国产精品1024永久观看,大尺度欧美暖暖视频在线观看,亚洲宅男精品一区在线观看,欧美日韩一区二区三区视频,2021中文字幕在线观看

  • <option id="fbvk0"></option>
    1. <rt id="fbvk0"><tr id="fbvk0"></tr></rt>
      <center id="fbvk0"><optgroup id="fbvk0"></optgroup></center>
      <center id="fbvk0"></center>

      <li id="fbvk0"><abbr id="fbvk0"><dl id="fbvk0"></dl></abbr></li>

      研磨裝置及被研材的厚度判定方法

      文檔序號(hào):3265074閱讀:277來(lái)源:國(guó)知局
      專利名稱:研磨裝置及被研材的厚度判定方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及研磨裝置及被研材的厚度判定方法,特別涉及用于研磨透鏡等光學(xué)零件的裝置及方法中的被研材的厚度判定技術(shù)。
      背景技術(shù)
      通常,在研磨透鏡等光學(xué)零件時(shí),把被研材固定在上研磨盤和下研磨盤的其中一方上,通過(guò)使上研磨盤和下研磨盤相對(duì)地旋轉(zhuǎn)及擺動(dòng),進(jìn)行研磨。采用該研磨方法的裝置,公知的有球芯擺動(dòng)型研磨裝置和歐斯卡型研磨裝置。球芯擺動(dòng)型研磨裝置中,使一方(上下任一方)的研磨軸繞著既定的擺動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)使另一方研磨軸旋轉(zhuǎn)。歐斯卡型研磨裝置中,將一方研磨軸與研磨盤能變更角度地連接著,使該研磨軸擺動(dòng),同時(shí)使另一方研磨軸旋轉(zhuǎn)。
      上述各種研磨裝置中,為了控制被研材的厚度,檢測(cè)隨著由研磨產(chǎn)生的被研材的厚度變化而移動(dòng)的規(guī)定的裝置構(gòu)造部分的位置。通常,當(dāng)該裝置構(gòu)造部分到達(dá)了預(yù)定位置時(shí),使研磨動(dòng)作結(jié)束,這樣,使被研材的厚度接近目標(biāo)值(例如參照下面的專利文獻(xiàn)1)。這時(shí),連續(xù)地測(cè)定規(guī)定的裝置構(gòu)造部分的位置,測(cè)定每一次擺動(dòng)的研磨量,設(shè)定研磨時(shí)間和擺動(dòng)次數(shù)(參照專利文獻(xiàn)1的圖1和圖3),或者,檢測(cè)是否達(dá)到了被研材的厚度的目標(biāo)值(參照專利文獻(xiàn)1的圖12和圖13)。
      專利文獻(xiàn)1日本特開2001-252868號(hào)公報(bào)上述已往的研磨方法中,為了高精度地控制被研材的厚度作了很多的努力,但是,并不能說(shuō)被研材的厚度精度已很高。尤其是在球芯擺動(dòng)型研磨裝置和歐斯卡型研磨裝置中,由于其擺動(dòng)動(dòng)作的影響,很難提高被研材的厚度的檢測(cè)精度,必須根據(jù)每個(gè)裝置的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),微調(diào)研磨時(shí)間等,對(duì)工作人員的技術(shù)能力要求很高。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而作出的,其目的是提供一種不需要高度熟練的作業(yè)、能高精度地掌握被研材厚度的厚度判定技術(shù)。
      本發(fā)明者鑒于上述情形,經(jīng)過(guò)銳意研究和反復(fù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)在研磨裝置進(jìn)行研磨加工時(shí),隨著研磨作用而產(chǎn)生微振動(dòng),該微振動(dòng)妨礙了厚度檢測(cè)值的檢測(cè)精度提高。該微振動(dòng),隨著挾著被研材相向的、相對(duì)旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)的第1研磨部件和第2研磨部件的相對(duì)移動(dòng)而產(chǎn)生,該微振動(dòng)傳遞到進(jìn)行被研材厚度測(cè)定的裝置構(gòu)造部分,這樣,使通過(guò)檢測(cè)裝置構(gòu)造部分的移動(dòng)而得到的被研材厚度檢測(cè)值振動(dòng)。該振動(dòng)不是由歐斯卡型研磨裝置等的驅(qū)動(dòng)構(gòu)造引起的上下動(dòng),而是由磨粒與被研材的間的研磨作用引起的上述微振動(dòng)而產(chǎn)生的。該厚度檢測(cè)值的振動(dòng),不僅受到擺動(dòng)幅度、擺動(dòng)周期、旋轉(zhuǎn)速度等第1研磨部件和第2研磨部件的相對(duì)移動(dòng)狀態(tài)的影響,也受到被研材的研磨面曲率、裝置構(gòu)造的共振特性等的影響,所以,該厚度檢測(cè)值的振動(dòng),不僅在每個(gè)裝置中不同,而且也根據(jù)研磨條件、被研材的形狀等而有所不同。這樣,厚度檢測(cè)值的振動(dòng)狀態(tài)根據(jù)狀況而各不相同,另外,它也是由研磨條件、被研材的形狀、裝置構(gòu)造等復(fù)雜因素綜合而產(chǎn)生的,所以,在已往的方法中,要使被研材厚度檢測(cè)值的檢測(cè)精度小于厚度檢測(cè)值的上述振動(dòng)振幅是很困難的。
