CN102029657A - 刀具更换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种刀具更换装置,其能够正确地识别收纳于刀具收纳构件中的切削刀具的刀具种类,其中该刀具收纳构件能够收纳多个切削刀具。在本发明的某一实施方式中,刀具更换装置用于对在切削工件的切削装置中的第一、第二切削构件中使用的第一、第二切削刀具进行更换,该刀具更换装置具有第一、第二刀具架(71a、71b)。该第一、第二刀具架(71a、71b)用于收纳多个更换用切削刀具,该更换用切削刀具在背面粘贴有记录了刀具种类的条形码标签。此外,第一、第二刀具架(71a、71b)具有从条形码标签读取刀具种类的读取机构(713)。
Description
技术领域
本发明涉及一种在对半导体晶片等工件进行切削加工的切削装置中使用的刀具更换装置。
背景技术
在半导体器件制造工序中,在大致圆板形状的工件的表面,通过呈格子状排列的被称为间隔道的分割预定线,将工件划分成多个矩形区域,在各矩形区域形成IC(Integrated Circuit:集成电路)、LSI(Large-scale Integration:大规模集成电路)等器件。然后,通过沿着间隔道对形成有器件的工件进行分割,来制造出一个个器件。工件沿着间隔道的分割例如使用切削装置来进行。该切削装置由以下等部分构成:卡盘工作台,其保持工件;和切削构件,其装配有用于对保持于该卡盘工作台的工件进行切削加工的切削刀具。
此处,装配于切削构件的切削刀具由于其使用而产生的消耗和破损等而需要更换,例如在专利文献1中,公开了自动地进行切削刀具的更换的刀具更换装置(blade auto-changer:刀具自动更换器)。此外,切削刀具还需要根据作为切削加工对象的工件的种类和切削加工时的条件等来适当更换,例如在专利文献2中,公开了能够将装配于切削构件的切削刀具更换成与工件种类和加工条件相适应的切削刀具的切削装置。
专利文献1:日本特许第2617876号公报
专利文献2:日本特开2007-229843号公报
在上述专利文献2中,示出了相对于多个刀具收纳部按照切削刀具的种类分开收纳切削刀具的刀具收纳构件(切削刀具更换机构)。此处,在各刀具收纳部,需要预先对应于刀具种类收纳多个切削刀具。因此,当相对于各刀具收纳部收纳了刀具种类与事先设想的刀具种类不同的切削刀具时,存在无法正确地管理收纳于各刀具收纳部的切削刀具的刀具种类的问题。因此,可能产生这样的状况:将与作为切削加工对象的工件的种类和加工条件不一致的错误的刀具种类的切削刀具装配于切削构件,从而对工件实施不适当的切削加工。
此外,还考虑了由使用者进行操作输入来设定收纳于各刀具收纳部的切削刀具的结构,然而在输入存在错误的情况下,会产生同样的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供一种能够正确地识别收纳于刀具收纳构件中的切削刀具的刀具种类的刀具更换装置,其中所述刀具收纳构件能够收纳多个切削刀具。
为了解决上述问题、达成目的,本发明所涉及的刀具更换装置用于对切削装置中使用的切削刀具进行更换,在所述切削装置中,通过使切削刀具旋转来切削工件,其中所述切削刀具利用螺母固定于主轴的末端,所述刀具更换装置的特征在于,所述切削刀具具有记录了该切削刀具的刀具种类的记录部,所述刀具更换装置具有:刀具收纳构件,该刀具收纳构件具有单个地收纳所述切削刀具的多个刀具收纳部,该刀具收纳构件用于收纳多个所述切削刀具;读取机构,该读取机构对所述切削刀具的所述记录部中记录的刀具种类进行读取,其中所述切削刀具收纳于所述刀具收纳部;螺母装卸机构,该螺母装卸机构用于装卸所述螺母;以及刀具搬送构件,该刀具搬送构件在所述刀具收纳部和所述主轴的末端之间搬送所述切削刀具。
此外,本发明所涉及的刀具更换装置的特征在于,在上述的发明中,所述记录部粘贴于所述切削刀具的位于与表面相反的一侧的背面,其中所述表面与所述螺母抵接,所述刀具收纳部设置于形成为透明的支承部件的表面,所述刀具收纳部从背面侧支承所述切削刀具从而收纳所述刀具,所述读取机构配设于所述支承部件的背面侧,所述读取机构隔着所述支承部件对记录于所述记录部的刀具种类进行读取。
根据本发明,将切削刀具构成为具有记录了刀具种类的记录部,并通过刀具收纳构件来收纳多个这样的具有记录部的切削刀具。并且,通过读取机构对收纳于刀具收纳构件的切削刀具的刀具种类进行读取。由此,具有能够正确地识别收纳于刀具收纳构件中的切削刀具的刀具种类的效果,其中所述刀具收纳构件能够收纳多个切削刀具。
附图说明
图1是表示作为工件的一个示例的半导体晶片的立体图。
图2是表示切削装置的结构示例的立体图。
图3是表示第一、第二切削构件的结构示例的立体图。
图4是表示第一、第二切削构件的结构示例的剖视图。
图5是表示切削刀具的安装结构的分解立体图。
图6是表示切削刀具的背面侧的平面图。
图7是表示第一、第二刀具架的结构示例的立体图。
图8是局部地表示刀具更换装置的结构示例的立体图。
图9是对构成刀具更换装置的可动基板的移动进行说明的说明图。
图10是表示第一、第二螺母装卸机构的结构示例的剖视图。
图11是表示第一、第二刀具装卸机构的结构示例的剖视图。
图12是表示切削装置的主要控制系统的结构示例的方框图。
图13是说明第一、第二刀具检测构件的结构示例的示意图。
图14是表示刀具更换处理的流程的流程图。
图15是说明记录部读取工序的说明图。
图16是说明更换刀具把持工序的说明图。
标号说明
W:半导体晶片(工件);1:切削装置;34a、34b:第一、第二卡盘工作台;36a、36b:第一、第二刀具检测构件;37a、37b:第一、第二切削进给构件;5a、5b:第一、第二校准构件;6a、6b:第一、第二切削构件;63:主轴单元;631:主轴壳体;632:主轴;633:螺母;634:凸缘;635a、635b:第一、第二切削刀具;6355:条形码标签;64:分度进给构件;65:切入进给构件;7:刀具更换装置;71a、71b:第一、第二刀具架;712:支承部件;715:刀具收纳部;713:读取机构;72:引导构件;77:刀具废弃口;8a、8b:第一、第二螺母装卸机构;81:螺母转动构件;82:螺母把持构件;9a、9b:第一、第二刀具装卸机构;93a、93b:第一、第二刀具把持构件;100:控制构件;105:存储构件;B:更换用切削刀具。
具体实施方式
下面,参照图1~图16,对用于实施本发明的最佳方式进行说明。另外,并不是通过该实施方式来限定本发明。此外,在各图的记载中,对相同部分标以相同的标号进行表示。
首先,对作为本实施方式的切削装置1(参照图2)的切削加工对象的工件进行说明。图1是表示作为工件的一个示例的半导体晶片W的立体图。如图1所示,半导体晶片W具有大致圆板形状,在其表面侧形成有多个器件11,本实施方式的切削装置1沿着将所述表面侧的各器件11划分开的间隔道13对半导体晶片W进行切削加工。此处,切削装置1例如对背面粘贴于保护带T的表面的状态下的半导体晶片W进行处理,所述保护带T在外周部进行装配,并且所述保护带T装配成覆盖环状框架F的内侧开口部。
另外,作为工件的具体示例,并没有特别限定,例如,除了硅晶片等半导体晶片之外,还可以列举出:用于芯片安装而设置于晶片背面的DAF(Die Attach Film:芯片贴装薄膜)等粘接部件;或者是半导体产品的封装体、陶瓷、玻璃、蓝宝石(Al2O3)类的无机材料基板;LCD驱动器等各种电气部件;要求微米(μm)级的加工位置精度的各种加工材料。
