TW202344341A - 輔助裝置 - Google Patents

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女屋拓土
松岡伸太郎
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日商迪思科股份有限公司
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Abstract

[課題]提供一種可以自動地更換切削刀片之輔助裝置，且前述輔助裝置可以在之後裝設到已經交貨給使用者之切削裝置。 [解決手段]一種輔助裝置，包含：切削刀片保管組件；搬出入組件，從切削刀片保管組件搬出以及搬入切削刀片；Y軸方向定位組件，將搬出入組件定位到Y軸方向的作用位置與退避位置；Z軸移動組件，讓搬出入組件在Z軸方向上移動；及X軸移動組件，讓搬出入組件在X軸方向上移動，來作用於已裝設在切削裝置的切削組件的主軸之切削刀片。搬出入組件包含：Z旋轉軸，在Z軸方向上延伸；刀片保持部，呈放射狀地連結於Z旋轉軸且吸引保持切削刀片；及固定螺帽保持部，對已形成於主軸的前端之公螺絲來螺接以及螺鬆固定螺帽。

Description

輔助裝置
本發明是有關於一種連結於切削裝置之輔助裝置。
在正面形成有被交叉之複數條分割預定線所區劃的IC、LSI等複數個器件之晶圓，可藉由切削裝置來分割成一個個的器件晶片，並且可將經分割之各器件晶片利用在行動電話、個人電腦等的電氣機器上。
切削裝置具備：工作夾台，具備有保持晶圓之保持面；切削組件，以固定螺帽裝設有切削刀片，前述切削刀片對已保持在工作夾台之晶圓進行切削；X軸進給組件，使工作夾台在X軸方向上加工進給；Y軸進給組件，使切削組件在和X軸方向正交之Y軸方向上分度進給；及Z軸進給組件，使切削組件在和X軸方向以及Y軸方向正交之Z軸方向上切入進給，保持面是以X軸方向以及Y軸方向來規定，且可以高精度地將晶圓分割成一個個的器件晶片。
又，本發明之申請人已提出一種可以自動地更換已裝設於切削組件之切削刀片的自動更換裝置(參照例如專利文獻1)。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2007-98536號公報
發明欲解決之課題
但是，有以下問題：要在之後將自動更換裝置裝設到已經交貨給使用者之切削裝置是困難的。
據此，本發明之目的在於提供一種可以自動地更換切削刀片之輔助裝置，且前述輔助裝置可以在之後裝設到已經交貨給使用者之切削裝置。 用以解決課題之手段
根據本發明，可提供一種供連結於切削裝置之輔助裝置，前述切削裝置具備：工作夾台，具備有保持被加工物之保持面；切削組件，以固定螺帽裝設有切削刀片，前述切削刀片對已保持在該工作夾台之被加工物進行切削；X軸進給組件，使該工作夾台在X軸方向上加工進給；Y軸進給組件，使該切削組件在和X軸方向正交之Y軸方向上分度進給；及Z軸進給組件，使該切削組件在和X軸方向以及Y軸方向正交之Z軸方向上切入進給，其中該保持面是以X軸方向以及Y軸方向來規定， 前述輔助裝置具備：切削刀片保管組件，保管複數個切削刀片；搬出入組件，從該切削刀片保管組件搬出以及搬入切削刀片；Y軸方向定位組件，讓該搬出入組件相對於該切削刀片保管組件定位到Y軸方向的作用位置與退避位置； Z軸移動組件，讓該搬出入組件在Z軸方向上移動；及X軸移動組件，讓該搬出入組件在X軸方向上移動，並作用於已裝設在該切削組件的主軸之切削刀片， 該搬出入組件包含：Z旋轉軸，在Z軸方向上延伸；刀片保持部，呈放射狀地連結於該Z旋轉軸且吸引保持切削刀片；及固定螺帽保持部，對已形成於該主軸的前端之公螺絲來螺接以及螺鬆該固定螺帽，前述搬出入組件透過該Z旋轉軸而連結於屈曲臂的前端。
較佳的是，該搬出入組件透過該屈曲臂而配設於框體，且該框體呈可滑動地被已配設在升降工作台之在Y軸方向上延伸之導軌支撐，並藉由該Y軸方向定位組件而相對於該切削刀片保管組件定位到Y軸方向的該作用位置與該退避位置。較理想的是，該屈曲臂使該搬出入組件在X軸方向上進退。
較佳的是，該切削刀片保管組件包含：驅動齒輪，具有在Y軸方向上延伸之旋轉軸；從動齒輪，和驅動齒輪在Z軸方向上分開且具有在Y軸方向上延伸之旋轉軸；無端軌道，捲繞於驅動齒輪與從動齒輪；及刀片支撐軸，在Y軸方向上延伸並以預定的間隔配設在該無端軌道，且可插入切削刀片的中央開口部來支撐切削刀片。較佳的是，該驅動齒輪與該從動齒輪的Z軸方向的間隔可以調整，並且也可以調整該無端軌道的長度。
較佳的是，保管在該切削刀片保管組件之切削刀片，是在基台的外周配設有切刃之輪轂型刀片，該刀片支撐軸具有和輪轂型刀片的中央開口部的內徑對應之外徑，且該刀片保持部保持輪轂型刀片。
較佳的是，保管在該切削刀片保管組件之切削刀片是由形成為環狀之切刃所構成之墊圈型刀片，該刀片支撐軸具有和墊圈型刀片的中央開口部的內徑對應之外徑，且該刀片保持部保持墊圈型刀片、與用於將墊圈型刀片裝設到該切削組件的主軸之裝設凸緣。 發明效果
根據本發明之輔助裝置，由於該搬出入組件是透過該Z旋轉軸來連結於屈曲臂的前端，因此可以在之後裝設到已經交貨給使用者之切削裝置。
用以實施發明之形態
以下，針對本發明實施形態之輔助裝置，一面參照圖式一面說明。
