JPH0761603B2 - 数値制御方式による板ガラスの研削機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、数値制御により、加工ホイールを板ガラスの
周縁に沿って移動させながら、板ガラスの周縁を研削す
る数値制御方式による板ガラスの研削機械に関する。

数値制御により、加工ホイールを板ガラスの周縁に沿っ
て移動させながら、板ガラスの周縁を研削する、従来の
板ガラスの研削機械においては、加工ホイールが固定的
に支持されているので、曲率半径が極めて小さい角部な
どで加工ホイールの送り速度を遅くした時には、研削加
工の切り込み過ぎが生じ易く、また、加工ホイールの研
削砥石が摩耗した時の加工ホイールの位置調整が困難で
あり、それ程満足し得るものではない。

本発明は前記諸点に鑑みなされたものであり、その目的
とするところは、曲率半径が極めて小さい角部などで、
加工ホイールの送り速度を遅くした時においても、ガラ
ス板の研削加工の切り込み過ぎを防止し得、加工ホイー
ルの研削砥石が摩耗した時の加工ホイールの位置調整を
容易にし得る数値制御方式による板ガラスの研削機械を
提供することにある。

本発明によれば前記目的は、機台と、板ガラスを保持す
る受台と、この受台に対応して配設された直動台と、機
台に設けられており、前記保持された板ガラスの面内に
おいて互いに直交する２方向に関して相対的に直線移動
自在に受台及び直動台を支持する第１の支持手段と、前
記保持された板ガラスの周縁を研削するための回転加工
ホイールと、直動台に設けられており、研削点を通ると
共に板ガラスの面に垂直な軸の回りで回転加工ホイール
を旋回自在に支持する第２の支持手段とを備えており、
第２の支持手段は、回転加工ホイールの回転中心点と研
削点を通る直線の方向に関して直動台に対し回転加工ホ
イールの位置を移動自在とした切込方向スライドと、切
込方向スライドに連結されており、回転加工ホイールの
回転中心点から板ガラスに対する研削点に向けて回転加
工ホイールを弾性的に押圧する押圧手段とを備え、第２
の支持手段は、回転加工ホイールの回転中心点が研削点
における板ガラスの周縁に関する法線上に位置するよう
に回転加工ホイールを旋回すべく数値制御され、かつこ
の回転加工ホイールは押圧手段によってガラス板に直線
的に押圧された状態で研削加工するようにした、数値制
御方式による板ガラスの研削機械によって達成される。

尚、回転加工ホイールの回転中心点は、研削点を含むXY
平面上に位置している。

第１図、第２図及び第３図において、本装置は、数値制
御により、加工ホイールを移動させて、板ガラスの周縁
を研削する研削機械本体１と、この研削機械本体１に板
ガラスを供給する供給装置２と、研削された板ガラスを
取出す取出し装置３からなり、夫々機台４の上に設置さ
れている。

本具体例で示す研削機械本体１は加工ヘッド５に本装置
の正面から見て左右方向であるＸ軸方向の運動を、テー
ブル６に本装置の正面から見て前後方向であるＹ軸方向
の運動を行なわせ、かつ加工ホイール７を、加工ホイー
ル７の研削点Ａを通り板ガラス８の面に垂直な軸の回り
に旋回運動させながら、加工ホイール７を板ガラス８の
周縁に沿って移動させて、板ガラス８の周縁の研削を行
なう機械である。

機台４の上に設置されたテーブル６はＹ軸方向に移動し
得、テーブル６の上には、加工用の板ガラス８を固定す
る受台９が５個、一列に配置されている。これらの受台
９は、真空吸着によって板ガラス８を固定し得る。この
ために、受台９は配管、弁を経て真空ポンプ（図示せ
ず）に接続されている。テーブル６は、その両端部にＹ
軸方向に沿って互いに平行にスライド10,10,10を有し、
スライド10,10,10がスライドレール11,11,11に係合する
ことによって、テーブル６は、スライドレール11,11,11
に支持されている。これらのスライドレール11,11,11は
機台４のＹ軸方向に沿って互いに平行に配置されている
ので、テーブル６は、機台４の上をＹ軸方向に運動可能
となる。

