(57)【要約】導電性砥石車を備える研削装置において、砥石車の砥石面に対して短時間で高精度なツルーイングを行い得るツルーイング技術を提供することにある。例えば、対向配置されてなる一対の砥石車（１、２）の平坦な環状砥石面（１０ａ、１０ａ）を同時にツルーイングする場合、放電ツルーイング電極（２０）が両砥石車（１、２）の砥石面（１０ａ、１０ａ）間に臨んで配置されるとともに、両砥石面（１０ａ、１０ａ）に沿って平行に相対的にトラバース移動されながら、放電ツルーイング電極（２０）と両砥石面（１０ａ、１０ａ）間の放電作用により両砥石面（１０ａ、１０ａ）に非接触で放電ツルーイングを施す。
2003055642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される研削砥石車により工作物を研削加工する研削装置において、前記砥石車の研削砥石をツルーイングする方法であって、
前記研削砥石車を導電性結合材料により砥粒を結合してなる導電性研削砥石により構成して、
この導電性研削砥石の砥石面に対向配置させた放電ツルーイング電極を、砥石面に沿って相対的にトラバース移動させながら、この砥石面に放電作用によりツルーイングを施すようにするとともに、
前記砥石面と放電ツルーイング電極との間の間隙寸法を、放電部位の電気的情報に従って制御するようにした
ことを特徴とする研削砥石のツルーイング方法。
【請求項２】
前記砥石面と放電ツルーイング電極との間の間隙寸法を、前記放電ツルーイング電極のトラバース移動完了後に、そのトラバース中に検出した前記放電部位の電気的情報に従って制御する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の研削砥石のツルーイング方法。
【請求項３】
前記放電部位の電気情報が給電回路を流れる電流であることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の研削砥石のツルーイング方法。
【請求項４】
前記放電部位の電気情報が放電部位の放電電圧であることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の研削砥石のツルーイング方法。
【請求項５】
前記砥石車が平坦な環状砥石面を有するものにおいて、
前記放電ツルーイング電極を、前記環状砥石面の最外周端縁と最内周端縁を含む範囲で、前記環状砥石面に沿って平行にトラバース移動させる
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の研削砥石のツルーイング方法。
【請求項６】
少なくとも前記放電ツルーイング電極のトラバース移動速度および前記砥石車の回転速度のいずれか一方を調節して、トラバース移動中の前記放電ツルーイング電極に対向する前記環状砥石面の周速度が一定となるように制御する
ことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の研削砥石のツルーイング方法。
【請求項７】
前記砥石車が円筒砥石面を有するものにおいて、
前記放電ツルーイング電極を、前記円筒砥石面の軸方向両端を含む範囲で、前記円筒砥石面に沿って平行にトラバース移動させる
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の研削砥石のツルーイング方法。
【請求項８】
回転駆動される研削砥石車により工作物を研削加工する研削装置に備えられて、前記砥石車の導電性結合材料により砥粒を結合してなる研削砥石をツルーイングする装置であって、
前記研削砥石の砥石面に対向配置された放電ツルーイング電極と、
前記研削砥石および放電ツルーイング電極に給電する給電手段と、
前記放電ツルーイング電極を、前記研削砥石の砥石面に沿って平行にトラバース移動させるツルーイング電極駆動手段とを備えてなる
ことを特徴とする研削砥石のツルーイング装置。
【請求項９】
前記放電ツルーイング電極が、回転駆動される回転円盤状のロータリ電極の形態とされている
ことを特徴とする請求の範囲第８項に記載の研削砥石のツルーイング装置。
【請求項１０】
前記ロータリ電極の側面にクーラントを噴射供給するクーラント供給手段と、
前記砥石面とロータリ電極との間隙に向けてエアを噴射供給するエア供給手段とを備えている
ことを特徴とする請求の範囲第９項に記載の研削砥石のツルーイング装置。
【請求項１１】
前記ツルーイング電極駆動手段は、前記放電ツルーイング電極を前記環状砥石面に沿って平行に揺動運動させる揺動機構を備える
ことを特徴とする請求の範囲第８項に記載の研削砥石のツルーイング装置。
【請求項１２】
前記ツルーイング電極駆動手段は、前記放電ツルーイング電極を前記砥石面に沿って平行に進退運動させる電極進退機構を備える
ことを特徴とする請求の範囲第８項に記載の研削砥石のツルーイング装置。
【請求項１３】
回転駆動される砥石車により工作物を研削加工する研削装置であって、
導電性結合材料により砥粒が結合されてなる研削砥石からなる研削砥石車と、
この砥石車を回転駆動する砥石車回転駆動手段と、
前記砥石車を切込み送り方向へ移動させる砥石車切込駆動手段と、
前記砥石車の研削砥石を放電作用によりツルーイングする放電ツルーイング手段と、
前記砥石車回転駆動手段、砥石車切込駆動手段および放電ツルーイング手段を相互に同期して制御する制御手段とを備え、
前記放電ツルーイング手段は、研削砥石の砥石面に対向配置された放電ツルーイング電極と、前記研削砥石および放電ツルーイング電極に給電する給電手段と、前記放電ツルーイング電極を、前記研削砥石の砥石面に沿って平行にトラバース移動させるツルーイング電極駆動手段とを備えてなり、
