JPS59501104A - 電気的に制御する研磨機の仕上−研磨法 - 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】 電気的に制御する研磨機の仕上−研磨法斯こ明 ホーベンス氏により：　１９７９年のブリストルでのクリープフィード研磨につ いての国際会議で出版された研磨中の仕上法の技術が、研磨中の仕上のために提 案されている。

研磨中の仕上の長所はプロフィル、すなわち、研磨砥石の精度と、鋭）、すなわ ち、その研磨能力とが、共に維持されるという点にある。ところで、研磨中の仕 上は、ダイアモンドプロフィル仕上ローラを用いて行なうのが有力である。これ により、鈍い輝きが除かれる。第１の誤差として工作物で見出されうるプロフィ ルの狂いはもはや生じない。研磨過程における有効寿命は、理論的には無限に長 く、仕上時間という概念は普通の意味ではなくなる。

研磨中での仕上において、研磨砥石の形には作用粗さＲｔｓに相当する粗さが定 められる。普通の研磨過程などにおいて時定数Ｔ８で記述されうる研磨砥石の形 の時間変化は、研磨中の仕上の際には生じない。いいかえれば、周知のように砥 石の形に対する尺度としてみなされうる作用粗さＲｔｓは、研磨中の仕上の際に 、軸ｔＣ，二〇の上を動く。研磨の間に経過する仕上過程は、一定の仕上送り速 度でこれまで実施される。したがって、ｖｆｒｄ　＝　ａｅｄ　６　ｎ３　（ｔ ）という関係が成り立つ。

ここに、ｖｆｒｃｌは、研磨砥石に対する仕上ロールの仕上送り速度を意味し、 ａｅｄは、研磨砥石の回転毎の研磨送りを意味し、そして、ｎ３（ｔ）は、研磨 砥石の回転数を意味する。研磨砥石の回転数ｎ３（ｔ）は、研磨砥石の直径ｄ６ （ｔ）が減少する際に研磨速度を保つように調節でとる。

本発明は、ローラ回転数が選択でき仕上ロールの送りが研磨砥石に対して連続的 に行われる仕上過程の間に、作用粗さを維持するという課題をもとにしている。

その解決は、請求の範囲第１項に特徴づけられる方法仕上送り速度ｖｆｒｄ　” 　ａｅｄ−ｎｓ　（ｌに含まれる送りａｅｄと速度係数Ｑｄとは、ダイアモンド プロフィルロールでの仕」−の際に、開始作用粗さＲｔｓｏを決める。

開始作用粗さＲｔｓ。は、仕上過程に（この場合線層砥石の最長の回転の後で） 引き継ぐ研磨過程に適合されねばならない。

研磨中の仕上の際に、周知のように作用粗さＲｔｓに研磨過程に対し有効になる 。それゆえ、研磨中の仕上に際し、研磨過程に対し有効でかつ必要な形は、機械 的な仕上調整の大きさくｑｄとａｅｄ　）を生しさせる。

さらに、速度係数Ｑｄまたは仕上送りａｅｄ　＝　ｖｒｒｄ（ｔ）／ｎ５（Ｌ） を時間のまたは工作物寸法の定められた関数に従わせることか、−たとえば、仕 上サイクルの進行において一必要になりうる。仕上送りａｅｄの工夫に富む制御 の開、さもなければ仕上中に失われる砥石の体積が節約でと、あるいは、＋１近 傍の速度係数Ｑ（ｌによって高い境界時間削り有量に対する良い予測をなすこと ができる。

研磨砥石の直径ｄ、（ｔ）は、半径方向の仕上送り径路Ｃｆｒｄ　（ｔ）＝　ａ ｅｄ　（１・ｎ５（ＩＴ　ｔｄ　（ここに、ｔｄを研磨時間または仕上時間とす ると、ｔ０＝　ｔｄ）とともに変化する。工作物寸法の影響をうける、作用点の あるいは研磨砥石と工作物との間の作用線の付近で、制御に、必要な方法で仕上 ロール送り速度とこれに関連する研磨砥石送り速度とを相次いで調子を合せるこ とが必要である。

小計算器は、調整の量と寸法の大きさとから計算する際に、このことを目的に適 うようになさねばならない。

仕上ロールと研磨砥石との送り運動と送り速度とが、平面状と外円状のプランジ 研磨（すなわち、砥石を加工物の半径方向に送る研磨）の際にどのようにして相 次いで調子を合わせることがで終るかは、若干の例に基づいて説明される（第１ 図〜第４図をさらに参照せ−よ　）。

第１図は、工作物に関して仕上ロール３０と研磨砥石２０との送りを図式的に示 す。この工作物は、平面の研磨される直方体１０かまたは円い研磨される砥石１ ５でありうる。送りは時点１＝０すなわち研磨の開始と時点１ｃ＝　ｔとに示さ れている。研磨砥石２０の作用点Ａが工作物１０．１５と同じ高さにあることが 、まず仮定される。機械座標ｙｓｏとｙＲＯとは、開始段階での仕上ロール３０ と研磨砥石２０と工作物１０゜１５の位置を示す。ｙｌｌ、（Ｌ）＝ｙｕｌ゛＝ 一定である場合には、工作物１０．１５は測定される粗さにおいて全く磨かれず 、ｌｒｒ　（ｔ）＝］　ｆｒ＝　０．である。このような場合は、たとえば、平 面粗さ研磨の場合に生じる。

このことか駅舎なされているすべての考察において、仕上送りａｅｄが一定であ ることから出発する。さらに、一定の仕上ロール回転数が与えられる。両層に際 し、研磨速度Ｖ。＝ｖ８＝一定ということが仮定される。

