(57)【要約】【課題】研磨装置のスペースが歯数比に制約されることなく、省スペース化を図ることができる。【解決手段】回転可能に設けられる下定盤と、下定盤の上方に回転可能に設けられる上定盤と、下定盤の中心部に回転可能に設けられるサンギヤ、下定盤の外周部に回転可能に設けられるインターナルギヤと、サンギヤとインターナルギヤとの間に噛合され、両ギヤの協働により自転、公転するとともに、ワークを保持可能なキャリアと、インターナルギヤ及びサンギヤの駆動を制御する演算部１０とを備える。ワークの加工レシピが終了したときに、演算部１０で現在位置から定位置までキャリアを動かすインターナルギヤ及びサンギヤの最小移動量を求め、この求めた移動量に応じて両ギヤを回転させることにより、ワークを定位置に停止させる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられるサンギヤとインターナルギヤと、少なくとも一枚のキャリアとを備え、前記サンギヤ及び前記インターナルギヤを回転させて前記キャリアを自転、公転させることにより、前記キャリアに保持したワークを研磨する両面研磨装置において、ワークの加工レシピが終了したときの位置から定位置まで前記キャリアを動かす前記サンギヤ及び前記インターナルギヤの最小移動量を求める演算部を備え、ワークの加工レシピが終了した後に、前記演算部で求めた移動量に応じてキャリアを移動させ、ワークを定位置に停止させることを特徴とする両面研磨装置。
【請求項２】
前記演算部は、サンギヤ歯数；ａ、キャリア歯数；ｂ、インターナルギヤ歯数；ｃ、インターナルギヤ移動量；ｘ、サンギヤ移動量；ｙ、Ａ１＝Ｃ／（２ａ＋２ｂ）、Ｂ１＝ａ／（２ａ＋２ｂ）、Ａ２＝｛ａ×ｃ／ｂ×（２ａ＋２ｂ）｝、ｎ１、ｎ２；任意の整数、Ｃ１；キャリアの公転が（１／キャリア装填枚数）回転するための最小移動量、Ｃ２；キャリアの自転が１回転するための最小移動量、自転量を求める式；ｙ＝ｘ＋｛（Ｃ２×ｎ２）／Ａ２｝、公転量を求める式；ｙ＝−（Ａ１／Ｂ１）×ｘ＋｛（Ｃ１×ｎ１）／Ｂ１｝、任意の座標点；α（ｘ１、ｙ１）としたときに、サンギヤ及びインターナルギヤの回転方向が同じ時において、任意の座標点ａに対してｙ方向に移動量を加算し、自転量を求める式；ｙ＝ｘ＋｛（Ｃ２×ｎ２）／Ａ２｝が成り立つ補正値ａを求め、補正値ａを求めることによって得られた座標点（ｘ１、ｙ１＋ａ）に対して、ｘ方向、ｙ方向に同じ移動量を加算し、公転量を求める式；ｙ＝−（Ａ１／Ｂ１）×ｘ＋｛（Ｃ１×ｎ１）／Ｂ１｝が成り立つ補正値ｘを求める演算式を備えていることを特徴とする請求項１に記載の両面研磨装置。
【請求項３】
前記演算部は、サンギヤ歯数；ａ、キャリア歯数；ｂ、インターナルギヤ歯数；ｃ、インターナルギヤ移動量；ｘ、サンギヤ移動量；ｙ、Ａ１＝Ｃ／（２ａ＋２ｂ）、Ｂ１＝ａ／（２ａ＋２ｂ）、Ａ２＝｛ａ×ｃ／ｂ×（２ａ＋２ｂ）｝、ｎ１、ｎ２；任意の整数、Ｃ１；キャリアの公転が（１／キャリア装填枚数）回転するための最小移動量、Ｃ２；キャリアの自転が１回転するための最小移動量、自転量を求める式；ｙ＝ｘ＋｛（Ｃ２×ｎ２）／Ａ２｝、公転量を求める式；ｙ＝−（Ａ１／Ｂ１）×ｘ＋｛（Ｃ１×ｎ１）／Ｂ１｝、任意の座標点；α（ｘ１、ｙ１）としたときに、サンギヤ及びインターナルギヤの回転方向が異なる時において、任意の座標点αに対してｙ方向に移動量を加算し、公転量を求める式；ｙ＝−（Ａ１／Ｂ１）×ｘ＋｛（Ｃ１×ｎ１）／Ｂ１｝が成り立つ補正値ａを求め、補正値ａを求めることによって得られた座標点（ｘ１、ｙ１＋ａ）に対して、ｘ方向、ｙ方向に、インターナルギヤ移動量：サンギヤ移動量の比率がＢ１：Ａ１となる移動量を加算し、自転量を求める式；ｙ＝ｘ＋｛（Ｃ２×ｎ２）／Ａ２｝が成り立つ補正値ｘを求める演算式を備えていることを特徴とする請求項１に記載の両面研磨装置。
【請求項４】
前記演算部は、１回の加工における演算により生じた誤差を補正し、その誤差を次回の加工に累積させない演算式を備えていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の両面研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サンギヤとインターナルギヤとの協働によってキャリアを自転、公転させることによりキャリアに保持したワークの両面を研磨する遊星歯車式の両面研磨装置に関し、特に、キャリア（ワーク）を定位置に位置決め、停止させる機能を備えた両面研磨装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の研磨装置の一例として、回転可能に設けられる下定盤と、下定盤の上方に回転可能に設けられる上定盤と、下定盤の中心部に回転可能に設けられるサンギヤと、下定盤の外周部に回転可能に設けられるインターナルギヤと、サンギヤとインターナルギヤとの間に噛合されて、両ギヤの協働によって自転、公転するワークを保持可能なキャリアとを備えたものが知られている。
【０００３】
