CN106181725A - 加工系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种加工系统，其既能够预防加工不良和装置不良等的问题的发生，又能够应对突发问题的发生。加工系统(2)包括：加工装置(12)，其具有功能单元，该功能单元包括通过保持面(46a)保持被加工物(11)的保持单元(46)、对保持于保持单元上的被加工物进行加工的加工单元(70)、以及使保持单元和加工单元相对移动的进给单元(34)；检测单元(20)，其设置于功能单元的一部分或全部，对振动、电流、电压、载重、速度、扭矩、压力、温度、流量、拍摄到的图像的变化、被加工物的厚度中的任意方进行检测；以及数据蓄积单元(8a)，其将从检测单元输出的信号中包含的信息作为数据进行蓄积。

Description

加工系统
技术领域
本发明涉及包括对板状的被加工物进行加工的加工装置的加工系统。
背景技术
在将由半导体或陶瓷等的材料构成的晶片加工为芯片时，广泛使用切削装置、激光加工装置和磨削装置等的加工装置。这些加工装置通常使保持晶片的保持台和加工组件相对移动，从而根据预先设定的加工条件等对晶片进行加工。
另外，在加工装置的各部分存在问题或产生了经时变化等的情况下，大多无法获得期望的加工结果。例如，切削装置中，在进行切削加工时供给水等的切削液的喷嘴的位置偏离或在切削刀具发生了堵塞等情况下，晶片的缺损(崩边)变大而容易产生不良芯片。
为了防止这种加工不良，操作者对喷嘴的位置进行确认，此外，预测堵塞的时机来实施加工条件的调整和切削刀具的磨削等(例如，参照专利文献1)。进而，定期确认断痕(切口)的位置和缺损的大小等，以备应对突发的加工不良(例如，参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5-326700号公报
专利文献2：日本特开2011-66233号公报
然而，在上述方法中，未必能够适当地预防加工不良的发生，此外，还存在无法迅速地应对突发的加工不良的课题。本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种既能够预防加工不良和装置不良等的问题的发生，又能够应对突发问题的发生的加工系统。
发明内容
本发明提供一种加工系统，其特征在于，具有：加工装置，其具有功能单元，该功能单元包括通过保持面保持被加工物的保持单元、对保持于该保持单元上的被加工物进行加工的加工单元、以及使该保持单元和该加工单元相对移动的进给单元；检测单元，其设置于该功能单元的一部分或全部，对振动、电流、电压、载重、速度、扭矩、压力、温度、流量、拍摄到的图像的变化及被加工物的厚度中的任意方进行检测；以及数据蓄积单元，其将从该检测单元输出的信号中包含的信息作为数据进行蓄积。
本发明优选构成为，蓄积于该数据蓄积单元的该数据利用于被加工物的质量管理、该功能单元的管理、连续工作的管理、故障的原因调查及操作错误的验证中的任意方。
此外，本发明优选构成为，还具有测定单元，该测定单元对通过该加工装置加工的被加工物的质量进行测定。
此外，本发明优选构成为，还具有XY位置检测单元，该XY位置检测单元在平行于该保持面的XY平面内对该保持单元或该加工单元的位置进行检测，该数据蓄积单元将从该检测单元输出的信号中包含的信息以与通过该XY位置检测单元检测出的位置对应的方式作为该数据进行蓄积。
此外，本发明优选构成为，还具有数据输出单元，该数据输出单元输出蓄积于该数据蓄积单元的该数据。
此外，本发明优选构成为，还具有判断单元，该判断单元根据蓄积于该数据蓄积单元的该数据判断该功能单元的状态。
此外，本发明优选构成为，还具有正常数据存储单元，该正常数据存储单元将该功能单元的正常时从该检测单元输出的信号中包含的信息作为正常数据进行存储，该判断单元对蓄积于该数据蓄积单元的该数据与存储于该正常数据存储单元的该正常数据进行比较，判断该功能单元的状态。
此外，本发明优选构成为，该加工装置是将切削单元作为该加工单元设置的切削装置，该切削单元安装有对保持于该保持单元上的被加工物进行切削加工的切削刀具，作为该检测单元，具有检测该切削刀具的振动的振动检测单元，该数据蓄积单元将通过该切削刀具对被加工物进行切削加工时的振动的信息作为该数据进行蓄积，该正常数据存储单元将通过与被加工物对应的正确的切削刀具对被加工物进行切削加工时的振动的信息作为该正常数据进行存储，该判断单元对蓄积于该数据蓄积单元的该数据与存储于该正常数据存储单元的该正常数据进行比较，判断被加工物是否已被正常地切削加工。
此外，本发明优选构成为，该判断单元对蓄积于该数据蓄积单元的该数据与存储于该正常数据存储单元的该正常数据进行比较，判断安装于该切削单元上的切削刀具是否正确。
此外，本发明优选构成为，该判断单元对蓄积于该数据蓄积单元的该数据与存储于该正常数据存储单元的该正常数据进行比较，判断安装于该切削单元上的切削刀具的缺损、磨损的程度及堵塞的发生中的任意方。
此外，本发明优选构成为，还具有Z位置检测单元，该Z位置检测单元在垂直于该保持面的Z轴方向上检测该切削单元的位置，该振动检测单元输出与安装于该切削单元上的该切削刀具向Z轴方向移动而接触该保持单元的外周部时的振动对应的信号，该数据蓄积单元将该切削刀具接触该外周部时的振动的信息以与通过该Z位置检测单元检测出的Z轴方向的位置对应的方式作为接触数据进行蓄积，该判断单元根据该接触数据，将该切削刀具接触该外周部时的Z轴方向的位置判断为该切削刀具的切入原点的位置。
发明的效果
