特許 6226722 高さ位置検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6226722

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】高さ位置検出方法

(51)【国際特許分類】

   B23Q 17/22 20060101AFI20171030BHJP

   G01B 11/00 20060101ALI20171030BHJP

   B23B 25/06 20060101ALI20171030BHJP

   B23Q 17/24 20060101ALI20171030BHJP

   B23Q 11/00 20060101ALI20171030BHJP

【ＦＩ】

   B23Q17/22 D

   G01B11/00 Z

   B23B25/06

   B23Q17/24 B

   B23Q11/00 N

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-249311(P2013-249311)

(22)【出願日】2013年12月2日

(65)【公開番号】特開2015-104795(P2015-104795A)

(43)【公開日】2015年6月8日

【審査請求日】2016年10月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100075384

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 昂

(74)【代理人】

【識別番号】100172281

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 知広

(72)【発明者】

【氏名】小林 真

(72)【発明者】

【氏名】生島 充

(72)【発明者】

【氏名】松田 智人

【審査官】 宮部 菜苗

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−００６２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０７２３５６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ １７／００−１７／２４

Ｂ２３Ｂ ２５／０６

Ｂ２３Ｑ １１／００

Ｇ０１Ｂ １１／００

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／７８−２１／８０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、
該保持面に直交する回転軸を有するスピンドルと、該スピンドルに装着され該チャックテーブルに保持された被加工物の上面を切削する切り刃が装着されたバイトホイールと、を有するバイト切削手段と、
該バイト切削手段を該回転軸の方向に移動させる移動手段と、
該切り刃の先端及び該保持面の該回転軸の方向での高さ位置を検出する高さ位置検出手段と、を有し、
該高さ位置検出手段は、
該チャックテーブルの該保持面に当接する下端部と、該下端部から所定の距離離間した上端部に搭載され互いに対向する発光部及び受光部を有し、該発光部からの光を該切り刃が遮る事で該切り刃の先端の高さ位置を検出する切り刃検出センサと、を備える検出部と、
該下端部が該チャックテーブルの保持面に当接しつつ該切り刃検出センサの該発光部と該受光部との間に該切り刃が侵入可能な検出位置と、該チャックテーブルの保持面から離間した待避位置とに該検出部を位置付ける位置付け部と、を備えるバイト切削装置を用いて該切り刃の先端と該保持面の高さ位置とを検出する高さ位置検出方法であって、
該高さ位置検出手段の該検出部を該位置付け部で該検出位置である該チャックテーブルの該保持面に位置付ける位置付けステップと、
該位置付けステップを実施した後に、該バイト切削手段の該スピンドルを回転させつつ該移動手段で該切り刃を該検出部に近接させ、該発光部からの光を該切り刃が遮る位置から該切り刃の先端の高さ位置を検出する検出ステップと、
該検出ステップを実施した後に、検出された該切り刃の先端の高さ位置と、該検出部の該切り刃検出センサと該下端部との距離とから、該チャックテーブルの該保持面の高さ位置を算出する算出ステップと、を備えることを特徴とする高さ位置検出方法。

【請求項2】

前記バイト切削装置は、前記チャックテーブルの前記保持面を洗浄するチャックテーブル洗浄手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の高さ位置検出方法。

【請求項3】

前記位置付けステップの前に、前記チャックテーブルの前記保持面を前記チャックテーブル洗浄手段で洗浄する洗浄ステップをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の高さ位置検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被加工物をバイト切削するバイト切削装置、及び当該バイト切削装置で実施される高さ位置検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

表面側にデバイスが設けられたウェーハ等の裏面を加工する際には、表面側を保護する保護テープを用いることがある（例えば、特許文献１参照）。保護テープは、基材と、基材上の糊層とで構成されており、糊層に含まれる糊の粘着力によってウェーハ等の表面側に貼着される。

