离心滚筒研磨装置以及滚筒研磨方法_3

文档序号:9277641阅读:来源:国知局
纳工件以及研磨介质。工件是由硬脆材 料、金属、合成树脂以及复合材料构成的部件。硬脆材料是指各种陶瓷、水晶等结晶材料、 硅、铁素体等硬脆性质的材料。研磨介质为由含有研磨粒的树脂构成的介质、由陶瓷构成的 介质、由陶瓷以及研磨粒构成的介质、由金属构成的介质、由玻璃构成的介质、由植物构成 的介质等一般用于滚筒研磨的介质即可,根据工件的种类、形状、滚筒研磨的目的等适当地 进行选择。工件以及研磨介质的量虽然没有特别限定,但在本实施方式中,相对于滚筒槽 Ila~Ild的容积,分别为IOvol%或者50vol%。将工件以及研磨介质分别收纳于滚筒槽 Ila~Ild之后,将盖固定于主体部密封。然后,打开滑动门3,将上述滚筒槽Ila~Ild分 别固定于四个滚筒槽外壳12。由于转台14相对于地面水平,所以通过手动也能够容易地 使其旋转。通过手动使转台14旋转,将四个滚筒槽Ila~Ild分别固定于四个滚筒槽外壳 12。这样,在将滚筒槽Ila~Ild分别固定于转台14之后,关闭滑动门3。
[0058] 工序S30 :使滚筒槽自转公转的工序
[0059] 若导通工作按钮,则缸33工作,活塞33a伸长与预先设定的"滚筒槽11的倾斜角 度"对应的长度。由此,相对于地面垂直的滚筒槽Ila~Ild倾斜为规定的角度。接下来, 驱动马达21工作。驱动马达21的旋转力经由驱动带轮22、公转带轮23、驱动带24传递至 转台14,转台14以公转轴15为轴心旋转。由于公转轴15以及从动带轮25A、25B通过转 台14的旋转而旋转,所以经由固定于自转轴13a~13d的自转带轮26a~26d以及从动带 27A、27B,滚筒槽外壳12即滚筒槽Ila~Ild分别旋转。这样,滚筒槽Ila~Ild分别进行 沿转台14的圆周方向旋转的公转、和以自转轴13a~13d为轴心旋转的自转。
[0060] 对于旋转机构20,为了减轻自身的负担,也可以通过控制部42设定为在规定的 时间加速至最适于滚筒研磨的旋转速度。在该加速的过程中,滚筒槽11的内部按照"堆体 的重力" > "施加于堆体的离心力"、"施加于堆体的重力=施加于堆体的离心力(平衡状 态)"、"施加于堆体的重力<施加于堆体的离心力"的顺序推移。此外,以下,将"堆体的重 力" > "施加于堆体的离心力"的离心力作为离心力A,将平衡状态的离心力作为离心力B, 将"施加于堆体的重力<施加于堆体的离心力"的离心力作为离心力C来进行说明。
[0061] 图7是对现有的滚筒研磨装置中的滚筒槽的内部的堆体M的动作进行说明的概要 图。在图7中,对上述平衡状态以及平衡状态前后的堆体M的动作进行图示。如图7所示, 在施加于堆体M的离心力为离心力B的情况下,堆体M从滚筒槽的壁面离开从而散乱于滚 筒槽内,然后产生堆体M与对置的内壁面激烈地碰撞的现象。与此相对,在本实施方式中, 由于滚筒槽11倾斜,所以在为离心力B的状态下,除重力和离心力之外,分力也作用于堆体 M。因此,堆体M通过该分力沿滚筒槽11的内壁面移动。即,由于堆体M不从滚筒槽11的 内壁面离开,所以不会如上述那样产生与对置的内壁面激烈地碰撞的现象。由此,不会产生 对工件的损伤。
[0062] 工序S40 :研磨工件的工序
[0063] 工件通过与研磨介质的接触、工件彼此的接触、与壁面的接触来研磨表面。而且, 以使离心力C的状态持续规定的时间(上述的"研磨时间")的方式使滚筒槽11的自转公 转继续,从而结束滚筒研磨。
[0064] 工序S50 :研磨结束工序
