JP5881517B2 - セットアップ治具 - Google Patents
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Description
本発明は、バイト切削装置においてセットアップ作業を実施するためのセットアップ治具に関する。
切削装置、研削装置、バイト切削装置等の加工装置では、チャックテーブルに加工工具（切削ブレード、研削ホイール、バイト工具）の先端が接触した位置を加工ユニットの原点位置として設定している。
加工工具がチャックテーブルに保持された被加工物に対して切り込む切り込み方向における原点位置の設定作業はセットアップ作業と呼ばれている。加工時には、この原点位置に基づいて被加工物への加工工具の切り込みを制御して高精度に被加工物を加工している。
特開２００９−１７２７２３号公報に開示されるようなバイト切削装置は、被加工物を切削する例えば単結晶ダイアモンドから形成された切刃を有している。バイト切削装置では、所定の厚みを有するタッチセンサをチャックテーブル上に載置した状態でバイト切削ユニットを接近移動させ、バイト切削ユニットの切刃がタッチセンサに接触した位置と、タッチセンサの厚みとから切刃がチャックテーブルの保持面に接触する際のバイト切削ユニットの位置を算出し、この位置を原点位置として設定している。
ところが、バイト切削ユニットの切刃は数ｍｍと小さく、またタッチセンサも数ｃｍ以下と小さいため、セットアップ作業時に、例えばφ２００ｍｍや３００ｍｍの直径を有するチャックテーブル上でタッチセンサを切刃に対応させた状態に載置するのは非常に難しい。
バイト切削ユニットの切刃に対面しない位置のチャックテーブル上にタッチセンサを載置してしまい、セットアップ時に切刃がチャックテーブルに衝突すると、切刃やチャックテーブルが破損してしまうという問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、タッチセンサを適切でない位置のチャックテーブル上に載置することで切刃やチャックテーブルを破損してしまうことを防止可能なセットアップ治具を提供することである。
本発明によると、被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物の上面を切削する切刃が装着されたバイトシャンクと該バイトシャンクが挿入される挿入穴を有するバイトホイールと該バイトホイールが装着されるスピンドルとを含む切削手段と、該バイトホイールの該切刃が該チャックテーブルに保持された被加工物に切り込む切り込み方向において該切削手段を該チャックテーブルに対して接近離反可能に移動させる移動手段と、を備えた切削装置において、該切刃の先端が該チャックテーブルの該保持面に接触する位置を該切削手段の切り込み方向原点と設定するセットアップ作業を実施するためのセットアップ治具であって、所定厚みと該切刃が接触したことを検出するタッチセンサとを有し、セットアップ時に該チャックテーブル上に載置されるタッチセンサブロックと、該バイトホイールに装着されて該タッチセンサが該切刃の先端に対面する位置に該タッチセンサブロックを該チャックテーブル上で位置決めする位置決めガイド手段と、から構成され、該タッチセンサブロックは、該タッチセンサブロックの外周で鉛直方向に伸長する立柱を有しており、該位置決めガイド手段は、該バイトシャンクの外周に当接して該位置決めガイド手段を該バイトホイールの径方向及び円周方向において所定位置に位置決めする切欠きを有する水平部と、該タッチセンサブロックの該立柱が当接されて該バイトホイールの径方向における該タッチセンサブロック位置を規制するとともに該バイトホイールの回転軌跡上における該タッチセンサブロック位置を規制する規制部と、を有し、該バイトホイールの径方向及び円周方向において所定位置に位置決めされた該位置決めガイド手段の該規制部に該タッチセンサブロックの該立柱が当接されて位置決めされたときに、該バイトホイールの該切刃が該タッチセンサに対面するよう該タッチセンサブロックと該位置決めガイド手段とが形成されていることを特徴とするセットアップ治具が提供される。
本発明によると、タッチセンサ及び所定厚みを有するタッチセンサブロックと、バイトホイールに装着されてタッチセンサブロックをチャックテーブル上で位置決めする位置決めガイド手段とからなるセットアップ治具を使用することにより、チャックテーブル上に保持されたタッチセンサブロックをバイト切削ユニットの切刃に対して位置決めすることができ、セットアップ時に切刃やチャックテーブルを破損してしまうことを防止できる。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明のセットアップ治具でセットアップを実施するのに適したバイト切削装置２の斜視図が示されている。
４はバイト切削装置２のベース（ハウジング）であり、ベース４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）８が固定されている。
