(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6134595
(24)【登録日】2017年4月28日
(45)【発行日】2017年5月24日
(54)【発明の名称】切削装置及びセットアップ方法
(51)【国際特許分類】
B24B 49/12 20060101AFI20170515BHJP
H01L 21/301 20060101ALI20170515BHJP
B24B 27/06 20060101ALI20170515BHJP
【FI】
B24B49/12
H01L21/78 F
B24B27/06 M
【請求項の数】2
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2013-140601(P2013-140601)
(22)【出願日】2013年7月4日
(65)【公開番号】特開2015-13333(P2015-13333A)
(43)【公開日】2015年1月22日
【審査請求日】2016年5月19日
(73)【特許権者】
【識別番号】000134051
【氏名又は名称】株式会社ディスコ
(74)【代理人】
【識別番号】110001014
【氏名又は名称】特許業務法人東京アルパ特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100087099
【弁理士】
【氏名又は名称】川村 恭子
(74)【代理人】
【識別番号】100063174
【弁理士】
【氏名又は名称】佐々木 功
(74)【代理人】
【識別番号】100124338
【弁理士】
【氏名又は名称】久保 健
(72)【発明者】
【氏名】木村 謙
(72)【発明者】
【氏名】浦山 孝世
【審査官】
宮部 菜苗
(56)【参考文献】
【文献】
特開昭56−062757(JP,A)
【文献】
特開2002−313756(JP,A)
【文献】
特開2009−231760(JP,A)
【文献】
特開2006−310396(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B24B 49/12
B24B 27/06
H01L 21/301
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
板状ワークを保持する保持テーブルを有する保持手段と、
スピンドルの先端に切削ブレードが回転可能に装着される切削手段と、
該保持手段と該切削手段とを相対的にX軸方向に切削送りする切削送り手段と、
該切削手段を、該X軸方向と直交するY軸方向に割出し送りする割出し送り手段と、
該切削手段を、該X軸方向及び該Y軸方向と直交するZ軸方向に切込み送りする切込み送り手段と、
該切削ブレードの先端を認識する先端認識手段と、
を備えた切削装置であって、
該先端認識手段は、
光を投光し、該切込み送り手段が該切削手段を該保持テーブルから離れる方向に移動させたとき、投光する光が該切削ブレードによって遮光される位置に配設された投光部と、
該投光部に対して所定の間隔を空けて対向して配設され、該投光部が投光した光を受光する受光部と、
該投光部が投光した光が該切削ブレードによって遮光されることにより、該受光部が受光する光の受光量が所定の閾値になった場合に、該切削ブレードの先端を認識する認識部と、を有し、
該切削ブレードの先端を該先端認識手段が認識した時の該切削手段の該Z軸方向の位置に基づいて、該切削ブレードの先端が該保持テーブルに接する時の該切削手段の該Z軸方向の位置を算出する算出部を備える、切削装置。
【請求項2】
請求項1記載の切削装置を用いて、前記切削ブレードの先端が前記保持テーブルに接する時の前記切削手段の位置を算出するセットアップ方法であって、
前記切込み送り手段が該切削手段を該保持テーブルに近づく方向に移動させ、該切削ブレードの先端が該保持テーブルに接した時の該切削手段の前記Z軸方向の位置を第1基準位置として計測する初期接触位置計測工程と、
該切込み送り手段が該切削手段を該保持テーブルから離れる方向に移動させ、該切削ブレードの先端を前記先端認識手段が認識した時の該切削手段の該Z軸方向の位置を第2基準位置として計測する初期認識位置計測工程と、
該切込み送り手段が該切削手段を該保持テーブルから離れる方向に移動させ、切削加工によって磨耗した切削ブレードの先端を該先端認識手段が認識した時の該切削手段の該Z軸方向の位置を磨耗認識位置として計測する磨耗認識位置計測工程と、
該算出部が、該磨耗認識位置計測工程で計測した該磨耗認識位置と、該初期認識位置計測工程で計測した該第2基準位置との差を算出する補正値算出工程と、
該算出部が、該初期接触位置計測工程で計測した該第1基準位置を、該補正値算出工程で算出した差で補正することにより、該切削加工によって磨耗した切削ブレードの先端が該保持テーブルに接する時の該切削手段の該Z軸方向の位置を算出する基準位置算出工程と、
