磨削加工裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種即使在需要會使機構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生彈性變形這樣的加工力的情況下，也能夠高精度地磨削工件的技術。進給單元將磨具和工件的任意一方或者雙方支撐為在進給方向上可動，在磨削加工時使工件和磨具接近、接觸、以及分離。加工力檢測單元檢測由進給單元將磨具推壓到工件上的力即加工力。位置檢測單元檢測磨具相對于工件的安裝位置在進給方向上的位置即磨具位置?？刂茊卧砸?guī)定的比例將定位控制的控制量和加工力控制的控制量合成并執(zhí)行，該定位控制是將由位置檢測單元檢測出的磨具位置控制為希望位置的控制，該加工力控制是將由加工力檢測單元檢測出的加工力控制為希望加工力的控制。
【專利說明】磨削加工裝置及其控制方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通過磨具對工件進行磨削的磨削加工裝置的控制。

【背景技術】
[0002]存在利用磨具將工件(被加工物)的表面磨削成平面的磨削加工裝置。這種磨削加工裝置將工件的旋轉(zhuǎn)中心線和磨具的旋轉(zhuǎn)中心線設成平行，以使得工件的被磨削面與磨具的磨削面成為平行，并一邊分別使它們旋轉(zhuǎn)，一邊通過進給機構(gòu)使工件與磨具接觸，由此將工件的被磨削面磨削成平面。
[0003]例如，在專利文獻1所記載的磨削加工裝置中，設置有用于調(diào)整工件的旋轉(zhuǎn)中心軸的機構(gòu)、和用于調(diào)整磨具的旋轉(zhuǎn)中心軸的機構(gòu)，使得能夠高精度地調(diào)整工件的被磨削面與磨具的磨削面的平行度，從而能夠進行高精度的磨削。
[0004]現(xiàn)有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:JP特許第3978002號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]然而，存在如藍寶石那樣不通過較大的加工力推壓磨具就無法磨削的情況。在這種情況下，若將磨具推壓到工件上，則由于工件可動機構(gòu)、磨具可動機構(gòu)等磨削加工裝置的機構(gòu)發(fā)生彈性變形，而成為得不到充分的加工力的狀態(tài)。因此，當欲通過位置控制來將工件的厚度磨削到希望的厚度時，雖然進行進給，但是該進給距離的大部分被彈性變形消耗，存在加工力不充分而使磨削無法進展的可能性。
[0009]此外，若由于彈性變形，工件的被磨削面和磨具的磨削面變得不平行，或者磨具的磨削面和工件的被磨削面在接觸面內(nèi)方向相互偏移，則在工件的中心部和外緣部發(fā)生不均衡，損害了通過GBIR(Global Back Ideal Range:全局平整度)等評價的工件的表面形狀的平坦性。雖然還設想這樣的彈性變形，具有工件可動機構(gòu)、磨具可動機構(gòu)，并且使得能夠進行調(diào)整，但是因加工力變化而引起的彈性變形量的變化，成為在每次加工使GBIR的值變化的主要原因。
[0010]本發(fā)明的目的在于，提供如下技術:即使在需要會使磨削加工裝置的機構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生彈性變形這樣的加工力的情況下，也能夠高精度地對工件進行磨削。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]本發(fā)明的一個方式的磨削加工裝置，通過使磨具與工件相對地旋轉(zhuǎn)并且接觸，來將所述工件的被磨削面磨削成平面，該磨削加工裝置具有:進給單元，其將所述磨具和所述工件的任意一方或者雙方支撐為在進給方向上可動，使所述工件與所述磨具接近、接觸、以及分離；加工力檢測單元，其檢測由所述進給單元將所述磨具推壓到所述工件上的力即加工力；位置檢測單元，其檢測所述磨具相對于所述工件的安裝位置在所述進給方向上的位置即磨具位置；以及控制單元，其以規(guī)定的比例將定位控制的控制量和加工力控制的控制量合成并執(zhí)行，該定位控制是將由所述位置檢測單元檢測出的所述磨具位置控制為希望位置的控制，該加工力控制是將由所述加工力檢測單元檢測出的所述加工力控制為希望加工力的控制。
[0013]發(fā)明效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明，即使在需要會使機構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生彈性變形這樣的加工力的情況下，通過適當?shù)乜刂贫ㄎ豢刂坪图庸ち刂?，也能夠高精度地對工件進行磨削。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是表示本實施方式的磨削加工裝置的概要性的磨削結(jié)構(gòu)的圖。
