JP2018012150A - Spindle unit and processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、先端に加工具が装着されたスピンドルユニット及び加工装置に関する。 The present invention relates to a spindle unit having a processing tool attached to the tip and a processing apparatus.
研削装置のスピンドルユニットとして、スピンドル軸の先端側のマウントに加工具としての研削ホイールが装着され、スピンドル軸の後端側に駆動源となるモータが連結されたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この種のスピンドルユニットでは、通常、スピンドル軸と一体回転する回転体にスリット等が形成され、スリット等をセンサ部で検出してスピンドル軸の回転の有無及び回転速度(回転数(rpm))を認識している。すなわち、スリット等が1回転する時間から回転速度が認識され、一定時間の間にスリット等がセンサ部に検出された回数から回転数が認識される。 As a spindle unit of a grinding apparatus, one in which a grinding wheel as a processing tool is mounted on a mount on the tip end side of a spindle shaft and a motor serving as a driving source is connected to a rear end side of the spindle shaft is known (for example, Patent Document 1). In this type of spindle unit, a slit or the like is usually formed in a rotating body that rotates integrally with the spindle shaft, and the presence or absence of rotation of the spindle shaft and the rotational speed (number of rotations (rpm)) are detected by detecting the slit or the like with a sensor unit. It has recognized. That is, the rotation speed is recognized from the time when the slit or the like makes one rotation, and the rotation number is recognized from the number of times the slit or the like is detected by the sensor unit during a certain time.
ところで、スピンドルユニットに使用するモータにはインダクションモータ等が使用されており、この種のモータは配線の接続方法によってスピンドル軸の回転方向を変更することが可能になっている。しかしながら、上記したように装置側では回転の有無や回転速度を認識することができるが、モータの配線の接続ミス等によってスピンドル軸の回転方向が間違っていても、装置側に回転方向を認識させることができない。スピンドル軸にエンコーダを装着することで回転方向を認識させることも考えられるが、エンコーダは高価であり、コストが増加するという問題があった。 By the way, an induction motor or the like is used as a motor used in the spindle unit, and this type of motor can change the rotation direction of the spindle shaft by a wiring connection method. However, as described above, the device side can recognize the presence / absence of rotation and the rotation speed, but the device side can recognize the rotation direction even if the rotation direction of the spindle shaft is wrong due to a misconnection of the motor wiring or the like. I can't. Although it is conceivable that the rotation direction can be recognized by attaching an encoder to the spindle shaft, the encoder is expensive and has a problem that the cost increases.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、安価かつ簡易な構成でスピンドル軸の回転方向を認識することができるスピンドルユニット及び加工装置を提供することを目的の1つとする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a spindle unit and a machining apparatus that can recognize the rotation direction of a spindle shaft with an inexpensive and simple configuration.
本発明の一態様のスピンドルユニットは、加工具を装着するマウントを接続するスピンドル軸と、該スピンドル軸を回転可能に支持するケーシングと、該スピンドル軸に連結し回転駆動源のモータと、該モータによる該スピンドル軸の回転を検出する回転検出手段とを備えるスピンドルユニットであって、該回転検出手段は、該スピンドル軸に接続し該スピンドル軸の軸心を中心に円周方向に少なくとも2つの異なる幅の検出部と、回転する該少なくとも2つの検出部を検出するセンサ部とを備え、該スピンドル軸を回転させ回転する該少なくとも2つの検出部を該センサ部が検出した検出リズムの違いによって回転方向を判断可能とする。 A spindle unit according to an aspect of the present invention includes a spindle shaft that connects a mount on which a processing tool is mounted, a casing that rotatably supports the spindle shaft, a motor that is connected to the spindle shaft and is a rotational drive source, and the motor A rotation detecting means for detecting rotation of the spindle shaft by the rotation detecting means, the rotation detecting means being connected to the spindle shaft and having at least two different circumferential directions around the axis of the spindle shaft A width detection unit and a sensor unit for detecting the at least two detection units that rotate are rotated, and the at least two detection units that rotate by rotating the spindle shaft are rotated by a difference in detection rhythm detected by the sensor unit. The direction can be determined.
