(57)【要約】      （修正有）【課題】面状態や研削屑・研削水に影響されずに板状ワークの厚みを非接触で測定できる非接触測定器を提供する。【解決手段】研削装置は、保持テーブル２の保持面２ａの高さを測定する保持面測定手段３０と保持テーブル２に保持される板状ワークＷの上面高さを非接触で測定する非接触測定手段４０と板状ワークＷの厚みを算出する厚み算出手段５０とを備え、非接触測定手段４０は、非接触測定器４１とコンタクタ４２の延在方向に貫通する貫通孔に水を通水させ噴出口から水を噴出させ浮上したコンタクタ４２の浮上量ΔＨを算出する浮上量算出手段４８とを備え、厚み算出手段５０は、非接触測定手段４０が測定した研削中の板状ワークＷの上面高さｈ２と保持面測定手段３０が測定した保持面高さｈ１との高さ差Ｈから浮上量ΔＨを差し引いて板状ワークＷの厚みＴを算出する。【選択図】図１
2017198586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持テーブルに保持される板状ワークの上面高さを非接触で測定する非接触測定器であって、
該保持テーブルに保持される板状ワークの上面に対し垂直方向に延在する棒状のコンタクタと、
該コンタクタの中心を該コンタクタの延在方向に貫通する貫通孔と、
該貫通孔に連通し該コンタクタの板状ワーク側の先端に形成された噴出口と、
該貫通孔に水を通水させ該噴出口から該水を噴出させ板状ワークの上面と該コンタクタの先端との間に該水を介在させて板状ワークの上面から浮き上がらせた該コンタクタの高さを読み取る読み取り手段と、
該コンタクタを上昇させる上昇手段とを備え、板状ワークの上面高さを非接触で測定する非接触測定器。
【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と、該保持テーブルの該保持面の高さを測定する保持面測定手段と、該保持テーブルに保持される板状ワークの上面高さを非接触で測定する非接触測定手段と、該保持テーブルに保持される板状ワークを所定の厚みまで研削砥石で研削する研削手段と、研削される板状ワークの厚みを算出する厚み算出手段と、を備える研削装置であって、
該非接触測定手段は、前記非接触測定器と、前記貫通孔に水を通水させ前記噴出口から該水を噴出させ浮上した前記コンタクタの浮上量を算出する浮上量算出手段と、を備え、
該浮上量算出手段は、該噴出口から該水を噴出しないで該コンタクタの先端が該保持面に接しているときに前記読み取り手段が読み取った第１の読み取り値と、該噴出口から該水を噴出させ該コンタクタの先端が該保持面から浮上しているときに該読み取り手段が読み取った第２の読み取り値との差を浮上量として算出し、
該厚み算出手段は、該非接触測定器が測定した研削加工中の板状ワークの上面高さと該保持面測定手段が測定した保持面高さとの高さ差から該浮上量算出手段が算出した該浮上量を差し引いて板状ワークの厚みを算出する研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状ワークの上面の高さを測定する非接触測定器と、非接触測定器が搭載され板状ワークの厚みを測定することができる研削装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
板状ワークを研削する研削装置においては、板状ワークの厚みを監視する必要があり、例えば２つの接触式の測定器や非接触式で光学式の測定器を用いて被加工物の厚みを測定している（例えば、下記の特許文献１を参照）。２つの接触式の測定器は、板状ワークの上面の高さを測定する測定器と、板状ワークを保持するチャックテーブルの上面の高さを測定する測定器とにより構成され、それぞれの測定器で測定した測定値の差を板状ワークの厚みとして算出することができる。一方、光学式の測定器では、板状ワークに向けて測定光を照射し、板状ワークの上下の界面（上面と下面）において反射した反射光を受光した時間差から板状ワークの厚みを測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３５４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、板状ワークの上面が凸凹面になっている場合、上記したような接触式の測定器の先端を板状ワークの上面に接触させると、測定器の先端が凸凹面で飛び跳ねてしまい、板状ワークの厚みを測定することができないし、測定器の先端によって板状ワークの上面を傷つけてしまう。
【０００５】
一方、光学式の測定器で板状ワークの厚みを測定する際には、研削水や研削屑によって測定光が遮断されて、板状ワークの厚みを測定することが困難となっている。また、板状ワークの上面が凸凹面となっていると、凸凹面で測定光が反射するため板状ワークの厚みを正確に測定できない。さらには、研削対象となる板状ワークの材質が変化すると、機器の調整が必要となるため、板状ワークの厚みを容易に測定することができないという問題もある。
【０００６】
本発明は、上記の事情にかんがみてなされたもので、板状ワークの面状態や材質にかかわりなく板状ワークの厚みを測定できるようにするとともに、研削水や研削屑にも影響されることなく板状ワークの厚みを正確に測定できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、保持テーブルに保持される板状ワークの上面高さを非接触で測定する非接触測定器であって、該保持テーブルに保持される板状ワークの上面に対し垂直方向に延在する棒状のコンタクタと、該コンタクタの中心を該コンタクタの延在方向に貫通する貫通孔と、該貫通孔に連通し該コンタクタの板状ワーク側の先端に形成された噴出口と、該貫通孔に水を通水させ該噴出口から該水を噴出させ板状ワークの上面と該コンタクタの先端との間に該水を介在させて板状ワークの上面から浮き上がらせた該コンタクタの高さを読み取る読み取り手段と、該コンタクタを上昇させる上昇手段とを備え、板状ワークの上面高さを非接触で測定することができる。
【０００８】
また、本発明は、板状ワークを保持する保持面を有する保持テーブルと、該保持テーブルの該保持面の高さを測定する保持面測定手段と、該保持テーブルに保持される板状ワークの上面高さを非接触で測定する非接触測定手段と、該保持テーブルに保持される板状ワークを所定の厚みまで研削砥石で研削する研削手段と、研削される板状ワークの厚みを算出する厚み算出手段と、を備える研削装置であって、該非接触測定手段は、上記非接触測定器と、上記貫通孔に水を通水させ上記噴出口から該水を噴出させ浮上した上記コンタクタの浮上量を算出する浮上量算出手段と、を備え、該浮上量算出手段は、該噴出口から該水を噴出しないで該コンタクタの先端が該保持面に接しているときに上記読み取り手段が読み取った第１の読み取り値と、該噴出口から該水を噴出させ該コンタクタの先端が該保持面から浮上しているときに該読み取り手段が読み取った第２の読み取り値との差を浮上量として算出し、該厚み算出手段は、該非接触測定器が測定した研削加工中の板状ワークの上面高さと該保持面測定手段が測定した保持面高さとの高さ差から該浮上量算出手段が算出した該浮上量を差し引いて板状ワークの厚みを算出する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる非接触測定器は、保持テーブルに保持される板状ワークの上面に対し垂直方向に延在する棒状のコンタクタと、コンタクタの中心をコンタクタの延在方向に貫通する貫通孔と、貫通孔に連通しコンタクタの板状ワーク側の先端に形成された噴出口と、貫通孔に水を通水させ噴出口から水を噴出させ板状ワークの上面とコンタクタの先端との間に水を介在させて板状ワークの上面から浮き上がらせたコンタクタの高さを読み取る読み取り手段と、コンタクタを上昇させる上昇手段とを備えたため、たとえ板状ワークの上面に凸凹があったとしても、水が凸凹を吸収するため、コンタクタが板状ワークの上面で飛び跳ねることなく、板状ワークの上面高さを測定することができる。また、コンタクタが板状ワークの上面に接触しないため板状ワークの上面を傷つけることはない。さらに、研削対象となる板状ワークの材質が変化しても、非接触測定器の調整をする必要がないため、板状ワークの上面高さを容易に測定することができる。
