JPH076895B2 - 研磨用テストピースの製作方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本願発明は、銃鉄、合金、鉱石等、種々の試料片の組織
構造を顕微鏡で観察するため、該試料片の下面と該プラ
スチックの下面が平滑な被研磨面を形成するように該試
料片を該プラスチックでモールドしてなる一定の大きさ
の研磨用テストピースを自動機によって得るために不可
欠な研磨用テストピースの製作方法に関する。

［従来の技術］ 前記試料片はプラスチックでモールドされ一定の大きさ
の研磨用テストピースとされる。該研磨用テストピース
は試料片の下面が平滑に露出した被研磨面とされる。該
試料をプラスチックでモールドするのは、様々な形状を
備えた試料片に対して形状の一定性を確保して把持性を
高めかつ一定にし、また極めて小さな被研磨面を備えた
試料片に対して被研磨面の大きさを確保し、もって両者
が相まって試料片の被研磨面の平滑な研磨を補償するた
めである。

従来の研磨用テストピースの製作方法を第４図を参照し
て説明する。

先ず、構成を説明する。フレーム１の上部に成形シリン
ダー２が固定され、成形室に上ラム３と下ラム４が嵌合
されて研磨用テストピースTPを製作し得るようになって
いる。成形シリンダー２は、水冷室2aを備えているとと
もに、ヒーターコイル2bが巻かれている。上ラム３は、
離脱しないようにロックレバー５によりロックされるよ
うになっている。下ラム４は、フレーム１の下部に取付
けられた油圧シリンダー６により上下動自在とされてい
る。

次に作用を説明する。

先ず、上ラム３が外された状態で、油圧シリンダー６を
伸張作動し、下ラム４を成形シリンダー２の上方に上昇
させる。そして、該下ラム４の上に試料片Ｔを載せる。
次いで、油圧シリンダー６を縮小作動し、該下ラム４を
成形シリンダー２から抜け出ないギリギリの下降レベル
として試料片４を成形シリンダー２の底に位置させる。
次いで、プラスチックのペレット（原料＝通常は粉粒
物）Ｐを一定のレベルまで充填し、上ラム３を成形シリ
ンダー２内に嵌入して離脱しないようにロックレバー５
を水平に回動してロックする。続いて、再び油圧シリン
ダー６を伸張作動してペレットＰを高圧で圧縮し、該圧
縮を維持しつつヒーターコイル2bを通電加熱して該ペレ
ットＰを溶融し一定時間経過後、ヒーターコイル2bの通
電を停止し水冷室2aに冷却流体を通流させてプラスチッ
クを冷却固化する。すると、成形室には、試料片Ｔをプ
ラスチックＰにモールドしてなる一定の大きさの研磨用
テストピースTPが成形される。引続いて、油圧シリンダ
ー６を若干縮小作動してからロックレバー５による上ラ
ム３のロックを外し、該上ラム３を人手により引抜いた
後、油圧シリンダー６を伸張作動して上昇させ、下ラム
４を成形シリンダー２の上方に上昇させて、前記研磨用
テストピースTPを取出す。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように、従来の研磨用テストピースの製作方法は
多品種少量生産ということと相まって自動化されていな
かった。しかして、研磨用テストピースの製作を自動化
しようとする場合、試料片のハンドリングに問題がある
とともに、試料片の比重や大きさがまちまちであるため
プラスチックのペレットの充填量の算出ができず実現で
きなかった。

また、従来の研磨用テストピースの製作方法によれば、
薄板状の試料片Ｔにあっては下ラム４の上にリブ状に立
ててモールドしようとしてもペレットＰの充填時または
加圧時に倒れてしまい、試料片の下面が平滑に露出した
被研磨面を備えた研磨用テストピースTPが得られないの
で、下ラム４の上に試料片を平たく置いてプラスチック
でモールドしていた。このため、試料片Ｔのモールドさ
れる深さが充分に得られなかった。さらに、下ラム４の
上に試料片を平たく置いても、下ラム４と試料片との間
にプラスチックが進入してしまい、研磨用テストピース
TPの研磨に際して不要な研磨代を研磨しており、余計な
時間を費やしていた。

本発明は、試料片のハンドリング性を確保するととも
に、試料片の大きさに応じたプラスチックのペレットの
充填量の算出ができて研磨用テストピースの製作を自動
化に極めて有用な研磨用テストピースの製作方法を提供
することを目的としている。

また本発明は、試料片が露出した平滑な被研磨面を形成
するように該試料片を該プラスチックでモールドし得る
研磨用テストピースの製作方法を提供することを目的と
している。

