JP6202906B2 - Grinding equipment - Google Patents

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本発明は板状ワークの研削装置に関し、特にモバイル電子機器の表示部に用いられるガラス基板等の硬質脆性材の研削加工に適する。   The present invention relates to a plate workpiece grinding apparatus, and is particularly suitable for grinding a hard brittle material such as a glass substrate used in a display unit of a mobile electronic device.
メディアプレーヤ、タブレット端末、スマートフォン等と称される各種携帯デバイスにはガラス基板等の表示パネルが用いられている。
このガラス基板等の板状ワークは外形研削加工のみならず表示部の形状に合せて、穴加工や凹部加工等の内形研削加工も必要になっている。
また、ガラス基板の大きさも大小多様である。
これら外形研削加工、内形研削加工等、複数の加工をそれぞれ研削加工装置で行うとすれば複数台の研削加工装置が必要となり、設備の大型化、コストアップが問題となる。
特許文献1には記録媒体として用いるディスクの内外周加工を行う研削装置において2組の加工ユニットを1台の機械に設けることで設置スペースの省スペース化を図ったものを開示する。
しかし、外形形状が大小異なる板状ワークの研削加工にはそのまま適用できるものではない。
Display panels such as glass substrates are used in various portable devices called media players, tablet terminals, smartphones, and the like.
This plate-like workpiece such as a glass substrate is required not only for external grinding but also for internal grinding such as hole machining and recess machining in accordance with the shape of the display part.
Also, the size of the glass substrate is various.
If a plurality of processes such as the external grinding process and the internal grinding process are performed by a grinding apparatus, a plurality of grinding apparatuses are required, which leads to problems of increase in equipment size and cost.
Patent Document 1 discloses a grinding apparatus that performs inner and outer peripheral machining of a disk used as a recording medium, and is designed to save installation space by providing two sets of machining units in one machine.
However, it cannot be directly applied to the grinding of plate-like workpieces having different outer shapes.
特開2005−271105号公報JP-A-2005-271105
本発明は、板状ワークに対して外形研削から穴加工や凹部加工等の多種多様な研削加工ができ、コンパクトで生産性の高い研削加工装置の提供を目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a compact and highly productive grinding apparatus that can perform a wide variety of grinding processes, such as external grinding, hole machining and recess machining, on a plate-like workpiece.
本発明に係る研削加工装置は、板状ワークを保持して回転するワークテーブルと、当該板状ワークを研削する砥石とを備え、ワークテーブルはC軸回転制御され、砥石はX軸方向移動制御され、C軸回転制御手段が板状ワークの大きさに応じてダイレクトドライブ制御又は減速制御されていることを特徴とする。
本発明においては、ワークテーブル上に板状ワークを保持させ、ワーク軸の回転角に応じて、回転する砥石をワークに近接離隔制御することで、研削加工を行う極座標系の加工制御を採用したことにより、C軸回転制御されたワークテーブルとX軸方向移動制御された回転砥石とで構成されたコンパクトな装置になる。
このような極座標系の制御方法を採用した場合に回転砥石を微小移動させながら、加工点に所定の力で押圧しなければならないので、板状ワークの大きさ、研削加工点のC軸中心からの距離により、この板状ワークを保持するのに必要なトルクに差が生じる。
そこで、本発明はスマートフォン用のガラス基板、それよりも相対的に外形が大きいタブレット端末用のガラス基板等の板状ワークの大きさに応じて、ワークテーブルを回転角度制御するモーターにダイレクトドライブ制御させたり、その間に減速機を介したりしたものである。
ダイレクトドライブモータは、低い回転速度と高いトルクが得られるものの、板状ワークが大きくなると砥石に押圧され、精度高くワークを保持できない場合があり、その場合に減速機を介するように仕様のシリーズ化を図ったものである。
減速手段には、ギヤ,プーリー,カムフロアー等、手段に制限はない。
A grinding apparatus according to the present invention includes a work table that holds and rotates a plate-shaped workpiece, and a grindstone that grinds the plate-shaped workpiece, the work table is controlled to rotate in the C axis, and the grindstone is controlled to move in the X-axis direction. The C-axis rotation control means is directly driven or decelerated according to the size of the plate-like workpiece.
