KR980008456A

KR980008456A - 자동 계량장치

Info

Publication number: KR980008456A
Application number: KR1019970034038A
Authority: KR
Inventors: 다모쓰 구리따; 마나부 나가이
Original assignee: 오바라 히로시; 스프드팜 가부시키가이샤
Priority date: 1996-07-18
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 1998-04-30
Also published as: TW404874B; US5969521A; KR100263786B1; DE69708773D1; JPH1034529A; DE69708773T2; EP0819500B1; EP0819500A1

Abstract

자동 계량 장치는 비접촉 방식으로 검출되는 한쌍의 정반간의 거리 데이터중에서 대표되는 거리 데이터로부터 캐리어에 대한 거리 데이터를 제외하는 것에 의해 고정도의 가공재의 두께를 계량할 수 있다. 제1정반(3)에 고정된 와전류 센서(5)는 제2정반(2)의 거리를 검출하며 대응되는 아날로그 전압신호(A)를 A/D 변환 회로(70)로 소정수의 샘플링 디지털 전압 신호(P)로 변환하여 출력한다. 와전류 센서(5)가 인접 캐리어(100-1, 100-2) 사이의 간극(M)에 들어갈 때, 제1캐리어 센서(6A)는 제1전압신호(SA)를 D-FF 회로(71)의 클럭 단자(CK)에 출력한다. 또한 와전류 센서(5)는 간극(M)을 벗어나 이동될 때 제2센서(B)는 2 전압신호(SB)를 D-FF 회로(71)의 리셋 단자(R)에 출력한다. 와전류 센서(5)가 간극(M)의 위치일 때만 D-FF 회로는 출력신호(SQ)를 AND 회로(72)에 출력하는 동안 디지털 출력신호(P)는 연산회로(73)에 입력된다. 디지칼 전압신호(P)중의 발생되는 취대 주파수 또는 최대수를 가지는 디지털 전압 신호의 전압값에서 대응 캐리어(100)에 의해 유지되는 각 가공재의 두께값을 연산한다.

Description

자동 계량장치

본 발명은 한쌍의 정반(定盤)사이의 거리 변화를 검출하는 것에 의해 폴리싱되어진 가공재의 두께를 계량하기 위한 자동 계량 장치에 관한 것으로, 특히 래핑장치를 적용한 자동 계량 장치에 관한 것이다.

래핑장치는 암을 통해 회전가능하게 지지되는 제1 또는 상측 정반 및 제2 또는 하측 정반을 장비하며 캐리어에 의해 가공재를 각각 유지하도록 상 및 하측 정반에 의해 클램핑되며 역방향으로 회전구동에 의해서 가공재를 폴리싱하는 장치이다.

일반적으로, 상기 래핑장치를 가지는 자동 계량 장치는 가공재를 일정 두께로 연마(grind) 또는 폴리싱(polishing)여부를 자동적으로 결정하는데 사용된다.

종래 이러한 형식의 자동 계량 장치는 지금까지는 하나의 마그네틱 스케일 사용이 공지되었다. 이 형식의 자동 계량 장치는 마그네틱 스케일의 탐침의 최상단이 상측 정반과 연결되어 일체 회전되는 침의 하면과 접촉되는 위치로 구성된다.

특히, 상측 정반은 가공재의 연마량의 증가에 따라 하강 이동하며, 침 또한 상측 정반과 함께 하강 이동하여서, 탐침은 마그네틱 스케일 내부로 가압된다. 그러므로, 마그네틱 스케일은 탐침의 변위를 검출하므로서 상 및 하측 정반 사이의 거리는 결정된 가공재의 두께, 변위량을 통해서 계량된다.

공지된 다른 형식의 자동 계량 장치는 제8도에 도시된 바와 같이 와전류 센서(102)를 채용한다. 상기 자동 계량 장치에서 와전류 센서(102)는 하측 정반(2)에 자장을 방사하도록 상측 정반상에 고정되며 와전류 센서는 상 및 하측 정반(3, 2)간의 거리를 계량하며, 검출된 거리를 나타내는 아날로그 전압신호를 순차 출력한다. 연산 작동 수단(110)은 디지털 전압신호에 대응하는 소정의 샘플링 수를 아날로그 전압신호로 변환하며, 복수의 디지털 전압신호 중의 디지털 전압신호의 최대 수의 전압값에 근거하여 상 및 하측 정반(3, 2)간의 거리를 연산하여, 가공재의 두께를 결정한다.

더욱 상세하게는 와전류 센서(102)는 하측 정반(2)의 상면상에 캐리어(100) 및 크로스 그레인(cross grains) 또는 마킹된 홈(20, marking groove)을 검출하며, 아날로그 전압신호는 포함하는 연산 작동 수단(110)에 의해 샘플링되고, 추가로 상 및 하측 정반(3, 2)간의 거리를 지시하는 하나로서의 캐리어(3) 및 크로스 그레인(20)에 대해서 상측 정반으로부터 거리를 나타낸다.

상기 경우 상측 정반(3)의 하면으로 제1로 인접한 물체는 하측 정반(2)상에 배치되는 각 캐리어(100)의 상면이며, 제2로 인접된 물체는 캐리어(100) 사이의 놓인 하측 정반(2)의 상면이고, 제1로 이격 물체는 크로스 그레인 또는 마킹된 홈(20)이다.

결과적으로, 상측 정반(3)의 하면에 대한 각 캐리어(100)의 거리를 나타내는 전압은(본원에서는 단순히 캐리어 거리로서 참조된다) 최소값이며, 하측 정반(2)의 거리를 나타내는 전압은 캐리어 거리를 나타내는 전압보다 높고, 크로스 그레인(20)의 거리가 나타내는 전압은 최대값이다.

