KR20230156650A - 보조 장치 - Google Patents

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KR20230156650A
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cutting blade
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KR1020230054565A
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겐타로 데라시
다쿠토 오나야
신타로 마츠오카
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명은, 절삭 블레이드를 자동적으로 교환할 수 있는 보조 장치로서, 사용자에게 이미 납품한 절삭 장치에 나중에 장착할 수 있는 보조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
보조 장치는, 절삭 블레이드 보관 유닛과, 절삭 블레이드 보관 유닛으로부터 절삭 블레이드를 반출 및 반입하는 반출입 유닛과, 반출입 유닛을 Y축 방향의 작용 위치와 퇴피 위치에 위치시키는 Y축 방향 위치 부여 기구와, 반출입 유닛을 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동 기구와, 반출입 유닛을 X축 방향으로 이동시켜 절삭 장치의 절삭 유닛의 스핀들에 장착된 절삭 블레이드에 작용시키는 X축 이동 기구를 포함한다. 반출입 유닛은, Z축 방향으로 연장되는 Z 회전축과, Z 회전축에 방사형으로 연결되며 절삭 블레이드를 흡인 유지하는 블레이드 유지부와, 고정 너트를 스핀들의 선단에 형성된 수나사에 나사 부착 및 나사 분리하는 고정 너트 유지부를 포함한다.

Description

보조 장치{ASSISTANT DEVICE}
본 발명은, 절삭 장치에 연결되는 보조 장치에 관한 것이다.
IC, LSI 등의 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 웨이퍼는, 절삭 장치에 의해 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 각 디바이스 칩은 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 전기 기기에 이용된다.
절삭 장치는, 웨이퍼를 유지하는 유지면을 구비한 척 테이블과, 척 테이블에 유지된 웨이퍼를 절삭하는 절삭 블레이드를 고정 너트로 장착한 절삭 수단과, 척 테이블을 X축 방향으로 가공 이송하는 X축 이송 수단과, 절삭 수단을 X축 방향과 직교하는 Y축 방향으로 인덱싱 이송하는 Y축 이송 수단과, X축 방향 및 Y축 방향과 직교하는 Z축 방향으로 절삭 수단을 절입 이송하는 Z축 이송 수단을 구비하고, 유지면은 X축 방향 및 Y축 방향으로 규정되어 있어, 웨이퍼를 고정밀도로 개개의 디바이스 칩으로 분할할 수 있다.
또한, 본 출원인은, 절삭 수단에 장착된 절삭 블레이드를 자동적으로 교환할 수 있는 자동 교환 장치를 제안하였다(예컨대 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2007-98536호 공보
그러나, 사용자에게 이미 납품한 절삭 장치에 나중에 자동 교환 장치를 장착하는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 절삭 블레이드를 자동적으로 교환할 수 있는 보조 장치로서, 사용자에게 이미 납품한 절삭 장치에 나중에 장착할 수 있는 보조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 피가공물을 유지하는 유지면을 구비하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지되는 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 고정 너트로 장착하는 절삭 수단과, 상기 척 테이블을 X축 방향으로 가공 이송하는 X축 이송 수단과, 상기 절삭 수단을 X축 방향과 직교하는 Y축 방향으로 인덱싱 이송하는 Y축 이송 수단과, X축 방향 및 Y축 방향과 직교하는 Z축 방향으로 상기 절삭 수단을 절입 이송하는 Z축 이송 수단을 구비하고, 상기 유지면은 X축 방향 및 Y축 방향으로 규정된 절삭 장치에 연결되는 것인, 보조 장치로서, 복수의 절삭 블레이드를 보관하는 절삭 블레이드 보관 수단과, 상기 절삭 블레이드 보관 수단으로부터 절삭 블레이드를 반출 및 반입하는 반출입 수단과, 상기 반출입 수단을 상기 절삭 블레이드 보관 수단에 대해 Y축 방향의 작용 위치와 퇴피 위치에 위치시키는 Y축 방향 위치 부여 수단과, 상기 반출입 수단을 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동 수단과, 상기 반출입 수단을 X축 방향으로 이동시켜 상기 절삭 수단의 스핀들에 장착된 절삭 블레이드에 작용시키는 X축 이동 수단을 구비하고, 상기 반출입 수단은, Z축 방향으로 연장되는 Z 회전축과, 상기 Z 회전축에 방사형으로 연결되며 절삭 블레이드를 흡인 유지하는 블레이드 유지부와, 상기 고정 너트를 상기 스핀들의 선단에 형성된 수나사에 나사 부착 및 나사 분리하는 고정 너트 유지부를 포함하며, 굴곡 아암의 선단에 상기 Z 회전축을 통해 연결되는 것인, 보조 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 반출입 수단은, 상기 굴곡 아암을 통해 프레임체에 배치되고, 상기 프레임체는, 승강 테이블에 배치된 Y축 방향으로 연장되는 가이드 레일에 슬라이딩 가능하게 지지되며, 상기 Y축 방향 위치 부여 수단에 의해 상기 절삭 블레이드 보관 수단에 대해 Y축 방향의 상기 작용 위치와 상기 퇴피 위치에 위치된다. 상기 굴곡 아암은, 상기 반출입 수단을 X축 방향으로 진퇴시키는 것이 적합하다.
바람직하게는, 상기 절삭 블레이드 보관 수단은, Y축 방향으로 연장되는 회전축을 갖는 구동 기어와, 상기 구동 기어와 Z축 방향으로 이격되며 Y축 방향으로 연장되는 회전축을 갖는 종동 기어와, 상기 구동 기어와 상기 종동 기어에 감겨진 무한 궤도와, 상기 무한 궤도에 미리 정해진 간격으로 배치되며 절삭 블레이드의 중앙 개구부에 삽입되어 절삭 블레이드를 지지하는, Y축 방향으로 연장되는 블레이드 지지축을 포함한다. 바람직하게는, 상기 구동 기어와 상기 종동 기어의 Z축 방향의 간격을 조정할 수 있고, 상기 무한 궤도의 길이도 조정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 절삭 블레이드 보관 수단에 보관되는 절삭 블레이드는, 베이스의 외주에 절삭날이 배치되는 허브 블레이드이고, 상기 블레이드 지지축은, 허브 블레이드의 중앙 개구부의 내경에 대응하는 외경을 가지며, 상기 블레이드 유지부는, 허브 블레이드를 유지한다.
바람직하게는, 상기 절삭 블레이드 보관 수단에 보관되는 절삭 블레이드는, 환형으로 형성되는 절삭날을 포함하는 와셔 블레이드이고, 상기 블레이드 지지축은, 와셔 블레이드의 중앙 개구부의 내경에 대응하는 외경을 가지며, 상기 블레이드 유지부는, 와셔 블레이드와, 와셔 블레이드를 상기 절삭 수단의 스핀들에 장착하기 위한 장착 플랜지를 유지한다.
본 발명의 보조 장치에 의하면, 상기 반출입 수단은, 굴곡 아암의 선단에 상기 Z 회전축을 통해 연결되기 때문에, 사용자에게 이미 납품한 절삭 장치에 나중에 장착할 수 있다.
도 1은 본 발명 실시형태의 보조 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 절삭 블레이드 보관 수단의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 블레이드 지지축의 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 블레이드 지지축의 단면도이다.
도 5는 와셔 블레이드를 지지하는 블레이드 지지축의 사시도이다.
도 6은 도 1에 도시된 반출입 수단의 사시도이다.
도 7은 도 1에 도시된 프레임체, 승강 테이블 및 베이스 가대(架臺)의 분해 사시도이다.
도 8은 도 1에 도시된 프레임체의 분해 사시도이다.
도 9는 도 1에 도시된 보조 장치가 연결되는 절삭 장치의 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 척 테이블의 사시도이다.
도 11은 도 9에 도시된 절삭 수단의 사시도이다.
도 12는 도 11에 도시된 블레이드 커버가 개방된 상태에서의 절삭 수단의 사시도이다.
도 13은 도 9에 도시된 절삭 수단의 분해 사시도이다.
도 14는 와셔 블레이드가 장착되는 경우의 절삭 수단의 분해 사시도이다.
도 15는 도 1에 도시된 보조 장치가 도 9에 도시된 절삭 장치에 연결된 상태를 도시한 사시도이다.
