JP2018069346A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切削装置において、加工精度維持のために必要十分なアイドリング運転を実施する。【解決手段】切削装置の各構成要素を制御する制御ユニット１００は、切削ユニット２０及び移動機構３０を駆動させるアイドリング運転の実施を指示するアイドリング指示部１３０と、回転する切削ブレードを刃先位置検出ユニット４０のブレード侵入部に侵入させ、受光部の受光量が所定光量になった時の切削ユニット２０の位置検出を、アイドリング運転の前後に実施させる検出指示部１４０と、アイドリング運転の前後で検出された刃先の位置の差を算出する算出部と、算出部で算出された差が予め設定された閾値以上の場合、さらなるアイドリング運転が実施され、差が閾値未満の場合、さらなるアイドリング運転は不要と判定する判定部１５０と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、切削装置に関する。

従来、各種半導体ウェーハやＬＥＤ基板等の光デバイスウエーハ、パッケージ基板といった板状の被加工物を切削ブレードで切削する切削装置に関する技術が知られている。切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルの保持面を高さの基準として、切削ブレードの基準位置（原点位置）を設定する。切削ブレードは加工により消耗（摩耗）し、直径が減少する。そのため、切削ブレードの刃先（鉛直方向における下端）の位置を定期的に測定し、測定結果に基づいて切削ブレードの刃先基準位置（原点位置）を随時設定する。例えば、特許文献１には、切削ブレードが侵入するブレード侵入部と、ブレード侵入部に対峙して配設される発光部及び受光部とを備え、切削ブレードにより発光部から受光部に送られる光が遮られることで変化する光量に基づいて、切削ブレードの刃先の位置を検出する切削ブレード検出機構が開示されている。

特開２００１−２９８００１号公報

ところで、上記特許文献１に記載のような切削装置は、一定時間以上停止していると、切削室の温度の上昇又は低下などに起因して切削ユニットの各軸が僅かに変形し、切削ブレードの高さや割り出し送り方向における位置が変化することがある。そのため、切削装置による加工開始前に、スピンドルを回転させながら、切削液を供給しつつ各軸を動作させ、加工動作中に近似した環境を再現することで各軸を加工動作中の位置に近づけるアイドリング運転を行う。しかしながら、アイドリング運転は、例えば３０分程度実施する等、おおよその時間を目安として実施しているものであり、アイドリング運転の実施条件の設定をオペレータのスキルや管理スキルに頼っていた。その結果、不要なアイドリング運転を実施してしまう等、切削装置において、加工精度維持のために必要十分なアイドリング運転を実施することができないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、切削装置において、加工精度維持のために必要十分なアイドリング運転を実施することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードが装着された切削ユニットと、該切削ユニットと該チャックテーブルを該保持面と直交する切り込み送り方向及び該保持面と平行な加工送り方向に相対移動させる移動機構と、該切削ブレードが侵入するブレード侵入部を挟んで対面する発光部と受光部とを有し該切り込み送り方向での該切削ブレードの刃先の位置を検出する刃先位置検出ユニットと、各構成要素を制御する制御ユニットと、を備える切削装置であって、該制御ユニットは、該切削ユニット及び該移動機構を駆動させるアイドリング運転の実施を指示するアイドリング指示部と、回転する該切削ブレードを該刃先位置検出ユニットの該ブレード侵入部に侵入させ、該受光部の受光量が所定光量になった時の該切削ユニットの位置検出を、該アイドリング運転の前後に実施させる検出指示部と、該アイドリング運転の該前後で検出された該刃先の位置の差を算出する算出部と、該算出部で算出された該差が予め設定された閾値以上の場合、さらなる該アイドリング運転が実施され、該差が閾値未満の場合、さらなる該アイドリング運転は不要と判定する判定部と、を備えることを特徴とする。

また、該判定部の判定結果は、報知ユニットによってオペレータに報知されることが好ましい。

本発明にかかる切削装置は、刃先位置検出ユニットを用いて、アイドリング運転の実施前後における切削ブレードの刃先の位置を検出し、アイドリング運転の実施前後における切削ブレードの刃先の位置の差が閾値未満にならない場合、さらなるアイドリング運転が実施され、差が閾値以下になった場合、さらなるアイドリング運転を不要と判定する。これにより、オペレータのスキルや管理スキルに頼ることなく、アイドリング運転の実施条件の基準を設定することができる。その結果、不要なアイドリング運転を実施しないようにし、かつ、アイドリング運転によって切削装置の加工精度を良好に維持することが可能となる。従って、実施形態にかかる切削装置は、切削装置において、加工精度維持のために必要十分なアイドリング運転を実施することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態にかかる切削装置の要部を示す斜視図である。 図２は、切削ユニット及び刃先位置検出ユニットの検出部本体を示す斜視図である。 図３は、切削ユニット、Ｚ軸移動手段及び刃先位置検出ユニットを模式的に示す説明図である。 図４は、基準電圧の説明図である。 図５は、制御ユニットの構成を示すブロック図である。 図６は、切削装置においてアイドリング運転を実施する際の処理手順を示すフローチャートである。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

