【手続補正書】
【提出日】平成15年10月16日(2003.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】板状体の周縁研削装置及び周縁研削方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の砥石と、該砥石が周縁に当接されて研削される板状体を載置固定するテーブルと、前記砥石又は前記テーブルを予め設定された移動軌道に沿って相対的に移動させる移動装置とを少なくとも備えた板状体の周縁研削装置において、  前記周縁研削装置には、前記砥石の近傍に一体的に設けられ該砥石のホイール径を自動測定する外径測定器と、該外径測定器で測定した測定結果に基づいて前記移動軌道を自動修正するコントローラと、が備えられていることを特徴とする板状体の周縁研削装置。
【請求項２】
前記外径測定器は、レーザ光を使用したレーザ外径測定器であることを特徴とする請求項１の板状体の周縁研削装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された板状体の周縁研削装置を用いて板状体を研削することを特徴とする板状体の周縁研削方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は板状体の周縁研削装置及び周縁研削方法に係り、特に自動車の窓ガラス板の周縁を面取りする板状体の周縁研削装置及び周縁研削方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
板状体の周縁研削装置として、例えばガラス板の面取りの例で説明すると、ガラス板の面取りを行う面取り用砥石は円板状に形成され、その周面部に研削面が形成されている。研削面はボンド剤にダイヤモンド砥粒が埋設されて形成され、ボンド剤から突出しているダイヤモンド砥粒でガラス板の周縁を研削する。この場合、面取り用砥石をガラス板の周縁に押し当て、砥石がガラス板の周縁に倣うように砥石をＸ−Ｙ方向に移動させることにより、ガラス板の面取りが行われる。
【０００３】
一方、特にガラス板の形状が矩形でない場合、その形状を数値データ化することが近年行われている。そこで、このデータを利用することによってガラス板又は面取り用砥石のいずれかをあらかじめ設定された軌道に沿って移動させる、いわゆる絶対位置制御によりガラス板の周縁と面取り用砥石とを当接させることが提案されている。
【０００４】
ところで、面取り操作は、ガラス板又は面取り用砥石のいずれかをあらかじめ設定された移動軌道に沿って移動させるので、面取り用砥石が磨耗してホイール径が小さくなると、ガラス板の周縁と砥石とを適切な押圧力で当接させながらガラス板の周縁を面取りするための面取り軌道にズレが生じる。
したがって、定期的に面取り用砥石のホイール径を測定して軌道を修正する必要がある。
【０００５】
この場合、移動軌道の修正は、作業員がノギスを使用した手作業で面取り用砥石のホイール径を測定し、測定データをコントローラに手入力することにより行わざるを得なかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のように作業員が手作業で面取り用砥石のホイール径を測定してコントローラに手入力していたのでは、煩雑であるばかりでなく、ホイール交換時に運転を停止してデータを入力しなくてはならないために作業効率が低下するという欠点がある。
【０００７】
更に、ホイール径測定の人為的な測定ミスや、コントローラへの入力ミス等が発生し易く、これらのミスにより正しく移動軌道が修正されないと、不良品が生じ易いという欠点がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、砥石のホイール径の測定及びその結果に基づいた砥石又はテーブルの移動軌道の修正を精度良く、且つ迅速に測定することができ、不良品の発生を防止するとともに作業効率を向上することのできる板状体の周縁研削装置及び周縁研削方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、円板状の砥石と、該砥石が周縁に当接されて研削される板状体を載置固定するテーブルと、前記砥石又は前記テーブルを予め設定された移動軌道に沿って相対的に移動させる移動装置とを少なくとも備えた板状体の周縁研削装置において、前記周縁研削装置には、前記砥石の近傍に一体的に設けられ該砥石のホイール径を自動測定する外径測定器と、該外径測定器で測定した測定結果に基づいて前記移動軌道を自動修正するコントローラと、が備えられていることを特徴とする板状体の周縁研削装置を提供する。
また、本発明は、前記目的を達成するために、請求項１又は２に記載された板状体の周縁研削装置を用いて板状体を研削することを特徴とする板状体の周縁研削方法を提供する。
