切削刀具的状态检测方法与流程

文档序号:26000158发布日期:2021-07-23 21:16阅读:122来源:国知局
切削刀具的状态检测方法与流程

本发明涉及对安装于切削装置的切削刀具的状态进行检测的切削刀具的状态检测方法。



背景技术:

在切削装置中使用的切削刀具有时由于加工中的负荷或飞散的芯片的碰撞等而在刃尖或比刃尖靠径向内侧的位置上产生欠缺或贯通孔。当在这样的刃尖的状态下对被加工物进行加工时,会产生设想以上的崩边或裂纹,因此开发了一种刀具破损检测器,始终监视切削刀具(例如参照专利文献1)。专利文献1所示的刀具破损检测器通常对切刃的刃尖的欠缺进行检测。

专利文献1:日本特开2001-298001号公报

切削刀具有时由于芯片的碰撞而在比切刃的刃尖靠径向内侧的位置上形成贯通孔。所产生的贯通孔也成为崩边或裂纹的原因。但是,专利文献1所示的刀具破损检测器仅对切刃的刃尖的欠缺进行检查,因此担心遗漏贯通孔。



技术实现要素:

由此,本发明的目的在于提供切削刀具的状态检测方法,除了欠缺以外,还能够检测形成于切刃的贯通孔。

根据本发明,提供切削刀具的状态检测方法,在切削装置中对切削刀具的刃尖状态进行检测,该切削装置具有:卡盘工作台,其对被加工物进行保持;切削单元,其在主轴上安装有在外周具有切刃的所述切削刀具而对该卡盘工作台所保持的被加工物进行切削;刃尖检查单元,其包含供该切削刀具的该切刃侵入的侵入部以及夹着该侵入部而对置配置的发光部和受光部;以及移动单元,其使该刃尖检查单元和该切削单元在该切削刀具的径向上相对地移动,其中,该刃尖检查单元还包含:光电转换部,其将该受光部所接受的脉冲光的光量转换成电压;以及电压记录部,其按照每个脉冲记录该光电转换部所转换的该电压,该切削刀具的状态检测方法具有如下的步骤:电压记录步骤,一边使该切削刀具旋转一边驱动该移动单元,记录从该切刃未遮蔽该受光部所接受的脉冲光的位置向该切刃按照规定的量侵入该侵入部的位置移动的期间的该电压的变化;以及判定步骤,根据通过该电压记录步骤而记录的该电压的变化而判定该切刃的状态,在该判定步骤中,在没有规定以上的该电压的增加的情况下,判定为在该切刃上没有欠缺,在从该切刃刚刚开始遮蔽了该脉冲光后起产生了定期的且临时的该电压的增加的情况下,判定为在该切刃的前端产生了欠缺,在从该切刃刚刚开始遮蔽了该脉冲光后起持续了没有产生定期的且临时的该电压的增加的状态之后产生了定期的且临时的该电压的增加的情况下,判定为在比该切刃的外周缘靠径向内侧的位置形成了贯通孔。

优选该移动单元包含使该切削单元移动的切入进给单元或使该发光部和该受光部一体地移动的受发光部移动单元。

本发明起到如下的效果:除了欠缺以外,还能够检测形成于切刃的贯通孔。

附图说明

图1是示出实施第1实施方式的切削刀具的状态检测方法的切削装置的结构例的立体图。

图2是示出图1所示的切削装置的切削单元的主要部分和刃尖检查单元的单元主体的立体图。

图3是示意性示出图1所示的切削装置的刃尖检查单元的结构的图。

图4是示意性示出图1所示的切削装置的刃尖检查单元的发光部所发出的脉冲光和切削刀具的侧视图。

图5是示出光电转换部对图1所示的切削装置的刃尖检查单元的脉冲光的光量进行转换而得的电压的电压值的图。

图6是说明图1所示的切削装置的刃尖检查单元对切削刀具的切刃的刃尖状态进行检测的位置的示意图。

图7是示意性示出图1所示的切削装置的第2刃尖检查单元的结构的图。

图8是示出第1实施方式的切削刀具的状态检测方法的流程的流程图。

图9是示出在图8所示的切削刀具的状态检测方法的判定步骤中判定为在切刃上产生了欠缺时的电压值的变化的一例的图。

图10是示出在图8所示的切削刀具的状态检测方法的判定步骤中判定为在切刃上产生了贯通孔时的电压值的变化的一例的图。

图11是示意性示出实施第2实施方式的切削刀具的状态检测方法的切削装置的第2刃尖检查单元的结构的图。

标号说明

1:切削装置;10:卡盘工作台;20:切削单元;21:切削刀具;23:主轴;40:刃尖检查单元;44:侵入部;45:发光部;46:受光部;53:z轴移动单元(移动单元、切入进给单元);70:第2刃尖检查单元(刃尖检查单元);74:侵入部;75:发光部;76:受光部;80:受发光部移动单元;101:光电转换部;102:电压记录部;200:被加工物;212:切刃;z:径向;st2:电压记录步骤;st3:判定步骤。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。本发明并不被以下实施方式所记载的内容限定。另外,在以下所记载的构成要素中包含本领域技术人员能够容易想到的内容、实质上相同的内容。另外,以下所记载的结构可以适当组合。另外,可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的各种省略、置换或变更。