図１は、実施形態にかかる切削装置の要部を示す斜視図である。切削装置１は、被加工物に対して切削加工を施す加工装置である。切削装置１により切削加工される被加工物は、本実施形態では、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする、円盤状の半導体ウェーハや光デバイスウエーハを想定しているが、これに限定されない。

切削装置１は、被加工物を保持面１０ａで保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持された被加工物を切削する切削ブレード２１が装着された切削ユニット２０と、切削ユニット２０とチャックテーブル１０とを加工送り方向（Ｘ軸方向）に相対移動させるＸ軸移動手段３１、切削ユニット２０とチャックテーブル１０とを割り出し送り方向（Ｙ軸方向）に相対移動させるＹ軸移動手段３２、及び切削ユニット２０とチャックテーブル１０とを切り込み送り方向（Ｚ軸方向）に相対移動させるＺ軸移動手段３３を含む移動機構３０と、切削ブレード２１が侵入するブレード侵入部４２を挟んで対面する発光部４３と受光部４４とを有し（図２参照）、切り込み送り方向（Ｚ軸方向）での切削ブレード２１の刃先（Ｚ軸方向における下端）２１ａ（図３参照）の位置を検出する刃先位置検出ユニット４０と、切削装置１を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御する制御ユニット１００（図５参照）と、報知ユニット５０（図５参照）とを備える。

本実施形態において、加工送り方向は、切削ブレード２１の回転軸線と直交し、チャックテーブル１０の保持面１０ａと平行な方向（Ｘ軸方向）である。また、本実施形態において、割り出し送り方向は、切削ブレード２１の回転軸線の方向であり、鉛直方向と直交する方向（Ｙ軸方向）である。また、本実施形態において、切り込み送り方向は、チャックテーブル１０の保持面１０ａと直交する鉛直方向（Ｚ軸方向）である。以下、加工送り方向をＸ軸方向、割り出し方向をＹ軸方向、切り込み送り方向をＺ軸方向という。

チャックテーブル１０は、装置本体上に設置され、切削加工前の被加工物が保持面１０ａ上に載置されて、被加工物を保持するものである。チャックテーブル１０は、保持面１０ａを構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、真空吸引経路（図示せず）を介して真空吸引源（図示せず）と接続され、保持面１０ａに載置された被加工物を吸引することで保持する。チャックテーブル１０は、Ｘ軸移動手段３１によりＸ軸方向に移動自在に設けられた移動基台３１１上に設置された回転駆動源１１により、中心軸線（Ｚ軸と平行である）回りに回転自在に設けられている。また、チャックテーブル１０の周囲には、エアーアクチュエータにより駆動して被加工物の周囲で被加工物が粘着テープで支持される環状フレームを挟持する４つのクランプ部１２が複数設けられている。

切削ユニット２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物を切削する切削ブレード２１を装着したスピンドル２２（図２参照）を有するものである。切削ユニット２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物に対して、Ｙ軸移動手段３２によりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Ｚ軸移動手段３３によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。

切削ユニット２０は、Ｙ軸移動手段３２、Ｚ軸移動手段３３などを介して、装置本体から立設した柱部３に設けられている。切削ユニット２０は、Ｙ軸方向において、チャックテーブル１０を挟んで二つ配設されている。切削ユニット２０は、Ｙ軸移動手段３２及びＺ軸移動手段３３により、チャックテーブル１０の表面の任意の位置に切削ブレード２１を位置付け可能となっている。

切削ブレード２１は、略リング形状を有する極薄の切削砥石である。スピンドル２２は、切削ブレード２１を回転させることで被加工物を切削する。スピンドル２２は、スピンドルハウジング２３内に収容され、スピンドルハウジング２３は、Ｚ軸移動手段３３に支持されている。切削ユニット２０のスピンドル２２及び切削ブレード２１の回転軸心は、上述したように、Ｙ軸方向と平行に設定されている。また、切削ユニット２０は、被加工物に切削液を供給する切削液供給ノズル２４を有する。

