JP2014172131A

JP2014172131A - 研削装置

Info

Publication number: JP2014172131A
Application number: JP2013047744A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Wada; 健太郎和田
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2014-09-22

Abstract

【課題】板状ワークを無駄にすることなく、かつ加工時間をかけず板状ワークを所望の仕上げ厚みに研削する研削装置を提供する。
【解決手段】研削装置に備える厚み測定手段４０は、板状ワークＷの半径の中点となる第１の測定点と、第１の測定点から中心方向と外周方向とにむけて均等な距離で離反する第２の測定点と第３の測定点との少なくとも３点において板状ワークＷの厚みを測定する測定部４１を備えており、３点の測定結果を基に判断部５０で板状ワークＷの厚み分布を判断するとともに算出部５１で傾き調整手段１３の調整量を算出できる。この調整量に基づいて制御部５２が傾き調整手段１３を制御し保持手段１０の回転軸１２の傾きを調整しつつ、第２の研削手段２０ｂにより板状ワークＷを均一の仕上げ厚みに研削することができる。保持手段１０の回転軸１２の傾き調整のために研削加工を一時停止することがないため、板状ワークＷの加工時間を短縮できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、板状ワークを保持する保持手段の傾きを調整することができる研削装置に関する。

板状ワークを研削する研削装置においては、研削手段に備える砥石で保持手段に保持された板状ワークの上面を押圧しながら所望の厚みに至るまで研削している。

保持手段の保持面は、円錐面に形成されており、これに対応して研削手段の回転軸も傾斜させている。この保持手段に保持された板状ワークを均一な厚みに仕上げ研削するためには、研削後または研削途中における板状ワークの厚さ分布を求め、その厚さ分布に基づいて保持手段の回転軸と研削手段の回転軸との傾き関係を調整している（例えば、下記の特許文献１−特許文献５を参照）。

特開２００９−１４１１７６号公報特開２００９−０９０３８９号公報特開２００８−２６４９１３号公報特開２０１０−１９９２２７号公報特開２００９−２４６２４０号公報

しかしながら、上記したような研削装置において保持手段の回転軸の傾き調整前に研削されたいくつかの板状ワークは、その厚みにばらつきがあるため、製品としての品質を有さない。このため、多くの板状ワークを破棄するという無駄が生じている。

また、一時的に研削を停止し、研削後または研削途中における板状ワークの厚み分布を確認した結果を基に保持手段の回転軸の傾きを調整した後、研削を再開していては、加工時間がかかりすぎるという問題もある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、板状ワークを無駄にすることなく、かつ時間をかけずに、保持手段の回転軸の傾き調整を行い、板状ワークを所望の仕上げ厚みに研削できるようにすることに発明の解決すべき課題がある。

本発明は、板状ワークを保持し回転可能な保持手段と、該保持手段に保持された板状ワークを研削する研削手段と、該研削手段を上下動作させる昇降手段と、該保持手段に保持された板状ワークの厚みを測定する厚み測定手段とを少なくとも備える研削装置であって、該保持手段は、板状ワークの一方の面を保持する保持面と、該保持面の中心を軸とする回転軸と、該回転軸の傾きを調整する傾き調整手段とを少なくとも備え、該厚み測定手段は、該保持面に保持される板状ワークの上方から該板状ワークの半径の中点となる第１の測定点と、該第１の測定点から中心方向と外周方向とにむけて均等な距離で離反する第２の測定点と第３の測定点との少なくとも３点において板状ワークの厚みを測定する測定部を備え、該研削装置には、該測定部による該３点の測定結果を基に板状ワークの厚み分布を判断する判断部と、該３点の測定結果を基に該傾き調整手段による該回転軸の調整量を算出する算出部と、該算出部によって算出された調整量に基づいて傾き調整手段を制御する制御部と、を備えており、該研削手段によって板状ワークを研削している間に、該厚み測定手段により少なくとも該３点の厚みを測定し、該３点における測定結果を基に該判断部で板状ワーク厚み分布を判断するとともに該算出部で該傾き調整手段の調整量を算出し、該制御部によって該算出部で算出された該調整量に基づいて該傾き調整手段を制御し、板状ワークを均一の厚みに研削することを特徴とする。

