JP7405563B2 - クリープフィード研削方法及び研削装置 - Google Patents
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Description
本発明は、クリープフィード研削方法と研削装置に関する。
チャックテーブルの保持面に保持された被加工物の上面より下の高さに研削砥石の下面を位置付けて、研削砥石とチャックテーブルとを相対的に水平なＹ軸方向に移動させることにより、被加工物の上面の一端側から他端側に研削砥石を移動させて被加工物を研削するクリープフィード研削においては、研削砥石の消耗によって一端側の被加工物の厚みと他端側の被加工物の厚みとの間に厚みの差が生じる。
そのため、特許文献１に開示のようにＹ軸方向の位置との関係における研削砥石の消耗量を把握しておき、研削砥石に対して被加工物をＹ軸方向に移動させつつ研削砥石の消耗量分、研削砥石を下降させて被加工物に生じる厚みの差を小さくしている。
しかし、上記の研削においては、被加工物と研削砥石とを相対的にＹ軸方向に移動させながら、Ｙ軸方向の位置に応じて研削砥石を下降させているため、被加工物に対する研削砥石のＹ軸及びＺ軸の２つの軸の方向への相対移動を制御する制御ユニットが必要となり制御が難しいという問題がある。
本発明は、保持面に保持された被加工物と回転する研削砥石とを該保持面に平行なＹ軸方向に相対的に移動させて、被加工物の一端側から他端側に向かって被加工物の上面を該研削砥石を用いて研削するクリープフィード研削方法であって、該保持面に保持された被加工物の上面より所定の距離下方に該研削砥石の下面を位置付け、被加工物と該研削砥石とを相対的に該Ｙ軸方向に移動させ被加工物の上面を研削する試し研削工程と、該試し研削工程において研削された該保持面に保持された被加工物を該Ｙ軸方向に移動させ、該Ｙ軸方向における少なくとも一端及び他端の被加工物の厚みを厚み測定手段を用いて測定する厚み測定工程と、該厚み測定工程において測定した被加工物の一端側の厚みと、被加工物の他端側の厚みとの厚み差を算出する厚み差算出工程と、該厚み測定手段が測定した被加工物の厚みが大きい他端側を支点として、該厚み測定工程において測定した被加工物の厚みが小さい一端側を該研削砥石の下面から遠ざける下方向に該厚み差分移動させて該保持面を傾ける保持面傾け工程と、該保持面傾け工程において傾けられた該保持面に新たに保持された被加工物の一端側の上面より所定距離下方に該研削砥石の下面を位置付け、被加工物と該研削砥石とを相対的に該Ｙ軸方向に移動させ被加工物の上面を研削する研削工程と、からなるクリープフィード研削方法である。
該試し研削工程は、該保持面に保持された被加工物に対して研削を複数回実施することが望ましい。
本発明は、保持面に被加工物を保持するチャックテーブルと、研削砥石を基台に環状に配置させた研削ホイールの中心を軸に該研削ホイールを回転させ被加工物を研削する研削手段と、該チャックテーブルと該研削手段とを該保持面に平行なＹ軸方向に相対的に移動させる水平移動手段と、該研削手段を該保持面に垂直なＺ軸方向に移動させる垂直移動手段と、を備え、被加工物の一端側から他端側に向かって被加工物の上面を該研削砥石を用いてクリープフィード研削する研削装置であって、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、該厚み測定手段が測定した該被加工物の該一端側の厚みと該他端側の厚みとの厚み差を算出する厚み差算出手段と、該Ｙ軸方向における該保持面の傾きを調整する傾き調整機構と、該一端側又は該他端側のうち該厚み測定手段が測定した該被加工物の厚みが小さい側を、該厚み測定手段が測定した被加工物の厚みが大きい側を支点として、該研削砥石の下面から遠ざける下方向に該厚み差分移動させるよう、該傾き調整機構を制御し該保持面を傾ける制御手段と、を備える研削装置である。
該試し研削工程は、該保持面に保持された被加工物に対して研削を複数回実施することが望ましい。
