CN100569439C - 切削刀片的更换装置 - Google Patents

Abstract

提供一种能使回转主轴的轴心与紧固螺母及切削刀片的轴心可靠地一致的切削刀片更换装置。切削刀片的更换装置，设置于切削装置中并更换切削刀片，该切削装置具备：装夹台；具有切削保持在装夹台上的被加工物的切削刀片的切削机构，该切削机构具有回转主轴、螺纹结合在回转主轴的前端部用于紧固切削刀片的紧固螺母，其特征在于具备：刀架，具有设置于远离回转主轴的位置并收纳使用前的切削刀片的第1收纳机构和收纳使用后的切削刀片的第2收纳机构；装卸紧固螺母的紧固螺母装卸机构；在回转主轴的前端装卸切削刀片的切削刀片装卸机构；可动基板，支承紧固螺母装卸机构及切削刀片装卸机构；以及定位机构，使可动基板沿导轨移动并定位在规定的位置上。

Description

切削刀片的更换装置

技术领域

本发明涉及一种装备于切削半导体晶片等被加工物的切削装置中的切削刀片的更换装置。

背景技术

例如，在半导体器件制造工序中，在由大致圆板状的半导体晶片的表面上按格子状形成的被称为切割道(street)的分割预定线划分出的多个区域中，形成IC、LSI等电路，通过将形成该电路的各区域沿分割预定线分割，制造各个半导体芯片。作为分割半导体晶片的分割装置，一般使用作为切割装置的切削装置。该切削装置具有保持被加工物的装夹台和具有对保持在该装夹台上的被加工物加以切削的切削刀片的切削机构。

装备于上述切削装置中的切削刀片由于使用会引起磨耗，因此需要在使用一定时间后更换。为此提出了一种自动地进行该切削刀片更换的刀片自动更换器的方案(例如参照专利文献1)。该刀片自动更换器具有将切削刀片紧固在回转主轴的前端上的紧固螺母加以装卸的紧固螺母装卸机构，以及在回转主轴的前端上装卸切削刀片的刀片装卸机构。并且，紧固螺母装卸机构由基端可摆动地配置的支承臂和配置于该支承臂前端上的螺母回转机构构成，刀片装卸机构由基端可摆动地配置的支承臂和设置于该支承臂前端上的刀片把持机构构成。

专利文献1：日本专利第2617876号公报

然而，由于上述自动刀片更换器中的螺母回转机构以及紧固螺母装卸机构中的刀片把持机构均为配置于基端可摆动设置的支承臂上的结构，因此存在着由于支承臂微小的角度偏差，使回转主轴的轴心与紧固螺母及切削刀片的轴心不吻合，不能进行切削刀片自动更换的问题。

发明内容

本发明鉴于上述事实而做出，其要解决的主要技术问题，是提供一种能够使回转主轴的轴心与紧固螺母及切削刀片的轴心可靠地一致的切削刀片的更换装置。

为了解决上述的主要的技术问题，本发明为一种切削刀片的更换装置，设置于切削装置中，用于更换切削刀片，该切削装置具备：保持被加工物的装夹台；以及具有切削被保持在所述装夹台上的被加工物的切削刀片的切削机构，该切削机构具有回转主轴、以及螺纹结合在该回转主轴的前端部并用于紧固该切削刀片的紧固螺母，其特征在于，

该切削刀片的更换装置具备：刀架，具有设置于远离所述回转主轴的位置并收纳使用前的切削刀片的第1刀片收纳机构、和收纳使用后的切削刀片的第2刀片收纳机构；紧固螺母装卸机构，用于装卸所述紧固螺母；切削刀片装卸机构，用于在所述回转主轴的前端装卸所述切削刀片；可动基板，支承所述紧固螺母装卸机构及切削刀片装卸机构；以及定位机构，使所述可动基板沿导轨移动并定位在规定的位置上，

所述定位机构将配置在所述可动基板上的所述紧固螺母装卸机构定位在与所述回转主轴的前端面相对置的刀片装卸位置，将所述切削刀片装卸机构定位在所述刀片装卸位置、和与所述刀架的所述第1刀片收纳机构相对置的使用前刀片接收位置以及与所述第2刀片收纳机构相对置的使用后刀片收纳位置。

优选地，上述切削刀片装卸机构具有：把持使用前的切削刀片的第1切削刀片把持机构，和把持使用后的切削刀片的第2把持机构。

此外，上述切削机构具有第1切削机构和第2切削机构，安装在第1切削机构的回转主轴上的切削刀片与安装在第2切削机构的回转主轴上的切削刀片相对置地配置；

上述刀架、紧固螺母装卸机构和切削刀片装卸机构与第1切削机构和第2切削机构相对应地，分别具有第1刀架及第2刀架、第1紧固螺母装卸机构及第2紧固螺母装卸机构、和第1切削刀片装卸机构及第2切削刀片装卸机构。

发明的效果

在本发明的切削刀片的更换装置中，由于紧固螺母装卸机构及切削刀片装卸机构配置在沿导轨移动的可动基板上，并由定位机构分别定位在刀片装卸位置、使用前刀片接收位置和使用后刀片收纳位置上，因此可以没有角度偏差地，将紧固螺母装卸机构及切削刀片装卸机构高精度地定位在与回转主轴的轴心相对置的位置上。

