JP5003926B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は切削装置に関し、 特に半導体や電子部品材料等のワークに溝加工や切断加工を行う切削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体や電子部品材料等のワークに溝加工や切断加工を行う切削装置においては、高速で回転するブレードと称する薄型砥石で切削水をかけながらワークを加工する。そのため切削装置の加工部は水しぶきとミストが充満している。このためこの加工部には加工部を覆うミストカバーが取付けられており、水しぶきやミストを外部と遮断している。このミストカバーは、ワークの加工部分が観察できるように透明樹脂板で作られている。またこのミストカバーは、操作性や省スペースの点から上下方向に回転して開閉するようになっている。即ち、ミストカバー上面奥側に蝶番などの回転ヒンジが設けられ、オペレータが手前から奥側へ回転させながら持ち上げることによって開き、奥側から手前へ回転させて重量を支えながら下ろすことによって閉まるようになっている。このため、底面及び背面は開口された形状となっている。また開口されたミストカバー背面側の切削装置本体壁面には排気口があり、ミストカバー内のミストを吸込むようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来の切削装置のミストカバーは、加工部全体を覆うようになっているので容積が大きい上に、底面が開口されているので、ミストを効果的に排気口に吸込むことができず、ワークの加工部分を鮮明な状態で観察することができなかった。また、ワークテーブルの下方に設けられワークテーブル駆動機構部を覆っている蛇腹の上にワークの切れ端が飛び散り、そのまま蛇腹が伸縮動作を繰り返すことにより、蛇腹が破損するという問題もあった。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ミストを効果的に排気してワークの加工部分をクリアな状態で観察することがきると共に、ワークの切れ端が駆動機構部を覆っている蛇腹の上に飛び散ることのないミストカバーを備えた研削装置を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明は、前記目的を達成するために、ワークを載置してＸ方向に切削送りされるワークテーブルと、前記Ｘ方向と直交するＹ方向にインデックス送りされる回転刃とを有し、前記回転刃によりワークの溝加工や切断加工を行う切削装置において、前記ワークテーブルに開閉自在に載置され、前記溝加工や切断加工が行われる加工部を覆い、前記ワークの切削送りに伴って該ワークと一緒にＸ方向に移動するミストカバーが設けられ、前記ミストカバーの開閉は着座センサで確認され、開状態では加工が開始されないように、また閉状態ではワークテーブルは切削ストローク以上は移動しないように制御されることを特徴とする。本発明によれば、ミストカバーがワークと一緒にＸ軸方向に移動し、特に閉状態ではワークテーブルは切削ストローク以上は移動しないように制御することで、移動距離を最小限とすることにより、ミストカバーを最小限に小型化することができると共に、密閉式にして、開状態では加工が開始されないようにすることで、人体に有害な物質を含むミストであっても安全に排気することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る切削装置の好ましい実施の形態について詳説する。尚各図において、同一の部材については同一の番号を付している。
【００１０】
