CN117001532A - 辅助装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供辅助装置，其能够自动地更换切削刀具，能够后续安装于已经交付给用户的切削装置。辅助装置包含：切削刀具保管单元；搬出搬入单元，其将切削刀具相对于切削刀具保管单元搬出和搬入；Y轴方向定位机构，其将搬出搬入单元定位于Y轴方向的作用位置和退避位置；Z轴移动机构，其使搬出搬入单元在Z轴方向上移动；以及X轴移动机构，其使搬出搬入单元在X轴方向上移动而对安装在切削装置的切削单元的主轴上的切削刀具进行作用。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，其呈放射状与Z旋转轴连结，对切削刀具进行吸引保持；以及固定螺母保持部，其将固定螺母相对于形成在主轴的前端的外螺纹拧紧和拧松。

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上形成有IC、LSI等多个器件的晶片通过切削装置分割成各个器件芯片，分割得到的各器件芯片用于移动电话、个人计算机等电子设备。
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轴进给单元，其将卡盘工作台在X轴方向上进行加工进给；Y轴进给单元，其将切削单元在与X轴方向垂直的Y轴方向上进行分度进给；以及Z轴进给单元，其将切削单元在与X轴方向和Y轴方向垂直的Z轴方向上进行切入进给，保持面由X轴方向和Y轴方向限定，该切削装置能够将晶片高精度地分割成各个器件芯片。
另外，本申请人提出了能够自动地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，存在如下的问题：将自动更换装置后续安装于已经交付给用户的切削装置是困难的。
发明内容
由此，本发明的目的在于提供辅助装置，其能够自动地更换切削刀具，能够后续安装于已经交付给用户的切削装置。
根据本发明，提供辅助装置，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轴进给单元，其将该卡盘工作台在X轴方向上进行加工进给；Y轴进给单元，其将该切削单元在与X轴方向垂直的Y轴方向上进行分度进给；以及Z轴进给单元，其将该切削单元在与X轴方向和Y轴方向垂直的Z轴方向上进行切入进给，该保持面由X轴方向和Y轴方向限定，其中，该辅助装置具有：切削刀具保管单元，其对多个切削刀具进行保管；搬出搬入单元，其将该切削刀具相对于该切削刀具保管单元搬出和搬入；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轴移动单元，其使该搬出搬入单元在Z轴方向上移动；以及X轴移动单元，其使该搬出搬入单元在X轴方向上移动而对安装在该切削单元的主轴上的切削刀具进行作用，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，其呈放射状与该Z旋转轴连结，对该切削刀具进行吸引保持；以及固定螺母保持部，其将该固定螺母相对于形成在该主轴的前端的外螺纹拧紧和拧松，该搬出搬入单元借助该Z旋转轴而连结于屈曲臂的前端。
优选该搬出搬入单元借助该屈曲臂而配设于框体，该框体以能够滑动的方式支承在配设于升降台的沿Y轴方向延伸的导轨上，通过该Y轴方向定位单元相对于该切削刀具保管单元定位于Y轴方向的该作用位置和该退避位置。优选该屈曲臂使该搬出搬入单元在X轴方向上进退。
优选该切削刀具保管单元包含：驱动齿轮，其具有沿Y轴方向延伸的旋转轴；从动齿轮，其与该驱动齿轮在Z轴方向上分开，具有沿Y轴方向延伸的旋转轴；履带，其绕挂于该驱动齿轮和该从动齿轮；以及刀具支承轴，其沿Y轴方向延伸，以规定的间隔配设于该履带上，插入至该切削刀具的中央开口部而对该切削刀具进行支承。优选能够调整该驱动齿轮与该从动齿轮的Z轴方向的间隔，并且也能够调整该履带的长度。
优选该切削刀具保管单元所保管的切削刀具是在基台的外周配设有切刃的轮毂刀具，该刀具支承轴具有与轮毂刀具的中央开口部的内径对应的外径，该刀具保持部对轮毂刀具进行保持。
优选该切削刀具保管单元所保管的切削刀具是由形成为环状的切刃构成的垫圈刀具，该刀具支承轴具有与垫圈刀具的中央开口部的内径对应的外径，该刀具保持部对垫圈刀具和用于将垫圈刀具安装于该切削单元的主轴的安装凸缘进行保持。
根据本发明的辅助装置，该搬出搬入单元借助该Z旋转轴而连结于屈曲臂的前端，因此能够后续安装于已经交付给用户的切削装置。
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所示的刀具支承轴的立体图。
图4是图2所示的刀具支承轴的剖视图。
图5是对垫圈刀具进行支承的刀具支承轴的立体图。
图6是图1所示的搬出搬入单元的立体图。
图7是图1所示的框体、升降台和基座架台的分解立体图。
图8是图1所示的框体的分解立体图。
图9是与图1所示的辅助装置连结的切削装置的立体图。
图10是图9所示的卡盘工作台的立体图。
图11是图9所示的切削单元的立体图。
图12是图11所示的刀具罩打开的状态下的切削单元的立体图。
图13是图9所示的切削单元的分解立体图。