In the present invention, a polar coordinate system processing control is performed in which a plate-shaped workpiece is held on a work table and a rotating grindstone is controlled close to and away from the workpiece according to the rotation angle of the workpiece axis. As a result, a compact apparatus composed of a work table whose C axis rotation is controlled and a rotating grindstone whose movement is controlled in the X axis direction is obtained.
When such a polar coordinate system control method is adopted, it is necessary to press the processing point with a predetermined force while finely moving the rotating grindstone. Therefore, from the size of the plate workpiece and the center of the C axis of the grinding processing point. Depending on the distance, there is a difference in the torque required to hold the plate-like workpiece.
Therefore, the present invention provides direct drive control to a motor that controls the rotation angle of a work table according to the size of a plate-like work such as a glass substrate for a smartphone and a glass substrate for a tablet terminal having a relatively larger outer shape than that. Or through a speed reducer in the meantime.
Although the direct drive motor can obtain a low rotation speed and high torque, if the plate-shaped workpiece becomes large, it may be pressed against the grindstone and may not be able to hold the workpiece with high accuracy. Is intended.
There are no limitations on the speed reduction means, such as gears, pulleys, and cam floors.
本発明において、砥石は板状ワークの外形を研削するための外形砥石と、板状ワークに穴加工又は/及び凹部加工をするための内形砥石とを有し、外形砥石と内形砥石とが個々に昇降制御されるとともに全体がX軸方向移動制御されていてもよい。
このようにすると、外形砥石,内形砥石及びその他の砥石をそれぞれ個別にX軸方向移動制御することなく全体としてX軸方向移動制御したので、部品点数が少なく、制御系の構造も単純化されるのでコンパクトで安価な加工装置となる。
In the present invention, the grindstone has an outer grindstone for grinding the outer shape of the plate-shaped workpiece, and an inner grindstone for drilling or / and recessing the plate-shaped workpiece, and the outer grindstone, the inner grindstone, May be individually controlled to move up and down, and the whole may be controlled to move in the X-axis direction.
In this way, since the outer grindstone, the inner grindstone and other grindstones are controlled in the X-axis direction as a whole without individually controlling the movement in the X-axis direction, the number of parts is reduced and the structure of the control system is simplified. Therefore, it becomes a compact and inexpensive processing device.
本発明において、さらに板状ワークをワークテーブルに受け渡しするための受け渡しハンドを有し、受け渡しハンドは昇降制御されるとともに砥石とともに全体としてX軸方向移動制御されていてもよい。
また、ワークテーブルと砥石とからなる加工ステーションが前後方向に一対備えられていてもよい。
このようにすると、さらにコンパクトな加工装置となる。
In the present invention, it may further include a delivery hand for delivering the plate-like work to the work table, and the delivery hand may be controlled to move up and down and move as a whole along with the grindstone.
Further, a pair of processing stations including a work table and a grindstone may be provided in the front-rear direction.
If it does in this way, it will become a more compact processing device.
本発明においては、受け渡しハンドに板状ワークを受け渡しするためのローディング装置を有してもよく、ワークテーブルは、板状ワークの吸引保持手段を有し、吸引保持手段は板状ワークの大きさにより取替可能になっていてもよい。   In the present invention, it may have a loading device for delivering a plate-like work to the delivery hand, the work table has a suction holding means for the plate-like work, and the suction holding means is the size of the plate-like work. May be replaceable.
本発明に係る研削加工装置においては、板状ワークの大きさに応じたワークテーブルのC軸回転制御手段を採用したことにより、多種多様な板状ワークに対応でき、複数の砥石やワークの受け渡しハンドを設けた場合にそれらを全体としてX軸方向移動制御したので、部品点数の削減が可能になり、コンパクトな装置となる。   In the grinding apparatus according to the present invention, by adopting the C-axis rotation control means of the work table corresponding to the size of the plate-like workpiece, it can be used for a wide variety of plate-like workpieces, and a plurality of grinding stones and workpieces can be transferred. When the hands are provided, they are moved and controlled in the X-axis direction as a whole, so that the number of parts can be reduced and a compact device can be obtained.
