TWI774771B - 切割裝置 - Google Patents

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Abstract

判定刀鋒檢測單元被汙染的切割裝置是否可執行設定步驟。

刀鋒檢測單元具有刀鋒檢測功能，其係在以切割刀片進入發光部及受光部之間的狀態下，從該發光部放射光，並接收該光當中未被切割刀片遮蔽而抵達該受光部的光，由該光的受光量檢測該切割刀片之刀鋒下端的該切入進給方向上的位置，且具備：受光量判定部，在該切割刀片未進入該發光部及該受光部之間的狀態下，判定從該發光部放射並抵達該受光部而被接收的光之受光量是否達到閾值；刀鋒檢測可否判定部，在該受光量判定部判定接收到的光之受光量未達到該閾值時，檢測該切割刀片於該切入進給方向上的位置、及抵達該受光部的光之受光量的關係，以判定該刀鋒檢測單元是否可發揮該刀鋒檢測功能。

Description

切割裝置
本發明係關於一種切割半導體晶圓、封裝基板、陶瓷基板、玻璃基板等工件之切割裝置。
半導體晶圓或是封裝基板、陶瓷基板、玻璃基板等的正面，係以配置成格子狀之多條分割預定線來劃分，且在劃分的各區域上形成IC等元件。半導體晶圓或基板等工件最後沿著分割預定線而被分割後，形成各個元件晶片。
工件的分割係使用具有圓環狀切割刀片的切割裝置。該切割裝置中，使該切割刀片相對於工件表面於垂直的面內旋轉，且使旋轉的該切割刀片定位於預定的高度位置，使工件沿著該分割預定線的方向作加工進給，以實施切割加工。
使用該切割刀片來切割工件時，以使該切割刀片的刀鋒下端位於適當高度位置的方式來定位該切割刀片的作法係重要的。切割裝置當中，保持工件的卡盤台的保持面設定為該刀鋒下端的高度之基準位置。實施切割加工時，實施設定步驟，其使該切割刀片的刀鋒下端對準該基準位置。
然而，若於切割裝置中反覆地實施切割加工時，會慢慢地消耗圓環狀的切割刀片，使該切割刀片的直徑變小。如此一來，該切割刀片的刀鋒下端高度會從該基準位置緩緩偏離。因此，於反覆實施切割加工之期間，適當地實施設定步驟。
以往，設定步驟為使切割刀片一邊旋轉一邊下降，些微地切割卡盤台，藉由感測該切割刀片以及該卡盤台的接觸來實施。然而，實施設定步驟時，由於該切割刀片切割卡盤台，故使得切割刀片的刀鋒發生堵塞或是磨平，產生切割刀片的切割能力變差之問題。因而，有了非接觸式設定步驟的想法（參考專利文獻1）。
在實施該非接觸式的設定步驟的切割裝置上，於卡盤台附近設置刀鋒檢測單元。該刀鋒檢測單元的本體上，設置於上方開口的切割刀片進入槽，當檢測切割刀片的刀鋒下端的高度位置時，使切割刀片進入該切割刀片進入槽。
該切割刀片進入槽一邊的側壁上設置有發光部，該切割刀片進入槽另一邊的側壁上設置有受光部，其設於隔著該切割刀片進入槽而與該發光部對向的位置。該發光部經由光纖等與光源連接，當使光源運作時，則由該發光部放射光。該受光部經由光纖等與光電轉換部連接，以該光電轉換部接收抵達該受光部的光。然後，根據來自光電轉換部的受光量而輸出電性訊號等。
該發光部與該受光部設置於大致相同的高度。該高度位置係為：於設定步驟當中切割刀片被定位至預定高度位置時，該切割刀片之刀鋒下端附近的高度位置。
該非接觸式的設定步驟中，使該刀鋒檢測單元的該光源運作，自發光部朝向受光部放射光，將抵達該受光部的光以光電轉換部來接收而轉換為電性訊號。然後，以從受光部放射光的狀態，使切割刀片進入該切割刀片進入槽。
如此一來，由於自發光部所放射的光的一部分被該切割刀片遮蔽，故以光電轉換部接收的光之受光量降低。由於根據切割刀片的高度位置，會使該切割刀片所遮蔽的光量有所變化，因此可根據該受光量而檢測切割刀片的高度位置。因此，若使用該刀鋒檢測單元，可實施將切割刀片定位於預定位置的非接觸式設定步驟。
為了實施非接觸式的設定步驟，切割裝置在切割刀片定位於預定高度時，事先登錄以該光電轉換部所接收的光的基準受光量。在該非接觸式設定步驟當中，使切割刀片朝向切割刀片進入槽而下降。設定步驟之該切割刀片應被定位的預定高度位置，係該光電轉換部中受光量達到該基準的受光量時的切割刀片高度位置。
[先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本特開2001-298001號
[發明欲解決的課題] 　　若切割裝置的運作時間增加時，則可能會有汙染物等附著於該刀鋒檢測單元的發光部或是受光部的情況。如此一來，就有可能因該汙染物使光被遮蓋，使得從發光部放射的光強度降低，或是抵達受光部的光量降低。若在發光部或受光部受汙染的狀態下實施設定步驟時，則會導致以該光電轉換部所接收的光之受光量，於切割刀片定位到預定高度前就與該基準受光量一致，而產生無法將該切割刀片定位於預定高度位置上之問題。