図１は、切削装置の外観斜視図である。切削装置１０は、加工部２０、操作・表示部１１、撮像部１２、モニターテレビ１３、コントローラ１５、及び表示灯１４等から構成されている。加工部２０は、ワークに溝加工や切断加工を行う部分である。操作・表示部１１には切削装置１０の各部の操作を行うスイッチや表示手段が設けられている。撮像部１２はワークのアライメントや加工状態を評価するために、ワーク表面を撮像する部分で、顕微鏡、照明装置、及びＣＣＤカメラ等から成っている。 撮像された画像はモニターテレビ１３に映し出される。 コントローラ１５は切削装置１０の各動作をコントロールする部分で、マイクロプロセッサ、メモリ、及び入出力回路等で構成され、切削装置１０の架台内部に格納されている。 表示灯１４は、切削装置１０の稼動中、待機中、及び異常警告等を表示するもので、遠くからでもオペレータに判明するように高い位置に取付けられている。
【００１１】
加工部２０は図２及び図３に示すように、ワークＷの溝加工や切断加工を行う回転刃２１が高周波モータ内臓のエアーベアリングスピンドル７０に取付けられ、３０，０００ｒｐｍ〜６０，０００ｒｐｍの高速で回転されるとともに、不図示の送り機構によって図の矢印Ｘ方向と直交するＹ方向にインデックス送りされる。 この回転刃２１は薄い円盤状で、ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒をニッケルで電着した電着ブレードや、樹脂で結合したレジンブレードが用いられる。 回転刃２１は手前側と下方が開口したフランジカバー２２で囲われ、フランジカバー２２に設けられた切削ノズル２３からは切削水が加工ポイントに供給される。 フランジカバー２２の図２上で左側には規制板２２Ａが取付けられており、加工ポイントから排出される切削水が上方に跳ね上がるのを規制している。また、回転刃２１の右側には洗浄ノズル２４があり、洗浄水が供給される。 マシンベース２９上にはＸガイド２８が設けられ、Ｘテーブル２７がＸガイド２８でガイドされて図示しない駆動機構によりＸ方向に移動される。 Ｘテーブル２７にはθテーブル２６が載置され、θテーブル２６にはワークテーブル２５が連結されている。 加工されるワークＷはこのワークテーブル２５の上面に吸着固定され、θテーブル２６によってθ回転されるとともに、Ｘテーブル２７によって図の矢印Ｘ方向に切削送りされるようになっている。 また、切削水や洗浄水を受けるオイルパン３０がブラケット３０Ａ、３０Ａを介してマシンベース２９に固定されており、オイルパン３０とθテーブル２６との間には蛇腹３１が設けられ、オイルパン３０の中央部の開口部分を覆うようになっている。
【００１２】
加工部２０では、切削水や洗浄水が大量に用いられるため水しぶきやミストが発生するが、加工部外に水の飛沫やミストが届かないようにミストカバー４０が加工部２０を覆うように設けられ、加工部２０を外部と遮断している。
【００１３】
図２及び図３に示すミストカバー４０は加工部２０の内部が観察できるように、透明な樹脂で高性能帯電防止板からできており、奥側と下方側が開口された形状で、上面奥側に蝶番４３、４３がネジ止めされている。 ミストカバー４０は、切削装置１０本体固定側にこの２個の蝶番４３、４３によって回転自在に結合されている。 ミストカバー４０には底面開口部を一部塞ぐようにして底板４１が接着固定されており、底板４１上にはミスト捕獲ボックス４２が設けられている。ミスト捕獲ボックス４２は加工ポイントから排出される切削水を取り込むために、図２上の左側面が開口しており、この開口部は回転刃のＹ方向送りに対応して手前から奥側に長く開口している。 またミスト捕獲ボックス４２の奥側の面も開口しており、切削装置１０の本体壁面の排気口１６に連通している。Ｘテーブル上に載置されたθテーブルの外筒には支持板３２が取付けられ、支持板３２の上部にはブラシ３３が取付けられていて、底板４１の下面に接触したままＸ方向に切削ストローク分だけ移動するようになっている。この底板４１及びミスト捕獲ボックス４２はミストカバー４０に一体に取り付けられているので、ミストカバー４０の開閉に合わせ一緒に上下回動する。
【００１４】
