研削装置及び研削方法並びに薄板状部材の製造方法
【課題】薄板状の被加工物の端面を的確且つ安全に研削加工を行うことができる研削装置を提供する。
【解決手段】外周に被加工物Ｗの端面を研削可能な研削面を有し回転する砥石６１と、この研削面で被加工物Ｗの端面を研削するよう砥石６１及び被加工物Ｗを相対的に移動する移動手段と、砥石６１の周囲に略等角度間隔に配設され研削面に液体を微粒子化して噴射する複数の噴射ノズル１１２と、被加工物Ｗに接触する砥石６１の研削加工位置を基準として砥石６１の回転方向後方に液体が噴射されるよう複数の噴射ノズル１１２の噴射を制御する制御手段とを備えている。
【解決手段】外周に被加工物Ｗの端面を研削可能な研削面を有し回転する砥石６１と、この研削面で被加工物Ｗの端面を研削するよう砥石６１及び被加工物Ｗを相対的に移動する移動手段と、砥石６１の周囲に略等角度間隔に配設され研削面に液体を微粒子化して噴射する複数の噴射ノズル１１２と、被加工物Ｗに接触する砥石６１の研削加工位置を基準として砥石６１の回転方向後方に液体が噴射されるよう複数の噴射ノズル１１２の噴射を制御する制御手段とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、研削装置及び研削方法並びに薄板状部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削装置は、略方形（略多角形）の薄板状の被加工物等、例えば携帯電話などの携帯端末で用いられる高脆弱性の薄板ガラスの端面研削を行うのに用いられる。この携帯端末のモニターには略方形の薄板状のガラス板が用いられることが多い。こうした薄板状のガラスは、一般に大形のガラス板から、だいたいのワーク形状で切り出され、その切り出されたガラス板の端面を、研削装置の砥石によって正確に研削することで、所定の形状に形成される。特に、この研削の際には、同時に面取り加工も行うことで、薄板状のガラス板の端面の欠けを防ぐことも行われる。上記研削装置の砥石による研削に際しては、加工の際に加熱される砥石に対して噴射ノズルから研削液を噴射して、砥石を冷却することがなされている。
【０００３】
上述のようにガラス板の外形を研削する場合には、砥石をガラス板の周囲に沿って相対的に移動させて行うので、砥石とガラス板とが接触する研削加工位置は砥石の回転軸方向から見て３６０度の任意の方向に変化する。つまり、例えば略方形状のガラス板の一つの長辺を研削する際には回転軸方向から見て１２時方向に研削加工位置が位置すると仮定すると、この長辺に隣接する短辺を研削する際には３時方向に、他の長辺を研削する際には６時方向に、他の短辺を研削する際には９時方向にそれぞれ研削加工位置が移行する。そして、上述のように研削加工位置が研削作業時に順次変化する場合には、研削加工位置に適切に研削液を供給するために研削液の供給手段も砥石の回転軸方向から見て３６０度方向で必要と考えられる。
【０００４】
このような研削液を砥石の周囲に供給する手段の一つとして、（１）砥石を中心としたリング状の供給管を設け、この供給管から砥石中心方向に向けて切れ目なく研削液を供給する技術が開発されている（特開２００６−３４６８０３号公報参照）。しかし、このような研削液の供給形態の場合、大量の研削液が必要となる問題を有する。この点について詳述すると、砥石はその周囲の空気を連れ回る状態で回転しており、この空気層を突き破り砥石まで研削液を供給するには十分な圧力且つ十分な流量で研削液を供給する必要がある。このため、上記のようなリング状の供給管から研削液を供給する場合には、研削加工位置で必要とされる研削液の約１０倍近い流量で、相応の圧力を保って連続供給しなければ、研削加工位置に十分な研削液を供給することができない。
【０００５】
また、このような供給形態で研削加工位置に十分な流量を供給しようとすると、大量の研削液が砥石に向かって噴射されることとなり、結果として、砥石周囲に水溜りの様な状況が発生し、その水溜りを砥石が回転する状態となる。この場合、砥石の回転が作り出す水膜で、供給管からの研削液の噴射流が遮られることになり、研削加工位置に必要な研削液が安定して供給されない現象を起こしてしまうおそれがあり、研削液の目的とする機能が果たされないおそれがある。
【０００６】
また、他の研削液供給手段として、（２）被加工物である方形状のガラス板の周囲に沿って、複数の噴射ノズルを設置して、研削加工位置に近接する噴射ノズルから研削液を噴射する技術が開発されている（特開へう５−１６２０５５号公報参照）。しかし、このように噴射ノズルを設置した場合には、ガラス板の大きさによって多数の噴射ノズルが必要となり、製造装置自体がコスト高になる問題を有するばかりか、噴射ノズルの設置場所を確保する必要が生ずる問題も有する。
【０００７】
さらに、他の研削液供給手段として、（３）一つの噴射ノズルが、砥石の切削加工位置に追従して移動及び噴射方向を変更するよう構成することも考えられる。しかしながら、このように構成すると、この追従させる機構のため装置が複雑化してしまい、研磨装置自体のコスト高を招く問題があり、さらには上記追従機構の設置スペースを確保する必要性が生ずるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３４６８０３号公報
【特許文献２】特開平５−１６２０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、薄板状の被加工物の端面を的確且つ安全に研削加工を行うことができる研削装置及び研削方法並びに薄板状部材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の研削装置は、
薄板状の被加工物を載置するテーブルと、
外周に被加工物の端面を研削可能な研削面を有し、回転可能に構成される砥石と、
この研削面で被加工物の端面を研削するよう砥石及び被加工物を相対的に移動する移動手段と、
砥石の周囲に略等角度間隔に配設され、研削面に液体を微粒子化して噴射する複数の噴射ノズルと、
上記被加工物に接触する砥石の研削加工位置を基準として、砥石の回転方向後方に液体が噴射されるよう上記複数の噴射ノズルの噴射を制御する制御手段と
を備えている。
【００１１】
当該研削装置は、テーブルに被加工物を載置して、移動手段により被加工物と砥石とを相対的に移動させて、被加工物の端面を砥石で研削することができる。そして、この研削作業に際して、噴射ノズルが微粒子化した液体を砥石に向けて噴射するので、この微粒子化した液体は、砥石の表面（研削面）で砥石の回転により連れ回る空気層を突き抜けやすく、砥石の研削面まで的確に供給されやすい。また、噴射ノズルからは研削加工位置よりも回転方向後方に液体が噴射されるので、砥石の研削面まで到達した液体が、砥石の回転に連れられて、研削加工位置まで到達しやすい。
【００１２】
特に、当該研削装置にあっては、端面の研削に従い研削加工位置と砥石の回転軸との相対位置に変更をきたしても、制御手段によって噴射ノズルの噴射が制御されることで、砥石の研削加工位置よりも回転方向後方に液体を噴射することができ、不必要に大量の液体を供給する必要がない。このため、当該研削装置によれば、液体に要するコストの削減が図られ、しかも砥石周囲に水溜りの様な状況が発生することを防止できる。
【００１３】
さらに、このような液体の噴射は砥石の周囲に配設された噴射ノズルによってなされるので、被加工物の端部の全てにわたって多数の噴射ノズルを設けることを要しない。このため、当該装置は被加工物の端部の全てにわたって噴射ノズルを設置する場合に比して、噴射ノズルが少なくて済み、製造装置自体のコスト低減が図られると共に、噴射ノズルの設置場所の確保も比較的容易である。
【００１４】
また、この発明の研削方法は、
噴射ノズルによって液体を砥石に噴射しつつ、薄板状の被加工物の端面を砥石によって研削する研削方法であって、
上記砥石を被加工物の平面と略垂直な回転軸を中心に回転しつつ、上記砥石を噴射ノズルと共に被加工物に対して相対的に移動して、被加工物の端面を研削する研削工程と、
上記研削工程を行う際に、上記被加工物に接触する砥石の研削加工位置を基準とし、砥石の回転軸との相対位置が変更される際に、砥石の研削加工位置よりも回転方向後方に液体を微粒子化して噴射する液体噴射工程と
を有する研削方法である。
【００１５】
当該方法にあっては、液体噴射工程で、噴射ノズルが微粒子化した液体を砥石に向けて噴射するので、この微粒子化した液体は、砥石の表面（研削面）で砥石の回転により連れ回る空気層を突き抜けやすく、砥石の研削面まで的確に供給されやすい。また、噴射ノズルからは研削加工位置よりも回転方向後方に液体が噴射されるので、砥石の研削面まで到達した液体が、砥石の回転に連れられて、研削加工位置まで到達しやすい。
【００１６】
特に、当該研削方法にあっては、液体噴射工程で研削加工位置と砥石の回転軸との相対位置が変更される際に、砥石の研削加工位置よりも回転方向後方に液体を噴射することができ、不必要に大量の液体を供給する必要がない。このため、当該研削方法によれば、液体に要するコストの削減が図られ、しかも砥石周囲に水溜りの様な状況が発生することを防止できる。
【００１７】
さらに、当該研削方法は、研削工程に際して砥石と共に噴射ノズルが被加工物に対して相対的に移動するものゆえ、被加工物の端部の全てにわたって噴射ノズルを設けることを要しない。このため、被加工物の端部の全てにわたって噴射ノズルを設置する場合に比して、噴射ノズルが少なくて済み、当該研削方法を実施する装置のコスト低減が図られると共に、噴射ノズルの設置場所の確保も比較的容易である。
【００１８】
当該発明にあっては、噴射ノズルとして液体と気体とを混合して噴射する二流体ノズルを採用することが好ましい。これにより、微粒子化され噴射された液体が、砥石の回転により生ずる砥石の周りの空気層を確実に突き抜けることができる。
【００１９】
なお、当該発明にあっては、噴射ノズルの噴射中心軸を、砥石の外周の接線方向に沿うよう設けることも可能であり、また、砥石の回転軸に略交差するよう設けることも可能である。
【００２０】
また、当該発明にあっては、制御手段が、研削作業時において上記研削加工位置と砥石の回転軸との相対位置が変更される際に、噴射する噴射ノズルを切り替えるよう制御する構成を採用することができる。これにより、切削加工位置が砥石の回転軸に対して位置が変更された際に、制御手段が複数の噴射ノズルのうち噴射する噴射ノズルを切り替えることで、的確に砥石の研削加工位置よりも回転方向後方に液体を噴射することができる。
【００２１】
なお、上記構成を採用した際には、上記砥石の回転軸が回転可能に軸支される砥石軸受け部材と、この砥石軸受け部材に対して固定されるノズルフレームとをさらに備え、上記複数の噴射ノズルが、ノズルフレームに取り付けられている構成を採用することが可能である。これにより、砥石軸受け部材に固定されるノズルフレームに容易且つ確実に複数の噴射ノズルを取り付けることができ、噴射ノズルの設置が容易である。
【００２２】
さらに、上記構成を採用した場合には、同時に噴射する噴射ノズルが二つ以内となるよう制御されていることが好ましく、これにより少量の液体によって的確な研削作業を行い得る効果を奏する。
【００２３】
また、上記構成を採用した場合には、制御手段が、砥石が被加工物に対して一方向に相対的に移動している際に一の噴射ノズルから液体を噴射し、この噴射の後に砥石が被加工物に対して上記一方向と交差する他の方向に相対的に移動する際に他の噴射ノズルから液体を噴射し、上記一方向の相対移動から上記他の方向の相対移動に切り替わる間において上記一の噴射ノズル及び他の噴射ノズルの双方から液体を噴射するよう制御する構成を採用することが好ましい。これにより、被加工物の一の方向の端面では上記一の噴射ノズルを噴射しつつ、また、被加工物の他の方向の端面では上記他の噴射ノズルを噴射して、的確に研削作業を行うことできると共に、被加工物の一の方向の端面と他の方向の端面との間（例えばコーナ部）では、上記一の噴射ノズル及び他の噴射ノズルの双方から液体を噴射するため、かかる部分でも的確に液体を供給しつつ被加工物の研削を行い得る。
【００２４】
なお、本発明は上記研削装置及び研削方法のみを対象とするものではなく、上記研削方法を具備した薄板状部材の製造方法も対象とするものである。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明にあっては、噴射ノズルによって的確に液体を砥石の研削加工位置まで到達させて被加工物の研削を行うことかでき、このため、薄板状の被加工物の端面を的確且つ安全に研削加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る研削装置の一実施形態を示す上面図である。
【図２】図１の研削装置の正面図である。
【図３】図１の研削装置の側面図である。
【図４】図１の研削装置の搬送ロボットの三面図で、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図、（ｃ）が上面図である。
【図５】図１の研削装置の搬送ロボットの搬送時の動作を説明する図で、（ａ）が基準状態からワーク保持開始状態を示した図、（ｂ）がワーク保持開始状態から加工ステージへのワーク搬送状態を示した図である。
【図６】図１の研削装置の搬送ロボットの搬送時の動作を説明する図で、（ｃ）が加工ステージへのワーク搬送状態からカメラ撮影状態を示した図、（ｄ）カメラ撮影状態から次のワークの保持開始状態を示した図である。
【図７】図１の研削装置の第二加工ユニットの上面図である。
【図８】図１の研削装置の第二加工ユニットの一部断面を含む正面図である。
【図９】図１の研削装置の第二加工ユニットの一部断面を含む側面図である。
【図１０】図１の研削装置において大径の研削ツールを使用した際の一部断面を含む詳細側面図である。
【図１１】図１の研削装置において小径の研削ツールを使用した際の一部断面を含む詳細側面図である。
【図１２】図１の研削装置の制御方法を示したフローチャートである。
【図１３】図１の研削装置のカメラで加工ステージを撮影している状態を示す側面図である。
【図１４】図１の研削装置において撮影したデータの処理及び演算方法を説明する説明図である。
【図１５】図１の研削装置の噴射ノズルユニットを説明するための模式的上面図である。
【図１６】図１の研削装置のワークを研削している状態を示す模式的上面図である。
【図１７】本発明に係る研削装置の他の実施形態においてワークを研削している状態を示す模式的上面図である。
【図１８】本発明に係る研削装置の他の実施形態においてワークを研削している状態を示す模式的上面図である。
【図１９】本発明に係る研削装置の他の実施形態においてワークを研削している状態を示す模式的上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
【００２８】
まず、研削装置の全体構成について図１〜図３を参照しつつ説明する。なお、各図において、具体的には描いていないが、この研削装置でも、周知のように、作業者の安全性を確保するため、周囲にガード板を設けている。
【００２９】
この研削装置Ｍは、図２、図３に示すように、下部に略矩形状で格子状に組まれたベーススレーム１を備え、この上面に研削加工を行うための様々なユニットを設置している。
【００３０】
ベーススレーム１は、周知の鋼製の角材１１，１２，１３を、左右方向、前後方向、及び上下方向に組むことで、上部の各ユニットを強固に支持するよう構成している。
【００３１】
ベーススレーム１の上面には、鉄属製の平板材１４が載置され固定されている。この平板材１４によって、ベーススレーム１の角材１１，１２，１３の間の目隠しを行う共に、ベーススレーム１上に各ユニットを設置できる。
なお、ベーススレーム１内には、電子制御ユニット１５（制御手段）が設置され、研削加工を行う各種ユニットの制御を行うようにしている。また、詳細には記載しないが、この電子制御ユニット１５内には加工情報等を記憶する記憶手段を備えている。さらに、図示しないものの、この電子制御ユニット１５に対して作業者Ｈが情報を入力するための制御盤も設けている。
【００３２】
図１に示すように研削装置Ｍの上部（ベースフレーム１上）に設置されるユニットは、中央に設置される搬送ロボット２と、その周囲に設置される四つの加工ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄと、搬送ロボット２の前方に設置される投入取出ステージ４と、搬送ロボット２の左右両側位置で前後方向に延びるように設置される照明移動ユニット５とで、構成されている。
【００３３】
上述の搬送ロボット２は、いわゆる水平方向に動く三関節のスカラロボットで構成されている。図１〜図３では、搬送ロボット２が動いていない基準状態で示しているが、動作状態については図４〜図６によって後に説明する。
【００３４】
搬送ロボット２には、その前端に上下スライド軸２０が設けられている。この上下スライド軸２０の下端には、被加工物（ワーク）である略方形状（略多角形状）の薄板ガラスＷを吸着保持する吸着ハンド２１を設けている。また、上下スライド軸２０の上端には、取付ブラケットを介して、画像取り込み用のカメラ２３を取り付けている。
