KR20240015567A - 자동 교환 장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 오퍼레이터의 육안에 기초하는 절삭 블레이드의 관리가 불필요한 자동 교환 장치를 제공한다.
(해결 수단) 자동 교환 장치는, 복수의 절삭 블레이드를 보관하는 절삭 블레이드 보관 수단과, 절삭 블레이드 보관 수단으로부터 반출한 절삭 블레이드를 절삭 장치의 절삭 수단까지 반송함과 함께 절삭 장치의 절삭 수단으로부터 이탈한 절삭 블레이드를 반입하는 반출입 수단과, 절삭 블레이드 관리 수단을 포함한다. 절삭 블레이드 관리 수단은, 절삭 블레이드 보관 수단에 보관되어 있는 절삭 블레이드의 종류 및 종류마다 절삭 블레이드의 재고수를 관리하는 관리부와, 종류마다 절삭 블레이드의 재고수가 보급값에 도달했을 때에 절삭 블레이드의 보급을 독촉하는 보급 독촉부를 포함한다.

Description

자동 교환 장치{AUTOMATIC EXCHANGE APPARATUS}

본 발명은, 절삭 장치에 연결되는 자동 교환 장치에 관한 것이다.

IC, LSI 등의 복수의 디바이스가 교차하는 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 웨이퍼는, 절삭 장치에 의해 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 각 디바이스 칩은 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 전기 기기에 이용된다.

절삭 장치는, 웨이퍼를 유지하는 유지면을 구비한 척 테이블과, 척 테이블에 유지된 웨이퍼를 절삭하는 절삭 블레이드를 고정 너트로 장착한 절삭 수단과, 척 테이블을 X 축 방향으로 가공 이송하는 X 축 이송 수단과, 절삭 수단을 X 축 방향과 직교하는 Y 축 방향으로 산출 이송하는 Y 축 이송 수단과, X 축 방향 및 Y 축 방향과 직교하는 Z 축 방향으로 절삭 수단을 절입 이송하는 Z 축 이송 수단을 구비하고, 유지면은 X 축 방향 및 Y 축 방향에서 규정되어 있고, 웨이퍼를 고정밀도로 개개의 디바이스 칩으로 분할할 수 있다.

또, 본 출원인은, 절삭 수단에 장착된 절삭 블레이드를 자동적으로 교환할 수 있는 자동 교환 장치를 제안하였다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).

일본 공개특허공보 2022-103852호

그러나, 자동 교환 장치의 절삭 블레이드 보관 수단에 보관되어 있는 절삭 블레이드의 종류 및 재고수의 관리는, 오퍼레이터의 육안에 기초하고 있기 때문에, 절삭 블레이드의 종류를 오인하는 것이나, 절삭 블레이드의 재고수를 잘못 계산하는 경우가 일어날 수 있다. 이와 같은 일이 일어나면, 절삭 블레이드의 자동 교환을 적절히 수행할 수 없다는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 오퍼레이터의 육안에 기초하는 절삭 블레이드의 관리가 불필요한 자동 교환 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 피가공물을 유지하는 유지면을 구비한 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 그 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 고정 너트로 장착한 절삭 수단과, 그 척 테이블을 X 축 방향으로 가공 이송하는 X 축 이송 수단과, 그 절삭 수단을 X 축 방향과 직교하는 Y 축 방향으로 산출 이송하는 Y 축 이송 수단과, X 축 방향 및 Y 축 방향과 직교하는 Z 축 방향으로 그 절삭 수단을 절입 이송하는 Z 축 이송 수단을 포함한 절삭 장치에 연결되는 자동 교환 장치로서, 복수의 절삭 블레이드를 보관하는 절삭 블레이드 보관 수단과, 그 절삭 블레이드 보관 수단으로부터 반출한 그 절삭 블레이드를 그 절삭 수단까지 반송함과 함께 그 절삭 수단으로부터 이탈한 그 절삭 블레이드를 반입하는 반출입 수단과, 절삭 블레이드 관리 수단을 구비하고, 그 절삭 블레이드 관리 수단은, 그 절삭 블레이드 보관 수단에 보관되어 있는 그 절삭 블레이드의 종류 및 종류마다 그 절삭 블레이드의 재고수를 관리하는 관리부와, 종류마다 그 절삭 블레이드의 재고수가 보급값에 도달했을 때에 그 절삭 블레이드의 보급을 독촉하는 보급 독촉부를 포함하는 자동 교환 장치가 제공된다.

바람직하게는, 자동 교환 장치는, 그 반출입 수단을 그 절삭 블레이드 보관 수단에 대해 Y 축 방향의 작용 위치와 퇴피 위치에 위치시키는 Y 축 이동 수단과, 그 반출입 수단을 Z 축 방향으로 이동시키는 Z 축 이동 수단과, 그 반출입 수단을 X 축 방향으로 이동시켜 그 절삭 수단의 스핀들에 장착된 절삭 블레이드에 작용하는 작용 위치에 위치시키는 X 축 이동 수단을 추가로 구비하고, 그 반출입 수단은, Z 축 방향으로 연장되는 Z 회전축과, 그 Z 회전축에 방사상으로 연결되어 절삭 블레이드를 흡인 유지하는 블레이드 유지부와, 그 고정 너트를 그 스핀들의 선단에 형성된 수나사에 나사 장착 및 나사 분리하는 고정 너트 유지부를 포함한다.

바람직하게는, 그 반출입 수단은, 그 X 축 이동 수단의 굴곡 아암을 개재하여 프레임체에 배치 형성되고, 그 프레임체는 승강 테이블에 배치 형성된 Y 축 방향으로 연장되는 가이드 레일에 슬라이딩 가능하게 지지되고, 그 Y 축 이동 수단에 의해 그 절삭 블레이드 보관 수단에 대해 Y 축 방향의 그 작용 위치와 그 퇴피 위치에 위치된다.

본 발명의 자동 교환 장치에 의하면, 오퍼레이터의 육안에 기초하는 절삭 블레이드의 관리가 불필요하다. 따라서, 본 발명의 자동 교환 장치에 의하면, 절삭 블레이드의 종류를 오인하는 것이나, 절삭 블레이드의 재고수를 잘못 계산하는 경우가 없고, 절삭 블레이드의 자동 교환을 적절히 수행 가능하다.

도 1 은, 본 발명 실시형태의 자동 교환 장치의 사시도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 절삭 블레이드 보관 수단의 분해 사시도이다.
도 3 은, 도 2 에 나타내는 블레이드 지지축의 사시도이다.
도 4 는, 도 2 에 나타내는 블레이드 지지축의 단면도이다.
도 5 는, 도 1 에 나타내는 반출입 수단의 사시도이다.
도 6 은, 도 1 에 나타내는 프레임체, 승강 테이블 및 베이스 가대의 분해 사시도이다.
도 7 은, 도 1 에 나타내는 프레임체의 분해 사시도이다.
도 8(a) 는, 도 1 에 나타내는 절삭 블레이드 관리 수단의 관리 대상 항목을 나타내는 표, 도 8(b) 는, 보급 독촉 화면이 표시되어 있는 모니터의 모식도이다.
도 9 는, 도 1 에 나타내는 자동 교환 장치가 연결되는 절삭 장치의 사시도이다.
도 10 은, 도 9 에 나타내는 척 테이블의 사시도이다.
도 11 은, 도 9 에 나타내는 절삭 수단의 사시도이다.
도 12 는, 도 11 에 나타내는 블레이드 커버가 개방된 상태에 있어서의 절삭 수단의 사시도이다.
도 13 은, 도 9 에 나타내는 절삭 수단의 분해 사시도이다.
도 14 는, 도 1 에 나타내는 자동 교환 장치가 도 9 에 나타내는 절삭 장치에 연결된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 15 는, 도 1 에 나타내는 자동 교환 장치의 절삭 블레이드 보관 수단과 반출입 수단이 대면하고 있는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 16 은, 도 15 에 나타내는 상태로부터 프레임체가 절삭 블레이드 보관 수단을 향하여 전진한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 17 은, 도 16 에 나타내는 상태로부터 프레임체가 후퇴함과 함께, 승강 테이블이 상승한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 18 은, 도 17 에 나타내는 상태로부터 반출입 수단이 절삭 장치를 향하여 전진한 상태를 나타내는 사시도이다.

이하, 본 발명 실시형태의 자동 교환 장치에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.

(자동 교환 장치 (2))

도 1 을 참조하여 설명하면, 전체를 부호 2 로 나타내는 자동 교환 장치는, 복수의 절삭 블레이드를 보관하는 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 과, 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 으로부터 반출한 절삭 블레이드를 절삭 장치의 절삭 수단까지 반송함과 함께 절삭 장치의 절삭 수단으로부터 이탈한 절삭 블레이드를 반입하는 반출입 수단 (6) 과, 절삭 블레이드 관리 수단 (7) 을 포함한다.

