JP2021079483A

JP2021079483A - 加工装置

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Publication number: JP2021079483A
Application number: JP2019208670A
Authority: JP
Inventors: 秀年万波; Hidetoshi Mannami
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2019-11-19
Publication date: 2021-05-27
Anticipated expiration: 2039-11-19
Also published as: JP7348037B2

Abstract

【課題】被加工物の厚み差を適切に取得する。【解決手段】マップ形成部は、保持面１９および矩形ワークＷに対して、破線矢印Ａに沿う部分の測定点における矩形ワークＷの厚みを取得し、ＸＹ平面における矩形ワークＷの厚みマップを形成する。このような厚みマップにより、たとえば、作業者は、研削砥石の回転負荷を受けたことにより生じる、矩形ワークＷの厚みのばらつきを認識することができる。すなわち、作業者は、研削砥石による研削によって矩形ワークＷが略均一な厚みを有するように研削されているか否か、すなわち、研削結果が適切であるか否かを、容易に取得することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、加工装置に関する。

特許文献１には、被加工物を研削砥石でクリープフィード研削するクリープフィード研削装置が開示されている。このクリープフィード研削装置では、研削後の被加工物の厚みを線状に測定し、その測定結果の情報を用いて、研削中に、研削砥石の消耗によって研削後の被加工物が厚くならないように、研削砥石の高さを調整している。これにより、被加工物が、均一な厚みを有するように研削される。

特開２０１６−００２５９８号公報

しかし、研削砥石と被加工物との間にかかる研削負荷が大きいと、研削砥石の回転力の影響のために、保持面に平行な被加工物の送り方向（Ｙ軸方向）に直交するとともに、保持面に垂直な上下方向（Ｚ軸方向）に直交する方向（Ｘ軸方向）に沿って、被加工物の厚みに差が生じることがある。

したがって、本発明の目的は、被加工物の厚みを、被研削面などの加工面の略全面において測定することにより、被加工物の厚み差を適切に取得することにある。

本発明の加工装置（本加工装置）は、該保持面に保持された被加工物を、回転軸を中心に回転する加工具によって加工する加工手段と、該保持面に平行なＹ軸方向に該チャックテーブルを移動させるＹ軸移動手段と、該保持面に垂直なＺ軸方向に該加工具を移動させるＺ軸移動手段と、該保持面に保持された被加工物の厚みを測定する厚み測定手段と、を備え、加工後の被加工物が所定の厚みとなる位置に位置づけられた該加工具に対し、被加工物を保持する該チャックテーブルをＹ軸方向に移動させ、該加工具の先端で被加工物の上面を加工する加工装置であって、該厚み測定手段は、該保持面に保持された被加工物の上面高さを測定する上面高さ測定器と、該保持面の高さと、該上面高さ測定器によって測定された被加工物の上面高さとの差を、被加工物の厚みとして算出する算出部と、Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向に該上面高さ測定器を移動させるＸ軸方向移動手段と、Ｘ軸方向に移動される該上面高さ測定器の位置を検知するＸ軸位置検知部と、を備え、該Ｙ軸移動手段は、Ｙ軸方向に移動される該チャックテーブルの位置を検知するＹ軸位置検知部を備え、該上面高さ測定器をＸ軸方向に往復移動させながら、Ｙ軸方向に移動される加工された被加工物の上面高さを測定し、該算出部によって算出された被加工物の厚みと、該上面高さの測定時における該Ｘ軸位置検知部によって検知された該上面高さ測定器のＸ軸方向の位置と、該上面高さを測定した際に該Ｙ軸位置検知部によって検知された該チャックテーブルのＹ軸方向の位置とを用いて、ＸＹ平面における被加工物の厚みマップを形成するマップ形成部と、をさらに備える。

本加工装置は、該上面高さ測定器によって被加工物の上面を測定する測定点とＹ軸方向において同じ位置で、該保持面の高さを測定する保持面高さ測定器をさらに備えてもよく、該算出部は、該保持面高さ測定器によって測定された保持面高さと、該上面高さ測定器によって測定された被加工物の上面高さとの差を算出してもよい。

本加工装置では、該加工具は、研削砥石を環状に配置した研削ホイールであってもよく、該研削ホイールの中心が該回転軸に連結されてもよく、該加工手段は、該研削ホイールの回転に応じて回転する該研削砥石によって、該保持面に保持された被加工物の上面をクリープフィード研削してもよい。

