(57)【要約】【課題】研削砥石のドレス方法及び研削装置に関し、専用のユニットを設けることなく研削砥石のドレスを含む研削動作を全自動で行うことができる汎用性の高い、かつ装置構造を複雑にしたり、ドレス作業のための特別な動作を必要としない上記方法及び装置を得る。【解決手段】ドレス砥石として研削装置で連続加工されるワーク１５の表面１６ａにドレス用の砥粒５６を電着したドレス用ワーク１６を用いている。不良導体のワークには、ワーク表面にめっきを施した後、当該めっき層にドレス砥粒を電着する。ワーク１５と同一形状の金属基材５５の表面１６ａにドレス砥粒５６を電着してドレス用ワーク１６としても良い。一般的には、ドレス砥粒を電着するが、ワークの材質等によっては、電着以外の方法でドレス砥粒５６をワーク１５や金属基材５５の表面１６ａに付着させても良い。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送ロボット(6)でストッカ７上の多数のワーク(15)を加工位置(A)に順次搬入・搬出して当該多数のワークを連続研削する自動研削装置における研削砥石のドレス方法において、
多数のワーク(15)の一個又は当該ワークと同一形状の金属基材の表面にドレス砥粒を付着してドレス用ワーク(16)とし、ストッカの制御器にこのドレス用ワークの載置位置を設定して当該載置位置にドレス用ワークを載置し、前記搬送ロボットに、ストッカ上の多数のワークを加工位置に順次搬入・搬出する繰返し動作と、設定したタイミングで前記ドレス用ワークの載置位置と加工位置とを一往復させる動作とを行わせることを特徴とする、自動研削装置における研削砥石のドレス方法。
【請求項２】
研削装置本体(1)の加工位置(A)に近接してワークストッカ(7)を配置し、このワークストッカ上の多数のワーク(15)を加工位置(A)にに順次搬送・搬出する搬送ロボット(6)を設置し、ワークストッカ上又はこれに近接してドレス用ワーク載置台(79)を設け、当該載置台にドレス用ワーク(16)を載置し、搬送ロボット(6)の制御器にそのロボットハンド(61)がワークストッカ７と加工位置(A)との間を繰返し往復する動作と、所定時間の又は所定回数の当該繰返し動作の間に行われる、ドレス用ワーク載置台(79)と加工位置(A)との間を一往復する動作とを行わせることを特徴とする、自動研削装置における研削砥石のドレス方法。
【請求項３】
研削装置本体(1)の加工位置(A)と当該研削装置本体に付設したストッカ(7)との間を往復移動してストッカ(7)上の多数のワーク(15)を加工位置(A)に順次自動搬送して当該多数のワークの連続研削を行う研削装置において、
ドレス用ワーク(16)の載置台(79)を備え、制御器(66)に所定の時間間隔毎に又は所定個数のワーク加工毎に搬送ロボットのハンド(61)をドレス用ワーク載置台(79)と加工位置(A)との間で一往復させる手順が登録され、前記ドレス用ワーク載置台には、前記ワークの一個又は当該ワークと同形の金属基材の表面にドレス砥粒を付着したドレス用ワーク(16)が搭載されることを特徴とする、自動ドレス手段を備えた研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、研削装置の研削砥石のドレス方法及び当該ドレス方法を実施する研削装置に関するもので、多数のワークを搬送ロボットで順次自動搬送（搬入・搬出）して、当該ワークの研削加工を行う研削装置の砥石のドレスに特に好適な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
研削装置の研削砥石は、ワークの加工に伴ってワークとの接触面が摩滅して切れ味が悪くなり、加工能率が低下するので、摩滅した砥石面の目立て行うドレス（ドレッシング）が必要である。多数のワークを搬送ロボットで順次研削装置に搬入して連続加工を行う研削装置では、所定時間毎にあるいは所定個数のワークを加工する毎に研削砥石のドレスを行わなければならない。このドレスは、目立て用の砥石（ドレス砥石）を研削砥石の摩滅した表面に押し付けて相対摺動させることによって行われる。
