WO2011016118A1

WO2011016118A1 - 研削装置

Info

Publication number: WO2011016118A1
Application number: PCT/JP2009/063875
Authority: WO
Inventors: 隆行由井; 平西沢; 勲安藤; 真杉田
Original assignee: ボッシュ株式会社
Priority date: 2009-08-05
Filing date: 2009-08-05
Publication date: 2011-02-10

Abstract

　簡易な構成で、作業効率の良好な高精度の端面研削を可能とする。定量加工における所望の総切り込み量と、所望する移動速度に応じて制御ユニット（３０１）及びサーボアンプ（３０２）により、第２のスライド部（１０２）のリニアモータ（１６）の通電量の制御による位置制御が行われることで定量加工を可能とする（Ｓ１０２～Ｓ１１２）一方、ワークに対する砥石の所望の押し圧に対応して制御ユニット（３０１）及びサーボアンプ（３０２）により、第２のスライド部（１０２）のリニアモータ（１６）の通電量の制御が行われて定圧加工が可能となっている（Ｓ１１４～Ｓ１２２）。

Description

研削装置

　本発明は、研削装置に係り、特に、端面研削における構成の簡素化、研削作業の効率化等を図ったものに関する。

　従来、ワークの表面を高精度で平面研削する方策としては、例えば、定量切り込みを行った後に、定圧切り込みを行う方法などが特許文献１等において開示されている。
しかしながら、定量切り込みと、定圧切り込みを実現する構成としては、それぞれに応じた砥石台を２段重ねにするのが一般的であるが、かかる構成にあっては、それぞれの砥石台にモータを設けると共にスライド機構を必要とするため、構成が複雑となるばかりか、それぞれの砥石台の駆動の切り替えが複雑になる等の問題があり、より簡易な構成で、作業効率の良い研削装置が所望されている。
特許第４１８３６７２号公報

　本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、作業効率の良好な高精度の端面研削が可能な研削装置を提供するものである。

　本発明の形態によれば、少なくとも端面研削可能に構成されてなる研削装置であって、
　基準面を有してなる基台部と、
　前記基台部の基準面に固設されて砥石を回転可能に保持する砥石保持手段と、
　前記ワークを着脱自在に保持しつつ回転せしめるワーク保持回転手段と、
　リニアモータを用いてなり、前記ワーク保持回転手段を、前記砥石に対して移動自在に保持するワーク移動手段と、
　前記砥石及び前記ワークの回転制御、並びに、前記ワーク移動手段の動作制御を行う制御手段とを具備し、
　前記制御手段は、前記ワーク移動手段のリニアモータの位置制御及びトルク制御を行うよう構成されてなり、前記位置制御により前記砥石による前記ワークの定量加工を可能とし、前記トルク制御により、前記砥石による前記ワークの定圧加工を可能としてなるものが提供される。
　かかる構成において、制御手段は、定量加工における所望の総切り込み量と、所望する移動速度に応じて、リニアモータに対する通電量を制御することにより位置制御を行う一方、　ワークに対する砥石の所望の押し圧に対応してリニアモータの通電量を制御することにより定圧制御を行うよう構成されてなるものが好適である。

　本発明によれば、砥石に対してワークを往復動させるワーク移動手段をリニアモータを用いて構成し、その位置制御とトルク制御によって定量加工と定圧加工を可能としたので、従来と異なり、定量加工のための移動機構と、定圧加工のための移動機構を別々に設ける必要がなく、装置構成を簡素化するだけでなく、２つのスライド手段の使い分け作業などが必要なくなるため、作業効率の向上を図ることができるという効果を奏するものである。
　また、従来と異なり、定圧加工の際に空気圧によって砥石をワークに押しつけるような構造を必要とせず、リニアモータの電気的制御によって定圧加工が可能であるため、電気的制御のためのパラメータの選択、設定によって加工状態を調整することができ、従来の空気圧の調整のような機械的な調整作業が不要となり作業効率が向上する。
　さらには、一つのリニアモータを用いて定量加工と定圧加工がシームレスに実現でき、より一層の構成の簡素化、作業の効率化を図ることができるという効果を奏するものである。

