JP2001025946A - 研磨機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽ギア、上定盤及び下定盤の駆動軸を、最
終プロファイルの回転速度比を維持しながら同時に定位
置に停止させる。 【解決手段】 回転可能に設けられる下定盤と、下定盤
の上方に回転可能かつ上下動可能に設けられる上定盤
と、下定盤の中心部に回転可能に設けられる太陽ギア
と、下定盤の外周側に設けられるインターナルギアと、
太陽ギアとインターナルギアとに噛合するワーク保持用
の孔を有するキャリヤとを具えた研磨機において、太陽
ギア、下定盤及び上定盤の駆動軸に、初回のプロファイ
ルにおいて、加工時間又は回転速度を変化させることに
より、定位置停止に必要な移動量を付加する。研磨が最
終プロファイルに近付くと、太陽ギア、下定盤及び上定
盤の駆動軸は、最終プロファイルの回転速度比を維持し
ながら同時に定位置に停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は研磨機に関し、特
に、下定盤の駆動軸、上定盤の駆動軸及び太陽ギアの駆
動軸が各々独立して回転駆動する所謂スリーウェイタイ
プの研磨機に関するものである。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】この種の研磨機の一例が
特許第２５３５０８９号公報に記載されている。すなわ
ち、この研磨機は、磁気ディスク用アルミ基板等のワー
クの表面を研磨する加工部と、未加工のワークを加工部
に移送する前に一旦待機させておく未加工ワーク待機部
と、加工部から取り出した加工済みのワークを一旦待機
させておく加工済ワーク待機部と、未加工のワークを未
加工ワーク待機部から取り出して加工部に移送する未加
工ワーク一括移送装置と、加工済みのワークを加工部か
ら取り出して加工済ワーク待機部に移送する加工済ワー
ク一括移送装置とを具えている。

【０００３】この場合、加工部は、回転可能かつ上下動
可能に設けられる下定盤と、下定盤の上方に回転可能か
つ上下動可能に設けられる上定盤と、下定盤の中心部に
回転可能に設けられる太陽ギアと、下定盤の外周側に設
けられるインターナルギアと、太陽ギアとインターナル
ギアとの間に複数枚噛合されるとともに、各々の複数箇
所にワーク保持用の孔が設けられるキャリヤとを具えて
おり、上定盤、下定盤及び太陽ギアの駆動軸はそれぞれ
独立して回転駆動されるようになっている。

【０００４】そして、太陽ギアが所定の回転の整数倍回
転したときに太陽ギアの回転を停止させることで、ワー
クの研磨が終了したときに各キャリヤを公転方向、自転
方向の定位置に停止させることができるものである。

【０００５】そして、このように各キャリヤを公転方
向、自転方向の定位置に停止させることで、未加工ワー
ク待機部と加工部との間で未加工ワーク一括移送装置を
平行移動させるだけで、未加工ワーク待機部のテーブル
上の１バッチ分の未加工のワークを加工部の各キャリヤ
の各ワーク保持用の孔内に移送することができ、加工済
ワーク待機部と加工部との間で加工済ワーク一括移送装
置を平行移動させるだけで、加工部の各キャリヤの各ワ
ーク保持用の孔内の加工済みのワークを加工済ワーク待
機部のテーブル上に移送することができるものである。

【０００６】しかしながら、上記のような構成の従来の
研磨機にあっては、太陽ギア、上定盤及び下定盤の駆動
軸がそれぞれ独立して回転駆動し、研磨が終了したとき
に各々の駆動軸が独立して停止されるため、研磨終了後
に太陽ギアの駆動軸を複数回回転させて、各キャリヤの
各ワーク保持用の孔を公転方向、自転方向の定位置に位
置決めしなければならない。このため、研磨終了後に各
キャリヤが必要以上に回転させられてしまい、ワークの
仕上り状態にばらつきが生じてしまう。また、各キャリ
ヤを定位置に位置決めするために余分な時間がかかって
しまい、生産効率が低下してしまう。