因此，開發了一種切割裝置，其具有下述功能：在切割刀片未進入該切割刀片進入槽中的狀態下，監視以該光電轉換部接收的該光的受光量，當該受光量低於預定的閾值時發出警報之功能。該切割裝置藉由發出該警報以提醒該切割裝置的操作員去清掃發光部或受光部。
然而，可能會發生未理解警報的意義，操作員等並未清掃發光部或是受光部，不適當地操作光源，而使該發光部所放射的光的強度上升之情形。若該光電轉換部所接收的光的該受光量增加超過該預定的閾值，則該警報停止。然而，以此狀態下，刀鋒檢測單元要適當地檢測刀鋒係為困難。視附著於發光部或受光部的汙染物的狀態，可實施刀鋒檢測。然而，於該情形中所實施的刀鋒檢測，無法客觀地確認是否適切。
本發明有鑑於上述問題點而以此為目的：提供一種切割裝置，於汙染物附著刀鋒檢測單元上時，可判定是否可進行其後的設定步驟。
[解決課題的技術手段] 　　根據本發明的一態樣 ，提供一種切割裝置，其具備：卡盤台，其保持工件；切割單元，其上裝載有切割刀片，該切割刀片切割保持於該卡盤台上的工件；切入進給單元，使該切割單元對著該卡盤台往切入進給方向移動；辨識位置單元，辨識該切割單元於該切入進給方向上的位置；刀鋒檢測單元，具有發光部及受光部，並檢測該切割刀片之刀鋒下端於該切入進給方向上的位置；通報單元，係發出警告；以及控制單元，控制各構成要件；其中，該刀鋒檢測單元具有刀鋒檢測功能，其係在切割刀片進入該發光部及該受光部之間的狀態下，從該發光部放射光，並接收該光當中未被該切割刀片遮蔽而抵達該受光部的光，由該光的受光量檢測該切割刀片之刀鋒下端於該切入進給方向上的位置，該控制單元具有：受光量判定部，在該切割刀片未進入該發光部及該受光部之間的狀態下，判定從該發光部放射並抵達該受光部而被接收的光之受光量是否達到閾值；關係登錄部，其登錄有進入該發光部及該受光部之間之該切割刀片於該切入進給方向上的位置、以及從該發光部放射且未被該切割刀片遮蔽而抵達該受光部的光之受光量的基準關係；以及刀鋒檢測可否判定部，在該切割刀片未進入該發光部及該受光部之間的狀態下，該受光量判定部判定接收到的光之受光量未達到該閾值時，使該切割刀片進入該發光部與該受光部之間，並檢測該切割刀片於該切入進給方向上的位置、及由該發光部放射且未被該切割刀片遮蔽而抵達該受光部的光之受光量的關係，並將檢測出的該關係、與登錄於該關係登錄部的該基準關係進行比較，以判定該刀鋒檢測單元是否可發揮該刀鋒檢測功能；其中，當該刀鋒檢測可否判定部判定該刀鋒檢測單元無法發揮該刀鋒檢測功能時，由該通報單元發出警告以提醒該刀鋒檢測單元的檢查。
此外，本發明的一態樣中，該刀鋒檢測單元具備：光電轉換部，其接收抵達該受光部的光，並根據該光的受光量輸出電性訊號；及調光器，其調節該發光部放射的光的強度，其中，當該刀鋒檢測可否判定部判定該刀鋒檢測單元可發揮該刀鋒檢測功能時，該控制單元係藉由該調光器增加由該發光器放射的光的強度，並且在該切割刀片未進入該發光部與該受光部之間的狀態下，將由該發光部放射，抵達該受光部，並以該光電轉換部所接收的光之受光量調整為該閾值以上。
[發明功效] 　　本發明的一態樣中的切割裝置，具備受光量判定部，在該切割刀片未進入該發光部及該受光部之間的狀態下，判定從該發光部放射並抵達該受光部而被接收的光之受光量是否達到閾值。當刀鋒檢測單元上附著的汙染物夠少，該受光量達到該閾值時，該受光量判定部判定可適切地實施基於刀鋒檢測單元的刀鋒檢測。於此情形，該切割裝置可使用刀鋒檢測單元確切地實施設定步驟。
此外，當刀鋒檢測單元上附著的汙染物超過了預定的量時，則該光的受光量無法達到該閾值，檢測出刀鋒檢測單元的汙染。然而，於此情形中，並不立即判定無法發揮刀鋒檢測單元的刀鋒檢測功能。該切割裝置藉由刀鋒檢測可否判定部來判定刀鋒檢測單元是否可執行刀鋒檢測。
本發明一態樣中的切割裝置的控制單元具有關係登錄部。該關係登錄部中登錄有下述的基準關係：在刀鋒檢測單元未附著汙染時，該切割刀片的刀鋒的下端於該切入進給方向上的位置、與從該發光部放射且未被該切割刀片遮蔽而抵達該受光部並以光電轉換部轉換的光之受光量的基準關係。
當該刀鋒檢測單元的發光部或是受光部遍及整體大致均勻受到汙染的狀態中，該切割刀片的刀鋒的下端於切入深度方向上的位置、以及該未被切割刀片遮蔽而接收的光之受光量的關係為類似該基準關係。於此情形下，例如，調整連接發光部的光源，以使由該發光部所放射的光的強度增加，使刀鋒檢測單元能夠發揮與刀鋒檢測單元未被汙染時般的刀鋒檢測功能。
