JPH11165268A - Polishing device - Google Patents

Polishing device

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JPH11165268A
JPH11165268A JP33424297A JP33424297A JPH11165268A JP H11165268 A JPH11165268 A JP H11165268A JP 33424297 A JP33424297 A JP 33424297A JP 33424297 A JP33424297 A JP 33424297A JP H11165268 A JPH11165268 A JP H11165268A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
relative movement
abrasive
workpiece
dimensional
Prior art date
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Pending
Application number
JP33424297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tokuji Umehara
徳次 梅原
Isao Shibata
勲 芝田
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Canon Finetech Nisca Inc
Original Assignee
Nisca Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to JP33424297A priority Critical patent/JPH11165268A/en
Publication of JPH11165268A publication Critical patent/JPH11165268A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing device by a fluid grindstone capable of displaying comparatively strong polishing force, freely and stereoscopically deforming its shape in accordance with a shape of a working. surface and polishing a narrow and closed inner surface which a human hand and a solid grinding stone cannot enter. SOLUTION: A work is polished by using a polishing material 11 solidified or gelatinized in accordance with a shape of a working surface of the work and generation relative motion between the polishing material 11 and the work. It is carried out by giving mechanical vibration between the polishing material 11 and the work. The relative motion is generated by giving an alternating magnetic field in case of magnetic fluid free to control arrangement of abrasive grains by a magnetic field. Additionally, the relative motion is carried out by giving the alternating magnetic field in the case when the polishing material 11 is fluid containing the abrasive grains charged with plus or minus charge and it is solidified or gelatinized in the state of giving an electric field.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨材と被加工物
間に相対運動を生じさせることによって被加工物を研磨
する研磨装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing apparatus for polishing a workpiece by causing relative movement between the abrasive and the workpiece.

【0002】[0002]

【従来の技術】技術革新の急速な進展と共に工業製品及
びそれに用いられる部品等には、高精度及び高品質が求
められている。この要求に伴い、これら工業製品及び部
品等(以下、「加工物」という)の形状は複雑化し、微
細で精緻な寸法精度を要求される場合が多い。このた
め、これらの加工物の製造工程における最終段階におい
ては、研磨若しくは研削作業が必要となる。
2. Description of the Related Art With the rapid progress of technological innovation, industrial products and parts used therein are required to have high precision and high quality. Along with this demand, the shapes of these industrial products and parts (hereinafter, referred to as “workpieces”) are complicated, and fine and precise dimensional accuracy is often required. For this reason, polishing or grinding work is required in the final stage of the manufacturing process of these workpieces.

【0003】このような微細な表面仕上げ又は精緻な寸
法精度を要求される加工物の研磨若しくは研削は、現在
においても手作業に依らなければならない場合が多い。
所定形状の固形砥石を用いた機械力による方法は、精度
的に研削若しくは粗研磨に限定されているのが実状であ
る。また、手作業による研磨作業であっても、熟練工を
もってしても、加工研磨面における鏡面研磨精度におい
て一定の限界がある。
[0003] In many cases, polishing or grinding of a workpiece requiring such fine surface finish or fine dimensional accuracy still has to be performed manually.
In reality, a method using mechanical force using a solid whetstone having a predetermined shape is precisely limited to grinding or rough polishing. In addition, there is a certain limit in the precision of mirror polishing on the processed and polished surface regardless of whether it is a manual polishing operation or a skilled operation.

【0004】従って、この最終仕上げ工程における手作
業による研磨作業を機械化又は省力化することができれ
ば、加工コストの低減化、作業工程時間の短縮化が図れ
ることとなる。
[0004] Therefore, if the manual polishing work in the final finishing step can be mechanized or labor-saving, the processing cost can be reduced and the working process time can be shortened.

【0005】このような情況下において、加工物の高度
で精緻な鏡面研磨を実現する方法として、いわゆる軟質
ラッピング砥石の研究が行われてきた。これは、ポリビ
ニール・アセタール、アルギン酸ナトリウム等の高分子
ラップ剤をセーム皮の表面に溶かし込んでラッピングを
行うものである。このような軟質ラッピング研磨は、主
に集積回路の製造に用いられるシリコン・ウエハの表面
を鏡面研磨するのに用いられてきた。
[0005] Under such circumstances, research has been conducted on a so-called soft lapping wheel as a method for realizing a sophisticated and precise mirror polishing of a workpiece. In this method, a polymer wrapping agent such as polyvinyl acetal, sodium alginate or the like is dissolved in the surface of chamois to perform wrapping. Such soft lapping has been used mainly for mirror-polishing the surface of a silicon wafer used in the manufacture of integrated circuits.

【0006】一方、本願の発明者らは、磁界によって砥
粒の配列を制御可能な砥粒を含有する磁性流体を用い、
加工物を該磁性流体中に侵漬し、これに所定の強さの磁
界を与えた状態において加工物に対して磁性流体を振動
若しくは揺動等の相対運動を行うことによる加工物の研
磨方法若しくは装置を提案してきた。このような磁性流
体を利用した研磨方法若しくは研磨装置を開示する例と
しては、特開平1−135466号、特開平4−336
954号、特開平4−41173号等が挙げられる。
On the other hand, the inventors of the present application have used a magnetic fluid containing abrasive grains whose arrangement of abrasive grains can be controlled by a magnetic field,
A method of polishing a workpiece by immersing a workpiece in the magnetic fluid and performing relative motion such as vibration or oscillation of the magnetic fluid on the workpiece in a state where a magnetic field having a predetermined strength is applied to the workpiece. Or have proposed a device. Examples of disclosing a polishing method or a polishing apparatus using such a magnetic fluid are disclosed in JP-A-1-135466 and JP-A-4-336.
954 and JP-A-4-41173.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このように、所定形状
の固形砥石を用いた機械力による研磨若しくは研削方法
は、寸法精度的に、研削若しくは粗研磨に限定されてい
るのが実状である。さらに、固形砥石を用いた機械装置
による研磨等は、固形砥石の形状的硬直性から、従来に
おいては、2次元的な平面加工に用いられるのみで、3
次元的な立体曲面加工に利用されることはほとんどなか
った。
As described above, the method of polishing or grinding by mechanical force using a solid whetstone having a predetermined shape is limited to grinding or rough polishing in terms of dimensional accuracy. In addition, polishing by a mechanical device using a solid grindstone is conventionally used only for two-dimensional planar processing because of the rigidity of the shape of the solid grindstone.
It was rarely used for three-dimensional curved surface processing.

