DE102017202316A1 - Bearbeitungsvorrichtung - Google Patents

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Kunio Oshida
Hiroyuki Hashimoto
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Abstract

Hier offenbart ist eine Bearbeitungsvorrichtung, die eine Bearbeitungseinheit beinhaltet. Die Bearbeitungseinheit beinhaltet eine Spindel, ein Spindelgehäuse, das ein Luftlager zum drehbaren Tragen der Spindel unter Verwendung von Luft und ein Werkzeug aufweist, das an dem vorderen Ende der Spindel montiert ist. Das Spindelgehäuse weist einen Luftzufuhrdurchgang zum Zuführen der Luft zu dem Luftlager, eine Luftzufuhröffnung, die mit dem Luftzufuhrdurchgang verbunden ist, eine Luftauslassöffnung zum Auslassen der Luft von dem Luftlager und eine Luftauslassöffnung, die mit dem Luftauslassdurchgang verbunden ist, auf. Die Luftzufuhröffnung ist durch eine Luftzufuhrverbindung mit einer Luftquelle verbunden. Die Luftzufuhrverbindung ist mit einem Druckmesser und einen Durchflussmesser bereitgestellt. Ein erster erlaubter Wert wird vorher für den Druck, der durch den Druckmesser detektiert wird, gesetzt und ein zweiter erlaubter Wert wird vorher für die Flussrate, die durch den Durchflussmesser detektiert wird, gesetzt.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung, die einen Einspanntisch zum Halten eines Werkstücks und ein Bearbeitungsmittel zum Bearbeiten des Werkstücks beinhaltet, das an dem Einspanntisch gehalten wird.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Mehrere Bauelemente wie integrierte Schaltungen (ICs) und Large-Scale-Integrations (LSIs) sind an der vorderen Seite eines Wafers ausgebildet, sodass sie voneinander durch mehrere Teilungslinien geteilt sind. Die hintere Seite des Wafers, der die Bauelemente so an der vorderen Seite aufweist, wird durch eine Schleifvorrichtung geschliffen, um dadurch die Dicke des Wafers auf eine vorbestimmte Dicke zu reduzieren. Danach wird der Wafer in einzelne Bauelementchips durch eine Teilungsvorrichtung geteilt. Die Bauelementchips, die so erhalten werden, werden in elektrischen Ausstattungen wie einem Mobiltelefon oder Personalcomputer verwendet. Die Schneidvorrichtung ist im Allgemeinen aus einem Einspanntisch zum Halten eines Wafers und einem Schleifmittel ausgebildet, das eine drehbare Schleifscheibe (Werkzeug) zum Schleifen des Wafers, der an dem Einspanntisch gehalten wird, aufweist, wodurch der Wafer dünn auf eine gewünschte Dicke ausgestaltet werden kann (siehe zum Beispiel japanische Offenlegungsschrift Nummer 2010-052057 ).
  • Die Teilungsvorrichtung ist im Allgemeinen aus einem Einspanntisch zum Halten eines Wafers und einem Schleifmittel ausgebildet, das eine drehbare Schneidklinge (Werkzeug) zum Schneiden des Wafers aufweist, der an dem Einspanntisch gehalten ist, wodurch der Wafer in einzelne Bauelementchips mit hoher Genauigkeit geteilt werden kann (siehe zum Beispiel japanische Offenlegungsschrift Nummer 2010-173002 ).
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Jedes das Schleifmittel und das Schneidmittel beinhalten eine Spindel zum Montieren des Werkzeugs und eine Luftlagerung, die mit Druckluft versehen ist, wodurch die Spindel in einem Zustand ohne Kontakt getragen wird. D. h., dass die Spindel drehbar durch das Luftlager in dem Zustand getragen wird, in dem ein Reibungswiderstand nahezu null ist, sodass Vibrationen unterdrückt werden, um ein Schleifen und Schneiden mit hoher Präzision zu ermöglichen. Jedoch kann in dem Fall, dass Staub, Wasser usw. von außen in einen Luftzufuhrdurchgang zum Zuführen der Druckluft zu dem Luftlager oder einem Luftauslassdurchgang zum Auslassen der Luft von dem Luftlager eintritt oder in dem Fall, dass der Luftzufuhrdurchgang oder der Luftauslassdurchgang mit Fremdkörpern wie Wasser, das aufgrund einer Änderung des Drucks oder der Temperatur generiert wird, verstopft ist, die Druckluft nicht ausreichend zu dem Luftlager zugeführt werden. Als ein Ergebnis kann die Nicht-Kontaktbedingung der Spindel nicht erhalten werden, sodass ein Reiben in dem Luftlager verursacht wird, sodass eine Möglichkeit der Beschädigung des Schleifmittels und des Schneidmittels existieren. Ferner auch in dem Fall, dass ein Luftleck in dem Luftzufuhrdurchgang oder dem Luftauslassdurchgang auftritt, kann ein ähnliches Problem verursacht werden.
