(57)【要約】試料研削盤は、受け皿と、研削砥石を作動可能に支持する回転駆動板とを備えるベースを備える。ヘッドは、試験片ホルダーを支持するように構成され、試験片ホルダーを回転駆動する第１の駆動機構と、ヘッド及び試験片ホルダーを駆動板に向かって、また駆動板から離れる方に移動させる第２の駆動機構とを備える。ヘッドは、試験片ホルダーよりも大きい垂下スリーブを備える。カバーは、受け皿を覆って配置され、また、スリーブよりも大きい開口を有し、試験片ホルダーが回転駆動板に向かって移動されるとき、スリーブは、上記開口を通り抜けるようになっている。研削砥石は、１つの径方向向きでのみ上記板に取付け可能である。ドレッシングシステムは、駆動板モーター及び／又はヘッドの第１の駆動機構の電流を監視する制御装置に作動可能に接続され、駆動板モーター及び／又はヘッドの第１の駆動モーターによって引き込まれる電流が所定の値を下回ったことに基づいて作動される。
2017533834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受け皿と、研削砥石を作動可能に支持する回転駆動板とを備えるベースと、
試験片ホルダーを支持するように構成され、前記試験片ホルダーを回転駆動する第１の駆動機構を備えるヘッドであって、該ヘッドは、該ヘッド及び前記試験片ホルダーを前記回転駆動板に向かって、また前記回転駆動板から離れる方に移動させる第２の駆動機構を備え、該ヘッドは、垂下されたスリーブを備えており、該スリーブが、前記試験片ホルダーの外周よりも大きい内周と、外周とを有しているヘッドと、
前記受け皿及び前記回転駆動板を覆って配置されるカバーであって、該カバーは、前記スリーブの前記外周よりも大きい内周を有する開口を有し、前記試験片ホルダーが前記回転駆動板に向かって移動されるとき、前記スリーブが前記カバーの開口を通過するようにしたカバーとを具備する試料研削盤。
【請求項２】
前記カバーは、平坦ではなく、その前側角部に向かって傾斜した頂部を有する請求項１に記載の試料研削盤。
【請求項３】
前記スリーブは、透明材料又は半透明材料で少なくとも一部が形成されている請求項１に記載の試料研削盤。
【請求項４】
前記カバーは、流体輸送マニホールドと、該流体輸送マニホールドに連通する複数の流体吐出ノズルとを備える請求項１に記載の試料研削盤。
【請求項５】
前記流体輸送マニホールドは前記カバーの一部として形成され、前記流体吐出ノズルは、前記流体輸送マニホールドを覆って前記カバーに取付けられる請求項４に記載の試料研削盤。
【請求項６】
前記流体吐出ノズルはプレートに設けられた開口として形成され、前記プレートが前記カバーの内面に取付けられる請求項５に記載の試料研削盤。
【請求項７】
前記プレートにある前記開口は概ね前記プレートの線に沿って非対称に配置される請求項６に記載の試料研削盤。
【請求項８】
前記流体輸送マニホールドに連通する、前記ベース内の流体輸送導管を備える請求項５に記載の試料研削盤。
【請求項９】
前記カバーは、前記ベースから取外し可能である請求項１に記載の試料研削盤。
【請求項１０】
前記試料研削盤は、前記カバーを前記ベースに固定する固定具を備え、該固定具は、固定位置と非固定位置との間で可動であり、該固定具が前記非固定位置にあるとき、前記カバーは、工具を使用することなく前記ベースから取外し可能である請求項９に記載の試料研削盤。
【請求項１１】
受け皿と、研削砥石を作動可能に支持する回転プラテンとを備え、前記回転プラテンが中心軸と、１又は複数の取付要素とを有して成るベースと、
中心軸を有し、前記プラテンに取付け可能であるとともに前記プラテンと同軸に設けられ、１つの径方向向きでのみ前記プラテンに取付け可能な研削砥石であって、該研削砥石は、前記プラテン側の取付要素と協働して、前記研削砥石を前記１つの径方向向きでのみ取付けることを可能にする１又は複数の取付要素を有する研削砥石とを具備し、
前記研削砥石は、当初前記プラテンに取付けられ、前記プラテンから取外され、また再び前記プラテンに取付けらるものであり、前記研削砥石は、前記プラテンに再取付けされるとき、該板に当初取付けられたときと同じ径方向向きでのみ再取付けすることができる試料研削盤。
