JP7357521B2

JP7357521B2 - 加工装置

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Inventors: 武臣福岡
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Description

本発明は、加工装置に関する。

切削装置に代表される、チャックテーブルで被加工物を保持し、加工ユニットでチャックテーブルに保持された被加工物を加工する加工装置が知られている。通常、それぞれの被加工物は、環状フレームに粘着テープで１枚ずつ固定され、１枚ずつ加工する度にチャックテーブルに着脱される。しかし、粘着テープは使い捨てのためコストが高くなる。そこで、チャックテーブルに直接被加工物を固定して加工する、所謂治具ダイサーが用いられる場合がある。

治具ダイサーは、被加工物をチャックテーブルに搬入、搬出するが、被加工物が小さい場合や、特殊な形状の場合、搬送が難しい。そこで、予め被加工物をセットした治具テーブルをチャックテーブルとして、治具テーブルごとテーブルベースに搬送する方法が考案された。この場合、搬送中に被加工物が離脱することが懸念されるため、治具テーブルの負圧を維持させる機構を持たせた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１－２４０５０号公報

しかし、特許文献１に示された方法は、被加工物を保持面との隙間からエアーが侵入し、吸引力が低下しやすく、搬送中の被加工物の脱落する虞があり、搬送中も被加工物に負圧を作用させる機構が望まれている。さらに、搬送機構は、治具テーブルを固定するクランプ機構も備えるため、吸引機構とクランプ機構それぞれを作用位置と退避位置とに位置付けるアクチュエータを必要とし、構成が複雑で大きくなってしまい、重量も大きくなるという問題があった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、搬送中の被加工物の脱落を抑制できるとともに、構成の複雑化を抑制することができる加工装置を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の加工装置は、被加工物を加工する加工装置であって、被加工物を保持する保持領域と、一端が該保持領域に接続し他端が下面に開口する第１吸引路と、一端が該保持領域に接続し他端が上面に開口する第２吸引路と、を備える治具テーブルと、該治具テーブルが着脱可能に固定され、該第１吸引路から該保持領域に負圧を作用させるテーブルベースと、該テーブルベースに固定された該治具テーブルが保持する被加工物を加工する加工ユニットと、被加工物が加工される加工領域と、該治具テーブルが該テーブルベースに着脱される着脱領域と、の間で該テーブルベースを移動する移動ユニットと、加工前の被加工物が支持された該治具テーブルを仮置きする仮置き領域と、該治具テーブルの該第２吸引路に負圧を作用させつつ、該仮置き領域に載置された該治具テーブルを該テーブルベースに搬送する搬送ユニットと、を備え、該搬送ユニットは、該治具テーブルの両脇を上方から把持する一対の把持爪と、該把持爪で把持された該治具テーブルの該第２吸引路の開口に上方から接続し、該保持領域に吸引力を作用させて被加工物を保持する吸引配管と、該吸引配管を昇降させ、該第２吸引路の該開口に接続する作用位置と、該開口から離れた上昇位置とに該吸引配管を位置付ける昇降ユニットと、を有し、該把持爪は、リンク機構を介して該昇降ユニットに固定され、該昇降ユニットの昇降動作で回動して開閉し、該治具テーブルを把持することを特徴とする。

前記加工装置では、該第１吸引路及び該第２吸引路それぞれの他端側には逆止弁が配置されても良い。

本発明は、搬送中の被加工物の脱落を抑制できるとともに、構成の複雑化を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る加工装置の構成例を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係る加工装置の治具テーブルを模式的に示す斜視図である。図３は、図１に示された加工装置の治具テーブルの断面図である。図４は、図１に示された加工装置のテーブルベースの一部を断面で示す側面図である。図５は、図１に示された加工装置の搬送ユニットを一部断面で示す側面図である。図６は、図５に示された搬送ユニットが治具テーブルを把持する状態を一部断面で示す側面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る加工装置を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る加工装置の構成例を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係る加工装置の治具テーブルを模式的に示す斜視図である。図３は、図１に示された加工装置の治具テーブルの断面図である。図４は、図１に示された加工装置のテーブルベースの一部を断面で示す側面図である。図５は、図１に示された加工装置の搬送ユニットを一部断面で示す側面図である。図６は、図５に示された搬送ユニットが治具テーブルを把持する状態を一部断面で示す側面図である。

実施形態１に係る図１に示す加工装置１は、被加工物２００を切削（加工に相当）する切削装置である。実施形態１では、平面形状が矩形の平板状に形成され、セラミックス基板、フェライト基板、ニッケル、樹脂及び鉄の少なくとも一方を含む基板、又はガラス基板である。

