JP7285754B2 - 加工装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ブレード交換ユニットを有する加工装置に関する。
加工装置である切削装置は、切削ブレードを適切に着脱するために、マウントの中心とブレード交換ユニットの切削ブレードを保持する保持部の中心とを位置合わせするという作業が必要となる(例えば、特許文献1参照)。
特開2016-144838号公報
特許文献1に示された切削装置は、上記位置合わせを一度行った後も熱影響や部品同士の衝突等によって、マウントの中心とブレード交換ユニットの保持部の中心との位置関係がずれることがあり、再度、中心同士の位置合わせを行う必要がある。
しかしながら、特許文献1に示された切削装置のブレード交換ユニットは、マウントの中心の位置を求めるために、オペレータの目視と触覚による作業を要し、煩雑であった。
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、切削ブレードを取り付けるマウントの位置を容易に求めることができる加工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、本発明の加工装置は、被加工物を保持しスピンドルに対して相対的にX軸方向に加工送りされる保持テーブルと、該スピンドルと、該スピンドルの先端に固定されたマウントと、を含む切削ユニットと、該X軸方向と直交するY軸方向に延在する該マウントのボス部に切削ブレードを着脱するブレード交換ユニットと、各機構を制御する制御部と、を備え、該マウントは、該ボス部の軸方向後端から径方向に突出して該切削ブレードを支持する受けフランジ部と、を更に有し、該ブレード交換ユニットは、該切削ブレードを保持する保持部と、該保持部を移動させる移動部と、を備え、該切削ユニットまたは該ブレード交換ユニットの少なくとも一方は、振動を検知する振動検知センサを有し、該制御部は、該ボス部または該受けフランジ部と、該保持部と、をX軸方向及びX軸方向とY軸方向とに直交するZ軸方向に相対的に動かして3箇所以上で接触させ、接触による振動を該振動検知センサが検知したX座標及びZ座標から該マウントの中心を算出する算出部と、該算出部が算出した該マウントの中心に該保持部の中心を合わせて該切削ブレードの着脱を行う着脱制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明の加工装置は、被加工物を保持しスピンドルに対して相対的にX軸方向に加工送りされる保持テーブルと、該スピンドルと、該スピンドルの先端に固定されたマウントと、を含む切削ユニットと、該X軸方向と直交するY軸方向に延在する該マウントのボス部に切削ブレードを着脱するブレード交換ユニットと、各機構を制御する制御部と、を備え、該マウントは、該ボス部の軸方向後端から径方向に突出して該切削ブレードを支持する受けフランジ部と、を更に有し、該ブレード交換ユニットは、該ボス部よりも大きい開口を有する治具を保持する保持部と、該保持部を移動させる移動部と、を備え、該切削ユニットまたは該ブレード交換ユニットの少なくとも一方は、振動を検知する振動検知センサを有し、該制御部は、該ボス部または該受けフランジ部と、該治具と、をX軸方向及びX軸方向とY軸方向とに直交するZ軸方向に相対的に動かして3箇所以上で接触させ、接触による振動を該振動検知センサが検知したX座標及びZ座標から該マウントの中心を算出する算出部と、該算出部が算出した該マウントの中心に該保持部の中心を合わせて該切削ブレードの着脱を行う着脱制御部と、を備えることを特徴とする。
前記加工装置において、該治具は、該切削ブレードでも良い。
前記加工装置において、該振動検知センサは、AEセンサまたは加速度センサのいずれかでも良い。
前記加工装置において、該制御部は、該スピンドルの軸心方向をY軸方向としたとき、該保持部を該ボス部又は該受けフランジ部の先端に接触させ、前記算出部は、接触による振動を該振動検知センサが検知したY座標から該ボス部の該Y軸方向の座標を算出し、該着脱制御部は、該算出部が算出した該ボス部の該Y軸方向の座標に合わせて該切削ブレードの着脱を行っても良い。
前記加工装置において、該制御部は、該スピンドルの軸心方向をY軸方向としたとき、該治具を該ボス部又は該受けフランジ部の先端に接触させ、前記算出部は、接触による振動を該振動検知センサが検知したY座標から該ボス部の該Y軸方向の座標を算出し、該着脱制御部は、該算出部が算出した該ボス部の該Y軸方向の座標に合わせて該切削ブレードの着脱を行っても良い。
本発明は、切削ブレードを取り付けるマウントの中心の位置を容易に求めることができるという効果を奏する。
図1は、実施形態1に係る加工装置の構成例を示す斜視図である。 図2は、図1に示された加工装置の切削ユニットを分解して示す斜視図である。 図3は、図2に示された切削ユニットが有する振動検知センサの出力信号を示す図である。 図4は、図1に示された加工装置のブレード交換ユニットの構成例を示す図である。 図5は、図4に示されたブレード交換ユニットのブレードストッカの構成例を示す斜視図である。 図6は、図5に示されたブレードストッカが複数の切削ブレードを保持した状態を示す斜視図である。 図7は、図4に示されたブレード交換ユニットのブレード着脱ユニットの構成例を示す斜視図である。 図8は、図7に示されたブレード着脱ユニットのブレードチャックの構成例を示す斜視図である。 図9は、図7に示されたブレード着脱ユニットのナットホルダの構成例を示す斜視図である。 図10は、図1に示された加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、ブレードチャックの爪とボス部の外周面とを接触させた状態を示す斜視図である。 図11は、図1に示された加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、ブレードチャックの爪とボス部の外周面とを接触させた状態を示す他の斜視図である。 図12は、図1に示された加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、ブレードチャックの爪とボス部の外周面とを第1の接触点で接触させた状態を模式的に示す図である。 図13は、図1に示された加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、ブレードチャックの爪とボス部の外周面とを第2の接触点で接触させた状態を模式的に示す図である。 図14は、図1に示された加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、ブレードチャックの爪とボス部の外周面とを第3の接触点で接触させた状態を模式的に示す図である。 図15は、図1に示された加工装置のマウントの先端面の位置算出動作において、ブレードチャックの爪とボス部の先端面とを接触させた状態を示す斜視図である。 図16は、図1に示された加工装置のマウントの位置算出動作により算出されたマウントの軸心の位置に基づいて着脱動作を行う際のブレードチャックの爪とボス部との位置関係を模式的に示す図である。 図17は、実施形態1の変形例1に係る加工装置のマウントの位置算出動作のマウントの先端面の位置算出動作において、ブレードチャックの爪とマウントの受けフランジ部とを接触させた状態を示す側面図である。 図18は、実施形態1の変形例2に係る加工装置のブレード交換ユニットのブレード着脱ユニットのブレードチャックの構成例を示す斜視図である。 図19は、実施形態1の変形例3に係る加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、ブレードチャックの爪とマウントの受けフランジ部の外縁とを接触させた状態を模式的に示す図である。 図20は、実施形態2に係る加工装置のマウントの位置算出動作において、ブレードチャックの爪で治具を保持した状態を示す斜視図である。 図21は、実施形態2に係る加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、治具の開口内にボス部を挿入した状態を示す斜視図である。 図22は、実施形態2に係る加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、治具の開口内にボス部を挿入した状態を示す他の斜視図である。 図23は、実施形態2に係る加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、治具の開口とボス部の外周面とを第1の接触点で接触させた状態を模式的に示す図である。 図24は、実施形態2に係る加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、治具の開口とボス部の外周面とを第2の接触点で接触させた状態を模式的に示す図である。 図25は、実施形態2に係る加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、治具の開口とボス部の外周面とを第3の接触点で接触させた状態を模式的に示す図である。 図26は、実施形態2に係る加工装置のマウントの先端面の位置算出動作において、治具とボス部の先端面とを接触させた状態を示す斜視図である。 図27は、実施形態2の変形例1に係る加工装置のマウントの先端面の位置算出動作において、ブレードチャックで把持した治具とマウントの受けフランジ部とを接触させた状態を示す側面図である。 図28は、実施形態2の変形例2に係る切削装置のマウントの側面図である。 図29は、実施形態2の変形例2に係る切削装置の切削ブレードの側面図である。 図30は、実施形態2の変形例2に係る切削装置のマウントのボス部を切削ブレードの挿入口内に挿入した状態を示す側面図である。 図31は、実施形態2の変形例3に係る加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、治具とマウントの受けフランジ部の外縁とを接触させた状態を模式的に示す図である。 図32は、実施形態1及び実施形態2の変形例に係る加工装置のブレード交換ユニットのブレード着脱ユニットのブレードチャックの構成例を示す斜視図である。 図33は、実施形態3に係る加工装置のブレード交換ユニットのブレード着脱ユニットの構成例を示す斜視図である。 図34は、図33に示されたブレード着脱ユニットのブレード保持ユニットを示す斜視図である。 図35は、図34に示されたブレード保持ユニットの正面図である。 図36は、実施形態1、実施形態2及び実施形態3の変形例に係る加工装置の振動検知センサの検知した加速度を示す図である。
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1〕
本発明の実施形態1に係る加工装置を図面に基づいて説明する。図1は、実施形態1に係る加工装置の構成例を示す斜視図である。図2は、図1に示された加工装置の切削ユニットを分解して示す斜視図である。図3は、図2に示された切削ユニットが有する振動検知センサの出力信号を示す図である。図4は、図1に示された加工装置のブレード交換ユニットの構成例を示す図である。
(切削装置)
実施形態1に係る加工装置1は、図1に示す被加工物200を切削加工する切削装置である。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等のウエーハである。被加工物200は、表面201に格子状に形成された複数の分割予定ライン202によって格子状に区画された領域にデバイス203が形成されている。
また、本発明の被加工物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、セラミックス基板、フェライト基板、又はニッケル及び鉄の少なくとも一方を含む基板等でも良い。実施形態1において、被加工物200は、裏面204が外周縁に環状フレーム205が装着された粘着テープ206に貼着されて、環状フレーム205に支持されている。
図1に示された加工装置1は、被加工物200を保持テーブル10で保持し分割予定ライン202に沿って切削ブレード21で切削加工する装置である。加工装置1は、図1に示すように、被加工物200を保持面11で吸引保持する保持テーブル10と、保持テーブル10が保持する被加工物200を切削ブレード21で切削する切削ユニット20と、保持テーブル10に保持された被加工物200を撮影する撮像ユニット30と、ブレード交換ユニット7と、制御部である制御ユニット100とを備える。
また、加工装置1は、図1に示すように、保持テーブル10を水平方向と平行なX軸方向に加工送りするX軸移動ユニット31と、切削ユニット20を水平方向と平行でかつX軸方向に直交するY軸方向に割り出し送りするY軸移動ユニット32と、切削ユニット20をX軸方向とY軸方向との双方と直交する鉛直方向に平行なZ軸方向に切り込み送りするZ軸移動ユニット33と、X軸移動ユニット31によりX軸方向に加工送りされかつ保持テーブル10をZ軸方向と平行な軸心回りに回転する回転駆動源34とを少なくとも備える。加工装置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。