この一対のガイドレール８に沿ってバイト切削ユニット１０が上下方向に移動可能に装着されている。バイト切削ユニット１０は、そのハウジング２０が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１２に取り付けられている。
バイト切削ユニット１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０中に回転可能に収容されたスピンドル２２（図９参照）と、スピンドル２２の先端に固定されたマウント２４と、マウント２４に着脱可能に装着されたバイトホイール２５とを含んでいる。バイトホイール２５にはバイト工具２６が着脱可能に取り付けられている。
バイト切削ユニット１０は、バイト切削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ１４とパルスモータ１６とから構成されるバイト切削ユニット送り機構１８を備えている。パルスモータ１６をパルス駆動すると、ボールねじ１４が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。
ベース４の中間部分にはチャックテーブル３０を有するチャックテーブル機構２８が配設されており、チャックテーブル機構２８は図示しないチャックテーブル移動機構によりＹ軸方向に移動される。３３は蛇腹であり、チャックテーブル機構２８をカバーする。
ベース４の前側部分には、第１のウエーハカセット３２と、第２のウエーハカセット３４と、ウエーハ搬送用ロボット３６と、複数の位置決めピン４０を有する位置決め機構３８と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）４２と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）４４と、スピンナ洗浄ユニット４６が配設されている。
また、ベース４の概略中央部には、チャックテーブル３０を洗浄する洗浄水噴射ノズル４８が設けられている。この洗浄水噴射ノズル４８は、チャックテーブル３０が装置手前側のウエーハ搬入・搬出領域に位置づけられた状態において、チャックテーブル３０に向かって洗浄水を噴射する。
図２を参照すると、バイトホイール２５の底面側斜視図が示されている。バイト工具２６は断面正方形又は長方形のシャンク（バイトシャンク）５０と、シャンク５０の先端に固着された切刃５２とを含んでいる。
切刃５２は、例えば単結晶ダイアモンドから形成されている。バイト工具２６のシャンク５０は、バイトホイール２５に形成した挿入穴５３中に挿入されて図示しないねじ等の固定手段により固定されている。
図３を参照すると、タッチセンサブロック５４の斜視図が示されている。タッチセンサブロック５４は所定厚みＴ１を有しており、その上面５４ａにはタッチセンサ５６が装着されている。タッチセンサ５６が接触を検出するとランプ６２が点灯する。ランプ６２は、例えばＬＥＤ等から形成されている。
タッチセンサブロック５４の側面には互いに所定間隔離間した一対の立柱５８，６０が取り付けられている。この所定間隔は、後述する位置決めガイドユニット６４の規制部材７２より僅かに広い間隔である。一対の立柱５８，６０に替えて、一本の立柱のみをタッチセンサブロック５４の側面に取り付けるようにしてもよい。
図４を参照すると、位置決めガイドユニット６４の斜視図が示されている。位置決めガイドユニット（位置決めガイド手段）６４は、上面水平部６６ａと、下面水平部６６ｂと、上面水平部６６ａと下面水平部６６ｂとを連結する連結部６６ｃとからなるコの字状の装着部材６６を有している。
上面水平部６６ａと下面水平部６６ｂとの間隔はバイトホイール２５の厚さに概略設定されている。下面水平部６６ｂにはバイト工具２６のシャンク５０が挿入される切欠き６８が形成されている。
装着部材６６の連結部６６ｃには、第１の面７０ａを画成するプレート７０が固着されている。プレート７０の第１の面７０ａ上には第２の面７２ａを画成する断面長方形の規制部材７２が固着されている。
プレート７０は装着部材６６の下面水平部６６ｂから所定長さ下方に突出するように規制部材６６の連結部６６ｃに固着されている。互いに直交する第１の面７０ａと第２の面７２ａとにより規制部７４を画成する。図３に示したタッチセンサブロック５４と、図４に示した位置決めガイドユニット６４とにより本発明のセットアップ治具が構成される。
図５を参照すると、位置決めガイドユニット６４がバイトホイール２５に装着された状態の斜視図が示されている。位置決めガイドユニット６４は、装着部材６６の上面水平部６６ａと下面水平部６６ｂとでバイトホイール２５を挟むようにしてバイトホイール２５に装着される。
図６に示すように、装着部材６６の下面水平部６６ｂに形成した切欠き６８中にバイト工具２６のシャンク５０が挿入されるように、位置決めガイドユニット６４がバイトホイール２５に装着される。