したがって、 ｖｓ−ｖｄ＝ｄＳ（ｔ）・π・ｎ３（ｔ）、　（１）ここで、ｄ８（ｔ）は直径 であり、そして、ｖｓｄは研磨の際の研磨砥石２０の円周速度である。

さらに、時点１＝０では、 ここに、もう一つの添字０は、１＝０を示す。

一定の研磨速度の条件の下で、研磨砥石の回転数ｎ３（ｔ）と研磨砥石の直径ｄ ８（ｔ）との間に、第６図に示されるような双曲線の関係が生じる。

ｎ８（ｔ）とｄ８（ｔ）との開の双曲線の関係は、研磨砥石２０に相対的な仕上 ロール３０の半径方向の送り速度νｆｒｄ（１）に対する一定の仕」二送りａｅ ｄについての要求と、非直線的な運動の対応する半径方向への送り径路ｆｆｒｄ 　（Ｉの両方から生じる。ｖｆｒｄ　（ｔ）に対し、上記の式を用いて、 豹変化の１／２である。

（４）式と（５）式とよりｖｆｒｄ　（ｔ）を消去し積分すると、次に、仕上速 度の直径が時間の関数としてめられる。

（５）式に相応するｄ３（ｔ）の微分は、次の式をもたらす。

研磨砥石２０に相対的な仕上ロール３０の半径方向の送り径路ｆｆ、ｄ、（ｔ） は、研磨砥石の直径から（６）式とともに、次の式で表わせる。

、ｅｆｒｄ　１）−ｏ、！５　（ｄｓｏ　−ｄｓ　（１）何層時点１　＝　１６ 以後は、仕上ロール３０の絶対的な送り径路が、値、Ｌ（ｔＪ−２１ｆｒｄ　（ ｔｃ）と研磨砥石の補償径路Ｌ（ｔｏ）　＝　ｆＨ，ｄ’（ｔｃ）とから進めら れる。

第１図と類似してい４剃２１１を用いて、以下で工作物の寸法か変わることが、 いいかえれば、平面研磨における工作物１０の高さｙｌｌｌ（Ｌ）が、時間の関 数として磨かれて下ることを説明する。別の表現をすると、このことは、作用点 Ａが原点座標ｒい。またはｙカ。とともに位置を変えることを意味する。

第２図は、第１図から送り径路ｉｆ、　（ｔ）の重量によとなる。いま、仕上ロ ール３０の絶対的な送り径路１１（１）と、研磨砥石２０の絶対的送り径路Ｌ　 （ｔ）と工作物１０．１５での本質的な送り径路ｐｒｒ（ｌとが生じる。モーメ ント速度の絶対値Ｖｌ（ｔ）とｖ２（し）は、仕上ロールと研磨砥石の中点の径 路の傾斜として第２図と第１図とから読み取られる。

第３図と第４図とは、構造についての概観を示す。

台５５を備えた研磨機の縦往復台５０の上に、研磨砥石２０によって磨かれるべ と工作物１０が配置され、そして強く固定される。研磨砥石２０と仕上ロール３ ０とは、研磨中に互いに作用するように固定されていて、台車２５．３１に取り 付けられる。ここで両台車２５゜３１は、実際に上下に配置されていて、そして 台５５に縦に作用するように案内する。ダイアモンド仕上口３１は、分離されて 案内され、且つこれにより台５５の縦座標ｙに対して絶対的な運動をなすという 呈示がここで選ばれる。仕上ロール３０を備えた台車３１が研磨砥石２０の台車 ２５に対し相対的に動くという、すなわち、研磨砥石の上に配列されるという組 立配列が考えられる。原理的な付随する送り径路と速度とに原理的に影響す為こ とのない機械的な解決がさらに考えるが、ここでは、ただ一つの配列だけを記す 。

時点ｔ＝’ｔｏが描かれ、研磨の開始１＝０が鎖線で示される。第３図において は、工作物寸法は変らないが、すなわち、ｐｆｒ＝Ｑであるが、一方、第４図で は工作物は、時間の座標として下へ磨かれる。明瞭さのために第３図と第４図と において、円研磨に対する円い物体（工作物）は描きこまれていない。しかし、 以上に述べたことが同様に工作物の円研磨に応用されるということは理解される 。このことは、平らな工作物１０の他に、円い工作物１５をも描いている第５図 から明白１こ認めることができる。

研磨の間に経過する仕上過程を制御するために、研磨砥石の直径と、仕上ロール ３０と砥石２０とに対する台車の位置とが知られていなければならない。現在の ＮＣ制御研磨機は、台車３１；２５の位置を容易に１８１９５９−５８１１０４ （５ン 測定できる測定系に指令する。

薯五世は、常に相対的な径路に換算で外る絶対的な機械座標ｙａｂｓを示す。こ こで説明する例は、まず、絶対座標で観察される。相対座標、たとえば、研磨砥 石を動かす台車２５の位置に相対的な仕上ロールの台車３１の位置に移行しても 、原理的には何も変化しない。仕上過程と研磨過程とで各瞬間に測定できる座標 ｙｓｏとｙ、（ｔ）とのデータは１．たとえば各瞬間に仕上ロール３０を備えた 仕上ロール装置に対し、必要なプランジ速度νｆｒｄ　（ｌを先に与える小計算 器の接続を前提としている。（３）式は、この過程の経過に対する数学的な仮定 を生じる。このことがら、仕上ロール回転数ｎＲとこれとともに仕上ロール速度 ＶＲも所定の時間範囲で一定であるということが生じる。仕上ロールの磨滅は計 算されない。次に、上ですでに述べたように、研磨速度ｖ８が一定であるという ことが仮定される°。