保持テーブル10は、被加工物200を保持し切削ユニット20のスピンドル23に対して相対的にX軸方向に加工送りされるものである。保持テーブル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。保持テーブル10は、X軸移動ユニット31により切削ユニット20の下方の加工領域63と、切削ユニット20の下方から離間して被加工物200が搬入出される搬入出領域64とに亘ってX軸方向に移動自在に設けられ、かつ回転駆動源34により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。保持テーブル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、保持面11に載置された被加工物200を吸引、保持する。実施形態1では、保持テーブル10は、粘着テープ206を介して被加工物200の裏面204側を吸引、保持する。また、保持テーブル10の周囲には、図1に示すように、環状フレーム205をクランプするクランプ部12が複数設けられている。
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を切削する切削ブレード21を着脱自在に装着した切削手段である。切削ユニット20は、それぞれ、保持テーブル10に保持された被加工物200に対して、Y軸移動ユニット32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33によりZ軸方向に移動自在に設けられている。
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32、Z軸移動ユニット33などを介して、装置本体2から立設した門型の支持フレーム3の一方の柱部に設けられている。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32、Z軸移動ユニット33などを介して、支持フレーム3の他方の柱部に設けられている。なお、支持フレーム3は、柱部の上端同士を水平梁により連結している。
切削ユニット20は、Y軸移動ユニット32及びZ軸移動ユニット33により、保持テーブル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。
切削ユニット20は、図2に示すように、Y軸移動ユニット32及びZ軸移動ユニット33によりY軸方向及びZ軸方向に移動自在に設けられたスピンドルハウジング22と、スピンドルハウジング22に軸心回りに回転自在に設けられかつ図示しないスピンドルモータにより回転されるスピンドル23と、スピンドル23の先端に固定されたマウント24とを含む。また、切削ユニット20は、ワッシャ25内及びマウント24の中央に設けられた貫通孔241を通ってスピンドル23の先端面に設けられたねじ孔231と螺合してマウント24をスピンドル23の先端に固定する固定ねじ26と、マウント24に装着される切削ブレード21をマウント24との間で挟んで固定する締結ナット27とを備える。
マウント24は、スピンドル23の先端に固定される。マウント24は、Y軸方向に延在する円筒状のボス部242と、ボス部242のスピンドルハウジング22寄りの一端部(軸方向後端に相当する)に設けられた受けフランジ部243とを備えている。ボス部242は、Y軸方向に延在し、外径が全長に亘って切削ブレード21の挿入口211の内径と略等しく形成されている。なお、ボス部242の外径が切削ブレード21の挿入口211の内径と略等しいとは、ボス部242の外周面と挿入口211の内周面とが少なくとも複数個所で互いに接触することが可能な程度に外径と内径とが等しいことを示している。
受けフランジ部243は、ボス部242のスピンドルハウジング22寄りの軸方向後端から径方向に沿って外周方向に突出してボス部242の外径よりの大径な円環状に形成されている。受けフランジ部243は、切削ブレード21を先端である外縁部244で支持する。ボス部242と受けフランジ部243とは、同軸に配置されている。また、マウント24は、ボス部242の他端部の外周に雄ネジ245が形成されている。
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。実施形態1において、切削ブレード21は、いわゆるハブブレードであり、中央に挿入口211を有する円環状の円形基台212と、円形基台212の外周縁に配設される被加工物200を切削する円環状の切刃部213を備える。円形基台212の挿入口211は、ボス部242の一端部を内側に通して、マウント24に切削ブレード21を装着するための孔である。切刃部213は、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。なお、本発明では、切削ブレード21は、切刃部213のみで構成されたワッシャーブレードでもよい。
このように構成された切削ブレード21は、円形基台212の挿入口211がマウント24の円筒状のボス部242の外周に嵌合される。切削ブレード21は、締結ナット27を円筒状のボス部242に形成された雄ネジ245に螺合することにより、マウント24の受けフランジ部243と締結ナット27とによって挟持固定される。なお、締結ナット27は、図2に示すように、端面に4つのピン嵌合穴271を周方向に等間隔に設けている。
なお、切削ユニット20のスピンドル23、マウント24、切削ブレード21及び締結ナット27は、互いに同軸となる位置に配置されている。切削ユニット20のスピンドル23、マウント24、切削ブレード21及び締結ナット27の中心である軸心246は、Y軸方向と平行に設定されている。即ち、スピンドル23の軸心方法は、Y軸方向である。
また、実施形態1において、切削ユニット20は、図2に示すように、振動を検知する振動検知センサ28を有している。実施形態1では、振動検知センサ28は、AE(Acoustic Emission)センサであり、切削ユニット20のスピンドル23及びマウント24を伝搬する弾性波(周波数が数10kHz以上でかつ数MHz程度)による振動を検知する。実施形態1では、振動検知センサ28は、マウント24の受けフランジ部243に埋設され、制御ユニット100に接続している。
実施形態1は、振動検知センサ28は、受けフランジ部243の軸心に関して対象となる位置(軸心を互いの間に挟む位置でかつ軸心からの距離が互いに等しい位置)に2つ設けられている。また、本発明では、振動検知センサ28は、受けフランジ部243の軸心に関して対象となる位置のうち一方に設けられ、他方には振動検知センサ28と同じ質量及び大きさの重りが設けられても良い。
このために、振動検知センサ28は、スピンドルモータにより回転するスピンドル23及びマウント24が偏心することを抑制できる。振動検知センサ28は、制御ユニット100に接続され、図3に示すように、振動の大きさに応じた電圧値の出力信号を制御ユニット100に出力する。振動検知センサ28が出力する出力信号の電圧値は、振動検知センサ28が検知した振動が大きくなるにしたがって高くなる。
撮像ユニット30は、切削ユニット20と一体的に移動するように、切削ユニット20に固定されている。撮像ユニット30は、保持テーブル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影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。撮像ユニット30は、保持テーブル10に保持された被加工物200を撮影して、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等の画像を得、得た画像を制御ユニット100に出力する。
X軸移動ユニット31は、保持テーブル10を加工送り方向であるX軸方向に移動させることで、保持テーブル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32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、保持テーブル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33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、保持テーブル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ものである。
X軸移動ユニット31、Y軸移動ユニット32及びZ軸移動ユニット33は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のモータ及び保持テーブル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を備える。
また、加工装置1は、保持テーブル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は、モータ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は、保持テーブル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。なお、実施形態1では、加工装置1の各構成要素のX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の位置は、予め定められた図示しない基準位置を基準とした位置で定められる。
また、加工装置1は、切削前後の被加工物200を収容するカセット61が載置されかつカセット61をZ軸方向に移動させるカセットエレベータ60と、切削後の被加工物200を洗浄する洗浄ユニット62と、カセット61に被加工物200を出し入れするとともに被加工物200を搬送する図示しない搬送ユニットを備える。
(ブレード交換ユニット)
ブレード交換ユニット7は、着脱位置に位置付けられた切削ユニット20のスピンドル23の先端に固定されたマウント24のボス部242に切削ブレード21を着脱するものである。なお、着脱位置とは、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の位置が予め定められた位置であり、各切削ユニット20がブレード交換ユニット7により切削ブレード21が着脱される際に位置付けられる位置である。
ブレード交換ユニット7は、図1に示すように、支持フレーム3の図1中の背面側でかつ加工領域63よりも搬入出領域64から離れた位置に設置されている。ブレード交換ユニット7は、図4に示すように、交換前後の切削ブレード21を保持するブレードストッカ70と、切削ユニット20のスピンドル23に切削ブレード21を着脱するとともにブレードストッカ70と切削ユニット20との間で切削ブレード21を搬送するブレード着脱ユニット80とを備える。
実施形態1では、ブレードストッカ70とブレード着脱ユニット80とは、1対1で対応し、さらに切削ユニット20とも1対1で対応して設けられている。即ち、実施形態1では、ブレード交換ユニット7は、ブレードストッカ70とブレード着脱ユニット80とをそれぞれ一対備えている。
また、実施形態1では、一方のブレードストッカ70は、一方の切削ユニット20のスピンドル23の着脱前後の切削ブレード21を複数保持し、一方のブレード着脱ユニット80は、一方の切削ユニット20に切削ブレード21を着脱するとともに、一方のブレードストッカ70と一方の切削ユニット20との間で切削ブレード21を搬送する。実施形態1では、他方のブレードストッカ70は、他方の切削ユニット20のスピンドル23の着脱前後の切削ブレード21を複数保持し、他方のブレード着脱ユニット80は、他方の切削ユニット20に切削ブレード21を着脱するとともに、他方のブレードストッカ70と一方の切削ユニット20との間で切削ブレード21を搬送する。
なお、各ブレードストッカ70が保持する切削ブレード21は、未使用のものの他、既使用であるが寿命に達しておらず使用可能なもの、同種類および/または異種類のものを含む。
次に、本明細書は、ブレード交換ユニット7の各構成要素を説明する。
(ブレードストッカ)
図5は、図4に示されたブレード交換ユニットのブレードストッカの構成例を示す斜視図である。図6は、図5に示されたブレードストッカが複数の切削ブレードを保持した状態を示す斜視図である。
ブレードストッカ70は、対応する切削ユニット20に装着される前の交換用の切削ブレード21を保持するとともに、対応する切削ユニット20から取り外された交換後の切削ブレード21を保持するものである。なお、本明細書は、一対のブレードストッカ70のうちこれらの構成が等しいので、図4中奥側のブレードストッカ70を代表して説明し、一対のブレードストッカ70の同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
ブレードストッカ70は、図4及び図5に示すように、装置本体2に配設された支柱71と、支柱71の上端に回転軸72を介して取り付けられた支持部材73とを備える。支持部材73は、対応するブレード着脱ユニット80とY軸方向に対向して配置され、対応するブレード着脱ユニット80に対向する表面側に複数(実施形態1では、4つ)のブレード保持部74が同心円状に配設されており、対応する切削ユニット20に着脱される切削ブレード21を複数個(実施形態1では、4つ)保持可能である。