【0008】また、砥粒を含む流体を加工物の加工面に
侵漬し、加工物との間に相対運動を与えることにより加
工物を研磨する手法は、研磨材が流動性の高い液体であ
ることから、加工面に対する砥粒の接触圧力が弱いため
に研磨力が極めて弱い。このため、加工物の研削及び研
磨工程における最終の加工面全体の一様な精密鏡面研磨
には利用できるものの、研削若しくは精密研磨前の粗研
磨には不向きである。また、磁性流体を用いて所定の強
さの磁界を与えることによって砥粒の配列を制御した状
態で研磨する従来技術の方法も、磁性流体の流体ゆえの
流動性の高さにより、立体的3次元の任意の方向におけ
る厳密な寸法精度が要求される研磨に利用するには難点
があったのである。
[0008] A method of polishing a workpiece by immersing a fluid containing abrasive grains into a processing surface of the workpiece and imparting relative motion between the workpiece and the workpiece involves a method in which the abrasive is a liquid having a high fluidity. Therefore, the polishing force is extremely weak because the contact pressure of the abrasive grains on the processing surface is weak. Therefore, although it can be used for uniform precision mirror polishing of the entire final processed surface in the grinding and polishing steps of a workpiece, it is not suitable for rough polishing before grinding or precision polishing. In addition, the prior art method of polishing in a state in which the arrangement of the abrasive grains is controlled by applying a magnetic field of a predetermined strength using a magnetic fluid also requires a three-dimensional method due to the high fluidity of the magnetic fluid. There has been a difficulty in using the polishing for polishing that requires strict dimensional accuracy in arbitrary dimensions.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、固形砥石を用
いた研磨若しくは研削の長所である比較的強い研磨力を
発揮することができ、且つ、加工面の形状に合わせてそ
の形を立体的に自由に変形でき、人間の手や固形砥石が
入り込めないような狭く閉鎖的な内面の研磨が可能であ
る流体砥石による研磨の長所を併せ持つ研磨装置を提供
するべく、被加工物の加工面の形状に合わせて固化若し
くはゲル化された研磨材を用い、該研磨材と被加工物と
の間で相対運動を生じさせることにより、被加工物を研
磨するように構成した。そして、前記相対運動は、前記
研磨材と前記被加工物との間で、機械的振動を与えるこ
とによって行われる。しかし、前記研磨材が、磁界によ
って砥粒の配列を制御可能な磁性流体の場合は、交番磁
界を与えることによって相対運動を起こさせることが可
能である。また、前記研磨材が、プラスまたはマイナス
の電荷を帯電する砥粒を含有する流体であって、電界を
与えた状態で固化若しくはゲル化された場合は、交番電
界を与えることによって相対運動を行わせることが可能
である。
According to the present invention, a relatively strong polishing force, which is an advantage of polishing or grinding using a solid whetstone, can be exhibited, and the shape can be three-dimensionally adjusted according to the shape of the processing surface. Processing of workpieces to provide a polishing device that has the advantages of polishing with a fluid whetstone that can be freely deformed and that can polish a narrow and closed inner surface where human hands and solid whetstones cannot enter. The workpiece is polished by using a solidified or gelled abrasive according to the shape of the surface, and by causing relative movement between the abrasive and the workpiece. The relative movement is performed by applying mechanical vibration between the abrasive and the workpiece. However, when the abrasive is a magnetic fluid capable of controlling the arrangement of abrasive grains by a magnetic field, it is possible to cause relative movement by applying an alternating magnetic field. Further, when the abrasive is a fluid containing abrasive grains charged with a positive or negative charge, and is solidified or gelled in a state where an electric field is applied, relative movement is performed by applying an alternating electric field. Is possible.

【0010】これらの相対運動は、加工物の加工面が立
体的曲面形状である場合に鑑みて、1次元若しくは2次
元のみならず3次元の方向に行われるようにする。そし
て、各方向への前記相対運動は、各次元毎に時系列的に
行うか、複数方向が同時に行うようにしても良い。
These relative movements are performed not only in one-dimensional or two-dimensional but also in three-dimensional directions in consideration of the case where the processing surface of the workpiece has a three-dimensional curved surface shape. The relative movement in each direction may be performed in a time series for each dimension, or may be performed in a plurality of directions simultaneously.

【0011】さらに、本発明に係る研磨装置において
は、被加工物の加工面の形状に合わせて形成された研磨
材と当該被加工物との間で、相対運動を生じさせるため
の駆動手段と、前記相対運動によって生ずる前記研磨材
と前記被加工物間の圧力値を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段が検出した圧力値に応じて前記相対運
動のストローク幅を制御する制御手段と、を有し、前記
制御手段には前記圧力の所定値が入力され、前記制御手
段は、前記駆動手段が前記圧力値が前記所定値になるよ
うに前記相対運動を生じさせるように構成する。
Further, in the polishing apparatus according to the present invention, there is provided a driving means for causing relative movement between an abrasive formed according to the shape of the processing surface of the workpiece and the workpiece. Pressure detecting means for detecting a pressure value between the abrasive and the workpiece caused by the relative movement,
Control means for controlling a stroke width of the relative movement in accordance with the pressure value detected by the pressure detection means, wherein a predetermined value of the pressure is input to the control means, and the control means Means are configured to cause the relative movement such that the pressure value is the predetermined value.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明に係る研磨装置において
は、砥粒を含有する流体を加工物の研磨加工面に直接流
し込み、そのままの状態で流体を固化させることによっ
て得られる研磨材を、加工物との間で相対運動を生じさ
せることにより研磨するので、少量若しくは単品生産品
の研磨作業に適応可能である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a polishing apparatus according to the present invention, a polishing material obtained by pouring a fluid containing abrasive grains directly into a polishing surface of a workpiece and solidifying the fluid as it is is processed. Since the polishing is performed by causing a relative movement between the workpiece and the object, the polishing can be applied to the polishing operation of a small amount or a single product.

【0013】このため、本発明の研磨装置の利用分野と
しては、光学分野として、度付き眼鏡レンズ、特定形状
のプリズム、ミラー等のガラス材やプラスチック材の研
磨、また、各種工業製品のケーシング、宝飾品、時計部
品等、さらに、高度な寸法精度が要求されるゲージ類、
シリンダー、軸受け部品、カム、ベアリング球等の金属
材の研削及び研磨に適応できる。また、集積回路の基体
となるシリコン・ウエハの最終鏡面仕上げにも利用でき
る。特殊な例としては、入れ歯、人工骨のセラミック材
の研削及び研磨にも使用できる。
For this reason, the polishing apparatus of the present invention can be used in the optics field for polishing glass or plastic materials such as prescription spectacle lenses, prisms and mirrors having a specific shape, and casings for various industrial products. Jewelry, watch parts, and other gauges that require high dimensional accuracy,
Applicable to grinding and polishing of metal materials such as cylinders, bearing parts, cams and bearing balls. Further, it can also be used for the final mirror finish of a silicon wafer serving as a base of an integrated circuit. As a special example, it can be used for dentures, grinding and polishing of ceramic materials of artificial bones.

【0014】本発明の研磨装置の利用分野は上記のよう
に広範囲に及ぶため、ここで使用する砥粒及び砥粒を含
有させる流体の種類及び仕様は、研磨若しくは研削の対
象となる加工物の材質及び要求される研磨精度に応じて
定まることとなる。
Since the application field of the polishing apparatus of the present invention covers a wide range as described above, the types and specifications of the abrasive grains and the fluid containing the abrasive grains used here are determined depending on the type of workpiece to be polished or ground. It is determined according to the material and the required polishing accuracy.