【００３５】
この搬送ロボット２は、薄板ガラスＷ（Ｗｏ，Ｗｉ）を、投入取出ステージ４から各加工ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄへ、また、各加工ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄから投入取出ステージ４へ、それぞれ搬送する。このワークＷの搬送作業は、上述した吸着ハンド２１を利用して行う。また、この搬送ロボット２では、上述したカメラ２３によって、載置したワークＷを加工ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの上方から撮影することができる。
【００３６】
上述の四つの加工ユニットは、搬送ロボット２の前後左右にそれぞれ設けられ、第一加工ユニット３Ａと、第二加工ユニット３Ｂと、第三加工ユニット３Ｃと、さらに、第四加工ユニット３Ｄとして設置されている。
【００３７】
各加工ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの構成要素は、全て同じもので設定しており、全て同じの研削作業を行えるようにしている。例えば、第一加工ユニット３Ａで示すように、構成要素には、ワークＷを研削状態で吸着保持する加工ステージ３０と、加工ステージ３０の上方からワークＷを研削する研削スピンドル３１と、加工ステージ３０に隣接して複数の研削ツール（砥石）を保持するツールマガジン３２と、研削スピンドル３１に取り付けられた砥石に向けて研削液を噴射する噴射ノズルユニット１１０とを備える。
【００３８】
そして、このうち、加工ステージ３０には、中央の加工テーブル３３を左右方向にスライド移動させる左右スライド機構３４（移動手段）を設けている。加工テーブル３３の左右両側には樹脂製のジャバラカバー３５を設けている（加工テーブル３３の右側のジャバラカバーは研削スピンドル等で隠れており図示していない）。このジャバラカバー３５によって、左右スライド機構３４に研削液が侵入するのを防止している。また、加工テーブル３３の上面には、矩形ボックス状で上方が開放したキャッチパン３６を設けており、このキャッチパン３６によって研削液が飛散するのを防止している。
【００３９】
また、研削スピンドル３１は、前後方向にスライド移動する前後スライド機構３８（移動手段）を備えている。そして、研削スピンドル３１と前後スライド機構３８との間に、上下方向に移動する上下ガイド機構３９を設けている。こうして、研削スピンドル３１が前後方向のみならず上下方向にも自由に移動するように構成されている。
【００４０】
なお、前後スライド機構３８は、図２に示すように、前後方向に延びる大型角材のサイドフレーム１６に対して強硬に固定している。これにより、研削スピンドル３１の支持剛性が高められて、研削精度を高めることができる。
【００４１】
ツールマガジン３２は、最大五本の研削ツール（砥石）６，…（図２、図３参照）が保持できるように構成している。ツールマガジン３２には、径の異なる砥石や研磨材の異なる砥石など、複数の研削ツール６が保持されている。この複数の研削ツール６は、加工内容に応じて選択されて研削スピンドル３１に取り付けられる。
【００４２】
上述の投入取出ステージ４は、作業者Ｈが開閉操作する開閉扉４０と、開閉扉４０と連動して動く長方形形状のカートリッジ設置台４１と、カートリッジ設置台４１に着脱自在に設置されるワークカートリッジ４２と、を備えている。
【００４３】
開閉扉４０は、下端に水平方向に延びるヒンジ軸４３（図３参照）を設けた横長長方形の鋼板によって構成され、上部外面には、平面視略Ｕ字形状のハンドル部４４を設けている。この開閉扉４０を作業者Ｈがハンドル部４４を持ってヒンジ軸４３を中心に手前側に回動させることで、投入取出ステージ４を開放することができ、研削装置Ｍ内へワークＷの出し入れを行うことができる。
【００４４】
カートリッジ設置台４１は、その両側端が、開閉扉４０の上部に連結されたリンク機構４５に連結されている。また、カーシリッジ設置台４１は、下部を前後方向に延びるスライドレール４６（図３参照）にスライド可能に載置されている。このため、作業者Ｈが開閉扉４０を開放操作すると、リンク機構４５を介して開閉扉４０に連結されたカートリッジ設置台４１が研削装置Ｍの外側方向にスライド移動する。また作業者Ｈが開閉扉４０を閉鎖操作すると、カートリッジ設置台４１が研削装置Ｍの内側方向にスライド移動する。
【００４５】
ワークカートリッジ４２は、左右方向に四列でワークＷの積層体が並ぶように、樹脂壁４７で仕切った積層部４８を、四つ備えている。このうち、右側二つの積層部４８には、未加工のワークＷｉを積層して、左側二つの積層部４８には、加工済のワークＷｏを積層するように設定されている。このワークカートリッジ４２は、作業者Ｈがカートリッジ設置台４１から容易に取り外しできるように、持ち運びする際の把持部４９を両端に設けている。
【００４６】
作業者Ｈが、このワークカートリッジ４２に未加工のワークＷをセット（載置）して、このワークＷをセットしたワークカートリッジ４２をカートリッジ設置台４１に置き、開閉扉４０を閉鎖することで、加工前準備を整えることができる。
【００４７】
上述の照明移動ユニット５は、搬送ロボット２の両側位置で前後方向に延びる移動スライドレール５０と、この移動スライドレール５０に上下移動機構５１を介して支持された略四角形の照明枠５２と、を備えている。
【００４８】
移動スライドレール５０は、前端と後端とを、支持ブラケット５０ａ，５０ａを介して金属製の平板材１４に固定して設置されている。この移動スライドレール５０の後端は、後側の加工ユニット（第二加工ユニット３Ｂ、第四加工ユニット３Ｄ）のツールマガジン３２の位置まで延設している。このため、照明枠５２が研削装置Ｍの後側に大きく移動することになり、照明枠５２を使用しない待機タイミング（各加工ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄで研削加工等を行っているタイミング）では、照明枠５２を後側の位置まで後退させることができる。
【００４９】
照明枠５２は、各枠部５２ａ，…の内周面に、図示しないＬＥＤを複数埋め込むことによって、枠内を照射するように構成している。この照明枠５２は、カメラ２３でワークＷを撮影する際に、加工ステージ３０のキャッチパン３６に移動して、ＬＥＤでワークＷを側方から照射することで、ワークＷの外形形状（輪郭）を浮かび上がらせて、ワークＷの撮影を容易に行えるようにしている。
【００５０】
次に、搬送ロボット２について、図４〜図６で説明する。図４は、搬送ロボットの三面図で（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図、（ｃ）が上面図である。図５、図６は、搬送ロボットの搬送時の動作を説明する図であり、図５（ａ）が基準状態からワーク保持開始状態を示した図、図５（ｂ）がワーク保持開始状態から加工ステージへのワーク搬送状態を示した図、図６（ｃ）が加工ステージへのワーク搬送状態からカメラ撮影状態を示した図、図６（ｄ）カメラ撮影状態から次のワークの保持開始状態を示した図、をそれぞれ示したものである。
【００５１】
搬送ロボット２は、上述のように水平方向に移動する三関節のスカラロボットで構成されており、水平方向に移動可能に構成されている。具体的には、図４（ｂ）に示すように、搬送ロボット２は、第一関節２Ｊａ、第二関節２Ｊｂ及び第三関節２Ｊｃにおいて回動可能に設けられ、左右方向に移動可能に設けられている。これにより、前側アーム２４の前端の上下スライド軸２０が水平方向に移動できるようになっている。
【００５２】
この上下スライド軸２０は、前側アーム２４前端を上下方向に貫通設置しており、上下方向にもスライド移動するようになっている。
【００５３】
上下スライド軸２０の下端には、上述した吸着ハンド２１を設けている。この吸着ハンド２１は、長方形の平板状のベースプレート２５に、下側を向いた四つの吸盤２６，…を設けている。この吸盤２６に負圧を作用させることで、吸着力を生じさせ、ワークである薄板ガラスＷを吸着保持するように構成されている。
【００５４】
この四つの吸盤２６，…は、図４（ｃ）にも示すように、二つずつ、左右二箇所に配設している。それぞれ二つの吸盤２６で一枚のワークＷを吸着保持するようにしている。このため、一つの吸着ハンド２１で二枚のワークＷを一度に搬送することができる。
【００５５】
また、この吸着ハンド２１には、下向きに突出したピン２７をベースプレート２５の両端に設けている。このピン２７、２７は、ワークＷに当接する当接部材である。つまり、ワークＷを搬送する前に、搬送ロボット２の移動によりこのピン２７で一旦ワークＷをワークカートリッジ４２内に押し込み、ワークＷをワークカートリッジ４２内で整列させている。
【００５６】
上下スライド軸２０の上端には、上述したようにカメラ２３を設けている。このカメラ２３は、吸着ハンド２１のワークＷの保持位置（ベースプレート２５の突出部分）から、約９０°ずらした位置に設置している。これは、カメラ２３で撮影する際に、ベースプレート２５が邪魔にならないようにするためである。このカメラ２３は、一般的なＣＣＤカメラで構成しており、二次元の画像データを取り込むようにしている。
【００５７】
また、このカメラ２３は、取付ブラケット２２を介して上下スライド軸２０に取り付けている。この取付ブラケット２２は、やや下向きに屈曲した腕部２２ａと、上下方向位置を調整可能なカメラ取付部２２ｂと、上下スライド軸２０に筒状に固定されるシャフト固定部２２ｃとで構成されている。カメラ２３は、腕部２２ａを介して上下スライド軸２０に固定されるため、上下スライド軸２０から離間して位置することになり、撮影時には、前側アーム２４が映り込むのを防いでいる。
【００５８】
次に、搬送ロボット２の搬送時の動作を、図５及び図６を利用して説明する。
【００５９】
図５（ａ）に示すように、搬送ロボット２は、まず、基準状態から各関節を反時計廻りにわずかに回動させ、ワークカートリッジ４２に積層された未加工のワークＷｉを吸着ハンド２１で吸着する。このとき、上下スライド軸２０を大きく反時計廻りに回動させることで、吸着ハンド２１のベースプレート２５を回動させ、左側の吸盤２６で未加工のワークＷｉを吸着する。
【００６０】
その後、図５（ｂ）に示すように、搬送ロボット２は、各関節を大きく反時計廻りに回動させて、第一加工ユニットの加工ステージ３０に、ワークＷｉを搬送する。このとき、ワークＷｉは大体の位置に搬送されて、加工ステージ３０に載置されることになる。すなわち、厳密な位置確認を行うことなく、ワークＷｉは加工ステージ３０に搬送されて、大凡の位置に載置されるのである。
【００６１】
そして、図６（ｃ）に示すように、搬送ロボット２は、前側アーム２４をさらに反時計廻りに回動させると共に、上下スライド軸２０を時計廻りに回動させることで、カメラ２３を確実にワークＷｉの上方（真上）に位置させる。こうして、搬送ロボット２は、自ら搬送して載置したワークＷｉを、カメラ２３で撮影するようにしている。なお、ワークＷの撮影手順等については、後述する。
【００６２】
そして最後に、図６（ｄ）に示すように、搬送ロボット２は、ワークＷｉの撮影終了後に、次の未加工のワークＷを搬送するために、各関節を時計廻りに戻して、ベースプレート２５の左側の吸盤２６で、次のワークＷを吸着するようにしている。
【００６３】
そして、その後、搬送ロボット２は、図５（ｂ）の動作を繰り返し、ワークカートリッジ４２から次の加工ステージに未加工のワークＷを搬送する。こうして、空いている加工ユニットの加工ステージに、次々と未加工のワークＷを搬送するようにしている。
【００６４】
なお、具体的には図示しないが、搬送ロボット２は、加工が終了した加工済のワークＷｏを、右側の吸盤２６で吸着することで、加工ステージ３０からワークカートリッジ４２に搬送する。搬送ロボット２は、図５（ｂ）の動作の前に、加工ステージ３０から加工済のワークＷｏを取り上げることで、未加工のワークＷｉの搬送を行いつつ、加工済のワークＷｏの搬送も同時に行うのである。
【００６５】
次に、加工ユニットについて説明する。図７は加工ユニットの上面図、図８は加工ユニットの一部断面を含む正面図、図９は加工ユニットの一部断面を含む側面図である。
【００６６】
加工ユニット３Ｂ（便宜上、第二加工ユニットで説明する）は、図７に示すように、上述したワークＷを保持する加工ステージ３０と、ワークＷを研削する研削スピンドル３１と、研削ツール６を保持するツールマガジン３２と、を備えている。
【００６７】
そして、このうち、加工ステージ３０には、上述のように矩形の加工テーブル３３（テーブル）と、加工テーブル３３を左右に動かす左右スライド機構３４と、左右スライド機構３４を覆うジャバラカバー３５と、加工テーブル３３の上面に設置されたキャッチパン３６と、研削液を噴射する噴射ノズルユニット１１０とを備えている。
【００６８】
さらに、この加工ステージ３０は、図８に示すように、さらに様々な構成要素を備えている。
【００６９】
まず、加工テーブル３３の上面には、キャッチパン３６の内側中央にワークＷを吸着保持するための吸着台７０を設けている。この吸着台７０は、上面（受け面）７０ａが長方形（図７参照）となった略Ｔ字状のブロック形状の台座で構成している。吸着台７０の上面７０ａには、負圧を付与するために、複数の吸気口７０ｂ（図１０、図１１参照）を設けている。また、薄板ガラスであるワークＷの表面に傷が生じないようにするため、吸着台７０の上面７０ａには、平滑加工を施している。
【００７０】
上記吸着台７０の周囲には、研削加工の際の機械原点を算出するための二つの基準ピン７１，７１を、カメラ２３側（上方側）を向くように立設している。この基準ピン７１，７１は、吸着台７０にワークＷを載置（保持）した状態で、上記カメラ２３から撮影できるように、ワークＷが重ならない位置に配置されている。また、二つの基準ピン７１，７１は、ワークＷに対して対角に位置するように配置している。なお、ワークＷが完全に透明である場合には、基準ピンの位置はワークＷと重なるように設定してもよい。
【００７１】
そして、基準ピン７１の先端部７１ａは、図８に示すように、その高さｈｐが吸着台７０の上面７０ａの高さｈｓと同じ高さになるように設定している。このように設定することで、カメラ２３で撮影する際に、ワークＷと基準ピン７１との間でピントのズレが生じないため、画像データの取り込みを確実に行える。
【００７２】
また、キャッチパン３６の内部には、上げ底で傾斜した略四角形の背景板７２を設けている。この背景板７２は、全面を艶消し黒で塗付しており、カメラ２３に映り込んだ際の反射を防いで、ワークＷと基準ピン７１の映り込みを際立たせるようにしている。また、背景板７２を傾斜するように設置することによって、研削液が即座に流れ落ちるようにしている。また、この背景板７２には、基準ピン７１と吸着台７０を挿通させるための挿通穴（具体的には図示せず）が形成されている。
【００７３】
キャッチパン３６の隣接位置には、キャッチパン３６に流れ落ちる研削液を排水する排水管７３と排水樋７４とを設けている。この排水管７３と排水樋７４とを設けることで、研削液がキャッチパン３６内に滞留することを防止している。
【００７４】
左右スライド機構３４は、周知のＬＭガイドによって、加工テーブル３３が左右方向に自由にスライド移動するようになっている。そして、この左右スライド機構３４は、ステッピングモータ３４Ｍによって、スライド量が制御されるように構成されている。すなわち、左右スライド機構３４によって、加工テーブル３３の左右方向の位置が制御されるようになっているのである。これにより、後述する研削加工の際には、左右スライド機構３４が研削経路の左右位置を規定することになる。
【００７５】
ジャバラカバー３５は、いわゆるアコーディオンのように左右方向に伸縮するように構成されている。このため、加工テーブル３３が左右スライド機構３４で左右に移動したとしても、加工テーブル３３とジャバラカバー３５との間で隙間が生じず、左右スライド機構３４に研削液が流れ込むのを防ぐことができる。
【００７６】
キャッチパン３６は、上述のように上方が解放した矩形ボックス状に構成しており、外部に研削液が漏れないように設定している。具体的には、図８に示すように、キャッチパン３６の側壁３６ａを、基準ピン７１（ｈｐ）や吸着台７０（ｈｓ）よりも高い位置ｈｃまで延ばして、研削液の漏れを防いでいる。
【００７７】
研削スピンドル３１は、研削を行う際の回転駆動力を発生する電動モータ３１ａと、電動モータ３１ａのスピンドル軸に研削ツール６（砥石）を固定するチャック３１ｂと、を備えている。
【００７８】
研削スピンドル３１は、上述したように、前後スライド機構３８を備えている。この前後スライド機構３８は、前後方向に延びるスライドレール３８ａと、スライドレール３８ａ上を移動するスライダー３８ｂとを備えている。この前後スライド機構３８も、ステッピングモータ３８Ｍによってスライダー３８ｂのスライド量が制御されるように構成しており、この前後スライド機構３８によって研削スピンドル３１の前後位置が制御されるようになっている。よって、研削加工の際には、この前後スライド機構３８が研削経路の前後方向位置を規定することになる。
