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DE102005017006A1 - Machining device for at least one workpiece has at least one force measurement device between workpiece clamping table and machine stand - Google Patents

Machining device for at least one workpiece has at least one force measurement device between workpiece clamping table and machine stand Download PDF

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DE102005017006A1
DE102005017006A1 DE102005017006A DE102005017006A DE102005017006A1 DE 102005017006 A1 DE102005017006 A1 DE 102005017006A1 DE 102005017006 A DE102005017006 A DE 102005017006A DE 102005017006 A DE102005017006 A DE 102005017006A DE 102005017006 A1 DE102005017006 A1 DE 102005017006A1
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DE
Germany
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force measuring
workpiece
measuring devices
clamping table
workpiece clamping
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Withdrawn
Application number
DE102005017006A
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German (de)
Inventor
Roy Dr. Keipke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Supfina Grieshaber GmbH and Co KG
Original Assignee
Supfina Grieshaber GmbH and Co KG
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Publication date
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Abstract

The machining device includes force measurement devices (5) between the workpiece clamping table (7) and a machine stand (6) to measure the force exerted between a couple a grinding wheel and the workpiece (2). There may be several force measurement devices in this location, spaced out from each other.

Description

Beim Dünnen bzw. Oberflächenbearbeiten flacher Werkstücke, z. B. beim Polieren oder Schleifen, insbesondere von Wafer der optischen und Halbleiterindustrie, ist es für ein genaues und zielgerichtetes Einstellen der Werkstückmaßhaltigkeit, Oberflächen- und Materialqualität sowie der Prozessüberwachung und -optimierung von Vorteil, die während der Bearbeitung auftretenden Bearbeitungskräfte zu messen.At the thin or surface finishing flatter Workpieces, z. B. when polishing or grinding, in particular wafers of the optical and semiconductor industry, it is for an accurate and purposeful Adjusting the workpiece dimension, Surfaces- and material quality as well as process monitoring and optimizing the occurring during processing machining forces to eat.

Die Messung der Bearbeitungskräfte geschieht aus konstruktiven Gründen derzeit in der Praxis bei Waferschleif- und – Poliermaschinen durch einen Kraftmessaufnehmer an der Schnittstelle zwischen einem Werkzeugschlitten und einem Maschinenständer. Diese Messanordnung hat den Nachteil, dass durch nicht vorhandener Koaxialität von der Messachse zur Bearbeitungsachse und zu den Führungen, sowie durch Fertigungstoleranzen, die Reibung in den Führungen und Kraftumlenkungen durch resultierende Drehmomente zu Verkippen und Klemmen führt und somit die Messergebnisse verfälscht werden.The Measurement of machining forces happens for constructive reasons currently in practice in wafer grinding and polishing machines by a Force transducer at the interface between a tool slide and a machine stand. This measuring arrangement has the disadvantage that by nonexistent Coax from the measuring axis to the machining axis and to the guides, as well as by manufacturing tolerances, the friction in the guides and force deflections by resulting torques to tilt and terminals leads and thus the measurement results are falsified.

Aufgabe der ErfindungTask of invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Bearbeiten mindestens eines Werkstücks bereitzustellen mit der die während der Bearbeitung auftretenden Bearbeitungskräfte mit erhöhter Genauigkeit gemessen werden können.Of the Invention is based on the object, a device for editing at least one workpiece to provide with the while the processing occurring machining forces are measured with increased accuracy can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung zum Bearbeiten eines oder mehrerer Werkstücke, mit einem Maschinengestell, mit einer Werkzeugspindel und mit einem Werkstückaufspanntisch, wobei der Werkstückaufspanntisch an dem Maschinengestell angeordnet ist, dadurch gelöst, dass zwischen dem Werkstückaufspanntisch und dem Maschinengestell mindestens eine Kraftmesseinrichtung vorgesehen ist.These Task is according to the invention in a Device for processing one or more workpieces, with a machine frame, with a tool spindle and with a The workpiece clamping, the workpiece clamping table is arranged on the machine frame, solved by that between the workpiece clamping table and the machine frame provided at least one force measuring device is.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung werden die in das Werkstück eingeleiteten Bearbeitungskräfte direkt gemessen, was sich in einer verbesserten Messgenauigkeit niederschlägt, weil Messfehler auf Grund von Reibungseffekten der Werkzeugschlittenführung, von Fluchtungsfehlern und dem Verkippen des Werkzeugschlittens vermieden werden.at the inventive arrangement become the in the workpiece initiated processing forces measured directly, resulting in improved measurement accuracy reflected, because measurement errors due to frictional effects of the tool slide guide, from Alignment errors and tilting the tool slide avoided become.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zwischen dem Werkstückaufspanntisch und dem Maschinengestell mehrere Kraftmesseinrichtungen vorgesehen sind, und wenn die Kraftmesseinrichtungen zueinander beabstandet angeordnet sind.It has proven to be advantageous when between the workpiece clamping table and the machine frame several force measuring devices provided are and when the force measuring devices spaced from each other are arranged.

