KR102281152B1

KR102281152B1 - 절삭 장치

Info

Publication number: KR102281152B1
Application number: KR1020170115029A
Authority: KR
Inventors: 츠요시 가사이; 사토시 다카하시
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2016-09-13
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2021-07-22
Also published as: JP6800521B2; JP2018043309A; KR20180029899A; CN107813225B; TWI732923B; TW201822951A; CN107813225A

Abstract

(과제) 검출 유닛의 수광부에서 수광하는 수광량이 원하는 값이 되도록 조정하는 조정 작업을 하기 쉬운 절삭 장치를 제공하는 것이다.
(해결 수단) 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 구비한 절삭 유닛과, 그 절삭 블레이드의 마모 또는 파손을 검출하는 검출 유닛과, 그 절삭 유닛과 그 검출 유닛이 설치된 가공실과, 그 가공실에 설치된 조명을 포함하는 알림 유닛과, 적어도 그 척 테이블, 그 절삭 유닛, 그 검출 유닛 및 그 알림 유닛을 제어하는 제어 유닛을 구비한 절삭 장치로서, 그 검출 유닛은, 오목 형상의 블레이드 침입부와, 그 블레이드 침입부의 일방의 측에 배치 형성된 발광 단면과, 그 발광 단면으로부터의 빛을 수광하는 그 블레이드 침입부의 타방의 측에 배치 형성된 수광 단면과, 그 수광 단면에 접속되어 그 수광 단면의 수광량에 따른 전기 신호를 출력하는 광전 변환부를 포함하고, 그 제어 유닛은, 그 수광 단면이 수광하는 수광량이 제 1 임계값에 도달했을 때에 그 조명을 밝게 변화시켜 그 수광량이 그 제 1 임계값에 도달한 것을 알리는 것을 특징으로 한다.

Description

절삭 장치{CUTTING APPARATUS}

본 발명은 절삭 장치에 관한 것으로, 특히, 절삭 블레이드의 마모 또는 파손을 검출하는 검출 유닛을 조정할 때, 조정 작업을 용이하게 할 수 있는 절삭 장치에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼나 세라믹스, 유리 등의 정밀 절삭이 필요한 각종 전자 부품은, 다이싱 소라고 불리는 절삭 장치에 의해 개개의 칩으로 분할된다. 이들 전자 부품의 가공에는 마이크론 단위의 정밀한 절단이 필요하고, 그것에는 칩의 사이즈뿐만 아니라 절입 (切入) 깊이도 중요해진다.

예를 들어, 반도체 웨이퍼는 다이싱 테이프에 고정되고, 다이싱 테이프에 절삭 블레이드를 10 ∼ 30 ㎛ 정도 절입시켜 반도체 웨이퍼가 완전 절단되지만, 이 다이싱 테이프에 대한 절입량이 부족하면 웨이퍼는 불완전 절단이 되어, 하측의 절단편은 이가 빠진 것처럼 들쭉날쭉한 상태가 되어 버린다.

절삭 블레이드는, 절삭 가공을 계속함에 따라서 마모되어 가는 성질을 가지고 있어, 절삭 블레이드의 마모에 의한 절입 깊이의 변동, 즉 절삭 블레이드의 날끝 위치의 변동을 수시로 보정해 나갈 필요가 있다.

이러한 절삭 블레이드의 날끝 위치의 변동은, 광학 센서를 사용한 비접촉 셋업 기구에 의해 수시로 검출되고, 검출 결과에 기초하여 절삭 블레이드의 높이 위치의 보정 (원점 위치 보정) 을 실시하도록 하고 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 평11-214334호 참조).

또한, 비접촉 셋업 기구와는 별도로, 절삭 블레이드를 커버하는 블레이드 커버에는, 파손 검출용의 검출 유닛이 장착되어 있다. 절삭 가공에 의해서 절삭 블레이드는 수시로 마모되기 때문에, 검출 유닛의 위치를 조정할 필요가 있다.

검출 유닛을 위치시키는 검출 위치는, 빛이 절삭 블레이드에 의해서 소정량 가려지는 위치로, 지나치게 가려져도, 또는 너무 가려지지 않아도 올바른 검출이 불가능하다. 그래서, 오퍼레이터는 발광부와 수광부가 일체가 된 광학 센서를 절삭 블레이드에 대하여 진퇴시키면서 수광량을 모니터로 확인하면서, 적절한 검출 위치로 검출 유닛의 위치를 부여한다.