图14是安装垫圈刀具的情况下的切削单元的分解立体图。
图15是示出图1所示的辅助装置连结于图9所示的切削装置的状态的立体图。
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面对的状态的立体图。
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台上升的状态的立体图。
图19是示出搬出搬入单元从图18所示的状态朝向切削装置前进的状态的立体图。
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轴移动单元；12：X轴移动单元；14：旋转轴；16：驱动齿轮；18：旋转轴；20：从动齿轮；22：履带；24：刀具支承轴；36：轮毂刀具(切削刀具)；38a：中央开口部；45：垫圈刀具(切削刀具)；45a：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：升降台；92：导轨；112：屈曲臂；170：切削装置；172：卡盘工作台；174：切削单元；176：X轴进给单元；178：Y轴进给单元；180：Z轴进给单元；220：主轴；222：固定螺母；228：外螺纹(主轴)；229：安装凸缘。
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示出的辅助装置至少具有：切削刀具保管单元(保管单元)4，其对多个切削刀具进行保管；搬出搬入单元6，其相对于切削刀具保管单元4搬出和搬入切削刀具；Y轴方向定位单元(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轴移动单元(Z轴移动机构)10，其使搬出搬入单元6在Z轴方向上移动；X轴移动单元(X轴移动机构)12，其使搬出搬入单元6在X轴方向上移动而对安装在切削装置的切削单元的主轴上的切削刀具进行作用。
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。另外，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。X轴方向和Y轴方向所规定的平面实质上是水平的。
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在Z轴方向上分开，具有沿Y轴方向延伸的旋转轴18；履带22，其绕挂于驱动齿轮16和从动齿轮20；以及沿Y轴方向延伸的刀具支承轴24，其以规定的间隔配设于履带22，插入至切削刀具的中央开口部，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：基座板26(参照图1)；支承壁28，其从基座板26的上表面向上方延伸；以及电动机30，其固定于支承壁28的一个面。如图2所示，在电动机30上连结有驱动齿轮16的旋转轴14，电动机30使驱动齿轮16以Y轴方向为轴心而旋转。
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按照以Y轴方向为轴心而旋转自如且在Z轴方向上升降自如的方式支承于支承壁28。在支承壁28上设置有使从动齿轮20在Z轴方向上升降的升降单元(未图示)。升降单元可以构成为具有：滚珠丝杠，其与从动齿轮20的旋转轴18连结，沿Z轴方向延伸；以及电动机，其使该滚珠丝杠旋转。
履带22由相互连结的多个连杆片(省略标号)构成，绕挂于驱动齿轮16和从动齿轮20。通过电动机30使驱动齿轮16旋转，履带22据此进行旋转。
在本实施方式的切削刀具保管单元4中，通过利用升降单元改变从动齿轮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，通过适当地增减履带22的连杆片的数量，也能够调整履带22的长度。
如图2所示，刀具支承轴24隔开规定的间隔而在履带22上配设有多个。另外，参照图2和图3可理解，刀具支承轴24具有：与履带22连结的圆柱状的基部32；以及从基部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。
在图3中还示出作为切削刀具保管单元4所保管的切削刀具的轮毂刀具36。轮毂刀具36具有：环状的基台38；以及配设于基台38的外周的环状的切刃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。
本实施方式的刀具支承轴24的轴部34具有与轮毂刀具36的中央开口部38a的内径对应的外径，在刀具支承轴24中，在轮毂刀具36的中央开口部38a插入轴部34，利用轴部34支承多个(例如5个)轮毂刀具36。
在本实施方式中，参照图2可理解，在多个刀具支承轴24中的一半的刀具支承轴24上支承轮毂刀具36。另外，如图3所示，在轴部34的前端侧沿周向隔开间隔而安装有用于防止轴部34所支承的轮毂刀具36飞出的多个球塞42。