本発明は、保持面に被加工物を保持するチャックテーブルと、研削砥石を基台に環状に配置させた研削ホイールの中心を軸に該研削ホイールを回転させ被加工物を研削する研削手段と、該チャックテーブルと該研削手段とを該保持面に平行なＹ軸方向に相対的に移動させる水平移動手段と、該研削手段を該保持面に垂直なＺ軸方向に移動させる垂直移動手段と、を備え、被加工物の一端側から他端側に向かって被加工物の上面を該研削砥石を用いてクリープフィード研削する研削装置であって、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、該厚み測定手段が測定した該被加工物の該一端側の厚みと該他端側の厚みとの厚み差を算出する厚み差算出手段と、該Ｙ軸方向における該保持面の傾きを調整する傾き調整機構と、該一端側又は該他端側のうち該厚み測定手段が測定した該被加工物の厚みが小さい側を、該厚み測定手段が測定した被加工物の厚みが大きい側を支点として、該研削砥石の下面から遠ざける下方向に該厚み差分移動させるよう、該傾き調整機構を制御し該保持面を傾ける制御手段と、を備える研削装置である。
本発明は、研削する前に保持面の傾きを調整するため、従来のように研削加工中に研削砥石を下降させるというような複雑な動作が不要になる。
また、被加工物を複数回のクリープフィード研削により所望の厚みに仕上げる場合においては、試し研削をそのクリープフィード研削の回数分行ってから一端と他端との間の厚みの差を算出して、該差に対応する分保持面の一端を下げる。その後、被加工物のクリープフィード研削を行うことによって研削砥石の消耗を加味して所望の厚みに仕上げることが可能となっている。
また、被加工物を複数回のクリープフィード研削により所望の厚みに仕上げる場合においては、試し研削をそのクリープフィード研削の回数分行ってから一端と他端との間の厚みの差を算出して、該差に対応する分保持面の一端を下げる。その後、被加工物のクリープフィード研削を行うことによって研削砥石の消耗を加味して所望の厚みに仕上げることが可能となっている。
１ 研削装置
図１に示す研削装置１は、保持面２０ａに保持された被加工物Ｗを研削する研削装置である。以下、研削装置１について説明する。
図１に示すように、研削装置１は、ベース１０とベース１０の－Ｘ方向側に立設されたコラム１１とを備えている。
図１に示す研削装置１は、保持面２０ａに保持された被加工物Ｗを研削する研削装置である。以下、研削装置１について説明する。
図１に示すように、研削装置１は、ベース１０とベース１０の－Ｘ方向側に立設されたコラム１１とを備えている。
ベース１０の上には、チャックテーブル２が配設されている。チャックテーブル２は、例えば、長方形状の吸引部２０と吸引部２０を支持する枠体２１とを備えている。吸引部２０の上面は被加工物Ｗが保持される保持面２０ａであり、保持面２０ａは枠体２１の上面２１ａと面一に形成されている。
また、チャックテーブル２の枠体２１は、回転手段２４に支持されている。回転手段２４は、チャックテーブル２をＺ軸に平行な回転軸２５を軸にして回転させる機能を有している。
また、チャックテーブル２の枠体２１は、回転手段２４に支持されている。回転手段２４は、チャックテーブル２をＺ軸に平行な回転軸２５を軸にして回転させる機能を有している。
コラム１１の＋Ｘ方向側には、研削手段３を保持面２０ａに垂直なＺ軸方向に移動させる垂直移動手段４が配設されている。
研削手段３は、Ｚ軸方向の回転軸３５を有するスピンドル３０と、スピンドル３０を回転可能に支持するハウジング３１と、回転軸３５を軸にしてスピンドル３０を回転駆動するスピンドルモータ３２と、スピンドル３０の下端に接続された円環状のマウント３３と、マウント３３の下面に着脱可能に装着された研削ホイール３４とを備えている。
研削ホイール３４は、ホイール基台３４１と、ホイール基台３４１の下面に環状に配列された略直方体形状の複数の研削砥石３４０とを備えており、研削砥石３４０の下面３４０ａは被加工物Ｗを研削する研削面となっている。
研削手段３は、Ｚ軸方向の回転軸３５を有するスピンドル３０と、スピンドル３０を回転可能に支持するハウジング３１と、回転軸３５を軸にしてスピンドル３０を回転駆動するスピンドルモータ３２と、スピンドル３０の下端に接続された円環状のマウント３３と、マウント３３の下面に着脱可能に装着された研削ホイール３４とを備えている。
研削ホイール３４は、ホイール基台３４１と、ホイール基台３４１の下面に環状に配列された略直方体形状の複数の研削砥石３４０とを備えており、研削砥石３４０の下面３４０ａは被加工物Ｗを研削する研削面となっている。