接下来,对切削装置1进行说明。本实施方式的切削装置1具有:两个卡盘工作台;以及分别与这些卡盘工作台对应的校准构件、切削构件、螺母装卸机构和刀具装卸机构等,该切削装置1能够对两个半导体晶片W同时实施切削加工。以下,对具体的结构进行说明,在各部分的说明中,对具有相同功能的结构适当地标以相同的标号。
图2是表示本实施方式的切削装置1的结构示例的立体图。此外,图3是表示第一、第二切削构件6a、6b的结构示例的立体图,图4是表示第一、第二切削构件6a、6b的结构示例的剖视图。此外,图5是表示主轴单元63中的切削刀具635的安装结构的分解立体图,图6是表示切削刀具635的背面侧的平面图。此外,图7是表示第一、第二刀具架71a、71b的结构示例的立体图。此外,图8是局部地表示刀具更换装置7的结构示例的立体图。此外,图9是对构成刀具更换装置7的可动基板73的移动进行说明的说明图。此外,图10是表示第一、第二螺母装卸机构8a、8b的结构示例的剖视图,图11是表示第一、第二刀具装卸机构9a、9b的结构示例的剖视图。另外,图12是表示切削装置1的主要控制系统的结构示例的方框图。
如图2所示,切削装置1具备静止基座2。在该静止基座2上配设有卡盘工作台机构3,卡盘工作台机构3保持半导体晶片W,并对半导体晶片W以X坐标方向为切削进给方向进行切削进给。
卡盘工作台机构3具有配设手静止基座2的上表面的第一、第二引导轨道31a、31b。该第一、第二引导轨道31a、31b分别具有一对轨道部件311、311,并且该第一、第二引导轨道31a、31b沿切削进给方向相互平行地延伸设置。另外,在第一引导轨道31a上配设有第一支承基座32a,该第一支承基座32a以能够自如滑动的方式与一对轨道部件311、311卡合并且能够沿第一引导轨道31a移动。同样地,在第二引导轨道31b上配设有第二支承基座32b,该第二支承基座32b以能够自如滑动的方式与一对轨道部件311、311卡合并且能够沿第二引导轨道31b移动。
在第一、第二支承基座32a、32b上分别配设有第一、第二圆筒部件33a、33b,在该第一、第二圆筒部件33a、33b的上端分别配设有覆盖第一、第二支承基座32a、32b的第一、第二罩部件35a、35b。另外,在该第一、第二罩部件35a、35b的上表面分别配设有第一、第二卡盘工作台34a、34b。
第一、第二卡盘工作台34a、34b均由多孔质陶瓷等多孔性材料构成,并且分别通过未图示的吸引构件对保持于作为上表面的载置面341的半导体晶片W进行吸引保持。此外,第一、第二卡盘工作台34a、34b构成为能够分别通过配设在第一、第二圆筒部件33a、33b内的未图示的脉冲马达以铅直轴为轴中心旋转。另外,在第一、第二罩部件35a、35b的上表面分别配设有第一、第二刀具检测构件36a、36b,所述第一、第二刀具检测构件36a、36b用于对在与第一、第二卡盘工作台34a、34b对应的后述第一、第二切削构件6a、6b中安装于主轴632的切削刀具635的寿命进行判断,详细情况将在后文中叙述。
此处,基于第一、第二支承基座32a、32b的移动而带动的第一、第二卡盘工作台34a、34b在切削进给方向的移动通过第一、第二切削进给构件37a、37b来实现。该第一、第二切削进给构件37a、37b分别具有:外螺纹杆371,其在一对轨道部件311、311之间与一对轨道部件311、311平行地延伸设置;轴支承件372,其将外螺纹杆371的一端部支承成能够旋转;以及脉冲马达373,其与外螺纹杆371的另一端连接,从而驱动外螺纹杆371正转或反转。另外,在第一、第二支承基座32a、32b分别形成有未图示的贯通内螺纹,该贯通内螺纹与外螺纹杆371螺合。因此,当通过该第一、第二切削进给构件37a、37b来驱动构成各第一、第二切削进给构件37a、37b的脉冲马达373、以驱动外螺纹杆371正转或反转时,配设于第一、第二支承基座32a、32b的第一、第二卡盘工作台34a、34b分别沿着第一引导轨道31a和第二引导轨道31b在切削进给方向移动。
此外,切削装置1具备门型的支承框架4,该门型的支承框架4以跨越第一引导轨道31a和第二引导轨道31b的方式配设。该支承框架4具有:第一柱部41,其配设于第一引导轨道31a的侧方;第二柱部42,其配设于第二引导轨道31b的侧方;以及支承部43,其沿着与切削进给方向正交的Y坐标方向、即分度进给方向配设,并且将第一柱部41的上端和第二柱部42的上端连接起来。另外,这样具有门型形状的支承框架4在中央部形成有容许第一卡盘工作台34a和第二卡盘工作台34b的移动的开口44。此外,第一柱部41和第二柱部42的上端部分别形成得很宽,在该上端部分别设置有容许后述主轴单元63的移动的开口411、421。
在支承部43安装有第一、第二校准构件5a、5b以及第一、第二切削构件6a、6b。此处,在支承部43的沿着分度进给方向的一个侧面设置有一对引导轨道431、431。此外,在支承部43的沿着分度进给方向的另一个侧面也同样设置有一对引导轨道432、432(参照图4)。
第一、第二校准构件5a、5b用于对载置于第一、第二卡盘工作台34a、34b的载置面341上的半导体晶片W的间隔道13的位置进行检测,并进行检测出的位置与对应的第一、第二切削构件6a、6b的切削刀具635之间的位置对准(校准)。
这些第一、第二校准构件5a、5b分别具备装配有摄像构件53的移动块51。移动块51分别以能够自如滑动的方式与一对引导轨道431、431卡合,并沿着该一对引导轨道431、431在分度进给方向移动。摄像构件53具有CCD等摄像元件,该CCD等摄像元件对载置于对应的第一、第二卡盘工作台34a、34b的载置面341上的半导体晶片W进行摄像。
如上构成的第一、第二校准构件5a、5b基于控制构件100的控制来实施校准工序,将半导体晶片W的间隔道13分别定位于第一、第二切削构件6a、6b的切削刀具635的铅直下方。具体来说,第一、第二校准构件5a、5b首先将其摄像构件53定位于对应的第一、第二卡盘工作台34a、34b的上方,并对载置面341上的半导体晶片W进行摄像,通过对获得的图像数据实施图案匹配等图像处理来检测间隔道13。然后,第一、第二卡盘工作台34a、34b适当旋转以使检测出的间隔道13沿着切削进给方向,并且第一、第二切削构件6a、6b在分度进给方向移动,以将检测出的间隔道13定位于切削刀具635的铅直下方。
此处,移动块51在分度进给方向上的移动分别通过校准分度进给构件52来实现。该校准分度进给构件52分别具有:外螺纹杆521,其在一对引导轨道431、431之间与一对引导轨道431、431平行地延伸设置;轴支承件522,其将外螺纹杆521的一端部支承成能够旋转;以及脉冲马达523,其与外螺纹杆521的另一端连接,用于驱动外螺纹杆521正转或反转。另外,在移动块51分别形成有未图示的贯通内螺纹,该贯通内螺纹与外螺纹杆521螺合。因此,当通过该校准分度进给构件52来驱动构成各校准分度进给构件52的脉冲马达523来驱动外螺纹杆521正转或反转时,移动块51沿着一对引导轨道431、431在分度进给方向移动。
第一、第二切削构件6a、6b设置成能够沿着一对引导轨道432、432移动。如图3所示,该第一、第二切削构件6a、6b分别具有分度移动基座61、切入移动基座62以及主轴单元63。