또한, 절삭 블레이드의 단부 (端部) 위치를 검출하는 비접촉 셋업 기구 (블레이드 단부 검출 유닛) 에서는, 발광부 및 수광부가 절삭 부스러기 등에 의해 오염되면 광량이 변화하기 때문에 정확한 단부 검출이 불가능하다.

그 때문에, 광량이 소정 이하가 된 경우, 청소 작업을 실시한다. 청소 작업에서는, 수광부에서 수광하는 수광량을 광전 변환부에서 변환한 전압을 모니터로 확인하면서, 소정 이상의 광량이 얻어질 때까지 발광부와 수광부의 단면 (端面) 을 청소한다.

일본 공개특허공보 평11-214334호 일본 공개특허공보 2009-083076호 일본 공개특허공보 2009-083077호

파손 검출용의 검출 유닛을 올바른 검출 위치로 위치 부여하는 조작 및 비접촉 셋업 기구 (블레이드 단부 검출 유닛) 의 수광량이 소정값 이상이 되는 발광부에 접속된 앰프 유닛의 조정 조작은, 모두 오퍼레이터가 모니터를 보면서 하는 작업이 되어, 검출 유닛과 모니터의 양쪽을 확인할 필요가 있으므로, 조정 작업이 곤란하게 되어 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 검출 유닛의 수광부에서 수광하는 수광량이 원하는 값이 되도록 조정하는 조정 작업을 하기 쉬운 절삭 장치를 제공하는 것이다.

청구항 1 에 기재된 발명에 의하면, 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 구비한 절삭 유닛과, 그 절삭 블레이드의 마모 또는 파손을 검출하는 검출 유닛과, 그 절삭 유닛과 그 검출 유닛이 설치된 가공실과, 그 가공실에 설치된 조명을 포함하는 알림 유닛과, 적어도 그 척 테이블, 그 절삭 유닛, 그 검출 유닛 및 그 알림 유닛을 제어하는 제어 유닛을 구비한 절삭 장치로서, 그 검출 유닛은, 오목 형상의 블레이드 침입부와, 그 블레이드 침입부의 일방의 측에 배치 형성된 발광 단면과, 그 발광 단면으로부터의 빛을 수광하는 그 블레이드 침입부의 타방의 측에 배치 형성된 수광 단면과, 그 수광 단면에 접속되어 그 수광 단면의 수광량에 따른 전기 신호를 출력하는 광전 변환부를 포함하고, 그 제어 유닛은, 그 수광 단면이 수광하는 수광량이 제 1 임계값에 도달했을 때에 그 조명을 밝게 변화시켜 그 수광량이 그 제 1 임계값에 도달한 것을 알리는 것을 특징으로 하는 절삭 장치가 제공된다.

바람직하게는, 그 검출 유닛은, 오목 형상의 블레이드 침입부에 침입한 그 절삭 블레이드의 파손을 검출하여, 그 절삭 블레이드에 대하여 진퇴 가능하게 설정되고, 그 제어 유닛은, 그 발광 단면으로부터의 빛이 그 절삭 블레이드에 부분적으로 가려져 그 수광 단면이 수광하는 수광량이 그 제 1 임계값 이하가 되는 검출 위치로 검출 유닛의 위치를 부여할 때, 그 수광 단면이 수광하는 수광량이 감소하여 그 제 1 임계값 이하가 되면, 그 조명의 밝기를 급격히 상승시켜 그 검출 유닛이 그 검출 위치로 위치가 부여된 것을 알린다.

바람직하게는, 그 제어 유닛은, 그 수광 단면이 수광하는 수광량이 그 제 1 임계값보다 적은 제 2 임계값 이하가 되면, 그 조명을 점멸시킨다.

청구항 4 에 기재된 발명에 의하면, 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 구비한 절삭 유닛과, 그 절삭 블레이드의 마모를 검출하는 검출 유닛과, 그 절삭 유닛과 그 검출 유닛이 설치된 가공실과, 그 가공실에 설치된 조명을 포함하는 알림 유닛과, 적어도 그 척 테이블, 그 절삭 유닛, 그 검출 유닛 및 그 알림 유닛을 제어하는 제어 유닛을 구비한 절삭 장치로서, 그 검출 유닛은, 블레이드 침입부와, 그 블레이드 침입부의 일방의 측에 배치 형성된 발광부와, 그 발광부로부터의 빛을 수광하는 그 블레이드 침입부의 타방의 측에 배치 형성된 수광부와, 그 수광부에 접속되어 그 수광부가 수광하는 수광량에 따른 전기 신호를 출력하는 광전 변환부와, 그 발광부에 접속된 광원과, 그 광원의 전력을 조정하는 앰프 유닛을 포함하고, 그 제어 유닛은, 그 앰프 유닛을 조정할 때, 그 수광부가 수광하는 수광량이 임계값 이상이 되면, 그 조명의 밝기를 급격히 상승시켜 알리는 것을 특징으로 하는 절삭 장치가 제공된다.

