JP7486893B2 - ブレード交換装置及びブレード交換装置の調整方法 - Google Patents

ブレード交換装置及びブレード交換装置の調整方法 Download PDF

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Description

本発明は、切削装置に装着された切削ブレードを交換するブレード交換装置、及び、該ブレード交換装置の調整方法に関する。
デバイスチップの製造工程では、互いに交差する複数の分割予定ライン(ストリート)によって区画された複数の領域にそれぞれ、IC(Integrated Circuit)、LSI(Large Scale Integration)等のデバイスが形成されたウェーハが用いられる。このウェーハを分割予定ラインに沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが得られる。デバイスチップは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に搭載される。
上記のウェーハに代表される被加工物の分割には、切削装置が用いられる。切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、被加工物に切削加工を施す切削ユニットとを備える。切削ユニットは、ウェーハを切削する環状の切削ブレードが固定されるスピンドルを備えており、切削ブレードはナットによってスピンドルの先端部に固定される。切削ユニットに装着された切削ブレードを回転させて被加工物に切り込ませることにより、被加工物が切削され、分割される。
切削ブレードは、被加工物の切削によって摩耗するため、定期的に交換される。切削ブレードを交換する際は、まず、切削ブレードを固定しているナットを緩めて取り外し、使用済みの切削ブレードを取り外す。その後、交換用の切削ブレードをスピンドルの先端部に装着し、ナットで交換用の切削ブレードを固定する。この切削ブレードの交換作業は、手動で行うと手間がかかり、また、作業中に切削ブレードやナットが誤って落下する恐れがある。そこで、切削ブレードの交換を自動で行う試みがなされている。
特許文献1には、切削ブレードの交換を自動で行うブレード交換装置が開示されている。このブレード交換装置は、切削ブレードの着脱を行う機構(ブレード着脱手段)と、切削ブレードをスピンドルに固定するためのナットの着脱を行う機構(ナット着脱手段)とを備えている。また、特許文献2には、ブレード交換装置とスピンドルとの位置合わせを行うための位置調整治具が開示されている。
特開平6-326186号公報 特開2016-144838号公報
ブレード交換装置は、スピンドルの先端部に固定された使用済みの切削ブレードや、所定のブレード保管部に保管されている交換用の切削ブレード(未使用の切削ブレード)を保持するブレード保持部を備える。例えばブレード保持部は、複数の把持部材(把持爪)で切削ブレードを挟み込むことにより、切削ブレードを保持する。
切削ブレードの交換を実施する際は、まず、ブレード保管部に保管されている交換用の切削ブレードがブレード保持部によって保持される。このとき、ブレード保持部とブレード保管部との位置合わせが正確に行われないと、ブレード保持部によって交換用の切削ブレードが適切に保持されにくくなる。
また、複数の把持部材で切削ブレードを把持するブレード保持部に代えて、切削ブレードを吸引保持する機構を備えるブレード保持部が用いられることがある。このブレード保持部は切削ブレードの任意の位置を吸引できるため、ブレード保持部とブレード保管部との位置合わせに多少の誤差があっても、交換用の切削ブレードを吸引保持できる。一方で、ブレード保持部によって交換用の切削ブレードが吸引保持された状態において、交換用の切削ブレードとブレード保持部との位置関係にばらつきが生じやすい。
ブレード保持部に対する交換用の切削ブレードの位置にばらつきがあると、交換用の切削ブレードをスピンドルに装着する際に、交換用の切削ブレードとスピンドルとの位置関係にもばらつきが生じる。その結果、交換用の切削ブレードをスピンドルに近づけた際、切削ブレードがスピンドルに不適切に接触して、切削ブレードやスピンドルが傷ついたり、切削ブレードの破片がスピンドルに付着したりして、切削ブレードの交換作業が阻害されることがある。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、切削ブレードを適切に保持可能なブレード交換装置、及び、該ブレード交換装置の調整方法の提供を目的とする。
本発明の一態様によれば、切削装置に備えられたスピンドルの先端部に固定され被加工物を切削する切削ブレードを交換するブレード交換装置の調整方法であって、該ブレード交換装置は、透明な支持部材の表面側で該切削ブレードを保管する移動可能な保管部を有するブレード保管部と、該切削ブレードを保持する保持部と、該保持部を該保管部と該スピンドルとの間で移動させる移動機構と、を有し、該切削ブレードを搬送する搬送ユニットと、該支持部材の裏面側に設けられ、該支持部材を介して該支持部材の表面側に位置付けられた該保持部を撮影するカメラと、該ブレード保管部と該搬送ユニットとの動作を制御する動作制御部と、該ブレード保管部に該切削ブレードを着脱する際の該保管部及び該保持部の位置が登録される位置登録部と、を有する制御ユニットと、を備え、該保管部は、該カメラで撮影可能な第1の目印部を備え、該保持部は、該カメラで撮影可能な第2の目印部を備え、該カメラで該第1の目印部を撮影するとともに該支持部材を介して該第2の目印部を撮影することにより、該第1の目印部及び該第2の目印部を含む画像を取得し、該画像に基づいて該第1の目印部と該第2の目印部とが所定の位置関係で配置された際の該保管部及び該保持部の位置を、指定位置として該位置登録部に登録する登録ステップと、該保管部と該保持部とを該位置登録部に登録された該指定位置に配置されるように該ブレード保管部及び該移動機構によって移動させ、該第1の目印部と該第2の目印部とが該所定の位置関係で配置されているか否かを判定する判定ステップと、該判定ステップで該第1の目印部と該第2の目印部とが該所定の位置関係で配置されていないと判定された場合、該第1の目印部と該第2の目印部とが該所定の関係で配置されるように該保管部又は該保持部の位置を調整した後、該保管部及び該保持部の位置を該指定位置として該位置登録部に上書きする上書きステップと、を備えるブレード交換装置の調整方法が提供される。
なお、好ましくは、該保持部は、該切削ブレードを吸引保持する吸引保持部又は該切削ブレードを把持する把持部である。
また、本発明の他の一態様によれば、切削装置に備えられたスピンドルの先端部に固定され被加工物を切削する切削ブレードを交換するブレード交換装置であって、透明な支持部材の表面側で該切削ブレードを保管する移動可能な保管部を有するブレード保管部と、該切削ブレードを保持する保持部と、該保持部を該保管部と該スピンドルとの間で移動させる移動機構と、を有し、該切削ブレードを搬送する搬送ユニットと、該支持部材の裏面側に設けられ、該支持部材を介して該支持部材の表面側に位置付けられた該保持部を撮影するカメラと、該ブレード保管部と該搬送ユニットとの動作を制御する動作制御部と、該ブレード保管部に該切削ブレードを着脱する際の該保管部及び該保持部の位置が登録される位置登録部と、を有する制御ユニットと、を備え、該保管部は、該カメラで撮影可能な第1の目印部を備え、該保持部は、該カメラで撮影可能な第2の目印部を備えるブレード交換装置が提供される。
なお、好ましくは、該保持部は、該切削ブレードを吸引保持する吸引保持部又は該切削ブレードを把持する把持部である。
本発明の一態様に係るブレード交換装置は、カメラで撮影可能な第1の目印部が設けられた保管部と、カメラで撮影可能な第2の目印部が設けられた保持部とを備える。これにより、カメラによって取得された画像に基づいて第1の目印部と第2の目印部とが所定の位置関係で配置されているか否かを判定し、保管部と保持部との位置関係の適否を確認することが可能となる。
そして、第1の目印部と第2の目印部とが所定の位置関係で配置されていないと判定された場合には、保管部と保持部との位置関係を調整し、その際の保管部及び保持部の位置を指定位置として登録部に上書きできる。これにより、保管部と保持部との適切な位置関係が定期的に更新され、保管部に保管されている切削ブレードを保持部によって適切に保持可能な状態が維持される。
切削装置を示す斜視図である。 切削ユニットを示す斜視図である。 ブレード交換装置を示す斜視図である。 ブレード保管部を示す斜視図である。 搬送ユニットを示す斜視図である。 ブレード保管部とブレード吸引ユニットとが対向した状態のブレード交換装置を示す斜視図である。 登録ステップにおけるブレード交換装置を示す正面図である。 図8(A)は登録ステップにおいて取得された画像を示す画像図であり、図8(B)は互いに重ならない第1の目印部と第2の目印部とを含む画像を示す画像図である。 図9(A)は判定ステップにおいて取得された画像を示す画像図であり、図9(B)は所定の位置関係で配置された第1の目印部と第2の目印部とを含む画像を示す画像図である。 ブレード着脱ユニットを示す斜視図である。
以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る切削装置の構成例を説明する。図1は、切削装置2を示す斜視図である。なお、図1において、X軸方向(加工送り方向、第1水平方向、前後方向)とY軸方向(割り出し送り方向、第2水平方向、左右方向)とは、互いに垂直な方向である。また、Z軸方向(鉛直方向、上下方向、高さ方向)は、X軸方向及びY軸方向と垂直な方向である。
