TW202210224A - Processing device capable of accurately detecting a depth at which a cutting blade cuts into a workpiece - Google Patents
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Abstract
Description
本發明是有關於一種加工裝置。The present invention relates to a processing device.
已知有一種藉由切削刀片和保持工作台之通電來檢測切削刀片接觸於保持工作台的保持面時的基準位置之方法(參照例如專利文獻1)。又,已知有一種以下之方法:空出供切削刀片侵入之寬度來設置發光部與受光部,且藉由受光部所接收之光來檢測切削刀片的前端位置,藉此求出切削刀片的基準位置(參照例如專利文獻2)。 先前技術文獻 專利文獻There is known a method of detecting a reference position when the cutting insert contacts the holding surface of the holding table by energizing the cutting insert and the holding table (see, for example, Patent Document 1). In addition, there is known a method in which a light-emitting portion and a light-receiving portion are provided with a width in which the cutting insert penetrates, and the tip position of the cutting insert is detected by the light received by the light-receiving portion, thereby obtaining the cutting insert. Reference position (see, for example, Patent Document 2). prior art literature Patent Literature
專利文獻1:日本實用新案登錄第2597808號公報 專利文獻2 :日本特許第4590058號公報Patent Document 1: Japanese Utility Model Registration No. 2597808 Patent Document 2: Japanese Patent No. 4590058
發明欲解決之課題The problem to be solved by the invention
然而,在藉由切削刀片與保持工作台的通電來檢測的方法中,由於會以切削刀片切削保持工作台,因此有以下問題:產生切削刀片的堵塞之疑慮、或因為和使用受光部以及發光部的方法相比較,在基準位置的檢測上較花費時間而導致生產性降低。於是,在以往會進行如下之稱為感測器對位設置(set up)的動作:於保持工作台的更換時藉由切削刀片與保持工作台的通電來檢測出保持面的高度之後,以受光部與發光部來檢測切削刀片的切刃的前端的位置,並檢測保持面與發光部以及受光部之位置關係。並且,在之後的加工中只要未再次更換保持工作台,就將以感測器對位設置方式所檢測出的位置關係設成固定,而僅以由發光部與受光部所進行之檢測來檢測以及控制切削刀片對被加工物之切入深度。但是,實際上會因為加工裝置內的溫度的變動,而導致發光部以及受光部的位置與保持面的位置之相對的位置關係變動之情形,伴隨於這種情形已有以下問題:僅藉由發光部與受光部所進行之檢測並無法正確地檢測以及控制切削刀片切入被加工物之深度。However, in the method of detecting by energization between the cutting insert and the holding table, since the holding table is cut with the cutting insert, there are problems such as the possibility of clogging of the cutting insert, or the use of the light-receiving portion and light emission. Compared with the part method, the detection of the reference position takes time and reduces productivity. Therefore, conventionally, an operation called sensor set up has been performed. When the holding table is replaced, the height of the holding surface is detected by energizing the cutting insert and the holding table, and then the holding surface is energized. The light-receiving part and the light-emitting part detect the position of the front end of the cutting edge of the cutting insert, and detect the positional relationship between the holding surface, the light-emitting part, and the light-receiving part. In addition, as long as the holding table is not replaced again in the subsequent processing, the positional relationship detected by the sensor alignment setting method is fixed, and only the detection by the light-emitting part and the light-receiving part is used for detection. And control the cutting depth of the cutting insert to the workpiece. However, in practice, the relative positional relationship between the positions of the light-emitting portion and the light-receiving portion and the position of the holding surface varies due to temperature fluctuations in the processing apparatus, and the following problems have been associated with this situation. The detection performed by the light-emitting part and the light-receiving part cannot accurately detect and control the depth of the cutting insert cutting into the workpiece.
本發明是有鑒於所述之問題點而作成的發明,其目的在於提供一種可以正確地檢測切削刀片切入被加工物之深度的加工裝置。 用以解決課題之手段The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a machining apparatus capable of accurately detecting the depth of the cutting insert into a workpiece. means of solving problems
為了解決上述之課題並達成目的,本發明之加工裝置具備:保持工作台,具有保持被加工物之保持面;切削單元,以切削刀片對已保持在該保持工作台之被加工物進行切削;Z進給單元,使該切削單元在相對於該保持面垂直的Z方向上移動;設置單元,具有空出供該切削刀片侵入之寬度而設置之發光部與受光部,且藉由該受光部所接收之光來檢測該切削刀片的前端位置;補正單元,檢測該保持面的Z方向的位置,並將該設置單元所檢測出的該切削刀片的前端位置與該保持面的Z方向之差記憶為補正值;溫度測定器,設置於該加工裝置內,並測定溫度;拍攝單元,拍攝已保持在該保持工作台之被加工物;及控制部,驅動各單元, 該控制部在自任意的時間點起算,該溫度測定器所測定的溫度的變動量已超過閾值的情況下,會再次進行:藉由該補正單元檢測該保持面的高度且進行該補正值的更新之動作、及藉由該設置單元所進行之該切削刀片的前端位置的檢測。In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the processing apparatus of the present invention includes: a holding table having a holding surface for holding a workpiece; a cutting unit for cutting the workpiece held on the holding table with a cutting blade; A Z feeding unit moves the cutting unit in the Z direction perpendicular to the holding surface; a setting unit has a light-emitting part and a light-receiving part provided to leave a width for the cutting insert to penetrate, and the light-receiving part is provided by the light-receiving part. The received light detects the position of the front end of the cutting insert; the correction unit detects the position of the Z direction of the holding surface, and calculates the difference between the front end position of the cutting insert detected by the setting unit and the Z direction of the holding surface The memory is the correction value; the temperature measuring device is installed in the processing device and measures the temperature; the photographing unit is used to photograph the workpiece that has been held on the holding table; and the control unit is driven by each unit, When the amount of fluctuation of the temperature measured by the temperature measuring device has exceeded a threshold value from an arbitrary point in time, the control unit performs again the process of detecting the height of the holding surface by the correction unit and performing the correction value. The operation of updating, and the detection of the front end position of the cutting insert by the setting unit.
