JP5003926B2 - 切削装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は切削装置に関し、 特に半導体や電子部品材料等のワークに溝加工や切断加工を行う切削装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体や電子部品材料等のワークに溝加工や切断加工を行う切削装置においては、高速で回転するブレードと称する薄型砥石で切削水をかけながらワークを加工する。そのため切削装置の加工部は水しぶきとミストが充満している。このためこの加工部には加工部を覆うミストカバーが取付けられており、水しぶきやミストを外部と遮断している。このミストカバーは、ワークの加工部分が観察できるように透明樹脂板で作られている。またこのミストカバーは、操作性や省スペースの点から上下方向に回転して開閉するようになっている。即ち、ミストカバー上面奥側に蝶番などの回転ヒンジが設けられ、オペレータが手前から奥側へ回転させながら持ち上げることによって開き、奥側から手前へ回転させて重量を支えながら下ろすことによって閉まるようになっている。このため、底面及び背面は開口された形状となっている。また開口されたミストカバー背面側の切削装置本体壁面には排気口があり、ミストカバー内のミストを吸込むようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来の切削装置のミストカバーは、加工部全体を覆うようになっているので容積が大きい上に、底面が開口されているので、ミストを効果的に排気口に吸込むことができず、ワークの加工部分を鮮明な状態で観察することができなかった。また、ワークテーブルの下方に設けられワークテーブル駆動機構部を覆っている蛇腹の上にワークの切れ端が飛び散り、そのまま蛇腹が伸縮動作を繰り返すことにより、蛇腹が破損するという問題もあった。
【0004】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ミストを効果的に排気してワークの加工部分をクリアな状態で観察することがきると共に、ワークの切れ端が駆動機構部を覆っている蛇腹の上に飛び散ることのないミストカバーを備えた研削装置を提供することを目的とする。
【0005】
本発明は、前記目的を達成するために、ワークを載置してX方向に切削送りされるワークテーブルと、前記X方向と直交するY方向にインデックス送りされる回転刃とを有し、前記回転刃によりワークの溝加工や切断加工を行う切削装置において、前記ワークテーブルに開閉自在に載置され、前記溝加工や切断加工が行われる加工部を覆い、前記ワークの切削送りに伴って該ワークと一緒にX方向に移動するミストカバーが設けられ、前記ミストカバーの開閉は着座センサで確認され、開状態では加工が開始されないように、また閉状態ではワークテーブルは切削ストローク以上は移動しないように制御されることを特徴とする。本発明によれば、ミストカバーがワークと一緒にX軸方向に移動し、特に閉状態ではワークテーブルは切削ストローク以上は移動しないように制御することで、移動距離を最小限とすることにより、ミストカバーを最小限に小型化することができると共に、密閉式にして、開状態では加工が開始されないようにすることで、人体に有害な物質を含むミストであっても安全に排気することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る切削装置の好ましい実施の形態について詳説する。尚各図において、同一の部材については同一の番号を付している。
【0010】
図1は、切削装置の外観斜視図である。切削装置10は、加工部20、操作・表示部11、撮像部12、モニターテレビ13、コントローラ15、及び表示灯14等から構成されている。加工部20は、ワークに溝加工や切断加工を行う部分である。操作・表示部11には切削装置10の各部の操作を行うスイッチや表示手段が設けられている。撮像部12はワークのアライメントや加工状態を評価するために、ワーク表面を撮像する部分で、顕微鏡、照明装置、及びCCDカメラ等から成っている。 撮像された画像はモニターテレビ13に映し出される。 コントローラ15は切削装置10の各動作をコントロールする部分で、マイクロプロセッサ、メモリ、及び入出力回路等で構成され、切削装置10の架台内部に格納されている。 表示灯14は、切削装置10の稼動中、待機中、及び異常警告等を表示するもので、遠くからでもオペレータに判明するように高い位置に取付けられている。
【0011】
