(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
永電磁式又は電磁式のマグネットチャックのコイルに印加する着磁電圧を調整することによりワークに作用する着磁力を調整する着磁力調整手段と、
前記マグネットチャックの機種に対応する着磁電圧調整パターンを設定するパターン設定手段と
を備えていることを特徴とするマグネットチャックの着磁力調整装置。
【請求項２】
請求項１において、前記パターン設定手段は、
前記マグネットチャックの複数の機種にそれぞれ対応する複数の着磁電圧調整パターンを記憶する記憶媒体と、
前記着磁電圧調整パターンの中から実際に搭載されるマグネットチャックの機種に対応する着磁電圧調整パターンを選択するパターン選択手段と
を備えていることを特徴とするマグネットチャックの着磁力調整装置。
【請求項３】
請求項２において、前記記憶媒体には、着磁電圧を正比例して変化させて着磁力を調整するための標準着磁電圧調整パターンが記憶され、該標準着磁電圧調整パターンにおける低着磁電圧領域の電圧変化率と比較して、選択される前記着磁電圧調整パターンの低着磁電圧領域の電圧変化率が小さくなるように設定され、この設定により標準着磁電圧調整パターンに基づく低着磁力領域の着磁力変化率と比較して、選択される着磁電圧調整パターンに基づく低着磁力領域の着磁力変化率が大きくなるように設定されているこを特徴とするマグネットチャックの着磁力調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永電磁式又は電磁式のマグネットチャックの着磁力調整装置に係り、詳しくは低着磁力領域における着磁力の調整を適正に行い、剛性の低いワークの吸着を適正に行うことができるマグネットチャックの着磁力調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、研削盤においては、テーブルに設けられた永電磁式マグネットチャックにワークを吸着保持し、この状態で該ワークに対して回転砥石により研削加工を行うようになっている。（特許文献１には永電磁式マグネットチャックが開示されている）
ワークをマグネットチャックに吸着保持する際には、ワークの種類に応じて吸着力を変更することができるようになっている。この際、着磁力を調整するためのロータリー方式の着磁力調整スイッチは、図７のグラフの横軸に示すように例えば２５段階に着磁力の調整が可能となっている。この着磁力調整スイッチが操作されると、前記マグネットチャックに印加される着磁電圧（Ｖ）が図７の着磁電圧調整パターンＰｓに示すように正比例して段階的に上昇するようになっている。
【０００３】
ところで、マグネットチャックの着磁力の特性は、マグネットチャックの機種により千差万別であるため、着磁電圧が一つの着磁電圧調整パターンＰｓで示すように正比例して上昇したとしても、例えば六つの機種のマグネットチャックの着磁力は、図７の特性曲線Ｆ１〜Ｆ６に示すようにそれぞれ異なる特性を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８‐３０１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図７に示すように、六つの機種のマグネットチャックの着磁力は、特性曲線Ｆ１〜Ｆ６に示すようにそれぞれ変化するが、着磁電圧（Ｖ）が低い着磁力調整スイッチの第１〜第７目盛の間においては、例えば着磁力Ｆ１（ｍＴ）は低着磁力のまま殆ど変化しない。そして、着磁力調整スイッチの第７〜第９目盛では着磁力が急激に立ち上がる傾向にある。このため、次のような問題があった。
【０００６】
厚さ寸法の薄い剛性の低いワークをマグネットチャックによって吸着する場合には、その吸着力が大き過ぎると、ワークが弾性変形して、その表面の平面度が低下する。この状態で回転砥石によってワークの研削作業が行われ、ワークの研削終了後にマグネットチャックによる吸着が解除されると、ワークの表面が平面から弾性復元力によって曲面となり、ワークの研削面の平面度が低下する。
【０００７】
上記問題を解消するために、マグネットチャックの着磁力が低い領域において、ワークの弾性変形を生じさせない程度に、着磁力を多段階に設定しようとしても、第１〜第９目盛の範囲で実質的に三段階（第７，８，９目盛）の着磁力の調整しかできないため、多段階に着磁力を調整してワークを適正に吸着するのが非常に難しいという問題があった。
