CN111331515A - 磨削装置 - Google Patents

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CN111331515A CN201911290493.6A CN201911290493A CN111331515A CN 111331515 A CN111331515 A CN 111331515A CN 201911290493 A CN201911290493 A CN 201911290493A CN 111331515 A CN111331515 A CN 111331515A
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Abstract

提供磨削装置，其准确地管理磨削磨具的剩余量。通过磨削进给单元(4)使磨削装置(1)所具有的磨削单元(3)下降，对磨削磨具(340)的下表面(340a)进行检测，对此时的磨削单元(3)的高度位置进行测量，将测量结果存储于存储单元(80)。同样地，对通过检测器(5)检测到基台(341)的下表面(341a)时的磨削单元(3)的高度位置进行测量，将测量结果存储于存储单元(80)。当将双方的高度位置存储于存储单元(80)时，通过剩余量识别单元(81)计算出它们的差而作为磨削磨具(340)的剩余量(R)，从而能够识别磨削磨具(340)的剩余量(R)。

Description

磨削装置
技术领域
本发明涉及对被加工物进行磨削的磨削装置。
背景技术
磨削装置中，使磨削单元所具有的呈环状粘固于磨削磨轮的基台的下端的磨削磨具一边旋转一边与保持单元的保持面所保持的被加工物的上表面抵接，从而进行磨削加工。在磨削加工中，首先使磨削单元朝向被加工物高速地下降至磨削磨具的下表面与被加工物的上表面抵接的磨削单元的高度位置，接着将磨削单元的下降速度改变为适合被加工物的磨削的速度，再次使磨削单元下降而对被加工物进行磨削，从而实现加工时间的缩短。
为了实施上述的磨削加工，需要磨削装置预先识别磨削磨具的下表面与被加工物的上表面抵接时的磨削单元的高度位置。因此，在磨削加工的实施前，进行将保持单元的保持面与磨削磨具的下表面抵接的磨削单元的高度位置即原点位置存储于磨削装置的设置作业，识别从通过设置而存储于磨削装置的原点位置起按照被加工物的厚度上升的磨削单元的高度位置作为磨削磨具的下表面与被加工物的上表面抵接的磨削单元的高度位置。当磨削磨具由于磨削加工而磨损一定的量时，更换磨削磨轮，但关于该磨削磨具的剩余量，以往在刚更换磨削磨轮之后，从通过游标卡尺等测量的刚更换之后的磨削磨具的剩余量减去由于磨削加工而磨损的磨削磨具的磨损量，从而计算出当前的磨削磨具的剩余量，在计算出的当前的磨削磨具的剩余量低于规定的值时进行磨削磨轮的更换。
专利文献1：日本特开2018-058160号公报
专利文献2：日本特开2013-158872号公报
在刚更换磨削磨轮之后，在由操作者等使用游标卡尺等测量的磨削磨具的剩余量与磨削磨具的实际的剩余量之间会产生误差。因此，为了防止利用磨削磨轮的基台对被加工物进行磨削，需要考虑上述误差而在磨削磨具的剩余量达到界限之前进行磨削磨轮的更换，尽管实际上在基台的下方还残留有磨削磨具，也要进行磨削磨轮的更换。即，存在如下的问题：由于磨削磨具的剩余量测量所带来的误差原因，无法使用磨削磨具直至其达到消失的界限。本发明所要解决的课题在于更准确地管理磨削磨具的剩余量。
发明内容
本发明提供磨削装置，其对被加工物进行磨削，能够准确地管理磨削磨具的剩余量。
本发明是磨削装置，其具有：能够旋转的保持单元，其利用保持面对被加工物进行保持；磨削单元，其具有磨削磨轮，该磨削磨轮中的对该保持单元所保持的被加工物进行磨削的磨削磨具呈环状排列在基台上；以及磨削进给单元，其使该磨削单元在与该保持面垂直的方向上移动，其中，该磨削装置具有：检测器，在利用该磨削进给单元使该磨削单元下降时，该检测器对该磨削磨具的下表面和该基台的下表面进行检测；水平移动单元，其使该检测器和该磨削单元在水平方向上相对地移动；以及剩余量识别单元，其识别该检测器检测到该磨削磨具的下表面时的该磨削单元的高度与该检测器检测到该基台的下表面时的该磨削单元的高度之差作为该磨削磨具的剩余量。