本发明的加工系统具有：检测单元，其设置于保持单元、加工单元、进给单元等的功能单元，对用于判断功能单元的状态等而需要的振动、电流、载重等进行检测；以及数据蓄积单元，其将从检测单元输出的信号中包含的信息作为数据进行蓄积，因此通过使用所蓄积的数据，既能够预防加工不良和装置不良等的问题的发生，又能够应对突发问题的发生。
附图说明
图1是示意性表示加工系统的结构例的框图。
图2是示意性表示切削装置的结构例的立体图。
图3是示意性表示切削组件的结构的分解立体图。
图4是示意性表示切削组件的剖面等的图。
图5是示意性表示激光加工装置的结构例的立体图。
图6是示意性表示磨削组件的结构例的立体图。
图7是示意性表示对被加工物进行切削加工的状况的平面图。
图8的(A)是表示通过电流检测组件检测出的电流的时间变化的曲线图，图8的(B)是放大图8的(A)的一部分的曲线图。
图9的(A)是表示从振动检测组件输出的信号(电压的时间变化)的例子的曲线图，图9的(B)是表示傅里叶变换后的信号的例子的曲线图。
图10是表示正确时的频率成分和不正确时的频率成分的例子的曲线图。
图11是表示根据切削刀具的振动估计的被加工物的缺损的大小与实际的缺损的大小的关系的曲线图。
标号说明
2：加工系统，4：服务器，6：控制部(判断单元)，8：存储部，8a：第1存储部(数据蓄积单元)，8b：第2存储部(正常数据存储单元)，10：通信部(数据输出单元)，12：切削装置(加工装置)，14：激光加工装置(加工装置)，16：磨削装置(加工装置)，18：带贴附装置(加工装置)，20：检测组件(检测单元)，22：位置测定组件(XY位置检测单元)，24：高度测定组件(Z位置检测单元)，26：质量测定装置(测定单元)，28：终端，32：基台，34：X轴移动机构(进给单元、功能单元)，36：X轴导轨，38：X轴移动台，40：X轴滚珠丝杠，42：X轴脉冲马达，44：台基座，46：卡盘台(保持单元、功能单元)，46a：保持面，46b：夹钳，50：支承结构，52：切削组件移动机构(进给单元、功能单元)，54：Y轴导轨，56：Y轴移动板，58：Y轴滚珠丝杠，60：Y轴脉冲马达，62：Z轴导轨，64：Z轴移动板，66：Z轴滚珠丝杠，68：Z轴脉冲马达，70、70a、70b：切削组件(切削单元、加工单元、功能单元)，72：相机，74：主轴外壳，74a：螺纹孔，76：主轴，76a：螺栓孔，78：罩组件，78a：开口，78b：卡止部，78c：开口，80：螺钉，82：凸缘部件，82a：开口，84：凸缘部，84a：接触面，86：第1凸台部，86a：外周面，88：第2凸台部，90：垫圈，92：螺栓，94：切削刀具，94a：开口，96：支承基台，98：切割刃，100：板部件，100a：开口，100b：接触面，102：振动检测组件(振动检测单元)，104：超声波振动子，106：传送路径，108：第1电感，110：第2电感，112：控制组件，122：基台，122a：突出部，124：支承结构，124a：支承臂，126：料盒升降台，128：料盒，130：暂存机构，130a、130b：导轨，132：搬送组件，134：卡盘台移动机构(进给单元、功能单元)，136：Y轴导轨，138：Y轴移动台，140：Y轴滚珠丝杠，142：Y轴脉冲马达，144：X轴导轨，146：X轴移动台，148：X轴滚珠丝杠，150：台基座，152：卡盘台(保持单元，功能单元)，152a：保持面，154：夹钳，156：激光加工组件(加工单元、功能单元)，158：相机(检测单元)，160：清洗组件，162：旋转台，164：喷射喷嘴，172：基台，172a：开口，174：搬送组件，176a、176b：料盒，178：校准机构，180：搬入组件，182：回转台，184：卡盘台(保持单元、功能单元)，184a：保持面，186：支承结构，188：磨削组件移动机构(进给单元、功能单元)，190：Z轴导轨，192：Z轴移动板，194：Z轴滚珠丝杠，196：Z轴脉冲马达，198：磨削组件(加工单元、功能单元)，200：固定具，202：主轴外壳，204：主轴，206：磨削轮，208：搬出组件，210：清洗组件，11：被加工物，13：带，15：框架。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是示意性表示本实施方式的加工系统的结构例的框图。本实施方式的加工系统2例如用于对由半导体或陶瓷等的材料构成的板状的被加工物11(参照图2等)加工时，如图1所示，具有用于管理各种信息的服务器4。
服务器4包括进行信息处理的控制部(判断单元)6、将信息作为数据存储的存储部8、以及进行通信的通信部(数据输出单元)10。该服务器4连接有对被加工物11进行切削加工的切削装置12、对被加工物11进行激光加工的激光加工装置14、对被加工物11进行磨削加工(或研磨加工)的磨削装置16、以及在被加工物11上贴附带13(参照图2等)的带贴附装置18等的加工装置。
如图1所示，例如，在切削装置12设置有1个或2个以上的检测组件(检测单元)20，该检测组件对与构成切削装置12的各功能要素(功能单元)相关的振动、电流、电压、载重、速度、扭矩、压力、温度、流量、拍摄到的图像的变化、被加工物11的厚度等进行检测并输出信号。
从各检测组件20输出的信号中包含的信息(以下，称作检测信息)例如通过通信部10和控制部6而作为数据蓄积于存储部8内的第1存储部(数据蓄积单元)8a。该数据例如用于被加工物11的质量管理、功能要素的管理、连续工作的管理、故障的原因调查、操作错误的验证等。
