JP2016104499A - Grinding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、板状ワークを研削する研削装置に関する。 The present invention relates to a grinding apparatus for grinding a plate-like workpiece.
半導体ウエーハ等の板状ワークを研削する研削装置では、チャックテーブルの上面に板状ワークを吸着保持させ、チャックテーブルの上方から板状ワークに対して回転する研削砥石を鉛直方向に降下させ、研削砥石の下面を板状ワークの上面に接触させて研削を行っている(例えば、特許文献1参照)。 In a grinding machine that grinds plate-like workpieces such as semiconductor wafers, the plate-like workpiece is attracted and held on the upper surface of the chuck table, and the grinding wheel that rotates relative to the plate-like workpiece is lowered from above the chuck table in the vertical direction for grinding. Grinding is performed by bringing the lower surface of the grindstone into contact with the upper surface of the plate-like workpiece (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1に記載されているような研削装置は、研削砥石を環状に備える研削ホイールを回転可能に装着する研削手段(特許文献1中では、研削ユニット10)と、チャックテーブル上の板状ワークに対して上方向から研削手段を接近させ又は上方向へ研削手段を離間させる研削送り手段(特許文献1中では、粗研削ユニット送り機構18)とを備えている。そして、研削送り手段による研削手段の送り速度を可変とすることで、研削手段の研削速度(研削量)を調整している。すなわち、研削手段の送り速度を加速させることで板状ワークに研削砥石を押し付ける力を強くして研削速度を上げ、研削手段の送り速度を減速させることで板状ワークに研削砥石を押し付ける力を弱くして研削速度を下げている。 The grinding apparatus as described in the above-mentioned patent document 1 includes a grinding means (a grinding unit 10 in patent document 1) for rotatably mounting a grinding wheel having an annular grinding wheel, and a plate shape on a chuck table. Grinding feed means (rough grinding unit feed mechanism 18 in Patent Document 1) is provided that causes the grinding means to approach the workpiece from above or separates the grinding means upward. And the grinding speed (grinding amount) of the grinding means is adjusted by changing the feed speed of the grinding means by the grinding feed means. That is, by increasing the feed speed of the grinding means, the force to press the grinding wheel against the plate-like workpiece is increased to increase the grinding speed, and by reducing the feed speed of the grinding means, the force to press the grinding stone against the plate-like work is increased. We weaken and reduce grinding speed.
しかし、上記のように、研削手段の送り速度を加速させて、研削砥石を板状ワークに対してより強く押し付けるためには、研削手段及びチャックテーブルが、押し付けによる負荷に耐える構造を備える必要が生じる。一方、あまり複雑な構造とすると、研削装置一台当たりのコストが嵩むことも問題となってくる。 However, as described above, in order to accelerate the feeding speed of the grinding means and press the grinding wheel more strongly against the plate-like workpiece, it is necessary that the grinding means and the chuck table have a structure that can withstand the load caused by the pressing. Arise. On the other hand, if the structure is too complicated, the cost per grinding apparatus increases.
本発明は、上記問題点を鑑み提案されたものである。すなわち、研削効率を維持するための高い研削速度を維持しつつも、その結果大きくなる研削手段の各部位にかかる負荷を抑えることを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above problems. That is, it aims at suppressing the load concerning each part of the grinding | polishing means which becomes large as a result, maintaining the high grinding speed for maintaining grinding efficiency.
上記目的を達成するための本発明は、板状ワークを保持する保持面を有する保持手段と、研削砥石を配設した研削ホイールによって該保持手段で保持される板状ワークを研削する研削手段と、を備える研削装置であって、該研削手段は、軸方向を水平とする回転軸の両端に該研削ホイールをそれぞれ装着する第1のマウントと該第2のマウントと、該回転軸を回転させる回転手段と、を備え、該保持手段は、該第1のマウントに対面する第1の保持手段と、該第1の保持手段を該回転軸の軸方向に研削送りする第1の研削送り手段と、該第2のマウントに対面する第2の保持手段と、該第2の保持手段を該回転軸の軸方向に研削送りする第2の研削送り手段とを備え、該研削手段を挟んで該第1の保持手段と該第2の保持手段との該保持面を対面させる配置の研削装置である。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a holding means having a holding surface for holding a plate-like work, and a grinding means for grinding the plate-like work held by the holding means by a grinding wheel provided with a grinding wheel. , Wherein the grinding means rotates the first mount, the second mount, and the rotation shaft that respectively mount the grinding wheels on both ends of the rotation shaft that is horizontal in the axial direction. A first holding means facing the first mount, and a first grinding feed means for grinding and feeding the first holding means in the axial direction of the rotation shaft. And a second holding means facing the second mount, and a second grinding feed means for grinding and feeding the second holding means in the axial direction of the rotating shaft, with the grinding means sandwiched therebetween The holding surfaces of the first holding means and the second holding means A grinding apparatus positioned to face.