【００７９】
また、研削スピンドル３１と前後スライド機構３８との間には、上述のように、上下ガイド機構３９を設けている。この上下ガイド機構３９も、上下方向に延びるレール３９ａと、レール上を移動する移動部材３９ｂとを備えている。さらに、この上下ガイド機構３９もステッピングモータ３９Ｍによって移動部材３９ｂの上下移動量が制御されるように構成されている。この上下ガイド機構３９によって、研削スピンドル３１の上下位置を制御するようになっている。これにより研削ツール６をワークＷに位置合わせする際には、この上下ガイド機構３９を使って、位置調整するようにしている。
【００８０】
また、上記研削スピンドル３１が回転可能に軸支され且つ上記移動部材３９ｂに固着された砥石軸受け部材１００には、後述する噴射ノズルユニット１１０のノズルフレーム１１１が取り付けられている。
【００８１】
ツールマガジン３２は、上述のように、最大五本の研削ツール６，…を保持できるように構成している。具体的には、図９に示すように、研削ツール６，…を保持する５つのツール保持部３２ａ，…を前後方向に一列に並べて、このツール保持部３２ａと研削スピンドル３１との間で、自動的に研削ツール６のやり取りを行うように構成している。
【００８２】
このため、この研削装置Ｍでは、研削箇所に応じて、複数の研削ツール６，…を自動的に交換することができ、研削自由度を高めることができる。
【００８３】
研削スピンドル３１の研削ツール６について、図１０、図１１によって説明する。図１０は大径の研削ツールを使用した際の詳細側面図、図１１は小径の研削ツールを使用した際の詳細側面図である。
【００８４】
上述したように、この研削スピンドル３１は、チャック３１ｂによって研削ツール６を着脱することができ、図１０に示すような大径の研削ツール６Ａと、図１１に示すような小径の研削ツール６Ｂとを切り替えて装着することができる。
【００８５】
図１０に示す、大径の研削ツール６Ａは、ダイヤモンド粒子６０を表面（研削面）に付着させた大径円柱状の加工部６１（砥石）と、チャック３１ｂに固定される上下方向に延びるシャフト部６２とを備えており、加工部６１の上側には外方に広がる鍔部６３を設けている。また、加工部６１の下部には三条で筋状に窪んだ凹部６４を形成している。
【００８６】
この大径の研削ツール６Ａを、研削スピンドル３１で回転させて、ワークＷの外縁（外形）Ｗａに凹部６４を当接させることで、ワークＷの外形研削や面取りを行うことができる。なお、７０は吸着台である。
【００８７】
こうして、大径の研削ツール６ＡによってワークＷを研削することで、研削加工時に研削ツール６Ａが安定して切削が行われるため、加工精度を高めることができる。また、研削ツール６Ａが大径であるため、ツールの工具寿命も長くすることができ、ワークＷを大量に連続して研削できる。
【００８８】
図１１に示す小径の研削ツール６Ｂは、表面（研削面）にダイヤモンド粒子１６０を付着させた小径円柱状の加工部１６１（砥石）と、チャック３１ｂに固定されるシャフト部１６２とを備え、加工部１６１の上側には鍔部１６３を設けている。また、加工部１６１の下部には、三条で筋状に窪んだ凹部１６４を形成している。
【００８９】
この小径の研削ツール６Ｂでは、径が小さいため、研削ツール６をワークＷの穴部Ｗｂ内に差し込んで、穴部Ｗｂの内縁Ｗｃに凹部１６４を当接させることで、ワークＷの穴部Ｗｂの内形研削や面取りを行うことができる。
【００９０】
こうして、小径の研削ツール６ＢでワークＷの穴部Ｗｂの内形を研削することによって、穴部Ｗｂの径が小さく加工しにくい場合であっても、研削加工を確実に行うことができる。
【００９１】
噴射ノズルユニット１１０について、図１５によって説明する。図１５は噴射ノズルユニットを説明するための模式的上面図である。
【００９２】
噴射ノズルユニット１１０は、上述のように砥石軸受け部材１００に取り付けられたノズルフレーム１１１と、このノズルフレーム１１１に取り付けられた複数の噴射ノズル１１２とを備えている。上記噴射ノズル１１２は、砥石６１（加工部）の周囲に等角度間隔に配設されている。本実施形態においては、この噴射ノズル１１２は、砥石６１の外周を囲むよう四つ配設されており、この四つの噴射ノズル１１２は互いに９０度の間隔で配設されている。本実施形態においては、対向する一対の噴射ノズル１１２を結ぶ仮想線が、ワークＷの辺（長辺）と約４５度の角度をなすような位置に、噴射ノズル１１２は配設されている。なお、図１７に示すように、上記仮想線がワークＷの辺と平行になるよう噴射ノズル１１２を配設することも可能である。
【００９３】
また、本実施形態においては、噴射ノズル１１２は、砥石６１の回転軸に向かって研削液を噴射しており、噴射ノズル１１２の噴射中心軸が、砥石６１の回転軸と交差するよう噴射ノズル１１２は固定されている。なお、噴射ノズル１１２を、噴射中心軸が砥石の外周の接線方向に沿うよう固定することも可能である。また、噴射ノズル１１２を、噴射中心軸の向き（噴射方向）を変更すべく回動可能に設けて、その噴射中心軸の向きが上記電子制御ユニット１５によって変更制御されるよう設けることも可能である。
【００９４】
各噴射ノズル１１２は、それぞれ上記電子制御ユニットによってその噴射・停止が制御されている。具体的な制御方法については後述する。
【００９５】
また、各噴射ノズル１１２は、本実施形態においては、液体と気体とを混合して噴射する二流体ノズルを用いている。この二流体ノズルは、高圧状態で供給された液体を、圧搾空気からなる高速気流で粉砕して微粒子化して、この液体を気体と共に噴射するものである。また、噴射ノズルユニット１１０は、各噴射ノズル１１２に液体（研削液）及び気体（空気）を供給するための液体接続口１１３及び気体接続口１１４を備え、この液体接続口１１３及び気体接続口１１４は、それぞれ研削液収容部（図示省略）及びコンプレッサ（図示省略）に接続されている。
【００９６】
さらに、上記噴射ノズル１１２から噴射される研削液としては種々のものを採用することができる。研削液としては、砥石を冷却する冷却機能、研削屑を除去する洗浄機能、研削抵抗を減らすための潤滑機能、及び砥石の錆を防止する防錆機能の何れか一つの機能又は複数の機能を同時に有するものがある。また、界面活性剤、乳化剤等で構成され透明又は半透明で水に溶けるソリューブル系研削液（水溶性タイプ）や、灯油等の単体又はこれに硫黄・塩素等の極圧添加剤を混合したもの等のオイルベース系研削液（鉱物油タイプ）や、鉱物油、乳化剤ほか合成系の物質などで構成され上記ソリューブル系研削液とオイルベース系研削液との中間的なエマルジョン系研削液などがある。これらの多種の研削液のうち、研削条件等に応じて適宜好適なものを採用することができる。
【００９７】
次に、研削装置Ｍの制御方法について、まずワークＷの研削経路を演算する際の制御方法を図１２〜図１４で説明する。図１２は研削装置の制御方法を示したフローチャートであり、図１３はカメラで加工ステージを撮影している状態を示す側面図、図１４は撮影したデータの処理及び演算方法を説明する説明図である。
【００９８】
図１２のフローチャートに示すように、スタート後、まず初めに、Ｓ１で、ワークＷのモデルデータ（外形、穴部等）を電子制御ユニット１５に入力（インストール）する。この入力作業では、例えば、加工済ワークＷｏの設計データ（ＣＡＤデータ）を、一旦別のソフトウェアに取り込んで、研削経路等の研削データに変換した上で、電子制御ユニット１５に入力（インストール）する。
【００９９】
こうした入力作業が終了した後、次に、Ｓ２で、実際のワークＷｉ（以下、実ワーク）を加工ステージ３０に載置（搬入）する。この載置作業は、上述した搬送ロボット２によって行う。この載置作業によって未加工の実ワークＷｉが加工ステージ３０の吸着台７０に載置される。
【０１００】
その後、Ｓ３で、カメラ２３によって、実ワークＷｉと基準ピン７１，７１の画像を取り込む。このカメラによる撮影状態を示したものが図１３である。この図１３に示すように、研削装置Ｍでは、ワークＷｉを搬送した搬送ロボット２の高い位置に取り付けたカメラ２３によって、加工ステージ３０のワークＷｉと基準ピン７１，７１を撮影する。このように上方の離れた位置から加工ステージ３０を撮影することで、取り込むワークＷｉや基準ピン１７，１７の画像データの歪みをできるだけ少なくすることができる。
【０１０１】
このようにして取り込んだ画像データの例が、図１４（ａ）に示した図である。ワークＷｉと二つの基準ピン７１，７１を、画像データとして取り込み、各々の位置データを算出するようにしている。
【０１０２】
そして、Ｓ４で、基準ピン７１，７１の位置から加工ステージ３０の機械原点Ｃを算出する。ここで機械原点Ｃとは、研削加工を行うための機械座標の基準であり、この機械原点Ｃを規定することで、正確な研削加工を行うことができる。
【０１０３】
機械原点Ｃは、図１４（ｂ）に示すように、二つの基準ピン７１，７１を結んだ線Ｌの中点によって定めるようにしている。なお、他の例として、破線で示すように、基準ピンをさらに二つ７１´，７１´追加して、この二つの基準ピン７１´，７１´を結んだ線Ｎとの交点を、機械原点Ｃとして規定しても良い。
【０１０４】
そしてＳ５で、実ワークＷｉのデータから、実ワークＷｉの外形Ｗａの重心位置Ｐと、穴部Ｗｂの重心位置Ｑとを算出する。ここで、重心位置とは、図形の重心の位置であり、ワークＷの外形形状や穴部形状によって決まるものである。図１４（ｂ）に示す黒丸Ｐ、Ｑが、実ワークＷの外形Ｗａの重心位置と穴部Ｗｂの重心位置である。
【０１０５】
その後、Ｓ６で、実ワークＷｉの重心位置（外形の重心位置Ｐと穴部の重心位置Ｑ）とモデルＷｍの重心位置（外形の重心位置Ｐｍと穴部の重心位置Ｑｍ）とを一致させる。実ワークＷの重心位置Ｐ、ＱとモデルＷｍの重心位置Ｐｍ、Ｑｍとを一致させることで、実ワークＷｉとモデルＷｍとの差（位置データの差）を明確にしている。図１４（ｃ）に示す状態が実ワークＷｉとモデルＷｍ（一点鎖線）の重心位置Ｐ、Ｑ、Ｐｍ、Ｑｍとを一致させた状態である。このように、重心位置Ｐ、Ｑ、Ｐｍ、Ｑｍを一致させることで、実ワークＷｉとモデルＷｍとの差を明らかにできる。
【０１０６】
そして、Ｓ７で、加工ステージ３０の機械原点Ｃと実ワークＷｉの重心位置Ｐとを比較して、機械原点Ｃと実ワークＷｉの重心位置Ｐとのズレ量（横方向のズレ量Ｘ、縦方向のズレ量Ｙ、回転方向のズレ量θ）を演算する。また、実ワークＷｉとモデルＷｍとを比較して、外形差により削り込み量Δｗも演算する。こうして、実ワークＷｉの研削量等を明確にできる。
【０１０７】
図１４（ｄ）が、それぞれのズレ量や削り込み量を示したものである。加工ステージの機械原点Ｃからの実ワークＷｉの重心位置Ｐのズレ量は、例えば、この図に示すように、左側にＸ、上側にＹ、ズレており、さらに、右側にθ、傾くように傾斜している。
【０１０８】
そして、削り込み量は、幅方向の削り込み量Δｗ１が、実ワークＷｉの幅寸法ｒ１からモデルの幅寸法Ｔ１を引いて２で割ることで算出され、長さ方向の削り込み量Δｗ２を、実ワークＷｉの長さ寸法ｒ２からモデルの長さ寸法Ｔ２を引いて２で割ることで算出される。
【０１０９】
こうして、幅方向と長さ方向の削り込み量Δｗ１、Δｗ２を求めた後、このうち大きな値を最終的な削り込み量Δｗとして決定する。このように決定するのは、研削加工を行う際、モデル形状に相似した軌跡で、ワーク全周を一定の削り込み量で削り込みするため、大きな値に決定しておくことで、削り込みを確実に生じさせて、モデル形状により近い形に研削できるからである。
【０１１０】
そして、Ｓ８で、Ｘ、Ｙ、θのズレ量、及び削り込み量Δｗに応じて、ワークＷｉの研削経路を算出する。この研削経路は、実ワークＷｉの形状や、実ワークＷｉの載置位置の変動によって変化するもので、各々のワークＷで異なるものである。
【０１１１】
その後、Ｓ９で、算出した研削経路で実ワークＷｉを研削する。この研削作業は、研削スピンドル３１と加工ステージ３０（加工テーブル３３）とをそれぞれ移動することで行う。このワークＷの研削作業では、上述の大径の研削ツール６Ａや小径の研削ツール６Ｂを用いて研削部位に応じて行う。
【０１１２】
次に、研削作業時における噴射ノズルからの研削液の噴射の制御方法を図１６で説明する。図１６はワークを研削している状態を示す模式的上面図である。なお、図１６において、四つの噴射ノズルを区別するために噴射ノズルの符号として１１２ａ〜１１２ｄを用いている。
【０１１３】
図１６（ａ）に示すように、ワークＷの一つの長辺の端面を研削する際には、研削加工位置（ワークＷの端面と砥石６１との接触点）よりも砥石６１の回転方向後方側の第一の噴射ノズル１１２ａから研削液を噴射する。この際、他の三つの噴射ノズル１１２ｂ，…からは研削液を噴射しない。
【０１１４】
そして、図１６（ｂ）に示すように、ワークＷの上記一つの長辺とこの長辺に隣接する短辺との間のコーナー部を研削する際には、上記第一の噴射ノズル１１２ａのみならず、第二の噴射ノズル１１２ｂ（第一の噴射ノズル１１２ｂよりも砥石６１の回転方向後方側の噴射ノズル）からも研削液を噴射する。この際、他の二つの噴射ノズル１１２ｃ，１１２ｄからは研削液を噴射しない。
【０１１５】
そして、図１６（ｃ）に示すように、ワークＷの短辺を研削する際には、上記第一の噴射ノズル１１２ａからの研削液の噴射を停止して、研削加工位置よりも砥石６１の回転方向後方側の上記第二の噴射ノズル１１２ｂから研削液を噴射する。この際、他の二つの噴射ノズル１１２ｃ，１１２ｄからは研削液を噴射しない。
【０１１６】
図１６（ｄ）に示すように、ワークＷの他の長辺の端面を研削する際には、研削加工位置よりも砥石６１の回転方向後方側の第三の噴射ノズル１１２ｃから研削液を噴射する。この際に、他の三つの噴射ノズル１１２ａ，…からは研削液を噴射しない。なお、図１６（ｃ）及び（ｄ）の間のコーナー部においては、上述のコーナー部（図１６（ｂ））と同様に、上記第二の噴射ノズル１１２ｂのみならず第三の噴射ノズル１１２ｃからも研削液を噴射している。
【０１１７】
なお、上記説明において、大径の研削ツール６Ａを用いてワークＷの外形研削する場合についてのみ説明したが、小径の研削ツール６Ｂを用いてワークＷの穴部の内形を研削する場合も上述と同様の制御方法によって噴射・停止を制御しつつ研削作業を行うことができる。つまり、研削加工位置よりも砥石の回転方向後方側の一つの噴射ノズルから研削液を噴射して研削作業を行うことができる。また、コーナー部においては、次に使用される予定の噴射ノズルとそれまで噴射していた噴射ノズル双方から研削液を噴射して、研削作業を行うことができる。
【０１１８】
最後に、Ｓ１０で、実ワークＷｉを、加工ステージ３０から取出す（搬出）。この取出作業も上述した搬送ロボット２で行い、加工済のワークＷｏを加工ステージ３０から取出す。
【０１１９】
そして、次に、Ｓ１１で作業が終了するか否かの判断を行い、作業が継続する場合（ＮＯ判断）には、次のワークＷを加工するためにＳ２に移行する。一方、作業が終了する場合（ＹＥＳ判断：電源オフの場合）には、そのままエンドに移行する。
【０１２０】
以上、このようなステップによって、本実施形態の研削装置Ｍは制御される。
【０１２１】
本実施形態にあっては、研削工程で、二流体ノズルからなる噴射ノズル１１２が微粒子化した研削液を砥石６１に向けて噴射するので、この微粒子化した研削液は、砥石６１の表面（研削面）で砥石６１の回転により連れ回る空気層を突き抜けやすく、砥石６１の研削面まで的確に供給されやすい。また、噴射ノズル１１２からは研削加工位置よりも回転方向後方に研削液が噴射されるので、砥石６１の研削面まで到達した液体が、砥石６１の回転に連れられて、研削加工位置まで到達しやすい。
また、二流体ノズル１１２から噴射した研削液は、先に到達した研削液の液体粒が砥石６１の生む遠心力にて排出される時に生じる液体飛沫との干渉が少なく、効率よく順次砥石６１の研削面に到達し、砥石６１の研削面及び研削屑の双方に衝突を繰り返す。この衝突は、砥石６１の研削面の砥粒間の空間に存在する気体に対して、一般的な液体供給形態の場合（全面から気体を覆い隠す状態となるような液体の供給形態の場合）と異なる作用を示す。すなわち、個々の空間の気体塊に対して、液体粒が個々に作用することにより、その砥粒間の空間から気体を押し出すように作用して、空間に停滞する気体を液体に置き換える効果を生じる。そして、この砥粒間に到達した研削液は、その周辺との表面張力によりその空間に留まることになる。このため、砥粒間に研削液が安定的にかつ適量保持されることとなり、このように研削液を保持した空間が砥石６１の回転に伴い研削加工位置に達することにより、空間の研削液が安定的かつ効果的に供給されることになる。
さらに、この研削液が冷却機能を有するものであれば、研削加工位置における砥粒の冷却状態を安定化させると共に、研削加工位置の周囲からの研削熱の除去に大きく作用し、結果として、砥粒の過熱を防止して、その磨滅を減少させる効果がある。さらに、このような冷却効果に従い、研削屑の加熱を減少して、砥粒や砥粒間の空間への研削屑の溶着現象の防止効果が図られるとともに、その加工状態が熱的に安定する。このため、熱的に脆弱、過敏な材料を加工する際において、その加工品質の安定が実現する。