【請求項１２】
前記プラテン側の取付要素及び前記研削砥石側の取付要素は協働する突起と凹部である請求項１１に記載の試料研削盤。
【請求項１３】
前記協働する突起及び凹部はピンと穴である請求項１２に記載の試料研削盤。
【請求項１４】
前記ピンは前記プラテンに配置されており、前記穴は前記研削砥石に形成されている請求項１３に記載の試料研削盤。
【請求項１５】
前記プラテンには４つのピンが配置され、該ピンのうちの３つのピンは、前記プラテン上で対称に配置され、第４のピンは、前記プラテン上で、対称に配置された前記３つのピンに対して非対称に配置され、前記研削砥石は前記４つのピンと協働するように位置決めされた４つの穴を有する請求項１４に記載の試料研削盤。
【請求項１６】
研削砥石を作動可能に支持する回転駆動板を備えるベースであって、前記回転駆動板には、該板を駆動する駆動板モーターが作動可能に連結されているベースと、
試験片ホルダーを支持するように構成され、前記試験片ホルダーを回転駆動する第１の駆動機構を備えるヘッドであって、前記第１の駆動機構はモーターを含み、該ヘッドは、該ヘッド及び前記試験片ホルダーを前記回転駆動板に向かって、また前記回転駆動板から離れる方に移動させる第２の駆動機構を備えるヘッドと、
アームと、前記研削砥石に接触して前記研削砥石をドレッシングする硬化面とを備えるドレッシングシステムと、
前記駆動板モーター及び前記ヘッドの第１の駆動機構の一方又は双方の電流を監視する監視装置と、
制御装置とを具備し、
前記監視装置は、前記駆動板モーター及び前記ヘッドの第１の駆動機構の一方又は双方によって引き込まれる電流を監視し、前記ドレッシングシステムは、前記駆動板モーター及び前記ヘッドの第１の駆動モーターの一方又は双方によって引き込まれる電流が、所定の値を下回ったことに基づいて作動される試料研削盤。
【請求項１７】
前記制御装置は研削盤サイクルが開始したか否かを判断し、該研削盤サイクルが開始していれば、前記制御装置はドレッシング作業を開始する請求項１６に記載の試料研削盤。
【請求項１８】
前記制御装置は、ドレッシング作業が進行中であると判断した場合、電流データ値を監視及び捕捉し、前記制御装置は、ドレッシング作業が進行していないと判断した場合、駆動板モーター及び前記ヘッドの第１の駆動機構用の前記所定の値を決定する請求項１７に記載の試料研削盤。
【請求項１９】
前記監視装置は、前記駆動板モーターによって引き込まれる電流を監視する請求項１６に記載の試料研削盤。
【請求項２０】
前記監視装置は、前記ヘッドの第１の駆動機構によって引き込まれる電流を監視する請求項１６に記載の試料研削盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、2014年11月12日出願の米国仮特許出願第62/078628号の利益及び優先権を主張する。この米国仮特許出願の開示内容は、その全体が本明細書の一部をなす。
【背景技術】
【０００２】
研削盤は、多くの産業で使用されている。金属、ポリマー、セラミック等の材料の試料を顕微鏡試験等による更なる試験に向けて準備するために使用されるタイプの研削盤がある。
【０００３】
既知の研削盤は、試料又は試験片ホルダーを備え、試料又は試験片ホルダーは、研削媒体に対して回転するように構成されており、また、この研削媒体も回転するように構成されている。このようにして、同時に２つの回転運動が行われる。試料及び媒体を潤滑及び冷却し、また、研削プロセス中に生じた研削デブリ等のデブリを除去するために、水等の流体が研削媒体に噴射される。
【０００４】
Shewey他の米国特許第8,574,028号に開示されている既知の研削盤／研磨機は、試料を回転させるように試料ホルダーが取付けられているヘッドを備える。試料は、研削盤のベース内にある回転板又は回転プラテンに対して保持される。試料の準備を行うために、上記板又はプラテンが研磨面を有するか、又は、研磨液がプラテン上に導入される。通常、プラテンの研磨面は、研磨紙、その他の取外し可能かつ交換可能な媒体である。Sheweyの上記開示、更にはHartの米国特許第8,465,347号及びHartの米国特許第8,152,603号は、本願の譲受人に譲渡されており、その開示を本明細書と一体をなすものとして引用する。
