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JP2789166B2 - Grinding method - Google Patents
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JP2789166B2 - Grinding method - Google Patents

Grinding method

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JP2789166B2
JP2789166B2 JP6121960A JP12196094A JP2789166B2 JP 2789166 B2 JP2789166 B2 JP 2789166B2 JP 6121960 A JP6121960 A JP 6121960A JP 12196094 A JP12196094 A JP 12196094A JP 2789166 B2 JP2789166 B2 JP 2789166B2
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grindstone
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば平面研削盤等
の工作機械の研削方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for grinding a machine tool such as a surface grinder.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近
年、半導体技術で代表されるように微細加工の高精度化
の要求が高まっている。NC(数値制御)が開発されて
以来、機械各部の高剛性化と位置制御により加工精度は
飛躍的に向上したが、より機械加工の高精密化を図るに
は、”加工の知能化”の考えを取り入れる必要がある。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for higher precision microfabrication as represented by semiconductor technology. Since the development of NC (Numerical Control), machining accuracy has been dramatically improved by increasing the rigidity of each part of the machine and controlling the position. However, in order to achieve even higher precision in machining, it is necessary to improve the machining intelligence. You need to take your thoughts.

【0003】加工の知能化とは、加工現場で生じている
物理現象を情報としてサンセでとりこみ、予め用意した
モデルに入力し、そこからの出力と設計から定まる目標
値と比較して、その差に応じてアクチュエータを動か
し、加工で生じる現象そのものをリアルタイムで変化さ
せて所期の目的の加工を行うものである。
[0003] The intelligence of processing means that physical phenomena occurring at the processing site are taken as information by a sensor, input to a model prepared in advance, compared with the output from the model and a target value determined from the design, and the difference is calculated. In this case, the actuator is moved in accordance with the condition, and the phenomenon itself occurring in the processing is changed in real time to perform the intended processing.

【0004】加工で生じる基本的な物理現象を図11に
示す。物を加工すると、加工の行われる部分100で加
工反力Nと熱Hの発生が生じる。この他にも動力源10
1からの発熱、熱と加工反力の伝達によるベース10
2,コラム103およびヘッド104等の構造体の変
形、周囲への熱Hや音Sの発散等の種々の現象が同時に
生じている。すなわち、すべての構成要素は力と熱で変
形しており、より加工の高精密化を図るためには、単な
る高剛性化による高精度化や、従来技術の組み合わせに
よるシステム化などでは不十分であった。この加工時の
物理現象としては、周囲の温度変化A、熱と力による各
構造部材の変形B、伝熱による温度分布C、内部ひずみ
D、外部ひずみE、加工による振動F等の種々の情報と
して把握することができる。
FIG. 11 shows basic physical phenomena generated in processing. When the object is processed, a processing reaction force N and heat H are generated in the portion 100 where the processing is performed. In addition to this, the power source 10
Base 10 by heat generation from 1, heat and transmission of processing reaction force
2, various phenomena such as deformation of the structural body such as the column 103 and the head 104 and divergence of heat H and sound S to the surroundings occur simultaneously. In other words, all components are deformed by force and heat, and in order to achieve higher precision in processing, it is not enough to simply increase the precision by increasing rigidity or to systematize by combining conventional technologies. there were. Various physical phenomena at the time of processing include various information such as ambient temperature change A, deformation B of each structural member due to heat and force, temperature distribution C due to heat transfer, internal strain D, external strain E, and vibration F due to processing. Can be grasped as.

【0005】かかる見地から、加工の知能化を実現する
べく、目下具体的な工作機械の製作が種々試みられてい
る。
[0005] From such a viewpoint, various attempts have been made at present to produce specific machine tools in order to realize intelligent processing.

【0006】本発明は、工作機械の研削方法を提供する
ことを目的とする。
An object of the present invention is to provide a method for grinding a machine tool.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、テーブル面の平面形状を検出
し、ワークをテーブル面上に力を加えないで載置した状
態で加工前にワークの平面形状を検出して加工前のワー
クの形状を把握し、ワークに力を加えてテーブル面の形
状に倣って密着させてワークの平面形状を検出し、前記
テーブル面上の無変形状態のワークの平面形状情報と前
記テーブル面に密着状態のワークの平面形状情報からワ
ークの真の厚みと、ワークとテーブル面間のすきまを求
め、研削加工時には、ワークに力を加えてテーブル面に
密着させて固定し、ワークの被加工面を前記すきま分を
加味した分だけ研削砥石の切り込み量を制御し、変位発
生手段によって研削砥石を所定の姿勢に維持しつつワー
クの平面研削を行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a planar shape of a table surface is detected, and a work is processed in a state where the work is placed on the table surface without applying force. Before detecting the planar shape of the work and grasping the shape of the work before processing, applying force to the work and closely contacting it according to the shape of the table surface, detecting the planar shape of the work, From the planar shape information of the deformed work and the planar shape information of the work in close contact with the table surface, the true thickness of the work and the clearance between the work and the table surface are obtained. The work surface of the work is fixed in close contact with the surface, the cutting amount of the grinding wheel is controlled by the amount of the clearance, and the surface grinding of the work is performed while maintaining the grinding wheel in a predetermined posture by the displacement generating means. Do And wherein the door.

【0008】研削砥石は、送り方向前端側を持ち上げる
方向に変位を発生させてワークに対する相対送り動作を
行うことを特徴とする。
[0008] The grinding wheel is characterized in that it generates a displacement in the direction of lifting the front end side in the feed direction and performs a relative feed operation to the work.

【0009】相対送り動作は、砥石に対してテーブルを
移動させて行うことを特徴とする。
The relative feed operation is performed by moving the table with respect to the grindstone.

【0010】ワークの姿勢を検出し、ワークの姿勢の変
化に応じて砥石の姿勢を変化させてワークに対する砥石
の当たり状態を一定に保つことを特徴とする。
The present invention is characterized in that the posture of the work is detected, and the posture of the grindstone is changed in accordance with the change in the posture of the work so that the state of contact of the grindstone with the work is kept constant.

【0011】予めワークに加工力が加わった場合の砥
石,ワークおよびテーブルの変形量情報を知識として準
備しておき、研削時にワークに加わる加工力を検出し、
該検出した加工力情報と前記変形量情報に基づいて、加
工力に対応する変形量を相殺するように砥石とテーブル
の少なくとも一方を変形させることにより、加工力に対
して砥石およびテーブルの変形を見かけ上ゼロとして剛
性無限大状態でワークを研削することを特徴とする。
[0011] Information on the amount of deformation of the grindstone, the work and the table when the work force is applied to the work is prepared in advance as knowledge, and the work force applied to the work during grinding is detected.
Based on the detected processing force information and the deformation amount information, at least one of the grindstone and the table is deformed so as to cancel the deformation amount corresponding to the processing force. It is characterized in that the workpiece is ground in an infinite rigidity state with an apparent zero.