此外，如后所述，从各检测组件20输出的信号中包含的信息(检测信息)的一部分或全部有时作为与切削装置12的位置测定组件(XY位置检测单元)22或高度测定组件(Z位置检测单元)24的测定结果对应的数据而蓄积于第1存储部8a。
另外，图1中，为了便于说明，仅举例示出了切削装置12具备的检测组件20、位置测定组件22、高度测定组件24，然而以上部件的一部分或全部也设置于激光加工装置14、磨削装置16、带贴附装置18等的加工装置。此外，对于与服务器4连接的加工装置的种类、数量等不做限制。
进而，在服务器4连接有对通过切削装置12、激光加工装置14、磨削装置16、带贴附装置18等的加工装置而加工的被加工物11的质量等进行测定的质量测定装置(测定单元)26。该质量测定装置26例如对根据被加工物11的缺损(崩边)、附着于被加工物11上的异物(污物)、被加工物11的厚度偏差、形成于被加工物11上的断痕(切口)的状态(深度等)等而表现的被加工物11的质量进行测定。
通过测定而得到的与质量有关的信息(以下，称作质量信息)例如通过通信部10和控制部6而作为数据蓄积于第1存储部8a。如果将该质量信息与上述的检测信息对照进行分析，则能够确定出在切削装置12等的加工装置发生的加工不良、装置不良等的问题与各检测组件20的检测结果之间的相关。因此，例如确定表示通过各检测组件20检测出的振动、电流、电压、载重、速度、扭矩、压力、温度、流量等的正确范围的阈值等，实施监视它们的变化，从而能够实现问题的预防和解决。
此外，在服务器4连接有以个人计算机为代表的操作用的终端28。例如，将与检测信息对应的数据和与质量信息对应的数据从通信部10输出给终端28，从而操作者能够在终端28上对检测信息和质量信息进行分析，确定表示正确范围的阈值等的条件。另外，所确定的条件例如通过通信部10和控制部6而被存储于存储部8。
另外，存储部8内的第2存储部(正常数据存储单元)8b将在各功能要素的正常时从检测组件20输出的信号中包含的信息作为正常数据进行存储。控制部6例如将进行加工处理时蓄积于第1存储部8a中的数据所具备的信息与如上所述确定的条件和正常数据具备的信息等进行比较，进行问题的预防和解决所需的处理或指示。
下面，对上述切削装置12、激光加工装置14和磨削装置16的详细情况进行说明。图2是示意性表示切削装置12的结构例的立体图。如图2所示，切削装置12具有支承各构成要素的基台32。在基台32的上表面设置有X轴移动机构(进给单元、功能单元)34。
X轴移动机构34具有平行于X轴方向(切削装置12的加工进给方向)的一对X轴导轨36，X轴导轨36上以能够滑动的方式安装有X轴移动台38。X轴移动台38的下表面侧设置有螺母部(未图示)，在该螺母部螺合有平行于X轴导轨36的X轴滚珠丝杠40。
在X轴滚珠丝杠40的一端部连结有X轴脉冲马达42。通过X轴脉冲马达42使X轴滚珠丝杠40进行旋转，从而X轴移动台38沿着X轴导轨36在X轴方向移动。该X轴移动机构34设置有测定X轴移动台38的X轴方向的位置的X轴测定组件(未图示)。
X轴移动台38的正面侧(上表面侧)设置有台基座44。在台基座44的上部配置有吸引、保持被加工物11的卡盘台(保持单元、功能单元)46。在卡盘台46的周围设置有从四方固定对被加工物11进行支承的环状的框架15的4个夹钳46b。
被加工物11例如是由硅等的半导体构成的圆形的晶片，其正面侧被划分为中央的器件区域和包围器件区域的外周剩余区域。器件区域由呈格子状排列的分割预定线(切割线)进一步划分为多个区域，在各区域形成有IC、LSI等的器件。
在被加工物11的背面侧贴附有直径大于被加工物11的带13。带13的外周部分固定于环状的框架15。即，被加工物11隔着带13而被支承于框架15。另外，在本实施方式中，将由硅等的半导体构成的圆形的晶片作为被加工物11，然而对于被加工物11的材质、形状等不做限制。例如，还可以将由陶瓷、树脂、金属等的材料构成的任意形状的基板用作被加工物11。
卡盘台46与马达等的旋转驱动源(未图示)连结，并且绕平行于Z轴方向(铅直方向、高度方向)的旋转轴进行旋转。此外，若通过上述X轴移动机构34使X轴移动台38在X轴方向上移动，则卡盘台46在X轴方向上被加工进给。另外，卡盘台46的X轴方向的位置可通过X轴测定组件进行测定。
在卡盘台46的上表面成为保持被加工物11的保持面46a。该保持面46a形成为与X轴方向和Y轴方向大致平行，并且通过形成于卡盘台46和台基座44的内部的流路(未图示)等而与吸引源(未图示)连接。另外，该吸引源的负压还用于在台基座44上固定卡盘台46时。
在与卡盘台46接近的位置处，设置有将被加工物11向卡盘台46搬送的搬送组件(未图示)。此外，卡盘台46的周围设置有暂时贮存切削加工时使用的纯水等的切削液(废液)的水箱48。贮存于水箱48内的废液通过排水管(未图示)等而被排出到切削装置2的外部。
在基台34的上表面配置有跨越X轴移动机构34的门型的支承结构50。在支承结构50的正面上部设置有2组切削组件移动机构(进给单元、功能单元)52。
各切削组件移动机构52共通具备配置于支承结构50的正面且平行于Y轴方向(切削装置12的分度进给方向)的一对Y轴导轨54。在Y轴导轨54上，以能够滑动的方式安装有构成各切削组件移动机构52的Y轴移动板56。
在各Y轴移动板56的背面侧设置有螺母部(未图示)，在该螺母部分别螺合有平行于Y轴导轨54的Y轴滚珠丝杠58。在各Y轴滚珠丝杠58的一端部连结有Y轴脉冲马达60。若通过Y轴脉冲马达60使Y轴滚珠丝杠58进行旋转，则Y轴移动板56沿着Y轴导轨54在Y轴方向上移动。