スピンドルモータ３２を用いて回転軸３５を軸にしてスピンドル３０を回転させることにより、スピンドル３０に接続されたマウント３３、及びマウント３３に装着された研削ホイール３４が一体的に回転軸３５を軸にして回転することとなる。
垂直移動手段４は、Ｚ軸方向の回転軸４５を有するボールネジ４０と、ボールネジ４０に対して平行に配設された一対のガイドレール４１と、回転軸４５を軸にしてボールネジ４０を回転させるＺ軸モータ４２と、内部のナットがボールネジ４０に螺合して側部がガイドレール４１に摺接する昇降板４３と、昇降板４３に連結され研削手段３を支持するホルダ４４とを備えている。
Ｚ軸モータ４２によってボールネジ４０が駆動されて、ボールネジ４０が回転軸４５を軸にして回転すると、これに伴って、昇降板４３がガイドレール４１に案内されてＺ軸方向に昇降移動するとともに、ホルダ４４に保持されている研削手段３がＺ軸方向に移動することとなる。
ベース１０の内部には、内部ベース１２が配設されている。内部ベース１２の上には、チャックテーブル２をＹ軸方向に水平移動させる水平移動手段５が配設されている。
水平移動手段５は、Ｙ軸方向の回転軸５５を有するボールネジ５０と、回転軸５５を軸にしてボールネジ５０を回転させるＹ軸モータ５２と、ボールネジ５０に対して平行に配設された一対のガイドレール５１と、内部のナットがボールネジ５０に螺合して底部がガイドレール５１に摺接する可動板５３とを備えている。
水平移動手段５は、Ｙ軸方向の回転軸５５を有するボールネジ５０と、回転軸５５を軸にしてボールネジ５０を回転させるＹ軸モータ５２と、ボールネジ５０に対して平行に配設された一対のガイドレール５１と、内部のナットがボールネジ５０に螺合して底部がガイドレール５１に摺接する可動板５３とを備えている。
Ｙ軸モータ５２を用いてボールネジ５０を駆動することにより、ボールネジ５０が回転軸５５を軸にして回転すると、可動板５３がガイドレール５１に案内されながらＹ軸方向に水平移動することとなる。
可動板５３の上には、傾き調整機構６が配設されている。傾き調整機構６は、回転手段２４を支持する支持板６２と、支持板６２の底面の＋Ｙ方向側に配設されたＸ軸方向に延在する支持ローラ６０と、支持板６２の底面の－Ｙ方向側に配設された昇降軸６１とを備えている。
昇降軸６１をＺ軸方向に昇降させて支持ローラ６０を支点に支持板６２の傾きを調整することにより、支持板６２に回転手段２４を介して支持されているチャックテーブル２の保持面２０ａのＹ軸方向の傾きを調整することができる。
昇降軸６１は、例えば、印加された電圧に応じて伸縮する積層圧電素子等でもよい。
また、支持ローラ６０を、支持柱に変更してもよい。
昇降軸６１をＺ軸方向に昇降させて支持ローラ６０を支点に支持板６２の傾きを調整することにより、支持板６２に回転手段２４を介して支持されているチャックテーブル２の保持面２０ａのＹ軸方向の傾きを調整することができる。
昇降軸６１は、例えば、印加された電圧に応じて伸縮する積層圧電素子等でもよい。
また、支持ローラ６０を、支持柱に変更してもよい。
また、チャックテーブル２の周囲にはカバー２８が配設されており、カバー２８には蛇腹２９が伸縮自在に連結されている。例えば、水平移動手段５によってチャックテーブル２がＹ軸方向に移動すると、カバー２８がチャックテーブル２と共にＹ軸方向に移動して蛇腹２９が伸縮することとなる。
ベース１０の上におけるチャックテーブル２の移動経路の－Ｘ方向側には、厚み測定手段７が配設されている。厚み測定手段７は、上面高さ測定手段７１と、保持面高さ測定手段７２と、算出部７３とを備えている。
上面高さ測定手段７１は、被加工物Ｗの上面Ｗａに接触する第１接触子７１０と、第１接触子７１０の高さ位置を認識する第１スケール７１１とを備えている。保持面高さ測定手段７２は、枠体２１の上面２１ａに接触する第２接触子７２０と、第２接触子７２０の高さ位置を認識する第２スケール７２１とを備えている。
保持面２０ａに被加工物Ｗが保持されている状態で被加工物Ｗの上面Ｗａに上面高さ測定手段７１の第１接触子７１０を接触させることにより、被加工物Ｗの上面Ｗａの高さを測定することができる。また、保持面高さ測定手段７２の第２接触子７２０を枠体２１の上面２１ａに接触させることにより、枠体２１の上面２１ａに面一な保持面２０ａの高さを測定することができる。
算出部７３においては、測定された被加工物Ｗの上面Ｗａの高さから保持面２０ａの高さが差し引かれて、被加工物Ｗの厚みが測定されることとなる。
