JP4994641B2 - 研削盤におけるワークと砥石との相対角度変化検出装置 - Google Patents
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Description
つまり、ハンドルの操作量のみでは、正確な砥石の中心線とワークの中心線との相対角度の調整は困難であった。
を備えた平面研削盤におけるワークと砥石との相対角度変化検出装置であって、
前記可動機構の回動中心から所定距離離間した第1の位置で前記砥石台の前記支持台に対する変位を検出する第1の検出手段と、
前記第1の位置とより前記回動軸から離間した第2の位置で前記砥石台の前記支持台に対する変位を検出する第2の検出手段と
を備え、
前記第1の位置と前記第2の位置との間の距離が、前記ワークの研削時における研削の最大幅より大きく構成されるとともに、
前記第1の検出手段及び前記第2の検出手段から検出された変位から前記ワークと前記砥石の相対角度の変化を演算する演算手段と、
当該相対角度の変化を表示する表示手段をさらに備え、
前記演算手段は、前記砥石と前記回動軸の相対位置関係と前記ワークと砥石の相対角度の変化に基づいて、予め入力されている前記ワークの半径に合わせた前記研磨領域におけるワークと砥石との接離方向の高低差の変化量を演算し、前記表示手段は前記高低差を表示することを要旨とする。
図1、図2に示す研削盤は、構成を大別して説明すると、接地面にテーブル状の機台1が設置され、この機台1上にワーク支持装置2が設置されるとともに、同じ機台1上に隣接して研削加工装置3が設置されている。
対向する支持台12の上面と砥石台13の下面は、円滑に水平移動するように構成されている。例えば、本実施形態では、いずれもきさげ加工により厳密に調整された水平変動面Hに沿った摺動面としての水平な平面を構成しており、このように加工された支持台12と砥石台13により支持台12に対して砥石台13が面接触の状態で正確に水平な状態を保ったまま円滑に水平変動面Hに沿って摺動し旋回軸50を軸に回転移動する。
この砥石台手動操作部31において、ハンドル38の回動が減速機39を介してハンドル軸33に伝わると、送り軸32の雄ねじ部36が雌ねじ筒37に対し変位する。このとき、送り軸32を介して雄ねじ部36を支持する砥石台13は、旋回軸50により支持台12上を回動可能に構成されているため、雌ねじ筒37に対して相対変位する雄ねじ部36により砥石台13が砥石変角中心線30を中心に回動する。その回動により、砥石回転中心線15aの方向が水平変動面H上で微小角度だけ変化する。
ワーク支持装置2においては、図1〜2に示すように、支持台4上にワーク可動機構18がワーク台5に隣接して設置されている。このワーク可動機構18は、図1に示すように、ワーク台5を回動可能に支持するワーク変角中心部19と、このワーク台5をこのワーク変角中心部19を中心にして回動し得るワーク台手動操作部20(ワーク台回動機構部)とを有している。このワーク台手動操作部20は支持台4とワーク台5との間に設けられている。図4に示すように、このワーク台手動操作部20においては、ワーク台5側に支持された送り軸21とハンドル軸22とがかさ歯車23,24を介して連動され、この送り軸21に形成された雄ねじ部25が、支持台4側に取着された雌ねじ筒26に螺合されている。
(1)上記実施形態では、第1の位置S1及び第2の位置S2の2点の変位の差でワーク8に対する砥石16の相対角度の変化を検出するため、操作量のみに基づくものではなく、実際の砥石16の角度変化を正確に検出することができる。
(5)さらに、ワーク8の位置にかかわらず測定できるため、第1のセンサ53,第2のセンサ54を研削液や研削屑が飛散する領域を避けて配置できるため、これらの影響を受けた測定誤差もなく正確な測定が可能となる。
(7)砥石16から離間した位置において第1のセンサ53及び第2のセンサ54から検出された変位に基づいて演算装置によりワーク8と砥石16との相対位置を正確に推定して表示することができるため、平坦度を高める調整を容易にすることができる。
(8)ウエハの研削など特に高い精度が要求されるインフィード研削を行う平面研削盤において好適に適用でき、容易かつ正確に精密な研削作業が可能となる。
(11)旋回軸50を鉛直方向に配置することで重力による影響を小さくすることができる。
(12)また、砥石台13は、平滑な水平面を持った支持台12により支持されているため、簡易な構成で、かつ重力の影響による変形を小さくすることができる。
(13)また、複数のクランパ51により、砥石台13を正確に任意の位置でしっかりと固定ができる。
(14)第1のセンサ53、第2のセンサ54に接触式辺にセンサを用いているため、また、電圧出力自体は変位に応じたアナログ出力であるため、本実施形態における測定感度の見かけ上の拡大にも好適に使用できる。そのため、比較的簡易な構成で低コストでありながら、容易に精度の高い測定ができる。また、位置を電圧出力として処理できるためデジタルによる演算が容易になる。
