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KR102773191B1 - 피가공물의 절삭 방법 - Google Patents

피가공물의 절삭 방법 Download PDF

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KR102773191B1
KR102773191B1 KR1020200063367A KR20200063367A KR102773191B1 KR 102773191 B1 KR102773191 B1 KR 102773191B1 KR 1020200063367 A KR1020200063367 A KR 1020200063367A KR 20200063367 A KR20200063367 A KR 20200063367A KR 102773191 B1 KR102773191 B1 KR 102773191B1
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Abstract

(과제) 척 테이블의 회전 중심에 대한 피가공물의 외주원의 중심의 어긋남량과, 피가공물의 두께 불균일을 고려하여, 피가공물의 외주부를 절삭한다.
(해결 수단) 피가공물의 절삭 방법으로서, 높이 위치 검출 유닛을 이용하여 피가공물의 표면의 외주부의 복수 개소의 높이 위치를 검출하는 높이 위치 검출 단계와, 높이 위치 검출 단계를 실시하면서, 가장자리 위치 검출 유닛을 이용하여, 가장자리의 위치를 검출하는 가장자리 위치 검출 단계와, 가장자리 위치 검출 단계에서 검출된 가장자리의 위치에서 산출된 피가공물의 중심과 척 테이블의 회전 중심과의 어긋남량에 기초하여 절삭 블레이드의 위치를 조정하고, 또한, 높이 위치 검출 단계에서 검출된 복수 개소의 높이 위치에 기초하여 깊이를 조정하면서, 피가공물의 외주부를 절삭하는 외주부 절삭 단계를 구비한 피가공물의 절삭 방법이 제공된다.

Description

피가공물의 절삭 방법{CUTTING METHOD OF WORKPIECE}
본 발명은, 피가공물의 외주부의 높이와 외주부의 가장자리의 위치를 검출한 다음, 피가공물의 외주부를 절삭하는 피가공물의 절삭 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼로 대표되는 판형의 피가공물을 절삭할 때에는, 예컨대, 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 환형의 절삭 블레이드를 장착한 절삭 유닛을 구비한 절삭 장치가 사용된다. 절삭 유닛은, 예컨대, 스핀들과, 스핀들의 일단 측에 장착되는 원환 형상의 절삭 블레이드와, 스핀들의 타단 측에 장착되는 회전 구동원을 가진다.
피가공물을 절삭하는 경우에는, 예컨대, 척 테이블의 유지면에서 피가공물의 일면측을 유지한 상태에서, 회전하고 있는 절삭 블레이드의 하단을 피가공물의 일면보다도 낮은 위치에 위치시킨다. 그리고, 척 테이블과 절삭 유닛을 상대적으로 이동시키는 것으로, 이 이동의 경로를 따라 피가공물을 절삭한다.
그런데, 피가공물의 이면측을 연삭하는 것으로써 피가공물을 박화하려면, 예컨대, 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 척 테이블의 윗쪽에 배치된 연삭 유닛을 구비한 연삭 장치가 사용된다.
연삭 유닛은, 예컨대, 회전축이 되는 스핀들을 가진다. 스핀들의 하면 측에는, 원반 형상의 휠 마운트가 고정되어 있다. 또한, 휠 마운트의 하면 측에는, 원환 형상의 연삭 휠이 장착되어 있다. 이 연삭 휠의 하면 측에는, 복수의 연삭 지석이 환형으로 설치되어 있다.
피가공물을 연삭하는 경우에는, 피가공물의 표면측을 척 테이블로 유지한 상태에서 척 테이블을 회전시키고, 또한, 연삭 유닛의 스핀들을 회전축으로서 연삭 휠을 척 테이블과 동일한 방향으로 회전시킨다. 그리고, 연삭 휠의 하면측을 피가공물의 이면 측에 대고 누르는 것으로, 피가공물의 이면측을 연삭한다.
그러나, 원반 형상의 피가공물은, 통상, 외주부에 베벨을 구비하기 때문에, 피가공물을 연삭하여 박화하면, 피가공물의 외주부에 있어서 단면 형상이 나이프 엣지와 같이 예리하게 날카로워진다. 나이프 엣지가 형성되면, 외주부를 기점으로 피가공물이 파손되기 쉬워진다.
따라서, 연삭 시의 외주부의 파손을 방지하기 위해, 우선, 피가공물의 표면측의 외주부를 소정 두께만큼 절삭 장치로 절삭하여 제거하고(즉, 엣지 트리밍을 실시하고), 그 후, 피가공물의 이면측을 연삭 장치로 연삭하는 기술이 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).
엣지 트리밍을 실시할 때는, 예컨대, 척 테이블로 피가공물의 이면측을 흡인하여 유지한다. 이어서, 스핀들을 회전축으로 하여 회전시킨 절삭 블레이드를 피가공물의 표면측의 외주부에 절입한 상태에서, 척 테이블을 회전시킨다.
(특허 문헌 1)일본특허공개공보 제2000-173961호
엣지 트리밍을 실시할 때에, 원반 형상의 피가공물의 외주원의 중심이 척 테이블의 회전 중심으로부터 어긋나 있으면, 피가공물의 외주부에 절삭 블레이드를 위치시키더라도, 척 테이블의 회전과 함께, 피가공물에 대한 절삭 블레이드의 위치가 어긋나 버린다.
또한, 피가공물의 외주부의 원주 방향에서 피가공물의 두께가 불균일하면, 피가공물의 소정 깊이에 절삭 블레이드의 하단을 위치시켜도, 척 테이블의 회전과 함께, 피가공물에 대한 절삭 블레이드의 절입 깊이가 변화하여 버린다.
본 발명은 관련 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 척 테이블의 회전 중심에 대한 피가공물의 외주원의 중심의 어긋남량과, 피가공물의 두께 불균일을 고려하여, 피가공물의 외주부를 절삭하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 원반 형상의 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지된 상기 피가공물을 절삭 가능한 절삭 블레이드를 각각 갖는 제1 절삭 유닛 및 제2 절삭 유닛과, 상기 제1 절삭 유닛에 고정되고, 상기 피가공물의 외주부의 가장자리의 위치를 검출하는 가장자리 위치 검출 유닛과, 상기 제2 절삭 유닛에 고정되고, 상기 척 테이블에 유지된 상기 피가공물의 표면의 높이 위치를 검출하는 높이 위치 검출 유닛을 구비한 절삭 장치를 이용하여, 상기 피가공물의 상기 표면측의 상기 외주부를 절삭하는 피가공물의 절삭 방법에 있어서, 상기 피가공물의 상기 표면측이 노출되도록, 상기 피가공물의 이면측을 상기 척 테이블로 유지하는 유지 단계와, 상기 높이 위치 검출 유닛을 이용하여, 상기 피가공물의 상기 표면의 상기 외주부의 복수 개소의 높이 위치를 검출하는 높이 위치 검출 단계와, 상기 높이 위치 검출 단계를 실시하면서, 상기 가장자리 위치 검출 유닛을 이용하여, 상기 가장자리의 위치를 검출하는 가장자리 위치 검출 단계와, 상기 가장자리 위치 검출 단계로 검출된 상기 가장자리의 위치에서 산출된 상기 피가공물의 중심과 상기 척 테이블의 회전 중심과의 어긋남량에 기초하여 상기 제1 절삭 유닛 및 상기 제2 절삭 유닛의 한쪽의 절삭 블레이드의 위치를 조정하고, 또한, 상기 높이 위치 검출 단계에서 검출된 상기 복수 개소의 높이 위치에 기초하여 상기 피가공물에 상기 한쪽의 절삭 블레이드를 절입하는 깊이를 조정하면서, 상기 피가공물의 상기 외주부를 절삭하는 외주부 절삭 단계를 구비한 피가공물의 절삭 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 가장자리 위치 검출 유닛은, 피사체를 가시광선으로 촬상하는 카메라 또는 레이저 변위계이다.