また、研削液が潤滑機能等を有する場合、砥石６１、砥粒及び砥粒間の空間に、研削液が十分に供給されることにより、非付着性作用及び潤滑作用が働き、研削屑の付着低減効果や砥粒の加熱防止効果が得られる。
さらに、当該研削装置によれば、液体粒の断続的な衝突、衝撃力による洗浄効果を発揮することができる。これは、上述の効果によって軽減された砥粒間へ付着した研削屑に対する更なる掃き出し効果である。上述のように軽減されるとは言え、継続して生成され滞留・付着が生じる砥粒間の空間及び砥粒面の研削屑に対して、直接的に液体粒が衝突することによって、研削屑は衝撃を受けて、固着している部位から剥離され、研削液と共に効果的に掃き出される。また上述した潤滑機能を有する研削液の効果により付着物の固着状態が軽減されていることも含めて、相乗的に研削屑の付着に対しての効果が生じる。
【０１２２】
また、当該研削装置によれば、研削作業において研削加工位置と砥石６１の回転軸との相対位置が変更した際、制御手段１５によって噴射ノズル１１２の噴射が制御されることで、的確に砥石６１の研削加工位置よりも回転方向後方に研削液を噴射することができ、不必要に研削液を供給する必要がない。このため、当該研削装置によれば、研削液に要するコストの削減が図られ、しかも、砥石６１の周囲に水溜りの様な状況が発生することを防止できる。
【０１２３】
さらに、当該研削装置によれば、研削作業に際して砥石６１と共に噴射ノズル１１２が移動するものであるので、被加工物の端部の全てにわたって噴射ノズル１１２を設けることを要しない。このため、被加工物の端部の全てにわたって噴射ノズルを設置する場合に比して、噴射ノズルが少なくて済み、装置のコスト低減が図られると共に、噴射ノズルの設置場所の確保も比較的容易である。しかも、当該研削装置は、砥石６１の外周を囲むよう四つの噴射ノズル１１２が配設され、各噴射ノズル１１２が、砥石６１の回転軸との相対位置を変えないよう設けられているので、構造が簡素化され、装置のコスト低減が図られると共に、噴射ノズルの設置場所の確保も容易である。
【０１２４】
また、当該研削装置によれば、ワークＷの長辺及び短辺に応じて適切な噴射ノズル１１２から研削液を噴射することができ、的確に研削作業を行うことできると共に、ワークＷのコーナー部では二つの噴射ノズル１１２から研削液を噴射するため、かかる部分でも的確に液体を供給しつつ被加工物の研削を行い得る。また、このように制御手段１５によって同時に噴射する噴射ノズル１１２が二つ以内となるよう制御されているので、当該研削装置によれば少量の液体によって的確な研削作業を行い得る効果を奏する。
【０１２５】
なお、各二流体ノズルの流体各々（研削液及び空気）の流体供給量比／圧力比および、混合流体の供給量、供給圧力などを、砥石の回転数、砥石の種類、砥粒大きさなどの各条件に応じて、適切に設定することで、本実施形態の研削方法によれば、板厚０．２ｍｍ〜３．０ｍｍの薄板硝子の研削加工において、端面チッピング量２０μｍ以下での効率的な研削を可能とする。これは、通常の研削方法で行う場合と比べ、約５倍〜１０倍の研削速度向上効果である。
【０１２６】
また、この実施形態の研削装置Ｍは、薄板ガラス（Ｗ）の端面研削を行う研削装置Ｍであって、薄板ガラスのモデルＷｍのデータを予めインストール（記憶）して（Ｓ１）、カメラ２３で取り込んだ基準ピン７１，７１の撮影データから、加工ステージ３０の機械原点Ｃを算出する（Ｓ４）。そして、カメラ２３で取り込んだ薄板ガラス（実ワークＷｉ）の撮影データから、薄板ガラス（実ワークＷｉ）の重心位置Ｐを求めて（Ｓ５）、加工ステージ３０の機械原点Ｃと薄板ガラス（Ｗ）の重心位置Ｐを比較して、薄板ガラスのズレ量（縦方向のズレ量Ｘ、横方向のズレ量Ｙ、回転方向のズレ量θ）を算出し（Ｓ７）、このズレ量に応じて研削経路を演算して（Ｓ８）、この演算した研削経路に従って、研削スピンドル３１を作動させるようにしている（Ｓ９）。
このため、薄板ガラス（Ｗ）自体に「基準となるマーク（印）」等を形成しなくても、加工ステージ３０に設けた基準ピン７１，７１によって「機械原点Ｃ」を求め、薄板ガラス（Ｗ）のズレ量（Ｘ、Ｙ、θ）を把握することができ、この把握したズレ量によって、マーク（印）等のない薄板ガラス（Ｗ）であっても正確に研削加工することができる。
【０１２７】
よって、携帯電話などの携帯端末の表示画面に用いられる薄板ガラス（Ｗ）の端面研削を行う研削装置Ｍにおいて、カメラ２３の撮影データを利用して研削加工を行うことで、精度よく加工しつつも、薄板ガラス（Ｗ）の表面に目印等を設けることなく、研削加工を行うことができる。
【０１２８】
なお、この実施形態では機械原点を複数の基準ピン７１，７１で求めるようにしたが、その他、一部を突出させた基準突出部で機械原点を求めても良いし、また、一部を着色した基準部で、機械原点を求めてもよい。
【０１２９】
また、この実施形態では、薄板ガラス（Ｗ）の重心位置ＰとモデルＷｍの重心位置Ｐｍとを一致させて、薄板ガラス（Ｗ）とモデルＷｍを比較して、研削スピンドル３１の削り込み量Δｗを演算するようにしている。すなわち、薄板ガラス（Ｗ）がモデルＷｍに対してどの程度大きいか（例えば、長さ方向の差分と幅方向の差分を検出して、この「差分」の大きさ）を判断して、この大きさに応じて削り込み量Δｗを変化させるのである。
このため薄板ガラス（Ｗ）の削り込み量Δｗを各ワーク毎で変化させることになり、より正確な形状及び寸法に、薄板ガラス（Ｗ）を加工することができる。
よって、各ワーク毎で変化する薄板ガラスの削り込み量Δｗを、より正確に掴んで研削作業を行うことになるため、複数の薄板ガラスを精度よく加工することができる。
【０１３０】
また、この実施形態では、薄板ガラスの外形Ｗａの重心位置Ｐと、穴部Ｗｂ形状の重心位置Ｑとを求めてワークＷｉの重心位置を算出するようにしている。
これにより、薄板ガラス（Ｗ）の外形Ｗａの重心位置Ｐと薄板ガラスの穴部Ｗｂ形状の重心位置Ｑとを算出することで、穴部のある薄板ガラスであっても、確実にモデルＷｍに即した形状で、研削することができる。
よって、穴部Ｗｂがある複雑な形状の薄板ガラス（Ｗ）であっても、正確に研削経路を演算でき、精度良く研削することができる。
【０１３１】
また、この実施形態では、基準ピン７１，７１を、薄板ガラス（Ｗ）を挟んだ両側位置に設けている。
これにより、少なくとも２つの基準ピン７１，７１を結んだ線Ｌ上に形成される機械原点Ｃを、薄板ガラス（Ｗ）の重心位置Ｐに近い位置に形成することができる。
このため、より正確に薄板ガラス（Ｗ）のズレ量を演算することができる。すなわち、機械原点Ｃが薄板ガラス（Ｗ）の重心位置Ｐに近い事で、ズレ量の際の誤差を少なくできるため、正確なズレ量を演算することができるのである。
よって、より精度の高い研削加工を行うことができる。
【０１３２】
また、この実施形態では、基準ピン７１の先端部７１ａを吸着台７０の上面７０ａと同じ高さ（ｈｐ＝ｈｓ）に設定することで、カメラ２３からの距離を、薄板ガラス（Ｗ）と略一致するようにしている。
これにより、基準ピン７１の被撮影ポイント（先端部７１ａ）が、薄板ガラス（Ｗ）の高さ方向の位置と略一致するため、カメラ２３のピントを確実に両者に合わせることができる。
よって、確実に、基準ピン７１と薄板ガラス（Ｗ）とを同時に撮影することができ、薄板ガラス（Ｗ）のズレ量をより正確に演算することができる。
【０１３３】
以上、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、あらゆる研削装置に適用する実施形態を含むものである。
【０１３４】
この実施形態の研削装置では、ワークＷを携帯電話用の薄板ガラスとしているが、例えば、携帯音響機器用の薄板ガラスであってもよいし、また、携帯ゲーム機用の薄板ガラスであってもよい。さらに、携帯ナビ用の薄板ガラス、携帯ＴＶの薄板ガラス等であっても良い。
【０１３５】
なお、上記実施形態においては、四つの噴射ノズル１１２を設けているため、略方形状の各辺の端部を各噴射ノズル１１２によって液体を的確に供給しつつ研削作業を行い得るという利点を奏するものであるが、当該発明にあっては噴射ノズルの個数は四つに限定されるものではない。例えば図１８に示すように、噴射ノズル１１２を八つ設けることも可能である。図１８に示す研削装置にあっては、八つの噴射ノズル１１２が等角度間隔に配設されており、具体的には互いに４５度の位置に配設されている。さらには、六つの噴射ノズルを互いに６０度の位置（等角度間隔）に配設させることも可能である。
【０１３６】
なお、この図１８に示す研削装置にあっては、ワークＷの長辺及び短辺の研削に関しては上記実施形態と同様にそれぞれ一つの噴射ノズル１１２から研削液を噴射している。また、コーナー部の研削時にあっては、上記長辺及び短辺の研削に際してそれぞれ使用される噴射ノズル１１２の間に配設された噴射ノズル１１２のみから研削液を噴射するよう構成することができる。
【０１３７】
また、噴射ノズル１１２を四つ設ける場合にあっても、上記実施形態（図１６）及び図１７に示すものに限定されず、例えば図１９に示すように、対向する一対の噴射ノズル１１２を結ぶ仮想線が、ワークＷの辺（長辺）と所定の角度をなすような位置に噴射ノズル１１２を配設することができる。ここで、所定の角度とは、ワークＷのコーナー部の研削に関しても的確に研削液を供給できるような位置とすることができ、例えば３０度とすることができる。
【０１３８】
さらに、複数の噴射ノズル１１２の制御手段の制御方法は上記実施形態のものに限定されず、本発明の意図する範囲内で適宜設計変更可能である。
例えば、切削加工位置よりも砥石の回転方向前方側に位置する噴射ノズル１１２も研削液を噴射するよう制御することが可能であり、これにより、上記回転方向前方側の噴射ノズル１１２によって、砥石６１の研削面に付着する研削屑を除去することができる。
この場合において、切削加工位置よりも回転方向の前方側の噴射ノズル１１２と後方側の噴射ノズル１１２とは、異なる研削液を用いる（例えば、冷却機能を有する研削液を後方側の噴射ノズルから噴射して、洗浄機能を有する研削液を前方側の噴射ノズルから噴射する）ことも可能である。但し、砥石の径が小さい場合には、二種の研削液の互いの干渉により機能を損なう場合が存在するため、砥石の径が大きい場合にのみ上述の二種の研削液の使用を採用することが好ましい。
【０１３９】
また、上記実施形態においては噴射ノズルとして二流体ノズルを用いたものについて説明したが、例えば超音波振動子により超音波振動を液体に重畳させて微粒子化した液体を噴射する超音波重畳式ノズルを用いることも可能である。
このように超音波重畳式ノズルを用いることにより、ノズルから対象物（砥石の切削面及びワーク）への噴射水流を超音波伝達媒体として、その研削液が伝播する超音波振動加速度による強い振動作用力を、砥石の研削面の付着物及び砥粒間空間の空気層に与えることができる。このため、超音波重畳式ノズルによれば、付着物及び砥粒間空間の空気層を振動させ、振動によりその周囲との接触点に効果的に研削液を浸透させることによるクサビ効果で、掃き出し、置換効果が得られるという利点を有する。（しかるに、ノズル直近に超音波振動子が不可欠であると共に、ノズルからの水流は対象物との間で途切れないことが不可欠となるため、装置の設置方法（超音波振動子の収容容積、対象物との距離等）や運用には制約が生じるという欠点、及び超音波発振装置含めての装置費用負担が増えるという欠点がある。）
【０１４０】
さらに、上記実施形態においては、ワークの外形の端面加工及びワークの穴部の内形の端面加工についてのみ説明したが、上記実施形態の装置によって、例えば、研削ツールとしてドリルを使用して、穴あけ加工を行うことも可能である。なお、穴あけ加工の場合、研削液を必要とする切削加工位置は、被加工物の内部になるため、二流体ノズルの直接的な効果は研削加工中には得られないが、穴あけ加工後にドリルの目詰まりを取り除く目的にて適用することで、二流体ノズルの洗浄効果が得られる。また、研削中に排出される研削屑が、被加工物の表面に付着することでの品質低下が懸念されるが、常に二流体ノズルの効果を持つ研削液が、加工付近表面に供給されていることにより、研削屑は速やかに排除されることとなり、表面品質の維持に効果が得られる。また、二流体の衝撃力によりドリル本体に微小な振動を発生することができ、振動量・振動数共に十分とは言えないが、上述した超音波重畳ノズルにより得られる効果と同種の作用効果を持つ現象であり、一定の効果が期待できる。
【０１４１】
また、上記実施形態では、研削作業時に、ワークＷの長辺方向に砥石６１が移動し、ワークＷの短辺方向にワークＷが移動するものについて説明したが、当該研削装置及び研削方法においては、ワークＷの平面方向においてワークＷと砥石６１とが相対的に移動すれば良く、例えば砥石がワークの長辺方向のみならず短辺方向にも移動するよう構成することも可能である。
【０１４２】
また、研削装置の全体構成についても、この実施形態に限定されるものではなく、例えば、加工ユニットが一つであるものや、逆に、さらに五つや六つなど、多くの加工ユニットを設けるようなものに、適用してもよい。
【０１４３】
さらに、研削ツール６についても、この実施形態に挙げたようなものに限定されるのではなく、例えば、球型の研削ツールや、円盤型の研削ツール、また円錐型の研削ツールであってもよい。また、砥石材料についてもダイヤモンドに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
以上のように、本発明の研削装置及び研削方法並びに薄板状部材の製造方法は、噴射ノズルによって的確に液体を砥石の研削加工位置まで到達させて被加工物の研削を行うことかでき、このため、薄板状の被加工物の端面を的確且つ安全に研削加工を行うことができる。
【符号の説明】
【０１４５】
Ｍ…研削装置
Ｗ…ワーク（薄板ガラス、被加工物）
Ｗｉ…未加工のワーク
Ｗｏ…加工済のワーク
Ｗｍ…ワークモデル
１５…電子制御ユニット（制御手段）
２３…カメラ
３０…加工ステージ
３１…研削スピンドル
３３…加工テーブル（テーブル）
６１，１６１…加工部（砥石）
７１…基準ピン
１００…砥石軸受け部材
１１０…噴射ノズルユニット
１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）…噴射ノズル
Ｃ…機械原点
Ｐ…ワーク外形の重心位置
Ｑ…穴部形状の重心位置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、研削装置及び研削方法並びに薄板状部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削装置は、略方形（略多角形）の薄板状の被加工物等、例えば携帯電話などの携帯端末で用いられる高脆弱性の薄板ガラスの端面研削を行うのに用いられる。この携帯端末のモニターには略方形の薄板状のガラス板が用いられることが多い。こうした薄板状のガラスは、一般に大形のガラス板から、だいたいのワーク形状で切り出され、その切り出されたガラス板の端面を、研削装置の砥石によって正確に研削することで、所定の形状に形成される。特に、この研削の際には、同時に面取り加工も行うことで、薄板状のガラス板の端面の欠けを防ぐことも行われる。上記研削装置の砥石による研削に際しては、加工の際に加熱される砥石に対して噴射ノズルから研削液を噴射して、砥石を冷却することがなされている。
【０００３】
上述のようにガラス板の外形を研削する場合には、砥石をガラス板の周囲に沿って相対的に移動させて行うので、砥石とガラス板とが接触する研削加工位置は砥石の回転軸方向から見て３６０度の任意の方向に変化する。つまり、例えば略方形状のガラス板の一つの長辺を研削する際には回転軸方向から見て１２時方向に研削加工位置が位置すると仮定すると、この長辺に隣接する短辺を研削する際には３時方向に、他の長辺を研削する際には６時方向に、他の短辺を研削する際には９時方向にそれぞれ研削加工位置が移行する。そして、上述のように研削加工位置が研削作業時に順次変化する場合には、研削加工位置に適切に研削液を供給するために研削液の供給手段も砥石の回転軸方向から見て３６０度方向で必要と考えられる。
【０００４】
このような研削液を砥石の周囲に供給する手段の一つとして、（１）砥石を中心としたリング状の供給管を設け、この供給管から砥石中心方向に向けて切れ目なく研削液を供給する技術が開発されている（特開２００６−３４６８０３号公報参照）。しかし、このような研削液の供給形態の場合、大量の研削液が必要となる問題を有する。この点について詳述すると、砥石はその周囲の空気を連れ回る状態で回転しており、この空気層を突き破り砥石まで研削液を供給するには十分な圧力且つ十分な流量で研削液を供給する必要がある。このため、上記のようなリング状の供給管から研削液を供給する場合には、研削加工位置で必要とされる研削液の約１０倍近い流量で、相応の圧力を保って連続供給しなければ、研削加工位置に十分な研削液を供給することができない。
【０００５】