또한 하측 정반(2)의 상면을 검출하는 와전류 센서(102)의 검출시간은 최장이며, 하측 정반(2)을 지시하는 디지털 전압신호의 출력주파수 또는 수는 최대이다.

캐리어(100)의 상면에 대한 검출시간은 상기의 사실 때문에 하측 정반(2)을 위한 검출시간보다 작고, 캐리어(100)의 상면에 대한 상측 정반(3)의 하면으로부터의 거리를 지시하는 디지털 전압신호의 주파수는 상측 정반(3)의 하면에 대한 하측 정반(2)의 상면에서의 거리를 지시하는 디지털 전압신호보다 작다. 유사하게, 크로스 그레인(20)을 위한 검출시간은 최단이며 그러므로 상기 관련주파수는 최저가 된다.

결과적으로, 제9도에 나타난 바와 같은 주파수의 분포가 얻어진다. 상기 도면에서 명확히 나타난 바와 같이, 캐리어(100)를 위한 주파수(C)는 중간-전압 범위로, 나타나며, 크로스 그레인(20)위한 주파수(S)는 중간-전압 범위보다 전압이 약간 높은 고-전압 측 또는 범위로 나타난다.

그러므로, 연산 작동 수단(110)은 주파수 곡선(U)의 최대 주파수를 가지는 전압값을 산출하며, 가공재의 두께로서의 거리를 결정하며 상 및 하측 정반(2, 3)간의 거리를 얻도록 상기 전압값을 근거로 역산을 수행한다.

상술된 종래 자동 계량 장치는 하기의 문제점을 가진다.

제1 문제점은 자동 계량 장치에 사용하는 마그네트 스케일로, 상측 정반의 하강 변위량을 가공재의 폴리싱 양으로서 추정하는 구성이 되며, 하측 정반의 마모의 결과로 계량값의 오차가 생긴다.

하측 정반이 마모되었을 때, 상측 정반의 하강 변위량은 가공재의 마모량의 합계와 동일하며 하측 정반은 가공재의 두께에 정확히 대응되지 않는다. 그러므로, 하측 정반이 실체 범위로 마모되었을 때 가공재의 두께로 정밀한 방식으로 계량이 불가능해진다.

게다가 탐침(probe)이 상측 정반과 일체회전하는 침으로 접촉하게 위치되는 구성에 기인하여, 탐침의 접촉단은 침의 회면에 의해 마모되므로, 계량시 가능오차가 발생한다.

상기와 대비하여, 자동 계량 장치가 채용하는 와전류 센서(102)는 상 및 하측 정반간에 거리를 상측 정반(3)상에 고정된 와전류센서(102)로부터 하측 정반(2)에 대해 돌출된 자장의 사용에 의해 검출하며, 하측 정반(2) 또는 탐침상의 마모에 기인하는 오차발생이 없어진다.

이 형식의 자동 계량 장치에서 연산 작동 수단(110)은 제9도와 같이, 도수의 최대수의 전압값 또는 도수의 분포상에 근거한 최대 주파수를 연산하며, 가공재의 두께의 대응하는 값으로 변환한다. 상기의 구성으로, 가공재의 성질에 의존하는 계량으로 큰 계량오차가 있을 수 있다.

특히, 가공재는 와전류 센서(102)아래를 통과하도록 캐리어(100)내의 대응보어 내부로 끼워맞춤된다. 이 경우 가공재는 고 저항의 물질로 형성되며, 와전류센서(102)는 가공재를 검출할 수 없으나 대신에 가공재아래에 배치되는 하측 정반(2)의 상면을 검출한다. 제9도의 주파수 곡선(U)은 다수개의 캐리어(100)사이에 드러나는 하측 정반(2)의 상면의 주파수(a)의 합이며, 하측 정반(2)의 상면의 주파수(b)는 가공재의 아래에 배치되므로, 최대값의 합(a+b)는 주파수 곡선(C)의 최대값과 비교하여 사실상 최대이다. 따라서, 주파수 곡선(C) 및 (U)가 실수에 의해 인식 또는 구별지워지는 경우는 생기지 않는다.

가공재가 저 저항 물질로 형성될 때, 와전류 센서(102)는 가공재를 검출할 수 있으며 저항값에 대응하는 아날로그 전압신호를 출력한다.

그러므로, 가공재의 주파수는 주파수 곡선(C)의 근처에 출현하며, 주파수 곡선(U)의 최대주파수는 값(a)에 대해서 감소되는 한편 주파수 곡선(U, C)의 최대값위치로 발생하며 가공재의 주파수 곡선은 서로에 대해 유사해진다.

상기 위치에서, 다수개의 주파수 곡선을 위한 최대값은 사실상 동일값이 되며, 주파수 곡선(U)의 최대 주파수에 대응하는 전압값은 주파수 곡선(C)의 최대 주파수에 대응되는 전압값은 실수로 연산되며, 가공재의 두께의 부정확한 계량을 가져온다.