【００１０】
また、本発明にかかる研削装置は、保持テーブルの保持面の高さを測定する保持面測定手段と、保持テーブルに保持される板状ワークの上面高さを非接触で測定する非接触測定手段と、保持テーブルに保持される板状ワークを所定の厚みまで研削砥石で研削する研削手段と、研削される板状ワークの厚みを算出する厚み算出手段とを備え、非接触測定手段は、上記非接触測定器と、上記コンタクタの延在方向に貫通する上記貫通孔に水を通水させ上記噴出口から水を噴出させ浮上したコンタクタの浮上量を算出する浮上量算出手段とを備え、厚み算出手段が、非接触測定器が測定した研削加工中の板状ワークの上面高さと保持面測定手段が測定した保持面高さとの高さ差から浮上量算出手段が算出した浮上量を差し引いて板状ワークの厚みを算出する構成としたため、板状ワークの面状態にかかわりなく、上記同様にコンタクタが板状ワークの上面で飛び跳ねることがなく、板状ワークの厚みを正確に測定することができる。また、非接触で板状ワークの厚みを算出するため、研削水や研削屑に影響を受けることなく、板状ワークの厚みを正確に測定することができる。さらに、研削対象となる板状ワークの材質が変化しても、上記同様に非接触測定器を調整する必要もないため、板状ワークの厚みを容易に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】研削装置の一例の構成を示す斜視図である。
【図２】非接触測定器の構成を示す斜視図である。
【図３】非接触測定手段の構成を示す断面図である。
【図４】非接触測定手段により第１の読み取り値を測定する状態を示す断面図である。
【図５】非接触測定手段により第２の読み取り値を測定する状態を示す断面図である。
【図６】非接触測定手段により板状ワークの厚みを測定する状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１に示す研削装置１は、被加工物の一例である板状ワークＷに研削加工を施す研削装置の一例である。研削装置１は、Ｙ軸方向に延在する装置ベース１００を有している。装置ベース１００の上面には、板状ワークＷを保持する保持面２ａを有する保持テーブル２が配設されている。保持テーブル２は、保持面２ａを囲繞する枠体３を備えており、枠体３の上面が保持面２ａと同じ高さを有する基準面２ｂとなっている。保持面２ａには吸引源が接続されている。保持テーブル２の周囲はカバー部４によって覆われている。そして、保持テーブル２は、図示しない移動手段により±Ｙ方向に移動することができる。
【００１３】
装置ベース１００の＋Ｙ方向後部には、Ｚ軸方向に延在するコラム１０１が立設されている。コラム１０１の前方には、保持テーブル２に保持される板状ワークＷを所定の厚みに至るまで研削する研削手段１０と、研削手段１０と保持テーブル２とを相対的に接近及び離反する方向（±Ｚ方向）に研削送りする研削送り手段２０とを備えている。
【００１４】
研削手段１０は、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドル１１と、スピンドル１１の外周を囲繞するスピンドルハウジング１２を保持するホルダ１３と、スピンドル１１の一端に接続されたモータ１４と、マウント１５を介してスピンドル１１の下端に回転可能に装着された研削ホイール１６と、研削ホイール１６の下部に環状に固着された研削砥石１７とを備えている。そして、モータ１４がスピンドル１１を回転させることにより、研削ホイール１６を所定の回転速度で回転させることができる。
【００１５】
研削送り手段２０は、Ｚ軸方向に延在するボールネジ２１と、ボールネジ２１の一端に接続されたモータ２２と、ボールネジ２１と平行に延在する一対のガイドレール２３と、一方の面が研削手段１０に固定された昇降板２４とを備えている。一対のガイドレール２３には昇降板２４の他方の面が摺接し、昇降板２４の内部に形成されたナットにはボールネジ２１が螺合している。モータ２２によってボールネジ２１を回動させることにより、昇降板２４とともに研削手段１０を±Ｚ方向に昇降させることができる。
【００１６】
研削装置１は、保持テーブル２の保持面２ａの高さを測定する保持面測定手段３０と、保持テーブル２に保持される板状ワークＷの上面高さを非接触で測定する非接触測定手段４０とを備えている。
【００１７】
保持面測定手段３０は、接触式のハイトゲージであり、先端を被測定物の表面に接触させる測定子３１を備えている。保持面測定手段３０は、接続部５の端部に接続され保持テーブル２の外周側に位置するブラケット６ａに固定されており、保持テーブル２の基準面２ｂ側に位置している。そして、保持面測定手段３０では、測定子３１が基準面２ｂに接触したときの高さを保持テーブル２の保持面２ａの高さとして測定することができる。
【００１８】
非接触測定手段４０は、板状ワークＷの上面高さを非接触で測定する非接触測定器４１と、非接触測定器４１に接続される浮上量算出手段４８とを備えている。非接触測定手段４０は、接続部５の端部に接続され保持テーブル２の中央側に位置するブラケット６ｂに固定されており、保持テーブル２の保持面２ａ側に位置している。
【００１９】
図２に示す非接触測定器４１は、図１に示した保持テーブル２に保持される板状ワークＷの上面Ｗａに対して垂直方向に延在する棒状のコンタクタ４２と、一端がコンタクタ４２に連結されるとともに他端が連結部材４００に連結され軸方向（±Ｚ方向）に延在するシャフト４４と、シャフト４４の側面４４ａを囲繞して支持しシャフト４４の軸方向の昇降移動を可能にする昇降案内手段４５と、コンタクタ４２を上昇させる上昇手段４６と、コンタクタ４２の中心をコンタクタ４２の延在方向に貫通する図３に示す貫通孔４３と、貫通孔４３に連通しコンタクタ４２の板状ワークＷ側の先端に形成された噴出口４２１と、
貫通孔４３に水を通水させ噴出口４２１から水を噴出させ板状ワークＷの上面Ｗａとコンタクタ４２の先端との間に水を介在させてコンタクタ４２を板状ワークＷの上面Ｗａから浮き上がらせたコンタクタ４２の高さを読み取る読み取り手段４７と、を備えている。
【００２０】
