CN111730475B - 加工装置 - Google Patents

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Abstract

提供加工装置，使操作者事先知晓切削刀具的更换时期的基准。加工装置包含：保持工作台，其对被加工物进行保持；具有切刃的切削刀具，其安装于能够旋转的主轴；测量部，其按照规定的频率对切刃的刃尖突出量进行测量；以及数据处理部。数据处理部包含：下限值登记部，其对能够使用切削刀具的刃尖突出量的下限值进行登记；记录部，其将测量部所测量的刃尖突出量和测量时的切削刀具的加工距离相关联而记录为切削刀具信息；斜率计算部，其根据通过测量部的至少两次以上的测量而记录在记录部中的多个刀具信息，计算刃尖突出量随着加工距离的增加而减少的斜率；以及预测部，其根据斜率而计算刃尖突出量达到下限值的最大加工距离。

Description

加工装置
技术领域
本发明涉及加工装置。
背景技术
作为将半导体晶片或光器件晶片、封装基板等被加工物沿着分割预定线切断的加工装置，已知有切削装置。
该切削装置具有切削刀具，对卡盘工作台所保持的被加工物进行切削，但该切削刀具随着加工而发生磨损。利用磨损的切削刀具无法将切削进行至期望的切入深度，因此无法适当地切削被加工物。因此，已知有出于对切削刀具的刃尖的位置进行检测而按照切削刀具的磨损量加深切入深度的目的而以规定的频率对切削刀具的刃尖的位置进行检测的技术。
另外，在切削装置中，进行了如下的设计：当切削刀具的刃尖突出量不再满足所需的切入深度时，向操作者进行通知，催促切削刀具的更换。
专利文献1：日本特开平11-214334号公报
在使用切削装置进行作业时，操作者有如下的要求：希望通过事先把握切削刀具的更换时期而有效地促进作业。
发明内容
由此，本发明的目的在于提供加工装置，其能够使操作者事先知晓切削刀具的更换时期的基准。
根据本发明，提供加工装置，其中，该加工装置具有：保持工作台，其对被加工物进行保持；具有切刃的切削刀具，其安装于能够旋转的主轴；测量单元，其按照规定的频率对该切刃的刃尖突出量进行测量；以及数据处理部，该数据处理部包含：下限值登记部，其对能够使用该切削刀具的该刃尖突出量的下限值进行登记；记录部，其将该测量单元所测量的该刃尖突出量和测量时的该切削刀具的加工距离相关联而记录为刀具信息；斜率计算部，其根据通过该测量单元的至少两次以上的测量而记录在该记录单元中的多个该刀具信息而计算该刃尖突出量随着该加工距离的增加而减少的斜率；以及预测部，其根据该斜率而计算该刃尖突出量达到该下限值的最大加工距离。
根据该结构，能够预测切削刀具的最大加工距离，能够使操作者事先知晓切削刀具的更换时期的基准。由此，能够提高操作者的作业效率。
优选该斜率计算部在每次进行该切削刀具的刃尖突出量的测量时进行该斜率的重新计算。根据该结构，能够提高切削刀具的最大加工距离的计算精度。
优选该数据处理部还具有时间计算单元，该时间计算单元根据加工条件和被加工物的大小而计算该切削刀具对规定的距离进行加工所需的时间。根据该结构，能够计算切削刀具的切削处理达到最大加工距离为止的时间。
优选加工装置还具有显示单元，该显示单元显示刀具更换信息作为刀具更换的时期，利用达到该最大加工距离为止的加工距离、达到该最大加工距离为止的时间、达到该最大加工距离的时刻以及达到该最大加工距离为止的被加工物的加工数量中的至少任意一个来显示该刀具更换信息。根据该结构，能够给操作者提供各种信息作为刀具的更换时期的基准。
根据本发明，起到如下的效果：能够使操作者事先知晓切削刀具的更换时期的基准。
附图说明
图1是示意性示出实施方式的加工装置的结构例的立体图。
图2是示意性示出实施方式的加工装置的功能结构的一例的图。
图3是示意性示出实施方式的刃尖突出量的测量方法的一例的侧视图。
图4是示出实施方式的数据处理单元的功能结构的一例的示意图。
图5是示出实施方式的切削刀具的刃尖突出量的下限值的一例的图。
图6是示出实施方式的刀具信息的一例的图。
图7是示出表示实施方式的刃尖突出量与加工距离的关系的曲线图的一例的图。
图8是示出显示在实施方式的触摸面板上的刀具更换信息的一例的图。
图9是示出基于实施方式的数据处理单元的信息处理的步骤的一例的流程图。
图10是示出表示变形例的刃尖突出量与加工距离的关系的曲线图的一例的图。
图11是示出表示变形例的刃尖突出量与加工距离的关系的曲线图的一例的图。
图12是示出变形例的切削刀具的一例的侧视图。
标号说明
