JP2673216B2 - ラップ盤の加工物取出し装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として、水晶振動子
製造のための水晶の研磨加工に使用されるラップ盤にお
いて、加工物を自動的に取出す加工物取出し装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】ラップ盤
は、加工物を、上板と下板で上下から挟み、さらに薄板
よりなるキャリアの孔に嵌合させ、研磨剤液を加えつ
つ、上板及び下板を反対方向に回転させ、キャリアを回
転させながらその位置を移動させて、加工物の上下面を
研磨するものである。

【０００３】従来、このラップ盤による研磨加工では、
加工物の取付け、取出しはすべて手作業によって行なわ
れてきた。すなわち、加工物の取付けは、上板を上昇さ
せ、下板上のキャリアの孔に加工物を手で入れることに
より行い、取出しは、上板を上昇させ、キャリアを下板
上から取除き、研磨剤液により下板、上板に付着してい
る加工物を手で掻き集めることにより行なう。

【０００４】この加工物の取付け、取出し作業は、煩雑
であり、研磨剤液等で汚れる仕事であるので、自動化が
強く望まれている。取付け作業は、エアーピンセット付
きロボットアーム等により比較的容易に自動化が可能で
あるが、取出し作業は、上板上昇時に、研磨剤液により
加工物が上板に付着したり、移動したり、あるいは研磨
作業中に一部の加工物が破損したりするため、加工物の
位置、形状は不定となり、単にロボットアームを用いる
だけでは自動化は不可能である。このため、これまで、
取付け作業を含めて、自動化が実現していない。

【０００５】そこで、本発明は、加工物の取出し作業を
自動化する加工物取出し装置を実現させることを目的と
したものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、加工物を挟
み、反対方向に回転する上板及び下板と、加工物を嵌合
させて回転させつつ位置を移動させるキャリアとを有す
るラップ盤において、研磨終了後、上板に上昇力を加
え、加工物に加わる荷重を微小とすることのできる上板
上昇機構と、下板の側部に移動可能に設けられ、研磨時
には下板から離れ、加工物取出し時に下板の側部に接す
る受け口と、研磨終了後、キャリアを前記受け口方向へ
移動させ、加工物を下板から受け口へ落下させることの
できるキャリア移動機構と、キャリアが受け口方向へ移
動したとき、キャリアを回転させ、加工物を順次受け口
上へ移動させることのできるキャリア回転機構と、受け
口の近くに設けられ、水等の流体を流出させ、加工物を
キャリア等に付着させることなく受け口内に落下させ、
流出させるノズルからなるラップ盤の加工物取出し装置
である。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を、図示する実施例について具
体的に説明する。

【０００８】このラップ盤１０において、下板１１は、
環状の板よりなり、垂直に延びる下板軸１２上に設けら
れ、モータ（図示しない）により、回転駆動される。こ
の下板１１上には、加工物１３，…が載せられる。な
お、図面では表現の都合上、この加工物１３，…は、厚
く示されているが、実際の加工物は厚さが数十ないし数
百マイクロメートルの極めて薄いものである。

【０００９】上板１４は、垂直に延びる上板軸１５と結
合され、モータ（図示しない）により、下板１１と反対
方向に回転駆動される。この上板１４は、研磨時には、
加工物１３，…を、その自重により押え、下板１１との
間に挟む。

【００１０】この上板１４には、上板上昇機構１６が設
けられている。この上板上昇機構１６は、エアシリンダ
１７に圧力調節装置１８を付加してなる。エアシリンダ
１７は、上板１４の上方に設けられ、その作動軸１９は
上板軸１５を貫通し、先端は、上板軸の下端を引っ掛け
ることができるようになっている。このため、加工物取
付け時等には、このエアシリンダ１７を作動させること
により、上板１４を上昇させることができる。さらに圧
力調節装置１８を作動させると、エアシリンダ１７は、
上板１４の加工物１３，…に加える荷重を微小とするこ
とができる。なお、この微小とは、後述するように、加
工物１３，…を移動させることが可能となり、かつ上板
１４が浮上して加工物１３，…がキャリアの孔から外れ
ることがない状態をいう。

【００１１】受け口２０は、可撓性を有する薄い金属板
を、口端が三日月形の箱状に形成してなり、口端を下板
１１の側部に位置させて設けられる。この受け口２０の
下端には、支持棒２１が取付けられ、この支持棒２１
は、フレーム２２にピン止めされて保持される。さらに
この支持棒２１下端は、バネ２３により押され、受け口
２０が下板１１から離れるよう付勢され、またアクチュ
エータ２４が作動するとバネ２３に抗してストッパ２５
に当接するまで押され、受け口２０が下板１１側部に接
するようにされる。さらにこの受け口２０下部にはパイ
プ２６が接続し、このパイプは、加工物を選り分けるフ
ィルタを備えた製品受け（図示しない）に連なる。