切削装置2は、切削装置2を構成する各構成要素を支持又は収容する基台4を備える。基台4の前方側の角部には開口4aが形成されており、この開口4aの内部には、昇降機構(不図示)によって昇降するカセット保持台6が設けられている。カセット保持台6の上面上には、複数の被加工物11を収容可能なカセット8が配置される。なお、図1ではカセット8の輪郭を二点鎖線で示している。
被加工物11は、例えばシリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハである。被加工物11の表面側は、互いに交差するように格子状に配列された複数の分割予定ライン(ストリート)によって複数の領域に区画されており、各領域には、IC、LSI等のデバイスが形成されている。切削装置2によって被加工物11を分割予定ラインに沿って切削して分割すると、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが得られる。
被加工物11の裏面(下面)側には、被加工物11よりも直径が大きい円形のテープ(ダイシングテープ)13が貼付される。テープ13としては、円形に形成されたフィルム状の基材と、基材上に設けられた粘着層(糊層)とを備えるシート等を用いることができる。例えば、基材はポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート等の樹脂でなり、粘着層はエポキシ系、アクリル系、又はゴム系の接着剤等でなる。また、粘着層には、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化型の樹脂を用いてもよい。
また、テープ13の外周部は、金属等でなり中央部に円形の開口を備える環状のフレーム15に貼付される。フレーム15の開口の直径は被加工物11の直径よりも大きく、被加工物11はフレーム15の開口の内側に配置される。被加工物11及びフレーム15にテープ13が貼付されると、被加工物11がテープ13を介してフレーム15によって支持される。そして、フレーム15によって支持された被加工物11が、カセット8に収容される。
なお、被加工物11の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば被加工物11は、シリコン以外の半導体(GaAs、InP、GaN、SiC等)、セラミックス、樹脂、金属等でなるウェーハであってもよい。また、被加工物11に形成されるデバイスの種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はなく、被加工物11にはデバイスが形成されていなくてもよい。
開口4aの側方には、長手方向がX軸方向に沿う矩形状の開口4bが設けられている。開口4bの内部には、ボールねじ式の移動機構10と、移動機構10の上部を覆いX軸方向に伸縮可能な蛇腹状の防塵防滴カバー12とが配置されている。移動機構10は、平板状の移動テーブル10aを備えており、移動テーブル10aをX軸方向に沿って移動させる。
移動テーブル10a上には、被加工物11を保持するチャックテーブル(保持テーブル)14が設けられている。チャックテーブル14は、モータ等の回転駆動源(不図示)に接続されており、Z軸方向に概ね平行な回転軸の周りを回転する。また、チャックテーブル14は、移動機構10によって移動テーブル10aとともにX軸方向に沿って移動する(加工送り)。
チャックテーブル14の上面は、被加工物11を保持する保持面14aを構成する。保持面14aは、チャックテーブル14の内部に形成された吸引路(不図示)、バルブ(不図示)等を介して、エジェクタ等の吸引源(不図示)に接続されている。また、チャックテーブル14の周囲には、被加工物11を支持するフレーム15を把持して固定する複数のクランプ16が設けられている。
開口4bの上方には、Y軸方向に沿って配置された一対のガイドレール18が設けられている。一対のガイドレール18は、被加工物11を支持するフレーム15を下方から支持する支持面と、支持面に概ね垂直な側面とを備えており、Y軸方向と概ね平行な状態を維持しつつ互いに接近及び離隔するように移動する。一対のガイドレール18は、フレーム15を側面で挟み込むことにより、被加工物11及びフレーム15を所定の位置に配置する(位置合わせ)。
基台4の上方には、門型の第1支持構造20が開口4bを跨ぐように配置されている。第1支持構造20の前面側(ガイドレール18側)には、レール22がY軸方向に沿って固定されている。このレール22には、被加工物11を保持する保持ユニット26が移動機構24を介して連結されている。
移動機構24は、保持ユニット26をレール22に沿ってY軸方向に移動させる。また、移動機構24はエアシリンダを備えており、エアシリンダはZ軸方向に沿って昇降するロッドを内蔵している。このエアシリンダのロッドの下端部に、保持ユニット26が固定されている。
保持ユニット26は、一対のガイドレール18によって位置合わせが行われたフレーム15を保持して、チャックテーブル14上に搬送する。例えば保持ユニット26は、被加工物11を支持するフレーム15の上面側を吸引して保持する複数の吸引パッドを備える。吸引パットでフレーム15を吸引することにより、被加工物11が保持ユニット26によって保持される。
また、保持ユニット26の開口4a側(カセット保持台6側)の端部には、フレーム15の端部を把持する把持機構26aが設けられている。カセット8に収容されたフレーム15を把持機構26aで把持した状態で、保持ユニット26をY軸方向に沿ってカセット8から離れる方向に移動させることにより、フレーム15がカセット8から一対のガイドレール18上に引き出される。また、一対のガイドレール18上に配置されたフレーム15を把持機構26aで把持した状態で、保持ユニット26をY軸方向に沿ってカセット8側に移動させることにより、フレーム15がカセット8に収容される。
さらに、第1支持構造20の前面側には、レール28がY軸方向に沿って固定されている。このレール28には、被加工物11を保持する保持ユニット32が移動機構30を介して連結されている。
移動機構30は、保持ユニット32をレール28に沿ってY軸方向に移動させる。また、移動機構30はエアシリンダを備えており、エアシリンダはZ軸方向に沿って昇降するロッドを内蔵している。このエアシリンダのロッドの下端部に、保持ユニット32が固定されている。
例えば保持ユニット32は、被加工物11を支持するフレーム15の上面側を吸引して保持する複数の吸引パッドを備える。吸引パットでフレーム15を吸引することにより、被加工物11が保持ユニット32によって保持される。
第1支持構造20の後方には、門型の第2支持構造34が開口4bを跨ぐように配置されている。第2支持構造34の前面側(第1支持構造20側)の両側端部には、一対の移動機構36A,36Bが固定されている。移動機構36Aの下部には切削ユニット38Aが固定されており、移動機構36Bの下部には切削ユニット38Bが固定されている。
移動機構36Aは、切削ユニット38AをY軸方向及びZ軸方向に沿って移動させるボールねじ式の移動機構である。移動機構36Aにより、切削ユニット38AのY軸方向及びZ軸方向における位置が制御される。また、移動機構36Bは、切削ユニット38BをY軸方向及びZ軸方向に沿って移動させるボールねじ式の移動機構である。移動機構36Bにより、切削ユニット38BのY軸方向及びZ軸方向における位置が制御される。
図2は、切削ユニット38Aを示す斜視図である。切削ユニット38Aは円筒状のハウジング40を備え、ハウジング40にはY軸方向に沿って配置された円筒状のスピンドル(回転軸)42が収容されている。スピンドル42の先端部(一端側)はハウジング40の外部に露出しており、この先端部にはマウント44が固定されている。また、スピンドル42の基端部(他端側)には、スピンドル42を回転させるモータ等の回転駆動源(不図示)が連結されている。
マウント44は、円盤状のフランジ部46と、フランジ部46の表面46aの中央部から突出する円筒状の支持軸48とを備える。フランジ部46の外周部の表面46a側には、表面46aから突出する環状の凸部46bが設けられている。凸部46bの先端面46cは、表面46aに対して概ね平行に形成されている。
支持軸48の外周面には、ねじ部48aが形成されている。また、支持軸48の先端面の中央部には凹部48bが形成されている。この支持軸48に、被加工物11を切削する環状の切削ブレード50が装着される。
切削ブレード50は、金属等でなる環状の基台52と、基台52の外縁部に沿って形成された環状の切刃54とを備える。基台52の中央部には、基台52を厚さ方向に貫通する円柱状の開口52aが設けられている。また、基台52の開口52aの周囲には、基台52の厚さ方向に突出する環状の凸部52bが形成されている。
切刃54は、例えば、ダイヤモンド等でなる砥粒をニッケルめっき層で固定することにより形成される。ただし、切刃54の砥粒及び結合材の材質に制限はなく、被加工物11の材質や加工目的等に応じて適宜選択される。
支持軸48のねじ部48aには、切削ブレード50を固定するための環状のナット56が締結される。ナット56の中央部には、支持軸48の径に対応する円形の開口56aが形成されている。この開口56aには、支持軸48に形成されたねじ部48aに対応するねじ溝が形成されている。また、ナット56には、ナット56を厚さ方向に貫通する複数の貫通孔56bが、ナット56の周方向に沿って概ね等間隔に形成されている。
切削ブレード50は、基台52の開口52aに支持軸48が挿入されるように、マウント44に装着される。そして、切削ブレード50がマウント44に装着された状態で、ナット56を支持軸48のねじ部48aに螺合して締め付けると、切削ブレード50がフランジ部46の先端面46cとナット56とによって挟持される。これにより、切削ブレード50がスピンドル42の先端部に固定される。
