(57)【要約】【課題】ワークの加工精度を向上することができるとともに、加工作業の能率を向上することができる加工方法を提供する。【解決手段】テーブル１２の上面に三箇所以上に互いに離隔して支持ピン１３によりワークＷを載置する。ワークＷがその自重により下方に撓んだ部位と対応する前記テーブル１２の上面にジャッキ３１を載置して、ワークＷの撓みを前記ジャッキ３１によりワークＷの下面を持ち上げて修正する。その後、回転砥石によりワークＷの被研削面を研削する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三箇所以上の位置に配設された支持ピン上にワークを載置し、ワークがその自重により下方に撓んだ部位をジャッキにより持ち上げ、この状態でワーク載置用治具によりワークの下面を支持し、その後に、工具によりワークの上面を加工することを特徴とする加工方法。
【請求項２】
ワークを支持するテーブルと、
前記ワークの上面を加工する工具と、
上記テーブルの上面に載置され、かつワークを三箇所以上において支持する複数の支持ピンと、
前記テーブルの上面に支持され、かつ前記ワークの下面を持ち上げるジャッキと、
前記テーブルの上面とワークの下面との間に介装され、持ち上げられたワークの下面を支持するワーク載置用治具と
を備えたことを特徴とする加工機。      
【請求項３】
請求項２において、ワークの上面の位置を測定する測定器を有することを特徴とする加工機。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記ジャッキは遠隔操作用のロッドにより遠隔操作可能に構成されていることを特徴とする加工機。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項において、前記ワーク載置用治具は、ケースに形成されたピン収容室に対し、複数のワーク支持ピンを上向きに、かつ水平方向に複数本並列に収容するとともに、前記各ワーク支持ピンをそれぞれ上方に付勢する付勢部材と、前記ケースに設けられ、かつ前記各ワーク支持ピンを所定の高さにロックするロック手段とにより構成されていることを特徴とする加工機。
【請求項６】
請求項５において、前記ロック手段は前記ケースのネジ孔に螺合され、前記ワーク支持ピンの外周面を押圧するようにしたロック用ボルトであって、該ボルトの基端部にはカプラーを介して遠隔操作用のロッドが接続されるように構成されていることを特徴とする加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばワークの表面に研削等の各種の加工を行う加工方法及び加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、研削盤においては、平面研削されるワークＷは、図１２に示すように、一般にその表裏両面にそれぞれ反りがあるので、ワークＷの下面をテーブル１２の上面に直接支持して回転砥石によりワークＷの上面を研削すると、回転砥石による押付け力によりワークＷが下方に変形した状態で加工され、加工後にワークが復元されると、ワークの研削面の平坦度が低下するという問題がある。このため、図１３に示すように、テーブル１２の上面に三箇所（二箇所のみ図示）に支持ピン１３を三角形の頂点に位置するように配置して、各支持ピン１３によりワークＷを支持する方法が採られている。
【０００３】
上記の方法によれば、ワークＷを安定して支持することができるが、ワークＷが三箇所の支持点の位置により、ワークＷがその自重により二点鎖線で示すように下方に撓む。このため、撓んだままワークＷを加工すると、支持ピン１３からワークＷを外した場合に自重による撓みが解消されて結果的に研削面が反ることになり研削面の平坦度が低下するという問題があった。
【０００４】
この問題を解消するため、従来、特許文献１に開示された平面研削方法が提案されている。この方法は、ベースプレート（テーブル）の上面に三箇所に支持ピンを立設するとともに、ベースプレートの上面に接着材料としての未硬化の石膏を塗布し、この石膏により前記各支持ピンを全て覆い隠す。その後、前記支持ピン上にワークの下面を支持するとともに、硬化された石膏によりワークの下面を支持する。これによりワークの研削前にワークが自重により撓むのが防止され、ワークの上面の平面研削の平坦度を向上することができる。