另一方面，若發光部或受光部為局部受到汙染的狀態，則該切割刀片的刀鋒下端於切入深度方向上的位置、與未被該切割刀片遮蔽而接收到的光之受光量的關係，與該基準關係並不類似。如此一來，即使增大由發光部放射的光的強度，該刀鋒檢測單元也無法發揮刀鋒檢測功能。
因此，該切割裝置的控制單元中所具備的刀鋒檢測可否判定部，判斷切入深度方向上的刀鋒下端位置、以及抵達該受光部的光之受光量，其關係是否與該基準關係類似。
當刀鋒檢測可否判定部判斷該兩者類似時，判定該刀鋒檢測單元可發揮刀鋒檢測功能。於此情形則調整由發光部放射的光之強度，使判定刀鋒檢測單元處於可發揮該刀鋒檢測功能的狀態。另一方面，若刀鋒檢測可否部判定該刀鋒檢測單元無法發揮刀鋒檢測功能時，則切割裝置的控制單元使通報單元發出警告，而通報切割裝置的操作員等關於該刀鋒檢測單元的清掃必要性。
若該切割裝置即使於刀鋒檢測單元上附著汙染物的情形下也能夠進行切割刀片的刀鋒檢測時，由於在可客觀地確認可進行刀鋒檢測的情況下實施刀鋒檢測，因此可實施高信賴性的設定步驟。此外，於刀鋒檢測單元上附著汙染物仍可進行刀鋒檢測時，亦可無需立即清掃刀鋒檢測單元。例如，配合切割裝置的維護等時間點來實施清掃，可以減少切割裝置的停止時間，提高加工效率。
因此，本發明的一態樣為提供一切割裝置，可以於刀鋒檢測單元附著汙染物時，判定可否進行其後的設定步驟。。
以下，參照圖式，說明本發明一態樣的實施方式。首先使用圖1說明關於本實施方式中的切割裝置。圖1為切割工件的切割裝置2，該工件例如由矽、碳化矽（SiC）組成，或是由其他半導體等材料組成，或是由藍寶石、玻璃、石英等材料所組成的大致圓板狀的基板等。
工件的表面，以呈格子狀配列的多條分割預定線劃分，劃分好的各領域中形成有IC等元件。最後，沿著分割預定線分割工件，藉此形成各個的元件晶片。例如，工件以貼在環狀框架上的膠帶保持進行切割加工。若工件被適切地切割加工的情形下，後述的切割刀片的刀鋒下端會抵達該膠帶。
如圖1所示，該切割裝置2具備支撐各構成元件的裝置基台4。於裝置基台4的中央上部設置有：X軸移動台6；X軸移動機構，其使該X軸移動台6於X軸方向（加工進給方向）上移動；以及覆蓋X軸移動機構的排水路徑20。該X軸移動機構具備與X軸方向平行的一對X軸導軌12，而X軸移動台6可滑動地安裝於X軸導軌12。
X軸移動台6的下面側設置有螺帽部（未示出），該螺帽部與平行於X軸導軌12的X軸滾珠螺桿14螺合。X軸滾珠螺桿14的一端部連接X軸脈衝馬達16。若以X軸脈衝馬達16使X軸滾珠螺桿14旋轉時，則移動台6會沿著X軸導軌12於X軸方向移動。
X軸移動台6上，設置有用於吸附及保持工件的卡盤台8。卡盤台8連接馬達等旋轉驅動源（未示出），其以垂直於卡盤台8上面的旋轉軸為軸心旋轉。此外，卡盤台8藉由上述X軸移動機構於X軸方向上進給。
卡盤台8的正面(上表面)為吸附及維持工件的保持面8a。此保持面8a透過於卡盤台8內部所形成的流路(未示出)而與吸引源(未示出)連接。該保持面8a的周圍，配設有用於固定環狀框架的夾具10，環狀框架經由膠帶而保持該加工物。
於裝置基台4的上表面，以跨越X軸移動機構的方式配置有支撐構造22，該支撐構造22支撐切割工件的兩個切割單元18。支撐構造22的前面上部設置切割單元移動機構，該切割單元移動機構使兩個切割單元18分別地於Y軸方向(分度進給方向)及Z軸方向上移動。
切割單元移動機構，具備配置於支撐構造22的前面並且平行於Y軸方向的一對的Y軸導軌24。Y軸導軌24上以可滑動方式安裝分別對應於切割單元18之兩個Y軸移動板26。各個Y軸移動板26的背面側(後面側)設置有螺帽部(未示出)，此螺帽部與平行於Y軸導軌24的Y軸滾珠螺桿28螺合。
Y軸滾珠螺桿28的一端部與Y軸脈衝馬達28a連接。若以Y軸脈衝馬達28a使Y軸滾珠螺桿28旋轉，則對應的Y軸移動板26會沿著Y軸導軌24於Y軸上移動。Y軸移動板26的正面(前面)上，分別設置有與Z軸方向平行的一對Z軸導軌30。各個Z軸導軌30上以可滑動方式安裝有Z軸移動板32。
Z軸移動板32的背面側(後面側)設置有螺帽部(未圖示)，於該螺帽部與平行於Z軸導軌30的Z軸滾珠螺桿34螺合。Z軸滾珠螺桿34的一端部連接Z軸脈衝馬達36。若以Z軸脈衝馬達36使Z軸滾珠螺桿34旋轉，則Z軸移動板32會沿著Z軸導軌30於Z軸方向(切入進給方向)上移動。
