DE19637445A1

DE19637445A1 - Poliermaschine mit verbesserter Produktentladung

Info

Publication number: DE19637445A1
Application number: DE19637445A
Authority: DE
Inventors: Karl Kasprzyk; Isao Nagahashi
Original assignee: Speedfam Corp
Current assignee: Speedfam IPEC Corp
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 1997-06-05
Also published as: KR100207249B1; SG73432A1; US5762543A; JPH09207066A; JP2846865B2; TW380074B; GB2307656A; GB2307656B; GB9617988D0; KR970025842A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Polieren von wirtschaftlich bedeutenden Gegenständen, wie beispielsweise Hartplattenrohlingen, und insbesondere das Polieren von Gegenständen unter Einsatz maschineller Freikorn- Schleifbearbeitungstechniken.

2. Stand der Technik

Das Polieren von dünnen ebenen Gegenständen spielt in vielen technischen Anwendungsfällen eine bedeutende Rolle. Zum Beispiel werden Hartplattenrohlinge unter Anwendung von Freikorn-Schleifverfahren maschinell bearbeitet, um eine oder beide Hauptoberflächen der scheibenförmigen Platte zu glätten. Ein derartiges Glätten erfolgt, bis ein hohes Maß an Genauigkeit erreicht ist, so daß eine gewöhnlich als "Spiegelfläche" oder "optisch ebene" Oberfläche bezeichnete Fläche erzeugt wird. Ein Beispiel aus einer Reihe von derartigen Maschinen wird vom Anmelder der vorliegenden Erfindung unter der Modellbezeichnung SFDSM zum Verkauf angeboten. Mit diesen Maschinen können beide Seiten eines Werkstücks gleichzeitig bearbeitet werden, um eine gewünschte Oberflächenpolitur zu erreichen.

Bei typischen Arbeitsabläufen in großtechnischem Maßstab werden mehrere Werkstücke gleichzeitig auf einer Maschine poliert. Die Aufgabe einer Bedienungsperson der Maschine beinhaltet daher bei jedem Maschinenzyklus ein Beladen und Entladen von Gruppen von Werkstücken. Typischerweise werden beim Polieren Wasser oder wäßrige Schleifmittel eingesetzt, und dadurch wird die Wahrscheinlichkeit größer, daß zwischen den Werkstücken und der Maschine Saugkräfte erzeugt werden, was ein Entladen erschwert und die Leerlaufzeit der Maschine verlängert. Jedoch kann eine Entnahme der Werkstücke nicht beschleunigt werden, ohne das Risiko oder auf Kosten eines Zerkratzens oder eines anderen Qualitätsverlusts der hochgradig polierten Oberflächen, zu deren Erhalt die Maschine eingesetzt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Betriebsablauf für Poliermaschinen bereitzustellen, insbesondere für diejenigen, welche Freikorn- Schleifbearbeitungstechniken verwenden.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Poliermaschinen der oben beschriebenen Art bereitzustellen, die eine höhere Geschwindigkeit beim Entladen der Werkstücke aufweisen.

Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Poliermaschinen der oben beschriebenen Art bereitzustellen, die Entladevorgänge mit höherer Zuverlässigkeit aufweisen.

Diese und andere Aufgaben werden gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung durch eine Vorrichtung zum Polieren eines Werkstücks gelöst, umfassend:
einen Tisch zum Halten des Werkstücks;
einen oberen Kopf, der über dem Tisch angeordnet und auf den Tisch zu beweglich ist, so daß er mit dem Tisch zusammenwirkt, um einen Druck auf das zu polierende Werkstück auszuüben, wobei der obere Kopf auch vom Tisch weg beweglich ist, um Zugang zum Werkstück zwecks seiner Entnahme aus der Vorrichtung zu gewähren;
Einrichtungen, um mindestens entweder den Tisch oder den oberen Kopf in bezug zueinander so zu bewegen, daß das Werkstück poliert wird;
eine auf dem oberen Kopf gehaltene Druckplatte;
eine Mehrzahl von Druckstangen, die so vom oberen Kopf gehalten werden, daß sie sich mit dem gerade polierten Werkstück in Eingriff bringen lassen; und
Einrichtungen, um die Druckplatte in einer Richtung auf den Tisch zu und vom Tisch weg zu bewegen, um die Druckstangen in Eingriff und aus dem Eingriff mit dem gerade polierten Werkstück zu bewegen, so daß das Werkstück vom oberen Kopf getrennt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Aspekte der vorliegenden Erfindung veranschaulichende Draufsicht von oben auf eine Poliermaschine;

Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Ansicht entlang der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 2 in einem vergrößerten Maßstab;

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 3 in einem vergrößertem Maßstab;

Fig. 5 ist eine Ausschnittsansicht des rechten Teils der Fig. 3, wobei sich die Maschine jedoch in einer teilweise geöffneten Position befindet;

Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 5 in einem vergrößerten Maßstab;

Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 5 in einem vergrößerten Maßstab;