しかし、この研磨速度Ｖ３は、また、仕上の間での研磨砥石の外周速度ｖｓｄに 等しい。座標ｙ３（ｔ）−ｙｌｌｌ（ｔ）”　ｒ３　（１＝　ｄ５　（ｔ）／　 ２がら研磨砥石の直径が計算できる。しかし、この研磨砥石の直径ｄ、（ｔ）は 、ま゛た、測定系から、 ｄ８（ｔ）　＝　２．（１にに−ｙｕ＝　（ｔ）　）、　’　（９）になる。し たかって、前に知られた関係（４）と（９）ととなる。一定の研磨速度と研磨砥 石仕上外周速度の条件から（１１）式が生じる。

測定可能な座標ｙ３　（ｔ）＋　ｙＲ（ｔ）は、制御への可能性を与える。すな わち、仕上過程と研磨過程の間で、ｙＲｏ）　＝　ｙｓ（ｔ）　＋　ｄＲ／　２ 　＋　ｄｓ　（ｔ）／　２　、（１２）ｖＲとｖｓｄとの決定が呟ロールを用い る仕上に対し重要な速度係数ｑｄが計算される。すでに述べた座標が導入され、 ｑｄに対する関係が次の式で与えられる。

今後、仕上過程に対するすべての重要なデータが、研磨の開に開始条件（係数０ ）とその都度の近接した座標とに依存して計算されうるということが明らかであ る。

（１０）式の■ｆｒｄ　（ｔ）と、（１２）式からの制御の大きさｙＲ（ｔ）と 、（１３）式からの仕上のための速度係数Ｑｄの他に、必要な砥石回転数ｎ８（ ｔ）が計算でトる。

これは（１１）式で記されでいる。

原理的には、上記の考えは多段を経過する研磨過程にもまた有用である。その際 、たとえばＱｄまたはａｅｄを時間の関数として、あるいは研磨過程の状態に埋 的な変化を時間の関数として示す。

仕上条件が研磨の時間に依存する過程の経過に適合させられねばならないとぎは 、Ｑ（］とａｅｄの変化が必要になる。たとえば、粗削りの開始にあたり＋１付 近にあるＱ（ｌを選ぶことは、有用であるとわかる。これにより、粗削りに最も 適合した大きな作用粗さが生じ、そして、仕上送りａｅｄも大きく選ばれうる。

境を接して平にされねばならないとぎ、ＱｄをＯより小さい負の値に合目的的に かえ、ａｅｃｌを減らし、そして研磨砥石の体積を節約する。本発明は、このた めさらに、仕上ロールが回転数を調節できるモータの上で駆動されるという長所 を有する。

上記の図にお、いて、添字Ｓは研磨砥石を、添字Ｒは仕上ロールを、添字ｄは仕 上（ｄｒｅｓｓｉｎｇ）を、そして、添字ｒ’ｔよ送り（ｆｅｅｄ）を示す。

研■舐石の直径ｄ８（ｔ）または座標の差ｙ、（ｔ）−ｙｌＭ（ｔ）は、（４） 式と（５）式において研磨時間ｔの関数としである。ＮＣ制御研磨機システムに おいて存在する測定系を用いて容易に見出せる座標か呟たとえば各瞬間に研磨砥 石の直径が計算できる。研磨砥石の直径ならびにａｅｄとｖ８とから、たとえば 、必要な正確なフランジ速度ｖｆｒｄ　（、、、（４）式）が得られる。しかし 、ｄ３　（ｔ）　＝　ｙ３　（ｔ）　”　ｙカ（１）のこの間接的測定の際に、 研磨主軸台または測定系の熱変形は考慮されていない。

さらに、組立上のまたは作用上の理由から砥石軸に対し相対的な仕上ロールの位 置とそれを用いた座標５’Ｒ（１）のための長さ測定系が取り付けられていない 場合も考えられる。

そこで、研磨砥石の直径を事情により、直接に測定することを考えるべきである 。周知の解決法が、このために存在している。一つの研磨砥石直径の測定は、た とえば、アーヘン工科大学のケーニヒ教授により述べられている。第２の可能性 は、ＭＡＡＧ社の方法を研磨砥石直径の測定に応用することにある。この際に、 非常に小さいダイアモンドが研磨砥石の輪郭線に近づけられる。これから得られ る信号（物体の音の信号かまたは加速度の信号でありえる）が、測定目的のため 十分利用される。第１図と第２図と同じに相応する第特表昭５９−５０１１関（ ６） ８図において、測定装置２８を運ぶ腕部凍）が、研磨砥石２０の台車２５に固定 されている。測定装置２８のダイアモンドの頂点２７は、研磨砥石２０の周辺と 常に接触していて、研磨砥石２０の直径の検出を連続的に行い、仕上ロールの送 りの制御に対する出力信号として用意する。

第９図は、研磨砥石の直径の検出のための装置を示す。スピンドル箱４２に二重 円錐形研磨砥石４１が、鎖線で示された紬５４の回りに回転可能に取り付けられ ている。スピンドル箱４２は上部に軸方向に内側へ削減、され、軸５４に対して 垂直に向く径路５５を設ける。測定車４４は、軸５４に垂直な直線案内４３を用 いて、径路５５上で位置を変えうる。測定車４４は、スピンドル箱４２の上に図 式的に描かれたモータ４７により押付けられ、そして、再びもとに戻されること がでトる。測定車４４において、測径器５２が行程磁石４６の作用により研磨砥 石４１の半径方向に容器４５の中で動ぎうる。ぽね５６に容器４５の中で当る測 径器５２は、容器４５がら前方に突外でていて、そして、容器４５の内部に静電 容量の近接スイッチを形成する。