(a)は研削加工装置の構造を模式的に示し、(b)はワークテーブルと回転砥石の要部図である。(A) shows the structure of a grinding-work apparatus typically, (b) is a principal part figure of a work table and a rotating grindstone. 外形砥石と内形砥石の動きを模式的に示す。(a)は外形砥石が下降し、(b)は外形研削している状態を示す。(c)は内形砥石が下降し、内形研削をしている状態を示す。The movements of the external grinding wheel and the internal grinding wheel are schematically shown. (A) shows the state where the external grinding wheel is lowered, and (b) shows the state of external grinding. (C) shows a state in which the inner grindstone is lowered and the inner grinding is performed. (a)は板状ワークの外形研削を示し、(b)は内形研削を示す。(A) shows the external grinding of a plate-shaped workpiece, and (b) shows the internal grinding. (a)〜(d)は板状ワークの受け渡しの流れを示す。(A)-(d) shows the flow of delivery of a plate-shaped workpiece. (a)は外形砥石,内形砥石,受け渡しハンド及びワークテーブルの位置関係を示し、(b)は平面図を示す。(c)は外形砥石軸,内形砥石軸の昇降部断面図を示す。(A) shows the positional relationship of an external grindstone, an internal grindstone, a delivery hand, and a work table, (b) shows a top view. (C) shows a cross-sectional view of the raising / lowering part of the external grinding wheel shaft and the internal grinding wheel shaft.
本発明に係る研削加工装置10の構造例を以下図面に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されない。   Although the structural example of the grinding-work apparatus 10 which concerns on this invention is demonstrated based on drawing below, this invention is not limited to this.
図1に研削加工装置10の要部構成図を示し、操作盤,制御部及びカバー部材等は表示を省略してある。
本発明にては、研削加工装置の左右方向をX軸方向、上下方向をZ軸方向と定義する。
本実施例では、図1(a)に示すようにワークテーブル11,X軸スライダー12,Z軸スライダー13及びワークを搬送するローディングシステムからなる加工ステーションを前後方向に一対の2ステーションにした例となっている。
FIG. 1 shows a configuration diagram of a main part of the grinding apparatus 10, and an operation panel, a control unit, a cover member, and the like are not shown.
In the present invention, the horizontal direction of the grinding apparatus is defined as the X-axis direction, and the vertical direction is defined as the Z-axis direction.
In this embodiment, as shown in FIG. 1 (a), a processing station comprising a work table 11, an X-axis slider 12, a Z-axis slider 13 and a loading system for conveying a work is made into a pair of two stations in the front-rear direction. It has become.
X軸方向移動制御されたX軸スライダー12には、要部拡大図を図1(b)に示すように外形砥石軸22により回転制御された外形砥石21、内形砥石軸32により回転制御された内形砥石31、及びワークテーブル11に板状ワークWを受け渡しするための受け渡しハンド41が取り付けられている。
これにより、外形砥石21,内形砥石31及び受け渡しハンド41が一体としてX軸方向移動制御されている。
なお、受け渡しハンド41は、必要に応じて設ければよい。
従って、個々にX軸方向移動制御する構造に比較して、部品点数が少なく、コンパクトな設計になっている。
外形砥石軸22は、当該軸側に設けた従動プーリー23bとベルト駆動モータ23側に設けた駆動プーリー23aとがベルト24にて回転伝達されている。
この外形砥石軸22とベルト駆動モータ23による駆動系は、一体としてZ軸スライダー13に取り付けられている。
これにより、Z軸スライダー13により外形砥石21が昇降制御されている。
外形砥石21は、図3(a)に示すように主に板状ワークWの外周部外形を研削するためのものである。
板状ワークWは、C軸回転制御されたテーブル回転軸11aの上部に設けたワークテーブル11に保持されている。
板状ワークWは、図3(a)に示すように回転角度θがC軸制御されながら回転し、これに対して外形砥石21が板状ワークWの外形線aに沿いながらX軸方向に微小移動する。
このように外形砥石21がC軸中心に対して、極座標系にて位置制御されながら板状ワークWの側面を押圧することで外形研削される。
従って、板状ワークを保持したワークテーブルには、外形砥石21による押圧力が負荷され、その大きさは板状ワークWの大きさに左右される。
そこで、本発明はテーブル回転軸をC軸回転制御するモーターに対して、直接的に連結したダイレクトドライブ制御と、減速機を介して減速制御する方法を板状ワークの大きさに合わせて選択使用可能にしたものである。
The X-axis slider 12 that is controlled to move in the X-axis direction is rotationally controlled by an outer grindstone 21 and an inner grindstone shaft 32 that are rotationally controlled by an outer grindstone shaft 22 as shown in FIG. Further, a delivery hand 41 for delivering the plate-like workpiece W to the inner grindstone 31 and the work table 11 is attached.
