特許 6791552 切削装置

(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】6791552

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】切削装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 49/14 20060101AFI20201116BHJP

   B24B 27/06 20060101ALI20201116BHJP

   B24B 49/12 20060101ALI20201116BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20201116BHJP

   B28D 1/24 20060101ALI20201116BHJP

   B28D 5/02 20060101ALI20201116BHJP

   C03B 33/03 20060101ALI20201116BHJP

   C03B 33/037 20060101ALI20201116BHJP

   B23Q 17/09 20060101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   B24B49/14

   B24B27/06 M

   B24B49/12

   H01L21/78 F

   B28D1/24

   B28D5/02 A

   C03B33/03

   C03B33/037

   B23Q17/09 Z

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-218070(P2016-218070)

(22)【出願日】2016年11月8日

(65)【公開番号】特開2018-75652(P2018-75652A)

(43)【公開日】2018年5月17日

【審査請求日】2019年9月20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】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(72)【発明者】

【氏名】湊 浩吉

【審査官】 須中 栄治

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０４−０４７９６４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−１５５７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３３６１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１５３１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５３７１９７５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ４１／００−５１／００

Ｂ２４Ｂ２７／０６

Ｈ０１Ｌ２１／３０１

Ｂ２３Ｑ１７／０９

Ｂ２８Ｄ１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状ワークを保持する保持面を有する保持テーブルを備える保持手段と、切削ブレードを先端に装着して回転させるスピンドルユニットを有し該切削ブレードを回転させ該保持手段が保持した板状ワークを切削加工する切削手段と、該切削手段を該保持手段が保持した板状ワークの深さ方向に送るＺ送り手段と、該保持手段と該切削手段とを相対的に切削送り方向に切削送りするＸ送り手段と、該深さ方向と該切削送り方向とに直交するインデックス送り方向に該保持手段と該切削手段とを相対的にインデックス送りするＹ送り手段と、該切削ブレードの先端位置を検出して該切削ブレードの先端が該保持面に接触する原点位置を認識する原点位置認識手段と、を備える切削装置であって、
該原点位置認識手段は、該保持テーブルの近くに配設し発光部と該発光部が発光した検出光を受光する受光部とを備える検知部と、該Ｚ送り手段で該切削ブレードを該発光部と該受光部との間に進入させ該受光部が該検出光を受光する受光量が予め設定した受光量以下になったら先端を認識する認識部と、該認識部が該切削ブレードの先端を認識した時の該Ｚ送り手段による該切削手段の高さ位置を記憶する記憶部と、予め測定している該受光部と該保持面との該深さ方向での差を該記憶部が記憶する該高さ位置に加え該切削ブレードの先端が該保持面に接触する該原点位置を算出する算出手段とを備え、
該保持手段の温度を測定する第１の温度測定手段と、
該切削手段の温度を測定する第２の温度測定手段と、
制御手段と、をさらに備え、
該制御手段は、
該原点位置認識手段により該原点位置を算出する直前に該認識部が該切削ブレードの先端を認識した時の該第１の温度測定手段が測定した温度と板状ワークを切削加工中に該第１の温度測定手段が測定した温度との第１の温度差と、
該原点位置認識手段により該原点位置を算出する直前に該認識部が該切削ブレードの先端を認識した時の該第２の温度測定手段が測定した温度と板状ワークを切削加工中に該第２の温度測定手段が測定した温度との第２の温度差と、のどちらかが予め設定した許容範囲より大きかったら該原点位置認識手段により該切削ブレードの先端位置を検出して該原点位置を算出し直し、該第１の温度差と該第２の温度差とが予め設定した許容範囲以内であったら切削加工を継続する判断部とを備えた切削装置。

【請求項2】

板状ワークを保持する保持面を有する保持テーブルを備える保持手段と、切削ブレードを先端に装着して回転させるスピンドルユニットを有し該切削ブレードを回転させ該保持手段が保持した板状ワークを切削加工する切削手段と、該切削手段を該保持手段が保持した板状ワークの深さ方向に送るＺ送り手段と、該保持手段と該切削手段とを相対的に切削送り方向に切削送りするＸ送り手段と、該深さ方向と該切削送り方向とに直交するインデックス送り方向に該保持手段と該切削手段とを相対的にインデックス送りするＹ送り手段と、該切削ブレードの先端位置を検出して該切削ブレードの先端が該保持面に接触する原点位置を認識する原点位置認識手段と、を備える切削装置であって、
該原点位置認識手段は、該保持テーブルの近くに配設し板状の被加工物を保持するサブテーブルと、該サブテーブルが保持した被加工物に該切削ブレードを切り込ませて形成された溝を撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した該溝の長さから該切削ブレードの先端が該保持面に接触する該原点位置を算出する算出手段とを備え、
該保持手段の温度を測定する第１の温度測定手段と、
該切削手段の温度を測定する第２の温度測定手段と、
制御手段と、をさらに備え、
該制御手段は、
該原点位置認識手段により該原点位置を算出する直前に該撮像手段が該溝を撮像した時の該第１の温度測定手段が測定した温度と板状ワークを切削加工中に該第１の温度測定手段が測定した温度との第１の温度差と、
該原点位置認識手段により該原点位置を算出する直前に該撮像手段が該溝を撮像した時の該第２の温度測定手段が測定した温度と板状ワークを切削加工中に該第２の温度測定手段が測定した温度との第２の温度差と、のどちらかが予め設定した許容範囲より大きかったら該原点位置認識手段により該溝を撮像して該原点位置を算出し直し、該第１の温度差と該第２の温度差とが予め設定した許容範囲以内であったら切削加工を継続する判断部とを備えた切削装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、板状ワークを切削する切削装置に関する。