【０００５】
Sheweyの研削盤／研磨機のヘッドは、試料とプラテンとの間の所定の力を維持するために、往復移動する（プラテンに向かって、またプラテンから離れる方に移動する）。ヘッドの往復移動は、（チャック及び駆動シャフトを介して）試験片ホルダーに作動可能に接続されているロードセルからの入力に一部基づいて決定される。
【０００６】
研削盤として使用されるとき、プラテンには研削砥石が取付けられる。使用時、研削砥石を形成している砥粒は、試験片との接触及び試験片の研削によって摩耗する。その結果、引き続き試料を有効に準備するためには、研削砥石は、「ドレッシング」又は表面を再加工しなければならない。ドレッシングは、研削作業中に、砥石の、ヘッドがアームに取付けられている側とは反対側に旋回するアームを用いて行われる。アームは、弧を描くように移動して砥石に接触し、摩耗した領域を除去して、より効率的に研削を行う新たな研磨面を露出させる。既知の自動化研削盤システムでは、ドレッシングは、必要なときであるか或いはその時期を過ぎているかに関わらず、時間に基づいて行われる。
【０００７】
さらに、既知の研削盤は、プラテンが中に配置される、頂部が開放したベースを備える。すなわち、プラテン上方のホルダー上の試験片を囲む領域は、周囲に開放している。これは、砥石及び／又はプラテン及び試験片へのアクセスを容易に可能にするが、作業中、研削盤からの飛沫及びデブリの放出につながる可能性もある。
【０００８】
また、異なる研削作業を行うために、砥石を時々変更することが一般的である。例えば、異なる材料（鋼及びアルミニウム等）を準備するには、異なる種類の研削砥石（異なる砥石材料）を使用することが必要となり得る。したがって、鋼の研削用の砥石を取外して、次に、アルミニウムの研削用の砥石を研削盤に設置する場合がある。その後、鋼用の研削砥石が再設置されるとき、砥石表面が平坦であり、プラテンに設置された際の砥石の向きにより試験片に対して垂直であることを確実にするために、ドレッシング又は再ドレッシングが必要となり得る。これを行わなければ、砥石の試験片に対する突出部分及び後退部分に起因して、研削が平坦でなくなる可能性がある。砥石の平坦な表面を確実にするためのこの更なるドレッシングは、時間がかかる可能性があり、また、砥石の未だ消耗していない部分又は砥石の未だ研削に有効な部分の除去につながる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、改良された研削盤が必要とされている。このような研削盤は、必要に応じて研削砥石をドレッシングする自動化システムを備えることが望ましい。このような研削盤は、飛沫及びデブリの放出量を減少させつつ、研削砥石への容易なアクセスを可能にする、試験片を覆うカバーを備えることが更に望ましい。このような研削盤は、研削砥石の取外しと、砥石の向きが再設置中に維持されるような研削砥石の再設置とを可能にすることが更に一層望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
試料研削盤は、受け皿と、研削砥石を作動可能に支持する回転駆動板とを備えるベースを備える。ヘッドは、試験片ホルダーを支持するように構成され、試験片ホルダーを回転駆動する第１の駆動機構と、ヘッド及び試験片ホルダーを回転板に向かって、また回転板から離れる方に移動させる第２の駆動機構とを備える。ヘッドは、試験片ホルダーの外周よりも大きい内周を有する垂下スリーブを備える。
【００１１】
取外し可能なカバーは、受け皿及び回転駆動板を覆って配置される。カバーは、スリーブの外周よりも大きい内周を有する開口を有し、試験片ホルダーが回転駆動板に向かって移動されるとき、スリーブは、カバー開口を通過するようになっている。
【００１２】
カバーは、平坦ではなく、前側角部に向かって傾斜した頂部を有する。スリーブは、透明材料又は半透明材料で形成することができる。
