JPH10296631A

JPH10296631A - 研削ホイール用超精密ツルーイング装置

Info

Publication number: JPH10296631A
Application number: JP12314997A
Authority: JP
Inventors: Ryuzo Mazaki; 隆三真崎; Jiro Hisada; 次郎久田; Hiroshi Nagata; 浩永田
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 1998-11-10
Anticipated expiration: 2017-04-25
Also published as: JP3819530B2

Abstract

(57)【要約】【課題】台金と脆性材料であるＣＢＮ砥粒の微小切り
込みによるサブミクロン精度におけるツルーイングがで
きる超精密ツルーイング装置を提供する。【解決手段】ベース２上にホイール駆動テーブル３と
ドレッサー駆動テーブル４をＬ字型に配置し、駆動テー
ブル３、４はＶ−Ｖ案内面および静圧案内面でガイドさ
れ駆動テーブル３、４の送りネジに螺合したナット６０
のナットホルダー６４が、ベース３、４上のリニアガイ
ド７１に案内されており、かつ静圧カップリング６６、
７２を介して、駆動テーブル３、４に結合されている。
各駆動テーブル３４の駆動モータはダイレクトドライブ
型サーボモータであり、駆動モータの制御装置が、制御
分解能0.01μｍ以下の数値制御装置であり、両駆動テー
ブル３、４のフィードバックセンサが分解能0.01μｍの
リニアレーザスケール７、８である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は研削ホイール用超精
密ツルーイング装置に関する。超精密加工技術は、レン
ズなどの光学部品やシリコンウエハ等の半導体部品の製
造技術を中心に発達してきたが、近年は精密機械部品は
もちろんベアリングや歯車に代表される動力伝達部品に
まで拡大しつつある。

【０００２】歯車はあらゆる産業機械に使用されてお
り、昨今ではその要求精度も厳しくなってきており、さ
らに、歯面粗さを向上すればヘルツ応力で３倍も伝達負
荷許容値が増大するとの研究成果が発表され、それを実
現させる理想の歯面粗さはＲｍａｘで約 0.1μｍである
ことが確認されている。

【０００３】産業界では上記の認識も踏まえて積極的に
仕上げ精度の良好な研削歯車を採用したいという機運が
あるが、量産ベース歯車の形状誤差と面粗さは、普通砥
石によりＲｍａｘ約 2.0μｍ、生産性の高いＣＢＮホイ
ールの場合Ｒｍａｘ約 5.0μｍ程度が限界となっている
のが実情である。

【０００４】現在、歯車研削にはＣＢＮホイールが多く
使用されているが、このホイールの形状精度ならびに砥
粒高さの不揃いが、当然に歯車の加工精度や面粗さに大
きく影響するので、ＣＢＮホイールの形状精度と砥粒高
さを揃えるツルーイング装置も性能向上が望まれてい
る。本発明はかかるツルーイング装置に関するものであ
る。

【０００５】

【従来の技術】ＣＢＮやダイヤモンド等の超砥粒は硬脆
材料であるが、これら硬脆材料の微小切り込み切削に
は、破壊力学に基づき脆性モード（脆性破壊型材料除
去）と延性モード（塑性変形型材料除去）のあることが
知られている。

【０００６】脆性モードの場合、図１０に示すように、
材料にクラックが発生しクラックの集積によって材料が
除去されるので、加工精度が悪くなる。これに対し、延
性モードの場合、図９に示すように、クラックが発生せ
ず連続形切屑が出るので加工精度が高くなる。そして、
硬脆材料の切削加工における材料除去は、通常脆性モー
ドとなるが、高い切削速度と微小切込みの制御により延
性モードに上る塑性変形による切削が得られることが知
られている（「精密加工の最先端技術」、 133〜141 頁
1996年３月２５日初版第１刷株式会社工業調査会
刊）。

