JP2024053985A - 切削装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】切削装置における切削水噴射ノズルの位置を記録して所望の位置からズレていることをいち早く検知することで、品質管理を容易にするとともに切削不良を低減できる切削装置を提供すること。【解決手段】切削装置1は、切削ユニット20と、制御ユニット70と、切削ユニット20の切削水噴射ノズル26と切削ブレード21との撮像画像を形成する撮像ユニット110と、撮像ユニット110をこの撮像画像を撮像する撮像位置に位置付ける位置付け手段120と、を備える。制御ユニット70は、撮像ユニット110が撮像した撮像画像を記憶する記憶部71と、この撮像画像と予め記憶部71に記憶しておいた基準画像との間に所定以上の差異があるか否かを判定する判定部72と、判定部72にて所定以上の差異があると判定した場合に報知する報知部73と、を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、切削装置に関する。
分割予定ラインによって区画された領域に複数のデバイスが形成された被加工物は、切削ブレードを備える切削装置によって個々のデバイスに分割される。こうした切削装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウエーハを切削する切削ブレードが装着された切削手段と、から概ね構成されており、ウエーハを分割予定ラインに沿って高精度に切削することができる。
また、切削手段には、切削ブレードの切刃外周部に切削水を供給する切削水噴射ノズルが配設されており、切削ブレードの切刃外周部に切削水を噴射させて切削ブレードの切削点を冷却するとともに洗浄することで、切削ブレードによる切削効率の向上を図っている(特許文献1参照)。
ここで、切削ブレードに対する切削水噴射ノズルの位置が変わると加工精度が変わることから、被加工物の加工において不良が発生した際に切削水噴射ノズルの位置を確認することがある。しかしながら、もし切削水噴射ノズルの位置が何らかの理由で所望の位置からズレてしまっていたとしても、いつからズレていたのかを把握できないため、原因究明や対策の検討が困難になるという課題があった。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、切削装置における切削水噴射ノズルの位置を記録して所望の位置からズレていることをいち早く検知することで、品質管理を容易にするとともに切削不良を低減できる切削装置を提供することである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の切削装置は、被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された該被加工物を切削する切削ユニットと、制御ユニットと、を備える切削装置であって、該切削ユニットは、切削ブレードと、該切削ブレードを支持するマウントと、該マウントに連結されるスピンドルと、該スピンドルを回転可能に支持するハウジングと、該ハウジングに固定され該切削ブレードを覆うブレードカバーと、該ブレードカバーに配設され該切削ブレードの切刃外周部に切削水を供給する切削水噴射ノズルと、を備え、該切削水噴射ノズルと該切削ブレードとの撮像画像を形成する撮像ユニットと、該撮像ユニットを該マウントと対面し該切削水噴射ノズルと該切削ブレードとを撮像する撮像位置と、該マウントから離間した退避位置と、に位置付ける位置付け手段と、を更に有し、該制御ユニットは、所定のタイミングで該切削水噴射ノズルと該切削ブレードとの撮像画像を形成し記憶する記憶部と、所定のタイミングで形成された該撮像画像と、予め記憶部に記憶しておいた該切削水噴射ノズルと該切削ブレードとの基準画像と、の間に所定以上の差異があるか否かを判定する判定部と、該判定部にて所定以上の差異があると判定した場合に報知する報知部と、を備えることを特徴とする。
該位置付け手段は、切削ブレードを該マウントに着脱して交換する切削ブレード交換装置を更に備え、該切削ブレード交換装置は、該切削ブレードを保持する保持部と、該保持部を該マウントに対して進退自在に移動させる移動ユニットと、含んでもよい。
該制御ユニットは、該切削ブレード交換装置で切削ブレードを交換した後、該撮像ユニットを撮像位置に位置づけて該切削水噴射ノズルと該切削ブレードとの撮像画像を形成し記憶部に記憶してもよい。
本発明は、種々の好適なタイミングで撮像ユニットにより切削水噴射ノズルと切削ブレードとの撮像画像を保存して蓄積するとともに、判定部によりこの撮像画像と基準画像との間に所定以上の差異があるか否かの判定に基づいて切削水噴射ノズルの位置が所望の位置からズレてしまったか否かを判定し、切削水噴射ノズルの位置が所望の位置からズレてしまった場合には、報知部によりその旨を報知できる。このため、本発明は、切削水噴射ノズルの位置を記録して所望の位置からズレていることをいち早く検知することで、品質管理を容易にするとともに切削不良を低減できる。
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
〔実施形態〕