この構成によれば、スピンドル軸の回転に伴って少なくとも2つの異なる幅の検出部がセンサ部によって検出されることで、スピンドル軸の回転方向に応じた検出リズムが回転検出手段から出力される。このため、一定時間における検出リズムのリズムパターンの繰り返し回数からスピンドル軸の回転数が認識される。また、スピンドル軸の回転方向に応じて検出リズムが異なるため、検出リズムの違いからスピンドル軸の回転方向を判断することができる。このように、スピンドル軸の回転数を検出するための構成を用いて、安価かつ簡易な構成で回転方向を検出することができる。 According to this configuration, the detection unit having at least two different widths is detected by the sensor unit as the spindle shaft rotates, so that a detection rhythm corresponding to the rotation direction of the spindle shaft is output from the rotation detection unit. For this reason, the number of rotations of the spindle shaft is recognized from the number of repetitions of the rhythm pattern of the detected rhythm in a certain time. Further, since the detected rhythm varies depending on the rotation direction of the spindle shaft, the rotation direction of the spindle shaft can be determined from the difference in the detected rhythm. Thus, the rotation direction can be detected with an inexpensive and simple configuration using the configuration for detecting the rotation speed of the spindle shaft.
本発明の一態様の加工装置は、上記のスピンドルユニットと、判断手段とを備える加工装置であって、該判断手段は、予め記憶している第1の回転方向の第1のリズムと該第1の回転方向の反対方向となる第2の回転方向での第2のリズムと、該センサ部が検出した検出リズムと、を比較して該スピンドル軸の回転方向を判断する。 A processing apparatus according to an aspect of the present invention is a processing apparatus including the spindle unit and a determination unit, and the determination unit stores a first rhythm in a first rotation direction stored in advance and the first rhythm. The rotation direction of the spindle shaft is determined by comparing the second rhythm in the second rotation direction opposite to the rotation direction of 1 and the detected rhythm detected by the sensor unit.
本発明によれば、スピンドル軸と共に回転する少なくとも2つの異なる幅の検出部をセンサ部で検出することで、安価かつ簡易な構成でスピンドル軸の回転方向を認識することができる。 According to the present invention, it is possible to recognize the rotation direction of the spindle shaft with an inexpensive and simple configuration by detecting at least two detection portions having different widths rotating together with the spindle shaft by the sensor unit.
以下、添付図面を参照して、本実施の形態の研削装置について説明する。図1は、本実施の形態の研削装置の斜視図である。なお、加工装置として研削装置を例示して説明するが、本実施の形態のスピンドルユニットを備えた加工装置であればよい。また、研削装置は、図1に示すように研削加工専用の装置構成に限定されず、例えば、研削加工、研磨加工、洗浄加工等の一連の加工が全自動で実施されるフルオートタイプの加工装置に組み込まれてもよい。 Hereinafter, the grinding apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of the grinding apparatus of the present embodiment. In addition, although a grinding apparatus is illustrated and demonstrated as a processing apparatus, what is necessary is just a processing apparatus provided with the spindle unit of this Embodiment. Further, the grinding apparatus is not limited to the apparatus configuration dedicated to the grinding process as shown in FIG. 1, for example, a fully automatic type process in which a series of processes such as a grinding process, a polishing process, and a cleaning process are performed automatically. It may be incorporated into the device.