【０００７】さらに、図１１に示すように、ツルーイン
グ装置の剛性が不足し、切削工具に運動誤差が生ずる
と、クラックが散在し、仕上精度が低くなることも知ら
れている。

【０００８】しかるに、従来、微小切込み（例えば、
0.1μｍ以下の送り精度）の可能なツルーイング装置は
なく、また剛性の不足や各部のガタによって延性モード
切削によるサブミクロンの形状誤差及び面粗さの高精
度ホイールを製作できる能力のツルーイング装置は存在
しなかった。また、ホイール台金と砥粒を同一機上で超
精密ツルーイングできる装置も存在しなかった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
み、鋼製のホイール台金並びに脆性材料であるＣＢＮ砥
粒の微少切り込みによる延性モードにおけるツルーイン
グを可能とし、ホイール台金と台金上に電着された、又
は、別途制作された超砥粒ホイールを同一機上でツルー
イングできる超精密ツルーイング装置を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１のツルーイング
装置は、ベースと、前記ベース上でＸ軸方向に往復動す
るホイール駆動テーブルと、前記ベース上で、前記Ｘ軸
に直交するＺ軸方向に往復動するドレッサー駆動テーブ
ルと、前記ホイール駆動テーブル上に搭載されたホイー
ル軸受と、該ホイール軸受に回転自在に支持され、ツル
ーイングされる台金またはホイールが取付けられるホイ
ール主軸と、該ホイール主軸を回転させるホイール駆動
モータからなるホイール駆動部と、前記ドレッサー駆動
テーブル上に搭載されたドレッサー軸受と、該ドレッサ
ー軸受に回転自在に支持され、ツルーイング工具である
ドレッサーを取付けるドレッサー主軸と、該ドレッサー
主軸を回転させるドレッサー駆動モータからなるドレッ
サー駆動部とからなり、前記ベースが低熱膨張鋳鉄製で
あり、前記ドレッサー軸受が静圧油軸受であり、前記ホ
イール駆動テーブルおよび前記ドレッサー駆動テーブル
がいずれも、その下部摺動面が、ベースに形成したＶ−
Ｖ案内面およびＶ−Ｖ案内面との間に配置されたニード
ルローラベアリングでガイドされ、かつ上部摺動面がベ
ースに形成された静圧案内面に接触しており、前記ホイ
ール駆動テーブル往復動用および前記ドレッサー駆動テ
ーブルの往復動用の各送りネジに螺合した各ナットの各
ナットホルダーが、前記ベース上のリニアボールガイド
に案内されており、かつ静圧カップリングを介して、前
記ホイール駆動テーブルおよび前記ドレッサー駆動テー
ブルのそれぞれに結合されていることを特徴とする。

【００１１】請求項１の発明において、ベースを制振台
上に設置するか否かは任意であるが、請求項２のツルー
イング装置は、前記ベースが制振台上に設置されている
ことを特徴とする。

【００１２】請求項３のツルーイング装置は、請求項１
または２の発明において、前記ホイール駆動テーブルお
よび前記ドレッサー駆動テーブルの各駆動モータがダイ
レクトドライブ型サーボモータであり、前記各駆動モー
タの制御装置が、制御分解能0.01μｍ以下の数値制御装
置であり、前記両駆動テーブルのフィードバックセンサ
が最小分解能0.01μｍのリニアレーザスケールであるこ
とを特徴とする。

【００１３】請求項４のツルーイング装置は、請求項
１、２または３の発明において前記ドレッサー軸受上に
ＡＥセンサを設置したことを特徴とする。

【００１４】請求項５のツルーイング装置は、請求項
１、２、３または４の発明において、ツルーイングされ
る台金またはホイールを取付けるアーバの把持機構が、
該アーバに固着したプルスタッドと、前記ホイール主軸
に内蔵し外部から開閉操作できるコレットであることを
特徴とする。

