JP2014161956A - Size management device for processing work in correct size - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、寸法管理装置に係り、特に、ワークの座面位置を管理してワークを適正寸法に加工する寸法管理装置に関する。 The present invention relates to a dimension management apparatus, and more particularly, to a dimension management apparatus that manages the position of a seating surface of a workpiece and processes the workpiece into an appropriate dimension.
従来、立形研削盤でシリコンウエーハ(ワーク)の端面(上面)を研削加工する際には、ワークの厚さ寸法を高精度に管理するために種々の寸法管理装置が知られている(例えば、特許文献1,2)。
特許文献1に記載の寸法管理装置は、ノズルから噴出したエア圧を利用した非接触の浮遊型検出子によりワークの上面の位置とウエーハ保持テーブルの位置を測定してワークの厚さを精度よく管理するものである。
特許文献2に記載の寸法管理装置は、テーブル面計測用センサ24および被研削面計測用センサ25により、研削加工中にワークの厚さを計測しながらワークの厚さを精度よく管理するものである。
Conventionally, when an end surface (upper surface) of a silicon wafer (work) is ground by a vertical grinder, various dimension management devices are known to manage the thickness dimension of the work with high accuracy (for example,
The dimension management apparatus described in
The dimension management device described in
しかしながら、従来の寸法管理装置は、ウエーハ保持テーブルを基準としてワークの厚さ寸法を計測するものであるため、例えばワークをウエーハ保持テーブルにクランプする際に生じるウエーハ保持テーブルからのワークの微小な浮き上がりによる寸法誤差を看過してしまうという問題があった。 However, since the conventional dimension management apparatus measures the thickness dimension of the workpiece with reference to the wafer holding table, for example, the workpiece floats slightly from the wafer holding table that occurs when the workpiece is clamped to the wafer holding table. There was a problem of overlooking the dimensional error.
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、ワークの底面位置を管理してワークを適正寸法に加工する寸法管理装置を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of such a background, and makes it a subject to provide the dimension management apparatus which manages the bottom face position of a workpiece | work and processes a workpiece | work into an appropriate dimension.
前記課題を解決するため、本発明の請求項1に係る発明は、ベースと、このベースに回転自在に配設されワークを載置するワーク主軸と、このワーク主軸に配設され前記ワークをクランプするクランプ装置と、前記ワークを加工する回転工具を回転駆動する主軸装置と、この主軸装置を移動させる主軸移動装置と、を有する工作機械に搭載して前記ワークを適正寸法に加工する寸法管理装置であって、前記ワーク主軸に配設され圧力流体を前記ワークの底面に噴射して当該底面の位置を計測する流体式ワーク底面測定装置と、前記底面の位置が予め設定された底面基準位置に対して適性距離にあるかどうかを判定し、当該適正距離との距離の増減を求める底面位置演算手段と、を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
本発明は、流体式ワーク底面測定装置により圧力流体を前記ワークの底面に噴射して当該底面の位置を計測することで、例えば、ワークの底面に噴射した圧力流体によりワークの底面とワーク主軸側の座面との間に介在する加工粉やダスト等を除去して正確な計測が可能となるとともに、適切なワークの着座姿勢を確保することができる。 The present invention, for example, measures the position of the bottom surface by injecting the pressure fluid onto the bottom surface of the workpiece by the fluid type workpiece bottom surface measuring device, for example, the bottom surface of the workpiece and the workpiece spindle side by the pressure fluid injected to the bottom surface of the workpiece It is possible to remove the processing powder and dust interposed between the two and the seating surface, and to perform accurate measurement, and to ensure a proper seating posture of the workpiece.