도 16은 도 1에 도시된 보조 장치의 절삭 블레이드 보관 수단과 반출입 수단이 대면하고 있는 상태를 도시한 사시도이다.
도 17은 도 16에 도시된 상태로부터 프레임체가 절삭 블레이드 보관 수단을 향해 전진한 상태를 도시한 사시도이다.
도 18은 도 17에 도시된 상태로부터 프레임체가 후퇴하고, 승강 테이블이 상승한 상태를 도시한 사시도이다.
도 19는 도 18에 도시된 상태로부터 반출입 수단이 절삭 장치를 향해 전진한 상태를 도시한 사시도이다.
이하, 본 발명 실시형태의 보조 장치에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1을 참조하여 설명하면, 전체를 부호 2로 나타내는 보조 장치는, 복수의 절삭 블레이드를 보관하는 절삭 블레이드 보관 수단(보관 유닛)(4)과, 절삭 블레이드 보관 수단(4)으로부터 절삭 블레이드를 반출 및 반입하는 반출입 수단(반출입 유닛)(6)과, 반출입 수단(6)을 절삭 블레이드 보관 수단(4)에 대해 Y축 방향의 작용 위치와 퇴피 위치에 위치시키는 Y축 방향 위치 부여 수단(위치 부여 유닛)(8)과, 반출입 수단(6)을 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동 수단(Z축 이동 기구)(10)과, 반출입 수단(6)을 X축 방향으로 이동시켜, 절삭 장치의 절삭 수단(절삭 유닛)의 스핀들에 장착된 절삭 블레이드에 작용시키는 X축 이동 수단(X축 이동 기구)(12)을 적어도 구비한다.
X축 방향은, 도 1에 화살표 X로 나타내는 방향이고, Y축 방향은, 도 1에 화살표 Y로 나타내는 방향으로서 X축 방향에 직교하는 방향이다. 또한, Z축 방향은, 도 1에 화살표 Z로 나타내는 방향으로서 X축 방향 및 Y축 방향에 직교하는 상하 방향이다. X축 방향 및 Y축 방향이 규정하는 평면은 실질적으로 수평이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 절삭 블레이드 보관 수단(4)은, Y축 방향으로 연장되는 회전축(14)을 갖는 구동 기어(16)와, 구동 기어(16)와 Z축 방향으로 이격되며 Y축 방향으로 연장되는 회전축(18)을 갖는 종동 기어(20)와, 구동 기어(16)와 종동 기어(20)에 감겨지는 무한 궤도(22)와, 무한 궤도(22)에 미리 정해진 간격으로 배치되며 절삭 블레이드의 중앙 개구부에 삽입되어 절삭 블레이드를 지지하는, Y축 방향으로 연장되는 블레이드 지지축(24)을 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시형태의 절삭 블레이드 보관 수단(4)은, 베이스판(26)(도 1 참조)과, 베이스판(26)의 상면으로부터 상방으로 연장되는 지지벽(28)과, 지지벽(28)의 편면(片面)에 고정되는 모터(30)를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 모터(30)에는, 구동 기어(16)의 회전축(14)이 연결되고, 모터(30)는, Y축 방향을 축심으로 하여 구동 기어(16)를 회전시키도록 되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종동 기어(20)는, 구동 기어(16)의 상방에 배치되고, 종동 기어(20)의 회전축(18)은, Y축 방향을 축심으로 하여 회전 가능하게 또한 Z축 방향으로 승강 가능하게 지지벽(28)에 지지된다. 지지벽(28)에는, 종동 기어(20)를 Z축 방향으로 승강시키는 승강 수단(도시하지 않음)이 설치된다. 승강 수단은, 종동 기어(20)의 회전축(18)에 연결되며 Z축 방향으로 연장되는 볼 나사와, 이 볼 나사를 회전시키는 모터를 갖는 구성이어도 좋다.
무한 궤도(22)는, 상호 연결된 다수의 링크편(부호 생략)으로 구성되고, 구동 기어(16)와 종동 기어(20)에 감겨진다. 무한 궤도(22)는, 모터(30)에 의해 구동 기어(16)가 회전함에 따라 회전하도록 되어 있다.
본 실시형태의 절삭 블레이드 보관 수단(4)에서는, 승강 수단으로 종동 기어(20)의 Z축 방향의 위치를 변경함으로써, 구동 기어(16)와 종동 기어(20)의 Z축 방향의 간격을 조정할 수 있도록 되어 있다. 또한, 절삭 블레이드 보관 수단(4)에서는, 무한 궤도(22)의 링크편의 수량을 적절히 증감함으로써, 무한 궤도(22)의 길이도 조정할 수 있도록 되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 블레이드 지지축(24)은, 미리 정해진 간격을 두고 무한 궤도(22)에 복수 배치된다. 또한, 도 2와 함께 도 3을 참조함으로써 이해되는 바와 같이, 블레이드 지지축(24)은, 무한 궤도(22)에 연결되는 원기둥형의 기부(基部; 32)와, 기부(32)의 단부면으로부터 Y축 방향으로 연장되는 원기둥형의 축부(34)를 갖는다. 축부(34)의 직경은 기부(32)의 직경보다 작다.
도 3에는, 절삭 블레이드 보관 수단(4)에 보관되는 절삭 블레이드로서의 허브 블레이드(36)도 도시된다. 허브 블레이드(36)는, 환형의 베이스(38)와, 베이스(38)의 외주에 배치되는 환형의 절삭날(40)을 갖는다. 베이스(38)는, 알루미늄 합금 등의 적절한 금속 재료로 형성될 수 있다. 베이스(38)의 중앙부에는, 원형의 중앙 개구부(38a)가 형성된다. 절삭날(40)은, 다이아몬드 등의 지립과, 금속이나 수지 등의 결합재로 미리 정해진 두께(예컨대 10 ㎛∼30 ㎛ 정도)로 형성되고, 베이스(38)의 외주 가장자리로부터 직경 방향 외측으로 돌출된다.
본 실시형태의 블레이드 지지축(24)의 축부(34)는, 허브 블레이드(36)의 중앙 개구부(38a)의 내경에 대응하는 외경을 구비하고, 블레이드 지지축(24)에서는, 허브 블레이드(36)의 중앙 개구부(38a)에 축부(34)가 삽입되어, 복수(예컨대 5개)의 허브 블레이드(36)를 축부(34)로 지지하도록 되어 있다.
본 실시형태에서는, 도 2를 참조함으로써 이해되는 바와 같이, 복수의 블레이드 지지축(24) 중 반수(半數)의 블레이드 지지축(24)에 허브 블레이드(36)가 지지되어 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 축부(34)의 선단측에는, 축부(34)로 지지한 허브 블레이드(36)의 튀어나옴을 방지하기 위한 복수의 볼 플런저(42)가 둘레 방향으로 간격을 두고 장착된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 블레이드 지지축(24)의 각 기부(32)의 내부에는 유로(32a)가 형성되고, 각 유로(32a)의 일단부에 연통(連通)되는 복수의 유로(22a)가 무한 궤도(22)에 형성된다. 각 유로(32a)의 타단부는, 도 3에 도시된 바와 같이, 축부(34)보다 직경 방향 외측의 기부(32)의 단부면에서 개구된다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 지지벽(28)에는, 구동 기어(16)의 하방에 있어서 Y축 방향으로 돌출되는 에어 노즐(44)이 설치되고, 에어 노즐(44)은, 고압 에어 공급 수단(도시하지 않음)에 접속된다. 본 실시형태에서는, 무한 궤도(22)의 회전에 따른 블레이드 지지축(24)의 궤도에 있어서 최하단에 위치하는 블레이드 지지축(24)과, 에어 노즐(44)의 선단이 대면한다.
그리고, 축부(34)의 선단측에 위치하는 허브 블레이드(36)가 반출된 경우에, 에어 노즐(44)로부터 무한 궤도(22)의 유로(22a)를 통해, 최하단에 위치하는 블레이드 지지축(24)의 기부(32)의 유로(32a)에 고압 에어를 공급함으로써, 축부(34)에 남겨진 허브 블레이드(36)를 축부(34)의 선단측으로 압출할 수 있도록 되어 있다. 단, 볼 플런저(42)의 작용에 의해 허브 블레이드(36)가 축부(34)로부터 낙하하는 일은 없다.
