(57)【要約】【課題】ワークの研削面の平面度の精度を向上することができる平面研削盤を提供する。【解決手段】ワークＷの平面研削を行う際に、該ワークＷを支持するテーブル１３の移動速度を左方向の移動時と、右方向への移動時とで、順次ランダムに変化させることにより、ワークＷの研削中におけるテーブル１３の固有振動（共振）の位相を変化させる。そして、テーブル１３の共振によるテーブル１３の変形を防止し、テーブル１３に支持されたワークＷの変形を防止し、ワークＷの研削面の平面度の精度を向上する。【選択図】図２
2010149249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッドの上面にワークを支持するテーブルを装着し、前記ベッドに装着された砥石と、前記テーブルとを相対的に往復運動させて、ワークの上面を砥石によって研削するようにした平面研削盤において、
前記テーブル又は砥石の往復運動における共振位相を変位させる変位手段を設けたことを特徴とするワークの平面研削盤。
【請求項２】
請求項１において、前記変位手段は、前記テーブル又は砥石の往復運動の往行程の移動速度に変化をもたせる制御装置であることを特徴とする平面研削盤。
【請求項３】
請求項２において、前記制御装置は、乱数データテーブルを備え、その乱数に従ってテーブル又は砥石の基準移動速度を変化させる機能を有していることを特徴とする平面研削盤。
【請求項４】
請求項２において、前記変位手段は、テーブル又は砥石の往復行程における折り返し位置を相違させるものであることを特徴とする平面研削盤。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項において、前記テーブル又は砥石はリニアモータによって往復運動されることを特徴とする平面研削盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを平面研削するための平面研削盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面研削盤のベッドの上面には、リニアモータによって左右方向に往復動されるワーク支持用のテーブルが装着されている。前記ベッドの後側には前後動機構によって前後方向に往復動されるコラムが装着され、該コラムには昇降機構によって上下方向に往復動される砥石台が装着され、該砥石台には砥石がモータによって回転可能に装着されている。そして、ワークを支持したテーブルが前記リニアモータによって左右方向に往復動されるとともに、コラムが前後方向に往復動され、ワークの上面に砥石が接触され、ワークが粗研削された後、中研削され、その後、精研削されるようになっている。（特許文献１にはワークを支持するテーブルをリニアモータで駆動する技術が開示されている。）
【特許文献１】特開２００２−１２７００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記従来の平面研削盤においては、テーブルを左右方向に往復移動させる駆動機構としてリニアモータを用いていたので、次のような問題があることが判明した。即ち、リニアモータによってテーブルが左右方向に往復動されると、そのテーブルの左右方向の往復動が非常に高精度に行われるので、この往復動によりテーブルに固有振動（共振）が発生する。この共振の位相が規則正しく現れるため、テーブルのワークを支持する支持面が前記共振によって振動し、該テーブルに支持されたワークの研削平面に極く僅かではあるが凹凸が生じ、ワークの研削面の平面度の精度が低下するという問題が判明した。
【０００４】
本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、ワークの研削面の平面度の精度を向上することができる平面研削盤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ベッドの上面にワークを支持するテーブルを装着し、前記ベッドに装着された砥石と、前記テーブルとを相対的に往復運動させて、ワークの上面を砥石によって研削するようにした平面研削盤において、前記テーブル又は砥石の往復運動における共振位相を変位させる変位手段を設けたことを要旨とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記変位手段は、前記テーブル又は砥石の往復運動の往行程の移動速度に変化をもたせる制御装置であることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記制御装置は、乱数データテーブルを備え、その乱数に従ってテーブル又は砥石の基準移動速度を変化させる機能を有していることを要旨とする。
【０００７】
請求項４に記載の発明は、請求項２において、前記変位手段は、テーブル又は砥石の往復行程における折り返し位置を相違させるものであることを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか１項において、前記テーブル又は砥石はリニアモータによって往復運動されることを要旨とする。
【０００８】
（作用）