Ｙ軸方向の運動のサーボ機構は、スライド10,10,10に沿
って設けられた３組の送りネジ装置12,12,12と、これら
送りネジ装置12,12,12と連結するギヤボックス13,13,13
及びシャフト14と、ベルト伝動手段15を介してシャフト
14を駆動するＹ軸サーボモータ16とからなる。送りネジ
装置12は、ボールスクリュウ17とナット18からなり、ボ
ールスクリュウ17は、軸受19を介して機台４に固定さ
れ、ナット18はテーブル６の下部に固定してある。ボー
ルスクリュウ17,17,17は、機台４上のギヤボックス13,1
3,13に接続し、ギヤボックス13,13,13はシャフト14によ
って互いに連結している。シャフト14は機台４上の数ケ
所で軸受20によって支持されている。シャフト14を駆動
するベルト伝動手段15には、好ましくは段付ベルトとプ
ーリーを使用する。

機台４の両端側部に設けられた支柱台21を介して、テー
ブル６の上方に架台22が架設されている。この架台22の
正面側に、２組のスライドレール装置23,23が、Ｘ軸方
向に沿って、平行に設けられている。このスライドレー
ル装置23,23は、架台22に敷設されたレール本体24と、
このレール本体24上を動く複数のスライド25からなり、
これらのスライド25に直動台26が固定されている。した
がって直動台26はスライドレール装置23,23によって、
Ｘ軸方向に運動可能となる。

Ｘ軸方向のサーボ機構は、２組のスライドレール装置2
3,23の間に設けられた送りネジ装置27と、この送りネジ
装置27に通常はベルト等を介して接続されたＸ軸サーボ
モータ28からなる。送りネジ装置27は、ボールスクリュ
ウ29と、ナット30からなり、ボースクリュウ29は、軸受
78を介して架台22に固定され、ナット30は直動台26に固
定されている。

第４図において直動台26には、５基の研削ヘッド31が、
テーブル６の各受台９の上方に配置されるように取り付
けられており、これらの研削ヘッド31は、軸受装置32
と、この軸受装置32に懸吊された加工ヘッド５と、軸受
装置32の上方に接続された旋回動力取入部33とからな
る。各研削ヘッド31は、軸受装置32によって直動台26に
固定されている。本発明の研削機械に係る第１の支持手
段は、テーブル６、スライド10、スライドテーブル11、
支持台21、架台22、及びスライドレール装置23によって
構成される。

本発明の研削機械に係る第２の支持手段は、軸受装置32
及び加工ヘッド５によって構成される。

第４図〜第６図において加工ヘッド５は、スピンドルモ
ータ34と、このスピンドルモータ34の取付位置を水平面
内の直交した２方向に調整するためのスライド調整装置
35とからなる。スライド調整装置35は、調整手段として
の切込方向調整スライド42と、クロススライド43と、垂
直スライド79とからなる。スピンドルモータ34のシャフ
トに加工ホイール７が装着されている。軸受装置32は、
旋回軸36と、この旋回軸36を保持する複数のベアリング
（図示せず）と、これらベアリングを保持するハウジン
グ37とからなり、このハウジング37によって直動台26に
取付けられている。旋回軸36の下部には、スライド装置
35を介して加工ヘッド５の全体が懸吊的に保持され、旋
回軸36の上部にはベベルギヤ38が設けられていて旋回動
力取入部33となっている。加工ヘッド５は、軸受装置32
の旋回軸36を回転軸として回動可能である。

第１図及び第２図において、旋回運動のサーボ機構は、
軸受装置32の旋回軸36の上部に設けられたベベルギア38
からなる旋回動力取入部33と、各研削ヘッド31の旋回動
力取入部33を夫々連絡するラインシャフト39と、このラ
インシャフト39に接続された旋回サーボモータ40とから
なる。この旋回サーボモータ40によって、ラインシャフ
ト39が駆動され、さらに、各旋回動力取入部33を経て、
各研削ヘッド31の加工ヘッド５、ひいては加工ホイール
７が同時に旋回運動する。

第４図において、各加工ヘッド５のスライド調整装置35
によって、加工ホイール７の板ガラス８に対する研削点
Ａに加工ホイール７の旋回中心が合うように調整される
と、加工ホイール７は、数値制御によるテーブル６及び
直動台26の夫々の運動に従って、各受台９に固定された
板ガラス８の周縁に沿って移動しながら、数値制御によ
る旋回運動を行なって、常に、研削的Ａが一定位置を維
持するように研削加工する。

