WO2009090936A1

WO2009090936A1 - 研削装置におけるオシレーション制御方法及び研削装置

Info

Publication number: WO2009090936A1
Application number: PCT/JP2009/050303
Authority: WO
Inventors: Makoto Sugita; Yoshiaki Ikeda; Taira Nishizawa; Isao Ando; Osamu Kubota; Hideo Furukawa
Original assignee: Bosch Corporation
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2009-01-13
Publication date: 2009-07-23
Also published as: JP2011067874A

Abstract

　オシレーション専用の軸を要することなく、簡易な構成で、シート加工を可能とする。　第１のスライド部１０１は、Ｘ軸方向に、第２のスライド部１０２は、砥石２４～２６の軸線方向であるＺ軸方向で、それぞれ往復動可能に設けられており、制御部３０１におけるオシレーショ制御処理の実行によって、駆動信号出力回路３０２、第１及び第２のサーボアンプ３０３Ａ，３０３Ｂを介して、第１及び第２のリニアモータ１３，１６が駆動されることにより、第１のスライド部１０１と第２のスライド部１０２が、それぞれ同時に往復動せしめられ、その往復動の合成によりオシレーションが生ずるようになっている。

Description

研削装置におけるオシレーション制御方法及び研削装置

　本発明は、研削装置に係り、特に、シート加工の際に必要とされる砥石オシレーション制御の簡素化等を図ったものに関する。

　従来、ＸＺ直交軸構成で内径加工を可能とする研削装置において、例えば、中空部材の内部に、流体制御等に用いられる弁体が着座、離間するシート面を形成するシート加工を可能とするためには、いわゆるシートオシレーションが必要となるが、そのためには、ＸＺ直交軸と別個にオシレーション専用の軸を設ける構成が一般的である（例えば、特許文献１等参照）。
　しかしながら、かかる従来装置にあっては、オシレーション専用の軸を備える構成であるため、装置全体の構成が複雑になるばかりか、装置の大型化を招くと共に、高価格化を招くという問題があった。
特開平７－１４８６６１号公報

　本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、オシレーション専用の軸を要することなく、簡易な構成で、シート加工に必要なオシレーションを実現できる研削装置におけるオシレーション制御方法及び研削装置を提供するものである。

　本発明の第１の形態によれば、砥石を回転自在に設ける一方、前記砥石の軸線方向に対して直交する方向に往復動可能に第１のテーブル部材を設けると共に、前記第１のテーブル部材の往復動方向に対して直交する方向に往復動可能に前記第１のテーブル部材上に第２のテーブル部材を設け、当該第２のテーブル部材上にワークを取り付け、前記第１のテーブル部材と第２のテーブル部材に、それぞれ往復動を同時に与えて、前記ワークにオシレーションを生じせしめて、前記砥石による前記ワークのシート加工を可能としてなるオシレーション制御方法が提供される。
　本発明の第２の形態によれば、回転自在に設けられた砥石と、
　外部からの制御に応じて前記砥石の軸線方向に対して直交する方向に往復動可能に設けられた第１のスライド手段と、
　外部からの制御に応じて前記砥石の軸線方向に往復動可能に前記第１のスライド手段上に設けられた第２のスライド部と、
　前記第２のスライド手段に設けられ、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、
　前記第１及び第２のスライド手段の往復動を制御する制御駆動手段と、を具備し、
　前記制御駆動手段は、前記第１のスライド手段と第２のスライド手段に、それぞれ往復動を同時に生じせしめるよう構成されてなり、
　前記第１のスライド手段と第２のスライド手段の往復動の合成により、前記ワークのオシレーションを可能としてなる研削装置が提供される。

