JP2002346924A - Work holder - Google Patents

Work holder

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JP2002346924A
JP2002346924A JP2001160820A JP2001160820A JP2002346924A JP 2002346924 A JP2002346924 A JP 2002346924A JP 2001160820 A JP2001160820 A JP 2001160820A JP 2001160820 A JP2001160820 A JP 2001160820A JP 2002346924 A JP2002346924 A JP 2002346924A
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JP
Japan
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work
displacement
sensor
displacement sensor
contact
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Pending
Application number
JP2001160820A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Isobe
章 磯部
Akio Iwase
昭雄 岩瀬
Yoshiyuki Tomita
良幸 冨田
Kazutaka Hara
一敬 原
Shinichiro Tsukahara
真一郎 塚原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a work holder capable of measuring the shape of work under machining. SOLUTION: This work holder 31 has a pair of supporting pads 312 supporting a work W with fluid hydrostatic pressure. The work W is supported by both supporting pads 312, driven to rotate by both driving rollers 313, 314, and ground by a straight cup grinding wheel 11 (, 21) at front and back surfaces thereof. At each measuring position near the center of the work W, near an edge side, and between the center and the edge side, a displacement sensor 50 (c, e, m) is provided. The displacement sensors 50 can inprocess measure the thickness at the measuring position during machining of the work W.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエハや
ガラスディスク等の円板状のワークを加工する加工装置
に適用され、このワークを回転させた状態で保持するワ
ークホルダに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is applied to a processing apparatus for processing a disk-shaped work such as a silicon wafer or a glass disk, and relates to a work holder for holding the work in a rotated state.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、円板状の薄型ワークを加工す
るための加工装置として、両頭研削盤が知られている。
この両頭研削盤は、研削作用面同士を同軸かつ平行に対
向させた一対のカップ形砥石,及び,これら各砥石を同
軸に高速回転させる主軸機構を備えている。また、この
両頭研削盤は、ワークを回転させた状態で保持するとと
もに当該ワークを両砥石間に挿入するワークホルダを、
備えている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a double-headed grinding machine has been known as a processing apparatus for processing a thin disk-shaped work.
This double-headed grinding machine is provided with a pair of cup-shaped grindstones whose grinding action surfaces face each other coaxially and in parallel, and a spindle mechanism for rotating these grindstones coaxially at high speed. In addition, this double-headed grinding machine is a work holder that holds the work in a rotated state and inserts the work between both whetstones.
Have.

【0003】そして、この両頭研削盤は、そのワークホ
ルダによりワークを両砥石間に挿入させた状態におい
て、これら両砥石を夫々高速回転させた状態で相近接さ
せることにより、当該ワークの両面における全領域を研
削する。
[0003] In this double-headed grinding machine, when the work is inserted between the two grindstones by the work holder, these two grindstones are brought close to each other while being rotated at a high speed, so that the entire surface of both sides of the work is reduced. Grind the area.

【0004】なお、ワークは、その厚さ及び形状が所定
の仕様通りに加工されなければならない。このため、従
来は、オペレータが研削終了後のワークの形状を計測
(インライン計測)し、このワークが仕様を満たしてい
るかどうか確認していた。そして、ワークが仕様を満た
していない場合には、オペレータは、当該ワークを再研
削又は廃棄するとともに、それ以後に研削されるワーク
が仕様を満たすように、両頭研削盤の設定を調整してい
た。
[0004] The work must be processed in accordance with predetermined specifications in terms of thickness and shape. For this reason, conventionally, an operator measures the shape of the work after the grinding is completed (in-line measurement) and checks whether the work satisfies the specifications. When the work does not meet the specifications, the operator re-grinds or discards the work and adjusts the setting of the double-headed grinding machine so that the work to be subsequently grounded satisfies the specifications. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術によると、研削済みのワークの形状に基づき、両頭
研削盤が試行錯誤的に調整されるので、オペレータは、
ワークの形状を厳密に管理することが難しかった。ま
た、研削の結果、仕様を満たしていないワークは、再研
削されるか廃棄されるので、ワークの加工に時間がかか
り、ワークの歩留まりを向上させることが難しかった。
However, according to the prior art, the double-headed grinding machine is adjusted on a trial and error basis based on the shape of the workpiece that has been ground.
It was difficult to strictly control the shape of the work. Further, as a result of the grinding, the work that does not satisfy the specifications is re-ground or discarded, so that it takes time to process the work, and it is difficult to improve the yield of the work.

【0006】そこで、加工中のワークの形状を計測可能
なワークホルダを提供することを、本発明の課題とす
る。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a work holder capable of measuring the shape of a work being processed.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によるワークホル
ダは、上記課題を解決するために、以下のような構成を
採用した。
The work holder according to the present invention employs the following structure to solve the above-mentioned problems.

【0008】即ち、このワークホルダは、円板状のワー
クを所定の円板状領域内で回転させる回転保持部と、前
記円板状領域の所定の計測位置における前記ワークの表
裏両面同士の間隔を計測する計測部とを、備えたことを
特徴とする。
That is, the work holder comprises a rotation holding portion for rotating a disk-shaped work in a predetermined disk-shaped region, and a space between the front and back surfaces of the work at a predetermined measurement position in the disk-shaped region. And a measuring unit that measures

【0009】このように構成されると、回転保持部がワ
ークを回転させつつ保持している状態で、このワークの
表裏面同士の間隔、即ち、ワークの厚さが計測される。
さらに、ワークが加工装置により加工されている際に
も、このワークホルダの計測部は、ワークの厚さを計測
することができる。
With this configuration, the interval between the front and back surfaces of the work, that is, the thickness of the work is measured while the rotation holding unit holds the work while rotating it.
Further, even when the workpiece is being processed by the processing device, the measuring section of the work holder can measure the thickness of the workpiece.

【0010】また、前記計測部が、前記円板状領域の表
裏面における中心からの距離が互いに異なる複数の計測
位置における前記ワークの表裏両面同士の間隔を夫々計
測可能であると、これら複数の計測位置におけるワーク
の厚さに基づき、このワークの形状が推定される。
If the measuring unit can measure the distance between the front and back surfaces of the workpiece at a plurality of measurement positions at different distances from the center on the front and back surfaces of the disc-shaped region, respectively, The shape of the work is estimated based on the thickness of the work at the measurement position.

【0011】なお、前記計測部は、前記計測位置に対応
させて配置された変位センサの対を備えていてもよい。
また、変位センサは、ワークに接触する接触子を備えた
接触式変位センサであってもよく、レーザーフォーカス
変位計や渦電流式変位センサ等の非接触式変位センサで
あってもよい。
The measuring section may include a pair of displacement sensors arranged corresponding to the measuring position.
Further, the displacement sensor may be a contact-type displacement sensor having a contact that comes into contact with the workpiece, or may be a non-contact-type displacement sensor such as a laser focus displacement meter or an eddy current displacement sensor.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】<全体構成>図1は、両頭研削盤を示す概
略構成図である。まず、この図1を参照して、両頭研削
盤の全体構成について説明する。この両頭研削盤は、加
工装置に相当し、第1のスピンドル装置1及び第2のス
ピンドル装置2,並びに,本実施形態によるワークホル
ダ31を有するワーク保持装置3を、備えている。
<Overall Configuration> FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a double-headed grinding machine. First, the overall configuration of a double-headed grinding machine will be described with reference to FIG. This double-headed grinding machine is equivalent to a processing device and includes a first spindle device 1, a second spindle device 2, and a work holding device 3 having a work holder 31 according to the present embodiment.

【0014】第1のスピンドル装置1は、カップ形砥石
11,及びこの砥石11を高速回転させる主軸部12を
有している。このカップ型砥石11は、その先端面がリ
ング状の平坦面に形成されており、この平坦面が作用面
になっている。なお、この砥石11が作用部に相当す
る。また、スピンドル装置1の砥石11以外の部分が加
工駆動部に相当する。そして、砥石11は、その中心軸
を図1のZ方向へ向けて主軸部12に対して固定されて
いる。この主軸部12の構成については、後において詳
述する。
The first spindle device 1 has a cup-shaped grindstone 11 and a spindle 12 for rotating the grindstone 11 at high speed. The tip surface of the cup-shaped grindstone 11 is formed as a ring-shaped flat surface, and the flat surface is an operation surface. In addition, this grindstone 11 corresponds to a working portion. In addition, a part other than the grindstone 11 of the spindle device 1 corresponds to a processing drive unit. The grinding wheel 11 is fixed to the main shaft portion 12 with its central axis directed in the Z direction in FIG. The configuration of the main shaft portion 12 will be described later in detail.

【0015】そして、スピンドル装置1は、ベッド4に
設けられたリニアガイド41により、主軸部12の回転
軸方向(スラスト方向:図1のZ方向)へスライド移動
可能に案内されている。さらに、スピンドル装置1は、
スライド機構13を備えている。このスライド機構13
は、スピンドル装置1を、その主軸部12の回転軸方向
へスライド移動させるアクチュエータである。このスラ
イド機構13として、例えば、図1に示されるように、
液圧シリンダ機構が利用されてもよい。
The spindle device 1 is guided by a linear guide 41 provided on the bed 4 so as to be slidable in the rotation axis direction of the main shaft portion 12 (thrust direction: Z direction in FIG. 1). Further, the spindle device 1
The slide mechanism 13 is provided. This slide mechanism 13
Is an actuator that slides the spindle device 1 in the direction of the rotation axis of the main shaft portion 12. As the slide mechanism 13, for example, as shown in FIG.
A hydraulic cylinder mechanism may be utilized.

【0016】この図1に示されたスライド機構13は、
シリンダ131,このシリンダ131内に嵌合したピス
トン132,及び,このピストン132に対して固定さ
れたピストンロッド133を、備えている。
The slide mechanism 13 shown in FIG.
A cylinder 131, a piston 132 fitted in the cylinder 131, and a piston rod 133 fixed to the piston 132 are provided.

【0017】シリンダ131は、スピンドル装置1のハ
ウジング内に略円柱状にくり貫かれたのと同等に形成さ
れた収容室14内に、設けられている。具体的には、こ
のシリンダ131の一端(図1の左端)が、収容室14
内における図1の左側の壁面に対して固定されている。
なお、当該側壁には、貫通穴が開けられている。そし
て、ピストンロッド133は、この貫通穴に対して嵌合
して、その一端を図1の左方へ突出させている。このピ
ストンロッド133の突出した端部は、ベース4から突
出した固定部42に対して固定されている。
The cylinder 131 is provided in a housing chamber 14 which is formed in the housing of the spindle device 1 in a substantially cylindrical shape. Specifically, one end of the cylinder 131 (the left end in FIG. 1) is
1 is fixed to the wall surface on the left side of FIG.
In addition, a through hole is formed in the side wall. The piston rod 133 is fitted into the through hole, and has one end protruding leftward in FIG. The protruding end of the piston rod 133 is fixed to a fixing portion 42 protruding from the base 4.

【0018】そして、スピンドル装置1は、そのスライ
ド機構13が液圧により駆動されると、図1のZ方向へ
移動する。すると、スピンドル装置1の主軸部12及び
砥石11は、高速回転した状態で、図1のZ方向へ移動
することになる。
Then, when the slide mechanism 13 is driven by hydraulic pressure, the spindle device 1 moves in the Z direction in FIG. Then, the spindle 12 and the grindstone 11 of the spindle device 1 move in the Z direction in FIG. 1 while rotating at a high speed.

【0019】第2のスピンドル装置2は、第1のスピン
ドル装置1と同様の構成になっている。即ち、このスピ
ンドル装置2は、砥石21,主軸部22,及びスライド
機構23を、備えている。
The second spindle device 2 has the same configuration as the first spindle device 1. That is, the spindle device 2 includes a grindstone 21, a main shaft 22, and a slide mechanism 23.

【0020】これら両スピンドル装置1,2は、その砥
石11,21を同軸に相対向させた状態で、夫々ベッド
4上に配置されており、図1の左右方向に移動する。こ
れら各スピンドル装置1,2が夫々移動すると、主軸部
12,22も移動することになる。このため、これら主
軸部12,22に砥石11,21が夫々固定された状態
において、これら両砥石11,21の間隔は、自在に調
整される。
The two spindle devices 1 and 2 are arranged on the bed 4 with their grinding wheels 11 and 21 coaxially opposed to each other, and move in the left-right direction in FIG. When these spindle devices 1 and 2 move, respectively, the main spindles 12 and 22 also move. Therefore, in a state where the grindstones 11 and 21 are fixed to the main shaft portions 12 and 22, respectively, the distance between the grindstones 11 and 21 can be freely adjusted.

【0021】ワーク保持装置3は、ワークWを回転させ
た状態で保持するワークホルダ31,及び,このワーク
ホルダ31を各スピンドル装置1,2間に配置するホル
ダ支持機構32を、有する。なお、ワーク保持装置3の
構成については、後において詳述する。
The work holding device 3 has a work holder 31 for holding the work W in a rotated state, and a holder support mechanism 32 for arranging the work holder 31 between the respective spindle devices 1 and 2. The configuration of the work holding device 3 will be described later in detail.

【0022】<スピンドル装置の構成>図2は、両頭研
削盤の制御系のうちのスピンドル装置1の制御に関する
部分を示す図である。なお、スピンドル装置2も、スピ
ンドル装置1と同様に制御される。
<Structure of Spindle Apparatus> FIG. 2 is a diagram showing a part related to control of the spindle apparatus 1 in the control system of the double-headed grinding machine. The spindle device 2 is controlled in the same manner as the spindle device 1.

【0023】この図2に示されるように、スピンドル装
置1は、そのスライド機構13を駆動する駆動供給部1
5,及び,リニアセンサ16を、備えている。なお、こ
れらスライド機構13及び駆動供給部15が、進退駆動
機構に相当する。駆動供給部15は、スライド機構13
のシリンダ131に流体を供給することにより、このス
ライド機構13を動作させて、スピンドル装置1を図1
のZ方向へスライド移動させる。リニアセンサ16は、
スピンドル装置1の図1の左右方向における位置を、検
出する。このリニアセンサ16は、リニアエンコーダや
レーザ干渉計により構成されていてもよい。
As shown in FIG. 2, the spindle device 1 has a drive supply unit 1 for driving a slide mechanism 13 thereof.
5 and a linear sensor 16. Note that the slide mechanism 13 and the drive supply unit 15 correspond to an advance / retreat drive mechanism. The drive supply unit 15 includes the slide mechanism 13
By supplying the fluid to the cylinder 131, the slide mechanism 13 is operated, and the spindle device 1 is moved to the position shown in FIG.
In the Z direction. The linear sensor 16 is
The position of the spindle device 1 in the left-right direction in FIG. 1 is detected. The linear sensor 16 may be constituted by a linear encoder or a laser interferometer.