図１に示された加工装置１は、被加工物２００を治具テーブル１０で保持して切削ブレード３１で切削（加工に相当）する切削装置である。加工装置１は、図１に示すように、被加工物２００を保持領域１２１で吸引保持する治具テーブル１０と、治具テーブル１０が着脱自在に固定されるテーブルベース２０と、切削ブレード３１で治具テーブル１０が保持する被加工物２００を切削する加工ユニットである切削ユニット３０と、治具テーブル１０に保持された被加工物２００を撮影する図示しない撮像ユニットと、制御ユニット１００とを備える。

また、加工装置１は、図１に示すように、テーブルベース２０と切削ユニット３０とを相対的に移動させる移動ユニット４０を備える。移動ユニット４０は、テーブルベース２０を水平方向と平行なＸ軸方向に加工送りする加工送りユニットであるＸ軸移動ユニット４１と、切削ユニット３０を水平方向と平行でかつＸ軸方向に直交するＹ軸方向に割り出し送りする割り出し送りユニットであるＹ軸移動ユニット４２と、切削ユニット３０をＸ軸方向とＹ軸方向との双方と直交する鉛直方向に平行なＺ軸方向に切り込み送りする切り込み送りユニットであるＺ軸移動ユニット４３と、テーブルベース２０をＸ軸方向とＹ軸方向との双方に対して直交するＺ軸方向と平行な軸心回りに回転する回転移動ユニット４４とを少なくとも備える。

Ｘ軸移動ユニット４１は、被加工物２００が加工される加工領域２と、治具テーブル１０がテーブルベース２０に着脱される着脱領域３との間でテーブルベース２０を加工送り方向であるＸ軸方向に移動させることで、テーブルベース２０と切削ユニット３０とを相対的にＸ軸方向に沿って加工送りするものである。Ｙ軸移動ユニット４２は、切削ユニット３０を割り出し送り方向であるＹ軸方向に移動させることで、テーブルベース２０と切削ユニット３０とを相対的にＹ軸方向に沿って割り出し送りするものである。Ｚ軸移動ユニット４３は、切削ユニット３０を切り込み送り方向であるＺ軸方向に移動させることで、テーブルベース２０と切削ユニット３０とを相対的にＺ軸方向に沿って切り込み送りするものである。回転移動ユニット４４は、テーブルベース２０を支持し、テーブルベース２０とともにＸ軸移動ユニット４１によりＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動ユニット４１、Ｙ軸移動ユニット４２及びＺ軸移動ユニット４３は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のモータ及びテーブルベース２０又は切削ユニット３０をＸ軸方向、Ｙ軸方向又はＺ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。

治具テーブル１０は、テーブルベース２０に固定されると、Ｘ軸移動ユニット４１により切削ユニット３０の下方の加工領域２と、切削ユニット３０の下方から離間してテーブルベース２０に着脱される着脱領域３とに亘ってＸ軸方向に移動自在に設けられ、かつ回転移動ユニット４４によりＺ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられている。治具テーブル１０は、図１、図２及び図３に示すように、ベース部１１と、保持部１２と、凸部１３とを備える。ベース部１１は、平面形状が矩形状でかつ厚手の平板状に形成され、テーブルベース２０上に固定される。

保持部１２は、ベース部１１上に設けられている。保持部１２は、実施形態１では、長手方向がＸ軸方向と平行な平板状に形成され、Ｘ軸方向に間隔をあけて複数の保持領域１２１を備えている。保持領域１２１は、保持部１２の上面１２２に設けられて、被加工物２００を吸引保持するものであって、上面１２２に複数の吸引口が形成されている。凸部１３は、ベース部１１上に設けられ、保持部１２のＸ軸方向の中央部のＹ軸方向の隣りに配置されている。凸部１３の上面１３１は、保持部１２の上面１２２と同一平面上に配置されている。

また、治具テーブル１０は、図３に示すように、第１吸引路１４と、第２吸引路１５とを備える。第１吸引路１４は、保持部１２とベース部１１内に設けられた空間である。第１吸引路１４は、一端が各保持部１２の保持領域１２１の中央に開口して保持領域１２１に接続しているとともに保持部１２をＺ軸方向に貫通して他端がベース部１１の下面に開口した保持領域接続部１４１と、ベース部１１を貫通しているとともに、一端が複数の保持領域接続部１４１の全てに接続し、他端がベース部１１の下面１１１に開口したベース部貫通部１４２と、一端がベース部貫通部１４２に接続しかつ他端がベース部１１の上面１１２の凸部１３の下面に重なる位置に開口した第２吸引路接続部１４３とを備える。なお、実施形態１では、ベース部貫通部１４２の一部と保持領域接続部１４１は、第１吸引路１４兼第２吸引路１５になっている。

