JP4911810B2 - Workpiece grinding apparatus and grinding method - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば半導体ウェーハなどの円形薄板からなるワークの外周エッジ部を研削するワークの研削装置および研削方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の円形薄板のワークを研削する場合には、たとえば図１２に示すような研削装置７０が用いられていた。この研削装置７０では、ワークＷをその中心軸線Ｌ１周りに回転させるとともに、総形砥石７１をワークＷの中心軸線Ｌ１に平行な軸線Ｌ２を中心に回転させながらワークＷのエッジ部ＷＥに向かって送り移動させることによりワークＷのエッジ部ＷＥを研削していた。
【０００３】
ところが、この研削装置７０では、総形砥石７１が形崩れしやすいなどの理由から、加工精度が低くなるものであった。そこで、本出願人は、先の特願平１１−２２００１９号において、ワークを保持するとともに、ワークをその中心軸線周りに回転させるワーク保持手段と、円盤砥石を有し、この回転砥石をワークの平面とほぼ平行な軸線を中心に回転させながら、ワークのエッジ部に沿って表裏両面間を相対送りさせることにより、ワークのエッジ部を研削する研削手段を備えるワークの研削装置を開示した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種の研削装置においては、砥石とワークとの相対的な位置関係が正確でなければ、ワークを所定の形状に研削することができない。特に、砥石は研削を続けるにしたがって摩耗していくので、砥石の摩耗に合わせて、ワークに対する砥石の位置関係を補正しなければ正確な形状にワークを研削することができない。
【０００５】
従来は、砥石とワークの位置関係を正確に保つため、たとえば作業員が研削後の砥石の径を手作業で測定して砥石の位置を補正していた。あるいは、砥石の摩耗量を目視などによって砥石の径を見て、その摩耗量を推定していたが、これらの方法では砥石の正確な摩耗量を知ることができず、ワークを所定の形状に研削する際の精度が低くなることがあった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、ワークの研削にしたがって進行する砥石の摩耗量を把握して、ワークを正確な形状に研削できるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明のうちの請求項１に係る発明は、円形薄板よりなるワークを保持するとともに、前記ワークをその中心軸線周りに回転させるワーク保持手段と、円盤状の回転砥石を有し、この回転砥石を前記ワークの平面と平行な軸線周りに回転させながら前記ワークのエッジ部に沿って表裏両面間を相対送り移動させる研削手段と、前記回転砥石の径を測定する砥石径センサと、前記砥石径センサによって測定された前記回転砥石の径に基づいて、前記ワークに対する前記回転砥石の位置および移動量を補正する制御装置と、前記回転砥石によってエッジ部を仕上研削された仕上ワークの径を測定する仕上ワーク径センサと、を有し、前記制御装置は、前記砥石径センサによって測定された前記回転砥石の径に基づいて前記ワークの研削を行った後、前記回転砥石で当該ワークを研削したときに前記回転砥石が摩耗した量を予め記憶しておき、前記磨耗量を記憶したワークの研削に続いて、前記回転砥石によって連続して複数の他のワークの加工を行うにあたり、前記回転砥石の使用回数が閾値を超えない場合で、前記仕上ワークの径が所定の公差内であるときには、前記他のワークの研削を行う際に、前記回転砥石の径を、前記予め記憶された前記ワークを研削したときに前記回転砥石が摩耗した量、および当該他のワークの加工までの前記回転砥石の使用回数に基づいて求める制御を行い、前記回転砥石の使用回数が閾値を超えた場合において、前記砥石径センサによって前記回転砥石の径を測定し当該回転砥石の磨耗が激しくないと当該制御装置が判断したとき、もしくは、前記仕上ワークの径が所定の公差を超えた場合において、前記他のワークの研削を行う際に、前記砥石径センサによって前記回転砥石の径を測定し当該回転砥石の磨耗が激しくないと当該制御装置が判断したときには、前記回転砥石の使用回数をゼロにして、前記砥石径センサによって前記回転砥石の径を求める制御を行い、前記閾値は、前記回転砥石の使用回数に基づいて求めた前記回転砥石の推定の径と実際の径との差が大きくなり誤差が許容できなくなる回数であること、を特徴とするワークの研削装置である。
【００１０】
請求項１に係る発明では、回転砥石の使用回数が閾値を超えていないかどうかを判定するとともに、仕上研削が終了した後のワークの径を測定し、回転砥石の使用回数が閾値を超えない場合で、仕上ワークの径が所定の公差内であるときには、砥石径センサによる回転砥石の径の測定を行わないものである。回転砥石の使用回数が閾値を超えず、仕上ワークの径が所定の公差内にある場合には、仕上ワークは製品として問題ない。したがって、ワークの径が公差内となるようにワークのエッジ部を研削できているうちは、回転砥石の径の測定を省略することによって、砥石の交換時期を適切に管理して研削精度を確保しながら、しかもサイクルタイムを短縮することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記砥石径センサは、前記回転砥石の回転支持部に設けた基準面の位置を測定することによって、砥石測定のため砥石径センサと回転砥石間の相対位置を調整するゼロ調整を行うことを特徴とする請求項１に記載のワークの研削装置である。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、砥石測定のため砥石径センサと回転砥石間の相対位置を調整するゼロ調整を行う。このため、たとえば回転支持部や他の機構が熱膨張した場合であっても、高い精度をもって砥石径センサにより計測を行うことができる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、前記砥石径センサが前記回転砥石とともに移動するように配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワークの研削装置である。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、砥石径センサが回転砥石に取り付けられ、回転砥石とともに移動するように構成されている。このため、回転砥石の移動に伴う機械誤差が砥石径センサの測定値に影響を与えることがない。したがって、より高い精度で回転砥石の径を測定することができる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、前記ワークの中心軸線に平行な軸線周りに回転して前記ワークのエッジ部を荒取りする円筒研削用砥石を有し、前記ワーク保持手段に保持されたワークの径を測定するワーク径センサが設けられており、前記制御装置は、前記ワーク径センサによって測定された前記ワークの径に基づいて、前記ワークに対する前記回転砥石の位置および移動量を補正する制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のワークの研削装置である。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、回転砥石によって研削される前にワークの径を測定し、測定されたワークの径に基づいてワークに対する回転砥石の位置および移動量を求めている。このため、ワークの荒取りを行った際にワークの形状が多少予定の形状からはずれていたとしても、高い精度でワークのエッジ部の研削を行うことができる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、前記ワーク径センサは、ワーク保持手段の縁部の位置を測定することによって、ワーク径測定のためのワーク径センサとワーク間の相対位置を調整するゼロ調整を行うことを特徴とする請求項４に記載のワーク研削装置である。
【００１８】
請求項５に係る発明によれば、ワーク径測定のためのワーク径センサとワーク間の相対位置を調整するゼロ調整を行う。したがって、ワーク保持手段などに熱膨張などがあった場合であっても、高い精度でワーク径を測定することができる。
【００１９】
請求項６に係る発明は、前記回転砥石の回転支持部側に前記ワーク保持手段の軸線方向の変位を測定する変位測定センサが設けられており、前記制御装置は前記変位測定センサの測定結果に基づいて、前記軸線方向におけるワークと回転砥石間の相対位置を制御することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載のワーク研削装置である。
【００２０】
請求項６に係る発明では、ワークを保持するワーク保持手段の軸線方向に変位を変位測定センサで測定し、ワークと回転砥石の相対位置を制御している。このため、ワークの厚さに多少のバラツキがあっても、高い精度でワークの研削を行うことができる。
【００２１】
請求項７に係る発明は、ワークの厚さを測定するワーク厚さ測定手段が設けられており、前記制御装置は、前記ワーク厚さ測定手段によって測定された前記ワークの厚さに基づいて、前記ワークの厚さ方向に対する前記回転砥石の位置および移動量を補正する制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載のワークの研削装置である。
【００２２】
請求項７に係る発明では、ワークの厚さを測定し、このワークの厚さに基づいてワークの厚さ方向に対する回転砥石の位置および移動量を補正している。ここで、回転砥石をＺ軸方向に移動させる際、ワークの高さ方向中央部を中心として回転砥石をＺ軸方向に揺動させるが、ワークの厚さを測定していることにより、高い精度でワークのＺ軸方向中間位置を定めることができる。
【００２５】
請求項８に係る発明は、円形薄板よりなるワークをワーク保持手段で保持し、前記ワークをその中心軸線周りに回転させるとともに、円盤状の回転砥石を前記ワークの平面と平行な軸線周りに回転させながら、前記回転砥石を前記ワークのエッジ部に沿って表裏両面間を相対送り移動させて前記ワークのエッジ部を研削するにあたり、砥石径センサによって前記回転砥石の径を測定し、前記砥石径センサによって測定された前記回転砥石の径に基づいて、前記ワークに対する前記回転砥石の位置および移動量を補正するワークの研削方法であって、前記砥石径センサによって測定された前記回転砥石の径に基づいて前記ワークの研削を行った後、前記回転砥石で当該ワークを研削したときに前記回転砥石が摩耗した量を予め記憶しておき、前記磨耗量を記憶したワークの研削に続いて、前記回転砥石によって連続して複数の他のワークの加工を行うにあたり、仕上ワーク径センサによって前記回転砥石によってエッジ部を仕上研削された仕上ワークの径を測定し、前記回転砥石の使用回数が閾値を超えない場合で、前記仕上ワークの径が所定の公差内であるときには、前記他のワークの研削を行う際に、前記回転砥石の径を、前記予め記憶された前記ワークを研削したときに前記回転砥石が摩耗した量、および当該他のワークの加工までの前記回転砥石の使用回数に基づいて求め、前記回転砥石の使用回数が閾値を超えた場合において、前記砥石径センサによって前記回転砥石の径を測定し当該回転砥石の磨耗が激しくないと当該制御装置が判断したとき、もしくは、前記仕上ワークの径が所定の公差を超えた場合において、前記他のワークの研削を行う際に、前記砥石径センサによって前記回転砥石の径を測定し当該回転砥石の磨耗が激しくないと当該制御装置が判断したときには、前記回転砥石の使用回数をゼロにして、前記砥石径センサによって前記回転砥石の径を求め、前記閾値は、前記回転砥石の使用回数に基づいて求めた前記回転砥石の推定の径と実際の径との差が大きくなり誤差が許容できなくなる回数であること、を特徴とするワークの研削方法である。
【００２６】
請求項８に係る発明によれば、仕上研削が終了した後のワークの径を測定し、仕上ワークの径が所定の公差内である場合には、砥石径センサによる回転砥石の径の測定を行わないものである。仕上ワークの径が所定の公差内にある場合には、仕上ワークは製品として問題ない。したがって、ワークの径が公差内となるようにワークのエッジ部を研削できているうちは、回転砥石の径の測定を省略することによって、サイクルタイムを短縮することができる。
【００２７】
請求項９に係る発明は、前記回転砥石の回転支持部に設けた基準面の位置を前記砥石径センサで測定することによって、砥石径を測定するため砥石径センサと回転砥石間の相対位置を調整するゼロ調整を行うことを特徴とする請求項８に記載のワークの研削方法である。
【００２８】
請求項１１に係る発明では、砥石測定のため砥石径センサと回転砥石間の相対位置を調整するゼロ調整を行う。このため、たとえば回転支持部や他の機構が熱膨張した場合であっても、高い精度をもって砥石径センサにより計測を行うことができる。
【００２９】
請求項１０に係る発明は、前記ワークの中心軸線に平行な軸線周りに回転する円筒研削用砥石で前記ワークのエッジ部を荒取りした後、荒取りされた前記ワークの径をワーク径センサで測定し、前記ワーク径センサによって測定された前記ワークの径に基づいて、前記ワークに対する前記回転砥石の位置および移動量を補正することを特徴とする請求項８または請求項９に記載のワークの研削方法である。
【００３０】
請求項１０に係る発明によれば、回転砥石によって研削される前にワークの径を測定し、測定されたワークの径に基づいてワークに対する回転砥石の位置および移動量を求めている。このため、ワークの荒取りを行った際にワークの形状が多少予定の形状からはずれていたとしても、高い精度でワークのエッジ部の研削を行うことができる。
【００３１】
請求項１１に係る発明は、前記ワーク保持手段の縁部の位置を前記ワーク径センサで測定することによって、ワーク径測定のためのワーク径センサとワーク間の相対位置を調整するゼロ調整を行うことを特徴とする請求項１０に記載のワークの研削方法である。
【００３２】
請求項１１に係る発明によれば、ワーク径測定のためのワーク径センサとワーク間の相対位置を調整するゼロ調整を行う。したがって、ワーク保持手段などに熱膨張などがあった場合であっても、高い精度でワーク径を測定することができる。
【００３３】
請求項１２に係る発明は、前記回転砥石の回転支持部側に設けられた変位測定センサによって前記ワーク保持手段の軸線方向の変位を測定し、前記変位測定センサの測定結果に基づいて前記軸線方向におけるワークと回転砥石間の相対位置を制御することを特徴とする請求項８から請求項１１のうちのいずれか１項に記載のワークの研削方法である。
【００３４】
請求項１２に係る発明によれば、ワークを保持するワーク保持手段の軸線方向に変位を変位測定センサで測定し、ワークと回転砥石の相対位置を制御している。このため、ワークの厚さに多少のバラツキがあっても、高い精度でワークの研削を行うことができる。
【００３５】
請求項１３に係る発明は、ワークの厚さをワーク厚さ測定手段によって測定し、前記ワーク厚さ測定手段によって測定されたワークの厚さに基づいて、前記ワークの厚さ方向に対する前記回転砥石の位置および移動量を補正することを特徴とする請求項８から請求項１２のうちのいずれか１項に記載のワークの研削方法である。
【００３６】
請求項１３に係る発明では、回転砥石をＺ軸方向に移動させる際、ワークの高さ方向中央部を中心として回転砥石をＺ軸方向に揺動させるが、ワークの厚さを測定していることにより、高い精度でワークのＺ軸方向中間位置を定めることができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら、具体的に説明する。
図１は、本発明に係る研削装置の部分破断平面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る研削装置１は、ベッド２を有しており、このベッド２上における左側に搬入ステーション３が設けられている。また、ベッド２上における中央部には研削部４が設けられており、さらに、右側には搬出ステーション５が設けられている。また、研削装置１を全体的に制御する制御装置６が設けられている。
【００４２】
搬入ステーション３には、カセット１１が設けられている。このカセット１１には、半導体ウェーハなどの円形薄板よりなるワークＷであって加工前のものが複数枚収納されている。カセット１１の後方には、搬入ロボット１２が設けられており、この搬入ロボット１２によって、加工前のワークＷがカセット１１から取り出される。さらに、カセット１１の左側には、研削前のワークＷの高さを測定するワーク厚さ測定手段である４つの接触式の厚さセンサ１３が設けられている。搬送ロボット１２によってカセット１１から取り出されたワークＷは、厚さセンサ１３によってその厚さが測定され、同時に不良ワークを検出する。厚さセンサ１３は、制御装置６に電気的に接続されており、厚さセンサ１３によって測定されたワークＷの厚さは、制御装置６に出力される。制御装置６は、測定されたワークＷの厚さに基づいてワークＷの厚さ方向における中心を算出し、Ｚ軸方向におけるワークＷの送り基準位置を決定する。厚さセンサ１３によって厚さが測定されたワークＷは、搬送ロボット１２によって研削部４へと搬送される。
【００４３】
また、ベッド２の右側に設けられた搬出ステーション５には、研削部４によって研削されたワークＷを搬出するための搬出ロボット１４が設けられているとともに、この搬出ロボット１４の前方には、仕上ワーク径測定手段である幅センサ１５が設けられている。幅センサ１５は、ワークＷの直径に位置する２点に設けられた付き当て用の板１５ａとセンサが取り付けられた押し当て板１５ｂとをワークＷに接触させワークＷの外径を測定する。また、搬出ロボット１４の斜め前方には、洗浄装置１６が設けられている。さらには、破線で示すように、複数のワークＷを収納するためのカセット１７が設けられている。搬出ロボット１４は、研削部４で研削された本発明の仕上ワークとなるワークＷを受け取り、洗浄装置１６に搬送して、ワークＷを洗浄装置１６で洗浄する。洗浄後、搬出ロボット１４は、ワークＷを幅センサ１５に搬送してワークＷの外径を測定する。幅センサ１５は、制御装置６に電気的に接続されており、測定されたワークＷの幅は制御装置６に出力される。制御装置６は、測定された外径に基づいて、ワークＷの仕上がりを確認する。ワークＷの外径の測定が済んだら、ワークＷをカセット１７に収納する。