非接触測定器４１は、連結部材４００と対向して連結部材４００と平行な支持部材４０１を有している。支持部材４０１は、図３に示すブラケット６ｂによって下方から支持されている。シャフト４４は、四角柱状に形成されており、支持部材４０１を貫通しており、シャフト４４の一端に連結されたコンタクタ４２が支持部材４０１の下面から下方に突出している。シャフト４４の形状は、四角柱状に限られず、回転しない形状、すなわち円柱でない形状であればよい。したがって、多角柱でもよいし、楕円柱でもよい。また、シャフト４４の側面４４ａのうち、一面のみが平らな面に形成され、他の面が曲面に形成された柱状でもよい。このように、シャフト４４の側面４４ａのうち、少なくとも一面が平らな面で形成されていれば、シャフト４４が回転方向に動くのを規制することができる。
【００２１】
コンタクタ４２には、保持テーブル２に保持される板状ワークＷ側の先端において円盤状のツバ部４２０が形成されている。図３に示すように、ツバ部４２０の中央部に噴出口４２１が形成されている。貫通孔４３は、コンタクタ４２及びシャフト４４の内部を連通してコンタクタ４２及びシャフト４４の延在方向に貫通しており、貫通孔４３の一端側が噴出口４２１に連通しており、貫通孔４３の他端側が水供給源７に接続されている。水供給源７が所定量の水を貫通孔４３に通水させ噴出口４２１から水を噴出させることにより、被測定物である板状ワークＷとコンタクタ４２のツバ部４２０との間に水を介在させてコンタクタ４２を板状ワークＷの上面Ｗａから浮き上がらせ、ツバ部４２０と板状ワークＷの上面Ｗａとが非接触となるようにすることができる。本実施形態に示すツバ部４２０は、保持テーブル２の保持面２ａに対して水平方向に延在している。そのため、コンタクタ４２の先端と板状ワークＷとの間に介在する水の水面に対してツバ部４２０が平行となり、ツバ部４２０が水の表面張力を受けて水面上に浮きやすい構成となっている。なお、ツバ部４２０の形状や材質は特に限定されるものではない。
【００２２】
昇降案内手段４５は、支持部材４０１の上面に配設されたケース４５０を有しており、ケース４５０の内部にシャフト４４を挿通させてシャフト４４の周囲を支持する構成となっている。ケース４５０は、シャフト４４の形状に対応させて、シャフト４４を収容するための横断面四角形状の穴が形成されており、この穴にシャフト４４を挿通させてシャフト４４の周囲を支持できる構成となっている。また、ケース４５０には、図３に示すように、シャフト４４の側面４４ａから均等な間隔を設けて側面４４ａに対面させる内側の支持面４５１と、支持面４５１からシャフト４４の側面４４ａに向けてエアを吹き付ける複数の吹付口４５２と、エア供給源８に接続された流入口４５３と、流入口４５３と各吹付口４５２とを連通させる流路４５４とを備えている。支持面４５１は、シャフト４４の形状に対応して４つの平面状の面から構成されている。
【００２３】
昇降案内手段４５では、ケース４５０の支持面４５１をシャフト４４の側面４４ａに対面させた状態で、支持面４５１の各吹付口４５２からシャフト４４の側面４４ａに向けてエアを吹き付けて側面４４ａと支持面４５１との間にエアを介在させシャフト４４を支持することできるとともに、ケース４５０の上側排気口４５５と下側排気口４５６とからケース４５０内に流入したエアを排出させることにより、シャフト４４を軸方向（±Ｚ方向）に移動させることができる。
【００２４】
上昇手段４６は、シャフト４４の近傍であって、支持部材４０１の上面に配設されている。上昇手段４６は、シリンダ４６０と、シリンダ４６０の内部においてシャフト４４を軸方向と平行な方向に移動するピストン４６１と、シリンダ４６０の内部にエアを流入させるための流入口４６２を少なくとも備えており、シャフト４４を軸方向に直動させることができる。流入口４６２は、バルブ９を介してエア供給源８に連通している。
【００２５】
上昇手段４６によって保持テーブル２に保持される板状ワークＷから離反する方向にシャフト４４を上昇させるときは、バルブ９を開いてエア供給源８から流入口４６２にエアを流入させてシリンダ４６０内にエアを供給することにより、シリンダ４６０の内部においてピストン４６１を上昇させ、連結部材４００にピストン４６１を接触させてからさらにピストン４６１を上昇させて連結部材４００を上昇させることにより、連結部材４００に連結されたシャフト４４を上昇させることができる。本実施形態に示す上昇手段４６では、少なくともシャフト４４を上昇させる機能を有していればよいが、シャフト４４を下降させる機能を有していてもよい。
【００２６】
図３に示すように、読み取り手段４７は、連結部材４００の端部から垂下し、シャフト４４の延在方向と平行に配設された目盛り４７０と、支持部材４０１の端部において立設されＺ軸方向に延在する支持板４７１と、支持板４７１の先端に配設された検知部４７２とを備えており、目盛り４７０と検知部４７２とが対面している。このように構成される非接触測定器４１では、コンタクタ４２と板状ワークＷとの間に介在する水の水面上にツバ部４２０が接触したときの目盛り４７０を検知部４７２が読み取り、その読み取った位置に基づいて、板状ワークＷの上面高さを測定することができる。
【００２７】
浮上量算出手段４８は、検知部４７２に接続されており、水供給源７から貫通孔４３に水を通水させ噴出口４２１から水を噴出させ浮上した状態のコンタクタ４２の浮上量を算出することが可能となっている。コンタクタ４２の浮上量は、コンタクタ４２のツバ部４２０が保持テーブル２の保持面２ａに接触したときのコンタクタ４２の高さとコンタクタ４２のツバ部４２０が保持テーブル２の保持面２ａから浮上しているときのコンタクタ４２の高さとの差から算出される。
【００２８】
図１に示す研削装置１は、研削される板状ワークＷの厚みを算出する厚み算出手段５０を備えている。厚み算出手段５０は、保持面測定手段３０及び非接触測定手段４０に接続されている。この厚み算出手段５０では、非接触測定器４１が測定した板状ワークＷの上面高さと保持面測定手段３０が測定した保持面高さとの高さ差から浮上量算出手段４８が算出したコンタクタ４２の浮上量を差し引くことにより、板状ワークＷの厚みを算出することが可能となっている。
【００２９】
次に、研削装置１において板状ワークＷを研削加工する動作及び研削加工中の板状ワークＷの厚みを測定する動作について説明する。研削手段１０で板状ワークＷを研削加工する前には、浮上量算出手段４８によって、研削加工中の板状ワークＷの厚みを算出するためのコンタクタ４２の浮上量をあらかじめ算出しておく。かかる浮上量の算出は、保持テーブル２で板状ワークＷを保持しない状態で行われる。
【００３０】
まず、図４に示すように、保持テーブル２の上方に非接触測定器４１を位置づける。次いで、シャフト４４を保持テーブル２の保持面２ａに接近する−Ｚ方向に下降させ、コンタクタ４２のツバ部４２０を保持面２ａに接触させる。このとき、水供給源７がコンタクタ４２の噴出口４２１から水を噴出しないでツバ部４２０が保持テーブル２の保持面２ａに接触しているときに目盛り４７０の位置を検知部４７２が読み取って、この位置を第１の読み取り値として浮上量算出手段４８に送る。
【００３１】
