JP6809310B2

JP6809310B2 - 電磁チャック装置の制御方法、及び電磁チャック装置

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Publication number: JP6809310B2
Application number: JP2017048409A
Authority: JP
Inventors: 昌史頼経; 雅之竹島
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Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2017-03-14
Publication date: 2021-01-06
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Description

本発明は、電磁チャック装置の制御方法、及び電磁チャック装置に関する。

従来、工作物に対して切削、又は研削等の加工を行なう場合に電磁気による吸着力（磁気吸引力）を利用して工作物を面板上に固定する電磁チャック装置の技術がある。このような電磁チャック装置では、通常、８極や１０極の極磁を用い、工作物に磁束を通して磁気力を発生させ、工作物を面板上の全面で吸着し強固に固定する。このため、工作物の被吸着面の平面度があまり良くない場合、工作物と直接接していない極磁の部分においても、工作物は電磁チャック装置によって吸着され面板の形状に倣い変形してしまう場合がある。この場合、工作物が変形した状態のまま、被吸着面以外の面が加工されるので、電磁チャック装置による吸着を解除した際には、拘束されていた変形が開放され、工作物の加工面が変形してしまう虞がある。

また、バッキングプレート（吸着支持部材）と呼称される部材を用いて工作物を支持する方法がある。なお、バッキングプレートとは、電磁チャック装置の面板と工作物の被吸着面との間に介在させる磁性体からなる部材である（バッキングプレートの一例としては、下記特許文献１〜５がある）。

バッキングプレートは、工作物の吸着面を嵩上げする部材である。よって、加工装置（研削盤，マシニングセンタなど）によって工作物の吸着面付近まで加工するときに、加工装置の工具が、電磁チャックの吸着面と接触（破損）することを防ぐことができる。また、工作物を電磁チャックに直接吸着させると、工作物と電磁チャックの吸着面とが直接接触して電磁チャックの吸着表面が変形（破損）し、平面度を保てなくなることがある。これに対し、工作物をバッキングプレートで支持することにより電磁チャックの吸着表面の変形（破損）を防止することができる。

特開平６−３１６０２号公報特開２０１６−１１２６５０号公報特許第５４１６５２７号公報特開２００１−２５９１０号公報特開２０１４−２１３４２４号公報

しかしながら、上述した従来の対策方法では、各バッキングプレートを、Ｓ極又はＮ極のいずれかの磁極の上に配置している。このような配置では、バッキングプレートを、例えば、面板の周方向においてＳ極→Ｎ極→Ｓ極の順に配置した場合、最後の磁極（Ｓ極）と初めの磁極（Ｓ極）とは必ず同じ磁極の組み合わせとなる。このため、Ｓ極−Ｓ極間では磁路が形成できず、発生する磁気力が低下し、工作物に対する十分な吸着力（把持力）が得られないという課題がある。また、工作物を吸着（把持）する場合に工作物が変形するという課題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、磁気力による吸着によって面板上に工作物を把持する場合において、工作物を変形させず、且つ十分な把持力を発揮することが可能な電磁チャック装置の制御方法、及び電磁チャック装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の電磁チャック装置の制御方法は、電磁チャック本体の面板上面に形成される複数の磁極部を備え、制御装置が制御する前記磁極部の磁気力によって工作物を吸着する制御方法である。前記電磁チャック装置は、前記面板上面である前記磁極部の上面において各対向面が所定の隙間を有して対向し配置される一対の吸着支持部材を少なくとも３組備え、各前記一対の吸着支持部材が、それぞれ前記複数の磁極部のうちの隣り合う異なる種類の磁極部間の境界を挟んで配置され、各前記一対の吸着支持部材の各第一平面が、前記隣り合う磁極部の各上面に接触した状態において、前記制御方法は、前記各第一平面と背向する各第二平面を備えた各前記一対の吸着支持部材のうち前記各第二平面が前記工作物の前記被吸着面と接触する一対の吸着支持部材を確認する第一工程と、前記第一工程において、前記被吸着面との接触が確認された前記一対の吸着支持部材が固定される前記磁極部を前記制御装置が制御して前記磁気力を発生させ、接触した前記第二平面と前記被吸着面とを吸着させる第二工程と、を備える。

このように、この制御方法では、工作物が未研削状態であり、全体に歪みがある可能性のある場合、第一工程において、工作物が一対の吸着支持部材の上面に載置された状態で、工作物が接触する部分を確認し、その後、第二工程において、工作物が接触する部分のみ磁気力を発生させ、工作物を吸着によって固定する。このため、工作物を歪ませることなく、被吸着面に背向する端面（基準面）の加工が良好にできる。よって、加工した基準面（端面）を基準とし加工することで、加工精度の高い工作物が得られる。

また、上記課題を解決するため、請求項５の電磁チャック装置は、電磁チャック本体の面板上面に形成される複数の磁極部を備え、制御装置に制御される前記磁極部の磁気力によって工作物を前記面板上面に吸着する電磁チャック装置であって、前記電磁チャック装置は、前記面板上面である前記磁極部の上面において各対向面が所定の隙間を有して対向し配置される一対の吸着支持部材を少なくとも３組備え、各前記一対の吸着支持部材は、それぞれ前記複数の磁極部のうちの隣り合う異なる種類の磁極部間の境界を挟んで配置され、各前記一対の吸着支持部材の各第一平面が、前記隣り合う磁極部の各上面に接触し、前記制御装置は、前記各第一平面と背向する各第二平面を備えた各前記一対の吸着支持部材のうち前記各第二平面が前記工作物の前記被吸着面と接触する一対の吸着支持部材を確認する第一処理部と、前記第一処理部において、前記被吸着面との接触が確認された前記一対の吸着支持部材が固定される前記磁極部を制御して前記磁気力を発生させ、接触した前記第二平面と前記被吸着面とを吸着させる第二処理部と、を備える。これにより、上記請求項１で説明した制御方法によって得られるのと同じ効果を奏する電磁チャック装置が得られる。

