JPH0232113B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規かつ改良された研摩装置、詳しく
はガラス板、アルミニウム製磁気デイスク等のワ
ークピースあるいはガラス板などからなるワーク
ピースホルダーの表面に保持したシリコン、 GGGなどの薄くてもろいワークピースを全自
動的に研摩（ラツピングあるいはポリツシング）
するための研摩装置に関するものである。

従来、上記研摩装置の１つとして、ワークピー
スあるいはガラス板などのホルダーに保持された
ワークピースをターンテーブル上に貼着した研摩
布上に接触配置し、砥粒を含むスラリー液の存在
下に上記ターンテーブルを回転させながら、その
研摩布上のワークピースを従動回転させてワーク
ピースの表面をポリツシングする装置が知られて
いる。

しかしながら、従来公知の研摩装置では、ター
ンテーブルに対するワークピースあるいはワーク
ピースホルダーの装着、あるいは研摩後の取出し
を人手にたよつているのが現状であり、また、近
年ワークピースの大口径化に伴なつてワークピー
スあるいはワークピースホルダーは時として10Kg
にも達するために、この装着、取外しには可成り
の労力を伴なうし、またこの作業中に操作者がワ
ークピースを落下したり、あるいはワークピース
とターンテーブルの間に指を挾み込む危険さえも
伴なうものであつた。

さらに前記のようなワークピースは一面をきわ
めて高精度に研摩されるものであるから、研摩後
研摩装置よりベルトコンベア等により搬出する際
はもちろん、搬入する際も被研摩面を上に向けて
傷付けられないようにしなければならない。

そこで、従来、ワークピースの研摩装置に対す
る装着、取外しをたとえば産業用ロボツトを用い
て行なわせることが一部で検討されているが、し
かしこの場合には比較的大きな設置面積を必要と
するほか、産業用ロボツトの費用がかさむという
難点があるので、このような産業用ロボツトを用
いず、しかもコンパクトで全自動的に研摩作業の
行える装置の出現が強く望まれていた。

本発明はかかる要望に応えることのできる新規
かつ改良された研摩装置を提供するものであつ
て、これは回転研摩面を有するターンテーブルを
設け、ワークピースを吸着保持したトツププレー
トを吊下保持し、ワークピースを研摩面上で揺動
運動を往復させて研摩するアームを備えた研摩装
置本体と、前工程より被研摩面を上にして搬入さ
れるワークピースを反転させてトツププレートに
吸着保持させるローデイング機構および研摩後の
ワークピースをトツププレートより受取り再び反
転し被研摩面を上にして搬出させるアンローデイ
ング機構とからなり、該ローデイング、アンロー
デイング機構は、ゴムリングを縁辺に有し、中央
に凹陥面を設けた反転可能の吸着保持盤とこれを
上下動させる支持脚よりなり、さらにターンテー
ブル、ローデイング機構およびアンローデイング
機構がそれぞれ揺動アームの回転軌跡上に配置さ
れてなることを特徴とする研摩装置である。

以下、添付図面に基づいて本発明を詳細に説明
する。

第１図は本発明になる研摩装置の代表的実施例
を示す斜視図、第２図、第３図、第４図はそれぞ
れ第１図に示す装置の平面図、正面図、側面図で
ある。

第１図〜第４図から明らかなように、この研摩
装置は、研摩装置本体Ａと、この装置本体中央に
設置したターンテーブル上にワークピースあるい
はワークピースホルダー（以下単にワークピース
と記す）を自動的に装着するために、常時このワ
ークピースを準備待機させておくローデイング機
構Ｂと、研摩後に該ターンテーブルから自動的に
取り出したワークピースを排出するためのアンロ
ーデイング機構Ｃとから成るものであり、この装
置にはまた、研摩作業後におけるターンテーブル
上の研摩面あるいはポリツシング面の目詰りを解
消するためのブラツシング機構Ｄが取付けられて
いる。

まず、この研摩装置における本体Ａは、第５図
に示すように、機台中央に配置した研摩表面を有
するターンテーブル１０と、これに対向配置した
ワークピースを吸着保持するトツププレート２０
を有し、該トツププレートは揺動アーム３０に吊
下保持されている。上記ターンテーブル１０は、
その下部に配置したホルダー１１上に保持され、
該ホルダーはその下部中央に垂下した円筒部１１
ａが減速機１２に軸支されると共にスラストベア
リング１３等を介して機台に回転自在に保持さ
れ、該減速機１２はＶベルト１４等の動力伝達手
段を介して機台内部に取り付けたモータ１５に連
結されている。