本発明の実施形態に係る切削装置1を図面に基づいて説明する。図1は、実施形態に係る切削装置1の構成例を示す斜視図である。切削装置1は、図1に示すように、保持テーブル10と、切削ユニット20と、カメラ30と、X軸方向移動ユニット41と、Y軸方向移動ユニット42と、Z軸方向移動ユニット43と、表示ユニット51と、入力ユニット52と、報知ユニット53と、カセット載置台61と、洗浄ユニット62と、制御ユニット70と、を備える。
本発明の実施形態に係る切削装置1を図面に基づいて説明する。図1は、実施形態に係る切削装置1の構成例を示す斜視図である。切削装置1は、図1に示すように、保持テーブル10と、切削ユニット20と、カメラ30と、X軸方向移動ユニット41と、Y軸方向移動ユニット42と、Z軸方向移動ユニット43と、表示ユニット51と、入力ユニット52と、報知ユニット53と、カセット載置台61と、洗浄ユニット62と、制御ユニット70と、を備える。
実施形態に係る切削装置1の切削対象である被加工物200は、図1に示すように、例えば、シリコン、サファイア、シリコンカーバイド(SiC)、ガリウムヒ素、ガラスなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハなどである。被加工物200は、図1に示すように、平坦な表面201の格子状に形成される複数の分割予定ライン202によって区画された領域にチップサイズのデバイス203が形成されている。被加工物200は、本実施形態では、図1に示すように、表面201の裏側の裏面204に粘着テープ205が貼着され、粘着テープ205の外縁部に環状のフレーム206が装着されているが、本発明ではこれに限定されない。また、被加工物200は、本発明では、樹脂により封止されたデバイスを複数有した矩形状のパッケージ基板、セラミックス板、又はガラス板等でも良い。
保持テーブル10は、凹部が形成された円盤状の枠体と、凹部内に嵌め込まれた円盤形状の吸着部と、を備える、いわゆるチャックテーブルである。保持テーブル10の吸着部は、多数のポーラス孔を備えたポーラスセラミック等から形成され、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続されている。保持テーブル10の吸着部の上面は、図1に示すように、被加工物200が載置されて、真空吸引源から導入される負圧により、載置された被加工物200を吸引保持する保持面11である。保持面11は、本実施形態では、被加工物200が表面201を上方に向けて載置され、載置された被加工物200を裏面204側から粘着テープ205を介して吸引保持する。保持面11と保持テーブル10の枠体の上面とは、同一平面上に配置されており、水平面であるXY平面に平行に形成されている。保持テーブル10は、X軸方向移動ユニット41上にテーブルカバー12を介して設けられており、テーブルカバー12とともに、X軸方向移動ユニット41により水平方向と平行なX軸方向に移動自在に設けられている。保持テーブル10は、不図示の回転駆動源により、テーブルカバー12に対して、鉛直方向に平行でかつXY平面に直交するZ軸回りに回転自在に設けられている。
図2は、図1の切削ユニット20を示す斜視図である。図3は、図1の切削ユニット20を示す分解斜視図である。切削ユニット20は、保持テーブル10に保持された被加工物200を切削するものであり、図1、図2及び図3に示すように、切削ブレード21と、マウント22と、スピンドル23と、ハウジング24と、ブレードカバー25と、切削水噴射ノズル26と、を備える。
切削ブレード21は、本実施形態では所謂ハブブレードであり、図3に示すように、中央に装着穴83が形成された円盤状の円形基台81と、円形基台81の外縁に形成され、円形基台81の外縁から突出する環状の切刃82とを含む。切削ブレード21は、装着穴83でマウント22を介してスピンドル23の先端に装着され、回転軸となるスピンドル23により回転されることで保持テーブル10に保持された被加工物200を切削する。円形基台81は、例えば、アルミニウム合金などの金属から構成される。切刃82は、例えば、ダイヤモンドやCBN(Cubic Boron Nitride)等の砥粒と、金属や樹脂等のボンド材(結合材)とからなり所定厚みに形成されている。
マウント22は、スピンドル23に連結し、スピンドル23の先端において切削ブレード21を支持する。マウント22は、図3に示すように、固定フランジ91と、ナット92と、ネジ93と、を含む。固定フランジ91は、前後方向(図3に示すY軸方向)に伸長する円柱状のボス部94と、ボス部94の後方側からボス部94の径方向外向きに突出して一体的に形成された円板状のフランジ部95と、フランジ部95のさらに後方側に突出して一体的に形成された円筒部96と、を備える。固定フランジ91は、ボス部94と、フランジ部95と、円筒部96とが、それぞれの中心軸が互いに重なり、この中心軸が水平方向の一方向でありX軸方向と直交するY軸方向に沿って配されている。
固定フランジ91は、ボス部94、フランジ部95及び円筒部96にわたって、内側にスピンドル23の先端の外周に隙間なく嵌め合わせされる装着穴97が形成されている。固定フランジ91は、ネジ93を装着穴97に挿入して、スピンドル23の先端に形成されたネジ穴27に螺合して締め付けることにより、スピンドル23の先端に固定される。