【００１５】請求項１の発明によれば、ベースに低熱膨
張鋳鉄を使用し、加工時の発熱による歪等を抑制して変
形による加工精度の低下を防止し、加工反力に抗して超
精密研削加工を可能とし、駆動テーブルの案内構造にＶ
−Ｖ案内面とニードルローラベアリングを採用して、低
い摩擦抵抗と水平方向に高剛性なテーブル移動を可能と
し、静圧案内面で上下方向にも高剛性とし、ドレッサー
軸受を静圧油軸受とすることにより静剛性と回転精度を
高め、リニアボールガイドと静圧カップリングにより送
りネジのナットの振れ回りと摩擦抵抗を抑制して、上記
の相乗効果により、ツルーイング装置の剛性を十分に高
くし、切削工具の運動誤差やクラックの散在が発生しな
いようにすることができる。

【００１６】請求項２の発明によれば、制振台によって
外部振動の伝播を遮断でき、外部振動による加工精度の
低下を防止できる。

【００１７】請求項３の発明によれば、高トルク高精度
なダイレクトドライブ型サーボアクチュエータと制御分
解能0.01μｍの数値制御装置と最小分解能0.01μｍのリ
ニアレーザスケールにより延性モードに必要な0.1 μｍ
以下の微少切込みを可能とし、これによって超精密ツル
ーイングを可能とすることができる。

【００１８】請求項４の発明によれば、砥粒の破砕の際
のＡＥ波を確実に検知し、ツルーイング時のエアカット
とサイクルタイムの短縮ならびに切込みすぎを防止する
ことができる。

【００１９】請求項５の発明によれば、コレットを外部
から開閉することで簡単にアーバを交換することがで
き、種々の台金およびホイールの交換が容易となり、台
金とホイールの同一機上でのツルーイングを可能とする
ことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施形態を図面
に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態に係るツ
ルーイング装置の斜視図であり、本図に基づき概略構成
を説明する。

【００２１】同図において、１は制振台であり、その上
面にベース２が設置されている。ベース２上にはホイー
ル駆動テーブル３とドレッサー駆動テーブル４がＬ字型
に配置され、ホイール駆動テーブル３がＸ軸方向に往復
動し、ホイール駆動テーブル４が前記Ｘ軸に直交するＺ
軸方向に往復するようになっている。つまり、２軸の研
削盤系を構成している。なお、制振台を用いるかどうか
は任意であるが、用いた場合は、外部振動の伝播を抑制
できるので好ましい。各駆動テーブル３、４のテーブル
案内構造は、Ｖ−Ｖ案内面４０などで構成されるが、詳
細は後述する。

【００２２】前記ホイール駆動テーブル３上には、ホイ
ール軸受１０と、このホイール軸受１０に回転自在に支
持されたホイール主軸１１と、このホイール主軸１１を
回転させるホイール駆動モータ１２からなるホイール駆
動部が搭載されている。ホイール主軸１１と駆動モータ
１２とは、ベルト伝動機構等で連結されている。また前
記ベース３の端部には門型のセンサ支持部５が取付けら
れ、このセンサ支持部５にレーザリニヤスケール７の固
定部７ａが、テーブル３上にはレーザリニヤスケール７
の可動部７ｂが取付けられている。

【００２３】前記ドレッサー駆動テーブル４上には、ド
レッサー軸受２０と、このドレッサー軸受２０に回転自
在に支持されたドレッサー主軸２１と、このドレッサー
主軸２１を回転させるドレッサー駆動モータ２２とから
なるドレッサー駆動部が搭載されている。ドレッサー主
軸２１と駆動モータ２２とは、直結されている。また、
前記ベース４の端部には門型のセンサ支持部６が取付け
られ、このセンサ支持部６にレーザリニヤスケール８の
固定部８ａが、テーブル４上にはレーザリニヤスケール
８の可動部８ｂが取付けられている。