【0003】

ところで、保護テープを構成する基材や糊層の厚みはある程度ばらついているので、例えば、ウェーハの表面側に、糊層が設けられた保護テープの表面側を貼着すると、保護テープの裏面からウェーハの裏面までの距離は一定でなくなる。

【0004】

このように、保護テープの裏面からウェーハの裏面までの距離が一定でないと、加工装置のチャックテーブルに保持された状態で、ウェーハの裏面の高さ位置にばらつきが生じてしまう。例えば、加工対象面となる裏面の高さ位置にばらつきのある状態でウェーハを研削加工すると、ウェーハの仕上がり厚みを均一にできない。

【0005】

そこで、ウェーハを加工する前には、保護テープの裏面からウェーハの裏面までの距離が一定になるように、ウェーハに貼着された保護テープの裏面を、切削用のバイト工具を備えたバイト切削装置（例えば、特許文献２参照）で切削（バイト切削）している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平５−１９８５４２号公報

【特許文献2】特開２０１２−２４８７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述したバイト切削装置において、バイト工具の切り込み深さは、切削前又は切削中に実施されるセットアップで調整されている。このセットアップでは、まず、被加工物を保持するチャックテーブルの上面（保持面）に接触式のセンサ（接触センサ）を配置する。

【0008】

次に、バイト工具が装着されたバイトホイールを、回転させないように作業者が押さえた状態で下降させ、バイト工具の下端に設けられた単結晶ダイヤモンド等でなる切り刃を接触センサに接触させる。これにより、切り刃の高さ位置が検出される。

【0009】

接触センサの厚み（高さ）は既知なので、検出された切り刃の高さ位置と接触センサの厚みとに基づいて保持面の高さ位置を算出することができる。このようにして得られる切り刃及び保持面の高さ位置に基づいて、バイト工具の切り込み深さが適切に制御されている。

【0010】

しかしながら、このセットアップは、作業者の手作業を多く含み、煩雑で手間が掛かるので、切り刃の摩耗等によって切り込み深さがずれる度にセットアップを繰り返し実施すると、バイト切削の中断時間が長くなって生産性に問題が生じてしまう。また、接触センサへの接触時の荷重で、切り刃が欠けてしまう恐れもある。

【0011】

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、セットアップの手間を減らすとともに、セットアップ中の切り刃の破損を防止できるバイト切削装置及び高さ位置検出方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明によれば、被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、該保持面に直交する回転軸を有するスピンドルと、該スピンドルに装着され該チャックテーブルに保持された被加工物の上面を切削する切り刃が装着されたバイトホイールと、を有するバイト切削手段と、該バイト切削手段を該回転軸の方向に移動させる移動手段と、該切り刃の先端及び該保持面の該回転軸の方向での高さ位置を検出する高さ位置検出手段と、を有し、該高さ位置検出手段は、該チャックテーブルの該保持面に当接する下端部と、該下端部から所定の距離離間した上端部に搭載され互いに対向する発光部及び受光部を有し、該発光部からの光を該切り刃が遮る事で該切り刃の先端の高さ位置を検出する切り刃検出センサと、を備える検出部と、該下端部が該チャックテーブルの保持面に当接しつつ該切り刃検出センサの該発光部と該受光部との間に該切り刃が侵入可能な検出位置と、該チャックテーブルの保持面から離間した待避位置とに該検出部を位置付ける位置付け部と、を備えるバイト切削装置を用いて該切り刃の先端と該保持面の高さ位置とを検出する高さ位置検出方法であって、該高さ位置検出手段の該検出部を該位置付け部で該検出位置である該チャックテーブルの該保持面に位置付ける位置付けステップと、該位置付けステップを実施した後に、該バイト切削手段の該スピンドルを回転させつつ該移動手段で該切り刃を該検出部に近接させ、該発光部からの光を該切り刃が遮る位置から該切り刃の先端の高さ位置を検出する検出ステップと、該検出ステップを実施した後に、検出された該切り刃の先端の高さ位置と、該検出部の該切り刃検出センサと該下端部との距離とから、該チャックテーブルの該保持面の高さ位置を算出する算出ステップと、を備えることを特徴とする高さ位置検出方法が提供される。