[第1实施方式]

根据附图,对本发明的第1实施方式的切削刀具的状态检测方法进行说明。第1实施方式的切削刀具的状态检测方法在图1所示的切削装置1中实施。首先,对切削装置1的结构进行说明。图1是示出实施第1实施方式的切削刀具的状态检测方法的切削装置的结构例的立体图。图2是示出图1所示的切削装置的切削单元的主要部分和刃尖检查单元的单元主体的立体图。

在第1实施方式中,图1所示的切削装置1的加工对象的被加工物200是以硅、砷化镓、sic(碳化硅)或蓝宝石等作为母材的圆板状的半导体晶片或光器件晶片等晶片。被加工物200在正面201上在由呈格子状形成的多条分割预定线202呈格子状划分的区域内形成有器件203。

另外,本发明的被加工物200可以是中央部薄化、在外周部形成有厚壁部的所谓的taiko(注册商标)晶片,除了晶片以外,还可以是具有多个被树脂密封的器件的矩形状的qfn(quadflatnoleaded,四方扁平无引脚)封装基板等树脂封装基板、陶瓷基板、铁素体基板或包含镍和铁中的至少一方的基板、玻璃基板等。在第1实施方式中,被加工物200将背面204粘贴于在外周缘安装有环状框架205的粘接带206而支承于环状框架205。

(切削装置)

图1所示的切削装置1是将被加工物200利用卡盘工作台10进行保持且利用切削刀具21沿着分割预定线202进行切削加工的加工装置。如图1所示,切削装置1具有:卡盘工作台10,其利用保持面11对被加工物200进行吸引保持;切削单元20,其利用切削刀具21对卡盘工作台10所保持的被加工物200进行切削;拍摄单元30,其对卡盘工作台10所保持的被加工物200进行拍摄;以及刃尖检查单元40。

另外,如图1所示,切削装置1具有使卡盘工作台10和切削单元20相对移动的移动单元50。移动单元50至少具有:作为加工进给单元的x轴移动单元51,其将卡盘工作台10在与水平方向平行的x轴方向上进行加工进给;作为分度进给单元的y轴移动单元52,其将切削单元20在与水平方向平行且与x轴方向垂直的y轴方向上进行分度进给;作为切入进给单元的z轴移动单元53,其将切削单元20在与垂直于x轴方向和y轴方向这双方的铅垂方向平行的z轴方向上进行切入进给;以及旋转移动单元54,其使卡盘工作台10绕与z轴方向平行的轴心旋转。

x轴移动单元51通过使对卡盘工作台10和旋转移动单元54进行支承的移动板12在作为加工进给方向的x轴方向上移动而将卡盘工作台10和切削单元20沿着x轴方向相对地进行加工进给。y轴移动单元52通过使切削单元20在作为分度进给方向的y轴方向上移动而将卡盘工作台10和切削单元20沿着y轴方向相对地进行分度进给。z轴移动单元53通过使切削单元20在作为切入进给方向的z轴方向上移动而将卡盘工作台10和切削单元20沿着z轴方向相对地进行切入进给。旋转移动单元54配置于移动板12上。另外,z轴方向相当于切削刀具21的径向。

x轴移动单元51、y轴移动单元52以及z轴移动单元53具有:设置成绕轴心旋转自如的周知的滚珠丝杠;使滚珠丝杠绕轴心旋转的周知的电动机以及将卡盘工作台10或切削单元20支承为在x轴方向、y轴方向或z轴方向上移动自如的周知的导轨。另外,z轴移动单元53是使切削单元20在z轴方向上移动且使刃尖检查单元40的发光部45和受光部46与切削单元20在z轴方向上相对地移动的权利要求中所记载的移动单元。

卡盘工作台10是圆盘形状,对被加工物200进行保持的保持面11由多孔陶瓷等形成。另外,卡盘工作台10通过利用x轴移动单元51将移动板12设置成在切削单元20的下方的加工区域与远离切削单元20的下方而搬入搬出被加工物200的搬入搬出区域移动自如,从而设置成在x轴方向上移动自如。卡盘工作台10设置成通过旋转移动单元54绕与z轴方向平行的轴心旋转自如。卡盘工作台10与未图示的真空吸引源连接,通过真空吸引源进行吸引,从而对载置于保持面11的被加工物200进行吸引、保持。在第1实施方式中,卡盘工作台10隔着粘接带206而对被加工物200的背面204侧进行吸引、保持。另外,如图1所示,在卡盘工作台10的周围设置有多个对环状框架205进行夹持的夹持部13。

切削单元20是将切削刀具21安装于主轴23而对卡盘工作台10所保持的被加工物200进行切削的切削构件。如图1所示,切削装置1是具有两个切削单元20的切削装置,即两个主轴的划片机、所谓的面对双轴型的切削装置。