【００２４】前記ベース２およびセンサ支持部５、６に
は低熱膨張鋳鉄を使用し、加工時の発熱による歪等を極
力防止している。

【００２５】つぎに、前記駆動テーブル３、４の案内構
造の詳細を説明する。図２はテーブル案内構造の正面
図、図３はテーブル案内構造の側面図である。なお、両
駆動テーブル３、４の案内構造は、実質的に同一であ
る。

【００２６】駆動テーブル３、４はベース２に対し２列
の山形状のスライド溝、すなわちＶ−Ｖ案内面４０で往
復動自在に案内されている。すなわち、図２において、
駆動テーブル３、４の左右両端部の下面には、それぞれ
断面三角形の摺動部材４１、４１が取付けられ、その山
形状の下表面が下部摺動面４２、４２となっている。

【００２７】一方、ベース２には一対のＶ形溝を形成し
たレール部材４６、４６がＶ形ガイド面４７、４７を上
向きにして設けられ、駆動テーブル４の摺動部材４１、
４１を受け入れている。そして、Ｖ形ガイド面４７、４
７と下部摺動面４２、４２の間にはニードルローラベア
リング４８、４８が設けられている。

【００２８】このＶ−Ｖ案内面４０によると、駆動テー
ブル３、４の往復動方向に直交する方向の姿勢拘束が極
めて高精度に行えるという利点があり、ニードルローラ
ベアリング４８により低い摩擦抵抗による高い位置決め
精度を実現している。

【００２９】また、前記駆動テーブル３、４の左右両端
部の上面には、それぞれ平坦な上部摺動面４３、４３が
形成され、この上部摺動面４３、４３には圧油を導くた
めの圧油溜り４４が形成され、駆動テーブル４の肉厚内
には、送油路４５が形成されている。そして、ベース２
の両端部には連結部材５１、５１を介して断面四角形の
上部摺動部５２、５２が取付けられ、その下面は、前記
上部摺動面４３、４３と接触する上部摺動面５３、５３
となっている。この上部摺動面５３、５３と前記上部摺
動面４３、４３とは、静圧油を介して接触する静圧案内
面を構成している。

【００３０】この静圧案内面により、駆動テーブル３、
４の上下方向の姿勢拘束を行い、ベース２と駆動テーブ
ル３、４間の圧力分布を均一化している。

【００３１】図２〜３に示すように、駆動テーブル３、
４を往復動させる送りネジ６１は、ベース２上のブラケ
ット６２、６２にベアリング６３を介して回転自在に支
持されている。この送りネジ６１にナット６０が螺合さ
れ、そのナット６０をナットホルダー６４が回転不能に
拘束している。このナットホルダー６４の下面にはスラ
イドシュー６５が取付けられ、上面には、静圧カップリ
ングを構成するカップリングハーフ６６が形成されてい
る。このカップリングハーフ６６には送りネジ６１の送
り方向に直角であり垂直に形成された静圧接触面６７、
６７が往面と復面に形成されている。

【００３２】前記カップリングハーフ６６は駆動テーブ
ル３、４に固定された一対のカップリング部材７２、７
２で挟まれており、各カップリング部材７２の内側垂直
面７３は前記カップリングハーフ６６の静圧接触面６７
に対面しており、カップリング部材７２および駆動テー
ブル４の肉厚内には静圧油を内側垂直面７３に導入する
油路７４が形成されている。この静圧カップリングによ
り、ナット６４と駆動テーブル３、４間の運動誤差を阻
止している。

【００３３】前記スライドシュー６５はベース２上に固
定されたリニアボールガイド７１に摺動自在に嵌合して
ナット６４の連れ廻りを防止して、ナット６４の往復動
を生じさせている。このリニアボールガイド７１は、転
動体が循環する転がり案内であって、転がり面での摩擦
係数は非常に小さい利点がある。

【００３４】上記のテーブル案内構造により、ホイール
駆動テーブル３の真直度は、水平 0.１μｍ（１０mmス
トローク走行当り）、垂直 0.1μｍ（１０mmストローク
走行当り）であり、ドレッサー駆動テーブル４の真直度
は、水平 0.１μｍ（１０mmストローク走行当り）、垂
直 0.2μｍ（１０mmストローク走行当り）を実現してい
る。