第２吸引路１５は、凸部１３内に設けられた空間である。第２吸引路１５は、凸部１３の中央をＺ軸方向に貫通して、一端が第１吸引路１４の第２吸引路接続部１４３に接続して第１吸引路１４を介して保持領域１２１に接続している。第２吸引路１５は、他端が凸部１３の上面１３１の中央に開口している。以下、第２吸引路１５の上面１３１に開口した孔を開口１５１と記す。

また、治具テーブル１０は、第１吸引路１４のベース部貫通部１４２の他端側に配置された第１逆止弁１６と、第２吸引路１５の他端側に配置された第２逆止弁１７とを備える。このため、治具テーブル１０は、第１吸引路１４及び第２吸引路１５のそれぞれの他端側に第１逆止弁１６、第２逆止弁１７が配置されている。

第１逆止弁１６は、保持領域１２１からベース部１１の下面１１１即ち第１吸引路１４の保持領域接続部１４１からベース部貫通部１４２に向かって気体が流れる場合、開いて、保持領域１２１からベース部１１の下面１１１即ち第１吸引路１４の保持領域接続部１４１からベース部貫通部１４２に向かう気体の流れを許容する。第１逆止弁１６は、ベース部１１の下面１１１即ち第１吸引路１４のベース部貫通部１４２から保持領域接続部１４１を介して保持領域１２１に向かって気体が流れる場合、及び第１吸引路１４内の気体が流れていない場合、閉じる。

第２逆止弁１７は、第２吸引路１５の他端から凸部１３の上面１３１に向かって気体が流れる場合、開いて、保持領域１２１から第１吸引路１４の保持領域接続部１４１を介してベース部貫通部１４２に向かう気体の流れを許容する。第２逆止弁１７は、凸部１３の上面１３１から第２吸引路１５の他端に向かって気体が流れる場合、及び第２吸引路１５内の気体が流れていない場合、閉じる。

また、治具テーブル１０のベース部１１は、下面１１１の第１吸引路１４のベース部貫通部１４２の他端の周りに嵌合凹部１１３を設けている。嵌合凹部１１３は、ベース部１１の下面１１１から凹に形成されている。

テーブルベース２０は、回転移動ユニット４４に支持されて、Ｘ軸移動ユニット４１により加工領域２と、治具テーブル１０が着脱される着脱領域３とに亘ってＸ軸方向に移動自在に設けられ、かつ回転移動ユニット４４によりＺ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられている。テーブルベース２０は、平面形状が矩形状でかつ厚手の平板状に形成され、上面２１に治具テーブル１０が載置される。

テーブルベース２０は、上面２１の中央に設けられかつ嵌合凹部１１３内に侵入して嵌合する嵌合凸部２１１と、嵌合凸部２１１及びテーブルベース２０の中央をＺ軸方向に貫通した第３吸引路２２と、上面２１の嵌合凸部２１１の周りに開口した第４吸引路２３とを備えている。嵌合凸部２１１は、テーブルベース２０の上面２１から凸に形成されている。

第３吸引路２２及び第４吸引路２３は、テーブルベース２０内に形成された空間である。第３吸引路２２は、テーブルベース２０の上面２１に治具テーブル１０が載置され、嵌合凸部２１１が嵌合凹部１１３に嵌合すると、第１吸引路１４のベース部貫通部１４２とそれぞれ開閉弁を介して接続する。第３吸引路２２及び第４吸引路２３は、エジェクタ等で構成される吸引源２４に接続している。

テーブルベース２０は、上面２１に治具テーブル１０が載置されると、嵌合凸部２１１が嵌合凹部１１３に嵌合し、第３吸引路２２が第１吸引路１４のベース部貫通部１４２と接続し、第４吸引路２３の開口が治具テーブル１０のベース部１１の下面１１１に対面する。テーブルベース２０は、吸引源２４により第４吸引路２３が吸引されて、治具テーブル１０を上面２１に吸引保持して、治具テーブル１０を上面２１に固定する。また、テーブルベース２０は、吸引源２４により第３吸引路２２が吸引されて、第１逆止弁１６が開き、第２逆止弁１７が閉じて、第１吸引路１４から治具テーブル１０の保持領域１２１に負圧を作用させて、保持領域１２１上に被加工物２００を吸引保持する。こうして、実施形態１に係る治具テーブル１０は、被加工物２００を粘着テープなどの保持部材を介することなく直接保持領域１２１に吸引保持するものである。

切削ユニット３０は、テーブルベース２０に固定された治具テーブル１０が保持する被加工物２００を切削する切削ブレード３１を着脱自在に装着した加工ユニットである。切削ユニット３０は、テーブルベース２０に固定された治具テーブル１０に保持された被加工物２００に対して、Ｙ軸移動ユニット４２によりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Ｚ軸移動ユニット４３によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。