在各Y轴移动板56的正面设置有平行于Z轴方向的一对Z轴导轨62。在Z轴导轨62上以能够滑动的方式安装有Z轴移动板64。
在各Z轴移动板64的背面侧设置有螺母部(未图示)，在该螺母部分别螺合有平行于Z轴导轨62的Z轴滚珠丝杠66。在各Z轴滚珠丝杠66的一端部连结有Z轴脉冲马达68。若通过Z轴脉冲马达68使Z轴滚珠丝杠66进行旋转，则Z轴移动板64沿着Z轴导轨62在Z轴方向上移动。
在各切削组件移动机构52设置有测定Y轴移动板56的Y轴方向的位置的Y轴测定组件(未图示)。该Y轴测定组件与X轴测定组件一起作为上述位置测定组件22发挥功能。此外，在各切削组件移动机构52设置有测定Z轴移动板64的Z轴方向的位置的Z轴测定组件(未图示)。该Z轴测定组件作为上述高度测定组件24发挥功能。
在各Z轴移动板64的下部设置有切削组件(切削单元、加工单元、功能单元)70。该切削组件70具有提供纯水等的切削液的喷嘴。此外，在与切削组件70相邻的位置处设置有对被加工物11进行拍摄的相机72。该相机72是上述检测组件20之一，例如对被加工物11进行拍摄，对伴随切削加工的经过而出现的图像的变化等进行检测。
若通过各切削组件移动机构52使Y轴移动板56在Y轴方向上移动，则切削组件70和相机72在垂直于X轴方向的Y轴方向上被分度进给。此外，若通过各切削组件移动机构52使Z轴移动板64在Z轴方向上移动，则切削组件70和相机72进行升降。另外，切削组件70的Y轴方向的位置可通过Y轴测定组件测定，切削组件70的Z轴方向的位置可通过Z轴测定组件测定。
图3是示意性表示切削组件70的结构的分解立体图，图4是示意性表示切削组件70的剖面等的图。另外，图3和图4中，省略了切削组件70的构成要素的一部分。
切削组件70具有固定于Z轴移动板64的下部的筒状的主轴外壳74。在主轴外壳74的内部收纳有构成平行于Y轴方向的旋转轴的主轴76。主轴76的一端部从主轴外壳74向外部突出。
此外，在主轴76的另一端侧连结有使主轴76旋转的马达等的旋转驱动源(未图示)。在旋转驱动源设置有检测电流的电流检测组件。该电流检测组件是上述检测组件20之一，例如检测构成旋转驱动源的马达的电流。
在主轴外壳74的一端部固定有圆盘状的罩组件78。在罩组件78的中央形成有开口78a，该开口78a供主轴76的一端部插通。
此外，在罩组件78的外周的一部分设置有卡止部78b。使主轴76的一端部通过开口78a，并通过卡止部78b的开口78c而在主轴外壳74的螺纹孔74a中旋入螺钉80(图4)，则能够将罩组件78固定于主轴外壳74。
在主轴76的一端部安装有凸缘部件82。凸缘部件82包括圆盘状的凸缘部84、以及从凸缘部84的正反面中央分别突出的第1凸台部86和第2凸台部88。凸缘部件82的中央形成有贯通第1凸台部86、凸缘部84和第2凸台部88的开口82a。
从背面侧(主轴外壳74侧)向凸缘部件82的开口82a嵌入主轴76的一端部。在这种状态下，若在开口82a内配置垫圈90，通过该垫圈90将固定用的螺栓92旋入主轴76的螺栓孔76a，则凸缘部件82被固定于主轴76。
凸缘部84的外周侧的正面形成与切削刀具94的背面接触的接触面84a。该接触面84a在从Y轴方向(主轴76的轴心方向)观察时形成为圆环状。
第1凸台部86形成为圆筒状，在其末端侧的外周面86a设置有螺纹牙型。在切削刀具94的中央形成有圆形的开口94a。使第1凸台部86通过该开口94a，从而切削刀具94安装于凸缘部件82。
切削刀具94是所谓的晶圆切割刀，在圆盘状的支承基台96的外周固定有对被加工物11进行切削加工的圆环状的切割刃98。切割刃98例如通过在金属或树脂等的粘结材料(结合材料)中混合金刚石和CBN(Cubic Boron Nitride：立方氮化硼)等的磨粒而形成为规定的厚度。另外，作为切削刀具94，可使用仅通过切割刃构成的垫圈刀具。
在将该切削刀具94安装于凸缘部件82的状态下，切削刀具94的正面侧配置有圆环状的板部件100。板部件100的中央部形成有圆形的开口100a，该开口100a的内壁面设置有与形成于第1凸台部86的外周面86a上的螺纹牙型对应的螺纹槽。
板部件100的外周侧的背面成为与切削刀具94的正面接触的接触面100b(图4)。接触面100b设置于凸缘部件82的与接触面84a对应的位置处。在该板部件100的开口100a旋入第1凸台部86的末端，从而切削刀具94被凸缘部件82和板部件100夹持住。
如图4所示，在如上构成的切削组件70设置有用于检测切削刀具94等的振动的振动检测组件(振动检测单元)102。振动检测组件102是上述检测组件20之一，包括固定于凸缘部件82的内部的超声波振动子104。
超声波振动子104例如由钛酸钡(BaTiO3)、锆钛酸铅(Pb(Zi、Ti)O3)、铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)等的材料形成，将切削刀具94等的振动变换为电压(信号)。
该超声波振动子104构成为针对规定频率的振动，产生谐振。因此，根据超声波振动子104的谐振频率，确定可通过振动检测组件102检测出的振动的频率。因此，通过选择性使用超声波振动子104的谐振频率不同的多个凸缘部件82，就能够按照切削刀具94和被加工物11的种类(材质、大小、重量等)、发生频度较高的异常方式等，优化振动检测组件102。
