KR102504620B1

KR102504620B1 - 절삭 장치

Info

Publication number: KR102504620B1
Application number: KR1020180066666A
Authority: KR
Inventors: 야스시 단노
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2017-06-21
Filing date: 2018-06-11
Publication date: 2023-02-27
Also published as: KR20180138527A; TW201904705A; JP2019009175A; TWI754746B; CN109093863B; JP6985034B2; CN109093863A

Abstract

(과제) 효율적으로 피가공물에 형성된 절삭홈을 촬상할 수 있도록 한다.
(해결 수단) 절삭 장치 (1) 는, 유지 테이블 (10) 이 유지한 판상 워크 (W) 를 촬상하는 촬상 수단 (30) 을 구비하고, 촬상 수단 (30) 은, 판상 워크 (W) 를 향하여 에어를 분출하여 케이스 (32) 의 바닥부 (321) 와 판상 워크 (W) 사이에 에어층을 형성하는 에어층 형성 수단 (33) 을 구비하고, 에어층 형성 수단 (33) 은, 대물 렌즈 (310) 의 광축을 중심으로 한 환상 에어로 (34) 와, 환상 에어로 (34) 에 에어를 도입하는 에어 도입구 (35) 와, 에어를 환상 에어로 (34) 내에서 일방향으로 선회시켜 소용돌이 기류를 생성시키는 안내판 (36) 과, 환상 에어로 (34) 로부터 하방으로 축경되는 역환상 원추 유로 (37) 를 구비하고, 절삭홈 (G) 의 촬상시에는, 대물 렌즈 (310) 와 판상 워크 (W) 사이에 소용돌이 기류 (101) 를 구비하는 고압 에어층 (100) 을 형성하고, 소용돌이 기류 (101) 에 의해 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 이나 절삭홈 (G) 에 잔존한 절삭수를 불어 날리기 때문에, 보다 정확한 절삭홈 (G) 의 홈폭을 측정할 수 있다.

Description

절삭 장치{CUTTING APPARATUS}

본 발명은, 피가공물을 절삭 가공하는 절삭 장치에 관한 것이다.

피가공물을 절삭하는 절삭 장치는, 피가공물을 유지하는 유지 테이블과, 유지 테이블에 유지된 피가공물을 절삭하는 절삭 수단과, 피가공물의 피가공면을 촬상하는 촬상 카메라 (현미경) 를 적어도 구비하고 있다. 촬상 카메라는, 절삭 중에 사용되는 절삭수나 가공 부스러기가 부착되는 것을 방지하는 케이스에 수용되어 있다. 케이스의 바닥부에는, 촬상용의 개구가 형성되어 있고, 이 개구에는 개폐 가능한 셔터가 부착되어 있다. 피가공물의 촬상시에는, 셔터를 열어 개구를 열고 있다. 그리고, 피가공물의 촬상시 이외에는 셔터로 개구를 차폐하여 닫음으로써, 절삭 중에 사용되는 절삭수의 비말 (수적) 이 촬상 카메라의 대물 렌즈에 부착되는 것을 방지하고 있다 (예를 들어, 하기의 특허문헌 1 및 2 를 참조).

또, 상기한 절삭 장치 외에, 케이스의 바닥부에 커버 유리와, 커버 유리에 부착된 수적을 제거하기 위해 에어를 분출시키는 에어 노즐을 구비하는 절삭 장치가 있다 (예를 들어, 하기의 특허문헌 3 및 4 를 참조). 이 절삭 장치에 있어서는, 피가공물의 절삭 중에, 에어 노즐로부터 에어를 분사함으로써, 커버 유리에 부착된 수적을 제거함과 함께, 피가공물의 상면에 부착된 절삭수도 제거하고 있다.