【0012】[0012]

【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.

【0013】図2は本発明の工作機械の構造体の概念構
成を示し、図4はより具体的な構成例を示している。
FIG. 2 shows a conceptual configuration of the structure of the machine tool of the present invention, and FIG. 4 shows a more specific configuration example.

【0014】すなわち、図2に示すように、工具Tを支
持する工具支持部としてのモーター体型のスピンドルユ
ニット2と、このスピンドルユニットの姿勢を可変とす
るRCC機構3と、ワークをX−Y軸方向に移動させ、
かつZ軸方向及びMx,My方向に姿勢制御可能な送り
テーブル4と、送りテーブル4上に固定されワークWを
支持するワーク支持部としての加工テーブル5と、ワー
クに作用する力を検出する力検出部6等が高剛性の構造
体7に組み込まれている。
That is, as shown in FIG. 2, a spindle unit 2 of a motor body as a tool supporting portion for supporting a tool T, an RCC mechanism 3 for changing the attitude of the spindle unit, and a XY axis Move in the direction
A feed table 4 capable of controlling the posture in the Z-axis direction and the Mx and My directions, a processing table 5 fixed on the feed table 4 and serving as a work supporting portion for supporting the work W, and a force for detecting a force acting on the work. The detection unit 6 and the like are incorporated in a highly rigid structure 7.

【0015】構造体7は、スピンドルの中心軸に対して
左右対称に構成され、可及的に左右の変位が対称的に生
じるようにしている。
The structure 7 is configured symmetrically with respect to the center axis of the spindle, so that lateral displacement occurs as symmetrically as possible.

【0016】ここで、RCC機構とはリモート・センタ
・コンプライアンスの意で、所定の姿勢となるように自
分自身が姿勢制御を行う調整能を持つ機構の意味であ
る。
Here, the RCC mechanism means a mechanism having an adjusting ability for controlling the attitude of the apparatus itself so as to maintain a predetermined attitude, in the sense of remote center compliance.

【0017】構造体7は、送りテーブル4が支持される
固定ベッド8と、スピンドルユニット2が支持されるヘ
ッド9と、上記固定ベッド8とヘッド9とを連結するコ
ラム10と、から構成されている。
The structure 7 includes a fixed bed 8 on which the feed table 4 is supported, a head 9 on which the spindle unit 2 is supported, and a column 10 connecting the fixed bed 8 and the head 9. I have.

【0018】送りテーブル4は、X軸,Y軸方向の2方
向に配置された直線運動案内機構11を介してX−Y軸
方向に移動可能となっており、X,Y軸方向の送り動作
を送りネジ機構12によって行うようになっており、適
宜微動送りを可能とするようにナノ駆動リング40が設
けられる。
The feed table 4 can be moved in the XY axis direction via linear motion guide mechanisms 11 arranged in two directions of the X axis and the Y axis. Is performed by the feed screw mechanism 12, and a nano drive ring 40 is provided so as to enable fine movement feed as appropriate.

【0019】直線運動案内機構11は、図6(a)に示
すように、軌道レール111と、軌道レール111に沿
って移動自在に設けられる移動ブロック112と、軌道
レール111と移動ブロック112の対向面間に形成さ
れる転動体転走溝113a,113b間に介装される転
動体114と、から構成される。
As shown in FIG. 6 (a), the linear motion guide mechanism 11 includes a track rail 111, a moving block 112 provided movably along the track rail 111, and opposing the track rail 111 and the moving block 112. And rolling elements 114 interposed between the rolling element rolling grooves 113a and 113b formed between the surfaces.

【0020】スピンドルユニット2は、図4に示すよう
に、ヘッド9に対して直線運動案内機構14を介してZ
軸方向に案内されるZ軸テーブル13に、RCC機構3
を介して取り付けられている。
As shown in FIG. 4, the spindle unit 2 has a Z
The RCC mechanism 3 is mounted on the Z-axis table 13 guided in the axial direction.
Attached through.

【0021】Z軸テーブル13は、大きなストロークボ
ールはねじで、微小な位置決めはナノ駆動リング40で
行うナノ駆動リング付きねじ送り機構12を介してZ軸
方向に駆動される。
The Z-axis table 13 is driven in the Z-axis direction via a screw feed mechanism 12 with a nano-drive ring for fine positioning using a nano-drive ring 40 for a large stroke ball.

【0022】また、構造体7には、図7に示すように、
構造体7自身の変形を監視するための自己変形モニタセ
ンサ100が設けられている。自己変形モニタセンサ1
00は、固定ベッド5,コラム7およびヘッド6に適宜
設けられ、各部の変形をモニタするようになっている。
Further, as shown in FIG.
A self-deformation monitor sensor 100 for monitoring the deformation of the structure 7 itself is provided. Self deformation monitor sensor 1
00 is appropriately provided on the fixed bed 5, the column 7 and the head 6, and monitors the deformation of each part.

【0023】図1(a),(b)には、スピンドルユニ
ット2の具体的な構成例を示している。スピンドルユニ
ット2は、図1に示すように、スピンドル21と、この
スピンドル21と一体的に組み付けられたビルトインタ
イプのモータMsと、から構成され、モータMs外周に
は発熱を吸収する冷却管23が装着される。
FIGS. 1A and 1B show a specific configuration example of the spindle unit 2. As shown in FIG. 1, the spindle unit 2 includes a spindle 21 and a built-in type motor Ms integrated with the spindle 21, and a cooling pipe 23 that absorbs heat is provided on an outer periphery of the motor Ms. Be attached.

【0024】スピンドル21として,は、たとえば、静
圧空気軸受等の精密スピンドルが用いられる。
As the spindle 21, for example, a precision spindle such as a hydrostatic air bearing is used.

【0025】このスピンドルユニット2とZ軸テーブル
13の間に、上記RCC機構3を取り付けることによ
り、スピンドルユニット2を介して、工具Tを自由自在
に高精度で傾斜させたり、Z方向に変位させるようにな
っている。
By mounting the RCC mechanism 3 between the spindle unit 2 and the Z-axis table 13, the tool T can be freely tilted with high precision or displaced in the Z direction via the spindle unit 2. It has become.

