JP2008114329A - Apparatus and method for polishing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研磨加工装置及び研磨加工方法に関する。 The present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method.
例えば、特許文献1に開示されるように一部材を他部材の溝に滑り対偶によって連繋させてなるリンク機構等では、溝の側面に平滑性が求められるため、溝に研磨加工を施しておく必要がある。従来、このような要求に応えるべく、ワークに形成された溝を研磨加工する技術が各種提案されているが、その一種に、研磨部材を溝内に斜めに挿入して挿入先端側の側面に当てる技術が特許文献2に開示されている。
しかしながら、加工時間を短縮すべく、特許文献2の技術を応用して溝の幅方向両側からそれぞれ研磨部材を挿入し、溝の両側面を同時に研磨しようとすると、それら研磨部材を溝幅方向に重ねることができないため、溝端部では両側面の同時研磨が困難となる。さらに、この場合には、溝の各側面に対して別々の研磨部材を斜めに当てることになるため、各側面に与えられる研磨圧力を互いに、またそれぞれの溝深さ方向において均一にすることが困難となり、各側面の面精度にばらつきが生じてしまう。加えて、特許文献1のような長手方向の形状が曲線状の溝に対して特許文献2の技術を適用した場合、当該長手方向における溝と研磨部材との相対位置が変化するに従って研磨圧力も変化し易くなるため、面精度のばらつきが顕著になるのである。
However, in order to shorten the processing time, if the polishing member is inserted from both sides of the groove width direction by applying the technique of
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、溝の両側面に対して高精度且つ短時間の研磨加工を実現する研磨加工装置及び研磨加工方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of these problems, and an object thereof is to provide a polishing apparatus and a polishing method that realize high-precision and short-time polishing on both side surfaces of a groove. is there.
請求項1に記載の発明は、ワークに形成された溝を研磨加工する研磨加工装置であって、溝の両側面をそれぞれ研磨するための一対の研磨部材と、両研磨部材が装着されるホルダと、ホルダを振動させる振動手段と、溝とホルダとの相対位置を溝の長手方向に変化させる位置変化手段と、各研磨部材の間に配置され、流体圧を受けて膨張することにより、各研磨部材を研磨対象の側面に押し当てる膨張部材と、膨張部材に流体圧を供給する供給手段と、を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a polishing apparatus for polishing a groove formed in a work, a pair of polishing members for polishing both side surfaces of the groove, and a holder to which both polishing members are mounted. And a vibration means for vibrating the holder, a position changing means for changing the relative position of the groove and the holder in the longitudinal direction of the groove, An expansion member that presses the polishing member against a side surface to be polished, and a supply unit that supplies fluid pressure to the expansion member.
このような請求項1に記載の発明によると、各研磨部材間に配置された膨張部材に流体圧が供給されて当該膨張部材が膨張することにより、各研磨部材が溝の両側面に同時に押し当てられることになる。故に各研磨部材は、溝側面との間の作用・反作用によって力の釣り合う位置に位置決めされることになるので、互いに均一な研磨圧力を溝側面に与えることができる。しかも、そうした均一な研磨圧力の作用状態下、両研磨部材の装着されたホルダが振動しつつ溝とホルダとの相対位置が溝長手方向に変化することにより、溝の両側面が同時に研磨されることになる。したがって、請求項1に記載の発明によれば、溝の両側面に対して高精度且つ短時間の研磨加工を実現することができる。 According to the first aspect of the present invention, fluid pressure is supplied to the expansion members disposed between the respective polishing members and the expansion members are expanded, so that the respective polishing members are simultaneously pushed onto both side surfaces of the groove. It will be hit. Therefore, each polishing member is positioned at a position where the forces are balanced by the action and reaction between the side surfaces of the grooves, so that a uniform polishing pressure can be applied to the side surfaces of the grooves. In addition, under such a state of uniform polishing pressure, the holder on which both polishing members are mounted vibrates and the relative position between the groove and the holder changes in the groove longitudinal direction, so that both side surfaces of the groove are simultaneously polished. It will be. Therefore, according to the first aspect of the present invention, high-precision and short-time polishing can be realized on both side surfaces of the groove.
