JP5820329B2 - 両頭平面研削法及び両頭平面研削盤 - Google Patents

Description

本発明は、両頭平面研削法及び両頭平面研削盤に関するものである。

横型両頭平面研削盤によりシリコンウェーハ等の薄板状ワークの両側面を研削する際には、左右一対の静圧パッドによりワークを板厚方向の両側から静圧保持した状態で、そのワークをキャリアにより回転させながら、ワークの両面を左右一対の研削砥石により所定厚さに研削する（特許文献１）。

この種の両頭平面研削では、ワークを静圧パッド間の中央位置に保持して研削することが研削精度を向上させる上で非常に重要である。そこで、従来はワークの研削時に左右の両静圧パッドを移動機構を利用して同一量移動させる等、種々の方策が考えられている。

特許文献１の横型両頭平面研削盤は、研削時に左右の両静圧パッドを同調して移動させる移動機構を備え、ワークの装填基準位置を中央とし、その位置を基準にしてワークの研削時に両静圧パッドを同調して同一速度で同一量移動させるようにしている。

このような移動機構を備えた横型両頭平面研削盤の他に、次のような調整方法を採用する横型両頭平面研削盤が考えられている。先ずキャリアにワークを挿入し、左右の両静圧パッドにより静圧水を介してワークを非接触状態で静圧保持した後、キャリアをその中心廻りに回転駆動してワークを回転させて、ワークを両静圧パッド間で安定させる。そして、ワークの状態が安定すると、このときのワークの位置を両静圧パッドに備えられたエアセンサにより測定して、その測定位置をゼロとしてゼロイングを行い、そのゼロイング位置を記憶させる。次にキャリアの回転を停止させた後、左右の両研削砥石を前進させて、両静圧パッドにより静圧保持されたままのワークを両研削砥石で左右両側から挟み込み、そのときの両砥石軸の位置が記憶するゼロイング位置と一致するように調整し、挟み込んだワークの厚みを入力して研削位置の位置合わせを行う。

この他に静圧パッド、ワークに接触可能な接触式の左右一対の定寸装置を使い、両静圧パッドの位置やワークの左右両面の位置を測定して静圧パッド間の中央位置を算出することも考えられている。

特開２００３−２３６７４６号公報

従来の移動機構を備えた横型両頭平面研削盤は機構的に複雑化する欠点があり、またワークの装填基準位置を中央とし、ワークの研削時にその位置を基準にして両静圧パッドを同調して同一速度で同一量移動させるとしても、装填基準位置が両研削砥石間の中央位置に位置する保証はない。

また前者の調整方法を採用する横型両頭平面研削盤では、段取り替えがあった場合には、研削を再開するまでに多くの時間と、ワークの試研削とが必要となる欠点がある。何故なら、ワーク形状は必ずしも一定しておらず、ワーク毎にその形状が不揃いである。また段取り状態によっては、両研削砥石の砥石軸と両静圧パッドのワーク支持面との直角度等がゼロに調整できているわけではない。このため両静圧パッドにより静圧水を介してワークを静圧保持しても、ワーク形状や段取り状態によっては、ワークが傾いたままで回転する等、両静圧パッド間の中央位置でワークを安定して回転させることが困難であり、ゼロイング位置が両静圧パッド間の中央位置から大きくかけ離れてしまうことがある。従って、このような場合には、研削再開までに多くの時間を要し、また試研削により多くのワークを無駄にする問題がある。

更に後者の接触式の定寸装置を使う横型両頭平面研削盤では、両静圧パッド間の中央位置をより確実に算出することができるが、その算出に時間と労力を要し、また作業者に高度な熟練が要求される等の問題がある。

本発明は、このような問題点に鑑み、薄板状のワークの研削位置を両静圧パッド間の中央位置に容易且つ確実に位置決めでき、段取り直後の初品から所定の研削精度で研削できる両頭平面研削法及び両頭平面研削盤を提供することを目的とする。