また、このような供給形態で研削加工位置に十分な流量を供給しようとすると、大量の研削液が砥石に向かって噴射されることとなり、結果として、砥石周囲に水溜りの様な状況が発生し、その水溜りを砥石が回転する状態となる。この場合、砥石の回転が作り出す水膜で、供給管からの研削液の噴射流が遮られることになり、研削加工位置に必要な研削液が安定して供給されない現象を起こしてしまうおそれがあり、研削液の目的とする機能が果たされないおそれがある。
【０００６】
また、他の研削液供給手段として、（２）被加工物である方形状のガラス板の周囲に沿って、複数の噴射ノズルを設置して、研削加工位置に近接する噴射ノズルから研削液を噴射する技術が開発されている（特開へう５−１６２０５５号公報参照）。しかし、このように噴射ノズルを設置した場合には、ガラス板の大きさによって多数の噴射ノズルが必要となり、製造装置自体がコスト高になる問題を有するばかりか、噴射ノズルの設置場所を確保する必要が生ずる問題も有する。
【０００７】
さらに、他の研削液供給手段として、（３）一つの噴射ノズルが、砥石の切削加工位置に追従して移動及び噴射方向を変更するよう構成することも考えられる。しかしながら、このように構成すると、この追従させる機構のため装置が複雑化してしまい、研磨装置自体のコスト高を招く問題があり、さらには上記追従機構の設置スペースを確保する必要性が生ずるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３４６８０３号公報
【特許文献２】特開平５−１６２０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、薄板状の被加工物の端面を的確且つ安全に研削加工を行うことができる研削装置及び研削方法並びに薄板状部材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の研削装置は、
薄板状の被加工物を載置するテーブルと、
外周に被加工物の端面を研削可能な研削面を有し、回転可能に構成される砥石と、
この研削面で被加工物の端面を研削するよう砥石及び被加工物を相対的に移動する移動手段と、
砥石の周囲に略等角度間隔に配設され、研削面に液体を微粒子化して噴射する複数の噴射ノズルと、
上記被加工物に接触する砥石の研削加工位置を基準として、砥石の回転方向後方に液体が噴射されるよう上記複数の噴射ノズルの噴射を制御する制御手段と
を備えている。
【００１１】
当該研削装置は、テーブルに被加工物を載置して、移動手段により被加工物と砥石とを相対的に移動させて、被加工物の端面を砥石で研削することができる。そして、この研削作業に際して、噴射ノズルが微粒子化した液体を砥石に向けて噴射するので、この微粒子化した液体は、砥石の表面（研削面）で砥石の回転により連れ回る空気層を突き抜けやすく、砥石の研削面まで的確に供給されやすい。また、噴射ノズルからは研削加工位置よりも回転方向後方に液体が噴射されるので、砥石の研削面まで到達した液体が、砥石の回転に連れられて、研削加工位置まで到達しやすい。
【００１２】
特に、当該研削装置にあっては、端面の研削に従い研削加工位置と砥石の回転軸との相対位置に変更をきたしても、制御手段によって噴射ノズルの噴射が制御されることで、砥石の研削加工位置よりも回転方向後方に液体を噴射することができ、不必要に大量の液体を供給する必要がない。このため、当該研削装置によれば、液体に要するコストの削減が図られ、しかも砥石周囲に水溜りの様な状況が発生することを防止できる。
【００１３】
さらに、このような液体の噴射は砥石の周囲に配設された噴射ノズルによってなされるので、被加工物の端部の全てにわたって多数の噴射ノズルを設けることを要しない。このため、当該装置は被加工物の端部の全てにわたって噴射ノズルを設置する場合に比して、噴射ノズルが少なくて済み、製造装置自体のコスト低減が図られると共に、噴射ノズルの設置場所の確保も比較的容易である。
【００１４】
また、この発明の研削方法は、
噴射ノズルによって液体を砥石に噴射しつつ、薄板状の被加工物の端面を砥石によって研削する研削方法であって、
上記砥石を被加工物の平面と略垂直な回転軸を中心に回転しつつ、上記砥石を噴射ノズルと共に被加工物に対して相対的に移動して、被加工物の端面を研削する研削工程と、
上記研削工程を行う際に、上記被加工物に接触する砥石の研削加工位置を基準とし、砥石の回転軸との相対位置が変更される際に、砥石の研削加工位置よりも回転方向後方に液体を微粒子化して噴射する液体噴射工程と
を有する研削方法である。
【００１５】
当該方法にあっては、液体噴射工程で、噴射ノズルが微粒子化した液体を砥石に向けて噴射するので、この微粒子化した液体は、砥石の表面（研削面）で砥石の回転により連れ回る空気層を突き抜けやすく、砥石の研削面まで的確に供給されやすい。また、噴射ノズルからは研削加工位置よりも回転方向後方に液体が噴射されるので、砥石の研削面まで到達した液体が、砥石の回転に連れられて、研削加工位置まで到達しやすい。
【００１６】
特に、当該研削方法にあっては、液体噴射工程で研削加工位置と砥石の回転軸との相対位置が変更される際に、砥石の研削加工位置よりも回転方向後方に液体を噴射することができ、不必要に大量の液体を供給する必要がない。このため、当該研削方法によれば、液体に要するコストの削減が図られ、しかも砥石周囲に水溜りの様な状況が発生することを防止できる。
【００１７】
さらに、当該研削方法は、研削工程に際して砥石と共に噴射ノズルが被加工物に対して相対的に移動するものゆえ、被加工物の端部の全てにわたって噴射ノズルを設けることを要しない。このため、被加工物の端部の全てにわたって噴射ノズルを設置する場合に比して、噴射ノズルが少なくて済み、当該研削方法を実施する装置のコスト低減が図られると共に、噴射ノズルの設置場所の確保も比較的容易である。
【００１８】
当該発明にあっては、噴射ノズルとして液体と気体とを混合して噴射する二流体ノズルを採用することが好ましい。これにより、微粒子化され噴射された液体が、砥石の回転により生ずる砥石の周りの空気層を確実に突き抜けることができる。
【００１９】
なお、当該発明にあっては、噴射ノズルの噴射中心軸を、砥石の外周の接線方向に沿うよう設けることも可能であり、また、砥石の回転軸に略交差するよう設けることも可能である。
【００２０】
また、当該発明にあっては、制御手段が、研削作業時において上記研削加工位置と砥石の回転軸との相対位置が変更される際に、噴射する噴射ノズルを切り替えるよう制御する構成を採用することができる。これにより、切削加工位置が砥石の回転軸に対して位置が変更された際に、制御手段が複数の噴射ノズルのうち噴射する噴射ノズルを切り替えることで、的確に砥石の研削加工位置よりも回転方向後方に液体を噴射することができる。
【００２１】
なお、上記構成を採用した際には、上記砥石の回転軸が回転可能に軸支される砥石軸受け部材と、この砥石軸受け部材に対して固定されるノズルフレームとをさらに備え、上記複数の噴射ノズルが、ノズルフレームに取り付けられている構成を採用することが可能である。これにより、砥石軸受け部材に固定されるノズルフレームに容易且つ確実に複数の噴射ノズルを取り付けることができ、噴射ノズルの設置が容易である。
【００２２】
さらに、上記構成を採用した場合には、同時に噴射する噴射ノズルが二つ以内となるよう制御されていることが好ましく、これにより少量の液体によって的確な研削作業を行い得る効果を奏する。
【００２３】
また、上記構成を採用した場合には、制御手段が、砥石が被加工物に対して一方向に相対的に移動している際に一の噴射ノズルから液体を噴射し、この噴射の後に砥石が被加工物に対して上記一方向と交差する他の方向に相対的に移動する際に他の噴射ノズルから液体を噴射し、上記一方向の相対移動から上記他の方向の相対移動に切り替わる間において上記一の噴射ノズル及び他の噴射ノズルの双方から液体を噴射するよう制御する構成を採用することが好ましい。これにより、被加工物の一の方向の端面では上記一の噴射ノズルを噴射しつつ、また、被加工物の他の方向の端面では上記他の噴射ノズルを噴射して、的確に研削作業を行うことできると共に、被加工物の一の方向の端面と他の方向の端面との間（例えばコーナ部）では、上記一の噴射ノズル及び他の噴射ノズルの双方から液体を噴射するため、かかる部分でも的確に液体を供給しつつ被加工物の研削を行い得る。
【００２４】
なお、本発明は上記研削装置及び研削方法のみを対象とするものではなく、上記研削方法を具備した薄板状部材の製造方法も対象とするものである。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明にあっては、噴射ノズルによって的確に液体を砥石の研削加工位置まで到達させて被加工物の研削を行うことかでき、このため、薄板状の被加工物の端面を的確且つ安全に研削加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る研削装置の一実施形態を示す上面図である。
【図２】図１の研削装置の正面図である。
【図３】図１の研削装置の側面図である。
【図４】図１の研削装置の搬送ロボットの三面図で、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図、（ｃ）が上面図である。
【図５】図１の研削装置の搬送ロボットの搬送時の動作を説明する図で、（ａ）が基準状態からワーク保持開始状態を示した図、（ｂ）がワーク保持開始状態から加工ステージへのワーク搬送状態を示した図である。
【図６】図１の研削装置の搬送ロボットの搬送時の動作を説明する図で、（ｃ）が加工ステージへのワーク搬送状態からカメラ撮影状態を示した図、（ｄ）カメラ撮影状態から次のワークの保持開始状態を示した図である。
【図７】図１の研削装置の第二加工ユニットの上面図である。
【図８】図１の研削装置の第二加工ユニットの一部断面を含む正面図である。
【図９】図１の研削装置の第二加工ユニットの一部断面を含む側面図である。
【図１０】図１の研削装置において大径の研削ツールを使用した際の一部断面を含む詳細側面図である。
【図１１】図１の研削装置において小径の研削ツールを使用した際の一部断面を含む詳細側面図である。
【図１２】図１の研削装置の制御方法を示したフローチャートである。
【図１３】図１の研削装置のカメラで加工ステージを撮影している状態を示す側面図である。
【図１４】図１の研削装置において撮影したデータの処理及び演算方法を説明する説明図である。
【図１５】図１の研削装置の噴射ノズルユニットを説明するための模式的上面図である。
【図１６】図１の研削装置のワークを研削している状態を示す模式的上面図である。
【図１７】本発明に係る研削装置の他の実施形態においてワークを研削している状態を示す模式的上面図である。
【図１８】本発明に係る研削装置の他の実施形態においてワークを研削している状態を示す模式的上面図である。
【図１９】本発明に係る研削装置の他の実施形態においてワークを研削している状態を示す模式的上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
【００２８】
まず、研削装置の全体構成について図１〜図３を参照しつつ説明する。なお、各図において、具体的には描いていないが、この研削装置でも、周知のように、作業者の安全性を確保するため、周囲にガード板を設けている。
【００２９】
この研削装置Ｍは、図２、図３に示すように、下部に略矩形状で格子状に組まれたベーススレーム１を備え、この上面に研削加工を行うための様々なユニットを設置している。
【００３０】
ベーススレーム１は、周知の鋼製の角材１１，１２，１３を、左右方向、前後方向、及び上下方向に組むことで、上部の各ユニットを強固に支持するよう構成している。
【００３１】
ベーススレーム１の上面には、鉄属製の平板材１４が載置され固定されている。この平板材１４によって、ベーススレーム１の角材１１，１２，１３の間の目隠しを行う共に、ベーススレーム１上に各ユニットを設置できる。
なお、ベーススレーム１内には、電子制御ユニット１５（制御手段）が設置され、研削加工を行う各種ユニットの制御を行うようにしている。また、詳細には記載しないが、この電子制御ユニット１５内には加工情報等を記憶する記憶手段を備えている。さらに、図示しないものの、この電子制御ユニット１５に対して作業者Ｈが情報を入力するための制御盤も設けている。
【００３２】
図１に示すように研削装置Ｍの上部（ベースフレーム１上）に設置されるユニットは、中央に設置される搬送ロボット２と、その周囲に設置される四つの加工ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄと、搬送ロボット２の前方に設置される投入取出ステージ４と、搬送ロボット２の左右両側位置で前後方向に延びるように設置される照明移動ユニット５とで、構成されている。
【００３３】
上述の搬送ロボット２は、いわゆる水平方向に動く三関節のスカラロボットで構成されている。図１〜図３では、搬送ロボット２が動いていない基準状態で示しているが、動作状態については図４〜図６によって後に説明する。
【００３４】
搬送ロボット２には、その前端に上下スライド軸２０が設けられている。この上下スライド軸２０の下端には、被加工物（ワーク）である略方形状（略多角形状）の薄板ガラスＷを吸着保持する吸着ハンド２１を設けている。また、上下スライド軸２０の上端には、取付ブラケットを介して、画像取り込み用のカメラ２３を取り付けている。
【００３５】
この搬送ロボット２は、薄板ガラスＷ（Ｗｏ，Ｗｉ）を、投入取出ステージ４から各加工ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄへ、また、各加工ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄから投入取出ステージ４へ、それぞれ搬送する。このワークＷの搬送作業は、上述した吸着ハンド２１を利用して行う。また、この搬送ロボット２では、上述したカメラ２３によって、載置したワークＷを加工ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの上方から撮影することができる。
【００３６】
上述の四つの加工ユニットは、搬送ロボット２の前後左右にそれぞれ設けられ、第一加工ユニット３Ａと、第二加工ユニット３Ｂと、第三加工ユニット３Ｃと、さらに、第四加工ユニット３Ｄとして設置されている。
【００３７】
各加工ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの構成要素は、全て同じもので設定しており、全て同じの研削作業を行えるようにしている。例えば、第一加工ユニット３Ａで示すように、構成要素には、ワークＷを研削状態で吸着保持する加工ステージ３０と、加工ステージ３０の上方からワークＷを研削する研削スピンドル３１と、加工ステージ３０に隣接して複数の研削ツール（砥石）を保持するツールマガジン３２と、研削スピンドル３１に取り付けられた砥石に向けて研削液を噴射する噴射ノズルユニット１１０とを備える。
【００３８】
そして、このうち、加工ステージ３０には、中央の加工テーブル３３を左右方向にスライド移動させる左右スライド機構３４（移動手段）を設けている。加工テーブル３３の左右両側には樹脂製のジャバラカバー３５を設けている（加工テーブル３３の右側のジャバラカバーは研削スピンドル等で隠れており図示していない）。このジャバラカバー３５によって、左右スライド機構３４に研削液が侵入するのを防止している。また、加工テーブル３３の上面には、矩形ボックス状で上方が開放したキャッチパン３６を設けており、このキャッチパン３６によって研削液が飛散するのを防止している。
【００３９】
また、研削スピンドル３１は、前後方向にスライド移動する前後スライド機構３８（移動手段）を備えている。そして、研削スピンドル３１と前後スライド機構３８との間に、上下方向に移動する上下ガイド機構３９を設けている。こうして、研削スピンドル３１が前後方向のみならず上下方向にも自由に移動するように構成されている。
【００４０】
なお、前後スライド機構３８は、図２に示すように、前後方向に延びる大型角材のサイドフレーム１６に対して強硬に固定している。これにより、研削スピンドル３１の支持剛性が高められて、研削精度を高めることができる。
【００４１】
ツールマガジン３２は、最大五本の研削ツール（砥石）６，…（図２、図３参照）が保持できるように構成している。ツールマガジン３２には、径の異なる砥石や研磨材の異なる砥石など、複数の研削ツール６が保持されている。この複数の研削ツール６は、加工内容に応じて選択されて研削スピンドル３１に取り付けられる。
【００４２】
上述の投入取出ステージ４は、作業者Ｈが開閉操作する開閉扉４０と、開閉扉４０と連動して動く長方形形状のカートリッジ設置台４１と、カートリッジ設置台４１に着脱自在に設置されるワークカートリッジ４２と、を備えている。
【００４３】
開閉扉４０は、下端に水平方向に延びるヒンジ軸４３（図３参照）を設けた横長長方形の鋼板によって構成され、上部外面には、平面視略Ｕ字形状のハンドル部４４を設けている。この開閉扉４０を作業者Ｈがハンドル部４４を持ってヒンジ軸４３を中心に手前側に回動させることで、投入取出ステージ４を開放することができ、研削装置Ｍ内へワークＷの出し入れを行うことができる。