【００１２】キャリア２７は、加工物１３，…より薄い
板よりなり、加工物孔２８，…を有し、この加工物孔２
８，…内に加工物１３，…を嵌合させ、下板１１と上板
１４との間に位置し、キャリア移動機構２９により駆動
されて加工物１３，…を移動させることができる。

【００１３】キャリア移動機構２９は、主として、回転
移動台３０、移動台３１、回転台３２よりなる。

【００１４】回転移動台３０は、ブロック３３，…を介
して２本の平行に延びるレール３４，３４上に載せら
れ、このレール３４，３４は中間フレーム３５、ブロッ
ク３６，…を介して前記レール３４，３４に直交する２
本のレール３７，３７（１本のみ図示）に載せられ、こ
のレール３７，３７はフレーム２２に取付けられてい
る。この回転移動台３０の中央部は、クランク状に偏心
した回転移動台軸３８と結合し、この回転移動台軸３８
は、前記下板軸１２、上板軸１５と同一の中心線を中心
として、モータ（図示しない）により、回転駆動され
る。したがって、この回転移動台３０は、自転すること
なくその位置が前記中心線回りに回転移動する。なお、
このモータは、停止したとき、必ず、図１に示すよう
に、回転移動台３０を図中最右方に位置させた状態とな
るよう設定されている。

【００１５】移動台３１は、略環状であり、回転移動台
３０の３本の支柱状部分３９，…（図１に１本のみ図
示）上にそれぞれ設けられたスライドアクチュエータ４
０，…の載せられている。したがって、この移動台３１
は、図１，３に示す状態から、スライドアクチュエータ
４０，…を作動させることにより、回転移動台３０に対
して図中右方へ移動させることができる。

【００１６】回転台３２は、環状であり、移動台３１上
にボールベアリング４１を介して載せられている。この
回転台３２の内周部には、キャリア２７の周囲を保持す
るキャリア枠４２が載せられ、外周部には、歯車４３が
設けられている。この歯車４３は、サーボモータ４４に
結合した歯車４５と噛合し、このサーボモータ４４は移
動台３１に取付けられている。なお、移動台３１の反対
側には、サーボモータ４４とのバランスを保つための重
り４６が設けられている。

【００１７】サーボモータ４４、歯車４３，４５は、キ
ャリア回転機構４７を構成し、研磨時には、サーボモー
タ４４はキャリア２７を連続回転させ、また、加工物取
出し時には、キャリアをゆっくりほぼ１回転させること
ができる。

【００１８】ノズル４８，…（１個のみ図示）は、受け
口２０の近くに１ないし数個設けられ、水等の流体を流
出させ、加工物１３，…を受け口２０内に落下させ、パ
イプ２６を通じて流出させることができる。なおこのノ
ズル４８，…は、加工物１３，…が下板１１側面、キャ
リア２７の上下面に付着したままにならないよう、その
数、方向、太さ等を、実験的に定めるとよい。

【００１９】さらに、このラップ盤１０には、後述の作
動を実現するための制御装置（図示しない）が設けられ
る。また、図示を省いたが、研磨剤液供給機構が設けら
れ、研磨作業中には、研磨剤液が下板１１、上板１４の
間に供給される。

【００２０】本発明のラップ盤１０は、以上の構成であ
るから、次のように作動する。

【００２１】このラップ盤１０の作業開始前の準備状態
は、下板１１上にキャリア２７を載せ、上板１４を上昇
させた状態である。

【００２２】この状態で加工物取付け作業を行なう。す
なわち、下板１１上のキャリア２７の加工物孔２８，…
に加工物１３，…を置く。これは、手作業により、ある
いはエアーピンセット付きロボットアーム等により自動
的に行なう。なお、自動的に行なうときは、サーボモー
タ４３は、加工物孔２８，…を一定位置に位置させるよ
う停止させる機能を持つものであるとよい。

【００２３】次に、研磨加工を行なう。すなわち、上板
上昇機構１６のエアシリンダ１７を作動させ、上板１４
を下降させ、研磨剤液を供給し、下板１１、上板１４を
反対方向に回転させ、さらに回転移動台軸３８を駆動
し、サーボモータ４４を作動させる。こうすると、キャ
リア２７は自転しながらその位置を小量だけ回転移動
し、このため、各加工物１３，…は、螺旋状に旋回しつ
つ環状の下板、上板に沿って進み、上下面が研磨され
る。