請求項2に記載の発明によると、振動手段は、ホルダを溝の深さ方向に振動させる。これによれば、ホルダが振動しつつ溝とホルダとの相対位置が溝長手方向に変化することにより、各研磨部材と溝側面との任意の接触点をジグザグ状に変位させることができるので、研磨ムラを低減することができる。
According to invention of
請求項3,6に記載の発明によると、ホルダは、膨張部材を挟む両側において各研磨部材を溝側面とは反対側から保持する一対の保持部を有し、膨張部材は、流体圧を受けて膨張することにより、各保持部をスライドさせて各研磨部材を溝側面に押し当てる。これによれば、膨張部材の膨張を利用して各研磨部材を溝側面に押し当てるべく、各研磨部材を保持する保持部をスライドさせるので、各研磨部材の変形は抑制される。したがって、各研磨部材の変形に起因して溝側面への研磨圧力が不均一となることを防止できる。 According to the third and sixth aspects of the present invention, the holder has a pair of holding portions that hold the polishing members from the opposite side to the groove side surface on both sides of the expansion member, and the expansion member receives fluid pressure. As a result of the expansion, the respective holding portions are slid to press the respective polishing members against the groove side surfaces. According to this, since the holding portion that holds each polishing member is slid in order to press each polishing member against the groove side surface by utilizing the expansion of the expansion member, deformation of each polishing member is suppressed. Therefore, it is possible to prevent the polishing pressure on the groove side surfaces from becoming uneven due to the deformation of each polishing member.
請求項4に記載の発明によると、膨張部材はゴムにより袋状に形成され、供給手段から内部に流体圧が供給されることにより膨張する。このようにゴムによって袋状に形成された膨張部材については、内部への流体圧供給によって容易に且つ流体圧に応じて膨張させることができるので、各研磨部材を溝側面に確実に且つ所望の力で押し当て可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, the expansion member is formed into a bag shape with rubber, and expands when fluid pressure is supplied from the supply means to the inside. The expansion member formed in a bag shape with rubber in this way can be easily expanded according to the fluid pressure by supplying the fluid pressure to the inside. It can be pressed with force.
請求項5に記載の発明によると、袋状の膨張部材は特に、溝の深さ方向に中心線が沿う円筒形であるので、溝の幅方向となる両研磨部材側に均等に膨張して、各研磨部材から溝側面への研磨圧力を互いに且つ溝の深さ方向に沿って均一化することができる。 According to the invention described in claim 5, since the bag-like expansion member has a cylindrical shape whose center line extends in the depth direction of the groove, the bag-like expansion member is evenly expanded toward both polishing members in the width direction of the groove. The polishing pressure from each polishing member to the side surface of the groove can be made uniform along each other and along the depth direction of the groove.
請求項6に記載の発明によると、ホルダは、膨張部材を挟む両側において各研磨部材を側面とは反対側から保持する一対の保持部を有し、溝の深さ方向に中心線が沿う円弧面を各保持部の研磨部材とは反対側に形成し、膨張部材は、流体圧を受けて膨張して各保持部の円弧面を押圧することにより、各保持部をスライドさせて各研磨部材を溝側面に押し当てる。これによれば、各保持部において溝深さ方向に中心線が沿う円弧面は、当該方向に中心線が沿う円筒形の膨張部材と同軸上に位置することになるので、それら円弧面の膨張部材による押圧面積を増大することができる。したがって、各保持部を確実にスライドさせて各研磨部材の溝側面への押し当てを達成することができる。
According to the invention described in
請求項7に記載の発明によると、ホルダは、膨張部材の周方向において各保持部の間にそれぞれ配置され、膨張部材の溝長手方向への膨張を規制する一対の規制部を有する。これによれば、溝深さ方向に中心線が沿う円筒形の膨張部材は、その周方向の各保持部間に配置された一対の規制部材により溝長手方向への膨張が規制されるので、溝幅方向となる各保持部側への膨張が促進される。したがって、膨張部材の膨張により各保持部を確実にスライドさせて各研磨部材の溝側面への押し当てを達成することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the holder has a pair of restricting portions that are arranged between the holding portions in the circumferential direction of the inflating member and restrict the inflating of the inflating member in the groove longitudinal direction. According to this, since the expansion member in the longitudinal direction of the groove is restricted by the pair of restriction members arranged between the holding portions in the circumferential direction of the cylindrical expansion member along the center line in the groove depth direction, Expansion to each holding portion side in the groove width direction is promoted. Therefore, each holding part can be reliably slid by the expansion of the expansion member, and the pressing of each polishing member to the groove side surface can be achieved.
請求項8に記載の発明によると、ホルダは、溝の深さ方向に沿う軸線まわりに回動自在に設けられる。これによれば、溝及びホルダの相対位置が溝長手方向に変化しても、溝深さ方向に沿う軸線まわりに回動自在なホルダが溝に倣って回動することで、研磨圧力のばらつきが抑えられる。したがって、溝両側面に対する研磨加工精度のさらなる向上を見込むことができる。 According to the eighth aspect of the present invention, the holder is provided so as to be rotatable around an axis along the depth direction of the groove. According to this, even if the relative position of the groove and the holder changes in the groove longitudinal direction, the holder that can rotate around the axis along the groove depth direction rotates following the groove, thereby causing variations in polishing pressure. Is suppressed. Therefore, it is possible to expect further improvement in the polishing accuracy with respect to both side surfaces of the groove.