또한, 바람직하게는, 상기 높이 위치 검출 유닛은, 배압식 센서이다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 원반 형상의 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지된 상기 피가공물을 절삭 가능한 절삭 블레이드를 각각 갖는 제1 절삭 유닛 및 제2 절삭 유닛과, 상기 제1 절삭 유닛에 고정되고, 상기 피가공물의 외주부의 가장자리의 위치를 검출하는 가장자리 위치 검출 유닛과, 상기 제2 절삭 유닛에 고정되고, 상기 척 테이블에 유지된 상기 피가공물의 표면의 높이 위치를 검출하는 높이 위치 검출 유닛을 구비한 절삭 장치를 이용하여, 상기 피가공물의 상기 표면측의 상기 외주부를 절삭하는 피가공물의 절삭 방법에 있어서, 상기 피가공물의 상기 표면측이 노출하도록, 상기 피가공물의 이면측을 상기 척 테이블로 유지하는 유지 단계와, 상기 가장자리 위치 검출 유닛을 이용하여, 상기 가장자리의 위치를 검출하는 가장자리 위치 검출 단계와, 상기 가장자리 위치 검출 단계에서 검출된 상기 가장자리의 위치로부터 산출된 상기 피가공물의 중심과, 상기 척 테이블의 회전 중심과의 어긋남량에 기초하여, 상기 높이 위치 검출 유닛의 위치를 조정하면서, 상기 피가공물의 상기 표면의 상기 외주부의 복수 개소의 높이 위치를 검출하는 높이 위치 검출 단계와, 상기 제1 절삭 유닛 및 상기 제2 절삭 유닛의 한쪽의 절삭 블레이드의 위치를 상기 어긋남량에 기초하여 조정하고, 또한, 상기 높이 위치 검출 단계에서 검출된 상기 복수 개소의 높이 위치에 기초하여 상기 피가공물에 상기 한쪽의 절삭 블레이드를 절입하는 깊이를 조정하면서, 상기 피가공물의 상기 외주부를 절삭하는 외주부 절삭 단계를 구비한 피가공물의 절삭 방법이 제공된다.
본 발명의 일 양태와 관련되는 피가공물의 절삭 방법에서는, 높이 위치 검출 단계에서, 원반 형상의 피가공물의 표면의 외주부의 복수 개소의 높이 위치를 검출한다. 또한, 높이 위치 검출 단계를 실시하면서, 가장자리 위치 검출 유닛을 이용하여 피가공물의 가장자리의 위치를 검출하는 가장자리 위치 검출 단계를 실시한다. 높이 위치 검출 단계 및 가장자리 위치 검출 단계의 후에, 피가공물의 외주부를 절삭하는 외주부 절삭 단계를 실시한다.
외주부 절삭 단계에서는, 가장자리 위치 검출 단계에서 검출된 외주부의 가장자리의 위치로부터 산출된 피가공물의 중심과, 척 테이블의 회전 중심과의 어긋남량에 기초하여, 절삭 블레이드의 위치를 조정한다. 또한, 외주부 절삭 단계에서는, 절삭 블레이드를 피가공물에 절입하는 깊이를, 높이 위치 검출 단계에서 측정한 복수 개소의 높이 위치에 기초하여 조정한다.
이와 같이, 피가공물의 중심과 척 테이블의 회전 중심과의 어긋남량에 기초하여 절삭 블레이드의 위치를 조정하므로, 절삭 블레이드의 위치를 조정하지 않는 경우에 비해, 미리 정해진 폭만큼 정확하게 외주부를 절삭할 수 있다.
또한, 외주부의 높이 위치에 기초하여 절삭 블레이드의 절입 깊이를 조정하므로, 절입 깊이를 조정하지 않는 경우에 비해, 표면으로부터의 절입 깊이의 불균일을 억제하고, 절입 깊이를 대략 일정하게 할 수 있다. 뿐만 아니라, 높이 위치 검출 단계를 실시하면서 가장자리 위치 검출 단계를 실시하는 것으로, 양자를 각각 단독으로 실시하는 경우에 비해, 검출 작업에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
도 1은 절삭 장치의 사시도이다.
도 2(A)는 제1 절삭 유닛 등의 상면도이며, 도 2(B)는 제1 절삭 유닛 등의 일부 단면 측면도이다.
도 3은 제1 실시형태와 관련되는 피가공물의 절삭 방법의 흐름도이다.
도 4(A)는 피가공물이 재치된 척 테이블 등의 상면도이며, 도 4(B)는 피가공물이 재치된 척 테이블 등의 일부 단면 측면도이다.
도 5(A)는 높이 위치 검출 단계를 설명하기 위한 피가공물의 상면도이며, 도 5(B)는 외주부의 복수 개소에서의 높이를 도시하는 데이터의 예이다.
도 6은 가장자리 위치 검출 단계를 설명하기 위한 피가공물 등의 상면도이다.
도 7은 외주부 절삭 단계를 설명하기 위한 피가공물 등의 일부 단면 측면도이다.
도 8(A)는 척 테이블의 회전 각도가 0도인 경우의 피가공물 등의 상면도이며, 도 8(B)는 척 테이블의 회전 각도가 90도인 경우의 피가공물 등의 상면도이며, 도 8(C)는 척 테이블의 회전 각도가 180도인 경우의 피가공물 등의 상면도이며, 도 8(D)는 척 테이블의 회전 각도가 270도인 경우의 피가공물 등의 상면도이다.
도 9는 제2 실시형태와 관련되는 피가공물의 절삭 방법의 흐름도다.
도 10은 레이저 변위계를 이용하여 가장자리 위치 검출 단계를 실시하는 경우의 피가공물 등의 일부 단면 측면도이다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 일 양태와 관련되는 실시형태에 대해 설명한다. 도 1은, 절삭 장치(2)의 사시도이다. 절삭 장치(2)는, 각 구성요소가 탑재되는 베이스(4)를 구비한다. 베이스(4)의 상면에는, X축 이동 기구(가공 이송 유닛) (6)이 설치되어 있다.
X축 이동 기구(6)는, X축 방향(가공 이송 방향, 전후 방향)에 대략 평행한 한 쌍의 X축 가이드 레일(8)을 구비하고, X축 가이드 레일(8)에는, X축 이동 테이블(10)이 슬라이드 가능하게 설치되어 있다.
X축 이동 테이블(10)의 하면(이면) 측에는, 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이 너트부에는, X축 가이드 레일(8)에 평행한 X축 볼나사(12)가 회전 가능한 형태로 연결되어 있다.
X축 볼나사(12)의 일단부에는, X축 펄스 모터(14)가 연결되어 있다. X축 펄스 모터(14)로 X축 볼나사(12)를 회전시킴으로써, X축 이동 테이블(10)은, X축 가이드 레일(8)을 따라 X축 방향으로 이동한다.
