JP2021142603A - 研削装置 - Google Patents
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Abstract
Description
従って、生産性を低下させずに砥石の交換を可能とするという課題がある。
上記の研削装置は、該粗砥石を交換すべき砥石の残り厚さを設定する粗砥石交換設定部と、該第1仕上げ砥石を交換すべき砥石の残り厚さを設定する第1仕上げ砥石交換設定部と、該第2仕上げ砥石を交換すべき砥石の残り厚さを設定する第2仕上げ砥石交換設定部と、該粗砥石の厚さが該粗砥石交換設定部に設定された砥石の残り厚さになったときに、該第1仕上げ砥石の厚さが該第1仕上げ砥石交換設定部に設定された砥石の残り厚さになると共に、該第2仕上げ砥石の厚さが該第2仕上げ砥石交換設定部に設定された砥石の残り厚さになるように、該粗砥石による粗研削量と、該第1仕上げ砥石による仕上げ研削量と、該第2仕上げ砥石による仕上げ研削量と、を制御する制御手段と、を備えていることが望ましい。
図1に示す研削装置1は、複合研削手段5及び仕上げ研削手段3を用いて被加工物11を研削加工する研削装置である。被加工物11の下面112には、保護テープ113が貼着されている。以下、研削装置1の構成について説明する。
第1保持手段21は、円板状の吸引部210と吸引部210を支持する枠体211とを備えている。吸引部210の上面は被加工物11が保持される保持面212であり、保持面212は枠体211の上面213と面一に形成されている。
第2保持手段22は、円板状の吸引部220と吸引部220を支持する枠体221とを備えている。吸引部220の上面は被加工物11が保持される保持面222であり、保持面222は枠体221の上面223と面一に形成されている。
第2保持手段22の周囲には、第1保持手段21の周囲に配設されているカバー27及び蛇腹28と同様の構成を有するカバー27及び蛇腹28が配設されている。
第1カセット載置部7010には、第1カセット701が配設されている。第1カセット701には、研削加工前の被加工物11が収容されている。
第2カセット載置部7020には、第2カセット702が配設されている。第2カセット702には、研削加工後の被加工物11を収容することができる。
例えば、スピンナテーブル730のスピンナ保持面742に研削加工後の被加工物11が載置されている状態で、洗浄水供給ノズル731から洗浄水を供給することにより被加工物11を洗浄することができる。
例えば、スライドテーブル793の保持面796に被加工物11が載置されている状態で、該吸引源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796に伝達することによって、保持面796に被加工物11を吸引保持することができる。
スライドテーブル793の保持面796に被加工物11が保持されている状態で、該移動機構を用いてスライドテーブル793をX軸方向に移動させることにより、被加工物11をX軸方向に移動させることができる。
第1搬送手段8001は、第1搬送パッド801と、第1搬送パッド801に背中合わせに配設された第2搬送パッド802と、第1搬送パッド801及び第2搬送パッド802を支持する反転手段84とを備えている。
吸引部810には、図示しない吸引源が接続されている。保持面812に被加工物11の上面111が接触している状態で、該吸引源を作動させて、生み出された吸引力を保持面812に伝達することにより、保持面812に被加工物11を吸引保持することができる。
また、第1搬送パッド81の保持面812が+Z方向側に向いている状態では、第2搬送パッド802の保持面812は−Z方向側に向いている。従って、第1搬送パッド801が+Z方向側に向いている状態で、反転手段84を用いて第1搬送パッド801を180度回転させると、第2搬送パッド802の保持面812が+Z方向側に向いている状態となる。
Y軸移動手段83は、背板800の+X方向側の側面に配設され、Y軸方向の軸心835を有するボールネジ830と、ボールネジ830に対して平行に配設された一対のガイドレール831と、ボールネジ830を回転させる水平軸モータ832と、内部のナットがボールネジ830に螺合して側部がガイドレール831に摺接する水平移動ブロック833とを備えている。
Z軸移動手段82は、水平移動ブロック833の+X方向側の側面に連結された支持板824と、支持板824の+X方向側の側面に配設されZ軸方向の軸心825を有するボールネジ820と、ボールネジ820に平行に配列されたガイドレール821と、ボールネジ820を回転させる垂直軸モータ822と、側部のナットがボールネジ820にして側部がガイドレール821に摺接する上下移動ブロック823とを備えている。
第2搬送手段8002は、第3搬送パッド803と、第3搬送パッド803に背中合わせに配設された第4搬送パッド804と、第3搬送パッド803と第4搬送パッドとを支持する反転手段84を備えている。