[0016]圖2是用于說明磨具11和工件12的關系的圖。
[0017]圖3是表示與磨削加工裝置的控制相關的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0018]圖4是用于對本實施方式中的磨削加工的加工模式進行說明的圖。
[0019]圖5是用于對磨削加工時的磨具11與工件12的相對位置關系進行說明的圖。

【具體實施方式】
[0020]參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0021]圖1是表示本實施方式的磨削加工裝置的概要性的磨削結(jié)構(gòu)的圖。作為一例，本實施方式的磨削加工裝置是通過預先固定工件，使磨具向該工件的方向移動并使它們接觸，來對工件的被加工面進行磨削的裝置。
[0022]參照圖1，磨削加工裝置中，在構(gòu)成磨削加工裝置的磨削結(jié)構(gòu)的公共的基臺的底座18上，配設有磨具進給機構(gòu)14和工件支撐機構(gòu)17。
[0023]磨具進給機構(gòu)14包括:固定于底座18的固定部14a、和相對于固定部14a能夠在進給方向100上往返移動的可動部14b。進給方向是使磨具11與工件12接近、接觸、以及分離的方向，在圖中是橫向(水平方向)。
[0024]在磨具進給機構(gòu)14的可動部14b，安裝有磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15。若可動部14b在進給方向100上移動，則與此同時磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15也在進給方向100上移動。由此，在磨削加工時，工件12和磨具11接近、接觸、以及分離。磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15在通過電機驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的前端安裝有磨具11，通過電機的旋轉(zhuǎn)，使磨具11旋轉(zhuǎn)。
[0025]工件支撐機構(gòu)17相對于底座18而固定，在工件支撐機構(gòu)17安裝有工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)16。工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)16在通過電機驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的前端具有卡盤13 (chuck)。工件12能夠被安裝于該卡盤13的工件安裝面，也能夠從該工件安裝面卸下。即，卡盤13能夠利用真空泵的負壓而將工件12吸著在工件安裝面上，也能夠解除該吸著。
[0026]在基于上述的結(jié)構(gòu)的磨削加工裝置中，在磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15使磨具11旋轉(zhuǎn)、工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)16使工件12旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，通過磨具進給機構(gòu)14使磨具11在進給方向100上以向工件12接近的方式移動并使它們接觸，從而使工件12被磨具11磨削。
[0027]圖2是用于說明磨具11與工件12的關系的圖。
[0028]安裝于磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15的磨具11和安裝于卡盤13的工件12在彼此的旋轉(zhuǎn)軸偏移的狀態(tài)下平行地對置。磨具11的外緣被定位為與工件12的中心(旋轉(zhuǎn)軸)21大體一致。在磨削加工時，磨具11和工件12彼此一邊逆向旋轉(zhuǎn)，一邊被希望的加工力按壓地接觸。這里所說的加工力是將磨具11推壓到工件12上的力。
[0029]圖3是表示與磨削加工裝置的控制相關的結(jié)構(gòu)的框圖。參照圖3，磨削加工裝置具有:電流傳感器36、位置傳感器37、以及控制部31。
[0030]電流傳感器36處于磨具進給機構(gòu)14內(nèi)，其檢測流經(jīng)磨具進給機構(gòu)14的電機35的電流，并將該值通知給控制部31。流經(jīng)電機35的電流的值與向工件12按壓磨具11的加工力等價。在本實施方式中，作為一例，將流經(jīng)電機35的電流的值用作向工件12按壓磨具11的加工力。
