JP2016007673A

JP2016007673A - 切削装置

Info

Publication number: JP2016007673A
Application number: JP2014129871A
Authority: JP
Inventors: 博光植山; Hiromitsu Ueyama; 勝弘新島; Katsuhiro Niijima; 幸久角田; Yukihisa Tsunoda
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2016-01-18

Abstract

【課題】切削ブレード検出手段の位置を調整することなく安価な構成で、刃先出し量の大きい切削ブレードの摩耗や破損を検出すること。
【解決手段】切削ブレード（４０）の外周縁を検出する切削ブレード検出手段（５）を備える切削装置（１）であって、切削ブレード検出手段は、切削ブレードを挟んで対峙する発光部（５０ａ）から受光部（５１ａ）に測定光を照射して、切削ブレードの外周縁の変化を検出する第１の検出手段（５ａ）と、第１の検出手段より径方向内側において、切削ブレードを挟んで対峙する発光部（５０ｂ）から受光部（５１ｂ）に測定光を照射して、摩耗後の切削ブレードの外周縁の変化を検出する第２の検出手段（５ｂ）と、第２の検出手段の受光量が所定の閾値より小さい場合には、第１の検出手段の検出結果を有効にし、第２の検出手段の受光量が所定の閾値以上の場合に、第２の検出手段の検出結果を有効にするように切換える切換手段（２６ａ）とを備える構成とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、切削ブレードで被加工物を切削する切削装置に関し、特に、切削ブレードの破損を適切に検出可能な切削装置に関する。

被加工物に切削ブレードを切り込ませて切断する切削装置では、切削加工によって切削ブレードに摩耗が生じたり、場合によっては、切削ブレードが破損することがある。切削ブレードの摩耗や破損を検出するため、切削装置には、切削ブレード検出手段が備えられている（例えば、特許文献１〜３参照）。これらの特許文献に記載の切削ブレード検出手段には、切削ブレードを挟んで対峙するように、発光部と受光部とが設けられている。発光部の発光面及び受光部の受光面は、複数の光ファイバーの端面を切削ブレードの径方向に列状に配列して構成されている。切削ブレード検出手段では、発光部から発光された測定光を受光部が受光し、受光部が受光した受光量の変化によって切削ブレードの摩耗及び破損を検出することができる。

特開２００９−１９６０６４号公報特開２００９−０８３０７２号公報特開２００２−０８３０１０号公報

ところで、切削ブレードには、リング状のワッシャ―タイプの切削ブレード（ワッシャ―ブレード）が存在する。このタイプの切削ブレードでは、切削ブレードの刃先出し量を大きくすることで、切削ブレードの切り込み深さを大きくすることができる。このため、切削ブレードを長期間使用して、交換頻度を減らすことができる。また、刃先出し量の大きい切削ブレードの外周縁を新品の状態から交換直前まで検出するためには、例えば、切削ブレード検出手段の発光部及び受光部を、その刃先出し量に応じて径方向に長くすることが考えられる。また、切削ブレードの摩耗に応じて、作業者が切削ブレード検出手段の位置を調整することも考えられる。

しかしながら、切削ブレード検出手段を刃先出し量に応じて径方向に長くする場合、通常の長さの切削ブレード検出手段と同等の検出精度を得るためには、切削ブレード検出手段の光源を、出力の大きいものにする必要がある。このため、光源だけでなく、切削ブレード検出手段の構成部品も変更しなくてはならず、コストアップの原因となっていた。また、切削ブレードの摩耗に応じて切削ブレード検出手段の位置を調整する場合、その調整作業が煩わしいという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、切削ブレード検出手段の位置を調整することなく安価な構成で、刃先出し量の大きい切削ブレードの摩耗や破損を検出することができる切削装置を提供することを目的とする。