【０００７】この発明は前記のような従来のもののもつ
問題点を解決したものであって、太陽ギア、上定盤及び
下定盤の駆動軸を、その最終プロファイルの回転速度比
を維持しながら同時に定位置に停止させることによっ
て、研磨終了後に各キャリヤが必要以上に回転させられ
るのを阻止し、これにより、ワークの仕上り状態を一定
にするとともに、各キャリヤを定位置に位置決めするた
めの余分な時間を省くことによって生産効率を高めるこ
とができる研磨機を提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】上記の問題点を解決す
るためにこの発明は、回転可能に設けられる下定盤と、
下定盤の上方に回転可能かつ上下動可能に設けられる上
定盤と、下定盤の中心部に回転可能に設けられる太陽ギ
アと、下定盤の外周側に設けられるインターナルギア
と、太陽ギアとインターナルギアとの間に複数枚噛合さ
れるとともに、各々の複数箇所にワーク保持用の孔が設
けられ、太陽ギアの回転時に公転、自転するキャリヤと
を具えた研磨機において、前記下定盤、上定盤及び太陽
ギアの駆動軸に、初回のプロファイルにおいて、加工時
間又は回転速度を変化させることにより、定位置停止に
必要な移動量を付加した手段を採用したものである。

【０００９】

【作用】この発明は前記のような手段を採用したことに
より、太陽ギア、上定盤及び下定盤及び太陽ギアの駆動
軸は、初回のプロファイルにおいて、加工時間又は回転
速度を変化させることにより、定位置停止に必要な移動
量が付加されることになる。したがって、太陽ギア、上
定盤及び下定盤の駆動軸は、最終プロファイルの回転速
度比を維持しながら同時に定位置に停止することにな
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に示すこの発明の実施
の形態について説明する。図１及び図２には、この発明
による研磨機の一実施の形態が示されていて、この実施
の形態に示す研磨機は、加工部１と、ローディング部１
１と、アンローディング部１５と、搬送部（図示せず）
と、移送部１８と、制御部２６とを具えている。

【００１１】加工部１は、水平方向に回転可能に設けら
れる下定盤２と、下定盤２の上方に回転可能かつ上下動
可能に設けられる上定盤３と、下定盤２の中心部に回転
可能に設けられるとともに、上定盤３の下降時に上定盤
３の中心部に嵌合するドライバ（図示せず）と、ドライ
バの外周側に回転可能に設けられる太陽ギア５と、下定
盤２の外周側に設けられるインターナルギア６と、太陽
ギア５とインターナルギア６に噛合して太陽ギア５の回
転時に公転、自転するキャリヤ７とを具えている。

【００１２】キャリヤ７は、太陽ギア５とインターナル
ギア６との間に等間隔ごとに１０枚設けられ、太陽ギア
５の回転時に各キャリヤ７がそれぞれ公転、自転するよ
うになっている。

【００１３】各キャリヤ７にはそれぞれ等間隔ごとに５
箇所にワーク保持用の孔８が設けられ、各ワーク保持用
の孔８内には磁気ディスク用アルミ基板等のワーク１０
がそれぞれ装填されるようになっている。

【００１４】太陽ギア５、キャリヤ７、インターナルギ
ア６の歯数比は３：１：５に設定され、この歯数比と、
太陽ギア５の回転数、インターナルギア６の回転数、キ
ャリヤ７の枚数、ワーク保持用の孔８の数等から、キャ
リヤ７の公転数、自転数を求めることができる。

【００１５】すなわち、キャリヤ７の公転数、自転数
は、以下の式で表すことができる。 キャリヤ７の公転数Ｋｒ１＝（インターナルギア６の歯数×インターナルギア ６の回転数＋太陽ギア５の歯数×太陽ギア５の回転数）／２×（太陽ギア５の歯 数＋キャリヤ７の歯数）…… キャリヤ７の自転数Ｋｒ２＝（公転数−太陽ギア５の回転数）×（太陽ギア５ の歯数／キャリヤ７の歯数）……

【００１６】この実施の形態においては、キャリヤ７は
１０枚であって、各キャリヤ７には５箇所にワーク保持
用の孔８を設けているので、各キャリヤ７は太陽ギア５
の周囲を１／１０回転する毎に公転方向の定位置に位置
することになる。これを太陽ギア５の回転で表すと、
の式から、 ０．１＝（５×０＋３×ｘ）／２×（１＋３） ０．１＝３×ｘ／８ ｘ＝０．８／３ ｘ＝４／１５ となり、太陽ギア５が４／１５回転する毎に各キャリヤ
７が公転方向の定位置（公転方向に１／１０回転した位
置）に位置することになる。

【００１７】太陽ギア５が４／１５回転したときのキャ
リヤ７の自転数は、前記の式から、 自転数＝（０．１×ｙ−４／１５×ｙ）×３＝１ ｙ＝２ となり、太陽ギア５が８／１５回転するごとに、各キャ
リヤ７が公転方向、自転方向の定位置に位置することに
なる。

