JPH11291156A - ラップ盤及びラップ加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加圧力の調整が簡単で均一な加圧ができ、さ
らに一台のラップ盤で種々の目的に併せたラップ加工が
可能なラップ盤を提供すること。 【解決手段】 上定盤を加圧する加圧軸と該加圧軸を駆
動する加圧シリンダからなる加圧装置と、該加圧シリン
ダを支持する支持台と、支持台をワーク方向に移動させ
る移動手段と、該加圧軸の移動距離を計測するリニアス
ケールと、該加圧装置、移動装置を制御する制御装置と
を具備し、前記加圧軸と上定盤の連結部に球面軸受けを
設けて該上定盤を全方向に回動自在すると共に回動を固
定する手段を設けたことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ラップ盤並びに
ラップ加工方法の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】ラップ加工は精密研削された円筒、穴、
平面、球面等の表面を平滑にし、寸法精度を向上させる
目的で従来から使用されている。ラップ加工方法は、例
えば焼き入れされた鋼等からなるワークを鋳鉄製のラッ
プ定盤（上定盤と下定盤）で挟んで低い圧力で押し付
け、ダイヤモンド砥粒等の砥粒（又は砥粒と軽油の混合
物）をワークと定盤の間に適量加えて、ワークの被加工
面と定盤の加工面との間の接触面を揺動させて加工する
方法である。ラップ加工は仕上面が滑らかな鏡面を得る
ことも可能で、又作業も簡単であり、ゲージ類やレンズ
等の光学機器部品の最終仕上げ、鋼球の表面加工、液晶
基盤や半導体基盤等の電子部品基盤の表面加工等の広い
分野に使用されている。

【０００３】この様に広く使用されるラップ盤におい
て、加工精度を維持するためには長時間の使用により変
形磨耗した定盤の砥石面を修正することが必要であるだ
けでなく、ワークの材質や形状、寸法等に適した加圧力
を選び、その加圧力を均一かつ一定に保ちながら加工す
ることが必要である。このために、従来から加圧力を一
定にしたり、均一にするための装置が開発されている。

【０００４】従来技術によるラップ盤としては例えば、
公開特許公報第平２−１５２７６６号に開示されている
ラップ盤がある。以下、このラップ盤を従来装置１とい
う。従来装置１では上定盤の重量を直接ワークに加圧力
として作用させていた。ところが、上定盤の重量は磨耗
や砥石面の修正により減少する。このような加圧力の減
少に対して、加圧力を一定にするためにさお秤の原理を
利用したもので、図１１に示す。図１１において、さお
秤２１の一端２１ａに上定盤１１を吊し、他端側に梃子
２２を設けて、梃子の内側適宜の位置２２ｂに秤の他端
２１ｂを連結する。梃子２２は一端２２ａを回動自在に
支持すると共に連結点２２ｂの外側に錘２３を吊して、
上定盤の磨耗量に応じて錘２３の位置を変化させて調節
するものである。即ち、梃子の端にスケール２４を設け
て、スケール２４の目盛りの変化からさお秤２１の変位
量及び上定盤の磨耗量を読みとり、その磨耗量に応じて
梃子に吊した錘２３の位置を調整して加圧力を調整する
装置である。

【０００５】この従来装置１では機構が複雑で加圧力の
設定が自由にできないという欠点があった。さらに、上
定盤が変形磨耗した場合、例えば傾いて磨耗した場合や
ワークの高さ全てが等しくない場合にはうまく対応でき
ないという欠点があった。この様に不均等な磨耗等によ
り変形した上定盤に対してより正確なラップ加工を行う
装置が公開特許公報第平４−２１７４５６号に開示され
ている。

【０００６】図１２（Ａ）、（Ｂ）にこの装置（以下、
従来装置２という）の正面図及び平面図を示す。図１２
において、下定盤６に対向して配設された上定盤１１の
上面に支柱３１を設けて上から上定盤１１を押付けると
共に上定盤１１の外径側と内径側にそれぞれ多数の加圧
シリンダ３２ａ、３２ｂを配設して、ラッピング時に各
加圧シリンダ３２ａ，３２ｂの加圧力を適切に調節する
ことによって上定盤１１の下面を常に下定盤６に倣って
平坦を保とうとするものである。