切削单元20分别相对于卡盘工作台10所保持的被加工物200设置成通过y轴移动单元52在y轴方向上移动自如且设置成通过z轴移动单元53在z轴方向上移动自如。如图1所示,切削单元20分别借助y轴移动单元52和z轴移动单元53等而设置于从装置主体2竖立设置的支承框架3。切削单元20能够通过y轴移动单元52和z轴移动单元53而将切削刀具21定位于卡盘工作台10的保持面11的任意位置。

如图2所示,切削单元20具有:切削刀具21;主轴壳体22,其设置成通过y轴移动单元52和z轴移动单元53而在y轴方向和z轴方向上移动自如;主轴23,其以能够绕轴心旋转的方式设置于主轴壳体22且通过未图示的电动机进行旋转,并且在前端安装有切削刀具21;以及刀具罩24,其固定于主轴壳体22的前端面上。

切削刀具21是具有大致环形状的极薄的切削磨具。在第1实施方式中,如图2所示,切削刀具21是所谓的轮毂刀具,其具有圆环状的圆形基台211和配置于圆形基台211的外周缘而对被加工物200进行切削的圆环状的切刃212。切刃212由金刚石或cbn(cubicboronnitride,立方氮化硼)等磨粒和金属或树脂等结合材料构成,形成为规定的厚度。切削刀具21的切刃212对被加工物200进行切削时发生磨损。另外,在本发明中,切削刀具21可以是仅由切刃212构成的所谓的垫圈刀具。

主轴23通过电动机而绕轴心旋转,从而使切削刀具21旋转。刀具罩24覆盖切削刀具21的至少上方。刀具罩24固定于主轴壳体22的前端面上。另外,刀具罩24具有喷淋喷嘴25和一对刀具喷嘴26。喷淋喷嘴25与切削刀具21的切刃212的刃尖在x轴方向上面对,在切削中向切削刀具21的切刃212的刃尖提供切削水。刀具喷嘴36与x轴方向平行地延伸,相互在y轴方向上隔开间隔而配置。一对刀具喷嘴26将切削刀具21的切刃212的下端定位于相互之间,在切削中向切削刀具21的切刃212的下端提供切削水。

另外,切削单元20的切削刀具21和主轴23的轴心设定成与y轴方向平行。

拍摄单元30按照与一方的切削单元20一体地移动的方式固定于一方的切削单元20。拍摄单元30具有对卡盘工作台10所保持的切削前的被加工物200的要分割的区域进行拍摄的拍摄元件。拍摄元件例如是ccd(charge-coupleddevice,电感耦合元件)拍摄元件或cmos(complementarymos,互补金属氧化物半导体)拍摄元件。拍摄单元30对卡盘工作台10所保持的被加工物200进行拍摄而得到用于执行对准即进行被加工物200与切削刀具21的对位等的图像,将所得到的图像输出至刃尖检查单元40的控制单元100。

另外,切削装置1具有:未图示的x轴方向位置检测单元,其用于对卡盘工作台10的x轴方向的位置进行检测;未图示的y轴方向位置检测单元,其用于对切削单元20的y轴方向的位置进行检测;以及z轴方向位置检测单元,其用于对切削单元20的z轴方向的位置进行检测。x轴方向位置检测单元和y轴方向位置检测单元可以由与x轴方向或y轴方向平行的线性标尺和读取头构成。z轴方向位置检测单元利用电动机的脉冲对切削单元20的z轴方向的位置进行检测。x轴方向位置检测单元、y轴方向位置检测单元以及z轴方向位置检测单元将卡盘工作台10的x轴方向、切削单元20的切刃212的下端的y轴方向或z轴方向的位置输出至控制单元100。

另外,在第1实施方式中,切削装置1的卡盘工作台10以及切削单元20的x轴方向的位置、y轴方向和z轴方向的位置根据预先设定的未图示的基准位置而确定。另外,在第1实施方式中,切削单元20的z轴方向的基准位置是卡盘工作台10的保持面11与切削刀具21的切刃212的下端位于同一平面上的位置。

(刃尖检查单元)

接着,对刃尖检查单元进行说明。图3是示意性示出图1所示的切削装置的刃尖检查单元的结构的图。图4是示意性示出图1所示的切削装置的刃尖检查单元的发光部所发出的脉冲光和切削刀具的侧视图。图5是示出光电转换部对图1所示的切削装置的刃尖检查单元的脉冲光的光量进行转换而得的电压的电压值的图。图6是说明图1所示的切削装置的刃尖检查单元对切削刀具的切刃的刃尖状态进行检测的位置的图。

刃尖检查单元40是对用于切削被加工物200的切削刀具21的切刃212的刃尖的状态进行检测的单元。刃尖检查单元40作为刃尖的状态检测有无欠缺和有无贯通孔213(图4等所示),该欠缺指的是从切刃212的外缘发生局部缺损,该贯通孔213在比切刃212的外缘靠径向内侧的位置贯通。欠缺和贯通孔213有时在切削刀具21的制造时或在切削加工中产生。贯通孔213是由于在切削加工中进行切削加工的被加工物200的一部分进行碰撞而产生,例如内径为40μm左右。刃尖检查单元40具有图2和图3所示的单元主体41。

