(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】
(24)【登録日】2023-12-18
(45)【発行日】2023-12-26
(54)【発明の名称】研削装置
(51)【国際特許分類】
B24B 7/04 20060101AFI20231219BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20231219BHJP
B24B 49/10 20060101ALI20231219BHJP
【ＦＩ】
B24B7/04 A
H01L21/304 631
B24B49/10
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020036709
(22)【出願日】2020-03-04
(65)【公開番号】P2021137906
(43)【公開日】2021-09-16
【審査請求日】2023-01-13
(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】110001014
【氏名又は名称】弁理士法人東京アルパ特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】戎 聖吾
【審査官】城野 祐希
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－０８７７４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００２－５０７９３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１３５８５３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２４Ｂ ７／０４
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
Ｂ２４Ｂ ４９／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
保持面に被加工物を保持する保持手段と、同心円の円環状の粗砥石と円環状の仕上げ砥石とを該砥石の中心を軸に回転可能に装着し該軸方向に該粗砥石と該仕上げ砥石とを相対的に進退させる進退機構を有し該保持面に保持された被加工物を粗研削または仕上げ研削する研削手段と、
該保持面に垂直な方向に該保持手段と該研削手段とを相対的に移動させる垂直移動手段と、を少なくとも備える研削装置であって、
該進退機構によって該保持手段に近づけられている砥石が該粗砥石か該仕上げ砥石かを相対的な砥石の高さ位置の関係によって判断する判断手段を備える研削装置。
【請求項2】
該判断手段は、該進退機構によって該保持手段に近づけられている該砥石が粗砥石か該仕上げ砥石かを判断する判断センサを備える請求項１記載の研削装置。
【請求項3】
該粗砥石又は該仕上げ砥石のどちらかの砥石の下面を検知可能な第１砥石検知センサを備え、該判断手段は、
該第１砥石検知センサを該粗砥石又は該仕上げ砥石のどちらかの砥石の直下に配置して、
該垂直移動手段を用いて該研削手段を該第１砥石検知センサに接近する方向に下降させ、
該第１砥石検知センサにより、該保持手段に近づけられている該砥石が該粗砥石又は該仕上げ砥石のどちらかを判断する、請求項１記載の研削装置。
【請求項4】
該粗砥石の下面及び該仕上げ砥石の下面を検知可能な第２砥石検知センサを備え、該判断手段は、
該第２砥石検知センサを該粗砥石及び該仕上げ砥石の直下に配置して、
該垂直移動手段を用いて該研削手段を該第２砥石検知センサに接近させる方向に下降させ、
該第２砥石検知センサが該粗砥石の下面又は該仕上げ砥石の下面を検知した際の該研削手段の高さから、
該保持面に近づけられている該砥石が該粗砥石又は該仕上げ砥石のどちらか判断する、請求項１記載の研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、研削装置に関する。
【背景技術】
【0002】
砥石を用いて保持手段に保持された被加工物を研削する研削装置には、粗砥石を用いて粗研削した後、仕上げ砥石を用いて仕上げ研削して被加工物を所定の厚みにするものがある。
例えば特許文献１に開示の粗研削手段と仕上げ研削手段とを備える二軸研削装置は、その体積が大きい。そこで、特許文献２、３に開示のように、一つの研削手段のスピンドルに粗砥石と仕上げ砥石とが装着された研削装置が発明されており、該研削装置を用いて１つのスピンドルに装着された２種類の砥石を用いて粗研削と仕上げ研削とを実施することを可能にして研削装置の小型化を計っている。
例えば特許文献１に開示の粗研削手段と仕上げ研削手段とを備える二軸研削装置は、その体積が大きい。そこで、特許文献２、３に開示のように、一つの研削手段のスピンドルに粗砥石と仕上げ砥石とが装着された研削装置が発明されており、該研削装置を用いて１つのスピンドルに装着された２種類の砥石を用いて粗研削と仕上げ研削とを実施することを可能にして研削装置の小型化を計っている。
【0003】
上記の発明は、環状の粗砥石と仕上げ砥石とをそれぞれ、粗砥石の円の中心、仕上げ砥石の円の中心、及びスピンドルの軸心を一致させてスピンドルに装着し、該軸心方向に粗砥石と仕上げ砥石とを相対的に進退（一方の砥石のみを軸心方向に進退）させることによって、粗砥石と仕上げ砥石とのどちらか一方を該保持手段に接近させて、粗研削と仕上げ研削とを各々に実施することを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００７－３３５４５８号公報