また、上記ターンテーブル１０とそのホルダー
１１との間には、ターンテーブルの過熱を防止す
るための冷却液を供給する空間１６が形成されて
いて、この空間１６には減速機１２の下方に配置
したデイストリビユータ１７を介し、減速機の中
空回転軸１８を経て冷却液が供給される。すなわ
ち、この中空回転軸１８はその内部に直径の異な
る２本のチユーブ１８ａ，１８ｂが同軸的に配設
されていて、中空回転軸１８と第１のチユーブ１
８ａとの間の環状通路を通して上記空隙１６に送
り込まれた冷却液は、ついで第１のチユーブ１８
ａと第２のチユーブ１８ｂとの間の環状通路を経
て系外に排されるようになつており、一方、上記
第２のチユーブ１８ｂはその上端がホルダー１１
を貫通し、ターンテーブル１０の表面に開口して
いて、このチユーブ１８ｂには研摩作業時にその
下端から砥粒を含むスラリー液が供給され、ター
ンテーブルの研摩面中央からターンテーブルの回
転に伴なう遠心力の作用下に研摩面の全体に均一
に分散されるようになつている。

さらに、上記ターンテーブル１０の周囲には環
状の廃液受け１９が配設され、上記スラリー液お
よび後述するリンス液はこれに捕集されて排出口
１９ａを通じて外部に流出される。

つぎに、上記ターンテーブル１０上のトツププ
レート２０についてみると、これは揺動アーム３
０の前方から垂下した中空回転軸２１の下端に連
結保持され、このトツププレートはまた、その底
面には凹陥部２２が設けられると共に該凹陥部の
内周囲にゴムリング２３が装着されている。上記
中空回転軸２１は揺動アーム３０内に設置したモ
ータ２４にギアを介して連結されており、研摩作
業を通じてトツププレート２０を強制回転できる
ようにされている。この中空回転軸２１はまた、
その内部に真空吸引パイプ２５および冷却液供給
パイプ２６が配設されていて、第５図に示すよう
に、トツププレート２０の下方のゴムリング２３
にワークピース４０の周縁を密接させた状態で、
上記吸引パイプ２５を通じて凹陥部２２の内部を
減圧することにより、該ワークピース４０を吸着
保持することができ、また研摩作業中にはパイプ
２６を通じて該凹陥部２２内に冷却液を供給し、
トツププレートの過熱を防止することができる。
なお、第５図には図示してないが、上記中空回転
軸２１にはエアシリンダ機構が取付けられてい
て、ワークピース４０のターンテーブル１０に対
する装着ならびに取り出し作業を通じてトツププ
レート２０を上下動できる構造とされている。

揺動アーム３０は回動軸３１を介して機台に軸
支されており、図面を簡略化するために省略した
が、該回動軸３１は機台内部に設置した揺動駆動
装置に連結され、ターンテーブル１０に対するワ
ークピース４０の装着ならびにターンテーブルか
ら該ワークピースを取り出す操作を通じて、該揺
動アーム３０をローデイング機構Ｂとアンローデ
イング機構Ｃとの間に回動させ、また、研摩作業
を通じて該ワークピース４０がターンテーブル１
０上を往復運動するように揺動させることができ
るようにされている。

つぎに、この研摩装置におけるローデイング機
構Ｂを、第６図〜第９図を参照して説明する。

すなわち、第６図はローデイング機構Ｂの正面
図、第７図はそのワークピース保持盤の平面図、
第８図はそのコンベアローラの平面図、第９図は
側面図を示すものであつて、第６図から明らかな
ように、このローデイング機構Ｂは、第５図に示
したワークピース４０が、前工程装置から被研摩
面を上にしてベルトコンベア等により搬送されて
きた時、これを吸着保持した後180゜回転させて被
研摩面を下にする。ワークピース保持盤５０とそ
の支持脚ならびに上下動シリンダ、およびコンベ
アローラ６０とその支持脚とから成るものであ
る。

上記ホルダー保持盤５０は、前記装置本体Ａの
トツププレート２０と類似構成で、その表面に平
坦な底面の凹陥部５１を有すると共に該凹陥部の
内周縁にゴムリング５２を装着してなり、これは
支持アーム５３に対し、反転駆動装置５４により
180゜回転できるように保持され、該支持アーム５
３は３本の支持脚５５ならびにエアシリンダ５６
に支持されて上下動自在の構造とされている。ま
た、コンベアローラ６０は複数のローラ６１を１
対のフレーム６２ａと６２ｂとの間に保持すると
共に、このフレームを３本の固定支持脚６３で保
持してなるものである。

