TW202224845A - 刀片替換裝置 - Google Patents

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寺田一貴
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日商迪思科股份有限公司
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Abstract

[課題] 若將具有不同刃厚的切削刀裝設在刀架座，防止切削刀的破損、或凸緣部的損傷。 [解決手段] 提供一種刀片替換裝置，其係在切削裝置所使用的刀片替換裝置，其係具備：保持部，其係裝卸自如地保持切削刀的一面側；移動部，其係使保持有切削刀的狀態的保持部，在心軸的軸心方向對心軸作相對進退，至少將保持部定位在：位於切削刀的一面的相反側的另一面相對刀架座的凸緣部成為預定的距離以下的裝設位置、與切削刀由刀架座分離的脫離位置；及厚度資訊取得部，其係用以取得切削刀的厚度的資訊，保持部的裝設位置係根據利用厚度資訊取得部所取得的切削刀的厚度來作調整。

Description

刀片替換裝置
本發明係關於在切削裝置所使用的刀片替換裝置。
為了將在表面側形成有複數元件的矽等半導體晶圓分割為各個元件晶片，利用具備環狀的切削刀的切削裝置。該切削刀為消耗品，必須依磨損的程度等來適當替換。
例如，若操作人員以手工作業替換切削刀，在將使用完畢的切削刀由被固定在心軸的前端部的刀架座卸下之後，將新品的切削刀裝設在刀架座。
裝設時，首先，使刀架座的軸套部插入在切削刀的貫穿孔。接著，在將切削刀抵碰到刀架座的凸緣部的狀態下，使軸套部插入在按壓螺帽，且將按壓螺帽緊固在軸套部的外周側面的螺紋溝槽。
藉此，切削刀係被夾持在凸緣部、及按壓螺帽，固定心軸的軸心方向的位置。但是，切削刀的切刃的刃厚非常薄且容易破損，因此替換作業係需要操作人員的熟練。
因此，已開發出由切削刀用的架台自動取出新品的切削刀，而裝設在刀架座的刀片替換裝置(參照例如專利文獻1)。藉由刀片替換裝置而成為替換對象的切削刀通常為具有：金屬製的環狀基台、及被固定在該環狀基台的外周部的環狀的切刃的輪轂型的切削刀(亦即輪轂刀片)。
若使用刀片替換裝置，將輪轂刀片裝設在刀架座時，例如，刀片替換裝置的刀片把持單元在把持環狀基台的正面側的狀態下使輪轂刀片移動，以環狀基台的背面側抵碰在凸緣部的方式，使軸套部插入在環狀基台的貫穿孔。
輪轂刀片的環狀基台係不取決於切刃的品種，其厚度被統一。因此，若以刀片替換裝置在刀架座裝設輪轂刀片，通常與切刃的刃厚無關，輪轂刀片係被移動至環狀基台的背面側抵碰於凸緣部的預定位置。
但是，亦有替換未具有環狀基台而由切刃本身所構成的墊圈型的切削刀(亦即無輪轂刀片)的刀片替換裝置(參照例如專利文獻2)。刀片替換裝置係具有吸引保持無輪轂刀片的治具。
若使用該刀片替換裝置，將無輪轂刀片裝設在刀架座時，首先，以治具吸引保持無輪轂刀片的正面側，接著，使該治具移動至無輪轂刀片的背面側與凸緣部相接為止。但是，無輪轂刀片的刃厚係例如0.02mm至3.0mm，有各式各樣。
因此，例如，在將刃厚相對較薄的無輪轂刀片裝設在刀架座之後，取而代之，裝設刃厚相對較厚的無輪轂刀片時，將刃厚相對較厚的無輪轂刀片對凸緣部過度推碰。此時，有無輪轂刀片破損、或凸緣部損傷之虞。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2007-98536號公報 [專利文獻2] 日本特開2016-64450號公報
(發明所欲解決之問題)
本發明係鑑於該問題點而完成者，目的在若將具有不同刃厚的切削刀裝設在刀架座，防止切削刀的破損、或凸緣部的損傷。 (解決問題之技術手段)
藉由本發明的一態樣，提供一種刀片替換裝置，其係在以透過刀架座而被裝設在心軸的前端部的環狀的切削刀切削被加工物的切削裝置所使用的刀片替換裝置，該刀架座係具有：在被固定在該心軸的該前端部的狀態下以該心軸的軸心方向突出且被插入在該切削刀的貫穿孔的圓筒狀的軸套部；及位於該軸套部的基端部側且在該軸套部的徑方向朝比該軸套部更為外側突出，可在該切削刀被插入在該軸套部的狀態下接觸該切削刀的環狀的凸緣部，該刀片替換裝置係具備：保持部，其係裝卸自如地保持該切削刀的一面側；移動部，其係使保持有該切削刀的狀態的該保持部，在該心軸的該軸心方向對該心軸作相對進退，至少將該保持部定位在：位於該切削刀的該一面的相反側的另一面相對該刀架座的該凸緣部成為預定的距離以下的裝設位置、與該切削刀由該刀架座分離的脫離位置；及厚度資訊取得部，其係用以取得該切削刀的厚度的資訊，該保持部的該裝設位置係根據利用該厚度資訊取得部所取得的該切削刀的厚度來作調整。
較佳為該厚度資訊取得部係具備：用以取得設在該切削刀或收容該切削刀的收容箱的識別資訊的畫像的攝影機單元、用以讀取該識別資訊的讀取器、或測定該切削刀的厚度的測定單元。
此外，較佳為在該刀架座係裝設連同該凸緣部一起夾持該切削刀的環狀的按壓凸緣，該按壓凸緣係具有：被插入在該軸套部的中央孔；及設在該中央孔的外側，且由該按壓凸緣的一面側貫穿至該按壓凸緣的另一面側的貫穿孔，該保持部係藉由吸引保持該貫穿孔之中露出於該按壓凸緣的一面側的開口，透過該按壓凸緣而在該按壓凸緣的另一面側吸引保持該切削刀。