　本発明によれば、互いに直交する軸方向で往復動可能に２つのテーブル部材を設けて、それぞれの往復動の合成によってオシレーションが得られるように構成したので、２つの軸を通常の研削作業に用いつつ、オシレーション専用の軸を用いることなく、簡易な構成で、シート加工が実現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。図２は、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。図１に示された研削装置に用いられる第１及び第２のスライド部の駆動制御のための電気的な構成を示す構成図である。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第１及び第２のスライド部の往復動の時間的変化の例を示す特性線図であり、図５（Ａ）は、第１のスライド部の往復動の変化を示す特性線図、図５（Ｂ）は、第２のスライド部の最終的な往復動の時間的変化、オシレーション成分のみの時間的変化及び切り込み量に応じた位置変化を示す特性線図である。

符号の説明

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…制御部
３０２…駆動信号出力回路
３０３Ａ…第１のサーボアンプ
３０３Ｂ…第２のサーボアンプ

　以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図５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。
　本発明の実施の形態における研削装置Ｓは、特に、その全体外観、寸法が従来装置に比して非常に小型化されたもので、その正面側の横幅Ｗは、０．８ｍと、従来の大凡１／３程度の細身となっている（図１（Ａ）参照）。また、研削装置Ｓの奥行きＬは、２ｍで、従来よりやや小さくなっている（図１（Ｂ）参照）。このように、特に、正面横幅の縮小化が図られているために、その設置スペースが従来に比して大幅に削減できるものとなっている。このような小型化を可能としたのは、詳細は後述するが、ワーク研削部分の構造にある。

　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に形成された水平面であるスライド設置面２に、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、ベッド１は、低熱膨張鋳物を用いて形成するのが、熱変位を最小限に抑える観点から好ましい。

　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、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、上記構成において、図示されないワークにシート加工（シート研削）を施すために第２のスライド部１０２を所望の方向でオシレーションさせるためのオシレーション制御について、図３及び図４を参照しつつ説明する。
　まず、本発明の実施の形態における、第１及び第２のスライド部１０１，１０２の駆動制御のための電気的な構成について、図３を参照しつつ説明する。
　本発明の実施の形態において、第１及び第２のスライド部１０１，１０２の駆動制御のための電気的な構成部分は、制御部３０１（図３においては「ＣＰＵ」と表記）と、駆動信号出力回路３０２と、第１及び第２のサーボアンプ３０３Ａ，３０３Ｂとを主たる構成要素として構成されたものとなっている。

　制御部３０１は、例えば、公知・周知のマイクロコンピュータを中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）や、入出力インターフェイス回路（図示せず）を主たる構成要素とし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オシレーション制御は、制御部３０１におけるソフトウェア処理の実行によって実現されるものであり、図３においては、制御部３０１において実行されるオシレーション制御処理の内容が機能ブロックを用いて示されている（詳細は後述）。

　制御部３０１におけるオシレーション制御処理の実行により、制御部３０１からは、第１及び第２のスライド部１０１，１０２の駆動のため、リニアモータ１３，１６の動作制御のための信号が出力されるようになっているが、かかる信号は、第１及び第２のサーボアンプ３０３Ａ，３０３Ｂを介してリニアモータ１３，１６を駆動するに適した所定のレベル、信号形式に、駆動信号出力回路３０２により変換して出力されるものとなっている。

　第１及び第２のサーボアンプ３０３Ａ，３０３Ｂは、駆動信号出力回路３０２の出力に応じてリニアモータ１３，１６の駆動に必要な電圧、電流を出力するものである。本発明の実施の形態においては、第１のサーボアンプ３０３Ａによりリニアモータ１３が、第２のサーボアンプ３０３Ｂによりリニアモータ１６が、それぞれ駆動されるものとなっている。

　次に、制御部３０１におけるオシレーション制御処理の内容について、図３の制御部３０１内に示された機能ブロックを参照しつつ説明することとする。
　まず、本発明の実施の形態においては、シート加工の際に第２のスライド部１０２が、Ｚ軸方向に沿ってシート研削用の第２の砥石２５へ接近しつつ、且つ、前後に往復動、即ち、オシレーションせしめられるものとなっている。
　本発明の実施の形態におけるオシレーション制御は、概括的に言えば、従来と異なり、オシレーション専用のためのテーブル、駆動軸を用いることなく、第１のスライド部１０１のＸ軸方向の移動により、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のスライド部１０２のオシレーションを得るものとなっている。