【０００８】
又、六つの機種のマグネットチャックの特性曲線Ｆ１〜Ｆ６に示すように、ワークに対し有効に着磁力が作用し始める時期がそれぞれ異なる。このため、マグネットチャックの機種によって、着磁力調整スイッチの遊び量、つまり着磁力が有効に作用し始めるまでの調整スイッチの回動角度にばらつきが生じるという問題もあった。
【０００９】
本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、低着磁力の領域において、ワークの剛性に応じて適正な着磁力の設定を行うことができるマグネットチャックの着磁力調整装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、永電磁式又は電磁式のマグネットチャックのコイルに印加する着磁電圧を調整することによりワークに作用する着磁力を調整する着磁力調整手段と、前記マグネットチャックの機種に対応する着磁電圧調整パターンを設定するパターン設定手段とを備えていることを要旨とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記パターン設定手段は、前記マグネットチャックの複数の機種にそれぞれ対応する複数の着磁電圧調整パターンを記憶する記憶媒体と、前記着磁電圧調整パターンの中から実際に搭載されるマグネットチャックの機種に対応する着磁電圧調整パターンを選択するパターン選択手段とを備えていることを要旨とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記記憶媒体には、着磁電圧を正比例して変化させて着磁力を調整するための標準着磁電圧調整パターンが記憶され、該標準着磁電圧調整パターンにおける低着磁電圧領域の電圧変化率と比較して、選択される前記着磁電圧調整パターンの低着磁電圧領域の電圧変化率が小さくなるように設定され、この設定により標準着磁電圧調整パターンに基づく低着磁力領域の着磁力変化率と比較して、選択される着磁電圧調整パターンに基づく低着磁力領域の着磁力変化率が大きくなるように設定されていることを要旨とする。
【００１３】
（作用）
請求項１に記載の発明は、パターン設定手段によってマグネットチャックの機種に対応する適正な着磁電圧調整パターンが設定される。この設定された着磁電圧調整パターンに基づくマグネットチヤックの着磁力は、低着磁力領域において、その着磁力変化率を適正化することができる。このため、剛性の低いワークの吸着を低着磁力領域において、段階的又は連続的に適正に行うことができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、記憶媒体にマグネットチャックの複数の機種にそれぞれ対応する複数の着磁電圧調整パターンが予め記憶されている。パターン選択手段によって、研削盤等の工作機械に実際に搭載されたマグネットチャックの機種と対応する着磁電圧調整パターンが選択される。この選択された着磁電圧調整パターンに基づくマグネットチヤックの着磁力は、低着磁力領域において、その着磁力変化率を適正化することができる。このため、剛性の低いワークの吸着を低着磁力領域において、段階的又は連続的に適正に行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、マグネットチャックの低着磁力領域において、ワークの低い剛性に応じて適正な着磁力に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の永電磁式マグネットチャックの着磁力調整装置を具体化した一実施形態を示すブロック回路図。
【図２】記憶媒体に記憶された機種の異なる複数の永電磁式マグネットチャックの着磁力調整パターンの説明図。
【図３】永電磁式マグネットチャックの縦断面図。
【図４】着磁力調整スイッチの目盛と、複数の着磁電圧調整パターンの着磁電圧との関係を示すグラフ。
【図５】着磁力調整スイッチの目盛と、特定の着磁電圧調整パターンの着磁力との関係を示すグラフ。
【図６】着磁力調整動作を説明するためのフローチャート。
【図７】従来の着磁力調整スイッチと、複数の永電磁式マグネットチャックの着磁力との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を研削盤に用いられる永電磁式マグネットチャックとして具体化した一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
