JPH02224968A - 平面研磨装置における定寸方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、平面研磨装置によりワークを研磨加工する際
に、該ワークの仕上げ厚さをコントロールする定寸方法
及び装置に関するものである。

［従来の技術］ 平面研磨装置における定寸装置として、例えば特開昭５
７−７６４０６号公報に開示されているように、研磨と
共に僅かずつ下降してい〈上定盤の変位量を変位検出器
で検出し、その変位量をワークの厚さデータとして装置
のコントロールを行うようにしたものが知られており、
更に具体的には、変位検出器で連続的に検出される上定
盤の変位量を一定時間毎の厚さデータに変換し、個々の
厚さデータを設定値と比較してそれが設定値以下となっ
た場合に装置を停止するようにしている。

ところが、この種の平面研磨装置においては、加工中に
回転する定盤が振動やうねり等を生じ、変位検出器によ
る測定対象部位が微小に変動して誤測定を生しる場合が
あり、このような場合には、測定された厚さデータが誤
まりであってもそれが設定値以下であると装置が停止し
てしまうという不都合を生じることになる。事実、この
ような外乱による加工誤差が場合によっては±８Ｊｉ、
ｍにも達することが確認されており、製品の種類によっ
ては誤差の範囲が±１〜２ｇｍ以下であることが要求さ
れる平面研磨において、上記数値は非常に大きいもので
ある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、回転する定盤の振動やうねり等による
影響を排除し、高精度の定寸を行うことができる定寸方
法及び装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等の実験によると、加工中における定盤の振動
やうねりは、定盤一回転毎に周期的に現われることが確
かめられており、従って、定盤か一回転する間に多数の
データを取り込み、これらのデータの平均値をとること
により、回転する定盤の振動やうねり等による影響を排
除することができる。

そこで、本発明の第１の方法は、上定盤の変位量をセン
サにより検出して、その変位量を微小時間毎のワークの
厚さデータに変換し、上定盤が一回転する毎に、その一
回転分の複数の厚さデータの平均値を演算すると共に、
演算した平均値と設定値とを比較し、該平均値が設定値
以下になったときに加工を終了することを特徴とするも
のである。

また、第２の方法は、上定盤の変位量をセンサにより検
出して、その変位量を微小時間毎のワークの厚さデータ
に変換し、上定盤一回転分の厚さデータの平均値を、−
旦一回転分の厚さデータを取り込んで平均値を求めた後
は、古いデータの部分的り１．＋７とそれと同数の新し
いデータの取り込みとを順次行いながらそのクリア及び
取り込みを一回行う毎゛に演算し、演算した平均値を設
定値と比較して、該平均値が設定値以下になったときに
加工を終了することを特徴とするものである。

更に、本発明においては、上記第１の方法を実施するた
め、上定盤の変位量を検出するセンサと、該センサから
の変位量信号に基づいて研磨装置の駆動系を制御する制
御装置とで構成されていて、該制御装置が、上記センサ
からの変位量信号を厚さデータとしてのパルス信号に変
換するパルス変換器と、パルス信号をカウントするカウ
ンタと、該カウンタを通じて入力される厚さデータを取
り込んで、上定盤が一回転する毎にその一回転分の厚さ
データの平均値を演算して設定値とを比較し、平均値が
設定値以下になったときに駆動系を停止させるコントロ
ーラとを有する定寸装置が提供される。

また、第２の方法を実施するため、上定盤の変位量を検
出するセンサと、該センサからの変位量信号に基づいて
研磨装置の駆動系を制御する制御装置とで構成されてい
て、該制御装置が、上記センサからの変位量信号を厚さ
データとしてのパルス信号に変換するパルス変換器と、
パルス信号ヲカウントするカウンタと、該カウンタを通
じて入力される厚さデータを取り込んで、上定盤一回転
分の厚さデータについての平均値を、古いデータの部分
的クリアとそれと同数の新しいデータの取り込みとを１
順次行いながらそのクリア及び取り込みを行う毎に演算
し、該平均値を設定値と比較して平均値が設定値以下に
なったときに駆動系を停止させるコントローラとを有す
る定寸装置が提供される。

［発明の具体例〕 以下、本発明の具体例を図面を参照しながら詳述する６ 第１図は平面研磨装置を示すもので、この平面研磨装置
は、上下の定盤１．２と太陽歯車３及び内歯歯車４を・
備え、両歯車３，４で遊星歯車状に駆動されるキャリヤ
５に保持させたワーク６を上下の定盤１．２で研磨する
ものである。上記下定盤２と太陽歯車３及び内歯歯車４
は、同軸状に配設された駆動軸８，９．１０上に取り付
けられ、各駆動軸を介して図示しない駆動源に連結され
ており、一方、上定盤１は、機枠１２に取り付けられた
メインシリンダ１３のメインシリンダロッド１３ａに、
サブシリンダ１４、サブシリンダロッド１４ａ　、定盤
吊り１５、スタッド１６、中継プレート】７を介して昇
降自在に吊設され、図示の下降位置において中継プレー
ト１７に設けた係止部材１８が駆動軸１８の上端のドラ
イバ２０に係合し、該ドライバ２０を介して図示しない
駆動源により駆動されるようになっている。