本実施形態に係る研削盤の全体構成を示す概略図である。Ｇ軸線を通る図１の電磁チャック本体部分及び図３の電磁チャック本体部分の断面図である（図３においては、II−II矢視断面図）。図１の研削盤に備えられる電磁チャック本体の拡大平面図である。図３における一対の吸着支持部材の拡大図である。図４におけるＱ視図である。図４における一対の吸着支持部材を構成する各部を説明する図である。工作物が支持される一対の吸着支持部材における支持部を説明する図である。支持部における把持角度と工作物の変形量との関係を示すグラフである。一対の吸着支持部材の間の隙間と工作物を通過する磁束密度との関係を示すグラフである。一対の吸着支持部材と工作物との間を通過する磁束を説明する図である。電磁チャック装置の作用を説明するフローチャートである。変形例２における一対の吸着支持部材と、把持角度とを説明する図である。変形例３における一対の吸着支持部材と、把持角度とを説明する図である。

＜１．第一実施形態＞
（１−１．研削盤の構成）
以下、本発明に係る電磁チャック装置６０（保持装置に相当する）を、工作物Ｗに対して研削を行なう研削盤１に適用した第一実施形態について説明する。なお、図１においては、水平面で直交する方向をＸ軸線方向及びＹ軸線方向とし、Ｘ軸線方向及びＹ軸線方向に直交する方向をＺ軸線方向とする。

図１〜図３に示すように、研削盤１は、ベッド２と、コラム３と、テーブル５と、砥石車９（砥石に相当）と、主軸台４０と、電磁チャック装置６０と、を備える。コラム３及びテーブル５はベッド２上に設けられる。また、本実施形態においては、工作物Ｗは、円環状の部材として説明する。ただし、工作物Ｗの形状は、あくまで一例であって、円環に限定されるものではない。

図１に示すように、コラム３は、砥石車９（砥石）がテーブル５上における工作物Ｗの研削位置に対し進退可能（相対移動可能）となるようベッド２上に配置される。コラム３は、駆動機構３Ａによって、Ｘ軸線方向に往復移動（進退）可能に構成される。図１に示すように、コラム３の側面には、駆動機構３１によって、Ｚ軸線方向に昇降（進退）可能な砥石台４を備える。砥石台４は、駆動機構３２によって、Ｚ軸線回りに回転駆動可能なロータリー型の砥石車９（砥石に相当）を備える。砥石車９は、下方に延びる保持軸３３の下端に保持される。

図２に示すように、主軸台４０は、主軸本体４１と、Ｚ軸線方向と平行なＧ軸線回りに回転可能な工作主軸４２とを備える。なお、図２は、図３に示す電磁チャック装置６０が備える電磁チャック本体６１の平面視におけるII−II矢視断面図である。主軸本体４１には、図略の駆動機構が内蔵される。工作主軸４２は、主軸本体４１が備える駆動機構によってＧ軸線回りに回転可能となるよう主軸本体４１に取り付けられる。工作主軸４２は、主軸本体４１の上端から若干突出して取り付けられる。そして、工作主軸４２の上端には電磁チャック本体６１が固定される。

テーブル５は、電磁チャック本体６１が配置される位置に貫通穴５２を備える。貫通穴５２には、主軸台４０の工作主軸４２が、挿通される。そして、主軸本体４１が、貫通穴５２に対応するテーブル５の裏面に固定される。そして、電磁チャック本体６１は、工作主軸４２とともにＧ軸線回りに回転する。

（１−２．電磁チャック装置（保持装置）の構成）
次に、本発明に係る電磁チャック装置６０（保持装置）の構成について、図１，図３〜図１０に基づき詳細に説明する。電磁チャック装置６０は、電磁チャック本体６１と、８組の一対の吸着支持部材６２，６３と、制御装置６４と、を備える。本発明に係る８組の一対の吸着支持部材６２，６３は、電磁チャック本体６１の面板６１ａ上面に設けられる。

電磁チャック本体６１は、例えば鉄系の磁性材料によって、底部である面板６１ａを上側にして有底筒状に形成される。つまり、面板６１ａは、電磁チャック本体６１の軸線方向から見た場合、外周が円形で形成される。

図３に示すように、本実施形態では面板６１ａの上面に、８個（複数に相当）の磁極部７１〜７８を備える。各磁極部７１〜７８は、面板６１ａのＧ軸線（主軸線、中心軸線）回りで周方向に等角度間隔で分割され、それぞれ扇状に形成される。８個の磁極部７１〜７８の上面高さは全て同一である。

なお、以降、磁極部７１〜７８の各上面を上面７１ａ〜７８ａとする。また、分割された各磁極部７１〜７８の間の境界（線）を境界７１Ｌ〜７８Ｌとする。このとき、７１Ｌは、磁極部７１と磁極部７２との間の境界（線）である。また、境界７８Ｌは、磁極部７８と磁極部７１との間の境界（線）である。他の磁極部７２〜７７と他の境界７２Ｌ〜７７Ｌとの関係も同様である。

面板６１ａの上面と、磁極部７１〜７８の上面７１ａ〜７８ａとは同一面である。８個の磁極部７１〜７８は、制御装置６４の制御によって図略のコイルにそれぞれ電流が供給されると各々磁化される。磁化された８個の磁極部７１〜７８では、図３に示すようにＳ極及びＮ極が周方向に交互に形成される。なお、この態様に限らず、図３に示すＳ極をＮ極とし、Ｎ極をＳ極とするように制御してもよい。

ただし、後に詳述するが、本実施形態においては、未加工（未研削）状態の工作物Ｗの端面（被吸着面Ｗａ）を磁極部７１〜７８の磁気力によって、吸着支持部材６２，６３の上面に吸着させる場合には、工作物Ｗの被吸着面Ｗａを吸着支持部材６２，６３の上面に載置したときに、被吸着面Ｗａが接触する吸着支持部材６２，６３の磁極部のみを制御装置６４によって制御し、磁化させる。

