(57)【要約】【課題】  スピンドルを回転駆動するモータの電源をオフにした後、スピンドルの惰性回転を短時間で停止することのできる加工装置を提供することである。【解決手段】  被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物に所定の加工を施す加工工具を回転可能に支持する加工手段とを備えた加工装置であって、該加工手段は、該加工工具が装着されるスピンドルと、該スピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングと、該スピンドルを回転駆動するサーボモータと、該スピンドルに配設されたインバータを有する発電機と、該サーボモータの電源のＯＦＦ動作に応じて該発電機の該インバータをＯＮする制御回路とを具備し、該サーボモータの電源をＯＦＦした際の該スピンドルの惰性による回転力を利用して該発電機を作動して発電するとともに該スピンドルを制動し、発電した電力を蓄電池に充電することを特徴とする。【選択図】図２
2012125899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物に所定の加工を施す加工工具を回転可能に支持する加工手段とを備えた加工装置であって、
該加工手段は、
該加工工具が装着されるスピンドルと、
該スピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングと、
該スピンドルを回転駆動するサーボモータと、
該スピンドルに配設されたインバータを有する発電機と、
該サーボモータの電源のＯＦＦ動作に応じて該発電機の該インバータをＯＮする制御回路とを具備し、
該サーボモータの電源をＯＦＦした際の該スピンドルの惰性による回転力を利用して該発電機を作動して発電するとともに該スピンドルを制動し、発電した電力を蓄電池に充電することを特徴とする加工装置。
【請求項２】
該加工工具は、自由端部に複数の研削砥石が環状に配設されている研削ホイールから構成される請求項１記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に研削装置、切削装置等の加工装置に関し、特にスピンドルに回生ブレーキを具備した加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されて表面に形成された半導体ウエーハは、裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、ダイシング装置（切削装置）によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に広く利用されている。
【０００３】
研削装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する複数の研削砥石を自由端部に環状に配設した研削ホイールを回転可能に支持する研削手段とから概ね構成され、ウエーハを高精度に所望の厚みに形成することができる（例えば、特開２０００−６１８３６号公報参照）。
【０００４】
また、ダイシング装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウエーハを切削する切削ブレードを回転可能に支持する切削手段とから概ね構成され、ウエーハを高精度に個々のデバイスに分割することができる（例えば、特開平１１−１１７９３９号公報参照）。
【０００５】
これらの研削装置、ダイシング装置等の加工装置においては、研削ホイール、切削ブレード等の加工工具は高速回転するスピンドルの先端に装着され、スピンドルはエアベアリングにより回転可能に支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−６１８３６号公報
【特許文献２】特開平１１−１１７９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、研削装置のスピンドルはスピンドルハウジングにエアベアリングを介して支持されているため、ウエーハの研削が終了してスピンドルを回転駆動するサーボモータの電源をＯＦＦ（オフ）すると、エアベアリングの抵抗が小さいためスピンドルは惰性により数十分間回り続けて危険であるという問題がある。
【０００８】
スピンドルに摩擦部材を接触させて強制的にその回転を止めようとすると、スピンドルをエアベアリングで支持しきれずにスピンドル及び／又はスピンドルハウジングが破損するという問題がある。このような問題は、先端に切削ブレードが装着されたスピンドルがエアベアリングを介してスピンドルハウジングに支持されているダイシング装置においても同様に生じうる。
【０００９】
本発明はこのような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、スピンドルを回転駆動するモータの電源をオフにした後、スピンドルの惰性回転を短時間で停止することのできる加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によると、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物に所定の加工を施す加工工具を回転可能に支持する加工手段とを備えた加工装置であって、該加工手段は、該加工工具が装着されるスピンドルと、該スピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングと、該スピンドルを回転駆動するサーボモータと、該スピンドルに配設されたインバータを有する発電機と、該サーボモータの電源のＯＦＦ動作に応じて該発電機の該インバータをＯＮする制御回路とを具備し、該サーボモータの電源をＯＦＦした際の該スピンドルの惰性による回転力を利用して該発電機を作動して発電するとともに該スピンドルを制動し、発電した電力を蓄電池に充電することを特徴とする加工装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の加工装置は、スピンドルを駆動するサーボモータの電源オフに連動して作動する発電機がスピンドルに配設されているので、発電機による発電時の回転抵抗を制動力として利用して、スピンドルの回転を数分間で停止することができ危険を回避できる。
【００１２】
また、スピンドルの惰性による回転力を利用して発電機を作動して電力を発生し、この電力を蓄電池に充電するので、蓄電池に充電された電力を停電時等において有効に利用でき経済的である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】研削装置の外観斜視図である。
【図２】本発明実施形態に係る研削ユニットの一部断面全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態の研削装置２の外観斜視図が示されている。４は研削装置２のベースであり、ベース４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール８が固定されている。