切削ユニット３０は、図１に示すように、Ｙ軸移動ユニット４２及びＺ軸移動ユニット４３などを介して、装置本体４から立設した支持フレーム５に設けられている。切削ユニット３０は、Ｙ軸移動ユニット４２及びＺ軸移動ユニット４３により、テーブルベース２０に固定された治具テーブル１０の保持領域１２１の任意の位置に切削ブレード３１を位置付け可能となっている。

切削ユニット３０は、切削ブレード３１と、Ｙ軸移動ユニット４２及びＺ軸移動ユニット４３によりＹ軸方向及びＺ軸方向に移動自在に設けられたスピンドルハウジング３２と、スピンドルハウジング３２に軸心回りに回転可能に設けられかつ図示しないモータにより回転されるとともに先端に切削ブレード３１が装着されるスピンドル３３とを備える。

切削ブレード３１は、略リング形状を有する極薄の切削砥石である。実施形態１において、切削ブレード３１は、円環状の円形基台と、円形基台の外周縁に配設されて被加工物２００を切削する円環状の切り刃とを備える所謂ハブブレードである。切り刃は、ダイヤモンドやＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）等の砥粒と、金属や樹脂等のボンド材（結合材）とからなり所定厚みに形成されている。なお、本発明では、切削ブレード３１は、切り刃２１２のみで構成された所謂ワッシャーブレードでもよい。切削ブレード３１は、スピンドル３３がモータにより軸心回りに回転することで、回転される。なお、切削ユニット３０の切削ブレード３１及びスピンドル３３の軸心は、Ｙ軸方向と平行である。

撮像ユニットは、テーブルベース２０に固定された治具テーブル１０に保持された切削前の被加工物２００の分割すべき領域を撮影する撮像素子を備えている。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）撮像素子又はＣＭＯＳ（Complementary MOS）撮像素子である。撮像ユニットは、テーブルベース２０に固定された治具テーブル１０に保持された被加工物２００を撮影して、被加工物２００と切削ブレード３１との位置合わせを行なうアライメントを遂行するため等の画像を得、得た画像を制御ユニット１００に出力する。

また、加工装置１は、治具テーブル１０のＸ軸方向の位置を検出するため図示しないＸ軸方向位置検出ユニットと、切削ユニット３０のＹ軸方向の位置を検出するための図示しないＹ軸方向位置検出ユニットと、切削ユニット３０のＺ軸方向の位置を検出するためのＺ軸方向位置検出ユニットとを備える。Ｘ軸方向位置検出ユニット及びＹ軸方向位置検出ユニットは、Ｘ軸方向、又はＹ軸方向と平行なリニアスケールと、読み取りヘッドとにより構成することができる。Ｚ軸方向位置検出ユニットは、モータのパルスで切削ユニット３０のＺ軸方向の位置を検出する。Ｘ軸方向位置検出ユニット、Ｙ軸方向位置検出ユニット及びＺ軸方向位置検出ユニットは、治具テーブル１０のＸ軸方向、切削ユニット３０のＹ軸方向又はＺ軸方向の位置を制御ユニット１００に出力する。なお、実施形態１では、加工装置１の各構成要素のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置は、予め定められた図示しない基準位置を基準とした位置で定められる。

制御ユニット１００は、加工装置１の各構成要素をそれぞれ制御して、被加工物２００に対する加工動作を加工装置１に実施させるものである。なお、制御ユニット１００は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット１００の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、加工装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して加工装置１の各構成要素に出力する。

制御ユニット１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットと、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる入力ユニットとに接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。

また、加工装置１は、図１に示すように、仮置き領域５０と、搬送ユニット６０と、アンロードテーブル７０とを備える。

仮置き領域５０は、切削前の被加工物２００が支持された治具テーブル１０を仮置きするものであって、装置本体４の上面の着脱領域３に位置付けられたテーブルベース２０のＹ軸方向の隣りに配置されている。仮置き領域５０は、各保持領域１２１上に被加工物２００が載置された治具テーブル１０を仮置きする。

アンロードテーブル７０は、切削後の被加工物２００が支持された治具テーブル１０を載置するものであって、装置本体４の上面のテーブルベース２０とＸ軸方向に並ぶ位置に配置されている。アンロードテーブル７０は、移動機構７１より着脱領域３に位置付けられたテーブルベース２０とＸ軸方向に並ぶ図１に示す位置と、着脱領域３に位置付けられたテーブルベース２０上の位置とに亘って、Ｘ軸方向に移動自在に支持されている。

