JPS63232968A - 研削装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、研削装置に関し、特に数値制御により被加工
物の研削を行う研削装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、被加工物の研削を行う研削装置についても自動
化が進み、コンピュータを利用して予め定められた形状
に被加工物を研削する研削装置も考えられてきた。

けれども、従来この種の研削装置は被加工物の研削を自
動的に行なうことは可能となったが、研削終了後の被加
工物の形状測定および部分修正の工程を自動化するまで
には到っていない。

［発明が解決しようとする問題点］ このため、研削装置による被加工物の研削が終了すると
、操作者は被加工物を研削装置から取り外し、形状測定
機に改めて被加工物を設置している。

そして、形状測定機による形状測定の結果、被加工物の
部分修正加工が必要なときは、研削機により被加工物の
修正部分を研削していた。ところが、ミリメートルから
ミクロンメートルの単位の研削を行う精密加工において
は、研削装置の加工位置と被加工物の修正位置を一致さ
せることは非常に難しいという問題点があった。

そこで、木発明の目的はこのような問題点を解決し、被
加工物の研削、形状測定および修正研削を自動的に行う
ことかできる研削装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段コ かかる目的を達成するために、本発明は、被加工物の研
削に関する↑ｈ報を記憶しておく記憶手段と、記憶手段
に記憶された研削に関する情報に基いて被加工物の研削
を行う研削手段と、研削手段により研削された被加工物
の形状を測定する形状測定手段と、形状測定手段による
測定結果に基いて、被加工物を修正する必要があるか否
を判定する判定手段と、判定手段により被加工物を修正
する必要があると判定されたときは、測定結果に基いて
被加工物の修正研削に関する情報を導く手段と、導かれ
た修正研削に関する情報を記憶手段に記憶する手段と、
判定手段により被加工物を修正する必要かあると判定さ
れたときは、被加工物の修正研削を研削手段に指示する
手段とを具えたことを特徴とする。

［作用］ 本発明では、記憶手段に記憶された研削情報に基ついて
研削手段が被加工物の研削を行う。被加工物の研削終了
後は形状測定手段により被加工物の形状測定か行われる
。この測定結果に基づいて判定手段により被加工物を修
正する必要があるか否かが判定する。判定手段による判
定の結果、被加工物を修正する必要があるときは、修正
研削に関する情報を導く手段により測定結果に基づいて
研削情報が作成され、また、研削情報が記憶手段に記↑
急される。また、指示手段が研削手段に被加工物の研削
を指示するので、研削加工、形状測定および修正研削の
一貫した工程を自動的に行うことができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して木発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本実施例の構成の一例を示す。

第１図において、３０は被加工物（ワーク）　１００の
形状および粗さを測定する形状測定機である。

形状測定機３０は種々知られているか、本実施例におい
ては、自動焦点方式の形状測定機を用いている。

４０はワーク１００を均等研磨する均等研磨機である。

５０はワーク１００を部分的に修正研磨する修正研磨機
である。６０はワーク１００を研削する研削機である。

均等研磨機、修正研磨機５０および研削機６０は構成を
ほぼ同一とすることかできるがワーク１００の加工内容
に応じて用いる研削工具が異なる。

７０はワーク１００を保持する保持装置であり、旋回袋
＝２０の上に設置される。

２０は形状測定機３０．均等研磨機４０．ｉｌｌ正研磨
機５０および研削機６０の各々の作業位置まで保持装置
７０を旋回移動する旋回装置である。

旋回装置２０．形状測定機３０．均等研磨機４０．修正
研磨機および研削機６０は台座１０１の上に配置され、
研削装置として一体形成されている。

次に上述した本実施例の各装置の構成を簡単に説明する
。

保持装置７０はワーク保持部材（不図示）９割出し軸モ
ータ２４．エンコーダ２５９位置検出センサ２１により
一体形成され、旋回装置２０のアール（Ｒ）スライドガ
イド上を矢印に方向に摺動する。保持装置７０を摺動す
る手段はモータや圧電素子を利用する機構が知られてい
るので特に詳しく説明しない。

旋回装置２０は、主に、Ｒスライド２１１ガイド。

スケール２１２．旋回ガイド２工３．エンコーダ２３′
　および旋回モータ２３（第３図参照）により構成され
る。

Ｒスライドガイド２１１は、旋回モータ２４により旋回
駆動され、旋回ガイド２１３に沿って矢印Ｊの方向に旋
回する。

ガイドスケール２１２には所定間隔毎に位置を示す目印
が設けられており、位は検出センサ２１がこの目印を検
出することにより、文字装置７０の位置が検知される。

次に、形状測定装置３０について第２図を参照して説明
する。

第２図において、形状測定機３０は、合焦状態検圧器３
１．微動スライド位置検出器３２．微動スライドモータ
３３．傾斜角測定機３４．粗動スライド位置検出器３５
および粗動スライドモータ３６により構成される。