此外，較佳為該切削刀係具有：被保持在該保持部的環狀的基台部、及被固定在該基台部的外周部的環狀的砥石部，該保持部係藉由吸引保持該基台部的一面側，來吸引保持該切削刀。 (發明之效果)
本發明之一態樣之刀片替換裝置係具備：保持部，其係裝卸自如地保持切削刀的一面側；移動部，其係使保持有切削刀的狀態的保持部，在心軸的軸心方向對心軸作相對進退，至少將保持部定位在裝設位置、與脫離位置；及厚度資訊取得部，其係用以取得切削刀的厚度的資訊。
保持部的裝設位置係根據在厚度資訊取得部所取得的切削刀的厚度來作調整。因此，即使在將具有不同刃厚的切削刀裝設在刀架座的情形下，亦可防止切削刀的破損、或凸緣部的損傷。
參照所附圖面，說明本發明之一態樣之實施形態。圖1係第1實施形態之切削裝置2的斜視圖。圖1所示之X軸方向(加工進給方向)、Y軸方向(分級進給方向)及Z軸方向(鉛直方向、上下方向)係彼此呈正交的方向。
其中，在圖1中，以功能區塊顯示構成要素的一部分。切削裝置2係具備支持各構成要素的基台4。在基台4的角部係設有藉由昇降機構(未圖示)作昇降的升降機6。
在升降機6的昇降台6a的上面係載置匣盒8。在匣盒8係沿著匣盒8的高度方向，以預定的間隔配置有分別可支持1個被加工物11的複數對支持板8a。
被加工物11係例如由矽等半導體材料所成的圓盤狀的晶圓。在被加工物11的一面側係黏貼有具有大於被加工物11的直徑的直徑的圓形的切割膠帶13的中央部。
此外，在切割膠帶13的外周部係黏貼有金屬製的環狀的框架15的一面。被加工物11係以透過切割膠帶13而以框架15予以支持的被加工物單元17的形態被收容在匣盒8。
在對升降機6以X軸方向的一方鄰接的區域係形成有圓形的開口4a。在開口4a係配置有用以洗淨切削後的被加工物11的洗淨單元10。洗淨單元10係具有旋轉器平台12。
在旋轉器平台12的上方係配置有用以噴射混合有純水等液體與空氣的氣液混合流體的噴嘴(未圖示)。在洗淨單元10的上方係設有一對導軌14。
一對導軌14係藉由未圖示的驅動機構，以沿著Y軸方向彼此接近或遠離的方式移動。藉由一對導軌14，調整被加工物單元17的Y軸方向的位置。
在對導軌14以Y軸方向的一方側鄰接的位置係形成有具有沿著X軸方向的長邊部的矩形狀的開口4b。在開口4b係設有矩形狀的平台蓋件16。
在平台蓋件16的X軸方向的兩側，係設有可以X軸方向伸縮的防塵防滴蓋件18。在平台蓋件16的上方設有用以吸引保持被加工物單元17的吸盤平台20。
吸盤平台20的上面係作為利用在射出器等吸引源(未圖示)所發生的負壓來吸引被加工物單元17且保持的保持面來發揮功能。在平台蓋件16上係設有用以夾持被加工物單元17的框架15的一對夾具單元20a。
此外，在平台蓋件16上係設有一對修整平台22。在各修整平台22係吸引保持用以將切削刀34(後述)進行修整的修整板(未圖示)。
在吸盤平台20的下部係設有用以使吸盤平台20繞著與Z軸方向大致平行的旋轉軸旋轉的馬達等旋轉驅動源(未圖示)。在旋轉驅動源的下部係設有使旋轉驅動源及吸盤平台20以X軸方向移動的滾珠螺桿式的X軸移動機構(加工進給單元)(未圖示)。
在開口4b之中以Y軸方向鄰接一對導軌14的區域係進行被加工物11的搬入及搬出的搬入搬出區域。開口4b之中相對搬入搬出區域位於X軸方向的一方側的區域係進行被加工物11的切削的切削區域。
在切削區域的上方係設有由金屬等所形成的長方體狀的蓋件構件24。在被蓋件構件24所覆蓋的空間係配置有一對切削單元26。在各切削單元26係連結有滾珠螺桿式的Z軸移動機構(切入進給機構)(未圖示)。
此外，在Z軸移動機構係連結有滾珠螺桿式的Y軸移動機構(分級進給機構)(未圖示)。各切削單元26係藉由Z軸移動機構，沿著Z軸方向移動，且藉由Y軸移動機構，沿著Y軸方向移動。在此，使用圖2及圖3，說明切削單元26。
圖2係第1實施形態之切削單元26的分解斜視圖，圖3係切削單元26的部分剖面側面圖。切削單元26係具有筒狀的心軸殼體28。
在心軸殼體28內係以可旋轉的態樣收容有圓柱狀的心軸30的一部分。在心軸30的基端部係設有伺服馬達等旋轉驅動源(未圖示)。
心軸30的前端部30a係由心軸殼體28突出。在前端部30a係固定刀架座32。刀架座32係具有第1軸套部32a，在第1軸套部32a的內側係形成有嵌合在前端部30a的孔部。
刀架座32係具有在心軸30的軸心方向30b(亦即Y軸方向)朝與第1軸套部32a為相反側突出的圓筒狀的第2軸套部32b(軸套部)。第2軸套部32b係被插入在形成於環狀的切削刀34(在本實施形態中為無輪轂刀片)的貫穿孔34a。
在第2軸套部32b的基端部側，且在第2軸套部32b的徑方向比第2軸套部32b更為外側係設有環狀的凸緣部32c。若第2軸套部32b被插入至切削刀34，凸緣部32c係可與切削刀34的另一面34b接觸。
在第2軸套部32b的徑方向，在第2軸套部32b、與凸緣部32c之間係形成有環狀的凹部32d。凹部32d係作為接受後述之按壓凸緣36的環狀的突出部36a的接受部來發揮功能。