搬送ユニット６０は、治具テーブル１０の第２吸引路１５に負圧を作用させつつ、仮置き領域５０に載置された治具テーブル１０をテーブルベース２０に搬送するとともに、テーブルベース２０上の治具テーブル１０をアンロードテーブル７０上に搬送するものである。搬送ユニット６０は、治具テーブル１０のＹ軸方向の両脇を把持する把持ユニット６１と、把持ユニット６１を支持するとともにＺ軸方向に昇降させるＺ軸移動ユニット６２と、Ｚ軸移動ユニット６２毎把持ユニット６１をＹ軸方向させるＹ軸移動ユニット６３とを備える。

Ｚ軸移動ユニット６２は、長手方向がＺ軸方向と平行で、かつシリンダ６２１とシリンダ６２１から伸縮自在なロッド６２２を備えるエアシリンダである。Ｚ軸移動ユニット６２は、シリンダ６２１から伸張するロッド６２２の先端が下方に向かうにように配置され、ロッド６２２の先端に把持ユニット６１を取り付けている。Ｚ軸移動ユニット６２は、ロッド６２２を伸縮することで、把持ユニット６１を昇降させる。

Ｙ軸移動ユニット６３は、装置本体４から立設した第２支持フレーム６に支持され、Ｚ軸移動ユニット６２のシリンダ６２１をＹ軸方向に移動させる。Ｙ軸移動ユニット６３は、Ｚ軸移動ユニット６２のシリンダ６２１をＹ軸方向に移動させることで、把持ユニット６１をＹ軸方向に移動させる。

把持ユニット６１は、図５及び図６に示すように、ユニット本体６４と、一対の把持爪６５と、吸引配管６６と、リンク機構６７と、昇降ユニット６８とを有する。ユニット本体６４は、Ｚ軸移動ユニット６２のロッド６２２の先端に取り付けられている。実施形態１において、ユニット本体６４は、図１に示すように、Ｚ軸方向に間隔をあけた一対の水平板６４１と、一対の水平板６４１同士を連結した連結棒６４２とを備えている。

一対の把持爪６５は、治具テーブル１０のＹ軸方向の両脇を上方から把持するものである。一対の把持爪６５は、下方側の水平板６４１のＹ軸方向の両端部にＸ軸方向と平行な軸心６５１回りに回転自在に支持されている。一対の把持爪６５は、軸心６５１回りに回転自在に支持される回転支持部６５２と、回転支持部６５２から互いに直交する方向に延在した第１延在部６５３と、第２延在部６５４とを備える。第１延在部６５３は、第１延在部６５３がＺ軸方向と平行になると治具テーブル１０の下面１１１のＹ軸方向の端を支えて把持する爪部６５５を備える。一対の把持爪６５は、第１延在部６５３がＹ軸方向と平行でかつ第２延在部６５４が回転支持部６５２からＺ軸方向に沿って上方に向かう図５に示す開放位置と、第１延在部６５３が回転支持部６５２からＺ軸方向に沿って下方に向かいかつ第２延在部６５４がＹ軸方向と平行な図６に示す把持位置とに亘って軸心６５１回りに回転自在に水平板６４１に支持されている。

吸引配管６６は、一対の把持爪６５で把持された治具テーブル１０の第２吸引路１５の開口１５１に上方から接続し、保持領域１２１に吸引力を作用させて、把持爪６５で把持した治具テーブル１０の保持領域１２１に被加工物２００を吸引保持するものである。吸引配管６６は、長手方向がＺ軸方向と平行な直線状のパイプであり、下方側の水平板６４１に取り付けられたスライド支持部材６４３に対して昇降ユニット６８でＺ軸方向に移動自在に支持されている。吸引配管６６は、上端側がエジェクタ等の吸引源６９に接続している。吸引配管６６は、図５に示すように、Ｚ軸方向に沿って上昇して、下端６６１が下方側の水平板６４１に設けられた通し孔６４４内に没した上昇位置に位置すると、下端６６１が把持爪６５が把持した治具テーブル１０の第２吸引路１５の開口１５１から離れる。

また、吸引配管６６は、図６に示すように、Ｚ軸方向に沿って下降して、下端６６１が通し孔６４４内を通って下方側の水平板６４１の下面よりも下方に突出した作用位置に位置すると、治具テーブル１０の第２吸引路１５の開口１５１と接続する。吸引配管６６は、下端６６１が治具テーブル１０の第２吸引路１５の開口１５１と接続し、吸引源６９により吸引される。すると、第２逆止弁１７が開き、吸引源６９が第２吸引路１５を通して第１吸引路１４内を吸引するとともに、第１逆止弁１６が閉じて、保持領域１２１に吸引力を作用させて、保持領域１２１に被加工物２００を吸引保持する。

