JPH11188622A - 研削加工方法及び研削盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 砥石作用面の変位量を迅速に測定し、測定さ
れた変位量に基づいて砥石の送り量を補正する研削加工
方法及び研削盤を提供する。 【解決手段】 上ワークレスト７２、上砥石１６を上昇
させ上下砥石１５，１６の間に変位検出機構の測定器本
体８８を挿入配置させ、変位検出機構８０を用いて上下
砥石１５，１６の作用面の位置をセンサー１０６ｂ、１
０６ａで検出し、上下砥石１５，１６のドレス作業終了
後、下砥石取付面の位置Ｅ及び上砥石の取付面の位置Ｅ
＋Ｃに配置されるように上下砥石１５，１６の回転昇降
機構１２，１３のエンコーダにより設定し、変位検出機
構８０を作用させドレス後の砥石作用面の位置を求め、
次の研削加工にあたり、下部砥石１５は制御装置によっ
て変位量に応じて多く上昇するように制御され、研削加
工中の上部砥石１６の送りは変位量に応じて増加され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワーク、特に半導
体で使用される硬質な薄板状のウエハの表面を超精密に
研削する場合に使用される研削加工方法及び研削盤であ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に研削盤においては、主軸ヘッドに
主軸が回転可能に支持され、その主軸の先端に砥石が取
り付けられている。また、主軸ヘッドにはモータ及びボ
ールねじ等よりなる送り装置が配設され、砥石が主軸回
転用モータにより回転されながら、送り装置によって送
り移動されて、ワークの表面が研削される。

【０００３】研削に当たり、ワークを所定の厚さに加工
するためには、例えば研削加工が終わった段階でワーク
の実際の寸法を測定し、測定寸法に従って砥石の送り量
が決定されて、荒研削加工または仕上げ加工が行われ
る。

【０００４】しかし、砥石を長時間使用していると摩耗
し、さらに機械の熱変位（例えば砥石軸の変形）によ
り、砥石作用面の位置が変化する。また、砥石は一定時
間使用すると、砥石の目立て作業を行わなければなら
ず、目立て作業によっても砥石作用面の位置が変化す
る。よって、砥石をある位置から送った場合、砥石の実
際のワークの切り込み量は、砥石作用面の位置の変化に
よるの影響を受け、変位量の分だけワークの厚さは変化
する。このため、ワークの研削の加工誤差を最小にする
ためには、砥石作用面の位置の変化による変位量を把握
し、送り量に摩耗や熱変位による変位量を加え、新たな
送り量に補正する必要がある。

【０００５】摩耗量により送り量を調整する方法とし
て、加工される被加工物自体の測定に基づいて送り込み
を行う研削盤が特開昭５３−１１５９９３号にて開示さ
れ、また、一方の砥石の砥石作用面のレベルを研削加工
中に測定可能とするように砥石を配置させた両頭平面研
削盤が特開平５−８１６１号にて開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】回転中の砥石の研削面
を直接測定する方法は振動により誤差が生じることが避
けられない等、の理由によりさらなる測定精度の改善が
望まれる。

【０００７】より加工精度の高い研削加工を行うには、
より正確に砥石を送る必要があり、このためには砥石の
作用面の摩耗や熱変位による変位量を正確に、可能な限
り現実の研削加工条件に近い条件下で迅速に測定して補
正する必要がある。そこで、本発明は、停止している砥
石の作用面の変位量を研削加工の終了後に迅速に測定
し、測定された変位量に基づいて砥石の送り量を補正し
て精度の高い加工をすることができる研削加工方法及び
研削盤を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、次の手段を採用した。すなわち、本出願に
かかる第１の発明の研削加工方法は、砥石を回転させな
がらワークに向かって送り移動させて、そのワークの表
面を研削する加工方法において、研削加工後に砥石作用
面の位置を測定し、研削加工前に測定した砥石作用面の
位置と比較してその変位量を求め、この変位量を基に以
後の研削加工における砥石の送り量を補正して行うこと
を特徴とする。

【０００９】それに依り、本出願にかかる第１の発明の
研削加工方法によれば、砥石を使用することにより摩耗
しあるいは機械が熱等により変形して、砥石作用面の位
置が変化しても、その変化量を検出し、砥石の送り量を
測定した変化量で補正して研削加工を行うので、砥石を
スタート位置から送った場合の実際のワークの切り込み
量を正確に設定することができる。

【００１０】本出願にかかる第２の発明の研削加工方法
は、砥石を回転させながらワークに向かって送り移動さ
せて、そのワークの表面を研削する加工方法において、
研削加工後の砥石作用面の基準面に対する変位量を求
め、この変位量を基に以後の研削加工における砥石の送
り量を補正して行うことを特徴とする。

【００１１】それに依り、本出願にかかる第２の発明の
研削加工方法によれば、砥石を長時間使用することによ
り摩耗し、あるいは機械が熱変形して砥石作用面の位置
が変化しても、砥石作用面の測定基準面に対する変位量
を求めることにより摩耗や熱変位による変位量を把握す
ることができ、送り量に摩耗や熱変位による変位量を加
え、新たな送り量に補正して研削加工を行うので、砥石
をある位置から送った場合の実際のワークの切り込み量
をワークの研削の加工誤差が最小になるように設定する
ことができる。

【００１２】本出願にかかる第３の発明の研削加工方法
は、砥石を回転させながらワークに向かって送り移動さ
せて、そのワークの表面を研削する加工方法において、
研削加工後の砥石作用面の目立て作業前後の測定基準面
に対する変位量を求め、この変位量を基に以後の研削加
工における砥石の送り量を補正して行うことを特徴とす
る。

