KR20160120237A - 박판형상 워크의 제조방법 및 양두 평면 연삭장치 - Google Patents

박판형상 워크의 제조방법 및 양두 평면 연삭장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 박판형상 워크의 연삭을 높은 정밀도로 행하기 위한 사전조정을 작업자의 숙련 정도에 구애받지 않고 용이하고 또한 확실하게 행하는 것이 가능한 박판형상 워크의 제조방법 등을 제공하는 것이다.
양두 평면 연삭장치를 이용하여 한 쌍의 정압패드(1, 2) 사이에서 정압지지된 박판형상의 워크를 회전시키면서 한 쌍의 연삭숫돌(4, 5)에 의해 워크의 양면을 연삭하는 연삭공정(S11)과, 연삭공정 전에 양두 평면 연삭장치를 조정하는 사전 조정공정(S1~S10)을 구비한 박판형상 워크의 제조방법에 있어서, 사전 조정공정에서는 조정용 워크(Wa)를 정압지지하면서 연삭숫돌(4, 5)에 의해 협지하는 제 1 상태와, 조정용 워크(Wa)를 정압지지하는 일 없이 연삭숫돌(4, 5)에 의해 협지하는 제 2 상태에서 조정용 워크(Wa)와 정압패드(1, 2)와의 거리를 취득하고, 이들 양 상태에서의 거리 변화량에 기초하여 양두 평면 연삭장치를 조정한다.

Description

박판형상 워크의 제조방법 및 양두 평면 연삭장치{THIN PLATE-SHAPED WORKPIECE MANUFACTURING METHOD AND DOUBLE-END SURFACE GRINDING APPARATUS}
본 발명은, 박판(薄板)형상 워크의 제조방법 및 양두 평면 연삭장치에 관한 것이다.
예를 들어 수평형 양두 평면 연삭장치는, 좌우 한 쌍의 정압(靜壓)패드와 좌우 한 쌍의 연삭숫돌을 구비하며, 실리콘웨이퍼(siliconwafer) 등의 박판형상 워크를, 이의 양면측으로부터 정압패드에 의해 정압지지하면서 중심축을 중심으로 하여 회전시키고, 회전하는 한 쌍의 연삭숫돌에 의해 이 워크를 양면측으로부터 사이에 끼어 연삭하도록 구성된다(예를 들어 특허문헌 1 참조).
이 종류의 양두 평면 연삭장치에서, 연삭 중의 워크는 2가지 지지수단, 즉 정압패드와 연삭숫돌에 의해 서로 다른 2 곳에서 지지되므로, 예를 들어 이들 2가지 지지수단에 의한 지지위치가 축 방향, 즉 워크의 판두께 방향으로 어긋나 있으면 워크에 굽힘 응력이 발생하여, 높은 정밀도의 연삭을 행할 수 없다.
이에 대해, 특허문헌 1에 기재된 양두 평면 연삭장치는, 좌우의 정압패드를 동조시켜 축 방향으로 이동시키는 이동기구를 구비하고, 워크의 장착 기준위치를 중심으로 하여 워크 연삭 시에 양 정압패드를 동조시켜 동일 속도로 동일량 이동시키도록 구성되고, 이에 의해 정압패드를 워크 장착 기준위치에 대해 정확하게 위치 결정할 수 있어, 높은 정밀도 연삭이 가능해진다고 되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허공개 2003－236746호 공보
특허문헌 1에 기재된 양두 평면 연삭장치에서는, 상술한 바와 같이 워크 장착 기준위치를 중심으로 하여 워크의 연삭 시에 양 정압패드를 동조시켜 동일 속도로 동일량 이동시키나, 워크가 반드시 양 정압패드 사이의 중앙에서 정압지지된다고는 할 수 없고, 또 정압지지 위치와 양 연삭숫돌 사이의 중앙 위치가 반드시 일치한다고도 할 수 없으므로, 워크에 굽힘 응력이 발생하지 않는다는 보증은 없다.
또한, 연삭 중의 워크에 굽힘 응력을 발생시키지 않기 위한 그 밖의 방법으로서는, 예를 들어 사전에 테스트 연삭을 행하여, 이 테스트 연삭 중의 각종 데이터(숫돌 축의 전류값 변화 데이터, 워크 동작 데이터 등), 연삭 후의 워크를 눈으로 확인한 결과(표면 거칠기, 변형 등), 연삭 후의 워크의 측정 데이터 등을 종합적으로 분석하여 조정을 행하는 일련의 작업을 소정의 정밀도가 얻어지기까지 반복 행하는 방법을 생각할 수 있다.