　以下、具体的に説明すれば、まず、制御部３０１においては、オシレーションの動きを決定するための処理系と、Ｚ軸方向での切り込み量（研削送り量）を決定するための処理系とに大別されて処理が実行されるものとなっている。
　オシレーションの動きを決定するための処理系としては、まず、Ｘ軸方向の第１のスライド部１０１（第１のテーブル部材）の動き、即ち、換言すれば、第
１のスライド部１０１のＸ軸方向の動きと、Ｚ軸方向の第２のスライド部１０２（第２のテーブル部材）の動きを規定するため、共通に用いられるカムデータ４０１が、制御部３０１の図示されない記憶領域に記憶されている。

　かかるカムデータ４０１は、予め定められた単位時間の間における時間の経過に対する第１及び第２のスライド部１０１，１０２の基本的な移動量、換言すれば、移動位置（カム変位）を定めるものである。このようなカムデータ４０１は、例えば、表形式等によって記憶されるものとなっている。また、かかるカムデータ４０１としては、より具体的には、例えば、正弦波データなどのように往復動が比較的緩やかになるようなものが好適であるが、必ずしもそのようなものに限定されるものではない。

　本発明の実施の形態においては、基準パルスの変化に従ってカムデータ４０１からカム変位が時々刻々と読み出されるようになっている。
　すなわち、制御部３０１においては、時間の経過と共に信号レベルが上昇するいわゆるランプ波形を有するパルスが所定の繰り返し周期Ｔで基準パルスとして生成されるようになっている。この基準パルスの１周期Ｔ（図３参照）は、上述のカムデータ４０１の説明において述べた単位時間に対応するものであり、この単位時間は、”１スキャン”とも称されるものである。
　かかる繰り返し周期Ｔは、例えば、キーボード等の図示されない公知・周知の入力手段によって任意に設定可能となっている。

　しかして、上述の基準パルスの変化にしたがって得られたカム変位は、第１のスライド部１０１のＸ軸方向のカム変位とされると共に、第２のスライド部１０２のＺ軸方向のカム変位とされるよう、２つに分岐されるものとなっている。
　なお、以下の説明においては、説明の便宜上、第１のスライド部１０１の駆動のために分岐されたカム変位が処理される側を「Ｘ軸処理系」と、また、第２のスライド部１０２の駆動のために分岐されたカム変位が処理される側を「Ｚ軸処理系」と、それぞれ称することとする。
　そして、Ｘ軸方向のカム変位に対しては、第１のオシレーションゲイン（以下「ＯＳＣゲイン」と称する）Ｋｘが、また、Ｚ軸方向のカム変位に対しては、第２のＯＳＣゲインＫｚが、それぞれ乗算されるようになっている。

　ここで、本発明の実施の形態において、第１のスライド部１０１のＸ軸方向の移動と、第２のスライド部１０２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、図４に示された説明図を参照しつつ説明することとする。
　図４において、「Ｘ」が付された平面は、第１のスライド部１０１を概念的に表し、また、「Ｚ」が付された平面は、第２のスライド部１０２を概念的に表したものである。

　本発明の実施の形態においては、Ｘ軸とＺ軸は相互に直交しており、かかるＸ軸方向において第１のスライド部１０１が、また、Ｚ軸において第２のスライド部１０２が同時に移動せしめられる結果、これら第１及び第２のスライド部１０１，１０２の運動のベクトル合成結果として、それぞれの移動量に応じた方向と移動量のオシレーションが得られるものとなっている（図４参照）。
　先に述べたように、第１のスライド部１０１と第２のスライド部１０２の基本の移動量、すなわち、カム変位は、同一であるので、第１のＯＳＣゲインＫｘと第２のＯＳＣゲインＫｚの大きさを変えることは、それぞれの移動量及び方向を変えることになり、それによって、オシレーション方向が調整できるものとなっている。