【特許文献１】特開２００５−２６２３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記従来の平面研削方法は、ベースプレートの上面に石膏を塗布しなければならないので、塗布作業と、石膏の除去作業とが必要となり、研削作業の能率を向上することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点を解消して、ワークの研削等の加工精度を向上することができるとともに、加工作業の能率を向上することができる加工方法及び加工機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、三箇所以上の位置に配設された支持ピン上にワークを載置し、ワークがその自重により下方に撓んだ部位をジャッキにより持ち上げ、この状態でワーク載置用治具によりワークの下面を支持し、その後に、工具によりワークの上面を加工することを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、ワークを支持するテーブルと、前記ワークの上面を加工する工具と、上記テーブルの上面に載置され、かつワークを三箇所以上において支持する複数の支持ピンと、前記テーブルの上面に支持され、かつ前記ワークの下面を持ち上げるジャッキと、前記テーブルの上面とワークの下面との間に介装され、持ち上げられたワークの下面を支持するワーク載置用治具とを備えたことを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、ワークの上面の位置を測定する測定器を有することを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３において、前記ジャッキは遠隔操作用のロッドにより遠隔操作可能に構成されていることを要旨とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項において、前記ワーク載置用治具は、ケースに形成されたピン収容室に対し、複数のワーク支持ピンを上向きに、かつ水平方向に複数本並列に収容するとともに、前記各ワーク支持ピンをそれぞれ上方に付勢する付勢部材と、前記ケースに設けられ、かつ前記各ワーク支持ピンを所定の高さにロックするロック手段とにより構成されていることを要旨とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記ロック手段は前記ケースのネジ孔に螺合され、前記ワーク支持ピンの外周面を押圧するようにしたロック用ボルトであって、該ボルトの基端部にはカプラーを介して遠隔操作用のロッドが接続されるように構成されていることを要旨とする。
【００１２】
（作用）
請求項１〜５に記載の発明は、テーブルの上面に配設された三つ以上の支持ピンに支持されたワークの自重による下方への撓みがジャッキにより修正され、ワーク載置用治具により撓みの修正されたワークの下面が支持される。このため、工具によるワークの加工精度を向上することができるとともに、加工作業の能率を向上することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記ジャッキによるワークの撓みを修正する際に、ワークの上方への移動量が測定器により測定されるので、ワークの撓みが修正されたか否かを容易に判断することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記ジャッキが遠隔操作用のロッドにより遠隔操作されるので、大型のワークの下面の中央部寄りに設置されたジャッキの操作を容易に行うことができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記ワーク載置用治具により撓みの修正されたワークの下面を所定の位置に容易に支持することができる。
請求項６に記載の発明は、前記ロック用のボルトを遠隔操作用のロッドにより回動操作することができるので、ワーク載置用治具を大型のワークの下面の中央部寄りに設置した状態で、前記ロック用ボルトを容易に回動操作することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、例えば研削等の加工精度を向上することができるとともに、加工作業の能率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、この発明を研削方法及び研削盤に具体化した一実施形態を、図１〜図１０に基づいて説明する。
最初に、研削盤について説明する。
【００１８】
研削盤の右側面を表す図７に示すように、ベース１１上にはテーブル１２が左右（紙面直交）方向Ｘへ移動可能に支持され、その上面には平面視で、三角形の頂点に位置する三つの支持ピン１３によりワークＷが支持される。ベース１１には左右移動用モータ１４が配設され、このモータ１４の回転により図示しないボールネジ等を介してテーブル１２が左右方向Ｘへ往復移動されるようになっている。
【００１９】
前記テーブル１２と対応するように、ベース１１上にはコラム１５がテーブル１２と接近離間する前後方向Ｙへ移動可能に支持されている。ベース１１には前後移動用モータ１６が配設され、このモータ１６の回転により、図示しないボールネジ等を介してコラム１５が前後方向Ｙへ移動されるようになっている。