【0013】

本発明において、前記バイト切削装置は、前記チャックテーブルの前記保持面を洗浄するチャックテーブル洗浄手段をさらに有することが好ましい。

【0015】

また、本発明において、前記位置付けステップの前に、前記チャックテーブルの前記保持面を前記チャックテーブル洗浄手段で洗浄する洗浄ステップをさらに備えることが好ましい。

【発明の効果】

【0016】

本発明のバイト切削装置は、互いに対向する発光部と受光部とを有し、切り刃の先端の高さ位置を検出する切り刃検出センサを含む検出部と、発光部と受光部との間に切り刃が侵入可能な検出位置と、チャックテーブルの保持面から離間した待避位置と、に検出部を位置付ける位置付け部と、を備えている。

【0017】

よって、位置付け部で検出部を検出位置に位置付けた後に、切り刃を検出部に近接させて発光部からの光を遮らせるだけで、切り刃の先端の高さ位置を検出するとともに、チャックテーブルの保持面の高さ位置を算出できる。

【0018】

すなわち、本発明のバイト切削装置及び高さ位置検出方法によれば、作業者の手を煩わせることなく切り刃の先端の高さ位置を検出し、チャックテーブルの保持面の高さ位置を算出できるので、セットアップの手間を減らすことができる。また、本発明のバイト切削装置及び高さ位置検出方法では、切り刃の先端の高さ位置を非接触で検出するので、セットアップ中の切り刃の破損を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本実施の形態に係るバイト切削装置の構成例を模式的に示す斜視図である。

【図2】高さ位置検出機構の構成例を模式的に示す斜視図である。

【図3】高さ位置検出機構が備える検出ユニットを拡大した正面図である。

【図4】洗浄ステップを模式的に示す図である。

【図5】検出ステップを模式的に示す図である。

【図6】図６（Ａ）は、検出ステップにおいて検出ユニットの周辺の状態を模式的に示す図であり、図６（Ｂ）は、検出ステップにおいて切り刃検出センサから出力される信号の例を模式的に示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係るバイト切削装置の構成例を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、本実施の形態に係るバイト切削装置２は、各種の構成が搭載される直方体状の基台４を備えている。基台４の後端には、上方に伸びる支持壁６が立設されている。

【0021】

基台４の上面前側には、開口４ａが形成されており、この開口４ａ内には、円盤状の被加工物１１を搬送する搬送機構８が設けられている。また、開口４ａの側方の領域には、被加工物１１を収容するカセット１０ａ，１０ｂが載置される。

【0022】

被加工物１１は、例えば、半導体ウェーハ等に貼着された保護テープである。ただし、被加工物１１の構成は、これに限定されない。例えば、バンプ電極が配置された半導体ウェーハ等を被加工物１１としても良い。本実施の形態に係るバイト切削装置２は、半導体ウェーハ等に配置されたバンプ電極等を切削する用途にも使用できる。

【0023】

カセット１０ａが載置される載置領域の後方には、仮置きされた被加工物１１の位置合わせを行う位置合わせ機構１２が設けられている。例えば、カセット１０ａから搬送機構８で搬送された被加工物１１は、位置合わせ機構１２に載置されて中心を位置合わせされる。

【0024】

位置合わせ機構１２の後方には、被加工物１１を吸引保持して旋回する搬入機構１４が設けられている。搬入機構１４の後方には、開口４ｂが形成されている。この開口４ｂ内には、Ｘ軸移動テーブル１６、Ｘ軸移動テーブル１６をＸ軸方向（前後方向）に移動させるＸ軸移動機構（不図示）、及びＸ軸移動機構を覆う防水カバー１８が配置されている。

