TWI610759B

TWI610759B - 研磨加工裝置

Info

Publication number: TWI610759B
Application number: TW102123955A
Authority: TW
Original assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2018-01-11
Also published as: TW201501863A

Description

研磨加工裝置

本發明係關於一種板狀工件的研磨裝置，特別適用於使用在移動電子設備之顯示部的玻璃基板等硬質脆性材料之研磨加工。

在被稱為媒體播放機、平板終端機、智慧手機等的各種攜帶裝置中，使用著玻璃基板等之顯示面板。

該玻璃基板等之板狀工件係不僅需要進行外形研磨加工，還需要配合顯示部的形狀進行孔加工或者凹部加工等之內形研磨加工。

另外，玻璃基板的大小也是多樣的。

如果將此等之外形研磨加工、內形研磨加工等複數的加工藉由研磨加工裝置分別地來進行的話，則需要複數台研磨加工裝置，而存在設備大型化、成本增加的問題。

專利文獻1中揭露一種研磨裝置，其對當作為記錄媒體而使用的磁碟來進行內外周加工，藉由將兩組加工單元設置在一台機器上，從而實現節省設置空間。

但是，並不能直接適用於外形形狀為大小不同的板狀工件之研磨加工。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2005-271105號公報

本發明的目的在於提供一種研磨加工裝置，其能夠對板狀工件進行從外形研磨到孔加工或者凹部加工等多種多樣的研磨加工，且小型化並生產性高。

與本發明相關之研磨加工裝置的特徵在於，包括保持板狀工件並進行旋轉的工作台、及研磨該板狀工件的砥石，而工作台係被C軸旋轉控制，砥石係被X軸方向移動控制，C軸旋轉控制手段係按照板狀工件的大小來進行直接驅動控制或減速控制。

在本發明中，藉由使板狀工件保持在工作台上，並按照工件軸的旋轉角，對旋轉的砥石進行相對於工件接近/分離控制，且藉由採用進行研磨加工之極座標系統的加工控制，形成由被C軸旋轉控制的工作台和被X軸方向移動控制的旋轉砥石所構成的小型化的裝置。

在採用這樣的極座標系統的控制方法的情況下，由於在使旋轉砥石進行微小移動的同時，必須在加工點以規定的力量來進行按壓，因此，根據板狀工件的大小、研磨加工點之從C軸中心而來的距離，則保持該板狀工件所需要的轉矩會產生差異。

因此，本發明係為，對應於與智慧手機用的玻璃基板相比外形相對較大的平板終端機用的玻璃基板等之板狀工件的大小，使對工作台進行旋轉角度控制的電動機來進行直接驅動控制，或者在其中間經由減速機來進行者。

直接驅動電動機雖然能夠得到低旋轉速度和高轉矩，但是也存在板狀工件變大時被砥石按壓則無法高精度地保持工件的情況，在此情況下，以經由減速機的方式來實現規格的系列化。

作為減速手段，並不限定於齒輪、滑輪、凸輪從動件等之手段。

在本發明中，砥石係具有用於研磨板狀工件之外形的外形砥石、及用於對板狀工件進行孔加工或者/以及凹部加工的內形砥石，外形砥石和內形砥石亦可分別地被昇降控制的同時，整體來被進行X軸方向移動控制。

這樣，由於不是個別地對外形砥石、內形砥石以及其他的砥石來進行X軸方向移動控制而是當作成整體來進行X軸方向移動控制，因此，本發明的研磨加工裝置之部件數量較少，控制系統的構造也被簡單化，所以成為小型化且廉價的加工裝置。