또한, 본 실시형태의 자동 교환 장치 (2) 는, 반출입 수단 (6) 을 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 에 대해 Y 축 방향의 작용 위치와 퇴피 위치에 위치시키는 Y 축 이동 수단 (8) 과, 반출입 수단 (6) 을 Z 축 방향으로 이동시키는 Z 축 이동 수단 (10) 과, 반출입 수단 (6) 을 X 축 방향으로 이동시켜, 절삭 장치의 절삭 수단의 스핀들에 장착된 절삭 블레이드에 작용하는 작용 위치에 위치시키는 X 축 이동 수단 (12) 을 구비한다.

X 축 방향은, 도 1 에 화살표 X 로 나타내는 방향이고, Y 축 방향은, 도 1 에 화살표 Y 로 나타내는 방향으로서 X 축 방향과 직교하는 방향이다. 또, Z 축 방향은, 도 1 에 화살표 Z 로 나타내는 방향으로서 X 축 방향 및 Y 축 방향과 직교하는 상하 방향이다. X 축 방향 및 Y 축 방향이 규정하는 평면은 실질상 수평이다.

(절삭 블레이드 보관 수단 (4))

도 2 에 나타내는 바와 같이, 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 은, Y 축 방향으로 연장되는 회전축 (14) 을 갖는 구동 기어 (16) 와, 구동 기어 (16) 와 Z 축 방향으로 이간되고 Y 축 방향으로 연장되는 회전축 (18) 을 갖는 종동 기어 (20) 와, 구동 기어 (16) 와 종동 기어 (20) 에 감긴 무한 궤도 (22) 와, 무한 궤도 (22) 에 소정의 간격으로 배치 형성되고 절삭 블레이드의 중앙 개구부에 삽입되어 절삭 블레이드를 지지하는 Y 축 방향으로 연장되는 블레이드 지지축 (24) 을 포함한다.

(구동 기어 (16))

도 1 및 도 2 를 참조하여 설명하면, 본 실시형태의 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 은, 베이스판 (26) (도 1 참조) 과, 베이스판 (26) 의 상면으로부터 상방으로 연장되는 지지벽 (28) 과, 지지벽 (28) 의 편면에 고정된 모터 (30) 를 포함한다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 모터 (30) 에는 구동 기어 (16) 의 회전축 (14) 이 연결되어 있고, 모터 (30) 는 Y 축 방향을 축심으로 하여 구동 기어 (16) 를 회전시키도록 되어 있다.

(종동 기어 (20))

도 2 에 나타내는 바와 같이, 종동 기어 (20) 는 구동 기어 (16) 의 상방에 배치되고, 종동 기어 (20) 의 회전축 (18) 은, Y 축 방향을 축심으로 하여 자유롭게 회전할 수 있고 또한 Z 축 방향으로 자유롭게 승강할 수 있도록 지지벽 (28) 에 지지되어 있다. 지지벽 (28) 에는, 종동 기어 (20) 를 Z 축 방향으로 승강시키는 승강 수단 (도시하지 않음) 이 형성되어 있다. 승강 수단은, 종동 기어 (20) 의 회전축 (18) 에 연결되어 Z 축 방향으로 연장되는 볼 나사와, 이 볼 나사를 회전시키는 모터를 갖는 구성이면 된다.

(무한 궤도 (22))

무한 궤도 (22) 는, 서로 연결된 다수의 링크편 (부호 생략) 으로 구성되어 있고, 구동 기어 (16) 와 종동 기어 (20) 에 감겨 있다. 무한 궤도 (22) 는, 모터 (30) 에 의해 구동 기어 (16) 가 회전함에 따라 회전하도록 되어 있다.

본 실시형태의 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 에 있어서는, 승강 수단으로 종동 기어 (20) 의 Z 축 방향의 위치를 바꿈으로써, 구동 기어 (16) 와 종동 기어 (20) 의 Z 축 방향의 간격을 조정할 수 있도록 되어 있다. 또한, 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 에 있어서는, 무한 궤도 (22) 의 링크편의 수량을 적절하게 증감시킴으로써, 무한 궤도 (22) 의 길이도 조정할 수 있게 되어 있다.

(블레이드 지지축 (24))

도 2 에 나타내는 바와 같이, 블레이드 지지축 (24) 은, 소정의 간격을 두고 무한 궤도 (22) 에 복수 배치 형성되어 있다. 또한, 도 2 와 함께 도 3 을 참조함으로써 이해되는 바와 같이, 블레이드 지지축 (24) 은, 무한 궤도 (22) 에 연결된 원기둥상의 기부 (32) 와, 기부 (32) 의 단면으로부터 Y 축 방향으로 연장되는 원기둥상의 축부 (34) 를 갖는다. 축부 (34) 의 직경은 기부 (32) 의 직경보다 작다.

(절삭 블레이드 (36))

도 3 에는, 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 에 보관되는 절삭 블레이드 (36) 도 나타나 있다. 절삭 블레이드 (36) 는, 환상의 기대 (38) 와, 기대 (38) 의 외주에 배치 형성된 환상의 절삭날 (40) 을 갖는다. 기대 (38) 는, 알루미늄 합금 등의 적절한 금속 재료로 형성될 수 있다. 기대 (38) 의 중앙부에는, 원형의 중앙 개구부 (38a) 가 형성되어 있다. 절삭날 (40) 은, 다이아몬드 등의 지립과, 금속이나 수지 등의 결합재로 소정의 두께 (예를 들어 10 ∼ 30 ㎛ 정도) 로 형성되어 있고, 기대 (38) 의 외주 가장자리로부터 직경 방향 외측으로 돌출되어 있다.

본 실시형태의 블레이드 지지축 (24) 의 축부 (34) 는, 절삭 블레이드 (36) 의 중앙 개구부 (38a) 의 내경에 대응하는 외경을 구비하고 있고, 블레이드 지지축 (24) 에 있어서는, 절삭 블레이드 (36) 의 중앙 개구부 (38a) 에 축부 (34) 가 삽입되어, 복수 (예를 들어 5 개) 의 절삭 블레이드 (36) 를 축부 (34) 로 지지하도록 되어 있다. 또한, 동일한 블레이드 지지축 (24) 에는, 동일 종류의 절삭 블레이드 (36) 가 삽입되지만, 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 전체로는, 재료나 형상이 상이한 복수 종류의 절삭 블레이드 (36) 가 보관될 수 있다.

본 실시형태에서는, 도 2 를 참조함으로써 이해되는 바와 같이, 복수의 블레이드 지지축 (24) 중 절반수의 블레이드 지지축 (24) 에 절삭 블레이드 (36) 가 지지되어 있다. 또한, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 축부 (34) 의 선단측에는, 축부 (34) 로 지지한 절삭 블레이드 (36) 가 튀어나오는 것을 방지하기 위한 복수의 볼 플런저 (42) 가 둘레 방향으로 간격을 두고 장착되어 있다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 블레이드 지지축 (24) 의 각 기부 (32) 의 내부에는 유로 (32a) 가 형성되어 있고, 각 유로 (32a) 의 일단부에 연통하는 복수의 유로 (22a) 가 무한 궤도 (22) 에 형성되어 있다. 각 유로 (32a) 의 타단부는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 축부 (34) 보다 직경 방향 외측의 기부 (32) 의 단면에 있어서 개구되어 있다.

또한, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 지지벽 (28) 에는, 구동 기어 (16) 의 하방에 있어서 Y 축 방향으로 돌출되는 에어 노즐 (44) 이 형성되어 있고, 에어 노즐 (44) 은, 고압 에어 공급 수단 (도시하지 않음) 에 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 무한 궤도 (22) 의 회전에 수반하는 블레이드 지지축 (24) 의 궤도에 있어서 최하단에 위치하는 블레이드 지지축 (24) 과, 에어 노즐 (44) 의 선단이 대면하고 있다.

그리고, 축부 (34) 의 선단측에 위치하는 절삭 블레이드 (36) 가 반출된 경우에, 에어 노즐 (44) 로부터 무한 궤도 (22) 의 유로 (22a) 를 통하여, 최하단에 위치하는 블레이드 지지축 (24) 의 기부 (32) 의 유로 (32a) 에 고압 에어를 공급함으로써, 축부 (34) 에 남겨진 절삭 블레이드 (36) 를 축부 (34) 의 선단측으로 압출할 수 있게 되어 있다. 단, 볼 플런저 (42) 의 작용에 의해 절삭 블레이드 (36) 가 축부 (34) 로부터 낙하하는 경우는 없다.