次いで、図５に示すように、水供給源７が水７０を貫通孔４３に通水させて噴出口４２１から水７０を噴出させることにより、保持テーブル２とコンタクタ４２の先端、すなわち、保持面２ａとツバ部４２０との間に水７０を介在させる。所定量の水７０を噴出口４２１から噴出させると、ツバ部４２０が保持面２ａから浮き上がり、ツバ部４２０が水面７０ａに接した状態となる。このようにしてコンタクタ４２が保持テーブル２の保持面２ａから浮上しているときに目盛り４７０の位置を検知部４７２が読み取って、この位置を第２の読み取り値として浮上量算出手段４８に送る。そして、浮上量算出手段４８は、第１の読み取り値と第２の読み取り値との差をコンタクタ４２の浮上量ΔＨとして算出し、この浮上量ΔＨを厚み算出手段５０に送る。
【００３２】
板状ワークＷの研削加工を開始する場合は、図１に示す保持テーブル２の保持面２ａに板状ワークＷを載置し、図示しない吸引源の吸引力を作用させた保持面２ａで板状ワークＷを吸引保持したら、保持テーブル２を回転させながら研削手段１０の下方に移動させる。続いて、研削送り手段２０によって、研削手段１０と保持テーブル２とを相対的に接近する方向に研削手段１０を下降させる。研削手段１０は、スピンドル１１を回転させることにより、研削ホイール１６を回転させながら、研削砥石１７で板状ワークＷを押圧しながら所望の厚みに至るまで研削する。
【００３３】
板状ワークＷの研削加工中は、保持面測定手段３０及び非接触測定手段４０を用いて、板状ワークＷの厚みを常に測定して厚みの変化を監視する。保持面測定手段３０では、測定子３１を−Ｚ方向に下降させて基準面２ｂに接触させることにより、図６に示すように、保持テーブル２の保持面２ａの保持面高さｈ１を測定し、この保持面高さｈ１を厚み算出手段５０に送る。
【００３４】
次に、板状ワークＷの研削加工を行いながら、保持テーブル２に保持された板状ワークＷの上方に非接触測定器４１を位置づける。続いて、シャフト４４を保持テーブル２の保持面２ａに接近する−Ｚ方向に下降させる。このとき、昇降案内手段４５の各吹付口４５２からシャフト４４の側面４４ａに向けてエアを吹き付けることにより、シャフト４４の側面４４ａとケース４５０の支持面４５１との間にエアを介在させシャフト４４を支持するとともに、側面４４ａによってシャフト４４の回転方向の動きを規制するとよい。
【００３５】
このとき、水供給源７が水７０を貫通孔４３に通水させて噴出口４２１から水７０を噴出させることにより、保持面２ａに保持された板状ワークＷとコンタクタ４２の先端、すなわち、板状ワークＷの上面Ｗａとツバ部４２０との間に水７０を介在させる。所定量の水７０を噴出口４２１から噴出させることでツバ部４２０を浮き上がらせて、コンタクタ４２と板状ワークＷとの非接触の状態が維持される。板状ワークＷの上面Ｗａにおいて水７０が常に流れていることから、たとえ上面Ｗａに凸凹があっても、水７０が凸凹を吸収するため、コンタクタ４２のツバ部４２０が板状ワークＷの上面Ｗａで飛び跳ねることはない。また、コンタクタ４２が板状ワークＷの上面Ｗａに接触しないため板状ワークＷの上面Ｗａを傷つけることはない。なお、コンタクタ４２の浮上量ΔＨを算出する際に使用される水７０の水量と、板状ワークＷの研削加工中に使用される水７０の水量とは同量に設定される。
【００３６】
このようにして、浮上したコンタクタ４２と板状ワークＷとの間に介在する水７０の水面７０ａ上にツバ部４２０が接触したときの目盛り４７０を検知部４７２が読み取り、その読み取った位置を板状ワークＷの上面高さｈ２として測定し、この上面高さｈ２を厚み算出手段５０に送る。このように、非接触測定器４１では、研削対象となる板状ワークＷの材質が変化しても、非接触測定器４１の調整をする必要がなく、板状ワークＷの上面高さｈ２を容易に測定することができる。なお、実際には板状ワークＷの上面高さｈ２は水７０を含んだ高さとなっている。
【００３７】
次いで、研削加工中の板状ワークＷのみの厚みを正確に算出するために、厚み算出手段５０は、非接触測定器４１が測定した研削加工中の板状ワークＷの上面高さｈ２と保持面測定手段３０が測定した保持面高さｈ１との高さ差Ｈから浮上量算出手段４８が算出したコンタクタ４２の浮上量ΔＨを差し引くことにより、研削加工中の板状ワークＷの厚みＴを算出する。
【００３８】
板状ワークＷの厚みＴが所定値に達すると、研削を終了するとともに、厚みＴの測定を完了する。その後、上昇手段４６は、シャフト４４を板状ワークＷから離反する方向（＋Ｚ方向）に上昇させる。具体的には、図２に示したバルブ９を開いてエア供給源８が流入口４６２に所定のエアを流入させてシリンダ４６０内にエアを供給することにより、シリンダ４６０の内部においてピストン４６１を＋Ｚ方向に上昇させる。ピストン４６１を上昇させることにより連結部材４００に接触させてさらに連結部材４００を押し上げてシャフト４４を＋Ｚ方向に上昇させることにより、コンタクタ４２のツバ部４２０を板状ワークＷから退避させる。
【００３９】
以上のとおり、本発明にかかる研削装置１は、保持テーブル２の保持面２ａの高さを測定する保持面測定手段３０と、保持テーブル２に保持される板状ワークＷの上面高さを非接触で測定する非接触測定手段４０と、保持テーブル２に保持される板状ワークＷを所定の厚みまで研削砥石１７で研削する研削手段１０と、研削される板状ワークの厚みを算出する厚み算出手段５０とを備え、非接触測定手段４０は、非接触測定器４１と、コンタクタ４２の延在方向に貫通する貫通孔４３に水を通水させ噴出口４２１から水７０を噴出させ浮上したコンタクタ４２の浮上量ΔＨを算出する浮上量算出手段４８とを備え、厚み算出手段５０が、非接触測定手段４０が測定した研削加工中の板状ワークＷの上面高さｈ２と保持面測定手段３０が測定した保持面高さｈ１との高さ差Ｈから浮上量算出手段４８が算出した浮上量ΔＨを差し引いて板状ワークＷの厚みＴを算出する構成としたことから、
板状ワークＷの面状態にかかわりなく、コンタクタ４２が板状ワークＷの上面Ｗａで飛び跳ねることがなく、板状ワークＷの厚みＴを正確に測定することができる。また、非接触で板状ワークＷの厚みＴを算出するため、研削水や研削屑に影響を受けることなく、板状ワークＷの厚みＴを正確に測定することができる。さらには、研削対象となる板状ワークＷの材質が変化しても、上記同様に非接触測定器４１を調整する必要もないため、板状ワークＷの厚みＴを容易に測定することができる。
【００４０】
なお、本実施形態に示した非接触測定器４１は、直動式の測定器として構成したが、この構成に限定されるものではなく、テコ式の測定器で構成してもよい。また、本実施形態に示した非接触測定器４１は、光学式の測定器に比べて安価に構成することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１：研削装置  １００：装置ベース  １０１：コラム  ２：保持テーブル  ２ａ：保持面
２ｂ：基準面  ３：枠体  ４：カバー  ５：接続部  ６ａ，６ｂ：ブラケット
７：水供給源  ７０：水  ７０ａ：水面  ８：エア供給源  ９：バルブ
１０：研削手段  １１：スピンドル  １２：スピンドルハウジング  １３：ホルダ
１４：モータ  １５：マウント  １６：研削ホイール  １７：研削砥石
２０：研削送り手段  ２１：ボールネジ  ２２：モータ  ２３：ガイドレール
２４：昇降板  ３０：保持面測定手段  ３１：測定子
４０：非接触測定手段  ４００：連結部材  ４０１：支持部材
４１：非接触測定器  ４２：コンタクタ  ４２０：ツバ部  ４２１：噴出口