【００４４】
さらに、ベッド２の中央部に位置する研削部４には、図２に示すように、コラム２１が立設されている。コラム２１の側面には、上下方向に延在するガイドレール２２が取り付けられており、ガイドレール２２に沿って摺動可能なＺ軸サドル２３が設けられている。Ｚ軸サドル２３には、Ｚ軸方向に延びる軸線Ｌ１周りに回転可能な回転軸２４がブラケットを介して回転自在に取り付けられている。回転軸２４の下端には、ワークＷを吸着保持するワーク保持手段となる吸盤２５が設けられている。
【００４５】
さらに、Ｚ軸サドル２３上には回転軸２４と連結したワーク回転用モータ２６が配設されている。このワーク回転用モータ２６により回転軸２４を回転させることによって、吸盤２５に吸着保持されたワークＷがその中心軸線となる軸線Ｌ１周りに回転するようになっている。また、コラム２１上にはＺ軸移動用モータ２７が配設され、Ｚ軸移動用モータ２７の下方にはＺ軸方向に延在するボールネジ２８が設けられている。さらに、Ｚ軸サドル２３には、ボールネジ２８がねじ込まれるナット２９が固定されている。そして、Ｚ軸移動用モータ２７でボールネジ２８を回転させることにより、ナット２９を介してＺ軸サドル２３をＺ軸方向に移動させることができるようになっている。
【００４６】
また、ベッド２上には、図３にも示すように、研削手段３０が設けられている。
研削手段３０は、ベッド２上に敷設されたＸ軸方向（左右方向）に延在するガイドレール３１，３１を有している。このガイドレール３１，３１に沿ってＸ軸方向に摺動可能な支持テーブル３２が設けられている。支持テーブル３２上には、サドル３３が一対のガイドロッド３４，３４を介してＹ軸方向（前後方向）に移動可能となるように支持されている。
【００４７】
さらに、ベッド２には、Ｘ軸移動用モータ３５が配設され、Ｘ軸移動用モータ３５の右方にはＸ軸方向に延在するボールネジ３６が設けられている。支持テーブル３２には、ボールネジ３６がねじ込まれるナット３７が固定されており、Ｘ軸移動用モータ３５によってボールネジ３６を回転させることにより、ナット３７を介して支持テーブル３２をＸ軸方向に移動できるようになっている。また、支持テーブル３２の後部には、Ｙ軸移動用モータ３８が配設され、Ｙ軸移動用モータ３８の前方にはＹ軸方向に延在するボールネジ３９が配設されている。サドル３３には、ボールネジ３９がねじ込まれるナット４０が固定されており、Ｙ軸移動用モータ３８によってボールネジ３９を回転させることにより、ナット４０を介してサドル３３をＹ軸方向に移動できるようになっている。
【００４８】
また、サドル３３上には、回転砥石の回転支持部を構成する回転砥石用モータ４１およびそのハウジングに固定されたヘッド部４１Ａが設けられており、このヘッド部４１Ａからは、回転軸４２が突設されている。この回転軸４２には、円盤状の回転砥石となる荒砥石４３および仕上砥石４４が所定の間隔をおいて取り付けられている。そして、回転砥石用モータ４１で回転軸４２を回転させることにより、荒砥石４３および仕上砥石４４をワークＷの平面と平行な軸線Ｌ２周りに回転させることができるようになっている。
【００４９】
かくして、回転砥石用モータ４１によって荒砥石４３および仕上砥石４４をワークＷの平面と平行な軸線Ｌ２周りに回転させながら、Ｘ軸移動用モータ３５およびＹ軸移動用モータ３８を回転させることにより、荒砥石４３および仕上砥石４４をワークＷのエッジ部に沿って表裏両面を相対送り移動させるようになっている。
【００５０】
さらに、支持テーブル３２の左側後部には、図２に示すように、円筒研削用モータ４５が設けられており、この円筒研削用モータ４５の上面には、回転軸４６が突設されている。この回転軸４６には、円筒研削用回転砥石（円筒研削用砥石）である平形荒砥石４７が取り付けられている。そして、円筒研削用モータ４５で回転軸４６を回転させることにより、平形荒砥石４７をワークＷの回転軸となる軸線Ｌ１と平行な軸線Ｌ３周りに回転させることができるようになっている。
【００５１】
また、回転砥石用モータ４１のハウジング外面には、図４にも示すように、ブラケット５１を介してワーク保持手段のＺ軸変位を測定する変位測定センサ５２が設けられている。この変位測定センサ５２は、光学式の非接触型センサであり、測定時には、ワークＷが吸盤４０に取り付けられていない状態で吸盤４０の下面側に対向配置され、測定用基準位置での吸盤４０の下面をＺ軸方向位置を測定する。この変位測定センサ５２は、図１に示すように、制御装置６に電気的に接続されており、測定したＺ軸方向位置を制御装置６に出力する。このＺ軸方向位置に基づいて、制御装置６は、熱膨張による回転軸４２、吸盤４０などのワーク保持機構のＺ軸方向の伸びを検知し、研削時、ワークＷのＺ軸方向の送り基準位置を調整する。
【００５２】
さらに、荒砥石４３および仕上砥石４４の半径方向外方に配置されて、荒砥石４３および仕上砥石４４の外径を測定する砥石径センサ５３が設けられている。この砥石径センサ５３は、図５にも示すように、ロータリドレッサ５３Ｂを設けたブラケット５４に取り付けられており、接触子５３Ａを有している。この接触子５３Ａは、シリンダ機構５３Ｃによって進退可能となっている。荒砥石４３または仕上砥石４４の径の測定を行う際には、測定対象となる砥石を測定位置に移動させて接触子５３Ａに対向させた状態で、シリンダ機構５３Ｃによって接触子５３Ａを測定対象の砥石と接触するまで前進させる。このとき、接触子５３Ａが前進した距離によって測定対象の砥石の外径が測定される。また、砥石径センサ５３は、図１に示すように、制御装置６に電気的に接続されており、測定した荒砥石４３または仕上砥石４４の外径を制御装置６に出力している。
【００５３】
制御装置６は、測定された砥石４３，４４の外径から砥石４３，４４の摩耗量を検出し、砥石４３，４４のＹ軸方向の送り量、およびワークＷのＺ軸方向の送り量を調整する。また、砥石４３，４４の摩耗量が大きいと判断したときは、制御装置６は、砥石４３，４４を交換するように作業者に警告する。また、砥石径センサ５３においても、砥石径センサ５３を取り付けるブラケット５４や砥石４３，４４が取り付けられる回転支持部の熱変形あるいはＹ軸送り機構の熱変位など、構造的な位置変位を補正するため、砥石径センサ５３と砥石４３，４４との相対位置を調整するゼロ合わせを行なう。このゼロ合わせは、ヘッド部４１Ａに設けられてた基準ブロック５３Ｄの基準面５３Ｅに砥石径センサ５３の接触子５３Ａを突き当てることにより行われる。
【００５４】
さらに、平形荒砥石４７の左後方には、吸盤２５に吸着保持されたワークＷの外径を測定するワーク径センサ５５が設けられている。このワーク径センサ５５は、図６に示すように、載置台５６上に載置されたケース５５Ａを有しており、このケース５５Ａの中に接触子５５Ｂが設けられている。この接触子５５Ｂは、シリンダ機構５５Ｃによって進退可能とされている。そして、ワークＷの外径を測定する際には、シリンダ機構５５Ｃによって接触子５５ＢをワークＷに接触するまで前進させる。接触子５５ＢがワークＷに接触したら、接触子５５Ｂの前進を停止する。このときの接触子５５Ｂの突出量からワークＷの外径が求められる。また、このワーク径センサ５５は、制御装置６に電気的に接続されており、荒取り後のワークＷの外径を制御装置６に出力する。
【００５５】
制御装置６は、測定されたワークＷの外径に基づいて平型荒砥石４７の摩耗量を検知する。そして、荒取り工程におけるワークＷの切込み量が一定となるように、平型荒砥石４７のＸ軸方向の送り量を調整する。また、ワークＷが所定量研削されていないとき、制御装置６は平型荒砥石４７の摩耗量が大きいと判断し、平型荒砥石４７を交換するように作業者に警告する。また、ワーク径センサ５５を取り付ける取付け台や、回転軸２８、吸盤２５などのワーク保持機構が研削加工中の熱によって膨張し、測定に悪影響を及ぼすことを考慮して、熱膨張によるこれらの変位を補正するようにワーク径センサ５５と吸盤２５との相対位置を調整するゼロ合わせを行う。このゼロ合わせは、吸盤２５の外周エッジ部にワーク径センサ５５の接触子５５Ｂを突き当てることによって行われる。
【００５６】
次に、本発明に研削装置１を用いてワークＷのエッジ部を研削する場合の研削方法について説明する。
図１に示す研削装置１においては、搬入ロボット１２が搬入ステーション３におけるカセット１１からワークＷを取り出し、厚さセンサ１３上に載置する。厚さセンサ１３によって、研削前のワークＷの厚さを測定する。測定したワークＷの厚さは制御装置６に送信される。ワークＷの厚さを測定したら、搬入ロボット１２でワークＷを保持して研削部４まで搬送し、図２に示す研削部４における吸盤２５にワークＷの片面（表面）を保持させる。このとき、吸盤２５が設けられている回転軸２４の中心軸線となる軸線Ｌ１にワークＷの中心が位置するようにしてワークＷを吸盤２５に保持させる。
【００５７】
吸盤２５でワークＷを吸着保持したら、Ｚ軸移動用モータ２７によってＺ軸サドル２３を下降させ、ワークＷが平形荒砥石４７に対応する高さ移動位置に移動配置される。この状態で、図７（ａ）に示すように、図２に示すワーク回転用モータ２６でワークＷを軸線Ｌ１周りに回転させるとともに、円筒研削用モータ４５で平形荒砥石４７を軸線Ｌ２周りに回転させてワークＷのエッジ部ＷＥの荒取りを行う。この荒取りを行うと同時に、Ｘ軸移動用モータ３５で支持テーブル３２を介して平形荒砥石４７をＸ軸方向に徐々に移動させる。こうして、図７（ｂ）に仮想線で示すように、ワークＷのエッジ部ＷＥが円筒研削によって荒取りされる。
【００５８】
ワークＷのエッジ部ＷＥの荒取りが終了したら、ワークＷを吸盤２５で保持したままの状態でＸ軸移動用モータ３５で支持テーブル３２を左方に移動させ、荒砥石４３をワークＷの軸線Ｌ１と対応する位置に移動配置させる。続いて、ワーク回転用モータ２６でワークＷを回転させるとともに、砥石回転用モータ４１により、ワークＷの平面と平行でかつワークＷの半径方向と直交する方向に延びる軸線Ｌ３周りに荒砥石４３を回転させる。
【００５９】
これと同時に、制御装置６に予め設定されたＮＣプログラムに基づいて図８に示すように、ワークＷを図２に示すＺ軸移動用モータ２７でＺ軸方向に移動させるとともに、荒砥石４３をＹ軸移動用モータ３８でＹ軸方向に移動させる。かかる同時２軸制御によって、荒砥石４３をワークＷの平面と平行な軸線Ｌ３を中心に回転させながらワークＷのエッジ部ＷＥに沿って表裏両面間を相対送り移動させ、ワークＷのエッジ部ＷＥがたとえば先端円弧状の先細り形状となるように荒研削される。
【００６０】
ワークＷのエッジ部ＷＥの荒研削が済んだら、砥石径センサ５３によって研削後の荒砥石４３の径を測定する。このとき、砥石径センサ５３は、基準ブロック５３Ｄの基準面５３Ｅを測定してゼロ調整した状態で荒砥石４３の径を測定する。測定された荒砥石４３の径は、砥石径センサ５３から制御装置６に出力される。
【００６１】
荒砥石４３の径の測定が済んだら、Ｘ軸移動用モータ３５によって支持テーブル３２を左方に移動させ、仕上砥石４４がワークＷの軸線Ｌ１と対応する位置に移動配置される。続いて、ワーク回転用モータ２６でワークＷを回転させるとともに、砥石回転用モータ４１により、ワークＷの平面と平行でかつワークＷの半径方向と直交する方向に延びる軸線Ｌ３周りに仕上砥石４４を回転させる。このとき、荒砥石４３による荒研削を行った場合と同様に、ワークＷがＺ軸移動用モータ２７でＺ軸方向に移動させられるとともに、仕上砥石４４がＹ軸移動用モータ３８でＹ軸方向に移動させられる。かかる同時２軸制御によって、仕上砥石４４をワークＷの平面と平行な軸線Ｌ３を中心に回転させながらワークＷのエッジ部ＷＥに沿って表裏両面間を相対送り移動させる。こうして、先端円弧状の先細り形状となるように荒研削されたワークＷの形状に沿って仕上砥石４４が送り移動させられて、ワークＷのエッジ部ＷＥの仕上研削が行われる。ワークＷのエッジ部ＷＥの仕上研削が済んだら、砥石径センサ５３によって仕上研削後の仕上砥石４４の径を測定する。この場合、仕上研削後の仕上砥石４４の径を測定する際には、砥石径センサ５３の接触子５３Ａを基準ブロック５３Ｄの基準面５３Ｅに突き当てることによって、ゼロ合わせが行われる。測定された仕上砥石４４の径は、砥石径センサ５３から制御装置６に出力される。
【００６２】
こうして、エッジ部ＷＥの仕上研削が行われたワークＷは、仕上ワークとして搬出ステーション５における搬出ロボット１４によって搬出ステーション５に搬出され、洗浄装置１６に搬送される。洗浄装置１６においてワークＷが洗浄されると、次にワークＷは搬出ロボット１４によって幅センサ１５上に載置される。幅センサ１５においては、載置されたワークＷの径を測定し、ワークＷの径を制御装置６に出力する。ワークＷの径を測定したら、搬出ロボット１４によってワークＷを保持し、カセット１７に収納する。
【００６３】
以上の手順に沿って、本実施形態に係るワークの研削方法が行われるが、本実施形態においては、厚さセンサ１３、幅センサ１５、変位測定センサ５２、砥石径センサ５３、およびワーク径センサ５５によって測定される。これらの測定値に基づいて、ワークＷに対する荒砥石４３や仕上砥石４４の位置および移動量の補正がなされる。その補正を行いながらワークを研削する手順を第１の研削方法として、図９に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６４】
まず、搬入ロボット１２によってワークＷを厚さセンサ１３に搬入し、厚さセンサ１３でワークＷの厚さを測定する（Ｓ１）。制御装置６では、厚さセンサ１３で測定されたワークＷの厚さを確認する。次に、搬入ロボット１２によってワークＷを研削部４の吸盤２５に保持させる。
【００６５】
続いて、吸盤２５でワークＷを吸着保持したこの状態で、ワークＷおよび平型荒砥石４７を回転させて、ワークＷのエッジ部を荒取りする（Ｓ２）。このときのワークＷと平形荒砥石４７の相対的な位置関係は、所定のＮＣプログラムに基づいて決定される。続いて、ワーク径センサ５５によって、荒取りした後のワークＷの径を測定する（Ｓ３）。このワークＷの径を測定する際には、ワーク径センサ５５の接触子５５Ｂを吸盤２５の外周エッジ部に突き当てることによって、ゼロ合わせが行われる。一方、荒砥石４３では複数回の荒研削が行われており、前回のワークＷの研削が終了した後には、砥石径センサ５３によって荒砥石４３の径を測定している（Ｓ４）。このとき、荒砥石４３の摩耗が激しく、交換時期となったか否かを判断し（Ｓ５）、交換時期であると判断したら砥石を交換しておく（Ｓ６）。
【００６６】
こうして、ワークＷの厚さおよび径および荒砥石４３の径を測定したら、制御装置６において、ワークＷに対する荒砥石４３の相対的な位置決めを行う（Ｓ７）。荒砥石４３の位置決めは、まず予め設定されたＮＣプログラムに対して、測定されたワークＷの厚さに基づく補正をすることによって行われ、ワークＷのＺ軸方向の高さ中心と荒砥石４３の回転中心となる軸線Ｌ２が同じ高さとなるように調整される。次に、ワークＷの径および荒砥石４３の径に基づいて、荒砥石４３の位置決めが行われる。この荒砥石４３の位置決めも同様に、予め設定されたＮＣプログラムに対して、測定されたワークＷの径および荒砥石４３の径に基づく補正をすることによって行われる。
【００６７】
荒砥石４３の位置決めが行われたら、ワークＷのエッジ部の荒研削を行う（Ｓ８）。この荒研削を行う際のワークＷのＺ軸方向への揺動幅および荒砥石４３のＹ軸方向への揺動幅は、予めＮＣプログラムにより設定されているが、ワークＷのＺ軸方向への揺動幅は、測定されたワークＷの厚さに基づいて補正され、荒砥石４３のＹ軸方向への揺動幅は、ワークＷの径および荒砥石４３の径に基づいて補正される。荒砥石４３による荒研削が終了したら、同様の手順によって仕上砥石４４による仕上研削が行われる。こうして、ワークＷのエッジ部ＷＥの研削が終了する。
【００６８】
ワークＷのエッジ部ＷＥの研削が終了したら、ワークＷは、図１に示す搬出ロボット１４によって、搬出ステーション５に搬出され、洗浄装置１６で洗浄される。
【００６９】
以後、ワークの研削を終了するか否かを判断し（Ｓ９）、終了しない場合にはステップＳ１に戻って、搬入ロボット１２によって次のワークＷを厚さセンサ１３に搬入し、厚さセンサ１３でワークＷの厚さを測定する。一方、ワークの研削を終了する場合には、そのまま終了する。
【００７０】
続いて、第２の研削方法について図１０に示すフローチャートを参照して説明する。
前記第１の研削方法では、ワークＷ、荒砥石４３、および仕上砥石４４の径などの測定を随時行っていたので、サイクルタイムが長くなってしまうものであるが、第２の研削方法では、この点を改善することに着目している。
【００７１】
まず、搬入ロボット１２によってワークＷを厚さセンサ１３に搬入し、厚さセンサ１３でワークＷの厚さを測定する（Ｓ１１）。次に、搬入ロボット１２によってワークを研削部４の吸盤２５に保持させる。この状態で、ワークＷおよび平型荒砥石４７を回転させて、ワークＷのエッジ部を荒取りする（Ｓ１２）。このときのワークＷと平形荒砥石４７の相対的な位置関係は、所定のＮＣプログラムに基づいて決定される。ここまでの工程は前記第１の研削方法と同じである。
【００７２】
続いて、第２の研削方法では、荒砥石４３でワークＷを研削したときの荒砥石４３が摩耗する量を予め測定しておき、その摩耗量が制御装置６に記憶されている。そして、研削が行われた履歴から荒砥石４３の使用回数を求め、荒砥石４３の最初の径、荒砥石４３の使用回数、および荒砥石４３の摩耗量に基づいて、荒砥石４３の径を推定する（Ｓ１３）。
【００７３】