附图说明

图1为装备了根据本发明构成的切削刀片的更换装置的切削装置的要部立体图。

图2为图1所示的切削装置的切削机构的立体图

图3为图1中的A-A剖面图。

图4为构成图1所示切削装置的切削机构的主轴组件中的切削刀片的安装结构的分解立体图。

图5为构成图1所示切削装置的切削机构的主轴组件的要部立体图。

图6为构成根据本发明构成的切削刀片的更换装置的刀架的立体图。

图7为构成根据本发明构成的切削刀片的更换装置的导引机构及定位机构的立体图。

图8为构成根据本发明构成的切削刀片的更换装置的第1紧固螺母装卸机构及第2紧固螺母装卸机构和第1切削刀片装卸机构及第2切削刀片装卸机构的立体图。

图9为构成根据本发明构成的切削刀片的更换装置的紧固螺母装卸机构的剖面图。

图10为构成根据本发明构成的切削刀片的更换装置的切削刀片装卸机构的剖面图。

图11为根据本发明构成的切削刀片的更换装置的刀片更换作业中的使用前切削刀片把持工序的说明图。

图12为根据本发明构成的切削刀片的更换装置的刀片更换作业中的紧固螺母卸下工序的说明图。

图13为根据本发明构成的切削刀片的更换装置的刀片更换作业中的使用后切削刀片卸下工序的说明图。

图14为根据本发明构成的切削刀片的更换装置的刀片更换作业中的切削刀片把持机构反转工序的说明图。

图15为根据本发明构成的切削刀片的更换装置的刀片更换作业中的使用前切削刀片安装工序的说明图。

图16为根据本发明构成的切削刀片的更换装置的刀片更换作业中的使用前切削刀片固定工序的说明图。

图17为根据本发明构成的切削刀片的更换装置的刀片更换作业中的使用后切削刀片收纳工序的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图对根据本发明构成的切削刀片的更换装置的较佳实施方式进行详细地说明。

在图1中，示出了装备有根据本发明构成的切削刀片的更换装置的切削装置的要部立体图。

图1所示的切削装置具有静止基台2。在该静止基台2上配置有保持被加工物并使其向箭头X所示的切削进给方向移动的装夹台机构3。

图示实施方式中的装夹台机构3具有配置于静止基台2上表面的第1导轨31a及第2导轨31b。该第1导轨31a及第2导轨31b分别由一对轨道部件311、311构成，在图中沿着箭头X所示的切削进给方向相互平行地延伸设置。在该第1导轨31a及第2导轨31b上，可沿第1导轨31a及第2导轨31b移动地分别配置有第1支承基台32a与第2支承基台32b。即，在第1支承基台32a与第2支承基台32b上分别设置被导引槽321、321，通过该被导引槽321、321嵌合在构成第1导轨31a及第2导轨31b的一对轨道部件311、311中，第1支承基台32a与第2支承基台32b构成为可沿第1导轨31a和第2导轨31b移动。

在第1支承基台32a与第2支承基台32b上分别配置有第1圆筒部件33a和第2圆筒部件33b，在该第1圆筒部件33a和第2圆筒部件33b的上端分别可回转地配置有第1装夹台34a与第2装夹台34b。该第1装夹台34a与第2装夹台34b由例如多孔质陶瓷的适宜的多孔性材料构成，连接在未图示的吸引机构上。从而，第1装夹台34a与第2装夹台34b通过由未图示的吸引机构有选择地与吸引源连通，将载置在载置面341、341上的被加工物吸引保持。此外，第1装夹台34a与第2装夹台34b分别由配置于第1圆筒部件33a和第2圆筒部件内的脉冲电机(未图示)适宜地回转。此外，在第1圆筒部件33a和第2圆筒部件33b的上端部上，配置有分别具有插入第1装夹台34a与第2装夹台34b的孔并分别覆盖上述第1支承基台32a与第2支承基台32b的第1罩部件35a与第2罩部件35b。在该第1罩部件35a与第2罩部件35b的上表面，分别配置用于检测出后述的切削刀片的位置的第1刀片检测机构36a和第2刀片检测机构36b。

根据图1继续进行说明，图示实施方式中的装夹台机构3具有用于将第1装夹台34a与第2装夹台34b分别沿第1导轨31a及第2导轨31b在图1中箭头X所示的切削进给方向上移动的第1切削进给机构37a和第2切削进给机构37b。第1切削进给机构37a和第2切削进给机构37b由分别平行地配置于构成第1导轨31a及第2导轨31b的一对轨道部件311、311之间的外螺杆371、可回转地支承外螺杆371的一端部的轴承372，以及连接在外螺杆371的另一端上用于将该外螺杆371正转或反转驱动的脉冲电机373构成。如此构成的第1切削进给机构37a和第2切削进给机构37b，其各自的外螺杆371分别与形成于上述第1支承基台32a与第2支承基台32b的上的内螺纹322螺纹结合。从而，第1切削进给机构37a和第2切削进给机构37b能够分别驱动脉冲电机373来正转或反转驱动外螺杆371，从而使配置于上述第1支承基台32a与第2支承基台32b上的第1装夹台34a与第2装夹台34b能够分别沿第1导轨31a及第2导轨31b、沿图1中箭头X所示的切削进给方向移动。

图示实施方式中的切削装置具有跨越上述第1导轨31a及第2导轨31b设置的门型的支承框架4。该门型支承框架4由配置于第1导轨31a侧方的第1柱部41、配置于第2导轨31b侧方的第2柱部42、以及连接第1柱部41和第2柱部42并沿着与箭头X所示的切削进给方向垂直的箭头Y所示的分度进给方向配置的支承部43构成，在中央部上设置有允许上述第1装夹台34a与第2装夹台34b移动的开口44。第1柱部41和第2柱部42的上端部分别宽度扩宽地形成，在该上端部上分别设置有允许后述的切削机构的主轴组件移动的开口411和421。在上述支承部43的一方的面上，沿箭头Y所示的分度进给方向设置有一对导轨431、431，在另一方的面上如图3所示地沿与纸面垂直的方向(图1中箭头Y所示的分度进给方向)设置一对导轨432、432。