４３：貫通孔  ４４：シャフト  ４４ａ：側面
４５：昇降案内手段  ４５０：ケース  ４５１：支持面  ４５２：吹付口
４５３：流入口  ４５４：流路  ４５５：上側排気口  ４５６：下側排気口
４６：上昇手段  ４６０：シリンダ  ４６１：ピストン  ４６２：流入口
４７：読み取り手段  ４７０：目盛り  ４７１：支持板  ４７２：検知部
４８：浮上量算出手段
５０：厚み算出手段
【図１】
2017198586.tif 000003
【図２】
2017198586.tif 000004
【図３】
2017198586.tif 000005
【図４】
2017198586.tif 000006
【図５】
2017198586.tif 000007
【図６】
2017198586.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月20日(2017.4.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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と、該保持テーブルの該保持面の高さを測定する保持面測定手段と、該保持テーブルに保持される板状ワークの上面高さを非接触で測定する非接触測定手段と、該保持テーブルに保持される板状ワークを所定の厚みまで研削砥石で研削する研削手段と、研削される板状ワークの厚みを算出する厚み算出手段と、を備える研削装置であって、
該非接触測定手段は、該保持テーブルに保持される板状ワークの上面高さを非接触で測定する非接触測定器を備え、
該非接触測定器は、該保持テーブルに保持される板状ワークの上面に対し垂直方向に延在する棒状のコンタクタと、該コンタクタの中心を該コンタクタの延在方向に貫通する貫通孔と、該貫通孔に連通し該コンタクタの板状ワーク側の先端に形成された噴出口と、該貫通孔に水を通水させ該噴出口から該水を噴出させ板状ワークの上面と該コンタクタの先端との間に該水を介在させて板状ワークの上面から浮き上がらせた該コンタクタの高さを読み取る読み取り手段と、該コンタクタを上昇させる上昇手段とを備え、
該非接触測定手段は、さらに、該貫通孔に水を通水させ該噴出口から該水を噴出させ浮上した該コンタクタの浮上量を算出する浮上量算出手段を備え、
該浮上量算出手段は、該噴出口から該水を噴出しないで該コンタクタの先端が該保持面に接しているときに該読み取り手段が読み取った第１の読み取り値と、該噴出口から該水を噴出させ該コンタクタの先端が該保持面から浮上しているときに該読み取り手段が読
み取った第２の読み取り値との差を浮上量として算出し、
該厚み算出手段は、該非接触測定器が測定した研削加工中の板状ワークの上面高さと該保持面測定手段が測定した保持面高さとの高さ差から該浮上量算出手段が算出した該浮上量を差し引いて板状ワークの厚みを算出する研削装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状ワークの上面の高さを測定する非接触測定器が搭載され板状ワークの厚みを測定することができる研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
板状ワークを研削する研削装置においては、板状ワークの厚みを監視する必要があり、例えば２つの接触式の測定器や非接触式で光学式の測定器を用いて被加工物の厚みを測定している（例えば、下記の特許文献１を参照）。２つの接触式の測定器は、板状ワークの上面の高さを測定する測定器と、板状ワークを保持するチャックテーブルの上面の高さを測定する測定器とにより構成され、それぞれの測定器で測定した測定値の差を板状ワークの厚みとして算出することができる。一方、光学式の測定器では、板状ワークに向けて測定光を照射し、板状ワークの上下の界面（上面と下面）において反射した反射光を受光した時間差から板状ワークの厚みを測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３５４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、板状ワークの上面が凸凹面になっている場合、上記したような接触式の測定器の先端を板状ワークの上面に接触させると、測定器の先端が凸凹面で飛び跳ねてしまい、板状ワークの厚みを測定することができないし、測定器の先端によって板状ワークの上面を傷つけてしまう。
【０００５】
一方、光学式の測定器で板状ワークの厚みを測定する際には、研削水や研削屑によって測定光が遮断されて、板状ワークの厚みを測定することが困難となっている。また、板状ワークの上面が凸凹面となっていると、凸凹面で測定光が反射するため板状ワークの厚みを正確に測定できない。さらには、研削対象となる板状ワークの材質が変化すると、機器の調整が必要となるため、板状ワークの厚みを容易に測定することができないという問題もある。
【０００６】
本発明は、上記の事情にかんがみてなされたもので、板状ワークの面状態や材質にかかわりなく板状ワークの厚みを測定できるようにするとともに、研削水や研削屑にも影響されることなく板状ワークの厚みを正確に測定できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、板状ワークを保持する保持面を有する保持テーブルと、該保持テーブルの該保持面の高さを測定する保持面測定手段と、該保持テーブルに保持される板状ワークの上面高さを非接触で測定する非接触測定手段と、該保持テーブルに保持される板状ワークを所定の厚みまで研削砥石で研削する研削手段と、研削される板状ワークの厚みを算出する厚み算出手段と、を備える研削装置であって、該非接触測定手段は、該保持テーブルに保持される板状ワークの上面高さを非接触で測定する非接触測定器を備え、該非接触測定器は、該保持テーブルに保持される板状ワークの上面に対し垂直方向に延在する棒状のコンタクタと、該コンタクタの中心を該コンタクタの延在方向に貫通する貫通孔と、該貫通孔に連通し該コンタクタの板状ワーク側の先端に形成された噴出口と、該貫通孔に水を通水させ該噴出口から該水を噴出させ板状ワークの上面と該コンタクタの先端との間に該水を介在させて板状ワークの上面から浮き上がらせた該コンタクタの高さを読み取る読み取り手段と、該コンタクタを上昇させる上昇手段とを備え、該非接触測定手段は、さらに、上記貫通孔に水を通水させ上記噴出口から該水を噴出させ浮上した上記コンタクタの浮上量を算出する浮上量算出手段と、を備え、該浮上量算出手段は、該噴出口から該水を噴出しないで該コンタクタの先端が該保持面に接しているときに上記読み取り手段が読み取った第１の読み取り値と、該噴出口から該水を噴出させ該コンタクタの先端が該保持面から浮上しているときに該読み取り手段が読み取った第２の読み取り値との差を浮上量として算出し、該厚み算出手段は、該非接触測定器が測定した研削加工中の板状ワークの上面高さと該保持面測定手段が測定した保持面高さとの高さ差から該浮上量算出手段が算出した該浮上量を差し引いて板状ワークの厚みを算出する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる研削装置