JPH079330A - 超精密面研磨方法及び装置 - Google Patents
超精密面研磨方法及び装置Info
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- JPH079330A JPH079330A JP15237693A JP15237693A JPH079330A JP H079330 A JPH079330 A JP H079330A JP 15237693 A JP15237693 A JP 15237693A JP 15237693 A JP15237693 A JP 15237693A JP H079330 A JPH079330 A JP H079330A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
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- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract 2
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Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、ワークの研磨面へ砥粒が同一条
件で作用するようにしたことを目的とするものである。 【構成】 遊離砥粒又は固定砥粒を設けたラップ上にて
ワークを載置し、前記ラップに予め設置したループ又は
直線運動させることにより、ワークと研磨材との相対的
研磨作用を均等化させた超精密面研磨方法。機台上へＹ
軸方向に移動できるＹテーブルを架載し、前記Ｙテーブ
ル上に、前記Ｙテーブルの移動方向と交叉して移動でき
るＸテーブルを架載し、前記Ｘテーブル上へ筒状凹入部
を有するラップ枠を固定し、前記筒状凹入部の中央部内
へ、上面を平面としたラップを固定すると共に、該ラッ
プ上へワークを載置できるようにし、前記Ｘテーブルと
Ｙテーブルに制御された駆動手段を直結した超精密面研
磨装置。
件で作用するようにしたことを目的とするものである。 【構成】 遊離砥粒又は固定砥粒を設けたラップ上にて
ワークを載置し、前記ラップに予め設置したループ又は
直線運動させることにより、ワークと研磨材との相対的
研磨作用を均等化させた超精密面研磨方法。機台上へＹ
軸方向に移動できるＹテーブルを架載し、前記Ｙテーブ
ル上に、前記Ｙテーブルの移動方向と交叉して移動でき
るＸテーブルを架載し、前記Ｘテーブル上へ筒状凹入部
を有するラップ枠を固定し、前記筒状凹入部の中央部内
へ、上面を平面としたラップを固定すると共に、該ラッ
プ上へワークを載置できるようにし、前記Ｘテーブルと
Ｙテーブルに制御された駆動手段を直結した超精密面研
磨装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ワークの研磨面へ砥
粒が同一条件で作用するようにしたことを目的とする超
精密面研磨方法及び装置に関する。
粒が同一条件で作用するようにしたことを目的とする超
精密面研磨方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来普通に使用されている平面研磨装置
は、図５のように、上面を平面とした回転ラップ１上の
半径部分へワーク２を載置し、ラップ１を矢示のように
回転すると共に、ワーク２を矢示のように回転してい
た。この場合にローラ２３で保持し、ワーク２を定位置
回転させていた。
は、図５のように、上面を平面とした回転ラップ１上の
半径部分へワーク２を載置し、ラップ１を矢示のように
回転すると共に、ワーク２を矢示のように回転してい
た。この場合にローラ２３で保持し、ワーク２を定位置
回転させていた。
【０００３】
【発明により解決すべき課題】前記従来の研磨方法によ
れば、砥粒の運動がラップとワークの総ての接触点で異
なるので、ワークを均等研磨することがむつかしい問題
点があった。例えば図５において、ワークの中心部は常
時定速ラップ（従って砥粒）で研磨されるが、ワークの
周縁部は低速−高速までの変化した研磨作用を受けるこ
とになる。換言すれば、ワークは半径方向に異なる研磨
作用を受けることになる。ラップと調整リング内のワー
クの回転が或割合にすればワークのどの点においても研
磨条件を同じにすることはできるが実際にはこの条件で
常に研磨することは仲々むつかしい。
れば、砥粒の運動がラップとワークの総ての接触点で異
なるので、ワークを均等研磨することがむつかしい問題
点があった。例えば図５において、ワークの中心部は常
時定速ラップ（従って砥粒）で研磨されるが、ワークの
周縁部は低速−高速までの変化した研磨作用を受けるこ