【0015】使用する砥粒の材質としては、磁性砥粒の
場合は、具体例として酸化鉄(Fe3O4、Fe2O3等)、
非磁性砥粒としてはアルミナ(Al2O3)、シリカ(Si
O2)、ダイヤモンド等が挙げられる。粒径は、要求され
る研磨精度が高ければ高いほど小さな径のものを用い
る。例えば、加工品の形状精度0.01μm以下が要求
される場合は、粒径10nm以下の砥粒を用いることと
なる。
As the material of the abrasive grains used, in the case of magnetic abrasive grains, specific examples include iron oxide (Fe3O4, Fe2O3, etc.),
Non-magnetic abrasive grains include alumina (Al2O3) and silica (Si
O2), diamond and the like. The smaller the particle size, the higher the required polishing accuracy is. For example, when the processed product is required to have a shape accuracy of 0.01 μm or less, abrasive grains having a particle size of 10 nm or less are used.

【0016】また、流体としては、水や各種(動物性、
植物性、鉱油)のオイル等である。磁性流体の場合は主
に水、荷電砥粒の場合はオイルを用いるとよい。流体中
における砥粒の凝結を防止するためには、界面活性剤を
加えるとよい。
As the fluid, water and various kinds (animals,
Vegetable oil, mineral oil). In the case of a magnetic fluid, water is mainly used, and in the case of charged abrasive, oil is preferably used. In order to prevent the agglomeration of the abrasive grains in the fluid, a surfactant may be added.

【0017】固化若しくはゲル化させる方法としては、
例えば流体が水の場合は、温度を氷点以下に下げること
により行い、オイルの場合は、このような温度制御の他
に、化学反応を利用することが考えられる。
As a method of solidifying or gelling,
For example, when the fluid is water, the temperature is lowered to a temperature below the freezing point. When the fluid is oil, a chemical reaction may be used in addition to such temperature control.

【0018】本発明の研磨装置においては、砥粒を含有
する流体を固化させ、それを加工物との間で相対運動さ
せることにより研磨を行うので、流体を固化させる際の
砥粒の流体中における配列分布を制御することが極めて
重要である。加工物の被加工面と接する砥粒の分布密度
が、研磨速度及び研磨精度に大きな影響を与えるからで
ある。砥粒の比重は、流体の比重と異なるので、流体に
砥粒を加えた後にこれを充分に撹拌したとしても、固化
若しくはゲル化するまでに砥粒は流体中において偏在し
てしまう。このため、固化若しくはゲル化させる前に砥
粒の配列分布若しくは分布密度を制御する必要がある。
In the polishing apparatus of the present invention, since the polishing is performed by solidifying the fluid containing the abrasive grains and causing the fluid to move relative to the workpiece, the abrasive particles in the fluid when the fluid is solidified It is extremely important to control the sequence distribution in. This is because the distribution density of the abrasive grains in contact with the surface to be processed of the workpiece greatly affects the polishing rate and the polishing accuracy. Since the specific gravity of the abrasive grains is different from the specific gravity of the fluid, even if the abrasive grains are added to the fluid and sufficiently stirred, the abrasive grains are unevenly distributed in the fluid before solidifying or gelling. Therefore, it is necessary to control the arrangement distribution or distribution density of the abrasive grains before solidification or gelation.

【0019】固形化させる際において流体中における砥
粒の配列分布を制御する方法としては、磁性流体の場合
は磁界環境下において、荷電砥粒を用いる場合は電界環
境下において、それぞれ行う。
The method of controlling the arrangement distribution of the abrasive grains in the fluid at the time of solidification is performed in a magnetic field environment in the case of a magnetic fluid, and in an electric field environment in the case of using charged abrasive grains.

【0020】磁性流体と加工物を磁界環境下に置いた場
合、磁性砥粒は、磁力線に沿って配列することとなる。
また、単位面積当たりの磁力線の数は、磁界強度に比例
するので、磁界強度を制御することにより砥粒配列の密
度を制御することができるのである。このようにして、
流体中における磁性流体の分布密度を用途及び要求に応
じて制御することができる。
When the magnetic fluid and the workpiece are placed in a magnetic field environment, the magnetic abrasive grains are arranged along the lines of magnetic force.
In addition, since the number of lines of magnetic force per unit area is proportional to the magnetic field strength, the density of the abrasive grain array can be controlled by controlling the magnetic field strength. In this way,
The distribution density of the magnetic fluid in the fluid can be controlled according to the application and demand.

【0021】荷電砥粒を使用する場合は、砥粒はプラス
またはマイナスの一方の電荷に帯電させるので、両方の
極性(N極及びS極)を常時併せ持つ磁性流体の場合と
は異なり、荷電粒子相互間には反発力が生じている。従
って、荷電粒子自体が流体内において均一に分布しよう
とする力が働いているので、必ずしも固形化若しくはゲ
ル化させる際に電界環境下で行わなければならない必然
性はない。しかし、電界を加えることによって、流体内
における荷電砥粒の分布を電界強度分布に応じて制御す
ることができるので、例えば、加工物との接触面により
多くの砥粒を分布配置させたいときには、電界環境下に
おいて固化若しくはゲル化させる必要性がある。
When charged abrasive grains are used, the abrasive grains are charged to one of positive and negative charges. Therefore, unlike charged magnetic particles which always have both polarities (N-pole and S-pole), the charged particles are charged. There is a repulsive force between each other. Therefore, since a force is exerted on the charged particles to distribute them uniformly in the fluid, it is not always necessary to perform the solidification or gelation in an electric field environment. However, by applying an electric field, the distribution of charged abrasive grains in the fluid can be controlled according to the electric field intensity distribution.For example, when it is desired to distribute and arrange more abrasive grains on the contact surface with the workpiece, It is necessary to solidify or gel in an electric field environment.

【0022】このようにして、固化若しくはゲル化させ
た砥粒を含有する研磨材は、加工物の被加工面との間で
振動若しくは揺動等の相対運動を起こさせることによっ
て、研削若しくは研磨を行うこととなるが、固化の態様
によっては、本研磨材と被加工面との間が密着状態に接
合している場合がある。このような状態のまま、相互間
に相対運動をさせようとしても研磨効率が悪い。そこ
で、このような場合は、固化した本研磨材と被加工面と
の接触面を薄く溶かした状態にして相対運動を行うよう
にする。本研磨装置において使用する研磨材と被加工面
との接触面を溶かす方法としては、加工物の温度を流体
の氷点よりも高くする温度制御か、若しくは、加工物の
被加工面に予め流体よりも氷点の低い薬品等を塗布して
おく方法等がある。
The abrasive containing the solidified or gelled abrasive grains causes a relative motion, such as vibration or oscillation, between the abrasive and the surface to be processed of the workpiece, thereby grinding or polishing the abrasive. However, depending on the mode of solidification, there is a case where the main abrasive and the surface to be processed are bonded in a close contact state. In such a state, even if the relative movement is attempted between them, the polishing efficiency is poor. Therefore, in such a case, the relative movement is performed while the contact surface between the solidified main abrasive and the surface to be processed is thinly melted. As a method of melting the contact surface between the abrasive and the work surface used in the present polishing apparatus, temperature control is performed so that the temperature of the work is higher than the freezing point of the fluid, or the fluid is previously applied to the work surface of the work. There is also a method of applying a chemical having a low freezing point or the like.