は、保持テーブルの保持面の高さを測定する保持面測定手段と、保持テーブルに保持される板状ワークの上面高さを非接触で測定する非接触測定手段と、保持テーブルに保持される板状ワークを所定の厚みまで研削砥石で研削する研削手段と、研削される板状ワークの厚みを算出する厚み算出手段とを備え、非接触測定手段は、保持テーブルに保持される板状ワークの上面高さを非接触で測定する非接触測定器を備え、非接触測定器は、保持テーブルに保持される板状ワークの上面に対し垂直方向に延在する棒状のコンタクタと、コンタクタの中心を該コンタクタの延在方向に貫通する貫通孔と、貫通孔に連通しコンタクタの板状ワーク側の先端に形成された噴出口と、貫通孔に水を通水させ噴出口から水を噴出させ板状ワークの上面とコンタクタの先端との間に該水を介在させて板状ワークの上面から浮き上がらせたコンタクタの高さを読み取る読み取り手段と、コンタクタを上昇させる上昇手段とを備え、非接触測定手段は、さらに、コンタクタの延在方向に貫通する上記貫通孔に水を通水させ噴出口から水を噴出させ浮上したコンタクタの浮上量を算出する浮上量算出手段とを備え、厚み算出手段が、非接触測定器が測定した研削加工中の板状ワークの上面高さと保持面測定手段が測定した保持面高さとの高さ差から浮上量算出手段が算出した浮上量を差し引いて板状ワークの厚みを算出する構成としたため、板状ワークの面状態にかかわりなく、上記同様にコンタクタが板状ワークの上面で飛び跳ねることがなく、板状ワークの厚みを正確に測定することができる。また、非接触で板状ワークの厚みを算出するため、研削水や研削屑に影響を受けることなく、板状ワークの厚みを正確に測定することができる。さらに、研削対象となる板状ワークの材質が変化しても、上記同様に非接触測定器を調整する必要もないため、板状ワークの厚みを容易に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】研削装置の一例の構成を示す斜視図である。
【図２】非接触測定器の構成を示す斜視図である。
【図３】非接触測定手段の構成を示す断面図である。
【図４】非接触測定手段により第１の読み取り値を測定する状態を示す断面図である。
【図５】非接触測定手段により第２の読み取り値を測定する状態を示す断面図である。
【図６】非接触測定手段により板状ワークの厚みを測定する状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示す研削装置１は、被加工物の一例である板状ワークＷに研削加工を施す研削装置の一例である。研削装置１は、Ｙ軸方向に延在する装置ベース１００を有している。装置ベース１００の上面には、板状ワークＷを保持する保持面２ａを有する保持テーブル２が配設されている。保持テーブル２は、保持面２ａを囲繞する枠体３を備えており、枠体３の上面が保持面２ａと同じ高さを有する基準面２ｂとなっている。保持面２ａには吸引源が接続されている。保持テーブル２の周囲はカバー部４によって覆われている。そして、保持テーブル２は、図示しない移動手段により±Ｙ方向に移動することができる。
【００１１】
装置ベース１００の＋Ｙ方向後部には、Ｚ軸方向に延在するコラム１０１が立設されている。コラム１０１の前方には、保持テーブル２に保持される板状ワークＷを所定の厚みに至るまで研削する研削手段１０と、研削手段１０と保持テーブル２とを相対的に接近及び離反する方向（±Ｚ方向）に研削送りする研削送り手段２０とを備えている。
【００１２】
研削手段１０は、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドル１１と、スピンドル１１の外周を囲繞するスピンドルハウジング１２を保持するホルダ１３と、スピンドル１１の一端に接続されたモータ１４と、マウント１５を介してスピンドル１１の下端に回転可能に装着された研削ホイール１６と、研削ホイール１６の下部に環状に固着された研削砥石１７とを備えている。そして、モータ１４がスピンドル１１を回転させることにより、研削ホイール１６を所定の回転速度で回転させることができる。
【００１３】
研削送り手段２０は、Ｚ軸方向に延在するボールネジ２１と、ボールネジ２１の一端に接続されたモータ２２と、ボールネジ２１と平行に延在する一対のガイドレール２３と、一方の面が研削手段１０に固定された昇降板２４とを備えている。一対のガイドレール２３には昇降板２４の他方の面が摺接し、昇降板２４の内部に形成されたナットにはボールネジ２１が螺合している。モータ２２によってボールネジ２１を回動させることにより、昇降板２４とともに研削手段１０を±Ｚ方向に昇降させることができる。
【００１４】
研削装置１は、保持テーブル２の保持面２ａの高さを測定する保持面測定手段３０と、保持テーブル２に保持される板状ワークＷの上面高さを非接触で測定する非接触測定手段４０とを備えている。
【００１５】
保持面測定手段３０は、接触式のハイトゲージであり、先端を被測定物の表面に接触させる測定子３１を備えている。保持面測定手段３０は、接続部５の端部に接続され保持テーブル２の外周側に位置するブラケット６ａに固定されており、保持テーブル２の基準面２ｂ側に位置している。そして、保持面測定手段３０では、測定子３１が基準面２ｂに接触したときの高さを保持テーブル２の保持面２ａの高さとして測定することができる。
【００１６】
非接触測定手段４０は、板状ワークＷの上面高さを非接触で測定する非接触測定器４１と、非接触測定器４１に接続される浮上量算出手段４８とを備えている。非接触測定手段４０は、接続部５の端部に接続され保持テーブル２の中央側に位置するブラケット６ｂに固定されており、保持テーブル２の保持面２ａ側に位置している。
【００１７】
図２に示す非接触測定器４１は、図１に示した保持テーブル２に保持される板状ワークＷの上面Ｗａに対して垂直方向に延在する棒状のコンタクタ４２と、一端がコンタクタ４２に連結されるとともに他端が連結部材４００に連結され軸方向（±Ｚ方向）に延在するシャフト４４と、シャフト４４の側面４４ａを囲繞して支持しシャフト４４の軸方向の昇降移動を可能にする昇降案内手段４５と、コンタクタ４２を上昇させる上昇手段４６と、コンタクタ４２の中心をコンタクタ４２の延在方向に貫通する図３に示す貫通孔４３と、貫通孔４３に連通しコンタクタ４２の板状ワークＷ側の先端に形成された噴出口４２１と、貫通孔４３に水を通水させ噴出口４２１から水を噴出させ板状ワークＷの上面Ｗａとコンタクタ４２の先端との間に水を介在させてコンタクタ４２を板状ワークＷの上面Ｗａから浮き上がらせたコンタクタ４２の高さを読み取る読み取り手段４７と、を備えている。
【００１８】
非接触測定器４１は、連結部材４００と対向して連結部材４００と平行な支持部材４０１を有している。支持部材４０１は、図３に示すブラケット６ｂによって下方から支持されている。シャフト４４は、四角柱状に形成されており、支持部材４０１を貫通しており、シャフト４４の一端に連結されたコンタクタ４２が支持部材４０１の下面から下方に突出している。シャフト４４の形状は、四角柱状に限られず、回転しない形状、すなわち円柱でない形状であればよい。したがって、多角柱でもよいし、楕円柱でもよい。また、シャフト４４の側面４４ａのうち、一面のみが平らな面に形成され、他の面が曲面に形成された柱状でもよい。このように、シャフト４４の側面４４ａのうち、少なくとも一面が平らな面で形成されていれば、シャフト４４が回転方向に動くのを規制することができる。