Die Fig. 8 bis 12 sind Ansichten ähnlich derjenigen aus Fig. 5 und zeigen einen Betriebsablauf;

Fig. 13 ist eine Ausschnittsansicht des teilweise weggebrochen und in einem vergrößerten Maßstab dargestellten linken Teils der Fig. 3; und

Fig. 14 ist eine Ansicht ähnlich derjenigen der Fig. 13, welche einen anschließenden Arbeitsvorgang zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Nunmehr Bezug nehmend auf die Zeichnungen, zeigt Fig. 1 eine allgemein mit 10 bezeichnete Poliermaschine. Die Maschine 10 umfaßt einen mittleren Kern 12 mit einer Mehrzahl von Ausrichtzähnen 14. Wie man in Fig. 3 sehen kann, sind die Ausrichtzähne 14 langgestreckt und erstrecken sich in einer allgemein vertikalen Richtung. Die Ausrichtzähne 14 tragen dazu bei, eine allgemein mit 16 bezeichnete obere Kopfeinheit in Eingriff mit einer allgemein mit 18 bezeichneten unteren Tischeinheit zu führen. Zum Beispiel zeigt Fig. 5 die Kopfeinheit 16 in angehobenem Zustand über der Tischeinheit 18. Bei der bevorzugten Ausführungsform trägt die Maschine 10 zwei Polierplatten, ein oberes Grundelement in Form einer Polierplatte 20 und ein unteres Grundelement in Form einer Polierplatte 22.

Bezug nehmend auf Fig. 5, wird bei der bevorzugten Ausführungsform eine Mehrzahl von scheibenförmigen Hartplatten oder anderen zu polierenden Werkstücken 26 in einer konventionellen Planetenhalterung 24 gehalten. Die entgegengesetzten Hauptoberflächen der Scheiben 26 werden von den konventionell ausgebildeten Polierplatten 20, 22 poliert, während man die Polierplatten 20, 22 in Bezug zueinander dreht. Bei der bevorzugten Ausführungsform weist der Antriebsmechanismus einen konventionellen Aufbau auf und ist eine vom Anmelder der vorliegenden Erfindung kommerziell erhältliche "Speedfam Planetary Grinding and Polishing Machine", die auch als doppelseitige Maschine der DSM-Reihe bezeichnet wird.

Wieder Bezug nehmend auf Fig. 1, ist die obere Kopfeinheit 16 mittels eines Pneumatikhubzylinders 30 mit einer Kolbenstange 32 an einem Tragrahmen 28 aufgehängt. Der Pneumatikzylinder 30 ist durch Druckluftleitungen 34 mit einer Steuerung 36 verbunden. Die Steuerung 36 führt dem Pneumatikzylinder 30 Anhebe- und Absenk-Signale zu, woraufhin dieser die obere Polierplatte 20 von der unteren Polierplatte 22 weg bzw. auf die untere Polierplatte 22 zu bewegt. Bei einem Arbeitsschritt wird die obere Kopfeinheit 16 über die untere Tischeinheit 18 angehoben, indem man dem Pneumatikzylinder 30 geeignete Anhebe-Signale zuführt und dadurch die Kolbenstange 32 einzieht. Dies ermöglicht es einer Bedienungsperson, Zugang zur unteren Polierplatte 22 zu erhalten, um eine Mehrzahl von Scheiben 26 in die Planetenhalterungen 24 zu laden.

Wie man in Fig. 2 sehen kann, enthält jede Planetenhalterung 24 der bevorzugten Ausführungsform drei Scheiben 26. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel werden 14 Planetenhalterungen verwendet, und dementsprechend lädt die Bedienungsperson bei jedem Betriebszyklus der Maschine 42 Scheiben oder andere Werkstücke 26 in die Planetenhalterungen 24. Dann werden dem Hubzylinder 30 Signale zugeführt, um die Kolbenstange 32 auszufahren, um dadurch die Scheiben 26 zwischen den Polierplatten 20, 22 mit Druck zu beaufschlagen.

Ein in einem Sockel 38 angeordneter Antriebsmechanismus (vgl. Fig. 1) wird dann eingeschaltet, damit sich die Polierplatten 20, 22 in bezug zueinander drehen. Konventionelle Schleifmittel, wie beispielsweise wäßrige abrasive Mischungen, werden durch eine Reihe von Schläuchen (nicht dargestellt) durch die obere Polierplatte 20 gepumpt, so daß die Scheiben 26 während eines Poliervorgangs von Schleifmittel umgeben sind. Das Polieren dauert an, bis man auf den Hauptoberflächen der Scheiben 26 eine gewünschte Oberflächeneigenschaft erhalten hat. Der Antriebsmechanismus im Sockel 38 wird dann abgeschaltet, wodurch die Drehung der Polierplatten 20, 22 in bezug zueinander angehalten wird.