  • Es ist darum ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Bearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die das Auftreten von Reibung in dem Luftlager zum Tragen eines Bearbeitungswerkzeugs verhindern kann.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Bearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, die einen Einspanntisch zum Halten eines Werkstücks und ein Bearbeitungsmittel zum Bearbeiten des Werkstücks, das an dem Einspanntisch gehalten wird, beinhaltet. Das Bearbeitungsmittel beinhaltet eine Spindel; ein Spindelgehäuse zum drehbaren Tragen der Spindel, wobei das Spindelgehäuse einen Luftzufuhrdurchgang, eine Luftzufuhröffnung, die mit dem Luftzufuhrdurchgang verbunden ist, einen Luftauslassdurchgang und eine Luftauslassöffnung aufweist, die mit dem Luftauslassdurchgang verbunden ist; ein Luftlager, das zwischen der Spindel und dem Spindelgehäuse gebildet ist, wobei das Luftlager mit dem Luftzufuhrdurchgang und dem Luftauslassdurchgang verbunden ist, um die Spindel unter Verwendung einer Druckluft zu tragen; ein Werkzeug, das an dem vorderen Ende der Spindel montiert ist; eine Druckluftquelle zum Zuführen der Druckluft; eine Druckluftverbindung zum Verbinden der Druckluftquelle mit der Druckluftöffnung; einen Druckmesser, der an der Luftzufuhrverbindung zum Detektieren des Drucks der Luftzufuhrverbindung angeordnet ist; und ein Durchflussmesser, der an der Luftzufuhrverbindung zum Detektieren der Flussrate der Druckluft in der Luftzufuhrverbindung angeordnet ist. Ein erster erlaubter Wert ist vorher für den Druck, der durch den Druckmesser detektiert wird, gesetzt und ein zweiter erlaubter Wert ist vorher für die Flussrate, die durch den Fluss Messer detektiert wird, gesetzt.
  • Vorzugsweise, wenn der Druck, der durch den Druckmesser detektiert wurde, von dem ersten erlaubten Wert abgewichen ist, oder die Flussrate, die durch den Durchflussmesser detektiert wurde, von dem zweiten erlaubten Wert abgewichen ist, wird eine Warnung an einen Bediener ausgegeben. Insbesondere, wenn der Druck, der durch den Druckmesser detektiert wird, auf dem ersten erlaubten Wert gehalten wird, und die Flussrate, die durch den Durchflussmesser detektiert wurde, geringer als der zweite erlaubte Wert ist, wird über eine Auffälligkeit, dass der Luftzufuhrdurchgang oder der Luftaufsatzdurchgang mit Fremdkörpern verstopft ist, die Warnung ausgeben. Darüber hinaus, wenn der Druck, der durch den Druckmesser detektiert wurde, auf dem ersten erlaubten Wert erhalten bleibt, und die Flussrate, die durch den Durchflussmesser detektiert wurde, größer als der zweite erlaubte Wert ist, wird über eine Auffälligkeit, dass ein Luftleck in dem Luftzufuhrdurchgang oder dem Luftauslassdurchgang aufgetreten ist, die Warnung ausgegeben.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird die Luft, die zu dem Luftlager von der Luftquelle zugeführt wird, nicht nur entsprechend dem Druck, der durch den Druckmesser detektiert wurde, sondern entsprechend der Flussrate, die durch den Durchflussmesser detektiert wurde, geregelt. Entsprechend, in dem Fall dass der Druck der Luft, die zu dem Luftlager zugeführt wird, auf einem gewünschten Druck gehalten ist, aber die Flussrate der Luft, die zu dem Luftlager zugeführt wurde, nicht ausreichend ist, weil der Luftzufuhrdurchgang oder der Luftablassdurchgang mit Fremdkörpern wie Wasser verstopft ist, kann ein mögliches Reiben in dem Luftlager vorhergesagt werden, um dadurch einen Schaden an dem Bearbeitungsmittel zu verhindern, welches das Luftlager aufweist, wie einem Schleifmittel oder einem Schneidmittel.
  • Darüber hinaus, wenn der Druck, der durch den Druckmesser gemessen wurde, von dem ersten erlaubten Wert abgewichen ist, oder die Flussrate, die durch den Durchflussmesser detektiert wurde, von dem zweiten erlaubten Wert abgewichen ist, wird eine Warnung an einen Bediener abgegeben. Insbesondere, wenn der Druck, der durch den Druckmesser detektiert wurde, auf dem ersten erlaubten Wert erhalten bleibt, und die Flussrate, die durch den Durchflussmesser detektiert wurde, weniger als der zweite erlaubte Wert ist, wird bestimmt, dass der Luftzufuhrdurchgang oder der Luftablassdurchgang mit Fremdkörpern verstopft ist und diese Auffälligkeit wird als eine Warnung ausgegeben. In einem anderen Fall, wenn der Druck, der durch den Druckmesser detektiert wurde, auf einem ersten erlaubten Wert gehalten ist, und die Flussrate, die durch den Durchflussmesser detektiert wurde, größer als der zweite erlaubter Wert ist, wird bestimmt, dass ein Luftleck in dem Luftzufuhrdurchgang oder dem Luftaustauschdurchgang aufgetreten ist, und diese Auffälligkeit wird als eine Warnung ausgegeben.