リンク機構６７は、吸引配管６６のＺ軸方向の移動と、一対の把持爪６５の開放位置と把持位置との間の移動とを連動させるものである。リンク機構６７は、一対のリンクアーム６７１と、一つのリンク部材６７２とを備える。リンクアーム６７１は、直線状に延びた棒状に形成され、一端が把持爪６５の第２延在部６５４にＸ軸方向と平行な軸心６７３回りに回転自在に連結されている。また、リンクアーム６７１は、他端同士がＸ軸方向と平行な軸心６７４回りに回転自在に連結されている。リンク部材６７２は、軸心６７４と吸引配管６６とを連結している。また、リンク部材６７２は、吸引配管６６の上端部が固定されている。

リンク機構６７は、吸引配管６６がＺ軸方向に沿って上昇して、下端６６１が下方側の水平板６４１に設けられた通し孔６４４を通って上昇位置に位置すると、軸心６７３を介して一対のリンクアーム６７１が第２延在部６５４を上方に引き上げて一対の把持爪６５を開放位置に位置付ける。また、リンク機構６７は、吸引配管６６がＺ軸方向に沿って下降して、下端６６１が通し孔６４４内を通って下方側の水平板６４１の下面よりも下方に突出する作用位置に位置すると、軸心６７３を介して一対のリンクアーム６７１の第２延在部６５４を下方に向けて移動させて一対の把持爪６５を把持位置に位置付ける。

昇降ユニット６８は、下方の水平板６４１上に配置され、吸引配管６６をＺ軸方向に沿って昇降させるものである。昇降ユニット６８は、上方に向かって伸張し、下方に向かって縮小する伸縮ロッド６８１を備える。伸縮ロッド６８１は、リンク部材６７２に接続している。昇降ユニット６８は、伸縮ロッド６８１が伸縮することで、リンク部材６７２をＺ軸方向に昇降する。昇降ユニット６８は、リンク部材６７２をＺ軸方向に昇降して、リンク部材６７２に上端部が固定された吸引配管６６をＺ軸方向に沿って昇降させることで、作用位置と上昇位置とに亘って昇降させる。こうして、昇降ユニット６８は、吸引配管６６を昇降させ、第２吸引路１５の開口１５１に接続する作用位置と、第２吸引路１５の開口１５１から離れた上昇位置とに吸引配管６６を位置付けることとなる。また、昇降ユニット６８は、リンク部材６７２の昇降に伴いリンク機構６７のリンクアーム６７１の他端を昇降して、把持爪６５を開放位置と把持位置とに亘って開閉する。

こうして、実施形態１に係る搬送ユニット６０の把持ユニット６１は。把持爪６５がリンク機構６７を介して昇降ユニット６８の昇降動作を連動して回転するように取り付けられて、昇降ユニット６８の吸引配管６６の昇降動作で連動して、開放位置と把持位置とに亘って回動して、爪部６５５間を開閉して、治具テーブル１０を把持位置で把持する。

加工装置１は、加工動作開始前に、オペレータが、各保持領域１２１に被加工物２００が載置された治具テーブル１０を仮置き領域５０に載置し、加工内容情報を制御ユニット１００に登録する。その後、加工装置１は、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に加工動作を開始する。

加工装置１は、加工動作を開始すると、制御ユニット１００が昇降ユニット６８を制御して図５に示すように吸引配管６６を上昇位置に位置付けるとともに一対の把持爪６５を開放位置に位置付ける。また、加工装置１は、制御ユニット１００がＸ軸移動ユニット４１を制御してテーブルベース２０を着脱領域３に位置付ける。加工装置１は、制御ユニット１００が移動機構７１を制御して、アンロードテーブル７０を着脱領域３に位置付けられたテーブルベース２０とＸ軸方向に並ぶ位置に位置付ける。

加工装置１は、制御ユニット１００が搬送ユニット６０のＹ軸移動ユニット６３を制御して、把持ユニット６１を仮置き領域５０に載置された治具テーブル１０の上方に位置付ける。加工装置１は、制御ユニット１００が搬送ユニット６０のＺ軸移動ユニット６２等を制御して把持ユニット６１を下降させて、下方の水平板６４１を仮置き領域５０に載置された治具テーブル１０の直上に位置付けた後、昇降ユニット６８を制御して図６に示すように吸引配管６６を作用位置に位置付けるとともに一対の把持爪６５を把持位置に位置付ける。

