(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースプレートを有し該ベースプレートの下面側にワークを保持および解放可能なクランプ機構を有するクランプ治具と、
前記ベースプレートの下側に設けられ前記クランプ機構が挿入される孔を有し前記クランプ治具に対し上下方向に相対移動可能で前記クランプ治具が乗る昇降ローダと、
前記昇降ローダに前記クランプ治具を乗せた状態において前記クランプ治具を前記昇降ローダの所定位置に保持するための位置決めピンおよび該位置決めピンを嵌合させる基準孔からなる位置決め機能を有する係止機構と、
前記昇降ローダを上下方向に移動させる駆動源を有し前記昇降ローダを前記クランプ治具および前記ワークと共に砥石に向かって降下させる際に前記ワークが砥石に乗って前記クランプ治具が止まった位置からさらに前記昇降ローダが所定量降下した状態において前記位置決めピンが前記基準孔から抜ける方向に移動することにより前記係止機構によるクランプ治具の拘束を解く昇降機構と、
を具備したことを特徴とする平面ラップ盤のワーク着脱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、砥石上にワークを載置したり砥石上のワークを取り上げる作業などに用いる平面ラップ盤のワーク着脱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
平面ラップ盤によってワークを研磨する工程において、砥石が使われている。この砥石は砥石回転機構によって垂直軸まわりに回転駆動される。砥石の上にワークを乗せ、砥石を回転させるとともに、ワーク回転治具によってワーク自体を水平面内で自転させながら研磨液を供給することにより、ワークの下面が研磨される。従ってワークを砥石上に載置したり、研磨後のワークを砥石上から取り上げる作業が必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記平面ラップ盤において、ワークに研磨液などが付着していて持ちにくいときとか、ワークが比較的薄い場合などに、作業員が手でワークを取扱うと、砥石に対してワークが傾いた状態で砥石に接することがあり、その場合、ワークの角部が研磨されてしまう。また、手が滑るなどして砥石上に誤ってワークを落とすと砥石に打痕が生じることがあり、その場合、ドレッサによって砥石を整形する余分な工程が必要となる。
【０００４】
そこで、クランプ機構を備えたワーク着脱装置によって、ワークを砥石上に載置したり砥石上からワークを取り上げることも考えられるが、砥石自体が比較的早く摩耗し、摩耗前と摩耗後とでは砥石の厚さ、すなわち砥石の上面の高さが、数ｃｍあるいはそれ以上変化することがある。このため昇降ストロークが一定のワーク着脱装置によってワークを扱うと、砥石上面の高さ変化分を吸収することができないことがある。例えば砥石が厚いうちはワークを砥石に強く押付け過ぎてしまったり、砥石が薄くなって砥石上面の位置が下がったときに、砥石上のワークに対してワーク着脱装置のクランプ機構が届かなくなる可能性が生じる。
【０００５】
従って本発明の目的は、ワークを所定の姿勢を保ったまま砥石上に載置したり砥石上から取り上げることができ、しかも砥石の摩耗に対応することのできるワーク着脱装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を果たすための本発明のワーク着脱装置は、請求項１に記載したように、ベースプレートを有し該ベースプレートの下面側にワークを保持および解放可能なクランプ機構を有するクランプ治具と、前記ベースプレートの下側に設けられ前記クランプ機構が挿入される孔を有し前記クランプ治具に対し上下方向に相対移動可能で前記クランプ治具が乗る昇降ローダと、前記昇降ローダに前記クランプ治具を乗せた状態において前記クランプ治具を前記昇降ローダの所定位置に保持するための位置決めピンおよび該位置決めピンを嵌合させる基準孔からなる位置決め機能を有する係止機構と、前記昇降ローダを上下方向に移動させる駆動源を有し前記昇降ローダを前記クランプ治具および前記ワークと共に砥石に向かって降下させる際に前記ワークが砥石に乗って前記クランプ治具が止まった位置からさらに前記昇降ローダが所定量降下した状態において前記位置決めピンが前記基準孔から抜ける方向に移動することにより前記係止機構によるクランプ治具の拘束を解く昇降機構とを具備したことを特徴とするものである。本発明のワーク着脱装置において、ワークを保持したクランプ治具が昇降ローダに乗せられる。そして昇降ローダが昇降機構によってクランプ治具およびワークと共に砥石に向かって降下することにより、ワークが砥石上に乗ることになる。