こうして荒砥石４３の径を推定したら、制御装置６において、ワークＷに対する荒砥石４３の相対的な位置決めを行う（Ｓ１４）。この位置決めは、まず予め設定されたＮＣプログラムに対して、測定されたワークＷの厚さに基づく補正をすることによって行われ、ワークＷのＺ軸方向の高さ中心と荒砥石４３の回転中心となる軸線Ｌ２が同じ高さとなるように調整される。次に、ワークＷの径および荒砥石４３の径に基づいて、荒砥石４３の位置決めが行われる。この荒砥石４３の位置決めも同様に、予め設定されたＮＣプログラムに対して、推定されたワークＷの径および荒砥石４３の径に基づく補正をすることによって行われる。
【００７４】
荒砥石４３の位置決めが行われたら、ワークＷのエッジ部の荒研削を行う（Ｓ１５）。この荒研削を行う際のワークＷのＺ軸方向への揺動幅および荒砥石４３のＹ軸方向への揺動幅は、予めＮＣプログラムにより設定されているが、ワークＷのＺ軸方向への揺動幅は、測定されたワークの厚さに基づいて補正され、荒砥石４３のＹ軸方向への揺動幅は、推定されたワークＷの径および荒砥石４３の径に基づいて補正される。荒砥石４３による荒研削が終了したら、同様の手順によって仕上砥石４４による仕上研削が行われる。こうして、ワークＷのエッジ部ＷＥの研削が終了する。
【００７５】
ワークＷのエッジ部ＷＥの研削が終了したら、ワークＷは、図１に示す搬出ロボット１４によって、搬出ステーション５に搬出され、洗浄装置１６でワークＷを洗浄した後、カセット１７に収納される。
【００７６】
以後、ワークの研削を終了するか否かを判断し（Ｓ１６）、終了しない場合にはステップＳ１に戻って、搬入ロボット１２によって次のワークＷを厚さセンサ１３に搬入し、厚さセンサ１３でワークＷの厚さを測定する。一方、ワークの研削を終了する場合には、そのまま終了する。
【００７７】
このように、第２の研削方法では、荒砥石４３および仕上砥石４４の径を測定する必要がないので、全体工程のサイクルタイムを大幅に短縮することができる。しかしその反面、荒砥石４３および仕上砥石４４の砥石径をまったく測定しないのでは、研削精度が低くなっても、そのことに気づかないという事態が考えられる。さらには、荒砥石４３および仕上砥石４４に交換時期がきたとしても、その交換時期に気づかない事態も想定される。かかる事態を回避するとともに、全体工程のサイクルタイムの短縮に寄与する方法について、第３の研削方法として図１１に示すフローチャートを参照して説明する。
【００７８】
第３の実施形態では、搬入ロボット１２によってワークＷを厚さセンサ１３に搬入し、厚さセンサ１３でワークＷの厚さを測定する（Ｓ２１）。次に、搬入ロボット１２によってワークＷを研削部４の吸盤２５に保持させる。続いて、吸盤２５でワークＷを吸着保持したこの状態で、ワークＷおよび平型荒砥石４７を回転させて、ワークＷのエッジ部を荒取りする（Ｓ２２）。このときのワークＷと平形荒砥石４７の相対的な位置関係は、所定のＮＣプログラムに基づいて決定される。その後、ワーク径センサ５５によって、荒取りした後のワークＷの径を測定する（Ｓ２３）。
【００７９】
続いて、制御装置６においては、荒砥石４３の砥石径を測定した後、荒砥石４３によって荒研削を行った回数Ｎより、Ｎ≧２０であるか否かを判断する（Ｓ２４）。その結果、Ｎ≧２０であれば、荒砥石４３の径を推定すると、その誤差が大きくなる可能性が低くないと判断して、砥石径センサ５３によって荒砥石４３の砥石径を測定する（Ｓ２５）。なお、このときの閾値となるＮは、本実施形態では２０に設定しているが１０や３０など、適宜の数に設定することができる。測定された荒砥石４３の径は制御装置６に出力される。制御装置６において、砥石径センサ５３による荒砥石４３の径の測定結果によって荒砥石４３の摩耗が激しく、交換時期となったか否かを判断し（Ｓ２６）、交換時期であると判断された場合には、荒砥石４３を交換する（Ｓ２７）。一方、荒砥石４３の摩耗が激しいということはない場合には、荒砥石４３の砥石径を測定した後、荒砥石４３によって荒研削を行った回数Ｎを０にする（Ｓ２８）。
【００８０】
また、荒砥石４３の砥石径を測定した後、荒砥石４３によって荒研削を行った回数Ｎ＜２０の場合には、荒砥石４３の径を推定しても、その誤差は小さいと考えられるので、荒砥石４３の径の測定を行うことなく、その径を推定する（Ｓ２９）。ここで、前記第２の研削方法と同様に、荒砥石４３でワークＷを研削したときの荒砥石４３が摩耗する量を予め測定しておき、その摩耗量が制御装置６に記憶されている。そして、研削が行われた履歴から、荒砥石４３の使用回数を求め、荒砥石４３の最初の径、荒砥石４３の使用回数、および荒砥石４３の摩耗量に基づいて、荒砥石４３の径を推定する。
【００８１】
こうして、荒砥石４３の径を測定または推定したら、制御装置６において、ワークＷに対する荒砥石４３の相対的な位置決めを行う（Ｓ３０）。この位置決めは、まず予め設定されたＮＣプログラムに対して、測定されたワークＷの厚さに基づく補正をすることによって行われ、ワークＷのＺ軸方向の高さ中心と荒砥石４３の回転中心となる軸線Ｌ２が同じ高さとなるように調整される。次に、ワークＷの径および荒砥石４３の径に基づいて、荒砥石４３の位置決めが行われる。この荒砥石４３の位置決めも同様に、予め設定されたＮＣプログラムに対して、測定または推定されたワークＷの径および荒砥石４３の径に基づく補正をすることによって行われる。
【００８２】
荒砥石４３の位置決めが行われたら、ワークＷのエッジ部の荒研削を行う（Ｓ３１）。この荒研削を行う際のワークＷのＺ軸方向への揺動幅および荒砥石４３のＹ軸方向への揺動幅は、予めＮＣプログラムにより設定されているが、ワークＷのＺ軸方向への揺動幅は、測定されたワークの厚さに基づいて補正され、荒砥石４３のＹ軸方向への揺動幅は、測定または推定されたワークＷの径および荒砥石４３の径に基づいて補正される。荒砥石４３による荒研削が終了したら、荒砥石４３の砥石径を測定した後、荒砥石４３によって荒研削を行った回数Ｎに１を加算する（Ｓ３２）。荒砥石４３による荒研削が終了したら、同様の手順によって仕上砥石４４による仕上研削が行われる。こうして、ワークＷのエッジ部ＷＥの研削が終了する。
【００８３】
ワークＷのエッジ部ＷＥの研削が終了したら、ワークＷは、図１に示す搬出ロボット１４によって、搬出ステーション５に搬出され、カセット１７に収納される。その後、洗浄装置１６でワークＷを洗浄する。
【００８４】
以後、ワークの研削を終了するか否かを判断する（Ｓ３３）。次のワークの研削は行わず、研削作業を終了する場合には、そのまま終了する。その一方、研削作業を継続する場合には、エッジ部ＷＥの研削が終了した本発明の仕上ワークとなるワークＷの径を幅センサ１５によって測定し、制御装置６において、ワークＷのワーク径が公差内にあるか否かを判断する（Ｓ３４）。このときの公差は、ワークの種類などに応じて適宜設定することができる。また、本発明にいう公差は、実際の公差に所定のマージンを加えたものも含むものである。
【００８５】
そして、ワークＷの径が公差内にある場合には、ワークＷの径や荒砥石４３および仕上砥石４４の砥石径およびワーク径の測定には問題ないとして、ワークＷの径の測定は省略して、サイクルタイムの短縮を図る。また、ステップＳ２４に戻って、所定の条件を満たすことによって、荒砥石４３などの砥石径の測定も省略しても研削精度が著しく劣ることはない。こうして、サイクルタイムをさらに短縮することができる。
【００８６】
一方ワークＷの径が公差を超える場合には、次に研削するワークのワーク径を測定する（Ｓ３５）。そして、荒砥石４３および仕上砥石４４の径も測定するようにする。こうして、研削されたワークＷの径が公差を超えるような場合には、次のワークＷの研削を行う際に必ずワークＷの径、荒砥石４３、および仕上砥石４４の径を測定することによって、次のワークＷの研削を行った際に、ワークＷの径が公差内に入るようにすることができる。
【００８７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではない。たとえば、荒砥石４３および仕上砥石４４の砥石径を測定する砥石径センサ５３を回転砥石用モータ４１に取り付けて荒砥石４３および仕上砥石４４とともに動くようにすることができる。こうすることにより、支持テーブル３２などの移動によって荒砥石４３や仕上砥石４４が移動する場合に、荒砥石４３や仕上砥石４４の移動に伴って砥石径センサ５３も移動する。したがって、荒砥石４３や仕上砥石４４の移動に伴う機械誤差を除去することができるので、高い精度で砥石径を測定することができる。
【００８８】
また、前記実施形態では、回転砥石として荒砥石および仕上砥石を用いているが、荒砥石のみ、あるいは仕上砥石のみとする態様とすることもできる。反対に、回転砥石として番手の異なる３種以上の荒砥石でワークのエッジ部の研削を行うこともできる。
【００８９】
【発明の効果】
以上のとおり、請求項１および請求項８に係る発明によれば、仕上ワークの径が所定の公差内にある場合には、仕上ワークは製品として問題ないので、ワークの径が公差内となるようにワークのエッジ部を研削できているうちは、回転砥石の径の測定を省略することができ、その分サイクルタイムを短縮することができる。
【００９０】
請求項２および請求項９に係る発明によれば、たとえば回転支持部や他の機構が熱膨張した場合であっても、高い精度をもって砥石径センサにより計測を行うことができる。
【００９１】
請求項３に係る発明によれば、回転砥石の移動に伴う機械誤差が砥石径センサの測定値に影響を与えることがない。したがって、より高い精度で回転砥石の径を測定することができる。
【００９４】
請求項４および請求項１０に係る発明によれば、ワークの荒取りを行った際にワークの形状が多少予定の形状からはずれていたとしても、高い精度でワークのエッジ部の研削を行うことができる。
【００９５】
請求項５および請求項１１に係る発明によれば、ワーク保持手段などに熱膨張などがあった場合であっても、高い精度でワーク径を測定することができる。
【００９６】
請求項６および請求項１２に係る発明によれば、このため、ワークの厚さに多少のバラツキがあっても、高い精度でワークの研削を行うことができる。
【００９７】
請求項７および請求項１３に係る発明によれば、回転砥石をＺ軸方向に移動させる際、ワークの高さ方向中央部を中心として回転砥石をＺ軸方向に揺動させるが、ワークの厚さを測定していることにより、高い精度でワークのＺ軸方向中間位置を定めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る研削装置の部分破断平面図である。
【図２】本発明に係る研削装置における研削部の側面図である。
【図３】本発明に係る研削装置における研削部の平面図である。
【図４】（ａ）は、本発明に係る研削装置における研削手段の平面図、（ｂ）は、その側面図である。
【図５】（ａ）は、本発明に係る研削装置における砥石径センサの平面図、（ｂ）は、その側面図である。
【図６】（ａ）は、本発明に係る研削装置におけるワーク径センサの平面図、（ｂ）は、その側面図である。
【図７】（ａ）は、本発明に係る研削装置によってワークを荒取りしている状態を示す側面図、（ｂ）は、その平面図である。
【図８】本発明に係る研削装置によってワークを荒研削している状態を示す側面図である。
【図９】本発明に係る第１の研削方法の工程を示すフローチャートである。
【図１０】本発明に係る第２の研削方法の工程を示すフローチャートである。
【図１１】本発明に係る第３の研削方法の工程を示すフローチャートである。
【図１２】従来の研削装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 研削装置
２ ベッド
３ 搬入ステーション
４ 研削部
５ 搬出ステーション
６ 制御装置
１３ 厚さセンサ
１５ 幅センサ
２４ 回転軸
２５ 吸盤（ワーク保持手段）
２６ ワーク回転用モータ
２７ Ｚ軸移動用モータ
３０ 研削手段
３２ 支持テーブル
３３ サドル
４１ 回転砥石用モータ
４２ 回転軸
４３ 荒砥石（回転砥石）
４４ 仕上砥石（回転砥石）
４５ 円筒研削用モータ
４６ 回転軸
４７ 平型荒砥石
５２ 変位測定センサ
５３ 砥石径センサ
５５ ワーク径センサ
Ｗ ワーク
ＷＥ （ワークの）エッジ部
Ｌ１ 軸線（ワークの中心軸線）
Ｌ２ （ワークの中心軸線に平行な）軸線
Ｌ３ （ワークの平面と平行な）軸線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a workpiece grinding apparatus and a grinding method for grinding an outer peripheral edge portion of a workpiece made of a thin circular plate such as a semiconductor wafer.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when grinding a workpiece of this type of circular thin plate, for example, a grinding apparatus 70 as shown in FIG. 12 has been used. In this grinding apparatus 70, the workpiece W is rotated about its central axis L1, and the total shape grindstone 71 is rotated about an axis L2 parallel to the central axis L1 of the workpiece W toward the edge portion WE of the workpiece W. The edge portion WE of the workpiece W was ground by moving the feed.
[0003]
However, in this grinding apparatus 70, the processing accuracy is low because the shape of the general-purpose grindstone 71 is easily deformed. In view of the above, in the prior Japanese Patent Application No. 11-220019, the present applicant has a work holding means for holding the work and rotating the work around its central axis, and a disk grindstone. Disclosed is a workpiece grinding apparatus including a grinding means for grinding an edge portion of a workpiece by rotating relative to the front and back surfaces along the edge portion of the workpiece while rotating about an axis substantially parallel to a plane.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In this type of grinding apparatus, the workpiece cannot be ground into a predetermined shape unless the relative positional relationship between the grindstone and the workpiece is accurate. In particular, since the grindstone wears as the grinding continues, the work cannot be ground into an accurate shape unless the positional relationship of the grindstone with respect to the work is corrected in accordance with the wear of the grindstone.
[0005]