上記駆動軸１８の内部上端には、上定盤ｌの変位量をワ
ーク６の厚さに換算して連続的に検出する位置センサ２
２が配設されている。該位置センサ２２は、駆動軸１９
に固定された検出器本体２３と、該検出器本体２３に変
位可能に装着された作動子２４とからなるもので、検出
器本体２３には、多数の微小磁石を隣接する磁石間で同
極同士が対向するように直列に配設してなる磁石列が設
けられ、これに対して作動子２４には、２つの検出用コ
イルが同軸状に設けられ、これらのコイルが上記磁石列
に相対変位可能に嵌合せしめられており、該作動子２４
の上半部は検出器本体２３から上方に向けて突出し、そ
の上端が定盤吊り１５の下面に設けた当接部２５に当接
している。そして、上定盤１の変位に追随して作動子２
４が変位すると、検出器本体２３における２つのコイル
に電流が流れ、この電流の大きさと向きとによって上定
盤１の変位量と変位方向とが測定されるようになってい
る。

なお、上記位置センサ２２としては１例示した磁気スケ
ールに代えてエアゲージを使用したり、その他の超音波
を利用する非接触形のものを使用することもできる。

上記位置センサ２２からの変位量信号を処理する制御装
置２８は、第２図に示すように、アナログ信号である変
位量信号を微小時間毎の厚さデータであるパルス信号に
変換するパルス変換器と、該パルス信号をカウントする
カウンタと、該カウンタを介して入力される厚さデータ
を演算処理し、その演算結果に基づいて装置の駆動系を
制御するコントローラと、該コントローラの演算結果を
表示する表示器とを備えており、上記コントローラは、
上定盤１が一回転するのに要する時間を求める時間演算
機能と、上定盤ｌが一回転する毎にその一回転分に相当
する数の厚さデータを取り込んで平均値を演算する平均
値演算機能と、該平均値と設定値とを比較して、平均値
が設定値以下になったときに駆動系を停止させる停止信
号出力機能とを有している。

上記構成を有する平面研磨装置において、キャリヤ５に
保持されたワーク６の研磨は、上下の定盤１，２により
公知の平面研磨装置と同様にして行われる。また、制御
装置２８におけるコントローラには、ワーク６の仕上げ
厚さの目標値が予め設定されている。

いま、研磨加工がスタートすると、上定盤ｌは研磨の進
行と共に僅かずつ変位（下降）していくが、その変位量
は位置センサ２２により常時測定され、測定された変位
量信号がパルス変換器に送られ、微小時間毎の厚さデー
タとしてのパルス信号に変換された後、カウンタを介し
てコントローラに順次取り込まれる。このコントローラ
においては、第３図のフローチャートに示すように、土
足盤ｌの回転時間が算出され、その回転時間とパルス信
号の立ち上り時間間隔とから該上定盤１が一回転する間
に取り込まれ得る厚さデータ数が計算され、その数だけ
の厚さデータがホールドされるようになっており、上定
盤１が一回転して所定数の厚さデータが取り込まれた時
、その一回転分の厚さデータの平均値が演算され、該平
均値が設定値と比較される。この平均値は表示器に表示
される。例えば、上定盤ｌの回転数が２Ｏｒ、ｐ、ｍの
時、該上定盤１が一回転するのに要する時間は３　ｓｅ
ｃであり、そこで、２０ｍ５ｅｃ毎に厚さデータが取り
込まれるとすると、上定盤１が一回転する間に取り込ま
れ得る厚さデータ数は３０００／２０＝　１５０となり
、この１５０個の厚さデータについての平均値が求めら
れることになる。

そして、毛足平均値が設定値以上である場合には、その
一回転分の厚さデータは全てクリアされ、新たに次の一
回転分の厚さデータが取り込まれ、再びその平均値が求
められて設定値と比較され、平均値が設定値以下になる
までその動作が繰り返される。平均値が設定値以下にな
ると、コントローラからの停止信号により駆動系が停止
せしめられ、加工が終了する。第４図には上記動作につ
いて部分的に示している。

かくして、上定盤１一回転分の厚さデータの平均値を設
定値と比較することにより、定盤−回転毎に周期的に現
われる定盤の振動やうねり等による影響を排除し、高精
度の定寸を行うことができる。

一方、上述したように上定盤１が一回転する毎にその一
回転分の厚さデータを取り込んで平均値を求めるように
すると、加工の最終段階近くにおいてワーク６が所定の
厚さに仕上がるまでに上定盤１を更に一回転させる必要
がない場合であっても、該上定盤１が一回転するまでは
次の厚さデータを得ることができないため、結果的に削
り過ぎになることが考えられる。

そこで、本発明においては、制御装置２８におけるコン
トローラを、第５図に示すように、−旦上定盤一回転分
の厚さデータを取り込んで平均値を求めた後は、その一
回転分の厚さデータについて、古いデータの部分的クリ
アとそれと同数の新しいデータの取り込みとを順次行い
ながら、そのクリア及び取り込みを一回行う毎に一回転
分の厚さデータについての平均値を求めるように構成す
ることにより、ワーク６が所定の厚さになった時点で、
上定盤ｌを余分に回転させることなく停止させることが
できる。

