JP2022115618A - Cutting device and inspection method for cutting-edge detection unit - Google Patents
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Abstract
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、及び、切削ブレードの先端部を検出する刃先検出ユニットの検査に用いられる刃先検出ユニットの検査方法に関する。 The present invention relates to a cutting apparatus for cutting a workpiece with a cutting blade, and to an inspection method for a cutting edge detection unit that detects the tip of a cutting blade.
複数のデバイスが形成されたウェーハを分割して個片化することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。また、複数のデバイスチップを所定の基板上に実装し、実装されたデバイスチップを樹脂でなる封止材(モールド樹脂)で被覆することにより、パッケージ基板が得られる。このパッケージ基板を分割して個片化することにより、パッケージ化された複数のデバイスチップをそれぞれ備える複数のパッケージデバイスが製造される。デバイスチップやパッケージデバイスは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に組み込まれる。 A plurality of device chips each having a device are manufactured by dividing a wafer on which a plurality of devices are formed into individual pieces. Also, a package substrate is obtained by mounting a plurality of device chips on a predetermined substrate and covering the mounted device chips with a resin sealing material (mold resin). By dividing the package substrate into individual pieces, a plurality of packaged devices each having a plurality of packaged device chips are manufactured. Device chips and packaged devices are incorporated into various electronic devices such as mobile phones and personal computers.
ウェーハ、パッケージ基板等の被加工物の分割には、切削装置が用いられる。切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、被加工物に切削加工を施す切削ユニットとを備えており、切削ユニットには被加工物を切削する環状の切削ブレードが装着される。切削ブレードを回転させて被加工物に切り込ませることにより、被加工物が切削、分割される。 A cutting device is used to divide workpieces such as wafers and package substrates. A cutting device includes a chuck table that holds a workpiece and a cutting unit that cuts the workpiece. The cutting unit is equipped with an annular cutting blade that cuts the workpiece. The workpiece is cut and divided by rotating the cutting blade to cut into the workpiece.
切削ブレードで被加工物を切削すると、被加工物と接触する切削ブレードの先端部に負荷がかかり、切削ブレードの先端部で欠けが生じることがある。そして、切削ブレードが欠けた状態で被加工物の切削を続行すると、被加工物の加工不良や切削ブレードの破損が生じるおそれがある。そのため、切削ブレードの欠けは速やかに検知されることが求められる。 When a workpiece is cut with a cutting blade, a load is applied to the tip of the cutting blade that contacts the workpiece, and chipping may occur at the tip of the cutting blade. If the cutting of the workpiece is continued with the cutting blade chipped, there is a possibility that the machining of the workpiece is defective or the cutting blade is damaged. Therefore, chipping of the cutting blade is required to be quickly detected.
そこで、切削装置には、切削加工中に切削ブレードの状態を監視する刃先検出ユニットが搭載されることがある。例えば特許文献1には、切削ブレードの先端部を挟むように配置される投光部と受光部とを備えた刃先検出ユニット(光学検出手段)が開示されている。この光学検出手段は、投光部から受光部へと向かう光が切削ブレードによって遮光されるように配置される。そして、切削ブレードの先端部で欠けが発生すると、投光部から照射された光が切削ブレードの欠けを介して受光部に到達し、受光部の受光量が増加する。そのため、受光部の受光量を監視することにより、切削ブレードの先端部で生じた欠けを検出できる。 Therefore, the cutting apparatus is sometimes equipped with a cutting edge detection unit that monitors the state of the cutting blade during cutting. For example, Patent Literature 1 discloses a cutting edge detection unit (optical detection means) that includes a light projecting section and a light receiving section arranged to sandwich the tip of a cutting blade. The optical detection means is arranged so that the light traveling from the light projecting section to the light receiving section is blocked by the cutting blade. When chipping occurs at the tip of the cutting blade, the light emitted from the light projecting section reaches the light receiving section through the chipping of the cutting blade, and the amount of light received by the light receiving section increases. Therefore, chipping occurring at the tip of the cutting blade can be detected by monitoring the amount of light received by the light receiving portion.
上記のように、刃先検出ユニットは、投光部から受光部に到達する光の量(受光量)を測定することにより、切削ブレードの先端部の状態を監視する。しかしながら、刃先検出ユニットによって測定される受光量は、様々な要因によって変動することがある。 As described above, the cutting edge detection unit monitors the state of the tip of the cutting blade by measuring the amount of light (the amount of light received) reaching the light receiving section from the light emitting section. However, the amount of received light measured by the cutting edge detection unit may fluctuate due to various factors.
例えば、被加工物の切削中は、切削ブレード及び被加工物に供給される純水等の液体(切削液)や、被加工物の切削によって発生した屑(切削屑)等の異物が飛散し、受光部に付着したり、受光部を傷つけたりすることがある。この場合、受光部で光が適切に受光されず、刃先検出ユニットによって測定される受光量が減少する。また、刃先検出ユニットに含まれる受光素子(光電変換素子等)の劣化により、刃先検出ユニットによって測定される受光量が減少することもある。 For example, during cutting of the workpiece, liquid such as pure water (cutting fluid) supplied to the cutting blade and the workpiece, and foreign matter such as chips generated by cutting the workpiece (cutting waste) scatter. may adhere to or damage the light-receiving part. In this case, the light is not properly received by the light receiving portion, and the amount of light received by the cutting edge detection unit decreases. Also, the amount of light received by the blade edge detection unit may decrease due to deterioration of a light receiving element (such as a photoelectric conversion element) included in the blade edge detection unit.
受光量が減少すると、切削ブレードの先端部で生じた欠けが正しく検出されないおそれがある。そのため、切削装置のオペレーターは、投光部から受光部に光が照射された際に測定される受光量の値を定期的に確認し、刃先検出ユニットが正常に作動しているか否かを検査する。 If the amount of light received decreases, there is a risk that chipping occurring at the tip of the cutting blade will not be detected correctly. Therefore, the operator of the cutting equipment periodically checks the amount of light received when the light is emitted from the light emitter to the light receiver, and checks whether the cutting edge detection unit is operating normally. do.
しかしながら、切削装置の稼働中には、刃先検出ユニットの感度が随時変更される。例えば、切削ブレードの周囲で大量の切削液や切削屑が飛散し得る条件で切削加工が行われる場合には、投光部から照射された光が受光部に到達しにくい。そのため、受光部に到達した光が確実に検出されるように、刃先検出ユニットの感度が高められる。この状態で刃先検出ユニットの検査が実施されると、刃先検出ユニットで異常が発生していても、高い値の受光量が検出され、刃先検出ユニットが正常であると判定されてしまう可能性がある。 However, the sensitivity of the cutting edge detection unit is changed at any time during operation of the cutting device. For example, when cutting is performed under conditions where a large amount of cutting fluid and cutting waste can scatter around the cutting blade, the light emitted from the light projecting part is less likely to reach the light receiving part. Therefore, the sensitivity of the cutting edge detection unit is increased so that the light that reaches the light receiving section is reliably detected. If the blade edge detection unit is inspected in this state, there is a possibility that even if the blade edge detection unit is abnormal, a high amount of received light will be detected and the blade edge detection unit will be determined to be normal. be.
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、刃先検出ユニットの状態を適切に判定することが可能な切削装置及び刃先検出ユニットの検査方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cutting apparatus and an inspection method for a cutting edge detection unit that can appropriately determine the state of the cutting edge detection unit.