절삭 블레이드 보관 수단(4)에 보관되는 절삭 블레이드는, 상기 허브 블레이드(36)에 한정되지 않고, 도 5에 도시된 와셔 블레이드(45)여도 좋다. 와셔 블레이드(45)는, 환형으로 형성되는 절삭날로 구성된다. 와셔 블레이드(45)가 절삭 블레이드 보관 수단(4)에 보관되는 경우에는, 블레이드 지지축(24)의 축부(34)는, 와셔 블레이드(45)의 중앙 개구부(45a)의 내경에 대응하는 외경(D)으로 형성된다. 그리고, 와셔 블레이드(45)의 중앙 개구부(45a)에 축부(34)가 삽입되어, 복수 장(예컨대 10장)의 와셔 블레이드(45)가 축부(34)에 의해 지지된다.
또한, 절삭 블레이드 보관 수단(4)에는, 허브 블레이드(36) 또는 와셔 블레이드(45) 중 어느 한쪽만이 보관되도록 되어 있어도 좋고, 혹은, 허브 블레이드(36) 및 와셔 블레이드(45)의 양쪽이 보관되도록 되어 있어도 좋다.
도 6을 참조하여 반출입 수단(6)에 대해 설명한다. 반출입 수단(6)은, Z축 방향으로 연장되는 Z 회전축(46)과, Z 회전축(46)에 방사형으로 연결되며 절삭 블레이드를 흡인 유지하는 블레이드 유지부(48)와, 고정 너트를 절삭 장치의 스핀들의 선단에 형성되는 수나사에 나사 부착 및 나사 분리하는 고정 너트 유지부(50)를 적어도 구비한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 반출입 수단(6)은 또한, 케이싱(52)을 구비하고, 케이싱(52)은, 정육각형 형상의 상부판(54)과, 상부판(54)의 둘레 가장자리로부터 아래로 매달리는 직사각형 판형의 6개의 측벽(56)을 갖는다. 상부판(54)의 상면으로부터 상기 Z 회전축(46)이 돌출된다. 케이싱(52)의 내부에는, Z 회전축(46)에 연결되는 모터(도시하지 않음)가 수용된다.
본 실시형태에서는, 케이싱(52)의 6개의 측벽(56) 중, 4개의 측벽(56)에는 블레이드 유지부(48)가 장착되고, 2개의 측벽(56)에는 고정 너트 유지부(50)가 장착되어 있으며, 2개의 고정 너트 유지부(50)는, 대향하는 한 쌍의 측벽(56)에 설치되어 있다.
블레이드 유지부(48)는 원통형으로 형성되고, 블레이드 유지부(48)의 단부면(58)에는, 상기 블레이드 지지축(24)의 축부(34) 및 절삭 장치의 스핀들의 선단부를 수용할 수 있는 원형의 중앙 개구부(60)와, 중앙 개구부(60)의 주위에 둘레 방향으로 등간격을 두고 배치되는 복수 개의 제1 흡인 구멍(61)이 형성된다.
또한, 단부면(58)의 외주부에는, 환형 돌출부(62)가 형성된다. 환형 돌출부(62)에는, 둘레 방향으로 등간격을 두고 배치되는 제2 흡인 구멍(63)이 형성된다. 제1·제2 흡인 구멍(61, 63)은, 흡인 수단(도시하지 않음)에 접속된다.
또한, 환형 돌출부(62)의 내경은, 와셔 블레이드(45)를 지지하는 축부(34)의 외경(D)보다 약간 크고, 환형 돌출부(62)는, 와셔 블레이드(45)를 지지하는 축부(34)를 수용할 수 있게 되어 있다.
블레이드 유지부(48)는, 절삭 블레이드 보관 수단(4)에 보관되어 있는 허브 블레이드(36)의 베이스(38)에 블레이드 유지부(48)의 단부면(58)이 접촉하는 위치에 위치된 상태에서, 흡인 수단에 의해 제1 흡인 구멍(61)에 흡인력을 생성함으로써 허브 블레이드(36)를 흡인 유지한다.
또한, 블레이드 유지부(48)는, 와셔 블레이드(45)를 유지하는 경우에는, 흡인 수단에 의해 제2 흡인 구멍(63)에 흡인력을 생성하여, 절삭 블레이드 보관 수단(4)에 보관되어 있는 와셔 블레이드(45)를 흡인 유지한다.
도 6을 참조하여 설명을 계속하면, 고정 너트 유지부(50)는, 케이싱(52)의 측벽(56)에 고정되는 원통형의 하우징(64)과, 하우징(64)의 내부에 회전 가능하게 수용되는 환형의 회전체(66)와, 회전체(66)를 회전시키는 모터(도시하지 않음)를 포함한다.
회전체(66)에는, 절삭 장치의 스핀들의 선단부를 수용할 수 있는 중앙 개구부(68)가 형성된다. 회전체(66)의 단부면(66a)에는, 복수 개의 흡인 구멍(70)과, 복수 개의 핀(72)이 교대로 둘레 방향으로 간격을 두고 형성된다.
각 흡인 구멍(70)은, 흡인 수단(도시하지 않음)에 접속된다. 핀(72)은, 회전체(66)에 내장되는 스프링(도시하지 않음)에 의해 회전체(66)의 단부면(66a)으로부터 돌출되는 위치(도 6에 도시된 위치)에 위치되고, 회전체(66)의 내부를 향해 눌려지면, 스프링이 수축하여 회전체(66)의 내부에 수용된다. 또한, 핀(72)은, 고정 너트에 형성되는 핀 구멍의 위치에 대응하여 배치된다.
고정 너트 유지부(50)에서는, 흡인 수단으로 각 흡인 구멍(70)에 흡인력을 생성하여 고정 너트를 흡인 유지하고, 고정 너트에 형성된 핀 구멍에 핀(72)을 삽입한 상태에서, 모터에 의해 회전체(66)를 회전시킴으로써, 절삭 장치의 스핀들에 허브 블레이드(36) 또는 와셔 블레이드(45)를 고정하기 위한 고정 너트를 스핀들의 선단에 형성된 수나사에 나사 부착 및 나사 분리할 수 있도록 되어 있다.
또한, 고정 너트를 스핀들로부터 나사 분리할(떼어낼) 때에, 고정 너트 유지부(50)의 핀(72)의 위치와, 고정 너트의 핀 구멍의 위치가 어긋나 있는 경우에도, 스핀들에 장착되어 있는 고정 너트의 단부면에 회전체(66)의 단부면(66a)을 위치시켜, 핀(72)을 회전체(66)의 내부에 수용한 후에, 모터에 의해 회전체(66)를 회전시키면, 핀(72)의 위치가 핀 구멍의 위치에 정합했을 때에 스프링에 의해 핀(72)이 압출되어, 핀 구멍에 핀(72)이 삽입된다.
상기한 바와 같이 구성될 수 있는 반출입 수단(6)은, 본 실시형태에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 프레임체(74)의 내부에 배치된다. 프레임체(74)는, 승강 테이블(76)에 Y축 방향으로 이동 가능하게 지지되고, 승강 테이블(76)은, 베이스 가대(78)에 Z축 방향으로 승강 가능하게 지지된다.
도 1과 함께 도 7을 참조하여 설명하면, 프레임체(74)는, 직사각형 판형의 바닥부(80)와, 바닥부(80)의 상면 4모퉁이로부터 상방으로 연장되는 4개의 지주(82)와, 각 지주(82)의 상단에 고정되는 판형의 천장부(84)(도 1 참조)를 포함한다. 바닥부(80)의 하면에는, Y축 방향으로 연장되는 홈(86a)이 형성되는 한 쌍의 피가이드 부재(86)가 X축 방향으로 간격을 두고 한 쌍 설치된다.
승강 테이블(76)은, 직사각형 판형의 상부판(88)과, 상부판(88)의 하면 4모퉁이로부터 하방으로 연장되는 4개의 원기둥형의 다리부(90)를 포함한다. 상부판(88)의 상면에는, X축 방향으로 간격을 두고 Y축 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 레일(92)이 설치되고, 한 쌍의 가이드 레일(92)은, 프레임체(74)의 한 쌍의 피가이드 부재(86)의 홈(86a)에 슬라이딩 가능하게 감합(嵌合)된다.