該補正單元亦可將使該切削單元朝Z方向移動並且檢測出和該保持工作台的電導通時的該切削單元的Z方向的位置,檢測為該保持面的高度。The correction unit may move the cutting unit in the Z direction, and detect the position of the cutting unit in the Z direction when electrical continuity with the holding table is performed, and detect it as the height of the holding surface.
該補正單元亦可將已使該拍攝單元的焦點聚焦於該保持面時的該拍攝單元的Z方向的高度記憶為該保持面的高度。 發明效果The correction unit may also memorize the height of the photographing unit in the Z direction when the focus of the photographing unit has been focused on the holding surface as the height of the holding surface. Invention effect
本發明可以正確地檢測切削刀片切入被加工物之深度。The present invention can accurately detect the depth of the cutting insert cutting into the workpiece.
用以實施發明之形態Form for carrying out the invention
針對用於實施本發明之形態(實施形態),一面參照圖式一面詳細地說明。本發明並非因以下的實施形態所記載之內容而受到限定之發明。又,在以下所記載之構成要素中,包含所屬技術領域中具有通常知識者可以容易地設想得到的構成要素、實質上相同的構成要素。此外,以下所記載之構成是可適當組合的。又,在不脫離本發明之要旨的範圍內,可進行構成之各種省略、置換或變更。The form (embodiment) for implementing this invention is demonstrated in detail, referring drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. In addition, the components described below include components that can be easily assumed by those skilled in the art, and components that are substantially the same. In addition, the configurations described below can be appropriately combined. In addition, various omissions, substitutions, or changes in the configuration can be made without departing from the gist of the present invention.
[實施形態1]
依據圖式來說明本發明的實施形態1之加工裝置1。圖1是顯示實施形態1之加工裝置1的構成例的立體圖。圖2是顯示圖1之設置單元40的構成例的剖面圖。圖3是顯示圖1之補正單元50的構成例的剖面圖。圖4是顯示圖1之保持工作台10、切削單元20以及設置單元40的位置關係之一例的剖面圖。[Embodiment 1]
The
如圖1所示,加工裝置1具備保持工作台10、切削單元20、Z進給單元30、設置單元40、補正單元50、溫度測定器61、62、63、拍攝單元70與控制部80。As shown in FIG. 1 , the
實施形態1之加工裝置1的加工對象即被加工物100是例如以矽、藍寶石、碳化矽(SiC)、砷化鎵等作為母材之圓板狀的半導體晶圓或光器件晶圓等。被加工物100在平坦的正面的藉由形成為格子狀的複數條分割預定線所區劃出的區域中形成有晶片尺寸的器件。在實施形態1中,雖然被加工物100如圖1所示,在正面的背側之背面貼附黏著膠帶101,且在黏著膠帶101的外緣部裝設有環狀的框架102,但在本發明中並非限定於此。又,在本發明中,被加工物100亦可為具有複數個被樹脂所密封的器件之矩形狀的封裝基板、陶瓷板、或玻璃板等。The
保持工作台10具備形成有凹部之圓板狀的框體11、與嵌入於凹部內之圓板狀的吸附部12。框體11以具有導電性的材料所形成,且在實施形態1中是以不鏽鋼所形成。保持工作台10的吸附部12是由具備有多數個多孔(porous)孔的多孔陶瓷等所形成,且已透過未圖示之真空吸引路徑來和未圖示之真空吸引源連接。如圖1所示,保持工作台10的吸附部12的上表面是保持已被載置之被加工物100的保持面14。保持面14與保持工作台10的框體11的上表面13配置在同一平面上,且平行於水平面即XY平面地形成。保持工作台10藉由未圖示之X進給單元而在水平方向的一個方向即X方向上移動自如,且藉由未圖示之旋轉驅動源而繞著和為鉛直方向且為相對於保持面14垂直之Z方向平行之軸心旋轉自如地設置。The holding table 10 includes a disk-