ブレード保持部74は、切削ブレード21を保持するものである。ブレード保持部74は、切削ブレード21の挿入口211内に通される円筒状のブレード嵌合部741と、このブレード嵌合部741の外周面に設けられかつ挿入口211内にブレード嵌合部741が通された切削ブレード21を位置決めする位置決め部742とを備える。位置決め部742は、ブレード嵌合部741の外周面から突没自在に設けられたボールと、ボールを径方向外側に押圧するスプリングとを含み、ボールに作用する径方向内側の力が所定の値になるまでボールが円形基台212の内縁に嵌合して位置決め機能が働く。
このように構成されたブレードストッカ70は、図6に示すように、切削ブレード21を保持する。具体的には、ブレード保持部74は、ブレード嵌合部741が円形基台212の挿入口211内に通される際に、位置決め部742のボールが一旦ブレード嵌合部741内に没し、ボールを切削ブレード21が乗り越えた後に復帰した位置決め部742のボールが円形基台212の内縁に嵌合して、図6に示すように、切削ブレード21を保持する。また、実施形態1では、ブレード嵌合部741の中心である軸心743は、Y軸方向と平行である。
支持部材73を支柱71の上端に取り付けている回転軸72は、一端が支柱71の上端に配設され、他端が支持部材73の裏面中央に連結されている。そして、回転軸72の一端側は、支柱71の内部に配設されたモータ75の駆動軸に連結されており、支持部材73は、回転軸72を軸中心とした間欠的な回転が可能に構成されている。そして、支持部材73は、回転軸72の間欠的な回転によって各ブレード保持部715をその移動経路上の予め設定された所定の受け渡し位置744に選択的に位置付ける。
(ブレード着脱ユニット)
図7は、図4に示されたブレード交換ユニットのブレード着脱ユニットの構成例を示す斜視図である。図8は、図7に示されたブレード着脱ユニットのブレードチャックの構成例を示す斜視図である。図9は、図7に示されたブレード着脱ユニットのナットホルダの構成例を示す斜視図である。
ブレード着脱ユニット80は、図7に示すように、ユニット本体81と、保持部であるブレードチャック82と、ナット保持部であるナットホルダ83と、ユニット本体81を移動自在に支持する移動部である移動ユニット84とを備える。実施形態1において、ブレード着脱ユニット80は、ブレードチャック82を二つ備え、ナットホルダ83を一つ備える。
ブレードチャック82とナットホルダ83とは、ユニット本体81に取り付けられ、かつ中心である軸心821,831が互いに間隔をあけて平行に配置されている。実施形態1では、ブレードチャック82の軸心821とナットホルダ83の軸心831とは、Y軸方向と平行に配置されている。
ブレードチャック82は、切削ブレード21を保持するものである。ブレードチャック82は、図8に示すように、ユニット本体81に固定されかつ外観が円筒状に形成された筐体822と、筐体822の先端にアーム823を介して取り付けられた円盤状の支持基台824と、支持基台824に取り付けられた爪825と、を備える。
爪825は、支持基台824の対応するブレードストッカ70のブレード保持部74と対向する端面の外縁に周方向に間隔をあけて複数配置されている。実施形態1では、爪825は、支持基台824の端面の外縁に周方向に等間隔に三つ設けられている。複数の爪825は、支持基台824内等に設けられた図示しない駆動機構により、端面の径方向に移動自在に設けられ、互いに近付くことで切削ブレード21の円形基台212の外周面を把持し、互いに離れることで切削ブレード21の把持を解除する。
ナットホルダ83は、締結ナット27をボス部242に着脱するものである。ナットホルダ83は、図9に示すように、ユニット本体81に固定され且つ外観が円筒状に形成された筐体832、筐体832に収容されY軸方向と平行な軸心831回りに回転するスピンドル833と、スピンドル833の一端に固定された円盤状の支持基台834と、支持基台834に取り付けられた爪835と、支持基台834の切削ユニット20の締結ナット27に対面する端面に設けられた複数の嵌合ピン836とを備える。
スピンドル833の一端は、筐体832から対応するブレードストッカ70に向かって突出している。スピンドル833の他端は、スピンドル833を軸心回りに回転させるための図示しないモータが連結されている。
爪835は、支持基台834の対応するブレードストッカ70のブレード保持部74と対向する端面に周方向に間隔をあけて複数配置されている。実施形態1では、爪835は、支持基台834の端面に周方向に等間隔に四つ設けられている。複数の爪835は、支持基台834内等に設けられた図示しない駆動機構により、端面の径方向に移動自在に設けられ、互いに近付くことで締結ナット27の外周面を把持し、互いに離れることで締結ナット27の把持を解除する。
嵌合ピン836は、端面から突没自在に支持基台834に支持され、実施形態1では、端面に周方向に等間隔に4つ設けられている。嵌合ピン836は、端面から突出すると締結ナット27のピン嵌合穴271に嵌合可能である。
移動ユニット84は、ユニット本体81即ちブレードチャック82及びナットホルダ83を、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に沿って移動させるものである。また、移動ユニット84は、一対のブレードチャック82をそれぞれ対応するブレードストッカ70の受け渡し位置744にあるブレード保持部74に切削ブレード21を着脱可能とする位置と、着脱位置の切削ユニット20のマウント24のボス部242に切削ブレード21を着脱可能とする位置とに亘って移動させる。また、移動ユニット84は、ナットホルダ83を着脱位置の切削ユニット20のマウント24のボス部242に締結ナット27を着脱可能とする位置まで移動させる。なお、移動ユニット84は、少なくとも一つのボールねじ、モータ及びガイドレールにより構成される。
また、ブレード交換ユニット7は、少なくとも各ブレードチャック82及びナットホルダ83の軸心のX軸方向の位置とZ軸方向の位置を検出するとともに、各ブレードチャック82の爪825の切削ブレード21の円形基台212の端面に接触する平坦面827及びナットホルダ83の爪835のY軸方向の位置を検出する図示しない交換ユニット側位置検出ユニットを備える。
前述した構成の加工装置1は、振動検知センサ28が着脱位置の切削ユニット20のマウント24にブレードチャック82の爪825が接触した際に生じる振動を検知し、振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400(図3に示す)を超えることで、着脱位置の切削ユニット20のマウント24の軸心246のX軸方向の位置及びZ軸方向の位置、マウント24のボス部242の先端である先端面247のY軸方向の位置を検出可能とする。なお、閾値400は、マウント24にブレードチャック82の爪825が接触した際に生じる振動を振動検知センサ28が検知した際の出力信号よりも低い値である。
制御ユニット100は、加工装置1を構成する上述した各機構をそれぞれ制御して、被加工物200に対する加工動作を加工装置1に実施させるものである。また、制御ユニット100は、振動検知センサ28の検知結果に基づいて爪825,835とボス部242との接触を検出する。
なお、制御ユニット100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コンピュータである。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、加工装置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加工装置1の上述した各ユニットに出力する。
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101(図1に示す)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入力ユニットとに接続されている。入力ユニットは、表示ユニット101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。
また、制御ユニット100は、図1などに示すように、算出部102と、着脱制御部103とを備える。算出部102は、移動ユニット84を制御して、マウント24とブレードチャック82とをX軸方向及びZ軸方向に相対的に動かして、ブレードチャック82の爪825をマウント24の3箇所以上で接触させて、接触による振動を検知した振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えた時の各位置検出ユニットが検出したX座標であるX軸方向の位置とZ座標であるZ軸方向の位置からマウント24の軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置を算出するものである。
また、算出部102は、移動ユニット84を制御して、ブレードチャック82の爪825をマウント24のボス部242の先端面247の少なくとも1点に接触させて、振動検知センサ28が接触による振動を検知した振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えた時の各位置検出ユニットが検出したY座標であるY軸方向の位置からマウント24のボス部242の先端面247のY軸方向の位置を算出するものである。
なお、実施形態1では、算出部102は、各ブレードチャック82の爪825をマウント24の各位置に接触させた際に、2つの振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えた時の各位置検出ユニットが検知したX軸方向の位置、Z軸方向の位置及びY軸方向の位置を算出した後、マウント24の軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置及びマウント24のボス部242の先端面247のY軸方向の位置を算出する。
着脱制御部103は、算出部102が算出したマウント24の軸心246にブレードチャック82の軸心821を同軸となる位置に合わせて、切削ユニット20のボス部242に対する切削ブレード21の着脱を行うものである。また、着脱制御部103は、算出部102が算出したボス部242の先端面247のY軸方向の位置に合わせて、切削ユニット20のボス部242に対する切削ブレード21の着脱を行うものである。
算出部102及び着脱制御部103の機能は、制御ユニット100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装置が演算処理を実施することにより実現される。また、制御ユニット100の記憶装置は、各ブレードストッカ70の受け渡し位置744にあるブレード保持部74の軸心745のX軸方向の位置とZ軸方向の位置を記憶しているとともに、各ブレードストッカ70の受け渡し位置744のブレード保持部74のブレード嵌合部741のY軸方向の位置を記憶している。また、制御ユニット100の記憶装置は、着脱位置に位置付けられた各切削ユニット20のマウント24のボス部242の軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置を記憶しているとともに、着脱位置に位置付けられた各切削ユニット20のマウント24のボス部242の先端面247のY軸方向の位置を記憶している。
(切削装置の加工動作)
本明細書は、前述した構成の加工装置1の加工動作を説明する。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、切削加工前の被加工物200をカセット61に収容して、カセット61をカセットエレベータ60の上面に設置する。また、加工動作では、オペレータが、ブレード交換ユニット7の各ブレードストッカ70のブレード保持部74に切削ブレード21を取り付ける。
その後、加工装置1は、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に加工動作を開始する。加工装置1は、加工動作を開始すると、制御ユニット100が、搬送ユニットにカセット61内から被加工物200を搬入出領域64の保持テーブル10まで搬送させ、粘着テープ206を介して裏面204側を保持テーブル10の保持面11に吸引保持させるとともに、クランプ部12に環状フレーム205をクランプさせる。
加工装置1の制御ユニット100は、X軸移動ユニットに保持テーブル10を加工領域63に向かって移動させて、撮像ユニット30に被加工物200を撮影させて、撮像ユニット30が撮影して得た画像に基づいて、アライメントを遂行する。加工装置1の制御ユニット100は、分割予定ライン202に沿って被加工物200と切削ユニット20とを相対的に移動させながら、切削ブレード21を各分割予定ライン202に切り込ませて被加工物200を個々のデバイス203に分割する。加工装置1の制御ユニット100は、個々のデバイス203に分割された被加工物200を洗浄ユニット62に洗浄させた後、搬送ユニットにカセット61に収容させる。加工装置1の制御ユニット100は、切削ユニット20等にカセット61内に収容した被加工物200を順に切削加工させて、カセット61内の全ての被加工物200の切削加工が完了すると加工動作を終了する。