일본 특허 제5936845호 일본 특허 제4664788호 일본 특허 제5769605호 일본 특허 제2617001호

그러나, 에어의 분출에는 방향성이 있기 때문에, 에어를 분출한 방향의 주위에 절삭수의 비말이 있으면, 그 비말을 에어의 분출 방향으로 끌어들여, 에어를 피가공물을 향하여 분출하고 있음에도 불구하고, 피가공물의 상면에 미세한 수적이 부착된다는 문제가 있다. 종래에 있어서는, 절삭 가공을 일시 정지하고, 촬상 카메라로 촬상하여 절삭 위치나 절삭홈폭 (절삭홈의 양편의 치핑) 을 검사하고 있는데, 피가공물의 상면에 미세한 수적이 부착되어 있으면 정확하게 절삭홈의 홈폭을 측정할 수 없는 점에서, 피가공물의 상면을 건조시킬 필요가 있다. 또, 촬상 카메라측에도 절삭수의 비말이 수적이 되어 부착되기 때문에, 촬상 카메라측을 건조시킬 필요가 있다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 효율적으로 피가공물에 형성된 절삭홈을 촬상 가능하게 하여 촬상 개시부터 피가공물의 수용까지 요하는 시간을 단축시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 피가공물을 유지하는 유지 테이블과, 절삭 블레이드가 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되고 그 유지 테이블이 유지한 피가공물에 절삭수를 공급하여 절삭 가공하는 절삭 수단과, 그 유지 테이블이 유지한 피가공물을 상방으로부터 촬상하는 촬상 수단과, 절삭 이송 방향으로 그 유지 테이블과 그 촬상 수단을 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 구비한 절삭 장치로서, 그 촬상 수단은, 그 유지 테이블이 유지한 피가공물의 상면에 대향하는 대물 렌즈를 구비한 현미경과, 그 현미경의 주위를 덮고 그 대물 렌즈의 광축을 중심으로 한 촬영용의 원 개구를 구비한 환상의 바닥부를 갖는 케이스와, 그 바닥부로부터 피가공물을 향하여 에어를 분출하여 그 바닥부와 피가공물 사이에 주위보다 고압인 에어층을 형성하는 에어층 형성 수단을 구비하고, 그 에어층 형성 수단은, 그 대물 렌즈의 광축을 중심으로 한 환상 에어로와, 그 환상 에어로에 에어를 도입하는 에어 도입구와, 그 에어 도입구로부터 도입된 에어를 그 환상 에어로 내에서 일방향으로 선회시켜 소용돌이 기류를 생성시키는 안내판과, 그 환상 에어로로부터 하방으로 축경되는 역환상 원추 유로를 구비하고, 그 에어층 형성 수단으로부터 분출한 에어에 의해 그 대물 렌즈와 피가공물의 상면 사이에서 그 대물 렌즈의 광축을 중심으로 한 소용돌이 기류를 구비하는 고압 에어층을 형성하고, 그 유지 테이블과 그 촬상 수단을 상대적으로 그 절삭 이송 방향으로 이동시키면서 피가공물에 형성된 절삭홈을 촬상할 때에, 그 유지 테이블이 유지한 피가공물의 상면에 잔존하는 절삭수를 소용돌이 기류로 불어 날리면서 그 절삭홈을 촬상하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련된 절삭 장치는, 피가공물을 유지하는 유지 테이블과, 유지 테이블이 유지한 피가공물에 절삭수를 공급하여 절삭 가공하는 절삭 수단과, 유지 테이블이 유지한 피가공물을 상방으로부터 촬상하는 촬상 수단을 구비하고, 촬상 수단은, 유지 테이블이 유지한 피가공물의 상면에 대향하는 대물 렌즈를 구비한 현미경과, 현미경의 주위를 덮고 대물 렌즈의 광축을 중심으로 한 촬영용의 원 개구를 구비한 환상의 바닥부를 갖는 케이스와, 바닥부로부터 피가공물을 향하여 에어를 분출하여 바닥부와 피가공물 사이에 주위보다 고압인 에어층을 형성하는 에어층 형성 수단을 구비하고, 에어층 형성 수단은, 대물 렌즈의 광축을 중심으로 한 환상 에어로와, 환상 에어로에 에어를 도입하는 에어 도입구와, 에어 도입구로부터 도입된 에어를 환상 에어로 내에서 일방향으로 선회시켜 소용돌이 기류를 생성시키는 안내판과, 환상 에어로로부터 하방으로 축경되는 역환상 원추 유로를 구비하고, 피가공물에 형성된 절삭홈을 촬상할 때에, 대물 렌즈와 피가공물 사이에 소용돌이 기류를 구비하는 고압 에어층을 형성하고, 소용돌이 기류에 의해 피가공물의 상면이나 절삭홈에 잔존한 절삭수를 불어 날리도록 구성하였기 때문에, 보다 정확한 절삭홈의 홈폭을 측정할 수 있다. 이로써, 효율적으로 절삭홈의 촬상을 실시할 수 있는 점에서, 촬상 개시부터 피가공물의 수용까지 요하는 시간을 단축시킬 수 있다.

도 1 은, 절삭 장치의 일례의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 절삭 수단 및 촬상 수단의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3 은, 촬상 수단의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4 는, 촬상 수단을 하방측에서 본 바닥면도이다.
도 5 는, 에어층 형성 수단의 구성을 나타내는 부분 확대 사시도이다.
도 6 은, 도 3 의 a-a 선 단면도이다.
도 7 은, 도 6 의 b-b 선 단면도이다.
도 8 은, 촬상 수단에 의해 피가공물의 상면을 촬상하는 상태를 설명하는 단면도이다.
도 9 는, 대물 렌즈와 피가공물 사이에 형성되는 고압 에어층에 구비하는 소용돌이 기류를 설명하는 설명도이다.
도 10 은, 에어층 형성 수단의 변형예의 구성을 나타내는 부분 확대 사시도이다.