【０００３】
稼働率の低い研削装置では、ドレスを手動で行う場合もあるが、ドレス作業に手間と時間がかかる。そのため、稼働率の高い研削装置、特に搬送ロボットやシュータなどで次々と加工位置に搬入されるワークを自動研削する研削装置では、研削砥石のドレスを自動で行うようにしている。
【０００４】
ドレスを自動で行う従来の全自動の研削装置では、研削装置にドレスユニットを設け、このドレスユニットにドレス砥石を配置しておき、所定の時間間隔、あるいは所定数のワークを加工する毎に研削砥石をドレスユニット側へと移動して研削砥石をドレス砥石に押し付けて回転させるか、あるいはドレス砥石を回転又は往復動させることによりドレスを行っている。又は、所定の時間間隔又は所定数のワークを加工する毎にドレスユニットのドレス砥石を待機位置にある研削砥石に押し付け、この状態で研削砥石を回転させるか、あるいはドレス砥石を回転又は往復動させることにより、研削砥石のドレスを行っている。
【０００５】
図６及び７は、レンズの球面研削などに用いるカップ砥石（カップの周縁部でワークを研削するカップ状の砥石）を例にして従来のドレス作業を模式的に示した図で、図６は、カップ砥石３０を固定のドレス砥石５７に押し付けてカップ砥石３０を回転させることにより、カップ砥石３０のドレスを行っている状態を示した図である。また、図７は、回転駆動される円筒形のドレス砥石５８をカップ砥石３０に向けて進出させ、ドレス砥石５８の回転とカップ砥石３０の回転との両砥石の回転動作により、カップ砥石３０のドレスを行う例を示したものである。
【０００６】
なお、特許文献１には、ワーク保持孔を一列に設けた帯状のキャリアの当該ワーク保持孔にワークを装着し、回転する研削砥石の面に対してキャリアを研削と石の直径方向に移動させることにより、多数のワークを次々と平面研削する自動研削装置において、ワーク保持孔の一つにワークと同一形状のドレス砥石を保持してキャリアを移動させることにより、研削砥石のドレスを行う技術が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−２６７９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
研削装置に専用のドレスユニットを取り付けて、自動で研削砥石のドレスを行う方法では、研削装置の大幅な改造ないし設計変更が必要で、研削装置内にドレスユニットを取り付けるスペースを確保する必要があるために装置が大型化する。また、研削砥石をドレスユニットとワーク加工位置とに移動可能な構造、あるいはドレス砥石を研削砥石に向けて進退させる構造が必要であるため装置構造が複雑になり、研削装置が高価になるという問題がある。更にワーク加工時とドレス時とで研削砥石の動作（例えば待機位置から加工位置への移動とドレス位置への移動）が異なるため、制御も複雑になる問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献１に記載の手段では、ワークをキャリアで搬送するという特殊な構造の研削装置にしか採用することができず、また、ワーク表面を平面研削する研削装置にしか適用することができず、汎用性に欠けるという問題がある。
【０００９】