さらに、本発明は、上記保持手段に保持された板状ワークの回転中心側から外周側に向けて上記測定部を走査させて板状ワークの厚みを測定することが望ましい。

本発明にかかる研削装置は、板状ワークの厚みを複数の測定点で測定する測定部を備える厚み測定手段を備えているため、板状ワークの半径の中点となる第１の測定点と、該第１の測定点から中心方向と外周方向とにむけて均等な距離で離反する第２の測定点と第３の測定点との少なくとも３点を厚み測定手段によって測定することができる。これにより、研削手段の研削加工を一時停止することなく、板状ワークの３点における測定結果を基に判断部で板状ワーク厚み分布を判断するとともに算出部で傾き調整手段の調整量を算出し、この調整量を基に制御部により傾き調整手段を制御し保持手段の回転軸の傾きを調整することができる。
したがって、加工される全ての板状ワークを均一の厚みに仕上げることができ、板状ワークを破棄するという無駄が生じることはなくなる。また、板状ワークの研削を継続しつつ保持手段の回転軸の傾きを調整できるため、加工時間を短縮することができる。

さらに、本発明では、測定部を板状ワークの中心側から外周側にかけて走査させて板状ワークの厚み測定を行えるため、上記３点における測定結果と同様の結果を得ることができ、効率よく保持手段の回転軸の傾きを調整できる。

研削装置の構成を示す斜視図である。保持手段、研削手段及び厚み測定手段の第１の例を略示的に示す断面図である。位置調整ユニットと保持手段と保持手段の駆動機構とを示す斜視図である。傾き調整手段を構成する位置調整ユニットの配置例を示す説明図である。仕上げ研削を行う状態を略示的に示す断面図である。板状ワークにおける３つの測定点の位置を示す平面図である。板状ワークの厚み測定の第１例を説明するための断面図及びグラフである。板状ワークの厚み測定の第２例を説明するための断面図及びグラフである。板状ワークの厚み測定の第３例を説明するための断面図及びグラフである。板状ワークの厚み測定の第４例を説明するための断面図及びグラフである。板状ワークの厚み測定の第５例を説明するための断面図及びグラフである。（ａ）は保持手段、研削手段及び厚み測定手段の第２の例を示す斜視図であり、（ｂ）は保持手段、研削手段及び厚み測定手段の第２の例を示す略示的に示す断面図である。

図１に示す研削装置１は、Ｙ軸方向にのびる装置ベース２を有し、装置ベース２の上面中央には回転可能なターンテーブル３が配設されている。ターンテーブル３の上には、板状ワークを保持する保持面１１ａを有する保持手段１０が少なくとも３つ配設されている。

図１に示すように、研削装置１は、保持手段１０に対する板状ワークの着脱が行われる着脱領域Ｐ１と、研削加工が行われる加工領域Ｐ２とを有している。複数の保持手段１０は、ターンテーブル３によって自転及び公転可能に支持されている。保持手段１０は、ターンテーブル３の回転によって公転することにより、着脱領域Ｐ１と加工領域Ｐ２との間を移動することができる。

装置ベース２のＹ軸方向前部には、研削前の板状ワークが収容されるカセット４ａと、研削後の板状ワークが収容されるカセット４ｂとを備えている。また、カセット４ａ及びカセット４ｂに対面する位置には、カセット４ａからの被加工物の搬出を行うとともにカセット４ｂへの被加工物の搬入を行う搬送手段５が配設されている。搬送手段５の可動範囲には、被加工物を仮置きするための仮置き手段６と、研削後の板状ワークに付着した研削屑を洗浄する洗浄手段９が配設されている。

仮置き手段６の近傍には、仮置き手段６に仮置きされた研削前の板状ワークを着脱領域Ｐ１に位置する保持手段１０に搬送する第１の搬送手段７ａが配設されている。また、洗浄手段９の近傍には、着脱領域Ｐ１に位置する保持手段１０に保持された研削後の板状ワークを洗浄手段９に搬送する第２の搬送手段７ｂが配設されている。