1：加工装置；18：卡盘工作台；46：切削刀具；52：：控制单元；52a：电压比较部；52b：前端位置检测部；52c：测量部；52d：计算部；52e：位置校正部；100：数据处理单元；111：下限值登记部；112：记录部；113：斜率计算部；114：预测部；115：时间计算部；116：更换信息生成部；200：触摸面板。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。本发明并不被以下实施方式所记载的内容限定。另外，在以下所记载的结构要素中包含本领域技术人员能够容易想到的内容、实质上相同的内容。另外，以下所记载的结构可以适当组合。另外，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的各种省略、置换或变更。
在以下所说明的实施方式中，设定XYZ直角坐标系，参照该XYZ直角坐标系而对各部的位置关系进行说明。将水平面内的一个方向作为X轴方向，将在水平面内与X轴方向垂直的方向作为Y轴方向，将与X轴方向和Y轴方向分别垂直的方向作为Z轴方向。包含X轴和Y轴的XY平面与水平面平行。与XY平面垂直的Z轴方向是铅垂方向。
参照附图，对实施方式的加工装置1进行说明。图1是示意性示出实施方式的加工装置1的结构例的立体图。图2是示意性示出实施方式的加工装置1的功能结构的一例的图。
实施方式的多个加工装置1是对被加工物11进行切削加工的切削装置。被加工物11例如是以硅、蓝宝石、镓等作为基板101的半导体晶片或光器件晶片，如图1所示，被加工物11例如形成为圆板形状。被加工物11的正面(上表面)侧由呈格子状排列的分割预定线划分成多个区域，在各区域内形成有器件。另外，在被加工物11的背面(下表面)侧粘贴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借助带13而支承于框架15。
另外，加工装置1在被加工物11包含吸收水分而使特性变化的环氧树脂(树脂)或未烧结陶瓷等原材料的情况下，进行不提供切削水的干燥状态下的切削加工(干式加工)。
加工装置1具有搭载各构成要素的基台4。在基台4的上表面上设置有X轴移动机构6。X轴移动机构6具有与X轴方向(加工进给方向)平行的一对X轴导轨8，在X轴导轨8上以能够滑动的方式安装有X轴移动工作台10。
在X轴移动工作台10的下表面侧设置有螺母(未图示)，在该螺母上螺合有与X轴导轨8平行的X轴滚珠丝杠12。在X轴滚珠丝杠12的一个端部连结有X轴脉冲电动机14。利用X轴脉冲电动机14使X轴滚珠丝杠12旋转，从而X轴移动工作台10沿着X轴导轨8在X轴方向上移动。在X轴移动机构6上设置有对X轴移动工作台10的X轴方向的位置进行测量的X轴测量单元(未图示)。
在X轴移动工作台10的上表面侧设置有工作台基座16。在工作台基座16的上部借助罩工作台17而配置有用于对被加工物11进行保持的卡盘工作台18。在罩工作台17的角部设置有修整板(修整材料)19。修整板19对发生堵塞、钝化而使切削能力降低的切削刀具46(后述)进行磨锐，将附着于切削刀具46的切削屑去除，从而使该切削刀具46的切削能力恢复。将对切削刀具46进行磨锐而使切削刀具46的切削能力恢复的过程称为“修整”。另外，在卡盘工作台18的周围设置有四个夹具18a，它们从四面固定对被加工物11进行支承的环状的框架15。
卡盘工作台18与电动机(旋转驱动源；未图示)等连结，绕与Z轴方向(切入进给方向)大致平行的旋转轴旋转。另外，若利用上述的X轴移动机构6使X轴移动工作台10在X轴方向上移动，则卡盘工作台18在X轴方向上进行加工进给。
卡盘工作台18的上表面成为对被加工物11进行保持的保持面18b。该保持面18b相对于X轴方向和Y轴方向(分度进给方向)大致平行地形成，并且形成为相对于Z轴方向(切入进给方向)垂直。保持面18b通过形成于卡盘工作台18和工作台基座16的内部的流路(未图示)等而与吸引源(未图示)连接。另外，在将卡盘工作台18固定于工作台基座16时也利用该吸引源的负压。另外，保持面18b和对修整板19进行保持的台部的上表面设定于相同高度的位置。
在与卡盘工作台18接近的位置设置有将被加工物11搬送至卡盘工作台18的搬送机构(未图示)。另外，在X轴移动工作台10的附近设置有在切削时使用纯水等切削水的情况下暂时贮存所使用的切削水的废液的水箱20。贮存在水箱20内的废液通过排水管(未图示)等而排出到加工装置1的外部。另外，在不使用切削水的干式加工中，不会在水箱20中贮存废液。卡盘工作台18是保持工作台的一例。
