JP2014144513A - 研削加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 空走開始位置を適正に補正することを可能にする技術を提供する。
【解決手段】砥石とワークピースとを相対的に往復移動させる送り台を制御することにより、前記砥石と前記ワークピースを回転させつつ安全な接触を可能にする空走を経て接触させ、前記ワークピースの表面を研削するための研削加工方法であって、前記ワークピースを加工目標位置までの研削した後に前記砥石の位置を戻す途中で、前記送り台の変位に含まれる機械の弾性変形が無視できる状態になったときに前記送り台の位置または変位量を測定し、前記送り台の位置または変位量に基づいて空走開始位置の補正値を算出し、前記補正値に基づいて次回の空走開始位置を補正する。
【選択図】図４

Description

本発明は、被加工物の表面研削などに使用される研削加工装置における研削加工方法に関し、特に、その空走開始位置の補正に関する。

ワークピース（被加工物）の表面を平面に研削する研削加工装置は、ワークピースの表面と砥石の表面を平行にし、それぞれ回転させながら送り機構によって砥石をワークピースに接触させることにより、ワークピースを研削する。例えば、特許文献１には、送り機構によって砥石をワークピース側に送ってワークピースを研削する研削加工装置が開示されている。この研削加工装置は、砥石の送り速度に対する複数の目標速度と複数の目標位置とを示した加工パターンに基づき、荒研削加工から仕上げ研削加工というように、送り位置に対する送り速度を制御することにより、良好な精度の研削結果を得ることを可能にしている。

また特許文献１では、厚みセンサの計測値と送り位置の原点設定時と加工後または加工中の測定値から砥石の摩耗を算出し、その値に基づいて砥石がワークピースに接触する直前の空走開始位置を補正している。各加工開始前に、空走開始位置が適正に補正されることにより空走距離が短縮され、加工時間が短縮される。
特許第４３３８４５８号公報

特許文献１では、ワークピースの研削が終了したときの厚みセンサの計測値と送り位置の値とから加工前に設定した各原点での値を基準にして砥石の摩耗を算出し、その算出値に基づいて加工パターン全体を移動修正することで、空走開始位置を補正している。空走は砥石とワークピースそれぞれにダメージを与えないように接触させることが可能な送り速度で行う送り制御である。砥石とワークピースが接触せず、かつ砥石とワークピースができるだけ近い位置で空走を開始することで、空走距離を短縮し、全体の加工時間を短縮することができる。

特許文献１の補正方法は、前提となる所定の条件下では極めて安定しており、有用であるが、その前提となる条件が満たされなければ空走開始位置を適正に補正できない場合がある。このような場合の例として、例えば、サファイヤ加工のような高い押付け力を必要とする加工においては、機械構成要素の弾性変形による変位は無視できない。

この特許文献１の補正方法は、機械構成要素の弾性変形に起因する補正量が空走距離に比し小さいという前提のもとで成立している。しかしながら、ワークピースがサファイアのように硬度が極めて高いものである場合、大きな押付け力で砥石をワークピースに押し当てる必要があるため、機械構成要素の弾性変形が大きくなり、この前提が成り立たないことがある。

例えば、砥石を大きな押付け力で押し当ててサファイアを研削しているとき、研削加工装置には大きな弾性変形が生じ、その弾性変形による変位が厚みセンサの計測値および送り位置に含まれることとなる。

そのため、弾性変形による変位を含んだ計測値や送り位置に基づいて補正された空走開始位置が、弾性変形が無い状態におけるワークピースの表面よりも奥側に設定され、空走開始の前に砥石がワークピースに衝突してしまう可能性がある。これを避けるために、想定される弾性変形量以上の空走距離を、余裕をもって設定すると、補正の効果を低減し、空走の時間が長くなるため、全体の加工時間も長くなってしまう。