移動機構３０のＸ軸移動手段３１は、チャックテーブル１０をＸ軸方向に移動させることで、被加工物に対する加工送りを実現するものである。Ｘ軸移動手段３１は、図１に示すように、例えばパルスモータやボールねじ、ガイドレール等を含んで構成されており、移動基台３１１を装置本体に対して（柱部３に対して）Ｘ軸方向に相対移動させる。

移動機構３０のＹ軸移動手段３２は、切削ユニット２０をＹ軸方向に移動させることで、被加工物に対する割り出し送りを実現するものである。Ｙ軸移動手段３２は、例えばパルスモータやボールねじ、ガイドレール等を含んで構成されており、移動基台３２１を装置本体に対して（柱部３に対して）Ｙ軸方向に相対移動させる。Ｙ軸移動手段３２は、柱部３に支持されており、Ｚ軸移動手段３３を支持している。また、Ｙ軸移動手段３２は、切削ユニット２０のＹ軸方向の位置を検出する図示しないＹ軸位置検出手段を備えている。Ｙ軸位置検出手段は、例えばリニアスケールとセンサとを含むものである。

Ｚ軸移動手段３３は、切削ユニット２０をＺ軸方向に移動させることで、被加工物に対する切り込み深さの制御を実現するものである。Ｚ軸移動手段３３は、例えばサーボモータやボールねじ、ガイドレール等を含んで構成されており、移動基台３３１を装置本体に対して（柱部３に対して）Ｚ軸方向に相対移動させる。Ｚ軸移動手段３３は、Ｙ軸移動手段３２に支持されており、切削ユニット２０を支持している。また、Ｚ軸移動手段３３は、サーボモータの制御によって切削ユニット２０のＺ軸方向の位置を検出するＺ軸位置検出手段を備えている。

次に、刃先位置検出ユニット４０について、図面を参照しながら説明する。図２は、切削ユニット及び刃先位置検出ユニットの検出部本体を示す斜視図であり、図３は、切削ユニット、Ｚ軸移動手段及び刃先位置検出ユニットを模式的に示す構成図であり、図４は、基準電圧の説明図である。刃先位置検出ユニット４０は、制御ユニット１００により制御される。

刃先位置検出ユニット４０は、図１に示すように、Ｙ軸方向において、チャックテーブル１０を挟んで二つ配設されている。刃先位置検出ユニット４０は、図２及び図３に示すように、検出部本体４１と、ブレード侵入部４２と、発光部４３と、受光部４４と、光源４５と、洗浄水供給部４６と、エアー供給部４７と、制御ユニット１００に含まれる基準位置検出部１２０とを備える。

検出部本体４１は、切削ブレード２１の可動範囲に設置されている。検出部本体４１は、ブレード侵入部４２が形成されている。また、検出部本体４１は、発光部４３と、受光部４４と、洗浄水供給部４６と、エアー供給部４７との各部が配置されている。また、検出部本体４１には、発光部４３及び受光部４４を覆うカバー４８が、ヒンジを介して開閉可能に設けられている。カバー４８は、切削液や切削屑の付着を防止するためのものである。カバー４８は、切削ブレード２１の刃先２１ａの位置を検出する際には開かれ、被加工物に対して切削加工を施す際には閉じられる。

ブレード侵入部４２は、切削ブレード２１の外周部が侵入する部分である。ブレード侵入部４２は、検出部本体４１に形成された溝である。ブレード侵入部４２は、溝の一方の面４２ａに発光部４３の端面が設けられている。ブレード侵入部４２は、溝の他方の面４２ｂに受光部４４の端面が設けられている。発光部４３の端面及び受光部４４の端面は、平坦なガラス等で形成されている。発光部４３の端面と受光部４４の端面とは、発光部４３と受光部４４との光軸を一致させて設けられている。

発光部４３は、図３に示すように、光ファイバー４９ａを介して光源４５に接続されており、光源４５からの光を受光部４４に向けて射出する。受光部４４は、発光部４３からの光を受光する。受光部４４は、図３に示すように、後述する光電変換部１２１に光ファイバー４９ｂを介して接続されており、発光部４３から受光した光を基準位置検出部１２０の光電変換部１２１に送る。