前記制御手段は、前記放電ツルーイング電極のトラバース移動完了後に、そのトラバース中に検出した前記放電部位の電気的情報に従って、前記砥石車の砥石面と放電ツルーイング電極との間の間隙寸法を調節するように構成されている
ことを特徴とする研削装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記放電ツルーイング電極を、前記砥石面に沿って相対的にトラバース移動させながら、この砥石面に放電作用によりツルーイングを施すように、前記砥石車回転駆動手段、砥石車切込駆動手段および放電ツルーイング手段を相互に同期して制御する
ことを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の研削装置。
【請求項１５】
前記電気情報検出手段は給電回路を流れる電流を検出する電流検出センサである
ことを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の研削装置。
【請求項１６】
前記電気情報検出手段は放電部位の放電電圧を検出する電圧検出センサである
ことを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の研削装置。
【請求項１７】
前記砥石車が平坦な環状砥石面を有するカップ形砥石車の形態とされるとともに、一対のカップ形砥石車が対向配置されてなる両頭平面研削装置であって、
前記両カップ形砥石車の砥石面が、単一の前記放電ツルーイング手段により同時にツルーイングされる構成とされている
ことを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の研削装置。
【請求項１８】
前記砥石車が平坦な環状砥石面を有するカップ形砥石車の形態とされてなる平面研削装置であって、
前記制御手段は、少なくとも前記ツルーイング電極駆動手段による前記放電ツルーイング電極のトラバース移動速度および前記砥石車回転駆動手段による前記砥石車の回転速度のいずれか一方を調節して、トラバース移動中の前記放電ツルーイング電極に対向する前記環状砥石面の周速度が一定となるように制御する
ことを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の研削装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は研削砥石のツルーイング方法、そのツルーイング装置および研削装置に関し、さらに詳細には、メタルボンド・ダイヤモンド砥石等の導電性研削砥石からなる研削砥石車を備える研削装置において、上記砥石車の研削砥石に対して放電作用を利用したツルーイングを施す放電ツルーイング技術に関する。
背景技術
近年、先端精密加工技術の一つとして、超砥粒砥石を用いた研削技術が注目され、特にレジン系やメタル系結合材料によりダイヤモンド砥粒を結合してなるダイヤモンド砥石は、セラミック等の硬脆材料を研削加工する場合に最適な砥石として好適に使用されている。
ところで、このような超砥粒砥石を研削砥石として用いた研削装置では、砥石車のツルーイング（ｔｒｕｉｎｇ）は、従来、以下のような手法により行なわれている。
ここで、研削砥石としてメタルボンド・ダイヤモンド砥石を用いた縦軸両頭平面研削盤を例にとれば、そのツルーイングは、第１４図（ａ）に示すように、回転駆動中の砥石車ａ、ａの間に、ツルーイング用の目立砥石ｂが挿入されて、この目立砥石ｂの遊離砥粒により、砥石車ａ、ａにおける砥石表面のボンド（結合材）Ｂを削り取って、砥石の砥粒Ａを突出させながら（ドレッシング）、砥石面の成形（ツルーイング）を行なっている。
つまり、平面研削装置における超砥粒砥石のツルーイングは、目立砥石ｂの遊離砥粒を工具としてボンドＢを削り取る、ラップ原理によって行なわれていた。
しかしながら、このようなラップ技術を用いた従来のツルーイングでは、以下に述べるような問題があり、その改善が望まれていた。
すなわち、ラップ技術を用いた研削砥石のツルーイングでは、研削砥石の成形が遊離砥粒のラップ作用によって行なわれるため、研削砥石の砥粒刃先が磨耗し、砥粒の切れ味が鈍るという問題があった。しかも、このようなラップ技術による場合、研削砥石の成形に長時間を要するといった問題もあった。
また、特に両頭平面研削盤のツルーイングにおいては、第１４図（ｂ）に示すように、ツルーイング中に砥石車ａ、ａによって目立砥石ｂに加えられる圧力のバランスが崩れると、目立砥石ｂを支持するアームｃが撓んでしまい、これがため、砥石車ａ、ａの正確な成形が困難となり、高精度のツルーイングを行なえないといった問題もあった。
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、導電性砥石車を備える研削装置において、砥石車の砥石面に対して短時間で高精度なツルーイングを行い得るツルーイング技術およびこのツルーイング技術を適用した研削装置を提供することにある。
発明の開示
上記目的を達成するため、本発明の研削砥石のツルーイング方法は、回転駆動される研削砥石車により工作物を研削加工する研削装置において、上記砥石車の研削砥石をツルーイングする方法であって、上記研削砥石車を導電性結合材料により砥粒を結合してなる導電性研削砥石により構成し、この導電性研削砥石の砥石面に対向配置させた放電ツルーイング電極を、砥石面に沿って相対的にトラバース移動させながら、この砥石面に放電作用によりツルーイングを施すようにしたことを特徴とする。
好適な実施態様として、上記砥石面と放電ツルーイング電極との間の間隙寸法を、放電部位の電気的情報に従って制御する。この放電部位の電気情報としては、給電回路を流れる電流か、あるいは放電部位の放電電圧が採用され、特に、両頭平面研削盤における対向配置された一対の砥石車を単一のツルーイング手段により同時にツルーイングする場合に適している。