本発明の実施の形態における研削装置の全体構成を示す図であって、図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は側面図である。本発明の実施の形態における研削装置の主要部の構成例を示す全体斜視図である。本発明の実施の形態における研削装置に用いられるリニアモータの第１の構成例を示す縦断面図である。図３に示されたリニアモータの固定子及び可動子の概略構成例を模式的に示す模式図である。本発明の実施の形態における研削装置に用いられるリニアモータの第２の構成例を示す縦断面図である。図５に示されたリニアモータの固定子及び可動子の概略構成例を模式的に示す模式図である。本発明の実施の形態における第１のスライド部のＸ軸方向の移動と第２のスライド部のＺ軸方向の移動により所望する方向のオシレーションを得るための基本概念について説明する説明図である。本発明の実施の形態における定量切り込み及び定圧切り込みに用いられるリニアモータの駆動制御のための電気系統の構成例を示す構成図である。図８に示された電気系統の構成例における制御部によって実行される定量・定圧切り込み制御処理の手順を示すサブルーチンフローチャートである。本発明の実施の形態における定量・定圧切り込みが施されるワークの縦断面図である。図１０に示されたワークを定量切り込みする場合と、定圧切り込みする場合のぞれぞれにおけるワークとスピンドルの位置を示した平面図である。

１３…第１のリニアモータ
１６…第２のリニアモータ
１０１…第１のスライド部
１０２…第２のスライド部
１０３…ワーク保持部
３０１…制御ユニット
３０２…サーボアンプ

　以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図１１を参照しつつ説明する。
　なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
　最初に、本発明の実施の形態における研削装置の全体構成について、図１を参照しつつ説明する。

　本発明の研削装置Ｓは、ワークの研削を行う砥石などが配設される本体部２０１と、本体部２０１の上方に配設されて研削量などを設定する操作盤２０２と、操作盤２０２の設定データなどを基に研削動作の制御等を行う電子回路が収納されて操作盤２０２の後方に配設される制御盤２０３と、制御盤２０３の後方に配設され、後述する静圧兼冷却用油の濾過を行う濾過装置２０４と、この濾過装置２０４に積層されるよう設けられて静圧兼冷却油の圧力を制御する油圧装置２０５と、この油圧装置２０５に積層されるように設けられる冷却のため霧状に放出された静圧兼冷却油の回収を行うミストコレクタ２０６とに大別されて構成されたものとなっている。
　本体部２０１の正面上部には、前面扉２０１ａが開閉可能に設けてあり、その開閉によって、内部に設けられたワーク保持用のチャック（図示せず）へ対するワークの取り付けや取り外しなどの作業が行えるようになっている。

　図２には、本体部２０１内に収納、配設される研削装置Ｓの主要部の構成例が示されており、以下、同図を参照しつつ、その構成例について説明する。
　本体部２０１の底部側には、基台部としてのベッド１が設けられており、このベッド１に形成された基準面であるスライド設置面２に、ワーク移動手段を構成する第１及び第２のスライド手段としての第１及び第２のスライド部１０１，１０２や、ワーク保持回転手段としてのワーク保持部１０３などが設けられるものとなっている。なお、基準面としてのスライド設置面２は、本発明の実施の形態においては、鉛直方向に対して直交する水平面に位置するものとなっているが、これに限定される必要はなく、鉛直方向に沿うようにしても良い。

　本発明の実施の形態におけるベッド１の平面外観形状は大凡正方形状となっているが、その一つの辺に沿ってスライド設置面２より高い段部１ｃが形成されており、その頂部１ｄには、第１乃至第３の砥石スピンドル２１～２３等が設けられるものとなっている。

　スライド設定面２上には、第１のスライド部１０１が設けられている。この第１のスライド部１０１は、スライド設定面２に接合されるように固定して設けられた第１のベースプレート１１と、この第１のベースプレート１１に対向するように設けられた第１のテーブルプレート１２と、第１のベースプレート１１と第１のテーブルプレート１２との間に設けられたリニアモータ１３とに大別されて構成されたものとなっている。

　本発明の実施の形態において、第１のベースプレート１１は、その全体外観形状が大凡長方形となっており、その長辺は、上述の段部１ｃと反対側のベッド１の一辺とほぼ同じ長さに設定されたものとなっている（図２参照）。
　また、第１のテーブルプレート１２は、その横幅が第１のベースプレート１１の短辺とほぼ同一であるが、この短辺と直交する方向の辺の長さは、第１のベースプレート１１の長辺の大凡１／３～２／３程度の長さとなっており、後述するように第１のベースプレート１１の長辺に沿っての往復動が容易となるようにしてある。

