JP2021109247A - 研削装置 - Google Patents
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Abstract
Description
したがって、研削装置には、研削荷重で保持手段が撓んだとしても、被加工物を高精度の厚み精度で研削するという課題がある。
また、スプリングバックを考慮して、研削砥石を高速で上昇させた位置でスパークアウト研削を実施するため、研削時間を短縮することが可能となる。
図1に示す研削装置1は、被加工物Wを研削加工する研削装置である。以下、研削装置1の構成について説明する。
研削装置1は、図1に示すように、Y軸方向に延設されたベース10と、ベース10の上における+Y方向側に立設されたコラム11とを備えている。
保持面ハイトゲージ101の接触子を枠体21の上面21aの上に接触させることにより、枠体21の上面21aに面一な吸引部20の保持面20aの高さを測定することができる。また、例えば保持面20aに被加工物Wが保持されている状態で、上面ハイトゲージ102の接触子を被加工物Wの上面Waに接触させることにより、被加工物Wの上面Waの高さを測定することができる。
筐体103は、算出手段104に接続されている。算出手段104においては、保持面ハイトゲージ101によって測定された保持面20aの高さから、上面ハイトゲージ102によって測定された被加工物Wの上面Waの高さを差し引いて、被加工物Wの厚みを算出することが可能となっている。
スピンドルモータ32を用いて、回転軸35を軸にしてスピンドル30を回転させることにより、スピンドル30に接続されているマウント33及びマウント33に装着されている研削砥石340が、回転軸35を軸にして回転することとなる。
モータ42を用いてボールネジ40を駆動することにより、ボールネジ40が回転軸45を軸にして回転すると、これに伴って、昇降板43がガイドレール41に案内されてZ軸方向に昇降移動するとともにホルダ44に保持されている研削手段3が、保持面20aに垂直な上下方向であるZ軸方向に移動することとなる。
チャックテーブル2がY軸方向に移動すると、カバー28がチャックテーブル2と一体的にY軸方向に移動して、蛇腹13が伸縮することとなる。
なお、スライダーは、ターンテーブルであってもよい。
間隔測定器8は、例えば筐体80、筐体80に設けられた投光部81及び受光部82を有するレーザー変位計等(例えばLK−G5000、キーエンス社製)である。間隔測定器8は、投光部81からレーザー光線を投光して、チャックテーブル2の基台22の下面22bにおいて反射した反射光を受光部において受光することにより、チャックテーブル2の基台22の下面22bとスライダ7の上面7aとの間隔を測定することができる。
軸部62は、例えばスライダ7に設けられた穴70に回転可能に埋設された小径の下部620と、筒部61の雌ネジ61aに対応する雄ネジ62aが形成された大径の上部621とを有するボールネジ等である。図2においては、上部621の雄ネジ62aが筒部61の雌ネジ61aに螺合して上部621の上側半分程度が筒部61に収容されている。
モータ63は、軸部62に接続されている。モータ63は、回転軸65を軸にして軸部62を回転させる機能を有している。
例えば、軸部62が回転軸65を軸にして所定の回転方向に回転して、軸部62の上部621が筒部61に螺入していくと、チャックテーブル2の+Y方向側が−Z方向に引き下げられることとなる。一方で、例えば、軸部62が回転軸65を軸にして上記の回転方向と反対の方向に回転して、軸部62の上部621が筒部61から−Z方向に突出していくとチャックテーブル2の+Y方向側が+Z方向に押し上げられることとなる。
上記の研削装置1を用いて被加工物Wを研削加工する際の研削装置1の動作について、以下に説明する。
まず、図1に示したチャックテーブル2の保持面20aに被加工物Wを載置してから、図示しない吸引手段を用いて吸引力を発揮して、生み出された吸引力を保持面20aに伝達することによって、保持面20aに被加工物Wを吸引保持する。
また、スピンドルモータ32を用いて回転軸35を軸にして研削砥石340を回転させる。
被加工物Wの研削加工中には、図1に示した厚み測定手段100によって被加工物Wの厚みが測定される。被加工物Wの厚みが所定の厚みになったら仕上げ研削を終了する。仕上げ研削終了時、研削砥石340の下面340aは仕上げ研削終了位置Z3に位置づけられる。
上記のように、研削砥石340の下面340aが被加工物Wの上面Waに接触している状態で、研削砥石340を−Z方向に移動させて被加工物Wの上面Waに対して押し下げていくと、被加工物Wが保持されているチャックテーブル2が研削砥石340から−Z方向への押力等である研削荷重を受けて、研削荷重を受けていないときよりも基台22の下面22bの高さ位置が低くなる。