在第2軸套部32b的徑方向中比第2軸套部32b更為內側，以由第2軸套部32b更加突出的態樣形成有第3軸套部32e。在第3軸套部32e的內側係形成有用以接受墊圈30d的環狀的接受部32f。
在將墊圈30d配置在接受部32f的狀態下，在第3軸套部32e的內側係被插入公螺旋部30e。若將公螺旋部30e的軸部緊固在前端部30a的螺孔30c，透過墊圈30d，藉由公螺旋部30e的頭部按壓接受部32f，刀架座32係被固定在心軸30的前端部30a。
在第2軸套部32b係被插入圓環狀的按壓凸緣36的中央孔36b。中央孔36b係在按壓凸緣36的徑方向，形成在比環狀的突出部36a更為內側。
在比突出部36a更為外側係形成有環狀的凸緣面36c(按壓凸緣36的另一面)。此外，在與突出部36a及凸緣面36c為相反側係設有環狀面36d(按壓凸緣36的一面)。
在環狀面36d係露出複數貫穿孔36e的各開口36e 1。複數貫穿孔36e係以分別由凸緣面36c貫穿至環狀面36d的態樣，以按壓凸緣36的周方向以大致等間隔設置。
在使凸緣面36c與位於與另一面34b為相反側的切削刀34的一面34c相對面的狀態下，使負壓作用於環狀面36d時，透過貫穿孔36e而對凸緣面36c傳達負壓。若一面34c側以凸緣面36c予以吸引保持，凸緣面36c係接觸一面34c。
透過按壓凸緣36而被吸引保持的切削刀34係連同按壓凸緣36一起被配置在刀架座32。被配置在刀架座32之後，位於突出部36a與中央孔36b之間的按壓凸緣36的環狀面36f被吸引保持至刀架座32側。
在刀架座32的徑方向比凹部32d更為內側係形成有位於流路32g的一端部的開口，在第1軸套部32a的外周側面係形成有位於該流路32g的另一端部的開口。
在刀架座32被固定在前端部30a的狀態下，設在心軸殼體28的前端部的圓筒狀的軸套部38a位於第1軸套部32a的外周部。在軸套部38a的內周部係遍及一周形成有環狀溝38b。
在環狀溝38b之中對應軸套部38a的頂部的位置係連接有吸引路38c。吸引路38c係透過電磁閥40而與射出器等吸引源42相連接。
軸套部38a、第1軸套部32a、心軸30等係構成旋轉接頭38。若將電磁閥40形成為開狀態，透過吸引路38c及環狀溝38b，對流路32g作用負壓。
藉由該負壓，按壓凸緣36的環狀面36f被吸引至刀架座32，切削刀34係以按壓凸緣36、與凸緣部32c予以夾持。如上所示，切削刀34係裝設在心軸30的前端部30a。
在此，返回至圖1，說明切削裝置2的其他構成要素。在蓋件構件24的搬入搬出區域側的側面係設有門部44。在門部44為開狀態之時，吸盤平台20係可對蓋件構件24的內部(亦即切削室)作進入退出。
在基台4的上方係以不干擾蓋件構件24的態樣設有第1搬送單元46。第1搬送單元46係可藉由第1水平方向移動機構(未圖示)，沿著X軸及Y軸方向移動。
第1搬送單元46係具有沿著Z軸方向配置有長邊部的空氣汽缸。在構成空氣汽缸的桿的下端部係設有吸附單元46a。吸附單元46a係具有：上面視呈大致十字形狀的支持構件、及設在支持構件的下面側的複數吸附頭(未圖示)。
吸附單元46a係例如吸附被加工物單元17的框架15。在支持構件的升降機6側的一端部係設有可把持框架15的一部分的把持機構46b。
在第1搬送單元46的上方係設有第2搬送單元48的臂部。第2搬送單元48係可藉由第2水平方向移動機構(未圖示)，沿著X軸及Y軸方向移動。
第2搬送單元48亦具有沿著Z軸方向配置有長邊部的空氣汽缸。在構成空氣汽缸的桿的下端部係設有吸附單元48a。吸附單元48a係具有：上面視呈大致十字形狀的支持構件、及設在支持構件的下面側的複數吸附頭(未圖示)。
在此，簡單說明使用切削裝置2來切削被加工物11的順序。首先，第1搬送單元46在以把持機構46b把持框架15的狀態下，由匣盒8將被加工物單元17拉出至一對導軌14。
在以一對導軌14調整被加工物單元17的Y軸方向的位置之後，第1搬送單元46以吸附單元46a吸附框架15，將被加工物單元17搬送至位於搬入搬出區域的吸盤平台20。
接著，吸盤平台20在吸引保持被加工物11的背面側的狀態下移動至切削區域。進行對準等之後，吸盤平台20、與切削單元26相對朝X軸方向移動，藉此，藉由作旋轉的切削刀34切削被加工物11。
切削後、吸盤平台20再次返回至搬入搬出區域。接著，第2搬送單元48以吸附單元48a吸附框架15，且由吸盤平台20將被加工物單元17搬送至洗淨單元10。
旋轉器平台12在吸引保持被加工物11的背面側的狀態下作旋轉，並且由噴嘴對被加工物11的表面側噴射氣液混合流體，藉此洗淨被加工物11。之後，使被加工物11乾燥。
洗淨及乾燥之後，第1搬送單元46以吸附單元46a吸附框架15，且將被加工物單元17搬送至一對導軌14。之後，利用把持機構46b，將被加工物單元17推入至匣盒8。
切削刀34係隨著複數被加工物11的切削的進展而磨損，因此必須替換切削刀34。本實施形態的切削裝置2係具有用以替換墊圈型的切削刀34的刀片替換裝置50。
刀片替換裝置50係具有進行切削刀34的搬送、替換等的刀片替換單元52(參照圖4)。圖4係刀片替換單元52的斜視圖。刀片替換單元52係具有相對基台4固定位置的基底板54。