あるいは、本加工装置では、該加工具は、バイトを備えたバイトホイールであってもよく、該回転軸を軸に該バイトが周回するように、該バイトホイールが該回転軸に装着されてもよく、該加工手段は、該保持面に保持された被加工物の上面を、該バイトによって切削加工してもよい。

本加工装置では、マップ形成部が、上面高さ測定器をＸ軸方向に往復移動させながら、Ｙ軸方向に移動される加工された被加工物の上面高さを測定する。これにより、被加工物の厚みを、被研削面の略全面において測定することができる。マップ形成部は、この測定によって得られる被加工物の厚みと、測定時における上面高さ測定器のＸ軸方向の位置と、測定時におけるチャックテーブルのＹ軸方向の位置とを用いて、ＸＹ平面における被加工物の厚みマップを形成する。

このような厚みマップにより、たとえば、作業者は、加工具が回転負荷を受けたことにより生じる、被加工物の厚みのばらつきを認識することができる。すなわち、作業者は、加工具による加工によって被加工物が略均一な厚みを有するように加工されているか否か、すなわち、加工結果が適切であるか否かを、容易に取得することができる。

したがって、作業者は、厚みマップに基づいて認識した厚みのばらつき（厚み差）に応じて、適宜に、加工具の角度あるいはチャックテーブルの角度を変える等の措置をとることが可能である。これにより、作業者は、略均一な厚みの被加工物を形成することができる。

研削装置の構成を示す説明図である。保持面および矩形ワークに対する上面高さ測定器の相対的な動き（軌跡）を示す説明図である。厚みマップの一例を示す説明図である。厚みマップの他の例を示す説明図である。厚みマップのさらに他の例を示す説明図である。研削装置の他の構成を示す説明図である。図６に示した研削装置における、矩形ワークに対する上面高さ測定器の相対的な動き、および、保持面に対する保持面高さ測定器の相対的な動きを示す説明図である。バイトホイールを示す説明図である。

図１に示すように、本実施形態にかかる研削装置１１は、加工装置の一例であり、被加工物としての矩形ワークＷをクリープフィード研削するための装置である。研削装置１１は、直方体状の基台１２、上方に延びるコラム１３、研削装置１１の各部材を制御する制御手段７０を備えている。

基台１２の上面側には、開口部１２ａが設けられている。そして、開口部１２ａ内には、保持手段１５が配置されている。保持手段１５は、矩形ワークＷを吸着する保持面１９を備えたチャックテーブル１８、および、チャックテーブル１８を支持する支持部材１６を含んでいる。

チャックテーブル１８の保持面１９は、吸引源（図示せず）に連通されており、矩形ワークＷを吸引保持する。すなわち、チャックテーブル１８は、保持面１９によって矩形ワークＷを保持する。

チャックテーブル１８の周囲には、Ｙ軸方向に伸縮する蛇腹カバーＪが連結されている。そして、保持手段１５の下方には、Ｙ軸移動手段４０が配設されている。

Ｙ軸移動手段４０は、保持面１９に平行なＹ軸方向に、チャックテーブル１８（保持手段１５）を移動させる。Ｙ軸移動手段４０は、Ｙ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール４２、このＹ軸ガイドレール４２上をスライドするＹ軸移動テーブル４５、Ｙ軸ガイドレール４２と平行なＹ軸ボールネジ４３、および、Ｙ軸ボールネジ４３に接続されているＹ軸サーボモータ４４、Ｙ軸方向に移動されるチャックテーブル１８の位置を検知するためのＹ軸位置検知部４６、および、これらを保持する保持台４１を備えている。

Ｙ軸移動テーブル４５は、Ｙ軸ガイドレール４２にスライド可能に設置されている。Ｙ軸移動テーブル４５の下面には、図示しないナット部が固定されている。このナット部には、Ｙ軸ボールネジ４３が螺合されている。Ｙ軸サーボモータ４４は、Ｙ軸ボールネジ４３の一端部に連結されている。

図１に示すように、Ｙ軸移動手段４０では、Ｙ軸サーボモータ４４がＹ軸ボールネジ４３を回転させることにより、Ｙ軸移動テーブル４５が、Ｙ軸ガイドレール４２に沿って、Ｙ軸方向に移動する。Ｙ軸移動テーブル４５には、保持手段１５の支持部材１６が載置されている。したがって、Ｙ軸移動テーブル４５のＹ軸方向への移動に伴って、チャックテーブル１８を含む保持手段１５が、Ｙ軸方向に移動する。