在基台4的上表面上配置有跨越X轴移动机构6的门型的支承构造22。在支承构造22的前表面上部设置有两组切削单元移动机构(移动机构)24。各切削单元移动机构24配置在支承构造22的前表面上，共同具有与Y轴方向大致平行的一对Y轴导轨26。在Y轴导轨26上以能够滑动的方式安装有构成各切削单元移动机构24的Y轴移动板28。切削单元42是加工单元的一例。
在各Y轴移动板28的背面侧设置有螺母(未图示)，在该螺母上分别螺合有与Y轴导轨26平行的Y轴滚珠丝杠30。在各Y轴滚珠丝杠30的一个端部连结有Y轴脉冲电动机32。若利用Y轴脉冲电动机32使Y轴滚珠丝杠30旋转，则Y轴移动板28沿着Y轴导轨26在Y轴方向上移动。
在各Y轴移动板28的前表面(正面)上设置有与Z轴方向大致平行的一对Z轴导轨34。在Z轴导轨34上以能够滑动的方式安装有Z轴移动板36。
在各Z轴移动板36的背面侧设置有螺母(未图示)，在该螺母上分别螺合有与Z轴导轨34平行的Z轴滚珠丝杠38。在各Z轴滚珠丝杠38的一个端部连结有Z轴脉冲电动机40。若利用Z轴脉冲电动机40使Z轴滚珠丝杠38旋转，则Z轴移动板36沿着Z轴导轨34在Z轴方向上移动。
在各切削单元移动机构24中设置有对Y轴移动板28的Y轴方向的位置进行测量的Y轴测量单元(未图示)。另外，在各切削单元移动机构24中设置有对Z轴移动板36的Z轴方向的位置进行测量的Z轴测量单元(未图示)。
在各Z轴移动板36的下部设置有用于对被加工物11进行切削的切削单元42。另外，在与切削单元42相邻的位置设置有用于对被加工物11进行拍摄的相机(拍摄单元)44。若利用各切削单元移动机构24使Y轴移动板28在Y轴方向上移动，则切削单元42和相机44进行分度进给，若使Z轴移动板36在Z轴方向上移动，则切削单元42和相机44在与卡盘工作台18的保持面18b垂直的Z轴方向(切入进给方向)上升降(移动)。
另外，切削单元42和相机44相对于卡盘工作台18等的X轴方向的位置利用上述的X轴测量单元进行测量。另外，切削单元42和相机44相对于卡盘工作台18等的Y轴方向的位置利用上述的Y轴测量单元进行测量。另外，切削单元42和相机44相对于卡盘工作台18或修整板19的Z轴方向的位置利用上述的Z轴测量单元进行测量。
切削单元42具有主轴43(参照图4)，该主轴43作为与Y轴方向大致平行的旋转轴。在主轴43的一端侧安装有环状的切削刀具46。在主轴43的另一端侧连结有电动机(旋转驱动源；未图示)等，切削刀具46通过经由主轴43传递的电动机的转矩而进行旋转。切削刀具46具有切刃，切刃具有能够对被加工物11进行切削的区域。切削刀具46使用与被加工物11对应的切削刀具。
在切削刀具46的下方配置有在Z轴方向上对切削刀具46的前端(下端)的位置进行检测的刃尖位置检测单元50。另外，在切削刀具46的旁边设置有在对被加工物11或切削刀具46提供切削水时使用的切削水提供喷嘴48。
如图2所示，刃尖位置检测单元50具有基部54，在该基部54的上端部形成有以切削刀具46能够进入的方式进行切口而得的刀具进入部54a。刀具进入部54a具有在Y轴方向上面对的一对内侧面，在该一对内侧面上分别配置有构成光学式的传感器的发光部56和受光部58。即，发光部56和受光部58夹着刀具进入部54a而面对。另外，在发光部56上经由光纤等而连结有光源60，在受光部58上经由光纤等而连结有光电转换部62。光电转换部62例如由一个或多个光电转换元件构成，将从受光部58发送的光量转换成电压而输出。
X轴移动机构6、卡盘工作台18、搬送机构、切削单元移动机构24、切削单元42、相机44、刃尖位置检测单元50、数据处理单元100以及触摸面板200等构成要素分别与控制单元52连接。该控制单元52根据被加工物11的加工条件等而对上述各构成要素进行控制。
控制单元52是能够执行计算机程序的计算机，控制单元52具有：运算处理装置，其具有CPU(central processing unit，中央处理器)那样的微处理器；存储装置，其具有ROM(read only memory，只读存储器)或RAM(random access memory，随机存取存储器)那样的存储器；以及输入输出接口。如图2所示，该控制单元52具有：电压比较部52a、前端位置检测部52b、测量部52c(测量单元的一例)、计算部52d以及位置校正部52e。