【背景技術】

【0002】

切削装置には板状ワークを保持する保持テーブルが備えられており、保持テーブルはＸ送り手段によりＸ方向に切削送りされる。また、保持テーブルの上方にはウエーハを切削する切削手段が設けられ、切削手段はスピンドルユニットの先端に切削ブレードを装着して構成される。切削手段は、Ｙ送り手段によりＹ方向にインデックス送りされ、Ｚ送り手段によりＺ方向に切込み送りされる。スピンドルユニットに設けられるスピンドルモータによりスピンドルユニットが回転されると、切削ブレードは中心を軸に回転される。回転する切削ブレードが板状ワークに対して切込み送りされた状態で、保持テーブルが切削送りされることで板状ワークは切削される（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

切削加工では、スピンドルモータにより切削ブレードが高速回転されるため、スピンドルモータが加熱される。スピンドルユニットに備えられる冷却ジャケットによりスピンドルモータを冷却しても、スピンドルモータの熱によりスピンドルユニットは変形し、これによって切削ブレードの切り込み深さが変わる。また、Ｘ送り手段で保持テーブルを切削送りさせるため、Ｘ方向に切削送りを繰返すことでＸ送り手段が加熱される。Ｘ送り手段から保持テーブルに熱伝達され、保持テーブルは変形し、結果的に切り込み深さが変わる。

【0004】

ところで、切削加工開始前には切削装置に所定の時間でアイドリング動作をさせる。アイドリング動作では、切削水を供給し、スピンドルモータで切削ブレードを回転させ、保持テーブルにＸ方向の移動と、切削手段にＹ方向の移動、さらにはＺ方向の移動をさせる。このように装置に切削しているような動作をさせ、加工している時と同じ温度環境を作っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５１８３２６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、実際にウエーハを加工していないため、スピンドルユニット及び保持テーブルには、加工により生じる加工熱が加わっておらず、加工負荷も加わっていない。そのため、アイドリング直後の加工であっても、実際に加工を行っている状態との間に温度差が生じて、切込み深さが予定の深さでない場合がある。

【0007】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、切削加工中の保持手段及び切削手段の温度変化により切込み深さが変化することを防止できる切削装置を提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様の切削装置は、板状ワークを保持する保持面を有する保持テーブルを備える保持手段と、切削ブレードを先端に装着して回転させるスピンドルユニットを有し切削ブレードを回転させ保持手段が保持した板状ワークを切削加工する切削手段と、切削手段を保持手段が保持した板状ワークの深さ方向に送るＺ送り手段と、保持手段と切削手段とを相対的に切削送り方向に切削送りするＸ送り手段と、深さ方向と切削送り方向とに直交するインデックス送り方向に保持手段と切削手段とを相対的にインデックス送りするＹ送り手段と、切削ブレードの先端位置を検出して切削ブレードの先端が保持面に接触する原点位置を認識する原点位置認識手段と、を備える切削装置であって、原点位置認識手段は、保持テーブルの近くに配設し発光部と発光部が発光した検出光を受光する受光部とを備える検知部と、Ｚ送り手段で切削ブレードを発光部と受光部との間に進入させ受光部が検出光を受光する受光量が予め設定した受光量以下になったら先端を認識する認識部と、認識部が切削ブレードの先端を認識した時のＺ送り手段による切削手段の高さ位置を記憶する記憶部と、予め測定している受光部と保持面との深さ方向での差を記憶部が記憶する高さ位置に加え切削ブレードの先端が保持面に接触する原点位置を算出する算出手段とを備え、保持手段の温度を測定する第１の温度測定手段と、切削手段の温度を測定する第２の温度測定手段と、制御手段と、をさらに備え、制御手段は、原点位置認識手段により原点位置を算出する直前に認識部が切削ブレードの先端を認識した時の第１の温度測定手段が測定した温度と板状ワークを切削加工中に第１の温度測定手段が測定した温度との第１の温度差と、原点位置認識手段により原点位置を算出する直前に認識部が切削ブレードの先端を認識した時の第２の温度測定手段が測定した温度と板状ワークを切削加工中に第２の温度測定手段が測定した温度との第２の温度差と、のどちらかが予め設定した許容範囲より大きかったら原点位置認識手段により切削ブレードの先端位置を検出して原点位置を算出し直し、第１の温度差と第２の温度差とが予め設定した許容範囲以内であったら切削加工を継続する判断部とを備える。