【0024】これら駆動供給部15及びリニアセンサ1
6は、両頭研削盤の制御部5と夫々接続されている。そ
して、制御部5は、リニアセンサ16からの出力を監視
することによりスピンドル装置1の位置を認識するとと
もに、駆動供給部15を制御することによりスピンドル
装置1を図1のZ方向における任意の位置へスライド移
動させることができる。
The drive supply unit 15 and the linear sensor 1
Numeral 6 is connected to the control unit 5 of the double-sided grinding machine. The control unit 5 recognizes the position of the spindle device 1 by monitoring the output from the linear sensor 16, and controls the drive supply unit 15 to move the spindle device 1 to an arbitrary position in the Z direction in FIG. Can be slid.

【0025】次に、このスピンドル装置1の主軸部12
の構成について説明する。なお、この主軸部12が回転
機構に相当する。図3は、主軸部12の構成を模式的に
示す縦断面図である。この主軸部12は、固定軸121
及び外輪122を、備えている。固定軸121は、円柱
状の小径部分,及び,この小径部分よりも大径かつ扁平
な円柱状の大径部分を、同軸かつ一体に有している。こ
の固定軸121は、スピンドル装置1の図示せぬハウジ
ングに対して固定されている。
Next, the spindle 12 of the spindle device 1
Will be described. The main shaft 12 corresponds to a rotation mechanism. FIG. 3 is a longitudinal sectional view schematically illustrating the configuration of the main shaft portion 12. The main shaft portion 12 includes a fixed shaft 121
And an outer ring 122. The fixed shaft 121 has a cylindrical small-diameter portion and a cylindrical large-diameter portion that is larger and flatter than the small-diameter portion and coaxially and integrally. The fixed shaft 121 is fixed to a housing (not shown) of the spindle device 1.

【0026】外輪122は、固定軸121と略相似かつ
この固定軸121よりも大きな外形を有している。ま
た、この外輪122には、その内部に、外輪122より
も僅かに大きなスペースが、開けられている。そして、
この外輪122は、そのスペース内に、固定軸121を
略同軸に遊嵌させている。なお、固定軸122には、図
4を参照して後述するように、複数の静圧パッド123
(a,b)〜127(a,b)が、夫々固定されてい
る。そして、外輪122は、これら静圧パッド123
(a,b)〜127(a,b)から噴出した流体による
流体静圧膜を介して、固定軸121に高速回転可能に軸
支持される。
The outer ring 122 has an outer shape substantially similar to the fixed shaft 121 and larger than the fixed shaft 121. The outer ring 122 has a slightly larger space inside the outer ring 122 than the outer ring 122. And
In the outer ring 122, the fixed shaft 121 is loosely fitted substantially coaxially in the space. The fixed shaft 122 includes a plurality of static pressure pads 123 as described later with reference to FIG.
(A, b) to 127 (a, b) are fixed respectively. The outer ring 122 is connected to these static pressure pads 123
(A, b) to 127 (a, b) The shaft is supported on the fixed shaft 121 via a fluid hydrostatic film formed of fluid ejected from (a, b) so as to be rotatable at high speed.

【0027】この外輪122の図3における右側の端部
に、カップ型砥石11が、同軸に固定されている。な
お、図2に示されるように、主軸部12は、制御部5と
接続された主軸モータ128を、備えている。この主軸
モータ128は、流体静圧により支持された外輪122
を、高速回転させる。この外輪122が高速回転する
と、この外輪122に固定された砥石11もその中心軸
を中心として高速回転する。なお、砥石11の作用面
は、所定の加工円内において回転することになる。そし
て、砥石11は、その加工円の直径が、研削対象である
ワークの半径以上になるように、予め選択されている。
但し、本実施形態に示された例では、加工円の半径とワ
ークの半径とが略一致している。
The cup-shaped grindstone 11 is coaxially fixed to the right end of the outer ring 122 in FIG. In addition, as shown in FIG. 2, the spindle 12 includes a spindle motor 128 connected to the controller 5. The main shaft motor 128 includes an outer ring 122 supported by hydrostatic pressure.
Is rotated at high speed. When the outer ring 122 rotates at a high speed, the grindstone 11 fixed to the outer ring 122 also rotates at a high speed about its central axis. The working surface of the grindstone 11 rotates within a predetermined machining circle. The grinding wheel 11 is selected in advance so that the diameter of the processing circle is equal to or larger than the radius of the workpiece to be ground.
However, in the example shown in the present embodiment, the radius of the processing circle and the radius of the work substantially match.

【0028】図4は、主軸部12の固定軸121周辺を
示す斜視図である。図5は、主軸部12のラジアル方向
の制御を示す説明図であり、図6は、主軸部12のスラ
スト方向の制御を示す説明図である。以下、これら図4
乃至図6を併せて参照し、主軸部12についてさらに説
明する。図4に示されるように、この主軸部12は、二
対のラジアル静圧パッド123a,123b;124
a,124b,及び,三対のスラスト静圧パッド125
a,125b;126a,126b;127a,127
bを、備えている。
FIG. 4 is a perspective view showing the vicinity of the fixed shaft 121 of the main shaft portion 12. As shown in FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating control of the main shaft portion 12 in the radial direction, and FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating control of the main shaft portion 12 in the thrust direction. Hereinafter, FIG.
The spindle 12 will be further described with reference to FIGS. As shown in FIG. 4, the main shaft portion 12 includes two pairs of radial static pressure pads 123a, 123b;
a, 124b and three pairs of thrust static pressure pads 125
a, 125b; 126a, 126b; 127a, 127
b.

【0029】これら各ラジアル静圧パッド123a,1
23b,124a,124bは、夫々、固定軸121に
おける小径部分の外周に等間隔で、配置されている。な
お、両ラジアル静圧パッド123a,123bは、固定
軸121の中心軸に関して互いに対称である。同様に、
両ラジアル静圧パッド124a,124bは、固定軸1
21の中心軸に関して互いに対称である。一方のラジア
ル静圧パッド123a,123bの対は、第1ラジアル
静圧パッドの対に相当し、他方のラジアル静圧パッド1
24a,124bの対は、第2ラジアル静圧パッドの対
に相当する。
Each of these radial static pressure pads 123a, 123a
23b, 124a, and 124b are respectively arranged at equal intervals on the outer periphery of the small diameter portion of the fixed shaft 121. The radial static pressure pads 123a and 123b are symmetric with respect to the center axis of the fixed shaft 121. Similarly,
Both radial static pressure pads 124a and 124b are fixed shaft 1
21 are symmetrical with respect to the central axis. One pair of the radial static pressure pads 123a and 123b corresponds to a pair of the first radial static pressure pads, and the other radial static pressure pad 1
The pair of 24a and 124b corresponds to a pair of second radial static pressure pads.

【0030】また、各スラスト静圧パッド125a,1
26a,127aは、固定軸121における大径部の一
方の面(図3及び図4における左側)に、夫々固定され
ており、各スラスト静圧パッド125b,126b,1
27bは、固定軸121における大径部の他方の面(図
3及び図4における右側)に、夫々固定されている。な
お、各スラスト静圧パッド125a,126a,127
aは、各スラスト静圧パッド125b,126b,12
7bに対して夫々対向させて、配置されている。
Further, each thrust static pressure pad 125a, 1
Reference numerals 26a and 127a are fixed to one surface (the left side in FIGS. 3 and 4) of the large diameter portion of the fixed shaft 121, respectively, and each of the thrust static pressure pads 125b, 126b, 1
27b is fixed to the other surface (the right side in FIGS. 3 and 4) of the large diameter portion of the fixed shaft 121, respectively. In addition, each thrust static pressure pad 125a, 126a, 127
a indicates each of the thrust static pressure pads 125b, 126b, 12
7b are arranged so as to face each other.

【0031】さらに、図2に示されるように、主軸部1
2は、制御部5に夫々接続された2つのラジアル用サー
ボバルブ123V,124V,及び,3つのスラスト用
サーボバルブ125V,126V,127Vを、有す
る。図5に示されるように、第1のラジアル用サーボバ
ルブ123Vは、一対のポートを有し、一方のポートを
ラジアル静圧パッド123aに連通させるとともに、他
方のポートをラジアル静圧パッド123bに連通させて
いる。そして、このサーボバルブ123Vは、その一方
のポートに対して水等の流体を所望の圧力で供給すると
ともに、その他方のポートに対して水等の流体を所望の
圧力で供給する。
Further, as shown in FIG.
Reference numeral 2 includes two radial servo valves 123V, 124V and three thrust servo valves 125V, 126V, 127V connected to the control unit 5, respectively. As shown in FIG. 5, the first radial servo valve 123V has a pair of ports, one of which communicates with the radial static pressure pad 123a, and the other of which communicates with the radial static pressure pad 123b. Let me. The servo valve 123V supplies a fluid such as water to one port at a desired pressure and supplies a fluid such as water to the other port at a desired pressure.

【0032】第2のラジアル用サーボバルブ124V
は、一対のポートを有し、一方のポートをラジアル静圧
パッド124aに連通させるとともに、他方のポートを
ラジアル静圧パッド124bに連通させている。そし
て、このサーボバルブ124Vは、その一方のポートに
対して水等の流体を所望の圧力で供給するとともに、そ
の他方のポートに対して水等の流体を所望の圧力で供給
する。
Second radial servo valve 124V
Has a pair of ports, with one port communicating with the radial static pressure pad 124a and the other port communicating with the radial static pressure pad 124b. The servo valve 124V supplies a fluid such as water to one port at a desired pressure, and supplies a fluid such as water to the other port at a desired pressure.

【0033】そして、制御部5は、サーボバルブ123
Vを制御することにより、各静圧パッド123a,12
3bに対して供給される流体の圧力を個別に調節する。
すると、外輪122は、水平面内における所定の第1ラ
ジアル方向に変位することになる。同様に、制御部5
は、サーボバルブ124Vを制御することにより、各静
圧パッド124a,124bに対して供給される流体の
圧力を個別に調節する。すると、外輪122は、前記第
1ラジアル方向及び固定軸121の中心軸に対して夫々
垂直な第2ラジアル方向へ変位することになる。
The control unit 5 controls the servo valve 123
By controlling V, each of the static pressure pads 123a, 123a
The pressure of the fluid supplied to 3b is adjusted individually.
Then, the outer ring 122 is displaced in a predetermined first radial direction in a horizontal plane. Similarly, the control unit 5
Controls the pressure of the fluid supplied to each of the static pressure pads 124a and 124b individually by controlling the servo valve 124V. Then, the outer ring 122 is displaced in the first radial direction and in the second radial direction perpendicular to the center axis of the fixed shaft 121, respectively.

【0034】即ち、制御部5は、主軸モータ128によ
り外輪122を高速回転させた状態で、各サーボバルブ
123V,124Vを夫々制御して、この外輪122
を、固定軸121に接触させない範囲内で、ラジアル方
向へ任意に変位させることができる。
That is, while the outer ring 122 is rotated at a high speed by the spindle motor 128, the controller 5 controls each of the servo valves 123V and 124V to control the outer ring 122.
Can be arbitrarily displaced in the radial direction within a range that does not make contact with the fixed shaft 121.

【0035】図6に示されるように、第1のスラスト用
サーボバルブ125Vは、一対のポートを有し、一方の
ポートをスラスト静圧パッド125aに連通させるとと
もに、他方のポートをスラスト静圧パッド125bに連
通させている。そして、このサーボバルブ125Vは、
その一方のポートに対して水等の流体を所望の圧力で供
給し、その他方のポートに対して水等の流体を所望の圧
力で供給する。
As shown in FIG. 6, the first thrust servo valve 125V has a pair of ports, one of which is in communication with the thrust static pressure pad 125a, and the other of which is connected to the thrust static pressure pad 125a. 125b. And this servo valve 125V is
A fluid such as water is supplied to one of the ports at a desired pressure, and a fluid such as water is supplied to the other port at a desired pressure.

【0036】第2のスラスト用サーボバルブ126V
は、一対のポートを有し、一方のポートをスラスト静圧
パッド126aに連通させるとともに、他方のポートを
スラスト静圧パッド126bに連通させている。そし
て、このサーボバルブ126Vは、その一方のポートに
対して水等の流体を所望の圧力で供給し、その他方のポ
ートに対して水等の流体を所望の圧力で供給する。
Second servo valve for thrust 126V
Has a pair of ports, with one port communicating with the thrust static pressure pad 126a and the other port communicating with the thrust static pressure pad 126b. The servo valve 126V supplies a fluid such as water to one port at a desired pressure, and supplies a fluid such as water to the other port at a desired pressure.

【0037】第3のスラスト用サーボバルブ127V
は、一対のポートを有し、一方のポートをスラスト静圧
パッド127aに連通させるとともに、他方のポートを
スラスト静圧パッド127bに連通させている。そし
て、このサーボバルブ127Vは、その一方のポートに
対して水等の流体を所望の圧力で供給し、その他方のポ
ートに対して水等の流体を所望の圧力で供給する。
Third servo valve for thrust 127V
Has a pair of ports, with one port communicating with the thrust static pressure pad 127a and the other port communicating with the thrust static pressure pad 127b. The servo valve 127V supplies a fluid such as water to one port at a desired pressure, and supplies a fluid such as water to the other port at a desired pressure.

【0038】そして、制御部5は、サーボバルブ125
Vを制御することにより、各静圧パッド125a,12
5bに対して供給される流体の圧力を個別に調節する。
同様に、制御部5は、サーボバルブ126Vを制御する
ことにより、各静圧パッド126a,126bに対して
供給される流体の圧力を個別に調節する。さらに、制御
部5は、サーボバルブ127Vを制御することにより、
各静圧パッド127a,127bに対して供給される流
体の圧力を個別に調節する。
The control unit 5 controls the servo valve 125
By controlling V, each of the static pressure pads 125a,
The pressure of the fluid supplied to 5b is adjusted individually.
Similarly, the control unit 5 individually controls the pressure of the fluid supplied to each of the static pressure pads 126a and 126b by controlling the servo valve 126V. Further, the control unit 5 controls the servo valve 127V,
The pressure of the fluid supplied to each of the static pressure pads 127a and 127b is individually adjusted.

【0039】このように調節されると、外輪122は、
スラスト方向へ変位することになる。即ち、制御部5
は、主軸モータ128により外輪122を高速回転させ
た状態で、各サーボバルブ125V,126V,127
Vを制御して、この外輪122を、固定軸121に接触
させない範囲内で、スラスト方向へ任意に変位させるこ
とができる。さらに、制御部5は、各サーボバルブ12
5V,126V,127Vを個別に制御して、外輪12
2を、両静圧パッド125a,125bの位置,両静圧
パッド126a,126bの位置,及び,両静圧パッド
127a,127bの位置において個別に変位させるこ
とにより、当該外輪122の姿勢を変化させることがで
きる。
When adjusted in this manner, the outer ring 122
It will be displaced in the thrust direction. That is, the control unit 5
Are the servo valves 125V, 126V, 127 with the outer ring 122 rotated at a high speed by the spindle motor 128.
By controlling V, the outer ring 122 can be arbitrarily displaced in the thrust direction within a range that does not make contact with the fixed shaft 121. Further, the control unit 5 controls each servo valve 12
5V, 126V, and 127V are individually controlled to control the outer ring 12
2 is individually displaced at the positions of the two static pressure pads 125a and 125b, at the positions of the two static pressure pads 126a and 126b, and at the position of the two static pressure pads 127a and 127b, thereby changing the attitude of the outer ring 122. be able to.