Bei dieser Anordnung werden die Kraftmesseinrichtungen parallel geschaltet, so dass unabhängig von der Lage der Kontaktzone zwischen Werkstück und Bearbeitungswerkzeug die auf das Werkstück ausgeübten Bearbeitungskräfte mit konstanter Genauigkeit erfasst werden.at this arrangement, the force measuring devices are connected in parallel, so that independent from the position of the contact zone between the workpiece and the machining tool the on the workpiece exerted machining forces be detected with constant accuracy.

Dieser Vorteil wird besonders dadurch gewährleistet werden, dass die Messpunkte der Krafteinrichtungen ein Polygon aufspannen, und dass eine Projektion der Fläche innerhalb derer das oder die auf dem Werkstückaufspanntisch aufgespannten Werkstücke bearbeitet werden, innerhalb dieses Polygons liegen. Dadurch wird ein Verkippen oder Verkanten des Werkstückaufspanntisches in Folge der auf das Werkstück ausgeübten Bearbeitungskräfte sicher vermieden.This Advantage will be ensured especially by the fact that the Measuring points of the force devices span a polygon, and that one Projection of the surface within which the workpiece or workpieces clamped on the workpiece clamping table are machined will lie within that polygon. This will cause a tilt or tilting the workpiece clamping table in consequence of on the workpiece exerted Machining forces safely avoided.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Bearbeitungskräfte an einem Ort in das Werkstück einzuleiten, der etwas außerhalb des erwähnten Polygons liegt. Auch dann kann ein Kippen beziehungsweise Verkanten noch vermieden werden.Of course it is it also possible the machining forces to initiate into the workpiece at one place the something outside of the mentioned Polygon lies. Even then, tilting or tilting can occur still be avoided.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn als Kraftmesseinrichtung ein Dehnungsmessstreifen, auf dem Piezoeffekt basierende Sensoren und/oder Sensoren eingesetzt werden, die auf einer Druckmessung basieren.It has proved to be advantageous when as a force measuring device a strain gauge, sensors based on the piezoelectric effect and / or sensors are used, which are based on a pressure measurement based.

Selbstverständlich können auch verschiedene der genannten oder auch anderer Messprinzipien in einer Kraftmesseinrichtung eingesetzt werden. Zur weiteren Verbessung der Qualität der Messergebnisse können verschiedene in einer Kraftmesseinrichtung zusammengefasste Sensoren messtechnisch in Reihe geschaltet werden. Wenn die messtechnisch in Reihe geschalteten Sensoren auf unterschiedlichen physikalischen Messprinzipien beruhen, kann dadurch die Genauigkeit der Messung weiter verbessert werden und es können Messfehler, die durch eines der eingesetzten Messprinzipien möglicherweise entstehen, durch die diversitäre Redundanz der verschiedenen Sensoren oder eine Kontrollmessung mit einem Sensor, der nach einem anderen physikalischen Prinzip arbeitet, erkannt und ausgeglichen werden.Of course you can too various of the mentioned or other measuring principles in one Force measuring device can be used. For further improvement the quality the measurement results can various sensors combined in a force measuring device metrologically connected in series. If the metrologically in Series connected sensors on different physical Based on measuring principles, this can increase the accuracy of the measurement be further improved and there may be measurement errors caused by one of the measuring principles used may arise due to the diversified Redundancy of the various sensors or a control measurement with a Sensor that works according to another physical principle, be recognized and compensated.

