CN111383959A - 具有自诊断功能的加工装置 - Google Patents

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Abstract

提供具有自诊断功能的加工装置，其自我诊断各构成要素有无变化。加工装置具有保持工作台和在未进行加工单元的加工的状态下诊断加工装置的状态的自诊断单元，自诊断单元具有：振动源，其对加工装置赋予规定范围的振动频率的振动；振动传感器，其对在加工装置中传播的振动进行观测，获取振动波形；固有振动频率记录部，其将在加工装置的各构成要素中产生共振的振动频率作为固有振动频率进行记录；频率特性存储部，其对根据振动波形计算的振动的频率特性进行存储；和判定部，其在振动的频率特性所包含的振动峰值的振动频率与振动峰值所属的构成要素的固有振动频率的差值超过规定的范围的情况下，判定为在该振动峰值所属的该构成要素中存在变化。

Description

具有自诊断功能的加工装置
技术领域
本发明涉及加工装置，其具有自诊断功能，能够自诊断有无变化。
背景技术
在通过由硅或蓝宝石等构成的被加工物形成包含半导体器件或光器件的器件芯片的工序中，使用各种加工装置。例如使用将被加工物按照每个器件进行分割的切削装置、进行激光加工的激光加工装置、对该被加工物进行磨削而薄化至规定的厚度的磨削装置等。
这些加工装置具有：保持工作台，其对被加工物进行保持；以及加工单元，其对被加工物进行加工。并且，已知有通过电动机等使保持工作台和加工单元旋转的机构、以及通过电动机等使滚珠丝杠旋转而使固定有保持工作台和加工单元的滑块移动的机构(参照专利文献1和专利文献2)。
当长年使用加工装置时，在该加工装置的各构成要素中，损耗逐渐发展。例如产生如下的变化：螺母发生松动、或滚珠丝杠的槽加深等。由于这些变化，保持工作台和加工单元等的旋转或移动的情况也发生变化，有时在加工装置的加工中无法得到规定的结果。
例如当在保持工作台的加工进给中使用的滚珠丝杠的槽被磨削而加深时，载置有保持工作台的滑块会因较轻的力而移动，保持工作台容易发生移动。在加工装置中，为了抑制保持工作台的过量的移动，适当控制电动机的输出，但当滑块因较轻的力而移动时，容易产生超调(overshoot)，有时在控制位置时反复进行使保持工作台按照超调量向反方向移动的控制，会使保持工作台一边移动一边在前后方向上振动。
专利文献1：日本特开昭62-173147号公报
专利文献2：日本特开2012-161861号公报
当产生由于这样的加工装置的各构成要素的损耗等变化所导致的问题时，直接给加工结果带来影响，因此存在如下的课题：希望检测加工装置的各构成要素的变化的趋势，在产生问题之前的阶段实施对策。
但是，关于检测各构成要素的变化的趋势，除了能力非常高的一部分有限的作业者以外，无法容易地实施。因此，实际情况是大多情况下无法在变化的程度到达给加工结果带来影响那样的不允许的大小之前实施对策。
发明内容
本发明是鉴于该问题点而完成的，其目的在于提供加工装置，其具有能够判定各构成要素有无变化的自诊断功能。
根据本发明的一个方式，提供具有自诊断功能的加工装置，该加工装置具有：保持工作台，其对被加工物进行保持；以及加工单元，其对该保持工作台所保持的被加工物进行加工，其特征在于，该加工装置具有自诊断单元，该自诊断单元在未进行该加工单元的加工的状态下对加工装置的状态进行诊断，该自诊断单元具有：振动源，其对该加工装置赋予规定范围的振动频率的振动；振动传感器，其对通过该振动源产生且在该加工装置中传播的振动进行观测，获取振动波形；固有振动频率记录部，其将在该加工装置的各构成要素中产生共振的振动频率作为固有振动频率进行记录；频率特性存储部，其对根据该振动传感器获取的振动波形而计算的该振动的频率特性进行存储；以及判定部，在该振动的频率特性所包含的振动峰值的振动频率与该振动峰值所归属的该构成要素的该固有振动频率的差值超过规定的范围的情况下，该判定部判定为在该振动峰值所归属的该构成要素中存在变化。