在本发明中，计算出通过检测器检测到基台的下表面和磨削磨具的下表面时的两者的磨削单元的高度位置之差作为磨削磨具的剩余量，因此无需利用游标卡尺等进行测量，能够识别磨削磨具的准确的剩余量。另外，能够确认已使用了某程度的磨削磨具的实际的剩余量和进行计算而识别出的磨削磨具的剩余量是否没有差异。
附图说明
图1是示出磨削装置整体的立体图。
图2是示出对磨削磨具的下表面进行检测时的磨削装置的剖视图，其中，(a)示出将检测器定位于磨削磨具的下方的状态，(b)示出使磨削磨具的下表面与检测器的台的接触面接触的状态。
图3是示出对基台的下表面进行检测时的磨削装置的剖视图，其中，(a)示出将检测器定位于基台的下方的状态，(b)示出使基台的下表面与检测器的台的接触面接触的状态。
图4是对检测到磨削磨具的下表面和基台的高度位置时的磨削单元的高度位置进行比较的剖视图，其中，(a)示出检测到磨削磨具的下表面的状态，(b)示出检测到基台的下表面的状态。
图5是示出检测器的其他例的剖视图，其中，(a)示出使用AE传感器的例子，(b)示出利用弹簧对台向上方施力的例子。
标号说明
1：磨削装置；10：基座；11：柱；100：内部基座；20：保持单元；200：吸引部；200a：保持面；201：框体；22：罩；23：波纹罩；24：壳体；25：旋转单元；26：旋转轴；27：吸引单元；3：磨削单元；30：旋转轴；31：壳体；32：电动机；33：安装座；34：磨削磨轮；340：磨削磨具；340a：磨削磨具的下表面；341：基台；341a：基台的下表面；4：磨削进给单元；40：滚珠丝杠；41：导轨；42：电动机；43：升降板；44：支托；45：旋转轴；5：检测器；50：台；50a：接触面；50b：台的下表面；51：气缸；52：传感器；52a：发光部；52b：受光部；52c：检测线；53：安全阀；54：阀；55：空气源；56：信号发送部；6：水平移动单元；60：滚珠丝杠；61：导轨；62：电动机；63：可动板；65：旋转轴；8：控制单元；80：存储单元；81：剩余量识别单元；9：移动量测量单元；90：高度测量部；91：标尺；92：编码器；W：被加工物；Wa：上表面；Z1：检测到磨削磨具的下表面时的磨削单元的高度；Z2：检测到基台的下表面时的磨削单元的高度；R：磨削磨具的剩余量。
具体实施方式
1磨削装置的结构
图1所示的磨削装置1是通过磨削单元3对保持单元20所保持的被加工物W进行磨削的磨削装置。在磨削装置1的基座10上配设有：保持单元20；罩22，其围绕保持单元20；以及波纹罩23，其与罩22连接。保持单元20具有：吸引部200，其由多孔质部件形成；以及框体201，其对吸引部200进行支承。在保持单元20的下方连接有吸引单元27，通过吸引单元27所产生的吸引力，能够从下方对载置于保持面200a的被加工物W进行吸引保持。另外，保持单元20由有底筒状的壳体24支承，能够通过配设在壳体24的内部的旋转单元25绕旋转轴26旋转。
在配设于磨削装置1的基座10的内部的内部基座100上设置有水平移动单元6。水平移动单元6具有：滚珠丝杠60，其具有Y轴方向的旋转轴65；一对导轨61，它们与滚珠丝杠60平行地配设；电动机62，其与滚珠丝杠60连结，使滚珠丝杠40绕旋转轴65转动；以及可动板63，其内部的螺母与滚珠丝杠60螺合，可动板63的底部与导轨61滑动接触。当电动机62使滚珠丝杠60绕旋转轴65旋转时，可动板63被导轨61引导而在水平方向(Y轴方向)上相对地移动，与此相伴，借助壳体24而支承于可动板63的保持单元20构成为与罩22一起在Y轴方向上往复移动。另外，当罩22在Y轴方向上移动时，波纹罩23进行伸缩。