【０００９】
本発明によれば、砥石のホイール径を自動測定する測定装置を周縁研削装置に一体的に設け、外径測定器で測定した測定結果に基づいて軌道を自動修正するようにしたので、測定の度に砥石を砥石回転装置に着脱する必要がない。また、ホイール径を自動測定して、その結果に基づいて自動的に軌道が修正されるので、作業員の人為的な測定ミスや、測定結果の入力ミスも発生しない。したがって、砥石のホイール径を非接触な状態で精度良く、しかも迅速且つ容易に測定することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る板状体の周縁研削装置及び周縁研削方法の発明の実施の形態について詳説する。
図１は本発明に係る板状体の周縁研削装置の全体構成を説明する斜視図であり、ガラス板を面取りする例で以下に説明する。
【００１１】
同図に示すようにこの周縁研削装置１０は、主として、砥石回転装置１２、オートチェンジャー１４、ガラス板吸着装置１６、ガラス板移動装置１８、ドレッサー２０及び面取り用砥石のホイール径を自動測定するレーザ外径測定器３０とから構成される。尚、オートチェンジャー１４及びドレッサー２０については詳細な説明は省略する。
【００１２】
砥石回転装置１２は、スピンドルモータ２２を有し、スピンドルモータ２２は四角筒状のケーシング２４内のチャック（図示せず）に回転力を伝達可能に連結されている。チャックは回転軸を介してケーシング２４内の支持部材に回動自在に支持されている。このチャックには、図２に示すように、ツール２６のシャンク２６Ａが着脱自在に支持されているとともに、シャンク２６Ａの下端部には、研削面２６Ｃが内側に湾曲した面取り用砥石２６Ｂ（図３参照）が同軸上に固定されている。また、面取り用砥石２６Ｂはホイールカバー２８内に収納されており、このホイールカバー２８はケーシング２４の下端部に取り付けられている。ホイールカバー２８は周囲に開口部２８Ａが形成され、開口部２８Ａの上縁及び下縁にはそれぞれブラシ３０が取り付けられている。また、面取り用砥石２６Ｂの研削面２６Ｃは開口部２８Ａの中央に位置するように支持されている。そして、面取りされるガラス板３４は、開口部２８Ａからホイールカバー２８内に進入して面取り用砥石２６Ｂにより面取りされる。
【００１３】
また、面取り用砥石２６Ｂの上方及び下方にはそれぞれ散水管３２、３２が設けられ、散水管３２、３２の端部にはそれぞれノズル３２Ａ、３２Ａが形成されている。ノズル３２Ａ、３２Ａは、面取り用砥石２６Ｂの研削位置（すなわち、ガラス板３４の周縁と研削面２６Ｃとの接触位置）に研削液を散水するように位置している。したがって、ガラス板３４の周縁が面取り用砥石２６Ｂの研削面２６Ｃで研削される際に、研削位置に研削液を供給することができる。この場合、開口部２８Ａはブラシ３０、３０で略閉塞されているので、研削位置に供給された研削液は開口部２８Ａを介してケーシング２４の外部に飛び散らない。
【００１４】
本例では、以下に述べるようにガラス板３４を移動させることによって面取り用砥石２６Ｂとガラス板３４とを相対的に移動させている。面取り用砥石２６Ｂを移動させた場合、上記の研削液が周囲に飛び散ってしまい作業環境の悪化を招いてしまうため、ガラス板３４を移動させることは好ましいことである。
また、図１に示すように、ガラス板吸着装置１６は、砥石回転装置１２の前方に設けられている。ガラス板吸着装置１６は、Ｘ−Θテーブル８０を有し、Ｘ−Θテーブル８０は後述するガラス板移動装置１８に対してＸ方向に移動自在で、且つΘ方向に回動自在に支持されている。Ｘ−Θテーブル８０の上面には、多数の丸孔開口８２が格子状に形成され、これらの丸孔開口８２はＸ−Θテーブル８０内部に形成された真空通路を介して真空ポンプ（図示せず）に連通される。そして、この丸孔開口８２に、略円筒状に形成されてその上端部にゴム等の弾性体が設けられた多数の吸着アダプタ８４の下端部が嵌め込まれる。これにより、ガラス板３４をＸ−Θテーブル８０に載置した状態で真空ポンプを作動させると、ガラス板３４は多数の吸着アダプタ８４の上端に吸着固定される。
【００１５】
ガラス板移動装置１８は、回転モータ（ＡＣサーボモータ）及び直動モータ（双方図示せず）を有し、回転モータが作動するとＸ−Θテーブル８０がΘ方向に回動する。一方、直動モータを作動するとＸ−Θテーブル８０がＸ方向に移動する。直動モータを作動してＸ−Θテーブル８０をＸ方向に移動すると、吸着アダプタ８４…を介してＸ−Θテーブル８０に取り付けられたガラス板３４がブラシ３０、３０に接触しながら開口部２８Ａを経てホイールカバー２８内に進入する（図２参照）。ホイールカバー２８内に進入したガラス板３４は、周縁が面取り用砥石２６Ｂの研削面２６Ｃに接触する。そして、回転モータが作動してＸ−Θテーブル８０をΘ方向に回動することにより、ガラス板３４がΘ方向に回動するのでガラス板３４の周縁全周が面取り用砥石２６Ｂの研削面２６Ｃで研削される。