なお、ここでは切削ユニット38Aの構成について説明したが、切削ユニット38Bの構成も切削ユニット38Aと同様である。そして、切削ユニット38Aに装着された切削ブレード50と、切削ユニット38Bに装着された切削ブレード50とは、互いに対面するように配置される。
図1に示すように、切削ユニット38A,38Bに隣接する位置にはそれぞれ、チャックテーブル14に保持された被加工物11等を撮像するカメラ(撮像ユニット)60が設けられている。例えばカメラ60は、可視光を受光して電気信号に変換する撮像素子を備える可視光カメラや、赤外線を受光して電気信号に変換する撮像素子を備える赤外線カメラ等によって構成される。例えば、チャックテーブル14上の被加工物11をカメラ60で撮像することによって取得された画像に基づいて、被加工物11と切削ユニット38A,38Bとの位置合わせが行われる。
開口4bの側方(開口4aとは反対側)には、洗浄ユニット62が配置されている。洗浄ユニット62は、筒状の洗浄空間内で被加工物11を保持するスピンナテーブル62aを備えている。また、スピンナテーブル62aには、スピンナテーブル62aをZ軸方向に概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源(不図示)が連結されている。
スピンナテーブル62aの上方には、スピンナテーブル62aによって保持された被加工物11に向かって洗浄用の流体(例えば、水とエアーとを混合した混合流体)を噴射するノズル62bが配置されている。被加工物11を保持するスピンナテーブル62aを回転させつつ、ノズル62bから被加工物11に向かって流体を噴射することにより、被加工物11が洗浄される。
第2支持構造34の裏面側(後方側)には、切削ブレード50を交換するブレード交換装置(ブレード交換機構)64が設けられている。ブレード交換装置64は、切削ユニット38A,38Bに装着された使用済みの切削ブレード50と、交換用の切削ブレード50(未使用の切削ブレード50)との交換を行うとともに、切削ブレード50をスピンドル42の先端部に固定するためのナット56(図2参照)の着脱を行う。なお、ブレード交換装置64の構成の詳細については後述する。
切削装置2を構成する各構成要素(移動機構10、チャックテーブル14、クランプ16、ガイドレール18、移動機構24、保持ユニット26、移動機構30、保持ユニット32、移動機構36A,36B、切削ユニット38A,38B、カメラ60、洗浄ユニット62、ブレード交換装置64等)はそれぞれ、制御ユニット(制御部)66に接続されている。制御ユニット66は、切削装置2の各構成要素の動作を制御するための制御信号を生成し、切削装置2の稼働を制御する。
例えば制御ユニット66は、コンピュータによって構成され、切削装置2の稼働に必要な各種の処理(演算等)を行う処理部と、処理部による処理に用いられる各種の情報(データ、プログラム等)が記憶される記憶部とを含む。処理部は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサを含んで構成される。また、記憶部は、主記憶装置、補助記憶装置等を構成する各種のメモリを含んで構成される。
上記の切削装置2によって、被加工物11の切削加工が行われる。被加工物11を加工する際は、まず、加工の対象となる被加工物11がカセット8に収容される。そして、カセット8がカセット保持台6の上面上に載置される。
カセット8に収容された被加工物11は、保持ユニット26によってカセット8から搬出される。具体的には、保持ユニット26は把持機構26aでフレーム15の端部を把持した状態で、カセット8から離れるようにX軸方向に沿って移動する。これにより、被加工物11がカセット8から引き出され、一対のガイドレール18上に配置される。そして、被加工物11が一対のガイドレール18によって挟み込まれ、被加工物11の位置合わせが行われる。
次に、フレーム15の上面側が保持ユニット26によって保持され、被加工物11がチャックテーブル14上に搬送される。被加工物11は、チャックテーブル14上にテープ13を介して配置される。また、フレーム15が複数のクランプ16によって固定される。この状態で、保持面14aに吸引源の負圧を作用させると、被加工物11がテープ13を介してチャックテーブル14によって吸引保持される。
そして、切削ユニット38A,38Bに装着された切削ブレード50が回転しながら被加工物11に切り込み、被加工物11に切削加工が施される。例えば、被加工物11は切削ブレード50によって分割予定ラインに沿って切削され、複数のデバイスチップに分割される。
被加工物11の加工が完了すると、フレーム15の上面側が保持ユニット32によって保持され、被加工物11がチャックテーブル14から洗浄ユニット62に搬送される。そして、洗浄ユニット62によって被加工物11の洗浄が行われる。
被加工物11の洗浄が完了すると、フレーム15の上面側が保持ユニット26によって保持され、一対のガイドレール18上に搬送される。そして、フレーム15が一対のガイドレール18によって挟み込まれ、被加工物11及びフレーム15の位置合わせが行われる。その後、保持ユニット26は把持機構26aでフレーム15を把持した状態でカセット8側に向かって移動し、被加工物11をカセット8に収容する。
このようにして、被加工物11が切削装置2によって加工される。なお、制御ユニット66の記憶部には、上記の切削装置2の一連の動作を記述するプログラムが記憶されている。そして、オペレーターが切削装置2に被加工物11の加工を指示すると、制御ユニット66の処理部は記憶部からプログラムを読み出して実行し、切削装置2の各構成要素の動作を制御するための制御信号を順次生成する。
ここで、切削ユニット38A,38B装着された切削ブレード50は、被加工物11を切削することによって徐々に摩耗するため、定期的に交換される。切削ブレード50の交換は、ブレード交換装置64によって自動で実施される。
図3は、ブレード交換装置64を示す斜視図である。ブレード交換装置64は、複数の切削ブレード50を保持して保管する一対のブレード保管部(ブレードラック)70A,70Bを備える。ブレード保管部70A,70Bは、Y軸方向に沿って互いに対向するように配置される。ブレード保管部70A,70Bにはそれぞれ、被加工物11の切削に用いられた使用済みの切削ブレード50や、交換用の切削ブレード50(未使用の切削ブレード50)が保管される。
ブレード保管部70A,70Bはそれぞれ、Z軸方向に沿って配置された柱状の支持構造72を備える。例えば支持構造72は、第2支持構造34(図1参照)の後方に設けられ、基台4の上面に固定される。ただし、支持構造72の設置場所に制限はない。
支持構造72には、Y軸方向に沿って配置された円筒状の回転軸74が収容されている。回転軸74の先端部(一端側)は支持構造72の側面から露出しており、回転軸74の基端部(他端側)にはモータ等の回転駆動源(不図示)が連結されている。また、回転軸74の先端部には、円盤状の支持部材76が固定されている。支持部材76は、回転駆動源から回転軸74を介して伝達される動力により、Y軸方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。
図4は、ブレード保管部70Aを示す斜視図である。なお、以下ではブレード保管部70Aの構成について説明するが、ブレード保管部70Bもブレード保管部70Aと同様に構成される。
支持部材76は、互いに概ね平行な表面76a及び裏面76bを有し、回転軸74の先端部は支持部材76の裏面76b側に固定されている。そして、支持部材76の表面76a側には、切削ブレード50を保管する複数の移動可能な保管部78が設けられている。
具体的には、支持部材76には、支持部材76を厚さ方向に貫通する複数の円形の開口76cが設けられる。例えば、複数の開口76cは支持部材76の周方向に沿って概ね等間隔に形成される。そして、開口76cには、透明な材質でなり切削ブレード50を支持する円盤状の支持部材80が嵌め込まれ、開口76cの内部で支持部材76に固定される。
支持部材80の中央部には、支持部材80の表面80aから突出する円筒状のボス部(支持軸)82が設けられている。例えばボス部82は、支持部材80と同一の透明な材質でなり、支持部材80の中央部に固定される。ボス部82は、その径が切削ブレード50の基台52に設けられた開口52a(図2参照)の径に対応するように形成されており、基台52の開口52aに挿入可能となっている。
基台52の開口52aにボス部82が挿入されると、切削ブレード50が支持部材80の表面80aとボス部82とによって支持される。このように、支持部材80の表面80aとボス部82とによって保管部78が構成される。
また、保管部78にはそれぞれ、保管部78の位置を示す第1の目印部84が設けられている。例えば第1の目印部84は、支持部材80の表面80a側のうち、ボス部82と重なる領域(ボス部82の底面部)に付されたマーカーである。図4には、第1の目印部84として十字型の印が付された保管部78を示している。
また、支持部材76の裏面76b側には、第1の目印部84を撮影可能なカメラ(撮像ユニット)86が設けられている。例えばカメラ86は、可視光を受光して電気信号に変換する撮像素子を備える可視光カメラや、赤外線を受光して電気信号に変換する撮像素子を備える赤外線カメラ等によって構成され、支持構造72の側面に固定されている。
カメラ86は、Y軸方向において支持部材76と重なる位置に配置されており、カメラ86と対向する位置に位置付けられた保管部78を撮影する。カメラ86によって保管部78が撮影されると、透明な支持部材80を介して第1の目印部84も撮影され、第1の目印部84が表示された画像が取得される。