【００４４】
カートリッジ設置台４１は、その両側端が、開閉扉４０の上部に連結されたリンク機構４５に連結されている。また、カーシリッジ設置台４１は、下部を前後方向に延びるスライドレール４６（図３参照）にスライド可能に載置されている。このため、作業者Ｈが開閉扉４０を開放操作すると、リンク機構４５を介して開閉扉４０に連結されたカートリッジ設置台４１が研削装置Ｍの外側方向にスライド移動する。また作業者Ｈが開閉扉４０を閉鎖操作すると、カートリッジ設置台４１が研削装置Ｍの内側方向にスライド移動する。
【００４５】
ワークカートリッジ４２は、左右方向に四列でワークＷの積層体が並ぶように、樹脂壁４７で仕切った積層部４８を、四つ備えている。このうち、右側二つの積層部４８には、未加工のワークＷｉを積層して、左側二つの積層部４８には、加工済のワークＷｏを積層するように設定されている。このワークカートリッジ４２は、作業者Ｈがカートリッジ設置台４１から容易に取り外しできるように、持ち運びする際の把持部４９を両端に設けている。
【００４６】
作業者Ｈが、このワークカートリッジ４２に未加工のワークＷをセット（載置）して、このワークＷをセットしたワークカートリッジ４２をカートリッジ設置台４１に置き、開閉扉４０を閉鎖することで、加工前準備を整えることができる。
【００４７】
上述の照明移動ユニット５は、搬送ロボット２の両側位置で前後方向に延びる移動スライドレール５０と、この移動スライドレール５０に上下移動機構５１を介して支持された略四角形の照明枠５２と、を備えている。
【００４８】
移動スライドレール５０は、前端と後端とを、支持ブラケット５０ａ，５０ａを介して金属製の平板材１４に固定して設置されている。この移動スライドレール５０の後端は、後側の加工ユニット（第二加工ユニット３Ｂ、第四加工ユニット３Ｄ）のツールマガジン３２の位置まで延設している。このため、照明枠５２が研削装置Ｍの後側に大きく移動することになり、照明枠５２を使用しない待機タイミング（各加工ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄで研削加工等を行っているタイミング）では、照明枠５２を後側の位置まで後退させることができる。
【００４９】
照明枠５２は、各枠部５２ａ，…の内周面に、図示しないＬＥＤを複数埋め込むことによって、枠内を照射するように構成している。この照明枠５２は、カメラ２３でワークＷを撮影する際に、加工ステージ３０のキャッチパン３６に移動して、ＬＥＤでワークＷを側方から照射することで、ワークＷの外形形状（輪郭）を浮かび上がらせて、ワークＷの撮影を容易に行えるようにしている。
【００５０】
次に、搬送ロボット２について、図４〜図６で説明する。図４は、搬送ロボットの三面図で（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図、（ｃ）が上面図である。図５、図６は、搬送ロボットの搬送時の動作を説明する図であり、図５（ａ）が基準状態からワーク保持開始状態を示した図、図５（ｂ）がワーク保持開始状態から加工ステージへのワーク搬送状態を示した図、図６（ｃ）が加工ステージへのワーク搬送状態からカメラ撮影状態を示した図、図６（ｄ）カメラ撮影状態から次のワークの保持開始状態を示した図、をそれぞれ示したものである。
【００５１】
搬送ロボット２は、上述のように水平方向に移動する三関節のスカラロボットで構成されており、水平方向に移動可能に構成されている。具体的には、図４（ｂ）に示すように、搬送ロボット２は、第一関節２Ｊａ、第二関節２Ｊｂ及び第三関節２Ｊｃにおいて回動可能に設けられ、左右方向に移動可能に設けられている。これにより、前側アーム２４の前端の上下スライド軸２０が水平方向に移動できるようになっている。
【００５２】
この上下スライド軸２０は、前側アーム２４前端を上下方向に貫通設置しており、上下方向にもスライド移動するようになっている。
【００５３】
上下スライド軸２０の下端には、上述した吸着ハンド２１を設けている。この吸着ハンド２１は、長方形の平板状のベースプレート２５に、下側を向いた四つの吸盤２６，…を設けている。この吸盤２６に負圧を作用させることで、吸着力を生じさせ、ワークである薄板ガラスＷを吸着保持するように構成されている。
【００５４】
この四つの吸盤２６，…は、図４（ｃ）にも示すように、二つずつ、左右二箇所に配設している。それぞれ二つの吸盤２６で一枚のワークＷを吸着保持するようにしている。このため、一つの吸着ハンド２１で二枚のワークＷを一度に搬送することができる。
【００５５】
また、この吸着ハンド２１には、下向きに突出したピン２７をベースプレート２５の両端に設けている。このピン２７、２７は、ワークＷに当接する当接部材である。つまり、ワークＷを搬送する前に、搬送ロボット２の移動によりこのピン２７で一旦ワークＷをワークカートリッジ４２内に押し込み、ワークＷをワークカートリッジ４２内で整列させている。
【００５６】
上下スライド軸２０の上端には、上述したようにカメラ２３を設けている。このカメラ２３は、吸着ハンド２１のワークＷの保持位置（ベースプレート２５の突出部分）から、約９０°ずらした位置に設置している。これは、カメラ２３で撮影する際に、ベースプレート２５が邪魔にならないようにするためである。このカメラ２３は、一般的なＣＣＤカメラで構成しており、二次元の画像データを取り込むようにしている。
【００５７】
また、このカメラ２３は、取付ブラケット２２を介して上下スライド軸２０に取り付けている。この取付ブラケット２２は、やや下向きに屈曲した腕部２２ａと、上下方向位置を調整可能なカメラ取付部２２ｂと、上下スライド軸２０に筒状に固定されるシャフト固定部２２ｃとで構成されている。カメラ２３は、腕部２２ａを介して上下スライド軸２０に固定されるため、上下スライド軸２０から離間して位置することになり、撮影時には、前側アーム２４が映り込むのを防いでいる。
【００５８】
次に、搬送ロボット２の搬送時の動作を、図５及び図６を利用して説明する。
【００５９】
図５（ａ）に示すように、搬送ロボット２は、まず、基準状態から各関節を反時計廻りにわずかに回動させ、ワークカートリッジ４２に積層された未加工のワークＷｉを吸着ハンド２１で吸着する。このとき、上下スライド軸２０を大きく反時計廻りに回動させることで、吸着ハンド２１のベースプレート２５を回動させ、左側の吸盤２６で未加工のワークＷｉを吸着する。
【００６０】
その後、図５（ｂ）に示すように、搬送ロボット２は、各関節を大きく反時計廻りに回動させて、第一加工ユニットの加工ステージ３０に、ワークＷｉを搬送する。このとき、ワークＷｉは大体の位置に搬送されて、加工ステージ３０に載置されることになる。すなわち、厳密な位置確認を行うことなく、ワークＷｉは加工ステージ３０に搬送されて、大凡の位置に載置されるのである。
【００６１】
そして、図６（ｃ）に示すように、搬送ロボット２は、前側アーム２４をさらに反時計廻りに回動させると共に、上下スライド軸２０を時計廻りに回動させることで、カメラ２３を確実にワークＷｉの上方（真上）に位置させる。こうして、搬送ロボット２は、自ら搬送して載置したワークＷｉを、カメラ２３で撮影するようにしている。なお、ワークＷの撮影手順等については、後述する。
【００６２】
そして最後に、図６（ｄ）に示すように、搬送ロボット２は、ワークＷｉの撮影終了後に、次の未加工のワークＷを搬送するために、各関節を時計廻りに戻して、ベースプレート２５の左側の吸盤２６で、次のワークＷを吸着するようにしている。
【００６３】
そして、その後、搬送ロボット２は、図５（ｂ）の動作を繰り返し、ワークカートリッジ４２から次の加工ステージに未加工のワークＷを搬送する。こうして、空いている加工ユニットの加工ステージに、次々と未加工のワークＷを搬送するようにしている。
【００６４】
なお、具体的には図示しないが、搬送ロボット２は、加工が終了した加工済のワークＷｏを、右側の吸盤２６で吸着することで、加工ステージ３０からワークカートリッジ４２に搬送する。搬送ロボット２は、図５（ｂ）の動作の前に、加工ステージ３０から加工済のワークＷｏを取り上げることで、未加工のワークＷｉの搬送を行いつつ、加工済のワークＷｏの搬送も同時に行うのである。
【００６５】
次に、加工ユニットについて説明する。図７は加工ユニットの上面図、図８は加工ユニットの一部断面を含む正面図、図９は加工ユニットの一部断面を含む側面図である。
【００６６】
加工ユニット３Ｂ（便宜上、第二加工ユニットで説明する）は、図７に示すように、上述したワークＷを保持する加工ステージ３０と、ワークＷを研削する研削スピンドル３１と、研削ツール６を保持するツールマガジン３２と、を備えている。
【００６７】
そして、このうち、加工ステージ３０には、上述のように矩形の加工テーブル３３（テーブル）と、加工テーブル３３を左右に動かす左右スライド機構３４と、左右スライド機構３４を覆うジャバラカバー３５と、加工テーブル３３の上面に設置されたキャッチパン３６と、研削液を噴射する噴射ノズルユニット１１０とを備えている。
【００６８】
さらに、この加工ステージ３０は、図８に示すように、さらに様々な構成要素を備えている。
【００６９】
まず、加工テーブル３３の上面には、キャッチパン３６の内側中央にワークＷを吸着保持するための吸着台７０を設けている。この吸着台７０は、上面（受け面）７０ａが長方形（図７参照）となった略Ｔ字状のブロック形状の台座で構成している。吸着台７０の上面７０ａには、負圧を付与するために、複数の吸気口７０ｂ（図１０、図１１参照）を設けている。また、薄板ガラスであるワークＷの表面に傷が生じないようにするため、吸着台７０の上面７０ａには、平滑加工を施している。
【００７０】
上記吸着台７０の周囲には、研削加工の際の機械原点を算出するための二つの基準ピン７１，７１を、カメラ２３側（上方側）を向くように立設している。この基準ピン７１，７１は、吸着台７０にワークＷを載置（保持）した状態で、上記カメラ２３から撮影できるように、ワークＷが重ならない位置に配置されている。また、二つの基準ピン７１，７１は、ワークＷに対して対角に位置するように配置している。なお、ワークＷが完全に透明である場合には、基準ピンの位置はワークＷと重なるように設定してもよい。
【００７１】
そして、基準ピン７１の先端部７１ａは、図８に示すように、その高さｈｐが吸着台７０の上面７０ａの高さｈｓと同じ高さになるように設定している。このように設定することで、カメラ２３で撮影する際に、ワークＷと基準ピン７１との間でピントのズレが生じないため、画像データの取り込みを確実に行える。
【００７２】
また、キャッチパン３６の内部には、上げ底で傾斜した略四角形の背景板７２を設けている。この背景板７２は、全面を艶消し黒で塗付しており、カメラ２３に映り込んだ際の反射を防いで、ワークＷと基準ピン７１の映り込みを際立たせるようにしている。また、背景板７２を傾斜するように設置することによって、研削液が即座に流れ落ちるようにしている。また、この背景板７２には、基準ピン７１と吸着台７０を挿通させるための挿通穴（具体的には図示せず）が形成されている。
【００７３】
キャッチパン３６の隣接位置には、キャッチパン３６に流れ落ちる研削液を排水する排水管７３と排水樋７４とを設けている。この排水管７３と排水樋７４とを設けることで、研削液がキャッチパン３６内に滞留することを防止している。
【００７４】
左右スライド機構３４は、周知のＬＭガイドによって、加工テーブル３３が左右方向に自由にスライド移動するようになっている。そして、この左右スライド機構３４は、ステッピングモータ３４Ｍによって、スライド量が制御されるように構成されている。すなわち、左右スライド機構３４によって、加工テーブル３３の左右方向の位置が制御されるようになっているのである。これにより、後述する研削加工の際には、左右スライド機構３４が研削経路の左右位置を規定することになる。
【００７５】
ジャバラカバー３５は、いわゆるアコーディオンのように左右方向に伸縮するように構成されている。このため、加工テーブル３３が左右スライド機構３４で左右に移動したとしても、加工テーブル３３とジャバラカバー３５との間で隙間が生じず、左右スライド機構３４に研削液が流れ込むのを防ぐことができる。
【００７６】
キャッチパン３６は、上述のように上方が解放した矩形ボックス状に構成しており、外部に研削液が漏れないように設定している。具体的には、図８に示すように、キャッチパン３６の側壁３６ａを、基準ピン７１（ｈｐ）や吸着台７０（ｈｓ）よりも高い位置ｈｃまで延ばして、研削液の漏れを防いでいる。
【００７７】
研削スピンドル３１は、研削を行う際の回転駆動力を発生する電動モータ３１ａと、電動モータ３１ａのスピンドル軸に研削ツール６（砥石）を固定するチャック３１ｂと、を備えている。
【００７８】
研削スピンドル３１は、上述したように、前後スライド機構３８を備えている。この前後スライド機構３８は、前後方向に延びるスライドレール３８ａと、スライドレール３８ａ上を移動するスライダー３８ｂとを備えている。この前後スライド機構３８も、ステッピングモータ３８Ｍによってスライダー３８ｂのスライド量が制御されるように構成しており、この前後スライド機構３８によって研削スピンドル３１の前後位置が制御されるようになっている。よって、研削加工の際には、この前後スライド機構３８が研削経路の前後方向位置を規定することになる。
【００７９】
また、研削スピンドル３１と前後スライド機構３８との間には、上述のように、上下ガイド機構３９を設けている。この上下ガイド機構３９も、上下方向に延びるレール３９ａと、レール上を移動する移動部材３９ｂとを備えている。さらに、この上下ガイド機構３９もステッピングモータ３９Ｍによって移動部材３９ｂの上下移動量が制御されるように構成されている。この上下ガイド機構３９によって、研削スピンドル３１の上下位置を制御するようになっている。これにより研削ツール６をワークＷに位置合わせする際には、この上下ガイド機構３９を使って、位置調整するようにしている。
【００８０】
また、上記研削スピンドル３１が回転可能に軸支され且つ上記移動部材３９ｂに固着された砥石軸受け部材１００には、後述する噴射ノズルユニット１１０のノズルフレーム１１１が取り付けられている。
【００８１】
ツールマガジン３２は、上述のように、最大五本の研削ツール６，…を保持できるように構成している。具体的には、図９に示すように、研削ツール６，…を保持する５つのツール保持部３２ａ，…を前後方向に一列に並べて、このツール保持部３２ａと研削スピンドル３１との間で、自動的に研削ツール６のやり取りを行うように構成している。
【００８２】
このため、この研削装置Ｍでは、研削箇所に応じて、複数の研削ツール６，…を自動的に交換することができ、研削自由度を高めることができる。
【００８３】
研削スピンドル３１の研削ツール６について、図１０、図１１によって説明する。図１０は大径の研削ツールを使用した際の詳細側面図、図１１は小径の研削ツールを使用した際の詳細側面図である。
【００８４】
上述したように、この研削スピンドル３１は、チャック３１ｂによって研削ツール６を着脱することができ、図１０に示すような大径の研削ツール６Ａと、図１１に示すような小径の研削ツール６Ｂとを切り替えて装着することができる。
【００８５】
図１０に示す、大径の研削ツール６Ａは、ダイヤモンド粒子６０を表面（研削面）に付着させた大径円柱状の加工部６１（砥石）と、チャック３１ｂに固定される上下方向に延びるシャフト部６２とを備えており、加工部６１の上側には外方に広がる鍔部６３を設けている。また、加工部６１の下部には三条で筋状に窪んだ凹部６４を形成している。
【００８６】
この大径の研削ツール６Ａを、研削スピンドル３１で回転させて、ワークＷの外縁（外形）Ｗａに凹部６４を当接させることで、ワークＷの外形研削や面取りを行うことができる。なお、７０は吸着台である。
【００８７】
こうして、大径の研削ツール６ＡによってワークＷを研削することで、研削加工時に研削ツール６Ａが安定して切削が行われるため、加工精度を高めることができる。また、研削ツール６Ａが大径であるため、ツールの工具寿命も長くすることができ、ワークＷを大量に連続して研削できる。
【００８８】
図１１に示す小径の研削ツール６Ｂは、表面（研削面）にダイヤモンド粒子１６０を付着させた小径円柱状の加工部１６１（砥石）と、チャック３１ｂに固定されるシャフト部１６２とを備え、加工部１６１の上側には鍔部１６３を設けている。また、加工部１６１の下部には、三条で筋状に窪んだ凹部１６４を形成している。
【００８９】
この小径の研削ツール６Ｂでは、径が小さいため、研削ツール６をワークＷの穴部Ｗｂ内に差し込んで、穴部Ｗｂの内縁Ｗｃに凹部１６４を当接させることで、ワークＷの穴部Ｗｂの内形研削や面取りを行うことができる。
【００９０】
こうして、小径の研削ツール６ＢでワークＷの穴部Ｗｂの内形を研削することによって、穴部Ｗｂの径が小さく加工しにくい場合であっても、研削加工を確実に行うことができる。
【００９１】
噴射ノズルユニット１１０について、図１５によって説明する。図１５は噴射ノズルユニットを説明するための模式的上面図である。