　すなわち、図４に示されたように、仮に、第１のスライド部１０１の移動量がＸａ、第２のスライド部１０２の移動量がＺａと表されるとした場合、オシレーション量（往復動の振幅）Ｌは、Ｌ＝（Ｘａ^２＋Ｚａ^２）^１／２と表されるものとなる。
　また、オシレーションの方向は、Ｘ軸を基準とした場合、その角度θは、θ＝ｔａｎ－１（Ｚａ／Ｘａ）と表されるものとなる。
　したがって、仮に、第１のＯＳＣゲインＫｘと第２のＯＳＣゲインＫｚが共に同一である場合、第１のスライド部１０１の移動量と第２のスライド部１０２の移動量は同一であるため、オシレーション方向は、Ｘ軸方向に対して４５度の方向となる（図４参照）。
　なお、第１のＯＳＣゲインＫｘ、第２のＯＳＣゲインＫｚは、キーボード等の図示されない公知・周知の入力手段によって、所望する値が制御部３０１に設定できるものとなっている。

　再び、図３における制御部３０１の機能ブロックの説明に戻れば、上述のようにして基本のカムデータに対して第１のＯＳＣゲインＫｘ、第２のＯＳＣゲインＫｚがそれぞれ乗ぜられた後は、Ｘ軸処理系においては、所定のオフセット量Ｘが加算されるものとなっている。なお、このオフセット量Ｘは、第１のスライド部１０１の始動時の原点を定めるためのものである。

　このようにして、オフセット量Ｘが加算されたＸ軸処理系のカム変位量は、第１のスライド部１０１の移動位置、すなわち、Ｘ軸方向の第１のスライド部１０１の移動位置を定めるにものに相当する。この信号は２つに分岐されて、その一方は、駆動信号出力回路３０２において、第１のサーボアンプ３０３Ａによりリニアモータ１３を駆動するに適した信号に変換されて、第１のサーボアンプ３０３Ａへ入力されることとなる。そして、リニアモータ１３は、第１のサーボアンプ３０３Ａにより駆動信号出力回路３０２からの信号に応じて駆動される結果、第１のスライド部１０１は、第１のＯＳＣゲインＫｘ及びオフセット量Ｘが加味されたカムデータ、すなわち、カム変位に応じてＸ軸方向で移動することとなる。

　また、上述のようにオフセット量Ｘが加算されたＸ軸処理系のカム変位量の２つに分岐された内の他方は、微分され、次いで、フィードフォワードゲインＫff が乗ぜられて、速度信号として、駆動信号出力回路３０２を介して、第１のサーボアンプ３０３Ａへ入力されるようになっている。
　これは、第１のスライド部１０１の駆動制御における制御遅れ、すなわち、換言すれば、リニアモータ１３の制御遅れを補償するためのもので、上述のような速度信号によってリニアモータ１３のフィードフォワード制御が行われるものとなっている。

　一方、基本のカム変位に対して第２のＯＳＣゲインＫｚが乗ぜられた後は、Ｚ軸処理系においては、所定のオフセット量Ｚが加算されるものとなっている。なお、このオフセット量Ｚは、第２のスライド部１０２の始動時の原点を定めるためのものである。
　Ｚ軸処理系においては、さらに、第２のスライド部１０２のワークに対する切り込み量を定めるシート位置制御データが加算されるようになっている（図３参照）。

　すなわち、本発明の実施の形態においては、ワークの切り込み量は、第２のスライド部１０２のＺ軸方向の移動により決定されるものとなっている。この第２のスライド部１０２のＺ軸方向の移動量は、制御部３０１に、例えば、表形式で予め記憶されているシート位置制御データ４０２に基づいて決定されるものとなっている。

　かかるシート位置制御データ４０２は、ワークへの切り込みに応じた時間の経過に対する第２のスライド部１０２の移動位置が規定されたものである。
　このシート位置制御データ４０２に基づいて、リニアモータ１６を駆動し、第２のスライド部１０２を移動せしめることによって、リニアモータ１６に対して速度指令と位置指令を与えてその動作を制御するサーボ制御が実行されるものとなっている。

