JP5784459B2

JP5784459B2 - 加工装置

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Publication number: JP5784459B2
Application number: JP2011238758A
Authority: JP
Inventors: 二郎現王園
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2015-09-24
Anticipated expiration: 2031-10-31
Also published as: JP2013094876A

Description

本発明は、板状ワークを洗浄する洗浄装置を備える加工装置に関する。

板状ワークを加工する研削装置においては、研削中や研削前後の各々の工程において板状ワークの裏面に研削屑等が付着する場合があるため、板状ワークの研削前後で板状ワークを洗浄している。研削装置には、洗浄液供給源に接続され板状ワークに洗浄液を供給する洗浄液供給配管と、これに連通するワーク洗浄配管と、板状ワークの裏面に接触させて研削屑等を除去するブラシもしくはスポンジとを備える洗浄装置とを搭載している。

板状ワークの洗浄は、板状ワークを搬送する搬送手段が板状ワークの表面を保持して、洗浄装置によって洗浄用のブラシもしくはスポンジを板状ワークの裏面に当接させることにより行われている。

洗浄装置は、板状ワークの裏面に付着した研削屑等やブラシ等に付着した研削屑等を効率よく除去するために、洗浄液を板状ワークの裏面とブラシ等とにそれぞれ供給している。板状ワーク裏面に洗浄液を供給する場合には、洗浄液を下から上に向けて吹き上げる必要があるため、洗浄装置は、１枚の板状ワークを洗浄するたびに洗浄液の供給及び停止の動作を繰り返している（例えば、下記の特許文献１を参照）。

このような洗浄装置には、洗浄液供給源から送られてくる洗浄液の板状ワークへの供給及び停止を制御する洗浄液供給バルブが接続されている。洗浄液供給バルブの開閉動作において、洗浄液供給バルブを閉じる洗浄液供給停止時には、洗浄液供給配管内の圧力が低くなっているため、洗浄液供給バルブが開いて洗浄液を供給する時に、洗浄液供給配管内の圧力が急激に上昇してしまい、ワーク洗浄配管に形成された複数の洗浄液供給口から洗浄液が吹き出してしまうことがある。

そのため、洗浄液の急な吹き出しを防止するために、洗浄液供給配管には洗浄液供給バルブを徐々に開いて洗浄液を適量まで供給する洗浄液供給コントロールバルブを接続している。

特開平１１−０３１６７４号公報

しかしながら、洗浄液供給配管に洗浄液供給コントロールバルブが接続されても、例えば板状ワークを洗浄装置にセットする前に洗浄液供給バルブを開いた場合には、洗浄液供給配管の内部における圧力が上昇して洗浄液がワーク洗浄配管に形成された複数の洗浄液供給口から急に吹き出し、洗浄液が飛散することがある。

また、洗浄液供給コントロールバルブでは、バルブの開口を徐々に行うため、板状ワークに適量の洗浄液を供給するまでに時間がかかってしまい、適時に適量の洗浄液を板状ワークに供給できないという問題がある。

したがって、洗浄装置においては、ワーク洗浄配管の洗浄液供給口から洗浄液が急に吹き出しすることを安価な方法で防止する必要がある。

本発明は、板状ワークを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに板状ワークを搬入する搬入手段と、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、該搬入手段の搬入経路もしくは該搬出手段の搬出経路のいずれかに配設されチャックテーブルの保持面に接触する板状ワークの面を洗浄する洗浄手段と、該チャックテーブルに保持された板状ワークを加工する加工手段と、を少なくとも含む加工装置において、該洗浄手段は、中心軸を回転軸として回転するロール状の洗浄部と、板状ワークの洗浄する面に洗浄液を供給するワーク洗浄配管と、該ワーク洗浄配管に連結し洗浄液供給源に連通する洗浄液供給配管と、該洗浄液供給配管から分岐して末端が封止されている圧力緩和配管と、該洗浄液供給源と該圧力緩和配管との間で該洗浄液供給配管に配設される洗浄液供給バルブと、を少なくとも備え、該洗浄部のロール状の外周面と該ワーク洗浄配管とは板状ワークの洗浄する面に平行で、該ワーク洗浄配管には板状ワークの洗浄する面に向かって複数の穴が開いており、該圧力緩和配管は、該洗浄液供給バルブを開いて該洗浄液供給配管に洗浄液が満たされることにより密閉された空気室が形成され、該空気室の空気は、該洗浄液供給バルブを開いたときには収縮し、該洗浄液供給バルブを閉じたときには膨張することにより該洗浄液供給配管および該ワーク洗浄配管の内部における圧力上昇を緩和する。