[0065] 滚筒研磨结束之后,旋转机构20停止工作。此时,为了减轻旋转机构20自身的负 担,也可以通过控制部42设定为在规定时间减速。在该减速的过程中,滚筒槽11的内部按 照"施加于堆体的重力<施加于堆体的离心力"、"堆体的重力=施加于堆体的离心力(平 衡状态)"、"施加于堆体的重力多施加于堆体的离心力"的顺序推移。若旋转机构20停止 工作从而滚筒槽11的自转公转停止,则缸33工作,转台14再次成为与地面水平。然后,打 开滑动门3,将滚筒槽Ila~Ild分别从滚筒槽外壳12取下。然后,在将滚筒槽Ila~Ild 各自的盖从主体取下并将内容物取出之后,从该内容物选出工件进行回收。
[0066] 通过以上工序结束一系列的滚筒研磨的工序。
[0067] 在上述工序中,虽然以提高操作性的目的在将滚筒槽Ila~Ild分别固定于转台 14时将转台14的倾斜角度设为0°,但是如果操作性不是特别存在问题,也可以不变更转 台14的倾斜角度。
[0068] 在上述说明中,在驱动马达21工作期间(S卩,滚筒槽Ila~Ild分别自转公转期 间),滚筒槽Ila~Ild分别以规定的角度倾斜,但也可以根据施加于堆体的离心力的变化 变更滚筒槽Ila~Ild各自的倾斜角度。在以下的说明中,伴随着驱动马达21的旋转速度, 变更滚筒槽Ila~Ild各自的倾斜角度。
[0069] 离心滚筒研磨装置1还具备用于调整滚筒槽11的倾斜角度的倾斜角度调整机构。 倾斜角度调整机构的结构没有特别限定,在本实施方式中,通过伺服缸以及控制器进行滚 筒槽Ila~Ild各自的倾斜角度的调整。上述控制器与控制部42连结,通过来自控制部42 的信号控制伺服马达的动作。
[0070] 倾斜角度调整机构并不限定于上述结构。若按照转动机构的例示进行说明,则在 作为转动机构采用经由滑轮用线连接基台31和马达的结构的情况下,也可以通过能够调 整旋转角度的构造的马达(例如伺服马达)和控制其的控制器进行倾斜角度的调整。另外, 在为用手动倾斜的结构的情况下,能够通过旋转防止机构调整为任意的倾斜角度。
[0071] 在还具备倾斜角度调整机构的情况下,也可以将根据施加于堆体的离心力的变化 变更滚筒槽11的倾斜角度的工序设为上述的工序S30。具体而言,也可以设置下述第一倾 斜工序以及第二倾斜工序并将该倾斜模式作为研磨条件输入控制部。
[0072] (1)第一倾斜工序(S301)
[0073] 在施加于堆体的离心力到达第一离心力之后到达第二离心力期间使上述滚筒槽 11以第一倾斜角度倾斜的工序,其中,上述第一离心力设定为堆体因自重即将无法与滚筒 槽11的内壁接触的离心力,上述第二离心力设定为通过离心力能够与滚筒槽11的内壁接 触的离心力。
[0074] (2)第二倾斜工序(S302)
[0075] 施加于堆体的离心力以第三离心力持续期间使上述滚筒槽11以第二倾斜角度倾 斜的工序,其中,上述第三离心力设定为在上述第一倾斜工序之后进行滚筒研磨所需要的 离心力。
[0076] 工件产生损伤是因为施加于堆体的离心力处于第一离心力与第二离心力之间。另 外,本发明人从实验结果发现:滚筒槽11的倾斜角度小这种情况下,离心滚筒装置中的工 件的研磨力大,并且工件的研磨精度的偏差小。据此,将第一倾斜角度设为30°以上。此 外,也可以将第一倾斜角度设为40°以上。另外,将第一倾斜角度设为70°以下。也可以将 第一倾斜角度设为50°以下。即,也可以将第一倾斜角度设为30°~70° (或者40°~ 50° )。第二倾斜角度设为0°以上。另外,第二倾斜角度设为30°以下。即,也可以将第 二倾斜角度设为〇°~30°。由于通过将滚筒槽11的倾斜调整为第一倾斜角度,能够避免 施加于堆体的离心力与施加于堆体的重力成为平衡状态,所以能够防止工件的损伤。并且, 通过将滚筒槽11调整为第二倾斜角度,能够良好地研磨工件。