図1に示すように、研削装置1は、多数の研削砥石47を環状に並べた研削ホイール(加工具)46を用いて、保持テーブル20に保持されたウエーハWを研削するように構成されている。ウエーハWは保護テープTが貼着された状態で研削装置1に搬入され、保護テープTを介して保持テーブル20に保持される。なお、ウエーハWは、研削対象となる板状部材であればよく、シリコン、ガリウム砒素等の半導体ウエーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア等の光デバイスウエーハでもよいし、デバイスパターン形成前のアズスライスウエーハでもよい。
As shown in FIG. 1, the grinding apparatus 1 is configured to grind the wafer W held on the holding table 20 by using a grinding wheel (processing tool) 46 in which a large number of
研削装置1の基台10の上面には、X軸方向に延在する矩形状の開口が形成され、この開口は保持テーブル20と共に移動可能な移動板11及び蛇腹状の防水カバー12に覆われている。防水カバー12の下方には、保持テーブル20をX軸方向に移動させるボールねじ式の進退手段(不図示)が設けられている。保持テーブル20は回転手段(不図示)に連結されており、回転手段の駆動によって回転可能に構成されている。また、保持テーブル20の上面には、多孔質のポーラス材によってウエーハWを吸引保持する保持面21が形成されている。
A rectangular opening extending in the X-axis direction is formed on the upper surface of the
基台10上のコラム15には、研削手段40を保持テーブル20に対して接近及び離反させる方向(Z軸方向)に研削送りする研削送り手段30が設けられている。研削送り手段30は、コラム15に配置されたZ軸方向に平行な一対のガイドレール31と、一対のガイドレール31にスライド可能に設置されたモータ駆動のZ軸テーブル32とを有している。Z軸テーブル32の背面側には図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ33が螺合されている。ボールネジ33の一端部に連結された駆動モータ34によりボールネジ33が回転駆動されることで、研削手段40がガイドレール31に沿ってZ軸方向に移動される。
The
研削手段40は、ハウジング41を介してZ軸テーブル32の前面に取り付けられており、スピンドルユニット42で研削ホイール46を中心軸回りに回転させるように構成されている。スピンドルユニット42は、いわゆるエアスピンドルであり、ケーシング43の内側でエアを介してスピンドル軸44を浮動支持している。スピンドル軸44の先端にはマウント45が連結されており、マウント45には多数の研削砥石47が環状に配設された研削ホイール46が装着されている。研削砥石47は、ダイヤモンド砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めて形成されている。
The grinding means 40 is attached to the front surface of the Z-axis table 32 via a
また、研削手段40の高さ位置は、リニアスケール51によって測定されている。リニアスケール51は、Z軸テーブル32に設けた読取部52でガイドレール31の表面に設けたスケール部53の目盛りを読み取ることで、研削手段40の高さ位置を測定している。基台10の上面には、ウエーハWの厚みを測定する厚み測定手段55が設けられている。厚み測定手段55は、保持テーブル20の保持面21及びウエーハWの上面に一対の接触子56、57を接触させ、保持テーブル20の保持面高さとウエーハWの上面高さの差分からウエーハWの厚みを測定している。
Further, the height position of the grinding means 40 is measured by a
また、研削装置1には、装置各部を統括制御する制御手段60、各種情報を表示する表示手段65が設けられている。制御手段60及び表示手段65は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。この研削装置1では、リニアスケール51及び厚み測定手段55の測定結果に基づいて制御手段60によって研削送り量が制御されて、研削手段40によって所定厚みまでウエーハWが研削される。
In addition, the grinding apparatus 1 is provided with a control means 60 that controls each part of the apparatus and a display means 65 that displays various information. The control means 60 and the display means 65 are comprised by the processor, memory, etc. which perform various processes. The memory is composed of one or a plurality of storage media such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) depending on the application. In this grinding apparatus 1, the grinding feed amount is controlled by the control means 60 based on the measurement results of the
ところで、一般的な研削装置には、スピンドル軸の回転数等を認識する構成が設けられている。例えば、スピンドル軸と一体に回転する回転体にスリットを形成し、フォトセンサやファイバセンサでスリットの一定時間の検出回数をカウントしてスピンドル軸の回転数を検出している。しかしながら、この構成では研削装置側にスピンドル軸の回転数を認識させることはできるが、スピンドル軸の回転方向を認識させることはできない。また、モータとしてインダクションモータを採用する場合には、配線の接続によって回転方向が変更されるが、配線の接続ミス等によってスピンドル軸が逆回転してしまう。 By the way, a general grinding apparatus is provided with a configuration for recognizing the rotational speed of the spindle shaft and the like. For example, a slit is formed in a rotating body that rotates integrally with the spindle shaft, and the number of times the slit is detected is counted by a photo sensor or fiber sensor to detect the number of rotations of the spindle shaft. However, in this configuration, the grinding device side can recognize the rotation speed of the spindle shaft, but cannot recognize the rotation direction of the spindle shaft. Further, when an induction motor is employed as the motor, the rotation direction is changed by the connection of the wiring, but the spindle shaft rotates in the reverse direction due to a connection error of the wiring.