尚、流体圧については、例えば気体圧又は液体圧であってもよいが、請求項9に記載の発明のようなエア圧であることが好ましい。これは、周囲環境に存在するエアを利用することで、コスト的に有利となるのみならず、装置からの漏れに起因する周囲環境の汚染を回避できるからである。 The fluid pressure may be, for example, a gas pressure or a liquid pressure, but is preferably an air pressure as in the invention according to claim 9. This is because the use of air present in the surrounding environment is not only advantageous in terms of cost but also avoids contamination of the surrounding environment due to leakage from the apparatus.
また、長手方向の溝形状については、例えば直線状等であってもよいが、特に請求項10に記載の発明のような曲線状の場合には、膨張部材への供給流体圧の調整によって、各研磨部材から溝側面への研磨圧力を溝及びホルダの溝長手方向の相対位置によらずに均一化することができる。
Further, the longitudinal groove shape may be, for example, a straight line shape or the like, but particularly in the case of a curved line shape as in the invention of
請求項11に記載の発明によると、長手方向の形状が渦巻状である溝を研磨加工する研磨加工装置であって、位置変化手段は、ワークを溝の渦巻中心まわりに回転駆動するワーク駆動部と、当該渦巻中心に対する偏心軸線まわりに揺動自在にホルダを支持する支持部と、を有する。これによれば、ワークの回転駆動に応じて溝及びホルダの相対位置が溝長手方向に変化する際に各研磨部材から溝側面への研磨圧力が変化し易い渦巻状の溝であっても、その渦巻中心に対する偏心軸線まわりに揺動自在なホルダが溝に倣って揺動することで、研磨圧力のばらつきが抑えられる。したがって、渦巻状の溝の両側面に対しても高精度な研磨加工を施すことができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, there is provided a polishing apparatus for polishing a groove having a spiral shape in the longitudinal direction, wherein the position changing means is a work drive unit that rotationally drives the work around the spiral center of the groove. And a support portion that supports the holder so as to be swingable about an eccentric axis with respect to the spiral center. According to this, even if it is a spiral groove in which the polishing pressure from each polishing member to the groove side surface is easy to change when the relative position of the groove and the holder changes in the groove longitudinal direction according to the rotational drive of the workpiece, The fluctuation of the polishing pressure is suppressed by swinging the holder swingable around the eccentric axis with respect to the spiral center following the groove. Therefore, highly accurate polishing can be performed on both side surfaces of the spiral groove.
請求項12に記載の発明は、ワークに形成された溝を研磨加工する研磨加工方法であって、溝の両側面をそれぞれ研磨するための一対の研磨部材の間に膨張部材を配置し、膨張部材に流体圧を供給して当該膨張部材を膨張させることにより、各研磨部材を研磨対象の側面に押し当てた状態下、両研磨部材が装着されたホルダを振動させつつ溝とホルダとの相対位置を溝の長手方向に変化させることを特徴とする。
The invention according to
このような請求項12に記載の発明によると、各研磨部材間に配置した膨張部材に流体圧を供給して膨張させることにより、各研磨部材を溝の両側面に同時に押し当てることができる。これにより各研磨部材を、溝側面との間の作用・反作用によって力の釣り合う位置に位置決めすることができるので、互いに均一な研磨圧力を溝側面に与えることができる。しかも、そうした均一な研磨圧力の作用状態下、両研磨部材の装着されたホルダを振動させつつ溝とホルダとの相対位置を溝長手方向に変化させることにより、溝の両側面を同時に研磨することができる。したがって、請求項12に記載の発明によれば、溝の両側面に対して高精度且つ短時間の研磨加工を実現することができる。 According to the twelfth aspect of the present invention, the polishing members can be simultaneously pressed against the both side surfaces of the groove by supplying the fluid pressure to the expanding members disposed between the polishing members to expand them. As a result, each polishing member can be positioned at a position where the forces are balanced by the action / reaction with the groove side surface, so that a uniform polishing pressure can be applied to the groove side surface. In addition, under the action state of the uniform polishing pressure, both sides of the groove can be polished simultaneously by changing the relative position between the groove and the holder in the groove longitudinal direction while vibrating the holder on which both polishing members are mounted. Can do. Therefore, according to the twelfth aspect of the present invention, it is possible to realize high-precision and short-time polishing on both side surfaces of the groove.