Insbesondere ist die Kombination mehrerer Sensoren in einer Kraftmesseinrichtung dann hilfreich, wenn die auf das Werkstück eingeleiteten Kräfte in unterschiedlichen Frequenzbereichen liegen und ein Sensor nicht den gesamten Frequenzbereich innerhalb dessen Kräfte auf das Werkstücke eingeleitet werden in ausreichender Genauigkeit erfassen kann.Especially is the combination of several sensors in a force measuring device then helpful if the forces introduced on the workpiece in different Frequency ranges lie and a sensor does not cover the entire frequency range within its powers on the workpieces can be introduced in sufficient accuracy.

In diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn der oder die Sensoren, deren Messgenauigkeit bei höheren Frequenzen sehr hoch ist, näher an dem Aufspanntisch angeordnet sind als der oder die Sensoren, deren Arbeitsbereich bei tieferen Frequenzen optimal ist.In this case, it is particularly advantageous if the sensor (s) whose measurement accuracy is very high at higher frequencies are located closer to the chuck table than the one or more sensors whose operating range is optimal at lower frequencies.

Je nach Erfordernis und Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung können alle Kraftmesseinrichtungen für die gleichen Belastungen ausgelegt sein und damit baugleich ausgeführt werden. Alternativ ist es auch möglich, an den Punkten an denen die größten Kräfte auftreten, Kraftmesseinrichtungen mit einer höheren Belastbarkeit einzusetzen.ever As required and structure of the device according to the invention can all Force measuring devices for be designed the same loads and thus executed identical. Alternatively, it is also possible at the points where the greatest forces occur Force measuring devices with a higher load capacity to use.

Um das Verkanten und sonstige Fehlereinflüsse zu minimieren, ist es vorteilhaft, wenn die Kraftmesseinrichtungen so angeordnet sind, dass die von den Messpunkten der Kraftmesseinrichtungen aufgespannte Fläche möglichst nahe an der Ebene der Werkstück-Werkzeug-Kontaktfläche liegt. Dies bedeutet nichts anderes, als dass die Messpunkt der Kraftmesseinrichtung möglichst nahe an der Auflagefläche des Werkstückaufspanntisches liegen sollten.Around to minimize tilting and other error effects, it is advantageous when the force measuring devices are arranged so that the If possible, the area spanned by the measuring points of the force measuring devices is close to the plane of the workpiece-tool contact surface. This means nothing else than that the measuring point of the force measuring device preferably close to the support surface of the workpiece clamping table should lie.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders geeignet zur Einseitenbearbeitung, insbesondere zum Schleifen und/oder Polieren von Werkstücken. Besonders bevorzugt kann diese Vorrichtung zum Schleifen und/oder Polieren von Wafern eingesetzt werden.The inventive device is particularly suitable for single-side machining, in particular for Grinding and / or polishing of workpieces. Particularly preferred may this device used for grinding and / or polishing of wafers become.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.Further Advantages and advantageous embodiments of the invention are the subsequent drawing, the description and the claims can be removed.

Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen genannten Vorteile können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the drawing, the description and the claims mentioned Benefits can both individually and in any combination with each other invention essential be.

Zeichnungdrawing

Es zeigenIt demonstrate

a eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und a a schematic side view of a device according to the invention and

b eine Draufsicht auf den Werkstückaufspanntisch der erfindungsgemäßen Vorrichtung. b a plan view of the workpiece clamping table of the device according to the invention.

Die a zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum einseitigen Bearbeiten eines Werkstücks 2 in einer Seitenansicht. Das Werkstück 2 ist dabei als kreisrunder Wafer ausgebildet. Mit der in der a unteren Seite ist das Werkstück 2 an einem Werkstückaufspanntisch 7 befestigt. Der Werkstückaufspanntisch 7 wiederum, ist mindestens mittelbar mit einem Maschinengestell 6 verbunden.The a shows an inventive device for one-sided machining of a workpiece 2 in a side view. The workpiece 2 is designed as a circular wafer. With the in the a bottom side is the workpiece 2 on a workpiece clamping table 7 attached. The workpiece clamping table 7 In turn, is at least indirectly with a machine frame 6 connected.