도 1 에 나타내는 절삭 장치 (1) 는, 장치 베이스 (2) 를 갖고 있고, 장치 베이스 (2) 상에 배치 형성되고 피가공물인 판상 워크 (W) 를 유지하는 유지 테이블 (10) 과, 절삭 블레이드 (23) 가 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되고 유지 테이블 (10) 이 유지한 판상 워크 (W) 에 절삭수를 공급하면서 절삭 가공하는 절삭 수단 (20) 과, 유지 테이블 (10) 이 유지한 판상 워크 (W) 를 상방으로부터 촬상하는 촬상 수단 (30) 과, 절삭 이송 방향 (X 축 방향) 으로 유지 테이블 (10) 과 촬상 수단 (30) 을 상대적으로 이동시키는 이동 수단 (40) 과, 절삭 수단 (20) 을 산출 이송 방향 (Y 축 방향) 으로 산출 이송하는 산출 이송 수단 (50) 과, 절삭 수단 (20) 을 연직 방향 (Z 축 방향) 으로 승강시키는 승강 수단 (60) 을 구비하고 있다.

유지 테이블 (10) 의 상면은, 판상 워크 (W) 를 유지하는 유지면 (10a) 으로 되어 있다. 유지 테이블 (10) 의 둘레 가장자리에는, 테이프 (T) 를 통하여 판상 워크 (W) 를 지지하는 환상의 프레임 (F) 을 유지하기 위한 프레임 유지 수단 (11) 이 복수 배치 형성되어 있다. 프레임 유지 수단 (11) 은, 프레임 (F) 이 재치되는 프레임 재치대 (12) 와, 프레임 재치대 (12) 에 재치된 프레임 (F) 의 상면을 누르는 클램프부 (13) 를 구비하고 있다.

이동 수단 (40) 은, X 축 방향으로 연장되는 볼 나사 (41) 와, 볼 나사 (41) 의 일단에 접속된 모터 (42) 와, 볼 나사 (41) 와 평행하게 연장되는 1 쌍의 가이드 레일 (43) 과, X 축 방향으로 이동 가능한 이동 베이스 (44) 를 구비하고 있다. 이동 베이스 (44) 의 일방의 면에는 유지 테이블 (10) 이 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되고, 이동 베이스 (44) 의 타방의 면에는 1 쌍의 가이드 레일 (43) 이 슬라이딩 접촉하고, 이동 베이스 (44) 의 중앙부에 형성된 너트에는 볼 나사 (41) 가 나사 결합되어 있다. 모터 (42) 에 의해 구동된 볼 나사 (41) 가 회동함으로써, 이동 베이스 (44) 가 가이드 레일 (43) 을 따라 X 축 방향으로 이동하여, X 축 방향으로 유지 테이블 (10) 과 절삭 수단 (20), 촬상 수단 (30) 을 상대적으로 이동시킬 수 있다.

장치 베이스 (2) 의 X 축 방향 후부에 있어서 이동 수단 (40) 을 걸치도록 하여 도어형의 칼럼 (3) 이 세워져 형성되어 있다. 칼럼 (3) 의 측방에는 산출 이송 수단 (50) 및 승강 수단 (60) 을 개재하여 절삭 수단 (20) 이 배치 형성되어 있다. 산출 이송 수단 (50) 은, Y 축 방향으로 연장되는 볼 나사 (51) 와, 볼 나사 (51) 의 일단에 접속된 모터 (52) 와, 볼 나사 (51) 와 평행하게 연장되는 1 쌍의 가이드 레일 (53) 과, 일방의 면이 승강 수단 (60) 에 부착된 이동 베이스 (54) 를 구비하고 있다. 1 쌍의 가이드 레일 (53) 에는 이동 베이스 (54) 의 타방의 면이 슬라이딩 접촉하고, 이동 베이스 (54) 의 내부에 형성된 너트에는 볼 나사 (51) 가 나사 결합되어 있다. 모터 (52) 가 볼 나사 (51) 를 회동시킴으로써 이동 베이스 (54) 가 가이드 레일 (53) 에 가이드되어 Y 축 방향으로 이동하여, 승강 수단 (60) 및 절삭 수단 (20) 을 동 방향으로 산출 이송할 수 있다.