また、本発明は、底面位置演算手段により前記底面の位置と予め設定された底面基準位置に対する適正距離との増減を求めることで、非接触でワークがワーク主軸の所定の座面に適正にクランプされたかどうかを判定し、ワークの着座面からの浮き上がり量を求めることができる。
このため、例えば、浮き上がり量が予め設定した閾値を超え、適正にクランプされていないと判定された場合には、警告を発してワークのクランプ状態を作業者に再確認させることができる。また、浮き上がり量が予め設定した閾値以内であり、適正にクランプされていると判定された場合には、求めた浮き上がり量を考慮して回転工具の切り込み量を設定することもできる。
このようにして、本発明に係る寸法管理装置は、ワークの底面位置を計測してワークの着座姿勢を監視し、ワークを適正寸法に加工することができる。
Further, the present invention obtains an increase / decrease between the position of the bottom surface and an appropriate distance with respect to a preset bottom surface reference position by a bottom surface position calculation means, so that the workpiece is properly clamped to a predetermined seating surface of the workpiece spindle without contact. It is possible to determine whether the workpiece has been lifted from the seating surface.
For this reason, for example, when it is determined that the lifting amount exceeds a preset threshold value and is not properly clamped, a warning can be issued and the operator can reconfirm the clamping state of the workpiece. Further, when it is determined that the lift amount is within a preset threshold value and is properly clamped, the cutting amount of the rotary tool can be set in consideration of the determined lift amount.
Thus, the dimension management apparatus according to the present invention can measure the bottom position of the workpiece, monitor the seating posture of the workpiece, and process the workpiece to an appropriate dimension.
本発明の請求項2に係る発明は、請求項1に記載の寸法管理装置であって、前記流体式ワーク底面測定装置は、前記ワーク主軸に配設され前記ワークを載置する着座面が形成された座板と、前記座板に形成され前記圧力流体を前記ワークの底面に噴射するノズルと、を備えたことを特徴とする。
The invention according to
かかる構成により、本発明の請求項2に係る発明は、ワークの底面に圧力流体を噴射するノズルを着座面が形成された座板に設けたことで、圧力流体をワークの底面に確実に噴射することができる。 With this configuration, according to the second aspect of the present invention, the nozzle for injecting the pressure fluid to the bottom surface of the workpiece is provided on the seat plate on which the seating surface is formed, so that the pressure fluid is reliably injected to the bottom surface of the workpiece. can do.
本発明の請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に記載の寸法管理装置であって、圧力流体を前記ワークの被加工面に噴射して当該被加工面の位置を計測する流体式ワーク被加工面測定装置と、前記被加工面の位置に対して前記適正距離との距離の増減分を加減算して適正な切り込み量を求める補正切り込み量演算手段と、を備えたことを特徴とする。
The invention according to
かかる構成により、本発明の請求項3に係る発明は、補正切り込み量演算手段により前記適正距離との距離の増減分を加減算して適正な切り込み量を設定することで、ワークの着座面からの浮き上がり量をキャンセルしてワークを適正寸法に効率よく加工することができるため、稼働率の低下を抑制して生産性を向上させることができる。
With such a configuration, the invention according to
本発明の請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の寸法管理装置であって、前記流体式ワーク被加工面測定装置を前記主軸装置に配設して、前記主軸装置に装着される前記回転工具と一体として当該流体式ワーク被加工面測定装置が移動すること、を特徴とする。
The invention according to
かかる構成により、本発明の請求項4に係る発明は、前記流体式ワーク被加工面測定装置を前記主軸装置に配設したことで、前記回転工具によるワークの加工中は、回転工具の切り込み方向の送りに合わせて流体式ワーク被加工面測定装置を一体として移動させることができるため、加工中であっても前記流体式ワーク被加工面測定装置による計測が可能となる。
一方、前記回転工具によるワークの加工完了後は、回転工具と一体として流体式ワーク被加工面測定装置をワークから退避させることができるため、ワークの着脱を迅速に実行することができる。
With such a configuration, the invention according to
On the other hand, after completion of machining of the workpiece by the rotary tool, the fluid workpiece workpiece surface measuring device can be retracted from the workpiece integrally with the rotary tool, so that the workpiece can be quickly attached and detached.