装置ベース２のＹ軸方向後部には、Ｚ軸方向にのびるコラム８ａが立設されている。コラム８ａの側方において第１の研削送り手段３０ａを介して第１の研削手段２０ａが配設されている。また、コラム８ａに隣接してコラム８ｂが立設されており、コラム８ｂの側方において第２の研削送り手段３０ｂを介して第２の研削手段２０ｂが配設されている。

図１及び図２に示すように、第１の研削手段２０ａは、Ｚ軸方向に軸心を有するスピンドル２１と、スピンドル２１を回転可能に支持するハウジング２２と、スピンドル２１に連結されたモータ２３と、スピンドル２１の下端にマウント２４を介して装着されたホイール２５と、ホイール２５の下部に環状に固着された粗研削用の砥石２６ａと、を備えている。なお、第２の研削手段２０ｂは、砥石が仕上げ研削用の砥石２６ｂとなっている点以外は第１の研削手段２０ａと同様の構成となっている。

第１の研削送り手段３０ａは、Ｚ軸方向にのびるボールネジ３１と、ボールネジ３１の一端に接続されたモータ３２と、ボールネジ３１と平行にのびるガイドレール３３と、一方の面がハウジング２２に連結された昇降板３４と、を備えている。昇降板３４の他方の面に一対のガイドレール３１が摺接するとともに中央部に形成されたナットにボールネジ３１が螺合している。そして、モータ３２がボールネジ３１を駆動することにより、昇降板３４とともにハウジング２２を昇降させ、ホイール２５を昇降させることができる。なお、第２の研削送り手段３０ｂも第１の研削送り手段３０ａと同様の構成となっている。

加工領域Ｐ２には、第１の研削手段２０ａの下方に位置する保持手段１０に保持された板状ワークの厚みを測定する接触式の厚み測定ゲージ１４が配設されている。厚み測定ゲージ１４は、高さの基準面となる保持手段１０の保持面１１ａの高さ位置を測定するテーブルハイトゲージ１４０と、保持手段１０に保持された板状ワークの上面の高さ位置を測定するワークハイトゲージ１４１と、から構成されている。そして、テーブルハイトゲージ１４０が測定した測定値とワークハイトゲージ１４１が測定した測定値との差を板状ワークの厚みとして求めることができる。なお、厚み測定ゲージ１４は、第２の研削手段２０ｂ側にも配設されている。

図２及び図３に示すように、保持手段１０は、多孔質部材１１を有しており、図示しない吸引源に連通している。保持手段１０は、多孔質部材１１の上面において板状ワークの一方の面を保持する保持面１１ａと、保持面１１ａの中心を軸とする回転軸１２と、回転軸１２の傾きを調整する傾き調整手段１３と、を少なくとも備えている。

図２に示すように、第２の研削手段２０ｂの下方には、保持手段１０に保持された板状ワークの厚みを計測する非接触式の厚み測定手段４０が配設されている。厚み測定手段４０は、保持面１１ａに保持される板状ワークの上方から板状ワークの厚みを複数箇所において測定する測定部４１を備えている。

測定部４１は、光学系の第１のセンサ４２、第２のセンサ４３及び第３のセンサ４４を備えており、スタンド４５の側部から保持手段１０の保持面１１ａの上方に向けてのびるアーム部４６にこれら３つのセンサが固定された構成となっている。第１のセンサ４２、第２のセンサ４３及び第３のセンサ４４は、板状ワークに向けて測定光を照射し、板状ワークの上下の界面（上面と下面）にて反射した反射光を受光したタイミングの差から、板状ワークの厚さを測定することができる。

厚み測定手段４０には、測定部４１による測定結果に基づいて板状ワークの厚み分布を判断する判断部５０と、傾き調整手段１３によって調整すべき保持手段１０の回転軸１２の傾きの調整量を算出する算出部５１と、算出部５１によって算出された調整量に基づいて傾き調整手段１３を制御する制御部５２とが接続されている。制御部５２は、少なくともメモリ及びＣＰＵを備えており、傾き調整手段１３に接続されている。

