磨削加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種在被加工物的表面磨削等中使用的磨削加工裝置的磨削加工方法，尤其涉及其空走開始位置的校正。
【背景技術(shù)】
[0002]將工件(被加工物)的表面磨削成平面的磨削加工裝置使工件的表面與磨具的表面平行，一邊分別使它們旋轉(zhuǎn)一邊通過進(jìn)給機(jī)構(gòu)使磨具與工件接觸，從而對(duì)工件進(jìn)行磨削。例如，在專利文獻(xiàn)I中，公開了一種通過進(jìn)給機(jī)構(gòu)將磨具向工件側(cè)進(jìn)給從而對(duì)工件進(jìn)行磨削的磨削加工裝置。該磨削加工裝置基于表示相對(duì)于磨具的進(jìn)給速度的多個(gè)目標(biāo)速度和多個(gè)目標(biāo)位置的加工模式，以從粗磨加工到精磨加工的方式，控制相對(duì)于進(jìn)給位置的進(jìn)給速度，從而能夠得到良好精度的磨削結(jié)果。
[0003]另外，在專利文獻(xiàn)I中，根據(jù)厚度傳感器的計(jì)測(cè)值與進(jìn)給位置的原點(diǎn)設(shè)定時(shí)和加工后或加工中的測(cè)定值來計(jì)算出磨具的磨損，并基于該值對(duì)磨具與工件剛剛接觸之前的空走開始位置進(jìn)行校正。通過在各加工開始之前適當(dāng)?shù)匦Ｕ兆唛_始位置，從而縮短空走距離，縮短加工時(shí)間。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本專利第4338458號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明要解決的課題
[0006]在專利文獻(xiàn)I中，根據(jù)工件的磨削結(jié)束時(shí)的厚度傳感器的計(jì)測(cè)值與進(jìn)給位置的值，以在加工前設(shè)定的各原點(diǎn)處的值為基準(zhǔn)來計(jì)算出磨具的磨損，并基于該算出值對(duì)加工模式整體進(jìn)行移動(dòng)修正，從而校正空走開始位置?？兆呤前凑帐鼓ゾ吆凸ぜ軌蛞苑謩e不造成損傷的方式接觸的進(jìn)給速度進(jìn)行的進(jìn)給控制。通過在磨具與工件不接觸且磨具與工件盡可能地接近的位置開始空走，能夠縮短空走距離，縮短整體的加工時(shí)間。
[0007]專利文獻(xiàn)I的校正方法在成為前提的規(guī)定的條件下極其穩(wěn)定，非常有用，然而存在如果不滿足該成為前提的條件則無法適當(dāng)?shù)匦Ｕ兆唛_始位置的情況。作為這種情況的例子，例如，在藍(lán)寶石加工那樣的需要較大的按壓力的加工中，因機(jī)械構(gòu)成要素的彈性變形引起的位移是無法忽視的。
[0008]該專利文獻(xiàn)I的校正方法在因機(jī)械構(gòu)成要素的彈性變形引起的校正量比空走距離小這一前提下成立。然而，在工件為藍(lán)寶石那樣硬度非常高的構(gòu)件的情況下，需要以較大的按壓力將磨具按壓于工件，因此機(jī)械構(gòu)成要素的彈性變形大，該前提有時(shí)不成立。
[0009]例如，在以較大的按壓力按壓磨具而對(duì)藍(lán)寶石進(jìn)行磨削時(shí)，在磨削加工裝置中產(chǎn)生較大的彈性變形，因該彈性變形引起的位移包含于厚度傳感器的計(jì)測(cè)值以及進(jìn)給位置中。
[0010]因此，基于包含了因彈性變形引起的位移的計(jì)測(cè)值、進(jìn)給位置而校正了的空走開始位置被設(shè)定在與沒有彈性變形的狀態(tài)下的工件的表面相比靠里側(cè)的位置處，存在空走開始之前磨具與工件碰撞的可能性。如果為了避免這種情況而以存在余量的方式設(shè)定假想的彈性變形量以上的空走距離，則會(huì)降低校正的效果，空走的時(shí)間變長，因此整體的加工時(shí)間也變長。
[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠不受機(jī)械的彈性變形的影響而適當(dāng)?shù)匦Ｕ兆唛_始位置的磨削加工方法。
[0012]用于解決課題的方法