最初に、図３に基づいて、永電磁式マグネットチャック１１の構成について説明する。磁性体よりなるチャック本体１２は有底四角箱状に形成され、その内側の下部中央には、永電磁石１３が収容されている。この永電磁石１３は可逆性永久磁石１４と、該永久磁石１４の外周面に巻回されたコイル１５とから構成されている。前記永久磁石１４は、コイル１５に流す電流の向きを変えることにより、極性が変化する極性可変永電磁石である。
【００１８】
前記チャック本体１２の内側上部に位置するように、前記永久磁石１４の上面には磁性部材１６が配設され、該磁性部材１６と前記チャック本体１２の上部両側壁との間には、それぞれ永久磁石１７が収容されている。前記永久磁石１４の周囲には、常時一定方向を向く磁力線１８が発生している。又、前記一対の永久磁石１７の周囲にも、常時一定方向を向く磁力線１９がそれぞれ発生している。
【００１９】
次に、前記永電磁式マグネットチャック１１（以下単にマグネットチャック１１という）のコイル１５に印加される着磁電圧を調整してワークの着磁力を調整することができる着磁力調整装置について説明する。
【００２０】
図１に示す制御装置２１の内部には、各種のデータに基づいて演算処理を行うための中央演算処理装置（ＣＰＵ）２２が備えられ、該ＣＰＵ２２には例えばワークの研削作業の制御プログラムあるいは各種のデータ等を記憶した読み出し専用の記憶媒体としてのリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）２３が接続されている。同じくＣＰＵ２２には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には各種のデータを入力したり、動作指令を入力したりすることができるキーボード（図示略）等を備えた入力装置２５が接続されている。この入力装置２５には、前記マグネットチャック１１の永電磁石１３に電圧を印加して、ワークを図３に示すチャック本体１２の上面に磁気力により吸着させる着磁指令を出力する着磁スイッチ２６Ａが設けられている。又、前記入力装置２５には、前記永電磁石１３への電圧を遮断して、ワークの吸着を解消させる脱磁指令を出力する脱磁スイッチ２６Ｂが設けられている。前記入力装置２５には、前記マグネットチャック１１のコイル１５に印加する着磁電圧を多段階に調整してワークの着磁力を調整するための着磁力調整手段としてのロータリー式の着磁力調整スイッチ２７が設けられている。前記着磁力調整スイッチ２７は、操作つまみ２８の指針（△）を、目盛板２９の第１〜第２５目盛のいずれかに合わせることによって着磁力を２５段階に調整する信号をＣＰＵ２２に出力するようになっている。
【００２１】
図１に示すように、前記ＣＰＵ２２には、電圧調整器３１が接続され、該電圧調整器３１には前記マグネットチャック１１のコイル１５が接続されている。前記電圧調整器３１には交流電源３２から整流機能を有する電源回路３３を通して直流電流が供給されるようになっている。
【００２２】
次に、図１及び図２に基づいて、この実施形態の要部構成について説明する。
図２に示すように、前記ＲＯＭ２３又は他の記憶媒体に設けられたパターン記憶エリア３６には、機種の異なる第１〜第９マグネットチャック１１Ａ〜１１Ｉに応じて、適正に着磁力を調整することができる第１〜第９着磁電圧調整パターンＰ１〜Ｐ９が記憶されている。各着磁電圧調整パターンＰ１〜Ｐ９は、第１〜第９マグネットチャック１１Ａ〜１１Ｉに応じて予めそれぞれ試験して求められたものである。図４に示すように、第１〜第９着磁電圧調整パターンＰ１〜Ｐ９の着磁電圧Ｐ１ｖ〜Ｐ９ｖの電圧変化率δ１〜δ９（図４の着磁電圧Ｐ１ｖ〜Ｐ９ｖ勾配参照）は、着磁力調整スイッチ２７の第１〜第１７目盛の範囲内においては、背景の技術で述べた標準着磁電圧調整パターンＰｓの着磁電圧Ｐｓｖの電圧変化率δｓ（図４の着磁電圧Ｐｓｖの勾配参照）よりも小さく設定されている。前記着磁力調整スイッチ２７の操作つまみ２８の指針が第１７目盛を越えると、各調整パターンＰ１〜Ｐ９の着磁電圧Ｐ１ｖ〜Ｐ９ｖは、次第に収束され、第２３目盛を越えると、同じ電圧曲線となるように設定されている。
【００２３】