【００１６】
そして、ガラス板移動装置１８は、回転モータ（ＡＣサーボモータ）及び直動モータが作動して、Ｘ−Θテーブル８０を予め設定された軌道に沿って移動する、いわゆる、絶対制御によりガラス板３４の周縁を研削する。この為、面取り用砥石２６Ｂが磨耗してホイール径が小さくなると、ガラス板３４の周縁と面取り用砥石２６Ｂとを適切な押圧力で当接させながらガラス板の周縁を面取りするための面取り軌道にズレが生じる。したがって、面取り用砥石２６Ｂのホイール径が小さくなった分だけＸ−Θテーブル８０の移動軌道を修正する必要がある。
【００１７】
次に、図４〜図７を使用して、面取り用砥石２６Ｂのホイール径を自動的に測定するレーザ外径測定器３０について説明する。図４及び図５は側面図であり、図６は図４を上から見た上面図である。
図４及び図５に示すように、レーザ外径測定器３０は、ケーシング２４の略中程の高さ位置に設けられる。また、レーザ外径測定器３０は、主としてレーザ光を投光する投光部９０と受光する受光部９２とから構成される。そして、投光部９０及び受光部９２は、ケーシング２４に対向して形成された開口９４、９４からケーシング２４内を望むように対向配置されるとともに、支持台２１から突設されたアーム９６、９６の先端部にそれぞれ支持される。これにより、投光部９０から投光されたレーザ光９８は、ケーシング２４内を直進して受光部９２で受光される。
【００１８】
一方、前述した砥石回転装置１２のスピンドルモータ２２等を載置固定する架台１００が、支持台２１に立設された支柱１０２側面のレール１０４にリニアベアリング１０６を介して昇降自在に設けられる。そして、支持台２１に設けられた昇降装置１０８により架台１００が昇降される。この砥石回転装置１２自体の昇降により、面取り用砥石２６Ｂは、レーザ外径測定器３０の測定位置Ａを経てホイールカバー２８内の研削位置Ｂまで移動して停止する。この砥石回転装置１２自体の昇降において、砥石回転装置１２の下部胴体部１１０はケーシング２４内に収納されるかたちになる。昇降装置１０８としては、ボールネジ機構、油圧シリンダ機構又はリニアモータ機構等を用いることができるが、これらに限定されるものではなく、要は面取り用砥石２６Ｂの研削面２６Ｃの最短径の部分が測定位置Ａと研削位置Ｂとの間を精度良く移動して研削位置Ｂに停止可能なものであれば特に制限はない。
【００１９】
次に、レーザ外径測定器３０の光学的な構成を説明すると、図７に示すように、レーザ外径測定器３０の投光部９０は、レーザ光源１１２、投光レンズ１１４、反射ミラー１１６、及びレーザ光を拡げるスペーシャルフィルタ１１８から構成される。一方、受光部９２は、受光レンズ１２２、受光素子１２４及び増幅器１２６から構成される。そして、レーザ光源１１２から出射されて投光レンズ１１４によって平行光とされたレーザ光９８は、図７に示すように面取り用砥石２６Ｂによって一部遮断されて受光素子１２４に受光される。面取り用砥石２６Ｂは少なくとも測定位置Ａと研削位置Ｂとの間を上下動するので、面取り用砥石２６Ｂの研削面２６Ｃの最短径の位置（図３のＤ参照）において遮断される光が最も少ない。そこで、遮断される光の最も少ないこの光量を検出してカウントすることによって、研削面２６Ｃの最短径の位置を検出する。更に、カウントされたカウント数がコントローラ１３０に出力され、コントローラ１３０では、測定したカウント数から面取り用砥石２６Ｂのホイール径又は磨耗量を演算する。すなわち、磨耗前の面取り用砥石２６Ｂのホイール径をレーザ外径測定器３０で測定した時の最短径における光量のカウント数と、磨耗後の面取り用砥石２６Ｂのホイール径を同様に測定した時のカウント数とのカウント差を長さに変換することにより面取り用砥石２６Ｂの磨耗量又はホイール径を演算する。更に、コントローラ１３０では、測定された面取り用砥石２６Ｂのホイール径又は磨耗量に基づいてＸ−Θテーブル８０の移動軌道を修正し、修正した移動軌道をガラス板移動装置１８に出力する。そして、面取り用砥石２６Ｂのホイール径を測定するタイミングについては、面取り作業時間又は面取りしたガラス板３４の枚数等をあらかじめコントローラ１３０に入力することにより行い、これにより面取り用砥石２６Ｂのホイール径の測定が自動的に行われる。
【００２０】
次に、上記のごとく構成された本発明の板状体の周縁研削装置の作用について説明する。
新しい面取り用砥石２６Ｂを砥石回転装置１２にセットした状態で、昇降装置１０８により砥石回転装置１２を上昇又は下降させ、面取り用砥石２６Ｂがレーザ外径測定器３０の測定位置Ａを通過する間、上記した測定方法により面取り用砥石２６Ｂのホイール径がレーザ外径測定器３０により測定され、測定されたデータがコントローラ１３０に記憶される。次に、昇降装置１０８により砥石回転装置１２を更に上昇又は下降させて面取り用砥石２６Ｂがホイールカバー２８内の研削位置Ｂで停止させられる。