승강 수단 (60) 은, Z 축 방향으로 연장되는 볼 나사 (61) 와, 볼 나사 (61) 의 일단에 접속된 모터 (62) 와, 볼 나사 (61) 와 평행하게 연장되는 1 쌍의 가이드 레일 (63) 과, 하단부에 절삭 수단 (20) 이 장착된 승강판 (64) 을 구비하고 있다. 1 쌍의 가이드 레일 (63) 에는 승강판 (64) 이 슬라이딩 접촉하고, 승강판 (64) 의 내부에 형성된 너트에는 볼 나사 (61) 가 나사 결합되어 있다. 모터 (62) 에 의해 구동되어 볼 나사 (61) 가 회동함으로써, 승강판 (64) 이 가이드 레일 (63) 에 가이드되어 Z 축 방향으로 이동하여, 절삭 수단 (20) 을 동 방향으로 승강시킬 수 있다.

절삭 수단 (20) 은, Y 축 방향의 축심을 갖는 스핀들 (21) 과, 스핀들 (21) 을 회전 가능하게 둘러싸 지지하는 스핀들 하우징 (22) 과, 스핀들 (21) 의 선단에 장착된 절삭 블레이드 (23) 와, 절삭 블레이드 (23) 의 주위를 커버하는 블레이드 커버 (24) 를 구비하고 있다. 도시되지 않은 모터에 의해 구동되어 스핀들 (21) 이 소정의 회전 속도로 회전함으로써, 절삭 블레이드 (23) 를 소정의 회전 속도로 회전시킬 수 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 블레이드 커버 (24) 는, 커버 본체 (240) 와, 커버 본체 (240) 의 일방의 측면에 부착된 제 1 블록 (241) 과 커버 본체 (240) 의 타방의 측면에 부착된 제 2 블록 (242) 으로 구성되어 있다. 제 1 블록 (241) 의 하단부로부터 수평 방향으로 연장되고, 절삭 블레이드 (23) 를 사이에 두고 절삭 블레이드 (23) 의 측면을 향하여 절삭수를 공급하는 1 쌍의 절삭수 공급 노즐 (25) 이 장착되어 있다. 또, 제 2 블록 (242) 의 하단부에는, 절삭 블레이드 (23) 와 판상 워크 (W) 가 접촉하는 영역에 절삭수를 공급하는 절삭수 공급 노즐 (도시 생략) 이 장착되어 있다. 제 1 블록 (241) 의 상단에는, 1 쌍의 절삭수 공급 노즐 (25) 과 절삭수 공급원 (27) 을 연통시키는 배관 (26) 이 접속되어 있다. 또, 제 2 블록 (242) 의 상단에도 도시되지 않은 절삭수 공급 노즐과 절삭수 공급원 (27) 을 연통시키는 배관 (26a) 이 접속되어 있다.

촬상 수단 (30) 은, 스핀들 하우징 (22) 의 측부에 부착되고, 도 1 에 나타낸 유지 테이블 (10) 의 이동 경로의 상방측에 위치하고 있다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 촬상 수단 (30) 은, 도 1 에 나타낸 유지 테이블 (10) 이 유지한 판상 워크 (W) 의 상면에 대향하는 대물 렌즈 (310) 를 구비한 현미경 (31) 과, 현미경 (31) 의 주위를 덮고 대물 렌즈 (310) 의 광축을 중심으로 한 촬영용의 원 개구 (320) 를 구비한 환상의 바닥부 (321) 를 갖는 케이스 (32) 와, 바닥부 (321) 로부터 판상 워크 (W) 를 향하여 에어를 분출하여 바닥부 (321) 와 판상 워크 (W) 사이에 주위보다 고압인 에어층을 형성하는 에어층 형성 수단 (33) 을 구비하고 있다.

현미경 (31) 은, 판상 워크 (W) 를 상방으로부터 촬상하는 촬상 카메라이며, 그 내부에 광학계의 촬상 소자 (예를 들어 CCD 또는 CMOS) 를 구비하고 있다. 현미경 (31) 에서는, 판상 워크 (W) 의 피촬상면에서 반사된 반사광이 대물 렌즈 (310) 를 통하여 촬상 소자에 입사됨으로써, 예를 들어, 절삭 가공 전의 판상 워크 (W) 의 가공해야 하는 영역이 찍힌 촬상화를 촬상하거나, 절삭 가공 중 또는 절삭 가공 완료 후의 판상 워크 (W) 의 절삭홈 등이 찍힌 촬상화를 촬상하거나 할 수 있다.