As a result, the outer grindstone 21, the inner grindstone 31, and the delivery hand 41 are integrally controlled to move in the X-axis direction.
In addition, what is necessary is just to provide the delivery hand 41 as needed.
Therefore, the number of parts is small and the design is compact compared to a structure that individually controls movement in the X-axis direction.
The external grinding wheel shaft 22 is rotationally transmitted by a belt 24 to a driven pulley 23 b provided on the shaft side and a drive pulley 23 a provided on the belt drive motor 23 side.
The drive system by the external grinding wheel shaft 22 and the belt drive motor 23 is integrally attached to the Z-axis slider 13.
As a result, the outer grindstone 21 is controlled to move up and down by the Z-axis slider 13.
The outer grindstone 21 is mainly for grinding the outer periphery of the plate-like workpiece W as shown in FIG.
The plate-like workpiece W is held by the work table 11 provided on the upper portion of the table rotation shaft 11a that is controlled to rotate in the C axis.
As shown in FIG. 3A, the plate-like workpiece W rotates while the rotation angle θ is controlled by the C axis, and the outer grindstone 21 moves along the outline a of the plate-like workpiece W in the X-axis direction. Move a little.
Thus, the external grinding wheel 21 is externally ground by pressing the side surface of the plate-like workpiece W while being position-controlled in the polar coordinate system with respect to the center of the C axis.
Therefore, the work table holding the plate-like workpiece is loaded with a pressing force by the external grindstone 21, and its size depends on the size of the plate-like workpiece W.
Therefore, according to the present invention, the direct drive control directly connected to the motor that controls the C-axis rotation of the table rotation axis and the method of the deceleration control via the reduction gear are selected and used according to the size of the plate-like workpiece. It is possible.
内形砥石31は、駆動モータ33により内形砥石軸32を介して回転制御されている。
また、内形砥石31は、駆動モータ33とともに内形砥石昇降機34により、Z軸方向の移動制御が行われている。
内形砥石31は、図3(b)に示すように板状ワークWの表面又は裏面の一部を削り取るように凹部加工したり、丸穴,長穴等の穴加工するのに主に用いられる。
この場合も外形研削と同様に板状ワークWの内形線bが得られるように、C軸回転制御された板状ワークWに極座標系を用いて内形砥石31がX軸方向移動制御されている。
The inner grindstone 31 is rotationally controlled by the drive motor 33 via the inner grindstone shaft 32.
The inner grinding wheel 31 is controlled to move in the Z-axis direction by an inner grinding wheel elevator 34 together with a drive motor 33.
The inner grindstone 31 is mainly used for machining a recess so as to scrape off a part of the front surface or the back surface of the plate-like workpiece W as shown in FIG. It is done.
Also in this case, the inner grindstone 31 is controlled to move in the X-axis direction by using the polar coordinate system for the plate-like workpiece W whose C-axis rotation is controlled so that the inner shape line b of the plate-like workpiece W can be obtained as in the external grinding. ing.
外形研削及び内形研削の方法例を図2にて説明する。
板状ワークWがワークテーブル11に保持され、外形研削する際には図2(a),(b)に示すようにZ軸スライダー13により外形砥石21が下降し、板状ワークWのC軸回転角θに合せてX軸スライダー12によりX軸方向に微小移動制御される。
また、内形研削を行う際には、図2(c)に示すように外形砥石21が上昇し、内形砥石31を下降させることで行う。
An example of methods of external grinding and internal grinding will be described with reference to FIG.
