JP5841798B2

JP5841798B2 - 研削装置

Info

Publication number: JP5841798B2
Application number: JP2011224815A
Authority: JP
Inventors: 宏太郎門田
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2031-10-12
Also published as: JP2013082044A

Description

本発明は、被加工物を吸引保持するチャックテーブルを備えた研削装置に関する。

研削装置による板状ワーク等の研削は、チャックテーブルに板状ワークを保持させて行われる。具体的には、チャックテーブルには、多孔質部材により形成されるポーラス板とポーラス板を支持する基台とを備えており、ポーラス板の保持面に板状ワークを吸引保持させて、研削砥石を回転させながら板状ワークに接触させて研削が行われる（例えば下記の特許文献１を参照）。

特開２００４−０１４９３９号公報

しかしながら、このような研削装置では、板状ワークをチャックテーブルのポーラス板の保持面に吸引保持させ、研削砥石を回転させながら板状ワークを研削するため、研削砥石の回転力が板状ワークを保持する吸引力より大きくなったときに、研削中の板状ワークがポーラス板の保持面から横にずれることがある。したがって、このままの状態で板状ワークに対して研削を続行すると、板状ワークに研削不良が発生したり、板状ワーク自体が割れたりすることがある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、板状ワークの研削中において、研削砥石の回転力が板状ワークを吸引保持する吸引力より大きくなったときに、板状ワークがチャックテーブルのポーラス板の保持面から横にずれることを防止することを目的とする。

本発明に係る研削装置は、円板状ワークを吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された円板状ワークを研削する研削手段とを少なくとも備えた研削装置であって、該チャックテーブルは、円板状ワーク外径より小径の多孔質部材で形成され円板状ワークを吸引保持する吸引保持板と、該吸引保持板を支持すると共に該吸引保持板に吸引力を伝達する吸引領域を有する基台と、を備え、該基台の上面であって該吸引保持板より外側に、円板状ワークＷの横ずれを防止するリング形状の制限リングが埋設され、該制限リングは、該基台の内部に設けた吸引領域によって吸引され、該制限リングの内径は、該制限リング内周と円板状ワーク外周とが当接したときに該吸引保持板の円板状ワーク保持面が露出しない大きさであり、該基台上面より突出している制限リングの高さは、該チャックテーブルに保持された円板状ワークの仕上げ厚さより低い高さである。

本発明では、研削装置に備えたチャックテーブルは、板状ワークを吸引保持する吸引保持板と、吸引保持板を支持すると共に吸引保持板に吸引力を伝達する吸引領域を有する基台とを備えており、基台の上面であって吸引保持板より外側にリング形状の制限リングが埋設されている。そして、制限リングの内径は、制限リング内周と板状ワーク外周とが当接したときに吸引保持板の板状ワーク保持面が露出しない大きさであり、基台上面より突出している制限リングの高さは、チャックテーブルに保持された板状ワークの仕上げ厚さより低い高さとなっているため、板状ワークを研削する研削砥石の回転力が板状ワークを吸引保持する吸引力より大きくなって該吸引力が研削砥石の回転力に負けたとしても、制限リングの内周に板状ワークが当接することによって板状ワークが吸引保持板の保持面から横ずれすることを防止でき、板状ワークの研削不良と板状ワーク自体が割れることを防止することができる。

チャックテーブルを複数備えた研削装置を模式的に示す斜視図である。実施形態に係るチャックテーブルの平面図である。実施形態に係るチャックテーブルの構成を示す断面図である。

図１に示す研削装置１０は、被加工物の横ずれを防止できるチャックテーブル１を複数搭載した研削装置の一例である。まず、研削装置１０の装置構成について図１を参照しながら説明する。

研削装置１０は、Ｙ軸方向に伸びる直方体形状の装置ベース１１を備え、装置ベース１１の上面中央に回転可能な円盤形状の回転テーブル１２が配設されている。さらに、回転テーブル１２の上面には、被加工物の横ずれを防止できるチャックテーブル１が複数配設されている。