本発明の切削装置は、被加工物を切削する切削ブレードを回転可能に装着する切削手段と、切削手段で切削する被加工物を保持するチャックテーブルと、切削ブレードの摩耗および破損を検出する検出手段と、を備える切削装置において、検出手段は、切削ブレードの外周縁を検出する第１の検出手段と、切削ブレードの径方向において第１の検出手段より内側に配設し磨耗した切削ブレードの外周縁を検出する第２の検出手段と、第１の検出手段から第２の検出手段へと切換えて切削ブレードの外周縁を検出する切換手段と、を備え、第１の検出手段と第２の検出手段とは、測定光を発光する発光部と、発光部から発光された測定光を受光する受光部と、発光部と受光部とが切削ブレードを対峙して配設され、光ファイバーを切削ブレードの径方向に列状に配列していて、列状に配列される発光部の光ファイバーから発光された測定光を列状に配列される受光部の光ファイバーが受光した受光量で切削ブレードの外周縁を認識する認識部と、を備え、切換手段は、第２の検出手段での切削ブレードの外周縁の検出が可能になったら第１の検出手段から第２の検出手段に切換えて切削ブレードの磨耗量を継続的に測定すると共に切削ブレードの破損を検出することを特徴とする。

この構成によれば、第１の検出手段に対して第２の検出手段が切削ブレードの径方向内側に設けられるため、切削ブレードの検出範囲を径方向に拡大することができる。この場合、加工始めは第１の検出手段で切削ブレードの外周縁を検出する。そして、徐々に切削ブレードが摩耗して第２の検出手段で検出可能になったら、切削ブレードを検出する主体が、第１の検出手段から第２の検出手段に切換えられる。このため、第１の検出手段で検出することができない範囲まで切削ブレードが摩耗しても、途中で検出主体が第２の検出手段へ切換わるため、継続的に切削ブレードの摩耗を検出することができる。よって、検出手段の位置を調整することなく刃先出し量の大きい切削ブレードの摩耗や破損を検出することができる。また、第１の検出手段に対して第２の検出手段を内側に設けるだけで切削ブレードの検出範囲を広げることができるため、安価な構成で、刃先出し量の大きい切削ブレードの摩耗や破損を検出することができる。

本発明によれば、切削ブレードの摩耗に応じて第１の検出手段から第２の検出手段に切換えることにより、検出手段の位置を調整することなく安価な構成で、刃先出し量の大きい切削ブレードの摩耗や破損を検出することができる。

本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。本実施の形態に係る切削手段の周辺構造を示す側面図である。本実施の形態に係る切削手段の模式図である。本実施の形態に係る切削ブレードの摩耗の様子を表す部分拡大図である。本実施の形態に係る切削ブレードの検出方法を示すフロー図である。本実施の形態に係る切削ブレードの外径と切削ブレード検出手段の受光量とを示す表である。本実施の形態に係る切削ブレードの摩耗に応じた切削ブレード検出手段の受光量変化を示すグラフである。本実施の形態に係る切削ブレードの破損を検出したときの切削ブレード検出手段の受光量変化を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して、第１の実施の形態について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る切削装置の斜視図である。なお、以下では、切削装置の一例を説明するが、本実施の形態に係る切削装置の構成はこれに限定されない。被加工物を切削可能であれば、切削装置をどのような構成としてもよい。

図１に示すように、切削装置１は、切削ブレード検出手段５で切削ブレード４０の摩耗を監視しながら被加工物Ｗを切削するように構成されている。被加工物Ｗは、円板状の半導体ウエーハであり、表面が分割予定ライン（不図示）によって複数の領域に区画されている。分割予定ラインで区画された各領域には、ＩＣ、ＬＳＩ等の各種デバイスＤが形成されている。被加工物Ｗの裏面には保護テープＴが貼着され、被加工物Ｗは保護テープＴを介して環状の支持フレームＦに支持される。なお、被加工物Ｗは、半導体ウエーハだけでなく、セラミック、ガラス、サファイヤ系の光デバイスウエーハでもよい。

ハウジング２の上面には、Ｘ軸方向（切削方向）に延びる長方形状の開口部（不図示）が形成されている。この開口部は、チャックテーブル３と共に移動可能な移動板３１及び蛇腹状の防水カバー３２により被覆されている。防水カバー３２の下方には、チャックテーブル３をＸ軸方向に移動させる不図示のボールねじ式の移動機構が設けられている。チャックテーブル３の表面には、ポーラスセラミック材により被加工物Ｗを吸着する吸着面３３が形成されている。吸着面３３は、チャックテーブル３内の流路を通じて吸引源に接続されている。