【文献】特開２０１６－０８７７４８号公報
【文献】特開２０１８－１９２５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記の研削装置においては、粗砥石と仕上げ砥石とのどちらの砥石を保持面に近づけているかを研削装置に認識させる必要があり、砥石を進退させるための動作指令によって粗砥石または仕上げ砥石のどちらの砥石を保持面に近づけているか検知している。
しかし、実際にどちらの砥石が保持面に近づけられているかを検知したものではないので、砥石が正しく選択されていない可能性があるという問題がある。
したがって、研削装置には、粗砥石と仕上げ砥石とのどちらの砥石が実際に被加工物に近づけられているかを検知するという課題がある。
しかし、実際にどちらの砥石が保持面に近づけられているかを検知したものではないので、砥石が正しく選択されていない可能性があるという問題がある。
したがって、研削装置には、粗砥石と仕上げ砥石とのどちらの砥石が実際に被加工物に近づけられているかを検知するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、保持面に被加工物を保持する保持手段と、同心円の円環状の粗砥石と円環状の仕上げ砥石とを該砥石の中心を軸に回転可能に装着し該軸方向に該粗砥石と該仕上げ砥石とを相対的に進退させる進退機構を有し該保持面に保持された被加工物を粗研削または仕上げ研削する研削手段と、該保持面に垂直な方向に該保持手段と該研削手段とを相対的に移動させる垂直移動手段と、を少なくとも備える研削装置であって、該進退機構によって該保持手段に近づけられている該砥石が該粗砥石か該仕上げ砥石かを相対的な砥石の高さ位置の関係によって判断する判断手段を備える研削装置である。
上記の研削装置に備える該判断手段は、該進退機構に配置され、該保持手段に近づけられている該砥石が粗砥石か該仕上げ砥石かを判断する判断センサを備えていることが望ましい。
上記の研削装置は、該粗砥石又は該仕上げ砥石のどちらかの砥石の下面を検知可能な第１砥石検知センサを備え、該判断手段は、該第１砥石検知センサを該粗砥石又は該仕上げ砥石のどちらかの砥石の直下に配置して、該垂直移動手段を用いて該研削手段を該第１砥石検知センサに接近する方向に下降させ、該第１砥石検知センサにより、該保持手段に近づけられている該砥石が該粗砥石又は該仕上げ砥石のどちらかを判断するものであることが望ましい。
本発明は、該粗砥石の下面及び該仕上げ砥石の下面を検知可能な第２砥石検知センサを備え、該判断手段は、該第２砥石検知センサを該粗砥石及び該仕上げ砥石の直下に配置して、該垂直移動手段を用いて該研削手段を該第２砥石検知センサに接近させる方向に下降させ、該第２砥石検知センサが該粗砥石の下面又は該仕上げ砥石の下面を検知した際の該研削手段の高さから、該保持面に近づけられている該砥石が該粗砥石又は該仕上げ砥石のどちらか判断するものであることが望ましい。
上記の研削装置に備える該判断手段は、該進退機構に配置され、該保持手段に近づけられている該砥石が粗砥石か該仕上げ砥石かを判断する判断センサを備えていることが望ましい。
上記の研削装置は、該粗砥石又は該仕上げ砥石のどちらかの砥石の下面を検知可能な第１砥石検知センサを備え、該判断手段は、該第１砥石検知センサを該粗砥石又は該仕上げ砥石のどちらかの砥石の直下に配置して、該垂直移動手段を用いて該研削手段を該第１砥石検知センサに接近する方向に下降させ、該第１砥石検知センサにより、該保持手段に近づけられている該砥石が該粗砥石又は該仕上げ砥石のどちらかを判断するものであることが望ましい。
本発明は、該粗砥石の下面及び該仕上げ砥石の下面を検知可能な第２砥石検知センサを備え、該判断手段は、該第２砥石検知センサを該粗砥石及び該仕上げ砥石の直下に配置して、該垂直移動手段を用いて該研削手段を該第２砥石検知センサに接近させる方向に下降させ、該第２砥石検知センサが該粗砥石の下面又は該仕上げ砥石の下面を検知した際の該研削手段の高さから、該保持面に近づけられている該砥石が該粗砥石又は該仕上げ砥石のどちらか判断するものであることが望ましい。
【発明の効果】
【0007】
本研削装置では、粗砥石と仕上げ砥石との相対的な高さ位置の関係によって、どちらの砥石が保持手段に近づいているかを判断することができる。したがって、砥石が正しく選択されていない場合においても、保持手段に実際に近づいている砥石を認識することができる。
判断手段を備えることにより、粗砥石又は仕上げ砥石のどちらが保持手段に実際に近づいているかを直接的に検知することができる。
第１砥石検知センサ又は第２砥石検知センサにおいて投光部から投光される光が粗砥石または仕上げ砥石によって遮光されて受光部に受光されなくなったときの研削手段の高さ位置を調べることにより、実際に保持面に近づけられている砥石が粗砥石であるか仕上げ砥石であるかを判断することができる。
判断手段を備えることにより、粗砥石又は仕上げ砥石のどちらが保持手段に実際に近づいているかを直接的に検知することができる。
第１砥石検知センサ又は第２砥石検知センサにおいて投光部から投光される光が粗砥石または仕上げ砥石によって遮光されて受光部に受光されなくなったときの研削手段の高さ位置を調べることにより、実際に保持面に近づけられている砥石が粗砥石であるか仕上げ砥石であるかを判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１砥石検知センサを備える研削装置全体を表す斜視図である。