X축 이동 테이블(10)의 상면 옆(표면측)에는, 원기둥 형상의 θ 테이블(16)이 설치되어 있다. θ 테이블(16)은 모터 등의 회전 구동원(도시하지 않음)을 구비하고 있고, θ 테이블(16)상에는, 테이블 베이스(18a) 등이 설치되어 있다.
테이블 베이스(18a)는 대략 원주 형상을 가지며, θ 테이블(16)의 상면에 연결되어 있다. 테이블 베이스(18a)의 주위에는 테이블 커버(18b)가 설치되어 있고, 이 테이블 커버(18b)의 X축 방향의 한쪽 측 및 다른쪽 측에는, 신축 가능한 주름 형상의 커버 부재(도시하지 않음)가 설치되어 있다.
테이블 커버(18b) 및 커버 부재는, X축 이동 테이블(10)을 포함하는 X축 이동 기구(6)의 윗쪽을 덮고 있다. 테이블 베이스(18a)의 상면에는, 원반 형상의 척 테이블(20)이 설치되어 있다.
척 테이블(20)은, 테이블 베이스(18a)를 통해 θ 테이블(16)에 연결되어 있다. 그러므로, 척 테이블(20)은, Z축 방향(절입 이송 방향, 상하 방향)에 대략 평행한 직선을 회전축(24)(도 2(B) 참조)로서 회전 가능하다.
척 테이블(20)은, 프레임(20a)을 가진다. 프레임(20a)은, 스테인레스 강철 등의 금속으로 형성되어 있고, 바닥면을 구성하는 원반부와, 원반부의 상면 측에 위치하고 미리 정해진 폭을 갖는 원환 형상의 환형부를 가진다.
원반부와 환형부에 의해, 프레임(20a)의 상면 측에는 오목부가 형성되어 있다. 이 오목부에는, 유지 플레이트(20b)가 고정되어 있다. 유지 플레이트(20b)는, 예컨대, 다공질 세라믹스로 형성되어 있다.
유지 플레이트(20b)는, 프레임(20a)에 형성된 유로를 통해 이젝터 등의 흡인원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 흡인원을 동작시키면, 유지 플레이트(20b)의 상면에는 부압이 발생한다.
유지 플레이트(20b) 상에는, 피가공물(11) 등이 재치된다. 피가공물(11)은, 예컨대, 실리콘 등의 반도체로 형성된 원반 형상의 웨이퍼이며, 그 표면(11a) 측에, 디바이스 영역과, 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 갖는다.
디바이스 영역은, 격자형으로 배열된 분할 예정 라인(스트리트)으로 추가적으로 복수의 영역으로 구획되어 있고, 각 영역에는, IC(Integrated Circuit), LSI(Large Scale Integration) 등의 디바이스가 형성되어 있다.
피가공물(11)의 이면(11b) 측을, 프레임(20a) 및 유지 플레이트(20b)의 각 상면에 접촉시킨 상태로 부압을 발생시키면, 피가공물(11)은 척 테이블(20)에서 유지된다. 그러므로, 통상, 프레임(20a)의 상면과 유지 플레이트(20b)의 상면을 합하여, 척 테이블(20)의 유지면(20c)이라고 칭한다. 피가공물(11)은, 이 유지면(20c)에서 유지된다.
한편, 척 테이블(20)은, 프레임(20a)만으로 구성되어도 좋다. 이 경우, 프레임(20a)의 환형부의 상면에는, 복수의 흡인구(도시하지 않음)가 설치된다. 복수의 흡인구는, 예컨대, 척 테이블(20)을 상면에서 보았을 경우에, 원주 방향에서 대략 등간격으로 설치된다.
각 흡인구는, 환형부의 두께 방향으로 형성되어 있는 유로의 일단에 위치한다. 이 유로의 타단은, 원반부에 형성된 유로(도시하지 않음)를 통해, 이젝터 등의 흡인원(도시하지 않음)에 접속된다. 흡인원을 동작시키면, 환형부의 상면에는 부압이 발생하므로, 환형부의 상면에서, 피가공물(11)은 흡인되어 유지된다.
그러므로, 척 테이블(20)이 유지 플레이트(20b)를 갖지 않고, 프레임(20a)의 상면에 흡인구가 형성된 경우, 프레임(20a)의 상면을, 척 테이블(20)의 유지면(20c)이라고 칭한다.
베이스(4)의 상면에는, X축 이동 기구(6)를 넘는 도어형의 지지 구조(30)가 설치되어 있다. 지지 구조(30)의 전면 상부에는, 인덱싱 이송 유닛 및 절입 이송 유닛을 각각 갖는, 2조의 절삭 유닛 이동 기구(32)가 설치되어 있다. 우선, 인덱싱 이송 유닛에 대해 설명한다.
각 절삭 유닛 이동 기구(32)는, 지지 구조(30)의 전면에 배치되어 Y축 방향(인덱싱 이송 방향, 좌우 방향)에 대략 평행한 한 쌍의 Y축 가이드 레일(34)을 공통으로 구비한다. Y축 가이드 레일(34)에는, 각 절삭 유닛 이동 기구(32)를 구성하는 Y축 이동 플레이트(36)이 슬라이드 가능하게 설치되어 있다.
각 Y축 이동 플레이트(36)의 이면 측에는, 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 각 너트부에는, Y축 가이드 레일(34)에 대략 평행한 Y축 볼나사(38)가 회전 가능한 형태로 연결되어 있다.
각 Y축 볼나사(38)의 일단부에는, Y축 펄스 모터(40)가 연결되어 있다. Y축 펄스 모터(40)로 Y축 볼나사(38)를 회전시키면, Y축 이동 플레이트(36)는, Y축 가이드 레일(34)을 따라 Y축 방향으로 이동한다.
각 Y축 이동 플레이트(36)의 전면(표면)에는, 절입 유닛이 설치되어 있다. 절입 유닛은, Z축 방향에 대략 평행한 한 쌍의 Z축 가이드 레일(42)을 구비하고, 이 한쌍의 Z축 가이드 레일(42)는 Y축 이동 플레이트(36)의 전면에 설치되어 있다.
Z축 가이드 레일(42)에는, Z축 이동 플레이트(44)가 슬라이드 가능하게 설치되어 있다. 각 Z축 이동 플레이트(44)의 이면 측에는, 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 각 너트부에는, Z축 가이드 레일(42)에 평행한 Z축 볼나사(46)가 회전 가능한 모양으로 연결되어 있다.
각 Z축 볼나사(46)의 일단부에는, Z축 펄스 모터(48)가 연결되어 있다. Z축 펄스 모터(48)로 Z축 볼나사(46)를 회전시키면, Z축 이동 플레이트(44)는, Z축 가이드 레일(42)을 따라 Z축 방향으로 이동한다.
Y축 방향의 한쪽 측에 위치하는 Z축 이동 플레이트(44)의 하부에는, 피가공물(11)을 절삭하기 위한 제1 절삭 유닛(50)이 고정되어 있다. 또한, Y축 방향의 다른쪽 측에 위치하는 Z축 이동 플레이트(44)의 하부에는, 피가공물(11)을 절삭하기 위한 제2 절삭 유닛(60)이 고정되어 있다.
