磨削装置的制造方法_2

文档序号:9918276阅读:来源:国知局
面并在圆筒状的主轴43的下端设有固定架44的结构。在主轴43上设有凸缘45并经由凸缘45将壳体42支承于磨削单元41。在固定架44的下表面保持有在轮基座47上按照正圆环状安装了多个磨具48的磨轮46。多个磨具48例如是由将金刚石磨粒通过金属粘合剂等粘合剂固定了的分段磨具构成。
[0025]在磨削单元41的附近设有对板状工件W的厚度进行测定的厚度测定单元51。厚度测定单元51例如通过非接触式的干涉分光方式来对板状工件W的厚度进行测定,其根据来自板状工件W的上表面81和下表面82的反射光的光路差来对板状工件W的厚度进行测定。并且,在磨削装置I中设有对装置各部进行统一控制的控制单元61。控制单元61由执行各种处理的处理器和存储器等构成。存储器根据用途由R0M(Read Only Memory:只读存储器)、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等一个或多个存储介质构成。
[0026]在这样构成的磨削装置I中,首先在卡盘工作台21上保持板状工件W。虽然图1中保持面23被描绘为平坦,但是图2所示,实际的保持面23是以卡盘工作台21的旋转中心为顶点的平缓倾斜的圆锥状,板状工件W也沿着保持面23保持为圆锥状。以圆锥状的板状工件W的上表面相对于磨具48的磨削面平行的方式调整了卡盘工作台21的倾斜之后,在供给磨削液的同时磨具48与板状工件W旋转接触由此进行磨削。在磨削加工中,通过厚度测定单元51来对板状工件W的厚度进行实时测定,并根据厚度测定单元51的测定结果来控制磨削单元41的进给量。
[0027]此外,在硬质的板状工件W的磨削加工中,使用上述的磨削装置I,例如按照Zl轴加工、Z2轴加工、Z3轴加工的3阶段逐渐使磨具的磨粒粒度变细而接近目标厚度。在Z2轴加工中由于磨削负荷而容易产生板状工件W的裂纹,并且磨具48会因侵入板状工件W的裂纹的磨粒而削损,从而可能在磨具48上产生缺口。如果使用产生了缺口的磨具48继续进行板状工件W的磨削,则板状工件W更容易产生裂纹。由此会有如下问题:重复产生该板状工件W的裂纹和磨具48的缺口从而使磨具48进一步劣化并更容易在后续的板状工件W中产生裂纹。
[0028]本发明的发明人在研究板状工件W的受光量与板状工件W的裂纹之间的关系时,发现来自厚度测定单元51的测定光会因板状工件W的裂纹而扩散反射而在受光量中产生变化。因此,本实施方式中,在使磨削加工继续进行的状态下,通过厚度测定单元51来对板状工件W的厚度进行测定,并且根据受光量的变化来检测板状工件W的裂纹。由此能够立即检测出板状工件W的裂纹,从而能够在早期抑制磨具48的劣化并防止后续的板状工件W的裂纹。
[0029]这里,参照图3和图4A、图4B对厚度测定单元进行说明。图3是本实施方式的厚度测定单元的示意图。图4A、图4B是示出本实施方式的板状工件的裂纹和受光量关系的说明图。另外,本实施方式的厚度测定单元并不仅限定于图3所示的结构,只要是通过光学方式对板状工件的厚度进行测定的结构,则无论怎样的结构都可以。
[0030]如图3所示,在厚度测定单元51中设有:从板状工件W的上方朝向板状工件W的上表面81照射测定光的照射部52;以及接受测定光被板状工件W反射后的反射光的受光部53。照射部52所照射的测定光被板状工件W的上表面81和下表面82反射并分别由受光部53接受。并且,厚度测定单元51中设有根据被板状工件W的上表面81和下表面82反射后的反射光来计算板状工件W的厚度的厚度计算部54。厚度计算部54根据来自板状工件W的上表面81和下表面82的反射光的光路差来计算板状工件W的厚度。