【００１３】本出願にかかる第３の発明の研削加工方法
によれば、砥石を一定時間使用後に、目立て作業を行っ
て砥石作用面が変化しても、砥石作用面の基準面に対す
る変位量を求めることによりドレッシングによる変位量
を把握することができ、送り量にドレッシングによる変
位量を加え、新たな送り量に補正して研削加工を行うの
で、砥石をある位置から送った場合の実際のワークの切
り込み量をワークの研削の加工誤差が最小になるように
設定することができる。

【００１４】本出願にかかる第４の発明の研削加工方法
によれば測定基準面を熱、振動等の影響が少ない場所を
選択して設定する。研削盤において特に熱、振動等の影
響がある場所としては砥石主軸、砥石台、砥石取付面等
がある。したがって、このような熱、振動等の影響があ
る場所を避けて基準面を設定する。

【００１５】本出願にかかる第５の発明の研削盤は、ワ
ークの表面を研削する砥石を回転させながらワークに向
かって送り移動させる砥石駆動装置と、砥石作用面の位
置を求める変位検出機構と、砥石駆動装置を制御する制
御装置とを備え、制御装置が、研削加工の前後又は／
及び目立て作業の前後において砥石作用面の基準面に対
する位置の変位量を求め、求められた変位量を基に以
後の研削加工における砥石の送り量の補正を行うことに
より砥石駆動装置を制御することを特徴とする。

【００１６】この第５の発明の研削盤によれば、本出願
にかかる第１の発明の研削加工方法を実施して、砥石を
長時間使用することにより摩耗しあるいは機械が熱変形
し、砥石作用面の位置が変化しても、あるいは、砥石を
一定時間使用後に、砥石作用面を削って目立て作業を行
って砥石作用面の位置が変化しても、その変位量を把握
し、送り量に位置変化による変位量を加え、新たな送り
量に補正して研削加工を行うので、砥石をスタート位置
から送った場合の実際のワークの切り込み量をワークの
研削の加工誤差が最小になるように設定することができ
る。

【００１７】本出願にかかる第６の発明の研削盤は、ワ
ークの表面を研削する砥石を回転させながらワークに向
かって送り移動させる砥石駆動装置と、砥石作用面の位
置を求める変位検出機構と、砥石駆動装置を制御する制
御装置とを備え、制御装置が研削加工の前後又は／及
び目立て作業の前後において砥石作用面の基準面に対す
る位置の変位量を求め、求められた変位量を基に以後
の研削加工における砥石の送り量の補正を行うことによ
り砥石駆動装置を制御することを特徴とする。

【００１８】この第６の発明の研削盤によれば、本出願
にかかる第２の発明の研削加工方法を実施して、砥石を
長時間使用することにより摩耗しあるいは機械が熱変形
し、砥石作用面の位値が変化しても、あるいは砥石を一
定時間使用後に、砥石作用面の目立て作業を行って砥石
作用面の位置が変化しても、砥石作用面の基準面に対す
る変位量を求めることにより目立て作業による変位量あ
るいは加工後の変位量を把握することができ、送り量に
変位量を加え、新たな送り量に補正して研削加工を行う
ので、砥石をスタート位置から送った場合の実際のワー
クの切り込み量をワークの研削の加工誤差が最小になる
ように設定することができる。

【００１９】以上の本出願の発明の研削盤においては、
変位検出機構を光センサ又は渦電流センサを適用してな
る様にすることができる。

【００２０】また以上の本出願の各発明においては、砥
石を研削用砥石と測定用砥石とから構成し、測定用砥石
を研削用砥石より砥粒径の細かい高番手の砥石として構
成し、この測定用砥石を検出対象とすることにより、高
番手の測定用砥石は表面が密であることから、測定精度
を向上することができる。

【００２１】また砥石を研削用砥石と測定用砥石とから
構成する場合に、研削用砥石と測定用砥石の砥石作用面
が同一平面上に配置されるようにすることにより、研削
用砥石の摩耗の進行と同時に測定用砥石の摩耗が同程度
進行し、研削用砥石の摩耗量を正確に測定することがで
きる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に本出願の発明である研削盤
の実施の形態を説明し、これを用いた本出願の研削加工
方法の実施の形態につき説明する。

【００２３】図１は、本発明の実施の形態である両頭平
面研削盤を示す正面図であり、図２は下部フレーム部分
の要部縦断面図であり、図３は上部フレーム部分の要部
縦断面図であり、図４は上下砥石の平面図、図５はワー
ク支持部の平面図である。

【００２４】図１乃至図３に示すように、この実施の形
態の両頭平面研削盤は、下部フレーム１１を備え、その
下部フレーム１１上には中間フレーム２０２が固定さ
れ、さらに中間フレーム２０２の上部には上部フレーム
２０１が固定される。下部フレーム１１には下部砥石回
転昇降機構１２及びワーク支持部材１４が装設され、上
部フレーム２０１には上部砥石回転昇降機構１３が装設
される。下部砥石回転昇降機構１２及び上部砥石回転昇
降機構１３は、砥石駆動装置としての働きをする。両砥
石回転昇降機構１２、１３には夫々下部、上部砥石１
５、１６が配設され、それらの下部、上部砥石１５、１
６はその上部端面またはその下部端面の砥石作用面１５
ａ、１６ａが互いに平行となり、それぞれの砥石１５、
１６の回転軸が一直線上にくるように対向して配置され
る。なお、下部砥石回転昇降機構１２及び上部砥石回転
昇降機構１３では図示しない制御装置によって下部及び
上部砥石１５，１６の送りが制御される。

【００２５】図４に示すように、上砥石取付台４３、あ
るいは下砥石取付台２９には複数の砥石セグメント１６
ｂ、１５ｂが図では各々２４個円環状に等間隔に配置さ
れ、上砥石１６、下砥石１５をそれぞれ形成している。
各々上下の複数の砥石セグメント１６ｂ，１５ｂには少
なくとも上下各々１個の測定用砥石セグメント１６ｃ、
１５ｃが含まれており（図で斜線で示す）、これは残り
の砥石セグメント１６ｂ、１５ｂより高番手で砥粒が細
かく砥石表面の凹凸が少ない。尚、測定用砥石セグメン
トは研削用砥石と同一円周上にある必要はなく、ワーク
と接触する場所であれば砥石取付面上のどこでも良い。