Im rechten Teil der a ist das Maschinengestell 6 in Form einer Säule (ohne Bezugszeichen) ausgebildet. Im oberen Teil dieser Säule (ohne Bezugszeichen) ist eine Werkstückspindel 8 befestigt. Zwischen der Werkstückspindel und dem oberen Teil des Maschinengestells ist ein Werkzeugspindelschlitten 9 angeordnet. Dieser Werkzeugspindelschlitten 9 ermöglicht das Verfahren der Werkzeugspindel 8 relativ zum Werkstückaufspanntisch 7.In the right part of the a is the machine frame 6 in the form of a column (not numbered) formed. In the upper part of this column (without reference numeral) is a workpiece spindle 8th attached. Between the workpiece spindle and the upper part of the machine frame is a tool spindle slide 9 arranged. This tool spindle slide 9 enables the process of the tool spindle 8th relative to the workpiece clamping table 7 ,

In der Werkzeugspindel 8 ist eine Topfscheibe 11 eingespannt, mit deren Hilfe die in der a obere Seite des Werkstücks 2 plangeschliffen werden kann.In the tool spindle 8th is a cup wheel 11 clamped, with the help of which in the a upper side of the workpiece 2 can be ground flat.

Der Schleifkörper der Topfscheibe 11 ist in der a mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnet. Da die Kontaktfläche zwischen dem Werkstück 2 und dem Topfscheibenschleifkörper 3 nicht koaxial zur Längsachse (nicht eingezeichnet) der Werkzeugspindel 8 liegt, treten beim Messen der Bearbeitungskräfte mit Hilfe von Kraftmesseinrichtungen, die im Bereich des Werkzeugspindelschlittens 9 angeordnet sind, systematische Fehler auf.The grinding wheel of the cup wheel 11 is in the a with the reference number 3 designated. Because the contact surface between the workpiece 2 and the cup wheel grinding body 3 not coaxial to the longitudinal axis (not shown) of the tool spindle 8th when measuring the machining forces occur by means of force measuring devices in the area of the tool spindle slide 9 are arranged systematic errors.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Bearbeitungskräfte zwischen Topfscheibe 11 und Werkstück 2 durch Kraftmesseinrichtungen 5 gemessen, die zwischen dem Maschinengestell 6 und dem Werkstückaufspanntisch 7 angeordnet sind.In the device according to the invention, the machining forces between cup wheel 11 and workpiece 2 by force measuring devices 5 measured between the machine frame 6 and the workpiece mounting table 7 are arranged.

In der b ist eine Ansicht von oben auf den Werkstückaufspanntisch 7 dargestellt. Aus dieser Ansicht von oben ergibt sich, dass bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt drei Kraftmesseinrichtungen 5 zwischen Werkstückaufspanntisch 7 und Maschinengestell 6 angeordnet sind. Diese drei Kraftmesseinrichtungen 5 sind von einander beabstandet und spannen ein Dreieck auf, das durch strichpunktierte Linien 1 angedeutet ist.In the b is a top view of the workpiece clamping table 7 shown. From this view from above it follows that in the illustrated embodiment a total of three force measuring devices 5 between workpiece clamping table 7 and machine frame 6 are arranged. These three force measuring devices 5 are spaced from each other and form a triangle by dotted lines 1 is indicated.

In der b sind sowohl der Schleifkörper 3 der Topfscheibe 11 als auch das kreisrunde Werkstück 2 dargestellt. Die Kontaktfläche zwischen Schleifkörper 3 der Topfscheibe 11 und dem Werkstück 2 ist in der B durch eine Schraffur dargestellt.In the b are both the abrasive body 3 the cup wheel 11 as well as the circular workpiece 2 shown. The contact surface between abrasive wheels 3 the cup wheel 11 and the workpiece 2 is in the B represented by hatching.

Anhand der b wird deutlich, dass die gesamte schraffiert dargestellte Kontaktfläche zwischen Schleifkörper 3 der Topfscheibe 11 und dem Werkstück 2 innerhalb des von den Kraftmesseinrichtungen 5 aufgespannten Polygons liegt. Dies bedeutet, dass die Bearbeitungskräfte zwischen Werkzeugspindel 8 beziehungsweise Topfscheibe 11 einerseits und dem Werkstück 2 andererseits nicht zu einem Verkippen oder Verkanten des Werkstückaufspanntisches 7 führen.Based on b it becomes clear that the entire shaded contact surface between abrasive body 3 the cup wheel 11 and the workpiece 2 within of the force measuring equipment 5 spanned polygon lies. This means that the machining forces between tool spindle 8th or cup wheel 11 on the one hand and the workpiece 2 on the other hand not to tilting or tilting of the workpiece clamping table 7 to lead.

