KR20130119861A

KR20130119861A - 양두 평면 연삭법 및 양두 평면 연삭반

Info

Publication number: KR20130119861A
Application number: KR1020130036803A
Authority: KR
Inventors: 아츠시 시바나카
Original assignee: 고요 기카이 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2013-04-04
Publication date: 2013-11-01
Also published as: KR101983395B1; SG194293A1; TWI554362B; TW201350263A; JP2013226605A; JP5820329B2; DE102013207013A1

Abstract

본 발명의 양두 평면 연삭법은, 박판형 워크의 연삭 위치를 양 정압 패드 사이의 중앙 위치에 용이하고 확실하게 위치 결정할 수 있고, 셋업 직후의 초품에서부터 소정의 연삭 정밀도로 연삭할 수 있도록 한다.
이러한 양두 평면 연삭법은, 한 쌍의 정압 패드(1, 2)에 의해 정압 지지된 박판형의 워크(W)를 회전시키면서, 한 쌍의 연삭 지석(3, 4)에 의해 워크(W)의 양면을 연삭할 때에, 워크(W)를 정압 지지 위치(H1, H2)의 한쪽의 정압 패드(1, 2)에 밀어붙인 후, 이 한쪽의 정압 패드(1, 2)측의 연삭 지석(3, 4)을 전진시키면서 회전이 정지된 상태의 이 연삭 지석(3, 4)에 의해 워크(W)를 한쪽의 정압 패드(1, 2)로부터 소정량 부상시켜, 워크가 소정량 부상했을 때의 연삭 지석(3, 4)의 위치를 연삭 전진단(F1, F2)으로 가결정하는 조작을 각각에서 행하고, 그 후에 양 정압 패드(1, 2)에 의해 워크(W)를 정압 지지한다.

Description

양두 평면 연삭법 및 양두 평면 연삭반{DOUBLE-END SURFACE GRINDING METHOD AND DOUBLE-END SURFACE GRINDER}

본 발명은, 양두 평면 연삭법 및 양두 평면 연삭반에 관한 것이다.

횡형 양두 평면 연삭반에 의해 실리콘 웨이퍼 등의 박판형 워크의 양측면을 연삭할 때에는, 좌우 한 쌍의 정압(靜壓) 패드에 의해 워크를 판 두께 방향의 양측에서 정압 유지한 상태로, 그 워크를 캐리어에 의해 회전시키면서, 워크의 양면을 좌우 한 쌍의 연삭 지석에 의해 소정 두께로 연삭한다(특허문헌 1).

이러한 종류의 양두 평면 연삭에서는, 워크를 정압 패드 사이의 중앙 위치에 유지하여 연삭하는 것이 연삭 정밀도를 향상시키는 데 있어서 매우 중요하다. 그래서, 종래에는 워크의 연삭시에 좌우의 양(兩) 정압 패드를 이동 기구를 이용하여 동일량 이동시키는(특허문헌 1) 등, 여러 가지 방책이 고안되어 있다.

특허문헌 1의 횡형 양두 평면 연삭반은, 연삭시에 좌우의 양 정압 패드를 동조(同調)하여 이동시키는 이동 기구를 구비하고, 워크의 장전 기준 위치를 중앙으로 하며, 그 위치를 기준으로 하여 워크의 연삭시에 양 정압 패드를 동조하여 동일 속도로 동일량 이동시키도록 하고 있다.

이러한 이동 기구를 구비한 횡형 양두 평면 연삭반 이외에, 다음과 같은 조정 방법을 채용하는 횡형 양두 평면 연삭반이 생각되고 있다. 우선 캐리어에 워크를 삽입하고, 좌우의 양 정압 패드에 의해 정압수(靜壓水)를 매개로 하여 워크를 비접촉 상태로 정압 유지한 후, 캐리어를 그 중심 둘레로 회전 구동하여 워크를 회전시키고, 워크를 양 정압 패드 사이에서 안정시킨다. 그리고, 워크의 상태가 안정되면, 이때의 워크의 위치를 양 정압 패드에 구비된 에어 센서에 의해 측정하여 그 측정 위치를 제로로 하여 제로잉을 행하고, 그 제로잉 위치를 기억시킨다. 다음에 캐리어의 회전을 정지시킨 후, 좌우의 양 연삭 지석을 전진시켜, 양 정압 패드에 의해 정압 유지된 상태의 워크를 좌우의 양 연삭 지석 사이에 끼우고, 이때의 양 지석 축의 위치가 상기 기억시킨 제로잉 위치와 일치하도록 조정하며, 사이에 끼운 워크의 두께를 입력하여 연삭 위치의 위치 맞춤을 행한다.

그 밖에 정압 패드, 워크에 접촉 가능한 접촉식 좌우 한 쌍의 치수 장치를 사용하여, 양 정압 패드의 위치나 워크의 좌우 양면의 위치를 측정하여 정압 패드 사이의 중앙 위치를 산출하는 것도 고안되어 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2003-236746호 공보

종래의 이동 기구를 구비한 횡형 양두 평면 연삭반은 기구적으로 복잡해지는 결점이 있고, 또한 워크의 장전 기준 위치를 중앙으로 하며, 워크의 연삭시에 그 위치를 기준으로 하여 양 정압 패드를 동조하여 동일 속도로 동일량 이동시킨다고 해도, 장전 기준 위치가 양 연삭 지석 사이의 중앙 위치에 위치한다는 보증은 없다.