出力導線５８．５９は、近接スイッチ５７と結合され、制御器６６に導く。制御 器６６の出力導線６１−．６２は、測定車４４に対し送りモータ４７と結合され る。

測定車４４の後方の腕部は、スピンドル箱４２に固定した直線尺度４８を探るホ トダイオードの測定頭部または同様なものを備えている。直線尺度４８は、処理 部６０の入力導線６３．６５の中にあり、測定頭部４９と結合された入力導線６ ４が処理部６０のもう一つの入力端子に導く。処理部６０は、スピンドル箱４２ にしたがって砥石４１に相対的な測定車４４の相対的な位置を表わす導線６３， ６４．６５に受信された信号から実際の直径ｄ３（し）を見出す。電気モータ４ ７は、測定車４４と結合されるスピンドル軸６７を駆動４４は、」−記の方法で 直線案内・１３の上を動かされうる。

測定車４４がスピンドル６８の角速度に比例する所定の送り速度で、研磨砥石４ １の」二を動かされるとぎ、スピンドル６７は所定の角度φで回転する。研磨砥 石４１が測径器５２により研磨砥石４１の最も外の点で接触されるとき、測定車 ４４の更に続く送りの際に、導線５８．５９に、階段関数に相応する時間経過を 有する信号が生じる。この信号は制御器６６により受信され、電気モータ４７を 停止する出力信号として、導線６１．．６２を経て電気モータ４７に送られる。

停止された測定車４４において、処理部６０は測定頭部４９により、測定尺度４ ８にしたがって研磨砥石４１に相対的な位置を表わす信号を受信し、それから研 磨砥石の実際の直径を見出す。相次ぐ二つの所定の時点で、研磨砥石４１の直径 が最も外の点でこの方法で測定されると、処理部６０は受信した信号からいわゆ る容器磨滅Δｒｓｋの値を計算する。

容量測径器５２の代りに、物体音測定器を用いることもできる。この測定器の出 力信号は、制御器６６により受信される。

ＣＤ　（ｆ↓システムに対する適応した制御何層過程と仕」二過程との経過の際 に、この過程の経過に確率的に作用しろる乱れの量が発生するということになる はずである。乱れ量は、たとえば、工作物の不均一性または加工量の増加であリ ウる。乱れ量から、たとえば、研磨力の変動が生しる。しｈ化、場合によって、 ］二作物材料の異った研磨可能性か生しる。なかでも、ＣＤ法（ｃｏｎｔｉｎｕ ｏｕｓ　ｄｒｅｓｓｉｎｇ　＝連続仕上）による仕上の際に、最小の研磨砥石の 体積か平滑にされるということになる。砥石の仕ト体積の減耗流は小さくなるは ずである。それゆえ、仕上は研磨砥石をなお鋭くかつプロフィルを保ったままな される。

多くの深い研磨の研究において、半径方向の力Ｆ。

または法線方向の力（法線力）Ｆｏが時間の関数として、次第に増加するという ことが判っている。この半径力として研磨の際に観察される。砥石は、その鋭さ を失う。’ＣＤ仕上法を用いると、半径力はほぼ一定である。

このような典型的な経過は、第１０図に描かれている。

半径力Ｆ、は、時間ｔの関数として曲線１．．２．３で示される。この曲線は、 種々のよく研磨でとる材料が時間の関数としての増加する力を生じうろことを意 味する。このすべての三つの場合に、ＣＤ仕上法は適用されていない。これに反 し、破線の曲線４は、ＣＤ法の際に予期する経過を示す。研磨砥石は常に鋭いま まであり、このため、力は増加せず、時間の関数として一定のままである。しか し、研磨砥石の仕上体積の減耗流Ｑ′、が存在し、経済性に不利に影響する仕上 のメカニズムにより制約されている。研磨砥石の幅の１ｍｍ当りの仕上の際のこ の体積減耗流Ｑ′８は、Ｑ’　ｓ　〜ａｅｄ　”ｓｄ に従って算出される。研磨砥石体積の減耗流Ｑ′８が１８５９−５０１１６４（ ７） 送りａｅｄに比例していることがわかる。しカル、送りａｅｄは、他方で研磨砥 石に相対的な仕上ロールの送り速度ｖｆｒｄに依存していて、そして、研磨砥石 の回転数に反比例する。このことから、研磨砥石の円周速度が研磨と仕上の際に 一定に保たれることが判る。このことは、たとえば、ずっと前に記した制御によ り可能である。仕上体積の減耗流に対する式は、体積減耗流が仕上ロールの研磨 砥石に対する速度（ｖｆｒｄ　）に直接比例していることを述べている。送り速 度ｖｆｒｄ　ｔ。ｉｎを、そこでは正になお研磨力が一定に保たれている送り速 度として定義でとる。このことは、最小の研磨砥石の仕上体積減耗流の際にＣＤ 仕上の長所を得ることを妨害することになる。

測定量としていま働くべき研磨力を検出できるために、対応する測定装置が機械 の力の流れの中に据え付けられねばならない。このため、たとえば、工作物が圧 電素子の上に研磨砥石の台車に向い合って支えられる。力の流れは、こうして圧 電素子の上で閉じ、較正され、半径力に比例する信号を得る。もう一つの測定原 理は、第１１図に説明される。この場合、半径力Ｆ。

は作業スピンドルのラジアル玉軸受中の伸び測定素子を用いて測定される。たと えば、研磨砥石または回転可能な工作物の玉軸受８０の外輪８１に２個の小溝８ ３゜８４が玉の軌道の上に研磨加工され、その底に伸び測定素子ＤＭＳ、、ＤＭ Ｓ２が貼り付けられる。転動体８５による回転の結果、伸びと圧縮とが軸受の輪 に生じでいて、伸び測定素子の抵抗変化を生じさせる。伸び測定素子の回転は、 交流電圧として現われる。この信号は、評価のために、アクティブな整流器の中 で同じ電圧に変えられる。各々の測定素子は、固体抵抗９０゜９２を用いて、全 ブリッジを完全にされ、そして測定電圧は、増幅され（９４，９６）、整流され （９８，１００）　、そしてその差が減算器に生じる。減算器の出力での電圧は 、それで軸受の負荷に対する値である。外力が加えられないときは、電圧ΔＵが スピンドルの自重の結果調整され、減算器での零点変位を除去する。加熱または 水力学的過程による回転の伸びの変化は、整流器の出力に同じ大きさと方向の電 圧変化を生ザしぬ、この整流器の出力は、電気的な陣を形成する。