尚、請求項2〜11に記載の装置発明の特徴については、請求項12に記載の方法発明において実現するようにしてもよい。
The features of the apparatus invention according to
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図2は、本発明の一実施形態により研磨加工するワーク2の平面視を示している。ワーク2は、スチール等の金属により円環板状に形成されている。このワーク2には、円形中心Oまわりの180°回転対称となるように一対の溝4が形成されている。各溝4は、両側面6間の幅が実質的に一定の長手溝である。各溝4の長手方向の形状は曲線状、具体的には長手方向の一端部から他端部へ向かうに従って円形中心Oからの距離が増大する渦巻状とされている。即ちワーク2の円形中心Oが、各溝4の渦巻中心Oに一致している。尚、本実施形態において各溝4は、ワーク2を貫通しない有底溝であるが、ワーク2を貫通する貫通溝であってもよい。
FIG. 2 shows a plan view of a
図3,4は、本実施形態による研磨加工装置10の機械的構成を示している。研磨加工装置10は、ワーク駆動部12、工具駆動系20、流体圧供給部50及び一対の研磨工具60を備えている。
3 and 4 show the mechanical configuration of the polishing
ワーク駆動部12は、主軸14、チャック16及び回転駆動モータ18を有している。主軸14は、鉛直方向(図3の上下方向)に沿う軸線Pまわりに回転自在に設けられている。チャック16は主軸14に装着されており、各溝4の開口を鉛直方向上側に向けた状態のワーク2を主軸14に対して同軸上にセットする。したがって、このセット状態(以下、単に「セット状態」という)では、各溝4の深さ方向が鉛直方向に実質的に一致することとなる。回転駆動モータ18は通電によって作動し、主軸14を軸線Pまわりに回転駆動する。したがって、回転駆動モータ18の作動時には、セット状態のワーク2を、軸線Pと実質的に一致する渦巻中心Oまわりに回転させることができる。
The
工具駆動系20は、昇降駆動部22、振動駆動部30、揺動機構部40等から構成されている。
The
昇降駆動部22は、固定ベース24、ボール螺子機構26及び昇降駆動モータ28を有している。固定ベース24は、ボール螺子機構26の螺子軸26aを回転自在に支持している。ボール螺子機構26の可動ナット26bは、螺子軸26aの回転に応じて鉛直方向に昇降する。昇降駆動モータ28は通電によって作動し、螺子軸26aを回転駆動して可動ナット26bを昇降させる。
The
振動駆動部30は、キャリア32、振動部材34、回転カム36、押付スプリング37及び振動駆動モータ38を有している。キャリア32は、可動ナット26bに固定されている。振動部材34は、キャリア32において鉛直方向に沿って延伸するガイドロッド32aに嵌合しており、キャリア32に対して鉛直方向両側に相対変位可能となっている。回転カム36は、水平方向(図3の左右方向)に沿う軸線Qまわりに回転自在に設けられており、軸線Qからの径が回転方向に変化するカム面36aを有している。振動部材34において鉛直方向に垂直な平坦面状の従動面34bは、当該振動部材34を付勢する押付スプリング37の付勢力によってカム面36aに押し付けられている。これにより、回転カム36が回転するのに応じて振動部材34が鉛直方向に振動するようになっている。振動駆動モータ38は通電によって作動し、回転カム36を回転駆動して振動部材34を鉛直方向に振動させる。したがって、ワーク2のセット状態において振動駆動モータ38の作動時には、振動部材34を各溝4の深さ方向に振動させることができる。
The
揺動機構部40は、一対の支持リンク42及び一対の揺動リンク44を有している。各支持リンク42はアーム状に形成されており、主軸14の軸線Pを挟む両側に配置されている。各支持リンク42の一端部側は、振動部材34に固定されている。各揺動リンク44はアーム状に形成されており、軸線Pまわりの180°回転対称となるように配置されている。各揺動リンク44の一端部側は、それぞれ対応する支持リンク42の振動部材34とは反対側端部に支持されており、鉛直方向に沿う軸線Rまわりに揺動自在となっている。ここで各揺動リンク44の揺動軸線Rは、主軸14の軸線Pに対して偏心している。したがって、ワーク2のセット状態において各揺動リンク44の揺動軸線Rは、各溝4の渦巻中心Oに対して偏心する偏心軸線Rとなる。
The
以上により、昇降駆動モータ28の作動時には、各研磨工具60を鉛直方向に昇降させることができる。また、振動駆動モータ38の作動時には、各研磨工具60を鉛直方向に振動させることができる。さらに、各揺動リンク44の揺動によって、各研磨工具60を鉛直方向に沿う軸線Rまわりに揺動させることができる。
As described above, when the lifting
さらに、各揺動リンク44の支持リンク42とは反対側端部は、それぞれ対応する研磨工具60を、鉛直方向に沿う軸線Sまわりに回動自在に支持している。したがって、ワーク2のセット状態においては、各溝4の深さ方向に沿う軸線Sまわりに各研磨工具60が回動自在となるのである。
Further, the end of each