本発明には、洗浄液供給配管に連結され、洗浄部のロール状の外周面に平行で該洗浄部の該回転軸の方向に複数の穴が開いている洗浄部洗浄配管が配設されることが望ましい。

本発明では、加工装置に、中心軸を回転軸として回転するロール状の洗浄部と、板状ワークの洗浄する面に洗浄液を供給するワーク洗浄配管と、該ワーク洗浄配管に連結し洗浄液供給源に連通する洗浄液供給配管と、該洗浄液供給配管から分岐して末端が封止されている圧力緩和配管と、該洗浄液供給源と該圧力緩和配管との間で該洗浄液供給配管に配設される洗浄液供給バルブと、を少なくとも備えた洗浄手段が配設されており、洗浄液供給配管に洗浄液が満たされると圧力緩和配管の内部に空気室が形成される。そして、この空気室が形成された状態で洗浄液供給バルブを開くと空気室に溜まっている空気が収縮し、洗浄液供給バルブを閉じると該空気が膨張するため、洗浄液供給配管及びワーク洗浄配管内の圧力上昇を緩和することができる。これにより、洗浄液供給バルブを徐々に開いて適量の洗浄液を供給する洗浄液供給コントロールバルブを洗浄液供給バルブに接続しなくとも、ワーク洗浄配管の洗浄液供給口から洗浄液の吹き出しを防止することができ、安価の構成で、適量の洗浄液を瞬時に供給することができる。

上記の発明には、洗浄液供給配管に連結され、洗浄部のロール状の外周面に平行で該洗浄部の該回転軸の方向に複数の穴が開いている洗浄部洗浄配管が配設されているため、ワーク洗浄配管の洗浄液供給口から洗浄液の吹き出しを防止するとともに洗浄部を洗浄することができる。

洗浄手段を備えた加工装置の構成を示す模式的な斜視図である。洗浄手段の第一例の全体構成を示す模式的な斜視図である。洗浄手段の第一例の内部構造を示す説明図である。洗浄手段の第二例の内部構造を示す説明図である。

図１に示す加工装置１は、被加工物の加工処理前及び加工処理後において、板状ワークＷを洗浄する洗浄手段３を備える加工装置の一例である。加工装置１はＹ軸方向に延びる長方形形状の基台１００と、基台１００の奥側にＺ軸方向に延びる支持板１１０とから形成されている。そして、基台１００の上面に板状ワークＷを収容、搬送、洗浄及び加工する各種装置を配設している。

基台１００の上面中央には、円盤形状のターンテーブル１１が配設されており、回動可能となっている。ターンテーブル１１の上面には、板状ワークＷを保持する保持面２０を有し自転可能なチャックテーブル２が複数配設されている。したがって、ターンテーブル１１が回動することにより、チャックテーブル２を公転させることができる。

基台１００の上面中央に配設されたターンテーブル１１の近傍には、ターンテーブル１１上に配設されたチャックテーブル２に加工前の板状ワークＷを搬入する搬入手段４と、加工後の板状ワークＷをチャックテーブル２から搬出する搬出手段５とが配設されている。搬入手段４は駆動軸４０を中心として旋回動可能となっており、旋回動して移動する経路を搬入経路Ｌ１としている。また、搬出手段５においても搬入手段４と同様の構成としており、駆動軸５０を中心として旋回動可能となっており、旋回動して移動する経路を搬出経路Ｌ２としている。

基台１００の上面、かつ、搬入経路Ｌ１には、チャックテーブル２の保持面２０に接触する板状ワークＷの裏面を洗浄する洗浄手段３が配設されている。また、基台１００の上面、かつ、搬出経路Ｌ２においても、チャックテーブル２の保持面２０に接触する板状ワークＷの裏面を洗浄する洗浄手段３が配設されている。なお、洗浄手段３は、搬入経路Ｌ１もしくは搬出経路Ｌ２のいずれかに配設されていればよく、図１に示す加工装置１の構成に限定されない。