次に、第４図〜第６図によって、加工ホイール７が数値
制御による旋回運動をしながら、研削が行なわれる原理
及び利点について説明する。

加工ホイール７は、板ガラス８の周縁に沿って移動され
ながら、加工ヘッド５を加工ホイール７の研削点Ａを通
り、かつ板ガラス８の面に垂直な軸の回りに旋回運動を
行なうように保たれている。この時、加工ホイール７の
旋回角度は、研削点Ａを通る板ガラス８の周縁形状の法
線と研削点Ａと加工ホイール７の回転中心41を結ぶ直線
とが一致するように数値制御される。こうしておけば、
加工ホイール７が摩耗して、その直径が小さくなった時
の加工ホイール７の据付位置の調整は、切込み方向調整
スライド42によって、加工ホイール７を、その研削点Ａ
が加工ホイールの旋回軸36に一致するように、一方向に
のみ移動するだけで達成できる。このことは、本具体例
の板ガラス研削機械の如く、複数の加工ホイール７で複
数の板ガラス８を同時に研削する場合に顕著な効果を奏
効する。すなわち、加工ホイール７の摩耗量はあらかじ
め知ることができるので、必要に応じて、各切込方向調
整スライド42を必要量だけ移動させる簡単な操作を行な
うことによって、加工ホイール７の研削点Ａを加工ホイ
ール７の旋回中心36に一致させることが容易となる。各
切込み方向調整スライド42の移動は、好ましくは、第６
図に示す如く数値制御によるスライドサーボモータ44に
よって制御されるのがよい。

次に、第４図〜第６図によって、研削押圧力の制御機構
の好ましい具体例を説明する。

第４図〜第６図において、第１図〜第３図と同じ構成要
素には同一番号が付されている。

これらの図において、スライド調整装置35は切込方向調
整スライド42と、クロススライド43と、垂直方向スライ
ド79とからなり、スピンドルモータ34が取り付けられた
スライド制御装置45、及び押圧手段としての流体アクチ
ュエータ46は切込み方向調整スライド42に配設されてい
る。スライド制御装置45は、その移動方向が切込み方向
調整スライド42の移動方向に平行となるように取り付け
られている。また、流体アクチュエータ46はスピンドル
モータ34、ひいては加工ホイール７をスライド制御装置
45の移動方向に沿って往復運動させ、加工ホイール７の
板ガラス８に対する押圧力を変化させることができる。
スライド制御装置45には、流体アクチュエータ46のわず
かの操作力で動くように、好ましくは、ボールスライド
ベアリングが使用されるのがよい。また、流体アクチュ
エータ46には、好ましくは、エアシリンダが使用される
のがよい。

次に、流体アクチュエータ46の押圧力の制御方法につい
て述べると、第７図に示すように、電−空変換器47に一
次空気圧が供給され、この電−空変換器47により制御さ
れた２次空気圧が流体アクチュエータ46に伝送されて、
流体アクチュエータ46の押圧力が制御される。前記電−
空変換器47は、入力電流に比例して、出力の空気圧力が
変化するようにした装置である。一方、電−空変換器47
に入力する電流信号は、電流変換器48により生起され
る。また、この電流変換器48は、研削機械本体１を制御
する数値制御装置49の補助機能部にインターフェイスさ
れており、数値制御装置49からの複数個の補助機能信号
を受けて、複数段階の入力電流を生起するようにされて
いる。この電流変換器48は、通常は、可変抵抗方式また
はD/A変換方式による。また、電−空変換器47を数値制
御装置49にインターフェイスさせず、別のコントロー
ラ、調節計、または演算アンプに接続して動作させても
よい。なお、通常は、流体アクチュエータ46としてエア
シリンダを使用するが、場合によっては、電−空変換器
47により出た２次空気圧を油圧変換器に接続して、２次
空気圧と同圧力の油圧に変換し、この油圧を上記流体ア
クチュエータ46に送出してもよい。

こうして、数値制御装置49からの信号により、電−空変
換器47が流体アクチュエータ46に供給する２次空気圧を
変化させて、加工ホイール７の板ガラス８への押圧力を
制御しながら研削する。この押圧力は、好ましくは、加
工ホイール７が板ガラス８の周縁の直線部で強く、角部
で弱くなるように制御されるのが望ましい。極端に曲率
半径が小さい角部では、通常は、加工ホイール７の板ガ
ラス８に対する送り速度は落とすが、これと同時に前述
の２次空気圧を下げる。すなわち、加工ホイール７の板
ガラス８に対する切込み過ぎが生じ易いところで、研削
荷重を弱くし得、研削深さが均一にできる。２次空気圧
の変化は、本具体例では流体アクチュエータの径40mmで
0.3Kg/cm²〜1.5Kg/cm²である。

