JP2002542058A - Rotary polishing tool - Google Patents
Rotary polishing toolInfo
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- B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
- B24D7/12—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor with apertures for inspecting the surface to be abraded
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- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
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Abstract
Description
【０００１】 発明の属する技術分野 本発明は、測定装置と回転式研磨工具の所定位置における連結に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a connection between a measuring device and a rotary polishing tool at a predetermined position.
【０００２】 従来の技術 研磨工具の使用時及び作業時には、研磨工具を制御する作業者又は機械工具に
対してのリアルタイムフィードバックによって利することができる。大きな意味
のあるリアルタイムフィードバックのタイプは、例えば、温度、表面の粗さ、研
磨、研削又は仕上げ中の被加工材の位置、又は表面の粗さである。従来、これは
、熟練した作業者の使用に依存してきた、あるいは、作業を中断し、測定するた
めに多かれ少なかれしばしば研磨が中断された。本明細書では、「研磨」は、か
なりの量の材料が表面から除去される処理だけでなく、より重要なことに、作業
が精密仕上げ処理と考えられるポリッシング又はラッピングについても言うとい
うことが理解される。2. Description of the Related Art When using and working with a polishing tool, it is possible to take advantage of real-time feedback to an operator or a machine tool that controls the polishing tool. Types of real-time feedback that have significant meaning are, for example, temperature, surface roughness, position of the workpiece during polishing, grinding or finishing, or surface roughness. In the past, this has relied on the use of skilled operators, or the polishing has been interrupted more or less often to interrupt and measure the work. It is understood herein that "polishing" refers not only to a process in which a significant amount of material is removed from a surface, but more importantly to polishing or lapping where the operation is considered a precision finishing process. Is done.
【０００３】 作業を中断する必要なく、過酷なパラメータに自動的に応答しかつこれらパラ
メータにおける変化に応答して作業を調整する複数の方法で制御することができ
る回転式研磨工具が考案されている。[0003] Rotary polishing tools have been devised that can be controlled in multiple ways to automatically respond to severe parameters and adjust to changes in these parameters without having to interrupt the operation. .
【０００４】 本発明は、ａ）研磨作業中に被加工材の表面を見ることができるように、間隔
をもってディスクに開けられた複数の穴を有する研磨ディスクと、 ｂ）前記ディスクが取り付けられかつモータによって作動させられる回転可能
な軸と、 ｃ）前記軸が回転する時に前記研磨ディスクの穴を通して被加工材の表面の状
態を監視及び／又は測定するために整列された少なくとも一つの非接触センサと
備えた回転式研磨工具に関する。[0004] The present invention provides: a) a polishing disc having a plurality of holes drilled in the disc at intervals so that the surface of the workpiece can be viewed during the polishing operation; b) said disc is mounted and A rotatable shaft driven by a motor; and c) at least one non-contact sensor aligned to monitor and / or measure the condition of the surface of the workpiece through the hole in the polishing disc as the shaft rotates. And a rotary polishing tool having the same.
【０００５】 研磨ディスクは強固とすることができる（自己支持される）が、通常、より便
宜的には、研磨ディスクは、押えパッド上で支持され、押えパッドは、ディスク
の穴に位置的に対応するパッドの本体の穴を備え、回転時に、被加工材が研磨さ
れている時に被加工材をディスク及び押えパッドを通して見ることができる。[0005] While the abrasive disc can be rigid (self-supported), it is usually more convenient that the abrasive disc be supported on a hold-down pad, and that the hold-down pad be positioned in a hole in the disk. It is provided with a hole in the body of the corresponding pad so that during rotation, the workpiece can be seen through the disc and the holding pad when the workpiece is being polished.