(반출입 수단 (6))

도 5 를 참조하여 반출입 수단 (6) 에 대해서 설명한다. 반출입 수단 (6) 은, Z 축 방향으로 연장되는 Z 회전축 (46) 과, Z 회전축 (46) 에 방사상으로 연결되어 절삭 블레이드 (36) 를 흡인 유지하는 블레이드 유지부 (48) 와, 고정 너트를 절삭 장치의 스핀들의 선단에 형성된 수나사에 나사 장착 및 나사 분리하는 고정 너트 유지부 (50) 를 적어도 구비한다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 반출입 수단 (6) 은 추가로 케이싱 (52) 을 구비하고, 케이싱 (52) 은, 정육각형상의 천판 (54) 과, 천판 (54) 의 둘레 가장자리로부터 수하 (垂下) 하는 직사각형 판상의 6 개의 측벽 (56) 을 갖는다. 천판 (54) 의 상면으로부터는 상기 Z 회전축 (46) 이 돌출되어 있다. 케이싱 (52) 의 내부에는, Z 회전축 (46) 에 연결된 모터 (도시하지 않음) 가 수용되어 있다.

본 실시형태에서는, 케이싱 (52) 의 6 개의 측벽 (56) 중, 4 개의 측벽 (56) 에는 블레이드 유지부 (48) 가 장착되고, 2 개의 측벽 (56) 에는 고정 너트 유지부 (50) 가 장착되어 있으며, 2 개의 고정 너트 유지부 (50) 는 대향하는 1 쌍의 측벽 (56) 에 형성되어 있다.

(블레이드 유지부 (48))

블레이드 유지부 (48) 는 원통상으로 형성되어 있고, 블레이드 유지부 (48) 의 단면 (58) 에는, 상기 블레이드 지지축 (24) 의 축부 (34) 및 절삭 장치의 스핀들의 선단부를 수용 가능한 원형의 중앙 개구부 (60) 와, 중앙 개구부 (60) 의 주위에 둘레 방향으로 등간격을 두고 배치된 복수 개의 흡인공 (61) 이 형성되어 있다. 각 흡인공 (61) 은, 흡인 수단 (도시하지 않음) 에 접속되어 있다.

블레이드 유지부 (48) 는, 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 에 보관되어 있는 절삭 블레이드 (36) 의 기대 (38) 에 블레이드 유지부 (48) 의 단면 (58) 이 접촉하는 위치에 위치된 상태에 있어서, 흡인 수단에 의해 흡인공 (61) 에 흡인력을 생성함으로써 절삭 블레이드 (36) 를 흡인 유지한다.

(고정 너트 유지부 (50))

도 5 를 참조하여 설명을 계속하면, 고정 너트 유지부 (50) 는, 케이싱 (52) 의 측벽 (56) 에 고정된 원통상의 하우징 (64) 과, 하우징 (64) 의 내부에 자유롭게 회전할 수 있도록 수용된 환상의 회전체 (66) 와, 회전체 (66) 를 회전시키는 모터 (도시하지 않음) 를 포함한다.

회전체 (66) 에는, 절삭 장치의 스핀들의 선단부를 수용 가능한 중앙 개구부 (68) 가 형성되어 있다. 회전체 (66) 의 단면 (66a) 에는, 복수 개의 흡인공 (70) 과, 복수 개의 핀 (72) 이 교대로 둘레 방향으로 간격을 두고 형성되어 있다.

각 흡인공 (70) 은 흡인 수단 (도시하지 않음) 에 접속되어 있다. 핀 (72) 은, 회전체 (66) 에 내장된 스프링 (도시하지 않음) 에 의해 회전체 (66) 의 단면 (66a) 으로부터 돌출되는 위치 (도 5 에 나타내는 위치) 에 위치되어 있음과 함께, 회전체 (66) 의 내부를 향하여 가압되면, 스프링이 수축하여 회전체 (66) 의 내부에 수용된다. 또한, 핀 (72) 은, 고정 너트에 형성된 핀공의 위치에 대응하여 배치되어 있다.

고정 너트 유지부 (50) 에 있어서는, 흡인 수단으로 각 흡인공 (70) 에 흡인력을 생성하여 고정 너트를 흡인 유지함과 함께, 고정 너트에 형성된 핀공에 핀 (72) 을 삽입한 상태에 있어서, 모터에 의해 회전체 (66) 를 회전시킴으로써, 절삭 장치의 스핀들에 절삭 블레이드 (36) 를 고정시키기 위한 고정 너트를 스핀들의 선단에 형성된 수나사에 나사 장착 및 나사 분리할 수 있도록 되어 있다.

또한, 고정 너트를 스핀들로부터 나사 분리할 (떼어낼) 때에, 고정 너트 유지부 (50) 의 핀 (72) 의 위치와, 고정 너트의 핀공의 위치가 어긋나 있는 경우라도, 스핀들에 장착되어 있는 고정 너트의 단면에 회전체 (66) 의 단면 (66a) 을 위치시켜, 핀 (72) 을 회전체 (66) 의 내부에 수용한 후에, 모터에 의해 회전체 (66) 를 회전시키면, 핀 (72) 의 위치가 핀공의 위치에 정합했을 때에 스프링에 의해 핀 (72) 이 압출되고, 핀공에 핀 (72) 이 삽입된다.

상기와 같이 구성될 수 있는 반출입 수단 (6) 은, 본 실시형태에서는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 프레임체 (74) 의 내부에 배치 형성되어 있다. 프레임체 (74) 는, 승강 테이블 (76) 에 Y 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 지지되고, 승강 테이블 (76) 은, 베이스 가대 (78) 에 Z 축 방향으로 자유롭게 승강할 수 있도록 지지되어 있다.

(프레임체 (74))

도 6 및 도 7 을 참조하여 설명하면, 프레임체 (74) 는, 직사각형 판상의 바닥부 (80) 와, 바닥부 (80) 의 상면의 네 모퉁이로부터 상방으로 연장되는 4 개의 지주 (82) 와, 각 지주 (82) 의 상단에 고정된 판상의 천장부 (84) (도 7 참조) 를 포함한다. 바닥부 (80) 의 하면에는, Y 축 방향으로 연장되는 홈 (86a) 이 형성된 피가이드 부재 (86) 가 X 축 방향으로 간격을 두고 1 쌍 형성되어 있다.

(승강 테이블 (76))

도 6 에 나타내는 바와 같이, 승강 테이블 (76) 은, 직사각형 판상의 천판 (88) 과, 천판 (88) 의 하면 네 모퉁이로부터 하방으로 연장되는 4 개의 원기둥상의 다리부 (90) 를 포함한다. 천판 (88) 의 상면에는, X 축 방향으로 간격을 두고 Y 축 방향으로 연장되는 1 쌍의 가이드 레일 (92) 이 형성되어 있고, 1 쌍의 가이드 레일 (92) 은, 프레임체 (74) 의 1 쌍의 피가이드 부재 (86) 의 홈 (86a) 에 자유롭게 슬라이딩할 수 있도록 끼워 맞춰져 있다.

(Y 축 이동 수단 (8))

또한, 승강 테이블 (76) 의 천판 (88) 의 상면에는, Y 축 이동 수단 (8) 이 형성되어 있다. Y 축 이동 수단 (8) 은, 1 쌍의 가이드 레일 (92) 사이에 있어서 Y 축 방향으로 연장되는 볼 나사 (94) 와, 볼 나사 (94) 를 회전시키는 모터 (96) 를 갖는다. 볼 나사 (94) 의 너트부 (도시하지 않음) 는, 프레임체 (74) 의 바닥부 (80) 의 하면에 고정되어 있다.

Y 축 이동 수단 (8) 에 있어서는, 볼 나사 (94) 에 의해 모터 (96) 의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 프레임체 (74) 에 전달하고, 1 쌍의 가이드 레일 (92) 을 따라 프레임체 (74) 를 Y 축 방향으로 이동시킨다. 이와 같이, 반출입 수단 (6) 이 배치 형성된 프레임체 (74) 는, 승강 테이블 (76) 에 배치 형성된 Y 축 방향으로 연장되는 가이드 레일 (92) 에 슬라이딩 가능하게 지지되고, Y 축 이동 수단 (8) 에 의해 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 에 대해 Y 축 방향의 작용 위치와 퇴피 위치에 위치되도록 되어 있다.

상기 작용 위치는, 반출입 수단 (6) 의 블레이드 유지부 (48) 가 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 에 접근한 위치로서, 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 에 지지되어 있는 절삭 블레이드 (36) 를 블레이드 유지부 (48) 에 의해 흡인 유지 가능한 위치이다. 또한, 상기 퇴피 위치는, 상기 작용 위치보다 반출입 수단 (6) 의 블레이드 유지부 (48) 가 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 으로부터 이간된 위치이다.

(베이스 가대 (78))

도 6 에 나타내는 바와 같이, 베이스 가대 (78) 는, 프레임 (98) 과, 프레임 (98) 의 상부에 고정된 직사각형상의 베이스판 (100) 을 포함한다. 베이스판 (100) 의 네 모퉁이에는, 승강 테이블 (76) 의 다리부 (90) 가 자유롭게 슬라이딩할 수 있도록 삽입되는 4 개의 원형공 (102) 이 형성되어 있다. 또한, 베이스판 (100) 의 중앙부에는 암나사 (104) 가 형성되어 있다.