如圖1所示,切削單元20具有切削刀片21與主軸22。切削刀片21裝設於主軸22的前端,且被施加繞著和為水平方向的另一方向且為正交於X軸方向之Y軸方向平行之軸心的旋轉動作,而對已保持在保持工作台10之被加工物100進行切削。切削單元20可相對於保持工作台10所保持之被加工物100,藉由Y進給單元而在Y方向上移動自如地設置,且藉由Z進給單元30而在Z方向上移動自如地設置。As shown in FIG. 1 , the
切削刀片21具有環狀的切刃,前述切刃由鑽石或CBN(立方氮化硼,Cubic Boron Nitride)等之磨粒、與金屬或樹脂等之黏結材(結合材)所構成且形成為預定厚度。切削刀片21具有導電性。切削刀片21會藉由隨著進行切削磨耗切刃來產生自發刃,而始終維持一定以上的鋒利程度。主軸22具有導電性,且會在前端和切削刀片21電導通。The
加工裝置1藉由X進給單元、Y進給單元以及Z進給單元30來將切削刀片21相對於已保持在保持工作台10之被加工物100設置(set)在預定的位置,並使切削刀片21一邊旋轉一邊沿著分割預定線相對地移動,藉此以切削刀片21對被加工物100進行切削加工來形成沿著分割預定線之切削溝。The
X進給單元、Y進給單元以及Z進給單元30分別設置有檢測保持工作台10的X方向的位置之未圖示的X方向位置檢測單元、檢測切削單元20的Y方向的位置之未圖示的Y方向位置檢測單元、以及檢測切削單元20的Z方向的位置之Z方向位置檢測單元31。X方向位置檢測單元、Y方向位置檢測單元以及Z方向位置檢測單元31會各自將檢測出的位置輸出至控制部80。又,Z方向位置檢測單元31會將所檢測出的位置輸出至後述之設置單元40的前端位置檢測部48、以及後述之補正單元50的保持面位置檢測部55。The X-feed unit, the Y-feed unit, and the Z-
X方向位置檢測單元、Y方向位置檢測單元以及Z方向位置檢測單元31可以藉由線性標度尺與讀取頭來構成,前述線性標度尺分別和X方向、Y方向或Z方向平行,前述讀取頭藉由X進給單元、Y進給單元或Z進給單元30而在X軸方向、Y軸方向或Z軸方向上移動自如地設置,且讀取線性標度尺的刻度。再者,X方向位置檢測單元、Y方向位置檢測單元以及Z方向位置檢測單元31在本發明中並不限定於具有線性標度尺與讀取頭的構成,亦可分別為設置於X進給單元、Y進給單元或Z進給單元30的馬達之編碼器。The X-direction position detection unit, the Y-direction position detection unit, and the Z-direction
如圖2所示,設置單元40具有溝構件41、發光部42、受光部43、光源44、光電轉換部45、基準電壓設定部46、電壓比較部47與前端位置檢測部48。As shown in FIG. 2 , the setting
如圖2所示,溝構件41具有基台41-1、及從基台41-1豎立設置的一對側壁部41-2。一對側壁部41-2是在切削刀片21的旋轉軸的方向即Y方向上空出間隔而配置,且相互之間的間隔具有比切削刀片21的切刃的厚度更寬的寬度。一對側壁部41-2在相互之間形成有溝41-3,前述溝41-3可供旋轉的切削刀片21的切刃的下側的前端25侵入。As shown in FIG. 2 , the
如圖2所示,發光部42設置於一邊的側壁部41-2,且朝向另一邊的側壁部41-2發出光。發光部42藉由光纖等對光源44進行光連接,並發出來自光源44之光。As shown in FIG. 2 , the light-emitting
如圖2所示,受光部43在另一邊的側壁部41-2設置在於Y方向上和發光部42面對的位置,並接收來自發光部42之光。受光部43藉由光纖等來對受光元件進行光連接,而以受光元件來檢測到達受光部43之光。受光部43藉由光纖等來對光電轉換部45進行光連接,而將從發光部42所接收到之光傳送至光電轉換部45。As shown in FIG. 2 , the
光電轉換部45會將和從受光部43所傳送來之光的光量對應之電壓輸出至電壓比較部47。當隨著切削刀片21的切刃的前端25侵入溝41-3,而使切削刀片21的切刃遮蔽發光部42與受光部43之間的量增加時,來自光電轉換部45的輸出電壓會逐漸地減少。在實施形態1中,光電轉換部45在受光部43的受光量相對於發光部42的發光量之比率即受光率為100%時會輸出5V(最大電壓)之電壓,在受光率為0%時會輸出0V(最小電壓)之電壓。光電轉換部45是設定成在受光部43的受光量成為預定光量時,亦即切削刀片21的切刃的前端25已到達發光部42與受光部43之間的預定位置時,輸出電壓會成為預定的基準電壓(在實施形態1中為3V)。The
基準電壓設定部46會將所設定之預定的基準電壓輸出至電壓比較部47。如上述,預定的基準電壓在實施形態1中為3V。電壓比較部47會比較來自光電轉換部45的輸出電壓與藉由基準電壓設定部46所設定之基準電壓,並在來自光電轉換部45的輸出電壓達到基準電壓時,將表示該意旨之訊號輸出至前端位置檢測部48。前端位置檢測部48會在從電壓比較部47輸出上述訊號的時間點,從Z方向位置檢測單元31取得切削單元20的Z方向的位置。前端位置檢測部48會將此取得之切削單元20的Z方向的位置檢測為切削刀片21的切刃的前端25的位置(圖4的前端位置Z1),並將檢測出之切削刀片21的前端位置Z1輸出至控制部80。The reference