図３に示すように、傾き調整手段１３は、保持手段１０を支持する支持台１３ａと、支持台１３ａに連結された位置調整ユニット１３ｂとから構成されている。支持台１３ａは、円筒状に形成された支持筒部１３０と、支持筒部１３０から拡径したフランジ部１３１と、支持筒部１３０の下端に連結された軸部１３７とにより構成されている。この傾き調整手段１３は、フランジ部１３１の傾きを調整することにより、回転軸１２の傾きを調整する機能を有する。

位置調整ユニット１３ｂは、複数のビスによってターンテーブル３に固定された筒部１３２と、筒部１３２を貫通するシャフト１３３とを備えている。シャフト１３３の下端には、シャフト１３３を回転させるモータ１３４と、モータ１３４によるシャフト１３３の回転速度を減速させる減速機１３５とが取り付けられている。

シャフト１３３は、その上端部分は雄ねじとなっており、固定部１３６によってフランジ部１３１に固定されている。固定部１３６は、シャフト１３２の雄ねじに螺合する雌ねじを有するナット１３６ａと挟持ナット１３６ｂとから構成され、ナット１３６ａと挟持ナット１３６ｂとによりフランジ部１３１を挟持した構成となっている。そして、モータ１３４によって駆動されてシャフト１３３が回転することにより、フランジ部１３１の外周側を上下動させ、回転軸１２の傾きを調整することができる。

位置調整ユニット１３ｂは、図４に示すように、フランジ部１３１の円弧に沿って等間隔に２つ以上設けられていることが望ましい。フランジ部１３１には、２つの位置調整ユニット１３ｂと、フランジ部１３１を固定するための固定手段１３ｃとが配設されている。なお、位置調整ユニット１３ｂは、３つ以上配設されるようにしてもよい。

図３に示すように、回転軸１２を中心として回転する軸部１３７が支持台１３ａの下端に連結されており、軸部１３７の下方には、保持面１１ａで吸引作用を発揮させるための吸引源に連通する配管１３８が配設されている。軸部１３７には、回転ユニット１００が接続されている。回転ユニット１００は、駆動軸１０１と、駆動軸１０１と軸部１３７とに巻回されたベルト１０２と、駆動軸１０１に接続されたモータ１０３とを備えている。モータ１０３に駆動されて駆動軸１０１が回転することにより、その回転力がベルト１０２によって軸部１３７に伝わり、保持手段１０が回転する構成となっている。

以下では、研削装置１の動作について説明する。図２に示す板状ワークＷは、円形の被加工物の一例であり、特に材質などが限定されるものではない。板状ワークＷの上面Ｗａが研削される面となっており、上面Ｗａと反対側にある面が保持面１１ａに載置される下面Ｗｂとなっている。図１に示した搬送手段５は、カセット４ａから研削前の板状ワークＷを取り出して仮置き手段６に搬送する。第１の搬送手段７ａは、仮置き手段６において位置決めされた板状ワークＷを着脱領域Ｐ１で待機する保持手段１０に搬送する。保持手段１０は、板状ワークＷを保持面１１ａにおいて保持する。

次に、ターンテーブル３は、例えば矢印Ｄ方向に回転し、着脱領域Ｐ１に位置する保持手段１０を第１の研削手段２０ａの下方に移動させる。保持手段１０が回転を開始するとともに第１の研削送り手段３０ａが作動し、第１の研削手段２０ａをＺ軸方向に下降させる。図２で示した第１の研削手段２０ａは、板状ワークＷの上面Ｗａを砥石２６ａで押圧しながら所望の厚みに至るまで粗研削を行う。

粗研削の終了後、ターンテーブル３がさらに矢印Ｄ方向に回転し、粗研削された板状ワークＷを保持する保持手段１０を第２の研削手段２０ｂの下方に移動させる。第２の研削送り手段３０ｂが作動し、第２の研削手段２０ｂをＺ軸方向に下降させる。第２の研削手段２０ｂは、図５に示すように、スピンドル２２を例えば矢印Ｅ方向に回転させながら、砥石２６ｂで板状ワークＷの上面Ｗａを押圧しながら所望の厚みに至るまで仕上げ研削を行う。回転する砥石２６ｂは、板状ワークＷの上面Ｗａの中心を通り、正面視における半径部分に接触する。