上記ローデイング機構Ｂはつぎのようにして作
動する。すなわち、たとえばベルトコンベア（図
示せず）などにより搬送されて来るワークピース
４０をコンベアローラ６０上に第６図の仮想線
（二点鎖線）で示される状態で置いた後、反転駆
動装置５４を作動してワークピース保持盤５０を
180゜反転させてその凹陥部５１を下向きにし、つ
いでエアシリンダ５６を作動して該保持盤５０を
下降させ、該保持盤に装着したゴムリング５２を
上記ワークピース４０の表面周縁部に密着させ
る。つぎに、真空吸引装置（図示せず）を作動し
て保持盤凹陥部５１の内部を減圧し、保持盤５０
にワークピース４０を吸着保持してから、再びエ
アシリンダ５６を作動して保持盤５０を上昇さ
せ、その上限位置にて反転装置５４を作動して保
持盤５０を180゜反転させるのである。

また、この研摩装置におけるアンローデイング
機構Ｃについてみると、これは上記ローデイング
機構Ｂと同一の構成を有するものであるから、そ
の構造を図示することは省略するが、このアンロ
ーデイング機構Ｃは、上記ローデイング機構Ｂと
はほゞ逆に作動するものである。

なお、第１図〜第９図には本発明装置を主とし
てポリツシング装置として適用する場合について
図示したが、本発明の装置をたとえばラツピング
装置として適用する場合には、装置本体Ａにおけ
るターンテーブル１０をラツプ用定盤に置き換え
ることによつて容易に達成できることを理解すべ
きである。

つぎに、第１図〜第９図に例示した本発明にな
る装置を用いて、実際にワークピースを研摩する
方法について説明する。

まず、研摩作業に先だつて、従来の研摩作業と
同様に、ワークピース４０を複数個準備し、これ
らワークピース４０をベルトコンベアあるいはロ
ーラコンベア（図示せず）を用い被研摩面を上に
して、ローデイング装置Ｂのローラコンベア６０
上に供給する（第６図２点鎖線参照）。ついで該
ローデイング装置を作動して、上記ワークピース
４０を第６図の実線で示す被研摩面を下にした状
態にセツトし、その作動を停止する。

つぎに、装置本体Ａの揺動アーム３０を、上方
から見て時計方向に回転させて、揺動アームに吊
下保持したトツププレート２０がローデイング機
構Ｂの真上に来たところでその回転を停止し、つ
いで揺動アームの中空回転軸２１に取付けたエア
シリンダを作動して該トツププレートを押下げ、
トツププレートに装着したゴムリング２３を、保
持盤上のワークピース４０の裏面周縁部に密接さ
せ、中空回転軸２１内の吸引パイプ２５を通じて
凹陥部２２内の空気を抜き取り、トツププレート
２０にワークピース４０を吸着保持した後に、該
中空回転軸２１を上昇させてから今度は揺動アー
ム３０を反時計方向に回転して、トツププレート
２０をターンテーブル１０上に位置させ、該中空
回転軸２１を再びわずかに下降してワークピース
４０の被研摩面をターンテーブル上の研摩布１０
ａに密接させ、ついでワークピース４０のトツプ
プレート２０に対する真空吸着を解除して研摩作
業の準備を完了する。

このようにして準備が完了したら、デイストリ
ビユータ１７を通じて、ターンテーブルの研摩布
１０ａ上に砥粒を含むスラリーを供給すると共に
ターンテーブル１０とそのホルダー１１との間隙
１６に冷却液を供給し、一方、トツププレート２
０とワークピース４０との間隙２２にも冷却液を
供給しながら、機台内部のモータ１５を作動し減
速機１２を介してターンテーブル１０を回転させ
ると共に、揺動アーム３０を作動してワークピー
ス４０をターンテーブル１０上に円弧状に往復動
させ、さらに必要に応じて揺動アーム３０内のモ
ータ２４を作動してトツププレート２０ならびに
ワークピース４０を強制的に回転させて研摩作業
を開始する。

上記研摩作業を一定時間行なつてワークピース
表面に所定の鏡面研摩が達成されたら、スラリー
の供給を停止し、引続きチユーブ１８ｂを通して
研摩布１０ａとワークピース４０の被研摩面との
間に今度はリンス液を供給して、この境界面にお
けるスラリー液を洗い流してワークピース４０を
清浄化する。

つぎに、ターンテーブル１０を回転駆動するモ
ータ１５、揺動アーム３０の運動ならびにトツプ
プレート２０を回転駆動するモータ２４の作動を
停止すると共に、トツププレート２０とワークピ
ース４０との間隙２２に対する冷却液の供給を停
止し、ついで該間隙２２内の空気をパイプ２５を
通じて吸引して、トツププレート２０にワークピ
ース４０を吸着保持してから、中空回転軸２１を
上昇させてワークピース４０をターンテーブル１
０から離した後、揺動アーム３０を反時計方向に
回転させて、トツププレート２０がアンローデイ
ング機構Ｃの真上に来たところでその回転を停止
し、ついで中空回転軸２１と共にトツププレート
２０を押下げる。

