工件的平面磨削方法和平面磨床与流程

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工件的平面磨削方法和平面磨床与流程

本发明涉及对工件进行平面磨削的工件的平面磨削方法和平面磨床。



背景技术:

在具有杯型的砂轮的平面磨床中,在磨削用于半导体元件的制造的硅晶片等的硬脆材料的工件时,在监视砂轮轴驱动电动机的负荷电流的同时,以规定的切入速度使砂轮轴的前端的砂轮进行切削,进行旋转台上的工件的横向进给磨削,在因砂轮的孔眼的堵塞使砂轮轴驱动电动机的负荷电流超过规定阈值时,在使砂轮退避、中断磨削后,再次使砂轮进行切削,与工件接触,由此促进砂轮的自动磨锐作用(专利文献1)。

已有技术文献

专利文献

专利文献1:JP特开2006—35406号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

在这样的过去的磨削方法中,以规定的切入速度而使砂轮进行切入,另一方面,在磨削中的砂轮中产生孔眼堵塞时,暂时使砂轮退避以中断磨削,然后,再次使砂轮进行切入,促进砂轮的自动磨锐作用。由此,不能够在砂轮的磨削效率高的高负荷状态对工件进行磨削,另外磨削周期变长,难以在短时间以良好的效率对工件进行磨削。

另外,同样在专利文献1的磨削法以外的过去的磨削法中,具有在磨削时,使砂轮相对工件以一定的切入速度进行切入的磨削法;对应于砂轮的切入运送量,在依次减速方向改变粗磨削进给、中磨削进给,精磨削进给与进给速度关系的同时,进行磨削的磨削法(在下面称为“普通磨削法”)。

但是,在前者的磨削法中,在磨削中,砂轮的磨损量与工件的去除量以及砂轮的切入量之间的平衡遭到破坏,磨削负荷急剧地上升,或仅仅砂轮发生磨损,导致难以以良好的效率稳定地在砂轮的磨削效率良好的高负荷状态对工件进行磨削。

此外,在后者的磨削法中,因下述那样的理由,无法以良好的效率,稳定地在砂轮的磨削效率良好的高负荷状态对工件进行磨削。特别是在对硬度高、且脆硬脆材料的工件进行磨削时,由于按照根据砂轮的切入而不处于过负荷状态的方式改变砂轮的进给速度并对工件进行磨削,故必须使砂轮的切入速度减慢,耗费长的时间进行磨削。

然而,在这样的硬脆材料的场合,于磨削中多次产生砂轮表面的自动磨锐作用(孔眼替换),磨削负荷大大地上下变化。其原因在于:相对在自动磨锐作用前,砂轮的切入感差的情况,如果一旦产生砂轮的自动磨锐作用,则砂轮的切刃增加,切入感突然地变得良好。其结果是,由于砂轮和工件的摩擦系数变化,磨削负荷大大地上下变化,故无法以磨削效率良好的高负荷,在短时间,以良好的效率稳定地进行磨削。

另外,因在自动磨锐作用中,摩擦热的增加造成的砂轮、工件、机械的急剧的热位移,在许多场合,砂轮轴与旋转台的轴向的距离变小。这一点与砂轮的切入速度上升的场合相同,是磨削负荷剧烈地上升的主要原因。另外,如果磨削负荷过度上升,则具有检测异常的磨削负荷,机械结束加工,或在最差的场合,砂轮、工件损伤,或机械损伤等的危险。

本发明的目的在于,针对这样的过去的问题,提供工件的平面磨削方法和平面磨床,其中,能以适合的高负荷有效地对硬脆材料、其它工件进行磨削,并且可防止磨削负荷的急剧上升等造成的工件、砂轮以及机械的损伤,另外,可减少砂轮的磨损。

用于解决课题的技术方案

本发明的工件的平面磨削方法涉及下述的方法,在该方法中,在通过砂轮而对工件进行平面磨削时,在监视磨削负荷的同时,伴随磨削负荷的上升,降低砂轮的切入速度。

另外,另一本发明的工件的平面磨削方法涉及下述的方法,在该方法中,在通过砂轮对工件进行平面磨削时,在监视磨削负荷的同时,在磨削负荷上升时,降低砂轮的切入速度,在磨削负荷下降时,增加砂轮的切入速度。