在基底板54係設有昇降機構56。昇降機構56係具有例如：設在基底板54的下部的馬達(未圖示)、及連結於馬達的旋轉軸的驅動滑輪(未圖示)。
在基底板54的上部係設有被動滑輪(未圖示)。在驅動滑輪與被動滑輪係掛設有1條附齒無端皮帶(未圖示)，在該附齒無端皮帶的一部分係連結有金屬製的第1支持具58。
第1支持具58係伴隨昇降機構56的動作，沿著Z軸方向作上下移動。其中，昇降機構56亦可為滾珠螺桿式。在第1支持具58係安裝有多關節型機器人60。
多關節型機器人60係具有第1旋轉機構62，該第1旋轉機構62係具有旋轉軸與Z軸方向大致平行作配置的馬達等旋轉驅動源。在第1旋轉機構62的旋轉軸係安裝有第1臂62a的一端部。
在第1臂62a的另一端部係安裝有第2旋轉機構64。第2旋轉機構64係具有旋轉軸與Z軸方向大致平行作配置的馬達等旋轉驅動源。在第2旋轉機構64的旋轉軸係安裝有第2臂64a的一端部。
在第2臂64a的另一端部係安裝有第3旋轉機構66。第3旋轉機構66係具有旋轉軸與Z軸方向大致平行作配置的馬達等旋轉驅動源。在第3旋轉機構66的旋轉軸係安裝有金屬製的托架68。
在托架68係固定有用以替換切削刀34的替換機構72。昇降機構56及多關節型機器人60係構成使該替換機構72移動的移動部70。圖5係替換機構72的側面圖。
替換機構72係具有大致圓筒狀的箱體72a。在箱體72a的內部係收容有用以使箱體72a繞著位於圓筒的大致中心的旋轉軸72b旋轉的馬達等旋轉驅動源(未圖示)。
在箱體72a的側面係以夾著旋轉軸72b的方式配置有一對保持治具74(保持部)。各保持治具74係可裝卸自如地保持切削刀34的一面34c側。
保持治具74係具有以金屬等所形成的有底圓筒狀的框體。在框體內部的開口部近旁係配置有裝卸按壓凸緣36時所使用的圓環狀的唇部(未圖示)。該唇部係由橡膠、樹脂、彈性體等彈性材料所形成。
在唇部的表面係沿著唇部的周方向形成有複數第1開口(未圖示)。各第1開口係與連接於射出器等吸引源(未圖示)的第1流路(未圖示)、及連接於噴射空氣的空氣供給源(未圖示)的第2流路(未圖示)相連接。
在第1流路及第2流路係個別設有電磁閥(未圖示)，若將第1流路形成為開狀態、且將第2流路形成為閉狀態時，在第1開口係被傳達負壓。例如，按壓凸緣36係藉由該負壓，在唇部予以吸引保持。
相對於此，若將第1流路形成為閉狀態、且將第2流路形成為開狀態時，由第1開口係噴射空氣。空氣的噴射係例如被利用在將按壓凸緣36由唇部分離之時。
此外，在框體的內周側面、與唇部的外周側面之間係設有由金屬等所形成的環狀的非接觸吸引部(未圖示)。在非接觸吸引部的外周側面係沿著非接觸吸引部的周方向形成有複數第2開口(未圖示)。
各第2開口係透過第3流路(未圖示)連接於上述空氣供給源(未圖示)。在第3流路亦設有電磁閥(未圖示)。將第3流路形成為開狀態而由各第2開口噴射空氣時，形成回旋流，按照白努利定律，在回旋流的回旋中心近旁產生負壓。
如上所示所形成的負壓係被利用在透過按壓凸緣36而以保持治具74吸引保持被配置在刀片儲存件部76(參照圖6)的切削刀34時。圖6係刀片儲存件部76的斜視圖。
刀片儲存件部76係具有圓盤狀的儲存件板材78。本實施形態的儲存件板材78係由使可見光透過的大致透明的材料(例如丙烯酸樹脂)所形成。
在儲存件板材78的上面78a側係沿著儲存件板材78的周方向形成有用以收容各個收容箱80的複數第1凹部78b。在各第1凹部78b係配置大致透明的樹脂製的收容箱80。
其中，在圖6中，為方便起見省略了1個收容箱80。在收容箱80的中央部係形成有圓盤狀的突起部80a，藉由在該突起部80a配置切削刀34的貫穿孔34a，每1個收容箱80收容1個切削刀34。
此外，在上面78a側係形成有用以收容按壓凸緣36的第2凹部78c。第2凹部78c係圓環狀的凹部，在凹部的中央部係設有被插入在按壓凸緣36的中央孔36b的圓柱狀的突起部78d。
在第2凹部78c，係以環狀面36d朝向上方的態樣收容按壓凸緣36。在儲存件板材78的中央部的下面側係連接有旋轉軸82。在比旋轉軸82更為外側、而且儲存件板材78的下方係配置有環狀照明84。
在環狀照明84的貫穿孔的下方，係以朝向上方的態樣配置有攝影機單元(厚度資訊取得部)86。攝影機單元86係具有接物鏡、CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互補式金屬氧化物半導體)影像感測器或CCD(Charge-Coupled Device，電荷耦合元件)影像感測器等攝像元件。攝影機單元86係取得設在收容箱80或切削刀34的識別資訊88的畫像。
識別資訊88係由條碼、二維碼、文字、圖形、記號等所構成。在圖6所示之例中，識別資訊88係設在收容箱80，惟識別資訊88亦可設在切削刀34(參照圖9(A))。
其中，識別資訊88亦可直接印字在收容箱80或切削刀34，亦可印有識別資訊88的貼紙黏貼在收容箱80或切削刀34。
切削刀34係在例如金屬、陶瓷、樹脂等結合材混合鑽石、cBN(cubic boron nitride，立方氮化硼)等砥粒而形成。因此，在切削刀34的表面係形成有起因於砥粒的凹凸。