上面高さ測定手段７１は、被加工物Ｗの上面Ｗａに接触する第１接触子７１０と、第１接触子７１０の高さ位置を認識する第１スケール７１１とを備えている。保持面高さ測定手段７２は、枠体２１の上面２１ａに接触する第２接触子７２０と、第２接触子７２０の高さ位置を認識する第２スケール７２１とを備えている。
保持面２０ａに被加工物Ｗが保持されている状態で被加工物Ｗの上面Ｗａに上面高さ測定手段７１の第１接触子７１０を接触させることにより、被加工物Ｗの上面Ｗａの高さを測定することができる。また、保持面高さ測定手段７２の第２接触子７２０を枠体２１の上面２１ａに接触させることにより、枠体２１の上面２１ａに面一な保持面２０ａの高さを測定することができる。
算出部７３においては、測定された被加工物Ｗの上面Ｗａの高さから保持面２０ａの高さが差し引かれて、被加工物Ｗの厚みが測定されることとなる。
研削装置１は、厚み差算出手段８を備えている。厚み差算出手段８は、被加工物Ｗの一端側の厚みと他端側の厚みとの差Ｄを算出することができる。
研削装置１は、研削装置１に備える各種の機構の動作を制御する制御手段９を備えている。制御手段９は、厚み測定手段７が測定した被加工物Ｗの厚みが小さい側を研削砥石３４０の下面３４０ａから遠ざける下方向に厚み差算出手段８により算出された厚み差分移動させる傾き調整機構６を制御して保持面２０ａを傾ける機能を有している。
２ 研削方法
（１）第１実施形態
（試し研削工程）
上記の研削装置１を用いた被加工物Ｗの研削方法について説明する。まず、図２（ａ）に示すように、被加工物Ｗをチャックテーブル２の保持面２０ａに載置して図示しない吸引源等を作動させて、保持面２０ａに吸引力を伝達する。これにより、保持面２０ａに被加工物Ｗを吸引保持する。
（１）第１実施形態
（試し研削工程）
上記の研削装置１を用いた被加工物Ｗの研削方法について説明する。まず、図２（ａ）に示すように、被加工物Ｗをチャックテーブル２の保持面２０ａに載置して図示しない吸引源等を作動させて、保持面２０ａに吸引力を伝達する。これにより、保持面２０ａに被加工物Ｗを吸引保持する。
次に、回転軸３５を軸にして研削手段３のスピンドル３０を回転させる。これにより、回転軸３５を軸にして研削砥石３４０が回転する。
研削砥石３４０が回転軸３５を軸にして回転している状態で、垂直移動手段４を用いて研削手段３を－Ｚ方向に下降させて、保持面２０ａに保持されている被加工物Ｗの上面Ｗａの高さ位置よりも所定の距離下方に、研削砥石３４０の下面３４０ａを位置付ける。
そして、水平移動手段５を用いてチャックテーブル２を－Ｙ方向に移動させる。
研削砥石３４０が回転軸３５を軸にして回転している状態で、垂直移動手段４を用いて研削手段３を－Ｚ方向に下降させて、保持面２０ａに保持されている被加工物Ｗの上面Ｗａの高さ位置よりも所定の距離下方に、研削砥石３４０の下面３４０ａを位置付ける。
そして、水平移動手段５を用いてチャックテーブル２を－Ｙ方向に移動させる。
これにより、図２（ｂ）に示すように、被加工物Ｗと研削砥石３４０とが接触する。このとき、研削砥石３４０は、その－Ｙ方向側が＋Ｙ方向側よりも低い高さに位置付けられており、研削砥石３４０の－Ｙ方向側が被加工物Ｗに接触する。
被加工物Ｗと研削砥石３４０とが接触している状態で、図２（ｃ）に示すように、さらにチャックテーブル２を－Ｙ方向に移動させる。これにより、被加工物Ｗの上面Ｗａ側が研削砥石３４０によってクリープフィード研削される。
被加工物Ｗと研削砥石３４０とが接触している状態で、図２（ｃ）に示すように、さらにチャックテーブル２を－Ｙ方向に移動させる。これにより、被加工物Ｗの上面Ｗａ側が研削砥石３４０によってクリープフィード研削される。
被加工物Ｗの研削によって研削砥石３４０が消耗していくため、図２（ｃ）に示すように、研削後の被加工物Ｗの厚みは均一にならず、被加工物Ｗの－Ｙ方向側の厚みが＋Ｙ方向側の厚みよりも小さくなっている。
（厚み算出工程）
次に、垂直移動手段４を用いて研削手段３を＋Ｚ方向に移動させて、研削砥石３４０を被加工物Ｗから離間させる。
そして、図３（ａ）に示すように、保持面高さ測定手段７２の第２接触子７２０をチャックテーブル２の枠体２１の他端２１２に接触させて第２スケール７２１の値を読み取り、枠体２１の他端２１２の高さを測定する。また、チャックテーブル２を＋Ｙ方向に移動させ、図３（ａ）において二点鎖線で示すように第２接触子７２０を枠体２１の一端２１１に接触させて第２スケール７２１の値を読み取り、枠体２１の一端２１１の高さを測定する。