洗浄水供給部４６は、発光部４３の端面及び受光部４４の端面に対して洗浄水を供給し、発光部４３の端面及び受光部４４の端面を洗浄するものである。エアー供給部４７は、発光部４３の端面及び受光部４４の端面に対してエアーを供給し、洗浄水を吹き飛ばして発光部４３の端面及び受光部４４の端面を乾燥させるものである。これにより、発光部４３の端面及び受光部４４の端面に切削屑が付着しても洗い流されるため、切削ブレード２１の刃先２１ａを正確に検出することができる。

基準位置検出部１２０は、図３に示すように、光電変換部１２１と、基準電圧設定部１２２と、電圧比較部１２３と、端部位置検出部１２４と、算出部１２５と、位置補正部１２６とを有する。

光電変換部１２１は、受光部４４から送られる光の光量に対応した電圧を電圧比較部１２３へ出力する。切削ブレード２１がブレード侵入部４２に侵入するに従って、切削ブレード２１が発光部４３と受光部４４との間を遮る量が増加すると、光電変換部１２１からの出力が徐々に減少する。本実施形態において、光電変換部１２１は、図４に示すように、受光率が０％の時には５Ｖ（最大電圧）、受光率が１００％の時には０Ｖ（最小電圧）の電圧を出力する。光電変換部１２１は、受光部４４の受光量が所定光量となったとき、すなわち切削ブレード２１が発光部４３と受光部４４との間の所定位置に達したときに、出力電圧が基準電圧（本実施形態では、３Ｖ）になるように設定されている。本実施形態において、所定位置は、切削ブレード２１の刃先２１ａが保持面１０ａの上面に接触する位置として設定される。

基準電圧設定部１２２は、設定された基準電圧を電圧比較部１２３に出力する。本実施形態において基準電圧は、上述したように、３Ｖである。電圧比較部１２３は、光電変換部１２１からの出力と基準電圧設定部１２２によって設定された基準電圧とを比較し、光電変換部１２１からの出力が基準電圧に達したとき、その旨の信号を端部位置検出部１２４に出力する。端部位置検出部１２４は、電圧比較部１２３から上記信号が出力された時点で、Ｚ軸移動手段３３のＺ軸位置検出手段から取得した切削ユニット２０のＺ軸方向における位置を切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置（原点位置）として検出する。つまり、端部位置検出部１２４は、受光部４４の受光量が所定光量になったとき、すなわち切削ブレード２１が発光部４３と受光部４４との間の所定位置に達したときに、Ｚ軸位置検出手段から取得した切削ユニット２０のＺ軸方向における位置を切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置として検出する。端部位置検出部１２４は、検出した切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置を算出部１２５に出力する。

算出部１２５は、端部位置検出部１２４によって検出された基準位置に基づいて、Ｚ軸方向の切削ブレード２１の位置の補正量を算出する。位置補正部１２６は、算出部１２５によって算出された補正量に基づいて、切削ブレード２１のＺ軸方向の位置を補正する。このため、被加工物を加工するときの切削ブレード２１の位置が補正された位置に基づいて制御される。なお、本実施形態において、切削ブレード２１のＺ軸方向の位置を補正することは、切削ブレード２１の刃先２１ａを基準位置（原点位置）に合わせることである。

制御ユニット１００は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されている。制御ユニット１００は、報知ユニット５０及び操作ユニット６０に接続されている（図５参照）。報知ユニット５０は、例えばディスプレイを含み、加工動作の状態や後述する切削装置１のアイドリング運転制御の実施要否といった切削装置１に関する種々の情報をオペレータに提示（報知）するものである。なお、切削装置１に加工動作の状態等を提示する提示部を別途設け、報知ユニット５０をアイドリング運転制御の実施要否のみをオペレータに報知させる構成としてもよい。操作ユニット６０は、オペレータが加工内容情報などを登録したり、後述する切削装置１のアイドリング運転制御の実施を要求したりする際に用いるインターフェースである。なお、報知ユニット５０及び操作ユニット６０は、例えばタッチパネル式のディスプレイ等を用いて一体に構成されてもよい。

制御ユニット１００は、駆動制御部１１０（図５参照）により、切削ユニット２０や移動機構３０（Ｘ軸移動手段３１、Ｙ軸移動手段３２及びＺ軸移動手段３３）といった切削装置１を構成する構成要素をそれぞれ制御して、被加工物に対する加工動作を切削装置１に行わせる。また、制御ユニット１００は、例えば被加工物の加工動作が終了したときや、加工する被加工物の材質が変化したとき等に、駆動制御部１１０により切削ユニット２０や移動機構３０を制御すると共に刃先位置検出ユニット４０を制御して、切削ブレード２１のＺ軸方向の位置を補正し、切削ブレード２１の刃先２１ａを基準位置（原点位置）に合わせる。それにより、切削ブレード２１が加工により消耗（摩耗）し、直径が減少することに対応させて、切削ブレード２１の基準位置を随時設定することができる。