在分度移动基座61的正面分别形成有被引导槽611、611,通过该被引导槽611、611能够自如滑动地与一对引导轨道432、432卡合,分度移动基座61沿着一对引导轨道432、432在分度进给方向移动。
分度移动基座61在分度进给方向的移动分别通过分度进给构件64来实现。该分度进给构件64分别具有:外螺纹杆641,其在一对引导轨道432、432之间与一对引导轨道432、432平行地延伸设置;轴支承件642,其将外螺纹杆641的一端部支承成能够旋转;以及脉冲马达643,其与外螺纹杆641的另一端连接,用于驱动外螺纹杆641正转或反转。另外,在分度移动基座61分别形成有未图示的贯通内螺纹,该贯通内螺纹与外螺纹杆641螺合。因此,当通过该分度进给构件64来驱动构成各分度进给构件64的脉冲马达643、以驱动外螺纹杆641正转或反转时,分度移动基座61沿着一对引导轨道432、432在分度进给方向移动。另外,在分度移动基座61的正面分别形成有容许外螺纹杆641贯穿插入的避让槽613。
另一方面,如图4所示,在分度移动基座61的背面,沿着作为Z坐标方向的切入进给方向(与第一、第二卡盘工作台34a、34b的载置面341、341垂直的方向)分别设置有一对引导轨道612、612(在图4中仅示出了一个引导轨道),切入移动基座62分别通过以能够自如滑动的方式与这一对引导轨道612、612卡合而被装配于分度移动基座61,并且切入移动基座62沿着一对引导轨道612、612在切入进给方向移动。该切入移动基座62分别通过将被支承部621和装配部622一体形成为剖视呈L字形而构成,其中,所述被支承部621沿上下方向延伸,所述装配部622从被支承部621的下端呈直角地水平延伸。
此处,切入移动基座62在切入进给方向上的移动分别通过切入进给构件65来实现。该切入进给构件65分别具有:外螺纹杆651,其与一对引导轨道612、612平行地延伸设置;轴支承件652,其将外螺纹杆651的一端部支承成能够旋转;以及脉冲马达653,其与外螺纹杆651的另一端连接,用于驱动外螺纹杆651正转或反转。另外,在切入移动基座62的被支承部621分别形成有未图示的贯通内螺纹,该贯通内螺纹与外螺纹杆651螺合。因此,当通过该切入进给构件65来驱动构成各切入进给构件65的脉冲马达653、以驱动外螺纹杆651正转或反转时,切入移动基座62沿着一对引导轨道612、612在切入进给方向移动。
另外,关于这样装配于各个分度移动基座61并在切入进给方向移动的切入移动基座62,如图2所示,其装配部622配置成从支承部43的另一个面侧穿过开口44向支承部43的一个面侧凸出。
主轴单元63装配在如上所述地穿过开口44而配置的装配部622的下表面。如图5所示,每一个该主轴单元63都包括主轴壳体631、主轴632、螺母633、凸缘634、切削刀具635等。
主轴632是用于将未图示的脉冲马达所产生的旋转驱动力传递至切削刀具635以使切削刀具635高速旋转的旋转轴,主轴632经由轴承机构等以能够高速旋转的方式支承于主轴壳体631内。另外,主轴632能够通过未图示的锁定机构而被限制成不能旋转的状态。该主轴632具有用于安装凸缘634等的小径的末端部6321,螺栓636与该末端部6321螺合。
螺母633用于将切削刀具635固定于主轴632,该螺母633由紧固至凸缘634的凸缘螺母构成。在该螺母633的侧面,彼此隔开90度相位地设置有四个销配合孔6331,这四个销配合孔6331与后述刀具更换装置7的对应的第一、第二螺母装卸机构8a、8b的转动销814配合。此外,螺母633具有与对应的第一、第二螺母装卸机构8a、8b的螺母把持爪8211卡合的环状槽6332,在该螺母633的内周面形成有与凸缘634的凸缘外螺纹6342螺合的未图示的内螺纹。
凸缘634具有圆筒状的刀具配合部6341,在该刀具配合部6341的末端部形成有与所述螺母633的内螺纹螺合的凸缘外螺纹6342。此外,在凸缘634形成有使主轴632的末端部6321贯穿插入的中心孔6343。
切削刀具635在被螺母633和凸缘634从两侧夹持的状态下安装在主轴632上。此处,设切削刀具635的与螺母633抵接的一侧的面为表面,设切削刀具635的与凸缘634抵接的一侧的面为背面。该切削刀具635构成为具有环状的毂部6351,并且在毂部6351的整个外周形成有作为切削刃的砂轮部6352。此外,在该毂部6351的表面侧的侧面凸出地形成有环状的被把持部6353,在该被把持部6353的外周面形成有与刀具更换装置7的对应的第一、第二刀具装卸机构9a、9b的把持爪951卡合的环状槽6354。
此外,如图6所示,在切削刀具635的背面侧的毂部6351的侧面粘贴有作为记录部的条形码标签6355,在该条形码标签6355印刷有条形码(在图6中为二维条形码),该条形码是将粘贴了所述条形码标签6355的切削刀具635的种类(刀具种类)按照预定的标准代码化而得到的。通过构成对应的第一、第二刀具架71a、71b的读取机构713来读取该条形码标签6355。
在如上构成的主轴单元63中,在凸缘634的中心孔6343贯穿插在主轴632的末端部6321上的状态下使螺栓636与主轴632螺合并拧紧,由此,凸缘634成为被防止从主轴632脱离的状态。然后,使切削刀具635的毂部6351与凸缘634配合,并且使螺母633与凸缘634螺合,由此切削刀具635被装配于主轴632,并且被螺母633和凸缘634把持而固定起来。
此外,如图5所示,主轴单元63包括将切削刀具635的外周覆盖起来的刀具罩637。该刀具罩637用于防止切削液和切屑的飞溅,其由第一罩部件6371和第二罩部件6372构成,该第二罩部件6372装配于该第一罩部件6371的前表面,并且配设成能够向侧方移动。
此处,第二罩部件6372例如通过空气活塞机构等而被定位于图5中实线所示的开放位置和双点划线所示的闭合位置。该第二罩部件6372在切削加工时定位于闭合位置,而在更换切削刀具635时定位于开放位置。另外,第一罩部件6371和第二罩部件6372分别具有切削液供给喷嘴638、638(在图5等中仅示出了配设于第二罩部件6372的切削液供给喷嘴),该切削液供给喷嘴638、638被安装成在切削加工时位于切削刀具635的侧方。该切削液供给喷嘴638、638分别与未图示的切削液供给构件连接,用于在切削加工时向加工位置附近供给切削液。
如上构成的第一、第二切削构件6a、6b基于控制构件100的控制来实施切削加工工序,对载置于第一、第二卡盘工作台34a、34b的载置面341上的半导体晶片W进行切削加工。具体来说,第一、第二切削构件6a、6b一边借助于主轴632的旋转驱动力使切削刀具635高速旋转,一边驱动切入进给构件65以使切削刀具635切入到载置于对应的第一卡盘工作台34a、34b的载置面341上的半导体晶片W中,并且,通过驱动第一、第二切削进给构件37a、37b在切削进给方向上移动,来沿着间隔道13对半导体晶片W进行切削加工。然后,第一、第二切削构件6a、6b通过驱动分度进给构件64在分度进给方向每次移动预定量,来依次将间隔道13定位于切削刀具635的铅直下方,并一边转移对象一边沿着各条间隔道13对半导体晶片W进行切削加工。
另外,以下,为了区分第一切削构件6a的切削刀具635和第二切削构件6b的切削刀具635,将第一切削构件6a的切削刀具635适当地称为“第一切削刀具635a”,将第二切削构件6b的切削刀具635适当地称为“第二切削刀具635b”。
