(57)【要約】      （修正有）【課題】操作盤からの入力でワークの研削加工時にテーブルを往復反転させることを可能にするテーブルの往復反転位置を決める方法を提供する。【解決手段】一対の光透過型光電センサを工作機械のテーブル案内面を有するベッドの正面に固定し、２本の櫛歯スケールをテーブルの正面に固定し、、テーブルストロークの長さに応じてテーブル左行反転位置（ｎｒ）、およびテーブル右行反転位置（ｎｌ）を決め、その光透過型光電センサの位置カウント数を操作盤より制御装置のメモリ部に入力し、工作機械テーブルの往復反転位置決めを行った。【選択図】図１
2008221415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投光部と受光部を凹状部材の前壁と後壁にそれぞれ設けた測定空間部を備える光透過型光電センサの一対を前記光透過型光電センサの凹状部材壁が平行となり、かつ、前後するように工作機械のテーブル案内面を有するベッドの正面に固定し、
２本の櫛歯スケールを上下逆にし、かつ、前記一対の光透過型光電センサを同時に作動して透光および遮光される部分の組み合わせが、透光／遮光（Ａ）、遮光／遮光（Ｂ）および遮光／透光（Ｃ）の３つのパターン組み合わせが継続して繰り返されるように位相をずらして櫛歯スケールを前記光透過型光電センサの凹状部材の凹部を通るように平行して前記ベッド上の案内面を滑走する滑走部材を底部に有するテーブルの正面に固定し、
前記櫛歯スケールの右端側であって、前記Ａ，ＢおよびＣのブロック一組目（ブロック長さｄは、４．５〜６０ｍｍ）が前記一対の光透過型光電センサで検出される位置を基準点とし、櫛歯スケールの左端側に向かって前記Ａ，ＢおよびＣのブロックが検出される位置を順次１からｎの整数（ｎｉ）位置として決め、テーブルストロークの長さに応じて基準点に近い検出位置（ｎｒ）をテーブル左行反転位置、および前記検出位置（ｎｒ）を越えた櫛歯スケール左端側に近い検出位置（ｎｌ）をテーブル右行反転位置とし、それぞれの位置カウント数（ｎｒ），（ｎｌ）を操作盤より制御装置のメモリー部に入力し、
前記テーブルの往復反転走行時、前記一対の光透過型センサによりカウントされたＡ，ＢおよびＣのブロックの数がｎｌとなったときは光透過型光電センサのカウント部よりテーブル右行反転の出力信号が制御装置に出力され、この信号を受けた制御装置がテーブル直線駆動手段にテーブル右行反転の出力信号を出力してテーブルを右行反転させ、
前記テーブルの往復反転走行時、前記一対の光透過型光電センサによりカウントされたＡ，ＢおよびＣのブロックの数がｎｒとなったときは光透過型光電センサのカウント部よりテーブル左行反転の出力信号が制御装置に出力され、この信号を受けた制御装置がテーブル直線駆動手段にテーブル左行反転の出力信号を出力してテーブルを左行反転させることを特徴とする、工作機械テーブルの往復反転位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面研削装置、研磨装置、切削装置等の工作機械のワークテーブルが右行／左行の往復する反転位置、あるいは、ツールテーブルが前行／後行の往復する反転位置を操作盤から制御装置にティーチ・イン(teach in)することにより、ワークの機械加工時にテーブルを往復反転させることを可能にするテーブルの往復反転位置決め方法に関する。
【０００２】
本発明のテーブルの往復反転位置決め方法によると、テーブル反転位置を工作機械のフレーム外側に設置された操作盤から入力することができ、テーブルの往復反転位置決め作業が容易となる。
【背景技術】
【０００３】