とになる。換言すれば、ワークは半径方向に異なる研磨
作用を受けることになる。ラップと調整リング内のワー
クの回転が或割合にすればワークのどの点においても研
磨条件を同じにすることはできるが実際にはこの条件で
常に研磨することは仲々むつかしい。
【０００４】また図５に示す如く、ラップの半径部分に
ワークを載置するので、実際上ワークはラップの直径に
対し、１／３位のものしか研磨できない問題点があっ
た。
ワークを載置するので、実際上ワークはラップの直径に
対し、１／３位のものしか研磨できない問題点があっ
た。
【０００５】
【課題を解決するための手段】然るにこの発明は、ワー
クを載置したラップにループ又は直線運動を付与すると
共に、そのループ又は直線運動に変化を与えたので、ワ
ークの研磨面は均等にランダム運動する砥粒により研磨
されることになり、前記従来の問題点を解決したのであ
る。
クを載置したラップにループ又は直線運動を付与すると
共に、そのループ又は直線運動に変化を与えたので、ワ
ークの研磨面は均等にランダム運動する砥粒により研磨
されることになり、前記従来の問題点を解決したのであ
る。
【０００６】前記ループ又は直線運動は、Ｘテーブルと
Ｙテーブルとを互に直角方向にプログラム移動させるこ
とにより自動制御し得ると共に、各テーブルの移動が速
度を変化させることにより、格一化を防止することがで
きる。従って砥粒が一箇所に滞留することがなくなる。
Ｙテーブルとを互に直角方向にプログラム移動させるこ
とにより自動制御し得ると共に、各テーブルの移動が速
度を変化させることにより、格一化を防止することがで
きる。従って砥粒が一箇所に滞留することがなくなる。
【０００７】即ち方法の発明はラップ上に研磨材を介し
てワークを載置し、前記ラップに予め設置したループ又
は直線運動させることにより、ワークと研磨材との相対
的研磨作用を均等化させることを特徴とした超精密面研
磨方法であり、ラップのループ運動は、ラップを互に直
角なＸ軸とＹ軸方向へプログラム移動させて行うことを
特徴としたものである。また他の発明はラップのループ
形状を時間の経過と共に変化させることを特徴としたも
のであり、ラップにかかる加速度を変化させることによ
りワークにかかる力のベクトルを変化させることを特徴
としたものである。前記ワークの研磨面は平面である
が、曲率半径のきわめて大きい面（例えば半径５０m 〜
１００m ）でも研磨できる。
てワークを載置し、前記ラップに予め設置したループ又
は直線運動させることにより、ワークと研磨材との相対
的研磨作用を均等化させることを特徴とした超精密面研
磨方法であり、ラップのループ運動は、ラップを互に直
角なＸ軸とＹ軸方向へプログラム移動させて行うことを
特徴としたものである。また他の発明はラップのループ
形状を時間の経過と共に変化させることを特徴としたも
のであり、ラップにかかる加速度を変化させることによ
りワークにかかる力のベクトルを変化させることを特徴
としたものである。前記ワークの研磨面は平面である
が、曲率半径のきわめて大きい面（例えば半径５０m 〜
１００m ）でも研磨できる。
【０００８】次に装置の発明は機台上へＹ軸方向に移動
できるＹテーブルを架載し、前記Ｙテーブル上に、前記
Ｙテーブルの移動方向と直角な方向に移動できるＸテー
ブルを架載し、前記Ｘテーブル上へ筒状凹入部を有する
ラップ枠を固定し、前記筒状凹入部の中央部内へ、上面
を平面としたラップを固定すると共に、該ラップ上へワ
ークを載置できるようにし、前記ＸテーブルとＹテーブ
ルに制御された駆動手段を連結したことを特徴とした超
精密面研磨装置である。更に他の発明はラップ枠は筒状
とし、その内壁に弾性材を層着したものである。
できるＹテーブルを架載し、前記Ｙテーブル上に、前記
Ｙテーブルの移動方向と直角な方向に移動できるＸテー
ブルを架載し、前記Ｘテーブル上へ筒状凹入部を有する
ラップ枠を固定し、前記筒状凹入部の中央部内へ、上面
を平面としたラップを固定すると共に、該ラップ上へワ
ークを載置できるようにし、前記ＸテーブルとＹテーブ
ルに制御された駆動手段を連結したことを特徴とした超
精密面研磨装置である。更に他の発明はラップ枠は筒状
とし、その内壁に弾性材を層着したものである。
【０００９】前記駆動手段としては、パルスモータ又は
サーボモータと、これにより回転するボールねじと、こ
れに螺合する摺動又はころがりガイドとを用いる。前記
弾性材としては、例えばスポンジを用いる。
サーボモータと、これにより回転するボールねじと、こ
れに螺合する摺動又はころがりガイドとを用いる。前記
弾性材としては、例えばスポンジを用いる。
【００１０】前記パルスモータ又はサーボモータの電気
回路に、プログラム制御された制御回路を介装し、この
制御回路により、モータ回路を正逆方向に切り換えてＸ