このようにして、本発明の請求項4に係る発明は、主軸移動装置を利用して流体式ワーク被加工面測定装置を移動させることで、流体式ワーク被加工面測定装置の位置を適正に管理して計測精度を向上させ、かつ流体式ワーク被加工面測定装置の移動装置を別途設ける必要がないので、工作機械の構成を簡素化してコンパクト化を図ることができる。
Thus, in the invention according to
本発明に係る寸法管理装置は、ワークの底面位置を管理してワークを適正寸法に加工することができる。このため、本発明に係る寸法管理装置が搭載された工作機械は、加工精度を向上させながら、稼働率の低下を抑制して生産性を向上させることができる。 The dimension management device according to the present invention can manage the bottom surface position of a workpiece and process the workpiece into an appropriate dimension. For this reason, the machine tool equipped with the dimension management device according to the present invention can improve productivity by suppressing a decrease in the operation rate while improving the machining accuracy.
本発明の実施形態に係る寸法管理装置1について、工作機械である卓上形の立形研削盤100に適用した場合を例として、適宜図を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態においては、立形研削盤に適用したが、横形研削盤やマシニングセンタ等の他の工作機械に適用することもできる。
The
<立形研削盤の概要>
立形研削盤100は、図1に示すように、ベース101に回転自在に配設されたワーク主軸2と、ワーク主軸2を回転させる駆動装置102と、ワーク主軸2に配設されたクランプ装置3と、回転工具である回転砥石105を回転駆動する主軸装置103と、主軸装置103を移動させる主軸移動装置104と、動作を制御する制御装置106と、を備えている。
<Outline of vertical grinding machine>
As shown in FIG. 1, the
なお、立形研削盤100において、加工室カバーやクーラント供給装置等の付帯装置は、特に限定されるものではないので、説明の便宜上、図示および詳細な説明は省略する。
In the
立形研削盤100は、ワーク主軸2の上面にクランプされたワークWを回転させながら
主軸装置103で回転駆動された回転砥石105でワークWの上面W2(端面)を研削してワークWの厚さを所定の公差に加工する。
The
ベース101は、図1に示すように、基台部101aと、基台部101aから上方に延設された立フレーム部101bと、立フレーム部101bから水平方向に延設された横フレーム部101cと、を備えたフレーム構造をなし、横フレーム部101cにワーク主軸2を回転自在に支持し、立フレーム部101bに主軸装置103を移動自在に支持している。
As shown in FIG. 1, the
ワーク主軸2は、図2(a)に示すように、横フレーム部101c(図1参照)に固定された筒状のハウジング21と、ハウジング21にベアリング22を介して回転自在に内設された回転主軸23と、回転主軸23の上部に固定されたワーク載置部23aと、ワーク載置部23aの上部まで圧縮エアを供給するエア供給路24と、を備えて構成され、ワーク載置部23aにワークWを載置して回転させるようになっている。
As shown in FIG. 2A, the
エア供給路24は、回転主軸23およびワーク載置部23aを通ってワーク載置部23aの上部まで形成され、このエア供給路24には、ロータリジョイント25(図1参照)等の回転自在な接続部材を介してエア源26(図1参照)から圧縮エアを供給するようになっている。
The
駆動装置102は、図1に示すように、ワーク主軸2を回転駆動する装置であり、駆動モータ102aと、駆動モータ102aの駆動力をワーク主軸2に伝達する伝達機構102bと、を備えて構成することができるが、特に限定されるものではない。
As shown in FIG. 1, the
クランプ装置3は、図2(a)に示すように、ワーク載置部23aに配設されたチャック装置31と、チャック装置31を駆動するドローバー32と、ドローバー32を下方に付勢してチャック装置31でクランプ(図2(a)の左図を参照)する付勢手段33と、アクチュエータ等により付勢手段33の付勢力に抗してドローバー32を上方に押し上げてチャック装置31をアンクランプ方向に拡径する(図2(a)の右半図を参照)アンクランプ装置34(図1参照)と、を備えて構成されている。
As shown in FIG. 2 (a), the
かかる構成により、クランプ装置3は、ドローバー32を付勢手段33により下方に付勢することで、チャック装置31を縮径方向に水平に移動してワークWをクランプし(図2(a)の左半図を参照)、ドローバー32を上方に押し上げることで、チャック装置31を拡径方向に水平に移動してワークWをアンクランプ(図2(a)の右半図を参照)する装置であるが、種々の形態を採用することができ特に限定されるものではないので詳細な説明は省略する。
With this configuration, the
