刷子单元以及具备该刷子单元的刷子研磨装置、刷子研磨系统以及刷子研磨方法_3

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14c捆束刷子毛材14a,从而抑制在研磨时刷子毛材14a以所需以上的程度变形,所以能够 防止变形引起的研磨力的降低。此外,随着刷子毛材14a的前端部由于研磨而磨损,该捆束 部件14c逐渐断裂或者磨损。因此,刷子毛材14a的前端总是处于露出的状态,所以能够维 持研磨力。
[0054] 在研磨具安装部件13上,以在同心圆上按照规定间隔形成有多个(在本实施方式 中为9个)用于以能够装卸的方式安装研磨具14的安装孔13b。在安装孔13b的安装面 (孔的里侧的面)设置有磁铁(未图示)。若将研磨具14的刷子毛材支架14b的基部插入 安装孔13b,则磁铁吸附并保持刷子毛材支架14b。然后,通过将研磨具安装螺栓13c紧固 从而将研磨具14固定于研磨具安装部件13。
[0055] 在研磨具安装部件13设置有螺纹孔。另外,在旋转部件的侧面设置有无法使固 定螺栓13d的头部通过但可以让螺纹部通过的纵向较长的开口部。将从该开口部插通,并 且与研磨具安装部件13的螺纹孔旋合的固定螺栓13d紧固,由此将研磨具安装部件13固 定于旋转部件11。另外,在研磨具支承部件15嵌合有衬套15a,该衬套15a形成有供刷子 毛材14a插通的插通孔15b。插通孔15b限制在将刷子毛材14a按压于工件W进行研磨时 刷子毛材14a的变形,所以能够防止由于变形而使研磨力降低。拧松固定螺栓13d使研磨 具安装部件13在上下方向移动从而使刷子毛材14a的前端部从研磨具支承部件15的外表 面向下方即向工件侧突出规定的长度之后,再次将固定螺栓13d紧固并固定,从而能够调 整刷子毛材14a的突出量。利用设置于研磨具安装部件13的衬套13a,研磨具安装部件13 能够沿所插通的滑动轴12顺畅地在上下方向移动。这样,在刷子毛材14a变得过短的情况 下,如上所述使研磨具安装部件13向下方移动,将从研磨具支承部件15突出的突出量调整 为规定的长度。在刷子毛材Ha进一步变短的情况下,拧松研磨具安装螺栓13c并将研磨 具14从研磨具安装部件13取下,在更换为新的研磨具14后,紧固研磨具安装螺栓13c。然 后,与上述相同地进行刷子毛材14a的突出量的调整,从而完成研磨具14的更换。
[0056] 在利用以上的结构的刷子单元01进行研磨的情况下,首先,利用升降机构26使研 磨刷子10下降到刷子毛材14a的前端到达工件W的被加工面的高度位置,之后再下降预先 设定的切入量。接着,使自转驱动机构22以及公转驱动机构32动作。由此研磨刷子10如 图I(B)所示那样,自转(研磨刷子10自身的自转)以及公转(由公转盘31a的旋转产生 的研磨刷子10的旋转)同时进行(行星运动)。在上述动作中,自转驱动机构22以及公转 驱动机构32的动作与升降机构26的动作的顺序也可以相反。使工件W接触进行行星运动 的研磨刷子10从而能够研磨工件W。本实施方式的刷子单元,与仅通过自转而研磨的刷子 单元相比,能够均衡并且在短时间内研磨工件整体。此外,自转的旋转方向与公转的旋转方 向如图I(B)的箭头所示,优选成为相反的旋转。
[0057] 研磨刷子10的自转以及公转分别通过其它的驱动机构进行,所以能够根据工件W 的性状、加工目的,分别设定自转速度以及公转速度。若加快自转速度则研磨力提高,若加 快公转速度则能够无偏差地更均匀地研磨工件的大范围。在本实施方式中,自转驱动机构 22以及公转驱动机构32分别使用旋转马达,所以通过使用变换器(inverter)等能够容易 设定自转速度以及公转速度。
[0058] 研磨刷子10不限定于该结构。例如,也可以将多个刷子毛材14a固定于研磨具安 装部件13或者研磨具支承部件15。刷子毛材14a也可以直接固定,也可以将刷子毛材14a 插入剖面为"3"字形的槽型材(沟道材)的槽并固定从而形成刷子带后,将该刷子带从其 中心向外周呈螺旋状地固定于研磨具安装部件13或者研磨具支承部件15。或者,也可以使 刷子带为环状,分别形成直径不同的环状体之后,将上述环状体固定于研磨具安装部件13 或者研磨具支承部件15。另外,对于不使用研磨具14的上述结构的情况,可以使旋转部件 11成为仅设置有圆盘或者孔部的圆柱状部件,将刷子毛材14a固定于该圆盘的底面或者该 孔部。通过形成上述结构,能够廉价地制造研磨刷子10。
[0059] (第二实施方式的刷子单元)
[0060] 接下来,使用图5~图7说明第二实施方式的刷子单元51。在第二实施方式的说 明中,在没有特别说明的情况下,是与第一实施方式的说明相同的结构。
[0061] 如图5(A)所示,第二实施方式的刷子单元51具备多个(在本实施方式中为4个) 研磨刷子60、自转单元70、公转单元80以及架台90。
[0062] 研磨刷子60由于尺寸、研磨具根数等的改变而在设计上会存在差异,但与第一实 施方式的研磨刷子10的结构相同。
[0063] 如图6所示,自转单元70具备与研磨刷子60连结的自转机构71、产生使研磨刷子 60自转的驱动力(自转力)的自转驱动机构72、用于将自转力从自转驱动机构72传递至 自转机构71的自转力传递机构73、用于将自转力从自转机构71(具体而言是自转轴71a) 传递至研磨刷子60的自转力副传递机构74、以及使研磨刷子60向工件W下降的升降机构 76 〇
