CN112469536A - 切削装置、传感器单元和检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供可高精度且容易地检测刀片的颤动的切削装置。切削装置具有：载物台，其设置对象物；切削部，其具有切削上述对象物的刀片和使上述刀片旋转的旋转驱动部；Z轴移动机构，其使上述载物台或上述切削部在改变设置面和旋转轴的距离的Z轴方向上移动；X轴移动机构，其使上述载物台或上述切削部在X轴方向上移动；第一光电检测部，其具有射出光的第一射出部和在与上述第一射出部之间配置为夹着上述刀片的边缘部分且供由上述第一射出部射出的光入射的第一入射部，检测上述边缘部分的位置，连结上述第一射出部和上述第一入射部的第一检测轴相对于上述刀片的旋转面在倾斜方向上交叉。

Description

切削装置、传感器单元和检测方法

技术领域

本发明涉及使用刀片切削对象物的切削装置。

背景技术

例如在将形成有多个电子电路的晶片和形成的多个电子零件等单片切出技术中，已知有使用旋转磨石等刀片的作为切削装置的切割机。为了使用这种切割机进行高精度的切出，高精度地管理刀片的安装状态和刀片的形状是非常重要的。

作为可检测从载物台到刀片边缘的距离的切削装置，提出有在刀片的下方配置刀片位移检测装置的装置(参照专利文献1)。但是，这种刀片位移检测装置中具有不能检测刀片的颤动之类的问题。

另外，作为检测刀片的颤动的检测方法，提出有测定刀片到检测单元的距离的方法(参照专利文献2)。但是，为了通过这种方法进行高精度的检测，需要使用价格非常高且精密的检测单元，因此，具有实用上的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-164515号公报

专利文献2：日本特开2009-206363号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明是鉴于这种实际状况而研发的，其目的在于，提供可高精度且容易地检测刀片的颤动的切削装置。

用于解决问题的技术方案

为了达成上述目的，本发明提供一种切削装置，其特征在于，包括：

载物台，其具有设置对象物的设置面；

切削部，其具有切削所述对象物的刀片和使所述刀片以规定的旋转轴为中心进行旋转的旋转驱动部；

Z轴移动机构，其使所述载物台或所述切削部在改变所述设置面和所述旋转轴的距离的Z轴方向上移动；

X轴移动机构，其使所述载物台或所述切削部在维持所述设置面和所述旋转轴的距离的X轴方向上移动；

第一光电检测部，其具有射出光的第一射出部和在与所述第一射出部之间配置为夹着所述刀片的边缘部分且供由所述第一射出部射出的光入射的第一入射部，检测所述边缘部分的位置，

连结所述第一射出部和所述第一入射部的第一检测轴相对于所述刀片的旋转面在倾斜方向上交叉。

本发明的切削装置中，第一检测轴相对于刀片的旋转面倾斜地交叉，因此，即使在使用了比较简单的第一光电检测部的情况下，也可高精度检测刀片的颤动。

另外，例如，所述第一光电检测部也可以具有定量地检测从所述第一射出部射出且入射于所述第一入射部的光量的第一定量检测部。

这种第一光电检测部可高精度且定量地检测刀片的颤动引起的边缘部分的位置的变化。

另外，例如，也可以还具有第二光电检测部，其具有射出光的第二射出部和在与所述第二射出部之间配置为夹着所述刀片的所述边缘部分且供由所述第二射出部射出的光入射的第二入射部，检测所述边缘部分的位置。

