JP2016013585A

JP2016013585A - 板状ワークの搬出方法

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Publication number: JP2016013585A
Application number: JP2014135788A
Authority: JP
Inventors: 山端　一郎; Ichiro Yamahata; 一郎山端; 孝世浦山; Takayo Urayama
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-07-01
Filing date: 2014-07-01
Publication date: 2016-01-28
Anticipated expiration: 2034-07-01
Also published as: JP6309371B2; CN105313008B; KR20160003570A; TW201603948A; CN105313008A; TWI650203B; KR102185240B1

Abstract

【課題】チャックテーブルから板状ワークを搬出するときに、板状ワークの下面に研削屑を付着させないようにする板状ワークの搬出方法を提供する。
【解決手段】吸引ライン６によってポーラス板２と吸引源７とを連通させ吸引エリア３で板状ワークＷを吸引保持しつつ、洗浄水供給ライン９に洗浄水１４を供給し吸引エリア３の外周部分から洗浄水１４を噴出させて板状ワークＷの外周部Ｗｃのみを吸引エリア３から浮上させる外周浮上工程と、搬出手段２０で板状ワークＷを保持する板状ワーク保持工程と、チャックテーブル１から板状ワークＷ全体を離反させてチャックテーブル１から板状ワークＷを搬出する搬出工程とを実施することにより、板状ワークＷの外周部Ｗｃが吸引エリア３に吸盤の如く貼り付いて板状ワークＷが湾曲して割れるのを防ぎ、板状ワークＷをチャックテーブル１から搬出する際に板状ワークＷの下面Ｗｂに研削屑が付着するのを防止する。
【選択図】図３

Description

本発明は、チャックテーブルに保持された板状ワークを搬出する方法に関する。

板状ワークに研削を施す研削砥石を有する研削装置においてチャックテーブルに保持された板状ワークを所望の厚みに研削した後、該チャックテーブルから板状ワークを搬出する際には、例えば、搬出手段の吸引パッドで板状ワークの上面を吸引保持するとともに、チャックテーブルから気体（例えばエアー）や液体（例えば洗浄水）を噴き出して板状ワークを浮上させた後、搬出手段が上昇することにより板状ワークをチャックテーブルから搬出している。

チャックテーブルからエアーだけを噴き出して板状ワークを浮上させる場合は、研削時に使用した研削水が板状ワークに付着している影響でチャックテーブルから噴き出したエアーが局所的に板状ワークを浮き上がらせてしまい、板状ワークが割れることがある。また、板状ワークの中央部分にエアーを噴きつけると、該中央部分だけが浮き上がるとともに板状ワークの外周部がチャックテーブルの保持面に吸盤の如く貼り付いて板状ワークが湾曲して割れることもある。

一方、チャックテーブルから洗浄水だけを噴き出して板状ワークを浮上させる場合は、板状ワークを浮上させるのに時間がかかる。また、板状ワークの保持面と板状ワークの下面との間に液体が介在することで、液体の表面張力が板状ワークの搬出時の妨げとなる。

そこで、チャックテーブルの保持面から板状ワークの中央部分に向けて、エアーと洗浄水とを混合させた混合流体を噴き出して板状ワークを浮上させることにより、洗浄水の表面張力を低下させるとともに、局所的に板状ワークが浮上するのを防止する技術が提案されている（例えば、下記の特許文献１を参照）。

特開２０１３−１８４２６９号公報

ここで、板状ワークの研削時には、板状ワークの外周部からチャックテーブルの内部（ポーラス板）に研削屑が侵入しており、搬出手段によってチャックテーブルから研削後の板状ワークを搬出する際に、上記したような混合流体をチャックテーブルから板状ワークの中央部分に噴き出すことにより、ポーラス板から研削屑が吹き出て板状ワークの下面に付着してしまうという問題がある。