본 발명의 절삭 장치에 의하면, 원하는 수광량이 얻어졌을 때에 가공실의 조명을 밝게 하기 때문에, 이 조명의 밝기의 변화에 의해 원하는 수광량이 얻어졌는지 여부를 오퍼레이터가 용이하게 인식할 수 있기 때문에, 모니터를 보면서 하는 작업이 없어져, 조정 작업이 하기 쉬워지는 효과가 있다. 또한, 실수로 발광부 및 수광부로 이루어지는 검출부를 절삭 블레이드에 접촉시켜 버릴 우려가 없다.

도 1 은 절삭 장치의 사시도이다.
도 2 는 가공실 케이싱의 종단면도이다.
도 3 은 절삭 유닛의 분해 사시도이다.
도 4 는 절삭 유닛의 사시도이다.
도 5 는 블레이드 파손 검출 유닛을 설명하는 측면도이다.
도 6(A) 는 블레이드 파손 검출 유닛이 검출 위치에 침입하기 전의 측면도, 도 6(B) 는 블레이드 파손 검출 유닛이 검출 위치에 침입한 상태의 측면도이다.
도 7 은 오퍼레이터가 블레이드 파손 검출 유닛을 조정하고 있는 모습을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 8(A) 는 블레이드 파손 검출 유닛의 수광량과 제 1 임계값 및 제 2 임계값의 관계를 나타내는 그래프, 도 8(B) 는 수광량이 제 1 임계값 및 제 2 임계값에 도달했을 때의 가공실의 조명의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9 는 비접촉 셋업 기구 (블레이드 마모 검출 유닛) 의 블록도이다.
도 10 은 절삭 블레이드의 절입 방향의 위치에 따른 비접촉 셋업 기구 (블레이드 마모 검출 유닛) 의 출력 전압의 변화를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1 을 참조하면, 본 발명 실시형태에 관련된 블레이드 파손 검출 유닛 및 블레이드 마모 검출 유닛 (비접촉 셋업 기구) 을 구비한 절삭 장치 (2) 의 사시도가 나타나 있다.

4 는 절삭 장치 (2) 의 베이스이고, 베이스 (4) 에는 척 테이블 (6) 이 회전 가능하면서 또한 도시하지 않은 가공 이송 수단에 의해 X 축 방향으로 왕복동 (往復動) 가능하게 배치 형성되어 있다. 척 테이블 (6) 의 주위에는 워터 커버 (8) 가 배치 형성되어 있고, 이 워터 커버 (8) 와 베이스 (4) 에 걸쳐, 가공 이송 기구의 축부를 보호하기 위한 벨로스 (10) 가 연결되어 있다.

베이스 (4) 의 후방에는 문형 (門型) 형상의 칼럼 (12) 이 세워져 형성되어 있다. 칼럼 (12) 에는 Y 축 방향으로 신장되는 한 쌍의 가이드 레일 (14) 이 고정되어 있다. 칼럼 (12) 에는 Y 축 이동 블록 (16) 이, 볼 나사 (18) 와 도시하지 않은 펄스 모터로 이루어지는 Y 축 이동 기구 (인덱싱 이송 기구) (20) 에 의해 가이드 레일 (14) 을 따라 Y 축 방향으로 이동 가능하게 탑재되어 있다.

Y 축 이동 블록 (16) 에는 Z 축 방향으로 신장되는 한 쌍의 가이드 레일 (22) 이 고정되어 있다. Y 축 이동 블록 (16) 상에는, Z 축 이동 블록 (24) 이 볼 나사 (26) 와 펄스 모터 (28) 로 이루어지는 Z 축 이동 기구 (30) 에 의해 가이드 레일 (22) 로 안내되어 Z 축 방향으로 이동 가능하게 탑재되어 있다.

Z 축 이동 블록 (24) 에는 절삭 유닛 (32) 이 장착되어 있고, 절삭 유닛 (32) 의 스핀들 하우징 (34) 중에는 도 5 에 나타내는 스핀들 (36) 이 회전 가능하게 수용되고, 스핀들 (36) 의 선단부에는 절삭 블레이드 (38) 가 착탈 가능하게 장착되어 있다. Z 축 이동 블록 (24) 에는 또한, 현미경 및 카메라를 갖는 촬상 유닛 (40) 이 장착되어 있다.