【０００７】従来装置２では複数の加圧シリンダ３２
ａ、３２ｂを設けているために装置自体の構成が複雑に
なると共に、加圧シリンダの加圧力を上定盤１１、下定
盤６の変形磨耗に対して調節することが必要である。従
って、変形磨耗の度合いを計測し、それに合わせて各加
圧シリンダの３２ａ、３２ｂの調節が困難であるという
課題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来装置１では加圧装置が複雑であるだけでなく、磨耗変
形した上定盤等に対して均一な加圧が困難であるという
課題があった。また、従来装置２では上定盤の均一な加
圧は可能であるが、その調整が困難であるという課題が
あった。この発明は、上述のような背景の下になされた
もので、加圧力の調整が簡単であり、かつ均一な加圧が
でき、さらに一台のラップ盤で種々の目的に併せたラッ
プ加工が可能なラップ盤を提供することを課題としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は以下の手段を採用している。即ち、請求項１
記載の装置は、上定盤を加圧する加圧軸と該加圧軸を駆
動する加圧シリンダからなる加圧装置と、該加圧シリン
ダを支持する支持台と、該加圧軸の移動距離を計測する
リニアスケールと、該加圧装置を制御する制御装置とを
具備し、前記加圧軸と上定盤の連結部に球面軸受けを設
けて該上定盤を全方向に回動自在としたことを特徴とし
ている。請求項１記載の発明は球面軸受けを加圧軸と上
定盤の間に設けて加圧力を均一にすると共に加圧力を加
圧シリンダによって調整している。

【００１０】請求項２に記載の装置は、請求項１に記載
の装置において、前記制御手段はラッピング工程におけ
る加圧シリンダの加圧力を一定に制御したことを特徴と
している。請求項２に記載の発明は均一な加圧力と定圧
送りでより精密なラップ加工を目的としている。

【００１１】請求項３に記載の装置は、発明は請求項１
又は請求項２の装置で、前記支持台をワーク方向に移動
させる移動手段と、前記連結部の回動を固定する固定手
段とを設け、前記制御装置はラッピング工程において該
移動手段の送り速度を一定速度に制御したことを特徴と
している。請求項３に記載の発明は請求項１、２に記載
した装置を利用して定速送りのラップ加工を可能にする
ことを目的にしている。

【００１２】請求項４に記載の装置は、請求項１〜請求
項３の装置において、前記支持台を加工位置とワーク供
給位置との間を水平方向に旋回自在に保持する旋回保持
手段を設けたことを特徴としている。請求項４に記載の
発明は請求項１〜３の装置で、ワークの供給及び排出を
容易にすると共に上定盤を旋回可能に設けて、回転軸を
偏位させて共摺りによる砥石面の修正を可能にしてい
る。

【００１３】請求項５に記載の装置は、請求項１〜請求
項４の装置において、前記加圧シリンダは両側ロッドシ
リンダで構成し、該ロッドの一側を前記加圧軸と連結
し、反対側に前記リニアスケールの探針を接触させて該
加圧軸の移動距離を計測可能にしたことを特徴としてい
る。請求項５に記載の発明は加圧軸の移動距離を計測し
てワークの加工量を計測可能にしている。

【００１４】請求項６に記載の装置は、請求項１〜請求
項５の装置において、前記移動手段は、ボールねじナッ
トとサーボモータとを具備していることを特徴としてい
る。請求項６に記載の発明はボールねじナット及びサー
ボモータの組み合わせにより移動装置の移動距離を正確
に制御できる構成にしている。

【００１５】請求項７に記載の装置は、請求項３〜請求
項６の装置において、 ワークをラッピングする上定盤
と下定盤とを具備し、及び該上定盤と下定盤とを共摺り
による定盤修正装置を具備し、前記加圧装置による定圧
送りラップ加工と前記移動手段による定量送りラップ加
工と該定盤修正装置による定盤修正とを選択する選択手
段を具備したことを特徴としている。請求項７に記載の
発明は一台のラップ盤で目的に応じたラップ加工と定盤
の修正が選択できてようにして多目的に応じたラップ加
工を可能にしている。

【００１６】請求項８に記載の方法は、上定盤を加圧す
る加圧軸と該加圧軸を駆動する加圧シリンダからなる加
圧装置と、該加圧シリンダを支持する支持台と該支持台
をワーク方向に移動させる移動手段からなる移動装置
と、該加圧軸の移動距離を計測するリニアスケールと、
該加圧装置及び移動装置を制御する制御装置とを具備し
たラップ盤のラップ加工方法において、ワークをセッテ
ングする工程とラッピング工程との間に、上定盤とワー
クの間に異物が存在するか否かをチェックする異物チェ
ック工程、及び／又は、ワークが正常にセッテングされ
ていか否かをチェックするワークチェック工程からなる
異常検出工程を含み,前記異常検出工程は、該加圧軸を
最下端位置に下降させ、加圧シリンダにより小圧で加圧
し、移動装置を所定の位置まで下降させ、リニアスケー
ルの目盛りの読みから異常を判定する工程からからなる
ことを特徴としている。請求項８に記載の方法はワーク
セッテング後ラッピング加工開始前に異常の有無を検出
し、事故防止を可能にしている。