本発明の一態様によれば、被加工物を保持するチャックテーブルと、スピンドルを備え、該スピンドルの先端部に装着された環状の切削ブレードで該チャックテーブルによって保持された該被加工物を切削する切削ユニットと、該切削ブレードの先端部を検出する刃先検出ユニットと、該刃先検出ユニットの状態を判定する判定部と、報知部と、を備え、該刃先検出ユニットは、該切削ブレードの先端部を挟むように配置される投光部及び受光部と、該受光部の受光量を測定する受光量測定部と、を備え、該判定部は、該受光量測定部によって測定された該受光量の変化を示す波形と、基準波形とを比較することにより、該刃先検出ユニットの状態を判定し、該報知部は、該判定部による判定の結果を報知する切削装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a chuck table holding a workpiece and a spindle are provided, and the workpiece held by the chuck table is cut by an annular cutting blade attached to the tip of the spindle. cutting unit, a cutting edge detection unit that detects the tip of the cutting blade, a determination unit that determines the state of the cutting edge detection unit, and a notification unit, wherein the cutting edge detection unit detects the tip of the cutting blade a light projecting unit and a light receiving unit arranged to sandwich a unit; A cutting device is provided in which the state of the cutting edge detection unit is determined by comparing a waveform indicating a change in amount with a reference waveform, and the notifying section notifies the result of the determination by the determining section.
また、本発明の他の一態様によれば、切削装置と検査用ブレードとを用いた刃先検出ユニットの検査方法であって、該切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、スピンドルを備え、該スピンドルの先端部に装着された環状の切削ブレードで該チャックテーブルによって保持された該被加工物を切削する切削ユニットと、該切削ブレードの先端部を検出する刃先検出ユニットと、を備え、該刃先検出ユニットは、該切削ブレードの先端部を挟むように配置される投光部及び受光部を備え、該検査用ブレードは、回転軸からの距離が該検査用ブレードの角度によって異なる外周縁を含み、該スピンドルの先端部に装着された該検査用ブレードを該回転軸の周りで回転させつつ、該受光部の受光量を測定する受光量測定ステップと、該受光量測定ステップで測定された該受光量の変化を示す波形と、基準波形とを比較することにより、該刃先検出ユニットの状態を判定する判定ステップと、を含む刃先検出ユニットの検査方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a cutting edge detection unit inspection method using a cutting device and an inspection blade, wherein the cutting device includes a chuck table holding a workpiece and a spindle. a cutting unit that cuts the workpiece held by the chuck table with an annular cutting blade attached to the tip of the spindle; and a cutting edge detection unit that detects the tip of the cutting blade. , the cutting edge detection unit includes a light projecting part and a light receiving part arranged to sandwich the tip of the cutting blade, and the inspection blade has an outer surface whose distance from the rotation axis varies depending on the angle of the inspection blade. a light receiving amount measuring step of measuring the light receiving amount of the light receiving unit while rotating the inspection blade attached to the tip of the spindle including the peripheral edge around the rotation axis; and measuring the light receiving amount measuring step. a determination step of determining the state of the cutting edge detection unit by comparing the waveform indicating the change in the received light amount with a reference waveform.
なお、好ましくは、該検査用ブレードの該外周縁は、該外周縁に設定された基準位置から離れるほど該回転軸と該外周縁との距離が短くなるように、円形状又は楕円形状に形成されている。また、好ましくは、該検査用ブレードの該基準位置には、欠け部が設けられている。また、好ましくは、該刃先検出ユニットの検査方法は、該判定ステップにおいて該刃先検出ユニットの状態が異常であると判定された場合に警告を発する報知ステップを更に含む。 Preferably, the outer peripheral edge of the inspection blade is formed in a circular or elliptical shape so that the distance between the rotating shaft and the outer peripheral edge decreases as the distance from the reference position set on the outer peripheral edge decreases. It is Further, preferably, the reference position of the inspection blade is provided with a notch. Preferably, the inspection method for the cutting edge detection unit further includes a notification step of issuing a warning when the determination step determines that the state of the cutting edge detection unit is abnormal.
本発明の一態様に係る切削装置及び刃先検出ユニットの検査方法では、刃先検出ユニットによって測定された受光量の変化を示す波形と、基準波形とを比較することにより、刃先検出ユニットの状態が判定される。すなわち、ある時点における受光量の値ではなく、受光量の推移の傾向に基づいて、刃先検出ユニットが正常であるか異常であるかが判定される。これにより、刃先検出ユニットの感度の変更等によって受光量の値が変動しても、刃先検出ユニットの状態が適切に判定される。 In the cutting apparatus and cutting edge detection unit inspection method according to one aspect of the present invention, the state of the cutting edge detection unit is determined by comparing the waveform indicating the change in the amount of received light measured by the cutting edge detection unit with the reference waveform. be done. That is, it is determined whether the cutting edge detection unit is normal or abnormal, not based on the value of the amount of received light at a certain point in time, but on the trend of the amount of received light. As a result, the state of the blade edge detection unit can be appropriately determined even if the value of the amount of received light fluctuates due to a change in the sensitivity of the blade edge detection unit or the like.