此外,也可对应于磨削负荷的多个负荷阈值的每个,事先设定磨削负荷越大、砂轮的切入速度越慢的各切入速度,在以规定速度而开始磨削后,每次在磨削负荷上升、下降到规定的负荷阈值时,将砂轮降低、增加到对应的切入速度。

还有,可事先设定高于砂轮的切入时的最大的负荷阈值的退回负荷阈值,在磨削负荷超过退回负荷阈值时,在以规定的退回速度使砂轮退回的同时,进行磨削。也可在无火花磨削前反复进行砂轮的切入与退回。

再有,也可在磨削负荷超过速度限制执行用的负荷阈值时,即使在之后,磨削负荷降低到规定的切入速度的负荷阈值的情况下,仍以慢于规定的切入速度的限制切入速度使砂轮进行切入,不加速到限制切入速度以上的程度。

本发明的平面磨床涉及下述的平面磨床,该平面磨床通过砂轮对工件进行横向给进磨削,该平面磨床包括:磨削负荷测定机构,该磨削负荷测定机构测定磨削中的砂轮的磨削负荷;速度设定机构,该速度设定机构对应于多个负荷阈值设定多个砂轮的切入速度;速度控制机构,该速度控制机构按照下述方式以各负荷阈值为基准,以与各负荷阈值相对应的切入速度对砂轮的速度进行增减,该方式为:在比较磨削中的磨削负荷与负荷阈值的同时,伴随磨削负荷的上升、下降,砂轮的切入速度进行增速、减速。

发明的效果

按照本发明,具有下述的优点,即,能以适合的高负荷有效地对硬脆材料、其它工件进行磨削,并且可防止磨削负荷的急剧上升等造成的工件、砂轮以及机械的损伤,另外,可减少砂轮的磨损。

附图说明

图1为表示本发明的第1实施方式的平面磨床的主视图;

图2为该主要部分的立体图;

图3为该控制系统的方框图;

图4为其速度表格;

图5为表示该磨削动作的流程图;

图6为表示该磨削负荷的变化等的图;

图7为表示本发明的第2实施方式的控制系统的方框图;

图8为该磨削动作的流程图;

图9为其速度表格;

图10为表示该磨削负荷的变化的图;

图11为表示本发明的第3实施方式的控制系统的方框图;

图12为其第1速度表格;

图13为其第2速度表格;

图14为表示本发明的第4实施方式的速度表格;

图15为表示本发明的第5实施方式的方框图;

图16为该速度变更的波形图。

具体实施方式

下面根据附图,对本发明的实施方式进行具体描述。

图1~图6表示本申请发明的第1实施方式的例子。在通过杯型的砂轮1对蓝宝石晶片等的硬脆材料的工件W进行横向给进磨削时,采用像图1、图2所示的那样的平面磨床2。该平面磨床2像图1、图2所示的那样,包括:旋转台3,在该旋转台3的顶面上自由装卸地安装有工件W;电动机等的工件驱动机构4,该工件驱动机构4围绕上下方向的轴心,于a箭头方向而旋转驱动该旋转台3;砂轮轴5,该砂轮轴5以可自由上下运动地设置于旋转台3上;电动机等的砂轮驱动机构6,该砂轮驱动机构6围绕上下方向的轴线,于b箭头方向旋转驱动砂轮轴5;砂轮1,该砂轮1自由装卸地安装于砂轮轴5的底端,并且通过b箭头方向的旋转,对旋转台3上的工件W进行平面磨削;砂轮进给机构7,该砂轮进给机构7经由砂轮轴5,沿上下方向的切入方向c和退回方向d进给砂轮1。另外,旋转台3、砂轮1的旋转方向是任意的。

图3表示控制平面磨床2的磨削动作的控制系统。该控制系统包括NC控制机构9,以及比如恒定尺寸控制机构10和砂轮切入退回控制机构11,该NC控制机构9控制与平面磨床2的横向进给磨削有关的普通的磨削动作。

恒定尺寸控制机构10通过尺寸测定机构12,测定磨削中的工件W的尺寸,在处于规定的无火花磨削时期时,将无火花磨削指令输出给砂轮进给机构7,按照通过无火花磨削,将工件W精加工到规定尺寸精度的方式进行控制。

另外,如果砂轮进给机构7具有无火花磨削指令,则按照在该位置,砂轮1连续进行工件W的加工的方式停止砂轮轴5的进给。在没有恒定尺寸控制机构10的场合,也可从工件W的磨削开始,到达规定的切入量,或在经过规定时间时,输出无火花磨削指令。