次に、垂直移動手段４を用いて研削手段３を＋Ｚ方向に移動させて、研削砥石３４０を被加工物Ｗから離間させる。
そして、図３（ａ）に示すように、保持面高さ測定手段７２の第２接触子７２０をチャックテーブル２の枠体２１の他端２１２に接触させて第２スケール７２１の値を読み取り、枠体２１の他端２１２の高さを測定する。また、チャックテーブル２を＋Ｙ方向に移動させ、図３（ａ）において二点鎖線で示すように第２接触子７２０を枠体２１の一端２１１に接触させて第２スケール７２１の値を読み取り、枠体２１の一端２１１の高さを測定する。
また、図３（ｂ）に示すように、第１接触子７１０を被加工物Ｗの上面Ｗａの他端Ｅ２に接触させて第１スケール７１１の値を読み取り、被加工物Ｗの上面Ｗａの他端Ｅ２の高さを測定する。そして、被加工物Ｗの上面Ｗａの他端Ｅ２の高さから枠体２１の他端２１２の高さを差し引いて、被加工物Ｗの他端側の厚みＴ２を測定する。
さらに、図３（ｃ）に示すように、水平移動手段５を用いてチャックテーブル２を＋Ｙ方向に移動させてから、上面高さ測定手段７１の第１接触子７１０を被加工物Ｗの上面Ｗａの一端Ｅ１に接触させて第１スケール７１１の値を読み取り、被加工物Ｗの一端Ｅ１の高さを測定する。そして、被加工物Ｗの上面Ｗａの一端Ｅ１の高さから枠体２１の一端２１１の高さを差し引いて、被加工物Ｗの一端側の厚みＴ１を測定する。
なお、例えば上面高さ測定手段７１を用いて被加工物Ｗの上面Ｗａの高さを測定しながら、保持面高さ測定手段７２を用いて枠体２１の上面２１ａの高さを測定してもよい。
（厚み差算出工程）
上記のように厚み測定手段７により測定された被加工物Ｗの一端側の厚みＴ１、及び被加工物Ｗの他端側の厚みＴ２の値は、例えば電気信号として、図３（ｃ）に示す厚み差算出手段８に送られる。そして、厚み差算出手段８において、被加工物Ｗの一端側の厚みＴ１と、被加工物Ｗの他端側の厚みＴ２とが差し引かれて、被加工物Ｗの一端側の厚みＴ１と他端側の厚みＴ２との厚み差Ｄが算出される。
上記のように厚み測定手段７により測定された被加工物Ｗの一端側の厚みＴ１、及び被加工物Ｗの他端側の厚みＴ２の値は、例えば電気信号として、図３（ｃ）に示す厚み差算出手段８に送られる。そして、厚み差算出手段８において、被加工物Ｗの一端側の厚みＴ１と、被加工物Ｗの他端側の厚みＴ２とが差し引かれて、被加工物Ｗの一端側の厚みＴ１と他端側の厚みＴ２との厚み差Ｄが算出される。
（保持面傾け工程）
次に、試し研削された被加工物Ｗの厚みが小さい一端Ｅ１側を、厚み差算出手段８によって算出された厚み差Ｄの分、研削砥石３４０の下面３４０ａから遠ざける下方向（－Ｚ方向）に移動させて保持面２０ａを傾ける。
具体的には、図４に示す制御手段９によって傾き調整機構６を制御して昇降軸６１を、厚み差Ｄの分－Ｚ方向に下げる。チャックテーブル２の枠体２１の一端２１１が厚み差Ｄの分－Ｚ方向に下がると、チャックテーブル２の保持面２０ａの－Ｙ方向側が、支持ローラ６０を軸にして下方へと傾く。そして、チャックテーブル２に保持されている被加工物Ｗの上面Ｗａの一端Ｅ１が厚み差Ｄの分－Ｚ方向に下がる。
次に、試し研削された被加工物Ｗの厚みが小さい一端Ｅ１側を、厚み差算出手段８によって算出された厚み差Ｄの分、研削砥石３４０の下面３４０ａから遠ざける下方向（－Ｚ方向）に移動させて保持面２０ａを傾ける。
具体的には、図４に示す制御手段９によって傾き調整機構６を制御して昇降軸６１を、厚み差Ｄの分－Ｚ方向に下げる。チャックテーブル２の枠体２１の一端２１１が厚み差Ｄの分－Ｚ方向に下がると、チャックテーブル２の保持面２０ａの－Ｙ方向側が、支持ローラ６０を軸にして下方へと傾く。そして、チャックテーブル２に保持されている被加工物Ｗの上面Ｗａの一端Ｅ１が厚み差Ｄの分－Ｚ方向に下がる。
（研削工程）