【図2】第１砥石検知センサを用いて粗砥石と仕上げ砥石とのどちらが保持面に近づけられているかを判断する様子を表す断面図である。
【図3】第２砥石検知センサを備える研削装置全体を表す斜視図である。
【図4】第２砥石検知センサを用いて、粗砥石と仕上げ砥石とのどちらが保持面に近づけられているかを判断する様子を表す断面図である。
【図5】第３砥石検知センサを用いて、粗砥石と仕上げ砥石とのどちらが保持面に近づけられているかを判断する様子を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
１ 研削装置の構成
図１に示す研削装置１は、被加工物１２を研削加工する研削装置である。以下、研削装置１の構成について説明する。
図１に示す研削装置１は、被加工物１２を研削加工する研削装置である。以下、研削装置１の構成について説明する。
【0010】
研削装置１は、図１に示すように、Ｙ軸方向に延設されたベース１０と、ベース１０の上における＋Ｙ方向側に立設されたコラム１１とを備えている。
【0011】
ベース１０の上には、保持手段２が配設されている。保持手段２は、円板状の吸引部２０と、吸引部２０を支持する環状の枠体２１と、枠体２１を支持する基台２２とを備えている。
吸引部２０の上面は、被加工物１２が吸引保持される保持面２００であり、枠体２１の上面２１０は、保持面２００に面一に形成されている。
吸引部２０の上面は、被加工物１２が吸引保持される保持面２００であり、枠体２１の上面２１０は、保持面２００に面一に形成されている。
【0012】
保持手段２の吸引部２０は図示しない吸引源に接続されている。保持面２００に被加工物１２が載置されている状態で該吸引源を作動させることにより、生み出された吸引力が吸引部２０の保持面２００に伝達されて、被加工物１２が保持面２００に吸引保持されることとなる。
【0013】
また、保持手段２は回転手段２４に接続されている。回転手段２４を用いて保持手段２を駆動することにより、保持手段２は、Ｚ軸方向の軸心を軸にして回転可能である。
【0014】
ベース１０の内部にはＹ軸方向に延設された内部ベース１００が配設されている。内部ベース１００の上には、水平移動手段５が配設されている。
【0015】
水平移動手段５は、Ｙ軸方向の回転軸５５を有するボールネジ５０と、ボールネジ５０に対して平行に配設された一対のガイドレール５１と、ボールネジ５０に連結され回転軸５５を軸にしてボールネジ５０を回動させるＹ軸モータ５２と、底部のナットがボールネジ５０に螺合してガイドレール５１に沿ってＹ軸方向に移動する可動板５３とを備えている。Ｙ軸モータ５２には、Ｙ軸モータ５２の回転量を測定・制御するＹ軸エンコーダ５２０が接続されている。
【0016】
可動板５３の上には、３本の支持柱５４が立設されている。図１においては２本の支持柱５４が図示されている。支持柱５４は、基台２２を支持している。
Ｙ軸モータ５２によりボールネジ５０が駆動されてボールネジ５０が回転軸５５を軸として回転すると、可動板５３がガイドレール５１に案内されてＹ軸方向に移動して、可動板５３に支持柱５４を介して連結されている保持手段２が可動板５３と一体的にＹ軸方向に移動することとなる。
Ｙ軸モータ５２によりボールネジ５０が駆動されてボールネジ５０が回転軸５５を軸として回転すると、可動板５３がガイドレール５１に案内されてＹ軸方向に移動して、可動板５３に支持柱５４を介して連結されている保持手段２が可動板５３と一体的にＹ軸方向に移動することとなる。
【0017】
保持手段２の周囲にはカバー２７が配設されており、カバー２７は蛇腹２８に伸縮可能に連結されている。
保持手段２がＹ軸方向に移動すると、カバー２７が保持手段２と一体的にＹ軸方向に移動して、蛇腹２８が伸縮することとなる。
保持手段２がＹ軸方向に移動すると、カバー２７が保持手段２と一体的にＹ軸方向に移動して、蛇腹２８が伸縮することとなる。
【0018】
コラム１１の－Ｙ方向側の側面には、例えば、研削手段３を支持する垂直移動手段４が配設されている。垂直移動手段４は、Ｚ軸方向の回転軸４５を有するボールネジ４０と、ボールネジ４０に対して平行に配設された一対のガイドレール４１と、回転軸４５を軸にしてボールネジ４０を回転させるＺ軸モータ４２と、内部のナットがボールネジ４０に螺合して側部がガイドレール４１に摺接する昇降板４３と、昇降板４３に連結され研削手段３を支持するホルダ４４とを備えている。
【0019】
Ｚ軸モータ４２によってボールネジ４０が駆動されて、ボールネジ４０が回転軸４５を軸にして回転すると、これに伴って、昇降板４３がガイドレール４１に案内されてＺ軸方向に昇降移動するとともに、ホルダ４４に保持されている研削手段３が保持面２００に垂直な方向（Ｚ軸方向）に移動するとことなる。
【0020】
Ｚ軸モータ４２には、Ｚ軸モータ４２の回転量を測定、制御するＺ軸エンコーダ４２０が接続されている。また、Ｚ軸エンコーダ４２０には、記憶部４６が接続されている。記憶部４６は図示しないメモリ等を有しており、Ｚ軸モータ４２の回転量を記憶することができる。ここで、Ｚ軸モータ４２の回転量は、垂直移動手段４による研削手段３の昇降移動量に対応しており、記憶部４６はＺ軸モータ４２の回転量を記憶することによって、研削手段３の昇降移動量を記憶することができる。
例えば、記憶部４６に記憶されている回転量だけＺ軸モータ４２を用いてボールネジ４０を回転させることにより、その回転量に対応する高さ位置に研削手段３を位置付けることができる。