砂轮切入退回控制机构11用于在监视工件W的磨削中的磨削负荷的同时,按照砂轮1以磨削效率高的适当的高负荷,有效地对工件W进行磨削的方式控制砂轮1的切入、退回,包括伴随磨削负荷的上升,降低砂轮1的切入速度的功能;在磨削负荷上升到上限附近时,反复进行砂轮1的切入和退回的功能;伴随磨削负荷的下降,增加砂轮1的速度的功能。

该砂轮切入退回控制机构11具体来说,包括:磨削负荷测定机构13,该磨削负荷测定机构13测定磨削中的砂轮1的磨削负荷;速度设定机构14,该速度设定机构14针对每个负荷阈值设定砂轮1的切入速度、退回速度;速度控制机构15,该速度控制机构15对磨削中的实际的磨削负荷和负荷阈值进行比较,对应于该磨削负荷的增减,以通过速度设定机构14而设定的切入速度、退回速度来控制砂轮进给机构7。

磨削负荷测定机构13根据流过砂轮驱动机构6的电流、电力或转矩等的变化,测定磨削中的砂轮1的磨削负荷。速度设定机构14具有图4所示的那样的速度表格。在速度表格中,针对高速切入、快切入、中切入、慢切入、慢退回、中退回、快退回、紧急退回的各动作的每个,设定磨削负荷分阶段地增加的负荷阈值L1~L7(N·m);与对应于各负荷阈值L1~L7(N·m)而分阶段地增减速的切入速度V0~V7(mm/min)。

高速切入为砂轮1与工件W接触,开始磨削时的切入,该高速切入速度V0设定在0.5(mm/min)。对于快切入,相对负荷阈值L1,设定在慢切入速度V1=0.3(mm/min),对于中切入,相对负荷阈值L2,设定在中切入速度V2=0.1(mm/min),对于慢切入,相对负荷阈值L3,设定在中切入速度V3=0.05(mm/min)。

另外,对于慢退回,相对负荷阈值L4,设定在慢退回速度V4=-0.05(mm/min),对于中退回,相对负荷阈值L5,设定在中退回速度V5=-0.1(mm/min),对于快退回,相对负荷阈值L6,设定在慢退回速度V6=-0.3(mm/min)。对于紧急退回,相对负荷阈值L7,设定在退回速度V7(全速)。

此外,由于退回相对切入是相反方向的,故在其退回速度V4等的记载上,其表示对数值附加“-”,于相反方向行进的意思。

各负荷阈值L1~L7像在图6中针对负荷阈值L1~L4而列举的那样,处于从负荷阈值L1到负荷阈值L7而依次增加的关系。与磨削负荷的各负荷阈值L1~L7相对应的砂轮1的切入速度V0~V3,退回速度V4~V7按照下述方式预先通过实验等而确定,该方式为:考虑工件W的材质、尺寸、砂轮1、平面磨床2等的组合,砂轮1可在磨削效率高的适当的高负荷状态有效地对工件W进行磨削。

于是,对于高速切入、快切入、中切入、慢切入,伴随磨削负荷分阶段地按负荷阈值L1~L3而增加,切入速度分阶段地于切入方向按V1~V3而减速。另外,对于慢退回、中退回、快退回、紧急退回,伴随磨削负荷分阶段地按负荷阈值L4~L7而增加,退回速度分阶段地于退回方向按V4~V7而增速。由于砂轮1于与切入方向相反的方向移动,故砂轮1的退回速度V4~V7在砂轮1以切入方向为基准时,从慢退回向紧急退回而分阶段地减速。

另外,也可在具有与标准的工件W相对应的标准的速度表格的场合,对应于工件W的材质等的不同,读取该标准的速度表格的数值,在对其进行补偿的同时进行控制。

对于慢切入时的负荷阈值L3和慢退回时的负荷阈值L4,慢退回时的负荷阈值L4较高,但是,在超过负荷阈值L3后的无火花磨削之前,按照多次反复进行慢切入和慢退回的场合,按照比如在磨削负荷在负压阈值L3以上小于负荷阈值L4时,进行砂轮1的慢切入,在负荷阈值L4以上时,进行磨削1的慢退回的方式,以负荷阈值L4为基准,切换砂轮1的慢切入和慢退回。