【００３５】図４はホイール軸受１０とホイール主軸１
１を示す断面図である。ホイール主軸１１は精密アンギ
ュラ玉軸受１３と複列円筒コロ軸受１４でホイール軸受
１０に回転自在に支持されている。また、ホイール主軸
１１の内部前方にはテーパ孔１５と、このテーパ孔１５
から後端にかけて貫通孔１６が、同軸に形成されてい
る。なお、ホイール主軸１１の後端部には平ベルトプー
リ３６が取付けられている。

【００３６】前記貫通孔１６にはドローバー１７が挿入
して固定されるようになっており、その先端にはコレッ
ト１８が取付けられている。一方、ツルーイング加工さ
れる台金ＷｂまたはホイールＷの取付金具であるアーバ
３１も軸方向両端部がテーパ状に形成され、挿入側テー
パ部３２の先端にはプルスタッド３３が固定され、突出
側テーパ部３４には台金ＷｂまたはホイールＷがナット
３５で締め付けて着脱自在に固定されるようになってい
る。

【００３７】上記のコレットチャック構造によれば、ド
ローバー１７のナット１９を緩めて先端側へ押し込む
と、コレット１８がプルスタッド３３を解放するので、
アーバ３１がホイール主軸１１から取外される。逆にア
ーバ３１を挿入し、ドローバー１７を挿入してコレット
１８をプルスタッド３３に引掛けて、後端方向に引き付
け、ナット１９を締め付けると、アーバ３１をホイール
主軸１１に固定することができる。このため、台金Ｗｂ
またはホイールＷのアーバ３１への着脱はナット３５を
締め付けたり緩めることで自由に行える。

【００３８】上記により、ホイール主軸１１に対する台
金Ｗｂ、およびＣＢＮ砥粒を電着したホイールＷの着脱
が極めて容易に行え、両者を同一機上でツルーイングす
ることを可能にしている。

【００３９】図５はドレッサー軸受２０の断面図であ
る。ドレッサー主軸２１は、ラジアル／スラスト複合静
圧油軸受２３とラジアル静圧油軸受２４でドレッサー軸
受２０に回転自在に支持されている。いずれの静圧油軸
受２３、２４も、ドレッサー主軸２１の外表面に対し静
圧油を溜める圧油溜りとこの圧油溜りに圧油を送る送油
路が形成され、静圧油を介してドレッサー主軸２１を支
持するようになっている。この静圧油軸受により、ドレ
ッサー主軸２１の前部軸端に３０kgf の荷重をかけた場
合の静剛性は、ラジアル方向で２μｍ、アキシヤル方向
で１μｍであって、加工反力に十分に抗して超精密研削
加工を可能としている。また、ドレッサー主軸２１の先
端には、ドレッサーホイールＤがナット３７で着脱自在
に取付けられるようになっている。

【００４０】上記のホイール軸受１０とドレッサー軸受
２０の構成は、マイクロツルーイングに必要な、ツル
ーイング時の法線抵抗が大きい場合、ロータリドレッサ
ーを取り付ける軸は研削盤主軸と同程度の剛性を有する
こと、ドレッサー主軸の振れを極力抑えること、駆
動モータのトルク変動と振動によるツルーイング時の加
工転写誤差を極力少なくすること、に大きく役立ってい
る。

【００４１】前記駆動モータ１２、２２は、共に振動等
級ＣＬＡＳＳ３であって、インバータ制御によりMax 3,
000rpmまで任意回転数の設定を可能にしている。これに
より、マイクロツルーイング時のホイールＷとドレッサ
Ｄの周速比を変えることで、切れ味と仕上げ面粗さを制
御できるようにしている。