【００２６】そして、例えばインゴットから切断された
薄板状で円形状のワーク１７（例えばウエハ）がワーク
支持部材１４に支持された状態で、両砥石回転昇降機構
１２、１３の砥石１５、１６間に挿入配置され（図
２）、それらの砥石１５、１６の砥石作用面１５ａ、１
６ａにより、ワーク１７の両面が同時に研削される。

【００２７】さらに、図２に示すように、下部砥石回転
昇降機構１２の砥石台２０は図３の下部フレーム１１上
にいわゆるＶ平のガイド２１を介して、下部砥石１５の
回転軸線と直交する方向へ移動可能に支持される。下部
砥石台移動用モータ２２は下部フレーム１１の側部に配
設され、この下部砥石台移動用モータ２２を駆動するこ
とにより、砥石台２０に固定したボールナット２３ａに
ねじ込まれたボールねじ２３を介して砥石台２０がガイ
ド２１に案内されて水平横方向に移動する。

【００２８】図２及び図３に示す様に、下部軸支筒２４
は砥石台２０と一体に設けられた上下方向のガイド２４
ａを介して下部砥石１５の回転軸線方向へ昇降可能に支
持される。下部砥石台昇降用モータ２５は砥石台２０の
下部においてガイド２４ａの側部に配設され、この下部
砥石台昇降用モータ２５の回転により、ウォームとウォ
ームホイールで構成される回転伝達機構２６及び下部軸
支筒２４に固定されたブラケット２４ｂに固定されたボ
ールナット２７ｂにねじ込まれたボールねじ２７を介し
てガイド２４ａに案内されて下部軸支筒２４が昇降され
る。なお、この昇降ストロークはわずかである。

【００２９】研削加工を開始する際に、下部砥石台昇降
用モータ２５は図示しない制御装置によって、下部砥石
１５の砥石作用面１５ａが、ワーク１７が加工位置にセ
ットされた場合に、ワーク１７の下側の表面に接する位
置に来るように位置決めされ、ワーク１７が砥石作用面
１５ａ上に載置される。

【００３０】下部砥石軸２８は、下部軸支筒２４内に回
転自在に支持され、その上端に一体的に形成された砥石
台２９を介して下部砥石１５が装着される。砥石駆動モ
ータ３４は下部軸支筒２４の内部に配設され、そのステ
ータは下部軸支筒２４に嵌入固定され、そのロータは下
部砥石軸２８に嵌入固定され研削加工に際しては、この
砥石駆動モータ３４の回転により下部砥石軸２８を介し
て下部砥石１５が回転する。

【００３１】図３に示すように、上部砥石回転昇降機構
１３の上部軸支筒３８は上部フレーム２０１と一体のガ
イド３９を介して、上部砥石１６の回転軸線方向へ昇降
可能に支持される。上部砥石台昇降用モータ４０は上部
フレーム２０１の側部に配設され、この上部砥石台昇降
用モータ４０の回転により、上部軸支筒３８に固定され
たブラケット３８ａに嵌入固定されたボールナット４１
ａにねじ込まれたボールねじ４１を介して上部軸支筒３
８が昇降される。

【００３２】上部砥石軸４２は、上部軸支筒３８内に回
転可能に支持され、その下端には一体的に形成された砥
石台４３を介して上部砥石１６が装着される。砥石駆動
モータ４８は上部軸支筒３８の内部に配設され、そのス
テータは上部軸支筒３８に嵌入固定され、そのロータは
上部砥石軸４２に嵌入固定され研削加工に際して、この
砥石駆動モータ４８の回転により、上部砥石軸４２を介
して上部砥石１６が回転する。

【００３３】図２及び図５に示す様に、ワーク支持部材
１４の支持台５２は上下部の両砥石回転昇降機構１２、
１３間において、下部フレーム１１上に配設される。ワ
ーク支持台としての移動枠５３は支持台５２上の下部砥
石１５の両側に配設された一対のガイドレール５４を介
して、下部砥石回転昇降機構１２の砥石台２０の水平移
動方向と同方向へ移動可能に支持される。

【００３４】図５に示すように移動枠移動用モータ５５
は支持台５２上に配設され、この移動枠移動用モータ５
５の回転により、この移動枠移動用モータ５５のモータ
軸に連結されたボールねじ５６が移動枠５３に固定され
たボールナット５６ａにねじ込まれていて移動枠５３が
移動可能となっている。

【００３５】図５、図６に示す様に円環状の回転枠５７
が移動枠５３内に複数個、図５では３個のガイドローラ
５８を介して回転可能に支持され、その下部外周にはギ
ヤ５９が形成される。ワーク支持板６０は回転枠５７の
下面に張設され、その中央にはワーク１７をセットする
ためのセット孔６０ａが形成される。セット孔６０ａに
は、ワーク１７の研削加工時にオリフラ１７ａが係合す
るフラット部６０ｂが形成される。なお、ワークにはオ
リフラ１７ａに換えてノッチと呼ばれるＶ溝が加工され
ている場合もあるがこの場合もワーク１７と支持板６０
の係合方法は同じである。

【００３６】回転用モータ６１が移動枠５３上に配設さ
れ、そのモータ軸には回転枠５７のギヤ５９に噛合する
ギヤ６２が固定される。そして、研削加工時にこの回転
用モータ６１の回転により、ギヤ６２、５９を介して回
転枠５７が回転しワーク１７も回転し、ワーク１７の表
面及び裏面が研削加工される。