　なお、この第１のテーブルプレート１２と第１のベースプレート１１との間には、詳細は省略するがいわゆる静圧軸受けが形成されており、第１のテーブルプレート１２はリニアモータ１３の駆動力を受けて第１のベースプレート１１の長辺に平行するように案内されて往復動可能となっている。
　ここで、第１のテーブルプレート１２が往復動する方向、換言すれば、主軸１８の軸線方向と直交する方向を、便宜的に、Ｘ、Ｙ及びＺ軸により表される３次元座標におけるＸ軸方向とする（図２参照）。

　そして、第１のテーブルプレート１２には、第２のスライド部１０２が載置されるように設けられている。
　この第２のスライド部１０２は、その基本的な構造は、先の第１のスライド部１０１と同一のもので、第２のベースプレート１４と、この第２のベースプレート１４に対向するように設けられた第２のテーブルプレート１５と、第２のベースプレート１４と第２のテーブルプレート１５との間に設けられたリニアモータ１６とに大別されて構成されたものとなっている。

　本発明の実施の形態における第２のベースプレート１４は、その横幅、すなわち、Ｘ軸方向の長さが第１のテーブルプレート１２のＸ軸方向の長さにほぼ等しく設定されている一方、Ｘ軸を含む水平面内においてＸ軸と直交する方向、換言すれば、主軸１８の軸線方向（以下、この方向を便宜的に「Ｚ軸方向」と称する）の長さは、第１のテーブルプレート１２のＺ軸方向の長さよりもやや長目のものとなっている。　

　一方、第２のテーブルプレート１５は、その横幅、すなわち、Ｘ軸方向の長さが第２のベースプレート１４のＸ軸方向の長さにほぼ等しく設定されている一方、Ｚ軸方向の長さは、第２のベースプレート１４のＺ軸方向の長さよりも短めに設定されたものとなっている。
　そして、第２のテーブルプレート１５も第１のテーブルプレート１２同様、第２のテーブルプレート１５と第２のベースプレート１４との間に静圧軸受けが形成されており、それにより、リニアモータ１６の駆動力を受けて第１のベースプレート１２の長辺に平行するように案内されてＺ軸方向に往復動可能となっている。

　さらに、第２のテーブルプレート１５の上には、ワーク保持部１０３が載置されたものとなっている。
　すなわち、ワーク保持部１０３は、図示されないワークを着脱可能に保持するチャック１７と、内部にモータ（図示せず）を有してチャック１７を回転自在に保持する主軸１８とから構成されたものとなっている。
　本発明の実施の形態においては、ベッド１に形成された段部１ｃ側に位置する第２のテーブルプレート１５の縁からチャック１７が段部１ｃ方向へ突出するように主軸１８及びチャック１７が、第２のテーブルプレート１５上に固定されて設けられたものとなっている。

　また、第２のテーブルプレート１５上において、ワーク保持部１０３の近傍には、ドレススピンドル１９が固定されて設けられており、後述する第１乃至第３の砥石２４～２６のドレス作業が可能となっている。

　一方、段部１ｃの頂部１ｄには、砥石保持手段としての第１乃至第３の砥石スピンドル２１～２３がＸ軸方向において適宜な間隔を隔てて固定されて設けられている。これら第１乃至第３の砥石スピンドル２１～２３には、それぞれ第１の砥石２４、第２の砥石２５、第３の砥石２６が回転可能に取り付けられており、第１乃至第３の砥石スピンドル２１～２３は、第１乃至第３の砥石２４～２６が、ワーク保持部１０３に臨むように段部１ｃに固設されたものとなっている。換言すれば、第１乃至第３の砥石スピンドル２１～２３は、その軸方向が３次元座標のＺ軸方向に沿うように設けられている（図２参照）。

　本発明の実施の形態においては、この段部１ｃ側が、装置の前面側、すなわち、本体部２０１の前面側となるようにベッド１が配され、作業者が前面扉２０１ａを介してワークの取り付けや取り外し、第１乃至第３の砥石２４～２６の取り付けや交換等の作業が可能となっている（図１及び図２）。