电压比较部52a将从光电转换部62输出的电压与任意的基准电压进行比较，将其结果输出至前端位置检测部52b。前端位置检测部52b根据电压比较部52a的输出而对切削刀具46的前端(下端；也称为刃尖)46a的位置进行检测。具体而言，前端位置检测部52b检测从光电转换部62输出的电压达到上述基准电压以下(受光部58的受光量为规定的光量以下)时的切削单元42的Z轴方向的位置作为切削刀具46的前端(下端)46a的位置。
测量部52c根据前端位置检测部52b所检测的切削刀具46的前端(下端)46a的位置和来自切削单元移动机构24(Z轴测量单元)的信号而对切削刀具46的外径D1进行测量。将与测量部52c所测量的切削刀具46的外径D1以及前端(下端)46a的位置相关的信息发送至计算部52d。
计算部52d根据从测量部52c通知的切削刀具46的外径D1和前端46a的位置而计算Z轴方向的切削刀具46(切削单元42)的位置的校正量。将计算部52d所计算的Z轴方向的切削刀具46(切削单元42)的位置的校正量发送至位置校正部52e。
位置校正部52e根据从计算部52d通知的校正量而对切削刀具46(切削单元42)的Z轴方向的位置进行校正。将这样根据使切削刀具46进入至刀具进入部54a时的受光量的变化而对切削刀具46的前端(刃尖)46a进行检测的过程称为非接触设置。
在本实施方式中，控制单元52所具有的测量部52c能够利用非接触设置而测量切削刀具46的刃尖突出量。图3是示意性示出实施方式的刃尖突出量的测量方法的一例的侧视图。
如图3所示，在实施方式的刃尖突出量的测量方法中，将切削单元42定位于设置在刃尖位置检测单元50的刀具进入部54a的上方。接着，通过切削单元移动机构24使切削单元42下降，使旋转的切削刀具46进入至刀具进入部54a。此时，刃尖位置检测单元50一边从发光部56向受光部58照射光23一边使切削单元42下降。由此，从发光部56向受光部58照射的光23被切削刀具46部分地遮蔽，受光部58的受光量成为规定的阈值以下。在电压比较部52a中作为阈值而使用的基准电压是与该受光量的阈值对应地设定的。
当受光部58的受光量成为规定的阈值以下时，从图2所示的光电转换部62输出的电压也成为基准电压以下。前端位置检测部52b检测从光电转换部62输出的电压达到基准电压以下时的切削单元42的Z轴方向的位置作为切削刀具46的前端(下端)46a的位置。
如图3所示，切削单元42具有被称为所谓的垫圈刀具的切削刀具46，该切削刀具46通过安装部件41而安装于主轴43。切削刀具46是以电铸和电沉积结合剂、金属结合剂、树脂结合剂、陶瓷结合剂等作为结合剂而利用这些结合剂中的一种结合剂固定金刚石等磨粒而成的圆环状刀具。安装部件41具有：安装凸缘45，其固定于主轴43的前端部；按压凸缘47，其与该安装凸缘45对置而配置；以及固定螺母49，其与按压凸缘47螺合。安装部件41按照在安装凸缘45与按压凸缘47之间夹持切削刀具46的状态将固定螺母49紧固于按压凸缘47，从而将切削刀具46安装于主轴43。另外，安装部件41所具有的各凸缘45、47的直径小于切削刀具46的直径，切削刀具46超过各凸缘45、47的外周缘而沿径向延伸。该延伸的部分是刃尖突出量。
测量部52c根据前端位置检测部52b所检测的切削刀具46的前端(下端)46a的位置和来自切削单元移动机构24的信号而对切削刀具46的外径D1进行测量。即，切削刀具46的外径D1与从主轴43的中心轴至切削刀具的前端(下端)46a的距离对应。在对切削刀具46的外径D1进行测量之后，测量部52c读出安装凸缘45的外径D2。安装凸缘45的外径D2与从主轴43的中心轴至安装凸缘45的端部45a的距离对应。并且，测量部52c求出安装凸缘45的外径D2与切削刀具46的外径D1的长度差。由此，测量部52c能够对超过安装凸缘45的径向的外周缘而延伸的切削刀具46的切刃的能够切削的区域的长度即刃尖突出量Tf进行测量。随着切削刀具46的使用而发生磨损，刃尖突出量Tf会变小。
另外，刃尖位置检测单元50和控制单元52对刃尖突出量的测量通过操作者按照预先设定的每个加工距离来实施。将通过控制单元52测量的刃尖突出量与刃尖突出量的测量时的加工距离一起发送至数据处理单元100。
使用图4对实施方式的数据处理单元100进行说明。图4是示意性示出实施方式的数据处理单元100的功能结构的一例的图。数据处理单元100例如具有运算处理装置、存储装置以及输入输出接口装置，是能够执行计算机程序的计算机。另外，数据处理单元100是数据处理部的一例。