また、支持部材76を回転させると、保管部78が支持部材76の周方向に沿って移動し、カメラ86に対向する保管部78が変更される。これにより、カメラ86による撮影の対象となる保管部78が選択される。
支持部材80の材質は、カメラ86の種類に応じて適宜選択される。例えば、カメラ86が可視光カメラである場合、支持部材80は可視光が透過する部材によって構成される。支持部材80の材質の具体例としては、プラスチック、ガラス(石英ガラス、ホウケイ酸ガラス等)等が挙げられる。また、ボス部82にも、支持部材80と同一の材料を用いることができる。
なお、カメラ86によって第1の目印部84を撮影可能であれば、第1の目印部84の種類や形状に制限はない。例えば、支持部材80の表面80a側を着色又は加工することにより、第1の目印部84が付される。また、第1の目印部84を新たに設ける代わりに、保管部78自体の構造(例えば、開口76cの輪郭、支持部材80の輪郭、ボス部82の輪郭等)を、第1の目印部84として用いてもよい。
また、カメラ86によって第1の目印部84を撮影可能であれば、第1の目印部84の位置にも制限はない。例えば、第1の目印部84は支持部材80の裏面側(カメラ86側)に設けられていてもよい。ただし、第1の目印部84を支持部材80の表面80a側(ボス部82の底面部)に設けると、第1の目印部84に異物が付着しにくく、また、第1の目印部84が除去されにくくなるため、好ましい。
さらに、支持部材76に開口76c及び支持部材80を設ける代わりに、支持部材76自体をプラスチック、ガラス等でなる透明な部材によって構成してもよい。この場合には、支持部材76の表面76aから突出する複数のボス部82が設けられ、支持部材76の表面76aとボス部82とによって保管部78が構成される。そして、支持部材76の表面76a側又は裏面76b側に、第1の目印部84が設けられる。
図3に示すように、ブレード保管部70A,70Bは、ブレード保管部70Aの支持部材76の表面76aとブレード保管部70Bの支持部材76の表面76aとが対面するように、互いに離隔した状態で配置される。そして、正面視でブレード保管部70A,70Bの間には、切削ブレード50を保持して搬送する搬送ユニット(搬送機構)88が設けられている。
搬送ユニット88は、後述の着脱ユニット(着脱機構)98を移動させる移動機構90を備える。移動機構90は、X軸方向及びY軸方向と概ね平行に配置された板状の基台90aを備える。基台90aは、例えば第2支持構造34(図1参照)の後方に配置される。
基台90aの下面側には、X軸方向に沿って配置されたボールねじ92が固定されている。また、ボールねじ92には、直方体状の移動ブロック94が螺合されており、移動ブロック94の下面側には、側面視でコの字型に形成された支持部材96が固定されている。支持部材96は、切削ブレード50及びナット56(図2参照)の着脱を行う着脱ユニット98を支持している。
移動機構90は、ボールねじ92の端部には、パルスモータ(不図示)が接続されている。このパルスモータによってボールねじ92を回転させると、支持部材96によって支持された着脱ユニット98がボールねじ92に沿ってX軸方向に移動する。これにより、着脱ユニット98のX軸方向における位置が制御される。また、移動機構90は、基台90aをY軸方向に沿って移動させるボールねじ式のY軸移動機構(不図示)を備える。このY軸移動機構により、着脱ユニット98のY軸方向における位置が制御される。
図5は、着脱ユニット98を示す斜視図である。着脱ユニット98を支持する支持部材96は、移動ブロック94の下面側に固定された板状の上壁部96aと、上壁部96aの後方側の端部から下方に向かって突出する柱状の側壁部96bと、側壁部96bの下端部から前方側に突出し、上壁部96aと概ね平行に配置された板状の支持部96cとを備える。着脱ユニット98は、支持部材96の支持部96cによって支持されている。
着脱ユニット98は、切削ブレード50の着脱を行うブレード着脱ユニット100と、切削ブレード50を固定するためのナット56(図2参照)の着脱を行うナット着脱ユニット130とを備える。ブレード着脱ユニット100及びナット着脱ユニット130は、支持部材96の支持部96c上に固定されている。
ブレード着脱ユニット100は、回転駆動源を構成するモータ102と、モータ102に接続された動力伝達機構104とを備える。モータ102と動力伝達機構104とは、互いに隣接するようにX軸方向に沿って配置されている。
モータ102は、中空の立方体状に形成され、ロータ、ステータ等の構成要素を収容する筐体102aと、ロータと接続されZ軸方向に沿って配置された回転軸とを備える。モータ102の回転軸の先端部は筐体102aの上面から露出しており、回転軸の先端部には円盤状の滑車102bが固定されている。
動力伝達機構104は、中空の立方体状に形成された筐体104aと、筐体104aに収容されZ軸方向に沿って配置された回転軸とを備える。動力伝達機構104の回転軸の先端部は筐体104aの上面から露出しており、回転軸の先端部には円盤状の滑車104bが固定されている。
筐体104aには、筐体104aを左右方向(Y軸方向)に貫通する貫通孔104cが形成されている。この貫通孔104cには、円筒状のシャフト106が筐体104aを貫通するように挿入されており、シャフト106の両端部は筐体104aの両側面から露出している。シャフト106は、Y軸方向に概ね平行な回転軸の周りを回転可能な状態で保持されており、筐体104aの内部で動力伝達機構104の回転軸と連結されている。
具体的には、筐体104aの内部には、Z軸方向に沿って配置された動力伝達機構104の回転軸の回転の動力を、Y軸に沿って配置されたシャフト106の回転の動力に変換する変換機構が設けられている。この変換機構は、例えば、かさ歯車(まがりばかさ歯車、すぐばかさ歯車等)やハイポイドギアによって構成される。
モータ102と動力伝達機構104とは、ベルト、チェーン等でなる環状の連結部材108によって連結されている。具体的には、連結部材108は、モータ102の滑車102bの側面、及び、動力伝達機構104の滑車104bの側面と接触するように、平面視で長円状に巻き付けられている。
モータ102に電力が供給されると、モータ102の動力が滑車102b、連結部材108、及び滑車104b介して動力伝達機構104の回転軸に伝達される。また、筐体104aの内部に設けられた変換機構によって、動力伝達機構104の回転軸の動力がシャフト106に伝達され、シャフト106が回転する。このようにして、モータ102の動力が動力伝達機構104によってシャフト106に伝達される。
シャフト106の一端側には、切削ユニット38A(図1参照)に装着されている切削ブレード50、及び、切削ユニット38Aに新たに装着される切削ブレード50を保持するブレード保持ユニット110Aが固定されている。また、シャフト106の他端側には、切削ユニット38B(図1参照)に装着されている切削ブレード50、及び、切削ユニット38Bに新たに装着される切削ブレード50を保持するブレード保持ユニット110Bが固定されている。
ブレード保持ユニット110A,110Bはそれぞれ、側面視で長円状に形成されシャフト106の先端部に固定された板状の支持部材112と、支持部材112の動力伝達機構104とは反対側を向く面側に設けられたブレード吸引ユニット114A,114Bとを備える。ブレード吸引ユニット114Aは支持部材112の一端側に固定され、ブレード吸引ユニット114Bは支持部材112の他端側に固定されている。
ブレード吸引ユニット114A,114Bはそれぞれ、支持部材112に固定された円筒状の保持部(吸引保持部)116を備える。保持部116の動力伝達機構104とは反対側を向く面は、切削ブレード50を保持する円形の保持面116aを構成する。
保持部116の外周部の保持面116a側には、環状の溝(凹部)116bが保持部116の外周縁に沿って形成されている。この溝116bは、保持部116の内部に形成された流路(不図示)、バルブ(不図示)等を介して、エジェクタ等の吸引源(不図示)に接続されている。保持部116の保持面116aを、切削ブレード50の基台52の凸部52b(図2参照)に接触させた状態で、溝116bに吸引源の負圧を作用させると、切削ブレード50が保持部116によって吸引保持される。
また、保持部116には、保持部116の位置を示す第2の目印部118が設けられている。例えば第2の目印部118は、保持部116の保持面116a側の中央に付され、カメラ86(図4参照)によって撮影可能なマーカーである。図5には、第2の目印部118として十字型の印が付された保持部116を示している。
なお、カメラ86によって第2の目印部118を撮影可能であれば、第2の目印部118の種類、形状、位置等に制限はない。例えば、保持部116の保持面116a側を着色又は加工することによって、第2の目印部118が付される。また、第2の目印部118を新たに設ける代わりに、保持部116自体の構造(例えば溝116b等)を、第2の目印部118として用いてもよい。さらに、第2の目印部118は、保持部116の保持面116a側の中央から所定の距離分ずれた位置に付されていてもよい。
切削ユニット38A,38Bに装着された切削ブレード50を交換する際には、ブレード保持ユニット110A,110Bによって切削ブレード50の着脱が行われる。なお、切削ブレード50の交換時におけるブレード保持ユニット110A,110Bの具体的な動作については後述する。
ブレード着脱ユニット100の前方には、ナット着脱ユニット130が設けられている。ナット着脱ユニット130は、回転駆動源を構成するモータ132と、モータ132に接続された動力伝達機構134とを備える。モータ132と動力伝達機構134とは、互いに隣接するようにX軸方向に沿って配置されている。