兩個Z軸移動板32的各自的下部，固定有：切割單元18，其將工件進行加工；攝像單元(照相機)38，其可拍攝保持於卡盤台8的工件。若使Y軸移動板26於Y軸方向移動，則切割單元18與攝像單元38於Y軸方向(分度進給方向)移動；若使Z軸移動板32於Z軸方向移動，則切割單元18以及攝像單元38於Z軸方向(切入進給方向)上移動。
切割單元18具有圓環狀的切割刀片18a(參照圖2(B))，其裝載於構成與Y軸方向平行的旋轉軸的主軸(未示出)一端側上。主軸的另一端側與馬達等的旋轉驅動源(未示出)連接，可使裝載於主軸上的切割刀片18a旋轉。切割刀片18a具有圓盤狀的基台。基台的中央部設有貫穿該基台的大致圓形安裝孔。基台的外周部固定有用於切割入工件的環狀切刀。
切割裝置2更具有位置辨識單元，其辨識切割單元的切入進給方向中的位置。切割裝置2將該切割刀片18a於切入進給方向上移動，並定位於預定的高度位置，且使該切割刀片18a旋轉。然後，運作X軸移動機構，使卡盤台8往加工進給方向移動，並切入工件，藉此能夠切割該工件。
切割時，使用該位置辨識單元將該切割刀片18a定位於預定的高度，以使該切割刀片18a的刀鋒下端18b到達黏貼於工件背面的膠帶。
切割裝置2進一步地具有控制單元46。控制單元46具有控制切割裝置2的各構成要件之功能，該構成要件例如切割單元18、卡盤台8、各移動機構、攝像單元38、刀鋒檢測單元40（後述）等。控制單元46的功能例如可作為裝置控制用的電腦軟體來實現。
此外，如圖1所示，切割裝置2具有以附有觸控面板的顯示面板等而成的顯示部42。該顯示部42與控制單元46電性連接。該切割裝置2的操作員等可藉由該觸控面板將加工條件等資訊輸入至控制單元46。該顯示部42係顯示用於輸入資訊等或操作切割裝置2的介面圖像。此外也顯示切割加工的結果、控制單元46中的判定結果，以及各種警告等。
此外，於切割裝置2的上部，設置有與該控制單元46電性連接的警報燈44。該警報燈44例如具有綠色燈及紅色燈。控制單元46於切割裝置2為正常運作狀況時點亮綠色燈，以向操作員通報切割裝置2正常。另一方面，當切割裝置2產生任何問題時，該控制單元點亮紅色燈，將此狀況向該操作員通報。
該顯示部42及警報燈44具有通報單元的功能，其向切割裝置2的操作員發出警告。
切割裝置2的切割單元18的附近，設置刀鋒檢測單元40 。若使用該刀鋒檢測單元40，可實施設定步驟，該設定步驟係為用於將切割刀片18a的刀鋒下端18b（參照圖2（B））定位於適切高度位置（切入進給方向上的位置）。圖2（A）係示意性表示刀鋒檢測單元的立體圖。圖2（B）係示意性表示切割單元18、刀鋒檢測單元40、控制單元46的概念圖。
該刀鋒檢測單元40的本體48設置有於上方開口的切割刀片進入槽48a，當檢測切割刀片18a之刀鋒下端18b的高度位置時，使切割刀片18a進入該切割刀片進入槽48a。
該切割刀片進入槽48a的一邊之側壁上設置有發光部50，而該切割刀片進入槽48a的另一邊的側壁上設置有受光部52，其位於與該發光部50對向之位置。於該發光部50透過光纖等與光源50a連接，當運作該光源50a時即從該發光部50放射光。該光源50a與調光器50b連接。該調光器50b具有調整光源50a的發光量的功能。
光電轉換部52a經由光纖等連接至該受光部52，抵達受光部52的光係以該光電轉換部52a來受光。光電轉換部52a中裝設有光感應器，而由該光電轉換部52a根據受光量輸出電性訊號(例如：電壓)。該光電轉換部52a與控制單元46電性連接，將該電性訊號傳送至該控制單元46。
該發光部50與該受光部52設置於大致相同的高度位置。該高度位置係切割刀片18a定位至預定高度位置(切入進給方向中的位置)時，該切割刀片18a的刀鋒下端18b附近的高度位置。該刀鋒檢測單元40中，具有可開關的蓋48b，其在該刀鋒檢測單元40不使用時保護發光部50或是受光部52。在刀鋒檢測單元40使用時事先打開該蓋48b，露出該刀鋒檢測單元40的本體48。
於本體48上更配置有朝向該發光部50或是受光部52的多個流體噴出噴嘴。若使該流體噴出噴嘴噴出空氣或水等流體，可去除附著於該發光部50或該受光部52的汙染物，或者，抑制該汙染物的附著。惟，即使啟動該流體噴出噴嘴，也可能有汙染物殘留於該發光部50或是該受光部52的情形。
刀鋒檢測單元40進行切割刀片18a之刀鋒檢測時，使光源50a運作，並使光由切割刀片進入槽48a的發光部50放射，並以受光部52接收該光。在與該受光部52連接的光電轉換部52a，將受光部52所接收的光，例如以光感測器來受光。該光電轉換部52a係將該光依據受光量轉換為電性訊號(例如電壓)，傳送該電性訊號至控制單元46。
若使切割刀片18a朝向切割刀片進入槽48a下降，則由發光部50放射的光會漸漸地被切割刀片18a遮蔽，使得抵達受光部52之被接收的光之受光量逐漸減少。