ここで、図４及び図５に基づいて、一例として第５着磁電圧調整パターンＰ５について、前記標準着磁電圧調整パターンＰｓと比較しながら説明する。図５に示す標準着磁電圧調整パターンＰｓの着磁力Ｆｓは、背景の技術でも述べたように、低着磁電圧領域（調整スイッチ２７の第１〜９目盛）においては、着磁電圧変化率δｓが大半は殆ど変化せず、第７〜第９目盛の範囲で急激に変化する。この着磁電圧変化率δｓと比較して、第５着磁電圧調整パターンＰ５の着磁力Ｆ５は、低着磁電圧領域において、その変化率δ５（図５の着磁力Ｆ５の勾配参照）がほぼ正比例して大きくなるように設定されている。
【００２４】
第１〜第４調整パターンＰ１〜Ｐ４及び第６〜第９着磁電圧調整パターンＰ６〜Ｐ９においても、図示しないが、第５着磁電圧調整パターンＰ５の着磁力Ｆ５の低着磁電圧領域における変化率δ５と同様に、前記変化率δｓと比較して変化率δ１〜δ４、δ６〜δ９がほぼ正比例して大きくなるように設定されている。
【００２５】
図１に示すように、前記ＣＰＵ２２には、前記ＲＯＭ２３のパターン記憶エリア３６に記憶された第１〜第９着磁力調整パターンＰ１〜Ｐ９の中からいずれか１つを選択するためのロータリー式のパターン選択スイッチ４１が接続されている。このパターン選択スイッチ４１は、例えばマイナスのドライバー等の工具によって回動操作される操作軸４２と、第１〜第９パターンを示す数字１，２，３・・・９を表示した目盛板４３とを備えている。そして、前記操作軸４２に形成された指針（△）を前記目盛板４３の第１，２・・・９目盛のいずれか一つ（例えば第５目盛）に指向させることによって、例えば第５着磁電圧調整パターンＰ５を選択することができるようになっている。
【００２６】
この実施形態においては、前記ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２３及びパターン選択スイッチ４１等により着磁電圧調整パターンＰ１〜Ｐ９を選択するパターン選択（設定）手段が構成されている。又、図２に示すように、前記ＲＯＭ２３のパターン記憶エリア３６には、標準着磁電圧調整パターンＰｓも予め記憶され、前記パターン選択スイッチ４１を操作することにより、前記標準着磁電圧調整パターンＰｓが選択され、図５に示す着磁力Ｆｓの特性曲線に基づいてワークの吸着を行うこともできるようになっている。
【００２７】
次に、前記のように構成された研削盤のマグネットチャック１１の着磁力の調整動作について説明する。
研削盤には、前述した機種の異なる第１〜第９マグネットチャック１１Ａ〜１１Ｉの中から必要とされる例えば第５マグネットチャックが搭載される。オペレーターは、研削盤に搭載された第５マグネットチャックの機種を判断する（図５のステップＳ１）。このマグネットチャックの機種に応じて、前記パターン選択スイッチ４１の操作軸４２をドライバーによって回転し、その指針（△）を前記目盛板４３の第５目盛に指向させる。この動作によって、第５マグネットチャックに適した第５着磁電圧調整パターンＰ５が選択される（図５のステップＳ２）。
【００２８】
その後、前記着磁力調整スイッチ２７の操作つまみ２８が回動操作され、操作つまみ２８の指針（△）が例えば第６目盛に切り換えられ、着磁力が調整される（図５のステップＳ３）。この状態で、前記着磁スイッチ２６Ａがオン（図５のステップＳ４）されると、電源３２から所定の着磁電圧（図４のグラフに示すように２５ボルト）が前記コイル１５に印加される。この結果、第５マグネットチャックの所定の着磁力（１０ｍＴ）によって、図３に示すチャック本体１２の上面に支持されたワークが吸着される（図５のステップＳ５）。
【００２９】
マグネットチャック１１によって保持されたワークは、図示しない回転砥石により研削される。ワークの研削が終了すると、脱磁スイッチ２６ＢがＯＮされて、マグネットチャック１１によるワークの吸着が解除される。
【００３０】
上記実施形態の永電磁式マグネットチャックによれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、前記制御装置２１のＣＰＵ２２に着磁力調整スイッチ２７を接続し、ＣＰＵ２２にパターン選択スイッチ４１を接続した。又、前記ＲＯＭ２３のパターン記憶エリア３６に、機種の異なる第１〜第９マグネットチャック１１Ａ〜１１Ｉと対応する第１〜第９着磁電圧調整パターンＰ１〜Ｐ９を記憶した。そして、前記パターン選択スイッチ４１によって、研削盤に搭載された特定機種のマグネットチャックに適した１つの着磁電圧調整パターンを選択するようにした。このため、マグネットチャック１１の機種に応じて、低着磁力領域において、着磁力Ｆの変化率δがほぼ正比例して大きくなる着磁電圧調整パターンを選択することができる。従って、着磁力領域において、ワークの吸着に必要な適正な着磁力を多段階に調整することができ、ワークの低剛性の程度に応じて吸着を適正に行い、ワークの変形を防止して、その加工を高精度に行うことができる。