下面参照图5的流程图,对工件W的磨削方法进行说明。平面磨床2的工件W的横向给进磨削通过NC控制机构9的控制而进行。平面磨床2在开始横向给进磨削的磨削动作时(S1),首先,在砂轮1与工件W接触之前,砂轮进给机构7以高于高速切入速度V0的高速进给速度,于切入方向进给砂轮轴5。另一方面,通过尺寸测定机构12测定工件W的尺寸(S2),通过磨削负荷测定机构13测定切入负荷(S3)、恒定尺寸控制机构10判断是否处于无火花磨削时期(S4)。

在磨削动作的开始后,由于尚未处于无火花磨削时期(S4),故判断磨削负荷是否小于快切入的负荷阈值L1(S5),使砂轮轴5的进给速度从高速进给速度降低到高速切入速度V0,以该高速切入速度V0,砂轮1开始对工件W1进行磨削(S6)。

在砂轮1与工件W接触之前,以高于高速切入速度V0的高速进给速度,进给砂轮轴5,在砂轮1与工件W接触前,降低到高速切入速度V0,由此可缩短空气切割时间,有效地转到工件W的磨削。

如果砂轮1与工件1接触,开始磨削,则作用于砂轮轴5上的磨削负荷上升,但是,在磨削负荷小于负荷阈值L1的期间,以高速切入速度V0使砂轮1进行切入(S6)。接着,如果通过高速切入速度V0的高速切入,磨削负荷上升,其在负荷阈值L1以上,而小于负荷阈值L2(S5、S7),则使砂轮1的切入速度从高速切入速度V0降低到快切入速度V1(S8),在以该快切入速度V1使砂轮1进行切入的同时,继续工件W的磨削。

如果通过快切入速度V1的快切入,磨削负荷上升,其在负荷阈值L2以上,而小于负荷阈值L3(S7、S9),则使砂轮1的切入速度从快切入速度V1降低到切入中的切入速度V2(S10),以该中切入速度V2使砂轮1进行切入。

另外,如果通过切入速度V2的中切入,磨削负荷上升,其在负荷阈值L3以上,小于负荷阈值L4(S9、S11),则使砂轮1的切入速度从中切入速度V2降低到慢切入的慢切入速度V3(S12),在以该慢切入速度V3使砂轮1进行切入的同时,连续进行工件W的磨削。

像这样,以快速的高速切入速度V0开始磨削,然后,在磨削负荷从负荷阈值L1经过负荷阈值L2,上升到负荷阈值L3以上的期间,针对每个负荷阈值L1~L3,在使砂轮1分阶段地按切入速度V1~V3而减速的同时,进行切入。

此外,如果在于砂轮1的慢切入中小于负荷阈值L3时(S9),使砂轮1的切入速度从慢切入速度V3增加到中切入速度V2(S10)等,磨削负荷降低,则伴随该磨削负荷的降低,增加砂轮1的切入速度。

如果在慢切入速度V3的磨削中磨削负荷上升,其在负荷阈值4以上,而小于负荷阈值L5(S11、S13),则从慢切入速度V3的慢切入切换到慢退回速度V4的慢退回,在使砂轮1退回的同时,继续工件W的磨削(S14)。另外,如果于慢退回的磨削中磨削负荷小于负荷阈值L4(S11),则从慢退回速度V4的慢退回,切换到慢切入速度V3的慢切入,使砂轮1进行慢切入(S12)。

于是,如果在砂轮1的磨削负荷在负荷阈值L4附近的高负荷区域之前,使工件W的磨削进行,则此后,在于负荷阈值L3、L4的上下,砂轮1按照一次或多次而反复进行慢切入和慢退回的同时,继续进行工件W的最终的磨削。

还在此期间,恒定尺寸控制机构10读入工件W的尺寸,如果处于接近规定的精加工精度尺寸的无火花磨削时期(S4),则根据来自恒定尺寸控制机构10的无火花磨削的指令,砂轮进给机构7停止砂轮1的移动,砂轮1进行于停止位置对工件W进行磨削的无火花磨削(S21)。接着,如果通过无火花磨削,工件W为精加工尺寸,则结束磨削(S22)。

另外,如果于慢退回的磨削中,磨削负荷在负荷阈值L5以上、小于负荷阈值L6(S13,S15),则在以中退回速度V5使砂轮1退回的同时,进行磨削(S16),接着如果于中退回中,磨削负荷在负荷阈值L6以上,而小于负荷阈值L7(S15、S17),则在以快退回速度V6使砂轮1退回的同时,继续磨削(S18)。