搬入経路Ｌ１にあって、洗浄手段３の近傍には、洗浄手段３により洗浄された加工前の板状ワークＷに対して表裏面の洗浄及び乾燥処理を施すスピンナー洗浄装置６が配設されている。また、搬出経路Ｌ２にあって、洗浄手段３の近傍には、洗浄手段３により洗浄された加工後の板状ワークＷに対して表裏面の洗浄及び乾燥処理を施すスピンナー洗浄装置７が配設されている。

基台１００のＹ軸方向奥側には、支持板１１０において第一の加工手段８が加工送り手段１０を介して支持されている。第一の加工手段８には、Ｚ軸方向に軸心を有するスピンドル８０と、スピンドル８０の下端に装着された研削ホイール８１とを備えている。そして、第一の加工手段８は、加工送り手段１０によってＺ軸方向に昇降可能となっており、板状ワークＷに対して粗研削を施す。

第一の加工手段８の近傍には、第二の加工手段９が加工送り手段１０を介して支持されている。第二の加工手段９には、Ｚ軸方向に軸心を有するスピンドル９０と、スピンドル９０の下端に装着された研削ホイール９１とを備えている。そして、第二の加工手段９は、加工送り手段１０によってＺ軸方向に昇降可能となっており、板状ワークＷに対して仕上げ研削を施す。

基台１００の上面前部には、加工前の板状ワークＷを収容するワークカセット１２及び加工後の板状ワークＷを収容するワークカセット１３が板状ワークＷの収容口を対向させてそれぞれ配設されている。ワークカセット１２とワークカセット１３との間の領域には、ワークカセット１２からの板状ワークＷの搬出及びワークカセット１３への板状ワークＷの搬入を行う搬送ロボット１４が配設されている。

以下においては、洗浄手段の第一例及び第二例の構成及び作用について図２乃至図４を参照しながら説明する。

図２及び図３に示す洗浄手段３は、加工装置１に搭載される洗浄手段の第一例である。図２に示すように、洗浄手段３は、板状ワークＷを洗浄するロール状の洗浄部３０と、洗浄手段３の上方に送り込まれてくる板状ワークＷの洗浄する面に洗浄液を供給するワーク洗浄配管３２と、ワーク洗浄配管３２に連結し洗浄液供給源３３０に連通する洗浄液供給配管３３と、洗浄液供給配管３３から分岐して末端に封止部３４Ａを有する圧力緩和配管３４と、洗浄液供給源３３０と圧力緩和配管３４との間で洗浄液供給配管３３に配設される洗浄液供給バルブ３５とを少なくとも備えている。

洗浄部３０は、長方形形状の支持台３２０の両端部上面に立設された一対の挟持板３２１によって挟み込まれるようにして支持されている。洗浄部３０は、板状ワークＷに接触する面を外周面３０Ａとし、ロール状のスポンジローラもしくはブラシローラから構成されている。また、図３に示すように、洗浄部３０の中央には、回転軸３１が軸通されている。

図２に示すように、洗浄部３０の下方で一方の挟持板３２１に、洗浄部３０を回転させるモータ３２２が配設されている。図３に示すモータ３２２の中央には、回転軸３２３が連結されており、当該回転軸３２３と洗浄部３０の回転軸３１とにベルト３２４が掛けられている。そして、モータ３２２の駆動により生じる回転力がベルト３２４を介して回転軸３１に伝達されるようになっている。これにより、回転軸３１はモータ３２２の駆動に伴い回転することができ、ロール状の洗浄部３０を回転させることができる。

図２に示すワーク洗浄配管３２は、端部３２Ａを挟持板３２１に固定して洗浄部３０の外周面３０Ａに平行に配設されている。一方、端部３２Ａの反対側の端部は挟持板３２１を貫通し洗浄液供給配管３３及び洗浄液供給バルブ３５を介して洗浄液供給源３３０に連結されている。