또한, 전자(前者)의 조정 방법을 채용하는 횡형 양두 평면 연삭반에서는, 셋업 변경이 있었던 경우에는, 연삭을 재개하기까지 많은 시간과, 워크의 시연삭이 필요해지는 결점이 있다. 왜냐하면, 워크 형상은 반드시 일정하지는 않아, 워크마다 그 형상이 고르지 않다. 또한, 셋업 상태에 따라서는, 양 연삭 지석의 지석 축과 양 정압 패드의 워크 지지면과의 직각도 등을 제로로 조정할 수 있는 것은 아니다. 이 때문에, 양 정압 패드에 의해 정압수를 매개로 하여 워크를 정압 유지하여도, 워크 형상이나 셋업 상태에 따라서는, 워크가 기운채로 회전하는 등, 양 정압 패드 사이의 중앙 위치에서 워크를 안정적으로 회전시키기 어렵고, 제로잉 위치가 양 정압 패드 사이의 중앙 위치로부터 크게 벗어나 버리는 경우가 있다. 따라서, 이러한 경우에는, 연삭 재개까지 많은 시간을 필요로 하고, 또한 시연삭에 의해 많은 워크를 낭비하게 하는 문제가 있다.

또한, 후자(後者)의 접촉식 치수 장치를 사용하는 횡형 양두 평면 연삭반에서는, 양 정압 패드 사이의 중앙 위치를 보다 확실하게 산출할 수 있지만, 이 산출에 시간과 노동력을 필요로 하고, 또한 작업자에게 고도한 숙련이 요구되는 등의 문제가 있다.

본 발명은, 이러한 문제점을 감안하여, 박판형 워크의 연삭 위치를 양 정압 패드 사이의 중앙 위치에 용이하고 확실하게 위치 결정할 수 있고, 셋업 직후의 초품(初品)에서부터 소정의 연삭 정밀도로 연삭할 수 있는 양두 평면 연삭법 및 양두 평면 연삭반을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 양두 평면 연삭법은, 한 쌍의 정압 패드에 의해 정압 지지된 박판형의 워크를 회전시키면서, 한 쌍의 연삭 지석에 의해 상기 워크의 양면을 연삭할 때에, 상기 연삭 지석에 의해 상기 워크를 정압 지지 위치의 상기 양 정압 패드 사이의 중앙측으로 이동시키면서 워크 위치 검출 수단에 의해 상기 워크의 위치를 검출하여, 상기 워크가 상기 각 정압 패드로부터 소정 거리만큼 떨어진 것을 상기 워크 위치 검출 수단이 검출했을 때의 상기 연삭 지석의 위치를 연삭 전진단(前進端) 위치로 가결정하고, 이 연삭 전진단 위치로부터 상기 양 연삭 지석을 동일 속도로 전진시켜 상기 워크를 연삭하는 것이다.

상기 워크를 상기 정압 지지 위치의 한쪽의 상기 정압 패드에 밀어붙인 후, 이 한쪽의 정압 패드측의 상기 연삭 지석을 전진시키면서 회전이 정지된 상태의 이 연삭 지석에 의해 상기 워크를 상기 한쪽의 정압 패드로부터 소정량 부상시켜 상기 워크가 소정량 부상했을 때의 상기 연삭 지석의 위치를 연삭 전진단 위치로 가결정하는 조작을 각각에서 행하고, 그 후에 상기 양 정압 패드에 의해 상기 워크를 정압 지지하는 것이 바람직하다.

다른 쪽의 상기 정압 패드로부터 정압 유체를 공급하여 상기 워크를 상기 한쪽의 정압 패드측에 압박하여도 좋다. 상기 양 연삭 지석의 오프셋량을 미리 결정해 두고, 상기 워크의 연삭시에 상기 오프셋량만큼 상기 양 연삭 지석이 전진하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 양두 평면 연삭반은, 한 쌍의 정압 패드에 의해 정압 지지된 박판형의 워크를 회전시키면서, 한 쌍의 연삭 지석에 의해 상기 워크의 양면을 연삭하는 양두 평면 연삭반에 있어서, 상기 워크가 정압 지지 위치의 상기 양 정압 패드로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치를 검출하는 한 쌍의 워크 위치 검출 수단과, 각 워크 위치 검출 수단이 소정 거리만큼 떨어진 위치를 검출했을 때의 상기 연삭 지석의 위치를 연삭 전진단 위치로 가결정하는 연삭 전진단 위치 가결정 수단과, 연삭 전진단 위치 가결정 수단에 의해 가결정된 연삭 전진단 위치로부터 상기 양 연삭 지석을 동일 속도로 전진시켜 연삭 사이클을 실행시키는 연삭 사이클 제어 수단을 구비한 것이다.

본 발명에 따르면, 박판형 워크의 연삭 위치를 양 정압 패드 사이의 중앙 위치에 용이하고 확실하게 위치 결정할 수 있고, 셋업 직후의 초품에서부터 소정의 연삭 정밀도로 연삭할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태를 나타낸 횡형 양두 평면 연삭반의 개략 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 횡형 양두 평면 연삭반의 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 횡형 양두 평면 연삭반의 제어 장치의 블록도이다.
도 4는 도 1에 도시된 횡형 양두 평면 연삭반의 설명도이다.
도 5는 도 1에 도시된 횡형 양두 평면 연삭반의 동작 설명도이다.
도 6은 도 1에 도시된 횡형 양두 평면 연삭반의 동작 설명도이다.
도 7은 도 1에 도시된 횡형 양두 평면 연삭반의 동작 설명도이다.
도 8은 도 1에 도시된 횡형 양두 평면 연삭반의 동작 설명도이다.
도 9는 도 1에 도시된 횡형 양두 평면 연삭반의 플로차트이다.
도 10은 도 1에 도시된 횡형 양두 평면 연삭반의 워크 부상 상태의 설명도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 도면은 본 발명을 채용한 횡형 양두 평면 연삭반을 예시한다. 횡형 양두 평면 연삭반은, 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 좌우로 서로 대향하여 배치되며 실리콘 웨이퍼 등의 박판형 워크(W)를 정압 지지하는 좌우 한 쌍의 정압 패드(1, 2)와, 각 정압 패드(1, 2)의 오목부(1a, 2a)에 대응하여 좌우 방향의 축심 둘레로 회전 가능하게 배치되며 정압 패드(1, 2)에 의해 유지된 워크(W)의 좌우 양측면을 연삭하는 좌우 한 쌍의 연삭 지석(3, 4)과, 정압 패드(1, 2)에 의해 유지된 워크(W)를 거의 그 중심 둘레로 회전시키는 캐리어(5)를 구비하고 있다. 캐리어(5)는 도시하지 않은 구동 수단에 의해 거의 워크(W)의 중심 둘레로 회전 구동된다.