第１図〜第３図において、供給装置２は、研削機械本体
１の各受台９に対応した各ブロック50A〜50Eに区分さ
れ、各ブロック50A〜50Eは夫々板ガラス８を搬入する搬
入装置51と、この搬入装置51上を搬入される板ガラス８
を各受台９に対応する位置に停止させる位置決め検知器
52を有する。さらに、供給装置２は、各ブロック50A〜5
0Eごとの搬入装置51を昇降させる昇降装置53とを有す
る。

搬入装置51は、板ガラス８を滑動させるローラコンベア
54と、板ガラス８を移動させるベルトコンベア55からな
る。ローラコンベア54は枠体56と、この枠体56に配設さ
れた各ローラ群57を備えており、枠体56はピン58を介し
て機台４に支持されている。ローラコンベア54はシャフ
ト58を中心に受台９に対して上下に揺動自在となってい
る。また、枠体56には、当て板59と、プーリー60とベル
ト61と、駆動装置62からなるベルトコンベア55が配設さ
れている。この枠体56は、搬入装置51が板ガラス８を搬
入している時、第３図の如く傾斜しており、ローラコン
ベア54の上を滑動する板ガラス８の周縁面とベルト61が
当接するために生ずる摩擦力によって、ベルト61の移動
と共に板ガラス８はローラコンベア54上を滑動する。

各搬送装置51の下には、適宜な第１の昇降装置としての
昇降装置53が配設されており、板ガラス８を搬送する時
には、各搬送装置51の支持枠56を、水平に対し好ましく
は38°の角度に傾斜させる上昇位置とし、板ガラス８を
搬入装置51から受台９への受渡す時には、各搬入装置51
の支持枠56をほぼ水平である下降位置とするように制御
される。

こうして研削加工の前工程において、必要な形状に切断
された板ガラス８が、受入れコンベア81から、供給装置
２の搬入装置51に順次送られて来る。この時、各ブロッ
ク50A〜50Eのベルトコンベア55は、各駆動装置62によっ
て動作しており、最初の板ガラス８は最奥のブロック50
Aに向かって搬送される。次に、ブロック50Aの枠体56に
設けられた適宜の位置決め検知器52が、板ガラス８のブ
ロック50Aへの到着を検知した時、ブロック50Aのベルト
コンベア55は停止され、枠体56は、上昇位置の状態で待
機される。同様に、各板ガラス８は、順次ブロック50B
からブロック50Eに搬入され、停止されてゆく。この
時、板ガラス８を受け取るために、搬送装置51に向かっ
てＹ軸方向に移動されたテーブル６が各搬送装置51の下
で待機しており、上昇位置にある各搬送装置51は、昇降
装置53によって、同時に降下され、各板ガラス８は同時
に各受台９の上に置かれ、かつ吸着される。次に、板ガ
ラス８を受け取ったテーブル６は、研削加工のために、
研削機械本体１に向かって移動される。

取出し装置３は、各受台９より板ガラス８を受け取り、
Ｙ軸方向に移動させる移動装置としてのベルトコンベア
63と、ベルトコンベア63を昇降させる第２の昇降装置と
しての昇降装置64と、板ガラスを送り出すローラコンベ
ア65と、ローラコンベア65を駆動する駆動装置66を備え
ている。