テーブル又はＹテーブルの移動方向と、移動速度を制御
することもできる。
回路に、プログラム制御された制御回路を介装し、この
制御回路により、モータ回路を正逆方向に切り換えてＸ
テーブル又はＹテーブルの移動方向と、移動速度を制御
することもできる。
【００１１】
【作用】この発明によれば、ラップにループ運動を与え
ることにより、ワークの研磨の為の砥粒にループ運動を
付与し、これによりワークの研磨面に砥粒を滞留させる
ことなく均等接触移動させることができる。
ることにより、ワークの研磨の為の砥粒にループ運動を
付与し、これによりワークの研磨面に砥粒を滞留させる
ことなく均等接触移動させることができる。
【００１２】
【実施例１】直径３００mmのラップ上へ直径２００mm、
重さ１５００g の硝子板（ワーク）を載置する。
重さ１５００g の硝子板（ワーク）を載置する。
【００１３】次にラップにＸ軸方向へ毎秒５mmの往復運
動を与えると共に、Ｙ軸方向へ毎秒８mmの往復運動を与
えることにより、楕円状ループ運動を１分間続ける。次
にラップを替えて同様の研磨を１分間続けた所、平均あ
らさ１ナノメートルの精度を得た。一方、回転ラップに
より研磨した場合の平均あらさは１０ナノメートルであ
った。
動を与えると共に、Ｙ軸方向へ毎秒８mmの往復運動を与
えることにより、楕円状ループ運動を１分間続ける。次
にラップを替えて同様の研磨を１分間続けた所、平均あ
らさ１ナノメートルの精度を得た。一方、回転ラップに
より研磨した場合の平均あらさは１０ナノメートルであ
った。
【００１４】ラップに一定の円運動だけさせた場合に
は、その運動の軌跡にスクラッチが起る場合がある。こ
の現象を防止する為には、円の直径を時間と共に変え、
円の中心を少しづつずらし、これによりワークに自転を
与える（図４（ｃ））。また楕円運動の場合には、楕円
の大きさを時間と共に変え、楕円の中心位置を少しづつ
ずらし、長軸と短軸の比及びその方向を変えて（図４
（ａ））これによりワークに自転を与える。
は、その運動の軌跡にスクラッチが起る場合がある。こ
の現象を防止する為には、円の直径を時間と共に変え、
円の中心を少しづつずらし、これによりワークに自転を
与える（図４（ｃ））。また楕円運動の場合には、楕円
の大きさを時間と共に変え、楕円の中心位置を少しづつ
ずらし、長軸と短軸の比及びその方向を変えて（図４
（ａ））これによりワークに自転を与える。
【００１５】またプロポーションの異なった８の字運動
を与える場合もある（図４（ｂ））。
を与える場合もある（図４（ｂ））。
【００１６】
【実施例２】図１、２に基づいてこの発明の実施装置を
説明する。
説明する。
【００１７】機台３上に固定した定盤４上へＹ軸方向に
往復移動するＹテーブル５を載架する。該Ｙテーブル５
は、定盤４に架設したボールねじ６のローラガイド７に
固定されており、ボールねじ６の一端は、カップリング
８によりパルスモータ９の軸に連結されている。またパ
ルスモータ９は定盤４にブラケット１０を介して固定さ
れている。
往復移動するＹテーブル５を載架する。該Ｙテーブル５
は、定盤４に架設したボールねじ６のローラガイド７に
固定されており、ボールねじ６の一端は、カップリング
８によりパルスモータ９の軸に連結されている。またパ
ルスモータ９は定盤４にブラケット１０を介して固定さ
れている。
【００１８】次にＹテーブル５上には、上定盤１１が固
定され、上定盤１１には前記ボールねじ６と直角にボー
ルねじ１２が架設されている。前記ボールねじ１２には
ローラガイド１３を介してＸテーブル１４に螺着され、
ローラガイド１３の片方は、前記上定盤１１上へ摺動自
在に載置されたＸテーブル１４に固着している。
定され、上定盤１１には前記ボールねじ６と直角にボー
ルねじ１２が架設されている。前記ボールねじ１２には
ローラガイド１３を介してＸテーブル１４に螺着され、
ローラガイド１３の片方は、前記上定盤１１上へ摺動自
在に載置されたＸテーブル１４に固着している。
【００１９】前記ボールねじ１２の他端にはカップリン
グ１５を介してパルスモータ１６の軸が連結され、パル
スモータ１６は上定盤１１へ固定したブラケット１７上
へ固定されている。
グ１５を介してパルスモータ１６の軸が連結され、パル
スモータ１６は上定盤１１へ固定したブラケット１７上
へ固定されている。
【００２０】前記Ｘテーブル１４上には円筒状のラップ
枠１８が固定されている。前記ラップ枠１８の内壁には
スポンジ層１９が層着されると共に、ラップ枠１８内へ
ラップ１が固着され、ラップ１上へワーク２が載置され
る。
枠１８が固定されている。前記ラップ枠１８の内壁には
スポンジ層１９が層着されると共に、ラップ枠１８内へ
ラップ１が固着され、ラップ１上へワーク２が載置され
る。