42 는 가공실 (44) 을 구획하는 가공실 케이싱으로, 폴리카보네이트 등의 투명 수지로 형성되어 있다. 도 2 에 가잘 잘 나타난 바와 같이, 가공실 케이싱 (42) 은 척 테이블 (6) 및 절삭 블레이드 (38) 를 수용한다. 가공실 케이싱 (42) 에는 밝기를 조정 가능한 조명 (51) 이 장착되어 있음과 함께, 배기구 (50) 가 형성되어 있다.

46 은 본 발명 실시형태에 관련된 비접촉 셋업 기구 (블레이드 마모 검출 유닛) 이고, 그 상세한 것은 도 8 에 나타내고 있다. 손잡이 (48) 를 잡아당김으로써 가공실 케이싱 (42) 의 문 (49) 을 열 수 있어, 척 테이블 (6) 상으로 피가공물을 반입하거나, 척 테이블 (6) 로부터 피가공물을 반출하거나 할 수 있다.

도 2 는 가공실 케이싱 (42) 의 종단면도를 나타내고 있으며, 척 테이블 (6) 에 유지된 피가공물의 절삭 중에는, 절삭수 노즐 (53) 로부터 블레이드 선단을 향하여 절삭수를 공급하고, 냉각수 노즐 (56, 66) (도 5 참조) 로부터 절삭 블레이드 (38) 의 가공점을 향하여 냉각수를 공급하면서 피가공물의 절삭을 수행한다.

따라서, 가공실 (44) 의 분위기 중에는 가공 부스러기나 절삭수 및 냉각수의 미스트 (55) 가 비산되고, 이러한 분위기 중에 블레이드 파손 검출 유닛 (비접촉 셋업 기구) (46) 이 노출되게 된다.

다음으로, 도 3 및 도 4 를 참조하여, 실시형태에 관련된 절삭 유닛 (32) 에 관해서 설명한다. 절삭 유닛 (32) 의 스핀들 하우징 (34) 중에는, 서보 모터에 의해 회전 구동되는 스핀들 (36) (도 5 및 도 6 참조) 이 회전 가능하게 수용되어 있고, 스핀들 (36) 의 선단부에는 니켈 부재 중에 다이아몬드 지립이 분산되어 이루어지는 절삭 날 (38a) 을 갖는 절삭 블레이드 (38) 가 착탈 가능하게 장착되어 있다.

54 는 절삭 블레이드 (38) 를 커버하는 블레이드 커버이고, 절삭 블레이드 (38) 의 측면을 따라 신장되는 냉각수 노즐 (56) 이 장착되어 있다. 냉각수는, 파이프 (58) 를 통해서 냉각수 노즐 (56) 에 공급된다. 블레이드 커버 (54) 는 나사 구멍 (60, 62) 을 갖고 있다.

64 는 착탈 커버이고, 블레이드 커버 (54) 에 장착되었을 때, 절삭 블레이드 (38) 의 측면을 따라 신장되는 냉각수 노즐 (66) 을 갖고 있다. 냉각수는, 파이프 (68) 를 통해서 냉각수 노즐 (66) 에 공급된다.

나사 (72) 를 착탈 커버 (64) 의 둥근 구멍 (70) 에 삽입 통과시켜 블레이드 커버 (54) 의 나사 구멍 (60) 에 나사 결합시킴으로써, 착탈 커버 (64) 가 블레이드 커버 (54) 에 고정된다. 이로써, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 절삭 블레이드 (38) 의 개략적으로 상부 절반이 블레이드 커버 (54) 및 착탈 커버 (64) 에 의해 덮여진다.

52 는 블레이드 파손 검출 유닛이고, 나사 (76) 를 고정 블록 (80) 에 형성된 둥근 구멍 (74) 을 통과시켜 블레이드 커버 (54) 의 나사 구멍 (62) 에 나사 결합시킴으로써, 블레이드 커버 (54) 에 장착된다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 블레이드 파손 검출 유닛 (52) 에는, 발광 소자 (88) 및 수광 소자 (98) 를 포함하는 광학 센서 (블레이드 센서) 가 장착되어 있고, 이 광학 센서에 의해 절삭 블레이드 (38) 의 절삭 날 (38a) 의 상태를 검출한다.