정압 패드(1, 2)는 워크(W) 근방의 정압 지지 위치(H1, H2)(도 1 참조)와, 이 정압 지지 위치(H1, H2)로부터 후퇴하는 후퇴 위치(도시 생략) 사이에서 좌우 방향으로 이동 가능하며, 정압 지지 위치(H1, H2)에서 양 정압 패드(1, 2)로부터 워크 지지면(1b, 2b)측으로 정압수 등의 정압 유체(이하, 정압수라 함)를 공급했을 때에, 이 정압수를 매개로 하여 워크(W)를 양 정압 패드(1, 2) 사이의 중앙 위치에 비접촉 상태로 정압 지지하고, 또한 한쪽의 정압 패드(1, 2)로부터 정압수를 공급했을 때에, 이 정압수를 매개로 하여 워크(W)를 다른 쪽의 정압 패드(1, 2)측으로 압박하도록 되어 있다.

정압 패드(1, 2)의 워크 지지면(1b, 2b)측에는, 정압수가 공급되는 복수 개의 포켓(도시 생략), 각 포켓으로부터의 정압수를 외측으로 배출하는 배출 홈(도시 생략) 이외에, 오목부(1a, 2a) 근방에 둘레 방향으로 소정 간격을 두고 복수 개(예컨대 둘레 방향으로 3개)의 에어 센서(6, 7)가 배치되어 있다. 에어 센서(6, 7)는 워크(W)의 위치를 검출하는 워크 위치 검출 수단을 구성하는 것으로서, 에어 노즐로부터 워크(W)측으로 에어를 분출하여, 이때의 배압의 변화에 따라 워크(W)와 정압 패드(1, 2)의 워크 지지면(1b, 2b)과의 간극을 측정하도록 되어 있다.

또한, 에어 센서(6, 7)는 워크 위치 검출 수단의 일례에 불과하며, 워크(W)의 위치를 검출할 수 있는 것이면 다른 것이라도 좋다. 또한, 워크 위치 검출 수단에는 접촉식과 비접촉식이 있지만, 그 어느 것이라도 좋다.

연삭 지석(3, 4)은 컵형 등으로서, 좌우 방향의 지석 축(8, 9)의 선단에 고정되어 있고, 지석 축(8, 9)의 이동에 의해 전진단 위치와 후퇴단 위치 사이에서 좌우 방향으로 이동 가능하며, 지석 축(8, 9) 둘레로 회전하여 워크(W)의 좌우 양면을 연삭하도록 되어 있다.

캐리어(5)는 워크(W)가 착탈 가능하게 삽입되는 캐리어 구멍(10)을 거의 동심형으로 구비하고, 외주측에 둘레 방향으로 배치된 복수 개의 지지 롤러(11)에 의해 워크(W)의 거의 중심 둘레로 회전 가능하게 지지되며, 구동 수단(도시생략)에 의해 워크(W)의 거의 중심 둘레로 회전 구동된다. 캐리어(5)는 캐리어 구멍(10) 내로 돌출되어 워크(W)의 노치부(12)에 결합하는 결합부(13)를 갖는다.

도 3은 횡형 평면 연삭반을 제어하는 제어 장치를 나타낸다. 이 제어 장치는, 정압 패드(1, 2)의 정압수의 공급·정지, 정압 패드(1, 2)의 이동 등을 제어하는 정압 패드 제어 수단(15)과, 지석 축(8, 9)의 전진·후퇴, 회전·정지 등을 제어하는 지석 축 제어 수단(16)과, 정압 지지 위치(H1, H2)의 정압 패드(1, 2)로부터의 워크(W)의 부상량(C1, C2)[정압 패드(1, 2)와 워크(W)의 거리](도 5, 도 7 참조)을 검출하는 좌우 한 쌍의 에어 센서(워크 위치 검출 수단)(6, 7)과, 정압 패드(1, 2)로부터의 워크(W)의 소정 부상량(C)을 설정하는 부상량 설정 수단(17)과, 각 에어 센서(6, 7)로 검출된 부상량(C1, C2)이 부상량 설정 수단(17)으로 설정된 소정 부상량(C)이 되었을 때의 양 지석 축(8, 9)의 위치를 연삭 전진단 위치(F1, F2)(도 5, 도 7 참조)로 가결정하는 연삭 전진단 위치 가결정 수단(18)과, 정압 지지 위치(H1, H2)에서의 양 정압 패드(1, 2) 사이의 간극(A)(도 1 참조)을 설정하는 간극 설정 수단(19)과, 워크(W)의 마무리 두께(B)를 설정하는 마무리 두께 설정 수단(20)과, 간극 설정 수단(19)으로 설정된 양 정압 패드(1, 2) 사이의 간극(A), 마무리 두께 설정 수단(20)으로 설정된 워크(W)의 마무리 두께(B)에 기초하여 양 지석 축(8, 9)의 전진량(S)을 연산하여, 연삭 전진단 위치 가결정 수단(18)에 의해 가결정된 연삭 전진단 위치(F1, F2)로부터 양 연삭 지석(3, 4)을 거의 동일 속도로 동일량 전진시키고, 그 선단의 양 연삭 지석(3, 4)에 의해 워크(W)를 연삭하는 연삭 사이클을 실행시키는 연삭 사이클 제어 수단(21)을 구비하고 있다.