【0025】

Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール（不図示）を備えており、Ｘ軸ガイドレールには、Ｘ軸移動テーブル１６がスライド可能に設置されている。Ｘ軸移動テーブル１６の下面側には、ナット部（不図示）が固定されており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレールと平行なＸ軸ボールネジ（不図示）が螺合されている。

【0026】

Ｘ軸ボールネジの一端部には、Ｘ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｘ軸パルスモータでＸ軸ボールネジを回転させることにより、Ｘ軸移動テーブル１６はＸ軸ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する。

【0027】

Ｘ軸移動テーブル１６上には、被加工物１１を吸引保持するチャックテーブル２０が設けられている。チャックテーブル２０は、モータ等の回転駆動源（不図示）と連結されており、Ｚ軸方向（鉛直方向）に伸びる回転軸の周りに回転する。

【0028】

また、チャックテーブル２０は、上述のＸ軸移動機構により、被加工物１１が搬入搬出される前方の搬入搬出位置と、被加工物１１が切削される後方の切削位置との間を移動する。

【0029】

チャックテーブル２０の上面は、被加工物１１を吸引保持する保持面２０ａ（図４，５参照）となっている。この保持面２０ａは、チャックテーブル２０の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）と接続されている。搬入機構１４で搬入された被加工物１１は、保持面２０ａに作用する吸引源の負圧でチャックテーブル２０に吸引保持される。

【0030】

支持壁６の前面には、Ｚ軸移動機構（移動手段）２２が設けられている。Ｚ軸移動機構２２は、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール２４を備えており、このＺ軸ガイドレール２４には、Ｚ軸移動テーブル２６がスライド可能に設置されている。

【0031】

Ｚ軸移動テーブル２６の後面側（裏面側）には、ナット部（不図示）が固定されており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール２４と平行なＺ軸ボールネジ２８が螺合されている。

【0032】

Ｚ軸ボールネジ２８の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３０が連結されている。Ｚ軸パルスモータ３０でＺ軸ボールネジ２８を回転させることにより、Ｚ軸移動テーブル２６はＺ軸ガイドレール２４に沿ってＺ軸方向に移動する。

【0033】

Ｚ軸ガイドレール２４と近接する位置には、Ｚ軸方向におけるＺ軸移動テーブル２６の位置（高さ位置）を示すＺ軸スケール（不図示）が付設されている。Ｚ軸方向におけるＺ軸移動テーブル２６の位置は、Ｚ軸移動テーブル２６が備えるスケール読み取り機構（不図示）で読み取られる。

【0034】

Ｚ軸移動テーブル２６の前面（表面）には、被加工物１１をバイト切削する切削機構（バイト切削手段）３２が設けられている。切削機構３２は、Ｚ軸移動テーブル２６に固定されたスピンドルハウジング３４を備えている。スピンドルハウジング３４には、Ｚ軸方向に伸びる回転軸の周りに回転可能なスピンドル３６が支持されている。

【0035】

スピンドル３６の下端側には、円盤状のバイトホイール３８が連結されており、このバイトホイール３８には、単結晶ダイヤモンド等でなる切り刃４０ａ（図５，６参照）を含むバイト工具４０が装着されている。スピンドル３６の上端側には、モータ等の回転駆動源４２が連結されており、バイトホイール３８及びバイト工具４０は、回転駆動源４２から伝達される回転力で回転する。

【0036】

また、バイト工具４０は、上述のＺ軸移動機構２２により、チャックテーブル２０に吸引保持された被加工物１１に接近され、又は離反される。これにより、バイト工具４０の切り刃４０ａを任意の高さに位置付けて、被加工物１１の上面を切削できる。

【0037】

切削機構３２と隣接する位置には、切り刃４０ａの高さ位置を検出する高さ位置検出機構（高さ位置検出手段）４３が設けられている。図２は、高さ位置検出機構４３の構成例を模式的に示す斜視図である。