仕上げ研削中は、厚み測定手段４０によって板状ワークＷの厚みを測定する。具体的には、保持手段１０に保持された板状ワークＷの上方に配置された第１のセンサ４２と、第２のセンサ４３と、第３のセンサ４４とによって、板状ワークＷの上面Ｗａの複数箇所を測定する。なお、図示する保持手段１０の保持面１１ａは、回転軸１２が通る中心から外周側にかけて下方に傾斜した円錐面となっているが、実際は肉眼で認識することができない程度の僅かな傾斜である。

第１のセンサ４２と、第２のセンサ４３と、第３のセンサ４４とにより厚み測定する複数箇所とは、板状ワークＷの上面Ｗａにおける砥石２６ｂが接触していない領域のうち、図６に示すように、板状ワークＷの半径Ｒの中点となる第１の測定点Ａと、第１の測定点Ａから板状ワークＷの中心Ｗｃにむけて離反した位置にある第２の測定点Ｂと、第１の測定点Ａから板状ワークＷの外周部Ｗｄにむけて離反した位置にある第３の測定点Ｃとの少なくとも３点となっている。第１の測定点Ａから第２の測定点Ｂまでの間の距離及び第１の測定点Ａから第３の測定点Ｃまでの間の距離は均しくなっている。なお、研削中は、図５に示した砥石２６ｂが板状ワークＷの中心Ｗｃを通るようにして研削を行うため、板状ワークＷの中心Ｗｃの厚みは測定しないものとする。すなわち、第２の測定点Ｂは、板状ワークＷの中心Ｗｃよりも外周よりに位置する。

板状ワークＷの厚みを測定する際は、例えば、第１のセンサ４２によって第１の測定点Ａにむけて測定光を照射し、第２のセンサ４３によって第２の測定点Ｂにむけて測定光を照射し、第３のセンサ４４によって第３の測定点Ｃにむけて測定光を照射する。判断部５０は、これら３点の測定点で反射した反射光の受光したタイミングの差を判断する。すなわち、判断部５０は、３つのセンサの測定結果に基づいて径方向の板状ワークＷの厚み分布を判断する。

ここで、仕上げ研削中における板状ワークＷの厚みを測定する複数の例を図７〜図１１を参照しながら説明する。なお、図７〜図１１に示す板状ワークＷ１〜Ｗ５においても、図６で示した第１の測定点Ａと、第２の測定点Ｂと、第３の測定点Ｃとの少なくとも３つの測定点で厚みを測定するものとする。

図７（ａ）に示すように、第２の研削手段２０ｂによって板状ワークＷ１に仕上げ研削を施すとき、スピンドル２２が、保持手段１０の保持面１１ａの傾きと同方向に保持面１１ａよりも大きく傾いていると、同図（ｂ）に示すように、板状ワークＷ１は、中心Ｗｃ側よりも外周部Ｗｄ側の方が薄く研削される。この板状ワークＷ１の上方から第１のセンサ４２、第２のセンサ４３、第３のセンサ４４とによって３つの測定点を測定すると、同図（ｃ）に示す厚み分布が示すように、３つの測定点のうちで最も中心Ｗｃに近い側である第２の測定点Ｂが最も厚くなっており、最も外周側の第３の測定点Ｃが最も薄くなっていることが分かる。これにより、板状ワークＷ１の中心Ｗｃから外周部Ｗｄにかけて板状ワークＷ１の厚みが徐々に薄くなっていると判断できる。