因此，藉由以控制單元46來解析由光電轉換部52a輸出的電性訊號，可檢測切割刀片18a的刀鋒下端18b的高度位置(切入進給方向上位置)。且，當抵達受光部52的光之受光量為基準受光量時，以控制單元46檢測出的該刀鋒下端18b的高度位置為預定的高度位置。
然而，若汙染物附著到刀鋒檢測單元40的發光部50或是受光部52，則因該汙染物的關係使得光被遮蔽，而可能導致由發光部50放射的光的強度降低，或是抵達受光部52而被接收的光之受光量降低。這此情況中，切割刀片18a在被定位到預定高度位置（切入進給方向中的位置）之前，該受光量就達到該基準的受光量。因此，產生該切割刀片18a無法定位到預定的高度位置之問題。
於此考量到，於切割刀片18a未進入該切割刀片進入槽48a的狀態中，監視抵達該受光部52而被接收的光之受光量，且當該受光量低於預定閾值時藉通報單元發出警報。藉由發出該警報，可提醒該切割裝置2的操作員等作發光部50或是受光部52的清掃或是檢查。然而，也考量到警報的意思未被正確地理解，導致操作員等不適切地操作發光部50而調整從該發光部50發出的光的強度。
例如，當遍及發光部50或受光部52整體大致均勻地受到汙染時，有可藉由使發自發光部的光的強度適切地上昇，而能夠再確切地檢測切割刀片18的刀鋒下端18b的高度位置的情況。然而，即使毫無計畫地使光的強度上昇，刀鋒檢測單元40也不一定成為可確切地實施刀鋒檢測之狀態。
此外，隨著附著在發光部50或是受光部52的汙染物之狀態，僅提高由發光部50所放射的光的強度，刀鋒下端18b的高度位置及抵達受光部52的光之受光量的關係有可能並未成為正常時的關係。於此情形，即使調整由發光部50放射的光的強度，也無法成為可確切實施刀鋒檢測的狀態，使刀鋒檢測單元40無法進行刀鋒檢測。
因此，於本實施方式中的切割裝置2中，當刀鋒檢測單元40的發光部50或受光部52受到汙染時，會判斷是否可進行刀鋒檢測。當判斷為可進行刀鋒檢測時，適當調整由發光部50放射的光量，以使刀鋒檢測能夠確切地實施。此外，當即使調整光的發光量也難以確切進行刀鋒檢測時，將該狀況警告操作員，強烈提醒刀鋒檢測單元40的清掃或是檢查。
以下，針對實現「刀鋒檢測單元40之判定刀鋒檢測的可否」的控制單元46進行說明。該控制單元46具有：受光量判定部54，其與該刀鋒檢測單元40電性連接；刀鋒檢測可否判定部56，係與該受光量判定部54連接；刀鋒檢測部58，係與該刀鋒檢測可否判定部56連接。
受光量判定部54，例如係由光電轉換部52a接收對應於以光電轉換部52a受光的光之受光量之電壓的電性訊號。當由發光部50放射的光未被切割刀片18a遮擋地抵達受光部52時，受光量判定部54基於由該光電轉換部52a輸出的該電性訊號而判定受光量是否達到預定閾值。關於判定的詳細於後詳述。
控制單元46具備與受光量判定部54連接的閾值登錄部54a。該閾值登錄部54a事先登錄有閾值，該閾值係關於可以判定「附著於刀鋒檢測單元40的發光部50或該受光部52的汙染物十分少而刀鋒檢測單元40的刀鋒檢測可以不受汙染物影響來進行」的受光量。實施受光量判定部54的判定時，由該閾值登錄部54a讀取該閾值。
當受光部52接收的受光量為預定閾值以上時，受光量判定部54判定為可就現狀即可實施刀鋒檢測單元40的刀鋒檢測。反之，當較多汙染物附著於該發光部50或是受光部52而使該光的受光量為閾值以下時，受光量判定部54則判定為：必須基於刀鋒檢測可否判定部56來判定可否基於刀鋒檢測單元40進行刀鋒檢測。於此情形，受光量判定部54傳送判定結果至刀鋒檢測可否判定部56。
當以受光部52接收的受光量未達該閾值之情形時，受光量判定部54將關於以受光部52接收的光之受光量的資訊，及其內容意旨傳輸至通報單元62(例如顯示部42)，通報給切割裝置2的操作員。圖3(A)示出顯示部42的顯示例。
圖3(A)為分別在切割裝置2所具有的兩個切割單元18(Z1、Z2)中，將以刀鋒檢測單元40的光電轉換部52a接收的光之受光量顯示出的一例。顯示部42顯示：在發光部50與受光部52未附著汙染狀態的受光量為100%時，到達該受光部52後以該光電轉換部52a接收的光之受光量的比例。
圖3(A)為當Z1具有的刀鋒檢測單元40的發光部50或是受光部52附著的汙染物少以及Z2具有的刀鋒檢測單元40的發光部50或受光部52附著的汙染物相對較多時，顯示部42的顯示例示意圖。圖3(A)所示出的例子為，於當Z2中，光的受光量比由閾值登錄部54a讀取的閾值54b還要小時，顯示受光量不足之警告42b顯示於顯示部42之情形。