加工部20は図2及び図3に示すように、ワークWの溝加工や切断加工を行う回転刃21が高周波モータ内臓のエアーベアリングスピンドル70に取付けられ、30,000rpm〜60,000rpmの高速で回転されるとともに、不図示の送り機構によって図の矢印X方向と直交するY方向にインデックス送りされる。 この回転刃21は薄い円盤状で、ダイヤモンド砥粒やCBN砥粒をニッケルで電着した電着ブレードや、樹脂で結合したレジンブレードが用いられる。 回転刃21は手前側と下方が開口したフランジカバー22で囲われ、フランジカバー22に設けられた切削ノズル23からは切削水が加工ポイントに供給される。 フランジカバー22の図2上で左側には規制板22Aが取付けられており、加工ポイントから排出される切削水が上方に跳ね上がるのを規制している。また、回転刃21の右側には洗浄ノズル24があり、洗浄水が供給される。 マシンベース29上にはXガイド28が設けられ、Xテーブル27がXガイド28でガイドされて図示しない駆動機構によりX方向に移動される。 Xテーブル27にはθテーブル26が載置され、θテーブル26にはワークテーブル25が連結されている。 加工されるワークWはこのワークテーブル25の上面に吸着固定され、θテーブル26によってθ回転されるとともに、Xテーブル27によって図の矢印X方向に切削送りされるようになっている。 また、切削水や洗浄水を受けるオイルパン30がブラケット30A、30Aを介してマシンベース29に固定されており、オイルパン30とθテーブル26との間には蛇腹31が設けられ、オイルパン30の中央部の開口部分を覆うようになっている。
【0012】
加工部20では、切削水や洗浄水が大量に用いられるため水しぶきやミストが発生するが、加工部外に水の飛沫やミストが届かないようにミストカバー40が加工部20を覆うように設けられ、加工部20を外部と遮断している。
【0013】
図2及び図3に示すミストカバー40は加工部20の内部が観察できるように、透明な樹脂で高性能帯電防止板からできており、奥側と下方側が開口された形状で、上面奥側に蝶番43、43がネジ止めされている。 ミストカバー40は、切削装置10本体固定側にこの2個の蝶番43、43によって回転自在に結合されている。 ミストカバー40には底面開口部を一部塞ぐようにして底板41が接着固定されており、底板41上にはミスト捕獲ボックス42が設けられている。ミスト捕獲ボックス42は加工ポイントから排出される切削水を取り込むために、図2上の左側面が開口しており、この開口部は回転刃のY方向送りに対応して手前から奥側に長く開口している。 またミスト捕獲ボックス42の奥側の面も開口しており、切削装置10の本体壁面の排気口16に連通している。Xテーブル上に載置されたθテーブルの外筒には支持板32が取付けられ、支持板32の上部にはブラシ33が取付けられていて、底板41の下面に接触したままX方向に切削ストローク分だけ移動するようになっている。この底板41及びミスト捕獲ボックス42はミストカバー40に一体に取り付けられているので、ミストカバー40の開閉に合わせ一緒に上下回動する。
【0014】
図4は、変形例である。この変形例は、ミスト捕獲ボックス46を回転刃21のY方向インデックス送りに連動して移動させる駆動手段40Aを有しており、駆動手段40Aは以下のように構成されている。ミストカバー40の左側面に取付けられたブラケット44、44に底板45がネジ止めされている。底板45の上面にはガイドレール53が取付けられていて、このガイドレール53にセットされたリニアガイド54にはミスト捕獲ボックス46が固定され、Y方向に移動できるようになっている。ミスト捕獲ボックス46と切削装置10の本体壁面の排気口16とは伸縮自在の蛇腹47で連結されている。また、底板45に取付けられモータ51で駆動される駆動プーリ50と従動プーリ52との間にはタイミングベルト49が張設されており、ミスト捕獲ボックス46はクランプ板48によってタイミングベルト49に固定されている。このように構成された駆動手段40Aは、コントローラ15によって制御され、回転刃21のY方向インデックス送りに連動してミスト捕獲ボックス46をY方向に位置決めする。この変形例においても、ミスト捕獲ボックス46及び駆動手段40Aがミストカバー40に一体に取り付けられているので、ミストカバー40の開閉に合わせ一緒に上下回動する構造になっている。
【0015】
次に、このように構成された切削装置10の作用を説明する。先ずオペレータがミストカバー40を上方に回転させて開き、加工部のスピンドル70に回転刃21をセットし、ミストカバー40を下方に回転させて閉じる。この時ワークテーブル25は、回転刃21の取付けの邪魔にならないように、撮像部12の顕微鏡の下に位置している。次にワークWがワークテーブル25に載置され、真空吸着される。次いでワークWは顕微鏡の下で表面に形成されたパターンが撮像され、その画像がモニターテレビに映し出される。ここでオペレータはモニターテレビに映し出された画像を見ながら操作・表示部のスイッチを操作して、ワークWのアライメントを行う。アライメントが完了したワークWは、Xテーブル27の移動により加工部20に搬入され、高速回転する回転刃21とXテーブル27による切削移動とにより溝加工や切断加工がなされる。加工中は切削ノズル23から切削水が加工ポイントに供給され、洗浄ノズル24からは先浄水が供給される。1ラインの加工が済むと、回転刃21はY方向にインデックス送りされ、次に加工するラインに位置付けられ、Xテーブル27による切削移動でこのラインも加工される。このような動作が繰り返されて、ワークWの一方向の全ラインの加工が終了すると、θテーブル26がワークWを90度回転させ、先ほどのラインと直交するラインに合わせて加工が行われる。全加工が終了するとワークWは顕微鏡の位置まで搬送され、表示灯14の加工完了を知らせるランプが点滅する。ここでオペレータは必要に応じ、撮像部12でワークWの加工部分を撮像し、加工状態を観察した後にワークWをワークテーブル25から取外す。以上が切削装置10によるワークWの加工の流れである。