본 발명은 종래 자동 계량 장치에 직면한 상술된 다양한 문제를 해소하는 것이며, 비접촉 방식으로 검출되는 한쌍의 정반간의 거리의 대표되는 거리 데이터로부터 캐리어에 대한 거리 데이터를 제외하는 것에의해 가공재의 두께를 고 정도로 계량을 수행할 수 있는 신규 및 개량된 자동 계량 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라 상술된 문제를 해소하기 위해 제공되는 자동 계량 장치의 구성은, 가공재를 각각 유지하는 다수개의 캐리어를 가지는 서로에 대하여 회전가능한 한쌍의 정반중의 하나에 고정되며, 다른 하나의 정반쪽으로 전자기파를 방사하는 다른 하나의 정반간의 거리 검출하며 상기 검출을 나타내는 아날로그 신호를 출력하는 거리 센서 수단과, 상기 거리 센서 수단에서 아날로그 전압신호와 소정의 샘플링 주파수 내부로 대응되는 디지털 전압 신호로 변환하기 위한 아날로그 및 디지털 변환 수단과, 상기 거리 센서 수단이 상기 다수개의 캐리어 사이의 간극에 위치될 때만 상기 아날로그 및 디지털 변환 수단으로부터 디지털 전압 신호를 통과시키기 위한 스위칭 수단과, 상기 스위칭 수단에서 상기 디지털 전압신호 사이에서 최대 주파수를 가지는 디지털 전압 신호의 전압값에 근거하여 각 가공재의 두께를 결정하기 위한 연산 작동 수단을 구비한다.

상술된 배치로서, 한쌍의 정반 사이에 샌드위치된 가공재가 폴리싱되도록 유지된 다수개의 캐리어와 함께 회전한다. 동시에, 다른쪽 정반에 대한 거리를 검출하도록 다른쪽 정반에 전자기파를 방사하는 다른쪽 정반에 거리 센서 수단이 고정되며, 검출된 거리 값을 나타내는 아날로그 전압신호를 출력한다. 거리 센서 수단에서 아날로그 신호는 소정 샘플링 주파수에서 아날로그 및 디지털 변환 수단에 의해 디지털 전압신호로 변환된다. 그러므로 변환된 디지털 전압신호는 거리 센서수단이 캐리어들 사이의 간극으로 위치할때만 스위칭 수단의 통과를 허용한다. 결과적으로, 디지털 전압 신호는 연산 작동 수단에 대한 입력이며 상기 간극으로 배치된 다른쪽 정반에 대한 거리로 나타나는 각 가공재의 두께는 최대 주파수를 가지는 디지털 전압신호의 전압값으로부터 연산된다.

본 발명의 일 실시예인 스위칭 수단의 구성은, 상기 거리 센서 수단이 한쪽의 정반상에 부착되고, 정반 거리 센서 수단이 상기 간극에 위치하였을 때, 상기 간극 양측에 위치하는 2개의 캐리어 한쪽을 검출하고, 하이레벨의 제1전압 신호를 출력하는 제1캐리어 센서와, 상기 정반 거리 센서 수단이 한쪽의 정반상에 부착되고, 정반 거리 센서 수단이 상기 간극으로부터 제외 되었을 때, 상기 2개의 캐리어의 다른쪽 캐리어를 검출하고, 하이레벨의 제2전압신호를 출력하는 제2캐리어 센서와, 상기 아날로그 및 디지털 변환 수단의 출력단에 접속되며, 상기 제1전압신호의 입상시에 개방되고 동시에 상기 제2전압신호의 입상시에 패쇄되는 게이트 회로를 구비한다.

상기의 배치는 거리 센서 수단이 간극으로 위치되며, 스위칭 수단의 제1캐리어 센서는 상기 간극 양측에 위치하는 2개의 캐리어 한쪽을 검출하며, 게이트 회로에 대해서 제1하이-레벨 전압신호를 출력한다. 게이트 회로는 상기 제1전압신호의 입상시에 열리고, 게이트 회로는 연산 작동 수단에 대해서 아날로그 및 디지털 변환수단으로부터 디지털 전압신호를 통과하도록 허용한다. 한편, 거리 센서수단은 간극이 이탈할 때, 제2캐리어 센서는 두 개 캐리어중의 다른쪽을 검출하며 제2전압신호의 입상시 패쇄되는 게이트 회로에 의해 게이트 회로에 대해서 제2하이-레벨 전압 신호를 출력하고, 연산 작동 수단에 대한 디지털 전압 신호의 공급을 인터럽트한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 게이트 회로의 구성은, 소정의 하이-레벨 전압 신호을 입력하는 제1입력 단자와, 제1전압 신호를 입력하는 제2입력 신호와, 제2전압-신호가 입력되는 제3입력 단자를 가지는 플립-플롭회로와, 상기 플립-플롭 회로의 출력 단자에 접속되는 제1입력 단자와, 아날로그 및 디지털 변환수단의 출력단자에 접속되는 제2입력 단자를 가지는 AND 회로를 구비한다.

상기 배치에서, 상기 제1전압신호는 플립-플롭 회로의 제2입력 단자로 입력되며, 제1입력 단자로부터 입력되는 일정 하이-레벨 전압은 AND 회로 수단의 제1입력단자에 대한 출력단자로부터 출력이고, 아날로그 및 디지털 변환수단으로부터의 디지털 전압 신호는 연산 작동 수단에 입력된다. 제2전압 신호가 플립-플롭 회로의 제3입력단자로부터 입력될 때, AND 회로 수단에 대해서 제1입력단자로부터 일정 전압의 공급은 연산 작동 수단에 대해 입력되지 아니하므로 디지털 전압 신호가 되도록 인터럽트된다.

본 발명의 또다른 형태로, 플립-플롭 회로의 구성은 D 플립-플롭 회로가 가지는 제1입력 단자 형태의 데이터 단자와, 제2입력 단자 형태의 클럭 단자와, 제3입력 단자 형태의 리세트 단자를 구비한다.

본 발명의 또다른 형태로, D 플립-플롭 회로는 n- 비트 디지털 전압 신호에 n- 비트 병렬형식과, AND 회로 수단은 D 플립-플롭 회로로부터 병렬형식으로 각각 입력되는 n- 비트의 디지털 전압신호인 다수개의 AND 회로를 구성한다.

본 발명의 다른 형태는, 거리 센서는 와전류 센서를 구성한다.