【００１５】
この一対のガイドレール８に沿って研削ユニット（研削手段）１０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット１０は、スピンドルハウジング１２と、スピンドルハウジング１２を保持する支持部１４を有しており、支持部１４が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１６に取り付けられている。
【００１６】
研削ユニット１０は、スピンドルハウジング１２中に回転可能に収容されたスピンドル１８と、スピンドル１８を回転駆動するスピンドルハウジング１２中に収容されたサーボモータと、スピンドル１８の先端に固定されたホイールマウント２２と、ホイールマウント２２に着脱可能に装着された研削ホイール２４とを含んでいる。研削ホイール２４はホイール基台２６と、ホイール基台２６の自由端部に環状に固着された複数の研削砥石２８とから構成される。
【００１７】
研削装置２は、研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ３０とパルスモータ３２とから構成される研削ユニット送り機構３４を備えている。パルスモータ３２を駆動すると、ボールねじ３０が回転し、移動基台１６が上下方向に移動される。
【００１８】
ベース４の上面には凹部４ａが形成されており、この凹部４ａにチャックテーブル機構３６が配設されている。チャックテーブル機構３６はチャックテーブル３８を有し、図示しない移動機構によりウエーハ着脱位置Ａと、研削ユニット１０に対向する研削位置Ｂとの間でＹ軸方向に移動される。４０，４２は蛇腹である。ベース４の前方側には、研削装置２のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル４４が配設されている。
【００１９】
図２を参照すると、本発明実施形態に係る研削ユニット（研削手段）１０の一部断面全体構成図が示されている。スピンドル１８はスピンドルハウジング１２中に回転可能に収容されており、その下端部近傍にはスラスト軸受け用フランジ１８ａが一体的に形成されている。
【００２０】
５２はアキシャルエアベアリング、５４はスラストエアベアリングであり、エア源４６からの高圧の圧縮エアがバルブ４８及びエア供給路５０を介してアキシャルエアベアリング５２及びスラストエアベアリング５４に供給され、スピンドル１８を回転可能に支持する。
【００２１】
２０はスピンドル１８を回転駆動するサーボモータであり、サーボモータ２０のコイル２１はスイッチ５８を介して電源５６に接続されている。スイッチ５８を閉じると、電源５６からの電力がサーボモータ２０のコイル２１に供給され、ロータとしてのスピンドル２８が６０００ｒｐｍ等の高速で回転される。
【００２２】
６０は発電機であり、スピンドル１８に固着された永久磁石６２と、ステーターコイル６４とから構成される。発電機６０は図示しないインバータを内蔵しており、このインバータをオン、オフすることにより発電機６０の作動が制御される。
【００２３】
インバータのオン、オフはスイッチ５８に接続された制御回路５９によりスイッチ５８のオン、オフに連動して制御される。即ち、スイッチ５８がオンの場合にはインバータはオフに制御され、スイッチ５８がオフの場合にはインバータはオン制御される。
【００２４】
発電機６０は三相交流発電機であり、発電機６０で発生された交流電力はインバータにより直流電力に変換され、この直流電力は蓄電池６６と、インバータを蓄電池６６に接続する接続回路６５とからなる充電回路６８により蓄電池６６に充電される。
【００２５】
以下、このように構成された研削ユニット１０の作用について説明する。半導体ウエーハ等の研削加工時にはバルブ４８を開き、エア源４６からの高圧の圧縮エアをアキシャルエアベアリング５２及びスラストエアベアリング５４に供給して、これらのエアベアリングでスピンドル１８を回転可能に支持する。
【００２６】
スイッチ５８を閉じてサーボモータ２０に電力を供給すると、サーボモータ２０がスピンドル１８を例えば６０００ｒｐｍ等の高速で回転し、チャックテーブル３８に保持された半導体ウエーハ等のウエーハに研削砥石２８を当接させてウエーハを研削する。
【００２７】
この時、スイッチ５８のオンに連動して発電機６０のインバータがオフ制御されているため、スピンドル１８の回転駆動時には発電機６０が負荷とならずスピンドル１８をスムーズに高速回転することができる。
【００２８】
研削が終了してスイッチ５８をオフすると、サーボモータ２０への電力の供給が断たれるため、スピンドル１８の回転駆動が停止され、スピンドル１８は惰性で回転する。スイッチ５８のオフに連動して発電機６０のインバータがオンされるため、スピンドル１８の回転力により発電機６０が作動され、発電時の回転抵抗により制動力が発生してスピンドル１８の回転を制動する。
【００２９】
即ち、発電時の回転抵抗がスピンドル１８にブレーキをかけることになる。一方、発電機６０で発電された三相交流電力は内蔵されたインバータにより直流電力に変換され、インバータに接続された充電回路６８により蓄電池６６を充電する。
【００３０】
即ち、発電機６０はサーボモータ２０の電源オフ時に回生ブレーキとして作動し、スピンドル１８の回転にブレーキをかけるととともに、スピンドル１８の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄電池６６を充電する。
【００３１】
よって、本実施形態の研削ユニット１０によると、サーボモータ２０の電源オフ時にスピンドル１８に回生ブレーキをかけてその回転を数分間で停止できるとともに、発電機６０で発生した電気エネルギーを蓄電池６６に回収し、蓄電池６６を停電時等の予備電源として利用することができる。
【００３２】
上述した実施形態では、発電機を利用した本発明の回生ブレーキシステムを研削装置に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ダイシング装置等の加工装置のスピンドルに同様に適用して、サーボモータの電源オフ時にスピンドルにブレーキをかけるとともに、スピンドルの運動エネルギーを電気エネルギーとして回収することができる。
【符号の説明】
【００３３】
２    研削装置
１０    研削ユニット（研削手段）
１２    スピンドルハウジング
１８    スピンドル
２０    サーボモータ
２４    研削ホイール
２８    研削砥石
４６    エア源
５２    アキシャルエアベアリング
５４    スラストエアベアリング
５６    電源
５８    スイッチ
５９    制御回路
６０    発電機
６６    蓄電池
６８    充電回路
【図１】
2012125899.tif 000003
【図２】
2012125899.tif 000004