第3搬送パッド803及び第4搬送パッド804は、第1搬送パッド801と同様に構成されているためその説明を省略する。
また、第2搬送手段8002のその他の部分については、第1搬送手段8001と同様に構成されているため、その説明を省略する。
保持面ハイトゲージ104の接触子を第1保持手段21の保持面212に面一な枠体211の上面213に接触させることにより、保持面212の高さを測定できる。
また、例えば被加工物11が保持面212に保持されている状態で、上面ハイトゲージ105の接触子を被加工物11の上面111に接触させることにより、被加工物11の上面111の高さを測定できる。
筐体103の内部には、CPU、メモリ等を有する図示しない算出手段等が備えられている。保持面ハイトゲージ104により測定された保持面212の高さと上面ハイトゲージ105により測定された被加工物11の上面111の高さの情報が電気信号によって該算出手段に送信されると、該算出手段において、両高さの差が被加工物11の厚みとして算出される構成となっている。
研削ホイール34は、ホイール基台341と、ホイール基台341の下面に環状に配列された略直方体形状の複数の第2仕上げ砥石340とを備えている。
第1研削送り手段41は、上記の第2研削送り手段42と同様に構成されているため、同様の符号を付してその説明を省略する。
ロータリジョイント17の内部には、第1の連通路901と、第1の連通路901に接続された第3のエア供給路93と、第3のエア供給路93に接続された第1のエア供給路91とが備えられている。
また、同じくロータリジョイント17の内部には、第2の連通路902と、第2の連通路902に接続された第4のエア供給路94と、第4のエア供給路94に接続された第3のエア供給路93とが備えられている。
第1の連通路901と第2の連通路902とは、それぞれ電磁弁900を介してシリンダ用エア供給源90に接続されている。
電磁弁900の開閉状態の切り替えを行うことによって、シリンダ用エア供給源90と第1の連通路901とが接続された状態と、シリンダ用エア供給源90と第2の連通路902とが接続された状態と、を切り替えることができる。
回転軸19の内部には、研削水の流路である研削水供給路193がZ軸方向に延ばされて形成されている。研削水供給路193の周りには、シリンダ用エア供給源90から供給されるエアの流路である第1のエア供給路91と第2のエア供給路92とがZ軸方向に延ばされて形成されている。
上部ケーシング120の側面の下部には、冷却ジャケット161に冷却水を供給するための冷却水供給口123が形成されている。また、上部ケーシング120の側面の上部には、冷却ジャケット161から冷却水を排出するための冷却水排出口124が形成されている。
図示しない冷却水供給源等から冷却水供給口123を通じて冷却ジャケット161に供給することにより、上部ケーシング120の内部を冷却することができる。上部ケーシング120の内部の冷却に用いられた冷却水は、冷却水排出口124から上部ケーシング120の外部へと排出されることとなる。
下部ケーシング121の内部には、エア流路197に接続され、複数の流路に分岐したエア流路198が形成されている。
下部ケーシング121の上面には複数の上側噴出口181が形成されており、下部ケーシング121の下面には複数の下側噴出口183が形成されている。また、下部ケーシング121の内側面には複数の内側噴出口185が形成されている。
エア流路198のエア流路197に接続されていない複数の端部は、上側噴出口181、下側噴出口183、及び内側噴出口185に接続されている。
シリンダ15の大径部150の内部には、環状の収容室61が形成されている。収容室61の内部には、環状ピストン600が収容されている。環状ピストン600の下部には環状ピストン600の周方向に等間隔を空けて複数設けられたロッド60が連結されている。ロッド60は、少なくとも3本配置されているとよい。なお、図2においては1本のみが図示されている。
また、収容室61およびピストンは、環状で無くてもよい。つまり、複数配置されるロッド毎にピストンを備え、各ピストンを摺動可能に収容する収容室を備えてもよい。
収容室61の下面には第2のエア供給口1420が形成されている。第2のエア供給口1420は、第2流路142に接続されている。
一方、例えば、シリンダ用エア供給源90が第2の連通路902と連通している状態で、シリンダ用エア供給源90を作動させて、第2のエア供給口1420から収容室61にエアを供給することにより、収容室61の下方の空間の圧力が上昇して環状ピストン600が上方に移動させられることとなる。
具体的には、図2に示すように、シリンダ用エア供給源90と第2の連通路902とが連通している状態でシリンダ用エア供給源90からエアを供給すると、供給されたエアが第2の連通路902、第4のエア供給路94、第2のエア供給路92、及び第2流路142を通って、第2のエア供給口1420から収容室61にエアが供給される。これにより、環状ピストン600が下方からエアの押圧力を受けて環状ピストン600、ロッド60、環状マウント130、及び仕上げ研削ホイール52が+Z方向に押し上げられて、第1仕上げ砥石520が粗砥石550よりも上に位置づけられた状態となる。