この発明は、研削装置内にドレス砥石やドレス用の専用のユニットを設けることなく研削砥石のドレスを含む研削動作を全自動で行うことができるドレス方法及び当該ドレス方法を実施する研削装置を提供することを課題としており、球面研削を行うカップ砥石などの平面研削用以外の研削砥石のドレスも可能な汎用性の高い、かつ装置構造を複雑にしたり、ドレス作業のための特別な動作を必要としないドレス方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明では、ドレス砥石として研削装置で連続加工されるワーク１５の加工される側の表面１６ａにドレス用の砥粒５６を電着したドレス用ワーク１６を用いている。例えばワークがレンズであれば、研削加工されるレンズの表面にドレス砥粒を電着してドレス砥石とする。ガラスなどの不良導体のワークには、ワーク表面にニッケルめっきなどを施した後、当該めっき層にドレス砥粒を電着する。ワークの硬度が低く形状精度が不安定な場合には、ワーク１５と同一形状の金属基材５５の表面１６ａにドレス砥粒５６を電着してドレス用ワーク１６とする。一般的には、ドレス砥粒を電着してドレス用ワークとするが、ワークの材質等によっては、電着以外の方法でドレス砥粒５６をワーク１５や金属基材５５の表面１６ａに付着させても良い。
【００１１】
多数のワーク１５を連続加工する研削装置には、加工位置Ａに近接してワークストッカ７と、このワークストッカからワーク１５を１個ずつ加工位置Ａに搬送する搬送ロボット６とが設けられる。ドレス用ワーク１６は、ワークストッカ７の予め設定した一箇所に設定したワーク載置台７９又はワークストッカに近接した前記搬送ロボット６のハンド６１の移動領域内に設けたドレス用ワーク載置台に載置される。
【００１２】
搬送ロボット６を制御する制御器６６には、ワークの連続加工を行うときの搬送ロボットの動作を制御する加工動作プログラムのほかに、当該搬送ロボットのロボットハンド６１をドレス用ワークの載置台７９と加工位置Ａとの間で一往復させるドレス動作プログラムを登録する。ドレス動作を行うときのロボットハンド６１の動作は、搬送開始位置と排出位置とが異なるのみで（共にドレス用ワークの載置台の位置となる。）ドレス用ワークの把持や開放及びその搬送先の位置（ワークの加工位置）は、ワーク連続加工時の動作と異なるところがない。従って、加工動作プログラムをその搬送開始位置と排出位置の指定を変えるだけで、そのまま用いることができる。
【００１３】
ドレス時の研削砥石３０の動作も通常のワーク加工時の動作と同じでよく、砥石の回転数や回転時間をドレスに適した回転数及び時間に設定すれば済むので、研削装置本体側にも特別な装置や追加の制御軸などを設ける必要は全くない。
【００１４】
研削装置を制御するＮＣ装置５には、ドレス時の研削砥石３０の回転数と回転時間とを予め登録し、加工プログラムに所定の時間間隔又は所定個数のワークを加工する毎に、搬送ロボットの制御器６６にドレス動作を指令すると共に、ドレス用の研削砥石の回転数と回転時間の設定値を呼び出すコードを記述しておくだけで研削砥石のドレスが自動的に行われる。
【００１５】
この発明の請求項１の発明に係る自動研削装置における研削砥石のドレス方法は、搬送ロボット６でストッカ７上の多数のワーク１５を加工位置Ａに順次搬入・搬出して当該多数のワークを連続研削する自動研削装置における研削砥石のドレス方法において、多数のワーク１５の一個又は当該ワークと同一形状の金属基材の表面にドレス砥粒を付着（高い付着強度が必要なことから、一般的には電着が好ましい。）してドレス用ワーク１６とし、ストッカの制御器にこのドレス用ワークの載置位置を設定して当該載置位置にドレス用ワークを載置し、前記搬送ロボットに、ストッカ上の多数のワークを加工位置に順次搬入・搬出する繰返し動作と、設定したタイミングで前記ドレス用ワークの載置位置と加工位置とを一往復させる動作とを行わせることを特徴とする研削砥石のドレス方法である。
【００１６】
また、この発明の請求項２の発明に係る自動研削装置における研削砥石のドレス方法は研削装置本体１の加工位置Ａに近接してワークストッカ７を配置し、このワークストッカ上の多数のワーク１５を加工位置Ａにに順次搬送・搬出する搬送ロボット６を設置し、ワークストッカ上又はこれに近接してドレス用ワーク載置台７９を設け、当該載置台にドレス用ワーク１６を載置し、搬送ロボット６の制御器にそのロボットハンド６１がワークストッカ７と加工位置Ａとの間を繰返し往復する動作と、所定時間の又は所定回数の当該繰返し動作の間に行われる、ドレス用ワーク載置台７９と加工位置Ａとの間を一往復する動作とを行わせることを特徴とする研削砥石のドレス方法である。