さて、図3及び図4に示すように流体圧供給部50は、増圧弁52、一対のフレキシブルチューブ54及び一対の調圧レギュレータ56を有している。増圧弁52は通電によって作動し、低圧の工場エアを例えば0.7MPa程度に増圧して出力する。各フレキシブルチューブ54は、それぞれ対応する研磨工具60と、増圧弁52との間を接続しており、当該対応研磨工具60の昇降、振動、揺動及び回動を可撓性によって許容する。各フレキシブルチューブ54は、増圧弁52から出力されたエアを搬送することにより、対応研磨工具60へエア圧を供給する。各調圧レギュレータ56は、それぞれ対応するフレキシブルチューブ54の中途部に設置されている。各調圧レギュレータ56は通電によって作動し、対応研磨工具60へ供給するエア圧を例えば0.05〜0.7MPaの範囲で調整する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the fluid
図5は、本実施形態による研磨加工装置10の電気的構成を示している。同図に示すように研磨加工装置10は、ワーク位置センサ90、工具位置センサ92、流体圧センサ94及び制御回路96をさらに備えている。
FIG. 5 shows an electrical configuration of the polishing
ワーク位置センサ90はワーク駆動部12に設けられ、セット状態のワーク2の回転位置を回転駆動モータ18の回転位置等に基づき間接的に又は直接的に検出する。工具位置センサ92は工具駆動系20に設けられ、各研磨工具60の鉛直方向位置を昇降駆動モータ28の回転位置等に基づき間接的に又は直接的に検出する。流体圧センサ94は流体圧供給部50に設けられ、各研磨工具60への供給エア圧を各調圧レギュレータ56によるエア圧の調整値等に基づき間接的に又は直接的に検出する。
The
制御回路96はマイクロコンピュータ等の電気回路からなり、各駆動モータ18,28,38、増圧弁52、各調圧レギュレータ56及び各センサ90,92,94に電気的に接続されている。制御回路96は、各センサ90,92,94の検出結果に基づいて各駆動モータ18,28,38及び各調圧レギュレータ56への通電を制御する。
The
図6,7は、本実施形態の特徴部分である研磨工具60の構成を詳細に示している。各研磨工具60の構成は実施的に等しいことから、以下では、一方の研磨工具60のみについて説明する。
6 and 7 show in detail the configuration of the polishing
研磨工具60は、ホルダ62、膨張部材70、導入管72及び一対の研磨部材80等から構成されている。
The polishing
ホルダ62は、ホルダベース64、一対の保持突起66、戻しスプリング67、一対の規制突起68及び接続板69を有している。ホルダベース64は金属により中空形状に形成されており、対応する揺動リンク44によって軸線Sまわりに回動自在に支持されている。
The
各保持突起66は金属により板状に形成されており、軸線Sを挟む両側に配置されている。各保持突起66は、ホルダベース64から鉛直方向下側へ突出する形態で当該ホルダベース64に嵌合している。これにより各保持突起66は、互いに間隔をあけて対向しており、また特に本実施形態ではそれぞれの基端部66b側とホルダベース64との嵌合部分において互いの対向方向にスライド可能となっている。さらに、本実施形態において各保持突起66の対向面66aは、軸線Sに中心線Tが実質的に一致する、即ち鉛直方向に中心線Tが沿う円弧面状に形成されている。
Each holding
戻しスプリング67は、例えば引張コイルスプリングの両端部同士を接続して環状に形成してなり、ホルダベース64に保持されている。戻しスプリング67は各保持突起68の基端部66b側に互いの対向方向外側から係合することによって、それら各保持突起68を互いに接近側へ付勢している。
The
各規制突起68は金属により板状に形成されており、軸線Sを挟む両側であって、軸線Sまわりの円周方向において各保持突起66間となる箇所に配置されている。各規制突起68は、ホルダベース64から鉛直方向下側へ突出する形態で当該ホルダベース64に固定されていると共に、それぞれの突出端部68b側が接続板69を介して相互接続されている。これにより各規制突起68は、互いに間隔をあけて対向しているものの、当該対向方向のスライドが接続板69によって抑制されている。また、本実施形態において各規制突起68の対向面68aは、軸線Sに平行な平坦面状に形成されている。
Each restricting
膨張部材70はゴムにより袋状に形成されており、各保持突起66の間及び各規制突起68の間に挟まれる形態で配置されている。本実施形態の膨張部材70は、軸線Sに中心線Uが実質的に一致する、即ち鉛直方向に中心線Uが沿う有底円筒形であり、周方向において各規制突起68の間に位置する各保持突起66の対向面66aに対し同軸の関係にある。膨張部材70の上部開口70aは、ホルダベース64内に固定された導入管72を介して、対応するフレキシブルチューブ54(図3参照)に接続される。これにより、膨張部材70の内部空間70bにフレキシブルチューブ54からの供給エア圧が導入されるときには、当該エア圧を受けて膨張部材70が径方向に膨張する。このとき膨張部材70は、図8に示すように各規制突起68の対向面68aに当接することによって、その対向方向に沿う径方向(研磨加工時には溝4の長手方向に実質的に一致する)への膨張を規制される。その結果、図1,8に示すように膨張部材70は、各保持突起66の対向方向に沿う径方向に略均等に膨張して対向面66aを押圧し、それらの保持突起66を戻しスプリング67の付勢力に抗して相反方向にスライドさせる。またこのとき、有底円筒形の膨張部材70は、同軸関係にある円弧面状の対向面66aにおいて広い面積部分を押圧することができるので、各保持突起66が確実にスライドすることになる。