本発明に係る両頭平面研削法は、一対の静圧パッドにより静圧支持された薄板状のワークを回転させながら、一対の研削砥石により前記ワークの両面を研削するに際して、前記研削砥石により前記ワークを静圧支持位置の前記両静圧パッド間の中央側へと移動させながらワーク位置検出手段により前記ワークの位置を検出して、前記ワークが前記各静圧パッドから所定距離離れたことを前記ワーク位置検出手段が検出したときの前記研削砥石の位置を研削前進端位置とし、該研削前進端位置から前記両研削砥石を同一速度で前進させて前記ワークを研削するものである。

前記ワークを前記静圧支持位置の一方の前記静圧パッドに押し付けた後、該一方の静圧パッド側の前記研削砥石を前進させながら回転が停止した状態の該研削砥石により前記ワークを前記一方の静圧パッドから所定量浮き上がらせて、前記ワークが所定量浮き上がったときの前記研削砥石の位置を研削前進端位置とする操作を夫々で行い、その後に前記両静圧パッドにより前記ワークを静圧支持することが望ましい。

他方の前記静圧パッドから静圧流体を供給して前記ワークを前記一方の静圧パッド側に押圧してもよい。前記両研削砥石の前進制限位置を予め決めておき、前記ワークの研削時に前記両研削砥石が前記前進制限位置を越えて前進しないようにすることが望ましい。

また本発明に係る両頭平面研削盤は、一対の静圧パッドにより静圧支持された薄板状のワークを回転させながら、一対の研削砥石により前記ワークの両面を研削する両頭平面研削盤において、前記ワークが静圧支持位置の前記両静圧パッドから所定距離離れた位置を検出する一対のワーク位置検出手段と、該各ワーク位置検出手段が所定距離離れた位置を検出したときの前記研削砥石の位置を研削前進端位置とする研削前進端位置決定手段と、該研削前進端位置決定手段により決められた研削前進端位置から前記両研削砥石を同一速度で前進させて研削サイクルを実行させる研削サイクル制御手段とを備えたものである。

本発明によれば、薄板状のワークの研削位置を両静圧パッド間の中央位置に容易且つ確実に位置決めでき、段取り直後の初品から所定の研削精度で研削できる利点がある。

本発明の一実施形態を示す横型両頭平面研削盤の概略断面図である。 同側面図である。 同制御装置のブロック図である。 同説明図である。 同動作説明図である。 同動作説明図である。 同動作説明図である。 同動作説明図である。 同フローチャートである。 同ワークの浮き上がり状態の説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳述する。図面は本発明を採用した横型両頭平面研削盤を例示する。横型両頭平面研削盤は、図１、図２に示すように、左右に相対向して配置され且つシリコンウェーハ等の薄板状のワークＷを静圧支持する左右一対の静圧パッド１，２と、各静圧パッド１，２の凹部１ａ，２ａに対応して左右方向の軸心廻りに回転自在に配置され且つ静圧パッド１，２により保持されたワークＷの左右の両側面を研削する左右一対の研削砥石３，４と、静圧パッド１，２により保持されたワークＷをその略中心廻りに回転させるキャリア５とを備えている。キャリア５は図外の駆動手段によりワークＷの略中心廻りに回転駆動される。

静圧パッド１，２はワークＷの近傍の静圧支持位置Ｈ１，Ｈ２（図１参照）と、この静圧支持位置Ｈ１，Ｈ２から後退する後退位置（図示省略）との間で左右方向に移動自在であり、静圧支持位置Ｈ１，Ｈ２で両静圧パッド１，２からワーク支持面１ｂ，２ｂ側に静圧水等の静圧流体（以下、静圧水という）を供給したときに、その静圧水を介してワークＷを両静圧パッド１，２間の中央位置に非接触状態で静圧支持し、また一方の静圧パッド１，２から静圧水を供給したときに、その静圧水を介してワークＷを他方の静圧パッド１，２側へと押圧するようになっている。

静圧パッド１，２のワーク支持面１ｂ，２ｂ側には、静圧水が供給される複数個のポケット（図示省略）、各ポケットからの静圧水を外側へと排出する排出溝（図示省略）の他に、凹部１ａ，２ａの近傍に周方向に所定間隔をおいて複数個（例えば周方向に３個）のエアセンサ６，７が配置されている。エアセンサ６，７はワークＷの位置を検出するワーク位置検出手段を構成するものであって、エアノズルからワークＷ側にエアを噴出して、そのときの背圧の変化によりワークＷと静圧パッド１，２のワーク支持面１ｂ，２ｂとの隙間を測定するようになっている。