(切削ブレードの着脱動作)
次に、本明細書は、前述した構成の加工装置1のブレード交換ユニット7の切削ブレード21の着脱動作を説明する。実施形態1では、制御ユニット100が、加工装置1の加工動作中に、少なくとも一方の切削ユニット20の切削ブレード21がブレード交換タイミングであると判定すると切削ブレード21の着脱動作を実施する。ブレード交換タイミングは、各切削ユニット20の切削ブレード21を交換するタイミングであることをいう。ブレード交換タイミングは、例えば、予め設定された数の被加工物200を切削する毎や、測定された切削ブレード21の外径が事前に設定した数値を下回ったとき等であり、加工内容情報の一部として制御ユニット100に登録される。また、本発明のブレード交換タイミングは、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。
加工装置1のブレード交換ユニット7の切削ブレード21の着脱動作は、切削ユニット20の切削ブレード21を取り外し、ブレードストッカ70に保持された切削ブレード21を切削ユニット20に取り付ける動作である。即ち、切削ブレード21の着脱動作は、ブレードストッカ70に保持された切削ブレード21と、切削ユニット20に装着された切削ブレード21とを交換する動作である。
切削ブレード21の着脱動作では、制御ユニット100の着脱制御部103は、ブレード交換タイミングの切削ユニット20のスピンドル23の回転を停止し、移動ユニット84を制御してブレード交換タイミングの切削ユニット20を着脱位置に位置付ける。また、切削ブレード21の着脱動作では、着脱制御部103は、ブレード交換タイミングの切削ユニット20に対応するブレードストッカ70のモータ75を制御して、ブレード交換タイミングの切削ユニット20に装着すべき切削ブレード21を受け渡し位置744に位置付ける。
着脱制御部103は、切削ブレード21の着脱動作では、記憶装置に記憶した着脱位置の切削ユニット20のマウント24の軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置、着脱位置の切削ユニット20のマウント24の先端面247のY軸方向の位置、及び各位置検出ユニットの検出結果に基づいてブレード着脱ユニット80の移動ユニット84の動作を制御する。
切削ブレード21の着脱動作では、着脱制御部103は、移動ユニット84を制御して、一方のブレードチャック82の爪825でブレードストッカ70の受け渡し位置744のブレード保持部74に保持された切削ブレード21を把持可能となる位置に一方のブレードチャック82を位置付ける。着脱制御部103は、一方のブレードチャック82を制御して、爪825でブレードストッカ70の受け渡し位置744のブレード保持部74に保持された切削ブレード21を把持する。
着脱制御部103は、移動ユニット84を制御して、ブレード着脱ユニット80を着脱位置の切削ユニット20に向かって移動させて、ナットホルダ83の爪835で着脱位置の切削ユニット20の締結ナット27を把持可能となる位置にナットホルダ83を位置付ける。着脱制御部103は、ナットホルダ83を制御して、爪835で締結ナット27を把持して、ナットホルダ83のスピンドル833を締結ナット27が雄ネジ245から外れる方向に軸心831回りに回転させる。すると、嵌合ピン836がピン嵌合穴271に嵌合して、ナットホルダ83の支持基台834とともに締結ナット27が回転する。着脱制御部103は、ナットホルダ83を制御して、スピンドル833を締結ナット27が雄ネジ245から外れるまで回転させた後、スピンドル833の回転を停止する。着脱制御部103は、移動ユニット84を制御して、他方のブレードチャック82を着脱位置の切削ユニット20に向かって移動させて、他方のブレードチャック82の爪825で締結ナット27が取り外された切削ユニット20に装着された切削ブレード21を把持可能となる位置に他方のブレードチャック82を位置付ける。
着脱制御部103は、他方のブレードチャック82を制御して、爪825で締結ナット27が取り外された切削ユニット20の切削ブレード21を把持する。着脱制御部103は、移動ユニット84を制御して、他方のブレードチャック82が把持した切削ブレード21を締結ナット27が取り外された切削ユニット20のマウント24からY軸方向に沿って遠ざけて、他方のブレードチャック82が把持した切削ブレード21の挿入口211内から締結ナット27が取り外された切削ユニット20のマウント24のボス部242を抜き取る。
着脱制御部103は、移動ユニット84を制御して、一方のブレードチャック82を締結ナット27及び切削ブレード21が取り外された切削ユニット20に向かって移動させて、締結ナット27及び切削ブレード21が取り外された切削ユニット20のマウント24と、把持した切削ブレード21がY軸方向に間隔をあけて並ぶ位置に一方のブレードチャック82を位置付ける。このとき、着脱制御部103は、一方のブレードチャック82を軸心821が締結ナット27及び切削ブレード21が取り外された切削ユニット20のマウント24の軸心246と同軸となる位置即ち同一直線上に位置付ける。
着脱制御部103は、移動ユニット84を制御して、一方のブレードチャック82を締結ナット27及び切削ブレード21が取り外された切削ユニット20にY軸方向に沿って近付けて、一方のブレードチャック82が把持した切削ブレード21の挿入口211内に締結ナット27及び切削ブレード21が取り外された切削ユニット20のマウント24のボス部242を挿入する。着脱制御部103は、移動ユニット84を制御して、一方のブレードチャック82が把持した切削ブレード21の円形基台212がマウント24の受けフランジ部243の外縁部244に接触する位置に、一方のブレードチャック82を位置付け、一方のブレードチャック82の爪825の切削ブレード21の把持を解除する。
着脱制御部103は、移動ユニット84を制御して、一方のブレードチャック82を切削ブレード21が装着された切削ユニット20のマウント24のボス部242から遠ざけて、締結ナット27を切削ブレード21が装着された切削ユニット20のマウント24のボス部242の雄ネジ245に螺合させることが可能となる位置にナットホルダ83を位置付ける。着脱制御部103は、ナットホルダ83を制御して、爪835で締結ナット27を把持したままナットホルダ83のスピンドル833を締結ナット27が雄ネジ245に取り付けられる方向に軸心831回りに回転させる。着脱制御部103は、ナットホルダ83のスピンドル833を締結ナット27が雄ネジ245に取り付けられるまで回転させた後、スピンドル833の回転を停止して、ナットホルダ83の爪835の締結ナット27の把持を解除する。
着脱制御部103は、移動ユニット84を制御して、ブレード着脱ユニット80をブレードストッカ70に向かって移動させて、受け渡し位置744のブレード保持部74と、把持した切削ブレード21がY軸方向に間隔をあけて並ぶ位置に他方のブレードチャック82を位置付ける。このとき、着脱制御部103は、他方のブレードチャック82を軸心821が受け渡し位置744のブレード保持部74のブレード嵌合部741の軸心745と同軸となる位置即ち同一直線上に位置付ける。
着脱制御部103は、移動ユニット84を制御して、他方のブレードチャック82を受け渡し位置744のブレード保持部74にY軸方向に沿って近付けて、他方のブレードチャック82が把持した切削ブレード21の挿入口211内にブレード嵌合部741を挿入する。着脱制御部103は、移動ユニット84を制御して、他方のブレードチャック82が把持した切削ブレード21の円形基台212が受け渡し位置744のブレード保持部74に接触する位置に、他方のブレードチャック82を位置付け、他方のブレードチャック82の爪825の切削ブレード21の把持を解除する。
着脱制御部103は、移動ユニット84を制御して、ブレード着脱ユニット80を待機位置まで移動させた後、切削ブレード21の着脱動作を終了する。このように、制御ユニット100の着脱制御部103は、マウント24のボス部242の軸心246とブレードチャック82の軸心821とを合わせて、切削ブレード21のマウント24に対する着脱を行う。
(マウントの位置算出動作)
次に、本明細書は、前述した構成の加工装置1のブレード交換ユニット7のマウント24のボス部242の位置算出動作を説明する。図10は、図1に示された加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、ブレードチャックの爪とボス部の外周面とを接触させた状態を示す斜視図である。図11は、図1に示された加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、ブレードチャックの爪とボス部の外周面とを接触させた状態を示す他の斜視図である。図12は、図1に示された加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、ブレードチャックの爪とボス部の外周面とを第1の接触点で接触させた状態を模式的に示す図である。図13は、図1に示された加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、ブレードチャックの爪とボス部の外周面とを第2の接触点で接触させた状態を模式的に示す図である。図14は、図1に示された加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、ブレードチャックの爪とボス部の外周面とを第3の接触点で接触させた状態を模式的に示す図である。
実施形態1では、制御ユニット100が、少なくとも一方の切削ユニット20のマウント24のボス部242の位置算出タイミングであると判定するとマウント24の位置算出動作を実施する。位置算出タイミングは、各切削ユニット20の着脱位置におけるマウント24のボス部242の軸心246のX軸方向の位置、Z軸方向の位置及びボス部242の先端面247のY軸方向の位置を算出するタイミングであることをいう。位置算出タイミングは、例えば、予め設定された数の被加工物200を切削する毎であり、各切削ブレード21の交換直前であることが望ましく、加工内容情報の一部として制御ユニット100に登録される。また、本発明では、マウントの位置算出動作は、オペレータが入力ユニットを制御するなどして、任意のタイミングで実施されても良い。
まず、マウントの位置算出動作では、制御ユニット100の算出部102は、着脱位置の切削ユニット20のマウント24の軸心246の位置算出動作を実施する。制御ユニット100の算出部102は、マウント24の軸心246の位置算出動作では、位置算出タイミングの切削ユニット20のスピンドル23の回転を停止し、移動ユニット84を制御して位置算出タイミングの切削ユニット20を着脱位置に位置付ける。制御ユニット100の算出部102は、マウント24の軸心246の位置算出動作では、まず、切削ブレード21の着脱動作と同様に、位置算出タイミングの切削ユニット20から締結ナット27及び切削ブレード21を取り外して、図10及び図11に示すように、ブレードチャック82の爪825を着脱位置の切削ユニット20のマウント24のボス部242に接触させて、着脱位置の切削ユニット20のマウント24のボス部242の軸心のX軸方向の位置及びZ軸方向の位置を算出する。
なお、算出部102は、マウント24の位置算出動作では、記憶装置に記憶した着脱位置の切削ユニット20のマウント24の軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置、着脱位置の切削ユニット20のマウント24の先端面247のY軸方向の位置、及び各位置検出ユニットの検出結果に基づいてブレード着脱ユニット80の移動ユニット84の動作を制御する。
着脱位置の切削ユニット20のマウント24のボス部242の軸心のX軸方向の位置及びZ軸方向の位置を算出する際には、算出部102は、移動ユニット84を制御して、ブレード着脱ユニット80のユニット本体81を移動させて、切削ブレード21を把持していないいずれか一方のブレードチャック82の爪825を互いに離した状態で、爪825が締結ナット27及び切削ブレード21が取り外された切削ユニット20のマウント24のボス部242の外周面とブレードチャック82とを微調整で接触できるように近くに位置付ける。算出部102は、移動ユニット84を制御して、いずれか一方のブレードチャック82を軸心821に対して直交する第1の方向111(図12に示す)に移動させる。実施形態1では、第1の方向111は、Z軸方向に沿って上方に向かう方向であるが、本発明では、この方向に限定されない。