ポンプ等のように正常作動しているか否かによって回転方向を容易に判別可能なものであればよいが、研削装置のスピンドルユニットのように一見して回転方向を判別できないものの場合には逆回転のままウエーハWを研削し続けてしまう恐れがある。この場合、スピンドル軸にエンコーダを設置して回転方向を検出することも可能である。しかしながら、エンコーダは、正逆回転させるモータに使用され、さらに回転変位量を電気信号として出力するものであり、研削装置のスピンドルユニットのように一方向にしか回転せず、回転変位量の検出も不要なものに使用するとコストが高くなる。 It is only necessary to be able to easily determine the rotation direction depending on whether it is operating normally, such as a pump, but in the case where the rotation direction cannot be determined at first glance like a spindle unit of a grinding machine, it is reverse rotation There is a risk that the wafer W may continue to be ground. In this case, it is also possible to detect the direction of rotation by installing an encoder on the spindle shaft. However, the encoder is used for a motor that rotates in the forward and reverse directions, and further outputs the amount of rotational displacement as an electrical signal. The encoder rotates only in one direction like the spindle unit of a grinding apparatus, and also detects the amount of rotational displacement. If used for unnecessary items, the cost increases.
本件発明者は、高価なエンコーダを使用せずに安価かつ簡易にスピンドル軸44の回転方向を認識する構成を検討し、スピンドル軸44の回転数等を認識する構成を改良して回転方向を認識可能なスピンドルユニット42を完成させた。これにより、スピンドル軸44の回転数等に加えて回転方向を研削装置1に認識させることができる。また、スピンドル軸44の回転方向を表示手段65で表示することで、モータ71の配線の接続ミス等によるスピンドル軸44の逆回転をオペレータに知らせることが可能になっている。
The present inventor examined a configuration for recognizing the rotation direction of the
以下、図2及び図3を参照して、本実施の形態のスピンドルユニットについて説明する。図2は、本実施の形態のスピンドルユニットの断面模式図である。図3は、本実施の形態の回転検出手段の上面模式図である。 Hereinafter, the spindle unit of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the spindle unit of the present embodiment. FIG. 3 is a schematic top view of the rotation detecting means of the present embodiment.
図2に示すように、スピンドルユニット42は、直立姿勢のスピンドル軸44をケーシング43で囲繞して、スピンドル軸44の側面に対してケーシング43からエアを噴出させて、スピンドル軸44を回転可能に支持するエアベアリングを形成している。スピンドル軸44の先端には研削ホイール46を装着したマウント45が接続され、スピンドル軸44の後端には回転駆動源のモータ71が連結されている。モータ71は、スピンドル軸44の上端部分に設けられたロータ72と、冷却ジャケット74を介してケーシング43の内周面に設けられたステータ73とで構成されている。冷却ジャケット74内には多数の冷却水路75が形成されており、冷却水路75によってモータ71の発熱が抑えられている。
As shown in FIG. 2, the
スピンドル軸44の下端部分及び中間部分には大径の円板部76、77が形成され、ケーシング43の下端部分には円板部76、77の間に入り込むように環状部78が形成されている。この場合、スピンドル軸44の円板部76、77とケーシング43の環状部78の間には、エアの通り路になる僅かな隙間が設けられている。環状部78の外面には多数の噴射口79が形成されており、各噴射口79は環状部78内の流路を通じてエア供給源80に接続されている。環状部78の多数の噴射口79からスピンドル軸44の外面にエアが噴射されることで、スピンドル軸44がケーシング43に対してエアを介して浮動支持される。
Large
このとき、ケーシング43の環状部78によってエアを介して広い面積でスピンドル軸44の円板部76、77が浮動支持されているため、スピンドル軸44に対してスラスト方向に作用する加工負荷が分散されている。また、スピンドル軸44とケーシング43内のエアは、モータ71を空冷しながらスピンドルユニット42の上方から排気されると共に、ケーシング43の下端に設けられたカバー67の内側を通ってスピンドルユニット42の下方から排気される。また、カバー67の下部内面には、カバー67内への研削水の進入を防止する帯状のスポンジ材68が取り付けられている。
At this time, the