상기 배치로서, 다른쪽 정반의 거리는 다른쪽 정반에 대한 와전류 센서로부터 방사된 자계에 의해 검출되며, 검출된 거리값을 나타내는 아날로그 전압신호는 와전류 센서로부터의 출력이다.

본 발명의 다른 형태로, 거리 센서 수단이 한쪽 정반에 매설되며 거리 센서수단의 팁단부는 한쪽 정반 내부에 배치된다.

제1도은 본 발명에 따른 자동 계량장치에 장비된 래핑 장치의 일부를 파단하여 나타낸 정면도.

제2도는 제1도의 자동 계량 장치의 블록도.

제3도는 제1도의 래핑 장치의 폴리싱 작업을 나타내는 일부를 파단하여 나타낸 정면도.

제4도는 하측 정반 및 상측 정반과 와전류 센서 간에 거리를 나타낸 단면도.

제5(a)도는 제2도의 제1센서(6A)의 작동위치를 나타낸 평면도.

제5(b)도는 제2도의 제2센서(6B)의 작동위치를 나타낸 평면도.

제6(a)도는 제1센서(6A)에서 출력되는 전압신호(SA)의 파형을 나타내는 타이밍 차트도.

제6(b)도는 제1센서(6B)에서 출력되는 전압신호(SB)의 파형을 나타내는 타이밍 차트도.

제6(c)도는 제2도의 D-FF 회로에서 출력되는 전압신호(SQ)의 파형을 나타내는 타이밍 차트도.

제7도는 본 발명에 따른 디지털 전압신호의 주파수 분포를 나타낸 그래프.

제8도는 종래의 자동 계량 장치를 나타낸 개략도.

제9도는 제8도의 종래 자동 계량 장치에 의해 출력되는 디지털 전압신호의 주파수 분포도.

＊도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1：랩핑 장치 2：하측 정반

3：상측 정반 4：자동 계량 장치

5：와전류 센서 6A, 6B：센서

70：A/D 변환 회로 71：D-FF 회로

72：AND 회로 73：연산회로

100：캐리어(carrier) 101：가공재

A：아날로그 전압신호 M：간극

P：디지탈 전압신호

본 발명의 바람직한 실시예는 따르는 도면을 참조하여 상세하게 설명된다.

제1도는 본 발명의 원리에 따라 구성된 자동 계량 장치에 장비되는 부분 파단형태의 랩핑장치를 보인다. 따르는 설명에서, 제7도 및 제8도에 도시된 동일 부호는 동일 또는 동등 부재를 지시한다.

제1도에서, 참조부호 1은 래핑장치를 나타내며, 참조부호 4는 자동 계량 장치를 나타낸다.

래핑장치(1)가 구성하는 하측 정반(2)은 하측 하우징(10)내부의 상측부에 배치되며, 상측 정반(3)은 암(11)으로부터 매달려 있다.

하측 정반(2)은 작업물(101)을 각각 지지하는 다수개의 캐리어(100)상에 원형 디스크 형태부재의 형식으로 고정된다. 하측 정반(2)은 상면상에 슬러리 형태의 폴리싱 용제를 청소하기 위해 주위 에지쪽 중앙 보어로부터 방사상으로 연장되는 다수개의 크로스 그레인(20)을 가지는 히측 정반의 상면상에 제공된다. 하측 정반(2)은 최상단 근처에 고정 부착되는 태양 기어(12)를 가지는 구동축(12A)상에 한쌍의 베어링을 통해 회전가능하게 고정된다. 또한, 내측 기어(14)는 하측 정반(2)의 외측 주변상에 한쌍의 베어링을 통해 회전 가능하게 고정된다.

상측 정반(3)은 하측 정반(2)의 상면쪽 캐리어(100)에 의해 유지되는 작업물(101)을 가압하는 동안 회전 가능하도록 원형 디스크 형태부재의 형태으로 서포트링(16)에 의해 지지된다. 특히, 상측 정반(3)을 지지하는지지 링(16)의 상면에 대해서 고정부착되는 베어링 부재(17)내부로 실린더(18)의 로드(18a)가 삽입되며, 실린더(18)는 지지 폴(19)의 암(11)에 의해 차례로 지지된다.

제3도에 나타난 바와 같은 상기 구성은, 작업물(101)을 각각 유지하는 캐리어(100)가 태양 기어(12) 및 내측 기어(14)로 결합으로 위치하며 하측 정반(2)상에 함께 배치된다. 이 상태에서는 상측 정반(3)은 드라이버(12b)가 로드(18a)의 중앙를 통해 실린더(18)의 작동이 아래쪽 방향으로 이동을 하도록 구동되며, 드라이버는 구동축(12)의 최상에 제공되며 드라이버가 가지는 다수개의 수직 세로홈 또는 홈(12c)은 외주면상에 형성되고, 상측 정반(3)내의 중앙 보어(3a)를 통과한다. 결과적으로, 드라이버(12b)의 외주면상의 수직 세로홈 또는 홈(12c)은 상측 정반(3)상에 부착 고정되는 드라이버 후크(16a)와 끼워맞춤 결합으로 제조된다.

이 상태는, 구동축(12a)은 도시생략된 결합모터의 회전 작동으로 구동되는 것에 의해 태양 기어(12) 및 상측 정반(3)은 동일방향으로 구동되는 결과를 가져온다. 동시에, 하측 정반(2) 및 내측 기어(14)는 도시생략된 모터의 수단에 의해 태양기어(12)의 반대방향으로 회전 구동되어서, 캐리어(100)는 태양 기어(12) 주위를 회전하는 한편 캐리어 축선에 대해서도 회전하는 결과로서, 캐리어(100)에 의해 유지되는 가공재(101)은 서로에 대해서 역 방향으로 회전되는 하측 정반(2) 및 상측 정반(3)의 수단에 의해 폴리싱된다.