[0031]位置傳感器37由多個位置傳感器組構(gòu)成，例如檢測磨具11的磨削面的位置(磨具位置)和卡盤13的工件安裝面的位置，并將它們通知給控制部31?；蛘撸恢脗鞲衅?7將磨具11的磨削面的位置與卡盤13的工件安裝面的位置的差分作為工件12的厚度，通知給控制部31。即，將相對于工件12的安裝位置的磨具11的磨削面的位置的信息通知給控制部31。如果在磨削加工中，則工件12的被磨削面的位置和磨具11的磨削面的位置大體一致，是等價的。工件12的安裝位置是不通過磨削工件12而變化的工件12的規(guī)定的位置，或者是保持工件12的卡盤13的規(guī)定的位置。例如，能夠?qū)⒖ūP13的工件安裝面的位置作為工件12的安裝位置。
[0032]控制部31以規(guī)定的比例(以下稱為“控制比”)將定位控制的控制量和加工力控制的控制量進行合成并執(zhí)行，該定位控制是將從位置傳感器37通知的磨具11的磨削面的位置控制為希望位置的控制，該加工力控制是將以由電流傳感器36檢測出的電流值表示的加工力控制為希望加工力的控制。具體而言，進行合成由電流傳感器36檢測出的電流(相當于加工力)與希望加工力的差、和由位置傳感器37檢測出的位置與希望位置的差并進行反饋的反饋控制。由電流傳感器36檢測出的電流與希望加工力的差、以及由位置傳感器37檢測出的位置與希望位置的差是這里所說的控制量。能夠通過使增益設定部33中的定位控制的反饋增益和增益設定部34中的加工力控制的反饋增益的雙方或者一方變化而適當?shù)剡M行設定，來設定控制比。
[0033]如上述，在工件12是如藍寶石那樣的材料的情況下，不以較大的加工力來推壓磨具11就無法磨削。若以較大的加工力將磨具11推壓到工件12上，則工件支撐機構(gòu)17、磨具進給機構(gòu)14等磨削加工裝置的機構(gòu)彈性變形。然而，在本實施方式中，能夠同時使用定位控制和加工力控制，并且將它們的控制比設定成合適的值。因此，即使在需要會使機構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生彈性變形這樣的加工力的情況下，通過適當?shù)乜刂贫ㄎ豢刂坪图庸ち刂?，也能夠抑制使磨削無法進展，或過度磨削，從而高精度地對工件12進行磨削。
[0034]圖4是用于對本實施方式中的磨削加工的加工模式進行說明的圖。加工模式是表示磨具11的位置與加工速度之間的關系的信息，其被預先設定。參照圖4，表示出與時間的經(jīng)過一起進展的工件12的厚度(虛線)和磨具進給機構(gòu)14中的機械位置(實線)。機械位置是除了磨具11的移動量之外，機構(gòu)的彈性變形量也發(fā)生移動的部位的位置。例如，若假設在磨具進給機構(gòu)14的固定部14a具有驅(qū)動可動部14b的驅(qū)動機構(gòu)，則在該驅(qū)動機構(gòu)的移動量中，包含有可動部14b、磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15、磨具11等的彈性變形量。
[0035]在圖4的加工模式下，在磨削加工的前半，作為粗加工(第1工序)，以每單位時間的進展距離即加工速度較快的加工，高效地進行磨削，在后半，作為精加工(第2工序)，減慢加工速度來提高定位的精度和磨削面的平面的精度。
[0036]在本實施方式中，控制部31也可以預先設定表示在磨削加工時的磨具11相對于工件12的位置與加工速度之間的關系的例如如圖4那樣的加工模式。該情況下，控制部31在按照加工模式來控制磨具進給機構(gòu)14時，也可以與按照該加工模式的磨削加工的工序的進展相配合地使定位控制與加工力控制的比例變化。即使在按照加工模式，根據(jù)磨削加工的各階段使加工速度變化的情況下，也能夠以希望的精度進行各工序中的加工。
[0037]例如，被給予了加工模式的處理部32根據(jù)時間的經(jīng)過來設定希望位置和希望加工力(圖3中作為一例是轉(zhuǎn)矩)，并且伴隨該加工模式的進展，對增益設定部33、34設定適當?shù)姆答佋鲆婕纯伞?br> [0038]例如，在粗加工時，由于進行晶圓的基本形狀的加工(影響到GBIR的加工)，所以進行加工力控制，盡可能將加工力保持為固定。在精加工時，為了降低表面的性狀(粗糙度)而優(yōu)先進給速度，以較慢的進給速度進行加工。這樣，能夠進行適于磨削加工的各階段的加工，提高效率和精度。
[0039]圖5是用于對磨削加工時的磨具11與工件12的相對位置關系進行說明的圖。工件12的被磨削面的平面度、尤其是GBIR受到磨削加工時的磨具11和工件12的相對位置關系的影響。
[0040]若磨具11的磨削面和工件12的被磨削面不平行，則工件12的被磨削面中，在中央附近和外緣附近的厚度產(chǎn)生不同。尤其是在施加規(guī)定的加工力來對工件12進行磨削時，使磨削加工裝置的機構(gòu)產(chǎn)生彈性變形，所以在未施加加工力時，磨具11與工件12的相對位置關系、尤其是相對的角度可能不同。