【0009】

本発明の一態様の切削装置は、板状ワークを保持する保持面を有する保持テーブルを備える保持手段と、切削ブレードを先端に装着して回転させるスピンドルユニットを有し切削ブレードを回転させ保持手段が保持した板状ワークを切削加工する切削手段と、切削手段を保持手段が保持した板状ワークの深さ方向に送るＺ送り手段と、保持手段と切削手段とを相対的に切削送り方向に切削送りするＸ送り手段と、深さ方向と切削送り方向とに直交するインデックス送り方向に保持手段と切削手段とを相対的にインデックス送りするＹ送り手段と、切削ブレードの先端位置を検出して切削ブレードの先端が保持面に接触する原点位置を認識する原点位置認識手段と、を備える切削装置であって、原点位置認識手段は、保持テーブルの近くに配設し板状の被加工物を保持するサブテーブルと、サブテーブルが保持した被加工物に切削ブレードを切り込ませて形成された溝を撮像する撮像手段と、撮像手段が撮像した溝の長さから切削ブレードの先端が保持面に接触する原点位置を算出する算出手段とを備え、保持手段の温度を測定する第１の温度測定手段と、切削手段の温度を測定する第２の温度測定手段と、制御手段と、をさらに備え、制御手段は、原点位置認識手段により原点位置を算出する直前に撮像手段が溝を撮像した時の第１の温度測定手段が測定した温度と板状ワークを切削加工中に第１の温度測定手段が測定した温度との第１の温度差と、原点位置認識手段により原点位置を算出する直前に撮像手段が溝を撮像した時の第２の温度測定手段が測定した温度と板状ワークを切削加工中に第２の温度測定手段が測定した温度との第２の温度差と、のどちらかが予め設定した許容範囲より大きかったら原点位置認識手段により溝を撮像して原点位置を算出し直し、第１の温度差と第２の温度差とが予め設定した許容範囲以内であったら切削加工を継続する判断部とを備える。

【0010】

この構成によれば、切削加工中の保持手段の温度と、前回切削手段の高さ位置を測定した時の保持手段の温度とを測定する。そして、保持手段の温度差が許容範囲よりも大きくなった場合、切削手段の高さ位置を測定し直すとともに、受光部と保持面との深さ方向での差を設定し直すことで原点位置を算出し直す。また、切削加工中の切削手段の温度と、前回切削手段の高さ位置を測定した時の切削手段の温度とを測定する。そして、切削手段の温度差が許容範囲よりも大きくなった場合、切削手段の高さ位置を測定し直すとともに、受光部と保持面との深さ方向での差を設定し直すことで原点位置を算出し直す。これにより、切削加工中と前回切削手段の高さ位置を測定した時の温度変化により変化した原点位置を算出し直すことができるため、切削加工中の保持手段及び切削手段の温度変化により切込み深さが変化することを防止できる。このため、板状ワークを良好に加工することができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、切削加工中の保持手段及び切削手段の温度変化により切込み深さが変化することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。

【図2】本実施の形態に係る原点位置算出の制御構成を示す模式図である。

【図3】本実施の形態に係る認識部が切削ブレードの先端を認識した時の第１及び第２の温度測定手段による温度測定動作の一例を示す図である。

【図4】本実施の形態に係る第２の温度差が許容範囲よりも大きい場合の原点位置の算出動作の一例を示す図である。

【図5】本実施の形態に係る第１の温度差が許容範囲よりも大きい場合の原点位置の算出動作の一例を示す図である。

【図6】本実施の形態に係る第１の温度差及び第２の温度差が許容範囲よりも大きい場合の原点位置の算出動作の一例を示す図である。

【図7】変形例に係る原点位置の算出動作の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付図面を参照して、本実施の形態の切削装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。なお、本実施の形態では、単一の切削ブレードを備えた切削装置を例示するが、この構成に限定されない。切削装置は板状ワークをエッジトリミング可能な構成であればよい。

【0014】

図１に示すように、切削装置１は、保持テーブル３０に保持された板状ワークＷの外周を切削ブレード５２（図２参照）で除去（エッジトリミング）する。なお、板状ワークＷは、外周に面取り部が形成されており、切削装置１の切削対象となる板状部材であればよい。例えば、板状ワークＷは、シリコン、ガリウム砒素等の半導体基板に半導体デバイスが形成された半導体ウエーハでもよいし、サファイア、炭化ケイ素等の無機材料基板に光デバイスが形成された光デバイスウエーハでもよい。また、板状ワークＷは、電子部品に使用される各種ガラス基板でもよい。