以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る切削装置の構成例について説明する。図1は、切削装置2を示す斜視図である。なお、図1において、X軸方向(加工送り方向、前後方向、第1水平方向)とY軸方向(割り出し送り方向、左右方向、第2水平方向)とは、互いに垂直な方向である。また、Z軸方向(鉛直方向、上下方向、高さ方向)は、X軸方向及びY軸方向と垂直な方向である。
An embodiment according to one aspect of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, a configuration example of a cutting device according to this embodiment will be described. FIG. 1 is a perspective view showing a
切削装置2は、切削装置2を構成する各構成要素を支持又は収容する直方体状の基台4を備える。基台4の前方の角部には、矩形状の開口4aが設けられている。開口4aの内側には、昇降機構(不図示)によって昇降するカセット支持台6が設けられている。カセット支持台6の上面上には、切削装置2による加工の対象となる複数の被加工物11を収容可能なカセット8が配置される。なお、図1ではカセット8の輪郭を二点鎖線で示している。
The
被加工物11は、例えばシリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハであり、表面及び裏面を備える。被加工物11は、互いに交差するように格子状に配列された複数の分割予定ライン(ストリート)によって、複数の矩形状の領域に区画されている。また、被加工物11の表面側の、分割予定ラインによって区画された複数の領域にはそれぞれ、IC(Integrated Circuit)、LSI(Large Scale Integration)、LED(Light Emitting Diode)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等のデバイスが形成されている。
The
被加工物11の裏面側には、被加工物11よりも径の大きい円形のテープ13が貼付される。テープ13は、フィルム状の基材と、基材上の粘着剤(糊層)とを含む。例えば、基材はポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート等の樹脂でなり、粘着剤はエポキシ系、アクリル系、又はゴム系の接着剤でなる。また、粘着剤として、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化型の樹脂を用いてもよい。
A
テープ13の外周部は、金属等でなる環状のフレーム15に貼付される。フレーム15は、中央部に被加工物11よりも直径が大きい円形の開口を備え、被加工物11はフレーム15の開口の内側に配置される。そして、テープ13の中央部を被加工物11に貼付し、テープ13の外周部をフレーム15に貼付すると、被加工物11がテープ13を介してフレーム15によって支持される。
The outer peripheral portion of the
被加工物11は、フレーム15によって支持された状態でカセット8に収容され、切削装置2によって加工される。例えば、切削装置2によって被加工物11を分割予定ラインに沿って切削して分割することにより、デバイスをそれぞれ含む複数のデバイスチップが得られる。
The
ただし、被加工物11の種類、材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば被加工物11は、シリコン以外の半導体(GaAs、InP、GaN、SiC等)、ガラス、サファイア、セラミックス、樹脂、金属等でなるウェーハ(基板)であってもよい。また、被加工物11はパッケージ基板であってもよい。例えばパッケージ基板は、ベース基板と、ベース基板上に実装された複数のデバイスチップと、複数のデバイスチップを覆って封止する樹脂層とを備える。
However, the type, material, shape, structure, size, etc. of the
基台4の上面側のうち開口4aの側方に位置する領域には、長手方向がX軸方向に沿うように形成された平面視で矩形状の開口4bが設けられている。開口4bの内側には、ボールねじ式の移動ユニット(移動機構)10が設けられている。移動ユニット10は、移動ユニット10の上部を覆うように配置された平板状の移動テーブル12を備える。また、移動テーブル12の前後には、移動ユニット10の上部を覆う蛇腹状の防塵防滴カバー14が設けられている。
An
移動テーブル12上には、被加工物11を保持するチャックテーブル(保持テーブル)16が設けられている。チャックテーブル16の上面は、水平方向(XY平面方向)と概ね平行に形成された平坦面であり、被加工物11を保持する保持面16aを構成している。保持面16aは、チャックテーブル16の内部に設けられた流路(不図示)、バルブ(不図示)等を介して、エジェクタ等の吸引源(不図示)に接続されている。
A chuck table (holding table) 16 for holding the
移動ユニット10は、チャックテーブル16を移動テーブル12とともにX軸方向に沿って移動させる。また、チャックテーブル16にはモータ等の回転駆動源(不図示)が連結されており、回転駆動源はチャックテーブル16をZ軸方向に概ね平行な回転軸の周りで回転させる。さらに、チャックテーブル16の周囲には、被加工物11を支持するフレーム15を把持して固定する複数のクランプ18が設けられている。
The moving
開口4a,4bの近傍には、被加工物11をカセット8とチャックテーブル16との間で搬送する搬送ユニット(不図示)が設けられている。被加工物11は、搬送ユニットによってカセット8から引き出され、チャックテーブル16に搬送される。このとき被加工物11は、テープ13を介してチャックテーブル16の保持面16a上に配置される。また、フレーム15が複数のクランプ18によって把持される。この状態で、保持面16aに吸引源の負圧を作用させると、被加工物11がテープ13を介してチャックテーブル16によって吸引保持される。
A transport unit (not shown) for transporting the
チャックテーブル16の上方には、被加工物11を加工する一対の切削ユニット20a,20bが設けられている。切削ユニット20a,20bにはそれぞれ、被加工物11を切削する環状の切削ブレード66(図2(A)及び図2(B)参照)が装着される。
Above the chuck table 16, a pair of cutting
基台4の上面上には、切削ユニット20a,20bを支持する門型の支持構造22が、開口4bを跨ぐように配置されている。支持構造22の前面側の両側端部には、切削ユニット20aをY軸方向及びZ軸方向に沿って移動させる移動ユニット(移動機構)24aと、切削ユニット20bをY軸方向及びZ軸方向に沿って移動させる移動ユニット(移動機構)24bとが設けられている。移動ユニット24a,24bは、支持構造22の前面側にY軸方向に沿って配置された一対のガイドレール26に装着されている。
A gate-shaped
移動ユニット24aは、平板状の移動プレート28aを備える。移動プレート28aは、一対のガイドレール26にスライド可能に装着されている。また、移動プレート28aの裏面側(後面側)にはナット部(不図示)が設けられており、このナット部には、ガイドレール26と概ね平行に配置されたボールねじ30aが螺合されている。ボールねじ30aの端部には、パルスモータ32が連結されている。パルスモータ32によってボールねじ30aを回転させると、移動プレート28aがガイドレール26に沿ってY軸方向に移動する。
The moving
移動プレート28aの表面(前面)側には、一対のガイドレール34aがZ軸方向に沿って固定されている。一対のガイドレール34aには、平板状の移動プレート36aがスライド可能に装着されている。また、移動プレート36aの裏面側(後面側)にはナット部(不図示)が設けられており、ナット部には、ガイドレール34aと概ね平行に配置されたボールねじ38aが螺合されている。ボールねじ38aの端部には、パルスモータ40aが連結されている。パルスモータ40aによってボールねじ38aを回転させると、移動プレート36aがガイドレール34aに沿ってZ軸方向に移動する。
A pair of
一方、移動ユニット24bは、平板状の移動プレート28bを備える。移動プレート28bは、一対のガイドレール26にスライド可能に装着されている。また、移動プレート28bの裏面側(後面側)にはナット部(不図示)が設けられており、ナット部には、ガイドレール26と概ね平行に配置されたボールねじ30bが螺合されている。ボールねじ30bの端部には、パルスモータ32が連結されている。パルスモータ32によってボールねじ30bを回転させると、移動プレート28bがガイドレール26に沿ってY軸方向に移動する。
On the other hand, the moving
移動プレート28bの表面(前面)側には、一対のガイドレール34bがZ軸方向に沿って固定されている。一対のガイドレール34bには、平板状の移動プレート36bがスライド可能に装着されている。また、移動プレート36bの裏面側(後面側)にはナット部(不図示)が設けられており、ナット部には、ガイドレール34bと概ね平行に配置されたボールねじ38bが螺合されている。ボールねじ38bの端部には、パルスモータ40bが連結されている。パルスモータ40bによってボールねじ38bを回転させると、移動プレート36bがガイドレール34bに沿ってZ軸方向に移動する。
A pair of
切削ユニット20a,20bはそれぞれ、移動プレート36a,36bの下部に固定されている。また、切削ユニット20aに隣接する位置には、チャックテーブル16によって保持された被加工物11等を撮像する撮像ユニット42が設けられている。
Cutting