케이스 (32) 는, 통상으로 형성되고, 현미경 (31) 의 주위를 밀폐한 구성으로 되어 있어, 절삭시에 사용되고 주위로 비산되는 절삭수의 비말이 현미경 (31) 에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 대물 렌즈 (310) 의 바로 아래에는, 케이스 (32) 의 바닥부 (321) 에 형성된 원 개구 (320) 가 위치하고 있다. 본 실시형태에 나타내는 원 개구 (320) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 적어도 대물 렌즈 (310) 의 직경보다 대직경으로 형성되어 있고, 원 개구 (320) 로부터 대물 렌즈 (310) 가 노출된 구성으로 되어 있다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 에어층 형성 수단 (33) 은, 케이스 (32) 의 하방측에 일체로 되어 형성된 에어 노즐이다. 에어층 형성 수단 (33) 은, 도 4 에 나타낸 대물 렌즈 (310) 의 광축을 중심으로 한 환상 에어로 (34) 와, 환상 에어로 (34) 에 에어를 도입하는 에어 도입구 (35) 와, 에어 도입구 (35) 로부터 도입된 에어를 환상 에어로 (34) 내에서 일방향으로 선회시켜 소용돌이 기류를 생성시키는 안내판 (36) 과, 환상 에어로 (34) 로부터 하방으로 축경되는 역환상 원추 유로 (37) 를 구비하고 있다.

환상 에어로 (34) 는, 케이스 (32) 의 내부에 형성되고 천정 (34a) 과 바닥면 (34b) 과 측면 (34c) 에 의해 둘러싸인 환상의 공동이다. 환상 에어로 (34) 의 측면 (34c) 에는, 에어 도입구 (35) 에 연통되는 유입구 (340) 가 형성되어 있다. 에어 도입구 (35) 에는, 도시되지 않은 밸브를 개재하여 에어 공급원 (39) 이 접속되어 있다. 밸브를 열어, 에어 도입구 (35) 에 에어를 도입함으로써, 유입구 (340) 를 통하여 환상 에어로 (34) 내에 에어를 공급할 수 있다.

역환상 원추 유로 (37) 의 최상단은, 환상 에어로 (34) 에 연통되어 있고, 환상 에어로 (34) 의 내부에 공급된 에어가 역환상 원추 유로 (37) 에 흘러들도록 구성되어 있다. 역환상 원추 유로 (37) 의 최하단에는, 에어를 분출하기 위한 환상의 에어 분출구 (38) 가 형성되어 있다. 에어 분출구 (38) 는, 도 4 에 나타낸 대물 렌즈 (310) 의 주위를 둘러싸고 있고, 대물 렌즈 (310) 의 중심의 광축을 향하여 에어를 분출하는 구성으로 되어 있다.

도 6 에 나타내는 바와 같이, 안내판 (36) 은, 예를 들어 평판에 의해 구성되어 있고, 환상 에어로 (34) 내에서 에어가 흐르는 방향을 일방향으로 조정하는 유체 안내판이다. 안내판 (36) 은, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 에어 도입구 (35) 보다 후방측의 위치에 있어서 환상 에어로 (34) 내에서 경사져 배치 형성되어 있다. 즉, 안내판 (36) 의 상단부 (360) 가, 에어 도입구 (35) 에 연통되는 유입구 (340) 보다 후측에 배치됨과 함께, 안내판 (36) 의 하단부 (361) 가, 환상 에어로 (34) 의 바닥면 (34b) 에 고정되고 에어가 흐르는 일방향측의 위치에 배치됨으로써, 안내판 (36) 의 안내면 (362) 이 경사진 상태로 되어 있다. 이와 같이 구성되는 안내판 (36) 에서는, 환상 에어로 (34) 내에 흘러들어 온 에어가 안내면 (362) 에 닿으면, 환상 에어로 (34) 내에서 에어를 일방향으로 선회시켜, 소용돌이 기류를 생성시킬 수 있다. 또, 안내판 (36) 의 안내면 (362) 은, 유입구 (340) 의 위치보다 후방측에 위치되어 있는 점에서, 유입구 (340) 로부터 환상 에어로 (34) 내에 흘러든 에어가, 에어가 흐르는 일방향과 반대 방향으로 역류하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 안내판 (36) 의 개수, 재질, 크기 등은 특별히 한정되지 않는다.

다음으로, 절삭 장치 (1) 의 동작예에 대해 설명한다. 도 1 에 나타내는 판상 워크 (W) 는, 원형판상의 기판을 갖는 피가공물의 일례이며, 그 상면 (Wa) 에는, 격자상의 분할 예정 라인 (S) 에 의해 구획된 각각의 영역에 디바이스 (D) 가 형성되어 있다. 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 과 반대측의 면인 하면 (Wb) 에는 테이프 (T) 가 첩착된다. 즉, 본 실시형태에 나타내는 판상 워크 (W) 는, 테이프 (T) 를 통하여 환상의 프레임 (F) 과 일체로 되어 형성되고, 이것이 도시되지 않은 카세트 등에 복수 수용되어 있다.