【0040】このように、制御部5は、各サーボバルブ
123V〜127Vを夫々制御することにより、外輪1
22の位置及び姿勢を調節させる。なお、これら各サー
ボバルブ123V〜127Vは、流体供給機構に相当す
る。
As described above, the control unit 5 controls each of the servo valves 123V to 127V to thereby control the outer ring 1
Adjust the position and posture of 22. Each of these servo valves 123V to 127V corresponds to a fluid supply mechanism.

【0041】図7は、いわゆる対向パッド静圧軸受の原
理説明図である。この図7には、静圧パッド123a,
123bの対,及び,受圧対としての外輪122が模式
的に示されている。なお、実際の外輪122は、固定軸
121の外側において回転するが、この図7では、図示
の都合上、当該外輪122が、両静圧パッド123a,
123b間に介在した状態で、示されている。また、そ
の他の静圧パッド124(a,b)〜127(a,b)
の対も、この静圧パッド123(a,b)の対と同様の
原理により制御される。
FIG. 7 is a view for explaining the principle of a so-called opposed pad hydrostatic bearing. In FIG. 7, the static pressure pads 123a,
A pair 123b and an outer ring 122 as a pressure receiving pair are schematically shown. Note that the actual outer ring 122 rotates outside the fixed shaft 121, but in FIG. 7, for convenience of illustration, the outer ring 122 includes the two static pressure pads 123a,
It is shown in the state interposed between 123b. Further, other static pressure pads 124 (a, b) to 127 (a, b)
Are controlled according to the same principle as the pair of the static pressure pads 123 (a, b).

【0042】サーボバルブ123Vは、その一方のポー
トに対して、流体を供給圧力Psで供給する。このサー
ボバルブ123Vの一方のポートに供給された流体は、
管路を通じて一方の静圧パッド123aへ供給される。
なお、この静圧パッド123aへの入力絞り係数をkc
とする。そして、供給圧力Psを変化させる場合の操作
量をΔPsとし、入力絞り係数kcを変化させる場合の
操作量をΔkcとする。また、静圧パッド123aのリ
セス内圧力をPrとし、この静圧パッド123aの隙間
絞り係数をkpとする。
The servo valve 123V supplies a fluid at a supply pressure Ps to one of its ports. The fluid supplied to one port of the servo valve 123V is:
It is supplied to one of the static pressure pads 123a through a pipe.
Note that the input throttle coefficient to the static pressure pad 123a is kc
And The operation amount when changing the supply pressure Ps is set to ΔPs, and the operation amount when changing the input throttle coefficient kc is set to Δkc. The pressure in the recess of the static pressure pad 123a is Pr, and the clearance reduction coefficient of the static pressure pad 123a is kp.

【0043】同様に、サーボバルブ123Vは、その他
方のポートに対して、流体を供給圧力圧力Ps’で供給
する。このサーボバルブ123Vの他方のポートに供給
された流体は、管路を通じて他方の静圧パッド123b
へ供給される。なお、この静圧パッド123bへの入力
絞り係数をkc’とする。そして、この静圧パッド12
3bのリセス内圧力をPr’とする。
Similarly, the servo valve 123V supplies the fluid at the supply pressure Ps' to the other port. The fluid supplied to the other port of the servo valve 123V passes through the pipeline to the other static pressure pad 123b.
Supplied to Note that the input throttle coefficient to the static pressure pad 123b is kc '. And this static pressure pad 12
The pressure in the recess 3b is Pr '.

【0044】さらに、静圧パッド123a(,123
b)における総面積をAとし、当該静圧パッド123a
(,123b)における受圧有効面積をApとする。そ
して、時間をtとし、一方の静圧パッド123aにおけ
る流体の流入量の変化分をΔQiとし、流体の流出量の
変化分をΔQoとし、静圧パッド123aと外輪122
との隙間をhとすると、両者の関係は、以下の式(1)
で表される。
Further, the static pressure pads 123a (, 123
The total area in b) is A, and the static pressure pad 123a
The pressure receiving effective area at (, 123b) is defined as Ap. The time is t, the change in the inflow amount of the fluid at one of the static pressure pads 123a is ΔQi, the change in the outflow amount of the fluid is ΔQo, and the static pressure pad 123a and the outer race 122
Is defined as h, the relationship between the two is expressed by the following equation (1).
It is represented by

【0045】 A・(dh/dt)=ΔQi−ΔQo …(1) ここで、ΔQi及びΔQoは、 ΔQi=Δ[kc・(Ps−Pr)]=(Ps0−Pr0)・Δkc+kc0・(ΔPs−ΔPr) …(2a) ΔQo=Δ(kp・h3・Pr)=3・kp・h02・Pr0・Δh+kp・h03・ΔPr …(2b) である。A · (dh / dt) = ΔQi−ΔQo (1) where ΔQi and ΔQo are: ΔQi = Δ [kc · (Ps−Pr)] = (Ps0−Pr0) · Δkc + kc0 · (ΔPs− ΔPr) is a ... (2a) ΔQo = Δ ( kp · h 3 · Pr) = 3 · kp · h0 2 · Pr0 · Δh + kp · h0 3 · ΔPr ... (2b).

【0046】また、他方の静圧パッド123bにおける
流体の流入量の変化分をΔQi’とし、流体の流出量の
変化分をΔQo’とし、静圧パッド123bと外輪12
2との隙間をh’とすると、 Δh=−Δh’ …(3) である。
The change in the inflow amount of the fluid at the other static pressure pad 123b is represented by ΔQi ′, and the change in the outflow amount of the fluid is represented by ΔQo ′.
Assuming that the gap with 2 is h ′, Δh = −Δh ′ (3)

【0047】さらに、外輪122の動作を考慮すると、 Ap(ΔPr−ΔPr’)=M・s2・Δh …(4) が成り立つ。但し、Mは、受圧体である外輪122の質
量であり、sは、ラプラス変換における像関数の定義域
である。
Further, considering the operation of the outer ring 122, the following holds: Ap (ΔPr−ΔPr ′) = M = s 2・ Δh (4) Here, M is the mass of the outer ring 122 as the pressure receiving body, and s is the domain of the image function in the Laplace transform.

【0048】式(1),(2a)及び(2b)より、 Gh’(s)・Δh=Gps’(s)・ΔPs−ΔPr+Gkc’(s)・Δkc…(5a) Gh’(s)・Δh’=Gps’(s)・ΔPs’−ΔPr’+Gkc’(s)・Δkc’ …(5b) ここで、 Gh’=(3・kp・h02・Pr0+A・s)/(kc+kp+h03) Gps’=kc0/(kc0+kp・h03) Gkc’=(Ps0−Pr0)/(kc0+kp・h03) である。[0048] formula (1), (2a) and (2b) than, Gh '(s) · Δh = Gp s' (s) · ΔPs-ΔPr + Gkc '(s) · Δkc ... (5a) Gh' (s) · Δh '= Gp s' ( s) · ΔPs'-ΔPr '+ Gkc' (s) · Δkc '... (5b) here, Gh' = (3 · kp · h0 2 · Pr0 + A · s) / (kc + kp + h0 3 ) Gp s '= kc0 / ( kc0 + kp · h0 3) Gkc' = a (Ps0-Pr0) / (kc0 + kp · h0 3).

【0049】式(5a)及び(5b)を、式(3)に代
入すると、ΔPr+ΔPr’ =Gps’(s)・(ΔPs+ΔPs’)+Gkc’(s)・(Δkc+Δkc’)…(6) が得られる。
[0049] formula (5a) and (5b), is substituted into the formula (3), ΔPr + ΔPr ' = Gp s' (s) · (ΔPs + ΔPs') + Gkc' (s) · (Δkc + Δkc ') ... (6) is can get.

【0050】式(4)及び(6)より、 ΔPr = Gps’(s)・(ΔPs+ΔPs’)/2 +Gkc’(s)・(Δkc+Δkc’)/2 +M・s・Δh/(2・Ap) …(7) 式(5)に代入して、 Gh(s)・Δh =Gps(s)・(ΔPs−ΔPs’)+Gkc’(s)・(Δkc+Δkc’)…(8) ここで、 Gh=M・s2+{2・A・Ap/(kc0+kp・h03)}・s +(6・Ap・kp・h02・Pr0)/(kc0+kp・h03) Gps=Ap・kc0/(kc0+kp・h03) Gkc=Ap・(Ps0−Pr0)/(kc0+kp・h03) である。The equation (4) and (6), ΔPr = Gp s '(s) · (ΔPs + ΔPs') / 2 + Gkc '(s) · (Δkc + Δkc') / 2 + M · s · Δh / (2 · Ap ) ... (7) are substituted into the formula (5), Gh (s) · Δh = Gp s (s) · (ΔPs-ΔPs') + Gkc '(s) · (Δkc + Δkc') ... (8) here, gh = M · s 2 + { 2 · A · Ap / (kc0 + kp · h0 3)} · s + (6 · Ap · kp · h0 2 · Pr0) / (kc0 + kp · h0 3) Gp s = Ap · kc0 / (kc0 + kp · h0 3) Gkc = Ap · (Ps0-Pr0) is / (kc0 + kp · h0 3 ).

【0051】上記のように、相対向する一対の静圧パッ
ド123a,123bにおいて、一方の供給圧力Ps,
他方の供給圧力Ps’,供給絞りkc,及び,供給絞り
kc’から選択される少なくとも1つが変化することに
より、隙間hは、自在に調節される。即ち、制御部5
は、サーボバルブ123Vを制御して、供給圧力Ps,
Ps’,又は,供給絞りkc,kc’を変化させること
により、外輪122を、一方の静圧パッド123aに対
して、自在に近接あるいは離反させることができる。
As described above, in the pair of opposing static pressure pads 123a, 123b, one of the supply pressures Ps,
The gap h can be freely adjusted by changing at least one of the other supply pressure Ps ′, the supply throttle kc, and the supply throttle kc ′. That is, the control unit 5
Controls the servo valve 123V so that the supply pressure Ps,
By changing Ps 'or the supply throttles kc, kc', the outer ring 122 can be freely moved toward or away from one of the static pressure pads 123a.

【0052】さらに、制御部5は、このサーボバルブ1
23Vとともに、他のサーボバルブ124V〜127V
を制御して、外輪122の位置及び姿勢を、この外輪1
22が固定軸121に当接しない範囲内で、自在に調節
することができる。なお、外輪122の位置及び姿勢
は、これらサーボバルブ123V〜127Vの状態に応
じて一意的に決定されるので、制御部5は、オープンル
ープによる制御に基づき、外輪122の位置及び姿勢を
正確に調節することができる。
Further, the control unit 5 controls the servo valve 1
Along with 23V, other servo valves 124V to 127V
To control the position and orientation of the outer ring
It can be adjusted freely within a range in which 22 does not abut on fixed shaft 121. Since the position and orientation of the outer ring 122 are uniquely determined according to the states of the servo valves 123V to 127V, the control unit 5 accurately determines the position and orientation of the outer ring 122 based on open loop control. Can be adjusted.

【0053】但し、制御部5は、測定に基づいて取得し
た外輪122の位置及び姿勢を各サーボバルブ123V
〜127Vに対する指令へフィードバックさせることに
より、隙間hの変化に応じた剛性の低下を抑制するとと
もに、指令に対する動作を高速化させることができる。
なお、外輪122の位置及び姿勢ではなく、リセス内圧
力Prが測定されてもよい。
However, the control unit 5 determines the position and orientation of the outer ring 122 obtained based on the measurement by using the servo valve 123V.
By feeding back to the command for ~ 127V, it is possible to suppress a decrease in rigidity in accordance with the change in the gap h and to speed up the operation for the command.
Note that, instead of the position and posture of the outer ring 122, the recess internal pressure Pr may be measured.

【0054】本実施形態の主軸装置12は、図2に示さ
れるように、外輪122の位置及び姿勢を取得するため
のXセンサ123S,Yセンサ124S,及び,3つの
Zセンサ125S,126S,127Sを、備えてい
る。これら各センサ123S〜127Sは、例えば、静
電容量型センサから構成されていてもよい。
As shown in FIG. 2, the spindle device 12 of this embodiment has an X sensor 123S, a Y sensor 124S, and three Z sensors 125S, 126S, 127S for acquiring the position and orientation of the outer ring 122. Is provided. Each of these sensors 123S to 127S may be composed of, for example, a capacitance type sensor.

【0055】Xセンサ123Sは、各静圧パッド123
a,123bによる外輪122の動作方向(図3のX方
向)における位置を、測定する。Yセンサ124Sは、
各静圧パッド124a,124bによる外輪122の動
作方向(図3のY方向)における位置を、測定する。そ
して、制御部5は、これらXセンサ123S及びYセン
サ124Sからの出力信号に基づき、外輪122のX方
向及びY方向における位置を夫々取得することができ
る。
The X sensor 123S is connected to each static pressure pad 123
The position of the outer ring 122 in the operation direction (X direction in FIG. 3) by the a and 123b is measured. The Y sensor 124S is
The position of the outer ring 122 in the operation direction (Y direction in FIG. 3) of each of the static pressure pads 124a and 124b is measured. And the control part 5 can acquire the position of the outer ring 122 in the X direction and the Y direction, respectively, based on the output signals from the X sensor 123S and the Y sensor 124S.

【0056】Zセンサ125Sは、各静圧パッド125
a,125bによる外輪122の動作方向における位置
を、測定する。Zセンサ126Sは、各静圧パッド12
6a,126bによる外輪122の動作方向における位
置を、測定する。Zセンサ127Sは、各静圧パッド1
27a,127bによる外輪122の動作方向における
位置を、測定する。これら各Zセンサ125S〜127
Sは、いずれも、外輪122の図3のZ方向における位
置を測定しているが、その測定値は、外輪122の姿勢
によっても変化する。このため、制御部5は、これら各
Zセンサ125S〜127Sからの出力信号に基づき、
外輪122のZ方向における位置,及びこの外輪122
の姿勢を、取得することができる。
The Z sensor 125S is connected to each static pressure pad 125
The position of the outer race 122 in the direction of movement of the outer ring 122 is measured by the a and 125b. The Z sensor 126S is connected to each static pressure pad 12
The position in the direction of movement of the outer ring 122 by 6a and 126b is measured. The Z sensor 127S is connected to each static pressure pad 1
The position of the outer ring 122 in the direction of movement of the outer ring 122 is measured by 27a and 127b. Each of these Z sensors 125S-127
S measures the position of the outer ring 122 in the Z direction in FIG. 3, but the measured value also changes depending on the attitude of the outer ring 122. For this reason, the control unit 5 determines, based on the output signals from these Z sensors 125S to 127S,
The position of the outer ring 122 in the Z direction, and the outer ring 122
Posture can be obtained.