또한, 양 연삭 지석(3, 4)을 연삭 전진단 위치(F1, F2)로부터 전진시키는 경우의 전진 속도는 좌우 동일 속도이며, 전진량은 좌우 동일량인 것이 바람직하지만, 워크(W)의 연삭 정밀도의 허용 범위 내라면, 전진 속도, 전진량은 거의 동일하여도 좋다. 또한, 각 연삭 지석(3, 4)의 전진 속도가 다단계로 증속 또는 감속하는 경우에는, 좌우가 거의 동기(거의 동조)화되어 증속 또는 감속하면 좋다. 따라서, 각 연삭 지석(3, 4)을 항상 일정 속도로 전진시켜야만 하는 것은 아니다.

정압 패드 제어 수단(15)은 정압 패드(1, 2)에 대한 정압수의 공급·정지를 개별적으로 제어할 수 있고, 이 제어에 의해, 양 정압 패드(1, 2)로부터 동시에 정압수를 공급하여 캐리어(5) 내의 워크(W)를 정압 유지할 수도 있으며, 어느 한쪽의 정압 패드(1, 2)로부터 정압수를 공급하여 캐리어(5)에서 워크(W)를 다른 쪽의 정압 패드(1, 2)측으로 압박할 수도 있다. 또한, 워크(W)의 반입, 반출시에도 필요에 따라 정압수를 공급하여도 좋다.

연삭 전진단 위치 가결정 수단(18)은, 정압 패드 제어 수단(15), 지석 축 제어 수단(16) 등에 의해, 워크(W)를 정압 지지 위치(H1, H2)의 한쪽의 정압 패드(1, 2)에 밀어붙이는 조작, 그 후에 한쪽의 정압 패드(1, 2)와 동일 측에 있는 한쪽의 지석 축(8, 9)을 전진시켜 각 지석 축(8, 9)의 선단의 연삭 지석(3, 4)에 의해 워크(W)를 정압 패드(1, 2)로부터 부상시키는 조작을 좌우 각각에서 행하고, 좌우의 워크(W)의 부상량(C1, C2)이 소정 부상량(C)이 되었을 때의 연삭 지석(3, 4)의 위치를 좌우의 연삭 전진단 위치(F1, F2)로 가결정하도록 되어 있다.

워크(W)의 연삭 위치의 결정 시에는, 우선 워크(W)를 한쪽의 정압 패드(1, 2)에 밀어붙인다. 다음에 그 상태에서 한쪽의 지석 축(8, 9)을 전진시켜 한쪽의 연삭 지석(3, 4)을 워크(W)에 접촉시킨 후에, 회전을 정지시킨 상태의 연삭 지석(3, 4)에 의해 워크(W)를 눌러, 워크(W)를 한쪽의 정압 패드(1, 2)로부터 부상시킨다. 그리고, 워크(W)의 부상량(C1, C2)이 소정 부상량(C)이 되었을 때의 위치를 한쪽의 지석 축(8, 9)의 연삭 전진단 위치(F1, F2)로 한다. 이 조작을 좌우의 각각에서 동일하게 행한다.

이것에 의해 좌우의 양 연삭 지석(3, 4) 사이의 중앙 위치가 양 정압 패드(1, 2) 사이의 거의 중앙 위치가 되기 때문에, 그 상태에서 워크(W)의 양면을 양 연삭 지석(3, 4)에 의해 연삭하면, 양 정압 패드(1, 2) 사이의 거의 중앙 위치에서 워크(W)를 연삭할 수 있다. 따라서, 박판형 워크(W)의 연삭 위치를 양 정압 패드(1, 2) 사이의 거의 중앙 위치에 용이하고 확실하게 위치 결정할 수 있고, 셋업 직후의 초품에서부터 소정의 연삭 정밀도로 연삭할 수 있는 이점이 있다.

또한, 양 연삭 지석(3, 4) 사이의 중앙 위치가 양 정압 패드(1, 2) 사이의 중앙 위치인 것이 바람직하지만, 워크(W)의 연삭 정밀도에 대한 영향이 허용 범위 내라면, 양 연삭 지석(3, 4) 사이의 중앙 위치와 양 정압 패드(1, 2) 사이의 중앙 위치 사이에 약간의 어긋남이 있어도 좋다. 따라서, 양 연삭 지석(3, 4) 사이의 중앙 위치는, 워크(W)의 연삭 정밀도의 허용 범위 내에서 양 정압 패드(1, 2) 사이의 거의 중앙 위치에 있으면 좋다.

이 횡형 평면 연삭반은, 좌우의 지석 축(8, 9)이 동축 상에 위치하고, 또한 양 지석 축(8, 9)에 대하여 좌우의 양 정압 패드(1, 2)의 워크 지지면(1b, 2b)이 직각이며, 양 정압 패드(1, 2)의 워크 지지면(1b, 2b)이 평행하게 되도록 미리 조정되어 있다. 또한, 양 정압 패드(1, 2) 사이의 간극(A)은, 워크(W)의 두께나 연삭 조건 등에 의해 정해지고 있다.

다음에 도 9의 플로차트를 참조하면서 설명한다. 우선 캐리어(5)에 워크(W)를 삽입한다(단계 S1). 이 워크(W)의 삽입은 직접 수작업으로 행하여도 좋고, 반입출 수단이 있는 경우에는, 이 반입출 수단에 의해 자동적으로 행하여도 좋다.