【0015】

切削装置１の基台１０上には、保持テーブル３０をＸ軸方向に切削送りするＸ送り手段２０が設けられている。Ｘ送り手段２０は、基台１０上に配置されたＸ軸方向に平行な一対のガイドレール２１と、一対のガイドレール２１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＸ軸テーブル３２とを有している。Ｘ軸テーブル３２の背面側には、不図示のナット部が形成され、このナット部にボールネジ２３が螺合されている。ボールネジ２３の一端部に連結された駆動モータ２４が回転駆動されることで、保持テーブル３０が一対のガイドレール２１に沿ってＸ軸方向に切削送りされる。

【0016】

Ｘ軸テーブル３２上には、板状ワークＷを保持する保持テーブル３０がＺ軸回りに回転可能に設けられている。保持テーブル３０の保持面３０ａには、吸引源（不図示）に接続された円形の吸引溝３１が形成されており、吸引溝３１に生じる負圧によって板状ワークＷの外周側が吸引保持される。Ｘ軸テーブル３２と保持テーブル３０とで保持手段３を構成している。保持テーブル３０には、保持手段３の温度を測定する第１の温度測定手段７１が内蔵されている。また、Ｘ軸テーブル３２上には、切削ブレード５２の先端位置を検出する原点位置認識手段６０が立設されており、原点位置認識手段６０の先端には検知領域６０ａが凹状に形成されている。

【0017】

基台１０上には門型の立壁部１１が立設されている。また、立壁部１１には切削手段５０を板状ワークＷの深さ方向と切削送り方向とに直交するＹ軸方向にインデックス送りするＹ送り手段４０と、切削手段５０を板状ワークＷの深さ方向であるＺ軸方向に切込み送りするＺ送り手段４５とが設けられている。Ｙ送り手段４０は、立壁部１１の前面に配置されたＹ軸方向に平行な一対のガイドレール４１と、一対のガイドレール４１にスライド可能に設置されたＹ軸テーブル４２とを有している。Ｚ送り手段４５は、Ｙ軸テーブル４２上に配置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール４６と、一対のガイドレール４６にスライド可能に設置されたＺ軸テーブル４７とを有している。

【0018】

Ｚ軸テーブル４７の下部には、板状ワークＷの面取り部を所定の除去領域で除去する切削手段５０が設けられている。Ｙ軸テーブル４２およびＺ軸テーブル４７の背面側には、それぞれナット部が形成され、これらナット部にボールネジ４３、４８が螺合されている。Ｙ軸テーブル４２用のボールネジ４３、Ｚ軸テーブル４７用のボールネジ４８の一端部には、それぞれ駆動モータ４４、４９が連結されている。駆動モータ４４、４９により、それぞれのボールネジ４３、４８が回転駆動されることで、切削手段５０がガイドレール４１に沿ってＹ軸方向に移動されると共に、ガイドレール４６に沿ってＺ軸方向に移動される。

【0019】

切削手段５０は、ハウジング５１から突出したスピンドルユニット５３（図２参照）の先端に切削ブレード５２（図２参照）を回転可能に装着して構成される。切削ブレード５２は、ダイヤモンド等の砥粒をボンド剤で結合して円板状に形成されている。また、スピンドルユニット５３には、切削手段５０の温度を測定する第２の温度測定手段７２が配置されている。また、ハウジング５１には下方を撮像する撮像手段５５が設けられている。

【0020】

また、切削装置１には、装置各部を統括制御する制御手段９０が設けられている。また、制御手段９０には判断部９１が備えられている。制御手段９０は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等によって構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成されている。メモリには、装置各部を制御するプログラムの他、後述する切削ブレード５２の先端が保持面３０ａに接触する原点位置を算出し直す動作を制御するプログラムが記憶されている。

【0021】

このように構成された切削装置１では、板状ワークＷの外周の面取り部に切削ブレード５２が位置合わせされ、切削ブレード５２によって板状ワークＷの表面側が切込まれる。そして、保持テーブル３０が１回転することで、板状ワークＷの面取り部に段状の除去領域が全周に亘って形成される。この時、後段の研削工程での板状ワークＷの仕上げ厚みよりも深く切削ブレード５２で切り込まれているため、研削工程で板状ワークＷが仕上げ厚みまで薄化されても、板状ワークＷの面取り部がシャープエッジ状に残ることがない。よって、クラック等による板状ワークＷの破損が防止される。

【0022】

ところで、切削装置では、アイドリング動作後に、切削ブレードの先端位置を認識するために先端位置認識動作を行う。先端位置認識動作では、原点位置認識手段により切削ブレードの先端位置を検出し、先端位置を検出した時の切削手段のＺ軸方向の高さ位置を基準として、板状ワークに切込む際に切削ブレードの先端が保持面に接触する原点位置が制御される。