參照圖1來說明，整體以符號2表示之輔助裝置至少具備：切削刀片保管組件(保管單元)4，保管複數個切削刀片；搬出入組件(搬出入單元)6，從切削刀片保管組件4搬出以及搬入切削刀片；Y軸方向定位組件(定位單元)8，讓搬出入組件6相對於切削刀片保管組件4定位到Y軸方向的作用位置與退避位置；Z軸移動組件(Z軸移動機構)10，讓搬出入組件6在Z軸方向上移動；及X軸移動組件(X軸移動機構)12，讓搬出入組件6在X軸方向上移動，來作用於已裝設在切削裝置的切削組件(切削單元)的主軸之切削刀片。
X軸方向是圖1中以箭頭X表示之方向，Y軸方向是圖1中以箭頭Y表示之方向且是正交於X軸方向之方向。又，Z軸方向是圖1以箭頭Z表示之方向且為正交於X軸方向以及Y軸方向之上下方向。X軸方向以及Y軸方向所規定之平面實質上是水平的。
如圖2所示，切削刀片保管組件4包含：驅動齒輪16，具有在Y軸方向上延伸之旋轉軸14；從動齒輪20，和驅動齒輪16在Z軸方向上分開且具有在Y軸方向上延伸之旋轉軸18；無端軌道22，捲繞於驅動齒輪16與從動齒輪20；及刀片支撐軸24，在Y軸方向上延伸並以預定的間隔配設在無端軌道22，且可插入切削刀片的中央開口部來支撐切削刀片。
參照圖1以及圖2來說明，本實施形態之切削刀片保管組件4包含基座板26(參照圖1)、從基座板26的上表面朝上方延伸之支撐壁28、與固定在支撐壁28的單面之馬達30。如圖2所示，在馬達30連結有驅動齒輪16的旋轉軸14，且馬達30形成為以Y軸方向為軸心來使驅動齒輪16旋轉。
如圖2所示，從動齒輪20配置於驅動齒輪16的上方，且從動齒輪20的旋轉軸18是以Y軸方向為軸心而旋轉自如且在Z軸方向上升降自如地支撐於支撐壁28。於支撐壁28設置有使從動齒輪20在Z軸方向上升降之升降組件(未圖示)。升降組件亦可為例如以下之構成：具有連結於從動齒輪20的旋轉軸18且在Z軸方向上延伸之滾珠螺桿、及使此滾珠螺桿旋轉之馬達。
無端軌道22是由相互連結之多數個連結片(省略符號)所構成，且捲繞於驅動齒輪16與從動齒輪20。無端軌道22形成為因應於藉由馬達30使驅動齒輪16旋轉而旋轉。
在本實施形態之切削刀片保管組件4中是形成為可以藉由以升降組件改變從動齒輪20的Z軸方向的位置，來調整驅動齒輪16與從動齒輪20的Z軸方向之間隔。又，在切削刀片保管組件4中是形成為可以藉由合宜增減無端軌道22的連結片之數量，來調整無端軌道22的長度。
如圖2所示，刀片支撐軸24是隔著預定的間隔而在無端軌道22配設有複數個。又，如藉由將圖3和圖2一起參照所可理解地，刀片支撐軸24具有連結於無端軌道22之圓柱狀的基部32、與從基部32的端面朝Y軸方向延伸之圓柱狀的軸部34。軸部34的直徑比基部32的直徑更小。
在圖3中，也顯示有作為切削刀片保管組件4所保管之切削刀片的輪轂型刀片36。輪轂型刀片36具有環狀的基台38、與配設在基台38的外周之環狀的切刃40。基台38可由鋁合金等合宜的金屬材料來形成。基台38的中央部設置有圓形的中央開口部38a。切刃40由鑽石等之磨粒、與金屬或樹脂等之結合材來形成為預定的厚度(例如10~30μm左右)，且從基台38的外周緣朝徑方向外側突出。
本實施形態之刀片支撐軸24的軸部34具備有和輪轂型刀片36的中央開口部38a的內徑對應之外徑，且在刀片支撐軸24中形成為軸部34可插入輪轂型刀片36的中央開口部38a，而以軸部34支撐複數個(例如5個)輪轂型刀片36。
在本實施形態中，如藉由參照圖2所可理解地，是在複數個刀片支撐軸24當中一半數量的刀片支撐軸24上支撐有輪轂型刀片36。又，如圖3所示，在軸部34的前端側，在圓周方向上隔著間隔而裝設有複數個定位珠(ball plunger)42，前述複數個定位珠42用於防止以軸部34所支撐之輪轂型刀片36的飛出。
如圖4所示，於刀片支撐軸24的各基部32的內部形成有流路32a，且在無端軌道22形成有連通於各流路32a的一端部之複數條流路22a。如圖3所示，各流路32a的另一端部在比軸部34更靠近徑方向外側之基部32的端面形成有開口。
又，如圖2所示，在支撐壁28設有在驅動齒輪16的下方朝Y軸方向突出之空氣噴嘴44，且空氣噴嘴44已連接於高壓空氣供給組件(未圖示)。在本實施形態中，伴隨於無端軌道22旋轉之刀片支撐軸24之在軌道中位於最下端之刀片支撐軸24與空氣噴嘴44的前端相面對。
並且，在將位於軸部34的前端側之輪轂型刀片36搬出的情況下，形成為可以藉由從空氣噴嘴44透過無端軌道22之流路22a來對位於最下端之刀片支撐軸24的基部32的流路32a供給高壓空氣，而將留在軸部34的輪轂型刀片36朝軸部34的前端側推出。不過，因為定位珠42的作用而不會有輪轂型刀片36從軸部34掉落之情形。
保管於切削刀片保管組件4之切削刀片並不限定於上述輪轂型刀片36，亦可為圖5所示之墊圈型刀片45。墊圈型刀片45是由形成為環狀之切刃所構成。在墊圈型刀片45被切削刀片保管組件4保管的情況下，刀片支撐軸24的軸部34會形成和墊圈型刀片45的中央開口部45a的內徑對應之外徑D。並且，可將軸部34插入墊圈型刀片45的中央開口部45a，而藉由軸部34支撐複數片(例如10片)墊圈型刀片45。
再者，在切削刀片保管組件4中，亦可形成為僅保管輪轂型刀片36或墊圈型刀片45的其中一者、或者亦可形成為可保管輪轂型刀片36以及墊圈型刀片45之雙方。
參照圖6來說明搬出入組件6。搬出入組件6至少具備在Z軸方向上延伸之Z旋轉軸46、呈放射狀地連結於Z旋轉軸46且吸引保持切削刀片之刀片保持部48、及對已形成於切削裝置的主軸的前端之公螺絲來螺接以及螺鬆固定螺帽之固定螺帽保持部50。