かかる状態から、図3に示すように、電磁弁900の開閉状態を切り替えて、シリンダ用エア供給源90と第1の連通路901とが連通している状態で、シリンダ用エア供給源90からエアを供給する。すると、第2のエア供給口1420から収容室61へのエアの供給が停止されるとともに、今度は、シリンダ用エア供給源90から供給されたエアが、第1の連通路901、第3のエア供給路93、第1のエア供給路91、及び第1流路141を通って第1のエア供給口1410から切換機構6の収容室61の内部に供給される。これにより、環状ピストン600が上方からエアの押圧力を受けて粗研削ホイール51が−Z方向に押し下げられて、仕上げ砥石520が粗砥石550に対して−Z方向に進行していく。こうして、第1仕上げ砥石520の下面522が粗砥石550の下面522よりも下に位置づけられた状態となる。
上記のように、電磁弁900の開閉状態の切り替えと、シリンダ用エア供給源90からのエアの供給とを行って切換機構6を作動させて、第1仕上げ砥石520をZ軸方向に昇降させることにより、第1仕上げ砥石520と粗砥石550とを相対的にZ軸方向に進退させることが可能である。
円板マウント54及び仕上げ研削ホイール55の内部には研削水の流路195、196が形成されている。流路195と196とは連通されている。
また、流路195は、流路194に接続されている。
被加工物11の研削加工時に、研削水供給路193に接続されている図示しない研削水供給源から研削水供給路193に研削水を供給することにより、研削水が研削水供給路193及び各流路194、195、196を通って仕上げ研削ホイール55の流路196の下流端から流れ出し、被加工物11の上面111に供給されることとなる。これにより、被加工物11の上面111に付着している研削屑を洗い流すことができる。また、研削水の供給により、粗砥石550、第1仕上げ砥石520、及び被加工物11を冷却することができる。
上側噴出口181からベアリング板190の下面に高圧エアが噴きつけられている状態では、ベアリング板190の下面と下部ケーシング121の上面との間に形成された隙間が維持される。
下側噴出口183からシリンダ15の上面に高圧エアが噴きつけられている状態では、シリンダ15の上面と下部ケーシング121の下面との間に形成された隙間が維持される。
内側噴出口185から第2軸部192の外周面に高圧エアが噴きつけられている状態では、第2軸部192の外周面と下部ケーシング121の内周面との間に形成された隙間が維持される。
消耗量認識部67には、例えば、複合研削手段5に備える粗砥石550を用いて予め行われた被加工物11のテスト粗研削により得られた、1枚の被加工物11を所定の厚みまで粗研削したときの粗砥石550の消耗量が記憶されている。そして、消耗量認識部67は、上記の被加工物1枚当たりの粗砥石550の消耗量に、本番の研削加工において粗砥石550を用いて粗研削された被加工物の枚数を乗じた値を算出し、粗砥石550の消耗量として認識することができる。
同様に、消耗量認識部67は、第1仕上げ砥石520、及び第2仕上げ砥石340の消耗量を認識することができる。
また、砥石残量検知部68は、同様にして第1仕上げ砥石520、及び第2仕上げ砥石340の残量も検知することができる。
上記の研削装置1においては、図1に示した砥石交換時期算出手段69によって算出された第2仕上げ砥石340の交換時期に、研削加工によって消耗された第2仕上げ砥石340が新たな第2仕上げ砥石340に交換される。第2仕上げ砥石340を交換する際には、第2仕上げ砥石340の交換を行いながら、複合研削手段5を用いて被加工物11の粗研削、及び仕上げ研削を行う。
以下、複合研削手段5を用いて被加工物11を粗研削、及び仕上げ研削する際の研削装置1の動作について説明する。
第1搬送手段8001を用いて仮置き領域720から第1保持手段21へと被加工物11を搬送する際には、まず、第1搬送手段8001に備える第1搬送パッド801が、仮置き領域720において位置合わせされている被加工物11を把持できるように、Y軸移動手段83を用いて、第1搬送パッド801を−Y方向に移動させる。
そして、第1搬送パッド801の保持面812を被加工物11の上面111に接触させて、図示しない吸引手段等を用いて被加工物11の保持面812に接触されている面を吸引することにより、保持面812に被加工物11を吸引保持する。
その後、Z軸移動手段82を用いて第1搬送パッド801を−Z方向に移動させるとともに、該吸引源を停止させて、保持面812に作用している吸引力を取り除く。これにより、被加工物11が、第1保持手段21の保持面212に載置される。