다른 한편, 제1도에 도시된 바와 같이, 자동 계량 장치(4)는 상측 및 하측 정반(3, 2)의 직면하는 면간의 거리를 계량 하기 위해 상측 정반(3)내부로 매설되는 와전류 센서(5) 형태의 거리센서가 제공되며, 제1캐리어 센서의 형태는 제1센서(6A), 제2캐리어 센서의 형태는 제2센서(6B), 고유 자동 계량 장치로 제공된다.

와전류 센서(5)는 제1도에 도시된 바와 같이, 상측 정반(3)의 주변부에 매설된다. 특히, 제4도에 명확히 나타난 바와 같이, 상측 정반(3)의 주변부에는 단차상(段差狀) 보어(30)내부로 끼워맞춤되는 와전류 센서(5)의 팁단부에 의해서 단차 또는 단차상 보어(30)와 접하고 있다. 결과적으로, 와전류 센서(5)의 팁단부는 상측정반(3)의 하면(3b)으로부터 소정 거리(d)에서 수직으로 떨어져 위치된다. 상기의 배치는 와전류 센서의 팁단부를 상측 정반(3)의 하면(3b)의 마모에 기인하는 손상으로부터 방지하도록 작용한다.

상기 와전류센서(5)는 하측 정반(2)에 대한 거리(L)을 나타내는 아날로그 전압신호를 출력하는 공지된 형식 센서이다. 와전류 센서(5)는 하측 정반(2)을 향하는 자계를 출력하는 반면 하측 정반(2)으로 와전류를 생성한다. 와전류 센서(5)는 하측 정반(2)에 접근할 때 대 와전류의 크기는 성장을 야기하는 반면 와전류 센서(5)의 코일 인덕턴스는 증가한다. 그러므로, 와전류 센서(5) 및 하측 정반(2)사이 거리( L)는 작아지고, 아날로그 전압신호(A)는 커지며, 거리(L)보다 길어지고, 아날로그 전압신호(A)는 보다 작아진다. 상기 실시예에서, 거리(L)이 제로일 때 와전류센서(5)는 아날로그 전압 신호 - 5V를 출력하며, 최대에서의 아날로그 전압 신호 +5V를 출력할 수 있다.

제2도의 센셔(6A, 6B)는 캐리어(100)를 검출할 수 있도록 캐리어 사이에 끼워진 와전류 센서(5)가 상측 정반(3)의 외주면상에 고정되며, 제1하이-레벨 전압신호(SA) 및 제2하이-레벨 전압신호(SB)를 각각 출력한다. 특히, 제1및 제2센서(6A,6B)는 제5(a)도와 같이, 두 개의 인접 캐리어 100(100-1, 100-2) 사이의 간극(N)의 우측 단에 위치된 와전류 센서(5)일 때 방식으로 상측 정반(3)의 외주면상에 배치되며, 제1센서(6A)는 우측측 캐리어(100-1)의 우측 에지에 위치되며, 와전류 센서(5)는 간극(M)의 좌측단에 위치하므로, 제5(b)도에 도시된바와 같이 제2센서(6B)는 좌측측 캐리어(100-2)의 우측 에지에 위치된다.

제2도의 제1및 제2센서(6A, 6B)의 출력 와이어 또는 라인(60A,60B)과 와전류 센서(5)의 출력 와이어 또는 라인(50)은 증폭기(8) 및 로터리 커넥터(9)를 통해 장치본체에 접속된다.

장치본체(7)는 와전류 센서(5)로부터 아날로그 전압신호(A)를 근거로하여 하측 정반(2) 및 상측 정반(3)사이의 거리(L')(제4도 참조)를 연산하며, 아날로그 및 디지털(A/D)변환 수단 형식의 A/D 변환 회로(70), 게이트 회로를 구성하는 D-플립플롭 회로(71), 다수개의 (실시예에 도시된 n) AND 회로(72), 연산 작동 수단 형식의 연산회로(73) 및 모니터(6)를 구비한다.

A/D 변환 회로(70)는 와전류 센서(5)로부터 아날로그 신호(A)를 3 내지 5㎑의 범위의 샘플링 주파수에서 샘플링하여 대응되는 n 비트 디지털 신호(P)로 변환하는 회로이다. A/D 변환 회로(70)는 변환되는 각각의 디지털 절압신호(P)가 n 비트 병렬 형식으로 이후의 처리를 촉진하도록 연속 출력된다.

게이트 회로를 구성하는 D-FF 회로(71) 및 AND 회로(72)는 제1전압 신호(SA)의 발생하에서 개방을 위한 A/D 변환 회로(70)를 출력 스테이지에 제공하며 제2전압 신호(SB)의 상승하에서 패쇄를 제공한다. 특히, D-FF 회로(71)가 가지는 데이터 단자(D)형식의 제1입력 단자는 하이레벨의 일정전압공급에 접속되며, 클럭단자(CK) 형식의 제2입력단자 및 리세트 단자(R)형식의 제3입력단자는 각각 입력라인(60A, 60B)에 접속되고, 출력단자(Q)는 다수개의 (n)AND 회로의 각각의 제1입력단자로 접속된다. 출력단자를 가지는 각각의 AND 회로(72)는 연산회로(73)에 접속된다.

상기의 배치로서, 각각 디지털 전압신호(P)의 비트에서 A/D 변환 회로(70)는 D-FF 회로(71)로부터 대응 출력(SQ)으로 AND 로직화가 되어 대응되는 AND 회로(72)에 대해서 입력된다.