第１２図において、このために必要な制御サイクルを示す。研磨力Ｆｒが最も簡 単な形で測定される。研磨力Ｆｒは測定変流器７０で相応する信号の現在値に変 えられ、そして、制御器７２の入力信号が研磨力の先に与えた値Ｆｒ５ｏｌｌ　 と比べられた後で、作用量ａｅｄを制御器７２で出力値として示される。この作 用量ａｅｄは、仕上過程７４の入力値である。研磨砥石の鋭さは、仕上の際に生 じる周知の作用粗さＲｔｓにより、なかでも本質的に特徴づけられる。作用粗さ Ｒｆｓは、このため仕上過程の出力値であり、そして、研磨過程７６の入力値で ある。研磨力は研磨過程の出力量である。サイクルはこれで閉じる。

研磨力Ｆ、について適合した制御の第二の可能性が記される。

第１０図は、曲線２において、異った時刻ｔ１　と１２とに２個の測定点Ｘとｙ を示す。

研磨力Ｆ、が時間の関数として増加しないという条件があるとき、制御において ２個の相次ぐ時点で、研磨力Ｆ、２、とＦｒ２２とがそれぞれ測定され、記憶さ れる。

記憶された測定値は、相互に減算される。時間的に変らない半径力のもとで、研 磨力Ｆ　ｒ２ｔ　＝　Ｆｒ２２でなければならず、差はＯである。

この操作は、小計算器を用いて容易に実行される。

差が負の際は、ロールの回転毎の送りは非常に小さく、対応して、ｖｆｒｃｌが 帰還されねばならない。ｖｆｒｄは、転数ｎ、　（ｔ）は、（１）式から直ちに められる。こうして、帰還かなされる。

ＣＤ仕上法を用いるＡＣ制御のだめの容器磨滅の迩定 ＡＣ制御のもう一つの可能性は、研磨砥石の容器磨滅を測定量として利用する。

第８図において、その上うな測定装置の機能法が示される。研磨砥石の直径ｃ１ ８（ｔ）の２個の相次ぐ時刻での測定は、さらされた場所で、すなわち、強く磨 滅された容器で容器磨滅の所定の値をもたらし、そのような信号は、仕上げに利 用される。

仕上げは、いま、間欠的になされうる。これにより、研磨砥石の仕上の体積磨耗 流が再び節約される。測定過程は、研磨砥石の直径が所定の前に調節された時間 間隔で検知されるように行うことができる。容器磨滅△ｒｓｋが所定の前もって 与えられた許されうる値を越えると、仕上装置が使用される。この装置は、所定 の前に選ばれうる時刻の後で、再び取り去られる。第１３図は、Δｒｓｋの経過 を時間の関数として示し、そしで、この例に対し４個の時間増加Δｔの後で仕上 装置が動き出し、所定の時間ｔｃｄに使用されるというにと（ が認められる。この時間の後で、Δ８にの測定は、前に？！表昭５９−５０］１ ０４　（８） 与えられた時間増加の後で再び始まる。過程は、再びもとにもどる。このような 間欠的な仕上過程の際に、第１図に示すように、（Ｉｄ　とａｅｄとに対応する 値が、たとえば仕上のために先に記したように、そして、研磨砥石の前に与えら れた作用粗さを保つために必要になるように選ばれる。

ＣＤ仕上法を用いるＡＣ制御の象（ｏ工作聾排企み画淀 作用粗さは、研磨砥石の鋭さに対する量であった。

作用粗さは、同時に予期すべき工作物粗さに対する量である。多くの研究におい て、作用粗さと工作物粗さとは、互に相関していることが示されている。このこ とは、より大ぎな作用粗さに対し、すなわち、より大きな研磨砥石の周囲の面に 対し、さもなければ常に一定に補償できるはずの条件の下で、工作物ネ■さは増 加するようになるということから理解される。そのような測定装置は、＠１４図 を用いて述べられる。この図は、上部構造を示す。測径針を備えた圧電素子が、 測径針の下で送り速度ｖｆｒで動く工作物の粗さにより、振動して刺激される。

振動の大きさは、粗さに対する量である。ここで生已た粗さの信号は、ア゛ナロ グ量であす、連続的であり、そして再び、加工されうる。外周プランジ何層の場 合に対し、送り径路、研磨力および時間電圧量の池に、工作物粗さが研磨時間の 因子として測定される。

第１５図に示すブロック回路図において、そのような適合制御の作業法が連続的 な仕上と結合して示され゛る。ｒＪＭ庖過程の出力値として、工作物１ｆｌさＲ ｔｕ＋が粗さ測定装置７８によ）フ、現在値として測定され、制御器７９に帰還 される。所定の工作物粗さＲ，ヵＳ。ｊｌか同時に制御器に対し、比較のための 予定値として役立つ。

現在の工作物粗さが所定の予定値Ｒｔｌｌｌｓｏｉｌの下に下ると、このことは 、鈍らされた平らな砥石の」−で終る。

制御器は、仕上台車の作用厚さａｅｃｌを増加する。仕上過程７７の入力値とし ての作用厚さａｅｄは、いよ再び、作用粗さの増加に平衡するより粗い砥石の外 形を生じさせる。

