(57)【要約】【課題】加工中に研磨材被覆テープが研削粉等で目詰まりしテープラップ研削による精度が向上しない状態になっても、加工中の主軸の負荷状態を常時監視し、最適なテープラップ研削を行うようにしたテープラップ加工機の主軸制御装置を提供。【解決手段】主軸50の回転方向の変更及び回転速度の変更を制御する主軸制御装置52と、主軸50の負荷を検出し記録する主軸負荷検出記録装置51と、主軸50の負荷と予め設定した主軸の負荷しきい値との比較演算を行う比較演算装置53と、を有し、シュー５を前進させてテープラップ加工中の主軸50の負荷が予め設定した主軸の負荷しきい値より小さいとき、直ちに主軸制御装置52に主軸50の回転方向を変更させるか、又はシュー５を後退させるよう、割り込み処理を行わせるようにした。【選択図】図３
2006142387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
比較的非圧縮性の研磨材被覆テープと、前記テープを被加工物表面に接触させ押圧する比較的剛性の先端面を有するシューと、被加工物を回転させる主軸と、前記シューを加工後後退させるとき同期して毎回一定量前記テープを巻上げるテープ巻取装置と、を有するテープラップ加工機において、前記主軸の回転方向の変更及び回転速度の変更を制御する主軸制御装置と、前記主軸の負荷を検出し記録する主軸負荷検出記録装置と、前記主軸の負荷と予め設定した主軸の負荷しきい値との比較演算を行う比較演算装置と、を有し、前記シューを前進させてテープラップ加工中の主軸の負荷が前記予め設定した主軸の負荷しきい値より小さいとき、直ちに前記主軸制御装置に前記主軸の回転方向を変更させるか、又は前記シューを後退させるよう、割り込み処理を行わせるようにしたことを特徴とするテープラップ加工機の主軸制御装置。
【請求項２】
前記シューを前進させてテープラップ加工中の前記主軸の回転初期負荷が前記予め設定した主軸の回転初期負荷しきい値より小さいとき、前記主軸制御装置に前記主軸の回転速度を増加させる割り込み処理を行わせるようにしたことを特徴とする請求項１記載のテープラップ加工機の主軸制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的非圧縮性の研磨材被覆テープと、該テープを自動車部品の筒状体、平面又は斜面等の被加工物表面に接触させ押圧する先端面を有するシューとからなり、研磨材被覆テープを使用して被加工物表面を極めて精密にミクロ仕上げするテープラップ加工機の被加工物を回転させる主軸の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の比較的非圧縮性の研磨材被覆テープと、該テープを被加工物表面に接触させ押圧する剛性凹面を有する一対のシューとからなり、研磨材被覆テープを使用して被加工物表面を極めて精密にミクロ仕上げするテープラップ装置としては、例えば特許文献１に開示するものがある。このものは、研磨材被覆テープはポリエステルテープを使用し、シューの凹面は比較的剛性（剛性表面は90デュロメータＡの値を超える硬度を有する）を有しかつ精密に加工されたホーニング砥石材料で形成されたインサートストーンを使用し、治具ボーラーで極めて精密に加工されたストーン円弧面を精密に被加工物表面に転写することで知られている。また比較的高精度を必要としない被加工物表面を仕上げするフイルムラップ装置としては、研磨材被覆テープは比較的圧縮性のプラスチックフイルム製で、各前記ストーンはエラストマー材料で形成されたインサートを使用したものも知られている。かかる従来のテープラップ加工機の被加工物を回転させる主軸の制御としては、主軸の正転又は逆転を予め定められた加工プログラムにより、主軸正転又は逆転の各回転速度、各回転数又は回転時間をプログラムに従って行っていた。かかるテープラップ加工では、何度もトライアンドエラーを繰り返し、加工条件を設定していたが、予め定められた加工プログラム通りに行うに止まっていた。半導体研磨装置では例えば特許文献２に開示するように、研磨主軸又は被加工物回転軸の負荷を検出し、予め設定した負荷しきい値を越えるとき、研磨装置の部品交換又はメインテナンス時期を決めるものがある。
【特許文献１】特公平５−９２２５号公報
【特許文献２】特開２０００−２８８９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のテープラップ加工では、加工中に研磨材被覆テープが研削粉等で目詰まりしテープラップ研削による精度が向上しない状態になっても、又は主軸正転初期負荷又は逆転初期負荷が予め設定した主軸の回転初期負荷しきい値より小さく前加工での被加工物表面の加工精度にならい空回りしていつまでも前加工での精度のばらつきを補正できないおそれがあるときも、予め定められた加工プログラム通り、予め定められた回転速度、予め定められた回転数又は回転時間通り加工を行い、又、研磨材被覆テープが研削粉等で目詰まりしたときは、テープラップ研削をしないので適正な精度が得られない、などの課題があった。特許文献２に開示するように、予め設定した負荷しきい値を越えるとき、研磨装置の部品交換又はメインテナンス時期を決めるものでは、かかる課題は解決できなかった。