上記のように保持面２０ａを傾けた後、被加工物Ｗの研削を行う。まず、図４に示すように、新たな被加工物Ｗを保持面２０ａに保持してから、垂直移動手段４を用いて研削砥石３４０を－Ｚ方向に下降させて、被加工物Ｗの一端Ｅ１側の上面Ｗａより所定距離下方に研削砥石３４０の下面３４０ａを位置付ける。次いで、水平移動手段５を用いて、図５（ａ）に示すようにチャックテーブル２を－Ｙ方向に移動させることにより、研削砥石３４０が被加工物Ｗに接触して被加工物Ｗのクリープフィード研削が開始される。そして、図５（ｂ）に示すように、被加工物Ｗが研削砥石３４０よりも－Ｙ方向側に移動すると、被加工物Ｗの上面Ｗａ側がクリープフィード研削される。クリープフィード研削による研削砥石３４０の磨耗に応じてチャックテーブル２の保持面２０ａがあらかじめ傾けられているため、研削によって形成された被研削面Ｗｂは、研削前の上面Ｗａと平行な面となり、被加工物Ｗの厚みが均一となる。研削前に保持面２０ａを傾けておくことにより、研削中に研削砥石３４０のＺ軸方向の高さ位置を変えるという難しい制御をする必要がなくなる。
上記のように保持面２０ａを傾けた後、被加工物Ｗの研削を行う。まず、図４に示すように、新たな被加工物Ｗを保持面２０ａに保持してから、垂直移動手段４を用いて研削砥石３４０を－Ｚ方向に下降させて、被加工物Ｗの一端Ｅ１側の上面Ｗａより所定距離下方に研削砥石３４０の下面３４０ａを位置付ける。次いで、水平移動手段５を用いて、図５（ａ）に示すようにチャックテーブル２を－Ｙ方向に移動させることにより、研削砥石３４０が被加工物Ｗに接触して被加工物Ｗのクリープフィード研削が開始される。そして、図５（ｂ）に示すように、被加工物Ｗが研削砥石３４０よりも－Ｙ方向側に移動すると、被加工物Ｗの上面Ｗａ側がクリープフィード研削される。クリープフィード研削による研削砥石３４０の磨耗に応じてチャックテーブル２の保持面２０ａがあらかじめ傾けられているため、研削によって形成された被研削面Ｗｂは、研削前の上面Ｗａと平行な面となり、被加工物Ｗの厚みが均一となる。研削前に保持面２０ａを傾けておくことにより、研削中に研削砥石３４０のＺ軸方向の高さ位置を変えるという難しい制御をする必要がなくなる。
なお、研削工程では、試し研削時よりも研削砥石３４０にかかる水平方向の負荷が大きくなるため、研削砥石３４０のより大きな磨耗を加味して、厚み差Ｄよりも僅かに多く、保持面２０ａを下側（－Ｚ方向）に移動させてもよい。
（２）第２実施形態
第１実施形態では、被加工物１枚についてクリープフィード研削を１回のみ行う場合について説明したが、被加工物１枚についてクリープフィード研削を複数回行う場合もある。その場合は、２回目以降のクリープフィード研削においても研削砥石３４０が磨耗するため、試し研削工程においても、当該複数回の研削を行う。例えば、クリープフィード研削を２回行う場合は、以下のような手法をとる。
第１実施形態では、被加工物１枚についてクリープフィード研削を１回のみ行う場合について説明したが、被加工物１枚についてクリープフィード研削を複数回行う場合もある。その場合は、２回目以降のクリープフィード研削においても研削砥石３４０が磨耗するため、試し研削工程においても、当該複数回の研削を行う。例えば、クリープフィード研削を２回行う場合は、以下のような手法をとる。
図６（ａ）に示すように、図２と同様に、保持面２０ａがＹ軸方向に対して水平な状態で、研削砥石３４０を被加工物Ｗの上面Ｗａ側に接触させ、チャックテーブル２を－Ｙ方向に移動させることにより、１回目の試し研削を行う。研削後の被加工物Ｗの厚みは均一にならず、被加工物Ｗの－Ｙ方向側の厚みが＋Ｙ方向側の厚みよりも小さくなっている（１回目の試し研削工程）。
次に、第１実施形態と同様に厚み算出工程及び厚み差算出工程を実施し、被加工物Ｗの一端側の厚みと他端側の厚みとの厚み差Ｄ１を算出する。そして、保持面傾け工程を実施し、図６（ｂ）に示すように、厚みが小さい一端Ｅ１側を厚み差Ｄ１だけ研削砥石３４０の下面３４０ａに近づける＋Ｚ方向に移動させて保持面２０ａを傾ける。これにより、試し研削後の被加工物Ｗの被研削面Ｗｂは、Ｙ軸方向に対して水平な状態となる。
このようにして被研削面ＷｂをＹ軸方向に対して水平にした状態で、２回目の試し研削工程を実施する。そして、１回目の試し研削工程後と同様に、上記厚み算出工程及び厚み差算出工程を実施し、２回目の試し研削工程後の被加工物Ｗの一端側の厚みと他端側の厚みとの厚み差Ｄ２（図示せず）を算出する。
こうして厚み差Ｄ１及びＤ２が算出されると、研削工程においてクリープフィード研削を２回行う。１回目のクリープフィード研削では、保持面２０ａが水平な状態から一端Ｅ１側を厚み差Ｄ１だけ研削砥石３４０の下面３４０ａから遠ざける－Ｚ方向に移動させて保持面２０ａを傾け、その状態でクリープフィード研削を行う。次に、２回目のクリープフィード研削では、一端Ｅ１側をさらに厚み差Ｄ２だけ研削砥石３４０の下面３４０ａから遠ざける－Ｚ方向に移動させて保持面２０ａを傾け、その状態でクリープフィード研削を行う。