切削ブレード21は、固定フランジ91のボス部94が後方から円形基台81の装着穴83に挿入され、ナット92の中央に形成された装着穴の内周に形成されたネジ溝が、切削ブレード21が装着されたボス部94の外周面98の先端に形成されたネジ溝に螺合されて締め付けられることで、固定フランジ91のフランジ部95とナット92との間で軸心方向に沿って挟持されて、スピンドル23の先端に固定される。
スピンドル23は、Y軸方向と平行な軸心回りに回転可能に設けられており、スピンドル23に連結された不図示のモータにより軸心回りに回転する。スピンドル23は、先端がマウント22に連結され、マウント22に切削ブレード21が装着される。スピンドル23は、このようにして、先端にマウント22を介して切削ブレード21が装着される。ハウジング24は、図3に示すように、スピンドル23の先端を露出させ、かつ、先端を除く部分を収容することで、スピンドル23が挿通されている。ハウジング24は、スピンドル23を軸心回りに回転可能に支持する。
ブレードカバー25は、図2に示すように、ハウジング24の先端側に固定され、スピンドル23の先端に装着された切削ブレード21の上方、前方及び後方を覆う。ブレードカバー25は、内部に複数の水路が形成されており、複数の水路には不図示の切削水供給源が接続されている。ブレードカバー25の内部に形成された各水路の下側の一端には、図2に示すように、複数の切削水噴射ノズル26が配設されている。
切削水噴射ノズル26は、切削水供給源からブレードカバー25内の水路を介して供給される切削水29(図5及び図6参照)を切削ブレード21の切刃外周部に供給、噴射する。ここで、切削ブレード21の切刃外周部は、切削ブレード21の環状の切刃82の外周部のことを指し、切削ブレード21の被加工物200を切削する部分である。切削水供給源が供給する切削水29は、例えば純水である。切削水噴射ノズル26は、本実施形態では、切削水噴射ノズル26-1、切削水噴射ノズル26-2及び2本の切削水噴射ノズル26-3を備える。
切削水噴射ノズル26-1は、図2に示すように、不図示の切削水供給源からブレードカバー25内に形成された水路を通して供給される切削水29を切削ブレード21の切刃外周部の側方部分に供給するブレードクーラーノズルである。具体的には、切削水噴射ノズル26-1は、切削ブレード21の切刃外周部の側方部分のうち、被加工物200において回転中の切削ブレード21により切削されている領域の近くを通過している部分に、切削水29を供給する。
切削水噴射ノズル26-2は、不図示の切削水供給源からブレードカバー25内に形成された水路を通して供給される切削水29を切削ブレード21の切刃外周部の前方部分に供給するシャワーノズルである。具体的には、切削水噴射ノズル26-2は、被加工物200において回転中の切削ブレード21により切削されている領域よりも切削ブレード21の回転方向の前方(手前)を通過している切削ブレード21の切刃外周部の部分に、切削水29を供給する。
切削水噴射ノズル26-3は、不図示の切削水供給源からブレードカバー25内に形成された水路を通して供給される切削水29を切削ブレード21の切刃外周部より前方の被加工物200上に供給するスプレーノズルである。
切削ユニット20は、切削水噴射ノズル26から切削水29を供給しつつ、スピンドル23の先端に装着された切削ブレード21が、スピンドル23の回転動作により、Y軸方向と平行な軸心周りの回転動作が加えられて、保持テーブル10に保持された被加工物200を分割予定ライン202に沿って切削する。切削装置1は、図1に示すように、切削ユニット20を2組備えた、即ち、2スピンドルのダイサ、いわゆるフェイシングデュアルタイプの処理装置(切削装置)である。切削ユニット20は、Y軸方向移動ユニット42によりY軸方向に移動自在に設けられており、Z軸方向移動ユニット43によりZ軸方向に移動自在に設けられている。
カメラ30は、保持テーブル10に保持された被加工物200を撮像する撮像素子を備えている。撮像素子は、例えば、CCD(Charge-Coupled Device)撮像素子又はCMOS(Complementary MOS)撮像素子である。カメラ30は、保持テーブル10に保持された切削ユニット20による切削前の被加工物200の表面201を撮像して、被加工物200と切削ユニット20との位置合わせを行なうアライメントを遂行するための画像を得、得た画像を制御ユニット70に出力する。また、カメラ30は、保持テーブル10に保持された切削ユニット20による切削後の被加工物200の表面201を撮像して、被加工物200への切削が正常な範囲内で実行されたか否かを自動的に確認するカーフチェックを遂行するための画像を得、得た画像を制御ユニット70に出力する。カメラ30は、本実施形態では、切削ユニット20に隣接して固定されており、切削ユニット20と一体的に移動する。
X軸方向移動ユニット41、Y軸方向移動ユニット42及びZ軸方向移動ユニット43は、それぞれ、保持テーブル10と、切削ユニット20及びカメラ30と、を相対的にX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に移動させる。X軸方向移動ユニット41は、本実施形態では、X軸方向に沿って、保持テーブル10を切削ユニット20及びカメラ30に対して相対的に移動させる。Y軸方向移動ユニット42及びZ軸方向移動ユニット43は、本実施形態では、それぞれY軸方向及びZ軸方向に沿って、切削ユニット20及びカメラ30を保持テーブル10に対して相対的に移動させる。