此外,如果磨削负荷在负荷阈值L7以上(S17),则以紧急退回速度V7(全速度)进行紧急退回(S19),中止磨削(S20)。接着,在磨削的中止后,进行砂轮1的跟踪等,进行恢复砂轮1的切入感等的适当措施。

在像这样,以高速切入速度V0而开始砂轮1的高速切入后,在监视磨削1的磨削负荷的变动的同时,伴随其磨削负荷从负荷阈值L1经过负荷阈值L2,依次上升到负荷阈值L3,依次使砂轮1的切入速度从高速切入降低到快切入,从快切入降低到中切入,从中切入降低到慢切入。

于是,可通过采用这样的磨削法,按照砂轮1的切入速度和通过砂轮1磨削工件W而实现的速度基本一致的方式,通过砂轮1对工件W进行磨削,可在磨削效率高的适当的高负荷施加于砂轮1上的状态,有效地对工件W进行磨削。

如果特别是,继续高速地切入砂轮1,则伴随磨削的进行,工件W通过砂轮1磨削而实现的速度与砂轮1的切入速度不一致,于工件W侧产生磨削残留,砂轮1的磨削负荷异常地上升。其结果是,如果在高速切入状态继续磨削,则产生作用于工件W上的负荷过大,工件W开裂等的问题。但是,由于在监视磨削负荷的同时,伴随磨削负荷的上升,降低砂轮1的切入速度,故可防止过大的负荷施加于工件W上。

另外,在工件W的磨削的最终段,磨削负荷上升到负荷阈值L3以上,在慢切入的磨削中,如果磨削负荷上升到L4,由于将砂轮1切换到慢退回,故在反复进行慢切入和慢退回到同时,于高负荷状态对工件W进行磨削。由此,没有砂轮1的磨削负荷继续上升,对工件W作用过大的负荷的情况,能以磨削效率高的适当的高负荷继续磨削。

图6表示实际上对工件W进行磨削时的工件W的磨削负荷和尺寸的变化。符号A为表示从本发明的场合的磨削开始,到无火花磨削结束的磨削负荷的变化的磨削负荷曲线,符号B为表示此场合的工件W的尺寸的变化的尺寸曲线。符号A1为过去的普通磨削的场合的磨削负荷曲线,符号B1为表示本场合的工件W的尺寸的变化的尺寸曲线。

在过去的普通磨削中,由于在按照不为过度负荷的方式通过砂轮1的切入进给量控制粗磨削进给、中磨削进给、精加工磨削进给与砂轮1的切入速度的同时,进行磨削,故像图6的磨削负荷曲线A1所示的那样,不得不以慢切入速度而进行磨削,虽然伴随磨削的进行,砂轮1的磨削负荷上升,但是其上升斜率是缓慢的。于是,由于在过去,在容易发生砂轮1的孔眼的堵塞、无法充分地发挥磨削效率的低负荷状态,对工件W进行磨削,故具有工件W的磨削周期长、磨削效率差以及磨削温度上升等的问题。

另一方面,在本发明中,像图6的磨削负荷曲线A所示的那样,每当以砂轮1的磨削负荷为基准,该磨削负荷为规定的负荷阈值时,按照高速切入、快切入、中切入、慢切入的顺序,依次降低砂轮1的速度,与此同时,多次反复进行切入、慢切入与慢退回,转移到无火花磨削。

由此,由于可通过砂轮1的磨削负荷的上升促进磨粒的自动磨锐作用,故能以高的磨削效率在短时间对工件W进行磨削,能以比过去的普通磨削短的磨削周期有效地进行磨削。其结果是判定本发明的磨削时间与过去的普通磨削的场合相比较,可缩短约2/3,可进行有效的磨削。于是,按照本发明,由于以磨削效率高的负荷,有效地进行磨削,故与以低的磨削荷载而磨削的普通磨削的场合相比较,可防止磨削温度的上升。

图7~图10表示本发明的第2实施方式的例子。本实施方式的砂轮切入退回控制机构11具有速度限制执行功能,像图7所示的那样,包括与第1实施方式相同的磨削负荷测定机构13、速度设定机构14、速度控制机构15以及速度限制执行机构14A。