即使發光部50或受光部52附著汙染物，視該汙染物的狀態，仍有可進行基於刀鋒檢測單元40的刀鋒檢測的情形，因此刀鋒檢測可否判定部56判定該刀鋒檢測可否進行。以下針對刀鋒檢測可否判定56中的刀鋒檢測可否判定進行說明。
首先，使光源50a運作，以從發光部50放射光的狀態，將切割刀片18a沿著切入進給方向以一定的速度下降，使切割刀片18a進入切割刀片進入槽48a。刀鋒檢測可否判定部56得到下述關係：在切割刀片18a的切入進給方向中由下降開始起的經過時間（下降時間），與根據以受光部52接收的光之受光量而由光電轉換部52a輸出的電壓（輸出電壓）的關係。該關係的一例顯示於圖3（B）。
圖3（B）顯示的是：發光部50或受光部52未附著汙染物時的該下降時間、該輸出電壓的關係64a；以及發光部50或受光部52附著汙染物時的該下降時間、該輸出電壓的關係64b、64c。在圖3（B）分別將縱軸為由光電轉換部52a輸出電壓（輸出電壓）而橫軸為切割刀片的下降開始起的經過時間（下降時間）時的各個關係示出。
於圖3（B）所示的例當中，將未被切割刀片18a或汙染物遮擋狀態的輸出電壓設定為5V。於發光部50或是受光部52未附著汙染物的狀態中，將切割刀片18a的刀鋒下端18b定位至預定高度位置（切入進給方向中位置）時的基準輸出電壓66設為3V。
將由發光部50所發出光的一部分開始被切割刀片18a的刀鋒下端18b遮擋時的時間設為t0 ，將該光完全地被該切割刀片18a遮擋而無法抵達受光部52的時間設為t1 。
圖4（A）及圖4（B）顯示一側面圖，其示意性表示該輸出電壓為基準輸出電壓66時的切割刀片18a刀鋒的下端18b、及受光部52的位置關係。圖4（A）表示當發光部52或是受光部52未附著汙染物時，該刀鋒下端18b的高度位置。圖4（B）表示當受光部52部分地有汙染物68附著時，該刀鋒下端18b的高度位置。
圖3（B）的關係64b如圖4（B）般，示出當受光部52部分地有汙染物68附著時的該輸出電壓，及該下降時間的關係。由於該汙染物68遮擋住光，因此於時間t0 的輸出電壓不成為5V，例如成為4V。於此情形，切割刀片18a的刀鋒下端18b於定位至預定高度位置前，該輸出電壓成為基準輸出電壓66之3V。
圖4（B）所示的2點鏈線表示該汙染物68未附著情況下，輸出電壓為3V時的切割刀片18a的刀鋒位置。當受光部52附著汙染物68時，該刀鋒下端18b抵達該位置之前，輸出電壓成為3V。於此情形，即使例如調光器50b連接至發光部50的光源50a，以調光器50b實施調整，使得由該發光部50所放射的光的強度增加，將時間t0 的該輸出電壓設為5V，也無法期望刀鋒檢測單元40所帶來確切的刀鋒檢測。
相對於此，圖3（B）示出的關係64c為：遍及發光部50或是受光部52的全面大致均勻地附著汙染物的情形下，該輸出電壓與該下降時間的關係。於此情形，例如，關係64c當中，與關係64b相同地，於時間t0 時的該輸出電壓為4V，若該關係64c於縱軸方向上延伸，與關係64a呈一致的形狀。即，可說關係64c與關係64a類似。
因此，若藉由調光器50b來調整該光源50a的輸出，使得時間t0 的該輸出電壓成為5V，則該輸出電壓與該下降時間的關係與關係64a為同形。如此一來，切割刀片18a會被定位，使得該刀鋒下端18b成為預定的高度位置。
於此，於刀鋒檢測可否判定部56，當收到由受光量判定部54所通知「刀鋒非檢測時該受光量未達到閾值，必須基於刀鋒檢測可否判定部56判定刀鋒檢測可否」的判定時，判定刀鋒檢測可否執行。刀鋒檢測可否判定部56與關係登錄部56a連接。關係登錄部56a中登錄有：當可正常地執行刀鋒檢測時的該輸出電壓、與該下降時間的基準關係（例如64a），當刀鋒檢測可否判定部56進行判定時，讀取該基準關係。
然後，比較下述兩者關係判斷兩者是否類似：即比較切割刀片18a下降而得到的該輸出電壓與該下降時間的關係，以及登錄於該關係登錄部56a的關係。於該刀鋒檢測可否判定部56當中判斷為類似時，判定刀鋒件側單元40的刀鋒檢測為可執行。
該刀鋒檢測可否判定部56在當判定刀鋒檢測單元40的刀鋒檢測為可執行時，將該判定結果傳送至刀鋒檢測部58、及該調光器50b。然後，藉著以該調光器50b調整光源50a，以調整從該發光部50放射的光的強度，使得以該受光部52接收的光之受光量超過登錄於該閾值登錄部54 a的閾值。
