TW202133307A - 加工裝置 - Google Patents

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TW202133307A
TW202133307A TW110106650A TW110106650A TW202133307A TW 202133307 A TW202133307 A TW 202133307A TW 110106650 A TW110106650 A TW 110106650A TW 110106650 A TW110106650 A TW 110106650A TW 202133307 A TW202133307 A TW 202133307A
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TW
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light
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oil
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chuck
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TW110106650A
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齋藤良信
右山芳国
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日商迪思科股份有限公司
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Abstract

本發明之課題係不使被加工物被油污染。 做為解決手段，加工裝置中，包含具有保持被加工物之保持面之夾盤、和供油將夾盤向水平方向移動之第1油的水平移動機構、和供油將加工單元向垂直方向移動之第2油的垂直移動機構。於保持面載置被加工物之前，邊於保持面照射光線，邊以攝影機攝像保持面，調查攝像之攝像畫像是否發光。於攝像畫像有發光部分時，判斷該發光部分附著有油。

Description

加工裝置
本發明係有關加工裝置。
加工裝置中，有具備保持被加工物之夾盤、和加工保持於夾盤之被加工物之加工單元、和於夾盤搬入被加工物之搬入組件、和將被加工物從夾盤搬出之搬出組件之型式者。各別之搬入組件與搬出組件係包含保持被加工物之保持部、和水平移動保持部之水平移動機構、和將保持部向垂直方向移動之垂直移動機構。 又，加工裝置係具備令夾盤，在進行被加工物之搬出入之搬出入位置、和進行加工單元所進行之加工的加工位置之間往復移動於水平方向的水平移動機構。更且，加工裝置係具備將加工單元移動在垂直於保持面之方向的垂直移動機構。 如此水平移動機構、垂直移動機構係包含延伸存在於移動方向之導軌、和於導軌平行配置之滾珠螺桿、和旋轉滾珠螺桿之馬達。如專利文獻1所示，於導軌及滾珠螺桿，塗佈有油。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2017-180602號公報
[發明欲解決之課題]
於作業者所進行上述導軌或滾珠螺桿之供油作業時，或調整作業時，油會沾染到作業者之手等，在未發現此情形之狀態下，在加工室進行作業時，附著於作業者之手等之油會有附著於加工室內之情形。於加工室內附著油之狀態下，於加工室內進行被加工物之加工時，在配設於加工室內之加工裝置之零件等，接觸被加工物，或附著於該零件之油經由加工液附著於被加工物時，會產生油污染被加工物等之問題。 因此，本發明之目的係提供可防止保持於夾盤之保持面之被加工物之油污染的加工裝置。 [為解決課題之手段]