本発明の研削砥石のツルーイング装置は、回転駆動される研削砥石車により工作物を研削加工する研削装置に備えられて、上記砥石車の導電性結合材料により砥粒を結合してなる研削砥石をツルーイングする装置であって、上記研削砥石の砥石面に対向配置された放電ツルーイング電極と、上記研削砥石および放電ツルーイング電極に給電する給電手段と、上記放電ツルーイング電極を、上記研削砥石の砥石面に沿って平行にトラバース移動させるツルーイング電極駆動手段とを備えてなることを特徴とする。
好適な実施態様として、上記放電ツルーイング電極は、回転駆動される回転円盤状のロータリ電極の形態とされている。この場合、上記ロータリ電極の側面にクーラントを噴射供給するクーラント供給手段と、上記砥石面とロータリ電極との間隙に向けてエアを噴射供給するエア供給手段とを備えていることが望ましい。
また、本発明の研削装置は、回転駆動される砥石車により工作物を研削加工する研削装置であって、導電性結合材料により砥粒が結合されてなる研削砥石からなる研削砥石車と、この砥石車を回転駆動する砥石車回転駆動手段と、上記砥石車を切込み送り方向へ移動させる砥石車切込駆動手段と、上記砥石車の研削砥石を放電作用によりツルーイングする放電ツルーイング手段と、上記砥石車回転駆動手段、砥石車切込駆動手段および放電ツルーイング手段を相互に同期して制御する制御手段とを備え、上記放電ツルーイング手段は、研削砥石の砥石面に対向配置された放電ツルーイング電極と、上記研削砥石および放電ツルーイング電極に給電する給電手段と、上記放電ツルーイング電極を、上記研削砥石の砥石面に沿って平行にトラバース移動させるツルーイング電極駆動手段とを備えてなることを特徴とする。
好適な実施態様として、上記制御手段は、上記放電ツルーイング電極を、上記砥石面に沿って相対的にトラバース移動させながら、この砥石面に放電作用によりツルーイングを施すように、上記砥石車回転駆動手段、砥石車切込駆動手段および放電ツルーイング手段を相互に同期して制御する。
さらに、上記砥石車が平坦な環状砥石面を有するカップ形砥石車の形態とされるとともに、一対のカップ形砥石車が対向配置されてなる両頭平面研削装置であって、上記両カップ形砥石車の砥石面が、単一の上記放電ツルーイング手段により同時にツルーイングされる構成とされている。この場合、上記制御手段は、上記給電手段の給電回路を流れる電流を検出する電流検出手段からの検出結果に従って、上記砥石面と放電ツルーイング電極との間の間隙寸法を調節するように、上記砥石車切込駆動手段を制御する。
本発明が、例えば、一対の砥石車が対向配置されてなる両頭平面研削装置に適用される場合において、対向する両砥石車の平坦な環状砥石面を同時にツルーイングするには、放電ツルーイング電極が上記両砥石車の環状砥石面間に臨んで配置されるとともに、上記両環状砥石面に沿って平行に相対的にトラバース移動されながら、放電ツルーイング電極と両砥石面間の放電作用により両環状砥石面に非接触で放電ツルーイングを施すことになる。これにより、研削砥石の砥粒刃先を損なうことなく短時間で砥石車のツルーイングが行うことができる。
また、砥石車の砥石面と放電ツルーイング電極との間の間隙寸法の制御、いわゆるギャップコントロールは、放電部位の電気的情報に従って行われ、特に両頭平面研削装置にあっては、この放電部位の電気情報として、各砥石面の給電回路を流れる電流または放電部位の放電電圧が採用される。これにより、対向配置された一対の砥石車を単一のツルーイング手段により同時にツルーイングする場合でも、各砥石車の砥石面と放電ツルーイング電極についての高精度なギャップコントロールが可能となる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
第１図〜第１３図に本発明に係る研削装置が示されており、図面全体にわたって同一の符号は同一の構成部材または要素を示している。
本実施形態に係るツルーイング装置を備えた研削装置が第１図〜第１０図に示されている。この研削装置１は、具体的には一対の砥石車２、３が同軸状に上下に対向して配置された縦軸両頭平面研削装置であって、上記一対の砥石車２、３、砥石車回転駆動装置（砥石車回転駆動手段）４、５、砥石車切込駆動装置（砥石車切込駆動手段）６、７、放電ツルーイング装置（放電ツルーイング手段）８および制御装置（制御手段）９を主要部として構成されている。
一対の砥石車２、３は同一構造とされてなるカップ形砥石車の形態とされ、その端面部分が導電性結合材料により砥粒が結合されてなる研削砥石１０からなり、その端面１０ａが平坦な環状砥石面とされている。
これら砥石車２、３の支持構造は、具体的には図示しないが従来公知の基本的な構造とされ、同軸上に配された上記回転主軸１５、１６の先端に取外し可能に取り付けられて、その砥石面１０ａ、１０ａが互いに平行にかつ上下に対向するように配置されている。
また、上記回転主軸１５、１６は、図示しない装置基台の砥石ヘッド上にそれぞれ回転可能に軸支されるとともに、動力伝達機構を介して上記砥石車回転駆動装置４、５にそれぞれ連係されている。
砥石車回転駆動装置４、５は、上下砥石車２、３をそれぞれ回転駆動するもので、電動モータ等の回転駆動源（図示省略）を備えてなる。
また、砥石車２、３を回転支持する上記砥石ヘッドは、スライド装置によってそれぞれ上下方向へ昇降可能とされるとともに、上記砥石車切込駆動装置６、７にそれぞれ連係されている。
砥石車切込駆動装置６、７は、上下砥石車２、３をそれぞれ切込み送り方向（図示の形態においては上下垂直方向）へ移動させるもので、ボールねじ機構等の送り機構（図示省略）と電動モータ等の切込み駆動源（図示省略）を備えてなる。