Dann beginnt ein Entladevorgang zur Entnahme der Scheiben 26 aus der Poliermaschine. Dem Hubzylinder 30 werden geeignete Signale zugeführt, um die Kolbenstange 32 einzuziehen und dadurch die obere Kopfeinheit 16 anzuheben, wie in Fig. 5 dargestellt, um einer Bedienungsperson Zugang zwischen die Polierplatten 20, 22 zu gewähren, um die Mehrzahl von Scheiben 26 zu ergreifen und aus der Poliermaschine 10 zu entnehmen. Bei der bevorzugten Ausführungsform ähneln die Planetenhalterungen 24 dünnen Platten, welche zur Aufnahme von zu polierenden Scheiben 26 drei darin ausgebildete kreisförmige Öffnungen aufweisen.

Nach dem Plazieren der Planetenhalterungen 24 auf der unteren Polierplatte 22 läßt man die Scheiben 26 einfach in die kreisförmigen Öffnungen der Planetenhalterungen 24 fallen. Wie für den Fachmann ersichtlich ist, können jedoch beträchtliche Saugkräfte auftreten, die bewirken, daß die Scheiben 26 an der oberen Polierplatte 20 haften, wodurch die Entnahme der Scheiben 26 aus der Poliermaschine kompliziert wird. Dementsprechend sind gemäß der vorliegenden Erfindung Einrichtungen vorgesehen, um eine Bedienungsperson nach einem Poliervorgang bei der Entnahme von Scheiben 26 aus der Poliermaschine 10 zu unterstützen. Bezug nehmend auf Fig. 3, ist oben auf der oberen Polierplatte 20 eine wahlweise vorgesehene innere Platte 44 angebracht und weist innere Enden auf, die an den mittleren Kern 12 der Maschine angrenzen. Die wahlweise vorgesehene innere Platte 44 ist mit der oberen Polierplatte 20 verbunden, so daß sie bei einer Betätigung des Hubzylinders 30 zusammen mit dieser angehoben wird.

Fig. 5 zeigt einen äußeren Teil der inneren Platte 44. Wie man in Fig. 5 sehen kann, sind mehrere abgesetzte Reduzierhülsen 46 in der inneren Platte 44 montiert und erstrecken sich in die obere Polierplatte 20 hinein. Eine Druckstange 50 ist in den Reduzierhülsen 46 verschiebbar. Wie in Fig. 5 dargestellt, treten die Druckstangen 50 ganz durch die obere Polierplatte 20 hindurch, wobei sie sich durch abgesetzte Durchlässe 52 erstrecken. Wie man zum Beispiel in Fig. 5 sehen kann, erstrecken sich die Durchlässe 52 bis zu einer Polierfläche 54 der oberen Polierplatte 20, wodurch es ermöglicht wird, die Druckstangen 50 bis zur Polierfläche 54 und darüber hinaus auszufahren.

Bezug nehmend auf Fig. 6, ist dort ein Teil der Druckstange 50 dargestellt, der durch einen vergrößerten Kopf 48 der Reduzierhülse 46 hindurchtritt. Die Druckstange 50 nimmt einen E-Clip 56 auf, der von oben gegen den Reduzierhülsenkopf 48 anschlägt, um eine Abwärtsbewegung der Druckstangen 50 zu begrenzen. Vorzugsweise ist diese begrenzte Abwärtsbewegung so eingestellt, daß sich vordere Enden 58 der Druckstangen 50 geringfügig über die Polierfläche 54 hinaus erstrecken. Oberhalb der E-Clips 56 ist jeweils eine Druckfeder 72 um die Druckstangen herum angeordnet, die bei der Abwärtsbewegung der Druckplatte zusammengedrückt wird und den E-Clip 56 bis zum Anschlagen gegen den Reduzierhülsenkopf 56 nach unten drückt.

In einigen Betriebszuständen wird eine Abwärtsbewegung mittels einer Abstandshülse 66 beschränkt.

Bezug nehmend auf die Fig. 3 bis 7, sind die oberen Enden der Druckstangen 50 in einer ringartigen Druckplatte 60 aufgenommen. Wie man zum Beispiel in Fig. 2 sehen kann, wird bei der bevorzugten Ausführungsform eine beträchtliche Anzahl von Druckstangen 50 verwendet. Während des Betriebs der Poliermaschine 10 drehen sich die Planetenhalterungen 24 um ihre eigenen Mittelachsen und drehen sich gleichzeitig um die Mittelachse der Maschine 10. Falls gewünscht, kann eine ausreichende Anzahl von Druckstangen 50 verwendet werden, so daß mit jeder Scheibe 26 mindestens eine Druckstange 50 ausgerichtet ist, und zwar ungeachtet dessen, wo die Scheibe 26 gerade angeordnet ist, wenn der Betrieb der Maschine angehalten wird.