【０００４】
本発明の課題は、加工中に研磨材被覆テープが研削粉等で目詰まりしテープラップ研削による精度が向上しない状態になっても、加工中の主軸の負荷状態を常時監視し、最適なテープラップ研削を行うようにしたテープラップ加工機の主軸制御装置を提供することにある。本発明の別の課題は、主軸正転初期負荷又は逆転初期負荷が予め設定した主軸の回転初期負荷しきい値より小さく前加工での被加工物表面の加工精度にならい空回りしていつまでも前加工での精度のばらつきを補正できないおそれがあるときも、加工中の主軸の負荷状態を常時監視し、主軸制御装置に主軸の回転速度を変更させる割り込み処理を行わせるようにして、最適なテープラップ研削を行うようにしたテープラップ加工機の主軸制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため本発明は、比較的非圧縮性の研磨材被覆テープと、前記テープを被加工物表面に接触させ押圧する比較的剛性の先端面を有するシューと、被加工物を回転させる主軸と、前記シューを加工後後退させるとき同期して毎回一定量前記テープを巻上げるテープ巻取装置と、を有するテープラップ加工機において、前記主軸の回転方向の変更及び回転速度の変更を制御する主軸制御装置と、前記主軸の負荷を検出し記録する主軸負荷検出記録装置と、前記主軸の負荷と予め設定した主軸の負荷しきい値との比較演算を行う比較演算装置と、を有し、前記シューを前進させてテープラップ加工中の主軸の負荷が前記予め設定した主軸の負荷しきい値より小さいとき、直ちに前記主軸制御装置に前記主軸の回転方向を変更させるか、又は前記シューを後退させるよう、割り込み処理を行わせるようにしたことを特徴とするテープラップ加工機の主軸制御装置を提供することによって上記した課題を解決した。
【発明の効果】
【０００６】
かかる構成により、本発明の、シューを加工後後退させるとき同期して毎回一定量前記テープを巻上げるテープ巻取装置を有する、テープラップ加工機の主軸制御装置は、主軸の回転方向の変更及び回転速度の変更を制御する主軸制御装置と、主軸の負荷を検出し記録する主軸負荷検出記録装置と、前記主軸の負荷と予め設定した主軸の負荷しきい値との比較演算を行う比較演算装置と、を有し、シューを前進させてテープラップ加工中の主軸の負荷が予め設定した主軸の負荷しきい値より小さいとき、即ち加工中に研磨材被覆テープが研削粉等で目詰まりしテープラップ研削による精度が向上しない状態になったときは、直ちに主軸制御装置に主軸の回転方向を変更させるか、又はシューを後退させ同期して毎回一定量前記テープを巻上げるよう、割り込み処理を行わせるようにしたので、目詰まりしない逆転方向又は巻上げられた新しいテープで、精度がよい最適なテープラップ研削を行うようにした。
【０００７】
好ましくは、シューを前進させてテープラップ加工中の前記主軸の回転初期負荷が前記予め設定した主軸の回転初期負荷しきい値より小さいとき、前記主軸制御装置に前記主軸の回転速度を増加させる割り込み処理を行わせるようにすることのより、前加工での被加工物表面の加工精度にならい空回りしていつまでも前加工での精度のばらつきを補正できないおそれがあるとき、加工中の主軸の負荷状態を常時監視し、主軸制御装置に主軸の回転速度を増加させる割り込み処理を行わせるようにして、早くその状態を終わらせて、最適なテープラップ研削を行うようにした。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明を実施するための最良の形態の一例を図面を参照して説明する。図１（ａ）は本発明を実施するための最良の形態のテープラップ加工機の概略前面立面図で作業者側の面を示し、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線にそった概略断面図で、説明の便宜上シュー、シリンダー及び本体の各部分の駆動連結関係を要部概略ブロック図で示し、図２は図１（ａ）のＡ方向からみて一部を切り欠いた概略全体側面図を示し、図３は図１（ａ）のテープラップ加工機の主軸制御のフローチャートを示す。
【０００９】