图示实施方式中的切削装置具有配置成可沿着上述门型的支承框架4的支承部43上设置的一对导轨431、431移动的第1对准机构5a和第2对准机构5b。第1对准机构5a和第2对准机构5b分别由移动块51、用于使该移动块51沿一对导轨431、431移动的移动机构52、52、以及安装在移动块51中的摄像机构53、53构成。在移动块51、51上设置有分别与上述一对导轨431、431嵌合的被导引槽511、511，通过该被导引槽511、511嵌合在一对导轨431、431上，移动块51、51构成为可沿一对导轨431、431移动。

移动机构52、52分别由在一对导轨431、431之间平行配置的外螺杆521、可回转地支承外螺杆521一端部的轴承522、以及与外螺杆521的另一端连接并驱动该外螺杆521正转或反转的脉冲电机523构成。如此构成的移动机构52、52的各自的外螺杆521分别与形成在上述移动块51、51上的内螺纹2螺纹配合。因此，移动机构52、52通过分别驱动脉冲电机523并驱动外螺杆521正转或反转，可将移动块51、51沿着一对导轨431、431在图2中由箭头Y所示的分度进给方向上移动。

分别安装在上述移动块51、51上的摄像机构53、53分别具有摄像元件(CCD)，摄像后的图像信号向未图示的控制机构传送。

在构成上述门型支承框架4的支承部43的另一面(与设置有上述第1对准机构5a和第2对准机构5b的面相反的面)上，设置有第1切削机构6a和第2切削机构6b。参照图2以及图3对第1切削机构6a和第2切削机构6b进行说明。第1切削机构6a和第2切削机构6b分别具有分度移动基台61和切入移动基台62以及主轴组件63。分度移动基台61在一方的面上设置有被导引槽611、611，该被导引槽611、611与设置在上述支承部43的另一面上的一对导轨432、432嵌合，通过该被导引槽611、611与一对导轨432、432嵌合，分度移动基台61可沿一对导轨432、432移动地构成。另外，在分度移动基台61的另一面上，如图3所示，沿着由箭头Z所示的切入进给方向(与第1装夹台34a和第2装夹台34b的载置面341相垂直的方向)设置有一对导轨612、612(在图3中只示出了一方的导轨)。而且，在分度移动基台61、61一方的面上，在上下方向设置有台阶地设置着允许后述的分度送进机构的外螺杆穿通的退刀槽613、613。

上述切入移动基台62由在上下方向延伸的被支承部621，和从该被支承部621下端呈直角水平地延伸的安装部622构成。如图2所示，在被支承部621中的安装部622侧的面上设置有被导引槽623、623(在图3中只示出了一方的被导引槽)，该被导引槽623、623与上述分度移动基台61另一方的面上设置的一对导轨612、612嵌合，通过将该被导引槽与一对导轨612、612嵌合，成为切入移动基台62可沿着一对导轨612、612在由箭头Z所示的切入进给方向移动的构成。如此安装在分度移动基台61上的切入移动基台62，如图1所示，安装部622从安装有门型支承框架4的上述分度移动基台61的另一方的侧面穿过开口44向装有上述第1对准机构5a和第2对准机构5b的一方的侧面突出地配置。

上述主轴组件63分别安装在形成第1切削机构6a和第2切削机构6b的切入移动基台62的安装部622的下表面。该主轴组件63如图4所示，分别具有主轴壳体631、由可回转支承在该主轴壳体631上并由未图示的伺服电机使其回转的回转主轴632、安装在该回转主轴632前端部上的刀片安装部件633、与设置于回转主轴632的前端部上的未图示的外螺纹螺纹结合并固定刀片安装部件633的固定螺母634、安装在刀片安装部件633上的切削刀片635、以及用于在与刀片安装部件633之间将该切削刀片635夹持固定的紧固螺母638。

刀片安装部件633具有圆筒状的安装部633a，以及配置于该安装部633a一端的凸缘部633b，在安装部633a的另一端部(前端部)上形成外螺纹633c。另外，在回转主轴632的前端面上，在轴心上形成结合凹部632a。

切削刀片635由：使用铝等金属材料形成并在中央部上具有嵌合孔636a的环状衬套636；和在该环状衬套636的一方的侧面上通过镀镍层固定磨料，并通过蚀刻将环状衬套636的外周部除去、使成为切削刃的砂轮片637突出的电铸砂轮片构成。此外，在环状衬套636的侧面上突出地形成有环状的被把持部636b。在该被把持部636b的外周面上形成有将构成后述的刀片更换装置的切削刀片把持机构的把持爪相结合的环状槽636c，如此构成的切削刀片635使环状衬套636的嵌合孔636a嵌合在刀片安装部件633的圆筒状的安装部633a中。而且，通过将紧固螺母638与形成于圆筒状的安装部633a上的外螺纹633c螺纹结合，切削刀片635由刀片安装部件633的凸缘部633b和紧固螺母638夹持固定。另外，在紧固螺母638的侧面上，以分别具有90度的相位的方式设置有与构成后述的刀片更换装置的紧固螺母装卸机构的转动销嵌合的2个销嵌合孔638a。此外，在紧固螺母638的外周面上，形成与构成后述的刀片更换装置的紧固螺母装卸机构的螺母把持爪结合的环状槽638b。

再者，第1切削机构6a的回转主轴632与第2切削机构6b的回转主轴632如图2所示地，轴线方向沿箭头Y所示的分度进给方向而设置。并且，安装在第1切削机构6a的回转主轴632上的切削刀片633与安装在第2切削机构6b的回转主轴632上的切削刀片633相互对置地设置。