Da die drei Kraftmesseinrichtungen 5 messtechnisch parallel geschaltet sind, können aus der Summe der von den drei Kraftmesseinrichtungen 5 gemessenen Kräfte zu jeder Zeit die tatsächlich auf das Werkstück 2 ausgeübten Kräfte berechnet werden.Because the three force measuring devices 5 metrologically connected in parallel, can from the sum of the three force measuring devices 5 measured forces at any time actually on the workpiece 2 exerted forces.

Dabei ist die Messgenauigkeit sehr hoch. Dies liegt daran, dass die Krafteinleitung innerhalb des von den Kraftmesseinrichtungen 5 aufgespannten Polygons, bevorzugt eines Dreiecks, liegt. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass ein, wenn auch möglichst kleiner Teil, der auf das Werkstück 2 eingeleiteten Kräfte außerhalb dieses Polygons liegt. Die erfindungsgemäßen Vorteile werde erreicht solange der Kräfteschwerpunkt der Bearbeitungskräfte innerhalb des Polygons liegt.The measuring accuracy is very high. This is because the introduction of force within that of the force measuring devices 5 spanned polygon, preferably a triangle, is located. Of course, it is also possible that a, albeit the smallest possible part, on the workpiece 2 introduced forces outside this polygon lies. The advantages according to the invention will be achieved as long as the center of gravity of the machining forces lies within the polygon.

Die Kraftmesseinrichtungen 5 sind erfindungsgemäß so ausgelegt, dass die gesamten Kräfte, die zwischen dem Werkstückaufspanntisch 7 und dem Maschinengestell 6 in vertikaler Richtung, das heißt in der Richtung parallel zur Längsachse (ohne Bezugszeichen) der Werkzeugspindel 8, von den Kraftmesseinrichtungen 5 übertragen werden.The force measuring devices 5 According to the invention are designed so that the total forces between the workpiece clamping table 7 and the machine frame 6 in the vertical direction, that is in the direction parallel to the longitudinal axis (without reference numeral) of the tool spindle 8th , from the force measuring equipment 5 be transmitted.

Falls erforderlich, können jedoch auch zusätzliche Führungen (nicht dargestellt) vorgesehen werden, die ein Ausweichen des Werkstückaufspanntisches 7 in einer Ebene, die parallel zur Bearbeitungsebene liegt, verhindern. Selbstverständlich sollen diese Führungen möglichst keinen Slip-Stick-Effekt aufweisen und möglichst reibungsarm arbeiten. Dazu sind besonders Gleitführungen, bevorzugt mit hydrostatischen Gleitlagern, oder Kugelführungen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, geeignet. Selbstverständlich können auch andere Formen von Führungen die genannte Aufgabe ebenfalls erfüllen.If necessary, however, additional guides (not shown) can be provided, which is a deflection of the workpiece clamping table 7 in a plane that is parallel to the working plane. Of course, these guides should have as possible no slip-stick effect and work as low as possible friction. For this purpose, sliding guides, preferably with hydrostatic plain bearings, or ball guides, as are known from the prior art, are particularly suitable. Of course, other forms of guides can also fulfill the stated task.

Die Kraftmesseinrichtungen können aus einem oder mehreren Sensoren bestehen, je nachdem welche Art von Bearbeitungskräften gemessen werden müssen. Bei manchen Bearbeitungen können zum Beispiel zeitlich veränderliche Bearbeitungskräfte auftreten und zwar mit sehr großen Unterschieden bezüglich des Frequenzbereichs. Da nicht alle Sensoren sowohl niederfrequente als auch hochfrequente Änderungen von Kräften gleich gut erfassen können, kann es auch vorteilhaft sein, mehrere Sensoren, die bevorzugt auf unterschiedlichen Messprinzipien basieren, in einer Kraftmesseinrichtung 5 in Reihe zu schalten. Dadurch kann je nach Art der zu messenden Kräfte jeweils der am Besten geeignete Sensor zur Kraftmessung eingesetzt werden, so dass über einen sehr großen Frequenzbereich stets sehr genaue Messergebnisse erreicht werden können.The force measuring devices may consist of one or more sensors, depending on the type of machining forces to be measured. For example, some machining operations may involve time-varying machining forces with very large differences in the frequency range. Since not all sensors can detect equally well both low-frequency and high-frequency changes of forces, it can also be advantageous to use a plurality of sensors, which are preferably based on different measuring principles, in a force-measuring device 5 to connect in series. As a result, depending on the type of forces to be measured, the most suitable sensor for force measurement can be used in each case, so that very accurate measurement results can always be achieved over a very wide frequency range.