      為此,本發(fā)明者為了降低隨著上述微振動(dòng)產(chǎn)生的厚度檢測(cè)值的振動(dòng)而出現(xiàn)的檢測(cè)誤差,在被研材的厚度因研磨作用而遞減的過(guò)程中,測(cè)定得到設(shè)定值以下的厚度檢測(cè)值的持續(xù)時(shí)間,該持續(xù)時(shí)間超過(guò)了既定的設(shè)定時(shí)間時(shí),判定為得到了與上述設(shè)定值對(duì)應(yīng)的被研材的厚度。尤其是,把上述設(shè)定時(shí)間定在伴隨著上述微振動(dòng)的厚度檢測(cè)值的振動(dòng)周期以下時(shí),可以抑制隨時(shí)間經(jīng)過(guò)而引起的被研材厚度的偏差,所以,可以極高精度地控制厚度。具體地說(shuō),與已往那樣的在厚度檢測(cè)值到達(dá)了設(shè)定值時(shí)結(jié)束研磨動(dòng)作的方法相比,可以將被研材的厚度偏差降低到約1/3或1/3以下。
      即,本發(fā)明的研磨裝置,是研磨上述被研材用的研磨裝置,具有第1研磨部件、隔著被研材與上述第1研磨部件相向的第2研磨部件、和使上述第1研磨部件和上述第2研磨部件相對(duì)地旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。該研磨裝置中備有檢測(cè)機(jī)構(gòu)和計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu),檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)定隨著上述被研材的厚度變化而變化的裝置構(gòu)造部分的位置,可以檢測(cè)出是否得到了與上述被研材的厚度設(shè)定值以下的厚度對(duì)應(yīng)的厚度檢測(cè)值。計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)用于求出持續(xù)地得到與上述設(shè)定值以下的厚度對(duì)應(yīng)的厚度檢測(cè)值的持續(xù)時(shí)間,當(dāng)上述持續(xù)時(shí)間超過(guò)了既定的設(shè)定時(shí)間時(shí),停止研磨。
      上述的檢測(cè)機(jī)構(gòu),并不限定于測(cè)定上述的厚度檢測(cè)值本身,只要能最終檢測(cè)出厚度檢測(cè)值是否與設(shè)定值以下的厚度對(duì)應(yīng)即可。因此,只要能知道厚度檢測(cè)值是超過(guò)了設(shè)定值的狀態(tài)、還是在設(shè)定值以下的狀態(tài)即可。例如,上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)是檢測(cè)開關(guān)等,當(dāng)厚度檢測(cè)值到達(dá)了設(shè)定值以下時(shí),該開關(guān)進(jìn)行接點(diǎn)切換。
      上述的設(shè)定時(shí)間,最好是上述厚度檢測(cè)值的振動(dòng)周期以下的時(shí)間。即使設(shè)定時(shí)間設(shè)定為超過(guò)振動(dòng)周期的時(shí)間,也可以把被研材的厚度偏差抑制在厚度檢測(cè)值的振動(dòng)振幅以下,但是,本發(fā)明的目的是為了降低厚度的偏差,降低受厚度檢測(cè)值振動(dòng)的影響,所以設(shè)定時(shí)間即使超過(guò)振動(dòng)周期也得不到任何付加的效果。另外,如果到達(dá)設(shè)定值以下的時(shí)刻后的時(shí)間加長(zhǎng),則反而會(huì)加大因研磨速度偏差引起的、研磨加工后的被研材的厚度偏差。另外,由于被研材的厚度與設(shè)定值的偏差增大,必須注意被研材與設(shè)定值的對(duì)應(yīng)關(guān)系,管理煩雜。
      本發(fā)明中,上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),最好具有使第1研磨部件擺動(dòng)的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、和使第2研磨部件繞其軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。一方研磨部件進(jìn)行擺動(dòng)動(dòng)作的研磨裝置中,雖然厚度檢測(cè)值的振動(dòng)周期不一定與其擺動(dòng)動(dòng)作同步,但是,由于擺動(dòng)動(dòng)作的影響,厚度檢測(cè)值有更大的振動(dòng),所以,要提高厚度檢測(cè)值的檢測(cè)精度是極為困難的。但是,本發(fā)明中,通過(guò)觀察厚度檢測(cè)值成為設(shè)定值以下的持續(xù)時(shí)間,是否超過(guò)了規(guī)定的設(shè)定時(shí)間,可以將檢測(cè)誤差抑制為小于厚度檢測(cè)值的振幅,所以,可以高精度地控制被研材的厚度。
      本發(fā)明中,具有固定在上述第1研磨部件上的第1研磨軸,上述擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),最好使上述第1研磨軸繞著規(guī)定的擺動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣地構(gòu)造時(shí)(球芯擺動(dòng)型研磨裝置),通過(guò)測(cè)定第1研磨軸與擺動(dòng)中心的間的相對(duì)位置關(guān)系,就可以直接地得到上述厚度檢測(cè)值,或者可以檢測(cè)出厚度檢測(cè)值是否在設(shè)定值以下。
      本發(fā)明中,最好如下地構(gòu)成,具有能改變角度地與上述第1研磨部件連接的第1研磨軸,借助該第1研磨軸的擺動(dòng)動(dòng)作,使上述第1研磨部件在沿著上述被研材或上述第2研磨部件的曲面上滑動(dòng);上述檢測(cè)機(jī)構(gòu),通過(guò)測(cè)定第1研磨部件的、在上述曲面上滑動(dòng)時(shí)在研磨方向往復(fù)動(dòng)作的死點(diǎn)位置,檢測(cè)出是否得到了與上述設(shè)定值以下的厚度對(duì)應(yīng)的上述厚度檢測(cè)值。本發(fā)明中,具有能改變角度地與第1研磨部件連接的第1研磨軸,借助其擺動(dòng)動(dòng)作,使第1研磨部件在沿著被研材或第2研磨部件的曲面上滑動(dòng)的構(gòu)造(歐斯卡(オスカ一)型研磨裝置)中,隨著第1研磨部件的滑動(dòng),第1研磨軸在研磨方向往復(fù)動(dòng)作,所以,僅測(cè)定第1研磨軸的位置不能得到厚度檢測(cè)值。因此,這時(shí),通過(guò)測(cè)定該往復(fù)動(dòng)作的死點(diǎn)位置,檢測(cè)出厚度檢測(cè)值是否在設(shè)定值以下。這時(shí)也同樣地,根據(jù)持續(xù)時(shí)間是否超過(guò)了設(shè)定時(shí)間,控制研磨動(dòng)作,這樣,可以用厚度檢測(cè)值的振動(dòng)振幅以下的精度,來(lái)控制被研材的厚度。