図７を参照すると、セットアップ作業時の斜視図が示されている。図８はセットアップ作業時の側面図である。セットアップ作業時には、チャックテーブル３０の吸引を解除した状態で、タッチセンサブロック５４をチャックテーブル３０上に載置する。
この状態でバイト切削ユニット送り機構１８を作動して、バイト切削ユニット１０を下方に所定量移動して、タッチセンサブロック５４の一対の立柱５８，６０が位置決めがガイドユニット６４の規制部材７２を挟み込むとともに、立柱６０が第１の面７０ａに当接するとともに第２の面７２ａに当接するように、タッチセンサブロック５４をチャックテーブル３０上で移動する。
立柱６０が第１の面７０ａに当接することで、バイトホイール２５の径方向におけるタッチセンサブロック５４の位置が規制されるとともに、第２の面７２ａに立柱６０が当接することで、バイトホイール２５の回転軌跡上におけるタッチセンサブロック５４の位置が規制される。
第１の面７０ａと第２の面７２ａとからなる規制部７４でタッチセンサブロック５４を規制した状態では、図８に示すように、バイトホイール２５に装着したバイト工具２６の切刃５２がタッチセンサ５６に対面するように位置決めされる。
よって、この状態でバイト切削ユニット送り機構１８を作動して、バイト切削ユニット１０を下方に移動してタッチセンサ５６に接触させる。切刃５２がタッチセンサ５６に接触すると、ランプ６２が点灯するのでバイト切削ユニット送り機構１８のパルスモータ１６の駆動を停止する。
そして、この高さ位置からタッチセンサブロック５４の所定厚みＴ１を減じた値をバイト切削ユニット１０の原点位置として設定し、この高さ位置をバイト切削ユニット１０の原点位置としてバイト切削装置２の図示しないコントローラのメモリに格納する。
上述したように、本発明実施形態ではタッチセンサブロック５４と位置決めガイドユニット６４とからなるセットアップ治具を使用して、バイト切削ユニット１０のセットアップを実施するようにしたので、タッチセンサブロック５４を適切でないチャックテーブル３０上に載置することで切刃５２やチャックテーブル３０を破損させてしまうことを防止できる。
１０ バイト切削ユニット
２５ バイトホイール
２６ バイト工具
５０ シャンク（バイトシャンク）
５２ 切刃
５４ タッチセンサブロック
５６ タッチセンサ
５８，６０ 立柱
６４ 位置決めガイドユニット
６６ 装着部材
６８ 切欠き
７０ａ 第１の面
７２ 規制部材
７２ａ 第２の面
７４ 規制部
２５ バイトホイール
２６ バイト工具
５０ シャンク（バイトシャンク）
５２ 切刃
５４ タッチセンサブロック
５６ タッチセンサ
５８，６０ 立柱
６４ 位置決めガイドユニット
６６ 装着部材
６８ 切欠き
７０ａ 第１の面
７２ 規制部材
７２ａ 第２の面
７４ 規制部
Claims (1)
- 被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物の上面を切削する切刃が装着されたバイトシャンクと該バイトシャンクが挿入される挿入穴を有するバイトホイールと該バイトホイールが装着されるスピンドルとを含む切削手段と、該バイトホイールの該切刃が該チャックテーブルに保持された被加工物に切り込む切り込み方向において該切削手段を該チャックテーブルに対して接近離反可能に移動させる移動手段と、を備えた切削装置において、該切刃の先端が該チャックテーブルの該保持面に接触する位置を該切削手段の切り込み方向原点と設定するセットアップ作業を実施するためのセットアップ治具であって、
所定厚みと該切刃が接触したことを検出するタッチセンサとを有し、セットアップ時に該チャックテーブル上に載置されるタッチセンサブロックと、
該バイトホイールに装着されて該タッチセンサが該切刃の先端に対面する位置に該タッチセンサブロックを該チャックテーブル上で位置決めする位置決めガイド手段と、から構成され、
該タッチセンサブロックは、該タッチセンサブロックの外周で鉛直方向に伸長する立柱を有しており、
該位置決めガイド手段は、該バイトシャンクの外周に当接して該位置決めガイド手段を該バイトホイールの径方向及び円周方向において所定位置に位置決めする切欠きを有する水平部と、
該タッチセンサブロックの該立柱が当接されて該バイトホイールの径方向における該タッチセンサブロック位置を規制するとともに該バイトホイールの回転軌跡上における該タッチセンサブロック位置を規制する規制部と、を有し、
該バイトホイールの径方向及び円周方向において所定位置に位置決めされた該位置決めガイド手段の該規制部に該タッチセンサブロックの該立柱が当接されて位置決めされたときに、該バイトホイールの該切刃が該タッチセンサに対面するよう該タッチセンサブロックと該位置決めガイド手段とが形成されていることを特徴とするセットアップ治具。
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