另外，例如，连结所述第二射出部和所述第二入射部的第二检测轴也可以相对于所述刀片的所述旋转面，以与所述第一检测轴不同的角度交叉。

另外，例如，连结所述第二射出部和所述第二入射部的第二检测轴也可以沿着与所述旋转轴平行且在所述第二检测轴和所述旋转面的交点与所述刀片相接的第二外接面。

具有第一光电检测部和第二光电检测部的切削装置可高精度且定量地检测Z轴方向的边缘部分的位置和与颤动相关的Y轴方向的边缘部分的位置双方。

另外，例如，所述第二光电检测部也可以具有定量地检测从所述第二射出部射出且入射于所述第二入射部的光量的第二定量检测部。

这种第二光电检测部可高精度且定量地检测Z轴方向的边缘部分的位置和与颤动相关的Y轴方向的边缘部分的位置双方。

另外，例如，所述第二检测轴也可以相对于沿着所述第二外接面且与所述旋转轴平行的基准线构成5～85度的角(θ4)。

通过第二检测轴相对于基准线构成规定范围的角度，能够抑制第二光电检测部的检测值受到刀片的颤动的影响的程度，并紧凑地配置第一光电检测部和第二光电检测部。

另外，例如，所述第二检测轴也可以处于相对于所述旋转轴扭转的位置。

这种第二光电检测部能够以位置不与第一光电检测部重复的方式，且紧凑地配置第二射出部和第二入射部，因此，能够降低检测误差，还有助于装置的小型化。

另外，所述第二检测轴也可以与所述旋转轴平行。

具有这种第二检测轴的第二光电检测部能够防止第二光电检测部的检测值受到刀片的颤动的影响，而单独利用第二光电检测部高精度地检测刀片的Z轴方向的位置。

另外，例如，所述第一检测轴与所述刀片的所述旋转面交叉的第一交叉位置也可以是与所述第二检测轴交叉于所述刀片的所述旋转面的第二交叉位置大致相同的位置。

通过使第一交叉位置和第二交叉位置大致一致，可更高精度地检测Z轴方向的边缘部分的位置和与颤动相关的Y轴方向的边缘部分的位置双方。另外，这种切削装置中，与第一交叉位置和第二交叉位置分开的情况相比，能够降低边缘部分的位置检测中必要的运算量。

另外，例如，所述第一检测轴也可以相对于所述旋转面构成5～85度的角(θ1)。

通过设为这种角度，能够更适合地检测刀片的颤动引起的边缘部分的向Y轴方向的位置变化。

另外，例如，所述第一检测轴也可以在所述第一检测轴和所述旋转面的交点与所述刀片相接且相对于与所述旋转轴平行的第一外接面构成5～60度的角(θ3)。

通过设为这种角度，能够更高精度地检测刀片的颤动引起的边缘部分的向Y轴方向的位置变化。另外，能够避免与刀片的安装部分的干涉，且适当配置第一射出部和第一入射部。

另外，例如，所述第一检测轴也可以处于相对于所述旋转轴扭转的位置。

具有这种第一检测轴的第一光电检测部能够避免与刀片的安装部分的干涉，且紧凑地配置第一射出部和第一入射部。

另外，例如，所述第一检测轴和所述旋转轴也可以沿着共同的面。

具有这种第一检测轴的第一光电检测部能够防止产生刀片的遮蔽区域由于颤动而向Z轴正交方向的变动的现象，因此，能够抑制用于位置检测的运算量。另外，能够提高边缘部分的位置检测精度。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的切削装置的主视图和侧视图。

图2是表示图1所示的切削装置具有的传感器单元的概略图。

图3是表示图2所示的传感器单元和刀片的位置关系的局部放大图。

图4是表示第一和第二光电检测部和刀片的位置关系的概念图。

图5是用于说明第一和第二光电检测部的功能的概念图。

图6是表示刀片的位置变化和第一和第二光电检测部的检测输出的关系的概念图。

图7是表示利用第一和第二光电检测部检测刀片的Y轴方向的位置变化和Z轴方向的位置变化的方法的概念图。

图8是表示第二实施方式的切削装置所含的传感器单元的第一光电检测部和刀片的位置关系的概念图。

图9是表示第三实施方式的切削装置所含的传感器单元的第一和第二光电检测部和刀片的位置关系的概念图。

图10是表示第四实施方式的切削装置所含的传感器单元的第一和第二光电检测部和刀片的位置关系的概念图。

图11是表示第五实施方式的切削装置所含的传感器单元的第一和第二光电检测部和刀片的位置关系的概念图。

图12是本发明的第六实施方式的切削装置的主视图和侧视图。

图13是本发明的第七实施方式的切削装置的主视图和侧视图。

具体实施方式

第一实施方式

以下，基于附图所示的实施方式说明本发明。图1是本发明的第一实施方式的切削装置10的概略图。图1(a)是从刀片32的旋转轴方向即Y轴方向观察切削装置10的图，图1(b)是从与刀片32的旋转轴方向即Y轴方向正交的X轴方向观察切削装置10的图。

切削装置10具有载物台20、切削部30、固定基座12等。另外，切削装置10具有：使载物台20或切削部30移动的X轴移动机构26、Y轴移动机构39和Z轴移动机构38；检测切削部30的刀片32的位置的传感器单元18。此外，切削装置10的说明中，将刀片32的旋转轴35的延伸方向设为Y轴方向，将与Y轴方向正交的上下方向设为Z轴方向，将与Y轴方向和Z轴方向正交的方向设为X轴方向进行说明。

如图1所示，载物台20设置于固定基座12上。切削装置10的载物台20具有：具有设置作为切削的对象物的工件90的设置面23的θ载物台22、从下方支承θ载物台22的X载物台24。

θ载物台22的设置面23由可与刀片32对置的θ载物台22的上表面构成，与XY平面平行。θ载物台22能够以与Z轴方向平行的载物台旋转轴(未图示)为中心进行旋转，而能够调整工件90的姿势等。

X载物台24利用X轴移动机构26在X轴方向上被移动。随着X载物台24在X轴方向上移动，支承于X载物台24的θ载物台22和设置面23也在X轴方向上移动。这样，X轴移动机构26使载物台20在维持设置面23和刀片32的旋转轴35的距离的X轴方向上移动。作为X轴移动机构26，可举出组合了线性电动机或旋转电动机和齿轮的机构等，但没有特别限定。