【００２０】
前記コラム１５には主軸ヘッド１７がワークＷの上面側の被研削面Ｗａと接近離間する上下方向Ｚへ移動可能に支持され、その主軸１８の先端には工具としての回転砥石１９が取り付けられている。コラム１５上には上下移動用モータ２０が配設され、このモータ２０の回転により、図示しないボールネジ等を介して主軸ヘッド１７が上下方向Ｚへ移動されるようになっている。主軸ヘッド１７には回転用モータ２１が装着され、このモータ２１により主軸１８を介して回転砥石１９が回転されるようになっている。
【００２１】
そして、ワークＷの研削動作時には、上下移動用モータ２０により回転砥石１９が平面研削を行う高さに移動されるとともに、該回転砥石１９が回転用モータ２１により回転され、ワークＷが左右移動用モータ１４により左右方向Ｘに往復移動され、前後移動用モータ１６により回転砥石１９が前後方向Ｙに移動される。この移動により、ワークＷの被研削面Ｗａに平面仕上げ研削が施されるようになっている。
【００２２】
前記主軸ヘッド１７の先端部には回転砥石１９を覆うカバー２２が取り付けられ、このカバー２２にはブラケット２３を介して前記ワークＷの被研削面Ｗａに接触して該被研削面Ｗａの上下方向の変位量を測定するためのマイクロゲージ２４が取り外し可能に装着されている。
【００２３】
図１及び図２に示すように、前記テーブル１２の上面には、前記支持ピン１３が例えば二等辺三角形の各頂点に位置するように三箇所に配置されている。ワークＷはその自重により図１の二点鎖線で示すように撓むことになる。この撓みを解消するために用いられるジャッキ３１を図８に基づいて説明する。
【００２４】
前記テーブル１２の上面に支持される金属製のブロックよりなるジャッキ本体３２に上下方向に形成された収容穴３２ａには、円柱状の昇降ロッド３３が収容され、該昇降ロッド３３の上端部には、ワークＷの下面に接触される球面部３４が形成され、下端部には円錐状の傾斜カム面３３ａが形成されている。前記ジャッキ本体３２にはネジ孔３２ｂが水平方向に形成され、このネジ孔３２ｂには昇降用ボルト３５が螺合されている。この昇降用ボルト３５の基端部には回動操作つまみ３５ａが一体に形成され、先端部には前記昇降ロッド３３の傾斜カム面３３ａに接触される半球状の駆動カム部３５ｂが形成されている。そして、前記昇降用ボルト３５の操作つまみ３５ａを回動することにより前記昇降ロッド３３の傾斜カム面３３ａを水平方向に押動し、昇降ロッド３３を上方に移動し、前記ワークＷの下面（被研削面Ｗｂ）を球面部３４を介して上方に持ち上げて、ワークＷの撓みを修正することができるようにしている。
【００２５】
次に、前記ジャッキ３１によってワークＷの撓みが修正された後にワークＷの下面（被研削面Ｗｂ）を支持して、ワークＷの研削作業時にワークＷが回転砥石１９の押圧力によって下方に撓むのを阻止するためのワーク載置用治具４１を図９及び図１０に基づいて説明する。
【００２６】
図９及び図１０に示すように、金属製の台座４２の上面には、ピン収容室４３を形成する金属製の二つのブロック４４，４５よりなるハウジング４６が図示しないボルトにより固定されるとともに、前記ピン収容室４３には複数（この実施形態では５）本のワーク支持ピン４７が上方を指向するように、かつ同一垂直面内において並列に収容されている。前記ワーク支持ピン４７は大径部４７ａと、この大径部４７ａの上端面に一体形成された小径部４７ｂとにより構成されている。前記ハウジング４６の上端面には図示しないボルトにより金属製の蓋板４８が固定され、該蓋板４８に形成された孔４８ａから前記小径部４７ｂが上方に突出されるようになっている。前記台座４２の上面とワーク支持ピン４７の下面との間には、コイル状の圧縮ばね４９が介装され、常には前記ワーク支持ピン４７を上方に付勢し、大径部４７ａの上端面が図１０に示す前記蓋板４８の下面に向かって付勢されるようにしている。
【００２７】
前記ブロック４４に水平方向に形成されたネジ孔４４ａには、複数の前記ワーク支持ピン４７のうちピン収容室４３の右端部に位置する一本のワーク支持ピン４７の大径部４７ａの外周面に押圧されるロック手段としての操作つまみ５０ａを有するロック用ボルト５０が螺合されている。
【００２８】
従って、図９に示すように前記各ワーク支持ピン４７の小径部４７ｂの上端面がワークＷの下面（被研削面Ｗｂ）に接触された状態で、前記操作つまみ５０ａが回動されてボルト５０が螺入方向に回動されると、前記各ワーク支持ピン４７の大径部４７ａが順次左方向に押圧されて、最左側に位置するワーク支持ピン４７の大径部４７ａがピン収容室４３の最左側面４３ａに押し付けられ、結果的に各ワーク支持ピン４７は前記最左側面４３ａとボルト５０の先端面との間でクランプされ、ワークＷの下方への移動が阻止される。なお、前記ロック用ボルト５０を解除方向に回転すれば、各ワーク支持ピン４７は圧縮ばね４９の不勢力に抗して下方に移動可能となる。