다음으로, 도 5 를 참조하여, 블레이드 파손 검출 유닛 (52) 의 기구부의 구성에 관해서 설명한다. 블레이드 파손 검출 유닛 (52) 은, 블레이드 커버 (54) 에 고정되는 고정 블록 (80) 과, 고정 블록 (80) 에 대하여 상하로 이동 가능한 이동 블록 (82) 을 포함하고 있다.

고정 블록 (80) 에 조정 나사 (78) 가 나사 결합되어 있고, 조정 나사 (78) 의 선단은 이동 블록 (82) 에 고정되어 있다. 조정 나사 (78) 를 회전시키면, 그 회전 방향에 따라서 이동 블록 (82) 이 고정 블록 (80) 에 대하여 상하로 이동한다.

블레이드 파손 검출 유닛 (52) 의 발광부 (86) 는, 발광 다이오드 (LED) 또는 레이저 다이오드 (LD) 로 구성되는 발광 소자 (88) 와, 발광 소자 (88) 에 접속된 광 파이버 (90) 와, 이동 블록 (82) 에 장착되어 광 파이버 (90) 로부터의 빛을 반사하는 직각 프리즘 (92) 과, 사파이어 등으로 형성된 직각 프리즘 (92) 에 첩착 (貼着) 된 투명 보호 플레이트 (94) 로 구성된다. 보호 플레이트 (94) 가 발광부 (86) 의 출사 단면을 구성한다. 따라서 본 명세서에서는, 보호 플레이트 (94) 는 발광부 (86) 의 출사 단면 (94) 으로서 정의한다.

블레이드 파손 검출 유닛 (52) 의 수광부 (96) 는, 포토다이오드 (PD) 등의 수광 소자 (98) 와, 수광 소자 (98) 에 접속된 광 파이버 (100) 와, 이동 블록 (82) 에 장착된 직각 프리즘 (102) 과, 직각 프리즘 (102) 에 첩착된 사파이어 등으로 이루어지는 투명 보호 플레이트 (104) 로 구성된다. 투명 보호 플레이트 (104) 가 수광부 (96) 의 수광 단면을 구성한다. 따라서 본 명세서에서는, 투명 보호 플레이트 (104) 를 수광부 (96) 의 수광 단면 (104) 으로서 정의한다.

도 5 에 나타낸 검출 위치에 있어서는, 발광부 (86) 의 출사 단면 (94) 과 수광부 (96) 의 수광 단면 (104) 은, 절삭 블레이드 (38) 의 절삭 날 (38a) 이 사이에 끼이도록 하여 적절한 위치 관계로 배치되어서, 절삭 날 (38a) 의 파손 또는 마모를 검출한다.

다음으로, 도 5 내지 도 7 을 참조하여, 블레이드 파손 검출 유닛 (52) 의 발광 단면 (94) 및 수광 단면 (104) 을 적절한 검출 위치로 위치 부여할 때의 조정 작업에 관해서 설명한다. 이 조정 작업은, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 오퍼레이터 (81) 가 조정 나사 (78) 를 회전시켜, 이동 블록 (82) 을 고정 블록 (80) 에 대하여 상하로 이동시킴으로써 달성한다.

수광 소자 (98) 는 광전 변환부 (106) 에 접속되어 있고, 광전 변환부 (106) 는, 전압 기억부 (110), 전압 비교부 (112) 및 조명 제어부 (114) 를 갖는 제어 유닛 (108) 에 접속되어 있고, 제어 유닛 (108) 은 조명 (51) 을 포함한 알림 유닛 (116) 에 접속되어 있다.

도 6(A) 는 출사 단면 (94) 및 수광 단면 (104) 이 검출 위치에 침입하기 전의 측면도를 나타내고 있고, 이 상태로부터 오퍼레이터가 조정 나사 (78) 를 시계회전 방향으로 회전하여 이동 블록 (82) 을 하방으로 이동시키면, 광전 변환부 (106) 의 출력 전압은 도 8(A) 에 부호 118 로 나타내는 바와 같이 직선적으로 감소한다.

광전 변환부 (106) 의 출력 전압이 제 1 임계값으로 감소해 나감에 따라서, 제어 유닛 (108) 은, 도 8(B) 에 나타내는 바와 같이 서서히 조명의 밝기를 어둡게 해 나간다. 그리고 출력 전압이 제 1 임계값까지 감소한 것을 제어 유닛 (108) 의 전압 비교부 (112) 가 검출하면, 제어 유닛 (108) 의 조명 제어부 (114) 가 도 8(B) 에 나타내는 바와 같이 조명 (51) 을 급격히 밝아지도록 제어하여, 오퍼레이터에게 출사 단면 (94) 및 수광 단면 (104) 이 검출 위치로 들어갔음을 알린다.