主軸装置103は、図2(b)に示すように、回転砥石105が着脱自在に装着される主軸103aと、主軸103aをベアリング103bにより回転自在に支持する主軸ヘッド103cと、を備えている。
主軸移動装置104は、図1に示すように、主軸装置103を軸方向(上下方向、Z軸方向)、および前後方向(Y軸方向)に移動させる装置である。主軸移動装置104は、主軸装置103を移動させることで、主軸103aに装着された回転砥石105をZ軸方向およびY軸方向に移動させることができる。
As shown in FIG. 2B, the
As shown in FIG. 1, the main
制御装置106は、図1に示すように、ワーク主軸2およびクランプ装置3の動作を制御するワーク主軸制御装置106aと、主軸装置103および主軸移動装置104の動作を制御する主軸制御装置106bと、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
なお、本実施形態においては、説明の便宜上、立形研削盤100の制御装置106と寸法管理装置1とを便宜上別々に区別して説明するが、別体として構成してもよいし、寸法管理装置1を立形研削盤100に搭載した状態では、まとめて構成してもよい。
In the present embodiment, for convenience of explanation, the
<寸法管理装置>
続いて、寸法管理装置1について、主として図3と図4を参照しながら詳細に説明する。図3は、寸法管理装置の構成を示す断面図であり、クランプした状態でワークが浮き上がった様子を誇張して示したものである。図4は寸法管理装置の動作を説明するための模式的正面断面図であり、(a)はワークに対して主軸装置を予め設定した計測原点位置に位置決めした状態、(b)は補正切り込み量を説明するためのワークが着座面から浮き上がった状態(左図)と密着状態(右図)の関係を示す図である。
<Dimension management device>
Next, the
寸法管理装置1は、ワークWの底面W1の位置を計測する流体式ワーク底面測定装置(底面測定装置4)と、底面W1の位置と予め設定された底面基準位置h0との距離の増減(高さの差)を求める底面位置演算手段5と、被加工面(ワークWの上面W2)の位置を計測する流体式ワーク被加工面測定装置(上面測定装置6)と、底面基準位置h0からワークWの上面W2の位置までの距離を求める上面位置演算手段7と、ワークWの上面W2の位置から回転砥石105の切り込み量を求める補正前切り込み量演算手段81と、底面基準位置h0との距離の増減を補正前切り込み量t1に増減して補正切り込み量t2を求める補正切り込み量演算手段8と、を備えている。
なお、本実施形態における立形研削盤100では、底面基準位置h0からの距離が「高さ」に該当するため、底面基準位置h0との関係では、「底面基準位置h0からの高さ」と表示する場合がある。
The
In the vertical grinding
<底面測定装置>
底面測定装置4は、ワークWの底面W1の位置、具体的には一例として、ノズル42の噴射口42aからワークWの底面W1までの距離δ1を計測する装置であり、ワークWを載置する座板41と、座板41に形成されたノズル42と、ノズル42から噴射される圧縮エアの圧力を計測する圧力計測器43と、圧力計測器43により計測された圧力からワークWの底面W1の位置を求める圧力演算手段44と、を備えている。
<Bottom measurement device>
The bottom
座板41は、回転主軸23の上部に固定されたワーク載置部23aに配設され、ワークWを載置する着座面41aと、開口部を着座面41aに載置されたワークWの底面W1で覆うように形成された空隙部41bと、を備えている。
着座面41aは、ワークWを密着させて着座させる基準面であり、本実施形態においては底面基準位置h0に設定されている。
The
The
ノズル42は、座板41を厚さ方向に貫通して空隙部41bに下方から噴射口42aが開口するように形成されている。ノズル42には、ワーク載置部23aの上部まで圧縮エアを供給するエア供給路24が連通され、エア源26(図1参照)からエア供給路24を通って圧縮エアが供給されるようになっている。このため、噴射口42aから噴射された圧縮エアは、空隙部41bを通って垂直にワークWの底面W1に向けて噴射される。
The
圧力計測器43は、ノズル42からワークWの底面W1に噴射された圧縮エアによるエア供給路24の圧力(圧力変動)を計測する。圧力演算手段43は、圧力計測器43により計測された圧力からワークWの底面位置を演算し、ノズル42の噴射口42aからワークWの底面W1までの距離δ1を求める。
このようにして、底面測定装置4は、ノズル42の噴射口42aからワークWの底面W1までの距離δ1を求める。
The
In this way, the bottom
なお、本実施形態においては、座板41に空隙部41bを形成し、ノズル42から空隙部41bを通ってワークWの底面W1に圧縮エアを噴射するようにしたが、これに限定されるものではなく、空隙部41bを形成せずに着座面41aに密着した状態でワークWの底面W1に圧縮エアを噴射してもよい。
このように、本実施形態においては、空隙部41bを形成することで、ワークWの底面W1と着座面41aとの接触面積を小さくするとともに、ワークWの底面W1の広範囲に渡って圧縮エアを噴射することで、効率よく確実に加工粉やダスト等を除去することができる。
In this embodiment, the
Thus, in the present embodiment, by forming the