【００２９】
次に、前記のように構成された研削盤及びジャッキ３１、ワーク載置用治具４１を用いてワークＷの被研削面Ｗａの平面研削を行う動作について説明する。
最初に、図１及び図２に示すように、テーブル１２の上面に三つの支持ピン１３を二等辺三角形等の三角形の各頂点に位置するように載置した後、各支持ピン１３の頂部に未加工のワークＷを水平に支持する。この状態では、ワークＷが自重により二点鎖線で示すように撓むことになる。
【００３０】
前記ワークＷの撓み量のうち三つの支持ピン１３の内側における最大撓み量δｍａｘ及びその最大撓み位置Ｐｍａｘは、ワークＷの材質、幅寸法、長さ寸法、厚さ寸法及び前記支持ピン１３によるワークＷの支持点の三つの位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３によって、予め有限要素法（ＦＥＭ  Ｆｉｎｉｔｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｍｅｔｈｏｄ）により複数種のワーク毎に算定されている。このため、これから研削しようとするワークＷに関する前述した各種のデータを図示しない操作盤のキーを操作して指定することにより最大撓み量δｍａｘ及びその最大撓み位置Ｐｍａｘが表示装置に表示される。この表示装置に表示された最大撓み位置Ｐｍａｘに基づいて、図２に示された実際のワークＷの最大撓み位置Ｐｍａｘを例えばマーカで設定する。そして、図３に示すように前記位置Ｐｍａｘと対応するように前記テーブル１２の上面にジャッキ３１を載置し、その球面部３４の上端面をワークＷの下面に接触する。又、図７に示す主軸ヘッド１７を前後方向Ｙ及び上下方向Ｚに移動し、さらにテーブル１２を左右方向Ｘに移動して、前記マイクロゲージ２４の接触子２４ａを前記最大撓み位置Ｐｍａｘと対応するワークＷの上面（被研削面Ｗａ）に接触させる。
【００３１】
次に、前記ジャッキ３１の昇降用ボルト３５の操作つまみ３５ａを回動操作して球面部３４を上昇させることにより、ワークＷの下面（被研削面Ｗｂ）を持ち上げる。このとき、前記マイクロゲージ２４によってワークＷの持ち上げ量が測定され、この測定された持ち上げ量が前記表示装置に具体的な数値として表示される。そして、図４に示すようにワークＷが前記最大撓み量δｍａｘと同じ量だけ持ち上げられて撓みが解消されたことが表示装置により確認されたとき、ジャッキ３１による持ち上げ動作を停止する。
【００３２】
その後、図５に示すように、主軸ヘッド１７に装着されたブラケット２３からマイクロゲージ２４を取り外すとともに、前記テーブル１２の上面とワークＷの間に複数の前記ワーク載置用治具４１を介在する。このとき、前記各ワーク支持ピン４７の各小径部４７ｂはワークＷの下面（被研削面Ｗｂ）によって下方に押し込まれた状態となる。この状態で前記ロック用ボルト５０の操作つまみ５０ａをロック方向に回動して、各ワーク支持ピン４７を所定高さにロックし、各ワーク支持ピン４７によってワークＷの被研削面Ｗｂを支持する。
【００３３】
次に、図６に示すように前記テーブル１２からジャッキ３１を取り外した後、あるいはジャッキ３１を取り外さないで、図７に示す前記モータ１６及び上下移動用モータ２０を作動して、回転砥石１９を初期位置に移動し、前記左右移動用モータ１４を作動してテーブル１２を図６において左右方向Ｘに移動するとともに、回転用モータ２１により回転砥石１９を回転してワークＷの上面側の被研削面Ｗａの研削を行う。
【００３４】
ワークＷの上面（被研削面Ｗａ）の平面研削が終了した後、ワークＷが反転されて下面（被研削面Ｗｂ）の平面研削が前述した被研削面Ｗａの平面研削と同様に行われる。
上記実施形態の研削方法及び研削盤によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００３５】
（１）上記実施形態では、三つの支持ピン１３により支持されたワークＷの自重による撓みをジャッキ３１により修正するとともに、ワーク載置用治具４１によりワークＷの下面（被研削面Ｗｂ）を支持した状態で、回転砥石１９によりワークＷの被研削面Ｗａの平面研削を行うようにした。このため、平面研削された研削面の平坦度を向上することができるとともに、従来の石膏を用いる方法と比較して、研削作業の能率を向上することができる。
【００３６】
（２）上記実施形態では、ワークＷの最大撓み量δｍａｘ及び最大撓み位置Ｐｍａｘを予め有限要素法により求めるようにしたので、テーブル１２の上面に撓み量測定用のマイクロゲージ（図示略）等を載置して撓み量を実際に測定する必要がなく、この点からも研削作業の能率を向上することができる。
【００３７】
（３）上記実施形態では、前記主軸ヘッド１７側に設けられたマイクロゲージ２４によりワークＷの上方への変位量を測定するようにした。このため、ジャッキ３１によりワークＷの自重による撓みが解消されたか否かを容易に判断することができる。