図2及び図3に示すように、ケーシング43の上面には、モータ71によるスピンドル軸44の回転を検出する回転検出手段81が取り付けられている。回転検出手段81は、スピンドル軸44の軸心を中心とした円周方向に交互に配置された幅の異なる(中心角の異なる)3つの扇状の遮光プレート(検出部)82a−82cと3つのスリット83a−83cをセンサ部84で検出するように構成されている。3つの遮光プレート82a−82cは、スピンドル軸44の軸心に直交する水平面内で、異なる幅のスリット83a−83cを形成するように周方向に間隔を空けてスピンドル軸44に配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, rotation detection means 81 for detecting the rotation of the
センサ部84は、いわゆる透過型のファイバセンサであり、遮光プレート82の外周側を挟んで投光部85と受光部86を上下に対向させている。投光部85からの光が遮光プレート82a−82cによって遮光されることで、センサ部84によって遮光プレート82a−82cが検出される。このため、スピンドル軸44が回転して投光部85と受光部86の間を遮光プレート82a−82cとスリット83a−83cが通過することで、光の透過と遮光が繰り返された検出リズムがセンサ部84から出力される。このセンサ部84から出力される検出リズムの違いによってスピンドル軸44の回転方向を判断することが可能になっている。
The
また、制御手段60には、スピンドル軸44の回転数を認識する認識手段61及びスピンドル軸44の回転方向を判断する判断手段62が設けられている。認識手段61は、回転検出手段81に接続されており、回転検出手段81から出力された検出リズムに基づいてスピンドル軸44の回転数(rpm)を認識している。例えば、認識手段61は、一定時間内の検出リズムに表れるリズムパターンの繰り返し回数からスピンドル軸44の回転数を認識する。この場合、一定時間内の遮光プレート82a−82c、スリット83a−83cのいずれかの検出回数からスピンドル軸44の回転数が認識されてもよい。
Further, the control means 60 is provided with a recognition means 61 for recognizing the number of rotations of the
判断手段62は、回転検出手段81に接続されており、回転検出手段81から出力された検出リズムからスピンドル軸44の回転方向を判断している。判断手段62は、第1の回転方向を示す第1のリズム、第1の回転方向の反対方向となる第2の回転方向を示す第2のリズムを予め記憶しており、回転検出手段81のセンサ部84で検出した検出リズムと比較してスピンドル軸44の回転方向を判断している。また、判断手段62には、スピンドル軸44の回転数や回転速度と共に回転方向を表示する表示手段65が接続されている。なお、表示手段65は、スピンドル軸44の逆回転のみを表示するようにしてもよい。
The
なお、回転検出手段81のセンサ部84で検出した検出リズムは、例えば遮光状態をON、透過状態をOFFとしたパルス信号として出力される。また、判断手段62に予め記憶された第1、第2のリズムは、実際にスピンドル軸44を正逆回転させたときの回転検出手段81の出力を記憶している。なお、第1、第2のリズムは実験的に求められた値に限らず、経験的又は理論的に求められた値でもよい。また、表示手段65でスピンドル軸44の逆回転を表示する構成に代えて、警告音、ビープ音等のように音や、ランプの点滅や点灯等ように発光でスピンドル軸44の逆回転を報知してもよい。
The detected rhythm detected by the
このように、センサ部84で検出した検出リズムに応じてスピンドル軸44の回転方向が研削装置1側で認識される。このため、スピンドル軸44の逆回転をオペレータに知らせて、正常な回転方向になるようにモータ71の配線を接続し直すことができる。よって、スピンドル軸44が逆回転のままウエーハWが研削され続けることを防止することができる。また、回転数等の検出に使用する回転検出手段81で回転方向を検出することで、エンコーダを使用する構成と比較して、安価かつ簡易な構成でスピンドル軸44の回転方向を検出することが可能になっている。
As described above, the rotation direction of the
図4を参照して、回転検出手段による回転方向の検出動作について説明する。図4は、本実施の形態の回転検出手段による回転方向の検出動作の説明図である。なお、図4Aはスピンドル軸が正回転した状態、図4Bはスピンドル軸が逆回転した状態をそれぞれ示している。また、回転検出手段には、第1のリズムとして図示反時計回りの検出リズムが記憶され、第2のリズムとして図示時計回りの検出リズムが記憶されているものとする。 With reference to FIG. 4, the detection operation of the rotation direction by the rotation detection means will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram of a rotation direction detection operation by the rotation detection unit of the present embodiment. 4A shows a state in which the spindle shaft is rotated forward, and FIG. 4B shows a state in which the spindle shaft rotates in the reverse direction. Further, it is assumed that the rotation detection means stores a counterclockwise detection rhythm shown in the figure as the first rhythm and a clockwise detection rhythm shown in the figure as the second rhythm.