【0057】なお、これら各センサ123S〜127S
により得られる外輪122の位置及び姿勢は、固定軸1
21を基準とした位置及び姿勢である。なお、スライド
機構13は、固定軸121の図1及び図3のZ方向にお
ける位置のみを変化させるが、その姿勢を変化させるこ
とがない。従って、制御部5は、リニアセンサ16から
の出力信号に基づいて固定軸121の位置を取得し、各
センサ123S〜127Sからの出力信号に基づいて固
定軸121を基準とした外輪122の位置及び姿勢を取
得することにより、この外輪122の位置及び姿勢を取
得することができる。そして、制御部5は、取得した外
輪122の位置及び姿勢を利用したフィードバック制御
により、この外輪122を、高剛性かつ高応答で所望の
位置及び姿勢に調節することができる。
Note that these sensors 123S to 127S
The position and orientation of the outer ring 122 obtained by
The position and orientation are based on 21. Note that the slide mechanism 13 changes only the position of the fixed shaft 121 in the Z direction in FIGS. 1 and 3, but does not change its posture. Therefore, the control unit 5 acquires the position of the fixed shaft 121 based on the output signal from the linear sensor 16, and based on the output signals from the sensors 123S to 127S, determines the position of the outer ring 122 based on the fixed shaft 121 and By obtaining the posture, the position and the posture of the outer ring 122 can be obtained. The control unit 5 can adjust the outer ring 122 to a desired position and posture with high rigidity and high response by performing feedback control using the acquired position and posture of the outer ring 122.

【0058】<ワーク保持装置の構成>次に、図8を参
照して、ワーク保持装置3の構成について説明する。こ
のワーク保持装置3は、ワークWを保持するワークホル
ダ31,及び,このワークホルダ31を支持するホルダ
支持機構32を、備えている。なお、ホルダ支持機構3
2は、図示せぬガイドに案内されて移動することによ
り、ワークホルダ31を図1及び図8におけるX方向へ
移動させる。
<Structure of Work Holding Apparatus> Next, the structure of the work holding apparatus 3 will be described with reference to FIG. The work holding device 3 includes a work holder 31 that holds the work W, and a holder support mechanism 32 that supports the work holder 31. Note that the holder support mechanism 3
2 moves the work holder 31 in the X direction in FIGS. 1 and 8 by being guided and moved by a guide (not shown).

【0059】以下、ワークホルダ31の構成について、
詳述する。このワークホルダ31は、フレーム311,
及び,一対の支持パッド312(,312’)を、有す
る。
Hereinafter, the structure of the work holder 31 will be described.
It will be described in detail. The work holder 31 includes a frame 311,
And a pair of support pads 312 (, 312 ′).

【0060】フレーム311は、ワークWの外周におけ
る所定の領域に対して対向した状態で当該ワークWを収
容可能な切欠が形成された略平板状の部材である。な
お、このフレーム311は、その切欠の中央周辺の反対
側の部分が図8の左方へ突出しており、この突出した部
分において、ホルダ支持機構32に対して取り付けられ
ている。また、このフレーム311には、その切欠内に
ワークWが格納された状態において該ワークWの縁辺に
当接する一対の駆動ローラ313,314が、取り付け
られている。
The frame 311 is a substantially flat member having a cutout capable of accommodating the work W in a state facing a predetermined area on the outer periphery of the work W. In the frame 311, a portion on the opposite side of the center of the notch protrudes leftward in FIG. 8, and the protruding portion is attached to the holder support mechanism 32. Further, a pair of drive rollers 313 and 314 that are in contact with an edge of the work W in a state where the work W is stored in the notch is attached to the frame 311.

【0061】さらに、このフレーム311の一端には、
第1のワーク支持機構H1が取り付けられている。第1
のワーク支持機構H1は、リンク部材H11,従動ロー
ラH12,及びエアシリンダH13を、有する。リンク
部材H11は、略三角形板状の外形を有し、その1つの
頂点(第1の頂点)近傍に従動ローラH12が、軸支持
されている。このリンク部材H11は、第1の頂点以外
の一対の頂点のうちの1つの頂点(第2の頂点)近傍に
おいて、フレーム311に軸支持されている。そして、
このリンク部材H11は、図8のX−Y平面内において
回転変位可能であり、従動ローラH12は、その回転軸
を図8のZ方向へ向けて、従動的に回転可能である。
Further, at one end of the frame 311,
The first work support mechanism H1 is attached. First
Has a link member H11, a driven roller H12, and an air cylinder H13. The link member H11 has a substantially triangular plate-like outer shape, and a driven roller H12 is axially supported near one vertex (first vertex). The link member H11 is axially supported by the frame 311 in the vicinity of one vertex (second vertex) of a pair of vertices other than the first vertex. And
The link member H11 can be rotationally displaced within the XY plane in FIG. 8, and the driven roller H12 can be driven to rotate with its rotation axis directed in the Z direction in FIG.

【0062】このリンク部材H11における3つの頂点
のうちの上記第1及び第2の頂点以外の頂点(第3の頂
点)近傍には、エアシリンダH13が連結されている。
そして、エアシリンダH13は、当該リンク部材H11
を回転変位させる。このリンク部材H11が回転変位す
ることにより、従動ローラH12は、フレーム311内
に格納されたワークWの端面に回転可能に当接した保持
位置,又は,ワークWから離反した開放位置のいずれか
をとることになる。
An air cylinder H13 is connected near the vertices (third vertices) other than the first and second vertices of the three vertices of the link member H11.
The air cylinder H13 is connected to the link member H11.
Is rotationally displaced. Due to the rotational displacement of the link member H11, the driven roller H12 is moved to either the holding position where it rotatably abuts the end face of the work W stored in the frame 311 or the open position where it is separated from the work W. Will be taken.

【0063】同様に、第2のワーク支持機構H2は、リ
ンク部材H21,従動ローラH22,及びエアシリンダ
H23を有し、フレーム311の他端に取り付けられて
いる。そして、従動ローラH22は、フレーム311内
に格納されたワークWの端面に回転可能に当接した保持
位置,又は,ワークWから離反した開放位置のいずれか
をとることになる。なお、これら両従動ローラH12,
H22が夫々開放位置に設定された状態で、ワークWは
ワークホルダ31に対して挿抜される。そして、これら
両従動ローラH12,H22が夫々保持位置に設定され
た状態で、ワークWは、ワークホルダ31内に保持され
る。
Similarly, the second work supporting mechanism H2 has a link member H21, a driven roller H22, and an air cylinder H23, and is attached to the other end of the frame 311. The driven roller H22 assumes one of a holding position where the driven roller H22 rotatably abuts the end face of the work W stored in the frame 311 and an open position separated from the work W. In addition, these driven rollers H12,
The work W is inserted into and removed from the work holder 31 in a state where H22 is set to the open position. The work W is held in the work holder 31 in a state where the driven rollers H12 and H22 are set at the holding positions, respectively.

【0064】また、図8では、ワークホルダ31に保持
されたワークWの端部が、砥石11の中心軸に近接した
位置をとっている。即ち、この図8には示されていない
が、ワークWは、両砥石11,21間に挿入されてい
る。この状態におけるワーク保持装置3の位置が研削位
置と称される。
In FIG. 8, the end of the work W held by the work holder 31 is located close to the center axis of the grindstone 11. That is, although not shown in FIG. 8, the work W is inserted between the two grindstones 11 and 21. The position of the work holding device 3 in this state is called a grinding position.

【0065】一方、ワーク保持装置3は、研削位置から
図8の左方(X方向における矢印と反対の向き)へ移動
して、所定の退避位置で停止することができる。このワ
ーク移動機構3が退避位置をとった状態で、ワークホル
ダ31に保持されたワークWは、両砥石11,21から
退避している。このワーク保持装置3が退避位置をと
り、各エアシリンダH13,H23が、夫々、リンク部
材H11,H21を介して従動ローラH12,H22を
開放位置へ移動させた状態において、ワークWは、ワー
クホルダ31に対して挿抜される。
On the other hand, the work holding device 3 can be moved from the grinding position to the left in FIG. 8 (the direction opposite to the arrow in the X direction) and stopped at a predetermined retracted position. With the work moving mechanism 3 in the retracted position, the work W held by the work holder 31 has been retracted from both grindstones 11 and 21. In a state where the work holding device 3 is in the retracted position and the air cylinders H13 and H23 have moved the driven rollers H12 and H22 to the open position via the link members H11 and H21, the work W is held in the work holder. 31.

【0066】各支持パッド312(,312’)は、略
平板状に夫々形成されるとともに、フレーム311の切
欠内にワークWが収容された状態において、該ワークW
の表裏各面におけるフレーム311に近接した側の略半
円状の領域に対して対向可能な形状を有する。
Each of the support pads 312 (, 312 ′) is formed in a substantially flat plate shape, and when the work W is accommodated in the cutout of the frame 311, the work W
Has a shape capable of opposing a substantially semicircular region on the side close to the frame 311 on each of the front and back surfaces of.

【0067】さらに、各支持パッド312(,31
2’)は、外方へ突出するように形成された突出部分を
夫々3つずつ有し、これら各突出部分においてフレーム
311に、夫々取り付けられている。なお、各支持パッ
ド312,312’は、フレーム311内に格納された
ワークWの中心部分に干渉しないように、その先端が緩
い弧状に切り欠かかれた形状を有する。また、各支持パ
ッド312(,312’)は、その相対向する面に夫々
形成された複数のポケットを有する。各ポケットは、浅
く平坦に形成された溝であり、その中央部分には加圧さ
れた水等の流体を噴出させるための図示せぬ噴出孔が開
口している。
Further, each support pad 312 (, 31
2 ′) has three protruding portions formed so as to protrude outward, and each of these protruding portions is attached to the frame 311 respectively. Each support pad 312, 312 ′ has a shape in which the tip is cut out in a gentle arc so as not to interfere with the center portion of the work W stored in the frame 311. In addition, each support pad 312 (, 312 ′) has a plurality of pockets respectively formed on opposing surfaces thereof. Each pocket is a shallow and flat groove, and has an opening (not shown) for ejecting a fluid such as pressurized water.

【0068】そして、フレーム311の切欠内にワーク
Wが保持された状態において、各支持パッド312(,
312’)は、夫々、このワークWに対して僅かな間隙
をあけて対向する。この状態において、各ポケットには
噴出孔を通じて流体が供給される。すると、この流体
は、各ポケット内に満たされるとともに、各支持パッド
312(,312’)とワークWとの隙間を通じて流れ
てゆく。即ち、ワークWは、両支持パッド312(,3
12’)間において、流体静圧により支持されることに
なる。
Then, in a state where the work W is held in the notch of the frame 311, each support pad 312 (,
312 ') face the workpiece W with a slight gap. In this state, fluid is supplied to each pocket through the ejection holes. Then, this fluid is filled in each pocket and flows through the gap between each support pad 312 (, 312 ′) and the work W. That is, the work W is supported by both support pads 312 (, 3
12 '), it is supported by the hydrostatic pressure.

【0069】なお、ワーク保持装置3が研削位置をとっ
た場合に、そのワークホルダ31により保持されたワー
クWの図8における右側の端部は、第3のワーク支持機
構H3により、回転可能に支持される。このワーク支持
機構H3は、一対の従動ローラH31,H32,及び支
持部材H33を備えている。
When the work holding device 3 takes the grinding position, the right end in FIG. 8 of the work W held by the work holder 31 is rotatable by the third work support mechanism H3. Supported. The work support mechanism H3 includes a pair of driven rollers H31 and H32, and a support member H33.

【0070】これら両従動ローラH31,H32は、そ
の回転軸を互いに平行に図8のZ方向へ向けて従動的に
回転可能に、支持部材H33により軸支持されている。
この支持部材H33は、図示せぬ取付部材を介してベー
ス4に対して固定されている。但し、この支持部材H3
3は、ベース4に対して固定されるのではなく、両スピ
ンドル装置1,2のいずれかに対して固定されていても
よい。
The driven rollers H31 and H32 are supported by a support member H33 so that their rotation axes can be driven to rotate in the Z direction in FIG. 8 in parallel with each other.
The support member H33 is fixed to the base 4 via a mounting member (not shown). However, this support member H3
3 may be fixed to either of the spindle devices 1 and 2 instead of being fixed to the base 4.

【0071】さらに、ワーク保持装置3は、図示せぬモ
ータを備えており、ベルト又はギアを介して、両駆動ロ
ーラ313,314を夫々同方向に回転させる。また、
ワーク保持装置3は、ワークWの回転速度を計測する回
転検出器315を、備えている。この回転検出器315
は、ワークWの縁辺に当接して回転する検出用のローラ
及びエンコーダを、備えている。そして、回転検出器3
15のローラは、一方の駆動ローラ313に近接した位
置において、ワークWに当接するように、配置されてい
る。
Further, the work holding device 3 includes a motor (not shown), and rotates both driving rollers 313 and 314 in the same direction via a belt or a gear. Also,
The work holding device 3 includes a rotation detector 315 that measures the rotation speed of the work W. This rotation detector 315
Includes a detection roller and an encoder that rotate in contact with the edge of the workpiece W. And the rotation detector 3
The fifteen rollers are arranged so as to come into contact with the workpiece W at a position close to one drive roller 313.

【0072】そして、ワーク保持装置3が研削位置に配
置され、両従動ローラH12、H22が保持位置に設定
された状態において、ワークWは、両ローラ313,3
14により駆動されて回転する。なお、各従動ローラH
12,H22,H31,H32は、ワークWにより駆動
されて従動的に回転しながら、このワークWを支持す
る。また、ワークWは、両支持パッド312,312’
間に流体静圧により支持されている。従って、このワー
クWは、両砥石11,21間の所定の位置において、自
転する。即ち、ワークWは、所定の円板状領域内にて回
転する。なお、両支持パッド312,312’,両駆動
ローラ313,314,及び各従動ローラH12,H2
2,H31,H32が、回転保持部に相当する。そし
て、回転検出器315は、そのローラをワークWの縁辺
に当接させて回転させることにより、このワークWの回
転速度を検出する。
When the work holding device 3 is located at the grinding position and the driven rollers H12 and H22 are set at the holding positions, the work W is moved between the rollers 313 and 3
Driven by 14 rotates. Each driven roller H
12, H22, H31, and H32 support the work W while being driven and rotated by the work W. In addition, the work W includes both support pads 312 and 312 ′.
It is supported by hydrostatic pressure between them. Accordingly, the work W rotates at a predetermined position between the two grindstones 11 and 21. That is, the work W rotates within a predetermined disc-shaped region. In addition, both support pads 312, 312 ', both drive rollers 313, 314, and each driven roller H12, H2
2, H31 and H32 correspond to the rotation holding unit. Then, the rotation detector 315 detects the rotation speed of the work W by rotating the roller by bringing the roller into contact with the edge of the work W.