このような構成の研磨装置は、キャリアの保持孔内にワークを供給し、ワークを下定盤と上定盤との間で挟持し、この状態で両定盤を回転させるとともに、サンギヤ及びインターナルギヤを回転させてキャリアを自転、公転させることにより、キャリアに保持したワークの両面を研磨している。そして、ワークの加工レシピが終了した後に、キャリアからワークを取り出し、新たなワークをキャリアに供給して加工レシピを実行し、複数のワークを連続して研磨している。
【０００４】
しかし、上記のような構成の研磨装置にあっては、ワークの供給、回収を作業者が手作業で行っているために、ワークの交換に手間がかかり、生産効率が悪い。また、回収の際に作業者がワークに手で触れることになるため、ワークの品質が悪化してしまう。
【０００５】
一方、上記のような問題を解消した研磨装置として、ワークの供給、回収をロボット等により行うように構成したものが知られている。このような構成の研磨装置は、ワークの加工後にキャリア（ワーク）を定位置に停止させる、又はキャリア（ワーク）の位置を正確にロボット等に通知する必要があるため、各種の方法が採られている。
【０００６】
その一例として、インターナルギヤ、サンギヤ、キャリアの歯数比を、インターナルギヤ：サンギヤ：キャリア＝３：１：１等の比率に設定し、キャリア（ワーク）を定位置に停止させるように構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
また、他の例として、キャリアをセンサで検知することによりキャリア（ワーク）の公転位置を検出するように構成したものが知られている（例えば、特許文献２、特許文献３参照。）。
【０００８】
さらに、他の例として、キャリアをセンサで検知することによりキャリア（ワーク）の自転位置、公転位置を検出するように構成したものが知られている（例えば、特許文献４、特許文献５参照。）。
【０００９】
さらに、他の例として、加工終了時のキャリア（ワーク）の位置を座標化するように構成したものが知られている（例えば、特許文献６、特許文献７参照。）。
【００１０】
さらに、他の例として、加工終了時のキャリア（ワーク）の公転位置のみを検出するように構成したものが知られている（例えば、特許文献８参照。）。
【００１１】
【特許文献１】
特許第２５３５０８９号公報
【特許文献２】
特許第２５４６６４０号公報
【特許文献３】
特公平４−２６９８３号公報
【特許文献４】
特開平１１−３３３７１５号公報
【特許文献５】
特開平５−２１２６７０号公報
【特許文献６】
特開平５−３０５５６７号公報
【特許文献７】
特開昭５９−５３１５８号公報
【特許文献８】
実公昭６３−９４０７号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような各種の研磨装置のうち、特許文献１に記載されているものは、キャリア内に保持されたワークが一定の軌跡を辿るために、加工精度が低下することがある。また、歯数比が固定されるため、研磨装置のスペースもこの歯数比によって制約され、省スペース化を図ることができない。
【００１３】
さらに、特許文献２に記載されているものは、自動化するためにキャリア（ワーク）の自転分をロボット等で補正しなければならない。このため、搬送するためのロボット側に演算機能、及びキャリア（ワーク）がどの自転位置であっても対応可能な広い可動範囲のロボットが必要になり、技術的、コスト的にマイナスとなる。また、薄物のワークを研磨する場合に、キャリアを当然ワークの厚さよりも薄くしなければならないため、キャリアに細工を施すのが困難になる。さらに、キャリアは消耗品であるために生産コストが高くなる。
【００１４】
さらに、特許文献３に記載されているものは、搬送部となるロボット等がキャリアごとワークを取り出せるような機構を研磨装置側に施す必要があり、研磨装置単体で見たときに、大幅なコストアップが懸念される。また、キャリア（ワーク）の自転位置を把握していないため、ワークの回収は無人で行えるが、供給は不可能である。従って、研磨動作を行うための自動化ができない。
【００１５】
さらに、特許文献４及び特許文献５に記載されているものは、加工終了後、キャリア（ワーク）位置を把握する動作を行わなければならず、加工終了後のインターナルギヤ、サンギヤの位置決め回転動作（本来の加工とは関係のない無駄な動作）が必要になる。また、キャリア保持孔にワークを供給する場合に、その保持孔内にワークを収めるために高い精度の位置決めが必要になる。さらに、停止精度を保つためには、インターナルギヤ、サンギヤの位置決め回転動作を極低速で行う必要があり、ワークの供給、回収処理に時間がかかってしまう。
【００１６】
さらに、特許文献６及び特許文献７に記載されているものは、キャリア（ワーク）の自転分をロボット等で補正するための搬送部が複雑化する。また、通常、演算部は無限に数を管理できないため、微小ながら定位置精度にはずれが生じる。そのため、その累積による位置ずれが許容範囲外となった場合に対応できない。従って、連続加工を行った場合、自動供給、回収ができなくなる。
【００１７】
さらに、特許文献８に記載されているものは、キャリア（ワーク）の自転位置の算出方法がないため、キャリアの自転位置を把握しない場合はワークの回収は無人で行えるが、供給は不可能である。従って、研磨動作を行うための自動化ができない。また、仮に自転位置を算出した場合においても、キャリア（ワーク）の自転分をロボット等で補正するための搬送部が複雑化する。