运算处理装置根据保存于存储部的程序而进行动作，执行数据处理单元100的各种处理等。运算处理装置包含：CPU(Central Processing Unit，中央处理器)微处理器、微计算机、DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)、系统LSI(Large ScaleIntegration，大规模集成)等处理器。
存储部对实现通过实施方式的数据处理单元100执行的各种处理等功能的程序、基于程序的处理中使用的数据等进行存储。存储部包含：RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)、闪存、EPROM(Erasable ProgrammableRead Only Memory，可擦可编程只读存储器)、EEPROM(注册商标)(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory，电可擦可编程只读存储器)等非易失性或易失性的半导体存储器等。存储部也能够用作运算处理部所具有的处理器执行程序中描述的命令时的临时的作业区域。存储于存储部的程序可以说是具有处理器能够读取且非暂时(non-transitory)的记录介质的程序产品，该处理器包含用于进行能够通过运算处理装置所具有的处理器执行的数据处理的多个命令。
如图4所示，数据处理单元100具有：下限值登记部111、记录部112、斜率计算部113、预测部114、时间计算部115以及更换信息生成部116。
下限值登记部111对能够使用切削刀具46的刃尖突出量的下限值进行登记。即，下限值登记部111对切削加工被加工物11时的切削刀具46的刃尖突出量的使用界限值进行登记。图5是示出实施方式的切削刀具的刃尖突出量的下限值的一例的图。另外，下限值登记部111是下限值登记部的一例。
如图5所示，下限值登记部111具有刀具ID的项目和刃尖突出量的下限值的项目，将与这些项目对应的数据对应地进行登记。刃尖突出量的下限值根据加工条件而确定。例如在对被加工物11的切入深度为1.5mm(毫米)时，将对切入深度加上规定的余量0.5(毫米)而得的2.0mm(毫米)确定为刃尖突出量的下限值。
记录部112将测量部52c(刃尖位置检测单元50和控制单元52)所测量的刃尖突出量和刃尖突出量的测量时的切削刀具46的加工距离相关联而作为刀具信息进行记录。图6是示出实施方式的刀具信息的一例的图。另外，存储部112是记录部的一例。
如图6所示，通过记录部112进行记录的刀具信息具有刃尖突出量的测量值的项目和加工距离的项目，这些项目相互对应。当记录部112从控制单元52(测量部52c)获取刃尖突出量和加工距离时，将刃尖突出量和加工距离对应地进行记录。
斜率计算部113根据通过测量部52c(刃尖位置检测单元50和控制单元52)所进行的至少两次以上的测量而记录在记录部112中的多个刀具信息，计算刃尖突出量随着加工距离的增加而减少的斜率。图7是示出表示实施方式的刃尖突出量与加工距离的关系的曲线图的一例的图。另外，斜率计算部113是斜率计算部的一例。斜率计算部113根据记录在记录部112中的多个刀具信息而获取规定数量的刀具信息d1～d8，根据所获取的刀具信息d1～d8，例如使用最小二乘法而求出表示加工距离的增加与刃尖突出量的减少的关系的函数式f1。通过斜率计算部113计算的关系式f1的斜率与刃尖突出量随着加工距离的增加而减少的斜率对应。
预测部114根据斜率计算部113所计算的斜率而计算切削刀具46的刃尖突出量达到下限值的最大加工距离。具体而言，预测部114使用斜率计算部113所计算的关系式f1的斜率，计算切削刀具46的刃尖突出量达到下限值时的加工距离(最大加工距离Lmax1)。另外，预测部114是预测部的一例。
时间计算部115根据加工条件和被加工物11的大小而计算切削刀具46对规定的距离进行加工所需的时间。例如时间计算部115计算达到预测部114所计算的最大加工距离为止的剩余的加工距离，并且根据加工速度能够计算达到最大加工距离为止的加工时间。另外，时间计算部115是时间计算部的一例。
更换信息生成部116生成作为切削刀具的更换时期的基准的刀具更换信息。例如更换信息生成部116能够生成刀具更换信息，该刀具更换信息包含时间计算部115所计算的最大加工距离、达到最大加工距离为止的时间以及达到最大加工距离为止的被加工物11的加工数量中的至少任意一者。更换信息生成部116能够将达到最大加工距离为止的时间转换成达到最大加工距离为止的时刻。更换信息生成部116能够将达到最大加工距离为止的时间转换成达到最大加工距离为止的被加工物11的加工数量。达到最大加工距离为止的被加工物11的加工数量包含能够切削加工的晶片的张数或盒数等。更换信息生成部116根据每单位时间的被加工物11的加工数量等信息而将达到最大加工距离为止的时间转换成达到最大加工距离为止的被加工物11的加工数量。通过更换信息生成部116生成的刀具更换信息被发送至触摸面板200。