此外，图示实施方式中的主轴组件63如图5所示地，具有覆盖上述主轴壳体631的主轴罩64、安装在该主轴罩64的前端并覆盖上述切削刀片635的刀片罩65。刀片罩65由安装在主轴罩64前端的第1罩部件651和安装在该第1罩部件651的前表面并可向侧方移动地配置的第2罩部件652构成，该第2罩部件652通过未图示的空气活塞机构定位在图5中实线所示的开放位置、和图5中双点划线所示的关闭位置上。该第2罩部件652在切削时定位在图5中双点划线所示的关闭位置上，在切削刀片更换时定位在图5中实线所示的开放位置上。再者，在第1罩部件651和第2罩部件652上分别配置有切削水供给喷嘴66(在图5中仅未出配置在第2罩部件652上的切削水供给喷嘴66)。配置于第1罩部件651和第2罩部件652上的该切削水供给喷嘴66与未图示的切削水供给机构连接。

图示实施方式的第1切削机构6a和第2切削机构6b具有用于将上述分度移动基台61、61沿一对导轨432、432向图2中箭头Y所示的分度进给方向移动的分度进给机构64、64。分度进给机构64、64由分别平行地配置在一对导轨432、432之间的外螺杆641、可回转地支承外螺杆641的一端部的轴承642、连接在外螺杆641的另一端上使该外螺杆641正转或反转驱动的脉冲电机643构成。再者，外螺杆641、641配置在与上述分度移动基台61、61上设置的退刀槽613、613分别对应的高度位置。如此构成的分度进给机构64、64的各自的外螺杆641、641分别与形成于上述分度移动基台61、61上的内螺纹614、614螺纹结合。从而，分度进给机构64、64通过分别驱动脉冲电机643、643，将外螺杆641、641正转或反转驱动，由此能够使分度移动基台61、61沿一对导轨432、432向图1中箭头Y所示的分度进给方向移动。在该分度移动基台61、61移动时，通过外螺杆641、641贯通在分度移动基台61、61上设置的退刀槽613、613，分度移动基台允许其移动。

此外，图示实施方式中的第1切削机构6a和第2切削机构6b如图2及图3所示地，具有用于将上述切入移动基台62、62沿一对导轨612、612向箭头Z所示的切入进给方向移动的切入进给机构65、65。切入进给机构65、65由分别与一对导轨612、612平行地配置的外螺杆651、可回转地支承外螺杆651的一端部的轴承652、连接在外螺杆651的另一端上使该外螺杆651正转或反转驱动的脉冲电机653构成。如此构成的切入进给机构65、65的各自的外螺杆651分别与形成于上述切入移动基台62的被支承部621的内螺纹622a螺纹结合。从而，切入进给机构65、65通过分别驱动脉冲电机653，将外螺杆651正转或反转驱动，能够使切入移动基台62沿一对导轨622、622向图1及图3中箭头Z所示的切入进给方向移动。

返回图1继续进行说明，图示实施方式的切削装置具有用于将安装在上述回转主轴632上的切削刀片635加以更换的切削刀片更换装置7。切削刀片更换装置7配置在上述门型的支承框架4的后方(配置有第1切削机构6a与第2切削机构6b侧)。该切削刀片更换装置7具有在上述门型的支承框架4的后方两侧配置的第1刀架71a和第2刀架71b、配置于该第1刀架71a和第2刀架71b之间的导引机构72、可沿该导引机构72移动的可动基板73。

第1刀架71a以及第2刀架71b分别在远离上述回转主轴632的位置上以夹持上述导引机构72的状态对置地配置。该第1刀架71a以及第1刀架71b如图6所示地，具有支承板711和安装在该支承板711上的第1刀片收纳机构712及第2刀片收纳机构713。支承板711固定在配置于上述静止基台2上的支承基台710上。第1刀片收纳机构712由一端安装在支承板711上的支承轴712a、嵌插在该支承轴712a上的环状的推压部件712b、配置于该推压部件712b与支承板711之间的弹簧力非常弱的压缩螺旋弹簧712c构成。再者，在支承轴712a的另一端面上形成结合凹部712d。此外，在支承轴712a上配置有在切削刀片635插入另一端部外周面的状态下进行位置限制的限制机构712e。该限制机构712e由滚珠和将该滚珠向径向外侧推压的弹簧构成，作用在滚珠上的力到规定的值为止发挥限制功能。从而，上述推压部件712b由限制机构712e限制向支承轴712a的另一端侧的移动。在如此构成的第1刀片收纳机构712中，设置于使用前的切削刀片635的衬套636上的嵌合孔636a嵌插在支承轴712a上并收纳多个。此时，上述推压部件712b克服压缩螺旋弹簧712c的弹簧力后退。接着，上述限制机构712e的滚珠后退，切削刀片635由限制机构712e定位在支承轴712a的一端侧。这样，嵌插在支承轴712a上的切削刀片635由压缩螺旋弹簧712c的弹簧力通过推压部件712b朝向限制机构712e被推压。从而，压缩螺旋弹簧712c及推压部件712b具有作为将切削刀片635朝向限制机构712e推压的推压机构的功能。

此外，第2刀片收纳机构713也与上述第1刀片收纳机构712同样地，由一端安装在支承板711上的支承轴713a、嵌插在该支承713a上的环状的推压部件713b、配置于该推压部件713b与支承板711之间的弹簧力非常弱的压缩螺旋弹簧713c构成。再者，在支承轴713a的另一端面上形成结合凹部713d。此外，在支承轴713a上配置有在切削刀片635插入另一端部外周面上的状态下进行位置限制的限制机构713e。该限制机构713e由滚珠和将该滚珠向径向外侧推压的弹簧构成，作用在滚珠上的力到规定的值为止发挥限制功能。从而，上述推压部件713b由限制机构713e限制向支承轴713a的另一端侧的移动。在如此构成的第2刀片收纳机构713中，设置于使用后的切削刀片635的衬套636上的嵌合孔636a嵌插在支承轴713a上并收纳多个。此时，上述推压部件713b克服压缩螺旋弹簧713c的弹簧力后退。接着，上述限制机构713e的滚珠后退，切削刀片635由限制机构713e定位在支承轴713a的一端侧上。这样，嵌插在支承轴713a上的切削刀片635由压缩螺旋弹簧713c的弹簧力通过推压部件713b朝向限制机构713e被推压。从而，压缩螺旋弹簧713c及推压部件713b具有作为将切削刀片635朝向限制机构713e推压的推压机构的功能。