【0026】RCC機構3はリング部材で、Z軸テーブ
ル13の端部に固定される環状の固定環31と、スピン
ドルユニット2の外周に固定される可動環32と、固定
環31と可動環を32連結する薄肉の環状平板構造の環
状ばね部33とから構成されている。環状ばね部33は
外径端が固定環31に、内径端が可動環32に一体的に
接続されている。この環状ばね部33は、スピンドルユ
ニット2が切り込み軸方向であるZ軸に対して傾く方向
およびZ軸方向に変位可能で、かつ水平方向には剛で変
位不能の構成となっている。環状ばね部32は完全な円
環でなく、穴状の切欠きがあってもよい。
The RCC mechanism 3 is a ring member and includes an annular fixed ring 31 fixed to the end of the Z-axis table 13, a movable ring 32 fixed to the outer periphery of the spindle unit 2, and a fixed ring 31 and a movable ring. And an annular spring portion 33 having a thin annular flat plate structure. The annular spring portion 33 has an outer diameter end connected to the fixed ring 31 and an inner diameter end connected to the movable ring 32. The annular spring portion 33 is configured to be displaceable in a direction in which the spindle unit 2 is inclined with respect to the Z axis, which is a cutting axis direction, and in the Z axis direction, and is rigid in the horizontal direction and cannot be displaced. The annular spring portion 32 may not be a complete ring, but may have a hole-shaped notch.

【0027】固定環31は略L字形のリング部材で、内
周面が段付き円筒形状の外径リング部311と、この外
径リング部311の一端から内向きに全周的に延びる内
向きフランジ部312と、から構成される。また、可動
環32は断面略矩形状のリング部材で、その外周が外径
リング部311内周と所定間隔離れた位置に同心的に配
置され、かつ上端面が内向きフランジ部312と上下に
所定間隔離間して対向配置されている。そして、環状ば
ね部33の外径端は外径リング部311の内周段部31
3に、内径端は可動環21の上端に接続されている。
The fixed ring 31 is a substantially L-shaped ring member, and has an inner peripheral surface having a stepped cylindrical outer diameter ring portion 311 and an inwardly extending inward extending from one end of the outer diameter ring portion 311 inward. And a flange portion 312. The movable ring 32 is a ring member having a substantially rectangular cross section. The outer periphery of the movable ring 32 is concentrically disposed at a predetermined distance from the inner periphery of the outer ring portion 311, and the upper end surface thereof is vertically aligned with the inward flange portion 312. They are arranged facing each other with a predetermined separation. The outer diameter end of the annular spring portion 33 is connected to the inner peripheral step portion 31 of the outer diameter ring portion 311.
3, the inner diameter end is connected to the upper end of the movable ring 21.

【0028】そして、上記固定間31の内向きフランジ
部312と固定環32の上下対向面間に、内向きフラン
ジ部312と固定環32の間隔を変化させる変位手段と
しての圧電素子34が介装されている。この圧電素子3
4は、環状ばね部33の円周方向に複数、この実施例で
は主送り方向と横送り方向に対応して4箇所に等配され
ている。
A piezoelectric element 34 as displacement means for changing the distance between the inward flange 312 and the fixed ring 32 is interposed between the inward flange 312 of the fixed space 31 and the upper and lower opposing surfaces of the fixed ring 32. Have been. This piezoelectric element 3
Reference numerals 4 are plurally arranged in the circumferential direction of the annular spring portion 33, and in this embodiment, are evenly arranged at four positions corresponding to the main feed direction and the transverse feed direction.

【0029】変位手段としては、圧電素子や電歪素子の
他に、磁歪素子や物体の熱膨張を利用して伸縮させる熱
アクチュエータや、流体圧によって伸縮するアクチュエ
ータ、さらにボイスコイルや磁歪素子等、要するに指令
値に基づいて指令値に比例して伸縮する各種アクチュエ
ータを利用することができる。
As the displacement means, in addition to the piezoelectric element and the electrostrictive element, a magnetostrictive element, a thermal actuator which expands and contracts by utilizing thermal expansion of an object, an actuator which expands and contracts by fluid pressure, a voice coil and a magnetostrictive element, and the like can be used. In short, various actuators that expand and contract in proportion to the command value based on the command value can be used.

【0030】一方、環状薄肉部33の固定環31あるい
は可動環32との付け根部には歪ゲージ35が貼着され
ており、スピンドルユニット2の変位量およびスピンド
ルユニット14に作用する力および変位が検出可能とな
っている。
On the other hand, a strain gauge 35 is attached to the base of the annular thin portion 33 at the base of the fixed ring 31 or the movable ring 32, and the displacement of the spindle unit 2 and the force and displacement acting on the spindle unit 14 are reduced. It can be detected.

【0031】変位を検出する手段としては、歪ゲージ等
の抵抗式センサの他に、差動トランスやうず電流センサ
等の電磁誘導式センサ、静電容量式のセンサ等、微小変
位を検出可能な種々のセンサを用いることができる。
As means for detecting the displacement, in addition to a resistance type sensor such as a strain gauge, an electromagnetic induction type sensor such as a differential transformer or an eddy current sensor, a capacitance type sensor or the like can detect a minute displacement. Various sensors can be used.

【0032】また、力検出手段としては、荷重に応じて
弾性変形する弾性部材と、この弾性部材の歪の検出値か
ら作用する力を検出してもよい。
As the force detecting means, an elastic member which is elastically deformed in response to a load, and a force acting from a detected value of the distortion of the elastic member may be detected.

【0033】図1(c)には、RCC機構3の動作状態
を模式的に示している(収縮状態)。たとえば、互いに
対向する位置にある圧電素子34の一方を縮め、他方を
伸張させれば傾斜することになる。また、伸縮させる圧
電素子34を選択することによって、スピンドルユニッ
ト2をあらゆる方向に傾斜させることが可能である。
FIG. 1C schematically shows the operation state of the RCC mechanism 3 (a contracted state). For example, if one of the piezoelectric elements 34 located at positions facing each other is contracted and the other is extended, the piezoelectric element 34 is inclined. Further, by selecting the piezoelectric element 34 to be expanded and contracted, the spindle unit 2 can be inclined in any direction.

【0034】また、すべての圧電素子34を伸縮量を同
一に設定すれば工具Tは同じ姿勢のままZ軸方向に変位
することになる。
If the amount of expansion and contraction of all the piezoelectric elements 34 is set to be the same, the tool T is displaced in the Z-axis direction while maintaining the same posture.