本発明の目的は、機械の弾性変形にも影響されずに空走開始位置を適正に補正することが可能な研削加工方法を提供することである。

本発明の一態様による研削加工方法は、砥石とワークピースとを相対的に往復移動させる送り台を制御することにより、前記砥石と前記ワークピースを回転させつつ安全な接触を可能にする空走を経て接触させ、前記ワークピースの表面を研削するための研削加工方法であって、前記ワークピースを加工目標位置までの研削した後に前記砥石の位置を戻す途中で、前記送り台の変位に含まれる機械の弾性変形が無視できる状態になったときに前記送り台の位置または変位量を測定し、前記送り台の位置または変位量に基づいて空走開始位置の補正値を算出し、前記補正値に基づいて次回の空走開始位置を補正するというものである。

また、本発明の他の態様による研削加工方法は、砥石とワークピースとを相対的に往復移動させる送り台を制御することにより、前記砥石と前記ワークピースを回転させつつ安全な接触を可能にする空走を経て接触させ、前記ワークピースの表面を研削するための研削加工方法であって、前記ワークピースを加工目標位置まで研削したときに、前記ワークピースの表面位置または厚みと、前記送り台の位置または変位量と、を測定し、前記ワークピースを前記加工目標位置まで研削したときの前記送り台の変位に含まれる機械の弾性変形量を取得し、前記ワークピースの表面位置または厚みと、前記送り台の位置または変位量とに基づいて算出される空走開始位置の補正値を前記弾性変形量によって修正し、修正した前記補正値に基づいて次回の空走開始位置を補正するというものである。

本発明によれば、砥石でワークピースを研削する研削加工装置の空走開始位置を適正に補正することが可能となる。

本実施形態に用いられる研削加工装置における研削に関する構成を示す図である。 砥石１１とワークピース１２の位置関係を説明するための図である。 研削加工装置における制御に関する概略の構成を示すブロック図である。 弾性変形量ｄ（１）と補正量Δ（１）の関係を示す図である。

本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）

図１は、本実施形態に用いられる研削加工装置における研削に関する構成を示す図である。本実施形態での研削加工装置は、一例として、ワークピース側を送り方向に固定しておき、砥石側をそのワークピースの方向に送り移動させ、接触させることにより、ワークピースの表面を研削する装置である。

研削加工装置１は、図１に示すように、ワークピースＷの表面を研削する砥石２と、ベース部材３０と、ベース部材３０の上面に配置されたワーク支持部４０および研削加工部５０と、研削加工装置１の作動を制御する制御装置６と、を備えている。ベース部材３０の上面において、図１の右側の領域にワーク支持部４０が配置され、図１の左側の領域に研削加工部５０が配置されている。

また、本実施形態の研削加工装置１は、軸方向が横方向に配置された砥石回転軸５５の前端面に砥石２が取り付けられた横形の研削装置を示すが、本発明は縦形での実施も可能である。

ワーク支持部４０は、支持台４１と、支持台４１に設けられたワーク回転軸４２と、ワーク回転軸４２を回転させるための駆動モータ４３と、ワークピースＷを保持するチャック４４と、を備えている。

支持台４１は、ベース部材３０の上面に固定されており、支持台４１から研削加工部５０に向けてワーク回転軸４２が設けられている。ワーク回転軸４２は、支持台４１の上部に設けられた駆動モータ４３によって、ワーク回転軸４２の中心軸４２Ａ回りに回転するように構成されている。

チャック４４は、ワーク回転軸４２の前端面に設けられており、ワークピースＷを真空吸着によって保持するものである。

研削加工部５０は、固定台５１と、固定台５１に連結された送り台５２と、送り台５２を移動させるための送り駆動部５３と、送り台５２に取り付けられた支持台５４と、支持台５４に設けられた砥石回転軸５５と、砥石回転軸５５を回転させるための駆動モータ５６と、を備えている。

固定台５１は、ベース部材３０の上面に固定されている。固定台５１の上部には、送り台５２が図１の左右方向（Ｘ方向）にスライド自在に連結されている。送り駆動部５３は、送り台５２を図１の左右方向に移動させる機構である。