【0073】さらに、このワークホルダ31は、ワーク
Wの断面形状を計測する計測部としての3対の変位セン
サ50e,50e’;50m,50m’;50c,50
c’を、備えている。これら各変位センサ50e,50
e’;50m,50m’;50c,50c’は、フレー
ム311に対して固定された一対のセンサ取付部材31
6,316’に対して、取り付けられている。これらセ
ンサ取付部材316,316’は、低熱膨張材料製であ
ることが望ましい。
Further, the work holder 31 has three pairs of displacement sensors 50e, 50e '; 50m, 50m'; 50c, 50 as a measuring section for measuring the sectional shape of the work W.
c ′. Each of these displacement sensors 50e, 50
e ′; 50 m, 50 m ′; 50 c, 50 c ′ are a pair of sensor mounting members 31 fixed to the frame 311.
6,316 '. These sensor mounting members 316 and 316 'are desirably made of a low thermal expansion material.

【0074】図9は、図8における9−9線に沿った断
面図である。センサ取付部材316は、矩形板状の基礎
部分とこの基礎部分から並行するように伸びた張出部分
とが一体に連結された概略形状を、有している。
FIG. 9 is a sectional view taken along line 9-9 in FIG. The sensor mounting member 316 has a general shape in which a rectangular plate-shaped base portion and a projecting portion extending parallel to the base portion are integrally connected.

【0075】図8に示されるように、センサ取付部材3
16の基礎部分は、フレーム311における駆動ローラ
314近傍に、固定されている。なお、このセンサ取付
部材316の張出部分は、ワークWの縁辺から中心へ向
けて、支持パッド312に対して所定の間隔を開けて、
張り出している。
As shown in FIG. 8, the sensor mounting member 3
The base portion 16 is fixed near the drive roller 314 in the frame 311. The projecting portion of the sensor attachment member 316 is spaced from the support pad 312 by a predetermined distance from the edge of the workpiece W toward the center.
It is overhanging.

【0076】そして、センサ取付部材316には、3つ
の変位センサ50e,50m,50cが取り付けられて
いる。変位センサ50eは、ワークWの縁辺近傍の位置
(計測位置)に配置されている。変位センサ50cは、
ワークWの中心近傍の位置(計測位置)に配置されてい
る。変位センサ50mは、これら両変位センサ50e,
50c間の位置(計測位置)に配置されている。なお、
変位センサ50mと変位センサ50eとの距離,及び,
変位センサ50mと変位センサ50cとの距離は、互い
に等しい。また、両変位センサ50e,50cは、支持
パッド312から退避した位置に配置されている。一
方、変位センサ50mは、支持パッド312に形成され
た貫通穴312a内に、配置されている。
Then, three displacement sensors 50e, 50m and 50c are mounted on the sensor mounting member 316. The displacement sensor 50e is arranged at a position (measurement position) near the edge of the work W. The displacement sensor 50c is
It is arranged at a position (measurement position) near the center of the work W. The displacement sensor 50m includes both of the displacement sensors 50e,
It is arranged at a position (measurement position) between 50c. In addition,
The distance between the displacement sensor 50m and the displacement sensor 50e, and
The distance between the displacement sensor 50m and the displacement sensor 50c is equal to each other. The two displacement sensors 50e and 50c are disposed at positions retreated from the support pad 312. On the other hand, the displacement sensor 50m is arranged in a through hole 312a formed in the support pad 312.

【0077】同様に、他方のセンサ取付部材316’
は、上記センサ取付部材316と同様に構成されてお
り、このセンサ取付部材316と、ワークWが回転する
平面に関して対称となるように、フレーム311に対し
て固定されている。さらに、センサ取付部材316’に
は、3つの変位センサ50e’,50m’,50c’
が、ワークWが回転する平面に関して各変位センサ50
e,50m,50cと夫々対称となるように、取り付け
られている。
Similarly, the other sensor mounting member 316 '
Is configured in the same manner as the sensor mounting member 316, and is fixed to the frame 311 so that the sensor mounting member 316 is symmetrical with respect to the plane on which the workpiece W rotates. Further, three displacement sensors 50e ', 50m', and 50c 'are provided on the sensor mounting member 316'.
However, each displacement sensor 50 with respect to the plane on which the workpiece W rotates
e, 50m, and 50c, respectively, so as to be symmetrical.

【0078】図10は、変位センサを示す模式図であ
る。この図10は、両変位センサ50c,50c’を、
図9における矢印10の方向に見た図になっている。こ
の図10の(A)に示されるように、変位センサ50c
は、長尺状の本体部分51,及び,この本体部分51の
先端に取り付けられた接触子52を、備えている。
FIG. 10 is a schematic view showing a displacement sensor. FIG. 10 shows that both displacement sensors 50c and 50c '
FIG. 9 is a diagram viewed in the direction of arrow 10 in FIG. As shown in FIG. 10A, the displacement sensor 50c
Has an elongated main body portion 51 and a contact 52 attached to the tip of the main body portion 51.

【0079】本体部分51は、その長手方向をワークW
に対して垂直に向けて、センサ取付部材316に固定さ
れている。接触子52は、先端が滑らかに突出した回転
対称な形状を有し、その軸を、本体部分51の長手方向
に一致させている。そして、この接触子52は、その軸
方向にのみ変位可能に本体部分51により案内されてい
るとともに、図示せぬスプリングにより、その軸方向に
おける先端の向きへ付勢されている。さらに、この変位
センサ50cは、その接触子52の基端側から本体部分
51の先端近傍の領域を保護するためのベローズ53
を、備えている。
The longitudinal direction of the main body portion 51 is
, And is fixed to the sensor mounting member 316. The contact 52 has a rotationally symmetric shape with its tip smoothly projecting, and its axis is aligned with the longitudinal direction of the main body 51. The contact 52 is guided by the main body 51 so as to be displaceable only in the axial direction, and is urged by a spring (not shown) in the direction of the tip in the axial direction. Further, the displacement sensor 50c has a bellows 53 for protecting a region near the distal end of the main body portion 51 from the base end side of the contact 52.
Is provided.

【0080】また、センサ取付部材316には、この変
位センサ50cに隣接させて配置されたシリンダ機構L
1が、固定されている。このシリンダ機構L1は、例え
ば、エアシリンダから構成され、進退可能なロッドを有
している。このシリンダ機構L1は、そのロッドの進退
方向を、変位センサ50cの本体部分51の長手方向に
対して平行に向けて、センサ取付部材316に固定され
ている。なお、図10の(A)には、シリンダ機構L1
がそのロッドを突出させた状態が示されており、図10
の(B)には、シリンダ機構L1がそのロッドを没入さ
せた状態が示されている。
The sensor mounting member 316 has a cylinder mechanism L disposed adjacent to the displacement sensor 50c.
1 is fixed. The cylinder mechanism L1 is formed of, for example, an air cylinder and has a rod that can move forward and backward. The cylinder mechanism L1 is fixed to the sensor mounting member 316 so that the rod advances and retreats in a direction parallel to the longitudinal direction of the main body 51 of the displacement sensor 50c. FIG. 10A shows the cylinder mechanism L1.
FIG. 10 shows a state in which the rod is projected.
(B) shows a state in which the cylinder mechanism L1 has the rod immersed therein.

【0081】さらに、このシリンダ機構L1のロッドの
先端には、引戻し部材L2が固定されている。この引戻
し部材は、長尺な角柱状の部分,この角柱状の部分の先
端から図10の左方へ矩形状に突出した部分,及び,こ
の突出した部分からさらに図10の左方へ突出した引戻
し板L21を、一体に有している。
Further, a retraction member L2 is fixed to the tip of the rod of the cylinder mechanism L1. This retraction member has a long prismatic portion, a rectangularly projecting leftward portion in FIG. 10 from the tip of the prismatic portion, and a further projecting leftward portion in FIG. 10 from the projecting portion. The pullback plate L21 is integrally provided.

【0082】この引戻し板L21は、矩形板状の外形を
有するとともに、小孔が開けられている。そして、この
引戻し板L21の小孔に、変位センサ50cの接触子5
2が、嵌合している。なお、この引戻し板L21の小孔
は、接触子52の軸方向における基端側へ広がったテー
パー状に開けられている。そして、接触子52は、引戻
し板L21の小孔に嵌合してその先端をこの引戻し板L
21から突出させている。
The pull-back plate L21 has a rectangular plate-like outer shape and has a small hole. The contact 5 of the displacement sensor 50c is inserted into the small hole of the pullback plate L21.
2 are fitted. The small hole of the pull-back plate L21 is formed in a tapered shape extending toward the base end of the contact 52 in the axial direction. The contact 52 fits into the small hole of the pull-back plate L21 and the tip thereof is connected to the pull-back plate L21.
21.

【0083】他方の変位センサ50c’は、上記変位セ
ンサ50cと同様に構成されており、この変位センサ5
0cとワークWが回転する所定の平面に関して対称に、
センサ取付部材316’に固定されている。また、この
変位センサ50c’に対応させて、シリンダ機構L1及
び引戻し部材L2が、同様に設けられている。
The other displacement sensor 50c 'has the same configuration as the displacement sensor 50c.
0c and symmetrically with respect to a predetermined plane on which the workpiece W rotates,
It is fixed to the sensor mounting member 316 '. Further, a cylinder mechanism L1 and a retraction member L2 are similarly provided corresponding to the displacement sensor 50c '.

【0084】図10の(A)に示されるように、両変位
センサ50c,50c’の接触子52は、夫々、両引戻
し板L21から突出して、ワークWに接触している。こ
の状態において、両接触子52,52は、夫々、両引戻
し板L21,L21に遊嵌しているものの、これら両引
戻し板L21,L21に接触してはいない。
As shown in FIG. 10A, the contacts 52 of the displacement sensors 50c and 50c 'project from the pull-back plates L21 and are in contact with the work W. In this state, the two contacts 52, 52 are loosely fitted to the two retraction plates L21, L21, respectively, but are not in contact with the two retraction plates L21, L21.

【0085】仮に、両接触子52,52間にワークWが
介在していなければ、これら両接触子52,52は、互
いに接触する。この状態においても、両接触子52,5
2は、夫々、両引戻し板L21,L21に接触しない。
なお、図10の(A)に示された状態において、両引戻
し板L21,L21は、互いに所定の間隔を開けて対向
しており、ワークWに接触することはない。この図10
の(A)に示された両変位センサ50c,50c’の状
態を、計測状態と称する。
If the workpiece W is not interposed between the two contacts 52, 52, the two contacts 52 come into contact with each other. Even in this state, both contacts 52, 5
2 do not contact the two return plates L21 and L21, respectively.
In the state shown in FIG. 10A, the two return plates L21 and L21 face each other with a predetermined space therebetween, and do not contact the work W. This FIG.
The state of the two displacement sensors 50c and 50c 'shown in FIG.

【0086】そして、両シリンダ機構L1,L1が、そ
のロッドを没入させると、両引戻し板L21,L21
は、夫々、両接触子52,52に当接してこれら両接触
子52,52をその基端側へ引戻しつつ、互いに離反す
る。この状態が、図10の(B)に示されている。この
図10の(B)に示された両変位センサ50c,50
c’の状態を、待機状態と称する。
Then, when the two cylinder mechanisms L1 and L1 retract their rods, the two return plates L21 and L21
Are separated from each other while abutting against the contacts 52 and 52 and pulling the contacts 52 and 52 back toward the base end thereof. This state is shown in FIG. The two displacement sensors 50c, 50 shown in FIG.
The state of c 'is called a standby state.

【0087】なお、両変位センサ50e,50e’及び
両変位センサ50c,50c’は、夫々、両変位センサ
50c,50c’と同様に構成されている。
The two displacement sensors 50e, 50e 'and the two displacement sensors 50c, 50c' have the same configuration as the two displacement sensors 50c, 50c ', respectively.

【0088】図11は、両頭研削盤の制御系のうちの変
位センサ50及びシリンダ機構L1の制御に関する部分
を示す図である。この図11に示されるように、両頭研
削盤の制御部5は、各変位センサ50(50e,50
e’;50m,50m’;50c,50c’)と夫々接
続されており、その出力信号に基づいて各接触子52の
位置を取得することができる。さらに、制御部5は、各
シリンダ機構L1を夫々制御して、各変位センサ50
を、計測状態又は待機状態に設定することができる。
FIG. 11 is a diagram showing a portion related to control of the displacement sensor 50 and the cylinder mechanism L1 in the control system of the double-headed grinding machine. As shown in FIG. 11, the control unit 5 of the double-headed grinding machine controls the displacement sensors 50 (50e, 50e).
e '; 50m, 50m'; 50c, 50c '), and the position of each contact 52 can be obtained based on the output signal. Further, the control unit 5 controls each of the cylinder mechanisms L1 so that each of the displacement sensors 50
Can be set to a measurement state or a standby state.

【0089】なお、ワークホルダ31がワークWを保持
していない状態において、制御部5は、各変位センサ5
0を計測状態に設定することにより、相対向した接触子
52,52同士を、接触させ、この状態における変位セ
ンサ50からの出力信号に基づき、いわゆる0点調節を
行う。具体的には、制御部5は、両変位センサ50c,
50c’の接触子52同士が接触した状態において、こ
れら両変位センサ50c,50c’からの出力信号を夫
々取得し、当該出力信号の値を基準値(0点)として認
識する。
When the work holder 31 does not hold the work W, the control unit 5
By setting 0 to the measurement state, the opposing contacts 52 are brought into contact with each other, and so-called zero point adjustment is performed based on the output signal from the displacement sensor 50 in this state. Specifically, the control unit 5 includes the two displacement sensors 50c,
In a state where the contacts 52c 'are in contact with each other, the output signals from the displacement sensors 50c and 50c' are respectively obtained, and the value of the output signal is recognized as a reference value (point 0).

【0090】その後、ワークホルダ31がワークWを保
持した状態において、制御部5は、各変位センサ50を
計測状態に設定することにより、両変位センサ50c,
50c’の接触子52を、夫々、ワークWに当接させ
る。そして、制御部5は、この状態における両変位セン
サ50c,50c’からの出力信号を取得して基準値と
比較することにより、両接触子52,52同士が接触し
た位置から、これら両接触子がどれだけ変位したかを正
確に認識することができる。さらに、制御部5は、両接
触子52,52の変位同士を加算することにより、これ
ら両接触子52の位置におけるワークWの表裏面の間隔
(ワークWの厚さ)を、取得することができる。
Thereafter, in a state where the work holder 31 holds the work W, the control unit 5 sets each of the displacement sensors 50 to the measurement state, so that both the displacement sensors 50c,
The contacts 52c ′ are brought into contact with the workpiece W, respectively. Then, the control unit 5 obtains the output signals from both the displacement sensors 50c, 50c 'in this state and compares them with the reference value, so that the two contactors 52, 52 are contacted with each other from the contact position. Can be accurately recognized. Further, the control unit 5 can obtain the distance between the front and back surfaces of the work W (the thickness of the work W) at the positions of the both contacts 52 by adding the displacements of the two contacts 52, 52. it can.