モータ132、動力伝達機構134の構成はそれぞれ、ブレード着脱ユニット100のモータ102、動力伝達機構104と同様である。具体的には、モータ132は、筐体132aと、モータ132の回転軸の先端部に固定された滑車132bとを備える。また、動力伝達機構134は、筐体134aと、動力伝達機構134の回転軸の先端部に固定された滑車134bとを備える。
筐体134aには、筐体134aを左右方向(Y軸方向)に貫通する貫通孔134cが形成されている。この貫通孔134cには、円筒状のシャフト136が筐体134aを貫通するように挿入されており、シャフト136の両端部は筐体134aの両側面から露出している。シャフト136は、Y軸方向に概ね平行な回転軸の周りを回転可能な状態で保持されており、筐体134aの内部で動力伝達機構134の回転軸と連結されている。
モータ132と動力伝達機構134とは、ベルト、チェーン等でなる環状の連結部材138によって連結されている。具体的には、連結部材138は、モータ132の滑車132bの側面、及び、動力伝達機構134の滑車134bの側面と接触するように、平面視で長円状に巻き付けられている。
モータ132に電力が供給されると、モータ132の動力が滑車132b、連結部材138、及び滑車134b介して動力伝達機構134の回転軸に伝達される。また、筐体134aの内部に設けられた変換機構によって、動力伝達機構134の回転軸の動力がシャフト136に伝達され、シャフト136が回転する。このようにして、モータ132の動力が動力伝達機構134によってシャフト136に伝達される。
シャフト136の一端側には、切削ユニット38Aのスピンドル42に切削ブレード50を固定するためのナット56(図2参照)を保持して回転するナット保持ユニット140Aが固定されている。また、シャフト136の他端側には、切削ユニット38Bのスピンドル42に切削ブレード50を固定するためのナット56を保持して回転するナット保持ユニット140Bが固定されている。
ナット保持ユニット140A,140Bはそれぞれ、シャフト136の先端部に固定された円筒状の回転部材142を備える。回転部材142は、ばね等によって動力伝達機構134とは反対側に向かって付勢されており、外力の付与によってY軸方向に沿って移動可能に構成されている。また、回転部材142は、動力伝達機構134とは反対側を向く表面142aを備える。
回転部材142には、表面142aから突出する4個の保持ピン144が設けられている。保持ピン144は、ナット56(図2参照)の貫通孔56bの位置及び大きさに対応して形成されており、貫通孔56bに挿入可能となっている。なお、保持ピン144の数は、貫通孔56bの数に応じて適宜設定される。
また、回転部材142の周囲には、ナット56を把持する複数の把持部材146が、回転部材142の周方向に沿って概ね等間隔に配置されている。把持部材146はそれぞれ柱状に形成されており、把持部材146の基端部(一端側)は回転部材142の外周面に固定されている。図5には、ナット56の外周面を四方から把持する4つの把持部材146が設けられている例を示している。
把持部材146の先端部(他端側)は回転部材142の表面142aから突出しており、この先端部には、回転部材142の中心側に向かって屈曲した爪部146aが形成されている。また、把持部材146は、ばね等によって回転部材142の半径方向外側に向かって付勢されており、爪部146aが回転部材142の半径方向に沿って移動可能となるように構成されている。
さらに、回転部材142の周囲には、中空の円筒状に形成されたカバー148が設けられている。回転部材142と、把持部材146の基端側(動力伝達機構134側)とは、カバー148の内部に収容されている。回転部材142がカバー148の内側に向かって押圧されると、回転部材142を付勢しているばねが縮み、回転部材142が複数の把持部材146とともにカバー148の内側に押し込まれる。
回転部材142がカバー148の内側に押し込まれると、複数の把持部材146の先端側(爪部146a側)がカバー148の内壁と接触して押圧され、把持部材146を付勢しているばねが縮む。これにより、複数の把持部材146の先端側が回転部材142の半径方向内側に向かって移動する。そして、複数の把持部材146は、その長さ方向がカバー148の内壁に沿うように配置された状態となる。このとき、把持部材146の爪部146aは、例えば回転部材142の外周縁よりも回転部材142の半径方向内側に配置される(閉状態)。
一方、回転部材142に対する外力の付与が解除されると、回転部材142がカバー148の外側に向かって移動し、把持部材146の先端側がカバー148の内壁によって押圧された状態が解除される。これにより、複数の把持部材146の先端側が回転部材142の半径方向外側に向かって移動する。そして、複数の把持部材146の先端側が、閉状態の際よりも回転部材142の半径方向外側に配置された状態となる。このとき、把持部材146の爪部146aは、例えば回転部材142の外周縁よりも回転部材142の半径方向外側に配置される(開状態)。
上記のナット保持ユニット140A,140Bはそれぞれ、ナット56を保持して回転する。具体的には、まず、ナット56の貫通孔56b(図2参照)に回転部材142の保持ピン144が挿入されるように、ナット56が回転部材142の表面142aと接触する。この状態で回転部材142がカバー148の内側に押し込まれると、複数の把持部材146が閉状態となって爪部146aがナット56の外周面と接触し、ナット56が把持される。
複数の把持部材146によってナット56が保持された状態で、モータ132を駆動させると、モータ132の動力が動力伝達機構134を介してシャフト136に伝達され、シャフト136が回転する。これにより、回転部材142が回転し、把持部材146によって保持されたナット56も回転する。
ナット保持ユニット140A,140Bでナット56を保持して回転させることにより、切削ユニット38A,38Bに装着された切削ブレード50の交換を行う際の、ナット56の締め付け及び取り外しを自動で行うことができる。なお、切削ブレード50の交換時におけるナット着脱ユニット130の具体的な動作については後述する。
上記のブレード交換装置64を用いることにより、切削ユニット38A,38B(図1参照)に装着された切削ブレード50の交換を自動で行うことができる。以下、切削ブレード50の交換時におけるブレード交換装置64の動作の具体例について説明する。
なお、以下では特に、切削ユニット38Aに装着されている使用済みの切削ブレード50と、ブレード保管部70Aに保管されている交換用の切削ブレード50とを交換する場合の動作について説明する。ただし、切削ユニット38Bに装着されている使用済みの切削ブレード50と、ブレード保管部70Bに保管されている交換用の切削ブレード50とを交換する場合の動作も同様である。
まず、移動機構90(図3参照)によって着脱ユニット98を移動させ、ブレード保持ユニット110Aが備えるブレード吸引ユニット114Bを、ブレード保管部70Aの保管部78で保持されている交換用の切削ブレード50と対向させる。
図6は、ブレード保管部70Aとブレード吸引ユニット114Bとが対向した状態のブレード交換装置64を示す斜視図である。このとき、ブレード保管部70Aの保管部78と、ブレード吸引ユニット114Bの保持部116との位置合わせが実施される。保管部78と保持部116との位置合わせは、ブレード保管部70Aの回転軸74を回転させて保管部78の位置を調整するとともに、移動機構90(図3参照)によって着脱ユニット98の位置(ブレード吸引ユニット114Bの位置)を調整することによって行われる。
ブレード保管部70A,70Bの保管部78の位置と、ブレード吸引ユニット114A,114Bの保持部116の位置とは、制御ユニット66(図1参照)によって制御される。例えば制御ユニット66は、ブレード保管部70A,70Bの保管部78の位置と、ブレード吸引ユニット114A,114Bの保持部116の位置とが登録(記憶)される位置登録部(位置記憶部)66aを備える。また、制御ユニット66は、ブレード保管部70A,70B及び搬送ユニット88の動作を制御する動作制御部66bを備える。位置登録部66a及び動作制御部66bの機能は、制御ユニット66が備えるプロセッサ及びメモリを用いて実現される。
位置登録部66aには、ブレード保管部70A,70Bに切削ブレード50を着脱する際の、保管部78及び保持部116の位置(指定位置)が登録される。例えば、切削ブレード50が保管されている保管部78の中心位置と保持部116の中心位置とがY軸方向において重なる際の保管部78及び保持部116の位置が、指定位置として位置登録部66aに登録される。
動作制御部66bは、位置登録部66aに登録されている指定位置を読み出し、保管部78と保持部116とをそれぞれ指定位置に配置するための制御信号を生成する。この制御信号により、ブレード保管部70A,70B及び搬送ユニット88の動作が制御され、保管部78及び保持部116が指定位置に配置される。その結果、保管部78と保持部116との位置合わせが行われる。
その後、移動機構90によってブレード吸引ユニット114BをY軸方向に沿って移動させることにより、保持部116を保管部78に接近させ、保持部116の保持面116aを保管部78に保管されている交換用の切削ブレード50の基台52の凸部52b(図2参照)に接触させる。この状態で、保持部116の溝116bに吸引源の負圧を作用させると、交換用の切削ブレード50がブレード吸引ユニット114Bによって吸引保持される。