この発明は、変位手段によって、テーブル又は砥石の往復運動における共振の位相が変位される。このため、テーブル又は砥石の共振による変形が抑制され、テーブルに支持されたワークの研削面の平面度の精度を向上することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ワークの研削面の平面度の精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を具体化した平面研削盤の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図２に示すように、研削盤のベッド１１の上面には案内レール１２を介してワークＷを支持するテーブル１３が左右方向の往復動可能に装着されている。このテーブル１３はリニアモータ１４によって左右方向に往復動される。前記ベッド１１にはコラム１５が前後動機構１６（図１参照）によって前後方向の移動可能に装着されている。該コラム１５には砥石ヘッド１７が昇降機構１８（図１参照）によって図２の上下方向の往復動可能に装着され、該砥石ヘッド１７にはモータによって回転される砥石１９が装着されている。
【００１１】
次に、図１に基づいて、上記のように構成された平面研削盤のワークＷの研削動作を制御するための制御システムについて説明する。
コンピューターを備えた制御装置２１の内部には、各種のデータに基づいて演算や判別処理を行うための中央演算処理装置（ＣＰＵ）２２が設けられている。このＣＰＵ２２にはワークＷの研削動作のプログラムを予め記憶したリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）２３が接続されるとともに、各種のデータを記憶するための読み出し書き込み可能な記憶媒体としてのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２４が接続されている。前記ＣＰＵ２２には駆動回路２５を介して前記リニアモータ１４，前後動機構１６及び昇降機構１８が接続されている。前記ＣＰＵ２２には各種のデータを入力したり各種の操作を指示したりすることができる入力手段としてのキーボード２６及びマウス（図示略）が接続されている。前記ＣＰＵ２２には、各種のデータや画像を表示するための表示装置２８が接続されている。
【００１２】
図３はテーブル１３と砥石１９との相対移動を表す平面図である。この図３から明らかなように、前記テーブル１３がリニアモータ１４によって左右方向に往復動されるとともに、砥石１９が前後動機構１６によって前後方向に往復動されると、砥石１９が相対的に矢印で示すように左右方向及び前後方向にジクザグ状に相対移動され、砥石１９によってワークＷが研削される。  
【００１３】
次に、前記ＣＰＵ２２の各種の機能について説明する。
前記ＣＰＵ２２にはワークＷの左端の座標位置を設定するためのワーク左端座標位置設定部３１が設けられるとともに、ワークＷの右端の座標位置を設定するためのワーク右端座標位置設定部３２が設けられている。又、ＣＰＵ２２にはワークの左端及び右端の座標位置に基づいてワークＷの左右方向の長さ（左右長）を演算するためのワーク左右長演算部３３が設けられている。ＣＰＵ２２には、前記ワークＷの左右長に基づいて、テーブル１３の往復動ストロークを演算するストローク長演算部３４が設けられている。同じく、ＣＰＵ２２にはワークＷの粗研削、中研削及び精研削時のテーブル１３の各基準移動速度を設定するための基準移動速度設定部３５が設けられている。
【００１４】
前記ＣＰＵ２２には、移動速度制御データ演算部３６が設けられている。この移動速度制御データ演算部３６には、テーブル１３の移動速度を変化させるための移動速度変化率を記憶したデータファイル３７が接続されている。そして、前記移動速度制御データ演算部３６によって、前述したテーブル１３の基準移動速度と、前記移動速度変化率とに基づいて、テーブル１３の左方への移動速度と、右方への移動速度とをそれぞれ交互にランダムに演算するようにしている。前記データファイル３７には、２進の乱数列のデータリストが移動速度変化率（％）のデータとして記憶され、テーブル１３の左方への移動速度の変化率と、右方への移動速度の変化率とが交互にランダムに記憶されている。前記移動速度変化率（乱数列）は、テーブル１３の基準移動速度の３．０％以下に設定されている。
【００１５】
この実施形態においては、前記制御装置２１に対し、前記テーブル１３の往復運動における固有振動（共振）の位相を変位させる変位手段としての機能が付与されている。
次に、図４に基づいて、前記表示装置２８に表示される表示画面４１の画面構成について説明する。
【００１６】
表示画面４１には、テーブル１３に支持されるワークＷの左端座標位置、右端座標位置及びワークＷの左右長等を画像とともに表示する表示窓４２が設けられている。表示画面４１の上部にはテーブル１３の左右方向の位置を数値表示するためのテーブル位置表示窓４３、テーブル１３の実往復動回数を数値表示するための実往復回数表示窓４４及びテーブル１３の実速度を表示するための実速度表示窓４５が設けられている。前記表示画面４１にはテーブル１３の左端（座標位置）を数値表示するための左端表示窓４６、右端（座標位置）を数値表示するための右端表示窓４７、左右長を数値表示するための左右長表示窓４８、移動速度変化率を数値表示するための変化率表示窓４９が設けられている。さらに、表示画面４１にはテーブル１３の粗研削時、中研削時及び精研削時のそれぞれの基準移動速度を数値表示するため基準速度表示窓５０，５１，５２が設けられている。前記表示画面４１の表示窓４２の下側には砥石１９の回転速度を数値表示するための回転速度表示窓５３が設けられている。さらに、各種のデータや指示信号を入力するための複数のボタンスイッチ５４が設けられている。
【００１７】
次に、前記のように構成された平面研削盤の動作を図５のフローチャートを中心に説明する。