図4Aに示すように、矢印A方向にスピンドル軸44が回転すると、電圧のON区間T1a、OFF区間T2b、ON区間T1b、OFF区間T2c、ON区間T1c、OFF区間T2aが繰り返された検出リズムが回転検出手段81から出力される。検出リズムのON区間T1a−T1cでは、センサ部84の光が遮光プレート82a−82cで遮光されることで、各遮光プレート82a−82cのプレート幅に応じた期間だけ電圧がONになる。検出リズムのOFF区間T2a−T2cでは、センサ部84の光をスリット83a−83cを透過することで、各スリット83a−83cのスリット幅に応じた期間だけ電圧がOFFになる。
As shown in FIG. 4A, when the
すなわち、検出リズムのON区間T1a−T1cはそれぞれ遮光プレート82a−82cに対応し、検出リズムのOFF区間T2a−T2cはそれぞれスリット83a−83cに対応している。回転検出手段81で検出された検出リズムと第1、第2のリズムが比較され、検出リズムが第1のリズムと一致しているとして、スピンドル軸44が反時計回りに回転していると判断される。このように、検出リズムから遮光プレート82a、スリット83b、遮光プレート82b、スリット83c、遮光プレート82c、スリット83aの順にセンサ部84を通過していると認識される。
That is, the detected rhythm ON sections T1a to T1c correspond to the
一方、図4Bに示すように、矢印B方向にスピンドル軸44が回転すると、電圧のON区間T1c、OFF区間T2c、ON区間T1b、OFF区間T2b、ON区間T1a、OFF区間T2aが繰り返された検出リズムが回転検出手段81から出力される。回転検出手段81で検出された検出リズムと第1、第2のリズムが比較され、検出リズムが第2のリズムと一致しているとして、スピンドル軸44が時計回りに回転していると判断される。このように、検出リズムから遮光プレート82c、スリット83c、遮光プレート82b、スリット83b、遮光プレート82a、スリット83aの順にセンサ部84を通過していると認識される。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the
ところで、回転検出手段81の遮光プレート82a−82c、スリット83a−83cの大きさが異なるため、重量バランスにバラツキが生じてスピンドル軸44が偏心して振動が生じるおそれがある。このため、スピンドル軸44に対する重量バランスが均一になるように、遮光プレート82a−82cの重量が調整される。例えば、遮光プレート82a−82cの厚み変更、材料変更、重りの追加、穴あけ加工等が、センサ部84による検出に影響を及ぼさないように実施される。これにより、遮光プレート82の大きさが異なっていても、スピンドル軸44が偏心することがなく、ウエーハWの加工精度が悪化することがない。
By the way, since the sizes of the
以上のように、本実施の形態のスピンドルユニット42によれば、スピンドル軸44の回転に伴って異なる幅の3つの遮光プレート82がセンサ部84に検出されることで、スピンドル軸44の回転方向に応じた検出リズムが回転検出手段81から出力される。このため、一定時間における検出リズムのリズムパターンの繰り返し回数からスピンドル軸44の回転数が認識される。また、スピンドル軸44の回転方向に応じて検出リズムが異なるため、検出リズムの違いからスピンドル軸44の回転方向を判断することができる。このように、スピンドル軸44の回転数を検出するための構成を用いて、安価かつ簡易な構成で回転方向を検出することができる。
As described above, according to the
なお、本実施の形態では、回転検出手段81は、検出部として3つの遮光プレート82a−82cを備える構成にしたが、この構成に限定されない。回転検出手段は、少なくとも2つの異なる幅の検出部を備えていればよく、例えば、2つの遮光プレートを用いてスピンドル軸の回転方向を検出するようにしてもよい。以下、図5を参照して、変形例の回転検出手段による回転方向の検出動作について説明する。図5は、変形例の回転検出手段による回転方向の検出動作の説明図である。
In the present embodiment, the rotation detection means 81 is configured to include the three