如图4所示，在刀具支承轴24的各基部32的内部形成有流路32a，与各流路32a的一个端部连通的多个流路22a形成于履带22。如图3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的下方向Y轴方向突出的空气喷嘴44，空气喷嘴44与高压空气提供单元(未图示)连接。在本实施方式中，在伴随履带22的旋转的刀具支承轴24的轨道上位于最下端的刀具支承轴24与空气喷嘴44的前端面对。
并且，在将位于轴部34的前端侧的轮毂刀具36搬出的情况下，从空气喷嘴44经由履带22的流路22a而向位于最下端的刀具支承轴24的基部32的流路32a提供高压空气，由此能够将在轴部34上剩余的轮毂刀具36推出到轴部34的前端侧。不过，通过球塞42的作用，轮毂刀具36不会从轴部34落下。
切削刀具保管单元4所保管的切削刀具不限于上述轮毂刀具36，也可以是图5所示的垫圈刀具45。垫圈刀具45由呈环状形成的切刃构成。在将垫圈刀具45保管于切削刀具保管单元4的情况下，刀具支承轴24的轴部34形成为与垫圈刀具45的中央开口部45a的内径对应的外径D。并且，在垫圈刀具45的中央开口部45a插入轴部34，利用轴部34支承多片(例如10片)垫圈刀具45。
另外，在切削刀具保管单元4中，可以仅保管轮毂刀具36或垫圈刀具45中的任意一方，或者也可以保管轮毂刀具36和垫圈刀具45这双方。
参照图6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，其呈放射状连结于Z旋转轴46，对切削刀具进行吸引保持；以及固定螺母保持部50，其将固定螺母相对于形成在切削装置的主轴的前端的外螺纹拧紧和拧松。
如图6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；以及从顶板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。
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：圆形的中央开口部60，其能够接受上述刀具支承轴24的轴部34和切削装置的主轴的前端部；以及在中央开口部60的周围沿周向隔开等间隔而配置的多个第一吸引孔61。
另外，在端面58的外周部设置有环状突出部62。在环状突出部62上形成有沿周向隔开等间隔而配置的第二吸引孔63。第一、第二吸引孔61、63与吸引单元(未图示)连接。
另外，环状突出部62的内径略大于支承垫圈刀具45的轴部34的外径D，环状突出部62能够接受支承垫圈刀具45的轴部34。
刀具保持部48在定位于刀具保持部48的端面58与切削刀具保管单元4所保管的轮毂刀具36的基台38接触的位置的状态下，通过吸引单元在第一吸引孔61产生吸引力，由此对轮毂刀具36进行吸引保持。
另外，在刀具保持部48对垫圈刀具45进行保持的情况下，通过吸引单元在第二吸引孔63产生吸引力，对切削刀具保管单元4所保管的垫圈刀具45进行吸引保持。
参照图6继续进行说明，固定螺母保持部50包含：固定于壳体52的侧壁56的圆筒状的壳体64；旋转自如地收纳于壳体64的内部的环状的旋转体66；以及使旋转体66旋转的电动机(未图示)。
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上沿周向隔开间隔而交替地设置有多个吸引孔70和多个销72。
各吸引孔70与吸引单元(未图示)连接。销72通过内置于旋转体66的弹簧(未图示)而定位于从旋转体66的端面66a突出的位置(图6所示的位置)，并且当将销72朝向旋转体66的内部按压时，弹簧收缩而销72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而配置。
在固定螺母保持部50中，利用吸引单元在各吸引孔70中生成吸引力而对固定螺母进行吸引保持，并且在将销72插入至形成于固定螺母的销孔的状态下，通过电动机使旋转体66旋转，由此能够将用于在切削装置的主轴固定轮毂刀具36或垫圈刀具45的固定螺母相对于形成在主轴的前端的外螺纹拧紧和拧松。
另外，在将固定螺母从主轴拧松(取下)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离的情况下，当在安装于主轴的固定螺母的端面上定位旋转体66的端面66a而将销72收纳于旋转体66的内部之后通过电动机使旋转体66旋转时，在销72的位置与销孔的位置匹配时，通过弹簧将销72推出，将销72插入至销孔中。
在本实施方式中，如图1所示，在框体74的内部配设可以如上述那样构成的搬出搬入单元6。框体74在Y轴方向上移动自如地支承于升降台76，升降台76在Z轴方向上升降自如地支承于基座架台78。
参照图1和图7进行说明，框体74包含：矩形板状的底部80；从底部80的上表面四角向上方延伸的4个支柱82；以及固定于各支柱82的上端的板状的顶板部84(参照图1)。在底部80的下表面上沿X轴方向隔开间隔而设置有一对被引导部件86，该被引导部件86形成有沿Y轴方向延伸的槽86a。