如圖6所示，本實施形態的搬出入組件6更具備罩殼52，罩殼52具有正六角形狀之頂板54、與從頂板54的周緣垂下之矩形板狀的6個側壁56。從頂板54的上表面突出有上述Z旋轉軸46。在罩殼52的內部容置有連結於Z旋轉軸46之馬達(未圖示)。
在本實施形態中，在罩殼52的6個側壁56當中，於4個側壁56裝設有刀片保持部48，於2個側壁56裝設有固定螺帽保持部50，且2個固定螺帽保持部50是設置在相向之一對側壁56。
刀片保持部48形成為圓筒狀，且在刀片保持部48的端面58設有可承接上述刀片支撐軸24的軸部34以及切削裝置的主軸的前端部之圓形的中央開口部60、與在中央開口部60的周圍沿著圓周方向隔著等間隔而配置之複數個第一吸引孔61。
又，在端面58的外周部設置有環狀突出部62。在環狀突出部62形成有在圓周方向上隔著等間隔而配置之第二吸引孔63。第一/第二吸引孔61、63已連接到吸引組件(未圖示)。
再者，環狀突出部62的內徑是形成為比支撐墊圈型刀片45之軸部34的外徑D稍微大，而讓環狀突出部62變得可承接支撐墊圈型刀片45之軸部34。
刀片保持部48在已定位在刀片保持部48的端面58會接觸於被切削刀片保管組件4所保管之輪轂型刀片36的基台38的位置之狀態下，可藉由吸引組件在各第一吸引孔61生成吸引力來吸引保持輪轂型刀片36。
又，刀片保持部48在保持墊圈型刀片45的情況下，可藉由吸引組件在第二吸引孔63生成吸引力，來吸引保持被切削刀片保管組件4所保管之墊圈型刀片45。
參照圖6來繼續說明，固定螺帽保持部50包含：圓筒狀的殼體64，固定於罩殼52的側壁56；環狀的旋轉體66，旋轉自如地容置在殼體64的內部；及馬達(未圖示)，使旋轉體66旋轉。
於旋轉體66形成有可承接切削裝置的主軸的前端部之中央開口部68。於旋轉體66的端面66a，在圓周方向上隔著間隔交互地設置有複數個吸引孔70與複數個銷72。
又，各吸引孔70已連接到吸引組件(未圖示)。銷72是藉由內置於旋轉體66之彈簧(未圖示)而定位在從旋轉體66的端面66a突出之位置(圖6所示之位置)，並且若朝向旋轉體66的內部被按壓時，會讓彈簧收縮而容置於旋轉體66的內部。又，銷72和已形成於固定螺帽之銷孔的位置對應而配置。
在固定螺帽保持部50中，形成為以吸引組件在各吸引孔70生成吸引力來吸引保持固定螺帽，並且在已將銷72插入形成於固定螺帽之銷孔的狀態下，藉由馬達使旋轉體66旋轉，藉此可以對已形成於主軸的前端之公螺絲來螺接以及螺鬆用於將輪轂型刀片36或墊圈型刀片45固定於切削裝置的主軸之固定螺帽。
再者，在將固定螺帽從主軸螺鬆(取下)時，即使在固定螺帽保持部50的銷72的位置與固定螺帽的銷孔的位置已偏離的情況下，仍可將旋轉體66的端面66a定位在已裝設於主軸之固定螺帽的端面，並且若在將銷72容置於旋轉體66的內部之後，藉由馬達使旋轉體66旋轉，銷72會在銷72的位置對齊於銷孔的位置時被彈簧推出，而可對銷孔插入銷72。
可如上述地構成之搬出入組件6，在本實施形態中是如圖1所示地配設在框體74的內部。框體74是在Y軸方向上移動自如地支撐於升降工作台76，且升降工作台76是在Z軸方向上升降自如地支撐於基座架台78。
若將圖7和圖1一起參照來說明，框體74包含矩形板狀的底部80、從底部80的上表面四個角落朝上方延伸之4個支柱82、與固定於各支柱82的上端之板狀的頂板部84(參照圖1)。在底部80的下表面，在X軸方向上隔著間隔而設置有一對被導引構件86，前述被導引構件86形成有在Y軸方向上延伸之溝86a。
升降工作台76包含矩形板狀的頂板88、與從頂板88的下表面四個角落朝下方延伸之4個圓柱狀的腳部90。在頂板88的上表面設置有在X軸方向上隔著間隔且在Y軸方向上延伸之一對導軌92，且一對導軌92滑動自如地嵌合於框體74的一對被導引構件86的溝86a。
又，在升降工作台76的頂板88的上表面設置有Y軸方向定位組件8。Y軸方向定位組件8具有在一對導軌92間在Y軸方向上延伸之滾珠螺桿94、與使滾珠螺桿94旋轉之馬達96。滾珠螺桿94的螺帽部(未圖示)已固定在框體74的底部80的下表面。
在Y軸方向定位組件8中，藉由滾珠螺桿94將馬達96的旋轉運動轉換成直線運動並傳達至框體74，而使框體74沿著一對導軌92在Y軸方向上移動。如此，配設有搬出入組件6之框體74形成為可滑動地支撐在已配設於升降工作台76之在Y軸方向上延伸之導軌92，且可藉由Y軸方向定位組件8來相對於切削刀片保管組件4定位到Y軸方向的作用位置與退避位置。
上述作用位置是搬出入組件6的刀片保持部48接近於切削刀片保管組件4的位置，且為可藉由刀片保持部48吸引保持已支撐於切削刀片保管組件4之切削刀片的位置。又，上述退避位置是搬出入組件6的刀片保持部48比上述作用位置更從切削刀片保管組件4拉開間隔之位置。
如圖7所示，基座架台78包含框架98、與固定於框架98的上部之矩形狀的基座板100。在基座板100的四個角落形成有供升降工作台76的腳部90滑動自如地插入之4個圓形孔102。又，基座板100的中央部形成有母螺絲104。
參照圖7繼續說明，在升降工作台76以及基座架台78連結有Z軸移動組件10。Z軸移動組件10包含在Z軸方向上延伸之滾珠螺桿106、使滾珠螺桿106旋轉之馬達108、與固定於馬達108的上端之連結板110。滾珠螺桿106已螺合於基座板100的母螺絲104。連結板110可藉由螺栓(未圖示)等之合宜的連結組件而固定到升降工作台76的頂板88的下表面。