例如，准备超声波振动子104的谐振频率为50kHz～100kHz、100kHz～300kHz、300kHz～500kHz的3种凸缘部件82并选择使用，从而能够适当地检测50kHz～500kHz的频率范围的振动。
为了能够在不更换凸缘部件82的情况下检测到较大频率范围的振动，可以将谐振频率不同的多个超声波振动子104设置于1个凸缘部件82。例如，若将谐振频率为50kHz～100kHz、100kHz～300kHz、300kHz～500kHz的3种超声波振动子60设置于1个凸缘部件82，则不必更换凸缘部件82即可检测到50kHz～500kHz的频率范围的振动。
另外，超声波振动子104优选相对于主轴76的轴心而对称配置。由此，能够高精度地检测切削刀具94的振动。此外，超声波振动子104的数量、配置、形状等不限于图3和图4所示的方式。例如，凸缘部件82所具备的超声波振动子104可以为1个。
利用超声波振动子104而生成的电压通过非接触型的传送路径106而被传送。该传送路径106包括与超声波振动子104连接的第1电感108、以及与第1电感108隔开规定的间隔对置的第2电感110。第1电感108和第2的电感110的代表性结构是将导线卷绕为同心圆状的圆环状的线圈，并且彼此固定于凸缘部件82的背面侧(罩组件78侧)和罩组件78的正面侧(凸缘部件82侧)。
如上所述，第1电感108与第2电感110对置且彼此电磁耦合。因此，利用超声波振动子104生成的电压基于第1电感106与第2电感110的相互感应而被传送至第2电感110侧。第2电感110连接有切削装置12的控制组件112。
该控制组件112例如将从第2电感110传送的电压变换为发送用的信号并发送给服务器4。服务器4的控制部6例如对从控制组件112发送的信号(相当于电压的时间变化的信号)进行傅里叶变换(高速傅里叶变换)并将其蓄积于第1存储部8a。另外，该傅里叶变换可通过控制组件112进行。
在通过如上构成的切削装置12对被加工物11进行切削加工时，例如使切削刀具94高速旋转，并使其降低至能够接触到卡盘台46上的被加工物11的高度，并在这种状态下，使卡盘台46在X轴方向加工进给。由此，使切削刀具94切入，能够沿着X轴方向对被加工物11进行切削加工。另外，通过相邻的清洗组件(未图示)对切削加工后的被加工物11进行清洗。
图5是示意性表示激光加工装置14的结构例的立体图。如图5所示，激光加工装置14具有支承各构成要素的基台122。基台122的端部设置有在Z轴方向(铅直方向、高度方向)延伸的壁状的支承结构124。在离开支承结构124的基台122的角部设置有向上方突出的突出部122a。
在突出部122a的内部形成有空间，在该空间内设置有可升降的料盒升降台126。在料盒升降台126的上表面放置有能够收纳多个被加工物11的料盒128。
在与突出部122a相邻的位置处，设置有用于暂存被加工物11的暂存机构130。暂存机构130包括在维持平行于Y轴方向(激光加工装置14的分度进给方向)的状态的情况下接近、远离的一对导轨130a、130b。
各导轨130a、130b具有支承被加工物11的支承面、以及垂直于支承面的侧面，将通过搬送组件132从料盒128导出的被加工物11(环状的框架15)在X轴方向(激光加工装置14的加工进给方向)上夹入并对准规定的位置。
基台122的中央设置有卡盘台移动机构(进给单元、功能单元)134。卡盘台移动机构134具有配置于基台122的上表面且平行于Y轴方向的一对Y轴导轨136。Y轴导轨136上以能够滑动的方式安装有Y轴移动台138。
在Y轴移动台138的背面侧(下表面侧)设置有螺母部(未图示)，在该螺母部螺合有平行于Y轴导轨136的Y轴滚珠丝杠140。Y轴滚珠丝杠140的一端部连结有Y轴脉冲马达142。若通过Y轴脉冲马达142使Y轴滚珠丝杠140旋转，则Y轴移动台138沿着Y轴导轨136在Y轴方向移动。
在Y轴移动台138的正面(上表面)设置有平行于X轴方向的一对X轴导轨144。X轴导轨144上以能够滑动的方式安装有X轴移动台146。
在X轴移动台146的背面侧(下表面侧)设置有螺母部(未图示)，在该螺母部螺合有平行于X轴导轨144的X轴滚珠丝杠148。在X轴滚珠丝杠148的一端部连结有X轴脉冲马达(未图示)。若通过X轴脉冲马达使X轴滚珠丝杠148旋转，则X轴移动台146沿着X轴导轨144在X轴方向移动。
在卡盘台移动机构134设置有测定Y轴移动台138的Y轴方向的位置和X轴移动台146的X轴方向的位置的XY轴测定组件(未图示)。该XY轴测定组件作为激光加工装置14的位置测定组件(XY位置检测单元)发挥功能。
在X轴移动台146的正面侧(上表面侧)设置有台基座150。在台基座150的上部配置有吸引、保持被加工物11的卡盘台(保持单元、功能单元)152。卡盘台152的周围设置有从四方固定对被加工物11进行支承的环状的框架15的4个夹钳154。
卡盘台152与马达等的旋转驱动源(未图示)连结，并且绕平行于Z轴方向(铅直方向、高度方向)的旋转轴进行旋转。若通过上述卡盘台移动机构134使X轴移动台146在X轴方向移动，则卡盘台152在X轴方向上被加工进给。此外，若通过卡盘台移动机构134使Y轴移动台138在Y轴方向移动，则卡盘台152在Y轴方向上被分度进给。另外，卡盘台152的X轴方向的位置和Y轴方向的位置可通过XY轴测定组件进行测定。
卡盘台152的上表面成为保持被加工物11的保持面152a。该保持面152a形成为大致平行于X轴方向和Y轴方向，通过形成于卡盘台152和台基座150的内部的流路(未图示)等而与吸引源(未图示)连接。另外，该吸引源的负压还可用于在台基座150上固定卡盘台152时。