升降台76包含：矩形板状的顶板88；以及从顶板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的上表面上沿X轴方向隔开间隔而设置有沿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，在升降台76的顶板88的上表面上设置有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间沿Y轴方向延伸的滚珠丝杠94；以及使滚珠丝杠94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的下表面上。
在Y轴方向定位单元8中，通过滚珠丝杠94将电动机96的旋转运动转换成直线运动并传递至框体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以能够滑动的方式支承于配设在升降台76上的沿Y轴方向延伸的导轨92，通过Y轴方向定位单元8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。
上述作用位置是搬出搬入单元6的刀具保持部48与切削刀具保管单元4接近的位置，是能够通过刀具保持部48吸引保持切削刀具保管单元4所支承的切削刀具的位置。另外，上述退避位置是与上述作用位置相比，搬出搬入单元6的刀具保持部48远离切削刀具保管单元4的位置。
如图7所示，基座架台78包含：框架98；以及固定于框架98的上部的矩形状的基座板100。在基座板100的四角形成有供升降台76的腿部90滑动自如地插入的4个圆形孔102。另外，在基座板100的中央部形成有内螺纹104。
参照图7继续进行说明，在升降台76和基座架台78上连结有Z轴移动单元10。Z轴移动单元10包含：沿Z轴方向延伸的滚珠丝杠106；使滚珠丝杠106旋转的电动机108；以及固定于电动机108的上端的连结板110。滚珠丝杠106与基座板100的内螺纹104螺合。连结板110通过螺栓(未图示)等适当的连结单元而固定于升降台76的顶板88的下表面。
在Z轴移动单元10中，通过滚珠丝杠106将电动机108的旋转运动转换成直线运动并使升降台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在Z轴方向上移动。
参照图8进行说明，X轴移动单元12包含：安装于框体74的屈曲臂112；以及使屈曲臂112进行动作的第一电动机114和第二电动机115。屈曲臂112具有：第一臂片118，其隔着垫片116而摆动自如地连结于框体74的顶板部84的下表面；以及第二臂片120，其摆动自如地连结于第一臂片118的下表面。
垫片116配置于第一臂片118的一个端部。第一臂片118以垫片116侧为摆动中心而连结于顶板部84。另外，在第一臂片118的另一端部的上表面也设置有垫片122。第二臂片120以垫片122侧为摆动中心而连结于第一臂片118。
在第二臂片120的前端(垫片122的相反侧的端部)设置有圆形孔(未图示)。在该圆形孔中插入搬出搬入单元6的Z旋转轴46，Z旋转轴46以不能旋转的方式固定于第二臂片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相对于第二臂片120旋转，刀具保持部48和固定螺母保持部50定位于任意的朝向。这样，搬出搬入单元6借助Z旋转轴46而连结于屈曲臂112的前端，并且借助屈曲臂112而配设于框体74。
在X轴移动单元12中，通过第一电动机114使第一臂片118以垫片116侧为摆动中心而摆动，并且通过第二电动机115使第二臂片120以垫片122侧为摆动中心而摆动，由此使屈曲臂112屈曲或伸长，使搬出搬入单元6在X轴方向上移动。
接着，参照图9至图14，对连结有上述辅助装置2的切削装置170进行说明。
如图9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轴进给单元176，其将卡盘工作台172在X轴方向上进行加工进给；Y轴进给单元178，其将切削单元174在与X轴方向垂直的Y轴方向上进行分度进给；以及Z轴进给单元180，其将切削单元174在与X轴方向和Y轴方向垂直的Z轴方向上进行切入进给。
参照图9和图10进行说明，切削装置170具有：X轴可动板184，其在X轴方向上移动自如地设置于基台182(参照图9)的上表面上；支柱186，其固定于X轴可动板184的上表面上；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而向上方延伸。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10所示，在卡盘工作台172的上端部分配置有与吸引单元(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，利用吸引单元在吸附卡盘190的上表面上产生吸引力，由此对载置于吸附卡盘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的上表面作为对被加工物进行保持的保持面，保持面定位于X轴方向和Y轴方向所限定的XY平面上。另外，在卡盘工作台172的周缘沿周向隔开间隔而配置有多个夹具192。
如图10所示，X轴进给单元176具有：滚珠丝杠198，其与X轴可动板184连结，沿X轴方向延伸；以及电动机200，其使滚珠丝杠198旋转。X轴进给单元176通过滚珠丝杠198将电动机200的旋转运动转换成直线运动并传递至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在X轴方向上进行加工进给。