그러나, 이와 같은 테스트 연삭 반복에 의한 사전 조정작업은 적절히 행할 수 있으면 확실하게 높은 정밀도를 얻을 수 있는 한편, 테스트 연삭 결과에 기초하여 적절한 조정을 행하기 위해서는 작업자의 충분한 경험이 필요하고, 경험이 적은 작업자에게는 어렵다는 문제가 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여, 박판형상 워크의 연삭을 높은 정밀도로 행하기 위한 사전조정을 작업자의 숙련 정도(skill level)에 구애받지 않고 용이하고 또한 확실하게 행하는 것이 가능한 박판형상 워크의 제조방법 및 양두 평면 연삭장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 한 쌍의 정압패드와 한 쌍의 연삭숫돌을 가지는 양두 평면 연삭장치를 이용하여 상기 한 쌍의 정압패드 사이에서 정압지지된 박판형상의 워크를 회전시키면서 상기 한 쌍의 연삭숫돌에 의해 상기 워크의 양면을 연삭하는 연삭공정과, 상기 연삭공정 전에 상기 양두 평면 연삭장치를 조정하는 사전 조정공정을 구비한 박판형상 워크의 제조방법에 있어서, 상기 사전 조정공정에서는, 조정용 워크를 상기 한 쌍의 정압패드 사이에서 정압지지하면서 상기 한 쌍의 연삭숫돌에 의해 협지(挾持)하는 제 1 상태와, 상기 조정용 워크를 상기 정압패드에 의해 정압지지하는 일 없이 상기 한 쌍의 연삭숫돌에 의해 협지하는 제 2 상태에서 상기 조정용 워크의 자세에 관한 소정값을 취득하고, 이들 양 상태에서의 상기 소정값의 변화에 기초하여 상기 양두 평면 연삭장치를 조정하는 것이다.
또한, 상기 한 쌍의 정압패드와 상기 조정용 워크와의 거리를 검출하는 거리 검출센서의 출력값을 상기 소정값으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 제 1 상태와 상기 제 2 상태에서의 상기 거리 검출센서의 출력값의 변화량이 소정 판정값 이하가 되는 것을 조건으로 상기 사전 조정공정을 종료하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 사전 조정공정은 상기 조정용 워크를 상기 한 쌍의 정압패드 사이에서 정압지지하는 정압 지지공정과, 상기 정압 지지공정에서 정압지지된 상기 조정용 워크를 상기 한 쌍의 연삭숫돌에 의해 협지하는 숫돌 지지공정과, 상기 숫돌 지지공정 후에 상기 한 쌍의 정압패드에 의한 정압지지를 정지하는 정압지지 정지공정과, 상기 정압지지 정지공정 전후의 상기 거리 검출센서의 출력값의 변화량이 상기 소정 판정값 이하인지 아닌지를 판정하는 자세변화 판정공정을 구비하고, 상기 자세변화 판정공정에서 상기 변화량이 상기 소정 판정값 이하라고 판정되기까지, 상기 변화량을 작게 하도록 상기 양두 평면 연삭장치를 조정하는 것과 상기 정압 지지공정 이후의 공정을 반복하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 숫돌 지지공정에서는, 상기 거리 검출센서의 출력값이 상기 정압 지지공정인 때와 거의 동일해지는 위치에서 상기 한 쌍의 연삭숫돌에 의해 상기 조정용 워크를 협지하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은, 한 쌍의 정압패드 사이에서 정압지지된 박판형상의 워크를 회전시키면서 한 쌍의 연삭숫돌에 의해 상기 워크의 양면을 연삭하는 양두 평면 연삭장치에 있어서, 조정용 워크를 상기 한 쌍의 정압패드 사이에서 정압지지하면서 상기 한 쌍의 연삭숫돌에 의해 협지하는 제 1 상태와, 상기 조정용 워크를 상기 정압패드에 의해 정압지지하는 일 없이 상기 한 쌍의 연삭숫돌에 의해 협지하는 제 2 상태에서 상기 조정용 워크의 자세에 관한 소정값을 각각 취득하고, 이들 양 상태에서의 상기 소정값의 변화에 기초하여 상기 워크의 연삭 전에 소정의 조정을 행하는 사전 조정수단을 구비한 것이다.
본 발명에 의하면, 박판형상 워크의 연삭을 높은 정밀도로 행하기 위한 사전조정을 작업자의 숙련 정도에 구애받지 않고 용이하고 또한 확실하게 행하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예를 나타내는 수평형 양두 평면 연삭장치의 평면 단면도이다.
도 2는 수평형 양두 평면 연삭장치의 측면도이다.
도 3은 수평형 양두 평면 연삭장치 제어계의 블록 다이어그램이다.
도 4는 수평형 양두 평면 연삭장치를 이용한 박판형상 워크의 제조방법 흐름도이다.