      本發(fā)明的被研材厚度判定方法,是研磨上述被研材用的研磨裝置中的上述被研材的厚度判定方法,上述研磨裝置具有第1研磨部件、隔著被研材與上述第1研磨部件相向的第2研磨部件、和使上述第1研磨部件與上述第2研磨部件相對(duì)旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。通過(guò)測(cè)定隨著上述被研材的厚度變化而變化的裝置構(gòu)造部分的位置,檢測(cè)是否得到了與上述被研材的厚度設(shè)定值以下的厚度對(duì)應(yīng)的厚度檢測(cè)值,求出持續(xù)地得到與上述設(shè)定值以下的厚度對(duì)應(yīng)的厚度檢測(cè)值的持續(xù)時(shí)間,判定該持續(xù)時(shí)間是否超過(guò)了規(guī)定的設(shè)定時(shí)間。另外,上述的設(shè)定時(shí)間最好在上述厚度檢測(cè)值的振動(dòng)周期以下。
      本發(fā)明中,上述的設(shè)定時(shí)間,最好設(shè)定為上述振動(dòng)周期的一半以下。但是,如果設(shè)定時(shí)間不足振動(dòng)周期的5%,則收到由外部干擾等引起的沖擊或電氣噪音等的可能性變大。研磨速度在振動(dòng)周期中產(chǎn)生的研磨量,充分小于振動(dòng)振幅時(shí),設(shè)定時(shí)間最好約為厚度檢測(cè)值的振動(dòng)周期的一半(50%),這樣,可以降低被研材的厚度與設(shè)定值的差。實(shí)際上,由于振動(dòng)相位相對(duì)于設(shè)定值有偏差,并且,在振動(dòng)周期內(nèi)產(chǎn)生的研磨量相對(duì)于振動(dòng)振幅大多不可忽略,所以,設(shè)定時(shí)間最好是振動(dòng)周期的一半或一半以下,例如,在10~65%的范圍內(nèi),最好在25~45%的范圍內(nèi)。


      圖1是表示研磨裝置100的主要部分構(gòu)造的概略構(gòu)造圖。
      圖2是表示用研磨裝置100進(jìn)行研磨的被研材厚度檢測(cè)值的曲線圖。
      圖3是表示用研磨裝置100進(jìn)行研磨的被研材厚度檢測(cè)值的曲線圖。
      圖4是表示用研磨裝置100進(jìn)行研磨的被研材厚度檢測(cè)值的曲線圖。
      圖5是表示用研磨裝置100進(jìn)行研磨的被研材厚度檢測(cè)值的曲線圖。
      圖6是厚度檢測(cè)值的曲線圖的放大圖和表示判定方法的說(shuō)明圖。
      圖7是表示由實(shí)施例1和2研磨的被研材的厚度偏差的曲線圖。
      圖8是表示由比較例1-4研磨的被研材的厚度偏差的曲線圖。
      圖9是表示研磨裝置200的主要部分構(gòu)造的概略構(gòu)造圖。
      圖10是表示裝置構(gòu)造部分的移動(dòng)曲線的曲線圖和將移動(dòng)曲線的一部分放大表示的放大圖。
      具體實(shí)施例方式
      下面,參照

      本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。圖1是表示本實(shí)施形態(tài)的研磨裝置100的主要部分構(gòu)造的概略構(gòu)造圖。圖示的研磨裝置100,就是上軸球芯擺動(dòng)型研磨裝置。但是,也可以將該研磨裝置100的上軸部和下軸部的功能、構(gòu)造相反地構(gòu)成,形成為下軸球芯擺動(dòng)型研磨裝置。該研磨裝置100中,上軸部110繞著擺動(dòng)中心Fo轉(zhuǎn)動(dòng),下軸部120繞著軸線旋轉(zhuǎn)。
      在上軸部110,第1研磨部件(研磨盤)111固定在第1研磨軸(擺動(dòng)部件)112上,該第1研磨軸112可相對(duì)于支承部件113在軸線方向自由移動(dòng)地軸支著。支承部件113由圖未示的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng),繞著擺動(dòng)中心Fo轉(zhuǎn)動(dòng)。在支承部件113上,支承固定著由推壓開關(guān)等構(gòu)成的檢測(cè)器114。另外,在支承部件113上,設(shè)有止擋件(度當(dāng)たリ)115。
      第1研磨軸112伸到支承部件113的上方,與固定部件116相連。在該固定部件116上,安裝著由測(cè)微計(jì)等構(gòu)成的調(diào)節(jié)部件117。該調(diào)節(jié)部件117的前端117a,與上述檢測(cè)器114的前端114a抵接時(shí),檢測(cè)器114的輸出被切換。檢測(cè)器114的前端114a以被圖未示的彈性部件朝著突出方向推壓的狀態(tài),以規(guī)定的行程S1可在軸線方向伸縮,前端114a與調(diào)節(jié)部件117的前端117a抵接時(shí),前端114a被推壓而縮回,上述檢測(cè)信號(hào)切換。上述的行程S1,要確保如后述那樣達(dá)成設(shè)定值而從前端117a與前端114a抵接后到研磨結(jié)束之間的研磨量所容許移動(dòng)的足夠的行程。另外,在固定部件116上還安裝著限制部件118。該限制部件118與上述止擋件115抵接時(shí),限制第1研磨軸112的移動(dòng)范圍。限制部件118由螺栓等構(gòu)成,可調(diào)節(jié)其前端的研磨方向的位置。
