JP5822647B2 - 研削装置 - Google Patents

Description

本発明は、チャックテーブルに保持された板状ワークを研削加工する研削装置に関する。

チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削装置であって複数のチャックテーブルを有するタイプのものは、複数のチャックテーブルがターンテーブルによって自転及び公転可能に支持されている。チャックテーブルは、ターンテーブルの回転により、チャックテーブルに対する被加工物の搬入及び搬出が行われる領域である搬入出領域と、被加工物の実際の研削が行われる領域である研削領域との間を移動可能となっており、チャックテーブルに保持された被加工物が順次研削領域へと送り込まれて研削される構成となっている。

研削時には研削水が使用され、研削水や研削屑が飛散するため、隣り合う各領域の間には、研削水等の飛散を防止する仕切り板が設けられている。当該仕切り板は、ターンテーブルとともに回転するターンテーブルカバーに装着されており、その上端がチャックテーブルの保持面より高い位置に位置し、ターンテーブルが回転して所定の位置に位置したときに、上方にあるウォーターケースの仕切り部と仕切り板とが上下に連なった状態となり、隣り合う領域間を遮断するように構成されている。また、研削砥石が固着され上下動可能な研削ホイールは、研削時には下降して被加工物に接触するが、ターンテーブルの回転時は上昇して退避することにより、仕切り板との接触を回避している（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００５−１５３０９０号公報 特開２０００−２５４８５７号公報

しかし、研削ホイールの仕切り板への接触を確実に回避するためには、研削ホイールを研削待機位置と呼ばれる十分に高い位置まで上昇させる必要がある。また、チャックテーブルが近接しているレイアウトの研削装置では、仕切り板によって仕切られる各研削領域が狭いため、研削中に、研削ホイールが仕切り板に接触するおそれもある。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、隣り合う領域を仕切り板によって遮断するとともに、研削ホイールと仕切り板との接触を確実に回避することを課題とする。

本発明は、回転可能に配設されるターンテーブルと、ターンテーブルに複数配設され板状ワークを保持する保持面を備えたチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された板状ワークを研削する複数の研削手段とを備える研削装置に関するもので、ターンテーブルの周囲には、該チャックテーブルに保持された板状ワークに供給される研削水を受け止めるウォーターケースが配設され、ウォーターケースは、板状ワークをチャックテーブルに対して搬入出する搬入出領域と複数の研削領域とに区分され、隣り合う領域の境界には仕切り板が配設され、仕切り板は、ウォーターケースに固定される上部仕切り板と、上部仕切り板に対して上下動可能に配設される下部仕切り板とで構成され、下部仕切り板がチャックテーブルの通過を許容する最上位に移動したときにターンテーブルが回転可能となり、ターンテーブルが回転することでチャックテーブルを所定の位置に位置づけたのち、下部仕切り板が最下位に移動することで搬入出領域と複数の研削領域とに区分されそれぞれの領域を遮断する。

上記研削装置において、下部仕切り板は、板ばねにより上下動作がガイドされる。

本発明は、隣り合う領域の境界に配設される仕切り板が、ウォーターケースに固定される上部仕切り板と上部仕切り板に対して上下動可能に配設される下部仕切り板とで構成され、下部仕切り板がチャックテーブルの通過を許容する最上位に移動したときにターンテーブルが回転可能となり、下部仕切り板が最下位に移動することで搬入出領域と複数の研削領域とに区分されそれぞれの領域を遮断するように構成したため、チャックテーブルを仕切り板に衝突させることなくターンテーブルを回転させて装置を稼働させることができる。また、下部仕切り板を上昇させることで、研削ホイールをあまり上昇させなくても、研削手段と仕切り板とを接触させることなくターンテーブルを回転させることができる。さらに、ウォーターケースは回転しないものであって研削手段に接触しない位置に取り付けられているため、ウォーターケースに取り付けられた仕切り板にも研削手段が接触することはない。したがって、装置レイアウトの自由度が増し、装置をコンパクトにすることが可能になる。

また、板ばねによって下部仕切り板の上下動作がガイドされるようにすると、下部仕切り板を上下動させるための構造を簡略化することができる。

研削装置の一例を示す斜視図である。 仕切り板の一例を示す正面図である。 仕切り板の一例を示す側面図である。 隣り合う領域が仕切り板によって仕切られている状態を示す正面図である。 下部仕切り板が上昇してチャックテーブルの通過を許容した状態を示す正面図である。 従来の仕切り板によって隣り合う領域が仕切られた状態を示す正面図である。 従来の研削装置の構成を示す平面図である。

