JP6983026B2

JP6983026B2 - Cutting equipment

Info

Publication number: JP6983026B2
Application number: JP2017196138A
Authority: JP
Inventors: 剛史笠井; 聡高橋
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-10-06
Filing date: 2017-10-06
Publication date: 2021-12-17
Anticipated expiration: 2037-10-06
Also published as: JP2019071334A

Description

本発明は、切削装置に関する。 The present invention relates to a cutting device.

半導体ウエーハや各種パッケージ基板を切削ブレードで切削して分割するための切削装置（ダイシングソー）が知られている。切削装置は、切削ブレードを例えば６００００ｒｐｍなどの回転数で高速回転しつつ切削を実施するが、切削ブレードが厚かったり、直径が大きかったりすると、重量バランスの偏重が発生しやすく、スピンドルの回転が偏心して、振動してしまう場合がある。 A cutting device (dicing saw) for cutting and dividing a semiconductor wafer or various package substrates with a cutting blade is known. The cutting device performs cutting while rotating the cutting blade at a high speed such as 60,000 rpm, but if the cutting blade is thick or has a large diameter, the weight balance tends to be unbalanced and the spindle rotation is unbalanced. It may vibrate in mind.

スピンドルの回転が偏心すると、切削ブレードがいわゆる片当たり状態となってしまい、切削した被加工物に欠けが発生してしまうなど、加工不良の原因になる場合がある。通常は、安全のため、高速回転するスピンドルにオペレータが触るなどして振動を直接捉える事が出来ないので、専用の回転バランス測定器を用い、専門の技能を有するオペレータが振動を測定するメンテナンス工程を実施している（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に示されたメンテナンス工程は、専門の技能を有するオペレータにより実施されるために、スピンドルの振動を捉えるのにコストと時間がかかっている。 If the rotation of the spindle is eccentric, the cutting blade will be in a so-called one-sided contact state, which may cause machining defects such as chipping of the machined material to be cut. Normally, for safety reasons, it is not possible for the operator to directly capture the vibration by touching the spindle that rotates at high speed, so a maintenance process in which an operator with specialized skills measures the vibration using a dedicated rotation balance measuring instrument. (For example, see Patent Document 1). Since the maintenance process shown in Patent Document 1 is performed by an operator having specialized skills, it takes a lot of cost and time to capture the vibration of the spindle.

また、スピンドルの振動を測定するのに、受光部の受光する光の遮断量で切削ブレードの先端位置を捉える基準位置検出機構（例えば、特許文献２参照）を利用する事も考えられる。 Further, in measuring the vibration of the spindle, it is conceivable to use a reference position detection mechanism (see, for example, Patent Document 2) that captures the tip position of the cutting blade by the amount of blocking light received by the light receiving portion.

特開２００１−１２９７４３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-129743 特開２００１−２９８００１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-298001

前述した特許文献２に示された基準位置検出機構を用いても、切削ブレードの真円ずれ、切削ブレード先端の凹凸（砥粒の突出によるもの。特に大粒径のブレードでは５μｍ以上でかつ１０μｍ程度以下となる）とスピンドルの振動とを切り分けて把握することができない。このために、前述した特許文献２に示された基準位置検出機構を用いても、スピンドルの振動を正確に測定することが困難であった。 Even if the reference position detection mechanism shown in Patent Document 2 described above is used, the perfect circle of the cutting blade and the unevenness of the tip of the cutting blade (due to the protrusion of abrasive grains. Especially for a blade with a large particle size, the diameter is 5 μm or more and 10 μm. It is not possible to separate and grasp the vibration of the spindle (which is less than the degree). For this reason, it has been difficult to accurately measure the vibration of the spindle even by using the reference position detection mechanism shown in Patent Document 2 described above.

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、スピンドルの振動の測定誤差を抑制することができる切削装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a cutting device capable of suppressing a measurement error of spindle vibration.

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、被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、スピンドルに装着された切削ブレードで該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ユニットと、該切削ユニットを該保持面と直交する切り込み送り方向に移動させる移動ユニットと、回転によって発生する該スピンドルの振動量を測定する振動測定ユニットと、を備え、該振動測定ユニットは、対向して設置された発光部および受光部と、該発光部と該受光部の間に形成され該切削ブレードの外周部の侵入を許容するブレード侵入部とを備える検出器と、該受光部の受光量を電圧値に変換する光電変換部と、該スピンドルの該振動量が所定値以下となる第１の速度で該スピンドルを回転させ、少なくとも該スピンドル１回転分の該電圧値の情報を角度座標の情報とともに収集し、装着した該切削ブレードの中心と該スピンドルの回転中心の位置ずれ量を示す基準データとして記録する基準データ記録部と、該第１の速度より速い被加工物を加工する際の第２の速度で該スピンドルを回転させ、少なくとも該スピンドル１回転分の該電圧値の情報を角度座標の情報とともに収集し、該切削ブレードの外周の振動量を示す振動データとして記録する振動データ記録部と、該角度座標を揃えた該基準データと該振動データの差分から、該位置ずれ量を取り除いた該スピンドルの振動量を算出する振動算出部と、該振動算出部で算出した該振動量が許容範囲内であるかを判定する判定部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the cutting apparatus of the present invention has a chuck table for holding the workpiece on the holding surface and a cover held on the chuck table by a cutting blade mounted on the spindle. A cutting unit for cutting a workpiece, a moving unit for moving the cutting unit in a cutting feed direction orthogonal to the holding surface, and a vibration measuring unit for measuring the amount of vibration of the spindle generated by rotation are provided. The vibration measuring unit includes a detector including a light emitting portion and a light receiving portion installed facing each other, and a blade intruding portion formed between the light emitting portion and the light receiving portion and allowing penetration of an outer peripheral portion of the cutting blade. The photoelectric conversion unit that converts the light receiving amount of the light receiving unit into a voltage value, and the spindle is rotated at a first speed at which the vibration amount of the spindle is equal to or less than a predetermined value, and the voltage corresponding to at least one rotation of the spindle. the information values collected along with information angular coordinates, and the reference data recording unit for recording the reference data indicating the position deviation amount of the rotation centers of the spindle of the cutting blade mounted, not faster than the speed of the first The spindle is rotated at a second speed when the workpiece is machined, information on the voltage value for at least one rotation of the spindle is collected together with information on angular coordinates, and the amount of vibration on the outer circumference of the cutting blade is shown. A vibration data recording unit that records as vibration data, a vibration calculation unit that calculates the vibration amount of the spindle by removing the displacement amount from the difference between the reference data with the angular coordinates aligned and the vibration data, and the vibration. It is characterized by including a determination unit for determining whether or not the vibration amount calculated by the calculation unit is within an allowable range.

前記切削装置において、該検出器及び該光電変換部は、該切削ブレードの外周の切り込み送り方向の基準位置を検出する基準位置検出部でも良い。 In the cutting device, the detector and the photoelectric conversion unit may be a reference position detecting unit that detects a reference position in the cutting feed direction on the outer periphery of the cutting blade.

そこで、本願発明の切削装置は、スピンドルの振動がほぼ無い（例えば５μｍ以下）低回転でスピンドルを回転させて基準位置検出部でブレード先端の振動を測定して予め振動成分以外の先端の振動（切削ブレードの真円ずれや切削ブレードの先端の凹凸）を割りだす。その後、実際の加工速度でスピンドルを回転させて再度ブレード先端の振動を測定し、先に測定したデータとの差分から、スピンドル振動自体を算出することが出来るという効果を奏する。これにより、スピンドルの振動を確実に測定することが出来るとともに、ブレード先端の振動が、真円ずれなどが原因なのか、スピンドルやマウントなど機械的な要因が原因なのか、切り分ける事が出来るという効果を奏する。また、基準位置検出部を用いるため、新たな機構の追加を最低限にすることが出来る。 Therefore, in the cutting device of the present invention, the vibration of the tip of the blade is measured by the reference position detection unit by rotating the spindle at a low rotation with almost no vibration of the spindle (for example, 5 μm or less), and the vibration of the tip other than the vibration component (for example, vibration of the tip other than the vibration component). Find out the perfect circle deviation of the cutting blade and the unevenness of the tip of the cutting blade). After that, the spindle is rotated at the actual machining speed, the vibration at the tip of the blade is measured again, and the spindle vibration itself can be calculated from the difference from the previously measured data. As a result, the vibration of the spindle can be measured reliably, and it is possible to distinguish whether the vibration at the tip of the blade is caused by a perfect circle deviation or a mechanical factor such as a spindle or a mount. Play. Moreover, since the reference position detection unit is used, the addition of a new mechanism can be minimized.