如图9所示，切削装置170包含跨越卡盘工作台172而配置的门型的框架202。框架202具有：一对支柱204，它们在Y轴方向上隔开间隔而从基台182的上表面向上方延伸；以及梁206，其架设在一对支柱204的上端间，沿Y轴方向延伸。
在梁206的一侧的侧面(在图9中为背面侧的侧面)上沿Y轴方向隔开间隔而设置有一对切削单元174。在本实施方式的切削装置170中，按照切削刀具面对的方式设置有一对切削单元174，能够通过一对切削刀具同时对卡盘工作台172所保持的被加工物实施切削加工。另外，切削单元174可以为1个。
如图11所示，各切削单元174具有：矩形状的Y轴可动部件208，其在Y轴方向上移动自如地支承于梁206的一侧的侧面；剖面L字状的Z轴可动部件210，其在Z轴方向上升降自如地支承于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11中为近前侧的侧面)上沿Z轴方向隔开间隔而形成有沿Y轴方向延伸的一对被引导槽208a，被引导槽208a与在梁206的一侧的侧面上沿上下方向隔开间隔而沿Y轴方向延伸的一对导轨(未图示)滑动自如地连结。
Y轴进给单元178具有：滚珠丝杠214，其在梁206的一侧的侧面上沿Y轴方向延伸；以及电动机216，其使滚珠丝杠214旋转。滚珠丝杠214与Y轴可动部件208连结。Y轴进给单元178通过滚珠丝杠214将电动机216的旋转运动转换成直线运动并传递至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11中为背面侧的侧面)上沿Y轴方向隔开间隔而形成有沿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轴进给单元180具有：滚珠丝杠(未图示)，其与Z轴可动部件210连结，沿Z轴方向延伸；以及电动机218，其使该滚珠丝杠旋转。Z轴进给单元180通过滚珠丝杠将电动机218的旋转运动转换成直线运动并传递至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12进行说明，在主轴壳体212中，按照以Y轴方向为轴心而旋转自如的方式支承有圆柱状的主轴220，并且收纳有使主轴220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。另外，在图12中示出将作为切削刀具的轮毂刀具36固定于主轴220的例子。
在主轴壳体212的前端安装有覆盖切削刀具的刀具罩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；以及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)而在X轴方向上移动，在切削刀具的更换时定位于图12所示的打开位置，在切削加工时定位于图11所示的关闭位置。
如图13所示，在主轴220的前端侧外周面上设置有向径向外侧突出的环状的安装座凸缘226。在安装座凸缘226的前端面的径向内侧部分形成有环状的凹部226a，安装座凸缘226的前端面的外周侧部分作为向轴向突出的环状的承受部226b。另外，在比安装座凸缘226更靠前端侧的主轴220的外周面上形成有外螺纹228。
并且，在将作为切削刀具的轮毂刀具36安装于主轴220的情况下，轮毂刀具36的中央开口部38a嵌合于主轴220的前端部且将主轴220的外螺纹228和固定螺母222拧紧(紧固)，轮毂刀具36被安装座凸缘226的承受部226b和固定螺母222夹持而装卸自如地固定于主轴220的前端。另外，在固定螺母222的侧面上沿周向隔开等间隔而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。
另外，在将作为切削刀具的垫圈刀具45安装于主轴220的情况下，如图14所示，在利用安装座凸缘226的承受部226b和环状的安装凸缘229夹持垫圈刀具45的状态下，将主轴220的外螺纹228和固定螺母222拧紧(紧固)，由此将垫圈刀具45装卸自如地固定于主轴220的前端。
另外，在安装凸缘229的背面上设置有环状的突出部229b，该环状的突出部229b具有与垫圈刀具45的中央开口部45a的内径对应的外径D(与切削刀具保管单元4的轴部34的外径D相同)。并且，在将垫圈刀具45固定于主轴220时，垫圈刀具45的中央开口部45a嵌合于突出部229b。
如图9所示，在框架202的梁206的另一侧的侧面(在图9中为近前侧的侧面)上按照在Y轴方向上移动自如的方式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单元230，并且安装有使拍摄单元230在Y轴方向上移动的一对移动单元232。