根據本發明時，提供加工裝置中，具備具有保持被加工物之保持面的夾盤、和加工保持於該保持面之該被加工物的加工單元、和對於該加工單元，供油包含令該夾盤移動於水平方向之第1光冷發光粒子之第1油的水平移動機構、和對於該夾盤，供油包含令該加工單元移動於垂直方向之第2光冷發光粒子之第2油的垂直移動機構、和攝像該夾盤之該保持面之攝影機、和於包含該保持面之該攝影機之攝像區域，照射光線之燈；根據攝像該攝影機之該保持面之攝像畫，檢出該保持面之該第1油及/或該第2油之附著之有無的加工裝置。 較佳係該第1光冷發光粒子係該燈之光線照射時，發光成第1之顏色，該第2光冷發光粒子係該燈之光線照射時，發光成與第1之顏色不同之第2之顏色，經由觀察該攝影機所攝像之該畫像，判別附著於該保持面之油之飛散來源。 較佳係第1及第2光冷發光粒子係具有蓄光性。 [發明效果]
根據本發明時，使用攝影機，攝像夾盤之保持面，判斷是否有第1光冷發光粒子或第2光冷發光粒子，經由調查保持面是否被油污染，可防止保持於保持面之被加工物之油污染。 又，第1光冷發光粒子與第2光冷發光粒子係接受到燈所造成光線之照射，發光成不同之顏色之故，經由於攝像之攝像畫判斷有何種顏色之發光部分，可判斷附著於保持面之油之飛散來源。 更且，具有蓄光性之第1光冷發光粒子或第2光冷發光粒子或該兩者，蓄光照射於保持面之光之故，利用在燈所進行之照射停止之後，持續一定時間之發光之現象，可根據該光判斷附著有油。
1　加工裝置之構成
圖1所示加工裝置1係使用加工單元3，加工保持於夾盤2之保持面200之被加工物17的加工裝置。以下，對於加工裝置1之構成加以說明。
加工裝置1係如圖1所示，具備延伸設置於Y軸方向之基座10，和立設於基座10之+Y方向側的柱11。 於基座10之上方，配設直方體狀之裝置外蓋15。經由裝置外蓋15分隔之直方體狀之空間係成為進行被加工物17之搬出入或研磨加工之空間。
於基座10之上，配設有板狀之夾盤2。夾盤2係可卸脫於基台22而裝設。夾盤2係具備吸著盤20與支持吸著盤20之框體21。吸著盤20之上面係成為保持被加工物17之保持面200。框體21之上面210係相同面形成於保持面200。 於保持面200，連接未圖示吸引手段等。於保持面200載置被加工物17之狀態下，經由使用未圖示吸引手段等發揮吸引力，所產生之吸引力，則傳達至保持面200，於保持面200，吸引保持被加工物17。
於基台22之下，連結具有未圖示馬達等旋轉機構24經由使用旋轉機構24，可將夾盤2以通過該中心之Z軸方向之軸心為軸，進行旋轉。
於基座10之內部，配設有內部基座16。於內部基座16上，配設有令夾盤2向水平方向移動之水平移動機構5。水平移動機構5係具備具有Y軸方向之旋轉軸55的滾珠螺桿50、和對於滾珠螺桿50平行配設的一對的導軌51、和連結於滾珠螺桿50將旋轉軸55為軸，轉動滾珠螺桿50之Y軸馬達52、和底部之螺帽螺合於滾珠螺桿50沿著導軌51，向Y軸方向移動的可動板53。於可動板53之上面530，配設旋轉機構24。
於Y軸馬達52驅動滾珠螺桿50，滾珠螺桿50以旋轉軸55為軸旋轉時，伴隨於此，可動板53導引至導軌51，向Y軸方向移動的同時，支持於可動板53之旋轉機構24、連結於旋轉機構24之基台22、及裝設於基台22之夾盤2則與可動板53一體地，向Y軸方向移動。
又，於夾盤2周圍，配設有外蓋27及伸縮自如連結於外蓋27之蛇腹28。例如，驅動於水平移動機構5，夾盤2向Y軸方向移動時，外蓋27則伴隨夾盤2，向Y軸方向移動，蛇腹28則進行伸縮。
於柱11之+X方向側之側面，配設可昇降支持加工單元3的垂直移動機構4。加工單元3係具備:具有Z軸方向之旋轉軸35之主軸30、和將主軸30可旋轉支持之殼體31、和以旋轉軸35為軸旋轉驅動主軸30之馬達32、和連接於主軸30之下端之圓板狀之固定板33、和可卸脫裝設於固定板33之下面之研磨輪34。 研磨輪34係具備輪基台341、和於輪基台341之下面排列成環狀之略長方體形状之複數之研磨磨石340，研磨磨石340之下面係研磨被加工物17之研磨面342。