此外,如图2所示,本实施方式的切削装置1具备用于更换切削刀具635的刀具更换装置7。刀具更换装置7具有:两个作为刀具收纳构件的第一、第二刀具架71a、71b,它们以彼此的支承部件712对置的方式配设在支承框架4的后方(支承部43的另一个侧面侧);引导构件72,其配设在所述第一刀具架71a和第二刀具架71b之间;以及可动基板73,其通过所述引导构件72而在切削进给方向上移动。另外,引导构件72和可动基板73协作来作为刀具搬送构件发挥作用,该刀具搬送构件在定位于图7等所示的交接位置E1的刀具收纳部715、和构成对应的第一、第二切削构件6a、6b的主轴632的末端之间搬送第一、第二切削刀具635a、635b和更换用切削刀具B(B-1~B-4;参照后述图15、图16)。此外,刀具更换装置7具有刀具废弃口77,该刀具废弃口77在图9所示的交接时X位置Px1与交接位置E1之间的预定的废弃位置E3开口于静止基座2的上表面,该刀具废弃口77用于分别对达到了寿命的第一、第二切削刀具635a、635b进行废弃(在图2中,仅示出了用于废弃第二切削刀具635b的刀具废弃口)。
第一刀具架71a用于收纳为了更换第一切削刀具635a而准备的多个更换用切削刀具。另一方面,第二刀具架71b用于收纳为了更换第二切削刀具635b而准备的多个更换用切削刀具。如图7所示,该第一、第二刀具架71a、71b分别具有:支柱711,其配设在静止基座2上;支承部件712,其经由旋转轴714安装于支柱711的上端;以及读取机构713,其在支柱711的上端侧安装于旋转轴714的下方,并且配设于支承部件712的背面侧。
在支承部件712的表面侧,呈同心圆状地分别配设有多个(例如在图7中为4个)刀具收纳部715,所述刀具收纳部715构成为能够收纳多个(例如4个)用于更换对应的第一、第二切削刀具635a、635b的切削刀具B。所述更换用切削刀具B根据需要与在对应的第一、第二切削构件6a、6b中装配于主轴632的已使用的第一、第二切削刀具635a、635b进行交换并装配,除了未使用的切削刀具之外,该更换用切削刀具B还包括已使用但未达到寿命的能够使用的切削刀具。分别收纳于各刀具收纳部715的更换用切削刀具B包括相同种类和/或不同种类的刀具种类的切削刀具。此处,该更换用切削刀具B是与图5所示的切削刀具635(第一、第二切削刀具635a、635b)同样地构成的切削刀具,是如图6所示地将记录有表示其刀具种类的二维条形码的条形码标签粘贴于背面侧而构成的切削刀具,在以下的说明中,对构成更换用切削刀具B的各部分标注与切削刀具635的各部分相同的标号。
刀具收纳部715具有圆筒状的刀具配合部716和限制构件717,该限制构件717在更换用切削刀具B插在该刀具配合部716的外周面上的状态下对该更换用切削刀具B进行位置限制。该限制构件717包括球体和向径向外侧推压该球体的弹簧,该限制构件717能够发挥限制功能,直到作用于球体的力到达预定值为止。
这样构成的刀具收纳部715在初始状态下通过手动将毂部6351配合插入到刀具配合部716的外周面,此后通过利用第一、第二刀具装卸机构9a、9b自动地将毂部6351配合插入到刀具配合部716的外周面,刀具收纳部715由此来从背面侧支承更换用切削刀具B从而收纳切削刀具B。具体来说,在该配合插入时,限制构件717(球体)后退。然后,配合插入的更换用切削刀具B通过恢复后的限制构件717而被保持于刀具配合部716。
关于将支承部件712安装于支柱711的上端的旋转轴714,其一端配设于支柱711的上端,其另一端与支承部件712的背面中央连接。另外,旋转轴714的一端侧与配设于支柱711内部的脉冲马达718的驱动轴连接,支承部件712构成为能够以旋转轴714为轴中心间歇旋转。另外,支承部件712通过旋转轴714的间歇旋转而将各刀具收纳部715分别有选择地定位于该刀具收纳部715的移动路径上的预定的交接位置E1。交接位置E1被预先设定成能够与定位于图9所示的交接时X位置Px1的第一、第二螺母装卸机构8a、8b、和第一、第二刀具装卸机构9a、9b的第一刀具把持构件93a或第二刀具把持构件93b对置的位置。此外,支承部件712通过旋转轴714的间歇旋转而将各刀具收纳部715分别有选择地定位于该刀具收纳部715的移动路径上的读取位置E2。读取位置E2被预先设定成刀具收纳部715能够与读取机构713对置的位置。
读取机构713例如由CCD等摄像元件构成,读取机构713配设成使其读取面719朝向与收纳于位于读取位置E2的刀具收纳部715中的更换用切削刀具B的背面对置的方向。该读取机构713对收纳于位于读取位置E2的刀具收纳部715中的更换用切削刀具B的背面侧进行摄像。然后,从条形码标签6355读取二维条形码,并将读取到的二维条形码所表示的刀具种类通知控制构件100。此处,支承部件712例如采用聚氯乙烯等透明材料形成,读取机构713构成为能够在支承部件712配置于该读取机构713与条形码标签6355之间的状态下读取该条形码标签6355。
另外,在本实施方式中,作为记录部的一个示例,示出了通过印刷表示刀具种类的二维条形码等条形码来进行记录的条形码标签6355,并且构成为将该条形码标签6355粘贴于切削刀具(第一、第二切削刀具635a、635b、以及分别收纳于第一、第二刀具架71a、71b的用于更换的切削刀具B)的背面,但并不限定于此。例如,也可以使用RFID(Radio Frequency Identification:射频识别)标签等内置有非接触型的IC芯片的IC标签来作为记录部,将刀具种类写入到该IC标签中并将该IC标签粘贴于切削刀具的背面。在该情况下,只要通过设置用于读取IC标签的读写装置作为读取机构来读取刀具种类即可。
此外,条形码标签6355粘贴于切削刀具的背面侧,然而,如果是在支承部件712的表面侧能够确保用于配设读取机构的空间的情况下,则也可以在表面侧粘贴条形码标签。在该情况下,无需用透明的部件来形成支承部件712。
如图2所示,引导构件72具有俯视呈矩形的引导板721、和在该引导板721的下表面沿切削进给方向延伸的一对引导轨道722、722(在图2中仅示出了一个引导轨道)。另外,引导构件72安装于未图示的固定部件。
另一方面,如图8所示,在可动基板73上安装有被引导部件74,该被引导部件74由背面部741和顶部742以剖视呈大致L字形的方式一体形成,该顶部742的一端侧由该背面部741支承。另外,顶部742在其上表面两端具有一对被引导轨道743、743,这一对被引导轨道743、743能够自如滑动地与所述一对引导轨道722、722卡合,从而能够使可动基板73在切削进给方向上移动。
另外,该可动基板73在其上表面安装有:第一螺母装卸机构8a,其用于相对于构成第一切削构件6a的主轴632装卸螺母633;第二螺母装卸机构8b,其用于相对于构成第二切削构件6b的主轴632装卸螺母633;第一刀具装卸机构9a,其用于装卸第一切削刀具635a;以及第二刀具装卸机构9b,其用于装卸第二切削刀具635b。另外,第一螺母装卸机构8a和第一刀具装卸机构9a、与第二螺母装卸机构8b和第二刀具装卸机构9b在可动基板73的上表面分别配设成相对于切削进给方向线对称。
此处,在图9中,将这样在切削进给方向上移动的可动基板73的移动路径R1表示于中央,并示出了第一、第二刀具架71a、71b以及第一、第二切削构件6a、6b的主轴632相对于该移动路径R1的位置。如图9所示,第一刀具架71a和第二刀具架71b配设成夹着可动基板73的沿着切削进给方向的移动路径R1而对置。同样地,第一切削构件6a的主轴632与第二切削构件6b的主轴632配设成夹着可动基板73的沿着切削进给方向的移动路径R1而对置。