図２に示すワーク洗浄配管３２には、洗浄液供給源３３０から供給される洗浄液を板状ワークＷに向けて供給するための供給口３００が複数形成されている。また、図３に示すように、供給口３００は、板状ワークＷの裏面ＷＢに洗浄液を吹き上げるために、裏面ＷＢの面方向に開口されている。

図２及び図３に示す洗浄液供給配管３３は、ワーク洗浄配管３２に連結されており、洗浄液供給バルブ３５を介して洗浄液供給源３３０まで連通している。

図２に示す洗浄液供給バルブ３５は、箱型の弁箱から形成され、弁箱の内部には洗浄液を洗浄液供給配管３３へ流す流路を開閉するための不図示の弁体が設けられている。

図２に示す圧力緩和配管３４は、洗浄水供給配管３３から分岐して連結されている。また、圧力緩和配管３４の末端は閉じられており、封止部３４Ａが形成されている。洗浄液が洗浄液供給配管３３へ流入すると、洗浄液供給配管３３から分岐した圧力緩和配管３４及びワーク洗浄配管３２へ向けて洗浄液が流れることとなるが、封止部３４Ａが圧力緩和配管３４の末端に形成されていることにより、洗浄液が洗浄液供給配管３３の内部に流入して満たされた状態になると、圧力緩和配管３４の内部の所定位置まで流れた洗浄液と封止部３４Ａとの間に密閉された空気室ができるようになっている。

また、洗浄液供給源３３０から供給される洗浄液が洗浄液供給配管３３に流入されると、洗浄液供給配管３３及びワーク洗浄配管３２内における圧力が上昇する。

圧力緩和配管３４に上記のような空気室が形成された状態で、洗浄液供給バルブ３５の弁体が開くと、空気室に溜まっている空気が収縮して洗浄液供給配管３３内の圧力上昇を緩和することができる。一方で、洗浄液供給バルブ３５の弁体が閉じると、洗浄液の洗浄液供給配管３３への流入が遮断され、空気室に溜まっている空気が膨張する。したがって、洗浄手段３に上記の如く構成される圧力緩和配管３４を備えることにより、洗浄液供給バルブ３５から洗浄液が供給されるときに、洗浄液供給配管３３及びワーク洗浄配管３２内における急激な圧力上昇を緩和することができるため、ワーク洗浄配管３２の供給口３００から洗浄液の急な吹き出しを防止することができる。

図４に示す洗浄手段３ａは、加工装置１に搭載される洗浄手段の第二例である。洗浄手段３ａにおいては、上記の洗浄手段３の構成に加えて洗浄液供給配管３３に連結される洗浄部洗浄配管３６を備えている。洗浄部洗浄配管３６は、挟持板３２１に配設されるワーク洗浄配管３２の配設位置とは反対側の位置に洗浄部３０のロール状の外周面３０Ａに平行に配設されている。

洗浄部洗浄配管３６には、洗浄液供給源３３０から供給される洗浄液を外周面３０Ａに向けて供給するための複数の供給口３１０が複数形成されている。図４に示すように、供給口３１０は、外周面３０Ａに洗浄液を吹きつけるために、回転軸３１の方向で、かつ、外周面３０Ａに向けて開口されている。

洗浄部３０によって板状ワークＷの裏面ＷＢを洗浄中、外周面３０Ａと板状ワークＷの裏面ＷＢとが接触するため、板状ワークＷの裏面ＷＢに付着した汚れが外周面３０Ａにも付着することがある。したがって、洗浄手段３ａでは、洗浄部洗浄配管３６を備えることにより、洗浄部３０自身に付着した汚れを除去することができ、裏面ＷＢの洗浄効果をより高めることができる。

以下においては、洗浄手段の第一例を搭載した加工装置１の動作について説明する。
図１に示す搬送ロボット１４がワークカセット１２に収容された加工前の板状ワークＷを取り出した後、搬入手段４が作動し搬入経路Ｌ１を移動して、搬送ロボット１４が保持する板状ワークＷの上面を吸着保持する。そして、搬入経路Ｌ１にある洗浄手段３の上方に板状ワークＷを移動させる。