左右方向に往復移動可能なワークテーブル上に磁気チャック上に載置されたワークと、上下方向に昇降可能な砥石頭に備えられた砥石車を搭載するツールテーブルを相対移動させてワークを回転する砥石車で平面研削加工する研削装置は知られており、実用化されている。これら平面研削装置におけるワークテーブルやツールテーブルの往復反転には、工作機械のフレーム（ベッド）内側に設置されている近接位置センサとテーブル側面に設置したドッグの当接を以ってテーブルを反転させている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、および特許文献６参照。）。
【０００４】
例えば、図４および図５に示す平面研削装置１において、２はワーク、３は砥石車、４は左右方向（Ｘ軸方向）に往復移動可能なワークテーブル、５は作業台部、６は電磁チャック、７は前後方向（Ｚ軸方向）に往復移動可能なサドル、８は操作盤、８ａは砥石の切り込み開始点位置検出Ｏｎ−Ｏｆｆスィッチ、８ｂは砥石上下切り込み手動パルス発生器ボタン、９はコラム、１０は砥石軸、１１は砥石頭、１２は砥石３を垂直方向（Ｙ軸方向）に移動する昇降手段、１３はモータ、１４は螺合体、１５はボールネジ軸、１６は軸受、１７は安全保護カバー、４４はＮＣ制御装置（ＣＰＵ）、３０は研削液供給ノズルである。
【０００５】
左右方向に往復移動しているワークテーブル４上のワーク２に回転している砥石車３を下降してワークに切り込みをかけ、ワークテーブルと砥石車とを相対移動させて研削は行われる。この際、ワークと砥石が接触する加工点にはノズル３０より研削液が供給される。ワークテーブル４の左右移動は、油圧駆動、ボールネジとサーボモータの組み合わせ駆動、リニアモータ駆動等が利用されている。また、テーブル反転機構は、テーブルの左右両側に固定して設けたドッグと、これらドッグの間隔より狭い間隔を以ってベッドに固定して設けられたリミットスイッチを用いていた。
【０００６】
図６に、ワークテーブルが油圧駆動で、テーブル反転機構としてドッグとリミットスイッチを用いた研削装置１を示す。図６に示す研削装置１において、３は砥石車、４はワ−クテーブル、９はコラム、４４はＮＣ制御装置（ＣＰＵ）で、加工プログラムが書き込まれた記憶部（メモリー部）とデータ等が記録される記録部を持つ。２０はベッド、２１，２１はドッグ、２２，２２はリミットスイッチ、２３は油圧駆動部、２４はステップモータ、２５は油圧回路、２６はテーブル速度調節絞り弁、２７は入力ポート、２８は出力ポート、２９はモータ駆動回路である。
【０００７】
油圧駆動部２３が油圧回路２５に駆動されてワークテーブル４を左右方向に移動させる。この左右反転動作にドッグ２１，２１がリミットスイッチ２２，２２を動作させる。ワークテーブルが左端に到達すると、右方のリミットスイッチ２２が右方のドッグ２１に対向してｏｎとなる状態で右方のリミットスイッチ２２の信号は反転検出信号として制御装置４４に入力され、これにより油圧回路２５の方向ソレノイド切替弁（図示されていない）が動作されて油圧駆動部２３の動作方向、すなわちワークテーブル４の動作方向が変えられ（反転）、ワークテーブルが右方向に移動し始め、右方のドッグ２１が右方のリミットスイッチ２２より離れる。
【０００８】
そして、ワークテーブルが右端に到達すると、左方のリミットスイッチ２２が左方のドッグ２１に対向してｏｎとなる状態で左方のリミットスイッチ２２の信号は反転検出信号としてＮＣ制御装置４４に入力され、これにより油圧回路２５の方向切り替え弁（図示されていない）が動作されて油圧駆動部２３の動作方向、すなわちテーブル４の動作方向が変えられ（反転）、テーブルが左方向に移動し始め、左方のドッグ２１が左方のリミットスイッチ２２より離れる。このような動作は、交互に連続して行われる。
【０００９】
この従来のテーブル反転機構においては、ワークテーブルの左右における反転位置がドッグとリミットスイッチを用いて決められるために、ワーク加工中のワークテーブル一往復の移動距離は常に一定である。