なお、エアセンサ６，７はワーク位置検出手段の一例に過ぎず、ワークＷの位置を検出し得るものであれば他のものでもよい。またワーク位置検出手段には接触式と非接触式とがあるが、その何れでもよい。

研削砥石３，４はカップ型等であって、左右方向の砥石軸８，９の先端に固定されており、砥石軸８，９の移動により前進端位置と後退端位置との間で左右方向に移動自在であり、砥石軸８，９廻りに回転してワークＷの左右両面を研削するようになっている。

キャリア５はワークＷが着脱自在に挿入されるキャリア孔１０を略同心状に備え、外周側に配置された周方向に複数個の支持ローラ１１によりワークＷの略中心廻りに回転自在に支持され、駆動手段（図示省略）によりワークＷの略中心廻りに回転駆動される。キャリア５はキャリア孔１０内に突出してワークＷのノッチ部１２に係合する係合部１３を有する。

図３は横型平面研削盤を制御する制御装置を示す。この制御装置は、静圧パッド１，２の静圧水の供給・停止、静圧パッド１，２の移動等を制御する静圧パッド制御手段１５と、砥石軸８，９の前進・後退、回転・停止等を制御する砥石軸制御手段１６と、静圧支持位置Ｈ１，Ｈ２の静圧パッド１，２からのワークＷの浮き上がり量Ｃ１，Ｃ２（静圧パッド１，２とワークＷとの距離）（図５、図７参照）を検出する左右一対のエアセンサ（ワーク位置検出手段）６，７と、静圧パッド１，２からのワークＷの所定浮き上がり量Ｃを設定する浮き上がり量設定手段１７と、各エアセンサ６，７で検出された浮き上がり量Ｃ１，Ｃ２が浮き上がり量設定手段１７で設定された所定浮き上がり量Ｃとなったときの両砥石軸８，９の位置を研削前進端位置Ｆ１，Ｆ２（図５、図７参照）とする研削前進端位置決定手段１８と、静圧支持位置Ｈ１，Ｈ２での両静圧パッド１，２間の隙間Ａ（図１参照）を設定する隙間設定手段１９と、ワークＷの仕上がり厚みＢを設定する仕上がり厚み設定手段２０と、隙間設定手段１９で設定された両静圧パッド１，２間の隙間Ａ、仕上がり厚み設定手段２０で設定されたワークＷの仕上がり厚みＢに基づいて両砥石軸８，９の前進量Ｓを演算して、研削前進端位置決定手段１８により決められた研削前進端位置Ｆ１，Ｆ２から両研削砥石３，４を略同一速度で同一量前進させ、その先端の両研削砥石３，４によりワークＷを研削する研削サイクルを実行させる研削サイクル制御手段２１とを備えている。

なお、両研削砥石３，４を研削前進端位置Ｆ１，Ｆ２から前進させる場合の前進速度は左右同一速度であり、前進量は左右同一量であることが望ましいが、ワークＷの研削精度の許容範囲内であれば、前進速度、前進量は略同一であってもよい。また各研削砥石３，４の前進速度が多段階で増速又は減速するような場合には、左右が略同期（略同調）して増速又は減速すればよい。従って、各研削砥石３，４を必ずしも常に一定速度で前進させる必要はない。

静圧パッド制御手段１５は静圧パッド１，２に対する静圧水の供給・停止を個別に制御可能であり、その制御により、両静圧パッド１，２から同時に静圧水を供給してキャリア５内のワークＷを静圧保持することもできるし、何れか一方の静圧パッド１，２から静圧水を供給してキャリア５内のワークＷを他方の静圧パッド１，２側へと押圧することもできる。なお、ワークＷの搬入、搬出時にも必要に応じて静圧水を供給してもよい。