このとき、板状ワークＷが洗浄手段３の上方に到達していない時点で、図３に示す洗浄液供給バルブ３５が洗浄液供給配管３３への流路を開いたとしても、圧力緩和配管３４内に形成された空気室により、洗浄液供給配管３３とワーク洗浄配管３２との内部における圧力上昇が緩和され、洗浄液がワーク洗浄配管３２の供給口３００から急に吹き出すことはない。

板状ワークＷが洗浄手段３の上方に到達したら、板状ワークＷの裏面ＷＢの洗浄が開始される。図３に示すように、モータ３２２の回転軸３２３を回転させて、ベルト３２４を介して洗浄部３０の回転軸３１を矢印Ａ方向に回転させ、板状ワークＷを矢印Ｂ方向に送り込ませながら、回転中の外周面３０Ａに板状ワークＷの裏面ＷＢを摺接させる。これと同時に洗浄液供給源３３０から洗浄液を洗浄液供給配管３３に供給して、洗浄液供給配管３３に連結したワーク洗浄配管３２に流入させる。そして、洗浄液を供給口３００から裏面ＷＢに吹き上げる。その結果、加工前の板状ワークＷの裏面ＷＢに付着した汚れが除去される。

板状ワークＷの裏面ＷＢの全面を洗浄したら、搬入手段４は搬入経路Ｌ１を移動してスピンナー洗浄装置６に板状ワークＷを移動させ、板状ワークＷの表裏面の洗浄及び乾燥処理がなされる。その後、搬入手段４は、搬入経路Ｌ１を移動してチャックテーブル２に板状ワークＷを搬入する。

チャックテーブル２が自転を開始するとともに、ターンテーブル１１が回転を開始し、チャックテーブル２を第一の加工手段８及び第二の加工手段９の下方に順次送り込み、板状ワークＷに対して第一の加工手段８による粗研削及び第二の加工手段９による仕上げ研削を施す。

上記の加工が全て施された後、加工済みの板状ワークＷには、加工屑が付着しているため、当該板状ワークＷを洗浄手段３に移動させるために、搬出手段５が作動する。搬出手段５は、加工後の板状ワークＷを保持するチャックテーブル２から板状ワークＷの上面を吸着保持して搬出経路Ｌ２を移動する。そして、洗浄手段３の上方に板状ワークＷを送り込み板状ワークＷの裏面ＷＢを洗浄する。なお、搬出経路Ｌ２に配設される洗浄手段３での洗浄についても、上記した搬入経路Ｌ１に配設される洗浄手段３と同様である。

板状ワークＷの裏面ＷＢの全面を洗浄したら、搬出手段５は搬入経路Ｌ２を移動してスピンナー洗浄装置７に板状ワークＷを移動させ、板状ワークＷの表裏面の洗浄及び乾燥処理がなされる。その後、搬送ロボット１４が搬出手段５に吸着保持された板状ワークＷを受け取り、ワークカセット１３に収容する。

洗浄手段の第二例を搭載した加工装置１の動作例について、上記の洗浄手段の第一例を搭載した加工装置１とは異なる動作について説明する。

図１に示した搬入手段４が搬入経路Ｌ１を移動し、図４に示す洗浄手段３ａの上方に板状ワークＷを到達させた後、板状ワークＷの裏面ＷＢの洗浄が開始される。図４に示すように、モータ３２２を駆動させ、洗浄部３０の回転軸３１を矢印Ａ方向に回転させる。そして、板状ワークＷを矢印Ｂ方向に送り込ませながら、回転中の外周面３０Ａに板状ワークＷの裏面ＷＢを摺接させる。これと同時に洗浄液供給源３３０から洗浄液を洗浄液供給配管３３に供給する。このとき、洗浄手段３ａにおいては、洗浄液供給配管３３から連結したワーク洗浄配管３２及び洗浄部洗浄配管３６に洗浄液が供給される。

洗浄液がワーク洗浄配管３２に供給されると、供給口３００から裏面ＷＢに吹き上げられるとともに、洗浄部洗浄配管３６に供給された洗浄液が供給口３１０から回転中の洗浄部３０の外周面３０Ａに吹きつけられる。その結果、板状ワークＷの裏面ＷＢに付着した加工屑などが除去されるほか、外周面３０Ａに付着した加工屑についても除去される。