【0038】

図２に示すように、高さ位置検出機構４３は、基台４の上面に配置された駆動機構（位置付け部）４４を備えている。この駆動機構４４は、筒状のシリンダケース４６と、シリンダケース４６に挿通されたピストンロッド４８とを含む。

【0039】

シリンダケース４６は、下方に配置されたモータ等の回転駆動源（不図示）と連結されており、Ｚ軸方向に伸びる回転軸の周りに回転する。また、シリンダケース４６は、エア供給源（不図示）と接続されており、供給されるエアによってピストンロッド４８を昇降させる。

【0040】

ピストンロッド４８の上端部には、水平方向に伸びる支持アーム５０が設けられており、支持アーム５０の先端部には、略平坦な上面５２ａ及び下面５２ｂを有する支持板５２が固定されている。

【0041】

支持板５２には、上下に貫通する矩形状の開口５２ｃが形成されており、切り刃４０ａの高さ位置を検出する検出ユニット（検出部）５４が係合される。図３は、検出ユニット５４を拡大した正面図（側面図）である。

【0042】

図２及び図３に示すように、検出ユニット５４は、平板状の底板５６と、底板５６の中央から上向きに突出された支持柱５８とを含む。支持柱５８は、開口５２ｃの形状に対応する四角柱状に形成されており、支持板５２の下面５２ｂ側から開口５２ｃに挿通される。

【0043】

支持柱５８の上端には、互いに平行な２枚の側板６０ａ，６０ｂが設けられている。この側板６０ａと側板６０ｂとの間には、スピンドル３６によって回転する切り刃４０ａが通される。すなわち、２枚の側板６０ａ，６０ｂは、それぞれ、切り刃４０ａを通すことのできる向き、間隔等で構成されている。

【0044】

側板６０ａ，６０ｂの上部（上端部）には、それぞれ、切り刃検出センサ６２を構成する発光部６２ａと受光部６２ｂとが互いに向かい合うように配置されている。発光部６２ａから放射された光は、側板６０ａと側板６０ｂとの間を通過する切り刃４０ａによって遮られる。そのため、時間の経過とともに変化する受光部６２ｂの受光量に基づいて、切り刃４０ａの先端の高さ位置を検出できる。

【0045】

この検出ユニット５４は、支持柱５８を開口５２ｃに挿通した状態で支持板５２に取り付けられている。具体的には、検出ユニット５４は、２本のネジ６４ａ，６４ｂで支持板５２に対して搖動可能に連結されている。また、支持板５２と底板５６との間において、ネジ６４ａ，６４ｂの外周部分には、検出ユニット５４を下向きに付勢するバネ等の付勢部材６６ａ，６６ｂが設けられている。

【0046】

このように構成された高さ位置検出機構４３において、検出ユニット５４は、駆動機構４４によって移動され、切り刃４０ａの先端の高さ位置を検出する検出位置と、検出位置から離れた待避位置とに位置付けられる。

【0047】

例えば、検出ユニット５４を検出位置に位置付ける場合には、駆動機構４４の回転駆動源で支持アーム５０を回動させて、検出ユニット５４をチャックテーブル２０の上方に位置付ける。その後、ピストンロッド４８を下降させて、検出ユニット５４の下端面（下端部）５６ａを保持面２０ａに当接させる。

【0048】

すなわち、検出ユニット５４を検出位置に位置付けると、検出ユニット５４の下端面５６ａはチャックテーブル２０の保持面２０ａと当接する。また、検出ユニット５４は、発光部６２ａと受光部６２ｂとを結ぶ線分が切り刃４０ａの軌道と直交するように配置される。これにより、発光部６２ａと受光部６２ｂとの間を切り刃４０ａが通過できるようになる。