また、チャックテーブルから板状ワークを搬出するときに、チャックテーブルから板状ワークの中央部分に混合流体を噴き出すことにより、局所的に板状ワークが浮上するおそれは低減されるものの、板状ワークが湾曲して割れることがあるため、改善が必要である。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、チャックテーブルから板状ワークを離反させて搬出するときに、板状ワークの割れ及び板状ワークの下面への研削屑の付着を防止することを目的としている。

本発明は、板状ワークを吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルが吸引保持する板状ワークを研削加工する研削手段と、該研削手段によって研削された板状ワークを保持し該チャックテーブルから板状ワークを搬出する搬出手段と、を備える研削装置において、研削加工を施した板状ワークを該搬出手段によって該チャックテーブルから搬出する搬出方法であって、該チャックテーブルは、板状ワークを吸引保持する吸引エリアを有するポーラス板と、該吸引エリアを開放して該ポーラス板の側面と下面とを囲繞する枠体と、該枠体の底面の中央部分に形成され該ポーラス板と吸引源とを連通させる吸引ラインと、該枠体の底面の外周部分または該枠体の内側面に形成され該ポーラス板と洗浄水供給源とを連通させ該吸引エリアの外周部分から洗浄水を噴出させる洗浄水供給ラインと、を備え、該吸引ラインによって該ポーラス板と該吸引源とを連通させ該吸引エリアで板状ワークを吸引保持しつつ、該洗浄水供給ラインに洗浄水を供給し該吸引エリアの外周部分から洗浄水を噴出させて板状ワークの外周部のみを該吸引エリアから浮上させる外周浮上工程と、該搬出手段によって板状ワークを保持する板状ワーク保持工程と、該板状ワーク保持工程及び該外周浮上工程の後、該吸引エリアにおける板状ワークの吸引を遮断して該チャックテーブルから板状ワーク全体を離反させて該チャックテーブルから板状ワークを搬出する搬出工程と、を備える。

本発明にかかる板状ワークの搬出方法は、チャックテーブルの吸引エリアで板状ワークを吸引保持しつつ洗浄水供給ラインに洗浄水を供給して吸引エリアの外周部分から洗浄水を噴出させて板状ワークの外周部のみを吸引エリアから浮上させる外周浮上工程と、搬出手段によって板状ワークを保持する板状ワーク保持工程と、板状ワーク保持工程及び該外周浮上工程の後、吸引エリアにおける板状ワークの吸引を遮断してチャックテーブルから板状ワーク全体を離反させてチャックテーブルから板状ワークを搬出する搬出工程とを備え、板状ワーク全体を浮上させる前に、板状ワークの外周部のみを浮上させるため、板状ワークが湾曲して割れることがない。また、ポーラス板の内部に浸入した研削屑を洗浄水によって排出でき、板状ワークをチャックテーブルから搬出する際に板状ワークに研削屑が付着するのを防止できる。よって、板状ワークに付着した研削屑を除去する洗浄機構を別途設ける必要がなくなる。

板状ワークを保持するチャックテーブル，板状ワークを吸引保持して搬出する搬出手段及び該搬出手段を昇降させる昇降手段の構成を示す断面図である。搬出方法の第１例の板状ワーク保持工程を示す断面図である。搬出方法の第１例の外周浮上工程を示す断面図である。搬出方法の第１例の板状ワーク浮上工程を示す断面図である。搬出方法の第１例の搬出工程を示す断面図である。板状ワークを保持するチャックテーブル，板状ワークの外周部をエッジクランプして搬出する搬出手段及び該搬出手段を昇降させる昇降手段の構成を示す断面図である。搬出方法の第２例の外周浮上工程を示す断面図である。搬出方法の第２例の板状ワーク保持工程を示す断面図である。搬出方法の第２例の板状ワーク浮上工程を示す断面図である。搬出方法の第２例の搬出工程を示す断面図である。

１板状ワークの搬出方法の第１例
まず、被加工物である板状ワークに研削を施す研削装置の構成について説明する。研削装置は、図１に示すように、板状ワークを吸引保持するチャックテーブル１と、チャックテーブル１が吸引保持する板状ワークに研削を施す研削手段１５と、研削手段１５によって研削された板状ワークを吸引保持してチャックテーブル１から搬出する搬出手段２０と、搬出手段２０を鉛直方向（Ｚ軸方向）に昇降させる昇降手段３０とを少なくとも備えている。