【００１３】
カバーは、流体輸送マニホールドと、流体輸送マニホールドに連通する複数の流体吐出ノズルとを備えることができる。流体輸送マニホールドは、カバーの一部として形成することができ、流体吐出ノズルは、流体輸送マニホールドを覆ってカバーに取付けることができる。ノズルは、プレートにある開口として形成することができ、このプレートは、カバーの内面に取付けることができる。この開口は、概ねプレートの線に沿って非対称に配置することができる。ベース内の流体輸送導管は、流体輸送マニホールドに連通する。
【００１４】
研削砥石は、中心軸を有し、プラテンに取付け可能であるとともにプラテンと同軸である。研削砥石は、１つの径方向向きでのみプラテンに取付けられ、また、研削砥石は、プラテン側の取付要素と協働して、研削砥石を１つの径方向向きでのみ取付けることを可能にする１又は複数の取付要素を有する。研削砥石は、当初プラテンに取付けられ、プラテンから取外され、またプラテンに再取付けされるものであり、研削砥石は、プラテンに再取付けされるとき、この板に当初取付けられたときと同じ径方向向きでのみ再取付けすることができる。
【００１５】
プラテン側の取付要素及び研削砥石側の取付要素は、例えば、協働する突起及び凹部とすることができる。協働する突起及び凹部は、ピン及び穴とすることができる。ピンは、プラテンに配置することができ、穴は、研削砥石に形成することができる。
【００１６】
一実施形態において、プラテンには４つのピンが配置され、これらのピンのうちの３つのピンは、プラテン上で対称に配置され、第４のピンは、プラテン上で、３つの対称に配置されたピンに対して非対称に配置される。研削砥石は、これらの４つのピンと協働するように位置決めされた４つの穴を有する。
【００１７】
また、試料研削盤は、アームと、研削砥石に接触して研削砥石をドレッシングする硬化面とを備えるドレッシングシステムを備えることができる。監視装置は、駆動板モーター及びヘッドの第１の駆動機構の一方又は双方の電流を監視する。試料研削盤は、制御装置を備える。
【００１８】
監視装置は、駆動板モーター及びヘッドの第１の駆動機構の一方又は双方によって引き込まれる電流を監視し、ドレッシングシステムは、駆動板モーター及びヘッドの第１の駆動モーターの一方又は双方によって引き込まれる電流が所定値を下回ったことに基づいて作動される。
【００１９】
一実施形態において、制御装置は、研削盤サイクルが開始したか否かを判断し、研削盤サイクルが開始していれば、制御装置は、ドレッシング作業を開始する。制御装置は、ドレッシング作業が進行中であると判断した場合、電流データ値を監視、獲得し、制御装置は、ドレッシング作業が進行していないと判断した場合、駆動板モーター及び／又はヘッドの第１の駆動機構用の所定の電流値を決定する。
【００２０】
本発明のこれらの特徴及び利点並びに他の特徴及び利点は、特許請求の範囲と併せて以下の詳細な説明から容易に明らかとなるであろう。
【００２１】
本発明の利益及び利点は、以下の詳細な説明及び添付の図面を検討すれば、当業者にはより容易に明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】平面研削盤の一実施形態の斜視図である。
【図２】下側位置又は研削位置にあるヘッドとともに示す、平面研削盤の概略斜視図である。
【図３】ヘッドをベース及びカバーから引抜き回転してベース及びカバーから離間させて示す図１、２と同様の図である。
【図４】研削砥石を見やすくするためにカバーを取外し、研削砥石上での作業位置にあるドレッシングアームを示す、図３と同様の図である。
【図５】プラテンを見やすくするために研削砥石を取外して示す、図４と同様の図である。
【図６】見易くするためにヘッドの一部を取外して示す、ヘッド昇降駆動アセンブリの一部の斜視図である。
【図７】見易くするためにヘッドの一部を取外して示す、ヘッド昇降駆動アセンブリの一部の斜視図である。
【図８】内部の試験片ホルダー及び試験片駆動アセンブリシャフトとともに示す、試験片（回転）駆動機構の一部の斜視図である。