X軸方向移動ユニット41、Y軸方向移動ユニット42及びZ軸方向移動ユニット43は、いずれも、モータと、ボールねじと、ガイドと、を有する公知のボールねじ機構である。X軸方向移動ユニット41は、X軸の軸心回りに回転自在に設けられたボールねじと、ボールねじを軸心回りに回転させるモータと、保持テーブル10をX軸方向に移動自在に支持するガイドと、を有して構成されている。Y軸方向移動ユニット42は、Y軸の軸心回りに回転自在に設けられたボールねじと、ボールねじを軸心回りに回転させるモータと、切削ユニット20及びカメラ30をY軸方向に移動自在に支持するガイドと、を有して構成されている。Z軸方向移動ユニット43は、Z軸の軸心回りに回転自在に設けられたボールねじと、ボールねじを軸心回りに回転させるモータと、切削ユニット20及びカメラ30をZ軸方向に移動自在に支持するガイドと、を有して構成されている。X軸方向移動ユニット41、Y軸方向移動ユニット42及びZ軸方向移動ユニット43は、いずれも、制御ユニット70により、モータの駆動が制御されることにより、移動速度や移動量等が制御される。
X軸方向移動ユニット41、Y軸方向移動ユニット42及びZ軸方向移動ユニット43は、モータの回転位置を読み取るエンコーダを含み、エンコーダが読み取ったモータの回転位置に基づいて、保持テーブル10と切削ユニット20及びカメラ30とのX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の相対的な位置を検出し、検出した相対的な位置を制御ユニット70に出力する。ここで、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の相対的な位置は、切削装置1に備え付けられた装置直交座標系(XYZ座標)が使用される。装置直交座標系は、例えば、保持テーブル10の保持面11の中心が原点に設定される。なお、X軸方向移動ユニット41、Y軸方向移動ユニット42及びZ軸方向移動ユニット43は、エンコーダにより保持テーブル10と切削ユニット20及びカメラ30との相対的な位置を検出する構成に限定されず、それぞれX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に平行なリニアスケールと、X軸方向移動ユニット41、Y軸方向移動ユニット42及びZ軸方向移動ユニット43によりそれぞれX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に移動自在に設けられリニアスケールの目盛を読み取る読み取りヘッドと、により構成してもよい。
表示ユニット51は、切削装置1の不図示のカバーに、表示面側を外側に向けて設けられている。表示ユニット51は、切削ユニット20による切削や撮像ユニット110による撮像等の切削装置1の各種処理に関する各種条件の設定の画面や、取得された画像やデータ、判定結果等をオペレータに視認可能に表示する。表示ユニット51は、液晶表示装置等により構成される。表示ユニット51は、オペレータが切削装置1の上記した各種条件に関する情報や画像等の表示に関する情報等を入力する際に使用する入力ユニット52が設けられている。表示ユニット51に設けられた入力ユニット52は、表示ユニット51に設けられたタッチパネルと、キーボード等とのうち少なくとも一つにより構成される。なお、表示ユニット51は切削装置1に固定されておらず、任意の通信機器に備えられ、任意の通信機器が無線または有線により切削装置1と接続されてもよい。
報知ユニット53は、切削装置1の不図示のカバーの上方に設けられている。報知ユニット53は、本実施形態では、発光ダイオードなどで構成される発光ユニットであり、発光ユニットの点灯や点滅や光の色彩等により、切削装置1による各種処理中に発生したエラーや、判定結果等をオペレータに認識可能に報知する。なお、報知ユニット53は、本発明では発光ユニットに限定されず、スピーカなどで構成され音声を発信する音声ユニットであり、音声ユニットの音声により、発生したエラーや判定結果等をオペレータに認識可能に報知してもよい。
カセット載置台61は、複数の被加工物200を収容するための収容器であるカセット65を載置する載置台であり、載置されたカセット65をZ軸方向に昇降させる。洗浄ユニット62は、切削後の被加工物200を洗浄し、被加工物200に付着した切削屑等の異物を除去する。切削装置1は、不図示の搬送ユニットをさらに備え、不図示の搬送ユニットは、保持テーブル10と、洗浄ユニット62と、カセット65とのそれぞれの間で、被加工物200を搬送する。
図4は、図1の切削装置1の要部を示す斜視図である。図5は、図1の撮像ユニット110が撮像する撮像画像の一例である撮像画像300を示す図である。切削装置1は、図1及び図4に示すように、撮像ユニット110と、位置付け手段120と、を更に有する。撮像ユニット110は、切削水噴射ノズル26と切削ブレード21とを撮像する撮像素子を備えている。撮像素子は、例えば、CCD撮像素子又はCMOS撮像素子である。撮像ユニット110は、マウント22と対面し、切削水噴射ノズル26と切削ブレード21とを撮像して、切削水噴射ノズル26と切削ブレード21との撮像画像300を形成し、得た画像を制御ユニット70に出力する。撮像ユニット110は、具体的には、スピンドル23の先端側からスピンドル23の軸芯方向に沿って、切削水噴射ノズル26-1,26-2と切削ブレード21とを撮像して、図5に示すように、切削水噴射ノズル26-1,26-2と切削ブレード21との撮像画像300を形成する。すなわち、撮像ユニット110の撮像位置は、スピンドル23の先端側からスピンドル23の軸芯方向に沿って、切削水噴射ノズル26-1,26-2と切削ブレード21とを撮像することができる位置である。撮像ユニット110は、本実施形態では、位置付け手段120により、マウント22と対面し切削水噴射ノズル26と切削ブレード21とを撮像する撮像位置と、マウント22から離間した退避位置と、の間をX軸方向に移動自在に設けられている。