通过在图2中局部切除引导板721的上表面地示出的定位构件75,来实现该可动基板73在切削进给方向上的移动。该定位构件75具有:外螺纹杆751,其与一对引导轨道722、722平行地延伸设置;以及脉冲马达752,其安装于引导板721的下表面,并与外螺纹杆751的一端连接,用于驱动该外螺纹杆751正转或反转。另外,外螺纹杆751的另一端通过安装于引导板721的下表面的未图示的轴支承件而被支承成能够旋转。另外,在所述顶部742的上表面安装有移动块744,在该移动块744形成有未图示的贯通内螺纹,形成于该移动块744的贯通内螺纹与外螺纹杆751螺合。因此,当通过该定位构件75驱动脉冲马达752、以驱动外螺纹杆751正转或反转时,可动基板73沿着一对引导轨道722、722在切削进给方向上移动。
另外,定位构件75通过如图9中的箭头A1所示地使可动基板73在切削进给方向上移动,来将第一、第二螺母装卸机构8a、8b、和第一、第二刀具装卸机构9a、9b的第一刀具把持构件93a或者第二刀具把持构件93b分别定位于与主轴632的末端部6321对置的装卸时X位置Px2。此外,定位构件75将第一、第二螺母装卸机构8a、8b、和第一、第二刀具装卸机构9a、9b的第一刀具把持构件93a或者第二刀具把持机构93b分别定位于交接时X位置Px1,该交接时X位置Px1被预先设定为能够与如上所述地有选择地定位于交接位置E1的第一刀具架71a、71b的刀具收纳部715对置的位置。
第一、第二螺母装卸机构8a、8b分别配设在引导轨道731上,引导轨道731以沿着分度进给方向的方式设置于可动基板73的上表面,第一、第二螺母装卸机构8a、8b沿着该引导轨道731在分度进给方向上移动。该第一螺母装卸机构8a和第二螺母装卸机构8b分别具有螺母转动构件81和螺母把持构件82。
如图10所示,螺母转动构件81具有:配设在引导轨道731上的马达箱811;配设在马达箱811内的电动马达812;以及与电动马达812的驱动轴8121连接的转动部件813。
电动马达812例如在正转时向松开螺母633的方向旋转,而在反转时向拧紧螺母633的方向旋转。
面向图10,在转动部件813的右端部,彼此隔开90度相位地配设有从右端面凸出的例如4个转动销814,这些转动销814分别通过配设于基端(面向图10时为左端)的压缩弹簧815而被向末端侧施力。
螺母把持构件82具有:4个把持部件821,它们彼此隔开90度相位地配设于转动部件813的外周;驱动环822,其将这些把持部件821定位于图10中实线所示的开放位置和单点划线所示的把持位置;以及空气缸823,其用于将该驱动环822定位于图10中实线所示的后退位置和双点划线所示的作用位置。空气缸823配设于马达箱811的上表面,其活塞杆8231构成为与驱动环822连接。
把持部件821在末端(面向图10时为右端)具有把持爪8211,另一方面,把持部件821的基端(面向图10时为左端)经由支承轴824与转动部件813连接,从而把持部件821被支承成能够以支承轴824为轴中心自如摆动。该把持部件821通过配设于把持部件821和转动部件813之间的压缩弹簧825而被向开放位置侧施力。
此处,在马达箱811的底部形成有未图示的被引导槽。另外,该被引导槽能够自如滑动地与引导轨道731卡合,马达箱811沿引导轨道731在分度进给方向上移动,由此,第一、第二螺母装卸机构8a、8b能够在分度进给方向上移动。
马达箱811在分度进给方向上的移动分别通过图8所示的移动构件83来实现。该移动构件83分别具有:空气缸831,其活塞杆8311与引导轨道731平行地配设;以及连接部件832,其将活塞杆8311与马达箱811连接起来,通过驱动空气缸831,马达箱811沿着引导轨道731在分度进给方向上移动。
如上构成的第一、第二螺母装卸机构8a、8b构成为这样的结构:通过空气缸823的驱动来将驱动环822从开放位置定位于把持位置,由此,螺母转动构件81的4个转动销814能够与设置于螺母633的4个销配合孔6331配合。此外,在该把持位置,螺母把持构件82的把持爪8211构成为能够与螺母633的环状槽6332卡合。另外,通过电动马达812正转,能够松开螺母633,通过电动马达812反转,能够拧紧螺母633,从而构成为能够对固定第一、第二切削刀具635a、635b的螺母633进行装卸的结构。
如图8所示,第一、第二刀具装卸机构9a、9b分别配设在引导轨道732上,该引导轨道732以沿着分度进给方向的方式配设于可动基板73的上表面,第一、第二刀具装卸机构9a、9b沿着该引导轨道732在分度进给方向上移动。如图11所示,该第一、第二刀具装卸机构9a、9b分别具有:配设在引导轨道732上的马达箱91;配设在马达箱91内的脉冲马达92;两个刀具把持构件(第一、第二刀具把持构件)93a、93b;以及安装有这两个刀具把持构件(第一、第二刀具把持构件)93a、93b的支承板94。
在马达箱91的底部形成有未图示的被引导槽。另外,该被引导槽能够自如滑动地与引导轨道732卡合,马达箱91沿引导轨道732在分度进给方向上移动,由此,第一、第二刀具装卸机构9a、9b能够在分度进给方向上移动。
马达箱91在分度进给方向上的移动分别通过移动构件98来实现。如图8所示,该移动构件98分别具有:空气缸981,其活塞杆9811与引导轨道732平行地配设;以及连接部件982,其将活塞杆9811与马达箱91连接起来,通过驱动空气缸981,马达箱91沿着引导轨道732在分度进给方向上移动。
如图8和图11所示,第一、第二刀具把持构件93a、93b分别具有:多个(例如4个)把持部件95;驱动这4个把持部件95的把持部件驱动构件96;以及配设于各把持部件95的内侧的定位构件97。此处,第一刀具把持构件93a用于把持新装配于对应的第一、第二切削构件6a、6b的主轴632上的更换用切削刀具B。另一方面,第二刀具把持构件93b用于在更换时把持装配于主轴632的已使用的第一、第二切削刀具635a、635b。
把持部件95在末端具有把持爪951。这些把持部件95彼此隔开90度相位地配设于把持部件驱动构件96的外周,并通过该把持部件驱动构件96而分别被沿径向驱动,从而被定位在图11中实线所示的开放位置、单点划线所示的把持位置以及双点划线所示的退避位置。
定位构件97具有末端形成为圆锥形状的定位部件971,通过配设在该定位部件971和把持部件驱动构件96的端面之间的压缩弹簧972,定位构件97被向末端侧施力。
支承板94具有安装于其中心的转动轴941。脉冲马达92的驱动轴921与转动轴941连接,支承板94构成为能够以转动轴941为轴中心转动。
如上构成的第一、第二刀具装卸机构9a、9b构成为这样的结构:定位部件971能够贯穿插入到对应的第一、第二刀具架71a、71b中定位于交接位置E1的刀具收纳部715的刀具配合部716以及第一、第二切削构件6a、6b的凸缘634的中心孔6343中。另外,构成为这样的结构:通过驱动把持部件驱动构件96来将4个把持部件95从开放位置定位至把持位置,由此把持爪951能够与毂部6351的环状槽6354卡合。另外,通过将4个把持部件95从把持位置定位至退避位置,能够使由把持部件95把持的第一、第二切削刀具635a、635b落下。