【０００６】 研磨が行なわれているときに研磨されている面の状態に作業者を知ることがで
きるように、可視穴又は開口を備えた研磨ディスクが当業界で公知である。この
ような研磨ディスクは、例えば国際出願公開第ＷＯ／ＵＳ９６／１９１９１号に
開示されている。しかしながら、本発明は、被加工材の表面を見るだけでなく、
さらに、特定の用途で表面の状態を測定する回転式研磨工具を採用している。[0006] Abrasive discs with visible holes or openings are known in the art so that an operator can be informed of the condition of the surface being polished as the polishing is being performed. Such a polishing disc is disclosed, for example, in WO / US96 / 19191. However, the present invention not only looks at the surface of the workpiece,
In addition, rotary polishing tools are used to measure the surface condition for specific applications.
【０００７】 発明の実施の形態 一つの実施例において、本発明では、非接触センサは、被加工材の面の仕上げ
及び／又は研磨ディスクと被加工材の面の距離を測定するレーザ装置である。自
動作業では、例えば、このようなセンサは、遅れと、最初の過度に急激な接触の
結果として生じる被加工材の損傷とを避けるように、迅速かつ制御して研磨ディ
スクを被加工材に向けて前進させることができる。研磨を開始すると、レーザは
、被加工材の表面を監視することができ、適切なフィードバック機構により、適
切に面が仕上げられている時に研磨圧力を制御する、又は工具を引くことができ
る。このフィードバック機構を回転式研磨工具の一部分にすることにより、最小
の損失時間で効率的に研磨作業が行なわれることが保証される。[0007] In one embodiment, in the present invention, the non-contact sensor is a laser device that measures the finish of the surface of the workpiece and / or the distance between the polishing disc and the surface of the workpiece. . In automated work, for example, such sensors can quickly and controlly direct the abrasive disc toward the workpiece to avoid delays and damage to the workpiece as a result of the initial excessively sharp contact. You can move forward. Once polishing is initiated, the laser can monitor the surface of the workpiece and, with a suitable feedback mechanism, control the polishing pressure or pull the tool when the surface is properly finished. By making this feedback mechanism part of the rotary polishing tool, it is ensured that the polishing operation is performed efficiently with minimal loss time.
【０００８】 別の実施例では、非接触センサは、例えば赤外線センサ装置を使用して表面の
温度を測定する特別な非接触センサである。これは、処理される面が塗装された
面である時に特に重要である。例えば、近年の自動車の塗装は、ポリマーマトリ
ックスの化学的性質によって決定される特定の温度以上で、研磨中に「ボールア
ップする」（部分的に溶融又は軟化してポリマーの小さい球又は小滴を形成する
）傾向がある。当然、これにより、ディスクの研磨機能が破壊され、それゆえ、
研磨中に面の温度を監視することは過酷である。温度検知装置は、レーザ検知装
置と別個とする又は一体とすることができ、両方の態様の表面状態検知機構が利
用可能である。In another embodiment, the non-contact sensor is a special non-contact sensor that measures the temperature of the surface using, for example, an infrared sensor device. This is especially important when the surface to be treated is a painted surface. For example, modern automotive coatings "ball up" (partially melt or soften) into small spheres or droplets of polymer above a certain temperature determined by the chemistry of the polymer matrix. Tend to form). Of course, this destroys the polishing function of the disc, and therefore
Monitoring the surface temperature during polishing is severe. The temperature sensing device can be separate or integral with the laser sensing device, and both aspects of the surface condition sensing mechanism are available.