を備える、セットアップ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、切削ブレードにより板状ワークを切削する切削装置、及び、切削装置において切削ブレードの切込みの基準位置を設定するセットアップ方法に関する。
【背景技術】
【0002】
保持テーブルに板状ワークを保持し、その板状ワークに切削ブレードを切り込ませて切削する切削装置では、切削ブレードの先端が保持テーブルの上面に接する位置を基準として切込み送り方向の送り量を制御することにより、板状ワークに対する切込み深さを調整している。しかし、切削加工により切削ブレードが磨耗すると、それにあわせて基準となる位置を調整しなければならない。そこで、切削ブレードの先端を認識する先端認識手段を保持テーブルの横に配設し、切削ブレードの先端を認識することにより、基準位置を補正する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2002−313756号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、先端認識手段を保持テーブルの横に配設すると、切削ブレードの先端を認識するには、保持テーブルを退避させ、先端認識手段の認識位置に切削手段を移動させる必要がある。このため、切削加工中に基準位置の補正をしようとすると、切削ブレードの先端を認識するのに時間がかかり、切削加工にかかる時間が長くなるという問題がある。
【0005】
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、切削ブレードの磨耗に対応した切込み送りの基準位置の調整を効率的に行うことにより、切削加工にかかる時間が長くなるのを防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る切削装置は、板状ワークを保持する保持テーブルを有する保持手段と、スピンドルの先端に切削ブレードが回転可能に装着される切削手段と、該保持手段と該切削手段とを相対的にX軸方向に切削送りする切削送り手段と、該切削手段を、該X軸方向と直交するY軸方向に割出し送りする割出し送り手段と、該切削手段を、該X軸方向及び該Y軸方向と直交するZ軸方向に切込み送りする切込み送り手段と、該切削ブレードの先端を認識する先端認識手段と、を備えた切削装置であって、該先端認識手段は、光を投光し、該切込み送り手段が該切削手段を該保持テーブルから離れる方向に移動させたとき、投光する光が該切削ブレードによって遮光される位置に配設された投光部と、該投光部に対して所定の間隔を空けて対向して配設され、該投光部が投光した光を受光する受光部と、該投光部が投光した光が該切削ブレードによって遮光されることにより、該受光部が受光する光の受光量が所定の閾値になった場合に、該切削ブレードの先端を認識する認識部と、を有し、該切削ブレードの先端を該先端認識手段が認識した時の該切削手段の該Z軸方向の位置に基づいて、該切削ブレードの先端が該保持テーブルに接する時の該切削手段の該Z軸方向の位置を算出する算出部を備える。
【0007】
本発明に係るセットアップ方法は、前記切削装置を用いて、前記切削ブレードの先端が前記保持テーブルに接する時の前記切削手段の位置を算出するセットアップ方法であって、前記切込み送り手段が該切削手段を該保持テーブルに近づく方向に移動させ、該切削ブレードの先端が該保持テーブルに接した時の該切削手段の前記Z軸方向の位置を第1基準位置として計測する初期接触位置計測工程と、該切込み送り手段が該切削手段を該保持テーブルから離れる方向に移動させ、該切削ブレードの先端を前記先端認識手段が認識した時の該切削手段の該Z軸方向の位置を第2基準位置として計測する初期認識位置計測工程と、該切込み送り手段が該切削手段を該保持テーブルから離れる方向に移動させ、切削加工によって磨耗した切削ブレードの先端を該先端認識手段が認識した時の該切削手段の該Z軸方向の位置を磨耗認識位置として計測する磨耗認識位置計測工程と、該算出部が、該磨耗認識位置計測工程で計測した該磨耗認識位置と、該初期認識位置計測工程で計測した該第2基準位置との差を算出する補正値算出工程と、該算出部が、該初期接触位置計測工程で計測した該第1基準位置を、該補正値算出工程で算出した差で補正することにより、該切削加工によって磨耗した切削ブレードの先端が該保持テーブルに接する時の該切削手段の該Z軸方向の位置を算出する基準位置算出工程と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係る切削装置及びセットアップ方法によれば、切込み送り手段が切削手段を保持テーブルから離れる方向に移動させたとき、投光部が投光する光が遮光されたことにより、切削ブレードの先端を認識するので、保持テーブルを退避させる動きが不要となり、切削ブレードの先端を認識するのにかかる時間を短縮することができる。したがって、切込み送り方向の基準位置の補正に多くの時間を要しないため、切削加工の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図4】セットアップ方法の手順を示すフローチャート。