本研削装置は、研削手段の軸方向を水平とする回転軸の両端に各々同一の研削ホイールを装着し、二枚の板状ワークを回転軸の軸方向から回転軸を挟み込むように研削ホイールに対し押し付けて研削を行う。そのため、回転軸の両端から回転軸中心に向かって2つの対向する研削負荷が掛かるので、回転軸に対する軸方向からの研削負荷が互いに打ち消され、研削速度を上げても回転軸のスラスト軸受け部等の機械的変異が起こりにくくなるのでスラスト軸受け部等の省スペース化も図ることができる。さらに、保持手段の保持面が研削手段の軸方向に対して垂直な方向に向くことにより、研削加工により生じたコンタミネーションが保持手段上に堆積することを抑制することもできる。 In this grinding apparatus, the same grinding wheel is attached to both ends of the rotating shaft that makes the axial direction of the grinding means horizontal, and the two grinding wheels are sandwiched between the rotating shafts from the axial direction of the rotating shaft. Press against and grind. Therefore, since two opposing grinding loads are applied from both ends of the rotating shaft toward the center of the rotating shaft, the grinding loads from the axial direction relative to the rotating shaft cancel each other, and even if the grinding speed is increased, the thrust bearing portion of the rotating shaft, etc. Therefore, it is possible to save the space of the thrust bearing portion and the like. Further, the holding surface of the holding means faces in a direction perpendicular to the axial direction of the grinding means, so that it is possible to suppress the contamination generated by the grinding process from accumulating on the holding means.
以下に、図1及び図2を参照して、本発明の一実施形態である研削装置1について説明する。図1及び2に示すように、研削装置1の基台2の中央部上方には研削手段3が配設され、研削手段3は、円柱状のハウジング30と、ハウジング30の内部に配置され軸方向を水平としてハウジング30によって回転可能に支持された回転軸31と、回転軸31の両端に装着された第1のマウント33及び第2のマウント35と、第1のマウント33及び第2のマウント35にそれぞれ装着された2つの研削ホイール32と、回転軸31を回転させる回転手段36と、を備えている。
Below, with reference to FIG.1 and FIG.2, the grinding apparatus 1 which is one Embodiment of this invention is demonstrated. As shown in FIGS. 1 and 2, a grinding means 3 is disposed above the center portion of the
第1のマウント33は、一方の側面に研削ホイール32を着脱可能に装着し、もう一方の側面が回転軸31の回転軸端部31aと結合することで、回転軸31の一端に研削ホイール32を装着する。研削ホイール32は、円柱状のホイール基台320と、ホイール基台320に環状に配設された研削砥石321とを備えている。第2のマウント35は、一方の側面に研削ホイール32を着脱可能に装着し、もう一方の側面が回転軸31の回転軸端部31bと結合することで、回転軸31の他端に研削ホイール32を装着する。なお、研削砥石321の形状は、連続して環状に形成されているものの他にも、セグメントタイプの砥石が環状に複数配置されたものでも良い。
The
ハウジング30は、基台2に設置されたベース20を介して基台2上に配設される。ハウジング30内には、回転軸31に連結されたモータ360を備え回転軸31を回転させる回転手段36と、スラストプレート310,311が一体となって形成された回転軸31とが配設されている。スラストプレート310,311は、スラストプレート310,311の両面とそれぞれ対面しハウジング30から回転軸31の軸方向に高圧エアを噴出するスラスト軸受部によって非接触状態で支持されている。また、回転軸31は、ハウジング30の内周面から回転軸31の回転中心に向けて高圧エアを噴出するラジアル軸受部によって非接触状態で支持されている。回転軸31は、回転軸31の軸方向が水平でかつ基台2の長手方向(X軸方向)と平行となっており、回転軸31が回転することにより、第1のマウント33及び第2のマウント35を回転させることができる。なお、2枚のスラストプレート310,310は、どちらか一方のみを備える構成としても良い。
The