优选该振动源是具有伺服电动机的致动器，重复进行该伺服电动机的旋转的反转而产生该规定范围的振动频率的振动。另外，优选该伺服电动机使滚珠丝杠或该保持工作台旋转，该滚珠丝杠使该保持工作台或该加工单元移动。
另外，优选该振动传感器是加速度传感器。
本发明的一个方式的加工装置具有自诊断单元。该自诊断单元具有振动源和振动传感器。该振动源能够产生振动，该振动在加工装置中传播，该振动传感器能够对利用该振动源产生且在该加工装置中传播的振动进行观测，获取振动波形。
当特定的振动传播至该加工装置的各构成要素时，在各构成要素中产生由于该振动所导致的共振。当根据振动传感器所获取的振动波形计算出振动的频率特性时，在该振动的频率特性中出现由在各构成要素中产生的共振所带来的振动峰值。在各构成要素中产生共振的振动频率被称为固有振动频率，各构成要素分别具有不同的固有振动频率。
因此，在该振动的频率特性中出现的各振动峰值能够归属于将该振动频率作为固有振动频率的构成要素的共振。另外，当在各构成要素中产生损耗等变化时，在该振动的频率特性中出现的振动峰值的振动频率发生偏移。
该自诊断单元具有：固有振动频率记录部，其将在各构成要素中产生共振的振动频率作为固有振动频率进行记录；以及判定部。该判定部对该振动的频率特性所包含的振动峰值的振动频率与该振动峰值所归属的构成要素的该固有振动频率进行比较，根据该差值的大小而判定该构成要素有无变化。即，在该差值超过规定的范围的情况下，判定为在该振动峰值所归属的该构成要素中存在变化。
这样，在本发明的一个方式的加工装置中，当在各构成要素中产生变化时，能够通过自诊断单元检测到该变化的产生。因此，能够在该变化增大而导致在加工结果中产生问题之前研究针对该变化的对策并实施。
因此，根据本发明的一个方式，提供具有能够判定各构成要素有无变化的自诊断功能的加工装置。
附图说明
图1是示意性示出加工装置的立体图。
图2是示意性示出移动机构的一例的侧视图。
图3的(A)是示意性示出清洗单元的清洗的侧视图，图3的(B)是示意性示出清洗单元中的振动的产生的侧视图。
图4的(A)是示意性示出在各构成要素中无变化的正常状态下的振动的频率特性的图，图4的(B)是示意性示出在X轴滚珠丝杠中存在变化的情况下的振动的频率特性的图。
图5的(A)是示意性示出在各构成要素中无变化的正常状态下的振动的频率特性的图，图5的(B)是示意性示出在工作台基座中存在变化的情况下的振动的频率特性的图。
标号说明
1：框架单元；3：框架；5：带；7：被加工物；2：切削装置；4：基台；4a、4b、4c：开口；6：盒支承台；8：盒；10：X轴移动工作台；12：防尘防滴罩；14：保持工作台；14a：保持面；14b：夹具；16：控制单元；16a：固有振动频率记录部；16b：频率特性存储部；16c：判定部；18：振动传感器；22、22a、22b：切削单元；24：支承构造；28：Y轴导轨；30：Y轴移动板；32：Y轴滚珠丝杠；34：Y轴脉冲电动机；36：Z轴导轨；38：Z轴移动板；40：Z轴滚珠丝杠；42：Z轴脉冲电动机；48：相机单元；50：清洗单元；52：清洗工作台；54：清洗喷嘴；54a：清洗液；56：基座；58：X轴移动机构；60、70b：伺服电动机；62：X轴滚珠丝杠；64：保持工作台滑块；66：工作台基座；66a：θ轴电动机；68a、68b、68c：振动；70a：旋转轴；72a、72b：振动波形；74、78：固有振动频率；76a、76b、80a、80b：峰值；82b：差值。
具体实施方式