図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a cutting device according to the first embodiment. 図２は、図１に示された切削装置の振動測定ユニットの構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a vibration measuring unit of the cutting apparatus shown in FIG. 図３は、図２に示された振動測定ユニットの検出器等を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing the detector and the like of the vibration measuring unit shown in FIG. 図４は、図１に示された切削装置の切削ユニットの切削ブレード等を示す正面図である。FIG. 4 is a front view showing a cutting blade and the like of the cutting unit of the cutting apparatus shown in FIG. 図５は、実施形態１に係る切削装置の制御ユニットがスピンドルの振動量を測定する流れを示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a flow in which the control unit of the cutting apparatus according to the first embodiment measures the vibration amount of the spindle. 図６は、図５中のステップＳＴ２で記録された基準データの一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of reference data recorded in step ST2 in FIG. 図７は、図５中のステップＳＴ３で記録された振動データの一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of vibration data recorded in step ST3 in FIG. 図８は、図５中のステップＳＴ４で算出された振動量の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of the vibration amount calculated in step ST4 in FIG.

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。 An embodiment (embodiment) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described in the following embodiments. In addition, the components described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the configurations described below can be combined as appropriate. In addition, various omissions, substitutions or changes of the configuration can be made without departing from the gist of the present invention.

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る切削装置を図面に基いて説明する。図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示された切削装置の振動測定ユニットの構成を示すブロック図である。図３は、図２に示された振動測定ユニットの検出器等を示す側面図である。図４は、図１に示された切削装置の切削ユニットの切削ブレード等を示す正面図である。 [Embodiment 1]
The cutting apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a cutting device according to the first embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a vibration measuring unit of the cutting apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a side view showing the detector and the like of the vibration measuring unit shown in FIG. FIG. 4 is a front view showing a cutting blade and the like of the cutting unit of the cutting apparatus shown in FIG.

図１に示す実施形態１に係る切削装置１は、被加工物２００を切削（加工）する装置である。実施形態１では、被加工物２００は、シリコン、サファイア、ガリウム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である。被加工物２００は、表面２０１に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デバイス２０３が形成されている。 The cutting apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 is an apparatus for cutting (machining) the workpiece 200. In the first embodiment, the workpiece 200 is a disk-shaped semiconductor wafer or optical device wafer whose base material is silicon, sapphire, gallium, or the like. In the workpiece 200, the device 203 is formed in a region partitioned by a plurality of scheduled division lines 202 formed in a grid pattern on the surface 201.

被加工物２００は、デバイス２０３が複数形成されている表面２０１の裏側の裏面２０４に粘着テープ２１０が貼着され、粘着テープ２１０の外縁が環状フレーム２１１に貼着されることで、環状フレーム２１１の開口に粘着テープ２１０で支持される。実施形態１において、被加工物２００は、環状フレーム２１１の開口に粘着テープ２１０で支持された状態で、分割予定ライン２０２に沿って切削加工が施されて、個々のデバイス２０３に分割される。また、本発明では、被加工物２００は、中央部が薄化され、外周部に厚肉部が形成された所謂ＴＡＩＫＯ（登録商標）ウエーハでもよく、ウエーハの他に、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、ガラス板等でも良い。 In the workpiece 200, the adhesive tape 210 is attached to the back surface 204 on the back side of the front surface 201 on which a plurality of devices 203 are formed, and the outer edge of the adhesive tape 210 is attached to the annular frame 211, whereby the annular frame 211 is attached. The opening is supported by an adhesive tape 210. In the first embodiment, the workpiece 200 is cut along the scheduled division line 202 while being supported by the adhesive tape 210 in the opening of the annular frame 211, and is divided into individual devices 203. Further, in the present invention, the workpiece 200 may be a so-called TAIKO (registered trademark) wafer having a thinned central portion and a thick portion formed on the outer peripheral portion, and is sealed with a resin in addition to the wafer. A rectangular package substrate having a plurality of devices, a ceramic plate, a glass plate, or the like may be used.

図１に示された切削装置１は、被加工物２００を切削（加工）して、被加工物２００を個々のデバイス２０３に分割する加工装置である。切削装置１は、図１に示すように、被加工物２００を保持面１１で吸引保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００を切削する切削ユニット２０と、加工送りユニットであるＸ軸移動ユニット３０と、割り出し送りユニットであるＹ軸移動ユニット４０と、切り込み送りユニットであるＺ軸移動ユニット５０と、振動測定ユニット６０とを備える。切削装置１は、図１に示すように、切削ユニット２０を２つ備えた、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切削装置である。 The cutting device 1 shown in FIG. 1 is a processing device that cuts (processes) the workpiece 200 and divides the workpiece 200 into individual devices 203. As shown in FIG. 1, the cutting apparatus 1 includes a chuck table 10 that sucks and holds the workpiece 200 on the holding surface 11, a cutting unit 20 that cuts the workpiece 200 held by the chuck table 10, and a machining feed. It includes an X-axis moving unit 30 which is a unit, a Y-axis moving unit 40 which is an indexing feed unit, a Z-axis moving unit 50 which is a cutting feed unit, and a vibration measuring unit 60. As shown in FIG. 1, the cutting device 1 is a so-called facing dual type cutting device provided with two cutting units 20, that is, a two-spindle die.

チャックテーブル１０は、円盤形状であり、被加工物２００を保持する保持面１１がポーラスセラミック等から形成されている。また、チャックテーブル１０は、Ｘ軸移動ユニット３０により水平方向と平行なＸ軸方向に沿って移動自在に設けられ、回転駆動源１２により鉛直方向と平行なＺ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられている。なお、Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向と保持面１１との双方と直交する切り込み方向である。チャックテーブル１０は、図示しない真空吸引源と接続され、真空吸引源により吸引されることで、被加工物２００を吸引、保持する。回転駆動源１２は、Ｘ軸移動ユニット３０によりＸ軸方向に移動される移動テーブル１３上に配置されている。また、チャックテーブル１０の周りには、環状フレーム２１１をクランプするクランプ部１４が複数設けられている。 The chuck table 10 has a disk shape, and the holding surface 11 for holding the workpiece 200 is formed of porous ceramic or the like. Further, the chuck table 10 is movably provided along the X-axis direction parallel to the horizontal direction by the X-axis moving unit 30, and is provided around the axis center parallel to the Z-axis direction parallel to the vertical direction by the rotation drive source 12. It is rotatably provided. The Z-axis direction is a cutting direction orthogonal to both the X-axis direction and the holding surface 11. The chuck table 10 is connected to a vacuum suction source (not shown) and is sucked by the vacuum suction source to suck and hold the workpiece 200. The rotation drive source 12 is arranged on a moving table 13 that is moved in the X-axis direction by the X-axis moving unit 30. Further, a plurality of clamp portions 14 for clamping the annular frame 211 are provided around the chuck table 10.

切削ユニット２０は、スピンドル２２に装着された切削ブレード２１でチャックテーブル１０に保持された被加工物２００を切削するものである。切削ユニット２０は、それぞれ、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００に対して、Ｙ軸移動ユニット４０によりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Ｚ軸移動ユニット５０によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。なお、Ｙ軸方向は、水平方向と平行でかつＸ軸方向と直交している。 The cutting unit 20 cuts the workpiece 200 held on the chuck table 10 by the cutting blade 21 mounted on the spindle 22. Each of the cutting units 20 is provided so as to be movable in the Y-axis direction by the Y-axis moving unit 40 with respect to the workpiece 200 held by the chuck table 10, and is provided in the Z-axis direction by the Z-axis moving unit 50. It is provided so that it can be moved. The Y-axis direction is parallel to the horizontal direction and orthogonal to the X-axis direction.

一方の切削ユニット２０は、図１に示すように、Ｙ軸移動ユニット４０、Ｚ軸移動ユニット５０などを介して、装置本体２から立設した一方の柱部３に設けられている。他方の切削ユニット２０は、図１に示すように、Ｙ軸移動ユニット４０、Ｚ軸移動ユニット５０などを介して、装置本体２から立設した他方の柱部４に設けられている。なお、柱部３，４は、上端が水平梁５により連結されている。 As shown in FIG. 1, one cutting unit 20 is provided on one of the pillars 3 erected from the apparatus main body 2 via the Y-axis moving unit 40, the Z-axis moving unit 50, and the like. As shown in FIG. 1, the other cutting unit 20 is provided on the other pillar portion 4 erected from the apparatus main body 2 via the Y-axis moving unit 40, the Z-axis moving unit 50, and the like. The upper ends of the columns 3 and 4 are connected by a horizontal beam 5.