図１（ａ）、（ｂ）、図２に示すように、本発明の最良の実施形態のテープラップ加工機は、比較的非圧縮性の研磨材被覆テープ１と、テープ１を被加工物２表面３に接触させ押圧する比較的剛性の先端面４を有するシュー５と、被加工物２を回転させる主軸50と、シュー５を加工後後退させるとき同期して毎回一定量テープ１を巻上げるテープ巻取装置(10、12、14、13、15)と、を有するテープラップ加工機において、主軸50の回転方向の変更及び回転速度の変更を制御する主軸制御装置52と、主軸50の負荷を検出し記録する主軸負荷検出記録装置51と、主軸50の負荷と予め設定した主軸の負荷しきい値との比較演算を行う比較演算装置53と、を有し、シュー５を前進させてテープラップ加工中の主軸50の負荷が予め設定した主軸の負荷しきい値より小さいとき、直ちに主軸制御装置52に主軸50の回転方向を変更させるか、又はシュー５を後退させるよう、割り込み処理を行わせるようにした。
【００１０】
詳説すると、本発明の最良の実施形態のテープラップ加工機は、それぞれ本体６に支持された、テープ供給ホルダ７、テープ巻取ホルダ８及びシュー５を往復動させる移動装置11と、本体６に軸方向に移動可能に支持されかつスプリング 10bに押されてシュー端部5'に当接する移動軸10と、を有し、シュー５が移動装置11により往動するときシュー５の比較的剛性の先端面４がテープ１を介して被加工物２表面３を押圧するようにされ、シュー５が移動装置11により復動したとき、移動軸10はシュー端部5'に押されて、スプリング 10bに抗して移動して、移動軸11に設けた第１のスプライン12と第２のスプライン13（図２）と噛み合う第１の歯車14と第２の歯車15（図２）を介してテープ巻送り軸 43a,43b及びテープ巻取ホルダ８をそれぞれ回転させて、テープ巻送り軸 43a,43bにより所定の長さだけのテープ１を巻送らせた後、テープ巻取ホルダ８に巻取らせるようにしたテープ巻取り装置(10、12、14、13、15)としたものである。
【００１１】
作動においては、図１（ａ）に示すように、被加工物２は図示しないテ−ブルに固定された主軸50とテールストック54により固定され、シリンダ11のピストン 11bが図示しない油圧装置の圧油を受けて11b'に示す位置までｙ方向に進むとき、シリンダロッド 11aに固定されたシュー５の先端面４は、4'の位置までｙ方向にピストン 11bのストローク分だけ一定距離前進して、先端面4'がテープ１（図２、1d）を介して被加工物２表面３を押圧するようにされ、次に主軸50が逆方向に回転され被加工物２が回転され、研磨材被覆テープ１が被加工物２表面３を押圧した状態で主軸50によって被加工物２が所定回転数だけ回転され、極めて精密にミクロ仕上げされる。被加工物２が所定回転数だけ回転された後、主軸50が正方向に所定回転数だけ回転され研磨材被覆テープ１の逆方向の同じ面で同様にミクロ仕上げされる。そして、主軸50が停止され、シリンダ11のピストン 11bが後退し、シリンダロッド 11aに固定されたシュー５の先端面４は、実線のもとの位置に戻り、同時にテープ１が所定の長さだけ巻き取られ、ワンサイクルを終了する。所定精度に達するまでこれが複数回繰返されて、被加工物２のテープラップ加工が終わり、新しい被加工物２に取り替えられる。
【００１２】
図３はテープラップ加工機の主軸制御のフローチャートを示す。図１（ａ）の主軸制御装置52には予め主軸50の逆転、正転ごとに、逆転の初期負荷しきい値、逆転の通常負荷しきい値、通常負荷での逆転の所定回転数又は回転時間、正転の初期負荷しきい値、正転の通常負荷しきい値、通常負荷での正転の所定回転数又は回転時間、が入力されている。そして逆転、正転ごとに、主軸負荷検出記録装置51からの信号を比較演算装置53に入力し、主軸制御装置52に入力された上記しきい値、所定回転数又は回転時間と比較させ、その結果により、主軸制御装置52に主軸50の回転方向を変更させるか、又はシュー５を後退させ同時にテープ１が所定の長さだけ巻き取られ、ワンサイクルを終了するよう、割り込み処理を行わせるようにしたものである。さらに本発明の最良の実施形態では、シュー５を前進させてテープラップ加工中の主軸50の回転初期負荷が予め設定した主軸の負荷しきい値より小さいとき、主軸制御装置52に主軸50の回転速度を増加させる割り込み処理を行わせるようにして、前加工での被加工物表面の加工精度にならい空回りしていつまでも前加工での精度のばらつきを補正できないおそれがあるとき、早くその状態を終わらせて、最適なテープラップ研削を行うようにした。
【００１３】
図３に示すテープラップ加工機の主軸制御のフローチャートに沿って説明する。
スタート後、ステップ１でシュー５を前進させる。
ステップ２で、主軸が逆転し、テープラップ加工が開始される。
ステップ３で、主軸負荷と逆転の初期負荷しきい値との比較を行い、主軸初期負荷が予め設定した逆転の初期負荷しきい値より小さいとき、