　このようにして、Ｚ軸処理系において、第２のＯＳＣゲインＫｚが乗ぜられると共に、所定のオフセット量Ｚ及びシート位置制御データが加算された後のカムデータは、先のＸ軸処理系同様、２つに分岐されて、その一方は、駆動信号出力回路３０２において、第２のサーボアンプ３０３Ｂによりリニアモータ１６を駆動するに適した信号に変換されて、第２のサーボアンプ３０３Ｂへ入力されることとなる。そして、リニアモータ１６は、第２のサーボアンプ３０３Ｂにより駆動信号出力回路３０２からの信号に応じて駆動される結果、第２のスライド部１０２は、上述のカムデータに応じてオシレーションしつつ、図示されないワークへ向かってシート位置制御データに応じた切り込み量を与えるべく移動することとなる。

　また、Ｚ軸処理系において、２つに分岐されたカムデータの内、他方は、先に説明したＸ軸処理系同様、微分され、次いで、フィードフォワードゲインＫff が乗ぜられて、速度信号として、駆動信号出力回路３０２を介して、第２のサーボアンプ３０３Ｂへ入力されるようになっている。
　これは、第２のスライド部１０２の駆動制御における制御遅れ、すなわち、換言すれば、リニアモータ１６の制御遅れを補償するためのもので、上述のような速度信号によってリニアモータ１６のフィードフォワード制御が行われるものとなっている。

　なお、図３において、Ｘ軸処理系においては、カムデータに第１のＯＳＣゲインＫｘを乗じた後に、また、Ｚ軸処理系においては、カムデータに第２のＯＳＣゲインＫｚを乗じた後に、第１及び第２のスイッチ４１１，４１２が設けられ、また、シート位置制御データ４０２を、カムデータに第２のＯＳＣゲインＫｚを乗じた結果に加算する直前に、第３のスイッチ４１３が設けられたものとなっているが、これは概念的なもので、具体的に電子部品としてのスイッチが設けられているものではなく、ソフトウェア処理により、スイッチのオン、オフに等価な処理がなされるものとなっている。

　かかる第１乃至第３のスイッチ４１１～４１３は、研削作業の種類によって、制御処理の切り替えを行うために設けられたもので、具体的には、オシレーション制御の場合は、全てがオン（閉成状態）とされるものである。これに対して、内径加工の場合には、Ｚ軸方向の動きのみで良いため、第２のスイッチ４１２のみがオンとされ、第１及び第３のスイッチ４１１，４１３は、オフ（開成状態）とされるものとなっている。

　図５には、第１及び第２のスライド部１０１，１０２の移動位置（往復動）の時間的変化の例を示す特性線図が示されており、以下、同図について説明する。
　まず、図５（Ａ）には、第１のスライド部１０１の移動位置の変化を示す特性線の例が示されている。第１のスライド部１０１は、第２のスライド部１０２における最終的なオシレーションの動きを生成するためのＸ軸方向の成分に相当する移動が行われるものである。図５（Ａ）において、縦軸の位置Ｘ１は、先に説明した制御部３０１内で加算される所定のオフセット量Ｘに対応するものである。
　そして、この位置Ｘ１以降における第１のスライド部１０１の動きは、先に説明したカムデータ４０１に沿ったものであり、また、その移動の大きさ（振幅）は、先に説明した第１のＯＳＣゲインＫｘに応じて定まるものである。

　さらに、図５（Ａ）において、第１のスライド部１０１の１回の往復動が行われる時間Ｔは、図３において説明した基準パルスの繰り返し周期Ｔに対応するものである。なお、図５（Ａ）においては、途中で往復動に要する時間が変化している（繰り返し周期が延びている）が、これは、オシレーション制御の途中で、オシレーション動作の速度を減速した例を示すものである。なお、オシレーション動作速度を変えるのは、基準パルスの繰り返し周期を変えることで行われるものとなっている。