【0035】RCC機構3は、上述したように自ら変位
して工具が所定の姿勢となるように変位を発生させるも
のである。所定の姿勢は、切り込み条件等によって種々
設定可能であるが、通常、平面研削盤等の平面加工の工
具の場合には、工具の姿勢を送り方向前端側が持ち上が
るような姿勢を保つように制御する。
As described above, the RCC mechanism 3 generates a displacement so that the tool is displaced by itself and assumes a predetermined posture. The predetermined posture can be variously set depending on the cutting conditions and the like, but usually, in the case of a surface processing tool such as a surface grinder, the posture of the tool is controlled such that the front end in the feed direction is lifted. .

【0036】すなわち、通常の工具では図3(a)の点
線及び図3(d)に示すように、工具の送り動作をする
とその摩擦反力によって送り方向前前端側の頭が下がっ
て加工面に食い込み高精度の平面度を出せない。そこ
で、図3(b)に示すように、平面加工工具としてのカ
ップ砥石Tの姿勢をカップ砥石Tの送り方向前端側の頭
が持ち上がるように角度変位を発生させ、加工面への食
い込みを防止する。この場合は圧電素子34等の能動的
な素子を有するので、能動的なRCC機構(アクテイブ
RCC機構)である。
That is, as shown in the dotted line of FIG. 3A and FIG. 3D, in the case of a normal tool, when the tool is fed, the head on the front front side in the feed direction is lowered due to the frictional reaction force, and the work surface is cut. Cannot get high precision flatness. Therefore, as shown in FIG. 3B, the posture of the cup grindstone T as a plane machining tool is caused to be angularly displaced so that the head on the front end side in the feed direction of the cup grindstone T is lifted, thereby preventing biting into the machining surface. I do. In this case, since it has an active element such as the piezoelectric element 34, it is an active RCC mechanism (active RCC mechanism).

【0037】また、能動的なRCC機構3ではなく、図
3(c)に示すように、カップ砥石Tの反送り方向の運
動をカップ砥石Tの送り方向前端側がワークWから離れ
る方向の運動に変換するリンク機構等の運動変換機構3
aを設け、機械的に工具送り動作時に工具に作用する送
り反力によって工具の送り方向前端側を持ち上げ可能と
した受動的な構成としてもよい。
Further, instead of the active RCC mechanism 3, the movement of the cup grindstone T in the reverse feed direction is changed to the movement of the cup grindstone T in the direction in which the front end of the cup grindstone T moves away from the workpiece W, as shown in FIG. Motion conversion mechanism 3 such as link mechanism for conversion
A passive configuration may be provided in which the front end of the tool in the feed direction can be lifted by a feed reaction force acting on the tool during the tool feed operation mechanically.

【0038】Z軸テーブル13は中空の枠体で、構造体
ヘッド6に設けられた装着穴601内周に、互いに平行
に配置される一対の直線運動案内機構14を介してZ軸
方向に案内される。
The Z-axis table 13 is a hollow frame, and is guided in the Z-axis direction through a pair of linear motion guide mechanisms 14 arranged parallel to each other on the inner periphery of a mounting hole 601 provided in the structure head 6. Is done.

【0039】送りねじ機構12は、図5に示すように、
ボールねじ軸121と、このボールねじ軸121に対し
て多数のボール122を介して螺合されるナット123
と、ボールナット123と被送り部材124間に介在さ
れるナノ駆動リング40と、から構成されている。
The feed screw mechanism 12, as shown in FIG.
A ball screw shaft 121 and a nut 123 screwed to the ball screw shaft 121 via a number of balls 122
And a nano drive ring 40 interposed between the ball nut 123 and the member to be fed 124.

【0040】ナノ駆動リング40は、軸方向に変位する
リング状ばね41に、電気信号によって伸縮動作する変
位手段としての圧電素子42が組み込まれている。
The nano drive ring 40 has a ring-shaped spring 41 which is displaced in the axial direction, and a piezoelectric element 42 as a displacement means which expands and contracts by an electric signal.

【0041】圧電素子42に電圧を加えると、図5
(b)に示すように、圧電素子42が伸張して被送り部
材124が微動送りされる。また、リング状ばね41に
貼着された歪ゲージ43により微動送り量を検出でき、
フィードバック制御により精密に駆動される。このリン
グ状ばね41は、ナット123に固定される固定リング
411と、被送り部材124に固定される可動リング4
12と、固定リング411と可動リング412を連結す
る平板状の環状肉部413とから構成される。
When a voltage is applied to the piezoelectric element 42, FIG.
As shown in (b), the piezoelectric element 42 expands and the member to be fed 124 is finely fed. Further, the fine movement feed amount can be detected by the strain gauge 43 attached to the ring-shaped spring 41,
Driven precisely by feedback control. The ring-shaped spring 41 includes a fixed ring 411 fixed to the nut 123 and a movable ring 4 fixed to the feed member 124.
12 and a flat annular portion 413 connecting the fixed ring 411 and the movable ring 412.

【0042】また、図6(a)〜(d)に示すように、
送りテーブル4を支持する直線案内機構11の各移動ブ
ロック112に、Z軸方向に伸縮可能なアクチュエータ
50が組み込まれ、送りテーブル4の姿勢を制御可能と
している。
As shown in FIGS. 6A to 6D,
An actuator 50 that can expand and contract in the Z-axis direction is incorporated in each moving block 112 of the linear guide mechanism 11 that supports the feed table 4 so that the attitude of the feed table 4 can be controlled.

【0043】アクチュエータ50は、基本的な構造はナ
ノ駆動リング40と同一であり、Z軸方向に変位するリ
ング状ばね51に、電気信号によって伸縮動作する変位
手段としての圧電素子52が組み込まれている。
The actuator 50 has the same basic structure as the nano drive ring 40. A piezoelectric element 52 as a displacement means that expands and contracts by an electric signal is incorporated in a ring-shaped spring 51 that is displaced in the Z-axis direction. I have.

【0044】圧電素子52に電圧を加えると、圧電素子
52が伸張して送りテーブル4がZ軸方向に変位する。
また、リング状ばね51に貼着された歪ゲージ53によ
りZ軸方向の変位を検出でき、フィードバック制御によ
り精密に駆動される。リング状ばね51は、移動ブロッ
クに固定される固定リング511と、テーブル4に固定
される可動リング512と、固定リング511と可動リ
ング512を連結する平板状の環状肉部513とから構
成される。また、固定リング511には、上方に突出す
るストッパ部514が設けられ、可動リング512の下
面に当接して下限位置を位置決めしている。
When a voltage is applied to the piezoelectric element 52, the piezoelectric element 52 expands and the feed table 4 is displaced in the Z-axis direction.
In addition, the displacement in the Z-axis direction can be detected by the strain gauge 53 attached to the ring-shaped spring 51, and the drive is precisely performed by feedback control. The ring-shaped spring 51 includes a fixed ring 511 fixed to the moving block, a movable ring 512 fixed to the table 4, and a flat annular portion 513 connecting the fixed ring 511 and the movable ring 512. . The fixed ring 511 is provided with a stopper portion 514 protruding upward, and abuts on the lower surface of the movable ring 512 to position the lower limit position.