【００１８】
本発明は、上記のような従来のもののもつ問題を解決したものであって、ワークが一定の軌跡を辿ることがなく、ワークの加工精度を大幅に向上させることができ、さらに、インターナルギヤ、サンギヤ、キャリアの歯数比によって装置のスペースが制約されるようなことがなく、装置の省スペース化を図ることができ、さらに、加工部に対して特殊な細工を施す必要がなく、特殊な機構、動作、演算が必要な搬送系を必要とすることなく、ワークの供給、回収を自動化することができ、さらに、ワークの供給、回収を効率良く行うことができ、さらに、連続加工でもワークの供給、回収の自動化が可能であり、さらに、ワークの供給、回収を無人で行うことができ、そして、装置全体を安価にすることができる両面研磨装置を提供することを目的とするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するために、本発明の請求項１に係る両面研磨装置は、回転可能に設けられるサンギヤとインターナルギヤと、少なくとも一枚のキャリアとを備え、前記サンギヤ及び前記インターナルギヤを回転させて前記キャリアを自転、公転させることにより、前記キャリアに保持したワークを研磨する両面研磨装置において、ワークの加工レシピが終了したときの位置から定位置まで前記キャリアを動かす前記サンギヤ及び前記インターナルギヤの最小移動量を求める演算部を備え、ワークの加工レシピが終了した後に、前記演算部で求めた移動量に応じてキャリアを移動させ、ワークを定位置に停止させる手段を採用している。
【００２０】
また、本発明の請求項２に係る両面研磨装置は、請求項１に記載の両面研磨装置において、前記演算部は、サンギヤ歯数；ａ、キャリア歯数；ｂ、インターナルギヤ歯数；ｃ、インターナルギヤ移動量；ｘ、サンギヤ移動量；ｙ、Ａ１＝Ｃ／（２ａ＋２ｂ）、Ｂ１＝ａ／（２ａ＋２ｂ）、Ａ２＝｛ａ×ｃ／ｂ×（２ａ＋２ｂ）｝、ｎ１、ｎ２；任意の整数、Ｃ１；キャリアの公転が（１／キャリア装填枚数）回転するための最小移動量、Ｃ２；キャリアの自転が１回転するための最小移動量、自転量を求める式；ｙ＝ｘ＋｛（Ｃ２×ｎ２）／Ａ２｝、公転量を求める式；ｙ＝−（Ａ１／Ｂ１）×ｘ＋｛（Ｃ１×ｎ１）／Ｂ１｝、任意の座標点；α（ｘ１、ｙ１）としたときに、サンギヤ及びインターナルギヤの回転方向が同じ時において、任意の座標点ａに対してｙ方向に移動量を加算し、自転量を求める式；ｙ＝ｘ＋｛（Ｃ２×ｎ２）／Ａ２｝が成り立つ補正値ａを求め、補正値ａを求めることによって得られた座標点（ｘ１、ｙ１＋ａ）に対して、ｘ方向、ｙ方向に同じ移動量を加算し、公転量を求める式；ｙ＝−（Ａ１／Ｂ１）×ｘ＋｛（Ｃ１×ｎ１）／Ｂ１｝が成り立つ補正値ｘを求める演算式を備えている手段を採用している。
【００２１】
さらに、本発明の請求項３に係る両面研磨装置は、請求項１に記載の両面研磨装置において、前記演算部は、サンギヤ歯数；ａ、キャリア歯数；ｂ、インターナルギヤ歯数；ｃ、インターナルギヤ移動量；ｘ、サンギヤ移動量；ｙ、Ａ１＝Ｃ／（２ａ＋２ｂ）、Ｂ１＝ａ／（２ａ＋２ｂ）、Ａ２＝｛ａ×ｃ／ｂ×（２ａ＋２ｂ）｝、ｎ１、ｎ２；任意の整数、Ｃ１；キャリアの公転が（１／キャリア装填枚数）回転するための最小移動量、Ｃ２；キャリアの自転が１回転するための最小移動量、自転量を求める式；ｙ＝ｘ＋｛（Ｃ２×ｎ２）／Ａ２｝、公転量を求める式；ｙ＝−（Ａ１／Ｂ１）×ｘ＋｛（Ｃ１×ｎ１）／Ｂ１｝、任意の座標点；α（ｘ１、ｙ１）としたときに、サンギヤ及びインターナルギヤの回転方向が異なる時において、任意の座標点αに対してｙ方向に移動量を加算し、公転量を求める式；ｙ＝−（Ａ１／Ｂ１）×ｘ＋｛（Ｃ１×ｎ１）／Ｂ１｝が成り立つ補正値ａを求め、補正値ａを求めることによって得られた座標点（ｘ１、ｙ１＋ａ）に対して、ｘ方向、ｙ方向に、インターナルギヤ移動量：サンギヤ移動量の比率がＢ１：Ａ１となる移動量を加算し、自転量を求める式；ｙ＝ｘ＋｛（Ｃ２×ｎ２）／Ａ２｝が成り立つ補正値ｘを求める演算式を備えている手段を採用している。
【００２２】
さらに、本発明の請求項４に係る両面研磨装置は、請求項１から３の何れかに記載の両面研磨装置において、前記演算部は、１回の加工における演算により生じた誤差を補正し、その誤差を次回の加工に累積させない演算式を備えている手段を採用している。
【００２３】
【作用】
本発明は、上記のような手段を採用したことにより、ワークの加工レシピが終了した後に、演算部による演算を開始させ、演算部で求めた移動量に応じてサンギヤ及びインターナルギヤを回転させてキャリアを自転、公転させることにより、ワークを定位置に位置決め、停止させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１及び図２には、本発明の両面研磨装置の一実施の形態が示されていて、この両面研磨装置１は、回転可能に設けられる下定盤２と、下定盤２の上方に回転可能かつ上下方向に移動可能に設けられる上定盤３と、下定盤２の中心部に回転可能に設けられるサンギヤ４と、下定盤２の外周部に回転可能に設けられるインターナルギヤ５と、サンギヤ４とインターナルギヤ５との間に噛合されて両ギヤの回転時に自転、公転するとともにワーク７を保持可能なキャリア６と、サンギヤ４及びインターナルギヤ５の駆動を制御する演算部１０とを備えている。