(Z 축 이동 수단 (10))

도 6 을 참조하여 설명을 계속하면, 승강 테이블 (76) 및 베이스 가대 (78) 에는, Z 축 이동 수단 (10) 이 연결되어 있다. Z 축 이동 수단 (10) 은, Z 축 방향으로 연장되는 볼 나사 (106) 와, 볼 나사 (106) 를 회전시키는 모터 (108) 와, 모터 (108) 의 상단에 고정된 연결판 (110) 을 포함한다. 볼 나사 (106) 는, 베이스판 (100) 의 암나사 (104) 에 나사 결합되어 있다. 연결판 (110) 은 승강 테이블 (76) 의 천판 (88) 의 하면에 볼트 (도시하지 않음) 등의 적절한 연결 수단에 의해 고정되어 있다.

Z 축 이동 수단 (10) 에 있어서는, 볼 나사 (106) 에 의해 모터 (108) 의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하고, 베이스 가대 (78) 에 대해 승강 테이블 (76) 을 승강시킴으로써, 반출입 수단 (6) 이 배치 형성된 프레임체 (74) 를 Z 축 방향으로 이동시킨다.

(X 축 이동 수단 (12))

도 7 을 참조하여 설명하면, X 축 이동 수단 (12) 은, 프레임체 (74) 에 장착된 굴곡 아암 (112) 과, 굴곡 아암 (112) 을 작동시키는 제 1 모터 (114) 및 제 2 모터 (115) 를 포함한다. 굴곡 아암 (112) 은, 스페이서 (116) 를 통해 프레임체 (74) 의 천장부 (84) 의 하면으로 자유롭게 요동할 수 있도록 연결된 제 1 아암편 (118) 과, 제 1 아암편 (118) 의 하면으로 자유롭게 요동할 수 있도록 연결된 제 2 아암편 (120) 을 갖는다.

스페이서 (116) 는, 제 1 아암편 (118) 의 일단부에 배치되어 있다. 제 1 아암편 (118) 은 스페이서 (116) 측을 요동 중심으로 하여 천장부 (84) 에 연결되어 있다. 또, 제 1 아암편 (118) 의 타단부의 상면에도 스페이서 (122) 가 형성되어 있다. 제 2 아암편 (120) 은, 스페이서 (122) 측을 요동 중심으로 하여 제 1 아암편 (118) 에 연결되어 있다.

제 2 아암편 (120) 의 선단 (스페이서 (122) 와는 반대측의 단부) 에는, 원형공 (도시하지 않음) 이 형성되어 있다. 이 원형공에는, 반출입 수단 (6) 의 Z 회전축 (46) 이 삽입되고, Z 회전축 (46) 은 제 2 아암편 (120) 에 회전 불가능하게 고정된다. Z 회전축 (46) 에 연결되어 있는 반출입 수단 (6) 의 모터가 구동하면, 제 2 아암편 (120) 에 대해 반출입 수단 (6) 의 케이싱 (52) 이 회전하고, 블레이드 유지부 (48) 및 고정 너트 유지부 (50) 가 임의의 방향으로 위치된다. 이와 같이, 반출입 수단 (6) 은, X 축 이동 수단 (12) 의 굴곡 아암 (112) 에 연결되어 있고, 굴곡 아암 (112) 을 통해 프레임체 (74) 에 배치 형성되어 있다.

X 축 이동 수단 (12) 에 있어서는, 제 1 모터 (114) 에 의해, 스페이서 (116) 측을 요동 중심으로 하여 제 1 아암편 (118) 를 요동시킴과 함께, 제 2 모터 (115) 에 의해, 스페이서 (122) 측을 요동 중심으로 하여 제 2 아암편 (120) 을 요동시킴으로써, 굴곡 아암 (112) 을 굴곡 또는 신장시켜, 반출입 수단 (6) 을 X 축 방향으로 이동시키도록 되어 있다.

(절삭 블레이드 관리 수단 (7))

절삭 블레이드 관리 수단 (7) 은, 프로세서 및 메모리를 갖는 컴퓨터로 구성되어 있다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 절삭 블레이드 관리 수단 (7) 은, 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 에 보관되어 있는 절삭 블레이드 (36) 의 종류 및 종류마다 절삭 블레이드 (36) 의 재고수를 관리하는 관리부 (124) 와, 종류마다 절삭 블레이드 (36) 의 재고수가 보급값에 도달했을 때에 절삭 블레이드 (36) 의 보급을 독촉하는 보급 독촉부 (126) 를 구비하고 있다.

(관리부 (124))

관리부 (124) 는, 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 의 블레이드 지지축 (24) 의 넘버 (1, 2, 3, …, n), 절삭 블레이드 (36) 의 종류, 절삭 블레이드 (36) 의 재고수를 기억한다 (도 8(a) 참조). 절삭 블레이드 (36) 의 재고수에 대해서는, 예를 들어, 블레이드 지지축 (24) 마다, 오퍼레이터에 의해 입력된 절삭 블레이드 (36) 의 보충 수량으로부터, 볼 플런저 (42) 의 출입 횟수 (즉, 절삭 블레이드 (36) 가 반출된 횟수) 를 뺌으로써, 잔존하고 있는 절삭 블레이드 (36) 의 수량을 구할 수 있다.

(보급 독촉부 (126))

보급 독촉부 (126) 는, 절삭 블레이드 (36) 의 종류마다 (혹은, 블레이드 지지축 (24) 마다) 의 보급값을 기억하고 있어, 절삭 블레이드 (36) 의 재고수가 보급값에 도달했을 때에 절삭 블레이드 (36) 의 보급을 독촉하도록 되어 있다.

도 8(a) 에 나타내는 예에 있어서는, 넘버 2 의 블레이드 지지축 (24) (ZI-002형의 절삭 블레이드 (36) 를 지지하고 있는 축) 에 있어서, 절삭 블레이드 (36) 의 재고수 (2 개) 가 보급값 (2 개) 에 도달하고 있다. 또한, 넘버 n 의 블레이드 지지축 (24) (WC-009형의 절삭 블레이드 (36) 를 지지하고 있는 축) 에 있어서도, 절삭 블레이드 (36) 의 재고수 (4 개) 가 보급값 (4 개) 에 도달하고 있다.

이 때문에, 보급 독촉부 (126) 는, 절삭 블레이드 (36) 의 보급을 독촉할 수 있도록, 자동 교환 장치 (2) 의 알람 (도시하지 않음) 을 작동시킴과 함께, 보급이 필요한 블레이드 지지축 (24) 의 넘버, 보급해야 할 절삭 블레이드 (36) 의 종류 및 매수, 보급 기한 등이 나타난 보급 독촉 화면을 자동 교환 장치 (2) 의 모니터에 표시시킨다.

예를 들어, 도 8(b) 에 나타내는 바와 같이, 보급 독촉부 (126) 는, 넘버 2 의 블레이드 지지축 (24) 에 ZI-002형의 절삭 블레이드 (36) 를 5 장, 넘버 n 의 블레이드 지지축 (24) 에 WC-009형의 절삭 블레이드 (36) 를 10 장, 24 시간 이내에 보급해야 하는 취지를 나타내는 보급 독촉 화면을 자동 교환 장치 (2) 의 모니터 (M) 에 표시시킬 수 있다.

또한, 보급 독촉부 (126) 는, 호스트 컴퓨터에 대하여, 보급해야 할 절삭 블레이드 (36) 의 발주서의 작성을 지시하고, 작성한 발주서를 절삭 블레이드 메이커에 송신할 것을 지시할 수 있도록 되어 있어도 된다.

또한, 상기의 예에서는, 2 종류의 절삭 블레이드 (36) 가 보급값에 도달한 경우에 절삭 블레이드 (36) 의 보급을 독촉하도록 되어 있지만, 보급 독촉부 (126) 는, 임의의 종류 (1 종류여도 되고, 혹은 복수 종류여도 된다) 의 절삭 블레이드 (36) 가 보급값에 도달한 경우에, 절삭 블레이드 (36) 의 보급을 독촉할 수 있다.

다음으로, 도 9 내지 도 13 을 참조하여, 상기 서술한 자동 교환 장치 (2) 가 연결되는 절삭 장치 (170) 에 대해 설명한다.

(절삭 장치 (170))

도 9 에 나타내는 바와 같이, 절삭 장치 (170) 는, 피가공물을 유지하는 유지면을 구비한 척 테이블 (172) 과, 척 테이블 (172) 에 유지된 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드 (36) 를 고정 너트로 장착한 절삭 수단 (174) 과, 척 테이블 (172) 을 X 축 방향으로 가공 이송하는 X 축 이송 수단 (176) 과, 절삭 수단 (174) 을 X 축 방향과 직교하는 Y 축 방향으로 산출 이송하는 Y 축 이송 수단 (178) 과, X 축 방향 및 Y 축 방향과 직교하는 Z 축 방향으로 절삭 수단 (174) 을 절입 이송하는 Z 축 이송 수단 (180) 을 구비한다.