【００１７】
上記研削方法を実施するこの出願の請求項３の発明に係る研削装置は、研削装置本体１の加工位置Ａと当該研削装置本体に付設したストッカ７との間を往復移動してストッカ７上の多数のワーク１５を加工位置Ａに順次自動搬送して当該多数のワークの連続研削を行う研削装置において、ドレス用ワーク１６の載置台７９を備え、制御器６６に所定の時間間隔毎に又は所定個数のワーク加工毎に搬送ロボットのハンド６１をドレス用ワーク載置台７９と加工位置Ａとの間で一往復させる手順が登録され、前記ドレス用ワーク載置台には、前記ワークの一個又は当該ワークと同形の金属基材の表面にドレス砥粒を付着（付着強度の点で一般的には電着が好ましい。）したドレス用ワーク１６が搭載されることを特徴とする自動ドレス手段を備えた研削装置である
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、ドレス砥石１６の形状がワーク１５と同じ形状であり、かつ当該ドレス砥石をワークストッカ７上のワーク置台の一箇所、あるいはワークストッカに近接して設けた載置台７９に載置しておくことができるので、ワーク自動搬送用の搬送ロボット６でドレス砥石の自動搬送が可能であり、その搬送動作及びドレス時の研削砥石３０の動作もワーク加工時と同じ（ロボットハンドの搬送経路及び研削砥石の回転数と回転時間とをドレス用に設定しておくだけ）でよい。従って、研削装置本体、ワークストッカ及びワーク搬送用の搬送ロボットの構造をなんら変更することなく自動ドレスを行うことができる。
【００１９】
また、ガラス、金属などのあらゆる材料のワーク１５に対応でき、ワーク１５の材質（硬度）によるドレス頻度やドレス時間の設定も制御コード（例えばＮＣ装置のＭコード）の引数を変えるだけで自由にかつ簡単に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、カップ砥石を用いた球面研削装置にこの発明を採用した例を示す図面を参照して、この発明の最も好ましい実施形態の一例について説明する。
【００２１】
図１は、球面研削装置の一例を示した正面図（後述するストッカ側から見た図）である。図において、２は装置フレーム、３は装置フレーム２に図示しない直線ガイドで昇降自在に装着された昇降台、１８は昇降台３の昇汞方向と平行にして装置フレーム２に軸支されたＺ軸送りねじ、１４は昇降台３と一体のブラケットで、このブラケットの先端がＺ軸送りねじ１８に螺合している。１０は昇降台３に自由回転可能かつ軸方向移動不能に軸支された鉛直方向のワーク軸、１１は昇降台３に搭載されたワーク軸駆動電動機、１３は電動機１１とワーク軸１０の下端に固定したプーリとの間に架設された回転伝達ベルト、１２はワーク軸１０の上端に固定されたワークホルダである。
【００２２】
３１は昇降台３の上方の位置で装置フレーム２に図の紙面直角方向に立設された支点ピン、２３は支点ピン３１回りに揺動自在に支持された揺動台、２１は揺動台２３上に設けた直線ガイド、２２は直線ガイド２１に沿って移動するＸ移動台、２５はＸ移動台２２に軸支された砥石軸である。砥石軸２５は、その軸線が直線ガイド２１と直交する方向に設けられている。
【００２３】
３０は、砥石軸２５の下端（ワークホルダ１２に対向する端部）に設けた工具ホルダ２９に装着されたカップ砥石、２６は砥石軸２５をの上端に連結された砥石軸駆動電動機である。
【００２４】
ワーク軸１０は、Ｚ軸送りねじ１８を回転駆動するＺ軸サーボモータ１７で昇降位置を制御されている。揺動台２３は、Ｂ軸サーボモータ３７で揺動角を制御されている。Ｘ移動台２２は、揺動台２３に搭載したＸ軸サーボモータ２７で回転駆動されるＸ軸送りねじ２８に螺合している。これらのサーボモータ１７、２７、３７は、サーボアンプ５１、５２、５３を介して、ＮＣ装置５で回転角を制御されている。１９はＺ軸サーボモータ１７の電流制御器である。