Wieder Bezug nehmend auf Fig. 5, ist dort eine Führungsstange 64 dargestellt, die in einer in der Druckplatte 60 ausgebildeten Öffnung aufgenommen ist. Wie man zum Beispiel in Fig. 2 sehen kann, ist eine Anzahl von Führungsstangen 64 um die ringförmige Druckplatte 60 herum angeordnet. Es wird allgemein bevorzugt, daß die Anzahl der verwendeten Führungsstangen 64 bedeutend kleiner ist als die Anzahl der verwendeten Druckstangen, obwohl eine andere Anzahl und/oder ein anderes Verhältnis der Anzahl von Führungsstangen und Druckstangen vorgesehen werden können, falls erwünscht.

Wieder Bezug nehmend auf Fig. 5, wird zwischen den Führungsstangen 64 und jeweils einer die Führungsstangen umgebenden Druckfeder 68 eine Abstandshülse 66 verwendet. Die Druckfeder 68 setzt einer Bewegung der Druckplatte 60 in Richtung der oberen Polierplatte 20 einen Widerstand entgegen. Bezug nehmend auf die Fig. 1 bis 3 und 13 bis 14, ist eine Mehrzahl von Pneumatikzylindern 70 auf der inneren Platte 44 angebracht, so daß sie um die Druckplatte 60 herum angeordnet sind. Die Pneumatikzylinder 70 werden so betätigt, daß sie die Druckplatte 60 in Richtung der Polierplatte 20 und von dieser weg bewegen. Wenn die Druckplatte 60 zur inneren Platte 44 hin gezogen wird, drückt die Druckplatte 60 die Federn 72 zusammen, wodurch eine nach unten wirkende Kraft auf die E- Ringe 56 und somit auf die Druckstangen 50 übertragen wird, vgl. Fig. 3 bis 7. Wie in Fig. 7 dargestellt, ist zwischen der Druckplatte 60 und der Feder 72 eine Unterlegscheibe 74 angeordnet. Eine weitere Unterlegscheibe 74 ist jeweils am oberen Ende der Druckstange 50 befestigt, zum einen, um den von der Feder 72 auf die Druckplatte 60 aufgebrachten Aufwärtsdruck aufzunehmen und zum anderen, um einen positiven Eingriff und ein Anheben der Druckstangen 50 sicherzustellen, wenn die Druckplatte 60 angehoben wird.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist jede der Druckstangeneinheiten ähnlich aufgebaut und die Führungsstangeneinheiten sind gleichfalls gleichartig. Wie in Fig. 2 dargestellt, sind flexible Leitungen 76 mit den mehreren Pneumatikzylindern 70 verbunden, um Anhebe- oder Absenk-Signale gleichzeitig zu jedem der Pneumatikzylinder 70 zuzuführen. Wie man in Fig. 2 sehen kann, wird allgemein bevorzugt, daß eine gleiche Anzahl von Pneumatikzylindern 70 und Führungsstangen 64 verwendet wird, wobei die Pneumatikzylinder 70 in gleichen Winkelabständen von den Führungsstangen 64 angeordnet sind, obwohl andere Anordnungen ebenfalls möglich sind.

Wendet man sich nun den Fig. 5 bis 12 zu, so ist dort ein Betriebsablauf der Poliermaschine dargestellt. Wie bereits erwähnt, zeigt Fig. 5 die obere und untere Polierplatte 20, 22 in getrenntem Zustand, um einer Bedienungsperson Zugang zu den Planetenhalterungen 24 zu gewähren, um zu polierende Werkstücke 26 einzulegen. Der Poliervorgang wird in einer konventionellen Weise durchgeführt, entweder mit einer einseitigen Politur auf einer Seite des Werkstück oder einer gleichzeitigen Politur beider Seiten des Werkstücks. Die Poliervorgänge bei der bevorzugten Ausführungsform sind auf dem Fachgebiet wohlbekannt und werden so auch mit den bereits genannten, vom Anmelder der vorliegenden Erfindung erhältlichen konventionellen Maschinen durchgeführt. Während eines Poliervorgangs unterliegen die obere und untere Polierplatte einer Relativdrehung in bezug zueinander, vorzugsweise indem die untere Polierplatte 22 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und wahlweise in unterschiedlichen Richtungen drehend angetrieben wird.

Fig. 8 zeigt einen Ausschnitt aus der Maschine 10 nach Abschluß des Poliervorgangs. Wie man in der Figur sehen kann, sind die vorderen Enden 58 der Druckstangen 50 im Abstand oberhalb der Scheiben 26 und Halterungen 24 angeordnet, um eine Störung des Poliervorgangs zu vermeiden. Wie man zum Beispiel in Fig. 8 sehen kann, geht aufgrund der Durchlässe oder Durchgangsöffnungen 52, welche die Druckstangen 50 aufnehmen, ein kleiner Teil der Polierfläche 54 der oberen Polierplatte 20 verloren. Man hat gefunden, daß dieser Polierflächenverlust im Hinblick auf den Betrieb der Maschine 10 vernachlässigbar ist.