      上述調(diào)節(jié)部件117固定在第1研磨軸112上,上述檢測(cè)器114固定在支承部件113上,但是,也可以相反地,將調(diào)節(jié)部件117固定在支承部件113上,將檢測(cè)器114固定在第1研磨軸112上。另外,也可以對(duì)調(diào)節(jié)部件117設(shè)置檢測(cè)功能,代替檢測(cè)器114,僅構(gòu)成為抵接部。
      另一方面,上述止擋件115固定在支承部件113上,上述限制部件118固定在第1研磨軸112上,但是,也可以把止擋件115固定在第1研磨軸112上,把限制部件118固定在支承部件113上。另外,限制部件118和止擋件115構(gòu)成限制機(jī)構(gòu)。該限制機(jī)構(gòu)是為了使檢測(cè)器114的前端部114a不受破壞而設(shè)置的。
      在下軸部120,設(shè)有第2研磨部件(研磨盤)121、和固定連接在該第2研磨部件121上的第2研磨軸(旋轉(zhuǎn)軸)122。第2研磨軸122由圖未示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng),繞著軸線旋轉(zhuǎn)。
      在第1研磨部件111與第2研磨部件121的間,配置著透鏡或其它光學(xué)零件等的被研材101。在圖示例中,被研材101用竭力推銷(ピツチ)等適當(dāng)?shù)墓潭C(jī)構(gòu)固定在第1研磨部件111上,但也可以固定在第2研磨部件121上。當(dāng)上述第1研磨軸112繞著擺動(dòng)中心Fo轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),第1研磨部件111在第2研磨部件121的表面(被研材101固定在第1研磨部件111上時(shí))或被研材101的表面(被研材101固定在第2研磨部件121上時(shí))上滑動(dòng)。無(wú)論哪種情形,第1研磨軸112都是在曲面上滑動(dòng)。
      上述研磨裝置100中,在把含有磨粒的漿液供給到了被研材101與第2研磨部件121(被研材101固定在第1研磨部件111上時(shí))或第1研磨部件111(被研材101固定在第2研磨部件121上時(shí))之間的狀態(tài)下,一邊使第1研磨部件111繞著擺動(dòng)中心Fo擺動(dòng),一邊使第2研磨部件121繞第2研磨軸122的軸線旋轉(zhuǎn),從而進(jìn)行研磨加工。
      圖2至圖5是表示用上述研磨裝置100研磨被研材101時(shí)的、被研材101的厚度檢測(cè)值的曲線圖。各曲線的數(shù)據(jù)中所示微細(xì)的上下動(dòng),是隨著檢測(cè)器的噪音和繪圖機(jī)構(gòu)的振動(dòng)產(chǎn)生的,在下面的說(shuō)明中將其忽略。該厚度檢測(cè)值,在上述研磨裝置100中不能檢測(cè)出來(lái),所以,必須安裝另外的檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)定,該另外的檢測(cè)系統(tǒng),用檢測(cè)傳感器等檢測(cè)上述研磨裝置100的第1研磨軸112或固定在其上的部件、與下軸部120或支承部件113或固定在它們上的部件的間的研磨方向(圖中上下方向)的相對(duì)移動(dòng)量。圖2中,從第1研磨軸112對(duì)第1研磨部件施加的壓力是0.3MPa。圖3中是0.4MPa。圖4中是0.5MPa。圖5中是0.6MPa。另外,各圖的數(shù)據(jù)中,第1研磨軸112的擺動(dòng)周期是2.4秒,第2研磨軸122的旋轉(zhuǎn)速度是2000rpm。但是通常,適宜地設(shè)定擺動(dòng)周期在1~6秒的范圍,旋轉(zhuǎn)速度在1000~3000rpm的范圍。
      如圖2至圖5所示,被研材101的厚度檢測(cè)值,隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)約直線地降低,但是實(shí)際上有微小的振動(dòng)重疊。圖6是將各圖的厚度檢測(cè)值的數(shù)據(jù)放大表示的圖。如圖6所示,該厚度檢測(cè)值d的振動(dòng)的振幅(全振幅)A,在圖示例中是10~15μm,振動(dòng)的周期T是0.9~1.2秒。該振動(dòng)的振幅A和周期T,受研磨裝置的構(gòu)造、尺寸、構(gòu)成材質(zhì)等的影響,同時(shí)也受研磨條件、被研材的形狀的影響,不能簡(jiǎn)單地求出。
      如果研磨加工后的被研材厚度的容許誤差比振動(dòng)的振幅A充分大,則上述厚度檢測(cè)值d的振動(dòng)還問(wèn)題不大,但是,當(dāng)精度要求高、容許誤差接近上述振幅A時(shí),則產(chǎn)生了問(wèn)題,導(dǎo)致了研磨加工后的被研材的厚度偏差,同時(shí),如果容許誤差小于上述振幅A時(shí),則必須進(jìn)行移動(dòng)平均、最小二乘法等的各種計(jì)算處理或其它的噪音除去處理,否則不能對(duì)應(yīng)。該噪音除去處理,需要高價(jià)的檢測(cè)器和計(jì)算處理機(jī)構(gòu),提高了研磨裝置的價(jià)格。
      本實(shí)施形態(tài)中,通過(guò)調(diào)節(jié)上述的調(diào)節(jié)部件117,可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定與被研材101的厚度的目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的設(shè)定值do。例如,研磨開始前,在安裝著被研材101的狀態(tài),使調(diào)節(jié)部件117的前端117a與檢測(cè)器114的前端114a抵接,確認(rèn)檢測(cè)器114的檢測(cè)信號(hào)切換(例如翻轉(zhuǎn)),以該切換位置為基準(zhǔn),使調(diào)節(jié)部件117的前端117a離開檢測(cè)器114所需的研磨量。這樣,被研材101的厚度減少了上述的所需研磨量,當(dāng)被研材101的厚度成為設(shè)定值do時(shí),調(diào)節(jié)部件117的前端117a與檢測(cè)器114的前端114a抵接,檢測(cè)器114的檢測(cè)信號(hào)切換。