또한, 승강 테이블(76)의 상부판(88)의 상면에는, Y축 방향 위치 부여 수단(8)이 설치된다. Y축 방향 위치 부여 수단(8)은, 한 쌍의 가이드 레일(92) 사이에 있어서 Y축 방향으로 연장되는 볼 나사(94)와, 볼 나사(94)를 회전시키는 모터(96)를 갖는다. 볼 나사(94)의 너트부(도시하지 않음)는, 프레임체(74)의 바닥부(80)의 하면에 고정된다.
Y축 방향 위치 부여 수단(8)에서는, 볼 나사(94)에 의해 모터(96)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 프레임체(74)에 전달함으로써, 한 쌍의 가이드 레일(92)을 따라 프레임체(74)를 Y축 방향으로 이동시킨다. 이와 같이, 반출입 수단(6)이 배치된 프레임체(74)는, 승강 테이블(76)에 배치된 Y축 방향으로 연장되는 가이드 레일(92)에 슬라이딩 가능하게 지지되고, Y축 방향 위치 부여 수단(8)에 의해 절삭 블레이드 보관 수단(4)에 대해 Y축 방향의 작용 위치와 퇴피 위치에 위치되도록 되어 있다.
상기 작용 위치는, 반출입 수단(6)의 블레이드 유지부(48)가 절삭 블레이드 보관 수단(4)에 접근한 위치이며, 절삭 블레이드 보관 수단(4)에 지지되어 있는 절삭 블레이드를 블레이드 유지부(48)에 의해 흡인 유지할 수 있는 위치이다. 또한, 상기 퇴피 위치는, 상기 작용 위치보다 반출입 수단(6)의 블레이드 유지부(48)가 절삭 블레이드 보관 수단(4)으로부터 이격된 위치이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 베이스 가대(78)는, 프레임(98)과, 프레임(98)의 상부에 고정되는 직사각형 형상의 베이스판(100)을 포함한다. 베이스판(100)의 4모퉁이에는, 승강 테이블(76)의 다리부(90)가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 4개의 원형 구멍(102)이 형성된다. 또한, 베이스판(100)의 중앙부에는 암나사(104)가 형성된다.
도 7을 참조하여 설명을 계속하면, 승강 테이블(76) 및 베이스 가대(78)에는, Z축 이동 수단(10)이 연결된다. Z축 이동 수단(10)은, Z축 방향으로 연장되는 볼 나사(106)와, 볼 나사(106)를 회전시키는 모터(108)와, 모터(108)의 상단에 고정되는 연결판(110)을 포함한다. 볼 나사(106)는, 베이스판(100)의 암나사(104)에 나사 결합된다. 연결판(110)은, 승강 테이블(76)의 상부판(88)의 하면에 볼트(도시하지 않음) 등의 적절한 연결 수단에 의해 고정된다.
Z축 이동 수단(10)에서는, 볼 나사(106)에 의해 모터(108)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여, 베이스 가대(78)에 대해 승강 테이블(76)을 승강시킴으로써, 반출입 수단(6)이 배치된 프레임체(74)를 Z축 방향으로 이동시킨다.
도 8을 참조하여 설명하면, X축 이동 수단(12)은, 프레임체(74)에 장착되는 굴곡 아암(112)과, 굴곡 아암(112)을 작동시키는 제1 모터(114) 및 제2 모터(115)를 포함한다. 굴곡 아암(112)은, 스페이서(116)를 통해 프레임체(74)의 천장부(84)의 하면에 요동 가능하게 연결되는 제1 아암편(118)과, 제1 아암편(118)의 하면에 요동 가능하게 연결되는 제2 아암편(120)을 갖는다.
스페이서(116)는, 제1 아암편(118)의 일단부에 배치된다. 제1 아암편(118)은, 스페이서(116)측을 요동 중심으로 하여 천장부(84)에 연결된다. 또한, 제1 아암편(118)의 타단부의 상면에도 스페이서(122)가 설치된다. 제2 아암편(120)은, 스페이서(122)측을 요동 중심으로 하여 제1 아암편(118)에 연결된다.
제2 아암편(120)의 선단[스페이서(122)와는 반대측의 단부]에는, 원형 구멍(도시하지 않음)이 형성된다. 이 원형 구멍에는, 반출입 수단(6)의 Z 회전축(46)이 삽입되고, Z 회전축(46)은 제2 아암편(120)에 회전 불가능하게 고정된다. Z 회전축(46)에 연결되어 있는 반출입 수단(6)의 모터가 구동되면, 제2 아암편(120)에 대해 반출입 수단(6)의 케이싱(52)이 회전하여, 블레이드 유지부(48) 및 고정 너트 유지부(50)가 임의의 방향으로 위치된다. 이와 같이, 반출입 수단(6)은, 굴곡 아암(112)의 선단에 Z 회전축(46)을 통해 연결되고, 굴곡 아암(112)을 통해 프레임체(74)에 배치된다.
X축 이동 수단(12)에서는, 제1 모터(114)에 의해, 스페이서(116)측을 요동 중심으로 하여 제1 아암편(118)을 요동시키고, 제2 모터(115)에 의해, 스페이서(122)측을 요동 중심으로 하여 제2 아암편(120)을 요동시킴으로써, 굴곡 아암(112)을 굴곡 또는 신장시켜, 반출입 수단(6)을 X축 방향으로 이동시키도록 되어 있다.
다음으로, 도 9 내지 도 14를 참조하여, 전술한 보조 장치(2)가 연결되는 절삭 장치(170)에 대해 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 절삭 장치(170)는, 피가공물을 유지하는 유지면을 구비하는 척 테이블(172)과, 척 테이블(172)에 유지된 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 고정 너트로 장착하는 절삭 수단(174)과, 척 테이블(172)을 X축 방향으로 가공 이송하는 X축 이송 수단(176)과, 절삭 수단(174)을 X축 방향과 직교하는 Y축 방향으로 인덱싱 이송하는 Y축 이송 수단(178)과, X축 방향 및 Y축 방향과 직교하는 Z축 방향으로 절삭 수단(174)을 절입 이송하는 Z축 이송 수단(180)을 구비한다.
도 9 및 도 10을 참조하여 설명하면, 절삭 장치(170)는, 베이스(182)(도 9 참조)의 상면에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 X축 가동판(184)과, X축 가동판(184)의 상면에 고정되는 지주(186)와, 지주(186)의 상단에 고정되는 커버판(188)을 구비한다. 커버판(188)에는, 원형 개구(188a)가 형성된다. 척 테이블(172)은, 지주(186)의 상단에 회전 가능하게 탑재되고, 커버판(188)의 원형 개구(188a)를 지나 상방으로 연장된다. 척 테이블(172)은, 지주(186)에 내장되는 모터(도시하지 않음)에 의해 Z축 방향을 축심으로 하여 회전된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 척 테이블(172)의 상단 부분에는, 흡인 수단(도시하지 않음)에 접속되는 다공질의 원형 형상의 흡착 척(190)이 배치된다. 척 테이블(172)에서는, 흡인 수단으로 흡착 척(190)의 상면에 흡인력을 생성함으로써, 흡착 척(190)의 상면에 실린 피가공물을 흡인 유지하도록 되어 있다.
이와 같이 척 테이블(172)에서는, 흡착 척(190)의 상면이 피가공물을 유지하는 유지면으로 되어 있고, 유지면은 X축 방향 및 Y축 방향으로 규정되는 XY 평면 상에 위치된다. 또한, 척 테이블(172)의 둘레 가장자리에는, 둘레 방향으로 간격을 두고 복수의 클램프(192)가 배치된다.
도 10에 도시된 바와 같이, X축 이송 수단(176)은, X축 가동판(184)에 연결되며 X축 방향으로 연장되는 볼 나사(198)와, 볼 나사(198)를 회전시키는 모터(200)를 갖는다. X축 이송 수단(176)은, 볼 나사(198)에 의해 모터(200)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 X축 가동판(184)에 전달함으로써, 베이스(182)의 안내 레일(182a)을 따라 X축 가동판(184)을 이동시키고, 척 테이블(172)을 X축 방향으로 가공 이송한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 절삭 장치(170)는, 척 테이블(172)을 걸쳐 배치되는 문형의 프레임(202)을 포함한다. 프레임(202)은, Y축 방향으로 간격을 두고 베이스(182)의 상면으로부터 상방으로 연장되는 한 쌍의 지주(204)와, 한 쌍의 지주(204)의 상단 사이에 가설되며 Y축 방향으로 연장되는 빔(beam; 206)을 갖는다.