【００３７】図２、図７、図８ に示すようにワーク１
７と上下部砥石１５，１６の接触面の砥石外周側からは
みでたワーク１７の両面を保持する上下部のワークレス
ト７１，７２が設けられる。図７に示されるように、下
部ワークレスト７１は下部フレーム１１に固定された流
体圧作動のロータリアクチュエータ７３の堅軸の出力軸
７３ａに根本の固定されたアーム７４上に配される。図
２の一部拡大図である図８に示すように下部ワークレス
ト７１には下部フレーム１１又はアーム７４上に固定さ
れたベース７５上にディスタンスピース７６を介して下
部流体静圧スライド７７が設けてある。図７に示すよう
にこの流体静圧スライド７７のスライド面７７ａはワー
ク支持板６０の中心ＯＷと砥石中心ＯＧを結ぶ直線を対
称線としてこの直線の両側で砥石１５，１６とワーク１
７の接触部からはみでたワーク１７ｂの面に対向するよ
うに小隙間をおいて配設される。下部流体静圧スライド
７７のスライド面７７ａには図示されないがポケットが
設けられこのポケットに向かって供給される圧力流体の
通路が設けてある。但し、ポケットはなくても静圧流体
膜は形成されるのでポケット無しの場合も採用できる。
即ち、ベース７５の圧力流体入口７５ａ、流体通路７
６、このベース７５にＯリングを介して嵌入している下
部流体静圧スライド７７の流体通路７７ｂ、この流体通
路７７ｂとスライド面７７ａに設けた図示されないポケ
ットとの間と流体通路７７ｂとを連通しているオリフィ
ス７７ｃが連設されていて、圧力流体入口７５ａから供
給される圧力流体が下部流体静圧スライド７７のスライ
ド面７７ａとワーク１７の下面の対向面間に流入する。
スライド面７７ａとワーク１７下面へ供給された圧力流
体は上述のポケット外のワーク１７下面に対向するスラ
イド面７７ａの還流口より還流する（図示されない）。
なお、この還流口を無くしてワーク１７とスライド面７
７ａ間に供給された圧力流体をワーク１７とスライド面
７７ａ間の隙間から外部空間へ流出させ静圧、動圧を利
用するハイブリッド流体圧スライドとしても良い。

【００３８】図８ に示すように上部ワークレスト７２
は上部流体静圧スライド本体８１を有し、シリンダボデ
ィ７９ａとシリンダブッシュ７９ｂとシリンダふた７９
ｇとで流体圧シリンダ７９を構成し、この中にピストン
８１ｅと一体的の上部流体静圧スライド本体８１を上下
動可能に設けてある。この上部流体静圧スライド本体８
１への圧力流体の供給はシリンダボディ７９ａに設けた
圧力流体入口７９ｃ、シリンダブッシュ７９ｂの穴７９
ｄ、上部流体静圧スライド本体８１の外周溝８１ａ、上
部流体静圧スライド本体８１に設けた流体通路８１ｂ、
ワーク１７と上部流体静圧スライド本体８１の表面のス
ライド面８１ｄに設けたポケットとの間とこの流体通路
８１ｂとの間を連通するオリフィス８１ｃを通じて行わ
れ、このポケットに供給された圧力流体は下部流体静圧
スライド７７同様に還流される。なお、ハイブリッド流
体圧スライドとしても良い。

【００３９】この上部流体静圧スライド本体８１はピス
トン８１ｅの両側へ圧力流体出入口７９ｅ、７９ｆから
選択的に流出入させたり、圧力流体を共に供給しないこ
とにより制御される。即ち、下部シリンダ室に圧力流体
を流入し、上部シリンダ室を無圧とすると上部流体静圧
スライド本体８１は上昇し、逆に上部シリンダ室に圧力
流体を流入し下部シリンダ室を無圧にすると上部流体静
圧スライド本体８１は下降する。速度制御は無圧側をブ
リードオフすることにより制御するのが適当である。ま
た両シリンダ室を無圧とすると上部流体静圧スライド本
体８１は自重で下降しようとする。

【００４０】この様に構成された上部流体静圧スライド
を有する上部ワークレスト７２は上部フレーム２０１に
固定され又は、上部軸支筒３８に固定される。若しく
は、独立した図示されない昇降装置で上下動可能とする
こともできる。更に又、下部ワークレスト７１と同様ア
ームでもってワーク１７に沿って可動としワーク１７の
面を保持する位置とワーク１７外へ退避する位置をとる
ようにしても良い。上述の圧力流体としては気体、液体
のものが考えられるが気体としては圧縮空気、流体とし
ては油、研削液等が用いられる。

【００４１】下部流体静圧スライド７７はワーク１７の
下面を保持する位置にスライド面７７ａが位置してい
る。上部流体静圧スライド本体８１はワーク１７の上面
を保持する位置から退避している。この退避位置はシリ
ンダ７９に対して上部流体静圧スライド本体８１が上昇
した位置が少なくとも必要であるが、上述したように上
部軸支筒３８と共に上昇している場合は後述の上部軸支
筒３８を下降して上部砥石１６を下降後に上部流体静圧
スライド本体８１をシリンダ７９に対して下降位置をと
らせる。上部砥石１６を上昇させた状態で移動枠５３を
移動してワークセット穴６０ａの中心ＯＷを砥石１５，
１６の中心ＯＧとｅの距離オフセットして位置させる。
このオフセットｅは上下部砥石１５，１６の平均半径で
ある。ワーク中心ＯＷは必ず上下部砥石１５，１６に重
なる必要がある。ここで下部砥石１５を上昇してワーク
支持板６０の下面に近接させ、ワーク１７をワーク１７
の切欠部１７ａをワークセット穴６０ａ内へ突出してい
るフラット部６０ｂに係合させてワーク１７をワークセ
ット穴６０ａ内へ嵌め込み、下部砥石１５上に載置す
る。これによってワーク１７の上下面はワーク支持板６
０上下面よりもそれぞれ上下へ出ている。ここで上部砥
石１６を下降してワーク１７に接近する。そして、上部
流体静圧スライド本体８１のスライド面８１ｄをワーク
１７の上面へ向かって退避位置から移動する。この際上
部流体静圧スライド本体８１はシリンダ７９に対して下
降限度位置まで下降しない位置でスライド面８１ｄがワ
ーク１７上面に載るようにする。