また、制御ユニット１００は、切削装置１のアイドリング運転を実施する。アイドリング運転は、被加工物の切削加工動作に先立って、駆動制御部１１０により、切削液を供給しながらスピンドル２２及び切削ブレード２１を回転させると共に、移動機構３０（Ｘ軸移動手段３１、Ｙ軸移動手段３２、Ｚ軸移動手段３３）等の切削装置１の駆動機構を動作させる事前動作である。それにより、切削加工動作に寄与する各軸部又はスピンドル２２等の温度変化に起因する寸法変化を抑えることができる。以下、切削装置１のアイドリング運転を実施するための制御ユニット１００の構成及び制御について、図面を参照しながら説明する。

図５は、制御ユニットの構成を示すブロック図である。図示するように、制御ユニット１００は、上記駆動制御部１１０と、上記基準位置検出部１２０と、アイドリング指示部１３０と、検出指示部１４０と、判定部１５０とを備える。

アイドリング指示部１３０は、切削ユニット２０及び移動機構３０を駆動させる上記アイドリング運転の実施を指示するものである。アイドリング指示部１３０は、アイドリング運転の実施要求がある場合に、アイドリング運転の実施を指示するアイドリング指示信号を駆動制御部１１０及び検出指示部１４０に出力する。ここで、アイドリング運転の実施要求がある場合とは、操作ユニット６０を介してオペレータからアイドリング運転の実施が要求された場合である。なお、アイドリング指示部１３０は、例えば切削装置１を起動（電源をＯＮ）した直後である場合や、切削装置１による被加工物の加工動作が一定時間行われていなかった場合に、アイドリング運転の実施要求があると判断してもよい。この場合、アイドリング指示部１３０は、自動的にアイドリング指示信号を出力してもよいし、アイドリング運転の実施を推奨する旨の情報を報知ユニット５０に表示させてオペレータに提示してもよい。

検出指示部１４０は、回転する切削ブレード２１を刃先位置検出ユニット４０のブレード侵入部４２に侵入させ、受光部４４の受光量が所定光量になった時、すなわち切削ブレード２１の刃先２１ａが発光部４３と受光部４４との間の所定位置に達したときの切削ユニット２０の位置検出（切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置の検出）を、アイドリング運転の前後に実施させるものである。具体的には、検出指示部１４０は、アイドリング指示部１３０からアイドリング指示信号を受信すると、アイドリング運転が実施される前に、駆動制御部１１０及び刃先位置検出ユニット４０に、切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置を検出させる位置検出制御の実施を指示する検出指示信号を出力する。また、検出指示部１４０は、アイドリング運転が完了するごとに、駆動制御部１１０及び刃先位置検出ユニット４０に位置検出制御の実施を指示する検出指示信号を出力する。

ここで、刃先位置検出ユニット４０の基準位置検出部１２０は、検出指示部１４０から位置検出制御の実施が指示された場合、算出部１２５に、アイドリング運転の実施前において検出した切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置と、アイドリング運転の実施後において検出した切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置との差分を算出させる。算出部１２５は、算出した差分を判定部１５０へと出力する。

判定部１５０は、基準位置検出部１２０の算出部１２５で算出された差分が予め設定された閾値以上の場合、さらなるアイドリング運転を実施するべきと判定し、差分が閾値未満の場合、さらなるアイドリング運転は不要と判定するものである。予め設定された閾値は、位置検出制御による切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置の検出に際して、刃先位置検出ユニット４０で生じ得る誤差（例えば、１〜２μｍ程度）よりは大きな値（例えば、２〜５μｍ程度）として設定される。判定部１５０は、さらなるアイドリング運転の実施が必要であるか、不要であるかの判定結果を報知ユニット５０へと出力する。

次に、アイドリング運転を実施する際の切削装置１の制御について説明する。図６は、切削装置においてアイドリング運転を実施する際の処理手順を示すフローチャートである。図６に示す処理手順は、アイドリング指示部１３０において、アイドリング運転の実施要求があると判定した場合、すなわち操作ユニット６０を介してオペレータからアイドリング運転の実施が要求された場合、または切削装置１を起動（電源をＯＮ）した直後である場合や切削装置１による被加工物の加工動作が一定時間行われていなかった場合等に、制御ユニット１００により実行される。