チャックテーブル１は、被加工物を吸引保持する吸引保持板２と吸引保持板２を支持する基台３とから構成されている。そして、チャックテーブル１はチャックテーブルベース４によって支持されている。チャックテーブル１は自転可能であり、回転テーブル１２の回転によりチャックテーブル１を公転させることができる。

装置ベース１１の後部には、被加工物に対し粗研削を施す第１の研削手段２０と仕上げ研削を施す第２の研削手段３０とが配設されている。第１の研削手段２０には、回転可能なスピンドル２１と、スピンドル２１の下端に取り付けられた研削ホイール２２と、研削ホイール２２の下部に固着された粗研削用の研削砥石２３とを備えている。また、第２の研削手段３０には、回転可能なスピンドル３１と、スピンドル３１の下端に取り付けられた研削ホイール３２と、研削ホイール３２の下部に固着された仕上げ研削用の研削砥石３３とを備えている。そして、スピンドル２１の回転により研削ホイール２２を回転させ、また、スピンドル３１の回転により研削ホイール３２を回転させることができる。

装置ベース１１の後部上面には、第１の研削手段２０及び第２の研削手段３０を支持してＺ軸方向に昇降させる移動ユニット４０がそれぞれ配設されている。移動ユニット４０には、直方体形状の支持ベース４１と、Ｚ軸方向に延びるボールスクリュー４２と、ボールスクリュー４２の一端に接続されたモータ４３と、ボールスクリュー４２と平行に配設された一対のガイドレール４４と、第１の研削手段２０及び第２の研削手段３０の高さ位置を制御するための移動基台４５とをそれぞれ備えている。

移動基台４５の一方の面には、一対のガイドレール４４が摺接し、中央部分に図示しないナット構造が形成されており、当該ナット構造にボールスクリュー４２が螺合している。そして、モータ４３によって回転駆動されたボールスクリュー４２が回動することにより、移動基台４５がガイドレール４４にガイドされてＺ軸方向に移動し、併せて第１の研削手段２０及び第２の研削手段３０をそれぞれＺ軸方向に昇降させることができる。

装置ベース１１の前面１１ａには、供給カセット１３と回収カセット１４とが備えてあり、供給カセット１３には加工前の被加工物が収容され、回収カセット１４には加工後の被加工物が収容されている。

供給カセット１３及び回収カセット１４の近傍には、供給カセット１３からの被加工物の搬出及び回収カセット１４への被加工物の搬入を行う搬送ロボット１５が配設されている。搬送ロボット１５の可動領域には、加工前の被加工物を仮置きする仮置き手段１６と加工後の被加工物を洗浄する洗浄手段１９とが配設されている。

仮置き手段１６の近傍には、仮置き手段１６に仮置きされた被加工物を着脱領域Ｐに位置するチャックテーブル１に搬送する第１の搬送手段１７が配設されている。また、洗浄手段１９の近傍には、着脱領域Ｐに位置するチャックテーブル１に保持された加工後の被加工物を洗浄手段１９に搬送する第２の搬送手段１８が配設されている。

次に、本実施形態に係るチャックテーブル１の構成および作用について、より詳細に説明する。

図２に示すチャックテーブル１は、板状ワークＷを吸引保持板２の保持面２ａに保持させた状態を示している。吸引保持板２は、板状ワークＷの外径より小径であり、ポーラスセラミックス等の多孔質部材から構成されている。

図３に示すように、基台３は、吸引保持板２を嵌合して支持し、基台３の内部には吸引保持板２に連通した吸引領域６ａが複数形成されている。また、基台３の下部には、チャックテーブル１を支持するチャックテーブルベース４が連結されている。チャックテーブルベース４の内部には吸引領域６ａと連通した連通路４ａが形成され、連通路４ａは板状ワーク吸引源７に接続されている。これにより、板状ワーク吸引源７から発生する吸引力はチャックテーブルベース４の連通路４ａおよび基台３の吸引領域６ａを通じて吸引保持板２に伝達され、保持面２ａに載置された板状ワークＷの下面を吸引することができる。

