている。

つぎに、上記構成の研磨装置の作動について述
べる。まず、第３図の点３１に被加工物５の加工
中心位置がくるように、制御部７から制御信号が
ステツピングモータ１９に出力される。すると、
ステツピングモータ１９の回転軸２１が回転し、
筺体８が矢印３方向に制御信号が指示する量だけ
移動する。ついで、被加工物２６を把持体２７に
把持させ、空気圧シリンダ２３を起動して、ピス
トンロツド２４を下降させることにより、一定圧
で被加工物５を砥石１に押しつける。さらに、モ
ータ１４を起動することにより、砥石１を回転さ
せる。かくて、被加工物５の平面研磨加工が点３
１を加工中心位置として行われる。つぎに、研磨
加工が終了すると、把持体２７に未研磨状態の被
加工物５と交換するとともに、ステツピングモー
タ１９を起動して加工中心位置が点３４となるよ
うに筺体８を動かす。そうして前と同様にして研
磨を行う。以下制御部７に格納されている乱数表
に従つて、研磨が終了するたびに加工点中心位置
を点３５，３３，３２，３４と、順次変化させ
る。

このように、この実施例の研磨装置は、被加工
物５の砥石１上における加工中心位置を乱数表に
従つて無作為的に砥石１径方向に沿つて変化させ
るようにしているので、砥石１の偏摩耗がなくな
り、常に一定の平面度を維持することができる。
したがつて、研磨加工された被加工物の平面度
を、研摩耗中で、熟練を要する砥石の形状修正を
行うことなく、例えば１〜2μm以下の高精度に維
持することができ、研磨能率及び研磨精度が顕著
に向上する。

なお、上記実施例においては、加工中心点とし
て５点を設定しているが、複数点であるならば任
意数でよい。さらに、加工中心点の移行を１回の
研磨が終わるたびに行うことなく、例えば10回お
きに移行させるようにしてもよい。さらにテーブ
ル部として、上記実施例においては、Ｘテーブル
を用いているが、Ｘ−Ｙテーブル、Ｘ−Ｙ−Ｚテ
ーブル、Ｘ−Ｙ−θテーブル等を用いてもよい。
とくに、Ｘ−Ｙ−Ｚテーブルを用いることによ
り、被加工物側を昇降させる必要がなくなる。さ
らに、上記実施例においては、被加工物の砥石へ
の加圧を空気圧シリンダにて行つているが、第４
図に示す加圧機構４０を用いてもよい。つまり、
この加圧機構４０は、固設されている基台４１
と、この基台４１に揺動自在に枢支されている揺
動杆４２と、この揺動杆４２の一端部にねじ４３
により上下方向の位置調節自在に垂設された支持
軸４４と、揺動杆４２の他端部に枢着されその作
動軸４５の先端部が基台４１に枢着された空気圧
シリンダ４６とからなつている。そして支持軸４
４の下端部は球体部４７となつていて、被加工物
４８の背面に凹設された凹部４９と球面対偶をな
している。しかして、空気圧シリンダ４６が起動
して作動軸４５が空出すると、揺動杆４２が矢印
５０に揺動して、球体部４７を介して被加工物４
８を砥石１に押圧するようになつている。

〔発明の効果〕

本発明の研摩装置は、被加工物の砥石上におけ
る加工中心位置を乱数表に従つて無作為的に、砥
石の径方向に沿つて変化させるようにしているの
で、砥石の偏摩耗がなくなり、砥石の平面度を常
に一定に維持することができる。とくに、この場
合、加工中心位置の決定を乱数表に従つて行うよ
うにしているので、無作為性が高まることによ
り、より効果的に砥石の平面度を一定に維持する
ことができる。その結果、被加工物の高精度平面
研磨加工を高能率かつ高精度で行うことができる
ようになるとともに、研磨の自動化の推進にも役
立つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の研磨装置の要部を
切欠して示す正面図、第２図は第１図の側面図、
第３図は砥石の平面図、第４図は本発明の他の実
施例における加圧機構の正面図、第５図は平面研
磨加工される被加工物の斜視図、第６図は平面ホ
ーニング加工の説明図、第７図及び第８図は砥石
の偏磨耗の説明図である。 １……砥石、２……砥石回転駆動部、４……テ
ーブル部、５……被加工物、６……被加工物保持
部、７……制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 研磨作用面が平面の砥石を有しこの砥石を上
   記研磨作用面に直交する回転軸線のまわりに回転
   させる砥石回転駆動部と、この砥石回転駆動部を
   支持して上記砥石を上記研磨作用面に沿い且つ上
   記砥石の回転軸線に直交する方向に移動させるテ
   ーブル部と、被加工物を上記研磨作用面に対して
   相対的に昇降自在に保持するとともに上記砥石に
   対して上記被加工物を加圧しながらこの被加工物
   を上記砥石の回転に追従して回転自在に保持する
   被加工物保持部と、上記テーブル部に電気的に接
   続され且つ加工位置を乱数表に従つて決定するプ
   ログラムが格納され上記プログラムに基づいて上
   記砥石により上記被加工物が加工されていないと
   きに上記研磨作用面上における上記被加工物の加
   工位置を変化させる制御信号を上記テーブル部に
   出力する制御部とを具備することを特徴とする研
   磨装置。