【0045】このアクチュエータ50によって、図6
(e)〜(h)に示すように、テーブル4の姿勢を自由
自在に変化させることができ、テーブル4の走り平行
度、ピッチング、ローリングをダイレクトに補正するこ
とで、従来では得られなかったような精度を出すことが
可能になる。
By this actuator 50, FIG.
As shown in (e) to (h), the attitude of the table 4 can be freely changed, and by directly correcting the running parallelism, pitching, and rolling of the table 4, it has not been possible in the past. Such accuracy can be obtained.

【0046】図8は加工テーブル5を構成する6分力テ
ーブルを示している。この加工テーブル5の中央にワー
クWを把持する真空チャック等の把持部5aが設けら
れ、その周囲にワークWに作用する力を検出する力検出
部6が設けられている。
FIG. 8 shows a six-component table constituting the working table 5. A grip 5a such as a vacuum chuck for gripping the work W is provided at the center of the processing table 5, and a force detector 6 for detecting a force acting on the work W is provided therearound.

【0047】また、加工テーブル5上に把持されたワー
クWの平面形状を測定する測定装置として非接触のレー
ザ変位計70を備えており、送りテーブル4のX−Y方
向への送りと組み合わせて、ワークWの面形状を測定し
て把握できる。加工前、加工途中、加工後のワークWの
形状を調べられ有効である。
Further, a non-contact laser displacement meter 70 is provided as a measuring device for measuring the planar shape of the work W gripped on the processing table 5, and combined with the feed of the feed table 4 in the XY directions. The surface shape of the work W can be measured and grasped. It is effective to check the shape of the workpiece W before, during, and after processing.

【0048】工作機械が平面研削盤で、工具がカップ砥
石の場合には、送りテーブル4の適宜位置に、カップ砥
石をドレッシングするため、テーブルに固定したドレッ
サを設けることが好ましい。
When the machine tool is a surface grinder and the tool is a cup grindstone, a dresser fixed to the table is preferably provided at an appropriate position on the feed table 4 for dressing the cup grindstone.

【0049】また、熱の変形に及ぼす影響を最小限にす
るために、研削油や、スピンドルユニット、テーブル駆
動用モータの冷却用媒体は、それぞれの別装置によって
温度調節できるように構成している。
In order to minimize the influence of heat on the deformation, the temperature of the grinding oil and the cooling medium of the spindle unit and the motor for driving the table can be adjusted by separate devices. .

【0050】上記したように、この工作機械は次のよう
な機能を有している。 (a)スピンドル2の姿勢制御機能 (b)ワークW(テーブル4)の姿勢制御機能 (c)ナノ駆動リング付きねじ送り機構12による超微
動送り機能 (d)ワークwの形状把握機能 (e)加工力把握機能 (f)自己変形モニタ機能 (g)剛性無限大機能 以下、各機能について説明する。
As described above, this machine tool has the following functions. (A) Attitude control function of spindle 2 (b) Attitude control function of work W (table 4) (c) Ultra-fine movement feed function by screw feed mechanism 12 with nano drive ring (d) Shape grasp function of work w (e) Processing force grasping function (f) Self-deformation monitoring function (g) Infinite rigidity function Each function will be described below.

【0051】(a)スピンドルユニット2の姿勢制御機
能 スピンドル2は静圧空気軸受にて回転自在に支持するエ
アースピンドル21が用いられ、Z軸テーブル13の間
に圧電素子312と歪ゲージを35組み込んだ円環状の
RCC機構3を取り付けることにより、スピンドル2を
介して工具Tを自由自在に高精度で傾斜させたり、Z方
向に変位させることができる。
(A) Attitude control function of the spindle unit 2 An air spindle 21 rotatably supported by a static pressure air bearing is used as the spindle 2, and a piezoelectric element 312 and a strain gauge 35 are incorporated between the Z-axis table 13. By attaching the elliptical RCC mechanism 3, the tool T can be freely inclined with high precision via the spindle 2 or displaced in the Z direction.

【0052】(b)ワークW(テーブル4)の姿勢制御
機能 直線運動案内機構11の複数の移動ブロック12に設け
たアクチュエータ50によって、図6(e)〜(h)に
示すように、テーブル4の姿勢、ひいてはワークWの姿
勢を自由自在に変化させることができ、テーブル4の走
り平行度,ピッチング,ローリングをダイレクトに補正
することで、従来では得られなかったような精度を出す
ことが可能になる。
(B) Attitude Control Function of Work W (Table 4) As shown in FIGS. 6 (e) to 6 (h), the table 4 is moved by the actuators 50 provided on the plurality of moving blocks 12 of the linear motion guide mechanism 11. Position, and thus the position of the workpiece W, can be freely changed, and by directly correcting the running parallelism, pitching, and rolling of the table 4, it is possible to obtain an accuracy that could not be obtained conventionally. become.

【0053】(c)ナノ駆動リング40付きねじ送り機
構12による超微動送り機能 ナノ駆動リング40をボールねじのナット123に取り
付けるだけで、モータ駆動では考えられなかったような
高分解能で駆動できる超微動送り機能である。
(C) Ultra-fine movement feed function by the screw feed mechanism 12 with the nano drive ring 40 Just by attaching the nano drive ring 40 to the nut 123 of the ball screw, it is possible to drive at a high resolution that could not be considered by motor drive. This is a fine movement feed function.

【0054】この実施例では、X軸およびY軸方向のね
じ送り機構12およびZ軸方向のねじ送り機構12にす
べて備えており、送り量を超高精度でもって制御できる
ばかりか、超微小量切り込みが可能になる。
In this embodiment, the screw feed mechanism 12 in the X-axis and Y-axis directions and the screw feed mechanism 12 in the Z-axis direction are all provided, so that the feed amount can be controlled with ultra-high precision, and The amount of cut can be made.

【0055】(d)ワークW等の形状把握機能 非接触のレーザ変位計70を備えており、送りテーブル
4と組み合わせてワークWのX−Y平面座標における高
さを測定することにより、ワークWの平面形状を把握で
きる。加工前、加工途中、加工後のワークの形状を調べ
られ有効である。
(D) A function for grasping the shape of the work W, etc. A non-contact laser displacement meter 70 is provided, and the height of the work W in the XY plane coordinates is measured in combination with the feed table 4 so that the work W can be measured. Can grasp the planar shape of. It is effective to check the shape of the workpiece before, during and after processing.