切削ユニット２０は、Ｙ軸移動ユニット４０及びＺ軸移動ユニット５０により、チャックテーブル１０の保持面１１の任意の位置に切削ブレード２１を位置付け可能となっている。また、一方の切削ユニット２０は、被加工物２００の表面２０１を撮像する撮像ユニット８０が一体的に移動するように固定されている。撮像ユニット８０は、チャックテーブル１０に保持された切削前の被加工物２００の分割すべき領域を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラを備えている。ＣＣＤカメラは、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００を撮像して、被加工物２００と切削ブレード２１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、得た画像を振動測定ユニット６０の制御ユニット１００に出力する。 The cutting unit 20 can position the cutting blade 21 at an arbitrary position on the holding surface 11 of the chuck table 10 by the Y-axis moving unit 40 and the Z-axis moving unit 50. Further, one cutting unit 20 is fixed so that the image pickup unit 80 that images the surface 201 of the workpiece 200 is integrally moved. The image pickup unit 80 includes a CCD (Charge Coupled Device) camera that captures a region to be divided of the workpiece 200 before cutting held on the chuck table 10. The CCD camera takes an image of the workpiece 200 held on the chuck table 10 to obtain an image for performing alignment for aligning the workpiece 200 and the cutting blade 21, and measures the obtained image for vibration. Output to the control unit 100 of the unit 60.

切削ブレード２１は、略リング形状を有する極薄の切削砥石である。切削ブレード２１は、図２及び図３に示すように、スピンドル２２の先端に設けられた工具装着部２３と、工具装着部２３の先端に螺合するナット２４との間に挟持されて、スピンドル２２の先端に装着される。スピンドル２２は、図示しないモータにより軸心回りに回転される。スピンドル２２は、モータにより回転されることで、切削ブレード２１を回転させて、被加工物２００を切削する。スピンドル２２は、スピンドルハウジング２５内に収容され、スピンドルハウジング２５は、Ｚ軸移動ユニット５０に支持されている。切削ユニット２０のスピンドル２２及び切削ブレード２１の軸心は、Ｙ軸方向と平行に設定されている。また、切削ユニット２０は、切削ブレード２１を回転する際に、スピンドル２２が、図３に示す実線で示す位置と図３に点線で示す位置とに亘って振動することがある。切削ユニット２０は、スピンドル２２が切削ブレード２１を回転する際に生じるスピンドル２２の振動を抑制するための図示しない回転バランス調整機構を備える。 The cutting blade 21 is an ultra-thin cutting wheel having a substantially ring shape. As shown in FIGS. 2 and 3, the cutting blade 21 is sandwiched between the tool mounting portion 23 provided at the tip of the spindle 22 and the nut 24 screwed to the tip of the tool mounting portion 23, and the spindle. It is attached to the tip of 22. The spindle 22 is rotated about an axis by a motor (not shown). The spindle 22 is rotated by a motor to rotate the cutting blade 21 and cut the workpiece 200. The spindle 22 is housed in a spindle housing 25, and the spindle housing 25 is supported by a Z-axis moving unit 50. The axes of the spindle 22 and the cutting blade 21 of the cutting unit 20 are set to be parallel to the Y-axis direction. Further, in the cutting unit 20, when the cutting blade 21 is rotated, the spindle 22 may vibrate between the position shown by the solid line in FIG. 3 and the position shown by the dotted line in FIG. The cutting unit 20 includes a rotation balance adjusting mechanism (not shown) for suppressing vibration of the spindle 22 that occurs when the spindle 22 rotates the cutting blade 21.

実施形態において、回転バランス調整機構は、ナット２４の外周面に開口しかつナット２４の周方向に等間隔に設けられた図示しないねじ孔と、ねじ孔に螺合するバランスウエイト用ねじとを備える。回転バランス調整機構は、スピンドル２２の振動が極力小さくなるように、各ねじ孔に対するバランスウエイト用ねじのねじ込み量が切削装置１のオペレータにより調整される。 In the embodiment, the rotation balance adjusting mechanism includes screw holes (not shown) opened on the outer peripheral surface of the nut 24 and provided at equal intervals in the circumferential direction of the nut 24, and a balance weight screw screwed into the screw holes. .. In the rotation balance adjusting mechanism, the screwing amount of the balance weight screw for each screw hole is adjusted by the operator of the cutting device 1 so that the vibration of the spindle 22 becomes as small as possible.

また、切削ブレード２１は、スピンドル２２の先端に装着された直後でかつ被加工物２００の切削前等において、図４に示すように、切り刃２６の外縁の中心と、スピンドル２２の回転中心とがずれていることがある。なお、図４は、スピンドル２２の回転中心を中心とする円を点線で示し、切り刃２６の外縁の中心がスピンドル２２の回転中心からずれた切削ブレード２１を実線で示している。本明細書は、切削ユニット２０の切削ブレード２１の切り刃２６の外縁の中心がスピンドル２２の回転中心からずれることを、位置ずれ（真円ずれともいう）という。また、位置ずれは、スピンドル２２の先端に装着された直後でかつ被加工物２００の切削前の他に、切り刃２６の外縁に砥粒が突出した部分と砥粒が突出していない部分とが生じることでも発生する。 Further, the cutting blade 21 is immediately after being mounted on the tip of the spindle 22 and before cutting the workpiece 200, as shown in FIG. 4, the center of the outer edge of the cutting blade 26 and the center of rotation of the spindle 22. May be out of alignment. In FIG. 4, the circle centered on the rotation center of the spindle 22 is shown by a dotted line, and the cutting blade 21 in which the center of the outer edge of the cutting blade 26 is deviated from the rotation center of the spindle 22 is shown by a solid line. In the present specification, the deviation of the center of the outer edge of the cutting blade 26 of the cutting blade 21 of the cutting unit 20 from the rotation center of the spindle 22 is referred to as a positional deviation (also referred to as a perfect circular deviation). Further, the misalignment occurs immediately after being mounted on the tip of the spindle 22 and before cutting the workpiece 200, as well as a portion where the abrasive grains protrude from the outer edge of the cutting edge 26 and a portion where the abrasive grains do not protrude. It also happens when it happens.

また、切削ユニット２０は、図２に示すように、スピンドル２２の予め定められた所定位置からの回転角度を検出する角度検出器２７を備える。角度検出器２７は、ロータリエンコーダ等で構成され、検出した回転角度を制御ユニット１００に出力する。なお、角度検出器２７が検出するスピンドル２２の所定位置からの回転角度は、角度座標である。 Further, as shown in FIG. 2, the cutting unit 20 includes an angle detector 27 that detects a rotation angle of the spindle 22 from a predetermined predetermined position. The angle detector 27 is composed of a rotary encoder or the like, and outputs the detected rotation angle to the control unit 100. The rotation angle of the spindle 22 detected by the angle detector 27 from a predetermined position is an angle coordinate.

Ｘ軸移動ユニット３０は、チャックテーブル１０を加工送り方向であるＸ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０と切削ユニット２０とを相対的にＸ軸方向に沿って加工送りするものである。Ｙ軸移動ユニット４０は、切削ユニット２０を割り出し送り方向であるＹ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０と切削ユニット２０とを相対的にＹ軸方向に沿って割り出し送りするものである。Ｚ軸移動ユニット５０は、切削ユニット２０を切り込み送り方向であるＺ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０と切削ユニット２０とを相対的にＺ軸方向に沿って切り込み送りする移動ユニットである。 The X-axis moving unit 30 moves the chuck table 10 in the X-axis direction, which is the machining feed direction, so that the chuck table 10 and the cutting unit 20 are machined and fed relatively along the X-axis direction. The Y-axis moving unit 40 moves the cutting unit 20 in the Y-axis direction, which is the indexing feed direction, so that the chuck table 10 and the cutting unit 20 are indexed and fed relatively along the Y-axis direction. The Z-axis moving unit 50 is a moving unit that cuts and feeds the chuck table 10 and the cutting unit 20 relatively along the Z-axis direction by moving the cutting unit 20 in the Z-axis direction, which is the cutting feed direction. ..