【００４２】ここで上下部ワークレスト７１、７２の上
下部流体静圧スライドにそれぞれ圧力流体が供給され、
ワーク１７の両面の砥石１５、１６との対向面からはみ
だした部分１７ｂが上下部流体静圧スライドにより保持
される。このワーク１７の保持は下部流体静圧スライド
７７のスライド面７７ａに対してワーク１７の下面が定
まり、上部流体静圧スライド本体８１がワーク１７上面
に載ることにより行われる。この場合、上部流体静圧ス
ライド本体８１のスライド面８１ｄとワーク１７の表面
との間に適当な静圧流体膜が生成するように、上部流体
静圧スライド本体８１の自重のみによってワーク１７に
向かって加圧するか、或いはシリンダ７９でもって加圧
を行う。なお、このシリンダ７９の圧力媒体は気体液体
何れも採用できる。砥石駆動モータ３４、４８、ワーク
駆動用の回転板回転用モータ６１を付勢するとそれぞれ
上下部砥石１５、１６、ワーク１７は回転する。ここで
上部砥石１６を下降してワーク１７に切り込むと、上下
部砥石１５，１６はワーク１７の両面を夫々研削する。
この研削の際にワーク１７の上下部砥石１５，１６の砥
石作用面１５ａ，１６ａが作用している処（ワーク１７
の中心を通る円弧帯）以外の砥石接触面からはみ出した
部分はワークレスト７１、７２で両面より保持される。

【００４３】ワーク１７の加工が終わると上部砥石１
６、上部流体静圧スライド本体８１を上昇し、下部砥石
１５から外周側にはみ出しているワーク１７の部分１７
ｂ（図７参照）を持ち上げてワーク１７をセット穴６０
ａから抜いてワーク１７を取り出す。この様に上部流体
静圧スライド本体８１を自重又はシリンダ７９の加圧で
もって、静圧スライド面８１ｄとワーク１７間の静圧流
体膜の負荷能力と均り合わせることによって、ワーク１
７を常に正確に保持できるものである。

【００４４】この様に下部ワークレスト７１のスライド
面７７ａは研削加工時の熱変位の影響を受けず、ワーク
１７を常に正確な位置に保持するものであるから砥石の
摩耗量測定の際に基準面として使用する。また図９は本
両頭研削盤を上から見て模式的に示した平面図であるが
図で示されるように、上下部砥石１６，１５を介してほ
ぼ対称位置に砥石の目立てを行うドレッサー１２０と砥
石摩耗量を測定する変位検出機構８０が配設される。

【００４５】図１０（Ａ）に変位検出機構８０を示す。
変位検出機構８０は縦形で軸が垂直に配置されたモータ
８２と、このモータ８２の下側のモータ軸８２ａにキー
８２ｂにより上部端において連結され、垂直に配置され
た回転軸８３と、この回転軸８３を収納する中空のケー
シング８４と、ケーシング８４内に収納され回転軸８３
を回転可能に支持する軸受８５ａ、８５ｂと、回転軸８
３の下部端においてカップリング９８で連結され、回転
軸８３に直角な水平平面内で回転が可能な砥石計測器ア
ーム８６と、砥石計測器アーム８６の自由端に板ばね８
７ａ、８７ｂを介して取り付けられた計測器本体８８と
からなる。

【００４６】ケーシング８４は、その上部端に形成され
たケーシングフランジ８４ａを介して、ボルト８９によ
って中間フレーム２０２に固定され、中間フレーム２０
２内に収納される。ケーシングフランジ８４ａの上部に
は連結フランジ９０がボルト９１によって結合され、連
結フランジ９０の上部にはボルト９２によって、モータ
８２のモータフランジ８２ｃが取り付けられている。モ
ータ８２の上側のモータ軸８２ｂにはアーム９３が固定
されモータ軸８２ｂの回転に伴い回転する。モータ８２
のモータケーシング８２ｄには近接スイッチ９４ａ，９
４ｂが略９０度の角度間隔で取り付けられ（図１０
（Ｂ）参照）、アーム９３の回転を検出する。ケーシン
グ８４の底には底板９５がボルト９６を介して取り付け
られている。底板９５から突出した回転軸８３にはアー
ム８６のボス部９７がカップリングを介して固定され
る。

【００４７】図１１ に示すように、計測器本体８８に
は固定接触子１００が取り付けられた下板１０１と、中
心部に貫通孔１０２ａを有する上板１０２と、下板１０
１と上板１０２とを連結する側板１１０と上板１０２と
下板１０１の間に配置された両軸のシリンダ１０３と、
貫通孔１０２ａを貫通するシリンダ１０３の上部ロッド
１０３ｂの先端に取り付けられた移動接触子１０４と、
側板１１０に取り付けられたセンサーブラケット１０１
ａに取り付けられ、シリンダ１０３の下部ロッド１０３
ａに固定された計測板１０５との距離を計測する距離セ
ンサ１０６ｂと、下板１０１に取り付けられワークレス
ト７１に設けられた基準面７７ａとの距離を測定する距
離センサ１０６ａとを有する。移動接触子１０４は、さ
らにボルト１０８によって上板１０２の上部表面に取り
付けられたオイルシールキャップ１０９を貫通してい
る。オイルシールキャップ１０９は移動接触子１０４が
上部砥石１６の測定用砥石セグメント１６ｃの作用面１
６ｄに接触したときに落下する砥石の微粉が計測器本体
８８の内部に入り込むのを防止している。