図１に示す研削装置１は、板状ワークを保持するチャックテーブル２ａ、２ｂ、２ｃを備え、これらに保持された板状ワークに対し、粗研削手段３及び仕上げ研削手段４によって粗研削加工及び仕上げ研削加工を施す装置である。

装置前部には、加工前の板状ワークを収容する供給カセット５ａと加工後の板状ワークを収容する回収カセット５ｂとを備えている。供給カセット５ａ及び回収カセット５ｂの近傍には、供給カセット５ａからの板状ワークの搬出及び回収カセット５ｂへの板状ワークの搬入を行う搬送ロボット５０が配設されている。

搬送ロボット５０の可動範囲には、加工前の板状ワークを仮置きし一定の位置に位置あわせする仮置き手段６ａ及び加工後の被加工物に付着した研削屑を洗浄する洗浄手段６ｂが配設されている。

仮置き手段６ａの近傍には、仮置き手段６ａに仮置きされた研削加工前の板状ワークをいずれかのチャックテーブルに搬送する第１の搬送手段７ａが配設されている。また、洗浄手段６ｂの近傍には、いずれかのチャックテーブルに保持された研削加工後の板状ワークを洗浄手段６ｂに搬送する第２の搬送手段７ｂが配設されている。

複数（図１の例では３つ）のチャックテーブル２ａ、２ｂ、２ｃは、回転可能なターンテーブル８によって自転及び公転可能に支持されている。３つのチャックテーブル２ａ、２ｂ、２ｃは、ターンテーブル８の回転中心を中心とする円弧に沿って等間隔に配設されており、その上面が板状ワークを保持する保持面２０となっている。隣り合うチャックテーブルの間には、ターンテーブルカバー８ａがターンテーブル８よりも上方に盛り上がった状態で配設されている。

チャックテーブル２ａ、２ｂ、２ｃの公転経路の上方には、粗研削手段３及び仕上げ研削手段４が配設されている。粗研削手段３は、研削送り手段９ａによって支持されており、仕上げ研削手段４は、研削送り手段９ｂによって支持されている。

粗研削手段３は、回転可能なスピンドル３１と、スピンドル３１を回転可能に支持するスピンドルハウジング３２と、スピンドル３１の下端に取り付けられた研削ホイール３３と、研削ホイール３３の下部に固着された粗研削用砥石３４とを備えている。また、仕上げ研削手段４は、回転可能なスピンドル４１と、スピンドル４１を回転可能に支持するスピンドルハウジング４２と、スピンドル４１の下端に取り付けられた研削ホイール４３と、研削ホイール４３の下部に固着された仕上げ研削用砥石４４とを備えている。

粗研削手段３及び仕上げ研削手段４を昇降可能に支持する研削送り手段９ａ、９ｂは、鉛直方向に延びるボールスクリュー９０と、ボールスクリュー９０の一端に接続されたパルスモータ９１と、ボールスクリュー９０と平行に配設された一対のガイドレール９２と、ボールスクリュー９０に螺合するナットを有するとともにガイドレール９２に摺接する昇降板９３とを備えており、パルスモータ９１によって駆動されてボールスクリュー９０が回動することにより昇降板９３が昇降し、これにともない粗研削手段３、仕上げ研削手段４が昇降する構成となっている。

ターンテーブル８の上方及び周囲には、各チャックテーブルに保持された板状ワークに供給される研削水を受け止めるウォーターケース１０が配設されている。ウォーターケース１０は、装置の筐体に固定されて回転しないものであり、粗研削手段３及び仕上げ研削手段４に接触しない位置に取り付けられている。ウォーターケース１０は、搬入出領域１０ａと第１研削領域１０ｂと第２研削領域１０ｃとに区分されており、隣り合う領域の境界には仕切り板１１が配設されている。搬入出領域１０ａは、仮置き手段６ａからいずれかのチャックテーブルへの板状ワークの搬入、及び、いずれかのチャックテーブルから洗浄手段６ｂへの板状ワークの搬出が行われる際に、そのチャックテーブルが位置する領域である。第１研削領域１０ｂは、粗研削手段３による板状ワークの粗研削が行われる領域であり、第２研削領域１０ｃは、仕上げ研削手段４による板状ワークの仕上げ研削が行われる領域である。

図２及び図３に示すように、３つの仕切り板１１は、ウォーターケース１０に固定される上部仕切り板１２と、上部仕切り板１２に対して上下動可能に配設される下部仕切り板１３とを備えている。なお、図２および図３においては、下部仕切り板１３に斜線を付して示している。

図３に示すように、上部仕切り板１２の一方の側面１２０には、断面Ｌ字型のアングル板１２１が固定されており、アングル板１２１にはシリンダ１２２が固定されている。下部仕切り板１３の下端には底板１３０が固定されており、底板１３０の上面には、シリンダ１２２によって駆動されて昇降するピストン１２３の下端が連結されている。