図5Aに示すように、変形例の回転検出手段91は、スピンドル軸44の軸心を中心とした円周方向に幅の異なる(中心角の異なる)2つの扇状の遮光プレート92a、92bを配置し、遮光プレート92a、92bの間に同一幅のスリット93a、93bを形成している。この回転検出手段91は、2つの遮光プレート92a、92bをセンサ部94で交互に検出するため、回転方向が異なっていてもON区間T1a、OFF区間T2、ON区間T1b、OFF区間T2、ON区間T1a…のように同じ検出リズムが繰り返される。この場合、検出リズムの先頭のON区間に着目することでスピンドル軸44の回転方向と判断することが可能である。
As shown in FIG. 5A, the rotation detection means 91 of the modified example includes two fan-shaped
例えば、センサ部94の初期位置がスリット93aに合わせられた場合には、先頭のON区間としてON区間T1a、T1bのいずれが検出されるかに応じてスピンドル軸44の回転方向が判断される。先頭のON区間としてON区間T1bが検出されると、スピンドル軸44の回転方向が反時計回りであると判断される。一方、図5Bに示すように、先頭のON区間としてON区間T1aが検出されると、スピンドル軸44の回転方向が時計回りであると判断される。ただし、センサ部94の初期位置をスリット93bに合わせた場合には判断結果が逆になるため、センサ部94の初期位置を把握しておく必要がある。
For example, when the initial position of the
また、図5Cに示すように、センサ部94の初期位置が遮光プレート92aの途中に合わせられた場合には、先頭のON区間の長さに応じてスピンドル軸44の回転方向が判断される。先頭のON区間としてON区間T1aの半分以下の区間が検出されると、スピンドル軸44の回転方向が反時計回りであると判断される。一方、図5Dに示すように、先頭のON区間としてON区間T1aの半分以上の区間が検出されると、スピンドル軸44の回転方向が時計回りであると判断される。なお、センサ部94の初期位置を遮光プレート92bの途中に合わせた場合でも、同様にしてスピンドル軸44の回転方向を判断することが可能である。
Further, as shown in FIG. 5C, when the initial position of the
また、本実施の形態では、回転検出手段81が、検出部として扇状の遮光プレート82a−82cを備える構成にしたが、この構成に限定されない。例えば、図6に示すように、回転検出手段96は、検出部として異なる幅の長方形状の遮光プレート97a−97cを備えてもよい。遮光プレート97a−97cの間にスリットが存在しなくなるが、このような構成であってもスピンドル軸44の回転方向を検出することが可能である。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施の形態では、検出部として遮光プレート、センサ部としてフィアバセンサを例示して説明したが、この構成に限定されない。回転検出手段は、検出部を検出可能な構成であればよく、例えば、検出部として金属プレート、センサ部として磁気センサ等の近接センサを備えてもよいし、検出部として反射プレート、センサ部として反射型のフォトセンサを備えてもよい。 In the present embodiment, the light shielding plate is exemplified as the detection unit and the fibre sensor is exemplified as the sensor unit. However, the present invention is not limited to this configuration. The rotation detection unit may be configured to detect the detection unit. For example, the rotation detection unit may include a metal plate as the detection unit, a proximity sensor such as a magnetic sensor as the sensor unit, a reflection plate as the detection unit, and a sensor unit. A reflective photosensor may be provided.