図４は、変形例である。この変形例は、ミスト捕獲ボックス４６を回転刃２１のＹ方向インデックス送りに連動して移動させる駆動手段４０Ａを有しており、駆動手段４０Ａは以下のように構成されている。ミストカバー４０の左側面に取付けられたブラケット４４、４４に底板４５がネジ止めされている。底板４５の上面にはガイドレール５３が取付けられていて、このガイドレール５３にセットされたリニアガイド５４にはミスト捕獲ボックス４６が固定され、Ｙ方向に移動できるようになっている。ミスト捕獲ボックス４６と切削装置１０の本体壁面の排気口１６とは伸縮自在の蛇腹４７で連結されている。また、底板４５に取付けられモータ５１で駆動される駆動プーリ５０と従動プーリ５２との間にはタイミングベルト４９が張設されており、ミスト捕獲ボックス４６はクランプ板４８によってタイミングベルト４９に固定されている。このように構成された駆動手段４０Ａは、コントローラ１５によって制御され、回転刃２１のＹ方向インデックス送りに連動してミスト捕獲ボックス４６をＹ方向に位置決めする。この変形例においても、ミスト捕獲ボックス４６及び駆動手段４０Ａがミストカバー４０に一体に取り付けられているので、ミストカバー４０の開閉に合わせ一緒に上下回動する構造になっている。
【００１５】
次に、このように構成された切削装置１０の作用を説明する。先ずオペレータがミストカバー４０を上方に回転させて開き、加工部のスピンドル７０に回転刃２１をセットし、ミストカバー４０を下方に回転させて閉じる。この時ワークテーブル２５は、回転刃２１の取付けの邪魔にならないように、撮像部１２の顕微鏡の下に位置している。次にワークＷがワークテーブル２５に載置され、真空吸着される。次いでワークＷは顕微鏡の下で表面に形成されたパターンが撮像され、その画像がモニターテレビに映し出される。ここでオペレータはモニターテレビに映し出された画像を見ながら操作・表示部のスイッチを操作して、ワークＷのアライメントを行う。アライメントが完了したワークＷは、Ｘテーブル２７の移動により加工部２０に搬入され、高速回転する回転刃２１とＸテーブル２７による切削移動とにより溝加工や切断加工がなされる。加工中は切削ノズル２３から切削水が加工ポイントに供給され、洗浄ノズル２４からは先浄水が供給される。１ラインの加工が済むと、回転刃２１はＹ方向にインデックス送りされ、次に加工するラインに位置付けられ、Ｘテーブル２７による切削移動でこのラインも加工される。このような動作が繰り返されて、ワークＷの一方向の全ラインの加工が終了すると、θテーブル２６がワークＷを９０度回転させ、先ほどのラインと直交するラインに合わせて加工が行われる。全加工が終了するとワークＷは顕微鏡の位置まで搬送され、表示灯１４の加工完了を知らせるランプが点滅する。ここでオペレータは必要に応じ、撮像部１２でワークＷの加工部分を撮像し、加工状態を観察した後にワークＷをワークテーブル２５から取外す。以上が切削装置１０によるワークＷの加工の流れである。
【００１６】
次に、ミストカバー４０の作用について説明する。図２、及び図３に示すように、ミストカバー４０には、ミスト捕獲ボックス４２が設けられている。切削水の排水はフランジカバー２２に設けられた規制板２２Ａによって上方向への跳ね上がりが規制され、ミスト捕獲ボックス４２右側面の開口部から内部に導入される。導入された排水は、ミスト捕獲ボックス４２と底板４１との隙間から外に流れ出るが、ワークＷの切れ端等はミスト捕獲ボックス４２内に残る。また、ミスト捕獲ボックス４２の容積が小さく排気効率がよいので、排水がミスト捕獲ボックス４２内に導入されてミストが発生するや否や、すぐさま工場の排気ラインに直結した排気口１６内に吸込まれるので、ミストカバー４０内にミストが充満することがない。従って、加工中のワークＷの加工部分をクリアに観察できる。また支持板３２とブラシ３３が設けられているのでワークＷの切れ端が蛇腹３１上に落下することがなく、蛇腹３１の損傷が防げる。
【００１７】