【００１９】
コンタクタ４２には、保持テーブル２に保持される板状ワークＷ側の先端において円盤状のツバ部４２０が形成されている。図３に示すように、ツバ部４２０の中央部に噴出口４２１が形成されている。貫通孔４３は、コンタクタ４２及びシャフト４４の内部を連通してコンタクタ４２及びシャフト４４の延在方向に貫通しており、貫通孔４３の一端側が噴出口４２１に連通しており、貫通孔４３の他端側が水供給源７に接続されている。水供給源７が所定量の水を貫通孔４３に通水させ噴出口４２１から水を噴出させることにより、被測定物である板状ワークＷとコンタクタ４２のツバ部４２０との間に水を介在させてコンタクタ４２を板状ワークＷの上面Ｗａから浮き上がらせ、ツバ部４２０と板状ワークＷの上面Ｗａとが非接触となるようにすることができる。本実施形態に示すツバ部４２０は、保持テーブル２の保持面２ａに対して水平方向に延在している。そのため、コンタクタ４２の先端と板状ワークＷとの間に介在する水の水面に対してツバ部４２０が平行となり、ツバ部４２０が水の表面張力を受けて水面上に浮きやすい構成となっている。なお、ツバ部４２０の形状や材質は特に限定されるものではない。
【００２０】
昇降案内手段４５は、支持部材４０１の上面に配設されたケース４５０を有しており、ケース４５０の内部にシャフト４４を挿通させてシャフト４４の周囲を支持する構成となっている。ケース４５０は、シャフト４４の形状に対応させて、シャフト４４を収容するための横断面四角形状の穴が形成されており、この穴にシャフト４４を挿通させてシャフト４４の周囲を支持できる構成となっている。また、ケース４５０には、図３に示すように、シャフト４４の側面４４ａから均等な間隔を設けて側面４４ａに対面させる内側の支持面４５１と、支持面４５１からシャフト４４の側面４４ａに向けてエアを吹き付ける複数の吹付口４５２と、エア供給源８に接続された流入口４５３と、流入口４５３と各吹付口４５２とを連通させる流路４５４とを備えている。支持面４５１は、シャフト４４の形状に対応して４つの平面状の面から構成されている。
【００２１】
昇降案内手段４５では、ケース４５０の支持面４５１をシャフト４４の側面４４ａに対面させた状態で、支持面４５１の各吹付口４５２からシャフト４４の側面４４ａに向けてエアを吹き付けて側面４４ａと支持面４５１との間にエアを介在させシャフト４４を支持することできるとともに、ケース４５０の上側排気口４５５と下側排気口４５６とからケース４５０内に流入したエアを排出させることにより、シャフト４４を軸方向（±Ｚ方向に移動させることができる。
【００２２】
上昇手段４６は、シャフト４４の近傍であって、支持部材４０１の上面に配設されている。上昇手段４６は、シリンダ４６０と、シリンダ４６０の内部においてシャフト４４を軸方向と平行な方向に移動するピストン４６１と、シリンダ４６０の内部にエアを流入させるための流入口４６２を少なくとも備えており、シャフト４４を軸方向に直動させることができる。流入口４６２は、バルブ９を介してエア供給源８に連通している。
【００２３】
上昇手段４６によって保持テーブル２に保持される板状ワークＷから離反する方向にシャフト４４を上昇させるときは、バルブ９を開いてエア供給源８から流入口４６２にエアを流入させてシリンダ４６０内にエアを供給することにより、シリンダ４６０の内部においてピストン４６１を上昇させ、連結部材４００にピストン４６１を接触させてからさらにピストン４６１を上昇させて連結部材４００を上昇させることにより、連結部材４００に連結されたシャフト４４を上昇させることができる。本実施形態に示す上昇手段４６では、少なくともシャフト４４を上昇させる機能を有していればよいが、シャフト４４を下降させる機能を有していてもよい。
【００２４】
図３に示すように、読み取り手段４７は、連結部材４００の端部から垂下し、シャフト４４の延在方向と平行に配設された目盛り４７０と、支持部材４０１の端部において立設されＺ軸方向に延在する支持板４７１と、支持板４７１の先端に配設された検知部４７２とを備えており、目盛り４７０と検知部４７２とが対面している。このように構成される非接触測定器４１では、コンタクタ４２と板状ワークＷとの間に介在する水の水面上にツバ部４２０が接触したときの目盛り４７０を検知部４７２が読み取り、その読み取った位置に基づいて、板状ワークＷの上面高さを測定することができる。
【００２５】
浮上量算出手段４８は、検知部４７２に接続されており、水供給源７から貫通孔４３に水を通水させ噴出口４２１から水を噴出させ浮上した状態のコンタクタ４２の浮上量を算出することが可能となっている。コンタクタ４２の浮上量は、コンタクタ４２のツバ部４２０が保持テーブル２の保持面２ａに接触したときのコンタクタ４２の高さとコンタクタ４２のツバ部４２０が保持テーブル２の保持面２ａから浮上しているときのコンタクタ４２の高さとの差から算出される。
【００２６】
図１に示す研削装置１は、研削される板状ワークＷの厚みを算出する厚み算出手段５０を備えている。厚み算出手段５０は、保持面測定手段３０及び非接触測定手段４０に接続されている。この厚み算出手段５０では、非接触測定器４１が測定した板状ワークＷの上面高さと保持面測定手段３０が測定した保持面高さとの高さ差から浮上量算出手段４８が算出したコンタクタ４２の浮上量を差し引くことにより、板状ワークＷの厚みを算出することが可能となっている。
【００２７】
次に、研削装置１において板状ワークＷを研削加工する動作及び研削加工中の板状ワークＷの厚みを測定する動作について説明する。研削手段１０で板状ワークＷを研削加工する前には、浮上量算出手段４８によって、研削加工中の板状ワークＷの厚みを算出するためのコンタクタ４２の浮上量をあらかじめ算出しておく。かかる浮上量の算出は、保持テーブル２で板状ワークＷを保持しない状態で行われる。
【００２８】
まず、図４に示すように、保持テーブル２の上方に非接触測定器４１を位置づける。次いで、シャフト４４を保持テーブル２の保持面２ａに接近する−Ｚ方向に下降させ、コンタクタ４２のツバ部４２０を保持面２ａに接触させる。このとき、水供給源７がコンタクタ４２の噴出口４２１から水を噴出しないでツバ部４２０が保持テーブル２の保持面２ａに接触しているときに目盛り４７０の位置を検知部４７２が読み取って、この位置を第１の読み取り値として浮上量算出手段４８に送る。
【００２９】
次いで、図５に示すように、水供給源７が水７０を貫通孔４３に通水させて噴出口４２１から水７０を噴出させることにより、保持テーブル２とコンタクタ４２の先端、すなわち、保持面２ａとツバ部４２０との間に水７０を介在させる。所定量の水７０を噴出口４２１から噴出させると、ツバ部４２０が保持面２ａから浮き上がり、ツバ部４２０が水面７０ａに接した状態となる。このようにしてコンタクタ４２が保持テーブル２の保持面２ａから浮上しているときに目盛り４７０の位置を検知部４７２が読み取って、この位置を第２の読み取り値として浮上量算出手段４８に送る。そして、浮上量算出手段４８は、第１の読み取り値と第２の読み取り値との差をコンタクタ４２の浮上量ΔＨとして算出し、この浮上量ΔＨを厚み算出手段５０に送る。