図３に示すように、板状ワークＷの横ずれを防止するための制限リング５が基台３の上面に埋設されている。制限リング５は、図２に示すようにリング形状に形成され、吸引保持板２より外側に埋設されている。

ここで、制限リング５の内径は、図３の右側部分拡大図に示すように板状ワークＷの外周Ｗｓが制限リング５の内周５ａに当接したときに、板状ワークＷの中心を基準としてその当接した位置と反対側に位置する吸引保持板２の保持面２ａが板状ワークＷの外周Ｗｓから露出しない大きさを有している。すなわち、図３の左側部分拡大図に示すように、制限リング５は、吸引保持板２の外周２ｂが板状ワークＷの外周Ｗｓより外側にはみ出さずに保持面２ａが露出しない状態となる内径を有している。

板状ワークＷの保持位置は、必ずしもチャックテーブル１の中心でなくてもよい。したがって、図２に示すように、吸引保持板２の保持面２ａの全面が板状ワークＷから隠れる位置で、かつ、制限リング５の内側の位置に保持されればよい。

吸引保持板２の保持面２ａの全面が板状ワークＷに当接することにより、板状ワーク吸引源７からの吸引力がもれることなく板状ワークＷに伝達される。

図３の部分拡大図に示すように、制限リング５は、基台３の上面から突出して埋設されている。基台３の上面からの制限リング５の突出部分の高さＨは、チャックテーブル１に保持された板状ワークＷの仕上げ厚さＴより低い高さとなっている。これにより、板状ワークＷの研削時に図１に示す研削砥石２３，３３が制限リング５に接触することを防止することができる。

基台３の内部には、制限リング５を吸引保持するために、制限リング５に連結する吸引領域６ｂが形成されている。また、チャックテーブルベース４の内部にも吸引領域６ｂと連通する吸引孔８が形成されている。そして、吸引孔８は、吸引力を発生する制限リング吸引源９に接続されている。これにより、制限リング吸引源９から発生する吸引力は吸引孔８および吸引領域６ｂを通じて制限リング５に伝達され、制限リング５を吸引することができる。そして、制限リング５を基台３に吸引保持することができる。

以下においては、上記のように構成されるチャックテーブル１を搭載した研削装置１０の動作について説明する。

図１に示す搬送ロボット１５が供給カセット１３に収容されている板状ワークＷを取り出し、仮置き手段１６に搬送する。仮置き手段１６においていた状ワークＷが一定の位置に位置決めされた後、第１の搬送手段１７が作動し、仮置き手段１６から板状ワークＷを着脱領域Ｐに待機するチャックテーブル１に搬送する。

チャックテーブル１の吸引保持板２の保持面２ａに板状ワークＷが載置されたら、図３に示す板状ワーク吸引源７から吸引が開始される。

板状ワーク吸引源７からの吸引力は、連通路４ａ、吸引領域６ａを通じて吸引保持板２に伝達される。そして、吸引保持板２に形成された空気孔を通じて保持面２ａに載置されている板状ワークＷを吸引保持する。

板状ワークＷを吸引保持した後、チャックテーブル１が自転を開始するとともに回転テーブル１２が回転し、チャックテーブル１を第１の研削手段２０、第２の研削手段３０の下方に順次送り込む。

チャックテーブル１が第１の研削手段２０の下方に位置づけられたら、研削ホイール２２を回転させて研削砥石２３も回転させる。また、移動ユニット４０を作動させ、モータ４３の回転により、ボールスクリュー４２が回動して移動基台４５がガイドレール４４にガイドされＺ軸方向に下降する。併せて移動基台４５に支持される第１の研削手段２０についても研削砥石２３を回転させながら下降する。