研削前進端位置決定手段１８は、静圧パッド制御手段１５、砥石軸制御手段１６等により、ワークＷを静圧支持位置Ｈ１，Ｈ２の一方の静圧パッド１，２に押し付ける操作、その後に一方の静圧パッド１，２と同一側にある一方の砥石軸８，９を前進させて、各砥石軸８，９の先端の研削砥石３，４によりワークＷを静圧パッド１，２から浮き上がらせる操作を左右の夫々で行い、左右のワークＷの浮き上がり量Ｃ１，Ｃ２が所定浮き上がり量Ｃとなったときの研削砥石３，４の位置を左右の研削前進端位置Ｆ１，Ｆ２とするようになっている。

ワークＷの研削位置の決定に際しては、先ずワークＷを一方の静圧パッド１，２に押し付ける。次にその状態で一方の砥石軸８，９を前進させて一方の研削砥石３，４をワークＷに接触させた後に、回転を停止させた状態の研削砥石３，４によりワークＷを押して、ワークＷを一方の静圧パッド１，２から浮き上がらせる。そして、ワークＷの浮き上がり量Ｃ１，Ｃ２が所定浮き上がり量Ｃとなったときの位置を一方の砥石軸８，９の研削前進端位置Ｆ１，Ｆ２とする。この操作を左右の夫々で同様に行う。

これによって左右の両研削砥石３，４間の中央位置が両静圧パッド１，２間の略中央位置となるので、その状態でワークＷの両面を両研削砥石３，４により研削すれば、両静圧パッド１，２間の略中央位置でワークＷを研削することができる。従って、薄板状のワークＷの研削位置を両静圧パッド１，２間の略中央位置に容易且つ確実に位置決めでき、段取り直後の初品から所定の研削精度で研削できる利点がある。

なお、両研削砥石３，４間の中央位置が両静圧パッド１，２間の中央位置であることが望ましいが、ワークＷの研削精度に対する影響が許容範囲内であるならば、両研削砥石３，４間の中央位置と両静圧パッド１，２間の中央位置との間に若干のズレがあってもよい。従って、両研削砥石３，４間の中央位置は、ワークＷの研削精度の許容範囲内で両静圧パッド１，２間の略中央位置にあればよい。

この横型平面研削盤は、左右の砥石軸８，９が同軸上に位置し、また両砥石軸８，９に対して左右の両静圧パッド１，２のワーク支持面１ｂ，２ｂが直角であり、両静圧パッド１，２のワーク支持面１ｂ，２ｂが平行となるように予め調整されている。なお、両静圧パッド１，２間の隙間Ａは、ワークＷの厚みや研削条件等により決められている。

次に図９のフローチャートを参照しながら説明する。先ずキャリア５にワークＷを挿入する（ステップＳ１）。このワークＷの挿入は直接手作業で行ってもよいし、搬入出手段がある場合には、その搬入出手段により自動的に行ってもよい。

例えば搬入出手段によりワークＷをキャリア５に自動的に挿入する場合には、右静圧パッド２をキャリア５の近傍の静圧支持位置Ｈ２に位置させておき、その状態で搬入出手段によりワークＷをキャリア５に左側から挿入し、そのワークＷを搬入出手段と右静圧パッド２との間で挟んだ後、ワークＷを右静圧パッド２側に真空吸着する。そして、搬入出手段を外部へと退避させた後、左静圧パッド１を静圧支持位置Ｈ１へと移動させて、ワークＷがキャリア５から脱落しないように両側から挟む。なお、両静圧パッド１，２の静圧支持位置Ｈ１，Ｈ２は、隙間設定手段１９により設定された隙間Ａに対応している。

次に静圧支持位置Ｈ１，Ｈ２に位置する左右の両静圧パッド１，２の内、例えば右静圧パッド２から図４の矢印方向に静圧水２ｃを供給して（ステップＳ３）、図４に示すように、この静圧水２ｃによりキャリア５内のワークＷを、静圧支持位置Ｈ１に位置する左静圧パッド１のワーク支持面１ｂに押し付ける（ステップＳ４）。

その後、研削砥石３の回転を停止させた状態で左砥石軸８を一定速度で図５のＸ矢示方向へと前進させる（ステップＳ５）。すると左研削砥石３が左静圧パッド１のワーク支持面１ｂと一致してワークＷに接触した後、ワークＷを静圧水２ｃの供給に抗して右方向（Ｘ矢示方向）へと押して、図５に示すようにワークＷを左静圧パッド１のワーク支持面１ｂから浮き上がらせて行く（ステップＳ６）。そして、そのときのワークＷの浮き上がり量Ｃ１を右静圧パッド２のエアセンサ７により測定する（ステップＳ７）。