Die Pfeile in Fig. 8 werden verwendet, um die Relativposition der Druckstangen 50 in der oberen Druckplatte 60 anzuzeigen, wenn die obere Kopfeinheit 16 in bezug zur unteren Tischeinheit 18 abgesenkt ist. Wie erwähnt, werden die Relativposition der Druckstangen 50 und der oberen Polierplatte 60 während eines Poliervorgangs aufrechterhalten. Wenn der Poliervorgang abgeschlossen ist, werden Vorbereitungen getroffen, um die obere Kopfeinheit 16 anzuheben, wobei die obere Polierplatte 20 von der unteren Polierplatte 22 getrennt wird.

Bezug nehmend auf Fig. 2, sind die verschiedenen Leitungen 76 mit einem Verteiler verbunden, der Einlaß- und Auslaßleitungen 82, 84 aufweist. Die Leitungen 82, 84 sind wiederum mit der Steuerung 36 verbunden. Die Steuerung 36 steuert auch den Betrieb des Hubzylinders 30, um für eine koordinierte Bewegung der Maschinenkomponenten zu sorgen. Dann empfangen die Pneumatikzylinder 70 Signale zum Absenken der Druckplatte 60, wodurch die Federn 72, 68 zusammengedrückt werden. Bezug nehmend auf Fig. 8, zeigt der Abstand X₁ die Ruheposition der Druckplatte 60 in bezug zur Oberseite der Reduzierhülsenköpfe 48 an, die, wie erwähnt, starr an der oberen Polierplatte 20 angebracht sind. Der Abstand X₂ in Fig. 9 hat gegenüber X₁ wesentlich abgenommen, wenn die Druckplatte 60 in Richtung des Pfeils 86 in Fig. 9 abgesenkt worden ist. Wie man in Fig. 9 sehen kann, bewegt sich der starr an den Führungsstangen 50 angebrachte untere E-Clip 56 auf die Oberseite der Reduzierhülsenköpfe 48 zu. Während die Druckplatte 60 in Richtung des Pfeils 86 vorwärtsbewegt wird, wird in der Feder 72 Federenergie gespeichert, wobei ein Teil der Energie der Druckplatte 60 die vorderen Enden 58 der Druckstangen 58 in Kontakt mit der Scheibe 26 und den Halterungen 24 bewegt. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden sämtliche Druckstangen 50 etwa gleichzeitig abgesenkt, obwohl ein stufenförmiges oder versetztes Absenken der verschiedenen Druckstangen 50 ebenfalls möglich ist.

Wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 9 erwähnt, werden die Federn 72 zusammengedrückt, wobei sie Federenergie speichern. Das Maß der Kompression der Federn 72 wird ausreichend groß gemacht, um es der Druckplatte 60 zu ermöglichen, den Eingriff der Druckstangen 50 mit den Scheiben 26 und Halterungen 24 aufrechtzuerhalten, während die obere Polierplatte 20 angehoben wird. In der Tat ermöglicht dies eine geringfügige Entspannung der Federn, wobei ein Teil der gespeicherten Energie frei wird. Es ist jedoch erwünscht, daß die vorderen Enden 58 der Druckstangen 50 während der anfänglichen Abtrennung der oberen Polierplatte 20 eine ausreichende Zeit mit der Scheibe 26 und der Halterung 24 im Eingriff bleiben, wodurch während dieser Zeit jegliche Saugwirkung zwischen der Scheibe 26 und der Halterung 24 bzw. der oberen Polierplatte 20 beseitigt wird. Während dieser Zeit wird bevorzugt, daß der Abstand X₃ in der Nähe des in Fig. 9 dargestellten Abstands X₂ gehalten wird, d. h. die Pneumatikzylinder 70 werden in einem feststehenden Betriebszustand gehalten. Es ist ersichtlich, daß beim Anheben der oberen Kopfeinheit 16 der Kontakt zwischen den vorderen Enden 58 der Druckstangen 50 und den Scheiben 26 aufrechterhalten wird, obwohl die von den Druckstangen 50 ausgeübte Druckkraft kontinuierlich abnimmt.

Falls erwünscht, kann die Steuerung 36 während dieser Zeit dem Pneumatikzylinder 70 zusätzliche Signale zuführen, um den Abstand X₃ zu verringern, um die Abnahme der von den Druckstangen 50 ausgeübten Druckkraft zu verkleinern.

Alternativ können die Pneumatikzylinder 70 so betätigt werden, daß sie leicht zusammengedrückt werden, vorzugsweise proportional zum Betrag der Anhebung der oberen Kopfeinheit 16. Dies stellt sicher, daß die vorderen Enden 58 der Druckstangen 50 während einer beginnenden Trennung der Scheiben 26 und Halterungen 24 von der oberen Polierplatte 20 im Eingriff mit den ersteren bleiben, während Saugkräfte zwischen den Scheiben 26 und den Halterungen 24 bzw. der oberen Polierplatte 20 beseitigt werden. Falls diese Tätigkeit gewählt wird, sollte die Länge der Abstandshülse 66 entsprechend eingestellt (verlängert) werden.