在磨削装置1的基座10上的后方侧(+Y方向侧)竖立设置有柱11，在柱11的-Y轴侧的侧面上配设有磨削单元3和使磨削单元3在Z轴方向上升降移动的磨削进给单元4。磨削单元3具有：旋转轴30，其具有Z轴方向的轴心；壳体31，其将旋转轴30支承为能够旋转；电动机32，其使旋转轴30旋转驱动；圆环状的安装座33，其与旋转轴30的下端连接；以及磨削磨轮34，其以能够装卸的方式与安装座33的下表面连结。磨削磨轮34具有：基台341；以及多个大致长方体形状的磨削磨具340，它们呈环状排列在基台341的下表面341a上。磨削磨具340例如由利用树脂结合剂或金属结合剂等粘固的金刚石磨粒等形成，其下表面340a作为对被加工物W进行磨削的磨削面。
磨削进给单元4具有：滚珠丝杠40，其具有Z轴方向的旋转轴45；一对导轨41，它们与滚珠丝杠40平行地配设；电动机42，其与滚珠丝杠40的上端连结，使滚珠丝杠40转动；升降板43，其内部的螺母与滚珠丝杠40螺合，升降板43的侧部与导轨41滑动接触；以及支托44，其与升降板43连结，对磨削单元3进行保持，当电动机42使滚珠丝杠40转动时，与此相伴，升降板43被导轨41引导而在Z轴方向上升降移动，支托44所保持的磨削单元3构成为在相对于保持面200a垂直的Z轴方向上进行磨削进给。
在上述罩22上且在保持单元20的侧方配设有检测器5，该检测器5用于分别与磨削磨具340的下表面340a和基台341的下表面341a接触而检测磨削磨具340的下表面340a和基台341的下表面341a，随着罩22通过上述水平移动单元6驱动而移动，检测器5和磨削单元3在水平方向(Y轴方向)上相对地移动。检测器5具有：气缸51；台50，该台50的下部收纳于气缸51中，该台50的上部从气缸51向上方突出；以及传感器52，其配设在气缸51的内部。台50按照在磨削单元3下降时能够与磨削磨具340和基台341接触的方式配设在罩22上。图2～图4所示的传感器52例如是透过型的光电传感器，其具有发光部52a和受光部52b。在磨削装置1的运转时，从发光部52a持续发出的光沿着检测线52c直线前进而被受光部52b接受。在传感器52上连接有信号发送部56，当信号发送部56检测到受光部52b的受光的遮断时，将该意思通知给对保持单元20、磨削单元3、磨削进给单元4、水平移动单元6等的动作进行控制的控制单元8。
检测器5的气缸51经由安全阀53和阀54而与空气源55连接。由空气源55产生的空气被送入气缸51从而气缸51被加压，台50被气缸51向+Z方向施力，该台50在未从上方被施加按压力的状态下定位于上限位置。构成为当从上方压入台50时，气缸51内的空气被加压，当达到规定的压力以上时，将安全阀53适当打开，从空气源55提供至气缸51的内部的空气排出至未图示的气缸51的外部的空间，将施加至气缸51的内部的压力保持恒定。
在升降板43上具有对磨削单元3的Z轴方向的高度位置进行测量的高度测量部90，另外在导轨41上具有通过高度测量部90读取的标尺91。当控制单元8接收检测信号时，通过磨削进给单元4的驱动而下降的磨削单元3停止，读取定位于标尺91的高度测量部90的高度位置作为磨削单元3的高度位置。另外，可以构成为电动机42具有编码器92，通过编码器92的输出而测量磨削单元3的高度位置。
在磨削装置1所具有的控制单元8中设置有存储单元80和剩余量识别单元81。存储单元80对通过高度测量部90读取的标尺91的值进行存储。另外，剩余量识别单元81根据存储于存储单元80的值而计算出磨削磨具341的剩余量。
2磨削装置的动作
在图1所示的磨削装置1中，将被加工物W载置于保持单元20的保持面200上，通过吸引单元27的吸引而在保持面200上吸引保持被加工物W。并且，水平移动单元6使保持单元20向+Y方向移动，将被加工物W定位于磨削单元3的下方。