エアセンサ７がワークＷの浮き上がり量Ｃ１を測定すると、研削前進端位置決定手段１８において、エアセンサ７の浮き上がり量Ｃ１の出力値と浮き上がり量設定手段１７で設定された所定浮き上がり量Ｃの設定値とを比較して、ワークＷが左静圧パッド１から所定浮き上がり量Ｃだけ浮き上がったか否かを判定する（ステップＳ８）。そして、ワークＷが所定浮き上がり量Ｃまで浮き上がれば、エアセンサ７の出力値が所定浮き上がり量Ｃの設定値と一致するので、所定浮き上がり量Ｃを判定すると同時に左砥石軸８の前進を停止させて（ステップＳ９）、図５に示すように、その時点の左砥石軸８の位置を左研削前進端位置Ｆ１とする（ステップＳ１０）。

なお、ワークＷの所定浮き上がり量Ｃは任意に設定すればよい。ただし、両静圧パッド１，２間の隙間をＡ、研削前のワークＷの厚みをＤとした場合、Ｃ＜（Ａ−Ｄ）／２とする必要がある。

ワークＷが左静圧パッド１から所定浮き上がり量Ｃだけ浮き上がれば、左砥石軸８を後退位置まで所定量後退させ（ステップＳ１１）、右静圧パッド２からの静圧水２ｃの供給を停止する（ステップＳ１２）。

次に図６に示すように、左静圧パッド１から矢印方向に静圧水１ｃを供給して、その静圧水１ｃによりワークＷを静圧支持位置Ｈ２にある右静圧パッド２に押し付けた後（ステップＳ１３，Ｓ１４）、図７に示すように、回転を停止させた状態の右砥石軸９を一定速度で図７のＹ矢示方向へと前進させる等の操作を行い、同様の方法で右砥石軸９の研削前進端位置Ｆ２を決める（ステップＳ１５〜Ｓ２０）。その後、右砥石軸９を左砥石軸８の後退量と同じ量だけ後退させる（ステップＳ２１）。なお、エアセンサ６，７が所定浮き上がり量Ｃを検出してから各砥石軸８，９が停止するまでの移動距離を同じにするために、両砥石軸８，９の前進速度は同一速度にしている。

次に図８に示すように、右静圧パッド２から静圧水２ｃを供給して（ステップＳ２２）、静圧支持位置Ｈ１，Ｈ２にある両静圧パッド１，２により静圧水１ｃ，２ｃを介してワークＷを静圧支持し、両研削砥石３，４を回転させた状態で研削前進端位置Ｆ１，Ｆ２からワークＷ側へと前進させて、両研削砥石３，４によりワークＷを研削する研削サイクルを実行させる（ステップＳ２３）。このときの両砥石軸８，９の前進速度、両研削砥石３，４の回転数は同一である。

左右の両静圧パッド１，２間の隙間Ａは隙間設定手段１９の設定により決まり、またワークＷの仕上がり厚みＢは仕上がり厚み設定手段２０の設定により決まっているので、研削サイクル制御手段２１がその両静圧パッド１，２間の隙間ＡとワークＷの仕上がり厚みＢに基づいて砥石軸８，９の前進量Ｓを演算しながら、左右の研削前進端位置Ｆ１，Ｆ２から両砥石軸８，９を同一速度で前進させて、その先端の両研削砥石３，４によりワークＷを研削する。

このとき左右の研削前進端位置Ｆ１，Ｆ２から砥石軸８，９を前進させるときの前進量Ｓを（Ａ−Ｂ）／２とすると、その左右の研削前進端位置Ｆ１，Ｆ２間の隙間が左右の両静圧パッド１，２の隙間Ａよりも左右の浮き上がり量Ｃ１，Ｃ２相当分だけ小さいため、両研削砥石３，４がワークＷを研削し過ぎて、所定の仕上がり厚みＢよりも薄い不良品が発生してしまう。