【0023】

しかしながら、アイドリング後に切削ブレードの先端位置認識動作を行う時の温度は切削加工時の温度状態とは異なるため、その後実際に加工が行われて温度上昇すると原点位置が予定の位置とならず、切削ブレードの切込み深さが変化する問題がある。また、従来アイドリングは時間で制御されているため、所定時間を経過しないと先端位置認識動作を行うことができず、先端位置認識動作に時間が掛かっていた。そこで、本実施の形態に係る切削装置１は、切削加工中の保持手段３及び切削手段５０の温度と、前回切削手段５０の高さ位置を測定した時の保持手段３及び切削手段５０の温度の温度差に応じて原点位置を算出し直している。

【0024】

以下、図２を参照して、原点位置算出のための制御構成について説明する。図２は、本実施の形態に係る原点位置算出の制御構成を示す模式図である。なお、図２においては、説明の便宜上、原点位置算出の制御に関係のない構成については省略して記載している。

【0025】

図２に示すように、保持テーブル３０の周囲には原点位置認識手段６０が設けられている。原点位置認識手段６０の先端には検知領域６０ａが凹状に形成されており、一対のミラー６０ｂ、６０ｃが対向して備えられている。また、原点位置認識手段６０には検知部６１が設けられ、検知部６１には検出光を発光する発光部６２と、発光部６２から発光された検出光を受光する受光部６３とが備えられている。切削ブレード５２の先端位置Ｐを検出する際には、切削手段５０は検知領域６０ａまで移動され、切削ブレード５２が検知領域６０ａに位置付けられる。

【0026】

発光部６２から発光された検出光は、ミラー６０ｂで反射されミラー６０ｃに向かい、ミラー６０ｃで反射され受光部６３で受光される。切削ブレード５２が検知領域６０ａに位置付けられていない時は、切削ブレード５２により検出光が遮られないため、受光部６３で受光される受光量は一定となる。切削ブレード５２が発光部６２と受光部６３との間に進入されると、切削ブレード５２により検出光が遮られるため、受光部６３で受光される受光量は低下する。

【0027】

受光部６３で受光された受光量は認識部６４に出力され、認識部６４では受光部６３の受光量が閾値となる受光量以下になったら切削ブレード５２の先端位置Ｐが認識される。先端位置Ｐは記憶部６５に出力され、記憶部６５では認識部６４が先端位置Ｐを認識した時のＺ送り手段４５による切削手段５０の高さ位置Ｚ_１が記憶される。切削手段５０の高さ位置Ｚ_１は算出手段６６に出力される。ところで、算出手段６６では予め温度ごとに測定された受光部６３と保持面３０ａとの深さ方向での差ΔＺ_１、すなわち切削ブレード５２の先端位置Ｐを受光部６３が検知する高さΔＺ_１が記憶されている。熱によって保持テーブル３０の保持面３０ａの高さが変わると、受光部６３と保持面３０ａとの間の距離も可変する。このため、算出手段６６では、保持テーブル３０の温度ごとに高さΔＺ_１の値を可変可能に記憶している。算出手段６６で、記憶部６５から出力された切削手段５０の高さ位置Ｚ_１に高さΔＺ_１が加えられ、切削ブレード５２の先端位置Ｐが保持面３０ａに接触する原点位置Ｚ_０（図４参照）が算出される。このように原点位置認識手段６０で算出された原点位置Ｚ_０は制御手段９０に出力され、記憶される。そして、制御手段９０は板状ワークＷへの切込み時にＺ送り手段４５を制御する。このように原点位置を調整することにより、保持面３０ａに保持される板状ワークＷに切削ブレード５２が切込まれる。

【0028】

保持テーブル３０には第１の温度測定手段７１が備えられており、スピンドルユニット５３には第２の温度測定手段７２が備えられている。認識部６４で切削ブレード５２の先端位置Ｐが認識された時、第１の温度測定手段７１により保持テーブル３０の温度Ｔａ_０が測定され、第２の温度測定手段７２によりスピンドルユニット５３の温度Ｔｂ_０が測定される。また、板状ワークＷを切削加工中において、第１の温度測定手段７１により保持テーブル３０の温度Ｔａ_１が測定され、第２の温度測定手段７２によりスピンドルユニット５３の温度Ｔｂ_１が測定される。各温度Ｔａ_０、Ｔｂ_０、Ｔａ_１、Ｔｂ_１は制御手段９０に出力される。