【００３０】
板状ワークＷの研削加工を開始する場合は、図１に示す保持テーブル２の保持面２ａに板状ワークＷを載置し、図示しない吸引源の吸引力を作用させた保持面２ａで板状ワークＷを吸引保持したら、保持テーブル２を回転させながら研削手段１０の下方に移動させる。続いて、研削送り手段２０によって、研削手段１０と保持テーブル２とを相対的に接近する方向に研削手段１０を下降させる。研削手段１０は、スピンドル１１を回転させることにより、研削ホイール１６を回転させながら、研削砥石１７で板状ワークＷを押圧しながら所望の厚みに至るまで研削する。
【００３１】
板状ワークＷの研削加工中は、保持面測定手段３０及び非接触測定手段４０を用いて、板状ワークＷの厚みを常に測定して厚みの変化を監視する。保持面測定手段３０では、測定子３１を−Ｚ方向に下降させて基準面２ｂに接触させることにより、図６に示すように、保持テーブル２の保持面２ａの保持面高さｈ１を測定し、この保持面高さｈ１を厚み算出手段５０に送る。
【００３２】
次に、板状ワークＷの研削加工を行いながら、保持テーブル２に保持された板状ワークＷの上方に非接触測定器４１を位置づける。続いて、シャフト４４を保持テーブル２の保持面２ａに接近する−Ｚ方向に下降させる。このとき、昇降案内手段４５の各吹付口４５２からシャフト４４の側面４４ａに向けてエアを吹き付けることにより、シャフト４４の側面４４ａとケース４５０の支持面４５１との間にエアを介在させシャフト４４を支持するとともに、側面４４ａによってシャフト４４の回転方向の動きを規制するとよい。
【００３３】
このとき、水供給源７が水７０を貫通孔４３に通水させて噴出口４２１から水７０を噴出させることにより、保持面２ａに保持された板状ワークＷとコンタクタ４２の先端、すなわち、板状ワークＷの上面Ｗａとツバ部４２０との間に水７０を介在させる。所定量の水７０を噴出口４２１から噴出させることでツバ部４２０を浮き上がらせて、コンタクタ４２と板状ワークＷとの非接触の状態が維持される。板状ワークＷの上面Ｗａにおいて水７０が常に流れていることから、たとえ上面Ｗａに凸凹があっても、水７０が凸凹を吸収するため、コンタクタ４２のツバ部４２０が板状ワークＷの上面Ｗａで飛び跳ねることはない。また、コンタクタ４２が板状ワークＷの上面Ｗａに接触しないため板状ワークＷの上面Ｗａを傷つけることはない。なお、コンタクタ４２の浮上量ΔＨを算出する際に使用される水７０の水量と、板状ワークＷの研削加工中に使用される水７０の水量とは同量に設定される。
【００３４】
このようにして、浮上したコンタクタ４２と板状ワークＷとの間に介在する水７０の水面７０ａ上にツバ部４２０が接触したときの目盛り４７０を検知部４７２が読み取り、その読み取った位置を板状ワークＷの上面高さｈ２として測定し、この上面高さｈ２を厚み算出手段５０に送る。このように、非接触測定器４１では、研削対象となる板状ワークＷの材質が変化しても、非接触測定器４１の調整をする必要がなく、板状ワークＷの上面高さｈ２を容易に測定することができる。なお、実際には板状ワークＷの上面高さｈ２は水７０を含んだ高さとなっている。
【００３５】
次いで、研削加工中の板状ワークＷのみの厚みを正確に算出するために、厚み算出手段５０は、非接触測定器４１が測定した研削加工中の板状ワークＷの上面高さｈ２と保持面測定手段３０が測定した保持面高さｈ１との高さ差Ｈから浮上量算出手段４８が算出したコンタクタ４２の浮上量ΔＨを差し引くことにより、研削加工中の板状ワークＷの厚みＴを算出する。
【００３６】
板状ワークＷの厚みＴが所定値に達すると、研削を終了するとともに、厚みＴの測定を完了する。その後、上昇手段４６は、シャフト４４を板状ワークＷから離反する方向（＋Ｚ方向）に上昇させる。具体的には、図２に示したバルブ９を開いてエア供給源８が流入口４６２に所定のエアを流入させてシリンダ４６０内にエアを供給することにより、シリンダ４６０の内部においてピストン４６１を＋Ｚ方向に上昇させる。ピストン４６１を上昇させることにより連結部材４００に接触させてさらに連結部材４００を押し上げてシャフト４４を＋Ｚ方向に上昇させることにより、コンタクタ４２のツバ部４２０を板状ワークＷから退避させる。
【００３７】
以上のとおり、本発明にかかる研削装置１は、保持テーブル２の保持面２ａの高さを測定する保持面測定手段３０と、保持テーブル２に保持される板状ワークＷの上面高さを非接触で測定する非接触測定手段４０と、保持テーブル２に保持される板状ワークＷを所定の厚みまで研削砥石１７で研削する研削手段１０と、研削される板状ワークの厚みを算出する厚み算出手段５０とを備え、非接触測定手段４０は、非接触測定器４１と、コンタクタ４２の延在方向に貫通する貫通孔４３に水を通水させ噴出口４２１から水７０を噴出させ浮上したコンタクタ４２の浮上量ΔＨを算出する浮上量算出手段４８とを備え、厚み算出手段５０が、非接触測定手段４０が測定した研削加工中の板状ワークＷの上面高さｈ２と保持面測定手段３０が測定した保持面高さｈ１との高さ差Ｈから浮上量算出手段４８が算出した浮上量ΔＨを差し引いて板状ワークＷの厚みＴを算出する構成としたことから、板状ワークＷの面状態にかかわりなく、コンタクタ４２が板状ワークＷの上面Ｗａで飛び跳ねることがなく、板状ワークＷの厚みＴを正確に測定することができる。また、非接触で板状ワークＷの厚みＴを算出するため、研削水や研削屑に影響を受けることなく、板状ワークＷの厚みＴを正確に測定することができる。さらには、研削対象となる板状ワークＷの材質が変化しても、上記同様に非接触測定器４１を調整する必要もないため、板状ワークＷの厚みＴを容易に測定することができる。
【００３８】
なお、本実施形態に示した非接触測定器４１は、直動式の測定器として構成したが、この構成に限定されるものではなく、テコ式の測定器で構成してもよい。また、本実施形態に示した非接触測定器４１は、光学式の測定器に比べて安価に構成することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１：研削装置  １００：装置ベース  １０１：コラム  ２：保持テーブル  ２ａ：保持面
２ｂ：基準面  ３：枠体  ４：カバー  ５：接続部  ６ａ，６ｂ：ブラケット
７：水供給源  ７０：水  ７０ａ：水面  ８：エア供給源  ９：バルブ
１０：研削手段  １１：スピンドル  １２：スピンドルハウジング  １３：ホルダ
１４：モータ  １５：マウント  １６：研削ホイール  １７：研削砥石
２０：研削送り手段  ２１：ボールネジ  ２２：モータ  ２３：ガイドレール
２４：昇降板  ３０：保持面測定手段  ３１：測定子
４０：非接触測定手段  ４００：連結部材  ４０１：支持部材
４１：非接触測定器  ４２：コンタクタ  ４２０：ツバ部  ４２１：噴出口
４３：貫通孔  ４４：シャフト  ４４ａ：側面
４５：昇降案内手段  ４５０：ケース  ４５１：支持面  ４５２：吹付口
４５３：流入口  ４５４：流路  ４５５：上側排気口  ４５６：下側排気口
４６：上昇手段  ４６０：シリンダ  ４６１：ピストン  ４６２：流入口
４７：読み取り手段  ４７０：目盛り  ４７１：支持板  ４７２：検知部
４８：浮上量算出手段
５０：厚み算出手段