【0049】

ここで、検出ユニット５４は、支持板５２に対して搖動可能に連結されているので、保持面２０ａと、支持板５２（支持板５２の上面５２ａ又は下面５２ｂ）とが平行でない場合にも、検出ユニット５４の下端面５６ａを保持面２０ａに当接させることができる。よって、切り刃４０ａの先端の高さ位置を精度よく検出できる。

【0050】

検出ユニット５４を待避位置に位置付ける場合には、ピストンロッド４８を上昇させて検出ユニット５４の下端面５６ａと保持面２０ａとの当接を解除する。その後、駆動機構４４の回転駆動源で支持アーム５０を回動させて、検出ユニット５４をチャックテーブル２０から離れた位置に移動させる。

【0051】

切り刃検出センサ６２（受光部６２ｂ）の受光量の情報は、バイト切削装置２が備える制御装置６８（図５参照）に送られる。この制御装置６８は、受光量の情報に基づいて切り刃４０ａの先端の高さ位置を検出する切り刃高さ検出部６８ａと、検出された切り刃４０ａの先端の高さ位置に基づいてチャックテーブル２０の保持面２０ａの高さ位置を算出する保持面高さ算出部６８ｂとを備える。各部の詳細な機能については後述する。

【0052】

図１に示すように、切削機構３２の前方、かつ搬入機構１４の後方には、チャックテーブル２０の保持面２０ａを洗浄するチャックテーブル洗浄機構（チャックテーブル洗浄手段）７０が配置されている。チャックテーブル洗浄機構７０は、Ｘ軸移動機構を跨ぐ門型の支持構造７２（図４参照）を備えている。支持構造７２は、Ｙ軸方向に移動する移動ユニット７４を支持している。

【0053】

移動ユニット７４は、洗浄用の流体（洗浄流体）を下方に向けて噴射する洗浄ノズル７６を備えている。この洗浄ノズル７６は、洗浄流体を供給する洗浄流体供給源（不図示）と接続されている。移動ユニット７４をＹ軸方向に移動させながら、下方に位置するチャックテーブル２０の保持面２０ａに向けて洗浄ノズル７６から洗浄流体を噴射することで、保持面２０ａを洗浄して切削屑等の異物を除去できる。

【0054】

この洗浄は、例えば、チャックテーブル２０から切削済みの被加工物１１を搬出した後や、切り刃４０ａの先端の高さ位置を検出する前等に実施される。洗浄流体としては、例えば、水とエアとを混合させた混合流体（二流体）が用いられる。ただし、洗浄流体の構成は、これに限定されない。

【0055】

Ｙ軸方向（左右方向）において搬入機構１４と隣接する位置には、被加工物１１を吸引保持して旋回する搬出機構７８が設けられている。搬出機構７８の前方、かつカセット１０ｂが載置される載置領域の後方には、切削後の被加工物１１を洗浄する被加工物洗浄機構８０が配置されている。

【0056】

被加工物洗浄機構８０で洗浄された被加工物１１は、搬送機構８で搬送され、カセット１０ｂに収容される。開口４ａの前方には、切削条件等を入力するための操作パネル８２が設けられている。

【0057】

次に、上述したバイト切削装置２で実施される高さ位置検出方法について説明する。本実施の形態の高さ位置検出方法では、まず、保持面２０ａが露出した状態のチャックテーブル２０を後方の切削位置に位置付ける。

【0058】

この状態で、検出ユニット５４を検出位置に位置付ける位置付けステップを実施する。位置付けステップでは、駆動機構４４で支持アーム５０を回動させて検出ユニット５４をチャックテーブル２０の上方に位置付けるとともに、ピストンロッド４８を下降させて検出ユニット５４の下端面５６ａを保持面２０ａに当接させる。

【0059】

なお、この位置付けステップに先立ち、チャックテーブル２０の保持面２０ａをチャックテーブル洗浄機構７０で洗浄する洗浄ステップを実施しておくと好ましい。図４は、洗浄ステップを模式的に示す図である。