図８（ａ）に示すように、第２の研削手段２０ｂによって板状ワークＷ２に仕上げ研削を施すとき、スピンドル２２が保持手段１０の保持面１１ａの傾きと同方向に保持面１１ａよりも小さく傾いていると、同図（ｂ）に示すように、板状ワークＷ２は、中心Ｗｃ側よりも外周部Ｗｄ側の方が厚く研削される。この板状ワークＷ２の上方から第１のセンサ４２、第２のセンサ４３、第３のセンサ４４とによって３つの測定点を測定すると、同図（ｃ）の厚み分布に示すように、３つの測定点のうちで最も中心に近い側である第２の測定点Ｂが最も薄くなっており、最も外周側の第３の測定点Ｃが最も厚くなっていることが分かる。これにより、中心Ｗｃから外周部Ｗｄにかけて板状ワークＷ２の厚みが徐々に厚くなっていると判断できる。

図９（ａ）に示すように、第２の研削手段２０ｂによって板状ワークＷ３に仕上げ研削を施すとき、スピンドル２２が正面視において保持手段１０の保持面１１ａに対して前後方向手前側に大きく傾きすぎていると、同図（ｂ）に示すように、板状ワークＷ３は、中心Ｗｃと外周部Ｗｄとの中間部分が薄く研削される。この板状ワークＷ３の上方から第１のセンサ４２、第２のセンサ４３、第３のセンサ４４とによって３つの測定点を測定すると、同図（ｃ）の厚み分布に示すように、３つの測定点のうちで板状ワークＷの半径Ｒの中点である第１の測定点Ａが最も薄くなっており、第１の測定点Ａを中心として中心Ｗｃ及び外周部Ｗｄにかけて板状ワークＷ３の厚みが徐々に厚くなっていると判断できる。

図１０（ａ）に示すように、第２の研削手段２０ｂによって板状ワークＷ４に仕上げ研削を施すとき、スピンドル２２が正面視において保持手段１０の保持面１１ａに対して前後方向奥側に大きく傾きすぎていると、同図（ｂ）に示すように、板状ワークＷ４は、中心Ｗｃと外周部Ｗｄとの間の上面Ｗａが盛り上がるようにして厚く研削される。この板状ワークＷ４の上方から第１のセンサ４２、第２のセンサ４３、第３のセンサ４４とによって３つの測定点を測定すると、同図（ｃ）の厚み分布に示すように、３つの測定点のうちで板状ワークＷの半径Ｒの中点である第１の測定点Ａが最も厚くなっており、第１の測定点Ａを中心として中心Ｗｃ及び外周部Ｗｄにかけて板状ワークＷ４の厚みが徐々に薄くなっていると判断できる。

上記した４つの厚み分布では、図５で示した判断部５０が、板状ワークの厚みが均一でないと判断する。そして、それぞれの厚み分布に応じて算出部５１が傾き調整手段１３の調整量を算出する。算出部５１は、測定結果から、図７〜図１０の（ｃ）のグラフの傾きを求め、調整によりこの傾きが０になるような調整量を求める。制御部５２は、算出部５１によって算出された調整量に基づいて傾き調整手段１３を作動させる。

仕上げ研削を一時停止することなく、傾き調整手段１３は、保持手段１０の保持面１１ａと砥石２６ｂの下面とが平行となるように、回転軸１２を傾ける。回転軸１２の傾きの調整は、図４に示した２つの位置調整手段１３ｂを用いて行う。具体的には、図３に示すモータ１３４がシャフト１３３を回転させてフランジ部１３１を上下動させる。フランジ部１３１が上下動することにより、フランジ部１３１を含む支持台１３ａによって支持された保持手段１０の傾きが変化し、回転軸１２の傾きを調整することができる。

回転軸１２の傾きを調整することによって、図１１（ａ）に示すように、スピンドル２２の傾きが保持手段１０の保持面１１ａに対して平行となると、同図（ｂ）に示すように、板状ワークＷ５の上面Ｗａが平行面に研削される。そして、この板状ワークＷ５の上方から第１のセンサ４２、第２のセンサ４３、第３のセンサ４４とによって３つの測定点を測定すると、同図（ｃ）の厚み分布に示すように、３つの測定点でばらつきはなく、板状ワークＷ５の厚みが均一になっていると判断できる。こうして板状ワークＷ５の厚みが均一になると、傾き調整手段１３によるスピンドル２２の傾きの調整を終了する。