  • Das Obige und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Weise des Realisierens dieser wird klarer und die Erfindung selbst am besten durch ein Studieren der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche mit Bezug zu den angehängten Figuren verstanden, die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • 1 ist eine allgemeine perspektivische Ansicht einer Schleifvorrichtung entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine vertikale Schnittansicht einer Schleifeinheit, die in der Schleifvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, enthalten ist;
  • 3 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Programms, das entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird; und
  • 4 ist eine vertikale Schnittansicht einer Schneideinheit als eine andere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Bearbeitungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung wird jetzt detailliert mit Bezug zu den angehängten Figuren beschrieben. 1 ist eine allgemeine perspektivische Ansicht einer Schleifvorrichtung 1 entsprechend einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Schleifvorrichtung 1 ein Bearbeitungsmittel entsprechend der vorliegenden Erfindung beinhaltet. Wie in 1 gezeigt, beinhaltet die Schleifvorrichtung 1 eine stationäre Basis 2 und eine Säule 3, die sich von dem hinteren Ende der stationären Basis 2 nach oben erstreckt. Ein paar Führungsschienen 4, die sich vertikal erstrecken, sind an der Säule 3 fixiert.
  • Die Schleifvorrichtung 1 beinhaltet eine Schleifeinheit 10 als ein Bearbeitungsmitteln. Die Schleifeinheit 10 weist ein Spindelgehäuse 12 und ein Trägerelement 13 zum Tragen des Spindelgehäuses 12 auf. Das Trägerelement 13 ist an einer beweglichen Basis 14, die vertikal entlang der Führungsschienen 4 bewegt werden kann, montiert. Entsprechend kann die Schleifeinheit 10 (Schleifmittel) vertikal durch die Bewegung der Bewegungsbasis 14 bewegt werden.
  • Die Schleifeinheit 10 beinhaltet eine Spindel 15, die drehbar an dem Spindelgehäuse 12 getragen wird, einen Servomotor 20, zum drehenden Antreiben der Spindel 15, eine Scheibenbefestigung 22, die an einem unteren Ende der Spindel 15 fixiert ist, und eine Schleifscheibe 24, die abnehmbar an der Scheibenbefestigung 22 montiert ist. Die Schleifscheibe 24 ist aus einer Basis und mehreren abrasiven Elementen 26 ausgebildet, die an der unteren Oberfläche der Basis fixiert sind, sodass sie ringförmig angeordnet sind.
  • Die Schleifvorrichtung 1 beinhaltet ferner einen Zufuhrmechanismus 30 für eine Schleifeinheit zum vertikalen Bewegen der Schleifeinheit 10 entlang der Führungsschienen 4. Der Zufuhrmechanismus 30 für eine Schleifeinheit ist aus einer Kugelrollspindel und einem Pulsmotor zum Drehen der Kugelrollspindel ausgebildet. Die Kugelrollspindel des Zufuhrmechanismus 30 für eine Schleifeinheit ist im Schraubeingriff mit der Bewegungsbasis 14. Entsprechend, wenn der Pulsmotor des Zufuhrmechanismus 30 der Schleifeinheit betätigt wird, wird die Kugelrollspindel gedreht, um dadurch die Bewegungsbasis 14 vertikal zu bewegen. Ein Einspanntischmechanismus 36 als ein Haltemittel zum Halten eines Werkstücks ist an der oberen Oberfläche der stationären Basis 2 bereitgestellt. Der Einspanntischmechanismus 36 ist beweglich durch einen Bewegungsmechanismus (nicht dargestellt), um eine Bereitschaftsposition, an welcher ein Wafer als ein Werkstück eingespannt oder freigegeben wird, und eine Schneidposition, in welcher der Wafer durch die Schleifeinheit 10 geschliffen wird, wählbar einzunehmen. D. h., dass die Bereitschaftsposition von der Schleifeinheit 10 versetzt ist, und die Schleifposition direkt unterhalb der Schleifeinheit 10 gesetzt ist.
  • 2 ist eine vertikale Schnittansicht der Schleifeinheit 10, die einen Luftzufuhrdurchgang 54 und einen Luftauslassdurchgang 56 aufweist. Die Spindel 15 wird entlang der zentralen Linie des Spindelgehäuses 12 der Schleifeinheit 10 getragen. Die Spindel 15 ist integral mit einem plattenförmigen Druckblech 71 ausgebildet. Das Spindelgehäuse 12 ist mit einem radialen Luftlager 60 zum Tragen der Spindel 15 (Wellenabschnitt) in seiner radialen Richtung unter Verwendung von Luft und eines Druckluftlagers 70 zum Tragen des Druckblechs 71 der Spindel 15 ausgebildet.
  • Eine Luftzufuhröffnung 541 und eine Luftauslassöffnung 561 sind an dem äußeren Umfang des Spindelgehäuses 12 der Schleifeinheit 10 bereitgestellt. Die Luftzufuhröffnung 541 ist mit dem Luftzufuhrdurchgang 54 (durch die breite Linie in 2 gezeigt) verbunden, die in dem Spindelgehäuse 12 ausgebildet ist, und die Luftauslassöffnung 561 ist mit dem Luftauflatzdurchgang 56 (durch eine dünne Linie in 2 gezeigt) in dem Spindelgehäuse 12 ausgebildet. Der Luftzufuhrdurchgang 54 dient dazu Druckluft von der Luftzufuhröffnung 541 zu dem radialen Luftlager 60 und dem Druckluftlager 70 zuzuführen. Der Luftauslassdurchgang 56 dient dazu die Luft von dem radialen Luftlager 60 und dem Druckluftlager 70 zu der Luftauslassöffnung 561 auszulassen.