本速度限制执行机构14A具有下述功能,砂轮1的磨削负荷超过速度限制执行的负荷阈值LA时,即使在此后磨削负荷降低而小于慢切入的负荷阈值L3的情况下,仍进行将砂轮1的切入速度限制在慢于慢切入速度V3(=0.05mm/min)的限制切入速度Vα(=0.03mm/min)的速度限制。

速度表格像图9所示的那样构成,伴随磨削负荷在负荷阈值L1~L3而分阶段地变高,使砂轮1分阶段地减速到切入速度V1~V3,在磨削负荷上升到慢退回时的负荷阈值L4时,以慢退回速度V4(=-0.05mm/min)使砂轮1退回,在上升到速度限制执行时的负荷阈值LA时,限制在限制切入速度Vα(=0.03mm/min),在上升到磨削中止时的负荷阈值LX时,中止磨削。

在工件W的横向给进磨削时,像图8所示的那样,判断磨削负荷是否在磨削中止时的负荷阈值LX以上(S23),如果在负荷阈值LX以上,则中止磨削(S24)。另外,在磨削负荷小于负荷阈值LX时,确认到此为止,磨削负荷是否在速度限制执行时的负荷阈值LA以上(S25),如果具有一次,即使在磨削负荷小于负荷阈值L4的情况下(S26),仍将砂轮1限制在限制切入速度Vα(=0.03mm/min)(S27)。如果没有在负荷阈值LA以上,则将该磨削负荷与负荷阈值L1进行比较(S28),如果小于负荷阈值L1,则形成高速切入的切入速度V0(S29)。接着,在磨削负荷在负荷阈值L1以上时,与负荷阈值L2进行比较,在小于负荷阈值L2时(S30),形成快切入的切入速度V1(S31)。

同样地在磨削负荷在负荷阈值L2以上时,如果与负荷阈值L3进行比较,小于负荷阈值L3(S32),则设为中切入的切入速度V2(S33)。另外,在磨削负荷在负荷阈值L3以上时,如果与负荷阈值L4进行比较,小于负荷阈值L4(S34),则形成慢切入的慢切入速度V3(S35)。在慢切入的磨削中的磨削负荷在负荷阈值L4以上时,以慢退回速度V4将砂轮1退回(S36),通过砂轮1的慢退回,谋求磨削负荷的降低。

即使在慢退回的磨削中,将砂轮1的磨削负荷与速度限制执行时的负荷阈值LA进行比较(S37),如果小于负荷阈值LA,则返回到步骤S2。但是,如果在慢退回的磨削中,磨削负荷没有降低,因某种等的原因,磨削负荷一次性地上升到速度限制执行时的负荷阈值LA以上(S37),则存储磨削负荷超过负荷阈值LA的情况(S38),执行速度限制执行机构14A的切入速度限制功能。

如果此后,一时的磨削负荷的上升原因消除,则因砂轮1的慢退回速度V4的慢退回,磨削负荷急剧地降低。但是,由于磨削负荷一旦超过负荷阈值LX(S25),则即使在砂轮1的磨削负荷小于慢切入时的负荷阈值L4的情况下(S26),速度控制机构14A的切入速度限制功能执行,不限制在本来的慢切入速度V3(=0.05mm/min),而将以后的砂轮1的切入限制在最慢的限制切入速度Vα(=0.03mm/min)(S27)。

于是,砂轮1与工件W没有反复接触和离开。如果因某原因,没有速度限制执行功能,则在慢退回的工件W的磨削中,在磨削负荷降低而小于负荷阈值L3时(S34),从慢退回切换到慢切入,以慢切入速度V3(=0.05mm/min)使砂轮1进行切入。由此,如果对应于磨削负荷的上升、下降,控制砂轮1的切入速度,则砂轮1以快的切入速度和快的退回速度而剧烈地往复,砂轮1与工件W反复进行接触和离开,工件W的磨削没有进展。

但是,即使在因砂轮1的慢退回,磨削负荷降低而小于负荷阈值L3的情况下,仍不马上以切入速度V3(=0.05mm/min)的快速度使砂轮1进行切入,而以限制切入速度Vα(=0.03mm/min)的慢速度而慢慢地切入,通过从慢退回切换到慢切入,可防止砂轮1的磨削负荷的急剧的上升,砂轮1不剧烈地反复进行退回和切入。由此,像图10表示磨削负荷曲线的那样,此后的磨削负荷的变化稳定,可有效地对工件W进行磨削。