또한, 척 테이블(20)에 대한 제1 절삭 유닛(50) 및 제2 절삭 유닛(60)의 X축 방향의 위치는, X축 펄스 모터(14)에 입력되는 펄스 신호의 펄스 수 등을 이용하여 특정할 수 있다.
또한, 척 테이블(20)에 대한 제1 절삭 유닛(50) 및 제2 절삭 유닛(60)의 Y축 방향의 위치는, Y축 펄스 모터(40)에 입력되는 펄스 신호의 펄스 수를 이용하여 특정할 수 있다. 마찬가지로, 척 테이블(20)에 대한 제1 절삭 유닛(50) 및 제2 절삭 유닛(60)의 Z축 방향의 위치는, Z축 펄스 모터(48)에 입력되는 펄스 신호의 펄스 수를 이용하여 특정할 수 있다.
여기서, 도 2(A) 및 도 2(B)를 참조하여, 제1 절삭 유닛(50) 및 제2 절삭 유닛(60)에 대해 설명한다. 도 2(A)는, 제1 절삭 유닛(50) 등의 상면도이며, 도 2(B)는, 제1 절삭 유닛(50) 등의 일부 단면 측면도이다.
제1 절삭 유닛(50)은, 스핀들 하우징(52)을 가진다. 스핀들 하우징(52)에는, 스핀들(54)의 일부가 회전 가능한 모양으로 수용되어 있다. 스핀들(54) 중 스핀들 하우징(52)으로부터 돌출되어 있는 일단 측에는, 환형의 절삭 블레이드(56)가 장착된다.
절삭 블레이드(56)는, 피가공물(11)을 절삭 가능한 절삭 날을 외주부에 가진다. 절삭 블레이드(56)는, 예컨대, 허브형의 절삭 블레이드이다. 스핀들(54)의 타단 측에는, 회전 구동원이 되는 모터(도시하지 않음)가 연결되어 있다. 모터를 동작시키면, 절삭 블레이드(56)은, 스핀들(54)를 회전축으로서 회전한다.
스핀들 하우징(52)의 X축 방향의 다른쪽 측에는, 카메라 유닛(가장자리 위치 검출 유닛)(58)이 고정되어 있다. 카메라 유닛(58)은, 척 테이블(20)의 유지면(20c)에서 유지된 피가공물(11) 등의 피사체를 가시광선으로 촬상한다.
카메라 유닛(58)은, 예컨대, 대물 렌즈(도시하지 않음)와, CCD 이미지 센서, CMOS 이미지 센서 등의 촬상 소자(도시하지 않음)를 가진다. 카메라 유닛(58)은, 대물 렌즈를 통해 피사체로부터의 광(가시 광선)을 촬상 소자로 수광하는 것으로써, 피사체를 촬상한다.
제2 절삭 유닛(60)도, 스핀들 하우징(62), 스핀들(64), 절삭 블레이드(66) 등을 가진다. 제2 절삭 유닛(60)의 구조는, 제1 절삭 유닛(50)과 동일하므로, 이 이상의 설명을 생략한다.
스핀들 하우징(62)의 X축 방향의 다른쪽 측에는, 배압식 센서 유닛(높이 위치 검출 유닛) (68)이 고정되어 있다. 배압식 센서 유닛(68)은, 예컨대, 척 테이블(20)의 유지면(20c)에서 유지된 피가공물(11)의 표면(11a)의 높이 위치를, 피가공물(11)에 접촉하지 않고 검출한다.
여기서, 배압식 센서 유닛(68)의 구조에 대해 설명한다. 배압식 센서 유닛(68)은, 기체 공급원(도시하지 않음)에 일단이 접속된 기체 공급 파이프(도시하지 않음)를 포함한다. 이 기체 공급 파이프의 타단에는, 노즐(68a)이 접속되어 있다.
기체 공급 파이프는, 그 일단과 타단과의 사이의 위치로부터 분기하는 분기부(도시하지 않음)를 가진다. 분기부는, 미차 압력계(도시하지 않음) 내의 제1 기체실에 접속되어 있다. 미차 압력계는, 제1 기체실과, 이 제1 기체실에서 공간적으로 분리된 제2 기체실을 가진다.
제1 기체실 및 제2 기체실은, 다이어프램(도시하지 않음)에 의해 분리되어 있고, 다이어프램에는 스트레인 게이지(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 또한, 제2 기체실에는, 기체 개방 파이프(도시하지 않음)가 접속되어 있고, 기체 개방 파이프의 내부의 압력은 일정한 기압으로 유지되어 있다.
다음에, 배압식 센서 유닛(68)을 이용하여, 노즐(68a)의 하단으로부터 노즐(68a)의 하방에 위치하는 물체까지의 미지의 거리를 측정하는 방법에 대해 설명한다. 또한, 노즐(68a)의 높이 위치는, Z축 펄스 모터(48)에 의해 정밀하게 제어된다.
노즐(68a)의 하방에는, 물체(예컨대, 피가공물(11))가 설치된다. 미리 정해진 기압으로 노즐(68a)로부터 기체를 분사하면, 기체는 물체에 의해 반사되고, 반사된 기체의 일부는 노즐(68a) 내에 받아들여진다. 노즐(68a)에 받아들여지는 기체의 양(반사량)은, 노즐(68a)의 하단과 물체의 표면과의 거리에 따라 변화한다. 그러므로, 이 거리에 따라 제1 기체실의 압력이 변화한다.
제1 기체실과 제2 기체실과의 사이에 압력차가 생기면, 스트레인 게이지의 저항값이 변화한다. 스트레인 게이지의 저항값이 변화하면, 스트레인 게이지에 접속된 전압계(도시하지 않음)의 전압값이 변화한다. 예컨대, 노즐(68a)과 물체와의 거리가 커지면 전압값은 작아지고, 이 거리가 작아지면 전압값은 커진다. 이와 같은 거리와 전압값과의 대응 관계(그래프, 대응 테이블 등)는, 미리 측정되어, 제어부(도시하지 않음)의 기억 장치 등에 기억된다.
각각 미리 측정된 거리와 전압값과의 대응 관계에 근거하여, 노즐(68a)의 하단으로부터 노즐(68a)의 하방에 위치하는 물체의 표면까지의 미지의 거리가 측정된다. 예컨대, 노즐(68a)로부터 물체의 표면에 기체를 분사한 후, 상기의 대응 관계를 이용하여, 전압계로 측정된 전압값을 거리로 환산하여, 물체의 표면까지의 미지의 거리를 측정한다.
여기서, 도 1로 되돌아온다. 제1 절삭 유닛(50) 및 제2 절삭 유닛(60)의 각각의 하방에는, 절삭 블레이드(56)의 하단의 위치(높이)를 검출하는 블레이드 위치 검출 유닛(70)이 설치되어 있다.
X축 이동 기구(6), θ 테이블(16), 절삭 유닛 이동 기구(32), 제1 절삭 유닛(50), 카메라 유닛(58), 제2 절삭 유닛(60), 배압식 센서 유닛(68), 블레이드 위치 검출 유닛(70) 등은, 각각, 제어부(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 제어부는, 피가공물(11)의 가공 조건 등에 맞추어 X축 이동 기구(6) 등을 제어한다.