  • Die Luftzufuhröffnung 541 ist durch eine externe Luftzufuhrverbindung 51 mit einer externen Luftquelle 50 verbunden. Entsprechend wird die Druckluft (zum Beispiel 0,6 MPa) von der Luftquelle 50 durch die Luftzufuhrverbindung 51 zu der Luftzufuhröffnung 541 zugeführt und dann durch den Luftzufuhrdurchgang 54 zu dem Luftlager 60 und 70 zugeführt. Danach wird die Luft von den Luftlagern 60 und 70 durch den Luftauslassdurchgang 56 zu der Luftauslassöffnung 561 ausgelassen und dann von der Luftauslassöffnung 561 zu dem Äußeren des Spindelgehäuses 12 abgeben.
  • Der Luftzufuhrdurchgang 54, der in dem Spindelgehäuse 12 ausgebildet ist, ist in einen ersten Abschnitt, der mit dem radialen Luftlager 60 verbunden ist, und einen zweiten Abschnitt, der mit dem Druck Luftlager 70 verbunden ist, abgezweigt. Der erste Abschnitt des Luftzufuhrdurchgangs 54 ist ferner in mehrere Abschnitte abgezweigt, die mit jeweiligen mehreren Luftereignissen 54a verbunden sind, die in dem radialen Luftlager 60 ausgebildet sind. Das radiale Luftlager 60 ist ferner mit mehreren Luftauslässen 56a ausgebildet, die mit dem Luftauslassdurchgang 56 verbunden sind. Andererseits ist der zweite Abschnitt des Luftzufuhrdurchgangs 54 in mehrere Abschnitte abgezweigt, die mit jeweiligen mehreren Lufteinlässen 54b verbunden sind, die in dem Druckluftlager 70 ausgebildet sind. Das Druckluftlager 70 ist ferner mit mehreren Luftauslässen 56b ausgebildet, die mit dem Luftauslassdurchgang 56 verbunden sind. Entsprechend wird Druckluft, die von der Luftzufuhröffnung 541 eingeführt wird, durch den ersten Abschnitt des Luftzufuhrdurchgangs 54 zu dem radialen Luftlager 60 zugeführt und danach dazu gebracht, in das radialen Luftlager 60 von den Lufteinlässen 54a einzutreten. Danach wird die Luft dazu gebracht, aus den Luftauslässen 56a auszutreten, und wird durch den Luftauslassdurchgang 56 zu der Luftauslassöffnung 561 gebracht. Ähnlich wird auch die Druckluft, die zu der Luftzufuhröffnung 541 eingeführt wird, durch den zweiten Abschnitt des Luftzufuhrdurchgangs 54 zu dem Druckluftlager 70 zugeführt, und dann dazu gebracht, in das Druckluftlager 70 von den Lufteinsätzen 54b einzutreten. Danach wird die Luft dazu gebracht, durch die Luftauslassöffnung 6b auszutreten, und wird danach durch den Luftaufsatzdurchgang 56 zu der Luftauslassöffnung 561 gleitet.
  • In dem radialen Luftlager 60 und dem Druckluftlager 70 wird eine Druckluftschicht, die eine geringe Dicke aufweist (zum Beispiel 5–10 μm) durch die Druckluft ausgebildet, die von den Lufteinlässen 54a und 54b zugeführt wird, sodass die Spindel 15 in einem nicht-Kontaktzustand durch die Luftlager 60 und 70 in dem Spindelgehäuse 12 getragen wird. Entsprechend kann die Spindel stabil mit hohen Geschwindigkeiten mit sehr geringem Widerstand gedreht werden. Der Servomotor 20 zum drehenden Antreiben der Spindel 15 ist an dem oberen Ende der Spindel 15 ausgebildet, wobei der Servomotor 20 aus einem Stator 20a und einem Rotor 20b ausgebildet ist.
  • Die Luftquelle 50 ist dazu angepasst Druckluft zu mehreren verschiedenen Vorrichtungen zu einer Anlage wie einer Fabrik zuzuführen, wo Bearbeitungsvorrichtungen entsprechend dieser bevorzugten Ausführungsform stehen. Sogar wenn die Menge der Druckluft, die durch jede Vorrichtung aufgenommen wird, geändert wird, kann ein im Wesentlichen konstanter Luftdruck erhalten bleiben, sodass die Spindel 15 stabil getragen werden kann.
  • Die Luftzufuhrverbindung 51 zum Zuführen von Druckluft von der Luftquelle 50 zu der Schleifeinheit 10 ist mit einem Druckmesser 52 zum Detektieren des Drucks der Druckluft, die in der Luftzufuhrverbindung 51 fließt, und einem Durchflussmesser 53 zum Detektieren der Flussrate der Druckluft, die in der Luftzufuhrverbindung 51 fließt, bereitgestellt. Der Druck, der durch den Druckmesser 52 detektiert wurde, und die Flussrate, die durch den Durchflussmesser 53 detektiert wurde, werden als ein Drucksignal und ein Flussratensignal jeweils zu einem Steuerungsmittel ausgegeben, das im Folgenden beschrieben wird.