チャックテーブル１は、円盤状に形成されるポーラス板２と、ポーラス板２の側面と下面とを囲繞する枠体４とを備えている。ポーラス板２は、その上面が板状ワークを吸引保持する吸引エリア３となっている。枠体４には、ポーラス板２の直径よりも若干大径の凹部５が形成されている。枠体４の凹部５にポーラス板２をその下面側から嵌め込こみ、吸引エリア３を露出させて開放するとともにポーラス板２の側面と下面とを囲繞してチャックテーブル１として使用することができる。

チャックテーブル１は、枠体４の凹部５の底面５ａの中央部分に連通して形成された吸引ライン６と、枠体４の凹部５の内側面５ｂに連通して形成された洗浄水供給ライン９とを備えている。吸引ライン６は、吸引バルブ８を介して吸引源７に接続されている。吸引バルブ８を開くと、ポーラス板２と吸引源７とを連通させ、吸引ライン６を通じて吸引エリア３で板状ワークを吸引保持することができる。

洗浄水供給ライン９は、第１の供給バルブ１１を介して洗浄水供給源１０に接続されている。第１の供給バルブ１１を開くと、ポーラス板２と洗浄水供給源１０とを連通させ、洗浄水供給ライン９を通じて枠体４の凹部５の内側面５ｂからポーラス板２の側面に洗浄水を供給し、吸引エリア３の外周部分から洗浄水を噴出させることができる。図１の例における洗浄水供給ライン９は、凹部５の内側面５ｂに形成されているが、洗浄水供給ライン９は、凹部５の底面５ａの外周部分に形成されていてもよい。

吸引ライン６と洗浄水供給ライン９との間には、第２の供給バルブ１２が配設されている。吸引バルブ８を閉じるとともに第１の供給バルブ１１及び第２の供給バルブ１２を開くことにより、洗浄水供給ライン９，洗浄水供給ライン１３及び吸引ライン６を通じてポーラス板２の吸引エリア３に所望の水圧で洗浄水を供給することができる。

研削手段１５は、回転可能なスピンドル１５０と、スピンドル１５０の下端に装着されたマウント１５１と、マウント１５１に装着された研削ホイール１５２とから構成され、研削ホイール１５２の下面には円環状に固着された研削砥石１５３を備えている。研削手段５は、研削送り手段１６によって、チャックテーブル１に対して接近する方向及び離反する方向に移動可能となっている。

搬出手段２０は、アーム部２１と、アーム部２１の一端に連結部２２を介して接続された搬送パッド２３とを備えている。搬送パッド２３は、板状ワークを吸引保持する吸引保持面２４を有しており、吸引源２５に接続されている。なお、搬送パッド２３は、板状ワークよりも小径に形成されていることが望ましい。

昇降手段３０は、Ｚ軸方向にのびるボールネジ３１と、ボールネジ３１の一端に接続されたモータ３２と、ボールネジ３１と平行にのびるガイド３３と、搬出手段２０のアーム部２１の他端に連結された昇降部３４とを備えている。昇降部３４にガイド３３が摺接するとともに昇降部３４の中央部に形成されたナットにボールネジ３１が螺合しており、モータ３２がボールネジ３１を回動させることにより、昇降部３４とともに搬出手段２０をガイド３３に沿ってＺ軸方向に昇降させることができる。

次に、搬出手段２０を用いてチャックテーブル１から板状ワークＷを搬出する方法について説明する。板状ワークＷは、円盤状の被加工物の一例であり、特に材質等が限定されるものではない。板状ワークＷのうち研削される面が上面Ｗａとなっており、この上面Ｗａと反対側にある面がチャックテーブル１に吸引保持される下面Ｗｂとなっている。研削手段１５による研削加工後の板状ワークＷは、下面Ｗｂがチャックテーブル１に吸引保持された状態となっている。