【0060】

図４に示すように、洗浄ステップでは、まず、チャックテーブル２０を移動ユニット７４の下方に位置付ける。次に、移動ユニット７４をＹ軸方向に移動させながら、チャックテーブル２０の保持面２０ａに向けて洗浄ノズル７６から洗浄流体を噴射する。この洗浄ステップにより、保持面２０ａを洗浄して切削屑等の異物を除去できる。その結果、高さ位置の検出精度を高めることができる。

【0061】

位置付けステップの後には、切り刃４０ａの先端の高さ位置を検出する検出ステップを実施する。図５は、検出ステップを模式的に示す図である。図６（Ａ）は、検出ステップにおいて検出ユニット５４の周辺の状態を模式的に示す図であり、図６（Ｂ）は、検出ステップにおいて切り刃検出センサ６２（受光部６２ｂ）から出力される信号の例を模式的に示すグラフである。

【0062】

図５に示すように、検出ステップでは、まず、切削機構３２のスピンドル３６を所定の速度で回転させる。これにより、切り刃４０ａを含むバイト工具４０及びバイトホイール３８が、Ｚ軸方向に伸びる回転軸の周りに回転する。この状態で、切削機構３２を下降させ、回転する切り刃４０ａを検出ユニット５４に近接させる。

【0063】

図６（Ａ）に示すように、検出ユニット５４は、発光部６２ａと受光部６２ｂとの間を切り刃４０ａが通過できる検出位置に位置付けられている。そのため、切り刃４０ａの先端がある程度の高さまで下降すると、発光部６２ａから放射された光は切り刃４０ａで遮られて受光部６２ｂの受光量が変動する。

【0064】

受光部６２ｂからは、図６（Ｂ）に示すように、時間の経過とともに変化する受光量に対応した信号（電圧）が出力される。この信号は、配線（不図示）等を介して制御装置６８に入力される。なお、図６（Ｂ）において、横軸は時間（ｔ）を示し、縦軸は受光量に相当する電圧（Ｖ）を示している。

【0065】

切り刃高さ検出部６８ａは、受光部６２ｂから制御装置６８に入力される電圧を、あらかじめ設定されている基準電圧Ｖ_１と比較する。基準電圧Ｖ_１は、切り刃検出センサ６２による切り刃４０ａの検出を判定するための閾値であり、任意に設定される。

【0066】

受光部６２ｂから入力された電圧が基準電圧Ｖ_１以下となった場合、切り刃高さ検出部６８ａは、切り刃検出センサ６２によって切り刃４０ａが検出されたと判定し、スケール読み取り機構に読み取らせたＺ軸移動テーブル２６の高さ位置を、基準高さ位置に設定する。ここでは、時間ｔ_１におけるＺ軸移動テーブル２６の高さ位置が基準高さ位置として設定される。

【0067】

この基準高さ位置は、切り刃４０ａの先端の高さ位置に対応している。すなわち、この検出ステップによって切り刃４０ａの先端の高さ位置を検出できる。検出された切り刃４０ａの高さ位置（設定された基準高さ位置）は、保持面高さ算出部６８ｂに通知される。

【0068】

検出ステップの後には、チャックテーブル２０の保持面２０ａの高さ位置を算出する算出ステップを実施する。上述した検出ステップで検出される切り刃４０ａの高さ位置は、切り刃検出センサ６２の発光部６２ａ及び受光部６２ｂの高さ位置に対応している。また、図６（Ａ）に示すように、検出ユニット５４の下端面５６ａから切り刃検出センサ６２（発光部６２ａ及び受光部６２ｂ）までの距離ｄは既知である。

【0069】

よって、保持面高さ算出部６８ｂは、切り刃検出センサ６２（発光部６２ａ及び受光部６２ｂ）の高さ位置に相当する切り刃４０ａの高さ位置と、距離ｄとに基づいて、検出ユニット５４の下端面５６ａの高さ位置を算出する。