図５は、本発明に係る実施形態を表わしている。この実施形態では、Ｘテーブル２７上にブラケット６２、６２を介して切削水の排水を受けるオイルパン３０´がワークテーブル２５及びθテーブル２６を囲うように設けられている。オイルパン３０´の底面に形成された排水口には、変形自在のダクトホース６３が接続され、外部ダクトに連結されている。ダクトホース６３は、切削装置１０の壁面に設けられたフック６４にコイルスプリング６５で吊り下げられ、オイルパン３０´のＸ方向の移動に追従できるようになっている。オイルパン３０´の上面にはシール材としてのゴムリング３０´Ａが接着され、ゴムリング３０´Ａの上にはミストカバー４０´が載置されている。ミストカバー４０´は、回転刃２１、フランジカバー２２、及びワークテーブル２５を覆うだけの小型のもので、透明アクリル板でできており、底面が開口された箱型になっている。また背面には上下開閉時とＸ方向移動時にスピンドル７０と干渉しないように、Ｔ字型の開口部が形成されている。更にミストカバー４０´の左側面上方には排気口が形成され、変形自在のダクトホース６６で切削装置１０の壁面に設けられた排気口に連結されている。ミストカバー４０´の上面には取っ手４０´Ａが取付けられていて、ミストカバー４０´の開閉はオペレータが取っ手４０´Ａを使い手動で行う。ミストカバー４０´を開く時は上に持ち上げて、ミストカバー４０´を図示しない置き台の上に置く。またミストカバー４０´の開閉は図示しない着座センサで確認され、開状態では加工が開始されないように、また閉状態ではＸテーブルは切削ストローク以上は移動しないように制御される。ワークテーブル２５が撮像部１２の下へ移動できるのは、ミストカバー４０´が開状態の時のみに限られている。
【００１８】
この実施形態の場合は、ミストカバー４０´はワークテーブルと一緒にＸ方向に移動する方式であるため小型で、遮蔽状態が良好であり、ワークＷが人体に有害なＧａＡｓやＧａＰ等の化合物半導体であっても、ミストが加工部２０の外に漏れることがなく安全である。また、オイルパン３０´と一体でワークテーブル２５を覆うように構成されているので、Ｘテーブルの駆動機構を覆っている蛇腹３１、３１が不要である。
【００１９】
尚、図４に示した変形例では、ミスト捕獲ボックス４６の駆動手段を４０Ａとして、モータ５１、駆動プーリ５０、従動プーリ５２、及びタイミングベルト４９を用いたが、これに限らずリードスクリューを用いてもよく、また、スピンドル７０を搭載してＹ方向に移動するＹテーブルからサポートアームを伸ばしてミスト捕獲ボックス４６を駆動してもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ミストカバーがワークと一緒にＸ方向に移動するので、ミストカバーを小型にすることができると共に、密閉式にすることができ、人体に有害な物質を含むミストであっても安全に排気することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】切削装置の全体斜視図
【図２】切削装置の加工部正面断面図
【図３】切削装置のミストカバーを説明する斜視図
【図４】ミストカバーの変形例を表わす斜視図
【図５】本発明の実施形態を表わす正面断面図
【符号の説明】
Ｗ…ワーク、１０…切削装置、１６…排気口、２０…加工部、２１…回転刃、２２Ａ…規制板、２５…ワークテーブル、４０、４０´…ミストカバー、４０Ａ…駆動手段、４１、４５…底板、４２、４６…ミスト捕獲ボックス

Claims (1)

1. ワークを載置してＸ方向に切削送りされるワークテーブルと、前記Ｘ方向と直交するＹ方向にインデックス送りされる回転刃とを有し、前記回転刃によりワークの溝加工や切断加工を行う切削装置において、
   前記ワークテーブルに開閉自在に載置され、前記溝加工や切断加工が行われる加工部を覆い、前記ワークの切削送りに伴って該ワークと一緒にＸ方向に移動するミストカバーが設けられ、
   前記ミストカバーの開閉は着座センサで確認され、開状態では加工が開始されないように、また閉状態ではワークテーブルは切削ストローク以上は移動しないように制御されることを特徴とする切削装置。

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