相對於此，收容箱80的表面與切削刀34的表面相比，凹凸較小。因此，與在切削刀34的表面設置識別資訊88的情形相比，在收容箱80的表面設置識別資訊88，可在攝影機單元86更正確取得識別資訊88的畫像。
識別資訊88係包含例如：切削刀34的厚度34d(參照圖3)、外徑、內徑、砥粒的種類、砥粒的粒度、集中度、結合的種類、序號、特定所收容的收容箱80的資訊等。
將在攝影機單元86所取得的畫像，切削裝置2的控制單元90(參照圖1)進行解析來讀取，藉此取得被設定為例如10μm至5mm的各種值的切削刀34的厚度34d的資訊。
控制單元90係例如藉由電腦所構成，包含：CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)所代表的處理器(處理裝置)；DRAM(Dynamic Random Access Memory，動態隨機存取記憶體)、SRAM(Static Random Access Memory，靜態隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)等主記憶裝置；及快閃記憶體、硬碟驅動機、固體狀態驅動機等輔助記憶裝置。
在輔助記憶裝置係記憶有包含預定程式的軟體。按照該軟體，使處理裝置等進行動作，藉此實現控制單元90的功能。在輔助記憶裝置亦記憶有用以根據在攝影機單元86所取得的畫像，讀取切削刀34的厚度34d的資訊等的程式。
用以讀取厚度34d的資訊等的程式例如若識別資訊88由1維碼、2維碼等所構成時，將該等碼進行解碼。此外，該程式若識別資訊88由文字所構成，亦可執行光學文字辨識(OCR：Optical Character Recognition)。
控制單元90亦控制升降機6、洗淨單元10、導軌14、吸盤平台20、切削單元26、第1搬送單元46、第2搬送單元48、刀片替換裝置50等的動作。
控制單元90使切削單元26的Y軸移動機構、昇降機構56、多關節型機器人60等進行動作，藉此，保持治具74係至少被定位在裝設位置、及脫離位置。
保持治具74的裝設位置係指切削刀34的另一面34b相對刀架座32的凸緣部32c成為預定的距離以下時吸引保持切削刀34的保持治具74的位置(參照圖7(A)、圖7(B)、圖8(A)及圖8(B))。
例如，保持治具74位於裝設位置時，切削刀34的另一面34b係與刀架座32的凸緣部32c相接。其中，保持治具74位於裝設位置時，在另一面34b與凸緣部32c之間亦可形成有些微(例如約0.1mm至1.0mm左右的)間隙。
此外，保持治具74的脫離位置係指切削刀34位於遠離刀架座32的位置時吸引保持切削刀34的保持治具74的位置(參照例如圖9(A))。
例如，保持治具74位於脫離位置時，切削刀34的另一面34b係位於在軸心方向30b由第3軸套部32e的前端部離預定距離的位置。接著，說明利用保持治具74來替換切削刀34的順序。
在切削刀34替換之前，首先，設定保持治具74的裝設位置(教示工程)。在教示工程中，例如利用設在切削裝置2的光學攝影機(未圖示)，操作人員一邊觀察保持治具74的位置一邊設定裝設位置的空間座標。
具體而言，在透過按壓凸緣36以保持治具74吸引保持具有預定的厚度34d的切削刀34的狀態下，使切削單元26與保持治具74相對沿著Y軸方向(軸心方向30b)作進退，藉此決定裝設位置，且使該裝設位置的空間座標記憶在控制單元90。
其中，上述觀察、進退、決定等係利用設在切削裝置2的未圖示的顯示輸入裝置(例如觸控面板)來進行。教示工程之後，在適當時期進行切削刀34的替換(替換工程)。
在替換工程中，首先，利用攝影機單元86，取得新切削刀34的厚度34d的資訊等(參照圖6)。接著，利用移動部70，使替換機構72移動至刀片儲存件部76上，透過按壓凸緣36以一方保持治具74吸引保持新切削刀34。
接著，經由門部44，使替換機構72移動至蓋件構件24的內部，使與一方保持治具74不同的另一方保持治具74，與被裝設在刀架座32的按壓凸緣36相對面。
接著，以心軸30對另一方保持治具74接近的方式，以Y軸移動機構使切削單元26移動，且以另一方保持治具74吸引保持被裝設在刀架座32的按壓凸緣36及使用完畢的切削刀34。其中，此時，連接於旋轉接頭38的電磁閥40係形成為閉狀態。
以另一方保持治具74吸引保持使用完畢的切削刀34之後，以另一方保持治具74沿著Y軸方向遠離刀架座32的方式，使切削單元26移動(後退)。藉此，另一方保持治具74係對刀架座32及心軸30相對移動，且移動至脫離位置。
接著，在使替換機構72繞旋轉軸72b作180度旋轉之後，以一方保持治具74沿著Y軸方向接近刀架座32的方式，使切削單元26移動(前進)。藉此，一方保持治具74係對刀架座32及心軸30相對移動，且移動至裝設位置。
其中，在替換工程中，亦可僅替換切削刀34，而無須替換已被裝設在刀架座32的按壓凸緣36。具體而言，首先，在以一方保持治具74吸引保持使用完畢的切削刀34及按壓凸緣36的狀態下，使該一方保持治具74朝刀片儲存件部76移動。
接著，在將使用完畢的切削刀34配置在空的收容箱80之後，透過按壓凸緣36，以一方保持治具74吸引保持新的切削刀34。之後，將一方保持治具74配置在裝設位置。如上所示，亦可替換切削刀34。