合焦状態検出器３１は粗動スライドモータ３６および微
動スライドモータ３３により矢印Ａ方向に移動する。そ
して、合焦状態検出器３１が投光した光は、ワーク１０
０により反射される。この反射光が合焦状態検出器３１
の光学系により焦点を結ぶのでこの焦点位装置を微動ス
ライド位置検出器３２および粗動スライド位置検出器３
５により検出する。したがって、この焦点位置からワー
ク１００と合焦状態検出器３１の距離が定まる。

傾斜角測定機３４は合焦状態測定機３１と一体に形成さ
れ、ワーク１００の傾斜角を測定する。

合焦状態検出器３１により検出されたワークｉｏ。

までの距離はワーク１００の形状の検出に用いられ、傾
斜角測定機３４により検出されたワーク１００の傾斜角
はワーク１００の粗さの検出に用いられる。

次に、均等研磨機４０について第３図を参照して説明す
る。

４１は研磨工具４９を回転する主軸モータである。

主軸モータ４１は回転ステージ４１′　上に固定される
。回転ステージ４１’　は揺動軸モータ４２（不図示）
により矢印Ｃ方向に回転する。４３は回転ステージ４１
’　を矢印り方向に摺動する予圧機構である。このため
、研磨工具４９とワーク１００とが当接する位置は回転
ステージ４１′　の回転角と回転ステージ４１’　の摺
動位置により定まる。

修正研磨機５０および研削機６０も同様に、研磨工具５
９，５９　、主軸モータ５１，６１．および研磨工具５
９．６９の位置を決定する機構５２．５３．６２を有す
る。

第４図は本実施例の回路構成の一例を示す。

なお、第４図において第１図〜第３図と同様の箇所には
同一の符号を付している。第４図において、一点鎖線ブ
ロックｌＯは本実施例における各装置の主制御を司どる
主制御装置である。

主制御装置１０はデータ処理コンピュータ１１．外部記
憶装置１２．プリンタ１３．プロッタ１４および不図示
のキーボードにより構成される。

データ処理装置ＩＩは外部記憶装置１２に記憶されたプ
ログラムを実行し、研削情報を導く手段１判定手段、指
示手段としての機能を果たす。また、データ処理コンピ
ュータ１１は、研削に関する各種命令を上述の各装置に
送信する。外部記憶装置１０にはデータ処理コンピュー
タ１１が実行するプログラムやこのプログラム演算に関
する情報が記憶される。

また、各装置２０〜６０から送られてくる情報はプリン
タ１３やプロッタ１４に出力される。

上記各装置２０〜６０にはそれぞれ制御コンビュータ２
６，３７，４４．５４および６３が設けられている。

これらの制御用コンピュータは、データ処理コンピュー
タ＋１から送られてくる処理命令に基き、構成機器の作
動時間、速度１作動順序等を制御する。

本実施例はこのような構成においてワーク１００の研削
−ワーク＋００の形状測定−修正加工の工程を自動的に
行うようにしたものである。

第５図は本実施例の主制御手順の一例を示す。

第５図において、ワーク１００が研削機６０の研削位置
にセットされると、データ処理コンピュータ１１は研削
機６０に第６図に示す研削処理を命じる（ステップ５１
０）。

研削機６０から研削を終了した旨の信号を受は取ると、
データ処理コンピュータ１１は旋回装置２０に形状測定
機３０まで移動するように命じる。次に、旋回装置２０
の制御用コンピュータ２６は、旋回命令を受は取ると、
研削機６０から形状測定機３０まで旋回する角度、すな
わち、旋回モータ２３の回転量を算出し、さらに、この
回転量に基き、旋回モータ２３を駆動制御する（ステッ
プ５２０）。

なお、ワーク１００が形状測定機３０に到達したことは
、エンコーダ２３′　が計測する旋回モータ２３の回転
数により検出できるので、制御用コンピュータ２６が、
上記回転数を監視し、ワーク１００が形状測定機３０に
到達するときに旋回子−夕２３を停止する。

次に、ワーク１００が形状測定機３０の測定基壁位置に
到達した旨の信号が旋回装置２０からデータ処理コンピ
ュータ１１へ送られると、データ処理コンピュータｌ！
は形状測定機３０にワーク１００の粗さ測定を命じるく
ステップ５３０）。

形状測定機３０によりワーク１００の粗さ測定が行なわ
れると、データ処理コンピュータ１１は形状測定機３０
から測定結果を受は取り、測定結果と予め定められた設
定値とを比較する（ステップ５４０）。