제어부는, CPU(Central Processing Unit) 등의 처리 장치나, 플래쉬 메모리 등의 기억 장치를 포함한 컴퓨터에 의해 구성된다. 기억 장치에 기억되는 프로그램 등의 소프트웨어에 따라 처리 장치를 동작시키는 것에 의해, 제어부는, 소프트웨어와 처리 장치(하드웨어 자원)가 협동한 구체적 수단으로서 기능한다.
다음에, 상술한 절삭 장치(2)를 이용하여 피가공물(11)의 표면(11a) 측의 외주부를 절삭하여 제거하는, 피가공물(11)의 절삭 방법에 대해 설명한다. 도 3은, 제1 실시형태와 관련되는 피가공물(11)의 절삭 방법의 흐름도다.
제1 실시형태에서는, 우선, 피가공물(11)의 이면(11b) 측을 유지면(20c)에서 유지하고, 피가공물(11)의 표면(11a)을 노출시킨다(유지 단계(S10)). 유지 단계(S10)의 후에, 배압식 센서 유닛(68)을 이용하여, 피가공물(11)의 표면(11a)의 외주부의 복수 개소의 높이 위치를 검출한다(높이 위치 검출 단계(S20)).
높이 위치 검출 단계(S20)에서는, 우선, 제1 절삭 유닛(50)과 제2 절삭 유닛(60)이 서로 접촉하지 않도록, 카메라 유닛(58)의 대물 렌즈와 배압식 센서 유닛(68)의 노즐(68a)를 피가공물(11)의 외주부 상의 상이한 영역에 위치시킨다.
제1 절삭 유닛(50) 및 제2 절삭 유닛(60)의 배치의 일례를 도 4(A) 및 도 4(B)에 도시한다. 도 4(A)는, 피가공물(11)이 재치된 척 테이블(20) 등의 상면도이며, 도 4(B)는, 피가공물(11)이 재치된 척 테이블(20) 등의 일부 단면 측면도이다.
다음에, 노즐(68a)로부터 외주부(11c)의 표면(11a)의 일 개소를 향해, 미리 정해진 압력으로 공기 등의 기체를 순간적으로 분사한다. 그리고, 표면(11a)의 일 개소의 높이가, 제어부에 의해 산출된다.
다음에, 척 테이블(20)을 소정 각도만큼 회전시켜 정지시킨 후, 다시, 노즐(68a)로부터 외주부(11c)의 표면(11a)의 다른 일 개소에 기체를 순간적으로 분사한다. 이와 같이, 노즐(68a)로부터의 기체의 분사와, 척 테이블(20)의 소정 각도의 회전을 순차 반복한다.
도 5(A)는, 높이 위치 검출 단계(S20)를 설명하기 위한 피가공물(11)의 상면도이다. 본 실시 형태에서는, 미리 정해진 시간(예컨대, 17s)을 들여, 도 5(A)에 도시한 바와 같이, 표면(11a)의 외주부(11c)에 있어서의 상이한 9 개소(P1로부터 P9)의 각각에 있어서, 노즐(68a)의 하단에서 피가공물(11)의 표면(11a)까지의 제1 거리를 검출한다.
또한, 유지면(20c)으로부터 노즐(68a)의 하단까지의 제2 거리는, Z축 펄스 모터(48) 등을 이용하여 미리 측정되어 있다. 그러므로, 제2 거리로부터 제1 거리를 빼는 것으로, 유지면(20c)을 기준으로 한 피가공물(11)의 표면(11a)의 높이 Z가 산출된다(즉, 표면(11a)의 높이 Z=제2 거리-제1 거리).
도 5(B)는, 외주부(11c)의 복수 개소에서의 높이를 도시한 데이터의 예이다. 또한, 도 5(B)에서는, 원주 방향에 있어서 인접하는 2 개소의 높이를 선형 보간한 그래프 A를 도시하고 있다. 그래프 A는, 후술하는 바와 같이, 외주부(11c)의 절입 깊이를 조정할 때에 이용된다.
본 실시 형태에서는, 높이 위치 검출 단계(S20)를 실시하면서, 카메라 유닛(58)을 이용하여 피가공물(11)을 촬상하고, 촬상하여 얻은 화상에 기초하여 피가공물(11)의 외주부(11c)의 가장자리의 위치를 검출한다(가장자리 위치 검출 단계(S30)).
가장자리 위치 검출 단계(S30)에서는, 높이 위치 검출 단계(S20)에서 높이 위치가 검출되는 외주부(11c)의 복수 개소 중에서, 임의의 수의 개소(예컨대, 4 개소)를 촬상한다. 도 6은, 가장자리 위치 검출 단계(S30)를 설명하기 위한 피가공물(11) 등의 상면도이다.
예컨대, 도 6에 도시한 P5의 윗쪽에, 높이 위치 검출 단계(S20)에서 이용하는 노즐(68a)이 위치하는 경우에는, 도 6에 도시한 P9의 윗쪽에 가장자리 위치 검출 단계(S30)에서 이용하는 카메라 유닛(58)의 대물 렌즈를 위치시킨다. 다만, 대물렌즈 및 노즐(68a)의 배치는 이 예로 한정되는 것은 아니다.
가장자리 위치 검출 단계(S30)에서는, 예컨대, 표면(11a)의 외주부(11c)에 있어서의 상이한 4 개소(P2, P5, P7 및 P9)를 포함한 영역을 촬상한다. 또한, 가장자리 위치 검출 단계(S30)에서 촬상하는 영역은 4 개소에만 한정되지 않는다.
촬상에 의해 얻어진 각 화상에 있어서의 1 화소에 대응하는 현실의 길이(㎛)는 미리 정해져 있다. 또한, 각 화상에 있어서의 각 화소의 (X, Y) 좌표는, 절삭 장치(2)에서 자동적으로 산출된다. 그러므로, 촬상에 의해 얻은 각 화상을 처리하여, P2, P5, P7 및 P9의 근방에 위치하는 4점에 있어서, 외주원 상의 상이한 4점의 위치 좌표(p2, p5, p7 및 p9)가 검출된다.
이 4점에 의해, 4점에 내접하는 외주원(즉, 외주부(11c)의 가장자리)의 위치가 검출된다. 또한, 가장자리 위치 검출 단계(S30)에서는, 외주부(11c)의 외주원의 전 좌표가 특정될 필요는 없고, 외주원의 3점 이상의 좌표가 특정되면 좋다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, S20를 실시하면서 S30를 실시한다는 것은, S20에 있어서 기체의 분사 및 높이 Z의 산출이 진행되는 시간과, S30에 있어서 촬상 및 복수 점의 위치 좌표의 검출이 진행되는 시간이, 일부 또는 전부 중첩되어 있는 것을 의미한다.
본 실시 형태에서는, 높이 위치 검출 단계(S20)를 실시하면서 가장자리 위치 검출 단계(S30)를 실시하는 것으로, 양자를 각각 단독으로 실시하는 경우에 비해, 검출 작업에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 즉, 양자를 각각 단독으로 실시하는 경우에 비해, 검출 작업에 필요로 하는 시간을 단축한다는 과제를 해결할 수 있다.
예컨대, S20 및 S30를 각각 단독으로 실시하는 경우, 높이 위치 검출 단계(S20)에는 17s를 필요로 하고, 또한, 가장자리 위치 검출 단계(S30)에는 15s를 필요로 한다. 그러나, 예컨대, S20를 실시하는 17s의 시간 내에 S30도 병행해 실시하는 것으로, 양자를 각각 단독으로 실시하는 경우에 비해, 검출 작업에 필요로 하는 시간을 약 반으로 단축할 수 있다.