(척 테이블 (172))

도 9 및 도 10 을 참조하여 설명하면, 절삭 장치 (170) 는, 기대 (182) (도 9 참조) 의 상면에 X 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 형성된 X 축 가동판 (184) 과, X 축 가동판 (184) 의 상면에 고정된 지주 (186) 와, 지주 (186) 의 상단에 고정된 커버판 (188) 을 구비한다. 커버판 (188) 에는, 원형 개구 (188a) 가 형성되어 있다. 척 테이블 (172) 은, 지주 (186) 의 상단에 자유롭게 회전할 수 있도록 탑재되고, 커버판 (188) 의 원형 개구 (188a) 를 통하여 상방으로 연장되어 있다. 척 테이블 (172) 은, 지주 (186) 에 내장된 모터 (도시하지 않음) 에 의해 Z 축 방향을 축심으로 하여 회전된다.

도 10 에 나타내는 바와 같이, 척 테이블 (172) 의 상단 부분에는, 흡인 수단 (도시하지 않음) 에 접속된 다공질의 원형상의 흡착 척 (190) 이 배치되어 있다. 척 테이블 (172) 에 있어서는, 흡인 수단으로 흡착 척 (190) 의 상면에 흡인력을 생성함으로써, 흡착 척 (190) 의 상면에 실린 피가공물을 흡인 유지하도록 되어 있다.

이와 같이 척 테이블 (172) 에 있어서는, 흡착 척 (190) 의 상면이 피가공물을 유지하는 유지면으로 되어 있고, 유지면은 X 축 방향 및 Y 축 방향에서 규정되는 XY 평면 상에 위치되어 있다. 또한, 척 테이블 (172) 의 둘레 가장자리에는, 둘레 방향으로 간격을 두고 복수의 클램프 (192) 가 배치되어 있다.

(X 축 이송 수단 (176))

도 10 에 나타내는 바와 같이, X 축 이송 수단 (176) 은, X 축 가동판 (184) 에 연결되고 X 축 방향으로 연장되는 볼 나사 (198) 와, 볼 나사 (198) 를 회전시키는 모터 (200) 를 갖는다. X 축 이송 수단 (176) 은, 볼 나사 (198) 에 의해 모터 (200) 의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 X 축 가동판 (184) 에 전달하고, 기대 (182) 의 안내 레일 (182a) 을 따라 X 축 가동판 (184) 을 이동시킴과 함께, 척 테이블 (172) 을 X 축 방향으로 가공 이송한다.

도 9 에 나타내는 바와 같이, 절삭 장치 (170) 는, 척 테이블 (172) 에 걸쳐 배치된 도어형의 프레임 (202) 을 포함한다. 프레임 (202) 은, Y 축 방향으로 간격을 두고 기대 (182) 의 상면으로부터 상방으로 연장되는 1 쌍의 지주 (204) 와, 1 쌍의 지주 (204) 의 상단 사이에 걸쳐지고 Y 축 방향으로 연장되는 빔 (206) 을 갖는다.

(절삭 수단 (174))

절삭 수단 (174) 은, 빔 (206) 의 편측의 측면 (도 9 에 있어서 배면측의 측면) 에 Y 축 방향으로 간격을 두고 1 쌍 형성되어 있다. 본 실시형태의 절삭 장치 (170) 에 있어서는, 절삭 블레이드 (36) 가 대면하도록 1 쌍의 절삭 수단 (174) 이 형성되어 있고, 척 테이블 (172) 에 유지된 피가공물을 1 쌍의 절삭 블레이드 (36) 에 의해 동시에 절삭 가공을 실시할 수 있게 되어 있다. 또한, 절삭 수단 (174) 은 1 개여도 된다.

도 11 에 나타내는 바와 같이, 각 절삭 수단 (174) 은, Y 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 빔 (206) 의 편측의 측면에 지지되는 직사각형상의 Y 축 가동 부재 (208) 와, Y 축 가동 부재 (208) 에 Z 축 방향으로 자유롭게 승강할 수 있도록 지지된 단면 L 자상의 Z 축 가동 부재 (210) 와, Z 축 가동 부재 (210) 의 하단에 고정된 스핀들 하우징 (212) 을 구비한다.

Y 축 가동 부재 (208) 의 편측의 측면 (도 11 에 있어서 앞쪽 측면) 에는, Z 축 방향으로 간격을 두고 Y 축 방향으로 연장되는 1 쌍의 피안내홈 (208a) 이 형성되고, 피안내홈 (208a) 은 빔 (206) 의 편측의 측면에 있어서 상하 방향으로 간격을 두고 Y 축 방향으로 연장되는 1 쌍의 안내 레일 (도시하지 않음) 에 자유롭게 슬라이딩할 수 있도록 연결된다.

(Y 축 이송 수단 (178))

Y 축 이송 수단 (178) 은, 빔 (206) 의 편측의 측면에 있어서 Y 축 방향으로 연장되는 볼 나사 (214) 와, 볼 나사 (214) 를 회전시키는 모터 (216) 를 갖는다. 볼 나사 (214) 는 Y 축 가동 부재 (208) 에 연결되어 있다. Y 축 이송 수단 (178) 은, 볼 나사 (214) 에 의해 모터 (216) 의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 Y 축 가동 부재 (208) 에 전달하고, 빔 (206) 의 편측의 측면에 부설된 안내 레일을 따라 Y 축 가동 부재 (208) 를 Y 축 방향으로 산출 이송한다.

Y 축 가동 부재 (208) 의 타측의 측면 (도 11 에 있어서 배면측의 측면) 에는, Y 축 방향으로 간격을 두고 Z 축 방향으로 연장되는 1 쌍의 안내 레일 (도시하지 않음) 이 형성되어 있고, Z 축 가동 부재 (210) 는, Y 축 가동 부재 (208) 의 1 쌍의 안내 레일에 자유롭게 슬라이딩할 수 있도록 연결되는 1 쌍의 피안내홈 (도시하지 않음) 을 갖는다.

(Z 축 이송 수단 (180))

Z 축 이송 수단 (180) 은, Z 축 가동 부재 (210) 에 연결되어 Z 축 방향으로 연장되는 볼 나사 (도시하지 않음) 와, 이 볼 나사를 회전시키는 모터 (218) 를 갖는다. Z 축 이송 수단 (180) 은, 볼 나사에 의해 모터 (218) 의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 Z 축 가동 부재 (210) 에 전달하고, Y 축 가동 부재 (208) 의 안내 레일을 따라 Z 축 가동 부재 (210) 를 Z 축 방향으로 절입 이송한다.

도 12 를 참조하여 설명하면, 스핀들 하우징 (212) 에는, Y 축 방향을 축심으로 하여 자유롭게 회전할 수 있도록 원기둥상의 스핀들 (220) 이 지지되어 있음과 함께, 스핀들 (220) 을 회전시키는 모터 (도시하지 않음) 가 수용되어 있다. 스핀들 (220) 의 선단에는, 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드 (36) 가 고정 너트 (222) 에 의해 자유롭게 착탈할 수 있도록 고정되어 있다.

스핀들 하우징 (212) 의 선단에는, 절삭 블레이드 (36) 를 덮는 블레이드 커버 (224) 가 장착되어 있다. 블레이드 커버 (224) 는, 스핀들 하우징 (212) 의 선단에 고정된 제 1 커버 부재 (224a) 와, 제 1 커버 부재 (224a) 의 선단에 자유롭게 이동할 수 있도록 장착된 제 2 커버 부재 (224b) 를 갖는다. 제 2 커버 부재 (224b) 는, 에어 실린더 등의 적절한 액추에이터 (도시하지 않음) 에 의해 X 축 방향으로 이동되도록 되어 있고, 절삭 블레이드 (36) 의 교환시에는 도 12 에 나타내는 개방 위치에 위치되고, 절삭 가공시에는 도 11 에 나타내는 폐색 위치에 위치된다.

도 13 에 나타내는 바와 같이, 스핀들 (220) 의 선단측 외주면에는, 직경 방향 외측으로 돌출되는 환상의 고정 플랜지 (226) 가 형성되어 있다. 고정 플랜지 (226) 의 선단면의 직경 방향 내측 부분에는 환상의 오목부 (226a) 가 형성되어 있고, 고정 플랜지 (226) 의 선단면의 외주측 부분은, 축 방향으로 돌출된 환상의 지지 단면 (226b) 으로 되어 있다. 또한, 고정 플랜지 (226) 보다 더 선단측의 스핀들 (220) 의 외주면에는, 수나사 (228) 가 형성되어 있다.

그리고, 절삭 블레이드 (36) 의 중앙 개구부 (38a) 가 스핀들 (220) 의 선단부에 끼워 맞춰지고, 스핀들 (220) 의 수나사 (228) 와 고정 너트 (222) 가 나사 장착 (체결) 됨으로써, 고정 플랜지 (226) 의 지지 단면 (226b) 과 고정 너트 (222) 에 절삭 블레이드 (36) 가 협지되어 스핀들 (220) 의 선단에 자유롭게 착탈할 수 있도록 고정된다. 또한, 고정 너트 (222) 의 측면에는, 반출입 수단 (6) 의 고정 너트 유지부 (50) 의 핀 (72) 이 삽입되는 복수 개의 핀공 (222a) 이 둘레 방향으로 등간격을 두고 형성되어 있다.