在實施形態1中,設置單元40包含電腦系統。設置單元40具有運算處理裝置、記憶裝置與輸入輸出介面裝置,前述運算處理裝置具有如CPU(中央處理單元,Central Processing Unit)之微處理器,前述記憶裝置具有如ROM(唯讀記憶體,Read Only Memory)或RAM(隨機存取記憶體,Random Access Memory)之記憶體。在實施形態1中,光電轉換部45、基準電壓設定部46、電壓比較部47以及前端位置檢測部48的各個功能,可藉由設置單元40所包含之電腦系統的運算處理裝置執行已記憶於設置單元40所包含之電腦系統的記憶裝置之電腦程式來實現。In
如圖3所示,補正單元50具有電氣回路51、開關52、電源53、電流計54、保持面位置檢測部55與補正值計算部56。As shown in FIG. 3 , the
電氣回路51是使保持工作台10的框體11的下方側、與切削單元20的主軸22的基端側導通之回路。開關52、電源53以及電流計54設置在電氣回路51上。開關52會在閉合狀態與斷開狀態之間切換,前述閉合狀態是透過電氣回路51將框體11與主軸22電導通之狀態,前述斷開狀態是讓透過電氣回路51之框體11與主軸22的電導通切斷之狀態。電源53會對電氣回路51施加電壓。電流計54會檢測在電氣回路51流動之電流值,並將電流值的檢測結果輸出至保持面位置檢測部55。The
電氣回路51在開關52為閉合狀態的情況下,當切削刀片21的切刃的前端25接觸於框體11的上表面13而電導通時,會因為和框體11、切削刀片21以及主軸22一起形成閉合回路,所以會根據藉由電源53所施加之電壓而使電流在內部流動。另一方面,電氣回路51在開關52為斷開狀態的情況、或切削刀片21的切刃的前端25未接觸於框體11的上表面13的情況下,由於未形成閉合回路,因此電流不會在內部流動。When the
保持面位置檢測部55會在電流計54所檢測出的電流值達到預定的閾值以上的時間點,從Z方向位置檢測單元31取得切削單元20的Z方向的位置(高度)。保持面位置檢測部55會將此已取得之切削單元20的Z方向的位置,檢測為依據切削刀片21的切刃的前端25所計測出的保持面14的Z方向的位置(保持面14的高度,圖4的保持面位置Z2),並將檢測出的保持面位置Z2輸出至控制部80。The holding surface position detection unit 55 acquires the Z-direction position (height) of the cutting
補正值計算部56會從控制部80取得設置單元40的前端位置檢測部48所檢測出的切削刀片21的前端位置Z1。補正值計算部56會取得保持面位置檢測部55所檢測出的保持面位置Z2。補正值計算部56會計算切削刀片21的前端位置Z1與保持面位置Z2的Z方向之差,並將此差作為補正值ΔZ(參照圖4)來輸出到控制部80並記憶。補正值ΔZ是表示發光部42以及受光部43與保持面14的Z方向的位置關係之參數。補正值計算部56在更換保持工作台10後,必定會實施一次補正值ΔZ的計算。在此,由於加工裝置1在切削刀片21的前端位置Z1與保持面位置Z2的Z方向之差沒有變動的情況下不需要更新補正值ΔZ,因此為了提升生產性以及為了減少切削刀片21切入保持面14而堵塞之疑慮,可在不進行保持面位置Z2的檢測動作的情形下藉由設置單元40來檢測切削刀片21的前端位置Z1,而對切削刀片21的切刃的前端25的Z方向(切入方向)之位置進行再調整。The correction
在實施形態1中,補正單元50會包含和設置單元40同樣的電腦系統。補正單元50具有和設置單元40同樣的運算處理裝置、記憶裝置與輸入輸出介面裝置。在實施形態1中,保持面位置檢測部55以及補正值計算部56的各個功能,可藉由補正單元50所包含的電腦系統的運算處理裝置執行已記憶於補正單元50所包含的電腦系統的記憶裝置之電腦程式來實現。In
在實施形態1中,溫度測定器61是如圖1及圖4所示,設置在支撐保持工作台10之構件的內部,並測定保持工作台10以及保持工作台10附近的溫度T1。在本發明中,溫度測定器61並非限定於此,亦可設置於保持工作台10的內部,亦可接觸於保持台10的外部來設置。溫度測定器61會將所測定到的溫度T1輸出至控制部80。In
在實施形態1中,溫度測定器62是如圖1及圖4所示,設置於切削單元20的主軸22的附近,並測定切削單元20以及切削單元20附近的溫度T2。在本發明中,溫度測定器62並非限定於此,亦可接觸於切削單元20的外部來設置,亦可設置於支撐切削單元20的構件的內部。溫度測定器62會將所測定到的溫度T2輸出至控制部80。In
在實施形態1中,如圖1及圖4所示,溫度測定器63是設置於支撐設置單元40的構件的內部,並測定設置單元40及設置單元40附近的溫度T3。在本發明中,溫度測定器63並非限定於此,亦可設置於設置單元40的內部,亦可接觸於設置單元40的外部來設置。溫度測定器63會將所測定到的溫度T3輸出至控制部80。In