[0041]于是，在本實施方式中，如圖5所示，預先調(diào)整磨具11與工件12的相對的角度關系，以使得在磨削加工時施加了規(guī)定的加工力的狀態(tài)下，磨具11的磨削面和工件12的被磨削面成為平行。在調(diào)整后的加工力中，能夠使磨具11以適當?shù)南鄬Φ慕嵌汝P系而與工件12接觸，能夠進行高精度的加工。作為調(diào)整機構(gòu)，實際的裝置構(gòu)成為能夠進行各處的調(diào)整。例如，可以通過位于配置在底座18上的磨具進給機構(gòu)14的調(diào)整機構(gòu)，來調(diào)整磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15的旋轉(zhuǎn)軸的角度，還可以通過位于磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15的調(diào)整機構(gòu)，來調(diào)整其旋轉(zhuǎn)軸的角度。此外，可以通過位于工件支撐機構(gòu)17的調(diào)整機構(gòu)來調(diào)整工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)16的旋轉(zhuǎn)軸的角度，還可以通過位于工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15的調(diào)整機構(gòu)，來調(diào)整其旋轉(zhuǎn)軸的角度。另外，也可以調(diào)整磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15的旋轉(zhuǎn)軸的角度和工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)16的旋轉(zhuǎn)軸的角度的雙方。
[0042]此外，也可以預先調(diào)整磨具11與工件12的接觸面中的相對的位置。具體而言，預先調(diào)整在在施加了規(guī)定的加工力時，磨具11的邊緣與工件12的被磨削面的中心21 —致即可。
[0043]另外，在本實施方式中，作為檢測加工力的單元，使用測量流經(jīng)電機的電流的電流傳感器36。然而，本發(fā)明并不局限于此，能夠從各處直接地或間接地檢測加工力。
[0044]例如，也可以對作用于使工件12旋轉(zhuǎn)的工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)16的旋轉(zhuǎn)軸的構(gòu)件、或者使磨具11旋轉(zhuǎn)的磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15的旋轉(zhuǎn)軸的構(gòu)件的力進行測量，來作為加工力。在工件12和磨具11未接觸時和接觸時，作用于構(gòu)成工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)16或磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15的旋轉(zhuǎn)軸的構(gòu)件的力變化。此外，作用于其旋轉(zhuǎn)軸的構(gòu)件的力根據(jù)加工力而變化。因此，通過預先設定作用于旋轉(zhuǎn)軸的構(gòu)件的力與加工力之間的關系來作為已知的信息，能夠根據(jù)作用于旋轉(zhuǎn)軸的構(gòu)件的力而間接地求出加工力。作用于旋轉(zhuǎn)軸的構(gòu)件的力與加工力之間的關系通過數(shù)式或者表格設定即可。
[0045]此外，也可以對施加于支撐使工件12旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的構(gòu)件的構(gòu)造物，或者支撐使磨具11旋轉(zhuǎn)的磨具軸的構(gòu)件的構(gòu)造物的力進行測量，基于測量值來判斷加工力。作為支撐使工件12旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的構(gòu)造物，具有將旋轉(zhuǎn)軸支撐為能夠旋轉(zhuǎn)的工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)16中未旋轉(zhuǎn)側(cè)的構(gòu)成部件。此外，作為支撐使磨具11旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的構(gòu)造物，具有將旋轉(zhuǎn)軸支撐為能夠旋轉(zhuǎn)的磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15中未旋轉(zhuǎn)側(cè)的構(gòu)成部件。通過預先設定施加于構(gòu)造物的力與加工力之間的關系來作為已知的信息，能夠根據(jù)施加于構(gòu)造物的力而間接地求出加工力。此外同樣地，也可以對以支撐使工件12旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的構(gòu)造物的規(guī)定部位的底座18為基準的位移、或者以使磨具11旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的底座18為基準的位移進行測量，基于測量值來間接地判斷加工力。此外同樣地，也可以通過應變儀來測定上述構(gòu)造物、旋轉(zhuǎn)軸的形變，基于測量值來間接地判斷加工力。