如图1所示，切削部30经由突出于固定基座12的上方的支承壁14，被支承于固定基座12。由此，使切削部30的刀片32能够从上方及侧方接近设置于设置面23的工件90。

切削部30具有切削工件90的作为加工工具的刀片32。本实施方式的刀片32由圆盘状砥石构成，但作为刀片32，不限定于此。另外，切削部30具有使刀片32以规定的旋转轴35(参照图1(b))为中心旋转的作为旋转驱动部的主轴34和主轴电动机36。

刀片32固定于主轴34的Y轴负方向端部。主轴34沿着Y轴方向延伸，并连接刀片32和主轴电动机36。主轴34可绕Y轴旋转，能够使被固定的刀片32以旋转轴35为中心进行旋转。

主轴电动机36由旋转电动机构成，使主轴34和刀片32以规定的转速旋转。主轴电动机36的驱动被固定基座12内部所具备的控制部70控制。

如图1所示，切削部30经由Z轴移动机构38和Y轴移动机构39设置于支承壁14。Z轴移动机构38可移动地支承切削部30。Z轴移动机构38能够使切削部30在改变载物台20的设置面23和旋转轴35的距离的Z轴方向上移动。

另外，Y轴移动机构39将Z轴移动机构38和可移动地设置于Z轴移动机构38的切削部30支承为可在Y轴方向上移动。作为Z轴移动机构38和Y轴移动机构39，与X轴移动机构26一样，可举出组合了线性电动机或旋转电动机和齿轮的机构等，但没有特别限定。

如图1(a)所示，切削装置10具有拍摄设置于设置面23的工件90的拍摄装置16。拍摄装置16设置于切削部30，切削装置10的控制部70能够根据拍摄装置16获取的图像数据，识别工件90的姿势和形状等。

如图1(b)所示，切削装置10具有传感器单元18，该传感器单元18检测刀片32的相对于旋转轴35的固定状态，更具体而言，检测刀片32的边缘部分32a(参照图3)的相对于旋转轴35的位置。传感器单元18在载物台20的X载物台24上与θ载物台22相邻地设置。但是，作为传感器单元18的设置位置，不限定于此，如果利用X轴移动机构26、Y轴移动机构39和Z轴移动机构38等，可将刀片32配置于传感器单元18的测定位置，则传感器单元18也可以设置于任意的场所。

图2是传感器单元18的放大图。传感器单元18具有：第一光电检测部40；第二光电检测部50；用于设置第一和第二光电检测部40、50的传感器台19。如图2所示，第一光电检测部40具有射出光的第一射出部42、供由第一射出部42射出的光入射的第一入射部44。另外，与第一光电检测部40一样，第二光电检测部50具有射出光的第二射出部52、供由第二射出部52射出的光入射的第二入射部54。

图3是表示刀片32移动至传感器单元18的测定位置的状态的放大图。如图3所示，在刀片32处于测定位置的状态下，第一入射部44被配置为，在与第一射出部42之间夹着刀片32的边缘部分32a。由此，连结第一射出部42和第一入射部44的第一检测轴46通过刀片32的边缘部分32a，第一光电检测部40能够检测边缘部分32a的位置。

另外，如图3所示，第二光电检测部50的第二射出部52和第二入射部54也与第一光电检测部40的第一射出部42和第一入射部44一样。即，在刀片32处于测定位置的状态下，第二入射部54被配置为，在与第二射出部52之间夹着刀片32的边缘部分32a。由此，连结第二射出部52和第二入射部54的第二检测轴56通过刀片32的边缘部分32a，第二光电检测部50能够检测边缘部分32a的位置。

图5是说明了第二光电检测部50的位置检测的概念图。第二光电检测部50除了第二射出部52和第二入射部54之外，还具有第二发光部57和作为第二定量检测部的第二光电转换元件58。第二发光部57由LED等光源构成。由第二发光部57产生的光利用光纤等向第二射出部52传送，并从第二射出部52沿着第二检测轴56射出。

从第二射出部52射出的光的一部分入射至第二入射部54，经由光纤等向第二光电转换元件58传送。第二射出部52和第二入射部54由棱镜等构成，但没有特别限定。另外，第二光电转换元件58例如由固体拍摄元件等光电转换元件构成，定量地检测从第二射出部52射出且入射于上述第二入射部54的光量。第二光电转换元件58向第二光电转换元件58输出与传送的光量相应的电信号，并向控制部70传送。

图6是说明了利用图5所示的第二光电检测部50检测刀片32的边缘部分32a的位置的方法的概念图。图6的左侧部分表示刀片32的边缘部分32a相对位于上方的状态，图6的右侧部分表示刀片32的边缘部分32a相对位于下方的状态。