  • Die Schleifvorrichtung 1 in dieser bevorzugten Ausführungsform beinhaltet ein Steuerungsmittel (nicht dargestellt), das durch einen Computer ausgestaltet ist. Das Steuerungsmittel beinhaltet eine zentrale Berechnungseinheit (CPU) zum Durchführen einer Operationsbearbeitung entsprechend eines Steuerungsprogramms, einen Festwertspeicher (ROM), der das Steuerungsprogramm gespeichert aufweist, einem Arbeitsspeicher (RAM) zum Speichern der Ergebnisse der Berechnungen usw., eine Eingabeschnittstelle und eine Ausgabe Schnittstelle. Ein Drucksignal von dem Druckmesser 52, der an der Luftzufuhrverbindung 51 bereitgestellt ist, und ein Flussratensignal von dem Durchflussmesser, der an der Luftzufuhrverbindung 51 bereitgestellt ist, werden in die Eingabeschnittstelle des Steuerungsmittels eingegeben. Obwohl nicht dargestellt, ist der Servomotor 20 mit einem Sensor für eine Drehgeschwindigkeit und einem Beschleunigungssensor bereitgestellt. Ausgabesignale von dem Sensor für eine Drehgeschwindigkeit und dem Beschleunigungssensor werden auch in die Eingabeschnittstelle des Steuerungsmittels eingegeben. Andererseits wird ein Steuerungssignal von der Ausgabeschnittstelle des Steuerungsmittels zu dem Servomotor 20 ausgegeben und ein Warnsignal an einen Bediener wird auch von der Ausgabeschnittstelle des Steuerungsmittels ausgegeben. Ein Programm basierend auf einem Flussdiagramm, das in 3 gezeigt ist, ist vorher in dem Festwertspeicher (ROM) des Steuerungsmittels gespeichert worden. Dieses Programm wird wiederholt in gegebenen Zeitabständen während der Bearbeitung des Werkstücks durch die Schleifvorrichtung 1 ausgeführt und der Bearbeitungszustand des Werkstücks wird überwacht.
  • Die Betätigung der Schneidvorrichtung 1, welche die obige Konfiguration aufweist, wird jetzt beschrieben. Wenn der Wafer (nicht dargestellt) an dem Einspanntischmechanismus 36 als Einspannmittel in der Schneidvorrichtung 1, die in 1 gezeigt ist, platziert ist, gibt das Steuerungsmittel ein Steuerungssignal zum Anlegen einer elektrischen Leistung an den Stator 20a des Servomotors 20 aus. Als ein Ergebnis wird die Spindel 15, die mit dem Rotor 20b des Servomotors 20 verbunden ist, gedreht, wodurch ein Bereitstellungszustand erhalten wird, an dem ein vorbestimmtes Schleifen durch abrasive Elemente 26 der Schleifscheibe 24, die an der Spindel 15 montiert ist, durchgeführt wird. Beim Zuführen der elektrischen Leistung zu dem Servomotor 20 wird Druckluft vorher von der Luftquelle 50 zu der Schleifeinheit 10 zugeführt, wodurch die Spindel 15 in einem nicht-Kontaktzustand in dem Spindelgehäuse 12 getragen wird. In dem Zustand, in dem die Spindel 15 der Schleifeinheit 10 durch ein Zuführen der elektrischen Leistung zu dem Servomotor 20 gedreht wird, wird die Bewegungsbasis 14 entlang der Führungsschienen 4 abgesenkt, bis die abrasiven Elemente 26 der Schleifscheibe 24 in Kontakt mit der Arbeitsoberfläche (Oberfläche) des Wafers als ein Werkstück kommen. Folglich wird das Schleifen des Wafers begonnen und die Schleifscheibe 24 wird weiter (zugeführt) in einer vorbestimmten Zufuhrgeschwindigkeit abgesenkt, um dann die Arbeitsoberfläche des Wafers zu schleifen. In dieser Schleifbetätigung wird das Programm basierend auf dem Flussdiagramm, das in 3 gezeigt ist, wiederholt in gegebenen Zeitabständen ausgeführt, sodass eine Auffälligkeit in der Schneidvorrichtung 1 detektiert wird.
  • Wenn das Programm begonnen wird, wird der Druck, der durch den Druckmesser 52 an der Luftzufuhrverbindung 51 detektiert wird, in das Steuerungsmittel eingegeben und danach gespeichert (Schritt S1). Ferner wird auch die Flussrate, die durch den Durchflussmesser 53 detektiert wurde, in das Steuerungsmittel eingegeben und danach gespeichert (Schritt S2).