[0046]此外，磨具進給機構(gòu)14也可以是具有通過滾珠螺桿使磨具11在進給方向上移動的進給機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。該情況下，也可以對驅(qū)動進給機構(gòu)的滾珠螺桿的轉(zhuǎn)矩進行測量，基于測量值來間接地判斷加工力。通過預先設定轉(zhuǎn)矩與加工力的關系來作為已知的信息，能夠根據(jù)轉(zhuǎn)矩而間接地求出加工力。
[0047]此外，若在通過磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15使磨具11旋轉(zhuǎn)，通過工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)16使工件12旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，使磨具11與工件12接觸，則工件12和磨具11因根據(jù)相互推壓的加工力而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)方向的力，各自的轉(zhuǎn)速降低。即，若加工力增大，則相對于流經(jīng)磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15、工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)16的電機的電流，磨具11、工件12的轉(zhuǎn)速的比例降低。因此，通過預先設定相對于電流的轉(zhuǎn)速的比例與加工力之間的關系來作為已知的信息，能夠根據(jù)相對于電流的轉(zhuǎn)速的比例而間接地求出加工力。
[0048]例如，磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15也可以是通過由施加的電壓驅(qū)動的電機來使磨具11旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)，工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)16也可以是通過由施加的電壓驅(qū)動的電機來使工件12旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)。該情況下，也可以基于流經(jīng)磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15和工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)16的雙方或一方的電機的電流和轉(zhuǎn)速，來計算加工力。使用磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15和工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)16的雙方的目的在于降低誤差，即使僅使用任意一方，也能夠進行加工力的計算。即，能夠根據(jù)流經(jīng)磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15的電機的電流和磨具11的轉(zhuǎn)速，來計算加工力。同樣地，能夠根據(jù)流經(jīng)工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)16的電機的電流和工件12的轉(zhuǎn)速，來計算加工力。另外，將流經(jīng)磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15的電機的電流、磨具11的轉(zhuǎn)速、用于驅(qū)動工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)16的電機電流、以及工件12的轉(zhuǎn)速作為參數(shù)，能夠更高精度地計算加工力。作為具體的運算例，也可以使用根據(jù)磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15側(cè)的數(shù)據(jù)而計算出的加工力與根據(jù)工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)16側(cè)的數(shù)據(jù)而計算出的加工力的平均值。