　また、段部１ｃには、これら第１乃至第３の砥石スピンドル２１～１３の近傍に、ワーク交換のためのローディング装置１０４が設けられている。
　本発明の実施の形態におけるローディング装置１０４は、旋回シリンダ７１と、上下シリンダ７２と、２つのエアチャック７３，７４を主たる構成要素としてなるものである。
　段部１ｃに設けられた旋回シリンダ７１は、水平面内で回転可能となっているもので、この旋回シリンダ７１に上下シリンダ７２が載置されている。

　上下シリンダ７２は、垂直方向での上下動が可能となっており、この上下シリンダ７２に第１及び第２のエアチャック７３，７４が積層するように設けられている。
　かかる構成により、旋回シリンダ７１による旋回と、上下シリンダ７２による上下動により、チャック１７に対して適切な位置でローディング、アンローディング作業が行えるようになっている。

また、本発明の実施の形態においては、第１のエアチャック７４には、シート深さ測定用の第１の測定子７６が、また、第２のエアチャック７３には、内径ポスプロ測定用の第２の測定子７５が、それぞれ適宜な位置に取着されており、ローディングの際に、それぞれ測定可能に構成されたものとなっている。

　かかる構成において、図示されないワークの研削作業は、まず、チャック１７にワーク（図示せず）を取着させ、操作盤２０２において、所望する研削に応じた設定を行う。そして、図示されない始動スイッチを押下することによって、第１のテーブルプレート１２がＸ軸方向に、第２のテーブルプレート１５がＺ軸方向に、制御盤２０３からの制御によって所望する研削に応じて往復動されながら、第１乃至第３の砥石２４～２６が適宜選択され、研削が行われるものとなっている。
　なお、本発明の実施の形態においては、第１の砥石２４は内径研削に、第２の砥石２５はシート研削に、第３の砥石２６は端面研削に、それぞれ供されるものとなっている。

　次に、リニアモータ１３，１６の構成について図３乃至図６を参照しつつ説明する。
　本発明の実施の形態におけるリニアモータ１３，１６は、本発明特有のものではなく、基本的に従来から良く知られている構成を有してなるものである。
　図３及び図４には、第１の構成例が、図５及び図６には、第２の構成例が、それぞれ示されている。
　最初に、図３及び図４を参照しつつ第１の構成例について説明する。
　この第１の構成例は、リニアモータ１３，１６を、いわゆるコアレス型とした場合の構成例を示すものであり、図３は、第１のスライド部１０１を例に採り、リニアモータ１３の構成例を、ＸＺ平面（図１参照）に対して直交する平面における断面構造で表したものである。

　リニアモータ１３は、第１のベースプレート１１と第１のテーブルプレート１２との間に設けられたものとなっており、本発明の実施の形態においては、第１のベースプレート１１と第１のテーブルプレート１２との間において、リニアモータ１３を挟むようにして静圧軸受け５０１ａ，５０１ｂが形成されたものとなっている。
　しかして、リニアモータ１３は、コアレス型可動子１１１とコアレス型固定子１１２とに大別されてなり、コアレス型可動子１１１は、第１のテーブルプレート１２に、コアレス型固定子１１２は、第１のベースプレート１１に、それぞれ固定されたものとなっている。

　本発明の実施の形態において、コアレス型固定子１１２は、Ｘ軸方向（図２参照）に直交する断面形状が大凡コ字状に形成され、このコ字状部分に挟まれるようにしてコアレス型可動子１１１のＸ軸方向（図３において紙面表裏方向）に延びる主可動部１１１ａが位置するものとなっている（図３参照）。そして、コアレス型可動子１１１は、コアレス型固定子１１２との間に生ずる電磁力によりＸ軸方向に移動せしめられるようになっている（図３参照）。

　図４には、図３のＡＡ線断面におけるコアレス型固定子１１２とコアレス型可動子１１１のより具体的な構成例が示されており、以下、同図について説明する。
　本発明の実施の形態におけるコアレス型固定子１１２は、例えば、永久磁石１１２ａ，１１２ｂがコアレス型可動子１１１の主可動部１１１ａを挟んで対向するように設けられており、各々の永久磁石１１２ａ，１１２ｂは、Ｘ軸方向（図４において紙面左右方向）にＮ極とＳ極が交互に位置するように着磁されたものとなっている。
　一方、コアレス型可動子１１１は、その主可動部１１１ａにコイル１１１ｂが設けられ、通電により磁界の発生が可能に構成されたものとなっている。