支持台５４は、送り台５２の上部に取り付けられており、支持台５４からワーク支持部４０に向けて砥石回転軸５５が設けられている。

砥石回転軸５５は、支持台５４の内部に設けられた駆動モータ５６によって、砥石回転軸５５の中心軸５５Ａ回りに回転するように構成されている。砥石回転軸５５の前面端には、砥石２が取り付けられている。

なお、本実施形態では砥石２側を移動させることにより、砥石２とワークピースＷとを相対的に送り移動させる例を示しているが、本発明がこれに限定されることはない。他の例として、ワークピースＷ側を移動させるものであってもよく、あるいは砥石２側とワークピースＷ側の双方を移動させるものであってもよい。

研削加工装置１の動作としては、砥石２とチャック４４に保持したワークピースＷを回転させている状態で、砥石２を送り方向においてワークピースＷに近づけるように移動させ、砥石２をワークピースＷに接触させることによりワークピースＷを研削する。

図２は、砥石２とワークピースＷの位置関係を説明するための図である。

砥石回転軸５５に取り付けられた砥石２と、チャック４４に保持されたワークピースＷとは、互いの中心軸をずらして平行に向き合っている。砥石２の端面がワークピースＷの中心Ｗ_０に接するように位置決めされている。研削加工時には、砥石２は回転しながら、所望の加工速度でワークピースＷ側に送られる。

図３は、研削加工装置１における制御に関する概略の構成を示すブロック図である。

研削加工装置１には各種センサが備えられている。このセンサの１つに、例えば、ワークピースＷの表面位置を検知する厚みセンサＳ_１がある。厚みセンサＳ_１は接触式によるものでも非接触式によるものでもよい。厚みセンサＳ_１は、チャック４４の表面位置とワークピースＷの表面位置とを検知し、そのうちのワークピースＷの表面位置を制御装置６に通知するものであってもよく、あるいはそれらの差分をワークピースＷの厚みとして制御装置６に通知するものであってもよい。

また、他のセンサとしては、砥石２の送り量を検知する送り位置検出器Ｓ_２がある。送り位置検出器Ｓ_２は、送り台５２の位置または変位量によって砥石２の送り量を計測する。ただし、送り台５２には、支持台５４、駆動モータ５６、砥石回転軸５５などを介して砥石２が固定されているので、送り台５２の変位にはそれら機械の弾性変形が含まれる。

制御装置６は、センサＳ_１，Ｓ_２からの通知を利用して、砥石回転軸５５を往復移動させる送り駆動部５３を制御し、砥石２の送り速度あるいは位置を制御することにより、ワークピースＷを所望の厚みまで研削する。送り速度あるいは位置の制御は、所定の研削加工パターンに従って行われる。その際、制御装置６は、砥石２がワークピースＷに接触するまではセンサＳ_２の送り位置検出器から通知される砥石２の送り量に基づいて送り制御を行い、ワークピースＷの研削が始まってからは厚みセンサＳ_１から通知されるワークピースＷの表面位置あるいは厚みに基づいて送り制御を行う。あるいは、全てセンサＳ_２から通知される位置に基づいて送り制御を行うこともできる。

次に、研削加工パターンに従った研削加工全体の概略の流れについて説明する。研削加工パターンには、砥石の送り速度に対する複数の目標速度とそれら目標速度に対する複数の目標位置とが示されており、ここに空走開始位置も含まれている。

制御装置６は、まず砥石２をワークピースＷの近傍まで迅速に接近させた後、所定の空走速度での送りを開始する。空走は、砥石２をワークピースＷに接触させるときの衝撃を緩和するための動作であり、砥石２を回転させながら、接触時にワークピースＷや砥石２にダメージを与えない程度の送り速度でワークピースＷ側に送る。一般的には、次の荒加工研削と同じ速度としている。

ここでは一例として、研削加工装置１は砥石回転軸５５にかかる負荷を計測する手段を備えており、砥石２がワークピースＷに接触したことを、砥石回転軸５５にかかる負荷の変化から検知することにしてもよい。砥石回転軸５５にかかる負荷は例えば砥石駆動用の駆動モータ５６の電流によって計測することができる。