在第1实施方式中,单元主体41安装于水箱60的内表面上,该水箱60设置于卡盘工作台10的周围,接受包含切削单元20对被加工物200进行切削而产生的切削屑的切削水,并具有将该切削水排出的未图示的排水口。

单元主体41具有沿z轴方向竖立设置的一对腿部42以及连结部43。一对腿部42在y轴方向上相互隔开间隔而配置。一对腿部42间的间隔比切削刀具21的切刃212的厚度宽。因此,一对腿部42在相互之间设置有供切削刀具21的切刃212侵入的侵入部44。即,刃尖检查单元40具有侵入部44。一对腿部42配设成当在相互之间插入有切削刀具21的切刃212时在相互之间夹着切削刀具21的切刃212。连结部43将一对腿部42的下端部彼此连结,与y轴方向平行地沿水平方向延伸。

另外,单元主体41在y轴方向上夹着侵入部44而具有发光部45和受光部46。发光部45设置于一对腿部42中的一方的腿部42。发光部45具有光纤48,该光纤48与光源47连接,传递来自光源47的脉冲状的光(图4所示,以下记为脉冲光300),朝向另一方的腿部42即受光部46发光。在第1实施方式中,发光部45的光纤48的外径例如为0.3mm以上且为5mm,脉冲光300的光斑直径例如为0.3mm以上且为5mm。另外,发光部45以规定的频率发出脉冲光300。

受光部46设置于另一方的腿部42,接受从发光部45发出的脉冲光300,并将所接受的脉冲光300输出至控制单元100。

另外,如图1和图3所示,刃尖检查单元40除了上述单元主体41以外,还具有作为运算部的控制单元100。控制单元100具有光电转换部101、电压记录部102、判定部103以及控制部104。

光电转换部101将受光部46所接受的脉冲光300的光量转换成电压。光电转换部101转换成与从受光部46输入的脉冲光300的光量对应的电压的电压值。另外,在第1实施方式中,受光部46所接受的脉冲光300的光量和光电转换部101所转换的电压的电压值成正比。

另外,随着切削刀具21沿z轴方向下降而侵入至侵入部44的深处,切削刀具21对从发光部45发出且被受光部46接受的脉冲光300的遮挡量301(图4中虚线所示)增加。于是,光电转换部101所转换的电压的电压值如图5所示那样逐渐减少。

另外,图5中,横轴示出切削刀具21开始下降之后的经过时间,纵轴示出光电转换部101所转换的电压的电压值。另外,在第1实施方式中,图5将光电转换部101接受100%的脉冲光300时(脉冲光300的受光率为100%时)的电压值表示为100%,将光电转换部101接受0%的脉冲光300时(脉冲光300的受光率为0%时)的电压值表示为0%。

电压记录部102按照每个脉冲将光电转换部101所转换的电压存储。在第1实施方式中,电压记录部102与脉冲光300输入至光电转换部101的时刻一对一相对应地记录光电转换部101所转换的电压的电压值。

判定部103根据电压记录部102所记录的电压的电压值的变化而判定插入至侵入部44的切削刀具21的切刃212的刃尖的状态即有无产生欠缺和贯通孔213。

控制部104分别控制切削单元20和刃尖检查单元40的各结构要素而使刃尖检查单元40实施切削刀具21的切刃212的刃尖的状态的检测动作。控制部104在刃尖的状态的检测动作中将切削刀具21相对于刃尖检查单元40的单元主体41的相对位置定位于受光部46所接受的脉冲光300的受光率即光电转换部101所转换的电压值为100%的位置,并依次定位于从100%每次按照规定的值即10%降低的90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、0%的各位置。

控制部104在切削刀具21相对于刃尖检查单元40的单元主体41的相对位置为受光部46所接受的脉冲光300的受光率即光电转换部所转换的电压值为90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、0%的各位置,使刃尖检查单元40实施刃尖的状态的检测动作。在刃尖的状态的检测动作中,控制部104在通过主轴23以规定的转速进行旋转的状态下,从发光部45以规定的频率发出脉冲光300,通过受光部46接受,通过光电转换部101转换成电压,并记录在电压记录部102。

另外,光电转换部101所转换的电压值为100%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、0%的各位置是指切削刀具21的切刃212的下端位于图6中横线所示的各位置。特别是在第1实施方式中,光电转换部101所转换的电压值为100%的位置是切刃212完全未遮蔽受光部46所接受的脉冲光300的位置,是切削刀具21的状态检测方法的开始检测刃尖的状态的开始位置。