在Z軸移動組件10中，是藉由滾珠螺桿106將馬達108的旋轉運動轉換成直線運動，而使升降工作台76相對於基座架台78升降，藉此使配設有搬出入組件6之框體74在Z軸方向上移動。
參照圖8來說明，X軸移動組件12包含裝設於框體74之屈曲臂112、與使屈曲臂112作動之第一馬達114以及第二馬達115。屈曲臂112具有透過間隔件116擺動自如地連結於框體74的頂板部84的下表面之第一臂片118、與擺動自如地連結於第一臂片118的下表面之第二臂片120。
間隔件116是配置於第一臂片118的一端部。第一臂片118是以間隔件116側作為擺動中心而連結於頂板部84。又，在第一臂片118的另一端部的上表面也設置有間隔件122。第二臂片120是以間隔件122側作為擺動中心而連結於第一臂片118。
在第二臂片120的前端(與間隔件122為相反側之端部)設置有圓形孔(末圖示)。可在此圓形孔插入搬出入組件6的Z旋轉軸46，且Z旋轉軸46呈無法旋轉地固定於第二臂片120。若驅動已連結於Z旋轉軸46之搬出入組件6的馬達時，搬出入組件6的罩殼52即相對於第二臂片120旋轉，且可將刀片保持部48以及固定螺帽保持部50定位到任意的方向。像這樣，搬出入組件6是透過Z旋轉軸46而連結於屈曲臂112的前端，並且透過屈曲臂112而配設於框體74。
在X軸移動組件12中，是形成為藉由第一馬達114，以間隔件116側作為擺動中心來使第一臂片118擺動，並且藉由第二馬達115，以間隔件122側作為擺動中心來使第二臂片120擺動，藉此使屈曲臂112屈曲或伸長，而使搬出入組件6朝X軸方向移動。
其次，參照圖9至圖14來說明供上述之輔助裝置2連結之切削裝置170。
如圖9所示，切削裝置170具備：工作夾台172，具備有保持被加工物之保持面；切削組件174，以固定螺帽裝設有切削刀片，前述切削刀片對已保持在工作夾台172之被加工物進行切削；X軸進給組件176，使工作夾台172在X軸方向上加工進給；Y軸進給組件178，使切削組件174在和X軸方向正交之Y軸方向上分度進給；及Z軸進給組件180，使切削組件174在和X軸方向以及Y軸方向正交之Z軸方向上切入進給。
參照圖9以及圖10來說明，切削裝置170具備在基台182(參照圖9)的上表面以在X軸方向上移動自如的方式設置之X軸可動板184、固定於X軸可動板184的上表面之支柱186、與固定於支柱186的上端之罩蓋板188。在罩蓋板188形成有圓形開口188a。工作夾台172是旋轉自如地搭載在支柱186的上端，且通過罩蓋板188的圓形開口188a而朝上方延伸。工作夾台172是藉由內置於支柱186之馬達(未圖示)而以Z軸方向作為軸心來旋轉。
如圖10所示，在工作夾台172的上端部分配置有已連接到吸引組件(未圖示)之多孔質的圓形狀的吸附夾頭190。並且，在工作夾台172中形成為藉由以吸引組件在吸附夾頭190的上表面生成吸引力，而吸引保持已載置在吸附夾頭190的上表面之被加工物。
如此，在工作夾台172中，吸附夾頭190的上表面會成為保持被加工物之保持面，且保持面是定位在以X軸方向以及Y軸方向所規定之XY平面上。又，在工作夾台172的周緣，於圓周方向上隔著間隔而配置有複數個夾具192。
如圖10所示，X軸進給組件176具有連結於X軸可動板184並在X軸方向上延伸之滾珠螺桿198、與使滾珠螺桿198旋轉之馬達200。X軸進給組件176藉由滾珠螺桿198將馬達200的旋轉運動轉換成直線運動並傳達至X軸可動板184，使X軸可動板184沿著基台182的引導軌道182a移動，並且使工作夾台172在X軸方向上加工進給。
如圖9所示，切削裝置170包含橫跨工作夾台172而配置之門型的框架202。框架202具有在Y軸方向上隔著間隔而從基台182的上表面朝上方延伸之一對支柱204、與橫跨架設在一對支柱204的上端間而在Y軸方向上延伸之樑206。
切削組件174是在樑206的單側的側面(在圖9中為背面側的側面)於Y軸方向上隔著間隔而設置有一對。在本實施形態之切削裝置170中，是以讓切削刀片相面對的方式而設置有一對切削組件174，且形成為可以藉由一對切削刀片同時地對已保持在工作夾台172之被加工物施行切削加工。再者，切削組件174亦可為1個。
如圖11所示，各切削組件174具備在Y軸方向上移動自如地支撐於樑206的單側的側面之矩形狀的Y軸可動構件208、在Z軸方向上升降自如地支撐於Y軸可動構件208之截面L字形的Z軸可動構件210、與固定在Z軸可動構件210的下端之主軸殼體212。
在Y軸可動構件208的單側的側面(在圖11中為近前側的側面)，形成有在Z軸方向上隔著間隔而在Y軸方向上延伸之一對被引導溝208a，被引導溝208a以滑動自如的方式連結於一對引導軌道(未圖示)，前述一對引導軌道在樑206的單側的側面且在上下方向上隔著間隔而在Y軸方向上延伸。
Y軸進給組件178具有在樑206的單側的側面且在Y軸方向上延伸之滾珠螺桿214、與使滾珠螺桿214旋轉之馬達216。滾珠螺桿214已連結於Y軸可動構件208。Y軸進給組件178是藉由滾珠螺桿214將馬達216的旋轉運動轉換成直線運動並傳達至Y軸可動構件208，而將Y軸可動構件208沿著附設於樑206的單側的側面之引導軌道在Y軸方向上分度進給。
在Y軸可動構件208的另一側的側面(在圖11中為背面側的側面)形成有在Y軸方向上隔著間隔而在Z軸方向上延伸之一對引導軌道(未圖示)，Z軸可動構件210具有滑動自如地連結於Y軸可動構件208的一對引導軌道之一對被引導溝(未圖示)。