チャックテーブル３は、装置中央の受け渡し位置と切削手段４に臨む加工位置との間で往復移動される。なお、図１は、チャックテーブル３が受け渡し位置に待機した状態を示している。ハウジング２では、この受け渡し位置に隣接した一の角部が一段下がっており、下がった箇所に載置テーブル６が昇降可能に設けられている。載置テーブル６には、被加工物Ｗを収容したカセット７が載置される。カセット７が載置された状態で載置テーブル６が昇降することによって、高さ方向で被加工物Ｗの引出位置及び押込位置が調整される。

載置テーブル６の後方には、Ｙ軸方向に平行な一対のガイドレール８と、一対のガイドレール８とカセット７との間で被加工物Ｗを搬送するプッシュプル機構９と、が設けられている。一対のガイドレール８は、プッシュプル機構９による被加工物Ｗの搬送をガイドすると共に、被加工物ＷのＸ軸方向の位置決めをする。プッシュプル機構９は、カセット７から一対のガイドレール８に加工前の被加工物Ｗを引き出す他、一対のガイドレール８からカセット７に加工済みの被加工物Ｗを押し込むように構成されている。プッシュプル機構９により被加工物ＷのＹ軸方向が位置決めされる。

一対のガイドレール８の近傍には、ガイドレール８とチャックテーブル３との間で被加工物Ｗを搬送する第１の搬送アーム１０が設けられている。第１の搬送アーム１０の上面視Ｌ字状のアーム部１０ａが旋回することで被加工物Ｗが搬送される。また、受け渡し位置のチャックテーブル３の後方には、スピンナ式の洗浄機構１１が設けられている。洗浄機構１１では、回転中のスピンナテーブル１１ａに向けて洗浄水が噴射されて被加工物Ｗが洗浄された後、乾燥エアーが吹き付けられて被加工物Ｗが乾燥される。

ハウジング２上には、切削手段４を支持する支持台２０が設けられている。切削手段４は、加工位置のチャックテーブル３の上方に位置付けられており、被加工物Ｗの表面から切削ブレード４０を切り込ませて被加工物Ｗを切削するように構成される。切削手段４は、被加工物Ｗを切削する切削ブレード４０を回転可能に装着する。切削手段４は、ボールネジ式の移動機構（不図示）によって、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に構成される。

切削ブレード４０は、スピンドル（不図示）の先端に回転可能に装着されている。切削ブレード４０はブレードカバー４１によって周囲が覆われており、ブレードカバー４１には切削時にチャックテーブル３上の被加工物Ｗに切削液を供給する切削液供給手段（不図示）が設けられている。切削液供給手段から切削液が供給されながら、高速回転された切削ブレード４０によって被加工物Ｗが切り込まれることで、被加工物Ｗが分割予定ラインに沿って切削される。

切削手段４には、切削ブレード４０の摩耗及び破損を検出する切削ブレード検出手段５が設けられている（図２参照）。切削ブレード検出手段５は、透過型の光学式センサで構成される第１の検出手段５ａ、第２の検出手段５ｂを備えている（図２参照）。切削ブレード検出手段５は、切削ブレード４０の外縁部に測定光を照射し、その測定光の受光量から切削ブレード４０の外周縁の変化を検出する。切削ブレード検出手段５の詳細構成については後述する。

支持台２０の側面２０ａには、チャックテーブル３と洗浄機構１１との間で被加工物Ｗを搬送する第２の搬送アーム２１が設けられている。第２の搬送アーム２１のアーム部２１ａは斜めに延びており、このアーム部２１ａがＹ軸方向に移動することで被加工物Ｗが搬送される。また、支持台２０には、チャックテーブル３の移動経路（Ｘ軸方向）の上方を横切るようにして、撮像部２２を支持する片持支持部２３が設けられている。撮像部２２は片持支持部２３の下方から突出し、撮像部２２によって被加工物Ｗが撮像される。撮像部２２による撮像画像は、切削手段４とチャックテーブル３とのアライメントに利用される。

ハウジング２の角部には、装置各部への指示を受け付ける入力手段２４が設けられている。また、支持台２０の上面にはモニタ２５が配置されている。モニタ２５には、撮像部２２で撮像された画像、切削ブレード検出手段５で検出された切削ブレード４０の状態、被加工物Ｗの加工条件等が表示される。また、切削装置１には、装置各部を統括制御する制御手段２６が設けられている。制御手段２６は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。