【００１８】ここで、上定盤３、下定盤２及びキャリヤ
７は、最終プロファイルの回転速度比で同時に定位置に
停止することが望ましい。このため、図３に示すよう
に、太陽ギア５、上定盤３及び下定盤２の３本の駆動軸
に、初回のプロファイルにおいて、加工時間又は回転数
を変化させることにより、定位置停止に必要な補正移動
量を付加する。

【００１９】例えば、１軸（太陽ギア５の駆動軸）を基
準軸とした場合には、以下の手順に従う。 （１）基準軸の総移動量を計算し、定位置に対して不足
分を算出する。 （２）基準軸の不足分を時間に換算し、この時間を補正
分Ａとする。 （３）基準軸の最終プロファイルから、停止時の減速時
間を算出する。 （４）（１）で補正された時間を用いて２軸（上定盤３
の駆動軸）、３軸（下定盤２の駆動軸）の総移動量を算
出する（ただし、最終減速時間（最終プロファイルから
停止する時間）は基準軸に併せて算出する。 （５）２軸、３軸それぞれの定位置に対しての不足分を
算出し、これをそれぞれの軸に対して換算する。 （６）（５）で換算した速度を補正分Ｂ、Ｃとする。 （７）速度を補正したことにより、補正したプロファイ
ルの次のプロファイルが最初の掲載（（４）で算出した
もの）とは異なった移動量となるため、このプロファイ
ルの加速時間を変化させることにより、移動量を（４）
で算出したものと合うようにする（ｂ、ｃ）。

【００２０】ここで、基準軸以外の任意の軸（例えば上
定盤の駆動軸）の定位置停止に必要な移動量をＳｈと
し、そのときの補正速度をＶｈとして、Ｖｈを求める
（図４参照）。この軸の最高回転数をＶｍａｘ、加速パ
ラメータをａとすると、Ｔｈは、次式より求めることが
できる（位置決めユニットは、設定された最高回転数を
設定された加速パラメータで到達する（比例する）の
で、任意の速度Ｖ′に対する加速時間ａ′は、Ｖｍａ
ｘ：Ｖ′＝ａ：ａ′の関係を満たす）。

【数１】 これより移動量Ｓ１は、次式より求めることができる。

【数２】 数２を用いて、各ステップ毎の移動量（面積）を算出
し、その総移動量をＳｔとする。また、定位置停止に必
要な移動量（面積）をＫとすると、以下の式が成り立
つ。

【数３】 数３を用いて、補正移動量Ｓｈを求める。これらより、
図４の関係を表すと、

【数４】 となる。Ｔｈは（ａ×Ｖｈ）／Ｖｍａｘであるから、

【数５】 となり、Ｖｈに関する２次方程式になる。これをＶｈに
関して解くと、

【数６】 となる。したがって、数６を用いることにより、図４に
おける補正速度Ｖｈを求めることができる。

【００２１】次に、現状の加速時間で図４に示す初回ス
テップの補正速度Ｖｈから、Ｔ２ステップの設定速度Ｖ
２に加速した場合、図５に示すように、点線の枠内の移
動量（面積）Ｓｘの分が異なってしまうため、Ｔ２ステ
ップでの加速時間を変化させることにより、これを補正
する。補正後の回転数ＶｈからＴ２での設定速度Ｖ２ま
での加速時間を変えずに速度変換した場合、点線枠内の
移動量（面積）Ｓｘの分が実際の移動量に加算されてし
まうため、Ｓ２＝Ｓ２′となるような加速時間ａｈを設
定する。ここで、前記したように次の関係が成り立つ。

【数７】 したがって、ここで求める補正加速時間ａｈは、次式よ
り求まる（ただし、ここでは単位を合わせていない）。

【数８】 この数８をａｈに関して解くと、

【数９】 となる。したがって、数９を用いることにより、補正加
速時間ａｈを求めることができる。

【００２２】そして、上記のような条件を満たすような
ソフトを展開することにより、３本の駆動軸の同一減速
時間による同時停止を達成することができるものであ
る。

【００２３】そして、上定盤３と同じように太陽ギア
５、下定盤２の駆動軸の移動量を求め、初回のプロファ
イルにおいて、太陽ギア５、上定盤３及び下定盤２の駆
動軸の加工時間又は回転数を変化させて定位置停止に必
要な移動量を付加することで、最終プロファイルの回転
速度比を維持しながら、太陽ギア５、上定盤３及び下定
盤２の３本の駆動軸を、同時に定位置に停止させること
ができるものである。