在第1实施方式中,光电转换部101所转换的电压值为0%的位置例如是切削刀具21的切刃212的下端达到比与脉冲光300的下端成为同一平面上的位置靠下的位置。光电转换部101所转换的电压值为0%的位置是切刃212完全遮蔽受光部46所接受的脉冲光300的位置,是切削刀具21的状态检测方法的结束检测刃尖的状态的结束位置。另外,在第1实施方式中,光电转换部101所转换的电压值为比100%低规定的值的90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、0%的各位置是切削刀具21的状态检测方法的对刃尖的状态进行检测的检测位置。另外,在本发明中,规定的值不限于10%。另外,在第1实施方式中,光电转换部101所转换的电压值为90%的位置是切刃212刚刚开始遮蔽了脉冲光300后的位置。

另外,控制部104设定脉冲光300的发光的频率和切削刀具21的转速的组合,以便使脉冲光300不要始终照射至切削刀具21的相同角度,即脉冲光300不要照射至切削刀具21的切刃212的相同位置。脉冲光300不要照射至切削刀具21的切刃212的相同位置是指使脉冲光300照射至切削刀具21的切刃212的位置在周向上错开,使脉冲光300照射至切削刀具21的切刃212的位置的整体不重叠,并且是指脉冲光300照射至切削刀具21的切刃212的位置的一部分彼此可以重叠。

例如在第1实施方式中,在切削刀具21的切刃212的外径为55.6mm,切刃212的外周的长度为174.6725515mm,切削刀具21的转速为60000rpm的情况下,可以将脉冲光300的发光的频率设为250khz,将受光部46的脉冲光300的采样周期设为0.004ms,将脉冲光300照射至切削刀具21的切刃212的外缘的位置的中心间的间隔设为0.698690206mm。

另外,控制单元100的控制部104分别控制切削装置1的各结构要素而使切削装置1实施对被加工物200的加工动作。另外,控制单元100是计算机,该控制单元100具有:运算处理装置,其具有cpu(centralprocessingunit,中央处理器)那样的微处理器;存储装置,其具有rom(readonlymemory,只读存储器)或ram(randomaccessmemory,随机存取存储器)那样的存储器;以及输入输出接口装置。控制单元100的运算处理装置按照存储于存储装置的计算机程序而实施运算处理,将用于控制切削装置1和刃尖检查单元40的控制信号经由输入输出接口装置而输出至切削装置1和刃尖检查单元40的各结构要素。

控制单元100与由显示出加工动作的状态或图像等的液晶显示装置等构成的显示单元110、操作者登记加工内容信息等时使用的未图示的输入单元、以及对操作者进行通知的通知单元120连接。输入单元由设置于显示单元110的触摸面板和键盘等外部输入装置中的至少一个构成。通知单元120发出声和光中的至少一方而通知给操作者。

另外,刃尖检查单元40也用于求出切削单元20的z轴方向的基准位置。控制单元100预先将当切削单元20位于z轴方向的基准位置时光电转换部101所转换的电压的电压值作为基准电压400(图5所示)而存储。刃尖检查单元40使切削刀具21慢慢下降而朝向侵入部44的深处慢慢插入,受光部46接受来自发光部45的脉冲光300,将光电转换部101所转换的电压的电压值成为基准电压400时的z轴方向位置检测单元的检测结果检测为切削单元20的z轴方向的基准位置并进行存储。控制单元100的控制部104利用刃尖检查单元40所检测的切削单元20的z轴方向的基准位置而实施切削加工。

另外,切削装置1使用刃尖检查单元40对切削单元20的z轴方向的基准位置进行检测的时机例如是每切削一张被加工物200时或者每切削规定的张数的被加工物200时,这一时机作为加工内容信息的一部分而存储于控制单元100的存储装置。

另外,上述切削装置1具有图7所示的第2刃尖检查单元70。图7是示意性示出图1所示的切削装置的第2刃尖检查单元的结构的图。第2刃尖检查单元70是在切削加工中对切削刀具21的切刃212的刃尖的状态进行检测的单元。第2刃尖检查单元70作为刃尖的状态而检测有无欠缺,该欠缺是指从切刃212的外缘发生局部缺损。

如图7所示,第2刃尖检查单元70具有单元主体71且具有刃尖检查单元40的光电转换部101、电压记录部102以及判定部103。在第1实施方式中,单元主体71设置于刀具罩24。单元主体71具有:一对腿部72,它们沿z轴方向竖立设置,在y轴方向上相互隔开间隔而在相互之间定位有切削刀具21的切刃212;以及连结部73,其将一对腿部72的上端部彼此连结。一对腿部72间是供切削刀具21的切刃212侵入的侵入部74。第2刃尖检查单元70具有侵入部74。

另外,单元主体71具有设置于一对腿部72中的一方的腿部72的发光部75以及设置于另一方的腿部72的受光部76。发光部75具有光纤78,该光纤78与光源77连接,对光源77所发出的脉冲状的光进行传递,朝向另一方的腿部72即受光部76发光。在第1实施方式中,发光部75的光纤78的外径例如为0.3mm以上且为5mm,受光部76接受从发光部75发出的脉冲状的光并将所接受的脉冲状的光输出至控制单元100的光电转换部101。