      如上所述,在設(shè)定值do已被設(shè)定的狀態(tài)下,開始研磨時(shí),如圖1至圖5所示,被研材101的厚度漸漸減小,不久,如圖6所示,當(dāng)被研材101的厚度檢測(cè)值d達(dá)到設(shè)定值do時(shí),調(diào)節(jié)部件117的前端117a與檢測(cè)器114的前端114a抵接,檢測(cè)器114的檢測(cè)信號(hào)切換。但是,該檢測(cè)信號(hào)的切換狀態(tài),由于厚度檢測(cè)值d的振動(dòng)而在短時(shí)間內(nèi)結(jié)束,檢測(cè)信號(hào)復(fù)原到切換前的狀態(tài)。本實(shí)施形態(tài)中,測(cè)定該檢測(cè)信號(hào)成為切換狀態(tài)時(shí)的持續(xù)時(shí)間Δt。該持續(xù)時(shí)間Δt的測(cè)定,在檢測(cè)器114的檢測(cè)信號(hào)切換時(shí)開始,在檢測(cè)信號(hào)復(fù)原時(shí)停止,通過(guò)采用重設(shè)的計(jì)算電路可以簡(jiǎn)單地進(jìn)行。
      本實(shí)施形態(tài)中,預(yù)先設(shè)定好設(shè)定時(shí)間to,與上述持續(xù)時(shí)間Δt比較。持續(xù)時(shí)間Δt在設(shè)定時(shí)間to以下時(shí),繼續(xù)研磨,當(dāng)持續(xù)時(shí)間Δt超過(guò)了設(shè)定時(shí)間to時(shí),研磨裝置100停止。實(shí)際上,使研磨裝置100的動(dòng)作部分瞬間地停止是困難的,所以,用切斷擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力、或者在切斷驅(qū)動(dòng)力的基礎(chǔ)上施加制動(dòng)力、或者在驅(qū)動(dòng)停止前解除或降低加壓力等各種方法,使研磨動(dòng)作結(jié)束。上述的持續(xù)時(shí)間Δt和設(shè)定時(shí)間to的判定,可用公知的比較電路等簡(jiǎn)單地進(jìn)行。
      上述的設(shè)定時(shí)間to,最好在圖6所示厚度檢測(cè)值d的振動(dòng)周期T以下。當(dāng)上述的持續(xù)時(shí)間Δt超過(guò)了振動(dòng)周期T時(shí),意味著設(shè)定值do與被研材101厚度的差為厚度檢測(cè)值的振動(dòng)振幅A的一半以上,所以,不意味著更長(zhǎng)的待機(jī)。另外,隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò),被研材101的厚度漸漸減小到比設(shè)定值do小,所以,被研材101的厚度對(duì)于設(shè)定值do的差增大,該差的偏差也可能增大。
      作為一例,如圖6所示,例如,厚度檢測(cè)值d最初達(dá)到設(shè)定值do時(shí)的持續(xù)時(shí)間Δt是0.35T,第二次到達(dá)設(shè)定值do時(shí)的持續(xù)時(shí)間Δt是0.65T,然后再次到達(dá)后,就不再超過(guò)設(shè)定值do。這時(shí),如果將設(shè)定時(shí)間to設(shè)定為0.5T,在第2次到達(dá)設(shè)定值do時(shí)研磨結(jié)束,研磨結(jié)束時(shí)的被研材101的厚度是圖示P點(diǎn)的值。
      通常,在振動(dòng)周期T研磨的研磨量充分小時(shí),持續(xù)時(shí)間Δt為0.5T時(shí)的被研材101的厚度,與設(shè)定值do基本一致。但是,由于相對(duì)于設(shè)定值do的上述振動(dòng)的相位的原因,持續(xù)時(shí)間Δt不一定與0.5T一致。所以,最好適當(dāng)?shù)卦O(shè)定設(shè)定時(shí)間to,以在持續(xù)時(shí)間Δt盡量接近0.5T的時(shí)刻進(jìn)行判定。另外,實(shí)際上,由于在振動(dòng)周期T研磨的研磨量不可忽視,所以,隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò),被研材的厚度漸漸比設(shè)定值do小。因此,考慮到這些因素,最好把設(shè)定時(shí)間to設(shè)定為0.5T附近或比其稍短的時(shí)間。但是,如果設(shè)定時(shí)間t0在周期T的5%以下,則容易受外部干擾和噪音等的影響。因此,最好是在0.10~0.65T,更好在0.25~0.5T。
      圖7表示采用本實(shí)施形態(tài)時(shí)的、被研材101研磨加工后的厚度測(cè)定結(jié)果。實(shí)施例1中,是設(shè)定時(shí)間to=0.4T時(shí)的數(shù)據(jù)。實(shí)施例2中,是設(shè)定時(shí)間to=0.5T時(shí)的數(shù)據(jù),分別表示連續(xù)50次研磨時(shí)的50個(gè)被研材的厚度??v軸的一個(gè)刻度是10μm。圖8是表示用已往那樣的、在最初達(dá)到設(shè)定值do時(shí)結(jié)束研磨的方法進(jìn)行研磨。比較例1至4表示在不同的條件下分別進(jìn)行50次連續(xù)研磨的結(jié)果??v軸的一個(gè)刻度是10μm。
      如上所述,已往的方法中,研磨加工后的被研材厚度的偏差為30~50μm幅度,相對(duì)于此,采用本實(shí)施形態(tài)時(shí),被研材的厚度偏差在20μm以下,通過(guò)使設(shè)定時(shí)間最佳化,可以達(dá)到10μm以下。通常,最好使上述設(shè)定時(shí)間to小于0.5T來(lái)降低研磨加工后的被研材厚度的偏差幅度。