【００４２】前記駆動テーブル３、４の駆動モータ、す
なわち、送りネジ６１に連結されるモータは高トルク高
精度なダイレクトドライブ型サーボモータである。前記
駆動テーブル３、４の制御装置は、制御分解能0.01μｍ
以下の数値制御装置であり、前記両駆動テーブル３、４
のフィードバックセンサであるレーザリニヤスケール
７、８は最小分解能0.01μmである。前記レーザリニヤ
スケール７の固定部７ａと可動部７ｂおよび前記レーザ
リニヤスケール８の固定部８ａと可動部８ｂは、いずれ
もアッベの原理にしたがった位置に配置している。すな
わち、被測定物の測定すべき部分を物差しとして用いる
標準尺（変位センサ）の延長上に置く、という原理に従
っており、この場合、ベッドに真直度の誤差があって
も、そのために生ずる幾何学的誤差は、極めて小さく抑
えられる。前記両駆動テーブルの送り量すなわち、ホイ
ールＷに対するドレッサーＤの切込み量はレーザリニヤ
スケール７、８で数値制御装置にフィードバックされ、
クローズドループ制御されるようになっている。

【００４３】本実施形態においては、熱変位対策とし
て、温度制御装置にて静圧油そして研削液の温度を±
0.1℃の幅で制御している。研削液はさらにマグネット
セパレータを使用して常に清浄なクーラントの供給を可
能にしている。

【００４４】本実施形態では、ＡＥセンサ２５をドレッ
サー軸受２０上に設置している。これは、微小切り込み
でのツルーイングを実現させるためには、ドレッサーＤ
とホイールとの微小接触の感知を可能にする必要がある
からである。このＡＥセンサ２５は、ＡＥ波（アコース
ティックエミッション波・破壊時に生じる衝撃波）を確
実に検知して、ドレッサーＤが台金Ｗｂまたはホイール
Ｗに当っている（切込んでいる）か当っていないかを確
実に検知でき、マイクロツルーイング時のエアカット
（空切り込み）とサイクルタイムの短縮ならびに切込み
すぎの防止を可能としている。

【００４５】さらに、ドレッサー主軸２１を始め各回転
駆動部の動バランスは振動変位± 0.001μｍ（1,200rpm
で）の分解能を持つフィールドバランサにより残留アン
バランス量を分解能下１桁に調整後駆動を行うようにし
ている。

【００４６】上記構成の装置について、レーザー測長機
により機械ＮＣ装置からの微小ステップ送り指令におけ
る運動応答性能を測定した。その結果、図６に示すよう
に、ステップ応答性は最小0.05μｍ（５０nm）／ＳＴＥ
Ｐまで良好なデータを得ることができた。

【００４７】「宮下政和、“超精密加工原理”超精密生
産技術大系第１巻基本技術フジフクノシステム、
1995」によれば、多刃工具としての研削砥石を用いて延
性モード研削を実現するには、砥粒切れ刃高さのばらつ
きが延性・脆性遷移点Ｄc より小さくなければならない
としている。また、脆性材料といわれるダイヤモンド、
シリコン等の延性・脆性遷移点Ｄc は概ね 0.1μｍ前後
という。したがって、ダイヤモンド砥石の超精密ツルー
イングにおいて、砥粒切り込み深さを制御し、延性モー
ド研削条件を満足させ、かつ、運動転写原理に従って超
精密研削精度を実現するには、砥粒切れ刃高さのばらつ
きを100 nm（0.1 μｍ）以下に、ダイヤモンド砥石の回
転振れおよび母線形状も100 nmに修正加工する超精密ツ
ルーイング技術が不可欠であると提唱している。

【００４８】本実施形態の装置によれば、構造面での剛
性の向上と制御系で微小送りを可能としたことにより、
図９に示す切込み量Ｄp ≦Ｄc を実現し、運動転写原理
に基づいたナノメータオーダの運動精度を実現し、図１
０に示す切込み量Ｄp ＞Ｄcの状態で生ずるクラックの
集積による材料除去や、図１１に示す装置剛性の不足に
よる運動誤差（ガタ）により生ずる切込み量Ｄp の不安
定によるクラックの散在といった研削状態を排し、延性
モード研削に必要な 0.1μｍ以下の高精度な位置決め精
度を達成している。