The
図6,7に示すように各研磨部材80は、ワーク2において対応する溝4の両側面6を研磨するための砥石、例えばビトリファイドボンド・ダイアモンドからなる。各研磨部材80は矩形板状に形成されており、対応する保持突起66の対向面66aとは反対側に装着されて保持されている。研磨加工時において各研磨部材80は、セット状態のワーク2の対応溝4内へと挿入され、膨張部材70を間に挟む両側において研磨対象の側面6とは反対側から保持突起66に保持される形となる。したがって、研磨加工時には、図1,8に示すように膨張部材70がエア圧により膨張して各保持突起66がスライドすると、各研磨部材80が研磨対象の側面6に押し当てられることとなる。またこのときには、各保持突起66がスライドすることによって、各研磨部材80の変形が抑制される。その結果、各研磨部材80が対応溝4の深さ方向に沿って側面6に密接するようになるため、各研磨部材80から側面6に与えられる研磨圧力が当該方向において均一となる。
As shown in FIGS. 6 and 7, each polishing
以上、本実施形態の構成について説明した。以下では、本実施形態の作動について説明する。 The configuration of this embodiment has been described above. Below, the action | operation of this embodiment is demonstrated.
(1)ワーク2のセット状態下、各溝4の研磨加工が開始されると、制御回路96からの通電によって昇降駆動モータ28が作動し、各研磨工具60が下降する。このとき、制御回路96が工具位置センサ92の検出結果に基づいて昇降駆動モータ28への通電を制御することにより、図6に示すように各研磨工具60の一対の研磨部材80が対応溝4内へと挿入される。またこのときには、溝4の長手方向における研磨部材80の挿入位置が渦巻中心Oから離間した側の端部となるように、必要に応じて主軸14が回転駆動される。
(1) When the polishing process of each
(2)次に、制御回路96からの通電によって増圧弁52が作動し、各研磨工具60の膨張部材70にエア圧が供給されて当該膨張部材70が図1,8の如く膨張することにより、各研磨工具60の一対の研磨部材80が対応溝4の両側面6に同時に押し当てられる。このとき、制御回路96がワーク位置センサ90の検出結果に基づいて各調圧レギュレータ56への通電を制御することにより、膨張部材70へのエア圧、ひいては当該エア圧に応じた膨張部材70の膨張量が正確に調整される。その結果、各研磨工具60の一対の研磨部材80が対応溝4の両側面6に倣うようにして、それら各研磨工具60が軸線Sまわりに回動且つ軸線Rまわりに揺動する。こうした各研磨工具60の一対の研磨部材80によれば、図1に示すように、対応溝4の両側面6との間の作用・反作用によって力の釣り合う位置に位置決めされることで、互いに均一な研磨圧力を両側面6に与えることができるのである。
(2) Next, the
(3)続いて、制御回路96からの通電によって振動駆動モータ38が作動し、各研磨工具60が所定周期で鉛直方向に振動する。このとき、上記(2)で説明した増圧弁52の作動及び各調圧レギュレータ56への通電制御が継続されるため、図1に示すように各溝4の両側面6は、それぞれの研磨部材80から均一な研磨圧力を受けつつ同時に研磨されることになる。またこのとき、制御回路96からの通電によって回転駆動モータ18が作動し、ワーク2が所定速度で回転駆動されるため、各研磨工具60のホルダ62は、軸線Sまわりに揺動しつつ対応溝4の両側面6に対して研磨部材80を長手方向に相対摺動させる。その結果、各溝4の両側面6と研磨部材80との任意の接触点がジグザグ状に変位するため、研磨ムラが低減されることになる。
(3) Subsequently, the
このように本実施形態によれば、渦巻状を呈する溝4の両側面6であっても、均一な研磨圧力によって同時に研磨することができるので、高精度な研磨加工を短時間にて実現することができる。
As described above, according to the present embodiment, even the both
尚、以上説明した実施形態では、振動駆動部30が「振動手段」に相当し、流体圧供給部50が「供給手段」に相当し、揺動機構部40が「支持部」に相当し、ワーク駆動部12及び揺動機構部40が共同して「位置変化手段」を構成している。また、各保持突起66が「保持部」に相当し、各保持突起66の対向面66aが「円弧面」に相当し、各規制突起68が「規制部」に相当している。
In the embodiment described above, the
(他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明は、かかる実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
(Other embodiments)
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not construed as being limited to such an embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the present invention. .