粗さの測定結果が許容範囲にないときは、データ処理コ
ンピュータ１１は修正加工の必要有りと判断し、測定結
果をプリンタ１３に出力し、ワーク１００を所定基準位
置に移動する（ステップＳ４１〜５４２）。この後は本
制御手順を終了し、修正研磨に応じた研磨機を選択して
、改めて修正研磨を行えばよい。

粗さの測定結果が許容範囲内にあるときは、データ処理
コンピュータ１１は形状測定機３０に形状測定を命じる
（ステップ３６０）。

そして、形状の測定結果が形状測定機３０によりデータ
処理コンピュータ１１へ送られてくると、データ処理コ
ンピュータ１１は形状の測定結果と予め定められた設定
値を比較する（ステップ５７０）。

形状の測定結果が許容範囲内にあるときは、ワーク１０
０の加工終了で判断し、データ処理コンピュータ１１は
形状の測定結果をプリンタ１３に出力し、また、旋回装
置２０を基準位置まで旋回移動して本制御手順を終了す
る（ステップ３７１〜５７２）。

形状の測定結果が許容範囲内にないときは、形状の測定
結果に基き、データ処理コンピュータ１°ｌがワーク１
００の修正位置および修正研削量を算出する。そして、
データ処理コンピュータ１１は、ワーク１００を研削機
６０へ移動するように指示した後、修正位置および修正
研削量に関する情報を研削機６０へ送り、かつ修正研削
を命じる（ステップ５８０）。

研削機６０による修正研削が終了すると、ステップＳ２
０へ戻り、上述した粗さおよび形状の測定の工程を繰り
返す。以上の手順を繰り返すことによりワーク１００の
研削、形状測定および修正研削までの工程を終了するこ
とができる。また、粗さの測定結果に応じては、均等研
磨機４０および修正研磨機５０により、修正研磨工程を
自動的に行うことも可能である。

第６図は本発明実施例の研削処理の制御手順の一例を示
す。

本制御手順は主に研削機６０の制御用コンピュータ６３
により実行される。第６図において、データ処理コンピ
ュータ１１によりワーク１００が研削機６０の加工位置
に設置されると、制御用コンピュータ６３は主軸モータ
６１に設定速度で回転するように指示する。また、ワー
ク１００の回転を割り出し軸モータ２４に指示する（ス
テップＳ　１０−２〜Ｓ　１Ｏ−３）。

−り１００の所定位置に当接するようにステージ位置決
め装置６２を制御する（ステップＳ　１Ｏ−４）。

次に、制御用コンピュータ６３は加工時間を計測するタ
イマー（不図示）をスタートさせ、ステーログラムによ
り予め定められた研削位置への移動制御を行う（ステッ
プＳ　ｔｏ−７）。

上記タイマが加工時間を計測すると、制御用コンピュー
タ６３は各機構、モータを停止して本制御手順を終了す
る（ステップＳ　１０−８〜５１０−１０）。

第７図は、本実施例における粗さ測定処理の制御手順の
一例を示す。

本制御手順は主に形状測定器３０の制御用コンピュータ
３７により演算処理される。第７図において、データ処
理コンピュータ１１の指示によりワーク１００が形状測
定器３０の測定初期位置に設置される。次に制御用コン
ピュータ３７は微動スライドモータ３３および粗動スラ
イドモータ３６を駆動することにより、傾斜角測定機３
４を第１図示の矢印Ａ方向に摺動し、傾斜角測定機３４
の光学系の合焦位置を検出する（ステップ５２０−１〜
５２０−４）。

次に、制御用コンピュータ３７は、微動スライドモータ
３３の駆動制御を低速駆動制御からフォーカス制御に切
り換える゛。このフォーカス制御の条件下では、上記光
学系の合焦位置の移動に応じて微動スライドモータ３３
が駆動される（ステップ５２０−５）。

次に、制御用コンピュータ３７は旋回モータ２３にワー
ク１００を測定開始位置まで微動するように命じる。そ
して測定開始位置にワーク１００が到達すると旋回モー
タが定速駆動され、一定の旋回角度毎にワーク１００の
加工表面の傾斜角が傾斜角測定機３４により測定される
。

なお、微動スライド位置検出器３２により、求められた
傾斜角測定機３４の微動距離および傾斜角サンプリング
時の光学系のフォーカスエラー量なども制御用コンピュ
ータ３７に記憶される（ステップ５２０−６〜５２ｏ−
ａ）。