光电转换部101将受光部76所接受的脉冲状的光的光量转换成电压。光电转换部101转换成与从受光部76输入的脉冲光300的光量对应的电压值的电压。另外,在第1实施方式中,受光部76所接受的脉冲光300的光量与光电转换部101所转换的电压的电压值成正比。

另外,在切削加工中当在切削刀具21的切刃212上产生欠缺时,与产生欠缺前相比,从发光部75发出并被受光部76接受的脉冲状的光的受光量增加。

电压记录部102按照每个脉冲将光电转换部101所转换的电压存储。在第1实施方式中,电压记录部102与脉冲状的光输入至光电转换部101的时刻一对一相对应地记录光电转换部101所转换的电压的电压值。

判定部103根据电压记录部102所记录的电压的电压值的变化而判定切削刀具21的切刃212的刃尖的状态即有无产生欠缺。判定部103对切削加工中电压记录部102所记录的电压值是否比预先设定的伴随刀具消耗的增加率大且周期性地增加进行判定,当判定为大于该增加率且周期性地增加时,判定为在切削刀具21的切刃212上产生了欠缺。

控制部104分别控制第2刃尖检查单元70的各结构要素而使第2刃尖检查单元70实施切削刀具21的切刃212的刃尖的状态的检测动作。在第1实施方式中,控制部104在判定部103判定为在切削刀具21的切刃212上产生了欠缺时,停止切削加工,并且使通知单元120进行动作而通知给操作者。控制部104在判定部103判定为电压值未比该增加率大且未周期性地增加时,判定为未在切削刀具21的切刃212上产生欠缺而继续进行切削加工。另外,上述的光电转换部101、判定部103以及控制部104的功能通过控制单元100的运算处理装置实施存储于存储装置的计算机程序而实现。电压记录部102的功能通过控制单元100的存储装置而实现。

关于上述结构的切削装置1,在操作者等将加工内容信息登记在控制单元100中,将被加工物200隔着粘接带206而载置于搬入搬出区域的卡盘工作台10的保持面11上并由控制单元100接受来自操作者等的加工动作的开始指示时,开始加工动作。当开始加工动作时,切削装置1隔着粘接带206而将被加工物200吸引保持于保持面11上,利用夹持部13对环状框架205进行夹持,使主轴33绕轴心旋转,并从喷嘴25、26提供切削水。切削装置1通过移动单元50使卡盘工作台10从搬入搬出区域朝向加工区域而移动至拍摄单元30的下方,通过拍摄单元30对卡盘工作台10所吸引保持的被加工物200进行拍摄,执行对准。

切削装置1根据加工内容信息而一边通过移动单元50使切削刀具21和被加工物200沿着分割预定线202相对地移动,一边在被加工物200的分割预定线202上使切削刀具21切入至到达粘接带206的位置而进行切削加工。当切削装置1对被加工物200的所有分割预定线202进行切削时,使卡盘工作台10从加工区域朝向搬入搬出区域移动。

切削装置1在搬入搬出区域中使卡盘工作台10的移动停止,使卡盘工作台10的被加工物200的吸引保持停止,解除夹持部13的夹持,结束加工动作。

(切削刀具的状态检测方法)

第1实施方式的切削刀具的状态检测方法是在上述结构的切削装置1中对切削刀具21的切刃212的刃尖的状态即有无产生欠缺和有无产生贯通孔213进行检测的方法。图8是示出第1实施方式的切削刀具的状态检测方法的流程的流程图。图9是示出在图8所示的切削刀具的状态检测方法的判定步骤中判定为在切刃上产生了欠缺时的电压值的变化的一例的图。图10是示出在图8所示的切削刀具的状态检测方法的判定步骤中判定为在切刃上产生了贯通孔时的电压值的变化的一例的图。

第1实施方式的切削刀具的状态检测方法(以下记为状态检测方法)例如在每切削一张被加工物200时或者在每切削规定的数量的被加工物200时等时机实施。实施状态检测方法的时机作为加工内容信息的一部分而存储于控制单元100的存储装置。在第1实施方式中,切削装置1在实施状态检测方法而判定为未产生欠缺和贯通孔213这双方之后,使用刃尖检查单元40对切削单元20的z轴方向的基准位置进行检测,但在本发明中,实施状态检测方法的时机和基准位置的检测时机不限于第1实施方式所记载的时机。

如图8所示,状态检测方法具有开始位置设定步骤st1、电压记录步骤st2以及判定步骤st3。

开始位置设定步骤st1是将切削刀具21的切刃212的下端定位于开始位置的步骤。在开始位置设定步骤st1中,控制单元100的控制部104对切削单元20的电动机进行控制而使主轴23旋转,不从喷嘴25、26提供切削水,对移动单元50进行控制而将切削单元20的切削刀具21的切刃212的下端定位于刃尖检查单元40的侵入部44的正上方。在开始位置设定步骤st1中,控制单元100的控制部104从光源47以规定的频率发出脉冲光300,从发光部45朝向受光部46发出脉冲光300,并且对z轴移动单元53进行控制,使切削单元20下降而将切削刀具21的切刃212插入至侵入部44。