【００１７】

【発明の実施形態】以下、図面を参照してこの発明の実
施形態について説明する。図１は本発明の実施形態の装
置を具備したラップ盤の正面図で、図２は左側面図、図
３（Ａ）は上部分の右側面図で、（Ｂ）は下部分の右側
面図である。図４は加圧シリンダ及びリニアスケールの
詳細説明図で、図５は球面軸受け部の詳細説明図であ
る。図６はキャリアの配置図である。図７はボールねじ
ナットの説明図、図８は球面軸受けの説明図である。な
お、これらの図においては、従来技術で説明したと同じ
機能の構成要素については同じ参照番号を付して詳細な
説明を省略する。

【００１８】図１〜図３において、下定盤６は下円盤５
１に固着され、下円盤５１は下定盤主軸５２の先端に連
結されている。下定盤主軸５２の下端には歯車５３が固
設され、歯車５３は歯車５４を介して下定盤回転駆動モ
ータユニット５５により回転駆動される。また、下定盤
主軸５２はベアリングを介して下主軸ハウジング５６に
回転自在に支持され、下主軸ハウジング５６にはブラケ
ット５７が取り付けられており、これによって支持され
ている。

【００１９】ブラケット５７にはボールねじナット５８
（構造の詳細は後述する。）のナットが固設されてい
る。このボールねじナット５８のねじ５８ａの一端は下
定盤６を上下に移動させるためのサーボモータ６０の出
力軸５９に図示省略のノンバックラッシュカップリング
を介して接続されている。ねじ５８ａの他端はベアリン
グ６１によって回転自在に支持されている。サーボモー
タ６０とベアリング６１はラップ盤脚本体６２に固設さ
れている。従って、サーボモータ６０の回転により、ね
じ５８ａが回転し、ねじ５８ａに螺合しているナットが
上下に移動する。これにより、ブラケット５７、下主軸
ハウジング５６を介して下定盤６の上下動が制御され
る。また、サーボモータ６０の回転は制御器７１によっ
て制御されている。

【００２０】下定盤主軸５２の内側には太陽歯車軸６４
が軸受６５により回転自在に設けられている。軸受け６
５はフレーム６６によってラップ盤の脚本体６２に固定
されている。太陽歯車軸６４の頭部には太陽歯車１３が
固設されている。さらに、太陽歯車軸６４の下端には歯
車６７が固設されており、歯車６８、６９を介して太陽
歯車１３を回転駆動させるサーボモータユニット７０の
出力軸に連結されている。サーボモータユニット７０の
出力は制御器７１によって制御されている（図９参
照）。太陽歯車軸６４の内側には冷却管７３が通ってお
り、図示されていない放出口よりワークを冷却するため
のクーラントを放出可能としている。

【００２１】太陽歯車１３と内歯歯車１４との間に、図
６に示すように、複数のキャリア１２が配置される。キ
ャリア１２は太陽歯車１３の外側歯と内歯歯車１４の内
側歯とに噛み合って自転及び公転する。内歯歯車１４は
脚本体６２の一部に固設されている。ホルダー１２は複
数の穴が設けられており、それらの穴の中にワークを容
れて上定盤１１と下定盤６で挟んでラップ加工を行う。

【００２２】下定盤６の真上に上定盤１１が対向して配
置されると共に、上定盤１１は上円盤７５に固着されて
いる。上円盤７５は加圧軸７６に連結され、加圧軸７６
は加圧シリンダ７７に連結されていると共に上下動自
在、回転自在に設けられている。また、加圧シリンダ７
７の作動により上定盤１１を加圧できるようになってい
る。

【００２３】加圧シリンダ７７（図４参照）は両側にロ
ッド７７ａ、７７ｂが突出しており、上側ロッド７７ａ
にはリニアスケール４０の探針４１が低い圧力で加圧さ
れながら絶えず接触している。また、下側ロッド７７ｂ
の下端には釣り鐘状の取付部品４２がねじにより固設さ
れ、取付部品４２には円筒状のスライダー４３が固設さ
れている。スライダー４３の外側は上主軸ハウジング７
９の内側表面と滑りながら上下動すると共に内側はベア
リング４４を介して加圧軸７６に連結されている。これ
によって加圧軸７６は加圧シリンダ７７によって上下に
駆動される。加圧シリンダ７７のロッドを最下降させた
位置及び最上昇させた位置を検知するためのリミットス
イッチが適宜の位置に設けられている。なお、このリミ
ットスイッチは図示が省略されている。