このようにして、複数回のクリープフィード研削を行う場合は、試し研削工程、厚み算出工程、厚み差算出工程及び保持面傾け工程も当該複数回実施することにより、当該複数回のクリープフィード研削後の被加工物の厚みを均一とすることができる。
なお、図７（ａ）に示すように、可動板５３に対してチャックテーブル２が回転軸２５を軸として回転可能な構成においては、以下のような手法をとることもできる。
すなわち、まず、図６（ａ）と同様に、研削砥石３４０を被加工物Ｗの上面Ｗａ側に接触させた状態で、チャックテーブル２を－Ｙ方向に移動させることにより、１回目の試し研削を行う。研削後の被加工物Ｗの厚みは均一にならず、被加工物Ｗの－Ｙ方向側の厚みが＋Ｙ方向側の厚みよりも小さくなっている（１回目の試し研削工程）。そして、上記厚み算出工程及び厚み差算出工程を実施し、被加工物Ｗの一端側の厚みと他端側の厚みとの厚み差Ｄ１を算出する。
次に、回転軸２５を軸としてチャックテーブル２を１８０度回転させる。そうすると、被加工物ＷのＹ軸方向の向きが反転し、厚みが厚い方が－Ｙ方向側、薄い方が＋Ｙ方向側となる。そして、厚み差Ｄ１だけ研削砥石３４０の下面３４０ａから遠ざける－Ｚ方向に移動させて保持面２０ａを傾けることにより、図７（ｂ）に示すように、被研削面ＷｂがＹ軸方向に対して水平となる。
こうして被加工物ＷのＹ軸方向の向きを反転させ、被研削面ＷｂをＹ軸方向に対して水平とした後、２回目の試し研削工程を行う。この工程では、厚みが大きい方から小さい方に向けて研削を行うため、この工程終了後の被加工物は、厚さが均一に近い状態となる。そして、１回目の試し研削工程後と同様に、上記厚み算出工程及び厚み差算出工程を実施し、２回目の試し研削工程後の被加工物Ｗの一端側の厚みと他端側の厚みとの厚み差Ｄ２（図示せず）を算出する。
こうして厚み差Ｄ１及びＤ２が算出されると、研削工程においてクリープフィード研削を２回行う。１回目のクリープフィード研削では、保持面２０ａが水平な状態から一端Ｅ１側を厚み差Ｄ１だけ研削砥石３４０の下面３４０ａから遠ざける－Ｚ方向に移動させて保持面２０ａを傾け、その状態でクリープフィード研削を行う。次に、２回目のクリープフィード研削では、回転軸２５を軸としてチャックテーブル２を１８０度回転させた後、一端Ｅ１側をさらに厚み差Ｄ２だけ研削砥石３４０の下面３４０ａから遠ざける－Ｚ方向に移動させて保持面２０ａを傾け、その状態でクリープフィード研削を行う。
このように、厚み差算出工程と保持面傾け工程との間でチャックテーブル２を１８０度回転させてもよい。このような手法によっても、該複数回のクリープフィード研削後の被加工物の厚みを均一とすることができる。
また、クリープフィード研削を１回のみ行う場合においても、試し研削工程を複数回実施してもよい。この場合も、第２実施形態と同様に、１回の試し研削工程終了後に被研削面をＹ軸方向に対して水平とし、さらにその状態で次の試し研削工程を実施することで、試し研削用の被加工物を何度も利用することができる。また、試し研削前の被加工物の上面と研削砥石の下面とのＺ軸方向の高さ位置の差、すなわち試し研削における被加工物の除去量を回数ごとに変化させることで、各除去量とそれに対応する被加工物の一端と他端との厚み差との関係を把握することが可能となる。
１：研削装置 １０：ベース １１：コラム １２：内部ベース
２：チャックテーブル ２０：吸引部 ２０ａ：保持面
２１：枠体 ２１ａ：枠体の上面 ２１１：枠体の一端 ２１２：枠体の一端
２４：回転手段 ２５：回転軸 ２８：カバー ２９：蛇腹カバー
３：研削手段 ３０：スピンドル ３１：ハウジング ３２：スピンドルモータ
３３：マウント ３４：研削ホイール ３４０：研削砥石 ３４０ａ：研削砥石の下面
３４１：ホイール基台 ３５：回転軸
４：垂直移動手段 ４０：ボールネジ ４１：ガイドレール ４２：Ｚ軸モータ
４３：昇降板 ４４：ホルダ ４５：回転軸
５：水平移動手段 ５０：ボールネジ ５１：ガイドレール ５２：Ｙ軸モータ
５３：可動板 ５５：回転軸
６：傾き調整機構 ６０：支持ローラ ６１：昇降軸 ６２：支持板
７：厚み測定手段