このように構成された切削装置１は、切削ブレード４０を回転させて被加工物Ｗの分割予定ラインに切り込ませることで、被加工物Ｗを切削加工する。切削ブレード４０の外周縁の変化は、切削ブレード検出手段５でリアルタイムに監視される。このため、切削ブレードの摩耗や破損を検出することができ、切削ブレード４０の交換タイミングを適切に把握することができる。

次に、図２及び図３を参照して、本実施の形態に係る切削手段について詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係る切削手段の周辺構造を示す側面図である。図２Ａは、ブレードカバーが閉じた状態を示し、図２Ｂは、ブレードカバーが開いた状態を示している。図３は、本実施の形態に係る切削手段の模式図である。図３Ａは、図２ＡのＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図３Ｂは、図２ＡのＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図３Ｃは、切削ブレード検出手段と切削ブレードとの位置関係を示す切削ブレード周辺の部分拡大図である。なお、図２では、紙面右側を切削手段の前方とし、紙面左側を切削手段の後方として説明する。

図２に示すように、切削手段４は、スピンドル（不図示）の先端に切削ブレード４０を装着し、切削ブレード４０の外周を覆うようにブレードカバー４１を設けて構成される。切削ブレード４０は、リング状のワッシャーブレードで構成される。切削ブレード４０は、ダイヤモンド等の砥粒を結合材料で結合して形成され、例えば、１０μｍ〜５００μｍ程度の厚みを有している。本実施の形態では、ワッシャ―ブレードで構成される切削ブレードについて説明するが、この構成に限定されない。切削ブレードはリング状のハブ（基台）と刃とが一体化されたハブブレードで構成されてもよい。

切削ブレード４０は、スピンドルに設けられた円形状の支持フランジ４２（図２において不図示、図３参照）と、リング状の固定フランジ４３とによって挟持された後、固定ナット４４を固定フランジ４３側からスピンドル側にねじ込むことでスピンドルに固定される。支持フランジ４２及び固定フランジ４３は、切削ブレード４０より僅かに小径に形成されており、切削ブレード４０の外径を変更することで、切削ブレード４０の刃先出し量を調整することが可能になっている。

ブレードカバー４１は、切削ブレード４０の前側上方を覆う側面視略Ｌ字状の前方カバー４１ａと、切削ブレード４０の後側上方を覆う側面視略Ｌ字状の後方カバー４１ｂとで構成される。前方カバー４１ａには、エアシリンダが内蔵されており、前後方向に進退可能なピストンロッド４５が設けられている。ピストンロッド４５の先端には、後方カバー４１ｂが取り付けられる。これにより、ブレードカバー４１が開閉可能になっている。なお、図２Ａでは、ブレードカバー４０が閉じて切削ブレード４０の略上半分が覆われている一方、図２Ｂでは、ピストンロッド４５が駆動してブレードカバー４０が開いた状態になっている。

後方カバー４１ｂには、切削ブレード４０に向かって切削水を供給するノズル４６が設けられている。ノズル４６は、後方カバー４１ｂの下端から前方に向かって延びる略Ｌ字状に形成されている。図２Ａに示す状態では、ノズル４６の先端が切削ブレード４０の下端側に位置付けられている。また、ノズル４６の先端には、複数のスリット４６ａが形成されている。

後方カバー４１ｂの後方には、切削水供給源（不図示）に接続されるジョイント４７が設けられている。切削水は、切削水供給源から配管（不図示）及びジョイント４７を介して後方カバー４１ｂに流れ込む。そして、切削水は、後方カバー４１ｂ内に形成された流路を通じてノズル４６に供給された後、スリット４６ａから切削ブレード４０に向かって切削水が噴射される。これにより、切削ブレード４０の冷却や洗浄が実施される。

また、後方カバー４１ｂには、切削ブレード４０の摩耗及び破損を検出する切削ブレード検出手段５が設けられている。図３に示すように、切削ブレード検出手段５は、切削ブレード４０の径方向において異なる位置に設けられる長尺形状の第１の検出手段５ａ、第２の検出手段５ｂを備えている。第１の検出手段５ａ、第２の検出手段５ｂは、例えば、光ファイバーを備えた光電センサで構成されている。第１の検出手段５ａの先端側には、検出体を構成する発光部５０ａ及び受光部５１ａが設けられており、受光部５１ａは、発光部５０ａに対して、発光部５０ａからの測定光を検出できる距離だけ離れて対峙している。同様に、第２の検出手段５ｂの先端側には、検出体を構成する発光部５０ｂ及び受光部５１ｂが設けられており、受光部５１ｂは、発光部５０ｂに対して、発光部５０ｂからの測定光を検出できる距離だけ離れて対峙している。