【００２４】以下に、加圧シリンダ７７による加圧力、
及び上定盤回転駆動モータユニット８２による回転力を
上定盤１１に伝達する構成について説明する。なお、上
定盤１１は上円盤７５の下側面に固着されている。加圧
軸７６の外側には上定盤主軸７８が設けられ、リニアベ
アリング５２を介して上定盤主軸７８に対して上下動自
在に支持されている。さらに、上定盤主軸７８は上主軸
ハウジング７９に回転自在に支持されている。上定盤主
軸７８の上端には歯車８０が固設されており、歯車８０
は歯車８１を介して上定盤回転駆動モータ８２により駆
動される（図３（Ａ）参照）。上定盤回転駆動モータ８
２は制御器７１に接続され、制御されている。また、図
５に示すように、上定盤主軸７８の下端には円盤４６が
固設されており、加圧軸７６の下端にも円盤４７が固設
されている。円盤４６には複数個のピン８３が下向きに
上下動自在に設けられている。このピン８３が円盤４７
の穴８３’に挿入されることによって円盤４６と円盤４
７の回転運動が連結され、上定盤主軸７８の回転力が円
盤４７に伝達される。しかし、円盤４７の上下方向の移
動は円盤４６とは独立に行われる。

【００２５】円盤４７と上円盤７５とは球面軸受け４８
を介して連結されている。球面軸受け４８は、図８に示
すように、軸４８ｃに球４８ａが固設され、軸受け面が
球面をなしている軸受けケース４８ｂとで構成されてい
る。球面軸受け４８はラジアル荷重とスラスト荷重の両
荷重を支持することができ、また軸４８ｃに対して軸受
けケース４８ｂが傾いた場合にも使用できる。軸４８ｃ
の回転は軸中心軸の回りの回転（図の矢印Ａ方向の回
転）は可能であるが、中心軸自体が旋回する方向（図の
矢印Ｂ方向）の回転はできない。即ち、矢印Ｂ方向に軸
４８ｃが回転すると軸４８ｃが軸受け４８ｂの図示され
ていない連結部分と衝突し、矢印Ｂ方向の回転は不可能
になっている。

【００２６】上記した円盤４７と上円盤７５の連結は複
数のピン５１ａによって行われる。ピン５１ａは上円盤
７５に上向きに取り付けられており、ピン５１ａの上端
部が円盤４７に設けられている穴５１ａ’と嵌合し、こ
れによって円盤４７の回転が上円盤７５に伝達される。
また、ピン５１ａの先端はフランジ状に形成されてお
り、上円盤７５の落下防止のための安全ピンとしての役
割も果たしている。

【００２７】更に、円盤４７と上円盤７５との間には球
面軸受け４８が設けられており、球面軸受け４８の軸４
８ｃは円盤４７に固定され、軸４８ｃに球４８ａが固定
されている。一方、軸受けケース４８ｂは上円盤７５に
固定されている。従って、以上の構成によって円盤４７
の回転力はピン５１ａを介して上定盤１１に伝達される
と同時に上下方向の加圧力は球面軸受け４８を介して上
定盤１１に伝達される。また、図８に示すように球面軸
受け４８は傾いた状態でもスラスト力を伝達するので、
加工状態によって上定盤１１が上円盤４７に対して傾い
た状態でも上円盤４７の回転力及び加圧力は正しく伝達
され、ワークの加工が行われる。

【００２８】前述したように、ピン８３は円盤４６に下
向きに複数個が周上に設けられていると共に円盤４７を
貫通し、貫通穴８３’に対して上下にスライド可能に設
けられている。また、上円盤７５の上面にはピン８３に
対応した位置にストッパー５０が設けられている。加圧
軸７６を上方に移動させて、上円盤７５を上方に持ち上
げるとストッパー５０がピン８３の下端と連結し、上円
盤７５は円盤４７と平行な状態で固定される。この固定
した連結により上定盤１１は水平状態を維持したまま回
転力及び加圧力が伝達され、ワークの加工が行われる。
従って、この状態では球面軸受け４８の作用効果は制限
され、加工中においてワークの状態によって上定盤が傾
くことはない。