도 5는 박판형상 워크의 제조방법의 정압 지지공정의 설명도이다.
도 6은 박판형상 워크의 제조방법의 숫돌 지지공정의 설명도이다.
도 7은 박판형상 워크의 제조방법의 정압지지 정지공정의 설명도이다.
도 8은 박판형상 워크의 제조방법의 제 1 상태와 제 2 상태에서의 센서출력값 변화의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 9는 박판형상 워크의 제조방법의 제 1 상태와 제 2 상태에서의 센서출력값 변화의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예를 나타내는 수평형 양두 평면 연삭장치 제어계의 블록 다이어그램이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 도 1 내지 도 9는 본 발명을 수평형 양두 평면 연삭장치 및 이를 이용한 박판형상 워크의 제조방법에 적용한 제 1 실시예를 예시한다. 본 실시예의 수평형 양두 평면 연삭장치는 도 1，도 2에 나타내듯이, 실리콘웨이퍼 등 박판형상의 워크(W)를 정압(靜壓)지지하는 좌우 한 쌍의 정압패드(1, 2)와, 이들 정압패드(1, 2)에 의해 정압지지된 워크(W)를 캐리어(3)를 통하여 워크(W)의 거의 중심축을 중심으로 하여 회전구동시키는 구동수단(도시생략)과, 좌우방향의 축심을 중심으로 하여 회전 자유롭게 배치되며 또한 워크(W)를 그 양면측으로부터 사이에 끼어 연삭하는 좌우 한 쌍의 연삭숫돌(4, 5)을 구비한다.
정압패드(1, 2)는 축방향으로 보았을 때 거의 원형이고, 외주측(外周側)으로부터 중심측을 향하여 오목한 오목부(1a, 2a)를 예를 들어 하부측(下部側)에 구비하고, 이 오목부(la， 2a)에 대응하여 연삭숫돌(4, 5)이 배치된다. 정압패드(1, 2)는 워크(W) 근방의 전진위치와, 이 전진위치보다도 워크(W)로부터 이격된 후퇴위치와의 사이에서 좌우방향으로 이동 가능하며, 전진위치에서 워크(W)에 대향하는 워크 지지면(1b, 2b)에 공급되는 정압을 발생시키기 위한 유체(여기에서는 정압을 발생시키기 위한 물)를 통하여 워크(W)를 정압지지하도록 구성된다.
정압패드(1, 2)의 워크 지지면(1b, 2b)측에는 소정의 노즐을 통하여 정압을 발생시키기 위한 물이 공급되는 복수개의 포켓(도시생략), 각 포켓으로부터의 정압을 발생시키기 위한 물을 외측으로 배출하는 배출홈(도시생략) 외에도, 오목부(1a, 2a) 근방에 소정 간격을 두고 복수개(예를 들어, 둘레방향으로 3개)의 에어센서(6a~6c, 7a~7c)가 배치된다.
에어센서(거리 검출센서)(6a~6c，7a~7c)는 에어 노즐로부터 워크(W)측으로 에어를 분출하여, 이 때의 배압 변화에 의해 워크(W)와 정압패드(1, 2)의 워크 지지면(1b, 2b)과의 틈 크기(거리)에 따른 출력을 행하도록 구성되며, 오목부(1a, 2a)의 전측(前側)(도 1에 있어서 하측)에 에어센서(6a, 7a)가, 후측(後側)(도 1에 있어서 상측)에 에어센서(6c, 7c)가, 상측에 에어센서(6b, 7b)가, 각각 좌우방향으로 대응하도록 배치된다. 여기서, 에어센서(6a~6c, 7a~7c)는 거리 검출센서의 일례에 불과하며, 워크(W)와의 거리를 검출할 수 있는 것이라면 그 밖의 센서, 예를 들어 레이저식 센서, 접촉식 센서 등을 이용하여도 된다.
연삭숫돌(4, 5)은 컵(cup)형 등이며, 베어링 케이스(8, 9)에 의해 회전 자유롭게 지지되는 좌우방향 숫돌 축(10, 11)의 선단측(先端側)에 설치되고, 숫돌 구동모터(12, 13)의 구동에 의해 숫돌 축(10, 11)을 통하여 이 숫돌 축(10, 11)을 중심으로 하여 회전하도록 구성된다. 또한 연삭숫돌(4, 5)은 예를 들어 베어링 케이스(8, 9) 등을 통하여 연삭깊이 구동모터(도시생략)의 구동에 의해 좌우방향(축 방향)으로 이동 가능하고, 또 예를 들어 베어링 케이스(8, 9) 등을 통하여 축방향에 대한 기울기를 조정 가능하도록 구성된다.