另外,如上构成的第一、第二螺母装卸机构8a、8b以及第一、第二刀具装卸机构9a、9b基于控制构件100的控制来实施刀具更换工序,将装配于对应的第一、第二切削构件6a、6b的主轴632上的已使用的第一、第二切削刀具635a、635b更换成第一、第二刀具架71a、71b中定位于交接位置E1的刀具收纳部715所收纳的更换用切削刀具B。关于该刀具更换工序将在后面叙述。
此外,如图2所示,本实施方式的切削装置1具有收纳于装置内的适当位置的控制构件100。该控制构件100由微型计算机等构成,该控制构件100对构成切削装置1的各部分的动作进行控制,从而对切削装置1进行整体控制。如图12所示,该控制构件100与输入构件101、显示构件103以及存储构件105等连接,其中,所述输入构件101由键盘、鼠标、触摸屏、各种开关等输入装置构成,所述显示构件103通过LCD(Liquid Crystal Display:液晶显示器)、EL(electroluminance:电致发光)显示器等显示装置来实现。
存储构件105通过可更新存储的闪存等称为ROM、RAM的各种IC存储器、内置或通过数据通信端子连接的硬盘、CD-ROM等信息存储介质及其读取装置等来实现,该存储构件105中存储有切削装置1的动作所需的各种程序、以及在执行该程序的过程中所需的数据等。在本实施方式中,按照工件(此处为图1所示的半导体晶片W)的每个种类(工件种类),存储有工件加工信息,该工件加工信息中,将对该工件种类的工件实施的切削加工的条件(加工条件)、以及在对该工件种类的工件实施的切削加工中使用的切削刀具的刀具种类等关联起来,在后述刀具更换处理时参照该工件加工信息。
此处,在工件加工信息中,针对一个工件种类而相关联的刀具种类并不限定于一个,也包含两个以上的情况。此处,在工件加工信息中,例如设针对工件种类A,关联了刀具种类α。如果是在以工件种类为A的半导体晶片W为切削加工对象的情况下,切削装置1基于控制构件100的控制,通过未图示的搬送构件将该工件种类为A的半导体晶片W载置到第一、第二卡盘工作台34a、34b的载置面341。然后,第一、第二切削构件6a、6b在分别将刀具种类为α的切削刀具作为第一、第二切削刀具635a、635b装配于其主轴632的状态下对载置面341上的半导体晶片W进行切削加工。此外,在工件加工信息中,设针对工件种类B,关联了刀具种类α和刀具种类β这两种刀具种类。并且,在以工件种类为B的半导体晶片W为切削加工对象的情况下,切削装置1例如首先通过未图示的搬送构件将该工件种类为B的半导体晶片W载置于第一卡盘工作台34a的载置面341。然后,第一切削构件6a在将刀具种类为α的切削刀具作为第一切削刀具635a装配于其主轴632的状态下对载置面341上的半导体晶片W进行切削加工。接着,通过未图示的搬送构件将载置面341a上的切削加工后的半导体晶片W搬送并载置到第二卡盘工作台34b的载置面341。然后,第二切削构件6b在将刀具种类为β的切削刀具作为第二切削刀具635b装配于其主轴632的状态下对载置面341上的半导体晶片W实施切削加工。
此外,在本实施方式中,控制构件100对装置各部分的动作进行控制,并根据需要进行用于更换第一、第二切削刀具635a、635b的处理(刀具更换处理)。在该刀具更换处理中,控制构件100基于从第一、第二检测构件36a、36b通知的检测信号来判断第一、第二切削刀具635a、635b的寿命。此外,控制构件100基于从构成刀具更换装置7的第一、第二刀具架71a、71b的读取机构713通知的刀具种类,来识别收纳于位于读取位置E2的刀具收纳部715中的更换用切削刀具B的刀具种类。然后,基于识别出的刀具种类,对脉冲马达718的驱动进行控制,使旋转轴714旋转,以使该识别出的刀具种类为预定的更换对象种类的更换用切削刀具B定位于交接位置E1。
此处,对第一、第二刀具检测构件36a、36b的详细结构进行说明。图13是对第一、第二刀具检测构件36a、36b的结构示例进行说明的示意图。此处,如上所述,第一、第二刀具检测构件36a、36b与第一、第二卡盘工作台34a、34b一起配设于第一、第二罩部件35a、35b的上表面。另外,如图13所示,第一、第二刀具检测构件36a、36b分别形成为剖视呈コ字形,该第一、第二刀具检测构件36a、36b以中央的槽361沿着切削进给方向的方式配设于沿着分度进给方向移动的第一、第二切削构件6a、6b的移动路径上的预定位置。该第一、第二刀具检测构件36a、36b通过光电断路器(photo interrupter)来实现,其具有夹着槽361对置配置的发光部362和受光部363。
具有以上说明的结构的第一、第二刀具检测构件36a、36b基于控制构件100的控制,与第一、第二切削构件6a、6b协作地实施刀具检测工序。即,首先,如图13中箭头A11所示,在第一、第二刀具检测构件36a、36b的上方使第一、第二切削构件6a、6b的切入移动基座62下降。然后,第一、第二刀具检测构件36a、36b对这样通过切入移动基座62下降而进入各第一、第二刀具检测构件36a、36b的槽361中的第一、第二切削刀具635a、635b进行检测。具体来说,在通过使第一、第二切削刀具635a、635b(具体地说是砂轮部6352的下端)下降至图13中单点划线的箭头A12所示的光轴位置从而切断了来自发光部362的射出光、使得受光部363接收不到光的时刻,第一、第二刀具检测构件36a、36b将检测信号通知给控制构件100。
接下来,对控制构件100所进行的刀具更换处理进行说明。该刀具更换处理例如在对载置于第一、第二卡盘工作台34a、34b的载置面341上的半导体晶片W进行的切削加工(切削加工工序)结束的时刻实施。图14是表示刀具更换处理的流程的流程图。此外,图15是说明记录部读取工序的说明图,图16是说明更换刀具把持工序的说明图。另外,在图15和图16中,分别示出了对应工序中的第一、第二刀具架71a、71b的支承部件712的周围的状况。
如图14所示,在刀具更换处理中,控制构件100首先对刀具检测工序进行控制,并判断第一、第二切削刀具635a、635b的寿命(步骤S1)。具体来说,首先,驱动分度进给构件64,将第一、第二切削构件6a、6b定位于第一、第二刀具检测构件36a、36b的上方。接着,驱动切入进给构件65,使切入移动基座62向槽361下降。由此,第一、第二切削刀具635a、635b进入槽361,第一、第二刀具检测构件36a、36b检测到进入了槽361的第一、第二切削刀具635a、635b,并将检测信号通知给控制构件100。然后,控制构件100响应来自该第一、第二刀具检测构件36a、36b的检测信号的通知,使分度进给构件64的驱动停止,基于其驱动量(切入移动基座62的下降量)对第一、第二切削刀具635a、635b的寿命(砂轮部6352的减少量)进行判断。在切入移动基座62的下降量小于预定的阈值的情况下,判断为砂轮部6352的减少量小、切削刀具能够使用,另一方面,若切入移动基座62的下降量为所述阈值以上,则判断为砂轮部6352的减少量大、切削刀具已达到寿命。
然后,控制构件100在判断为达到寿命而需要进行更换时(步骤S3:是(Yes)),建立(打开(ON))废弃标记(步骤S5)。具体来说,在第一切削刀具635a达到了寿命的情况下,建立关于第一切削刀具635a的废弃标记,在第二切削刀具635b达到了寿命的情况下,建立关于第二切削刀具635b的废弃标记,在第一、第二切削刀具635a、635b两者均达到了寿命的情况下,分别建立关于两者的废弃标记。