이로써, 오퍼레이터 (81) 는 모니터 (83) 등의 수광량을 나타내는 표시부를 보면서 하는 조정 작업을 할 필요가 없어져, 발광 단면 (94) 및 수광 단면 (104) 을 검출 위치로 위치 부여하는 조정 작업이 매우 용이해진다. 발광 단면 (94) 및 수광 단면 (104) 이 검출 위치로 위치 부여된 상태가 도 6(B) 에 나타나 있다.

제 1 임계값은, 수광 소자 (98) 가 수광하는 수광량이, 발광 단면 (94) 으로부터의 빛이 절삭 블레이드 (38) 에 의해 완전히 가려져 있지 않은 상태를 100 ％ 로 하면, 수광 단면 (104) 이 수광하는 수광량이 예를 들어 10 ％ 로 감소한 위치이다.

도 5 및 도 6(B) 에 나타내는 검출 위치로부터, 오퍼레이터가 조정 나사 (78) 를 좀더 시계 방향으로 회전시켜, 이동 블록 (82) 을 더욱 하방으로 이동시키면, 광전 변환부 (106) 로부터의 출력 전압은 제 2 임계값으로 감소한다.

이 제 2 임계값은, 예를 들어 수광 단면 (104) 이 수광하는 수광량이 예를 들어 8 ％ 로 줄어든 위치이다. 출력 전압이 제 2 임계값에 도달하면, 제어 유닛 (108) 의 조명 제어부 (114) 는 조명 (51) 을 점멸시켜, 오퍼레이터에게 검출 위치를 벗어났다는 주의를 촉구한다. 이로써, 오퍼레이터는 조정 나사 (78) 를 반시계 방향으로 조금만 회전시켜, 조정 작업을 종료한다.

오퍼레이터가 조명 (51) 의 점멸을 알아차리지 못하고, 조정 나사 (78) 를 좀더 시계 방향으로 회전시키면, 조명 (51) 을 점멸시킴과 함께 버저를 울려, 오퍼레이터에게 경고한다. 이 때, 출력 전압이 제 3 임계값에 도달하고, 수광량은 예를 들어 2 ％ 로 줄어든 위치이다. 이로써, 오퍼레이터는 블레이드 파손 검출 유닛 (52) 의 검출부를 실수로 절삭 블레이드 (38) 에 접촉시켜 버리는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 도 9 및 도 10 을 참조하여, 본 발명의 다른 실시형태에 관해서 설명한다. 이 실시형태는, 본 발명의 개념을 블레이드 마모 검출 유닛 (비접촉 셋업 기구) (46) 에 응용한 것이다.

도 9 에 나타내는 바와 같이, 광학 센서의 장착 부재 (120) 는, 수평부 (120a) 와, 수평부 (120a) 로부터 기립한 수직부 (120b) 를 갖고 있고, 수직부 (120b) 가 U 형상 블레이드 침입부 (121) 를 구획하고 있다.

블레이드 침입부 (121) 를 사이에 끼우고 수직부 (120b) 의 일방의 측에는 발광부 (122) 가 배치 형성되고, 발광부 (122) 에 대치하여 블레이드 침입부 (121) 의 타방의 측에는 발광부 (122) 로부터의 빛을 수광하는 수광부 (124) 가 배치 형성되어 있다.

발광부 (122) 는 광 파이버 (125) 를 통해서 광원 (126) 에 접속되어 있고, 수광부 (124) 는 광 파이버 (127) 를 통해서 광전 변환부 (128) 에 접속되어 있다. 광원 (126) 에는, 광원 (126) 에 공급하는 전력을 조정하는 앰프 유닛 (131) 이 접속되어 있다.

비접촉 셋업 기구 (블레이드 마모 검출 유닛) (46) 를 사용한 절삭 블레이드 (38) 의 셋업시에는, Z 축 이송 기구 (30) 의 펄스 모터 (28) 를 구동하여, 절삭 블레이드 (38) 의 선단부 (날끝) 를 비접촉 셋업 기구 (46) 의 블레이드 침입부 (121) 로 상방으로부터 침입시켜 간다.

이 때, 절삭 블레이드 (38) 가 광학 센서의 발광부 (122) 와 수광부 (124) 사이를 완전히 차단하고 있지 않은 경우에는, 수광부 (124) 가 수광하는 광량이 최대이고, 이 광량에 대응하는 광전 변환부 (128) 로부터의 출력은, 예를 들어 도 10 에 나타내는 바와 같이 5 V 로 설정되어 있다.