먼저, 프레임 (F) 과 일체로 된 판상 워크 (W) 를 유지 테이블 (10) 에 반송한다. 구체적으로는, 테이프 (T) 를 통하여 판상 워크 (W) 를 유지 테이블 (10) 의 유지면 (10a) 에 재치함과 함께, 프레임 (F) 을 프레임 재치대 (12) 에 재치한다. 계속해서, 도시되지 않은 흡인원의 흡인력에 의해 유지면 (10a) 에서 판상 워크 (W) 를 흡인 유지함과 함께, 클램프부 (13) 에 의해 프레임 (F) 의 상면을 눌러 고정시키다.

유지 테이블 (10) 에서 판상 워크 (W) 를 유지한 후, 이동 수단 (40) 에 의해 유지 테이블 (10) 을 절삭 수단 (20) 의 하방측으로 이동시킨다. 이때, 촬상 수단 (30) 이 유지 테이블 (10) 에 유지된 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 을 촬상하고, 판상 워크 (W) 를 절삭 가공해야 하는 영역 (분할 예정 라인 (S)) 을 검출한다.

이어서, 절삭 수단 (20) 에 의해 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 에 대해 절삭 가공을 실시한다. 구체적으로는, 절삭 수단 (20) 의 하방으로 유지 테이블 (10) 을 이동시키면서, 스핀들 (21) 이 소정의 회전 속도로 회전하고, 절삭 블레이드 (23) 를 소정의 회전 속도로 회전시킴과 함께, 승강 수단 (60) 에 의해 절삭 수단 (20) 을 유지 테이블 (10) 에 유지된 판상 워크 (W) 에 접근하는 Z 축 방향으로 하강시킨다. 회전하는 절삭 블레이드 (23) 를 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 으로부터 소정의 깊이까지 절입시키고, 절삭 수단 (20) 과 유지 테이블 (10) 을 절삭 이송 방향으로 상대 이동시키면서 절삭한다. 이와 같이 하여, 분할 예정 라인 (S) 을 따라 도 8 에 나타내는 절삭홈 (G) 을 판상 워크 (W) 에 형성한다.

판상 워크 (W) 의 절삭 가공 중에는, 도 2 에 나타낸 절삭수 공급원 (27) 으로부터 배관 (26) 에 절삭수를 유입하여 절삭수 공급 노즐 (25) 로부터 절삭 블레이드 (23) 의 측면을 향하여 절삭수를 공급함과 함께, 절삭수 공급원 (27) 으로부터 배관 (26a) 에 절삭수를 유입하여 도시되지 않은 절삭수 공급 노즐로부터 절삭 블레이드 (23) 와 판상 워크 (W) 의 접촉 영역에 절삭수를 공급하여, 절삭 블레이드 (23) 를 냉각시키면서 판상 워크 (W) 를 절삭한다. 모든 분할 예정 라인 (S) 을 따라 절삭홈 (G) 을 형성하면, 승강 수단 (60) 에 의해 절삭 수단 (20) 을 상승시켜, 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 으로부터 절삭 블레이드 (23) 를 퇴피시킨다.

다음으로, 촬상 수단 (30) 으로 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 를 촬상하고, 피가공물 (W) 에 형성된 절삭홈 (G) 의 홈폭을 측정하는 동작에 대해 설명한다. 절삭홈 (G) 을 촬상하는 타이밍은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 판상 워크 (W) 의 처리 매수, 절삭 블레이드 (23) 로 판상 워크 (W) 를 절삭하는 절삭 거리, 절삭홈 (G) 의 개수 등에 기초하여 촬상하는 타이밍을 절삭 장치 (1) 에 설정해 둔다.

도 8 에 나타내는 바와 같이, 유지 테이블 (10) 과 촬상 수단 (30) 을 상대적으로 X 축 방향 (절삭 이송 방향) 으로 이동시키면서, 촬상 수단 (30) 으로 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 을 촬상한다. 이때, 에어 공급원 (39) 으로부터 에어 도입구 (35) 에 에어를 도입함으로써, 환상 에어로 (34), 역환상 원추 유로 (37) 를 통하여 에어 분출구 (38) 로부터 하방으로 에어를 분출시켜, 대물 렌즈 (310) 와 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 사이에 고압 에어층 (100) 을 형성한다.