【図９】プラテン駆動機構及び駆動アセンブリの分解図である。
【図１０Ａ】ベースの底面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの矢視線10B-10Bに沿うベースの断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ａの矢視線10C-10Cに沿うベースの断面図である。
【図１１】上側位置又は後退位置にあるヘッド及びスリーブを示す図である。
【図１２】カバーの下面、及び、カバーに設けれた流体マニホールド入口及び噴霧ノズルの図である。
【図１３】流体マニホールド及び流体噴霧ノズルの一部の拡大図である。
【図１４】プラテンを見易くするためにカバー及び研削砥石を取外して示す、ベースの斜視図である。
【図１５】研削砥石の底部の図である。
【図１６】平面研削盤の動作スキームの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本装置は様々な形態で実施可能であるが、現時点で好ましい実施形態を図面に示し、以下に記載する。本開示は例示とみなされ、図示の特定の実施形態に限定されることは意図されていないことが理解される。
【００２４】
ここで、特に図１〜図５を参照すると、ベンチトップ型の平面研削盤１０が示されている。研削盤１０は、概して、ベース１２と、ヘッド１４と、制御パネル１８と通信する制御装置１６とを備える。ベース１２は、回転プラテン２２と、プラテン２２用の駆動システム２４とを包囲する筐体２０を備える。簡単に図９及び図１０Ａ〜図１０Ｃを参照すると、駆動システム２４は、駆動モーター２６を備える。この実施形態では、モーター２６は、駆動ベルト２８によってプラテン２２に作動可能に接続されている交流モーターである。
【００２５】
ベース１２は、受け皿３２の上縁部を形成する上側リップ３０を画定する。プラテン２２は、受け皿３２内で、受け皿の底部の上方かつリップ３０の下方に配置される。受け皿３２は略Ｄ字状の外形を有し、保守、取外し等のためのプラテン２２へのアクセスを可能にする。プラテン２２には、研削砥石３４が配置される。受け皿３２のＤ字状の外形は、保守、取外し等のための研削砥石３４への容易なアクセスも可能にする。
【００２６】
図４、１４、１５を参照すると、研削砥石３４は、プラテン２２とともに回転するように、プラテン２２上に位置決めして取付けられる。研削砥石３４とプラテン２２とは、互いに同軸であり（すなわち、共通軸Ａを共有し）、研削砥石３４を１つの向きでのみプラテン２２に設置する又は取付けることができるように構成されている。この一配向取付け構成により、砥石３４が取外されてプラテン２２に再設置されるとき、毎回全く同じ向きに再設置されることが確実になる。当業者には理解されるように、砥石３４を毎回同じ向きに再設置可能であることにより、プラテン２２に設置するたびに砥石３４を再ドレッシングする必要がなくなる。
【００２７】
この実施形態では、一配向取付けシステムには、複数の位置決めピン３６Ａ〜３６Ｄが設けられており、そのうちの１つの位置決めピン３６Ｄは、非対称に配置されている。位置決めピン３６Ａ〜３６Ｄは、砥石３４の協働する位置決め穴３８Ａ〜３８Ｄに受けられ、そのうちの１つの位置決め穴３８Ｄは、非対称に位置決めされたピン３６Ｄを受けるように非対称に位置決めされている。例えば、砥石３４は、砥石３４の中心軸Ａから等距離を置いて互いに１２０度に位置決めされた３つのピン３６Ａ〜３６Ｃと、砥石３４上の任意の場所（例えば、図示の実施形態では３つのピンのうちの１つのピンの径方向線上）に位置決めされた第４のピン３６Ｄとを備えることができ、ピンを受けるプラテン２２の協働する穴３８Ａ〜３８Ｄ。本質的に、非対称の第４のピン３６Ｄは、４つ全てのピン３６Ａ〜３６Ｄがそれぞれの協働する穴３８Ａ〜３８Ｄに収容される１つの向き以外のいかなる向きでの砥石３４の設置も防止する、取付け干渉構成をもたらす。皿ねじボルト等の１つの締結具４０を用いて、砥石３４をプラテン２２に固定することができる。
【００２８】