【００２５】
サンギヤ４及びインターナルギヤ５には、それぞれロータリーエンコーダ等の位置検出器（図示せず）が設けられ、この位置検出器によりサンギヤ４及びインターナルギヤ５の位置が検出される。
【００２６】
サンギヤ４及びインターナルギヤ５は、図２に示すように、それぞれＰＬＧ付きのベクトルインバータモータ等の駆動モータ１１、１２に連結され、駆動モータ１１、１２の駆動によって回転するようになっている。サンギヤ４の駆動モータ１１及びインターナルギヤ５の駆動モータ１２は、それぞれモータコントローラ１３、１４に接続され、モータコントローラ１３、１４によって回転が制御されるようになっている。
【００２７】
演算部１０は、サンギヤ４の駆動モータ１１及びインターナルギヤ５の駆動モータ１２の移動量を制御するモータコントローラ１３、１４を制御するものであって、ＣＰＵ、メモリ等を備えている。
【００２８】
演算部１０には、サンギヤ４及びインターナルギヤ５のモータコントローラ１３、１４から常時、現在の移動量が出力される。また、加工開始位置のサンギヤ４、インターナルギヤ５の移動量、加工終了位置のサンギヤ４、インターナルギヤ５の移動量がメモリに収納される。
【００２９】
演算部１０では、サンギヤ４及びインターナルギヤ５の現在の移動量（加工後の移動量−加工前の移動量）を把握し、加工前の現在位置から最も近い定位置への移動量を算出する。また、その移動量が一定減速度にて停止するための必要移動量に対して不足していた場合には、必要分（２番目に近い定位置への移動量）を補正する。これらから算出した定位置停止に必要な移動量をそれぞれのモータコントローラ１３、１４に送る。
【００３０】
演算部１０では、以下のように演算が行われる。
（１）サンギヤ及びインターナルギヤの回転方向が同方向時の演算方法
公転を算出する式を（ａ）、自転を算出する式を（ｂ）とすると、（ａ）、（ｂ）は、以下のように表される。
キャリア公転移動量；（１／装填枚数）の整数倍＝｛（インターナルギヤ歯数×インターナルギヤ移動量）＋（サンギヤ歯数×サンギヤ移動量）｝÷｛２×（サンギヤ歯数＋キャリア歯数）｝  ……（ａ）
キャリア自転移動量；１の整数倍＝（公転比−サンギヤ移動量）×（サンギヤ歯数÷キャリア歯数）……（ｂ）
ここで、サンギヤ歯数；ａ、キャリア歯数；ｂ、インターナルギヤ歯数；ｃ＝ａ＋２ｂ、インターナルギヤ移動量；ｘ、サンギヤ移動量；ｙとし、これらのパラメータを上記の式（ａ）に当てはめると、
｛（ｃ×インターナルギヤ移動量）＋（ａ×サンギヤ移動量）｝／｛２×（ａ＋ｂ）｝
＝（ｃ／（２ａ＋２ｂ））×インターナル移動量＋（ａ／（２ａ＋２ｂ））×サンギヤ移動量
となる。
ここで、Ａ１＝ｃ／（２ａ＋２ｂ）、Ｂ１＝ａ／（２ａ＋２ｂ）とすると、
Ａ１×インターナルギヤ移動量＋Ｂ１×サンギヤ移動量……▲１▼
となる。
【００３１】
同様に式（ｂ）は、
［｛（ｃ×インターナルギヤ移動量）＋（ａ×サンギヤ移動量）｝／（２×（ａ＋ｂ））−サンギヤ移動量］×（ａ／ｂ）
＝［（ｃ／（２ａ＋２ｂ））×インターナルギヤ移動量＋｛（ａ／（２ａ＋２ｂ））×サンギヤ移動量−サンギヤ移動量｝］×（ａ／ｂ）
＝｛ａ×ｃ／ｂ×（２ａ＋２ｂ）｝×インターナルギヤ移動量−｛ａ×ｃ／ｂ×（２ａ＋２ｂ）｝×サンギヤ移動量
となる。
ここで、Ａ２＝｛ａ×ｃ／ｂ×（２ａ＋２ｂ）｝とすると、
Ａ２×インターナルギヤ移動量−Ａ２×サンギヤ移動量……▲２▼
となる。
【００３２】
これら▲１▼、▲２▼の式から式（ａ）に示す定位置の条件（公転；（１／装填枚数）毎、自転１ｒｅｖ毎）を当てはめて関係式に表すと（但し、ｎ１、ｎ２は任意の整数）、
公転；Ａ１×インターナルギヤ移動量＋Ｂ１×サンギヤ移動量＝Ｃ１×ｎ１……▲３▼
自転；Ａ２×インターナルギヤ移動量−Ａ２×サンギヤ移動量＝Ｃ２×ｎ２……▲４▼
となる。
【００３３】
＜計算方法Ａ＞
式▲４▼に見られるように、インターナルギヤ、サンギヤともに同じ回転方向で同じ移動量だった場合、自転を求める式の値は変化しない。つまり、「キャリア自転位置」は、インターナルギヤ、サンギヤを同じ回転方向に同じ移動量で動作させた場合、その「キャリア自転位置」は変化しないことにより、先に自転を求めることにし、その後に両軸（インターナルギヤの軸、サンギヤの軸）を同方向に等移動量加算することで、自転、公転位置に停止させるようにする。
【００３４】
式▲４▼において、１つの式に対して変数が２であるから、どちらか一方の軸の移動量は固定とし、他方の移動量のみを操作（補正）することでキャリア自転位置を得ることにする。ここでは、インターナルギヤを固定とし、サンギヤのみ移動量を操作し、キャリア公転位置を算出する。ここで補正する移動量をａと定義すると、次の式▲４▼´が成り立つ。
自転；Ａ２×インターナルギヤ移動量−Ａ２×（サンギヤ移動量＋ａ）＝Ｃ２×ｎ２……▲４▼´
式▲４▼´のｎ２が整数となれば良いから、Ａ２×インターナルギヤ移動量−Ａ２×サンギヤ移動量が負の場合、