参照附图，对本发明的一个方式的实施方式进行说明。本实施方式的加工装置是在通过由硅或蓝宝石等构成的被加工物形成包含半导体器件或光器件的器件芯片的工序中使用的加工装置。该加工装置例如是将被加工物按照每个器件进行分割的切削装置、进行激光加工的激光加工装置、对该被加工物进行磨削而薄化至规定的厚度的磨削装置、或者进行刀具切削的刀具切削装置等。
图1是示意性示出本实施方式的加工装置的立体图。图1所示的加工装置是对被加工物进行切削的切削装置。以下，在本实施方式中，以该加工装置是切削装置2的情况为例进行说明。
切削装置2具有对各构成要素进行支承的基台4。在该基台4的前方的角部形成有矩形的开口4a，在该开口4a内设置有进行升降的盒支承台6。在盒支承台6的上表面上载置有对多个框架单元1进行收纳的盒8。另外，在图1中，为了便于说明，仅示出盒8的轮廓。
框架单元1具有：环状的框架3；带5，其张紧于该环状的框架3的开口；以及被加工物7，其支承于该带5的上表面上。被加工物7例如是由硅等半导体材料形成的圆形的晶片，其正面侧被划分成中央的器件区域和围绕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(间隔道)进一步划分成多个区域，在各区域内形成有IC、LSI等器件。
在被加工物7的背面侧粘贴有直径大于被加工物7的带5。带5的外周部分固定于环状的框架3。即，被加工物7借助带5而支承于环状的框架3。
另外，被加工物7也可以是由硅等半导体材料形成的圆形的晶片以外的被加工物，对于被加工物7的材质、形状、构造等没有限制。例如也可以使用由陶瓷、树脂、金属等材料形成的矩形的基板作为被加工物7。对于器件的种类、数量、配置等也没有限制。
在切削装置2中设置有搬送机构(未图示)，该搬送机构将载置于盒支承台6的盒8中收纳的框架单元1取出，将该框架单元1载置于后述的保持工作台14上。根据该搬送机构，也能够在切削加工结束后将该框架单元1收纳于该盒8中。
在盒支承台6的侧方形成有在X轴方向(前后方向、加工进给方向)上较长的矩形的开口4b。在该开口4b内设置有X轴移动工作台10、使X轴移动工作台10在X轴方向上移动的X轴移动机构58(参照图2)以及覆盖X轴移动机构58的防尘防滴罩12。
在X轴移动工作台10的上方设置有用于对框架单元1进行保持的保持工作台14。在保持工作台14的上表面上配设有多孔质部件，该多孔质部件的上表面作为对框架单元1进行保持的保持面14a。该保持工作台14在外周部具有对载置于该保持面14a上的框架单元1进行夹持的夹具14b。
该多孔质部件经由形成于保持工作台14的内部的吸引路(未图示)而与吸引源(未图示)连接。当将框架单元1载置于该保持面14a上并使吸引源进行动作而通过该吸引路和该多孔质部件对该框架单元1作用负压时，框架单元1被吸引保持于保持工作台14上。
在接近开口4b的位置设置有将上述框架单元1搬送至保持工作台14的搬送单元(未图示)。利用搬送单元搬送的框架单元1例如按照上表面侧向上方露出的方式载置于保持工作台14的保持面14a上。另外，该搬送单元将切削加工后的框架单元1搬送至后述的清洗单元50。
在基台4的上表面上按照跨越开口4b的方式配置有用于支承两组切削单元22a、22b的门型的支承构造24。在支承构造24的前表面上部配设有与Y轴方向平行的一对Y轴导轨28。在Y轴导轨28上以能够滑动的方式安装有分别支承两组切削单元22a、22b的两个Y轴移动板30。
在各Y轴移动板30的背面侧(后表面侧)设置有螺母部(未图示)，在该螺母部上分别螺合有与Y轴导轨28平行的Y轴滚珠丝杠32。在各Y轴滚珠丝杠32的一个端部连结有Y轴脉冲电动机34。若利用Y轴脉冲电动机34使Y轴滚珠丝杠32旋转，则Y轴移动板30沿着Y轴导轨28在Y轴方向上移动。