上記両砥石車２、３は、上述のごとく、その端面部分が導電性結合材料により砥粒が結合されてなる導電性研削砥石１０からなる。具体的には、これら砥石車２、３は、導電性材料からなる砥石車本体２ａ、３ａの端面部分に、上記研削砥石１０が一体的に配されてなる。
この研削砥石１０は、例えば、砥粒Ａとして微小なダイヤモンド砥粒やＣＢＮ（キュービックボロンナイトライド）砥粒等のいわゆる超砥粒が用いられるとともに、これら砥粒Ａ、Ａ、…が導電性結合材料Ｂにより結合されてなる。導電性結合材料Ｂとしては、導電性メタルボンドや導電物質を含有した導電性レジンボンド等が好適に使用される（砥粒Ａと結合材料Ｂの状態は図９（ａ）参照）。
これら砥石車２、３は、給電線１１ａを介して直流電源装置１２の（＋）極に電気的に接続されている。具体的には、第１図に示すように、給電線１１ａの先端にブラシ状の給電体１３ａ、１３ｂが設けられ、これら給電体１３ａ、１３ｂは、上記砥石車２、３の回転主軸１５、１６にそれぞれ摺接されて、電気的に接続されている。
これにより、これら回転主軸１５、１６を介して、単一の直流電源装置１２から上下両砥石車２、３（具体的には研削砥石１０）に、直流電源がそれぞれ供給可能とされ、上下砥石車２、３は（＋）極のロータリ電極とされている。
放電ツルーイング装置８は、上下両砥石車２、３の研削砥石１０、１０を放電作用によりツルーイングするもので、放電ツルーイング電極２０、給電装置（給電手段）２１およびツルーイング電極駆動装置（ツルーイング電極駆動手段）２２を主要部として備えてなる。
放電ツルーイング電極２０は、上下砥石車２、３の砥石面１０ａ、１０ａに対して放電ツルーイングを施すための電極であって、具体的には、幅狭の小円盤状とされた回転可能なロータリ電極の形態とされ、上記両砥石面１０ａ、１０ａに対向配置されている。
つまり、放電ツルーイング電極２０の円筒外周面２０ａは、他方のロータリ電極である砥石車２、３の砥石面１０ａ、１０ａに対向する円筒電極面とされるとともに、放電ツルーイング電極２０は、後述するように、ツルーイング電極駆動装置２２により、上記両砥石面１０ａ、１０ａに沿って平行にトラバース移動する構成とされている。
また、放電ツルーイング電極２０は、給電線１１ｂを介して上記直流電源装置１２の（−）極に電気的に接続されて、（−）極の放電ツルーイング電極とされている。
給電装置２１は、上記砥石車２、３の研削砥石１０、１０および放電ツルーイング電極２０に給電するもので、上側砥石車２に関する上側給電回路２１ａ、下側砥石車３に関する下側給電回路２１ｂ、およびこれら両給電回路２１ａ、２１ｂに電源供給する上記直流電源装置１２を主要部として構成されている。
上側給電回路２１ａは、直流電源装置１２→放電ツルーイング電極２０→上側砥石車２→直流電源装置１２に戻る閉回路を構成し、一方、下側給電回路２１ｂは、直流電源装置１２→放電ツルーイング電極２０→下側砥石車３→直流電源装置１２に戻る閉回路を構成する。また、各給電回路２１ａ、２１ｂには、その回路を流れる電流を検出するための電流検出センサ２５ａ、２５ｂがそれぞれ設けられており、これら電流検出センサ２５ａ、２５ｂの検出電流Ｉａ、Ｉｂは後述するように、制御装置９へそれぞれ送られて、砥石面１０ａと放電ツルーイング電極２０との間の間隙寸法を制御調節する制御因子として機能する。
ツルーイング電極駆動装置２２は、図４（ａ）に示すように、上記放電ツルーイング電極２０を、研削砥石１０の砥石面１０ａに沿って平行にトラバース移動させる装置であって、具体的には、図２および図３に示すような構造を備えて、放電ツルーイング電極２０を、環状砥石面１０ａの最外周端縁１０ｂと最内周端縁１０ｃとを含む範囲でトラバース移動させる構成とされている。
このツルーイング電極駆動装置２２は、図２に示すように、基台３０と、この基台３０上に図示しない揺動機構を介して揺動可能に設けられた揺動台３１と、この揺動台３１上に固定的に取り付けられたアーム部材３２とを主要部として構成される。
このアーム部材３２の先端には、上記放電ツルーイング電極２０の回転軸３３が、軸受３４、３４を介して回転可能に支持されており、この回転軸３３は、後述する動力伝達機構３５を介して電極回転駆動装置３６と連係され、これにより放電ツルーイング電極２０が回転駆動可能とされている。
上記電極回転駆動装置３６は、具体的には、上記揺動台３１上に固定的に設けられた電動モータ３７を備え、この電動モータ３７の回転軸（図示省略）に、駆動軸３８が連係されている。この駆動軸３８は、上記アーム部材３２の基端側に、軸受３９、３９を介して回転可能に軸支されている。そして、この駆動軸３８と上記放電ツルーイング電極２０の回転軸３３が、動力伝達機構３５により相互に連係されている。この動力伝達機構３５は、上記両軸３３、３８に取付け固定された伝動プーリ３５ａ、３５ｂと、これら伝動プーリ３５ａ、３５ｂを連係する伝動ベルト３５ｃとからなる。
なお、上記回転軸３３の一端には、上述した直流電源装置１２の（−）極と接続するための給電体３７が設けられており、これにより、放電ツルーイング電極２０に（−）の電圧が印加可能とされている。また、これに伴って、上記回転軸３３の軸受３４としては、漏電防止の観点からセラミック製の軸受が好適に採用される。
また、このツルーイング電極駆動装置２２には、後述する放電ツルーイング時において、放電ツルーイング電極２０を冷却するためのクーラント（冷却液）を噴射供給するクーラント供給装置（クーラント供給手段）４０と、上記放電ツルーイング電極２０に付着したクーラントを除去するためエアを噴射供給するクーラント除去装置としてのエア供給装置（エア供給手段）４１とが設けられている。
