JP2005271105A - Disk peripheral edge grinding device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、情報記録媒体として用いるディスクの研削加工装置に関するもので、回転するワーク軸上に把持されたディスクの内周縁及び外周縁の研削加工を行う装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for grinding a disk used as an information recording medium, and more particularly to an apparatus for grinding an inner peripheral edge and an outer peripheral edge of a disk held on a rotating work shaft.
一般的な構造のディスクの周縁研削装置は、ワーク軸の上端に設けたクランプ装置でディスクの両面を把持し、ワーク軸を回転し、このワーク軸に隣接配置した外周用砥石と内周用砥石を、ワーク軸と平行な方向(Z方向)及びワークに近接離隔する方向(X方向)にサーボ制御して、ディスクの内外周加工を行うというものである。 A peripheral grinding device for a disk having a general structure is such that a clamp device provided at the upper end of a work shaft grips both sides of the disk, rotates the work shaft, and is arranged adjacent to the work shaft. Is controlled in a direction parallel to the workpiece axis (Z direction) and in a direction close to and away from the workpiece (X direction) to perform inner and outer peripheral machining of the disk.
ディスクの周縁研削装置には、加工前後のディスクを貯留するワーク台とその搬送を行うローダとが設けられており、多数枚のディスクを収納したカセットの複数個をワーク台上に搭載し、ローダのハンドでディスクを1個ずつ保持してワーク台上のカセットと加工位置(ワーク軸の上端の位置)との間で加工前ディスクと加工済ディスクのロードアンロードを順次行って、ワーク台上の多数のディスクの内外周加工を連続的に行っている。 The disk peripheral grinding device is provided with a work table for storing the disk before and after processing and a loader for carrying the disk, and a plurality of cassettes storing a large number of disks are mounted on the work table. Hold the disk one by one with the hand and load and unload the pre-processed disk and processed disk sequentially between the cassette on the work table and the processing position (position of the upper end of the work axis) on the work table. The inner and outer peripheral machining of a large number of discs is continuously performed.
ローダのハンドは、加工位置にあるディスククランパその他の部材との干渉を避けるために、加工位置に向かって延びており、このハンドの先端でディスクを吸着保持してカセット内のディスクを順次加工位置に搬送し、加工済ディスクをカセットへと搬出する。 The loader hand extends toward the machining position in order to avoid interference with the disk clamper and other members at the machining position. The disk is sucked and held at the tip of this hand so that the disks in the cassette are sequentially processed. The processed disk is carried out to a cassette.
従来のディスクの周縁研削装置は、ディスクを1個ずつ加工する構造で、ワーク軸、外周用砥石及び内周用砥石を備えた1個の加工ユニットに、ワーク台及びローダをそれぞれ設けた構造であった。
CD、DVD、MD等の記録媒体としてのディスクが広く普及し、ディスクの小径化と低コスト化が進行し、その結果、研削装置の小型化と設置面積の低減及びスループットの向上が強く要求されている。更に従来1工程で行われていた周縁加工が、粗加工と仕上加工との2工程で行われる例も増えている。 Disks as recording media such as CDs, DVDs and MDs are widely used, and the diameter and cost of the disks have been reduced. As a result, it is strongly required to reduce the size of the grinding device, reduce the installation area, and improve the throughput. ing. Further, an example in which the peripheral edge processing that has conventionally been performed in one step is performed in two steps of roughing and finishing is increasing.
工作機械は、要求される加工精度を保証する剛性が必要であるため、ディスクが小径になっても、機械の小型化には一定の限界がある。ディスクの周縁研削装置も同様であって、ディスク径が半分になっても、機械の設置面積を半分にすることはできない。一方、ディスクの加工個数が増加したり、周縁研削を2工程で行うようにすると、機械の設置台数が増えるから、1台あたりの設置スペースを小さくしたいという要求が生ずる。 Since machine tools need rigidity to guarantee the required machining accuracy, there is a certain limit to the miniaturization of the machine even if the disk has a small diameter. The disk peripheral grinding device is the same, and even if the disk diameter is halved, the installation area of the machine cannot be halved. On the other hand, if the number of processed disks is increased or the peripheral grinding is performed in two steps, the number of machines installed increases, so that a demand for reducing the installation space per unit arises.
この発明は、設置スペースの小さいディスクの周縁研削装置を提供すること、及びディスクの周縁研削を2工程で行う場合でも同一機械上で加工ができる周縁研削装置を提供することを課題としている。 An object of the present invention is to provide a peripheral grinding device for a disk with a small installation space, and to provide a peripheral grinding device capable of processing on the same machine even when peripheral grinding of the disk is performed in two steps.