如图6所示，第二检测轴56通过刀片32的边缘部分32a，因此，从第二射出部52(参照图5)射出的光的光束区域60分成被刀片32遮蔽的遮蔽区域61a和未被刀片32遮蔽的检测区域61b。遮蔽区域61a的光未入射于第二入射部54。与之相对，未被刀片32遮蔽的检测区域61b的光入射于图5所示的第二入射部54并被第二光电转换元件58检测。

如根据图6的左侧部分和右侧部分的比较能够理解，当刀片32移动时，检测区域61b的面积变化，随之，被第二光电转换元件58检测的光量也变化。这样，第二光电检测部50能够定量地测量刀片32的边缘部分32a的位置。

图5和图6中，说明了第二光电检测部50的位置检测，但关于第一光电检测部40，也通过与第二光电检测部50同样的机构，检测刀片32的边缘部分32a的位置。即，第一光电检测部40具有：与第二发光部57同样的第一发光部、与第二光电转换元件58一样定量地检测从第一射出部42射出并入射于第一入射部44的光量的作为第一定量检测部的第一光电转换元件。另外，第一光电转换元件的检测结果与图5所示的第二光电转换元件58一样向控制部70传送。此外，从第一射出部42到第一入射部44的距离可以与从第二射出部52到第二入射部54的距离相同，也可以不同。通过将双方的距离设为相同，能够减少控制部70中的运算量。

如图2所示，切削装置10具有的传感器单元18具有第一光电检测部40和第二光电检测部50的两个检测部。如图4(a)所示，作为其中一检测部的第一光电检测部40的第一检测轴46相对于刀片32的旋转面32b在倾斜方向上交叉。

图4(a)是表示切削部30的刀片32和第一光电检测部40和第二光电检测部50的位置关系的概念图。如图4(a)所示，第一光电检测部40的第一检测轴46未相对于刀片32的旋转面32b垂直，在倾斜方向上交叉。这样，通过第一检测轴46相对于刀片32的旋转面32b在倾斜方向上交叉，第一光电检测部40能够检测刀片32的颤动(Y方向位移)。

图7(a)是表示利用第一光电检测部40检测刀片32的颤动的方法的概念图。如图7(a)所示，刀片32的颤动作为刀片32的边缘部分32a的Y轴方向的位移b而呈现。第一光电检测部40的第一检测轴46相对于旋转面32b以作为规定角度的角θ1交叉，因此，由第一光电检测部40检测的位移c和刀片32的边缘部分32a的Y轴方向的位移b通过以下的关系式(1)表示。

c＝b·cоsθ1···(1)

因此，切削部30的控制部70通过使用由第一光电检测部40检测的位移c和上述的关系式，能够检测边缘部分32a的Y轴方向的位置，并检测刀片32的颤动。此外，刀片32的旋转面32b是与刀片的旋转轴35正交的平面，能够作为包含刀片的重心位置的面进行定义。

另外，如图4(a)所示，第一实施方式的第二光电检测部50的第二检测轴56与旋转轴35平行，第二光电检测部50单独测定刀片32的偏心。这种切削装置10能够使用第一光电检测部40和第二光电检测部50双方的检测值，定量地检测刀片32的颤动和刀片32的偏芯双方。

图7(b)是表示通过第一光电检测部40和第二光电检测部50双方的输出，检测刀片32的颤动和刀片32的偏芯的方法的概念图。刀片32的偏芯作为刀片32的边缘部分32a的Z轴方向的位移a而呈现。当将第一检测轴46相对于旋转面32b交叉的角度设为θ1时，由第一光电检测部40检测的位移c1和刀片32的边缘部分32a的Y轴方向的位移b和刀片32的边缘部分32a的Z轴方向的位移a通过以下的关系式(2)表示。

c1＝a·sinθ1+b·cоsθ1···(2)

如图4所示，在第二检测轴56和旋转面32b的交叉角度(θ2)为90度的情况下，由第二光电检测部50检测的位移c2与刀片32的边缘部分32a的Z轴方向的位移a一致(关系式(3))。

c2＝a···(3)

通过将从第二光电检测部50检测的Z轴方向的位移c2代入由第一光电检测部40检测的位移c1的关系式(2)中的位移a，能够算出刀片32的边缘部分32a的Y轴方向的位移b(关系式(4))。

b＝(c1-c2·sinθ1)/cоsθ1···(4)

这样，切削装置10能够使用第一光电检测部40和第二光电检测部50双方的检测值，定量地检测刀片32的颤动和刀片32的偏芯的双方。

此外，第一实施方式中，第二检测轴56与旋转面32b交叉的角θ2不仅限定于90度，能够设为与第一检测轴56与旋转面32b交叉的角θ1不同的任意的角度。在该情况下，切削装置10的控制部70通过使用由第一和第二光电检测部40、50检测的位移和下述的关系式(4)、(5)，能够检测边缘部分32a的Y轴方向和Z轴方向的位置，并检测刀片32的颤动和偏芯。

c1＝a·sinθ1+b·cоsθ1···(4)

c2＝a·sinθ2+b·cоsθ2(其中，θ1≠θ2)···(5)