【０００７】
ワークが砥石に乗った時点でワークとクランプ治具の降下が止まるが、昇降ローダはさらに降下し、所定量降下した時点で停止する。この状態においては、係止機構によるクランプ治具の拘束が解かれ、クランプ治具が昇降ローダから外れた状態となるため、昇降ローダの荷重が砥石に加わることがない。このため、主としてワークの自重とクランプ治具の重量のみが砥石に加わることになる。
【０００８】
こうして砥石上にワークが載置されたのち、クランプ機構をアンクランプ状態にしてワークを解放し、さらに前記昇降機構によって昇降ローダを上昇させる。砥石上のワークは、砥石が回転するなどして研磨あるいは研削が行われる。昇降ローダが砥石の上方に復帰する際に、再びクランプ治具が昇降ローダに乗り、係止機構によってクランプ治具が昇降ローダの所定位置に保持される。前記係止機構は、クランプ治具が昇降ローダ上に乗る際にクランプ治具を昇降ローダの所定位置に案内するための位置決めピンを備えているとよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態のワーク着脱装置について、図面を参照して説明する。
図１に示す平面ラップ盤１０は、２点鎖線で示す円板形の砥石１１（一部のみ図示する）と、砥石１１上に設けた左右一対のワーク回転機構１２，１３と、本発明に係わるワーク着脱装置１４などを備えている。砥石１１は、図示しない砥石駆動機構によって、図１中のＣ点を中心に水平面内で回転する。
【００１０】
図２等に示すように砥石１１の上面は実質的に水平な研磨面１１ａとなっており、研磨面１１ａの上に、研磨すべきワークＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４が載置されるようになっている。具体的には、図２において左側に位置する第１のワーク回転機構１２にワークＷ１，Ｗ２が挿入され、右側に位置する第２のワーク回転機構１３にワークＷ３，Ｗ４が挿入される。
【００１１】
ワーク回転機構１２，１３はいずれもリングギヤ２０，２１と、各リングギヤ２０，２１を垂直軸まわりに回転させる回転駆動機構（図示せず）と、リングギヤ２０，２１を回転自在に支持するローラ等を備えた支持機構（図示せず）と、リングギヤ２０，２１を同期回転させるためのアイドラギヤ２２（図１に示す）などを備えている。ワーク回転機構１２，１３の下面と砥石１１の研磨面１１ａとの間には所定広さの隙間Ｇが確保されている。
【００１２】
一方のリングギヤ２０の内側に、ワークＷ１，Ｗ２の外形に応じた内面をもつワークホルダ２５（一部のみ図示する）が設けられていて、リングギヤ２０の回転に伴ってワークＷ１，Ｗ２が研磨面１１ａの上を擦りながら垂直軸まわりに回転するようになっている。他方のリングギヤ２１の内側には、ワークＷ３，Ｗ４の外形に応じた内面をもつワークホルダ２６（一部のみ図示する）が設けられていて、リングギヤ２１の回転に伴ってワークＷ３，Ｗ４が研磨面１１ａの上を擦りながら垂直軸まわりに回転するようになっている。
【００１３】
この実施形態のワーク着脱装置１４は、ワーク回転機構１２，１３に対応して左右一対のクランプユニット３１，３２を備えている。これらクランプユニット３１，３２は、共通の昇降アーム３３に取付けられている。昇降アーム３３は、駆動源として機能する流体圧アクチュエータ３４によって、上下方向に所定のストロークで往復移動できるように構成されている。
【００１４】
昇降アーム３３の下面側にショックアブソーバ付きストッパ３５が設けられており、昇降アーム３３が所望位置まで降下したときにストッパ３５がリングギヤ２０，２１の上面に当接することにより、昇降アーム３３がそれ以上降下しないようにしている。昇降アーム３３とアクチュエータ３４とストッパ３５等はこの発明で言う昇降機構３６を構成している。
【００１５】
左右一対のクランプユニット３１，３２は基本的に共通の構成であるため、以下に一方のクランプユニット３１を代表して説明する。
図３に示すようにクランプユニット３１は、昇降アーム３３と一体に昇降する昇降ローダ４０と、昇降ローダ４０の上面側に位置するベースプレート４１を備えたクランプ治具４２と、位置決め機能を有する係止機構４３などを備えて構成されている。
【００１６】
さらに詳しくは、昇降ローダ４０は水平方向に延びるプレート状の昇降部材５０と、この昇降部材５０の所定位置に設けられた複数本の位置決めピン５１と、昇降部材５０の上面側に設けられたボルト等の支持部材５２などを備えている。昇降部材５０には、後述する基準ピン６５，６６と偏心ピン６７を通すための孔５３が形成されている。