【００４９】つぎに、上記ツルーイング装置によるマイ
クロツルーイング作業を説明する。本発明のツルーイン
グ装置では、形状誤差１μｍ以下の歯車成型用ＣＢＮ
電着ホイールの台金Ｗｂを製作する、台金ＷｂにＣＢ
Ｎ砥粒を一層だけ電着したＣＢＮ電着ホイールＷをマイ
クロツルーイングし、サブミクロンレベルの形状誤差＆
面粗さを実現する、という手順で、高精度で高性能なＣ
ＢＮ電着ホイールを得るようにしている。

【００５０】図７は前記の台金Ｗｂのツルーイング作
業の説明図である。同図に示す台金Ｗｂは図１および図
４に示すホイール主軸１１に取付け、台金ＷｂとＣＢＮ
ロータリードレッサーＤを回転させながら、ホイール駆
動テーブル３をＸ軸方向に移動させ、ドレッサー駆動テ
ーブル４をＺ軸方向に移動させる。この作業によって、
所望の形状誤差の台金Ｗｂが得られる。

【００５１】図８は前記のホイール台金ＷｂにＣＢＮ
砥粒Ｗｇを電着したホイールＷのツルーイング作業の説
明図である。ＣＢＮ砥粒Ｗｇを電着したホイールＷも図
１および図４に示すホイール主軸１１に取付け、ホイー
ルＷとダイヤモンドロータリードレッサーＤを回転させ
ながら、ホイール駆動テーブル３をＸ軸方向に移動さ
せ、ドレッサー駆動テーブル４をＺ軸方向に移動させ
る。この作業によって、サブミクロンレベルの形状誤差
および面粗さを有するホイールＷが得られる。

【００５２】なお、本発明では、任意歯車諸元、修正、
電着砥粒径のオフセット等をパソコンにて自動計算さ
せ、加工ＮＣプログラムを生成、当該機械ＮＣ装置に転
送する制御糸を備えることにより、種々の歯車成形研削
用ホイールをマイクロツルーイングすることができる。
また、超砥粒ホイール（ＣＢＮ砥粒やダイヤモンド砥
粒）だけでなく、普通砥石のマイクロツルーイングも可
能である。

【００５３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ベースの発熱
による歪等を抑制して変形による加工精度の低下を防止
し、各駆動テーブルの案内構造に低い摩擦抵抗と水平方
向および上下方向の高剛性送りネジのナットの振れ回り
と摩擦抵抗を抑制して、ドレッサー軸受を静圧油軸受と
することにより静剛性と回転精度を高め、ツルーイング
装置の剛性を十分に高くし、切削工具の運動誤差やクラ
ックの散在が発生しないようにして、主として剛性の面
から超精密研削加工を可能としている。

【００５４】請求項２の発明によれば、制振台によって
外部振動の伝播を遮断でき、外部振動による加工精度の
低下を防止できる。

【００５５】請求項３の発明によれば、高トルク高精度
なテーブル駆動用アクチュエータと高分解能の数値計測
制御装置とリニアレーザスケールにより延性モードに必
要な0.1 μｍ以下の微少切込みを可能とし、これによっ
て超精密ツルーイングを可能としている。

【００５６】請求項４の発明によれば、砥粒の破砕の際
のＡＥ波を確実に検知し、ツルーイング時のエアカット
とサイクルタイムの短縮ならびに切込みすぎを防止する
ことができる。

【００５７】請求項５の発明によれば、簡単にアーバを
交換することができ、種々の台金およびホイールのツル
ーイング、さらには台金とホイールの同一機上でのツル
ーイングを可能としている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るツルーイング装置の
斜視図である。