      另外,與上述實(shí)施形態(tài)不同地,也可以判定持續(xù)時(shí)間Δt的積算值是否超過(guò)了設(shè)定時(shí)間to。即,上述圖6所示例中,由于最初的持續(xù)時(shí)間Δt=0.35T,所以,不超過(guò)設(shè)定時(shí)間to=0.5T,但是,從成為設(shè)定值do以下的時(shí)刻開始經(jīng)過(guò)了0.15T時(shí),則持續(xù)時(shí)間Δt的積算值超過(guò)了設(shè)定時(shí)間to。因此,在經(jīng)過(guò)了第2次持續(xù)時(shí)間Δt=0.65T的最初0.15T后,研磨結(jié)束。這樣,不受最初達(dá)到設(shè)定值do時(shí)的振動(dòng)相位的太大影響,可得到通常接近設(shè)定值do的被研材101的厚度。
      圖9是表示另一研磨裝置200的主要部分構(gòu)造的概略構(gòu)造圖。該研磨裝置200,上軸部210擺動(dòng),下軸部220旋轉(zhuǎn)地構(gòu)成,是歐斯卡型研磨裝置。上軸部210的第1研磨部件(研磨盤)211和第1研磨軸(擺動(dòng)部件)212可改變角度地連接著,通過(guò)第1研磨軸212擺動(dòng),第1研磨部件211在被研材201或第2研磨部件221的表面(曲面)上滑動(dòng)。另一方面,通過(guò)第2研磨軸222被圖未示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)而繞軸線旋轉(zhuǎn),第2研磨部件221旋轉(zhuǎn)。
      第1研磨軸212與擺動(dòng)臂213連接,該擺動(dòng)臂213可轉(zhuǎn)動(dòng)地與進(jìn)行擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)(圖中左右方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng))的驅(qū)動(dòng)部件214連接。另外,擺動(dòng)臂213通過(guò)由氣缸等構(gòu)成的加壓機(jī)構(gòu)215受到朝研磨方向(圖中下方)的加壓力。在擺動(dòng)臂213上固定連接著延長(zhǎng)臂216,在該延長(zhǎng)臂216上安裝著調(diào)節(jié)部件217。該調(diào)節(jié)部件217,可在移動(dòng)方向改變其前端的位置,并且輸出檢測(cè)信號(hào),當(dāng)其前端與后述的抵接部219抵按時(shí),檢測(cè)信號(hào)切換。
      另外,在驅(qū)動(dòng)部件214上固定連接著支承臂218,在該支承臂218上安裝著抵接部219。圖示例中,調(diào)節(jié)部件217固定在擺動(dòng)臂213上,抵接部219是固定在驅(qū)動(dòng)部件214上,但是,也可以將抵接部219固定在擺動(dòng)臂213上,將調(diào)節(jié)部件217固定在驅(qū)動(dòng)部件214上。另外,本實(shí)施形態(tài)中,也可以設(shè)置與研磨裝置100同樣的調(diào)節(jié)部件和檢測(cè)器。反的,該研磨裝置200的上述調(diào)節(jié)部件和抵接部也可以用于研磨裝置100。
      抵接部219可相對(duì)支承臂218在與調(diào)節(jié)部件217抵接的方向滑動(dòng),并且總是朝著調(diào)節(jié)部件217側(cè)被推壓,在調(diào)節(jié)部件217不與抵接部219抵接的狀態(tài)下,保持著與調(diào)節(jié)部件217側(cè)的限制位置相碰的狀態(tài)。另外,該滑動(dòng)構(gòu)造,也可以不是抵接部219,而設(shè)在調(diào)節(jié)部件217上。該滑動(dòng)構(gòu)造的行程量S2,應(yīng)確保大于后述第1研磨軸212的上下動(dòng)(往復(fù)動(dòng))的振幅。
      研磨裝置200中,與研磨裝置100同樣地,在研磨開始前,用調(diào)節(jié)部件217適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行設(shè)定值的設(shè)定。另外,一邊使第2研磨軸222旋轉(zhuǎn),一邊使驅(qū)動(dòng)部件214往復(fù)動(dòng)作,這樣,使第1研磨軸212擺動(dòng),因此,第1研磨部件211在旋轉(zhuǎn)的被研材201或第2研磨部件221的表面上滑動(dòng),而進(jìn)行被研材201的研磨。
      該研磨裝置200中,如果被研材201的被研磨面是曲面,第1研磨軸212擺動(dòng)時(shí),第2研磨軸212與擺動(dòng)臂213一起上下往復(fù)動(dòng)作,所以,調(diào)節(jié)部件217的位置也如圖10所示地上下往復(fù)動(dòng)作。因此,在該研磨裝置200中,被研材201的厚度檢測(cè)值d與調(diào)節(jié)部件217的前端位置不對(duì)應(yīng)。被研材201的厚度檢測(cè)值d,是從圖10所示調(diào)節(jié)部件217的前端位置等的裝置構(gòu)造部分的移動(dòng)曲線中,減去伴隨其擺動(dòng)動(dòng)作的往復(fù)動(dòng)成分的值。即,厚度檢測(cè)值d,與上述移動(dòng)曲線的死點(diǎn)位置(上死點(diǎn)或下死點(diǎn))的包絡(luò)線d1或d2對(duì)應(yīng)。因此,在研磨裝置200中,通過(guò)檢測(cè)上述移動(dòng)曲線的死點(diǎn)位置,判定上述厚度檢測(cè)值d是否到達(dá)了設(shè)定值do以下。