　一方、図５（Ｂ）には、Ｚ軸方向のオシレーション成分、すなわち、図３において説明した、カムデータ４０１に第２のＯＳＣゲインＫｚを乗じた結果に対応する第２のスライド部１０２の移動位置の変化が二点鎖線の特性線により表されている。
　また、図３で説明したシート位置制御データ４０２に応じた第２のスライド部１０２の移動位置の変化が、一点鎖線の特性線により表されている（図５（Ｂ）参照）。

　第２のスライド部１０２の実際の動きは、既に述べたように、二点鎖線の特性線と一点鎖線の特性線により表された２つの動きのベクトル合成として得られるものであり、図５（Ｂ）において実線の特性線により表されている。なお、図５（Ｂ）において、縦軸の位置Ｚ１は、先に説明した制御部３０１内で加算される所定のオフセット量Ｚに対応するものである。
　かかる第２のスライド部１０２の動きは、既に述べたように、同一のカムデータ４０１（図３参照）に基づくものであるので、第１のスライド部１０１と完全に同期したものとなっている。

　なお、上述した本発明の実施の形態においては、制御部３０１、駆動信号出力回路３０２、第１及び第２のサーボアンプ３０３Ａ，３０３Ｂにより、制御駆動手段が構成されたものとなっている。

　従来装置と異なり、オシレーション専用の軸を要することなくオシレーションを得ることができるので、特に、構成の簡素化と小型化が所望される研削装置に適用できる。

Claims

研削装置におけるオシレーション制御方法であって、
　砥石を回転自在に設ける一方、前記砥石の軸線方向に対して直交する方向に往復動可能に第１のテーブル部材を設けると共に、前記第１のテーブル部材の往復動方向に対して直交する方向に往復動可能に前記第１のテーブル部材上に第２のテーブル部材を設け、当該第２のテーブル部材上にワークを取り付け、前記第１のテーブル部材と第２のテーブル部材に、それぞれ往復動を同時に与えて、前記ワークにオシレーションを生じせしめて、前記砥石による前記ワークのシート加工を可能としてなることを特徴とする研削装置におけるオシレーション制御方法。
第２のテーブル部材には、オシレーションのための往復動を与えると共に、ワークの軸線方向における切り込み量に応じた移動を与えることを特徴とする請求項１記載のシート加工におけるオシレーション制御方法。
研削装置であって、
　回転自在に設けられた砥石と、
　外部からの制御に応じて前記砥石の軸線方向に対して直交する方向に往復動可能に設けられた第１のスライド手段と、
　外部からの制御に応じて前記砥石の軸線方向に往復動可能に前記第１のスライド手段上に設けられた第２のスライド部と、
　前記第２のスライド手段に設けられ、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、
　前記第１及び第２のスライド手段の往復動を制御する制御駆動手段と、を具備し、
　前記制御駆動手段は、前記第１のスライド手段と第２のスライド手段に、それぞれ往復動を同時に生じせしめるよう構成されてなり、
　前記第１のスライド手段と第２のスライド手段の往復動の合成により、前記ワークのオシレーションを可能としてなることを特徴とする研削装置。
制御駆動手段は、第１、第２のスライド手段の単位時間における往復動を規定する基本のカムデータを有し、
　前記第１のスライド手段を、前記カムデータに、所望するオシレーション方向に応じて定まる第１のオシレーションゲインを乗じた乗算結果に基づいて往復動せしめる一方、
　前記第２のスライド手段を、前記カムデータに、所望するオシレーション方向に応じて定まる第２のオシレーションゲインを乗じた乗算結果に基づいて往復動せしめる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。
制御駆動手段は、第２のスライド手段に、オシレーションのための往復動を生じせしめる共に、ワークの軸線方向における切り込み量に応じた移動を生じせすめるよう構成されてなることを特徴とする請求項４記載の研削装置。
制御駆動手段は、ワークの切り込み量に応じた第２のスライド手段のＺ軸方向における位置制御のための位置制御データを有し、当該位置制御データに基づいて、前記第２のスライド手段の位置を制御するよう構成されていなることを特徴とする請求項５記載の研削装置。