캐리어(3)는 워크(W)를 삽입 가능한 워크 장착구멍(14)을 구비한 거의 원환(圓環) 형상이고, 그 판두께는 워크(W)보다도 얇고, 외주(外周)를 따라 배치된 복수개의 지지롤러(15)에 의해 거의 중심축을 중심으로 하여 회전 자유롭게 지지되고, 구동수단(도시생략)에 의해 회전구동 가능하도록 구성된다. 캐리어(3)에는 워크 장착구멍(14) 내(內)로 돌출하여 워크(W)의 노치부(16)에 걸어 맞추는 걸어맞춤부(17)가 일체로 형성된다.
도 3은 본 실시예의 수평형 양두 평면 연삭장치 제어계의 개략구성을 나타낸다. 이 제어계는 정압패드(1, 2)의 이동(전진·후퇴), 정압을 발생시키기 위한 물의 공급·정지 등을 제어하는 정압패드 제어수단(21)과, 연삭숫돌(4, 5)의 이동(전진·후퇴), 회전·정지 등을 제어하는 숫돌 제어수단(22)과, 이들 정압패드 제어수단(21), 숫돌 제어수단(22) 등에 대한 각종 설정, 그 밖의 조작을 행하기 위한 조작수단(23) 등을 구비한다.
조작수단(23)에는 예를 들어 정압패드 제어수단(21)에 대해 정압을 발생시키기 위한 물의 유량을 설정하기 위한 유량 설정수단(24), 숫돌 제어수단(22)에 대해 연삭숫돌(4, 5)의 축방향에서의 위치를 설정하기 위한 위치 설정수단(25), 숫돌 제어수단(22)에 대해 연삭숫돌(4, 5)의 기울기를 설정하기 위한 기울기 설정수단(26) 등 외에도, 에어센서(6a~6c, 7a~7c)로부터의 출력값을 표시하는 센서출력값 표시수단(27) 등을 구비한다. 여기서, 예를 들어 연삭숫돌(4, 5)의 기울기에 대해서는, 숫돌 제어수단(22)을 통하는 일 없이 별도로 구비한 기울기 조정수단에 의해 조정하여도 된다.
다음으로, 도 4에 나타내는 흐름도를 참조하면서 본 실시예의 수평형 양두 평면 연삭장치를 이용한 박판형상 워크의 제조방법(조정방법 및 연삭방법)에 대해 설명한다. 수평형 양두 평면 연삭장치를 이용하여 박판형상 워크를 제조할 시에는, 도 4에 나타내듯이, 우선 수평형 양두 평면 연삭장치를 조정하는 사전 조정공정(S1~S10)을 행하고, 이 사전조정 후의 수평형 양두 평면 연삭장치를 이용하여 워크(W)의 양면을 연삭하는 연삭공정(S11)을 행하도록 구성된다.
사전 조정공정에서는, 우선 사전준비로서 작업자가 숫돌 축(10, 11)의 평행·동축 조정, 정압패드(1, 2)의 숫돌 축(10, 11)에 대한 각도(직각) 조정, 에어센서(6a~6c, 7a~7c)의 교정(calibration), 연삭숫돌(4, 5)의 드레싱(dressing) 등을 행한다(S1). 에어센서(6a~6c, 7a~7c)의 교정에서는, 워크(W)와 정압패드(1, 2)의 워크 지지면(1b, 2b)과의 사이의 거리 변화량과, 이에 대응하는 센서출력값의 변화량이 1:1이 되도록 조정하는 것이 바람직하나, 적어도 양(兩) 변화량 간(間)에 상관관계가 있으면 된다. 또한 본 실시예의 에어센서(6a~6c, 7a~7c)의 출력값은 기준값을 0으로 하고 워크(W)와의 거리가 작아지는 방향이 ＋, 커지는 방향이 －가 되도록 설정된다.
사전준비(S1) 다음으로는, 예를 들어 캐리어(3)를 한 쌍의 정압패드(1, 2) 사이에 장착하고, 이 캐리어(3)에 조정용 워크(Wa)를 장착한다(S2). 이 조정용 워크(Wa) 장착은 작업자가 수작업으로 행하여도 되고, 워크 반입출 장치에 의해 자동적으로 행하여도 된다. 또, 조정용 워크(Wa)에는 연삭완료된 워크(W)를 이용하는 것이 바람직하나, 연삭 전의 워크(W)를 이용하여도 된다. 또, 이 사전 조정공정에서는 워크의 연삭은 행하지 않으므로, 조정용 워크(Wa)로서는 실제 연삭 대상과는 다른 금속판이나 수지판 등을 이용하여도 된다.