［課題を解決するための手段］ 本願発明の研磨用テストピースの製作方法は、 試料片Ｔを成形シリンダー２の上方に上昇させた下ラム
４の上に載せ、該下ラム４を下降させることにより該試
料片Ｔを成形シリンダー２の底に位置させ、次いで、プ
ラスチックのペレットＰを充填し、上ラム３を成形シリ
ンダー２内に下降し、続いてペレットＰを圧縮し、該圧
縮を維持しつつペレットＰを溶融しその後冷却固化して
前記試料片ＴをプラスチックＰにモールドしてなる一定
の大きさの研磨用テストピースTPを成形し、引続いて上
ラム３を上昇させるとともに、成形シリンダー２の底の
下ラム４を上昇させて該研磨用テストピースTPを成形シ
リンダー２の上方に取出す構成である研磨用テストピー
スの製作方法において、 前記試料片Ｔは、成形シリンダー２内に嵌入し得る円板
状のパレットＳの上に接着し、該試料片Ｔと該パレット
Ｓの重量測定をして試料片Ｔの体積を算出してから前記
下ラム４の上に載せて成形シリンダー２の底に位置さ
せ、 前記プラスチックのペレットＰを充填する量は、研磨用
テストピースTPを仮に試料片なしでプラスチックで成形
する場合に必要なペレット量から、前記算出した試料片
２の体積を差引いた量として計量器19より供給し、 成形によって得られるパレット付該研磨用テストピース
TPは、成形シリンダー２の上方に取出した後、パレット
Ｓを分離することを特徴とするものである。

従って、試料片Ｔを成形シリンダー２内に嵌入し得る円
板状のパレットＳの上に接着し、該試料片Ｔと該パレッ
トＳの合計重量を測定してから成形シリンダー２の上方
に上昇させた下ラム４の上に載せ、下ラム４を下降させ
ることにより試料片Ｔを成形シリンダー２の底に位置さ
せる。

次いで、プラスチックのペレットＰを充填する。該充填
量は、研磨用テストピースTPを仮に試料片なしでプラス
チックで成形する場合に必要なペレット量から、前記算
出した試料片２の体積を差引いた量とする。

引続き、上ラム３を成形シリンダー２内に下降し、ペレ
ットＰを圧縮し、該圧縮を維持しつつペレットＰを溶融
しその後冷却固化して前記試料片ＴをプラスチックＰに
モールドしてなる一定の大きさのパレット付研磨用テス
トピースTPとして成形し、引続いて上ラム３を上昇させ
るとともに、成形シリンダー２の底の下ラム４を上昇さ
せて該パレット付研磨用テストピースTPを成形シリンダ
ー２の上方に取出した後、パレットＳを分離するもので
ある。

［実施例］ 第１図〜第３図は、本発明の研磨用テストピースの製作
方法を利用した研磨用テストピースの製作装置を示す。

先ず、構成を説明する。

フレーム1aの上に成形シリンダー２が取付けられてい
る。該成形シリンダー２は、水冷室2aを備えているとと
もに、ヒーターコイル2bが巻かれている。成形シリンダ
ー２の成形室2cには上ラム３と下ラム４が嵌合するよう
になっている。上ラム３は、フレーム1bに取付けられた
油圧シリンダー７のピストン7aと結合され成形シリンダ
ー２の成形室2c内に下降自在である。

該上ラム３にはエジェクターピン23が貫通されている。
該エジェクターピン23の上端は、油圧シリンダー７のピ
ストン7aと上ラム３の間に固定されたエアーシリンダー
ブロック24のピストン24aと係合されていて、シリンダ
室24cに高圧エアーの供給がないときは、バネ24bでピス
トン24aがシリンダ室24cの上壁に当接するように持上げ
られていて、エジェクターピン23の下面23aと上ラム３
の下面3aが平滑な一平面を構成している。該エジェクタ
ーピン23は、上ラム３が成形シリンダー２の成形室2cか
ら退室上昇する際にシリンダ室24cに高圧エアーの供給
が行われ、上ラム４の下面より突出し、成形室2c内に成
形した研磨用テストピースTPを突離す。

下ラム４は、フレーム1aの下に取付けられたエアシリン
ダー８のピストン8aと結合され成形シリンダー２の成形
室2c内の底部下降位置より上方に上昇自在である。

下ラム４の径は、成形シリンダー２の成形室2cの径より
も若干小さくされている。成形室2cは、下部周面が下ラ
ム４の径に等しくなるように下方へ縮径するテーパー筒
面とされている。該成形室2cには、試料片Ｔを載せて円
板状のパレットＳが嵌合収容される。