도 9 에 나타내는 바와 같이, 프레임 (202) 의 빔 (206) 의 타측의 측면 (도 9 에 있어서 앞측의 측면) 에는, 척 테이블 (172) 에 유지된 피가공물을 촬상하는 1 쌍의 촬상 수단 (230) 이 Y 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 장착되어 있음과 함께, 촬상 수단 (230) 을 Y 축 방향으로 이동시키는 1 쌍의 이동 수단 (232) 이 장착되어 있다.

이동 수단 (232) 은, 빔 (206) 의 타측의 측면에 있어서 Y 축 방향으로 연장되는 볼 나사 (234) 와, 볼 나사 (234) 를 회전시키는 모터 (236) 를 갖는다. 볼 나사 (234) 는 촬상 수단 (230) 에 연결되어 있다. 그리고, 이동 수단 (232) 은, 모터 (236) 의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 촬상 수단 (230) 에 전달하고, 빔 (206) 의 타측의 측면에 부설된 안내 레일 (206a) 을 따라 촬상 수단 (230) 을 Y 축 방향으로 이동시킨다. 또한, 촬상 수단 (230) 은 1 개여도 된다.

(절삭 가공)

절삭 장치 (170) 를 사용하여, 웨이퍼 등의 피가공물에 대해 절삭 가공을 실시할 때에는, 먼저, 척 테이블 (172) 에 피가공물을 흡착시킨다. 이어서, X 축 이송 수단 (176) 으로 척 테이블 (172) 을 촬상 수단 (230) 의 하방으로 이동시킴과 함께, 이동 수단 (232) 으로 촬상 수단 (230) 의 Y 축 방향 위치를 조정한다. 이어서, 촬상 수단 (230) 으로 상방으로부터 피가공물을 촬상하여 피가공물의 절삭 영역을 검출한다.

이어서, 촬상 수단 (230) 으로 검출한 피가공물의 절삭 영역에 기초하여, 척 테이블 (172) 을 회전시켜, 절삭 수단 (174) 의 절삭 블레이드 (36) 에 대한 피가공물의 절삭 영역의 방향을 조정한다. 이어서, X 축 이송 수단 (176) 으로 척 테이블 (172) 을 X 축 방향으로 이동시킴과 함께, Y 축 이송 수단 (178) 으로 스핀들 하우징 (212) 을 Y 축 방향으로 이동시켜, 피가공물의 절삭 영역의 상방에 1 쌍의 절삭 블레이드 (36) 를 위치시킨다.

이어서, Z 축 이송 수단 (180) 으로 스핀들 하우징 (212) 을 하강시켜, 고속 회전시킨 절삭 블레이드 (36) 의 절삭날 (40) 을 피가공물의 절삭 영역에 절입시킴과 함께, 절삭 블레이드 (36) 의 절삭날 (40) 을 절입시키는 부분에 절삭수를 공급하면서, 척 테이블 (172) 을 X 축 방향으로 가공 이송함으로써, 피가공물의 절삭 영역에 소정의 절삭 가공을 실시한다. Y 축 이송 수단 (178) 으로 스핀들 하우징 (212) 을 Y 축 방향으로 산출 이송하면서, 상기 절삭 가공을 적절히 반복하여, 피가공물의 절삭 영역 전부에 절삭 가공을 실시한다. 절삭 공정이 종료된 절삭 가공이 완료된 피가공물은 다음 공정으로 반송된다.

(절삭 블레이드 (36) 의 교환)

절삭 공정을 반복 실시하면 절삭 블레이드 (36) 는 마모되고, 절삭 블레이드 (36) 의 마모가 소정량에 달하면, 절삭 정밀도가 유지되지 않게 되기 때문에, 스핀들 (220) 에 장착되어 있는 절삭 블레이드 (36) 를 새로운 절삭 블레이드 (36) 로 교환할 필요가 있다. 또한, 스핀들 (220) 에 장착되어 있는 절삭 블레이드 (36) 의 마모가 소정량에 달하지 않은 경우라도, 전에 절삭 가공을 실시한 피가공물의 소재와 상이한 소재의 피가공물에 절삭 가공을 실시할 때에는, 피가공물의 소재에 따른 절삭 블레이드 (36) 로 교환할 필요가 발생하는 경우도 있다.

본 실시형태에서는 도 14 에 나타내는 바와 같이, 절삭 장치 (170) 의 절삭 블레이드 (36) 를 자동적으로 교환할 수 있는 자동 교환 장치 (2) 가 절삭 장치 (170) 에 연결되어 있고, 이하, 자동 교환 장치 (2) 를 사용하여 절삭 블레이드 (36) 를 교환하는 방법에 대해 설명한다.

도 14 에 나타내는 바와 같이, 자동 교환 장치 (2) 는 절삭 장치 (170) 의 X 축 방향 안쪽에 배치되어 있고, 사용자에게 이미 납품한 절삭 장치 (170) 에 나중에 장착할 수 있도록 되어 있다. 자동 교환 장치 (2) 를 사용하여, 절삭 장치 (170) 에 장착되어 있는 절삭 블레이드 (36) 를 교환할 때에는, 먼저, 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 의 무한 궤도 (22) 를 회전시키고, 절삭 장치 (170) 에 반입해야 할 새로운 절삭 블레이드 (36) 를 지지하고 있는 블레이드 지지축 (24) 을 소정 위치 (예를 들어, 블레이드 지지축 (24) 의 궤도에 있어서의 최하단의 위치) 에 위치시킨다.

이어서, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 반출입 수단 (6) 의 Z 회전축 (46) 에 연결되어 있는 모터로 케이싱 (52) 을 회전시켜, 블레이드 유지부 (48) 가 장착되어 있는 케이싱 (52) 의 측벽 (56) 을 X 축 방향을 따르게 하여, 블레이드 유지부 (48) 를 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 에 대면시킨다.

또한, X 축 이동 수단 (12) 및 Z 축 이동 수단 (10) 을 작동시켜, 상기 소정 위치의 블레이드 지지축 (24) 의 축부 (34) 를 블레이드 유지부 (48) 의 중앙 개구부 (60) (도 5 참조) 에 삽입할 수 있도록, 블레이드 유지부 (48) 의 X 축 방향 위치 및 Z 축 방향 위치를 조정한다.

이어서, 도 16 에 나타내는 바와 같이, Y 축 이동 수단 (8) 에 의해 프레임체 (74) 를 Y 축 방향으로 이동시켜, 블레이드 지지축 (24) 에 지지되어 있는 절삭 블레이드 (36) 를 블레이드 유지부 (48) 에 의해 유지 가능한 작용 위치에 반출입 수단 (6) 을 위치시킨다. 이로써, 상기 소정 위치의 블레이드 지지축 (24) 의 축부 (34) 를 블레이드 유지부 (48) 의 중앙 개구부 (60) 에 삽입함과 함께, 축부 (34) 의 선단측에 위치하는 절삭 블레이드 (36) 의 단면에 블레이드 유지부 (48) 의 단면 (58) 을 접촉시킨다. 이어서, 블레이드 유지부 (48) 의 흡인공 (61) 에 흡인력을 생성하여, 축부 (34) 의 선단측에 위치하는 절삭 블레이드 (36) 를 블레이드 유지부 (48) 로 흡인 유지한다.

이어서, Y 축 이동 수단 (8) 을 작동시켜, 반출입 수단 (6) 을 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 으로부터 Y 축 방향으로 이간시켜 퇴피 위치에 위치시킨다. 이어서, 반출입 수단 (6) 의 케이싱 (52) 을 180°회전시켜, 절삭 블레이드 (36) 를 흡인 유지한 블레이드 유지부 (48) 의 반대측의 블레이드 유지부 (48) 를 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 에 대면시킨다.

이어서, Y 축 이동 수단 (8) 을 작동시켜, 반대측의 블레이드 유지부 (48) 에 의해 블레이드 지지축 (24) 의 절삭 블레이드 (36) 를 유지 가능한 작용 위치에 반출입 수단 (6) 을 위치시킨다. 이어서, 반대측의 블레이드 유지부 (48) 의 흡인공 (61) 에 흡인력을 생성하여, 축부 (34) 의 선단측에 위치하는 절삭 블레이드 (36) 를 블레이드 유지부 (48) 에 의해 흡인 유지한다. 이것에 의해, 4 개의 블레이드 유지부 (48) 중 대향하는 1 쌍의 블레이드 유지부 (48) 로, 새로운 절삭 블레이드 (36) 를 흡인 유지한 상태가 된다.