上記クーラント供給装置４０は、図示しないクーラント供給源と、上記アーム部材３２の先端に放電ツルーイング電極２０の内側面に臨んで設けられるクーラント噴出口４０ａと、これらを接続するクーラント供給用の配管４０ｂとで構成される。そして、上記クーラント供給源から加圧供給されたクーラントが、上記配管４０ｂを経てクーラント噴出口４０ａから放電ツルーイング電極２０の内側面に吹きつけられるように構成されている。
一方、エア供給装置４１は、エア噴射によって放電ツルーイング電極２０に吹きつけられたクーラントを除去するもので、具体的には、図示しないエア供給源と、上記アーム部材３２の先端に放電ツルーイング電極２０の円筒電極面２０ａに臨んで設けられるエア噴射ノズル４１ａと、これらを配管接続するエア噴射供給用の配管４１ｂとで構成される。そして、上記エア供給源から加圧供給されたエアが、上記配管４１ｂを経てエア噴射ノズル４１ａの先端から放電ツルーイング電極２０の円筒状電極面２０ａに吹きつけられ、これによって、上記円筒電極面２０ａに付着したクーラントが除去されるように構成されている。
上記クーラント供給装置４０によって放電ツルーイング電極２０に吹きつけられたクーラントを除去して、放電ツルーイング電極２０の円筒電極面２０ａと研削砥石１０の環状砥石面１０ａとの電気的な絶縁を確保する。
なお、本実施形態では、研削装置１が縦軸の両頭平面研削装置であることから、上記エア噴射ノズル４１ａは、砥石車２、３の数に対応して、第２図に示すように、アーム部材３２の側面に上下一対設けられている。また、このエア噴射ノズル４１ａは、上述したように放電ツルーイング電極２０と研削砥石１０の電気的な絶縁を確保するために設けられているため、これらの間隙にエアを噴射可能なようにうに、その取り付けにあたってはノズル先端のエア噴射方向の調節が可能に取り付けられている（第２図の二点鎖線参照）。さらに、このエア噴射ノズル４１ａの先端部、は、上記クーラント噴出口４０ａから噴射供給されるクーラントが放電ツルーイング電極２０の内側面に吹きつけられるのを阻害しないように、第３図に示すように、円筒電極面２０ａの中央よりやや外側に偏心して設けられる。
制御装置９は、平面研削装置１の各構成部の動作を制御する制御中枢であって、具体的には、所定の制御プログラムを記憶してなるマイクロコンピュータで構成される。
つまり、この制御装置９によって、砥石車２、３の砥石車回転駆動装置４、５および砥石車切込駆動装置６、７、ならびに放電ツルーイング装置８の給電装置２１、ツルーイング電極駆動装置２２および電極回転駆動装置３６等の動作が相互に同期して制御され、これにより、砥石車２、３の回転数（回転速度）や切込み量の他、放電ツルーイング電極２０のトラバース移動（移動方向や移動速度）や放電ツルーイング電極２０への電圧の印加、さらには上記クーラント供給源やエア供給源の加圧動作などが相互に関連付けられて制御可能とされている。
しかして、このように構成された平面研削装置１においては、砥石車２、３のツルーイングに際して、上記制御装置９が砥石車２、３および放電ツルーイング電極２０等を以下のように制御することによって、砥石車２の機上放電ツルーイングが行なわれる。
Ａ．放電ツルーイングの基本原理および基本動作：
放電ツルーイングの開始にあたり、制御装置９は、上下砥石車２、３の間隔ならびに砥石車２、３の回転数を予め定められた所定の状態に設定するとともに、放電ツルーイング電極２０を所定の回転数で回転駆動させる。
また、これらの処理と並行して、制御装置９は、直流電源装置１２の電源を投入し、砥石車２、３および放電ツルーイング電極２０に所定の電圧を印加する。
そして、これらの処理が完了すると、次に上記制御装置９は、上記揺動台３１の揺動機構を動作させ、放電ツルーイング電極２０を環状砥石面１０ａの最外周端縁１０ｂ側から最内周端縁１０ｃ側に向かってトラバース移動させる（第４図（ａ）参照）。
この時、砥石車２、３の砥石面１０ａ、１０ａには（＋）の電圧が印加され、放電ツルーイング電極２０には（−）の電圧が印加されているので、放電ツルーイング電極２０の進行にともなって両電極間で放電作用が生じ、これにより第９図（ａ）に示すように、研削砥石１０のメタルボンドＢ部分が溶解除去され、環状砥石面１０ａが新たに成形される。
なお、図示の実施形態においては、上記クーラント供給装置４０のクーラント噴出口４０ａから噴射されたクーラントが、エア供給装置４１のエア噴射ノズル４１ａから噴射されるエアによりミスト状態となって、上記環状砥石面１０ａと放電ツルーイング電極２０との間に介在し、これにより放電効果の増大が図られている。
この放電作用による環状砥石面１０ａの成形過程を、第１０図を参照して、より詳細に説明すると、まず、放電ツルーイング電極２０を、環状砥石面１０ａの最外周端部１０ｂから最内周端部１０ｂに向けてトラバース移動させて、環状砥石面１０ａの表面部分のメタルボンドＢを溶解除去する（第１０図（ａ）参照）。
このトラバース移動により、放電ツルーイング電極２０が環状砥石面１０ａの最内周端部１０ｃまで到達すると（第１０図（ｂ）参照）、今度は、砥石車２、３に所定の切り込み動作を与えて、再び放電ツルーイング電極２０を最外周端部１０ｂに向けてトラバース移動させる（第１０図（ｃ）参照）。
そして、これら放電ツルーイング電極２０のトラバース移動と砥石車２、３の切込み動作は、上記環状砥石面１０ａが所望の形に成形されるまで順次繰り返し行なわれる。
このように、本実施形態に係る両頭平面研削装置１においては、砥石車２、３のツルーイングが、放電ツルーイング技術を用いることによって環状砥石面１０ａのツルーイングが非接触で行なわれるので、研削砥石１０の砥粒刃先を損なうことなく短時間で砥石車のツルーイングが行うことができるとともに、両頭平面研削装置のツルーイングにおいても、図９（ｂ）に示すようにアーム部材３２が撓むことなく高精度のツルーイングを行なうことが可能となる。