また、本実施の形態では、判断手段62が検出リズムと第1、第2のリズムを比較してスピンドル軸44の回転方向を判断する構成について説明したが、この構成に限定されない。判断手段62は、検出リズムのリズムパターンだけでスピンドル軸44の回転方向を判断してもよい。
Further, in the present embodiment, the configuration in which the
また、本実施の形態では、研削装置1のスピンドルユニット42について説明したが、この構成に限定されない。スピンドルユニットはスピンドル軸の回転方向を判断可能な構成であればよく、例えば研磨装置や切削装置のスピンドルユニットでもよい。この場合、研磨装置のスピンドルユニットには加工具として研磨パッドが装着され、切削装置のスピンドルユニットには加工具として切削ブレードが装着される。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。 Moreover, although this Embodiment and the modified example were demonstrated, what combined the said embodiment and modified example entirely or partially as another embodiment of this invention may be sufficient.
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。 The embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various changes, substitutions, and modifications may be made without departing from the spirit of the technical idea of the present invention. Furthermore, if the technical idea of the present invention can be realized in another way by technological advancement or another derived technique, the method may be used. Accordingly, the claims cover all embodiments that can be included within the scope of the technical idea of the present invention.
また、本実施の形態では、本発明を研削装置のスピンドルユニットに適用した構成について説明したが、安価かつ簡易な構成でスピンドル軸の回転方向を認識できる加工装置のスピンドルユニットに適用することも可能である。 In the present embodiment, the configuration in which the present invention is applied to the spindle unit of the grinding apparatus has been described. However, the present invention can also be applied to a spindle unit of a processing apparatus that can recognize the rotation direction of the spindle shaft with an inexpensive and simple configuration. It is.
以上説明したように、本発明は、安価かつ簡易な構成でスピンドル軸の回転方向を認識することができるという効果を有し、特に、インダクションモータを用いたスピンドルユニット及び加工装置に有用である。 As described above, the present invention has an effect that the rotation direction of the spindle shaft can be recognized with an inexpensive and simple configuration, and is particularly useful for a spindle unit and a processing apparatus using an induction motor.
1 研削装置(加工装置)
42 スピンドルユニット
43 ケーシング
44 スピンドル軸
45 マウント
46 研削ホイール(加工具)
61 認識手段
62 判断手段
71 モータ
81、91、96 回転検出手段
82、92、97 遮光プレート(検出部)
83、93 スリット
84、94、98 センサ部
1 Grinding equipment (processing equipment)
42
61 Recognizing means 62 Judging means 71
83, 93
Claims (2)
該回転検出手段は、該スピンドル軸に接続し該スピンドル軸の軸心を中心に円周方向に少なくとも2つの異なる幅の検出部と、回転する該少なくとも2つの検出部を検出するセンサ部とを備え、
該スピンドル軸を回転させ回転する該少なくとも2つの検出部を該センサ部が検出した検出リズムの違いによって回転方向を判断可能とするスピンドルユニット。 A spindle shaft that connects a mount for mounting a processing tool, a casing that rotatably supports the spindle shaft, a motor that is connected to the spindle shaft and that is a rotation drive source, and a rotation that detects rotation of the spindle shaft by the motor A spindle unit comprising detection means,
The rotation detection means includes a detection unit connected to the spindle shaft and having at least two different widths in the circumferential direction around the axis of the spindle shaft, and a sensor unit for detecting the at least two detection units rotating. Prepared,
A spindle unit that makes it possible to determine the rotation direction of the at least two detection units that rotate by rotating the spindle shaft based on a difference in detection rhythm detected by the sensor unit.
該判断手段は、予め記憶している第1の回転方向の第1のリズムと該第1の回転方向の反対方向となる第2の回転方向での第2のリズムと、該センサ部が検出した検出リズムと、を比較して該スピンドル軸の回転方向を判断する加工装置。 A machining apparatus comprising the spindle unit according to claim 1 and a determination means,
The determination means detects the first rhythm in the first rotation direction stored in advance and the second rhythm in the second rotation direction that is opposite to the first rotation direction, and the sensor unit detects A processing apparatus for comparing the detected rhythm with the rotation direction of the spindle shaft.
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