[0064] 自转机构71具备近似圆柱形的自转轴71a、供自转轴71a以能够旋转的方式插入 的近似圆筒形的滑动轴71b、供滑动轴71b以能够在上下方向滑动的方式插入的自转支架 71c、以及经由自转力副传递机构74连结于自转轴71a的自转副轴71e。自转副轴71e根据 研磨刷子60的个数而配置,在各自转副轴71e的下端固定有研磨刷子安装部件71d。利用 螺栓等将研磨刷子60固定于研磨刷子安装部件71d,从而将研磨刷子60分别连结于自转副 轴 71e〇
[0065] 自转驱动机构72在本实施方式中使用旋转马达。另外,自转力传递机构73在本 实施方式中使用同步带轮73a以及同步带73b。在旋转马达的旋转轴以及自转轴71a的上 端分别固定同步带轮73a,在上述同步带轮73a架设环状的同步带73b。
[0066] 自转力副传递机构74使用能够相互啮合的齿轮。在自转轴71a的下端固定有自 转轴侧齿轮74a,在自转副轴71e的上端固定有自转副轴侧齿轮74b。而且,以使自转轴侧 齿轮74a与自转副轴侧齿轮74b啮合的方式,以自转轴71a为中心等间隔地配置自转副轴 71e。通过该构造,使自转驱动机构72动作,从而使自转轴71a以其轴心为中心而旋转,随 着该自转轴71a的旋转,自转副轴71e旋转,所以与自转轴71a连结的研磨刷子60分别自 转。此外,自转力副传递机构不限定于上述构造,也可以是多个V形带与带轮的组合、多个 链与链轮的组合等,公知的将一个力传递至多处的其它机构。
[0067] 滑动轴71b、自转驱动机构72以及自转力传递机构73固定于升降板75。另外,固 定于自转支架71c的升降机构76连结于升降板75。升降机构76与第一实施方式相同地使 用气缸。通过升降机构76的动作使升降板75在上下方向移动,从而滑动轴71b下降。另 外,随着滑动轴71b的下降,自转轴71a以及自转副轴71e也从动地在上下方向移动。即,能 够通过升降机构76的动作使与自转副轴71e的下端连结的研磨刷子60在上下方向移动。
[0068] 下降限制器76a配置的目的与第一实施方式的下降限制器26a相同。在本实施方 式中使用的也是能够通过螺母调整长度的螺栓。
[0069] 在需要微调研磨刷子60的下降距离的情况下,与第一实施方式相同,也可以进一 步设置切入量调整机构77。在本实施方式中,与第一实施方式相同,具备:内侧设置有内螺 纹部而外周设置有形成齿轮的齿面的调整部件77a、用于使调整部件77a旋转的调整部件 移动机构77b (在本实施方式中是能够设定旋转轴的旋转角度的马达)、以及用于将调整部 件移动机构77b的动作力(调整力)传递至调整部件77a的调整力传递机构77c (在本实 施方式中是具有能够与设置于调整部件77a的齿面啮合的齿面的齿轮)。在自转支架71c 的上部设置有与调整部件77a的内螺纹对应的外螺纹部,调整部件77a能够旋拧于自转支 架71c的上部。设定调整部件移动机构77b的旋转角度使其动作,从而能够使调整部件77a 移动规定距离,所以能够由此微调升降板75即研磨刷子60的下降距离。
[0070] 公转单元80具备公转机构81、产生使公转机构81水平旋转的驱动力(公转力) 的公转驱动机构82、以及用于将公转力传递至公转机构81的公转力传递机构83。
[0071] 公转机构81为圆筒形状,在上部设置有孔部。向孔部插入滑动轴71b,公转机构 81能够以滑动轴71b为中心而旋转。在下部设置有供自转副轴71e以能够旋转的方式插入 的孔部。另外,在内部形成有将自转力副传递机构74包括在内的空间。
[0072] 公转驱动机构82在本实施方式中使用旋转马达。另外,公转力传递机构83在本 实施方式中使用能够相互嗤合的齿轮,公转机构侧齿轮83a固定于公转机构81,公转驱动 机构侧齿轮83b固定于旋转马达的旋转轴。
[0073] 将安装有公转机构81的自转单元70经由自转支架71c,固定于在刷子研磨装置内 部的设置基座B上设置的架台90。另外,以使公转机构侧齿轮83a与公转驱动机构侧齿轮 83b相互啮合的方式将固定有公转驱动机构侧齿轮83b的公转驱动机构82固定于架台90。 这样,将自转单元70与公转单元80组合。
[0074] 在利用以上结构的刷子单元51进行研磨的情况下,首先,利用升降机构76使研磨 刷子60下降到刷子毛材的前端到达工件W的被加工面的高度位置,之后,再下降预先设定 的切入量。接着,使自转驱动机构72以及公转驱动机构82动作。通过自转驱动机构72的 动作使自转轴71a旋转,研磨刷子60与之联动地自转(水平旋转)。另外,通过公转驱动机 构82的动作,公转机构81水平旋转,研磨刷子60以公转机构81的轴心为中心而旋转(公 转)。自转轴71a的旋转与公转机构81的旋转都不会发生干涉,所以如图5 (B)所示,研磨 刷子60同时进行自转(研磨刷子60自身的水平旋转)以及公转(由公转机构81的旋转 产生的研磨刷子60的旋转)(行星运动)。接
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