가장자리 위치 검출 단계(S30)의 후에, 예컨대, 검출된 p2, p5, p7 및 p9의 (X, Y) 좌표를 이용하여 피가공물(11)을 상면에서 보았을 경우의 외주원의 중심(11d)가 제어부에 의해 산출된다(중심 위치 산출 단계(S40)).
또한, S20를 실시하면서, S30 및 S40를 실시해도 좋다. 즉, S20에 있어서 기체의 분사 및 높이 Z의 산출이 진행되는 시간과, S30에 있어서 촬상 및 복수 점의 위치 좌표의 검출이 진행되는 시간 및 S40에 있어서 중심(11d)을 산출하는 시간이, 일부 또는 전부 중첩되어도 좋다.
S40에서는, 삼각형 p2p5p7가 외접하는 원의 중심(즉, 외심)의 (X, Y) 좌표인 Wc1를 산출한다. 예컨대, 직선 p2p5의 수직 이등분선과, 직선 p5p7의 수직 이등분선과의 교점의 좌표를 구하는 것으로, Wc1를 산출한다.
마찬가지로 하여, 삼각형 p5p7p9의 외심의 (X, Y) 좌표인 Wc2와, 삼각형 p7p9p2의 외심의 (X, Y) 좌표인 Wc3와, 삼각형 p9p2p5의 외심의 (X, Y) 좌표인 Wc4를 산출한다. 그리고, 예컨대, Wc1, Wc2, Wc3 및 Wc4의 평균치를 중심(11d)으로 한다.
한편, 도 6에 도시한 바와 같이, 피가공물(11)의 중심(11d)은, 척 테이블(20)의 회전 중심(26)으로부터 어긋나 있는 경우가 있다. 도 6에서는, 중심(11d) 및 회전 중심(26)을 연결하는 직선이, X축 방향을 따르는 경우를 도시하고 있고, 중심(11d) 및 회전 중심(26)의 차이의 양(즉, 편심량)을, 어긋남량 B로 도시한다.
S20, S30 및 S40의 이후에, 제1 절삭 유닛(50) 및 제2 절삭 유닛(60)의 한쪽의 절삭 블레이드를 이용하여, 피가공물(11)의 외주부(11c)를 절삭한다(외주부 절삭 단계(S50)). 도 7은, 외주부 절삭 단계(S50)를 설명하기 위한 피가공물(11) 등의 일부 단면 측면도이다.
도 7에 도시한 예에서는, 제1 절삭 유닛(50)을 이용하여 외주부(11c)를 절삭한다. 다만, 제2 절삭 유닛(60)을 이용하여 외주부(11c)를 절삭해도 좋다. 외주부 절삭 단계(S50)에서는, 우선, 스핀들(54)을 회전축으로서 절삭 블레이드(56)를 미리 정해진 회전수(예컨대, 30000 rpm)로 회전시킨다.
그리고, 절삭 블레이드(56)를 회전시킨 상태에서, 절삭 블레이드(56)의 하단을 표면(11a)보다도 낮고 또한 이면(11b)보다도 높은 미리 정해진 높이에 위치시킨다. 이에 의해, 절삭 블레이드(56)를 피가공물(11)의 외주부(11c)에 절입하는 깊이(즉, 절입 깊이)를 조정한다.
그 후, X축 이동 기구(6)를 이용하여 척 테이블(20)을 X축 방향으로 이동시켜, 절삭 블레이드(56)를 외주부(11c)의 P1의 위치에 절입시킨다. 다음에, 회전축(24)의 주위의 소정 방향(예컨대, 척 테이블(20)의 상면에서 보았을 때 시계 회전 방향)으로, 척 테이블(20)을 회전시킨다.
다만, 중심(11d)과 회전 중심(26)은, 어긋나 있으므로, 절삭 블레이드(56)의 위치를 고정했을 경우, 제거되는 외주부(11c)의 폭이, 외주부(11c)의 원주 방향에서 상이하게 된다. 따라서, 외주부 절삭 단계(S50)에서는, 도 8(A)로부터 도 8(D)에 도시한 바와 같이, 어긋남량 B에 기초하여 절삭 블레이드(56)의 위치를 조정하면서, 외주부(11c)를 절삭한다.
또한, 도 8(A)로부터 도 8(D)에서는, 피가공물(11)의 크기, 어긋남량 B 등을, 도 6에 비해 과장하여 도시하고 있는 점에 유의하기를 바란다. 도 8(A)는, 척 테이블(20)의 회전 각도가 0도인 경우의 피가공물(11) 등의 상면도이다. 도 8(A)는, 절삭 블레이드(56)을 외주부(11c)의 P1의 위치에 절입시킨 상태를 도시한다.
그 다음에, 척 테이블(20)을, 예컨대, 상면에서 보았을 때 시계 방향으로 일정한 회전 속도로 회전시킨다. 이 때, 절삭 블레이드(56)의 하방에 위치하는 외주부(11c)는, 어긋남량 B에 기인하여, 도 8(A)에 도시한 P1의 경우에 비해 Y축 방향의 한쪽 측에 돌출하도록 이동한다.
따라서, 제거되는 외주부(11c)의 폭을 일정하게 하기 위해, 척 테이블(20)이 회전함에 따라, 절삭 블레이드(56)를 Y축 방향의 한쪽 측으로 움직인다. 도 8(B)는, 척 테이블(20)의 회전 각도가 90도의 경우의 피가공물(11) 등의 상면도이다.
또한, 척 테이블(20)을 회전시키면, 절삭 블레이드(56)의 하방에 위치하는 외주부(11c)는, 어긋남량 B에 기인하여, 도 8(A)에 도시한 경우와 동일한 위치로 이동한다. 따라서, 제거되는 외주부(11c)의 폭을 일정하게 하기 위해, 절삭 블레이드(56)를 Y축 방향의 다른쪽 측으로 움직인다. 도 8(C)는, 척 테이블(20)의 회전 각도가 180도인 경우의 피가공물(11)등의 상면도이다.
또한, 척 테이블(20)을 회전시키면, 절삭 블레이드(56)의 하방에 위치하는 외주부(11c)는, 어긋남량 B에 기인하여, 도 8(A)에 도시한 경우보다도 Y축 방향의 다른쪽 측으로 이동한다. 따라서, 제거되는 외주부(11c)의 폭을 일정하게 하기 위해, 절삭 블레이드(56)를 Y축 방향의 다른쪽 측으로 움직인다. 도 8(D)는, 척 테이블(20)의 회전 각도가 270도인 경우의 피가공물(11) 등의 상면도이다.
또한, 척 테이블(20)을 회전시키면, 절삭 블레이드(56)의 하방에 위치하는 외주부(11c)는, 어긋남량 B에 기인하여, 도 8(A)에 도시한 경우보다도 Y축 방향의 한쪽 측으로 이동한다. 따라서, 제거되는 외주부(11c)의 폭을 일정하게 하기 위해, 절삭 블레이드(56)을 Y축 방향의 한쪽 측으로 움직인다.
이와 같이, 중심(11d)과 회전 중심(26)과의 어긋남량 B에 기초하여 절삭 블레이드(56)의 위치를 조정하므로, 절삭 블레이드(56)의 위치를 조정하지 않는 경우에 비해, 미리 정해진 폭만큼 정확하게 외주부(11c)를 절삭할 수 있다.