【0029】

原点位置Ｚ_０が算出される直前に認識部６４で切削ブレード５２の先端位置Ｐが認識される時に、第１の温度測定手段７１で温度Ｔａ_０が測定される。判断部９１は、この温度Ｔａ_０と、切削加工中に第１の温度測定手段７１で測定される温度Ｔａ_１との第１の温度差ΔＴａ_０１（Ｔａ_１−Ｔａ_０）を算出し、ΔＴａ_０１が予め設定される許容範囲と比較される。また、認識部６４で切削ブレード５２の先端位置Ｐが認識される時に、第２の温度測定手段７２で、温度Ｔｂ_０が測定される。判断部９１は、この温度Ｔｂ_０と、切削加工中に測定される第２の温度測定手段７２で測定される温度Ｔｂ_１との第２の温度差ΔＴｂ_０１（Ｔｂ_１−Ｔｂ_０）を算出し、ΔＴｂ_０１が予め設定される許容範囲と比較される。なお、許容範囲は板状ワークＷの加工条件により設定することができる。

【0030】

判断部９１は、第１の温度差ΔＴａ_０１と第２の温度差ΔＴｂ_０１のどちらかが許容範囲より大きかった場合、原点位置認識手段６０により切削ブレード５２の先端位置Ｐを検出して原点位置を算出し直す。また、第１の温度差ΔＴａ_０1と第２の温度差ΔＴｂ_０１とが許容範囲以内であった場合、切削加工を継続する。

【0031】

このように、切削加工中にスピンドルユニット５３の温度ΔＴｂ_１を測定し、前回切削手段５０の高さ位置Ｚ_１が測定された時の温度Ｔｂ_０と比較する。温度差ΔＴｂ_０１が許容範囲よりも大きくなった場合、切削加工中の温度変化により切削手段５０の高さ位置Ｚ_１が変化したものとして、切削ブレード５２の先端位置Ｐを検出し直して高さ位置Ｚ_１を測定し直す。また、切削加工中に保持テーブル３０の温度Ｔａ_１を測定し、前回切削手段５０の高さ位置Ｚ_１が測定された時の温度Ｔａ_０と比較して、温度差ΔＴａ_０１が許容範囲よりも大きくなった場合、切削ブレード５２の先端位置Ｐを検出し直して高さ位置Ｚ_１を測定し直す。また、算出手段６６において、切削ブレード５２の先端位置Ｐを受光部６３が検知する高さΔＺ_１は温度ごとに設定されているため、切削加工中の保持テーブル３０の温度変化により変化した高さΔＺ_１を正確に設定することができる。

【0032】

これらにより、切削加工中に温度変化により原点位置が変化した場合であっても、変化した高さ位置Ｚ_１及び高さΔＺ_１をともに測定し直すことができるため、原点位置を正確に算出し直すことができる。このため、温度変化により板状ワークＷへの切削ブレード５２の切込み深さが変化することを防止でき、板状ワークＷを良好に加工することができる。

【0033】

次に、図３から図６を参照して、原点位置の算出動作について詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る認識部が切削ブレードの先端を認識した時の第１及び第２の温度測定手段による温度測定動作の一例を示す図である。図４は、本実施の形態に係る第２の温度差が許容範囲よりも大きい場合の原点位置の算出動作の一例を示す図である。図５は、本実施の形態に係る第１の温度差が許容範囲よりも大きい場合の原点位置の算出動作の一例を示す図である。図６は、本実施の形態に係る第１の温度差及び第２の温度差が許容範囲よりも大きい場合の原点位置の算出動作の一例を示す図である。

【0034】

図３に示すように、保持テーブル３０には第１の温度測定手段７１が備えられており、スピンドルユニット５３には第２の温度測定手段７２が備えられている。切削ブレード５２はＺ送り手段４５（図１参照）により、原点位置認識手段６０の発光部６２と受光部６３との間に位置付けられる。受光量が設定される受光量以下になったら切削ブレード５２の先端位置Ｐが認識され、この時の切削手段５０の高さ位置Ｚ_１が記憶される。この時、第１の温度測定手段７１により保持テーブル３０の温度Ｔａ_０が測定され、第２の温度測定手段７２によりスピンドルユニット５３の温度Ｔｂ_０が測定される。

【0035】

切削手段５０の高さ位置Ｚ_１に、温度ごとに設定されている受光部６３と保持面３０ａとの深さ方向での差ΔＺ_１が加えられて、切削ブレード５２の先端位置Ｐが保持面３０ａに接触する原点位置が算出される。算出された原点位置に基づいてＺ送り手段４５が制御され、この条件で板状ワークＷは切削ブレード５２により切込まれる。

【0036】

板状ワークＷを切削加工中、第１の温度測定手段７１により保持テーブル３０の温度Ｔａ_１が測定され、第２の温度測定手段７２によりスピンドルユニット５３の温度Ｔｂ_１が測定される。第１の温度差ΔＴａ_０１、第２の温度差ΔＴｂ_０１が共に許容範囲以内となる時、スピンドルユニット５３及び保持テーブル３０は熱により変形されない。この場合、判断部９１は、切削加工を継続する。