接着，旋转单元25使保持单元20旋转，并且电动机32使磨削磨轮34旋转，并且磨削进给单元4使磨削单元3下降，从而使旋转的磨削磨具340的下表面340a与被加工物W的上表面Wa接触，对该上表面Wa进行磨削。并且，当被加工物W形成为规定的厚度时，磨削进给单元4使磨削单元3上升，结束磨削。
通过这样的磨削，磨削磨具340的下表面340a发生磨损，因此需要在磨削磨具340距离基台341的下表面341a的突出量(剩余量)变得过小之前将磨削磨轮34更换成新的磨削磨轮34。因此，在磨削装置1中，在适当的时机进行对磨削磨具340的剩余量进行识别的处理。另外，在已将磨削磨轮34更换成新的磨削磨轮34时也进行该处理。
以下，对通过上述结构的磨削装置1对磨削磨具340的剩余量进行识别时的磨削装置1的动作进行说明。
通过图1所示的水平移动单元6所具有的电动机62的驱动力使滚珠丝杠60绕旋转轴65旋转驱动，使可动板63沿着导轨61在Y轴方向上移动，从而如图2的(a)所示，将配设于罩22的检测器5的台50的接触面50a定位于磨削磨具340的下表面340a的下方。
接着，如图2的(b)所示，不使磨削磨轮34旋转，通过磨削进给单元4使磨削单元3向-Z方向下降，使磨削磨具340的下表面340a与台50的接触面50a接触。
在磨削磨具340的下表面340a与台50的接触面50a接触的状态下，进一步通过磨削进给单元4使磨削磨具340向-Z方向下降，将台50向下方按压，从而磨削磨具340的下表面340a将台50压低。并且，当如图4的(a)所示那样将台50的下表面50b压低至检测线52c的位置时，从发光部52a发出的光被台50遮蔽而未被受光部52b接受。在受光部52b不再接受到光的瞬间，将通知已检测到磨削磨具340的下表面340a的意思的检测信号从检测器5的信号发送部56发送至控制单元8。此时，由于台50被压低而上升的施加至气缸51的内部的压力通过安全阀53而排气，从而维持为恒定的压力，施加至磨削磨具340的下表面340a和基台341的下表面341a的+Z方向的力保持恒定，从而能够准确地进行测量。
另外，在不进行测量时，将气缸51内的空气排出而使台50下降至最下位，将台50的上表面50a定位于比保持面200a靠下的位置。
当控制单元8接收到已检测到磨削磨具340的下表面340a这一意思的检测信号时，控制单元8对磨削进给单元4进行控制而停止磨削单元3的下降。控制单元8在磨削单元3的下降停止的瞬间对高度测量部90所读取的标尺91的值(Z1)进行识别，将该值存储于存储单元80。
这样，对检测到磨削磨具340的下表面340a时的磨削单元3的高度位置进行测量，将该值存储于存储单元80，然后通过磨削进给单元4使磨削单元3上升，使磨削磨轮34远离台50。然后，通过水平移动单元6的Y轴方向的移动控制而使可动板63向+Y方向移动，从而如图3的(a)所示，将台50定位于基台341的下方。
然后，与上述的磨削磨具340的下表面340a的检测时同样地，不使磨削磨轮34旋转，通过磨削进给单元4向-Z方向下降，如图3的(b)所示，使基台341的下表面341a与台50的接触面50a接触。在基台341的下表面341a与台50的接触面50a已接触的状态下，进一步使基台341向-Z方向下降，将台50向下方按压，基台341的下表面341a将台50压低。并且，当如图4的(b)所示那样将台50的下表面50b压低至检测线52c的位置时，将通知已通过传感器52检测到磨削磨具340的下表面340a的意思的信号从检测器5的信号发送部56发送至控制单元8。当控制单元8接收到检测信号时，停止磨削单元3的下降，控制单元8在磨削单元3的下降停止的瞬间对高度测量部90所读取的标尺91的值(Z2)进行识别，并存储于存储单元80。
在剩余量识别单元81中计算出存储单元80所存储的检测到磨削磨具340的下表面340a时的磨削单元3的高度位置的值(Z1)与检测到基台341的下表面341a时的磨削单元3的高度位置的值(Z2)之差，识别该差作为磨削磨具340的剩余量R(在图4中示出)。将剩余量R的值显示在磨削装置1所具有的未图示的显示器上，从而操作者根据该剩余量R的值，能够判断是否要更换磨削磨轮34。另外，在剩余量R小于规定的值的情况下，可以发出警报音等而将要更换磨削磨轮34的意思通知给操作者。