また、加工済み（研削済み）状態であり、所定の平面度が確保された工作物Ｗの端面（被吸着面Ｗａ）を磁極部７１〜７８の磁気力によって、吸着支持部材６２，６３の上面に吸着させる場合には、制御装置６４の制御によって、全ての磁極部７１〜７８に磁気力を発生させる。なお、電磁チャック本体６１は、内部に電磁コイル等を備えるが、公知であるので、その構成、及び作動についての詳細な説明は省略する。

（１−３．一対の吸着支持部材）
本実施形態では、上述したように、面板６１ａの上面に一対の吸着支持部材６２，６３を８組備えている。図３に示すように８組の各吸着支持部材６２，６３は、磁極部７１，７２の上面７１ａ，７２ａ、磁極部７２，７３の上面７２ａ，７３ａ、磁極部７３，７４の上面７３ａ，７４ａ、磁極部７４，７５の上面７４ａ，７５ａ、磁極部７５，７６の上面７５ａ，７６ａ、磁極部７６，７７の上面７６ａ，７７ａ、磁極部７７，７８の上面７７ａ，７８ａ及び磁極部７８，７１の上面７７ａ，７８ａにそれぞれ跨って配置される。

つまり、各吸着支持部材６２，６３は、全ての境界７１Ｌ〜７８Ｌの周方向両側にそれぞれ配置される。なお、周方向とは、面板６１ａの中心軸線Ｇを中心とする面板６１ａ上面における周方向をいうものとする。以降の説明において、説明なく「周方向」とのみ記載した場合は、この周方向のことをいうものとする。

８組の吸着支持部材６２，６３は、それぞれ同様の形状によって形成される。よって、以降では、主に磁極部７６，７７の上面７６ａ，７７ａに配置される一対の吸着支持部材６２，６３のみを取り出し説明する。

図３に示すように、これから説明する吸着支持部材６２，６３は、８個の磁極部のうちの隣り合う磁極部７６（Ｎ極），及び磁極部７７（Ｓ極）間の境界７６Ｌを挟んで配置される。また、図４，図５に示すように、一対の吸着支持部材６２，６３は、下面６２ａ，６３ａ（第一平面に相当）と、対向面６２ｂ，６３ｂと、上面６２ｃ，６３ｃ（第二平面に相当）と、背向面６２ｄ，６３ｄと、径方向内側面６２ｅ，６３ｅと、径方向外側面６２ｆ，６３ｆと、を備える六面体の部材である。図５、図６に示すように、下面６２ａ，６３ａは、磁極部７６，７７の各上面７６ａ，７７ａとそれぞれ接触面積（面積）Ｓ１，Ｓ１で接触する。

図４に示すように対向面６２ｂ，６３ｂは、境界７６Ｌを挟んだ状態で、且つ対向する各対向面６２ｂ，６３ｂが所定の隙間α１を有した状態で相互に平行に配置される。また対向面６２ｂ，６３ｂは、境界７６Ｌ及び電磁チャック本体６１の中心軸線を含む仮想平面と平行でもある。

所定の隙間α１は、下面６２ａ，６３ａと平行で且つ背向し、各対向面６２ｂ，６３ｂと直交し連続して形成される上面６２ｃ，６３ｃ（図６中の斜線部参照）の位置を、面板６１ａ上面における周方向において、相互にできるだけ接近させるため設定されるものである。

なお、上面６２ｃ，６３ｃは、接触する工作物Ｗの被吸着面Ｗａを吸着し固定する部位である。図６に示すように、本実施形態においては、電磁チャック本体６１の中心軸線方向から見た場合、上面６２ｃ，６３ｃの各面積Ｓ２，Ｓ２（斜線部）は、下面６２ａ，６３ａの接触面積Ｓ１，Ｓ１よりも小さく（Ｓ１>Ｓ２）、且つ境界７６Ｌ側に寄って配置される。また、上面６２ｃ，６３ｃでは、対向面６２ｂ，６３ｂ側の辺と対向する側の辺が面板６１ａの外周側から中心軸線（Ｇ）と交差する方向に向い傾斜して形成される。

このように、上面６２ｃ，６３ｃを下面６２ａ，６３ａより小さくした上で、さらに相互に接近させること、つまり所定の隙間α１を小さくすることにより、吸着支持部材６２，６３の上面６２ｃ，６３ｃによって形成される工作物Ｗの被吸着面Ｗａ（下面）を支持する支持部ＳＰ（図７参照）に応じた把持角度θ１を小さくすることができる。

なお、このとき、支持部ＳＰとは、図７に示すように、面板６１ａの中心軸線方向からみた場合において、工作物Ｗの被吸着面Ｗａと、吸着支持部材６２，６３の上面６２ｃ，６３ｃとが交差する範囲のうち、上面６２ｃ，６３ｃの間の隙間α１分を含んだ斜線部の範囲をいう。そして、把持角度θ１は、面板６１ａの中心軸線（Ｇ）と、中心軸線方向からみた多角形の支持部ＳＰの各頂点と、を結んだ各線分同士がなす角度のうち最大となる角度をいうものとする（図７参照）。

これにより、工作物Ｗの被吸着面Ｗａ（下面）を、例えば、３組の吸着支持部材６２，６３により３箇所で吸着し支持（固定）する場合には、被吸着面Ｗａは、周方向においてそれぞれ把持角度θ１という十分狭い範囲で支持される。このため、被吸着面Ｗａが、面板６１ａの上面の広い範囲で吸着固定された場合に生じやすい工作物Ｗの変形を効果的に抑制できる。なお、ここでいう、３箇所とは、３対の吸着支持部材６２，６３の各上面６２ｃ，６３ｃが全て被吸着面Ｗａと接触する状態をいうものとする。