これに対し、工作物粗さは、増加し、仕上装置か非る印しである。いまや、より 小さな作用厚さａｅｄが入力される。粗さは終りまで釣り合った程度に保たれる 。

また、なお、この装置の長所は、工作物の質へ−・様で（。

作物相さによって影響される。

第１６図に示される組立においで、仕上ロールを備えた台車は、研磨砥石の台車 から分離されている。このことは、仕上装置のための送りモータ１０１か、送り 速度ｖｒｒｄ　を発生することを意味する。送りモータ１０１は、送りスピンド ル１０３の上に台車１．０４を駆動し、台車］０４は、仕」二ロール１０５を駆 動する。研磨砥石１０６は、研磨台車１０７の」−におかれ、研磨台車１０７は 、送りモータ１０２により送りスピンドル１０８の上に角速度用、で送られ、そ して、送り装置で駆動され、工作物１０９に相対的な送り速度ｖｆｒを示す。こ れにより送り台車１０７自身は、絶対速度ｖｆｒ　＋ｖｆｒｃｌを示す。第１６ 図に示された装置において、外周プランン研磨か存在する。

第１・１図に原理的に描かれた粗さ測定器は、連続的な研磨法における粗さ測定 に応用することかで外、また、粗さ　Ｒ１い対するＣＤ仕上過程と結合した適応 する制御を生じ、そして、＄１６図にも同様に暗示される。これは、外周プラン ジ研磨機の粗さ検出素子１１１と台コ１０とを指す。

半径方向の仕上送りの力ＦｒｃｌへのＣＤ仕上法の適たとえば、すでに第１０図 に記されている原理による半径方向の仕上送りの力Ｆｒｄが無いならば、適応し た制御がこれにより同様に実行される。制御サイクルの原理は、第１７図に描か れている。仕上過程９８における入力値は、再び、作用厚さａｅｄである。”ｅ ｄに依存して、仕上の半径力Ｆｒｄが生じる。この半径力は、たとえば、仕上回 転軸の座にある玉軸受上で測定される。この力は帰還され、そして、現在値とし て制御器９９で平衡される。制御器９９は、この半径力の現在値を予定値と平衡 させる。この後で、いまや、研磨砥石に対し相対的な仕」ニロールに対する半径 方向の作用厚さａｅｄを与えることができる。これにより、このような制御の際 、ロールと砥石との間のプランジＮ磨の速度が、他の最も関連する流入量に依存 しないで実施される。この際、たとえば、相対的に小さい仕上の半径力Ｆｒｄが 、先に与えられていて、これから再び、非常に小さな作用厚さａｅｃｌが生じ、 この作用厚さａｅｄは、再び、砥石の小さな磨滅流を生じる。研磨過程が不利に 経過しなければ、経済性はこれにより再び高められる。さらに、半径力Ｆｒｄが 、許しがたい特表昭５９−ｒ（Ｔｈ１１０４　（９）形と振動を生ヒうるほと過 度に増加することが防止される。

噴射ラップ決上沙−Ｄ仕上法と例鯖査 第１８図は、ポンプ、弁、噴射ノズルからなるような噴射ラップ装置を用いて変 形され、そして簡単化された第２図を示す。約１００バールかそれ以上の圧力で 、流体が研磨砥石に対し噴射する。これによ１）、あたかも研磨過程がはじまる ようであるが、しかし、この過程は、仕上それ自身の際と同等の研磨砥石体積の 磨滅流を生じない。このような噴射ラップを、上に記したＡＣ装置と、たとえば 、仕上半径力Ｆｒｄ主たは研磨力Ｆ、の測定と組合わすと、所定の限界値を越え るや否や、仕上ロールに対する入力信号が与えられる。

次の戦略がこの基礎となっている。

まず、研磨され、そして、ただ噴射ランプ法が用いられる。仕」−装置は静止し ている。このと外、研磨の法線力または半径力が測定される。この力が、所定の 前に与えられた値を越えて増加すると、仕上装置が起動される。このように、仕 上の間に高圧洗浄またはラップ噴射を用いる間欠的な方法が、必要に応じ、そし て、工作物材料の不均一などの研磨の際に、その都度生じる乱れの量に適応して 実行される。

研磨砥石毎に１個または多数個のダイアモンドロールの代りに、研磨砥石毎に１ 個またはそれ以上の仕上ブロックを一括して使用してもよい。また、仕上ロール と仕上ブロックとの・間の結合も考えうる。たとえば、研磨砥石は、粗削りの際 に、仕上ブロックを用いて仕上げられ、゛そして、研磨の際にダイアモンドロー ルを用いて回転される。これは仕上工具の上のダイアモンドの濃度と、１個のダ イアモンドの大とさとに依存する。

第１９図において、同時の研磨と仕上のための装置と制御電圧とが、例として、 外周プランジ研磨機用に描かれる。ここに選ばれた組立において、仕上ロールを 備えた台車か、研磨砥石を備えた台車から分離されている。

仕上装置用の送りモータ１２１は、送り速度ｖｆｒｃｌを発生する。送りスピン ドル１２３の上で、送りモータ１２］は台車１２４を駆動する。この台車１２４ は仕上モータ１２５と、仕上モータ１２５により駆動される仕上ロール１２２と 、また径路測定器１２６とを運ぶ。径路測定器１２６は、工作物の軸ｙ、の上の 仕上ロール紬の高さか固定された測定尺度１２７を用０て検出する。仕上スピン ドル１２８は、仕上半径力Ｆｒｄに対応する信号ＵＦｒｄを生じる力測定床１２ ９の中に置かれる。

研磨砥石１０は、研磨モータ１１により駆動される。

径路測定器１３は、工作物軸ｙＳの上の研磨砥石軸の高さを検出する。径路測定 器１３と研磨砥石１０と研磨モータ１１とは、台車１２の上に設置される。台車 １２は、送りモータ１４により駆動され、そして、これにより、工作物］７に対 し相対的な送り速度ｖｆｒを示す。