따라서, D-FF 회로(71)의 출력(SQ)이 하이레벨일 때, A/D 변환 회로(70)의 디지털 전압신호(P)는 AND 회로(72)를 통해 연산회로(73)로 출력되며, 출력(SQ)이 로우레벨 일 때, A/D 변환 회로로부터 디지털 전압신호(P)는 AND 회로(72)에 의해 인터럽트 된다.

이 방식으로, D-FF 회로(71)의 출력 (SQ)은 클럭 단자(CK) 및 리세트 단자(R), 각각의 D-FF 회로(71)로 입력되는 제1및 제2전압신호(SA, SB)에 의해 제어된다.

더욱 상세하게, 제6(a)도의 제1전압신호 (SA)(화살표로 지시)의 상승시 D-FF 회로(71)의 데이터 단자(D)로부터의 하이레벨 전압입력은 출력신호(SQ)로서 출력된다. 또한, 제6(b)도는 제2전압 신호(SB)가 상승시 로우레벨에 대해서 리세트된다. 제6(c)도는 출력(SQ)은 전압신호(SB)의 하강에 대한 전압 신호(SA)의 상승시간 동안만의 하이레벨이며, A/D 변환 회로(70)로부터 허용되는 디지털 전압신호(P)가 연산회로(73)에 대해 입력된다.

제2도에 나타난 연산회로(73)는 각각 입력되는 디지털 전압신호(P)들중의 최대 발생수 또는 최대 주파수를 가지는 특정 디지털 전압신호를 결정하며, 하 및 상정반(2, 3)간의 거리(L'), 결정된 최대-주파수 디지털 전압신호상에 근거하여 연산한다.

특히, 각 디지털 전압신호(P)의 주파수 연산자(74)를 구성하는 연산회로(73)는 병렬 형식으로 입력되며, 전압 및 두께 변환(75)은 이후에 상세히 설명된다.

주파수 연산자(74)는 다양한 전압에 대한 각각 입력되는 디지털 전압신호(P)의 주파수 분포를 연산하며, 전압 및 두께 변환기(75)에 대한 최대-주파수 디지털 전압신호(P)의 전압값(V)이 출력된다.

전압 및 두께 변환기(75)는 와전류 센서(5)와 주파수 연산기(74)에서 전압값(V)상에 근거하는 하측 정반(2)(제4도 참조)간의 거리(L)를 연산하며, 하측 정반(2) 및 상측 정반(3)간의 거리(L')을 구하기 위해 거리(L)로부터 거리(d)를 감산하고, 모니터(76)로 거리(L')를 나타내는 출력신호를 출력한다.

모니터(76)는 전압 및 두께 변환기(75)로부터 출력신호상에 근거하는 거리(L')를 나타내는 수치값을 표시한다.

본 실시예에 따른 자동 계량 장치의 작동이 이하에 설명된다.

제1도 제3도의 상측 정반(3)은 하강방향으로 운동하도록 구동되는 반면, 구동축(12a)의 상단에서 드라이버(12b)는 드라이버 후크(16a)와 결합되는 드라이버(12b)의 외주면상의 수직 플루우트 또는 홈(12c)을 가지고 상면내의 중앙 보어(3a)를 관통하며 내부로 삽입된다. 이 상태에서는 태양기어(12) 및 상측 정반(3)은 동일방향으로 회전 구동하며, 동시에 하측 정반(2) 및 내측 기어(14)는 태양 기어(12)의 회전방향에 대해 역방향으로 회전 구동된다.

상기 회전운동으로, 캐리어(100)는 자체 축심에 대해 회전하는 동안 태양기어(12)주위를 회전하는 결과에의해 캐리어(100)에의해 지지되는 가공재(101)은 하 및 상측 정반(2, 3)의 수단에 의해 폴리싱되며, 서로에 대해서 역방향으로 회전된다.

하측 정반(2)의 한 개씩의 각 시간은, 크로스 그레인(20) 및 캐리어(100) 및 가공재(101)의 저 저항은 와전류 센서(5)하에서 통과하며, 와전류 센서(5)는 제2도에 나타난 바와 같이, 각각을 검출하며 거리를 나타내는 아날로그 전압신호(A)를 출력한다.

아날로그 전압신호(A)는 증폭기(8)에 의해 증폭하며, 로타리 커넥터(9)를 통해 A/D 변환 회로(70)에 대해 입력된다. A/D 변환 회로(70)는 3 내지 5㎑ 부터의 범위내의 샘플링 주파수에서 아날로그 전압신호(A)를 샘플링하며, n-비트 디지털 전압신호(P)를 연속으로 출력한다.

더욱 상세하게 설명하면, 제2도 및 제4도에 나타날 수 있는 바와 같이, 아날로그 전압신호(A)는 하측 정반(2)의 거리에 대응되는 각각의 크기를 가지며, 크로스 그레인(20)에 대한 거리, 캐리어(100)에 대한 거리 및 가공재(101)에 대한 거리는 상술된 주파수에서 샘플링되는 A/D 변환 회로(70)로 입력되며 n-비트 디지털 전압신호(P)로 출력한다.

상기 작동은 병렬으로, 제1및 제2센서(6A, 6B)는 따르는 방식으로 케리어(100)를 검출한다.

제5(a)도 및 5(b)에 도시된 와전류 센서(5)인 제1및 제2센서(6A, 6B)의 작동 및 하측 정반(3)상에 고정된 제1및 제2센서(6A, 6B)는 캐리어(100)에 관계되는 화살표(즉 시계회전 방향)에 의해 지시되는 방향으로 회전된다.

와전류 센서(5)는 캐리어(100)의 존재 또는 비존재에 관계없이 아날로그 신호(A)를 출력하도록 작동한다. 와전류 센서(5)가 간극(M)의 우측단에 도달할 때, 제1센서(6A)는 캐리어(100-1)의 추측단에 위치하며 하이레벨 전압신호(SA) 출력을 검출한다.