예컨대 반입출 수단에 의해 워크(W)를 캐리어(5)에 자동적으로 삽입하는 경우에는, 우측 정압 패드(2)를 캐리어(5) 근방의 정압 지지 위치(H2)에 위치시켜 두고, 그 상태에서 반입출 수단에 의해 워크(W)를 캐리어(5)에 좌측으로부터 삽입하여, 그 워크(W)를 반입출 수단과 우측 정압 패드(2) 사이에 끼운 후, 워크(W)를 우측 정압 패드(2)측으로 진공 흡착한다. 그리고, 반입출 수단을 외부로 후퇴시킨 후, 좌측 정압 패드(1)를 정압 지지 위치(H1)로 이동시켜, 워크(W)가 캐리어(5)로부터 탈락하지 않도록 양측 사이에 끼운다. 또한, 양 정압 패드(1, 2)의 정압 지지 위치(H1, H2)는 간극 설정 수단(19)에 의해 설정된 간극(A)에 대응하고 있다.

다음에 정압 지지 위치(H1, H2)에 위치하는 좌우의 양 정압 패드(1, 2) 중, 예컨대 우측 정압 패드(2)로부터 도 4의 화살표 방향으로 정압수(2c)를 공급하여(단계 S3), 도 4에 도시된 바와 같이, 이 정압수(2c)에 의해 캐리어(5) 내의 워크(W)를, 정압 지지 위치(H1)에 위치하는 좌측 정압 패드(1)의 워크 지지면(1b)에 밀어붙인다(단계 S4).

그 후, 연삭 지석(3)의 회전을 정지시킨 상태에서 좌측 지석 축(8)을 일정 속도로 도 5의 X 화살표 방향으로 전진시킨다(단계 S5). 그렇게 하면 좌측 연삭 지석(3)이 좌측 정압 패드(1)의 워크 지지면(1b)과 일치되어 워크(W)에 접촉한 후, 워크(W)를 정압수(2c)의 공급에 대항하여 우측 방향(X 화살표 방향)으로 눌러, 도 5에 도시된 바와 같이 워크(W)를 좌측 정압 패드(1)의 워크 지지면(1b)으로부터 부상시켜 나간다(단계 S6). 그리고, 이때의 워크(W)의 부상량(C1)을 우측 정압 패드(2)의 에어 센서(7)에 의해 측정한다(단계 S7).

에어 센서(7)가 워크(W)의 부상량(C1)을 측정하면, 연삭 전진단 위치 가결정 수단(18)에 있어서, 에어 센서(7)의 부상량(C1)의 출력값과 부상량 설정 수단(17)으로 설정된 소정 부상량(C)의 설정값을 비교하여, 워크(W)가 좌측 정압 패드(1)로부터 소정 부상량(C)만큼 부상했는지 여부를 판정한다(단계 S8). 그리고, 워크(W)가 소정 부상량(C)까지 부상하면, 에어 센서(7)의 출력값이 소정 부상량(C)의 설정값과 일치하기 때문에, 소정 부상량(C)을 판정함과 동시에 좌측 지석 축(8)의 전진을 정지시켜(단계 S9), 도 5에 도시된 바와 같이, 그 시점의 좌측 지석 축(8)의 위치를 좌측 연삭 전진단 위치(F1)로 가결정한다(단계 S10).

또한, 워크(W)의 소정 부상량(C)은 임의로 설정하면 좋다. 단, 양 정압 패드(1, 2) 사이의 간극을 A, 연삭 전의 워크(W)의 두께를 D로 했을 경우, C<(A-D)/2로 할 필요가 있다.

워크(W)가 좌측 정압 패드(1)로부터 소정 부상량(C)만큼 부상하면, 좌측 지석 축(8)을 후퇴 위치까지 소정량 후퇴시키고(단계 S11), 우측 정압 패드(2)로부터의 정압수(2c)의 공급을 정지한다(단계 S12).

다음에 도 6에 도시된 바와 같이, 좌측 정압 패드(1)로부터 화살표 방향으로 정압수(1c)를 공급하고, 이 정압수(1c)에 의해 워크(W)를 정압 지지 위치(H2)에 있는 우측 정압 패드(2)에 밀어붙인 후(단계 S13, S14), 도 7에 도시된 바와 같이, 회전을 정지시킨 상태의 우측 지석 축(9)을 일정 속도로 도 7의 Y 화살표 방향으로 전진시키는 등의 조작을 행하며, 동일한 방법으로 우측 지석 축(9)의 연삭 전진단 위치(F2)를 가결정한다(단계 S15~S20). 그 후, 우측 지석 축(9)을 좌측 지석 축(8)의 후퇴량과 동일한 양만큼 후퇴시킨다(단계 S21). 또한, 에어 센서(6, 7)가 소정 부상량(C)을 검출하고 나서 각 지석 축(8, 9)이 정지될 때까지의 이동 거리를 동일하게 하기 위해서 양 지석 축(8, 9)의 전진 속도는 동일 속도로 하고 있다.

다음에 도 8에 도시된 바와 같이, 우측 정압 패드(2)로부터 정압수(2c)를 공급하여(단계 S22), 정압 지지 위치(H1, H2)에 있는 양 정압 패드(1, 2)에 의해 정압수(1c, 2c)를 매개로 하여 워크(W)를 정압 지지하며, 양 연삭 지석(3, 4)을 회전시킨 상태로 연삭 전진단 위치(F1, F2)로부터 워크(W) 측으로 전진시켜, 양 연삭 지석(3, 4)에 의해 워크(W)를 연삭하는 연삭 사이클을 실행시킨다(단계 S23). 이때의 양 지석 축(8, 9)의 전진 속도, 양 연삭 지석(3, 4)의 회전수는 동일하다.

좌우의 양 정압 패드(1, 2) 사이의 간극(A)은 간극 설정 수단(19)의 설정에 의해 정해지고, 또한 워크(W)의 마무리 두께(B)는 마무리 두께 설정 수단(20)의 설정에 의해 정해지고 있기 때문에, 연삭 사이클 제어 수단(21)이 양 정압 패드(1, 2) 사이의 간극(A)과 워크(W)의 마무리 두께(B)에 기초하여 지석 축(8, 9)의 전진량(S)을 연산하면서, 좌우의 연삭 전진단 위치(F1, F2)로부터 양 지석 축(8, 9)을 동일 속도로 전진시키고, 그 선단의 양 연삭 지석(3, 4)에 의해 워크(W)를 연삭한다.