【００２１】前記実施例において、コントローラ２０へ
夫々ラップ１の運動を設定し、スイッチを押すと、コン
トローラ２０の出力はケーブル２１、２２を介してパル
スモータ９、１６へ入力する。そこでパルスモータ９、
１６は入力の指示に伴って、ボールねじ６、１２を一定
方向へ所定回転すると、ローラガイド７、１３を介して
Ｙテーブル５が矢示２４の方向へ所定距離前進すると共
に、Ｘテーブル１４が矢示２５の方向へ所定距離前進す
る。ついでパルスモータ９、１６の入力が逆転し、ボー
ルねじ６、１２を逆回転させるので、Ｙテーブル５とＸ
テーブル１４とは、前記とは逆方向へ矢示２６、２７の
ように移動する。即ちＹテーブル５とＸテーブル１４を
往復運動させることにより、ラップにループ運動させる
ことができる。前記ループ運動を毎秒１〜３０回繰り返
して研磨を続行する。
夫々ラップ１の運動を設定し、スイッチを押すと、コン
トローラ２０の出力はケーブル２１、２２を介してパル
スモータ９、１６へ入力する。そこでパルスモータ９、
１６は入力の指示に伴って、ボールねじ６、１２を一定
方向へ所定回転すると、ローラガイド７、１３を介して
Ｙテーブル５が矢示２４の方向へ所定距離前進すると共
に、Ｘテーブル１４が矢示２５の方向へ所定距離前進す
る。ついでパルスモータ９、１６の入力が逆転し、ボー
ルねじ６、１２を逆回転させるので、Ｙテーブル５とＸ
テーブル１４とは、前記とは逆方向へ矢示２６、２７の
ように移動する。即ちＹテーブル５とＸテーブル１４を
往復運動させることにより、ラップにループ運動させる
ことができる。前記ループ運動を毎秒１〜３０回繰り返
して研磨を続行する。
【００２２】次にＹテーブルとＸテーブルとの摺動距離
を変え、又は摺動距離と毎秒の繰り返えし運動回数を替
えることにより、研磨の画一化を防止することができ
る。
を変え、又は摺動距離と毎秒の繰り返えし運動回数を替
えることにより、研磨の画一化を防止することができ
る。
【００２３】前記実施例はパルスモータを使用したが、
サーボモータでもよいことは勿論である。
サーボモータでもよいことは勿論である。
【００２４】またモータとボールねじに代えて、モータ
とカム、又はローラ駆動によるキャプスタン利用の方
式、或いはクランク駆動方式等、Ｘ、Ｙテーブルの駆動
手段は従来公知の駆動手段を適宜採用することができ
る。ローラガイドでない摺動面も利用可能であり、ＸＹ
テーブルは必ずしも直交する必要なく、交叉しておれば
使用できる（例えば６０度に交叉）。
とカム、又はローラ駆動によるキャプスタン利用の方
式、或いはクランク駆動方式等、Ｘ、Ｙテーブルの駆動
手段は従来公知の駆動手段を適宜採用することができ
る。ローラガイドでない摺動面も利用可能であり、ＸＹ
テーブルは必ずしも直交する必要なく、交叉しておれば
使用できる（例えば６０度に交叉）。
【００２５】
【発明の効果】即ちこの発明によれば、一度のセットに
より、全自動研磨ができるので、作業者一人で多数機を
受持つことができる効果がある。
より、全自動研磨ができるので、作業者一人で多数機を
受持つことができる効果がある。
【００２６】またワークの研磨面における砥粒の移動状
態を均一にして均一な研磨ができる効果がある。
態を均一にして均一な研磨ができる効果がある。
【００２７】次にラップの交換及びワークのセットがき
わめて容易確実にできると共に、ラップの大きさとワー
クの選定の自由度が大きいなどの諸効果がある。
わめて容易確実にできると共に、ラップの大きさとワー
クの選定の自由度が大きいなどの諸効果がある。
【００２８】更に加工圧を一定に保ち、かつ加工圧の調
節が容易である。
節が容易である。
【００２９】この発明の制御においては、例えばコンピ
ュータグラフィックスを使用して、平面研磨の最良砥粒
運動を画像検証できるので、研磨のメカニズムを解明し
得る効果もある。
ュータグラフィックスを使用して、平面研磨の最良砥粒
運動を画像検証できるので、研磨のメカニズムを解明し
得る効果もある。
【図１】この発明の実施装置の平面図。
【図２】同じく正面図。
【図３】同じく制御系のブロック図。
【図４】同じくラップの例示図。（ａ） 楕円運動図。
（ｂ） ８字運動図。（ｃ） 円運動図。
（ｂ） ８字運動図。（ｃ） 円運動図。
【図５】従来の研磨装置の一部平面図。
１ ラップ ２ ワーク ３ 機台 ４ 定盤 ５ Ｙテーブル ６、１２ ボールねじ ７、１３ ローラガイド ８、１５ カップリング ９、１６ パルスモータ １０、１７ ブラケット １１ 上定盤 １４ Ｘテーブル １８ ラップ枠 １９ スポンジ層 ２０ コントローラ ２１、２２ ケーブル
Claims (7)
- 【請求項１】 遊離砥粒又は固定砥粒を設けたラップ上
にてワークを載置し、前記ラップに予め設置したループ
又は直線運動させることにより、ワークと研磨材との相