このような一配向取付け構成には、複数の利点がある。例えば、上述したように、砥石３４がドレッシングされると、砥石３４は、プラテン２２から取外し、砥石３４の表面の再加工が必要とされない限り、更なるドレッシング又は再ドレッシングを行うことなく再設置することができる。さらに、砥石３４は、例えば１つの締結具４０を用いて容易かつ迅速にプラテン２２に設置、取外し、及び再設置される。
【００２９】
図１〜図４及び図１１に示すように、研削盤１０は、受け皿３２を覆って配置されるカバー４２を備える。カバー４２は、適所にあるとき、受け皿３２（砥石３４を含む）を包囲する。カバー４２は開口４４を有し、試験片ホルダー４６は、試験片を砥石３４に接触させるために、この開口４４を通って移動する。ヘッド１４にはスリーブ４８が配置され、スリーブ４８は、ヘッド１４から、試験片ホルダー４６が取付けられるシャフト５０の周りに、シャフト５０を覆って垂下している。スリーブ４８は、ヘッド１４から、試験片ホルダー４６のすぐ上の位置まで垂下している。
【００３０】
スリーブ４８は、試験片ホルダー４６の直径よりも僅かに大きい内径と、スリーブ４８が試験片ホルダー４６とともにカバー開口４４を通って移動可能にするように構成された外径とを有する（スリーブ４８の外径は、カバー開口４４の直径よりも僅かに小さいだけである）。このようにして、スリーブ４８とカバー開口４４との間の間隙５２は、生じ得る飛沫を減少させる又はなくすように十分小さい。図３、１２に示すように、カバー４２の前側角部５４は、ホルダー４６及び砥石３４への容易なアクセスのために、ヘッド１４が（ヘッド１４に取付けられている試験片ホルダー４６とともに）カバー４２及び砥石３４から離れる方に旋回可能にするように、下方に傾斜している。カバー４２の下側縁部の周りには、シール５６を配置することができ、ここで、カバー４２は、受け皿３２を更に密封するようにベース１２に配置される。スリーブ４８は、試験片及び砥石３４が見えるように、透明材料又は半透明材料で形成することができる。
【００３１】
砥石３４及びプラテン２２にアクセスするために、カバー４２は、ベース１２から容易に取外されるように構成されている。この実施形態では、カバー４２は、カバーの後方に、ドレッシングアームハウジング６０の上方に配置されたスロット開口５８を有する。スロット開口５８の縁部は、ドレッシングアームハウジング６０の凹部６２に滑り込み、カバー４２を適所に固定する。カバー４２は、クランプ６４を備えることができ、クランプ６４は、カバー４２をベース１２に固定して係止し、工具を使用することなくカバー４２を取外し及び設置することを可能にする。
【００３２】
カバー４２がベース１２の適所にある場合、カバー４２の開口６６は、流体供給導管６８と連通する。導管６８は、ベース１２から上方へ開口６６内に延びる。導管６８と開口６６との間には、シール７０が配置される。水等の流体は、供給源からベース１２を通してカバー４２の開口６６内にもたらされる。
【００３３】
上述したように、研削盤１０の適切な動作のために、冷却／潤滑液が必要とされる。流体供給導管６８は、カバー４２の流体輸送マニホールド７２を介して、冷却／潤滑液を砥石３４に供給する。一実施形態において、流体輸送マニホールド７２は、流体を砥石３４に噴霧する複数の開口又はノズル７４を備える。ノズル７４は、所望の噴霧パターンの流体を砥石３４にもたらすように配置される。一実施形態において、マニホールド７２から流体を噴霧するために、（導管６８からの）流体進入口に近い第１のノズル７４ａと、第１のノズルから離間した５つ一組の隣接ノズル７４ｂ〜７４ｆと、この５つ一組のノズルから離間した第７のノズル７４ｇと、砥石３４の中心に最も近い、マニホールド７２の端部付近の２つ一組のノズル７４ｈ、７４ｉとを含む、９つのノズル７４ａ〜７４ｉが配置されている。ノズル７４は、マニホールド７２を覆って配置され、マニホールド７２の一部を形成するプレート７６に形成することができる。
【００３４】