[0049]—般而言,若將磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15的電機電流設為IG,將工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)16的電機電流設為IW，將磨具11的轉(zhuǎn)速設為NG，將工件12的轉(zhuǎn)速設為NW，則加工力FWB能夠被表示為參數(shù) IG、Iff, NG、以及 NW 的函數(shù) f (IG、Iff, NG、NW)。
[0050]另外，在本實施方式中，示出了將定位控制和加工力控制合成為一個反饋控制機構(gòu)，并根據(jù)其反饋增益來調(diào)整控制比的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明并不局限于此。作為其他例，也可以分別獨立地設置定位機構(gòu)和加工力控制機構(gòu)。例如，也可以在反饋希望位置和被加工面的位置的差分來進行定位控制的定位機構(gòu)中，采用以串聯(lián)的方式添加了由將電壓轉(zhuǎn)換成力的壓電元件(piezoelectric element)等構(gòu)成的加工力控制機構(gòu)的控制結(jié)構(gòu)。該情況下，能夠通過調(diào)整定位機構(gòu)的反饋增益和對壓電元件的輸入電壓，來調(diào)整定位控制和加工力控制的控制比。
[0051]此外，在本實施方式中，示出了在對工件12進行磨削期間始終將加工力控制為希望的加工力的例子，但是本發(fā)明并不局限于此。作為其他例，控制部31也可以僅在由多個工序構(gòu)成的加工模式的特定的工序期間，將定位控制和加工力控制的控制比控制成規(guī)定的比例。該情況下，控制部31也可以在除此之外的工序，僅實施定位控制，或者僅實施加工力控制，或者還可以同時實施定位控制和加工力控制，但是不進行將其控制比調(diào)整為特定的比例這樣的控制。
[0052]此外，在本實施方式中，示出了基于加工模式而使加工速度變化，而且根據(jù)加工模式的進展而使加工力變化的例子，但是本發(fā)明并不局限于此，只要將定位控制和加工力控制調(diào)整為規(guī)定的控制比即可。例如，控制部31也可以將加工力控制為固定的希望加工力，并根據(jù)定位控制來調(diào)整控制比。
[0053]此外，在本實施方式中，示出了采用預先固定工件12，使磨具11移動的結(jié)構(gòu)的例子，但是本發(fā)明并不局限于此。作為其他例，也可以是固定磨具11相對于底座13的位置，并通過進給機構(gòu)使工件12向磨具11移動的結(jié)構(gòu)。另外，還可以是在工件12和磨具11的雙方設置進給機構(gòu)，通過它們的進給機構(gòu)，使工件12和磨具11相對地移動的結(jié)構(gòu)。
[0054]此外，在本實施方式中，例示了使磨具11移動的進給方向在橫向(水平方向)上延伸的裝置結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明也可以與此不同地使進給方向在縱向(垂直方向)上延伸。例如，在下側(cè)具備固定磨具11的機構(gòu)、且在上側(cè)具備能夠上下移動的機構(gòu)的結(jié)構(gòu)也能夠應用本發(fā)明，能夠得到同樣的效果。
[0055]附圖標號說明
[0056]11…磨具
[0057]12…工件
[0058]13…卡盤
[0059]13…底座
[0060]14…磨具進給機構(gòu)
[0061]14a…固定部
[0062]14b…可動部
[0063]15…磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)
[0064]16…工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)
[0065]17…工件支撐機構(gòu)
[0066]18…底座
[0067]31…控制部
[0068]32…處理部
[0069]33…增益設定部
[0070]34…增益設定部
[0071]35…電機
[0072]36…電流傳感器
[0073]37…位置傳感器
【權利要求】
1.一種磨削加工裝置，通過使磨具與工件相對地旋轉(zhuǎn)并且接觸，來將所述工件的被磨削面磨削成平面，所述磨削加工裝置具有: 進給單元，其將所述磨具和所述工件的任意一方或者雙方支撐為在進給方向上可動，使所述工件與所述磨具接近、接觸以及分離； 加工力檢測單元，其檢測加工力，所述加工力是由所述進給單元將所述磨具推壓到所述工件上的力； 位置檢測單元，其檢測磨具位置，所述磨具位置是所述磨具相對于所述工件的安裝位置在所述進給方向上的位置；以及 控制單元，其以規(guī)定的比例將定位控制的控制量和加工力控制的控制量合成并執(zhí)行，該定位控制是將由所述位置檢測單元檢測出的所述磨具位置控制為希望位置的控制，該加工力控制是將由所述加工力檢測單元檢測出的所述加工力控制為希望加工力的控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的磨削加工裝置，其中， 所述控制單元預先設定表示所述磨削加工時的磨具位置與加工速度之間的關系的加工模式，在按照所述加工模式來控制所述進給單元時，與按照所述加工模式的磨削加工的進展相配合地使所述定位控制的控制量和所述加工力控制的控制量的比例變化。