      圖10是表示將上述移動(dòng)曲線的一部分(3個(gè)部位)放大的放大圖。從這些放大圖可知,在上述移動(dòng)曲線上,重疊著由上述微振動(dòng)引起的振動(dòng)。因此,從移動(dòng)曲線上減去伴隨擺動(dòng)動(dòng)作的往復(fù)動(dòng)成分的厚度檢測(cè)值d,也與圖2至圖5同樣地,有振動(dòng)重疊著。圖10中所示的點(diǎn)劃線d1是連接上死點(diǎn)間的包絡(luò)線,點(diǎn)劃線d2是連接下死點(diǎn)間的包絡(luò)線,虛線d0是表示設(shè)定值的直線(水平線)。
      研磨裝置200中,持續(xù)時(shí)間Δt在死點(diǎn)位置被測(cè)定。圖示例中,對(duì)裝置構(gòu)造部分的移動(dòng)曲線的下死點(diǎn)位置測(cè)定持續(xù)時(shí)間Δt。這時(shí),設(shè)定值do的設(shè)定作業(yè)如圖9中虛線所示,是在把第1研磨部件211配置在下死點(diǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行的。如圖10的放大圖所示,判定移動(dòng)曲線的下死點(diǎn)為設(shè)定值do以下時(shí)的持續(xù)時(shí)間Δt是否超過(guò)了設(shè)定時(shí)間to這一點(diǎn),與研磨裝置100相同。這時(shí),不僅振動(dòng)的相位,移動(dòng)曲線下死點(diǎn)的相位,也與設(shè)定值do的關(guān)系不同。檢測(cè)狀況與研磨裝置100在實(shí)質(zhì)上基本相同。
      圖10所示例中,以移動(dòng)曲線為基準(zhǔn),設(shè)定值do更低時(shí),例如最初持的續(xù)時(shí)間Δt為0.25T,下一個(gè)為0.35T;設(shè)定值do比其稍稍大時(shí),例如,最初的持續(xù)時(shí)間Δt為0.44T,下一個(gè)為0.63T。這樣,在研磨裝置200中,持續(xù)時(shí)間Δt的變動(dòng)幅度與在研磨裝置100中相比要小,另外,當(dāng)過(guò)了該下死點(diǎn)后,其后的持續(xù)時(shí)間Δt在到下一個(gè)下死點(diǎn)的前不出現(xiàn),所以,設(shè)定時(shí)間Δt最好比在研磨裝置100中要小。
      該研磨裝置200中應(yīng)注意的是,上述持續(xù)時(shí)間Δt的測(cè)定、以及持續(xù)時(shí)間Δt與設(shè)定時(shí)間to的比較判定,不是對(duì)移動(dòng)曲線的往復(fù)動(dòng)(上下動(dòng))進(jìn)行的,而始終是對(duì)在移動(dòng)曲線上重疊的振動(dòng)進(jìn)行的。即,被研材的厚度檢測(cè)值d,是從移動(dòng)曲線中去除伴隨著擺動(dòng)的往復(fù)動(dòng)成分,必須對(duì)該厚度檢測(cè)值d,進(jìn)行持續(xù)時(shí)間Δt的測(cè)定、以及持續(xù)時(shí)間Δt與設(shè)定時(shí)間to的比較判定。
      另外,與上述不同的是,也可以對(duì)裝置構(gòu)造部分的上死點(diǎn)位置測(cè)定持續(xù)時(shí)間Δt。這時(shí),設(shè)定值do的設(shè)定作業(yè),如圖9的實(shí)線所示,是在把第1研磨部件211配置在上死點(diǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行的。另外,這時(shí),當(dāng)檢測(cè)出被研材201的厚度為設(shè)定值do以下時(shí),與上述相反地,必須檢測(cè)出在上死點(diǎn)調(diào)節(jié)部件217的前端不再背離抵接部219的前端。因此,采用如下方法,與研磨裝置100同樣地檢測(cè)持續(xù)時(shí)間Δt,但是,忽略與上述移動(dòng)曲線同步產(chǎn)生的長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間Δt、即在相鄰上死點(diǎn)間存在的持續(xù)時(shí)間Δt,只用上死點(diǎn)附近的短持續(xù)時(shí)間Δt;或者,與研磨裝置100相反地,測(cè)定調(diào)節(jié)部件217的前端不與抵接部219的前端抵接的離開持續(xù)時(shí)間,把從規(guī)定的基準(zhǔn)時(shí)間中減去離開持續(xù)時(shí)間的時(shí)間,作為持續(xù)時(shí)間Δt。例如,后者的情況下,如果設(shè)定時(shí)間to不足振動(dòng)周期T,則把上述基準(zhǔn)時(shí)間作為振動(dòng)周期T。這樣,當(dāng)初,持續(xù)時(shí)間Δt雖然是負(fù)的,但是,離開持續(xù)時(shí)間為振動(dòng)周期T以下時(shí),持續(xù)時(shí)間Δt成為正,當(dāng)它超過(guò)設(shè)定時(shí)間t0時(shí),進(jìn)行判定和研磨結(jié)束動(dòng)作。
      另外,本發(fā)明的研磨裝置和被研材厚度判定方法,并不只限定于上述圖示例,在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)可以作各種變更。例如,上述各實(shí)施形態(tài)中,是通過(guò)檢測(cè)第1研磨軸的位置,來(lái)檢測(cè)被研材的厚度已到達(dá)設(shè)定值以下,但是,作為位置檢測(cè)對(duì)象的裝置構(gòu)造部分并不限定于上述第1研磨軸,也可以是任何部位,只要是隨著被研材厚度變化而變化的部位均可。具體地說(shuō),如果是下軸球芯擺動(dòng)型研磨裝置,也可以將擺動(dòng)動(dòng)作的下軸部的球芯位置固定住,檢測(cè)上軸部的位置。
      權(quán)利要求