고압 에어층 (100) 은, 도 9 에 나타내는 소용돌이 기류 (101) 를 구비하고 있다. 여기서, 소용돌이 기류 (101) 가 생성되는 흐름에 대해 설명한다. 도 7 에 나타낸 에어 도입구 (35) 를 통하여 유입구 (340) 로부터 환상 에어로 (34) 의 내부에 에어가 흘러들면, 안내판 (36) 의 안내면 (362) 에 에어가 닿아 에어가 흐르는 방향이 조정되어, 에어가 환상 에어로 (34) 의 내부를 예를 들어 화살표 A 방향으로 나타내는 일방향으로 흘러 간다. 이로써, 환상 에어로 (34) 내에서 에어가 일방향으로 선회하여, 대물 렌즈 (310) 의 바로 아래에서 소용돌이 기류 (101) 를 생성시킨다. 요컨대, 환상 에어로 (34) 내에서 일방향으로 소용돌이상으로 흐르는 에어가, 역환상 원추 유로 (37) 를 따라 하방을 향하여 흘러 가기 때문에, 에어 분출구 (38) 로부터 분출되는 에어의 기류는, 대물 렌즈 (310) 와 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 사이에서 대물 렌즈 (310) 의 광축을 중심으로 한 소용돌이 기류 (101) 가 된다.

소용돌이 기류 (101) 는, 촬상 수단 (30) 의 촬상 범위에 있어서의 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 에 잔존하는 절삭수를 불어 날린다. 즉, 소용돌이 기류 (101) 가 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 에 접촉하면, 그 접촉된 부분으로부터 직경 방향 외측을 향하여 에어가 흘러 가고, 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 이나 절삭홈 (G) 의 홈 내에 부착된 절삭수의 수적을 불어 날릴 수 있다. 그 결과, 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 으로부터 수적이 제거되고 상면 (Wa) 이 건조한 상태가 되어, 도 8 에 나타낸 현미경 (31) 으로 절삭홈 (G) 을 효율적으로 촬상하는 것이 가능해진다. 다만, 판상 워크 (W) 의 촬상 중 뿐만 아니라, 판상 워크 (W) 의 절삭 가공 중에도 항상 소용돌이 기류 (101) 를 구비하는 고압 에어층 (100) 을 대물 렌즈 (310) 의 바로 아래에 형성하는 것이 바람직하다. 이로써, 절삭수가 케이스 (32) 의 원 개구 (320) 로부터 케이스 (32) 내에 침입하는 것을 막아, 대물 렌즈 (310) 에 절삭수가 부착되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 관련된 절삭 장치 (1) 는, 유지 테이블 (10) 이 유지한 판상 워크 (W) 를 상방으로부터 촬상하는 촬상 수단 (30) 을 구비하고, 촬상 수단 (30) 은, 유지 테이블 (10) 이 유지한 판상 워크의 상면 (Wa) 에 대향하는 대물 렌즈 (310) 를 구비한 현미경 (31) 과, 현미경 (31) 의 주위를 덮고 대물 렌즈 (310) 의 광축을 중심으로 한 촬영용의 원 개구 (320) 를 구비한 환상의 바닥부 (321) 를 갖는 케이스 (32) 와, 바닥부 (321) 로부터 판상 워크를 향하여 에어를 분출하여 바닥부 (321) 와 판상 워크 (W) 사이에 주위보다 고압인 에어층을 형성하는 에어층 형성 수단 (33) 을 구비하고, 에어층 형성 수단 (33) 은, 대물 렌즈 (310) 의 광축을 중심으로 한 환상 에어로 (34) 와, 환상 에어로 (34) 에 에어를 도입하는 에어 도입구 (35) 와, 에어 도입구 (35) 로부터 도입된 에어를 환상 에어로 (34) 내에서 일방향으로 선회시켜 소용돌이 기류를 생성시키는 안내판 (36) 과, 환상 에어로 (34) 로부터 하방으로 축경되는 역환상 원추 유로 (37) 를 구비하고, 판상 워크 (W) 에 형성된 절삭홈 (G) 을 촬상할 때에, 대물 렌즈 (310) 와 판상 워크 (W) 사이에 소용돌이 기류 (101) 를 구비하는 고압 에어층 (100) 을 형성하고, 소용돌이 기류 (101) 에 의해 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 이나 절삭홈 (G) 에 잔존한 절삭수를 불어 날리도록 구성하였기 때문에, 보다 정확한 절삭홈 (G) 의 홈폭을 측정하는 것이 가능해진다. 이와 같이, 본 발명에 의하면, 효율적으로 절삭홈 (G) 의 촬상을 실시할 수 있기 때문에, 촬상 개시부터 판상 워크 (W) 의 수용까지 요하는 시간을 단축시킬 수 있다.

또, 판상 워크 (W) 의 촬상시뿐만 아니라, 판상 워크 (W) 의 절삭 가공 중에 있어서도 대물 렌즈 (310) 의 바로 아래에 소용돌이 기류 (101) 를 구비하는 고압 에어층 (100) 을 형성함으로써, 대물 렌즈 (310) 에 절삭수가 부착되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 케이스 (32) 의 원 개구 (320) 를 닫는 셔터 등을 별도로 구비할 필요가 없다. 이로써, 대물 렌즈 (310) 를 판상 워크 (W) 에 접근시키는 것이 가능해져 현미경 (31) 의 분해능을 향상시킬 수 있다.