図1及び図2に示すように、2つの研削ホイール32のそれぞれの研削砥石321に対面する位置には、研削対象の板状ワークを保持する第1の保持手段8及び第2の保持手段9がそれぞれ配設されている。また、研削装置1の基台2の長手方向(X軸方向)両端部には、第1の研削送り手段6と第2の研削送り手段7とが研削手段3を挟んで対向する位置に配設されている。そして、第1の研削送り手段6は、第1のマウント33に対して第1の保持手段8を回転軸31の軸方向(X軸方向)に研削送りし、第2の研削送り手段7は第2のマウント35に対して第2の保持手段9を回転軸31の軸方向(X軸方向)に研削送りする。なお、第1の研削送り手段6と第2の研削送り手段7とは、研削手段3を挟んで同一直線状で対向する位置に配設されていると好ましい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the first holding means 8 and the second holding means 9 that hold the plate-shaped workpiece to be ground are located at positions facing the
第1の研削送り手段6は、ベース6aと、ベース6a上に配設されX軸方向の軸心を有するボールネジ60と、ボールネジ60と平行にベース6a上に配設された一対のガイドレール61と、ボールネジ60を回動させるモータ62と、内部のナットがボールネジ60に螺合し底部がガイドレール61に摺接する可動板63と、可動板63上に設置され保持手段8を固定する一対の固定部64とから構成され、モータ62によって駆動されてボールネジ60が回動し、これに伴い可動板63がガイドレール61にガイドされて回転軸31の軸方向(X軸方向)に往復移動する構成となっている。
The first grinding feed means 6 includes a
可動板63上には、板状ワークW1を保持面810によって保持する第1の保持手段8が、第1のマウント33に対向して配設されている。第1の保持手段8は、円柱状のハウジング80と、板状ワークW1を保持面810で保持するチャックテーブル81とを備え、ハウジング80の側面が固定部64により挟持されることで第1の保持手段8は可動板63上に固定され、チャックテーブル81の保持面810は、X軸方向に垂直でかつ第1のマウント33に固定された研削ホイール32の研削砥石321の研削面と平行に対向している。第1の研削送り手段6は、可動板63をX軸方向に往復移動させることで、第1の保持手段8をX軸方向に研削送りする。
On the
ハウジング80の内部には、チャックテーブル81の一方の側面に接続されチャックテーブル81上の板状ワークW1を保持面810に吸引保持するための吸引力を保持面810に伝達するロータリージョイント82と、可動板63の移動方向と平行方向(X軸方向)の軸方向を有するスピンドル83と、スピンドル83を回転させるモータ84とを備えている。スピンドル83は、ロータリージョイント82の内周側を通りチャックテーブル81の一方の側面と垂直に結合しており、モータ84がスピンドル83を回転させることに伴ってチャックテーブル81も回転する。
Inside the
第2の研削送り手段7は、ベース7aと、ベース7a上に配設されX軸方向の軸心を有するボールネジ70と、ボールネジ70と平行にベース7a上に配設された一対のガイドレール71と、ボールネジ70を回動させるモータ72と、内部のナットがボールネジ70に螺合し底部がガイドレール71に摺接する可動板73と、可動板73上に設置され保持手段9を固定する一対の固定部74とから構成され、モータ72によって駆動されてボールネジ70が回動し、これに伴い可動板73がガイドレール71にガイドされて回転軸31の軸方向(X軸方向)に往復移動する構成となっている。
The second grinding feed means 7 includes a
可動板73上には、板状ワークW2を保持する保持面910を備える第2の保持手段9が第2のマウント35に対向して配設されている。第2の保持手段9は、円柱状のハウジング90と、板状ワークW2を保持面910で保持するチャックテーブル91とを備え、ハウジング90の側面が固定部74により挟持されることで第2の保持手段9は可動板73上に固定され、チャックテーブル91の保持面910は、X軸方向に垂直でかつ第2のマウント35に固定された研削ホイール32の研削砥石321の研削面と平行に対向しており、研削手段3を挟んで第1の保持手段8の保持面810と対面している。第2の研削送り手段7は、可動板73をX軸方向に往復移動させることで、第2の保持手段9をX軸方向に研削送りする。なお、保持面810の面の中心点と保持面910の面の中心点は同一直線状にあると好ましい。
On the
ハウジング90の内部には、チャックテーブル91の一方の側面に接続されチャックテーブル91上の板状ワークW2を保持面910に吸引保持するための吸引力を保持面910に伝達するロータリージョイント92と、可動板73の移動方向と平行方向(X軸方向)の軸方向を有するスピンドル93と、スピンドル93を回転させるモータ94とを備えている。スピンドル93は、ロータリージョイント92の内周側を通りチャックテーブル91の一方の側面と結合しており、モータ94がスピンドル93を回転させることに伴ってチャックテーブル91も回転する。なお、第1の保持手段8と第2の保持手段9とは同一の構成となっていると好ましい。
Inside the
以下に、図1及び2で示した研削装置1により、板状ワークW1及びW2を研削する場合の研削装置1の動作について説明する。まず、ハウジング80の内部のロータリージョイント82を介して接続された不図示の吸引源からの吸引力をチャックテーブル81の保持面810に作用させることで、保持面810が板状ワークW1を保持する。また、ハウジング90の内部のロータリージョイント92を介して接続された不図示の吸引源からの吸引力をチャックテーブル91の保持面910に吸引作用させ、保持面910が板状ワークW2を保持する。なお、回転軸31の両端からかかるそれぞれの研削負荷の差がより小さい方が、研削手段3にかかる負担が小さくなるため、板状ワークW1及び板状ワークW2の種類及び形状は、同一種類又は同一形状であると好ましく、同一種類でありかつ同一形状であるとさらに好ましい。