上述导引机构72如图7所示地具有矩形的导引板721、以及设置于该导引板71的两侧并向箭头X所示的切削进给方向延伸的一对导轨722、722。如此构成的导引机构72安装在未图示的固定部件上。

在上述可动基板73的一端，如图8所示地安装有L字状的被导引部件74，在该被导引部件74的两侧配置有与上述一对导轨722、722结合的一对被引导轨道741、741。通过该一对被引导轨道741、741与上述一对导轨722、722结合，可动基板73通过被导引部件74可沿一对导轨722、722移动地被支承。再者，在被导引部件74的上表面安装着具有内螺纹72的移动块742。

在构成上述导引机构72的导引板721的下表面，如图7的局部剖开地所示，配置有可使上述可动基板73沿一对导轨722、722移动的定位机构75。该定位机构75由与上述一对被引导轨道722、722平行地配置并且与上述移动块742的内螺纹742a螺纹结合的外螺杆751、与该外螺杆751的一端连接并安装在导引板721的下表面的脉冲电机752构成。再者，外螺杆751的另一端由安装在导引板721的下表面的轴承753可回转地支承。如此构成的定位机构75通过使脉冲电机752正转或反转，可将可动基板73沿一对导轨722、722向图7中箭头X所示的方向移动。再者，定位机构75具有将后述的第1紧固螺母装卸机构以及第2紧固螺母装卸机构定位在与上述回转主轴632的前端面相对置的刀片装卸位置的紧固螺母装脱机构定位机构的作用，以及将后述的切削刀片装卸机构定位在与回转主轴632的前端面相对置的刀片装卸位置、与第1刀架71a及第2刀架71b的第1刀片收纳机构712相对置的使用前刀片接收位置、和与第2刀片收纳机构713相对置的使用后刀片收纳位置的切削刀片装卸机构定位机构的功能。

根据图8继续进行说明，在上述可动基板73的上表面，配置有用于装卸上述主轴组件63的紧固螺母638的第1紧固螺母装卸机构8a和第2紧固螺母装卸机构8b，以及用于在回转主轴632的前端上装卸切削刀片635的第1切削刀片装卸机构9a和第2切削刀片装卸机构9b。再者，第1紧固螺母装卸机构8a和第1切削刀片装卸机构9a，以及第2紧固螺母装卸机构8b和第2切削刀片装卸机构9b线对称地配置在可动基板73的上表面。第1紧固螺母装卸机构8a和第2紧固螺母装卸机构8b配置在位于可动基板73上表面的导轨731上，可沿该导轨731移动地被支承。该第1紧固螺母装卸机构8a和第2紧固螺母装卸机构8b分别具有螺母转动机构81和螺母把持机构82及移动机构83。

参照图8及图9对上述螺母转动机构81进行说明。

图示实施方式的螺母转动机构81具有配置在上述导轨731上的电机壳体811、配置在该电机壳体811内的电机812、和连接在该电机812的驱动轴812a上的转动部件813。在电机壳体811的底壁811a上设置有与上述导轨731结合的被导引槽811b，通过该被导引槽811b与导轨731结合，电机壳体811可沿导轨731移动地被支承。电机812在图示实施方式中，在正转时，将上述紧固螺母638向松弛方向回转，在反转时将紧固螺母638向紧固方向回转。

上述转动部件813在图9中右端部上分别具有90度相位地配置着从右端面突出的4个转动销814。该转动销814在基端(图9中左端)上具有圆形状的结合部814a，该结合部814a可滑动地配置在转动部件813的图9中右端部上设置的缸体孔813a内。在缸体孔813a内配置有压缩弹簧815，通过该压缩弹簧815，转动销814被向图9中右方向移动地施加力。再者，在缸体孔813a的在图9中的右端，设置有与转动销814的结合部814a结合并限制转动销814向右方移动的挡块部813b。上述4个转动销814配置在与4个设置于上述紧固螺母638上的销嵌合孔638a嵌合的位置上。

上述螺母把持机构82由分别具有90度相位地配置在上述转动部件813的外周上的4个把持部件821、将该4个把持部件821向图9中实线所示的开放位置和双点划线所示的把持位置驱动的驱动环822、将该驱动环822向图9中实线所示的后退位置和双点划线所示的作用位置驱动的气缸823构成。把持部件821在前端(图9中右端)上具有把持爪821a，通过基端部(图9中左端部)由支承轴824可摆动地支承在上述转动部件813上。在如此被支承的把持部件821与转动部件813之间配置有压缩弹簧825，由该压缩弹簧825将把持部件821的把持爪821a侧以支承轴824为中心常态下朝向径向外侧、即开放位置施加力。

驱动环822具有设置于图9中左端部的被导引部822a、设置于图9中右端部的驱动部822b，被导引部822a可在转动部件813上移动地被支承。因而，驱动环822的驱动部822b成为与上述把持部件821抵接的状态。上述气缸823设置在上述电机壳体811的上壁811c上，其活塞杆823a与驱动环822连接。

如此构成的螺母把持机构82若将驱动气缸823从图9中实线所示的后退位置驱动，并将驱动环822向双点划线所示的作用位置移动，则将使把持部件821从实线所示的开放位置向双点划线所示的把持位置驱动。这样，在把持部件821被驱动到把持位置时，把持爪821a能够与在上述紧固螺母638的外周面上形成的环状槽638b结合。