关于检测器5，例如也可以代替上述的作为透过型的光电传感器的传感器52而使用如图5的(a)所示那样在台50的前端(上端)具有接触子57的AE传感器(声发射传感器)。在使用AE传感器进行磨削磨具340的下表面340a的检测时，在磨削磨具340的下表面340a与AE传感器的接触子57接触的瞬间，检测到磨削磨具340的下表面340a。若使用AE传感器，则无需在AE传感器的接触子57与磨削磨具340的下表面340a接触之后通过磨削进给单元4使磨削磨具340下降，能够缩短磨削磨具340的剩余量的识别所花费的时间。
同样地如图5的(b)所示，例如也可以代替与气缸51连接的空气源55、安全阀53和阀54而具有上部开口的有底筒58和弹簧59，该有底筒58对台50进行收纳，该弹簧59被有底筒58围绕，一端与台50的下表面50b连接且另一端固定于有底筒58的内侧的底部。通过使用弹簧59，无需将空气源55等压力产生机构配设在磨削装置1而能够将台50向上方施力，因此能够减小磨削装置1整体的大小，并且能够削减用于产生压力的成本。
另外，图5的(b)所示的传感器52a也可以是对下降的台50的下表面50b进行检测的接近传感器。
另外，如图5的(b)所示，在使用弹簧59的情况下，在进行磨削加工时使磨削磨具340在水平方向上偏移至不与台50接触的位置而配设检测器5。例如使图1所示的检测器5向-Y方向偏移而配设。
另外，在上述实施例中，将检测器5配设于罩22上，但并不限于此，也可以构成为配设于可动板63而使气缸51和台50从罩22突出。
另外，在通过上述的编码器92的输出而进行磨削单元3的高度位置的测量的情况下，例如当存储单元80接收从编码器92输出的磨削单元3的高度位置的信号时，根据该信号而在剩余量识别单元81中计算出高度之差，并识别为磨削磨具340的剩余量。
另外，图2至图5所示的基台341的下表面341a整体形成为平面状，但也可以使用下表面具有未形成为平面状的部分的基台。在该情况下，仅使台50的上表面50a与形成为平面状的部分接触即可。
在上述磨削装置1中的对磨削时的磨削磨具340的原点进行设定的所谓的设置中，磨削进给单元4使磨削单元3下降，从而对磨削磨具340与保持单元20的保持面200接触时的磨削单元3的高度位置进行识别。因此，设置和磨削磨具340的剩余量的识别均在磨削进给单元4的控制下进行，因此例如在更换磨削磨轮34的情况下，能够以一系列的动作方式实施设置和磨削磨具340的剩余量的识别。
另外，在进行磨削磨具340的修整的情况下，也通过磨削进给单元4使磨削单元3下降，从而使磨削磨具340的下表面340a与保持单元20或未图示的子台所保持的修整板接触。因此，也能够以一系列的动作方式实施磨削磨具340的修整和磨削磨具340的剩余量的识别。

Claims (1)

1.一种磨削装置，其具有：
能够旋转的保持单元，其利用保持面对被加工物进行保持；
磨削单元，其具有磨削磨轮，该磨削磨轮中的对该保持单元所保持的被加工物进行磨削的磨削磨具呈环状排列在基台上；以及
磨削进给单元，其使该磨削单元在与该保持面垂直的方向上移动，
其中，
该磨削装置具有：
检测器，在利用该磨削进给单元使该磨削单元下降时，该检测器对该磨削磨具的下表面和该基台的下表面进行检测；
水平移动单元，其使该检测器和该磨削单元在水平方向上相对地移动；以及
剩余量识别单元，其识别该检测器检测到该磨削磨具的下表面时的该磨削单元的高度与该检测器检测到该基台的下表面时的该磨削单元的高度之差作为该磨削磨具的剩余量。
CN201911290493.6A 2018-12-19 2019-12-16 磨削装置 Pending CN111331515A (zh)

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