【００１０】
ワークテーブルの反転時間を短くする方法として、砥石車を用いてワーク表面研削を行う方法において、前記砥石車とワークとの干渉領域より発生した振動信号をワーク近傍のチャック面に設置した振動センサヘッドが検出し、この振動信号値（Ｅｉ）が予め設定した振動信号のトリガー値（Ｅ0）よりも高いときはワークテーブル４を一方向に進行させ、振動信号値（Ｅｉ）が予め設定した振動信号のトリガー値（Ｅ0）以下に達したときにワークテーブルの駆動手段に反転信号を送り、ワークテーブルを反転させる研削方法も提案された（例えば、特許文献７参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３６１５５２号公報
【特許文献２】特開平１０−１９３２４３号公報
【特許文献３】特開平９−８５５９４号公報
【特許文献４】特開平７−２５１３４５号公報
【特許文献５】特開平６−２２６６２３号公報
【特許文献６】特開平６−２２６５９４号公報
【特許文献７】特開２００６−８２１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１乃至特許文献６に記載の平面研削装置におけるドッグと近接位置センサ（リミットスイッチ）を用いるテーブルの往復反転位置決め方法では、加工されるワークの種類が変わるとワークの寸法の変化により工作機械のベッド内側に設置されている近接位置センサとテーブル側面に設置されているドッグの設置位置を変える必要があり、作業に手間がかかる。特許文献７に記載されるテーブルの往復反転方法は、ワークの研削時間を短縮できる利点はあるが、中央刳り貫き部があるカップリングのようなワークの研削加工においては、加工プログラムソフトウエアの設計に長い時間を労する。
【００１２】
本発明は、ワーク加工中のワークテーブル一往復の移動距離が常に一定である平面研削加工において、テーブルが往復する反転位置を操作盤から制御装置にティーチ・インすることにより、ワークの研削加工時にテーブルを往復反転させることを可能にするテーブルの往復反転位置決め方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明は、投光部と受光部を凹状部材の前壁と後壁にそれぞれ設けた測定空間部を備える光透過型光電センサの一対を前記光透過型光電センサの凹状部材壁が平行となり、かつ、前後するように工作機械のテーブル案内面を有するベッドの正面に固定し、
２本の櫛歯スケールを上下逆にし、かつ、前記一対の光透過型光電センサを同時に作動して透光および遮光される部分の組み合わせが、透光／遮光（Ａ）、遮光／遮光（Ｂ）および遮光／透光（Ｃ）の３つのパターン組み合わせが継続して繰り返されるように位相をずらして櫛歯スケールを前記光透過型光電センサの凹状部材の凹部を通るように平行して前記ベッド上の案内面を滑走する滑走部材を底部に有するテーブルの正面に固定し、
前記櫛歯スケールの右端側であって、前記Ａ，ＢおよびＣのブロック一組目（ブロック長さｄは、４．５〜６０ｍｍ）が前記一対の光透過型光電センサで検出される位置を基準点とし、櫛歯スケールの左端側に向かって前記Ａ，ＢおよびＣのブロックが検出される位置を順次１からｎの整数（ｎｉ）位置として決め、テーブルストロークの長さに応じて基準点に近い検出位置（ｎｒ）をテーブル左行反転位置、および前記検出位置（ｎｒ）を越えた櫛歯スケール左端側に近い検出位置（ｎｌ）をテーブル右行反転位置とし、それぞれの位置カウント数（ｎｒ），（ｎｌ）を操作盤より制御装置のメモリー部に入力し、
前記テーブルの往復反転走行時、前記一対の光透過型センサによりカウントされたＡ，ＢおよびＣのブロックの数がｎｌとなったときは光透過型光電センサのカウント部よりテーブル右行反転の出力信号が制御装置に出力され、この信号を受けた制御装置がテーブル直線駆動手段にテーブル右行反転の出力信号を出力してテーブルを右行反転させ、