すると、図12に示すように、爪825が、ボス部242の外周面と第1の接触点121で接触して、算出部102は、図3中の時間401において振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えたことを認識して、爪825がボス部242の外周面と第1の接触点121で接触したことを認識し、移動ユニット84のブレード着脱ユニット80の移動を停止する。算出部102は、振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えた時間401における各位置検出ユニットの検出結果に基づいて、爪825がボス部242の外周面と第1の接触点121で接触した時の軸心821(以下、符号821-1で示す)のX軸方向の位置とZ軸方向の位置とを算出して記憶装置に一旦記憶する。なお、図12、図13、図14は、ボス部242の外周面を実線の円で模式的に示し、複数の爪825の内接円を二点鎖線の円で模式的に示している。また、図3中の横軸は、マウント24の軸心246の位置算出動作を開始後の経過時間を示し、図3中の縦軸は、振動検知センサ28が出力した出力信号を示す。
算出部102は、移動ユニット84を制御して、いずれか一方のブレードチャック82を軸心821に対して直交しかつ第1の方向111と異なる第2の方向112(図13に示す)に移動させる。実施形態1では、第2の方向112は、Z軸方向に沿って下方に向かう方向であるが、本発明では、この方向に限定されない。
すると、図13に示すように、爪825が、ボス部242の外周面と第1の接触点121と異なる位置の第2の接触点122で接触して、算出部102は、図3中の時間402において振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えたことを認識して、爪825がボス部242の外周面と第2の接触点122で接触したことを認識し、移動ユニット84のブレード着脱ユニット80の移動を停止する。算出部102は、振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えた時間402における各位置検出ユニットの検出結果に基づいて、爪825がボス部242の外周面と第2の接触点122で接触した時の軸心821(以下、符号821-2で示す)のX軸方向の位置とZ軸方向の位置とを算出して記憶装置に一旦記憶する。
算出部102は、移動ユニット84を制御して、いずれか一方のブレードチャック82を軸心821に対して直交しかつ第1の方向111及び第2の方向112の双方と異なる第3の方向113(図14に示す)に移動させる。実施形態1では、第3の方向113は、X軸方向と平行な方向であるが、本発明では、この方向に限定されない。
すると、図14に示すように、爪825が、ボス部242の外周面と第3の接触点123で接触して、算出部102は、図3中の時間403において振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えたことを認識して、爪825がボス部242の外周面と第3の接触点123で接触したことを認識し、移動ユニット84のブレード着脱ユニット80の移動を停止する。なお、第3の接触点123は、第1の接触点121及び第2の接触点122の双方と異なる位置である。算出部102は、振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えた時間403における各位置検出ユニットの検出結果に基づいて、爪825がボス部242の外周面と第3の接触点123で接触した時の軸心821(以下、符号821-3で示す)のX軸方向の位置とZ軸方向の位置とを算出して記憶装置に一旦記憶する。
算出部102は、軸心821-1,821-2,821-3の各X軸方向の位置とZ軸方向の位置とに基づいて、これら軸心821-1,821-2,821-3を通る円の中心のX軸方向の位置とZ軸方向の位置を、切削ユニット20のマウント24のボス部242の軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置として算出して、記憶装置に新たな切削ユニット20のマウント24のボス部242の軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置として記憶する。
こうして、算出部102は、マウント24の軸心の位置算出動作では、図12、図13、図14に示すように、爪825でマウント24のボス部242の外周面の3点121,122,123に接触させて、爪825とマウント24のボス部242との接触による振動を検知した振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えた時のX座標及びZ座標である軸心821-1,821-2,821-3のX軸方向の位置とZ軸方向の位置からマウント24のボス部242の軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置を算出する。なお、実施形態1において、算出部102は、マウント24の軸心の位置算出動作では、爪825でマウント24のボス部242の外周面の3点121,122,123に接触させたが、本発明では、爪825でマウント24のボス部242の外周面の少なくとも3点121,122,123に接触させればよい。
実施形態1において、次に、マウントの位置算出動作では、制御ユニット100の算出部102は、着脱位置の切削ユニット20のマウント24のボス部242の先端面247の位置算出動作を実施する。図15は、図1に示された加工装置のマウントの先端面の位置算出動作において、ブレードチャックの爪とボス部の先端面とを接触させた状態を示す斜視図である。図16は、図1に示された加工装置のマウントの位置算出動作により算出されたマウントの軸心の位置に基づいて着脱動作を行う際のブレードチャックの爪とボス部との位置関係を模式的に示す図である。
制御ユニット100の算出部102は、マウント24のボス部242の先端面247の位置算出動作では、移動ユニット84を制御して、ブレード着脱ユニット80のユニット本体81を移動させて、爪825の平坦面827が締結ナット27及び切削ブレード21が取り外された切削ユニット20のマウント24のボス部242の先端面247とY軸方向に並ぶ位置に前述したいずれか一方のブレードチャック82を位置付ける。算出部102は、前述したいずれか一方のブレードチャック82の爪825を互いに離した状態で、移動ユニット84を制御して、いずれか一方のブレードチャック82をY軸方向に沿って、締結ナット27及び切削ブレード21が取り外された切削ユニット20のマウント24のボス部242の先端面247に近付ける。
すると、図15に示すように、爪825の平坦面827が、ボス部242の先端面247と接触して、算出部102は、振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えたことを認識して、爪825の平坦面827がボス部242の先端面247と接触したことを認識し、移動ユニット84のブレード着脱ユニット80の移動を停止する。算出部102は、振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えた時間における各位置検出ユニットの検出結果に基づいて、爪825の平坦面827がボス部242の先端面247と接触した時の平坦面827のY軸方向の位置を算出して、記憶装置に新たな切削ユニット20のマウント24のボス部242の先端面247のY軸方向の位置として記憶する。
こうして、算出部102は、マウント24のボス部242の先端面247の位置算出動作では、爪825をマウント24のボス部242の先端面247の1点に接触させて、爪825とマウント24のボス部242の先端面247との接触による振動を検知した振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えた時のY座標である平坦面827のY軸方向の位置からマウント24のボス部242の先端面247のY軸方向の位置を算出する。なお、実施形態1において、算出部102は、マウント24のボス部242の先端面247の位置算出動作では、爪825をマウント24のボス部242の先端面の1点に接触させたが、本発明では、爪825をマウント24のボス部242の先端面247の少なくとも1点に接触させればよい。そして、制御ユニット100の着脱制御部103は、ブレード着脱ユニット80を制御して、算出した軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置、ボス部242の先端面247のY軸方向の位置に基づいて、図16に示すように、マウント24の軸心246にブレードチャック82の軸心821を合わせて、切削ブレード21の着脱を行う。なお、図16は、ボス部242の外周面を実線の円で模式的に示し、複数の爪825の内接円を二点鎖線の円で模式的に示している。
以上説明した実施形態1に係る加工装置1は、スピンドル23のマウント24が振動検知センサ28を有し、振動検知センサ28の出力信号と各位置検出ユニットの検出結果からブレードチャック82の爪825とマウント24とが接触した位置を把握する。その結果、実施形態1に係るブレード交換ユニット7は、切削ブレード21を取り付けるマウント24の位置を容易に求めることができる。
また、実施形態1に係る加工装置1は、ブレードチャック82の爪825を着脱位置の切削ユニット20のマウント24のボス部242の外周面の少なくとも3点121,122,123に接触させるので、着脱位置の切削ユニット20のマウント24のボス部242の軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置を容易に求めることができる。
また、実施形態1に係る加工装置1は、ブレードチャック82の爪825を着脱位置の切削ユニット20のマウント24のボス部242の先端面247の少なくとも1点に接触させるので、着脱位置の切削ユニット20のマウント24のボス部242の先端面247のY軸方向の位置を容易に求めることができる。
また、実施形態1に係る加工装置1は、スピンドル23のマウント24が有する振動検知センサ28の出力信号等からブレードチャック82の爪825とマウント24とが接触したことを認識するので、従来のように接触による導通で検知しないため爪825を導電性の素材で形成することなく、切削ブレード21を取り付けるマウント24の位置を容易に求めることができる。
〔変形例1〕
本発明の実施形態1の変形例1に係る加工装置を図面に基づいて説明する。図17は、実施形態1の変形例1に係る加工装置のマウントの位置算出動作のマウントの先端面の位置算出動作において、ブレードチャックの爪とマウントの受けフランジ部とを接触させた状態を示す側面図である。なお、図17は、実施形態1と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
実施形態1の変形例1に係る加工装置1は、マウント24の位置算出動作のマウント24のボス部242の先端面247の位置算出動作が、実施形態1と異なること以外、実施形態1と同じである。実施形態1の変形例1に係る加工装置1は、マウント24の位置算出動作のマウント24のボス部242の先端面247の位置算出動作では、図17に示すように、ブレードチャック82の爪825の平坦面827を着脱位置の切削ユニット20のマウント24の受けフランジ部243の外縁部244に接触させて、受けフランジ部243の外縁部244のY軸方向の位置を算出して、ボス部242の先端面247のY軸方向の位置を算出する。
実施形態1の変形例1に係る加工装置1は、実施形態1と同様に、スピンドル23のマウント24が振動検知センサ28を有し、振動検知センサ28の出力信号と各位置検出ユニットの検出結果からブレードチャック82の爪825とマウント24とが接触した位置を把握する。その結果、実施形態1の変形例1に係る加工装置1は、実施形態1と同様に、切削ブレード21を取り付けるマウント24の位置を容易に求めることができる。
〔変形例2〕
本発明の実施形態1の変形例2に係る加工装置を図面に基づいて説明する。図18は、実施形態1の変形例2に係る加工装置のブレード交換ユニットのブレード着脱ユニットのブレードチャックの構成例を示す斜視図である。なお、図18は、実施形態1と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
実施形態1の変形例2に係る加工装置1は、図18に示すように、ブレード交換ユニット7のブレード着脱ユニット80のブレードチャック82が振動検知センサ28を有すること以外、実施形態1と同じである。変形例2では、振動検知センサ28は、支持基台824の中心に埋設されている。
実施形態1の変形例2に係る加工装置1は、ブレード着脱ユニット80のブレードチャック82が振動検知センサ28を有し、振動検知センサ28の出力信号と各位置検出ユニットの検出結果からブレードチャック82の爪825とマウント24とが接触した位置を把握する。その結果、実施形態1の変形例2に係る加工装置1は、実施形態1と同様に、切削ブレード21を取り付けるマウント24の位置を容易に求めることができる。
また、本発明は、ナットホルダ83の爪835をマウント24に実施形態1、変形例1及び変形例2と同様に接触させて、マウント24の前述した位置を算出しても良い。なお、この場合、ナットホルダ83が振動検知センサ28を有するのが望ましい。
〔変形例3〕