상기 실시형태에 나타낸 에어층 형성 수단 (33) 은, 환상 에어로 (34) 의 측면 (34c) 측으로부터 환상 에어로 (34) 에 에어를 도입하는 구성으로 하였지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 10 에 나타내는 에어층 형성 수단 (33A) 과 같이, 에어 도입구 (35A) 를, 케이스 (32) 의 내부에 배치 형성된 파이프를 통하여 환상 에어로 (34) 의 천정 (34a) 에 형성된 유입구 (341) 에 연통시킴으로써, 천정 (34a) 측으로부터 환상 에어로 (34) 내에 에어를 도입하는 구성으로 해도 된다. 이와 같이 구성되는 에어층 형성 수단 (33A) 이어도, 에어 도입구 (35A) 를 통하여 유입구 (341) 로부터 환상 에어로 (34) 내에 도입된 에어를, 환상 에어로 (34) 내에서 일방향으로 선회시켜 소용돌이 기류를 생성시킬 수 있다.

1 : 절삭 장치
2 : 장치 베이스
3 : 칼럼
10 : 유지 테이블
10a : 유지면
11 : 프레임 유지 수단
12 : 프레임 재치대
13 : 클램프부
20 : 절삭 수단
21 : 스핀들
22 : 스핀들 하우징
23 : 절삭 블레이드
24 : 블레이드 커버
240 : 커버 본체
241 : 제 1 블록
242 : 제 2 블록
25 : 절삭수 공급 노즐
26, 26a : 배관
27 : 절삭수 공급원
30 : 촬상 수단
31 : 현미경
310 : 대물 렌즈
32 : 케이스
320 : 원 개구
321 : 바닥부
33, 33A : 에어층 형성 수단
34 : 환상 에어로
340, 341 : 유입구
35, 35A : 에어 도입구
36 : 안내판
37 : 역환상 원추 유로
38 : 에어 분출구
39 : 에어 공급원
40 : 이동 수단
41 : 볼 나사
42 : 모터
43 : 가이드 레일
44 : 이동 베이스
50 : 산출 이송 수단
51 : 볼 나사
52 : 모터
53 : 가이드 레일
54 : 이동 베이스
60 : 승강 수단
61 : 볼 나사
62 : 모터
63 : 가이드 레일
64 : 승강판
100 : 고압 에어층
101 : 소용돌이 기류

Claims

피가공물을 유지하는 유지 테이블과, 절삭 블레이드가 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되고 그 유지 테이블이 유지한 피가공물에 절삭수를 공급하여 절삭 가공하는 절삭 수단과, 그 유지 테이블이 유지한 피가공물을 상방으로부터 촬상하는 촬상 수단과, 절삭 이송 방향으로 그 유지 테이블과 그 촬상 수단을 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 구비한 절삭 장치로서,
그 촬상 수단은, 그 유지 테이블이 유지한 피가공물의 상면에 대향하는 대물 렌즈를 구비한 현미경과,
그 현미경의 주위를 덮고 그 대물 렌즈의 광축을 중심으로 한 촬영용의 원 개구를 구비한 환상의 바닥부를 갖는 케이스와,
그 바닥부로부터 피가공물을 향하여 에어를 분출하여 그 바닥부와 피가공물 사이에 주위보다 고압인 에어층을 형성하는 에어층 형성 수단을 구비하고,
그 에어층 형성 수단은, 그 대물 렌즈의 광축을 중심으로 한 환상 에어로와,
그 환상 에어로에 에어를 도입하는 에어 도입구와,
그 에어 도입구로부터 도입된 에어를 그 환상 에어로 내에서 일방향으로 선회시켜 소용돌이 기류를 생성시키는 안내판과,
그 환상 에어로로부터 하방으로 축경되는 역환상 원추 유로를 구비하고,
그 에어층 형성 수단의 그 역환상 원추 유로의 하단으로부터 환상으로 분출하여 소용돌이 기류를 구비한 에어에 의해 그 대물 렌즈와 피가공물의 상면 사이에서 그 대물 렌즈의 광축을 중심으로 한 소용돌이 기류를 구비하는 고압 에어층을 형성함과 함께, 그 유지 테이블과 그 촬상 수단을 상대적으로 그 절삭 이송 방향으로 이동시키면서 피가공물에 형성된 절삭홈을 촬상할 때에, 그 유지 테이블이 유지한 피가공물의 상면에 잔존하는 절삭수를 소용돌이 기류로 불어 날리면서 그 절삭홈을 촬상하는 것을 특징으로 하는 절삭 장치.