【００９２】
噴射ノズルユニット１１０は、上述のように砥石軸受け部材１００に取り付けられたノズルフレーム１１１と、このノズルフレーム１１１に取り付けられた複数の噴射ノズル１１２とを備えている。上記噴射ノズル１１２は、砥石６１（加工部）の周囲に等角度間隔に配設されている。本実施形態においては、この噴射ノズル１１２は、砥石６１の外周を囲むよう四つ配設されており、この四つの噴射ノズル１１２は互いに９０度の間隔で配設されている。本実施形態においては、対向する一対の噴射ノズル１１２を結ぶ仮想線が、ワークＷの辺（長辺）と約４５度の角度をなすような位置に、噴射ノズル１１２は配設されている。なお、図１７に示すように、上記仮想線がワークＷの辺と平行になるよう噴射ノズル１１２を配設することも可能である。
【００９３】
また、本実施形態においては、噴射ノズル１１２は、砥石６１の回転軸に向かって研削液を噴射しており、噴射ノズル１１２の噴射中心軸が、砥石６１の回転軸と交差するよう噴射ノズル１１２は固定されている。なお、噴射ノズル１１２を、噴射中心軸が砥石の外周の接線方向に沿うよう固定することも可能である。また、噴射ノズル１１２を、噴射中心軸の向き（噴射方向）を変更すべく回動可能に設けて、その噴射中心軸の向きが上記電子制御ユニット１５によって変更制御されるよう設けることも可能である。
【００９４】
各噴射ノズル１１２は、それぞれ上記電子制御ユニットによってその噴射・停止が制御されている。具体的な制御方法については後述する。
【００９５】
また、各噴射ノズル１１２は、本実施形態においては、液体と気体とを混合して噴射する二流体ノズルを用いている。この二流体ノズルは、高圧状態で供給された液体を、圧搾空気からなる高速気流で粉砕して微粒子化して、この液体を気体と共に噴射するものである。また、噴射ノズルユニット１１０は、各噴射ノズル１１２に液体（研削液）及び気体（空気）を供給するための液体接続口１１３及び気体接続口１１４を備え、この液体接続口１１３及び気体接続口１１４は、それぞれ研削液収容部（図示省略）及びコンプレッサ（図示省略）に接続されている。
【００９６】
さらに、上記噴射ノズル１１２から噴射される研削液としては種々のものを採用することができる。研削液としては、砥石を冷却する冷却機能、研削屑を除去する洗浄機能、研削抵抗を減らすための潤滑機能、及び砥石の錆を防止する防錆機能の何れか一つの機能又は複数の機能を同時に有するものがある。また、界面活性剤、乳化剤等で構成され透明又は半透明で水に溶けるソリューブル系研削液（水溶性タイプ）や、灯油等の単体又はこれに硫黄・塩素等の極圧添加剤を混合したもの等のオイルベース系研削液（鉱物油タイプ）や、鉱物油、乳化剤ほか合成系の物質などで構成され上記ソリューブル系研削液とオイルベース系研削液との中間的なエマルジョン系研削液などがある。これらの多種の研削液のうち、研削条件等に応じて適宜好適なものを採用することができる。
【００９７】
次に、研削装置Ｍの制御方法について、まずワークＷの研削経路を演算する際の制御方法を図１２〜図１４で説明する。図１２は研削装置の制御方法を示したフローチャートであり、図１３はカメラで加工ステージを撮影している状態を示す側面図、図１４は撮影したデータの処理及び演算方法を説明する説明図である。
【００９８】
図１２のフローチャートに示すように、スタート後、まず初めに、Ｓ１で、ワークＷのモデルデータ（外形、穴部等）を電子制御ユニット１５に入力（インストール）する。この入力作業では、例えば、加工済ワークＷｏの設計データ（ＣＡＤデータ）を、一旦別のソフトウェアに取り込んで、研削経路等の研削データに変換した上で、電子制御ユニット１５に入力（インストール）する。
【００９９】
こうした入力作業が終了した後、次に、Ｓ２で、実際のワークＷｉ（以下、実ワーク）を加工ステージ３０に載置（搬入）する。この載置作業は、上述した搬送ロボット２によって行う。この載置作業によって未加工の実ワークＷｉが加工ステージ３０の吸着台７０に載置される。
【０１００】
その後、Ｓ３で、カメラ２３によって、実ワークＷｉと基準ピン７１，７１の画像を取り込む。このカメラによる撮影状態を示したものが図１３である。この図１３に示すように、研削装置Ｍでは、ワークＷｉを搬送した搬送ロボット２の高い位置に取り付けたカメラ２３によって、加工ステージ３０のワークＷｉと基準ピン７１，７１を撮影する。このように上方の離れた位置から加工ステージ３０を撮影することで、取り込むワークＷｉや基準ピン１７，１７の画像データの歪みをできるだけ少なくすることができる。
【０１０１】
このようにして取り込んだ画像データの例が、図１４（ａ）に示した図である。ワークＷｉと二つの基準ピン７１，７１を、画像データとして取り込み、各々の位置データを算出するようにしている。
【０１０２】
そして、Ｓ４で、基準ピン７１，７１の位置から加工ステージ３０の機械原点Ｃを算出する。ここで機械原点Ｃとは、研削加工を行うための機械座標の基準であり、この機械原点Ｃを規定することで、正確な研削加工を行うことができる。
【０１０３】
機械原点Ｃは、図１４（ｂ）に示すように、二つの基準ピン７１，７１を結んだ線Ｌの中点によって定めるようにしている。なお、他の例として、破線で示すように、基準ピンをさらに二つ７１´，７１´追加して、この二つの基準ピン７１´，７１´を結んだ線Ｎとの交点を、機械原点Ｃとして規定しても良い。
【０１０４】
そしてＳ５で、実ワークＷｉのデータから、実ワークＷｉの外形Ｗａの重心位置Ｐと、穴部Ｗｂの重心位置Ｑとを算出する。ここで、重心位置とは、図形の重心の位置であり、ワークＷの外形形状や穴部形状によって決まるものである。図１４（ｂ）に示す黒丸Ｐ、Ｑが、実ワークＷの外形Ｗａの重心位置と穴部Ｗｂの重心位置である。
【０１０５】
その後、Ｓ６で、実ワークＷｉの重心位置（外形の重心位置Ｐと穴部の重心位置Ｑ）とモデルＷｍの重心位置（外形の重心位置Ｐｍと穴部の重心位置Ｑｍ）とを一致させる。実ワークＷの重心位置Ｐ、ＱとモデルＷｍの重心位置Ｐｍ、Ｑｍとを一致させることで、実ワークＷｉとモデルＷｍとの差（位置データの差）を明確にしている。図１４（ｃ）に示す状態が実ワークＷｉとモデルＷｍ（一点鎖線）の重心位置Ｐ、Ｑ、Ｐｍ、Ｑｍとを一致させた状態である。このように、重心位置Ｐ、Ｑ、Ｐｍ、Ｑｍを一致させることで、実ワークＷｉとモデルＷｍとの差を明らかにできる。
【０１０６】
そして、Ｓ７で、加工ステージ３０の機械原点Ｃと実ワークＷｉの重心位置Ｐとを比較して、機械原点Ｃと実ワークＷｉの重心位置Ｐとのズレ量（横方向のズレ量Ｘ、縦方向のズレ量Ｙ、回転方向のズレ量θ）を演算する。また、実ワークＷｉとモデルＷｍとを比較して、外形差により削り込み量Δｗも演算する。こうして、実ワークＷｉの研削量等を明確にできる。
【０１０７】
図１４（ｄ）が、それぞれのズレ量や削り込み量を示したものである。加工ステージの機械原点Ｃからの実ワークＷｉの重心位置Ｐのズレ量は、例えば、この図に示すように、左側にＸ、上側にＹ、ズレており、さらに、右側にθ、傾くように傾斜している。
【０１０８】
そして、削り込み量は、幅方向の削り込み量Δｗ１が、実ワークＷｉの幅寸法ｒ１からモデルの幅寸法Ｔ１を引いて２で割ることで算出され、長さ方向の削り込み量Δｗ２を、実ワークＷｉの長さ寸法ｒ２からモデルの長さ寸法Ｔ２を引いて２で割ることで算出される。
【０１０９】
こうして、幅方向と長さ方向の削り込み量Δｗ１、Δｗ２を求めた後、このうち大きな値を最終的な削り込み量Δｗとして決定する。このように決定するのは、研削加工を行う際、モデル形状に相似した軌跡で、ワーク全周を一定の削り込み量で削り込みするため、大きな値に決定しておくことで、削り込みを確実に生じさせて、モデル形状により近い形に研削できるからである。
【０１１０】
そして、Ｓ８で、Ｘ、Ｙ、θのズレ量、及び削り込み量Δｗに応じて、ワークＷｉの研削経路を算出する。この研削経路は、実ワークＷｉの形状や、実ワークＷｉの載置位置の変動によって変化するもので、各々のワークＷで異なるものである。
【０１１１】
その後、Ｓ９で、算出した研削経路で実ワークＷｉを研削する。この研削作業は、研削スピンドル３１と加工ステージ３０（加工テーブル３３）とをそれぞれ移動することで行う。このワークＷの研削作業では、上述の大径の研削ツール６Ａや小径の研削ツール６Ｂを用いて研削部位に応じて行う。
【０１１２】
次に、研削作業時における噴射ノズルからの研削液の噴射の制御方法を図１６で説明する。図１６はワークを研削している状態を示す模式的上面図である。なお、図１６において、四つの噴射ノズルを区別するために噴射ノズルの符号として１１２ａ〜１１２ｄを用いている。
【０１１３】
図１６（ａ）に示すように、ワークＷの一つの長辺の端面を研削する際には、研削加工位置（ワークＷの端面と砥石６１との接触点）よりも砥石６１の回転方向後方側の第一の噴射ノズル１１２ａから研削液を噴射する。この際、他の三つの噴射ノズル１１２ｂ，…からは研削液を噴射しない。
【０１１４】
そして、図１６（ｂ）に示すように、ワークＷの上記一つの長辺とこの長辺に隣接する短辺との間のコーナー部を研削する際には、上記第一の噴射ノズル１１２ａのみならず、第二の噴射ノズル１１２ｂ（第一の噴射ノズル１１２ｂよりも砥石６１の回転方向後方側の噴射ノズル）からも研削液を噴射する。この際、他の二つの噴射ノズル１１２ｃ，１１２ｄからは研削液を噴射しない。
【０１１５】
そして、図１６（ｃ）に示すように、ワークＷの短辺を研削する際には、上記第一の噴射ノズル１１２ａからの研削液の噴射を停止して、研削加工位置よりも砥石６１の回転方向後方側の上記第二の噴射ノズル１１２ｂから研削液を噴射する。この際、他の二つの噴射ノズル１１２ｃ，１１２ｄからは研削液を噴射しない。
【０１１６】
図１６（ｄ）に示すように、ワークＷの他の長辺の端面を研削する際には、研削加工位置よりも砥石６１の回転方向後方側の第三の噴射ノズル１１２ｃから研削液を噴射する。この際に、他の三つの噴射ノズル１１２ａ，…からは研削液を噴射しない。なお、図１６（ｃ）及び（ｄ）の間のコーナー部においては、上述のコーナー部（図１６（ｂ））と同様に、上記第二の噴射ノズル１１２ｂのみならず第三の噴射ノズル１１２ｃからも研削液を噴射している。
【０１１７】
なお、上記説明において、大径の研削ツール６Ａを用いてワークＷの外形研削する場合についてのみ説明したが、小径の研削ツール６Ｂを用いてワークＷの穴部の内形を研削する場合も上述と同様の制御方法によって噴射・停止を制御しつつ研削作業を行うことができる。つまり、研削加工位置よりも砥石の回転方向後方側の一つの噴射ノズルから研削液を噴射して研削作業を行うことができる。また、コーナー部においては、次に使用される予定の噴射ノズルとそれまで噴射していた噴射ノズル双方から研削液を噴射して、研削作業を行うことができる。
【０１１８】
最後に、Ｓ１０で、実ワークＷｉを、加工ステージ３０から取出す（搬出）。この取出作業も上述した搬送ロボット２で行い、加工済のワークＷｏを加工ステージ３０から取出す。
【０１１９】
そして、次に、Ｓ１１で作業が終了するか否かの判断を行い、作業が継続する場合（ＮＯ判断）には、次のワークＷを加工するためにＳ２に移行する。一方、作業が終了する場合（ＹＥＳ判断：電源オフの場合）には、そのままエンドに移行する。
【０１２０】
以上、このようなステップによって、本実施形態の研削装置Ｍは制御される。
【０１２１】
本実施形態にあっては、研削工程で、二流体ノズルからなる噴射ノズル１１２が微粒子化した研削液を砥石６１に向けて噴射するので、この微粒子化した研削液は、砥石６１の表面（研削面）で砥石６１の回転により連れ回る空気層を突き抜けやすく、砥石６１の研削面まで的確に供給されやすい。また、噴射ノズル１１２からは研削加工位置よりも回転方向後方に研削液が噴射されるので、砥石６１の研削面まで到達した液体が、砥石６１の回転に連れられて、研削加工位置まで到達しやすい。
また、二流体ノズル１１２から噴射した研削液は、先に到達した研削液の液体粒が砥石６１の生む遠心力にて排出される時に生じる液体飛沫との干渉が少なく、効率よく順次砥石６１の研削面に到達し、砥石６１の研削面及び研削屑の双方に衝突を繰り返す。この衝突は、砥石６１の研削面の砥粒間の空間に存在する気体に対して、一般的な液体供給形態の場合（全面から気体を覆い隠す状態となるような液体の供給形態の場合）と異なる作用を示す。すなわち、個々の空間の気体塊に対して、液体粒が個々に作用することにより、その砥粒間の空間から気体を押し出すように作用して、空間に停滞する気体を液体に置き換える効果を生じる。そして、この砥粒間に到達した研削液は、その周辺との表面張力によりその空間に留まることになる。このため、砥粒間に研削液が安定的にかつ適量保持されることとなり、このように研削液を保持した空間が砥石６１の回転に伴い研削加工位置に達することにより、空間の研削液が安定的かつ効果的に供給されることになる。
さらに、この研削液が冷却機能を有するものであれば、研削加工位置における砥粒の冷却状態を安定化させると共に、研削加工位置の周囲からの研削熱の除去に大きく作用し、結果として、砥粒の過熱を防止して、その磨滅を減少させる効果がある。さらに、このような冷却効果に従い、研削屑の加熱を減少して、砥粒や砥粒間の空間への研削屑の溶着現象の防止効果が図られるとともに、その加工状態が熱的に安定する。このため、熱的に脆弱、過敏な材料を加工する際において、その加工品質の安定が実現する。
また、研削液が潤滑機能等を有する場合、砥石６１、砥粒及び砥粒間の空間に、研削液が十分に供給されることにより、非付着性作用及び潤滑作用が働き、研削屑の付着低減効果や砥粒の加熱防止効果が得られる。
さらに、当該研削装置によれば、液体粒の断続的な衝突、衝撃力による洗浄効果を発揮することができる。これは、上述の効果によって軽減された砥粒間へ付着した研削屑に対する更なる掃き出し効果である。上述のように軽減されるとは言え、継続して生成され滞留・付着が生じる砥粒間の空間及び砥粒面の研削屑に対して、直接的に液体粒が衝突することによって、研削屑は衝撃を受けて、固着している部位から剥離され、研削液と共に効果的に掃き出される。また上述した潤滑機能を有する研削液の効果により付着物の固着状態が軽減されていることも含めて、相乗的に研削屑の付着に対しての効果が生じる。
【０１２２】
また、当該研削装置によれば、研削作業において研削加工位置と砥石６１の回転軸との相対位置が変更した際、制御手段１５によって噴射ノズル１１２の噴射が制御されることで、的確に砥石６１の研削加工位置よりも回転方向後方に研削液を噴射することができ、不必要に研削液を供給する必要がない。このため、当該研削装置によれば、研削液に要するコストの削減が図られ、しかも、砥石６１の周囲に水溜りの様な状況が発生することを防止できる。
【０１２３】
さらに、当該研削装置によれば、研削作業に際して砥石６１と共に噴射ノズル１１２が移動するものであるので、被加工物の端部の全てにわたって噴射ノズル１１２を設けることを要しない。このため、被加工物の端部の全てにわたって噴射ノズルを設置する場合に比して、噴射ノズルが少なくて済み、装置のコスト低減が図られると共に、噴射ノズルの設置場所の確保も比較的容易である。しかも、当該研削装置は、砥石６１の外周を囲むよう四つの噴射ノズル１１２が配設され、各噴射ノズル１１２が、砥石６１の回転軸との相対位置を変えないよう設けられているので、構造が簡素化され、装置のコスト低減が図られると共に、噴射ノズルの設置場所の確保も容易である。
【０１２４】
また、当該研削装置によれば、ワークＷの長辺及び短辺に応じて適切な噴射ノズル１１２から研削液を噴射することができ、的確に研削作業を行うことできると共に、ワークＷのコーナー部では二つの噴射ノズル１１２から研削液を噴射するため、かかる部分でも的確に液体を供給しつつ被加工物の研削を行い得る。また、このように制御手段１５によって同時に噴射する噴射ノズル１１２が二つ以内となるよう制御されているので、当該研削装置によれば少量の液体によって的確な研削作業を行い得る効果を奏する。
【０１２５】
なお、各二流体ノズルの流体各々（研削液及び空気）の流体供給量比／圧力比および、混合流体の供給量、供給圧力などを、砥石の回転数、砥石の種類、砥粒大きさなどの各条件に応じて、適切に設定することで、本実施形態の研削方法によれば、板厚０．２ｍｍ〜３．０ｍｍの薄板硝子の研削加工において、端面チッピング量２０μｍ以下での効率的な研削を可能とする。これは、通常の研削方法で行う場合と比べ、約５倍〜１０倍の研削速度向上効果である。
【０１２６】
また、この実施形態の研削装置Ｍは、薄板ガラス（Ｗ）の端面研削を行う研削装置Ｍであって、薄板ガラスのモデルＷｍのデータを予めインストール（記憶）して（Ｓ１）、カメラ２３で取り込んだ基準ピン７１，７１の撮影データから、加工ステージ３０の機械原点Ｃを算出する（Ｓ４）。そして、カメラ２３で取り込んだ薄板ガラス（実ワークＷｉ）の撮影データから、薄板ガラス（実ワークＷｉ）の重心位置Ｐを求めて（Ｓ５）、加工ステージ３０の機械原点Ｃと薄板ガラス（Ｗ）の重心位置Ｐを比較して、薄板ガラスのズレ量（縦方向のズレ量Ｘ、横方向のズレ量Ｙ、回転方向のズレ量θ）を算出し（Ｓ７）、このズレ量に応じて研削経路を演算して（Ｓ８）、この演算した研削経路に従って、研削スピンドル３１を作動させるようにしている（Ｓ９）。