Ａ２×インターナルギヤ移動量−Ａ２×（サンギヤ移動量＋ａ）＝Ｃ２×ｎ２……▲４▼´
すなわち、Ａ２×ａ＝Ｃ２−｛（Ａ２×（インターナルギヤ移動量−サンギヤ移動量））÷Ｃ２｝の剰余
すなわち、ａ＝［Ｃ２−｛（Ａ２×（インターナルギヤ移動量−サンギヤ移動量））÷Ｃ２｝の剰余］÷Ａ２……▲５▼
ここで出た（÷Ａ２による）剰余を累積カウントし、次回へフィードバックする。
Ａ２×インターナルギヤ移動量−Ａ２×サンギヤ移動量が正の場合、
Ａ２×ａ＝｛（Ａ２×（インターナルギヤ移動量−サンギヤ移動量））÷Ｃ２｝の剰余
すなわち、ａ＝［｛（Ａ２×（インターナルギヤ移動量−サンギヤ移動量））÷Ｃ２｝の剰余］÷Ａ２……▲５▼´
ここで出た（÷Ａ２による）剰余を累積カウントし、次回へフィードバックする。
フィードバック方法は、剰余の数字（０、１、２、……Ａ２−１）を累積加算し、このときの累積加算値をαとすると、Ａ２＜＝αとなった時点でα＝Ａ２−αとし、ａに１を加算する。
従って、この式▲５▼、▲５▼´を満たす移動量ａを求める。ここで、求めた移動量ａを補正することにより、キャリアの自転位置が加工スタート時と同じ位置にくるようになる。なお、上記の場合、サンギヤを固定しインターナルギヤへ補正しても、補正量を求めることはできる。
【００３５】
＜計算方法Ｂ＞
次に、キャリアの公転位置を求める。
前述したように、インターナルギヤ、サンギヤの両軸とも、同一方向の同一移動量を加算しても、キャリア自転位置は変化しないことにより、次に示す式▲７▼が成り立つ。ここで、補正する移動量をｘと定義すると、
Ａ１×｛インターナルギヤ移動量＋ｘ｝＋Ｂ１×｛（サンギヤ移動量＋ａ）＋ｘ｝＝Ｃ１×ｎ１……▲７▼
従って、上記式▲７▼が剰余無く割り切れれば良いから、式▲７▼より求める移動量ｘは、
（Ａ１＋Ｂ１）×ｘ＋｛Ａ１×インターナルギヤ移動量＋Ｂ１×（サンギヤ移動量＋ａ）｝＝Ｃ１×ｎ１
すなわち、（Ａ１＋Ｂ１）×ｘ＝Ｃ１−｛（Ａ１×インターナルギヤ移動量＋Ｂ１×（サンギヤ移動量＋ａ））÷Ｃ１｝の剰余
すなわち、ｘ＝［Ｃ１−｛（Ａ１×インターナルギヤ移動量＋Ｂ１×（サンギヤ移動量＋ａ））÷Ｃ１｝の剰余］÷（Ａ１＋Ｂ１）
ここで出た（÷（Ａ１＋Ｂ１）による）剰余を累積カウントし、次回へフィードバックする。
フィードバック方法は、剰余の数字（０、１、２……（Ａ１＋Ｂ１）−１）を累積加算し、このときの累積加算値をβとすると、（Ａ１＋Ｂ１）＜＝βとなった時点でβ＝（Ａ１＋Ｂ１）−βとし、ｘに１を加算する。
従って、求める不足分の移動量は、インターナルギヤ移動量＝ｘ、サンギヤ移動量＝ｘ＋ａとなる。
【００３６】
次に、上記の補正量ａ、ｘを求める方法を座標系で説明する。
図３のように、前述した式▲４▼；Ａ２×インターナルギヤ移動量−Ａ２×サンギヤ移動量＝Ｃ２×ｎ２において、ｘ＝インターナルギヤ移動量、ｙ＝サンギヤ移動量とすると、
ｙ＝ｘ＋｛（Ｃ２×ｎ２）／Ａ２｝
で表される。
ここで、ｎ２は任意の整数であるから、図３に示すように、傾き１の線が無数に存在することになる。
また、前述した式▲３▼；Ａ１×インターナルギヤ移動量＋Ｂ１×サンギヤ移動量＝Ｃ１×ｎ１において、ｘ＝インターナルギヤ移動量、ｙ＝サンギヤ移動量とすると、
ｙ＝−（Ａ１／Ｂ１）×ｘ＋｛（Ｃ１×ｎ１）／Ｂ１｝
で表される。
ここで、ｎ１は任意の整数であるから、図３に示すように、傾き−（Ａ１／Ｂ１）の線が無数に存在することになる。
ここで、インターナルギヤ、サンギヤともに正方向へ移動していた場合、任意の座標点αに対して、ｙ方向（サンギヤ）に移動量を加算し、式；ｙ＝ｘ＋｛（Ｃ２×ｎ２）／Ａ２｝が成り立つ補正値ａを求める。
任意座標αをα＝（ｘ１、ｙ１）として上記式に当てはめると、
ｙ１＋ａ＝ｘ１＋（Ｃ２×ｎ２）／Ａ２
上記式より、補正量ａが求まる。
【００３７】
次に、図４のように、先に求めた座標点（ｘ１、ｙ１＋ａ）に対して、ｘ方向（インターナルギヤ）、ｙ方向（サンギヤ）に同じ移動量を加算し、式；ｙ＝−（Ａ１／Ｂ１）×ｘ＋｛（Ｃ１×ｎ１）／Ｂ１｝が成り立つ補正値ｘを求める。
（ｙ１＋ａ）＋ｘ＝−（Ａ１／Ｂ１）×（ｘ１＋ｘ）＋（Ｃ１×ｎ１）／Ｂ１
上記式より、補正量ｘが求まる。
【００３８】
＜追加補正方法＞
次に、追加補正方法について説明する。
上記式▲２▼にあるように、インターナルギヤ、サンギヤが同方向で同移動量の場合、自転は変化しない。これを用いて、インターナルギヤ、サンギヤともに同方向、かつ同移動量で式▲３▼を満たす定数Ｃを求める。
実際の加工では、図９に示すように、任意の終了開始位置から定位置に停止させた場合、その移動量が少ないと急停止してしまい、ワークの破損、回転軸のストレス等のマイナス要因が発生する虞がある。そこで、インターナルギヤ、サンギヤともに同方向、かつ同移動量で式▲３▼を満たす定数Ｃを求めることにより、滑らかに回転軸を停止させることができる。
すなわち、図５及び図１０に示すように、公転式を満たす同じ移動量をサンギヤ、インターナルギヤともに加算していってもキャリアの定位置は保たれることから、
Ｃ＝Ｃ１÷（Ａ１＋Ｂ１）
をサンギヤ、インターナルギヤともに加算することで、緩やかに停止するための移動量を確保することができる。