上述移动机构83由图8所示与导轨731平行配置的气缸831、和将该气缸831的活塞杆831a与上述电机壳体811连接的连接部件822构成。通过驱动气缸831，经连接部件832使电机壳体811沿导轨731移动。

以下，参照图8及图10对上述第1切削刀片装卸机构9a和第2切削刀片装卸机构9b进行说明。

图示实施方式的第1切削刀片装卸机构9a和第2切削刀片装卸机构9b配置在位于可动基板73上表面的导轨732上，可沿该导轨732移动地被支承。该第1切削刀片装卸机构9a和第2切削刀片装卸机构9b分别具有第1切削刀片把持机构91a及第2切削刀片把持机构91b、安装该第1切削刀片把持机构91a及第2切削刀片把持机构91b的支承板92、和回转该支承板92的脉冲电机93(参照图10)。

由于第1切削刀片把持机构91a及第2切削刀片把持机构91b实质上为相同的构成，因此将相同部件注以相同符号来进行说明。

第1切削刀片把持机构91a及第2切削刀片把持机构91b具有把持上述切削刀片635的衬套636的外周用的多个(图示实施方式中为4个)把持部件911、驱动该4个把持部件911的把持部件驱动机构912、和配置于4个把持部件911的中心并与形成于上述回转主轴632的前端面的结合凹部632a结合的定位机构913。

4个把持部件911具有90度相位地沿把持部件驱动机构912的外周在圆周方向上设置，在前端上具有把持爪911a。把持部件驱动机构912构成为将4个把持部件911分别向径向驱动，并安装在支承板92上。定位机构913由安装在把持部件驱动机构912的端面中心的杆件913a、可滑动地安装在该杆件913a的前端部并且前端形成圆锥形状的定位部件913b、和设置于该定位部件913b与把持部件驱动机构912的端面之间的压缩弹簧913c构成。再者，在定位部件913b与杆件913a之间设置有防止在图示的状态下定位部件913b从杆件913a拔出用的止动机构。

在上述的第1切削刀片把持机构91a及第2切削刀片把持机构91b的支承板92的中心，如图10所示地安装有转动轴921。形成于转动轴921端面上的螺纹部921a贯通于支承板92的中心设置的孔中，通过将螺母922螺纹结合在该螺纹部921a上，使转动轴921安装到支承板92上。再者，在转动轴921与支承板92之间配置有未图示的限制相对回转的回转限制机构。脉冲电机93的驱动轴93a连接至该转动轴921。脉冲电机93配置在导轨732上设置的电机壳体94内。在电机壳体94的底壁94a上设置有与上述导轨732结合的被导引槽94b，通过该被导引槽94b与导轨732结合，电机罩94可沿导轨732移动地被支承。

图示实施方式的第1切削刀片装卸机构9a和第2切削刀片装卸机构9b具有如图8所示地使上述电机壳体94沿导轨732移动的移动机构95。该移动机构95由与导轨732平行地设置的气缸951、和将该气缸951的活塞杆951a和上述电机壳体94连接的连接部件952构成。通过驱动气缸951，可通过连接部件952使电机壳体94沿导轨732移动。

装备了图示实施方式的切削刀片的更换装置的切削装置如上所述地构成，以下主要参照图1及图2对其工作进行说明。

首先，对于被加工物的切削加工进行说明。

由未图示的被加工物运送机构将半导体晶片等被加工物运送到第1装夹台34a上。此时第1装夹台34a被定位在图1所示的被加工物装卸位置上。载置在第1装夹台34a上的被加工物通过驱动未图示的吸引机构被吸引保持在第1装夹台34a上(第1被加工物保持工序)。

如上所述地吸引保持了被加工物的第1装夹台34a通过第1切削进给机构37a的驱动，定位在第1对准机构5a的摄像机构53的正下方。在将第1装夹台34a定位在摄像机构53的正下位置后，由摄像机构53拍摄保持在第1装夹台34a上的被加工物的表面，检测出被加工物的表面上形成的切削区域。并且，驱动第1切削机构6a的分度进给机构64及第2切削机构6b的分度进给机构64，进行使各自的切削刀片635分别与由上述摄像机构53检测出的切削区域对位的对准(第1对准工序)。

在对保持在第1装夹台34a上的被加工物进行第1对准工序期间，由未图示的被加工物运送机构将被加工物运送到定位于图1所示的被加工物装卸位置的第2装夹台34b上。载置在第2装夹台34b上的被加工物通过未图示的吸引机构动作，被吸引保持在第2装夹台34b上(第2被加工物保持工序)。

在被加工物吸引保持在第2装夹台34上后，第2装夹台34b通过第2切削进给机构37b的动作被定位在第2对准机构5b的摄像机构53的正下方。并且，由第2对准机构5b进行检测出在第2装夹台34b上保持的被加工物的要切削的区域的第2对准工序。此外，第2对准工序与上述的第1对准工序同样地进行。

另一方面，上述第1对准工序结束后，第1装夹台34a向切削区域移动。然后，将第1切削机构6a的切削刀片635及第2切削机构6b的切削刀片635定位在第1装夹台34a上保持的被加工物的切削区域上。接着，通过在将第1切削机构6a的切削刀片635及第2切削机构6b的切削刀片635回转的同时、将第1装夹台34a切削进给，对保持在第1装夹台34a上的被加工物进行规定的切削加工(第1切削工序)。

上述的第1切削工序结束后，将保持有进行了上述第2对准工序后的被加工物的第2装夹台34b向切削区域移动。然后，在进行上述第1切削工序后由第1切削机构6a及第2切削机构6b与上述的第1切削工序同样地、对保持在第2装夹台34上的被加工物进行第2切削工序。