【００４８】シリンダ１０３の上部端面は上板１０２の
下側表面１０２ｂに固定されている。シリンダ１０３を
作動させると上部ロッド１０３ｂ及び下部ロッド１０３
ａは上昇し、上部ロッド１０３ｂに取り付けられた移動
接触子１０４が上砥石１６の測定用砥石セグメント１６
ｃの作用面１６ｄと接触する。図１０に示す様に計測器
本体８８は砥石計測器アーム８６の自由端に板ばね８７
ａ，８７ｂを介して取り付けられている為、移動接触子
１０４が上砥石１６の測定用砥石セグメント１６ｃの作
用面１６ｄと接触すると図１０における板ばね８７ａ，
８７ｂがたわみ、計測器本体８８が押し下げられて下方
に移動し、固定接触子１００が下砥石１５の測定用砥石
セグメント１５ｃの作用面１５ｄに接触する。

【００４９】図１２（Ａ）に砥石ドレッサ機構１２０を
示す。砥石ドレッサ機構１２０の回転軸１２２はケーシ
ング１２１内に収納され、垂直に配置された回転軸１２
２と、回転軸１２２の上端部に連結され回転軸１２２を
回転する両軸モータ１２３と、回転軸１２２の下端部に
連結され、回転軸１２２に直角な水平平面内で回転可能
な砥石ドレッサアーム１２４を有し、砥石ドレッサアー
ム１２４の自由端に砥石ドレッサ１２５と、砥石ドレッ
サ１２５を回転する砥石ドレッサモータ１２６が砥石計
測器本体８８の代わりに板ばね８７ａ、８７ｂを介さず
に取り付けられている点を除けば前述の変位検出機構８
０と同じ構造である。

【００５０】砥石ドレッサのケーシング１２１は中間フ
レーム２０２の内部に収納されて取り付けられている。
砥石ドレッサアーム１２４の自由端には、砥石ドレッサ
モータ１２６が取り付けられ、砥石ドレッサモータ１２
６にはドレッサ１２５が取り付けられている。

【００５１】次ぎに目立て作業すなわちいわゆるドレス
前後の砥石作用面の変位量の検出過程を例として変位検
出機構８０を用いた測定手順につき説明する。図１３は
ドレス前、図１４はドレス後の状態を示す。

【００５２】ドレス前とドレス後では下砥石１５取付面
の位置Ｅ、上砥石１６取付面の位置Ｅ＋Ｃ、つまり上下
砥石１５，１６取付面間の距離Ｃを上下砥石回転昇降機
構１２，１３に内蔵されているエンコーダ（図示せず）
により同一の位置になるよう位置決めする。図１３のド
レス前において、この時のセンサー１０６ｂにより検知
された距離Ｈとセンサー１０６ａにより検知された距離
Ｇとを記憶しておく。ドレス後は図１４に示す様に、上
砥石１６の高さＡはａに、下砥石１５の高さＢはｂにな
っている。砥石作用面の間の距離Ｄはｄになり上下の砥
石作用面の間の距離がドレスにより削られた分だけ広く
なっている。

【００５３】下ワークレスト７１の基準面７７ａの高さ
Ｆはドレス前もドレス後も変化はない。図１４の様にド
レス後再び測定器本体８８を上下砥石の間に入れ測定す
る。上下砥石作用面の距離は広くなっているので固定接
触子１００の長さは変わらないが移動接触子１０４は広
くなった分だけ余計に上昇することが出来、従ってセン
サー１０６ｂの測定した距離ｈは上下砥石作用面の摩耗
量の合計された分だけ狭くなる。したがって、Ｈ−ｈを
算出することにより上下砥石の摩耗量の合計分を得るこ
とができる。

【００５４】一方、下ワークレストの基準面の高さＦは
ドレス前後で変化しないからセンサー１０６ａで検出さ
れる距離の差Ｇ−ｇは下砥石の摩耗量を表す。したがっ
てセンサー１０６ｂで検出された上下砥石の合計された
摩耗分からセンサー１０６ａで検出された下砥石の摩耗
分を引けば上砥石の摩耗分を算出することができる。す
なわち、上砥石の摩耗分は（Ｈ−ｈ）−（Ｇ−ｇ）を算
出することにより明らかにすることができる。

【００５５】次ぎに以上の実施の形態に示す研削盤を用
いて行われる本発明の研削方法の実施の形態につき具体
的に説明する。前述したように図１３はドレス前、図１
４はドレス後の状態を示す。ワークを例えば１０枚連続
して研削加工した時点で研削加工を中断し、以下の１乃
至５に示す工程を行う。 １．上ワークレスト７２、上砥石１６を上昇させ上下砥
石１５，１６の間に変位検出機構の測定器本体８８を挿
入配置させ、変位検出機構８０を用いた変位量の測定手
順として前述したように上下砥石１５，１６の作用面の
位置をセンサー１０６ｂ、１０６ａで検出し、測定値
Ｂ，Ａを記憶する。 ２．次ぎに上砥石１６、下砥石１５の間にドレス機構１
２７を挿入配置し、モータ１２６によりドレッサー１２
５を回転させながらモータ１２３によりアーム１２４の
先端のドレス機構１２７を上下砥石１５，１６の間を所
定回数往復させると共に下砥石１６をわずかずつ上昇さ
せながら下砥石１６のドレス作業を行う。 ３．下砥石のドレス作業を終了後、同様の操作で上砥石
のドレス作業を行う。 ４．上下砥石１５，１６のドレス作業終了後再び図１４
に示すように下砥石取付面の位置Ｅ及び上砥石の取付面
の位置Ｅ＋Ｃに配置されるように上下砥石１５，１６の
回転昇降機構１２，１３のエンコーダにより設定する。 ５．ドレス前に測定したと同様の手順で変位検出機構８
０を作用させドレス後の砥石作用面の位置をセンサー１
０６ｂ、１０６ａにより求めｂ，ａを得る。