例えば、一ワーク2に形成される溝4の個数は適宜設定されるものであり、揺動機構部40のリンク42,44及び研磨工具60の個数は一ワーク2における溝4の個数に応じて適宜設定され得る。
For example, the number of
また、一ワーク2に形成される溝4の長手方向形状は、渦巻状以外の曲線状又は直線状等であってもよく、それに応じてワーク駆動部12や工具駆動系20の構成が適宜変更され得る。ここで、ワーク駆動部12及び工具駆動系20の構成としては、溝4と研磨工具60のホルダ62との相対位置を溝4の長手方向に変化可能なものであればよく、ワーク2を駆動するものであってもよいし、研磨工具60を駆動するものであってもよいし、それらの双方を駆動するものであってもよい。そして具体的には、直線状の溝4の場合には、ワーク2を直線駆動する直動機構等を適宜採用可能である。
Further, the longitudinal direction shape of the
さらに、工具駆動系20の振動駆動部30の構成は、回転カム36を利用する機構以外にも、リニアモータを利用する機構等を適宜採用可能である。
Further, the configuration of the
加えて、膨張部材70に供給する流体圧は、エア圧以外の気体圧又は液体圧等であってもよいが、その流体の種類によっては、周囲環境の汚染を回避する等の理由により流体漏れの防止対策を十分に施すことが望ましい。
In addition, the fluid pressure supplied to the
2 ワーク、4 溝、6 側面、10 研磨加工装置、12 ワーク駆動部(位置変化手段)、14 主軸、16 チャック、18 回転駆動モータ、20 工具駆動系、22 昇降駆動部、24 固定ベース、26 ボール螺子機構、26a 螺子軸、26b 可動ナット、28 昇降駆動モータ、30 振動駆動部(振動手段)、32 キャリア、32a ガイドロッド、32b 従動面、34 振動部材、36 回転カム、36a カム面、37 押付スプリング、38 振動駆動モータ、40 揺動機構部(位置変化手段、支持部)、42 支持リンク、44 揺動リンク、50 流体圧供給部(供給手段)、52 増圧弁、54 フレキシブルチューブ、56 調圧レギュレータ、60 研磨工具、62 ホルダ、64 ホルダベース、66 保持突起(保持部)、66a 対向面(円弧面)、66b 基端部、67 戻しスプリング、68 規制突起(規制部)、68a 対向面、68b 突出端部、69 接続板、70a 上部開口、70b 内部空間、70 膨張部材、72 導入管、80 研磨部材、90 ワーク位置センサ、92 工具位置センサ、94 流体圧センサ、96 制御回路、O 渦巻中心、R 揺動軸線(偏心軸線)、S 軸線(回動の軸線)、T 中心線(円弧面の中心線)、U 中心線(円筒形の中心線) 2 workpieces, 4 grooves, 6 side surfaces, 10 polishing processing device, 12 workpiece drive unit (position changing means), 14 spindle, 16 chuck, 18 rotation drive motor, 20 tool drive system, 22 lift drive unit, 24 fixed base, 26 Ball screw mechanism, 26a Screw shaft, 26b Movable nut, 28 Lifting drive motor, 30 Vibration drive unit (vibration means), 32 Carrier, 32a Guide rod, 32b Drive surface, 34 Vibration member, 36 Rotating cam, 36a Cam surface, 37 Pressing spring, 38 Vibration drive motor, 40 Oscillating mechanism (position changing means, supporting part), 42 Support link, 44 Oscillating link, 50 Fluid pressure supply part (supplying means), 52 Booster valve, 54 Flexible tube, 56 Pressure regulator, 60 Polishing tool, 62 Holder, 64 Holder base, 66 Holding protrusion Holding portion), 66a facing surface (arc surface), 66b proximal end portion, 67 return spring, 68 regulating projection (regulating portion), 68a facing surface, 68b projecting end portion, 69 connecting plate, 70a upper opening, 70b internal space, 70 expansion member, 72 introduction pipe, 80 polishing member, 90 work position sensor, 92 tool position sensor, 94 fluid pressure sensor, 96 control circuit, O spiral center, R swing axis (eccentric axis), S axis (rotation) Axis), T center line (circular arc center line), U center line (cylindrical center line)
Claims (12)
前記溝の両側面をそれぞれ研磨するための一対の研磨部材と、
両前記研磨部材が装着されるホルダと、
前記ホルダを振動させる振動手段と、
前記溝と前記ホルダとの相対位置を前記溝の長手方向に変化させる位置変化手段と、
各前記研磨部材の間に配置され、流体圧を受けて膨張することにより、各前記研磨部材を研磨対象の前記側面に押し当てる膨張部材と、
前記膨張部材に前記流体圧を供給する供給手段と、
を備えることを特徴とする研磨加工装置。 A polishing apparatus for polishing a groove formed in a workpiece,
A pair of polishing members for polishing both side surfaces of the groove, and
A holder to which both the abrasive members are mounted;
Vibration means for vibrating the holder;