Ｙ軸位置検知部４６は、保持台４１に形成されたスケール４６ａ、および、スケール４６ａの目盛りを読み取る、Ｙ軸移動テーブル４５に備えられたセンサー（図示せず）を備えている。Ｙ軸位置検知部４６では、Ｙ軸移動テーブル４５とともにチャックテーブル１８がＹ軸方向に沿って移動したときに、Ｙ軸移動テーブル４５に備えられたセンサーが、スケール４６ａの目盛りの値を読み取る。これにより、Ｙ軸位置検知部４６は、Ｙ軸方向に移動されるチャックテーブル１８の位置（Ｙ軸方向における位置）を検知する。

本実施形態では、保持手段１５は、大まかにいえば、保持面１９に矩形ワークＷを載置するための前方（−Ｙ方向側）のワーク載置位置と、矩形ワークＷが研削される後方（＋Ｙ方向側）の研削領域との間を、Ｙ軸方向に沿って移動する。

また、図１に示すように、基台１２上の後方（＋Ｙ方向側）には、コラム１３が立設されている。コラム１３の前面には、矩形ワークＷを研削する研削手段３０、および、研削手段３０を保持面１９に垂直なＺ軸方向（研削送り方向）に移動させるＺ軸移動手段１４が設けられている。

Ｚ軸移動手段１４は、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール２１、このＺ軸ガイドレール２１上をスライドするＺ軸移動テーブル２３、Ｚ軸ガイドレール２１と平行なＺ軸ボールネジ２０、Ｚ軸サーボモータ２２、および、Ｚ軸移動テーブル２３の前面（表面）に取り付けられたホルダ２４を備えている。ホルダ２４は、研削手段３０を保持している。

Ｚ軸移動テーブル２３は、Ｚ軸ガイドレール２１にスライド可能に設置されている。Ｚ軸移動テーブル２３の後面側（裏面側）には、図示しないナット部が固定されている。このナット部には、Ｚ軸ボールネジ２０が螺合されている。Ｚ軸サーボモータ２２は、Ｚ軸ボールネジ２０の一端部に連結されている。

Ｚ軸移動手段１４では、Ｚ軸サーボモータ２２がＺ軸ボールネジ２０を回転させることにより、Ｚ軸移動テーブル２３が、Ｚ軸ガイドレール２１に沿って、Ｚ軸方向に移動する。これにより、Ｚ軸移動テーブル２３に取り付けられたホルダ２４、および、ホルダ２４に保持された研削手段３０が、Ｚ軸移動テーブル２３とともにＺ軸方向に移動する。

研削手段３０は、加工手段の一例である。研削手段３０は、ホルダ２４に固定されたスピンドルハウジング３１、スピンドルハウジング３１に回転可能に保持されたスピンドル３２、スピンドル３２を回転駆動するモータ３３、スピンドル３２の下端に取り付けられたホイールマウント３４、および、ホイールマウント３４に支持された研削ホイール３５を備えている。

スピンドルハウジング３１は、Ｚ軸方向に延びるようにホルダ２４に保持されている。スピンドル３２は、チャックテーブル１８の保持面１９と直交するようにＺ軸方向に延び、スピンドルハウジング３１に回転可能に支持されている。

モータ３３は、スピンドル３２の上端側に連結されている。このモータ３３により、スピンドル３２は、Ｚ軸方向に延びる軸線を中心として回転する。

ホイールマウント３４は、円板状に形成されており、スピンドル３２の下端（先端）に固定されている。ホイールマウント３４は、研削ホイール３５を支持する。したがって、ホイールマウント３４および研削ホイール３５は、スピンドル３２とともに、回転軸であるスピンドル３２を中心に回転する。

研削ホイール３５は、加工具の一例である。研削ホイール３５は、ホイールマウント３４と略同径を有するように形成されている。研削ホイール３５は、ステンレス等の金属材料から形成された円環状のホイール基台（環状基台）３６を含む。ホイール基台３６の下面には、全周にわたって、環状に配置された複数の研削砥石３７が固定されている。

このように、研削ホイール３５には、研削砥石３７が、環状に配置されている。また、研削ホイール３５の中心は、ホイールマウント３４を介して、スピンドル３２に連結されている。研削砥石３７は、研削領域に配置されている保持手段１５におけるチャックテーブル１８の保持面１９に保持された矩形ワークＷの上面を研削する。