【００２９】以下に上定盤主軸７８及び上主軸ハウジン
グ７９を上下に移動させる機構について説明する。図１
に示すように、上主軸ハウジング７９の上突起部の頂部
にチェーン９９が接続され、チェーン９９の他端はカウ
ンタバランスシリンダ８４に接続され、重量の平衡が取
られている。また、上主軸ハウジング７９の中央突起部
にボールねじナット８５が設けられており、サーボモー
タユニット８６の回転駆動により上主軸ハウジング７９
を上下に駆動可能にしている。ボールねじナット８５
は、図７に示すように、ねじ８５ａの谷とナット８５ｂ
の谷とを対向させて、円形通路を作り、それに鋼球８５
ｃを入れたものである。ねじ８５ａを回すと鋼球８５ｃ
はリターンチューブ８５ｄを通って循環し、ねじ送り運
動ができる特殊ねじである。摩擦係数は極めて小さく、
耐磨耗性がよく、二重ナットにして予圧をかけバックラ
ッシュを除くことにより精密な送り及び正確な位置決め
ができる。

【００３０】また、サーボモータは広い範囲にわたって
速度が連続的に変えられ、正逆転可能であると共に、慣
性が小さく急速な起動停止が可能である。なお、サーボ
モータユニット８６はコラムヘッド８７に固設されてい
るフレームに固定されており、制御器７１に接続され、
制御されている。従って、サーボモータユニット８６と
変換手段８５の使用と、さらにカウンタバランスシリン
ダ８４によって重量の平衡がとられていることから上定
盤主軸７８及び上主軸ハウジング７９の正確な送りが可
能である。従って、上記構成により、加圧シリンダ７７
を使用しなくても上定盤１１の正確な定量送りが容易に
可能となる。

【００３１】以下に、ワークの供給、取出しを容易にす
るための上主軸ハウジング７９の旋回機構について説明
する。コラムヘッド８７はコラム８８によって横に振れ
ないように支持されている（図２参照）。また、コラム
ヘッド８７はベース８９の上に離反自在に載置されてい
る。ベース８９にコラムヘッド８７を浮かせるための浮
動シリンダ９０が取り付けられており、浮動シリンダ９
０のロッド９０ａの先端にはベアリングを介してコラム
ヘッド８７が回転自在に設けられている。浮動シリンダ
９０は制御器７１に接続され、制御されている。

【００３２】コラムヘッド８７のツバ部８７ａの外周の
一部に歯８７ｂが切られており、歯８７ｂは旋回用のサ
ーボモータユニット９２の出力軸に設けられた歯車９１
と噛み合っている。サーボモータユニット９２はラップ
盤の脚本体６２に固設されている。また、サーボモータ
ユニット９２は制御器７１に接続され、制御されてい
る。

【００３３】制御器７１はＣＰＵ（中央演算処理装
置）、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ、入出力信号変換器
（Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器）、時計、出力増幅器等
から構成されており、図１０に示すラップ加工手順のプ
ログラム及び定盤修正のプログラムがメモリの中に内蔵
されている。また、データ及びモードを選択設定する入
力設定器９３、スタートボタン９４がその入力側に接続
されており、出力側にはモータ５５、６０、７０、８
２、８６及び９２と、シリンダ７７及び９０、更にクー
ラント用ポンプ９５、剥離シリンダ９６が接続されてい
る（図９参照）。

【００３４】入力設定器は９３は定圧送りラップ加工、
定量送りラップ加工、定盤修正の各モードの選択設定が
できる他に、加圧シリンダ７７の加圧力の設定、定量送
りの送り速度の設定、旋回角度の設定等の種々の設定、
データ入力が可能になっている。

【００３５】本実施形態は以上のように構成されてお
り、制御器７１の動作について図１０のフローチャート
を用いて説明する。図１０のフローチャートは定圧送り
のラップ加工の手順を示したものである。スタート操作
をする前に加工モードの選択、又は定盤修正モードの選
択を入力設定器９３で設定すると共に各モードに必要な
データを設定する。なお、このとき全ての装置は原位置
にある。

【００３６】以下に、定圧送りラップ加工をする場合の
各ステップについて図１０を参照して説明する。上記準
備をした後スタートボタン９４を押すとステップＳ１を
実行する。ステップＳ１ではワークの供給準備ができて
いることを確認し、ワークを供給する。ワークの供給は
図示省略のローダを用いてワークをキャリア１２のワー
ク穴に供給、セットする（図６参照）。ワークの供給、
セットは別のサブプログラムにプログラムされている。
目視によりワークの供給セットが完了したと判断したら
スタートボタン９４を押してプログラムの実行を続行さ
せる。

【００３７】ステップＳ２では旋回用サーボモータユニ
ット９２を駆動して、上定盤１１が加工位置（下定盤６
の真上）に来るようにコラムヘッド８７を旋回させる。
コラムヘッド８７の旋回により、上主軸ハウジング７
９、及びそれに固設されている加圧シリンダ７７、加圧
軸７６も旋回し、加工位置に来る。これらが加工位置に
来るとリミットスイッチ（図示省略）により検知され
る。