또한, 외주부 절삭 단계(S50)에서는, 제거되는 외주부(11c)의 폭을 일정하게 하기 위해, 절삭 블레이드(56)를 Y축 방향에 따라 움직이는 것에 부가하여, 필요에 따라서, 척 테이블(20)을 X축 방향에 따라 움직여도 좋다.
한편, 상술한 그래프 A(도 5(B) 참조)에 도시한 바와 같이, 외주부(11c)의 높이 위치는 일정하지 않다. 따라서, 외주부 절삭 단계(S50)에서는, 외주부(11c)에 대한 절입 깊이가 일정하게 되도록, 척 테이블(20)이 회전함에 따라, 절삭 블레이드(56)의 절입 깊이를 조정한다.
즉, 외주부 절삭 단계(S50)에서는, 어긋남량 B에 기초하여 절삭 블레이드(56)의 위치를 조정하고, 또한, 높이 위치 검출 단계(S20)에서 검출한 복수 개소의 높이 위치에 기초하여 절입 깊이를 조정하면서, 외주부(11c)를 절삭한다.
본 실시 형태의 외주부 절삭 단계(S50)에서는, 그래프 A에 도시한 높이로부터 미리 정해진 깊이 C(도 5(B) 참조)가 절삭에 의해 제거되도록, 절삭 블레이드(56)의 하단의 높이를 조정한다. 또한, 외주부 절삭 단계(S50) 이후의 외주부(11c)의 높이를, 도 5(B)의 그래프 D(파선)로 도시한다.
본 실시 형태에서는, 외주부(11c)의 높이 위치에 기초하여 절삭 블레이드(56)의 절입 깊이를 조정하므로, 절입 깊이를 조정하지 않는 경우에 비해, 표면(11a)으로부터의 절입 깊이의 불균일을 억제할 수 있다. 즉, 절입 깊이를 조정하지 않는 경우에 비해, 절입 깊이를 대략 일정하게 할 수 있다.
다음에, 제2 실시형태에 대해 설명한다. 도 9는, 제2 실시형태와 관련되는 피가공물(11)의 절삭 방법의 흐름도다. 제2 실시형태에서는, 우선, 유지 단계(S10)를 실시한다. 그리고, 유지 단계(S10) 이후, 가장자리 위치 검출 단계(S30)를 실시한다.
가장자리 위치 검출 단계(S30)에서는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 예컨대, 15s의 시간을 들여, 표면(11a)의 외주부(11c)의 가장자리에 있어서의 상이한 4 개소를 촬상한다. 그리고, 각 화상을 처리하는 것으로써, 외주부(11c)의 가장자리의 4점의 위치 좌표(즉, p2, p5, p7 및 p9의 (X, Y) 좌표)를 검출한다.
이에 의해, 외주부(11c)의 가장자리의 위치가 검출된다. 가장자리 위치 검출 단계(S30)의 이후, 중심 위치 산출 단계(S40)에서, 검출된 상술한 4점의 (X, Y) 좌표를 이용하여 피가공물(11)의 외주원의 중심(11d)를 산출한다.
다음에, S40에서 검출된 중심(11d)과 회전 중심(26)과의 어긋남량 B에 기초하여, 배압식 센서 유닛(68)의 노즐(68a)의 위치를 조정하면서, 표면(11a)의 외주부(11c)의 복수 개소의 높이 위치를 검출한다(높이 위치 검출 단계(S45)).
예컨대, 높이 위치 검출 단계(S45)에서는, 도 8(A)에서 (D)와 마찬가지로, 어긋남량 B에 기초하여 배압식 센서 유닛(68)의 Y축 방향의 위치를 조정하여, 노즐(68a)을 표면(11a)의 외주부(11c)의 바로 윗쪽에 위치시킨다.
높이 위치 검출 단계(S45)에서는, 예컨대, 17s가 시간을 들여, 표면(11a)의 외주부(11c)에 있어서의 상이한 9 개소(P1로부터 P9)의 각각에 있어서, 노즐(68a)의 하단에서 피가공물(11)의 표면(11a)까지의 거리를 검출한다.
제2 실시형태에서는, 어긋남량 B에 기초하여 노즐(68a)의 위치를 조정하므로, 노즐(68a)의 위치를 조정하지 않는 경우에 비해 보다 정확하게, 노즐(68a)을 표면(11a)의 외주부(11c)에 위치시킬 수 있다. 따라서, 외주부(11c)의 높이를 보다 정확하게 검출할 수 있다. 즉, 어긋남량 B에 기초하여 노즐(68a)의 위치를 조정하지 않는 경우에 비해, 외주부(11c)의 높이를 보다 정확하게 검출한다는 과제를 해결할 수 있다.
S45의 이후에, 제1 실시형태와 마찬가지로, 어긋남량 B에 기초하여 절삭 블레이드(56)의 위치를 조정하고, 또한, S45에서 검출한 복수 개소의 높이 위치에 기초하여 절입 깊이를 조정하면서, 외주부(11c)를 절삭한다(외주부 절삭 단계(S50)).
이와 같이, 어긋남량 B에 기초하여 절삭 블레이드(56)의 위치를 조정하므로, 절삭 블레이드(56)의 위치를 조정하지 않는 경우에 비해, 미리 정해진 폭만큼 정확하게 외주부(11c)를 절삭할 수 있다.
또한, 외주부(11c)의 높이 위치에 기초하여 절삭 블레이드(56)의 절입 깊이를 조정하므로, 절입 깊이를 조정하지 않는 경우에 비해, 표면(11a)으로부터의 절입 깊이의 불균일을 억제할 수 있다. 즉, 절입 깊이를 조정하지 않는 경우에 비해, 절입 깊이를 대략 일정하게 할 수 있다.
그 외, 상기 실시형태와 관련되는 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한 적절하게 변경하여 실시할 수 있다. 예컨대, 카메라 유닛(58)을 대신하여, 레이저 변위계(가장자리 위치 검출 유닛)(72)를 이용하여 피가공물(11)의 외주부(11c)의 위치를 검출해도 좋다.
도 10은, 레이저 변위계(72)를 이용하여 가장자리 위치 검출 단계(S30)를 실시하는 경우의 피가공물(11) 등의 일부 단면 측면도이다. 레이저 변위계(72)는, 광폭의 레이저 빔 L를 출사하는 레이저 빔 조사 유닛(72a)을 가진다. 또한, 레이저 변위계(72)는, 레이저 빔 L가 조사된 물체로부터의 반사광을 수광하는 수광 소자(도시하지 않음)를 가진다.
피가공물(11)의 외주부(11c)의 가장자리의 위치를 검출하는 경우에는, 우선, 유지면(20c)에서 피가공물(11)의 이면(11b) 측을 유지한다. 그 다음에, 피가공물(11)의 직경 방향에 있어서 외주부(11c)를 횡단하는 폭이 넓은 레이저 빔 L를, 레이저 빔 조사 유닛(72a)으로부터 표면(11a) 및 유지면(20c)에 조사한다. 그리고, 피가공물(11)로부터의 반사광을 수광 소자에서 수광한다.