在各Y轴移动板30的正面(前表面)上设置有与Z轴方向平行的一对Z轴导轨36。在Z轴导轨36上以能够滑动的方式安装有Z轴移动板38。
在各Z轴移动板38的背面侧(后表面侧)上设置有螺母部(未图示)，在该螺母部上分别螺合有与Z轴导轨36平行的Z轴滚珠丝杠40。在各Z轴滚珠丝杠40的一个端部连结有Z轴脉冲电动机42。若利用Z轴脉冲电动机42使Z轴滚珠丝杠40旋转，则Z轴移动板38沿着Z轴导轨36在Z轴方向上移动。
在各Z轴移动板38的下部分别设置有切削单元22a、22b。该切削单元22a、22b具有安装于作为旋转轴的主轴的一端侧的圆环状的切削刀具。切削单元22a、22b具有对该切削刀具和保持工作台14所保持的框架单元1提供切削液的切削液提供单元。该切削液例如是纯水。
另外，在与切削单元22a、22b相邻的位置设置有对被加工物7等进行拍摄的相机单元(拍摄单元)48。当使Y轴移动板30在Y轴方向上移动时，切削单元22a、22b和相机单元48在Y轴方向上进行分度进给。另外，当使Z轴移动板38在Z轴方向上移动时，切削单元22a、22b和相机单元48进行升降。
使用图2，对使保持工作台14在X轴方向上移动的X轴移动机构进行说明。图2是示意性示出X轴移动机构的侧视图。在图2中，省略了环状的框架3、带5、X轴移动工作台10、防尘防滴罩12以及夹具14b等。
X轴移动机构58配设在切削装置2的基台4的内部的底部的基座56上。X轴移动机构58具有：X轴伺服电动机60；以及X轴滚珠丝杠62，其一端与X轴伺服电动机60连接。在X轴滚珠丝杠62上螺合有保持工作台滑块64的螺母部，当通过X轴伺服电动机60使X轴滚珠丝杠62旋转时，保持工作台滑块64在X轴方向上移动。
在保持工作台滑块64的上方载置有工作台基座66，保持工作台14借助θ轴电动机66a而支承于工作台基座66。θ轴电动机66a使保持工作台14绕沿着垂直于保持面14a的方向的轴旋转。
在对被加工物7进行切削时，借助带5而将被加工物7保持于保持工作台14上，使θ轴电动机66a进行动作并使用相机单元48使被加工物7的方向和加工进给方向对齐。并且，使安装于切削单元22的环状的切削刀具旋转并使切削单元22下降至规定的高度，使X轴移动机构58进行动作而将保持工作台14进行加工进给，从而使切削刀具切入至被加工物7。
在相对于开口4b与开口4a相反的一侧的位置形成有圆形的开口4c。在开口4c内设置有用于在被加工物7的切削后对框架单元1等进行清洗加工的清洗单元50。设置于开口4c的内部的清洗单元50具有：清洗工作台52，其作为对框架单元1进行保持的保持工作台发挥功能；以及清洗喷嘴54，其从该清洗工作台52所保持的框架单元1的上方向该框架单元1喷出清洗液。该清洗液例如是纯水。
使用图3的(A)对清洗单元50进行详细叙述。图3的(A)是示意性示出清洗单元50的清洗加工的侧视图。在图3的(A)中示出搬入至清洗单元50的框架单元1的剖视图。
如图3的(A)所示，清洗单元50具有：伺服电动机70b，其作为清洗工作台52的旋转驱动源；以及旋转轴70a，其对清洗工作台52进行支承，将该伺服电动机70b所带来的旋转力传递至清洗工作台52。在伺服电动机70b的外周例如安装有具有升降机构的多个脚。该升降机构能够使清洗工作台52升降。
在利用清洗单元50对切削后的被加工物7进行清洗加工时，首先将框架单元1载置于清洗工作台52上，使框架单元1吸引保持于清洗工作台52上。接着，使伺服电动机70b进行动作而使清洗工作台52旋转。并且，一边从清洗喷嘴54向下方喷出清洗液64a，一边使清洗喷嘴54在框架单元1的上方在与伺服电动机70b的旋转轴垂直的面内移动。
如图1所示，切削装置2具有对该切削装置2的各构成要素进行控制的控制单元16。控制单元16所控制的构成要素例如是盒支承台6、保持工作台14、切削单元22a、22b、Y轴脉冲电动机34、Z轴脉冲电动机42、相机单元48、清洗单元50以及X轴移动机构58等。不过，该控制单元16所控制的构成要素不限于此。