절삭 블레이드 보관 수단 (4) 으로부터 절삭 블레이드 (36) 를 반출할 때에는, 블레이드 지지축 (24) 의 볼 플런저 (42) 가 출입하는 점에서, 절삭 블레이드 관리 수단 (7) 의 관리부 (124) 에 의해 볼 플런저 (42) 의 출입을 검출하여, 절삭 블레이드 (36) 가 반출된 블레이드 지지축 (24) 에 잔존하고 있는 절삭 블레이드 (36) 의 수량 (재고수) 을 구한다.

그리고, 절삭 블레이드 관리 수단 (7) 의 보급 독촉부 (126) 는, 절삭 블레이드 (36) 의 재고수가 보급값에 도달해 있으면, 자동 교환 장치 (2) 의 알람을 작동시킴과 함께, 보급이 필요한 블레이드 지지축 (24) 의 넘버, 보급해야 할 절삭 블레이드 (36) 의 종류 및 매수, 보급 기한 등이 나타난 보급 독촉 화면을 자동 교환 장치 (2) 의 모니터에 표시시켜, 절삭 블레이드 (36) 의 보급을 독촉한다.

1 쌍의 블레이드 유지부 (48) 에 의해 새로운 절삭 블레이드 (36) 를 흡인 유지한 후, 도 17 에 나타내는 바와 같이, Y 축 이동 수단 (8) 에 의해 프레임체 (74) 를 Y 축 방향으로 이동시킴과 함께, Z 축 이동 수단 (10) 으로 승강 테이블 (76) 을 Z 축 방향으로 이동시킨다. 이로써, 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 으로부터 반출입 수단 (6) 을 이간시켜 퇴피 위치에 위치시킴과 함께, 절삭 장치 (170) 에 대한 반출입 수단 (6) 의 Y 축 방향 위치 및 Z 축 방향 위치를 조정한다. 위치 조정 후의 반출입 수단 (6) 의 Y 축 방향 위치는, 절삭 장치 (170) 의 1 쌍의 절삭 수단 (174) 사이이고, 위치 조정 후의 반출입 수단 (6) 의 Z 축 방향 위치는, 척 테이블 (172) 의 유지면보다 상방이다.

이어서, 도 18 에 나타내는 바와 같이, X 축 이동 수단 (12) 에 의해 반출입 수단 (6) 을 X 축 방향으로 이동시켜, 1 쌍의 절삭 수단 (174) 에 대한 반출입 수단 (6) 의 X 축 방향 위치를 조정한다. 구체적으로는, 반출입 수단 (6) 의 1 쌍의 블레이드 유지부 (48) 로 흡인 유지하고 있는 새로운 1 쌍의 절삭 블레이드 (36) 의 중심의 X 축 방향 위치와, 1 쌍의 절삭 수단 (174) 에 장착되어 있는 1 쌍의 절삭 블레이드 (36) 의 중심의 X 축 방향 위치를 정합시킨다.

또한, 자동 교환 장치 (2) 의 Z 축 이동 수단 (10) 또는 절삭 장치 (170) 의 Z 축 이송 수단 (180) 을 작동시켜, 블레이드 유지부 (48) 의 절삭 블레이드 (36) 의 중심의 Z 축 방향 위치와, 절삭 수단 (174) 의 절삭 블레이드 (36) 의 중심의 Z 축 방향 위치를 정합시킨다.

이어서, 반출입 수단 (6) 의 케이싱 (52) 을 60°회전시켜, 1 쌍의 고정 너트 유지부 (50) 를 1 쌍의 절삭 수단 (174) 의 절삭 블레이드 (36) 에 대면시킨다. 또한, 반출입 수단 (6) 을 전진시키기 전에, 케이싱 (52) 을 60°회전시켜 두어도 된다.

이어서, 1 쌍의 절삭 수단 (174) 의 각각의 블레이드 커버 (224) 의 제 2 커버 부재 (224b) 를 개방 위치 (도 12 참조) 에 위치시킨다. 계속해서, 절삭 장치 (170) 의 Y 축 이송 수단 (178) 에 의해 절삭 수단 (174) 을 Y 축 방향으로 이동시켜, 스핀들 (220) 에 절삭 블레이드 (36) 를 고정시키고 있는 고정 너트 (222) 를 고정 너트 유지부 (50) 의 회전체 (66) 의 단면 (66a) 에 접촉시킨다. 그러면, 고정 너트 유지부 (50) 의 핀 (72) 이 고정 너트 (222) 에 가압되어 회전체 (66) 의 내부에 수용됨과 함께, 스핀들 (220) 의 선단이 회전체 (66) 의 중앙 개구부 (68) 에 수용된다.

이어서, 고정 너트 유지부 (50) 의 모터로 회전체 (66) 를 회전시키면, 각 핀 (72) 이 고정 너트 (222) 의 핀공 (222a) 과 합치했을 때에, 각 핀 (72) 이 핀공 (222a) 에 끼워 맞춰지고, 회전체 (66) 의 회전 운동이 각 핀 (72) 을 통해 고정 너트 (222) 에 전달되어, 고정 너트 (222) 가 느슨해진다. 이로써, 절삭 수단 (174) 의 스핀들 (220) 의 수나사 (228) 로부터 고정 너트 (222) 를 나사 분리 (떼어냄) 할 수 있다. 또한, 고정 너트 유지부 (50) 의 각 흡인공 (70) 에 흡인력을 생성하고, 떼어낸 고정 너트 (22) 를 고정 너트 유지부 (50) 로 흡인 유지한다.

이어서, Y 축 이송 수단 (178) 에 의해 절삭 수단 (174) 을 반출입 수단 (6) 으로부터 이간시킴과 함께, 반출입 수단 (6) 의 케이싱 (52) 을 60°회전시켜, 절삭 블레이드 (36) 를 흡인 유지하고 있지 않은 빈 블레이드 유지부 (48) 를 절삭 수단 (174) 의 절삭 블레이드 (36) 에 대면시킨다.

이어서, Y 축 이송 수단 (178) 에 의해 절삭 수단 (174) 을 반출입 수단 (6) 에 접근시켜, 절삭 수단 (174) 의 스핀들 (220) 을 블레이드 유지부 (48) 의 중앙 개구부 (60) 에 삽입함과 함께, 절삭 수단 (174) 의 절삭 블레이드 (36) 의 단면에, 빈 블레이드 유지부 (48) 의 단면 (58) 을 접촉시킨다. 이어서, 블레이드 유지부 (48) 의 흡인공 (61) 에 흡인력을 생성하여, 절삭 수단 (174) 의 절삭 블레이드 (36) 를 블레이드 유지부 (48) 로 흡인 유지한다.

이어서, Y 축 이송 수단 (178) 에 의해 절삭 수단 (174) 을 반출입 수단 (6) 으로부터 이간시킴과 함께, 반출입 수단 (6) 의 케이싱 (52) 을 60°회전시켜, 새로운 절삭 블레이드 (36) 를 흡인 유지하고 있는 블레이드 유지부 (48) 를 절삭 수단 (174) 의 스핀들 (220) 에 대면시킨다.

이어서, Y 축 이송 수단 (178) 에 의해 절삭 수단 (174) 을 반출입 수단 (6) 에 접근시키고, 스핀들 (220) 을 새로운 절삭 블레이드 (36) 의 중앙 개구부 (38a) 에 삽입하여, 스핀들 (220) 의 고정 플랜지 (226) 의 지지 단면 (226b) 에 절삭 블레이드 (36) 의 단면을 접촉시킨다. 이어서, 블레이드 유지부 (48) 의 흡인력을 해제하고, 블레이드 유지부 (48) 로부터 스핀들 (220) 에 새로운 절삭 블레이드 (36) 를 전달한다.

이어서, Y 축 이송 수단 (178) 에 의해 절삭 수단 (174) 을 반출입 수단 (6) 으로부터 이간시킴과 함께, 반출입 수단 (6) 의 케이싱 (52) 을 60°회전시켜, 떼어낸 고정 너트 (222) 를 흡인 유지하고 있는 고정 너트 유지부 (50) 를 절삭 수단 (174) 의 스핀들 (220) 에 대면시킨다.

이어서, Y 축 이송 수단 (178) 에 의해 절삭 수단 (174) 을 반출입 수단 (6) 에 접근시켜, 고정 너트 유지부 (50) 로 흡인 유지한 고정 너트 (222) 를 스핀들 (220) 의 선단부에 끼워 맞춘다. 이어서, 고정 너트 (222) 를 떼어냈을 때와는 역방향으로 고정 너트 유지부 (50) 의 모터를 작동시켜 고정 너트 (222) 를 회전시키고, 스핀들 (220) 의 수나사 (228) 에 고정 너트 (222) 를 나사 장착 (체결) 시킨다.

이로써, 절삭 수단 (174) 에 장착해야 할 새로운 절삭 블레이드 (36) 를 스핀들 (220) 의 고정 플랜지 (226) 의 지지 단면 (226b) 과 고정 너트 (222) 로 협지하여 스핀들 (220) 에 고정시킬 수 있다.