底面位置演算手段5は、底面測定装置4により求めたワークWの底面W1の位置と底面基準位置h0(着座面41a)との距離の増減を求める演算装置である。
底面基準位置h0は、ワークWの高さ寸法を管理するための基準面であり、任意に設定することができるが、本実施形態においては基準面として精度管理しやすい座板41の上面に形成されたワークWの着座面41aに設定する。
The bottom surface position calculation means 5 is a calculation device that calculates increase / decrease in the distance between the position of the bottom surface W1 of the workpiece W obtained by the bottom
The bottom surface reference position h0 is a reference surface for managing the height dimension of the workpiece W, and can be set arbitrarily. In the present embodiment, the bottom surface reference position h0 is formed on the upper surface of the
ワークWの着座面41aを底面基準位置h0として設定した場合、ワークWの着座姿勢が適正であるときは、ワークWの底面W1と着座面41aが密着しているから、ワークWの底面W1の位置と底面基準位置h0との距離=0である。
したがって、本実施形態では、「ワークWの底面W1の位置と底面基準位置h0との距離の増減」は、底面基準位置h0からワークWの底面W1までの距離、つまり高さh1(増分)に等しい。
When the
Therefore, in this embodiment, “increase or decrease in the distance between the position of the bottom surface W1 of the workpiece W and the bottom surface reference position h0” is the distance from the bottom surface reference position h0 to the bottom surface W1 of the workpiece W, that is, the height h1 (increment). equal.
ここで、ノズル42の噴射口42aからワークWの着座面41aまでの高さz1は、予め計測されて記憶手段(不図示)に保存された既知の数値である。
したがって、底面位置演算手段5は、圧力演算手段43により噴射口42aからワークWの底面W1までの距離δ1が求められているため、底面基準位置h0からワークWの底面W1までの高さh1は、h1=δ1−z1から求めることができる。
Here, the height z1 from the
Accordingly, since the distance δ1 from the
<流体式ワーク被加工面測定装置(上面測定装置)>
上面測定装置6は、主軸装置103を予め設定した計測原点位置に位置決めした状態(図4(a)の位置)において、被加工面であるワークWの上面W2の位置、具体的には一例として、ノズル61の噴射口61aからワークWの上面W2までの距離δ2(図4参照)を計測する装置である。
上面測定装置6は、図3に示すように、圧縮エアをワークWの上面W2に噴射するノズル61と、ノズル61に圧縮エアを供給するエア供給路62と、ノズル61から噴射される圧力流体の圧力を計測する圧力計測器63と、圧力計測器63により計測された圧力からワークWの上面W2の位置を求める圧力演算手段64と、を備えている。
<Fluid workpiece processing surface measuring device (upper surface measuring device)>
The upper
As shown in FIG. 3, the upper
ノズル61は、下方に向けて噴射口61aが開口するように主軸ヘッド103cに固定されている。かかる構成により、主軸ヘッド103cを主軸移動装置104により移動することで、ノズル61と回転砥石105を一体として移動することができる。
このため、ワークWの加工中は、回転砥石105の切り込み方向の送りに合わせてノズル61を一体として移動させることができるため、研削加工中の計測が可能となる。一方、回転砥石105によるワークWの加工完了後は、回転砥石105と一体としてノズル61をワークWから退避させることができるため、ワークWの着脱を簡易迅速に実行することができる。
The
For this reason, during the processing of the workpiece W, the
エア供給路62は、主軸ヘッド103cに形成されている。ノズル61には、圧縮エアを供給するエア供給路62が連通され、エア源26(図1参照)からエア供給路62を通って圧縮エアが供給されるようになっている。このため、噴射口61aから噴射された圧縮エアは、ワークWの上面W2に向けて垂直に噴射される。
The
圧力計測器63は、ノズル61からワークWの上面W2に噴射された圧縮エアによるエア供給路62の圧力(圧力変動)を計測する。圧力演算手段64は、圧力計測器63により計測された圧力からワークWの上面W2の位置を演算し、ノズル61の噴射口61aからワークWの上面W2までの距離δ2を求める。