以上説明した洗浄手段３及び洗浄手段３ａでは、圧力緩和配管３４を備えることにより、洗浄液供給バルブ３５から洗浄液が供給されるときに、洗浄液供給配管３３及びワーク洗浄配管３２内における急激な圧力上昇を緩和することができる。そして、ワーク洗浄配管３２の供給口３００から洗浄液が急に吹き出すことを防止することができる。

さらに、洗浄手段３ａにおいては、洗浄液供給配管３３に連結され洗浄部３０のロール状の外周面３０Ａに平行で洗浄部３０の回転軸３１の方向に洗浄液の供給口３１０が複数開いている洗浄部洗浄配管３６が配設されているため、洗浄部３０を洗浄することができる。

実施形態にかかる洗浄手段３、３ａでは、洗浄部３０が一本だけ適用された一例を示したが、洗浄部３０は１本だけに限定されるものではない。例えば、洗浄手段に３本のロール状のブラシローラを適用したものでもよい。

また、洗浄手段には、洗浄部の本数と同数の洗浄部洗浄配管が配設される。すなわち、
実施形態にかかる洗浄手段３ａでは、洗浄部３０一本に対して洗浄部洗浄配管３６が一本だけ配設されている。

なお、図３及び４に示した洗浄手段３，３ａは、図１に示した加工装置１以外の各種加工装置にも搭載することができる。

１：加工装置
２：チャックテーブル２０：保持面
３，３ａ：洗浄手段
３０：洗浄部３０Ａ：外周面
３１：回転軸３２：ワーク洗浄配管３２Ａ：端部３３：洗浄液供給配管
３４：圧力緩和配管３４Ａ：封止部３５：洗浄液供給バルブ３６：洗浄部洗浄配管
３００，３１０：供給口
３２０：支持台３２１：挟持板３２２：モータ３２３：回転軸３２４：ベルト
３３０：洗浄液供給源
４：搬入手段４０：駆動軸
５：搬出手段５０：駆動軸
６：スピンナー洗浄装置
７：スピンナー洗浄装置
８：第一の加工手段８０：スピンドル８１：研削ホイール
９：第二の加工手段９０：スピンドル９１：研削ホイール
１０：加工送り手段
１００：基台１１０支持板
１１：ターンテーブル
１２：ワークカセット
１３：ワークカセット
１４：搬送ロボット
Ｌ１：搬入経路Ｌ２：搬出経路
Ｗ：板状ワークＷＢ：裏面

Claims

板状ワークを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに板状ワークを搬入する搬入手段と、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、該搬入手段の搬入経路もしくは該搬出手段の搬出経路のいずれかに配設されチャックテーブルの保持面に接触する板状ワークの面を洗浄する洗浄手段と、該チャックテーブルに保持された板状ワークを加工する加工手段と、を少なくとも含む加工装置において、
該洗浄手段は、中心軸を回転軸として回転するロール状の洗浄部と、
板状ワークの洗浄する面に洗浄液を供給するワーク洗浄配管と、
該ワーク洗浄配管に連結し洗浄液供給源に連通する洗浄液供給配管と、
該洗浄液供給配管から分岐して末端が封止されている圧力緩和配管と、
該洗浄液供給源と該圧力緩和配管との間で該洗浄液供給配管に配設される洗浄液供給バルブと、を少なくとも備え、
該洗浄部のロール状の外周面と該ワーク洗浄配管とは板状ワークの洗浄する面に平行で、該ワーク洗浄配管には板状ワークの洗浄する面に向かって複数の穴が開いており、
該圧力緩和配管は、該洗浄液供給バルブを開いて該洗浄液供給配管に洗浄液が満たされることにより密閉された空気室が形成され、
該空気室の空気は、該洗浄液供給バルブを開いたときには収縮し、該洗浄液供給バルブを閉じたときには膨張することにより該洗浄液供給配管および該ワーク洗浄配管の内部における圧力上昇を緩和する加工装置。
前記洗浄液供給配管に連結され、前記洗浄部のロール状の外周面に平行で該洗浄部の回転軸の方向に複数の穴が開いている洗浄部洗浄配管が配設される請求項１記載の加工装置。