CN114683427A - 辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供辅助装置，该辅助装置能够自动更换切削刀具，并且能够在日后安装于已经交货给用户的切削装置。与切削装置连结的辅助装置包含：切削刀具保管单元，其保管多个切削刀具；搬出搬入单元，其从切削刀具保管单元搬出和搬入切削刀具；Y轴方向定位单元，其将搬出搬入单元相对于切削刀具保管单元定位于Y轴方向的作用位置和退避位置；Z轴移动机构，其使搬出搬入单元沿Z轴方向移动；以及X轴移动机构，其使搬出搬入单元沿X轴方向移动而对安装于切削装置的切削单元的主轴的切削刀具发挥作用。

Description

辅助装置

技术领域

本发明涉及与切削装置连结的辅助装置。

背景技术

由交叉的多条分割预定线划分而在正面形成有IC、LSI等多个器件的晶片被切削装置分割成各个器件芯片，分割出的各器件芯片用于移动电话、个人计算机等电气设备。

切削装置具有：卡盘工作台，其具有对晶片进行保持的保持面；切削单元，其利用固定螺母安装有对卡盘工作台所保持的晶片进行切削的切削刀具；X轴进给构件，其将卡盘工作台沿X轴方向进行加工进给；Y轴进给构件，其将切削单元沿与X轴方向垂直的Y轴方向进行分度进给；以及Z轴进给构件，其将切削单元沿与X轴方向和Y轴方向垂直的Z轴方向进行切入进给，保持面由X轴方向和Y轴方向规定，能够高精度地将晶片分割成各个器件芯片。

另外，本申请人提出了能够自动更换安装于切削单元的切削刀具的自动更换装置(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2007-98536号公报

但是，存在难以在日后将自动更换装置安装于已经交货给用户的切削装置这样的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种辅助装置，该辅助装置能够自动地更换切削刀具，并且能够在日后安装于已经交货给用户的切削装置。

根据本发明，提供一种辅助装置，其与切削装置连结，该切削装置具有：卡盘工作台，其具有对被加工物进行保持的保持面；切削单元，其利用固定螺母安装有对该卡盘工作台所保持的被加工物进行切削的切削刀具；X轴进给构件，其将该卡盘工作台沿X轴方向进行加工进给；Y轴进给构件，其将该切削单元沿与该X轴方向垂直的Y轴方向进行分度进给；以及Z轴进给构件，其将该切削单元沿与该X轴方向和该Y轴方向垂直的Z轴方向进行切入进给，该保持面由该X轴方向和该Y轴方向规定，其中，该辅助装置具有：切削刀具保管单元，其保管多个切削刀具；搬出搬入单元，其从该切削刀具保管单元搬出和搬入切削刀具；Y轴方向定位单元，其将该搬出搬入单元相对于该切削刀具保管单元定位于Y轴方向的作用位置和退避位置；Z轴移动机构，其使该搬出搬入单元沿Z轴方向移动；以及X轴移动机构，其使该搬出搬入单元沿X轴方向移动而对安装于该切削单元的主轴的切削刀具发挥作用。

优选的是，该切削刀具保管单元包含：驱动齿轮，其具有沿Y轴方向延伸的第一旋转轴；从动齿轮，其与该驱动齿轮沿Z轴方向分离，具有沿Y轴方向延伸的第二旋转轴；无限轨道，其卷绕于该驱动齿轮和该从动齿轮；以及支承轴，其沿Y轴方向延伸，以规定的间隔配设于该无限轨道，该支承轴插入于切削刀具的中央开口部而对切削刀具进行支承。优选的是，该辅助装置能够调整该驱动齿轮与该从动齿轮的Z轴方向上的间隔，并且还能够调整该无限轨道的长度。

优选的是，该搬出搬入单元包含：Z旋转轴，其沿Z轴方向延伸；刀具保持部，其与该Z旋转轴呈放射状连结，对切削刀具进行吸引保持；以及固定螺母保持部，其将该固定螺母与形成于该主轴的前端的外螺纹螺合或者从该外螺纹旋脱，该搬出搬入单元针对一个该固定螺母保持部具有两个该刀具保持部。

优选的是，该搬出搬入单元配设于框体，该框体由配设于升降工作台的沿Y轴方向延伸的导轨支承为能够滑动，该框体通过该Y轴方向定位单元而相对于该切削刀具保管单元被定位于Y轴方向的该作用位置和该退避位置。

优选的是，该搬出搬入单元配设于第一移动体，该第一移动体配设于该框体的内部，该第一移动体以悬挂在配设于第二移动体的下部的沿X轴方向延伸的第一导轨上的状态被支承为能够滑动，该第二移动体以悬挂在配设于该框体的顶部的沿X轴方向延伸的第二导轨上的状态被支承为能够滑动，该搬出搬入单元构成为通过该第一移动体和该第二移动体沿X轴方向进出自如。

优选的是，在该框体的底部配设有收纳用于对切削刀具进行修整的修整板的修整板收纳部，在该第一移动体上配设有对该修整板收纳部所收纳的修整板进行保持的保持构件。

优选的是，在该框体的底部配设有端面修正治具收纳部，该端面修正治具收纳部收纳用于修整安装凸缘的外周端面的端面修正治具，该安装凸缘形成于该切削单元的主轴的前端而对切削刀具的背部进行支承，端面修正治具由配设于该第一移动体的该保持构件保持。