此外，图4(a)所示的实施方式中，通过第二检测轴56与旋转面32b交叉的角θ2成为90度，由第二光电检测部50检测的位移难以受到刀片32的颤动(Y轴方向的位移)的影响。因此，这种切削装置10能够减少控制部70的运算量。此外，本说明书中，如角θ1、角θ2、角θ3、角θ4，形成于检测轴和平面或直线之间的角由形成于检测轴和平面或直线之间的角中较窄一方限定，检测轴和平面或直线构成的角在0～90度的范围内被限定。

图4(b)是表示第一光电检测部40的第一检测轴46和刀片32的旋转面32b交叉的第一交叉位置32c的概念图。此外，图4(b)中，关于第二光电检测部50，仅显示第二检测轴56和旋转面32b交叉的第二交叉位置32d。另外，图4(b)中，透视地显示有刀片32。

如图4(b)所示，第一检测轴46与刀片32的旋转面32b交叉的第一交叉位置32c和第二检测轴56与刀片32的旋转面32b交叉的第二交叉位置32d成为大致相同的位置。由此，能够利用第一光电检测部40和第二光电检测部50，大致略同时地测量特定的边缘部分32a，因此，能够提高检测结果的精度。另外，能够减少用于校正第一光电检测部40和第二光电检测部50的检测定时的偏差的运算，因此，也能够减少控制部70的运算量。

此外，如图4(b)所示，第一交叉位置32c和第二交叉位置32d可以完全一致，但也可以稍微偏差地配置。例如，从提高检测精度的观点来看，优选使两者的位置大致一致，以使第一交叉位置32c和第二交叉位置32d的错位成为1mm以下的范围。

另外，如图3和图4所示，第一光电检测部40的第一检测轴46处于不仅只相对于旋转面32b倾斜地交叉，而且相对于刀片32的旋转轴35(Y轴方向)扭转的位置。如图4所示，刀片32利用刀片固定部33固定于主轴34，但通过将第一检测轴46设为相对于旋转轴35扭转的位置，能够使第一射出部42和第一入射部44和刀片固定部33不干涉且紧凑地配置第一光电检测部40。此外，扭转的位置是指，处于空间中的两个直线不平行，且不交叉时的位置关系。

这样，使用图1～图7说明的切削装置10的第一检测轴46相对于刀片32的旋转面32b倾斜地交叉，因此，能够使用比较简单的第一光电检测部40高精度检测刀片32的颤动。如果图4所示的第一检测轴46相对于旋转面32b构成的角θ1为通过数式(1)能够检测刀片32的颤动的角度，则没有特别限定，例如，从特别高精度地检测刀片的颤动的观点来看，优选设为5～85度，进一步优选设为45～75度。

第二实施方式

另外，图3和图4所示的第一和第二光电检测部40、50和刀片32的位置关系为一例，具有各种不同的结构的传感器单元的切削装置包含于本发明的技术范围中。图8是表示本发明的第二实施方式的切削装置所含的传感器单元的第一光电检测部140和刀片32的位置关系的概念图。

如图8所示，与图4所示的第一光电检测部40一样，第一光电检测部140具有第一射出部142和第一入射部144。但是，第一光电检测部140的第一射出部142和第一入射部144的配置与图4所示的第一光电检测部40不同，连结第一射出部142和第一入射部144的第一检测轴146未处于相对于旋转轴(Y轴方向)扭转的位置。

即，第一光电检测部140的第一检测轴146和旋转轴(Y轴方向)沿着共同的面(YZ平面)。具有这种第一检测轴146的第一光电检测部140能够防止产生刀片32的遮蔽区域(参照图6)由于颤动而向Z轴正交方向的位移的现象，因此，能够抑制用于位置检测的运算量。

另外，如图8所示，第一检测轴146在第一检测轴146和旋转面32b的交点与刀片32相接且相对于与旋转轴(Y轴方向)平行的第一外接面64构成规定的角θ3，角θ3优选为5～60度，进一步优选为15～45度。通过将角θ3设为这种范围，能够高精度地检测刀片32的位置，并且能够将第一射出部142和第一入射部144适当配置于不与刀片固定部33接触的位置。

如图8所示，传感器单元可以仅具有第一光电检测部140，也可以不具有第二光电检测部。但是，在这种情况下，优选切削装置具有能够检测刀片32的偏芯的另一检测单元。

第三实施方式

图9是表示本发明的第三实施方式的切削装置所含的传感器单元的第一光电检测部240和第二光电检测部50和刀片32的位置关系的概念图。图9(a)表示从X轴正方向侧观察刀片32的状态，图9(b)表示从Z轴正方向侧观察刀片32的状态。