例えば撮像ユニット42として、可視光を受光して電気信号に変換する撮像素子を備える可視光カメラや、赤外線を受光して電気信号に変換する撮像素子を備える赤外線カメラが用いられる。撮像ユニット42によって取得された画像は、チャックテーブル16によって保持された被加工物11と切削ユニット20a,20bとの位置合わせ等に用いられる。
For example, as the
基台4の上面側のうち開口4bの開口4aとは反対側の側方には、平面視で円形の開口4cが設けられている。そして、開口4cの内側には、被加工物11を洗浄する洗浄ユニット44が設けられている。洗浄ユニット44は、被加工物11を保持して回転するスピンナテーブル(チャックテーブル)46と、スピンナテーブル46によって保持された被加工物11に洗浄用の流体(洗浄流体)を供給するノズル48とを備える。
A
スピンナテーブル46の上面は、水平方向(XY平面方向)と概ね平行に形成された平坦面であり、被加工物11を保持する保持面46aを構成している。保持面46aは、スピンナテーブル46の内部に設けられた流路(不図示)、バルブ(不図示)等を介して、エジェクタ等の吸引源(不図示)に接続されている。また、スピンナテーブル46には、スピンナテーブル46をZ軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源(不図示)が連結されている。
The upper surface of the spinner table 46 is a flat surface formed substantially parallel to the horizontal direction (XY plane direction), and constitutes a holding
ノズル48は、スピンナテーブル46の保持面46aに向かって洗浄流体を供給する。洗浄流体としては、純水等の液体や、液体(純水等)と気体(エアー等)とが混合された混合流体等を用いることができる。
切削ユニット20a,20bによって加工された被加工物11は、搬送ユニット(不図示)によってスピンナテーブル46に搬送され、テープ13を介してスピンナテーブル46の保持面46a上に配置される。この状態で、保持面46aに吸引源の負圧を作用させると、被加工物11がテープ13を介してスピンナテーブル46によって吸引保持される。そして、被加工物11を保持したスピンナテーブル46を回転させつつ、ノズル48から洗浄流体を滴下して被加工物11に供給する。これにより、洗浄流体が被加工物11の上面側を伝って流動し、被加工物11が洗浄される。
The
基台4の上側には、基台4上に搭載された構成要素を覆うカバー50が設けられている。図1では、カバー50の輪郭を二点鎖線で示している。また、カバー50の側面側には、切削装置2に関する各種の情報を表示する表示部(表示ユニット、表示装置)52が設けられている。
A
例えば表示部52は、タッチパネル式のディスプレイによって構成される。この場合、表示部52は、切削装置2に各種の情報を入力するための入力ユニット(入力部、入力装置)としても機能し、オペレーターは表示部52のタッチ操作によって切削装置2に加工条件等の情報を入力できる。すなわち、表示部52がユーザーインターフェースとして機能する。
For example, the
カバー50の上面側には、オペレーターに情報を報知する報知部(報知ユニット、報知装置)54が設けられている。例えば、報知部54として表示灯(警告灯)が設けられる。そして、切削装置2で異常が発生すると、表示灯が点灯してオペレーターに異常を知らせる。また、報知部54として、音又は音声でオペレーターに情報を報知するスピーカーを用いることもできる。この場合、切削装置2で異常が発生すると、スピーカーが異常の発生を知らせる音又は音声を発振する。
A notification unit (notification unit, notification device) 54 for notifying the operator of information is provided on the upper surface side of the
切削装置2を構成する構成要素(カセット支持台6、移動ユニット10、チャックテーブル16、クランプ18、切削ユニット20a,20b、移動ユニット24a,24b、撮像ユニット42、洗浄ユニット44、表示部52、報知部54等)は、制御部(制御ユニット、制御装置)56に接続されている。制御部56は、切削装置2の各構成要素の動作を制御する。
Components constituting the cutting device 2 (cassette support base 6, moving
例えば制御部56は、コンピュータによって構成され、切削装置2の稼働に必要な演算を行う演算部と、各種の情報(データ、プログラム等)を記憶する記憶部とを含む。演算部は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサを含んで構成される。また、記憶部は、主記憶装置、補助記憶装置等として機能する各種のメモリを含んで構成される。
For example, the
カセット8に収容された被加工物11は、搬送ユニット(不図示)によって1枚ずつチャックテーブル16に搬送される。そして、被加工物11は、チャックテーブル16によって吸引保持された状態で、切削ユニット20a,20bによって切削される。その後、被加工物11は搬送ユニット(不図示)によって洗浄ユニット44に搬送され、洗浄される。そして、洗浄後の被加工物11が再度カセット8に収容される。
The
図2(A)は切削ユニット20aを示す斜視図であり、図2(B)は切削ユニット20aを示す一部断面側面図である。なお、図2(B)では、説明の便宜上、後述のブレードカバー72の図示を省略している。また、以下では切削ユニット20aの構成について説明するが、切削ユニット20bの構成も切削ユニット20aと同様である。
FIG. 2A is a perspective view showing the
切削ユニット20aは、筒状のハウジング60を備える。ハウジング60には、Y軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル62(図2(B)参照)が収容されている。スピンドル62の先端部(一端側)は、ハウジング60から露出している。また、スピンドル62の基端部(他端側)には、スピンドル62を回転させるモータ等の回転駆動源(不図示)が連結されている。
The
スピンドル62の先端部には、マウント64(図2(B)参照)が固定されている。マウント64は、円盤状のフランジ部64aと、フランジ部64aの中央部から突出する円柱状の支持軸(ボス部)64bとを備える。そして、マウント64に、被加工物11を切削する環状の切削ブレード66が装着される。
A mount 64 (see FIG. 2B) is fixed to the tip of the
切削ブレード66としては、例えばハブタイプの切削ブレード(ハブブレード)が用いられる。ハブブレードは、金属等でなる環状の基台と、基台の外周縁に沿って形成された環状の切刃とが一体となって構成される。ハブブレードの切刃は、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素(cBN:cubic Boron Nitride)等でなる砥粒がニッケルめっき層等の結合材によって固定された電鋳砥石によって構成される。また、切削ブレード66として、ワッシャータイプの切削ブレード(ワッシャーブレード)を用いることもできる。ワッシャーブレードは、砥粒が金属、セラミックス、樹脂等でなる結合材によって固定された環状の切刃のみによって構成される。
As the
切削ブレード66の中央部には、切削ブレード66を厚さ方向に貫通する円柱状の開口が設けられている。そして、切削ブレード66は、開口に支持軸64bが挿入されるように、マウント64に装着される。また、支持軸64bの先端部にはねじ溝(不図示)が形成されており、このねじ溝に切削ブレード66を固定するための固定ナット68が螺合される。切削ブレード66がマウント64に装着された状態で、固定ナット68を支持軸64bに締め付けると、切削ブレード66がフランジ部64aと固定ナット68とによって挟持される。
A central portion of the
このようにして、切削ブレード66がスピンドル62の先端部に装着される。そして、切削ブレード66は、回転駆動源からスピンドル62及びマウント64を介して伝達される動力によって、Y軸方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。
A
また、ハウジング60の先端部には、板状の支持部材70が固定されている。そして、支持部材70の表面には、切削ブレード66を覆う箱型のブレードカバー72(図2(A)参照)が装着されている。ブレードカバー72の一端部には、純水等の液体(切削液)を供給するチューブ(不図示)に接続される一対の第1接続部74が設けられている。また、ブレードカバー72の他端部には、純水等の液体(切削液)を供給するチューブ(不図示)に接続される第2接続部78及び第3接続部80が設けられている。
A plate-shaped
一対の第1接続部74には、切削ブレード66の下端部を挟むように配置される一対のノズル(クーラーノズル)76が接続されている。一対のノズル76にはそれぞれ、切削ブレード66に向かって開口する供給口(不図示)が設けられている。第1接続部74に切削液が流入すると、一対のノズル76の供給口から切削ブレード66の表面及び裏面に向かって切削液が供給される。
A pair of nozzles (cooler nozzles) 76 arranged to sandwich the lower end of the
第2接続部78には、ブレードカバー72の内部に設けられたノズル(シャワーノズル、不図示)が接続されている。シャワーノズルの先端は、切削ブレード66の外周縁に向かって開口している。第2接続部78に切削液が流入すると、シャワーノズルの先端から切削ブレード66の外周縁に向かって切削液が供給される。
A nozzle (shower nozzle, not shown) provided inside the
第3接続部80には、下方に向かって開口する一対のノズル(スプレーノズル)82が接続されている。第3接続部80に切削液が流入すると、ノズル82の先端からチャックテーブル16(図1参照)に向かって切削液が供給される。