【００３８】
（４）上記実施形態では、テーブル１２の上面にワーク載置用治具４１を載置し、その複数のワーク支持ピン４７によりワークＷの下面を支持するようにした。このため、回転砥石１９によるワークＷの研削作業時にワークＷに作用する下方への押圧力をワーク載置用治具４１により分担することができ、ワークＷの回転砥石１９による撓みを抑制してワークの研削面の平坦度を向上することができる。
【００３９】
（５）上記実施形態では、ワーク載置用治具４１に上下方向にそれぞれ移動可能な複数のワーク支持ピン４７を用いたので、ワークＷの凹凸を有する被研削面Ｗｂに倣うようにして各ワーク支持ピン４７の小径部４７ｂの上端を接触することができ、ワークＷを広い領域において安定して支持することができる。
【００４０】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図１１に示すように、前記ジャッキ３１の昇降用ボルト３５の操作つまみ３５ａを省略して、昇降用ボルト３５の基端部にカプラー６１を介して遠隔操作用の操作ロッド６２の先端部を取り外し可能に連結するようにしてもよい。前記カプラー６１は前記昇降用ボルト３５の基端部に連結された例えば六角穴６３ａを有する部材６３と、前記操作ロッド６２の先端部に連結され、かつ前記六角穴６３ａに係合される角柱部６４ａを有する部材６４とにより構成されている。又、前記操作ロッド６２の基端部には操作つまみ６２ａが設けられている。
【００４１】
この場合には、大型のワークＷの下面の中央部寄りにジャッキ３１を配置した状態で、昇降用ボルト３５を容易に回動することができ、ジャッキ３１による撓み修正動作を容易に行うことができる。
【００４２】
・図示しないが、ワーク載置用治具４１のロック用ボルト５０の操作つまみ５０ａに代えて、ボルト５０の基端部に図１１に示すカプラー６１を介して遠隔操作用の操作ロッド６２の先端部を取り外し可能に連結するようにしてもよい。
【００４３】
この場合にも、大型のワークＷの下面の中央部寄りにワーク載置用治具４１を配置した状態で、ロック用ボルト５０を容易に回動することができ、ワーク載置用治具４１によるワークＷの支持動作を容易に行うことができる。
【００４４】
・前記マイクロゲージ２４を省略してもよい。この場合には、ジャッキ３１として、ワークＷの持ち上げ量を測定する機能を有するものを使用する。
・前記ワーク載置用治具４１のワーク支持ピン４７を例えば平面視蜂の巣状に配列してもよい。
【００４５】
・前記ジャッキ３１にワーク載置用治具４１の機能を兼用させてもよい。この場合には、複数のジャッキ３１を用いてワークＷを安定して支持することが望ましい。
・前記支持ピン１３をテーブル１２の上面に四箇所以上に配置してもよい。
【００４６】
・この発明を、研削盤以外の例えば、フライス盤、研磨装置、へール加工機あるいはミーリング加工機等の各種の加工機に具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明を研削盤に具体化した平面研削方法を説明するためのテーブルとワークの正面図。
【図２】同じくテーブルとワークの平面図。
【図３】同じくテーブルとワークの正面図。
【図４】同じくテーブルとワークの正面図。
【図５】同じくテーブルとワークの正面図。
【図６】同じくテーブルとワークの正面図。
【図７】研削盤の右側面図。
【図８】ジャッキの縦断面図。
【図９】ワーク載置用治具の縦断面図。
【図１０】図９の１−１線断面図。
【図１１】この発明の別の実施形態を示すジャッキの断面図。
【図１２】背景技術を説明するためのテーブルとワークの正面図。
【図１３】同じくテーブルとワークの正面図。
【符号の説明】
【００４８】
Ｗ…ワーク、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…位置、δｍａｘ…最大撓み量、Ｐｍａｘ…最大撓み位置、１２…テーブル、１３…支持ピン、１９…工具としての回転砥石、３１…ジャッキ、４４ａ…ネジ孔、４１…ワーク載置用治具、４３…ピン収容室、４７…ワーク支持ピン、５０…ロック用ボルト、６１…カプラー。
【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】
2007319949.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007319949.tif 000011
【図１０】
2007319949.tif 000012
【図１１】
2007319949.tif 000013
【図１２】
2007319949.tif 000014
【図１３】
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