保持有结束了上述的第1切削工序的加工后的被加工物的第1装夹台34a，从切削区域朝向被加工物装卸区域移动。在此，保持在第1装夹台34a上的加工后的被加工物的吸引保持被解除。然后，加工后的被加工物由未图示的被加工物运送机构运送到下个工序。

如以上这样，在被加工物运送到下一工序后，第1装夹台34a进行保持下一个半导体晶片10的上述第1被加工物保持工序。然后，依次进行上述的第1对准工序、第1切削工序。

另一方面，保持有进行了上述第2切削工序的加工后的被加工物的第2装夹台34b从切削区域朝向被加工物装卸位置移动。在此，保持在第2装夹台34b上的加工后的被加工物的吸引保持被解除。然后，加工后的被加工物由未图示的被加工物运送机构运送到下个工序。这样，在加工后的被加工物运送到下一工序后，进行将下一个被加工物保持在第2装夹台34b上的上述第2被加工物保持工序。然后，依次进行上述的第2对准工序、第2切削工序。

通过如上所述地进行第1切削工序及第2切削工序，第1切削机构6a及第2切削机构6b的切削刀片635的砂轮片637发生磨耗。由于该磨耗达到一定量时切削精度不能维持，因此切削刀片635在使用一定时间后需要更换新的切削刀片。以下，参照图11至图17对切削刀片635的更换作业进行说明。

首先，如图11所示，驱动刀片更换装置7的定位机构75(参照图7)，使可动基板73沿一对导轨722、722移动，将第1切削刀片装卸机构9a和第2切削刀片装卸机构9b的第1切削刀片把持机构91a定位在使用前刀片接收位置上，该使用前刀片接收位置与第1刀架71a及第2刀架71b中的收纳使用前的切削刀片635的第1刀片收纳机构712相对置。接着，驱动移动机构95，使第1切削刀片把持机构91a朝向第1刀片收纳机构712前进，使定位部件913b与第1刀片收纳机构712的支承轴712a的另一端面上设置的结合凹部712d结合。然后，驱动第1切削刀片把持机构91a的把持部件驱动机构912，将4个把持部件911向径向内侧驱动，使设置于4个把持部件911前端上的把持爪911与形成于切削刀片635的环状的衬套636上的环状槽636c结合。其结果，使用前的切削刀片635由4个把持部件911把持(使用前切削刀片把持工序)。

进行了上述的使用前切削刀片把持工序后，驱动移动机构95使第1切削刀片把持机构91a后退，并且，驱动上述定位机构75，如图12所示地将第1紧固螺母装卸机构8a及第2紧固螺母装卸机构8b的螺母转动机构81及螺母把持机构82、定位在与回转主轴632相对置的刀片装卸位置上。然后，驱动移动机构83，使螺母转动机构81及螺母把持机构82朝向回转主轴632前进，其结果，配置在转动部件813上的4个转动销814与紧固螺母638的端面抵接，克服压缩弹簧815的弹簧力后退。此外，驱动螺母把持机构82的气缸823，使驱动环822向图9中双点划线所示的作用位置移动，通过将把持部件821驱动到双点划线所示的把持位置，把持爪821a与形成于紧固螺母638的外周面上的环状槽638b结合。接着，正转驱动电机821，4个转动销814与形成于紧固螺母638上的4个销嵌合孔638a相一致时，与销嵌合孔638a嵌合。其结果，电机812的正转驱动力通过4个转动销814传递到紧固螺母638上，紧固螺母638被松开，从刀片安装部件633上取下。如此地从刀片安装部件633取下的紧固螺母638由螺母把持机构82的把持部821把持(紧固螺母取出工序)。再者，在进行紧固螺母取出工序时，图12中省略了的主轴组件63的第2罩部件652被定位在图5中实线所示的开放位置。

进行上述的紧固螺母取出工序后，驱动移动机构83，使螺母转动机构81及螺母把持机构82后退，并且，驱动上述定位机构75，如图13所示地将第1切削刀片装卸机构9a及第2切削刀片装卸机构9b的第2切削刀片把持机构91b定位在与回转主轴632对置的刀片装卸位置上。接着，驱动移动机构95，使第2切削刀片把持机构91b朝向回转主轴632前进，使定位部件913b与形成于回转主轴632前端面的结合凹部632a结合。然后，驱动第2切削刀片把持机构91b的把持部件驱动机构912，将4个把持部件911向径向内侧驱动，使设置于4个把持部件911前端的把持爪911a与形成于切削刀片635的环状的衬套636上的环状槽636c结合。其结果，使用后的切削刀片635由4个把持部件911把持(使用后切削刀片取出工序)。

进行了上述的使用后切削刀片取出工序后，如图14所示地驱动移动机构95，使第2切削刀片把持机构91b后退，并且，驱动脉冲电机93(参照图10)，使支承板92转动180度，将第1切削刀片把持机构91a和第2切削刀片把持机构91b反转。其结果，将在上述使用前切削刀片把持工序中把持了使用前的切削刀片635的第1切削刀片把持机构91a定位在与回转主轴632相对置的刀片更换位置上(切削刀片把持机构反转工序)。

接着，如图15所示地驱动移动机构95，使第1切削刀片把持机构91a朝向回转主轴632前进，使定位部件913b与形成于回转主轴632前端面的结合凹部632a结合。此时，由第1切削刀片把持机构91a的4个把持部件911把持着的使用前的切削刀片635，其环状衬套636的嵌合孔636a与切削刀片安装部件633的圆筒状的安装部633a嵌合。然后，驱动第1切削刀片把持机构91a的把持部件驱动机构912，将4个把持部件911向径向外侧驱动，解除4个把持部件911对切削刀片635的把持。其结果，使用前的切削刀片635被安装在切削刀片安装部件633的圆筒状的安装部633a中(使用前切削刀片安装工序)。