In diesem Fall werden die verschiedenen Sensoren einer Kraftmesseinrichtung 5 vorteilhafter Weise messtechnisch so in Reihe geschaltet, dass die Sensoren deren optimaler Arbeitsbereich bei hohen Frequenzen liegt, näher an dem Werkstückaufspanntisch 7 angeordnet sind als diejenigen Sensoren, deren Arbeitsbereich bei niederfrequenteren Schwingungen liegt. Diese Sensoren können dann in der Nähe des Maschinengestells 6 angeordnet werden.In this case, the various sensors of a force measuring device 5 advantageously metrologically connected in series so that the sensors are their optimal working range at high frequencies, closer to the workpiece mounting table 7 are arranged as those sensors whose working range is at lower frequency oscillations. These sensors can then be near the machine frame 6 to be ordered.

Selbstverständlich können auch mehr als drei Kraftmesseinrichtungen 5 eingesetzt werden. Dadurch ergibt sich ein Polygon, mit mehr als drei Seitenkanten, das durch die Kraftmesseinrichtungen 5 aufgespannt wird. Dabei ist zu beachten, dass die Verbindung zwischen Werkstückaufspanntisch 7 und Maschinengestell 6 bei mehr als drei Kraftmesseinrichtungen statisch überbestimmt ist.Of course, more than three force measuring devices 5 be used. This results in a polygon, with more than three side edges, by the force measuring devices 5 is spanned. It should be noted that the connection between workpiece clamping table 7 and machine frame 6 is statically overdetermined for more than three force measuring devices.

Die Qualität der Messergebnisse wird weiter verbessert, wenn der Abstand von der Kontaktfläche 4 zwischen der Topfscheibe 11 und dem Werkstück 2 und der Ebene innerhalb derer die Messpunkte der Kraftmesseinrichtungen 5 liegt möglichst klein ist. Dieser Abstand ist in der a mit "x" bezeichnet.The quality of the measurement results is further improved when the distance from the contact surface 4 between the cup wheel 11 and the workpiece 2 and the plane within which the measuring points of the force measuring devices 5 is as small as possible. This distance is in the a denoted by "x".

Die von den Kraftmesseinrichtungen generierten Ausgangssignale können beispielsweise von der Maschinensteuerung zur Überwachung des Bearbeitungsprozesses und/oder zur Regelung des Antriebs des Werkzeugschlittens und des Werkzeugantriebs genutzt werden.The For example, output signals generated by the force measuring devices can from the machine control to monitoring the machining process and / or the regulation of the drive of Tool carriage and the tool drive can be used.

Claims (14)