Z軸進給組件180具有連結於Z軸可動構件210且在Z軸方向上延伸之滾珠螺桿(未圖示)、與使此滾珠螺桿旋轉之馬達218。Z軸進給組件180是藉由滾珠螺桿將馬達218的旋轉運動轉換成直線運動並傳達至Z軸可動構件210，而讓Z軸可動構件210沿著Y軸可動構件208的引導軌道朝Z軸方向切入進給。
參照圖12來說明，在主軸殼體212中以Y軸方向作為軸心而旋轉自如地支撐有圓柱狀的主軸220，並且容置有使主軸220旋轉之馬達(未圖示)。在主軸220的前端，藉由固定螺帽222而裝卸自如地固定有切削被加工物之切削刀片。再者，在圖12中所顯示的是已將輪轂型刀片36作為切削刀片固定於主軸220的例子。
主軸殼體212的前端裝設有覆蓋切削刀片之刀片蓋224。刀片蓋224具有固定於主軸殼體212的前端之第一罩蓋構件224a、與移動自如地裝設在第一罩蓋構件224a的前端之第二罩蓋構件224b。第二罩蓋構件224b形成為可藉由氣缸等之合宜的致動器(未圖示)而在X軸方向上移動，且在切削刀片的更換時是定位在圖12所示之開放位置，在切削加工時則是定位在圖11所示之封閉位置。
如圖13所示，在主軸220的前端側外周面設置有朝徑方向外側突出之環狀的安裝座凸緣226。在安裝座凸緣226的前端面的徑方向內側部分形成有環狀的凹處226a，安裝座凸緣226的前端面的外周側部分是成為朝軸方向突出之環狀的承受部226b。又，在主軸220之比安裝座凸緣226更前端側的外周面形成有公螺絲228。
並且，在將輪轂型刀片36作為切削刀片裝設於主軸220的情況下，藉由將輪轂型刀片36的中央開口部38a嵌合於主軸220的前端部，且螺接(緊固)主軸220的公螺絲228與固定螺帽222，輪轂型刀片36會被安裝座凸緣226的承受部226b與固定螺帽222夾入，而呈裝卸自如地固定在主軸220的前端。又，在固定螺帽222的側面，在圓周方向上隔著等間隔而形成有複數個銷孔222a，前述銷孔222a可供搬出入組件6的固定螺帽保持部50的銷72插入。
又，在將墊圈型刀片45作為切削刀片裝設於主軸220的情況下，如圖14所示，是在墊圈型刀片45已被夾入安裝座凸緣226的承受部226b與環狀的裝設凸緣229的狀態下，藉由螺接(緊固)主軸220的公螺絲228與固定螺帽222，來將墊圈型刀片45裝卸自如地固定於主軸220的前端。
再者，在裝設凸緣229的背面設置有環狀的突出部229a，前述環狀的突出部229a具有和墊圈型刀片45的中央開口部45a的內徑對應之外徑D(和切削刀片保管組件4的軸部34的外徑D相同)。並且，在將墊圈型刀片45固定於主軸220時，是將墊圈型刀片45的中央開口部45a嵌合於突出部229a。
如圖9所示，在框架202的樑206的另一側的側面(在圖9中為近前側的側面)以在Y軸方向上移動自如的方式裝設有對已保持在工作夾台172之被加工物進行拍攝之一對拍攝組件230，並且裝設有使拍攝組件230在Y軸方向上移動之一對移動組件232。
移動組件232具有在樑206的另一側的側面且在Y軸方向上延伸之滾珠螺桿234、與使滾珠螺桿234旋轉之馬達236。滾珠螺桿234已連結於拍攝組件230。並且，移動組件232是將馬達236的旋轉運動轉換成直線運動並傳達至拍攝組件230，使拍攝組件230沿著附設於樑206的另一側的側面之引導軌道206a在Y軸方向上移動。再者，拍攝組件230亦可為1個。
在使用切削裝置170來對晶圓等之被加工物施行切削加工時，首先是使工作夾台172吸附被加工物。接著，以X軸進給組件176使工作夾台172移動至拍攝組件230的下方，並且以移動組件232調整拍攝組件230的Y軸方向位置。接著，以拍攝組件230從上方拍攝被加工物來檢測被加工物的切削區域。
接著，依據以拍攝組件230所檢測出之被加工物的切削區域，使工作夾台172旋轉，來調整被加工物的切削區域相對於切削組件174的切削刀片之方向。接著，以X軸進給組件176使工作夾台172在X軸方向上移動，並且以Y軸進給組件178使主軸殼體212在Y軸方向上移動，而將一對切削刀片定位到被加工物的切削區域的上方。
接著，以Z軸進給組件180使主軸殼體212下降，使已高速旋轉之切削刀片的切刃切入被加工物的切削區域，並且一邊對已切入切削刀片的切刃之部分供給切削水一邊將工作夾台172在X軸方向上加工進給，藉此對被加工物的切削區域施行預定的切削加工。又，一邊以Y軸進給組件178將主軸殼體212在Y軸方向上分度進給，一邊合宜地重複上述切削加工，而對被加工物的整個切削區域施行切削加工。已結束切削步驟之切削加工完畢之被加工物會被搬送至下一個步驟。
因為若重複實施切削步驟，切削刀片會磨耗，且若切削刀片的磨耗到達預定量時會變得無法維持切削精度，所以必須將已裝設於主軸220之切削刀片更換為新的切削刀片。又，即便在已裝設於主軸220之切削刀片的磨耗尚未到達預定量的情況下，在對與之前施行切削加工之被加工物的素材不同的素材之被加工物施行切削加工時，也必須更換為和被加工物的素材相應之切削刀片。
在本實施形態中，是如圖15所示，已將可以自動地更換切削裝置170的切削刀片之輔助裝置2連結於切削裝置170，以下針對使用輔助裝置2來更換輪轂型刀片36之方法進行說明。
如圖15所示，輔助裝置2是配置在切削裝置170的X軸方向後側，且形成為可以在之後裝設到已經交貨給使用者之切削裝置170。使用輔助裝置2來更換已裝設在切削裝置170之切削刀片時，首先是使切削刀片保管組件4的無端軌道22旋轉，並將支撐有用來搬入切削裝置170之新的輪轂型刀片36之刀片支撐軸24定位在預定位置(例如刀片支撐軸24的軌道中的最下端的位置)。