このように、研削手段３０は、保持手段１５におけるチャックテーブル１８の保持面１９に保持された矩形ワークＷを、回転軸としてのスピンドル３２を中心に回転する研削ホイール３５に設けられた環状の研削砥石３７によって、研削する。
すなわち、研削手段３０（研削装置１１）は、研削ホイール３５の回転に応じて回転する研削砥石３７によって、保持面１９に保持された矩形ワークＷの上面をクリープフィード研削（クリープ研削）する。

本実施形態では、研削手段３０の研削砥石３７は、チャックテーブル１８に対してＹ軸方向に関して傾けられた状態で、チャックテーブル１８上の矩形ワークＷをクリープフィード研削する。これに関し、本実施形態では、研削手段３０の研削砥石３７は、＋Ｙ側が高くなるように傾けられており、研削砥石３７の−Ｙ側に位置する部分が、矩形ワークＷを研削する。

本実施形態では、研削の際、研削砥石３７が、加工後の矩形ワークＷが所定の厚みを有するような位置に、位置づけられる。この研削砥石３７に対し、矩形ワークＷを保持するチャックテーブル１８をＹ軸方向に移動させることによって、研削砥石３７の先端で、矩形ワークＷの上面を研削加工する。

また、研削装置１１の基台１２上には、開口部１２ａを跨ぐように、厚み測定手段５０が設けられている。厚み測定手段５０は、チャックテーブル１８の保持面１９に保持された矩形ワークＷの厚みを測定する。

厚み測定手段５０は、基台１２に固定された枠体５１、枠体５１に取り付けられたＸ軸方向移動手段５２、Ｘ軸方向移動手段５２に取り付けられた上面高さ測定器５３、および、Ｘ軸位置検知部５４を備えている。

Ｘ軸方向移動手段５２は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール５６、Ｘ軸ガイドレール５６と平行なＸ軸ボールネジ５７、Ｘ軸ボールネジ５７を回転駆動するＸ軸サーボモータ５８、および、Ｘ軸ガイドレール５６上を移動するＸ軸移動テーブル５９を備えている。Ｘ軸移動テーブル５９は、上面高さ測定器５３を保持している。

Ｘ軸移動テーブル５９は、Ｘ軸ガイドレール５６にスライド可能に設置されている。Ｘ軸移動テーブル５９には、雌ネジ部が形成されている。この雌ネジ部には、Ｘ軸ボールネジ５７が螺合されている。Ｘ軸サーボモータ５８は、Ｘ軸ボールネジ５７の一端部に連結されている。

厚み測定手段５０では、Ｘ軸サーボモータ５８がＸ軸ボールネジ５７を回転させることにより、Ｘ軸移動テーブル５９が、Ｘ軸ガイドレール５６に沿って、Ｘ軸方向に移動する。これにより、Ｘ軸移動テーブル５９に備えられた上面高さ測定器５３が、Ｘ軸移動テーブル５９とともにＸ軸方向に移動する。このようにして、Ｘ軸方向移動手段５２は、Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向に、上面高さ測定器５３を移動させる。

上面高さ測定器５３は、たとえばレーザ式の距離測定器である。上面高さ測定器５３は、チャックテーブル１８の保持面１９の高さである保持面高さ、および、保持面１９に保持された矩形ワークＷの上面の高さを、非接触で測定する。

Ｘ軸位置検知部５４は、枠体５１に形成されたスケール５４ａ、および、スケール５４ａの目盛りを読み取る、Ｘ軸移動テーブル５９に備えられたセンサー（図示せず）を備えている。Ｘ軸位置検知部５４では、Ｘ軸移動テーブル５９とともに上面高さ測定器５３がＸ軸方向に沿って移動したときに、Ｘ軸移動テーブル５９に備えられたセンサーが、スケール５４ａの目盛りの値を読み取る。これにより、Ｘ軸位置検知部５４は、Ｘ軸方向に移動される上面高さ測定器５３の位置（Ｘ軸方向における位置）を検知する。

制御手段７０は、研削装置１１の各部材を制御して、矩形ワークＷの研削処理を実行する。また、制御手段７０は、算出部７１およびマップ形成部７３を備えている。
以下に、研削装置１１における研削処理を、制御手段７０およびその構成部材の機能とともに説明する。