【０００９】 他の非接触センサは、光波（紫外線及び可視光の両方）、音波及び他の任意の
望ましい種類の電磁放射線に対応しうる。便宜上、研磨ディスクには、ディスク
の軸線から一様な半径方向距離で配置された３〜６つの穴が設けられている。工
具が使用中の時に表面状態センサが有用に読み取るのに十分なデータを受け取る
ことができることを保証するほど穴の寸法は好ましくは十分に大きい。穴の形状
は過酷でなく、これらの穴は、研磨条件の下のディスクの結合力の途絶を最小と
して最大の可視性が与えられるので、ほぼ円形の穴が好ましい。最大の穴面積の
ディスク上の半径方向位置でディスクを通して見ることができるように検知装置
を配置することも好ましい。Other non-contact sensors can respond to light waves (both ultraviolet and visible light), sound waves and any other desired type of electromagnetic radiation. For convenience, the polishing disc is provided with three to six holes located at a uniform radial distance from the axis of the disc. The size of the hole is preferably large enough to ensure that the surface condition sensor can receive enough data to be usefully read when the tool is in use. The holes are not severe in shape, and approximately circular holes are preferred, as these holes provide maximum visibility with minimal disruption of the disk bonding force under abrasive conditions. It is also preferred to position the sensing device so that it can be seen through the disk at a radial position on the disk with the largest hole area.
【００１０】 最も関連のある情報は、実際に研磨される被加工材の面に関連するので、ディ
スクの半径方向外側半分部が最も激しく使用されているので、ディスクの半径方
向外側半分部に好ましくは可視穴が配置される。いくつかの形態の研磨ディスク
において、研磨ディスクの縁部に直角な面を見れるように、ディスクの周縁の部
分を除去することが公知である。このような除去された周囲部は、ディスク上で
は異なる位置であるがディスク本体の穴と同じ機能をするので、同様に「開口」
であると考えられる。The most relevant information relates to the surface of the workpiece that is actually polished, so that the radially outer half of the disk is the most heavily used, so it is preferred that the radially outer half of the disk be used. Has a visible hole. In some forms of abrasive discs, it is known to remove a portion of the peripheral edge of the disc so that a plane perpendicular to the edge of the abrasive disc can be seen. Such removed perimeters are at different locations on the disc, but perform the same function as the holes in the disc body, so the "open"
It is considered to be.
【００１１】 センサ装置は、ディスクの穴を通して、電磁放射線を送信及び受信することに
よって作動する（電磁放射線の性質は、以上に示したように検知される状態に依
存する）。実際には、これは、人が検出装置をディスクの回転速度と検出装置を
通過する穴の周波数とに同期させるということを意味する。これにより、最大の
情報が検知手段によって受信されるということが保証される。ディスクが強固で
ある場合、例えばディスクが「フラップディスク」である場合では、被覆された
研磨材料の四角形のフラップが重なるように、ディスクの一表面付近で強固な一
般にカップ状のディスクに一縁部によって取り付けられている。このようなディ
スクは、一般に押えパッドを必要とせず、溶接ライン又は接合ラインを磨くため
に使用されている。The sensor device operates by transmitting and receiving electromagnetic radiation through a hole in the disk (the nature of the electromagnetic radiation depends on the condition to be detected as indicated above). In practice, this means that a person synchronizes the detection device with the rotational speed of the disk and the frequency of the hole passing through the detection device. This ensures that the largest information is received by the detection means. If the disc is rigid, e.g., if the disc is a "flap disc", one edge of the disc will be attached to a solid, generally cup-shaped disc near one surface of the disc so that the square flaps of the coated abrasive material overlap. Installed by. Such disks generally do not require presser pads and are used to polish welding or joining lines.
【００１２】 研磨ディスクの面は、従来のタイプとすることができる。このタイプでは、通
常の製造業者によって研磨粒子が押え材に接着され、研磨の特別な性質又は特性
を与える特大の被覆を用いて又は用いず、被覆の組み合わせを寸法決める。しか
しながら、研磨ディスクの面は、ピラミッド又は平行な稜線の線などのマイクロ
重複構造を備えた設計された面を有しうる。これらの構造の各々は、接着剤内で
分散しかつ押え材へ接着されている研磨粒子を備えている。The surface of the polishing disc can be of a conventional type. In this type, abrasive particles are adhered to the backing material by conventional manufacturers to size the combination of coatings, with or without oversize coatings that provide the special properties or characteristics of polishing. However, the surface of the polishing disk may have a designed surface with a micro-overlapping structure, such as a pyramid or a line of parallel ridges. Each of these structures includes abrasive particles dispersed within the adhesive and adhered to the hold-down.