第１の検出手段５ａ、第２の検出手段５ｂは、発光部５０ａ、５０ｂ及び受光部５１ａ、５１ｂが後方カバー４１ｂから切削ブレード４０側に突出するように、後方カバー４１ｂに取り付けられている。発光部５０ａ、５０ｂ及び受光部５１ａ、５１ｂは、光ファイバーの発光面（受光面）を切削ブレード４０に向けて、第１の検出手段５ａ、第２の検出手段５ｂの長手方向（切削ブレード４０の径方向）に一列に並べて構成される。

また、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、発光部５０ａ、５０ｂと受光部５１ａ、５１ｂとは、切削ブレード４０の一部を挟んで対峙するように配設されている。第１の検出手段５ａの発光部５０ａ及び受光部５１ａは、切削ブレード４０の先端側（径方向外側）に配設され、第２の検出手段５ｂの発光部５０ｂ及び受光部５１ｂは、切削ブレード４０の基端側（径方向内側）に配設されている。また、第１の検出手段５ａ、第２の検出手段５ｂは、それぞれ、受光部５１ａ、５１ｂで受光した光量を認識する認識部５２ａ、５２ｂを有している。

発光部５０ａ、５０ｂは、受光部５１ａ、５１ｂに向かって測定光を照射する。発光部５０ａ、５０ｂから照射された測定光は、切削ブレード４０によって部分的に遮光される。このため、受光部５１ａ、５１ｂは、発光部５０ａ、５０ｂから照射された測定光のうち切削ブレード４０を透過した測定光を受光する。認識部５２ａ、５２ｂは、受光部５１ａ、５１ｂで受光した測定光の受光量から切削ブレード４０の外周縁を認識する。

認識部５２ａ、５２ｂは、例えば、受光量を光電変換部（不図示）で電圧に変換し、その電圧から切削ブレード４０の外周縁を認識する。なお、切削加工中、切削ブレード検出手段５は常に切削ブレード４０の外周縁を監視している。また、測定光の受光量は、切削ブレード４０の摩耗や破損によって変化する。このため、切削ブレード検出手段５は、受光量（電圧）の変化から切削ブレード４０の摩耗や破損を検出することができる。

また、図３Ｃを用いてさらに具体的に説明すると、第１の検出手段５ａの発光部５０ａ（受光部５１ａ）は、固定フランジ４３（支持フランジ４２）から突出した切削ブレード４０の刃先部分の外周縁側（切削ブレード４０の刃先出し量を２等分する中心線Ｍより外側の領域Ｒ１）に配設されている。すなわち、発光部５０ａ（受光部５１ａ）は、領域Ｒ１の切削ブレード４０を検出可能な位置に配設されている。一方、第２の検出手段５ｂの発光部５０ｂ（受光部５１ｂ）は、切削ブレード４０の刃先部分の内周側（中心線Ｍより内側の領域Ｒ２）に配設されている。すなわち、発光部５０ｂ（受光部５１ｂ）は、領域Ｒ２の切削ブレード４０を検出可能な位置に配設されている。

また、切削ブレード検出手段５は、切削ブレード４０に対する検出主体を第１の検出手段５ａから第２の検出手段５ｂに切換える切換手段２６ａを備えている。切換手段２６ａは、制御手段２６の一部で構成される。切削ブレード４０を検出する際には、先ず、第１の検出手段５ａで切削ブレード４０の外周縁を検出する。加工によって切削ブレード４０が徐々に摩耗し、第２の検出手段５ｂで切削ブレード４０の外周縁を検出可能になったら、切換手段２６ａは、検出主体を第１の検出手段５ａから第２の検出手段５ｂに切換える。これにより、切削ブレード４０の摩耗量や破損を継続的に測定することができる。