【００２４】搬送部（図示せず）は、加工前のワーク１
０を収納するローディングカセットと、加工済みのワー
ク１０を収納するアンローディングカセットと、ローデ
ィングカセット及びアンローディングカセットを水平方
向に搬送する搬送ベルトとから構成されている。

【００２５】ローディング部１１は、加工部１に連設さ
れる回転可能なローディングテーブル１２と、ローディ
ングテーブル１２と搬送部との間に設けられるローディ
ングロボット１３とからなるものであって、ローディン
グロボット１３を作動させることによって、搬送部のロ
ーディングカセットから加工前のワーク１０を取り出
し、ローディングテーブル１２上に並べることができる
ものである。

【００２６】アンローディング部１５は、加工部１に連
設される回転可能なアンローディングテーブル１６と、
アンローディングテーブル１６と搬送部との間に設けら
れるアンローディングロボット１７とからなるものであ
って、アンローディングロボット１７を作動させること
によって、アンローディングテーブル１６上に載置した
加工済みのワーク１０を搬送部のアンローディングカセ
ットに収納することができるものである。

【００２７】移送部１８は、加工部１、ローディング部
１１及びアンローディング部１５に並設されるものであ
って、加工部１、ローディング部１１及びアンローディ
ング部１５に並設される案内ガイド１９と、案内ガイド
１９に支持されるとともに、加工部１とローディング部
１１との間を水平方向に往復動可能かつ上下動可能に設
けられる回転可能なローディング側ヘッド２０と、案内
ガイド１９に支持されるとともに、加工部１とアンロー
ディング部１５との間を水平方向に往復動可能かつ上下
動可能に設けられる回転可能なアンローディング側ヘッ
ド２３とを具えている。

【００２８】ローディング側ヘッド２０及びアンローデ
ィング側ヘッド２３の下面側の加工部１の各キャリヤ７
に対応する部分にはそれぞれ基板２１、２４が回転可能
に設けられるとともに、各基板２１、２４の各キャリヤ
７の各ワーク保持用の孔８に対応する部分にはそれぞれ
チャック２２、２５が設けられるようになっている。

【００２９】そして、上記のような構成の研磨機を用い
てアルミディスク基板等のワーク１０の表面を研磨する
には、まず、ローディング部１１のローディングロボッ
ト１３を作動させ、搬送部のローディングカセットから
加工前のワーク１０を取り出し、ローディングテーブル
１２上に並べる。この場合、ワーク１０は、加工部１の
原点に位置する各キャリヤ７の各ワーク保持用の孔８に
対応するように、ローディングテーブル１２上に並べら
れる。

【００３０】次に、ローディングテーブル１２の上方に
待機している移送部１８のローディング側ヘッド２０を
下降させてそのチャック２２でローディングテーブル１
２上のワーク１０を掴持し、ローディング側ヘッド２０
を上昇させるとともに、水平方向に移動させて加工部１
の下定盤２の上方に位置させ、ローディング側ヘッド２
０を下降させて各ワーク１０を各キャリヤ７の各ワーク
保持用の孔８内に装填し、チャック２２によるワーク１
０の掴持状態を解除する。

【００３１】次に、ローディング側ヘッド２０を上昇さ
せるとともに、水平方向に移動させて所定の位置に待機
させ、加工部１の上定盤３を下降させて上定盤３の中心
部にドライバを嵌合させ、上定盤３、下定盤２及び太陽
ギア５を回転させて両定盤３、２間で各キャリヤ７を公
転、自転させ、各ワーク１０の表面の研磨を行う。

【００３２】この場合、前述したように、太陽ギア５、
上定盤３及び下定盤２の３本の駆動軸に、初回のプロフ
ァイルにおいて、加工時間又は回転数を変化させること
により、定位置停止に必要な移動量を付加する。

【００３３】そして、加工部１による研磨が最終プロフ
ァイルに近付くと、太陽ギア５、上定盤３及び下定盤２
の３本の駆動軸は、最終プロファイルの回転速度比を維
持しながら、同時に定位置で停止し、各キャリヤ７が公
転方向、自転方向の定位置に停止する。

【００３４】そして、上定盤３を上昇させるとともに、
移送部１８のアンローディング側ヘッド２３を水平方向
に移動させて加工部１の下定盤２の上方に位置させ、ア
ンローディング側ヘッド２３を下降させて、そのチャッ
ク２５で各キャリヤ７の各ワーク保持用の孔８内の各ワ
ーク１０を掴持する。