なお、参考として把持角度θｄｅｇ（横軸）と工作物Ｗの変形量（縦軸）との関係を図８に示す。図８のグラフは、吸着支持部材６２，６３の支持幅の変化に対しての工作物Ｗの変形量を分析したものであり、ＣＡＥ解析等によるものである（３点支持；３組の吸着支持部材６２，６３）。図８のグラフが示すように、把持角度θ２までの間においては、把持角度θが小さいほど工作物Ｗの変形量は小さいことがわかる。従って本実施形態で設定する所定の把持角度θ１は、０ｄｅｇ〜把持角度θ２までの間で設定されることが好ましい。

しかしながら、所定の把持角度θ１を小さくするため、所定の隙間α１を小さくするにも限度がある。つまり、所定の隙間α１が小さすぎると、例えば、吸着支持部材６２を通過する磁束の一部又は大部分が、対向面６２ｂと対向する吸着支持部材６３の対向面６３ｂに向かい漏れてしまう場合がある（空気中等に磁束が漏れる）。

なお、対向面６２ｂと対向面６３ｂとの間の隙間α（横軸）と、吸着支持部材６２，６３及び工作物Ｗを通過する磁束密度Ｂの大きさ（縦軸）との関係を参考として図９のグラフで示す。図９のグラフは、ＣＡＥ解析等によるものである。図９のグラフが示すように、隙間αがα２を越えるまでは、隙間αの大きさが増加すると磁束密度Ｂは増加する。これは、対向面６２ｂと対向面６３ｂとの間を通過する磁束の量（漏れ磁束量）が減少するためである。しかし、隙間α２を越えると磁束密度Ｂは減少する。これは、磁束が通過する磁路の全体の長さが長くなり抵抗となるためである。従って、本実施形態で設定する所定の隙間α１は、所望の磁束密度Ｂが得られる範囲Ａｒ１内で設定されることが好ましい。

所定の隙間α１及び所定の把持角度θ１は、上記の各条件を両立させるよう事前の検討によって予め求め設定される。これにより、吸着支持部材６２，６３の上面６２ｃ，６３ｃには、良好に磁気力が発生し工作物Ｗに対して十分な吸着力を得ることができる。

そして、上記のように形成された上面６２ｃ，６３ｃ、下面６２ａ，６３ａ及び対向面６２ｂ，６３ｂの各辺を接続して背向面６２ｄ，６３ｄ、径方向内側面６２ｅ，６３ｅ、及び径方向外側面６２ｆ，６３ｆが形成される。図５に示すように、背向面６２ｄ，６３ｄは、各対向面６２ｂ，６３ｂに対してそれぞれ傾斜を有した状態で背向して形成される。

つまり、背向面６２ｄ，６３ｄは、電磁チャック本体６１の中心軸線方向において、下方から上方に向って各対向面６２ｂ，６３ｂとの距離が漸減するよう傾斜している。また、背向面６２ｄ，６３ｄは、面板６１ａの外周側から中心軸線に向い各対向面６２ｂ，６３ｂとの距離が漸減するよう傾斜している。

なお、上記態様は、あくまで一例であって、吸着支持部材６２，６３は、少なくとも、下面、対向面、上面、及び背向面を備えていれば、どのように形成されても良い。また、上記において、各対向面６２ｂ，６３ｂは、平行であると述べたが、この態様には限らない。各対向面６２ｂ，６３ｂは、対向面６２ｂ，６３ｂ間を通過する磁束量、及び把持角度θ１等が許容される範囲内に入っていれば、相互に傾きを有して形成されても良い。

また、面板６１ａの上面において、８組の吸着支持部材６２，６３が配置される位置は、図３に示すように、面板６１ａの中心軸線を中心とする同一円周上である。なお、このとき、８組の吸着支持部材６２，６３の各位置はどのように定義し設定してもよい。例えば、上述した支持部ＳＰの重心が、面板６１ａの中心軸線を中心とする同一円周上に配置されるようにしてもよい。

（１−４．制御装置）
制御装置６４の一部は、電磁チャック装置６０を構成するとともに、機能的構成として、コラム３の送りの制御、砥石台４の昇降の制御、主軸台４０の回転と電磁チャック本体６１の吸引の制御、砥石車９の回転の制御、及びデータやプログラムの記録等を行なう。制御装置６４は、予め設定された制御データに基づき、各装置を制御することで研削を実施する。

また、制御装置６４は、第一処理部６４Ａ〜第六処理部６４Ｆを備える。第一処理部６４Ａは、工作物Ｗが、８組ある一対の吸着支持部材６２，６３の各第二平面６２ｃ，６３ｃ上に載置されたときに、工作物Ｗの被吸着面Ｗａが接触する一対の吸着支持部材６２，６３は、どれであるか確認（特定）する。

具体的には、一対の吸着支持部材６２，６３のそれぞれには、例えばＡＥセンサ６５が取り付けられる（図３参照）。そして、工作物Ｗが吸着支持部材６２，６３の上面６２ｃ，６３ｃに載置される際、上面６２ｃ，６３ｃと接触し発生させる振動がＡＥセンサ６５によって検出され、第一処理部６４Ａに送信される。第一処理部６４Ａは、この信号に基づき、被吸着面Ｗａと上面６２ｃ，６３ｃ（第二平面）とが接触した吸着支持部材６２，６３を特定する。そして、特定した吸着支持部材６２，６３を示す信号が、第二処理部６４Ｂに送信される。

第二処理部６４Ｂは、第一処理部６４Ａにおいて、被吸着面Ｗａとの接触が確認された一対の吸着支持部材６２，６３が固定される磁極部が備えるコイルに通電し、該当する磁極部に磁気力を発生させる。つまり、接触が検出された一対の吸着支持部材６２，６３が固定される磁極部７１〜７８のうちのいずれかの磁極部を制御して磁気力を発生させる。これにより、接触した上面６２ｃ，６３ｃ（第二平面）と被吸着面Ｗａとを吸着させる。