【００２５】
次に、上記構造の球面研削装置でワークの球面を加工する１サイクルの手順を説明する。まず、ＮＣ装置５に加工するワーク１５の厚さや曲率半径などのデータを登録する。そして、砥石軸２５が揺動台２３の揺動中心（支点ピン３１の軸心）を通る位置をＸ移動台２２の移動原点に設定し、加工するワーク１５の球面の曲率に対応する角度に揺動台２３を傾斜させ、カップ砥石３０の周縁３０ａ（図３）とワークの球面との接触円の頂点がワークの球面の頂点（中心）となる位置にＸ移動台２２を移動し、削り代に応じてワーク軸１０の加工完了位置を設定する。
【００２６】
そして、Ｚ軸サーボモータ１７でワーク軸１０を下降し、後述するロボットハンド６１でワーク１５をワークホルダ１２に搬入する。搬入されたワークの位置決めは、ワークホルダ１２により行われる。次にワーク軸１０を上昇してカップ砥石３０にワーク１５の上面を押接し、Ｚ軸サーボモータ１７に所定速度の切削送り指令を与えて、ワーク軸１０の回転によるカップ砥石３０の公転と、砥石軸２５の回転によるカップ砥石３０の自転とにより、ワークの球面を創成加工する。ワーク１５が所定の厚さになった位置（Ｚ軸サーボモータ１７の回転角で検出される。）でワーク軸１０を下降し、ロボットハンド６１で加工済ワーク１５を搬出する。
【００２７】
図２は、上記構造の球面研削装置１と、当該装置に隣接して設けられたワークストッカ７及び搬送ロボット６の模式的な平面図、図３は、搬送ロボット６のハンド６１と、球面研削装置のワークホルダ１２間でのワークの受け渡し状態を模式的に示す要部の側面図である。
【００２８】
図２に示すように、ストッカ７上には、多数のワーク置台７１がマトリックス状に配置されている。搬送ロボット６は、ストッカ７に固定されたＵ軸ガイド７２と、このＵ軸ガイドに沿って往復走行するトラバーサ７３に設けられたＶ軸ガイド７４とを備えている。Ｕ軸ガイド７２は、ストッカ７の幅方向の直線ガイドで、Ｖ軸ガイド７４は、Ｕ軸ガイド７２に直交する方向の直線ガイドである。トラバーサ７３は、Ｕ軸ガイド７２に沿って移動可能で、Ｕ軸サーボモータ７６で回転駆動される図示しない送りねじに螺合している。
【００２９】
Ｖ軸ガイド７４には、これに沿って移動するスライド台７５が設けられており、このスライド台は、Ｖ軸サーボモータ７８で回転駆動される図示しない送りねじに螺合している。スライド台７５には、ワーク１５の外周を挟むフィンガ６２を備えたハンド６１が上下方向の伸縮部６３を介して装着されている。ハンド６１はスライド台７５に取り付けた昇降シリンダ６４で昇降し、フィンガ６２はハンド６１に取り付けた開閉シリンダ６５で開閉する。サーボモータ７６、７８は、搬送ロボット６を制御している制御器６６によって制御される。
【００３０】
制御器６６には、球面研削装置のＮＣ装置５からワーク搬入指令を受けたときに、ワーク置台７１上のワーク１５を把持して球面研削装置のワークホルダ１２へ搬送し、ＮＣ装置５から加工終了信号を受けたときに、ワークホルダ１２上の加工済ワークを元のワーク置台上へと搬出し、次のワーク搬入指令を受けたときに、隣接するワーク置台上のワークをワークホルダ１２へと搬送する加工動作プログラムが登録されている。
【００３１】
図２に示した例では、ワーク置台の所定の１個７９がドレス用ワーク載置台として制御器６６に設定されている。制御器６６には、ＮＣ装置５からドレス用ワーク搬入指令を受けたときに、ドレス用ワーク載置台７９上のドレス用ワーク（ワークと同径である）を把持してワークホルダ１２へと搬送するプログラムと、ドレス終了信号を受けたときに、ワークホルダ１２上のドレス用ワーク１６をドレス用ワーク載置台７９へと搬出するプログラムが登録されている。
【００３２】
一方、球面研削装置のＮＣ装置５は、前述した球面研削装置の１サイクルの動作を行うプログラムと、ドレス時の砥石軸２５及びワーク軸１０の回転数及び回転時間、ワーク軸１０の上方への押圧力（Ｚ軸サーボモータ１７の電流設定器１９で設定される）並びにドレス間隔（ワークの加工個数又は加工時間で設定される。）の記憶領域及びその入力手段を備えている。