Ｘ軸移動ユニット３０、Ｙ軸移動ユニット４０及びＺ軸移動ユニット５０は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ３１，４１，５１、ボールねじ３１，４１，５１を軸心回りに回転させる周知のパルスモータ３２，４２，５２及びチャックテーブル１０又は切削ユニット２０をＸ軸方向、Ｙ軸方向又はＺ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレール３３，４３，５３を備える。 The X-axis moving unit 30, the Y-axis moving unit 40, and the Z-axis moving unit 50 have well-known ball screws 31, 41, 51 and ball screws 31, 41, 51 rotatably provided around the axis around the axis. It is provided with a well-known pulse motor 32, 42, 52 and a well-known guide rail 33, 43, 53 that movably support the chuck table 10 or the cutting unit 20 in the X-axis direction, the Y-axis direction, or the Z-axis direction.

また、切削装置１は、チャックテーブル１０のＸ軸方向の位置を検出するため図示しないＸ軸方向位置検出ユニットと、切削ユニット２０のＹ軸方向の位置を検出するための図示しないＹ軸方向位置検出ユニットと、切削ユニット２０のＺ軸方向の位置を検出するためのＺ軸方向位置検出ユニット５４とを備える。Ｘ軸方向位置検出ユニット及びＹ軸方向位置検出ユニットは、Ｘ軸方向、又はＹ軸方向と平行なリニアスケールと、読み取りヘッドとにより構成することができる。Ｚ軸方向位置検出ユニット５４は、パルスモータ５２のパルスで切削ユニット２０のＺ軸方向の位置を検出する。Ｘ軸方向位置検出ユニット、Ｙ軸方向位置検出ユニット及びＺ軸方向位置検出ユニット５４は、チャックテーブル１０のＸ軸方向、切削ユニット２０のＹ軸方向又はＺ軸方向の位置を制御ユニット１００に出力する。 Further, the cutting device 1 has an X-axis direction position detection unit (not shown) for detecting the position of the chuck table 10 in the X-axis direction, and a Y-axis direction position (not shown) for detecting the position of the cutting unit 20 in the Y-axis direction. It includes a detection unit and a Z-axis direction position detection unit 54 for detecting the position of the cutting unit 20 in the Z-axis direction. The X-axis direction position detection unit and the Y-axis direction position detection unit can be configured by a linear scale parallel to the X-axis direction or the Y-axis direction and a reading head. The Z-axis direction position detection unit 54 detects the position of the cutting unit 20 in the Z-axis direction by the pulse of the pulse motor 52. The X-axis direction position detection unit, the Y-axis direction position detection unit, and the Z-axis direction position detection unit 54 output the positions of the chuck table 10 in the X-axis direction, the cutting unit 20 in the Y-axis direction, or the Z-axis direction to the control unit 100. do.

振動測定ユニット６０は、回転によって発生するスピンドル２２の振動量を測定するユニットである。振動測定ユニット６０は、検出器６１と、制御ユニット１００とを備える。 The vibration measuring unit 60 is a unit that measures the amount of vibration of the spindle 22 generated by rotation. The vibration measuring unit 60 includes a detector 61 and a control unit 100.

検出器６１は、図２に示すように、装置本体２に固定されかつチャックテーブル１０のＹ軸方向の隣に配設された検出器本体６２と、光源６３とを備える。検出器本体６２は、切削ブレード２１の移動範囲に設置されている。検出器本体６２は、Ｙ軸方向に互いに間隔をあけて対向して設置された発光部６４及び受光部６５を設けている。 As shown in FIG. 2, the detector 61 includes a detector body 62 fixed to the device body 2 and arranged next to the chuck table 10 in the Y-axis direction, and a light source 63. The detector main body 62 is installed in the moving range of the cutting blade 21. The detector main body 62 is provided with a light emitting unit 64 and a light receiving unit 65 which are installed facing each other at intervals in the Y-axis direction.

発光部６４及び受光部６５は、平坦なガラス等で形成されている。発光部６４と受光部６５とは、光軸を一致させて設けられている。発光部６４は、光ファイバー６６を介して光源６３に接続されており、光源６３からの光を受光部６５に向けて射出する。受光部６５は、発光部６４からの光を受光する。受光部６５は、制御ユニット１００の光電変換部１０１に光ファイバー６７を介して接続されており、発光部６４から受光した光を光電変換部１０１に送る。 The light emitting unit 64 and the light receiving unit 65 are made of flat glass or the like. The light emitting unit 64 and the light receiving unit 65 are provided so that their optical axes are aligned with each other. The light emitting unit 64 is connected to the light source 63 via the optical fiber 66, and emits light from the light source 63 toward the light receiving unit 65. The light receiving unit 65 receives the light from the light emitting unit 64. The light receiving unit 65 is connected to the photoelectric conversion unit 101 of the control unit 100 via an optical fiber 67, and sends the light received from the light emitting unit 64 to the photoelectric conversion unit 101.

検出器本体６２は、発光部６４と受光部６５との間に形成された空間であって、切削ブレード２１の切り刃２６の外周部の侵入を許容するブレード侵入部６８を設けている。実施形態において、ブレード侵入部６８は、検出器本体６２に形成された溝である。ブレード侵入部６８は、溝の一方の内面に発光部６４を設け、溝の他方の内面に受光部６５を設けている。 The detector main body 62 is a space formed between the light emitting unit 64 and the light receiving unit 65, and is provided with a blade intrusion portion 68 that allows the intrusion of the outer peripheral portion of the cutting blade 26 of the cutting blade 21. In the embodiment, the blade intrusion portion 68 is a groove formed in the detector main body 62. The blade penetration portion 68 is provided with a light emitting portion 64 on one inner surface of the groove and a light receiving portion 65 on the other inner surface of the groove.

制御ユニット１００は、切削装置１の上述した構成要素をそれぞれ制御して、被加工物２００に対する加工動作を切削装置１に実施させるものである。なお、制御ユニット１００は、コンピュータである。制御ユニット１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される表示ユニット１２０と、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットと、報知ユニット１３０とに接続されている。入力ユニットは、表示ユニット１２０に設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。報知ユニット１３０は、制御ユニット１００からのエラー信号を発信して、光と音との少なくとも一方をオペレータに報知する。 The control unit 100 controls each of the above-mentioned components of the cutting device 1 to cause the cutting device 1 to perform a machining operation on the workpiece 200. The control unit 100 is a computer. The control unit 100 includes a display unit 120 composed of a liquid crystal display device for displaying the state of machining operation, an image, and the like, an input unit (not shown) used by an operator when registering machining content information, and a notification unit 130. It is connected to the. The input unit is composed of at least one of a touch panel provided on the display unit 120 and an external input device such as a keyboard. The notification unit 130 transmits an error signal from the control unit 100 to notify the operator of at least one of light and sound.

制御ユニット１００は、図２に示すように、光電変換部１０１と、データ記録部１０２と、振動算出部１０３と、判定部１０４とを備える。光電変換部１０１は、受光部６５から送られた光を受光し、受光部６５から送られた光の受光量を電圧値に変換する。光電変換部１０１は、受光量を、受光量に応じた電圧値に変換し、変換した電圧値をデータ記録部１０２に出力する。なお、切削ブレード２１がブレード侵入部６８に侵入する深さが深くなるに従って、切削ブレード２１が発光部６４と受光部６５との間を遮る量が増加すると、光電変換部１０１が出力する電圧値が徐々に減少する。実施形態１において、光電変換部１０１は、受光量が１００％の時（切削ブレード２１が全く光を遮っていない時）には５Ｖ（最大電圧）、受光量が０％の時（切削ブレード２１が完全に光を遮る時）には０Ｖ（最小電圧）の電圧値を出力する。 As shown in FIG. 2, the control unit 100 includes a photoelectric conversion unit 101, a data recording unit 102, a vibration calculation unit 103, and a determination unit 104. The photoelectric conversion unit 101 receives the light transmitted from the light receiving unit 65 and converts the amount of light received from the light receiving unit 65 into a voltage value. The photoelectric conversion unit 101 converts the light receiving amount into a voltage value corresponding to the light receiving amount, and outputs the converted voltage value to the data recording unit 102. As the depth at which the cutting blade 21 penetrates into the blade intrusion portion 68 increases, the amount of the cutting blade 21 blocking between the light emitting portion 64 and the light receiving portion 65 increases, and the voltage value output by the photoelectric conversion unit 101 increases. Gradually decreases. In the first embodiment, the photoelectric conversion unit 101 is 5 V (maximum voltage) when the light receiving amount is 100% (when the cutting blade 21 does not block light at all), and when the light receiving amount is 0% (cutting blade 21). When the light is completely blocked), a voltage value of 0V (minimum voltage) is output.