○ 第1のセンサ53と第2のセンサ54とは異なる1又は複数の補正用のセンサをさらに備えたことを特徴とする研削盤におけるワークと砥石との相対角度変化検出装置とすることもできる。この補正用センサによりさらに変移を検出する。例えば、この補正用のセンサにより、第1のセンサ53と第2のセンサ54に加え補正用のセンサの結果を、ウエイト付けや最小2乗法などで平均化することで、不規則な砥石台13の変形などの影響を小さくすることができる。また、補正用のセンサが、第1のセンサ53と第2のセンサ54から演算された検出結果と矛盾する測定値を検出した場合はエラー表示を行うようにしてもよい。
○ また、ワーク8及び砥石16の回転方向も、正転・逆転等は適宜選択しうる。また、回転数も別段限定されるものではない。
○ 実施形態では、クランプ装置にばねを用いているが、皿ばね、コイルばね等のばねの外、エアクッション等各種の弾性体が採用できる。
Claims (8)
- ワークである所定の大きさの円板状に形成されたウエハを回転駆動しつつ支持するワーク台と、砥石で前記ワークに対して半径方向の研磨領域においてインフィード研削をするように砥石を回転駆動しつつ支持する砥石台と、前記砥石台を前記砥石の回転軸方向及び前記研磨領域の長手方向と直交する回動軸を中心に回動可能に支持する支持台と、前記砥石台の前記ワークの研磨領域における接離方向の高低差を前記支持台に対して前記回動軸を中心とした回動により調節し得る可動機構と
を備えた平面研削盤におけるワークと砥石との相対角度変化検出装置であって、
前記可動機構の回動中心から所定距離離間した第1の位置で前記砥石台の前記支持台に対する変位を検出する第1の検出手段と、
前記第1の位置とより前記回動軸から離間した第2の位置で前記砥石台の前記支持台に対する変位を検出する第2の検出手段と
を備え、
前記第1の位置と前記第2の位置との間の距離が、前記ワークの研削時における研削の最大幅より大きく構成されるとともに、
前記第1の検出手段及び前記第2の検出手段から検出された変位から前記ワークと前記砥石の相対角度の変化を演算する演算手段と、
当該相対角度の変化を表示する表示手段をさらに備え、
前記演算手段は、前記砥石と前記回動軸の相対位置関係と前記ワークと砥石の相対角度の変化に基づいて、予め入力されている前記ワークの半径に合わせた前記研磨領域におけるワークと砥石との接離方向の高低差の変化量を演算し、前記表示手段は前記高低差を表示することを特徴とする研削盤におけるワークと砥石との相対角度変化検出装置。 - 前記演算手段は、前記表示手段に、前記ワークと砥石との相対角度の変化に基づいて、前記ワークと前記砥石との位置の相対関係を図示することを特徴とする請求項1に記載の研削盤におけるワークと砥石との相対角度変化検出装置。
- 前記第1の検出手段と前記第2の検出手段は同一部材に取り付けられたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の研削盤におけるワークと砥石との相対角度変化検出装置。
- 少なくとも、前記第2の位置は、前記ワークの研削位置よりも前記回動軸から離間した位置に配置されたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の研削盤におけるワークと砥石との相対角度変化検出装置。
- 前記回転軸は鉛直方向に設けられ、前記砥石台は水平方向に回動可能に構成されたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の研削盤におけるワークと砥石との相対角度変化検出装置。
- 前記砥石台と前記支持台とは水平に形成された摺動面に沿って摺動可能に構成されたことを特徴とする請求項5に記載の研削盤におけるワークと砥石との相対角度変化検出装置。
- 前記第1の検出手段及び第2の検出手段とは異なる1又は複数の補正用検出手段を備え、当該補正用検出手段により第1の検出手段及び第2の検出手段の検出結果を補正することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の研削盤におけるワークと砥石との相対角度変化検出装置。
- 前記検出手段はセンサロッドと連動して動くコアと内部コイルの位置関係によってアナログ電圧出力値が決定される接触式変位センサにより構成されたことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の研削盤におけるワークと砥石との相対角度変化検出装置。
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