【0070】

上述のように、検出ユニット５４の下端面５６ａは保持面２０ａに当接している。よって、保持面高さ算出部６８ｂは、算出された下端面５６ａの高さ位置を保持面２０ａの高さ位置に設定する。このように、切り刃４０ａの先端の高さ位置を検出し、保持面２０ａの高さ位置を算出することで、制御装置６８は、バイト工具４０の切り込み深さを適切に制御できる。

【0071】

以上のように、本実施の形態のバイト切削装置２は、互いに対向する発光部６２ａと受光部６２ｂとを有し、切り刃４０ａの先端の高さ位置を検出する切り刃検出センサ６２を含む検出ユニット（検出部）５４と、発光部６２ａと受光部６２ｂとの間に切り刃４０ａが侵入可能な検出位置と、チャックテーブル２０の保持面２０ａから離間した待避位置と、に検出ユニット５４を位置付ける駆動機構（位置付け部）４４と、を備えている。

【0072】

よって、駆動機構４４で検出ユニット５４を検出位置に位置付けた後に、切り刃４０ａを検出ユニット５４に近接させて発光部６２ａからの光を遮らせるだけで、切り刃４０ａの先端の高さ位置を検出するとともに、チャックテーブル２０の保持面２０ａの高さ位置を算出できる。

【0073】

すなわち、本実施の形態に係るバイト切削装置２及び高さ位置検出方法によれば、作業者の手を煩わせることなく切り刃４０ａの先端の高さ位置を検出し、チャックテーブル２０の保持面２０ａの高さ位置を算出できるので、セットアップの手間を減らすことができる。

【0074】

また、本実施の形態に係るバイト切削装置２及び高さ位置検出方法では、切り刃４０ａの先端の高さ位置を非接触で検出するので、セットアップ中の切り刃４０ａの破損を防止できる。

【0075】

なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、高さ位置検出機構（高さ位置検出手段）４３の駆動機構（位置付け部）４４を、いわゆるエアシリンダを用いて構成しているが、駆動機構４４は、油圧シリンダ、電動アクチュエータ等を用いて構成されても良い。

【0076】

その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

【符号の説明】

【0077】

２ バイト切削装置
４ 基台
４ａ，４ｂ 開口
６ 支持壁
８ 搬送機構
１０ａ，１０ｂ カセット
１２ 位置合わせ機構
１４ 搬入機構
１６ Ｘ軸移動テーブル
１８ 防水カバー
２０ チャックテーブル
２０ａ 保持面
２２ Ｚ軸移動機構
２４ Ｚ軸ガイドレール
２６ Ｚ軸移動テーブル
２８ Ｚ軸ボールネジ
３０ Ｚ軸パルスモータ
３２ 切削機構（バイト切削手段）
３４ スピンドルハウジング
３６ スピンドル
３８ バイトホイール
４０ バイト工具
４０ａ 切り刃
４２ 回転駆動源
４３ 高さ位置検出機構（高さ位置検出手段）
４４ 駆動機構（位置付け部）
４６ シリンダケース
４８ ピストンロッド
５０ 支持アーム
５２ 支持板
５２ａ 上面
５２ｂ 下面
５２ｃ 開口
５４ 検出ユニット（検出部）
５６ 底板
５６ａ 下端面（下端部）
５８ 支持柱
６０ａ，６０ｂ 側板
６２ 切り刃検出センサ
６２ａ 発光部
６２ｂ 受光部
６４ａ，６４ｂ ネジ
６６ａ，６６ｂ 付勢部材
６８ 制御装置
６８ａ 切り刃高さ検出部
６８ｂ 保持面高さ算出部
７０ チャックテーブル洗浄機構（チャックテーブル洗浄手段）
７２ 支持構造
７４ 移動ユニット
７６ 洗浄ノズル
７８ 搬出機構
８０ 被加工物洗浄機構
８２ 操作パネル
１１ 被加工物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】