【００３９】
（２）サンギヤ及びインターナルギヤの回転方向が異方向時の演算方法
インターナルギヤ、サンギヤの回転方向が異方向の場合は、自転、公転は以下の式で表される。
公転；Ａ１×インターナルギヤ移動量−Ｂ１×サンギヤ移動量＝Ｃ１×ｎ１……▲３▼
自転；Ａ２×インターナルギヤ移動量＋Ａ２×サンギヤ移動量＝Ｃ２×ｎ２……▲４▼
【００４０】
＜計算方法Ａ＞
式▲３▼に見られるように、インターナルギヤ、サンギヤが逆方向でその比がＢ１：Ａ１の移動量だった場合、公転を求める式の値は変化しない。
つまり、「キャリア公転位置」は、インターナルギヤ、サンギヤの移動量の比をＢ１：Ａ１で動作させた場合、その「キャリア公転位置」は変化しないことより、
式▲３▼において、１つの式に対して変数が２であるから、どちらか一方の軸の移動量は固定とし、他方の移動量のみを操作（補正）することでキャリア公転位置を得ることにする。ここでは、サンギヤを固定とし、インターナルギヤのみ移動量を操作し、キャリア公転位置を算出すると、ここで補正する移動量をａと定義すると、次の式▲３▼´が成り立つ。
公転；Ａ１×（インターナルギヤ移動量＋ａ）−Ｂ１×サンギヤ移動量＝Ｃ１×ｎ１……▲３▼´
式▲３▼´のｎ１が整数となれば良いから、Ａ１×インターナルギヤ移動量−Ｂ１サンギヤ移動量が正の場合、
Ａ１×ａ＝Ｃ１−｛（（Ａ１×インターナルギヤ移動量−Ｂ１×サンギヤ移動量）÷Ｃ１）の剰余｝
すなわち、ａ＝［Ｃ１−｛（（Ａ１×インターナルギヤ移動量−Ｂ１×サンギヤ移動量）÷Ｃ１）の剰余｝］÷Ａ１……▲５▼
ここで出た（÷Ａ１による）剰余を累積カウントし、次回へフィードバックする。
Ａ１×インターナルギヤ移動量−Ｂ１×サンギヤ移動量が負の場合、
Ａ１×ａ＝｛（Ａ１×インターナルギヤ移動量−Ｂ１×サンギヤ移動量）÷Ｃ１｝の剰余
すなわち、ａ＝［｛（Ａ１×インターナルギヤ移動量−Ｂ１×サンギヤ移動量）÷Ｃ１｝の剰余］÷Ａ１……▲５▼´
ここで出た（÷Ａ１による）剰余を累積カウントし、次回へフィードバックする。
フィードバック方法は、剰余の数字（０、１、２、……Ａ１−１）を累積加算し、このときの累積加算値をαとすると、Ａ１＜＝αとなった時点でα＝Ａ１−αとし、ａに１を加算する。
従って、この式▲５▼、▲５▼´を満たす移動量ａを求める。ここで、求めた移動量ａを補正することにより、キャリアの公転位置がｍ等配（ｍ；キャリアの装填枚数）の何れかと同じ位置にくるようになる。なお、上記の場合、インターナルギヤを固定し、サンギヤへ補正しても補正量を求めることはできる。
【００４１】
＜計算方法Ｂ＞
次に、これらを元にキャリアの自転位置を求める。
前述したように、インターナルギヤ、サンギヤの移動量の比がＢ１：Ａ１であった場合、キャリアの公転位置は変化しないことにより、次に示す式▲７▼が成り立つ。ここで、補正する移動量をｘと定義すると、
Ａ２×｛（インターナルギヤ移動量＋ａ）＋（Ｂ１×ｘ）｝＋Ａ２×｛サンギヤ移動量＋（Ａ１×ｘ）｝＝Ｃ２×ｎ２……▲７▼
従って、上記式▲７▼が剰余無く割り切れれば良いから、式▲７▼より求める移動量ｘは、
｛Ａ２×（Ａ１＋Ｂ１）｝×ｘ＋｛Ａ２×（インターナルギヤ移動量＋ａ）＋Ａ２×サンギヤ移動量｝＝Ｃ２×ｎ２
すなわち、｛Ａ２×（Ａ１＋Ｂ１）｝×ｘ＝Ｃ２−［｛Ａ２×（インターナルギヤ移動量＋ａ）＋Ａ２×サンギヤ移動量｝÷Ｃ２］の剰余
すなわち、ｘ＝（Ｃ２−［｛（Ａ２×（インターナルギヤ移動量＋ａ）＋Ａ２×サンギヤ移動量）÷Ｃ２｝の剰余］）÷｛Ａ２×（Ａ１＋Ｂ１）｝
ここで出た（÷Ａ２×（Ａ１＋Ｂ１）による）剰余を累積カウントし、次回へフィードバックする。
フィードバック方法は、剰余の数字（０、１、２……Ａ２×（Ａ１＋Ｂ１）−１）を累積加算し、このときの累積加算値をβとすると、Ａ２×（Ａ１＋Ｂ１）＜＝βとなった時点でβ＝（Ａ２×（Ａ１＋Ｂ１））−βとし、ｘに１を加算する。
従って、求める不足分の移動量は、インターナルギヤ移動量；Ｂ１×ｘ＋ａ、サンギヤ移動量；Ａ１×ｘとなる。
【００４２】
次に、上記の補正量ａ、ｘを求める方法を座標系で説明する。
図６のように、前述した式▲４▼；Ａ２×インターナルギヤ移動量−Ａ２×サンギヤ移動量＝Ｃ２×ｎ２は、ｘ＝インターナルギヤ移動量、ｙ＝サンギヤ移動量とすると、
ｙ＝ｘ＋｛（Ｃ２×ｎ２）／Ａ２｝
で表される。
ここで、ｎ２は任意の整数であるから、図６に示すように、右上がり直線のように、傾き１の線が無数に存在することになる。
また、前述した式▲３▼；Ａ１×インターナルギヤ移動量＋Ｂ１×サンギヤ移動量＝Ｃ１×ｎ１は、ｘ＝インターナルギヤ移動量、ｙ＝サンギヤ移動量とすると、
ｙ＝−（Ａ１／Ｂ１）×｛（Ｃ１×ｎ１）／Ｂ１｝
で表される。
ここで、ｎ１は任意の整数であるから、図６に示すように、右下がりの直線のように、傾き−（Ａ１／Ｂ１）の線が無数に存在することになる。
ここで、任意の座標点αに対して、ｙ方向（サンギヤ）に移動量を加算し、式；ｙ＝−（Ａ１／Ｂ１）×ｘ＋｛（Ｃ１×ｎ１）／Ｂ１｝が成り立つ補正値ａ（正の整数）を求める。
任意座標αをα＝（ｘ１、ｙ１）とし、上記式に当てはめると、
ｙ１＋ａ＝−（Ａ１／Ｂ１）×ｘ×｛（Ｃ１×ｎ１）／Ｂ１｝