台車１２には、さらに、上記の測定装置１５が研磨砥石の直径ｄＳの直接的な決 定のために固定されている。この測定装置１５の測径器１６は、研磨砥石側筒面 の円軌道上で半径方向に触れる。

工作物１７は、力測定床１９の中に置かれたスピンドル１８の上で駆動される。

力測定床１９は、研磨の際の半径力しに刻する信号ＵＦ、を生じる。固定された 直径測定装置２０は、直接に工作物直径ｄヮを、または、所定のプロフィル点の 円軌道の上に直径ｃｌＲを伝える。粗さ測定器２１は、ダイアモンド粗さに対す る信号ＵＲｔを生じる。

研磨砥石の直径ｄＱが直接測定されない場合には、結合回路２２または２３は、 この直径ｄＳを測定値ｄｌｌＩとｙ８かちまたはｙ８”とｙＲとから選択して、 　および定数発生器２４からのロールの直径ｄＲとから、見出す。結合回路２５ は、ｄＳと定数発生器２９からの研磨砥石円周速度ｖ５とから、研磨モータ１４ に対する位置信号を形成する研磨砥石回転数ｎ、を見出す。

結合回路２７は、ｎ８と仕上の際の作用厚さａｅｄとか１仕上の際の半径方向の 送り速度Ｖｆｒｄを計算するが、このとき、ａｅｄをその都度具なる送り手から の数個の視点から決定することかで外る。結合回路２８は、ｖｆｒｄと定数発生 器２９からの研磨の際の半径方向の送り速度ｖｆｒｄとか呟台車１２の送り速度 に対する速度に対する位置信号■１に相応する。結合回路３１は、定数発生器２ ６からの■８と、仕上の際に異った視点から前もって与えられうる速度の関係Ｑ ｄとか呟仕上ロール円周速度Ｖ、を計算する。結合回路３２は、ＶＲと定数発生 器２４からのｄＲとから、仕上モータ５の回転数に対する位置信号ｎＲを計算す る。

ａｅｄとｑｄの値は、種々の方法で前もって与えられる。ａ）に描かれそしてす でに第７図に描かれているように、定数発生器３３と３４は、Ｑｄとａｅｄ　Ｅ に対す特真曙５トら（１１１０４（１０） る値を、一定のプログラムに従って生じる。ｂ）からｅ）までに記されているよ うに、定数発生器３３からのＱ（ｌは、一定のプログラムに従って前もって与え られるが、だがしかし、ａｅｄは過程量または性質の検知量に対する予定値を保 つように適合して制御される。これに応じて、定数発生器３５，３６．３７と３ ８は、研磨の際の半径力に対する予定値Ｆｒ５ｏｌｌ、研磨砥石の容器磨滅に対 する予定値Δ’５ｋｓｏｌｌ、工作物粗さに対する予定値Ｒｔｕ＋５ｏｌｌ、ま たは、仕上の際の半径力の予定値Ｆｒｃｌｓｏｌｌを生じる現在値Ｆｒ　ｉｓｔ ”＋Δ’ｓｋ　ｉｓＬまたはＦｒｄ　ｉｓｔが、測定された信号から変流器３９ ゜４１．４２または結合回路４０により決められる。比較器４３，４４，４５． ４６は、その都度の現在値と予定値との差からａｅｄに対し前もって与える値を 見出す。

本発明は、工作物の平面研磨に対するのと同様に、円研磨に対し用いられる。

添付された図面は、以上の記載か本発明を不十分にあるいは不明確に再現してい る場合に対し、本発明の独立の開示手段としてみなされる。

浄書（内容に変更なし） 派 区 煉 第７図 区 第１０図 第１２図 第１３因 ８１４図 第１５図 第１７図 」 ロ 手続補正書（方剤 昭和５９年　４月　９日哩 特許庁　長　宮殿 １、事件の表示 、；。

ＰＣＴ／ＥＰ８３１００１４５ ２、発明の名称 電気的に制御する研磨機の仕上−研磨法３補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　ドイツ連邦共和国　６１１３バーベンハウゼン。