Position changing means for changing the relative position of the groove and the holder in the longitudinal direction of the groove;
An expansion member that is disposed between each of the polishing members and that receives the fluid pressure to expand, thereby pressing each polishing member against the side surface to be polished;
Supply means for supplying the fluid pressure to the expansion member;
A polishing apparatus characterized by comprising:
前記膨張部材は、前記流体圧を受けて膨張することにより、各前記保持部をスライドさせて各前記研磨部材を前記側面に押し当てることを特徴とする請求項1又は2に記載の研磨加工装置。 The holder has a pair of holding portions that hold the polishing members from opposite sides to the side surfaces on both sides of the expansion member,
3. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the expansion member is expanded by receiving the fluid pressure, thereby sliding the holding portions to press the polishing members against the side surfaces. .
前記膨張部材は、前記流体圧を受けて膨張して各前記保持部の前記円弧面を押圧することにより、各前記保持部をスライドさせて各前記研磨部材を前記側面に押し当てることを特徴とする請求項5に記載の研磨加工装置。 The holder has a pair of holding portions that hold the polishing members from opposite sides to the side surfaces on both sides of the expansion member, and a circular arc surface having a center line in the depth direction is formed on each of the holding portions. Formed on the opposite side of the abrasive member;
The expansion member is expanded by receiving the fluid pressure and presses the arc surface of each holding portion, thereby sliding each holding portion and pressing each polishing member against the side surface. The polishing apparatus according to claim 5.
前記位置変化手段は、
前記ワークを前記溝の渦巻中心まわりに回転駆動するワーク駆動部と、
前記渦巻中心に対する偏心軸線まわりに揺動自在に前記ホルダを支持する支持部と、
を有することを特徴とする請求項10に記載の研磨加工装置。 A polishing apparatus for polishing the groove having a spiral shape in the longitudinal direction,
The position changing means includes
A workpiece drive unit that rotationally drives the workpiece around the spiral center of the groove;
A support portion for supporting the holder so as to be swingable about an eccentric axis with respect to the spiral center;
The polishing apparatus according to claim 10, further comprising:
前記溝の両側面をそれぞれ研磨するための一対の研磨部材の間に膨張部材を配置し、前記膨張部材に流体圧を供給して前記膨張部材を膨張させることにより、各前記研磨部材を研磨対象の前記側面に押し当てた状態下、両前記研磨部材が装着されたホルダを振動させつつ前記溝と前記ホルダとの相対位置を前記溝の長手方向に変化させることを特徴とする研磨加工方法。 A polishing method for polishing a groove formed in a workpiece,
Each of the polishing members is polished by disposing an expansion member between a pair of polishing members for polishing both side surfaces of the groove, and supplying the fluid pressure to the expansion member to expand the expansion member. A polishing method characterized by changing the relative position of the groove and the holder in the longitudinal direction of the groove while vibrating the holder to which both of the polishing members are mounted while being pressed against the side surface of the groove.
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EP2192431A2 (en) | 2008-11-27 | 2010-06-02 | Nitto Denko Corporation | Opto-electric hybrid board and manufacturing method thereof |
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