垂直移動機構4係具備具有Z軸方向之旋轉軸45的滾珠螺桿40、和對於滾珠螺桿40平行配設的一對的導軌41、和以旋轉軸45為軸，旋轉動滾珠螺桿40之Z軸馬達42、和內部之螺帽螺合於滾珠螺桿40，側部滑動接觸於導軌41之昇降板43、和連結於昇降板43，支持加工單元3之保持具44。
經由Z軸馬達42驅動滾珠螺桿40，滾珠螺桿40以旋轉軸45為軸旋轉時，伴隨於此，昇降板43導引至導軌41，向Z軸方向昇降移動的同時，保持於保持具44之加工單元3則向Z軸方向移動。
於水平移動機構5，塗佈包含第1光冷發光粒子之第1油。 又，垂直移動機構4中，塗佈包含第2光冷發光粒子之第2油。
第1光冷發光粒子係例如於氧氮化物添加Ce3+ 者，於氧氮化物添加Eu2+ 者，或於α-氮化矽鋁氧添加Eu2+ 者，或者是於CaAlSiN3 添加Eu2+ 者等，接受來自外部之光線之照射發光之螢光體。第2光冷發光粒子係第1光冷發光粒子不同種類之螢光體。
以下，第1光冷發光粒子係成為於氧氮化物添加Ce3+ 者，第2光冷發光粒子係於氧氮化物添加Eu2+ 者，但第1光冷發光粒子及第2光冷發光粒子則非限定於此。
在此，已知於氧氮化物添加Ce3+ 者，照射光線時，發光成藍色，於氧氮化物添加Eu2+ 者，照射光線時，發光成綠色，於α-氮化矽鋁氧添加Eu2+ 者，照射光線時，發光成黃色，又於CaAlSiN3 添加Eu2+ 者，照射光線時，發光成紅色。因此，本實施形態中，於第1光冷發光粒子照射光線時發光成藍色，於第2光冷發光粒子照射光線，發光成綠色。
又，第1光冷發光粒子及第2光冷發光粒子係具有蓄光性(磷光性)，於特定時間，於兩粒子持續照射光線之後，停止光之照射時，可持續一定時間之發光。
於基座10之上，例如配設有厚度測定單元100。厚度測定單元100係具備例如配設於加工裝置1之基座10上之-X方向側的框體101。於框體101之側面，配設上面高度計102。例如於保持面200保持被加工物17之狀態下，經由將上面高度計102之探針接觸至被加工物17之上面170，可測定被加工物17之上面170之高度。
於基座10之-Y方向側，設有卡匣載置部12。於卡匣載置部12C，載置卡匣70。於卡匣70，收容研磨加工前之被加工物17。又，於卡匣70，可收容研磨加工後之被加工物17。
於卡匣70之+Y方向側，配設機器手臂71。機器手臂71係具備手柄710與可旋轉支持手柄710軸部711。手柄710之上面係成為保持被加工物17之保持面712。使用手柄710，將收容於卡匣70之被加工物17，從卡匣70取出，經由令軸部711為軸，旋轉手柄710，可搬送被加工物17。
於手柄710之可動域之+X方向側，配設暫置研磨加工前之被加工物17之暫置領域13，於手柄710之可動域之-X方向側，設有洗淨研磨加工後之被加工物17之洗淨領域14。
暫置領域13中，配設有定位手段72。從卡匣70搬出，載置於暫置領域13之被加工物17係經由定位手段72，定位於特定之位置。
於洗淨領域14中，配設有迴旋洗淨單元73。迴旋洗淨單元73係具備保持被加工物17之清洗盤730、和朝向保持於清洗盤730之被加工物17，噴出洗淨水之洗淨水供給噴嘴731。於清洗盤730之上面係成為保持被加工物17之保持面732。 例如於清洗盤730之保持面732，載置研磨加工後之被加工物17之狀態下，經由從洗淨水供給噴嘴731供給洗淨水，可洗淨被加工物17。
於鄰接於暫置領域13之位置，配設有將經由定位手段72定位之被加工物17，搬入至夾盤2的搬入組件601。搬入組件601係具備圓板狀之襯墊60及上下自如吊持襯墊60之機械臂61。於機械臂61之端部，連結具有Z軸方向之旋轉軸65之筒狀之軸部610。例如於軸部610，連接以旋轉軸65為軸，旋轉旋轉軸610之未圖示之旋轉機構等。