절삭 블레이드 (38) 가 블레이드 침입부 (121) 로 진입됨에 따라서, 절삭 블레이드 (38) 가 발광부 (122) 로부터 출사되는 광 빔을 차단하는 양이 서서히 증가하기 때문에, 수광부 (124) 가 수광하는 광량은 서서히 감소하여, 광전 변환부 (128) 로부터의 출력 전압은 도 10 에 부호 129 로 나타내는 바와 같이 서서히 감소한다.

그리고, 절삭 블레이드 (38) 가 발광부 (122) 와 수광부 (124) 의 소정 위치를 연결하는 위치에 도달했을 때, 광전 변환부 (128) 로부터의 출력 전압이 기준 전압인 예를 들어 3 V 가 되도록 설정되어 있다. 따라서, 광전 변환부 (128) 의 출력 전압이 3 V 가 되었을 때, 전압 비교부 (132) 는 광전 변환부 (128) 의 출력 전압이 기준 전압에 도달했다는 취지의 신호를 단부 위치 검출부 (134) 에 출력한다.

단부 위치 검출부 (134) 는, 기준 위치를 검출했다는 취지의 신호를 펄스 모터 (28) 에 송신하여, 펄스 모터 (28) 의 구동을 정지시킨다. 이 때, 단부 위치 검출부 (134) 는, 절삭 블레이드 (38) 의 절입 방향 (Z 축 방향) 의 위치를 Z 축 이송 기구 (30) 의 펄스 모터 (28) 의 펄스수를 카운트함으로써 검출한다. 절삭 블레이드 (38) 의 최하점 단부 위치인 기준 위치는, 절삭 장치 (2) 의 메모리에 기억된다.

본 실시형태의 비접촉 셋업 방법에 의하면, 피가공물을 절삭 블레이드 (38) 로 적절히 절삭한 후, 최하점 단부 검출 스텝을 실행하여, 이전 회에서 인덱싱되어 기억된 절삭 블레이드 (38) 의 최하점 단부의 위치와 비교하여, 절삭 블레이드 (38) 의 마모량 (소모량) 을 산출부 (136) 에서 산출하는 마모량 산출 스텝을 실행한다.

그리고, 마모량 산출 스텝으로부터 산출된 절삭 블레이드 (38) 의 마모량에 기초하여, 위치 보정부 (138) 에서 절삭 블레이드 (38) 의 Z 축 방향의 원점 위치를 보정한다. 이 원점 위치의 보정에 의해, 절삭 블레이드 (38) 의 날끝을 척 테이블 (6) 의 프레임의 상면에 접촉하는 원점 위치로 할 수 있다.

전술한 바와 같이, 블레이드 마모 검출 유닛 (비접촉 셋업 기구) (46) 은 가공실 (44) 의 분위기에 항상 노출되어 있다. 따라서, 분위기에 포함되어 있는 미스트, 절삭 부스러기 등에 의해 광학 센서의 발광부 (122) 및 수광부 (124) 의 단면이 오염된다.

이와 같이, 발광부 (122) 및 수광부 (124) 의 단면이 오염되면, 수광부 (124) 가 수광하는 수광량이 소정 이하가 되어, 광학 센서의 청소 작업을 실시한다. 청소 작업에서는, 절삭 블레이드 (38) 를 블레이드 침입부 (121) 로부터 상승시켜, 오퍼레이터가 소정 이상의 광량이 얻어질 때까지 발광부 (122) 와 수광부 (124) 의 단면을 청소한다. 그리고, 청소하더라도 소정 이상의 광량이 얻어지지 않는 경우에는, 앰프 유닛 (131) 을 조정하여 광원 (126) 의 광량을 높여, 소정 이상의 광량을 수광할 수 있도록 조정한다.

본 실시형태에서는, 도 5 에 나타내는 제어 유닛 (108) 의 조명 제어부 (114) 가 소정 이상의 광량이 얻어지면 조명 (51) 을 급격히 밝아지도록 제어하여, 오퍼레이터에게 알린다. 이로써, 오퍼레이터는 조정 작업을 종료할 수 있다.

종래에는, 모니터 (83) 를 보면서 광전 변환부 (128) 의 출력 전압이 5 V 가 되었는지 여부를 확인했었지만, 본 실시형태에서는, 소정 이상의 광량이 얻어지면 조명 (51) 을 급격히 밝아지도록 제어하기 때문에, 오퍼레이터는 소정 광량에 도달한 것을 즉시 알아차릴 수 있어, 모니터 (83) 를 보면서 하는 작업을 할 필요가 없다.