エドムントーランクーシュトラーセ３４番氏名　ランク、ヴエルナー　ゲルハル ト国籍　ドイツ連邦共和国 ５、補正命令の日付　昭和５９年３月１３円（発送日）（２）図面の翻訳文の浄 書（内容、に変更なし）。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）研磨砥石の予め与えられた作用粗さくＲｔ８）を保つために、仕上ロール 支持部が、関数νｆｒｄ　（ｔ）−ａｅｄ　（ｔ）・ｎ５（ｔ）により、研磨砥 石支持部に連続的に追随することを特徴とする、工作物の円研暦または平面研磨 のための電気的に制御される研磨機の仕上−研磨法。 ここに、ｖｆｒｄ　（ｔ）は、研磨砥石台に対し相対的な仕上ロール台（３１） の送り速度を、 ａｅｄ（ｔ）は、回転毎の仕上送りを、ｎ５（ｔ）は、研磨砥石の回転数を、 ｄＳ（ｔ）は、研磨砥石の直径を、 ｔは、経過する時間を、 ｖ８は、研磨砥石の円周速度（真直な研磨砥石の開示された例に対しては、研磨 砥石速度Ｖ。に等しい。したがって、ＶＣ”　Ｖ５゜）を、 ５’３　（ｌは、砥石中心点の縦座標を、ｙ□（１）は、ｙ方向での工作物寸法 を意味する。 （２）請求の範囲第１項に記載された方法におし・で、予め与えられた研磨プロ グラムの範囲で、仕上ロールと研磨砥石との間の速度関係量ｑｄが、関数（（９ ）式参照） により、予め与えられた作用粗さＲｔｓを保つために適合させられることを特徴 とする方法。 （３）請求の範囲第１項に記載された方法において、仕上ロールの直径と研磨砥 石の直径およびロールの位置と砥石の位置とが、条件 ｙＲ（ｔ）　＝　ｙＳ（ｔ）　＋　ｄＲ／２　＋　ｄ、（ｔ）／２を保つために 検出され、そして追随されることを特徴とする方法。 （４）請求の範囲第１項から第３項までに記載された方法において、 仕上の適合した制御のために、工作物そして、または研磨砥石での研磨力が測定 され、かつ、予定値との比較から、仕上過程に対する作用厚さくａｅｄ）が発生 されることを特徴とする特許 （５）請求の範囲第１項から第４項までに記載された方法において、 研磨力（Ｆｒ）が、相次ぐ２個の時点で測定され、かつ、仕上ロール（３０）の 送りが、測定された研磨力（Ｆｒ２＋’　Ｆｒ２２）の差を用いて制御されるこ とを特徴と請求の範囲第１項から第５項に記載された方法において、 間欠的な仕上のために、研磨砥石（２０）の容器磨滅が測定され、かつ、予め与 えられた値を越える際に、仕上装置（３０）が、１個の時間間隔に対して作動さ れることを特徴とする方法。 （７）請求の範囲第１項から第６項までに記載された方法において、 研磨力（Ｆ、）が測定され、そして、制御器に入力され、制御器が予定研磨力値 との比較から、作用厚さａｅｄに対応する出力信号を発生し、この出力信号が、 仕上過程を制御することを特徴とす６方法。 （８）請求の範囲第１項から第７項までに記載された方法において、 化１半径力（Ｆ、ｄ）が、仕上回転軸の座において測定され、そして、制御器で 予定値と比較されることと、ＷＩｌｌＩ昭５９脚１１０４　（２） 制御器が仕」二ロールの作用厚さａｅｄをまたは仕上ロールと研磨砥石との間の 半径方向の研磨速度を制御する出力信号を出力することとを特徴とする方法。 （９）請求の範囲第１項から第８項までに記載された方法の実施のための、研磨 砥石と仕上ロールとを備えた研磨機において、 少くとも、仕上ロール（３０）が回転数を調節できるモータにより、駆動される ことを特徴とする研磨機。 （１０）請求の範囲第９項に記載された研磨機において、 工作物直径（ｄ−の検出のための直径測定装置および研磨砥石軸の高さくｙ８） の検知のための行路測定器（１，２６）が予め備えられ、工作物直径（ｄヮ）と 高さくｙＳ）とから、および、定数発生器（２４）により出力される仕上ロール 直径（ｄＲ）か呟研磨砥石直径（ｄＳ）を検知することを特徴とする研磨機。 （１１）請求の範囲第１０項に記載された研磨機において、 さらに加えた結合回路（２５）が、研磨砥石の直径（ｄ８）からおよび定数発生 器（２６）により発生された研磨砥石円周速度（ｖ８）が呟研磨砥石回転数（ｎ 、）を研磨砥石°モータ（１１１）に対する位置信号として生しることを特徴と する研磨機。 （１２）請求の範囲第９項から第１１項までに記載された研磨機において、 さらに加えた結合回路（２７）が、仕上の際の研磨砥石回転数（ｎ８）と作用厚 さくａＪとか呟仕上の際の半径方向の送り速度（ｖｆｒｄ）を発生することを特 徴とする研磨機。 （１３）請求の範囲第９項から第１２項主でに記載された研磨機において、 さらに結合回路（２８）が、仕上の際の半径方向の送り速度（ｖｆｒｄ　）と、 研磨の際の定数発生器（２９）からの半径方向の送り速度とか呟仕上ロール台（ １２４）の送り速度に対する位置信号（ｖ２）を出力することを特徴とする研磨 機。 （１４）請求の範囲第９項から第１３項までに記載・された研磨機において、 さらに加えた結合回路（３０）が、仕上の際の半径方向の送り速度（ｖｆｒｄ　 ）と研磨の際の半径方向の送り速度（ｖｆ、）とか呟研磨砥石台（１２）の送り 速度に対する位置信号（ｖｌ）を発生することを特徴とする研磨機。 （１５）’：請求の範囲第９項から第１４項までに記載された研磨機において、 さらに加えた結合回路（３１）が、仕上の際の研磨砥石円周速度（■８）と速度 係数（ｑｄ）とから、仕上ロール円周速度（ｖＲ）を見出すことを特徴とする研 磨機。 （１６）請求の範囲第９項から第１５項までに記載された研磨機において、 さらに加えた結合回路（３２）が、仕上ロールの軸の工作物の軸の上の高さくＹ Ｒ，）と、定数発生器（２４）からの仕上ロール直径（ｄＲ）とから、仕上モー タ（１２１）の回転数に対する位置信号（ｎＲ）を見出すことを特徴とする研磨 機。 （１７）請求の範囲第９項から第１６項までに記載された研磨機において、 研磨の際の半径力（Ｆｒ　５ｏｌｌ）を発生するための定数発生器（３５）と、 研磨砥石の容器磨滅（Δｒｓｋ　５ｏｌｌ）を発生するための定数発生器（３６ ）と、工作物粗さ仕上の際の半径力（Ｆｒｄ　５ｏｆｔ）を発生するための定数 発生器（３８）とを備え、これらの定数発生器の出力導線は、変流器（３９，４ １，４２）および結合回路（４０）と関連され、この変流器（３９，４１，４２ ）および結合回路（４０）は、この定数発生器から受信された信号と、上記のこ れに属する測定された信号との間の差から、その都度予定値と現在値との差を形 成し、比較器（４３，４４，４５，４６）に供給し、この比較器が受信された差 信号が呟仕上の際の作用厚さく　ａｅｄ）を見出すことを特徴とする研磨機。 特表昭５９−５０１１０４　（３）。