【００１７】
位置決めピン５１は昇降部材５０の上方に突出している。この位置決めピン５１は、先端側の小径部５５と、下端側の大径部５６と、これら小径部５５と大径部５６との間に形成されたテーパ状のガイド部５７とを有している。ガイド部５７は、大径部５６から小径部５５に向かって外径が小さくなる形状である。大径部５６の下側には、大径部５６よりもさらに径の大きい支持座５８が形成されている。
【００１８】
図５等に示すようにクランプ治具４２は、各位置決めピン５１に対応した位置に形成された少なくとも２個所の基準孔６０と、一対のクランプ機構６１，６２を備えている。一方のクランプ機構６１は、第１のワークＷ１をクランプするために使用され、他方のクランプ機構６２は第２のワークＷ２をクランプするために使用される。これらのクランプ機構６１，６２の基本的な構成と作用は互いに共通であるから、図６に示した一方のクランプ機構６１を参照して説明する。
【００１９】
このクランプ機構６１は、２本の基準ピン６５，６６と、１本の偏心ピン６７を備えている。基準ピン６５，６６は、ベースプレート４１の下方に突出するようにして柱状のサポート７０，７１に固定され、基準ピン６５，６６の先端部６５ａ，６６ａがワークＷ１の所定位置に形成されている孔７２，７３に挿入されるようになっている。
【００２０】
偏心ピン６７は回転部材８０に取付けられている。この回転部材８０は、ベースプレート４１に設けたベアリング８１によって、垂直軸まわりに回転自在に支持されている。回転部材８０の回転中心から少しずれた位置に偏心ピン６７が取付けられている。偏心ピン６７の先端部６７ａは、ワークＷ１の所定位置に形成されている孔８２に挿入される。
【００２１】
回転部材８０の上部にアーム８５が固定されている。このアーム８５に引張りばね８６の一端８６ａが係止されている。ばね８６は、ワークＷ１の孔８２に挿入されている偏心ピン６７を、基準ピン６５，６６に対して、クランプ方向、すなわちワークＷ１をクランプできる方向に付勢している。図５に示すようにばね８６の他端８６ｂは、他方のクランプ機構６２のアーム８５に係止されているため、他方のクランプ機構６２の偏心ピン６７も同じくクランプ方向に付勢されることになる。
【００２２】
アーム８５には、流体圧シリンダ機構を用いたクランプ解除用のアクチュエータ９０の一端９０ａが接続されている。このアクチュエータ９０は、着脱可能なカップリング９１から圧縮空気等の流体が供給されたときに、ワークＷ１の孔８２に挿入されている偏心ピン６７をアンクランプ方向、すなわち基準ピン６５，６６に対してワークＷ１のクランプを解除する方向に変位させることができるようにしている。アクチュエータ９０の他端９０ｂは他方のクランプ機構６２のアーム８５に係止されているため、他方のクランプ機構６２の偏心ピン６７も同様にアンクランプ方向に移動させることができる。
【００２３】
基準ピン６５，６６および偏心ピン６７の位置はワークＷ１の種類に応じて変化するため、ワークＷ１が変更になったときにクランプ治具４２を交換する必要がある。この実施形態のクランプ治具４２は昇降ローダ４０に乗っているだけであり、昇降ローダ４０上から簡単に取出すことができる。このためクランプ治具４２の交換が必要になったときには、カップリング９１の接続を外すだけでクランプ治具４２を容易に交換することができる。クランプ治具４２の適宜個所に、クランプ治具４２を持つときに使用する取っ手９２（図５に示す）が設けられている。
【００２４】
次に、上記構成のワーク着脱装置１４の作用について、一方のクランプユニット３１を代表して説明する。なお、他方のクランプユニット３２も同様に機能するため説明は省略する。
このクランプユニット３１が扱うワークＷ１，Ｗ２は、砥石１１とは別の位置に設けられたワーク仮置き台（図示せず）に予め搬入されている。ワークＷ１，Ｗ２は図３に一方のワークＷ１を代表して示すように、昇降ローダ４０上のクランプ治具４２によって保持された状態で、砥石１１の上方に移送されてくる。
【００２５】
このときクランプ治具４２は、昇降部材５０の支持部材５２と支持座５８の上に乗っており、しかも位置決めピン５１の大径部５６が基準孔６０に嵌合しているため、昇降ローダ４０上の所定位置に拘束されている。そして昇降アーム３３が降下し、昇降ローダ４０が砥石１１に向かって降下することにより、クランプ治具４２とワークＷ１も砥石１１に向かって降下する。
【００２６】