在實施形態1中,溫度測定器61、62、63會在加工裝置1的主電源成為開啟(ON)時,連續地或每隔一定時間地測定溫度T1、T2、T3。在實施形態1中,溫度測定器61、62、63可使用依據雙金屬之變形來測定溫度之熱電偶、或依據電阻的變化來測定溫度之電溫度計。在實施形態1中,雖然將溫度測定器61、62、63設置在加工裝置1內溫度的變動較大,而且在加工裝置1內溫度對切削刀片21的前端位置Z1、保持面位置Z2以及補正值ΔZ的變動所帶來的影響較大之構成要素即保持工作台10、切削單元20以及設置單元40的附近或支撐這些構成要素之構件等處,但在本發明中並非限定於此,亦可設置於加工裝置1內的任意位置。又,在實施形態1中,雖然將溫度測定器61、62、63設置在加工裝置1內的3處,但在本發明中並非限定於此,亦可在設置在1處,亦可設置在2處,亦可設置在4處以上。In
在實施形態1中,已將拍攝單元70固定於切削單元20,以和切削單元20一體地移動。拍攝單元70具備有對已保持在保持工作台10之切削加工前的被加工物100的正面以及分割預定線進行拍攝之拍攝元件。拍攝元件可為例如CCD(電荷耦合器件,Charge-Coupled Device)拍攝元件或CMOS(互補式金屬氧化物半導體,Complementary MOS)拍攝元件。拍攝單元70會對已保持在保持工作台10之切削加工前的被加工物100的正面等進行拍攝,而得到用於完成校準等之圖像,並將所得到的圖像輸出至控制部80,其中前述校準是進行被加工物100與切削刀片21的對位。In
控制部80是以下之構成:分別控制加工裝置1的各構成要素,而使加工裝置1實施對被加工物100之有關於切削加工處理等的各動作。控制部80具有位置資訊記憶部81。控制部80會使位置資訊記憶部81記憶位置資訊資料200(參照圖5)。控制部80會參照已記憶於位置資訊記憶部81之位置資訊資料200,而在任意的時間點對從溫度測定器61、62、63所取得的溫度T1、T2、T3、與已記憶為位置資訊資料200的溫度T1、T2、T3進行比較,並判定自已記憶為位置資訊資料200的時間點起算,溫度T1、T2、T3的變動量是否已超過閾值。在此,溫度T1、T2、T3的變動量是在任意的時間點從溫度測定器61、62、63所取得的溫度T1、T2、T3、與已記憶為位置資訊資料200的溫度T1、T2、T3之差。又,溫度T1、T2、T3的變動量之判定基準即閾值,是依據設置有溫度測定器61、62、63的構成要素的Z方向的位置移動±1μm左右時,例如支撐這些構成要素的構件膨脹或收縮±1μm左右時的溫度上升量或溫度下降量來事先適當決定,可為例如±1℃。再者,溫度T1、T2、T3的變動量之判定基準即閾值可為相互相同,亦可為各自不同。控制部80亦可例如在更換保持工作台10時取得包含在位置資訊資料200之各資訊。The
圖5是顯示圖1的位置資訊記憶部81所記憶之位置資訊資料200之一例的圖。在實施形態1中,位置資訊記憶部81是如圖5所示,將以下資料相互建立對應來記憶為位置資訊資料200:控制部80從溫度測定器61、62、63所取得的溫度T1、T2、T3、從前端位置檢測部48所取得的切削刀片21的前端位置Z1、從保持面位置檢測部55所取得的保持面位置Z2、與從補正值計算部56所取得的補正值ΔZ。FIG. 5 is a diagram showing an example of the
控制部80在實施形態1中,包含和設置單元40以及補正單元50同樣的電腦系統。控制部80具有和設置單元40以及補正單元50同樣的運算處理裝置、記憶裝置與輸入輸出介面裝置。在實施形態1中,控制部80的功能,可藉由控制部80所包含的電腦系統的運算處理裝置執行已記憶於控制部80所包含的電腦系統的記憶裝置之電腦程式來實現。在實施形態1中,位置資訊記憶部81的功能可藉由控制部80所包含的電腦系統的記憶裝置來實現。The
加工裝置1更具備片匣載置台91、洗淨單元92與未圖示的搬送單元。片匣載置台91是載置用於容置複數個被加工物100之容置器即片匣95的載置台,且使所載置之片匣95在Z軸方向上升降。洗淨單元92將切削加工後的被加工物100洗淨,並將附著於被加工物100的切削屑等的異物去除。未圖示之搬送單元會將切削加工前的被加工物100從片匣95內搬送至保持工作台10上,並將切削加工後的被加工物100從保持工作台10上搬送至洗淨單元92,且將洗淨後的被加工物100從洗淨單元92搬送至片匣95內。The
接著,本說明書將依據圖式來說明實施形態1之加工裝置1的動作處理之一例。圖6是顯示實施形態1之加工裝置1的動作處理的程序之一例的流程圖。Next, this specification will describe an example of the operation processing of the
加工裝置1在將主電源從關閉(OFF)切換成開啟(ON)而被起動時、更換保持工作台10或切削刀片21時、或者在受理來自加工裝置1的管理人員或作業人員的預定的操作指令時,會為了在開始被加工物100的切削處理之前校正切削刀片21的前端位置Z1、保持面位置Z2及補正值ΔZ,而實施圖6的步驟1001至步驟1006。When the
加工裝置1的溫度測定器61、62、63會測定溫度T1、T2、T3,並將測定結果輸出至控制部80(圖6的步驟1001)。加工裝置1會藉由Z進給單元30使切削單元20下降而使切削刀片21的切刃的前端25侵入設置單元40的溝41-3,且藉由設置單元40的前端位置檢測部48來檢測切削刀片21的前端位置Z1,並輸出至控制部80(圖6之步驟1002)。The