底板１３０と上部仕切り板１２との間には、板ばね１４が介在している。板ばね１４は、下部仕切り板１３が下方に下がって底板１３０とターンテーブルカバー８ａと接触するように付勢されている。

図２に示すように、シリンダ１２２には吸引部１２２ａを備えており、吸引部１２２ａに吸引力を作用させることにより、板ばね１４の付勢力に抗して下部仕切り板１３を上昇させることができる。

図２に示すように、上部仕切り板１２の一方の側面１２１には、ブラケット１２４を介して上昇センサ１２５が固定されている。上昇センサ１２５は、下端に検知部１２５ａを備えており、下部仕切り板１３が上昇して底板１３０の上面が検知部１２５ａに接触したことを検知することができる。

下部仕切り板１３の一方の側面１３１の下部には、最下位センサ１３２が配設されている。最下位センサ１３２の下端には、検知部１３２ａを備えており、下部仕切り板１３が最も下方に下降すると、検知部１３２ａがターンテーブルカバー８ａを検知する。

なお、以上説明した研削装置１の各部位は、図１に示す制御部１５によって制御される。

図１に示した研削装置１では、搬送ロボット５０によって供給カセット５ａから加工対象の板状ワークが取り出され、仮置き手段６ａに搬送される。そして、仮置き手段６ａにおいて板状ワークが一定の位置に位置あわせされた後、第１の搬送手段７ａによって搬入出領域１０ａに位置するチャックテーブル２ａに搬送され、保持される。

次に、ターンテーブル８を半時計回りに回転させることにより、チャックテーブル２ａに保持された板状ワークを第１研削領域１０ｂに移送するが、仕切り板１１によって搬入出領域１０ａと第１研削領域１０ｂとが仕切られており、そのままの状態ではチャックテーブル２ａが仕切り板１１に衝突する。そこで、仕切り板１１を構成する下部仕切り板１３を上昇させることにより、チャックテーブル２ａを通過させるための空間を確保する。なお、ターンテーブル８を半時計回りに回転させることにより、チャックテーブル２ｂは第１研削領域１０ｂから第２研削領域１０ｃに移動し、チャックテーブル２ｃは第２研削領域１０ｃから搬入出領域１０ａに移動するため、第１研削領域１０ｂと第２研削領域１０とを仕切る仕切り板１１、第２研削領域１０ｃと搬入出領域１０ａとを仕切る仕切り板１１についても、同様に下部仕切り板１３を上昇させる必要がある。以下では、搬入出領域１０ａと第１研削領域１０ｂとの間にある仕切り板１１の下部仕切り板１３を昇降させる場合について説明する。

下部仕切り板１３が最下位位置にあるために隣り合う領域が仕切られているときは、図４に示すように、板ばね１４の弾性力によって下部仕切り板１３が下方に付勢され、ターンテーブルカバー８ａの上端と下部仕切り板１３の下端とが接触しており、このことが、図２及び図３に示した最下位センサ１３２によって検出されている。

図４は、搬入出領域１０ａ側から第１研削領域１０ｂ側を見た状態を示しており、上部仕切り板１２及び下部仕切り板１３の向こう側に、粗研削手段３を構成する研削ホイール３３が位置している。粗研削用砥石３４は、下部仕切り板１３の上端より下に位置しているため、このままの状態でターンテーブル８を回転させると、研削ホイール３３が下部仕切り板１３に衝突する。したがって、この場合は、装置内部の制御部１５が、ターンテーブル８の回転を禁止している。

ターンテーブル８を回転させようとするときは、制御部１５による制御の下で、図２に示した吸引部１２２ａに吸引力を作用させる。そうすると、ピストン１２３が上昇するため、ピストン１２３の下端に固定された底板１３０が上昇し、下端が底板１３０に固定された下部仕切り板１３が、板ばね１４の付勢力に抗して上昇する。また、板ばね１４は、下部仕切り板１３を上昇させるときのガイドとしての役割も果たすため、下部仕切り板１３を昇降させるための構造を簡略化することができる。

こうして下部仕切り板１３が上昇していくと、やがて、下部仕切り板１３がチャックテーブル２の通過を許容する最上位に移動し、図２に示した上昇センサ１２５が下部仕切り板１３を検知する。そうすると、制御部１５は、図５に示すように、下部仕切り板１３がチャックテーブル２ａに接触しない位置まで上昇したと判断し、そのときの下部仕切り板１３の高さ位置を維持させる。そして、ターンテーブル８を回転可能とし、ターンテーブル８を回転させることで、チャックテーブル２を第１研削領域１０ｂの所定の位置に位置づける。なお、ターンテーブルカバー８ａは、ターンテーブル８に固定されていてターンテーブル８とともに回転するため、ターンテーブル８の回転の障害にはならない。