【0056】テーブル面の平面度、さらに被加工物の平
面度(これはワークをテーブルに拘束せずに静置した場
合と、拘束して固定した場合の2種類)の計3種類平面
度をそれぞれインラインで繰り返し測定できることが好
ましい。
The flatness of the table surface and the flatness of the workpiece (the two types, ie, when the workpiece is allowed to stand without being restrained on the table and when the workpiece is restrained and fixed), are used. It is preferable that each measurement can be repeated in-line.

【0057】この変位計70による測定は、加工後に工
具Tが切り込み方向上方に退避した後に、測定面上に移
動してきて変位測定できるように構成されている。
The measurement by the displacement meter 70 is configured so that after the tool T retreats upward in the cutting direction after machining, the tool T moves on the measurement surface and can measure the displacement.

【0058】(e)加工力把握機能 工具Tの加工着力点を知るために、加工力を6軸(切り
込み方向、主送り方向、横送り方向の軸方向の力と、そ
れらの方向の軸回りのモーメントを検知できるように構
成されている。
(E) Working force grasping function In order to know the working force point of the tool T, the working force is converted into six axes (the axial force in the cutting direction, the main feed direction and the transverse feed direction, and the rotation around the axis in those directions). Is configured to be able to detect the moment.

【0059】(f)自己変形モニタ機能 コラム10の変形をコラム10に貼り付けた変形センサ
群によりモニタできる。加工時の発熱等によるコラム1
0の変形の情報を使いこなして工具とワークの姿勢の変
化を知り、工具あるいはワークの姿勢を制御することに
よって変形分を補正でき、超精密な加工を実現できる。
このコラム10の変形は、装置内の内部基準を有する方
法により最小分解能により検知できることが好ましい。
(F) Self-deformation monitoring function The deformation of the column 10 can be monitored by a group of deformation sensors attached to the column 10. Column 1 due to heat generated during processing
By using the information of the deformation of 0 to know the change in the posture of the tool and the work, the deformation can be corrected by controlling the posture of the tool or the work, and ultra-precision machining can be realized.
Preferably, this deformation of the column 10 can be detected with minimum resolution by a method having an internal reference in the device.

【0060】(g)剛性無限大機能 機械各部の荷重に対する変位を調べて把握しておき、6
軸力センサ6からの加工力に応じて変位分を補正するこ
とで、あたかも剛性が無限大であるかのように加工でき
る。
(G) Infinite rigidity function The displacement of each part of the machine with respect to the load is examined and grasped.
By correcting the displacement according to the processing force from the axial force sensor 6, it is possible to perform processing as if the rigidity is infinite.

【0061】上記構成の工作機械においては、工具Tの
姿勢、切り込み方向(Z軸方向)の変位と、主送り方向
(X軸方向)・主送り方向(Y軸方向)と直交する横送
り方向の傾きの計3軸を検出し、それが任意の大きさに
なるよう実時間制御できることが好ましい。
In the machine tool having the above-described configuration, the posture of the tool T, the displacement in the cutting direction (Z-axis direction), and the transverse feed direction orthogonal to the main feed direction (X-axis direction) and the main feed direction (Y-axis direction). It is preferable to detect a total of three axes of the inclination and to perform real-time control so that it becomes an arbitrary magnitude.

【0062】また、加工テーブル5のワーク把持部の姿
勢(送りテーブル4の姿勢と同じ)、切り込み方向の変
位と、主送り方向・主送り方向と直交する横送り方向の
傾きの計3軸を検出し、それが任意の大きさになるよう
実時間制御できることが好ましい。
Further, a total of three axes, ie, the posture of the workpiece gripping portion of the processing table 5 (same as the posture of the feed table 4), the displacement in the cutting direction, and the inclination in the main feed direction and the transverse feed direction orthogonal to the main feed direction are shown. Preferably, it can be detected and controlled in real time so that it can be of any size.

【0063】実時間制御を行うために、パソコン程度の
コンピュータ/インターフェイスを有することが好まし
い。
For real-time control, it is preferable to have a computer / interface similar to a personal computer.

【0064】図10には上記工作機械の概略的な制御構
成を示している。
FIG. 10 shows a schematic control configuration of the machine tool.

【0065】工具姿勢を制御するRCC機構3及びテー
ブル姿勢制御用のアクチュエータ50は、外部センサあ
るいは力センサや変位センサから得られるスピンドルユ
ニット2及び加工テーブル5の姿勢に関する情報からな
される。加工テーブル5の姿勢は直線運動案内機構11
の軌道レール111,移動ブロック112,構造体のベ
ース8,ボールねじ軸121,ボールナッ122等の各
システム構成要素の変形によって変化し、また工具Tの
姿勢も同様にZ軸テーブル13の直線運動案内機構14
のボールねじ軸121あるいは構造体自体のコラム10
やヘッド9等の構成要素の変形によって変化し、各構成
要素の変形は熱と力によって生じる。
The RCC mechanism 3 for controlling the tool attitude and the actuator 50 for controlling the table attitude are based on information on the attitude of the spindle unit 2 and the working table 5 obtained from an external sensor or a force sensor or displacement sensor. The posture of the processing table 5 is a linear motion guide mechanism 11
The rails 111, the moving block 112, the base 8 of the structure, the ball screw shaft 121, the ball nut 122, and the like change depending on the deformation of each system component, and the attitude of the tool T is also the linear motion guide of the Z-axis table 13. Mechanism 14
Ball screw shaft 121 or column 10 of the structure itself
It changes due to deformation of components such as the head 9 and the like, and the deformation of each component is generated by heat and force.