他の例として、研削加工装置１は砥石回転軸５５の回転数を計測する手段を備えており、砥石２がワークピースＷに接触したことを、砥石回転軸５５の回転数の変化から検知することにしてもよい。砥石回転軸５５の回転数は砥石駆動用の駆動モータ５６の回転数として計測することができる。

砥石２がワークピースＷに接触した時点からワークピースＷの研削が始まる。所定の研削加工パターンに従ってワークピースＷが指定の厚みになる加工目標位置まで送り制御が行われる。

研削加工パターンには、高速かつ高精度の研削を可能にするため、荒研削加工とその後の仕上げ研削加工とを含むものとしてもよい。その場合、比較的高速で研削を進める荒研削加工が、所定距離だけ、またはワークピースＷが指定の厚みになるまで進行すると、仕上げ研削加工に移行する。仕上げ研削加工においては、制御装置６は、荒研削加工の速度に比べて低速の仕上げ加工速度でワークピースＷを高精度に研削する。加工目標位置までワークピースＷを研削したら、砥石２を元の位置に戻して研削加工を終了する。

仕上げ研削加工を終了して砥石２を元の位置に戻す戻り制御において、制御装置６は、厚みセンサＳ_１と送り位置検出器Ｓ_２によって測定される計測値を取得する。制御装置６は、ここで取得した値を用いて、空走開始位置を含む次回の研削加工の研削加工パターンを調整する。すなわち、空走開始位置の補正は研削加工パターンの移動修正によって行うことができる。

次に、空走開始位置の補正について詳細に説明する。

ワークピースＷの研削を行うと砥石２も摩耗する。砥石２が摩耗すると、研削加工におけるワークピースＷの表面位置の変位と砥石２の送り位置の変位との差分が変化する。砥石２が摩耗すれば砥石２の送り位置も摩耗分だけ前進するからである。

本実施形態の研削加工装置は、空走開始位置を砥石２の摩耗に応じて補正し、適切な空走開始位置を設定する機能を備えている。砥石２がワークピースＷに衝突しない範囲で、できるだけ近づけて空走を開始することにより、加工時間を短縮することが可能となる。

Ｎ＋１回目の加工における空走開始位置は、前回（Ｎ回目）の加工の際に、厚みセンサＳ_１で検出したセンサ計測値Ｓ（Ｎ）と、送り位置検出器Ｓ_２で検出した送り位置値Ｘ（Ｎ）と、に基づいて算出した補正値の分だけ補正される。

特許文献１においては、機械の弾性変形量が空走距離に比して小さいという前提条件の下で、Ｎ回目の研削加工が終わったとき（例えば、１００％終わった時点、あるいは、１００％に近くまで終わった時点）、送り位置値Ｘ（Ｎ）とセンサ計測値Ｓ（Ｎ）を計測し、それらの差分として算出される補正値＝−（（Ｘ（Ｎ）−Ｓ（Ｎ））−（Ｘ（０）−Ｓ（０）））に基づいて空走開始位置を補正している。なお、Ｘ（０）は送り位置値の原点、Ｓ（０）はセンサ計測値の原点であり、ここではＸ（０）とＳ（０）をともにチャック４４の表面位置を原点として例示している。ただし、チャック４４の表面位置を原点とするのは単なる一例であり、原点の位置は特に限定しなくとも、本補正方法の効果は変わらない。他の例としてワークピースＷの加工目標位置、すなわち、チャック４４の表面位置にワークピースＷの加工後の厚みを加算した位置を原点としてもよい。

しかしながら、本実施形態のように、Ｎ回目の研削加工が終わったときワークピースＷに対する大きな押付け力が機械にかかっている場合、送り位置値Ｘ（Ｎ）には、空走距離に比して小さくない、すなわち無視することができない機械の弾性変形量ｄ（Ｎ）が含まれている。そのため、この状態で計測した送り位置値Ｘ（Ｎ）を用いて算出した補正値で補正すると、空走開始位置は弾性変形量ｄ（Ｎ）だけ奥にずれた位置に設定され、そのずれを空走距離のマージンで救済できないことが考えられる。空走を開始する位置においては、砥石２とワークピースＷは接触していない状態（つまり、押付け力がゼロ）であり、砥石の面位置は弾性変形分だけ奥側に位置するようになるかである