【００３１】
（２）上記実施形態では、図５の着磁力Ｆ５の曲線で示すように、着磁力が有効に作用し始める着磁力調整スイッチ２７の目盛を数字の小さい第３目盛にすることができるので、着磁力調整スイッチ２７の遊び角を小さくすることができる。又、永電磁式マグネットチャック１１の機種が変化しても低着磁力領域の着磁力曲線をほぼ一定にすることができるので、前記着磁力調整スイッチ２７の遊び角のバラツキを抑制することもできる。
【００３２】
（３）上記実施形態では、前記パターン選択スイッチ４１の操作軸４２を回動操作することによって、着磁電圧調整パターンを容易に選択することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
【００３３】
・パターン選択手段に代えて、マグネットチャック１１の機種に対応する適正な着磁電圧調整パターンを設定するパターン設定手段を設けてもよい。例えは、制御装置２１と分離された外部の記憶媒体にマグネットチャック１１の機種と対応する着磁電圧調整パターンを記憶させる。入力装置２５を操作して、ＣＰＵ２２に記憶されたパターン設定用のプログラムを動作することによって、前記記憶媒体から着磁電圧調整パターンを読み出して、制御装置２１内の記憶媒体（ＲＯＭ２３）に記憶（設定）させるようにしてもよい。
【００３４】
・前記パターン選択スイッチ４１を、押しボタン式のスイッチに変更してもよい。
・前記ＣＰＵ２２にタッチパネル方式の表示装置を設け、該表示装置の画面に前記マグネットチャック１１の機種名を表示するウインドウを設ける。又、第１〜第９着磁電圧調整パターンＰ１〜Ｐ９に関する着磁力調整スイッチ２７と、着磁電圧との関係及び着磁力との関係を示すグラフを表示する。そして、画面に設けられたパターン選択スイッチを操作して、研削盤に実際に搭載されたマグネットチャック１１の機種に応じて、第１〜第９着磁電圧調整パターンＰ１〜Ｐ９の中から一つのパタンを選択することができるようにしてもよい。
【００３５】
・前記第１〜第９着磁電圧調整パターンＰ１〜Ｐ９を記憶する記憶媒体として、ＲＯＭ２３以外に、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を備えた図示しない外部記録装置に記録しておき、このコンピュータプログラムを必要に応じて外部記憶装置から読み出すようにしてもよい。
【００３６】
・本発明を永電磁式マグネットチャック１１に代えて、電磁式のマグネットチャック１１に具体化してもよい。
次に、請求項に記載された発明以外の技術的思想について、以下に効果とともに記載する。
【００３７】
（イ）請求項１〜３のいずれか一項において、前記着磁力調整手段は、着磁電圧を段階的に調整することができるロータリー式の切換スイッチであることを特徴とする永電磁式マグネットチャックの着磁力調整装置。
【００３８】
上記の構成によれば、切換スイッチを回動して着磁力の調整を容易に行うことができる。
（ロ）請求項１〜３のいずれか一項において、前記パターン選択手段は、ロータリー式のパターン選択スイッチであることを特徴とする永電磁式マグネットチャックの着磁力調整装置。
【００３９】
上記の構成によれば、選択スイッチを回動して着磁電圧調整パターンの選択動作を容易に行うことができる。  
【符号の説明】
【００４０】
Ｆ，Ｆ５，Ｆｓ…着磁力、δｓ，δ１〜δ９…電圧変化率、Ｐｓ…標準着磁電圧調整パターン、Ｐｓｖ，Ｐ１ｖ〜Ｐ９ｖ…着磁電圧、Ｐ１〜Ｐ９…着磁電圧調整パターン、１１…マグネットチャック、１５…コイル。
【図１】
0005410310.tif 000002
【図２】
0005410310.tif 000003
【図３】
0005410310.tif 000004
【図４】
0005410310.tif 000005
【図５】
0005410310.tif 000006
【図６】
0005410310.tif 000007
【図７】
0005410310.tif 000008