  • Das Steuerungsmittel setzt und speichert vorher einen erlaubten Druck und eine erlaubte Flussrate der Druckluft als in dem Luftlager 60 und 70 der Schleifeinheit 10. Der erlaubte Druck und die erlaubte Flussrate sind so gesetzt, dass sie einen vorbestimmten erlaubten Bereich aufweisen. Zum Beispiel ist der erlaubte Druck auf 0,5–0,6 MPa und die erlaubte Flussrate ist auf 48–52 l/min dieser bevorzugten Ausführungsform gesetzt. Nachdem der Druck und die Flussrate in dem Luftzufuhranschluss 51 in das Steuerungsmittel in Schritten S1 und S2 eingegeben wurden, wird bestimmt ob der detektiert Druck in den Bereich des erlaubten Drucks (Schritt S3) fällt oder nicht. Falls der detektierte Druck in den Bereich des erlaubten Drucks verhält (ja in Schritt S3) wird bestimmt, dass der detektierte Druck normal ist und das Programm geht dann zum nächsten Schritt über, in welchem bestimmt wird, ob die durch den Durchflussmesser 53 bestimmte Flussrate in den Bereich der erlaubten Flussrate fällt (Schritt S4). Falls die detektierte Flussrate in den Bereich der erlaubten Flussrate fällt (ja in Schritt S4), geht das Programm zu Schritt S41 über, in welchem eine Auffälligkeitsmarkierung auf null gesetzt ist (d. h. es ist bestimmt, dass die detektierte Flussrate normal ist). Danach wird das Programm beendet. Mit dem nächsten Zeitschritt wird dieses Programm erneut ausgeführt. Zu dem Zeitpunkt, zu dem das Programm zum ersten Mal ausgeführt wird, wird die Auffälligkeitsmarkierung vorher auf 0 als Anfangswert gesetzt.
  • Falls der detektierte Druck in Schritt S1 nicht in den Bereich des erlaubten Drucks fällt (nein in Schritt S3), geht das Programm zu Schritt S31 über, in welchem die Auffälligkeitsmarkierung auf 1 gesetzt ist, und dieser Wert wird in dem Steuerungsmittel gespeichert. In diesem Fall geht das Programm zu Schritt S7 über, in welchem eine Auffälligkeitswarnung dem Bediener entsprechend dem Wert der Auffälligkeitsmarkierung angezeigt wird. Beispiele für diese Auffälligkeitswarnung beinhalten das Ertönen einer Hupe, das Andeuten der Auffälligkeit auf einem Monitor und das Leuchten einer roten Lampe. Es wird angenommen, dass die Auffälligkeit des Drucks der Druckluft in der Luftzufuhrverbindung 51 (Auffälligkeitsmarkierung = 1) der Luftquelle 50 zuzuschreiben ist und diese Auffälligkeit kann auf einem Monitor oder dergleichen angedeutet werden (zum Beispiel eine Nachricht „zugeführter Luftdruck ist auffällig”).
  • Falls der detektierte Druck in den Bereich des erlaubten Drucks fällt (ja in Schritt S3), geht das Programm zu Schritt S4 über, in welchem bestimmt wird, ob die detektierte Flussrate in den Bereich der erlaubten Flussrate fällt oder nicht. Falls die detektierte Flussrate nicht in den Bereich der erlaubten Flussrate Feld (nein in Schritt S4) geht das Programm zu Schritt S5 über, in welchem bestimmt wird, ob die detektierte Flussrate größer als der als die erlaubte Flussrate ist oder nicht. Falls die detektierte Flussrate nicht größer als die erlaubte Flussrate ist (nein in Schritt S5) wird bestimmt, dass die detektierte Flussrate weniger als die erlaubte Flussrate ist und das Programm geht dann zu Schritt S51 über, in welchem die Auffälligkeitsmarkierung auf 2 gesetzt wird, dieser Wert wird in dem Steuerungsmittel gespeichert. Danach geht das Programm zu Schritt S7 über, in welchem eine Auffälligkeitswarnung (zum Beispiel das Ertönen einer Hupe, Andeuten der Auffälligkeit auf einem Monitor oder Leuchten einer roten Lampe) an den Bediener entsprechend dem Wert der Auffälligkeitsmarkierung ausgegeben wird. Es wird angenommen, dass die Antwort nein in Schritt S5 (Auffälligkeitsmarkierung gleich 2) einem Verstopfen des Luftzufuhrdurchgangs 54 oder des Luftauslassdurchgangs 56 mit Fremdkörpern zuzuschreiben ist, und diese Auffälligkeit kann auf einem Monitor oder dergleichen (zum Beispiel eine Nachricht „Verstopfen mit fremden Gegenständen ist aufgetreten”) angedeutet werden. Folglich kann die Warnung auf dem Monitor visuell durch den Bediener wahrgenommen werden.
  • Falls die detektierte Flussrate größer als die erlaubte Flussrate (ja in Schritt S5) ist, geht das Programm zu Schritt S6 über, in welchen die Auffälligkeitsmarkierung auf 3 gesetzt ist, und dieser Wert wird in dem Steuerungsmittel gespeichert. Danach geht das Programm zu Schritt S7 über, in welchem eine Auffälligkeitswarnung (zum Beispiel Ertönen eine Hupe, Andeuten der Auffälligkeit auf einem Monitor oder Leuchten einer roten Lampe) an den Bediener entsprechend dem Wert für die Auffälligkeitsmarkierung ausgegeben wird. Es wird angenommen, dass die Antwort ja in Schritt S5 (Auffälligkeitsmarkierung = 3) in der Tatsache begründet liegt, dass ein Luftleck in dem Luftzufuhrdurchgang 54 oder in dem Luftauslassdurchgang 56 aufgetreten ist und diese Auffälligkeit kann auf einem Monitor oder dergleichen (zum Beispiel eine Nachricht „Luftleck ist aufgetreten”) angedeutet werden. Folglich kann die Warnung auf dem Monitor visuell durch den Bediener wahrgenommen werden. In dem Fall, dass die Auffälligkeitsmarkierung 1, 2 oder 3 ist, können die Details der Auffälligkeit speziell als eine Warnung auf einem Monitor wie oben beschrieben angedeutet werden. Als eine Modifikation können die Details der Auffälligkeit entsprechend den Farben einer Lampe für eine Warnung, die an der Bearbeitungsvorrichtung angebracht ist, unterschieden werden. Als eine andere Modifikation kann der Wert der Auffälligkeitsmarkierung als ein Fehlercode angedeutet werden. Folglich können verschiedene Formen der Warnung angepasst werden, sodass der Bediener die Arten der Auffälligkeit unterscheiden kann.