【００３８】ステップＳ３では上定盤１１を下降させな
がら異常検出を同時に行う。この異常検出工程ではワー
クとの間に置き忘れた工具等の異物があるかどうかの異
物チェックとワークがキャリア１２に正しくセットされ
ているかどうかのワークチェックとを行う。このステッ
プＳ３は以下のように行われる。即ち、加圧シリンダ７
７のロッド７７ｂを最下端の位置まで下降させる。この
とき、図示省略のリミットスイッチがオン（又はオフ）
になる。次に、加圧シリンダ７７により小さな微圧でロ
ッド７７ｂを加圧する。

【００３９】このとき、上主軸ハウジング７９は最上端
位置にあるのでサーボモータユニット８６を駆動してボ
ールねじナット８５により上主軸ハウジング７９を所定
の位置まで下降させる。この所定の位置は異物の検出、
ワークのセッテングの異常を検出できる位置である。例
えば、異物がなく、ワークが正常にセッテングされてい
るときに上定盤１１の砥石面がワークと接触し、さらに
ワークの加工量を越えて下方に移動する距離を予め定
め、その位置を所定の位置としてもよい。

【００４０】上主軸ハウジング７９の下降距離は既知で
あり、加圧シリンダ７７のロッド７７ｂの移動距離も正
常な場合については既知である。また、ロッド７７ｂが
実際に移動した距離はリニアスケール４０の目盛りと上
記の正常な場合の移動距離から算出可能である。実際に
ロッド７７ｂが下降した距離と正常な場合の移動距離と
の差から異常の有無が検出できる。即ち、リニアスケー
ル４０の目盛りから異常の有無が検出可能である。ま
た、この差の大きさによって異常が異物によるのかワー
クのセッテングに原因があるのかも予測できる。異常が
ある場合はステップＳ４を実行し、異常がない場合はス
テップＳ５を実行する。

【００４１】ステップＳ４では、異常に対する処理を行
う。まず、上定盤１１を原点まで上昇させる。即ち、加
圧シリンダ７７のロッド７７ｂを上端の位置に戻し、上
主軸ハウジング７９も上端の位置に戻す。その後又は同
時に警報９７を鳴らしてオペレータに報せる。オペレタ
ーが異物を除去し、またはワークを正しくセットし、ス
タートボタン９４を押す。スタートボタン９４を押すと
ステップＳ３を再実行する。ステップＳ５ではまず、下
定盤回転駆動モータユニット５５、上定盤回転駆動モー
タユニット８２及び太陽歯車回転駆動モータユニット７
０を駆動する。上定盤１１、下定盤６、太陽歯車１３を
回転させながら、加圧シリンダ７７を駆動してロッド７
７ｂ、加圧軸７６に加圧を徐々に高めて加工圧になるま
で加圧する。

【００４２】ステップＳ６ではクーラントのバルブをオ
ンにし、冷却液体をワークに放射する。ステップＳ７で
は加工を開始する。即ち、ロッド７７ｂを下降させる。
同時に加圧シリンダ７７の加圧力が一定となるように加
圧シリンダ７７を制御する。ステップＳ８ではリニアス
ケール４０により加工量を計測し、加工量が所定の加工
量に達したかどうかを判断し、所定加工量に達した場合
にはステップＳ９を実行し、達しない場合は加工を継続
する。

【００４３】ステップＳ９では下定盤駆動モータ５５、
上定盤駆動モータ８２及び太陽歯車駆動モータ７０を停
止し、上定盤１１、下定盤６、太陽歯車１３の回転を停
止する。なお、上定盤１１、太陽歯車１３は剥離シリン
ダ９６を下降させるため、所定の位置に停止させる。ス
テップ１０では剥離シリンダ９６を下降させて、上定盤
１１からワークを剥離するためワークに空気を吹き付け
る。ワークが剥離したら、吹き付けを停止し、旋回用サ
ーボモータユニット９２を駆動してコラムヘッド８７を
旋回させ、上定盤１１を原位置に復帰させる。なお、装
置の原位置の復帰の確認には図示省略のリミットスイッ
チを使用している。ステップＳ１１ではワークを取り出
す。以上で定圧送りラップ加工は終了する。なお、上記
したステップでは最良と思われる実施形態について述べ
たが、本発明の範囲はこれによって限定されるものでは
ない。