　次に、図５及び図６を参照しつつ、リニアモータ１３，１６の第２の構成例について説明する。なお、図３及び図４に示された構成要素と同一の構成要素については、同一の構成要素を付して、その詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
　この第２の構成例は、リニアモータ１３，１６を、いわゆるコア付きＴ型と称される構成例を示すものであり、図５は、第１のスライド部１０１を例に採り、リニアモータ１３の構成例を、ＸＺ平面（図１参照）に対して直交する平面における断面構造で表したものである。

　この第２の構成例においても、リニアモータ１３は、第１のベースプレート１１と第１のテーブルプレート１２との間に設けられたものとなっており、本発明の実施の形態においては、第１のベースプレート１１と第１のテーブルプレート１２との間において、リニアモータ１３を挟むようにして静圧軸受け５０１ａ，５０１ｂが形成されたものとなっている点は第１の構成例同様である。
　また、リニアモータ１３は、Ｔ型可動子１１３とＴ型固定子１１４ａ，１１４ｂとに大別されてなり、Ｔ型可動子１１３は、第１のテーブルプレート１２に、Ｔ型固定子１１４ａ，１１４ｂは、第１のベースプレート１１に、それぞれ固定された点も第１の構成例同様である。

　図６には、図５のＢＢ線断面におけるＴ型可動子１１３とＴ型固定子１１４ａ，１１４ｂのより具体的な構成例が示されており、以下、同図について説明する。
　Ｔ型可動子１１３は、図５に示されたように、その縦方向の断面における全体形状が大凡Ｔ型に形成されたものである。かかるＴ型可動子１１３は、例えば、図６に示されたように、その中央柱部１１３ａにコイル１１３ｂが巻き回されて、磁界の発生が可能に構成されたものとなっている。
　一方、Ｔ型固定子１１４ａ，１１４ｂは、上述の中央柱部１１３ａを挟むように第１のベースプレート１１に固設されており、中央柱部１１３ａに臨む面側には、永久磁石１１５ａ，１１５ｂが設けられ，この永久磁石１１５ａ，１１５ｂは、Ｘ軸方向（図６において紙面左右方向）にＮ極とＳ極が交互に位置するように着磁されたものとなっている。

　しかして、先のリニアモータ１３，１６の駆動制御を行うことによって、本発明の実施の形態における第２のスライド部１０２は、オシレーションが可能になっている。
　すなわち、リニアモータ１３，１６の駆動制御によって、第１のスライド部１０１をＸ軸方向に移動させて、間接的に第２のスライド部１０２にＸ軸方向の移動を与えると共に、第２のスライド部１０２自体にＺ軸方向の移動を与え、その２つの動きの合成（ベクトル合成）として第２のスライド１０２のオシレーション（ＯＳＣ）が可能となっている（図７参照）。そのため、本発明の実施の形態における研削装置は、従来装置と異なり、オシレーション専用のテーブルや駆動軸が不要となっている。
　なお、図７において、Ｘａは、第１のスライド部１０１の移動量を、Ｚａは、第２のスライド部１０２に移動量を、それぞれ表している。

　かかる構成の研削装置は、特に、高精度の端面研削に適するものとなっている。
　高精度の端面研削を必要とするワークの例としては、例えば、図１０に示されたようなデリバリバルブ用の弁座１２０などがある。かかる弁座１２０は、燃料を燃料噴射ポンプからディーゼルエンジンの噴射口に圧送するために用いられる公知・周知のデリバリバルブの主構成品である。
　この弁座１２０には、通孔１２０ａが穿設されると共に、通孔１２０ａの一方の端面側近傍には、シート面１２０ｂが形成されたものとなっている。

　そして、通孔１２０ａを摺動可能に形成された柱状の部位と、シート面１２０ｂに対して着座可能なシート面を有してなる弁体（図示せず）が組み付けられてデリバリバルブの主要部を構成するものとなっている。
　かかる弁座１２０においては、本発明の実施の形態における研削装置によって、通孔１２０ａの内径研削、シート面１２０ｂのシート研削、端面１２０ｃの端面研削がなされるが、とりわけ、端面１２０ｃに対しては、定量切り込み、及び、定圧切り込みが、後述するようにして第１及び第２のスライド部１０１，１０２によって可能となっている。