位置付け手段120は、撮像ユニット110を、撮像位置と、退避位置と、に位置付ける。位置付け手段120は、撮像ユニット110を、撮像位置と退避位置との間でX軸方向に移動させる。位置付け手段120は、モータと、ボールねじと、ガイドと、を有する公知のボールねじ機構である。位置付け手段120は、X軸の軸心回りに回転自在に設けられたボールねじと、ボールねじを軸心回りに回転させるモータと、撮像ユニット110をX軸方向に移動自在に支持するガイドと、を有して構成されている。位置付け手段120は、いずれも、制御ユニット70により、モータの駆動が制御されることにより、移動速度や移動量等が制御される。なお、位置付け手段120は、本実施形態では、撮像ユニット110をX軸方向に移動させるが、本発明ではこれに限定されず、撮像ユニット110をY軸方向やZ軸方向に移動させてもよい。また、位置付け手段120は、例えば、XYZ方向に動作可能な多関節アームでもよいし、ボールねじ機構と多関節アームとを組み合わせたものでもよい。
位置付け手段120は、モータの回転位置を読み取るエンコーダを含み、エンコーダが読み取ったモータの回転位置に基づいて、撮像ユニット110の装置直交座標系(XYZ座標)でのX軸方向の位置を検出し、検出した位置を制御ユニット70に出力する。なお、位置付け手段120は、エンコーダにより撮像ユニット110の位置を検出する構成に限定されず、X軸方向に平行なリニアスケールと、撮像ユニット110によりX軸方向に移動自在に設けられリニアスケールの目盛を読み取る読み取りヘッドと、により構成してもよい。
位置付け手段120は、図1及び図4に示すように、切削ブレード交換装置130を更に備える。切削ブレード交換装置130は、切削ブレード21をマウント22に着脱して交換する。切削ブレード交換装置130は、本実施形態では、撮像ユニット110に隣接して固定されており、撮像ユニット110と一体的に撮像位置と退避位置との間でX軸方向に移動する。
切削ブレード交換装置130は、図4に示すように、保持部131と、移動ユニット132と、ナット保持部133と、移動ユニット134と、を備える。保持部131は、複数個(図4に示す例では4個)の爪で切削ブレード21の円形基台81の外周部を保持する。移動ユニット132は、保持部131をマウント22に対してY軸方向に沿って進退自在に移動させる。移動ユニット132は、切削ブレード21を保持した保持部131を進退させることで、マウント22の固定フランジ91のボス部94の外周面98に切削ブレード21の円形基台81の装着穴83を嵌め合わせて装着したり、マウント22の固定フランジ91のボス部94から切削ブレード21を離脱させたりすることができる。
ナット保持部133は、複数個(図4に示す例では4個)の爪でマウント22のナット92の外周部を保持する。移動ユニット134は、ナット保持部133をマウント22に対してY軸方向に沿って進退自在に移動させるとともに、ナット保持部133をY軸方向に沿った軸心回りに回転させる。移動ユニット134は、マウント22のナット92を保持したナット保持部133をY軸方向に沿った軸心回りに回転させることで、マウント22のナット92の中央に形成された装着穴の内周に形成されたネジ溝を、切削ブレード21が装着されたボス部94の外周面98の先端に形成されたネジ溝に螺合させて締め付けたり、マウント22のナット92を切削ブレード21が装着されたボス部94から離脱させたりすることができる。
退避位置に位置付けられた切削ブレード交換装置130の近傍には、図1に示すように、切削ユニット20に対して着脱される切削ブレード21を収容するブレードラック150が配置されている。ブレードラック150は、板体151と、新規ブレード収容部152と、廃棄ブレード収容部153と、を備える。板体151は、退避位置に位置付けられた切削ブレード交換装置130に対向して立設されている。新規ブレード収容部152は、板体151において退避位置に位置付けられた切削ブレード交換装置130と同じ高さ位置に併設され、新規な切削ブレード21を収容する。廃棄ブレード収容部153は、板体151において退避位置に位置付けられた切削ブレード交換装置130と同じ高さ位置に併設され、切削ユニット20から取り外された切削ブレード21を収容する。