[0013]本發(fā)明的一個(gè)方案的磨削加工方法用于通過控制使磨具與工件相對(duì)往復(fù)移動(dòng)的進(jìn)給臺(tái)，而使所述磨具與所述工件一邊旋轉(zhuǎn)一邊經(jīng)由能夠?qū)崿F(xiàn)安全接觸的空走而接觸，從而對(duì)所述工件的表面進(jìn)行磨削，在將所述工件磨削至加工目標(biāo)位置之后使所述磨具的位置返回的途中，在成為了所述進(jìn)給臺(tái)的位移所包含的機(jī)械的彈性變形能夠忽視的狀態(tài)時(shí)，測(cè)定所述進(jìn)給臺(tái)的位置或位移量，基于所述進(jìn)給臺(tái)的位置或位移量來計(jì)算出空走開始位置的校正值，基于所述校正值來校正下一次的空走開始位置。
[0014]另外，本發(fā)明的另一方案的磨削加工方法用于通過控制使磨具與工件相對(duì)往復(fù)移動(dòng)的進(jìn)給臺(tái)，而使所述磨具與所述工件一邊旋轉(zhuǎn)一邊經(jīng)由能夠?qū)崿F(xiàn)安全接觸的空走而接觸，從而對(duì)所述工件的表面進(jìn)行磨削，在將所述工件磨削至加工目標(biāo)位置時(shí)，測(cè)定所述工件的表面位置或厚度和所述進(jìn)給臺(tái)的位置或位移量，獲取在將所述工件磨削至所述加工目標(biāo)位置時(shí)的所述進(jìn)給臺(tái)的位移所包含的機(jī)械的彈性變形量，根據(jù)所述彈性變形量來修正基于所述工件的表面位置或厚度和所述進(jìn)給臺(tái)的位置或位移量而計(jì)算出的空走開始位置的校正值，基于修正后的所述校正值來校正下一次的空走開始位置。
[0015]發(fā)明效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，能夠適當(dāng)?shù)匦Ｕㄟ^磨具對(duì)工件進(jìn)行磨削的磨削加工裝置的空走開始位置。
【附圖說明】
[0017]圖1是表示本實(shí)施方式所使用的磨削加工裝置中的與磨削有關(guān)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0018]圖2是用于對(duì)磨具2與工件W的位置關(guān)系進(jìn)行說明的圖。
[0019]圖3是表示磨削加工裝置中的與控制有關(guān)的簡要結(jié)構(gòu)的框圖。
[0020]圖4是表示彈性變形量d(I)與校正量Δ (I)的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0022](第一實(shí)施方式)
[0023]圖1是表示本實(shí)施方式所使用的磨削加工裝置中的與磨削有關(guān)的結(jié)構(gòu)的圖。就本實(shí)施方式的磨削加工裝置而言，作為一個(gè)例子，是這樣的裝置:預(yù)先將工件側(cè)固定于進(jìn)給方向上，使磨具側(cè)向該工件的方向進(jìn)給移動(dòng)，使磨具與工件接觸，從而對(duì)工件的表面進(jìn)行磨削。
[0024]如圖1所示，磨削加工裝置I具備:對(duì)工件W的表面進(jìn)行磨削的磨具2、基座構(gòu)件30、配置于基座構(gòu)件30的上表面的工件支承部40以及磨削加工部50、控制磨削加工裝置I的工作的控制裝置6。在基座構(gòu)件30的上表面的圖1的右側(cè)的區(qū)域配置有工件支承部40，在基座構(gòu)件30的上表面的圖1的左側(cè)的區(qū)域配置有磨削加工部50。
[0025]另外，就本實(shí)施方式的磨削加工裝置I而言，示出了在將軸向配置為橫向的磨具旋轉(zhuǎn)軸55的前端面安裝有磨具2的臥式的磨削裝置，然而本發(fā)明也能夠在立式的磨削裝置中實(shí)施。
[0026]工件支承部40具備:支承臺(tái)41、設(shè)置于支承臺(tái)41的工件旋轉(zhuǎn)軸42、用于使工件旋轉(zhuǎn)軸42旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)43、保持工件W的卡盤44。
[0027]支承臺(tái)41固定于基座構(gòu)件30的上表面，從支承臺(tái)41朝向磨削加工部50地設(shè)置有工件旋轉(zhuǎn)軸42。工件旋轉(zhuǎn)軸42構(gòu)成為在設(shè)置于支承臺(tái)41上部的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)43的作用下繞工件旋轉(zhuǎn)軸42的中心軸42A旋轉(zhuǎn)。
[0028]卡盤44設(shè)置于工件旋轉(zhuǎn)軸42的前端面，通過真空吸附來對(duì)工件W進(jìn)行保持。