本发明的辅助装置能够在日后安装于已经交货给用户的切削装置。

附图说明

图1是本发明实施方式的辅助装置的立体图。

图2是图1所示的切削刀具保管单元的分解立体图。

图3是图2所示的支承轴的立体图。

图4是图2所示的支承轴的剖视图。

图5是图1所示的搬出搬入单元的立体图。

图6是图1所示的框体、升降工作台以及基座架台的分解立体图。

图7是图1所示的框体的分解立体图。

图8是配设有保持构件的框体的分解立体图。

图9是图8所示的修整板和端面修正治具的立体图。

图10是供图1所示的辅助装置连结的切削装置的立体图。

图11是图10所示的卡盘工作台的立体图。

图12是图10所示的切削单元的立体图。

图13是图12所示的刀具罩开放的状态下的切削单元的立体图。

图14是图10所示的切削单元的分解立体图。

图15是示出图1所示的辅助装置与图10所示的切削装置连结的状态的立体图。

图16是示出图1所示的辅助装置的切削刀具保管单元与搬出搬入单元相对的状态的立体图。

图17是示出框体从图16所示的状态朝向切削刀具保管单元前进的状态的立体图。

图18是示出框体从图17所示的状态后退并且升降工作台上升的状态的立体图。

图19是示出第一移动体从图18所示的状态朝向切削装置前进的状态的立体图。

图20是示出第二移动体从图19所示的状态朝向切削装置前进的状态的立体图。

图21是示出通过图8所示的搬出搬入单元搬入修整板的状态的立体图。

图22是示出通过图8所示的搬出搬入单元搬入端面修正治具的状态的立体图。

标号说明

2：辅助装置；4：切削刀具保管单元；6：搬出搬入单元；8：Y轴方向定位单元；10：Z轴移动机构；12：X轴移动机构；14：旋转轴；16：驱动齿轮；18：旋转轴；20：从动齿轮；22：无限轨道；24：支承轴；36：切削刀具；38a：中央开口部；46：Z旋转轴；48：刀具保持部；50：固定螺母保持部；74：框体；76：升降工作台；80：底部(框体)；84：顶部(框体)；92：导轨(升降工作台)；112：第一移动体；114：第二移动体；116：第一导轨；118：第二导轨；142：修整板；144：修整板收纳部；146：保持构件；156：端面修正治具；158：端面修正治具收纳部。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明实施方式的辅助装置进行说明。

参照图1进行说明，整体用标号2表示的辅助装置至少具有：切削刀具保管单元4，其保管多个切削刀具；搬出搬入单元6，其从切削刀具保管单元4搬出和搬入切削刀具；Y轴方向定位单元8，其将搬出搬入单元6相对于切削刀具保管单元4定位于Y轴方向的作用位置和退避位置；Z轴移动机构10，其使搬出搬入单元6沿Z轴方向移动；以及X轴移动机构12，其使搬出搬入单元6沿X轴方向移动而对安装于切削装置的切削单元的主轴的切削刀具发挥作用。另外，X轴方向是图1中箭头X所示的方向，Y轴方向是图1中箭头Y所示的方向，是与X轴方向垂直的方向，Z轴方向是图1中箭头Z所示的方向，是与X轴方向和Y轴方向垂直的上下方向。另外，X轴方向和Y轴方向所规定的平面实质上水平。

如图2所示，切削刀具保管单元4包含：驱动齿轮16，其具有沿Y轴方向延伸的旋转轴14；从动齿轮20，其与驱动齿轮16沿Z轴方向分离，具有沿Y轴方向延伸的旋转轴18；无限轨道22，其卷绕于驱动齿轮16和从动齿轮20；以及支承轴24，其沿Y轴方向延伸，以规定的间隔配设于无限轨道22，该支承轴24插入于切削刀具的中央开口部而对切削刀具进行支承。

参照图1和图2进行说明，本实施方式的切削刀具保管单元4包含：基板26(参照图1)；支承壁28，其从基板26的上表面向上方延伸；以及电动机30，其固定于支承壁28的一面。如图2所示，电动机30与驱动齿轮16的旋转轴14连结，电动机30使驱动齿轮16以Y轴方向为轴心进行旋转。

如图2所示，从动齿轮20配置于驱动齿轮16的上方，从动齿轮20的旋转轴18被支承壁28支承为以Y轴方向为轴心旋转自如且沿Z轴方向升降自如。在支承壁28上设置有使从动齿轮20沿Z轴方向升降的升降构件(未图示)。升降构件可以是具有与从动齿轮20的旋转轴18连结且沿Z轴方向延伸的滚珠丝杠和使该滚珠丝杠进行旋转的电动机的结构。

无限轨道22由相互连结的多个连杆片(省略标号)构成，卷绕于驱动齿轮16和从动齿轮20。无限轨道22随着驱动齿轮16通过电动机30进行旋转而旋转。

在本实施方式的切削刀具保管单元4中，通过利用升降构件改变从动齿轮20的Z轴方向的位置，能够调整驱动齿轮16与从动齿轮20的Z轴方向的间隔。另外，在切削刀具保管单元4中，通过适当增减无限轨道22的连杆片的数量，还能够调整无限轨道22的长度。

如图2所示，支承轴24隔开规定的间隔而在无限轨道22上配设有多个。另外，像通过与图2一起参照图3所理解的那样，支承轴24具有与无限轨道22连结的圆柱状的基部32和从基部32的端面沿Y轴方向延伸的圆柱状的轴部34。轴部34的直径小于基部32的直径。

图3还示出了被支承轴24支承的切削刀具36。切削刀具36具有环状的基台38和固定于基台38的外周部的环状的切削刃40。基台38可以由铝合金等适当的金属材料形成。在基台38的中央部设置有圆形的中央开口部38a。切削刃40由金刚石等磨粒和金属或树脂等结合材料形成为规定的厚度(例如10μm～30μm左右)，从基台38的外周缘向径向外侧突出。

在支承轴24中，轴部34插入于切削刀具36的中央开口部38a，通过轴部34对多个(例如5个)切削刀具36进行支承。在本实施方式中，像通过参照图2所理解的那样，切削刀具36支承于多个支承轴24中的半数的支承轴24。另外，如图3所示，在轴部34的前端侧沿周向隔开间隔地安装有用于防止由轴部34支承的切削刀具36飞出的多个球柱塞42。

如图4所示，在支承轴24的各基部32的内部形成有流路32a，与各流路32a的一端部连通的多个流路22a形成于无限轨道22。如图2所示，各流路32a的另一端部在比轴部34靠径向外侧的基部32的端面开口。另外，如图2所示，在支承壁28上设置有在驱动齿轮16的下方沿Y轴方向突出的空气喷嘴44，空气喷嘴44与高压空气提供构件(未图示)连接。在本实施方式中，在伴随无限轨道22的旋转的支承轴24的轨道上，位于最下端的支承轴24与空气喷嘴44的前端相对。

而且，在将位于轴部34的前端侧的切削刀具36搬出的情况下，通过从空气喷嘴44经由无限轨道22的流路22a向位于最下端的支承轴24的基部32的流路32a提供高压空气，能够将残留于轴部34的切削刀具36向轴部34的前端侧推出。但是，由于球柱塞42的作用，切削刀具36不会从轴部34落下。