【0091】そして、制御部5は、両変位センサ50
c,50c’からの出力信号に基づいて、ワークWの中
心近傍における厚さ(中心厚さTc)を取得し、両変位
センサ50e,50e’からの出力信号に基づいて、ワ
ークWの縁辺近傍における厚さ(縁辺厚さTe)を取得
し、両変位センサ50m,50m’からの出力信号に基
づいて、ワークWの中心と縁辺との中間の位置における
厚さ(中間厚さTm)を取得することができる。
The control unit 5 controls the two displacement sensors 50
c, 50c ′, the thickness near the center of the work W (center thickness Tc) is obtained, and based on the output signals from both displacement sensors 50e, 50e ′, the vicinity of the edge of the work W is obtained. And the thickness (intermediate thickness Tm) at a position intermediate the center and the edge of the workpiece W based on the output signals from the displacement sensors 50m and 50m '. can do.

【0092】<ワーク形状と砥石の姿勢との関係>上記
のように取得された中心厚さ,縁辺厚さ,及び中間厚さ
(Tc,Te,Tm)に基づき、制御部5は、図17を
参照して後述するように、ワークWの形状を推定するこ
とができる。このワークWの形状は、両砥石11,12
のワークWの表裏面に対する相対的な姿勢により、決定
される。
<Relationship between Work Shape and Posture of Grinding Stone> Based on the center thickness, edge thickness, and intermediate thickness (Tc, Te, Tm) acquired as described above, the control unit 5 executes the process shown in FIG. , The shape of the work W can be estimated as described later. The shape of the work W is determined by the two whetstones 11 and 12.
Of the work W relative to the front and back surfaces.

【0093】以下、砥石11の姿勢とワークWの形状に
つき、図12乃至図16を参照して説明する。図12に
示されるように、砥石11の回転軸がワークWの回転軸
と平行であると、ワークWは、平坦な円板状に研削され
る。即ち、ワークWの回転軸と垂直な当該ワークWの仮
想中心面を想定すると、この仮想中心面と砥石11の作
用面のなす傾斜角θがθ=0°のとき、ワークWは、平
坦な円板状に研削される。なお、この傾斜角θは、ワー
クWの回転軸と砥石11の回転軸とのなす角に等しい。
この図12に示された砥石11の状態が、基準状態に相
当する。そして、この基準状態にある砥石11の回転軸
とワークWの回転軸とを含む平面(ZX平面)が、基準
平面に相当する。
Hereinafter, the posture of the grindstone 11 and the shape of the work W will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 12, when the rotation axis of the grindstone 11 is parallel to the rotation axis of the work W, the work W is ground into a flat disk shape. That is, assuming a virtual center plane of the work W perpendicular to the rotation axis of the work W, when the inclination angle θ between the virtual center plane and the working surface of the grindstone 11 is θ = 0 °, the work W is flat. Grinded into a disk shape. The inclination angle θ is equal to the angle between the rotation axis of the work W and the rotation axis of the grindstone 11.
The state of the grindstone 11 shown in FIG. 12 corresponds to a reference state. A plane (ZX plane) including the rotation axis of the grindstone 11 and the rotation axis of the workpiece W in the reference state corresponds to the reference plane.

【0094】一方、図13に示されるように、傾斜角θ
がθ=θ1になるときには、ワークWは、平坦な円板状
には研削されない。なお、θ1は、0より大きい微小な
角である。このワークWの形状は、傾斜角θと、その位
相αにより決定される。なお、図13乃至図16では、
傾斜角θはいずれもθ=θ1であるが、その位相αが互
いに異なっている。
On the other hand, as shown in FIG.
Is equal to θ = θ1, the workpiece W is not ground into a flat disk shape. Note that θ1 is a small angle larger than 0. The shape of the work W is determined by the inclination angle θ and its phase α. 13 to 16,
Each of the inclination angles θ is θ = θ1, but the phases α are different from each other.

【0095】この傾斜角θの位相αは、傾斜角θが掃引
する面とZX平面とのなす角により、決定される。図1
3に示されるように、ワークWの回転軸が図13のZ方
向と平行である場合に、砥石11の回転軸がZX平面と
平行であるとともに、砥石11の図13における左方の
縁辺がその他の部分よりもワークWに近接しているとき
の傾斜角θの位相αがα=0である。
The phase α of the inclination angle θ is determined by the angle between the surface swept by the inclination angle θ and the ZX plane. FIG.
As shown in FIG. 3, when the rotation axis of the workpiece W is parallel to the Z direction in FIG. 13, the rotation axis of the grindstone 11 is parallel to the ZX plane, and the left edge of the grindstone 11 in FIG. The phase α of the inclination angle θ when the position is closer to the work W than the other parts is α = 0.

【0096】図14には、位相αがα=30°、即ち、
傾斜角θが掃引する面とZX平面とのなす角である位相
αはα=30°、の状態が示されている。
FIG. 14 shows that the phase α is α = 30 °, that is,
The phase α, which is the angle between the sweep plane and the ZX plane, of the inclination angle θ is α = 30 °.

【0097】図15には、位相αがα=120°、即
ち、傾斜角θが掃引する面とZX平面とのなす角である
位相αはα=120°、の状態が示されている。
FIG. 15 shows a state in which the phase α is α = 120 °, that is, the phase α which is the angle between the sweep plane and the ZX plane with the inclination angle θ is α = 120 °.

【0098】図16には、位相αがα=180°、即
ち、傾斜角θが掃引する面とZX平面とのなす角である
位相αはα=180°、の状態が示されている。
FIG. 16 shows a state in which the phase α is α = 180 °, that is, the phase α which is the angle between the sweep plane and the ZX plane with the inclination angle θ is 180 °.

【0099】そして、この傾斜角θ及びその位相αによ
り、ワークWの形状は、式(9) Δt=rW・sin〔α−sin-1{rW/(2・RG)}〕 …(9) に基づいて決定される。なお、式(9)において、Δt
は、ワークWの表面(裏面)における中心からの距離r
Wを変数としたワークWの仮想中心面とワークの表面
(裏面)との間隔である。また、RGは、砥石11の半
径である。そして、ワークWの厚さTは、ワークWの仮
想中心面と表面との間隔(Δt),及び,ワークWの仮
想中心面と裏面との間隔(Δt)の和である。この
(9)式により、傾斜角θ及びその位相αに応じたワー
クWの形状が、決定される。
Then, based on the inclination angle θ and the phase α, the shape of the work W can be expressed by the following equation (9) Δt = r W · sin [α-sin -1 {r W / (2 · R G )}] It is determined based on (9). Note that in equation (9), Δt
Is the distance r from the center on the front surface (back surface) of the work W.
This is the distance between the virtual center plane of the work W and the front surface (back surface) of the work, where W is a variable. R G is the radius of the grindstone 11. The thickness T of the work W is the sum of the distance (Δt) between the virtual center plane and the front surface of the work W and the distance (Δt) between the virtual center plane and the back surface of the work W. The shape of the workpiece W according to the inclination angle θ and its phase α is determined by the equation (9).

【0100】以下、より具体的に、位相αとワークWの
形状について説明する。図17は、傾斜角θがθ=θ1
(>0)である場合のその位相αに対応したワークWの
縦断面形状を示す模式図である。
Hereinafter, the phase α and the shape of the work W will be described more specifically. FIG. 17 shows that the inclination angle θ is θ = θ1.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a vertical cross-sectional shape of a work W corresponding to a phase α when (> 0).

【0101】図17の(A)は、図13のように位相α
がα=0である場合におけるワークWの形状を示してい
る。この場合には、ワークWの中心厚さTc,縁辺厚さ
Te,及び中間厚さTmの関係は、Tc<Tm<Te
(第1の条件に相当)である。
FIG. 17A shows the phase α as shown in FIG.
Shows the shape of the work W when α = 0. In this case, the relationship between the center thickness Tc, the edge thickness Te, and the intermediate thickness Tm of the workpiece W is Tc <Tm <Te.
(Corresponding to the first condition).

【0102】図17の(B)は、図14のように位相α
がα=30°である場合におけるワークWの形状を示し
ている。この場合には、ワークWの中心厚さTc,縁辺
厚さTe,及び中間厚さTmの関係は、Tc>Tmかつ
Te>Tm(第2の条件に相当)である。
FIG. 17B shows the phase α as shown in FIG.
Shows the shape of the work W when α = 30 °. In this case, the relationship between the center thickness Tc, the edge thickness Te, and the intermediate thickness Tm of the work W is Tc> Tm and Te> Tm (corresponding to the second condition).

【0103】図17の(C)は、図15のように位相α
がα=120°である場合におけるワークWの形状を示
している。この場合には、ワークWの中心厚さTc,縁
辺厚さTe,及び中間厚さTmの関係は、Tc>Tm>
TeかつTc−Tm≒Tm−Te(第3の条件に相当)
である。
FIG. 17C shows the phase α as shown in FIG.
Shows the shape of the work W when α = 120 °. In this case, the relationship between the center thickness Tc, the edge thickness Te, and the intermediate thickness Tm of the work W is expressed as Tc>Tm>
Te and Tc−Tm ≒ Tm−Te (corresponding to the third condition)
It is.

【0104】図17の(D)は、図16のように位相α
がα=180°である場合におけるワークWの形状を示
している。この場合には、ワークWの中心厚さTc,縁
辺厚さTe,及び中間厚さTmの関係は、Tc>Tm>
TeかつTc−Te≒Tm−Te(第4の条件に相当)
である。
FIG. 17D shows the phase α as shown in FIG.
Shows the shape of the work W when α = 180 °. In this case, the relationship between the center thickness Tc, the edge thickness Te, and the intermediate thickness Tm of the work W is expressed as Tc>Tm>
Te and Tc-Te ≒ Tm-Te (corresponding to the fourth condition)
It is.

【0105】なお、位相αがα=90°のときには、ワ
ークWの形状は、上記図17の(A)〜(D)のいずれ
にも該当しない。
When the phase α is α = 90 °, the shape of the work W does not correspond to any of the above-mentioned FIGS.

【0106】上記のように、砥石11の姿勢とワークW
の形状との関係がわかっているので、制御部5は、各変
位センサ50c,50c’;50e,50e’;50
m,50m’により取得されたワークWの中心厚さT
c,縁辺厚さTe,及び中間厚さTmに基づき、傾斜角
θ及びその位相αにより特徴づけられる砥石11,21
の姿勢を認識することができる。
As described above, the posture of the grindstone 11 and the work W
Since the relationship between the displacement sensors 50c and 50c '; 50e and 50e';
m, the center thickness T of the workpiece W obtained by 50 m '
c, the edge thickness Te, and the intermediate thickness Tm, the grinding wheels 11, 21 characterized by the inclination angle θ and the phase α thereof.
Posture can be recognized.

【0107】まず、Tc=Te=Tmであれば、ワーク
Wは平坦に研削されていると推定される。即ち、傾斜角
θは、θ=0と推定される。一方、それ以外の場合に
は、傾斜角θはθ≠0であると推定される。この傾斜角
がθ≠0である場合には、制御部5は、位相α及び傾斜
角θを以下の手順で推定する。
First, if Tc = Te = Tm, it is estimated that the work W is ground flat. That is, the inclination angle θ is estimated to be θ = 0. On the other hand, in other cases, the inclination angle θ is estimated to be θ ≠ 0. When the inclination angle is θ ≠ 0, the control unit 5 estimates the phase α and the inclination angle θ according to the following procedure.

【0108】まず、制御部5は、ワークWの中心厚さT
c,縁辺厚さTe,及び中間厚さTmの関係を調べる。
そして、中心厚さTc,縁辺厚さTe,及び中間厚さT
mの関係が、Tc<Tm<Teである場合には、図13
及び図17の(A)に示されるように、位相αはα=0
と判別される。この場合には、傾斜角θは、以下の式
(10) θ=2・(Te−Tc)/(RG・sin(π/3)) …(10) に基づいて算出される。
First, the control unit 5 determines the center thickness T of the workpiece W.
The relationship between c, the edge thickness Te, and the intermediate thickness Tm is examined.
The center thickness Tc, the edge thickness Te, and the intermediate thickness T
When the relationship of m is Tc <Tm <Te, FIG.
As shown in FIG. 17A, the phase α is α = 0.
Is determined. In this case, the inclination angle θ is calculated based on the following equation (10) θ = 2 · (Te−Tc) / ( RG · sin (π / 3)) (10)

【0109】また、中心厚さTc,縁辺厚さTe,及び
中間厚さTmの関係が、Tc>TmかつTe>Tmであ
る場合には、図14及び図17の(B)に示されるよう
に、位相αはα=30°と判別される。この場合には、
傾斜角θは、以下の式(11) θ=2・(Te+Tc−2・Tm)/(2・RG・(1−cos(π/12)) ) …(11) に基づいて算出される。
When the relationship between the center thickness Tc, the edge thickness Te, and the intermediate thickness Tm is Tc> Tm and Te> Tm, as shown in FIGS. 14 and 17B. The phase α is determined to be α = 30 °. In this case,
The inclination angle θ is calculated based on the following equation (11) θ = 2 · (Te + Tc−2 · Tm) / (2 · RG · (1−cos (π / 12))) (11) .