そして、傾斜角の測定が終了すると、上記各モータを停
止し、サンプリングデータを基にワーク１００の粗さを
計算する（ステップＳ　２０−９〜５２０−１２）。な
お、他のワーク断面を測定するときして本制御手順を終
了する（ステップＳ　２０−１３〜５２０−１６）。

第８図は本実施例の形状測定処理の制御手順の一例を示
す。

なお、第８図において、形状測定のためのワーク移動制
御手順（ステップ５８０−１−３８０−１３）は第７図
示の傾斜角測定のためのワーク移動制御手順と同一であ
るので説明を省略する。

ステップＳ　８０−１〜５８０−１３の処理手順により
ワーク１００との距離量および傾斜角等が測定されると
、制御用コンピュータ３７は、上記測定情報に基き、ワ
ーク１００の面形状マツプ、なめらかさおよび偏心量を
計算する。

さらに、制御用コンピュータ３７は形状データと基準形
状データとの差を取り形状エラーデータを算出して本制
御手順を終了する（ステップ５８０−１４〜５８０−１
８）。なお、上述したように粗さ測定制御手順と形状測
定手順はほぼ同一のため、ワーク１００の移動に際し、
粗さおよび形状の測定を行い、測定結果を制御用コンピ
ュータ３７に記憶してもよい。

第９図は本実施例における形状測定の他の制御手順を示
す。本制御手順はワーク１００のサンプリング位置をワ
ーク１００の同心円上としたものである。

このため、第８図示における制御手順（ステップＳ　８
０−７〜５８０−１３）においては旋回モータ２３によ
りワーク１００を旋回移動しているのに対し、本制御手
順（ステップＳ　８５−７〜５８５−１３１においては
、ワーク１００を割出しモータ２４により回転移動する
。

本実施例においては研削→形状測定−修正研削の工程を
自動処理する例を示したが、ワーク１００の形状測定結
果によって部分修正研磨や均等研磨が必要なときがある
。このときは、例えば、修正研磨機５０と形状測定機３
０とを組み合わせ、第５図から第９図までに図示した制
御手順を実行すればよい。この結果、・修正研磨−形状
測定−再修正研磨の自動処理が可能となる。したがって
、本実施例を研削機および研磨機のいずれにも適用でき
ることは言うまでもない。

また、本実施例における研削機６０の研削工具を均等研
磨用および修正研磨用の工具に交換可能な手段を有する
研削機を用いれば、均等研磨機や修正研磨機を設けるこ
とはない。

よび各種研削機を直線上に並べ、ワーク１００を直線移
動してもよい。

またさらに、旋回装置２０の周辺に形状測定機３０と研
削機６０とを複数個、等間隔に配置し、旋回装置２０に
も同数個のワーク保持装置７０を設ければ、同時に複数
個のワーク１００の研削処理および形状測定処理を行う
ことも可能である。

［発明の効果］ 以上、説明したように、本発明によれば、従来では個々
に行っていた研削処理および形状測定処理さらには修正
研削処理を自動釣に行えるので加工処理時間の短縮化が
実現でき、また被加工物を保持装置から取り外すことも
ないので修正加工が容易となるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成の一例を示す平面図、 第２図および第３図は第１図の断面図、第４図は本発明
実施例の回路構成の一例を示すブロック図、 第５図〜第９図は本発明実施例の制御手順を示すフロー
チャートである。 ｌＯ・・・主制御装置、 ２０・・・旋回装置、 ３０・・・形状測定機、 ４０・・・均等研磨機、 ５０・・・修正研磨機、 ６０・・・研削機。 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被加工物の研削に関する情報を記憶しておく記憶手
   段と、 該記憶手段に記憶された研削に関する情報に基いて前記
   被加工物の研削を行う研削手段と、該研削手段により研
   削された被加工物の形状を測定する形状測定手段と、 該形状測定手段による測定結果に基いて、前記被加工物
   を修正する必要があるか否を判定する判定手段と、 該判定手段により前記被加工物を修正する必要があると
   判定されたときは、前記測定結果に基いて前記被加工物
   の修正研削に関する情報を導く手段と、 当該導かれた修正研削に関する情報を前記記憶手段に記
   憶する手段と、 前記判定手段により前記被加工物を修正する必要がある
   と判定されたときは、前記被加工物の修正研削を前記研
   削手段に指示する手段と を具えたことを特徴とする研削装置。 ２）特許請求の範囲第１項に記載の研削装置において、 前記研削手段による研削が終了したときは、前記研削手
   段から前記形状測定手段へ前記被加工物を移動し、前記
   判定手段により前記被加工物を修正する必要があると判
   定されたときは、前記形状測定手段から前記研削手段へ
   前記被加工物を移動するようにしたことを特徴とする研
   削装置。