そこで、このような不良品の発生を抑えるために研削サイクル制御手段２１にオフセット量Ｇを入力しておく。このオフセット量Ｇは、両静圧パッド１，２の隙間ＡからワークＷの仕上がり厚みＢを引いた値よりも研削前進端位置Ｆ１，Ｆ２側に片寄った位置を両砥石軸８，９の前進限界とするためのものである。従って、研削時には、そのオフセット量Ｇだけ両砥石軸８，９が前進しないように、左右の砥石軸８，９を研削前端位置Ｆ１，Ｆ２から前進させるときの前進量ＳをＳ＝（Ａ−Ｂ−Ｇ）／２により演算しながら、両砥石軸８，９を同一速度で前進させて行く。

このオフセット量Ｇは、ワークＷの所定浮き上がり量Ｃと同じにすることが望ましい。しかし、砥石軸８，９の前進速度やエアセンサ６，７の使用等によってワークＷの所定浮き上がり量Ｃが異なることから、安全のため実際にはワークＷの所定浮き上がり量Ｃよりもオフセット量Ｇを大きく多く取っている。なお、オフセット量Ｇは、砥石軸８，９の前進速度、エアセンサ６，７等の諸条件毎のワークＷの所定浮き上がり量Ｃをデータベース化して、そのデータベースに基づいて決定するようにすれば、より正確なオフセット量Ｇを決めることができる。

このような研削サイクルによりワークＷを研削した後、研削済みのワークＷが所定の研削精度で仕上がっているか否かの判定を行い（ステップＳ２４）、所定の研削精度に仕上がっておれば、そのまま連続研削を行う（ステップＳ２５）。また研削精度が悪ければ、砥石軸８，９の研削前進端位置Ｆ１，Ｆ２を再度算出して研削位置を調整したり、砥石軸８，９をチルト調整する等の所定の調整操作を行い（ステップＳ２６）、所定の研削精度が得られるようにする。

このようにしてワークＷの研削位置を決定すれば、キャリア５にワークＷを挿入し、ワークＷを一方の静圧パッド１，２に押し付けた後、同一側の砥石軸８，９を前進させて一方の研削砥石３，４によりワークＷを一方の静圧パッド１，２から浮き上がらせる操作を左右の夫々で行うことにより、左右の両静圧パッド１，２の中央位置にワークＷを位置決めできる。従って、作業者の熟練度に関係なく容易且つ正確に位置決めできると共に、毎回略同じ研削位置を再現することが可能であり、不良品の発生を限りなく少なくすることができる。

また両静圧パッド１，２の中央位置で両研削砥石３，４によりワークＷを研削できるため、試研削が不要になり、試研削ワークＷの量を削減できる利点がある。しかもワークＷの位置決めは研削砥石３，４を回転させずに行うため、ワークＷにダメージが生じず、試研削のワークＷをそのまま製品に用いることができる。

更にワークＷに反りやうねりが生じていても、一方の静圧パッド１，２から静圧水１ｃ，２ｃを供給してワークＷの全面を他方の静圧パッド１，２に押し付けるため、ワークＷの形状に影響されずに正確な位置決めができる。またワークＷの厚みが判らなくても、そのワークＷを両静圧パッド１，２の中央位置に位置決めできる。静圧パッド１，２からの静圧水１ｃ，２ｃの供給は、既存の静圧支持に用いる機器類を利用できるので、横型平面研削盤全体の製作コストのアップを招く等の問題もない。

また研削砥石３，４を前進させてワークＷを浮き上がらせる場合に、研削砥石３，４が回転状態であれば、その回転による風圧等が外乱となる他、研削砥石３，４がワークＷを研削して砥石軸８，９が前進し過ぎる等の惧れがある。しかし、研削砥石３，４の回転を停止させた状態で前進させることにより、研削砥石３，４の回転による外乱、ワークＷの研削等の問題を解消しながら、研削砥石３，４を利用してワークＷを静圧パッド１，２から浮き上がらせることができる。

凹部２ａの近傍には周方向に複数個、例えば３箇所にエアセンサ６，７が配置されており、この３箇所のエアセンサ６，７の出力値の和や平均、最も早く設定値に達するエアセンサ６，７の出力、３個の内の１個又は２個のエアセンサ７の出力値を用いてワークＷの浮き上がり量Ｃ１，Ｃ２を検出することも可能であるが、この実施形態では周方向の端部側に配置された１個のエアセンサ６，７を用いているので、ワークＷの浮き上がり量Ｃ１，Ｃ２を容易に測定できる利点がある。