Below, the operation | movement of the grinding apparatus 1 in the case of grinding the plate-shaped workpieces W1 and W2 with the grinding apparatus 1 shown in FIG. 1 and 2 is demonstrated. First, the holding
次いで、モータ84がスピンドル83を回転させてチャックテーブル81を回転させるとともに、モータ94がスピンドル93を回転させてチャックテーブル91を回転させる。また、ハウジング30の内部の回転手段36が回転軸31を高速回転させる。回転軸31が高速回転することで、回転軸端部31aと連結されている第1のマウント33が高速回転し、第1のマウント33に装着された研削ホイール32も高速回転する。同時に、回転軸端部31bと連結されている第2のマウント35が高速回転し、第2のマウント35に装着された研削ホイール32も高速回転する。
Next, the
そして、第1の研削送り手段6が、保持面810で板状ワークW1を保持する第1の保持手段8を、回転軸31の軸方向であるX軸方向に所定の速度で研削送りする。また、第2の研削送り手段7が、保持面910で板状ワークW2を保持する第2の保持手段9を、回転軸31の軸方向であるX軸方向であって第1の保持手段8が研削送りされる方向とは逆の方向に所定の速度で研削送りする。研削手段3による板状ワークW1及びW2の研削速度は、第1の研削送り手段6の送り速度と第2の研削送り手段7の送り速度とによって調整できる。ここで、回転軸31の両端からかかるそれぞれの研削負荷の差はより小さい方が、研削手段3にかかる負担が小さくなるため、第1の研削送り手段6の送り速度と第2の研削送り手段7の送り速度との差は小さい方が好ましく、差がないのがより好ましい。
Then, the first grinding feed means 6 grindingly feeds the first holding means 8 holding the plate-like workpiece W1 on the holding
高速回転する研削ホイール32が、第1の研削送り手段6によりX軸方向へ研削送りされた第1の保持手段8の保持面810に保持された板状ワークW1と接触することで、板状ワークW1の研削加工が開始される。また、高速回転する研削ホイール32が、第2の研削送り手段7によりX軸方向へ研削送りされた第2の保持手段9の保持面910に保持された板状ワークW2と接触することで、板状ワークW2の研削加工が開始される。板状ワークW1の研削加工と板状ワークW2の研削加工とが同時に開始されるように、第1の研削送り手段6と第2の研削送り手段7とを制御することが好ましい。
When the
さらに、研削中は、第1の保持手段8のモータ84がスピンドル83を回転させることに伴って保持面810に保持された板状ワークW1も回転するので、研削ホイール32が板状ワークW1の加工面全面の研削加工を行う。また、研削中は、第2の保持手段9のモータ94が駆動しスピンドル93が回転することに伴って保持面910に保持された板状ワークW2も回転するので、研削ホイール32が板状ワークW2の加工面全面の研削加工を行う。なお、スピンドル83の回転速度とスピンドル93の回転速度との差はより小さい方が好ましく、差がないのがより好ましい。
Further, during grinding, the plate-like workpiece W1 held on the holding
本研削加工においては、回転軸31の回転軸端部31a側から回転軸31に対して板状ワークW1の押し付けによる研削負荷がかかり、回転軸端部31b側から回転軸31に対して板状ワークW2の押し付けによる加工負荷がかかり、この二つの研削負荷の向きが逆方向であるため、研削負荷が互いに打ち消され、回転軸31の軸方向(X軸方向)にかかる研削負荷が低くなるため、スラストプレート310及びスラストプレート311を小さくすることができる。板状ワークW1の押し付けによる研削負荷と板状ワークW2の押し付けによる研削負荷とが同じであれば、互いの負荷を相殺することができる。
In this grinding process, a grinding load is applied by pressing the plate-shaped workpiece W1 against the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、第1の研削送り手段6のベース6aの底部及び第2の研削送り手段7のベース7aの底部に、第1の研削送り手段6及び第2の研削送り手段7をY軸方向へ移動させる移動機構を設けるとともに、研削手段3に加えて、研削手段3の回転軸31と平行な方向の回転軸を有する別の研削手段を設けてもよい。この場合は、研削手段3の研削砥石321として粗研削用のものを使用し、もう1つの研削手段の研削砥石として仕上げ研削用のものを使用する。そして、最初に板状ワークW1及び板状ワークW2のそれぞれの加工表面に対して粗研削を行い、ついで、第1の研削送り手段6及び第2の研削送り手段7をY軸方向へ移動させることにより保持手段8,9に保持された板状ワークをもう1つの研削手段の仕上げ研削用の研削砥石に対面させれば、加工表面の平坦度等を高めるための仕上げ研削を行うような研削を行うことができる。
また、上記と同様に第1の研削送り手段6及び第2の研削送り手段7をY軸方向へ移動させる移動機構を設けるとともに、回転軸が平行な3つ以上の加工手段(例えば2つの研削手段と研磨手段)を平行に配設してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment.