触摸面板200显示出与加工装置1相关的各种信息。触摸面板200从操作者处接受加工条件的设定输入等与加工装置1相关的各种操作输入。例如触摸面板200显示出从数据处理单元100发送的刀具更换信息。触摸面板200是显示单元的一例。
图8是示出显示在实施方式的触摸面板200上的刀具更换信息的一例的图。如图8所示，触摸面板200具有显示刀具更换信息的刀具更换信息显示区域210以及使刀具更换信息的显示结束的退出按钮220。刀具更换信息显示区域210作为提供给操作者的切削刀具46的更换基准而显示到更换为止的加工距离、时间、时刻、能够加工的晶片数以及能够加工的盒数的信息。在图8中绘制了刀具更换信息显示区域210显示到更换为止的加工距离、时间、时刻、能够加工的晶片数以及能够加工的盒数的全部信息的例子，但实际上只要显示出至少任意一个即可。显示在刀具更换信息显示区域210的刀具更换信息可以根据操作者的设定而变更。
使用图9对实施方式的数据处理单元100的信息处理的步骤进行说明。图9是示出基于实施方式的数据处理单元100的信息处理的步骤的一例的流程图。图9所示的信息处理通过数据处理单元100的各部来执行。
如图9所示，斜率计算部113根据记录在记录部112中的多个刀具信息而获取规定数量的刀具信息(步骤S101)。
接着，斜率计算部113根据步骤S101所获取的刀具信息而计算刃尖突出量随着切削刀具46的加工距离的增加而减少的斜率(步骤S102)。具体而言，斜率计算部113根据从记录部112获取的刀具信息，例如使用最小二乘法而求出表示加工距离的增加和刃尖突出量的减少的关系的函数式。
接着，预测部114根据斜率计算部113所计算的斜率而计算出刃尖突出量达到下限值的最大加工距离(步骤S103)。具体而言，预测部114使用斜率计算部113所计算的关系式而计算出刃尖突出量达到下限值时的加工距离。
接着，时间计算部115计算达到预测部114所计算的最大加工距离为止的时间(步骤S104)。
接着，更换信息生成部116根据最大加工距离和达到最大加工距离为止的时间而生成刀具更换信息(步骤S105)，将所生成的刀具更换信息发送至触摸面板200(步骤S106)，结束图9所示的处理。另外，在将最大加工距离发送至触摸面板200而显示的情况下，能够省略刀具更换信息的生成。
如上述那样，实施方式的加工装置1具有：卡盘工作台18，其对被加工物11进行保持；切削刀具46，其安装于能够旋转的主轴43，具有切刃，该切刃具有能够对被加工物11进行切削的区域；测量部52c，其按照规定的频率对切削刀具46的刃尖突出量进行测量；以及数据处理单元100。数据处理单元100具有下限值登记部111、记录部112、斜率计算部113、预测部114以及时间计算部115。下限值登记部111对能够使用切削刀具46的刃尖突出量的下限值进行登记。记录部112将测量部52c所测量的刃尖突出量和测量时的切削刀具46的加工距离相关联而记录为刀具信息。斜率计算部113根据通过测量部52c的至少两次以上的测量而记录在记录部112中的多个刀具信息，计算刃尖突出量随着加工距离的增加而减少的斜率。预测部114根据斜率而计算刃尖突出量达到下限值的最大加工距离。
因此，实施方式的加工装置1能够预测切削刀具46的最大加工距离，能够使操作者事先知晓切削刀具46的更换时期的基准。由此，能够提高操作者的作业效率。
另外，数据处理单元100还具有时间计算部115，该时间计算部115根据加工条件和被加工物的大小而计算切削刀具46对规定的距离进行加工所需的时间。因此，实施方式的加工装置1能够预测切削刀具46的切削处理达到最大加工距离为止的时间，能够作为切削刀具46的更换时期的基准而使操作者事先知晓。由此，能够提高操作者的作业效率。
另外，实施方式的加工装置1还具有触摸面板200，触摸面板200显示刀具更换信息作为刀具更换的时期。利用达到最大加工距离为止的加工距离、达到最大加工距离为止的时间、达到最大加工距离的时刻以及达到最大加工距离为止的被加工物的加工数量中的至少任意一个来显示刀具更换信息。因此，实施方式的加工装置1作为刀具的更换时期的基准，能够给操作者提供各种信息。由此，能够提高操作者的作业效率。