이때 좌우의 연삭 전진단 위치(F1, F2)로부터 지석 축(8, 9)을 전진시킬 때의 전진량(S)을 (A-B)/2라고 하면, 가결정된 좌우의 연삭 전진단 위치(F1, F2) 사이의 간극이 좌우의 양 정압 패드(1, 2)의 간극(A)보다도 좌우의 부상량(C1, C2) 상당분만큼 작기 때문에, 양 연삭 지석(3, 4)이 워크(W)를 지나치게 연삭하여, 소정의 마무리 두께(B)보다도 얇은 불량품이 발생하게 된다.

그래서, 이러한 불량품의 발생을 억제하기 위해서 연삭 사이클 제어 수단(21)에 오프셋량(G)을 입력하여, 이 오프셋량(G)만큼 양 지석 축(8, 9)이 전진하지 않도록, 좌우의 지석 축(8, 9)을 연삭 전단 위치(F1, F2)로부터 전진시킬 때의 전진량(S)을 S=(A-B-G)/2에 의해 연산하면서, 양 지석 축(8, 9)을 동일 속도로 전진시켜 나간다.

이 오프셋량(G)은, 워크(W)의 소정 부상량(C)과 동일하게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 지석 축(8, 9)의 전진 속도나 에어 센서(6, 7)의 사용 등에 따라 워크(W)의 소정 부상량(C)이 상이하기 때문에, 안전을 위해 실제로는 워크(W)의 소정 부상량(C)보다도 오프셋량(G)을 아주 많이 취하고 있다. 또한, 오프셋량(G)은, 지석 축(8, 9)의 전진 속도, 에어 센서(6, 7) 등의 여러 조건마다의 워크(W)의 소정 부상량(C)을 데이터베이스화하고, 이 데이터베이스에 기초하여 결정하도록 하면, 보다 정확한 오프셋량(G)을 결정할 수 있다.

이러한 연삭 사이클에 의해 워크(W)를 연삭한 후, 연삭을 마친 워크(W)가 소정의 연삭 정밀도로 마무리되어 있는지 여부의 판정을 행하고(단계 S24), 소정의 연삭 정밀도로 마무리되어 있으면, 그대로 연속 연삭을 행한다(단계 S25). 또한, 연삭 정밀도가 나쁘면, 지석 축(8, 9)의 연삭 전진단 위치(F1, F2)를 재차 산출하여 연삭 위치를 조정하거나, 지석 축(8, 9)을 틸트 조정하는 등의 소정의 조정 조작을 행하여(단계 S26) 소정의 연삭 정밀도를 얻을 수 있도록 한다.

이와 같이 하여 워크(W)의 연삭 위치를 결정하면, 캐리어(5)에 워크(W)를 삽입하고, 워크(W)를 한쪽의 정압 패드(1, 2)에 밀어붙인 후, 동일측의 지석 축(8, 9)을 전진시켜 한쪽의 연삭 지석(3, 4)에 의해 워크(W)를 한쪽의 정압 패드(1, 2)로부터 부상시키는 조작을 좌우의 각각에서 행함으로써, 좌우의 양 정압 패드(1, 2)의 중앙 위치에 워크(W)를 위치 결정할 수 있다. 따라서, 작업자의 숙련도에 관계없이 용이하고 정확하게 위치 결정할 수 있고, 매회 거의 동일한 연삭 위치를 재현할 수 있으며, 불량품의 발생을 가능한 한 적게 할 수 있다.

또한, 양 정압 패드(1, 2)의 중앙 위치에서 양 연삭 지석(3, 4)에 의해 워크(W)를 연삭할 수 있기 때문에, 시연삭이 필요 없게 되어 시연삭 워크(W)의 양을 삭감할 수 있는 이점이 있다. 게다가 워크(W)의 위치 결정은 연삭 지석(3, 4)을 회전시키지 않고서 행하기 때문에, 워크(W)에 손상이 생기지 않아 시연삭 워크(W)를 그대로 제품에 이용할 수 있다.

또한, 워크(W)에 휨이나 주름이 생겨도, 한쪽의 정압 패드(1, 2)로부터 정압수(1c, 2c)를 공급하여 워크(W)의 전체면을 다른 쪽의 정압 패드(1, 2)에 밀어붙이기 때문에, 워크(W)의 형상에 영향을 받지 않고 정확한 위치 결정을 할 수 있다. 또한, 워크(W)의 두께를 모르더라도, 그 워크(W)를 양 정압 패드(1, 2)의 중앙 위치에 위치 결정할 수 있다. 정압 패드(1, 2)로부터의 정압수(1c, 2c)의 공급은, 기존의 정압 지지에 이용하는 기기류를 이용할 수 있기 때문에, 횡형 평면 연삭반 전체의 제작 비용의 상승을 초래하는 등의 문제도 없다.

또한, 연삭 지석(3, 4)을 전진시켜 워크(W)를 부상시키는 경우에, 연삭 지석(3, 4)이 회전 상태라면, 그 회전에 의한 풍압 등이 외란이 되는 것 외에, 연삭 지석(3, 4)이 워크(W)를 연삭하여 지석 축(8, 9)이 지나치게 전진하는 등의 우려가 있다. 그러나, 연삭 지석(3, 4)의 회전을 정지시킨 상태로 전진시킴으로써, 연삭 지석(3, 4)의 회전에 의한 외란, 워크(W)의 연삭 등의 문제를 해소하면서, 연삭 지석(3, 4)을 이용하여 워크(W)를 정압 패드(1, 2)로부터 부상시킬 수 있다.