For example, the first grinding feed means 6 and the second grinding feed means 7 are moved in the Y-axis direction to the bottom of the
Further, similarly to the above, a moving mechanism for moving the first grinding feed means 6 and the second grinding feed means 7 in the Y-axis direction is provided, and at least three processing means (for example, two grinding axes) whose rotation axes are parallel are provided. The means and the polishing means) may be arranged in parallel.
1:研削装置
2:基台 20:ベース
3:研削手段
30:ハウジング 31:回転軸 31a:回転軸端部 31b:回転軸端部 310:スラストプレート 311:スラストプレート
33:第1のマウント 35:第2のマウント 36:回転手段 360:モータ
32:研削ホイール 320:ホイール基台 321:研削砥石
6:第1の研削送り手段
6a:ベース 60:ボールネジ 61:ガイドレール 62:モータ 63:可動板 64:固定部
7:第2の研削送り手段
7a:ベース 70:ボールネジ 71:ガイドレール 72:モータ 73:可動板 74:固定部
8:第1の保持手段
80:ハウジング 81:チャックテーブル 810:保持面 82:ロータリージョイント 83:スピンドル 84:モータ
9:第2の保持手段
90:ハウジング 91:チャックテーブル 910:保持面 92:ロータリージョイント 93:スピンドル 94:モータ
W1:板状ワーク W2:板状ワーク
1: Grinding equipment
2: Base 20: Base 3: Grinding means
30: Housing 31: Rotating
33: First mount 35: Second mount 36: Rotating means 360: Motor 32: Grinding wheel 320: Wheel base 321: Grinding wheel
6: First grinding feed means
6a: Base 60: Ball screw 61: Guide rail 62: Motor 63: Movable plate 64: Fixed portion 7: Second grinding feed means
7a: Base 70: Ball screw 71: Guide rail 72: Motor 73: Movable plate 74: Fixed portion 8: First holding means
80: Housing 81: Chuck table 810: Holding surface 82: Rotary joint 83: Spindle 84: Motor 9: Second holding means
90: Housing 91: Chuck table 910: Holding surface 92: Rotary joint 93: Spindle 94: Motor W1: Plate workpiece W2: Plate workpiece
Claims (1)
該研削手段は、
軸方向を水平とする回転軸の両端に該研削ホイールをそれぞれ装着する第1のマウントと第2のマウントと、該回転軸を回転させる回転手段と、を備え、
該保持手段は、
該第1のマウントに対面する第1の保持手段と、該第1の保持手段を該回転軸の軸方向に研削送りする第1の研削送り手段と、該第2のマウントに対面する第2の保持手段と、該第2の保持手段を該回転軸の軸方向に研削送りする第2の研削送り手段とを備え、
該研削手段を挟んで該第1の保持手段と該第2の保持手段との該保持面を対面させる配置の研削装置。 A grinding apparatus comprising: holding means having a holding surface for holding a plate-like workpiece; and grinding means for grinding the plate-like workpiece held by the holding means by a grinding wheel provided with a grinding wheel,
The grinding means includes
A first mount and a second mount for respectively mounting the grinding wheel on both ends of a rotating shaft having an axial direction horizontal; and a rotating means for rotating the rotating shaft,
The holding means is
A first holding means facing the first mount; a first grinding feed means for grinding and feeding the first holding means in the axial direction of the rotary shaft; and a second facing the second mount. Holding means, and second grinding feed means for grinding and feeding the second holding means in the axial direction of the rotating shaft,
A grinding apparatus arranged so that the holding surfaces of the first holding means and the second holding means face each other with the grinding means interposed therebetween.
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171026 |
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A977 | Report on retrieval |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190212 |