조정용 워크(Wa) 장착(S2)이 완료되면, 다음으로 작업자가 조작수단(23)을 조작함으로써 정압패드 제어수단(21)의 제어에 의해 좌우 정압패드(1, 2)에 정압을 발생시키기 위한 물(1c, 2c)을 공급하여, 도 5에 나타내듯이 조정용 워크(Wa)를 정압패드(1, 2) 사이에서 정압지지한다(S3: 정압 지지공정). 그리고 이 때, 조정용 워크(Wa)는 회전시키지 않는다. 다음으로, 작업자가 조작수단(23)을 조작함으로써 숫돌 제어수단(22)의 제어에 의해 좌우의 연삭숫돌(4, 5)을 회전 정지 상태인 채로 전진시켜, 도 6에 나타내듯이 이들 연삭숫돌(4, 5)에 의해 조정용 워크(Wa)를 양면측으로부터 협지한다(S4: 숫돌 지지공정). 그리고 이 상태에서, 작업자는 에어센서(6a~6c, 7a~7c)에 의한 센서출력값을 예를 들어 센서출력값 표시수단(27)으로부터 취득한다(S5).
여기서, S4의 숫돌 지지공정에서는 에어센서(6a~6c, 7a~7c)에 의한 센서출력값이 그 전후(연삭숫돌(4, 5)에 의한 협지 전과 협지 후)에서 거의 동일값이 되도록 연삭숫돌(4, 5)의 축방향에서의 위치를 조정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 연삭숫돌(4, 5)에 의한 협지 전과 협지 후의 센서출력값의 차(差)(절대값)가 소정 허용값 이하가 되도록 연삭숫돌(4, 5)의 축방향에서의 위치를 조정한다. 소정 허용값은 원하는 연삭 정밀도에 따라 설정할 수 있다. 여기서, 이 S4 후의 상태가 조정용 워크(Wa)를 한 쌍의 정압패드(1, 2) 사이에서 정압지지하면서 한 쌍의 연삭숫돌(4, 5)에 의해 협지하는 제 1 상태의 일례이다. 이 제 1 상태는 워크(W)의 연삭 시(S11)와 마찬가지로 조정용 워크(Wa)를 정압패드(1, 2)와 연삭숫돌(4, 5) 양쪽에 의해 지지하고 있는 상태이나, S5에서 취득한 제 1 상태의 센서출력값만으로는 조정용 워크(Wa)에 굽힘 응력이 발생하고 있는지 없는지는 판별할 수 없다.
다음으로, 연삭숫돌(4, 5)에 의해 조정용 워크(Wa)를 협지한 상태인 채로 작업자가 조작수단(23)을 조작함으로써, 정압패드 제어수단(21)의 제어에 의해 도 7에 나타내듯이 정압패드(1, 2)로의 정압을 발생시키기 위한 물(1c, 2c)의 공급을 정지하여 정압패드(1, 2)에 의한 정압지지를 정지한다(S6: 정압지지 정지공정). 그리고 이 상태에서, 작업자는 에어센서(6a~6c, 7a~7c)에 의한 센서출력값을 예를 들어 센서출력값 표시수단(27)으로부터 취득한다(S7). 여기서, 이 S6 후의 상태가 조정용 워크(Wa)를 정압패드(1, 2)에 의해 정압지지하는 일 없이 한 쌍의 연삭숫돌(4, 5)에 의해 협지하는 제 2 상태의 일례이다. 이 제 2 상태는 제 1 상태에서 정압패드(1, 2)에 의한 정압지지를 멈추고 연삭숫돌(4, 5)에 의한 지지만으로 한 상태이므로, 조정용 워크(Wa)에 굽힘 응력이 발생하지 않는 것은 분명하다.
그리고, S5에서 취득한 제 1 상태(정압지지 정지 전)에서의 센서출력값과, S7에서 취득한 제 2 상태(정압지지 정지 후)에서의 센서출력값 간(間)의 변화량을 구하여, 이 변화량이 소정 판정값(예를 들어 5㎛) 이하인지 아닌지를 판정한다(S8: 자세변화 판정공정).
이 센서출력값의 변화량이 충분히 작으면(소정 판정값 이하이면), S5 시점(제 1 상태)과 S7 시점(제 2 상태)에서 조정용 워크(Wa)의 자세에 거의 변화가 없다고 하는 것이므로, 워크(W)의 연삭 시와 동일 조건인 제 1 상태에서 조정용 워크(Wa)에 발생하는 굽힘 응력은 허용 범위 내라고 판단할 수 있다. 한편, 센서출력값의 변화량이 소정 판정값보다도 크면, S5 시점(제 1 상태)과 S7 시점(제 2 상태)에서 조정용 워크(Wa)의 자세가 크게 변화하였다고 하는 것이므로, 워크(W)의 연삭 시와 동일 조건인 제 1 상태에서 조정용 워크(Wa)에 무시할 수 없는 굽힘 응력이 발생하고 있다고 판단할 수 있다.