오목부(2a) 근방에는 둘레 방향으로 복수 개, 예컨대 3개소에 에어 센서(6, 7)가 배치되어 있고, 이 3개소의 에어 센서(6, 7)의 출력값의 합이나 평균, 가장 빠르게 설정값에 도달하는 에어 센서(6, 7)의 출력, 3개 중의 1개 또는 2개의 에어 센서(7)의 출력값을 이용하여 워크(W)의 부상량(C1, C2)을 검출하는 것도 가능하지만, 이 실시형태에서는 둘레 방향의 단부측에 배치된 1개의 에어 센서(6, 7)를 이용하고 있기 때문에, 워크(W)의 부상량(C1, C2)을 용이하게 측정할 수 있는 이점이 있다.

즉, 한쪽의 연삭 지석(3)을 전진시켜 워크(W)를 누르는 경우에는, 다른 쪽의 정압 패드(2)로부터 공급되는 정압수(2c)에 대항하여 워크(W)를 누르게 되지만, 워크(W)가 그 거의 전체면에서 정압수(2c)를 지지하는 데 반하여, 연삭 지석(3)은 정압 패드(1)의 오목부(1a) 내에 있어서 워크(W)의 하측 절반부를 누른다. 이 때문에 도 10에 도시된 바와 같이, 연삭 지석(3)에 의해 눌려진 워크(W)는, 그 상측을 지지점(P)으로 하여 경사지면서 정압 패드(1)로부터 부상하고, 지지점(P)으로부터 가장 떨어진 워크(W)의 하측의 부상이 최대가 된다. 따라서, 이 부상이 큰 워크(W)의 하측에 대응하여 배치된 단부측의 1개의 에어 센서(7)로 측정함으로써, 워크(W)의 부상량(C1, C2)의 변화를 알기 쉬워 용이하게 측정할 수 있는 이점이 있다.

또한, 에어 센서(6, 7)에 의해 워크(W)의 부상량(C1, C2)을 측정하는 경우에는, 워크(W)를 부상시키는 연삭 지석(3, 4)과 동일측의 정압 패드(1, 2)에 설치된 에어 센서(6, 7)를 사용하여도 좋고, 반대측의 정압 패드(1, 2)에 설치된 에어 센서(6, 7)를 사용하여도 좋다.

이 경우, 반대측의 에어 센서(6, 7)를 사용하면, 제로에 가까운 값이 측정 범위 밖이 되는 센서라도 사용 가능하게 되는 이점이 있다. 예컨대 소정 부상량(C)이 측정 범위 밖인 제로에 가까운 미소량이라면, 동일측의 정압 패드(1, 2)의 에어 센서(6, 7)를 사용하는 경우에는, 워크(W)의 부상량(C1, C2)이 소정 부상량(C)이 되어도, 측정 범위 밖이기 때문에 측정할 수 없게 된다. 그러나, 연삭 지석(3, 4)과 반대측의 정압 패드(1, 2)의 에어 센서(6, 7)에 의해 측정하는 경우에는, 제로에 가까운 값이 측정 범위 밖인 센서를 사용하여도, 반대측의 정압 패드(1, 2)와 워크(W) 사이의 간격은 제로에 가까운 값이 아니라 측정 범위 내에 들어가기 때문에, 이 에어 센서(6, 7)에 의해 워크(W)의 약간의 부상량(C1, C2)을 측정하는 것이 가능하다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 상세히 설명하였지만, 본 발명은 이 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다. 예컨대, 실시형태에서는, 정지 상태의 연삭 지석(3, 4)을 전진시켜 워크(W)를 누르도록 하고 있지만, 워크(W)를 연삭하지 않을 정도의 회전수라면, 연삭 지석(3, 4)이 회전하여도 좋다. 따라서, 연삭 지석(3, 4)은 정지 상태에서 워크(W)를 누르는 것이 바람직하지만, 회전이 완전히 정지된 상태일 필요는 없다.

또한, 기존의 횡형 평면 연삭반에 채용하는 경우에는, 생산 과정에서 정기적으로 발생하는 지석 교환 작업 후, 이 실시형태와 같은 위치 결정법의 프로그램을 제어 장치에 입력해 두면, 워크(W)의 반입출 수단과 조합함으로써, 워크(W)의 반입으로부터 연삭 종료 후의 워크(W)의 반출까지의 작업을 자동적으로 행하는 것이 가능하고, 그 동안, 작업자는 기계에서 떨어져 다른 작업을 행할 수 있다.

또한, 연삭 사이클의 개시 전에 규격 치수의 워크(W)를 사용하여 좌우의 양 지석 축(8, 9)을 동일한 양만큼 전진시켜 재차 양 연삭 지석(3, 4)과 워크(W)의 위치 맞춤을 수동으로 행하고, 그 후에 연삭 사이클을 시작하여도 좋다. 연삭 사이클로서 인프로세스(in-process) 치수 장치를 사용한 연삭 사이클을 이용하면, 오프셋량의 설정 등의 조작을 생략할 수 있고, 보다 간단히 워크(W)를 규격 치수로 연삭할 수 있다.

인프로세스 치수 장치를 사용한 연삭 사이클에서는, 좌우의 양 정압 패드(1, 2)의 간극을 모르더라도, 양 정압 패드(1, 2) 사이의 중앙 위치를 결정할 수 있고, 워크(W)의 규격 치수를 얻을 수 있다. 또한, 양 정압 패드(1, 2)의 워크 지지면(1b, 2b)을 기준으로 양 연삭 지석(3, 4)의 위치를 결정하고 있기 때문에, 좌우의 양 정압 패드(1, 2) 사이의 중앙 위치는, 좌우의 양 정압 패드(1, 2) 사이의 간극(A)에 영향을 받지 않는다.