【００３３】
ドレス用ワーク１６は、図４に模式的に示すように、加工されるワーク１５そのものからなる基材又はワークと同一形状の金属基材５５の加工される側の面１６ａに、ドレス砥粒５６を電着したもので、基材５５が導電性材料であればその表面に電着し、非導電材料であれは当該基材表面に金属膜を蒸着してその上に電着する。例えば基材５５にニッケルを蒸着した後、ドレス砥粒を充満したメッキ槽でニッケルメッキすることによってドレス砥粒を電着する。
【００３４】
図５は、ドレス動作を含むワークの自動連続研削手順を示すＮＣ装置５のフローチャートである。機械を始動すると、まずワークの加工個数をカウントするカウンタがリセットされ、搬送ロボットの制御器６６にワークの搬入を指令し、搬入完了信号を受けたら、１サイクルのワークの研削加工を行う。加工が終了したら搬送ロボットの制御器６６にワークの搬出を指令し、カウンタに１を加える。搬送ロボットの制御器６６から搬出終了信号を受けたら、カウンタのカウント数がドレス間隔を設定している加工数ｎに達しているかどうかがチェックされ、カウンタがｎに達するまで、ワークの加工動作を繰り返す。
【００３５】
カウンタがｎに達したら、搬送ロボットの制御器６６にドレス用ワークの搬入を指令し、搬入完了信号を受けたら、設定されているドレス条件を読み込んで当該条件に基づいてドレス動作を行う。このドレス動作は、Ｚ軸サーボモータ１７でワーク軸１０を上方に付勢しながらワーク軸１０を比較的高い回転数で回転し、砥石軸２５を比較的低い回転数で回転させる動作である。
【００３６】
設定されたドレス時間が経過したら、砥石軸２５及びワーク軸１０の回転を停止し、ワーク軸１０を下降して搬送ロボットの制御器６６にドレス用ワークの搬出指令を与える。搬出終了信号が返ってきたら、手順の最初に戻ってカウンタをリセットし、次の連続研削工程に入る。搬送ロボットの制御器６６は、前回搬送したワーク置台７１の位置を記憶しているので、次のワークから連続加工を再開することができる。この連続加工の途中において、ストッカ７上のワークが総て加工されたら、連続加工を終了する。
【００３７】
以上の説明から理解されるように、この発明のドレス方法を採用するときは、研削装置本体１、ワークストッカ７及び搬送ロボット６のいずれにも何ら機器を追加設置する必要がなく、ワーク置台の１個をドレス用ワークの載置台として設定し、ＮＣ装置５及び搬送ロボットの制御器６６に所定数のワーク加工毎に、あるいは所定の加工時間経過毎に呼び出されるドレス動作プログラム及びドレス用ワーク搬送プログラムを登録して、所定のドレス間隔毎に当該プログラムを呼び出すようにするだけで、ドレス動作を含むワークの全自動連続研削が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】研削装置本体の一例を示す正面図
【図２】研削装置本体、ストッカ及び搬送ロボットの模式的な平面図
【図３】搬送ロボットのハンドと研削装置本体のワークホルダ間のワーク受け渡し状態を示す要部の拡大側面図
【図４】ドレス用ワークを示す模式図
【図５】研削装置のＮＣ装置における全自動研削手順を示すフローチャート
【図６】従来のカップ砥石のドレスの第１例を示す模式図
【図７】従来のカップ砥石のドレスの第２例を示す模式図
【符号の説明】
【００３９】
１  球面研削装置
６  搬送ロボット
７  ワークストッカ
15  ワーク
16  ドレス用ワーク
61  ロボットハンド
66  制御器
79  ドレス用ワーク置台
Ａ  加工位置
【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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