この発明のディスクの周縁研削装置は、機械フレーム上に1個のワーク台1及びワーク搬送用のローダ12を備えた周縁研削装置に、上記機械フレームに形成した支持フレーム4に支持されて互いに独立して動作する2組の加工ユニット2a、2bを設けることにより、上記課題を解決したものである。
The disk peripheral grinding apparatus according to the present invention is supported by a
この発明のディスクの周縁研削装置は、機械フレーム3、ワーク台1及びローダ12を共有する2組の加工ユニット2a、2bを上記機械フレームの支持フレーム4の両側に近接して設けることによって、1個の加工ユニットしか持たない従来の研削装置より更に小さな設置面積で、2個のディスクを同時並行加工できる研削装置を実現している。
The disk peripheral grinding apparatus of the present invention is provided with two sets of
すなわち本願請求項1の発明に係るディスクの周縁研削装置は、1個のワーク台1と、このワーク台から加工位置へディスクを搬送するローダ12と、前記ワーク台と共通の機械フレーム3に支持されて互いに独立して動作する2組の加工ユニット2a、2bとを備えていることを特徴とするものである。
That is, the disk peripheral grinding device according to the first aspect of the present invention is supported by one work table 1, a
本願請求項2の発明に係る好ましい形態のディスクの周縁研削装置は、加工前後のディスクを貯留するワーク台1と、このワーク台上のディスクを搬送するローダ12と、当該ワーク台に隣接する支持フレーム4と、前記ワーク台にそれぞれを隣接させて前記支持フレームの左右ないし上下両側に互いに平行に配置されたワーク軸5と、支持フレーム4の前記両側に配置されて互いに直交する方向に案内されている外周用砥石6及び内周用砥石7とを備え、当該外周用砥石及びその回転駆動モータ45は前記ワーク軸の反ワーク台側に位置し、前記内周用砥石7及びその回転駆動モータ46は前記ワーク軸の上方に位置しているというものである。
A peripheral grinding apparatus for a disk according to a preferred embodiment of the invention of
この発明の研削装置によれば、従来の1台分の設置スペースに2台分の加工能率を持った機械を設置することができ、設置スペースを従来のおよそ半分以下にできる。即ち、上述したこの発明の構成によれば、実用的な大きさの平面矩形のワーク台1の一側に、当該ワーク台の幅内に収まる機器配置で2組の加工ユニット2a、2bを配置することができ、1個のワーク台1及びローダ12と、2個のワーク軸5及びそれぞれ2個の外周用砥石6と内周用砥石7を備えたディスクの周縁研削装置を、平面視で略矩形の機械フレーム上に収めることができる。
According to the grinding apparatus of the present invention, a machine having a processing efficiency of two machines can be installed in a conventional installation space for one machine, and the installation space can be reduced to about half or less of the conventional machine. That is, according to the configuration of the present invention described above, two sets of
特に工場内に多数のディスクの周縁研削装置を配置するときに、床面に無駄が生ずることがなく、またディスクを搭載したカセットのワーク台上への搭載や取り出し作業も従来と同様に行うことができる。従って、工場全体として、ディスクの周縁研削装置の設置台数を半分にすることができ、機械設置面積の大幅な低減が図れる。 Especially when a large number of disc peripheral grinding devices are installed in the factory, there is no waste on the floor, and loading and unloading of cassettes with discs on the work table is performed as before. Can do. Therefore, as a whole factory, the number of installed peripheral edge grinding devices can be halved, and the machine installation area can be greatly reduced.
更にディスクを2工程で周縁加工をする場合には、同一機械上で第1工程と第2工程を連続して行うことができるから、第1工程の機械から第2工程の機械へとカセットを搬送する手間が省け、省力化と生産性の向上を図ることができる。 Further, when the peripheral edge of the disk is processed in two steps, the first step and the second step can be performed continuously on the same machine, so the cassette is transferred from the first step machine to the second step machine. This saves the labor of transporting and saves labor and improves productivity.