  • Wie oben beschrieben wird Druckluft von einer Luftquelle, die eine große Kapazität aufweist, zu mehreren Vorrichtungen in einer Fabrik oder dergleichen zugeführt. In dem Fall, sogar wenn die Flussrate der Druckluft, die durch jede Vorrichtung verwendet wird, sich in einer Weise ändert, wird der Druck der Druckluft, die zu jeder Vorrichtung zugeführt wird, auf einen im Wesentlichen konstanten Wert gehalten. Entsprechend in dem Fall, dass nur der Druck, der durch einen Druckmesser detektiert wird, überwacht wird, existiert die Möglichkeit, dass eine Auffälligkeit wie ein Verstopfen oder ein Luftleck in dem Luftzufuhrdurchgang oder dem Luftauslassdurchgang übersehen werden kann und das Bearbeitungsmittel weiterverwendet wird. Als ein Ergebnis funktioniert das Luftlager nicht geeignet und das Spindelgehäuse und die Spindel können in Kontakt miteinander kommen, was ein Reiben in dem Luftlager verursacht, was in einem möglichen Schaden des Luftlagers resultiert. Im Gegensatz dazu, wenn die Bearbeitungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung den Durchflussmesser zusätzlich zu dem Druckmesser an der Luftzufuhrverbindung zum Zuführen von Druckluft von der Luftquelle zu dem Spindelgehäuse beinhaltet, können beide der Druck, der durch den Druckmesser detektiert wird, und die Flussrate, die durch den Durchflussmesser detektiert wird, überwacht werden. Entsprechend, sogar wenn der Druck, der durch den Druckmesser detektiert wird, in dem Bereich eines erlaubten Wertes gehalten wird, kann eine Auffälligkeit in dem Luftzufuhrdurchgang oder dem Luftauslassdurchgang unmittelbar detektiert werden, um dadurch ein Auftreten eines Reibens vorherzusagen und entsprechend einen massiven Schaden an dem Bearbeitungsmitteln verhindern.
  • Ferner entsprechend der vorliegenden Erfindung wird bestimmt ob die Flussrate, die durch den Durchflussmesser detektiert wird, größer als die erlaubte Flussrate ist. Dann ist es entsprechend einem Ergebnis dieser Bestimmung möglich, zwischen der Leckage von Druckluft und der Verstopfung des Luftzufuhrdurchgangs oder des Luftauslassdurchgangs zu unterscheiden. Entsprechend kann das Auftreten einer Auffälligkeit schnell detektiert werden und die Ursache der Auffälligkeit kann einfach identifiziert werden.
  • 4 zeigt eine Schneideinheit 10', die in einer Schneidvorrichtung entsprechend der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Insbesondere ist 4 eine vertikale Schnittansicht der Schneideinheit 10', wobei die Schneideinheit 10' einen Luftzufuhrdurchgang 54 und einen Luftauslassdurchgang 56 aufweist und der Luftzufuhrdurchgang 54 mit einer Luftzufuhrverbindung 51 verbunden ist, die mit einer Luftquelle 50 zum Zuführen von Druckluft verbunden ist. In 4 sind im Wesentlichen die gleichen Teile wie die der Schleifeinheit 10, die in 2 gezeigt ist, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine detaillierte Beschreibung dieser wird hier ausgelassen. Die Schneideinheit 10' beinhaltet eine Spindel 15 und eine ringförmige Schneidklinge 27, die durch ein Flanschelement 28 an dem vorderen Ende der Spindel 15 gehalten ist. In der Schleifeinheit 10 entsprechend der ersten bevorzugten Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, erstreckt sich die Achse der Spindel 15 vertikal und beweglich in der vertikalen Richtung als eine Zufuhrrichtung entlang Führungsschienen 4. Im Gegensatz dazu ist die Schneideinheit 10' entsprechend der zweiten bevorzugten Ausführungsform in der Schneidvorrichtung angeordnet, sodass die Achse der Spindel 15 sich horizontal erstreckt.