【００４４】次に、定量送りラップ加工について説明す
る。定量送りラップ加工ではステップＳ７とステップＳ
８のラッピング工程が異なる。他のステップＳ１〜Ｓ６
及びＳ９〜Ｓ１１は定圧送りラップ加工と同様である。
定量送りの場合のステップ７、ステップ８について以下
に説明する。ステップＳ７では下定盤駆動モータ５５、
上定盤駆動モータ８２及び太陽歯車駆動モータ７０を駆
動し、上定盤１１、下定盤６、太陽歯車１３を回転させ
て加工を開始する。この際、加圧軸７６を上方向に移動
させ、ピン８３をストッパー５０に押し当てて連結さ
せ、円盤４７と上円盤７５との揺動連結を固定連結にす
る。固定連結はステップ５の開始前に行ってもよい。定
量送り加工は、サーボモータユニット８６をプログラム
に従って所定の回転速度で駆動し、主軸ハウジングの下
降速度、即ちこの場合の送り速度を所定の速度に制御す
る。なお、これらのデータは入力設定器９３により入力
するか又は予め与えられている。

【００４５】ステップＳ８では定量送り加工を行う。所
定加工量は予め入力設定器９３から制御器７１にセット
されている。実際の加工量が所定加工量に達するまでス
テップＳ８が行われ、所定の加工量に達した後はステッ
プＳ１０を実行する。なお、定量送り加工では定盤の回
転速度を定圧加工の場合よりも大きくし、砥石粒度も大
きいものを使用する。従って、高能率の加工に適し、一
次加工（荒い加工）に適している。また、一般に加工量
も大きい。

【００４６】次に、本実施形態の装置を利用して共摺り
による定盤修正は以下の手順により行う。最初に、下定
盤を共摺りの位置へ上昇させる。次に旋回用サーボモー
タ９２により上定盤１１を共摺り位置へ旋回する。加圧
シリンダ７７を下降させて上定盤１１を共摺り位置に下
降させる。次に、共摺りを実行し、共摺りが完了した
ら、移動した装置を元の位置に復帰させる。なお、本実
施形態を利用した共摺りについて本出願人は詳細に説明
した別の出願（特願第平１０−３４９３５号）を行って
いる。

【００４７】本実施形態は以上に述べた構成、機能によ
り以下の作用効果を有する。即ち、本実施形態によるラ
ップ盤は加圧シリンダ７７と加圧シリンダを支持する上
主軸ハウジングを移動する駆動装置とを具備しているこ
とから定圧送りラップ加工と定量送りラップ加工が容易
に行える。このため、ワークの一次加工（粗ラップ加
工）と２次加工（精密ラップ加工）の両方が容易に行え
るという効果がある。定圧送り加工では球面軸受けによ
り上定盤の揺動が可能で均一な加圧が可能である。従っ
て、より精密なラップ加工が可能であるという効果があ
る。

【００４８】また、定量送り加工ではボールねじを利用
した変換手段、サーボモータ、カウンタバランスシリン
ダによって正確な送りが可能であり、加工速度が迅速で
加工寸法が正確であるという効果がある。また、加圧シ
リンダと移動装置及びリニアスケールを利用することに
より、異物のチェック、ワークのセット姿勢のチェック
が容易に行えるという効果がある。更に、旋回手段を設
けているので上定盤の中心位置を下定盤の中心位置から
偏らせることが容易にでき、ワークの供給、取出しが容
易になるいう効果がある。更に、共摺りによる定盤修正
が容易に行えるという効果がある。

【００４９】以上、この発明の実施形態、実施例を図面
により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限
られるがものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範
囲の変更、改良は本発明の技術的範囲に含まれる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、請求項１に記載の発明はワークの加圧力が均一
な加工が可能になるという効果が得られる。請求項２に
記載の発明は均一加圧力による定圧送りラップ加工が可
能になり、精密なラップ加工が可能になるという効果が
得られる。請求項３に記載の発明は定圧送りラップ加工
の他に、迅速かつ正確な定量送りラップ加工が可能にな
るという効果がある。請求項４に記載の発明はワークの
供給、取出しが容易になる他に共摺りによる定盤の修正
も可能になるという効果がある。

【００５１】請求項５に記載の発明は定圧送り加工にお
ける加工量の計測が容易に可能になるという効果があ
る。請求項６に記載の発明は正確な定量送りが可能にな
るという効果がある。請求項８に記載の発明は異物の存
否またはワークの姿勢のチェック等の異常状態のチェッ
クが可能になり、ラップ加工操作が容易かつ確実になる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の装置を具備した正面図を
示す。