参照图5对搬出搬入单元6进行说明。搬出搬入单元6至少具有：Z旋转轴46，其沿Z轴方向延伸；刀具保持部48，其与Z旋转轴46呈放射状连结，对切削刀具36进行吸引保持；以及固定螺母保持部50，其将固定螺母与形成于切削装置的主轴的前端的外螺纹螺合或者从该外螺纹旋脱。

如图5所示，本实施方式的搬出搬入单元6还具有壳体52，壳体52具有正六边形状的顶板54和从顶板54的周缘垂下的矩形板状的6个侧壁56。上述Z旋转轴46从顶板54的上表面突出。在壳体52的内部收纳有与Z旋转轴46连结的电动机(未图示)。

在本实施方式中，在壳体52的6个侧壁56中的4个侧壁56上安装有刀具保持部48，在2个侧壁56上安装有固定螺母保持部50，2个固定螺母保持部50设置于对置的一对侧壁56。这样，搬出搬入单元6针对1个固定螺母保持部50具有2个刀具保持部48。

刀具保持部48形成为圆筒状，在刀具保持部48的端面58上设置有能够接受上述支承轴24的轴部34和切削装置的主轴的前端部的圆形的中央开口部60以及在中央开口部60的周围沿周向隔开等间隔地配置的多个吸引孔62。各吸引孔62与吸引构件(未图示)连接。

在刀具保持部48被定位于刀具保持部48的端面58与切削刀具保管单元4所保管的切削刀具36的基台38接触的位置的状态下，利用吸引构件在各吸引孔62中生成吸引力，由此对切削刀具36进行吸引保持。

参照图5继续进行说明，固定螺母保持部50包含：圆筒状的壳体64，其固定于壳体52的侧壁56；环状的旋转体66，其旋转自如地收纳于壳体64的内部；以及电动机(未图示)，其使旋转体66进行旋转。

在旋转体66上形成有能够接受切削装置的主轴的前端部的中央开口部68。在旋转体66的端面66a上，多个吸引孔70和多个销72交替地沿周向隔开间隔地设置。各吸引孔70与吸引构件(未图示)连接。销72通过内置于旋转体66的弹簧(未图示)而被定位于从旋转体66的端面66a突出的位置(图5所示的位置)，并且当朝向旋转体66的内部被按压时，弹簧收缩而收纳于旋转体66的内部。另外，销72与形成于固定螺母的销孔的位置对应地配置。

在固定螺母保持部50中，在利用吸引构件在各吸引孔70中生成吸引力而对固定螺母进行吸引保持，并且将销72插入到形成于固定螺母的销孔的状态下，通过电动机使旋转体66进行旋转，从而能够将用于将切削刀具36固定于切削装置的主轴的固定螺母与形成于主轴的前端的外螺纹螺合或者从该外螺纹旋脱。

另外，在将固定螺母从主轴旋脱(卸下)时，即使在固定螺母保持部50的销72的位置与固定螺母的销孔的位置偏移的情况下，在将旋转体66的端面66a定位在安装于主轴的固定螺母的端面，将销72收纳于旋转体66的内部之后，当通过旋转体66使电动机进行旋转时，销72也在销72的位置与销孔的位置匹配时被弹簧推出，从而销72插入于销孔。

在本实施方式中，如图1所示，能够如上述那样构成的搬出搬入单元6配设在框体74的内部。框体74被升降工作台76支承为沿Y轴方向移动自如，升降工作台76被基座架台78支承为沿Z轴方向升降自如。

与图1一起参照图6进行说明，框体74包含：矩形板状的底部80；4个支柱82，它们从底部80的上表面四角向上方延伸；以及板状的顶部84(参照图1)，其固定于各支柱82的上端。在底部80的下表面沿X轴方向隔开间隔地设置有一对形成有沿Y轴方向延伸的槽86a的被引导部件86。

升降工作台76包含矩形板状的顶板88和从顶板88的下表面四角向下方延伸的4个圆柱状的腿部90。在顶板88的上表面设置有在X轴方向上隔开间隔地沿Y轴方向延伸的一对导轨92，一对导轨92滑动自如地嵌合于框体74的一对被引导部件86的槽86a。

另外，在升降工作台76的顶板88的上表面设置有Y轴方向定位单元8。Y轴方向定位单元8具有在一对导轨92之间沿Y轴方向延伸的滚珠丝杠94和使滚珠丝杠94进行旋转的电动机96。滚珠丝杠94的螺母部(未图示)固定于框体74的底部80的下表面。

在Y轴方向定位单元8中，通过滚珠丝杠94将电动机96的旋转运动转换为直线运动而传递至框体74，使框体74沿着一对导轨92在Y轴方向上移动。这样，配设有搬出搬入单元6的框体74被配设于升降工作台76的沿Y轴方向延伸的导轨92支承为能够滑动，并通过Y轴方向定位单元8而相对于切削刀具保管单元4被定位于Y轴方向的作用位置和退避位置。

上述作用位置是搬出搬入单元6的刀具保持部48接近切削刀具保管单元4的位置，是能够利用刀具保持部48对切削刀具保管单元4所支承的切削刀具36进行吸引保持的位置。另外，上述退避位置是搬出搬入单元6的刀具保持部48比上述作用位置远离切削刀具保管单元4的位置。

如图6所示，基座架台78包含框架98和固定于框架98的上部的矩形状的基板100。在基板100的四角形成有供升降工作台76的腿部90滑动自如地插入的4个圆形孔102。另外，在基板100的中央部形成有内螺纹104。

参照图6继续进行说明，升降工作台76和基座架台78与Z轴移动机构10连结。Z轴移动机构10包含：滚珠丝杠106，其沿Z轴方向延伸；电动机108，其使滚珠丝杠106进行旋转；以及连结板110，其固定于电动机108的上端。滚珠丝杠106与基板100的内螺纹104螺合。连结板110通过螺栓(未图示)等适当的连结构件固定于升降工作台76的顶板88的下表面。

在Z轴移动机构10中，通过滚珠丝杠106将电动机108的旋转运动转换为直线运动，使升降工作台76相对于基座架台78升降，由此使配设有搬出搬入单元6的框体74沿Z轴方向移动。

参照图7进行说明，搬出搬入单元6配设在配设于框体74的内部的第一移动体112上，第一移动体112以悬挂在配设于第二移动体114的下部的沿X轴方向延伸的第一导轨116上的状态被支承为能够滑动，第二移动体114以悬挂在配设于框体74的顶部84的沿X轴方向延伸的第二导轨118上的状态被支承为能够滑动。