Ｂ．トラバース移動の速度制御：
上述したように本実施形態の平面研削装置１では、放電ツルーイング電極２０を砥石車２、３の環状砥石面１０ａに沿って平行にトラバース移動させながら砥石車２、３のツルーイングが行なわれるところ、砥石車２、３の回転数が一定回転数に維持されている場合、放電ツルーイング電極２０を一定速度でトラバース移動させたのでは、環状砥石面１０ａの内外周部位における周速度の相違から均一なツルーイングを施すことができない。
そのため、本実施形態の平面研削装置１では、上記制御装置９において、トラバース移動中に、放電ツルーイング電極２０に対向する環状砥石面１０ａの周速度が常にほぼ一定となるように、以下のようなトラバース移動速度の制御が行なわれる。
すなわち、本実施形態では、放電ツルーイング電極２０のトラバース移動が上記揺動機構の回転駆動によって実現されているので、制御装置９は、放電ツルーイング電極２０のトラバース移動に同期して、上記放電ツルーイング電極２０が環状砥石面１０ａの外周付近に位置する場合にはトラバース速度を遅くなるように、また、環状砥石面１０ａの内周付近に位置する場合には早くなるように、上記揺動機構の回転速度を調節する制御を行い、放電ツルーイング電極２０に対向する環状砥石面１０ａの単位面積あたりの除去量を一定に保つ。
なお、このトラバース移動速度の制御に際しては、上記揺動機構の回転速度は一定に保持し、放電ツルーイング電極２０のトラバース移動に同期させて砥石車２の回転数を調節するように構成することも可能である。
要するに、制御装置９は、少なくともツルーイング電極駆動装置２２による放電ツルーイング電極２０のトラバース移動速度と砥石車回転駆動装置４、５による砥石車２、３の回転速度のいずれか一方を制御調節して、トラバース移動中の放電ツルーイング電極２０に対向する前記環状砥石面の周速度が一定となるように制御する。
このように、本実施形態では、トラバース移動中の放電ツルーイング電極２０に対向する環状砥石面１０ａ、１０ａの単位面積当たりの除去量が一定となるように、放電ツルーイング電極２０のトラバース移動速度または砥石車２、３の回転数が制御されるので、環状砥石面１０ａ、１０ａの全面にわたって均一なツルーイングが実現されることとなる。
なお、上記トラバース移動速度の制御に関して、ツルーイングの対象となる砥石車２、３が型崩れるなどして、環状砥石面１０ａ、１０ａが平坦でなく、凹凸が生じている場合には、上述したトラバース移動速度の制御のみでは、これら凹凸を完全に取り除くために、上述したトラバース移動を繰り返し行なう必要が生じるので、上述したトラバース移動速度の制御は、制御装置９によって以下のように修正されるのが望ましい。
つまり、この場合は、直流電源装置１２に放電ツルーイング時の放電電圧を検出する放電電圧検出手段（図示せず）を設けて放電電圧を検出し、この放電電圧に基づいて上記トラバース移動速度の修正が行なわれる。
具体的には、砥石表面１０ａが突出していると、放電電圧は低くなる一方、砥石表面１０ａが陥没していると、放電電圧は高くなることから、これらを図示しない電圧検出センサで検出して、その検出結果を制御装置９へ送る。
そして、制御装置９は、この検出結果に従って、砥石表面１０ａが突出している場合にはトラバース移動速度を遅らせて突出した部分のメタルボンドＢを集中的に除去し、一方、砥石表面１０ａが陥没している場合にはトラバース移動速度を速めてメタルボンドＢの除去量を少なくする。
つまり、砥石表面１０ａ、１０ａの凹凸に応じてトラバース移動速度を修正することにより、放電ツルーイング電極２０のトラバース移動の繰り返しを少なくすることができ、これにより、短時間でのツルーイングが実現され得る。
Ｃ．ギャップコントロール：
さらに、上述した高精度の放電ツルーイングを行なうには、砥石車２、３の砥石面１０ａ、１０ａと放電ツルーイング電極２０との間の間隙寸法（ギャップ）を予め設定した値に維持する必要があり、本実施形態においては、制御装置９が放電部位の電気的情報に従って砥石車切込駆動装置６、７を制御する構成とされている。
このギャップコントロールシステムの構成が第５図に示されており、図示の実施形態においては、上記放電部位の電気的情報として、上下各給電回路２１ａ、２１ｂを流れる電流が利用されている。なお、具体的には図示しないが、上記放電部位の電気的情報として、電圧検出センサ（図示省略）によって検出される放電部位の放電電圧が利用されてもよい。
すなわち、第５図のギャップコントロールシステムにおいては、上下各給電回路２１ａ、２１ｂを流れる電流Ｉａ、Ｉｂが電流検出センサ２５ａ、２５ｂによりそれぞれ検出され、これら検出電流Ｉａ、Ｉｂは電流波形整形部５０ａ、５０ｂで雑音除去された後、制御装置９へ送られる。制御装置９においては、比較部５１ａ、５１ｂが上記検出電流Ｉａ、Ｉｂを予め設定された設定値と比較して、その比較結果を演算部５２ａ、５２ｂへそれぞれ送る。これら演算部５２ａ、５２ｂは、上記比較結果から砥石車２、３に必要な補正量（最適なギャップ（目標値）を得るために必要な切込み量）を算出するとともに、さらに上下双方の砥石車２、３のギャップが同じになるように上記補正量を調整し、それに応じた制御信号を上下砥石車２、３の砥石車切込駆動装置６、７にそれぞれ送る。
本実施形態においては、上記設定値が２段階に設定されており、設定値１は放電ツルーイングに必要なギャップの許容電流の上限（例えば１０Ａ）、および設定値２は同じく下限（例えば８Ａ）とされている。