在进行了上述的使用前切削刀片安装工序后，驱动移动机构95使第1切削刀片把持机构91a后退，并且，驱动定位机构75，如图16所示地将第1紧固螺母装卸机构8a和第2紧固螺母装卸机构8b的螺母转动机构81、以及在上述紧固螺母取出工序中把持着紧固螺母638的螺母把持机构82，定位在与回转主轴632相对置的刀片装卸位置上。接着，驱动移动机构83，使螺母转动机构81及螺母把持机构82朝向回转主轴632前进。其结果，把持在螺母把持机构82上的紧固螺母638与刀片安装部件633的圆筒状的安装部633a抵接。然后，在将电机812反转驱动时，回转力通过转动机构81的4个转动销814向紧固螺母638传递，紧固螺母638被螺纹紧固在安装部633a上形成的外螺纹633c上。然后，驱动螺母把持机构82的气缸823，通过将驱动环822从图9中的双点划线所示的把持位置移动到实线所示的后退位置，从而将把持部件821从双点划线所示的把持位置驱动到实线所示的开放位置。其结果，使用前的切削刀片635由刀片安装部件633的凸缘部633b和紧固螺母638夹持固定(使用前切削刀片固定工序)。

在进行了上述的使用前切削刀片固定工序后，驱动移动机构83使螺母转动机构81及螺母把持机构82后退，并且，驱动定位机构75使可动基板73沿一对导轨722、722移动，将第1切削刀片装卸机构9a及第2切削刀片装卸机构9b的第2切削刀片把持机构91b(把持有使用后切削刀片)定位在与第1刀架71a及第2刀架71b中的第2刀片收纳机构713相对置的使用后刀片收纳位置上。接着，如图17所示地驱动移动机构95，使第2切削刀片把持机构91b朝向第2刀片收纳机构713前进，使定位部件913b与第2刀片收纳机构713的支承轴713a的另一端面上设置的结合凹部713d结合，并且，将把持在第2切削刀片把持机构91b上的使用后切削刀片636嵌合并收纳在第2切削刀片把持机构713的支承轴713a上。然后，解除第2切削刀片把持机构91b对使用后切削刀片636的把持(使用后切削刀片收纳工序)。接着，驱动移动机构95，使第2切削刀片把持机构91b后退，返回图8所示状态。

如上所述，由于图示实施方式中的切削刀片更换装置为，在可沿一对导轨722、722移动的可动基板73上配置第1紧固螺母装卸机构8a及第2紧固螺母装卸机构8b以及第1切削刀片装卸机构9a及第2切削刀片装卸机构9b，并且通过定位机构75分别定位在刀片装卸位置、使用前刀片接收位置和使用后刀片收纳位置上，因此能够没有角度偏差地、将第1紧固螺母装卸机构8a及第2紧固螺母装卸机构8b和第1切削刀片装卸机构9a及第2切削刀片装卸机构9b高精度地定位在与回转主轴632的轴心相对置的位置上。

以上，根据图示实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不仅限于实施方式，在本发明的宗旨范围内可有多种变形。例如在图示实施方式中，示出了与第1切削机构6a及第2切削机构6b对应地具有第1紧固螺母装卸机构8a及第2紧固螺母装卸机构8b和第1切削刀片装卸机构9a及第2切削刀片装卸机构9b的例子，但在切削机构为1个的情况下，也可具备1个紧固螺母装卸机构和切削刀片装卸机构。

再者，优选地通过在上述的切削刀片更换装置7和第1切削机构6a及第2切削机构6b之间配置可动式的挡板，在切削作业时由挡板遮蔽，以防止飞散的切削水附着于切削刀片更换装置7的构成部件。

Claims (3)

1、一种切削刀片的更换装置，其被设置于切削装置中，用于更换切削刀片，该切削装置具备：保持被加工物的装夹台、以及具有切削被保持在所述装夹台上的被加工物的切削刀片的切削机构，该切削机构具有回转主轴、以及螺纹结合在该回转主轴的前端部并用于紧固该切削刀片的紧固螺母，其特征在于：

该切削刀片的更换装置具备：

刀架，具有设置于远离所述回转主轴的位置并收纳使用前的切削刀片的第1刀片收纳机构、和收纳使用后的切削刀片的第2刀片收纳机构；

紧固螺母装卸机构，用于装卸所述紧固螺母；

切削刀片装卸机构，用于在所述回转主轴的前端装卸所述切削刀片；

可动基板，支承所述紧固螺母装卸机构及切削刀片装卸机构；以及

定位机构，使所述可动基板沿导轨移动并定位在预定的位置上，

所述定位机构将配置在所述可动基板上的所述紧固螺母装卸机构定位在与所述回转主轴的前端面相对置的刀片装卸位置，将所述切削刀片装卸机构定位在所述刀片装卸位置、和与所述刀架的所述第1刀片收纳机构相对置的使用前刀片接收位置以及与所述第2刀片收纳机构相对置的使用后刀片收纳位置。

2、按照权利要求1所述的切削刀片的更换装置，其特征在于，

所述切削刀片装卸机构具有：把持使用前的切削刀片的第1切削刀片把持机构，和把持使用后的切削刀片的第2把持机构。

3、按照权利要求1或2所述的切削刀片的更换装置，其特征在于，

所述切削机构具有第1切削机构和第2切削机构，安装在第1切削机构的回转主轴上的切削刀片与安装在第2切削机构的回转主轴上的切削刀片相对置地配置；

所述刀架、所述紧固螺母装卸机构和所述切削刀片装卸机构，与所述第1切削机构和第2切削机构相对应地，分别具有第1刀架及第2刀架、第1紧固螺母装卸机构及第2紧固螺母装卸机构、和第1切削刀片装卸机构及第2切削刀片装卸机构。

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