最初に、図５のステップＳ１において、図１のキーボード２６及びマウスを操作することにより、表示装置２８の画面に図３に示す表示画面４１を表示する。そして、ステップＳ２で、表示画面４１のボタンスイッチ５４を操作することにより、研削しようとするワークＷの左端及び右端の座標位置が設定され、この座標位置が左端及び右端表示窓４６，４７に表示されるとともに、ＲＡＭ２４に記憶される。そのワークＷの左端及び右端の座標位置が設定されると、ステップＳ３で、前記ワーク左右長演算部３３によってワークＷの左右長が演算され。この演算値がＲＡＭ２４に記憶されるとともに、左右長表示窓４８に表示される。前記ストローク長演算部３４によって、テーブル１３の往復動ストロークが演算され、ＲＡＭ２４に記憶される。さらに、ステップＳ４において、前記ボタンスイッチ５４が操作されて、基準移動速度設定部３５によって、テーブル１３の粗研削、中研削及び精研削のそれぞれの基準移動速度Ｖｋ１，Ｖｋ２，Ｖｋ３が設定され、これらの各速度は表示画面４１の基準速度表示窓５０，５１，５２にそれぞれ表示されるとともに、前記ＲＡＭ２４に記憶される。  
【００１８】
次に、図５のステップＳ５において、データファイル３７から移動速度変化率（乱数列）が読み出され、この変化率が精研削時のテーブル１３の移動速度変化率ＲとしてＲＡＭ２４に記憶される。ステップＳ６において、前記移動速度制御データ演算部３６により前述した精研削時の基準移動速度Ｖｋ３に対し、テーブル１３の左方向の移動速度変化率Ｒ１（複数の乱数）と、右方向の変化率Ｒ２（複数の乱数）とを順次乗算することにより、テーブル１３の左方への移動速度と右方への移動速度とが順次ランダムに変化するように演算され、テーブル１３の左方及び右方への移動速度の速度制御データリストが作成され、このデータリストがＲＡＭ２４に記憶される。図６に示すようにテーブル１３の左方向の移動速度変化率Ｒ１と、右方向の変化率Ｒ２は、小数点付きの二桁の数値（乱数）で表されている。
【００１９】
以上のようにして、初期の設定動作が終了すると、図５のステップＳ７において、図３に示すワークＷの研削作業時に、移動速度制御データに基づいて、リニアモータ１４が制御され、テーブル１３の左方及び右方への移動速度が交互にランダムに変化するように制御され、砥石１９によってワークＷが研削される。
【００２０】
前述したワークＷの精研削時以外に、中研削時又は粗研削時にテーブル１３の左方への移動速度及び右方への移動速度を順次ランダムに変化させるようにしてもよい。
上記実施形態の平面研削盤によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００２１】
（１）上記実施形態では、テーブル１３の左方及び右方への移動速度を順次ランダムに変化させてワークＷを研削するようにしたので、テーブル１３の左右方向の往復動時におけるテーブル１３の固有振動（共振）の位相がランダムに変位され、この結果、テーブル１３が共振によって変形されるのを抑制し、ワークＷの研削面の平面度の精度を向上することができる。
【００２２】
（２）上記実施形態では、データファイル３７を用いて乱数列をテーブル１３の左右方向の移動速度変化率Ｒ１，Ｒ２として記憶し、テーブル１３の基準移動速度に前記速度変化率を乗算して、速度制御データリストを作成するようにした。このため、テーブル１３の基準移動速度が変化しても、速度制御データリストの作成を容易に行うことができる。
【００２３】
（３）上記実施形態では、移動速度変化率（％）をテーブル１３の基準移動速度の３．０％以下としたので、テーブル１３の移動速度が大きく変化することによる振動が抑制され、ワークＷの研削作業への悪影響を回避することができる。
【００２４】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記制御装置２１に対し、前記テーブル１３の往復運動の往行程と復行程の移動ストローク、従って、テーブル１３の折り返し位置を例えば段階的又はランダムに変化させる制御信号を、前記テーブル１３の駆動機構に出力する機能を付与してもよい。
【００２５】
・テーブル１３に支持されるワークＷの形状及び重量等の規格の変化に基づいて、予め、実験又は理論計算によりテーブル１３の固有振動が抑制される移動速度の複数の変化率を求める。そして、この移動速度の変化率のなかから、研削しようとするワークＷの規格に応じた適正な移動速度変化率を選択して設定するようにしてもよい。
【００２６】
・データファイル３７に記憶する乱数として、前述した２進乱数以外に、自然乱数、１様乱数、正規乱数等を用いてもよい。
・乱数列を用いないで、テーブル１３の左方又は右方への移動速度を固有振動が生じないように、例えば段階的に低下又は増加する等適宜に変化させるようにしてもよい。
【００２７】
・前記テーブル１３を所定位置に固定し、前記砥石１９を左右方向及び前後方向に往復動する研削盤に前述した各実施形態の構成を適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の平面研削盤の研削動作の制御システムを示すブロック回路図。
【図２】研削盤の略体正面図。
【図３】ワークの研削時のテーブル及びワークと砥石との相対移動を表す平面図。
【図４】表示装置の表示画面の正面図。
【図５】ワークの研削動作を説明するためのフローチャート。
【図６】テーブルの移動速度変化率の具体例を示す説明図。
【符号の説明】
【００２９】
Ｗ…ワーク、Ｖｋ１，Ｖｋ２，Ｖｋ３…基準移動速度、１１…ベッド、１３…テーブル、１４…リニアモータ、１９…砥石、２１…制御装置。
【図１】
2010149249.tif 000003
【図２】
2010149249.tif 000004
【図３】
2010149249.tif 000005
【図４】
2010149249.tif 000006
【図５】
2010149249.tif 000007
【図６】
2010149249.tif 000008