しかして、このように構成されたギャップコントロールシステムによる上下砥石車２、３のギャップ制御は、以下のように行われる（第６図のフローチャート参照）。
すなわち、上述した放電ツルーイングの基本動作（トラバース動作）において、放電ツルーイング電極２０が砥石車２、３の砥石面１０ａ、１０ａとの間で放電可能なトラバース位置に移動すると、放電開始信号が入力されて、上下両砥石車２、３に対する放電ツルーイングが同時に開始される。
放電ツルーイング中、上下各給電回路２１ａ、２１ｂを流れる電流Ｉａ、Ｉｂは電流検出センサ２５ａ、２５ｂにより常時検出され、その検出電流Ｉａ、Ｉｂが制御装置９の比較部５１ａ、５１ｂで設定値１、２と比較され、その比較結果に応じて、演算部５２ａ、５２ｂが必要な補正量の算出および調整を行う。
放電ツルーイング電極２０が砥石車２、３の砥石面１０ａ、１０ａとの間で放電不可能なトラバース位置に移動すると、放電終了信号が入力されて、上下両砥石車２、３に対する放電ツルーイングが同時に停止されるとともに、上記演算部５２ａ、５２ｂから上記演算結果に応じた制御信号が上下砥石車２、３の砥石車切込駆動装置６、７にそれぞれ送られる。
これにより、砥石車切込駆動装置６、７は、制御信号に従って砥石車２、３を必要量だけ切込み動作させて、砥石車２、３のギャップを目標値に調整する。
具体的には、（ｉ）トラバース間の最大検出電流つまりトラバース中に検出した検出電流Ｉａ、Ｉｂの最大値が設定値１よりも大きい場合は、制御信号として後退信号が砥石車切込駆動装置６、７へ送られて、トラバース移動完了後に、砥石車２、３は予め設定された量（例えば２μｍ）だけ後退（戻し）される。また、（ｉｉ）トラバース間の最大検出電流Ｉａ、Ｉｂが設定値１以下でかつ設定値２よりも大きい場合は、制御信号としてＯＫ信号が砥石車切込駆動装置６、７に送られて、トラバース移動完了後に、砥石車２、３は予め設定された量（例えば１μｍ（砥石消耗分）だけ前進（切込み）される（通常切込み）。さらに、（ｉｉｉ）トラバース間の最大検出電流Ｉａ、Ｉｂが設定値２よりも小さい場合は、制御信号として前進信号が砥石車切込駆動装置６、７に送られて、トラバース移動完了後に、砥石車２、３は予め設定された量（例えば４μｍ）だけ前進（切込み）される（エアカット補正）。
なお、本実施形態のギャップコントロールシステムにおいて、放電部位の電気的情報として、上下各給電回路２１ａ、２１ｂを流れる電流が利用されているのは、以下の理由による。
すなわち、第８図に示すように、片側例えば上側砥石車２のみに放電ツルーイングを行う場合、そのギャップ制御は、図８（ｂ）に示すように、電流Ｉに反比例して低下する電圧Ｖにより、設定した電圧を維持するように行われる。
このようなギャップコントロールシステムで、上下砥石車２、３について両面同時ツルーイングを行うとき、例えば、放電ツルーイング電極２０と上側砥石車２との隙間（ギャップ）が大きく、一方、下側の砥石車３との隙間が小さいとすると、上側給電回路２１ａの電流量は小さく、下側給電回路２１ｂの電流量は大きくなるが、直流電源装置１２で電圧検出センサ（図示省略）により検出できる電源電圧の変化は上側給電回路２１ａと下側給電回路２１ｂの合成電流による電圧Ｖの変化であり、これがため、各々の砥石車２、３のギャップ制御はできないということになる。
そこで、本実施形態においては、上述したように、第７図に示すようなシステムが採用することで、一台の直流電源装置１２を備えた放電ツルーイング装置８により、上下両砥石車２、３の砥石面１０ａ、１０ａを同時にツルーイングしても、両砥石車２、３それぞれについてのギャップコントロール（管理）が可能となる。なお、具体的には図示しないが、上記放電部位の電気的情報として、放電部位の放電電圧を利用しても同様のギャップコントロールが可能なことは、上述したとおりである。
しかして、本実施形態においては、砥石車２、３のギャップコントロールが各砥石面１０ａ、１０ａの給電回路２１ａ、２１ｂを流れる電流を採用することにより、対向配置された一対の砥石車２、３を単一の放電ツルーイング装置８により同時にツルーイングする場合でも、各砥石車２、３の砥石面１０ａ、１０ａと放電ツルーイング電極２０についての高精度なギャップコントロールが可能となる。
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内で種々設計変更可能であり、以下にその一例が示される。
（１）図示の実施形態は、本発明が縦軸両頭平面研削装置に適用された場合を示しているが、このほか、第１１図（ａ）に示すような横軸両頭平面研削装置にも適用可能であり、また両頭平面研削装置に限らず第１１図（ｂ）に示すようないわゆる単頭平面研削装置にも適用可能である。つまり、本発明は、放電ツルーイング電極２０を平面研削装置１の環状砥石面１０ａに沿って相対的にトラバース移動させながら放電ツルーイングを施すものであれば、どのようなタイプの平面研削装置においても適用可能である。
この場合、第１１図（ｂ）の単頭平面研削装置にあっては、制御装置８による砥石面１０ａのギャップコントロール用の放電部位の電気的情報として、第８図で説明したように、直流電源装置１２で電圧検出センサにより検出できる電源電圧を利用しても良い。
（２）図示の実施形態では、放電ツルーイング電極２０として回転駆動されるロータリ電極の形態を示したが、この放電ツルーイング電極としては回転駆動されない固定電極を採用することも可能である。
（３）図示の実施形態では、放電ツルーイング電極２０をトラバース移動させるにあたり、アーム部材３２を揺動させて行なう構造が採用されているが、例えば、第４図（ｂ）に示すように、アーム部材３２を進退入させることによって、放電ツルーイング電極２０を砥石面１０ａに沿って平行に進退運動させる電極進退機構を備える構造としても良い。