当长年使用切削装置2时，切削装置2的各构成要素的损耗逐渐发展，各构成要素发生变化，有时在切削装置2的加工中无法得到规定的结果。例如当X轴滚珠丝杠62的槽被磨削而加深时，载置有保持工作台14的保持工作台滑块64会因较轻的力而移动，有时保持工作台14容易发生移动。
因此，为了抑制保持工作台14的过量的移动，适当控制X轴伺服电动机60的输出。但是，当保持工作台滑块64因较轻的力而移动时，容易产生超调，有时在控制位置时反复进行使保持工作台14按照超调量向反方向移动的控制。并且，其结果是，保持工作台14一边移动一边在前后方向上振动，有时给加工结果带来不良影响。当这样由于损耗等的变化而产生问题时，直接给加工结果带来影响，因此切削装置2还具有对切削装置2的状态进行诊断的自诊断单元。
该自诊断单元例如具有：振动源，其对切削装置(加工装置)2赋予规定范围的振动频率的振动；以及振动传感器，其对通过该振动源发出且在该切削装置2中传播的振动进行观测，获取振动波形。
该振动源例如可以仅为了产生该振动而设置于切削装置2的任意位置。另外，在切削装置2中具有用于使各构成要素旋转或移动的多个致动器，可以将该致动器用作自诊断单元的振动源。
例如用作振动源的致动器是X轴移动机构58所具有的X轴伺服电动机60。当使X轴伺服电动机60进行动作而重复进行旋转的反转时，X轴滚珠丝杠62一边重复进行反转一边进行旋转，使保持工作台滑块64在X轴方向上前后移动。与该移动相伴，产生振动，该振动在切削装置2的内部传播。
此时，通过使X轴伺服电动机60的旋转的反转的频率变化，能够调整该振动的振动频率。并且，产生规定范围的振动频率的振动，使该振动在切削装置2的内部传播。
对该振动进行观测的振动传感器从位移传感器、速度传感器或加速度传感器等中适当进行选择。例如是压电元件、AE传感器或MEMS传感器等。在图1和图2中示出振动传感器的设置部位的例子。如图1所示，振动传感器18例如设置于切削单元22a、22b、支承构造24的前表面或支承构造24的上表面等。另外，如图2所示，振动传感器18设置于基座56或工作台基座66等。
关于振动传感器，当振动传播至该振动传感器时，其例如作为振动波形而获取振动的强度(位移、速度或加速度等)与时间的关系。并且，当将该振动波形利用例如高速傅里叶变换(FFT)等方法进行解析时，作为频率特性而计算振动的强度与该振动的振动频率(频率)的关系。或者，也可以通过如下方式进行计算：扫描从振动源发出的振动的振动频率，并标绘振动传感器所观测的振动的强度与从振动源发出的振动的振动频率的关系，从而进行计算。
振动源和振动传感器18与切削装置2的控制单元16连接，通过该控制单元16进行控制。该振动源通过控制单元16的指示发出振动，振动传感器18通过控制单元16的指示将观测该振动而获取的振动波形发送至控制单元16。
在该振动向切削装置2的各构成要素传播时，当该振动的振动频率为特定的值时，在该构成要素中产生共振。产生该共振时的振动的振动频率被称为固有振动频率。固有振动频率由构成要素的形状、材质、质量等决定，各构成要素分别具有不同的固有振动频率。在各构成要素中，固有振动频率以外的振动频率的振动容易衰减，固有振动频率的振动通过共振而抑制衰减。
因此，当通过振动源产生规定范围的振动频率的振动、利用振动传感器观测该振动而获取振动波形从而计算出横轴以振动频率表示、纵轴以振动强度表示的振动的频率特性时，在该振动的频率特性中出现与该固有振动频率对应的振动频率的振动峰值。关于该振动峰值，在分别归属的构成要素中产生损耗等变化时，振动频率偏移。该自诊断单元使用在该振动的频率特性中出现的振动峰值的振动频率相对于固有振动频率偏移的大小而判定各构成要素有无变化。