The
<上面位置演算手段>
上面位置演算手段7は、底面基準位置h0からワークWの上面W2までの高さh2を求める演算装置である。
ここで、底面基準位置h0からノズル61の噴射口61aまでの高さz2は、主軸装置103の計測原点位置(図4(a)の位置)から予め計測されて記憶手段(不図示)に保存された既知の数値である。
したがって、上面位置演算手段7は、圧力演算手段64によりノズル61の噴射口61aからワークWの上面W2までの距離δ2が求められているため、底面基準位置h0からワークWの上面W2までの高さh2は、h2=z2−δ2から求めることができる。
<Upper surface position calculation means>
The upper surface position calculating means 7 is an arithmetic device that calculates the height h2 from the bottom surface reference position h0 to the upper surface W2 of the workpiece W.
Here, the height z2 from the bottom surface reference position h0 to the
Accordingly, since the distance δ2 from the
<補正前切り込み量演算手段>
図4(b)の右側の図に示すように、補正前切り込み量t1は、ワークWの底面W1の位置による補正をかけない補正前の切り込み量であり、ワークWの上面W2の位置T1のみから求めた切り込み量である。したがって、ワークWが着座面41aに密着した状態で適正にクランプされていると仮定した場合には、適正な厚み寸法T0に加工することができる。
補正前切り込み量演算手段81は、底面基準位置h0からワークWの上面W2までの高さh2からワークWの適正な厚み寸法T0を減算して、補正前切り込み量t1=h2−T0を求める。
<Cutting amount calculation means before correction>
4B, the pre-correction cut amount t1 is a pre-correction cut amount that is not corrected based on the position of the bottom surface W1 of the workpiece W, and only the position T1 of the top surface W2 of the workpiece W. This is the amount of cut obtained from. Therefore, when it is assumed that the workpiece W is properly clamped in close contact with the
The pre-correction cut amount calculation means 81 subtracts an appropriate thickness dimension T0 of the workpiece W from the height h2 from the bottom surface reference position h0 to the upper surface W2 of the workpiece W to obtain a pre-correction cut amount t1 = h2-T0.
<補正切り込み量>
図4(b)の左側の図に示すように、補正切り込み量t2は、ワークWが着座面からh1だけ浮き上がった状態において、補正前切り込み量に対してワークWの浮き上がり量h1を補正した切り込み量である。
したがって、ワークWが着座面41aから高さh1だけ浮き上がった状態において、補正前切り込み量t1に対して、補正切り込み量t2=t1−h1である。
補正切り込み量演算手段8は、底面基準位置h0との距離の増減(浮き上がり量=高さh1)を補正前切り込み量t1に増減(減算)して補正切り込み量t2を求める。
<Correction cut amount>
As shown in the left diagram of FIG. 4B, the corrected cut amount t2 is a cut obtained by correcting the lift amount h1 of the workpiece W relative to the cut amount before correction in a state where the workpiece W is lifted by h1 from the seating surface. Amount.
Therefore, in the state where the workpiece W is lifted from the
The corrected cutting amount calculation means 8 obtains a corrected cutting amount t2 by increasing / decreasing (subtracting) the increase / decrease (lift amount = height h1) of the distance from the bottom surface reference position h0 to the pre-correction cutting amount t1.