加工裝置1會藉由Z進給單元30使切削單元20下降,而使切削刀片21的切刃的前端25接觸於保持工作台10的框體11的上表面13,並藉由補正單元50的保持面位置檢測部55檢測保持面位置Z2,且輸出至控制部80(圖6之步驟1003)。The
加工裝置1會藉由補正單元50的補正值計算部56,並依據在步驟1002中所檢測出的切削刀片21的前端位置Z1、與在步驟1003中所檢測出的保持面位置Z2,來計算補正值ΔZ並輸出至控制部80(圖6之步驟1004)。The
再者,在本發明中,加工裝置1只要在步驟1002以及步驟1003之後實施步驟1004,則無論以何種順序來實施步驟1001到步驟1004皆可。Furthermore, in the present invention, as long as the
加工裝置1的控制部80會讓以下資料相互建立對應而作為位置資訊資料200來記憶於位置資訊記憶部81:在步驟1001中所測定到的溫度T1、T2、T3、在步驟1002中所檢測出的切削刀片21的前端位置Z1、在步驟1003中所檢測出的保持面位置Z2、與在步驟1004中所計算出的補正值ΔZ(圖6的步驟1005)。The
加工裝置1將被加工物100搬送至保持工作台10的保持面14上,並以保持工作台10吸引保持被加工物100,且以拍攝單元70拍攝保持工作台10上的被加工物100的正面等而完成校準,其中前述校準是進行被加工物100與切削刀片21的對位。加工裝置1在校準的完成後,會參照已在步驟1005中記憶於位置資訊記憶部81之位置資訊資料200,並藉由Z進給單元30來調整切削刀片21的切刃的前端25的Z方向(切入方向)的位置(圖6的步驟1006)。The
加工裝置1會藉由已在步驟1006中調整Z方向的位置之切削刀片21來開始被加工物100的切削加工(圖6的步驟1007)。加工裝置1會讓已在步驟1006中調整Z方向的位置之切削刀片21旋轉,並且藉由Y進給單元將切削刀片21的Y方向(分度進給方向)的位置調整到分割預定線上,藉由X進給單元使切削刀片21與保持工作台10上的被加工物100沿著分割預定線在X方向(加工進給方向)上相對地移動,來沿著分割預定線對被加工物100進行切削加工。The
加工裝置1的溫度測定器61、62、63在被加工物100的切削加工的開始(步驟1007)後也會是連續地或每隔一定時間地測定溫度T1、T2、T3,並將測定結果輸出至控制部80。加工裝置1的控制部80在每次從溫度測定器61、62、63輸出溫度T1、T2、T3時,會對所輸出的溫度T1、T2、T3、與已在緊接在前的步驟1005中記憶為位置資訊資料200的溫度T1、T2、T3進行比較,而判定自緊接在前的步驟1005的時間點起算,溫度T1、T2、T3的變動量是否已超過閾值(圖6的步驟1008)。The
加工裝置1在自緊接在前的步驟1005的時間點起算,溫度T1、T2、T3的至少任一個的變動量超過閾值的情況下(在步驟1008中為「是」),會讓切削刀片21從被加工物100退避而中斷被加工物100的切削加工(圖6的步驟1009),並將已在緊接在前的步驟1008中所測定到的溫度T1、T2、T3視為在步驟1001中所測定到者,而再次實施步驟1002至步驟1006,且更新切削刀片21的前端位置Z1、保持面位置Z2以及補正值ΔZ,而對切削刀片21的切刃的前端25之Z方向(切入方向)的位置進行再調整。When the amount of fluctuation of at least any one of the temperatures T1, T2, and T3 exceeds the threshold value from the time point in the immediately preceding step 1005 (Yes in the step 1008 ), the
加工裝置1在自緊接在前的步驟1005的時間點起算,溫度T1、T2、T3的任一個變動量都未超過閾值的情況下(在步驟1008中為「否」),會繼續被加工物100的切削加工(圖6的步驟1010)。加工裝置1在結束被加工物100的切削加工以前(在圖6的步驟1011中為「否」),會重複步驟1008,當結束被加工物100的切削加工時(在圖6的步驟1011中為「是」),即結束一連串的動作處理。The
又,加工裝置1在已將主電源設為開啟(ON)的狀態下不更換保持工作台10或切削刀片21,而在例如對和之前所切削加工之被加工物100相同種類的被加工物100再度進行切削加工之類的情況等之下,控制部80會對溫度測定器61、62、63所測定到的溫度T1、T2、T3、與最後記憶為位置資訊資料200的溫度T1、T2、T3進行比較,來判定自最後記憶為位置資訊資料200的時間點起算,溫度T1、T2、T3的變動量是否超過閾值。加工裝置1在自最後記憶為位置資訊資料200的時間點起算,溫度T1、T2、T3的至少任一個的變動量已超過閾值的情況下,會再次實施和上述之步驟1002至步驟1006同樣的動作處理,並更新切削刀片21的前端位置Z1、保持面位置Z2以及補正值ΔZ,而對切削刀片21的切刃的前端25之Z方向(切入方向)的位置進行再調整。另一方面,加工裝置1在自最後記憶為位置資訊資料200的時間點起算,溫度T1、T2、T3的任一個的變動量都未超過閾值的情況下,會僅考慮因切削刀片21的切刃的磨耗所造成之前端位置Z1的變動,而僅實施由設置單元40所進行之切削刀片21的前端位置Z1的檢測,並藉由控制部80,使用最後記憶為位置資訊資料200的補正值ΔZ來計算切削加工時的切削刀片21的基準位置即保持面位置Z2,並依據此計算出的保持面位置Z2來調整切削刀片21的切刃的前端25之Z方向(切入方向)的位置。In addition, the