本発明の実施形態1の変形例3に係る加工装置を図面に基づいて説明する。図19は、実施形態1の変形例3に係る加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、ブレードチャックの爪とマウントの受けフランジ部の外縁とを接触させた状態を模式的に示す図である。なお、図19は、実施形態1と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
実施形態1の変形例3に係る加工装置1は、マウント24の位置算出動作のマウント24の軸心246の位置算出動作では、移動ユニット84を制御して、図19に示すように、マウント24とブレードチャック82とをX軸方向及びZ軸方向に相対的に動かして、マウント24の受けフランジ部243の外縁とブレードチャック82の爪825とを3箇所以上で接触させ、接触による振動を検知した振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えた時の各位置検出ユニットが検出したX座標であるX軸方向の位置とZ座標であるZ軸方向の位置からマウント24の軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置を算出すること以外、実施形態1と同じである。
実施形態1の変形例3に係る加工装置1は、実施形態1と同様に、スピンドル23のマウント24が振動検知センサ28を有し、マウント24の受けフランジ部243にブレードチャック82の爪825を接触させて、振動検知センサ28の出力信号と各位置検出ユニットの検出結果から受けフランジ部243とブレードチャック82の爪825とが接触した位置を把握する。その結果、実施形態1の変形例3に係る加工装置1は、実施形態1と同様に、切削ブレード21を取り付けるマウント24のX軸方向及びZ軸方向の中心位置を検出することができる。
〔実施形態2〕
本発明の実施形態2に係る加工装置を図面に基づいて説明する。図20は、実施形態2に係る加工装置のマウントの位置算出動作において、ブレードチャックの爪で治具を保持した状態を示す斜視図である。図21は、実施形態2に係る加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、治具の開口内にボス部を挿入した状態を示す斜視図である。図22は、実施形態2に係る加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、治具の開口内にボス部を挿入した状態を示す他の斜視図である。図23は、実施形態2に係る加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、治具の開口とボス部の外周面とを第1の接触点で接触させた状態を模式的に示す図である。図24は、実施形態2に係る加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、治具の開口とボス部の外周面とを第2の接触点で接触させた状態を模式的に示す図である。図25は、実施形態2に係る加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、治具の開口とボス部の外周面とを第3の接触点で接触させた状態を模式的に示す図である。図26は、実施形態2に係る加工装置のマウントの先端面の位置算出動作において、治具とボス部の先端面とを接触させた状態を示す斜視図である。なお、図20から図26は、実施形態1と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
実施形態2に係る加工装置1は、マウント24の位置算出動作において、図20に示すように、ブレードチャック82の爪825が治具300を保持して、治具300をボス部242の外周面及び先端面247に接触させること以外、実施形態1と同じである。
実施形態2に係る加工装置1は、マウント24の位置算出動作において、図20に示すように、切削ユニット20から取り外された切削ブレード21を把持していない方のブレードチャック82に治具300を保持させる。なお、治具300は、ボス部242よりも大きな開口301を中央に有する円環状に形成されている。実施形態2では、開口301の内径は、ボス部242の外径よりも大きい。
実施形態2において、制御ユニット100の算出部102は、着脱位置の切削ユニット20のマウント24の軸心246の位置算出動作では、移動ユニット84を制御して、マウント24とブレードチャック82に保持された治具300とをX軸方向及びZ軸方向に相対的に動かして3箇所以上で接触させ、接触による振動を検知した振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えた時の各位置検出ユニットが検出したX座標であるX軸方向の位置とZ座標であるZ軸方向の位置からマウント24の軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置を算出する。
また、算出部102は、移動ユニット84を制御して、ブレードチャック82の爪825に保持された治具300をマウント24のボス部242の先端面247の少なくとも1点に接触させて、振動検知センサ28が接触による振動を検知した振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えた時の各位置検出ユニットが検出したY座標であるY軸方向の位置からマウント24のボス部242の先端面247のY軸方向の位置を算出する。
実施形態2において、制御ユニット100の算出部102は、着脱位置の切削ユニット20のマウント24の軸心246の位置算出動作では、移動ユニット84を制御して、ブレード着脱ユニット80のユニット本体81を移動させて、治具300を保持したブレードチャック82を、締結ナット27及び切削ブレード21が取り外された切削ユニット20のマウント24のボス部242とY軸方向に並ぶ位置に位置付ける。このとき、算出部102は、記憶装置に記憶した着脱位置の軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置に基づいて、切削ユニット20とブレードチャック82とを同軸となる位置に位置付ける。算出部102は、移動ユニット84を制御して、治具300を把持したブレードチャック82をY軸方向に沿って切削ユニット20に近付けて、図21に示すように、治具300の開口301内にボス部242を挿入して、マウント24と治具300とが間隔をあけて非接触の位置でブレードチャック82を停止させる。
算出部102は、移動ユニット84を制御して、図22に示すように、実施形態1と同様に、治具300を把持したブレードチャック82を軸心821に対して直交する第1の方向111、第2の方向112及び第3の方向113に順に移動させる。
算出部102は、移動ユニット84を制御して、ブレードチャック82を第1の方向111に移動させると、図23に示すように、治具300の開口301が、ボス部242の外周面と第1の接触点121で接触して、実施形態1と同様に、治具300の開口301がボス部242の外周面と第1の接触点121で接触した時の軸心821-1のX軸方向の位置とZ軸方向の位置とを算出して記憶装置に一旦記憶する。なお、図23、図24、図25は、ボス部242の外周面を実線の円で模式的に示し、治具300の外形を二点鎖線の円で模式的に示している。
算出部102は、移動ユニット84を制御して、治具300を把持したブレードチャック82を第2の方向112に移動させると、図24に示すように、治具300の開口301が、ボス部242の外周面と第2の接触点122で接触して、実施形態1と同様に、治具300の開口301がボス部242の外周面と第2の接触点122で接触した時の軸心821-2のX軸方向の位置とZ軸方向の位置とを算出して記憶装置に一旦記憶する。
算出部102は、移動ユニット84を制御して、治具300を把持したブレードチャック82を第3の方向113に移動させると、図25に示すように、治具300の開口301が、ボス部242の外周面と第3の接触点123で接触して、実施形態1と同様に、治具300の開口301がボス部242の外周面と第3の接触点123で接触した時の軸心821-3のX軸方向の位置とZ軸方向の位置とを算出して記憶装置に一旦記憶する。
算出部102は、実施形態1と同様に、軸心821-1,821-2,821-3の中心のX軸方向の位置とZ軸方向の位置を、切削ユニット20のマウント24のボス部242の軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置として算出して、記憶装置に新たな切削ユニット20のマウント24のボス部242の軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置として記憶する。こうして、算出部102は、図23、図24、図25に示すようにマウント24の軸心246の位置算出動作では、治具300でマウント24のボス部242の外周面の3点121,122,123に接触させて、治具300とマウント24のボス部242との接触による振動を検知した振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えた時のX座標及びZ座標である軸心821-1,821-2,821-3のX軸方向の位置とZ軸方向の位置からマウント24のボス部242の軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置を算出する。なお、実施形態2において、算出部102は、マウント24の軸心246の位置算出動作では、治具300でマウント24のボス部242の外周面の3点121,122,123に接触させたが、本発明では、治具300でマウント24のボス部242の外周面の少なくとも3点に接触させればよい。
実施形態2において、制御ユニット100の算出部102は、着脱位置の切削ユニット20のマウント24のボス部242の先端面247の位置算出動作では、移動ユニット84を制御して、ブレード着脱ユニット80のユニット本体81を移動させて、治具300が締結ナット27及び切削ブレード21が取り外された切削ユニット20のマウント24のボス部242の先端面247とY軸方向に並ぶ位置に治具300を把持したブレードチャック82を位置付ける。
算出部102は、移動ユニット84を制御して、治具300を把持したブレードチャック82をY軸方向に沿って、締結ナット27及び切削ブレード21が取り外された切削ユニット20のマウント24のボス部242の先端面247に近付ける。
すると、図26に示すように、治具300が、ボス部242の先端面247と接触して、算出部102は、実施形態1と同様に、新たな切削ユニット20のマウント24のボス部242の先端面247のY軸方向の位置を算出して、記憶装置に記憶する。こうして、算出部102は、マウント24のボス部242の先端面247の位置算出動作では、治具300をマウント24のボス部242の先端面247の1点に接触させて、治具300とマウント24のボス部242との接触による振動を検知した振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えた時のY座標であるY軸方向の位置からマウント24のボス部242の先端面247のY軸方向の位置を算出する。
なお、実施形態2において、算出部102は、マウント24のボス部242の先端面247の位置算出動作では、治具300をマウント24のボス部242の先端面の1点に接触させたが、本発明では、治具300をマウント24のボス部242の先端面247の少なくとも1点に接触させればよい。そして、制御ユニット100の着脱制御部103は、ブレード着脱ユニット80を制御して、算出した軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置、ボス部242の先端面247のY軸方向の位置に基づいて、マウント24の軸心246にブレードチャック82の軸心821を合わせて、切削ブレード21の着脱を行う。
実施形態2に係る加工装置1は、実施形態1と同様に、スピンドル23のマウント24が振動検知センサ28を有し、振動検知センサ28の出力信号と各位置検出ユニットの検出結果からブレードチャック82の爪825で保持した治具300とマウント24とが接触した位置を把握する。その結果、実施形態2に係る加工装置1は、切削ブレード21を取り付けるマウント24の位置を容易に求めることができる。
〔変形例1〕
本発明の実施形態2の変形例1に係る加工装置を図面に基づいて説明する。図27は、実施形態2の変形例1に係る加工装置のマウントの先端面の位置算出動作において、ブレードチャックで把持した治具とマウントの受けフランジ部とを接触させた状態を示す側面図である。なお、図27は、実施形態2と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
実施形態2の変形例1に係る加工装置1は、マウント24の位置算出動作のマウント24のボス部242の先端面247の位置算出動作が、実施形態2と異なること以外、実施形態2と同じである。実施形態2の変形例1に係る加工装置1は、マウント24の位置算出動作のマウント24のボス部242の先端面247の位置算出動作では、制御ユニット100が、図27に示すように、ブレードチャック82の爪825に保持された治具300を着脱位置の切削ユニット20のマウント24の受けフランジ部243の外縁部244の少なくとも一点に接触させて、受けフランジ部243の外縁部244のY軸方向の位置を算出して、ボス部242の先端面247のY軸方向の位置を算出する。