When the plate work W is held on the work table 11 and external grinding is performed, the external grindstone 21 is lowered by the Z-axis slider 13 as shown in FIGS. Fine movement control in the X-axis direction is performed by the X-axis slider 12 in accordance with the rotation angle θ.
Moreover, when performing internal shape grinding, as shown in FIG.2 (c), the external shape grindstone 21 raises and it carries out by lowering the internal shape grindstone 31. FIG.
次に板状ワークWのローディングシステムについて説明する。
図1に示すように架台1の上に、研削前のワーク及び研削後のワークを収納するワークカセット17a,17bを有する。
板状ワークWを搬送する搬送ハンド14が、Y軸方向及びZ軸方向に移動制御されたローダ15に取り付けられていて、ローダ15はガイドレール16に沿ってX軸方向に移動制御されている。
この搬送ハンド14,ローダ15,ガイドレール16も前後に2つ一対として設けられている。
搬送ハンド14にてワークカセットから取り出した板状ワークWは、一旦プレセンタリング18の位置に仮置きし、板状ワークの位置合せをした後に受け渡しハンド41に引き渡される。
一方、研削加工が完了した板状ワークWは、受け渡しハンド41を介して搬送ハンド14が受け取り、乾燥ユニット19にて乾燥させ、ワークカセットに収納される。
受け渡しハンド41は、図1(b)に示すようにハンド昇降機42にて昇降制御され、X軸スライダー12によりX軸方向移動制御されている。
本実施例では、受け渡しハンド41及び搬送ハンド14のワーク保持手段として、吸引保持手段41a,14a,14bを用いた例になっている。
図4(a)に示すように搬送ハンド14にて搬送されてきた加工前の板状ワークWは、受け渡しハンド41に引き渡し、次にそのまま図4(b)に示すように研削加工が完了した板状ワークWを下側の吸引手段14bにて引き取る。
受け渡しハンド41に引き渡された加工前の板状ワークWは、図4(d)に示すようにワークテーブル11側に搬送される。
外形砥石21,内形砥石31,受け渡しハンド41は、ともにX軸スライダー12に取り付けられ、ワークテーブル11との位置関係を図5に示す。
(a)は側面視,(b)は平面視で、(c)に昇降部の断面図を参考に示す。
ワークテーブル11には、ワークの保持手段として吸引保持手段11bが設けられており、板状ワークの大きさによりテーブル上面の広さが異なる他のワークテーブル111と互換可能になっている。
また、図1(a)に示すように、架台の左側前部に砥石を自動交換するためのATC2が設けられている。
Next, a loading system for the plate workpiece W will be described.
As shown in FIG. 1, work cassettes 17 a and 17 b are provided on the gantry 1 to store a workpiece before grinding and a workpiece after grinding.
A conveyance hand 14 that conveys the plate-like workpiece W is attached to a loader 15 that is controlled to move in the Y-axis direction and the Z-axis direction, and the loader 15 is controlled to move along the guide rail 16 in the X-axis direction. .
The transport hand 14, the loader 15, and the guide rail 16 are also provided as a pair in front and rear.
The plate-like work W taken out from the work cassette by the transport hand 14 is temporarily placed at the position of the pre-centering 18, aligned with the plate-like work, and then delivered to the delivery hand 41.
On the other hand, the plate-like workpiece W for which grinding has been completed is received by the transport hand 14 via the delivery hand 41, dried by the drying unit 19, and stored in the workpiece cassette.
As shown in FIG. 1B, the delivery hand 41 is controlled to move up and down by a hand elevator 42 and is controlled to move in the X-axis direction by the X-axis slider 12.
In the present embodiment, suction holding means 41 a, 14 a, and 14 b are used as work holding means for the delivery hand 41 and the transfer hand 14.
Figure 4 plate workpiece W 2 before processing that has been transported by the transport hand 14 as shown in (a) is delivered to hand-over hand 41, then it grinding is completed as shown in FIG. 4 (b) take back the plate workpiece W 1 at the lower side of the suction means 14b.