【００１３】 最後に、研磨ディスクの面は、接着剤樹脂内で分散しかつ比較的に一様な層内
又は裏材上の形状の付いた構造内に堆積した研磨粒子を備えた一層の調合物を備
えてもよい。[0013] Finally, the surface of the polishing disk is provided with a single layer of abrasive particles dispersed in the adhesive resin and having abrasive particles deposited in a relatively uniform layer or shaped structure on a backing. Things may be provided.
【００１４】 使用される研磨粒子は、このような目的のために利用可能に一般につくられた
研磨粒子のいずれとすることができ、一般的な目的の研磨分野では、アルミナ、
アルミニウム−ジルコニア及びシリコンカーバイドから、より特別な研磨用途に
おいて、ダイヤモンド、ＣＢＮ、セリア、ガンマアルミナ、微晶質アルファアル
ミナに及んでいる。The abrasive particles used can be any of the commonly made abrasive particles available for such purposes, and in the general purpose polishing field, alumina,
From aluminum-zirconia and silicon carbide to diamond, CBN, ceria, gamma alumina and microcrystalline alpha alumina in more specific polishing applications.
【００１５】 研磨ディスクの接着材の成分は、このような用途の業界で公知である成分から
選択することができる。これら接着材の成分には、フェノール及びエポキシベー
スの樹脂などの熱硬化性樹脂や、アクリレート、エポキシアクリレート、ウレタ
ンアクリレート樹脂などの放射線硬化可能な樹脂や、可視光又は紫外光線や電子
ビームの放射によって硬化可能な同様な樹脂が含まれている。湿気硬化可能な樹
脂がさらに含まれている。The components of the abrasive disc adhesive can be selected from components known in the art for such applications. The components of these adhesives include thermosetting resins such as phenolic and epoxy-based resins, radiation-curable resins such as acrylate, epoxy acrylate, and urethane acrylate resins, and visible or ultraviolet light or electron beam radiation. Similar resins that can be cured are included. A moisture-curable resin is further included.
【００１６】 研磨ディスクを回転させる手段は、任意の適切なモータ手段とすることができ
、工具全体は、アングルグラインダ、オフハンドグラインダ、固定されたグライ
ンダ等の基本的な適合物とすることができる。The means for rotating the abrasive disc can be any suitable motor means, and the entire tool can be a basic fit such as an angle grinder, off-hand grinder, fixed grinder, etc. .
【００１７】 有利的には、状態検知機構は、工具の被加工材に関する位置や研磨ディスクが
被加工材と接触する力やディスクの回転速度などのパラメータを調整する工具の
制御システムへ連結されている。あるいは、又はさらに、状態検知装置は、望ま
しい終了点又は限界状態に到達したことを示すライト、ベル又はブザーなどの通
知機構へ連結されることができる。明らかに、もし工具がオフハンド研磨モード
で使用されるならば、リンクは好ましくは通知タイプである。Advantageously, the condition detection mechanism is coupled to a tool control system that adjusts parameters such as the position of the tool relative to the workpiece, the force at which the abrasive disc contacts the workpiece, and the rotational speed of the disc. I have. Alternatively or additionally, the condition sensing device can be coupled to a notification mechanism such as a light, bell or buzzer that indicates that a desired end point or limit condition has been reached. Obviously, if the tool is used in the off-hand polishing mode, the link is preferably a notification type.