第６　図ハこのコントローラの動作についてのフローチ
ャートを示している。同図において、−旦上定盤一回転
分の厚さデータが取り込まれて平均値が求められ、それ
が設定値と比較された後は、この平均値が設定値より小
さい間は、一番古い厚さデータが一つだけクリアされる
と共に、新しい厚さデータが一つだけ取り込まれ、全体
として定盤一回転分のデータについて再度それらの平均
値が算出され、設定値と比較されるという動作が繰り返
される。そして、平均値が設定値以下になったときに駆
動系の停止により加工が終了する。

この場合、クリアする古い厚さデータの数と補充される
新しい厚さデータの数とは、それぞれ一つであっても二
つ以上であっても良いが、それらは、互いに同数且つ上
定盤一回転分の厚さデータの総数より少ないことが必要
である。

なお、上下の定盤自体の摩耗を適宜測定し、その摩耗分
を補正しながら上記定寸を行うことにより、定寸精度を
更に向上させることができる。

［発明の効果ｊ このように本発明によれば、上定盤一回転分の厚さデー
タの平・均値な設定値と比較するようにしたので、定盤
−回転毎に周期的に現われる定盤の振動やうねり等によ
る影響を確実に排除し、高精度の定寸を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した平面研磨装置の要部断面図、
第２図は制御装置の構成例を示すブロック図、第３図及
び第６図はコントローラの異なる動作例を示すフローチ
ャート、第４図及び第５図は定寸動作の異なる例を示す
タイムチャートである。 １　・上定盤、　　２・・下定盤、 ３・・大腸歯車、　４　拳・内歯歯車、５　　・キャリ
ヤ、　　６　　・ワーク、２２・・位置センサ、２８・
・制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、太陽歯車と内歯歯車とによって遊星歯車状に駆動さ
   れるキャリヤにワークを保持させ、該ワークを上下の定
   盤によって研磨する平面研磨装置において、 上定盤の変位量をセンサにより検出して、その変位量を
   微小時間毎のワークの厚さデータに変換し、上定盤が一
   回転する毎に、その一回転分の複数の厚さデータの平均
   値を演算すると共に、演算した平均値と設定値とを比較
   し、該平均値が設定値以下になったときに加工を終了す
   る、 ことを特徴とする平面研磨装置における定寸方法。 ２、太陽歯車と内歯歯車とによって遊星歯車状に駆動さ
   れるキャリヤにワークを保持させ、該ワークを上下の定
   盤によって研磨する平面研磨装置において、 上定盤の変位量をセンサにより検出して、その変位量を
   微小時間毎のワークの厚さデータに変換し、上定盤一回
   転分の厚さデータの平均値を、一旦一回転分の厚さデー
   タを取り込んで平均値を求めた後は、古いデータの部分
   的クリアとそれと同数の新しいデータの取り込みとを順
   次行いながらそのクリア及び取り込みを行う毎に演算し
   、演算した平均値を設定値と比較して、該平均値が設定
   値以下になったときに加工を終了する、 ことを特徴とする平面研磨装置における定寸方法。 ３、太陽歯車と内歯歯車とによって遊星歯車状に駆動さ
   れるキャリヤにワークを保持させ、該ワークを上下の定
   盤によって研磨する平面研磨装置において、 上定盤の変位量を検出するセンサと、該センサからの変
   位量信号に基づいて研磨装置の駆動系を制御する制御装
   置とを設け、該制御装置は、上記センサからの変位量信
   号を厚さデータとしてのパルス信号に変換するパルス変
   換器と、パルス信号をカウントするカウンタと、該カウ
   ンタを通じて入力される厚さデータを取り込んで、上定
   盤が一回転する毎にその一回転分の厚さデータの平均値
   を演算して設定値と比較し、平均値が設定値以下になっ
   たときに駆動系を停止させるコントローラと、を有する
   ことを特徴とする平面研磨装置における定寸装置。 ４、太陽歯車と内歯歯車とによって遊星歯車状に駆動さ
   れるキャリヤにワークを保持させ、該ワークを上下の定
   盤によって研磨するようにした平面研磨装置において、 上定盤の変位量を検出するセンサと、該センサからの変
   位量信号に基づいて研磨装置の駆動系を制御する制御装
   置とを設け、該制御装置は、上記センサからの変位量信
   号を厚さデータとしてのパルス信号に変換するパルス変
   換器と、パルス信号をカウントするカウンタと、該カウ
   ンタを通じて入力される厚さデータを取り込んで、上定
   盤一回転分の厚さデータについての平均値を、古いデー
   タの部分的クリアとそれと同数の新しいデータの取り込
   みとを順次行いながらそのクリア及び取り込みを行う毎
   に演算し、該平均値を設定値と比較して平均値が設定値
   以下になったときに駆動系を停止させるコントローラと
   、を備えていることを特徴とする平面研磨装置における
   定寸装置。