　図８には、第２のスライド部１０２による定量切り込み、定圧切り込みに必要なリニアモータ１６の駆動制御に必要な電気系統の構成例が示されており、以下、同図について説明する。
　リニアモータ１６による定量切り込み、定圧切り込みを行うため、本発明の実施の形態においては、制御盤２０３内に、制御手段をなす制御ユニット３０１とサーボアンプ３０２とが設けられている。

　制御ユニット３０１は、例えば、マイクロコンピュータ（図示せず）を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）やインターフェイス回路等（図示せず）を具備して構成されたもので、ワークや第１乃至３の砥石２４～２６の回転制御、後述するような端面研削処理を始め研削装置の動作制御に必要な種々のソフトウェアの実行が行われるものとなっている。
　本発明の実施の形態の制御ユニット３０１においては、特に、高精度の端面研削のため処理として、リニアモータ１６に対する定量制御と定圧制御が実行されるようになっている。

　制御ユニット３０１において実行される定量制御処理では、速度指令値と目標位置値の演算算出が行われ、これら２つの値は、リニアモータ１６に対する位置指令として意義を有するもので、サーボアンプ３０２へ入力されるようになっている。そして、リニアモータ１６は、サーボアンプ３０２によって、上述の速度指令値に応じた速度で、目標位置値に応じた目標位置へ駆動されるようになっている。

　一方、制御ユニット３０１において実行される定圧制御処理では、推力指令時速度制限値と目標推力値の演算算出が行われ、これら２つの値は、リニアモータ１６に対する推力指令として意義を有するもので、サーボアンプ３０２へ入力されることとなる。そして、リニアモータ１６は、上述の推力指令時速度制限値を超えない速度で、目標推力値が生ずるようにサーボアンプ３０２によって駆動されるようになっている。

　サーボアンプ３０２は、基本的には、リニアモータ１６に対して電流ループによるフィードバック制御を行うよう構成されている。すなわち、リニアモータ１６には、可動部分である第２のテーブルプレート１５の移動を検出するリニアスケール３０４が適宜な部位に取り付けられおり、その検出信号は、第２のテーブルプレート１５の実位置信号としてサーボアンプ３０２へフィードバック入力されるようになっている。

　以下、具体的に説明する。
　最初に、本発明の実施の形態におけるサーボアンプ３０２によって定量制御が行われる場合について説明すれば、まず、制御ユニット３０１においては、演算算出された定量制御に必要な速度指令値と目標位置値が一つの制御信号とされて、サーボアンプ３０２へ出力されるようになっている。
　サーボアンプ３０２においては、上述のように速度指令値と目標位置値を含む一つの制御信号に対して、リニアスケール３０４により得られた実位置信号との減算が行われるようになっている。そして、その減算結果に対しては、予め設定された位置ループゲインＫｐが乗じられ、その乗算結果とリニアスケール３０４の検出信号との減算が行われ、次いで、その減算結果に予め設定された速度ループゲインＫｖが乗じられるものとなっている。そして、その速度ループゲインＫｖとの乗算結果は、電流ループを介してリニアモータ１６への通電量とされるものとなっている。その結果、リニアモータ１６の第２のテーブルプレート１５は、速度指令値に応じた速度で目標位置へ移動せしめられることとなる。

　次に、サーボアンプ３０２によって定圧制御が行われる場合について説明する。
　この場合、制御ユニット３０１からは、推力指令時速度制限値と目標推力値とがサーブアンプ３０２に入力され、推力指令時速度制限値は、速度指令演算処理（回路）によって速度指令値に変換されてリニアスケール３０４の検出信号との減算が行われるようになっている。なお、定圧制御の際には、定量制御で説明した位置ループゲインが影響しないようになっている。

　そして、速度指令値とリニアスケール３０４の検出信号との減算結果に対して速度ループゲインｋＶが乗ぜられ、さらに、目標推力値を基に推力指令演算処理（回路）によって得られた推力指令値が加算され、その加算結果は、電流ループを介してリニアモータ１６への通電量とされるものとなっている。
　その結果、リニアモータ１６の第２のテーブルプレート１５は、目標推力で移動せしめられることとなる。

　なお、制御ユニット３０１においては、リニアスケール３０４からの検出信号が入力されて、第２のテーブルプレート１５の位置と移動速度の現在値を表すモニタ値として処理されるようになっている。また、上述の定圧制御の際の電流ループへの入力値が制御ユニット３０１に入力され、推力の現在値を表すモニタ値として処理されるようになっている。