次に、移動機構90によって着脱ユニット98をX軸方向に沿って移動させ、第1支持構造20及び第2支持構造34(図1参照)の下側を介して、着脱ユニット98を切削ユニット38Aに対向する位置に配置する。まず、着脱ユニット98は、ナット保持ユニット140Aが切削ユニット38Aのマウント44(図2参照)と対向するように位置付けられる。なお、切削ユニット38Aとナット保持ユニット140Aとの位置関係は、移動機構36A及び移動機構90(図1参照)によって調節される。
その後、移動機構36Aによって切削ユニット38Aをナット保持ユニット140Aに向かって移動させる。これにより、切削ユニット38Aに装着された切削ブレード50を固定しているナット56(図2参照)が、ナット保持ユニット140Aが備える回転部材142の表面142aに押し付けられる。このとき、ナット保持ユニット140Aが備える複数の保持ピン144が、ナット56の貫通孔56b(図2参照)に挿入される。
回転部材142がナット56によって押圧されると、回転部材142がカバー148の内側に押し込まれ、複数の把持部材146が閉状態となる。これにより、ナット56が複数の把持部材146の爪部146aによって把持される。
次に、モータ132の動力によってシャフト136を回転させ、ナット保持ユニット140Aを第1の方向(例えば、矢印Aで示す方向)に回転させる。これにより、ナット保持ユニット140Aによって把持されたナット56が回転して緩み、マウント44(図2参照)の支持軸48から取り外される。
その後、切削ユニット38AをY軸方向に沿って移動させ、切削ユニット38Aとナット保持ユニット140Aとを離隔させる。なお、ナット保持ユニット140Aは、回転部材142がカバー148の内側に押し込まれた状態を維持可能に構成されており、ナット56は支持軸48から取り外された後もナット保持ユニット140Aによって保持される。
次に、移動機構90によって着脱ユニット98を移動させ、ブレード保持ユニット110Aのブレード吸引ユニット114Aと、切削ユニット38Aに装着された使用済みの切削ブレード50とを対向させる。そして、移動機構36Aによって切削ユニット38Aをブレード吸引ユニット114Aに向かって移動させ、ブレード吸引ユニット114Aの保持部116の保持面116aを、使用済みの切削ブレード50の基台52の凸部52b(図2参照)に接触させる。
この状態で、保持部116の溝116bに吸引源の負圧を作用させると、使用済みの切削ブレード50がブレード吸引ユニット114Aによって吸引保持される。その後、切削ユニット38AをY軸方向に沿って移動させ、切削ユニット38Aとブレード吸引ユニット114Aとを離隔させる。これにより、切削ユニット38Aから使用済みの切削ブレード50が取り外される。
次に、モータ102の動力によってシャフト106を180°回転させる。これにより、支持部材112が回転し、ブレード吸引ユニット114Aの位置とブレード吸引ユニット114Bの位置とが入れ替わる。その結果、交換用の切削ブレード50を保持しているブレード吸引ユニット114Bが、切削ユニット38Aのマウント44に対向する。
その後、移動機構36Aによって切削ユニット38Aをブレード吸引ユニット114Bに向かって移動させ、切削ユニット38Aとブレード吸引ユニット114Bとを接近させる。これにより、ブレード吸引ユニット114Bによって保持された交換用の切削ブレード50の開口52a(図2参照)に、マウント44の支持軸48(図2参照)が挿入される。
この状態で、ブレード吸引ユニット114Bによる交換用の切削ブレード50の吸引を解除すると、交換用の切削ブレード50がスピンドル42の先端部に装着される。そして、切削ユニット38AをY軸方向に沿って移動させ、切削ユニット38Aとブレード吸引ユニット114Bとを離隔させる。
次に、移動機構90によって着脱ユニット98を移動させ、ナット56(図2参照)を保持した状態のナット保持ユニット140Aを、切削ユニット38Aのマウント44(図2参照)と対向するように位置付ける。そして、移動機構36Aによって切削ユニット38Aをナット保持ユニット140Aに向かって移動させる。これにより、ナット保持ユニット140Aによって保持されたナット56が、マウント44の支持軸48の先端部に位置付けられる。
この状態で、モータ132の動力によってシャフト136を回転させ、ナット保持ユニット140Aを第1の方向とは逆の第2の方向(例えば、矢印Bで示す方向)に回転させる。これにより、ナット56が回転してマウント44(図2参照)の支持軸48に形成されたねじ部48aに締め付けられる。その結果、交換用の切削ブレード50がマウント44の凸部46bの先端面46c(図2参照)とナット56とによって挟持され、切削ユニット38Aに固定される。
その後、切削ユニット38AをY軸方向に沿って移動させ、切削ユニット38Aとナット保持ユニット140Aとを離隔させる。このとき、回転部材142はカバー148の外側に向かって移動し、複数の把持部材146が開状態となる。これにより、複数の把持部材146によるナット56の把持が解除される。
次に、着脱ユニット98を移動機構90によってY軸方向に沿って移動させ、交換用の切削ブレード50を保持しているブレード吸引ユニット114Aを、ブレード保管部70Aの保管部78と対向させる。このとき、ブレード保管部70Aの保管部78とブレード吸引ユニット114Aの保持部116との位置合わせが実施される。なお、位置合わせの方法は、前述したブレード保管部70Aの保管部78とブレード吸引ユニット114Bの保持部116との位置合わせの方法と同様である。
そして、ブレード吸引ユニット114Aによって保持された使用済みの切削ブレード50の開口52a(図2参照)に、保管部78のボス部82が挿入される。これにより、使用済みの切削ブレード50が保管部78で保持され、保管される。このようにして、切削ブレード50を保持するブレード吸引ユニット114A,114Bの保持部116が、移動機構90によってブレード保管部70Aの保管部78とスピンドル42との間で移動し、ブレード交換装置64による切削ブレード50の交換が行われる。
上記の切削ブレード50の交換方法においては、制御ユニット66の位置登録部66a(図1参照)に予め登録された指定位置に基づいて、ブレード保管部70A,70Bとブレード吸引ユニット114A,114Bとの位置合わせが行われる。しかしながら、様々な理由(例えば、ブレード保管部70A,70B、移動機構90、着脱ユニット98の経年劣化等)により、ブレード保管部70A,Bの保管部78とブレード吸引ユニット114A,114Bの保持部116とをそれぞれ指定位置に配置しても、保管部78と保持部116との位置関係にずれが生じることがある。
そこで、本実施形態においては、ブレード保管部70A,70Bの保管部78に設けられた第1の目印部84と、ブレード吸引ユニット114A,114Bの保持部116に設けられた第2の目印部118とを用いて、保管部78と保持部116との位置関係を確認し、位置登録部66aに登録されている指定位置を更新する。この工程を所定のタイミング(例えば、ブレード交換装置64のメンテナンス時)で定期的に実施することにより、ブレード保管部70A,70Bとブレード吸引ユニット114A,114Bとの位置合わせの正確性を維持できる。
以下、本実施形態に係るブレード交換装置の調整方法の具体例について説明する。なお、以下では一例として、ブレード保管部70Aの保管部78と、ブレード保持ユニット110Aが備えるブレード吸引ユニット114Aの保持部116との位置関係を調整する場合の手順について説明する。ただし、以下の手順は、任意の保管部78と任意の保持部116との位置合わせに適用できる。
まず、ブレード保管部70Aの保管部78とブレード吸引ユニット114Aの保持部116とが所定の位置関係で配置された際の、保管部78及び保持部116の位置を、指定位置として制御ユニット66の位置登録部66aに登録する(登録ステップ)。図7は、登録ステップにおけるブレード交換装置64を示す正面図である。
登録ステップでは、まず、移動機構90(図3参照)によって着脱ユニット98を移動させ、ブレード保持ユニット110Aのブレード吸引ユニット114Aを、ブレード保管部70Aの保管部78に対向させる。このときブレード吸引ユニット114Aは、ブレード吸引ユニット114Aと対向する保管部78に切削ブレード50が保管されている場合に、その切削ブレード50がブレード吸引ユニット114Aによって適切に保持されるために望ましい位置に配置される。例えばブレード吸引ユニット114Aは、保持部116の中心位置が保管部78の中心位置とY軸方向において重なるように配置される。
次に、カメラ86によって保管部78を撮影する。カメラ86によって保管部78を支持部材76の裏面76b側から撮影すると、透明な支持部材80(図6参照)及び透明なボス部82を介して、ブレード吸引ユニット114Aの保持部116も同時に撮影される。その結果、支持部材80の表面80a側(ボス部82の底面部)に付された第1の目印部84と、保持部116に付された第2の目印部118とを含む画像が取得される。
図8(A)は、登録ステップにおいて取得された画像160を示す画像図である。保管部78の中心位置と保持部116の中心位置とがY軸方向において重なった状態でカメラ86による撮影が行われると、図8(A)に示すように、第1の目印部84と第2の目印部118とが重なった状態の画像160が得られる。
そして、第1の目印部84と第2の目印部118とが重なった状態における保管部78及び保持部116の位置(指定位置)を、制御ユニット66の位置登録部66a(図1参照)に登録する。保管部78の指定位置としては、例えば、回転軸74の回転角度(支持部材76,80の回転角度)、ボス部82の中心座標等が登録される。また、保持部116の指定位置としては、例えば、保持部116の中心座標、移動機構90(図3参照)の状態(移動ブロック94の座標、ボールねじ92の回転数等)等が登録される。