Conventionally, in order to accurately maintain the positional relationship between the grindstone and the workpiece, for example, an operator manually measures the diameter of the grindstone after grinding to correct the position of the grindstone. Alternatively, the wear amount of the grindstone was estimated by visually observing the diameter of the grindstone, and the wear amount was estimated. However, these methods cannot know the exact wear amount of the grindstone, and the workpiece has a predetermined shape. In some cases, the accuracy during grinding was lowered.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to grasp the amount of wear of a grindstone that progresses as the workpiece is ground so that the workpiece can be ground into an accurate shape.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 of the present invention that solves the above-described problems includes a work holding means for holding a work made of a circular thin plate, rotating the work around its central axis, and a disk-shaped rotating grindstone. And a grinding means for relatively feeding and moving between the front and back surfaces along the edge portion of the work while rotating the rotary grindstone around an axis parallel to the plane of the work, and a grindstone diameter sensor for measuring the diameter of the rotating grindstone And a control device that corrects the position and amount of movement of the rotating grindstone with respect to the workpiece based on the diameter of the rotating grindstone measured by the grindstone diameter sensor, and a finished work whose edge portion is finish-ground by the rotating grindstone A finishing work diameter sensor for measuring the diameter of the rotating grindstone, and the control device is configured to control the workpiece based on the diameter of the rotating grindstone measured by the grindstone diameter sensor. After the grinding of the workpiece, the amount of wear of the rotary grindstone when the workpiece is ground with the rotary grindstone is stored in advance, and continuous with the rotary grindstone following the grinding of the workpiece storing the wear amount. When machining a plurality of other workpieces, when the number of uses of the rotating grindstone does not exceed a threshold value and the diameter of the finished workpiece is within a predetermined tolerance, when grinding the other workpieces And determining the diameter of the rotating grindstone based on the amount of wear of the rotating grindstone when the previously stored workpiece is ground and the number of times the rotating grindstone is used until the other workpiece is processed. If the number of uses of the rotating whetstone exceeds the threshold In the above, when the control device determines that the rotation of the rotating whetstone is not severely measured by measuring the diameter of the rotating whetstone using the whetstone diameter sensor Or, the diameter of the finished workpiece exceeded the specified tolerance In some cases When grinding the other workpiece, the diameter of the rotating grindstone is measured by the grindstone diameter sensor. When the controller determines that the rotating wheel is not worn significantly , The number of uses of the rotating grindstone is set to zero, and the diameter of the rotating grindstone is controlled by the grindstone diameter sensor, and the threshold is an estimated diameter of the rotating grindstone obtained based on the number of uses of the rotating grindstone. The workpiece grinding device is characterized in that the difference between the actual diameter and the actual diameter is large, and the number of errors becomes unacceptable.
[0010]
Claim 1 In the invention according to While judging whether the number of times of use of the rotating whetstone exceeds the threshold, Measure the workpiece diameter after finish grinding, When the number of times of use of the rotating whetstone does not exceed the threshold, Finishing workpiece diameter is within specified tolerance When In this method, the diameter of the rotating grindstone is not measured by the grindstone diameter sensor. The number of times the rotating wheel is used does not exceed the threshold, When the diameter of the finished workpiece is within a predetermined tolerance, the finished workpiece is not a problem as a product. Therefore, while grinding the edge of the workpiece so that the workpiece diameter is within tolerance, by omitting the measurement of the diameter of the rotating grindstone, While properly managing the grinding wheel replacement time to ensure grinding accuracy, Cycle time can be shortened.
[0011]
Claim 2 In the invention according to the present invention, the grindstone diameter sensor adjusts a relative position between the grindstone diameter sensor and the rotating grindstone for measuring the grindstone by measuring a position of a reference surface provided on a rotation support portion of the rotating grindstone. Is characterized by Claim 1 The workpiece grinding apparatus according to claim 1.
[0012]
Claim 2 According to this invention, the zero adjustment for adjusting the relative position between the grindstone diameter sensor and the rotating grindstone is performed for the grindstone measurement. For this reason, even if it is a case where a rotation support part and another mechanism expand | swell, for example, it can measure with a high precision with a grindstone diameter sensor.
[0013]
Claim 3 The invention according to claim is characterized in that the grindstone diameter sensor is arranged to move together with the rotating grindstone. Claim 1 Or Claim 2 The workpiece grinding apparatus according to claim 1.
[0014]
Claim 3 According to this invention, the grindstone diameter sensor is attached to the rotating grindstone, and is configured to move together with the rotating grindstone. For this reason, the mechanical error accompanying the movement of the rotating grindstone does not affect the measured value of the grindstone diameter sensor. Therefore, the diameter of the rotating grindstone can be measured with higher accuracy.
[0015]
Claim 4 The invention according to claim 1 has a grinding wheel for cylindrical grinding that rotates around an axis parallel to the center axis of the workpiece to roughen the edge of the workpiece, and measures the diameter of the workpiece held by the workpiece holding means. A workpiece diameter sensor is provided, and the control device performs control to correct the position and movement amount of the rotating grindstone with respect to the workpiece based on the workpiece diameter measured by the workpiece diameter sensor. From claim 1 Claim 3 The workpiece grinding apparatus according to any one of the above.
[0016]
Claim 4 According to the invention, the diameter of the workpiece is measured before being ground by the rotating grindstone, and the position and the moving amount of the rotating grindstone with respect to the workpiece are obtained based on the measured diameter of the workpiece. For this reason, even when the shape of the workpiece is slightly deviated from the planned shape when the workpiece is roughed, the edge portion of the workpiece can be ground with high accuracy.
[0017]
Claim 5 In the invention according to the invention, the workpiece diameter sensor performs zero adjustment for adjusting a relative position between the workpiece diameter sensor and the workpiece for measuring the workpiece diameter by measuring a position of an edge portion of the workpiece holding means. Be Claim 4 It is a workpiece | work grinding apparatus as described in.
[0018]
Claim 5 According to this invention, the zero adjustment for adjusting the relative position between the workpiece diameter sensor for measuring the workpiece diameter and the workpiece is performed. Therefore, even when the workpiece holding means has thermal expansion, the workpiece diameter can be measured with high accuracy.
[0019]
Claim 6 In the invention according to the present invention, a displacement measurement sensor for measuring the displacement in the axial direction of the workpiece holding means is provided on the rotation support portion side of the rotary grindstone, and the control device is based on the measurement result of the displacement measurement sensor, The relative position between the workpiece and the rotating grindstone in the axial direction is controlled. Claim 5 It is a workpiece | work grinding apparatus of any one of these.