절삭 수단(174)은, 빔(206)의 한쪽의 측면(도 9에서 배면측의 측면)에 Y축 방향으로 간격을 두고 한 쌍 설치된다. 본 실시형태의 절삭 장치(170)에서는, 절삭 블레이드가 대면하도록 한 쌍의 절삭 수단(174)이 설치되고, 척 테이블(172)에 유지된 피가공물을 한 쌍의 절삭 블레이드에 의해 동시에 절삭 가공을 실시할 수 있도록 되어 있다. 또한, 절삭 수단(174)은 1개여도 좋다.
도 11에 도시된 바와 같이, 각 절삭 수단(174)은, Y축 방향으로 이동 가능하게 빔(206)의 한쪽의 측면에 지지되는 직사각형 형상의 Y축 가동 부재(208)와, Y축 가동 부재(208)에 Z축 방향으로 승강 가능하게 지지되는 단면 L-자형의 Z축 가동 부재(210)와, Z축 가동 부재(210)의 하단에 고정되는 스핀들 하우징(212)을 구비한다.
Y축 가동 부재(208)의 한쪽의 측면(도 11에서 전방측의 측면)에는, Z축 방향으로 간격을 두고 Y축 방향으로 연장되는 한 쌍의 피안내홈(208a)이 형성되고, 피안내홈(208a)은, 빔(206)의 한쪽의 측면에 있어서 상하 방향으로 간격을 두고 Y축 방향으로 연장되는 한 쌍의 안내 레일(도시하지 않음)에 슬라이딩 가능하게 연결된다.
Y축 이송 수단(178)은, 빔(206)의 한쪽의 측면에 있어서 Y축 방향으로 연장되는 볼 나사(214)와, 볼 나사(214)를 회전시키는 모터(216)를 갖는다. 볼 나사(214)는 Y축 가동 부재(208)에 연결자형다. Y축 이송 수단(178)은, 볼 나사(214)에 의해 모터(216)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 Y축 가동 부재(208)에 전달함으로써, 빔(206)의 한쪽의 측면에 부설되는 안내 레일을 따라 Y축 가동 부재(208)를 Y축 방향으로 인덱싱 이송한다.
Y축 가동 부재(208)의 타측의 측면(도 11에서 배면측의 측면)에는, Y축 방향으로 간격을 두고 Z축 방향으로 연장되는 한 쌍의 안내 레일(도시하지 않음)이 형성되고, Z축 가동 부재(210)는, Y축 가동 부재(208)의 한 쌍의 안내 레일에 슬라이딩 가능하게 연결되는 한 쌍의 피안내홈(도시하지 않음)을 갖는다.
Z축 이송 수단(180)은, Z축 가동 부재(210)에 연결되며 Z축 방향으로 연장되는 볼 나사(도시하지 않음)와, 이 볼 나사를 회전시키는 모터(218)를 갖는다. Z축 이송 수단(180)은, 볼 나사에 의해 모터(218)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 Z축 가동 부재(210)에 전달함으로써, Y축 가동 부재(208)의 안내 레일을 따라 Z축 가동 부재(210)를 Z축 방향으로 절입 이송한다.
도 12를 참조하여 설명하면, 스핀들 하우징(212)에는, Y축 방향을 축심으로 하여 회전 가능하게 원기둥형의 스핀들(220)이 지지되고, 스핀들(220)을 회전시키는 모터(도시하지 않음)가 수용된다. 스핀들(220)의 선단에는, 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드가 고정 너트(222)에 의해 착탈 가능하게 고정된다. 또한, 도 12에는, 절삭 블레이드로서 허브 블레이드(36)가 스핀들(220)에 고정되어 있는 예가 도시되어 있다.
스핀들 하우징(212)의 선단에는, 절삭 블레이드를 덮는 블레이드 커버(224)가 장착된다. 블레이드 커버(224)는, 스핀들 하우징(212)의 선단에 고정되는 제1 커버 부재(224a)와, 제1 커버 부재(224a)의 선단에 이동 가능하게 장착되는 제2 커버 부재(224b)를 갖는다. 제2 커버 부재(224b)는, 에어 실린더 등의 적절한 액추에이터(도시하지 않음)에 의해 X축 방향으로 이동되도록 되어 있고, 절삭 블레이드의 교환 시에는 도 12에 도시된 개방 위치에 위치되고, 절삭 가공 시에는 도 11에 도시된 폐색 위치에 위치된다.
도 13에 도시된 바와 같이, 스핀들(220)의 선단측 외주면에는, 직경 방향 외측으로 돌출되는 환형의 마운트 플랜지(226)가 형성된다. 마운트 플랜지(226)의 선단면의 직경 방향 내측 부분에는 환형의 오목부(226a)가 형성되고, 마운트 플랜지(226)의 선단면의 외주측 부분은, 축 방향으로 돌출된 환형의 받침부(226b)로 되어 있다. 또한, 마운트 플랜지(226)보다 더욱 선단측의 스핀들(220)의 외주면에는, 수나사(228)가 형성된다.
그리고, 절삭 블레이드로서 허브 블레이드(36)가 스핀들(220)에 장착되는 경우에는, 허브 블레이드(36)의 중앙 개구부(38a)가 스핀들(220)의 선단부에 감합되고, 스핀들(220)의 수나사(228)와 고정 너트(222)가 나사 부착(체결)됨으로써, 마운트 플랜지(226)의 받침부(226b)와 고정 너트(222)에 허브 블레이드(36)가 끼워 넣어져 스핀들(220)의 선단에 착탈 가능하게 고정된다. 또한, 고정 너트(222)의 측면에는, 반출입 수단(6)의 고정 너트 유지부(50)의 핀(72)이 삽입되는 복수 개의 핀 구멍(222a)이 둘레 방향으로 등간격을 두고 형성된다.
또한, 절삭 블레이드로서 와셔 블레이드(45)가 스핀들(220)에 장착되는 경우에는, 도 14에 도시된 바와 같이, 마운트 플랜지(226)의 받침부(226b)와 환형의 장착 플랜지(229)에 와셔 블레이드(45)가 끼워 넣어진 상태에서, 스핀들(220)의 수나사(228)와 고정 너트(222)가 나사 부착(체결)됨으로써, 와셔 블레이드(45)가 스핀들(220)의 선단에 착탈 가능하게 고정된다.
또한, 장착 플랜지(229)의 이면에는, 와셔 블레이드(45)의 중앙 개구부(45a)의 내경에 대응하는 외경(D)[절삭 블레이드 보관 수단(4)의 축부(34)의 외경(D)과 동일함]을 갖는 환형의 돌출부(229a)가 형성된다. 그리고, 와셔 블레이드(45)가 스핀들(220)에 고정될 때에는, 와셔 블레이드(45)의 중앙 개구부(45a)가 돌출부(229a)에 끼워 맞춰진다.
도 9에 도시된 바와 같이, 프레임(202)의 빔(206)의 타측의 측면(도 9에서 전방측의 측면)에는, 척 테이블(172)에 유지된 피가공물을 촬상하는 한 쌍의 촬상 수단(230)이 Y축 방향으로 이동 가능하게 장착되고, 촬상 수단(230)을 Y축 방향으로 이동시키는 한 쌍의 이동 수단(232)이 장착된다.
이동 수단(232)은, 빔(206)의 타측의 측면에 있어서 Y축 방향으로 연장되는 볼 나사(234)와, 볼 나사(234)를 회전시키는 모터(236)를 갖는다. 볼 나사(234)는 촬상 수단(230)에 연결된다. 그리고, 이동 수단(232)은, 모터(236)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 촬상 수단(230)에 전달하여, 빔(206)의 타측의 측면에 부설되는 안내 레일(206a)을 따라 촬상 수단(230)을 Y축 방향으로 이동시킨다. 또한, 촬상 수단(230)은 1개여도 좋다.
절삭 장치(170)를 이용하여, 웨이퍼 등의 피가공물에 대해 절삭 가공을 실시할 때에는, 먼저, 척 테이블(172)에 피가공물을 흡착시킨다. 계속해서, X축 이송 수단(176)으로 척 테이블(172)을 촬상 수단(230)의 하방으로 이동시키고, 이동 수단(232)으로 촬상 수단(230)의 Y축 방향 위치를 조정한다. 계속해서, 촬상 수단(230)으로 상방으로부터 피가공물을 촬상하여 피가공물의 절삭 영역을 검출한다.