另外,在本实施方式中,按照在超过速度限制执行时的负荷阈值LA后,即使在磨削负荷降低的情况下,仍不以快于限制切入速度Vα的速度使砂轮1切入的方式进行控制,但是,也可即使在使砂轮1退回的情况下,设定限制退回速度Vβ,在磨削负荷超过某负荷阈值LB后,即使在此后,磨削负荷降低到接近负荷阈值L4的上侧的情况下,仍不以快于限制返回速度Vβ的退回速度而退回。

图11~图13表示本发明的第3实施方式的例子。本实施方式的砂轮切入退回控制机构11像图11所示的那样,包括表格选择机构16,该表格选择机构16可适当选择速度设定机构14所存储的速度表格,按照依照通过表格选择机构16而选择的表格,速度控制机构15控制砂轮进给机构7的方式控制。

在速度设定机构14所存储的表格中,具有比如图12所示的第1速度表格T1、与图13所示的第2速度表格T2。表格选择机构16可分别选择第1速度表格T1和第2速度表格T2,此外,可选择将两个速度表格T1、T2的一部分结合的结合表格。

结合表格为按照下述方式构成的一个速度表格,该方式为:选择第1速度表格T1和第2速度表格T2的前后,将从其中一个第1速度表格T1或第2速度表格T2,变更为另一第2速度表格T2或第1速度表格T1时的速度表格变更负荷设定为适当负荷阈值,以该速度表格变更负荷变更而连接两个速度表格T1、T2的前后,从其中一个第1速度表格T1或第2速度表格T2切换到另一第2速度表格T2或第1速度表格T1。

在比如将第1速度表格T1为前、第2速度表格T2为后的选择,且将负荷阈值L3设定为速度表格变更负荷的场合,可构成将到负荷阈值L3为止的第1速度表格T1的前半与从负荷阈值L3起之后的第2速度表格T2的后半连接的1个速度表格。

于是,在横向给进切入时,砂轮切入退回控制机构11在监视磨削负荷的变化的同时,通过速度控制机构15,按照结合表格分别控制砂轮1的切入速度。比如,磨削的前半按照第1速度表格T1进行控制,在磨削负荷小于负荷阈值L3的场合,以第1速度表格T1的慢切入速度V3(=0.05mm/min)进行砂轮1的慢切入。接着,如果磨削负荷在负荷阈值L3以上,则从第1速度表格T1变更为第2速度表格T2,按照该第2速度表格T2,以慢退回速度V3(=-0.05mm/min),进行砂轮1的慢退回。另外,其它的结构、控制等方面与各实施方式相同。

如果像这样构成,可有选择地将第1速度表格T1和第2速度表格T2的一部分组合,构成结合表格,在以数量少的速度表格T1、T2为基准的同时,可在工件W的材质、其它方面的最佳的条件下进行磨削。

另外,速度表格也可具有3种,速度表格变更负荷还可具有多种。另外,不但通过速度表格变更负荷、变更表格,而且还可以切入时间、切入量、从恒定尺寸装置等而读取的去除量为基准,变更多个速度表格。

图14为列举本发明的第4实施方式的例子。在通过砂轮1对工件W进行横向进给切入的场合,磨削中的磨削负荷对应于此时的条件而上升、下降。于是,也可像图14列举的速度表格的例子的那样,可于选择表格中选择使用磨削负荷的上升局势与降低局势中的哪个的负荷阈值(ON表示选择,OFF表示非选择),对应于磨削条件,选择适当必要的条件。

在图14的速度表格的场合,具有高速切入、快切入、中切入、慢切入、慢退回、中退回、快退回、紧急退回的控制要素,可对应于上升局势、下降局势而适当选择该各控制要素。比如,在磨削负荷的上升局势中,不选择中切入、慢退回、中退回,在下降局势不选择慢切入。

也可在实际的横向磨削中,通过确定过去数秒的判断时间求出该判断时间中的磨削负荷的移动平均值等的方式,判断此时刻的磨削处于上升局势、下降局势中的哪个。

图15、图16表示本发明的第5实施方式的例子。该砂轮切入退回控制机构11像图15所示的那样,包括:磨削负荷测定机构13,该磨削负荷测定机构13测定磨削中的砂轮1的磨削负荷;速度设定机构14,该速度设定机构14针对每个负荷阈值设定砂轮1的切入速度、退回速度;时间设定机构17,该时间设定机构17在切入速度的变更时,在切入和退回的切换时,设定加减速时间;速度控制机构15,该速度控制机构15对磨削中的磨削负荷与负荷阈值进行比较,按照与该磨削负荷的增减相对应来通过速度设定机构14设定的切入速度、退回速度,对砂轮进给机构7进行切入控制、退回控制,并且以在该切入速度的变更时、切入和退回的切换时通过时间设定机构17而设定的加减速时间T,于一个方向使速度缓慢地变化。