在支承结构124设置有从正面突出的支承臂124a，在该支承臂124a的末端部配置有向下方照射激光光线的激光加工组件(加工单元、功能单元)156。
此外，在与激光加工组件156相邻的位置处，设置有对被加工物11进行拍摄的相机(检测单元)158。另外，该相机158是激光加工装置14所具备的检测组件之一，例如，对被加工物11进行拍摄，以检测伴随激光加工的经过而发生的图像变化等。
激光加工组件156将通过激光发振器(未图示)振荡的激光光线照射在保持于卡盘台152的被加工物11上。例如，通过激光加工组件156照射激光光线，并使卡盘台152在X轴方向上加工进给，从而能够沿着X轴方向对被加工物11进行激光加工。
加工后的被加工物11例如被搬送组件132从卡盘台152搬送至清洗组件160。清洗组件160具有在筒状的清洗空间内吸引、保持被加工物11的旋转台162。旋转台162的下部连结有使旋转台162以规定的速度旋转的旋转驱动源(未图示)。
在旋转台162的上方配置有向被加工物11喷射清洗用流体(代表的是混合了水和空气的二流体)的喷射喷嘴164。使保持被加工物11的旋转台162旋转，并从喷射喷嘴164喷射清洗用流体，从而能够对被加工物11进行清洗。被清洗组件160清洗后的被加工物11例如通过搬送组件132而被放置于暂存机构130，且被收纳于料盒128。
图6是示意性表示磨削装置16的结构例的立体图。如图6所示，磨削装置16具有支承各构成要素的基台172。在基台172的上表面形成有开口172a，该开口172a内设置有搬送被加工物11的搬送组件174。此外，接近开口172a的基台172的端部放置有可收纳多个被加工物11的料盒176a、176b。
在相对于开口172a而与料盒176a相反侧的位置处设置有校准机构178。该校准机构178例如检测从料盒176a中通过搬送组件174搬出的被加工物11的中心的位置。
在与校准机构178相邻的位置处配置有吸引、保持被加工物11并使其回旋的搬入组件180。该搬入组件180具有吸引被加工物11的上表面整体的吸盘，将通过校准机构178检测出了中心位置的被加工物11在与开口172a相反的方向上搬送。
在相对于校准机构178和搬入组件180而与开口172a相反侧的位置处设置有绕平行于Z轴方向(磨削装置16的加工进给方向、铅直方向、高度方向)的旋转轴旋转的回转台182。在回转台182的上表面配置有吸引、保持被加工物11的3个卡盘台(保持单元、功能单元)184。另外，配置于回转台182上的卡盘台184的数量没有限制。
各卡盘台184与马达等的旋转驱动源(未图示)连结，并且绕平行于Z轴方向的旋转轴旋转。各卡盘台184的上表面成为保持被加工物11的保持面184a。该保持面184a通过形成于卡盘台184的内部的流路(未图示)等而与吸引源(未图示)连接。被搬入组件180搬入的被加工物11利用作用于保持面184a上的吸引源的负压而被保持于卡盘台184。
在接近回转台182的基台172的端部设置有在铅直方向上延伸的2根支承结构186。在各支承结构186的正面侧设置有磨削组件移动机构(进给单元、功能单元)188。
各磨削组件移动机构188具有配置于支承结构186的正面且平行于Z轴方向(加工进给方向)的一对Z轴导轨190。在Z轴导轨190上以能够滑动的方式安装有构成各磨削组件移动机构188的Z轴移动板192。
在各Z轴移动板192的背面侧设置有螺母部(未图示)，在该螺母部螺合有平行于Z轴导轨190的Z轴滚珠丝杠194。在各Z轴滚珠丝杠194的一端部连结有Z轴脉冲马达196。若通过Z轴脉冲马达196使Z轴滚珠丝杠194进行旋转，则Z轴移动板192沿着Z轴导轨190在Z轴方向上移动。
在各Z轴移动板192的正面设置有磨削组件(加工单元、功能单元)198。各磨削组件198具有通过固定器具200而固定于Z轴移动板192上的主轴外壳202。各主轴外壳202收纳有构成旋转轴的主轴204。
各主轴204的下端部从主轴外壳202向外部突出。该主轴204的下端部安装有磨削轮206。各磨削轮206包括：由铝、不锈钢等的金属材料形成的圆盘状的轮基台；以及呈环状排列于轮基台的下表面的多个磨石。
此外，在主轴202的上端侧连结有使主轴202旋转的马达等的旋转驱动源(未图示)。在旋转驱动源设置有检测电流的电流检测组件。该电流检测组件是磨削装置16具备的检测组件之一，例如检测构成旋转驱动源的马达的电流。
被加工物11保持于卡盘台184时，回转台182进行旋转，使被加工物11向磨削组件198的下方移动。此后，在使卡盘台184和磨削轮206相互旋转的状态下使磨削组件198下降，并使磨削轮206具备的磨石接触被加工物11的上表面，从而能够对被加工物11磨削加工。
在与搬入组件180相邻的位置处设置有吸引保持磨削加工后的被加工物11并使其回旋的搬出组件208。搬出组件208与开口172a之间配置有对通过搬出组件208搬出的磨削加工后的被加工物11进行清洗的清洗组件210。被清洗组件210清洗后的被加工物11被搬送组件174搬送，例如收纳于料盒176b。
下面，说明上述加工系统2的使用方法的一例。图7是示意性表示对被加工物11切削加工的状况的平面图。如图7所示，本实施方式的切削装置12具有2组切削组件(切削单元、加工单元、功能单元)70a、70b，在对被加工物11切削加工时，各切削组件70a、70b以彼此不相干扰的方式被分度进给。