[0031]厚度测定单元51除了板状工件W的厚度测定功能以外,还具有检测板状工件W的裂纹的功能。如上所述,当板状工件W中产生裂纹时,由于测定光会被板状工件W扩散反射,所以厚度测定单元51利用基于该扩散反射的受光量的变化来检测板状工件W的裂纹。在厚度测定单元51中,为了检测板状工件W的裂纹,设有根据受光部53所接受的反射光的受光量来判断板状工件W的裂纹的判断部55。在判断部55中设定有作为板状工件W的裂纹的判断基准的受光量的容许范围。
[0032]当被板状工件W的上表面81反射的反射光或者被板状工件W的下表面82反射的反射光的受光量超过预先设定的容许范围时,判断部55判断为在板状工件W中产生了裂纹。另夕卜,例如,通过预先求得板状工件W的裂纹和受光量的关系来决定容许范围。并且,容许范围既可以针对来自板状工件W的上表面81的反射光用和来自板状工件W的下表面82的反射光用共同设定,也可以各自设定。厚度计算部54的计算结果和判断部55的判断结果被输出到控制单元61并被用于控制磨削单元41的磨削动作。
[0033]然后,在磨削加工中实时实施厚度计算部54所进行的板状工件W的厚度计算,并根据厚度计算部54的计算结果来控制磨削单元41的进给量以使板状工件W接近目标完成厚度。并且,在磨削加工中也实时实施判断部55所进行的板状工件W的裂纹检测,并根据判断部55的判断结果来对磨削单元41的驱动和停止进行控制。在未通过判断部55判断出板状工件W的裂纹的期间继续进行磨削加工,在通过判断部55判断出板状工件W的裂纹的情况下,磨削单元41被停止并向操作员告知板状工件W的裂纹。
[0034]如图4A所示,板状工件W的裂纹83具有如下的倾向:从板状工件的外缘朝向中心而产生,经过中心之后,从板状工件W的中心朝向径向外侧的外缘而产生。因此,通过使用厚度测定单元51在使测定光照射到板状工件W的径向的规定的位置上的状态下使板状工件W旋转,能够将产生于板状工件W的裂纹83无遗漏地检测出来。另外,厚度测定单元51也可以一边在板状工件W的径向上改变位置,一边在板状工件W的径向的多个位置检测裂纹83。
[0035]如图4B所示,当测定光被板状工件W的裂纹83反射时,受光量会因测定光的扩散反射而大幅变化。在产生了板状工件W的裂纹83的角度位置处,受光量以大幅下降之后大幅上升的方式变化。根据该受光量是否超过容许范围来检测板状工件W的裂纹83。另外,由于受光量的变化(峰值)周期性地出现,所以也可以在受光量的变化多次出现时检测为板状工件W的裂纹。并且,可以在受光量超过了容许范围的上限、下限中的一方时判断为板状工件W的裂纹83,也可以在超过了容许范围的上限和下限的双方时判断为板状工件W的裂纹83。
[0036]接着,参照图5A、图5B对厚度测定单元所进行的板状工件的厚度测定和裂纹检测进行说明。图5A、图5B是本实施方式的板状工件的厚度测定和裂纹检测的说明图。另外,由于图5A、图5B所示的厚度测定处理和裂纹检测处理仅仅是示出的一例,所以并不仅限定于该结构。并且,虽然卡盘工作台的保持面被记载为平坦,但其实际上形成为平缓倾斜的圆锥状。另外,为了方便说明,对Z2轴用的磨削装置和Z3轴用的磨削装置也标注相同的标号。
[0037]如图5A所示,ZI轴加工(粗磨削加工)后的板状工件W被搬入到Z2轴用的磨削装置中并以板状工件W的中心与卡盘工作台21的中心一致的方式进行保持。然后,使磨轮46—边绕Z轴旋转一边接近板状工件W,使磨具48与板状工件W相对滑动而对板状工件W进行Z2轴加工。在Z2轴加工(中磨削加工)中,使用比Zl轴加工粒
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