そこで、本実施形態では、ワークピースＷの研削を終了した後に砥石２の位置を戻す途中で、弾性変形量が無視できる状態になったときに、厚みセンサＳ_１で測定したセンサ計測値Ｓｂ（Ｎ）と、送り位置検出器Ｓ_２で測定した送り位置値Ｘｂ（Ｎ）とに基づいて補正値を算出し、その補正値に基づいてＮ＋１回目の空走開始位置を補正する。

弾性変形が無視できる状態になったことを判断する方法の例について説明する。この方法は、研削加工装置に砥石回転軸５５にかかる負荷を計測する計測器を備えておき、砥石回転軸５５にかかる負荷の変化から、弾性変形が無視できる状態になったことを判断するというものである。

まず、制御装置６は、Ｎ回目の送り制御を開始する前の砥石回転軸５５にかかる負荷を測定して記憶しておく。砥石回転軸５５にかかる負荷は例えば砥石駆動用の駆動モータ５６の電流によって計測することができる。更に、制御装置６は、測定された負荷の値に基づいて、弾性変形が無視できる状態と判断するための砥石回転軸５５の負荷の閾値を設定する。例えば、測定された負荷の値の所定範囲内に入ったら、弾性変形が無視できる状態になったと判断することにしてもよい。
また、同様の効果を得るもう一つの手段は、砥石送り軸のモータの負荷電流であり、これにより判断してもよい。

そして、制御装置６は、Ｎ回目の一連の研削加工を行い、ワークピースＷの研削加工が加工目標位置まで進んだら、低速で砥石２をワークピースＷから離間させるように戻す制御を開始する。その戻り制御の間、制御装置６は、砥石回転軸５５にかかる負荷を監視し、負荷が上述の閾値に達したら、弾性変形が無視できる状態になったと判断する。

弾性変形が無視できる状態と判断すると、制御装置６は、厚みセンサＳ_１と送り位置検出器Ｓ_２とで検知される計測値Ｓｂ（Ｎ）、Ｘｂ（Ｎ）を取得する。

また、他の例として、制御装置６は、上述のようにＮ回目の送り制御を開始する前の砥石回転軸５５にかかる負荷から各回の閾値を算出するのではなく、閾値を固定的に設定しておくことにしてもよい。

また、他の例として、研削加工装置に砥石回転軸５５の回転数を計測する測定器を備えておき、砥石２がワークピースＷに接触したことを、砥石回転軸５５の回転数の変化から検知することにしてもよい。砥石回転軸５５の回転数は砥石駆動用の駆動モータ５６の回転数として計測することができる。

計測値Ｓｂ（Ｎ）、Ｘｂ（Ｎ）が得られたら、制御装置６は、補正値Δ（Ｎ）と、補正後の空走開始位置Ｘｐａ（Ｎ＋１）を計算する。補正値Δ（Ｎ）と、補正後の空走開始位置Ｘｐａ（Ｎ＋１）の計算式は、それぞれ式（１）、（２）である。

Δ（Ｎ）＝−（（Ｘｂ（Ｎ）−Ｓｂ（Ｎ））−（Ｘ（０）−Ｓ（０）））
−（（Ｘｂ（Ｎ）−Ｘ（０））−（Ｓｂ（Ｎ）−Ｓ（０））） …（１）
Ｘｐａ（Ｎ＋１）＝（Ｓａ（Ｎ＋１）−Ｓ（０））＋Ｘ（０）−Δ（Ｎ）＋ＭＡ …（２）

Ｓａ（Ｎ＋１）は、Ｎ＋１回目に研削するワークピースＷの表面位置を表し、（Ｓａ（Ｎ＋１）−Ｓ（０））はそのワークピースＷの厚さを表している。

空走開始位置Ｘｐａ（Ｎ＋１）は、ワークピースＷの厚さ（Ｓａ（Ｎ＋１）−Ｓ（０））に、送り位置の原点の値（Ｘ（０））を加算し、主に砥石２の摩耗に相当する補正値Δ（Ｎ）を減算し、更にマージンＭＡを加算した値となっている。