【0066】加工テーブル5や工具Tの姿勢を知るため
には、まず加工テーブル5や工具Tの姿勢を直接見るた
めの変位計70やビデオカメラ等の視覚センサを用いる
ことができる。また、加工テーブル5や工具Tの姿勢を
直接検出するのではなく、各構成要素の変形量を検出す
るようにしてもよい。各構成要素の変形量を検出するに
は、構成要素の変形量を直接検出してもよいし、歪を検
出するようにしてもよい。また、各構成要素に加わる熱
と力を検出して変形量を演算するようにしてもよい。さ
らに、各構成要素の内力状態によって音を含む振動特性
が変化することも考えられるので、振動特性を姿勢情報
として検出するようにしてもよい。要するに、すべての
構成要素は歪・温度・音・形等として情報を発生してお
り、これら構成要素から発せられる情報のうち、利用可
能なあらゆる情報をもとにして、制御装置201によっ
て工具T及び加工テーブル5の姿勢を認識して各微小変
位量を演算し、駆動用のドライバD3,D50を通じて
RCC機構3,アクチュエータ50を駆動制御するよう
になっている。
In order to know the attitude of the processing table 5 and the tool T, a displacement sensor 70 for directly viewing the attitude of the processing table 5 and the tool T, and a visual sensor such as a video camera can be used. Further, instead of directly detecting the attitude of the machining table 5 or the tool T, the amount of deformation of each component may be detected. To detect the amount of deformation of each component, the amount of deformation of the component may be directly detected, or the distortion may be detected. Further, the amount of deformation may be calculated by detecting heat and force applied to each component. Furthermore, since it is conceivable that the vibration characteristics including sound change depending on the internal force state of each component, the vibration characteristics may be detected as posture information. In short, all components generate information as distortion, temperature, sound, shape, and the like, and the control device 201 uses the tool T based on all available information among the information generated from these components. In addition, by recognizing the attitude of the processing table 5, each minute displacement amount is calculated, and the driving of the RCC mechanism 3 and the actuator 50 is controlled through the driving drivers D3 and D50.

【0067】本発明の工作機械1を研削盤に適用する
と、従来の研削加工では難しかったフォトマスク、シリ
コンウエハー等に要求される超高精度平坦面研削が、各
種センサと、アクチュエータの組み込まれた知能化機械
要素の採用により可能となった。
When the machine tool 1 of the present invention is applied to a grinder, the ultra-high-precision flat surface grinding required for photomasks, silicon wafers, etc., which has been difficult with conventional grinding, is achieved by incorporating various sensors and actuators. This is made possible by the use of intelligent machine elements.

【0068】図9にはソフトモードの遂行手順を示して
いる。
FIG. 9 shows a procedure for performing the soft mode.

【0069】[手順] 変位計70によって、ワークWを置かずに、加工テーブ
ル5のワーク把持部5aの平面形状を把握する。この平
面形状の把握は、ワーク把持部5aのZ変位を、送りテ
ーブル4をX−Y方向に送って内部センサによってX−
Y座標面の全点測定して記憶する(図9(a)参照)。
[Procedure] The plane shape of the work holding portion 5a of the processing table 5 is grasped by the displacement meter 70 without placing the work W. In order to grasp the planar shape, the Z displacement of the work gripping portion 5a is transmitted to the feed table 4 in the XY direction, and the Z displacement is calculated by the internal sensor.
All points on the Y coordinate plane are measured and stored (see FIG. 9A).

【0070】そして、加工テーブル5のZ変位が0.1
[μm]となるような、アクチュエータ50の圧電素子
52の出力を多点計測して記憶し、0.1[μm]/2
00[mm]精度を確保する
Then, the Z displacement of the processing table 5 is 0.1
[Μm], the output of the piezoelectric element 52 of the actuator 50 is measured at multiple points and stored, and 0.1 [μm] / 2
Ensure accuracy of 00 [mm]

【0071】[手順] 次いで、ワーク把持部5aにワークWを吸引せずに置い
て、ワークWの平面形状を把握する。このワークWのワ
ーク把持部5aにワークWを吸引せずに、ワークWのZ
変位を、X−Y方向全点測定して記憶する。
[Procedure] Next, the work W is placed on the work holding portion 5a without suction, and the planar shape of the work W is grasped. Without sucking the work W into the work holding portion 5a of the work W, the Z
The displacement is measured and stored at all points in the XY directions.

【0072】このワークWのZ変位は、ワークWのワー
ク把持部5aとワークW下面間のスキマとワークWの厚
みを足し合わせた寸法である。(図9(b)参照)
The Z displacement of the work W is a dimension obtained by adding the clearance between the work holding portion 5a of the work W and the lower surface of the work W and the thickness of the work W. (See FIG. 9B)

【0073】[手順] 次に、ワーク把持部5a上のワークWを吸引してワーク
W下面をワーク載置部5aとの間の隙間がないように密
着させる。この状態のワークWの平面形状を、ワークW
のZ変位として把握する。
[Procedure] Next, the work W on the work holding portion 5a is sucked and the lower surface of the work W is brought into close contact with the work mounting portion 5a so that there is no gap. The planar shape of the workpiece W in this state is
As Z displacement.

【0074】このワークのZ変位はワークの厚みである
(図9(c)参照)。
The Z displacement of the work is the thickness of the work (see FIG. 9C).

【0075】[手順] 予め外部センサにて加工テーブル5のZ変位を全点測定
して記憶し、手順と同じようにZ変位が0となるよう
なアクチュエータ50の圧電素子52の出力を全点計算
して記憶する。
[Procedure] All the Z displacements of the processing table 5 are measured and stored in advance by an external sensor, and the output of the piezoelectric element 52 of the actuator 50 such that the Z displacement becomes zero is measured in the same manner as in the procedure. Calculate and store.

【0076】[手順] 研削(ある高さ)−(すきま分)がワークWの厚みであ
り、平坦面を出すためにはスキマ分を切り込み量に足し
て切り込み全面を研削する(図9(d)参照)。
[Procedure] Grinding (a certain height)-(gap) is the thickness of the work W. In order to obtain a flat surface, the gap is added to the cut amount to grind the entire cut (FIG. 9 (d)). )reference).

【0077】この時、カップ砥石Tの姿勢をRCC機構
3を用いて、上述したように送り方向前端側を持ち上げ
気味に制御する。
At this time, the attitude of the cup grindstone T is controlled to slightly lift the front end in the feed direction by using the RCC mechanism 3 as described above.

【0078】[手順] ワークWをチャックせず、ワークW(7)Z変位を全点
測定する。平坦面になっているはずであり、なっていな
ければ補正して手順から繰り返す(図9(e)参
照)。
[Procedure] All the points of the Z displacement of the work W (7) are measured without chucking the work W. It should be a flat surface, and if not, it is corrected and the procedure is repeated (see FIG. 9E).

【0079】ーハードモードの遂行ー 手順,は同じである。-Execution of the hard mode-The procedure is the same.

【0080】手順として、ホットワックスまたは、氷
チャック、多点へそ出しテーブルで無変形把持を行う。
As a procedure, non-deformable gripping is performed using a hot wax or ice chuck and a multi-point extruding table.

【0081】は同じである。 手順 平坦に加工し、研削自体には剛性無限大モードで行う。Are the same. Procedure Work flat and grind itself in infinite rigidity mode.

【0082】手順 全点測定し、平坦面になっているはずで、なっていなけ
れば剛性無限大モードで研削を繰り返す。
Procedure All points were measured, and it should have been a flat surface. If not, grinding was repeated in infinite rigidity mode.