すると、一対の把持爪６５の爪部６５５が仮置き領域５０上の治具テーブル１０の下方に侵入して下面１１１を支持して仮置き領域５０上の治具テーブル１０のＹ軸方向の両脇を把持するとともに、吸引配管６６の下端６６１が治具テーブル１０の第２吸引路１５の開口１５１に接続する、加工装置１は、制御ユニット１００が吸引源６９を制御して、吸引源６９により吸引配管６６内を吸引する。すると、第２逆止弁１７が開き、第１逆止弁１６が閉じて、吸引源６９の吸引力が第２吸引路１５を介して、第１吸引路１４の第２吸引路接続部１４３、ベース部貫通部１４２及び保持領域接続部１４１を通して保持領域１２１に作用して、治具テーブル１０の保持領域１２１に被加工物２００が吸引保持される。

加工装置１は、制御ユニット１００がＺ軸移動ユニット６２を制御して治具テーブル１０を把持した把持ユニット６１を上昇させるとともに、Ｙ軸移動ユニット６３を制御して治具テーブル１０を把持した把持ユニット６１をＹ軸方向に移動して、着脱領域３に位置付けられたテーブルベース２０の上方に位置付ける。加工装置１は、制御ユニット１００が搬送ユニット６０のＺ軸移動ユニット６２等を制御して把持ユニット６１を下降させて、把持ユニット６１が把持した治具テーブル１０をテーブルベース２０の上面２１に載置するとともに、嵌合凹部１１３に嵌合凸部２１１を嵌合させる。こうして、加工装置１は、治具テーブル１０の搬送中において、第２逆止弁１７が開き、第１逆止弁１６が閉じる。

加工装置１は、制御ユニット１００が吸引源２４，６９を制御して、吸引源２４により第３吸引路２２及び第４吸引路２３内を吸引するとともに、吸引源６９による吸引配管６６内の吸引を停止する。すると、治具テーブル１０がテーブルベース２０に吸引保持されて、吸引源２４に吸引力によりテーブルベース２０に固定されるとともに、第１逆止弁１６が開き、第２逆止弁１７が閉じて、吸引源２４に吸引力により被加工物２００がテーブルベース２０に固定された治具テーブル１０の保持領域１２１に吸引保持される。

加工装置１は、制御ユニット１００が昇降ユニット６８を制御し、吸引配管６６を上昇位置に位置付けるとともに一対の把持爪６５を開放位置に位置付けて、一対の把持爪６５の治具テーブル１０の把持を解除する。加工装置１は、制御ユニット１００が搬送ユニット６０のＺ軸移動ユニット６２及びＹ軸移動ユニット６３を制御して、把持ユニット６１を上昇させるとともに、テーブルベース２０に固定された治具テーブル１０の上方から把持ユニット６１を退避する。

加工装置１は、制御ユニット１００がＸ軸移動ユニット４１を制御して、テーブルベース２０に固定された治具テーブル１０を加工領域２に向かって移動して、撮像ユニットが被加工物２００を撮影して、撮像ユニットが撮影して得た画像に基づいて、アライメントを遂行する。

加工装置１は、制御ユニット１００が移動ユニット４０を制御して被加工物２００と切削ユニット３０とを相対的に移動させながら、切削ブレード３１で各保持領域１２１に保持された被加工物２００を切削する。加工装置１は、テーブルベース２０に固定された治具テーブル１０の各保持領域１２１に保持された全ての被加工物２００が切削されると、制御ユニット１００がＸ軸移動ユニット４１を制御して、テーブルベース２０に固定された治具テーブル１０を着脱領域３に向かって移動して、着脱領域３において治具テーブル１０の移動を停止する。こうして、加工装置１は、被加工物２００の切削中において、第１逆止弁１６が開き、第２逆止弁１７が閉じる。

加工装置１は、制御ユニット１００が吸引源２４の吸引を停止してテーブルベース２０への治具テーブル１０の固定を解除した後、仮置き領域５０からテーブルベース２０に搬送した時と同様に、把持ユニット６１でテーブルベース２０上の治具テーブル１０を把持した後、治具テーブル１０を把持した把持ユニット６１を上昇させる。加工装置１は、制御ユニット１００が移動機構７１を制御して、アンロードテーブル７０を着脱位置のテーブルベース２０の上方に位置付けて、仮置き領域５０からテーブルベース２０に搬送した時と同様に、把持ユニット６１で把持した治具テーブル１０をアンロードテーブル７０上に載置する。加工装置１は、把持ユニット６１の治具テーブル１０の把持を停止し、アンロードテーブル７０上から把持ユニット６１を退避させた後、アンロードテーブル７０を着脱領域３に位置付けられたテーブルベース２０とＸ軸方向に並ぶ位置まで移動させて、加工動作を終了する。