와전류 센서(5)가 간극(M)의 우측단에 도달할 때 하측 정반(2)에 대한 상측 정반(3)의 회전이 제5(b)도에 도시된바와 같이 또한 진행되며, 제2센서(6B)는 캐리어(100-2)의 추측단에 위치하며 하이레벨 전압신호(SB)출력을 검출한다.

이 방식으로, 제6(a)도에 도시된 바와 같이, 캐리어(100-1)의 검출하에 상승하는 전압신호(SA)는 D-FF 회로(71)(제2도 참조)의 클럭 단자에 대해 제1로 입력되며, 캐리어(100-2)의 검출하에서 상승하는 전압신호(SB)는 (제6(b)도에 도시된 바와 같이) D-FF 신호(71)의 리세트 단자(R)에 대해 입력되는 것에 의해 D-FF 회로(71)는 AND회로(72)에 대해 출력하며, 출력신호(SQ)는 제6(c)도에 명백히 나타난 바와 같이, 전압신호(SB)의 상승에 때한 전압신호(SA)의 상승 시간동안 하이레벨에서 유지된다.

제2도에 도시된 AND 회로에 대해 입력되는 출력신호(SQ)는 하이레벨 일때만 와전류 센서(5)가 간극(M)에 위치되며, 로우레벨에서 다른 시간일 때 와전류 센서(5)는 캐리어(100) 또는 가공재(101)에 위치된다. 결과로서, 상기 샘플링된 디지털 신호(P)가 A/D변환 회로(70)로부터 AND 회로(72)에 대해 입력될때만 간극(M)으로 배치된 하측 정반(2)의 상면에 대한 거리(L)가 나타나며 또는 크로스 그레인(20)에 대한 거리는 AND 회로(72)로부터 출력된다.

이 방식으로, AND 회로(72)를 관통하는 디지털 전압신호(P)는 주파수 연산자(74)에 대해 입력되며 각 디지털 전압신호(P)의 전압값 및 발생 수 또는 주파수는 서로에 링크된다.

이때, 주파수 연산자(74)에 대해 입력되는 디지털 전압신호(P)는 하측 정반(2) 및 크로스 그레인(20)에 관한 거리 데이터 만을 포함하는 한편, 주파수 연산자(74)는 하측 정반(2)의 상면에 대한 거리를 나타내는 디지털 전압신호(P)의 주파수 곡선(U') 및 크로스 그레인(20)에 대한 거리를 나타내는 디지털 전압신호(P)의 주파수곡선(S')으로 구성되는 주파수 분포를 발생시킨다.

상기 주파수 분포로부터, 최대 주파수의 주파수곡선(U') 및 주파수 곡선(S')간의 별개의 차이가 명백해 질수 있다. 그러므로, 주파수 연산자(74)내의, 주파수 곡선(U')의 최대 주파수에 대응되는 전압값(V)이 산출되므로, 하측 정반(2)의 상면에 대한 와전류 센서(5)의 하단 또는 팁으로부터의 거리(L)가 재현된다.

전압값(V)은 제2도와 같이, 전압 및 두께 변환기(75)에 대한 주파수 연산자(74)로부터 출력되며, 일정 거리(d)로부터 대응하는 거리(L)로 변환이 공제되며, 하측 정반(2) 및 상측 정반(3)간의 거리(L')이 제공된다.

상기 실시예의 자동 계량 장치에 따라 전술된 것으로부터 명백해진바와 같이, 상측 정반(3)내에 매설된 와전류 센서(5)는 접촉하지 않게 위치되는 하측 정반(2)에 대한 거리를 검출할 수 있는 있으며, 와전류 센서(5)의 마모의 결과에 기인한 계량오차가 없다.

게다가 자동 계량 장치는 상측 정반(3)의 하강 변위량의 위치로 직접 검출하도록 클램핑으로 유지된 가공재(101)간의 하측 정반(2)에 대한 상측 정반(3)에서의 거리로서 구성되며, 각 종작물의 두께의 계량이 하측 정반(2)이 마모될지라도 오차가 발생되지 않는다. 추가로 랩핑장치(1)에서, 예를 들면 상측 정반(3)이 1회의 폴리싱 공정에서 1㎛ 마모되는 경우, 와전류 센서(5)의 팁단간의 거리(d) 및 상측 정반(3)의 하면(3a)이 N회 공정이 반복되어 총 길이 N×1"㎛로 감소되어 마모되는 경우이다. 이 경우에, 전압 및 두께 변환기(75)는 일정 값(d) 및 거리(L)로부터 N×1″㎛ 간의 차이를 공제에 의해 거리(L)을 연산한다.

본 발명의 자동 계량 장치는 캐리어(100) 및 가공재(101)에 대한 거리를 나타내는 디지털 전압신호(P)를 제거하는 한편, 캐리어(100)간의 간극(M)위한 디지털 전압신호(P) 만이 검출된다. 상기의 구성으로, 캐리어(100)에 의해 유지되는 가공재의 성질에 영향을 받지않고 가공재 각각의 두께를 고 정밀로 계량할 수 있다. 그러므로, 저저항을 갖는 가공재의 두께를 고정밀로 계량할 수 있다.

추가로 본 발명에서 구체적인 실시예를 도시하고 기술하였지만, 통상의 지식을 가진자는 변경 또는 개선을 실시할 수 있다. 따라서 본 발명은 본원에 나타난 실시예에 한정하지 않고 첨부된 청구범위에서 본 발명의 정신 및 범위로부터 이탈함이 없이 모든 변경을 의도하는 것이다.