制御ユニット１００は、ステップＳ１１として、アイドリング指示部１３０からアイドリング指示信号を駆動制御部１１０及び検出指示部１４０へと出力し、ステップＳ１２へと進む。制御ユニット１００は、ステップＳ１２として、検出指示部１４０から検出指示信号を駆動制御部１１０及び刃先位置検出ユニット４０へと出力し、ステップＳ１３に進む。

制御ユニット１００は、ステップＳ１３として、切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置を検出する位置検出制御を実行する。具体的には、制御ユニット１００は、刃先位置検出ユニット４０の光源４５から発光部４３へと光を送っている状態で、駆動制御部１１０により切削ユニット２０及び移動機構３０を制御して、切削ブレード２１を回転させながら刃先位置検出ユニット４０のブレード侵入部４２に侵入させていく。そして、制御ユニット１００は、刃先位置検出ユニット４０の受光部４４の受光量が所定光量になったとき、すなわち切削ブレード２１が発光部４３と受光部４４との間の所定位置に達したときに、基準位置検出部１２０の端部位置検出部１２４において、Ｚ軸移動手段３３のＺ軸位置検出手段から取得した切削ユニット２０のＺ軸方向における位置を切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置として検出する。制御ユニット１００は、検出したアイドリング運転の実施前における切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置を基準位置検出部１２０の算出部１２５に記憶しておく。その後、制御ユニット１００は、ステップＳ１４に進む。

制御ユニット１００は、ステップＳ１４として、駆動制御部１１０により切削装置１のアイドリング運転を実施させる。具体的には、制御ユニット１００は、駆動制御部１１０により、切削液を供給しながら切削ユニット２０のスピンドル２２及び切削ブレード２１を回転させると共に、移動機構３０（Ｘ軸移動手段３１、Ｙ軸移動手段３２、Ｚ軸移動手段３３）等の切削装置１の駆動機構を動作させるアイドリング運転制御を実施する。本実施形態において、ステップＳ１４におけるアイドリング運転は、例えば５分〜１０分程度の比較的短い所定時間に渡って実施する。ただし、所定時間は、任意に定めることができる。

制御ユニット１００は、アイドリング運転制御を所定時間に渡って実施した後、ステップＳ１５に進み、本ルーチンの実行開始時に初期値として値１が設定される変数ｎを値１増加させ、ステップＳ１６に進む。

制御ユニット１００は、ステップＳ１６として、再び検出指示部１４０から検出指示信号を駆動制御部１１０及び刃先位置検出ユニット４０へと出力し、ステップＳ１７に進む。制御ユニット１００は、ステップＳ１７として、位置検出制御を再び実行し、アイドリング運転の実施後における切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置を検出する。位置検出制御は、ステップＳ１３の処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。ステップＳ１７において、制御ユニット１００は、位置検出制御により検出したアイドリング運転の実施後における切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置を基準位置検出部１２０の算出部１２５に記憶する。その後、制御ユニット１００は、ステップＳ１８に進む。

制御ユニット１００は、ステップＳ１８として、基準位置検出部１２０の算出部１２５により、ステップＳ１３で記憶したアイドリング運転の実施前における切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置と、ステップＳ１７で記憶したアイドリング運転の実施後における切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置との差分を算出する。制御ユニット１００は、算出した差分の値を算出部１２５から判定部１５０へと出力し、ステップＳ１９に進む。

制御ユニット１００は、ステップＳ１９として、算出部１２５で算出された差分に基づいて、さらなるアイドリング運転の実施が不要であるか否かを判定部１５０で判定する。判定部１５０は、算出部１２５で算出された差分が予め設定された閾値未満である場合、アイドリング運転の実施前後で切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置の変化量が十分に小さくなっていることから、アイドリング運転によって各軸部又はスピンドル２２等の温度変化に起因する寸法変化を抑えることができたと判断し、さらなるアイドリング運転の実施は不要であると判定する。一方、判定部１５０は、算出部１２５で算出された差分が予め設定された閾値以上である場合、アイドリング運転によって各軸部又はスピンドル２２等の温度変化に起因する寸法変化を抑えることができていないと判断し、さらなるアイドリング運転の実施が必要と判定する。