A pair of nozzles (spray nozzles) 82 opening downward are connected to the third connecting
切削ブレード66を回転させ、チャックテーブル16(図1参照)によって保持された被加工物11に切り込ませることにより、被加工物11が切削される。また、被加工物11の加工中は、ノズル76、シャワーノズル(不図示)、ノズル82から被加工物11及び切削ブレード66に切削液が供給される。これにより、被加工物11及び切削ブレード66が冷却されるとともに、被加工物11の切削によって生じた屑(切削屑)が洗い流される。
The
また、ブレードカバー72の上部には、切削ユニット20aに装着された切削ブレード66の先端部(刃先)の状態を監視する監視ユニット84が設けられている。図2(B)に示すように、例えば監視ユニット84は、直方体状の枠体86を備える。枠体86の内側には、枠体86の下面側で開口する収容部86aが設けられている。そして、収容部86aに、切削ブレード66の先端部を検出する刃先検出ユニット88が収容されている。
A
刃先検出ユニット88はナット部(不図示)を備え、このナット部には、Z軸方向に沿って配置されたボールねじ90が螺合されている。また、ボールねじ90の端部には、パルスモータ92が連結されている。パルスモータ92によってボールねじ90を回転させると、刃先検出ユニット88がZ軸方向に沿って移動(昇降)し、刃先検出ユニット88の高さ位置(Z軸方向における位置)が調節される。
The cutting
図3は、制御部56及び刃先検出ユニット88を示すブロック図である。刃先検出ユニット88は、切削ブレード66の先端部を検出する光センサであり、検出部94を備える。検出部94は、直方体状の基部94aと、基部94aから下方に突出する投光部94b及び受光部94cとを備える。投光部94bと受光部94cとは、Y軸方向において離隔するように配置され、互いに対面している。また、投光部94bと受光部94cとの間の空間は、切削ブレード66の先端部が挿入されるブレード挿入部94dに相当する。
FIG. 3 is a block diagram showing the
投光部94bには、光源96が接続されている。光源96としては、LED等を用いることができる。光源96が発した光は、光ファイバー等を介して投光部94bに導かれ、投光部94bから受光部94cに向かって照射される。そして、投光部94bから照射された光は、受光部94cの受光面に到達し、受光部94cによって受光される。
A
受光部94cには、受光部94cによって受光された光の量(受光量)を測定する受光量測定部98が接続されている。受光部94cによって受光された光は、光ファイバー等を介して受光量測定部98に導かれる。例えば受光量測定部98は、受光部94cによって受光された光を電気信号(電圧)に変換する光電変換素子を備え、受光量の情報を含む信号を生成する。そして、受光量測定部98によって測定された受光部94cの受光量が、制御部56に出力される。
The
切削ブレード66が切削ユニット20aに装着されると、検出部94の高さ位置が調節され、切削ブレード66の先端部(上端部)がブレード挿入部94dに挿入される。これにより、投光部94bと受光部94cとが切削ブレード66の先端部を挟むように配置される。このとき切削ブレード66は、投光部94bから受光部94cに向かって照射される光を遮光するように配置される。
When the
被加工物11(図1参照)を加工する際は、切削ブレード66を回転させ、チャックテーブル16(図1参照)によって保持された被加工物11に切り込ませる。また、被加工物11の加工中は、刃先検出ユニット88によって切削ブレード66の状態が監視される。具体的には、投光部94bから受光部94cに向かって光が照射され、受光部94cの受光量が受光量測定部98によって測定される。
When machining the workpiece 11 (see FIG. 1), the
切削ブレード66の先端部で欠けが生じていない場合には、投光部94bから照射された光が切削ブレード66の先端部によって遮光されるため、受光部94cの受光量は小さい。一方、切削ブレード66の先端部で欠けが生じ、切削ブレード66の欠けた領域が投光部94bと受光部94cとの間に位置付けられると、投光部94bから照射された光が切削ブレード66の欠けた領域を介して受光部94cに到達し、受光部94cの受光量が増大する。
When the tip of the
そのため、受光量測定部98によって受光部94cの受光量を測定することにより、切削ブレード66の先端部に欠けが存在するか否かを判定できる。例えば、受光量測定部98によって測定された受光量は、制御部56に出力される。そして、制御部56は、受光量測定部98から入力された受光量と、予め設定された基準値(閾値)とを比較することにより、受光量が正常値であるか異常値であるかを判定する。
Therefore, by measuring the amount of light received by the
なお、受光量測定部98によって測定される受光量は、様々な要因によって変動することがある。例えば、被加工物11の加工中は、切削液や切削屑等の異物が飛散し、受光部94cに付着したり、受光部94cを傷つけたりすることがある。この場合、受光部94cで光が適切に受光されず、受光量測定部98によって測定される受光量が減少する。また、受光量測定部98に含まれる受光素子(光電変換素子等)の劣化により、受光量測定部98によって測定される受光量が減少することがある。
The amount of received light measured by the amount-of-received-
受光量が減少すると、切削ブレード66の先端部で生じた欠けが正しく検出されないおそれがある。そのため、切削装置2のオペレーターは、投光部94bから受光部94cに光が照射された際に受光量測定部98によって測定される受光量の値を定期的に確認し、刃先検出ユニット88が正常に作動しているか否かを検査する。
If the amount of light received decreases, there is a risk that chipping occurring at the tip of the
しかしながら、切削装置2の稼働中には、刃先検出ユニット88の感度が随時変更される。例えば、切削ブレード66の周囲で大量の切削液や切削屑が飛散し得る条件で切削加工が行われる場合には、投光部94bから照射された光が受光部94cに到達しにくい。そのため、受光部94cに到達した光が確実に検出されるように、刃先検出ユニット88の感度が高められる。この状態で刃先検出ユニット88の検査が実施されると、刃先検出ユニット88で異常が発生していても、高い値の受光量が検出され、刃先検出ユニット88が正常であると判定されてしまう可能性がある。
However, while the
そこで、本実施形態においては、受光量測定部98によって測定された受光量の変化を示す波形を基準波形と比較することにより、刃先検出ユニット88の状態を判定する。これにより、受光量測定部98の感度が変動しても、刃先検出ユニット88の状態を適切に判断することが可能となる。以下、切削装置2によって実施される刃先検出ユニット88の状態の判定の詳細について説明する。
Therefore, in this embodiment, the state of the cutting
刃先検出ユニット88の状態は、例えば制御部56によって判定される。図3に示すように、制御部56は、刃先検出ユニット88の状態を判定する判定部100と、判定部100による判定に用いられる情報(データ、プログラム等)を記憶する記憶部110とを含む。
The state of the cutting
判定部100は、受光量測定部98によって測定された受光量に基づいて波形を生成する波形生成部102を含む。受光量測定部98によって測定された受光量は、波形生成部102に逐次入力される。そして、波形生成部102は、受光量測定部98によって測定された受光量の変化(推移)を示す波形(測定波形)を生成する。
The
また、記憶部110には、刃先検出ユニット88が正常に作動している際の受光量の変化(推移)を示す波形(基準波形)が記憶される。例えば、切削装置2の出荷前に、新品の刃先検出ユニット88の受光量が受光量測定部98によって測定される。そして、測定された受光量の変化に基づいて基準波形が生成され、記憶部110に記憶される。
The
また、判定部100は、波形生成部102によって生成された測定波形と、記憶部110に記憶されている基準波形とを比較する波形比較部104を含む。測定波形と基準波形とが一致又は類似している場合には、波形比較部104は刃先検出ユニット88が正常であると判定する。一方、測定波形と基準波形とが非類似である場合には、波形比較部104は刃先検出ユニット88が異常であると判定する。なお、測定波形及び基準波形の具体例や、測定波形と基準波形との比較方法の詳細については後述する。
The
さらに、判定部100は、判定部100による判定の結果を報知する報知制御部106を含む。波形比較部104によって測定波形と基準波形とが比較され、刃先検出ユニット88の状態が判定されると、判定結果が報知制御部106に入力される。そして、報知制御部106は、表示部52及び報知部54に判定結果を報知させる制御信号を生成する。
Furthermore, the
例えば、測定波形と基準波形とが一致又は類似する場合には、報知制御部106は表示部52に制御信号を出力し、刃先検出ユニット88が正常である旨を知らせるメッセージを表示部52に表示させる。一方、測定波形と基準波形とが非類似である場合には、報知制御部106は表示部52に制御信号を出力し、刃先検出ユニット88が異常である旨を知らせるメッセージを表示部52に表示させる。この場合、表示部52はオペレーターに刃先検出ユニット88の状態を知らせる報知部として機能する。
For example, when the measured waveform and the reference waveform match or are similar, the