【図２】 図１の左側面図を示す。

【図３】 （Ａ）、（Ｂ）は上部及び下部の右側面図を
示す。

【図４】 加圧シリンダ及びリニアスケールの詳細図を
示す。

【図５】 球面軸受け部の詳細図を示す。

【図６】 キャリアとワークの説明図を示す。

【図７】 ボールねじナットの説明図を示す。

【図８】 球面軸受けの説明図を示す。

【図９】 制御装置の入出力関係図を示す。

【図１０】 本実施形態の作用のフローチャートを示
す。

【図１１】 従来装置１の構成を示す。

【図１２】 従来装置２の構成を示す。

【符号の説明】

６ 下定盤 １１ 上定盤 １２ キャリア １３ 太陽歯車 １４ 内歯歯車 ４０ リニアスケール ４８ 球面軸受け ５０ ストッパ（固定手段） ５２ 下定盤主軸 ５５ 下定盤回転駆動モータユニット ５６ 下定盤ハウジング ６０ 下定盤上下移動用サーボモータ ６２ ラップ盤脚本体 ７０ 太陽歯車回転駆動モータユニット ７１ 制御器 ７６ 加圧軸（加圧装置） ７７ 加圧シリンダ（加圧装置） ７８ 上定盤主軸 ７９ 上主軸ハウジング（支持台） ８２ 上定盤回転駆動モータユニット ８３ 連結ピン（固定手段） ８５ ボールねじナット ８６ 上定盤上下移動用サーボモータ（移動装置） ８７ コラムヘッド ８７ｂ 歯車 ９０ 浮動シリンダ ９２ 旋回用サーボモータユニット ９３ 入力設定器

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上定盤を加圧する加圧軸と該加圧軸を駆
   動する加圧シリンダからなる加圧装置と、該加圧シリン
   ダを支持する支持台と、該加圧軸の移動距離を計測する
   リニアスケールと、該加圧装置を制御する制御装置とを
   具備し、前記加圧軸と上定盤の連結部に球面軸受けを設
   けて該上定盤を全方向に回動自在としたことを特徴とす
   るラップ盤。
2. 【請求項２】 前記制御手段はラッピング工程における
   加圧シリンダの加圧力を一定に制御したことを特徴とす
   る請求項１に記載のラップ盤。
3. 【請求項３】 前記支持台をワーク方向に移動させる移
   動手段と、前記連結部の回動を固定する固定手段とを設
   け、前記制御装置はラッピング工程において該移動手段
   の送り速度を一定速度に制御したことを特徴とする請求
   項１又は請求項２の何れか１項に記載のラップ盤。
4. 【請求項４】 前記支持台を加工位置とワーク供給位置
   との間を水平方向に旋回自在に保持する旋回保持手段を
   設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１
   項に記載のラップ盤。
5. 【請求項５】 前記加圧シリンダは両側ロッドシリンダ
   で構成し、該ロッドの一側を前記加圧軸と連結し、反対
   側に前記リニアスケールの探針を接触させて該加圧軸の
   移動距離を計測可能にしたことを特徴とする請求項１〜
   請求項４の何れか１項に記載のラップ盤。
6. 【請求項６】 前記移動手段は、ボールねじナットとサ
   ーボモータとを具備していることを特徴とする請求項１
   〜請求項５の何れか１項に記載のラップ盤。
7. 【請求項７】 ワークをラッピングする上定盤と下定盤
   とを具備し、及び該上定盤と下定盤とを共摺りによる定
   盤修正装置を具備し、前記加圧装置による定圧送りラッ
   プ加工と前記移動手段による定量送りラップ加工と該定
   盤修正装置による定盤修正とを選択する選択手段を具備
   したことを特徴とする請求項３〜請求項６の何れか１項
   に記載のラップ盤。
8. 【請求項８】 上定盤を加圧する加圧軸と該加圧軸を駆
   動する加圧シリンダからなる加圧装置と、該加圧シリン
   ダを支持する支持台と該支持台をワーク方向に移動させ
   る移動手段からなる移動装置と、該加圧軸の移動距離を
   計測するリニアスケールと、該加圧装置及び移動装置を
   制御する制御装置とを具備したラップ盤のラップ加工方
   法において、ワークをセッテングする工程とラッピング
   工程との間に、上定盤とワークの間に異物が存在するか
   否かをチェックする異物チェック工程、及び／又は、ワ
   ークが正常にセッテングされていか否かをチェックする
   ワークチェック工程からなる異常検出工程を含み,前記
   異常検出工程は、該加圧軸を最下端位置に下降させ、加
   圧シリンダにより小圧で加圧し、移動装置を所定の位置
   まで下降させ、リニアスケールの目盛りの読みから異常
   を判定する工程からからなることを特徴とするラップ加
   工方法。