以下、図面を参照して、この発明のディスクの周縁研削装置を詳細に説明する。図1は装置全体の模式的な斜視図、図2は全体平面図、図3はローダの斜視図、図4は加工ユニット、ワーク軸及びワーククランプ機構の概略側面図、図5は加工ユニットの平面図である。図4に示すクランプ装置8は、判り易くするため約90度位相をずらして示してある。
Hereinafter, a peripheral grinding apparatus for a disk according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a schematic perspective view of the entire apparatus, FIG. 2 is an overall plan view, FIG. 3 is a perspective view of a loader, FIG. 4 is a schematic side view of a processing unit, a work shaft and a work clamping mechanism, and FIG. It is a top view. The
図1、2に示すように、この発明のディスクの周縁研削装置は、平面矩形のワーク台1と、その一つの辺の外側に配置された2個の加工ユニット2a、2bを備えている。2個の加工ユニット2a、2bは、ワーク台1と実質上一体の機械フレーム3のコラム(支持フレーム)4の両側にそれぞれ配置されている。各加工ユニット2は、それぞれワーク軸5と、外周用砥石6と、内周用砥石7とを備えており、クランプ装置8でワーク軸5の上端に固定されたディスク(ワーク)の内周と外周とを同時加工する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the peripheral grinding apparatus for a disk according to the present invention includes a planar rectangular work table 1 and two
加工前及び加工済のディスク9は、カセット10に収容された状態でワーク台1上に搭載されている。カセット10は、上面が開放され、側面内側に縦方向のガイドレールを等間隔に設けた箱型の容器で、ディスクはその面を垂直方向にして面直角方向に並べた状態で各カセット10内に収容されている。
The unprocessed and processed
ワーク台1の上方の加工ユニット2a、2bに隣接した位置に、加工前ディスクの芯出し台11と、加工済ディスクの乾燥装置21とが配置されている。ワーク台と加工ユニットの間でディスクを搬送するローダ1は、図3に示されている。図のローダ12は、主ハンド13と補助ハンド14との2個のハンドを備えており、各ハンドは、その先端にディスク9を真空吸着する吸引パッド15を備えている。主ハンド13は、水平方向の軸16回りに回動自在で、かつ揺動シリンダ17のロッドに連結されて設けられており、揺動シリンダ17のロッド17aの進退により、図に示す水平方向と90度下向きに回動した下向き方向とに向きを変えることができる。主ハンド13と補助ハンド14とは、ワーク台1の上方で2次元方向(X−Y方向)に移動するキャリア18に昇降自在に設けられている。主ハンド13の昇降ガイド19は、ストロークが大きく、一方、補助ハンド14の昇降ガイド20は、ストロークが小さい。
At a position adjacent to the
ワーク台1上のカセット10に面を垂直方向にして収容された加工前ディスクは、下向きとなって下方移動した主ハンド13の吸引パッド15で吸引された後、主ハンド13を上昇させることにより、カセット10から引き出される。次に主ハンド13を水平方向にしてキャリア18の移動により、ディスク9を芯出し台11上に載せる。ディスク9は、芯出し台11上で芯出しされ、再び主ハンド13の吸引パッド15で吸着される。次にキャリア18は、加工ユニット2a、2bのいずれかの側に移動し、加工済ディスクを補助ハンド14で吸着保持し、横移動して主ハンド13に吸着している加工前ディスクを当該加工ユニットのワーク軸5の上端の加工位置へと供給する。補助ハンド14に吸着された加工済ディスク9は、乾燥装置21へと搬送され、乾燥空気で研削液(水)を除去及び蒸発させた後、主ハンド13に吸着され、加工済ディスクを収容するカセット上へと搬送され、主ハンド13の下向き動作と下降動作により、当該カセット内に収容される。
The pre-processed disk accommodated in the
この発明のディスクの周縁研削装置は、2個の加工ユニット2a、2bを備えているので、ワーク台1に収容された加工前ディスクを2つの加工ユニットに交互に供給できる。従って、加工ユニットを1個しか備えていない従来装置に比較して2倍の速さで加工を行うことができ、生産性が大幅に向上する。
Since the disk peripheral grinding apparatus of the present invention includes the two
2つの加工ユニット2a、2bの一方で粗加工を行い、他方で仕上加工を行うときは、前述した動作で粗加工ユニットから粗加工済ディスクを補助ハンド14で吸着し、主ハンド13に吸着した加工前ディスクを粗加工ユニットに供給した後、キャリア18を仕上加工ユニット側に移動し、仕上加工済ディスクを主ハンド13で吸着した後、補助ハンドに吸着している粗加工済ディスクを仕上加工ユニット2bに供給する。そして、主ハンドに吸着した仕上加工済ディスクを乾燥装置21に搬送し、乾燥後再びディスクを主ハンド13で吸着して、加工済ディスク用のカセットに収納する。