データ記録部１０２は、基準データ記録部１０５と、振動データ記録部１０６とを備える。基準データ記録部１０５は、第１の速度である第１の回転数でスピンドル２２を回転させ、少なくともスピンドル２２の１回転分の光電変換部１０１から入力した電圧値の情報を、角度検出器２７から入力した回転角度の情報とともに収集する。基準データ記録部１０５は、少なくともスピンドル２２の１回転分の光電変換部１０１から入力した電圧値の情報と、角度検出器２７から入力した回転角度の情報とを対応付けて、基準データ３００として記録する。 The data recording unit 102 includes a reference data recording unit 105 and a vibration data recording unit 106. The reference data recording unit 105 rotates the spindle 22 at the first rotation speed, which is the first speed, and the angle detector 27 receives information on the voltage value input from the photoelectric conversion unit 101 for at least one rotation of the spindle 22. Collect with the rotation angle information input from. The reference data recording unit 105 records the information of the voltage value input from the photoelectric conversion unit 101 for at least one rotation of the spindle 22 as the reference data 300 in association with the information of the rotation angle input from the angle detector 27. do.

なお、第１の回転数は、切削ユニット２０が被加工物２００を実際に切削するときの回転数よりも遅い速度であり、スピンドル２２の振動量を示す振幅が所定値（例えば、５μｍ）以下となる回転数である。実施形態１において、第１の回転数は、スピンドル２２が殆ど振動しない、振動しても振動の振幅が、切削ユニット２０が被加工物２００を実際に切削するときに許容される振動の振幅よりも十分に小さくなる回転数である。実施形態１において、第１の回転数は、例えば、１００００ｒｐｍ以下、望ましくは６０００ｒｐｍ以下であるが、これらに限定されない。 The first rotation speed is a speed slower than the rotation speed when the cutting unit 20 actually cuts the workpiece 200, and the amplitude indicating the vibration amount of the spindle 22 is a predetermined value (for example, 5 μm) or less. Is the number of revolutions. In the first embodiment, the first rotation speed is such that the spindle 22 hardly vibrates, and the vibration amplitude is larger than the vibration amplitude allowed when the cutting unit 20 actually cuts the workpiece 200 even if it vibrates. Is also a sufficiently small number of revolutions. In the first embodiment, the first rotation speed is, for example, 10,000 rpm or less, preferably 6000 rpm or less, but is not limited thereto.

実施形態１において、基準データ記録部１０５は、第１の回転数でスピンドル２２を複数回転させた時の電圧値の情報を回転角度の情報とともに、基準データ３００として記録する。なお、基準データ３００は、第１の回転数が前述した回転数であるために、スピンドル２２に装着した切削ブレード２１の切り刃２６の外縁の中心とスピンドル２２の回転中心との位置ずれの量（位置ずれ量に相当）を示すデータである。 In the first embodiment, the reference data recording unit 105 records the information of the voltage value when the spindle 22 is rotated a plurality of times at the first rotation speed as the reference data 300 together with the information of the rotation angle. Since the first rotation speed is the above-mentioned rotation speed in the reference data 300, the amount of positional deviation between the center of the outer edge of the cutting blade 26 of the cutting blade 21 mounted on the spindle 22 and the rotation center of the spindle 22. It is data showing (corresponding to the amount of misalignment).

振動データ記録部１０６は、第２の速度である第２の回転数でスピンドル２２を回転させ、少なくともスピンドル２２の１回転分の光電変換部１０１から入力した電圧値の情報を、角度検出器２７から入力した回転角度の情報とともに収集する。振動データ記録部１０６は、少なくともスピンドル２２の１回転分の光電変換部１０１から入力した電圧値の情報と、角度検出器２７から入力した回転角度の情報とを対応付けて、振動データ４００として記録する。 The vibration data recording unit 106 rotates the spindle 22 at the second rotation speed, which is the second speed, and the angle detector 27 receives information on the voltage value input from the photoelectric conversion unit 101 for at least one rotation of the spindle 22. Collect with the rotation angle information input from. The vibration data recording unit 106 records the information of the voltage value input from the photoelectric conversion unit 101 for at least one rotation of the spindle 22 as the vibration data 400 in association with the information of the rotation angle input from the angle detector 27. do.

なお、第２の回転数は、第１の回転数より早い回転数であり、切削ユニット２０が被加工物２００を実際に切削するときの回転数である。実施形態１において、第２の回転数は、例えば、５００００ｒｐｍ以上でかつ６００００ｒｐｍ以下であるが、これらに限定されない。 The second rotation speed is a rotation speed faster than the first rotation speed, and is the rotation speed when the cutting unit 20 actually cuts the workpiece 200. In the first embodiment, the second rotation speed is, for example, 50,000 rpm or more and 60,000 rpm or less, but is not limited thereto.

実施形態１において、振動データ記録部１０６は、第２の回転数でスピンドル２２を複数回転させた時の電圧値の情報を回転角度の情報とともに、振動データ４００として記録する。なお、振動データ４００は、第２の回転数が前述した回転数であるために、スピンドル２２に装着した切削ブレード２１の切削中の切り刃２６の外周の振動量を示すデータである。 In the first embodiment, the vibration data recording unit 106 records the information of the voltage value when the spindle 22 is rotated a plurality of times at the second rotation speed as the vibration data 400 together with the information of the rotation angle. Since the second rotation number is the above-mentioned rotation number, the vibration data 400 is data showing the vibration amount of the outer periphery of the cutting edge 26 during cutting of the cutting blade 21 mounted on the spindle 22.

なお、データ記録部１０５，１０６が記録する基準データ３００及び振動データ４００は、スピンドル２２の回転により発生する振動が位置ずれ及び回転バランス調整機構の調整不足を原因とする重量バランスの偏重により発生するために、電圧値が周期的に増減する正弦波となる。 In the reference data 300 and the vibration data 400 recorded by the data recording units 105 and 106, the vibration generated by the rotation of the spindle 22 is generated due to the displacement of the position and the unbalanced weight due to the insufficient adjustment of the rotation balance adjusting mechanism. Therefore, it becomes a sine wave in which the voltage value increases and decreases periodically.

振動算出部１０３は、回転角度を揃えた基準データ３００と振動データ４００との差分を算出し、算出した差分から前述した位置ずれ量を取り除いたスピンドル２２の切削中の振動量を算出する。実施形態１において、振動算出部１０３は、基準データ３００の周期と振動データ４００との周期とが一致するように、データ３００，４００の少なくとも一方を変換する。振動算出部１０３は、データ３００，４００同士の周期を一致させた後、振動データ４００の最大の電圧値から対応する基準データ３００の最大の電圧値を引いて、差分を算出して、振動データ４００から位置ずれ量を取り除く。又は、振動算出部１０３は、データ３００，４００同士の周期を一致させた後、基準データ３００の最小の電圧値から対応する振動データ４００の最小の電圧値を引いて、差分を算出して、振動データ４００から位置ずれ量を取り除く。実施形態１において、振動算出部１０３は、電圧値同士の差分を振動量として記録する。また、実施形態１では、振動算出部１０３は、電圧値同士の差分を振動量として記録するが、本発明では、これに限定されることなく、例えば、電圧値同士の差分を基に、振動するスピンドル２２の振幅を算出し、振幅を振動量として記録しても良い。 The vibration calculation unit 103 calculates the difference between the reference data 300 having the same rotation angle and the vibration data 400, and calculates the vibration amount during cutting of the spindle 22 by removing the above-mentioned misalignment amount from the calculated difference. In the first embodiment, the vibration calculation unit 103 converts at least one of the data 300 and 400 so that the period of the reference data 300 and the period of the vibration data 400 match. After matching the cycles of the data 300 and 400, the vibration calculation unit 103 subtracts the maximum voltage value of the corresponding reference data 300 from the maximum voltage value of the vibration data 400, calculates the difference, and calculates the vibration data. Remove the amount of misalignment from 400. Alternatively, the vibration calculation unit 103 calculates the difference by matching the cycles of the data 300 and 400 with each other and then subtracting the minimum voltage value of the corresponding vibration data 400 from the minimum voltage value of the reference data 300. The amount of misalignment is removed from the vibration data 400. In the first embodiment, the vibration calculation unit 103 records the difference between the voltage values as the vibration amount. Further, in the first embodiment, the vibration calculation unit 103 records the difference between the voltage values as the vibration amount, but the present invention is not limited to this, and for example, the vibration is based on the difference between the voltage values. The amplitude of the spindle 22 may be calculated and the amplitude may be recorded as a vibration amount.