第三処理部６４Ｃは、コラム３の送りの制御、砥石台４の昇降の制御、主軸台４０の回転制御等を行ない、工作物Ｗの被吸着面Ｗａと背向する工作物Ｗの端面を砥石車９によって研削加工する。
第四処理部６４Ｄは、磁極部のコイルへの通電を停止して被吸着面Ｗａの吸着を解除する。そして、図略の反転装置（ロボット）を制御して、端面が加工された工作物Ｗを表裏反転させる。これにより、第三処理部６４Ｃによって研削加工された端面を被吸着面とする。なお、工作物Ｗの表裏を反転させることができれば、反転装置には、どのような装置を用いても良い。

第五処理部６４Ｅは、各磁極部７１〜７８の各コイルを通電制御し、８組全ての吸着支持部材６２，６３の各上面６２ｃ，６３ｃを上記被吸着面Ｗａの全面に吸着させる。このとき、被吸着面Ｗａ（平面研削等されている）は、良好な平面度を有している。このため、工作物Ｗは、８組全ての吸着支持部材６２，６３によって、歪むことなく非常に強固に吸着固定される。ただし、この態様に限らず、第二処理部６４Ｂで吸着させた３組の吸着支持部材６２，６３のみによって被吸着面Ｗａを吸着してもよい。被吸着面Ｗａは、平面研削等を行なって、良好な平面度を有しているため、これによっても、十分強固に固定できる。又、３組の吸着支持部材６２，６３を超える４〜７組の一対の吸着支持部材６２，６３によって被吸着面Ｗａを吸着しても良い。

第六処理部６４Ｆは、再びコラム３の送りの制御、砥石台４の昇降の制御、主軸台４０の回転制御等を行なう。これにより、第二処理部６４Ｂで被吸着面Ｗａとした端面、外周面及び内周面等をそれぞれ砥石車９等によって研削加工する制御を行なう。

次に、研削盤１における工作物Ｗの搬入、搬出等について説明する。研削加工前において、工作物Ｗは、電磁チャック本体６１の面板６１ａ上に固定された８組ある一対の各吸着支持部材６２，６３の各上面６２ｃ、６３ｃ上に搬入される（図３参照）。

このとき、工作物Ｗの搬入は、図略のロボットにより行われる。ロボットは、工作物Ｗの中心軸線を電磁チャック本体６１の回転中心（中心軸線）と一致させた状態で、工作物Ｗを搬入するよう構成される。また、ロボットは、工作物Ｗの表裏を反転させる反転装置も兼ねる。さらに、ロボットは、例えば、すべての加工が終了した研削加工終了後の工作物Ｗの搬出も行なう。なお、工作物Ｗの搬入、反転及び搬出は、作業者の手作業により行なってもよく、その場合の上記中心位置合わせは、治具等を用いて行なう。

上記で説明した、例えばロボットによる搬入により、工作物Ｗは、８組ある一対の各吸着支持部材６２，６３の上面６２ｃ、６３ｃ上に載置される。このとき、８組ある一対の各吸着支持部材６２，６３の上面６２ｃ、６３ｃのうち、通常、少なくとも３組の上面６２ｃ、６３ｃ上に被吸着面Ｗａが接触して載置される。

（１−５．電磁チャック装置の詳細について）
次に、電磁チャック装置６０の詳細について説明する。なお、以後においては、説明の都合上、このとき被吸着面Ｗａが接触するのは、磁極部７１，７２、磁極部７３，７４及び磁極部７６，７７に固定される３組の吸着支持部材６２，６３の各上面６２ｃ、６３ｃであると仮定して説明する。

制御装置６４の制御により磁束が通過する磁極部７６（Ｎ極），及び磁極部７７（Ｓ極）は、相互に異なる磁極（Ｎ極とＳ極）の組み合わせで構成される。このため、図１０に示すような磁束ｂの経路（磁路）が確実に形成される。磁路は、磁極部７６（Ｎ極）→吸着支持部材６２→工作物Ｗ→吸着支持部材６３→磁極部７７（Ｓ極）の順に形成される。なお、磁極部７１（Ｓ極），７２（Ｎ極）、及び磁極部７３（Ｓ極），７４（Ｎ極）等も同様である。

これにより、少なくとも３組の吸着支持部材６２，６３が工作物Ｗの被吸着面Ｗａに３箇所で接触し支持する各支持部ＳＰでは、発生する磁気力によって被吸着面Ｗａが強固に吸着される。しかし、このとき、３組の各吸着支持部材６２，６３間では、対向面６２ｂ，６３ｂ間の隙間αが、小さな所定の隙間α１で設定されている。このため、それぞれ被吸着面Ｗａと接触する各上面６２ｃ、６３ｃが各吸着支持部材６２，６３の各対向面６２ｂ，６３ｂと接続される側、即ち境界７６Ｌ側にそれぞれ寄って形成されることになる。これにより、前述したように各支持部ＳＰ（図７参照）の把持角度θ１は十分小さい。

このように、工作物Ｗは、支持部ＳＰの把持角度θ１が十分小さな、少なくとも３組の吸着支持部材６２，６３によって、周方向の少なくとも３箇所で支持される。従って、工作物Ｗは、各支持部ＳＰでそれぞれ強固に吸着されているが、把持バランス及び把持による撓み力が最適な状態で、把持されている（把持バランス（工作物Ｗの重心位置が支持点群の内側）、把持による撓み力（支持点や工作物Ｗの形状による支持点間のずれから生じる工作物Ｗへの撓み力））。よって、工作物Ｗの全面が変形される虞は低い。また、工作物Ｗは、上述したように、少なくとも３組の吸着支持部材６２，６３によって強固に吸着保持される。このため、被吸着面Ｗａと背向する端面の研削加工時に、砥石車９との接点において工作物Ｗが砥石車９から研削抵抗を受けても工作物Ｗが吸着支持部材６２，６３の上面の研削位置からずれる虞はない。これにより、工作物Ｗは、精度よく研削加工される。