例えば、記憶部４６に記憶されている回転量だけＺ軸モータ４２を用いてボールネジ４０を回転させることにより、その回転量に対応する高さ位置に研削手段３を位置付けることができる。
【0021】
研削手段３は、スピンドルユニット３１を備えている。スピンドルユニット３１は、図２に示すように、Ｚ軸方向の軸心３５を有するスピンドル３０と、スピンドル３０を回転させるスピンドルモータ３２とを備えている。スピンドル３０は、第１軸部３００と、第１軸部３００よりも大径に形成された第２軸部３０１とを備えている。第１軸部３００と第２軸部３０１との間には、スラスト板３１０が配設されている。
スピンドルユニット３１は、スピンドル３０やスピンドルモータ３２を囲繞するケーシング１８を備えている。ケーシング１８の内部には、エア流路１８０が形成されている。エア流路１８０は、エア供給源３９に接続されており、また、ケーシング１８の内部において複数の分岐路に分岐している。エア流路１８０は、ケーシング１８の上面１８１、側面１８２、及び下面１８３に開口している。
スピンドルユニット３１は、スピンドル３０やスピンドルモータ３２を囲繞するケーシング１８を備えている。ケーシング１８の内部には、エア流路１８０が形成されている。エア流路１８０は、エア供給源３９に接続されており、また、ケーシング１８の内部において複数の分岐路に分岐している。エア流路１８０は、ケーシング１８の上面１８１、側面１８２、及び下面１８３に開口している。
【0022】
エア供給源３９からエアを供給すると、エアがケーシング１８のエア流路１８０を通って、ケーシング１８の上面１８１、側面１８２、及び下面１８３からケーシング１８の外部に噴出することとなる。
エアがケーシング１８の上面１８１、側面１８２、及び下面１８３から噴出されることにより、ケーシング１８とスラスト板３１０との間、ケーシング１８とスピンドル３０の第２軸部３０１との間、及びケーシング１８とシリンダ１５の大径部１５０との間に、隙間が形成される構成となっている。
エアがケーシング１８の上面１８１、側面１８２、及び下面１８３から噴出されることにより、ケーシング１８とスラスト板３１０との間、ケーシング１８とスピンドル３０の第２軸部３０１との間、及びケーシング１８とシリンダ１５の大径部１５０との間に、隙間が形成される構成となっている。
【0023】
第２軸部３０１の下には、進退機構６が配設されている。
進退機構６は、第２軸部３０１に連結された大径部１５０に配設されたシリンダ１５を備えている。シリンダ１５は、大径部１５０の内部に形成された収容室６１を備えている。収容室６１には、ピストン６００が収容されている。
進退機構６は、第２軸部３０１に連結された大径部１５０に配設されたシリンダ１５を備えている。シリンダ１５は、大径部１５０の内部に形成された収容室６１を備えている。収容室６１には、ピストン６００が収容されている。
【0024】
ピストン６００の下部にはピストン６００の周方向に等間隔を空けて複数設けられたロッド６０が連結されている。ロッド６０は、図２においては１本のみが図示されている。
ロッド６０の下端には、環状マウント３３が連結されている。環状マウント３３には、仕上げ研削ホイール３４が装着されている。仕上げ研削ホイール３４は、ホイール基台３４１と、ホイール基台３４１の下端に環状に配列された略直方体状の複数の仕上げ砥石３４０とを備えている。仕上げ砥石３４０の下面３４２は、被加工物１２に接触される研削面となっている。
ロッド６０の下端には、環状マウント３３が連結されている。環状マウント３３には、仕上げ研削ホイール３４が装着されている。仕上げ研削ホイール３４は、ホイール基台３４１と、ホイール基台３４１の下端に環状に配列された略直方体状の複数の仕上げ砥石３４０とを備えている。仕上げ砥石３４０の下面３４２は、被加工物１２に接触される研削面となっている。
【0025】
シリンダ１５の小径部１５１の下端には、円板マウント３６が連結されている。円板マウント３６には、粗研削ホイール３７が装着されている。粗研削ホイール３７は、ホイール基台３７１と、ホイール基台３７１の下端に環状に配列された略直方体状の複数の粗砥石３７０とを備えている。粗砥石３７０の下面３７２は、被加工物１２に接触される研削面となっている。
シリンダ１５の大径部１５０の下面と円板マウント３６との間には、両者を連結するガイド部６７が配設されている。また、環状マウント３３には、ガイド部６７に貫通する貫通孔が形成されている。
シリンダ１５の大径部１５０の下面と円板マウント３６との間には、両者を連結するガイド部６７が配設されている。また、環状マウント３３には、ガイド部６７に貫通する貫通孔が形成されている。
【0026】
進退機構６の収容室６１には、図示しないエア供給手段が接続されている。進退機構６においては、図示しないエア供給手段等を用いて、収容室６１の内部にその上方からエアを供給することにより、ピストン６００に－Ｚ方向への押力を加えてピストン６００をＺ軸方向に降下させることが可能である。
また、収容室６１にその下方からエアを供給することにより、ピストン６００に＋Ｚ方向への押力を加えてピストン６００をＺ軸方向に上昇させることが可能である。
ピストン６００がＺ軸方向に昇降移動すると、ピストン６００にロッド６０を介して連結されている環状マウント３３が、ガイド部６７にガイドされながら昇降移動するとともに、環状マウント３３に装着されている仕上げ研削ホイール３４が、昇降移動し、粗砥石３７０と仕上げ砥石３４０とがＺ軸方向に相対的に進退することとなる。
また、収容室６１にその下方からエアを供給することにより、ピストン６００に＋Ｚ方向への押力を加えてピストン６００をＺ軸方向に上昇させることが可能である。