인프로세스 치수 장치로부터, 워크(W)가 마무리 치수에 도달한 시점의 제로점 신호를 수신함과 동시에, 정압 패드(1, 2)의 에어 센서(6, 7)의 출력값을 취득하고, 에어 센서(6, 7)의 출력값에 좌우차가 있는지 여부를 감시하며, 양 연삭 지석(3, 4)의 마모차에 의해 생기는 연삭 위치를 보정하는 기술을 병용함으로써, 시연삭했을 때의 에어 센서(6, 7)의 출력값과 셋업 전(지석 교환 전 등)의 에어 센서(6, 7)의 출력값을 비교하여, 셋업 전의 에어 센서(6, 7)의 출력값이 되도록 보정하면, 셋업 전의 연삭 위치를 재현할 수 있기 때문에, 불량품을 발생시키지 않고 생산을 재개할 수 있고, 장기간에 걸쳐 연삭 정밀도를 안정시킬 수 있게 된다.

또한, 시연삭에 연삭 위치의 어긋남을 보정하는 기술을 이용하면, 시연삭 중에 리얼 타임으로 셋업 전의 에어 센서(6, 7)의 출력값과 비교하여 보정함으로써, 다음 셋업까지 연삭 정밀도를 안정시킬 수 있게 된다.

실시형태에서는, 정압 패드(1, 2)에 구비되어 있는 에어 센서(6, 7)를 워크 위치 검출 수단으로서 이용하였지만, 워크(W)의 연삭 중에 이용하는 인프로세스 치수 장치를 채용하면, 좌우의 양 정압 패드(1, 2) 사이의 중앙 위치를 얻을 수 있다. 워크 위치 검출 수단은 정압 패드(1, 2)와 워크(W)의 거리[부상량(C1, C2)]를 측정할 수 있으면, 어떠한 센서를 이용하여도 좋다.

연삭반은 양 정압 패드(1, 2), 양 연삭 지석(3, 4)을 좌우로 배치한 횡형 양두 평면 연삭반인 것이 바람직하지만, 양 정압 패드(1, 2)로부터 정압수를 공급하여 워크(W)를 압박하면서, 연삭 지석(3, 4)에 의해 워크(W)를 부상시키기 때문에, 양 정압 패드(1, 2), 양 연삭 지석(3, 4)을 상하로 배치한 종형 양두 평면 연삭반에 있어서도 동일하게 실시하는 것도 가능하다.

W : 워크 1, 2 : 정압 패드
3, 4 : 연삭 지석 5 : 캐리어
8, 9 : 지석 축 17 : 부상량 설정 수단
18 : 연삭 전진단 위치 가결정 수단 19 : 간극 설정 수단
20 : 마무리 두께 설정 수단 21 : 연삭 사이클 제어 수단
C : 소정 부상량 F1, F2 : 연삭 전진단 위치
S : 전진량

Claims

한 쌍의 정압(靜壓) 패드에 의해 정압 지지된 박판형의 워크를 회전시키면서, 한 쌍의 연삭 지석에 의해 상기 워크의 양면을 연삭할 때에,
상기 연삭 지석에 의해 상기 워크를 정압 지지 위치의 상기 양(兩) 정압 패드 사이의 중앙측으로 이동시키면서 워크 위치 검출 수단에 의해 상기 워크의 위치를 검출하고,
상기 워크가 상기 각 정압 패드로부터 정해진 거리만큼 떨어진 것을 상기 워크 위치 검출 수단이 검출했을 때의 상기 연삭 지석의 위치를 연삭 전진단 위치로 가결정하며,
상기 연삭 전진단 위치로부터 상기 양 연삭 지석을 동일 속도로 전진시켜 상기 워크를 연삭하는 것을 특징으로 하는 양두 평면 연삭법.
제1항에 있어서, 상기 워크를 상기 정압 지지 위치의 한쪽의 상기 정압 패드에 밀어붙인 후, 이 한쪽의 정압 패드측의 상기 연삭 지석을 전진시키면서 회전이 정지된 상태의 이 연삭 지석에 의해 상기 워크를 상기 한쪽의 정압 패드로부터 정해진 양만큼 부상시켜, 상기 워크가 정해진 양만큼 부상했을 때의 상기 연삭 지석의 위치를 상기 연삭 전진단 위치로 가결정하는 조작을 각각에서 행하고, 그 후에 상기 양 정압 패드에 의해 상기 워크를 정압 지지하는 것을 특징으로 하는 양두 평면 연삭법.
제2항에 있어서, 다른 쪽의 상기 정압 패드로부터 정압 유체를 공급하여 상기 워크를 상기 한쪽의 정압 패드측에 압박하는 것을 특징으로 하는 양두 평면 연삭법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양 연삭 지석의 오프셋량을 미리 결정해 두고, 상기 워크의 연삭시에 상기 오프셋량만큼 상기 양 연삭 지석이 전진하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 양두 평면 연삭법.
한 쌍의 정압 패드에 의해 정압 지지된 박판형의 워크를 회전시키면서, 한 쌍의 연삭 지석에 의해 상기 워크의 양면을 연삭하는 양두 평면 연삭반으로서,
상기 워크가 정압 지지 위치의 상기 양 정압 패드로부터 정해진 거리만큼 떨어진 위치를 검출하는 한 쌍의 워크 위치 검출 수단과,
각 워크 위치 검출 수단이 상기 정해진 거리만큼 떨어진 위치를 검출했을 때의 상기 연삭 지석의 위치를 연삭 전진단 위치로 가결정하는 연삭 전진단 위치 가결정 수단과,
이 연삭 전진단 위치 가결정 수단에 의해 가결정된 연삭 전진단 위치로부터 상기 양 연삭 지석을 동일 속도로 전진시켜 연삭 사이클을 실행시키는 연삭 사이클 제어 수단
을 포함하는 것을 특징으로 하는 양두 평면 연삭반.