このため、薄板ガラス（Ｗ）自体に「基準となるマーク（印）」等を形成しなくても、加工ステージ３０に設けた基準ピン７１，７１によって「機械原点Ｃ」を求め、薄板ガラス（Ｗ）のズレ量（Ｘ、Ｙ、θ）を把握することができ、この把握したズレ量によって、マーク（印）等のない薄板ガラス（Ｗ）であっても正確に研削加工することができる。
【０１２７】
よって、携帯電話などの携帯端末の表示画面に用いられる薄板ガラス（Ｗ）の端面研削を行う研削装置Ｍにおいて、カメラ２３の撮影データを利用して研削加工を行うことで、精度よく加工しつつも、薄板ガラス（Ｗ）の表面に目印等を設けることなく、研削加工を行うことができる。
【０１２８】
なお、この実施形態では機械原点を複数の基準ピン７１，７１で求めるようにしたが、その他、一部を突出させた基準突出部で機械原点を求めても良いし、また、一部を着色した基準部で、機械原点を求めてもよい。
【０１２９】
また、この実施形態では、薄板ガラス（Ｗ）の重心位置ＰとモデルＷｍの重心位置Ｐｍとを一致させて、薄板ガラス（Ｗ）とモデルＷｍを比較して、研削スピンドル３１の削り込み量Δｗを演算するようにしている。すなわち、薄板ガラス（Ｗ）がモデルＷｍに対してどの程度大きいか（例えば、長さ方向の差分と幅方向の差分を検出して、この「差分」の大きさ）を判断して、この大きさに応じて削り込み量Δｗを変化させるのである。
このため薄板ガラス（Ｗ）の削り込み量Δｗを各ワーク毎で変化させることになり、より正確な形状及び寸法に、薄板ガラス（Ｗ）を加工することができる。
よって、各ワーク毎で変化する薄板ガラスの削り込み量Δｗを、より正確に掴んで研削作業を行うことになるため、複数の薄板ガラスを精度よく加工することができる。
【０１３０】
また、この実施形態では、薄板ガラスの外形Ｗａの重心位置Ｐと、穴部Ｗｂ形状の重心位置Ｑとを求めてワークＷｉの重心位置を算出するようにしている。
これにより、薄板ガラス（Ｗ）の外形Ｗａの重心位置Ｐと薄板ガラスの穴部Ｗｂ形状の重心位置Ｑとを算出することで、穴部のある薄板ガラスであっても、確実にモデルＷｍに即した形状で、研削することができる。
よって、穴部Ｗｂがある複雑な形状の薄板ガラス（Ｗ）であっても、正確に研削経路を演算でき、精度良く研削することができる。
【０１３１】
また、この実施形態では、基準ピン７１，７１を、薄板ガラス（Ｗ）を挟んだ両側位置に設けている。
これにより、少なくとも２つの基準ピン７１，７１を結んだ線Ｌ上に形成される機械原点Ｃを、薄板ガラス（Ｗ）の重心位置Ｐに近い位置に形成することができる。
このため、より正確に薄板ガラス（Ｗ）のズレ量を演算することができる。すなわち、機械原点Ｃが薄板ガラス（Ｗ）の重心位置Ｐに近い事で、ズレ量の際の誤差を少なくできるため、正確なズレ量を演算することができるのである。
よって、より精度の高い研削加工を行うことができる。
【０１３２】
また、この実施形態では、基準ピン７１の先端部７１ａを吸着台７０の上面７０ａと同じ高さ（ｈｐ＝ｈｓ）に設定することで、カメラ２３からの距離を、薄板ガラス（Ｗ）と略一致するようにしている。
これにより、基準ピン７１の被撮影ポイント（先端部７１ａ）が、薄板ガラス（Ｗ）の高さ方向の位置と略一致するため、カメラ２３のピントを確実に両者に合わせることができる。
よって、確実に、基準ピン７１と薄板ガラス（Ｗ）とを同時に撮影することができ、薄板ガラス（Ｗ）のズレ量をより正確に演算することができる。
【０１３３】
以上、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、あらゆる研削装置に適用する実施形態を含むものである。
【０１３４】
この実施形態の研削装置では、ワークＷを携帯電話用の薄板ガラスとしているが、例えば、携帯音響機器用の薄板ガラスであってもよいし、また、携帯ゲーム機用の薄板ガラスであってもよい。さらに、携帯ナビ用の薄板ガラス、携帯ＴＶの薄板ガラス等であっても良い。
【０１３５】
なお、上記実施形態においては、四つの噴射ノズル１１２を設けているため、略方形状の各辺の端部を各噴射ノズル１１２によって液体を的確に供給しつつ研削作業を行い得るという利点を奏するものであるが、当該発明にあっては噴射ノズルの個数は四つに限定されるものではない。例えば図１８に示すように、噴射ノズル１１２を八つ設けることも可能である。図１８に示す研削装置にあっては、八つの噴射ノズル１１２が等角度間隔に配設されており、具体的には互いに４５度の位置に配設されている。さらには、六つの噴射ノズルを互いに６０度の位置（等角度間隔）に配設させることも可能である。
【０１３６】
なお、この図１８に示す研削装置にあっては、ワークＷの長辺及び短辺の研削に関しては上記実施形態と同様にそれぞれ一つの噴射ノズル１１２から研削液を噴射している。また、コーナー部の研削時にあっては、上記長辺及び短辺の研削に際してそれぞれ使用される噴射ノズル１１２の間に配設された噴射ノズル１１２のみから研削液を噴射するよう構成することができる。
【０１３７】
また、噴射ノズル１１２を四つ設ける場合にあっても、上記実施形態（図１６）及び図１７に示すものに限定されず、例えば図１９に示すように、対向する一対の噴射ノズル１１２を結ぶ仮想線が、ワークＷの辺（長辺）と所定の角度をなすような位置に噴射ノズル１１２を配設することができる。ここで、所定の角度とは、ワークＷのコーナー部の研削に関しても的確に研削液を供給できるような位置とすることができ、例えば３０度とすることができる。
【０１３８】
さらに、複数の噴射ノズル１１２の制御手段の制御方法は上記実施形態のものに限定されず、本発明の意図する範囲内で適宜設計変更可能である。
例えば、切削加工位置よりも砥石の回転方向前方側に位置する噴射ノズル１１２も研削液を噴射するよう制御することが可能であり、これにより、上記回転方向前方側の噴射ノズル１１２によって、砥石６１の研削面に付着する研削屑を除去することができる。
この場合において、切削加工位置よりも回転方向の前方側の噴射ノズル１１２と後方側の噴射ノズル１１２とは、異なる研削液を用いる（例えば、冷却機能を有する研削液を後方側の噴射ノズルから噴射して、洗浄機能を有する研削液を前方側の噴射ノズルから噴射する）ことも可能である。但し、砥石の径が小さい場合には、二種の研削液の互いの干渉により機能を損なう場合が存在するため、砥石の径が大きい場合にのみ上述の二種の研削液の使用を採用することが好ましい。
【０１３９】
また、上記実施形態においては噴射ノズルとして二流体ノズルを用いたものについて説明したが、例えば超音波振動子により超音波振動を液体に重畳させて微粒子化した液体を噴射する超音波重畳式ノズルを用いることも可能である。
このように超音波重畳式ノズルを用いることにより、ノズルから対象物（砥石の切削面及びワーク）への噴射水流を超音波伝達媒体として、その研削液が伝播する超音波振動加速度による強い振動作用力を、砥石の研削面の付着物及び砥粒間空間の空気層に与えることができる。このため、超音波重畳式ノズルによれば、付着物及び砥粒間空間の空気層を振動させ、振動によりその周囲との接触点に効果的に研削液を浸透させることによるクサビ効果で、掃き出し、置換効果が得られるという利点を有する。（しかるに、ノズル直近に超音波振動子が不可欠であると共に、ノズルからの水流は対象物との間で途切れないことが不可欠となるため、装置の設置方法（超音波振動子の収容容積、対象物との距離等）や運用には制約が生じるという欠点、及び超音波発振装置含めての装置費用負担が増えるという欠点がある。）
【０１４０】
さらに、上記実施形態においては、ワークの外形の端面加工及びワークの穴部の内形の端面加工についてのみ説明したが、上記実施形態の装置によって、例えば、研削ツールとしてドリルを使用して、穴あけ加工を行うことも可能である。なお、穴あけ加工の場合、研削液を必要とする切削加工位置は、被加工物の内部になるため、二流体ノズルの直接的な効果は研削加工中には得られないが、穴あけ加工後にドリルの目詰まりを取り除く目的にて適用することで、二流体ノズルの洗浄効果が得られる。また、研削中に排出される研削屑が、被加工物の表面に付着することでの品質低下が懸念されるが、常に二流体ノズルの効果を持つ研削液が、加工付近表面に供給されていることにより、研削屑は速やかに排除されることとなり、表面品質の維持に効果が得られる。また、二流体の衝撃力によりドリル本体に微小な振動を発生することができ、振動量・振動数共に十分とは言えないが、上述した超音波重畳ノズルにより得られる効果と同種の作用効果を持つ現象であり、一定の効果が期待できる。
【０１４１】
また、上記実施形態では、研削作業時に、ワークＷの長辺方向に砥石６１が移動し、ワークＷの短辺方向にワークＷが移動するものについて説明したが、当該研削装置及び研削方法においては、ワークＷの平面方向においてワークＷと砥石６１とが相対的に移動すれば良く、例えば砥石がワークの長辺方向のみならず短辺方向にも移動するよう構成することも可能である。
【０１４２】
また、研削装置の全体構成についても、この実施形態に限定されるものではなく、例えば、加工ユニットが一つであるものや、逆に、さらに五つや六つなど、多くの加工ユニットを設けるようなものに、適用してもよい。
【０１４３】
さらに、研削ツール６についても、この実施形態に挙げたようなものに限定されるのではなく、例えば、球型の研削ツールや、円盤型の研削ツール、また円錐型の研削ツールであってもよい。また、砥石材料についてもダイヤモンドに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
以上のように、本発明の研削装置及び研削方法並びに薄板状部材の製造方法は、噴射ノズルによって的確に液体を砥石の研削加工位置まで到達させて被加工物の研削を行うことかでき、このため、薄板状の被加工物の端面を的確且つ安全に研削加工を行うことができる。
【符号の説明】
【０１４５】
Ｍ…研削装置
Ｗ…ワーク（薄板ガラス、被加工物）
Ｗｉ…未加工のワーク
Ｗｏ…加工済のワーク
Ｗｍ…ワークモデル
１５…電子制御ユニット（制御手段）
２３…カメラ
３０…加工ステージ
３１…研削スピンドル
３３…加工テーブル（テーブル）
６１，１６１…加工部（砥石）
７１…基準ピン
１００…砥石軸受け部材
１１０…噴射ノズルユニット
１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）…噴射ノズル
Ｃ…機械原点
Ｐ…ワーク外形の重心位置
Ｑ…穴部形状の重心位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板状の被加工物を載置するテーブルと、
外周に被加工物の端面を研削可能な研削面を有し、回転可能に構成される砥石と、
この研削面で被加工物の端面を研削するよう砥石及び被加工物を相対的に移動する移動手段と、
砥石の周囲に略等角度間隔に配設され、研削面に液体を微粒子化して噴射する複数の噴射ノズルと、
上記被加工物に接触する砥石の研削加工位置を基準として、砥石の回転方向後方に液体が噴射されるよう上記複数の噴射ノズルの噴射を制御する制御手段と
を備える研削装置。
【請求項２】
上記噴射ノズルが、液体と気体とを混合して噴射する二流体ノズルである請求項１に記載の研削装置。
【請求項３】
上記噴射ノズルの噴射中心軸が砥石の外周の接線方向に沿うよう設けられている請求項1又は請求項２に記載の研削装置。
【請求項４】
上記噴射ノズルの噴射中心軸が砥石の回転軸に略交差するよう設けられている請求項1又は請求項２に記載の研削装置。
【請求項５】
上記制御手段が、研削作業時において上記研削加工位置と砥石の回転軸との相対位置が変更される際に、噴射する噴射ノズルを切り替えるよう制御する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の研削装置。
【請求項６】
上記砥石の回転軸が回転可能に軸支される砥石軸受け部材と、この砥石軸受け部材に対して固定されるノズルフレームとをさらに備え、
上記複数の噴射ノズルがノズルフレームに取り付けられている請求項５に記載の研削装置。
【請求項７】
上記制御手段が、同時に噴射する噴射ノズルが二つ以内となるよう制御する請求項５又は請求項６に記載の研削装置。
【請求項８】
上記制御手段が、砥石が被加工物に対して一方向に相対的に移動している際に一の噴射ノズルから液体を噴射し、この噴射の後に砥石が被加工物に対して上記一方向と交差する他の方向に相対的に移動する際に他の噴射ノズルから液体を噴射し、上記一方向の相対移動から上記他の方向の相対移動に切り替わる間において上記一の噴射ノズル及び他の噴射ノズルの双方から液体を噴射するよう制御する請求項５、請求項６又は請求項７に記載の研削装置。
【請求項９】
噴射ノズルによって液体を砥石に噴射しつつ、薄板状の被加工物の端面を砥石によって研削する研削方法であって、
上記砥石を被加工物の平面と略垂直な回転軸を中心に回転しつつ、上記砥石を噴射ノズルと共に被加工物に対して相対的に移動して、被加工物の端面を研削する研削工程と、
上記研削工程を行う際に、上記被加工物に接触する砥石の研削加工位置を基準とし、砥石の回転軸との相対位置が変更される際に、砥石の研削加工位置よりも回転方向後方に液体を微粒子化して噴射する液体噴射工程と
を有する研削方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の研削方法により端面を研削する工程を備える薄板状部材の製造方法。
【請求項１】
薄板状の被加工物を載置するテーブルと、
外周に被加工物の端面を研削可能な研削面を有し、回転可能に構成される砥石と、
この研削面で被加工物の端面を研削するよう砥石及び被加工物を相対的に移動する移動手段と、
砥石の周囲に略等角度間隔に配設され、研削面に液体を微粒子化して噴射する複数の噴射ノズルと、
上記被加工物に接触する砥石の研削加工位置を基準として、砥石の回転方向後方に液体が噴射されるよう上記複数の噴射ノズルの噴射を制御する制御手段と
を備える研削装置。
【請求項２】
上記噴射ノズルが、液体と気体とを混合して噴射する二流体ノズルである請求項１に記載の研削装置。
【請求項３】
上記噴射ノズルの噴射中心軸が砥石の外周の接線方向に沿うよう設けられている請求項1又は請求項２に記載の研削装置。
【請求項４】
上記噴射ノズルの噴射中心軸が砥石の回転軸に略交差するよう設けられている請求項1又は請求項２に記載の研削装置。
【請求項５】
上記制御手段が、研削作業時において上記研削加工位置と砥石の回転軸との相対位置が変更される際に、噴射する噴射ノズルを切り替えるよう制御する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の研削装置。
【請求項６】
上記砥石の回転軸が回転可能に軸支される砥石軸受け部材と、この砥石軸受け部材に対して固定されるノズルフレームとをさらに備え、
上記複数の噴射ノズルがノズルフレームに取り付けられている請求項５に記載の研削装置。
【請求項７】
上記制御手段が、同時に噴射する噴射ノズルが二つ以内となるよう制御する請求項５又は請求項６に記載の研削装置。
【請求項８】
上記制御手段が、砥石が被加工物に対して一方向に相対的に移動している際に一の噴射ノズルから液体を噴射し、この噴射の後に砥石が被加工物に対して上記一方向と交差する他の方向に相対的に移動する際に他の噴射ノズルから液体を噴射し、上記一方向の相対移動から上記他の方向の相対移動に切り替わる間において上記一の噴射ノズル及び他の噴射ノズルの双方から液体を噴射するよう制御する請求項５、請求項６又は請求項７に記載の研削装置。
【請求項９】
噴射ノズルによって液体を砥石に噴射しつつ、薄板状の被加工物の端面を砥石によって研削する研削方法であって、
上記砥石を被加工物の平面と略垂直な回転軸を中心に回転しつつ、上記砥石を噴射ノズルと共に被加工物に対して相対的に移動して、被加工物の端面を研削する研削工程と、
上記研削工程を行う際に、上記被加工物に接触する砥石の研削加工位置を基準とし、砥石の回転軸との相対位置が変更される際に、砥石の研削加工位置よりも回転方向後方に液体を微粒子化して噴射する液体噴射工程と
を有する研削方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の研削方法により端面を研削する工程を備える薄板状部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−１１５３６（Ｐ２０１２−１１５３６Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５３５０３（Ｐ２０１０−１５３５０３）
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（３０２０３１５０２）株式会社 ハリーズ (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（３０２０３１５０２）株式会社 ハリーズ (16)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]