【００５６】次の研削加工にあたり、まず下部砥石１５
は制御装置によってＧ−ｇだけ多く上昇するように制御
され、その後研削加工が行われる。研削加工中の上部砥
石１６の下方への送りは（Ｈ−ｈ）−（Ｇ−ｇ）だけ増
加される。さらに、例えばワークを１０枚連続して研削
加工した時点で砥石間距離の測定を行い、以下同様の手
順が繰り返される。

【００５７】以上の実施の形態ではドレス前とドレス後
で砥石取付面が同一となるようにエンコーダで設定し
た。しかし砥石取付面が任意の位置であっても、その砥
石取付面の位置はエンコーダで読み取ることができ、以
上の実施の形態における手順と同様の手順で摩耗量を求
めることができるので、ドレス前後においては砥石取付
面の位置は同一位置の近傍のどの位置でも良い。

【００５８】また、以上の実施の形態ではドレスの前後
において測定を行いドレスによる摩耗を含む砥石の摩耗
量を測定した。しかし、更に他の実施の形態として例え
ば、所定の枚数毎に測定を行ってもよく、また、ワーク
を１枚研削加工する毎に測定を行っても良い。この様に
することにより、より正確に砥石の摩耗量や熱変位によ
る砥石作用面の位置の変化を測定することができ、精密
な加工が可能となる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本出願にかかる第一の発明
の研削加工方法によれば、研削加工後の砥石作用面の変
位量を基に以後の研削加工における砥石の送り量を補正
して行うので、砥石を長時間使用することにより摩耗し
あるいは機械が熱変位しても、あるいは、砥石を一定時
間使用後に、砥石作用面を削って目立て作業を行って砥
石作用面の位置が変化しても、砥石をある位置から送っ
た場合の実際のワークの切り込み量をワークの研削の加
工誤差が最小になるように設定することができる。

【００６０】また本出願にかかる第二の発明の研削加工
方法によれば、研削加工後の砥石作用面の基準面に対す
る変位量を求め、この変位量を基に以後の研削加工にお
ける砥石の送り量を補正するので砥石作用面の基準面に
対する変位量を求めることにより変位量を正確に把握す
ることができ、砥石をある位置から送った場合の実際の
ワークの切り込み量をワークの研削の加工誤差が最小に
なるように設定することができる。

【００６１】さらに本出願にかかる第三の発明の研削加
工方法によれば、研削加工後の砥石作用面の目立て作業
前後の基準面に対する変位量を求め、この変位量を基に
以後の研削加工における砥石の送り量を補正して行う様
にしたので、砥石を一定時間使用後に、砥石作用面を削
って目立て作業すなわちいわゆるドレスを行って砥石作
用面の位置が変化しても、砥石作用面の基準面に対する
変位量を求めることによりドレスによる変位量を把握す
ることができ、新たな送り量に補正して研削加工を行う
ので、砥石をある位置から送った場合の実際のワークの
切り込み量をワークの研削の加工誤差が最小になるよう
に設定することができる。

【００６２】本出願にかかる第五の発明の研削盤によれ
ば制御装置が、研削加工の前後又は／及びドレス作業の
前後において砥石作用面の基準面に対する位置の変位量
を求め、求められた変位量を基に以後の研削加工におけ
る砥石の送り量の補正を行うことにより砥石駆動装置を
制御するので砥石を長時間使用することにより摩耗や熱
変位により砥石作用面の位置が変化しても、あるいは、
砥石作用面を削って目立て作業を行って砥石作用面の位
置が変化しても、砥石をある位置から送った場合の実際
のワークの切り込み量をワークの研削の加工誤差が最小
になるように設定して研削加工を行うことができる。

【００６３】本出願にかかる第六の発明の研削盤によれ
ば制御装置が研削加工の前後又は／及びドレス作業の前
後において変位検出機構により検出された砥石作用面の
基準面に対する位置の変位量を求め、求められた変位量
を基に以後の研削加工における砥石の送り量の補正を行
うことにより砥石駆動装置を制御するので砥石作用面の
基準面に対する変位量を求めることにより変位量を把握
することができ、またドレス前とドレス後の砥石の摩耗
量を測定することができる。

【００６４】本出願にかかる第八の発明の研削盤によれ
ば、砥石を研削用砥石と測定用砥石から構成し、測定用
砥石を研削用砥石より砥粒径の細かい高番手の砥石とす
ることにより高精度の測定が可能である。本出願にかか
る第九の発明の研削盤によれば研削用砥石と測定用砥石
の砥石作用面が同一平面上に配置されるようにすること
により、研削用砥石の摩耗の進行と同時に測定用砥石の
摩耗が同時進行し、砥石摩耗量の測定を高精度に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態である両頭平面研削盤を
示す正面図。