そして、制御装置６は、Ｎ＋１回目の研削加工において空走が、算出した空走開始位置Ｘｐａ（Ｎ＋１）の位置から開始されるように研削加工パターンを移動修正し、修正された研削加工パターンに従ってＮ＋１回目の研削加工を実行する。

図４は、弾性変形量ｄ（１）と補正量Δ（１）の関係を示す図である。図４では、チャック４４の表面位置ではなく、ワークピースＷの加工目標位置を原点Ｓ（０）、Ｘ（０）とし、また厚みセンサＳ_１のセンサ計測値Ｓｂ（１）、Ｓｂ（２）・・・は加工の回数を重ねても変化しないものとしている。つまり、Ｓ（０）＝Ｓｂ（１）＝Ｓｂ（２）である。

図４を参照すると、１回目の研削加工では、加工目標位置まで研削が進んだ状態では、送り位置は原点Ｘ（０）よりも、機械の弾性変形量ｄ（１）を含んだ所定距離だけ奥まで変位している。その状態から戻り制御が行われ、機械の弾性変形が無視できる状態、つまり弾性変形量ｄ（１）だけ戻った位置で、送り位置Ｘｂ（１）が計測される。上述のようにＳｂ（１）＝Ｓ（０）なので、式（１）より、補正値Δ（１）＝−（Ｘｂ（１）−Ｘ（０））となる。

同様に、２回目の研削加工で、加工目標まで研削が進んだ状態では、送り位置は原点Ｘ（０）よりも、機械の弾性変形量ｄ（２）を含んだ所定距離だけ奥まで変位している。その状態から戻り制御が行われ、機械の弾性変形が無視できる状態、つまり弾性変形量ｄ（２）だけ戻った位置で、送り位置Ｘｂ（２）が計測される。上述のようにＳｂ（２）＝Ｓ（０）なので、式（１）より、補正値Δ（２）＝−（Ｘｂ（２）−Ｘ（０））となる。

以上説明したように、本実施形態の研削加工方法によれば、ワークピースＷを加工目標位置までの研削した後に砥石２の位置を戻す途中で、送り台５２の変位に含まれる機械の弾性変形が無視できる状態になったときに送り台５２の位置または変位量を測定し、測定した送り台５２の位置または変位量に基づいて空走開始位置の補正値を算出する。そのため、弾性変形が無い状態で砥石２をワークピースＷに衝突させることなく、かつ、加工時間が短くなるように、空走開始位置を適切に補正することができる。

また、本実施形態によれば、送り台５２の変位に含まれる機械の弾性変形が無視できる状態になったときに、送り台５２の位置または変位量だけでなく、ワークピースＷの表面位置または厚みも測定し、その両方を基に空走開始位置の補正値を算出するので、より正確に空走開始位置を補正することが可能である。

（第２の実施形態）

第２の実施形態での研削加工装置は、基本的には第１の実施形態のものと同様の構成を有するが、厚みセンサＳ_１が接触式のセンサであり、かつ、ウェハ性状を向上させるために戻り制御においては厚みセンサＳ_１をウェハから離間させて制御を行うものであるとする。したがって、戻り制御の途中で厚みセンサＳ_１の計測値は得られないことになる。

そこで、本実施形態では、制御装置６は、送り制御が加工目標位置まで進んだときに厚みセンサＳ_１の計測値Ｓ（Ｎ）を取得し、その後、戻り制御を行い、機械の弾性変形が無視できる状態となったときに送り位置検出器Ｓ_２の計測値Ｘｂ（Ｎ）を取得する。