図５に示したように、下部仕切り板１３が上昇した状態では、粗研削手段３も上昇させる。図６に示す従来の研削装置１’のように、従来は、ターンテーブル８に仕切り１１’が設けられていたため、研削ホイール３３を仕切り１１’より上の研削準備位置と呼ばれる位置まで上昇させる必要があった。しかし、図５に示すように、下部仕切り板１３をウォーターケース１０に固定し、下部仕切り板１３を上部仕切り板１２に対して昇降する構成としたことで、研削ホイール３３をチャックテーブル２の保持面２０のわずかに上方に位置させるだけで、研削ホイール３３と仕切り板１１とが衝突しないようにすることができる。

その後、下部仕切り板１３が下降して最下位に移動することで、搬入出領域１０ａと第１研削領域１０ｂとが遮断されて区分される。そして、下部仕切り板１３が下降して最下位に移動したことを最下位センサ１３２が検知すると、研削加工が開始される。

従来の研削装置１’は、図６に示したように、ターンテーブル８に仕切り板１１’が取り付けられていたため、ターンテーブル上を均等に分割し、仕切り板１１’を一定の角度をおいて取り付ける必要があった。また、研削手段についても、均等に分割された空間におさまるように配置する必要があった。しかし、本発明では、ターンテーブル８に仕切り板を取り付けないため、研削ホイール３３が接触しうるのは、チャックテーブル２ａ及びそこに保持された板状ワークのみであり、従来のように仕切り板に接触するおそれがないため、装置レイアウトに自由度が生まれ、装置をコンパクトにすることが可能となる。

例えば図７に示す研削装置１ａのように、上から見て各研削手段３の位置が仕切り板１１と重なっていても、研削ホイール３３が仕切り板１１とが重ならない位置にあれば、接触することはない。

なお、本実施形態の研削装置１では、粗研削及び仕上げ研削を行う手段を備えたが、研磨、ポリッシング等の手段を備えていてもよい。

１：研削装置
２ａ、２ｂ、２ｃ：チャックテーブル ２０：保持面
３：粗研削手段
３１：スピンドル ３２：スピンドルハウジング ３３：研削ホイール
３４：粗研削用砥石
４：仕上げ研削手段
４１：スピンドル ４２：スピンドルハウジング ４３：研削ホイール
４４：仕上げ研削用砥石
５ａ：供給カセット ５ｂ：回収カセット ５０：搬送ロボット
６ａ：仮置き手段 ６ｂ：洗浄手段
７ａ：第１の搬送手段 ７ｂ：第２の搬送手段
８：ターンテーブル ８ａ：ターンテーブルカバー
９ａ、９ｂ：研削送り手段
９０：ボールスクリュー ９１：パルスモータ ９２：ガイドレール ９３：昇降板
１０：ウォーターケース
１０ａ：搬入出領域 １０ｂ：第１研削領域 １０ｃ：第２研削領域
１１：仕切り板
１２：上部仕切り板
１２０：側面 １２１：アングル板 １２２：シリンダ １２２ａ：吸引部
１２３：ピストン １２４：ブラケット １２５：上昇センサ １２５ａ：検知部
１３：下部仕切り板
１３０：底板
１３１：側面 １３２：最下位センサ １３２ａ：検知部
１４：板ばね

Claims (2)

1. 回転可能に配設されるターンテーブルと、該ターンテーブルに複数配設され板状ワークを保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された板状ワークを研削する複数の研削手段と、を備える研削装置において
   該ターンテーブルの周囲には、該チャックテーブルに保持された板状ワークに供給される研削水を受け止めるウォーターケースが配設され、
   該ウォーターケースは、板状ワークを該チャックテーブルに対して搬入出する搬入出領域と複数の研削領域とに区分され、隣り合う領域の境界には仕切り板が配設され、
   該仕切り板は、該ウォーターケースに固定される上部仕切り板と、該上部仕切り板に対して上下動可能に配設される下部仕切り板と、で構成され、
   該下部仕切り板が該チャックテーブルの通過を許容する最上位に移動したときに該ターンテーブルが回転可能となり、該ターンテーブルが回転することで該チャックテーブルを所定の位置に位置づけたのち、該下部仕切り板が最下位に移動することで該搬入出領域と複数の研削領域とに区分されそれぞれの領域を遮断する研削装置。
2. 前記下部仕切り板は、板バネにより上下動作がガイドされる
   請求項１記載の研削装置。

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