如从图9(a)和图9(b)能够理解，第三实施方式中，第一检测轴246与旋转面32b交叉的第一交叉位置232c(图9(b))和第二检测轴56与旋转面32b交叉的第二交叉位置32d大幅分离。如图9所示，即使第一交叉位置232c和第二交叉位置32d大幅分离(图9中，配置于相差90度的位置)，通过基于刀片32的转速等，校正第一光电检测部240和第二光电检测部50的检测定时的偏差，第三实施方式的传感器单元也与第一实施方式的传感器单元18一样，能够检测刀片32的边缘部分32a的位置。

此外，图9所示的第一光电检测部240除了第一射出部242和第一入射部244相对于刀片32的配置不同之外，与图8所示的第一光电检测部140一样。另外，图9所示的第二光电检测部50与图4所示的第二光电检测部50一样。第三实施方式的切削装置也实现与第一实施方式的切削装置10一样的效果。

第四实施方式

图10是表示本发明的第四实施方式的切削装置所含的传感器单元的第一光电检测部140和第二光电检测部50和刀片32的位置关系的概念图。图10所示的传感器单元中，第一光电检测部140中连结第一射出部142和第一入射部144的第一检测轴146与YZ平面平行地配置，第二光电检测部50中连结第二射出部52和第二入射部54的第二检测轴56也与YZ平面平行地配置。

图10所示的第一光电检测部140与图8所示的第一光电检测部140一样，图10所示的第二光电检测部50与图4所示的第二光电检测部50一样。第四实施方式的切削装置也实现与第一实施方式的切削装置10一样的效果。

第五实施方式

图11是表示本发明的第五实施方式的切削装置所含的传感器单元的第一光电检测部140和第二光电检测部350和刀片32的位置关系的概念图。图11(a)表示从X轴正方向侧观察刀片32的状态，图11(b)表示从Z轴正方向侧观察第二光电检测部350的状态。此外，图11(b)中，省略刀片固定部33的显示，仅将刀片32以虚线显示。

如图11(a)所示，第二光电检测部350中连结第二射出部352和第二入射部354的第二检测轴356与图4所示的第二检测轴56不同，处于相对于旋转轴(Y轴方向)扭转的位置。即，第二检测轴356虽然沿着与旋转轴(Y轴方向)平行且在第二检测轴356和旋转面32b的交点与刀片32相接的第二外接面66，但不与旋转轴(Y轴方向)平行。

如图11(b)所示，第二检测轴356相对于沿着第二外接面66(参照图11(a))且与旋转轴(Y轴方向)平行的基准线68，构成不是0度的规定的角θ4。作为角θ4，没有特别限定，例如优选设为5～85度，优选设为30～60度。通过将角θ4设为优选的范围，能够容易地避免第一光电检测部140和第二光电检测部350的干涉，因此，这种传感器单元在小型化的观点上是有利的。

此外，图11所示的第一光电检测部140与图8所示的第一光电检测部140一样，图11所示的第二光电检测部350除了第二检测轴356等配置不同之外，与图4所示的第二光电检测部50一样。第五实施方式的切削装置也实现与第一实施方式的切削装置10一样的效果。

如图4和图8～图11所示，第一光电检测部40、140和第二光电检测部50、350可相对于刀片32以各种角度配置。另外，各实施方式的第一射出部42、142和第一入射部44、144的位置能够调换，第二射出部52、352和第二入射部54、354的位置也能够调换。

第六实施方式

图12(a)和图12(b)是第六实施方式的切削装置410的外观图。切削装置410除了传感器单元418的配置与第一实施方式的切削装置10不同之外，与切削装置10一样。

切削装置410的传感器单元418相对于具有设置面23的θ载物台22在X轴方向上相邻地配置。这种切削装置410中，例如使刀片32移动至传感器单元418的检测位置来检测刀片32的偏芯和颤动之后，直接移动X载物台24，由此，刀片32可切削工件90。另外，与该情况相反，当刀片32切削工件90时，直接移动X载物台24，由此，可使刀片32移动至传感器单元418的检测位置来检测刀片32的偏芯和颤动。另外，切削装置410实现与切削装置10一样的效果。

第七实施方式

图13(a)和图13(b)是第七实施方式的切削装置510的外观图。切削装置510除了传感器单元518的配置与第一实施方式的切削装置10不同之外，与切削装置10一样。

切削装置510的传感器单元518配置于具有设置面23的θ载物台22上。具有这种传感器单元518的切削装置510也能够与切削装置10一样地检测刀片32的位置，实现与切削装置10一样的效果。

如图1、图12和图13所示，具有第一光电检测部40、140和第二光电检测部50、350的传感器单元18、418、518可配置于切削装置10的各个位置。另外，图1、图12和图13所示的Z轴移动机构38使切削部30在Z轴方向上移动，但也可以与之不同，Z轴移动机构使载物台20在Z轴方向上移动。另外，图1、图12和图13所示的X轴移动机构26使载物台20在X轴方向上移动，但也可以与之不同，X轴移动机构使切削部30在X轴方向上移动。