於未連結於機械臂61之軸部610側之端部，連結環狀構件62。於環狀構件62，例如3個貫通孔620於圓周上被等間隔貫通形成，於各貫通孔620，貫通螺絲63(於圖1僅顯示1個)，更此螺嵌於襯墊60。螺絲63之鍔部630係形成為較貫通孔620大之口徑，螺絲63係限制該下降範圍之狀態下，伴隨襯墊60，吊持於環狀構件62。 例如經由將襯墊60下降至被加工物17之上面170，與被加工物17之上面170和襯墊60之下面接觸之時，於襯墊60之下面，從被加工物17之上面170，透加+Z方向之按壓力時，襯墊60及螺絲63係成為對於環狀構件62，上昇至+Z方向之構成。
搬入組件601之-X方向側中，配設有搬出組件602。搬出組件602係具有與搬入組件601相同之構成之故，附上同樣之符號，省略該說明。
加工裝置1係具備夾盤2之吸著盤20之保持面200、機器手臂71之手柄710之保持面712、及攝像迴旋洗淨單元73之清洗盤730之保持面732之3個攝影機80。攝影機80係配設於保持面200、712及732之上方。保持面200、712及732係成為攝影機80之攝像區域。
加工裝置1係具備攝影機80之攝像區域之夾盤2之吸著盤20之保持面200、機器手臂71之手柄710之保持面712、及於迴旋洗淨單元73之清洗盤730之保持面732，照射光線之燈81。從燈81係照射紫外線或可見光。從燈81係可選擇紫外線或可見光之任一方加以照射。攝影機80係可將經由攝影機80攝像之畫像之資訊，送訊至判斷部9。 然而，不選擇任一方，照射混合紫外線與可見光之光線之亦可。更且，於混合之光線，混合紅外線亦可。即，照射包含激發光冷發光粒子之波長的光線即可。
加工裝置1係具備於攝像畫，判斷是否含光冷發光粒子之判斷部9。判斷部9係可收訊經由攝影機80攝像之攝像畫。判斷部9係具有畫像辨識機構等，於經由攝影機80所攝像之攝像畫，可判斷是否含光冷發光粒子。判斷部9係具備未圖示之記憶體等之記憶裝置，於該記憶裝置，記載經由攝影機80攝像之攝像畫。
於裝置外蓋15之-Y方向側之側面，配設具有研磨加工之加工條件等之輸入機能、產生於研削加工時錯誤等之顯示機能等之觸控面板90。例如，觸控面板90係顯示使用攝影機80所攝像之攝像畫。
2　加工裝置之動作 使用加工裝置1進行被加工物17之研磨加工之時，首先，抽出使用機器手臂71收容於卡匣70之被加工物17中之一枚，載置於暫置領域13。被加工物17載置於暫置領域13時，進行經由定位手段72之被加工物17之定位。
藉由定位手段72進行被加工物17之定位後，使用搬入組件601，將被加工物17載置於夾盤2之保持面200，動作未圖示吸引手段等。經由此所產生之吸引力，傳達至保持面200，被加工物17則吸引保持於保持面200。
然後，被加工物17吸引保持於保持面200之狀態下，使用水平移動機構5，將夾盤2向+Y方向移動，定位於加工單元3之下方。接著，經由使用旋轉機構24，以旋轉軸25為軸，旋轉夾盤2，伴隨旋轉保持於保持面200之被加工物17，使用主軸馬達32，以旋轉軸35為軸，旋轉研磨磨石340。
在被加工物17以旋轉軸25為軸加以旋轉，研磨磨石340以以旋轉軸35為軸加以旋轉之狀態，使用垂直移動機構4，將研磨磨石340下向-Z方向下降，將研磨磨石340之研磨面342接觸於被加工物17之上面170。在研磨面342接觸於被加工物17之上面170之狀態下，更經由將研磨磨石340向-Z方向下降，研磨被加工物17。
於被加工物17之研磨加工中，使用厚度測定單元100，進行被加工物17之厚度之測定。被加工物17研磨至特定之厚度時，終止研磨加工。研磨加工後，使用搬出組件602，將被加工物17定位於洗淨領域14，使用迴旋洗淨單元73，洗淨上面170。然後，使用機器手臂71，收容於卡匣70。
使用上述加工裝置1之被加工物17之加工中，於保持面200上，載置被加工物17之前，對於夾盤2之保持面200等，調查是否有油污染。以下，對於調查油污染之有無時之加工裝置1之動作加以說明。