계속해서, 촬상 수단(230)으로 검출한 피가공물의 절삭 영역에 기초하여, 척 테이블(172)을 회전시켜, 절삭 수단(174)의 절삭 블레이드에 대한 피가공물의 절삭 영역의 방향을 조정한다. 계속해서, X축 이송 수단(176)으로 척 테이블(172)을 X축 방향으로 이동시키고, Y축 이송 수단(178)으로 스핀들 하우징(212)을 Y축 방향으로 이동시켜, 피가공물의 절삭 영역의 상방에 한 쌍의 절삭 블레이드를 위치시킨다.
계속해서, Z축 이송 수단(180)으로 스핀들 하우징(212)을 하강시켜, 고속 회전시킨 절삭 블레이드의 절삭날을 피가공물의 절삭 영역에 절입시키고, 절삭 블레이드의 절삭날을 절입시키는 부분에 절삭수를 공급하면서, 척 테이블(172)을 X축 방향으로 가공 이송함으로써, 피가공물의 절삭 영역에 미리 정해진 절삭 가공을 실시한다. Y축 이송 수단(178)으로 스핀들 하우징(212)을 Y축 방향으로 인덱싱 이송하면서, 상기 절삭 가공을 적절히 반복하여, 피가공물의 절삭 영역 전부에 절삭 가공을 실시한다. 절삭 공정이 종료된 절삭 가공이 끝난 피가공물은 다음 공정으로 반송된다.
절삭 공정을 반복해서 실시하면 절삭 블레이드는 마모되고, 절삭 블레이드의 마모가 미리 정해진 양에 도달하면 절삭 정밀도가 유지되지 않게 되기 때문에, 스핀들(220)에 장착되어 있는 절삭 블레이드를 새로운 절삭 블레이드로 교환할 필요가 있다. 또한, 스핀들(220)에 장착되어 있는 절삭 블레이드의 마모가 미리 정해진 양에 도달하지 않은 경우에도, 이전에 절삭 가공을 실시한 피가공물의 소재와 상이한 소재의 피가공물에 절삭 가공을 실시할 때에는, 피가공물의 소재에 따른 절삭 블레이드로 교환할 필요가 생기는 경우도 있다.
본 실시형태에서는 도 15에 도시된 바와 같이, 절삭 장치(170)의 절삭 블레이드를 자동적으로 교환할 수 있는 보조 장치(2)가, 절삭 장치(170)에 연결되고, 이하, 보조 장치(2)를 이용하여 허브 블레이드(36)를 교환하는 방법에 대해 설명한다.
도 15에 도시된 바와 같이, 보조 장치(2)는, 절삭 장치(170)의 X축 방향 안쪽측에 배치되고, 사용자에게 이미 납품한 절삭 장치(170)에 나중에 장착할 수 있도록 되어 있다. 보조 장치(2)를 이용하여, 절삭 장치(170)에 장착되어 있는 절삭 블레이드를 교환할 때에는, 먼저, 절삭 블레이드 보관 수단(4)의 무한 궤도(22)를 회전시켜, 절삭 장치(170)에 반입해야 할 새로운 허브 블레이드(36)를 지지하고 있는 블레이드 지지축(24)을 미리 정해진 위치[예컨대, 블레이드 지지축(24)의 궤도에서의 최하단의 위치]에 위치시킨다.
계속해서, 도 16에 도시된 바와 같이, 반출입 수단(6)의 Z 회전축(46)에 연결되어 있는 모터로 케이싱(52)을 회전시켜, 블레이드 유지부(48)가 장착되어 있는 케이싱(52)의 측벽(56)을 X축 방향을 따르게 하여, 블레이드 유지부(48)를 절삭 블레이드 보관 수단(4)에 대면시킨다.
또한, X축 이동 수단(12) 및 Z축 이동 수단(10)을 작동시켜, 상기 미리 정해진 위치의 블레이드 지지축(24)의 축부(34)를 블레이드 유지부(48)의 중앙 개구부(60)(도 6 참조)에 삽입할 수 있도록, 블레이드 유지부(48)의 X축 방향 위치 및 Z축 방향 위치를 조정한다.
계속해서, 도 17에 도시된 바와 같이, Y축 방향 위치 부여 수단(8)에 의해 프레임체(74)를 Y축 방향으로 이동시켜, 블레이드 지지축(24)에 지지되어 있는 허브 블레이드(36)를 블레이드 유지부(48)에 의해 유지할 수 있는 작용 위치에 반출입 수단(6)을 위치시킨다. 이에 의해, 상기 미리 정해진 위치의 블레이드 지지축(24)의 축부(34)를 블레이드 유지부(48)의 중앙 개구부(60)에 삽입하고, 축부(34)의 선단측에 위치하는 허브 블레이드(36)의 단부면에 블레이드 유지부(48)의 단부면(58)을 접촉시킨다. 계속해서, 블레이드 유지부(48)의 제1 흡인 구멍(61)에 흡인력을 생성하여, 축부(34)의 선단측에 위치하는 허브 블레이드(36)를 블레이드 유지부(48)로 흡인 유지한다.
계속해서, Y축 방향 위치 부여 수단(8)을 작동시켜, 반출입 수단(6)을 절삭 블레이드 보관 수단(4)으로부터 Y축 방향으로 이격시켜 퇴피 위치에 위치시킨다. 계속해서, 반출입 수단(6)의 케이싱(52)을 180° 회전시켜, 허브 블레이드(36)를 흡인 유지한 블레이드 유지부(48)의 반대측의 블레이드 유지부(48)를 절삭 블레이드 보관 수단(4)에 대면시킨다.
계속해서, Y축 방향 위치 부여 수단(8)을 작동시켜, 반대측의 블레이드 유지부(48)에 의해 블레이드 지지축(24)의 허브 블레이드(36)를 유지할 수 있는 작용 위치에 반출입 수단(6)을 위치시킨다. 계속해서, 반대측의 블레이드 유지부(48)의 제1 흡인 구멍(61)에 흡인력을 생성하여, 축부(34)의 선단측에 위치하는 허브 블레이드(36)를 블레이드 유지부(48)에 의해 흡인 유지한다. 이에 의해, 4개의 블레이드 유지부(48) 중 대향하는 한 쌍의 블레이드 유지부(48)로, 새로운 허브 블레이드(36)를 흡인 유지한 상태가 된다.
계속해서, 도 18에 도시된 바와 같이, Y축 방향 위치 부여 수단(8)에 의해 프레임체(74)를 Y축 방향으로 이동시키고, Z축 이동 수단(10)으로 승강 테이블(76)을 Z축 방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 절삭 블레이드 보관 수단(4)으로부터 반출입 수단(6)을 이격시켜 퇴피 위치에 위치시키고, 절삭 장치(170)에 대한 반출입 수단(6)의 Y축 방향 위치 및 Z축 방향 위치를 조정한다. 위치 조정 후의 반출입 수단(6)의 Y축 방향 위치는, 절삭 장치(170)의 한 쌍의 절삭 수단(174) 사이이고, 위치 조정 후의 반출입 수단(6)의 Z축 방향 위치는, 척 테이블(172)의 유지면보다 상방이다.
계속해서, 도 19에 도시된 바와 같이, X축 이동 수단(12)에 의해 반출입 수단(6)을 X축 방향으로 이동시켜, 한 쌍의 절삭 수단(174)에 대한 반출입 수단(6)의 X축 방향 위치를 조정한다. 구체적으로는, 반출입 수단(6)의 한 쌍의 블레이드 유지부(48)로 흡인 유지하고 있는 새로운 한 쌍의 허브 블레이드(36)의 중심의 X축 방향 위치와, 한 쌍의 절삭 수단(174)에 장착되어 있는 한 쌍의 허브 블레이드(36)의 중심의 X축 방향 위치를 정합시킨다.
또한, 보조 장치(2)의 Z축 이동 수단(10) 또는 절삭 장치(170)의 Z축 이송 수단(180)을 작동시켜, 블레이드 유지부(48)의 허브 블레이드(36)의 중심의 Z축 방향 위치와, 절삭 수단(174)의 허브 블레이드(36)의 중심의 Z축 방향 위치를 정합시킨다.
계속해서, 반출입 수단(6)의 케이싱(52)을 60° 회전시켜, 한 쌍의 고정 너트 유지부(50)를 한 쌍의 절삭 수단(174)의 허브 블레이드(36)에 대면시킨다. 또한, 반출입 수단(6)을 전진시키기 전에, 케이싱(52)을 60° 회전시켜 두어도 좋다.