【
図6】先端認識手段が切削ブレードの先端を認識する状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
図1に示す切削装置10は、基台11と、板状ワークを吸引保持する保持テーブル121を備えた保持手段12と、保持手段12を基台11に対して±X方向に移動させる(切削送りする)切削送り手段13と、保持手段12が保持した板状ワークを切削する2つの切削手段20a,20bと、各切削手段20a,20bを±Z方向に移動させる(切込み送りする)2つの切込み送り手段15a,15bと、各切削手段20a,20b及び各切込み送り手段15a,15bを±Y方向に移動させる(割出し送りする)2つの割出し送り手段14a,14bと、切込み送り手段15a,15bによる切削手段20a,20bの±Z方向の制御情報を記録する記憶部17と、切込み送り手段15a,15bによる切削手段20a,20bの±Z方向の制御に必要な情報の算出を行う算出部16とを備える。
【0011】
切削送り手段13は、±X方向に平行なねじ軸132をモータ131が回転させることにより、ねじ軸132と係合した移動台135が、ねじ軸132に平行な2本のガイドレール133,134にガイドされて、±X方向に移動する構成となっている。保持手段12は、移動台135に支持されており、移動台135の移動に伴って±X方向に移動する。したがって、切削送り手段13は、保持手段12と切削手段20a,20bとを相対的にX軸方向に切削送りすることができる。
【0012】
各割出し送り手段14a,14bは、±Y方向に平行なねじ軸142をモータ141が回転させることにより、ねじ軸142と係合した移動台145が、ねじ軸142に平行な2本のガイドレール143,144にガイドされて、±Y方向に移動する構成となっている。割出し送り手段14aの移動台145は、切込み送り手段15aと、切削手段20aの切削ブレード29の先端を認識する先端認識手段30aとを支持しており、切込み送り手段15a及び先端認識手段30aは、割出し送り手段14aの移動台145のY軸方向の移動に伴ってY軸方向に移動する構成となっている。同様に、割出し送り手段14bの移動台145は、切込み送り手段15bと、切削手段20bの切削ブレード29の先端を認識する先端認識手段30aとを支持しており、切込み送り手段15b及び先端認識手段30bは、割出し送り手段14bの移動台145のY軸方向の移動に伴ってY軸方向に移動する構成となっている。切削手段20a,20bは、それぞれが切込み送り手段15a,15bを介して割出し送り手段14a,14bによって支持されているため、割出し送り手段14a,14bは、切削手段20a,20bをY軸方向に割出し送りすることができる。
【0013】
各切込み送り手段15a,15bは、±Z方向に平行なねじ軸152をモータ151が回転させることにより、ねじ軸152と係合した移動台155が、ねじ軸152に平行な2本のガイドレール153,154にガイドされて、±Z方向に移動する構成となっている。切削手段20aは、切込み送り手段15aの移動台155に支持され、移動台155の移動に伴って、±Z方向に切込み送りされる。また、切削手段20bは、切込み送り手段15bの移動台155に支持され、移動台155の移動に伴って、±Z方向に切込み送りされる。
【0014】
図2に示すように、切削手段20aは、回転するスピンドル21と、スピンドル21の先端に装着された切削ブレード29と、切削ブレード29を覆うカバー22と、切削ブレード29と被加工物とが接触する部分を冷却する冷却手段23と、カバー22及び冷却手段23を±X方向に移動させる退避手段24と、切削屑を除去する切削屑除去手段25とを備えており、スピンドル21が切削ブレード29を回転させた状態で、切込み送り手段15aが切削手段20aを−Z方向に移動させ、保持手段12が保持した板状ワークに切削ブレード29を接触させることにより、板状ワークを切削する。なお、切削手段20bも、切削手段20aと同様に構成される。
【0015】
冷却手段23は、切削液を取り込む2つの切削液流入口231,232と、切削液流入口231,232から取り込んだ切削液を噴射する2つのノズル233,234とを備えている。
【0016】
退避手段24は、2つのエアシリンダ241,242を備えている。例えば、エアシリンダ241,242内に空気を注入すると、カバー22及び冷却手段23が−X方向に移動し、エアシリンダ241,242内の空気を吸引すると、カバー22及び冷却手段23が+X方向に移動する。
【0017】
切削屑除去手段25は、切削液を取り込む2つの切削液流入口251,252と、切削液流入口251,252から取り込んだ切削液を噴射して切削屑を吹き飛ばす2つのノズル253,254とを備えている。
【0018】