首先，在各构成要素正常的状态时，通过振动源产生振动，利用振动传感器对在切削装置2中传播的振动进行观测，获取振动波形，计算出该振动的频率特性，将振动峰值的振动频率作为各构成要素的固有振动频率进行记录。然后，在使切削装置2运转之后，再次通过振动源产生振动，计算出该振动的频率特性。并且，在该振动的频率特性中出现的振动峰值的振动频率从该固有振动频率发生偏移的情况下，检测到该振动峰值所归属的构成要素存在相对于正常状态的变化。
该自诊断单元在控制单元16中还具有固有振动频率记录部和频率特性存储部。固有振动频率记录部16a将在切削装置(加工装置)2的各构成要素中产生共振的振动频率作为固有振动频率进行记录。
为了知晓各构成要素的固有振动频率，例如可以实施对各构成要素赋予物理冲击而使其振动的锤击试验。利用规定的方法对希望计算出固有振动频率的对象的构成要素赋予冲击，并利用任意的振动传感器18对所产生的振动进行观测。在该情况下，在振动的频率特性中主要出现该对象的构成要素的固有振动频率的振动峰值。因此，将该振动峰值的振动频率作为该构成要素的固有振动频率记录于固有振动频率记录部16a。频率特性存储部16b对根据振动传感器18所获取的振动波形而计算出的该振动的频率特性进行记录并存储。
当振动在切削装置2中传播时，由于将哪一个致动器作为振动源而进行动作、以及利用哪一个振动传感器18对振动进行观测，振动波形发生较大变化。例如当使用对有无变化进行监视的与作为对象的构成要素比较近的振动源和振动传感器18而获取振动波形时，容易在振动的频率特性中明确出现归属于该构成要素中的共振的峰值，容易捕捉该构成要素有无变化。
因此，在频率特性存储部16b中可以与该振动的频率特性一起存储作为该振动的振动源使用的致动器以及在观测中使用的振动传感器18。
该自诊断单元在控制单元16中还具有判定部。判定部16c具有对在切削装置2的各构成要素中是否产生损耗等变化进行判定的功能。判定部16c在所计算的该振动的频率特性所包含的振动峰值的振动频率与该振动峰值所归属的该构成要素的该固有振动频率的差值超过规定的范围的情况下，判定为在该振动峰值所归属的该构成要素中存在变化。
接着，对自诊断单元中的判定进行说明。这里，以下述情况为例进行说明：使作为振动源的致动器为X轴移动机构58的X轴伺服电动机60(参照图2)，将固定于工作台基座66的振动传感器18(参照图2)用于振动的观测，对X轴滚珠丝杠62有无变化进行判定。在该情况下，使X轴伺服电动机60重复进行反转驱动，在保持工作台滑块64中产生沿着X轴方向的振动68a。
图4的(A)是示意性示出各构成要素为正常状态的情况下的振动的频率特性的图。即，在图4的(A)中示出在X轴滚珠丝杠62中产生变化前的频率特性72a。该频率特性72a例如根据切削装置2的运转前或刚实施维护之后等规定的时机所获取的振动波形计算得到。
在本实施方式中示出的各频率特性以横轴为振动频率(Hz)的对数轴、纵轴为振动强度(任意单位)的图(chart)表示。如图4的(A)所示，在频率特性72a中，在多个振动频率(Hz)出现振动峰值。各振动峰值表示在该振动峰值所归属的构成要素中产生了共振。
例如通过锤击试验获取X轴滚珠丝杠62的固有振动频率为400Hz左右的信息，将该信息登记在固有振动频率记录部16a中。在该情况下，在频率特性72a中，在X轴滚珠丝杠62的固有振动频率74即400Hz附近出现的振动峰值76a归属于X轴滚珠丝杠62。
接着，在图4的(B)中示出在重复进行切削装置2的运转之后获取的、在一部分的构成要素中存在变化的情况下的频率特性。图4的(B)是示意性示出在X轴滚珠丝杠62中存在变化的情况下的振动的频率特性的图。对图4的(B)所示的频率特性72b和图4的(A)所示的频率特性72a进行比较可知，在频率特性72b中，归属于X轴滚珠丝杠62的振动峰值76b从固有振动频率74向高振动频率侧偏移。