계속해서, 한 쌍의 절삭 수단(174)의 각각의 블레이드 커버(224)의 제2 커버 부재(224b)를 개방 위치(도 12 참조)에 위치시킨다. 계속해서, 절삭 장치(170)의 Y축 이송 수단(178)에 의해 절삭 수단(174)을 Y축 방향으로 이동시켜, 스핀들(220)에 허브 블레이드(36)를 고정하고 있는 고정 너트(222)를 고정 너트 유지부(50)의 회전체(66)의 단부면(66a)에 접촉시킨다. 그러면, 고정 너트 유지부(50)의 핀(72)이 고정 너트(222)에 눌려져 회전체(66)의 내부에 수용되고, 스핀들(220)의 선단이 회전체(66)의 중앙 개구부(68)에 수용된다.
계속해서, 고정 너트 유지부(50)의 모터로 회전체(66)를 회전시키면, 각 핀(72)이 고정 너트(222)의 핀 구멍(222a)과 합치했을 때에, 각 핀(72)이 핀 구멍(222a)에 감합되고, 회전체(66)의 회전 운동이 각 핀(72)을 통해 고정 너트(222)에 전달되어, 고정 너트(222)가 풀린다. 이에 의해, 절삭 수단(174)의 스핀들(220)의 수나사(228)로부터 고정 너트(222)를 나사 분리할(떼어낼) 수 있다. 또한, 고정 너트 유지부(50)의 각 흡인 구멍(70)에 흡인력을 생성하여, 떼어낸 고정 너트(222)를 고정 너트 유지부(50)로 흡인 유지한다.
계속해서, Y축 이송 수단(178)에 의해 절삭 수단(174)을 반출입 수단(6)으로부터 이격시키고, 반출입 수단(6)의 케이싱(52)을 60° 회전시켜, 허브 블레이드(36)를 흡인 유지하고 있지 않은 빈 블레이드 유지부(48)를 절삭 수단(174)의 허브 블레이드(36)에 대면시킨다.
계속해서, Y축 이송 수단(178)에 의해 절삭 수단(174)을 반출입 수단(6)에 접근시켜, 절삭 수단(174)의 스핀들(220)을 블레이드 유지부(48)의 중앙 개구부(60)에 삽입하고, 절삭 수단(174)의 허브 블레이드(36)의 단부면에, 빈 블레이드 유지부(48)의 단부면(58)을 접촉시킨다. 계속해서, 블레이드 유지부(48)의 제1 흡인 구멍(61)에 흡인력을 생성하여, 절삭 수단(174)의 허브 블레이드(36)를 블레이드 유지부(48)로 흡인 유지한다.
계속해서, Y축 이송 수단(178)에 의해 절삭 수단(174)을 반출입 수단(6)으로부터 이격시키고, 반출입 수단(6)의 케이싱(52)을 60° 회전시켜, 새로운 허브 블레이드(36)를 흡인 유지하고 있는 블레이드 유지부(48)를 절삭 수단(174)의 스핀들(220)에 대면시킨다.
계속해서, Y축 이송 수단(178)에 의해 절삭 수단(174)을 반출입 수단(6)에 접근시켜, 스핀들(220)을 새로운 허브 블레이드(36)의 중앙 개구부(38a)에 삽입하고, 스핀들(220)의 마운트 플랜지(226)의 받침부(226b)에 허브 블레이드(36)의 단부면을 접촉시킨다. 계속해서, 블레이드 유지부(48)의 흡인력을 해제하여, 블레이드 유지부(48)로부터 스핀들(220)에 새로운 허브 블레이드(36)를 전달한다.
계속해서, Y축 이송 수단(178)에 의해 절삭 수단(174)을 반출입 수단(6)으로부터 이격시키고, 반출입 수단(6)의 케이싱(52)을 60° 회전시켜, 떼어낸 고정 너트(222)를 흡인 유지하고 있는 고정 너트 유지부(50)를 절삭 수단(174)의 스핀들(220)에 대면시킨다.
계속해서, Y축 이송 수단(178)에 의해 절삭 수단(174)을 반출입 수단(6)에 접근시켜, 고정 너트 유지부(50)로 흡인 유지한 고정 너트(222)를 스핀들(220)의 선단부에 감합시킨다. 계속해서, 고정 너트(222)를 떼어냈을 때와는 반대 방향으로 고정 너트 유지부(50)의 모터를 작동시켜 고정 너트(222)를 회전시킴으로써, 스핀들(220)의 수나사(228)에 고정 너트(222)를 나사 부착(체결)시킨다.
이에 의해, 절삭 수단(174)에 장착해야 할 새로운 허브 블레이드(36)를 스핀들(220)의 마운트 플랜지(226)의 받침부(226b)와 고정 너트(222)에 끼워 넣어 스핀들(220)에 고정할 수 있다.
계속해서, 고정 너트 유지부(50)의 흡인력을 해제한 후, 절삭 수단(174)의 블레이드 커버(224)의 제2 커버 부재(224b)를 폐색 위치에 위치시킨다. 또한, 전술한 바와 같은 고정 너트(222) 및 허브 블레이드(36)의 떼어냄, 부착에 대해서는, 한 쌍의 절삭 수단(174)에 대해 동시에 행해도 좋고, 따로따로 행해도 좋다.
계속해서, 반출입 수단(6)을 후퇴시키고, 반출입 수단(6)의 케이싱(52)을 60° 회전시켜, 떼어낸 한 쌍의 허브 블레이드(36)의 한쪽을 절삭 블레이드 보관 수단(4)에 대면시킨다. 또한, 절삭 블레이드 보관 수단(4)의 무한 궤도(22)를 회전시켜, 허브 블레이드(36)를 지지하고 있지 않은 빈 블레이드 지지축(24)을 미리 정해진 위치[예컨대, 블레이드 지지축(24)의 궤도에서의 최하단의 위치]에 위치시킨다.
계속해서, X축 이동 수단(12) 및 Z축 이동 수단(10)을 작동시켜, 블레이드 유지부(48)로 흡인 유지하고 있는 한쪽의 허브 블레이드(36)의 중앙 개구부(38a)에 상기 미리 정해진 위치의 블레이드 지지축(24)의 축부(34)를 삽입할 수 있도록, 블레이드 유지부(48)의 X축 방향 위치 및 Z축 방향 위치를 조정한다.
계속해서, Y축 방향 위치 부여 수단(8)에 의해 프레임체(74)를 Y축 방향으로 이동시켜, 블레이드 유지부(48)로 흡인 유지하고 있는 한쪽의 허브 블레이드(36)의 중앙 개구부(38a)에 상기 미리 정해진 위치의 블레이드 지지축(24)의 축부(34)를 삽입하고, 한쪽의 허브 블레이드(36)의 단부면을 블레이드 지지축(24)의 기부(32)의 단부면에 접촉시킨다. 계속해서, 블레이드 유지부(48)의 흡인력을 해제하여, 떼어낸 한 쌍의 허브 블레이드(36)의 한쪽을 블레이드 지지축(24)에 전달한다.
또한, Y축 방향 위치 부여 수단(8)에 의해 반출입 수단(6)을 절삭 블레이드 보관 수단(4)으로부터 이격시키고, 반출입 수단(6)의 케이싱(52)을 180° 회전시켜, 떼어낸 한 쌍의 허브 블레이드(36)의 다른쪽을 흡인 유지하고 있는 반대측의 블레이드 유지부(48)를 절삭 블레이드 보관 수단(4)에 대면시킨다.
계속해서, Y축 방향 위치 부여 수단(8)에 의해 프레임체(74)를 Y축 방향으로 이동시켜, 반대측의 블레이드 유지부(48)로 흡인 유지하고 있는 다른쪽의 허브 블레이드(36)의 중앙 개구부(38a)에 상기 미리 정해진 위치의 블레이드 지지축(24)의 축부(34)를 삽입하고, 다른쪽의 허브 블레이드(36)의 단부면을, 블레이드 지지축(24)에 지지되어 있는 허브 블레이드(36)의 단부면에 접촉시킨다. 계속해서, 블레이드 유지부(48)의 흡인력을 해제하여, 떼어낸 한 쌍의 허브 블레이드(36)의 다른쪽을 블레이드 지지축(24)에 전달한다.