切削ブレード交換装置130は、本実施形態では、例えば、保持部131で切削ブレード21を保持していない状態で撮像位置に移動し、ナット保持部133及び移動ユニット134によりマウント22のナット92を切削ブレード21が装着されたボス部94から離脱させ、保持部131及び移動ユニット132によりマウント22の固定フランジ91のボス部94から切削ブレード21を離脱させ、退避位置に移動して、保持部131及び移動ユニット132により切削ユニット20から取り外した切削ブレード21を廃棄ブレード収容部153に収容するとともに、保持部131に新規ブレード収容部152に収容された新規な切削ブレード21を1枚保持させ、再び撮像位置に移動し、保持部131及び移動ユニット132によりマウント22の固定フランジ91のボス部94に新規な切削ブレード21を装着し、ナット保持部133及び移動ユニット134によりマウント22のナット92を切削ブレード21が装着されたボス部94に螺合させて締め付けることで、切削ブレード21の交換を実施する。
図1では、作図の便宜上、一方の撮像ユニット110、切削ブレード交換装置130を備える位置付け手段120、及び、ブレードラック150のみを描いているが、切削装置1には、各切削ユニット20にそれぞれ対応して一対の撮像ユニット110、切削ブレード交換装置130を備える位置付け手段120、及び、ブレードラック150が配置される。
図6は、図1の撮像ユニット110-2が撮像する撮像画像の一例である撮像画像300-2の一例を示す図である。切削装置1は、図1に示すように、撮像ユニット110-2と、を更に有する。撮像ユニット110-2は、テーブルカバー12の上面の角部に、撮像領域を上方に向けて配置されている。撮像ユニット110-2は、撮像ユニット110と同様の撮像素子を備えている。撮像ユニット110-2は、下方から上方に向かってZ軸方向に沿って、切削水噴射ノズル26-2と切削ブレード21とを撮像して、図6に示すように、切削水噴射ノズル26-2と切削ブレード21との撮像画像300-2を形成し、得た画像を制御ユニット70に出力する。すなわち、撮像ユニット110-2の撮像位置は、下方から上方に向かってZ軸方向に沿って、切削水噴射ノズル26-2と切削ブレード21とを撮像することができる位置である。
撮像ユニット110-2は、本実施形態では、保持テーブル10と一体的にX軸方向に移動自在に設けられている。撮像ユニット110-2は、X軸方向移動ユニット41、Y軸方向移動ユニット42及びZ軸方向移動ユニット43により、切削水噴射ノズル26と切削ブレード21とを撮像する撮像位置と、マウント22から離間した退避位置と、の間を、それぞれX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に移動自在に設けられている。このように、撮像ユニット110-2で撮像画像300-2を撮像する場合、X軸方向移動ユニット41、Y軸方向移動ユニット42及びZ軸方向移動ユニット43は、本発明に係る位置付け手段として機能する。
制御ユニット70は、切削装置1の各構成要素の動作を制御して、被加工物200に対する切削や切削ブレード21の交換、撮像ユニット110,110-2による切削水噴射ノズル26と切削ブレード21との撮像等の各種処理を切削装置1に実施させる。制御ユニット70は、記憶部71と、判定部72と、報知部73と、を備える。記憶部71は、所定のタイミングで切削水噴射ノズル26と切削ブレード21との撮像画像300,300-2を形成し記憶する。また、記憶部71は、予め、切削水噴射ノズル26と切削ブレード21との基準画像、及び、判定部72の差異の判定基準となる所定の閾値に関する情報等が記憶されている。なお、記憶部71に記憶される基準画像は、撮像ユニット110が撮像した撮像画像300と比較するための基準画像と、撮像ユニット110-2が撮像した撮像画像300-2と比較するための基準画像と、をそれぞれ有する。
制御ユニット70は、また、撮像ユニット110,110-2が撮像した切削水噴射ノズル26と切削ブレード21との撮像画像300,300-2に基づいて、切削ブレード21を基準とする切削水噴射ノズル26の位置や向きに関する種々の噴射情報を算出する。制御ユニット70は、例えば、図5に示すように、撮像画像300に基づいて、切削ブレード21を基準とした切削水噴射ノズル26-1のZ軸方向の高さを表す距離d1や、切削水噴射ノズル26-2の噴射口の向きを示す角度θ、切削水噴射ノズル26-2の噴射口から噴射される切削水29の軌跡を算出し、これらの噴射情報を撮像画像300とともに表示画面400として表示ユニット51に表示させることができる。また、制御ユニット70は、例えば、図6に示すように、撮像画像300-2に基づいて、切削ブレード21の厚み方向中心と切削水噴射ノズル26-2の噴射口の中心との位置ズレ量d2や切削水噴射ノズル26-2の噴射口から噴射される切削水29の軌跡を算出し、これらの噴射情報を撮像画像300-2とともに表示画面400-2として表示ユニット51に表示させることができる。
判定部72は、所定のタイミングで形成された撮像画像300,300-2と、予め記憶部71に記憶しておいた切削水噴射ノズル26と切削ブレード21との基準画像と、の間に所定以上の差異があるか否かを判定する。判定部72は、例えば、撮像画像300,300-2と基準画像とをパターンマッチング等により比較して、両者の画像の差異を検出し、この検出した差異が予め記憶部71に記憶しておいた差異の判断基準以上か否かに基づいて、撮像画像300と基準画像との間に所定以上の差異があるか否かを判定する。また、判定部72は、制御ユニット70が撮像画像300,300-2に基づいて算出した種々の噴射情報と、予め記憶部71に記憶しておいたそれぞれにおいて基準となる噴射情報(基準噴射情報)との間に所定以上の差異があるか否かを判定する。