判定部１０４は、振動算出部１０３が算出した振動量が許容範囲内であるか否かを判定する。実施形態１において、データ３００，４００の電圧値同士の差分が、予め定められた最小値以上でかつ最大値以下であるか否かを判定する。判定部１０４は、差分が最小値以上でかつ最大値以下であると、振動算出部１０３が算出した振動量が許容範囲内であると判定する。判定部１０４は、算出した値が最小値未満又は最大値を超えていると、振動算出部１０３が算出した振動量が許容範囲外であると判定して、報知ユニット１３０にエラー信号を出力する。なお、最小値及び最大値は、スピンドル２２の許容できる振動、又は切削加工で被加工物２００に欠けが発生するような加工不良が発生しない振動に対応する値である。 The determination unit 104 determines whether or not the vibration amount calculated by the vibration calculation unit 103 is within the allowable range. In the first embodiment, it is determined whether or not the difference between the voltage values of the data 300 and 400 is equal to or more than a predetermined minimum value and equal to or less than the maximum value. When the difference is not less than the minimum value and not more than the maximum value, the determination unit 104 determines that the vibration amount calculated by the vibration calculation unit 103 is within the allowable range. If the calculated value is less than the minimum value or exceeds the maximum value, the determination unit 104 determines that the vibration amount calculated by the vibration calculation unit 103 is out of the allowable range, and outputs an error signal to the notification unit 130. .. The minimum value and the maximum value are values corresponding to the allowable vibration of the spindle 22 or the vibration that does not cause a processing defect such that the workpiece 200 is chipped in the cutting process.

また、制御ユニット１００は、基準位置算出部１０７を備える。基準位置算出部１０７は、保持面１１と検出器６１の高さの差が予め登録された状態で、検出器６１で切削ブレード２１の切り刃２６の下端の位置を基準位置として設定するものである。基準位置の登録は、切削ブレード２１の交換や切削ブレード２１の消耗により切削ブレード２１の下端の位置に変化があった場合、適宜実施する。 Further, the control unit 100 includes a reference position calculation unit 107. The reference position calculation unit 107 sets the position of the lower end of the cutting blade 26 of the cutting blade 21 as the reference position in the detector 61 in a state where the difference in height between the holding surface 11 and the detector 61 is registered in advance. be. The registration of the reference position is appropriately performed when the position of the lower end of the cutting blade 21 is changed due to the replacement of the cutting blade 21 or the wear of the cutting blade 21.

基準位置算出部１０７は、光電変換部１０１から入力する電圧値の基準電圧値を記憶している。基準電圧値は、最小電圧よりも大きく、最大電圧よりも小さい値であり、実施形態１において、３Ｖである。基準電圧値は、予め保持面１１との高さの差が登録された位置に切削ブレード２１が位置付けられ場合の値に設定されている。基準位置算出部１０７は、基準位置を検出する際に、Ｚ軸移動ユニット５０に切削ブレード２１を下降させて、切削ブレード２１の切り刃２６の外周をブレード侵入部６８に徐々に侵入させる。基準位置算出部１０７は、光電変換部１０１から入力する電圧値が基準電圧値に達した時のＺ軸方向位置検出ユニット５４が検出した切削ブレード２１の下端の位置を基準位置として記憶する。このように、検出器６１、光電変換部１０１及び基準位置算出部１０７は、切削ユニット２０の切削ブレード２１の切り刃２６の外周のＺ軸方向の基準位置を検出する基準位置検出部１１０である。 The reference position calculation unit 107 stores the reference voltage value of the voltage value input from the photoelectric conversion unit 101. The reference voltage value is a value larger than the minimum voltage and smaller than the maximum voltage, and is 3V in the first embodiment. The reference voltage value is set to a value when the cutting blade 21 is positioned at a position where the difference in height from the holding surface 11 is registered in advance. When the reference position calculation unit 107 detects the reference position, the cutting blade 21 is lowered to the Z-axis moving unit 50, and the outer periphery of the cutting blade 26 of the cutting blade 21 is gradually penetrated into the blade intrusion unit 68. The reference position calculation unit 107 stores the position of the lower end of the cutting blade 21 detected by the Z-axis direction position detection unit 54 when the voltage value input from the photoelectric conversion unit 101 reaches the reference voltage value as the reference position. As described above, the detector 61, the photoelectric conversion unit 101, and the reference position calculation unit 107 are reference position detection units 110 that detect the reference position in the Z-axis direction of the outer periphery of the cutting blade 26 of the cutting blade 21 of the cutting unit 20. ..

次に、実施形態１に係る切削装置１の加工動作について説明する。加工動作では、オペレータが加工内容情報を制御ユニット１００に登録し、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に、切削装置１が加工動作を開始する。まず、オペレータが切削加工前の被加工物２００をチャックテーブル１０の保持面１１に載置し、オペレータから加工動作の開始指示があると、制御ユニット１００は、加工動作を開始する。 Next, the machining operation of the cutting apparatus 1 according to the first embodiment will be described. In the machining operation, the operator registers the machining content information in the control unit 100, and when the operator gives an instruction to start the machining operation, the cutting device 1 starts the machining operation. First, when the operator places the workpiece 200 before cutting on the holding surface 11 of the chuck table 10 and the operator gives an instruction to start the machining operation, the control unit 100 starts the machining operation.

加工動作では、制御ユニット１００は、チャックテーブル１０の保持面１１に被加工物２００を吸引保持し、Ｘ軸移動ユニット３０によりチャックテーブル１０を切削ユニット２０の下方に向かって移動して、一方の切削ユニット２０に取り付けられた撮像ユニット８０の下方にチャックテーブル１０に保持された被加工物２００を位置付け、撮像ユニット８０に被加工物２００を撮像させる。制御ユニット１００が、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００の分割予定ライン２０２と、切削ユニット２０の切削ブレード２１との位置合わせを行なうためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００と切削ユニット２０との相対位置を調整する。 In the machining operation, the control unit 100 sucks and holds the workpiece 200 on the holding surface 11 of the chuck table 10, and the chuck table 10 is moved downward by the X-axis moving unit 30 to one side. The workpiece 200 held on the chuck table 10 is positioned below the imaging unit 80 attached to the cutting unit 20, and the imaging unit 80 is made to image the workpiece 200. The control unit 100 executes image processing such as pattern matching for aligning the scheduled division line 202 of the workpiece 200 held on the chuck table 10 with the cutting blade 21 of the cutting unit 20, and the chuck table. The relative position between the workpiece 200 held by 10 and the cutting unit 20 is adjusted.

そして、制御ユニット１００は、加工内容情報に基づいて、Ｘ軸移動ユニット３０とＹ軸移動ユニット４０とＺ軸移動ユニット５０と回転駆動源１２により、切削ブレード２１と被加工物２００とを分割予定ライン２０２に沿って相対的に移動させて、切削ブレード２１により分割予定ライン２０２を切削する。 Then, the control unit 100 plans to divide the cutting blade 21 and the workpiece 200 by the X-axis moving unit 30, the Y-axis moving unit 40, the Z-axis moving unit 50, and the rotary drive source 12 based on the machining content information. The line 202 to be divided is cut by the cutting blade 21 by moving it relatively along the line 202.

制御ユニット１００は、すべての分割予定ライン２０２を切削して、被加工物２００を個々のデバイス２０３に分割すると、チャックテーブル１０を切削ユニット２０の下方から退避させた後、チャックテーブル１０の吸引保持を解除する。 When the control unit 100 cuts all the scheduled division lines 202 and divides the workpiece 200 into individual devices 203, the chuck table 10 is retracted from below the cutting unit 20 and then the chuck table 10 is sucked and held. To cancel.

また、切削装置１は、所定のドレッシングタイミングにおいて、チャックテーブル１０に図示しないドレシングボードを保持し、切削ブレード２１でドレッシングボードを切削する所謂ドレッシングを実施する。ドレッシングタイミングは、例えば、予め設定された数の分割予定ライン２０２を切削する毎である。また、ドレッシングタイミングは、まさに１枚の被加工物２００を加工している途中でも良く、複数の被加工物２００を連続して加工する際に、被加工物２００を交換するタイミングでも良い。なお、ドレッシングボードは、切削ブレード２１の真円ずれを無くし、目詰まりしたり目つぶれして切削能力が低下した切削ブレード２１を目立てして、切削ブレード２１の切削能力を回復させるものである。 Further, the cutting device 1 holds a dressing board (not shown) on the chuck table 10 at a predetermined dressing timing, and performs so-called dressing in which the dressing board is cut by the cutting blade 21. The dressing timing is, for example, every time a preset number of scheduled division lines 202 are cut. Further, the dressing timing may be exactly during the processing of one workpiece 200, or may be the timing of exchanging the workpiece 200 when the plurality of workpieces 200 are continuously processed. The dressing board eliminates the deviation of the perfect circle of the cutting blade 21, and sharpens the cutting blade 21 whose cutting ability has decreased due to clogging or clogging, and restores the cutting ability of the cutting blade 21.