また、測定波形と基準波形とが非類似である場合には、報知制御部106は報知部54に制御信号を出力し、報知部54に刃先検出ユニット88が異常である旨を報知させる。例えば、報知部54が表示灯である場合には、報知制御部106は表示灯を所定の色又はパターンで点灯させる。また、報知部54がスピーカーである場合には、報知制御部106はスピーカーに異常の発生を知らせる音又は音声を発信させる。
Further, when the measured waveform and the reference waveform are dissimilar, the
上記のように、判定部100は、ある時刻において受光量測定部98によって測定された受光量の値ではなく、受光量の変化を示す波形の形状に基づいて、刃先検出ユニット88の状態を判定する。これにより、受光量測定部98の感度が変更され、受光量測定部98によって測定される受光量のスケールが変動しても、刃先検出ユニット88の状態が正確に判定される。
As described above, the
次に、切削装置2を用いた刃先検出ユニット88の検査方法の具体例について説明する。図4は、刃先検出ユニット88の検査手順を示すフローチャートである。なお、以下では切削ユニット20aに装着された刃先検出ユニット88(図2(B)参照)の状態が判定される場合について説明するが、切削ユニット20b(図1参照)に装着された刃先検出ユニット88の状態の判定も同様に実施できる。
Next, a specific example of an inspection method for the cutting
刃先検出ユニット88の状態の判定前には、制御部56(図3参照)の記憶部110に予め基準波形が登録される(登録ステップ)。登録ステップでは、まず、受光量の波形を取得するための検査用ブレードが、切削ユニット20aに装着される(ステップS1)。
Before determining the state of the cutting
図5は、検査用ブレード120を示す平面図である。検査用ブレード120は、金属、樹脂等でなる環状の基台122と、基台122の外周縁から基台122の半径方向外側に向かって突出する環状の遮光部124とを含む。遮光部124は、刃先検出ユニット88の投光部94b(図3参照)から照射される光を遮光可能な材質でなる。
FIG. 5 is a plan view showing the
検査用ブレード120は、遮光部124の先端に相当する環状の外周縁120aを含む。また、検査用ブレード120の中央部には、検査用ブレード120(基台122及び遮光部124)を厚さ方向に貫通する円柱状の開口120bが設けられている。開口120bは、その中心が基台122の中心と重なるように、基台122と同心円状に設けられている。
The
なお、開口120bの直径は、被加工物11を切削する切削ブレード66(図2(A)及び図2(B)参照)の中央部に設けられた開口の直径と概ね等しい。そのため、検査用ブレード120は、切削ブレード66と同様に切削ユニット20aに装着できる。具体的には、マウント64の支持軸64b(図2(B)参照)が開口120bに挿入されるように、検査用ブレード120がマウント64に装着される。そして、マウント64と固定ナット68とによって検査用ブレード120が挟持される。これにより、検査用ブレード120がスピンドル62の先端部に装着される。
The diameter of the
なお、検査用ブレード120の装着は、オペレーターによって手動で実施されてもよいし、切削装置2によって自動で実施されてもよい。例えば切削装置2は、ブレードの交換を行うブレード交換装置を備えていてもよい。この場合、制御部56(図3参照)によってブレード交換装置の動作が制御される。そして、ブレード交換装置は、スピンドル62の先端部に装着された切削ブレード66を取り外すとともに、スピンドル62の先端部に検査用ブレード120を装着する。
The attachment of the
スピンドル62の先端部に検査用ブレード120が装着された状態でスピンドル62を回転させると、検査用ブレード120が回転する。このとき検査用ブレード120は、開口120bの中心を通り検査用ブレード120の厚さ方向と概ね平行な回転軸126の周りを回転する。
When the
検査用ブレード120の外周縁120aは、回転軸126からの距離が検査用ブレード120の角度によって異なるように形成されている。例えば、遮光部124は円形状に形成され、その中心が基台122の中心(回転軸126)と重ならないように基台122に固定される。この場合、外周縁120aと回転軸126との距離は、検査用ブレード120の回転角度に応じて連続的に変化する。
The outer
図5には、検査用ブレード120の基準位置128と、真円130とを示している。基準位置128は、検査用ブレード120の外周縁120aのうち、回転軸126から最も離れた位置に位置付けられている部分に相当する。また、真円130は、中心が回転軸126と重なり、且つ、半径が回転軸126と基準位置128との距離に等しい仮想線である。
FIG. 5 shows the
検査用ブレード120の外周縁120aは、基準位置128から離れるほど外周縁120aと回転軸126との距離が短くなるように、円形状に形成されている。具体的には、真円130の0°方向に検査用ブレード120の基準位置128が位置付けられている場合、真円130の90°方向及び270°方向における外周縁120aと回転軸126との距離r2は、真円130の0°方向における外周縁120aと回転軸126との距離r1よりも短い。また、真円130の180°方向における外周縁120aと回転軸126との距離r3は、距離r2よりも短い。
The outer
検査用ブレード120を回転軸126の周りで回転させると、検査用ブレード120の基準位置128が真円130に沿って移動する。その結果、真円130の0°方向における外周縁120aと回転軸126との距離が変動する。具体的には、検査用ブレード120が180°回転すると、真円130の0°方向における外周縁120aと回転軸126との距離が連続的に増加する。また、検査用ブレード120がさらに同じ方向に180°回転すると、真円130の0°方向における外周縁120aと回転軸126との距離が連続的に減少し、検査用ブレード120の角度が初期状態に戻る。
Rotating the
なお、外周縁120aの形状は、外周縁120aと回転軸126との距離が検査用ブレード120の角度によって異なるという条件が満たされる範囲内で、適宜変更できる。例えば、遮光部124は、長軸と短軸とが基台122の直径よりも大きい楕円形状に形成され、その中心が基台122の中心と重なるように配置されてもよい。この場合には、外周縁120aが楕円形状の検査用ブレード120が得られる。
Note that the shape of the outer
また、外周縁120aに設定された基準位置128には、欠け部120cが設けられている。欠け部120cは、検査用ブレード120の外周縁120aから中心側に向かって形成された凹部に相当する。後述の通り、欠け部120cは、受光量測定部98(図3参照)によって受光量を測定する際における、検査用ブレード120の初期配置の調節に利用される。
A
次に、切削ユニット20aに装着された検査用ブレード120を用いて、受光部94cの受光量が測定される(ステップS2)。受光量は、正常に作動する刃先検出ユニット88(例えば、新品の刃先検出ユニット88)によって測定される。
Next, the amount of light received by the
具体的には、まず、刃先検出ユニット88のブレード挿入部94d(図3参照)に検査用ブレード120の先端部(上端部)が挿入されるように、検出部94の高さ位置が調節される。その後、投光部94bから受光部94cに向かって光を照射しつつ、検査用ブレード120を所定の速度で回転させる。そして、検査用ブレード120の回転中における受光部94cの受光量が、受光量測定部98によって測定される。
Specifically, first, the height position of the
図6(A)は、登録ステップにおける検査用ブレード120の回転角度と受光量との関係を示すグラフである。受光量を測定する際は、まず、欠け部120c(図5参照)が投光部94bと受光部94cとの間(図3参照)に配置されるように、検査用ブレード120の角度が調節される。この状態で刃先検出ユニット88を作動させると、投光部94bから照射された光が欠け部120cを通過して受光部94cに到達し、受光部94cの受光量が受光量測定部98によって測定される。
FIG. 6A is a graph showing the relationship between the rotation angle of
検査用ブレード120が初期配置から僅かに回転し、欠け部120cが投光部94bと受光部94cとの間から外れると、投光部94bから照射された光が検査用ブレード120によって遮光され、受光量が減少する。そして、検査用ブレード120がさらに回転すると、受光量は、検査用ブレード120が初期配置から180°回転するまで連続的に増加した後、連続的に減少する。最終的に検査用ブレード120が初期配置から360°回転すると、受光量は検査用ブレード120の回転前と等しくなる。
When the
受光量測定部98によって測定された受光量は、制御部56(図3参照)に逐次出力される。これにより、図6(A)に示すような受光量の推移情報が得られる。
The received light amount measured by the received light
次に、受光量測定部98によって測定された受光量に基づいて、基準波形が取得される(ステップS3)。具体的には、受光量測定部98によって測定された受光量(図6(A)参照)は、波形生成部102(図3参照)に出力される。そして、波形生成部102は、受光量の推移情報に基づいて、受光量の変化を示す基準波形を生成する。
Next, a reference waveform is acquired based on the amount of received light measured by the amount-of-received-light measuring unit 98 (step S3). Specifically, the received light amount (see FIG. 6A) measured by the received light