このように、第１の検出手段５ａ、第２の検出手段５ｂによって検出範囲が拡大されるため、切削ブレード４０の刃先出し量が大きい場合であっても、切削ブレード４０の外周縁を検出することができる。また、第１の検出手段５ａの検出範囲Ｌ１が切削ブレード４０の外周側（領域Ｒ１）に設けられる一方、第２の検出手段５ｂの検出範囲Ｌ２が切削ブレード４０の内周側（領域Ｒ２）に設けられる。そして、それぞれの検出範囲Ｌ１、Ｌ２が領域Ｒ１、Ｒ２の境界部分（中心線Ｍ）付近で重ねられている。このように、検出範囲Ｌ１、Ｌ２を重ねたことで、検出主体の切換えをスムーズに行うことができると共に、切削ブレード４０の外周縁を継続的に検出することができる。このため、切削ブレード４０の摩耗に合わせて切削ブレード検出手段５の位置を調整する必要が無くなる。

また、第１の検出手段５ａ、第２の検出手段５ｂを同一型式の光電センサで構成することができるため、単に光電センサの数を増やすだけで容易に切削ブレード４０の径方向における検出範囲を拡張することができる。この場合、切削ブレード検出手段５の光源出力を増大させることなく、既存の光電センサを利用することができる。よって、大幅な設計変更が不要となり、結果として、刃先出し量の大きい切削ブレード４０を検出できる切削ブレード検出手段５を、安価な構成で実現することができる。

次に、図４及び図５を参照して、本実施の形態に係る切削ブレードの摩耗の様子及び切削ブレードの検出フローについて説明する。図４は、本実施の形態に係る切削ブレードの摩耗の様子を表す部分拡大図である。図５は、本実施の形態に係る切削ブレードの検出方法を示すフロー図である。なお、以下に示す判断の主体は、特に記載がない限り制御手段とする。また、以下の処理の判断基準となる閾値や、切削ブレードの交換の基準となる切削ブレードの外径（所定値）は、制御手段に記憶されているものとする。

切削加工が開始されると、切削ブレード検出手段５による切削ブレード４０の検出が開始される（図４Ａ、図５参照）。先ず、第１の検出手段５ａ、第２の検出手段５ｂは共に、切削ブレード４０に向かって測定光を照射し、その受光量を測定する（ステップＳＴ１）。なお、切削加工開始直後の切削ブレード４０を検出する主体は、第１の検出手段５ａである。

そして、第２の検出手段５ｂの受光量が１０％以上であるか否かが判断される（ステップＳＴ２）。第２の検出手段５ｂの受光量が１０％以上でない場合（ステップＳＴ２：ＮＯ）、切削ブレード４０の外周縁は第１の検出手段５ａの検出範囲Ｌ１内にあると判断され、切削ブレード４０の外周縁は認識部５２ａによって認識される。このとき、切削ブレード４０を検出する主体は、第１の検出手段５ａのまま維持される。そして、第２の検出手段５ｂの受光量が１０％以上になるまで、ステップＳＴ１の処理が実施される。

一方、第２の検出手段５ｂの受光量が１０％以上である場合（ステップＳＴ２：ＹＥＳ）、切削ブレード４０の外周縁が第２の検出手段５ｂの検出範囲Ｌ２内にあると判断され、切削ブレード４０の外周縁は認識部５２ｂによって認識される。このとき、切換手段２６ａによって、切削ブレード４０を検出する主体が第１の検出手段５ａから第２の検出手段５ｂに切換えられる（ステップＳＴ３、図４Ｂ参照）。これにより、第２の検出手段５ｂの検出結果が有効になる。そして、切削ブレード４０の外径が所定値を下回ったところで（ステップＳＴ４、図４Ｃ参照）、切削ブレード４０の交換時期と判断され、その旨が報知される。これにより、切削ブレード４０の検出フローが終了する。以上のようにして、切削ブレード４０の摩耗及び交換タイミングを適切に判断することができる。