なお、第1の目印部84は保管部78の中心からずれた位置に設けられることもあり、第2の目印部118は保持部116の中心からずれた位置に設けられることもある。例えば、ボス部82の透光性が低く、カメラ86がボス部82を介して保持部116を撮影しにくい場合には、第2の目印部118が保持部116の中心から所定の距離(ボス部82の半径以上)離れた位置に付される。この場合、第1の目印部84と第2の目印部118とが重なっていない状態の画像160が取得される。
図8(B)は、互いに重ならない第1の目印部84と第2の目印部118とを含む画像160を示す画像図である。第2の目印部118の位置が保持部116の中心からずれている場合は、画像160において第1の目印部84と第2の目印部118とが所定の距離だけ離れた位置に表示される。
上記のように、第1の目印部84と第2の目印部118とが所定の位置関係で配置された際の保管部78及び保持部116の位置が、指定位置として位置登録部66aに登録される。そして、この指定位置を用いて、ブレード交換装置64による切削ブレード50の交換が行われる。
切削ブレード50の交換時には、保管部78及び保持部116が位置登録部66aに登録された指定位置に配置されることにより、保管部78と保持部116との位置合わせが行われる。なお、切削ブレード50の交換時におけるブレード交換装置64の具体的な動作は前述の通りである。
そして、ブレード交換装置64が一定期間使用された後、ブレード交換装置64のメンテナンスが実施される。このとき、保管部78と保持部116とを位置登録部66aに登録された指定位置に配置されるように移動させ、第1の目印部84と第2の目印部118とが所定の位置関係で配置されているか否かを判定する(判定ステップ)。
判定ステップでは、まず、ブレード保管部70Aの保管部78とブレード吸引ユニット114Aの保持部116とが位置登録部66aに登録された指定位置に配置されるように、ブレード保管部70A及び移動機構90(図3参照)の動作が動作制御部66bによって制御される。そして、登録ステップと同様に、カメラ86によって保管部78を撮影する。これにより、第1の目印部84と第2の目印部118とを含む画像が取得される。
ここで、保管部78と保持部116とが位置登録部66aに登録された指定位置に配置されるように制御されても、経年劣化等の理由により、保管部78と保持部116との位置関係、すなわち、第1の目印部84と第2の目印部118との位置関係にずれが生じることがある。そこで、判定ステップでは、第1の目印部84と第2の目印部118とが所定の位置関係(登録ステップにおける第1の目印部84と第2の目印部118との位置関係)で配置されているか否かが判定される。
図9(A)は、判定ステップにおいて取得された画像162を示す画像図である。画像162には、第1の目印部84と第2の目印部118とが異なる位置に表示されている。この場合には、第1の目印部84と第2の目印部118とが所定の位置関係で配置されておらず、第1の目印部84と第2の目印部118との位置関係にずれが生じていると判定される。
上記の判定は、例えば、パターンマッチング等の画像処理によって行われる。具体的には、制御ユニット166には、第1の目印部84と第2の目印部118とが所望の位置関係にある状態(図8(A)及び図8(B)参照)の参照用画像が予め取得され、制御ユニット166に記憶される。そして、制御ユニット166は、判定ステップでカメラ86によって取得された画像162と、参照用画像とを比較して、第1の目印部84と第2の目印部118とが所定の位置関係にあるか否かを判定する。
ただし、判定の方法に制限はない。例えば、カメラ86による撮影によって取得された画像162を、切削装置2に設けられたタッチパネル(不図示)に表示させ、オペレーターがタッチパネルに表示された画像162を参照して第1の目印部84と第2の目印部118とが所定の位置関係に配置されているか否かを判定してもよい。
判定ステップにおいて、第1の目印部84と第2の目印部118とが所定の位置関係に配置されていないと判定された場合は、第1の目印部84と第2の目印部118とが所定の位置関係で配置されるように、保管部78及び保持部116の位置を調整する。
例えば、保管部78及び保持部116の位置の調整は、オペレーターがタッチパネル(不図示)に表示された画像162を参照しつつ、タッチパネルを操作して保管部78又は保持部116の位置を変更することによって行う。そして、保管部78及び保持部116の位置が調整された後、再度カメラ86によって撮影を行うと、第1の目印部84と第2の目印部118とが所定の位置関係で配置された状態の画像162が取得される。図9(B)は、所定の位置関係で配置された第1の目印部84と第2の目印部118とを含む画像162を示す画像図である。
そして、第1の目印部84と第2の目印部118とが所定の位置関係で配置された状態における保管部78及び保持部116の位置が、指定位置として位置登録部66aに登録される。これにより、登録ステップで位置登録部66aに登録された指定位置が、新たに取得された指定位置によって上書きされる(上書きステップ)。
上書きステップを実施すると、保管部78と保持部116とを所望の位置関係で配置するための指定位置が更新される。その後、ブレード交換装置64が再稼働し、保管部78と保持部116とが正しく配置された状態での切削ブレード50の交換が再開される。
以上の通り、本実施形態に係るブレード交換装置64は、カメラ86で撮影可能な第1の目印部84が設けられた保管部78と、カメラ86で撮影可能な第2の目印部118が設けられた保持部116とを備える。これにより、カメラ86によって取得された画像162に基づいて第1の目印部84と第2の目印部118とが所定の位置関係で配置されているか否かを判定し、保管部78と保持部116との位置関係の適否を確認することが可能となる。
そして、第1の目印部84と第2の目印部118とが所定の位置関係で配置されていないと判定された場合には、保管部78と保持部116との位置関係を調整し、その際の保管部78及び保持部116の位置を指定位置として位置登録部66aに上書きできる。これにより、保管部78と保持部116との適切な位置関係が定期的に更新され、保管部78に保管されている切削ブレード50を保持部116によって適切に保持可能な状態が維持される。
なお、ブレード交換装置64の構成は、切削ブレード50の交換が可能な範囲内で適宜変更できる。例えばブレード交換装置64に搭載されるブレード着脱ユニット100は、切削ブレード50を把持する一対のブレード保持ユニットを備えていてもよい。
図10は、ブレード着脱ユニット100を示す斜視図である。図10に示すブレード着脱ユニット100は、図5に示すブレード保持ユニット110A,110Bに代えて、ブレード保持ユニット170A,170Bを備える。
シャフト106の一端側には、切削ユニット38A(図1参照)に装着されている切削ブレード50、及び、切削ユニット38Aに新たに装着される切削ブレード50を保持するブレード保持ユニット170Aが固定されている。また、シャフト106の他端側には、切削ユニット38B(図1参照)に装着されている切削ブレード50、及び、切削ユニット38Bに新たに装着される切削ブレード50を保持するブレード保持ユニット170Bが固定されている。
ブレード保持ユニット170A,170Bはそれぞれ、側面視で長円状に形成されシャフト106の先端部に固定された板状の支持部材172と、支持部材172の動力伝達機構104とは反対側を向く面側に設けられたブレード把持ユニット174A,174Bとを備える。ブレード把持ユニット174Aは支持部材112の一端側に固定され、ブレード把持ユニット174Bは支持部材112の他端側に固定されている。
ブレード把持ユニット174A,174Bはそれぞれ、支持部材112に固定された円筒状の保持部(把持部)176を備える。保持部176は、動力伝達機構104とは反対側を向く表面176aを備える。また、保持部176には、表面176aから突出する位置決めピン178が設けられている。位置決めピン178は、その先端部がマウント44の支持軸48に形成された凹部48b(図2参照)の位置及び大きさに対応して形成されており、凹部48bに挿入可能となっている。
保持部176の周囲には、切削ブレード50の凸部52b(図2参照)を把持する複数の把持部材180が、保持部176の周方向に沿って概ね等間隔に配置されている。把持部材180はそれぞれ柱状に形成されており、把持部材180の基端部(一端側)は保持部176の外周面に固定されている。
図10には、切削ブレード50の凸部52bの外周面を四方から把持する4つの把持部材180が設けられている例を示している。把持部材180の先端部(他端側)は保持部176の表面176aから突出しており、この先端部には、切削ブレード50の凸部52bの外周面と接触する接触部180aが形成されている。
把持部材180の先端側は、例えば保持部176の内部に収容された移動機構(不図示)によって、保持部176の半径方向に沿って移動する。この移動機構は、接触部180aが切削ブレード50の凸部52b(図2参照)の外周面と接触して切削ブレード50が把持される状態(閉状態)と、接触部180aが閉状態の際よりも保持部176の半径方向外側に配置され切削ブレード50の把持が解除される状態(開状態)とを切り替える。
ブレード保持ユニット170Aは、切削ユニット38Aに装着された切削ブレード50の交換を行う。具体的には、ブレード保持ユニット170Aのブレード把持ユニット174Aは、切削ユニット38Aに装着された使用済みの切削ブレード50を把持して保持する。また、ブレード保持ユニット170Aのブレード把持ユニット174Bは、ブレード保管部70A(図3参照)に保管されている交換用の切削ブレード50を把持して保持する。