ベルトコンベア63のベルト67は、昇降装置64の支持枠68
に設けられたプーリー69,70に巻張されており、プーリ
ー70は適宜な伝動手段を介して連結され、駆動装置71に
より駆動される。昇降装置64の支持枠68は、シャフト72
を介して機台４に支持され、シャフト72を中心として、
駆動装置73によって、受台９に対して上下に揺動する。
ローラコンベア65は、枠体74と、この枠体74に配設され
たローラ群75とを備え、各ローラは、チェーン伝動手段
を介して連結され、駆動装置66により駆動される。こう
して、研削機械本体１で研削加工を完了した板ガラス８
を載せたテーブル６は、取り出し装置３に向かって、Ｙ
軸方向に移動され、第３図に示す受け渡し位置Ｂで待期
する。この時、昇降装置64の支持枠68はほぼ水平の降下
位置にある。次に、各受台９は板ガラス８の吸着を開放
すると同時に、昇降装置64の支持枠体68が上昇し、板ガ
ラス８がベルトコンベア63上に受け渡される。さらに、
板ガラス８を載せたベルトコンベア63は、駆動装置71に
よってＹ軸方向に移動され、板ガラス８が、第３図に示
す取出し位置Ｃに達すると、昇降装置64の支持枠68が下
降し、板ガラス８はローラコンベア65に受け渡される。
そして、ローラコンベア65の駆動により板ガラス８を搬
送して、送出コンベア77に送り出す。一方、取り出し装
置３に板ガラス８を渡したテーブル６は、直ちに、反転
して供給装置２に向かって移動し、前述の工程を繰り返
す。

本発明の研削機械によれば、回転加工ホイールが、第２
の支持手段によって、研削点を通ると共に板ガラスの面
に垂直な軸の回りで旋回自在に支持されており、第２の
支持手段は、回転加工ホイールの回転中心点が研削点に
おける板ガラスの周縁に関する法線上に位置するように
回転加工ホイールを旋回すべく数値制御されるが故に、
板ガラスの角部を研削する際に、回転加工ホイールの旋
回軸が板ガラスの角部における研削点に静止した状態で
回転加工ホイールが旋回しながら板ガラスの角部を研削
する。

加えて、回転加工ホイールが、押圧手段によって、回転
加工ホイールの回転中心点から板ガラスに対する研削点
に向けて弾性的に押圧されるが故に、回転加工ホイール
の板ガラスにおける切込み過ぎを阻止し得る。しかも、
切込方向スライドによって、回転加工ホイールの位置
が、回転加工ホイールの回転中心点と研削点を通る直線
の方向に関し、研削点に向って直線的に移動自在とな
り、かつ回転加工ホイールは、研削点の法線上にあると
共に切込方向スライドに連結された押圧手段によって押
圧されるが故に、回転加工ホイールを押圧する押圧手段
の押圧力のベクトルは、研削点の法線上にあり、必ず研
削点を通過するが故に、回転加工ホイールを数値制御プ
ログラム上の研削点においてその法線の方向から精確に
押圧し得る。その結果、研削の形崩れをなくし得、研削
点と押圧手段の押圧力のベクトルのズレをなくし得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は研削機械の正面図、第２図は研削機械の平面
図、第３図は研削機械の側面図、第４図は研削機械の部
分拡大側面図、第５図は研削機械の部分拡大正面図、第
６図は研削機械の部分平面図、第７図は流体アクチュエ
ータの電気・空気回路図である。 １……研削機械本体、２……供給装置、３……取出し装
置、５……加工ヘッド、７……加工ホイール、８……板
ガラス、16……Ｙ軸サーボモータ、28……Ｘ軸サーボモ
ータ、31……研削ヘッド、40……旋回サーボモータ、44
……スライドサーボモータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機台と、板ガラスを保持する受台と、この
   受台に対応して配設された直動台と、機台に設けられて
   おり、前記保持された板ガラスの面内において互いに直
   交する２方向に関して相対的に直線移動自在に受台及び
   直動台を支持する第１の支持手段と、前記保持された板
   ガラスの周縁を研削するための回転加工ホイールと、直
   動台に設けられており、研削点を通ると共に板ガラスの
   面に垂直な軸の回りで回転加工ホイールを旋回自在に支
   持する第２の支持手段とを備えており、第２の支持手段
   は、回転加工ホイールの回転中心点と研削点を通る直線
   の方向に関して直動台に対し回転加工ホイールの位置を
   移動自在とした切込方向スライドと、切込方向スライド
   に連結されており、回転加工ホイールの回転中心点から
   板ガラスに対する研削点に向けて回転加工ホイールを弾
   性的に押圧する押圧手段とを備え、第２の支持手段は、
   回転加工ホイールの回転中心点が研削点における板ガラ
   スの周縁に関する法線上に位置するように回転加工ホイ
   ールを旋回すべく数値制御され、かつこの回転加工ホイ
   ールは押圧手段によってガラス板に直線的に押圧された
   状態で研削加工するようにした、数値制御方式による板
   ガラスの研削機械。
2. 【請求項２】前記押圧手段はエアー押圧装置からなる特
   許請求の範囲第１項に記載の機械。