[0029]磨削加工部50具備:固定臺(tái)51、連結(jié)于固定臺(tái)51的進(jìn)給臺(tái)52、用于使進(jìn)給臺(tái)52移動(dòng)的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)部53、安裝于進(jìn)給臺(tái)52的支承臺(tái)54、設(shè)置于支承臺(tái)54的磨具旋轉(zhuǎn)軸55、用于使磨具旋轉(zhuǎn)軸55旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)56。
[0030]固定臺(tái)51固定于基座構(gòu)件30的上表面。在固定臺(tái)51的上部，以在圖1的左右方向(X方向)上滑動(dòng)自如的方式連結(jié)有進(jìn)給臺(tái)52。進(jìn)給驅(qū)動(dòng)部53是使進(jìn)給臺(tái)52在圖1的左右方向上移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。
[0031]支承臺(tái)54安裝于進(jìn)給臺(tái)52的上部，從支承臺(tái)54朝向工件支承部40地設(shè)置有磨具旋轉(zhuǎn)軸55。
[0032]磨具旋轉(zhuǎn)軸55構(gòu)成為在設(shè)置于支承臺(tái)54內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)56的作用下繞磨具旋轉(zhuǎn)軸55的中心軸55A旋轉(zhuǎn)。在磨具旋轉(zhuǎn)軸55的前面端安裝有磨具2。
[0033]需要說明的是，在本實(shí)施方式中，示出了通過使磨具2側(cè)移動(dòng)而使磨具2與工件W相對(duì)地進(jìn)行進(jìn)給移動(dòng)的例子，但本發(fā)明并不限定于此。作為其他例子，可以使工件W側(cè)移動(dòng)，或者也可以使磨具2側(cè)與工件W側(cè)雙方移動(dòng)。
[0034]作為磨削加工裝置I的動(dòng)作，在使磨具2與保持于卡盤44的工件W旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，使磨具2以在進(jìn)給方向上接近工件W的方式移動(dòng)，使磨具2與工件W接觸，從而對(duì)工件W進(jìn)行磨削。
[0035]圖2是用于對(duì)磨具2與工件W的位置關(guān)系進(jìn)行說明的圖。
[0036]安裝于磨具旋轉(zhuǎn)軸55的磨具2與保持于卡盤44的工件W以彼此的中心軸錯(cuò)開的方式平行地對(duì)置。磨具2的端面被定位為與工件W的中心Wtl相接。在磨削加工時(shí)，磨具2一邊旋轉(zhuǎn)一邊被以期望的加工速度向工件W側(cè)進(jìn)給。
[0037]圖3是表示磨削加工裝置I中的與控制有關(guān)的簡要結(jié)構(gòu)的框圖。
[0038]在磨削加工裝置I中具備各種傳感器。該傳感器之一例如為檢測(cè)工件W的表面位置的厚度傳感器Si。厚度傳感器S1可以為接觸式的傳感器也可以為非接觸式的傳感器。厚度傳感器S1可以檢測(cè)卡盤44的表面位置和工件W的表面位置，并將其中的工件W的表面位置通知給控制裝置6，或者也可以將它們的差值作為工件W的厚度通知給控制裝置6。
[0039]另外，作為其他的傳感器，存在檢測(cè)磨具2的進(jìn)給量的進(jìn)給位置檢測(cè)器S2。進(jìn)給位置檢測(cè)器S2通過進(jìn)給臺(tái)52的位置或者位移量來計(jì)測(cè)磨具2的進(jìn)給量。但是，由于在進(jìn)給臺(tái)52上經(jīng)由支承臺(tái)54、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)56、磨具旋轉(zhuǎn)軸55等固定有磨具2，因此，進(jìn)給臺(tái)52的位移包含上述機(jī)械的彈性變形。
[0040]控制裝置6利用來自傳感器Sp S2的通知，控制使磨具旋轉(zhuǎn)軸55往復(fù)移動(dòng)的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)部53，從而控制磨具2的進(jìn)給速度或位置，由此將工件W磨削至期望的厚度。進(jìn)給速度或位置的控制按照規(guī)定的磨削加工模式進(jìn)行。此時(shí)，控制裝置6在磨具2與工件W接觸之前，基于從傳感器&的進(jìn)給位置檢測(cè)器通知的磨具2的進(jìn)給量進(jìn)行進(jìn)給控制，從開始進(jìn)行工件W的磨削起，基于從厚度傳感器S1通知的工