次に、図６及び図７を参照して、切削ブレード４０の摩耗検出について説明する。図６は、本実施の形態に係る切削ブレードの外径と切削ブレード検出手段の受光量とを示す表である。図６において、新品の切削ブレードの外径はφ６２ｍｍであり、固定フランジ（支持フランジ）の外径はφ５０ｍｍとする。図７は、本実施の形態に係る切削ブレードの摩耗に応じた切削ブレード検出手段の受光量変化を示すグラフである。図７に示すグラフＣ１、Ｃ２は、それぞれ、第１、第２の検出手段の受光量を示している。また、グラフＣ１、Ｃ２中の太線は、切削ブレードの検出結果が有効になっている部分である。また、以下の説明においては、検出主体を切換える際の第２の検出手段の受光量（閾値）は、１０％とする。また、第１、第２の検出手段は共に、受光量が８５％になるまで測定が可能である。

図６及び図７に示すように、切削加工開始時（時間Ｔ_０）、切削ブレード４０（図４参照）の外径はφ６２であり、切削ブレード４０を検出する主体は第１の検出手段５ａ（図４参照）になっている。このとき、第１の検出手段５ａの受光量は１０％を示す一方、第２の検出手段５ｂ（図４参照）の受光量は０％を示している。切削加工に伴い、切削ブレード４０が徐々に摩耗すると、第１の検出手段５ａの受光量は徐々に大きくなる。例えば、切削ブレード４０の外径がφ５９のときには、第１の検出手段５ａの受光量は４４％を示す一方、第２の検出手段５ｂの受光量はまだ０％を示している。なお、このときの切削ブレード４０の摩耗量は、（φ６２−φ５９）／２＝１．５ｍｍである。

さらに摩耗が進み、切削ブレード４０の外径がφ５９を下回ると（時間Ｔ_１）、第２の検出手段５ｂにおいても受光量の変化が表れる。例えば、切削ブレード４０の外径がφ５８のとき、第１の検出手段５ａの受光量は５９％を示す一方、第２の検出手段５ｂの受光量は７％を示している。このとき、切削ブレード４０の外周縁は、第１の検出手段５ａ、第２の検出手段５ｂの両方で認識されている。

そして、切削ブレード４０の外径がφ５８とφ５７との間に差しかかったところで第２の検出手段５ｂの受光量が１０％以上になると（時間Ｔ_２）、切削ブレード４０を検出する主体が第１の検出手段５ａから第２の検出手段５ｂに切換わる。このため、切削ブレード４０の検出範囲がＬ１からＬ２（図４参照）に切換わり、切削ブレード４０の検出を継続することができる。なお、検出主体が切換わっても、第１の検出手段５ａは受光量の測定を継続する。

さらに摩耗が進み、第１の検出手段５ａの受光量が８５％に達すると（時間Ｔ_３）、第１の検出手段５ａは受光量の測定を終了する一方、第２の検出手段５ｂは受光量の測定を継続する。そして、切削ブレード４０の外径が所定値（例えば、φ５１）に達したところで（時間Ｔ_４）、第２の検出手段５ｂは受光量の測定を終了する。そして、制御手段２６は、モニタ２５に切削ブレード４０の交換を促す表示をし、合わせてブザー等でその旨を報知する（図１参照）。

以上のように、切削加工中の切削ブレード４０の外径を常時監視することで、作業者は、適切なタイミングで切削ブレード４０の交換をすることができる。なお、切削ブレード４０の外径は、切削ブレード４０の初期外径（φ６２）及び摩耗量から算出することができる。切削ブレード４０全体の摩耗量は、第１の検出手段５ａで検出した摩耗量Ｄ１と、第２の検出手段５ｂで検出した摩耗量Ｄ２とを足し合わせることで算出される。そして、所定値と外径とを比較しながら、切削加工が実施される。なお、切削ブレード４０の外径の所定値は、適宜変更が可能である。

次に、図８を参照して、本実施の形態に係る切削ブレードの破損検出について説明する。図８は、本実施の形態に係る切削ブレードの破損を検出したときの切削ブレード検出手段の受光量変化を示すグラフである。なお、図８においては、図７に対して時間軸の尺度が異なる。図７の時間軸は、加工開始から切削ブレード交換までの比較的長い区間を表しているのに対し、図８の時間軸は、切削ブレードが破損した瞬間のある局所的な区間を表している。

図８に示すように、切削加工中、切削ブレード４０に切欠きが生じた場合、切欠きの部分では測定光が透過する。このため、切削ブレード検出手段５の受光量は瞬間的に増大する。よって、図８に示すようなピークＰが周期的に検出される。これにより、切削ブレード４０の破損を検出することができる。この場合、制御手段２６は、モニタ２５に切削ブレード４０の破損を知らせる表示をし、合わせてブザー等でその旨を報知する（図１参照）。