移动单元232具有：滚珠丝杠234，其在梁206的另一侧的侧面上沿Y轴方向延伸；以及电动机236，其使滚珠丝杠234旋转。滚珠丝杠234与拍摄单元230连结。并且，移动单元232将电动机236的旋转运动转换成直线运动并传递至拍摄单元230，使拍摄单元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，拍摄单元230可以为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，首先将被加工物吸附于卡盘工作台172。接着，利用X轴进给单元176使卡盘工作台172移动至拍摄单元230的下方，并且利用移动单元232调整拍摄单元230的Y轴方向位置。接着，利用拍摄单元230从上方拍摄被加工物而检测被加工物的切削区域。
接着，根据拍摄单元230所检测的被加工物的切削区域使卡盘工作台172旋转，调整被加工物的切削区域相对于切削单元174的切削刀具的朝向。接着，利用X轴进给单元176使卡盘工作台172在X轴方向上移动，并且利用Y轴进给单元178使主轴壳体212在Y轴方向上移动，将一对切削刀具定位于被加工物的切削区域的上方。
接着，利用Z轴进给单元180使主轴壳体212下降，使高速旋转的切削刀具的切刃切入至被加工物的切削区域，并且一边对切削刀具的切刃切入的部分提供切削水，一边将卡盘工作台172在X轴方向上进行加工进给，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轴进给单元178将主轴壳体212在Y轴方向上进行分度进给，一边适当地重复上述切削加工，对被加工物的所有切削区域实施切削加工。将结束切削工序的切削加工完成的被加工物搬送至下一工序。
当重复实施切削工序时，切削刀具发生磨损，当切削刀具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的切削刀具更换成新的切削刀具。另外，即使在安装于主轴220的切削刀具的磨损未达到规定量的情况下，有时在对与之前实施切削加工的被加工物的材料为不同的材料的被加工物实施切削加工时，也需要更换成与被加工物的材料对应的切削刀具。
在本实施方式中，如图15所示，在切削装置170上连结有能够自动地更换切削装置170的切削刀具的辅助装置2，以下对使用辅助装置2更换轮毂刀具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，能够后续安装于已经交付给用户的切削装置170。在使用辅助装置2更换安装于切削装置170的切削刀具时，首先使切削刀具保管单元4的履带22旋转，将支承着要搬入切削装置170的新的轮毂刀具36的刀具支承轴24定位于规定的位置(例如刀具支承轴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旋转，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面对。
另外，使X轴移动单元12和Z轴移动单元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的位置的刀具支承轴24的轴部34插入至刀具保持部48的中央开口部60(参照图6)。
接着，如图17所示，通过Y轴方向定位单元8使框体74在Y轴方向上移动，将搬出搬入单元6定位于能够通过刀具保持部48保持刀具支承轴24所支承的轮毂刀具36的作用位置。由此，将上述规定的位置的刀具支承轴24的轴部34插入至刀具保持部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的前端侧的轮毂刀具36的端面接触。接着，在刀具保持部48的第一吸引孔61产生吸引力，利用刀具保持部48对位于轴部34的前端侧的轮毂刀具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轴方向离开而定位于退避位置。接着，使搬出搬入单元6的壳体52旋转180°，使吸引保持着轮毂刀具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面对。
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对刀具支承轴24的轮毂刀具36进行保持的作用位置。接着，在相反侧的刀具保持部48的第一吸引孔61产生吸引力，通过刀具保持部48对位于轴部34的前端侧的轮毂刀具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对新的轮毂刀具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在Y轴方向上移动，并且利用Z轴移动单元10使升降台76在Z轴方向上移动。由此，使搬出搬入单元6从切削刀具保管单元4离开而定位于退避位置，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轴方向位置在切削装置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轴方向位置在比卡盘工作台172的保持面靠上方的位置。