続いて、本発明の実施形態に係る寸法管理装置1の動作について主として図3〜図5を参照しながら説明する。
立形研削盤100は、作業者MがワークWを座板41にセットして起動ボタン(不図示)を押すと、制御装置106によりクランプ装置3を駆動してワークWをクランプする(ステップS1)。立形研削盤100は、主軸移動装置104により主軸装置103を移動して、計測原点位置(図4(a)参照)に主軸装置103および上面測定装置6を位置合わせする(ステップS2)。
Next, the operation of the
When the operator M sets the workpiece W on the
寸法管理装置1は、底面測定装置4により、ノズル42の噴射口42aからワークWの底面W1までの距離δ1を計測し(ステップS3)、底面位置演算手段5により、底面基準位置h0からワークWの底面W1までの距離h1を求める(ステップS4)。
寸法管理装置1は、上面測定装置6により、ノズル61の噴射口61aからワークWの上面W2までの距離δ2を計測し(ステップS5)、上面位置演算手段7により、底面基準位置h0から上面W2までの距離h2を求める(ステップS6)。
The
The
なお、本実施形態においては、ステップS3とS4を実行してから、ステップS5とS6を実行したが、これに限定されるものではなく、ステップS5とS6を実行してから、ステップS3とS4を実行してもよい。 In this embodiment, steps S3 and S4 are executed, and then steps S5 and S6 are executed. However, the present invention is not limited to this, and steps S5 and S6 are executed, and then steps S3 and S4 May be executed.
寸法管理装置1は、補正前切り込み量演算手段81により、補正前切り込み量t1=h2−T0を求め(ステップS7)、補正切り込み量演算手段8により、補正切り込み量t2=t1−h1を求める(ステップS8)。
The
そして、立形研削盤100は、寸法管理装置1により求めた補正切り込み量t2を切り込み量として設定し、主軸移動装置104により主軸装置103をZ軸方向に移動して、回転砥石105を回転させながら、回転砥石105がワークWに接触した状態から補正切り込み量t2だけ切り込んで加工する(ステップS9)。
The vertical grinding
ここで、回転砥石105がワークWに接触して研削が開始された位置は、ノズル61の噴射口61aと回転砥石105の下面との高さの差δ3(図4(a)参照)を予め計測して記憶しておくことで求めることができる。
Here, the position at which the
つまり、回転砥石105がワークWに接触した状態におけるワークWの上面W2からノズル61の噴射口61aまでの高さ(δ3に相当)を上面測定装置6(図3参照)により求める。そして、例えば、回転砥石105が図4(a)に示す位置から補正切り込み量t2を設定する場合には、回転砥石105の下面からワークWの上面W2までの高さh3=δ2−δ3であるから、回転砥石105のZ軸方向(図1参照)への送り量を「δ2−δ3+t2」に設定すればよい。
That is, the height (corresponding to δ3) from the upper surface W2 of the workpiece W to the
以上のように構成した本発明の実施形態に係る寸法管理装置1は、以下のような作用効果を奏する。
寸法管理装置1は、底面測定装置4および底面位置演算手段5により、非接触でワークWが着座面41aに適正にクランプされたかどうかを判定し、ワークWの着座面41aからの浮き上がり量を求め、補正切り込み量演算手段8により適正な補正切り込み量t2を設定することで、ワークWを適正寸法に効率よく加工することができるため、稼働率の低下を抑制して生産性を向上させることができる。
The
The
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した各実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、本実施形態においては、寸法管理装置1により求めた補正切り込み量t2を切り込み量として設定して加工したが(ステップS8〜S9)、これに限定されるものではなく、補正切り込み量t2=t1−h1が予め設定した所定の閾値(浮き上がり量の限界値)以内であるかどうかを判断する判断手段を設けて、浮き上がり量の限界値を超えている場合にはランプやブザー等により作業者Mに警告して注意を喚起するようにしてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to above-mentioned each embodiment, It can change suitably and can implement.