まず、制御手段７０あるいは作業者は、図１に示す保持手段１５におけるチャックテーブル１８の保持面１９に、矩形ワークＷを保持させる。この際、チャックテーブル１８は、上述したワーク載置位置に配置されている。

その後、制御手段７０は、チャックテーブル１８を、後方（＋Ｙ側）の研削領域内の研削開始位置に配置する。研削開始位置は、たとえば、研削領域における最も＋Ｙ側の位置であり、チャックテーブル１８に保持される矩形ワークＷに研削砥石３７が接触しない位置である。

次に、制御手段７０は、研削加工後の矩形ワークＷが所定の厚みを有するような、研削砥石３７の高さ位置（研削高さ位置）を求める。この研削高さ位置は、たとえば、予め設定されている研削加工後の矩形ワークＷの厚みと、予め取得されている保持面１９の高さとから求められる。

そして、制御手段７０は、モータ３３を制御して、スピンドル３２とともに研削ホイール３５（研削砥石３７）を回転させる。さらに、制御手段７０は、Ｚ軸移動手段１４により、研削ホイール３５を含む研削手段３０を下方に送り、研削ホイール３５の研削砥石３７の高さ位置を、上述した研削高さ位置に設定する。

その後、制御手段７０は、矩形ワークＷに対する研削工程を実行する。すなわち、制御手段７０は、Ｙ軸移動手段４０を制御して、チャックテーブル１８を−Ｙ方向に移動させることにより、チャックテーブル１８の保持面１９に保持されている矩形ワークＷを、回転する研削砥石３７によって研削する。

また、制御手段７０のマップ形成部７３は、研削工程において、厚み測定手段５０を制御して、保持面１９の保持面高さと、研削された矩形ワークＷの上面高さを測定する。

すなわち、研削工程では、矩形ワークＷの研削済みの部分が、矩形ワークＷを保持しているチャックテーブル１８の保持面１９とともに、厚み測定手段５０の下方において、−Ｙ方向に移動されてゆく。この際、マップ形成部７３は、厚み測定手段５０のＸ軸方向移動手段５２を制御して、Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向に、上面高さ測定器５３を往復移動させながら、上面高さ測定器５３を制御して、矩形ワークＷの上面高さおよび保持面１９の保持面高さを測定する。

すなわち、上面高さ測定器５３は、保持面１９および矩形ワークＷに対して、図２に破線矢印Ａによって示すように、ＸＹ平面上で相対的に移動し、この破線に沿う複数の部分（複数の測定点）の高さを測定する。このようにして、上面高さ測定器５３は、矩形ワークＷにおける研削済みの部分の上面高さと、その両側の保持面１９の保持面高さとを測定する。なお、測定点は、たとえば、図２に示した破線に沿って、所定間隔をおいて設定される。

また、マップ形成部７３は、厚み測定手段５０による矩形ワークＷの上面高さ測定の際、各測定点に関し、Ｙ軸移動手段４０のＹ軸位置検知部４６を制御して、Ｙ軸方向に移動されているチャックテーブル１８のＹ軸方向の位置（すなわち、矩形ワークＷのＹ軸方向の位置）を検知する。さらに、マップ形成部７３は、厚み測定手段５０のＸ軸位置検知部５４を制御して、Ｘ軸方向に移動されている上面高さ測定器５３のＸ軸方向の位置（すなわち、矩形ワークＷのＸ軸方向の位置）を検知する。また、算出部７１が、各測定点における矩形ワークＷの上面高さと保持面１９の保持面高さとの差を、矩形ワークＷの厚みとして算出する。

そして、マップ形成部７３は、各測定点に関し、算出部７１によって算出された矩形ワークＷの厚みと、Ｘ軸位置検知部５４によって検知された上面高さ測定器５３のＸ軸方向の位置と、Ｙ軸位置検知部４６によって検知されたチャックテーブル１８のＹ軸方向の位置とを取得する。そして、マップ形成部７３は、これらに基づいて、ＸＹ平面における矩形ワークＷの厚みマップを形成する。

この厚みマップは、研削後の矩形ワークＷの厚みの分布を示すものである。厚みの分布は、たとえば、図３に示すように、矩形ワークＷの形状と、矩形ワークＷの各部分を描画する色によって示される。図３および図４に示す例では、薄い色（白に近い色）の部分が、適正に研削された部分を示している。一方、濃い色（黒に近い色）の部分が、比較的に厚い部分、すなわち、適正に研削されなかった部分を示している。