従って、環状ピストン600、ロッド60、ロッド60の下面に配設された環状マウント130、及び環状マウント130に装着されている仕上げ研削ホイール52がエアの押圧力を受けて+Z方向に上昇させられており、粗砥石550が第1仕上げ砥石520よりも−Z方向に押し下げられた状態、すなわち、保持面212に保持されている被加工物11に対して粗砥石550が第1仕上げ砥石520よりも接近している状態にある。
粗砥石550の下面552が被加工物11の上面111に接触している状態で、第1研削送り手段41を用いてさらに粗砥石550を−Z方向に下降させていくことにより、被加工物11が粗研削される。
被加工物11の上面111に第1仕上げ砥石520の下面522が接触している状態で、さらに第1仕上げ砥石520を被加工物11に対して−Z方向に押し下げていくことにより、被加工物11が仕上げ研削される。
そして、スライドテーブル793に接続されている図示しない吸引源を作動させてスライドテーブル793の保持面796に吸引力を伝達し、スライドテーブル793の保持面796に被加工物11を吸引保持する。
被加工物11を第2保持手段22の保持面212に搬送する際の第2搬送手段8002の動作は、上記の第1搬送手段8001による被加工物11の搬送動作と同様であるため、その説明を省略する。
第2保持手段22の保持面212に被加工物11が載置されている状態で、図示しない吸引源を作動させて、保持面212に吸引力を伝達させることにより、第2保持手段の保持面212に被加工物11を吸引保持する。
そして、図示しない回転手段を用いて保持面212に保持されている被加工物11を回転させるとともに、スピンドルモータ32を用いて回転軸35を軸にして第2仕上げ砥石340を回転させる。
下面342が被加工物11の上面111に接触している状態で、第1研削送り手段41を用いて、さらに第2仕上げ砥石340を−Z方向に下降させていくことにより、被加工物11が仕上げ研削される。
例えば、第1仕上げ研削砥石520及び第2仕上げ研削砥石340の消耗速度が粗研削砥石550の消耗速度の2倍である場合は、粗研削砥石550による累積研削時間が、第1仕上げ研削砥石520による累積研削時間の2倍であり、かつ、第2仕上げ研削砥石340による累積研削時間の2倍となるように、制御手段46による制御を行う。ただし、粗研削砥石550による研削と第1仕上げ研削砥石520による研削とを同時に行うことはできないため、粗研削砥石550の厚さが設定された残り厚さに達する時期と、第1仕上げ砥石520の厚さが設定された残り厚さに達する時期と、第2仕上げ砥石340の厚さが設定された残り厚さに達する時期とを完全に一致させることはできない。したがって、例えば、複合研削手段5によるある被加工物の粗研削又は仕上げ研削と、仕上げ研削手段3による他の被加工物の仕上げ研削とが終了した時点で、粗研削砥石550、第1仕上げ砥石520及び第2仕上げ砥石340の残り厚さが、設定された所定の残り厚さになっていればよい。
102:第2コラム 11:被加工物111:上面 112:下面 113:保護テープ
21:第1保持手段210:吸引部 211:枠体
212:保持面 213:枠体の上面
22:第2保持手段 220:吸引部 221:枠体
222:保持面 223:枠体の上面
27:カバー 28:蛇腹 29:Y軸移動手段
3:仕上げ研削手段 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:粗研削ホイール 35:回転軸 36:仕上げ研削ホイール
340:第2仕上げ砥石 341:ホイール基台 342:下面
4:移動手段41:第1研削送り手段 42:第2研削送り手段
400:ボールネジ 410:ガイドレール 420:Z軸モータ 430:昇降板
440:ホルダ 450:回転軸
5:複合研削手段 52:仕上げ研削ホイール 520:粗砥石 522:下面
54:円板マウント 55:粗研削ホイール 550:粗砥石 552:下面
57:ガイド 570:ガイド穴
6:切換手段 60:ロッド 61:収容室 600:環状ピストン
12:ケーシング 120:上部ケーシング 121:下部ケーシング
122:中部ケーシング 123:冷却水供給口 124:冷却水排出口
13:マウント 130:環状マウント
15:シリンダ 150:大径部 151:小径部
16:モータ 160:ロータ 161:冷却ジャケット 162:ステータ
17:ロータリジョイント
18:ベアリング 180:上アキシャルベアリング 181:上側噴出口
182:下アキシャルベアリング 183:下側噴出口
184:ラジアルベアリング 185:内側噴出口
19:スピンドル 190:ベアリング板 191:第1軸部 192:第2軸部
193:研削水供給路 194:流路 195:流路 196:流路 197:エア流路
198:エア流路 199:エア供給口
71:ロボット 75:プレート 76:アーム 77:軸部
701:第1カセット 702:第2カセット
7010:第1カセット載置部 7020:第2カセット載置部