図1に示すように、Y軸方向に移動可能な2つの移動台145には、切削手段20a,20bを構成する切削ブレード29の先端を認識する2つの先端認識手段30a,30bがそれぞれ固定されている。
【0019】
図3に示す先端認識手段30aは、光を+Y方向に投光する投光部31と、投光部31が投光した光を受光する受光部32と、受光部32が受光する光の受光量に基づいて切削ブレード29の先端を認識する認識部33とを備える。先端認識手段30bも、先端認識手段30aと同様に構成されている。
【0020】
切削手段20aと先端認識手段30aとは、±Z方向に相対的に移動するが、±X方向及び±Y方向の位置関係は固定されている。切削手段20bと先端認識手段30bとの位置関係も同様である。投光部31は、
図1に示した切込み送り手段15a、15bにより切削手段20a及び切削手段20bが+Z方向に移動することにより投光部31から投光された光が切削ブレード29によって遮光される位置に配設されている。
【0021】
受光部32は、投光部31に対して+Y方向に所定の間隔を空けた位置に配置され、投光部31が+Y方向に投光した−Y方向からの光を受光する。投光部31及び受光部32は、スピンドル21の軸に対して+Z方向(上方)に配置されている。切込み送り手段15a,15bが切削手段20a,20bを+Z方向に移動させると、切削ブレード29の先端が投光部31と受光部32との間に入り、投光部31が投光した光を遮光する。認識部33は、受光部32が受光する光の受光量が所定の閾値に達したとき、切削ブレード29の先端が投光部31と受光部32との間にあると認識する。
【0022】
図4に示すセットアップ方法50は、
図1に示した切削装置10を用いて、切削ブレード29の先端が保持テーブル121に接する時の切削手段20a、20bの位置を算出する方法である。なお、以下では、切削手段20aの位置を求める場合について説明するが、切削手段20bについても同様の方法を用いることができる。
【0023】
まず、新しい切削ブレード29をスピンドル21に装着したときなどに、初期接触位置計測工程51及び初期認識位置計測工程52を実行する。
【0024】
初期接触位置計測工程51においては、
図5に示すように、切込み送り手段15aが切削手段20aを保持テーブル121に近づく方向(−Z方向)に移動させていき、切削ブレード29の先端が保持テーブル121の上面に接触した時の切削手段20aのZ軸方向の位置(第1基準位置Z1)を、切込み送り手段15aの制御情報として計測する。切削ブレード29が保持テーブル121の上面に接触したことは、例えば、切削ブレード29と保持手段12とが電気的に導通したことにより検出され、計測した第1基準位置Z1は、記憶部17に記憶される。
【0025】
次に、初期認識位置計測工程52においては、まず、
図6に示すように、退避手段24がカバー22及び冷却手段23を−X方向に移動させて退避させる。そして、スピンドル21が切削ブレード29を回転させたままの状態で、認識部33が切削ブレード29の先端を認識するまで、切込み送り手段15aが、切削手段20aを保持テーブル121から離れる方向(+Z方向)に移動させ、
図7に示すように、投光部31と受光部32との間に切削ブレード29の先端が位置し、切削ブレード29の先端を先端認識手段30aが認識した時の切削手段20aのZ軸方向の位置(第2基準位置Z2)を、切込み送り手段15aの制御情報として計測する。そして、この第2基準位置Z2を記憶部17に記憶する。
【0026】
次に、切削工程53では、
図1に示した保持手段12がX軸方向に移動するとともに、切削ブレード29が回転しながら切削手段20aが−Z方向に下降し、保持手段12に保持された被加工物に切削ブレード29が切り込んで切削が行われる。このときの被加工物に対する切削ブレード29の切込み深さは、記憶部17が記憶した第1基準位置Z1を基準として、切込み送り手段15aが制御する。
【0027】
切削加工により切削ブレード29が磨耗すると、第1基準位置Z1を基準とした切込み深さの制御では、所望の切込み深さを実現できないため、
図4に示した磨耗認識位置計測工程54、補正値算出工程55及び基準位置算出工程56を実行する。磨耗認識位置計測工程54、補正値算出工程55及び基準位置算出工程56は、所定の枚数の板状ワークを切削加工するたびに実行する構成であってもよいし、所定の時間が経過するたびに実行する構成であってもよい。
【0028】
図8に示す磨耗認識位置計測工程54においては、切込み送り手段15aが、切削手段20aを保持テーブル121から離れる方向(+Z方向)に移動させ、切削加工により磨耗した切削ブレード29の先端を先端認識手段30aが認識した時の切削手段20aのZ軸方向の位置(磨耗認識位置Z3)を、切込み送り手段15aの制御情報として計測する。この磨耗認識位置Z3は、記憶部17に記憶される。
【0029】
次に、補正値算出工程55において、算出部16は、磨耗認識位置Z3と第2基準位置Z2との差を算出して、補正値とする。切削加工によって切削ブレード29が磨耗した分、磨耗認識位置Z3は、第2基準位置Z2よりも高い位置になる。したがって、補正値は、切削ブレード29の磨耗量を表す。なお、算出した補正値を、記憶部17が記憶する構成であってもよい。