예를 들면, 상술된 실시예를 통해, 와전류 센서(5)는 거리 검출수단으로 사용되며, 본 발명은 하측 정반(2)등과 접촉되지 않는 비접촉 방식이며 하측 정반(2)에 대한 거리를 검출할 수 있는 다양한 센서를 채용할 수 있어 상기 센서로만 한정하지는 않는다.

또한, A/D 변환 회로(70)의 샘플링 주파수 범위가 3 내지 5㎑로 사용되나, 샘플링 주파수 범위를 계량의 정밀도를 고려하여 설정 또는 임의로 설정할 수 있다.

또한, 스위칭 수단의 게이트 회로를 통한 D-FF 회로(71) 및 다수개의 AND 회로(72)의 구성은 상기와 같은 구성으로 제한하지 않으나, 게이트 회로의 어떠한 형식이 제1캐리어 센서로부터 상승하는 제1전압신호 일때 개방될 수 있고 제2캐리어 센서로부터 상승하제 제2전압신호 일때 패쇄될 수 있는 동일 용도를 위해 사용될 수 있다.

앞서에서 상세히 기술된 바와 같이, 본 발명의 자동 계량 장치에 따라, 거리센서수단은 한쌍의 정반의 한쪽에 매설되며 다른쪽 정반에 전자기파의 방사에 의해 접촉되지 않는 위치에서 거리를 검출할 수 있어, 와전류 센서(5)의 마모로부터 계량오차가 발생되지 않는다.

게다가, 본 발명의 자동 계량 장치는 한쪽의 정반의 하강 변위량은 가공재사이에 다른쪽 정반에 대한 한쪽 정반으로부터의 거리를 직접 검출하도록 고정 유리되는 구성이다. 상기의 구성은 다른쪽 정반의 마모 될지라도 각 가공재의 두께의 계량오차가 생기지 않는다.

본 발명의 자동 계량 장치는 캐리어를 위한 디지칼 전압신호를 제거 또는 제외하는 캐리어 간에 간극을 위한 디지털 전압신호만을 연산 작동 수단에 입력하여 각 가공재의 두께를 구하는 구성이다. 상기의 구성은 가공재의 성질에 영향을 받지않고 캐리어에 의해 유지된 각 가공재의 두께를 고 정밀 계량을 수행 가능하게 한다. 그러므로, 저저항의 가공재의 두께를 고정밀도로 계량할 수 있다.

Claims

가공재를 각각 유지하는 다수개의 캐리어로 서로에 대하여 회전가능한 한쌍의 정반중의 하나에 고정되며, 다른 하나의 정반쪽으로 전자기파를 방사하는 다른 한쪽의 정반간의 거리 검출하며 이 검출을 나타내는 아날로그 신호를 출력하는 거리 센서 수단과, 소정의 샘플링 주파수에서 상기 거리 센서 수단으로부터 아날로그 전압신호를 대응 디지털 전압 신호로 변환하기 위한 아날로그 및 디지털 변환 수단과, 상기 거리 센서 수단이 캐리어 사이의 간극에 위치될 때만 상기 아날로그 및 디지털 변환 수단으로부터 디지털 전압 신호를 통과키기 위한 스위칭 수단과, 상기 스위칭 수단에서 상기 디지털 전압신호 사이에서 최대 주파수를 주는 디지털 전압 신호의 전압값에 근거하여 각 가공재의 두께를 결정하기 위한 연산 작동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 계량 장치.
제1항에 있어서, 상기 스위칭수단은, 한쪽의 정반상에 고정되고, 상기 거리 센서 수단이 하이레벨의 제1전압 신호를 출력하도록 상기 간극의 대향 측상에 위치된 2개의 인접 캐리어중의 하나를 검출하기위해 장착된 제1캐리어 센서와, 한쪽의 정반상에 고정되고, 상기 거리 센서 수단이 간극밖으로 위치 하였을 때 하이레벨의 제2전압신호를 출력하도록, 상기 2개의 인접 캐리어 중의 하나를 검출하기 위해 장착된 제2캐리어 센서와, 상기 아날로그 및 디지털 변환 수단의 출력단자에 접속되며, 상기 제1전압신호의 입상시에 개방되고 동시에 상기 제2전압 신호의 입상시에 패쇄되는 게이트 회로를 구비는 것을 특징으로 하는 자동 계량 장치.
제2항에 있어서, 상기 게이트 회로는, 소정의 하이-레벨 전압 신호을 입력하는 제1입력 단자와, 제1전압 신호를 입력하는 제2입력 신호와, 제2전압 신호가 입력되는 제3입력 단자를 가지는 플립-플롭회로와, 상기 플립-플롭 회로의 출력 단자에 접속되는 제1입력 단자와, 아날로그 및 디지털 변환 수단의 출력단자에 접속되는 제2입력 단자를 가지는 AND 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 계량 장치.
제3항에 있어서, 상기 플립플롭회로는 데이터 단자형태의 제1입력단자와, 클럭 단자 형태인 제2입력단자와, 리세트 단자 형태의 제3입력단자를 주는 D-플립플롭 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 계량 장치.
제4항에 있어서, 상기 D-플립플롭 회로는 n-비트 병렬 형식의 n- 비트 디지털 전압신호를 출력하며, 상기 AND 회로 수단은 n 비트의 디지털 전압 신호는 상기 D-플립플롭 회로에서부터 병렬방식으로 각각 입력되는 다수개의 AND 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 계량 장치.
제1항에 있어서, 상기 거리 센서는 와전류 센서로 구성된 것을 특징으로 하는 자동 계량 장치.
제1항에 있어서, 상기 거리센서 수단은 상기 한쪽 정반에 매설되며 상기 한쪽의 정반내부에 배치된 팁 단을 가지는 것을 특징으로 하는 자동 계량 장치.

※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.