【0110】また、中心厚さTc,縁辺厚さTe,及び
中間厚さTmの関係が、Tc>Tm>TeかつTc−T
m≒Tm−Teである場合には、図15及び図17の
(C)に示されるように、位相αはα=120°と判別
される。この場合には、傾斜角θは、以下の式(12) θ=(Tc−Te)/(2・RG・sin(π/12)) …(12) に基づいて算出される。
The relationship between the center thickness Tc, the edge thickness Te, and the intermediate thickness Tm is such that Tc>Tm> Te and Tc−T
When m ≒ Tm-Te, the phase α is determined to be α = 120 ° as shown in FIGS. 15 and 17C. In this case, the inclination angle θ is calculated based on the following equation (12) θ = (Tc−Te) / (2 · RG · sin (π / 12)) (12)

【0111】また、中心厚さTc,縁辺厚さTe,及び
中間厚さTmの関係が、Tc>Tm>TeかつTc−T
e≒Tm−Teである場合には、図16及び図17の
(D)に示されるように、位相αはα=180°と判別
される。この場合には、傾斜角θは、以下の式(13) θ=2・(Te−Tc)/(RG・sin(π/3)) …(13) に基づいて算出される。
The relation between the center thickness Tc, the edge thickness Te, and the intermediate thickness Tm is Tc>Tm> Te and Tc−T
When e ≒ Tm−Te, as shown in FIGS. 16 and 17D, the phase α is determined to be α = 180 °. In this case, the inclination angle θ is calculated based on the following equation (13) θ = 2 · (Te−Tc) / ( RG · sin (π / 3)) (13)

【0112】なお、中心厚さTc,縁辺厚さTe,及び
中間厚さTmの関係が、Tc=Te=Tmでもなく、図
17の(A)〜(D)のどの状態にも該当しない(第1
乃至第4の条件を満たさない)場合には、位相角αはα
=90°と判別される。この場合には、傾斜角θは、以
下の式(14) θ=(Te−Tc)/(2・RG・sin(π/12)・cos(π/6)) …(14) に基づいて算出される。
Note that the relationship between the center thickness Tc, the edge thickness Te, and the intermediate thickness Tm is not Tc = Te = Tm, and does not correspond to any of the states (A) to (D) in FIG. First
To the fourth condition are not satisfied), the phase angle α is α
= 90 °. In this case, the inclination angle θ is based on the following equation (14) θ = (Te−Tc) / (2 · RG · sin (π / 12) · cos (π / 6)) (14) Is calculated.

【0113】そして、制御部5は、上記のように推定し
た傾斜角θ及びその位相αに基づいて、各砥石11,2
1のワークWに対する相対的な位置及び姿勢を認識する
とともに、このワークWを所望の形状に研削する。
Then, the control unit 5 controls the grinding wheels 11 and 12 based on the inclination angle θ and the phase α estimated as described above.
In addition to recognizing the relative position and posture of the work W, the work W is ground into a desired shape.

【0114】具体的には、制御部5は、ワークWを平坦
な円板状に研削するのであれば、各サーボバルブ123
V,124V,125V,126V,127Vを制御し
て、両砥石11,21の傾斜角θをθ=0に調節する。
すると、ワークWは、平坦な円板状に研削される。
Specifically, if the control unit 5 is to grind the work W into a flat disk shape, the servo valve 123
V, 124 V, 125 V, 126 V, and 127 V are controlled to adjust the inclination angle θ of both grinding wheels 11 and 21 to θ = 0.
Then, the work W is ground into a flat disk shape.

【0115】なお、この両頭研削盤による研削工程以後
の工程との関係から、ワークWが平坦以外の所定の形状
に研削されることが好ましい場合がある。このような場
合には、制御部5は、各サーボバルブ123V,124
V,125V,126V,127Vを制御して、両砥石
11,21の傾斜角θ及びその位相αを調節することに
より、ワークWを所望の形状に研削することができる。
即ち、このワークWは、例えば、図17の(A)乃至
(D)から選択される所望の形状に加工される。
In some cases, it is preferable that the workpiece W is ground into a predetermined shape other than the flat shape in view of the relationship with the processes after the grinding process by the double-headed grinding machine. In such a case, the control unit 5 controls each servo valve 123V, 124
By controlling V, 125V, 126V, and 127V to adjust the inclination angle θ and the phase α of both grindstones 11, 21, the work W can be ground into a desired shape.
That is, the work W is processed into a desired shape selected from, for example, FIGS. 17A to 17D.

【0116】<研削加工の手順>以下、両頭研削盤がワ
ークWを所望の形状に研削する処理について、説明す
る。まず、オペレータは、両砥石11,21砥石のドレ
ッシング等の調整を行った後、制御部5に対して、各変
位センサ50の0点調節を指示する。なお、ワーク保持
装置3は退避位置に設定されており、ワーク保持装置3
のワークホルダ31にはワークWが保持されていない。
この0点調節の指示を受けると、制御部5は、各変位セ
ンサ50を計測状態に設定する。すると、各変位センサ
50の対応する接触子52同士は、互いに接触する。そ
して、制御部5は、この状態における各変位センサ50
からの出力信号に基づき、これら各変位センサ50の0
点調節を実行する。この0点調節後、各変位センサ50
は、待機状態に設定される。
<Procedure of Grinding Process> The process of grinding the work W into a desired shape by the double-headed grinding machine will be described below. First, the operator adjusts the dressing of the grinding wheels 11 and 21 and the like, and then instructs the control unit 5 to adjust the zero point of each displacement sensor 50. The work holding device 3 is set at the retracted position, and the work holding device 3
The work W is not held in the work holder 31 of FIG.
When receiving the instruction for the zero point adjustment, the control unit 5 sets each displacement sensor 50 to the measurement state. Then, the corresponding contacts 52 of each displacement sensor 50 contact each other. Then, the control unit 5 controls each displacement sensor 50 in this state.
0 of each of these displacement sensors 50 based on the output signal from
Perform point adjustment. After this zero point adjustment, each displacement sensor 50
Is set to the standby state.

【0117】その後、制御部5は、研削前の状態のワー
クWを図示せぬロボットによりワークホルダ31に保持
させ、ワーク保持装置3を研削位置へ移動させる。同時
に、制御部5は、主軸モータ128を回転させることに
より、両砥石11,21を高速回転させる。なお、この
時点では、両砥石11,21の姿勢の調整はなされな
い。
Thereafter, the control section 5 causes the work holder 31 to hold the work W before grinding by a robot (not shown), and moves the work holding device 3 to the grinding position. At the same time, the control unit 5 rotates the grindstones 11 and 21 at high speed by rotating the spindle motor 128. At this point, the postures of the grinding wheels 11 and 21 are not adjusted.

【0118】そのうえで、制御部5は、図18のフロー
チャートに従って、研削処理を進める。この図18のフ
ローチャート開始後最初のS1では、制御部5は、リニ
アセンサ16からの出力を監視しつつ駆動供給部15を
制御して、両スピンドル装置1,2同士を、所定の切り
込み速度で近接させてゆく。そして、制御部5は、両ス
ピンドル装置1,2同士が、予め定められた間隔に達し
たところで、処理をS2へ進める。なお、この間隔は、
ワークWの表裏面の全域に対して両砥石11,21が夫
々当接する(いわゆる全面当たりとなる)程度の間隔と
して定められている。また、以下のS2乃至S7におい
て、両スピンドル装置1,2同士は、近接しつづける。
但し、制御部5は、切り込み速度を一定としてもよく、
変化させてもよい。
Then, the control section 5 proceeds with the grinding process according to the flowchart of FIG. In the first step S1 after the start of the flowchart of FIG. 18, the control unit 5 controls the drive supply unit 15 while monitoring the output from the linear sensor 16 so that the two spindle devices 1 and 2 are separated at a predetermined cutting speed. Make them approach each other. Then, when the two spindle devices 1 and 2 reach the predetermined interval, the control unit 5 advances the processing to S2. This interval is
The interval is set to such an extent that the two grindstones 11 and 21 abut on the entire area of the front and back surfaces of the work W (so-called full contact). In the following S2 to S7, the spindle devices 1 and 2 are kept close to each other.
However, the control unit 5 may make the cutting speed constant,
It may be changed.

【0119】S2では、制御部5は、研削を続けつつ、
各変位センサ50を計測状態に設定する。すると、各変
位センサ50の接触子52は、ワークWに当接し、制御
部5は、このワークWの中心厚さTc,縁辺厚さTe,
及び中間厚さTmを取得する。なお、制御部5は、ワー
クWが数回転する間、各変位センサ50からの出力信号
を取得し続け、取得した出力信号の平均値を厚さの値
(Tc,Te,Tm)として決定する。そして、制御部
5は、これら中心厚さTc,縁辺厚さTe,及び中間厚
さTmが決定した直後に、各変位センサ50を待機状態
に設定する。
In S2, the control unit 5 continues the grinding,
Each displacement sensor 50 is set to a measurement state. Then, the contact 52 of each displacement sensor 50 comes into contact with the workpiece W, and the control unit 5 determines the center thickness Tc, the edge thickness Te, and the edge thickness Te of the workpiece W.
And the intermediate thickness Tm. Note that the control unit 5 continues to acquire the output signals from each displacement sensor 50 while the work W rotates several times, and determines the average value of the acquired output signals as the thickness value (Tc, Te, Tm). . Then, immediately after the center thickness Tc, the edge thickness Te, and the intermediate thickness Tm are determined, the control unit 5 sets each displacement sensor 50 to a standby state.

【0120】次のS3では、制御部5は、ワークWが所
望の状態になっているかどうか、判別する。即ち、制御
部5は、S2で取得した中心厚さTc,縁辺厚さTe,
及び中間厚さTmが、夫々、予め定められた目標値と一
致しているかどうか、判別する。なお、目標値は、中心
厚さTc,縁辺厚さTe,及び中間厚さTmの夫々に対
応させて、個別に定められている。そして、制御部5
は、ワークWが所望の状態になっていれば処理をS7へ
進め、それ以外の場合には、処理をS4へ進める。
In the next S3, the control section 5 determines whether or not the work W is in a desired state. That is, the control unit 5 determines the center thickness Tc, the edge thickness Te,
Then, it is determined whether or not the intermediate thickness Tm matches a predetermined target value. Note that the target value is individually determined in correspondence with each of the center thickness Tc, the edge thickness Te, and the intermediate thickness Tm. And the control unit 5
Advances the process to S7 if the workpiece W is in a desired state, and advances the process to S4 otherwise.

【0121】S4では、制御部5は、S2で取得した中
心厚さTc,縁辺厚さTe,及び中間厚さTmに基づい
て、砥石11,21の姿勢を取得する。即ち、制御部5
は、砥石11,21のワークWに対する相対的な姿勢を
特徴づける傾斜角θ及びその位相αを、上述の如く算出
する。
In S4, the control unit 5 acquires the attitude of the grindstones 11 and 21 based on the center thickness Tc, the edge thickness Te, and the intermediate thickness Tm acquired in S2. That is, the control unit 5
Calculates the inclination angle θ and the phase α thereof, which characterize the relative attitude of the grindstones 11 and 21 with respect to the workpiece W, as described above.

【0122】次のS5では、制御部5は、S4で取得し
た傾斜角θ及びその位相αに基づき、ワークWが所望の
形状となるように、両砥石11,21の姿勢を夫々調節
する。即ち、制御部5は、Xセンサ123S,Yセンサ
124S,各Zセンサ125S,126S,127Sか
らの出力を監視しつつ、各サーボバルブ123V,12
4V,125V,126V,127Vを夫々制御して、
傾斜角θ及びその位相αが所望の値となるように、両砥
石11,21の姿勢を夫々調節する。
In the next S5, the control unit 5 adjusts the postures of the two grindstones 11 and 21 based on the inclination angle θ and the phase α obtained in S4 so that the work W has a desired shape. That is, the control unit 5 monitors the outputs from the X sensor 123S, the Y sensor 124S, and the Z sensors 125S, 126S, and 127S while controlling the servo valves 123V and 12S.
4V, 125V, 126V, 127V are controlled respectively,
The postures of the grindstones 11 and 21 are respectively adjusted so that the inclination angle θ and the phase α have desired values.

【0123】次のS6では、制御部5は、両砥石11,
21の姿勢をS5で調節した状態に保つとともに、所定
の時間、研削を続行する。そして、制御部5は、所定の
時間が経過した後、処理をS2へ戻す。
In the next S6, the control unit 5 controls the two grinding wheels 11,
While maintaining the posture of S21 adjusted in S5, grinding is continued for a predetermined time. Then, after a predetermined time has elapsed, the control unit 5 returns the processing to S2.

【0124】S7では、上記S3においてワークWが所
望の状態に研削されたと判別されたので、制御部5は、
最終研削を実行して処理を終了する。即ち、制御部5
は、少なくともワークWが1回転する間、研削を続け、
処理を終了する。なお、ワークWの表裏面に変位センサ
50の接触子52による接触痕が残っていたとしても、
この最終研削によって当該接触痕は消えてしまう。即
ち、ワークWの表面は、滑らかな状態に仕上がる。
In S7, since it is determined that the work W has been ground to a desired state in S3, the control unit 5
The final grinding is executed and the processing is terminated. That is, the control unit 5
Continues grinding for at least one rotation of the workpiece W,
The process ends. In addition, even if the contact mark by the contact 52 of the displacement sensor 50 remains on the front and back surfaces of the workpiece W,
The contact marks disappear by the final grinding. That is, the surface of the work W is finished in a smooth state.

【0125】このように、制御部5は、各変位センサ5
0による計測(インプロセス計測)に基づいてワークW
の形状を監視しつつ、両砥石11,21の姿勢を調節し
て、ワークWを所望の形状に研削することができる。な
お、制御部5は、ワークWの形状を監視しているので、
このワークWが所望の形状に近づくまでは、切り込み速
度を速くして、所望の形状に近づいた段階で、切り込み
速度を遅くすることも可能になる。すると、ワークWの
歩留まりが高く保たれるとともに、研削に要する時間が
短縮される。
As described above, the control unit 5 controls the displacement sensors 5
Work W based on measurement by 0 (in-process measurement)
The workpiece W can be ground into a desired shape by monitoring the shape of the workpiece and adjusting the postures of the two grindstones 11 and 21. Since the control unit 5 monitors the shape of the work W,
Until the workpiece W approaches a desired shape, the cutting speed can be increased, and when the workpiece W approaches the desired shape, the cutting speed can be reduced. Then, the yield of the work W is kept high, and the time required for grinding is reduced.

【0126】以後、同様に、未加工のワークWが研削さ
れてゆく。なお、各変位センサ50の0点調節は、毎回
なされてもよく、研削が所定回数実行された後になされ
てもよい。
Thereafter, similarly, the unprocessed work W is ground. The zero point adjustment of each displacement sensor 50 may be performed every time, or may be performed after grinding is performed a predetermined number of times.

【0127】<変形例>上記実施形態における変位セン
サ50は、接触子52を有する接触式変位センサである
が、この変位センサ50は、非接触式変位センサであっ
てもよい。即ち、この非接触式変位センサは、ワークW
に接触することなくこのワークWの回転軸と平行な方向
における変位の成分を計測する変位取得器を備えた非接
触式変位センサであってもよい。例えば、この非接触式
変位センサは、レーザーフォーカス変位計であってもよ
く、渦電流式変位センサであってもよい。このように、
非接触式センサが用いられれば、図18のフローチャー
トにおける最終研削(S7)の処理が不要となる。
<Modification> Although the displacement sensor 50 in the above embodiment is a contact displacement sensor having a contact 52, the displacement sensor 50 may be a non-contact displacement sensor. That is, this non-contact type displacement sensor is
A non-contact type displacement sensor provided with a displacement acquisition unit that measures a displacement component in a direction parallel to the rotation axis of the workpiece W without contacting the workpiece W. For example, the non-contact displacement sensor may be a laser focus displacement meter or an eddy current displacement sensor. in this way,
If a non-contact sensor is used, the processing of the final grinding (S7) in the flowchart of FIG. 18 becomes unnecessary.