接着，如图19所示，通过X轴移动单元12使搬出搬入单元6在X轴方向上移动，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，使搬出搬入单元6的一对刀具保持部48所吸引保持的新的一对轮毂刀具36的中心的X轴方向位置与安装于一对切削单元174的一对轮毂刀具36的中心的X轴方向位置一致。
另外，使辅助装置2的Z轴移动单元10或切削装置170的Z轴进给单元180进行动作，使刀具保持部48的轮毂刀具36的中心的Z轴方向位置与切削单元174的轮毂刀具36的中心的Z轴方向位置一致。
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的轮毂刀具36面对。另外，可以在使搬出搬入单元6前进之前，预先使壳体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定位于打开位置(参照图12)。接着，通过切削装置170的Y轴进给单元178使切削单元174在Y轴方向上移动，使将轮毂刀具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按压而收纳于旋转体66的内部，并且将主轴220的前端收纳于旋转体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旋转时，在各销72与固定螺母222的销孔222a一致时，将各销72嵌合于销孔222a，将旋转体66的旋转运动经由各销72而传递至固定螺母222，将固定螺母222松动。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拧松(取下)。另外，在固定螺母保持部50的各吸引孔70产生吸引力，利用固定螺母保持部50对取下的固定螺母222进行吸引保持。
接着，通过Y轴进给单元178使切削单元174从搬出搬入单元6离开，并且使搬出搬入单元6的壳体52旋转60°，使未保持轮毂刀具36的空的刀具保持部48与切削单元174的轮毂刀具36面对。
接着，通过Y轴进给单元178使切削单元174与搬出搬入单元6接近，将切削单元174的主轴220插入至刀具保持部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的轮毂刀具36的端面接触。接着，在刀具保持部48的第一吸引孔61产生吸引力，利用刀具保持部48对切削单元174的轮毂刀具36进行吸引保持。
接着，通过Y轴进给单元178使切削单元174从搬出搬入单元6离开，并且使搬出搬入单元6的壳体52旋转60°，使吸引保持着新的轮毂刀具36的刀具保持部48与切削单元174的主轴220面对。
接着，通过Y轴进给单元178使切削单元174与搬出搬入单元6接近，将主轴220插入至新的轮毂刀具36的中央开口部38a，使轮毂刀具36的端面与主轴220的安装座凸缘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交接新的轮毂刀具36。
接着，通过Y轴进给单元178使切削单元174从搬出搬入单元6离开，并且使搬出搬入单元6的壳体52旋转60°，使吸引保持着已取下的固定螺母222的固定螺母保持部50与切削单元174的主轴220面对。
接着，通过Y轴进给单元178使切削单元174与搬出搬入单元6接近，使固定螺母保持部50所吸引保持的固定螺母222嵌合于主轴220的前端部。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在与将固定螺母222取下时相反的方向上旋转，使固定螺母222与主轴220的外螺纹228拧紧(紧固)。
由此，能够将要安装于切削单元174的新的轮毂刀具36利用主轴220的安装座凸缘226的承受部226b与固定螺母222夹持而固定于主轴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定位于关闭位置。另外，关于如上所述的固定螺母222和轮毂刀具36的取下、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，使搬出搬入单元6后退，并且使搬出搬入单元6的壳体52旋转60°，使已取下的一对轮毂刀具36中的一方与切削刀具保管单元4面对。另外，使切削刀具保管单元4的履带22旋转，将未支承轮毂刀具36的空的刀具支承轴24定位于规定的位置(例如刀具支承轴24的轨道中的最下端的位置)。
接着，使X轴移动单元12和Z轴移动单元10进行动作，按照能够将上述规定的位置的刀具支承轴24的轴部34插入至刀具保持部48所吸引保持的一方的轮毂刀具36的中央开口部38a的方式调整刀具保持部48的X轴方向位置和Z轴方向位置。
接着，通过Y轴方向定位单元8使框体74在Y轴方向上移动，将上述规定的位置的刀具支承轴24的轴部34插入至刀具保持部48所吸引保持的一方的轮毂刀具36的中央开口部38a，并且使一方的轮毂刀具36的端面与刀具支承轴24的基部32的端面接触。接着，解除刀具保持部48的吸引力，将已取下的一对轮毂刀具36中的一方交接于刀具支承轴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离开，并且使搬出搬入单元6的壳体52旋转180°，使吸引保持着已取下的一对轮毂刀具36中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面对。