７１：上面高さ測定手段 ７１０：第１接触子 ７１１：第１スケール
７２：保持面高さ測定手段 ７２０：第２接触子 ７２１：第２スケール
７３：算出部
８：厚み差算出手段 ９：制御手段
Ｗ：被加工物 Ｗａ：被加工物の上面 Ｗｂ：研削によって形成された被研削面
Ｅ１：被加工物の一端 Ｅ２：被加工物の他端
Ｔ１：一端側の厚み Ｔ２：他端側の厚み Ｄ１、Ｄ２：厚みの差
２：チャックテーブル ２０：吸引部 ２０ａ：保持面
２１：枠体 ２１ａ：枠体の上面 ２１１：枠体の一端 ２１２：枠体の一端
２４：回転手段 ２５：回転軸 ２８：カバー ２９：蛇腹カバー
３：研削手段 ３０：スピンドル ３１：ハウジング ３２：スピンドルモータ
３３：マウント ３４：研削ホイール ３４０：研削砥石 ３４０ａ：研削砥石の下面
３４１：ホイール基台 ３５：回転軸
４：垂直移動手段 ４０：ボールネジ ４１：ガイドレール ４２：Ｚ軸モータ
４３：昇降板 ４４：ホルダ ４５：回転軸
５：水平移動手段 ５０：ボールネジ ５１：ガイドレール ５２：Ｙ軸モータ
５３：可動板 ５５：回転軸
６：傾き調整機構 ６０：支持ローラ ６１：昇降軸 ６２：支持板
７：厚み測定手段
７１：上面高さ測定手段 ７１０：第１接触子 ７１１：第１スケール
７２：保持面高さ測定手段 ７２０：第２接触子 ７２１：第２スケール
７３：算出部
８：厚み差算出手段 ９：制御手段
Ｗ：被加工物 Ｗａ：被加工物の上面 Ｗｂ：研削によって形成された被研削面
Ｅ１：被加工物の一端 Ｅ２：被加工物の他端
Ｔ１：一端側の厚み Ｔ２：他端側の厚み Ｄ１、Ｄ２：厚みの差
Claims (3)
- 保持面に保持された被加工物と回転する研削砥石とを該保持面に平行なＹ軸方向に相対的に移動させて、被加工物の一端側から他端側に向かって被加工物の上面を該研削砥石を用いて研削するクリープフィード研削方法であって、
該保持面に保持された被加工物の上面より所定の距離下方に該研削砥石の下面を位置付け、被加工物と該研削砥石とを相対的に該Ｙ軸方向に移動させ被加工物の上面を研削する試し研削工程と、
該試し研削工程において研削された該保持面に保持された被加工物を該Ｙ軸方向に移動させ、該Ｙ軸方向における少なくとも一端及び他端の被加工物の厚みを厚み測定手段を用いて測定する厚み測定工程と、
該厚み測定工程において測定した被加工物の一端側の厚みと、被加工物の他端側の厚みとの厚み差を算出する厚み差算出工程と、
該厚み測定手段が測定した被加工物の厚みが大きい他端側を支点として、該厚み測定工程において測定した被加工物の厚みが小さい一端側を該研削砥石の下面から遠ざける下方向に該厚み差分移動させて該保持面を傾ける保持面傾け工程と、
該保持面傾け工程において傾けられた該保持面に新たに保持された被加工物の一端側の上面より所定距離下方に該研削砥石の下面を位置付け、被加工物と該研削砥石とを相対的に該Ｙ軸方向に移動させ被加工物の上面を研削する研削工程と、
からなるクリープフィード研削方法。 - 該試し研削工程は、該保持面に保持された被加工物に対して研削を複数回実施する請求項１記載のクリープフィード研削方法。
- 保持面に被加工物を保持するチャックテーブルと、研削砥石を基台に環状に配置させた研削ホイールの中心を軸に該研削ホイールを回転させ被加工物を研削する研削手段と、該チャックテーブルと該研削手段とを該保持面に平行なＹ軸方向に相対的に移動させる水平移動手段と、該研削手段を該保持面に垂直なＺ軸方向に移動させる垂直移動手段と、を備え、被加工物の一端側から他端側に向かって被加工物の上面を該研削砥石を用いてクリープフィード研削する研削装置であって、
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、
該厚み測定手段が測定した該被加工物の該一端側の厚みと該他端側の厚みとの厚み差を算出する厚み差算出手段と、
該Ｙ軸方向における該保持面の傾きを調整する傾き調整機構と、
該一端側又は該他端側のうち該厚み測定手段が測定した該被加工物の厚みが小さい側を、該厚み測定手段が測定した被加工物の厚みが大きい側を支点として、該研削砥石の下面から遠ざける下方向に該厚み差分移動させるよう、該傾き調整機構を制御し該保持面を傾ける制御手段と、を備える研削装置。
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