首先，使用遮光手段82，於照射區域之一個夾盤2之保持面200，不使從外面照射到光線，遮光來自外面之光線，形成暗室。接著，使用燈81，於保持面200邊照射紫外線，邊使用攝影機80攝像保持面200。攝像之攝像畫之資訊係送訊至判斷部9，記憶備於判斷部之未圖示記憶裝置等。 然後，於判斷部9，於攝像之攝像畫，判斷是否有第1光冷發光粒子，或第2光冷發光粒子。經由判斷部9，於攝像畫，判斷有第1光冷發光粒子，或第2光冷發光粒子時，可知攝像區域附著有油。
此時，於氧氮化物混添加Ce3+ 者之第1光冷發光粒子係接受到燈81所成光線之照射，發光成藍色之故，於攝像畫有發光成藍色之部分時，可知該發光部分附著含第1冷發光粒子之第1油，該飛散來源係可知塗佈第1油之水平移動機構5。 又，於氧氮化物添加Eu2+ 者之第2光冷發光粒子係接受到燈81所成光線之照射，發光成綠色之故，例如於維護後之攝像畫有發光成綠色之部分時，可知該發光部分附著含第2冷發光粒子之第2油，該飛散來源係可知塗佈第2油之垂直移動機構4。
如此，經由利用第1光冷發光粒子與第2光冷發光粒子接受到燈81成光線之照射，發光成不同之顏色之性質，可於攝像之攝像畫判斷有何種顏色之發光部分。因此，經由各別事前掌握塗佈含第1冷發光粒子之第1油之部位與塗佈含第2冷發光粒子之第2油之部位，可判斷附著於保持面200之油之飛散來源。
又，為判斷油污染之有無之加工裝置1之動作之構成係更換邊如上述使用燈81於保持面200照射紫外線，邊使用攝影機80攝像保持面200之構成，亦可為使用燈81，於保持面200照射特定時間，紫外線後，停止燈81所進行之紫外線之照射後，使用攝影機80攝像保持面200之構成。 此時，於保持面200附著油之時，具有蓄光性之第1光冷發光粒子或第2光冷發光粒子或該兩者，蓄光照射於保持面200之紫外線。因此，停止燈81所進行紫外線之照射之後，附著油之部分持續一定時間之發光之故，可判斷於該發光部分附著有油。相關構成之中，有發光部分之時，經由該發光部分辨識發光成何種顏色，可知附著於攝像區域之油之飛散來源。 然而，可將紫外線改變成可見光亦可。又，混合紫外線與可見光之光線之亦可。更且，於混合之光線，混合紅外線亦可。即，照射包含激發光冷發光粒子之波長的光線即可。
做為為判斷是否附著油之構成，例如將攝像之攝像畫顯示於觸控面板90，作業者觀察顯示之攝像畫，辨識是否有發光部分，判斷於攝像區域是否附著有油亦可。
例如，雖於經由攝影機80攝像之攝像畫，發現發光部分，有難以判斷其是否由來於油污染之情形。為了防範此問題於未然，例如於加工裝置1之維護前，在於水平移動機構5未塗佈第1油，且於垂直移動機構4未塗佈第2油之狀態下，預先邊使用燈81於保持面200照射紫外線，邊使用攝影機80攝像保持面200，將攝像之攝像畫記憶於判斷部。然後，經由比較預先記憶之未附著油之比較來源之攝像畫、與於之後經由攝影機攝像之具有該發光部分之攝像畫，容易判斷於發光部分是否附著有油。
如上所述，使用攝影機80，攝像夾盤2之保持面200，判斷是否有第1光冷發光粒子或第2光冷發光粒子，經由調查保持面200是否被油污染，可防止保持於保持面200之被加工物17之油污染。 同樣地，可使用攝影機80，攝像機器手臂71之保持面712及迴旋洗淨單元73之保持面732，判斷是否有第1光冷發光粒子或第2光冷發光粒子，調查保持面712及保持面732是否被油污染。由此，可防止被加工物17之油污染。 同樣地，可使用攝影機80，攝像機器手臂71之保持面712、及迴旋洗淨單元73之保持面732之時，經由對於保持面712、732從較垂直方向少許傾斜之方向加以攝像，即使攝像之部分為黑色，藉由辨識附著於該黑色部分上化油之顏色，可判斷是否含有第1光冷發光粒子或第2光冷發光粒子。
更且，經由得知產生油污染，水平移動機構5之滾珠螺桿50或導軌51，或垂直移動機構4之滾珠螺桿40或導軌41之供油量為不適切，可促進供油量之改善的同時，可進行水平移動機構5、及垂直移動機構4之動作不朮之預防。