【0023】本発明に係る研磨装置においては、研磨材
と加工物間で相対運動を生じさせる手段として、機械力
を用いて振動を生じさせるほかに、磁性流体の場合は交
番磁界による磁気力、荷電砥粒を用いる場合は交番電界
による電気力を用いる。
In the polishing apparatus according to the present invention, as means for causing relative movement between the abrasive and the workpiece, vibration is generated by using mechanical force. When using charged abrasive grains, electric force due to an alternating electric field is used.

【0024】これら何れの力を用いる場合であっても、
相対運動の方向は、加工物の被加工面の形状に応じて、
平面であるならば1次元若しくは2次元、立体面である
ならば3次元方向とする。これら多次元の相対運動は1
次元づつ時系列に行っても良く、同時並行的に行っても
良い。
Regardless of which of these forces is used,
The direction of the relative motion depends on the shape of the work surface of the workpiece.
If it is a plane, it is one-dimensional or two-dimensional, and if it is a three-dimensional surface, it is three-dimensional. These multidimensional relative motions are 1
It may be performed in a time series in each dimension, or may be performed in parallel.

【0025】次に、本発明に係る研磨装置において用い
る砥粒を含有する流体を固化させる一例として、磁性流
体を加工物加工面に合わせて凍結固化させる方法につい
て、図に基づいて説明する。
Next, as an example of solidifying a fluid containing abrasive grains used in the polishing apparatus according to the present invention, a method of freezing and solidifying a magnetic fluid in accordance with a work surface of a workpiece will be described with reference to the drawings.

【0026】図6(1)において、加工物4の被加工面
4’内に所定量の磁性砥粒を含有する磁性流体1を流し
込む。該流体内は、予め、磁性砥粒の凝結を防止すため
の界面活性剤を添加した状態で撹拌しておく。磁性流体
1は、加工面4’に流れ込み、加工面4’を埋めて密着
した状態となる。
In FIG. 6A, a magnetic fluid 1 containing a predetermined amount of magnetic abrasive grains is poured into a work surface 4 'of a workpiece 4. The fluid is agitated in advance with a surfactant added to prevent coagulation of the magnetic abrasive grains. The magnetic fluid 1 flows into the processing surface 4 ', and fills the processing surface 4' and comes into close contact with it.

【0027】図6(2)において、磁性流体1をその加
工面4’に充填した加工物4は、磁界発生手段5上に乗
せられる。磁界発生手段5は、所定の磁界強度を有する
永久磁石でも良いし、珪素鋼板積層体やフェライト材等
の磁性材に巻線を施した電磁石でも良い。電磁石の場合
は、磁界強度を任意値に調整することができる。磁性流
体1を磁界発生手段5によって発生する磁界環境下に置
くことによって、磁性砥粒の配列や分布密度を制御する
ことができる。
In FIG. 6 (2), the workpiece 4 in which the magnetic fluid 1 is filled on the processing surface 4 ′ is placed on the magnetic field generating means 5. The magnetic field generating means 5 may be a permanent magnet having a predetermined magnetic field strength, or may be an electromagnet obtained by winding a magnetic material such as a silicon steel sheet laminate or a ferrite material. In the case of an electromagnet, the magnetic field strength can be adjusted to an arbitrary value. By placing the magnetic fluid 1 in a magnetic field environment generated by the magnetic field generating means 5, the arrangement and distribution density of the magnetic abrasive grains can be controlled.

【0028】図6(3)において、磁界環境下に置かれ
た磁性流体1をその加工面に充填した加工物4は、低温
環境下に置くことによって、磁性流体を上記の状態のま
まで固化させる。水を流体の主成分とする磁性流体の氷
点は、水分の含有比によるが、通常摂氏マイナス数十度
なので、冷凍機を用いれば良い。流体の種類によって、
固化温度が摂氏マイナス百度以下の場合は、液体窒素を
利用する。
In FIG. 6 (3), the workpiece 4 filled with the magnetic fluid 1 placed in a magnetic field environment on the processing surface is solidified in the above-described state by placing the workpiece 4 in a low temperature environment. Let it. The freezing point of a magnetic fluid containing water as its main component depends on the content ratio of water, but is usually minus several tens degrees Celsius, so a refrigerator may be used. Depending on the type of fluid,
If the solidification temperature is less than minus 100 degrees Celsius, use liquid nitrogen.

【0029】図6(4)において、加工物4と固化した
磁性流体1との接触面が密着結合状態の場合は、加工面
物4を磁性流体1の融点を少し上回る程度に加熱し、固
化した磁性流体の加工面4’との接触面を薄く融解させ
る。加熱方法としては、高周波加熱、ヒータ加熱等が一
般的である。これによって、固化した磁性流体と加工物
4との相対運動を容易にする。但し、融解させる程度が
大きすぎると寸法精度に悪影響をもたらすこととなる。
In FIG. 6D, when the contact surface between the work 4 and the solidified magnetic fluid 1 is in a tightly bonded state, the work surface 4 is heated to a temperature slightly higher than the melting point of the magnetic fluid 1 to be solidified. The contact surface of the formed magnetic fluid with the processing surface 4 'is thinly melted. As a heating method, high-frequency heating, heater heating, and the like are generally used. This facilitates the relative movement between the solidified magnetic fluid and the workpiece 4. However, if the degree of melting is too large, dimensional accuracy will be adversely affected.

【0030】図6(5)において、固化させた磁性流体
の上部に機械的振動発生装置(図示せず)の一方の保持
手段7を打ち込む。そして、同装置の他方の固定装置は
加工物4と固定し、二つの保持手段間に相対運動を生じ
させ、研削若しくは研磨作業を行わせることとなる。
In FIG. 6 (5), one holding means 7 of a mechanical vibration generator (not shown) is driven into the upper part of the solidified magnetic fluid. Then, the other fixing device of the same device is fixed to the workpiece 4 to cause relative movement between the two holding means to perform a grinding or polishing operation.

【0031】図6(6)において、このようにして形成
された研磨材を用いて、本発明の研磨装置により加工物
との間に相対運動を生じさせることにより加工物の研削
若しくは研磨を行うこととなるのである。
In FIG. 6 (6), the grinding or polishing of the workpiece is performed by using the abrasive thus formed to cause relative movement between the workpiece and the workpiece by the polishing apparatus of the present invention. That would be.