ピストン６００がＺ軸方向に昇降移動すると、ピストン６００にロッド６０を介して連結されている環状マウント３３が、ガイド部６７にガイドされながら昇降移動するとともに、環状マウント３３に装着されている仕上げ研削ホイール３４が、昇降移動し、粗砥石３７０と仕上げ砥石３４０とがＺ軸方向に相対的に進退することとなる。
【0027】
研削装置１は、保持面２００に近づけられている砥石が粗砥石３７０又は仕上げ砥石３４０のどちらであるかを判断する判断手段７を備えている。
【0028】
判断手段７は、進退機構６の収容室６１の上部に配置されたピストン検知センサ７０を備えている。ピストン検知センサ７０は、保持手段２に近づけられている砥石が粗砥石３７０か仕上げ砥石３４０かを判断する判断センサとしての機能を有しており、検知部７００に接続されている。
ピストン検知センサ７０は、例えば静電容量型の近接センサであり、ピストン６００の上面６０１とピストン検知センサ７０との間の距離を検知することができる。ピストン検知センサ７０により検知されたピストン６００の上面６０１とピストン検知センサ７０との間の距離は、検知部７００に伝達されることとなる。
ピストン検知センサ７０は、例えば静電容量型の近接センサであり、ピストン６００の上面６０１とピストン検知センサ７０との間の距離を検知することができる。ピストン検知センサ７０により検知されたピストン６００の上面６０１とピストン検知センサ７０との間の距離は、検知部７００に伝達されることとなる。
【0029】
判断手段７は、水平移動手段５の可動板５３の上に配設された第１砥石検知センサ７１を備えている。第１砥石検知センサ７１は、エアシリンダ７１０と、エアシリンダ７１０に収容されたピストン７１１と、ピストン７１１に支持された投受光器７１２とを備えている。
【0030】
エアシリンダ７１０には、図示しないエア源が接続されている。該エア源からエアシリンダ７１０の内部にエアを供給すると、ピストン７１１がエアの押圧力をうけて＋Ｚ方向に突出し、これに伴ってピストン７１１に支持された投受光器７１２が＋Ｚ方向に上昇することとなる。該エア源からエアシリンダ７１０に供給するエアの供給量を制御することにより、ピストン７１１をＺ軸方向に移動させて、投受光器７１２を適宜の高さ位置に位置づけることが可能となっている。
【0031】
投受光器７１２には、第１凹部７１３が形成されている。第１凹部７１３は、仕上げ砥石３４０を収容できる大きさを有している。また、第１凹部７１３は、粗砥石３７０を収容できる大きさを有している。ただし、第１凹部７１３の大きさは、第１凹部７１３に仕上げ砥石３４０が収容されているときには、第１凹部７１３には粗砥石３７０を収容できなく、また、第１凹部７１３に粗砥石３７０が収容されているときには第１凹部７１３に仕上げ砥石３４０は収容できないような大きさであるとする。
【0032】
第１凹部７１３の内壁には、投光部７１４と受光部７１５とが配設されており、投光部７１４から受光部７１５に向けて光が投光されている。
【0033】
例えば、仕上げ砥石３４０が粗砥石３７０よりも下方に位置づけられている状態で、垂直移動手段４を用いて研削手段３を－Ｚ方向に降下させていき、仕上げ砥石３４０の下面３４２が投光部７１４と受光部７１５とを直線で結んだ高さ位置に位置づけられると、投光部７１４から投光された光が仕上げ砥石３４０に遮られて受光部７１５に受光されなくなり、仕上げ砥石３４０の下面３４２が検知される。これにより、粗砥石３７０よりも仕上げ砥石３４０が保持面２００に近づけられていると判断できる。
【0034】
また、粗砥石３７０が仕上げ砥石３４０よりも下方に位置づけられている状態で、垂直移動手段４を用いて研削手段３を降下させて、粗砥石３７０の下面３７２を投光部７１４と受光部７１５とを直線で結んだ高さ位置に位置づけると、投光部７１４から投光された光が粗砥石３７０に遮られて受光部７１５に受光されなくなる。これにより、粗砥石３７０の下面３７２が検知され、仕上げ砥石３４０よりも粗砥石３７０が保持面２００に近づけられていると判断できる。
【0035】
２ 研削装置の動作
上記の研削装置１を用いて被加工物１２を研削する際の研削装置１の動作について説明する。まず、記憶部４６に、予め、粗砥石３７０が保持面２００に近づけられているときに粗砥石３７０が投光部７１４から投光された光を遮光する際の粗砥石３７０の高さ位置と、仕上げ砥石３４０が保持面２００に近づけられているときに仕上げ砥石３４０が投光部７１４から投光された光を遮光する際の仕上げ砥石３４０の高さ位置とを記憶させておく。
上記の研削装置１を用いて被加工物１２を研削する際の研削装置１の動作について説明する。まず、記憶部４６に、予め、粗砥石３７０が保持面２００に近づけられているときに粗砥石３７０が投光部７１４から投光された光を遮光する際の粗砥石３７０の高さ位置と、仕上げ砥石３４０が保持面２００に近づけられているときに仕上げ砥石３４０が投光部７１４から投光された光を遮光する際の仕上げ砥石３４０の高さ位置とを記憶させておく。
【0036】
被加工物１２を保持手段２の保持面２００の上に載置する。そして、図示しない吸引源を作動させて保持面２００に吸引力を伝達することにより、保持面２００に被加工物１２を吸引保持する。
【0037】
次に、進退機構６を用いて粗砥石３７０を仕上げ砥石３４０の下方に位置付ける。これにより粗砥石３７０が仕上げ砥石３４０よりも保持面２００に近づけられている状態になる。
【0038】