【0016】
次に、ミストカバー40の作用について説明する。図2、及び図3に示すように、ミストカバー40には、ミスト捕獲ボックス42が設けられている。切削水の排水はフランジカバー22に設けられた規制板22Aによって上方向への跳ね上がりが規制され、ミスト捕獲ボックス42右側面の開口部から内部に導入される。導入された排水は、ミスト捕獲ボックス42と底板41との隙間から外に流れ出るが、ワークWの切れ端等はミスト捕獲ボックス42内に残る。また、ミスト捕獲ボックス42の容積が小さく排気効率がよいので、排水がミスト捕獲ボックス42内に導入されてミストが発生するや否や、すぐさま工場の排気ラインに直結した排気口16内に吸込まれるので、ミストカバー40内にミストが充満することがない。従って、加工中のワークWの加工部分をクリアに観察できる。また支持板32とブラシ33が設けられているのでワークWの切れ端が蛇腹31上に落下することがなく、蛇腹31の損傷が防げる。
【0017】
図5は、本発明に係る実施形態を表わしている。この実施形態では、Xテーブル27上にブラケット62、62を介して切削水の排水を受けるオイルパン30´がワークテーブル25及びθテーブル26を囲うように設けられている。オイルパン30´の底面に形成された排水口には、変形自在のダクトホース63が接続され、外部ダクトに連結されている。ダクトホース63は、切削装置10の壁面に設けられたフック64にコイルスプリング65で吊り下げられ、オイルパン30´のX方向の移動に追従できるようになっている。オイルパン30´の上面にはシール材としてのゴムリング30´Aが接着され、ゴムリング30´Aの上にはミストカバー40´が載置されている。ミストカバー40´は、回転刃21、フランジカバー22、及びワークテーブル25を覆うだけの小型のもので、透明アクリル板でできており、底面が開口された箱型になっている。また背面には上下開閉時とX方向移動時にスピンドル70と干渉しないように、T字型の開口部が形成されている。更にミストカバー40´の左側面上方には排気口が形成され、変形自在のダクトホース66で切削装置10の壁面に設けられた排気口に連結されている。ミストカバー40´の上面には取っ手40´Aが取付けられていて、ミストカバー40´の開閉はオペレータが取っ手40´Aを使い手動で行う。ミストカバー40´を開く時は上に持ち上げて、ミストカバー40´を図示しない置き台の上に置く。またミストカバー40´の開閉は図示しない着座センサで確認され、開状態では加工が開始されないように、また閉状態ではXテーブルは切削ストローク以上は移動しないように制御される。ワークテーブル25が撮像部12の下へ移動できるのは、ミストカバー40´が開状態の時のみに限られている。
【0018】
この実施形態の場合は、ミストカバー40´はワークテーブルと一緒にX方向に移動する方式であるため小型で、遮蔽状態が良好であり、ワークWが人体に有害なGaAsやGaP等の化合物半導体であっても、ミストが加工部20の外に漏れることがなく安全である。また、オイルパン30´と一体でワークテーブル25を覆うように構成されているので、Xテーブルの駆動機構を覆っている蛇腹31、31が不要である。
【0019】
尚、図4に示した変形例では、ミスト捕獲ボックス46の駆動手段を40Aとして、モータ51、駆動プーリ50、従動プーリ52、及びタイミングベルト49を用いたが、これに限らずリードスクリューを用いてもよく、また、スピンドル70を搭載してY方向に移動するYテーブルからサポートアームを伸ばしてミスト捕獲ボックス46を駆動してもよい。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ミストカバーがワークと一緒にX方向に移動するので、ミストカバーを小型にすることができると共に、密閉式にすることができ、人体に有害な物質を含むミストであっても安全に排気することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】切削装置の全体斜視図
【図2】切削装置の加工部正面断面図
【図3】切削装置のミストカバーを説明する斜視図
【図4】ミストカバーの変形例を表わす斜視図
【図5】本発明の実施形態を表わす正面断面図
【符号の説明】
W…ワーク、10…切削装置、16…排気口、20…加工部、21…回転刃、22A…規制板、25…ワークテーブル、40、40´…ミストカバー、40A…駆動手段、41、45…底板、42、46…ミスト捕獲ボックス
Claims (1)
- ワークを載置してX方向に切削送りされるワークテーブルと、前記X方向と直交するY方向にインデックス送りされる回転刃とを有し、前記回転刃によりワークの溝加工や切断加工を行う切削装置において、
前記ワークテーブルに開閉自在に載置され、前記溝加工や切断加工が行われる加工部を覆い、前記ワークの切削送りに伴って該ワークと一緒にX方向に移動するミストカバーが設けられ、
前記ミストカバーの開閉は着座センサで確認され、開状態では加工が開始されないように、また閉状態ではワークテーブルは切削ストローク以上は移動しないように制御されることを特徴とする切削装置。
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