再者,在實施形態1中,雖然控制部80是依據自最後記憶為位置資訊資料200的時間點起算之溫度T1、T2、T3的變動量是否超過閾值的判定結果,來決定是否再次實施藉由設置單元40所進行之切削刀片21的前端位置Z1的檢測動作、與藉由補正單元50所進行之保持面位置Z2的檢測動作以及補正值ΔZ的更新動作,但在本發明中並非限定於此,亦可依據自任意的時間點起算之溫度T1、T2、T3的變動量是否超過閾值的判定結果,來決定是否再次實施這些檢測動作或更新動作。Furthermore, in
具有如以上之構成的實施形態1之加工裝置1,由於可做到:控制部80會在溫度測定器61、62、63所測定的溫度T1、T2、T3的變動量已超過閾值的情況下,進行切削刀片21的前端位置Z1與保持面位置Z2之差即補正值ΔZ的更新,並依據已更新之補正值ΔZ來調整切削刀片21的切刃的前端25之Z方向(切入方向)的位置,因此會發揮以下的作用效果:依據因應於溫度T1、T2、T3的變動量而適當更新之補正值ΔZ,可以正確地檢測以及控制切削刀片21切入被加工物100之深度。The
又,實施形態1之加工裝置1在溫度測定器61、62、63所測定的溫度T1、T2、T3的變動量未超過閾值的情況下,會原樣直接採用緊接在前所計算並已記憶之補正值ΔZ,且僅實施由設置單元40所進行之切削刀片21的前端位置Z1的檢測,來調整切削刀片21的切刃的前端25之Z方向(切入方向)的位置。以往所進行的則是以下之感測器對位設置:在保持工作台的更換時接觸於保持面來進行保持面位置的檢測後,藉由發光部以及受光部來檢測刀片的前端位置,且記憶保持面與發光部以及受光部的位置關係。並且,以往因為會假定之後該等位置關係不會改變,而僅利用藉由發光部以及受光部所進行之檢測來調整切削刀片的切刃的前端之Z方向(切入方向)的位置,所以在保持面與發光部以及受光部的位置關係已因溫度變化而改變的情況下,會無法正確地檢測以及控制切削刀片切入被加工物之切入深度。於是,由於實施形態1之加工裝置1在溫度測定器61、62、63所測定之溫度T1、T2、T3的變動量已超過閾值的情況下,會再次檢測保持面14的高度(保持面位置Z2)與由設置單元40所檢測之切削刀片21的高度(前端位置Z1)並更新補正值ΔZ,因此可以比以往更正確地檢測以及控制切削刀片21對被加工物100之切入深度。又,實施形態1之加工裝置1由於僅在溫度T1、T2、T3的變動量超過閾值的情況下,為了進行補正值ΔZ的更新而實施由補正單元50所進行之保持面位置Z2的檢測處理,因此可以將使切削刀片21接觸於保持工作台10的框體11的上表面13之機會設到最小限度,而降低切削刀片21的堵塞的產生之疑慮。In addition, in the
又,實施形態1之加工裝置1是補正單元50將在讓切削單元20朝Z方向移動並且檢測出和保持工作台10之電導通時之切削單元20的Z方向的位置,檢測為保持面14的高度(保持面位置Z2)。因此,實施形態1之加工裝置1可以正確地檢測以及控制切削刀片21對被加工物100之切入深度。In addition, in the
[實施形態2]
說明本發明之實施形態2的加工裝置1。實施形態2之加工裝置1實質上使和切削單元20一體地移動之拍攝單元70實施在實施形態1中補正單元50所實施之檢測保持面位置Z2之功能。具體而言,在實施形態2中,拍攝單元70會從Z方向位置檢測單元31取得已使拍攝單元70的焦點聚焦於和保持面14在相同平面上之保持工作台10的框體11的上表面13時的切削單元20的Z方向的位置,並且將此取得之切削單元20的Z方向的位置輸出至控制部80。[Embodiment 2]
A
在此,由於可以藉由考慮切削單元20與拍攝單元70的Z方向的位置之差來計算拍攝單元70的Z方向的高度,因此已使此拍攝單元70的焦點聚焦於上表面13時之切削單元20的Z方向的位置會相當於拍攝單元70的Z方向的高度之檢測值。又,由於可以藉由進一步考慮依據拍攝單元70的焦點所計算之拍攝單元70與保持工作台10的框體11的上表面13之距離,來計算保持面位置Z2,因此已使此拍攝單元70的焦點聚焦於上表面13時之切削單元20的Z方向的位置會相當於保持面位置Z2之檢測值。有鑒於此,控制部80可以將已使拍攝單元70的焦點聚焦於上表面13時之切削單元20的Z方向的位置,看待成實質上和保持面位置Z2同等。Here, since the height of the photographing
實施形態2之加工裝置1由於將已使拍攝單元70的焦點聚焦於保持面14的高度時之切削單元20的Z方向的位置看待成和保持面位置Z2同等,因此和實施形態1比較,可以藉由避免使切削刀片21接觸於保持工作台10的框體11的上表面13之作法,來進一步防止切削刀片21的堵塞的產生之疑慮並且使生產性提升。又,實施形態2之加工裝置1會和實施形態1同樣地進行並發揮以下的作用效果:在保持工作台10的更換時,相較於對保持面14的框體11切入切削刀片21來檢測保持面14的高度(保持面位置Z2)之後,僅以由發光部以及受光部所進行之檢測來調整切削刀片對被加工物之切入深度的以往裝置,可以正確地檢測以及控制切削刀片21對被加工物100之切入深度。In the