前記テーブルの往復反転走行時、前記一対の光透過型光電センサによりカウントされたＡ，ＢおよびＣのブロックの数がｎｒとなったときは光透過型光電センサのカウント部よりテーブル左行反転の出力信号が制御装置に出力され、この信号を受けた制御装置がテーブル直線駆動手段にテーブル左行反転の出力信号を出力してテーブルを左行反転させることを特徴とする、工作機械テーブルの往復反転位置決め方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１４】
一対の光透過型光電センサにより検出される前記Ａ，ＢおよびＣのブロック長さｄが判明しているので、ワークの長さ（Ｌ）および幅（Ｗ）に応じてワークテーブルのストローク幅を定め、ついで、テーブルが反転する位置を定め、このテーブル位置に相当する値ｎｒおよびｎｒを操作盤よりキィ入力し、制御装置のメモリー部に送信する。このように、操作盤よりテーブル反転位置を入力するので、研削加工される対象ワークが新しいものに代わってもテーブル反転位置を操作盤より入力できる。よって、従来の位置センサ（リミットスイッチ）とドッグの組み合わせのテーブル反転位置決めのように、研削装置のフレーム内側に手を挿入し、リミットスイッチ（位置センサ）とドッグとの位置関係を訂正する手間が省ける。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
図１は平面研削装置の側面図、図２は平面研削装置の正面側に取り付けられた光透過型光電センサと櫛歯スケールの位置関係を示す図、および、図３はフォトマイクロセンサと櫛歯スケールを用いてテーブル反転位置を決めるシーケンス図である。
【００１６】
図１に示す平面研削装置１において、４はワークーブル、４ａは滑走部材、２０はベッド、２０ａはテーブル案内面、２３は油圧シリンダ、５０ａ，５０ｂはフォトマイクロセンサ（光透過型光電センサ）で、投光部と受光部を凹状部材の前壁と後壁にそれぞれ設けた測定空間部５０ｃ，５０ｄを備える。これら一対のフォトマイクロセンサ５０ａ，５０ｂは、フォトマイクロセンサ取り付アーム５１を介してベッド２０の正面側に凹状部材壁が平行となり、かつ、前後するようにボルト５２，５３で固定される。取り付アーム５１はベッド２０の正面側に設けた固定板５５にボルト５４で固定される。フォトマイクロセンサ５０ａ，５０ｂは、プログラマブル・ロジック・コントローラ（制御装置）７０の入力部に接続されている。
【００１７】
前記フォトマイクロセンサ５０ａ，５０ｂは、オムロン株式会社よりＥＥ−ＳＸ９１シリーズ、ＥＥ−ＳＸ１０１８シリーズ、ＥＥ−ＳＸ１０４２シリーズ（スリット幅０．５ｍｍ、光源は赤外発行ダイオード、動作モードは入光時ｏｎと遮光時ｏｎの２出力装備）の商品名で販売されている。
【００１８】
２本の櫛歯スケール６０ａ，６０ｂは、図２上段に示すように、上下を逆にし、かつ、前記一対のフォトマイクロセンサを同時に作動して透光および遮光される部分の組み合わせが、透光／遮光（Ａ）、遮光／遮光（Ｂ）および遮光／透光（Ｃ）の３つのパターン組み合わせが継続して繰り返されるように位相をずらして櫛歯スケールを前記フォトマイクロセンサ５０ａ，５０ｂの凹状部材の凹部５０ｃ，５０ｄを通るように平行して前記ベッド２０上の案内面２０ａを滑走する滑走部材４ａを底部に有するテーブル４の正面にボルト６２で固定された支持板６１にボルト６３で固定する。フォトマイクロセンサ５０ａ，５０ｂのＸ座標位置における櫛歯スケール透光（０）、遮光（１）の出力の組み合わせ透光／遮光（Ａ）、遮光／遮光（Ｂ）および遮光／透光（Ｃ）で、黄色いランプが消灯（０）または点灯（1）する。
【００１９】