接着,控制构件100获取接下来作为切削加工对象的半导体晶片W等工件的工件种类(步骤S7)。工件的切削加工步骤等信息通过事先由使用者利用输入构件101进行输入等而存储于存储构件105。接着,控制构件100参照存储于存储构件105的工件加工信息,获取与所取得的工件种类相关联的刀具种类(即,在对步骤S7中获取到的工件种类的工件实施的切削加工中使用的切削刀具的刀具种类)(步骤S9)。
然后,在获取到的刀具种类与当前分别装配于第一、第二切削构件6a、6b的主轴632上的第一、第二切削刀具635a、635b的刀具种类不同、需要进行变更的情况下(步骤S11:是(YES)),控制构件100建立(打开(ON))变更标记(步骤S13)。此后,转移至步骤S15。具体来说,在对第一切削刀具635a进行变更的情况下,建立关于第一切削刀具635a的变更标记,在对第二切削刀具635b进行变更的情况下,建立关于第二切削刀具635b的变更标记,在对第一、第二切削刀具635a、635b两者进行变更的情况下,分别建立关于两者的变更标记。另外,在步骤S7中获取到的工件种类与上一次进行切削加工的工件相同的情况下,不进行步骤S9~步骤S13的处理便转移至步骤S15。
在该步骤S15中,控制构件100对是否建立了关于第一、第二切削刀具635a、635b的废弃标记和/或变更标记进行判断。然后,在已建立的情况下(步骤S15:是),进行步骤S17、S19的处理。即,在步骤S17、S19中,将建立了废弃标记的第一、第二切削刀具635a、635b从主轴632卸下进行废弃。然后,将相同种类的刀具种类作为更换对象种类,将收纳于对应的第一、第二刀具架71a、71b中用于更换的为更换对象种类的切削刀具B新装配至主轴632。此外,将建立了变更标记的第一、第二切削刀具635a、635b从主轴632卸下并收纳于对应的第一、第二刀具架71a、71b,并且将在步骤S9中获取到的刀具种类作为更换对象种类,将收纳于对应的第一、第二刀具架71a、71b中用于更换的为更换对象种类的切削刀具B新装配至主轴632。另外,关于同时建立了废弃标记和变更标记的第一、第二切削刀具635a、635b,将在步骤S9中获取到的刀具种类作为更换对象种类,将收纳于对应的第一、第二刀具架71a、71b中用于更换的为更换对象种类的切削刀具B新装配至主轴632,并且将从主轴632卸下的第一、第二切削刀具635a、635b废弃。
具体进行说明。首先,如图14所示,控制构件100驱动与需要更换的第一、第二切削刀具635a、635b对应的第一、第二刀具架71a、71b的脉冲马达718,将刀具收纳部715依次定位于读取位置E2,并且驱动读取机构713进行读取处理,从收纳于位于读取位置E2的刀具收纳部715中的更换用切削刀具B的条形码标签6355读取二维条形码(步骤S17)。此时,读取机构713将读取到的二维条形码所表示的刀具种类通知给控制构件100。控制构件100根据这样被从读取机构713通知的刀具种类来识别收纳于位于读取位置E2的刀具收纳部715中的更换用切削刀具B的刀具种类,并判断其是否为更换对象种类。然后,在不是更换对象种类的情况下(步骤S19:否(No)),返回上述步骤S17重复上述过程(记录部读取工序)。
例如,在图15中,示出了在4个刀具收纳部715中分别收纳有更换用切削刀具B-1~B-4的情况,通过如图15中箭头A2所示地使旋转轴714旋转,来将各刀具收纳部715的每一个依次定位于读取位置E2,依次识别收纳于各刀具收纳部715中的更换用切削刀具B-1~B-4的刀具种类,并判断其是否为更换对象种类。
然后,当在步骤S17中读取到的二维条形码所表示的刀具种类为更换对象种类的情况下(步骤S19:是),控制构件100接着对刀具更换工序进行控制,将收纳于位于读取位置E2的刀具收纳部715中用于更换的切削刀具B更换成对应的第一、第二切削刀具635a、635b(步骤S21)。
下面,对刀具更换工序进行说明,在该刀具更换工序中,在刀具更换装置7中,与需要更换的第一、第二切削刀具635a、635b对应的部件进行动作。即,在需要更换第一切削刀具635a的情况下,第一刀具架71a、第一螺母装卸机构8a和第一刀具装卸机构9a等进行动作,在需要更换第二切削刀具635b的情况下,第二刀具架71b、第二螺母装卸机构8b和第二刀具装卸机构9b等进行动作。此外,如果是需要对第一切削刀具635a和第二切削刀具635b两者进行更换的情况,则第一、第二刀具架71a、71b、第一、第二螺母装卸机构8a、8b和第一、第二刀具装卸机构9a、9b等进行动作。
即,在刀具更换工序中,控制构件100首先进一步驱动第一、第二刀具架71a、71b的脉冲马达718,通过使旋转轴714旋转来进行将位于读取位置E2的刀具收纳部715(判断为收纳有用于更换的为更换对象种类的第一、第二切削刀具635a、635b的刀具收纳部715)定位于交接位置E1的控制。然后,驱动定位构件75,将第一、第二刀具装卸机构9a、9b的第一刀具把持构件93a定位于交接时X位置Px1,使该第一刀具把持构件93a与定位于交接位置E1的刀具收纳部715对置配置。
例如,当在图15所示的状态下读取到的刀具种类被判断为更换对象种类的情况下,将收纳于位于该读取位置E2的刀具收纳部715中的更换用切削刀具B-4更换成对应的第一、第二切削刀具635a、635b。即,首先,将收纳有该更换用切削刀具B-4的刀具收纳部715定位于交接位置E1。接着,如图16所示,驱动移动构件98,使第一刀具把持构件93a向位于交接位置E1的刀具收纳部715前进,并使定位部件971贯穿插入到该刀具收纳部715的刀具配合部716(参照图7)。然后,驱动第一刀具把持构件93a的把持部件驱动构件96,将4个把持部件95定位于把持位置,使把持爪951与毂部6351的环状槽6354卡合。其结果为,收纳于位于交接位置E1的刀具收纳部715中的更换用切削刀具B-4(刀具种类为更换刀具种类的更换用切削刀具B)被第一刀具把持构件93a把持(更换刀具把持工序)。
然后,控制构件100驱动移动构件98,使第一刀具把持构件93a后退,并且驱动定位构件75,将第一、第二螺母装卸机构8a、8b定位于装卸时X位置Px2以使其与对应的第一、第二切削构件6a、6b的主轴632的末端部6321对置。接着,驱动移动构件83,使螺母转动构件81和螺母把持构件82向主轴632前进,使配设于转动部件813的4个转动销814与螺母633的端面抵接。此外,驱动空气缸823,将把持部件821定位于把持位置,使把持爪8211与螺母633的环状槽6332卡合。当在该状态下驱动电动马达812正转时,4个转动销814在与形成于螺母633的4个销配合孔6331对置的时刻分别与这些销配合孔6331配合。然后,此后的电动马达812的正转驱动力经由4个转动销814传递至螺母633,从而将螺母633松开并从凸缘634卸下。这样从凸缘634卸下的螺母633处于被螺母把持构件82的把持部件821把持的状态(螺母拆卸工序)。