【0032】図1は、本発明に係る研磨装置に関し、機
械力を用いて、上記相対運動を3次元方向に発生させる
研磨装置の全体機構例を示す。上述したように、加工物
12の加工面の形状に合わせて形成された研磨材11
は、加工物12と共に研磨装置10上に載置される。こ
こで、本研磨装置10は、X軸方向に振動を生じさせる
ための機構ブロックX,Y軸方向に振動を生じさせるた
めの機構ブロックY、そしてZ軸方向に振動を生じさせ
るための機構ブロックZと、から構成される。本実施の
形態においては、加工物12及び研磨材11相互間に3
次元方向の相対運動を生じさせるため、加工物12を図
に示したX軸方向及びY軸方向に、研磨材11をZ軸方
向に振動させる。
FIG. 1 relates to a polishing apparatus according to the present invention, and shows an example of an overall mechanism of the polishing apparatus for generating the above-described relative motion in a three-dimensional direction by using mechanical force. As described above, the abrasive 11 formed according to the shape of the processing surface of the workpiece 12
Is placed on the polishing apparatus 10 together with the workpiece 12. Here, the polishing apparatus 10 includes a mechanism block X for generating vibration in the X-axis direction, a mechanism block Y for generating vibration in the Y-axis direction, and a mechanism block for generating vibration in the Z-axis direction. Z. In the present embodiment, the distance between the workpiece 12 and the abrasive 11 is 3
In order to cause relative movement in the dimensional direction, the workpiece 12 is vibrated in the X-axis direction and the Y-axis direction shown in the drawing, and the abrasive 11 is vibrated in the Z-axis direction.

【0033】本研磨装置のベース・フレーム19上に
は、該フレーム19に対してX軸方向に振動するX軸ス
ライド板21が、さらにX軸スライド板21上には、そ
の上をY軸方向に振動するY軸スライド板22が設けら
れ、Y軸スライド板22上に加工物12を固定するテー
ブル18が取り付けられる。テーブル18は、Y軸スラ
イド板22に対して、取付ブラケット16,17によっ
て固定される。後に詳しく説明するように、X軸スライ
ド板21は機構ブロックXによってX軸方向のみに振動
するように構成され、またY軸スライド板22は機構ブ
ロックYによってY軸方向のみに振動するように構成さ
れる。これによって、加工物12は、Z軸方向に対して
は固定された状態にて、研磨材11に対してXY軸方向
の運動が行われるように構成される。さらに、研磨材1
1は、チャック用のブラケット14,15によってチャ
ック板13に固定される。チャック板13は、Z軸振動
部材23に固定される。Z軸振動部材23は機構ブロッ
クZによってZ軸方向に振動するように構成される。こ
れによって、研磨材11は、XY軸方向に対して固定さ
れた状態にて、加工物12に対してZ軸方向の運動が行
われるように構成されるのである。
On the base frame 19 of the polishing apparatus, an X-axis slide plate 21 vibrating in the X-axis direction with respect to the frame 19 is provided, and on the X-axis slide plate 21, the X-axis slide plate 21 is further moved in the Y-axis direction. A Y-axis slide plate 22 that vibrates is provided, and a table 18 for fixing the workpiece 12 is mounted on the Y-axis slide plate 22. The table 18 is fixed to the Y-axis slide plate 22 by mounting brackets 16 and 17. As will be described in detail later, the X-axis slide plate 21 is configured to vibrate only in the X-axis direction by the mechanism block X, and the Y-axis slide plate 22 is configured to vibrate only in the Y-axis direction by the mechanism block Y. Is done. Thus, the workpiece 12 is configured to move in the XY-axis directions with respect to the abrasive 11 in a state where the workpiece 12 is fixed in the Z-axis direction. Further, abrasive 1
1 is fixed to the chuck plate 13 by brackets 14 and 15 for chucks. The chuck plate 13 is fixed to the Z-axis vibration member 23. The Z-axis vibration member 23 is configured to vibrate in the Z-axis direction by the mechanism block Z. Thus, the abrasive 11 is configured to move in the Z-axis direction with respect to the workpiece 12 while being fixed in the XY-axis directions.

【0034】このように構成された研磨装置10上に載
置された加工物12と研磨材11は、研磨装置10の機
構ブロックX及びZにより、それぞれX、Y及びZ軸方
向に相対運動することになるが、研磨作業の高効率化及
び高精度化のためには、加工物12に対する研磨材11
の押圧力を制御する必要がある。このため、加工物12
と研磨材11間の各軸方向における夫々の押圧力を検知
するべく、ロード・セルからなる圧力センサ24(X軸
方向)、25(Y軸方向)及び26(Z軸方向)が設置
される。これにより、各軸方向への研磨押圧力を所定値
に維持した押圧力一定ストローク制御や、研削若しくは
粗研磨時と精密研磨において押圧力を経時的に変化させ
る押圧力変動ストローク制御が可能になる。
The workpiece 12 and the abrasive 11 placed on the polishing apparatus 10 having the above-described structure are relatively moved in the X, Y and Z-axis directions by the mechanical blocks X and Z of the polishing apparatus 10, respectively. However, in order to increase the efficiency and accuracy of the polishing operation, the abrasive 11
It is necessary to control the pressing force. Therefore, the work 12
Pressure sensors 24 (in the X-axis direction), 25 (in the Y-axis direction), and 26 (in the Z-axis direction), which are load cells, are installed to detect the respective pressing forces in the respective axial directions between the polishing material 11 and the abrasive material 11. . Thereby, it is possible to perform a constant pressing force stroke control in which the polishing pressing force in each axial direction is maintained at a predetermined value, and a pressing force variation stroke control in which the pressing force is changed with time in grinding or rough polishing and in precision polishing. .

【0035】図2は、図1に示した研磨装置における一
方向(X軸)へ振動を生じさせる、機構ブロックXに図
示された振動発生機構を示す。
FIG. 2 shows a vibration generating mechanism illustrated in a mechanism block X that generates vibration in one direction (X axis) in the polishing apparatus shown in FIG.

【0036】前記したX軸スライド板21は、図1に示
したY軸スライド板22を積載し、X軸振動ピン35に
よってX軸方向に振動する。圧力センサ24は、X軸ス
ライド板21のX軸方向の圧力を検出する。X軸スライ
ド板21にはX軸方向に所定長さのスリット31が2箇
所開けられており、該スリット31を本研磨装置のベー
ス・フレーム19に固定されたガイド軸33が貫通す
る。これによって、X軸スライド板21は、ベース・フ
レーム19に対してスリット31の長さと等しいストロ
ーク分だけ振動可能となる。X軸スライド板21には、
他のスリット34が設けられており、それを振動ピン3
5が係合する。図に示すとおり、スリット34は、Y軸
方向に長く切られており、これによりX軸振動ピンのY
軸方向の振動を逃がしてX軸スライド板21に伝わらな
いように考慮されている。振動ピン35は、X軸スライ
ド板21をX軸方向に振動させるものであって、振動板
36に固定される。
The X-axis slide plate 21 carries the Y-axis slide plate 22 shown in FIG. 1 and vibrates in the X-axis direction by the X-axis vibration pin 35. The pressure sensor 24 detects the pressure of the X-axis slide plate 21 in the X-axis direction. The X-axis slide plate 21 is provided with two slits 31 of a predetermined length in the X-axis direction, and the guide shaft 33 fixed to the base frame 19 of the polishing apparatus passes through the slits 31. Thus, the X-axis slide plate 21 can vibrate with respect to the base frame 19 by a stroke equal to the length of the slit 31. The X-axis slide plate 21 includes
Another slit 34 is provided.
5 engage. As shown in the figure, the slit 34 is cut long in the Y-axis direction.
Consideration is given so that the vibration in the axial direction is released and is not transmitted to the X-axis slide plate 21. The vibration pin 35 vibrates the X-axis slide plate 21 in the X-axis direction, and is fixed to the vibration plate 36.