前記櫛歯スケール６０ａ，６０ｂ右端側であって、前記Ａ，ＢおよびＣのブロック一組目（ブロック長さｄは、４．５〜６０ｍｍ）が前記一対のフォトマイクロセンサで検出される位置を基準点（０点）とし、櫛歯スケールの左端側に向かって前記透光／遮光（Ａ）、遮光／遮光（Ｂ）および遮光／透光（Ｃ）のブロックが検出される位置を順次１からｎの整数（ｎｉ）位置として決め、テーブルストロークの長さに応じて基準点に近い検出位置（ｎｒ）をテーブル左行反転位置、および前記検出位置（ｎｒ）を越えた櫛歯スケール左端側に近い検出位置（ｎｌ）をテーブル右行反転位置とし、それぞれの位置カウント数（ｎｒ），（ｎｌ）を操作盤より制御装置（シーケンサ本体）７０のメモリー部に入力する。
【００２０】
前記透光／遮光（Ａ）、遮光／遮光（Ｂ）および遮光／透光（Ｃ）の１ブロックのピッチ(長さ)ｄは、図２においては４ｍｍの３倍の１２ｍｍとして示されている。櫛歯スケール６０ａ，６０ｂのフォトマイクロセンサ５０ａ，５０ｂによる読み取りは、１ｍｓ毎に行われる。テーブルの移動速度が、例えば、３０ｍ／分であるとき、１ｍｓに移動するテーブル距離は３００００／６００００＝０．５ｍｍであるので、櫛歯スケールでは同一パターンを２度読むことが安定性の面から必要であり、必要パターン長は、０．５ｘ３＝１．５ｍｍとなる。
【００２１】
前記透光／遮光（Ａ）、遮光／遮光（Ｂ）および遮光／透光（Ｃ）の１ブロックの長さ（ピッチ）ｄは１２ｍｍ（４ｍｍｘ３）であることから図２における櫛歯スケールの同一パターンは各々４ｍｍであり、この値は１．５ｍｍより大きい値なので、十分な距離を有している。櫛歯スケールのパターン長は、１．５ｍｍを越えているなら異なってもよい。
【００２２】
また、前記基準点（０点）は、従来の平面研削装置のテーブル右端に取り付けたドッグとリミットスイッチが当接する位置を基準点としてもよい。
【００２３】
図２のシーケンス図では、前記透光／遮光（Ａ）、遮光／遮光（Ｂ）および遮光／透光（Ｃ）の３つのパターン内の遮光／遮光（Ｂ）検出のときに黄色いランプ（ＳＬ）ｙを点灯させ、この点灯回数ｎｉを演算・制御部のカウント部がメモリー部に記憶されている加工プログラミングソフトのテーブル反転検出回数ｎｌ，ｎｒと比較してその点灯回数ｎｉがｎｌ値に一致したときは、出力部が赤色ランプ（ＳＬ）ｒを点灯させる出力を出すとともに、テーブル駆動機構にテーブル反転の指示信号を出力し、油圧シリンダのソレノイドバルブの電磁弁を逆方向に当接させると、油の流れ方向が逆となってテーブルは左行に反転する。演算・制御部のカウント部が点灯回数ｎｉがｎｒと判定したときは、赤色ランプ（ＳＬ）ｒを点灯させる出力と、テーブル駆動機構にテーブル反転の指示信号を出力し、油圧シリンダのソレノイドバルブの電磁弁が逆方向に当接し、油の流れ方向が逆となってテーブルは右行に反転する。
【００２４】
演算・制御部のカウント部は、テーブルが右行反転する信号を出した後、メモリー部にフォトマイクロセンサ５０ａ，５０ｂが遮光／遮光（Ｂ）の黄色いランプが点灯する毎に１づつ数値を引いた値を出力し、出力部はメモリー部よりの出力を赤色ランプ点灯のカウント部にその値を指示するので、テーブル右行時には点灯回数ｎｉがｎｌとカウントされることとなる。また、演算・制御部のカウント部は、テーブルが左行反転する信号を出した後、メモリー部にフォトマイクロセンサ５０ａ，５０ｂが遮光／遮光（Ｂ）の黄色いランプが点灯する毎に１づつ数値を足した値を出力し、出力部はメモリー部よりの出力を赤色ランプ点灯のカウント部にその値を指示するので、テーブル左行時には点灯回数ｎｉがｎｒとカウントできる。
【００２５】