次いで、エアシリンダ７１０の内部にエアを供給してピストン７１１を上昇させて、投受光器７１２の高さが保持面２００の高さよりも上になるようにする。
【0039】
そして、図２に示すように、水平移動手段５を用いて可動板５３を＋Ｙ方向に移動させて、第１砥石検知センサ７１を仕上げ砥石３４０の直下に配置する。
【0040】
第１砥石検知センサ７１を仕上げ砥石３４０の直下に配置したあと、垂直移動手段４を用いて、予め記憶部４６に記憶された高さ位置まで研削手段３を－Ｚ方向に下降させることにより、仕上げ砥石３４０を所定の高さ位置まで下降させる。
このとき、仕上げ砥石３４０の下面３４２が投光部７１４と受光部７１５とを直線で結んだ高さ位置まで下降していなければ、投光部７１４から投光された光が受光部７１５に受光され続けるため、保持面２００に近づけられている砥石が粗砥石３７０であると判断される。
このとき、仕上げ砥石３４０の下面３４２が投光部７１４と受光部７１５とを直線で結んだ高さ位置まで下降していなければ、投光部７１４から投光された光が受光部７１５に受光され続けるため、保持面２００に近づけられている砥石が粗砥石３７０であると判断される。
【0041】
次に、エアシリンダ７１０へのエアの供給を停止して、ピストン７１１及びピストン７１１に支持されている投受光器７１２を－Ｚ方向に移動させて、投受光器７１２の高さ位置が保持面２００の高さ位置よりも下になるようにする。
【0042】
そして、水平移動手段５を用いて保持手段２を＋Ｙ方向に移動させて、保持手段２に保持されている被加工物１２を研削手段３の下方に位置付ける。
【0043】
その後、スピンドルモータ３２を用いてスピンドル３０を回転させて粗砥石３７０を回転させるとともに、図示しない回転手段を用いて保持手段２を回転させて保持手段２に保持されている被加工物１２を回転させる。
【0044】
粗砥石３７０と被加工物１２とが回転している状態で、垂直移動手段４を用いて研削手段３を－Ｚ方向に降下させる。これにより、粗砥石３７０の下面３７２が被加工物１２の上面１２０に接触する。粗砥石３７０の下面３７２が被加工物１２の上面１２０に接触している状態で、垂直移動手段４を用いてさらに粗砥石３７０を－Ｚ方向に押し下げていくことにより、被加工物１２が粗研削される。
被加工物１２を粗研削した後、垂直移動手段４を用いて粗砥石３７０を＋Ｚ方向に上昇させて、粗砥石３７０を被加工物１２の上面１２０から離間させる。
被加工物１２を粗研削した後、垂直移動手段４を用いて粗砥石３７０を＋Ｚ方向に上昇させて、粗砥石３７０を被加工物１２の上面１２０から離間させる。
【0045】
次に、進退機構６を用いて粗砥石３７０と仕上げ砥石３４０とを相対的に進退させて、仕上げ砥石３４０を粗砥石３７０よりも下方に位置付ける。
そして、再びエアシリンダ７１０の内部にエアを供給してピストン７１１を上昇させて、投受光器７１２の高さが保持面２００の高さよりも上になるようにする。
そして、再びエアシリンダ７１０の内部にエアを供給してピストン７１１を上昇させて、投受光器７１２の高さが保持面２００の高さよりも上になるようにする。
【0046】
その後、水平移動手段５を用いて可動板５３を＋Ｙ方向に移動させて、第１砥石検知センサ７１を仕上げ砥石３４０の直下に配置する。
【0047】
次いで、垂直移動手段４を用いて、予め記憶部４６に記憶された高さ位置まで研削手段３を－Ｚ方向に下降させて、仕上げ砥石３４０を第１砥石検知センサ７１の第１凹部７１３に向かって下降させる。仕上げ砥石３４０が所定の高さ位置まで下降したときに、仕上げ砥石３４０の下面３４２が投光部７１４と受光部７１５とを直線で結んだ高さ位置まで下降していれば、投光部７１４から投光される光が仕上げ砥石３４０に遮られて受光部７１５に受光されなくなり、保持面２００に近づけられている砥石が仕上げ砥石３４０であると判断される。
【0048】
その後、エアシリンダ７１０へのエアの供給を停止して、ピストン７１１及びピストン７１１に支持されている投受光器７１２を－Ｚ方向に移動させ、投受光器７１２の高さ位置が保持面２００の高さ位置よりも下になるようにする。
【0049】
そして、水平移動手段５を用いて保持手段２を＋Ｙ方向に移動させて、保持手段２に保持されている被加工物１２を研削手段３の下方に位置付ける。
【0050】
その後、スピンドルモータ３２を用いてスピンドル３０を回転させて仕上げ砥石３４０を回転させるとともに、図示しない回転手段を用いて保持手段２を回転させて保持手段２に保持されている被加工物１２を回転させる。
【0051】
仕上げ砥石３４０と被加工物１２とが回転している状態で、垂直移動手段４を用いて研削手段３を－Ｚ方向に降下させる。これにより、仕上げ砥石３４０の下面３４２が被加工物１２の上面１２０に接触する。
仕上げ砥石３４０の下面３４２が被加工物１２の上面１２０に接触している状態で、垂直移動手段４を用いてさらに仕上げ砥石３４０を－Ｚ方向に押し下げていくことにより、被加工物１２が粗研削される。被加工物１２の仕上げ研削を行った後、垂直移動手段４を用いて仕上げ砥石３４０を＋Ｚ方向に上昇させる。
仕上げ砥石３４０の下面３４２が被加工物１２の上面１２０に接触している状態で、垂直移動手段４を用いてさらに仕上げ砥石３４０を－Ｚ方向に押し下げていくことにより、被加工物１２が粗研削される。被加工物１２の仕上げ研削を行った後、垂直移動手段４を用いて仕上げ砥石３４０を＋Ｚ方向に上昇させる。
【0052】
以上のように、第１砥石検知センサ７１を用いて、投光部７１４から投光される光が受光部７１５に受光されなくなるかどうかを調べて、粗砥石３７０と仕上げ砥石３４０とのどちらの砥石が保持面２００に近づけられているかを判断することができる。