再者,本發明並非限定於上述實施形態之發明。亦即,在不脫離本發明之要點的範圍內,可以進行各種變形來實施。In addition, this invention is not limited to the invention of the said embodiment. That is, various deformation|transformation can be carried out in the range which does not deviate from the summary of this invention.
1:加工裝置
10:保持工作台
11:框體
12:吸附部
13:上表面
14:保持面
20:切削單元
21:切削刀片
22:主軸
25:切刃的前端
30:Z進給單元
31:Z方向位置檢測單元
40:設置單元
41:溝構件
41-1:基台
41-2:側壁部
41-3:溝
42:發光部
43:受光部
44:光源
45:光電轉換部
46:基準電壓設定部
47:電壓比較部
48:前端位置檢測部
50:補正單元
51:電氣回路
52:開關
53:電源
54:電流計
55:保持面位置檢測部
56:補正值計算部
61,62,63:溫度測定器
70:拍攝單元
80:控制部
81:位置資訊記憶部
91:片匣載置台
92:洗淨單元
95:片匣
100:被加工物
101:黏著膠帶
102:框架
200:位置資訊資料
1001~1011:步驟
T1,T2,T3:溫度
X,Y,Z:方向
Z1:切削刀片的前端位置
Z2:保持面位置
ΔZ:補正值1: Processing device
10: Keep the workbench
11: Frame
12: Adsorption part
13: Upper surface
14: Keep Faces
20: Cutting unit
21: Cutting inserts
22: Spindle
25: Front end of cutting edge
30: Z feed unit
31: Z direction position detection unit
40: Setup Unit
41: Groove member
41-1: Abutment
41-2: Side wall part
41-3: Ditch
42: Light-emitting part
43: Light Receiver
44: Light source
45: Photoelectric conversion department
46: Reference voltage setting section
47: Voltage comparison part
48: Front end position detection section
50: Correction unit
51: Electrical circuit
52: switch
53: Power
54: Galvanometer
55: Holding surface position detection section
56: Correction
圖1是顯示實施形態1之加工裝置的構成例的立體圖。
圖2是顯示圖1之設置單元之構成例的剖面圖。
圖3是顯示圖1之補正單元的構成例的剖面圖。
圖4是顯示圖1之保持工作台、切削單元以及設置單元的位置關係之一例的剖面圖。
圖5是顯示圖1之位置資訊記憶部所記憶之位置資訊資料之一例的圖。
圖6是顯示實施形態1之加工裝置的動作處理的程序之一例的流程圖。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a processing apparatus according to
10:保持工作台10: Keep the workbench
14:保持面14: Keep Faces
20:切削單元20: Cutting unit
21:切削刀片21: Cutting inserts
22:主軸22: Spindle
25:切刃的前端25: Front end of cutting edge
30:Z進給單元30: Z feed unit
31:Z方向位置檢測單元31: Z direction position detection unit
40:設置單元40: Setup Unit
61,62,63:溫度測定器61, 62, 63: Thermometer
T1,T2,T3:溫度T1, T2, T3: temperature
X,Y,Z:方向X,Y,Z: direction
Z1:切削刀片的前端位置Z1: Front end position of cutting insert
Z2:保持面位置Z2: keep face position
△Z:補正值△Z: correction value
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