[0020]
Claim 6 In this invention, the displacement is measured by the displacement measuring sensor in the axial direction of the workpiece holding means for holding the workpiece, and the relative position between the workpiece and the rotating grindstone is controlled. For this reason, even if there is some variation in the thickness of the workpiece, the workpiece can be ground with high accuracy.
[0021]
Claim 7 According to the present invention, there is provided a workpiece thickness measuring means for measuring the thickness of the workpiece, and the control device is configured to determine the workpiece thickness based on the workpiece thickness measured by the workpiece thickness measuring means. The control which correct | amends the position and movement amount of the said rotating grindstone with respect to the thickness direction is performed. Claim 6 The workpiece grinding apparatus according to any one of the above.
[0022]
Claim 7 In the invention according to the present invention, the thickness of the workpiece is measured, and the position and amount of movement of the rotating grindstone with respect to the thickness direction of the workpiece are corrected based on the thickness of the workpiece. Here, when the rotary whetstone is moved in the Z-axis direction, the rotary whetstone is swung in the Z-axis direction around the center in the height direction of the workpiece. However, high accuracy is achieved by measuring the thickness of the workpiece. The intermediate position of the workpiece in the Z-axis direction can be determined.
[0025]
Claim 8 In the invention according to the above, the work made of a circular thin plate is held by a work holding means, while rotating the work around its central axis, while rotating the disk-shaped rotary grindstone around the axis parallel to the plane of the work, When grinding the edge part of the workpiece by moving the rotary wheel relative to the front and back surfaces along the edge part of the workpiece and grinding the edge part of the workpiece, the diameter of the rotary wheel is measured by the grinding wheel diameter sensor and measured by the grinding wheel diameter sensor. A workpiece grinding method for correcting the position and amount of movement of the rotating wheel relative to the workpiece based on the diameter of the rotating wheel that has been performed, wherein the grinding wheel diameter is measured based on the diameter of the rotating wheel measured by the wheel diameter sensor. After grinding the workpiece, the amount of wear of the rotary grindstone when the workpiece is ground with the rotary grindstone is stored in advance, and the wear amount Subsequent to grinding of the stored workpiece, when processing a plurality of other workpieces continuously with the rotary grindstone, the finish workpiece diameter sensor measures the diameter of the finished workpiece whose edge has been ground by the rotary grindstone. When the number of times of use of the rotating grindstone does not exceed a threshold value and the diameter of the finished workpiece is within a predetermined tolerance, the diameter of the rotating grindstone is stored in advance when the other workpiece is ground. The amount of wear of the rotating grindstone when the workpiece is ground and the number of times of use of the rotating grindstone until the processing of the other workpiece, the number of times of use of the rotating grindstone exceeds a threshold In the above, when the control device determines that the rotation of the rotating whetstone is not severely measured by measuring the diameter of the rotating whetstone using the whetstone diameter sensor Or, the diameter of the finished workpiece exceeded the specified tolerance In some cases When grinding the other workpiece, the diameter of the rotating grindstone is measured by the grindstone diameter sensor. When the controller determines that the rotating wheel is not worn significantly The number of uses of the rotating grindstone is set to zero, the diameter of the rotating grindstone is obtained by the grindstone diameter sensor, and the threshold is an estimated diameter of the rotating grindstone obtained based on the number of uses of the rotating grindstone and an actual The workpiece grinding method is characterized in that the number of times the difference from the diameter becomes large and the error becomes unacceptable.
[0026]
Claim 8 According to the invention, the diameter of the workpiece after finishing grinding is measured, and when the diameter of the finishing workpiece is within a predetermined tolerance, the diameter of the rotating grindstone is not measured by the grindstone diameter sensor. It is. When the diameter of the finished workpiece is within a predetermined tolerance, the finished workpiece is not a problem as a product. Therefore, while the edge portion of the workpiece can be ground so that the workpiece diameter is within the tolerance, the cycle time can be shortened by omitting the measurement of the diameter of the rotating grindstone.
[0027]
Claim 9 In the invention according to the present invention, by measuring the position of the reference surface provided on the rotation support portion of the rotating grindstone with the grindstone diameter sensor, the relative position between the grindstone diameter sensor and the rotating grindstone is adjusted to measure the grindstone diameter. Characterized by making adjustments Claim 8 The workpiece grinding method according to claim 1.
[0028]
In the invention which concerns on Claim 11, the zero adjustment which adjusts the relative position between a grindstone diameter sensor and a rotary grindstone is performed for grindstone measurement. For this reason, even if it is a case where a rotation support part and another mechanism expand | swell, for example, it can measure with a high precision with a grindstone diameter sensor.
[0029]
Claim 10 The invention according to the above, after roughing the edge portion of the workpiece with a cylindrical grinding wheel rotating around an axis parallel to the central axis of the workpiece, the diameter of the roughened workpiece is measured with a workpiece diameter sensor, The workpiece grinding method according to claim 8 or 9, wherein a position and a movement amount of the rotating grindstone with respect to the workpiece are corrected based on a diameter of the workpiece measured by the workpiece diameter sensor. is there.
[0030]
Claim 10 According to the invention, the diameter of the workpiece is measured before being ground by the rotating grindstone, and the position and the moving amount of the rotating grindstone with respect to the workpiece are obtained based on the measured diameter of the workpiece. For this reason, even when the shape of the workpiece is slightly deviated from the planned shape when the workpiece is roughed, the edge portion of the workpiece can be ground with high accuracy.
[0031]
Claim 11 The invention according to the invention is characterized in that zero adjustment is performed to adjust the relative position between the workpiece diameter sensor and the workpiece for measuring the workpiece diameter by measuring the position of the edge of the workpiece holding means with the workpiece diameter sensor. To Claim 10 The workpiece grinding method according to claim 1.
[0032]
Claim 11 According to this invention, the zero adjustment for adjusting the relative position between the workpiece diameter sensor for measuring the workpiece diameter and the workpiece is performed. Therefore, even when the workpiece holding means has thermal expansion, the workpiece diameter can be measured with high accuracy.
[0033]
Claim 12 In the invention according to the present invention, the displacement in the axial direction of the workpiece holding means is measured by a displacement measurement sensor provided on the rotation support portion side of the rotating grindstone, and the workpiece in the axial direction is measured based on the measurement result of the displacement measurement sensor. Controlling the relative position between rotating wheels Claim 8 From Claim 11 The workpiece grinding method according to any one of the above.
[0034]
Claim 12 According to the invention, the displacement is measured by the displacement measuring sensor in the axial direction of the workpiece holding means for holding the workpiece, and the relative position between the workpiece and the rotating grindstone is controlled. For this reason, even if there is some variation in the thickness of the workpiece, the workpiece can be ground with high accuracy.
[0035]
Claim 13 According to the invention, the thickness of the workpiece is measured by the workpiece thickness measuring means, and the position of the rotating grindstone with respect to the thickness direction of the workpiece based on the thickness of the workpiece measured by the workpiece thickness measuring means and It is characterized by correcting the amount of movement Claim 8 From Claim 12 The workpiece grinding method according to any one of the above.
[0036]
Claim 13 In the invention according to the present invention, when moving the rotating grindstone in the Z-axis direction, the rotating grindstone is swung in the Z-axis direction around the center in the height direction of the workpiece, but by measuring the thickness of the workpiece, The intermediate position of the workpiece in the Z-axis direction can be determined with high accuracy.
[0041]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partially broken plan view of a grinding apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the grinding apparatus 1 according to this embodiment has a bed 2, and a carry-in station 3 is provided on the left side of the bed 2. In addition, a grinding part 4 is provided at the center on the bed 2, and an unloading station 5 is provided on the right side. Moreover, the control apparatus 6 which controls the grinding apparatus 1 entirely is provided.
[0042]
The loading station 3 is provided with a cassette 11. The cassette 11 stores a plurality of workpieces W made of a circular thin plate such as a semiconductor wafer and before processing. A loading robot 12 is provided behind the cassette 11, and the workpiece W before processing is taken out from the cassette 11 by the loading robot 12. Further, on the left side of the cassette 11, four contact-type thickness sensors 13 that are workpiece thickness measuring means for measuring the height of the workpiece W before grinding are provided. The thickness of the workpiece W taken out from the cassette 11 by the transport robot 12 is measured by the thickness sensor 13, and at the same time, a defective workpiece is detected. The thickness sensor 13 is electrically connected to the control device 6, and the thickness of the workpiece W measured by the thickness sensor 13 is output to the control device 6. The control device 6 calculates the center in the thickness direction of the workpiece W based on the measured thickness of the workpiece W, and determines the feed reference position of the workpiece W in the Z-axis direction. The workpiece W whose thickness is measured by the thickness sensor 13 is transported to the grinding unit 4 by the transport robot 12.
[0043]
The unloading station 5 provided on the right side of the bed 2 is provided with a unloading robot 14 for unloading the workpiece W ground by the grinding unit 4. A width sensor 15 which is a work diameter measuring means is provided. The width sensor 15 measures the outer diameter of the workpiece W by bringing the abutting plate 15a provided at two points located at the diameter of the workpiece W and the pressing plate 15b to which the sensor is attached into contact with the workpiece W. A cleaning device 16 is provided obliquely in front of the carry-out robot 14. Furthermore, as indicated by a broken line, a cassette 17 for storing a plurality of workpieces W is provided. The carry-out robot 14 receives the workpiece W that is the finished workpiece of the present invention ground by the grinding unit 4, conveys it to the cleaning device 16, and cleans the workpiece W by the cleaning device 16. After cleaning, the carry-out robot 14 conveys the workpiece W to the width sensor 15 and measures the outer diameter of the workpiece W. The width sensor 15 is electrically connected to the control device 6, and the measured width of the workpiece W is output to the control device 6. The control device 6 confirms the finish of the workpiece W based on the measured outer diameter. When the outer diameter of the workpiece W is measured, the workpiece W is stored in the cassette 17.
[0044]
Further, as shown in FIG. 2, a column 21 is erected on the grinding portion 4 located at the center of the bed 2. A guide rail 22 extending in the vertical direction is attached to a side surface of the column 21, and a Z-axis saddle 23 that can slide along the guide rail 22 is provided. A rotating shaft 24 that is rotatable around an axis L1 extending in the Z-axis direction is rotatably attached to the Z-axis saddle 23 via a bracket. A suction cup 25 serving as a work holding means for sucking and holding the work W is provided at the lower end of the rotating shaft 24.
[0045]
Further, a workpiece rotating motor 26 connected to the rotating shaft 24 is disposed on the Z-axis saddle 23. By rotating the rotating shaft 24 by the workpiece rotating motor 26, the workpiece W sucked and held by the suction cup 25 is rotated around an axis L1 serving as a central axis thereof. A Z-axis moving motor 27 is disposed on the column 21, and a ball screw 28 extending in the Z-axis direction is provided below the Z-axis moving motor 27. Further, a nut 29 into which a ball screw 28 is screwed is fixed to the Z-axis saddle 23. The Z-axis saddle 23 can be moved in the Z-axis direction via the nut 29 by rotating the ball screw 28 by the Z-axis moving motor 27.
[0046]
Further, as shown in FIG. 3, grinding means 30 is provided on the bed 2.
The grinding means 30 has guide rails 31, 31 that are laid on the bed 2 and extend in the X-axis direction (left-right direction). A support table 32 slidable in the X-axis direction along the guide rails 31 is provided. A saddle 33 is supported on the support table 32 so as to be movable in the Y-axis direction (front-rear direction) via a pair of guide rods 34.
[0047]
Further, the bed 2 is provided with an X-axis movement motor 35, and a ball screw 36 extending in the X-axis direction is provided to the right of the X-axis movement motor 35. A nut 37 into which the ball screw 36 is screwed is fixed to the support table 32, and the support table 32 can be moved in the X-axis direction via the nut 37 by rotating the ball screw 36 by the X-axis moving motor 35. It has become. A Y-axis moving motor 38 is disposed at the rear of the support table 32, and a ball screw 39 extending in the Y-axis direction is disposed in front of the Y-axis moving motor 38. A nut 40 into which the ball screw 39 is screwed is fixed to the saddle 33, and the saddle 33 can be moved in the Y-axis direction via the nut 40 by rotating the ball screw 39 by the Y-axis moving motor 38. ing.
[0048]
Further, on the saddle 33, there are provided a rotating grindstone motor 41 constituting a rotation supporting portion of the rotating grindstone and a head portion 41A fixed to the housing, and the rotating shaft 42 protrudes from the head portion 41A. It is installed. A rough grindstone 43 and a finishing grindstone 44 serving as disk-shaped rotating grindstones are attached to the rotating shaft 42 at a predetermined interval. The rotating grindstone 43 and the finishing grindstone 44 can be rotated around the axis L2 parallel to the plane of the workpiece W by rotating the rotating shaft 42 by the rotating grindstone motor 41.
[0049]
Thus, by rotating the rough grindstone 43 and the finishing grindstone 44 around the axis L2 parallel to the plane of the workpiece W by the rotary grindstone motor 41, the X-axis moving motor 35 and the Y-axis moving motor 38 are rotated. The rough grindstone 43 and the finishing grindstone 44 are moved relative to each other along the edge portion of the workpiece W.
[0050]
Further, as shown in FIG. 2, a cylindrical grinding motor 45 is provided at the left rear portion of the support table 32, and a rotating shaft 46 projects from the upper surface of the cylindrical grinding motor 45. The rotary shaft 46 has a cylindrical grinding wheel. (Wheel for cylindrical grinding) A flat rough whetstone 47 is attached. Then, by rotating the rotary shaft 46 by the cylindrical grinding motor 45, the flat rough grindstone 47 can be rotated around the axis L3 parallel to the axis L1 serving as the rotation axis of the workpiece W.