第一移动体112具有矩形板状的主体120。在主体120的中央部形成有圆形孔122。搬出搬入单元6的Z旋转轴46插入于圆形孔122，Z旋转轴46以不能旋转的方式固定于主体120。当与Z旋转轴46连结的搬出搬入单元6的电动机进行驱动时，搬出搬入单元6的壳体52相对于第一移动体112进行旋转，刀具保持部48和固定螺母保持部50被定位成任意的朝向。

在第一移动体112的主体120的上表面沿Y轴方向隔开间隔地设置有一对形成有沿X轴方向延伸的槽124a的被引导部件124，并且固定有形成有沿X轴方向延伸的贯通孔126a的块126。

第二移动体114具有矩形板状的主体128，第一导轨116在主体128的下表面沿Y轴方向隔开间隔地设置有一对。第一导轨116滑动自如地嵌合于第一移动体112的一对被引导部件124的槽124a，第一移动体112以悬挂在配设于第二移动体114的第一导轨116上的状态被支承为能够滑动。

在第二移动体114的主体128的下方设置有使第一移动体112相对于第二移动体114沿X轴方向移动的第一X轴移动机构。本实施方式的第一X轴移动机构由气缸130构成。气缸130的缸筒130a固定于主体128的下表面，在一对第一导轨116之间沿X轴方向延伸。气缸130的活塞杆130b的前端与第一移动体112的块126的贯通孔126a嵌合而连结。

作为第一X轴移动机构的气缸130使活塞杆130b进退，从而使第一移动体112相对于第二移动体114沿着第一导轨116在X轴方向上移动。

在第二移动体114的主体128的上表面沿Y轴方向隔开间隔地设置有一对形成有沿X轴方向延伸的槽132a的被引导部件132，并且固定有形成有沿X轴方向延伸的内螺纹134a的块134。

第二导轨118在框体74的顶部84的下表面沿Y轴方向隔开间隔地设置有一对。第二导轨118滑动自如地嵌合于第二移动体114的一对被引导部件132的槽132a，第二移动体114以悬挂在配设于框体74的顶部84的第二导轨118上的状态被支承为能够滑动。

在框体74的顶部84的下方设置有使第二移动体114相对于顶部84沿X轴方向移动的第二X轴移动机构136。本实施方式的第二X轴移动机构136具有在一对第二导轨118之间沿X轴方向延伸的滚珠丝杠138和使滚珠丝杠138进行旋转的电动机140。滚珠丝杠138与第二移动体114的块134的内螺纹134a螺合，电动机140固定于顶部84的下表面。

第二X轴移动机构136通过滚珠丝杠138将电动机140的旋转运动转换为直线运动而传递至第二移动体114，使第二移动体114相对于顶部84沿着第二导轨118在X轴方向上移动。

本实施方式的X轴移动机构12包含作为第一X轴移动机构的气缸130以及具有滚珠丝杠138和电动机140的第二X轴移动机构136。在本实施方式中，通过利用作为第一X轴移动机构的气缸130使第一移动体112移动，能够使搬出搬入单元6迅速地沿X轴方向前进，并且通过利用第二X轴移动机构136使第二移动体114移动，能够容易地对搬出搬入单元6的X轴方向位置进行微调整。这样，搬出搬入单元6构成为通过第一移动体112和第二移动体114沿X轴方向进出自如。

另外，辅助装置2并不限定于上述的方式，还可以是具有图8和图9所示的结构的方式。在图8和图9所示的方式中，在框体74的底部80配设有对用于修整切削刀具36的修整板142进行收纳的修整板收纳部144(参照图9)，在第一移动体112上配设有对修整板收纳部144所收纳的修整板142进行保持的保持构件146(参照图8)。

修整板142可以使用树脂结合剂等结合材料，将绿色碳化物、刚铝石系的磨粒形成为矩形板状。修整板142的一边例如为5cm左右。如图9所示，本实施方式的修整板收纳部144由在矩形状的托盘148的上表面的Y轴方向两侧端部各设置有3个的矩形状凹部构成，托盘148配置于框体74的底部80的上表面。

如图8所示，本实施方式的保持构件146在第一移动体112的Y轴方向两侧端部设置有一对。保持构件146包含：固定片150，其固定于第一移动体112的主体120的Y轴方向端部；升降片152，其沿Z轴方向升降自如地支承于固定片150的下表面；升降构件(未图示)，其使升降片152升降；以及多个吸引垫154，它们配置于升降片152的下表面。升降构件例如可以由气缸等适当的致动器构成。各吸引垫154与吸引构件连接。

在保持构件146中，利用升降构件使升降片152下降，使各吸引垫154与修整板收纳部144所收纳的修整板142接触，并且利用吸引构件在各吸引垫154上生成吸引力，利用各吸引垫154对修整板142进行吸引保持。

另外，在框体74的底部80配设有端面修正治具收纳部158(参照图9)，该端面修正治具收纳部158收纳修整安装凸缘的外周端面的端面修正治具156，该安装凸缘形成于切削单元的主轴的前端而对切削刀具36的背部进行支承。端面修正治具156具有矩形状的基板160和固定于基板160的上表面的磨具162。如图9所示，本实施方式的端面修正治具收纳部158由设置于托盘148的上表面的Y轴方向两侧端部的一对矩形状凹部构成。

端面修正治具收纳部158所收纳的端面修正治具156被配设于第一移动体112的保持构件146的吸引垫154吸引保持。

接着，参照图10至图15对供上述辅助装置2连结的切削装置170进行说明。

如图10所示，切削装置170具有：卡盘工作台172，其具有对被加工物进行保持的保持面；切削单元174，其利用固定螺母安装有对卡盘工作台172所保持的被加工物进行切削的切削刀具；X轴进给构件176，其将卡盘工作台172沿X轴方向进行加工进给；Y轴进给构件178，其将切削单元174沿与X轴方向垂直的Y轴方向进行分度进给；以及Z轴进给构件180，其将切削单元174沿与X轴方向和Y轴方向垂直的Z轴方向进行切入进给。