Vorrichtung zum Bearbeiten eines oder mehrerer Werkstücke (2), mit einem Maschinengestell (6), mit einer Werkzeugspindel (8) und mit einem Werkstückaufspanntisch (7), wobei der Werkstückaufspanntisch (7) an dem Maschinengestell (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Werkstückaufspanntisch (7) und dem Maschinengestell (6) mindestens eine Kraftmesseinrichtung (5) vorgesehen ist.Device for processing one or more workpieces ( 2 ), with a machine frame ( 6 ), with a tool spindle ( 8th ) and with a workpiece clamping table ( 7 ), wherein the workpiece clamping table ( 7 ) on the machine frame ( 6 ) is arranged, characterized in that between the Werkstückaufspanntisch ( 7 ) and the machine frame ( 6 ) at least one force measuring device ( 5 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Werkstückaufspanntisch (7) und dem Maschinengestell (6) mehrere Kraftmesseinrichtungen (5) vorgesehen sind, und dass die Kraftmesseinrichtungen (5) zueinander beabstandet angeordnet sind.Apparatus according to claim 1, characterized in that between the workpiece clamping table ( 7 ) and the machine frame ( 6 ) several force measuring devices ( 5 ) and that the force measuring devices ( 5 ) are arranged spaced from each other. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messpunkte der Kraftmesseinrichtungen (5) ein Polygon (1), bevorzugt eine Dreieck, aufspannen, und dass eine Projektion der Fläche (4) innerhalb derer das oder die auf dem Werkstückaufspanntisch (7) aufgespannten Werkstücke (2) bearbeitet werden, innerhalb dieses Polygons (1) liegen.Apparatus according to claim 2, characterized in that the measuring points of the force measuring devices ( 5 ) a polygon ( 1 ), preferably a triangle, and that a projection of the surface ( 4 ) within which the one or more on the workpiece clamping table ( 7 ) clamped workpieces ( 2 ) within this polygon ( 1 ) lie. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kräfteschwerpunkt der an dem Werkstück (2) angreifenden Bearbeitungskräfte innerhalb des Polygons (1) liegt.Apparatus according to claim 3, characterized in that the center of gravity of the on the workpiece ( 2 ) attacking processing forces within the polygon ( 1 ) lies. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmesseinrichtungen (5) einen Dehnungsmessstreifen, einen auf dem Piezoeffekt basierenden Sensor und/oder einen auf einer Druckmessung an hydraulischen Abstützungen basierenden Sensor umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the force measuring devices ( 5 ) comprises a strain gauge, a sensor based on the piezoelectric effect and / or a sensor based on a pressure measurement on hydraulic supports. Vorrichtung nach einem oder mehreren vorhergehend genannten Anspruch bzw. Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass alle Kraftmesseinrichtungen (5) identisch aufgebaut sind.Device according to one or more of the preceding claims or claims, characterized in that all force measuring devices ( 5 ) are constructed identically. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Messprinzipien bei einer Kraftmesseinrichtung (5) eingesetzt werden.Device according to one of the preceding claims, characterized in that different measuring principles in a force measuring device ( 5 ) are used. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer oder mehreren Kraftmesseinrichtungen (5) mehrere Sensoren in messtechnisch in Reihe geschaltet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at one or more force measuring devices ( 5 ) several sensors are connected in metrology in series. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die messtechnisch in Reihe geschalteten Sensoren auf unterschiedlichen physikalischen Messprinzipien beruhen.Device according to claim 7, characterized in that that the metrologically connected in series sensors on different based on physical measuring principles. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Sensoren, deren Arbeitsbereich bei höheren Frequenzen liegt, näher an dem Werkstückaufspanntisch (7) angeordnet sind als der oder die Sensoren, deren Arbeitsbereich bei tieferen Frequenzen liegt.Apparatus according to claim 8, characterized in that the one or more sensors whose working range is at higher frequencies, closer to the Werkstückaufspanntisch ( 7 ) are arranged as the one or more sensors whose working range is at lower frequencies. Vorrichtung nach einem oder mehreren vorhergehend genannten Anspruch bzw. Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass alle Kraftmesseinrichtungen (5) für die gleiche Belastung ausgelegt sind.Device according to one or more of the preceding claims or claims, characterized in that all force measuring devices ( 5 ) are designed for the same load. Vorrichtung nach einem oder mehreren vorhergehend genannten Anspruch bzw. Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass alle Kraftmesseinrichtungen (5) für unterschiedliche Belastung ausgelegt sind.Device according to one or more of the preceding claims or claims, characterized in that all force measuring devices ( 5 ) are designed for different load. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmesseinrichtungen (5) so angeordnet sind, dass die von den Messpunkten der Kraftmesseinrichtungen (5) aufgespannte Fläche möglichst nahe an der Ebene der Werkstück-Werkzeug-Kontaktfläche liegt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the force measuring devices ( 5 ) are arranged so that the of the measuring points of the force measuring devices ( 5 ) clamped surface as close as possible to the plane of the workpiece-tool contact surface. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Einseitenbearbeitung, insbesondere zum Schleifen und/oder Polieren von Werkstücken, insbesondere von Wafer, geeignet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that they are for single-side machining, in particular for grinding and / or polishing workpieces, in particular wafers, suitable is.
DE102005017006A 2005-04-07 2005-04-07 Machining device for at least one workpiece has at least one force measurement device between workpiece clamping table and machine stand Withdrawn DE102005017006A1 (en)

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CN105834461A (en) * 2016-05-23 2016-08-10 中信戴卡股份有限公司 Clamping force detection device for wheel vertical lathe machining

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