그래서, 센서출력값의 변화량이 소정 판정값 이하가 아니라면(S8 : No), 작업자는 이 센서출력값의 변화방향 및 변화량에 기초하여, 변화량을 작게 하도록 소정의 조정을 행한다(S9). 이 조정은 예를 들어 연삭숫돌(4, 5)의 축방향에서의 위치나 기울기를 대상으로 행하는 것이 바람직하나, 그 이외의, 예를 들어 정압을 발생시키기 위한 물(1c, 2c)의 유량, 노즐의 지름 등을 조정의 대상으로 하여도 되고, 이들 중 복수를 동시에 조정하여도 된다.
예를 들어 도 8에 나타내듯이, 좌측 에어센서(6a~6c)의 출력값의 변화량이 모두 －10이고, 우측 에어센서(7a~7c)의 출력값의 변화량이 모두 ＋10인 경우, 정압패드(1, 2)에 의한 지지 위치보다도 연삭숫돌(4, 5)에 의한 지지 위치 쪽이 우측에 있다고 생각할 수 있다. 따라서 작업자는 조작수단(23)의 위치 설정수단(25)을 조작하여, 예를 들어 연삭숫돌(4, 5)의 축방향에서의 위치를 좌측으로 이동하도록 조정하면 된다. 이 경우, 연삭숫돌(4, 5)의 축방향에서의 위치를 좌측으로 이동하는 대신에, 예를 들어 우측 정압패드(2) 측의 정압을 발생시키기 위한 물(2c)의 유량을 좌측 정압패드(1) 측의 정압을 발생시키기 위한 물(1c)의 유량에 비해 상대적으로 작게 하도록 조정하여도 되고, 예를 들어 우측 정압패드(2) 측의 정압을 발생시키기 위한 물(2c)을 공급하는 노즐의 지름을 좌측 정압패드(1) 측의 정압을 발생시키기 위한 물(1c)을 공급하는 노즐의 지름에 비해 상대적으로 작게 하도록 조정하여도 된다.
S9의 조정이 종료되면 S3 이후의 처리를 다시 실행한다. 즉, S8에서 센서출력값의 변화량이 소정 판정값 이하라고 판정되기까지 S3 내지 S9의 처리를 반복 행한다. 그리고, 도 9에 나타내는 예와 같이, S8에서 센서출력값의 변화량이 소정 판정값 이하라고 판정된 경우에는(S8: Yes), 연삭 중의 워크에 발생하는 굽힘 응력이 허용 범위 내가 되도록 조정된 것이라고 판단할 수 있으므로, 여기에서 사전 조정공정을 완료하고(S10), 이 조정 후의 수평형 양두 평면 연삭장치에 의해 워크(W)의 연삭을 행한다(S11: 연삭공정).
이상 설명하였듯이, 본 실시예에 관한 박판형상 워크의 제조방법은 연삭공정 전 사전조정공정에 있어서, 조정용 워크(Wa)를 한 쌍의 정압패드(1, 2) 사이에서 정압지지하면서 한 쌍의 연삭숫돌(4, 5)에 의해 협지하는 제 1 상태와, 조정용 워크(Wa)를 정압패드(1, 2)에 의해 정압지지하는 일 없이 한 쌍의 연삭숫돌(4, 5)에 의해 협지하는 제 2 상태에서, 조정용 워크(Wa)와 정압패드(1, 2)와의 거리를 검출하는 에어센서(거리 검출센서)(6a~6c， 7a~7c)의 출력값을 취득하고, 이들 양 상태에서의 센서출력값 변화에 기초하여 이 변화를 작게 하도록 조정을 행하는 것이므로, 박판형상 워크의 연삭을 높은 정밀도로 행하기 위한 사전조정을 작업자의 숙련 정도에 구애받지 않고 용이하고 또한 확실하게 행하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에 관한 박판형상 워크의 제조방법은 워크의 단면(端面) 위치를 감시하기 위해 종래부터 양두 평면 연삭장치에 탑재되는 에어센서(6a~6c, 7a~7c)를 그대로 이용할 수 있으므로, 저비용으로 실현 가능하다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예를 예시하고, 제 1 실시예를 일부 변경하여, 수평형 양두 평면 연삭장치에, 사전조정공정 중 적어도 일부를 자동적으로 행하는 사전조정수단(31)을 구비한 예를 나타낸다.