参照图10和图11进行说明，切削装置170具有：X轴可动板184，其沿X轴方向移动自如地设置于基台182(参照图10)的上表面；支柱186，其固定于X轴可动板184的上表面；以及罩板188，其固定于支柱186的上端。在罩板188上形成有圆形开口188a。卡盘工作台172旋转自如地搭载于支柱186的上端，通过罩板188的圆形开口188a向上方延伸。卡盘工作台172通过内置于支柱186的电动机(未图示)而以Z轴方向为轴心进行旋转。

如图11所示，在卡盘工作台172的上端部分配置有与吸引构件(未图示)连接的多孔质的圆形状的吸附卡盘190。在卡盘工作台172中，通过利用吸引构件在吸附卡盘190的上表面生成吸引力，对载置于吸附卡盘190的上表面的被加工物进行吸引保持。这样，在卡盘工作台172中，吸附卡盘190的上表面成为对被加工物进行保持的保持面，保持面被定位在由X轴方向和Y轴方向规定的XY平面上。另外，在卡盘工作台172的周缘沿周向隔开间隔地配置有多个夹具192。

参照图11继续进行说明，在罩板188的上表面沿Y轴方向隔开间隔地配置有一对矩形状的副工作台194。在各副工作台194的上表面形成有与吸引构件(未图示)连接的多个吸引孔196。在副工作台194中，通过利用吸引构件在各吸引孔196中生成吸引力，对由配设于第一移动体112的保持构件146的吸引垫154吸引保持并搬入的修整板142或端面修正治具156进行吸引保持。

如图11所示，X轴进给构件176具有与X轴可动板184连结且沿X轴方向延伸的滚珠丝杠198以及使滚珠丝杠198进行旋转的电动机200。X轴进给构件176通过滚珠丝杠198将电动机200的旋转运动转换为直线运动而传递至X轴可动板184，使X轴可动板184沿着基台182的导轨182a移动，并且将卡盘工作台172沿X轴方向进行加工进给。

如图10所示，切削装置170包含横跨卡盘工作台172配置的门型的框架202。框架202具有：一对支柱204，它们沿Y轴方向隔开间隔地从基台182的上表面向上方延伸；以及梁206，其架设于一对支柱204的上端之间并沿Y轴方向延伸。切削单元174在梁206的一侧的侧面(在图10中为背面侧的侧面)沿Y轴方向隔开间隔地设置有一对。在本实施方式的切削装置170中，以切削刀具36相对的方式设置有一对切削单元174，能够利用一对切削刀具36同时对卡盘工作台172所保持的被加工物实施切削加工。另外，切削单元174也可以是1个。

如图12所示，各切削单元174具有：矩形状的Y轴可动部件208，其沿Y轴方向移动自如地支承于梁206的一侧的侧面；截面L字状的Z轴可动部件210，其沿Z轴方向升降自如地支承于Y轴可动部件208；以及主轴壳体212，其固定于Z轴可动部件210的下端。

在Y轴可动部件208的一侧的侧面(在图12中为近前侧的侧面)形成有在Z轴方向上隔开间隔地沿Y轴方向延伸的一对被引导槽208a，被引导槽208a在梁206的一侧的侧面沿上下方向隔开间隔地与沿Y轴方向延伸的一对导轨(未图示)滑动自如地连结。

Y轴进给构件178具有在梁206的一侧的侧面沿Y轴方向延伸的滚珠丝杠214和使滚珠丝杠214进行旋转的电动机216。滚珠丝杠214与Y轴可动部件208连结。Y轴进给构件178通过滚珠丝杠214将电动机216的旋转运动转换为直线运动而传递给Y轴可动部件208，将Y轴可动部件208沿着附设于梁206的一侧的侧面的导轨在Y轴方向上进行分度进给。

在Y轴可动部件208的另一侧的侧面(在图12中为背面侧的侧面)形成有在Y轴方向上隔开间隔地沿Z轴方向延伸的一对导轨(未图示)，Z轴可动部件210具有与Y轴可动部件208的一对导轨滑动自如地连结的一对被引导槽(未图示)。

Z轴进给构件180具有：滚珠丝杠(未图示)，其与Z轴可动部件210连结且沿Z轴方向延伸；以及电动机218，其使该滚珠丝杠进行旋转。Z轴进给构件180通过滚珠丝杠将电动机218的旋转运动转换为直线运动而传递给Z轴可动部件210，将Z轴可动部件210沿着Y轴可动部件208的导轨在Z轴方向上进行切入进给。

参照图13进行说明，在主轴壳体212中以Y轴方向为轴心旋转自如地支承有圆柱状的主轴220，并且收纳有使主轴220进行旋转的电动机(未图示)。在主轴220的前端通过固定螺母222装卸自如地固定有对被加工物进行切削的切削刀具36。

在主轴壳体212的前端安装有覆盖切削刀具36的刀具罩224。刀具罩224具有固定于主轴壳体212的前端的第一罩部件224a和移动自如地安装于第一罩部件224a的前端的第二罩部件224b。第二罩部件224b通过气缸等适当的致动器(未图示)沿X轴方向移动，在更换切削刀具36时被定位于图13所示的开放位置，在切削加工时被定位于图12所示的封闭位置。

如图14所示，在主轴220的前端侧外周面设置有向径向外侧突出的环状的安装凸缘226。在安装凸缘226的前端面的径向内侧部分形成有环状的凹部226a，安装凸缘226的前端面的外周侧部分成为沿轴向突出的环状的承受部226b。另外，在比安装凸缘226更靠前端侧的主轴220的外周面形成有外螺纹228。

而且，切削刀具36的中央开口部38a与主轴220的前端部嵌合，主轴220的外螺纹228与固定螺母222螺合(紧固)，由此切削刀具36被安装凸缘226的承受部226b和固定螺母222夹入而装卸自如地固定于主轴220的前端。另外，在螺母222的侧面沿周向隔开等间隔地形成有供搬出搬入单元6的固定螺母保持部50的销72插入的多个销孔222a。

如图10所示，在框架202的梁206的另一侧的侧面(在图10中为近前侧的侧面)沿Y轴方向移动自如地安装有对卡盘工作台172所保持的被加工物进行拍摄的一对拍摄构件230，并且安装有使拍摄构件230沿Y轴方向移动的一对移动构件232。移动构件232具有在梁206的另一侧的侧面沿Y轴方向延伸的滚珠丝杠234和使滚珠丝杠234进行旋转的电动机236。滚珠丝杠234与拍摄构件230连结。而且，移动构件232将电动机236的旋转运动转换为直线运动而传递至拍摄构件230，使拍摄构件230沿着附设于梁206的另一侧的侧面的导轨206a在Y轴方向上移动。另外，拍摄构件230也可以是1个。