制御ユニット１００は、判定部１５０において、さらなるアイドリング運転の実施が不要であると判定した場合（ステップＳ１９、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０として、その旨の判定結果を報知ユニット５０へと出力し、本ルーチンを終了する。これにより、アイドリング運転によって各軸部又はスピンドル２２等の温度変化に起因する寸法変化を抑えることができたことを、オペレータに認識させることができる。また、アイドリング運転によって各軸部又はスピンドル２２等の温度変化に起因する寸法変化を十分に抑えた状態で、後の工程において、切削装置１による被加工物に対する加工動作を行うことが可能となる。この場合、制御ユニット１００は、被加工物に対する加工動作を行う前に、ステップＳ１７で検出した基準位置に基づいて、位置補正部１２６により切削ブレード２１のＺ軸方向の位置を補正する。すなわち、制御ユニット１００は、切削ブレード２１の刃先２１ａの位置を、直前にステップＳ１７の処理を実施した際に検出したアイドリング運転の実施後における基準位置に合わせた上で、被加工物の加工動作を行う。なお、切削ブレ―ド２１のＺ軸方向の位置の補正は、本ルーチンにおいて位置検出制御を実施するごとに行ってもよい。

制御ユニット１００は、判定部１５０において、さらなるアイドリング運転の実施が必要であると判定した場合（ステップＳ１９、Ｎｏ）、ステップＳ２１として、その旨の判定結果を報知ユニット５０へと出力する。これにより、この時点では、アイドリング運転によって各軸部又はスピンドル２２等の温度変化に起因する寸法変化を抑えることができなかったことを、オペレータに認識させることができる。その後、制御ユニット１００は、ステップＳ２２に進む。

制御ユニット１００は、ステップＳ２２として、変数ｎが所定値ｎｒｅｆに達しているか否かを判定する。変数ｎが所定値ｎｒｅｆに達している場合、本ルーチンを実行してからアイドリング運転を所定回数（ｎｒｅｆ回）実施したことを意味する。所定値ｎｒｅｆは、任意の値とすることができる。

制御ユニット１００は、変数ｎが所定値ｎｒｅｆに達していないと判定した場合、すなわちアイドリング運転を所定回数（ｎｒｅｆ回）実施していないと判定した場合（ステップＳ２２、Ｎｏ）、再びステップＳ１４以降の処理を実行する。制御ユニット１００は、ステップＳ１４にてｎ＋１回目のアイドリング運転を実施し、ステップＳ１６、Ｓ１７にて当該ｎ＋１回目のアイドリング運転の実施後の切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置を検出し、検出した基準位置を算出部１２５に記憶する。制御ユニット１００は、ステップＳ１８にて、ｎ回目のアイドリング運転の実施後にステップＳ１７にて検出された切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置と、ｎ＋１回目のアイドリング運転の実施後にステップＳ１７にて検出された切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置との差分を算出する。制御ユニット１００は、ステップＳ１９にて、当該差分に基づき、さらなるアイドリング運転の実施が不要であるか否かを判定する。

これにより、ｎ＋１回目のアイドリング運転の実施前後において、切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置の差分が予め定められた閾値未満となった場合には、さらなるアイドリング運転の実施は不要と判定され（ステップＳ１９、Ｙｅｓ）、その旨の判定結果が報知ユニット５０へと出力されて（ステップＳ２０）、本ルーチンが終了する。一方、ｎ＋１回目のアイドリング運転の実施前後において、切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置の差分が予め定められた閾値未満となっていない場合には、さらなるアイドリング運転の実施が必要であると判定され（ステップＳ１９、Ｎｏ）、その旨の判定結果が報知ユニット５０へと出力され（ステップＳ２１）、再びステップＳ２２の処理が実行される。ステップＳ１９にてさらなるアイドリング運転制御の実施が不要であると判定されるか、または、ステップＳ２２にて本ルーチンを実行してからアイドリング運転を所定回数（ｎｒｅｆ回）に渡って実施したと判定されるまでは、この処理が繰り返し実行される。

制御ユニット１００は、変数ｎが所定値ｎｒｅｆに達していると判定した場合、すなわちアイドリング運転を所定回数（ｎｒｅｆ回）実施したと判定した場合（ステップＳ２２、Ｙｅｓ）、これ以上アイドリング運転を実施する必要がないと判定し、ステップＳ２３として、判定結果を報知ユニット５０に出力し、本ルーチンを終了する。アイドリング運転を十分な回数実施しても、切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置の変化量が十分に小さくならない場合は、例えば切削液の温度が設定から外れていたり、刃先位置検出ユニット４０に故障が生じていたり等、切削装置１に何らかの異常が生じているおそれがあるためである。ステップＳ２３では、この旨の情報を含めて報知ユニット５０に判定結果を出力し、オペレータに提示する。それにより、オペレータは、切削装置１に何らかの異常が生じている可能性を認識し、適切な対応を検討することが可能となる。