回転中の研削砥石２３がチャックテーブル１に保持されている板状ワークＷに接触し研削が行われる。このとき、研削砥石２３の回転力が板状ワークＷに対する吸引源７からの吸引力より大きくなったときに、すなわち、板状ワークＷの下方から伝達される吸引力が研削砥石２３の回転力に負けると、板状ワークＷが吸引保持板２の保持面２ａから横ずれすることになる。

しかしながら、チャックテーブル１においては、板状ワークＷに研削砥石２３の回転による圧力が加わったとしても、図３に示すように、基台３に埋設されている制限リング５の内周５ａに板状ワークＷが当接するため、板状ワークＷの横ずれを防止することができる。したがって、板状ワークの研削不良と板状ワーク自体が割れることを防止することができる。

第１の研削手段２０による研削が施された後は、回転テーブル１２を回転させて、チャックテーブル１を第２の研削手段３０の下方に移動させ、粗研削が施された板状ワークＷに対して仕上げ研削を行う。第２の研削手段３０においても第１の研削手段２０と同様に、研削砥石３３の回転力が板状ワークＷに対する吸引源７からの吸引力より大きくなったときでも、図３に示すように、基台３に埋設されている制限リング５の内周５ａに板状ワークＷが当接するため、板状ワークＷの横ずれを防止することができる。

板状ワークＷに対して全ての研削が施されたら、板状ワークＷには研削屑が付着しているため、洗浄工程に移動する。回転テーブル１２を回転させてチャックテーブル１を着脱領域Ｐに移動させ、第２の搬送手段１８によって板状ワークＷを洗浄手段１９に搬送する。

洗浄手段１９による洗浄が施された後、板状ワークＷは搬送ロボット１５により回収カセット１４に搬送されて収容される。

なお、図３に示した制限リング５は、制限リング吸引源９の吸引により基台３に吸引保持させているが、ネジで基台３に固定するようにしても良い。

１：チャックテーブル
２：吸引保持板２ａ：保持面２ｂ：外周
３：基台
４：チャックテーブルベース４ａ：連通路
５：制限リング５ａ：内周
６ａ，６ｂ：吸引領域
７：板状ワーク吸引源
８：吸引孔
９：制限リング吸引源
１０：研削装置
１１：装置ベース１１ａ：前面
１２：回転テーブル
１３：供給カセット
１４：回収カセット
１５：搬送ロボット
１６：仮置き手段
１７：第１の搬送手段
１８：第２の搬送手段
１９：洗浄手段
２０：第１の研削手段２１：スピンドル２２：研削ホイール２３：研削砥石
３０：第２の研削手段３１：スピンドル３２：研削ホイール３３：研削砥石
４０：移動ユニット４１：支持ベース４２：ボールスクリュー４３：モータ４４：ガイドレール４５：移動基台
Ｗ：板状ワークＷｓ：外周
Ｈ：突出部分高さＴ：仕上げ厚さ
Ｐ：着脱領域

Claims

円板状ワークを吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された円板状ワークを研削する研削手段とを少なくとも備えた研削装置であって、
該チャックテーブルは、円板状ワーク外径より小径の多孔質部材で形成され円板状ワークを吸引保持する吸引保持板と、
該吸引保持板を支持すると共に該吸引保持板に吸引力を伝達する吸引領域を有する基台と、を備え、
該基台の上面であって該吸引保持板より外側に、円板状ワークＷの横ずれを防止するリング形状の制限リングが埋設され、
該制限リングは、該基台の内部に設けた吸引領域によって吸引され、
該制限リングの内径は、該制限リング内周と円板状ワーク外周とが当接したときに該吸引保持板の円板状ワーク保持面が露出しない大きさであり、
該基台上面より突出している制限リングの高さは、該チャックテーブルに保持された円板状ワークの仕上げ厚さより低い高さである、
研削装置。