[0051]
Further, as shown in FIG. 4, a displacement measuring sensor 52 that measures the Z-axis displacement of the work holding means is provided on the outer surface of the housing of the rotary grindstone motor 41 via a bracket 51. The displacement measuring sensor 52 is an optical non-contact sensor. At the time of measurement, the displacement measuring sensor 52 is opposed to the lower surface side of the suction cup 40 in a state where the workpiece W is not attached to the suction cup 40, and the suction cup 40 at the measurement reference position. Measure the position of the lower surface of the Z-axis direction. As shown in FIG. 1, the displacement measuring sensor 52 is electrically connected to the control device 6, and outputs the measured Z-axis direction position to the control device 6. Based on the position in the Z-axis direction, the control device 6 detects the elongation in the Z-axis direction of the work holding mechanism such as the rotating shaft 42 and the suction cup 40 due to thermal expansion, and feeds the workpiece W in the Z-axis direction during grinding. Adjust the position.
[0052]
Further, a grindstone diameter sensor 53 is provided that is disposed radially outward of the rough grindstone 43 and the finishing grindstone 44 and measures the outer diameters of the rough grindstone 43 and the finishing grindstone 44. As shown in FIG. 5, the grindstone diameter sensor 53 is attached to a bracket 54 provided with a rotary dresser 53B, and has a contact 53A. The contactor 53A can be advanced and retracted by a cylinder mechanism 53C. When measuring the diameter of the rough grindstone 43 or the finishing grindstone 44, the contactor 53A is measured by the cylinder mechanism 53C while the grindstone to be measured is moved to the measurement position and opposed to the contactor 53A. Advance until it touches the wheel. At this time, the outer diameter of the grindstone to be measured is measured by the distance traveled by the contact 53A. As shown in FIG. 1, the grindstone diameter sensor 53 is electrically connected to the control device 6, and outputs the measured outer diameter of the rough grindstone 43 or the finishing grindstone 44 to the control device 6.
[0053]
The control device 6 detects the wear amount of the grindstones 43, 44 from the measured outer diameter of the grindstones 43, 44, and determines the feed amount of the grindstones 43, 44 in the Y-axis direction and the feed amount of the workpiece W in the Z-axis direction. adjust. When it is determined that the wear amount of the grindstones 43 and 44 is large, the control device 6 warns the operator to replace the grindstones 43 and 44. Also in the grindstone diameter sensor 53, in order to correct structural positional displacement such as thermal deformation of the rotation support portion to which the bracket 54 to which the grindstone diameter sensor 53 is attached and the grindstones 43 and 44 are attached, or thermal displacement of the Y-axis feed mechanism. Then, zero adjustment is performed to adjust the relative position between the grindstone diameter sensor 53 and the grindstones 43 and 44. This zero adjustment is performed by abutting the contact 53A of the grindstone diameter sensor 53 against the reference surface 53E of the reference block 53D provided in the head portion 41A.
[0054]
Further, a workpiece diameter sensor 55 for measuring the outer diameter of the workpiece W sucked and held by the suction cup 25 is provided on the left rear side of the flat rough grindstone 47. As shown in FIG. 6, the workpiece diameter sensor 55 has a case 55A mounted on a mounting table 56, and a contact 55B is provided in the case 55A. The contact 55B can be advanced and retracted by a cylinder mechanism 55C. And when measuring the outer diameter of the workpiece | work W, the contactor 55B is advanced until it contacts the workpiece | work W by the cylinder mechanism 55C. When the contact 55B comes into contact with the workpiece W, the advancement of the contact 55B is stopped. The outer diameter of the workpiece W is obtained from the protruding amount of the contact 55B at this time. The workpiece diameter sensor 55 is electrically connected to the control device 6 and outputs the outer diameter of the workpiece W after roughing to the control device 6.
[0055]
The control device 6 detects the wear amount of the flat rough grindstone 47 based on the measured outer diameter of the workpiece W. Then, the feed amount in the X-axis direction of the flat rough grindstone 47 is adjusted so that the cutting amount of the workpiece W in the roughing process is constant. When the workpiece W is not ground by a predetermined amount, the control device 6 determines that the amount of wear of the flat rough grindstone 47 is large and warns the operator to replace the flat rough grindstone 47. In addition, in consideration of the fact that the work mounting mechanism for mounting the work diameter sensor 55 and the work holding mechanism such as the rotary shaft 28 and the suction cup 25 are expanded by the heat during the grinding process, adversely affect the measurement. Is adjusted to adjust the relative position between the workpiece diameter sensor 55 and the suction cup 25. This zero alignment is performed by abutting the contact 55B of the workpiece diameter sensor 55 against the outer peripheral edge of the suction cup 25.
[0056]
Next, the grinding method in the case of grinding the edge part of the workpiece | work W using the grinding apparatus 1 to this invention is demonstrated.
In the grinding apparatus 1 shown in FIG. 1, the carry-in robot 12 takes out the workpiece W from the cassette 11 in the carry-in station 3 and places it on the thickness sensor 13. The thickness sensor 13 measures the thickness of the workpiece W before grinding. The measured thickness of the workpiece W is transmitted to the control device 6. When the thickness of the workpiece W is measured, the workpiece W is held by the carry-in robot 12 and conveyed to the grinding unit 4, and one surface (surface) of the workpiece W is held by the suction cup 25 in the grinding unit 4 shown in FIG. At this time, the work W is held by the suction cup 25 so that the center of the work W is positioned on the axis L1 which is the central axis of the rotary shaft 24 provided with the suction cup 25.
[0057]
When the work W is sucked and held by the suction cup 25, the Z-axis saddle 23 is lowered by the Z-axis moving motor 27, and the work W is moved and arranged at a height moving position corresponding to the flat rough grindstone 47. In this state, as shown in FIG. 7A, the workpiece W is rotated around the axis L1 by the workpiece rotating motor 26 shown in FIG. 2, and the flat rough grindstone 47 is moved around the axis L2 by the cylindrical grinding motor 45. The edge portion WE of the workpiece W is roughed by rotating. Simultaneously with this roughing, the flat rough grindstone 47 is gradually moved in the X-axis direction via the support table 32 by the X-axis moving motor 35. In this way, as indicated by the phantom line in FIG. 7B, the edge portion WE of the workpiece W is roughened by cylindrical grinding.
[0058]
When the roughing of the edge portion WE of the work W is completed, the support table 32 is moved to the left by the X-axis moving motor 35 while the work W is held by the suction cup 25, and the rough grindstone 43 is moved to the axis of the work W. Move to the position corresponding to L1. Subsequently, the workpiece W is rotated by the workpiece rotation motor 26, and the rough grindstone 43 is rotated around the axis L <b> 3 extending in a direction parallel to the plane of the workpiece W and perpendicular to the radial direction of the workpiece W by the grindstone rotation motor 41. Rotate.
[0059]
At the same time, as shown in FIG. 8, the workpiece W is moved in the Z-axis direction by the Z-axis moving motor 27 shown in FIG. It is moved in the Y-axis direction by the Y-axis moving motor 38. By such simultaneous two-axis control, the rough grindstone 43 is rotated relative to the front and back surfaces along the edge portion WE of the workpiece W while rotating the coarse grindstone 43 about the axis L3 parallel to the plane of the workpiece W, and the edge portion WE of the workpiece W is moved. Is roughly ground so as to have a tapered shape with, for example, a tip arc shape.
[0060]
After the rough grinding of the edge portion WE of the workpiece W, the diameter of the rough grindstone 43 after grinding is measured by the grindstone diameter sensor 53. At this time, the grindstone diameter sensor 53 measures the diameter of the rough grindstone 43 in a state where the reference surface 53E of the reference block 53D is measured and zero-adjusted. The measured diameter of the rough grindstone 43 is output from the grindstone diameter sensor 53 to the control device 6.
[0061]
After measuring the diameter of the rough grindstone 43, the support table 32 is moved to the left by the X-axis moving motor 35, and the finishing grindstone 44 is moved and arranged at a position corresponding to the axis L1 of the workpiece W. Subsequently, the workpiece rotation motor 26 rotates the workpiece W, and the grinding wheel rotation motor 41 moves the finishing grindstone 44 around an axis L3 extending in a direction parallel to the plane of the workpiece W and perpendicular to the radial direction of the workpiece W. Rotate. At this time, the workpiece W is moved in the Z-axis direction by the Z-axis moving motor 27 and the finishing grindstone 44 is moved in the Y-axis direction by the Y-axis moving motor 38 in the same manner as in the case of rough grinding by the rough grindstone 43. Moved to. By such simultaneous two-axis control, the finish grindstone 44 is moved relative to the front and back surfaces along the edge portion WE of the workpiece W while rotating around the axis L3 parallel to the plane of the workpiece W. In this way, the finishing grindstone 44 is fed and moved along the shape of the workpiece W that has been roughly ground so as to have a tapered shape with a circular arc at the tip, and finish grinding of the edge portion WE of the workpiece W is performed. After finishing grinding of the edge portion WE of the workpiece W, the diameter of the finishing grindstone 44 after finish grinding is measured by the grindstone diameter sensor 53. In this case, when measuring the diameter of the finishing grindstone 44 after finish grinding, zeroing is performed by abutting the contact 53A of the grindstone diameter sensor 53 against the reference surface 53E of the reference block 53D. The measured diameter of the finishing grindstone 44 is output from the grindstone diameter sensor 53 to the control device 6.
[0062]
In this way, the workpiece W on which the edge portion WE has been subjected to finish grinding is carried to the carry-out station 5 by the carry-out robot 14 in the carry-out station 5 as a finished work, and is carried to the cleaning device 16. When the workpiece W is cleaned in the cleaning device 16, the workpiece W is then placed on the width sensor 15 by the carry-out robot 14. The width sensor 15 measures the diameter of the workpiece W placed and outputs the diameter of the workpiece W to the control device 6. When the diameter of the workpiece W is measured, the workpiece W is held by the carry-out robot 14 and stored in the cassette 17.
[0063]
The workpiece grinding method according to this embodiment is performed in accordance with the above procedure. In this embodiment, the thickness sensor 13, the width sensor 15, the displacement measurement sensor 52, the grindstone diameter sensor 53, and the workpiece diameter sensor are used. 55. Based on these measured values, the positions and movement amounts of the rough grindstone 43 and the finishing grindstone 44 with respect to the workpiece W are corrected. A procedure for grinding the workpiece while performing the correction will be described as a first grinding method with reference to a flowchart shown in FIG.
[0064]
First, the work W is carried into the thickness sensor 13 by the carry-in robot 12, and the thickness of the work W is measured by the thickness sensor 13 (S1). In the control device 6, the thickness of the workpiece W measured by the thickness sensor 13 is confirmed. Next, the work W is held on the suction cup 25 of the grinding unit 4 by the carry-in robot 12.
[0065]
Subsequently, in this state where the workpiece W is sucked and held by the suction cup 25, the workpiece W and the flat rough grindstone 47 are rotated to roughen the edge portion of the workpiece W (S2). The relative positional relationship between the workpiece W and the flat rough grindstone 47 at this time is determined based on a predetermined NC program. Subsequently, the workpiece diameter sensor 55 measures the diameter of the workpiece W after roughing (S3). When measuring the diameter of the workpiece W, zero contact is performed by abutting the contact 55B of the workpiece diameter sensor 55 against the outer peripheral edge portion of the suction cup 25. On the other hand, the rough grindstone 43 is subjected to multiple rough grindings, and after the previous grinding of the workpiece W is completed, the diameter of the rough grindstone 43 is measured by the grindstone diameter sensor 53 (S4). At this time, it is determined whether or not the rough grindstone 43 is so worn that it is time to replace it (S5). If it is determined that it is time to replace, the grindstone is replaced (S6).
[0066]
After measuring the thickness and diameter of the workpiece W and the diameter of the rough grindstone 43 in this way, the controller 6 positions the rough grindstone 43 relative to the workpiece W (S7). Positioning of the rough grindstone 43 is first performed by correcting a preset NC program based on the measured thickness of the workpiece W, and the center of the workpiece W in the Z-axis direction and the rough grindstone 43 are positioned. Is adjusted so that the axis L2 serving as the center of rotation is at the same height. Next, positioning of the rough grindstone 43 is performed based on the diameter of the workpiece W and the diameter of the rough grindstone 43. Similarly, the positioning of the rough grindstone 43 is performed by correcting the NC program set in advance based on the measured diameter of the workpiece W and the diameter of the rough grindstone 43.
[0067]
When the rough grindstone 43 is positioned, rough grinding of the edge portion of the workpiece W is performed (S8). The rocking width of the workpiece W in the Z-axis direction and the rocking width of the rough grindstone 43 in the Y-axis direction during the rough grinding are set in advance by the NC program, but in the Z-axis direction of the workpiece W The rocking width of the rough whetstone 43 is corrected based on the measured thickness of the work W, and the rocking width of the rough whetstone 43 in the Y-axis direction is corrected based on the diameter of the work W and the diameter of the rough whetstone 43. . When the rough grinding with the rough grindstone 43 is finished, the finish grinding with the finish grindstone 44 is performed by the same procedure. Thus, the grinding of the edge portion WE of the workpiece W is completed.
[0068]
When the grinding of the edge portion WE of the workpiece W is completed, the workpiece W is unloaded to the unloading station 5 by the unloading robot 14 shown in FIG.
[0069]
Thereafter, it is determined whether or not the grinding of the workpiece is finished (S9). If not finished, the process returns to step S1, and the next workpiece W is carried into the thickness sensor 13 by the loading robot 12, and the thickness sensor 13 is returned. To measure the thickness of the workpiece W. On the other hand, when the grinding of the workpiece is finished, it is finished as it is.
[0070]
Next, the second grinding method will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
In the first grinding method, since the measurement of the diameter of the workpiece W, the rough grindstone 43, and the finishing grindstone 44 is performed as needed, the cycle time becomes long. In the second grinding method, We focus on improving this point.
[0071]
First, the workpiece W is carried into the thickness sensor 13 by the loading robot 12, and the thickness of the workpiece W is measured by the thickness sensor 13 (S11). Next, the work is held on the suction cup 25 of the grinding unit 4 by the carry-in robot 12. In this state, the workpiece W and the flat rough grindstone 47 are rotated to roughen the edge portion of the workpiece W (S12). The relative positional relationship between the workpiece W and the flat rough grindstone 47 at this time is determined based on a predetermined NC program. The steps up to here are the same as those in the first grinding method.