在这样结构的砂轮切入退回控制机构11中,如果通过时间设定机构17预先设定加减速时间T,由于在切入速度的变更时、切入和退回的切换时中的任何的场合,均可防止速度的急剧的变化,故没有磨削负荷一时降低等的问题,能以高磨削负荷,以良好的效率对工件W进行磨削。

比如,在从切入速度V0的高速切入减速到切入速度V1的快切入的场合,由于像图16(I)中的实线所示的那样,在加减速时间T从切入速度V0慢慢地降低到切入速度V1,故与像虚线所示的那样马上切换的场合相比较,可抑制急剧的速度变化,抑制磨削负荷的变化。

另外,同样在从切入速度V3的慢切入,切换到退回速度V4的慢退回的场合,由于像图16(II)中的实线所示的那样,以加减速时间T而慢慢地从切入速度V3切换到退回速度V4,故与像虚线所示的那样马上切换的场合相比较,可抑制相反方向的急剧的速度变化,可抑制磨削负荷的变化。

此外,加减速时间T也可对应于工件W的材质等而适当设定。另外,能以可变的方式设定加减速时间T,并且还可在切入和退回的切换时,速度控制机构15按照规定的加减速特性,慢慢地或分阶段地进行加减速。

以上对本发明的实施方式进行了具体描述,但是,本发明不限于本实施方式,可进行各种的变更。比如,最好磨削负荷的负荷阈值的数量多。于是,还可无限地增加负荷阈值的数量,通过使负荷阈值的数量增加到无限,还可进行伴随磨削负荷的增加,按照无级方式而使砂轮1的切入速度降低的无级变速。

此外,在实施方式中,给出硬脆材料的工件W的例子,但是并不限于硬脆材料,对于各种材料的工件W的平面磨削的全部,可同样地实施。

作为磨削负荷,给出砂轮轴5的旋转负荷转矩的例子,但是,也可通过砂轮驱动机构6的电流、电力的变化或作用于砂轮驱动机构6上的荷载的变化判断磨削负荷,还可通过工件驱动机构4的转矩、电流、电力、荷载的变化判断磨削负荷。另外,在没有工件驱动机构的平面磨床2的场合,也可根据作用于工件W的荷载判断磨削负荷。另外,还可通过将砂轮驱动机构6的电流、电力或荷载的变化,与工件驱动机构4的电流、电力或荷载的变化组合等的方式,将与磨削负荷的变化有关的二个以上的相关要素组合,进行判断。

在第1和第2实施方式中,对在切入中磨削负荷上升的场合进行了具体描述,但是,如果于切入中,磨削负荷低于规定的负荷阈值,则显然,也可按照增加切入速度的方式进行控制。同样在该场合,还可设置规定时间,增加切入速度。

另外,对于磨削负荷,在以规定的负荷阈值为基准增加减少切入速度,或在切入和退回之间切换的场合,如果以规定的负荷阈值为基准可进行砂轮1的切入、退回等,则已足够,还可根据小于负荷阈值,大于负荷阈值中的任意者进行判断。

高速切入、快切入、中切入、慢切入、慢退回、中退回、快退回等不过是单纯的列举性例子,也可按照它们以上的程度而细分,还可以较少的数量而粗分。此外,各负荷阈值、切入速度、退回速度的值也不过是单纯的列举性例子,并不限于它们。

标号的说明:

标号1表示砂轮;

标号2表示平面磨床;

标号3表示旋转台;

标号4表示工件驱动机构;

标号5表示砂轮轴;

标号7表示砂轮进给机构;

标号10表示恒定尺寸控制机构;

标号11表示砂轮切入退回控制机构;

标号12表示尺寸测定机构;

标号13表示磨削负荷测定机构;

标号14表示速度设定机构;

标号14A表示速度限制执行机构;

标号15表示速度控制机构;

标号16表示表格选择机构;

标号17表示时间设定机构。

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