以上説明したように、実施形態１に係る加工装置１は、治具テーブル１０が上面１３１に開口しかつ第１吸引路１４を介して保持領域１２１に接続する第２吸引路１５を備え、搬送ユニット６０が把持爪６５で把持された治具テーブル１０の第２吸引路１５の開口１５１に接続し、保持領域１２１に吸引力を作用させる吸引配管６６を備えているので、搬送ユニット６０の搬送中にも治具テーブル１０の保持領域１２１に被加工物２００を吸引保持することができる。

また、実施形態１に係る加工装置１は、吸引配管６６の作用位置と上昇位置との間の移動と、一対の把持爪６５の開放位置と把持位置との間の移動とを連動させるリンク機構６７を備えている。このために、実施形態１に係る加工装置１は、吸引配管６６の作用位置と上昇位置との間の移動と、一対の把持爪６５の開放位置と把持位置との間の移動とを一つの昇降ユニット６８により実現することができ、部品点数の増加を抑制することができる。その結果、実施形態１に係る加工装置１は、搬送中の被加工物２００の治具テーブル１０からの脱落を抑制できるとともに、加工装置１自体の構成の複雑化を抑制することができるという効果を奏する。

また、実施形態１に係る加工装置１は、第１吸引路１４のベース部貫通部１４２の他端側に設けられた第１逆止弁１６と、第２吸引路１５の他端側に設けられた第２逆止弁１７とを備え、治具テーブル１０の搬送中において第２逆止弁１７が開き第１逆止弁１６が閉じ、被加工物２００の切削中において第１逆止弁１６が開き第２逆止弁１７が閉じる。その結果、実施形態１に係る加工装置１は、治具テーブル１０の搬送中及び被加工物２００の切削中には、被加工物２００を保持領域１２１に吸引保持でき、治具テーブル１０をテーブルベース２０に固定することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。なお、前述した実施形態１では、搬送ユニット６０のＹ軸移動ユニット６３及びＺ軸移動ユニット６２を設けて、把持ユニット６１をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させたが、本発明では、加工装置１は、切削ユニット３０のスピンドルハウジング３２を支持した移動部材３４（図１に示す）に把持ユニット６１のユニット本体６４を着脱する着脱機構を設けて、治具テーブル１０を搬送する際に、着脱機構により移動部材３４にユニット本体６４を取り付けて、Ｙ軸移動ユニット４２及びＺ軸移動ユニット４３により、把持ユニット６１をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させても良い。この場合、切削中には、加工装置１は、移動部材３４からユニット本体６４を取り外して、把持ユニット６１を治具テーブル１０から退避する図示しない退避位置に位置付けるのが望ましい。また、実施形態１では、加工装置１は、被加工物２００を切削する切削装置であってが、本発明では、切削装置に限定されない。

１加工装置
２加工領域
３着脱領域
１０治具テーブル
１４第１吸引路
１５第２吸引路
１６第１逆止弁（逆止弁）
１７第２逆止弁（逆止弁）
２０テーブルベース
３０切削ユニット（加工ユニット）
４０移動ユニット
５０仮置き領域
６０搬送ユニット
６５把持爪
６６吸引配管
６７リンク機構
６８昇降ユニット
１２１保持領域
１５１開口
２００被加工物

Claims

被加工物を加工する加工装置であって、
被加工物を保持する保持領域と、一端が該保持領域に接続し他端が下面に開口する第１吸引路と、一端が該保持領域に接続し他端が上面に開口する第２吸引路と、を備える治具テーブルと、
該治具テーブルが着脱可能に固定され、該第１吸引路から該保持領域に負圧を作用させるテーブルベースと、
該テーブルベースに固定された該治具テーブルが保持する被加工物を加工する加工ユニットと、
被加工物が加工される加工領域と、該治具テーブルが該テーブルベースに着脱される着脱領域と、の間で該テーブルベースを移動する移動ユニットと、
加工前の被加工物が支持された該治具テーブルを仮置きする仮置き領域と、
該治具テーブルの該第２吸引路に負圧を作用させつつ、該仮置き領域に載置された該治具テーブルを該テーブルベースに搬送する搬送ユニットと、を備え、
該搬送ユニットは、
該治具テーブルの両脇を上方から把持する一対の把持爪と、
該把持爪で把持された該治具テーブルの該第２吸引路の開口に上方から接続し、該保持領域に吸引力を作用させて被加工物を保持する吸引配管と、
該吸引配管を昇降させ、該第２吸引路の該開口に接続する作用位置と、該開口から離れた上昇位置とに該吸引配管を位置付ける昇降ユニットと、を有し、
該把持爪は、リンク機構を介して該昇降ユニットに固定され、該昇降ユニットの昇降動作で回動して開閉し、該治具テーブルを把持する加工装置。
該第１吸引路及び該第２吸引路それぞれの他端側には逆止弁が配置されている請求項１に記載の加工装置。