  • Folglich in der Schneideinheit 10' entsprechend der zweiten bevorzugten Ausführungsform ist die Spindel so angeordnet, dass sie sich horizontal erstreckt. Entsprechend beim Durchführen einer Schneidbetätigung unter Verwendung der Schneideinheit 10' durchläuft die Spindel 15 eine maximale Last in der Richtung senkrecht zu der axialen Richtung der Spindel 15, d. h. in der radialen Richtung der Spindel 15. Entsprechend in dem Fall, dass eine Auffälligkeit in dem Luftzufuhrdurchgang 54 oder dem Luftauslassdurchgang 56 auftritt, die in dem Spindelgehäuse 20 ausgebildet sind, existiert eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass ein Schleifen in einem radialen Luftlager 60 zum Tragen der Spindel 15 in der radialen Richtung auftritt. Auch in der zweiten bevorzugten Ausführungsform wird das Programm basierend auf dem Flussdiagramm, das in 3 gezeigt ist, ähnlich zu der ersten bevorzugten Ausführungsform ausgeführt, wobei eine Auffälligkeit bestimmt und eine Warnung dann ausgegeben wird. Entsprechend kann das Auftreten einer Auffälligkeit schnell detektiert und die Ursache der Auffälligkeit kann einfach identifiziert werden.
  • Während die vorliegende Erfindung in einer Schneidvorrichtung angewendet wird, die eine Schleifscheibe als ein Werkzeug in der ersten bevorzugten Ausführungsform verwendet, oder in einer. Schneidvorrichtung angewendet wird, die eine Schneidklinge als ein Werkzeug verwendet, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt. D. h., dass die vorliegende Erfindung bei Bearbeitungsvorrichtungen anwendbar ist, die ein Bearbeitungsmitteln aufweisen, wie eine Drehbank oder eine Fräse, wobei das Bearbeitungsmittel eine Spindel, ein Gehäuse, das eine Luftlager zum drehbaren Tragen der Spindel unter Verwendung von Luft aufweist, und ein Werkzeug, das an dem vorderen Ende der Spindel montiert ist, beinhaltet, wobei das Gehäuse einen Luftzufuhrdurchgang zum Zuführen von Luft zu dem Luftlager, eine Luftzufuhröffnung, die mit dem Luftzufuhrdurchgang verbunden ist, einen Luftauslassdurchgang zum Auslassen von Luft von dem Luftlager und eine Luftauslassöffnung beinhaltet, die mit dem Luftauslassdurchgang verbunden ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Umfang der Erfindung ist durch die angefügten Ansprüche definiert und alle Änderungen und Modifikationen, die in das Äquivalente des Umfangs der Ansprüche fallen, sind dadurch durch die Erfindung umfasst.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2010-052057 [0002]
    • JP 2010-173002 [0003]

Claims (4)

  1. Bearbeitungsvorrichtung, umfassend: einen Einspanntisch zum Halten eines Werkstücks; und ein Bearbeitungsmittel zum Bearbeiten des Werkstücks, das an dem Einspanntisch gehalten wird; wobei das Bearbeitungsmittel beinhaltet eine Spindel, ein Spindelgehäuse, um die Spindel drehbar zu tragen, wobei das Spindelgehäuse einen Luftzufuhrdurchgang, eine Luftzufuhröffnung, die mit dem Luftzufuhrdurchgang verbunden ist, einen Luftauslassdurchgang und eine Luftauslassöffnung, die mit dem Luftauslassdurchgang verbunden ist, aufweist, ein Luftlager, das zwischen der Spindel und dem Spindelgehäuse gebildet ist, wobei das Luftlager mit dem Luftzufuhrdurchgang und dem Luftauslassdurchgang verbunden ist, um die Spindel unter Verwendung von Druckluft zu tragen, ein Werkzeug, das an dem vorderen Ende der Spindel montiert ist, eine Druckluftquelle zum Zuführen der Druckluft, eine Luftzufuhrverbindung zum Verbinden der Druckluftquelle mit der Luftzufuhröffnung, einen Druckmesser, der an der Luftzufuhrverbindung zum Detektieren des Drucks der Druckluft in der Luftzufuhrverbindung bereitgestellt ist, und einen Durchflussmesser, der an der Luftzufuhrverbindung zum Detektieren der Flussrate der Druckluft in der Luftzufuhrverbindung bereitgestellt ist; wobei ein erster erlaubter Wert für den Druck, der durch den Druckmesser detektiert wird, vorher gesetzt ist, und ein zweiter erlaubter Wert für die Flussrate, die durch den Durchflussmesser detektiert wird, vorher gesetzt ist.
  2. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn der Druck, der durch den Druckmesser detektiert wurde, von dem ersten erlaubten Wert abgewichen ist oder die Flussrate, die durch den Durchflussmesser detektiert wurde, von dem zweiten erlaubten Wert abgewichen ist, eine Warnung an einen Bediener ausgegeben wird.
  3. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei, wenn der Druck, der durch den Druckmesser detektiert wurde, auf einem ersten erlaubten Wert gehalten wird, und die Flussrate, die durch den Durchflussmesser detektiert wurde, kleiner als der zweite erlaubte Wert geworden ist, eine Auffälligkeit, dass der Luftzufuhrdurchgang oder der Luftauslassdurchgang mit einem Fremdkörper verstopft ist, als die Warnung ausgegeben wird.
  4. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei, wenn der Druck, der durch den Druckmesser detektiert wurde, auf dem ersten erlaubten Wert gehalten wird und die Flussrate, die durch den Durchflussmesser detektiert wird, größer als der zweite erlaubte Wert geworden ist, eine Auffälligkeit, dass ein Luftleck in dem Luftzufuhrdurchgang oder dem Luftauslassdurchgang aufgetreten ist, als die Warnung ausgegeben wird.
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