接著，如圖16所示，藉由已連結於搬出入組件6的Z旋轉軸46之馬達使罩殼52旋轉，使裝設有刀片保持部48之罩殼52的側壁56沿著X軸方向，而使刀片保持部48面對切削刀片保管組件4。
又，作動X軸移動組件12以及Z軸移動組件10，以將刀片保持部48的X軸方向位置以及Z軸方向位置調整成可以將上述預定位置的刀片支撐軸24的軸部34插入刀片保持部48的中央開口部60(參照圖6)。
接著，如圖17所示，藉由Y軸方向定位組件8使框體74在Y軸方向上移動，將搬出入組件6定位到可藉由刀片保持部48來保持已支撐於刀片支撐軸24之輪轂型刀片36的作用位置。藉此，將上述預定位置的刀片支撐軸24的軸部34插入刀片保持部48的中央開口部60，並且使刀片保持部48的端面58接觸位於軸部34的前端側之輪轂型刀片36的端面。接著，在刀片保持部48的第一吸引孔61生成吸引力，而以刀片保持部48吸引保持位於軸部34的前端側之輪轂型刀片36。
接著，使Y軸方向定位組件8作動，來使搬出入組件6從切削刀片保管組件4朝Y軸方向拉開間隔並定位到退避位置。接著，使搬出入組件6的罩殼52旋轉180°，並使吸引保持有輪轂型刀片36之刀片保持部48的相反側的刀片保持部48面對切削刀片保管組件4。
接著，使Y軸方向定位組件8作動，而將搬出入組件6定位到可藉由相反側的刀片保持部48保持刀片支撐軸24的輪轂型刀片36之作用位置。接著，在相反側的刀片保持部48的第一吸引孔61生成吸引力，而藉由刀片保持部48來吸引保持位於軸部34的前端側之輪轂型刀片36。藉此，成為以4個刀片保持部48當中相向之一對刀片保持部48吸引保持有新的輪轂型刀片36之狀態。
接著，如圖18所示，藉由Y軸方向定位組件8使框體74在Y軸方向上移動，並且以Z軸移動組件10使升降工作台76在Z軸方向上移動。藉此，使搬出入組件6從切削刀片保管組件4拉開間隔並定位到退避位置，並且調整搬出入組件6相對於切削裝置170之Y軸方向位置以及Z軸方向位置。位置調整後之搬出入組件6的Y軸方向位置是在切削裝置170的一對切削組件174之間，且位置調整後之搬出入組件6的Z軸方向位置在比工作夾台172的保持面更上方。
接著，如圖19所示，藉由X軸移動組件12使搬出入組件6在X軸方向上移動，而調整搬出入組件6相對於一對切削組件174之X軸方向位置。具體而言，是使以搬出入組件6的一對刀片保持部48所吸引保持之新的一對輪轂型刀片36的中心的X軸方向位置、與已裝設於一對切削組件174之一對輪轂型刀片36的中心的X軸方向位置對齊。
又，使輔助裝置2的Z軸移動組件10或切削裝置170的Z軸進給組件180作動，來讓刀片保持部48的輪轂型刀片36的中心的Z軸方向位置、與切削組件174的輪轂型刀片36的中心的Z軸方向位置對齊。
接著，使搬出入組件6的罩殼52旋轉60°，使一對固定螺帽保持部50面對一對切削組件174的輪轂型刀片36。再者，亦可在使搬出入組件6前進之前，使罩殼52旋轉60°。
接著，將一對切削組件174的每一個的刀片蓋224的第二罩蓋構件224b定位到開放位置(參照圖12)。接著，藉由切削裝置170的Y軸進給組件178使切削組件174在Y軸方向上移動，使已將輪轂型刀片36固定於主軸220之固定螺帽222接觸於固定螺帽保持部50的旋轉體66的端面66a。如此一來，固定螺帽保持部50的銷72會被固定螺帽222按壓而容置到旋轉體66的內部，並且主軸220的前端會容置於旋轉體66的中央開口部68。
接著，當以固定螺帽保持部50的馬達使旋轉體66旋轉後，在各銷72和固定螺帽222的銷孔222a一致時，各銷72會嵌合於銷孔222a，且旋轉體66的旋轉運動會透過各銷72傳達至固定螺帽222，使固定螺帽222鬆開。藉此，可以從切削組件174的主軸220的公螺絲228將固定螺帽222螺鬆(取下)。又，在固定螺帽保持部50的各吸引孔70生成吸引力，而以固定螺帽保持部50吸引保持已取下之固定螺帽222。
接著，藉由Y軸進給組件178使切削組件174從搬出入組件6拉開間隔，並且使搬出入組件6的罩殼52旋轉60°，使未吸引保持有輪轂型刀片36之空的刀片保持部48面對切削組件174的輪轂型刀片36。
接著，藉由Y軸進給組件178使切削組件174朝搬出入組件6接近，來將切削組件174的主軸220插入刀片保持部48的中央開口部60，並且使空的刀片保持部48的端面58接觸於切削組件174的輪轂型刀片36的端面。接著，在刀片保持部48的第一吸引孔61生成吸引力，而以刀片保持部48吸引保持切削組件174的輪轂型刀片36。
接著，藉由Y軸進給組件178使切削組件174從搬出入組件6拉開間隔，並且使搬出入組件6的罩殼52旋轉60°，而使吸引保持有新的輪轂型刀片36之刀片保持部48面對切削組件174的主軸220。
接著，藉由Y軸進給組件178使切削組件174朝搬出入組件6接近，來將主軸220插入到新的輪轂型刀片36的中央開口部38a，且使切削刀片36的端面接觸於主軸220的安裝座凸緣226的承受部226b。接著，解除刀片保持部48的吸引力，將新的輪轂型刀片36從刀片保持部48交接至主軸220。
接著，藉由Y軸進給組件178使切削組件174從搬出入組件6拉開間隔，並且使搬出入組件6的罩殼52旋轉60°，使吸引保持有已取下之固定螺帽222的固定螺帽保持部50面對切削組件174的主軸220。