図３に示す例では、矩形ワークＷが略均一な厚みを有するように適正に研削されており、研削後の矩形ワークＷにおける厚みの差（ばらつき）が少ない。
マップ形成部７３によって、図３に示すような厚みマップが得られた場合、作業者は、矩形ワークＷに対する研削砥石３７による研削により、矩形ワークＷが略均一な厚みを有するように研削されている、すなわち、研削砥石３７の角度あるいはチャックテーブル１８の角度等の研削条件が適切である、と判断することができる。

一方、図４に示す例では、矩形ワークＷが略均一な厚みを有するように研削されておらず、研削後の矩形ワークＷにおける厚みのばらつきが多い。
マップ形成部７３によって、図４に示すような厚みマップが得られた場合、作業者は、矩形ワークＷに対する研削砥石３７による研削では、矩形ワークＷの厚みにばらつきが生じている、すなわち、研削砥石３７の角度等の研削条件に、不適切な部分がある、と判断することができる。この場合、作業者は、厚みマップに基づいて判断される研削後の矩形ワークＷの厚みのばらつき状況に応じて、矩形ワークＷが略均一の厚みを有するように研削されるように、研削砥石３７の傾きなどの研削条件を変更する。
一方、図５に示す例では、矩形ワークＷが略均一な厚みを有するように研削されておらず、研削後の矩形ワークＷは、紙面右側の厚みが紙面左側の厚みより厚い。マップ形成部７３によって、図５に示すような厚みマップが得られた場合、作業者は、保持面１９の傾きを変更する。つまり、作業者は、保持面１９の紙面右側が研削砥石３７に接近する方向に、保持面１９と研削砥石３７とを相対的に移動させ、保持面１９に対する研削砥石３７の傾きを変更させる。

以上のように、本実施形態では、マップ形成部７３が、上面高さ測定器５３をＸ軸方向に往復移動させながら、Ｙ軸方向に移動される研削された矩形ワークＷの上面高さを測定する。これにより、矩形ワークＷの厚みを、矩形ワークＷの略全面において測定することができる。マップ形成部７３は、この測定によって得られる矩形ワークＷの厚みと、測定時における上面高さ測定器５３のＸ軸方向の位置と、測定時におけるチャックテーブル１８（矩形ワークＷ）のＹ軸方向の位置とを用いて、ＸＹ平面における矩形ワークＷの厚みマップを形成する。

このような厚みマップにより、たとえば、作業者は、研削砥石３７の回転負荷を受けたことにより生じる、矩形ワークＷの厚みのばらつきを認識することができる。すなわち、作業者は、研削砥石３７による研削によって矩形ワークＷが略均一な厚みを有するように研削されているか否か、すなわち、研削結果が適切であるか否かを、容易に取得することができる。

したがって、作業者は、厚みマップに基づいて認識した厚みのばらつき（厚み差）に応じて、適宜に、研削砥石３７の角度あるいはチャックテーブル１８の角度を変える等の措置をとることが可能である。これにより、作業者は、略均一な厚みの矩形ワークＷを形成することができる。

なお、本実施形態では、保持面１９の高さである保持面高さが、上面高さ測定器５３によって測定されている。これに代えて、保持面高さは、上面高さ測定器５３以外の他の測定器によって、予め、あるいは、矩形ワークＷの高さとともに測定されてもよい。

図６に示す研削装置１１では、厚み測定手段５０が、保持面高さ測定器６０をさらに備えている。保持面高さ測定器６０は、たとえば、上面高さ測定器５３と同様の非接触式の高さ測定器であり、基台１２に、支持部材６０ａを介して取り付けられている。
なお、保持面高さ測定器６０は、保持面１９に先端を接触させる接触式のリニアゲージでもよい。

保持面高さ測定器６０は、矩形ワークＷを保持している保持面１９の露出部分（矩形ワークＷと重なっていない端部）上に位置するように、かつ、Ｙ軸方向における位置が上面高さ測定器５３と同じになるように、基台１２に取り付けられている（固定されている）。したがって、保持面高さ測定器６０は、上面高さ測定器５３によって矩形ワークＷの上面が測定される測定点とＹ軸方向において同じ位置で、保持面１９の保持面高さを測定する。

この構成では、マップ形成部７３は、厚み測定手段５０のＸ軸方向移動手段５２を制御して、Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向に、矩形ワークＷ上において、上面高さ測定器５３を往復移動させながら、上面高さ測定器５３および保持面高さ測定器６０を制御して、矩形ワークＷの上面高さおよび保持面１９の保持面高さを測定する。