【００３５】次に、アンローディング側ヘッド２３を上
昇させるとともに、水平方向に移動させてアンローディ
ングテーブル１６の上方に位置させ、アンローディング
側ヘッド２３を下降させてワーク１０をアンローディン
グテーブル１６上に載置し、チャック２５による掴持状
態を解除し、アンローディング側ヘッド２３を上昇させ
て水平方向に移動させて所定の位置に待機させる。

【００３６】そして、アンローディング部１５のアンロ
ーディングロボット１７を作動させてアンローディング
テーブル１６上のワーク１０を掴持して搬送部のアンロ
ーディングカセット内に収納し、このようにして、１バ
ッチ分のワーク１０の研磨が終了するものである。

【００３７】そして、このような作業を繰り返し行うこ
とで、複数バッチ分のワーク１０を連続して研磨するこ
とができるものである。

【００３８】上記のように構成したこの実施の形態によ
る研磨機にあっては、加工部１によるワーク１０の研磨
が最終プロファイルに近付いたときに、太陽ギア５、上
定盤３及び下定盤２の３本の駆動軸は、最終プロファイ
ルの回転速度比を維持しながら、同時に定位置に停止す
ることになるので、各キャリヤ７は公転方向、自転方向
の定位置に停止することになる。したがって、研磨終了
後に、太陽ギア５の駆動軸を再度駆動させて、各キャリ
ヤ７を公転方向、自転方向の定位置に位置決めする必要
がなくなるので、研磨終了後に、各キャリヤ７に本来の
研磨に必要以上の回転が付加されることがなくなり、ワ
ークの仕上り状態を一定にすることができることにな
る。また、研磨終了後に各キャリヤ７を定位置に位置決
めするために要する時間が不要となるので、生産効率を
高めることができることになる。

【００３９】

【発明の効果】この発明は前記のように、太陽ギア、下
定盤及び上定盤の駆動軸に、初回のプロファイルにおい
て、加工時間又は回転速度を変化させることにより定位
置停止に必要な移動量を付加するように構成したことに
より、最終プロファイルに近付いたときに、太陽ギア、
上定盤及び下定盤の駆動軸は、最終プロファイルの回転
速度比を維持しながら同時に定位置で停止することにな
る。したがって、各キャリヤは公転方向、自転方向の定
位置に位置決めされるので、研磨終了後に、太陽ギアの
駆動軸を再度駆動させて、各キャリヤを公転方向、自転
方向の定位置に位置決めする必要がなくなる。この結
果、研磨終了後に各キャリヤが必要以上に回転させられ
ることがなくなるので、ワークの仕上り状態を一定にす
ることができることになる。また、各キャリヤを定位置
に位置決めするための時間が不要となるので、タクトタ
イムを短縮することができ、生産効率を高めることがで
きることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による研磨機の一実施の形態の全体を
示した正面図である。

【図２】図１に示すものの平面図である。

【図３】図１及び図２に示すものの、１軸（太陽ギアの
駆動軸）、２軸（上定盤の駆動軸）及び３軸（下定盤の
駆動軸）の加工時間と回転速度との関係を示した説明図
である。

【図４】補正後速度Ｖｈの求め方を示した説明図であ
る。

【図５】Ｓ２＝Ｓ２′となるような加速時間ａの求め方
を示した説明図である。

【符号の説明】

１……加工部 ２……下定盤 ３……上定盤 ５……太陽ギア ６……インターナルギア ７……キャリヤ ８……ワーク保持用の孔 １０……ワーク １１……ローディング部 １２……ローディングテーブル １３……ローディングロボット １５……アンローディング部 １６……アンローディングテーブル １７……アンローディングロボット １８……移送部 １９……案内ガイド ２０……ローディング側ヘッド ２１、２４……基板 ２２、２５……チャック ２３……アンローディング側ヘッド ２６……制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C043 BC08 3C058 AA07 AA13 AB03 BA02 BA04 BA07 BA09 BC02 CA01 CB03 DA06 DA09

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能に設けられる下定盤と、下定盤
   の上方に回転可能かつ上下動可能に設けられる上定盤
   と、下定盤の中心部に回転可能に設けられる太陽ギア
   と、下定盤の外周側に設けられるインターナルギアと、
   太陽ギアとインターナルギアとの間に複数枚噛合される
   とともに、各々の複数箇所にワーク保持用の孔が設けら
   れ、太陽ギアの回転時に公転、自転するキャリヤとを具
   えた研磨機において、 前記下定盤、上定盤及び太陽ギアの駆動軸に、初回のプ
   ロファイルにおいて、加工時間又は回転速度を変化させ
   ることにより、定位置停止に必要な移動量を付加したこ
   とを特徴とする研磨機。