【００２１】
一方、ガラス板吸着装置１６は、ガラス板移動装置１８によりＸ−Θテーブル８０をＸ方向に移動して、Ｘ−Θテーブル８０に取り付けられたガラス板３４が開口部２８Ａを経てホイールカバー２８内に進入する。これにより、ガラス板３４の周縁が面取り用砥石２６Ｂの研削面２６Ｃに接触して、所定の押圧力を付与しながらガラス板３４の周縁が研削される。
【００２２】
そして、面取り作業がある一定時間経過したら、又は一定枚数のガラス板３４の面取りが終了したら、再び前記したと同様に面取り用砥石２６Ｂのホイール径をレーザ外径測定器３０で測定する。この測定結果とあらかじめ入力されている磨耗前の面取り用砥石２６Ｂのホイール径の測定結果とを比較して、この比較結果に基づいてコントローラでは、次の面取り作業におけるＸ−Θテーブル８０の移動軌道を修正し、ガラス板移動装置１８に出力する。
【００２３】
このように、本発明の板状体の周縁研削装置では、面取り用砥石２６Ｂのホイール径を自動測定するレーザ外径測定器３０を砥石回転装置１２に一体的に設けたので、測定の度に面取り用砥石２６Ｂを砥石回転装置１２から取り外す必要がない。したがって、作業効率を向上させることができる。
また、面取り用砥石２６Ｂのホイール径をレーザ外径測定器３０により自動測定し、測定した結果に基づいてコントローラがＸ−Θテーブル８０の移動軌道を自動修正するので、従来のように作業員の人為的な測定ミスや入力ミスも発生しない。したがって、面取り用砥石２６Ｂのホイール径の測定や、その結果に基づいたＸ−Θテーブル８０の移動軌道の修正を、精度良く、しかも迅速且つ容易に行うことができる。
【００２４】
更に、外径測定器としてレーザ外径測定器３０を使用してレーザ光の直線性を利用することによりホイール径の変化や磨耗量をミクロン単位で測定することができる。更には、レーザ外径測定器３０で砥石の研削面のうちの最短径を測定することにより、ガラス板３４と面取り用砥石２６Ｂとが当接する際の押圧力を正確に把握することができるので、面取り精度を上げることができる。
【００２５】
なお、本実施の形態では、板状体としてガラス板３４を研削する場合について説明したが、これに限らず、セラミック、シリコン等の硬脆材料やアルミニウム板、金属板、プラスチック板等に使用することもできる。また、砥石として面取り用砥石２６の例で説明したが面取りに限らず研削用の砥石であれば何でもよい。更に、外径測定器としてレーザ外径測定器を用いたが、これに限定されるものでない。しかし、砥石のホイール径の磨耗量がミクロン単位であることから、測定精度を考慮するとレーザ光を利用したレーザ外径測定器が好ましい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る板状体の周縁研削装置及び周縁研削方法によれば、砥石のホイール径を自動測定する外径測定器を前記砥石回転装置に一体的に設け、測定した結果に基づいて砥石又はテーブルの移動軌道を自動修正するようにしたので、砥石のホイール径の測定や、その結果に基づいた移動軌道の修正を、精度良く、しかも迅速且つ容易に行うことができる。
【００２７】
したがって、不良品の発生を防止するとともに作業効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る板状体の周縁研削装置の全体を示す斜視図
【図２】本発明に係る板状体の周縁研削装置の面取り用砥石の近傍を説明する断面図
【図３】面取り用砥石を説明する側面図
【図４】本発明に係る板状体の周縁研削装置の外径測定器を説明する側面図
【図５】本発明に係る板状体の周縁研削装置の外径測定器を説明する別の向きの側面図
【図６】本発明に係る板状体の周縁研削装置の外径測定器を説明する上面図
【図７】レーザ外径測定器の光学的な構成を説明する構成図
【符号の説明】
１０…板状体の周縁研削装置
１２…砥石回転装置
１６…ガラス板吸着装置
１８…ガラス板移動装置
２２…スピンドルモータ
２４…ケーシング
２６Ｂ…面取り用砥石
２６Ｃ…研削面
３０…レーザ外径測定器
３４…ガラス板（板状体）
９２…レーザ外径測定器の投光部
９４…レーザ外径測定器の受光部
９８…レーザ光
１００…架台
１０２…支柱
１０４…レール
１０６…リニアベアリング
１０８…昇降装置


【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
1998118906.tif 000001
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
1998118906.tif 000002
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
1998118906.tif 000003