即ち、一方の研削砥石３を前進させてワークＷを押す場合には、他方の静圧パッド２から供給される静圧水２ｃに抗してワークＷを押すことになるが、ワークＷがその略全面で静圧水２ｃを受けるのに対して、研削砥石３は静圧パッド１の凹部１ａ内にあってワークＷの下半分を押す。そのため図１０に示すように、研削砥石３により押されたワークＷは、その上側を支点Ｐに傾斜しながら静圧パッド１から浮き上がり、支点Ｐから最も離れたワークＷの下側の浮き上がりが最大になる。従って、この浮き上がりの大きいワークＷの下側に対応して配置された端部側の１個のエアセンサ７で測定することにより、ワークＷの浮き上がり量Ｃ１，Ｃ２の変化が判り易く容易に測定できる利点がある。

またエアセンサ６，７によりワークＷの浮き上がり量Ｃ１，Ｃ２を測定する場合には、ワークＷを浮き上がらせる研削砥石３，４と同一側の静圧パッド１，２に設けられたエアセンサ６，７を使用してもよいし、反対側の静圧パッド１，２に設けられたエアセンサ６，７を使用してもよい。

この場合、反対側のエアセンサ６，７を使用すれば、ゼロ近辺が測定範囲外となるセンサでも使用可能になる利点がある。例えば所定浮き上がり量Ｃが測定範囲外のゼロ近辺の微少量であれば、同一側の静圧パッド１，２のエアセンサ６，７を使用する場合には、ワークＷの浮き上がり量Ｃ１，Ｃ２が所定浮き上がり量Ｃとなっても、測定範囲外であるため測定不能となる。しかし、研削砥石３，４と反対側の静圧パッド１，２のエアセンサ６，７により測定する場合には、ゼロ近辺が測定範囲外のセンサを使用しても、反対側の静圧パッド１，２とワークＷ間の間隔がゼロ近辺以外の測定範囲内に入るため、そのエアセンサ６，７によってワークＷの僅かな浮き上がり量Ｃ１，Ｃ２を測定することが可能である。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、実施形態では、停止状態の研削砥石３，４を前進させてワークＷを押すようにしているが、ワークＷを研削しない程度の回転数であれば、研削砥石３，４が回転してもよい。従って、研削砥石３，４は停止状態でワークＷを押すことが望ましいが、回転が完全に停止した状態である必要はない。

また既存の横型平面研削盤に採用する場合には、生産過程において定期的に発生する砥石交換作業の後、この実施形態のような位置決め法のプログラムを制御装置に入力しておけば、ワークＷの搬入出手段と組み合わせることにより、ワークＷの搬入から研削終了後のワークＷの搬出までの作業を自動的に行うことが可能であり、その間、作業者は機械を離れて別の作業を行うことができる。

また研削サイクルの開始前に正寸のワークＷを使い、左右の両砥石軸８，９を同じ量だけ前進させて、再度、両研削砥石３，４とワークＷとの位置合わせを手動で行って、その後に研削サイクルを開始してもよい。研削サイクルとしてインプロセス定寸装置を使った研削サイクルを用いれば、オフセット量の設定等の操作を省くことができ、より簡単にワークＷを正寸に研削することができる。

インプロセス定寸装置を使った研削サイクルでは、左右の両静圧パッド１，２の隙間が判らなくても、両静圧パッド１，２間の中央位置を決めることができ、ワークＷの正寸が得られる。また左右の両静圧パッド１，２間の中央位置は、両静圧パッド１，２のワーク支持面１ｂ，２ｂを基準に両研削砥石３，４の位置を決めているため、左右の両静圧パッド１，２間の隙間Ａに影響されることがない。