另外，在实施方式中，加工装置1还可以具有对其他加工装置的该控制单元进行操作的操作选择窗口240(操作部的一例)。根据该结构，操作者能够从任意的加工装置1操作其他加工装置1，能够提高作业效率。
[实施方式的变形例]
在上述的实施方式中，数据处理单元100的斜率计算部113可以在每次通过测量部52c进行切削刀具46的刃尖突出量的测量时进行斜率的重新计算。图10是示出表示变形例的刃尖突出量和加工距离的关系的曲线图的一例的图。
斜率计算部113例如根据记录在记录部112的刀具信息d11至d18而计算表示加工距离的增加和刃尖突出量的减少的关系的斜率(函数式f2)。预测部114根据斜率计算部113所计算的斜率(关系式f2)而求出切削刀具46的刃尖突出量达到下限值tz的最大加工距离(Lmax2)(图10的ST1)。
接着，通过测量部52c进行刃尖突出量的测量，在记录部112中记录新的刀具信息d19。此时，斜率计算部113从记录部112获取包含最新的刀具信息d19的刀具信息d11～d19，根据刀具信息d11～d19而计算表示加工距离的增加和刃尖突出量的减少的关系的斜率(函数式f3)。并且，预测部114根据斜率计算部113所计算的斜率(函数式f3)而计算切削刀具46的刃尖突出量达到下限值tz的最大加工距离(Lmax3)(图10的ST2)。
通常，关于切削刀具46的刃尖突出量，随着磨损的进行，外径变小(圆周变短)，与此相伴，切削刀具46的加工量增加，磨损的速度也加速。因此，预想加上最新的刀具信息(例如刀具信息d19)而通过斜率计算部113计算的斜率(例如关系式f3的斜率)的梯度比之前的斜率(例如关系式f2的斜率)陡。与此相伴，预想基于加上最新的刀具信息而计算的斜率的最大加工距离(例如Lmax3)也比之前的最大加工距离(例如Lmax2)短。
鉴于这点，数据处理单元100在每次通过测量部52c进行刃尖突出量的测量时通过斜率计算部113进行斜率(关系式)的重新计算。由此，实施方式的加工装置1能够提高切削刀具46的最大加工距离的计算精度。
另外，数据处理单元100在进行斜率(关系式)的重新计算时可以不使用包含最新的刀具信息在内的全部的刀具信息，而是从最新的刀具信息起追溯而获取规定数量的刀具信息来执行斜率的计算。例如在图10所示的例子中，在将所获取的刀具信息的数量设定为“8”的情况下，斜率计算部113从记录部112获取刀具信息d12～d19而计算表示加工距离的增加和刃尖突出量的减少的关系的斜率。
另外，数据处理单元100在每次进行斜率(关系式)的重新计算时，可以重新进行最大加工距离和达到最大加工距离的时间的重新计算，生成最新的刀具更换信息而显示在触摸面板200上。
另外，在上述实施方式中，数据处理单元100可以从记录在记录部112中的多个刀具信息中的按时间顺序记录在后半部分的刀具信息来计算斜率(关系式)并求出最大加工距离。图11是示出表示变形例的刃尖突出量和加工距离的关系的曲线图的一例的图。
例如如图11所示，斜率计算部113从记录在记录部112中的刀具信息d21～d28中获取按照时间顺序记录在后半部分的刀具信息d25～d28。并且，斜率计算部113根据刀具信息d25～d28而计算出表示加工距离的增加和刃尖突出量的减少的关系的斜率(关系式f4)。预测部114根据斜率计算部113所计算的斜率(关系式f4的斜率)而计算出切削刀具46的刃尖突出量达到下限值tz的最大加工距离(Lmax4)。
这样，数据处理单元100根据按照时间顺序记录在后半部分的规定数量的刀具信息而计算斜率(例如关系式f4的斜率)，求出切削刀具46的刃尖突出量达到下限值tz的最大加工距离(例如Lmax4)。由此，实施方式的加工装置1能够从按照时间顺序记录的多个刀具信息中基于尽可能少的数据样本而导出表示加工距离的增加和刃尖突出量的减少的关系的斜率。由此，能够提高切削刀具46的最大加工距离的计算精度。
在上述实施方式中，对切削单元42具有被称为所谓的垫圈刀具的切削刀具46的例子进行了说明，但无需特别限定于该例。即，切削单元42可以具有被称为所谓的轮毂刀具的切削刀具。并且，实施方式的加工装置1对于被称为所谓的轮毂刀具的切削刀具的刃尖突出量，也能够利用与切削刀具46同样的方法进行测量。并且，实施方式的数据处理单元100对于被称为所谓的轮毂刀具的切削刀具，也能够给操作者提供利用与切削刀具46同样的方法生成的刀具更换信息。图12是示出变形例的切削刀具的一例的侧视图。