[0072]
Subsequently, in the second grinding method, the amount of wear of the rough grindstone 43 when the workpiece W is ground with the rough grindstone 43 is measured in advance, and the wear amount is stored in the control device 6. Then, the number of times of use of the rough grindstone 43 is obtained from the history of grinding, and the diameter of the rough grindstone 43 is determined based on the initial diameter of the rough grindstone 43, the number of times of use of the rough grindstone 43, and the amount of wear of the rough grindstone 43. Estimate (S13).
[0073]
When the diameter of the rough grindstone 43 is estimated in this way, the controller 6 positions the rough grindstone 43 relative to the workpiece W (S14). This positioning is performed by first correcting the NC program set in advance based on the measured thickness of the workpiece W, and the center of height of the workpiece W in the Z-axis direction and the center of rotation of the rough grindstone 43. The axis L2 is adjusted so as to have the same height. Next, positioning of the rough grindstone 43 is performed based on the diameter of the workpiece W and the diameter of the rough grindstone 43. Similarly, the positioning of the rough grindstone 43 is performed by correcting a preset NC program based on the estimated diameter of the workpiece W and the diameter of the rough grindstone 43.
[0074]
When the rough grindstone 43 is positioned, rough grinding of the edge portion of the workpiece W is performed (S15). The rocking width of the workpiece W in the Z-axis direction and the rocking width of the rough grindstone 43 in the Y-axis direction during the rough grinding are set in advance by the NC program, but in the Z-axis direction of the workpiece W The rocking width of the rough whetstone 43 is corrected based on the measured thickness of the work, and the rocking width of the rough grindstone 43 in the Y-axis direction is corrected based on the estimated diameter of the work W and the diameter of the rough whetstone 43. Is done. When the rough grinding with the rough grindstone 43 is finished, the finish grinding with the finish grindstone 44 is performed by the same procedure. Thus, the grinding of the edge portion WE of the workpiece W is completed.
[0075]
When the grinding of the edge portion WE of the workpiece W is completed, the workpiece W is unloaded to the unloading station 5 by the unloading robot 14 shown in FIG. 1, and the workpiece W is cleaned by the cleaning device 16 and then stored in the cassette 17.
[0076]
Thereafter, it is determined whether or not the grinding of the workpiece is finished (S16). If not finished, the process returns to step S1, and the next workpiece W is carried into the thickness sensor 13 by the loading robot 12, and the thickness sensor 13 is returned. To measure the thickness of the workpiece W. On the other hand, when the grinding of the workpiece is finished, it is finished as it is.
[0077]
Thus, in the second grinding method, since it is not necessary to measure the diameters of the rough grindstone 43 and the finishing grindstone 44, the cycle time of the entire process can be greatly shortened. However, on the other hand, if the grindstone diameters of the rough grindstone 43 and the finishing grindstone 44 are not measured at all, it is conceivable that even if the grinding accuracy is low, this is not noticed. Furthermore, even when the replacement time comes to the rough grindstone 43 and the finishing grindstone 44, a situation in which the replacement time is not noticed is also assumed. A method for avoiding such a situation and contributing to shortening of the cycle time of the entire process will be described with reference to a flowchart shown in FIG. 11 as a third grinding method.
[0078]
In the third embodiment, the workpiece W is loaded into the thickness sensor 13 by the loading robot 12, and the thickness of the workpiece W is measured by the thickness sensor 13 (S21). Next, the work W is held on the suction cup 25 of the grinding unit 4 by the carry-in robot 12. Subsequently, in this state where the workpiece W is sucked and held by the suction cup 25, the workpiece W and the flat rough grindstone 47 are rotated to roughen the edge portion of the workpiece W (S22). The relative positional relationship between the workpiece W and the flat rough grindstone 47 at this time is determined based on a predetermined NC program. Thereafter, the workpiece diameter sensor 55 measures the diameter of the workpiece W after roughing (S23).
[0079]
Subsequently, in the control device 6, after measuring the grindstone diameter of the rough grindstone 43, it is determined whether N ≧ 20 from the number N of times of rough grinding with the rough grindstone 43 (S <b> 24). As a result, if N ≧ 20, if the diameter of the rough grindstone 43 is estimated, it is determined that the error is not likely to increase, and the grindstone diameter sensor 53 measures the grindstone diameter of the rough grindstone 43 (S25). ). The threshold value N at this time is set to 20 in this embodiment, but can be set to an appropriate number such as 10 or 30. The measured diameter of the rough grindstone 43 is output to the control device 6. In the control device 6, it is determined whether or not the rough grindstone 43 is heavily worn by the measurement result of the diameter of the rough grindstone 43 by the grindstone diameter sensor 53 and it is time to replace it (S26). The rough grindstone 43 is replaced (S27). On the other hand, when the wear of the rough grindstone 43 is not severe, after measuring the grindstone diameter of the rough grindstone 43, the number N of rough grinding with the rough grindstone 43 is set to 0 (S28).
[0080]
Further, if the number N <20 of times of rough grinding with the rough grindstone 43 after measuring the grindstone diameter of the rough grindstone 43, it is considered that the error is small even if the diameter of the rough grindstone 43 is estimated. The diameter is estimated without measuring the diameter of the rough grindstone 43 (S29). Here, as in the second grinding method, the amount of wear of the rough grindstone 43 when the workpiece W is ground with the rough grindstone 43 is measured in advance, and the amount of wear is stored in the control device 6. . The number of times of use of the rough grindstone 43 is obtained from the history of grinding, and the diameter of the rough grindstone 43 is determined based on the initial diameter of the rough grindstone 43, the number of times of use of the rough grindstone 43, and the amount of wear of the rough grindstone 43. Is estimated.
[0081]
After measuring or estimating the diameter of the rough grindstone 43 in this way, the controller 6 positions the rough grindstone 43 relative to the workpiece W (S30). This positioning is performed by first correcting the NC program set in advance based on the measured thickness of the workpiece W, and the center of height of the workpiece W in the Z-axis direction and the center of rotation of the rough grindstone 43. The axis L2 is adjusted so as to have the same height. Next, positioning of the rough grindstone 43 is performed based on the diameter of the workpiece W and the diameter of the rough grindstone 43. Similarly, the positioning of the rough grindstone 43 is performed by correcting a preset NC program based on the measured or estimated diameter of the workpiece W and the diameter of the rough grindstone 43.
[0082]
If positioning of the rough grindstone 43 is performed, rough grinding of the edge part of the workpiece | work W is performed (S31). The rocking width of the workpiece W in the Z-axis direction and the rocking width of the rough grindstone 43 in the Y-axis direction during the rough grinding are set in advance by the NC program, but in the Z-axis direction of the workpiece W The rocking width of the rough whetstone 43 is corrected based on the measured workpiece thickness, and the rocking width of the rough whetstone 43 in the Y-axis direction is based on the measured or estimated diameter of the work W and the diameter of the rough whetstone 43. Corrected. When the rough grinding with the rough grindstone 43 is completed, the grindstone diameter of the rough grindstone 43 is measured, and then 1 is added to the number N of rough grinding with the rough grindstone 43 (S32). When the rough grinding with the rough grindstone 43 is finished, the finish grinding with the finish grindstone 44 is performed by the same procedure. Thus, the grinding of the edge portion WE of the workpiece W is completed.
[0083]
When the grinding of the edge portion WE of the workpiece W is completed, the workpiece W is unloaded to the unloading station 5 by the unloading robot 14 shown in FIG. Thereafter, the workpiece W is cleaned by the cleaning device 16.
[0084]
Thereafter, it is determined whether or not the workpiece grinding is finished (S33). The grinding of the next workpiece is not performed, and when the grinding operation is finished, the processing is finished as it is. On the other hand, when the grinding operation is continued, the diameter of the workpiece W that is the finished workpiece of the present invention after the grinding of the edge portion WE is measured by the width sensor 15, and the workpiece diameter of the workpiece W is determined by the control device 6. It is determined whether it is within the tolerance (S34). The tolerance at this time can be set as appropriate according to the type of workpiece. The tolerance referred to in the present invention includes an actual tolerance plus a predetermined margin.
[0085]
When the diameter of the workpiece W is within the tolerance, the measurement of the diameter of the workpiece W is omitted because there is no problem in measuring the diameter of the workpiece W, the grinding stone diameter of the rough grinding stone 43 and the finishing grinding wheel 44, and the workpiece diameter. To shorten the cycle time. In addition, by returning to step S24 and satisfying the predetermined condition, the grinding accuracy is not significantly deteriorated even if the measurement of the diameter of the grindstone such as the rough grindstone 43 is omitted. Thus, the cycle time can be further shortened.
[0086]
On the other hand, when the diameter of the workpiece W exceeds the tolerance, the workpiece diameter of the workpiece to be ground next is measured (S35). The diameters of the rough grindstone 43 and the finishing grindstone 44 are also measured. Thus, when the diameter of the ground workpiece W exceeds the tolerance, the diameter of the workpiece W, the rough grindstone 43, and the finishing grindstone 44 are always measured when the next workpiece W is ground. When the next workpiece W is ground, the diameter of the workpiece W can fall within the tolerance.
[0087]
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above embodiments. For example, a grindstone diameter sensor 53 that measures the grindstone diameter of the rough grindstone 43 and the finishing grindstone 44 can be attached to the rotary grindstone motor 41 so as to move together with the rough grindstone 43 and the finishing grindstone 44. By doing so, when the rough grindstone 43 and the finishing grindstone 44 move due to the movement of the support table 32 and the like, the grindstone diameter sensor 53 also moves along with the movement of the rough grindstone 43 and the finishing grindstone 44. Therefore, since the mechanical error accompanying the movement of the rough grindstone 43 and the finishing grindstone 44 can be removed, the grindstone diameter can be measured with high accuracy.
[0088]
Moreover, in the said embodiment, although the rough grindstone and the finishing grindstone are used as a rotating grindstone, it can also be set as the aspect which uses only a rough grindstone or only a finishing grindstone. On the other hand, the edge portion of the workpiece can be ground with three or more types of rough grindstones having different counts as rotating grindstones.
[0089]
【Effect of the invention】
As above , Claim 1 and Claim 8 According to the present invention, when the diameter of the finished workpiece is within a predetermined tolerance, the finished workpiece is not a problem as a product. Therefore, the edge portion of the workpiece can be ground so that the workpiece diameter is within the tolerance. The measurement of the diameter of the rotating grindstone can be omitted, and the cycle time can be shortened accordingly.
[0090]
Claim 2 and Claim 9 According to the invention concerning this, even if it is a case where a rotation support part and another mechanism thermally expand, for example, it can measure with a high precision with a grindstone diameter sensor.
[0091]
Claim 3 According to this invention, the mechanical error accompanying the movement of the rotating grindstone does not affect the measured value of the grindstone diameter sensor. Therefore, the diameter of the rotating grindstone can be measured with higher accuracy.
[0094]
Claim 4 and Claim 10 According to this invention, even if the shape of the workpiece is slightly deviated from the planned shape when the workpiece is roughed, the edge portion of the workpiece can be ground with high accuracy.
[0095]
Claim 5 and Claim 11 According to the invention, the workpiece diameter can be measured with high accuracy even when the workpiece holding means has thermal expansion.
[0096]
Claim 6 and Claim 12 Therefore, according to the invention, the workpiece can be ground with high accuracy even if there is some variation in the thickness of the workpiece.
[0097]
Claim 7 and Claim 13 According to the invention according to the present invention, when the rotating grindstone is moved in the Z-axis direction, the rotating grindstone is swung in the Z-axis direction around the center in the height direction of the workpiece, but the thickness of the workpiece is measured. Thus, the intermediate position of the workpiece in the Z-axis direction can be determined with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially broken plan view of a grinding apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a side view of a grinding part in the grinding apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a plan view of a grinding part in the grinding apparatus according to the present invention.
4A is a plan view of a grinding means in a grinding apparatus according to the present invention, and FIG. 4B is a side view thereof.
5A is a plan view of a grindstone diameter sensor in the grinding apparatus according to the present invention, and FIG. 5B is a side view thereof.
6A is a plan view of a workpiece diameter sensor in a grinding apparatus according to the present invention, and FIG. 6B is a side view thereof.
7A is a side view showing a state where a workpiece is roughed by the grinding apparatus according to the present invention, and FIG. 7B is a plan view thereof.
FIG. 8 is a side view showing a state in which the workpiece is roughly ground by the grinding apparatus according to the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing steps of a first grinding method according to the present invention.
FIG. 10 is a flowchart showing steps of a second grinding method according to the present invention.
FIG. 11 is a flowchart showing the steps of a third grinding method according to the present invention.