一方保持治具74的裝設位置係根據新的切削刀34的厚度34d予以調整。圖7(A)係顯示將具有第1厚度34d 1的新的切削刀34裝設在刀架座32的樣子的圖。
第1厚度34d 1係與在教示工程中所使用的切削刀34的厚度34d相比為較大。此時，控制單元90係按照厚度34d、34d 1的差分，減少切削單元26的前進量，藉此調整一方保持治具74的裝設位置。
因此，即使在將具有與所設定的厚度34d不同的第1厚度34d 1的新的切削刀34裝設在刀架座32的情形下，亦可防止新的切削刀34的破損、或凸緣部32c的損傷。
圖7(B)係顯示將具有第2厚度34d 2的新的切削刀34裝設在刀架座32的樣子的圖。第2厚度34d 2與在教示工程中所使用的切削刀34的厚度34d相比為較小。
此時，控制單元90係依厚度34d、34d 2的差分，增加切削單元26的前進量，藉此調整一方保持治具74的裝設位置。因此，可防止新的切削刀34的破損、或凸緣部32c的損傷，並且可將新的切削刀34及按壓凸緣36適當配置在刀架座32。
圖8(A)係圖7(A)的部分放大圖，圖8(B)係圖7(B)的部分放大圖。如圖8(A)所示，若將具有相對較厚的第1厚度34d 1的切削刀34裝設在刀架座32，控制單元90係將保持治具74的前端部配置在裝設位置74a 1(參照圖8(B))。
相對於此，若將具有相對較薄的第2厚度34d 2的切削刀34裝設在刀架座32，控制單元90係如圖8(B)所示，將保持治具74的前端部設在比裝設位置74a 1更接近凸緣部32c的裝設位置74a 2。
接著，說明切削刀34的厚度資訊的取得方法的變形例。圖9(A)係顯示以與刀片儲存件部76的攝影機單元86不同的攝影機單元(厚度資訊取得部)94，取得被設在切削刀34的識別資訊88的畫像的樣子的圖。
攝影機單元94係例如固定在基台4上的任意位置。若使透過按壓凸緣36而以保持治具74吸引保持一面34c側的切削刀34的另一面34b與攝影機單元94相對面，攝影機單元94係可取得設在另一面34b的識別資訊88的畫像。
其中，攝影機單元94亦可為操作人員可持在手中的攜帶型。此時，藉由操作人員將攝影機單元94接近刀片儲存件部76，可以攝影機單元94取得設在收容箱80或切削刀34的識別資訊88的畫像。
此外，攝影機單元94亦可設在刀片替換單元52的替換機構72。此時，保持治具74接近被配置在刀片儲存件部76的切削刀34時，可以攝影機單元94取得設在收容箱80或切削刀34的識別資訊88的畫像。
但是，若刀片儲存件部76的旋轉軸82沿著相對Z軸方向呈大致正交的預定方向作配置時，亦可使用被配置成接物鏡(未圖示)的光軸沿著該預定方向的攝影機單元86，取得識別資訊88的畫像。
圖9(B)係顯示在其他變形例中，以攝影機單元(測定單元)96取得切削刀34的厚度34d的畫像的樣子的圖。攝影機單元96可被固定在基台4上的任意位置。其中，攝影機單元96亦可為操作人員可持在手中的攜帶型。
例如，如圖9(B)所示，以切削刀34的中心軸與攝影機單元96的接物鏡(未圖示)的光軸呈大致正交的方式調整保持治具74及攝影機單元96的位置，若在切刃的側面配置攝影機單元96，可取得切刃的畫像。
所被取得的畫像係以被安裝在控制單元90的預定的程式予以畫像處理。對應1畫素的實際長度係預先設定，藉由預定的程式將切削刀34的厚度方向的畫素數轉換成實際長度，來算出厚度34d。
其中，亦可使用具有1個或2個感測器頭的反射型雷射位移計(未圖示)，取代攝影機單元94、96，來作為測定單元。感測器頭係具有出射雷射射束的半導體雷射。此外，感測器頭係具有接受被照射至測定對象的雷射射束的反射光的受光元件。
例如，以將切削刀34夾在其間而彼此相對向的方式配置2個感測器頭，將由一感測器頭至另一面34b的距離、與由其他感測器頭至一面34c的距離，由2個感測器頭間的距離扣減，藉此算出厚度34d。
其中，厚度34d的算出亦可藉由設在反射型雷射位移計的處理器來進行。此外，切削刀34的厚度34d的資訊的取得並非為限定於藉由攝影機單元86、94、96所為之畫像取得、或藉由雷射位移計所為之厚度測定。
例如，若識別資訊88為條碼或二維碼，亦可使用讀取器(掃描器)94a作為厚度資訊取得部，來讀取識別資訊88(參照圖9(A))。讀取器94a係具有：光源、接受來自光源的反射光的線感測器或區域感測器、及將在該感測器所接受到的訊號進行解碼的處理器。
其中，若識別資訊88為條碼，讀取器94a亦可具有：可照射雷射射束的光源、掃描雷射射束的多角鏡、接受反射光的感測器、及將在該感測器所接受到的訊號進行解碼的處理器。
此外，例如，若在切削刀34設有儲存有厚度34d的資訊的IC(Integrated Circuit，積體電路)標籤、RFID (radio frequency identifier，射頻識別符)標籤等，亦可使用由IC標籤、RFID標籤讀取資訊的IC讀取器、RFID讀取器等非接觸型的讀取器(厚度資訊取得部)94a，來取代攝影機單元86、94、96。
接著，說明第2實施形態。圖10係第2實施形態之切削單元100的分解斜視圖，圖11係第2實施形態之切削單元100的部分剖面側面圖。切削單元100並未具有旋轉接頭38。