【0037】振動板36には、ストローク幅設定用の円
弧状スリット37と振動駆動力を受けるためのスリット
38が設けられている。また、振動板36には軸39が
固定され、該軸39の端は上方の案内板40に設けられ
たスリット41に係合する。振動板36に固定された軸
39が案内板40のスリット41に係合するが、スリッ
ト41は、Y軸方法は短くX軸方向に長く切られている
ので、振動板36のY軸方向の振動を規制する。さら
に、案内板40には軸42が固定され、該軸の端が振動
板36に設けられた他のスリット32に係合する。スリ
ット32は、案内板40上のスリット41と同様に、Y
軸方法は短くX軸方向に長く切られているので、振動板
36のY軸方向の振動を規制することとなる。案内板4
0は、複数の支軸43によってベース板50に固定され
る。
The diaphragm 36 is provided with an arc-shaped slit 37 for setting a stroke width and a slit 38 for receiving a vibration driving force. A shaft 39 is fixed to the vibration plate 36, and an end of the shaft 39 is engaged with a slit 41 provided in the upper guide plate 40. The shaft 39 fixed to the diaphragm 36 engages with the slit 41 of the guide plate 40. Since the slit 41 is shorter in the Y-axis direction and longer in the X-axis direction, Regulate vibration. Further, a shaft 42 is fixed to the guide plate 40, and an end of the shaft is engaged with another slit 32 provided in the diaphragm 36. The slit 32 has a Y shape, like the slit 41 on the guide plate 40.
Since the shaft method is short and long in the X-axis direction, the vibration of the diaphragm 36 in the Y-axis direction is regulated. Information board 4
0 is fixed to the base plate 50 by a plurality of support shafts 43.

【0038】ベース板50には、振動駆動モータ52及
び振動ストローク制御モータ53が取り付けられ、複数
の支柱56によってベース・フレーム19に固定され
る。それぞれのモータ52、53は、回転数を所定の回
転数に減速するための減速ギヤ機構を内蔵するものが望
ましい。振動駆動モータ52の回転出力軸55は、案内
板40上に設けられた穴を貫通して振動板36に延び
る。そして、その先端部には偏芯軸44が取り付けられ
ており、該偏芯軸44は振動駆動モータ52の回転出力
軸55の回転に伴って回転揺動運動をすることとなる。
そして偏芯軸44は、振動板36に設けられたスリット
38に係合しているので、偏芯軸44の回転揺動運動は
振動板36を揺動させることとなるのである。
A vibration drive motor 52 and a vibration stroke control motor 53 are attached to the base plate 50 and are fixed to the base frame 19 by a plurality of columns 56. It is desirable that each of the motors 52 and 53 has a built-in reduction gear mechanism for reducing the rotation speed to a predetermined rotation speed. The rotation output shaft 55 of the vibration drive motor 52 extends to the vibration plate 36 through a hole provided on the guide plate 40. An eccentric shaft 44 is attached to the tip of the eccentric shaft 44, and the eccentric shaft 44 performs a rotational swinging movement with the rotation of the rotation output shaft 55 of the vibration drive motor 52.
Since the eccentric shaft 44 is engaged with the slit 38 provided on the diaphragm 36, the rotational swinging motion of the eccentric shaft 44 causes the diaphragm 36 to swing.

【0039】一方、振動ストローク制御モータ53の回
転出力軸54の先端にはギヤ49が取り付けられてお
り、該ギヤ49には扇型ギヤ46が噛合する。扇型ギヤ
46はそのカラー47において回転軸51が勘合し、回
転軸51はベース板50に支持される。扇形ギヤ46の
一辺から舌状に延びた先端部にはピン45が下方に伸延
した状態で取り付けられる。ピン45は振動板36の該
中央部に設けられた円弧状スリット37に係合する。振
動ストローク制御モータ53は、正逆方向の回転が可能
であり、且つ回転軸の回転角度を自由に制御できるDC
モータを用いる。これによって、振動板36の円弧状ス
リット内におけるピン45の位置を自由に設定できる。
そして、円弧状スリット37を挟んで、偏芯軸44に係
合するスリット38の反対側には、前述した振動ピン3
5が取り付けられているのである。
On the other hand, a gear 49 is attached to the tip of the rotation output shaft 54 of the vibration stroke control motor 53, and the sector gear 46 meshes with the gear 49. The fan-shaped gear 46 has a collar 47 fitted with a rotating shaft 51, and the rotating shaft 51 is supported by a base plate 50. A pin 45 is attached to a tip end of the sector gear 46 extending in a tongue shape from one side in a state of extending downward. The pin 45 is engaged with an arcuate slit 37 provided at the center of the diaphragm 36. The vibration stroke control motor 53 is a DC that can rotate in the forward and reverse directions and can freely control the rotation angle of the rotating shaft.
Use a motor. Thereby, the position of the pin 45 in the arc-shaped slit of the diaphragm 36 can be set freely.
Then, on the opposite side of the slit 38 engaging with the eccentric shaft 44 with the arc-shaped slit 37 interposed therebetween, the vibration pin 3 described above is provided.
5 is attached.

【0040】このように構成された振動機構において、
振動駆動モータ52が回転駆動されると、その回転軸5
5の先端部の偏芯軸44が回転揺動運動を行う。振動板
36は、そのスリット38内に偏芯軸44を受け入れて
いるので、偏芯軸44の回転揺動運動に伴って揺動する
こととなる。しかしながら、スリット38は、Y軸方向
に大きく切られていることから、Y軸方向の振動動作は
ここに吸収され、X軸方向の振動動作が振動板36に伝
達されることとなる。また、前述したように、振動板3
6に固定された軸39が案内板40のスリット41に係
合するが、スリット41は、Y軸方法が短くX軸方向に
長く切られているので、振動板36のY軸方向の振動は
吸収される。さらに、案内板40には軸42が固定さ
れ、該軸の端が振動板36に設けられた他のスリット3
2に係合し、スリット32は、案内板40上のスリット
41と同様に、Y軸方法は短くX軸方向に長く切られて
いるので、振動板36のY軸方向の振動は吸収されるの
である。
In the vibration mechanism configured as described above,
When the vibration drive motor 52 is driven to rotate, the rotation shaft 5
The eccentric shaft 44 at the distal end of No. 5 performs rotational swinging motion. Since the vibration plate 36 receives the eccentric shaft 44 in the slit 38, the vibration plate 36 swings with the rotational swing motion of the eccentric shaft 44. However, since the slit 38 is largely cut in the Y-axis direction, the vibration operation in the Y-axis direction is absorbed here, and the vibration operation in the X-axis direction is transmitted to the diaphragm 36. Also, as described above, the diaphragm 3
The shaft 39 fixed to 6 engages with the slit 41 of the guide plate 40. Since the slit 41 has a short Y-axis method and is cut long in the X-axis direction, the vibration of the vibration plate 36 in the Y-axis direction is reduced. Absorbed. Further, a shaft 42 is fixed to the guide plate 40, and the end of the shaft 42 is connected to another slit 3 provided on the diaphragm 36.
2, the slit 32 is short in the Y-axis direction and long in the X-axis direction, like the slit 41 on the guide plate 40, so that the vibration of the diaphragm 36 in the Y-axis direction is absorbed. It is.