另一方面，將切割刀片18a下降而得到的該輸出電壓與該下降時間的關係，與登錄於該關係登錄部56a的關係作比較，當判斷兩者為非類似時，刀鋒檢測單元40判定刀鋒檢測功能無法發揮。此時，該刀鋒檢測可否判定部56將該判定結果傳送至通報單元62。然後，以該通報單元62將其判定結果通報給操作員，強烈提醒刀鋒檢測單元40的清掃及檢查。
當刀鋒檢測部58，收到來自刀鋒檢測可否判定部56的、可執行刀鋒檢測之判定時，藉由調光器50b調整光源50a後，再度地使切割刀片18a由切割刀片進入槽48a上方進入該切割刀片18a。然後，當該切割高17a的刀鋒下端18b定位至預定的高度時，可將該切割刀片18a的高度位置進行分度。
刀鋒檢測部58例如可與修正部60連接，修正部60與Z軸脈衝馬達36連接。當該切割刀片18a的刀鋒下端18b定位於預定高度時，依據關於該切割刀片18a的高度位置之資訊，該修正部60控制Z軸脈衝馬達36，並將切割刀片18a定位至該高度位置。
本實施方式中的切割裝置2當中，藉由刀鋒檢測單元40，利用非接觸來實施切割刀片18a的設定步驟。本實施方式中的切割裝置2當中，當刀鋒檢測單元40附著汙染物時，判定可否執行其後的設定步驟，若可實施設定步驟，則調整由該發光部放射的光的強度。
因此，即使於刀鋒檢測單元40附著汙染物的情形中，視汙染狀態而定，該切割裝置2仍可能可以發揮該刀鋒檢測單元40的刀鋒檢測功能。於此情形，由於即使刀鋒檢測單元40受到汙染也不需要立即清掃，因此可配合切割裝置2的維護等實施清掃及檢查。由於不需只為了要清掃等作業而停止切割裝置2，因此可提升基於切割裝置2的加工效率。
此外，上述實施方式中雖說明了切割裝置2具有兩個切割單元，藉由在各個切割單元18所具有的刀鋒檢測單元40來實施設定步驟之情形，然而本發明的一態樣並不限於此，亦可為兩個切割單元共同使用一個刀鋒檢測單元40。此外，切割裝置2所具備的切割單元18亦可為一個。
此外，於上述實施方式中雖說明了於切割裝置2的刀鋒檢測單元40附著汙染物時，判定刀鋒檢測可否執行，以調整由發光部50放射的光的強度。然而，本發明的一態樣並不限定於此。本發明的一態樣中的切割裝置2當中，即使除了汙染物的其他原因而使得以光電轉換部52a接收的光之受光量與平常相異的狀態下，仍有刀鋒檢測單元40的切割刀片的刀鋒檢測可以實施的情形。
於此，該其他主要原因，例如可為刀鋒檢測單元40的發光部50或是受光部52中露出切割刀片進入槽48a的面產生的損傷及連接至發光部50或受光部52的光纖的彎曲狀態之變化。此些情況也與上述實施形態相同，可以受光量判定部54判定受光量是否達到閾值。進一步地，可運作刀鋒檢測否判定部56，以判定是否可執行基於刀鋒檢測單元40的刀鋒檢測，若判定為可執行的話則藉由調光器50b來調整光源50a。
惟，於此情形，即使實施刀鋒檢測單元40的檢查或清掃，仍然可能有以受光量判定部54判定的受光量未達到閾值的情形，或是切割刀片18a的高度位置、及由光電轉換部52a輸出的該輸出電壓之關係，與基準關係並不類似的情形。即，存在即使實施檢查或清掃，刀鋒檢測單元40也有無法恢復初期狀態的情形。
本發明一態樣中的切割裝置2當中，於上述般情形仍可調整刀鋒檢測單元40，使得刀鋒檢測單元40的刀鋒檢測功能能夠發揮。首先，藉由調光器50b調整由光源50a所發出的光，將以光電轉換部52a所接收的光之受光量設定為閾值以上。接著，於此狀態中使切割刀片18a進入切割刀片進入槽48a，得到切割刀片18a的下降時間與輸出電壓之關係，將該關係作為新的基準關係登錄於關係登錄部56a。
進一步地，實施使卡盤台8、切割刀片18a接觸的設定步驟，將該切割刀片18a的刀鋒下端定位至預定的高度位置，將此時的光電轉換部52a的輸出電壓設定為新基準的輸出電壓。如此一來，該刀鋒檢測單元40就可再次地實施非接觸式的設定步驟。
此外，此般的刀鋒檢測單元40的調整，亦可於發光部50或受光部52附著汙染物時實施。即，以刀鋒檢測可否判定部56，比較光電轉換部52a的該輸出電壓、切割刀片18a的該下降時間之關係、及登錄於該關係登錄部56a的關係，若判斷兩者為非類似時，亦可實施刀鋒檢測單元40。
除此之外，上述實施方式中的構造、方法等，只要不脫離本發明的目的之範圍可適當地進行變更。
2‧‧‧切割裝置4‧‧‧裝置基台
6:X軸移動台
8:卡盤台
8a:保持面
10:夾具
12:X軸導軌
14:X軸滾珠螺桿
16:X軸脈衝馬達
18:切割單元
18a:切割刀片
18b:刀鋒下端
20:排水路徑
22:支撐構造
24:Y軸導軌
26:Y軸移動板
28:Y軸滾珠螺桿
28a:Y軸脈衝馬達
30:Z軸導軌
32:Z軸移動板
34:Z軸滾珠螺桿
36:Z軸脈衝馬達
38:攝像單元(攝影機)
40:刀鋒檢測單元
42:顯示部