上記式より、補正量ａが求まる。
【００４３】
次に、図７のように、先に求めた座標点（ｘ１、ｙ１＋ａ）に対して、ｘ方向（インターナルギヤ）、ｙ方向（サンギヤ）にインターナルギヤ移動量：サンギヤ移動量の比率がＢ１：Ａ１となる移動量を加算し、式；ｙ＝ｘ＋｛（Ｃ２×ｎ２）／Ａ２｝が成り立つ補正値ｘを求める。
（ｙ１＋ａ）＋（Ａ１×ｘ）＝ｘ１×（Ｂ１×−ｘ）＋｛（Ｃ２×ｎ２）／Ａ２｝
上記式より、補正値ｘが求まる。
【００４４】
＜追加補正方法＞
上記式▲３▼にあるように、インターナルギヤ、サンギヤが異方向でその移動量の比がインターナルギヤ：サンギヤ＝Ｂ１：Ａ１であった場合、公転は変化しないから、これを用いて、インターナルギヤ、サンギヤが異方向でその移動量の比がインターナルギヤ：サンギヤ＝Ｂ１：Ａ１かつ式▲３▼を満たす定数Ｃを求める。
実際の加工では、図９に示すように、任意の終了開始位置から定位置に停止させた場合、その移動量が少ないと急停止する。従って、ワークの破損、回転軸のストレス等のマイナス要因が発生する可能性がある。そこで、上記に示したようなインターナルギヤ、サンギヤが異方向でその移動量の比がインターナルギヤ：サンギヤ＝Ｂ１：Ａ１かつ式▲３▼を満たす定数Ｃを求めることで、滑らかに回転軸を停止させることができる。
すなわち、図８、図１０に示すように、自転式を満たすインターナルギヤ：サンギヤの比率がＢ１：Ａ１となる移動量をサンギヤ、インターナルギヤともに加算していっても、キャリアの定位置は保たれることから、
Ｃ＝Ｃ２÷｛Ａ２×（Ａ１＋Ｂ１）｝
をサンギヤ、インターナルギヤともに加算することで、緩やかに停止するための移動量を確保することができる。
【００４５】
＜累積補正＞
両面研磨装置において、例えば、サンギヤ歯数；１４、キャリア歯数；１７、インターナルギヤ歯数；４８、インターナルギヤ減速比；６０、サンギヤ減速比；６０、インターナルギヤ用の駆動モータの１ｒｅｖ当たりのパルス数；４０００、サンギヤ用の駆動モータの１ｒｅｖ当たりのパルス数；４０００、キャリアの装填枚数；５枚とすると、
公転；（２４／７４４００００）×インターナルギヤ用の駆動モータの現在パルス値＋（７／７４４００００）×サンギヤ用の駆動モータの現在パルス値……▲１▼
自転；（２１／７９０５０００）×インターナルギヤ用の駆動モータの現在パルス値−（２１／７９０５０００）×サンギヤ用の駆動モータの現在パルス値……▲２▼
これら▲１▼、▲２▼の式から、式（ａ）、式（ｂ）に示す定位置の条件（公転；１／５ｒｅｖ毎、自転；１ｒｅｖ毎）を当てはめて関係式に表すと（ｎ１、ｎ２は任意の整数）、
公転；２４×インターナルギヤ用の駆動モータの現在パルス値＋７×サンギヤ用駆動モータの現在パルス値＝７４４００００×ｎ１×（１／５）＝１４８８０００×ｎ１´……▲３▼
自転；（２１×インターナルギヤ用の駆動用モータの現在パルス値−２１×サンギヤ用駆動用モータの現在パルス値）＝７９０５０００×ｎ２
７×インターナルギヤ用の駆動モータの現在パルス値−７×サンギヤの駆動用モータの現在パルス値＝２６３５０００×ｎ３……▲４▼
上記を元にサンギヤ移動量（現在パルス数）＝１０００００００、インターナルギヤ移動量（現在パルス数）＝３０００００００と仮定し、累積の有無で最終現在値がどのように変わっていくのかをシュミレーションした結果を図１１及び図１２に示す。
この結果から、加工回数を増すごとに、演算結果で出た誤差が累積し、段々ズレ量が大きくなっていくことが分かる。従って、両面研磨装置を自動化した場合、ＬＤ（ローディング）／ＵＬＤ（アンローディング）側の機構でその補正を行わなければならず、非常に大変となる。ここで、累積の補正計算が入っていれば、演算により発生する最大誤差（インターナルギヤ、サンギヤ、キャリアが本比率の場合）、公転；３０パルス、自転；６パルスを超えることがないため、ＬＤ／ＵＬＤ側の機構はある定位置への繰り返し動作となり、細かな補正を行わなくてもよいため、自動化し易くなる。
【００４６】
そして、上記のように構成した本発明による両面研磨装置を用いてワークの研磨を行うには、図１３に示すように、まず、キャリアがない状態でインターナルギヤ、サンギヤの位置の登録を行う。すなわち、各々１回転中の何れかの定められた１点に停止させ、この停止位置を基準位置とする。
次に、基準位置において、人手によって手動操作によりキャリアを所定の枚数装填する。この場合、インターナルギヤ及びサンギヤを（１回転÷キャリア枚数分）回転させる。
そして、所定の枚数のキャリアの装填が完了した後に、基準位置において、インターナルギヤ及びサンギヤを（１回転÷キャリア枚数分）回転させて、人手を介さずにＬＤ／ＵＬＤ側のロボットにより全てのキャリアにワークを供給する。そして、上定盤を下降させて上定盤と下定盤との間でワークを挟持し、この状態で両定盤を回転させるとともに、インターナルギヤ及びサンギヤを回転させてキャリアを自転、公転させ、ワークの研磨を開始する。そして、ワークの加工レシピが終了した後に、演算部により演算を開始し、現在のインターナルギヤ及びサンギヤの位置（移動量）から、キャリアの定位置までの両ギヤの最小移動量を算出する。