対的研磨作用を均等化させることを特徴とした超精密面
研磨方法。 - 【請求項２】 ラップのループ又は直線運動は、ラップ
を互に交叉するＸ軸とＹ軸方向へプログラム移動させて
行うことを特徴とした請求項１記載の超精密面研磨方
法。 - 【請求項３】 ラップのループ形状を時間の経過と共に
変化させることを特徴とした請求項１記載の超精密面研
磨方法。 - 【請求項４】 ラップにかかる加速度を変化させること
によりワークにかかる力のベクトルを変化させることを
特徴とした請求項１記載の超精密面研磨方法。 - 【請求項５】 ワークの研磨面は平面又は曲率半径が極
めて大きい球面とした請求項１記載の超精密面研磨方
法。 - 【請求項６】 機台上へＹ軸方向に移動できるＹテーブ
ルを架載し、前記Ｙテーブル上に、前記Ｙテーブルの移
動方向と交叉して移動できるＸテーブルを架載し、前記
Ｘテーブル上へ筒状凹入部を有するラップ枠を固定し、
前記筒状凹入部の中央部内へ、上面を平面としたラップ
を固定すると共に、該ラップ上へワークを載置できるよ
うにし、前記ＸテーブルとＹテーブルに制御された駆動
手段を連結したことを特徴とする超精密面研磨装置。 - 【請求項７】 ラップ枠は筒状とし、その内壁に弾性材
を層着した請求項６記載の超精密面研磨装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15237693A JPH079330A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 超精密面研磨方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15237693A JPH079330A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 超精密面研磨方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH079330A true JPH079330A (ja) | 1995-01-13 |
Family
ID=15539178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15237693A Pending JPH079330A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 超精密面研磨方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079330A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002168316A (ja) * | 2000-11-30 | 2002-06-14 | Mekkusu:Kk | カム運動機構、及び平面研磨機 |
| CN116551557A (zh) * | 2023-05-23 | 2023-08-08 | 杭州正驰达精密机械有限公司 | 一种机械腕表螺钉研磨机 |
| CN116551556A (zh) * | 2023-05-23 | 2023-08-08 | 杭州正驰达精密机械有限公司 | 一种机械腕表螺钉双工位研磨机 |
| CN119871207A (zh) * | 2024-10-25 | 2025-04-25 | 大庆高新区聚瑞祥科技开发有限公司 | 一种研磨机 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5077994A (ja) * | 1973-11-14 | 1975-06-25 | ||
| JPS58155168A (ja) * | 1982-03-04 | 1983-09-14 | Fujikoshi Kikai Kogyo Kk | ポリシング用セラミツク定盤の固定装置 |
-
1993
- 1993-06-23 JP JP15237693A patent/JPH079330A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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| CN116551557B (zh) * | 2023-05-23 | 2025-08-22 | 杭州正驰达精密机械有限公司 | 一种机械腕表螺钉研磨机 |
| CN116551556B (zh) * | 2023-05-23 | 2025-09-23 | 杭州正驰达精密机械有限公司 | 一种机械腕表螺钉双工位研磨机 |
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