이상과 같으며, 본 실시형태의 보조 장치(2)에서는, 사용자에게 이미 납품한 절삭 장치(170)에 나중에 장착하여, 절삭 장치(170)의 절삭 수단(174)에 장착된 절삭 블레이드를 교환할 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기한 예에서는 허브 블레이드(36)를 교환하는 예에 대해 설명하였으나, 본 실시형태에서는, 와셔 블레이드(45)를 교환할 수도 있다.
와셔 블레이드(45)를 교환할 때에는, 교환용의 새로운 와셔 블레이드(45)를 블레이드 유지부(48)에 의해 흡인 유지하지 않은 상태에서, 절삭 장치(170)의 한 쌍의 절삭 수단(174) 사이에 반출입 수단(6)을 위치시킨다. 계속해서, 고정 너트 유지부(50)를 절삭 수단(174)에 대면시키고, 고정 너트 유지부(50)에 의해 절삭 수단(174)의 스핀들(220)로부터 고정 너트(222)를 떼어낸다.
계속해서, 블레이드 유지부(48)를 절삭 수단(174)에 대면시킨 후, 블레이드 유지부(48)의 제1 흡인 구멍(61)에 흡인력을 생성하여, 블레이드 유지부(48)에 의해 장착 플랜지(229)를 흡인 유지함으로써, 스핀들(220)로부터 장착 플랜지(229)를 떼어내고, 제2 흡인 구멍(63)에 흡인력을 생성하여, 스핀들(220)에 장착되어 있는 와셔 블레이드(45)를 블레이드 유지부(48)로 유지한다.
계속해서, 반출입 수단(6)을 절삭 블레이드 보관 수단(4)으로 이동시키고, 장착 플랜지(229) 및 와셔 블레이드(45)를 흡인 유지하고 있는 블레이드 유지부(48)를 절삭 블레이드 보관 수단(4)에 대면시켜 제2 흡인 구멍(63)의 흡인력을 해제하여 와셔 블레이드(45)를 절삭 블레이드 보관 수단(4)에 보관한다. 계속해서, 장착 플랜지(229)를 흡인 유지하고 있는 블레이드 유지부(48)의 제1 흡인 구멍(61)에 흡인력을 생성하여, 교환용의 새로운 와셔 블레이드(45)를 블레이드 유지부(48)로 흡인 유지한다. 즉, 동일한 블레이드 유지부(48)에 의해, 장착 플랜지(229)와 함께, 교환용의 새로운 와셔 블레이드(45)를 흡인 유지한다.
계속해서, 장착 플랜지(229) 및 새로운 와셔 블레이드(45)를 유지하고 있는 블레이드 유지부(48)를 절삭 수단(174)에 대면시켜, 장착 플랜지(229) 및 새로운 와셔 블레이드(45)를 스핀들(220)에 전달한다. 그리고, 고정 너트 유지부(50)를 절삭 수단(174)에 대면시킨 후, 고정 너트(222)를 스핀들(220)의 수나사(228)에 나사 부착한다. 이와 같이, 보조 장치(2)에서는, 사용자에게 이미 납품한 절삭 장치(170)에 나중에 장착하여, 절삭 장치(170)의 와셔 블레이드(45)를 교환할 수 있다.
2: 보조 장치 4: 절삭 블레이드 보관 수단
6: 반출입 수단 8: Y축 방향 위치 부여 수단
10: Z축 이동 수단 12: X축 이동 수단
14: 회전축 16: 구동 기어
18: 회전축 20: 종동 기어
22: 무한 궤도 24: 블레이드 지지축
36: 허브 블레이드(절삭 블레이드) 38a: 중앙 개구부
45: 와셔 블레이드(절삭 블레이드) 45a: 중앙 개구부
46: Z 회전축 48: 블레이드 유지부
50: 고정 너트 유지부 74: 프레임체
76: 승강 테이블 92: 가이드 레일
112: 굴곡 아암 170: 절삭 장치
172: 척 테이블 174: 절삭 수단
176: X축 이송 수단 178: Y축 이송 수단
180: Z축 이송 수단 220: 스핀들
222: 고정 너트 228: 수나사(스핀들)
229: 장착 플랜지

Claims (7)

  1. 피가공물을 유지하는 유지면을 구비하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지되는 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 고정 너트로 장착하는 절삭 수단과, 상기 척 테이블을 X축 방향으로 가공 이송하는 X축 이송 수단과, 상기 절삭 수단을 X축 방향과 직교하는 Y축 방향으로 인덱싱 이송하는 Y축 이송 수단과, X축 방향 및 Y축 방향과 직교하는 Z축 방향으로 상기 절삭 수단을 절입 이송하는 Z축 이송 수단을 구비하고, 상기 유지면은 X축 방향 및 Y축 방향으로 규정된 절삭 장치에 연결되는 것인, 보조 장치로서,
    복수의 절삭 블레이드를 보관하는 절삭 블레이드 보관 수단과,
    상기 절삭 블레이드 보관 수단으로부터 상기 절삭 블레이드를 반출 및 반입하는 반출입 수단과,
    상기 반출입 수단을 상기 절삭 블레이드 보관 수단에 대해 Y축 방향의 작용 위치와 퇴피 위치에 위치시키는 Y축 방향 위치 부여 수단과,
    상기 반출입 수단을 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동 수단과,
    상기 반출입 수단을 X축 방향으로 이동시켜 상기 절삭 수단의 스핀들에 장착된 절삭 블레이드에 작용시키는 X축 이동 수단
    을 구비하고,
    상기 반출입 수단은,
    Z축 방향으로 연장되는 Z 회전축과,
    상기 Z 회전축에 방사형으로 연결되며 상기 절삭 블레이드를 흡인 유지하는 블레이드 유지부와,
    상기 고정 너트를 상기 스핀들의 선단에 형성된 수나사에 나사 부착 및 나사 분리하는 고정 너트 유지부
    를 포함하며,
    굴곡 아암의 선단에 상기 Z 회전축을 통해 연결되는 것인, 보조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반출입 수단은, 상기 굴곡 아암을 통해 프레임체에 배치되고, 상기 프레임체는, 승강 테이블에 배치되는 Y축 방향으로 연장되는 가이드 레일에 슬라이딩 가능하게 지지되며, 상기 Y축 방향 위치 부여 수단에 의해 상기 절삭 블레이드 보관 수단에 대해 Y축 방향의 상기 작용 위치와 상기 퇴피 위치에 위치되는 것인, 보조 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 굴곡 아암은, 상기 반출입 수단을 X축 방향으로 진퇴시키는 것인, 보조 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절삭 블레이드 보관 수단은, Y축 방향으로 연장되는 회전축을 갖는 구동 기어와, 상기 구동 기어와 Z축 방향으로 이격되며 Y축 방향으로 연장되는 회전축을 갖는 종동 기어와, 상기 구동 기어와 상기 종동 기어에 감겨지는 무한 궤도와, 상기 무한 궤도에 미리 정해진 간격으로 배치되고, 상기 절삭 블레이드의 중앙 개구부에 삽입되어 상기 절삭 블레이드를 지지하는, Y축 방향으로 연장되는 블레이드 지지축을 포함하는 것인, 보조 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동 기어와 상기 종동 기어의 Z축 방향의 간격을 조정할 수 있고, 상기 무한 궤도의 길이도 조정할 수 있는 것인, 보조 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 절삭 블레이드 보관 수단에 보관되는 상기 절삭 블레이드는, 베이스의 외주에 절삭날이 배치되는 허브 블레이드이고,
    상기 블레이드 지지축은, 상기 허브 블레이드의 중앙 개구부의 내경에 대응하는 외경을 구비하며, 상기 블레이드 유지부는, 상기 허브 블레이드를 유지하는 것인, 보조 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 절삭 블레이드 보관 수단에 보관되는 상기 절삭 블레이드는, 환형으로 형성되는 절삭날을 포함하는 와셔 블레이드이고,
    상기 블레이드 지지축은, 상기 와셔 블레이드의 중앙 개구부의 내경에 대응하는 외경을 가지며,
    상기 블레이드 유지부는, 상기 와셔 블레이드와, 상기 와셔 블레이드를 상기 절삭 수단의 스핀들에 장착하기 위한 장착 플랜지를 유지하는 것인, 보조 장치.
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