　図９には、制御ユニット３０１により実行される高精度端面研削処理の手順がサブルーチンフローチャートに示されており、以下、同図を参照しつつ、高精度端面研削処理について説明する。
　まず、図９に示された一連の処理は、定量制御（定量加工）である端面荒削工程（図９のステップＳ１０２～Ｓ１１２）と、定圧制御（定圧加工）である端面仕上げ研削工程（図９のステップＳ１１４～Ｓ１２２）とに大別されるものとなっている。

　以下、具体的に説明すれば、まず、制御ユニット３０１による処理が開始されると、端面荒削工程における装置動作に必要な諸条件の設定が行われることとなる（図９のステップＳ１０２参照）。
　具体的には、制御ユニット３０１の所定の記憶領域に予め記憶されているワークスピンドル回転数、端面加工スピンドル回転数、テーブル目標位置、テーブル速度が読み出され、制御ユニット３０１内において、作業データを一時的に記憶する所定の作業データ記憶領域に設定され、これ以後の定量加工に用いられることとなる。
　なお、上述の動作条件は、ワークの所望の研削量に応じて、例えば、操作盤２０２を用いた入力操作によって予め入力されて、所定の記憶領域に記憶されるようになっている。

　上述のように動作条件の設定が行われた後は、その動作条件に沿って研削が開始されることとなる。
　まず、本発明の実施の形態においては、第１のスライド部１０１のリニアモータ１３の駆動により、第２のスライド部１０２に取り付けられた弁座１２０が、第３の砥石スピンドル２３に取り付けられた第３の砥石２６の近傍に位置せしめられると共に、第２のスライド部１０２のリニアモータ１６の駆動により、弁座１２０の端面１２０ｃに対して第３の砥石２６が研削に適切な位置となるように移動せしめられることとなる（図１１参照）。

　そして、制御ユニット３０１において、先のテーブル目標位置によって、弁座１２０の端面１２０ｃの総切り込み量（総加工代）が、また、テーブル速度によって単位時間当たりの切り込み量（加工代）が、それぞれ設定され、その設定に従って、第３の砥石２６による端面１２０ｃの研削が行われることとなる。

　すなわち、第２のテーブルプレート１５によって第３の砥石２６が目標位置に達したと判定されるまで研削が行われ（図９のステップＳ１０４，Ｓ１０６参照）、目標位置に達した、換言すれば、端面１２０ｃへの総切り込み量が、目標値に達したと判定されると、制御ユニット３０１内において、予め記憶されているスパークアウト時間の設定が行われる（図９のステップＳ１０８参照）。そして、制御ユニット３０１において、そのスパークアウト時間が経過したと判定されるまでの間（図９のステップＳ１１０参照）、端面１２０ｃに対する第３の砥石２６の位置が保持されて、切り込み残部の仕上げ、すなわち、スパークアウトが行われることとなる。
　そして、先に設定されたスパークアウト時間経過したと判定されると（図９のステップＳ１１０参照）、荒削加工終了を表すフラグが、終了を表す所定値に設定されることとなる（図９のステップＳ１１２参照）。

　次に、定圧制御（定圧加工）である端面仕上げ研削工程のための装置動作に必要な諸条件の設定が、先のステップＳ１０２同様に行われることとなる（図９のステップＳ１１４参照）。
　なお、このステップＳ１１４において設定される装置動作に必要な諸条件は、ワークスピンドル回転数、及び、端面加工スピンドル回転数である。

　上述のように動作条件の設定が行われた後は、その動作条件に沿って端面仕上げ研削が開始されることとなる。
　まず、端面仕上げ研削は、荒削り同様、第３の砥石２６で行われるため、第２のテーブルプレート１５が移動されることで、弁座１２０の端面１２０ｃが第３の砥石２６による研削開始に必要な位置へ移動せしめられることとなる（図１１参照）。なお、端面仕上げ研削開始時における第３の砥石２６と弁座１２０の端面１２０ｃとの相対的な位置関係は、外見上は、図１１に示された端面荒削りの場合と異なるとろがないので、この端面仕上げ研削における説明についても、図１１を流用するものとする。