接著，藉由Y軸進給組件178使切削組件174朝搬出入組件6接近，使以固定螺帽保持部50所吸引保持之固定螺帽222嵌合於主軸220的前端部。接著，使固定螺帽保持部50的馬達朝和取下固定螺帽222時為相反之方向作動來讓固定螺帽222旋轉，而將固定螺帽222螺接(緊固)於主軸220的公螺絲228。
藉此，可以將用來裝設於切削組件174之新的輪轂型刀片36以主軸220的安裝座凸緣226的承受部226b與固定螺帽222來夾入而固定於主軸220。
接著，在解除固定螺帽保持部50的吸引力後，將切削組件174的刀片蓋224的第二罩蓋構件224b定位到封閉位置。再者，關於如上述之固定螺帽222以及輪轂型刀片36的取下、安裝，可對一對切削組件174同時進行，亦可個別地進行。
接著，使搬出入組件6後退，並且使搬出入組件6的罩殼52旋轉60°，來讓已取下之一對輪轂型刀片36的其中一個與切削刀片保管組件4面對。又，使切削刀片保管組件4的無端軌道22旋轉，而將未支撐有輪轂型刀片36之空的刀片支撐軸24定位到預定位置(例如刀片支撐軸24在軌道中的最下端的位置)。
接著，作動X軸移動組件12以及Z軸移動組件10，將刀片保持部48的X軸方向位置以及Z軸方向位置調整成可以將上述預定位置的刀片支撐軸24的軸部34插入以刀片保持部48所吸引保持中的其中一個輪轂型刀片36的中央開口部38a。
接著，藉由Y軸方向定位組件8使框體74在Y軸方向上移動，而將上述預定位置的刀片支撐軸24的軸部34插入以刀片保持部48所吸引保持中的其中一個輪轂型刀片36的中央開口部38a，並且使其中一個輪轂型刀片36的端面接觸於刀片支撐軸24的基部32的端面。接著，解除刀片保持部48的吸引力，將所取下之一對輪轂型刀片36的其中一個交接到刀片支撐軸24。
又，藉由Y軸方向定位組件8使搬出入組件6從切削刀片保管組件4拉開間隔，並且使搬出入組件6的罩殼52旋轉180°，使吸引保持有已取下之一對輪轂型刀片36的另一個之相反側的刀片保持部48面對切削刀片保管組件4。
接著，藉由Y軸方向定位組件8使框體74在Y軸方向上移動，且將上述預定位置之刀片支撐軸24的軸部34插入以相反側的刀片保持部48所吸引保持中的另一個輪轂型刀片36的中央開口部38a，並且使另一個輪轂型刀片36的端面接觸於被刀片支撐軸24所支撐中的輪轂型刀片36的端面。接著，解除刀片保持部48的吸引力，將所取下之一對輪轂型刀片36的另一個交接到刀片支撐軸24。
如以上所述，在本實施形態的輔助裝置2中形成為：可以在之後裝設到已經交貨給使用者之切削裝置170，而對已裝設在切削裝置170的切削組件174之切削刀片進行更換。
再者，在上述的例子中，雖然說明了更換輪轂型刀片36的例子，但在本實施形態中，也可以更換墊圈型刀片45。
在更換墊圈型刀片45時，是在未藉由刀片保持部48吸引保持更換用的新的墊圈型刀片45的狀態下，將搬出入組件6定位到切削裝置170的一對切削組件174之間。接著，使固定螺帽保持部50面對切削組件174，且藉由固定螺帽保持部50從切削組件174的主軸220取下固定螺帽222。
接著，使刀片保持部48面對切削組件174後，在刀片保持部48的第一吸引孔61生成吸引力，而藉由刀片保持部48來吸引保持裝設凸緣229，且從主軸220取下裝設凸緣229，並且在第二吸引孔63生成吸引力，而以刀片保持部48來保持已裝設於主軸220之墊圈型刀片45。
接著，使搬出入組件6朝切削刀片保管組件4移動，並且使吸引保持有裝設凸緣229以及墊圈型刀片45之刀片保持部48面對切削刀片保管組件4，且解除第二吸引孔63的吸引力，而將墊圈型刀片45保管於切削刀片保管組件4。接著，在吸引保持有裝設凸緣229之刀片保持部48的第一吸引孔61生成吸引力，且以刀片保持部48吸引保持更換用之新的墊圈型刀片45。亦即，藉由相同的刀片保持部48，來將更換用的新的墊圈型刀片45和裝設凸緣229一起吸引保持。
接著，使保持有裝設凸緣229以及新的墊圈型刀片45之刀片保持部48面對切削組件174，來將裝設凸緣229以及新的墊圈型刀片45交接至主軸220。然後，在使固定螺帽保持部50面對切削組件174後，將固定螺帽222螺接於主軸220的公螺絲228。如此，在輔助裝置2中，是在之後裝設到已經交貨給使用者之切削裝置170，且可對切削裝置170的墊圈型刀片45進行更換。
2:輔助裝置 4:切削刀片保管組件 6:搬出入組件 8:Y軸方向定位組件 10:Z軸移動組件 12:X軸移動組件 14,18:旋轉軸 16:驅動齒輪 20:從動齒輪 22:無端軌道 22a,32a:流路 24:刀片支撐軸 26,100:基座板 28:支撐壁 30,96,108,200,216,218,236:馬達 32:基部 34:軸部 36:輪轂型刀片(切削刀片) 38,182:基台 38a,60,68,45a:中央開口部 40:切刃 42:定位珠 44:空氣噴嘴 45:墊圈型刀片(切削刀片) 46:Z旋轉軸 48:刀片保持部 50:固定螺帽保持部 52:罩殼 54,88:頂板 56:側壁 58,66a:端面 61:第一吸引孔 62:環狀突出部 63:第二吸引孔 64:殼體 66:旋轉體 70:吸引孔 72:銷 74:框體 76:升降工作台 78:基座架台 80:底部 82,186,204:支柱 84:頂板部 86:被導引構件 86a:溝 88:頂板 90:腳部 92:導軌 94,106,198,214,234:滾珠螺桿 98,202:框架 102:圓形孔 104:母螺絲 110:連結板 112:屈曲臂 