此外，切削装置10也可以基于由传感器单元18、418、518检测的与刀片32的颤动和偏芯相关的信息，进行校正刀片32的偏芯的动作和抑制刀片32的颤动的动作。另外，切削装置10也可以存储由传感器单元18、418、518检测的与刀片32的颤动和偏芯相关的信息，另外，在刀片32的颤动和偏芯超过规定的阈值的情况下，也可以进行规定的警告动作等。

符号说明

10、410、510…切削装置

12…固定基座

14…支承壁

16…拍摄装置

18、418、518…传感器单元

19…传感器台

20…载物台

22…θ载物台

23…设置面

24…X载物台

26…X轴移动机构

30…切削部

32…刀片

32a…边缘部分

32b…旋转面

32c、232c…第一交叉位置

32d…第二交叉位置

33…刀片固定部

34…主轴

35…旋转轴

36…主轴电动机

38…Z轴移动机构

39…Y轴移动机构

40、140、240…第一光电检测部

42、142、242…第一射出部

44、144、244…第一入射部

46、146、246…第一检测轴

50…第二光电检测部

52…第二射出部

54…第二入射部

56…第二检测轴

57…发光部

58…第二光电转换元件

60…光束区域

61a…遮蔽区域

61b…检测区域

64…第一外接面

66…第二外接面

68…基准线

70…控制部

90…工件

θ1、θ2、θ3、θ4…角。

Claims (31)

1.一种切削装置，其特征在于，包括：

载物台，其具有设置对象物的设置面；

切削部，其具有切削所述对象物的刀片和使所述刀片以规定的旋转轴为中心进行旋转的旋转驱动部；

Z轴移动机构，其使所述载物台或所述切削部在改变所述设置面与所述旋转轴的距离的Z轴方向上移动；

X轴移动机构，其使所述载物台或所述切削部在维持所述设置面与所述旋转轴的距离的X轴方向上移动；和

第一光电检测部，其包括射出光的第一射出部和在与所述第一射出部之间配置为夹着所述刀片的边缘部分且供由所述第一射出部射出的光入射的第一入射部，检测所述边缘部分的位置的变化，

连结所述第一射出部和所述第一入射部的第一检测轴相对于所述刀片的旋转面在倾斜方向上交叉。

2.根据权利要求1所述的切削装置，其特征在于，

所述第一光电检测部具有定量地检测从所述第一射出部射出且入射到所述第一入射部的光量的第一定量检测部。

3.根据权利要求1或2所述的切削装置，其特征在于，

还具有第二光电检测部，其包括射出光的第二射出部和在与所述第二射出部之间配置为夹着所述刀片的所述边缘部分且供由所述第二射出部射出的光入射的第二入射部，检测所述边缘部分的位置的变化，

连结所述第二射出部和所述第二入射部的第二检测轴相对于所述刀片的所述旋转面，以与所述第一检测轴不同的角度交叉。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的切削装置，其特征在于，

还具有第二光电检测部，其包括射出光的第二射出部和在与所述第二射出部之间配置为夹着所述刀片的所述边缘部分且供由所述第二射出部射出的光入射的第二入射部，检测所述边缘部分的位置的变化，

连结所述第二射出部和所述第二入射部的第二检测轴沿着与所述旋转轴平行且在所述第二检测轴和所述旋转面的交点与所述刀片相接的第二外接面。

5.根据权利要求3或4所述的切削装置，其特征在于，

所述第二光电检测部具有定量地检测从所述第二射出部射出且入射于所述第二入射部的光量的第二定量检测部。

6.根据权利要求3～5中任一项所述的切削装置，其特征在于，

所述第二检测轴相对于沿着所述第二外接面且与所述旋转轴平行的基准线构成5～85度的角。

7.根据权利要求3～5中任一项所述的切削装置，其特征在于，

所述第二检测轴处于相对于所述旋转轴扭转的位置。

8.根据权利要求3～5中任一项所述的切削装置，其特征在于，

所述第二检测轴与所述旋转轴平行。

9.根据权利要求3～8中任一项所述的切削装置，其特征在于，

所述第一检测轴与所述刀片的所述旋转面交叉的第一交叉位置是与所述第二检测轴交叉于所述刀片的所述旋转面的第二交叉位置大致相同的位置。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的切削装置，其特征在于，

所述第一检测轴相对于所述旋转面构成5～85度的角。

11.根据权利要求1～9中任一项所述的切削装置，其特征在于，

所述第一检测轴在所述第一检测轴和所述旋转面的交点与所述刀片相接且相对于与所述旋转轴平行的第一外接面构成5～60度的角。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的切削装置，其特征在于，