該パレットＳは、鉄等の硬質金属よりなり、プラスチッ
クと離れ易くするために、上面にテフロン、シリコンオ
イル等の離型剤を塗布したものを使用し、該上面に瞬間
接着剤を用いて、試料片Ｔを接着載置する。またパレッ
トＳは、下ラム４及び後述する持上げロッド13よりも若
干計が大きく形成されて、後述する挟持ハンド15による
ハンドリング性が良好に確保されているとともに、下面
または内部に磁石ｍを備えて、磁気吸引材料で形成され
る下ラム４または後述する持上げロッド13の上に磁力吸
引するハンドリング性を備えている。なお、磁石ｍは、
下ラム４または後述する持上げロッド13に備えられ、磁
気吸引材料で形成されるパレットＳに磁気吸引するよう
になっていても良い。さらに該パレットＳは、下面周縁
に面取り部が形成され該面取り部が成形室2cの下部のテ
ーパー筒面に着座する。

成形シリンダー２の図面右方のフレーム1cには、モータ
９を回転駆動源とするインデックステーブル10が備えら
れている。該インデックステーブル10は、円筒等配置に
貫通孔10aを有し、かつ、各貫通孔10aに同心となるよう
に座ぐり10bを有している。該座ぐり10bは、試料片Ｔを
接着して載せた円板状のパレットＳを載置できるように
なっている。そして、所定位置の貫通孔10aの下方には
エアシリンダー11が設けられている。該エアシリンダー
11は、ピストン11aの上に小重量を精密測定できる重量
センサー12が取付けられ、さらに重量センサー12の上に
持上げロッド13が取付けられていて、伸張作動により、
該持上げロッド13を貫通孔10aを通して緩速上昇して、
該持上げロッド13で座ぐり10bに位置された試料片Ｔを
接着して載せた円板状のパレットＳを若干の高さ持上げ
る。重量センサー12は、エアシリンダー11が縮小状態に
あってパレットＳを持上げていない状態において、持上
げロッド13の重量は無視され電気信号の出力がゼロとな
るように設定される。従って、重量センサー12は、エア
シリンダー11が伸張作動してパレットＳを持上げたとき
は、試料片ＴとパレットＳの合計重量に応じた電気信号
を出力する。インデックステーブル10と成形シリンダー
２の間の上方には、180゜往復回動する第一回動軸14が
有り、該第一回動軸14の下端には水平に張出した一対の
挟持ハンド15が有る。該一対の挟持ハンド15は、180゜
開いて待機し、前記持上げロッド13で持上げられた試料
片Ｔを接着して載せた円板状のパレットＳが前記持上げ
ロッド13で持上げられると、アクチュエーター25により
互いに閉じるように回動されて該パレットＳを挟持し、
そのままで第一回動軸14が180゜回動されて該パレット
Ｓを成形シリンダー２の真上に搬送し、さらに再び180
゜開いて前回のハンド先端の挟持面の反対側の面を挟持
面として待機するようになっている。

成形シリンダー２の図面左方には、180゜往復回動する
第二回動軸16が有り、該第一回動軸16の下端より水平に
張出したアーム17の先端にシャッター18aを有するパレ
ット受けバケット18が有る。該パレット受けバケット18
には計量器としてのスクリューフィーダー19から成形シ
リンダー２の成形室2cに位置された試料片Ｔの体積分を
差引いた所要量のプラスチックのペレットＰが供給され
る。そして、該パレット受けバケット18は、180゜回動
されて成形シリンダー２の真上にきて、シャッター18a
を開き、プラスチックのペレットＰを成形シリンダー２
の成形室2cに投入し得る。制御部20は、パレットＳの重
量分に対応したデジタル値（パレット重量対応デジタル
値）と、研磨用テストピースTPの全体を試料片Ｔなしで
プラスチックＰで成形する場合に必要なペレット量（体
積）に対応したデジタル値（テストピース対応ペレット
量対応デジタル値）が予め設定されているとともに、試
料片Ｔの比重値がその都度または予めに入力されるよう
になっている。そうして、該制御部20は、前記重量セン
サー12から出力される試料片ＴとパレットＳの合計重量
のアナログ信号をA/D変換器21を介してデジタル信号に
変換して入力され、該入力されたデジタル値からパレッ
ト重量対応デジタル値を減算し、次いで、該減算値と、
試料片Ｔの比重値とから、該試料片Ｔの体積を求める除
算を行い、該除算したデジタル値を前記のテストピース
対応ペレット量対応デジタル値に対して減算し、該減算
値の対応したペレット量をスクリューフィーダー19から
バケット18に供給するために、該スクリューフィーダー
19のモーター19aを駆動するモータードライバー22に所
要回転を与えてやるためのデジタル値を算出して該モー
タードライバー22に出力するようになっている。