在切削單元100中，並非為藉由負壓所為之吸引，藉由在形成在刀架座32的第3軸套部32e的螺紋溝槽32h，緊固在內周側面形成有母螺旋部102a的按壓螺帽102，藉此以按壓凸緣36及凸緣部32c夾持切削刀34。
藉此，在心軸30的前端部30a裝設切削刀34。在第2實施形態中，亦與第1實施形態同樣地，按照與所設定的厚度34d的差分，控制單元90調整保持治具74的裝設位置。藉此，可防止切削刀34的破損、或凸緣部32c的損傷。
在按壓螺帽102的外周側面係形成有把持按壓螺帽102時所利用的環狀溝102b。按壓螺帽102係藉由替換機構72的螺帽保持部104(參照圖4、圖5)而作旋轉。
如圖4、圖5所示，螺帽保持部104係具有用以保持按壓螺帽102的外周部的4個爪部106。各爪部106的基端部係對旋轉軸108作連結。
在旋轉軸108係連結有馬達等驅動部110，若使驅動部110進行動作，各爪部106係繞著旋轉軸108旋轉。旋轉軸108可以圖5所示之一方向、亦可以與此為相反的其他方向作旋轉。
例如，若使螺帽保持部104以一方向作旋轉，按壓螺帽102被緊固在第3軸套部32e，若使螺帽保持部104以另一方向作旋轉，按壓螺帽102由第3軸套部32e被卸下。
接著，說明第3實施形態。圖12係第3實施形態之切削單元112的分解斜視圖，圖13係第3實施形態之切削單元112的部分剖面側面圖。
第3實施形態的切削單元112係具有輪轂型的切削刀114，而非為墊圈型的切削刀34。該點與第1實施形態不同。切削刀114係具有由鋁合金等金屬所形成的圓環狀的基台部116。
基台部116係具有對應突出部36a的環狀的突出部116a。在基台部116的徑方向比突出部116a更為內側係形成有貫穿孔116b。在貫穿孔116b係被插入刀架座32的第2軸套部32b。
在基台部116的徑方向為突出部116a的外側係形成有環狀的凸緣面116c。作為切刃來發揮功能的圓環狀的砥石部118係在該貫穿孔118a的緣部與突出部116a的外周部相接，而且第1面118c與凸緣面116c相接的狀態下，以接著劑被固定在基台部116。
如上所示，在第3實施形態中，藉由將砥石部118固定在基台部116的外周部，基台部116及砥石部118被一體化。但是，在基台部116並未形成有貫穿孔36e。
若以保持治具74吸引保持突出部116a及位於與凸緣面116c為相反側的環狀面116d(亦即切削刀114的一面)側，切削刀114係以保持治具74予以吸引保持。
若將以保持治具74被吸引保持的切削刀114配置在刀架座32，例如，突出部116a進入至凹部32d，以位於第1面118c的相反側的第2面118b(亦即切削刀114的另一面)與凸緣部32c相接的方式，調整保持治具74的裝設位置。
接著，位於突出部116a的內側的環狀面116e藉由旋轉接頭38而被吸引至刀架座32側，藉此，切削刀114被裝設在刀架座32。
砥石部118的厚度118d係由第2面118b至第1面118c的長度。基台部116的厚度係在任何切削刀114均為大致一定，惟砥石部118的厚度118d係設定為例如10μm至5mm的各種值。
在第3實施形態中，亦若將吸引保持有新的切削刀114的保持治具74配置在裝設位置時，與第1實施形態同樣地，按照與在教示工程中所設定的厚度118d的差分，控制單元90調整保持治具74的裝設位置。
藉此，可防止切削刀114的破損、或凸緣部32c的損傷。接著，說明第4實施形態。圖14係第4實施形態之切削單元120的分解斜視圖，圖15係第4實施形態之切削單元120的部分剖面側面圖。
在第4實施形態的切削單元120中，係與第3實施形態同樣地，輪轂型的切削刀114被裝設在刀架座32。但是，切削單元120並未具有旋轉接頭38。
在切削單元120中，並非為藉由負壓所為之吸引，與第2實施形態(參照圖10及圖11)同樣地，藉由將按壓螺帽102緊固在螺紋溝槽32h，以按壓螺帽102、及凸緣部32c夾持切削刀114。
在第4實施形態中，亦與第1實施形態同樣地，按照與在教示工程中所設定的厚度118d的差分，控制單元90調整吸引保持有新的切削刀114的保持治具74的裝設位置。藉此，可防止切削刀114的破損、或凸緣部32c的損傷。
此外，上述實施形態之構造、方法等只要未脫離本發明之目的的範圍，可適當變更來實施。例如，在利用負壓而將切削刀34、114吸引至刀架座32側的切削單元26、112(參照圖2、圖3、圖12、圖13)中，亦與切削單元100、120(參照圖10、圖11、圖14、圖15)同樣地，亦可將按壓螺帽102緊固在刀架座32的第3軸套部32e。