For example, in the present embodiment, the correction cutting amount t2 obtained by the
本実施形態においては、底面測定装置4および上面測定装置6として圧縮エアの噴射圧力を利用したエア圧力式を採用したが、これに限定されるものではなく、水圧や油圧を利用した液圧式の非接触計測装置を採用することもできる。
In the present embodiment, the air pressure type using the injection pressure of compressed air is adopted as the bottom
1 寸法管理装置
2 ワーク主軸
3 クランプ装置
4 底面測定装置(流体式ワーク底面測定装置)
5 底面位置演算手段
6 上面測定装置(流体式ワーク被加工面測定装置)
7 上面位置演算手段
8 補正切り込み量演算手段
24 エア供給路
41 座板
41a 着座面
41b 空隙部
42 ノズル
43 圧力計測器
44 圧力演算手段
61 ノズル
62 エア供給路
63 圧力計測器
64 圧力演算手段
81 補正前切り込み量演算手段
100 立形研削盤
103 主軸装置
104 主軸移動装置
105 回転砥石
T0 適正厚み寸法
T1 上面位置
W ワーク
W1 底面
W2 上面(被加工面)
h0 底面基準位置
h1 底面基準位置からワーク底面までの高さ(適正距離との増減)
h2 底面基準位置からワーク上面までの高さ
DESCRIPTION OF
5 Bottom surface position calculation means 6 Top surface measuring device (fluid workpiece work surface measuring device)
7 Upper surface position calculating means 8 Correction cutting amount calculating means 24
h0 Bottom reference position h1 Height from bottom reference position to workpiece bottom (increase / decrease with appropriate distance)
h2 Height from bottom surface reference position to workpiece top surface
Claims (4)
このベースに回転自在に配設されワークを載置するワーク主軸と、
このワーク主軸に配設され前記ワークをクランプするクランプ装置と、
前記ワークを加工する回転工具を回転駆動する主軸装置と、
この主軸装置を移動させる主軸移動装置と、を有する工作機械に搭載して前記ワークを適正寸法に加工する寸法管理装置であって、
前記ワーク主軸に配設され圧力流体を前記ワークの底面に噴射して当該底面の位置を計測する流体式ワーク底面測定装置と、
前記底面の位置が予め設定された底面基準位置に対して適性距離にあるかどうかを判定し、当該適正距離との距離の増減を求める底面位置演算手段と、
を備えたことを特徴とする寸法管理装置。 Base and
A work spindle that is rotatably disposed on the base and places the work;
A clamping device disposed on the workpiece spindle and clamping the workpiece;
A spindle device for rotationally driving a rotary tool for machining the workpiece;
A spindle control device that moves the spindle device, and a dimension management device that is mounted on a machine tool having the spindle device to process the workpiece into an appropriate dimension,
A fluid-type workpiece bottom surface measuring device that is disposed on the workpiece spindle and injects pressure fluid onto the bottom surface of the workpiece to measure the position of the bottom surface;
Determining whether or not the position of the bottom surface is an appropriate distance with respect to a preset bottom surface reference position, and determining the increase or decrease of the distance from the appropriate distance;
A dimension management device comprising:
前記ワーク主軸に配設され前記ワークを載置する着座面が形成された座板と、
前記座板に形成され前記圧力流体を前記ワークの底面に噴射するノズルと、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の寸法管理装置。 The fluid type work bottom measuring device is
A seat plate disposed on the work spindle and having a seating surface on which the work is placed;
A nozzle formed on the seat plate for injecting the pressure fluid to the bottom surface of the workpiece;
The dimension management device according to claim 1, comprising:
前記被加工面の位置に対して前記適正距離との距離の増減分を加減算して適正な切り込み量を求める補正切り込み量演算手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の寸法管理装置。 A fluid type work surface measurement device for injecting pressure fluid onto the work surface of the work and measuring the position of the work surface;
Correction cutting amount calculation means for calculating an appropriate cutting amount by adding or subtracting an increase / decrease of the distance from the appropriate distance with respect to the position of the processing surface;
The dimension management apparatus according to claim 1, further comprising:
を特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の寸法管理装置。
The fluid type work surface measurement apparatus is disposed in the spindle device, and the fluid type work surface measurement apparatus moves as a unit with the rotary tool mounted on the spindle device,
The dimension management apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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