次に作用を説明する。なお、該作用の説明は、本発明の
研磨用テストピースの製作方法の実施例の説明である。

先ず、パレットＳの離型剤が塗布された面を上にして試
料片Ｔを接着し、インデックステーブル10の座ぐり10b
に載置する。該試料片Ｔを接着したパレットＳは、イン
デックステーブル10が所要角度回転されて持上げロッド
13の上に移動されると、エアーシリンダー11が伸張作動
して持上げロッド13により持上げられる。すると、重量
センサー12が試料片ＴとパレットＳの合計重量に対応し
てデジタル信号を制御部20へ出力し、該制御部20は、所
要デジタル値を算出して該モータードライバー22に出力
する。モーター19aが所要回転数だけ回転することによ
り、スクリューフィーダー19は、研磨用テストピースTP
の体積分から試料片Ｔの体積分を差引いた体積に必要な
所要量のプラスチックのペレットＰをバケット18に供給
する。

前記持上げロッド13により持上げられたパレットＳは、
挟持ハンド15により挟持され、第一回動軸14が180゜回
動することにより成形シリンダー２の真上に搬送され
る。すると、エアーシリンダー８が緩速度で伸張作動
し、下ラム４が成形室2cを通過し成形シリンダー２の上
に上昇して挟持ハンド15で挟持されたパレットＳの下面
を支承停止する。しかる後、一対の挟持ハンド15は180
゜開いて待機し、次いで、エアーシリンダー８が緩速度
で縮小作動し、もってパレットＳに接着された試料片Ｔ
を成形シリンダー２の底に位置させる。下ラム４は、下
面が成形室2cの底面に当接停止するので、大荷重が加わ
っても下方へ離脱する虞れがない。

続いて、第二回動軸16が180゜回動することによりバケ
ット18が成形シリンダー２の真上に位置され、シャッタ
ー18aを開き、バケット18内に収容されていた所要量の
プラスチックのペレットＰが成形室2cに投入される。し
かる後、バケット18は180゜回動されてスクリューフィ
ーダー19の供給口の下に待機する。

引続いて、油圧シリンダー７が伸張作動して上ラム３が
成形シリンダー２内に下降し、成形室内のペレットＰを
100〜350Kg/cm²の高圧で圧縮し、該圧縮を維持しつつヒ
ーターコイル2bを通電加熱して該ペレットＰを溶融し一
定時間経過後、ヒーターコイル2bの通電を停止し水冷室
2aに冷却流体を通流させてプラスチックを冷却固化す
る。すると、成形室には、試料片ＴをプラスチックＰに
モールドしてなる一定の大きさのパレット付研磨用テス
トピースTPが成形される。上記の場合、成形室2cで溶融
されたプラスチックＰは、高圧のため、成形室2cの周面
とパレットＳの周面の間に入り込むが、パレットＳの着
座面で遮断され下ラム４の周囲に入り込まないので、下
ラム４の摩擦抵抗が大きくならないで済み、シリンダー
８を小出力のエアーシリンダーとすることができる。

引続いて、油圧シリンダー７のピストン7aと上ラム３の
間に固定されたエアーシリンダーブロック24のシリンダ
室24cに高圧エアーの供給が行われてから、油圧シリン
ダー７を縮小作動する。このため、エジェクターピン23
が、上ラム３が成形シリンダー２の成形室2cから退室上
昇する際に、上ラム３の下面と接着している研磨用テス
トピースTPを突離し、成形室2c内に研磨用テストピース
TPを残す。

すると、少し遅れてエアーシリンダー８が緩速度で伸張
作動し、下ラム４が再び成形室2cを通過し成形完了した
パレット付研磨用テストピースTPを成形シリンダー２の
上に上昇させる。しかる後、下ラム４で持上げられたパ
レット付研磨用テストピースTPは、一対の挟持ハンド15
により下部を挟持され、下ラム４が下降した後に第一回
動軸14が90゜回動されてから一対の挟持ハンド15による
挟持が解除され、シュート（図示しない）上を滑落して
回収箱（図示しない）に回収される。その後、一対の挟
持ハンド15は、180゜開いてインデックステーブル10に
載置される次のパレットＳを挟持するために待機する。