図１〜図９を参照すると、ヘッド１４は、試験片Ｓを支持して回転させる。ヘッド１４は、伸縮支持体７８によってベース１２に取付けられている。ヘッド１４は、２つの駆動システム、すなわち、試験片ホルダー４６を回転させる１つの駆動システム８０（図８を参照）と、試験片ホルダー４６及び試験片Ｓを砥石３４に向かって、また砥石３４から離れる方に移動させるようにヘッド１４を上下移動させる昇降駆動システム８２（図６、７を参照）とを含む。回転運動及び昇降運動は、別個の駆動システム８０、８２によってもたらされる。
【００３５】
図８を参照すると、回転駆動機構８０は、試験片ホルダー４６を時計回り又は反時計回りのいずれの方向にも回転させるように構成されている。この研削盤１０では、駆動システム８０は、モーター８４によって駆動される歯車駆動機構であるが、直接駆動機構、ベルト駆動機構等を使用することもできる。ヘッド１４は、試験片ホルダー４６の回転駆動機構の動作中は静止することが理解される。駆動システム８０は、缶状ハウジング８６を備え、缶状ハウジング８６は、缶状ハウジング８６を回転させるようにモーター歯車９０に係合する歯車８８を備える。
【００３６】
図６、７を参照すると、昇降駆動機構８２は、試験片ホルダー４６及び試験片Ｓを砥石３４に対して精密に位置決めする精密駆動機構である。昇降駆動機構８２は、ヘッド１４に固定取付けされている。この研削盤１０は、タイミングベルト９２によってプーリー９４（ベルト９２によって駆動される）に作動可能に接続されるサーボモーターを使用する。プーリー９４には、プーリー９４とともに回転するように送りねじ９６が取付けられている。送りねじ９６は、（ベース１２及び支持体７８に対して）固定されたねじ付き受容部材９８に取付けられており、送りねじ９６が回転すると、ヘッド１４が上下に移動して、試験片ホルダー４６を砥石３４に向かって、また砥石３４から離れる方に移動させるようになっている。
【００３７】
研削盤１０の更なる向上点は、自動化ドレッシングシステム１００である。上述したように、ドレッシングは、砥石３４が摩耗した際、すなわち、研削材の頂部が摩耗し、頂部間の谷部に試験片材料が詰まったとき（砥石の目詰まりとも称される）、砥石３４の表面を再加工又は再生するために行われる。ドレッシングシステム１００は、アーム１０４に取付けられるヘッド１０２を備え、アーム１０４は、弧状に移動して砥石３４に接触し、目詰まりした領域（例えば、摩耗して鈍った領域又は研削材）を除去して、より効率的に研削を行う研削材の新たな表面を露出させる。ドレッシングは、研削作業中、砥石３４の研削作業が行われている位置の反対側にアーム１０４を旋回、移動させることによって行われる。
【００３８】
ドレッシングシステムヘッド１０２は、砥石３４の摩耗した又は鈍った領域に接触して、この領域を除去する硬化面１０６を有する。或る硬化面は、犠牲ダイヤモンドドレッシング面１０６である。既知の研削システムの動作では、ドレッシングは、実際にドレッシングが必要であるか或いはドレッシングの時期を過ぎているかに関わらず所定の時期に行われる。前者の例では、過度に頻繁にドレッシングすることで、砥石表面の未だ研削に有効な部分を除去してしまうことが理解されよう。後者の例では、ドレッシングの時期を過ぎることで、試料の研削時間の過度の増大又は適切な研削の失敗につながる可能性がある。さらに、必要とされるドレッシング周期は、試験片材料、砥石組成、砥石速度、試料ホルダー速度等の多くの変数によって決定される。
【００３９】
本研削盤１０の一実施形態において、ドレッシングは、測定された動作状態に基づいて、これらの動作状態と所定値とを比較することで行われる。動作状態に基づく砥石３４のドレッシング方法の１つは、試験片Ｓと研削砥石３４との間の抵抗を測定し、この抵抗が或る所定値を下回ったときに研削砥石３４をドレッシングすることである。
【００４０】
抵抗は、種々の方法で監視することができる。１つの実施形態において、抵抗は、プラテンモーター２６又はヘッドモーター８４（２つの同時回転部材）のいずれかを作動させるのに必要な電力量に関係する。電力は、モーター２６、８４によって引き込まれる電流に関係する。したがって、適用時、抵抗を測定する１つの方法は、プラテンモーター２６又はヘッドモーター８４によって引き込まれる電流を監視することである。電流が或る所定のレベルを下回ったとき、これは抵抗が減少したことを示し、ドレッシングが自動的に開始する。