このようにして上記トツププレート２０に吸着
保持した下向きワークピース４０の表面周縁部
が、アンローデイング機構Ｃの保持盤５０上のゴ
ムリング５２に接触したら、トツププレート２０
の下降を停止すると共にワークピースの真空吸着
を停止する。

引続き上記保持盤５０による真空吸着を行なつ
てから、この保持盤５０を反転駆動装置５４によ
り180゜反転させた後、保持盤５０をエアシリンダ
５６により下降させ、ワークピース４０の裏面を
コンベアローラ６０に接触させ、最後に保持盤５
０によるワークピース４０の真空吸着を解除す
る。このようにしてコンベアローラ６０に被研摩
面を上にして置かれた研摩後のワークピース４０
は、ベルトコンベアあるいはローラコンベアを用
いて所定個所に搬出される。なお、ターンテーブ
ル１０からワークピース４０を取出した後に、ブ
ラツシング機構Ｄを作動させれば、ターンテーブ
ル１０上の研摩面１０ａの目詰りを容易に解消さ
せることができる。

上記のようにして、本発明装置においては研摩
装置に対するワークピースの装着、ワークピース
の研摩、研摩後にワークピースを研摩装置から取
出す操作を全自動的に行なうことができ、上記し
た研摩装置の一連の動作はプロセス制御によつて
行なうことができ、このプロセス制御のプログラ
ムの設定、変更あるいは装置の調整操作等は装置
本体Ａの前面に設けた操作パネル２７，２８にお
いて行なうことができる。

以上説明した通り、本発明によれば、従来人手
を要していた研摩作業を全自動的に行なうことが
できて省力化に寄与するばかりでなく、ワークピ
ースの研摩装置に対する装着、装置からの取出し
を通じてワークピースの損傷を皆無とすることが
できるので、その歩留りの向上、生産性の向上に
も大きく寄与し、したがつてその実用的価値はす
こぶる大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の代表的実施例を示す概略
斜視図、第２図、第３図、第４図はそれぞれ第１
図に示す装置の平面図、正面図、側面図である。
第５図は上記装置における本体部の要部を一部断
面で表わした概略構成図である。第６図〜第９図
は上記装置におけるローテイング機構の詳細を示
すものであつて、第６図はその正面図、第７図は
そのワークピース保持盤の平面図、第８図はその
コンベアローラの平面図、第９図は側面図であ
る。 Ａ…装置本体、Ｂ…ローデイング機構、Ｃ…ア
ンローデイング機構、Ｄ…ブラツシング機構、１
０…ターンテーブル、１０ａ…研摩布（研摩面）、
１１…ホルダー、１２…減速機、１３…スラスト
ベアリング、１４…Ｖベルト、１５…モータ、１
６…間隙、１７…デイストリビユータ、１８…中
空回転軸、２０…トツププレート、２１…中空回
転軸、２２…凹陥部（間隙）、２３…ゴムリング、
２４…モータ、２５…真空吸引パイプ、２６…冷
却水パイプ、２７，２８…操作パネル、３０…揺
動アーム、３１…回転軸、４０…ワークピース、
５０…ワークピース保持盤、５１…凹陥部、５２
…ゴムリング、５３…支持アーム、５４…反転駆
動装置、５５…支持脚、５６…エアシリンダ、６
０…コンベアローラ、６１…ローラ、６２…フレ
ーム、６３…固定支持脚。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転研摩面を有するターンテーブルを設け、
   ワークピースを吸着保持したトツププレートを吊
   下保持し、ワークピースを研摩面上で揺動運動を
   往復させて研摩するアームを備えた研摩装置本体
   と、前工程より被研摩面を上にして搬入されるワ
   ークピースを反転させてトツププレートに吸着保
   持させるローデイング機構および研摩後のワーク
   ピースをトツププレートより受取り再び反転し被
   研摩面を上にして搬出させるアンローデイング機
   構とからなり、該ローデイング、アンローデイン
   グ機構は、ゴムリングを縁辺に有し、中央に凹陥
   面を設けた反転可能の吸着保持盤とこれを上下動
   させる支持脚よりなり、さらにターンテーブル、
   ローデイング機構およびアンローデイング機構が
   それぞれ揺動アームの回転軌跡上に配置されてな
   ることを特徴とする研摩装置。