そして、求めた移動量に応じてインターナルギヤ及びサンギヤを回転させてキャリアを自転、公転させ、キャリアを定位置に位置決め、停止させる。
そして、上定盤を上昇させて、人手を介さずにＬＤ／ＵＬＤ側のロボットによりキャリアからワークを回収する。このようにして、ワークの研磨工程が終了し、このような工程を繰り返すことにより、連続してワークを研磨することができる。
【００４７】
上記の場合、図１４に示すように、加工レシピの開始時に、演算部によって演算を開始し、ワークの加工レシピが終了するまでのインターナルギヤ及びサンギヤの移動量と、ワークの加工レシピが終了したときのインターナルギヤ及びサンギヤの位置からキャリアの定位置までのインターナルギヤ及びサンギヤの最小移動量との総移動量を求め、この演算部で求めた総移動量に応じてインターナルギヤ及びサンギヤを回転させてキャリアを自転、公転させることによりワークの加工レシピを行い、ワークの加工レシピが終了したときにワークを定位置に停止させても良い。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は、前記のように構成したことにより、インターナルギヤ、サンギヤにＰＬＧ付きのベクトルインバータモータ等の位置検出可能な駆動モータを使用することにより、搬送部のみを後付けしても、ワークの供給、回収を自動化することができ、一定の加工精度を維持しつつ、装置全体を自動化することができる。
また、ワークの供給、回収を行う搬送系に特殊な機構、動作、演算を必要とすることなく、また、加工部に対して細工する必要もなく、ワークの供給、回収を自動化することが可能となり、安価なものを提供することができる。
さらに、サンギヤ、インターナルギヤ、キャリアの歯数比を任意の値に設定することができるので、研磨時にワークが一定の軌跡を辿るようなことはなく、加工精度を大幅に高めることができる。さらに、歯数比が固定されることがないので、研磨装置のスペースが歯数比に制約されるようなことはなく、省スペース化を図ることができる。
さらに、ワークの供給、回収を人手を介さずに自動的に行うことができるので、ワークに汚れや傷等が付くようなことはなく、加工精度を大幅に高めることができる。
さらに、ワークの供給、回収に人手を介さないので、無人化が可能となる。さらに、ワークの供給、回収をロボット等によって行うことができるので、タクトアップを図ることができる。
さらに、滑らかにインターナルギヤ及びサンギヤを停止させることができるので、ワークの破損、回転軸のストレス等の発生を防止することができる。
さらに、連続してワークの加工を行う場合であっても、演算部による演算によって生じた誤差が累積されることがないので、自動化が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による両面研磨装置の一実施の形態を示した概略断面図である。
【図２】本発明による両面研磨装置の演算部とモータコントローラと駆動モータとの関係を示した説明図である。
【図３】サンギヤ、インターナルギヤの回転方向が同方向時における自転量の補正値の求め方を示した説明図である。
【図４】サンギヤ、インターナルギヤの回転方向が同方向時における公転量の補正値の求め方を示した説明図である。
【図５】サンギヤ、インターナルギヤの回転方向が同方向時における追加補正値の求め方を示した説明図である。
【図６】サンギヤ、インターナルギヤの回転方向が異方向時における公転量の補正値の求め方を示した説明図である。
【図７】サンギヤ、インターナルギヤの回転方向が異方向時における自転量の補正値の求め方を示した説明図である。
【図８】サンギヤ、インターナルギヤの回転方向が異方向時における追加補正値の求め方を示した説明図である。
【図９】追加補正無しの場合の速度と時間との関係を示した説明図である。
【図１０】追加補正有りの場合の速度と時間との関係を示した説明図である。
【図１１】累積の有無による最終現在値の変化を示した説明図である。
【図１２】累積の有無による最終現在値の変化を示した説明図である。
【図１３】本発明の両面研磨装置によるワークの研磨手順の一例を示したフロー図である。
【図１４】本発明の両面研磨装置によるワークの研磨手順の他の例を示したフロー図である。
【符号の説明】
１……両面研磨装置
２……下定盤
３……上定盤
４……サンギヤ
５……インターナルギヤ
６……キャリア
７……ワーク
１０……演算部
１１、１２……駆動モータ
１３、１４……モータコントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005028498.tif 000009
【図８】
2005028498.tif 000010
【図９】
2005028498.tif 000011
【図１０】
2005028498.tif 000012
【図１１】
2005028498.tif 000013
【図１２】
2005028498.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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