42a:受光量量測表
42b:警告
44:警報燈
46:控制單元
48:本體
48a:切割刀片進入槽
48b:蓋
50:發光部
50a:光源
50b:調光器
52:受光部
52a:光電轉換部
54:受光量判定部
54a:閾值登錄部
54b:閾值
56:刀鋒檢測可否判定部
56a:關係登錄部
58:刀鋒檢測部
60:修正部
62:通報單元
64a、64b、64c:切割刀片的下降時間與輸出電壓之關係
66:基準輸出電壓
68:汙染物
圖1係示意性表示切割裝置的立體圖。 圖2（A）係示意性表示刀鋒檢測單元的立體圖。圖2（B）係示意性表示切割單元、刀鋒檢測單元、控制單元的概念圖。 圖3（A）係示意性表示顯示部之顯示的一例的圖。圖3（B）示意性表示切割刀片的下降時間與光電轉換部的輸出電壓的關係之圖。 圖4（A）係示意性表示未附著汙染物的受光部與切割刀片的側面圖。圖4（B）示意性表示附著汙染物的受光部與切割刀片的側面圖。
18:切割單元
18a:切割刀片
18b:刀鋒下端
36:Z軸脈衝馬達
40:刀鋒檢測單元
46:控制單元
48:本體
48a:切割刀片進入槽
48b:蓋
50:發光部
50a:光源
50b:調光器
52:受光部
52a:光電轉換部
54:受光量判定部
54a:閾值登錄部
56:刀鋒檢測可否判定部
56a:關係登錄部
58:刀鋒檢測部
60:修正部
62:通報單元

Claims (2)

  1. 一種切割裝置，其具備：卡盤台，其保持工件；切割單元，其上裝載有切割刀片，該切割刀片切割保持於該卡盤台上的工件；切入進給單元，使該切割單元對著該卡盤台往切入進給方向移動；辨識位置單元，辨識該切割單元於該切入進給方向上的位置；刀鋒檢測單元，具有發光部及受光部，並檢測該切割刀片之刀鋒下端於該切入進給方向上的位置；通報單元，係發出警告；以及控制單元，控制各構成要件；其中，該刀鋒檢測單元具有刀鋒檢測功能，其係在切割刀片進入該發光部及該受光部之間的狀態下，從該發光部放射光，並接收該光當中未被該切割刀片遮蔽而抵達該受光部的光，由該光的受光量檢測該切割刀片之刀鋒下端於該切入進給方向上的位置，該控制單元具有：受光量判定部，在該切割刀片未進入該發光部及該受光部之間的狀態下，判定從該發光部放射並抵達該受光部而被接收的光之受光量是否達到閾值；關係登錄部，其登錄有進入該發光部及該受光部之間之該切割刀片於該切入進給方向上的位置、以及從該發光部放射且未被該切割刀片遮蔽而抵達該受光部的光之受光量的基準關係；以及刀鋒檢測可否判定部，在該切割刀片未進入該發光部及該受光部之間的狀態下，該受光量判定部判定接收到的光之受光量未達到該閾值時，使該切割刀片進入該發光部與該受光部之間，並檢測該切割刀片於該切入進給方向上的位置、及由該發光部放射且未被該切割刀片遮蔽而抵達該受光部的光之受光量的關係，並將檢測出的該關係、與登錄於該關係登錄部的該基準關係進行比較，以判定該刀鋒檢測單元是否可發揮該刀鋒檢測功能； 其中，當該刀鋒檢測可否判定部判定該刀鋒檢測單元無法發揮該刀鋒檢測功能時，由該通報單元發出警告以提醒該刀鋒檢測單元的檢查，並進行該刀鋒檢測單元的調整；該刀鋒檢測單元的該調整係藉由以下方式而實施：調節該發光部放射的光的強度，在該切割刀片未進入該發光部與該受光部之間的狀態下，將從該發光部放射並抵達該受光部而被接收的光之受光量設定為該閾值以上；使該切割刀片進入該發光部與該受光部之間，檢測該切割刀片於該切入進給方向上的位置、以及從該發光部放射且未被該切割刀片遮蔽而抵達該受光部的光之受光量的新關係，將該新關係作為新基準而登錄於該關係登錄部；使該卡盤台、該切割刀片接觸，特定該切割刀片的刀鋒下端的高度後，在使該切割刀片進入該發光部與該受光部之間而將該切割刀片的刀鋒下端定位於該高度的狀態下，將從該發光部放射並抵達該受光部而被接收的光之受光量設定為新閾值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之切割裝置，其中，該刀鋒檢測單元具備：光電轉換部，其接收抵達該受光部的光，並根據該光的受光量輸出電性訊號；及調光器，其調節該發光部放射的光的強度，其中，當該刀鋒檢測可否判定部判定該刀鋒檢測單元可發揮該刀鋒檢測功能時，該控制單元係藉由該調光器增加由該發光器放射的光的強度，並且在該切割刀片未進入該發光部與該受光部之間的狀態下，將由該發光部放射，抵達該受光部，並以該光電轉換部所接收的光之受光量調整為該閾值以上。
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