3.根據(jù)權利要求2所述的磨削加工裝置，其中， 所述加工模式包括:以規(guī)定的第1加工速度進行磨削的第1工序、和以比所述第1加工速度慢的第2加工速度進行磨削的第2工序， 所述控制單元在所述第2工序中，設定為相比于所述第1工序，提高所述定位控制的比例，并降低所述加工力控制的比例。
4.根據(jù)權利要求2所述的磨削加工裝置，其中， 所述控制單元進行將由所述加工力檢測單元檢測出的所述加工力與所述希望加工力的差、和由所述位置檢測單元檢測出的所述磨具位置與所述希望位置的差合成并進行反饋的反饋控制，通過使所述加工力的反饋增益和所述磨具位置的反饋增益的雙方或者一方變化，而使所述定位控制與所述加工力控制的比例變化。
5.根據(jù)權利要求1所述的磨削加工裝置，其中， 所述控制單元將所述加工力控制為固定的所述希望加工力。
6.根據(jù)權利要求1所述的磨削加工裝置，其中， 所述磨削加工裝置還具有調(diào)整單元，該調(diào)整單元調(diào)整所述磨具與所述工件的相對的角度關系，以使得在所述加工力是所述希望加工力時，所述磨具的磨削面和所述工件的被磨削面成為平行。
7.根據(jù)權利要求1所述的磨削加工裝置，其中， 所述加工力檢測單元測量作用于使所述工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的構(gòu)件或者使所述磨具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的構(gòu)件的力，來作為所述加工力。
8.根據(jù)權利要求1所述的磨削加工裝置，其中， 所述加工力檢測單元測量施加于對使所述工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的構(gòu)件進行支撐的構(gòu)造物或者對使所述磨具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的構(gòu)件進行支撐的構(gòu)造物的力，并基于測量值來間接地判斷所述加工力。
9.根據(jù)權利要求1所述的磨削加工裝置，其中， 所述加工力檢測單元測量對使所述工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的構(gòu)件進行支撐的構(gòu)造物或者使所述磨具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的構(gòu)件的規(guī)定部分的位移，并基于測量值來間接地判斷所述加工力。
10.根據(jù)權利要求1所述的磨削加工裝置，其中， 所述進給單元具有進給機構(gòu)，該進給機構(gòu)通過滾珠螺桿使所述工件或者所述磨具在所述進給方向上移動， 所述加工力檢測單元測量驅(qū)動所述進給機構(gòu)的滾珠螺桿的轉(zhuǎn)矩，并基于測量值來間接地判斷所述加工力。
11.根據(jù)權利要求1所述的磨削加工裝置，其中， 所述磨削加工裝置還具有: 磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，其被輸入的電流驅(qū)動，使所述磨具旋轉(zhuǎn)；和 工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，其被輸入的電流驅(qū)動，使所述工件旋轉(zhuǎn)， 所述加工力檢測單元基于所述磨具旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和所述工件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的雙方或者一方中的所述電流和轉(zhuǎn)速，來計算所述加工力。
12.—種磨削加工裝置的控制方法，所述磨削加工裝置具有進給單元，該進給單元將磨具和工件的任意一方或者雙方支撐為在進給方向上可動，并且使所述工件與所述磨具接近、接觸以及分離，所述磨削加工裝置通過使所述磨具與所述工件相對地旋轉(zhuǎn)并且接觸來將所述工件的被磨削面磨削成平面 所述控制方法包括以下步驟: 檢測由所述進給單元將所述磨具推壓到所述工件上的力即加工力； 檢測所述磨具相對于所述工件的安裝位置在所述進給方向上的位置即磨具位置；以及 以規(guī)定的比例將定位控制的控制量和加工力控制的控制量合成并執(zhí)行，該定位控制是將檢測出的所述磨具位置控制為希望位置的控制，該加工力控制是將檢測出的所述加工力控制為希望加工力的控制。
【文檔編號】B24B49/04GK104271315SQ201380023298
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年5月13日 優(yōu)先權日:2012年6月27日
【發(fā)明者】杓子徹夫 申請人:小松Ntc株式會社