【0037】

切削加工が継続され、図４に示すように、第２の温度差ΔＴｂ_０１が許容範囲より大きくなる。この時、回転による熱でスピンドルユニット５３が変形されて切削ブレード５２の刃先の高さが変わり、切削手段５０の高さ位置がＺ_１からＺ_２に変化する。一方、第１の温度差ΔＴａ_０１は許容範囲以内となる時、保持テーブル３０は変形されていない。この場合、判断部９１（図１参照）は、原点位置認識手段６０により原点位置Ｚ_０を算出し直す。

【0038】

発光部６２及び受光部６３で切削ブレード５２の先端位置Ｐが検出され、この時の切削手段５０の高さ位置Ｚ_２が改めて記憶される。変化した切削手段５０の高さ位置Ｚ_２に、受光部６３と保持面３０ａとの深さ方向での差ΔＺ_１が加えられて、原点位置Ｚ_０が算出し直される。

【0039】

切削加工が継続され、図５に示すように、第１の温度差ΔＴａ_０１が許容範囲より大きくなる。この時、Ｘ送り手段からの熱伝達により保持テーブル３０が変形され、受光部６３と保持面３０ａとの深さ方向での差がΔＺ_１からΔＺ_２に変化する。一方、第２の温度差ΔＴｂ_０１は許容範囲以内となる時、スピンドルユニット５３は変形されていない。この場合、判断部９１は、原点位置認識手段６０により原点位置Ｚ_０を算出し直す。

【0040】

発光部６２及び受光部６３で切削ブレード５２の先端位置Ｐが検出され、この時の切削手段５０の高さ位置Ｚ_１が記憶される。温度ごとに記憶されている受光部６３と保持面３０ａとの深さ方向での差がΔＺ_２に設定し直され、これに切削手段５０の高さ位置Ｚ_１に加えられ、原点位置Ｚ_０が算出し直される。

【0041】

切削加工が継続され、図６に示すように、第２の温度差ΔＴｂ_０１と第１の温度差ΔＴａ_０１がともに許容範囲より大きくなる。この時、回転による熱でスピンドルユニット５３が変形され、切削手段５０の高さ位置がＺ_１からＺ_２に変化する。また、Ｘ送り手段からの熱伝達により保持テーブル３０が変形され、受光部６３と保持面３０ａとの深さ方向での差がΔＺ_１からΔＺ_２に変化する。この場合、判断部９１は、原点位置認識手段６０により原点位置Ｚ_０を算出し直す。

【0042】

発光部６２及び受光部６３で切削ブレード５２の先端位置Ｐが検出され、切削手段５０の高さ位置Ｚ_２が改めて記憶される。変化した切削手段５０の高さ位置Ｚ_２に、設定し直された受光部６３と保持面３０ａとの深さ方向での差がΔＺ_２に加えられ、切削ブレード５２の先端位置Ｐが保持面３０ａに接触する原点位置Ｚ_０が算出し直される。このように、切削加工中に温度変化により原点位置Ｚ_０が変化した場合であっても、変化した高さ位置Ｚ_２を測定し直すことができる。また、切削加工中に温度変化した差ΔＺ_２を設定し直すことができる。これらにより、原点位置Ｚ_０を正確に算出し直すことができる。

【0043】

以上のように、本実施の形態に係る切削装置１では、切削加工中の保持手段３の温度Ｔａ_０と、前回切削手段５０の高さ位置Ｚ_１を測定した時の保持手段３の温度Ｔａ_１とを測定する。また、切削加工中の切削手段５０の温度Ｔｂ_０と、前回切削手段５０の高さ位置を測定した時の切削手段５０の温度Ｔｂ_１とを測定する。そして、保持手段３の温度差ΔＴａ_０１又は切削手段５０の温度差ΔＴｂ_０１が許容範囲よりも大きくなった場合、切削手段５０の高さ位置Ｚ_１を測定し直すとともに、受光部６３と保持面３０ａとの深さ方向での差ΔＺ_１を設定し直すことで原点位置Ｚ_０を算出し直す。これにより、切削加工中と前回切削手段５０の高さ位置Ｚ_１を測定した時の温度変化により変化した原点位置Ｚ_０を算出し直すことができるため、切削加工中の保持手段３及び切削手段５０の温度変化により切込み深さが変化することを防止できる。このため、板状ワークＷを良好に加工することができる。

【0044】

上記実施の形態においては、Ｘ送り手段２０によって切削手段５０に対して保持テーブル３０がＸ方向に切削送りされ、Ｙ送り送り手段４０によって保持テーブル３０に対して切削手段５０がＹ方向にインデックス送りされる構成にしたが、この構成に限定されない。Ｘ送り手段２０、Ｙ送り手段４０は、保持テーブル３０と切削手段５０とを相対的にＸ方向、Ｙ方向に移動させる構成であればよい。例えば、Ｘ送り手段２０によって保持テーブル３０に対して切削手段５０がＸ方向に切削送りされ、Ｙ送り手段４０によって切削手段５０に対して保持テーブル３０がＹ方向にインデックス送りされてもよい。