（１−６.電磁チャック装置の制御方法）
電磁チャック装置６０の制御方法について図１１のフローチャートに基づき説明する。図１１のフローチャートに示すように、ステップＳ１０において、少なくとも両端面が未研削の工作物Ｗのいずれかの端面を各吸着支持部材６２，６３の上面６２ｃ、６３ｃに上述したようにロボットによって載置する。

ステップＳ２０（第一工程）では、上面６２ｃ、６３ｃと工作物Ｗの被吸着面Ｗａとの接触位置が第一処理部６４Ａによって確認（特定）される。具体的には、上述したように、各吸着支持部材６２，６３にそれぞれ設けられた各ＡＥセンサ６５が、工作物Ｗを各吸着支持部材６２，６３の上面６２ｃ、６３ｃに載置する際に発生する振動を検出する。次に、ＡＥセンサ６５が取得した信号がそれぞれ第一処理部６４Ａに送信される。そして、第一処理部６４Ａにおいて、８組の吸着支持部材６２，６３のうち、工作物Ｗと接触した吸着支持部材６２，６３が特定される。なお、ＡＥセンサ６５は公知のセンサであるため、詳細な説明については省略する。

説明のため、ステップＳ２０において、工作物Ｗの被吸着面Ｗａは、例えば、磁極部７１，７２、磁極部７３，７４及び磁極部７６，７７に固定される３組の吸着支持部材６２，６３の各上面６２ｃ、６３ｃに接触していることが特定（確認）できたものとする。

この場合、ステップＳ３０において、特定した磁極部７１，７２、磁極部７３，７４及び磁極部７６，７７に固定される吸着支持部材６２，６３の情報を第一処理部６４Ａから第二処理部６４Ｂに送信する。そして、ステップＳ４０（第二工程）において、第二処理部６４Ｂが、磁極部７１，７２、磁極部７３，７４及び磁極部７６，７７の各コイルに電流を供給（通電）する。

これにより、各３個の磁極部（磁極部７１，７２、磁極部７３，７４及び磁極部７６，７７）及び３組（３対）の吸着支持部材６２，６３を磁気化して工作物Ｗを強固に吸着する。このとき、工作物Ｗの被吸着面Ｗａは、３組（３対）の吸着支持部材６２，６３のみによって吸着固定される。

このため、たとえ、未研削状態の被吸着面Ｗａが変形し歪んでいても、接触していない部分が強制的に吸着支持部材６２，６３の上面６２ｃ，６３ｃに吸着されて変形されることはない。以降、この工作物Ｗの位置を研削位置と称す。ステップＳ５０では、この研削位置において、被吸着面Ｗａと背向する端面に対して研削が行なわれる。

次に、ステップＳ６０では、上記端面に対する研削が終了した後、第四処理部６４Ｄの制御によって、図略の反転装置（ロボット）が作動され、研削位置において工作物Ｗが表裏を反転される。

次に、ステップＳ７０では、第五処理部６４Ｅの制御によって、各磁極部７１〜７８が備える各コイルに通電し、８組全ての吸着支持部材６２，６３の上面６２ｃ，６３ｃを被吸着面Ｗａに吸着させる。なお、ステップＳ７０において、工作物Ｗは、新たに被吸着面とした高い精度の平面度を有した端面を８組の各吸着支持部材６２，６３の各上面６２ｃ、６３ｃに強固に吸着固定する。このため、下記ステップＳ８０によって工作物Ｗが砥石車９から受ける研削抵抗によって面板６１ａ上でずれる虞はない。

そして、ステップＳ８０では、第六処理部６４Ｆの制御によって、再びコラム３の送りの制御、砥石台４の昇降の制御、主軸台４０の回転制御を行なう。これにより、第二処理部６４Ｂで被吸着面Ｗａとした端面、外周面及び内周面等をそれぞれ砥石車９等によって研削加工する。これにより、加工精度のよい工作物Ｗが容易に得られる。

（１−７．その他の態様）
なお、上記第一実施形態においては、磁極部を８極とした。しかしこの態様には限らず、磁極部は、４極以上、及び偶数個であり、且つ製作が可能であれば何極であってもよい。

また、上記第一実施形態においては、工作物Ｗの被吸着面Ｗａと、各吸着支持部材６２，６３の上面６２ｃ、６３ｃとの接触を、ＡＥセンサ６５を用いて検出する構成とした。しかし、この態様には限らない。被吸着面Ｗａと上面６２ｃ、６３ｃとの接触は、作業者の目視によって行なってもよい。この場合、目視で確認した作業者が、確認した結果、即ち上面６２ｃ、６３ｃが被吸着面Ｗａと接触した吸着支持部材６２，６３が固定される磁極部の情報を制御装置６４の第一処理部６４Ａに入力してやればよい。これによっても同様の効果が得られる。

また、工作物Ｗの被吸着面Ｗａと、各吸着支持部材６２，６３の上面６２ｃ、６３ｃとの接触を、ＡＥセンサ６５を用いず、別のセンサによって構成し検出しても良い。例えば、エアギャップセンサや光学センサによって検出してもよい。エアギャップセンサの場合、各吸着支持部材６２，６３の上面６２ｃ、６３ｃと、工作物Ｗの被吸着面Ｗａとの間に所定のエア圧力をかけ、エアが漏れる量から両者（上面６２ｃ、６３ｃ及び被吸着面Ｗａ、以後同様）の間の隙間を推定し、推定した隙間から両者が接触しているか否かを判定する。また、両者の間の隙間から漏れる光の漏れ量から両者が接触しているか接触していないかを判定してもよい。さらには両者の間の電気抵抗から両者が接触しているか接触していないかを判定してもよい。