【0053】
研削装置１は、第１砥石検知センサ７１にかえて、図３に示すように、第２砥石検知センサ７２を備えるものであってもよい。
第２砥石検知センサ７２は、エアシリンダ７２０と、エアシリンダ７２０に収容されたピストン７２１と、を備えている。エアシリンダ７２０、及びピストン７２１は、図２に示した第１砥石検知センサ７１に備えるエアシリンダ７１０、及びピストン７１１と同様のものである。
第２砥石検知センサ７２は、エアシリンダ７２０と、エアシリンダ７２０に収容されたピストン７２１と、を備えている。エアシリンダ７２０、及びピストン７２１は、図２に示した第１砥石検知センサ７１に備えるエアシリンダ７１０、及びピストン７１１と同様のものである。
【0054】
図４に示すように、ピストン７２１には、投受光器７２２が支持されている。
投受光器７２２には、第２凹部７２３が形成されている。第２凹部７２３は、仕上げ砥石３４０と粗砥石３７０とを同時に収容できる大きさを有している。
第２凹部７２３の内壁には、投光部７２４と受光部７２５とが配設されており、投光部７２４から受光部７２５に向けて光が投光されている。
投受光器７２２には、第２凹部７２３が形成されている。第２凹部７２３は、仕上げ砥石３４０と粗砥石３７０とを同時に収容できる大きさを有している。
第２凹部７２３の内壁には、投光部７２４と受光部７２５とが配設されており、投光部７２４から受光部７２５に向けて光が投光されている。
【0055】
第２砥石検知センサ７２を用いて粗砥石３７０と仕上げ砥石３４０とのどちらの砥石が保持面２００に近づけられているかを判断する際には、予め、粗砥石３７０が保持面２００に近づけられているときに粗砥石３７０が投光部７２４から投光された光を遮光するときの粗砥石３７０の高さ位置と、仕上げ砥石３４０が保持面２００に近づけられているときに仕上げ砥石３４０が投光部７２４から投光された光を遮光するときの仕上げ砥石３４０の高さ位置とを、図４に示す記憶部４６に記憶させておく。
【0056】
そして、垂直移動手段４を用いて研削手段３を下降させて、研削手段３がどの高さ位置に位置づけられているときに投光部７２４から投光された光が遮光されたかを調べて、その高さ位置が記憶部４６に記憶された両高さ位置のうちのどちらなのかを照らし合わせることにより、どちらの砥石が保持面２００に近づけられているかを判断する。
【0057】
以上のように、第２砥石検知センサ７２において投光部７２４から投光される光が粗砥石３７０または仕上げ砥石３４０によって遮光されて受光部７２５に受光されなくなったときの研削手段３の高さ位置を調べることにより、保持面２００に近づけられている砥石が粗砥石３７０であるか仕上げ砥石３４０であるかを判断することができる。
【0058】
なお、例えば、進退機構６の故障等により粗砥石３７０の下面３７２と仕上げ砥石３４０の下面３４２とが、概ね同じ高さ位置に位置づけられているときには、粗砥石３７０と仕上げ砥石３４０とが、投光部７２４と受光部７２５とを直線で結んだ高さ位置まで降下して第２砥石検知センサ７２の投光部７２４から投光された光が遮光された際に、いずれの砥石によって該光が遮光されたか判断しかねる場合がある。
【0059】
かかる場合には、ピストン検知センサ７０を用いる。ピストン検知センサ７０は、ピストン６００の上面６０１がピストン検知センサ７０に所定の距離より近くに近づいたら反応するセンサであり、ピストン検知センサ７０の反応に基づいて粗砥石３７０と仕上げ砥石３４０とのどちらの砥石が保持面２００に近づけられているかを判断する。
なお、本実施例においては、ピストン検知センサ７０の反応によって、粗砥石３７０が保持面２００に近づけられていることを判断する。
なお、本実施例においては、ピストン検知センサ７０の反応によって、粗砥石３７０が保持面２００に近づけられていることを判断する。
【0060】
また、ピストン検知センサ７０はピストン６００の上面との間の距離を測定するものでもよい。具体的には、予め、保持面２００に粗砥石３７０が近づけられているときのピストン検知センサ７０とピストン６００の上面６０１との間の距離と、保持面２００に仕上げ砥石３４０が近づけられているときのピストン検知センサ７０とピストン６００の上面６０１との間の距離と、を記憶させておく。
そして、ピストン検知センサ７０とピストン６００の上面６０１との間の距離が、保持面２００に粗砥石３７０が近づけられているときのピストン検知センサ７０とピストン６００の上面６０１との間の距離になったら、保持面２００に粗砥石３７０が近づけられていると判断する。
一方、ピストン検知センサ７０とピストン６００の上面６０１との間の距離が、保持面２００に仕上げ砥石３４０が近づけられているときのピストン検知センサ７０とピストン６００の上面６０１との間の距離になったら、保持面２００に仕上げ砥石３４０が近づけられていると判断する。
そして、ピストン検知センサ７０とピストン６００の上面６０１との間の距離が、保持面２００に粗砥石３７０が近づけられているときのピストン検知センサ７０とピストン６００の上面６０１との間の距離になったら、保持面２００に粗砥石３７０が近づけられていると判断する。
一方、ピストン検知センサ７０とピストン６００の上面６０１との間の距離が、保持面２００に仕上げ砥石３４０が近づけられているときのピストン検知センサ７０とピストン６００の上面６０１との間の距離になったら、保持面２００に仕上げ砥石３４０が近づけられていると判断する。
【0061】