此时，在X轴滚珠丝杠62的变化在允许的范围内，振动峰值76b的振动频率与固有振动频率74的差值82b落入允许的规定的范围的情况下，判定部16c判断为在X轴滚珠丝杠62中不存在变化。另一方面在，X轴滚珠丝杠62的变化超过允许的范围，该差值82b超过该规定的范围的情况下，判定部16c判定为在振动峰值76b所归属的X轴滚珠丝杠62中存在变化。
另外，在有无变化的判定中所使用的该差值82b的规定的范围可以对于各构成要素适当设定。例如设定为该构成要素的变化增大至在切削装置(加工装置)2的加工中产生不良情况的程度的情况下出现的该差值82b的范围。或者设定为该构成要素的变化增大至预计很快会在加工中产生不良情况且认为需要在产生不良情况前对该构成要素进行纠正措施的程度的情况下出现的该差值82b的范围。
使用图5对判定部16c的判定的其他例进行说明。这里，以对工作台基座66有无变化进行判定的情况为例进行说明。与上述例同样地，使作为振动源的致动器为X轴移动机构58的X轴伺服电动机60，将固定于工作台基座66的振动传感器18用于振动的观测。在该情况下，也使X轴伺服电动机60重复进行反转驱动，在保持工作台滑块64中产生沿着X轴方向的振动68a。
图5的(A)是示意性示出各构成要素正常状态下的振动的频率特性的图。即，在图5的(A)中示出在工作台基座66中产生变化前的频率特性72c。例如通过锤击试验获取工作台基座66的固有振动频率为180Hz左右的信息，将该信息登记于固有振动频率记录部16a。在该情况下，在频率特性72c中，在工作台基座66的固有振动频率78即180Hz附近出现的振动峰值80a归属于工作台基座66。
接着，在图5的(B)中示出重复进行了切削装置2的运转后获取的、在一部分的构成要素中存在变化的情况下的振动的频率特性。图5的(B)是示意性示出在工作台基座66中存在变化的情况下的振动的频率特性的图。对图5的(B)所示的频率特性72d和图5的(A)所示的频率特性72c进行比较可知，在频率特性72d中，归属于工作台基座66的振动峰值80b从固有振动频率78向高振动频率侧偏移。
此时，在工作台基座66的变化超过允许的范围、振动峰值80b的振动频率与工作台基座66的固有振动频率78的差值82b超过该规定的范围的情况下，判定部16c判定为在振动峰值80b存在变化。
在判定部16c进行判定时，也可以使用X轴伺服电动机60以外的构成要素作为振动源来产生振动。例如也可以使用使保持工作台14绕沿着与保持面14a垂直的方向的轴旋转的θ轴电动机66a作为振动源。在该情况下，如图2所示，重复进行反转驱动而以规定范围的振动频率产生振动68b。
另外，也可以在该控制单元16中存储与振动波形的获取时的切削装置2的各构成要素的状态相关的信息，在振动的观测时，可以根据所存储的该信息而通过控制单元16对各构成要素进行控制。例如根据保持工作台滑块64相对于X轴滚珠丝杠62的相对位置而改变振动波形。因此，在对切削装置2的运转前后的各构成要素有无变化进行判定时，为了在一定的条件下实施振动的测量，在每次测量中该相对位置必须相同。
因此，在该控制单元16中作为与X轴滚珠丝杠62或工作台基座66的状态相关的信息而存储有保持工作台滑块64相对于X轴滚珠丝杠62的相对位置。并且，在有无该变化的判定时，控制单元16根据该信息而使保持工作台滑块64移动至规定的位置之后，通过振动源产生振动，通过振动传感器18获取振动波形。