레이저 빔 조사 유닛(72a)으로부터 물체까지의 거리는, 예컨대, 삼각측량의 원리에 의해 측정 가능하다. 외주부(11c)의 가장자리보다도 소정 길이만큼 내측의 영역에서는, 측정되는 거리는 대략 일정하다. 예컨대, 레이저 빔 조사 유닛(72a)으로부터 표면(11a)까지의 거리는, 대략 일정한 거리 E1가 된다.
그러나, 외주부(11c)의 가장자리에 가까워짐에 따라서, 측정되는 거리는 서서히 커진다. 그리고, 외주부(11c)의 가장자리에 이르면, 측정되는 거리는, 거리 E1보다 큰 거리 E2로 대략 일정하게 된다. 거리 E2는, 레이저 빔 조사 유닛(72a)으로부터 유지면(20c)까지의 거리이다.
그러므로, 피가공물(11)의 직경 방향에 있어서 측정된 거리의 프로파일은, 외주부(11c)의 가장자리의 위치를 경계로 대략 계단 형상이 된다. 레이저 빔 L가 조사되는 (X, Y) 좌표는 미리 정해져 있으므로, 측정된 거리의 프로파일에 있어서 거리 E1로부터 거리 E2에 변화한 (X, Y) 좌표를 특정함으로써, 외주부(11c)의 가장자리의 일점의 좌표를 검출할 수 있다. 마찬가지로 하여, 예컨대, 외주부(11c)의 가장자리에서의 3점 이상의 좌표를 취득하면, 외주부(11c)의 가장자리의 4점의 위치 좌표를 검출할 수 있다.
2　절삭 장치 4　베이스
6　X축 이동 기구(가공 이송 유닛)
8　X축 가이드 레일 10　X축 이동 테이블
11　피가공물 11 a　표면 11 b　이면
11 c　외주부 11 d　중심
12　X축 볼나사 14　X축 펄스 모터
16　θ 테이블 18 a　테이블 베이스
18 b　테이블 커버 20　척 테이블
20 a　프레임 20 b　유지 플레이트 20 c　유지면
24　회전축 26　회전 중심 30　지지 구조
32　절삭 유닛 이동 기구(인덱싱 이송 유닛, 절입 이송 유닛)
34　Y축 가이드 레일 36　Y축 이동 플레이트
38　Y축 볼나사 40　Y축 펄스 모터
42　Z축 가이드 레일 44　Z축 이동 플레이트
46　Z축 볼나사 48　Z축 펄스 모터
50　제1 절삭 유닛 52　스핀들 하우징
54　스핀들 56　절삭 블레이드
58　카메라 유닛(가장자리 위치 검출 유닛)
60　제2 절삭 유닛 62　스핀들 하우징
64　스핀들 66　절삭 블레이드
68　배압식 센서 유닛(높이 위치 검출 유닛)
68 a　노즐 70　블레이드 위치 검출 유닛
72　레이저 변위계 72 a　레이저 빔 조사 유닛
A, D　그래프 B　어긋남량
C　깊이 E1, E2　거리
L　레이저 빔

Claims (4)

  1. 원반 형상의 피가공물을 유지하는 척 테이블과,
    상기 척 테이블에 유지된 상기 피가공물을 절삭 가능한 절삭 블레이드를 각각 갖는 제1 절삭 유닛 및 제2 절삭 유닛과,
    상기 제1 절삭 유닛에 고정되고, 상기 피가공물의 외주부의 가장자리의 위치를 검출하는 가장자리 위치 검출 유닛과,
    상기 제2 절삭 유닛에 고정되고, 상기 척 테이블에 유지된 상기 피가공물의 표면의 높이 위치를 검출하는 높이 위치 검출 유닛
    을 구비한 절삭 장치를 이용하여, 상기 피가공물의 상기 표면측의 상기 외주부를 절삭하는 피가공물의 절삭 방법에 있어서,
    상기 피가공물의 상기 표면측이 노출하도록, 상기 피가공물의 이면측을 상기 척 테이블로 유지하는 유지 단계와,
    상기 높이 위치 검출 유닛을 이용하여, 상기 피가공물의 상기 표면의 상기 외주부의 복수 개소의 높이 위치를 검출하는 높이 위치 검출 단계와,
    상기 높이 위치 검출 단계를 실시하면서, 상기 가장자리 위치 검출 유닛을 이용하여, 상기 가장자리의 위치를 검출하는 가장자리 위치 검출 단계와,
    상기 가장자리 위치 검출 단계에서 검출된 상기 가장자리의 위치에서 산출된 상기 피가공물의 중심과 상기 척 테이블의 회전 중심과의 어긋남량에 기초하여 상기 제1 절삭 유닛 및 상기 제2 절삭 유닛의 한쪽의 절삭 블레이드의 위치를 조정하고, 또한 상기 높이 위치 검출 단계에서 검출된 상기 복수 개소의 높이 위치에 기초하여 상기 피가공물에 상기 한쪽의 절삭 블레이드를 절입하는 깊이를 조정하면서, 상기 피가공물의 상기 외주부를 절삭하는 외주부 절삭 단계
    를 구비한 것을 특징으로 하는 피가공물의 절삭 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가장자리 위치 검출 유닛은, 피사체를 가시광선으로 촬상하는 카메라 또는 레이저 변위계인 것을 특징으로 하는 피가공물의 절삭 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 높이 위치 검출 유닛은, 배압식 센서인 것을 특징으로 하는 피가공물의 절삭 방법.
  4. 원반 형상의 피가공물을 유지하는 척 테이블과,
    상기 척 테이블에 유지된 상기 피가공물을 절삭 가능한 절삭 블레이드를 각각 갖는 제1 절삭 유닛 및 제2 절삭 유닛과,
    상기 제1 절삭 유닛에 고정되고, 상기 피가공물의 외주부의 가장자리의 위치를 검출하는 가장자리 위치 검출 유닛과,
    상기 제2 절삭 유닛에 고정되고, 상기 척 테이블에 유지된 상기 피가공물의 표면의 높이 위치를 검출하는 높이 위치 검출 유닛
    을 구비한 절삭 장치를 이용하여, 상기 피가공물의 상기 표면측의 상기 외주부를 절삭하는 피가공물의 절삭 방법에 있어서,
    상기 피가공물의 상기 표면측이 노출하도록, 상기 피가공물의 이면측을 상기 척 테이블로 유지하는 유지 단계와,
    상기 가장자리 위치 검출 유닛을 이용하여, 상기 가장자리의 위치를 검출하는 가장자리 위치 검출 단계와,
    상기 가장자리 위치 검출 단계에서 검출된 상기 가장자리의 위치에서 산출된 상기 피가공물의 중심과, 상기 척 테이블의 회전 중심과의 어긋남량에 기초하여, 상기 높이 위치 검출 유닛의 위치를 조정하면서, 상기 피가공물의 상기 표면의 상기 외주부의 복수 개소의 높이 위치를 검출하는 높이 위치 검출 단계와,
    상기 제1 절삭 유닛 및 상기 제2 절삭 유닛의 한쪽의 절삭 블레이드의 위치를 상기 어긋남량에 기초하여 조정하고, 또한 상기 높이 위치 검출 단계에서 검출된 상기 복수 개소의 높이 위치에 기초하여 상기 피가공물에 상기 한쪽의 절삭 블레이드를 절입하는 깊이를 조정하면서, 상기 피가공물의 상기 외주부를 절삭하는 외주부 절삭 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 피가공물의 절삭 방법.
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