在本發明中，進一步具有用於將板狀工件交接給工作台之交接手臂，而交接手臂亦可於被昇降控制的同時，當作成整體與砥石一併被X軸方向移動控制。

另外，在前後方向上亦可具備一對由工作台與砥石所構成的加工工作站。

這樣，成為更為小型化的加工裝置。

在本發明中，亦可具有用於將板狀工件與交接手臂進行交接的裝載裝置，工作台則具有板狀工件的吸引保持手段，而吸引保持手段亦能夠根據板狀工件的大小來進行替換。

在與本發明相關的研磨加工裝置中，由於採用按照板狀工件的大小之工作台的C軸旋轉控制手段，因此能夠對應於多種多樣的板狀工件，在設置有複數個砥石或者工件的交接手臂之情況下，將此等當作成整體來進行X軸方向移動控制，因此，成為能夠將部件數量加以削減，並成為小型化的裝置。

1‧‧‧架台

2‧‧‧ATC

10‧‧‧研磨加工裝置

11、111‧‧‧工作台

11a‧‧‧平台旋轉軸

11b、14a、14b、41a‧‧‧吸引保持手段

12‧‧‧X軸滑塊

13‧‧‧Z軸滑塊

14‧‧‧搬送手臂

15‧‧‧裝載機

16‧‧‧導軌

17a、17b‧‧‧工件盒

18‧‧‧預先定位中心部

19‧‧‧乾燥單元

21‧‧‧外形砥石

22‧‧‧外形砥石軸

23‧‧‧皮帶驅動電動機

23a‧‧‧驅動滑輪

23b‧‧‧從動滑輪

24‧‧‧皮帶

31‧‧‧內形砥石

32‧‧‧內形砥石軸

33‧‧‧驅動電動機

34‧‧‧內形砥石昇降機

41‧‧‧交接手臂

42‧‧‧手臂昇降機

W、W₁、W₂‧‧‧板狀工件

圖1(a)係示意性地表示出研磨加工裝置的構造，(b)係為工作台與旋轉砥石之主要部分的視圖。

圖2係示意性地表示出外形砥石和內形砥石的動作。(a)係表示出外形砥石下降的狀態，(b)係表示出進行外形研磨的狀態。(c)係表示出內形砥石下降並進行內形研磨的狀態。

圖3(a)係表示出板狀工件的外形研磨，(b)係表示出內形研磨。

圖4(a)至(d)係表示出板狀工件的交接的流程。

圖5(a)係表示出外形砥石、內形砥石、交接手臂以及工作台的位置關係，(b)係為俯視圖。(c)係為外形砥石軸、內形砥石軸的昇降部剖面圖。

根據以下附圖，來加以說明與本發明相關之研磨加工裝置10的構造例，但是本發明並不限定於此。

於圖1為表示研磨加工裝置10之主要部分構成圖，而省略顯示操作盤、控制部以及外殼構件等。

在本發明中，將研磨加工裝置的左右方向定義為X軸方向，將上下方向定義為Z軸方向。

在本實施例中，如圖1(a)所示成為一個範例，例如將由工作台11、X軸滑塊12、Z軸滑塊13以及搬送工件之裝載系統所構成的加工工作站於前後方向上形成為一對之兩個工作站。

如圖1(b)中所示之主要部分放大圖，在被X軸方向移動控制的X軸滑塊12上，安裝有：藉由外形砥石軸22所旋轉控制的外形砥石21、藉由內形砥石軸32所旋轉控制的內形砥石31、以及用於將板狀工件W交接至工作台11的交接手臂41。