본 실시예의 수평형 양두 평면 연삭장치의 제어계는 도 10에 나타내듯이, 정압패드 제어수단(21), 숫돌 제어수단(22) 등 외에도 사전 조정수단(31)을 구비한다. 이 사전 조정수단(31)은 도 4에 나타내는 사전 조정공정 중 적어도 일부, 예를 들어 S3 내지 S9의 반복 처리를 자동적으로 행하는 것으로, 제 1 상태 제어수단(32), 제 1 출력값 취득수단(33), 제 2 상태 제어수단(34), 제 2 출력값 취득수단(35), 판정수단(36), 조정 실행수단(37) 등을 구비한다.
제 1 상태 제어수단(32)은 조정용 워크(Wa)를 한 쌍의 정압패드(1, 2) 사이에서 정압지지하면서 한 쌍의 연삭숫돌(4, 5)에 의해 협지하는 제 1 상태를 실현하기 위해, 정압패드 제어수단(21) 및 숫돌 제어수단(22)을 통하여 도 4의 S3，S4의 처리를 자동적으로 실행시키도록 구성된다. 또한 제 1 출력값 취득수단(33)은 이 제 1 상태에서의 에어센서(6a~6c, 7a~7c)의 출력값을 취득한다(도 4의 S5).
제 2 상태 제어수단(34)은 조정용 워크(Wa)를 정압패드(1, 2)에 의해 정압지지하는 일 없이 한 쌍의 연삭숫돌(4, 5)에 의해 협지하는 제 2 상태를 실현하기 위해, 정압패드 제어수단(21)을 통하여 도 4의 S6의 처리를 자동적으로 실행시키도록 구성된다. 또한 제 2 출력값 취득수단(35)은 이 제 2 상태에서의 에어센서(6a~6c, 7a~7c)의 출력값을 취득한다(도 4의 S7).
그리고 판정수단(36)은 제 1 출력값 취득수단(33)에 의해 취득한 제 1 상태(정압지지 정지 전)에서의 센서출력값과, 제 2 출력값 취득수단(35)에 의해 취득한 제 2 상태(정압지지 정지 후)에서의 센서출력값 간의 변화량을 구하여, 이 변화량이 소정 판정값(예를 들어 5㎛) 이하인지 아닌지를 판정한다(도 4의 S8).
또한, 조정실행수단(37)은 정압을 발생시키기 위한 물(1c, 2c)의 유량을 조정하는 유량 조정수단(37a), 연삭숫돌(4, 5)의 축방향에서의 위치를 조정하는 위치 조정수단(37b), 연삭숫돌(4, 5)의 기울기를 조정하는 기울기 조정수단(37c) 등을 구비하고, 판정수단(36)에 의해 센서출력값의 변화량이 소정 판정값 이하가 아니라고 판정된 경우에(도 4의 S8: No), 이 센서출력값의 변화방향 및 변화량에 기초하여 유량 조정수단(37a), 위치 조정수단(37b), 기울기 조정수단(37c) 등에 의해 변화량을 작게 하도록 자동적으로 조정을 행한다(도 4의 S9).
그리고 사전 조정수단(31)은 판정수단(36)에 의해 센서출력값의 변화량이 소정 판정값 이하라고 판정되기까지 도 4의 S3 내지 S9를 반복 실행한다.
이상 설명하였듯이, 본 발명에서는 제 1 상태와 제 2 상태에서의 센서출력값의 변화방향 및 변화량을 수치화할 수 있으므로, 본 실시예와 같이 사전 조정공정 중 적어도 일부를 자동화하는 것도 가능하다.
이상, 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다. 예를 들어, 실시예의 사전 조정공정은 제 1 상태에서 센서출력값을 취득한 후에 제 2 상태로 이행하여 센서출력값을 취득하도록 구성하였으나, 먼저 제 2 상태에서 센서출력값을 취득한 후에 제 1 상태로 이행하여 센서출력값을 취득하도록 구성하여도 된다.
또한, 실시예의 사전 조정공정은 정압 지지공정(도 4의 S3)을 실행한 후에 숫돌 지지공정(도 4의 S4)을 실행함으로써 제 1 상태로 이행하도록 구성하였으나, 먼저 연삭숫돌(4, 5)에 의해 조정용 워크(Wa)를 협지한 후에 정압패드(1, 2)에 의한 정압지지를 행함으로써 제 1 상태로 이행하도록 구성하여도 된다.