実施形態2の変形例1に係る加工装置1は、実施形態2と同様に、スピンドル23のマウント24が振動検知センサ28を有し、振動検知センサ28の出力信号と各位置検出ユニットの検出結果からブレードチャック82の爪825で保持した治具300とマウント24とが接触した位置を把握する。その結果、実施形態2の変形例1に係るブレード交換ユニット7は、実施形態1と同様に、切削ブレード21を取り付けるマウント24の位置を容易に求めることができる。
〔変形例2〕
本発明の実施形態2の変形例2に係る加工装置1を図面に基づいて説明する。図28は、実施形態2の変形例2に係る切削装置のマウントの側面図である。図29は、実施形態2の変形例2に係る切削装置の切削ブレードの側面図である。図30は、実施形態2の変形例2に係る切削装置のマウントのボス部を切削ブレードの挿入口内に挿入した状態を示す側面図である。なお、図28、図29及び図30は、実施形態2と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
実施形態2の変形例2に係る加工装置1は、治具300である切削ブレード21をブレードチャック82で把持して、マウント24の位置検出動作を実施することと、図28に示すように、マウント24のボス部242の雄ネジ245の外径245-1がボス部242の一端部の外径242-1よりも小さく形成されていることが異なること以外、実施形態2と同じである。
なお、実施形態2の変形例2では、図29に示す切削ブレード21の挿入口211の内径は、マウント24のボス部242の一端部の外径242-1と略等しく、ボス部242の雄ネジ245の外径245-1よりも大きい。実施形態2の変形例2では、マウント24の位置検出動作のマウント24のボス部242の軸心246の位置検出動作において、図30に示すように、切削ブレード21の挿入口211内に、挿入口211の内周面に接触しないようにマウント24のボス部242の雄ネジ245を挿入した後、実施形態2と同様に、切削ブレード21を第1の方向111と第2の方向112と第3の方向113に順に移動させて、ボス部242の軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置を算出する。
また、実施形態2の変形例2では、マウント24の位置検出動作のマウント24のボス部242の先端面247の位置検出動作において、切削ブレード21の円形基台212等をボス部242の先端面247又は受けフランジ部243の外縁部244に接触させて、ボス部242の先端面247のX、Z、Y軸方向の位置を算出する。
実施形態2の変形例2に係る加工装置1は、実施形態2と同様に、スピンドル23のマウント24が振動検知センサ28を有し、振動検知センサ28の出力信号と各位置検出ユニットの検出結果からブレードチャック82の爪825で保持した切削ブレード21とマウント24とが接触した位置を把握する。その結果、実施形態2の変形例2に係る加工装置1は、実施形態1と同様に、切削ブレード21を取り付けるマウント24の位置を容易に求めることができる。
また、実施形態2の変形例2に係る加工装置1は、爪825で把持した切削ブレード21をマウント24に接触させてマウント24の位置を求めるので、専用の治具300を用いることなく、マウント24の位置を求めることができ、切削ブレード21の着脱動作中でもマウント24の位置を求めることができる。
また、実施形態2の変形例2に係る加工装置1は、爪825で把持した切削加工に用いられる切削ブレード21をマウント24に接触させてマウント24の位置を求めるので、より精度が高くマウント24の位置を求めることができる。
〔変形例3〕
本発明の実施形態2の変形例3に係る加工装置を図面に基づいて説明する。図31は、実施形態2の変形例3に係る加工装置のマウントの軸心の位置算出動作において、治具とマウントの受けフランジ部の外縁とを接触させた状態を模式的に示す図である。なお、図31は、実施形態2と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
実施形態2の変形例3に係る加工装置1は、マウント24の位置算出動作のマウント24の軸心246の位置算出動作では、移動ユニット84を制御して、図31に示すように、マウント24とブレードチャック82とをX軸方向及びZ軸方向に相対的に動かして、マウント24の受けフランジ部243の外縁と治具300とを3箇所以上で接触させ、接触による振動を検知した振動検知センサ28が出力した出力信号が閾値400を超えた時の各位置検出ユニットが検出したX座標であるX軸方向の位置とZ座標であるZ軸方向の位置からマウント24の軸心246のX軸方向の位置とZ軸方向の位置を算出すること以外、実施形態2と同じである。
実施形態2の変形例3に係る加工装置1は、実施形態2と同様に、スピンドル23のマウント24が振動検知センサ28を有し、マウント24の受けフランジ部243に治具300を接触させて、振動検知センサ28の出力信号と各位置検出ユニットの検出結果から受けフランジ部243と治具300とが接触した位置を把握する。その結果、実施形態2の変形例3に係る加工装置1は、実施形態1と同様に、切削ブレード21を取り付けるマウント24のX軸方向及びZ軸方向の中心位置を検出することができる。
また、本発明は、実施形態2において、実施形態1と同様に、ブレードチャック82が振動検知センサ28を備えても良い。
〔変形例〕
本発明の実施形態1及び実施形態2の変形例に係る加工装置を図面に基づいて説明する。図32は、実施形態1及び実施形態2の変形例に係る加工装置のブレード交換ユニットのブレード着脱ユニットのブレードチャックの構成例を示す斜視図である。なお、図32は、実施形態1及び実施形態2と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
変形例に係る加工装置1は、ブレードチャック82の構成が異なること以外、実施形態1及び実施形態2と同じである。変形例に係る加工装置1のブレード交換ユニット7のブレード着脱ユニット80のブレードチャック82は、図32に示すように、支持基台824のブレード保持部74及び切削ユニット20のマウント24に対向する先端面830に吸引源に連結された吸引溝828を設け、切削ユニット20に切削ブレード21を着脱する際にボス部242が侵入する侵入用穴829を設けている。吸引溝828及び侵入用穴829は、先端面830から凹に形成されている。
変形例では、吸引溝828は、円環状に形成され、支持基台824の先端面830と同軸となる位置に二つ設けられている。吸引溝828は、吸引源から作用する負圧により先端面830に切削ブレード21を吸引保持する。侵入用穴829は、先端面830の中心に設けられている。
変形例に係る加工装置1は、スピンドル23のマウント24又はブレードチャック82が振動検知センサ28を有し、振動検知センサ28の出力信号と各位置検出ユニットの検出結果からブレードチャック82、治具300又は切削ブレード21とマウント24とが接触した位置を把握する。その結果、変形例に係る加工装置1は、実施形態1及び実施形態2と同様に、切削ブレード21を取り付けるマウント24の位置を容易に求めることができる。
〔実施形態3〕
本発明の実施形態3に係る加工装置を図面に基づいて説明する。図33は、実施形態3に係る加工装置のブレード交換ユニットのブレード着脱ユニットの構成例を示す斜視図である。図34は、図33に示されたブレード着脱ユニットのブレード保持ユニットを示す斜視図である。図35は、図34に示されたブレード保持ユニットの正面図である。なお、図33、図34及び図35は、実施形態1及び実施形態2と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
実施形態3に係る加工装置1は、図33に示すブレード着脱ユニット80-3の構成が実施形態1及び実施形態2と異なること以外、実施形態1及び実施形態2と同じである。なお、実施形態3では、加工装置1は、図33に示すブレード着脱ユニット80を一つのみ備えている。
実施形態3に係る加工装置1のブレード着脱ユニット80-3は、図33に示すように、ユニット本体81-3と、ユニット本体81-3を移動自在に支持する移動部である移動ユニット84-3と、ブレード保持ユニット85と、ナット保持ユニット86とを備える。ユニット本体81-3は、長手方向が水平方向と平行な直方体状に形成され、長手方向の一端部にブレード保持ユニット85を支持し、他端部にナット保持ユニット86を支持している。
移動ユニット84-3は、ユニット本体81即ちブレード保持ユニット85のブレードチャック82及びナット保持ユニット86のナットホルダ83-3を、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に沿って移動させるものである。また、移動ユニット84-3は、ブレード保持ユニット85のブレードチャック82-3をブレードストッカ70の受け渡し位置744にあるブレード保持部74に切削ブレード21を着脱可能とする位置と、着脱位置の切削ユニット20のマウント24のボス部242に切削ブレード21を着脱可能とする位置とに亘って移動させる。また、移動ユニット84-3は、ナット保持ユニット86のナットホルダ83を着脱位置の切削ユニット20のマウント24のボス部242に締結ナット27を着脱可能とする位置まで移動させる。
実施形態3では、移動ユニット84-3は、装置本体2等に固定されたベース部41と、昇降部材42と、第1回転アーム43と、第2回転アーム44と、昇降機構45と、第1回転機構46と、第2回転機構47と、第3回転機構48とを備える。ベース部41は、Z軸方向と平行な直線状に形成され、実施形態1では、装置本体2の上面から上方に延びている。昇降部材42は、ベース部41にZ軸方向に移動自在に設けられている。
第1回転アーム43及び第2回転アーム44は、直線状に延在している。第1回転アーム43は、一端部がZ軸方向と平行な第1回転軸491回りに昇降部材42に回転自在に支持されている。第1回転アーム43の他端部と第2回転アーム44の一端部とは、Z軸方向と平行な第2回転軸492回りに互いに回転自在に支持されている。第2回転アーム44は、他端部がZ軸方向と平行な第3回転軸493回りにユニット本体81-3の中央部を回転自在に支持している。
昇降機構45は、ベース部41に対して昇降部材42をZ軸方向に移動させる。第1回転機構46は、昇降部材42に対して第1回転アーム43の一端部を第1回転軸491回りに回転させる。第2回転機構47は、第1回転アーム43の他端部と第2回転アーム44の一端部とを互いに第2回転軸492回りに回転させる。第3回転機構48は、第2回転アーム44の他端部に対してユニット本体81-3を第3回転軸493回りに回転させる。
ブレード保持ユニット85は、図34及び図35に示すユニット本体81-3の長手方向の一端部に支持された回転軸51と、支持部材52と、回転軸51の大部分及び支持部材52を覆う円筒状のカバー部材53(図33に示す)と、切削ブレード21を保持する保持部である複数のブレードチャック82-3とを備える。回転軸51は、軸心511が水平方向と平行な円柱状に形成され、モータにより軸心511回りに回転される。
支持部材52は、回転軸51を通す通し孔521が中央に設けられ、中央から外周方向に延びた複数の外周延在部522が設けられている。通し孔521の内径は、回転軸51の外径よりも大きい。実施形態3では、外周延在部522は、四つ設けられているが、本発明では、少なくとも2つ設けられていれば良い。複数の外周延在部522は、支持部材52の周方向に間隔をあけて配置され、実施形態1では、支持部材52の周方向に等間隔に配置されている。
また、支持部材52は、通し孔521に回転軸51を通した状態で連結部54により回転軸51に連結される。連結部54は、各外周延在部522に設けられた延在固定部541と、回転軸51の外周面に設けられた軸固定部542と、各延在固定部541に対応して設けられた弾性体対543とを備えている。延在固定部541は、各外周延在部522の両表面それぞれの幅方向及び長手方向の中央から凸に設けられている。即ち、延在固定部541は、各外周延在部522に二つ設けられ、実施形態3では、合計8つ設けられている。
軸固定部542は、回転軸51の外周面より凸に設けられ、延在固定部541と同数即ち複数設けられている。即ち、実施形態3では、軸固定部542は、合計8つ設けられている。複数の軸固定部542のうち半数の軸固定部542即ち4つの軸固定部542が回転軸51の外周面に周方向に等間隔に配置されている。回転軸51の外周面に周方向に等間隔に配置された半数即ち実施形態3では4つの軸固定部542同士は、回転軸51の軸心511方向に間隔をあけて配置されている。回転軸51の外周面に周方向に等間隔に配置された半数即ち実施形態1では4つの軸固定部542同士は、回転軸51が通し孔521に通されると、軸心511方向に支持部材52を挟む位置に配置される。