図7(A)は、基準波形140を示す波形図である。例えば波形生成部102は、受光量測定部98によって測定された受光量を検査用ブレード120の角度ごとにプロットし(図6(A)参照)、プロットされた各点を直線又は曲線で連結することにより、基準波形140を生成する。そして、波形生成部102によって生成された基準波形140が、記憶部110(図3参照)に記憶される。
FIG. 7A is a waveform diagram showing the
上記の登録ステップ(ステップS1,S2,S3)によって、正常に作動している刃先検出ユニット88の受光量の推移を示す基準波形140が取得され、制御部56に登録される。なお、登録ステップは、切削装置2の出荷前に切削装置2のメーカーによって実施されてもよいし、切削装置2の出荷後に切削装置2のユーザーによって実施されてもよい。
Through the above registration steps (steps S1, S2, S3), the
次に、図1に示す切削装置2によって、被加工物11が加工される(ステップS4)。具体的には、チャックテーブル16によって保持された被加工物11が、切削ユニット20aに装着された切削ブレード66(図2(A)及び図2(B)参照)によって切削される。なお、被加工物11の切削中は、刃先検出ユニット88によって切削ブレード66の先端部の状態が監視される。
Next, the
そして、切削装置2による被加工物11の加工が所定期間継続された後、刃先検出ユニット88の検査が実施される。この検査では、刃先検出ユニット88の受光部94c(図3参照)の受光量を測定する(受光量測定ステップ)。
After the machining of the
受光量測定ステップでは、まず、切削ユニット20a(図2(B)参照)から切削ブレード66を取り外す。そして、スピンドル62の先端部に検査用ブレード120(図5参照)を装着する(ステップS5)。なお、検査用ブレード120の装着方法は、前述の登録ステップ(ステップS1)における検査用ブレード120の装着方法と同様である。
In the received light amount measuring step, first, the
次に、受光部94cの受光量が測定される(ステップS6)。具体的には、前述の登録ステップ(ステップS2)と同様の手順で、受光部94cの受光量が受光量測定部98によって測定される。
Next, the amount of light received by the
図6(B)は、受光量測定ステップにおける検査用ブレード120の回転角度と受光量との関係を示すグラフである。検査用ブレード120(図5参照)を回転軸126の周りで回転させつつ、受光部94cの受光量を受光量測定部98によって測定すると、図6(B)に示すように、検査用ブレード120の角度に応じて変化する受光量の推移情報が得られる。
FIG. 6B is a graph showing the relationship between the rotation angle of the
上記の受光量測定ステップ(ステップS5,S6)によって、切削装置2が一定期間稼働した後の刃先検出ユニット88の受光状態が検出される。そして、受光量測定部98によって測定された受光量は、制御部56(図3参照)に逐次出力される。
The light receiving state of the cutting
なお、切削装置2で被加工物を切削する際には、受光量測定部98の感度が変更されることがある。この場合、登録ステップ(切削加工前)において測定された受光量(図6(A)参照)と、受光量測定ステップ(切削加工後)において測定された受光量(図6(B)参照)とでは、受光量の値のスケールが異なる。
When cutting a workpiece with the
次に、受光量測定ステップで測定された受光部94c受光量の変化を示す波形と、基準波形140(図7(A)参照)とを比較することにより、刃先検出ユニット88の状態を判定する(判定ステップ)。
Next, the state of the cutting
判定ステップでは、まず、受光部94cの受光量に基づいて測定波形が取得される(ステップS7)。具体的には、受光量測定ステップで受光量測定部98によって測定された受光量(図6(B)参照)が、波形生成部102(図3参照)に出力される。そして、波形生成部102は、受光量の推移情報に基づいて、受光量の変化を示す測定波形を生成する。
In the determination step, first, a measured waveform is obtained based on the amount of light received by the
図7(B)は、測定波形142を示す波形図である。例えば波形生成部102は、受光量を検査用ブレード120の角度ごとにプロットし(図6(B)参照)、プロットされた各点を直線又は曲線で連結することにより、測定波形142を生成する。
FIG. 7B is a waveform diagram showing the measured
次に、基準波形140と測定波形142とが比較される(ステップS8)。波形生成部102によって生成された測定波形142は、波形比較部104(図3)に入力される。そして、波形比較部104は記憶部110から基準波形140を読み出し、基準波形140と測定波形142とを比較する。
Next, the
図7(C)は、基準波形140及び測定波形142を示す波形図である。切削装置2を一定期間稼働させると、様々な原因によって刃先検出ユニット88の特性が変化し、受光量測定部98によって測定される受光量が変動することがある。例えば、受光部94c(図3参照)の一部の領域が異物によって汚染されたり傷ついたりすると、受光部94cの該領域における受光量が低下する。また、受光量測定部98に含まれる一部の受光素子が劣化すると、該受光素子によって生成される電気信号が変動する。
FIG. 7C is a waveform diagram showing the
そして、刃先検出ユニット88の特性が変化すると、図7(C)に示すように、基準波形140とは形状が異なる測定波形142が生成される。そのため、基準波形140と測定波形142とを比較することにより、刃先検出ユニット88の状態を判定できる。
Then, when the characteristics of the cutting
具体的には、波形比較部104(図3参照)は、基準波形140と測定波形142とを比較することにより、基準波形140と測定波形142との類似度(相違度)を算出する。そして、波形比較部104は、算出された類似度(相違度)と、記憶部110に予め記憶されている基準値(閾値)とを比較することにより、刃先検出ユニット88の状態を判定する。
Specifically, the waveform comparator 104 (see FIG. 3) compares the
例えば波形比較部104は、基準波形140と測定波形142とによって囲まれた領域144(図7(C)参照)の面積(ずれ面積)を算出し、ずれ面積と基準値(閾値)とを比較する。そして、ずれ面積が基準値以下である場合(又は基準値未満である場合)には、波形比較部104は、基準波形140と測定波形142とが類似しており、刃先検出ユニット88が正常であると判定する。一方、ずれ面積が基準値よりも大きい場合(又は基準値以上である場合)には、波形比較部104は、基準波形140と測定波形142とが非類似であり、刃先検出ユニット88が異常であると判定する。
For example, the
ただし、基準波形140と測定波形142との比較方法に制限はない。例えば波形比較部104は、基準波形140と測定波形142とをパターンマッチング等の画像処理によって比較してもよい。この場合、波形比較部104は、画像処理によって算出された類似度と基準値とを比較することにより、基準波形140と測定波形142とが類似しているか否か、すなわち、刃先検出ユニット88が正常であるか異常であるかを判定する。
However, the method of comparing the
上記の判定ステップ(ステップS7,S8)によって、刃先検出ユニット88の状態が判定される。そして、判定部100による刃先検出ユニット88の状態の判定結果は、必要に応じてオペレーターに報知される(報知ステップ、ステップS9)具体的には、波形比較部104による判定の結果は、報知制御部106(図3参照)に出力される。そして、報知制御部106は、表示部52及び報知部54に制御信号を出力し、波形比較部104による判定の結果を報知させる。
The state of the cutting
例えば、波形比較部104によって刃先検出ユニット88が異常であると判定されると、報知制御部106は、表示部52及び報知部54に警告を発信させる制御信号を出力する。これにより、表示部52は、例えば刃先検出ユニット88が異常である旨を知らせるメッセージを表示する。また、報知部54は、所定の色又はパターンで点灯し、切削装置2で異常が発生している旨を報知する。
For example, when the
以上の通り、本実施形態に係る切削装置及び刃先検出ユニットの検査方法では、刃先検出ユニット88によって測定された受光量の変化を示す波形と、基準波形とを比較することにより、刃先検出ユニット88の状態が判定される。すなわち、ある時点における受光量の値ではなく、受光量の推移の傾向に基づいて、刃先検出ユニット88が正常であるか異常であるかが判定される。これにより、刃先検出ユニット88の感度の変更等によって受光量の値が変動しても、刃先検出ユニット88の状態が適切に判定される。
As described above, in the cutting apparatus and the cutting edge detection unit inspection method according to the present embodiment, by comparing the waveform indicating the change in the amount of received light measured by the cutting
なお、本実施形態に係る刃先検出ユニットの検査方法は、制御部56(図3参照)で切削装置2の各構成要素の動作を制御することによって実現される。具体的には、制御部56の記憶部110(メモリ)には、登録ステップ、受光量測定ステップ、判定ステップ、報知ステップの一部又は全部を切削装置2に実行させるためのプログラムが記憶されている。このプログラムには、上記の各ステップを実現するために切削装置2の各構成要素に出力される制御信号を、制御部56に生成させる指令が含まれている。