실시예에서는 숫돌 지지공정(도 4의 S4)에 있어서, 에어센서(6a~6c, 7a~7c)의 출력값이 정압 지지공정(도 4의 S3)인 때와 거의 동일해지는 위치에서 연삭숫돌(4, 5)에 의해 조정용 워크(Wa)를 협지하도록 구성하였으나, 에어센서(6a~6c, 7a~7c)의 출력값에 구애받지 않고, 사전에 설정된 위치에서 연삭숫돌(4, 5)에 의해 조정용 워크(Wa)를 협지하도록 구성하여도 된다. 단 이 경우에는 그 후의 조정에 시간이 들 가능성이 있다.
또한, 본 발명의 양두 평면 연삭장치는 한 쌍의 정압패드(1, 2), 한 쌍의 연삭숫돌(4, 5)을 상하로 배치한 수직형 양두 평면 연삭장치에 있어서도 마찬가지로 실시하는 것이 가능하다.
1, 2: 정압패드
4, 5: 연삭숫돌
6a~6c, 7a~7c: 에어센서(거리 검출센서)
W: 워크
Wa: 조정용 워크

Claims (6)

  1. 한 쌍의 정압(靜壓)패드와 한 쌍의 연삭숫돌을 가지는 양두 평면 연삭장치를 이용하여 상기 한 쌍의 정압패드 사이에서 정압지지된 박판(薄板)형상의 워크를 회전시키면서 상기 한 쌍의 연삭숫돌에 의해 상기 워크의 양면을 연삭하는 연삭공정과, 상기 연삭공정 전에 상기 양두 평면 연삭장치를 조정하는 사전 조정공정을 구비한 박판형상 워크의 제조방법에 있어서,
    상기 사전 조정공정에서는, 조정용 워크를 상기 한 쌍의 정압패드 사이에서 정압지지하면서 상기 한 쌍의 연삭숫돌에 의해 협지(挾持)하는 제 1 상태와, 상기 조정용 워크를 상기 정압패드에 의해 정압지지하는 일 없이 상기 한 쌍의 연삭숫돌에 의해 협지하는 제 2 상태에서 상기 조정용 워크의 자세에 관한 소정값을 취득하고, 이들 양 상태에서의 상기 소정값의 변화에 기초하여 상기 양두 평면 연삭장치를 조정하는 것을 특징으로 하는 박판형상 워크의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 정압패드와 상기 조정용 워크와의 거리를 검출하는 거리 검출센서의 출력값을 상기 소정값으로 하는 것을 특징으로 하는 박판형상 워크의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제 1 상태와 상기 제 2 상태에서의 상기 거리 검출센서의 출력값의 변화량이 소정 판정값 이하가 되는 것을 조건으로 상기 사전 조정공정을 종료하는 것을 특징으로 하는 박판형상 워크의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 사전 조정공정은,
    상기 조정용 워크를 상기 한 쌍의 정압패드 사이에서 정압지지하는 정압 지지공정과,
    상기 정압 지지공정에서 정압지지된 상기 조정용 워크를 상기 한 쌍의 연삭숫돌에 의해 협지하는 숫돌 지지공정과,
    상기 숫돌지지공정 후에 상기 한 쌍의 정압패드에 의한 정압지지를 정지하는 정압지지 정지공정과,
    상기 정압지지 정지공정 전후의 상기 거리 검출센서의 출력값의 변화량이 상기 소정 판정값 이하인지 아닌지를 판정하는 자세변화 판정공정을 구비하고,
    상기 자세변화 판정공정에서 상기 변화량이 상기 소정 판정값 이하라고 판정되기까지, 상기 변화량을 작게 하도록 상기 양두 평면 연삭장치를 조정하는 것과 상기 정압 지지공정 이후의 공정을 반복하는 것을 특징으로 하는 박판형상 워크의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 숫돌 지지공정에서는, 상기 거리 검출센서의 출력값이 상기 정압 지지공정인 때와 거의 동일해지는 위치에서 상기 한 쌍의 연삭숫돌에 의해 상기 조정용 워크를 협지하는 것을 특징으로 하는 박판형상 워크의 제조방법.
  6. 한 쌍의 정압패드 사이에서 정압지지된 박판형상의 워크를 회전시키면서 한 쌍의 연삭숫돌에 의해 상기 워크의 양면을 연삭하는 양두 평면 연삭장치에 있어서,
    조정용 워크를 상기 한 쌍의 정압패드 사이에서 정압지지하면서 상기 한 쌍의 연삭숫돌에 의해 협지하는 제 1 상태와, 상기 조정용 워크를 상기 정압패드에 의해 정압지지하는 일 없이 상기 한 쌍의 연삭숫돌에 의해 협지하는 제 2 상태에서 상기 조정용 워크의 자세에 관한 소정값을 각각 취득하고, 이들 양 상태에서의 상기 소정값의 변화에 기초하여 상기 워크의 연삭 전에 소정의 조정을 행하는 사전 조정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 양두 평면 연삭장치.
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