板状ワーク保持工程
図２に示すように、昇降手段３０がボールネジ３１を回動させて昇降部３４とともに搬出手段２０を例えばＺ１方向に下降させ、搬送パッド２３の吸引保持面２４を板状ワークＷの上面Ｗａに接触させる。その後、吸引源２５によって吸引保持面２４に吸引力を作用させて搬送パッド２３の吸引保持面２４で板状ワークＷの上面Ｗａを吸引保持する。このようにして、搬出手段２０は、チャックテーブル１に吸引保持されている板状ワークＷを吸引保持する。この時点では、吸引バルブ８が開いており、チャックテーブル２も板状ワークＷを吸引保持している。

（２）外周浮上工程
上記のように、チャックテーブル２及び搬出手段２０によって板状ワークが上下面から吸引された状態で、図３に示すように、チャックテーブル１の吸引エリア３から板状ワークＷの外周部Ｗｃのみを浮上させる。具体的には、吸引バルブ８を開いた状態のままにして板状ワークＷの下面Ｗｂの中央部分を吸引エリア３で吸引保持しつつ、第１の供給バルブ１１を開いて洗浄水供給源１０とポーラス板２とを洗浄水供給ライン９を介して連通させる。

これにより、洗浄水供給ライン９に沿ってポーラス板２の側面に洗浄水１４が流入するとともに吸引エリア３の外周部分から洗浄水１４が噴き出す。搬送パッド２３が板状ワークＷよりも小径に形成されているため、噴き出した洗浄水１４が板状ワークＷの外周部Ｗｃを下方から押し上げて外周部Ｗｃのみを吸引エリア３から浮上させる。このとき、ポーラス板２の内部に侵入している研削屑は、吸引源７からの吸引力によって洗浄水１４とともにポーラス板２から排出され、板状ワークＷの外周に付着している研削屑は、噴き出した洗浄水１４によって外側に吐き出される。このような外周浮上工程は、上記した板状ワーク保持工程の前に実施してもよい。

（３）板状ワーク浮上工程
続いて、図４に示すように、チャックテーブル１の吸引エリア３から板状ワークＷの全体を浮上させる。具体的には、第１の供給バルブ１１を開いたまま、吸引バルブ８を閉じて吸引エリア３における板状ワークＷの吸引を遮断する。これとともに第２の供給バルブ１２を開いて、吸引エリア３に供給する洗浄水の供給量が例えば５L／min以上となるようにする。

ポーラス板２の側面に流入される洗浄水の供給量が例えば５L／min以上となると、ポーラス板２の吸引エリア３の外周部分から中央に向けて洗浄水１４が流れていく。この洗浄水１４によって板状ワークＷを下方から押し上げ、板状ワークＷの全体を吸引エリア３から浮上させる。なお、吸引エリア３への洗浄水の供給経路に昇圧手段を設けて洗浄水の供給圧力を高めるようにすると、吸引エリア３の全体に洗浄水を行き渡らせて確実に板状ワークＷを浮上させることができる。その昇圧手段は、板状ワークＷの研削中などのチャックテーブル１の回転時には作動しないように制御する。

（４）搬出工程
板状ワークＷの全体が吸引エリア３から浮上した後、図５に示すように、モータ３２がボールネジ３１を回動させることにより昇降部３４とともに搬出手段２０をＺ２方向に上昇させ、搬送パッド２３が吸引保持している板状ワークＷをチャックテーブル１から離反させて、板状ワークＷを搬出する。そして、搬出した板状ワークＷを所望の搬送先に搬送する。

このように、板状ワークの搬出方法の第１例では、チャックテーブル１で板状ワークＷを吸引保持しつつポーラス板２の吸引エリア３の外周部分から洗浄水１４を噴出させて板状ワークＷの外周部Ｗｃのみを浮上させ、その後、板状ワーク浮上工程を実施して吸引エリア３から板状ワークＷの全体を浮上させていくため、板状ワークＷの外周部Ｗｃが吸引エリア３に吸盤の如く貼り付いて板状ワークＷが湾曲して割れることはない。
また、吸引エリア３の外周部分から洗浄水１４を噴き出して板状ワークＷの外周部Ｗｃを先に浮上させることから、ポーラス板２の内部に浸入した研削屑を洗浄水１４によってあらかじめ排出でき、板状ワークＷをチャックテーブル２から搬出する際に板状ワークＷの下面Ｗｂに研削屑が付着するのを防止できる。