　そして、加工時間及び目標押し圧が設定される（図９のステップＳ１１６，Ｓ１１８参照）。
　すなわち、操作盤２０２を用いたデータ入力操作によって制御ユニット３０１の所定の記憶領域に予め記憶された加工時間、目標押し圧が読み出され、制御ユニット３０１内において、作業データを一時的に記憶する所定の作業データ記憶領域に設定され、これ以後の定圧加工に用いられることとなる。

　しかして、加工時間が経過したと判定されるまで（図９のステップＳ１２０参照）、第３の砥石２６が端面１２０ｃに対して、目標押し圧で押し当てられて仕上げ研削が行われることとなる。なお、第３の砥石２６がワークに対して目標押し圧で押し当てられているか否かは、先に図８で説明したサーボアンプ３０２から制御ユニット３０１へフィードバックされる推力に対応した信号を基に判定されるようになっている。
　そして、所定の加工時間が経過したと判定されると（図９のステップ１２０参照）、仕上げ研削加工（定圧加工）終了を表すフラグが、終了を表す所定値に設定され（図９のステップＳ１２２参照）、一連の処理が終了されることとなる。

このように、本発明の実施の形態においては、ワークが保持された第２のテーブルプレート１５をスピンドルに対して所定の移動速度で所定時間移動させるよう第２のスライド部１０２のリニアモータ１６を駆動することで定量加工を行うことができる一方、ワークが保持された第２のテーブルプレート１５をスピンドルに対して所定の押し圧で移動することで定圧加工を行うことができるものとなっており、従来装置と異なり、定圧加工のためのワーク又はスピンドル移動のための機構と、定量加工のためのワーク又はスピンドル移動のための機構を、別々に設ける必要がない構成となっている。
　また、定量加工から定圧加工へ移る際に、従来と異なり、砥石の交換作業などを必要とすることなくシームレスで作業の切り替え行われるものとなっている。

　なお、上述した本発明の実施の形態においては、ベッド１のスライド設置面２が水平面に位置するような構成を説明したが、これに限定される必要はなく、ベッド１のスライド設置面２が鉛直方向に位置するような構成としても良いものである。

　定量切り込みと、定圧切り込みを簡易な構成で実現できるので、ワークの研削作業における良好な作業効率と高精度の端面研削が要求される研削装置に適用できる。

Claims

少なくとも端面研削可能に構成されてなる研削装置であって、
　基準面を有してなる基台部と、
　前記基台部の基準面に固設されて砥石を回転可能に保持する砥石保持手段と、
　前記ワークを着脱自在に保持しつつ回転せしめるワーク保持回転手段と、
　リニアモータを用いてなり、前記ワーク保持回転手段を、前記砥石に対して移動自在に保持するワーク移動手段と、
　前記砥石及び前記ワークの回転制御、並びに、前記ワーク移動手段の動作制御を行う制御手段とを具備し、
　前記制御手段は、前記ワーク移動手段のリニアモータの位置制御及びトルク制御を行うよう構成されてなり、前記位置制御により前記砥石による前記ワークの定量加工を可能とし、前記トルク制御により、前記砥石による前記ワークの定圧加工を可能としてなることを特徴とする研削装置。
制御手段は、定量加工における所望の総切り込み量と、所望する移動速度に応じて、リニアモータに対する通電量を制御することにより位置制御を行う一方、　ワークに対する砥石の所望の押し圧に対応してリニアモータの通電量を制御することにより定圧制御を行うよう構成されてなることを特徴とする請求項１記載の研削装置。
ワーク移動手段は、基台部の基準面上に設けられ、一直線上を往復動可能に構成されてなる第１のスライド手段と、
　前記第１のスライド手段に載置され、当該第１のスライド手段の往復動方向と直交する方向の一直線上を往復動可能に構成されてなる第２のスライド手段とを具備してなり、
　前記第１及び第２のスライド手段は、いずれもリニアモータを有して往復動可能に構成され、
　前記第２のスライド手段には、ワーク保持回転手段が載置されてなることを特徴とする請求項１記載の研削装置。
制御手段は、定量加工における所望の総切り込み量と、所望する移動速度に応じて、第２のスライド手段のリニアモータに対する通電量を制御することにより位置制御を行う一方、　ワークに対する砥石の所望の押し圧に対応して第２のスライド手段のリニアモータの通電量を制御することにより定圧制御を行うよう構成されてなることを特徴とする請求項３記載の研削装置。