2:切削裝置 4:基台 4a,4b:開口 6:升降機 6a:昇降台 8:匣盒 8a:支持板 10:洗淨單元 11:被加工物 12:旋轉器平台 13:切割膠帶 14:導軌 15:框架 16:平台蓋件 17:被加工物單元 18:防塵防滴蓋件 20:吸盤平台 20a:夾具單元 22:修整平台 24:蓋件構件 26,100,112,120:切削單元 28:心軸殼體 30:心軸 30a:前端部 30b:軸心方向 30c:螺孔 30d:墊圈 30e:公螺旋部 32:刀架座 32a:第1軸套部 32b:第2軸套部(軸套部) 32c:凸緣部 32d:凹部 32e:第3軸套部 32f:接受部 32g:流路 32h:螺紋溝槽 34,114:切削刀 34a:貫穿孔 34b:另一面 34c:一面 34d:厚度 34d 1:第1厚度 34d 2:第2厚度 36:按壓凸緣 36a:突出部 36b:中央孔 36c:凸緣面 36d:環狀面 36e:貫穿孔 36e 1:開口 36f:環狀面 38:旋轉接頭 38a:軸套部 38b:環狀溝 38c:吸引路 40:電磁閥 42:吸引源 44:門部 46:第1搬送單元 46a:吸附單元 46b:把持機構 48:第2搬送單元 48a:吸附單元 50:刀片替換裝置 52:刀片替換單元 54:基底板 56:昇降機構 58:第1支持具 60:多關節型機器人 62:第1旋轉機構 62a:第1臂 64:第2旋轉機構 64a:第2臂 66:第3旋轉機構 68:托架 70:移動部 72:替換機構 72a:箱體 72b:旋轉軸 74:保持治具(保持部) 74a 1,74a 2:裝設位置 76:刀片儲存件部 78:儲存件板材 78a:上面 78b:第1凹部 78c:第2凹部 78d:突起部 80:收容箱 80a:突起部 82:旋轉軸 84:環狀照明 86:攝影機單元(厚度資訊取得部) 88:識別資訊 90:控制單元 94:攝影機單元(厚度資訊取得部) 94a:讀取器(厚度資訊取得部) 96:攝影機單元(測定單元) 102:按壓螺帽 102a:母螺旋部 102b:環狀溝 104:螺帽保持部 106:爪部 108:旋轉軸 110:驅動部 116:基台部 116a:突出部 116b:貫穿孔 116c:凸緣面 116d:環狀面 116e:環狀面 118:砥石部 118a:貫穿孔 118b:第2面 118c:第1面 118d:厚度
[圖1]係第1實施形態之切削裝置的斜視圖。 [圖2]係切削單元的分解斜視圖。 [圖3]係切削單元的部分剖面側面圖。 [圖4]係刀片替換單元的斜視圖。 [圖5]係替換機構的側面圖。 [圖6]係刀片儲存件部的斜視圖。 [圖7]圖7(A)係顯示裝設具有第1厚度的切削刀的樣子的圖，圖7(B)係顯示裝設具有第2厚度的切削刀的樣子的圖。 [圖8]圖8(A)係圖7(A)的部分放大圖，圖8(B)係圖7(B)的部分放大圖。 [圖9]圖9(A)係顯示取得識別資訊的畫像的樣子的圖，圖9(B)係顯示取得切刃的厚度的畫像的樣子的圖。 [圖10]係第2實施形態之切削單元的分解斜視圖。 [圖11]係第2實施形態之切削單元的部分剖面側面圖。 [圖12]係第3實施形態之切削單元的分解斜視圖。 [圖13]係第3實施形態之切削單元的部分剖面側面圖。 [圖14]係第4實施形態之切削單元的分解斜視圖。 [圖15]係第4實施形態之切削單元的部分剖面側面圖。
32:刀架座
32c:凸緣部
32d:凹部
34:切削刀
34b:另一面
34c:一面
34d1:第1厚度
34d2:第2厚度
36:按壓凸緣
36a:突出部
36c:凸緣面
36d:環狀面
36e:貫穿孔
36e1:開口
74:保持治具(保持部)
74a1,74a2:裝設位置

Claims (4)

  1. 一種刀片替換裝置，其係在以透過刀架座而被裝設在心軸的前端部的環狀的切削刀切削被加工物的切削裝置所使用的刀片替換裝置，其特徵為： 該刀架座係具有：在被固定在該心軸的該前端部的狀態下以該心軸的軸心方向突出且被插入在該切削刀的貫穿孔的圓筒狀的軸套部；及位於該軸套部的基端部側且在該軸套部的徑方向朝比該軸套部更為外側突出，可在該切削刀被插入在該軸套部的狀態下接觸該切削刀的環狀的凸緣部， 該刀片替換裝置係具備： 保持部，其係裝卸自如地保持該切削刀的一面側； 移動部，其係使保持有該切削刀的狀態的該保持部，在該心軸的該軸心方向對該心軸作相對進退，至少將該保持部定位在：位於該切削刀的該一面的相反側的另一面相對該刀架座的該凸緣部成為預定的距離以下的裝設位置、與該切削刀由該刀架座分離的脫離位置；及 厚度資訊取得部，其係用以取得該切削刀的厚度的資訊， 該保持部的該裝設位置係根據利用該厚度資訊取得部所取得的該切削刀的厚度來作調整。
  2. 如請求項1之刀片替換裝置，其中，該厚度資訊取得部係具備： 用以取得設在該切削刀或收容該切削刀的收容箱的識別資訊的畫像的攝影機單元、用以讀取該識別資訊的讀取器、或測定該切削刀的厚度的測定單元。
  3. 如請求項1或請求項2之刀片替換裝置，其中，在該刀架座係裝設連同該凸緣部一起夾持該切削刀的環狀的按壓凸緣， 該按壓凸緣係具有：被插入在該軸套部的中央孔；及設在該中央孔的外側，且由該按壓凸緣的一面側貫穿至該按壓凸緣的另一面側的貫穿孔， 該保持部係藉由吸引保持該貫穿孔之中露出於該按壓凸緣的一面側的開口，透過該按壓凸緣而在該按壓凸緣的另一面側吸引保持該切削刀。
  4. 如請求項1或請求項2之刀片替換裝置，其中，該切削刀係具有：被保持在該保持部的環狀的基台部、及被固定在該基台部的外周部的環狀的砥石部， 該保持部係藉由吸引保持該基台部的一面側，來吸引保持該切削刀。
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