在使用切削装置170对晶片等被加工物实施切削加工时，首先，使被加工物吸附于卡盘工作台172。接着，利用X轴进给构件176使卡盘工作台172移动到拍摄构件230的下方，并且利用移动构件232调整拍摄构件230的Y轴方向位置。接着，利用拍摄构件230从上方对被加工物进行拍摄而对被加工物的切削区域进行检测。

接着，根据由拍摄构件230检测出的被加工物的切削区域，使卡盘工作台172进行旋转，调整被加工物的切削区域相对于切削单元174的切削刀具36的朝向。接着，利用X轴进给构件176使卡盘工作台172沿X轴方向移动，并且利用Y轴进给构件178使主轴壳体212沿Y轴方向移动，将一对切削刀具36定位于被加工物的切削区域的上方。

接着，利用Z轴进给构件180使主轴壳体212下降，使高速旋转的切削刀具36的切削刃40切入被加工物的切削区域，并且一边向使切削刀具36的切削刃40切入的部分提供切削水，一边将卡盘工作台172沿X轴方向进行加工进给，由此对被加工物的切削区域实施规定的切削加工。一边利用Y轴进给构件178将主轴壳体212沿Y轴方向进行分度进给，一边适当地重复进行上述切削加工，对被加工物的全部切削区域实施切削加工。切削工序结束后的切削加工完的被加工物被搬送到下一工序。

当重复实施切削工序时，切削刀具36磨损，当切削刀具36的磨损达到规定量时，无法维持切削精度，因此需要将安装于主轴220的切削刀具36更换为新的切削刀具36。另外，即使在安装于主轴220的切削刀具36的磨损未达到规定量的情况下，在对与之前实施了切削加工的被加工物的原材料不同的原材料的被加工物实施切削加工时，有时也需要更换为与被加工物的原材料对应的切削刀具36。

在本实施方式中，如图15所示，能够自动更换切削装置170的切削刀具36的辅助装置2与切削装置170连结，以下，对使用辅助装置2来更换切削刀具36的方法进行说明。

如图15所示，辅助装置2配置于切削装置170的X轴方向里侧，能够在日后安装于已经交货给用户的切削装置170。在使用辅助装置2对安装于切削装置170的切削刀具36进行更换时，首先，使切削刀具保管单元4的无限轨道22进行旋转，将对应该搬入到切削装置170的新的切削刀具36进行支承的支承轴24定位于规定位置(例如，支承轴24的轨道中的最下端的位置)。

接着，如图16所示，利用与搬出搬入单元6的Z旋转轴46连结的电动机使壳体52进行旋转，由此使安装有刀具保持部48的壳体52的侧壁56沿着X轴方向，使刀具保持部48与切削刀具保管单元4相对。另外，使X轴移动机构12和Z轴移动机构10进行动作，调整刀具保持部48的X轴方向位置和Z轴方向位置，以便能够将上述规定位置的支承轴24的轴部34插入于刀具保持部48的中央开口部60(参照图5)。

接着，如图17所示，通过Y轴方向定位单元8使框体74沿Y轴方向移动，将搬出搬入单元6定位于能够利用刀具保持部48对被支承轴24支承的切削刀具36进行保持的作用位置。由此，将上述规定位置的支承轴24的轴部34插入于刀具保持部48的中央开口部60，并且使刀具保持部48的端面58与位于轴部34的前端侧的切削刀具36的端面接触。接着，在刀具保持部48的各吸引孔62中生成吸引力，利用刀具保持部48对位于轴部34的前端侧的切削刀具36进行吸引保持。

接着，使Y轴方向定位单元8进行动作，使搬出搬入单元6从切削刀具保管单元4沿Y轴方向分离而定位于退避位置。接着，使搬出搬入单元6的壳体52旋转180°，使吸引保持着切削刀具36的刀具保持部48的相反侧的刀具保持部48与切削刀具保管单元4相对。接着，使Y轴方向定位单元8进行动作，将搬出搬入单元6定位于能够通过相反侧的刀具保持部48对支承轴24的切削刀具36进行保持的作用位置。接着，在相反侧的刀具保持部48的各吸引孔62中生成吸引力，利用刀具保持部48对位于轴部34的前端侧的切削刀具36进行吸引保持。由此，成为利用4个刀具保持部48中的对置的一对刀具保持部48对新的切削刀具36进行吸引保持的状态。

接着，如图18所示，通过Y轴方向定位单元8使框体74沿Y轴方向移动，并且利用Z轴移动机构10使升降工作台76沿Z轴方向移动。由此，使搬出搬入单元6从切削刀具保管单元4分离而定位于退避位置，并且调整搬出搬入单元6相对于切削装置170的Y轴方向位置和Z轴方向位置。位置调整后的搬出搬入单元6的Y轴方向位置是切削装置170的一对切削单元174之间，位置调整后的搬出搬入单元6的Z轴方向位置比卡盘工作台172的保持面靠上方。

接着，如图19所示，通过作为第一X轴移动机构的气缸130使第一移动体112沿X轴方向移动，使搬出搬入单元6朝向切削装置170的一对切削单元174之间前进。接着，如图20所示，通过第二X轴移动机构136使第二移动体114沿X轴方向移动，调整搬出搬入单元6相对于一对切削单元174的X轴方向位置。具体而言，使由搬出搬入单元6的一对刀具保持部48吸引保持的新的一对切削刀具36的中心的X轴方向位置与安装于一对切削单元174的一对切削刀具36的中心的X轴方向位置对齐。另外，使辅助装置2的Z轴移动机构10或切削装置170的Z轴进给构件180进行动作，使刀具保持部48的切削刀具36的中心的Z轴方向位置与切削单元174的切削刀具36的中心的Z轴方向位置对齐。

接着，使搬出搬入单元6的壳体52旋转60°，使一对固定螺母保持部50与一对切削单元174的切削刀具36相对。另外，也可以在使第一、第二移动体112、114前进之前使壳体52旋转60°。