[0077] 第一离心力Cl为0.3G以上。而且,第一离心力Cl为LOG以下。或者,第一离心 力Cl为0? 5G以下。S卩,第一离心力Cl也可以为0? 3G~I.OG或者0? 3G~0? 5G。若施加 于堆体的离心力低于〇. 3G,则无论工件、研磨介质的性状如何均成为离心力A。若施加于堆 体的离心力高于1.0G,则存在成为离心力B的情况。另外,第二离心力C2为1.5G以上。而 且,第二离心力C2为6.OG以下。即,第二离心力C2也可以为1.5G~6. 0G。若施加于堆体 的离心力低于I. 5G,则无论工件的性状如何均成为离心力B,工件产生损伤。若施加于堆体 的离心力高于6. 0G,则施加于堆体的离心力过大,堆体在滚筒槽11的内部不流动,因此无 法良好地研磨工件。
[0078] 另外,对于第二离心力C2而言,可以仅设为施加于堆体的离心力比堆体的重力大 的离心力,也可以为设为最适于进行滚筒研磨的状态的施加于滚筒槽Ila~Ild的离心力。
[0079] 第一离心力、第二离心力、第三离心力用式1所示的相对离心加速度表示。式1中 的各附图标记如下所述。
[0080] RCF:相对离心加速度(G),r:公转半径(m),g:重力加速度(m/sec2),N:公转转速 (min-1)
[0081] [式 1]
[0083] 在工序S50中,也可以在至驱动马达21停止为止期间,同样地还设置调整滚筒槽 11的倾斜角度的工序。
[0084] 此外,这些控制能够以与第一离心力、第二离心力、第三离心力分别对应的驱动马 达21的旋转速度为基准进行控制。
[0085] 在想要进一步减少工件的损伤的情况下,也可以设置在上述工序S30中旋转机构 20加速至最适于滚筒研磨的旋转速度时阶段性地变更加速度的工序。即,也可以设置阶段 性地变更施加于堆体的离心力的工序。以下对该工序进行说明。此外,该工序也能够应用 于在转台14旋转期间不变更滚筒槽11的倾斜角度的情况、根据施加于堆体的离心力的变 化变更滚筒槽11的倾斜角度的情况中的任意情况。
[0086] 此外,在上述中,虽然与第一倾斜工序S301、第二倾斜工序S302区分说明了阶段 性地控制倾斜角度的例子,但也可以具备通过倾斜角度调整机构连续地变更倾斜角度的工 序(S303)。例如,倾斜角度调整机构也可以从90°向0°连续地变更滚筒槽11的倾斜角 度。
[0087] 另外,对于离心滚筒研磨装置1,为了调整滚筒槽Ila~Ild各自的自转公转的速 度,也可以还具备旋转速度调整机构。旋转速度调整机构的结构没有特别限定,在本实施方 式中,使用能够调整驱动马达21的旋转速度的变换器来进行滚筒槽Ila~Ild的自转公转 的速度的调整。上述变频器与控制部连结,通过来自控制部的信号控制驱动马达的动作。
[0088] 另外,也可以在工序S30中进一步设置根据施加于堆体的离心力的变化变更滚筒 槽11的自转公转的速度的工序。具体而言,设置下述的第一加速工序以及第二加速工序, 并将该旋转模式作为研磨条件输入控制部。
[0089] (1)第一加速工序(S304)
[0090] 使施加于堆
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