以上のように、本実施の形態に係る切削装置１によれば、第１の検出手段５ａに対して第２の検出手段５ｂが切削ブレード４０の径方向内側に設けられるため、切削ブレード４０の検出範囲を径方向に拡大することができる。この場合、加工始めは第１の検出手段５ａで切削ブレード４０の外周縁を検出する。そして、徐々に切削ブレード４０が摩耗して第２の検出手段５ｂで検出可能になったら、切削ブレード４０を検出する主体が、第１の検出手段５ａから第２の検出手段５ｂに切換えられる。このため、第１の検出手段５ａで検出することができない範囲まで切削ブレード４０が摩耗しても、途中で検出主体が第２の検出手段５ｂへ切替わるため、継続的に切削ブレード４０の摩耗を検出することができる。よって、切削ブレード検出手段５の位置を調整することなく刃先出し量の大きい切削ブレード４０の摩耗や破損を検出することができる。また、第１の検出手段５ａに対して第２の検出手段５ｂを内側に設けるだけで切削ブレード４０の検出範囲を広げることができるため、安価な構成で、刃先出し量の大きい切削ブレード４０の摩耗や破損を検出することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記した実施の形態において、切削ブレード検出手段５を光電センサで構成したが、この構成に限定されない。切削ブレード検出手段５は、光ファイバーを用いたセンサであれば、どのように構成されてもよい。

また、上記した実施の形態において、第１の検出手段５ａ、第２の検出手段５ｂは、それぞれ別々に認識部５２ａ、５２ｂを備える構成としたが、この構成に限定されない。第１の検出手段５ａ、第２の検出手段５ｂは、単一の認識部を共有してもよい。

また、上記した実施の形態において、切削ブレード検出手段５は、２つの検出手段（第１の検出手段５ａ、第２の検出手段５ｂ）を備える構成としたが、この構成に限定されない。切削ブレード検出手段５は、３つ以上の検出手段を備えてもよい。また、単一の検出手段の中に２つ以上の発光部及び受光部が設けられてもよい。

また、上記した実施の形態において、検出主体を切換える際の第２の検出手段の受光量（閾値）は、１０％としたが、この構成に限定されない。当該閾値は、適宜変更が可能である。

以上説明したように、本発明は、切削ブレード検出手段の位置を調整することなく安価な構成で、刃先出し量の大きい切削ブレードの摩耗や破損を検出することができるという効果を有し、特に、切削ブレードの破損を適切に検出可能な切削装置に有用である。

Ｗ被加工物
１切削装置
２６ａ切換手段
３チャックテーブル
４切削手段
４０切削ブレード
５切削ブレード検出手段（検出手段）
５ａ第１の検出手段
５ｂ第２の検出手段
５０ａ、５０ｂ発光部
５１ａ、５１ｂ受光部
５２ａ、５２ｂ認識部

Claims

被加工物を切削する切削ブレードを回転可能に装着する切削手段と、該切削手段で切削する被加工物を保持するチャックテーブルと、該切削ブレードの摩耗および破損を検出する検出手段と、を備える切削装置において、
該検出手段は、該切削ブレードの外周縁を検出する第１の検出手段と、該切削ブレードの径方向において該第１の検出手段より内側に配設し磨耗した該切削ブレードの外周縁を検出する第２の検出手段と、該第１の検出手段から該第２の検出手段へと切換えて該切削ブレードの外周縁を検出する切換手段と、を備え、
該第１の検出手段と該第２の検出手段とは、測定光を発光する発光部と、該発光部から発光された該測定光を受光する受光部と、該発光部と該受光部とが該切削ブレードを対峙して配設され、光ファイバーを該切削ブレードの径方向に列状に配列していて、列状に配列される該発光部の光ファイバーから発光された該測定光を列状に配列される該受光部の光ファイバーが受光した受光量で該切削ブレードの外周縁を認識する認識部と、を備え、
該切換手段は、該第２の検出手段での該切削ブレードの外周縁の検出が可能になったら該第１の検出手段から該第２の検出手段に切換えて該切削ブレードの磨耗量を継続的に測定すると共に該切削ブレードの破損を検出する切削装置。