藉此，外形砥石21、內形砥石31以及交接手臂41則當作為一體被X軸方向移動控制。

並且，交接手臂41亦可按照需要來加以設置。

因此，與分別來進行X軸方向移動控制的構造相比較，部件數量較少，成為小型化的設計。

設置於皮帶驅動電動機23側的驅動皮帶輪23a與設置於外形砥石軸22側的從動皮帶輪23b，則透過皮帶24將旋轉傳遞給外形砥石軸22。

藉由該外形砥石軸22和皮帶驅動電動機23所構成的驅動系統，係當作為一體安裝於Z軸滑塊13。

藉此，藉由Z軸滑塊13外形砥石21被昇降控制。

如圖3(a)所示，外形砥石21主要用於研磨板狀工件W的外周部外形。

板狀工件W被保持於工作台11，該工作台11設置在被C軸旋轉控制的平台旋轉軸11a的上部。

如圖3(a)所示，板狀工件W則其旋轉角度θ為被C軸控制之同時來進行旋轉，對此，外形砥石21則沿著板狀工件W的外形線a在X軸方向上進行微小移動。

這樣，外形砥石21係相對於C軸中心，藉由在極座標系統被位置控制的同時按壓板狀工件W的側面來進行外形研磨。

因此，於保持板狀工件的工作台則負擔由外形砥石21所產生的按壓力，其大小由板狀工件W的大小來決定。

因此，對於對平台旋轉軸進行C軸旋轉控制的電動機，本發明能夠配合板狀工件的大小來選擇使用為直接地加以連結的直接驅動控制與介由減速機所進行減速控制的方法。

內形砥石31係藉由驅動電動機33並經由內形砥石軸32而被旋轉控制。

另外，內形砥石31係隨著驅動電動機33，藉由內形砥石昇降機34來進行Z軸方向的移動控制。

如圖3(b)所示，內形砥石31係主要用於以削去板狀工件W的表面或者裡面的一部分的方式來進行凹部加工或者圓孔、長孔等之孔加工。

這種情況與外形研磨相同，以得到板狀工件W的內形線b的方式，在被C軸旋轉控制的板狀工件W上，使用極座標系統對內形砥石31進行X軸方向移動控制。

參照圖2對外形研磨以及內形研磨的方法例進行說明。

板狀工件W被保持於工作台11，在進行外形研磨時，如圖2(a)、(b)所示，外形砥石21係藉由Z軸滑塊13下降，配合板狀工件W的C軸旋轉角θ並藉由X軸滑塊12在X軸方向上被微小移動控制。

另外，在進行內形研磨時，如圖2(c)所示，藉由外形砥石21上昇且使內形砥石31下降而來加以進行。

下面，對板狀工件W的裝載系統來進行說明。

如圖1所示，在架台1上，具有收納研磨前之工件以及研磨後之工件的工件盒17a、17b。

搬送板狀工件W的搬送手臂14係安裝於朝向Y軸方向以及Z軸方向而被移動控制的裝載機15上，而裝載機15則沿著導軌16朝向X軸方向而被移動控制。

該搬送手臂14、裝載機15、導軌16也是前後兩個設置成一對。

藉由搬送手臂14從工件盒取出的板狀工件W，係臨時放置於預先定位中心部18的位置，且在完成板狀工件對位之後，交給交接手臂41。

另一方面，研磨加工完成後之板狀工件W，係經由交接手臂41由搬送手臂14接收，在乾燥單元19使其乾燥，收納於工件盒。

如圖1(b)所示，交接手臂41係藉由手臂昇降機42來進行昇降控制，且藉X軸滑塊12來進行X軸方向移動控制。

在本實施例中，作為交接手臂41以及搬送手臂14的工件保持手段，例如使用吸引保持手段41a、14a、14b。

如圖4(a)所示，藉由搬送手臂14而搬送到來之加工前的板狀工件W₂，係交給交接手臂41，然後如圖4(b)所示，將已完成之研磨加工的板狀工件W₁藉由下側的吸引手段14b來取回。

而交給交接手臂41的加工前的板狀工件W₂，則如圖4(d)所示，搬送至工作台11側。

外形砥石21、內形砥石31、交接手臂41係均被安裝於X軸滑塊12，而於圖5表示出與工作台11的位置關係。

(a)為側視圖，(b)為俯視圖，而於(c)則參考地表示出昇降部的剖面圖。

在工作台11上，設置有吸引保持手段11b來當作為工件的保持手段，並根據板狀工件的大小，能夠與平台上面之寬度所不同的其他的工作台111來進行互換。

另外，如圖1(a)所示，在架台的左側前部設置有用於自動交換砥石的ATC(工具自動交換裝置)2。