また、上記実施形態においては、ステップＳ４０において、被吸着面Ｗａに接触する吸着支持部材６２，６３は３組であり、接触した３組を吸着するものとして説明した。しかし、この態様にはかぎらない。実際には、被吸着面Ｗａと吸着支持部材６２，６３の上面６２ｃ、６３ｃとは、３組を超えて接触する場合もある。その場合は、接触したすべての吸着支持部材６２，６３に磁気力が発生するよう制御すればよい。

また、上記第一実施形態においては、３組の各吸着支持部材６２，６３は、それぞれ被吸着面Ｗａと接触する各上面６２ｃ、６３ｃが各吸着支持部材６２，６３の各対向面６２ｂ，６３ｂと接続される側、即ち境界７６Ｌ側にそれぞれ寄って形成された。しかし、この形態には限らない。変形例１(図略)として、各吸着支持部材６２，６３は、各上面６２ｃ、６３ｃが、各下面６２ａ、６３ａと平行で且つ同じ形状で形成されていてもよい。

また、変形例２として、３組の各吸着支持部材６２Ａ，６３Ａは、図１２に示すように背向面６２ｄＡ，６３ｄＡが対向面６２ｂ，６３ｂに対して傾斜していない直方体形状の部材でもよい。この場合、各支持部ＳＰの把持角度θ１は、図１２に示す部分の角度をいうものとする。これによっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。

また、上記第一実施形態においては、一対の吸着支持部材６２，６３は、下面６２ａ，６３ａ（第一平面に相当）と、対向面６２ｂ，６３ｂと、上面６２ｃ，６３ｃ（第二平面に相当）と、背向面６２ｄ，６３ｄと、径方向内側面６２ｅ，６３ｅと、径方向外側面６２ｆ，６３ｆと、を備えたが、変形例３として、径方向内側面６２ｅ，６３ｅを備えていなくてもよい（図１３参照）。この場合、各支持部ＳＰの把持角度θ１は、図１３に示す部分の角度をいうものとする。これによっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。

また、荒加工、仕上げ加工など加工の種類（工程）によって、磁極部のコイルに通電する電圧や電流などを制御装置６４で制御し、磁気力を変更（調整）して加工の種類（工程）に応じた最適な把持力（吸着力；加工で必要な工作物の保持力）を発生させるようにしてもよい。これにより、把持力による工作物の変形を防止できる。また、加工に不要である余分な把持力を低減させることができ、無駄なエネルギーを削減できる。

（１−８．実施形態による効果）
上記実施形態によれば、電磁チャック装置６０の制御方法は、電磁チャック本体６１の面板６１ａ上面に形成される複数の磁極部７１〜７８を備え、制御装置６４が制御する磁極部７１〜７８の磁気力によって工作物Ｗを吸着する電磁チャック装置６０の制御方法である。電磁チャック装置６０は、面板６１ａ上面である磁極部７１〜７８の上面において各対向面６２ｂ，６３ｂが所定の隙間α１を有して対向し配置される一対の吸着支持部材を少なくとも３組備え、各一対の吸着支持部材６２，６３が、それぞれ複数の磁極部７１〜７８のうちの隣り合う磁極部間の境界を挟んで配置され、各一対の吸着支持部材６２，６３の各第一平面６２ａ，６３ａが、隣り合う磁極部の各上面に接触し固定された状態において、制御方法は、各第一平面６２ａ，６３ａと背向し且つ各対向面６２ｂ，６３ｂと連続して接続される各第二平面６２ｃ，６３ｃを備えた各一対の吸着支持部材６２，６３のうち各第二平面６２ｃ，６３ｃが工作物Ｗの被吸着面Ｗａと接触する一対の吸着支持部材を確認する第一工程（ステップＳ２０）と、第一工程（ステップＳ２０）において、被吸着面Ｗａとの接触が確認された一対の吸着支持部材６２，６３が固定される磁極部を制御装置６４が制御して磁気力を発生させ、接触した第二平面６２ｃ，６３ｃと被吸着面Ｗａとを吸着させる第二工程（ステップＳ４０）と、を備える。

このように、本発明に係る制御方法では、工作物Ｗが未研削状態であり、全体に歪みがある可能性のある場合には、第一工程（ステップＳ２０）において、工作物Ｗを各一対の吸着支持部材６２，６３に載置した状態で、工作物Ｗが接触する部分を確認する。そして、第二工程（ステップＳ４０）において、工作物Ｗが接触する部分のみ吸着させ固定するので、その後、工作物Ｗを歪ませることなく、被吸着面Ｗａに背向する端面（基準面）の加工が良好にできる。このように、工作物Ｗを歪ませることなく基準面が加工できるため、加工した基準面（端面）を基準として加工することで、加工精度の良い工作物Ｗの加工が自在にできる。

また、上記実施形態によれば、第一工程（ステップＳ２０）において、各第二平面６２ｃ，６３ｃが、工作物Ｗの被吸着面Ｗａと接触する一対の吸着支持部材６２，６３はセンサによって確認する。これにより、接触する一対の吸着支持部材６２，６３が精度よく検出できるので、工作物Ｗの被吸着面Ｗａを吸着した時に、変形してしまう虞を大幅に抑制できる。また、自動化が可能となり効率的である。

また、上記実施形態によれば、第二工程（ステップＳ４０）において、磁気力は、加工の種類に基づいて吸着力を変更する。これにより、加工の種類に応じた適切な把持力が得られる。よって、各加工において過大な把持力が発生することを適切に抑制できるので把持力による工作物Ｗの変形を良好に防止できる。また、加工にとって不要である余分な把持力を低減させることができるので、無駄なエネルギーを削減することができる。