【0041】このようにして伝達された振動駆動モータ
52のX軸方向の振動力は、振動ピン35によって最終
的にX軸スライド板21をX軸方向に振動させることと
なるのである。
The vibration force in the X-axis direction of the vibration drive motor 52 transmitted as described above causes the vibration pin 35 to finally vibrate the X-axis slide plate 21 in the X-axis direction.

【0042】図3は、図2に示した振動機構における振
動ストローク幅の調整機構を示す。図3の(A)におい
て、前述したピン45の位置は、振動板36上の円弧状
スリット37の最も偏芯軸44寄りに設定されている。
振動板36は、ピン45の位置を支点に振動するので、
この場合には、偏芯軸44によって伝達されるX軸方向
の振動ストロークが拡大されるので、X軸スライド板2
1のX軸方向の振動ストロークが最大になる。また、図
3(B)において、ピン45の位置は円弧状スリット3
7の最も振動ピン35寄りに設定されている。この場合
には、偏芯軸44によって伝達されるX軸方向の振動ス
トロークが縮小されるので、X軸スライド板21のX軸
方向の振動ストロークが最小になる。
FIG. 3 shows a mechanism for adjusting the vibration stroke width in the vibration mechanism shown in FIG. In FIG. 3A, the position of the pin 45 described above is set closest to the eccentric shaft 44 of the arc-shaped slit 37 on the diaphragm 36.
Since the diaphragm 36 vibrates around the position of the pin 45 as a fulcrum,
In this case, since the vibration stroke in the X-axis direction transmitted by the eccentric shaft 44 is enlarged, the X-axis slide plate 2
1 is the maximum vibration stroke in the X-axis direction. Also, in FIG. 3B, the position of the pin 45 is
7 is set closest to the vibrating pin 35. In this case, since the vibration stroke in the X-axis direction transmitted by the eccentric shaft 44 is reduced, the vibration stroke of the X-axis slide plate 21 in the X-axis direction is minimized.

【0043】以上、X軸方向の振動機構について説明し
たが、Y軸方向及びZ軸方向についても、同様の機構ブ
ロックを設けることによって、加工物12と研磨材11
間に3次元方向の機械力による相対運動を生じさせるこ
とが可能である。そして、このような3次元方向の相対
運動は、各次元方向毎に経時的に行っても、同時に行っ
ても良い。
Although the vibration mechanism in the X-axis direction has been described above, the work piece 12 and the abrasive 11 are provided in the Y-axis direction and the Z-axis direction by providing similar mechanism blocks.
It is possible to cause a relative motion by a three-dimensional mechanical force therebetween. The relative movement in the three-dimensional direction may be performed with time in each of the three-dimensional directions or may be performed simultaneously.

【0044】図4は、砥粒を含有する磁性流体を固化若
しくはゲル化させた研磨材を、交番磁界を与えることに
よって上記相対運動を生じさせる磁気力を用いた振動機
構の概要を示す。
FIG. 4 shows an outline of a vibration mechanism using a magnetic force for causing the above-described relative movement by applying an alternating magnetic field to an abrasive obtained by solidifying or gelling a magnetic fluid containing abrasive grains.

【0045】X軸、Y軸及びZ軸の各6面方向には、磁
性体にコイルを巻き付けた電磁石が配置され、それぞれ
のコイルに所定周波数の交流電流を流すことによって、
加工物12と研磨材11間に3次元方向に相対運動を生
じさせることが可能である。固化若しくはゲル化した磁
性流体の慣性モーメントに鑑みて、各軸方向の電磁石に
流す交流電流の周波数値及び磁束密度を調整することに
より、相対運動のストローク幅及び研磨圧力を調整する
ことが可能である。
Electromagnets each having a coil wound around a magnetic material are arranged in six directions of the X axis, the Y axis, and the Z axis, and an alternating current having a predetermined frequency is applied to each coil.
It is possible to cause a relative movement between the workpiece 12 and the abrasive 11 in a three-dimensional direction. In consideration of the moment of inertia of the solidified or gelled magnetic fluid, it is possible to adjust the stroke width of the relative motion and the polishing pressure by adjusting the frequency value and the magnetic flux density of the alternating current flowing through the electromagnet in each axial direction. is there.

【0046】図5は、荷電砥粒を含有する流体を固化若
しくはゲル化させた研磨材を、交番電界を与えることに
よって上記相対運動を生じさせる電気力を用いた振動機
構の概要を示す。
FIG. 5 shows an outline of a vibration mechanism using an electric force for causing the above-described relative motion by applying an alternating electric field to an abrasive obtained by solidifying or gelling a fluid containing charged abrasive grains.

【0047】X軸、Y軸及びZ軸の各6面方向には、電
極板が配置され、それぞれの電極板に所定周波数の交流
電圧を印加することによって、加工物12と研磨材11
間に3次元方向に相対運動を生じさせることが可能であ
る。固化若しくはゲル化した荷電砥粒を含有する研磨材
の慣性モーメントに鑑みて、各軸方向の電極板に印加す
る交流電圧の周波数値及び電圧値を調整することによ
り、相対運動のストローク幅及び研磨圧力を調整するこ
とが可能である。
Electrode plates are arranged in each of the six directions of the X, Y, and Z axes, and by applying an AC voltage of a predetermined frequency to each of the electrode plates, the workpiece 12 and the abrasive 11
It is possible to cause a relative movement in the three-dimensional direction between them. In consideration of the moment of inertia of the abrasive containing the solidified or gelled charged abrasive grains, by adjusting the frequency value and the voltage value of the AC voltage applied to the electrode plate in each axial direction, the stroke width of the relative motion and the polishing are adjusted. It is possible to adjust the pressure.