接着，将一对切削单元174各自的刀具罩224的第二罩部件224b定位于开放位置(参照图13)。接着，利用切削装置170的Y轴进给构件178使切削单元174沿Y轴方向移动，使将切削刀具36固定于主轴220的固定螺母222与固定螺母保持部50的旋转体66的端面66a接触。于是，固定螺母保持部50的销72被固定螺母222按压而被收纳于旋转体66的内部，并且主轴220的前端被收纳于旋转体66的中央开口部68。

接着，当利用固定螺母保持部50的电动机使旋转体66进行旋转时，在各销72与固定螺母222的销孔222a一致时，各销72与销孔222a嵌合，旋转体66的旋转运动经由各销72而传递至固定螺母222，固定螺母222松弛。由此，能够将固定螺母222从切削单元174的主轴220的外螺纹228旋脱(卸下)。另外，在固定螺母保持部50的各吸引孔70中生成吸引力，利用固定螺母保持部50对卸下的固定螺母222进行吸引保持。

接着，利用Y轴进给构件178使切削单元174从搬出搬入单元6分离，并且使搬出搬入单元6的壳体52旋转60°，使未吸引保持着切削刀具36的空的刀具保持部48与切削单元174的切削刀具36相对。

接着，利用Y轴进给构件178使切削单元174接近搬出搬入单元6，将切削单元174的主轴220插入于刀具保持部48的中央开口部60，并且使空的刀具保持部48的端面58与切削单元174的切削刀具36的端面接触。接着，在刀具保持部48的各吸引孔62中生成吸引力，利用刀具保持部48对切削单元174的切削刀具36进行吸引保持。

接着，利用Y轴进给构件178使切削单元174从搬出搬入单元6分离，并且使搬出搬入单元6的壳体52旋转60°，使吸引保持着新的切削刀具36的刀具保持部48与切削单元174的主轴220相对。

接着，利用Y轴进给构件178使切削单元174接近搬出搬入单元6，将主轴220插入于新的切削刀具36的中央开口部38a，使切削刀具36的端面与主轴220的安装凸缘226的承受部226b接触。接着，解除刀具保持部48的吸引力，从刀具保持部48向主轴220交接新的切削刀具36。

接着，利用Y轴进给构件178使切削单元174从搬出搬入单元6分离，并且使搬出搬入单元6的壳体52旋转60°，使吸引保持着卸下的固定螺母222的固定螺母保持部50与切削单元174的主轴220相对。

接着，通过Y轴进给构件178使切削单元174接近搬出搬入单元6，使由固定螺母保持部50吸引保持的固定螺母222与主轴220的前端部嵌合。接着，使固定螺母保持部50的电动机进行动作而使固定螺母222向与卸下固定螺母222时相反的方向进行旋转，使固定螺母222螺合(紧固)于主轴220的外螺纹228。由此，能够利用主轴220的安装凸缘226的承受部226b和固定螺母222夹持应该安装于切削单元174的新的切削刀具36并固定于主轴220。接着，在解除固定螺母保持部50的吸引力之后，将切削单元174的刀具罩224的第二罩部件224b定位于封闭位置。另外，关于上述那样的固定螺母222和切削刀具36的拆卸、安装，可以对一对切削单元174同时进行，也可以分别进行。

接着，使第一、第二移动体112、114后退，并且使搬出搬入单元6的壳体52旋转60°，使卸下的一对切削刀具36中的一方与切削刀具保管单元4相对。另外，使切削刀具保管单元4的无限轨道22进行旋转，将未支承切削刀具36的空的支承轴24定位于规定位置(例如，支承轴24的轨道中的最下端的位置)。

接着，使X轴移动机构12和Z轴移动机构10进行动作，调整刀具保持部48的X轴方向位置和Z轴方向位置，以便能够将上述规定位置的支承轴24的轴部34插入于由刀具保持部48吸引保持的一方的切削刀具36的中央开口部38a。

接着，通过Y轴方向定位单元8使框体74沿Y轴方向移动，将上述规定位置的支承轴24的轴部34插入于由刀具保持部48吸引保持的一方的切削刀具36的中央开口部38a，并且使一方的切削刀具36的端面与支承轴24的基部32的端面接触。接着，解除刀具保持部48的吸引力，将卸下的一对切削刀具36中的一方交接给支承轴24。

另外，通过Y轴方向定位单元8使搬出搬入单元6从切削刀具保管单元4分离，并且使搬出搬入单元6的壳体52旋转180°，使吸引保持着卸下的一对切削刀具36的另一方的相反侧的刀具保持部48与切削刀具保管单元4相对。接着，通过Y轴方向定位单元8使框体74沿Y轴方向移动，将上述规定位置的支承轴24的轴部34插入于由相反侧的刀具保持部48吸引保持的另一方的切削刀具36的中央开口部38a，并且使另一方的切削刀具36的端面与被支承轴24支承的切削刀具36的端面接触。接着，解除刀具保持部48的吸引力，将卸下的一对切削刀具36中的另一方交接给支承轴24。

如上所述，在本实施方式的辅助装置2中，能够在日后安装于已经交货给用户的切削装置170，能够更换安装于切削装置170的切削单元174的切削刀具36。

接着，对在辅助装置2具有图8和图9所示的结构的情况下，将修整板142或端面修正治具156搬入到切削装置170的方法进行说明。

在使用辅助装置2将修整板142搬入到切削装置170的情况下，首先，利用保持构件146的升降构件使一对升降片152下降，使各吸引垫154与修整板收纳部144所收纳的修整板142中的2张修整板142接触。接着，利用吸引构件在各吸引垫154上生成吸引力，利用各吸引垫154对修整板142进行吸引保持。接着，使吸引保持着修整板142的升降片152上升。

接着，在通过Y轴方向定位单元8和Z轴移动机构10调整搬出搬入单元6相对于切削装置170的Y轴方向位置和Z轴方向位置之后，如图21所示，利用X轴移动机构12(作为第一X轴移动机构的气缸130和第二X轴移动机构136)使搬出搬入单元6朝向切削装置170前进，将由升降片152吸引保持的修整板142定位于副工作台194的上方。

接着，使升降片152下降，使修整板142的下表面与副工作台194的上表面接触。接着，在副工作台194的各吸引孔196中生成吸引力，利用副工作台194对修整板142进行吸引保持，并且解除保持构件146的吸引力。这样，在辅助装置2中，能够在日后安装于已经交货给用户的切削装置170，能够将修整板142搬入到切削装置170。