図４に示すようにワークＷ１が砥石１１上に乗った時点で、ワークＷ１とクランプ治具４２の降下が止まる。このとき、砥石１１からクランプ治具４２までの距離Ｈは、砥石１１の摩耗量（研磨面１１ａの高さ）にかかわらず一定である。ワークＷ１が砥石１１上に乗ったのちも昇降ローダ４０は降下し、所定量ｈだけ降下したのち停止する。
【００２７】
この状態では、昇降ローダ４０の支持部材５２と支持座５８がクランプ治具４２から離れ、位置決めピン５１の大径部５６が基準孔６０から抜け出るため、係止機構４３によるクランプ治具４２の拘束が解除される。すなわちクランプ治具４２が昇降ローダ４０から外れた状態となるため、昇降ローダ４０の荷重が砥石１１に加わることがない。このため、砥石１１には主としてワークＷ１の自重とクランプ治具４２の重量のみが加わることになる。
【００２８】
砥石１１上にワークＷ１が載置されたのち、アクチュエータ９０に流体圧を供給することによってクランプ機構６１をアンクランプ状態にすることにより、ワークＷ１を解放する。そして昇降アーム３３を上昇させる。ワークＷ１は砥石１１上に残る。昇降ローダ４０が上昇を開始し、前記所定量ｈ分だけ上昇すると、クランプ治具４２が再び昇降ローダ４０上に乗ることになる。その際に、位置決めピン５１のガイド部５７が基準孔６０に挿入されるため、基準孔６０の中心と位置決めピン５１の中心が合致することになって、昇降ローダ４０に対するクランプ治具４２の位置決めがなされる。このためワークＷ１とワーク回転機構１２の芯ずれ等も吸収することができる。
【００２９】
砥石１１上に載置されたワークＷ１は、ワーク回転機構１２によって回転させられ、かつ、砥石１１が回転することによって所定時間研磨される。このとき、必要に応じて研磨液が供給される。この研磨時に、図示しない押付け機構あるいは作業員の手などによって、ワークＷ１に砥石１１に向かって荷重を与えるようにしてもよい。
【００３０】
所定時間の研磨終了後に、再びワーク着脱装置１４がワークＷ１の上方に移動し、昇降ローダ４０とクランプ治具４２がワークＷ１に向かって降下し、基準ピン６５，６６と偏心ピン６７がそれぞれワークＷ１の孔７２，７３，８２に挿入される。そののち、クランプ機構６１のアクチュエータ９０の流体圧を下げることにより、ばね８６の付勢力によって偏心ピン６７がクランプ方向に変位し、ワークＷ１がクランプされる。そして昇降ローダ４０とクランプ治具４２がワークＷ１と一体に上昇させられ、ワーク仮置き台などに移送される。
【００３１】
なお、この発明を実施するに当たって、ワークや砥石の形態をはじめとして、昇降ローダ、クランプ治具、昇降機構、係止機構など、この発明を構成する各要素をこの発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施できることは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明によれば、手作業によることなくワークを所定の姿勢を保ったまま砥石上に衝撃を与えることなく載置したり砥石上から取り上げることができる。昇降ローダが降下する際、砥石上にワークが載置されたのちはクランプ治具が昇降ローダから外れた状態になるから、砥石に過剰な負荷をかけてしまうことが回避される。しかも砥石が摩耗しても、その摩耗分を吸収することができ、砥石上にワークを問題なく乗せたり、ワークを取り上げることができる。このクランプ治具は昇降ローダ上に乗っているだけであるから、ワークの変更等に応じてクランプ治具を容易に交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示すワーク着脱装置を備えた平面ラップ盤の一部の平面図。
【図２】  図１に示されたワーク着脱装置の一部を断面で示す正面図。
【図３】  図１に示されたワーク着脱装置の一部を断面で示す側面図。
【図４】  図１に示されたワーク着脱装置によって保持されたワークが砥石上に載置された状態を一部断面で示す側面図。
【図５】  図１に示されたワーク着脱装置の一部を拡大して示す平面図。
【図６】  図５中のＦ６−Ｆ６線に沿う断面図。
【符号の説明】
１０…平面ラップ盤
１１…砥石
１４…ワーク着脱装置
３４…アクチュエータ（駆動源）
３６…昇降機構
４０…昇降ローダ
４２…クランプ治具
４３…係止機構
【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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