テーブル反転のみのシーケンスの制御は、平面研削装置のメイン制御装置を併用しなくても、入力部、出力部、メモリー部、演算・制御部および出力部を備えるプログラマブル・ロジック・コントローラとキィボード（操作盤）機能を供えるプログラミング装置を用いて容易に行うこともできる。プログラマブル・ロジック・コントローラは、三菱電機株式会社よりシーケンサＰＬＣ  ＦＸシリーズ（商品名）として販売されている。フォトマイクロセンサ５０ａ，５０ｂはコネクタを介してプログラマブル・ロジック・コントローラの入力部に接続される。メモリー部には、プログラミング装置が接続され、この操作盤のキィよりテーブル反転の加工プログラミングを作成し、メモリー部に出力できる。出力部には、黄色ランプ点灯出力部、赤色ランプ点灯出力部、テーブル反転信号出力部、カウント補正出力部が設けられる。
【００２６】
テーブル反転のカウント数は、ワークの長さ（Ｌ）および幅（Ｗ）に応じてワークテーブルのストローク幅（Ｌ＋余裕幅１０〜５０ｍｍ）やツールテーブルのストローク幅（Ｗ＋余裕幅１０〜５０ｍｍ）が決められるので、一対の光透過型光電センサにより検出されるＡ，ＢおよびＣのブロック長さｄより、カウント数（ｎｌ）＝｛（余裕幅）／ｄ＋１〜３｝、ワークテーブルカウント数（ｎｒ）＝｛Ｌ／ｄ＋（余裕幅）／ｄ＋１〜３｝、ツールテーブルカウント数（ｎｒ）＝｛Ｗ／ｄ＋（余裕幅）／ｄ＋１〜５｝と算出できる。
【００２７】
プログラミング装置のキィボードよりテ―ブル反転のカウント数ｎｒ、ｎｌを入力し、メモリー部に出力し、テーブルの滑走を開始すると、走行中のテーブルはベッドに対するテーブル反転位置に到達すると、ソレノイドバルブの電磁弁が逆向きに当接し、油圧シリンダ２３の駆動力が逆向きとなりテーブルは反転される。
【００２８】
テーブルの直線方向の移動を行う駆動手段は、油圧シリンダや空気シリンダとポンプの組み合わせ、ボールネジとアクチュエータとの組み合わせ、リニアモータとアクチュエータの組み合わせなどがある。よって、油ポンプのソレノイドバルブ管理アクチュエータへのテーブル反転指示の代わりに、前述のアクチュエータへテーブル反転指示を行うことにより、本発明のテーブル反転位置決め方法を実施できる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の工作機械テーブルの往復反転位置決めは、操作盤のキィよりその反転位置のカウント数を入力できる。よって、Ｌ字形状ワークの研削加工または研磨加工、ラッピング加工の際は、テーブル前後軸（Ｚ軸）に対するテーブル左右軸（Ｘ軸）方向のテーブル反転位置のカウント数（ｎｉ）を変えたテーブル反転プログラミングをプログラミング装置で入力し、メモリー部に送信すれば、ワークの加工中のテーブル移動総距離は、一定ストローク間でワークを加工する従来方法のテーブル移動総距離と比較して約１０〜２５％短縮でき、加工時間が短縮される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】平面研削装置の側面図である。
【図２】平面研削装置の正面図である。
【図３】フォトマイクロセンサと櫛歯スケールを用いてテーブル反転位置を決めるシーケンス図である。
【図４】研削装置の斜視図である。（公知）
【図５】研削装置の側面図である。（公知）
【図６】研削装置のドッグを利用したワークテーブル反転機構を有する研削装置の正面図である。（公知）
【符号の説明】
【００３１】
１    平面研削装置
２    ワーク
３    砥石車
４    ワークテーブル
６    電磁チャック
２０  ベッド
４４  ＮＣ主制御装置
５０ａ，５０ｂ  フォトマイクロセンサ
６０ａ，６０ｂ  櫛歯スケール
７０  プログラマブル・ロジック・コントローラ
【図１】
2008221415.tif 000003
【図２】
2008221415.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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