如图12所示，切削单元42具有被称为所谓的轮毂刀具的切削刀具71，该切削刀具71一体地具有刀具部73和轮毂部75。刀具部73是极薄的圆板状且形成为环状的切削磨具。刀具部73是以电铸和电沉积结合剂作为结合剂并利用该结合剂固定金刚石等磨粒而成的圆环状刀具。刀具部73超过轮毂部75的外周缘而沿径向延伸。轮毂部75是圆板状且形成为环状。安装部件77具有安装于主轴43的前端部的安装凸缘77a和与该安装凸缘77a螺合的固定螺母77b。安装部件77按照在安装凸缘77a与固定螺母77b之间夹持轮毂部75的状态将固定螺母77b紧固于安装凸缘77a，从而将切削刀具71安装于主轴43。
测量部52c根据前端位置检测部52b所检测的切削刀具71的刀具部73的前端(下端)73a的位置和来自切削单元移动机构24的信号而对切削刀具71的外径D3进行测量。即，切削刀具71的外径D3与从主轴43的中心轴至切削刀具71的刀具部73的前端(下端)73a的距离对应。在对切削刀具71的外径D3进行测量之后，测量部52c读出轮毂部75的外径D4。轮毂部75的外径D4与从主轴43的中心轴至轮毂部75的端部75a的距离对应。并且，测量部52c求出轮毂部75的外径D4与切削刀具71的外径D3的长度差。由此，测量部52c能够对超过轮毂部75的外周缘而沿径向延伸的切削刀具71的切刃的能够进行切削的区域的长度即刃尖突出量Th进行测量。
数据处理单元100根据测量部52c所测量的切削刀具71的刃尖突出量而计算出表示加工距离的增加与刃尖突出量的减少的关系的斜率(关系式的斜率)。并且，数据处理单元100根据斜率(关系式的斜率)而求出切削刀具71的刃尖突出量达到下限值的最大加工距离，将使用最大加工距离而生成的刀具更换信息显示在触摸面板200上，提供给操作者。
[其他实施方式]
另外，本发明的加工装置1并不限于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形并实施。例如本发明的加工装置1所具有的数据处理单元100的处理可以通过以能够进行通信的方式与加工装置1连接的服务器等信息处理装置来执行。
另外，在上述实施方式中所说明的加工装置1的各构成要素是功能概念上的各构成要素，未必需要在物理上如图示那样构成。即，加工装置1的分散/整合的具体方式不限于图示的方式，可以将其全部或一部分根据各种负荷或使用状况等而以任意的单位在功能上或物理上分散或整合而构成。例如数据处理单元100所具有的斜率计算部113、预测部114、时间计算部115以及更换信息生成部116可以根据信息处理的内容而适当地在功能上或物理上进行整合。另外，控制单元52和数据处理单元100可以在功能上或物理上进行整合，例如可以将通过数据处理单元100实现的处理功能组装到控制单元54中。

Claims (4)

1.一种加工装置，其具有：
保持工作台，其对被加工物进行保持；
具有切刃的切削刀具，其安装于能够旋转的主轴；
测量单元，其按照规定的频率对该切刃的刃尖突出量进行测量；以及
数据处理部，
其特征在于，
该数据处理部包含：
下限值登记部，其对能够使用该切削刀具的该刃尖突出量的下限值进行登记；
记录部，其将该测量单元所测量的该刃尖突出量和测量时的该切削刀具的加工距离相关联而记录为刀具信息；
斜率计算部，其根据通过该测量单元的至少两次以上的测量而记录在该记录部中的多个该刀具信息而计算该刃尖突出量随着该加工距离的增加而减少的斜率；
预测部，其根据该斜率而计算该刃尖突出量达到该下限值的最大加工距离；以及
显示单元，其显示刀具更换信息作为刀具更换的时期，
利用达到该最大加工距离为止的被加工物的加工数量来显示该刀具更换信息。
2.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，
该斜率计算部在每次进行该切削刀具的刃尖突出量的测量时进行该斜率的重新计算。
3.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，
该数据处理部还包含时间计算单元，该时间计算单元根据加工条件和被加工物的大小而计算该切削刀具对规定的距离进行加工所需的时间。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的加工装置，其特征在于，
利用达到该最大加工距离为止的加工距离、达到该最大加工距离为止的时间以及达到该最大加工距离的时刻中的至少任意一个来显示该刀具更换信息。
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