また、ピストン検知センサ７０を用いた砥石の判断は、例えば、ピストン検知センサ７０とピストン６００の上面６０１との間の距離が一定の値よりも大きい場合には、仕上げ砥石３４０が保持面２００に近づけられており、一方で、該一定の値以下である場合には、粗砥石３７０が保持面２００に近づけられていると判断する構成であってもよい。
【0062】
ピストン検知センサ７０を用いてピストン検知センサ７０とピストン６００の上面６０１との間の距離を測定することにより、保持面２００に近づけられている砥石が粗砥石３７０であるか仕上げ砥石３４０であるか判断することができる。
【0063】
砥石の高さを検知するための検知センサは、図５に示すように、ベース１０の上面１０１における＋Ｘ方向側に配設されたレーザー照射型の第３砥石検知センサ７３であってもよい。
例えば、第３砥石検知センサ７３を用いて、粗砥石３７０の下面３７２にレーザーを照射して、下面３７２に反射された反射光を受光することにより、粗砥石３７０の下面３７２の高さ位置を検知する。さらに、仕上げ砥石３４０の下面３４２にレーザーを照射して、下面３４２に反射された反射光を受光することにより、仕上げ砥石３４０の下面３４２の高さ位置を検知する。そして、両高さ位置を比較して粗砥石３７０と仕上げ砥石３４０とのどちらが保持面２００に近づけられているかを判断することができる。
例えば、第３砥石検知センサ７３を用いて、粗砥石３７０の下面３７２にレーザーを照射して、下面３７２に反射された反射光を受光することにより、粗砥石３７０の下面３７２の高さ位置を検知する。さらに、仕上げ砥石３４０の下面３４２にレーザーを照射して、下面３４２に反射された反射光を受光することにより、仕上げ砥石３４０の下面３４２の高さ位置を検知する。そして、両高さ位置を比較して粗砥石３７０と仕上げ砥石３４０とのどちらが保持面２００に近づけられているかを判断することができる。
【0064】
なお、研削装置は、ピストン検知センサ７０、第１砥石検知センサ７１、第２砥石検知センサ７２、第３砥石検知センサ７３のうち、いずれか１つを備えていればよい。
【符号の説明】
【0065】
１：研削装置 １０：ベース １０１：ベースの上面
１１：コラム １００：内部ベース １２：被加工物 １２０：被加工物の上面
２：保持手段 ２０：吸引部 ２００：保持面 ２１：枠体 ２１０：枠体の上面
２２：基台 ２４：回転手段 ２７：カバー ２８：蛇腹
３：研削手段 ３０：スピンドル ３００：第１軸部 ３０１：第２軸部
３１０：スラスト板 ３１：スピンドルユニット ３２：スピンドルモータ
３３：環状マウント ３４：仕上げ研削ホイール ３４０：仕上げ砥石
３４１：ホイール基台 ３４２：仕上げ砥石の下面 ３５：回転軸
３６：円板マウント ３７：粗研削ホイール ３７０：粗砥石 ３７１：ホイール基台
３７２：粗砥石の下面 ３９：エア供給源
４：垂直移動手段 ４０：ボールネジ ４１：ガイドレール ４２：Ｚ軸モータ
４２０：Ｚ軸エンコーダ ４３：昇降板 ４４：ホルダ ４５：回転軸 ４６：記憶部
５：水平移動手段 ５０：ボールネジ ５１：ガイドレール ５２：Ｙ軸モータ
５２０：Ｙ軸エンコーダ ５３：可動板 ５４：支持柱 ５５：回転軸
６：進退機構 ６０：ロッド ６１：収容室 ６００：ピストン
６０１：ピストンの上面 １５：シリンダ １５０：大径部 １５１：小径部
６７：ガイド部
７：判断手段 ７０：ピストン検知センサ ７００：検知部
７１：第１砥石検知センサ ７１０：エアシリンダ ７１１：ピストン
７１２：投受光器 ７１３：第１凹部 ７１４：投光部 ７１５：受光部
７２：第２砥石検知センサ ７２０：エアシリンダ ７２１：ピストン
７２２：投受光器 ７２３：第１凹部 ７２４：投光部 ７２５：受光部
７３：第３砥石検知センサ
１８：ケーシング １８０：エア流路 １８１：上面 １８２：側面 １８３：下面
１１：コラム １００：内部ベース １２：被加工物 １２０：被加工物の上面
２：保持手段 ２０：吸引部 ２００：保持面 ２１：枠体 ２１０：枠体の上面
２２：基台 ２４：回転手段 ２７：カバー ２８：蛇腹
３：研削手段 ３０：スピンドル ３００：第１軸部 ３０１：第２軸部
３１０：スラスト板 ３１：スピンドルユニット ３２：スピンドルモータ
３３：環状マウント ３４：仕上げ研削ホイール ３４０：仕上げ砥石
３４１：ホイール基台 ３４２：仕上げ砥石の下面 ３５：回転軸
３６：円板マウント ３７：粗研削ホイール ３７０：粗砥石 ３７１：ホイール基台
３７２：粗砥石の下面 ３９：エア供給源
４：垂直移動手段 ４０：ボールネジ ４１：ガイドレール ４２：Ｚ軸モータ
４２０：Ｚ軸エンコーダ ４３：昇降板 ４４：ホルダ ４５：回転軸 ４６：記憶部
５：水平移動手段 ５０：ボールネジ ５１：ガイドレール ５２：Ｙ軸モータ
５２０：Ｙ軸エンコーダ ５３：可動板 ５４：支持柱 ５５：回転軸
６：進退機構 ６０：ロッド ６１：収容室 ６００：ピストン
６０１：ピストンの上面 １５：シリンダ １５０：大径部 １５１：小径部
６７：ガイド部
７：判断手段 ７０：ピストン検知センサ ７００：検知部
７１：第１砥石検知センサ ７１０：エアシリンダ ７１１：ピストン
７１２：投受光器 ７１３：第１凹部 ７１４：投光部 ７１５：受光部
７２：第２砥石検知センサ ７２０：エアシリンダ ７２１：ピストン
７２２：投受光器 ７２３：第１凹部 ７２４：投光部 ７２５：受光部
７３：第３砥石検知センサ
１８：ケーシング １８０：エア流路 １８１：上面 １８２：側面 １８３：下面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】