所述第一检测轴处于相对于所述旋转轴扭转的位置。

13.根据权利要求1～11中任一项所述的切削装置，其特征在于，

所述第一检测轴和所述旋转轴沿着共同的面。

14.一种传感器单元，检测旋转的圆盘状的刀片，其特征在于，

具有检测所述边缘部分的位置的变化的第一光电检测部，

第一光电检测部包括：

第一射出部，其射出光；和

第一入射部，其在与所述第一射出部之间配置为夹着所述刀片的边缘部分，且供由所述第一射出部射出的光入射，

连结所述第一射出部和所述第一入射部的第一检测轴相对于所述刀片的旋转面在倾斜方向上交叉。

15.根据权利要求14所述的传感器单元，其特征在于，

所述第一光电检测部具有定量地检测从所述第一射出部射出且入射于所述第一入射部的光量的第一定量检测部。

16.根据权利要求14或15所述的传感器单元，其特征在于，

还具有第二光电检测部，其包括射出光的第二射出部和在与所述第二射出部之间配置为夹着所述刀片的所述边缘部分且供由所述第二射出部射出的光入射的第二入射部，检测所述边缘部分的位置的变化，

连结所述第二射出部和所述第二入射部的第二检测轴相对于所述刀片的所述旋转面，以与所述第一检测轴不同的角度交叉。

17.根据权利要求14～16中任一项所述的传感器单元，其特征在于，

还具有第二光电检测部，其包括射出光的第二射出部和在与所述第二射出部之间配置为夹着所述刀片的所述边缘部分且供由所述第二射出部射出的光入射的第二入射部，检测所述边缘部分的位置的变化，

连结所述第二射出部和所述第二入射部的第二检测轴沿着与所述刀片的旋转轴平行且在所述第二检测轴和所述旋转面的交点与所述刀片相接的第二外接面。

18.根据权利要求16或17所述的传感器单元，其特征在于，

所述第二光电检测部具有定量地检测从所述第二射出部射出且入射于所述第二入射部的光量的第二定量检测部。

19.根据权利要求16～18中任一项所述的传感器单元，其特征在于，

所述第二检测轴相对于沿着所述第二外接面且与所述刀片的旋转轴平行的基准线构成5～85度的角。

20.根据权利要求16～18中任一项所述的传感器单元，其特征在于，

所述第二检测轴处于相对于所述刀片的旋转轴扭转的位置。

21.根据权利要求16～18中任一项所述的传感器单元，其特征在于，

所述第二检测轴与所述刀片的旋转轴平行。

22.根据权利要求16～21中任一项所述的传感器单元，其特征在于，

所述第一检测轴与所述刀片的所述旋转面交叉的第一交叉位置是与所述第二检测轴交叉于所述刀片的所述旋转面的第二交叉位置大致相同的位置。

23.根据权利要求14～22中任一项所述的传感器单元，其特征在于，

所述第一检测轴相对于所述旋转面构成5～85度的角。

24.根据权利要求14～22中任一项所述的传感器单元，其特征在于，

所述第一检测轴在所述第一检测轴和所述旋转面的交点与所述刀片相接且相对于与所述旋转轴平行的第一外接面构成5～60度的角。

25.根据权利要求14～24中任一项所述的传感器单元，其特征在于，

所述第一检测轴处于相对于所述刀片的旋转轴扭转的位置。

26.根据权利要求14～24中任一项所述的传感器单元，其特征在于，

所述第一检测轴和所述刀片的旋转轴沿着共同的面。

27.一种检测方法，检测旋转的圆盘状的刀片的位置变化，其特征在于，

将包括配置为夹着所述刀片的边缘部分的第一射出部和第一入射部的第一光电检测部、以及包括配置为夹着所述刀片的边缘部分的第二射出部和第二入射部的第二光电检测部配置为使所述第一光电检测部的第一检测轴和所述第二光电检测部的第二检测轴以不同的角度与所述刀片的旋转面交叉，

所述第一光电检测部定量地检测向所述第一入射部入射的光量的伴随所述刀片的旋转的变化且检测第一位移，

所述第二光电检测部定量地检测向所述第二入射部入射的光量的伴随所述刀片的旋转的变化且检测第二位移，

使用所述第一位移、所述第二位移、所述第一检测轴和所述第二检测轴与所述旋转面的角度，求得所述刀片的所述旋转轴方向位移。

28.根据权利要求27所述的检测方法，其特征在于，

在相对于所述旋转面倾斜的方向上配置所述第一检测轴。

29.根据权利要求27或28所述的检测方法，其特征在于，

与所述旋转面大致垂直地配置所述第二检测轴。

30.根据权利要求27～29中任一项所述的检测方法，其特征在于，

所述第一位移包含所述刀片的颤动和偏心双方的成分。

31.根据权利要求29所述的检测方法，其特征在于，

所述第二位移仅包含所述刀片的偏心成分。

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