【0128】以下、より具体的に、レーザフォーカス変
位計を有するセンサユニットについて、説明する。図1
9は、このセンサユニット60を備えたワークホルダ3
1’を示す構成図である。このワークホルダ31’は、
図8に示された上記実施形態のワークホルダ31の構成
において、本変形例のセンサユニット60を備えた点を
特徴としている。なお、本変形例のワークホルダ31’
は、上述の接触式の変位センサ50を有していない。こ
のため、本変形例のワークホルダ31’の支持パッド3
18(,318’)には、変位センサ50のための貫通
穴が開けられていない。
Hereinafter, a sensor unit having a laser focus displacement meter will be described more specifically. FIG.
9 is a work holder 3 having the sensor unit 60.
It is a block diagram showing 1 '. This work holder 31 ′
The configuration of the work holder 31 of the above embodiment shown in FIG. 8 is characterized in that the sensor unit 60 of the present modification is provided. It should be noted that the work holder 31 ′ of the present modification is
Does not have the contact-type displacement sensor 50 described above. For this reason, the support pad 3 of the work holder 31 'of the present modification is
18 (, 318 ′), a through hole for the displacement sensor 50 is not formed.

【0129】図20は、図19におけるのJ−J線に沿
った断面図である。この図20に示されるように、セン
サユニット60は、レーザフォーカス変位計(以下、変
位計と略記)61を備えている。この変位計61は、図
示せぬレーザ光源及び対物レンズを備え、その対物レン
ズを光軸方向へ高速で振動させることにより、レーザビ
ームのビーム軸方向における所定領域を掃引する非接触
式センサである。
FIG. 20 is a sectional view taken along the line JJ in FIG. As shown in FIG. 20, the sensor unit 60 includes a laser focus displacement meter (hereinafter, abbreviated as displacement meter) 61. The displacement meter 61 is a non-contact sensor that includes a laser light source and an objective lens (not shown) and vibrates the objective lens at a high speed in the optical axis direction to sweep a predetermined area in the beam axis direction of the laser beam. .

【0130】さらに、このセンサユニット60は、フレ
ーム311に対して固定されたガイド部材62,モータ
63,及びボールネジ64を、備えている。これらガイ
ド部材62,モータ63,及びボールネジ64は、セン
サスライド機構に相当する。なお、図19に示されるよ
うに、ワークWが回転する円板状領域における中心から
縁辺に沿って、所定の計測線分Fが仮想的に設定されて
いる。そして、ガイド部材62は、変位計61を、計測
線分Fに沿って移動可能に案内している。
The sensor unit 60 further includes a guide member 62 fixed to the frame 311, a motor 63, and a ball screw 64. The guide member 62, the motor 63, and the ball screw 64 correspond to a sensor slide mechanism. As shown in FIG. 19, a predetermined measurement line segment F is virtually set from the center to the edge of the disk-shaped region where the workpiece W rotates. The guide member 62 guides the displacement meter 61 movably along the measurement line segment F.

【0131】図20に示されるように、モータ63は、
ガイド部材62に対して固定されており、その出力軸に
は、ボールネジ64のオネジが取り付けられている。こ
のボールネジ64のメネジは、変位計61に対して固定
されている。
As shown in FIG. 20, the motor 63
The male screw of the ball screw 64 is attached to the output shaft of the guide member 62. The internal thread of the ball screw 64 is fixed to the displacement meter 61.

【0132】なお、上記センサユニット60は、ワーク
Wの表面に対応させて設けられている。そして、ワーク
Wの裏面に対応させて、上記センサユニット60と同様
に構成されたセンサユニット60’が、設けられてい
る。図20に示されるように、センサユニット60’
は、ワークWが回転する平面に関して上記センサユニッ
ト60と対称に配置されている。
The sensor unit 60 is provided so as to correspond to the surface of the work W. Further, a sensor unit 60 ′ configured similarly to the sensor unit 60 is provided corresponding to the back surface of the work W. As shown in FIG. 20, the sensor unit 60 ′
Are arranged symmetrically with the sensor unit 60 with respect to the plane on which the workpiece W rotates.

【0133】これら両センサユニット60,60’は、
制御部5に対して夫々接続されている。そして、制御部
5は、両モータ63,63を夫々駆動して両ボールネジ
64,64のオネジを回転させることにより、両変位計
61,61を計測線分Fに沿って同期して移動させる。
これら両変位計61は、ワークWに接触することなく、
このワークWの表裏面の位置を夫々取得して、当該位置
を示す信号を制御部5へ送信する。そして、制御部5
は、計測線分Fに沿ったワークWの表裏面の位置に基づ
き、この計測線分Fに沿ったワークWの表裏面同士の間
隔を、取得する。即ち、計測線分Fに沿ったワークWの
厚さがスキャン計測される。
The two sensor units 60, 60 'are
Each is connected to the control unit 5. Then, the control unit 5 drives the motors 63, 63 respectively to rotate the male screws of the ball screws 64, 64, thereby moving the displacement meters 61, 61 in synchronization with the measurement line segment F.
These two displacement meters 61 do not contact the workpiece W,
The position of each of the front and back surfaces of the work W is acquired, and a signal indicating the position is transmitted to the control unit 5. And the control unit 5
Acquires the distance between the front and back surfaces of the work W along the measurement line F based on the positions of the front and back surfaces of the work W along the measurement line F. That is, the thickness of the work W along the measurement line F is scanned and measured.

【0134】なお、ワークWは、回転対称に研削される
ので、上記のようにワークの中心から縁辺に亘る計測線
分Fに沿ってスキャン計測がなされると、ワークWの断
面形状が略完全に取得される。そして、制御部5は、ス
キャン計測により取得された形状に基づき、両スピンド
ル装置1,2を制御して、ワークWを所望の形状に加工
する。
Since the work W is ground rotationally symmetrically, when scan measurement is performed along the measurement line F extending from the center of the work to the edge as described above, the cross-sectional shape of the work W becomes substantially complete. Is obtained. Then, the control unit 5 controls both the spindle devices 1 and 2 based on the shape acquired by the scan measurement, and processes the work W into a desired shape.

【0135】[0135]

【発明の効果】以上のように構成された本発明のワーク
ホルダによると、加工中にワークの厚さを計測すること
が可能となるので、ワークの仕上がりの形状が厳密に管
理され、ワークの歩留まりも向上する。
According to the work holder of the present invention configured as described above, it is possible to measure the thickness of the work during machining, so that the finished shape of the work is strictly managed, and Yield also improves.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施形態の両頭研削盤を示す概略
構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a double-headed grinding machine according to an embodiment of the present invention.

【図2】 スピンドル装置に関する制御系を示す図FIG. 2 is a diagram showing a control system relating to a spindle device.

【図3】 主軸部の構成を模式的に示す縦断面図FIG. 3 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a main shaft portion.

【図4】 主軸部の固定軸周辺を示す斜視図FIG. 4 is a perspective view showing the vicinity of a fixed shaft of a main shaft portion.

【図5】 主軸部のラジアル方向の制御を示す説明図FIG. 5 is an explanatory diagram showing control of a main shaft portion in a radial direction.

【図6】 主軸部のスラスト方向の制御を示す説明図FIG. 6 is an explanatory view showing control of a main shaft portion in a thrust direction.

【図7】 対向パッド静圧軸受の原理説明図FIG. 7 is an explanatory view of the principle of an opposed pad hydrostatic bearing.

【図8】 ワーク保持装置の構成図FIG. 8 is a configuration diagram of a work holding device.

【図9】 図8における9−9線に沿った断面図9 is a sectional view taken along line 9-9 in FIG.

【図10】 変位センサを示す模式図FIG. 10 is a schematic diagram showing a displacement sensor.

【図11】 変位センサ及びシリンダ機構に関する制御
系を示す図
FIG. 11 is a diagram showing a control system relating to a displacement sensor and a cylinder mechanism.

【図12】 砥石の姿勢を示す説明図FIG. 12 is an explanatory view showing a posture of a grindstone.

【図13】 砥石の姿勢を示す説明図FIG. 13 is an explanatory diagram showing a posture of a grindstone.

【図14】 砥石の姿勢を示す説明図FIG. 14 is an explanatory diagram showing a posture of a grindstone.

【図15】 砥石の姿勢を示す説明図FIG. 15 is an explanatory diagram showing a posture of a grindstone.

【図16】 砥石の姿勢を示す説明図FIG. 16 is an explanatory diagram showing a posture of a grindstone.

【図17】 ワークの形状を示す説明図FIG. 17 is an explanatory view showing a shape of a work.

【図18】 本発明の一実施形態の研削処理を示すフロ
ーチャート
FIG. 18 is a flowchart illustrating a grinding process according to an embodiment of the present invention.

【図19】 変形例のワークホルダを示す構成図FIG. 19 is a configuration diagram showing a work holder according to a modified example.

【図20】 図19におけるJ−J線に沿った断面図20 is a sectional view taken along line JJ in FIG. 19;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 スピンドル装置 11,21 カップ型砥石 12 主軸部 121 固定軸 122 外輪 123(a,b),124(a,b) ラジアル静圧パ
ッド 125(a,b)〜127(a,b) スラスト静圧パ
ッド 123V〜127V サーボバルブ 128 主軸モータ 3 ワーク保持装置 31 ワークホルダ 312 支持パッド 313,314 駆動ローラ 50 変位センサ 52 接触子
1, 2 Spindle device 11, 21 Cup-type grindstone 12 Main shaft portion 121 Fixed shaft 122 Outer ring 123 (a, b), 124 (a, b) Radial static pressure pad 125 (a, b) to 127 (a, b) Thrust Static pressure pad 123V to 127V Servo valve 128 Spindle motor 3 Work holding device 31 Work holder 312 Support pad 313,314 Drive roller 50 Displacement sensor 52 Contact

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B24B 49/04 B24B 49/04 Z (72)発明者 冨田 良幸 神奈川県平塚市夕陽ヶ丘63番30号 住友重 機械工業株式会社平塚事業所内 (72)発明者 原 一敬 神奈川県平塚市夕陽ヶ丘63番30号 住友重 機械工業株式会社平塚事業所内 (72)発明者 塚原 真一郎 神奈川県平塚市夕陽ヶ丘63番30号 住友重 機械工業株式会社平塚事業所内 Fターム(参考) 3C029 BB02 3C034 AA08 BB75 BB92 CA05 CA12 3C043 BC06 CC04 DD05 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) // B24B 49/04 B24B 49/04 Z (72) Inventor Yoshiyuki Tomita Yuyugaoka 63rd, Hiratsuka-shi, Kanagawa No. 30 Sumitomo Heavy Industries Machinery Co., Ltd. Hiratsuka Works (72) Inventor Kazutaka Hara 63-30 Yuyogaoka, Hiratsuka-shi, Kanagawa Prefecture Sumitomo Heavy Industries Machinery Co., Ltd. Hiratsuka Works (72) Inventor Shinichiro Tsukahara Hiratsuka, Kanagawa Prefecture 63-30 Yuyogaoka Sumitomo Heavy Industries Machinery Co., Ltd. Hiratsuka Office F-term (reference) 3C029 BB02 3C034 AA08 BB75 BB92 CA05 CA12 3C043 BC06 CC04 DD05

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】円板状のワークを所定の円板状領域内で回
転させる回転保持部と、 前記円板状領域の所定の計測位置における前記ワークの
表裏両面同士の間隔を計測する計測部とを備えたことを
特徴とするワークホルダ。
1. A rotation holding section for rotating a disk-shaped work in a predetermined disk-shaped area, and a measurement section for measuring an interval between the front and back surfaces of the work at a predetermined measurement position in the disk-shaped area. A work holder comprising:
【請求項2】前記計測部は、前記円板状領域の表裏面に
おける中心からの距離が互いに異なる複数の計測位置に
おける前記ワークの表裏両面同士の間隔を夫々計測する
ことを特徴とする請求項1記載のワークホルダ。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the measuring unit measures the distance between the front and back surfaces of the work at a plurality of measurement positions at different distances from the center on the front and back surfaces of the disc-shaped region. 1. The work holder according to 1.
【請求項3】前記計測部は、前記円板状領域の表裏面に
おける中心近傍の計測位置,縁辺近傍の計測位置,及び
中心と縁辺の間の計測位置における前記ワークの表裏両
面同士の間隔を夫々計測することを特徴とする請求項2
記載のワークホルダ。
3. The measuring section determines the distance between the front and back surfaces of the work at the measurement position near the center, the measurement position near the edge, and the measurement position between the center and the edge on the front and back surfaces of the disc-shaped region. 3. The method according to claim 2, wherein each measurement is performed.
Work holder as described.
【請求項4】前記計測部は、前記計測位置に対応させて
配置された変位センサの対を備えたことを特徴とする請
求項1乃至3のいずれかに記載のワークホルダ。
4. The work holder according to claim 1, wherein the measurement section includes a pair of displacement sensors arranged corresponding to the measurement position.
【請求項5】前記変位センサは、前記ワークに接触する
ことによりこのワークの回転軸と平行な方向における変
位の成分を計測する接触子を備えた接触式変位センサで
あることを特徴とする請求項4記載のワークホルダ。
5. The displacement sensor according to claim 1, wherein the displacement sensor is a contact-type displacement sensor having a contact that measures a displacement component in a direction parallel to a rotation axis of the work by coming into contact with the work. Item 5. The work holder according to Item 4.
【請求項6】前記変位センサは、前記ワークに接触する
ことなくこのワークの回転軸と平行な方向における変位
の成分を計測する変位取得器を備えた非接触式変位セン
サであることを特徴とする請求項4記載のワークホル
ダ。
6. A non-contact type displacement sensor comprising a displacement acquisition device for measuring a component of displacement in a direction parallel to a rotation axis of the work without contacting the work. The work holder according to claim 4, wherein
【請求項7】前記非接触式変位センサを、前記円板状領
域内における所定の計測線分に沿って移動させるセンサ
スライド機構と、 前記センサスライド機構を制御して、前記非接触式変位
センサを前記計測線分に沿って移動させつつ、前記非接
触式変位センサが計測した変位の成分に基づいて前記計
測線分に沿った前記ワークの表裏面同士の間隔を取得す
る制御部とを、さらに備えたことを特徴とする請求項6
記載のワークホルダ。
7. A sensor slide mechanism for moving said non-contact type displacement sensor along a predetermined measurement line segment in said disc-shaped area; and controlling said sensor slide mechanism to produce said non-contact type displacement sensor. While moving along the measurement line segment, a control unit that acquires the interval between the front and back surfaces of the work along the measurement line segment based on the component of the displacement measured by the non-contact displacement sensor, 7. The apparatus according to claim 6, further comprising:
Work holder as described.
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