在开始位置设定步骤st1中,控制单元100的控制部104根据受光部46所接受且由光电转换部101进行转换而得的电压的电压值,对z轴移动单元53进行控制,将切削单元20定位于开始位置,停止切削单元20的z轴方向的移动。

电压记录步骤st2是如下的步骤:一边使切削刀具21旋转一边驱动z轴移动单元53,并记录从切刃212未遮蔽受光部46所接受的脉冲光300的开始位置向切刃212以规定的量侵入至侵入部的位置移动的期间的电压值的变化。在第1实施方式中,在电压记录步骤st2中,控制单元100的控制部104对z轴移动单元53进行控制,一边使切削刀具21旋转一边使切削单元20下降而使切削刀具21朝向侵入部44的深处插入。在第1实施方式中,在电压记录步骤st2中,控制单元100的控制部104根据受光部46所接受且由光电转换部101进行转换而得的电压值,对z轴移动单元53进行控制,定位于与开始位置相比电压值按照规定的值即10%降低的检测位置即电压值为90%的位置,停止切削单元20的z轴方向的移动。在电压记录步骤st2中,控制单元100的电压记录部102记录受光部46所接受且由光电转换部101进行转换而得的电压的电压值。

判定步骤st3是根据电压记录步骤st2所记录的电压的电压值的变化而对切刃212的状态进行判定的步骤。在第1实施方式中,在判定步骤st3中,控制单元100的判定部103对之前的电压记录步骤st2中电压记录部102所记录的电压的变化中是否没有规定500(图9和图10所示)以上的电压的增加进行判定。在判定步骤st3中,在之前的电压记录步骤st2中电压记录部102所记录的电压的变化中没有规定500(图9和图10所示)以上的电压的增加的情况下,控制单元100的判定部103判定为在切刃212上没有欠缺,判定为在切削刀具21的切刃212上没有异常。

另外,在判定步骤st3中,在之前的电压记录步骤st2中电压记录部102所记录的电压的变化中如图9所示那样产生了定期的且临时的规定500以上的电压值的增加的情况下,判定为在切刃212的前端产生了欠缺,控制单元100的判定部103判定为在切削刀具21的切刃212上有异常。这样,在判定步骤st3中,控制单元100的判定部103在从切刃212刚刚开始遮蔽了脉冲光300后的成为90%的位置起产生了定期的且临时的电压值的增加的情况下,判定为在切刃212的前端产生了欠缺。在判定步骤st3中,控制单元100的控制部104将判定部103的判定结果记录在存储装置。

控制单元100的控制部104在判定步骤st3中对有无异常进行判定(步骤st4)。当控制单元100的控制部104在判定步骤st3中判定为有异常时(步骤st4:是),使通知单元120进行动作而通知给操作者(步骤st5),结束状态检测方法。

当控制单元100的控制部104在判定步骤st3中判定为无异常时(步骤st4:否),根据受光部46所接受且由光电转换部101进行转换而得的电压的电压值,对切削单元20的切削刀具21是否位于结束位置(成为0%的位置)进行判定(步骤st6)。

当控制单元100的控制部104判定为切削单元20的切削刀具21位于结束位置(成为0%的位置)(步骤st6:是)时,结束状态检测方法,当判定为切削单元20的切削刀具21未位于结束位置(成为0%的位置)(步骤st6:否)时,返回至电压记录步骤st2。

在所返回的电压记录步骤st2中,控制单元100的控制部104对z轴移动单元53进行控制,使切削单元20下降,根据受光部46所接受且由光电转换部101进行转换而得的电压的电压值,定位于与电压值为90%的位置相比电压值按照规定的值即10%降低的检测位置即电压值为80%的位置,停止切削单元20的z轴方向的移动。在电压记录步骤st2中,控制单元100的电压记录部102记录受光部46所接受且由光电转换部101进行转换而得的电压的电压值,进入至判定步骤st3。

在判定步骤st3中,在之前的电压记录步骤st2中电压记录部102所记录的电压的变化中没有规定500(图9和图10所示)以上的电压的增加的情况下,控制单元100的判定部103判定为没有贯通孔213,判定为在切削刀具21的切刃212上没有异常。

另外,在判定步骤st3中,在之前的电压记录步骤st2中电压记录部102所记录的电压的变化中如图10所示那样产生了定期的且临时的规定500以上的电压值的增加的情况下,控制单元100的判定部103判定为在比切刃212的外周缘靠径向内侧的位置产生了贯通孔213,判定为在切削刀具21的切刃212上有异常。这样,在判定步骤st3中,在从作为切刃212刚刚开始遮蔽了脉冲光300后的成为90%的位置起持续了没有产生定期的且临时的电压值的增加的状态之后在电压值小于90%的各检测位置中的任意位置产生了定期的且临时的电压值的增加的情况下,控制单元100的判定部103判定为在比切刃212的外周缘靠径向内侧的位置产生了贯通孔213,判定为在切削刀具21的切刃212上有异常。在判定步骤st3中,控制单元100的控制部104将判定部103的判定结果记录在存储装置,进入至步骤st4。