이어서, 고정 너트 유지부 (50) 의 흡인력을 해제한 후, 절삭 수단 (174) 의 블레이드 커버 (224) 의 제 2 커버 부재 (224b) 를 폐색 위치에 위치시킨다. 또한, 상기 서술한 바와 같은 고정 너트 (222) 및 절삭 블레이드 (36) 의 떼어냄, 장착에 대해서는, 1 쌍의 절삭 수단 (174) 에 대해 동시에 실시해도 되고, 따로따로 실시해도 된다.

이어서, 반출입 수단 (6) 을 후퇴시킴과 함께, 반출입 수단 (6) 의 케이싱 (52) 을 60°회전시켜, 떼어낸 1 쌍의 절삭 블레이드 (36) 의 일방을 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 에 대면시킨다. 또한, 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 의 무한 궤도 (22) 를 회전시켜, 절삭 블레이드 (36) 를 지지하고 있지 않은 빈 블레이드 지지축 (24) 을 소정 위치 (예를 들어, 블레이드 지지축 (24) 의 궤도에 있어서의 최하단의 위치) 에 위치시킨다.

이어서, X 축 이동 수단 (12) 및 Z 축 이동 수단 (10) 을 작동시켜, 블레이드 유지부 (48) 로 흡인 유지하고 있는 일방의 절삭 블레이드 (36) 의 중앙 개구부 (38a) 에 상기 소정 위치의 블레이드 지지축 (24) 의 축부 (34) 를 삽입할 수 있도록, 블레이드 유지부 (48) 의 X 축 방향 위치 및 Z 축 방향 위치를 조정한다.

이어서, Y 축 이동 수단 (8) 에 의해 프레임체 (74) 를 Y 축 방향으로 이동시켜, 블레이드 유지부 (48) 로 흡인 유지하고 있는 일방의 절삭 블레이드 (36) 의 중앙 개구부 (38a) 에 상기 소정 위치의 블레이드 지지축 (24) 의 축부 (34) 를 삽입함과 함께, 일방의 절삭 블레이드 (36) 의 단면을 블레이드 지지축 (24) 의 기부 (32) 의 단면에 접촉시킨다. 이어서, 블레이드 유지부 (48) 의 흡인력을 해제하고, 떼어낸 1 쌍의 절삭 블레이드 (36) 의 일방을 블레이드 지지축 (24) 에 전달한다.

또한, Y 축 이동 수단 (8) 에 의해 반출입 수단 (6) 을 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 으로부터 이간시킴과 함께, 반출입 수단 (6) 의 케이싱 (52) 을 180°회전시켜, 떼어낸 1 쌍의 절삭 블레이드 (36) 의 타방을 흡인 유지하고 있는 반대측의 블레이드 유지부 (48) 를 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 에 대면시킨다.

이어서, Y 축 이동 수단 (8) 에 의해 프레임체 (74) 를 Y 축 방향으로 이동시켜, 반대측의 블레이드 유지부 (48) 로 흡인 유지하고 있는 타방의 절삭 블레이드 (36) 의 중앙 개구부 (38a) 에 상기 소정 위치의 블레이드 지지축 (24) 의 축부 (34) 를 삽입함과 함께, 타방의 절삭 블레이드 (36) 의 단면을, 블레이드 지지축 (24) 에 지지되어 있는 절삭 블레이드 (36) 의 단면에 접촉시킨다. 이어서, 블레이드 유지부 (48) 의 흡인력을 해제하고, 떼어낸 1 쌍의 절삭 블레이드 (36) 의 타방을 블레이드 지지축 (24) 에 전달한다.

이와 같이, 본 실시형태의 자동 교환 장치 (2) 에 있어서는, 사용자에게 이미 납품한 절삭 장치 (170) 에 나중에 장착하여, 절삭 장치 (170) 의 절삭 수단 (174) 에 장착된 절삭 블레이드 (36) 를 교환할 수 있다.

또한, 자동 교환 장치 (2) 에 있어서는, 절삭 블레이드 보관 수단 (4) 에 보관되어 있는 절삭 블레이드 (36) 의 종류 및 종류마다 절삭 블레이드 (36) 의 재고수를 관리하고, 종류마다 절삭 블레이드 (36) 의 재고수가 보급값에 도달했을 때에 절삭 블레이드 (36) 의 보급을 독촉하므로, 오퍼레이터의 육안에 기초한 절삭 블레이드 (36) 의 관리가 불필요하다. 따라서, 자동 교환 장치 (2) 에 의하면, 절삭 블레이드 (36) 의 종류를 오인하는 것이나, 절삭 블레이드 (36) 의 재고수를 잘못 계산하는 경우가 없고, 절삭 블레이드 (36) 의 자동 교환을 적절히 수행 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는, 절삭 블레이드 (36) 가, 환상의 기대 (38) 와, 기대 (38) 의 외주에 배치 형성된 환상의 절삭날 (40) 을 갖는 허브 블레이드를 취급하는 예를 설명하였으나, 자동 교환 장치 (2) 에 있어서, 교환 가능하고 또한 재고수의 관리ㆍ보급 독촉이 가능한 절삭 블레이드는 상기 허브 블레이드에 한정되지 않고, 환상의 절삭날로 구성되는 와셔 블레이드 (기대가 없는 블레이드) 여도 된다. 이 경우에는, 블레이드 유지부 (48) 에 와셔 블레이드를 흡인 유지하기 위한 흡인공이 형성된다.

2 : 자동 교환 장치
4 : 절삭 블레이드 보관 수단
6 : 반출입 수단
7 : 절삭 블레이드 관리 수단
8 : Y 축 이동 수단
10 : Z 축 이동 수단
12 : X 축 이동 수단
36 : 절삭 블레이드
46 : Z 회전축
48 : 블레이드 유지부
50 : 고정 너트 유지부
74 : 프레임체
76 : 승강 테이블
92 : 가이드 레일 (승강 테이블)
112 : 굴곡 아암
124 : 관리부
126 : 보급 독촉부
170 : 절삭 장치
172 : 척 테이블
174 : 절삭 수단
176 : X 축 이송 수단
178 : Y 축 이송 수단
180 : Z 축 이송 수단
220 : 스핀들
222 : 고정 너트

Claims (3)

1. 피가공물을 유지하는 유지면을 구비한 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 그 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 고정 너트로 장착한 절삭 수단과, 그 척 테이블을 X 축 방향으로 가공 이송하는 X 축 이송 수단과, 그 절삭 수단을 X 축 방향과 직교하는 Y 축 방향으로 산출 이송하는 Y 축 이송 수단과, X 축 방향 및 Y 축 방향과 직교하는 Z 축 방향으로 그 절삭 수단을 절입 이송하는 Z 축 이송 수단을 포함한 절삭 장치에 연결되는 자동 교환 장치로서,
   복수의 절삭 블레이드를 보관하는 절삭 블레이드 보관 수단과,
   그 절삭 블레이드 보관 수단으로부터 반출한 그 절삭 블레이드를 그 절삭 수단까지 반송함과 함께 그 절삭 수단으로부터 이탈한 그 절삭 블레이드를 반입하는 반출입 수단과,
   절삭 블레이드 관리 수단을 구비하고,
   그 절삭 블레이드 관리 수단은, 그 절삭 블레이드 보관 수단에 보관되어 있는 그 절삭 블레이드의 종류 및 종류마다 그 절삭 블레이드의 재고수를 관리하는 관리부와, 종류마다 그 절삭 블레이드의 재고수가 보급값에 도달했을 때에 그 절삭 블레이드의 보급을 독촉하는 보급 독촉부를 포함하는 자동 교환 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   그 반출입 수단을 그 절삭 블레이드 보관 수단에 대해 Y 축 방향의 작용 위치와 퇴피 위치에 위치시키는 Y 축 이동 수단과,
   그 반출입 수단을 Z 축 방향으로 이동시키는 Z 축 이동 수단과,
   그 반출입 수단을 X 축 방향으로 이동시켜 그 절삭 수단의 스핀들에 장착된 그 절삭 블레이드에 작용하는 작용 위치에 위치시키는 X 축 이동 수단을 추가로 구비하고,
   그 반출입 수단은, Z 축 방향으로 연장되는 Z 회전축과, 그 Z 회전축에 방사상으로 연결되어 그 절삭 블레이드를 흡인 유지하는 블레이드 유지부와, 그 고정 너트를 그 스핀들의 선단에 형성된 수나사에 나사 장착 및 나사 분리하는 고정 너트 유지부를 포함하는 자동 교환 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   그 반출입 수단은, 그 X 축 이동 수단의 굴곡 아암을 개재하여 프레임체에 배치 형성되고, 그 프레임체는 승강 테이블에 배치 형성된 Y 축 방향으로 연장되는 가이드 레일에 슬라이딩 가능하게 지지되고, 그 Y 축 이동 수단에 의해 그 절삭 블레이드 보관 수단에 대해 Y 축 방향의 그 작용 위치와 그 퇴피 위치에 위치되는 자동 교환 장치.
   

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