同様に、ブレード保持ユニット170Bは、切削ユニット38Bに装着された切削ブレード50の交換を行う。具体的には、ブレード保持ユニット170Bのブレード把持ユニット174Aは、切削ユニット38Bに装着された使用済みの切削ブレード50を把持して保持する。また、ブレード保持ユニット170Bのブレード把持ユニット174Bは、ブレード保管部70B(図3参照)に保管されている交換用の切削ブレード50を把持して保持する。
複数の把持部材180によって切削ブレード50の凸部52bが四方から把持されると、切削ブレード50は、その中心位置が保持部176の中心位置とY軸方向において重なるように保持される。そのため、切削ブレード50が保持部176によって保持される直前に、切削ブレード50と保持部176との位置関係に僅かなずれがあっても、切削ブレード50が複数の把持部材180で把持されることにより、切削ブレード50と保持部176との位置合わせが自動的に行われる。
また、保持部176には、保持部176の位置を示す第2の目印部182が設けられている。例えば第2の目印部182は、位置決めピン178の先端部の中央に付され、カメラ86(図4参照)によって撮影可能なマーカーである。図10には、第2の目印部182として十字型の印が付された保持部176を示している。
第2の目印部182は、図5等に示す第2の目印部118と同様に、ブレード保管部70A,70Bの保管部78とブレード把持ユニット174A,174Bの保持部176との位置合わせに用いられる。第2の目印部182を用いた位置合わせの方法は、第2の目印部118を用いた位置合わせの方法と同様である。また、第2の目印部182の種類、形状、位置等も、第2の目印部118と同様に適宜変更できる。
また、上記の実施形態では、切削ブレード50がナット56によって固定される切削ユニット38A,38Bについて説明した。ただし、切削ユニット38A,38Bは、切削ブレード50を吸引保持する機構を備えていてもよい。この場合には、切削ブレード50を固定するためのナット56が不要となる。これにより、着脱ユニット98のナット着脱ユニット130を省略することが可能となり、着脱ユニット98の軽量化を図ることができる。
また、上記の実施形態では、ブレード吸引ユニット114A,114Bがブレード着脱ユニット100の側方を向くように構成されている例について説明した(図5等参照)。ただし、ブレード着脱ユニット100は、ブレード吸引ユニット114A,114Bがブレード着脱ユニット100の下方を向くように移動可能(回転可能)に構成されていてもよい。この場合、回転軸74(図4等参照)をZ軸方向に沿って配置し、支持部材76の表面76a(支持部材80の表面80a)をX軸方向及びY軸方向と平行な方向に沿って配置してもよい。
上記のようにブレード吸引ユニット114A,114Bと支持部材76の表面76aとをZ軸方向において対向させる場合、支持部材76は、ブレード吸引ユニット114A,114Bの移動経路の直下に設けられる。また、着脱ユニット98には、ブレード吸引ユニット114A,114Bを任意の位置に移動させる移動機構(ロボットアーム等)が接続されていてもよい。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
11 被加工物
13 テープ(ダイシングテープ)
15 フレーム
2 切削装置
4 基台
4a 開口
4b 開口
6 カセット保持台
8 カセット
10 移動機構
10a 移動テーブル
12 防塵防滴カバー
14 チャックテーブル(保持テーブル)
14a 保持面
16 クランプ
18 ガイドレール
20 第1支持構造
22 レール
24 移動機構
26 保持ユニット
26a 把持機構
28 レール
30 移動機構
32 保持ユニット
34 第2支持構造
36A,36B 移動機構
38A,38A 切削ユニット
40 ハウジング
42 スピンドル(回転軸)
44 マウント
46 フランジ部
46a 表面
46b 凸部
46c 先端面
48 支持軸
48a ねじ部
48b 凹部
50 切削ブレード
52 基台
52a 開口
52b 凸部
54 切刃
56 ナット
56a 開口
56b 貫通孔
60 カメラ(撮像ユニット)
62 洗浄ユニット
62a スピンナテーブル
62b ノズル
64 ブレード交換装置(ブレード交換機構)
66 制御ユニット(制御部)
66a 位置登録部(位置記憶部)
66b 動作制御部
70A,70B ブレード保管部(ブレードラック)
72 支持構造
74 回転軸
76 支持部材
76a 表面
76b 裏面
76c 開口
78 保管部
80 支持部材
80a 表面
82 ボス部(支持軸)
84 第1の目印部
86 カメラ(撮像ユニット)
88 搬送ユニット(搬送機構)
90 移動機構
90a 基台
92 ボールねじ
94 移動ブロック
96 支持部材
96a 上壁部
96b 側壁部
96c 支持部
98 着脱ユニット(着脱機構)
100 ブレード着脱ユニット
102 モータ
102a 筐体
102b 滑車
104 動力伝達機構
104a 筐体
104b 滑車
104c 貫通孔
106 シャフト
108 連結部材
110A,110B ブレード保持ユニット
112 支持部材
114A,114B ブレード吸引ユニット
116 保持部(吸引保持部)
116a 保持面
116b 溝(凹部)
118 第2の目印部
130 ナット着脱ユニット
132 モータ
132a 筐体
132b 滑車
134 動力伝達機構
134a 筐体
134b 滑車
134c 貫通孔
136 シャフト
138 連結部材
140A,140B ナット保持ユニット
142 回転部材
142a 表面
144 保持ピン
146 把持部材
146a 爪部
148 カバー
160 画像
162 画像
170A,170B ブレード保持ユニット
172 支持部材
174A,174B ブレード把持ユニット
176 保持部(把持部)
176a 表面
178 位置決めピン
180 把持部材
180a 接触部
182 第2の目印部

Claims (4)

  1. 切削装置に備えられたスピンドルの先端部に固定され被加工物を切削する切削ブレードを交換するブレード交換装置の調整方法であって、
    該ブレード交換装置は、
    透明な支持部材の表面側で該切削ブレードを保管する移動可能な保管部を有するブレード保管部と、
    該切削ブレードを保持する保持部と、該保持部を該保管部と該スピンドルとの間で移動させる移動機構と、を有し、該切削ブレードを搬送する搬送ユニットと、
    該支持部材の裏面側に設けられ、該支持部材を介して該支持部材の表面側に位置付けられた該保持部を撮影するカメラと、
    該ブレード保管部と該搬送ユニットとの動作を制御する動作制御部と、該ブレード保管部に該切削ブレードを着脱する際の該保管部及び該保持部の位置が登録される位置登録部と、を有する制御ユニットと、を備え、
    該保管部は、該カメラで撮影可能な第1の目印部を備え、
    該保持部は、該カメラで撮影可能な第2の目印部を備え、
    該カメラで該第1の目印部を撮影するとともに該支持部材を介して該第2の目印部を撮影することにより、該第1の目印部及び該第2の目印部を含む画像を取得し、該画像に基づいて該第1の目印部と該第2の目印部とが所定の位置関係で配置された際の該保管部及び該保持部の位置を、指定位置として該位置登録部に登録する登録ステップと、
    該保管部と該保持部とを該位置登録部に登録された該指定位置に配置されるように該ブレード保管部及び該移動機構によって移動させ、該第1の目印部と該第2の目印部とが該所定の位置関係で配置されているか否かを判定する判定ステップと、
    該判定ステップで該第1の目印部と該第2の目印部とが該所定の位置関係で配置されていないと判定された場合、該第1の目印部と該第2の目印部とが該所定の関係で配置されるように該保管部又は該保持部の位置を調整した後、該保管部及び該保持部の位置を該指定位置として該位置登録部に上書きする上書きステップと、を備えることを特徴とするブレード交換装置の調整方法。
  2. 該保持部は、該切削ブレードを吸引保持する吸引保持部又は該切削ブレードを把持する把持部であることを特徴とする請求項1に記載のブレード交換装置の調整方法。
  3. 切削装置に備えられたスピンドルの先端部に固定され被加工物を切削する切削ブレードを交換するブレード交換装置であって、
    透明な支持部材の表面側で該切削ブレードを保管する移動可能な保管部を有するブレード保管部と、
    該切削ブレードを保持する保持部と、該保持部を該保管部と該スピンドルとの間で移動させる移動機構と、を有し、該切削ブレードを搬送する搬送ユニットと、
    該支持部材の裏面側に設けられ、該支持部材を介して該支持部材の表面側に位置付けられた該保持部を撮影するカメラと、
    該ブレード保管部と該搬送ユニットとの動作を制御する動作制御部と、該ブレード保管部に該切削ブレードを着脱する際の該保管部及び該保持部の位置が登録される位置登録部と、を有する制御ユニットと、を備え、
    該保管部は、該カメラで撮影可能な第1の目印部を備え、
    該保持部は、該カメラで撮影可能な第2の目印部を備えることを特徴とするブレード交換装置。
  4. 該保持部は、該切削ブレードを吸引保持する吸引保持部又は該切削ブレードを把持する把持部であることを特徴とする請求項3に記載のブレード交換装置。
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