【0045】

また、上記実施の形態においては、発光部６２及び受光部６３により検出された切削ブレード５２の先端位置Ｐを検出して原点位置Ｚ_０が算出されるが、この構成に限定されない。原点位置Ｚ_０は、切削ブレード５２を被加工物Ｓに切り込ませた切削痕から求めてもよい。図７は、変形例に係る原点位置の算出動作の一例を示す図である。図７に示すように、原点位置認識手段として、保持テーブル３０の近くに配設されるサブテーブル１８に板状の被加工物Ｓを保持させ、被加工物Ｓに切削ブレード５２を切込ませて形成された溝Ｍの長さＬから原点位置Ｚ_０を算出する。被加工物Ｓに形成された溝Ｍは撮像手段５５で撮像される。算出手段（不図示）では、撮像手段５５が撮像した溝の長さＬと、切削ブレード５２の軸心高さｈ１と、被加工物Ｓの上面高さｈ２とを用いて、切削ブレード５２の外径ｒを算出する。切削ブレード５２の外径ｒは、例えば次式（１）によって算出される。なお、被加工物Ｓの上面高さｈ２は、被加工物Ｓの厚みとサブテーブル１８の高さから求められる既知の値として予め算出手段に記憶されている。
ｒ^２＝（ｈ１−ｈ２）^２＋（Ｌ／２）^２ （１）

【0046】

算出手段では、切削ブレード５２の外径ｒと、被加工物Ｓの上面から切削ブレード５２の軸心Ｏまでの高さｈ１−ｈ２とに基づいて、次式（２）によって被加工物Ｓに対する切削ブレード５２の切込み深さｄが求められる。
ｄ＝ｒ−（ｈ１−ｈ２） （２）

【0047】

この切込み深さｄに、保持テーブル３０の保持面３０ａと被加工物Ｓの上面の高さ差ｘが加えられて補正値（ｄ＋ｘ）が算出される。そして、被加工物Ｓに切削ブレード５２を切込ませた時の切削ブレード５２の軸心高さｈ１に、この補正値を加えることで、切削ブレード５２の先端位置Ｐが保持テーブル３０の保持面３０ａに接触する原点位置Ｚ_０が求められる。

【0048】

変形例においては、撮像手段５５で溝Ｍが撮像された時、第１の温度測定手段７１（図２参照）により保持テーブル３０の温度Ｔａ_０が測定され、第２の温度測定手段７２によりスピンドルユニット５３（図２参照）の温度Ｔｂ_０が測定される。また、板状ワークＷを切削加工中において、第１の温度測定手段７１により保持テーブル３０の温度Ｔａ_１が測定され、第２の温度測定手段７２によりスピンドルユニット５３の温度Ｔｂ_１が測定される。

【0049】

判断部９１は、撮像手段５５で溝Ｍが撮像される時に測定される温度Ｔａ_０と、温度Ｔａ_１との第１の温度差ΔＴａ_０１を算出する。また、判断部９１は、撮像手段５５で溝Ｍが撮像される時に測定されるＴｂ_０と、温度Ｔｂ_１との第２の温度差ΔＴｂ_０１を算出する。第１の温度差ΔＴｂａ_０１と第２の温度差ΔＴｂ_０１のどちらかが許容範囲より大きかった場合、判断部９１は原点位置を算出し直す。

【0050】

なお、算出手段では、本実施の形態おいては保持テーブル３０の温度ごとに測定された受光部６３と保持面３０ａとの深さ方向での差ΔＺ_１の値が記憶されているが、変形例においては温度ごとの保持面３０ａの変化量ΔＤが記憶されている、温度による保持面３０ａの変化に応じて補正値（ｄ＋ｘ）に変化量ΔＤが加えられ、原点位置Ｚ_０が算出される。

【0051】

また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

【産業上の利用可能性】

【0052】

以上説明したように、本発明は、切削加工中の保持手段及び切削手段の温度変化により切込み深さが変化することを防止できるという効果を有し、特に、板状ワークを切削する切削装置に有用である。

【符号の説明】

【0053】

１ 切削装置
３ 保持手段
２０ Ｘ送り手段
３０ 保持テーブル
３０ａ 保持面
４０ Ｙ送り手段
４５ Ｚ送り手段
５０ 切削手段
５２ 切削ブレード
５３ スピンドルユニット
６０ 原点位置認識手段
６１ 検知部
６２ 発光部
６３ 受光部
６４ 認識部
６５ 記憶部
６６ 算出手段
７１ 第１の温度測定手段
７２ 第２の温度測定手段
９０ 制御手段
９１ 判断部
Ｐ 切削ブレードの先端位置
Ｗ 板状ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】