2 : 절삭 장치
6 : 척 테이블
32 : 절삭 유닛
38 : 절삭 블레이드
42 : 가공실 케이싱
44 : 가공실
46 : 비접촉 셋업 기구 (블레이드 마모 검출 유닛)
51 : 조명
52 : 블레이드 파손 검출 유닛
78 : 조정 나사
80 : 고정 블록
82 : 이동 블록
86 : 발광부
88 : 발광 소자
94 : 발광 단면
96 : 수광부
98 : 수광 소자
104 : 수광 단면
108 : 제어 유닛
116 : 알림 유닛
121 : 블레이드 침입부
122 : 발광부
124 : 수광부

Claims

피가공물을 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 구비한 절삭 유닛과, 그 절삭 블레이드의 마모 또는 파손을 검출하는 검출 유닛과, 그 절삭 유닛과 그 검출 유닛이 설치된 가공실과, 그 가공실에 설치된 조명을 포함하는 알림 유닛과, 적어도 그 척 테이블, 그 절삭 유닛, 그 검출 유닛 및 그 알림 유닛을 제어하는 제어 유닛을 구비한 절삭 장치로서,
그 검출 유닛은,
오목 형상의 블레이드 침입부와, 그 블레이드 침입부의 일방의 측에 배치 형성된 발광 단면과, 그 발광 단면으로부터의 빛을 수광하는 그 블레이드 침입부의 타방의 측에 배치 형성된 수광 단면과, 그 수광 단면에 접속되어 그 수광 단면의 수광량에 따른 전기 신호를 출력하는 광전 변환부를 포함하고,
그 제어 유닛은,
그 수광 단면이 수광하는 수광량이 제 1 임계값으로 감소해 나감에 따라서 서서히 그 조명을 어둡게 변화시키고, 그 수광 단면이 수광하는 수광량이 그 제 1 임계값에 도달했을 때에 그 조명을 밝게 변화시켜 그 수광량이 그 제 1 임계값에 도달한 것을 알리는 것을 특징으로 하는 절삭 장치.
제 1 항에 있어서,
그 검출 유닛은, 그 블레이드 침입부에 침입한 그 절삭 블레이드의 파손을 검출하여, 그 절삭 블레이드에 대하여 진퇴 가능하게 설정되고,
그 제어 유닛은, 그 발광 단면으로부터의 빛이 그 절삭 블레이드에 부분적으로 가려져 그 수광 단면이 수광하는 수광량이 그 제 1 임계값 이하가 되는 검출 위치로 검출 유닛의 위치를 부여할 때, 그 수광 단면이 수광하는 수광량이 감소하여 그 제 1 임계값 이하가 되면, 그 조명의 밝기를 급격히 상승시켜 그 검출 유닛이 그 검출 위치로 위치가 부여된 것을 알리는 것을 특징으로 하는 절삭 장치.
제 2 항에 있어서,
그 제어 유닛은, 그 수광 단면이 수광하는 수광량이 그 제 1 임계값보다 적은 제 2 임계값 이하가 되면, 그 조명을 점멸시키는 것을 특징으로 하는 절삭 장치.
피가공물을 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 구비한 절삭 유닛과, 그 절삭 블레이드의 마모를 검출하는 검출 유닛과, 그 절삭 유닛과 그 검출 유닛이 설치된 가공실과, 그 가공실에 설치된 조명을 포함하는 알림 유닛과, 적어도 그 척 테이블, 그 절삭 유닛, 그 검출 유닛 및 그 알림 유닛을 제어하는 제어 유닛을 구비한 절삭 장치로서,
그 검출 유닛은,
블레이드 침입부와, 그 블레이드 침입부의 일방의 측에 배치 형성된 발광부와, 그 발광부로부터의 빛을 수광하는 그 블레이드 침입부의 타방의 측에 배치 형성된 수광부와, 그 수광부에 접속되어 그 수광부가 수광하는 수광량에 따른 전기 신호를 출력하는 광전 변환부와, 그 발광부에 접속된 광원과, 그 광원의 전력을 조정하는 앰프 유닛을 포함하고,
그 제어 유닛은,
그 앰프 유닛을 조정할 때, 그 수광부가 수광하는 수광량이 임계값 이상이 되면, 그 조명의 밝기를 급격히 상승시켜 알리는 것을 특징으로 하는 절삭 장치.