然而，上述實施形態中，雖使用遮光手段82，將照射居區域成為暗室，進行攝影機80之攝像，但遮光手段82非必需者，不形成暗室，經由攝像之畫像，可判斷於攝像區域是否有附著油之時，不使用遮光手段82亦可。
1:加工裝置 10:基座 100:厚度測定單元 101:框體 102:上面高度計 11:柱 12:卡匣載置部 13:暫置領域 14:洗淨領域 15:裝置外蓋 16:內部底座 2:夾盤 20:吸著盤 200:保持面 21:框體 210:框體之上面 22:基台 24:旋轉機構 25:旋轉軸 27:外蓋 28:蛇腹 3:加工單元 30:主軸 31:殼體 32:主軸馬達 33:固定板 34:研磨輪 340:研磨磨石 342:研磨面 341:輪基台 35:旋轉軸 4:垂直移動機構 40:滾珠螺桿 41:導軌 42:Z軸馬達 43:昇降板 44:保持具 45:旋轉軸 5:水平移動機構 50:滾珠螺桿 51:導軌 52:Y軸馬達 53:可動板 601:搬入組件 602:搬出組件 60:墊 61:機械臂 610:軸部 62:環狀構件 620:貫通孔 70:卡匣 71:機器手臂 710:手柄 712:保持面 711:軸部 72:定位手段 73:迴旋洗淨單元 730:清洗盤 732:保持面 731:洗淨水供給噴嘴 80:攝影機 81:燈 82:遮光手段 821:導軌 823:連結支持部 824:角材 825:懸垂 9:判斷部 90:觸控面板 17:被加工物 170:被加工物之上面
[圖1]表示加工裝置整體的斜視圖。
1:加工裝置
2:夾盤
3:加工單元
4:垂直移動機構
5:水平移動機構
9:判斷部
10:基座
11:柱
12:卡匣載置部
13:暫置領域
14:洗淨領域
15:裝置外蓋
16:內部底座
17:被加工物
20:吸著盤
21:框體
22:基台
24:旋轉機構
25:旋轉軸
27:外蓋
28:蛇腹
30:主軸
31:殼體
32:主軸馬達
33:固定板
34:研磨輪
35:旋轉軸
40:滾珠螺桿
41:導軌
42:Z軸馬達
43:昇降板
44:保持具
45:旋轉軸
50:滾珠螺桿
51:導軌
52:Y軸馬達
53:可動板
55:旋轉軸
60:墊
61:機械臂
62:環狀構件
63:螺絲
65:旋轉軸
70:卡匣
71:機器手臂
72:定位手段
73:迴旋洗淨單元
80:攝影機
81:燈
82:遮光手段
90:觸控面板
100:厚度測定單元
101:框體
102:上面高度計
170:被加工物之上面
200:保持面
210:框體之上面
340:研磨磨石
341:輪基台
342:研磨面
601:搬入組件
602:搬出組件
610:軸部
620:貫通孔
710:手柄
711:軸部
712:保持面
730:清洗盤
731:洗淨水供給噴嘴
732:保持面
821:導軌
823:連結支持部
824:角材
825:懸垂

Claims (3)

  1. 一種加工裝置，其特徵係具備: 具有保持被加工物之保持面之夾盤、 和加工保持於該保持面之該被加工物的加工單元、 和對於該加工單元，供油包含令該夾盤移動於水平方向之第1光冷發光粒子之第1油的水平移動機構、 和對於該夾盤，供油包含令該加工單元移動於垂直方向之第2光冷發光粒子之第2油的垂直移動機構、 和攝像該夾盤之該保持面之攝影機、 和於包含該保持面之該攝影機之攝像區域，照射光線之燈； 根據攝像該攝影機之該保持面之攝像畫，檢出該保持面之該第1油及/或該第2油之附著之有無。
  2. 如請求項1記載之加工裝置，其中，該第1光冷發光粒子係該燈之光線照射時，發光成第1之顏色， 該第2光冷發光粒子係該燈之光線照射時，發光成與第1之顏色不同之第2之顏色， 經由觀察該攝影機所攝像之該攝像畫，判別附著於該保持面之油之飛散來源。
  3. 如請求項1記載之加工裝置，其中，該第1及第2光冷發光粒子係具有蓄光性。
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