そのため、被加工物Wの仕上げ研削終了時には、基台22の下面22bとスライダ7の上面7aとの間隔が、図3に示すように、研削荷重によってチャックテーブル2が沈み込んだ量Dの分小さくなっている。
その状態で、予め設定した時間T、研削砥石340の下面340aを被加工物Wに接触させて、スパークアウトを行う。
研削砥石340が、エスケープ速度V3で+Z方向に上昇しながら、被加工物Wの上面Waの上方において空転することにより、エスケープカットが行われる。エスケープカット終了時、研削砥石340の下面340aはエスケープカット終了位置Z5に位置づけられる。
研削砥石340の下面340aがエスケープカット終了位置Z5に位置づけられているとき、研削荷重が解消されている。
なお、研削荷重によって沈み込んだ量Dは、チャックテーブル2の沈み込みのみを示すものではなく、研削手段3に対してチャックテーブル2が沈み込んだ量を示している。つまり、研削荷重によって、チャックテーブル2には下方向の力がかかっており、研削手段3には上方向の力がかかっている。
また、スプリングバックを考慮して、研削砥石340を上昇させた位置においてスパークアウト研削を実施するため、研削時間を短縮することが可能である。
100:厚み測定手段 101:上面ハイトゲージ 102:保持面ハイトゲージ
103:筐体 104:算出手段
2:チャックテーブル 20:吸引部 20a:保持面
21:枠体 21a:枠体の上面
22:基台 22a:基台の上面 22b:基台の下面 24:回転手段
25:回転軸 28:カバー 29:蛇腹
3:研削手段 30:スピンドル 31:ハウジング 32:スピンドルモータ
33:マウント 34:研削ホイール 340:研削砥石 340a:研削砥石の下面
341:ホイール基台 35:回転軸
4:上下移動手段 40:ボールネジ 41:ガイドレール 42:Z軸モータ
43:昇降板 44:ホルダ 45:回転軸
5:水平移動手段 50:ボールネジ 51:ガイドレール 52:Y軸モータ
55:回転軸 6:支持柱 6A:固定支持部 6B:可動支持部
61:筒部 61a:雌ネジ 61b:筒部の底面 62:軸部 62a:雄ネジ
620:軸部の下部 621:軸部の上部 63:モータ
7:スライダ 7a:スライダの上面 70:穴
8:間隔測定器 80:筐体 81:投光部 82:受光部 9:制御手段
W:被加工物 Wa:被加工物の上面 O:保持面の中心
D:研削荷重によって沈み込んだ量 T:予め設定したスパークアウト研削の時間
Zo:研削砥石の初期位置 Z1:エアーカット位置 Z2:粗研削終了位置
Z3:仕上げ研削終了位置 Z4:チャックテーブルの下面とスライダの上面との間隔が予め設定した値になる研削砥石の下面の高さ Z5:エスケープカット終了位置
Vo:加工準備の下降速度 V1:第1研削速度 V2:第2研削速度
V3:エスケープ速度 V4:上昇退避速度
Claims (1)
- 保持面に被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルの下における該保持面の中心を中心とする円周上の等間隔な位置に配置される少なくとも3つの支持柱と、該支持柱を立設させるスライダと、該スライダを該保持面に平行な水平方向に移動させる水平移動手段と、研削砥石を環状に配置した研削ホイールを回転させて該チャックテーブルに保持された被加工物を該研削砥石を用いて研削する研削手段と、該保持面に垂直な上下方向に該研削手段を移動させる上下移動手段と、該保持面に保持された被加工物の厚みを測定する厚み測定手段と、を備える研削装置であって、
該チャックテーブルの下面と該スライダの上面との間隔を測定する間隔測定器と、
該研削砥石を徐々に下降させたことにより被加工物を所定の厚みに研削した該研削砥石を被加工物から離間させる際に、研削荷重を受けて小さくなった該間隔が、該研削荷重を小さくして研削荷重を受けていないときの該間隔に戻ろうとするスプリングバックによって予め設定した値になるときの該研削砥石の高さに研削砥石を上昇させ停止させた状態で予め設定した時間、該研削砥石の下面を該被加工物に接触させて該被加工物の被研削面を研削することと、該上下移動手段を用いて該予め設定した時間を経過した該研削砥石を上昇させて該研削砥石の下面を該被研削面から離間させることとを制御する制御手段と、
を備える、研削装置。
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JP2014037022A (ja) * | 2012-08-14 | 2014-02-27 | Disco Abrasive Syst Ltd | 研削装置 |
JP2015009295A (ja) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | 株式会社ディスコ | 研削装置及び研削方法 |
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