（４）図示の実施形態では、放電ツルーイング電極２０のトラバース移動に際し、放電ツルーイング電極２０をスライドさせる場合が示されているが、砥石車２をスライドさせて放電ツルーイングを施すことも可能である。
（５）図示の実施形態では、砥石車２、３の環状砥石面１０ａがフラットな場合を示したが、放電ツルーイング電極２０のトラバース移動に同期させて、砥石車２の切込み量が変化されることにより、例えば第１２図に示すような形状にツルーイングすることも可能である。
（６）また、本発明は、第１３図に示すように、センタレス研削装置にも適用可能であり、この場合、第１１図（ｂ）の単頭平面研削装置の場合と同様に、円筒状砥石車１０２における円筒砥石面１０ａの制御装置８によるギャップコントロール用の放電部位の電気的情報として、第８図で説明したように、直流電源装置１２で電圧検出センサにより検出できる電源電圧を利用することも可能である。
なお、第１３図において、１０３は調整車、１０４はワークＷを支持するブレードをそれぞれ示している。
（７）さらに、本発明は、図示しないが、円筒研削装置やインター（内面研削）レシプロ平面研削装置等の研削装置にも適用可能である。
産業上の利用可能性
以上詳述したように、本発明によれば、導電性研削砥石車をツルーイングにあたり、放電ツルーイング電極の位置を研削装置の砥石面に対して相対的にトラバース移動させながら放電ツルーイングが行なわれるので、ツルーイングにかかる所要時間を従来のラップ技術を用いたツルーイングより大幅に短縮できる。
また、放電ツルーイング電極と環状砥石面とが非接触でツルーイングが行なわれるので、研削砥石の砥粒刃先が磨耗せず、砥粒の切れ味が鈍るとがなく、高精度のツルーイングを行なうことができる。特に、両頭平面研削装置のツルーイングにおいては、従来のようなアームの撓みによる歪みが解消でき、より高精度なツルーイングを実現できる他、一回のツルーイング作業で二枚の研削砥石を同時にツルーイングできるので作業時間を大幅に短縮できる。
さらに、砥石車の砥石面と放電ツルーイング電極との間の間隙寸法の制御、いわゆるギャップコントロールは、放電部位の電気的情報に従って行われ、特に両頭平面研削装置にあっては、この放電部位の電気情報として、各砥石面の給電回路を流れる電流が採用されることにより、対向配置された一対の砥石車を単一のツルーイング手段により同時にツルーイングする場合でも、各砥石車の砥石面と放電ツルーイング電極についての高精度なギャップコントロールが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係る一実施形態である縦軸両頭平面研削装置における導電性研削砥石のツルーイング装置の概略構成を一部ブロック図で示す斜視図である。
第２図は、同ツルーイング装置におけるツルーイング電極駆動部を示す側面図である。
第３図は、同じく同ツルーイング電極駆動部を示す平面図である。
第４図は、同ツルーイング装置における放電ツルーイング電極のトラバース動作を示す概略平面図であって、第４図（ａ）は、上記放電ツルーイング電極駆動部による放電ツルーイング電極の揺動トラバース動作を示し、第４図（ｂ）は、他の放電ツルーイング電極駆動部による放電ツルーイング電極の進退トラバース動作を示す。
第５図は、同研削装置における放電ツルーイングのギャップコントロールシステムの構成を示すブロック図である。
第６図は、同ギャップコントロールシステムにおける制御工程を示すフローチャートである。
第７図は、同ギャップコントロールシステムにおける上下砥石車のギャップコントロール原理を説明するための図であって、第７図（ａ）は同システムを示す概略構成図、第７図（ｂ）は同システムにおける上下砥石車の給電回路をそれぞれ流れる電流特性を示す線図である。
第８図は、電源電圧を利用した他のギャップコントロールシステムにおける上下砥石車のギャップコントロール原理を説明するための図であって、第８図（ａ）は同システムを示す概略構成図、第８図（ｂ）は同システムにおける電源電圧特性と上下各砥石車の給電回路を流れる電流特性との関係を示す線図である。
第９図は、上記放電ツルーイング装置による研削砥石の放電ツルーイング方法を説明するための図であって、第９図（ａ）は上記両頭平面研削装置における放電ツルーイングの原理を示す模式図、第９図（ｂ）は同ツルーイング時における上記放電ツルーイング電極駆動部のアーム部材の状態を示す概略側面図である。
第１０図（ａ）〜（ｃ）は、同ツルーイングにおける各工程の状態を経時的に示す模式図である。
第１１図は、本発明に係る放電ツルーイングの他の適用例を示し、第１１図（ａ）は横軸両頭平面研削装置に適用された場合を、および第１１図（ｂ）は縦軸単頭平面研削装置に適用された場合をそれぞれ示す。
第１２図は、上記縦軸両頭平面研削装置における放電ツルーイングによる他の砥石面成形例を示す概略側面図である。
第１３図は、本発明に係る放電ツルーイングがセンタレス研削装置に適用された場合を示す概略斜視図である。
第１４図は、従来の縦軸両頭平面研削装置における目立て砥石を用いたツルーイング方法を説明する説明図であり、第１４図（ａ）はツルーイング時の研削砥石の状態を拡大して示し、第１４図（ｂ）はツルーイング時における目立て砥石を支持するアーム部材の状態を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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2003055642.tif 000018
2003055642.tif 000019
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