インプロセス定寸装置から、ワークＷが仕上がり寸法に達した時点のゼロ点信号を受信したと同時に、静圧パッド１，２のエアセンサ６，７の出力値を取得し、エアセンサ６，７の出力値に左右差があるか否かを監視し、両研削砥石３，４の摩耗差によって生じる研削位置を補正する技術を併用することにより、試研削したときのエアセンサ６，７の出力値と段取り前（砥石交換前等）のエアセンサ６，７の出力値とを比較して、段取り前のエアセンサ６，７の出力値になるように補正すれば、段取り前の研削位置を再現できるため、不良品を出さずに生産を再開することができ、長期にわたり研削精度を安定させることが可能となる。

更に試研削に研削位置のズレを補正する技術を用いれば、試研削中にリアルタイムで段取り前のエアセンサ６，７の出力値と比較して補正することにより、次の段取りまでの間、研削精度を安定させることが可能となる。

実施形態では、静圧パッド１，２に備えられているエアセンサ６，７をワーク位置検出手段として用いたが、ワークＷの研削中に用いるインプロセス定寸装置を採用すれば、左右の両静圧パッド１，２間の中央位置を得ることができる。ワーク位置検出手段は静圧パッド１，２とワークＷとの距離（浮き上がり量Ｃ１，Ｃ２）を測定できれば、どのようなセンサを用いてもよい。

研削盤は両静圧パッド１，２、両研削砥石３，４を左右に配置した横型両頭平面研削盤であることが望ましいが、両静圧パッド１，２から静圧水を供給してワークＷを押圧しながら、研削砥石３，４によりワークＷを浮き上がらせるため、両静圧パッド１，２、両研削砥石３，４を上下に配置した縦型両頭平面研削盤においても同様に実施することも可能である。

Ｗ ワーク
１，２ 静圧パッド
３，４ 研削砥石
５ キャリア
８，９ 砥石軸
１７ 浮き上がり量設定手段
１８ 研削前進端位置決定手段
１９ 隙間設定手段
２０ 仕上がり厚み設定手段
２１ 研削サイクル制御手段
Ｃ 所定浮き上がり量
Ｆ１，Ｆ２ 研削前進端位置
Ｓ 前進量

Claims (5)

1. 一対の静圧パッドにより静圧支持された薄板状のワークを回転させながら、一対の研削砥石により前記ワークの両面を研削するに際して、
   前記研削砥石により前記ワークを静圧支持位置の前記両静圧パッド間の中央側へと移動させながらワーク位置検出手段により前記ワークの位置を検出して、
   前記ワークが前記各静圧パッドから所定距離離れたことを前記ワーク位置検出手段が検出したときの前記研削砥石の位置を研削前進端位置とし、
   該研削前進端位置から前記両研削砥石を同一速度で前進させて前記ワークを研削する
   ことを特徴とする両頭平面研削法。
2. 前記ワークを前記静圧支持位置の一方の前記静圧パッドに押し付けた後、
   該一方の静圧パッド側の前記研削砥石を前進させながら回転が停止した状態の該研削砥石により前記ワークを前記一方の静圧パッドから所定量浮き上がらせて、
   前記ワークが所定量浮き上がったときの前記研削砥石の位置を前記研削前進端位置とする操作を夫々で行い、
   その後に前記両静圧パッドにより前記ワークを静圧支持する
   ことを特徴とする請求項１に記載の両頭平面研削法。
3. 他方の前記静圧パッドから静圧流体を供給して前記ワークを前記一方の静圧パッド側に押圧する
   ことを特徴とする請求項２に記載の両頭平面研削法。
4. 前記両研削砥石の前進制限位置を予め決めておき、
   前記ワークの研削時に前記両研削砥石が前記前進制限位置を越えて前進しないようにする
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の両頭平面研削法。
5. 一対の静圧パッドにより静圧支持された薄板状のワークを回転させながら、一対の研削砥石により前記ワークの両面を研削する両頭平面研削盤において、
   前記ワークが静圧支持位置の前記両静圧パッドから所定距離離れた位置を検出する一対のワーク位置検出手段と、
   該各ワーク位置検出手段が所定距離離れた位置を検出したときの前記研削砥石の位置を研削前進端位置とする研削前進端位置決定手段と、
   該研削前進端位置決定手段により決められた研削前進端位置から前記両研削砥石を同一速度で前進させて研削サイクルを実行させる研削サイクル制御手段とを備えた
   ことを特徴とする両頭平面研削盤。

Images