また、制御ユニット１００は、所定の基準位置設定タイミングにおいて、基準位置を設定する。基準位置設定タイミングは、基準位置を設定するタイミングであることをいい、例えば、予め設定された数の分割予定ライン２０２を切削する毎、加工動作の開始時又はドレッシング直後である。 Further, the control unit 100 sets the reference position at a predetermined reference position setting timing. The reference position setting timing means the timing for setting the reference position, for example, every time a preset number of scheduled division lines 202 are cut, at the start of a machining operation or immediately after dressing.

次に、振動測定ユニット６０の制御ユニット１００がスピンドル２２の振動量を測定する方法を図面に基づいて説明する。図５は、実施形態１に係る切削装置の制御ユニットがスピンドルの振動量を測定する流れを示すフローチャートである。図６は、図５中のステップＳＴ２で記録された基準データの一例を示す図である。図７は、図５中のステップＳＴ３で記録された振動データの一例を示す図である。図８は、図５中のステップＳＴ４で算出された振動量の一例を示す図である。 Next, a method in which the control unit 100 of the vibration measuring unit 60 measures the vibration amount of the spindle 22 will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a flowchart showing a flow in which the control unit of the cutting apparatus according to the first embodiment measures the vibration amount of the spindle. FIG. 6 is a diagram showing an example of reference data recorded in step ST2 in FIG. FIG. 7 is a diagram showing an example of vibration data recorded in step ST3 in FIG. FIG. 8 is a diagram showing an example of the vibration amount calculated in step ST4 in FIG.

制御ユニット１００は、加工動作において、図５に示すフローチャートを予め設定された所定のタイミングにおいて繰り返し実施する。制御ユニット１００は、振動測定タイミングであるか否かを判定する（ステップＳＴ１）。制御ユニット１００は、振動測定タイミングではないと判定する（ステップＳＴ１：Ｎｏ）と、ステップＳＴ１を繰り返す。振動測定タイミングは、スピンドル２２の振動量を測定するタイミングであることをいい、例えば、切削ブレード２１が交換されて、被加工物２００の切削前の切削ブレード２１がドレッシングボードによりドレッシングされて、切り刃２６の外縁の中心とスピンドル２２の回転中心との位置ずれが抑制された直後である。 The control unit 100 repeatedly executes the flowchart shown in FIG. 5 at a predetermined timing set in advance in the machining operation. The control unit 100 determines whether or not it is the vibration measurement timing (step ST1). When the control unit 100 determines that it is not the vibration measurement timing (step ST1: No), the control unit 100 repeats step ST1. The vibration measurement timing means the timing for measuring the vibration amount of the spindle 22, for example, the cutting blade 21 is replaced, and the cutting blade 21 before cutting of the workpiece 200 is dressed by the dressing board and cut. Immediately after the positional deviation between the center of the outer edge of the blade 26 and the center of rotation of the spindle 22 is suppressed.

制御ユニット１００は、振動測定タイミングであると判定する（ステップＳＴ１：Ｙｅｓ）と、基準データ記録部１０５が図６に一例を示す基準データ３００を記録する（ステップＳＴ２）。ステップＳＴ２では、基準データ記録部１０５は、光源６３に発光部６４を介して受光部６５に光を照射させ、測定対象の切削ユニット２０のスピンドル２２を前述した第１の回転数で回転させる。基準データ記録部１０５は、移動ユニット３０，４０，５０に測定対象の切削ユニット２０に装着された切削ブレード２１をブレード侵入部６８に挿入させる。 When the control unit 100 determines that it is the vibration measurement timing (step ST1: Yes), the reference data recording unit 105 records the reference data 300 shown in FIG. 6 as an example (step ST2). In step ST2, the reference data recording unit 105 causes the light source 63 to irradiate the light receiving unit 65 with light via the light emitting unit 64, and rotates the spindle 22 of the cutting unit 20 to be measured at the first rotation speed described above. The reference data recording unit 105 causes the moving units 30, 40, and 50 to insert the cutting blade 21 mounted on the cutting unit 20 to be measured into the blade intrusion unit 68.

基準データ記録部１０５は、光電変換部１０１からの電圧値を角度検出器２７からの回転角度とともに収集し、電圧値と角度検出器２７とを対応付けて、基準データ３００として記録する。なお、図６に一例を示す基準データ３００は、回転角度にくわえて収集開始からの経過時間を、電圧値に対応付けている。 The reference data recording unit 105 collects the voltage value from the photoelectric conversion unit 101 together with the rotation angle from the angle detector 27, associates the voltage value with the angle detector 27, and records it as the reference data 300. In the reference data 300 showing an example in FIG. 6, in addition to the rotation angle, the elapsed time from the start of collection is associated with the voltage value.

基準データ記録部１０５が、予め定められた所定時間基準データ３００を記録すると、振動データ記録部１０６が測定対象の切削ユニット２０のスピンドル２２を前述した第２の回転数で回転させて、図７に一例を示す振動データ４００を記録する（ステップＳＴ３）。ステップＳＴ３では、振動データ記録部１０６は、光電変換部１０１からの電圧値を角度検出器２７からの回転角度とともに収集し、電圧値と角度検出器２７とを対応付けて、振動データ４００として記録する。なお、図７に一例を示す振動データ４００は、回転角度にくわえて収集開始からの経過時間を、電圧値に対応付けている。 When the reference data recording unit 105 records the predetermined time reference data 300, the vibration data recording unit 106 rotates the spindle 22 of the cutting unit 20 to be measured at the second rotation speed described above, and FIG. The vibration data 400 showing an example is recorded (step ST3). In step ST3, the vibration data recording unit 106 collects the voltage value from the photoelectric conversion unit 101 together with the rotation angle from the angle detector 27, associates the voltage value with the angle detector 27, and records it as vibration data 400. do. In the vibration data 400 showing an example in FIG. 7, in addition to the rotation angle, the elapsed time from the start of collection is associated with the voltage value.

振動データ記録部１０６が、予め定められた所定時間振動データ４００を記録すると、振動算出部１０３がスピンドル２２の振動量を算出し、記録する（ステップＳＴ４）。実施形態１において、ステップＳＴ４では、振動算出部１０３は、振動データ４００の最大の電圧値から基準データ３００の最大の電圧値を引く、又は基準データ３００の最小の電圧値から振動データ４００の最小の電圧値を引いて、電圧値の差分を求め、差分をスピンドル２２の振動量５００として記録する。 When the vibration data recording unit 106 records the vibration data 400 for a predetermined time, the vibration calculation unit 103 calculates and records the vibration amount of the spindle 22 (step ST4). In the first embodiment, in step ST4, the vibration calculation unit 103 subtracts the maximum voltage value of the reference data 300 from the maximum voltage value of the vibration data 400, or subtracts the maximum voltage value of the reference data 300 from the minimum voltage value of the reference data 300 to minimize the vibration data 400. The voltage value of is subtracted to obtain the difference between the voltage values, and the difference is recorded as the vibration amount 500 of the spindle 22.

判定部１０４が、電圧値の差分が予め定められた最小値以上でかつ最大値以下であるか否かを判定して、スピンドル２２の振動量５００が許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳＴ５）。判定部１０４が、スピンドル２２の振動量５００が許容範囲内である（ステップＳＴ５：Ｙｅｓ）と判定すると、ステップＳＴ１に戻る。判定部１０４が、スピンドル２２の振動量５００が許容範囲外である（ステップＳＴ５：Ｎｏ）と判定すると、報知ユニット１３０にエラー信号を出力し、報知ユニット１３０がオペレータに報知し（ステップＳＴ６）、切削装置１の動作を停止させる。そして、オペレータが、回転バランス調整機構の調整を実施する。 The determination unit 104 determines whether or not the difference between the voltage values is equal to or greater than a predetermined minimum value and equal to or less than the maximum value, and determines whether or not the vibration amount 500 of the spindle 22 is within the allowable range. (Step ST5). When the determination unit 104 determines that the vibration amount 500 of the spindle 22 is within the allowable range (step ST5: Yes), the process returns to step ST1. When the determination unit 104 determines that the vibration amount 500 of the spindle 22 is out of the allowable range (step ST5: No), an error signal is output to the notification unit 130, and the notification unit 130 notifies the operator (step ST6). The operation of the cutting device 1 is stopped. Then, the operator adjusts the rotation balance adjusting mechanism.