Während die obere Kopfeinheit 16 weiter von der unteren Polierplatte 22 weg angehoben wird, kehren die Pneumatikzylinder 70 in ihre Ruheposition zurück, wie in Fig. 11 dargestellt, wobei der Abstand X₄ in Fig. 11 ungefähr derselbe ist, wie der Abstand X₁ in Fig. 8. Während der in den Fig. 9 bis 11 dargestellten Betriebszyklen erfolgt zwischen der Druckplatte 60 und der oberen Polierplatte 20 eine Relativbewegung. In Fig. 11 endet die Relativbewegung mit der Rückführung der Pneumatikzylinder 70 in ihre eigene Ruheposition, unterstützt durch die Rückkehr der Federn 72, 68 in ihre Ruheposition. Es wird allgemein bevorzugt, daß die Federn 68 während dieser Zeit unter einem geringen Maß an Kompression bleiben, um Schwingungen und Geräusche in der Maschine 10 zu vermindern. Wie in Fig. 12 angezeigt, bewegt sich die obere Kopfeinheit 16 weiter in Aufwärtsrichtung, um den gewünschten Abstand zwischen der oberen und unteren Polierplatte 20, 22 zu erreichen, um einer Bedienungsperson einen mühelosen Zugang zur Entnahme von und zum erneuten Beladen mit Werkstücken 26 zu gewähren.

Falls gewünscht, kann die Steuerung 36 mit dem im Sockel 38 enthaltenen Drehantrieb der unteren Polierplatte 22 verbunden sein. Konventionelle Zeitsteuerungseinrichtungen können hinzugefügt werden, um die untere Polierplatte 22 und somit die Scheiben 26 und Halterungen 24 an einer bekannten Position unterhalb der Druckstangen 50 anzuhalten. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 enthält ein Antriebsmotor 90 für die untere Polierplatte 22 ein Getriebe 92 und eine konventionelle Zeitsteuerungsanordnung 94, die über Kabel 95 mit der Steuerung 36 verbunden sind. Wenn die Steuerung 36 die untere Polierplatte 22 nicht beständig in einer bekannten, feststehenden Winkelposition anhalten kann, um so die Scheiben 26 mit ausreichender Genauigkeit mit den Druckstangen 50 auszurichten, kann man eine ausreichende Anzahl von Druckstangen 50 bereitstellen, so daß sichergestellt ist, daß gegen jede Scheibe 26 und Scheibenhalterung 24 ein ausreichender Druck nach unten ausgeübt wird, um während des Öffnens der Maschine 10 Saugkräfte zu beseitigen, und diese Anordnung wird bevorzugt. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist jede Scheibe 26 und Scheibenhalterung 24 mit mindestens einer Druckstange 50 ausgerichtet, und bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Anzahl der Druckstangen 50 und die Druckkraft so gewählt, daß die Scheiben 26 und Scheibenhalterungen 26 während der Beseitigung der Saugkräfte in angemessener Weise in ihrer Position gehalten werden.

Falls gewünscht, können zusätzliche Kanäle in der oberen Polierplatte 20 ausgebildet sein, um es zu ermöglichen, daß unter Druck stehende Fluidströme gegen die Scheiben 26 und Scheibenhalterungen 24 drücken, um die zur Beseitigung der Saugwirkung führende Einwirkung der Druckstangen 50 zu fördern. Luft oder ein anderes Fluid, wie beispielsweise Wasser, können entweder in einem kontinuierlichen oder einem gepulsten Betrieb verwendet werden. Weiter kann das unter Druck stehende Fluid in die durch die obere Polierplatte 20 hindurchführenden Durchgangsöffnungen 52 (vgl. Fig. 5) zugeführt werden, um die zur Beseitigung der Saugwirkung von den Druckstangen 50 ausgeübte Kraft zu vergrößern und/oder die Durchgangsöffnungen 52 von jeglichem Fremdmaterial, wie beispielsweise Schleifmittel, zu reinigen, welches den gewünschten Betrieb der Druckstangen 50 behindern kann. Weiter würde ein unter Druck stehendes Fluid in der Durchgangsöffnung 52 für eine leichtere Reinigung der Poliermaschine 10 sorgen. Zum Beispiel kann eine derartige Reinigung notwendig sein, bevor die Maschine 10 über einen längeren Zeitraum abgeschaltet wird, oder dann, wenn von einer vorangehenden Tätigkeit ein inkompatibles Schleifmittel zurückbleibt. Derartige Reinigungskanäle können mühelos bereitgestellt werden. Zum Beispiel könnten von der Oberseite der Polierplatte 20 unter einem Winkel Löcher gebohrt werden, so daß sie in der obersten Stufe der innerhalb der oberen Polierplatte 20 angeordneten Reduzierhülse 46 münden.