【００４１】
自動化ドレッシング作業１０００のフローチャートが、図１６に示されている。ステップ１００２において、研削盤サイクルが開始し、ステップ１００４において、ドレッシング作業を開始する。ステップ１００６において、制御装置は、ドレッシング作業が進行中であるか否かを監視する。
【００４２】
ドレッシング作業が進行中である場合、ステップ１００８において、電流データ値（モーターの仕事量）を獲得して制御装置に記憶し、動作は、ステップ１００４とステップ１００６との間に戻る。
【００４３】
ドレッシング作業が進行していない場合、ステップ１０１０において、制御装置は、最適な電流トリガー値を求めて、次のドレッシング作業を開始する。ステップ１０１２において、制御装置は、電流負荷が負荷トリガー値に達したか否かを監視する。そして、トリガー値に達した場合、ステップ１００４において、制御装置は、ドレッシング作業を開始する。トリガー値に達していない場合、ステップ１０１２において、制御装置は、電流負荷が負荷トリガー値に達したか否かを引き続き監視する。
【００４４】
このようにして、ドレッシング作業は、任意の時間に基づく測定ではなく、実際の動作データ（プラテン又はヘッドモーターの電流負荷の監視によって獲得されるデータ）に基づいて必要なときにのみ開始される。この特徴は、最小限のサイクル時間での最適な仕事量をもたらす。
【００４５】
本明細書で参照した全ての特許は、本開示の本文内で詳細に引用されたか否かに関わらず、引用することにより本明細書の一部をなす。
本開示では、数量を指定しない表現は、単数及び複数の双方を含むものとみなされる。また、複数形の項目の言及は、適切な場合は単数形を含む。
【００４６】
本開示の新規の概念の真の趣旨及び範囲から逸脱することなく、多数の変更形態及び変形形態を実施することができることが、上記から認識される。図示の特定の実施形態に対する限定は意図しておらず、そのような限定が推定されるべきではないことが理解される。本開示は、本発明の範囲内にある全ての変更形態を包含することが意図される。
【符号の説明】
【００４７】
１０    研削盤
１２    ベース
１４    ヘッド
１６    制御装置
１８    制御パネル
２０    筐体
２２    回転プラテン
２４    駆動システム
２６    駆動モーター
２８    駆動ベルト
３０    上側リップ
３２    皿
３４    砥石
３６Ａ    ピン
３６Ｂ    ピン
３６Ｃ    ピン
３６Ｄ    第４のピン
３８Ａ    穴
３８Ｂ    穴
３８Ｃ    穴
３８Ｄ    穴
４０    締結具
４２    カバー
４４    カバー開口
４６    試験片ホルダー
４８    スリーブ
５０    シャフト
５２    間隙
５４    前側角部
５６    シール
５８    スロット開口
６０    アームハウジング
６２    凹部
６４    クランプ
６６    開口
６８    流体供給導管
７０    シール
７２    流体輸送マニホールド
７４    ノズル
７４ａ    ノズル
７４ｂ    ノズル
７４ｃ    ノズル
７４ｄ    ノズル
７４ｅ    ノズル
７４ｆ    ノズル
７４ｇ    ノズル
７４ｈ    ノズル
７４ｉ    ノズル
７６    プレート
７８    支持体
８０    回転駆動機構
８２    昇降駆動機構
８４    ヘッドモーター
８６    缶状ハウジング
８８    歯車
９０    モーター歯車
９２    タイミングベルト
９４    プーリー
９８    受容部材
１００    システム
１０２    ヘッド
１０４    アーム
１０６    硬化面
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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