仕上げ研削が終了した後、図１に示した厚み測定ゲージ１４によって仕上げ研削後の板状ワークＷの厚みを測定し、所定の厚みに達しているときは、仕上げ研削を終了する。その後、ターンテーブル３が例えば矢印Ｄ方向に回転し、第２の研削手段２０ｂの下方に位置する保持テーブル１０を着脱領域Ｐ１に移動させる。第２の搬送手段７ｂは、保持手段１０から板状ワークＷを搬出するとともに洗浄手段９に搬送し、洗浄手段９によって板状ワークＷを洗浄する。そして、搬送手段５は、洗浄済みの板状ワークＷをカセット４ｂに収容する。

板状ワークの厚み分布を測定することができるのは、上記厚み測定手段４０に限定されない。例えば、図１２に示す厚み測定手段６０を用いることもできる。厚み測定手段６０は、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、保持面１１ａに保持される板状ワークＷの上方から板状ワークＷの厚みを非接触状態で測定する光学系のセンサである測定部６１を備えている。厚み測定手段６０においても板状ワークの厚み分布を判断する判断部５０と、保持手段１０の回転軸の傾きを調整すべき調整量を算出する算出部５１と、算出部５１によって算出された調整量に基づいて傾き調整手段１３を制御する制御部５２とが接続されている。

測定部６１は、回転可能なスタンド６２から保持手段１０の上方に向けてのびるアーム部６３に固定され、スタンド６２の回転によって旋回可能となっている。スタンド６２には、回転ユニット７０が接続されている。回転ユニット７０は、駆動軸７１と、駆動軸７１とスタンド６２とに巻回されたベルト７２と、駆動軸７１に接続されたモータ７３とを備えている。そして、モータ７３に駆動されて駆動軸７１が回転することにより、その回転力がベルト７２によってスタンド６２に伝わってアーム部６３が旋回動する構成となっている。

保持手段１０に保持された板状ワークＷの厚みを測定する際には、研削を継続しつつ、アーム部６３を旋回させて測定部６１を保持面１１ａの面方向に移動させ、保持手段１０に保持された板状ワークＷの回転中心側から外周部側もしくは外周部側から回転中心側に向けて測定部６１を走査させる。測定部６１は、図６に示した板状ワークＷの第１の測定点Ａ、第２の測定点Ｂ、第３の測定点Ｃとの少なくとも３点で厚みを測定する。

測定部６１が、板状ワークＷの３点において厚みを測定したら、図１２（ｂ）に示す判断部５０が板状ワークＷの厚み分布を判断する。算出部５１は板状ワークＷの厚み分布に基づいて傾き調整手段１３が調整すべき調整量を算出する。次いで、制御部５２は、算出部５１によって算出された調整量に基づいて傾き調整手段１３を作動させ、保持手段１０の回転軸の傾きを調整する。そして、板状ワークＷを均一の厚さに研削した時点で仕上げ研削を終了する。

なお、図１に示した研削装置１は、２つの研削手段を備えているが、研削手段が１つのみまたは３つ以上の研削装置であってもよい。

以上のように、研削装置１に備える厚み測定手段４０は、板状ワークＷの半径Ｒの中点となる第１の測定点Ａと、第１の測定点Ａから板状ワークＷの中心Ｗｃと外周部Ｗｄとにむけて均等な距離で離反する第２の測定点Ｂと第３の測定点Ｃとの少なくとも３点を測定することができる。これにより、研削加工を一時停止することなく、板状ワークＷの３点における測定結果を基に判断部５０で板状ワークの厚み分布を判断するとともに算出部５１で傾き調整手段１３の調整量を算出し、この調整量を基に制御部５２により傾き調整手段１３を制御し保持手段１０の回転軸１２の傾きを調整することができる。
したがって、加工される全ての板状ワークＷを均一の厚みに仕上げることができ、板状ワークＷを破棄するという無駄が生じることはなくなる。また、板状ワークＷの研削を継続しつつ保持手段１０の回転軸１２の傾きを調整できるため、加工時間を短縮することができる。