When roughing is performed on one of the two
この同一機台上で粗加工と仕上加工を連続して行う研削方法によれば、芯出し及び乾燥が1回で済み、かつワーク台1、ローダ12、芯出し台11及び乾燥装置21を粗加工用と仕上加工用の2個の加工ユニットで共用できるので、粗加工と仕上加工とを別々の装置で行っていた従来方法に比べ、装置の設置面積及び装置コストの大幅な低減と加工能率の向上とを実現できる。
According to the grinding method in which roughing and finishing are continuously performed on the same machine stand, centering and drying are performed only once, and the work table 1, the
次に図4ないし図5を参照して、加工ユニット2の詳細構造を説明する。各加工ユニット2は、ワーク軸5、クランプ装置8、外周用砥石6及び内周用砥石7を備えている。
Next, the detailed structure of the
ワーク軸5は、上端にディスクを載置する上向きカップ状の下クランパ22を備え、下端に回転継手23を内蔵したクーラントジョイント24が連結され、クーラントジョイント24の直上にディスクを下クランパ上面に吸着するための真空ジョイント25がワーク軸に回転自在に連結されている。ワーク軸5はパイプ状で、真空ジョイント25より下クランパ22のディスク9の載置面まで空気路が連絡している。クーラントジョイント24からは、ワーク軸の内径中心部で下クランパ22とワーク軸5の下端とで固定されたクーラントパイプ30により、下クランパ上面中央の凹み孔まで水路が連絡している。この水路は、ディスク内外周縁研削時に研削液を供給するためのものである。
The
ワーク軸5は、コラム4に固定したブラケット29で軸支され、ブラケット29の上端にワーク軸と一体の下クランパ22が位置し、コラム4の底面まで延びたブラケット29の下端には、プーリ26が取り付けられている。前述の真空ジョイント25、クーラントジョイント24は、このプーリ26の下部に設置されている。ワーク軸5は、プーリ26に掛け回したベルト27を介して主軸モータ28で回転駆動される。
The
ワーク軸5の下端には、上下方向のシリンダ31が取付枠32で懸吊した状態で支持されており、このシリンダの上向きのロッド33の先端に、自在継手34を介して昇降枠35が連結されている。昇降枠35は、ワーク軸5を挟む両側にワーク軸と平行なガイドロッド36を備えており、このガイドロッド36がブラケット37でコラム4に固定されたガイドスリーブ38で上下移動可能に案内されている。2本のガイドロッド36の先端相互は、繋ぎ材39で連結され、この繋ぎ材の中央に短い円筒状の上クランパ40がワーク軸5と同一軸線回りに自由回転可能に軸支されている。
A
加工されるディスクは、前記ローダにより、2本のガイドロッド36の間を通して下クランパ22上に搬送される。そして、シリンダ31の動作により、昇降枠35が下方へ引かれ、下クランパ22上のディスクは、下降してきた上クランパ40との間で挟持される。そして、ローダ12が退避した後、主軸モータ28を回転すると、ワーク軸5の上端で上下のクランパ22、40で挟持されたワークが回転駆動される。内周用砥石7は、上クランパ40の中空孔を通って下降してワークの内周縁の研削を行う。
The disk to be processed is conveyed onto the
外周用砥石6及び内周用砥石7を装着する砥石軸41、42は、それぞれ外周用砥石台43及び内周用砥石台44に軸支されており、外周用砥石軸41は、外周用砥石モータ45でベルト47を介して回転駆動され、内周用砥石軸42は、内周用砥石モータ46でベルト48を介して回転駆動されている。外周用砥石台43及び内周用砥石台44は、コラム4の垂直方向の面に横方向(X方向)に案内された横移動台49、50にそれぞれ上下方向(Z方向)移動可能に装着されている。横移動台49、50及び外周用と内周用の砥石台43、44は、周知のねじ送り機構、すなわち横方向送りモータ51、52及び上下方向送りモータ53、54で回転駆動されるボールねじに螺合して、NC制御による送りモータ51、52、53、54の回転により、X−Z平面上でディスク加工位置と退避位置との間を移動して、ディスク9の外周及び内周を所望形状及び寸法に研削加工する。
The
この発明の装置では、加工ユニット2を構成するワーク軸5、クランプ装置8、外周用砥石6及び内周用砥石7をワーク台1の一辺中央に立設したコラム4の両面に支持させて設け、かつ直径の大きな外周用砥石6をワーク軸5の反ワーク台側に配置することにより、2個の加工ユニット2a、2bがワーク台1の一方の側に隣接してコンパクトに配置可能であり、上記構造により、2個の加工ユニット、とワーク台とを含む機械全体の平面形状が略矩形状となり、しかもその設置床面積を加工ユニットが1個のみの従来装置とほぼ同等の設置面積とすることを可能にしている。
In the apparatus of the present invention, a
1 ワーク台
2a,2b 加工ユニット
3 機械フレーム
4 コラム
5 ワーク軸
6 外周用砥石
7 内周用砥石
12 ローダ
45 砥石モータ
46 砥石モータ
1 Work table
2a,
12 Loader
45 Grinding wheel motor
46 Grinding wheel motor
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