また、上記実施形態によれば、センサは、ＡＥセンサ６５である。これにより、安価で且つ信頼性が高い結果が期待できる。

また、上記実施形態によれば、電磁チャック装置６０は、電磁チャック本体６１の面板６１ａ上面に形成される複数の磁極部７１〜７８を備え、制御装置６４に制御される磁極部７１〜７８の磁気力によって工作物Ｗを面板６１ａ上面に吸着する電磁チャック装置６０である。電磁チャック装置６０は、面板６１ａ上面である磁極部７１〜７８の上面において各対向面６２ｂ，６３ｂが所定の隙間α１を有して対向し配置される一対の吸着支持部材６２，６３を少なくとも３組備える。各一対の吸着支持部材６２，６３は、それぞれ複数の磁極部７１〜７８のうちの隣り合う磁極部間の境界を挟んで配置され、各一対の吸着支持部材６２，６３の各第一平面６２ａ，６３ａが、隣り合う磁極部の各上面に接触して固定される。制御装置６４は、各第一平面６２ａ，６３ａと背向し且つ各対向面６２ｂ，６３ｂと連続して接続される各第二平面６２ｃ，６３ｃを備えた各一対の吸着支持部材６２，６３のうち各第二平面６２ｃ，６３ｃが工作物Ｗの被吸着面Ｗａと接触する一対の吸着支持部材６２，６３を確認する第一処理部６４Ａと、第一処理部６４Ａにおいて、被吸着面Ｗａとの接触が確認された一対の吸着支持部材６２，６３が固定される磁極部７１〜７８を制御して磁気力を発生させ、接触した第二平面６２ｃ，６３ｃと被吸着面Ｗａとを吸着させる第二処理部６４Ｂと、を備える。これにより、上記で説明した制御方法によって得られるのと同じ効果を奏する電磁チャック装置６０が得られる。

＜２．その他＞
なお、上記実施形態においては、本発明に係る電磁チャック装置６０（保持装置）を研削盤１に適用したが、この態様には限らない。電磁チャック装置６０はどのような加工機の保持装置として適用してもよい。また、加工機に限らず、部品を固定する固定具として、どのような装置に用いてもよい。これらによっても同様の効果が期待できる。

また、上記実施形態においては、電磁チャック装置６０の磁極部７１〜７８の磁化は、磁極用鋼材（図略）に巻いたコイル（図略）に通電することで実現するものとした。しかし、この態様には限らない。電磁チャック本体６１の磁極部７１〜７８の磁化は、電磁チャック本体６１内の永久磁石（図略）を移動することによって実現させる方式のものでもよい。これによっても同様の効果が得られる。

１；研削盤、９；砥石車（砥石）、４０；主軸台、４２；工作主軸、６０；電磁チャック装置、６１；電磁チャック本体、６１ａ；面板、６２，６３；吸着支持部材、６２ａ，６３ａ；第一平面（下面）、６２ｂ，６３ｂ；対向面、６２ｃ，６３ｃ；第二平面（上面）、６４；制御装置、７１〜７８；磁極部、７１Ｌ〜７８Ｌ；境界、Ｓ１，Ｓ２；面積、Ｗ；工作物、Ｓ２０；第一工程、Ｓ４０；第二工程、６４Ａ；第一処理部、６４Ｂ；第二処理部、６５；センサ（ＡＥセンサ）。

Claims

電磁チャック本体の面板上面に形成される複数の磁極部を備え、制御装置が制御する前記磁極部の磁気力によって工作物を吸着する電磁チャック装置の制御方法であって、
前記電磁チャック装置は、
前記面板上面である前記磁極部の上面において各対向面が所定の隙間を有して対向し配置される一対の吸着支持部材を少なくとも３組備え、
各前記一対の吸着支持部材が、それぞれ前記複数の磁極部のうちの隣り合う異なる種類の磁極部間の境界を挟んで配置され、各前記一対の吸着支持部材の各第一平面が、前記隣り合う磁極部の各上面に接触した状態において、
前記制御方法は、
前記各第一平面と背向する各第二平面を備えた各前記一対の吸着支持部材のうち前記各第二平面が前記工作物の被吸着面と接触する一対の吸着支持部材を確認する第一工程と、
前記第一工程において、前記被吸着面との接触が確認された前記一対の吸着支持部材が固定される前記磁極部を前記制御装置が制御して前記磁気力を発生させ、接触した前記第二平面と前記被吸着面とを吸着させる第二工程と、
を備える電磁チャック装置の制御方法。
前記第一工程において、
前記各第二平面が、前記工作物の前記被吸着面と接触する前記一対の吸着支持部材はセンサによって確認する、請求項１に記載の電磁チャック装置の制御方法。
前記第二工程において、
前記磁気力は、加工の種類に基づいて吸着力を変更する、請求項２に記載の電磁チャック装置の制御方法。
前記センサは、ＡＥセンサである、請求項２又は３に記載の電磁チャック装置の制御方法。
電磁チャック本体の面板上面に形成される複数の磁極部を備え、制御装置に制御される前記磁極部の磁気力によって工作物を前記面板上面に吸着する電磁チャック装置であって、
前記電磁チャック装置は、前記面板上面である前記磁極部の上面において各対向面が所定の隙間を有して対向し配置される一対の吸着支持部材を少なくとも３組備え、
各前記一対の吸着支持部材は、
それぞれ前記複数の磁極部のうちの隣り合う異なる種類の磁極部間の境界を挟んで配置され、
各前記一対の吸着支持部材の各第一平面が、前記隣り合う磁極部の各上面に接触し、
前記制御装置は、
前記各第一平面と背向する各第二平面を備えた各前記一対の吸着支持部材のうち前記各第二平面が前記工作物の被吸着面と接触する一対の吸着支持部材を確認する第一処理部と、
前記第一処理部において、前記被吸着面との接触が確認された前記一対の吸着支持部材が固定される前記磁極部を制御して前記磁気力を発生させ、接触した前記第二平面と前記被吸着面とを吸着させる第二処理部と、
を備える、電磁チャック装置。