【図２】 下部フレーム部分の要部縦断面図

【図３】 上部フレーム部分の要部縦断面図

【図４】 上下砥石の平面図

【図５】 ワーク支持部の平面図

【図６】 ワーク支持部の断面図

【図７】 ワークレスト平面図

【図８】 ワークレストの要部断面図

【図９】 ワークと上下部砥石と基準面とドレッサーと
変位検出機構との配置関係を示す模式図。

【図１０】（Ａ） 変位検出機構の部分断面図 （Ｂ） 変位検出機構の部分平面図

【図１１】 計測器本体の断面図

【図１２】（Ａ） 砥石ドレッサ機構の側面図 （Ｂ） 砥石ドレッサ機構の部分側面図

【図１３】変位検出機構の作動説明図

【図１４】変位検出機構の他の作動説明図

【符号の説明】

１１ 下部フレーム １２ 下部砥石回転昇降機構 １３ 上部砥石回転昇降機構 １４ ワーク支持部材 １５ 下部砥石 １５ａ 砥石作
用面 １５ｂ 下部研削用砥石セグメント １５ｃ 下部測
定用砥石セグメント １６ 上部砥石 １６ａ 砥石作
用面 １６ｂ 上部研削用砥石セグメント １６ｃ 上部測
定用砥石セグメント １７ ワーク １８ｂ 溝 ２０ 砥石台 ２１ ガイド ２２ 下部砥石台移動用モータ ２３ ボールねじ ２３ａ ボール
ナット ２４ 下部軸支筒 ２４ａ ガイド
部 ２４ｂ ブラケット ２５ 下部砥石台昇降用モータ ２６ 回転伝達機構 ２７ ボールねじ ２８ 下部砥石軸 ２９ 砥石ホルダ ３４ 砥石駆動モータ ３８ 上部軸支筒 ３８ａ ブラケ
ット ３９ ガイド ４０ 上部砥石台昇降用モータ ４１ ボールねじ ４１ａ ボール
ナット ４２ 上部砥石軸 ４３ 砥石ホルダ ４８ 砥石駆動モータ ５１ ワーク保持機構 ５２ 支持台 ５３ 移動枠 ５４ ガイドレール ５５ 移動枠移動用モータ ５６ ボールねじ ５６ａ ボール
ナット ５７ 回転枠 ５８ ガイドローラ ５９ ギヤ ６１ チャック機構回転駆動モータ ６２ ギヤ ８０ 砥石計測器 ８２ モータ ８２ａ モータ
軸 ８２ｂ モータ軸 ８２ｃ モータ
フランジ ８２ｄ モータケーシング ８３ 回転軸 ８４ ケーシング ８４ａ ケーシ
ングフランジ ８５ａ 軸受 ８５ｂ 軸受 ８６ 砥石計測器アーム ８７ａ 板ばね ８７ｂ 板ばね ９０ 計測器本体 ８９ ボルト ９０ 連結フランジ ９１ ボルト ９２ ボルト ９３ 計測アーム ９４ａ 近接スイッチ ９４ｂ 近接ス
イッチ ９５ 底板 ９６ ボルト ９７ ボス ９８ ボルト １００ 固定接触子 １０１ 下板 １０１ａ セン
サーブラケット １０２ 上板 １０２ａ 貫通
孔 １０３ シリンダ １０３ａ 下部
ロッド １０３ｂ 上部ロッド １０４ 移動接触子 １０５ 計測板 １０６ａ 距離センサ １０６ｂ 距離
センサ １０７ シリンダ取付板 １０８ ボルト １０９ オイルシールキャップ １２０ 砥石ドレッサ １２１ ケーシング １２２ 回転軸 １２３ モータ １２４ 砥石ドレッサアーム １２５ 砥石ドレッサ １２６ 砥石ドレッサモータ １２７ａ 近接スイッチ １２７ｂ 近接
スイッチ １２８ 計測アーム ２０１ 上部フレーム ２０２ 中間フレーム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加賀 宗明 富山県東砺波郡福野町100番地 株式会社 日平トヤマ富山工場内 (72)発明者 奥山 哲雄 神奈川県横須賀市神明町１番地 株式会社 日平トヤマ技術センター内 (72)発明者 中嶋 和男 富山県東砺波郡福野町100番地 株式会社 日平トヤマ富山工場内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】砥石を回転させながらワークに向かって送
   り移動させて、そのワークの表面を研削する加工方法に
   おいて、 研削加工後に砥石作用面の位置を測定し、研削加工前に
   測定した位置と比較して砥石作用面の変位量を求め、こ
   の変位量を基に以後の研削加工における砥石の送り量を
   補正して行う研削加工方法。
2. 【請求項２】砥石を回転させながらワークに向かって送
   り移動させて、そのワークの表面を研削する加工方法に
   おいて、 研削加工後の砥石作用面の基準面に対する変位量を求
   め、この変位量を基に以後の研削加工における砥石の送
   り量を補正して行う研削加工方法。
3. 【請求項３】砥石を回転させながらワークに向かって送
   り移動させて、そのワークの表面を研削する加工方法に
   おいて、 研削加工後の砥石作用面の目立て作業前後の基準面に対
   する変位量を求め、この変位量を基に以後の研削加工に
   おける砥石の送り量を補正して行う研削加工方法。
4. 【請求項４】基準面を熱、振動等の影響が少ない位置を
   選択して設定する請求項２又は請求項３記載の研削加工
   方法。
5. 【請求項５】ワークの表面を研削する砥石を回転させな
   がらワークに向かって送り移動させる砥石駆動装置と；
   砥石作用面の位置を求める変位検出機構と；砥石駆動装
   置を制御する制御装置とを備え；制御装置が次の、
   により砥石駆動装置を制御する研削盤。 研削加工の前後又は／及び目立て作業の前後において
   砥石作用面の基準面に対する位置の変位量を求める。 求められた変位量を基に以後の研削加工における砥石
   の送り量の補正を行う。
6. 【請求項６】ワークの表面を研削する砥石を回転させな
   がらワークに向かって送り移動させる砥石駆動装置と；
   砥石作用面の位置を求める変位検出機構と；砥石駆動装
   置を制御する制御装置とを備え；制御装置が次の、
   により砥石駆動装置を制御する研削盤。、 研削加工の前後又は／及び目立て作業の前後において
   砥石作用面の基準面に対する位置の変位量を変位検出機
   構により求める。 求められた変位量を基に以後の研削加工における砥石
   の送り量の補正を行う。
7. 【請求項７】 変位検出機構が光センサ又は渦電流セン
   サを適用してなる請求項５または請求項６に記載の研削
   盤。
8. 【請求項８】砥石を研削用砥石と測定用砥石とから構成
   し、測定用砥石を研削用砥石より砥粒径の細かい砥石と
   して構成しこの測定用砥石を検出対象とする請求項５ま
   たは請求項６に記載の研削盤。
9. 【請求項９】研削用砥石と測定用砥石の砥石作用面が同
   一平面上に配置された請求項７に記載の研削盤。