The inspection method for the cutting edge detection unit according to the present embodiment is realized by controlling the operation of each component of the
刃先検出ユニット88を検査する際には、制御部56が記憶部110からプログラムを読み出して実行し、切削装置2の各構成要素に制御信号を出力する。これにより、本実施形態に係る刃先検出ユニットの検査方法に含まれる各ステップが自動で実施される。
When inspecting the cutting
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、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できる。 In addition, the structures, methods, and the like according to the above-described embodiments can be modified as appropriate without departing from the scope of the present invention.
11 被加工物
13 テープ
15 フレーム
2 切削装置
4 基台
4a,4b,4c 開口
6 カセット支持台
8 カセット
10 移動ユニット(移動機構)
12 移動テーブル
14 防塵防滴カバー
16 チャックテーブル(保持テーブル)
16a 保持面
18 クランプ
20a,20b 切削ユニット
22 支持構造
24a,24b 移動ユニット(移動機構)
26 ガイドレール
28a,28b 移動プレート
30a,30b ボールねじ
32 パルスモータ
34a,34b ガイドレール
36a,36b 移動プレート
38a,38b ボールねじ
40a,40b パルスモータ
42 撮像ユニット
44 洗浄ユニット
46 スピンナテーブル(チャックテーブル)
46a 保持面
48 ノズル
50 カバー
52 表示部(表示ユニット、表示装置)
54 報知部(報知ユニット、報知装置)
56 制御部(制御ユニット、制御装置)
60 ハウジング
62 スピンドル
64 マウント
64a フランジ部
64b 支持軸(ボス部)
66 切削ブレード
68 固定ナット
70 支持部材
72 ブレードカバー
74 第1接続部
76 ノズル(クーラーノズル)
78 第2接続部
80 第3接続部
82 ノズル(スプレーノズル)
84 監視ユニット
86 枠体
86a 収容部
88 刃先検出ユニット
90 ボールねじ
92 パルスモータ
94 検出部
94a 基部
94b 投光部
94c 受光部
94d ブレード挿入部
96 光源
98 受光量測定部
100 判定部
102 波形生成部
104 波形比較部
106 報知制御部
110 記憶部
120 検査用ブレード
120a 外周縁
120b 開口
120c 欠け部
122 基台
124 遮光部
126 回転軸
128 基準位置
130 真円
140 基準波形
142 測定波形
144 領域
REFERENCE SIGNS
12 moving table 14 dust and drip proof cover 16 chuck table (holding table)
26
54 notification unit (notification unit, notification device)
56 control unit (control unit, control device)
60
66
78
84
Claims (5)
スピンドルを備え、該スピンドルの先端部に装着された環状の切削ブレードで該チャックテーブルによって保持された該被加工物を切削する切削ユニットと、
該切削ブレードの先端部を検出する刃先検出ユニットと、
該刃先検出ユニットの状態を判定する判定部と、
報知部と、を備え、
該刃先検出ユニットは、該切削ブレードの先端部を挟むように配置される投光部及び受光部と、該受光部の受光量を測定する受光量測定部と、を備え、
該判定部は、該受光量測定部によって測定された該受光量の変化を示す波形と、基準波形とを比較することにより、該刃先検出ユニットの状態を判定し、
該報知部は、該判定部による判定の結果を報知することを特徴とする切削装置。 a chuck table for holding a workpiece;
a cutting unit having a spindle for cutting the workpiece held by the chuck table with an annular cutting blade attached to the tip of the spindle;
a cutting edge detection unit that detects the tip of the cutting blade;
a determination unit that determines the state of the cutting edge detection unit;
and a reporting unit,
The cutting edge detection unit includes a light projecting unit and a light receiving unit arranged to sandwich the tip of the cutting blade, and a light receiving amount measuring unit that measures the amount of light received by the light receiving unit,
The judging section judges the state of the cutting edge detection unit by comparing the waveform indicating the change in the received light amount measured by the received light amount measuring section with a reference waveform,
The cutting device, wherein the notification unit notifies the result of determination by the determination unit.
該切削装置は、
被加工物を保持するチャックテーブルと、
スピンドルを備え、該スピンドルの先端部に装着された環状の切削ブレードで該チャックテーブルによって保持された該被加工物を切削する切削ユニットと、
該切削ブレードの先端部を検出する刃先検出ユニットと、を備え、
該刃先検出ユニットは、該切削ブレードの先端部を挟むように配置される投光部及び受光部を備え、
該検査用ブレードは、回転軸からの距離が該検査用ブレードの角度によって異なる外周縁を含み、
該スピンドルの先端部に装着された該検査用ブレードを該回転軸の周りで回転させつつ、該受光部の受光量を測定する受光量測定ステップと、
該受光量測定ステップで測定された該受光量の変化を示す波形と、基準波形とを比較することにより、該刃先検出ユニットの状態を判定する判定ステップと、を含むことを特徴とする刃先検出ユニットの検査方法。 A cutting edge detection unit inspection method using a cutting device and an inspection blade,
The cutting device
a chuck table for holding a workpiece;
a cutting unit having a spindle for cutting the workpiece held by the chuck table with an annular cutting blade attached to the tip of the spindle;
a cutting edge detection unit that detects the tip of the cutting blade,
The cutting edge detection unit includes a light projecting part and a light receiving part arranged to sandwich the tip of the cutting blade,
The inspection blade includes an outer peripheral edge whose distance from the axis of rotation varies depending on the angle of the inspection blade;
a light receiving amount measuring step of measuring the light receiving amount of the light receiving unit while rotating the inspection blade attached to the tip of the spindle around the rotation axis;
a determination step of determining the state of the cutting edge detection unit by comparing a waveform indicating a change in the received light amount measured in the received light amount measuring step with a reference waveform; Unit inspection method.
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