上記厚み測定手段６０は、測定部６１を板状ワークＷの中心側から外周側にかけて走査させて板状ワークＷの厚み測定を行えるため、上記３点における測定結果と同様の結果を得ることができ、効率よく保持手段１０の回転軸１２の傾きを調整できる。

さらに、第一の測定点Ａを板状ワークの半径の中点とするとともに、第一の測定点Ａと第２の測定点Ｂとの間の距離と、第２の測定点Ｂと第３の測定点Ｃとの間の距離とを等しくすることで、板状ワークの中心の厚みを測定しなくても全体の厚み分布を把握することができるため、砥石２６ｂが板状ワークＷの中心を通る研削に支障をきたすことがない。

１：研削装置２：装置ベース３：ターンテーブル４ａ，４ｂ：カセット
５：搬送手段６：仮置き手段７ａ：第１の搬送手段７ｂ：第２の搬送手段
８ａ，８ｂ：コラム９：洗浄手段
１０：保持手段１００：回転ユニット１０１：駆動軸１０２：ベルト
１０３：モータ
１１：多孔質部材１１ａ：保持面１２：回転軸
１３：傾き調整手段１３ａ：支持台１３０：支持筒部
１３１：フランジ１３ｂ：位置調整ユニット１３２：支持筒１３３：シャフト
１３４：モータ１３５：減速機１３６：固定部１３６ａ：ナット
１３６ｂ：挟持ナット１３７：軸部１３８：配管１３ｃ：固定手段
１４：厚み測定ゲージ１４０：テーブルハイトゲージ１４１：ワークハイトゲージ
２０ａ：第１の研削手段２１：ハウジング２２：スピンドル２３：モータ
２４：マウント２５：ホイール２６ａ，２６ｂ：砥石２０ｂ：第２の研削手段
３０ａ：第１の研削送り手段３０ｂ：第２の研削送り手段３１：ボールネジ
３２：モータ３３：ガイドレール３４：昇降板
４０：厚み測定手段４１：測定部４２：第１のセンサ４３：第２のセンサ
４４：第３のセンサ４５：スタンド４６：アーム部５０：判断部５１：算出部
５２：制御部６０：厚み測定手段６１：測定部（センサ）６２：スタンド
６３：アーム部７０：回転ユニット７１：駆動軸７２：ベルト７３：モータ
Ａ：第１の測定点Ｂ：第２の測定点Ｃ：第３の測定点

Claims

板状ワークを保持し回転可能な保持手段と、該保持手段に保持された板状ワークを研削する研削手段と、該研削手段を上下動作させる昇降手段と、該保持手段に保持された板状ワークの厚みを測定する厚み測定手段とを少なくとも備える研削装置であって、
該保持手段は、板状ワークの一方の面を保持する保持面と、該保持面の中心を軸とする回転軸と、該回転軸の傾きを調整する傾き調整手段とを少なくとも備え、
該厚み測定手段は、該保持面に保持される板状ワークの上方から該板状ワークの半径の中点となる第１の測定点と、該第１の測定点から中心方向と外周方向とにむけて均等な距離で離反する第２の測定点と第３の測定点との少なくとも３点において板状ワークの厚みを測定する測定部を備え、
該研削装置には、該測定部による該３点の測定結果を基に板状ワークの厚み分布を判断する判断部と、該３点の測定結果を基に該傾き調整手段による該回転軸の調整量を算出する算出部と、該算出部によって算出された調整量に基づいて傾き調整手段を制御する制御部と、を備えており、
該研削手段によって板状ワークを研削している間に、該厚み測定手段により少なくとも該３点の厚みを測定し、該３点における測定結果を基に該判断部で板状ワーク厚み分布を判断するとともに該算出部で該傾き調整手段の調整量を算出し、該制御部によって該算出部で算出された該調整量に基づいて該傾き調整手段を制御し、板状ワークを均一の厚みに研削することを特徴とする研削装置。
前記保持手段に保持された板状ワークの回転中心側から外周側に向けて前記測定部を走査させて板状ワークの厚みを測定する請求項１記載の研削装置。