また、本発明では、制御ユニット１００の振動算出部１０３は、ステップＳＴ４において、基準データ３００の最大の電圧値から基準データ３００の最小の電圧値を引いて、位置ずれ量に対応した値６００を算出して記録し、ステップＳＴ５において、判定部１０４が位置ずれ量に対応した値６００が第２の許容範囲内であるか否かを判定しても良い。そして、ステップＳＴ６において、表示ユニット１２０に位置ずれ量に対応した値６００が第２の許容範囲外である旨を表示しても良い。この場合、オペレータは、位置ずれ量に対応した値６００が第２の許容範囲外である旨を把握できるので、速やかにドレッシングを再度実施することができる。 Further, in the present invention, the vibration calculation unit 103 of the control unit 100 subtracts the minimum voltage value of the reference data 300 from the maximum voltage value of the reference data 300 in step ST4 to obtain a value 600 corresponding to the amount of misalignment. It may be calculated and recorded, and in step ST5, the determination unit 104 may determine whether or not the value 600 corresponding to the amount of misalignment is within the second allowable range. Then, in step ST6, the display unit 120 may indicate that the value 600 corresponding to the misalignment amount is out of the second allowable range. In this case, the operator can grasp that the value 600 corresponding to the misalignment amount is out of the second allowable range, so that the dressing can be performed again promptly.

前述した切削装置１の制御ユニット１００は、フォトディテクタ、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１００の演算処理装置は、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、入出力インターフェース装置を介して切削装置１の上述した構成要素に出力する。また、光電変換部１０１の機能は、フォトディテクタにより実現される。データ記録部１０５，１０６及び振動算出部１０３の機能は、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し、データ３００，４００、振動量を記憶装置に記録することにより実現される。判定部１０４の機能は、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。 The control unit 100 of the cutting device 1 described above has an arithmetic processing device having a microprocessor such as a photodetector and a CPU (central processing unit), and a memory such as a ROM (read only memory) or a RAM (random access memory). It has a storage device and an input / output interface device. The arithmetic processing unit of the control unit 100 performs arithmetic processing according to a computer program stored in the storage device, and sends a control signal for controlling the cutting apparatus 1 to the above-mentioned cutting apparatus 1 via an input / output interface apparatus. Output to the specified components. Further, the function of the photoelectric conversion unit 101 is realized by a photo detector. The functions of the data recording units 105 and 106 and the vibration calculation unit 103 are realized by the arithmetic processing device executing a computer program stored in the storage device and recording the data 300, 400 and the vibration amount in the storage device. .. The function of the determination unit 104 is realized by the arithmetic processing unit executing a computer program stored in the storage device.

以上のように、実施形態１に係る切削装置１は、スピンドル２２の振動が無い又はほぼ無い（例えば、振幅が５μｍ以下）低回転である第１の回転数でスピンドル２２を回転させて基準位置検出部１１０の検出器６１で切削ブレード２１の切り刃２６の先端の振動を測定して、基準データ３００を記録する。このために、基準データ３００は、スピンドル２２の振動を含まない又は殆ど含まないとともに、位置ずれ量を割り出すことができる。 As described above, in the cutting apparatus 1 according to the first embodiment, the spindle 22 is rotated at the first rotation speed, which is low rotation with no or almost no vibration (for example, the amplitude is 5 μm or less), and the reference position is reached. The detector 61 of the detection unit 110 measures the vibration of the tip of the cutting blade 26 of the cutting blade 21 and records the reference data 300. For this reason, the reference data 300 includes or hardly includes the vibration of the spindle 22, and can determine the amount of misalignment.

その後、切削装置１は、実際の加工速度である第２の回転数でスピンドル２２を回転させて、基準位置検出部１１０の検出器６１で切削ブレード２１の切り刃２６の先端の振動を測定して、振動データ４００を記録する。切削装置１は、基準データ３００と振動データ４００の差分を振動量５００として算出する。このように、切削装置１は、基準データ３００と振動データ４００の差分を振動量５００として算出するので、位置ずれ量を含まないスピンドル２２の振動量を測定でき、スピンドル２２の振動の測定誤差を抑制することができるという効果を奏する。これにより、切削装置１は、スピンドル２２の振動を確実に測定することが出来るとともに、切削ブレード２１の切り刃２６の先端の振動が、位置ずれが原因なのか、スピンドル２２やナット２４など機械的な要因が原因なのかを切り分けて把握することが出来るという効果を奏する。また、切削装置１は、スピンドル２２の振動を測定するために、基準位置検出部１１０を用いるため、新たな機構の追加を最低限にすることが出来る。 After that, the cutting device 1 rotates the spindle 22 at the second rotation speed, which is the actual machining speed, and measures the vibration of the tip of the cutting edge 26 of the cutting blade 21 with the detector 61 of the reference position detection unit 110. And record the vibration data 400. The cutting device 1 calculates the difference between the reference data 300 and the vibration data 400 as the vibration amount 500. In this way, since the cutting device 1 calculates the difference between the reference data 300 and the vibration data 400 as the vibration amount 500, the vibration amount of the spindle 22 including the misalignment amount can be measured, and the measurement error of the vibration of the spindle 22 can be measured. It has the effect of being able to be suppressed. As a result, the cutting device 1 can reliably measure the vibration of the spindle 22, and whether the vibration at the tip of the cutting blade 26 of the cutting blade 21 is caused by the misalignment, the spindle 22, the nut 24, etc. are mechanical. It has the effect of being able to isolate and understand which factors are the cause. Further, since the cutting device 1 uses the reference position detecting unit 110 for measuring the vibration of the spindle 22, the addition of a new mechanism can be minimized.

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。 The present invention is not limited to the above embodiment. That is, it can be variously modified and carried out within a range that does not deviate from the gist of the present invention.

１切削装置
１０チャックテーブル
１１保持面
２０切削ユニット
２１切削ブレード
２２スピンドル
５０Ｚ軸移動ユニット（移動ユニット）
６０振動測定ユニット
６１検出器
６４発光部
６５受光部
６８ブレード侵入部
１０１光電変換部
１０３振動算出部
１０４判定部
１０５基準データ記録部
１０６振動データ記録部
１１０基準位置検出部
２００被加工物
３００基準データ
４００振動データ
５００振動量
Ｚ切り込み送り方向 1 Cutting device 10 Chuck table 11 Holding surface 20 Cutting unit 21 Cutting blade 22 Spindle 50 Z-axis moving unit (moving unit)
60 Vibration measurement unit 61 Detector 64 Light emitting unit 65 Light receiving unit 68 Blade intrusion unit 101 Photoelectric conversion unit 103 Vibration calculation unit 104 Judgment unit 105 Reference data recording unit 106 Vibration data recording unit 110 Reference position detection unit 200 Work piece 300 Reference data 400 Vibration data 500 Vibration amount Z Notch feed direction

Claims

A chuck table that holds the workpiece on the holding surface, a cutting unit that cuts the workpiece held on the chuck table with a cutting blade mounted on the spindle, and a cutting feed that makes the cutting unit orthogonal to the holding surface. A moving unit that moves in a direction and a vibration measuring unit that measures the amount of vibration of the spindle generated by rotation are provided.
The vibration measuring unit is
A detector including a light emitting portion and a light receiving portion installed facing each other, and a blade intruding portion formed between the light emitting portion and the light receiving portion and allowing penetration of an outer peripheral portion of the cutting blade.
A photoelectric conversion unit that converts the amount of light received by the light receiving unit into a voltage value,
The spindle is rotated at a first speed at which the vibration amount of the spindle is equal to or less than a predetermined value, information on the voltage value for at least one rotation of the spindle is collected together with information on angular coordinates, and the mounted cutting blade A reference data recording unit that records as reference data indicating the amount of misalignment between the center and the center of rotation of the spindle, and
Rotate the spindle at a second speed when processing a workpiece that is faster than the speed of the first, the information of at least the spindle 1 revolution of the voltage values collected along with information of the angular coordinates, said cutting A vibration data recording unit that records vibration data indicating the amount of vibration on the outer circumference of the blade,
A vibration calculation unit that calculates the vibration amount of the spindle by removing the positional deviation amount from the difference between the reference data and the vibration data in which the angular coordinates are aligned.
A cutting device including a determination unit for determining whether or not the vibration amount calculated by the vibration calculation unit is within an allowable range.

The cutting device according to claim 1, wherein the detector and the photoelectric conversion unit are reference position detection units that detect a reference position in the cutting feed direction on the outer periphery of the cutting blade.