すなわち、上面高さ測定器５３は、矩形ワークＷに対して、図７に破線矢印Ｂによって示すように、ＸＹ平面上で相対的に移動し、この破線に沿う部分の矩形ワークＷの上面高さを測定する。このようにして、上面高さ測定器５３は、矩形ワークＷにおける研削済みの部分の上面高さを測定する。

また、保持面高さ測定器６０は、図７に実線矢印Ｃによって示すように、保持面１９に対して、Ｙ軸方向に沿って相対的に移動し、この破線に沿う部分の高さを測定する。このようにして、保持面高さ測定器６０は、上面高さ測定器５３による測定点とＹ軸方向において同じ位置で、保持面１９の保持面高さを測定する。

算出部７１は、保持面高さ測定器６０によって測定された保持面高さと、上面高さ測定器５３によって測定された矩形ワークＷの上面高さとの差を算出する。

さらに、マップ形成部７３は、各測定点に関し、算出部７１によって算出された矩形ワークＷの厚みと、上記と同様に得られた上面高さ測定器５３のＸ軸方向の位置と、チャックテーブル１８のＹ軸方向の位置とを取得し、ＸＹ平面における矩形ワークＷの厚みマップを形成する。
なお、上面高さ測定器５３で図７に実線矢印Ｃによって示すように、保持面１９の高さを測定し、その測定点における保持面１９の高さとＹ軸方向における位置データとを記憶しておき、図７に破線矢印Ｂによって示すように、上面高さ測定器５３をＸＹ平面上で相対的に移動させ、この破線に沿う部分の矩形ワークＷの上面高さを測定する。さらに、算出部７１は、記憶したデータのＹ軸方向の位置データの保持面高さと、記憶した位置データとＹ軸方向の位置が一致する矩形ワークＷの上面高さとの差を算出して厚みマップを形成してもよい。

また、本実施形態では、加工装置の一例として、研削装置１１を示している。これに代えて、本実施形態にかかる加工装置は、バイト切削装置であってもよい。バイト切削装置は、図１に示した研削装置１１の構成において、研削ホイール３５に代えて、図８に示すようなバイトホイール６１を備えている。

図８に示すように、バイトホイール６１は、回転軸としてのスピンドル３２に中心が連結されている円盤状のホイール基台６２と、ホイール基台６２に装着されたバイト（切削バイト）６３を備えている。バイトホイール６１あるいはバイト６３は、加工具の一例である。バイトホイール６１は、スピンドル３２を軸にバイト６３が周回するように、ホイールマウント３４を介してスピンドル３２に装着されている。

この構成では、研削手段３０（バイト切削装置）は、保持面１９に保持された矩形ワークＷの上面を、バイト６３によって切削加工する。
このようなバイト切削装置においても、図１に示したマップ形成部７３が、上面高さ測定器５３をＸ軸方向に往復移動させながら、Ｙ軸方向に移動される切削加工された矩形ワークＷの上面高さを測定し、この測定によって得られる矩形ワークＷの厚みと、測定時における上面高さ測定器５３のＸ軸方向の位置と、測定時におけるチャックテーブル１８（矩形ワークＷ）のＹ軸方向の位置とを用いて、ＸＹ平面における矩形ワークＷの厚みマップを形成する。このような厚みマップにより、作業者は、バイトホイール６１（バイト６３）による切削によって、矩形ワークＷの上面が、矩形ワークＷが略均一な厚みを有するように切削されているか否か、すなわち、切削結果が適切であるか否かを、容易に取得することができる。

このように、本実施形態にかかる技術は、被加工物を薄く加工する加工装置全般に対して、好適に適用することができる。

また、図２および図６に示した上面高さ測定器５３、および、図６に示した保持面高さ測定器６０は、非接触式の高さ測定器である。これに代えて、上面高さ測定器５３および保持面高さ測定器６０として、保持面１９および／または矩形ワークＷの上面に接触して高さを測定する、接触式の高さ測定器を用いてもよい。接触式の測定器は、たとえば、測定子を上下移動させる駆動源を備え、保持面１９および矩形ワークＷに対する測定子の接触および離間を繰り返すことにより、これらの上面高さを測定する。