そして、制御装置６は、式（３）にしたがって、空走開始位置の補正値Δ（Ｎ）を決定する。

Δ（Ｎ）＝−（（Ｘｂ（Ｎ）−Ｓ（Ｎ））−（Ｘ（０）−Ｓ（０）））
−（（Ｘｂ（Ｎ）−Ｘ（０））−（Ｓ（Ｎ）−Ｓ（０））） …（３）

機械の弾性変形は、送り位置検出器Ｓ_２の計測値には比較的大きく影響するが、厚みセンサＳ_１の計測値への影響は比較的小さい。そのため、本実施形態のように、式（３）によって十分に実用的な補正値Δ（Ｎ）を得ることができる。

本実施形態の研削加工方法によれば、機械の弾性変形の影響が小さく、また戻り制御中に計測ができない、厚みセンサＳ_１の計測値（ワークピースＷの表面位置または厚み）については研削の終了時に計測し、弾性変形に大きく影響される送り位置検出器Ｓ_２の計測値（送り台５２の位置または変位量）については戻り制御において弾性変形が無視できる状態で計測する。そのため、ワークピースＷの表面位置または厚みの測定が制限される条件下でも、弾性変形が無い状態で砥石２をワークピースＷに衝突させることなく、かつ、加工時間が短くなるように、空走開始位置を適切に補正することができる。

なお、送り制御が加工目標位置まで進んだときに計測されたＳ（Ｎ）に所定の調整を加えた値を上記式（３）に適用して空走開始位置の補正値Δ（Ｎ）を算出することにしてもよい。例えば、厚みセンサＳ_１の計測値に現れる弾性変形量を予め想定して設定しておき、送り制御が加工目標位置まで進んだ時に計測されたＳ（Ｎ）に加算することにしてもよい。

（第３の実施形態）

第３の実施形態に用いられる研削加工装置は、基本的には第１および第２の実施形態のものと同様の構成を有する。ただし、本実施形態は、第１および第２の実施形態と異なり、研削加工装置は、送り制御が加工目標位置まで進んだときに厚みセンサＳ_１および送り位置計測器Ｓ_２の計測値と弾性変形量とを取得し、厚みセンサＳ_１および送り位置計測器Ｓ_２の計測値から算出される空走開始位置の補正値に弾性変形量を加算して用いるものである。

そのため、本実施形態での研削加工装置は、厚みセンサＳ_１あるいは送り位置計測器Ｓ_２の計測値に影響する機械の弾性変形量を直接的に計測する測定器を備えている。具体例として、測定器は、砥石回転軸５５にかかる負荷を計測する計測器である。より具体的には、測定器は、砥石駆動用の駆動モータ５６の電流を計測する測定器である。送り制御が加工目標位置に達したときの駆動モータ５６の電流と弾性変形量ｄ（Ｎ）との関係は関数で表現できる。

以下、空走開始位置を補正する処理について説明する。

まず、制御装置６は、送り制御が加工目標位置に達したときの駆動モータ５６の電流と弾性変形量ｄ（Ｎ）との関係を式（４）のような関数で表現し、予め設定しておく。ｆｄ（）、〜、ｇ、ｏは所定の関数あるいは定数である。

ｄ（Ｎ）＝ｆｄ（Ｉｘ（Ｎ））〜ｇ・Ｉｘ（Ｎ）＋ｏ …（４）

一連の送り制御の後、制御装置６は、送り制御が加工目標位置まで進んだときに厚みセンサＳ_１の計測値Ｓ（Ｎ）および送り位置計測器Ｓ_２の計測値Ｘ（Ｎ）と、測定器から駆動モータ５６の電流値Ｉｘ（Ｎ）とを取得する。

制御装置６は、取得した厚みセンサＳ_１の計測値Ｓ（Ｎ）および送り位置計測器Ｓ_２の計測値Ｘ（Ｎ）から、式（５）によって、空走開始位置の補正値Δ´（Ｎ）を算出する。

Δ´（Ｎ）＝−（（Ｘ（Ｎ）−Ｘ（０））−（Ｓ（Ｎ）−Ｓ（０））） …（５）

更に、制御装置６は、上記式（４）によって、駆動モータ５６の電流値Ｉｘ（Ｎ）から弾性変形量ｄ（Ｎ）を算出し、空走開始位置の補正値Δ´（Ｎ）に弾性変形量ｄ（Ｎ）を加算することにより、弾性変形を考慮した補正値Δ（Ｎ）を算出する。