弾性体対543は、延在固定部541及び軸固定部542と同数、即ち、実施形態1では、8つ設けられている。各弾性体対543は、弾性体であるコイルばね544を一対備えて構成されている。なお、実施形態3では、弾性体としてコイルばね544を用いているが、本発明では、弾性体は、コイルばね544に限定されない。各弾性体対543の一対のコイルばね544は、一端が対応する延在固定部541に取り付けられ、他端が通し孔521に回転軸51が通された状態で複数の軸固定部542のうち一端が取り付けられた延在固定部541に最も隣接しかつ周方向に互いに隣り合う2つの軸固定部542に取り付けられている。このため、各延在固定部541には、2つのコイルばね544の一端が取り付けられ、各軸固定部542には、2つのコイルばね544の他端が取り付けられている。
また、各コイルばね544は、取り付けられた延在固定部541と軸固定部542とを互いに近づく方向に付勢している。実施形態3では、複数のコイルばね544の付勢力は、互いに等しい。このように、外周延在部522が周方向に等間隔に設けられ、延在固定部541が外周延在部522の両表面に設けられ、半数の軸固定部542同士が軸心511方向に間隔をあけかつ各半数の軸固定部542が周方向に等間隔に設けられているとともに、各弾性体対543の一対のコイルばね544の一端が対応する延在固定部541に取り付けられ、他端が取り付けられた延在固定部541に最も隣接しかつ周方向に互いに隣り合う2つの軸固定部542に取り付けられていることにより、連結部54は、コイルばね544の付勢力により、回転軸51と通し孔521とが同軸となりかつ軸心511に対して外周延在部522の延在方向が直交するように、回転軸51と支持部材52とを付勢する。連結部54は、回転軸51と支持部材52との相対的な位置を回転軸51と通し孔521とが同軸となりかつ軸心511に対して外周延在部522の延在方向が直交する位置に維持する。
複数のブレードチャック82-3は、各外周延在部522の先端に取り付けられている。実施形態3に係るブレード着脱ユニット80-3では、ブレードチャック82-3は、四つ設けられている。各ブレードチャック82-3は、各外周延在部522の先端に取り付けられた支持基台824と、実施形態1及び実施形態2の変形例と同様に、支持基台824のブレード保持部74及び切削ユニット20のマウント24に対向する先端面830に吸引源に連結された吸引溝828を設け、切削ユニット20に切削ブレード21を着脱する際にボス部242が侵入する侵入用穴829を設けている。ブレードチャック82は、吸引溝828内に吸引源から作用する負圧により先端面830に切削ブレード21又は治具300を吸引保持する。実施形態3では、各ブレードチャック82-3は、切削ブレード21又は治具300を吸引保持するが、本発明では、各ブレードチャック82-2に対する切削ブレード21又は治具300の固定方法はこれに限定されない。
実施形態3では、回転軸51を中心した周方向に互いに隣り合うブレードチャック82-3の先端面830は、互いに直交し、回転軸51を挟んで互いに対向するブレードチャック82-3の先端面830は、互いに平行である。また、複数のブレードチャック82-3は、連結部54により支持部材52と回転軸51とが連結されているので、コイルばね544を有した連結部54を介して先端面830が揺動自在に回転軸51に連結されている。
ブレード保持ユニット85は、連結部54により支持部材52と回転軸51とが連結された状態で、各ブレードチャック82-3の軸心821と回転軸51の軸心511とを結ぶ線のうち互いに隣り合うもの同士のなす角度が同じ角度であり、実施形態では、90度である。このために、連結部54により支持部材52と回転軸51とが連結された状態で、複数のブレードチャック82-3は、回転軸51の軸心511回りに互いに90度離れた位置に配設されている。
ナット保持ユニット86は、ユニット本体81-3の長手方向の他端部に支持され、ナットホルダ83-3を2つ備える。変形例2では、ナット保持ユニット86は、軸心831が同一線上に位置して水平方向と平行であるとともに、爪835が互いに逆向きとなる位置に2つのナットホルダ83-3の支持基台834を設けている。
実施形態3に係る前述した構成のブレード交換ユニット7は、各切削ユニット20の切削ブレード21を交換する際には、移動ユニット84-3が、ユニット本体81-3に支持されたブレード保持ユニット85のブレードチャック82-3をブレードストッカ70の受け渡し位置744にあるブレード保持部74及び着脱位置の切削ユニット20のマウント24のボス部242に対向させ、ユニット本体81-3に支持されたナット保持ユニット86のナットホルダ83-3を着脱位置の切削ユニット20のマウント24のボス部242に対向させる。
また、実施形態3に係る前述した構成のブレード交換ユニット7は、各切削ユニット20のマウント24の前述した各位置を算出する際には、ブレード保持ユニット85の何れかのブレードチャック82-3が切削ブレード21又は治具300を吸引保持し、移動ユニット84-3が、ユニット本体81-3に支持されたブレード保持ユニット85の何れかのブレードチャック82-3を実施形態2と同様に移動させる。
実施形態3に係る加工装置1は、スピンドル23のマウント24が振動検知センサ28を有し、振動検知センサ28の出力信号と各位置検出ユニットの検出結果から切削ブレード21又は治具300とマウント24とが接触した位置を把握する。その結果、実施形態3に係る加工装置1は、実施形態1と同様に、切削ブレード21を取り付けるマウント24の位置を容易に求めることができる。
また、本発明は、実施形態3において、実施形態1と同様に、ブレードチャック82が振動検知センサ28を備えても良い。
〔変形例〕
本発明の実施形態1、実施形態2及び実施形態3の変形例に係る加工装置を図面に基づいて説明する。図36は、実施形態1、実施形態2及び実施形態3の変形例に係る加工装置の振動検知センサの検知した加速度を示す図である。なお、図36は、実施形態1、実施形態2及び実施形態3と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
実施形態1、実施形態2及び実施形態3の変形例に係る加工装置1は、振動を検知する振動検知センサ28が図36に示す加速度を検出する加速度センサであること以外、実施形態1、実施形態2及び実施形態3と同じである。実施形態1、実施形態2及び実施形態3の変形例に係る加工装置1の振動検知センサ28は、マウント24又はブレードチャック82-1,82-3が有する。実施形態1、実施形態2及び実施形態3の変形例に係る加工装置1の振動検知センサ28は、切削ユニット20のスピンドル23及びマウント24を伝搬する振動の加速度を検知し、検知した加速度を示す信号を制御ユニット100に出力する。また、図36中の横軸は、マウント24の軸心246の位置算出動作を開始後の経過時間を示し、図36中の縦軸は、振動検知センサ28が出力した信号が示す加速度を示す。
実施形態1、実施形態2及び実施形態3の変形例に係る加工装置1は、振動検知センサ28が着脱位置の切削ユニット20のマウント24にブレードチャック82の爪825、治具300又は切削ブレード21が接触した際に生じる振動の加速度を検知し、振動検知センサ28が出力した信号が示す加速度が閾値400-1(図36に示す)を超えることで、実施形態1等と同様に、着脱位置の切削ユニット20のマウント24の軸心246のX軸方向の位置及びZ軸方向の位置、マウント24のボス部242の先端面247のY軸方向の位置を検出可能とする。なお、閾値400-1は、マウント24にブレードチャック82の爪825、治具300又は切削ブレード21が接触した際に生じる振動の加速度を振動検知センサ28が検知した際の信号が示す加速度よりも低い値である。
変形例に係る加工装置1は、スピンドル23のマウント24が振動検知センサ28を有し、振動検知センサ28の出力信号と各位置検出ユニットの検出結果からブレードチャック82の爪825、治具300又は切削ブレード21とマウント24とが接触した位置を把握する。その結果、変形例に係る加工装置1は、実施形態1と同様に、切削ブレード21を取り付けるマウント24の位置を容易に求めることができる。また、変形例に係る加工装置1は、ブレードチャック82,82-1,82-3が振動検知センサ28を備えても良い。
なお、本発明は、上記実施形態及び変形例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。前述した各実施形態では、マウント24のボス部242の先端面247のY軸方向の位置を検出したが、本発明では、マウント24のボス部242の先端面247のY軸方向の位置を検出しなくても良い。
1 加工装置
7 ブレード交換ユニット
10 保持テーブル
20 切削ユニット
21 切削ブレード
23 スピンドル
24 マウント
28 振動検知センサ
82,82-1,82-3 ブレードチャック(保持部)
84,84-3 移動ユニット(移動部)
100 制御ユニット(制御部)
102 算出部
103 着脱制御部
200 被加工物
242 ボス部
243 受けフランジ部
244 外縁部(先端)
246 軸心(中心)
247 先端面(先端)
300 治具
301 開口
821 軸心(中心)

Claims (6)

  1. 加工装置であって、
    加工装置は、
    被加工物を保持しスピンドルに対して相対的にX軸方向に加工送りされる保持テーブルと、
    該スピンドルと、該スピンドルの先端に固定されたマウントと、を含む切削ユニットと、
    該X軸方向と直交するY軸方向に延在する該マウントのボス部に切削ブレードを着脱するブレード交換ユニットと、
    各機構を制御する制御部と、を備え、
    該マウントは、該ボス部の軸方向後端から径方向に突出して該切削ブレードを支持する受けフランジ部と、を更に有し、
    該ブレード交換ユニットは、
    該切削ブレードを保持する保持部と、
    該保持部を移動させる移動部と、を備え、
    該切削ユニットまたは該ブレード交換ユニットの少なくとも一方は、振動を検知する振動検知センサを有し、
    該制御部は、
    該ボス部または該受けフランジ部と、該保持部と、をX軸方向及びX軸方向とY軸方向とに直交するZ軸方向に相対的に動かして3箇所以上で接触させ、接触による振動を該振動検知センサが検知したX座標及びZ座標から該マウントの中心を算出する算出部と、
    該算出部が算出した該マウントの中心に該保持部の中心を合わせて該切削ブレードの着脱を行う着脱制御部と、
    を備えることを特徴とする加工装置。
  2. 加工装置であって、
    加工装置は、
    被加工物を保持しスピンドルに対して相対的にX軸方向に加工送りされる保持テーブルと、
    該スピンドルと、該スピンドルの先端に固定されたマウントと、を含む切削ユニットと、
    該X軸方向と直交するY軸方向に延在する該マウントのボス部に切削ブレードを着脱するブレード交換ユニットと、
    各機構を制御する制御部と、を備え、
    該マウントは、該ボス部の軸方向後端から径方向に突出して該切削ブレードを支持する受けフランジ部と、を更に有し、
    該ブレード交換ユニットは、
    該ボス部よりも大きい開口を有する治具を保持する保持部と、
    該保持部を移動させる移動部と、を備え、
    該切削ユニットまたは該ブレード交換ユニットの少なくとも一方は、振動を検知する振動検知センサを有し、
    該制御部は、
    該ボス部または該受けフランジ部と、該治具と、をX軸方向及びX軸方向とY軸方向とに直交するZ軸方向に相対的に動かして3箇所以上で接触させ、接触による振動を該振動検知センサが検知したX座標及びZ座標から該マウントの中心を算出する算出部と、
    該算出部が算出した該マウントの中心に該保持部の中心を合わせて該切削ブレードの着脱を行う着脱制御部と、
    を備えることを特徴とする加工装置。
  3. 該治具は、該切削ブレードであることを特徴とする、
    請求項2に記載の加工装置。
  4. 該振動検知センサは、AEセンサまたは加速度センサのいずれかであることを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の加工装置。
  5. 該制御部は、
    該スピンドルの軸心方向をY軸方向としたとき、
    該保持部を該ボス部又は該受けフランジ部の先端に接触させ、
    前記算出部は、
    接触による振動を該振動検知センサが検知したY座標から該ボス部の該Y軸方向の座標を算出し、
    該着脱制御部は、
    該算出部が算出した該ボス部の該Y軸方向の座標に合わせて該切削ブレードの着脱を行うことを特徴とする請求項1に記載の加工装置。
  6. 該制御部は、
    該スピンドルの軸心方向をY軸方向としたとき、
    該治具を該ボス部又は該受けフランジ部の先端に接触させ、
    前記算出部は、
    接触による振動を該振動検知センサが検知したY座標から該ボス部の該Y軸方向の座標を算出し、
    該着脱制御部は、
    該算出部が算出した該ボス部の該Y軸方向の座標に合わせて該切削ブレードの着脱を行うことを特徴とする請求項2に記載の加工装置。
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