这样,关于状态检测方法,使切削单元20的切削刀具21和刃尖检查单元40在z轴方向上从开始位置朝向结束位置移动而依次定位于电压值降低规定的量的检测位置,反复进行电压记录步骤st2、判定步骤st3、步骤st4以及步骤st6,直至在判定步骤st3中判定为在切刃212上产生了欠缺或贯通孔213为止。另外,关于状态检测方法,在判定步骤st3中未判定为在切刃212上产生了欠缺或贯通孔213的情况下,使切削单元20的切削刀具21和刃尖检查单元40从开始位置朝向结束位置而依次定位于电压值降低规定的量的检测位置,对刃尖的状态进行判定。

如以上所说明的那样,第1实施方式的状态检测方法中,在判定步骤st3中,在从切刃212刚刚开始遮蔽了脉冲光300后的成为90%的位置起产生了定期的且临时的电压值的增加的情况下,控制单元100的判定部103判定为在切刃212的前端产生了欠缺。另外,第1实施方式的状态检测方法在判定步骤st3中,在从切刃212刚刚开始遮蔽了脉冲光300后的成为90%的位置起持续了没有产生定期的且临时的电压值的增加的状态之后在电压值小于90%的各检测位置中的任意位置产生了定期的且临时的电压值的增加的情况下,控制单元100的判定部103判定为在比切刃212的外周缘靠径向内侧的位置产生了贯通孔213。其结果是,第1实施方式的状态检测方法起到如下的效果,除了欠缺以外,还能够检测形成于切刃212的贯通孔213。

另外,第1实施方式的状态检测方法中,通过作为使切削单元20移动的切入进给单元的z轴移动单元53使切削单元20移动而使切削刀具21插入至侵入部44。其结果是,第1实施方式的状态检测方法起到如下的效果:按照开始位置、各检测位置、结束位置的顺序,除了欠缺以外,还能够检测形成于切刃212的贯通孔213。

[第2实施方式]

根据附图,对本发明的第2实施方式的切削刀具的状态检测方法进行说明。图11是示意性示出实施第2实施方式的切削刀具的状态检测方法的切削装置的第2刃尖检查单元的结构的图。另外,图11中,对与第1实施方式相同的部分标记相同的标号,并省略了说明。

第2实施方式的切削刀具的状态检测方法中,第2刃尖检查单元70的单元主体71设置成通过受发光部移动单元80而相对于刀具罩24在z轴方向上移动自如,受发光部移动单元80使第2刃尖检查单元70的单元主体71从开始位置朝向结束位置下降,第2刃尖检查单元70从发光部75发出脉冲光300,并记录上述的电压值的变化,对有无产生欠缺和贯通孔213进行判定,除此以外,与第1实施方式相同。

受发光部移动单元80是使第2刃尖检查单元70的单元主体71的发光部75和受光部76一体地在z轴方向上移动且使第2刃尖检查单元70的发光部75和受光部76与切削单元20在z轴方向上相对地移动的权利要求所记载的移动单元。如图11所示,受发光部移动单元80具有:设置成绕轴心旋转自如的周知的滚珠丝杠81;使滚珠丝杠81绕轴心旋转而使单元主体71升降的周知的电动机82;以及将单元主体71支承为在z轴方向上移动自如的周知的导轨83。

第2实施方式的切削刀具的状态检测方法中,在判定步骤st3中,在从切刃212刚刚开始遮蔽了脉冲光300后的成为90%的位置起产生了定期的且临时的电压值的增加的情况下,控制单元100的判定部103判定为在切刃212的前端产生了欠缺。另外,第1实施方式的状态检测方法在判定步骤st3中,在从切刃212刚刚开始遮蔽了脉冲光300后的成为90%的位置起持续了没有产生定期的且临时的电压值的增加的状态之后在电压值小于90%的各检测位置中的任意位置产生了定期的且临时的电压值的增加的情况下,控制单元100的判定部103判定为在比切刃212的外周缘靠径向内侧的位置产生了贯通孔213。其结果是,第2实施方式的切削刀具的状态检测方法与第1实施方式同样地起到了如下的效果:除了欠缺以外,还能够检测形成于切刃212的贯通孔213。

另外,第2实施方式的切削刀具的状态检测方法中,通过受发光部移动单元80使第2刃尖检查单元70的单元主体71移动而将切削刀具21插入至发光部45与受光部46之间。其结果是,第2实施方式的切削刀具的状态检测方法起到如下的效果:按照开始位置、各检测位置、结束位置的顺序,除了欠缺以外,还能够检测形成于切刃212的贯通孔213。

另外,本发明并不限于上述实施方式。即,可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形并实施。另外,在上述实施方式中,在电压记录步骤st2中,示出了在上述的各%的高度使切削刀具21的下降停止,测量受光量而判定欠缺或贯通孔的例子,但切削刀具21的下降的停止时间只要停止能够测量切削刀具21的至少1周的程度的时间即可,因此非常短。

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