【0048】このようにして発生された、加工物と加工
物の加工面に合わせて固化若しくはゲル化された研磨材
相互間の相対運動のストロークは、目的とする加工に応
じて調整する。単位時間に大きな研削を行いたい場合
は、粒径の大きな砥粒を高密度に含有する本研磨材を、
加工物との間で大きなストロークの相対運動を生じさせ
ることにより行い、精緻な寸法精度が要求される鏡面加
工の場合は、粒径の小さな砥粒を含有する固化若しくは
ゲル化した本研磨材を、加工物との間で小さなストロー
クの相対運動とすることによって行う。これらのストロ
ークの設定は、最初の研削段階で大きく、最終の研磨段
階で徐々に小さくする調整対応も可能である。そして、
研磨後の加工物の最終目的寸法を、本発明に係る研磨を
行うための研磨装置の制御装置に予めデータ入力してお
き、加工物の寸法及び加工面における研磨応力圧を検出
しつつ、自動制御により研削及び研磨することも可能で
ある。
The stroke of the relative movement between the workpiece and the solidified or gelled abrasive material according to the processing surface of the workpiece is adjusted according to the intended processing. If you want to perform large grinding in a unit time, use this abrasive containing high-density abrasive grains at a high density.
In the case of mirror-finish processing where precise dimensional accuracy is required by producing a large stroke relative motion between the workpiece and the workpiece, a solidified or gelled abrasive containing small abrasive grains is used. , By making a small relative motion between the workpiece and the workpiece. The setting of these strokes can be adjusted to be large in the first grinding stage and gradually reduced in the final polishing stage. And
The final target dimension of the polished workpiece is input in advance to a control device of the polishing apparatus for performing the polishing according to the present invention, and while automatically detecting the dimension of the workpiece and the polishing stress pressure on the processed surface, the automatic processing is performed. It is also possible to perform grinding and polishing by control.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る、機械力を用いた研磨装置の全体
機構例を示す。
FIG. 1 shows an example of an overall mechanism of a polishing apparatus using mechanical force according to the present invention.

【図2】図1の研磨装置における一方向(X軸)への振
動機構を示す。
FIG. 2 shows a vibration mechanism in one direction (X axis) in the polishing apparatus of FIG.

【図3】図2の振動機構における振動ストローク幅の調
整機構を示す。
FIG. 3 shows a mechanism for adjusting a vibration stroke width in the vibration mechanism of FIG. 2;

【図4】磁気力を用いた振動機構の概要を示す。FIG. 4 shows an outline of a vibration mechanism using a magnetic force.

【図5】電気力を用いた振動機構の概要を示す。FIG. 5 shows an outline of a vibration mechanism using electric force.

【図6】砥粒を含有する流体を加工物の加工面に合わせ
て固化させる場合の例を示す。
FIG. 6 shows an example in which a fluid containing abrasive grains is solidified in accordance with a processing surface of a workpiece.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10: 研磨装置 11: 研磨材 12: 加工物 21: X軸スライド板 22: Y軸スライド板 23: Z軸振動部材 36: 振動板(X軸) 52: 振動駆動モータ 53: 振動ストローク制御モータ 10: Polishing device 11: Abrasive material 12: Workpiece 21: X-axis slide plate 22: Y-axis slide plate 23: Z-axis vibration member 36: Vibration plate (X-axis) 52: Vibration drive motor 53: Vibration stroke control motor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // B24B 13/01 B24B 13/01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI // B24B 13/01 B24B 13/01

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被加工物の加工面の形状に合わせて形成さ
れた研磨材を用い、該研磨材と被加工物との間で相対運
動を生じさせることにより、被加工物を研磨するように
構成した研磨装置。
An object is polished by using a polishing material formed in accordance with the shape of a processing surface of a processing object and causing relative movement between the polishing material and the processing object. Polishing device configured in.
【請求項2】前記研磨材は、砥粒を含有する流体を固化
若しくはゲル化したものである、請求項1に記載の研磨
装置。
2. The polishing apparatus according to claim 1, wherein said polishing material is obtained by solidifying or gelling a fluid containing abrasive grains.
【請求項3】前記相対運動は、前記研磨材と前記被加工
物との間で、機械的振動を与えることによって行われ
る、請求項1乃至2に記載の研磨装置
3. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the relative movement is performed by applying mechanical vibration between the abrasive and the workpiece.
【請求項4】前記研磨材は、磁界によって砥粒の配列を
制御可能な磁性流体であって、磁界を与えた状態で固化
若しくはゲル化させ、前記相対運動は、交番磁界を与え
ることによって行われる、請求項2に記載の研磨装置。
4. The abrasive is a magnetic fluid capable of controlling the arrangement of abrasive grains by a magnetic field, and is solidified or gelled in a state where a magnetic field is applied, and the relative movement is performed by applying an alternating magnetic field. The polishing apparatus according to claim 2, wherein the polishing apparatus is used.
【請求項5】前記研磨材は、プラスまたはマイナスの電
荷を帯電する砥粒を含有する流体を電界を与えた状態で
固化若しくはゲル化させ、前記相対運動は、交番電界を
与えることによって行われる、請求項2に記載の研磨装
置。
5. The abrasive material solidifies or gels a fluid containing abrasive grains charged with a positive or negative charge while applying an electric field, and the relative movement is performed by applying an alternating electric field. The polishing apparatus according to claim 2.
【請求項6】前記相対運動は、1次元、2次元若しくは
3次元の方向に行われる請求項3乃至5に記載の研磨装
置。
6. The polishing apparatus according to claim 3, wherein said relative movement is performed in a one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional direction.
【請求項7】前記1次元、2次元若しくは3次元の各方
向への前記相対運動は、各次元毎に時系列的に行われる
請求項6に記載の研磨装置。
7. The polishing apparatus according to claim 6, wherein the relative movement in each of the one-dimensional, two-dimensional, and three-dimensional directions is performed in time series for each dimension.
【請求項8】前記1次元、2次元若しくは3次元の各方
向への前記相対運動は、複数方向が同時に行われる請求
項6に記載の研磨装置。
8. The polishing apparatus according to claim 6, wherein the relative movement in each of the one-dimensional, two-dimensional, and three-dimensional directions is performed simultaneously in a plurality of directions.
【請求項9】被加工物の加工面の形状に合わせて形成さ
れた研磨材と当該被加工物との間で、相対運動を生じさ
せるための駆動手段と、 前記相対運動によって生ずる前記研磨材と前記被加工物
間の圧力値を検出する圧力検出手段と、 前記圧力検出手段が検出した圧力値に応じて前記相対運
動のストローク幅を制御する制御手段と、から成る研磨
装置。
9. A driving means for causing relative movement between an abrasive formed in accordance with the shape of the processing surface of the workpiece and the workpiece, and the abrasive produced by the relative movement And a pressure detecting means for detecting a pressure value between the workpieces, and a control means for controlling a stroke width of the relative movement according to the pressure value detected by the pressure detecting means.
【請求項10】前記制御手段には前記圧力の所定値が入
力され、前記制御手段は、前記圧力値が前記所定値にな
るように前記相対運動を生じさせるように構成された請
求項9に記載の研磨装置。
10. The apparatus according to claim 9, wherein a predetermined value of said pressure is inputted to said control means, and said control means is configured to cause said relative movement so that said pressure value becomes said predetermined value. The polishing apparatus according to the above.
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