報知部73は、判定部72にて所定以上の差異があると判定した場合に報知する。報知部73は、例えば、表示ユニット51に判定部72の判定結果をオペレータに視認可能に表示したり、報知ユニット53に判定部72の判定結果をオペレータに認識可能に報知したりすること等により、判定部72の判定結果を報知する。
制御ユニット70は、本実施形態では、コンピュータシステムを含む。制御ユニット70が含むコンピュータシステムは、CPU(Central Processing Unit)のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ROM(Read Only Memory)又はRAM(Random Access Memory)のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。制御ユニット70の演算処理装置は、制御ユニット70の記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、切削装置1を制御するための制御信号を、制御ユニット70の入出力インターフェース装置を介して切削装置1の各構成要素に出力する。記憶部71の機能は、本実施形態では、制御ユニット70の記憶装置により実現される。判定部72及び報知部73の機能は、本実施形態では、制御ユニット70の演算処理装置が記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
以上のような構成を有する切削装置1の動作処理の一例を説明する。切削装置1の制御ユニット70は、切削ブレード21の交換のタイミング毎に、切削ブレード21の交換のついでに、撮像ユニット110を撮像位置に位置付けて、撮像ユニット110により、切削水噴射ノズル26と切削ブレード21との撮像画像300を形成し記憶部71に記憶することができる。ここで、切削ブレード21の交換のタイミング毎は、切削ブレード交換装置130で切削ブレード21を交換する前毎でもよいし、切削ブレード交換装置130で切削ブレード21を交換した後毎でもよいし、切削ブレード交換装置130で切削ブレード21を交換する前後の両方毎でもよい。そして、切削装置1の制御ユニット70は、判定部72により、この撮像画像300と、予め記憶部71に記憶しておいた基準画像と、の間に所定以上の差異があるか否かを判定する。
また、切削装置1の制御ユニット70は、切削ブレード21の交換のタイミング毎に、撮像ユニット110-2を撮像位置に位置付けて、撮像ユニット110-2により、切削水噴射ノズル26と切削ブレード21との撮像画像300-2を形成し記憶部71に記憶することもできる。そして、切削装置1の制御ユニット70は、判定部72により、この撮像画像300-2と、予め記憶部71に記憶しておいた基準画像と、の間に所定以上の差異があるか否かを判定する。
そして、切削装置1の制御ユニット70は、報知部73により、判定部72にて所定以上の差異があると判定した場合に、表示ユニット51や報知ユニット53に判定部72の判定結果をオペレータに報知することで、切削装置1における切削ブレード21に対する切削水噴射ノズル26の位置が所望の位置からズレていることをオペレータに認識させることができる。このように、切削装置1の制御ユニット70は、切削ブレード21の交換のタイミング毎に、切削装置1における切削ブレード21に対する切削水噴射ノズル26の位置が所望の位置からズレているか否かを確認し、ズレている場合にその旨を速やかにオペレータに認識させることができる。
また、切削装置1の制御ユニット70は、例えば、新たな被加工物200の切削を開始する毎に、撮像ユニット110,110-2を撮像位置に位置付けて、撮像ユニット110,110-2により、切削水噴射ノズル26と切削ブレード21との撮像画像300,300-2を形成し記憶部71に記憶することもできる。そして、切削装置1の制御ユニット70は、判定部72により上記と同様の判定をし、報知部73により、判定部72にて所定以上の差異があると判定した場合に、上記と同様にして判定部72の判定結果をオペレータに報知する。このように、切削装置1の制御ユニット70は、新たな被加工物200の切削を開始する毎に、切削装置1における切削ブレード21に対する切削水噴射ノズル26の位置が所望の位置からズレているか否かを確認し、ズレている場合にその旨を速やかにオペレータに認識させることができる。
なお、切削装置1の制御ユニット70は、切削ブレード21の交換のタイミング毎や、新たな被加工物200の切削を開始する毎に、撮像ユニット110,110-2により撮像画像300,300-2を形成して記憶部71に記憶するが、本発明ではこれに限定されず、カセット65に収容された被加工物200のうち最初の被加工物200の切削を開始する毎に撮像画像300,300-2を形成しても良いし、ロットの最初の被加工物200の切削を開始する毎に撮像画像300,300-2を形成しても良い。このような場合には、切削装置1の制御ユニット70は、カセット65に収容された被加工物200のうち最初の被加工物200の切削を開始する毎に、もしくは、ロットの最初の被加工物200の切削を開始する毎に、切削装置1における切削ブレード21に対する切削水噴射ノズル26の位置が所望の位置からズレているか否かを確認し、ズレている場合にその旨を速やかにオペレータに認識させることができる。