另外，在利用判定部16c实施判定时，在未实施切削单元(加工单元)的切削(加工)、清洗单元50对被加工物7的清洗加工的期间实施。在各构成要素中由于共振而产生的振动存在与在被加工物7的加工、清洗中产生于切削装置2的振动相比微弱的趋势。因此，当想要在实施被加工物7的加工、清洗的期间实施判定部16c的判定时，有时共振所产生的振动被掩埋于由于加工、清洗所产生的振动波形。另外，在扫描通过振动源产生的振动的振动频率而计算出振动的频率特性的情况下，在实施判定部16c的判定时，有时在振动的振动源等产生劣化而在判定部16c进行判定时无法发出预定的振动。例如X轴滚珠丝杠62发生显著劣化，即使为了产生规定的振动频率的振动而使X轴伺服电动机60进行动作，有时也无法产生目标振动频率的振动。
因此，也可以预先检查该振动源是否处于发出目标振动频率的振动的状态。例如可以在保持工作台滑块64安装能够检测振动的振动频率的振动传感器，发出指令使该振动源产生规定的振动频率的振动，来试验是否通过该振动传感器检测到该规定的振动频率的振动。在该情况下，也可以根据该指令和所检测的振动的关系判定有无X轴伺服电动机60的变化。
如以上所说明的那样，本实施方式的加工装置具有实现自诊断功能的自诊断单元。因此，即使没有能力高的作业者对加工装置进行检查，也能够在各构成要素产生变化时检测到该变化的产生。这里，自诊断单元是指具有振动源、振动传感器、固有振动频率记录部、频率特性存储部以及判定部等且它们协作而诊断加工装置的状态的单元。因此，根据本实施方式，提供具有自诊断功能的加工装置。
另外，本发明不限于上述实施方式的记载，可以进行各种变更并实施。例如在上述实施方式中，对通过自诊断单元的判定部16c对属于X轴移动机构58的构成要素有无变化进行判定的情况进行了说明，但本发明的一个方式不限于此。例如也可以通过判定部16c对属于清洗单元50的构成要素有无变化进行判定。图3的(B)是示意性示出清洗单元50中的振动的产生的侧视图。
在对属于清洗单元50的构成要素有无变化进行判定时，例如使用使清洗工作台52旋转的伺服电动机70b作为自诊断单元的振动源。在该情况下，一边重复进行反转一边使伺服电动机70b进行动作而产生振动68c。于是，例如能够对清洗工作台52或旋转轴70a等有无变化进行判定。
除此以外，上述实施方式的构造、方法等只要不脱离本发明的目的的范围，则可以适当变更并实施。

Claims (4)

1.一种具有自诊断功能的加工装置，该加工装置具有：
保持工作台，其对被加工物进行保持；以及
加工单元，其对该保持工作台所保持的被加工物进行加工，
其特征在于，
该加工装置具有自诊断单元，该自诊断单元在未进行该加工单元的加工的状态下对加工装置的状态进行诊断，
该自诊断单元具有：
振动源，其对该加工装置赋予规定范围的振动频率的振动；
振动传感器，其对通过该振动源产生且在该加工装置中传播的振动进行观测，获取振动波形；
固有振动频率记录部，其将在该加工装置的各构成要素中产生共振的振动频率作为固有振动频率进行记录；
频率特性存储部，其对根据该振动传感器获取的振动波形而计算的该振动的频率特性进行存储；以及
判定部，在该振动的频率特性所包含的振动峰值的振动频率与该振动峰值所归属的该构成要素的该固有振动频率的差值超过规定的范围的情况下，该判定部判定为在该振动峰值所归属的该构成要素中存在变化。
2.根据权利要求1所述的具有自诊断功能的加工装置，其特征在于，
该振动源是具有伺服电动机的致动器，重复进行该伺服电动机的旋转的反转而产生该规定范围的振动频率的振动。
3.根据权利要求2所述的具有自诊断功能的加工装置，其特征在于，
该伺服电动机使滚珠丝杠或该保持工作台旋转，该滚珠丝杠使该保持工作台或该加工单元移动。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的具有自诊断功能的加工装置，其特征在于，
该振动传感器是加速度传感器。
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