２板状ワークの搬出方法の第２例
板状ワークＷをチャックテーブル１から搬出する手段として、図６に示すように、板状ワークＷの外周部Ｗｃをエッジクランプする搬出手段４０を使用してもよい。搬出手段４０は、アーム部４１と、アーム部４１の一端において連結部４２を介して接続されたプレート４３と、プレート４３の外周側に配設されプレート４３の径方向に移動可能な開閉機構４４と、板状ワークＷの外周部Ｗｃをエッジクランプする外周保持部４５とを備えている。外周保持部４５は開閉機構４４に接続されている。板状ワークＷのサイズに応じて開閉機構４４がプレート４３の径方向に移動することにより、板状ワークＷのサイズにあわせて板状ワークを外周側から保持することができる。なお、図６に示す研削装置は、搬出手段４０以外の構成は図１と同様であるため、図１と同様に構成される部位には同一の符号を付し、その説明は省略することとする。

次に、搬出手段４０を用いてチャックテーブル１から板状ワークＷを搬出する方法について説明する。なお、板状ワークの搬出方法の第１例と同様、研削後の板状ワークＷはチャックテーブル１に吸引保持されている。

（１）外周浮上工程
図７に示すように、チャックテーブル１の吸引エリア３から板状ワークＷの外周部Ｗｃのみを浮上させる。すなわち、板状ワークＷの下面Ｗｂの中央部分を吸引エリア３で吸引保持しつつ、第１の供給バルブ１１を開いて洗浄水供給ライン９を介してポーラス板２の側面側からその内部に洗浄水１４を流入させる。これにより、ポーラス板２の吸引エリア３の外周部分から洗浄水１４が噴き出し板状ワークＷの外周部Ｗｃを下方から押し上げ、板状ワークＷの外周部Ｗｃのみを吸引エリア３から浮上させる。板状ワークの搬出方法の第２例では、板状ワークＷの外周部Ｗｃをエッジクランプしやすい状態にするため、後記の板状ワーク保持工程よりも前に外周浮上工程を実施する。

（２）板状ワーク保持工程
次に、図８に示すように、搬出手段４０によって、チャックテーブル１に吸引保持されている板状ワークＷの外周部Ｗｃをエッジクランプする。具体的には、開閉機構４４によって、あらかじめ板状ワークＷの外周部Ｗｃよりも外側に外周保持部４５を位置させておき、モータ３２がボールネジ３１を回動させて昇降部３４とともに搬出手段４０をＺ１方向に下降させ、板状ワークＷの外周部Ｗｃを囲繞するように外周保持部４５を位置づける。
続いて開閉機構４４によって外周保持部４５を板状ワークＷに向けて移動させ、吸引エリア３の外周部分から浮上した板状ワークＷの外周部Ｗｃをエッジクランプする。

（３）板状ワーク浮上工程
続いて、図９に示すように、チャックテーブル１の吸引エリア３から板状ワークＷの全体を浮上させる。第１の供給バルブ１１を開いたまま、吸引バルブ８を閉じて吸引エリア３における板状ワークＷの吸引を遮断する。これとともに第２の供給バルブ１２を開く。ポーラス板２の側面に流入される洗浄水の供給量が例えば５L／min以上となると、ポーラス板２の吸引エリア３の外周部分から中央に向けて洗浄水１４が流れていく。この洗浄水１４によって板状ワークＷを下方から押し上げ、板状ワークＷの全体を吸引エリア３から浮上させる。なお、吸引エリア３への洗浄水の供給経路に昇圧手段を設けて洗浄水の供給圧力を高めるようにすると、吸引エリア３の全体に洗浄水を行き渡らせて確実に板状ワークＷを浮上させることができる。その昇圧手段は、板状ワークＷの研削中などのチャックテーブル１の回転時には作動しないように制御する。