また、本実施形態では、Ｘ軸位置検知部５４は、枠体５１に形成されたセンサー（スケール）である。これに代えて、Ｘ軸位置検知部５４は、Ｘ軸サーボモータ５８に隣接配置されたエンコーダであってもよい。同様に、Ｙ軸位置検知部４６も、Ｙ軸サーボモータ４４に隣接配置されたエンコーダであってもよい。

また、本実施形態では、被加工物の一例として、矩形ワークＷを示している。これに限らず、被加工物は、他の形状（たとえば円形）のワーク（ウェーハ）であってもよい。

１１：研削装置、１２：基台、１３：コラム、
１４：Ｚ軸移動手段、
１５：保持手段、１６：支持部材、１８：チャックテーブル、１９：保持面、
３０：研削手段、３１：スピンドルハウジング、３２：スピンドル、３３：モータ、３４：ホイールマウント、３５：研削ホイール、３７：研削砥石、
４０：Ｙ軸移動手段、４１：保持台、４２：Ｙ軸ガイドレール、
４３：Ｙ軸ボールネジ、４４：Ｙ軸サーボモータ、
４５：Ｙ軸移動テーブル、４６：Ｙ軸位置検知部、４６ａ：スケール、
５０：厚み測定手段、５１：枠体、５２：Ｘ軸方向移動手段、
５３：上面高さ測定器、５４：Ｘ軸位置検知部、５４ａ：スケール、
５６：Ｘ軸ガイドレール、５７：Ｘ軸ボールネジ、５８：Ｘ軸サーボモータ、
５９：Ｘ軸移動テーブル、
６０：保持面高さ測定器、
６１：バイトホイール、６２：ホイール基台、６３：バイト、
７０：制御手段、７１：算出部、７３：マップ形成部、
Ｗ：矩形ワーク

Claims

保持面によって被加工物を保持するチャックテーブルと、
該保持面に保持された被加工物を、回転軸を中心に回転する加工具によって加工する加工手段と、
該保持面に平行なＹ軸方向に該チャックテーブルを移動させるＹ軸移動手段と、
該保持面に垂直なＺ軸方向に該加工具を移動させるＺ軸移動手段と、
該保持面に保持された被加工物の厚みを測定する厚み測定手段と、を備え、
加工後の被加工物が所定の厚みとなる位置に位置づけられた該加工具に対し、被加工物を保持する該チャックテーブルをＹ軸方向に移動させ、該加工具の先端で被加工物の上面を加工する加工装置であって、
該厚み測定手段は、
該保持面に保持された被加工物の上面高さを測定する上面高さ測定器と、
該保持面の高さと、該上面高さ測定器によって測定された被加工物の上面高さとの差を、被加工物の厚みとして算出する算出部と、
Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向に該上面高さ測定器を移動させるＸ軸方向移動手段と、
Ｘ軸方向に移動される該上面高さ測定器の位置を検知するＸ軸位置検知部と、を備え、
該Ｙ軸移動手段は、Ｙ軸方向に移動される該チャックテーブルの位置を検知するＹ軸位置検知部を備え、
該上面高さ測定器をＸ軸方向に往復移動させながら、Ｙ軸方向に移動される加工された被加工物の上面高さを測定し、該算出部によって算出された被加工物の厚みと、該上面高さの測定時における該Ｘ軸位置検知部によって検知された該上面高さ測定器のＸ軸方向の位置と、該上面高さを測定した際に該Ｙ軸位置検知部によって検知された該チャックテーブルのＹ軸方向の位置とを用いて、ＸＹ平面における被加工物の厚みマップを形成するマップ形成部と、をさらに備える、
加工装置。
該上面高さ測定器によって被加工物の上面を測定する測定点とＹ軸方向において同じ位置で、該保持面の高さを測定する保持面高さ測定器をさらに備え、
該算出部は、該保持面高さ測定器によって測定された保持面高さと、該上面高さ測定器によって測定された被加工物の上面高さとの差を算出する、
請求項１記載の加工装置。
該加工具は、研削砥石を環状に配置した研削ホイールであって、
該研削ホイールの中心が該回転軸に連結され、
該加工手段は、該研削ホイールの回転に応じて回転する該研削砥石によって、該保持面に保持された被加工物の上面をクリープフィード研削する、
請求項１記載の加工装置。
該加工具は、バイトを備えたバイトホイールであって、
該回転軸を軸に該バイトが周回するように、該バイトホイールが該回転軸に装着され、
該加工手段は、該保持面に保持された被加工物の上面を、該バイトによって切削加工する、
請求項１記載の加工装置。