Plate-shaped workpiece W 2 before processing that has been handed over to the hand-over hand 41 is conveyed to the work table 11 side as shown in FIG. 4 (d).
The outer grindstone 21, the inner grindstone 31, and the delivery hand 41 are all attached to the X-axis slider 12, and the positional relationship with the work table 11 is shown in FIG.
(A) is a side view, (b) is a plan view, and (c) is a cross-sectional view of the elevating part.
The work table 11 is provided with suction holding means 11b as a work holding means, and is compatible with other work tables 111 having different table upper surface areas depending on the size of the plate-like work.
Moreover, as shown to Fig.1 (a), ATC2 for automatically exchanging a grindstone is provided in the left front part of the mount frame.
1 架台
2 ATC
10 研削加工装置
11 ワークテーブル
11a テーブル回転軸
12 X軸スライダー
13 Z軸スライダー
14 搬送ハンド
15 ローダー
16 ガイドレール
17a ワークカセット
18 プレセンタリング
19 乾燥ユニット
21 外形砥石
22 外形砥石軸
23 ベルト駆動モータ
24 ベルト
31 内形砥石
32 内形砥石軸
33 駆動モータ
34 内形砥石昇降機
41 受け渡しハンド
42 ハンド昇降機
1 Stand 2 ATC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Grinding apparatus 11 Work table 11a Table rotating shaft 12 X-axis slider 13 Z-axis slider 14 Conveyance hand 15 Loader 16 Guide rail 17a Work cassette 18 Pre-centering 19 Drying unit 21 External grindstone 22 External grindstone shaft 23 Belt drive motor 24 Belt 31 Inner shape grindstone 32 Inner shape grindstone shaft 33 Drive motor 34 Inner shape grindstone lift 41 Transfer hand 42 Hand lift

Claims (2)

  1. 板状ワークを保持して回転するワークテーブルと、当該板状ワークを研削する砥石と当該板状ワークを前記ワークテーブルに受け渡しするための受け渡しハンドとを備え、
    ワークテーブルはC軸回転制御され、
    砥石はX軸方向移動制御され、
    前記C軸回転制御手段が板状ワークの大きさに応じてダイレクトドライブ制御又は減速制御され、
    前記砥石は板状ワークの外形を研削するための外形砥石と、板状ワークに穴加工又は/及び凹部加工をするための内形砥石とを有し、
    前記外形砥石と前記内形砥石と前記受け渡しハンドとが個々に相対的に昇降制御されるとともに全体が一体的にX軸方向移動制御され、
    前記受け渡しハンドに前記板状ワークを受け渡しするための搬送ハンドを有し、
    前記搬送ハンドは上側と下側にそれぞれワークの吸引保持手段を有することを特徴とする研削加工装置。
    A work table that holds and rotates the plate-like workpiece, a grinding wheel for grinding the plate-like workpiece, and a delivery hand for delivering the plate-like workpiece to the work table ,
    The work table is controlled by C axis rotation,
    The grinding wheel is controlled to move in the X-axis direction,
    The C-axis rotation control means is subjected to direct drive control or deceleration control according to the size of the plate workpiece ,
    The grindstone has an outer grindstone for grinding the outer shape of the plate-like workpiece and an inner grindstone for drilling or / and recessing the plate-like workpiece,
    Whole together with the outer grinding wheel and the inner shape grindstone and said hand-over hand is individually relatively elevation control is integrally X-axis direction movement control,
    A transfer hand for transferring the plate-like workpiece to the transfer hand;
    The grinding apparatus according to claim 1, wherein the transport hand has suction and holding means for workpieces on the upper side and the lower side, respectively.
  2. 前記ワークテーブルは、板状ワークの吸引保持手段を有し、前記吸引保持手段は板状ワークの大きさにより取替可能になっていることを特徴とする請求項1記載の研削加工装置。 Wherein the work table has a suction holding means of the plate-shaped workpiece, the suction holding means grinding apparatus according to claim 1, characterized that it is replaceable by the size of the plate-shaped workpiece.
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