【００１８】 好適な用途は、仕上げ工程の自動化がよく発展している自動車産業である。本
発明の回転式研磨工具は、被加工材が塗装される自動車のパネルである場合に仕
上げの欠陥を除去するのに特に適している。この用途に適した工具の例は、二つ
のセンサを備えている。一つは、被加工材がポリッシングされたときに被加工材
の面の仕上げを読み出しかつ望ましい仕上げが得られるときに加工を終了するレ
ーザー装置であり、もう一つは、塗装ポリマーの「ボールアップ」が問題となる
ポイントに面の温度が到達する時にポリッシングを中断する又は軽減するように
設定された温度センサである。工具用の好ましいディスクは、ディスクの付近で
等間隔に離間した三つの丸い穴のパターンを有し、これら穴の各々が、ディスク
の中心から周縁に向けて半径距離の約３分の２に配置されている。穴の直径は、
ディスクの半径の約１５〜３０％である。研磨面は、この用途では従来通りであ
り、工具自体には重要ではない。A preferred application is in the automotive industry, where automation of the finishing process is well developed. The rotary polishing tool of the present invention is particularly suitable for removing finishing defects when the workpiece is an automotive panel to be painted. An example of a tool suitable for this application comprises two sensors. One is a laser device that reads out the finish of the surface of the workpiece when the workpiece is polished, and finishes the processing when the desired finish is obtained. Is a temperature sensor set to suspend or reduce polishing when the surface temperature reaches the point in question. A preferred disc for a tool has a pattern of three equally spaced round holes near the disc, each of which is located about two-thirds of the radial distance from the center of the disc to the periphery. Have been. The diameter of the hole is
About 15 to 30% of the radius of the disk. The polished surface is conventional in this application and is not critical to the tool itself.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，Ｃ Ａ，ＣＮ，ＩＤ，ＩＮ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ，ＲＵ，ＺＡ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), AU, BR, CA, CN, ID, IN, JP, KR, MX, RU, ZA
Claims (8)
、間隔をもってディスクに開けられた複数の穴を有する研磨ディスクと、 ｂ）前記ディスクが取り付けられかつモータによって作動させられる回転可能
な軸と、 ｃ）前記軸が回転する時に前記研磨ディスクの穴を通して被加工材の表面の状
態を監視及び／又は測定するために整列された少なくとも一つの非接触センサと
備えた回転式研磨工具。1. a) a polishing disc having a plurality of spaced holes in the disc so that the surface of the workpiece can be viewed during the polishing operation; b) a disc mounted on said disc and driven by a motor A rotatable shaft that is actuated; c) at least one non-contact sensor aligned to monitor and / or measure the condition of the surface of the workpiece through the hole in the polishing disc as the shaft rotates. Rotary polishing tool.
整する手段に連結されている請求項１に記載の工具。2. The tool according to claim 1, wherein said sensor is coupled to means for adjusting said polishing operation in response to a condition detected.
押えパッドは、前記押えパッド上に支持されたディスクの穴に位置的に対応する
前記パッド本体の穴を有し、回転時に、研磨されている被加工材を前記ディスク
及び前記押えパッドの両方を通して監視することができる請求項１に記載の工具
。3. The polishing disc is supported on a press pad, the press pad having a hole in the pad body that corresponds in position to a hole in the disc supported on the press pad. The tool according to claim 1, wherein during rotation, the workpiece being polished can be monitored through both the disc and the holding pad.
磨ディスクと前記被加工材の面の間の距離を測定するレーザー装置である請求項
１に記載の工具。4. The tool according to claim 1, wherein the sensor is a laser device for measuring a finish of a surface of the workpiece and / or a distance between the polishing disk and the surface of the workpiece.
測定する請求項１に記載の工具。5. The tool according to claim 1, wherein the sensor measures the temperature of the surface using an infrared sensor device.
側半分部に配置されている請求項１に記載の工具。6. The tool according to claim 1, wherein a monitoring hole in the polishing disc is located in a radially outer half of the disc.
去された部分の形態である請求項１に記載の工具。7. The tool according to claim 1, wherein the monitoring holes in the polishing disc are in the form of portions removed from the periphery of the disc.
るように設計されている請求項１に記載の工具。8. The tool according to claim 1, wherein the surface of the polishing disc is designed to provide a plurality of micro-overlapping structures.
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