具体而言，例如，被加工物11被一个切削组件70a按照分割预定线(切割线)L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7的顺序而被切削加工。同时，被加工物11通过另一个切削组件70b按照分割预定线(切割线)L14、L13、L12、L8、L9、L10、L11的顺序而被切削加工。其中，切削加工的顺序可以在切削组件70a、70b彼此不相干扰的范围内任意变更。
在本实施方式的切削装置12中，在进行按照上述步骤实施的切削加工时，能够通过电流检测组件检测与主轴76连结的旋转驱动源的电流。从电流检测组件输出的信号中包含的电流的信息例如通过通信部10和控制部6而作为数据蓄积于存储部8内的第1存储部8a。
图8的(A)是表示通过电流检测组件检测出的电流的时间变化的曲线图，图8的(B)是放大了图8的(A)的区域A的曲线图。在通过电流检测组件检测旋转驱动源的电流时，同时可以预先通过位置测定组件22测定加工点的位置(平行于X轴方向和Y轴方向的XY平面内的坐标)。
由此，如图8的(A)和图8的(B)所示，能够将该电流的信息作为与位置测定组件22的测定结果和时间对应的数据蓄积于第1存储部8a。另外，在将电流的信息作为数据蓄积时，作为信息可在去除不需要的期间(例如，未实施图8的(B)所示的切削加工的期间t1等)后蓄积于第1存储部8a。
此后，控制部6对蓄积于第1存储部8a的数据与预先存储于存储部8的条件(表示正确范围的阈值等)进行比较。或者，对蓄积于第1存储部8a的数据与预先存储于第2存储部8b的正常数据进行比较。另外，存储于存储部8的条件如上所述，可以通过对照从各检测组件20输出的信号中包含的信息(检测信息)与通过质量测定装置26得到的与质量有关的信息(质量信息)并分析来确定。
比较的结果为蓄积于第1存储部8a的数据脱离了正确的范围或不与正常数据一致等的情况下，控制部6判断为产生了加工不良或装置不良等的问题，进行该问题的预防和解决所需的处理或指示。在与主轴76连结的旋转驱动源中流过的电流值与被加工物11的缺损(崩边)和切削刀具94的堵塞等的问题存在关联。因此，控制部6根据比较结果和判断结果，进行切削加工的停止和切削刀具94的磨削等的处理或指示。
此外，在本实施方式的切削装置12中，在进行该切削加工时，能够通过振动检测组件102检测切削刀具94等的振动。图9的(A)是表示从振动检测组件102输出的信号(电压的时间变化)的例子的曲线图，图9的(B)是表示傅里叶变换后的信号的例子的曲线图。另外，图9的(A)中，纵轴表示电压，横轴表示时间，图9的(B)中，纵轴表示振幅，横轴表示频率。
这样，对从振动检测组件102输出的信号(电压的时间变化)进行傅里叶变换，从而如图9的(B)所示，能够将切削刀具94的振动划分为主要的频率成分并分析。傅里叶变换后的信号所具备的信息(与对被加工物11切削加工时的振动的频率成分有关的信息)作为数据而蓄积于第1存储部8a。其中，还可以将从振动检测组件102输出的信号所具备的信息直接(不进行傅里叶变换)作为数据蓄积。
另外，在通过振动检测组件102检测切削刀具94的振动的情况下，可以同时通过位置测定组件22预先测定加工点的位置(在平行于X轴方向和Y轴方向的XY平面内的坐标)。由此，能够将切削刀具94的振动的信息作为与位置测定组件22的测定结果和时间对应的数据蓄积于第1存储部8a。
在第2存储部8b中，与通过正确的切削刀具94对被加工物11切削加工时(正确时)的振动的频率成分有关的信息作为正常数据而事先被存储。控制部6将该正常数据与蓄积于第1存储部8a的数据进行比较。图10是表示正确时的频率成分和不正确时的频率成分的例子的曲线图。图10中，纵轴表示振幅，横轴表示频率。此外，图10中，实线表示正确时的频率成分，虚线表示不正确时的频率成分。
如图10所示，在不正确时，存在正确时观测不到的高频率侧的振动模式(频率成分)。这样，在蓄积于第1存储部8a的数据与事先存储于第2存储部8b的正常数据不一致的情况下，控制部6判断为产生了加工不良或装置不良等的问题，进行该问题的预防和解决所需的处理或指示。
切削刀具94的振动的频率与被加工物11的缺损(崩边)、错误的切削刀具94的安装(不正确的切削刀具94的安装)、切削刀具94的缺损、堵塞、磨损等的问题存在关联。因此，控制部6根据比较结果和判断结果，进行切削加工的停止和切削刀具94的磨削、切削刀具94的更换等的处理或指示。
图11是表示根据切削刀具94的振动估计的被加工物11的缺损的大小与实际的缺损的大小的关系的曲线图。图11中，纵轴表示缺损的大小，横轴表示样本编号，白色圆形标记表示估计的缺损，黑色圆形标记表示实际的缺损。
根据图11可知，根据切削刀具94的振动能够适当地估计实际的缺损的大小。另外，在所估计出的缺损的大小超过了第1阈值B1的情况下，控制部6判断为产生了加工不良或装置不良等的问题，进行加工条件的变更、切削刀具94的磨削、预切割等的处理或指示。第2阈值B2是所允许的缺损的大小的最大值。
另外，使用该振动检测组件102，能够自动识别切削刀具的切入原点的位置(Z轴方向的位置)。这种情况下，使切削刀具94高速旋转并逐渐下降，使其接触卡盘台46的外周部。并且，通过振动检测组件102检测接触时的振动，同时通过高度测定组件24测定切削刀具94(切削组件70)的高度(Z轴方向的位置)。
通过振动检测组件102检测出的振动的信息作为与通过高度测定组件24测定出的高度对应的接触数据而蓄积于第1存储部8a。控制部6根据该接触数据，将切削刀具94与卡盘台46的外周部接触时的切削刀具94(切削组件70)的高度判断为切削刀具94的切入原点的位置。如上识别出的切入原点的位置用于被加工物11的切削加工时等。