以上の一連の動作で、パレット付研磨用テストピースTP
の成形・回収が完了する。該パレット付研磨用テストピ
ースTPは、人手により、またはジグを用いてパレットＳ
が分離され、試料片Ｔが露出した平滑な被研磨面を備え
たものとなる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明の研磨用テストピース
の製作方法によれば、 試料片を円板状のパレットの上に接着し、該試料片と該
パレットの合計重量を算出して試料片のみの体積を算出
し、次いで、該パレットを下ラムの上に載せ下降して成
形室の底に密着させ、続いて、一定量の体積から前記算
出した試料片の体積を差引いた体積のプラスチックのペ
レットを投入して上ラムを下降し、引続き、プラスチッ
クのペレットの加圧・溶融・冷却を行ってパレット付研
磨用テストピースとして成形し、上ラムを上昇させると
ともに下ラムを上昇させて該パレット付研磨用テストピ
ースを取出し、パレットを分離する構成であるので、 従来において、種々の形状・大きさのため挟持ハンド
や成形室の底へ薄板状の試料片をリブ状に立てることが
不可能であった試料片のハンドリング性をパレットとの
結合によって確保できるとともに、試料片の大きさに応
じたプラスチックのペレットの充填量の算出ができ、も
って、研磨用テストピースの製作を自動化に極めて有用
な研磨用テストピースの製作方法を提供できる。

試料片をパレットの上に接着してプラスチックでモー
ルドするので、成形室からパレット付研磨用テストピー
スを取出してパレットを分離すると、試料片が露出した
平滑な被研磨面が確実に得られる。特に、薄板状の試料
片の場合は、パレットにリブ状の接着してプラスチック
に深くモールドできる。確実に試料片が露出した平滑な
被研磨面が得られるから、無駄な研磨代がなくなり、迅
速な研磨が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本発明の研磨用テストピースの製作
方法を利用した研磨用テストピースの製作装置に係り、
第１図は成形直前の状態を示す装置本体と制御系を含む
全体概念図であり、第２図は成形状態を示す装置本体の
要部断面図であり、第３図は成形後の取出し状態を示す
装置本体の要部断面図である。第４図は従来の研磨用テ
ストピースの製作装置に係る断面図である。 TP……研磨用テストピース、 Ｔ……試料片、 Ｓ……パレット、 Ｐ……プラスチック及びペレット、 ２……成形シリンダー、 ３……上ラム、 ４……下ラム、 13……重量センサー、 19……計量器としてのスクリューフィーダー、 20……制御部、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料片を成形シリンダーの上方に上昇させ
   た下ラムの上に載せ、該下ラムを下降させることにより
   該試料片を成形シリンダーの底に位置させ、次いで、プ
   ラスチックのペレットを充填し、上ラムを成形シリンダ
   ー内に下降し、続いてペレットを圧縮し、該圧縮を維持
   しつつペレットを溶融しその後冷却固化して前記試料片
   をプラスチックにモールドしてなる一定の大きさの研磨
   用テストピースを成形し、引続いて上ラムを上昇させる
   とともに、成形シリンダーの底の下ラムを上昇させて該
   研磨用テストピースを成形シリンダーの上方に取出す構
   成である研磨用テストピースの製作方法において、 前記試料片は、成形シリンダー内に嵌入し得る円板状の
   パレットの上に接着し、該試料片と該パレットの重量測
   定をして試料片の体積を算出してから前記下ラムの上に
   載せて成形シリンダーの底に位置させ、 前記プラスチックのペレットを充填する量は、研磨用テ
   ストピースを仮に試料片なしでプラスチックで成形する
   場合に必要なペレット量から、前記算出した試料片の体
   積を差引いた量として計量器より供給し、 成形によって得られるパレット付該研磨用テストピース
   は、成形シリンダーの上方に取出した後、パレットを分
   離することを特徴とする研磨用テストピースの製作方
   法。
2. 【請求項２】前記試料片の体積の算出は、 前記試料片と前記パレットの重量測定を重量センサーで
   測定し、該重量センサーから出力される試料片とパレッ
   トの合計重量に応じた電気信号をデジタル信号に変換し
   て制御部に入力し、 該制御部において、 入力したデジタル値と別途入力されるパレット重量に対
   応したデジタル値から試料片の重量を算出し、次いで、
   該算出した試料片の重量と比重値から体積を算出するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の研磨用テストピースの
   製作方法。