【0083】[0083]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
超高精度平坦面研削が可能となる。
As described above, according to the present invention,
Super-high precision flat surface grinding becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は本発明の一実施例に係る工具姿勢制御装
置を示すもので、同図(a)は概略断面図、同図(b)
は底面図、同図(c)はRCC機構の要部断面図であ
る。
FIGS. 1A and 1B show a tool posture control device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a schematic sectional view, and FIG.
2 is a bottom view, and FIG. 2C is a sectional view of a main part of the RCC mechanism.

【図2】図2は本発明の一実施例に係る工作機械の構造
体の概念構成を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a conceptual configuration of a structure of a machine tool according to one embodiment of the present invention.

【図3】図3は姿勢制御機構の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a posture control mechanism.

【図4】図4は本発明の一実施例に係る工作機械のより
具体的な構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a more specific configuration of a machine tool according to one embodiment of the present invention.

【図5】図5はナノ駆動リング付きボールねじ送り機構
の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a ball screw feed mechanism with a nano drive ring.

【図6】図6(a)〜(d)は送りテーブルの姿勢制御
用アクチュエータを備えた直線運動案内機構を示す図、
同図(e)〜(h)は送りテーブルの姿勢制御状態の説
明図である。
6 (a) to 6 (d) are views showing a linear motion guide mechanism provided with an actuator for controlling the attitude of a feed table,
FIGS. 7E to 7H are explanatory diagrams of the attitude control state of the feed table.

【図7】図7は構造体の変形センサの取付箇所を示す図
である。
FIG. 7 is a view showing a mounting position of a deformation sensor of the structure.

【図8】図8は加工テーブルと変位センサを示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a processing table and a displacement sensor.

【図9】図9は研削手順の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of a grinding procedure.

【図10】図10は制御構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a control configuration.

【図11】図11は工作機器の加工で生じる基本的な物
理現象を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing basic physical phenomena occurring in machining of a machine tool.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 工作機械 2 スピンドルユニット 3 RCC機構(変位発生手段) 4 送りテーブル 5 加工テーブル(ワーク支持部) 6 力センサ 7 構造体 8 固定ベース 9 ヘッド 10 コラム 11 直線運動案内機構 12 ボールねじ送り機構 13 Z軸テーブル 40 ナノ駆動リング 50 姿勢制御アクチュエータ 60 振れ回り吸収用継手部材 70 変位センサ REFERENCE SIGNS LIST 1 machine tool 2 spindle unit 3 RCC mechanism (displacement generating means) 4 feed table 5 processing table (work supporting part) 6 force sensor 7 structure 8 fixed base 9 head 10 column 11 linear motion guide mechanism 12 ball screw feed mechanism 13 Z Axis table 40 Nano drive ring 50 Posture control actuator 60 Joint member for whirling absorption 70 Displacement sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23Q 15/013 B23Q 15/14 B23Q 17/20 B24B 7/00 - 7/08 B23C 3/00 H01L 21/304──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B23Q 15/013 B23Q 15/14 B23Q 17/20 B24B 7/00-7/08 B23C 3/00 H01L 21 / 304

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】テーブル面の平面形状を検出し、 ワークをテーブル面上に力を加えないで載置した状態で
加工前にワークの平面形状を検出して加工前のワークの
形状を把握し、 ワークに力を加えてテーブル面の形状に倣って密着させ
てワークの平面形状を検出し、 前記テーブル面上の無変形状態のワークの平面形状情報
と前記テーブル面に密着状態のワークの平面形状情報か
らワークの真の厚みと、ワークとテーブル面間のすきま
を求め、 研削加工時には、ワークに力を加えてテーブル面に密着
させて固定し、ワークの被加工面を前記すきま分を加味
した分だけ研削砥石の切り込み量を制御し、変位発生手
段によって研削砥石を所定の姿勢に維持しつつワークの
平面研削を行うことを特徴とする研削方法。
1. A flat shape of a table surface is detected, and a flat shape of the work is detected before processing in a state where the work is mounted on the table surface without applying a force to grasp the shape of the work before processing. Applying a force to the workpiece to closely adhere to the shape of the table surface to detect the planar shape of the workpiece, the planar shape information of the undeformed workpiece on the table surface and the planar shape of the workpiece in close contact with the table surface The true thickness of the work and the clearance between the work and the table surface are obtained from the shape information, and during grinding, a force is applied to the work to fix it in close contact with the table surface, taking into account the clearance of the work surface of the work. A grinding method characterized in that the cutting amount of the grinding wheel is controlled by the amount of the cutting, and the surface of the work is ground while maintaining the grinding wheel in a predetermined posture by the displacement generating means.
【請求項2】研削砥石は、送り方向前端側を持ち上げる
方向に変位を発生させてワークに対する相対送り動作を
行うことを特徴とする請求項1に記載の研削方法。
2. The grinding method according to claim 1, wherein the grinding wheel performs a relative feeding operation with respect to the workpiece by generating a displacement in a direction of lifting a front end side in a feeding direction.
【請求項3】相対送り動作は、砥石に対してテーブルを
移動させて行うことを特徴とする請求項2に記載の研削
方法。
3. The grinding method according to claim 2, wherein the relative feed operation is performed by moving a table with respect to the grindstone.
【請求項4】ワークの姿勢を検出し、ワークの姿勢の変
化に応じて砥石の姿勢を変化させてワークに対する砥石
の当たり状態を一定に保つことを特徴とする請求項1,
2または3に記載の研削方法。
4. The method according to claim 1, wherein the posture of the work is detected, and the posture of the grindstone is changed according to the change of the posture of the work to keep the state of contact of the grindstone with the work constant.
4. The grinding method according to 2 or 3.
【請求項5】予めワークに加工力が加わった場合の砥
石,ワークおよびテーブルの変形量情報を知識として準
備しておき、研削時にワークに加わる加工力を検出し、
該検出した加工力情報と前記変形量情報に基づいて、加
工力に対応する変形量を相殺するように砥石とテーブル
の少なくとも一方を変形させることにより、加工力に対
して砥石およびテーブルの変形を見かけ上ゼロとして剛
性無限大状態でワークを研削することを特徴とする請求
項1,2,3または4に記載の研削方法。
5. Preliminarily, information on the amount of deformation of a grindstone, a work and a table when a work force is applied to a work is prepared as knowledge, and the work force applied to the work during grinding is detected.
Based on the detected processing force information and the deformation amount information, at least one of the grindstone and the table is deformed so as to cancel the deformation amount corresponding to the processing force. The grinding method according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the workpiece is ground in an infinite rigidity state with an apparent zero.
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