Die Zeichnungen und die vorangehende Beschreibung sollen nicht die einzigen Ausbildungsformen der Erfindung im Hinblick auf die Einzelheiten ihres Aufbaus und ihrer Betriebsweise darstellen. Wie es die Umstände erfordern oder ratsam machen, werden Änderung der Form und der Verhältnisse von Teilen, sowie der Austausch von Äquivalenten in Betracht gezogen; und obwohl spezielle Begriffe verwendet worden sind, sind diese nur in einem allgemeinen und beschreibenden Sinn und nicht zu Zwecken der Beschränkung vorgesehen, wobei die Reichweite der Erfindung durch die folgenden Patentansprüche aufgezeigt wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Polieren mindestens eines Werkstücks (26), umfassend:
einen Tisch (18) zum Halten des Werkstücks (26);
einen oberen Kopf (16), der über dem Tisch (18) angeordnet und auf den Tisch (18) zu beweglich ist, so daß er mit dem Tisch (18) zusammenwirkt, um einen Druck auf das zu polierende Werkstück (26) auszuüben, wobei der obere Kopf (16) auch vom Tisch (18) weg beweglich ist, um Zugang zum Werkstück (10) zwecks seiner Entnahme aus der Vorrichtung (10) zu gewähren;
Einrichtungen (90, 92), um mindestens entweder den Tisch (18) oder den oberen Kopf (16) in bezug zueinander so zu bewegen, daß das Werkstück (26) poliert wird;
eine Druckplatte (60) auf dem oberen Kopf (16);
eine Mehrzahl von Druckstangen (50), die so vom oberen Kopf (16) gehalten werden, daß sie sich mit dem gerade polierten Werkstück (26) in Eingriff bringen lassen; und
Einrichtungen (70), um die Druckplatte (60) in einer Richtung auf den Tisch (18) zu und vom Tisch (18) weg zu bewegen, um die Druckstangen (50) in Eingriff und aus dem Eingriff mit dem gerade polierten Werkstück (26) zu bewegen, so daß das Werkstück (26) vom oberen Kopf (16) getrennt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstangen (50) für eine Relativbewegung in bezug zum oberen Kopf (16) angebracht sind, so daß sie auf den Tisch (18) zu und von diesem weg beweglich sind, wenn die Druckplatte (60) auf den Tisch (18) zu und von diesem weg bewegt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter elastische Vorspanneinrichtungen (72) zwischen der Druckplatte (60) und den Druckstangen (50) zur Übertragung der Druckkraft der Druckplatte (60) umfaßt, um die Druckstangen (50) in Eingriff mit dem Werkstück (26) zu drücken.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch elastische Vorspanneinrichtungen (68), um die Druckplatte (60) vom Tisch (18) weg zu drücken.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Kopf (16) eine in Richtung des Tischs (18) weisende Arbeitsfläche (54) einschließt, und daß sich Durchlässe (52) bis zur Arbeitsfläche (54) erstrecken.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Druckstangen (50) über die Arbeitsfläche (54) hinaus erstrecken.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Kopf (16) Durchlässe (52) zur Aufnahme der Druckstangen (50) begrenzt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, weiter gekennzeichnet durch in die Durchlässe (52) eingesetzte Reduzierhülsen (46) zur Aufnahme der Druckstangen (50).

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter vom oberen Kopf (16) gehaltene Führungsstangen (64) umfaßt, wobei die Druckplatte (60) Öffnungen zur Aufnahme der Führungsstangen (64) für eine Bewegung der Druckplatte (60) entlang derselben begrenzt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (60) kreisringförmig ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstangen (50) entlang mindestens eines kreisförmigen Pfades um die kreisringförmige Druckplatte (60) herum angeordnet sind.

12. Vorrichtung zum Polieren mindestens eines Werkstücks (26), umfassend:
einen Tisch (18) zum Halten des Werkstücks (26);
einen oberen Kopf (16), der über dem Tisch (18) angeordnet und auf den Tisch (18) zu beweglich ist, so daß er mit dem Tisch (18) zusammenwirkt, um einen Druck auf das zu polierende Werkstück (26) auszuüben, wobei der obere Kopf (16) auch vom Tisch (18) weg beweglich ist, um Zugang zum Werkstück (10) zwecks seiner Entnahme aus der Vorrichtung (10) zu gewähren;
Einrichtungen (90, 92), um mindestens entweder den Tisch (18) oder den oberen Kopf (16) in bezug zueinander so zu bewegen, daß das Werkstück (26) poliert wird;
eine Druckplatte (60) auf dem oberen Kopf (16);
eine Mehrzahl von Druckstangen (50), die so vom oberen Kopf (16) gehalten werden, daß sie sich mit dem gerade polierten Werkstück (26) in Eingriff bringen lassen; und
Einrichtungen (70), um die Druckstangen (50) mit der Druckplatte (60) in Eingriff zu bringen, um die Druckstangen (50) in Eingriff mit dem gerade polierten Werkstück (26) zu bewegen, so daß das Werkstück (26) vom oberen Kopf (16) getrennt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstangen (50) für eine Relativbewegung in bezug zum oberen Kopf (16) angebracht sind, auf den Tisch (18) zu und von diesem weg, wenn die Druckplatte (60) auf den Tisch (18) zu und von diesem weg bewegt wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter elastische Vorspanneinrichtungen (72) zwischen der Druckplatte (60) und den Druckstangen (50) zur Übertragung der Druckkraft der Druckplatte (60) umfaßt, um die Druckstangen (50) in Eingriff mit dem Werkstück (26) zu drücken.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter vom oberen Kopf (16) gehaltene Führungsstangen (64) umfaßt, wobei die Druckplatte (60) Öffnungen zur Aufnahme der Führungsstangen (64) für eine Bewegung der Druckplatte (60) entlang derselben begrenzt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, weiter gekennzeichnet durch elastische Vorspanneinrichtungen (68), um die Druckplatte (60) in einer Richtung vom Tisch (18) weg zu drücken.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Kopf (16) Durchlässe (52) zur Aufnahme der Druckstangen (50) begrenzt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, weiter gekennzeichnet durch in die Durchlässe (52) eingesetzte Reduzierhülsen (46) zur Aufnahme der Druckstangen (50).