然后，利用Y轴进给构件178使主轴壳体212沿Y轴方向移动，在将安装于切削单元174的切削刀具36定位于修整板142的上方之后，利用Z轴进给构件180使主轴壳体212下降，利用高速旋转的切削刀具36的切削刃40对修整板142进行切削。由此，能够进行对切削刀具36的切削刃40进行修正的修整(修锐)。

另外，在使用辅助装置2将端面修正治具156搬入到切削装置170的情况下，首先，利用保持构件146的升降构件使一对升降片152下降，使各吸引垫154与端面修正治具收纳部158所收纳的一对端面修正治具156的基板160的上表面接触。接着，利用吸引构件在各吸引垫154上生成吸引力，利用各吸引垫154对端面修正治具156进行吸引保持。接着，使吸引保持着端面修正治具156的升降片152上升。

接着，在通过Y轴方向定位单元8和Z轴移动机构10调整搬出搬入单元6相对于切削装置170的Y轴方向位置和Z轴方向位置之后，如图22所示，利用X轴移动机构12使搬出搬入单元6朝向切削装置170前进，将由升降片152吸引保持的端面修正治具156定位于副工作台194的上方。

接着，使升降片152下降，使端面修正治具156的基板160的下表面与副工作台194的上表面接触。接着，在副工作台194的各吸引孔196中生成吸引力，利用副工作台194对端面修正治具156进行吸引保持，并且解除保持构件146的吸引力。这样，在辅助装置2中，能够在日后安装于已经交货给用户的切削装置170，能够将端面修正治具156搬入到切削装置170。

然后，在利用搬出搬入单元6的刀具保持部48和固定螺母保持部50从切削单元174的主轴220卸下固定螺母222和切削刀具36之后，使Z轴进给构件180进行动作，使主轴220的安装凸缘226的承受部226b与端面修正治具156的磨具162相对。接着，利用Y轴进给构件178使主轴壳体212沿Y轴方向移动，使旋转后的主轴220的安装凸缘226的承受部226b与端面修正治具156的磨具162接触。由此，能够利用磨具162对安装凸缘226的承受部226b(外周端面)进行磨削而修整为平坦。

另外，在本实施方式中，对与在切削装置170中设置有一对切削单元174相对应地，辅助装置2的搬出搬入单元6具有4个刀具保持部48和2个固定螺母保持部50的例子进行了说明，但在切削装置170中设置有单一的切削单元174的情况下，搬出搬入单元6只要具有2个刀具保持部48和1个固定螺母保持部50即可。另外，在切削装置170中设置有单一的切削单元174的情况下，对修整板142和端面修正治具156进行保持的保持构件146也可以是1个。

Claims (8)

1.一种辅助装置，其与切削装置连结，

该切削装置具有：

卡盘工作台，其具有对被加工物进行保持的保持面；

切削单元，其利用固定螺母安装有对该卡盘工作台所保持的被加工物进行切削的切削刀具；

X轴进给构件，其将该卡盘工作台沿X轴方向进行加工进给；

Y轴进给构件，其将该切削单元沿与该X轴方向垂直的Y轴方向进行分度进给；以及

Z轴进给构件，其将该切削单元沿与该X轴方向和该Y轴方向垂直的Z轴方向进行切入进给，

该保持面由该X轴方向和该Y轴方向规定，

其中，

该辅助装置具有：

切削刀具保管单元，其保管多个切削刀具；

搬出搬入单元，其从该切削刀具保管单元搬出和搬入切削刀具；

Y轴方向定位单元，其将该搬出搬入单元相对于该切削刀具保管单元定位于Y轴方向的作用位置和退避位置；

Z轴移动机构，其使该搬出搬入单元沿Z轴方向移动；以及

X轴移动机构，其使该搬出搬入单元沿X轴方向移动而对安装于该切削单元的主轴的切削刀具发挥作用。

2.根据权利要求1所述的辅助装置，其中，

该切削刀具保管单元包含：

驱动齿轮，其具有沿Y轴方向延伸的第一旋转轴；

从动齿轮，其与该驱动齿轮沿Z轴方向分离，具有沿Y轴方向延伸的第二旋转轴；

无限轨道，其卷绕于该驱动齿轮和该从动齿轮；以及

支承轴，其沿Y轴方向延伸，以规定的间隔配设于该无限轨道，该支承轴插入于切削刀具的中央开口部而对切削刀具进行支承。

3.根据权利要求2所述的辅助装置，其中，

该辅助装置能够调整该驱动齿轮与该从动齿轮的Z轴方向上的间隔，并且还能够调整该无限轨道的长度。

4.根据权利要求1所述的辅助装置，其中，

该搬出搬入单元包含：

Z旋转轴，其沿Z轴方向延伸；

刀具保持部，其与该Z旋转轴呈放射状连结，对切削刀具进行吸引保持；以及

固定螺母保持部，其将该固定螺母与形成于该主轴的前端的外螺纹螺合或者从该外螺纹旋脱，

该搬出搬入单元针对一个该固定螺母保持部具有两个该刀具保持部。

5.根据权利要求4所述的辅助装置，其中，

该搬出搬入单元配设于框体，该框体由配设于升降工作台的沿Y轴方向延伸的导轨支承为能够滑动，该框体通过该Y轴方向定位单元而相对于该切削刀具保管单元被定位于Y轴方向的该作用位置和该退避位置。

6.根据权利要求5所述的辅助装置，其中，

该搬出搬入单元配设于第一移动体，该第一移动体配设于该框体的内部，该第一移动体以悬挂在配设于第二移动体的下部的沿X轴方向延伸的第一导轨上的状态被支承为能够滑动，该第二移动体以悬挂在配设于该框体的顶部的沿X轴方向延伸的第二导轨上的状态被支承为能够滑动，该搬出搬入单元构成为通过该第一移动体和该第二移动体沿X轴方向进出自如。

7.根据权利要求6所述的辅助装置，其中，

在该框体的底部配设有收纳用于对切削刀具进行修整的修整板的修整板收纳部，在该第一移动体上配设有对该修整板收纳部所收纳的修整板进行保持的保持构件。

8.根据权利要求7所述的辅助装置，其中，

在该框体的底部配设有端面修正治具收纳部，该端面修正治具收纳部收纳用于修整安装凸缘的外周端面的端面修正治具，该安装凸缘形成于该切削单元的主轴的前端而对切削刀具的背部进行支承，端面修正治具由配设于该第一移动体的该保持构件保持。

Images