以上のような構成を有する実施形態に係る切削装置1は、種々の所望のタイミングで撮像ユニット110,110-2により切削水噴射ノズル26と切削ブレード21との撮像画像300,300-2を保存して蓄積するとともに、判定部72によりこの撮像画像300,300-2とそれぞれの基準画像との間に所定以上の差異があるか否かの判定に基づいて切削水噴射ノズル26の位置が所望の位置からズレてしまったか否かを判定し、切削水噴射ノズル26の位置が所望の位置からズレてしまった場合には、報知部73によりその旨を報知できる。このため、実施形態に係る切削装置1は、切削水噴射ノズル26の位置を記録して所望の位置からズレていることをいち早く検知することで、品質管理を容易にするとともに切削不良を低減できる。また、実施形態に係る切削装置1は、仮に切削不良が起きてしまった場合でも、切削水噴射ノズル26の位置が何らかの理由で所望の位置からズレてしまったことに起因するかどうかを遡って確認できる。
また、実施形態に係る切削装置1は、位置付け手段120が、切削ブレード21をマウント22に着脱して交換する切削ブレード交換装置130を更に備え、切削ブレード交換装置130が、切削ブレード21を保持する保持部131と、保持部131をマウント22に対して進退自在に移動させる移動ユニット132と、含む。このため、実施形態に係る切削装置1は、切削ブレード21を交換する際に切削ブレード交換装置130とともに撮像ユニット110を切削水噴射ノズル26及び切削ブレード21に近付けて好適に撮像できる。また、実施形態に係る切削装置1は、切削ブレード交換装置130に撮像ユニット110が搭載されていることにより、撮像ユニット110のためだけに移動手段を設ける必要がなくなるため、装置の小型化やコストダウンにつながる。
実施形態に係る切削装置1は、さらに、制御ユニット70が、切削ブレード交換装置130で切削ブレード21を交換した後、撮像ユニット110を撮像位置に位置づけて切削水噴射ノズル26と切削ブレード21との撮像画像300を形成し記憶部71に記憶する。このため、実施形態に係る切削装置1は、切削ブレード交換装置130で切削ブレード21を交換する際に、確実に、撮像ユニット110により切削水噴射ノズル26と切削ブレード21との撮像画像300を形成して、保存、蓄積することができる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
1 切削装置
10 保持テーブル
20 切削ユニット
21 切削ブレード
22 マウント
23 スピンドル
24 ハウジング
25 ブレードカバー
26,26-1,26-2,26-3 切削水噴射ノズル
70 制御ユニット
71 記憶部
72 判定部
73 報知部
110,110-2 撮像ユニット
120 位置付け手段
130 切削ブレード交換装置
131 保持部
132 移動ユニット
200 被加工物
10 保持テーブル
20 切削ユニット
21 切削ブレード
22 マウント
23 スピンドル
24 ハウジング
25 ブレードカバー
26,26-1,26-2,26-3 切削水噴射ノズル
70 制御ユニット
71 記憶部
72 判定部
73 報知部
110,110-2 撮像ユニット
120 位置付け手段
130 切削ブレード交換装置
131 保持部
132 移動ユニット
200 被加工物
Claims (3)
- 被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された該被加工物を切削する切削ユニットと、制御ユニットと、を備える切削装置であって、
該切削ユニットは、
切削ブレードと、該切削ブレードを支持するマウントと、該マウントに連結されるスピンドルと、該スピンドルを回転可能に支持するハウジングと、該ハウジングに固定され該切削ブレードを覆うブレードカバーと、該ブレードカバーに配設され該切削ブレードの切刃外周部に切削水を供給する切削水噴射ノズルと、を備え、
該切削水噴射ノズルと該切削ブレードとの撮像画像を形成する撮像ユニットと、
該撮像ユニットを該マウントと対面し該切削水噴射ノズルと該切削ブレードとを撮像する撮像位置と、該マウントから離間した退避位置と、に位置付ける位置付け手段と、を更に有し、
該制御ユニットは、
所定のタイミングで該切削水噴射ノズルと該切削ブレードとの撮像画像を形成し記憶する記憶部と、
所定のタイミングで形成された該撮像画像と、予め記憶部に記憶しておいた該切削水噴射ノズルと該切削ブレードとの基準画像と、の間に所定以上の差異があるか否かを判定する判定部と、
該判定部にて所定以上の差異があると判定した場合に報知する報知部と、を備えることを特徴とする切削装置。 - 該位置付け手段は、
切削ブレードを該マウントに着脱して交換する切削ブレード交換装置を更に備え、
該切削ブレード交換装置は、
該切削ブレードを保持する保持部と、該保持部を該マウントに対して進退自在に移動させる移動ユニットと、含むことを特徴とする、請求項1に記載の切削装置。 - 該制御ユニットは、
該切削ブレード交換装置で切削ブレードを交換した後、該撮像ユニットを撮像位置に位置づけて該切削水噴射ノズルと該切削ブレードとの撮像画像を形成し記憶部に記憶することを特徴とする、請求項2に記載の切削装置。
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