FIG. 12 is a side view showing a conventional grinding apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Grinding equipment
2 beds
3 loading station
4 Grinding part
5 Unloading station
6 Control device
13 Thickness sensor
15 Width sensor
24 Rotating shaft
25 Suction cup (work holding means)
26 Work rotation motor
27 Z-axis motor
30 Grinding means
32 Support table
33 saddle
41 Rotary whetstone motor
42 Rotating shaft
43 Coarse whetstone (rotary whetstone)
44 Finishing wheel (rotating wheel)
45 Cylindrical grinding motor
46 Rotating shaft
47 Flat type rough whetstone
52 Displacement measurement sensor
53 Wheel diameter sensor
55 Work Diameter Sensor
W Work
WE (work) edge
L1 axis (work center axis)
L2 axis (parallel to the center axis of the workpiece)
L3 axis (parallel to workpiece plane)

Claims (13)

円形薄板よりなるワークを保持するとともに、前記ワークをその中心軸線周りに回転させるワーク保持手段と、
円盤状の回転砥石を有し、この回転砥石を前記ワークの平面と平行な軸線周りに回転させながら前記ワークのエッジ部に沿って表裏両面間を相対送り移動させる研削手段と、
前記回転砥石の径を測定する砥石径センサと、
前記砥石径センサによって測定された前記回転砥石の径に基づいて、前記ワークに対する前記回転砥石の位置および移動量を補正する制御装置と、
前記回転砥石によってエッジ部を仕上研削された仕上ワークの径を測定する仕上ワーク径センサと、を有し、
前記制御装置は、前記砥石径センサによって測定された前記回転砥石の径に基づいて前記ワークの研削を行った後、前記回転砥石で当該ワークを研削したときに前記回転砥石が摩耗した量を予め記憶しておき、
前記磨耗量を記憶したワークの研削に続いて、前記回転砥石によって連続して複数の他のワークの加工を行うにあたり、
前記回転砥石の使用回数が閾値を超えない場合で、前記仕上ワークの径が所定の公差内であるときには、前記他のワークの研削を行う際に、前記回転砥石の径を、前記予め記憶された前記ワークを研削したときに前記回転砥石が摩耗した量、および当該他のワークの加工までの前記回転砥石の使用回数に基づいて求める制御を行い、
前記回転砥石の使用回数が閾値を超えた場合において、前記砥石径センサによって前記回転砥石の径を測定し当該回転砥石の磨耗が激しくないと当該制御装置が判断したとき、もしくは、前記仕上ワークの径が所定の公差を超えた場合において、前記他のワークの研削を行う際に、前記砥石径センサによって前記回転砥石の径を測定し当該回転砥石の磨耗が激しくないと当該制御装置が判断したときには、前記回転砥石の使用回数をゼロにして、前記砥石径センサによって前記回転砥石の径を求める制御を行い、
前記閾値は、前記回転砥石の使用回数に基づいて求めた前記回転砥石の推定の径と実際の径との差が大きくなり誤差が許容できなくなる回数であること、
を特徴とするワークの研削装置。A work holding means for holding a work made of a thin circular plate and rotating the work around its central axis;
A grinding means having a disk-shaped rotating grindstone, and relatively moving the front and back surfaces along the edge portion of the work while rotating the rotating grindstone around an axis parallel to the plane of the work;
A wheel diameter sensor for measuring the diameter of the rotating wheel,
Based on the diameter of the rotating grindstone measured by the grindstone diameter sensor, a control device that corrects the position and amount of movement of the rotating grindstone with respect to the workpiece;
A finishing work diameter sensor that measures the diameter of a finishing work that has been edge-ground by the rotary grindstone,
The controller controls the amount of wear of the rotary grindstone when the workpiece is ground by the rotary grindstone after grinding the workpiece based on the diameter of the rotary grindstone measured by the grindstone diameter sensor. Remember,
Following the grinding of the workpiece storing the amount of wear, in performing processing of a plurality of other workpieces continuously by the rotary grindstone,
When the number of times of use of the rotating grindstone does not exceed the threshold value and the diameter of the finished workpiece is within a predetermined tolerance, the diameter of the rotating grindstone is stored in advance when grinding the other workpiece. The amount of wear of the rotating grindstone when the workpiece is ground and the number of uses of the rotating grindstone until the processing of the other workpiece is performed,
When the number of times of use of the rotating whetstone exceeds a threshold value, the control device determines that the rotating whetstone is not worn severely by measuring the diameter of the rotating whetstone by the whetstone diameter sensor , or the finishing work piece When the diameter exceeds a predetermined tolerance, when the other workpiece is ground, the diameter of the rotating grindstone is measured by the grindstone diameter sensor, and the controller determines that the rotating grindstone is not worn significantly. Sometimes , the number of times of use of the rotating grindstone is set to zero, and the diameter of the rotating grindstone is controlled by the grindstone diameter sensor
The threshold is the number of times that the difference between the estimated diameter and the actual diameter of the rotating grindstone determined based on the number of times the rotating grindstone is used becomes large and the error is not allowed,
A workpiece grinding machine. 前記砥石径センサは、前記回転砥石の回転支持部に設けた基準面の位置を測定することによって、砥石測定のため砥石径センサと回転砥石間の相対位置を調整するゼロ調整を行うことを特徴とする請求項１に記載のワークの研削装置。The grindstone diameter sensor performs zero adjustment to adjust the relative position between the grindstone diameter sensor and the rotating grindstone for measuring the grindstone by measuring the position of a reference surface provided on the rotation support portion of the rotating grindstone. The workpiece grinding apparatus according to claim 1 . 前記砥石径センサが前記回転砥石とともに移動するように配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワークの研削装置。Grinding device of a work according to claim 1 or claim 2, wherein the grinding wheel diameter sensor is disposed to move with the rotating grinding wheel. 前記ワークの中心軸線に平行な軸線周りに回転して前記ワークのエッジ部を荒取りする円筒研削用砥石を有し、
前記ワーク保持手段に保持されたワークの径を測定するワーク径センサが設けられており、前記制御装置は、前記ワーク径センサによって測定された前記ワークの径に基づいて、前記ワークに対する前記回転砥石の位置および移動量を補正する制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のワークの研削装置。A grinding wheel for cylindrical grinding that rotates around an axis parallel to the central axis of the workpiece to roughen the edge of the workpiece;
A workpiece diameter sensor for measuring the diameter of the workpiece held by the workpiece holding means is provided, and the control device is configured to provide the rotating grindstone for the workpiece based on the workpiece diameter measured by the workpiece diameter sensor. The workpiece grinding apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein control for correcting the position and the amount of movement is performed. 前記ワーク径センサは、ワーク保持手段の縁部の位置を測定することによって、ワーク径測定のためのワーク径センサとワーク間の相対位置を調整するゼロ調整を行うことを特徴とする請求項４に記載のワーク研削装置。The workpiece diameter sensor, by measuring the position of the edge of the workpiece holding means, claim and performs zero adjustment for adjusting the relative position between the workpiece diameter sensor and the workpiece for the work diameter measuring 4 The workpiece grinding device described in 1. 前記回転砥石の回転支持部側に前記ワーク保持手段の軸線方向の変位を測定する変位測定センサが設けられており、前記制御装置は前記変位測定センサの測定結果に基づいて、前記軸線方向におけるワークと回転砥石間の相対位置を制御することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載のワーク研削装置。A displacement measurement sensor for measuring the displacement in the axial direction of the workpiece holding means is provided on the rotation support portion side of the rotating grindstone, and the control device is configured to measure the workpiece in the axial direction based on the measurement result of the displacement measurement sensor. The workpiece grinding apparatus according to claim 1, wherein a relative position between the rotating grindstone and the rotating grindstone is controlled. ワークの厚さを測定するワーク厚さ測定手段が設けられており、前記制御装置は、前記ワーク厚さ測定手段によって測定された前記ワークの厚さに基づいて、前記ワークの厚さ方向に対する前記回転砥石の位置および移動量を補正する制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載のワークの研削装置。Work thickness measuring means for measuring the thickness of the work is provided, and the control device is configured to measure the work thickness in the thickness direction of the work based on the thickness of the work measured by the work thickness measuring means. The workpiece grinding apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein control for correcting a position and a movement amount of the rotating grindstone is performed. 円形薄板よりなるワークをワーク保持手段で保持し、前記ワークをその中心軸線周りに回転させるとともに、
円盤状の回転砥石を前記ワークの平面と平行な軸線周りに回転させながら、前記回転砥石を前記ワークのエッジ部に沿って表裏両面間を相対送り移動させて前記ワークのエッジ部を研削するにあたり、
砥石径センサによって前記回転砥石の径を測定し、前記砥石径センサによって測定された前記回転砥石の径に基づいて、前記ワークに対する前記回転砥石の位置および移動量を補正するワークの研削方法であって、
前記砥石径センサによって測定された前記回転砥石の径に基づいて前記ワークの研削を行った後、前記回転砥石で当該ワークを研削したときに前記回転砥石が摩耗した量を予め記憶しておき、
前記磨耗量を記憶したワークの研削に続いて、前記回転砥石によって連続して複数の他のワークの加工を行うにあたり、
仕上ワーク径センサによって前記回転砥石によってエッジ部を仕上研削された仕上ワークの径を測定し、
前記回転砥石の使用回数が閾値を超えない場合で、前記仕上ワークの径が所定の公差内であるときには、前記他のワークの研削を行う際に、前記回転砥石の径を、前記予め記憶された前記ワークを研削したときに前記回転砥石が摩耗した量、および当該他のワークの加工までの前記回転砥石の使用回数に基づいて求め、
前記回転砥石の使用回数が閾値を超えた場合において、前記砥石径センサによって前記回転砥石の径を測定し当該回転砥石の磨耗が激しくないと当該制御装置が判断したとき、もしくは、前記仕上ワークの径が所定の公差を超えた場合において、前記他のワークの研削を行う際に、前記砥石径センサによって前記回転砥石の径を測定し当該回転砥石の磨耗が激しくないと当該制御装置が判断したときには、前記回転砥石の使用回数をゼロにして、前記砥石径センサによって前記回転砥石の径を求め、
前記閾値は、前記回転砥石の使用回数に基づいて求めた前記回転砥石の推定の径と実際の径との差が大きくなり誤差が許容できなくなる回数であること、
を特徴とするワークの研削方法。While holding a workpiece made of a circular thin plate by a workpiece holding means, rotating the workpiece around its central axis,
While rotating the disk-shaped rotary grindstone around an axis parallel to the plane of the workpiece, the rotary grindstone is moved relative to the front and back surfaces along the edge portion of the workpiece to grind the edge portion of the workpiece. ,
The workpiece grinding method comprises: measuring a diameter of the rotating grindstone with a grindstone diameter sensor; and correcting a position and an amount of movement of the rotating grindstone with respect to the workpiece based on the diameter of the rotating grindstone measured by the grindstone diameter sensor. And
After grinding the workpiece based on the diameter of the rotating grindstone measured by the grindstone diameter sensor, the amount of wear of the rotating grindstone when the workpiece is ground with the rotating grindstone is stored in advance.
Following the grinding of the workpiece storing the amount of wear, in performing processing of a plurality of other workpieces continuously by the rotary grindstone,
The finish workpiece diameter sensor measures the diameter of the finish workpiece that has been edge-ground by the rotary grindstone,
When the number of times of use of the rotating grindstone does not exceed the threshold value and the diameter of the finished workpiece is within a predetermined tolerance, the diameter of the rotating grindstone is stored in advance when grinding the other workpiece. Further, the amount of wear of the rotary grindstone when the workpiece is ground, and the number of uses of the rotary grindstone until the processing of the other workpiece,
When the number of times of use of the rotating whetstone exceeds a threshold value, the control device determines that the rotating whetstone is not worn severely by measuring the diameter of the rotating whetstone by the whetstone diameter sensor , or the finishing work piece When the diameter exceeds a predetermined tolerance, when the other workpiece is ground, the diameter of the rotating grindstone is measured by the grindstone diameter sensor, and the controller determines that the rotating grindstone is not worn significantly. Sometimes , the number of times of use of the rotating grindstone is set to zero, the diameter of the rotating grindstone is obtained by the grindstone diameter sensor,
The threshold is the number of times that the difference between the estimated diameter and the actual diameter of the rotating grindstone determined based on the number of times the rotating grindstone is used becomes large and the error is not allowed,
A grinding method for workpieces. 前記回転砥石の回転支持部に設けた基準面の位置を前記砥石径センサで測定することによって、砥石径を測定するため砥石径センサと回転砥石間の相対位置を調整するゼロ調整を行うことを特徴とする請求項８に記載のワークの研削方法。Performing zero adjustment to adjust the relative position between the grindstone diameter sensor and the rotating grindstone to measure the grindstone diameter by measuring the position of the reference surface provided on the rotation support portion of the rotating grindstone with the grindstone diameter sensor. The workpiece grinding method according to claim 8 , wherein the workpiece is ground. 前記ワークの中心軸線に平行な軸線周りに回転する円筒研削用砥石で前記ワークのエッジ部を荒取りした後、
荒取りされた前記ワークの径をワーク径センサで測定し、
前記ワーク径センサによって測定された前記ワークの径に基づいて、前記ワークに対する前記回転砥石の位置および移動量を補正することを特徴とする請求項８または請求項９に記載のワークの研削方法。After roughing the edge of the workpiece with a cylindrical grinding wheel rotating around an axis parallel to the center axis of the workpiece,
Measure the diameter of the roughed workpiece with a workpiece diameter sensor,
10. The workpiece grinding method according to claim 8 , wherein a position and a movement amount of the rotating grindstone with respect to the workpiece are corrected based on a diameter of the workpiece measured by the workpiece diameter sensor. 前記ワーク保持手段の縁部の位置を前記ワーク径センサで測定することによって、ワーク径測定のためのワーク径センサとワーク間の相対位置を調整するゼロ調整を行うことを特徴とする請求項１０に記載のワークの研削方法。By measuring the position of the edge of the workpiece holding means at the workpiece diameter sensor, claim and performs zero adjustment for adjusting the relative position between the workpiece diameter sensor and the workpiece for the work diameter measuring 10 The workpiece grinding method described in 1. 前記回転砥石の回転支持部側に設けられた変位測定センサによって前記ワーク保持手段の軸線方向の変位を測定し、
前記変位測定センサの測定結果に基づいて前記軸線方向におけるワークと回転砥石間の相対位置を制御することを特徴とする請求項８から請求項１１のうちのいずれか１項に記載のワークの研削方法。Measure the displacement in the axial direction of the workpiece holding means by a displacement measuring sensor provided on the rotation support part side of the rotating grindstone,
The workpiece grinding according to any one of claims 8 to 11 , wherein a relative position between the workpiece and the rotating grindstone in the axial direction is controlled based on a measurement result of the displacement measuring sensor. Method. ワークの厚さをワーク厚さ測定手段によって測定し、前記ワーク厚さ測定手段によって測定されたワークの厚さに基づいて、前記ワークの厚さ方向に対する前記回転砥石の位置および移動量を補正することを特徴とする請求項８から請求項１２のうちのいずれか１項に記載のワークの研削方法。The thickness of the workpiece is measured by the workpiece thickness measuring means, and the position and the movement amount of the rotating grindstone with respect to the thickness direction of the workpiece are corrected based on the thickness of the workpiece measured by the workpiece thickness measuring means. The workpiece grinding method according to claim 8, wherein the workpiece is ground.
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