接着，通过Y轴方向定位单元8使框体74在Y轴方向上移动，将上述规定的位置的刀具支承轴24的轴部34插入至相反侧的刀具保持部48所吸引保持的另一方的轮毂刀具36的中央开口部38a，并且使另一方的轮毂刀具36的端面与刀具支承轴24所支承的轮毂刀具36的端面接触。接着，解除刀具保持部48的吸引力，将已取下的一对轮毂刀具36中的另一方交接于刀具支承轴24。
如上所述，在本实施方式的辅助装置2中，能够后续安装于已经交付给客户的切削装置170从而更换安装于切削装置170的切削单元174的切削刀具。
另外，在上述例中，对更换轮毂刀具36的例子进行了说明，但在本实施方式中，也可以对垫圈刀具45进行更换。
在对垫圈刀具45进行更换时，在未通过刀具保持部48吸引保持更换用的新的垫圈刀具45的状态下，将搬出搬入单元6定位于切削装置170的一对切削单元174之间。接着，使固定螺母保持部50与切削单元174面对，通过固定螺母保持部50从切削单元174的主轴220取下固定螺母222。
接着，在使刀具保持部48与切削单元174面对之后，在刀具保持部48的第一吸引孔61产生吸引力，通过刀具保持部48对安装凸缘229进行吸引保持，从主轴220取下安装凸缘229，并且在第二吸引孔63产生吸引力，利用刀具保持部48对安装于主轴220的垫圈刀具45进行保持。
接着，使搬出搬入单元6向切削刀具保管单元4移动，并且使吸引保持着安装凸缘229和垫圈刀具45的刀具保持部48与切削刀具保管单元4面对，解除第二吸引孔63的吸引力，将垫圈刀具45保管于切削刀具保管单元4。接着，在吸引保持着安装凸缘229的刀具保持部48的第一吸引孔61产生吸引力，利用刀具保持部48对更换用的新的垫圈刀具45进行吸引保持。即，通过同一刀具保持部48对安装凸缘229以及更换用的新的垫圈刀具45进行吸引保持。
接着，使保持着安装凸缘229和新的垫圈刀具45的刀具保持部48与切削单元174面对，将安装凸缘229和新的垫圈刀具45交接于主轴220。并且，在使固定螺母保持部50与切削单元174面对之后，使固定螺母222与主轴220的外螺纹228拧紧。这样，在辅助装置2中，能够后续安装于已经交付给用户的切削装置170从而更换切削装置170的垫圈刀具45。

Claims (7)

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轴进给单元，其将该卡盘工作台在X轴方向上进行加工进给；
Y轴进给单元，其将该切削单元在与X轴方向垂直的Y轴方向上进行分度进给；以及
Z轴进给单元，其将该切削单元在与X轴方向和Y轴方向垂直的Z轴方向上进行切入进给，
该保持面由X轴方向和Y轴方向限定，
其中，
该辅助装置具有：
切削刀具保管单元，其对多个切削刀具进行保管；
搬出搬入单元，其将该切削刀具相对于该切削刀具保管单元搬出和搬入；
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轴移动单元，其使该搬出搬入单元在Z轴方向上移动；以及
X轴移动单元，其使该搬出搬入单元在X轴方向上移动而对安装在该切削单元的主轴上的切削刀具进行作用，
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，其呈放射状与该Z旋转轴连结，对该切削刀具进行吸引保持；以及
固定螺母保持部，其将该固定螺母相对于形成在该主轴的前端的外螺纹拧紧和拧松，
该搬出搬入单元借助该Z旋转轴而连结于屈曲臂的前端。
2.根据权利要求1所述的辅助装置，其中，
该搬出搬入单元借助该屈曲臂而配设于框体，
该框体以能够滑动的方式支承在配设于升降台的沿Y轴方向延伸的导轨上，通过该Y轴方向定位单元相对于该切削刀具保管单元定位于Y轴方向的该作用位置和该退避位置。
3.根据权利要求1或2所述的辅助装置，其中，
该屈曲臂使该搬出搬入单元在X轴方向上进退。
4.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轴方向延伸的旋转轴；
从动齿轮，其与该驱动齿轮在Z轴方向上分开，具有沿Y轴方向延伸的旋转轴；
履带，其绕挂于该驱动齿轮和该从动齿轮；以及
刀具支承轴，其沿Y轴方向延伸，以规定的间隔配设于该履带上，插入至该切削刀具的中央开口部而对该切削刀具进行支承。
5.根据权利要求4所述的辅助装置，其中，
能够调整该驱动齿轮与该从动齿轮的Z轴方向的间隔，并且也能够调整该履带的长度。
6.根据权利要求4所述的辅助装置，其中，
该切削刀具保管单元所保管的该切削刀具是在基台的外周配设有切刃的轮毂刀具，
该刀具支承轴具有与该轮毂刀具的中央开口部的内径对应的外径，该刀具保持部对该轮毂刀具进行保持。
7.根据权利要求4所述的辅助装置，其中，
该切削刀具保管单元所保管的该切削刀具是由形成为环状的切刃构成的垫圈刀具，
该刀具支承轴具有与该垫圈刀具的中央开口部的内径对应的外径，
该刀具保持部对该垫圈刀具和用于将该垫圈刀具安装于该切削单元的主轴的安装凸缘进行保持。
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