【図２】駆動テーブル３、４の案内構造の正面図であ
る。

【図３】駆動テーブル３、４の案内構造の側面図であ
る。

【図４】ホイール軸受１０とホイール主軸１１を示す断
面図である。

【図５】ドレッサー軸受２０とドレッサー主軸２１を示
す断面図である。

【図６】ドレッサー主軸２１の送り分解能を示すグラフ
である。

【図７】台金Ｗｂのツルーイング作業の説明図である。

【図８】ホイールＷのツルーイング作業の説明図であ
る。

【図９】延性モード研削の説明図である。

【図１０】脆性モード研削の説明図である。

【図１１】装置剛性が不足する研削の説明図である。

【符号の説明】

２ベース３ホイール駆動テーブル４ドレッサー駆動テーブル７レーザリニヤスケール８レーザリニヤスケール１０ホイール軸受１１ホイール主軸２０ドレッサー軸受２１ドレッサー主軸４０Ｖ−Ｖ案内面ＤドレッサーＷホイール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベースと、前記ベース上でＸ軸方向に往復
動するホイール駆動テーブルと、前記ベース上で、前記
Ｘ軸に直交するＺ軸方向に往復動するドレッサー駆動テ
ーブルと、前記ホイール駆動テーブル上に搭載されたホ
イール軸受と、該ホイール軸受に回転自在に支持され、
ツルーイングされる台金またはホイールが取付けられる
ホイール主軸と、該ホイール主軸を回転させるホイール
駆動モータからなるホイール駆動部と、前記ドレッサー
駆動テーブル上に搭載されたドレッサー軸受と、該ドレ
ッサー軸受に回転自在に支持され、ツルーイング工具で
あるドレッサーを取付けるドレッサー主軸と、該ドレッ
サー主軸を回転させるドレッサー駆動モータからなるド
レッサー駆動部とからなり、前記ベースが低熱膨張鋳鉄
製であり、前記ドレッサー軸受が静圧油軸受であり、前
記ホイール駆動テーブルおよび前記ドレッサー駆動テー
ブルがいずれも、その下部摺動面が、ベースに形成した
Ｖ−Ｖ案内面およびＶ−Ｖ案内面との間に配置されたニ
ードルローラベアリングでガイドされ、かつ上部摺動面
がベースに形成された静圧案内面に接触しており、前記
ホイール駆動テーブル往復動用および前記ドレッサー駆
動テーブルの往復動用の各送りネジに螺合した各ナット
の各ナットホルダーが、前記ベース上のリニアボールガ
イドに案内されており、かつ静圧カップリングを介し
て、前記ホイール駆動テーブルおよび前記ドレッサー駆
動テーブルのそれぞれに結合されていることを特徴とす
る研削ホイール用超精密ツルーイング装置。
【請求項２】前記ベースが制振台に設置されていること
を特徴とする請求項１記載の研削ホイール用超精密ツル
ーイング装置。
【請求項３】前記ホイール駆動テーブルおよび前記ドレ
ッサー駆動テーブルの各駆動モータがダイレクトドライ
ブ型サーボモータであり、前記各駆動モータの制御装置
が、制御分解能0.01μｍ以下の数値制御装置であり、前
記両駆動テーブルのフィードバックセンサが最小分解能
0.01μｍのリニアレーザスケールであることを特徴とす
る請求項１または２記載の研削ホイール用超精密ツルー
イング装置。
【請求項４】前記ドレッサ一軸受上にＡＥセンサを設置
したしたことを特徴とする請求項１、２または３記載の
研削ホイール用超精密ツルーイング装置。
【請求項５】ツルーイングされる台金またはホイールを
取付けるアーバの把持機構が、該アーバに固着したプル
スタッドと、前記ホイール主軸に内蔵し外部から開閉操
作できるコレットであることを特徴とする請求項１、
２、３または４記載の研削ホイール用超精密ツルーイン
グ装置。