ステップ４に移行し、主軸制御装置52に主軸50の回転速度を増大させる割り込み処理を行わせるようにし、前加工での被加工物表面の加工精度にならい空回りしていつまでも前加工での精度のばらつきを補正できないおそれがあるとき、早くその状態を終わらせて、最適なテープラップ研削を行うようにし、主軸初期負荷が逆転の初期負荷しきい値と同じになると、
ステップ５に移行し、逆転の通常運転状態に入り、主軸負荷と逆転の通常負荷しきい値との比較を行い、主軸負荷が逆転の通常負荷しきい値より低くないときは、
ステップ６に移行し、所定回転数又は回転時間に到達するまで、所定のプログラムを実行させる。しかし、主軸負荷が逆転の通常負荷しきい値より低いときは、即ち加工中に研磨材被覆テープが研削粉等で目詰まりしテープラップ研削による精度が向上しない状態になったときは、直ちに
ステップ７に移行し、主軸が正転し、同一テープ面で加工が続けられる。
ステップ８で、主軸負荷と正転の初期負荷しきい値との比較を行い、主軸初期負荷が予め設定した正転初期負荷しきい値より小さいとき、
ステップ９に移行し、主軸制御装置52に主軸50の回転速度を増大させる割り込み処理を行わせるようにし、前加工での被加工物表面の加工精度にならい空回りしていつまでも前加工での精度のばらつきを補正できないおそれがあるとき、早くその状態を終わらせて、最適なテープラップ研削を行うようにし、主軸初期負荷が正転初期負荷しきい値と同じになると、
ステップ10に移行し、逆転の通常運転状態に入り、主軸負荷と逆転の通常負荷しきい値との比較を行い、主軸負荷と逆転の通常負荷しきい値より低くないときは、
ステップ11に移行し、所定回転数又は回転時間に到達するまで、所定のプログラムを実行させる。しかし、主軸負荷が逆転の通常負荷しきい値より低いときは、即ち加工中に研磨材被覆テープが研削粉等で目詰まりしテープラップ研削による精度が向上しない状態になったときは、
ステップ12に移行し、シュー５を後退させ同期して毎回一定量テープを巻上げるよう、割り込み処理を行わせるようにし、シュー５を後退させ一定量テープを巻上げ、ワンサイクルを終了させ、次サイクルのスタートに移行し、次サイクルで巻上げられた新しいテープで精度がよい最適なテープラップ研削を行うようにした。
【００１４】
本発明の最良の実施形態の、シューを加工後後退させるとき同期して毎回一定量テープを巻上げるテープ巻取装置を有する、テープラップ加工機の主軸制御装置は、主軸の回転方向の変更及び回転速度の変更を制御する主軸制御装置と、主軸の負荷を検出し記録する装置と、主軸の負荷と予め設定した主軸の負荷しきい値との比較演算を行う演算装置と、を有し、シューを前進させてテープラップ加工中の主軸の負荷が予め設定した主軸の負荷しきい値より小さいとき、即ち加工中に研磨材被覆テープが研削粉等で目詰まりしテープラップ研削による精度が向上しない状態になったときは、直ちに主軸制御装置に主軸の回転方向を変更させるか、又はシューを後退させ同期して毎回一定量前記テープを巻上げるよう、割り込み処理を行わせるようにしたので、目詰まりしない逆転方向又は巻上げられた新しいテープで、精度がよい最適なテープラップ研削を行うようにした。
【００１５】
好ましくは、シューを前進させてテープラップ加工中の主軸正転初期負荷又は逆転初期負荷が予め設定した主軸の回転初期負荷しきい値より小さく、前加工での被加工物表面の加工精度にならい空回りしていつまでも前加工での精度のばらつきを補正できないおそれがあるときは、加工中の主軸の負荷状態を常時監視し、主軸制御装置に主軸の回転速度を増加させる割り込み処理を行わせるようにして、最適なテープラップ研削を行うようにした。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は本発明を実施するための最良の形態のテープラップ加工機の概略前面立面図で作業者側の面を示し、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線にそった概略断面図で説明の便宜上シュー、シリンダー及び本体の各部分の駆動連結関係を要部概略ブロック図で示す。
【図２】図１（ａ）のＡ方向からみて一部を切り欠いた概略全体側面図を示す。
【図３】図１（ａ）のテープラップ加工機の主軸制御のフローチャートを示す。
【符号の説明】
【００１７】
１：研磨材被覆テープ        ２：被加工物              ５：シュー  
10：移動軸                  11：移動装置（シリンダ）  12：第１のスプライン
13：第２のスプライン        14：第１の歯車            15：第２の歯車
50：主軸                    51：主軸負荷検出記録装置  52：主軸制御装置
53：比較演算装置
【図１】
2006142387.tif 000003
【図２】
2006142387.tif 000004
【図３】
2006142387.tif 000005