72:位置合わせ手段 720:仮置き領域
73:スピンナ洗浄手段 730:スピンナテーブル 731:洗浄水供給ノズル
732:洗浄領域 742:スピンナ保持面
79:X軸方向移動手段 790:支持台 792:ガイドボード
793:スライドテーブル 794:可動板 795:保持部 796:保持面
798:枠体
800:背板 8001:第1搬送手段 8002:第2搬送手段
801:第1搬送パッド 802:第2搬送パッド
810:吸引部 811:枠体 812:保持面
82:Z軸移動手段 820:ボールネジ 821:ガイドレール
822:垂直軸モータ 823:上下移動ブロック 824:支持板 825:回転軸
83:Y軸移動手段 830:ボールネジ 831:ガイドレール
832:水平軸モータ 833:水平移動ブロック 835:回転軸
840:小径部 841:大径部
90:シリンダ用エア供給源 91:第1のエア供給路 92:第2のエア供給路
93:第3のエア供給路 94:第4のエア供給路
900:電磁弁 901:第1の連通路 902:第2の連通路
100:研削条件設定部 101:制御手段 102:通知手段
141:第1流路 142:第2流路
1001:第1厚み測定手段 1002:第2厚み測定手段
103:筐体 104:保持面ハイトゲージ 105:上面ハイトゲージ
1410:第1のエア供給口
1420:第2のエア供給口
46:制御手段 47:粗砥石交換設定部 48:第1仕上げ砥石交換設定部
49:第2仕上げ砥石交換設定部
67:消耗量認識部 68:砥石残量検知部 69:砥石交換時期算出手段
Claims (2)
- 保持手段に保持された被加工物を研削する研削装置であって、
円環状の粗砥石と該粗砥石と同心の円環状の第1仕上げ砥石との中心を回転軸とし、該回転軸の軸方向に該粗砥石と該第1仕上げ砥石とを相対的に進退させて、該被加工物に対して該粗砥石または該第1仕上げ砥石を選択的に接近させる切換機構を備える複合研削手段と、
円環状の第2仕上げ砥石を備える仕上げ研削手段と、を備え、
該仕上げ研削手段の該第2仕上げ砥石を交換している際に、該複合研削手段の該切換機構によって切換えられた該粗砥石を用いて該被加工物を粗研削した後、該切換機構で切換えられた該第1仕上げ砥石で該被加工物を仕上げ研削する研削装置。 - 該粗砥石を交換すべき砥石の残り厚さを設定する粗砥石交換設定部と、
該第1仕上げ砥石を交換すべき砥石の残り厚さを設定する第1仕上げ砥石交換設定部と、
該第2仕上げ砥石を交換すべき砥石の残り厚さを設定する第2仕上げ砥石交換設定部と、
該粗砥石の厚さが該粗砥石交換設定部に設定された砥石の残り厚さになったときに、該第1仕上げ砥石の厚さが該第1仕上げ砥石交換設定部に設定された砥石の残り厚さになると共に、該第2仕上げ砥石の厚さが該第2仕上げ砥石交換設定部に設定された砥石の残り厚さになるように、
該粗砥石による粗研削量と、該第1仕上げ砥石による仕上げ研削量と、該第2仕上げ砥石による仕上げ研削量と、を制御する制御手段と、
を備える請求項1記載の研削装置。
Priority Applications (1)
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JP2020042840A JP2021142603A (ja) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 研削装置 |
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JP2020042840A JP2021142603A (ja) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 研削装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117047657A (zh) * | 2023-10-11 | 2023-11-14 | 沃中孚精密主轴昆山有限公司 | 高速旋转状态切换粗精加工的电主轴、机床及应用 |
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2020
- 2020-03-12 JP JP2020042840A patent/JP2021142603A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117047657A (zh) * | 2023-10-11 | 2023-11-14 | 沃中孚精密主轴昆山有限公司 | 高速旋转状态切换粗精加工的电主轴、机床及应用 |
CN117047657B (zh) * | 2023-10-11 | 2024-02-06 | 沃中孚精密主轴昆山有限公司 | 高速旋转状态切换粗精加工的电主轴、机床及应用 |
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