制御装置６は、算出した補正値Δ（Ｎ）を用いて、次回の研削加工における空走開始位置を補正する。

以上、本実施形態によれば、弾性変形が生じている状態の計測値を基に算出した空走開始位置の補正値を、測定した弾性変形量を用いて修正するので、弾性変形が無い状態で砥石２をワークピースＷに衝突させることなく、かつ、加工時間が短くなるように、空走開始位置を適切に補正することができる。

なお、本実施形態では、駆動モータ５６の電流値Ｉｘ（Ｎ）から弾性変形量ｄ（Ｎ）を算出する例を示したが、本発明がこれに限定されることはない。他の例として、研削加工装置の機械に歪測定素子を取り付けておき、その測定素子から得られる計測値から、弾性変形量ｄ（Ｎ）を算出することにしてもよい。

また、本実施形態では、機械の弾性変形量を実際に計測することにより取得する例を示したが、本発明がこれに限定されることはない。他の例として、送り制御が加工目標位置まで進んだときの機械の想定される弾性変形量を予めメモリに記録しておき、メモリからその弾性変形量を読み出すことで弾性変形量を取得するものであってもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらは全て本発明を説明するための例示であり、これらの実施形態のみに本発明の範囲を限定する趣旨ではない。従って、本発明は、その要旨を逸脱することなく、他の様々な形態で実施することが可能である。

Ｓ１、Ｓ２…センサ、１…研削加工装置、２…砥石、３０…ベース部材、４０…ワーク支持部、４１…支持台、４２…ワーク回転軸、４２Ａ…中心軸、４３…駆動モータ、４４…チャック、５０…研削加工部、５１…固定台、５２…送り台、５３…送り駆動部、５４…支持台、５５…砥石回転軸、５５Ａ…中心軸、５６…駆動モータ、６…制御装置

Claims (4)

1. 砥石とワークピースとを相対的に往復移動させる送り台を制御することにより、前記砥石と前記ワークピースを回転させつつ安全な接触を可能にする空走を経て接触させ、前記ワークピースの表面を研削するための研削加工方法であって、
   前記ワークピースを加工目標位置までの研削した後に前記砥石の位置を戻す途中で、前記送り台の変位に含まれる機械の弾性変形が無視できる状態になったときに前記送り台の位置または変位量を測定し、
   前記送り台の位置または変位量に基づいて空走開始位置の補正値を算出し、
   前記補正値に基づいて次回の空走開始位置を補正する、研削加工方法。
2. 前記砥石の位置を戻す途中で、前記砥石を前記ワークピースに押し当てる押付け力が所定値まで低下したら、前記弾性変形が無視できる状態になったと判断する、請求項１に記載の研削加工方法。
3. 前記砥石の位置を戻す途中で、前記弾性変形が無視できる状態になったときに、更に、前記ワークピースの表面位置または厚みを測定し、
   前記ワークピースの表面位置または厚みと、前記送り台の位置または変位量とに基づいて、前記空走開始位置の補正値を算出する、
   請求項１に記載の研削加工方法。
4. 砥石とワークピースとを相対的に往復移動させる送り台を制御することにより、前記砥石と前記ワークピースを回転させつつ安全な接触を可能にする空走を経て接触させ、前記ワークピースの表面を研削するための研削加工方法であって、
   前記ワークピースを加工目標位置まで研削したときに、前記ワークピースの表面位置または厚みと、前記送り台の位置または変位量と、を測定し、
   前記ワークピースを前記加工目標位置まで研削したときの前記送り台の変位に含まれる機械の弾性変形量を取得し、
   前記ワークピースの表面位置または厚みと、前記送り台の位置または変位量とに基づいて算出される空走開始位置の補正値を前記弾性変形量によって修正し、
   修正した前記補正値に基づいて次回の空走開始位置を補正する、研削加工方法。
   
   

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