【0030】
次に、基準位置算出工程56において、算出部16は、第1基準位置Z1を当該補正値で補正することにより、基準位置Z4を算出する。切削ブレード29が磨耗した分、切削ブレード29が保持テーブル121に接触する時の切削手段20aのZ軸方向の位置は、第1基準位置Z1よりも低くなる。算出部16は、第1基準位置Z1よりも補正値の分だけ低い位置を基準位置Z4とし、記憶部17に記憶する。このように、算出部16は、切削ブレード29の先端を先端認識手段30aが認識した時の切削手段20aのZ軸方向の位置に基づいて、切削ブレード29の先端が保持テーブル121に接する時の切削手段20aのZ軸方向の位置を算出する。
【0031】
その後の切削工程53においては、切込み送り手段15aは、記憶部17が記憶した基準位置Z4を基準として、切削手段20aのZ軸方向の位置を制御する。
【0032】
このように、切込み送り手段15aが切削手段20aを+Z方向に移動させたときに、投光部31が投光する光を切削ブレード29が遮光する位置に、投光部31及び受光部32を配置することにより、切削工程53の合間に、切削手段20aを+Z方向に上昇させるだけで、先端認識手段30aが切削ブレード29の先端を認識することができる。したがって、切削ブレード29の先端の認識のために保持手段12を退避させる必要がないので、先端認識手段30aが切削ブレード29の先端を認識するのにかかる時間を短縮することができる。
【0033】
また、切削手段20a,20bと先端認識手段30a,30bとのXY方向における位置関係が固定されているため、切削手段20a,20bや先端認識手段30a,30bをXY方向に移動させる必要がないだけでなく、XY方向における位置合わせをする必要もない。このため、切削手段20a,20bと先端認識手段30a,30bとはZ方向に相対的に移動させるだけなので、先端認識手段30a,30bが切削ブレード29の先端を認識するのにかかる時間を短縮することができる。さらに、先端認識手段30a,30bが切削ブレード29の先端を認識するのにかかる時間が短いので、板状ワーク1枚の切削加工途中に切削ブレードの先端を認識する必要が有る場合に、板状ワーク1枚当たりの加工時間が短くて済み、単位時間に切削加工できる板状ワークの数を多くすることができる。また、先端認識手段30a,30bが切削ブレード29の先端を認識するのにかかる時間が短いので、頻繁に先端認識手段30a,30bが切削ブレード29の先端を認識することで、頻繁に基準位置Z4を更新できるので、切削ブレード29の切込み深さを補正でき、加工精度を高くすることができる。
【0034】
以上説明した実施形態は、一例であり、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、保持手段12と切削手段20a,20bとは、相対的に±X方向に移動可能であればよい。例えば、保持手段12を±X方向に移動させるのではなく、切削手段20a,20bを±X方向に移動させることにより、保持手段12と切削手段20a,20bとを相対的に±X方向に移動させる構成であってもよいし、保持手段12及び切削手段20a,20bの両方を±X方向に移動させることにより、保持手段12と切削手段20a,20bとを相対的に±X方向に移動させる構成であってもよい。保持手段12と切削手段20a,20bとの±Y方向及び±Z方向の相対移動についても、同様である。
【0035】
また、切削手段20a,20bの数は、2つに限らず、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。さらに、切削ブレード29の先端の認識に際し、カバー22を退避させるのではなく、カバー22を透明材料で形成し、投光部31がカバー22の外から投光し、カバー22を透過した光を受光部32が受光する構成であってもよい。
【符号の説明】
【0036】
10 切削装置、11 基台、12 保持手段、121 保持テーブル、
13 切削送り手段、14a,14b 割出し送り手段、
15a,15b 切込み送り手段、
131,141,151 モータ、132,142,152 ねじ軸、
133,134,143,144,153,154 ガイドレール、
135,145,155 移動台、16 算出部、17 記憶部、
20a,20b 切削手段、21 スピンドル、22 カバー、
23 冷却手段、25 切削屑除去手段、
231,232,251,252 切削液流入口、
233,234,253,254 ノズル、
24 退避手段、241,242 エアシリンダ、
29 切削ブレード、
30a,30b 先端認識手段、31 投光部、32 受光部、33 認識部、
50 切削方法、
51 初期接触位置計測工程、52 初期認識位置計測工程、53 切削工程、
54 磨耗認識位置計測工程、55 補正値算出工程、56 基準位置算出工程