以上説明したように、実施形態にかかる切削装置１は、刃先位置検出ユニット４０を用いて、アイドリング運転の実施前後における切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置を検出し、当該アイドリング運転の実施前後における切削ブレード２１の刃先２１ａの基準位置の差が閾値未満にならない場合、さらなるアイドリング運転が実施され、差が閾値以下になった場合、さらなるアイドリング運転を不要と判定する。これにより、オペレータのスキルや管理スキルに頼ることなく、アイドリング運転の実施条件の基準を設定することができる。その結果、不要なアイドリング運転を実施しないようにし、かつ、アイドリング運転によって切削装置１の加工精度を良好に維持することが可能となる。従って、実施形態にかかる切削装置１によれば、切削装置において、加工精度維持のために必要十分なアイドリング運転を実施することができる。

なお、図６のステップＳ１３、Ｓ１７で実施される位置検出制御において、「所定光量」は、任意の一定値であればよい。すなわち、図６のステップＳ１３、Ｓ１７で実施される位置検出制御は、本実施形態の「基準位置」に限らず、切削ブレード２１が発光部４３と受光部４４との間の任意の一定位置に達した際における刃先２１ａの現在位置（Ｚ軸位置検出手段から取得した切削ユニット２０のＺ軸方向における位置）を検出するものであってもよい。この場合、ステップＳ１８では、アイドリング運転の実施前後における切削ブレード２１の刃先２１ａの上記現在位置の差分を算出すればよい。

また、判定部１５０の判定結果は、報知ユニット５０によってオペレータに報知される。これにより、オペレータは、アイドリング運転制御によって各軸部又はスピンドル２２等の温度変化に起因する寸法変化を抑えることができたこと、またはアイドリング運転制御によっては、当該寸法変化を抑えることができなかったこと等を認識することができ、適切な対応を検討することが可能となる。

１ 切削装置
３ 柱部
１０ チャックテーブル
１０ａ 保持面
１１ 回転駆動源
１２ クランプ部
２０ 切削ユニット
２１ 切削ブレード
２１ａ 刃先
２２ スピンドル
２３ スピンドルハウジング
２４ 切削液供給ノズル
３０ 移動機構
３１ Ｘ軸移動手段
３１１、３２１、３３１ 移動基台
３２ Ｙ軸移動手段
３３ Ｚ軸移動手段
４０ 刃先位置検出ユニット
４１ 検出部本体
４２ ブレード侵入部
４２ａ、４２ｂ 面
４３ 発光部
４４ 受光部
４５ 光源
４６ 洗浄水供給部
４７ エアー供給部
４８ カバー
５０ 報知ユニット
６０ 操作ユニット
１００ 制御ユニット
１１０ 駆動制御部
１２０ 基準位置検出部
１２１ 光電変換部
１２２ 基準電圧設定部
１２３ 電圧比較部
１２４ 端部位置検出部
１２５ 算出部
１２６ 位置補正部
１３０ アイドリング指示部
１４０ 検出指示部
１５０ 判定部

Claims (2)

1. 被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードが装着された切削ユニットと、該切削ユニットと該チャックテーブルを該保持面と直交する切り込み送り方向及び該保持面と平行な加工送り方向に相対移動させる移動機構と、該切削ブレードが侵入するブレード侵入部を挟んで対面する発光部と受光部とを有し該切り込み送り方向での該切削ブレードの刃先の位置を検出する刃先位置検出ユニットと、各構成要素を制御する制御ユニットと、を備える切削装置であって、
   該制御ユニットは、
   該切削ユニット及び該移動機構を駆動させるアイドリング運転の実施を指示するアイドリング指示部と、
   回転する該切削ブレードを該刃先位置検出ユニットの該ブレード侵入部に侵入させ、該受光部の受光量が所定光量になった時の該切削ユニットの位置検出を、該アイドリング運転の前後に実施させる検出指示部と、
   該アイドリング運転の該前後で検出された該刃先の位置の差を算出する算出部と、
   該算出部で算出された該差が予め設定された閾値以上の場合、さらなる該アイドリング運転が実施され、該差が閾値未満の場合、さらなる該アイドリング運転は不要と判定する判定部と、を備えることを特徴とする切削装置。
2. 該判定部の判定結果は、報知ユニットによってオペレータに報知される請求項１記載の切削装置。

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