【００２４】研磨加工が終了すると、前記各部の作動を
停止し、次の加工物取出し作業を行なう。すなわち、上
板上昇機構１６のエアシリンダ１７に圧力調節装置１８
を経てエアを加え、上板１４に上昇力を加え、加工物１
３，…に加わる荷重を微小とする。次に、アクチュエー
タ２４を作動させて、受け口２０を下板１１側部に接す
るようする。次に、キャリア移動機構２９のスライドア
クチュエータ４０，…を作動させ、回転台３２、キャリ
ア２７を図中右方へ移動させ、加工物孔２８，…の一部
を下板１１上から受け口２０上へ移動させる。なお、回
転台３２、キャリア２７は、停止したとき、図中最右方
に位置している。さらにノズル４８から水等の流体を流
出させ、加工物１３，…を受け口内に落下させる。次
に、サーボモータ４４を作動させ、キャリア２７をほぼ
１周回転させ、すべての加工物１３，…を受け口２０に
落下させる。こうして落下した加工物１３，…は、ノズ
ル４８からの流体とともに、パイプ２６を通って流れ、
フィルタによって流体と分離され取出される。こうして
取出し作業を終り、この後、エアシリンダ１７を上昇さ
せ、受け口２０、スライドアクチュエータ４０を元の位
置に戻し、サーボモータ４４、ノズル４８の流体を止め
て、準備状態とする。

【００２５】なお、加工物取出し作業は前記順序に限定
されるものではなく、加工物の移動が上板の荷重を減少
させた後になるものであれば任意であり、例えば、キャ
リア移動機構作動の前に、ノズルから流出を初めてもよ
い。

【００２６】上記実施例では、加工物取出し作業に使用
する各機構のうち、キャリア回転機構４７には研磨加工
に使用するものをそのまま用い、上板上昇機構１６には
研磨加工用エアシリンダ１７に圧力調節装置１８を付加
したもの、キャリア移動機構２９には、研磨加工用のも
のにスライドアクチュエータ４０を付加したものを使用
しているが、本発明は、この構成に限定されるものでは
ない。すなわち、上記各機構は、取出し作業専用のもの
を用いても、また研磨加工用のものをそのまま、あるい
は適宜改変して用いてもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明の加工物取出し装置は、上述のよ
うに、上板を上昇させずに、加工物を順次キャリアで移
動させながら、受け口内に流体により加工物を落下させ
るものであるので、確実にすべての加工物を取出すこと
ができる。しかも、この装置では、研磨作業中に加工物
が破損した場合でも、その加工物を取出すことができ、
破片が後の作業の障害となることを防止することができ
る。また、この装置では、研磨作業中には、受け口が下
板から離れるので、研磨の精度を低下させることはな
い。したがって、この加工物取出し装置によれば、加工
物取出し作業を自動化することができ、さらに比較的容
易な取付け作業の自動化と併用すれば、研磨作業全体を
自動化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の装置を備えたラップ盤の正
断面図である。

【図２】同装置の受け口部分の拡大断面図である。

【図３】同装置の上板を取り除いた状態の平面図であ
る。

【符号の説明】

１０…ラップ盤、１１…下板、１３，……加工物、１４
…上板、１６…上板上昇機構、１７…エアシリンダ、１
８…圧力調節装置、２０…受け口、２４…アクチュエー
タ、２７…キャリア、２８，……加工物孔、２９…キャ
リア移動機構、３０…回転移動台、３１…移動台、３２
…回転台、４０…スライドアクチュエータ、４４…サー
ボモータ、４７…キャリア回転機構、４８…ノズル。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工物を挟み、反対方向に回転する上板
   及び下板と、加工物を嵌合させて回転させつつ位置を移
   動させるキャリアとを有するラップ盤において、 研磨終了後、上板に上昇力を加え、加工物に加わる荷重
   を微小とすることのできる上板上昇機構と、 下板の側部に移動可能に設けられ、研磨時には下板から
   離れ、加工物取出し時に下板の側部に接する受け口と、 研磨終了後、キャリアを前記受け口方向へ移動させ、加
   工物を下板から受け口へ落下させることのできるキャリ
   ア移動機構と、 キャリアが受け口方向へ移動したとき、キャリアを回転
   させ、加工物を順次受け口上へ移動させることのできる
   キャリア回転機構と、 受け口の近くに設けられ、水等の流体を流出させ、加工
   物をキャリア等に付着させることなく受け口内に落下さ
   せ、流出させるノズルからなるラップ盤の加工物取出し
   装置。