接着,驱动移动构件83,使螺母转动构件81和螺母把持构件82后退,并且驱动定位构件75,将第一、第二刀具装卸机构9a、9b的第二刀具把持构件93b定位于装卸时X位置Px2,使该第二刀具把持构件93b与对应的第一、第二切削构件6a、6b的主轴632的末端部6321对置。接着,驱动移动构件98,使第二刀具把持构件93b向主轴632前进,使定位部件971贯穿插入到与第一、第二切削刀具635a、635b的毂部6351配合的凸缘634的中心孔6343中。然后,驱动第二刀具把持构件93b的把持部件驱动构件96,将4个把持部件95定位于把持位置,使把持爪951与毂部6351的环状槽6354卡合。其结果为,装配于第一、第二切削构件6a、6b的主轴632上的已使用的第一、第二切削刀具635a、635b被第二刀具把持构件93b把持(已使用刀具拆卸工序)。
接着,驱动移动构件98,使第二刀具把持构件93b后退,并且驱动脉冲马达92,使支承板94转动180度,从而使第一刀具把持构件93a与第二刀具把持构件93b翻转。其结果为,在上述更换刀具把持工序中把持了更换用切削刀具B(用于更换而准备的为更换对象种类的切削刀具B)的状态下的第一刀具把持构件93a被定位于装卸时X位置Px2(刀具把持构件翻转工序)。
接着,驱动移动构件98,使第一刀具把持构件93a向主轴632前进,使定位部件971贯穿插入到凸缘634的中心孔6343中。此时,由第一刀具把持构件93a的4个把持部件95把持的更换用的第一、第二切削刀具635a、635b的毂部6351与凸缘634配合。然后,驱动第一刀具把持构件93a的把持部件驱动构件96,将4个把持部件95定位于开放位置,从而解除更换用的第一、第二切削刀具635a、635b的把持状态(更换用刀具装配工序)。
接着,驱动移动构件98,使第一刀具把持构件93a后退,并且驱动定位构件75,将在螺母拆卸工序中把持了螺母633的状态下的第一、第二螺母装卸机构8a、8b定位于装卸时X位置Px2,使该第一、第二螺母装卸机构8a、8b与对应的第一、第二切削构件6a、6b的主轴632的末端部6321对置。接着,驱动移动构件83,使螺母转动构件81和螺母把持构件82向主轴632前进。其结果为,螺母633与凸缘634的刀具配合部6341配合。然后,当驱动电动马达812反转时,反转旋转力经由4个转动销814传递至螺母633,螺母633的内螺纹(未图示)与凸缘外螺纹6342螺合并被拧紧。其结果为,更换用切削刀具B通过凸缘634和螺母633而被夹持固定,并且作为对应的第一、第二切削刀具635a、635b而被装配于主轴632。然后,驱动空气缸823,将把持部件821定位于开放位置(更换用刀具固定工序)。
接着,驱动移动构件83,使螺母转动构件81和螺母把持构件82后退,并且驱动定位构件75,将把持了在已使用刀具拆卸工序中拆卸下来的已使用的第一、第二切削刀具635a、635b的状态下的第二刀具把持构件93b定位于交接时X位置Px1,使该第二刀具把持构件93b与位于交接位置E1的刀具收纳部715对置配置。此处,交接位置E1的刀具收纳部715由于在更换刀具把持工序中被卸下了更换用的把持刀具B而处于空置的状态。然后,对第二刀具把持构件93b所把持的已使用的第一、第二切削刀具635a、635b的废弃标记进行判断,在未建立(关闭了(OFF))废弃标记的情况下,进行已使用刀具收纳工序。另一方面,在该已使用的第一、第二切削刀具635a、635b达到了寿命、已建立(打开)了废弃标记的情况下,进行刀具废弃工序(刀具收纳判断工序)。
然后,在已使用刀具收纳工序中,驱动移动构件98,使第二刀具把持构件93b向位于交接位置E1的刀具收纳部715前进,使定位部件971贯穿插入到该刀具收纳部715的刀具配合部716中。其结果为,第二刀具把持构件93b所把持的已使用的第一、第二切削刀具635a、635b的毂部6351被配合插至刀具配合部716,并作为更换用切削刀具B被收纳。然后,驱动第二刀具把持构件93b的把持部件驱动构件96,将4个把持部件95定位于开放位置,解除已使用的第一、第二切削刀具635a、635b的把持状态。
另一方面,在刀具废弃工序中,驱动移动构件98,使第二刀具把持构件93b向位于交接位置E1的刀具收纳部715前进,将第二刀具把持构件93b定位于废弃位置E3上方。接着,驱动第二刀具把持构件93b的把持部件驱动构件96,将4个把持部件95定位于退避位置,从而解除已使用的第一、第二切削刀具635a、635b的把持状态。其结果为,已使用的第一、第二切削刀具635a、635b脱离第二刀具把持构件93b而下落至对应的刀具废弃口77。
如以上说明的那样,在本实施方式中,对于第一、第二切削刀具635a、635b以及分别收纳于第一、第二刀具架71a、71b中用于更换的切削刀具B,在毂部6351的背面侧的侧面粘贴了将刀具种类记录成二维条形码的条形码标签6355。并且,通过读取机构713来读取该条形码标签6355的二维条形码。因此,能够正确地识别在第一、第二刀具架71a、71b中分别收纳于多个刀具收纳部715的更换用切削刀具B的刀具种类。由此,不会产生无法对收纳于各刀具收纳部715中的更换用切削刀具B正确地进行刀具种类管理的问题。因此,不会出现这样的情况:将与切削加工对象的工件种类和加工条件不一致的错误种类的切削刀具B作为第一、第二切削刀具635a、635b装配于第一、第二切削构件6a、6b的主轴632,从而对作为切削加工对象的半导体晶片W等工件实施不适当的切削加工。
此外,在本实施方式的第一、第二刀具架71a、71b中,将更换用切削刀具B一个一个地单独收纳于各刀具收纳部715。此处,在上述专利文献2中,构成为能够相对于一个刀具收纳部715将多个切削刀具重叠起来进行收纳。然而,有的时候,在切削加工刚结束后,在从第一、第二切削刀具635a、635b的主轴632卸下的第一、第二切削刀具635a、635b上附着有在切削加工时使用的切削液。因此,在专利文献2的结构中,存在这样的情况:重叠地收纳于一个刀具收纳部的切削刀具之间由于该切削液而彼此粘贴,无法一片一片地取出。与此相对,在本实施方式的第一、第二刀具架71a、71b的结构中,不会产生如上所述的问题。
产业上的可利用性
如上所述,本发明的刀具更换装置适用于正确地识别切削刀具的刀具种类,其中所述切削刀具收纳在能够收纳多个切削刀具的刀具收纳构件中。
Claims (2)
1.一种刀具更换装置,该刀具更换装置用于对切削装置中使用的切削刀具进行更换,在所述切削装置中,通过使切削刀具旋转来切削工件,其中所述切削刀具利用螺母固定于主轴的末端,所述刀具更换装置的特征在于,
所述切削刀具具有记录了该切削刀具的刀具种类的记录部,
所述刀具更换装置具有:
刀具收纳构件,该刀具收纳构件具有单个地收纳所述切削刀具的多个刀具收纳部,该刀具收纳构件用于收纳多个所述切削刀具;
读取机构,该读取机构对所述切削刀具的所述记录部中记录的刀具种类进行读取,其中所述切削刀具收纳于所述刀具收纳部;
螺母装卸机构,该螺母装卸机构用于装卸所述螺母;以及
刀具搬送构件,该刀具搬送构件在所述刀具收纳部和所述主轴的末端之间搬送所述切削刀具。
2.根据权利要求1所述的刀具更换装置,其特征在于,
所述记录部粘贴于所述切削刀具的位于与表面相反的一侧的背面,其中所述表面与所述螺母抵接,
所述刀具收纳部设置于形成为透明的支承部件的表面,所述刀具收纳部从背面侧支承所述切削刀具从而收纳所述刀具,
所述读取机构配设于所述支承部件的背面侧,所述读取机构隔着所述支承部件对记录于所述记录部的刀具种类进行读取。
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