114:第一馬達 115:第二馬達 116,122:間隔件 118:第一臂片 120:第二臂片 170:切削裝置 172:工作夾台 174:切削組件 176:X軸進給組件 178:Y軸進給組件 180:Z軸進給組件 182a,206a:引導軌道 184:X軸可動板 188:罩蓋板 188a:圓形開口 190:吸附夾頭 192:夾具 206:樑 208:Y軸可動構件 208a:被引導溝 210:Z軸可動構件 212:主軸殼體 220:主軸 222:固定螺帽 222a:銷孔 224:刀片蓋 224a:第一罩蓋構件 224b:第二罩蓋構件 226:安裝座凸緣 226a:凹處 226b:承受部 228:公螺絲(主軸) 229:裝設凸緣 229a:突出部 230:拍攝組件 232:移動組件 D:外徑 X,Y,Z:箭頭(方向)
圖1是本發明實施形態之輔助裝置的立體圖。 圖2是圖1所示之切削刀片保管組件的分解立體圖。 圖3是圖2所示之刀片支撐軸的立體圖。 圖4是圖2所示之刀片支撐軸的剖面圖。 圖5是支撐墊圈型刀片之刀片支撐軸的立體圖。 圖6是圖1所示之搬出入組件的立體圖。 圖7是圖1所示之框體、升降工作台以及基座架台的分解立體圖。 圖8是圖1所示之框體的分解立體圖。 圖9是可連結圖1所示之輔助裝置的切削裝置的立體圖。 圖10是圖9所示之工作夾台的立體圖。 圖11是圖9所示之切削組件的立體圖。 圖12是圖11所示之刀片蓋已開放之狀態下的切削組件的立體圖。 圖13是圖9所示之切削組件的分解立體圖。 圖14是裝設墊圈型刀片的情況下之切削組件的分解立體圖。 圖15是顯示圖1所示之輔助裝置已連結於圖9所示之切削裝置之狀態的立體圖。 圖16是顯示圖1所示之輔助裝置的切削刀片保管組件與搬出入組件已相面對之狀態的立體圖。 圖17是顯示框體從圖16所示之狀態朝向切削刀片保管組件前進後之狀態的立體圖。 圖18是顯示框體從圖17所示之狀態後退，並且升降工作台上升後之狀態的立體圖。 圖19是顯示搬出入組件從圖18所示之狀態朝向切削裝置前進後之狀態的立體圖。
2:輔助裝置
4:切削刀片保管組件
6:搬出入組件
8:Y軸方向定位組件
10:Z軸移動組件
12:X軸移動組件
16:驅動齒輪
18:旋轉軸
20:從動齒輪
22:無端軌道
24:刀片支撐軸
26,100:基座板
28:支撐壁
30,96:馬達
36:輪轂型刀片
44:空氣噴嘴
74:框體
76:升降工作台
78:基座架台
80:底部
82:支柱
84:頂板部
86:被導引構件
88:頂板
90:腳部
92:導軌
98:框架
102:圓形孔
114:第一馬達
115:第二馬達
X,Y,Z:箭頭(方向)

Claims (7)

  1. 一種輔助裝置，供連結於切削裝置，前述切削裝置具備：工作夾台，具備有保持被加工物之保持面；切削組件，以固定螺帽裝設有切削刀片，前述切削刀片對已保持在該工作夾台之被加工物進行切削；X軸進給組件，使該工作夾台在X軸方向上加工進給；Y軸進給組件，使該切削組件在和X軸方向正交之Y軸方向上分度進給；及Z軸進給組件，使該切削組件在和X軸方向以及Y軸方向正交之Z軸方向上切入進給，其中該保持面是以X軸方向以及Y軸方向來規定， 前述輔助裝置具備： 切削刀片保管組件，保管複數個切削刀片； 搬出入組件，從該切削刀片保管組件搬出以及搬入該切削刀片； Y軸方向定位組件，讓該搬出入組件相對於該切削刀片保管組件定位到Y軸方向的作用位置與退避位置； Z軸移動組件，讓該搬出入組件在Z軸方向上移動；及 X軸移動組件，讓該搬出入組件在X軸方向上移動，來作用於已裝設在該切削組件的主軸之切削刀片， 該搬出入組件包含： Z旋轉軸，在Z軸方向上延伸； 刀片保持部，呈放射狀地連結於該Z旋轉軸且吸引保持該切削刀片；及 固定螺帽保持部，對已形成於該主軸的前端之公螺絲來螺接以及螺鬆該固定螺帽， 前述搬出入組件透過該Z旋轉軸而連結於屈曲臂的前端。
  2. 如請求項1之輔助裝置，其中該搬出入組件透過該屈曲臂配設於框體，該框體呈可滑動地被已配設在升降工作台之在Y軸方向上延伸之導軌支撐，並藉由該Y軸方向定位組件來相對於該切削刀片保管組件定位到Y軸方向的該作用位置與該退避位置。
  3. 如請求項1或2之輔助裝置，其中該屈曲臂使該搬出入組件在X軸方向上進退。
  4. 如請求項1之輔助裝置，其中該切削刀片保管組件包含：驅動齒輪，具有在Y軸方向上延伸之旋轉軸；從動齒輪，和該驅動齒輪在Z軸方向上分開且具有在Y軸方向上延伸之旋轉軸；無端軌道，捲繞於該驅動齒輪與該從動齒輪；及刀片支撐軸，在Y軸方向上延伸並以預定的間隔配設在該無端軌道，且可插入該切削刀片的中央開口部來支撐該切削刀片。
  5. 如請求項4之輔助裝置，其中該驅動齒輪與該從動齒輪的Z軸方向的間隔可以調整，並且也可以調整該無端軌道的長度。
  6. 如請求項4之輔助裝置，其中保管在該切削刀片保管組件之該切削刀片，是在基台的外周配設有切刃之輪轂型刀片， 該刀片支撐軸具備和該輪轂型刀片的中央開口部的內徑對應之外徑， 且該刀片保持部保持該輪轂型刀片。
  7. 如請求項4之輔助裝置，其中保管在該切削刀片保管組件之該切削刀片是由形成為環狀之切刃所構成之墊圈型刀片， 該刀片支撐軸具有和該墊圈型刀片的中央開口部的內徑對應之外徑， 該刀片保持部保持該墊圈型刀片、與用於將該墊圈型刀片裝設到該切削組件的主軸之裝設凸緣。
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