      1.研磨裝置,用于研磨被研材,具有第1研磨部件、隔著被研材與上述第1研磨部件相向的第2研磨部件、使上述第1研磨部件和上述第2研磨部件相對(duì)旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),其特征在于,備有檢測(cè)機(jī)構(gòu)和計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu),上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)定隨著上述被研材的厚度變化而變化的裝置構(gòu)造部分的位置,能夠檢測(cè)是否得到了與上述被研材的厚度設(shè)定值以下的厚度對(duì)應(yīng)的厚度檢測(cè)值;上述計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)求出持續(xù)地得到與上述設(shè)定值以下的厚度對(duì)應(yīng)的上述厚度檢測(cè)值的持續(xù)時(shí)間,當(dāng)上述持續(xù)時(shí)間超過(guò)了既定的設(shè)定時(shí)間時(shí),停止研磨動(dòng)作。
      2.如權(quán)利要求1所述的研磨裝置,其特征在于,上述的設(shè)定時(shí)間,是上述厚度檢測(cè)值的振動(dòng)周期以下的時(shí)間。
      3.如權(quán)利要求1或2所述的研磨裝置,其特征在于,上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),具有使上述第1研磨部件擺動(dòng)的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、和使上述第2研磨部件繞其軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
      4.如權(quán)利要求3所述的研磨裝置,其特征在于,具有固定在上述第1研磨部件上的第1研磨軸,上述擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),使上述第1研磨軸繞著規(guī)定的擺動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)。
      5.如權(quán)利要求3所述的研磨裝置,其特征在于,具有能改變角度地與上述第1研磨部件連接的第1研磨軸,借助該第1研磨軸的擺動(dòng)動(dòng)作,使上述第1研磨部件在沿著上述被研材或上述第2研磨部件的曲面上滑動(dòng);上述檢測(cè)機(jī)構(gòu),通過(guò)測(cè)定上述第1研磨部件的、在曲面上滑動(dòng)時(shí)在研磨方向上往復(fù)動(dòng)作的死點(diǎn)位置,檢測(cè)是否得到了與上述設(shè)定值以下的厚度對(duì)應(yīng)的上述厚度檢測(cè)值。
      6.被研材的厚度判定方法,是研磨被研材用的研磨裝置中采用的上述被研材的厚度測(cè)定方法,上述研磨裝置具有第1研磨部件、隔著被研材與上述第1研磨部件相向的上述第2研磨部件、使上述第1研磨部件和上述第2研磨部件相對(duì)旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),其特征在于,測(cè)定隨著上述被研材的厚度變化而變化的裝置構(gòu)造部分的位置,檢測(cè)是否得到了與上述被研材的厚度設(shè)定值以下的厚度對(duì)應(yīng)的厚度檢測(cè)值,求出持續(xù)地得到與上述設(shè)定值以下的厚度對(duì)應(yīng)的上述厚度檢測(cè)值的持續(xù)時(shí)間,判定上述持續(xù)時(shí)間是否超過(guò)了既定的設(shè)定時(shí)間。
      7.如權(quán)利要求6所述的被研材厚度判定方法,其特征在于,上述設(shè)定時(shí)間在上述厚度檢測(cè)值的振動(dòng)周期以下。
      全文摘要
      本發(fā)明提供不需要高度熟練操作就能高精度地控制被研材厚度的厚度判定技術(shù)。本發(fā)明的研磨裝置(100),用于研磨被研材,具有第1研磨部件(111)、隔著被研材(101)與第1研磨部件相向的第2研磨部件(121)、使上述第1研磨部件和第2研磨部件相對(duì)旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。該裝置備有檢測(cè)機(jī)構(gòu)(114、117)和計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu),上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)定隨著被研材的厚度變化而變化的裝置構(gòu)造部分的位置,能夠檢測(cè)是否得到了與被研材的厚度設(shè)定值以下的厚度對(duì)應(yīng)的厚度檢測(cè)值;上述計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)求出持續(xù)地得到與上述設(shè)定值以下的厚度對(duì)應(yīng)的厚度檢測(cè)值的持續(xù)時(shí)間,當(dāng)上述持續(xù)時(shí)間超過(guò)了既定的設(shè)定時(shí)間時(shí),停止研磨動(dòng)作。
      文檔編號(hào)B24B13/02GK1613606SQ20041009058
      公開日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2004年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月5日
      發(fā)明者永田修平 申請(qǐng)人:株式會(huì)社永田制作所
      網(wǎng)友詢問(wèn)留言 已有0條留言
      • 還沒(méi)有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
      1