表1表示可通过振动检测组件102检测的状态、现象等的例子。
【表1】
如上所述，本实施方式的加工系统2包括设置于卡盘台(保持单元)46、切削组件(加工单元)70、X轴移动机构(进给单元)34等的功能要素(功能单元)，具有检测用于判断功能要素的状态等而需要的振动、电流、载重等的检测组件(检测单元)20、以及将从检测组件20输出的信号中包含的信息作为数据蓄积的第1存储部(数据蓄积单元)18a，因此能够使用所蓄积的数据，预防加工不良和装置不良等的问题的发生，还能够应对突发问题的发生。
此外，在本实施方式的加工系统2中，在平行于卡盘台46的保持面46a的XY平面内设置有用于检测卡盘台46或切削组件70的位置的位置测定组件(XY位置检测单元)22，因此能够将从检测组件20输出的信号中包含的信息作为与位置测定组件20测定出的位置对应得数据蓄积。由此，易于确定产生加工不良等的问题的位置。
另外，本发明不限于上述实施方式的内容，可以进行各种变更并实施。例如，上述实施方式中，作为加工系统2的使用方法的一例，说明了通过切削装置12对被加工物11切削加工的情况，然而对于激光加工装置14、磨削装置16、带贴附装置18等的加工装置而言，可以使用各种检测组件(检测单元)来应对问题。
此外，各加工装置所使用的检测组件不存在限制，可追加、省略任意的检测组件。表2示出加工装置可使用的检测组件和主要检测对象的例子。
【表2】
此外，表3示出各检测组件可检测的状态、现象等的例子。
【表3】
此外，上述实施方式的结构、方法等可以在不脱离本发明目的的范围内适当变更并实施。

Claims (11)

1.一种加工系统，其特征在于，具有：
加工装置，其具有功能单元，该功能单元包括：通过保持面保持被加工物的保持单元、对保持于该保持单元上的被加工物进行加工的加工单元、以及使该保持单元和该加工单元相对移动的进给单元；
检测单元，其设置于该功能单元的一部分或全部，对振动、电流、电压、载重、速度、扭矩、压力、温度、流量、拍摄到的图像的变化及被加工物的厚度中的任意方进行检测；以及
数据蓄积单元，其将从该检测单元输出的信号中包含的信息作为数据进行蓄积。
2.根据权利要求1所述的加工系统，其特征在于，
蓄积于该数据蓄积单元中的该数据利用于被加工物的质量管理、该功能单元的管理、连续工作的管理、故障的原因调查及操作错误的验证中的任意方。
3.根据权利要求1所述的加工系统，其特征在于，
该加工系统还具有测定单元，该测定单元对通过该加工装置加工后的被加工物的质量进行测定。
4.根据权利要求1所述的加工系统，其特征在于，
该加工系统还具有XY位置检测单元，该XY位置检测单元在平行于该保持面的XY平面内对该保持单元或该加工单元的位置进行检测，
该数据蓄积单元将从该检测单元输出的信号中包含的信息以与通过该XY位置检测单元检测出的位置对应的方式作为该数据进行蓄积。
5.根据权利要求1所述的加工系统，其特征在于，
该加工系统还具有数据输出单元，该数据输出单元输出蓄积于该数据蓄积单元中的该数据。
6.根据权利要求1所述的加工系统，其特征在于，
该加工系统还具有判断单元，该判断单元根据蓄积于该数据蓄积单元中的该数据判断该功能单元的状态。
7.根据权利要求6所述的加工系统，其特征在于，
该加工系统还具有正常数据存储单元，该正常数据存储单元将该功能单元的正常时从该检测单元输出的信号中包含的信息作为正常数据进行存储，
该判断单元对蓄积于该数据蓄积单元中的该数据与存储于该正常数据存储单元中的该正常数据进行比较，判断该功能单元的状态。
8.根据权利要求7所述的加工系统，其特征在于，
该加工装置是将切削单元作为该加工单元设置的切削装置，该切削单元安装有对保持于该保持单元上的被加工物进行切削加工的切削刀具，
作为该检测单元，具有检测该切削刀具的振动的振动检测单元，
在该数据蓄积单元中，将通过该切削刀具对被加工物进行切削加工时的振动的信息作为该数据进行蓄积，
在该正常数据存储单元中，将通过与被加工物对应的正确的切削刀具对被加工物进行切削加工时的振动的信息作为该正常数据进行存储，
该判断单元对蓄积于该数据蓄积单元中的该数据与存储于该正常数据存储单元中的该正常数据进行比较，判断被加工物是否已被正常地切削加工。
9.根据权利要求8所述的加工系统，其特征在于，
该判断单元对蓄积于该数据蓄积单元中的该数据与存储于该正常数据存储单元中的该正常数据进行比较，判断安装于该切削单元上的切削刀具是否正确。
10.根据权利要求8所述的加工系统，其特征在于，
该判断单元对蓄积于该数据蓄积单元中的该数据与存储于该正常数据存储单元中的该正常数据进行比较，判断安装于该切削单元上的切削刀具的缺损、磨损的程度及堵塞的发生中的任意方。
11.根据权利要求8所述的加工系统，其特征在于，
该加工系统还具有Z位置检测单元，该Z位置检测单元在垂直于该保持面的Z轴方向上检测该切削单元的位置，
该振动检测单元输出与安装于该切削单元上的该切削刀具在Z轴方向上移动而接触该保持单元的外周部时的振动对应的信号，
该数据蓄积单元将该切削刀具接触该外周部时的振动的信息以与通过该Z位置检测单元检测出的Z轴方向的位置对应的方式作为接触数据进行蓄积，
该判断单元根据该接触数据，将该切削刀具接触该外周部时的Z轴方向的位置判断为该切削刀具的切入原点的位置。
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