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Kopf (16) eine in Richtung des Tischs (18) weisende Arbeitsfläche (54) einschließt, und daß sich Durchlässe (52) bis zur Arbeitsfläche (54) erstrecken.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Druckstangen (50) über die Arbeitsfläche (54) hinaus erstrecken.

21. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (60) kreisringförmig ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstangen (50) entlang mindestens eines kreisförmigen Pfades um die kreisringförmige Druckplatte (60) herum angeordnet sind.

23. Vorrichtung zum Polieren mindestens eines Werkstücks (26), umfassend einen Tisch (18) zum Halten des Werkstücks (26), eine obere Kopfeinheit (16), die ein Grundelement (20) aufweist und über dem Tisch (18) angeordnet ist, so daß sie auf den Tisch (18) zu beweglich ist, wobei sie mit den Tisch (18) zusammenwirkt, um einen Druck auf das zu polierende Werkstück (26) aufzubringen, wobei die obere Kopfeinheit (16) auch vom Tisch (18) weg beweglich ist, um einen Zugang zum Werkstück (26) zwecks seiner Entnahme aus der Vorrichtung (10) zu gewähren, sowie Einrichtungen (90, 92), um mindestens entweder den Tisch (18) oder die obere Kopfeinheit (16) in bezug zueinander so zu bewegen, daß das Werkstück (26) poliert wird, wobei die Verbesserung in der oberen Kopfeinheit (16) umfaßt:
eine auf dem Grundelement (20) gehaltene Druckplatte (60);
eine Mehrzahl von Druckstangen (50), die so vom Grundelement (20) gehalten werden, daß sie sich mit dem gerade polierten Werkstück (26) in Eingriff bringen lassen; und
Einrichtungen (70), um die Druckplatte (60) auf den Tisch (18) zu und von diesem weg zu bewegen, um die Druckstangen (50) in Eingriff und aus dem Eingriff mit dem gerade polierten Werkstück (26) zu bewegen, so daß das Werkstück (26) von der oberen Kopfeinheit (16) getrennt wird.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundelement Durchlässe (52) zur Aufnahme der Druckstangen (50) begrenzt.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23, weiter gekennzeichnet durch Reduzierhülsen (46) in den Durchlässen (52) zur Aufnahme der Druckstangen (50).

26. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstangen (50) für eine Relativbewegung in bezug zum Grundelement (20) angebracht sind, auf den Tisch (18) zu und von diesem weg, wenn die Druckplatte (60) auf den Tisch (18) zu und von diesem weg bewegt wird.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter elastische Vorspanneinrichtungen (72) zwischen der Druckplatte (60) und den Druckstangen (50) zur Übertragung der Druckkraft der Druckplatte (60) umfaßt, um die Druckstangen (50) in Eingriff mit dem Werkstück (26) zu drücken.

28. Vorrichtung nach Anspruch 26, weiter gekennzeichnet durch elastische Vorspanneinrichtungen (68), um die Druckplatte (60) vom Tisch (18) weg zu drücken.

29. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundelement (20) eine in Richtung des Tischs (18) weisende Arbeitsfläche (54) einschließt, und daß sich die Durchlässe (52) bis zur Arbeitsfläche (54) erstrecken.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Druckstangen (50) über die Arbeitsfläche (54) hinaus erstrecken.

31. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter vom oberen Kopf (16) gehaltene Führungsstangen (64) umfaßt, wobei die Druckplatte (60) Öffnungen zur Aufnahme der Führungsstangen (64) für eine Bewegung der Druckplatte (60) an ihnen vorbei begrenzt.

32. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (60) kreisringförmig ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstangen (50) entlang mindestens eines kreisförmigen Pfades um die kreisringförmige Druckplatte (60) herum angeordnet sind.

34. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche eine Polierfläche (54) umfaßt, so daß entgegengesetzte Oberflächen des Werkstücks (26) gleichzeitig poliert werden.