（４）搬出工程
板状ワークＷの全体が吸引エリア３から浮上した後、図１０に示すように、搬出手段４０によってチャックテーブル１から板状ワークＷを搬出する。モータ３２がボールネジ３１を回動させることにより昇降部３４とともに搬出手段４０をＺ２方向に上昇させ、外周保持部４５でエッジクランプしている板状ワークＷをチャックテーブル１から離反させて搬出する。そして、搬出した板状ワークＷを所望の搬送先に搬送する。

このように、板状ワークの搬出方法の第２例では、洗浄水１４で板状ワークＷの外周部Ｗｃのみを浮上させ、搬出手段４０の外周保持部４５によって板状ワークＷの外周部Ｗｃをエッジクランプした後、板状ワーク浮上工程と搬出工程とを順次実施するため、板状ワークＷが湾曲して割れることもない上に、板状ワークＷをチャックテーブル１から搬出する際に板状ワークＷの下面Ｗｂに研削屑が付着することもない。

板状ワークの搬出方法の第１例及び板状ワークの搬出方法の第２例では、板状ワークＷを浮上させるためにエアーを使用せず、洗浄水１４を吸引エリア３の外周側から中央部に向けて進水させることから、板状ワークＷの外周部Ｗｃの割れが発生しくくなるとともに、チャックテーブル１の吸引エリア３上で板状ワークＷが振動するのを防止することができる。

１：チャックテーブル２：ポーラス板３：吸引エリア
４：枠体５：凹部５ａ：底面５ｂ：内側面６：吸引ライン７：吸引源
８：吸引バルブ９：洗浄水供給ライン１０：洗浄水供給源１１：第１の供給バルブ
１２：第２の供給バルブ１３：洗浄水供給ライン１４：洗浄水
１５：研削手段１５０：スピンドル１５１：マウント１５２：研削ホイール
１５３：研削砥石１６：研削送り手段
２０：搬出手段２１：アーム部２２：連結部２３：搬送パッド
２４：吸引保持面２５：吸引源
３０：昇降手段３１：ボールネジ３２：モータ３３：ガイド３４：昇降部
４０：搬出手段４１：アーム部４２：連結部４３：プレート４４：開閉機構
４５：外周保持部

Claims

板状ワークを吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルが吸引保持する板状ワークを研削加工する研削手段と、該研削手段によって研削された板状ワークを保持し該チャックテーブルから板状ワークを搬出する搬出手段と、を備える研削装置において、研削加工を施した板状ワークを該搬出手段によって該チャックテーブルから搬出する搬出方法であって、
該チャックテーブルは、板状ワークを吸引保持する吸引エリアを有するポーラス板と、
該吸引エリアを開放して該ポーラス板の側面と下面とを囲繞する枠体と、該枠体の底面の中央部分に形成され該ポーラス板と吸引源とを連通させる吸引ラインと、該枠体の底面の外周部分または該枠体の内側面に形成され該ポーラス板と洗浄水供給源とを連通させ該吸引エリアの外周部分から洗浄水を噴出させる洗浄水供給ラインと、を備え、
該吸引ラインによって該ポーラス板と該吸引源とを連通させ該吸引エリアで板状ワークを吸引保持しつつ、該洗浄水供給ラインに洗浄水を供給し該吸引エリアの外周部分から洗浄水を噴出させて板状ワークの外周部のみを該吸引エリアから浮上させる外周浮上工程と、
該搬出手段によって板状ワークを保持する板状ワーク保持工程と、
該板状ワーク保持工程及び該外周浮上工程の後、該吸引エリアにおける板状ワークの吸引を遮断して該チャックテーブルから板状ワーク全体を離反させて該チャックテーブルから板状ワークを搬出する搬出工程と、を備える板状ワークの搬出方法。