(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板状の被切削物を格子状に切削して分割する切削加工であって加工が可能な限界摩耗量まで回転ブレードが摩耗する限界加工長に実際の加工長が到達したときに回転ブレードの交換時期と判定する回転ブレード交換時期判定方法において、規定の限界加工長を目安となる判定基準値として設定する工程と、前記規定の限界加工長未満で測定の信頼性が保証される範囲で可能な限り長い値の単位測定加工長を１以上の被切削物の単位または切断線の単位で設定する工程と、前記測定加工長で予め定められた１以上の被切削物または切断線の加工を終了するごとに回転ブレードの摩耗量を測定して摩耗量のデータを記録する工程と、前記記録された摩耗量のデータに基づいて最小二乗法によって予測される限界加工長を計算し前記計算された限界加工長を前記判定基準値として再設定する工程と、実際の加工長が前記再設定された判定基準値に到達したときに回転ブレードの交換時期と判定する工程と、を含んでなる回転ブレード交換時期判定方法。
【請求項２】
薄板状の被切削物を格子状に切削して分割する切削加工であって回転ブレードが限界摩耗量まで摩耗する限界加工長に実際の加工長が到達したときに回転ブレードの交換時期と判定する回転ブレード交換時期判定方法において、規定の限界加工長を目安となる判定基準値として設定する第１の工程と、被切削物の総加工長と前記規定の限界加工長を比較して前記規定の限界加工長が前記総加工長以下である場合は前記規定の限界加工長よりも短く互いに異なる値の測定の信頼性が保証される範囲で可能な限り少ない複数の測定加工長を切削線の単位で設定するとともに前記複数の測定加工長における前記判定基準値に対する摩耗率を設定する第２の工程と、前記複数の測定加工長のうちの１つの測定加工長に到達したときに回転ブレードの摩耗量を測定して摩耗量のデータを記録する第３の工程と、前記設定された摩耗率と前記記録された摩耗量のデータに基づいて次の予測される測定加工長を計算し前記計算された測定加工長を次の測定加工長として再設定する第４の工程と、前記記録された摩耗量のデータに基づいて最小二乗法によって予測される限界加工長を計算し前記計算された限界加工長を前記判定基準値として再設定する第５の工程と、前記第３の工程から前記第５の工程を繰り返すとともに実際の加工長が前記再設定された判定基準値に到達したときに回転ブレードの交換時期と判定する第６の工程と、を含んでなる回転ブレード交換時期判定方法。
【請求項３】
薄板状の被切削物を格子状に切削して分割する切削加工であって回転ブレードが限界摩耗量まで摩耗する限界加工長に実際の加工長が到達したときに切削加工を中断させるように構成された切削装置において、回転ブレードの摩耗量を光学的に測定する摩耗量測定装置と；前記摩耗量測定装置によって測定される摩耗量のデータを記憶する記憶装置と；規定の限界加工長を目安として判定基準値を設定する手段と、前記規定の限界加工長未満で測定の信頼性が保証される範囲で可能な限り長い値の１以上の被切削物の単位または切断線の単位で設定される単位測定加工長で予め定められた１以上の被切削物または切断線の加工を終了するごとに前記摩耗量測定装置に摩耗量を測定させる手段と、前記測定された摩耗量のデータを前記記憶装置に記憶させる手段と、前記記憶されている摩耗量のデータに基づいて予測される限界加工長を計算し前記計算された限界加工長を前記判定基準値として再設定する手段と、実際の加工長が前記再設定された判断基準値に到達したときに切削加工を中断させる手段と、を含む演算装置と；を備えてなる切削装置。
【請求項４】
薄板状の被切削物を格子状に切削して分割する切削加工であって回転ブレードが限界摩耗量まで摩耗する限界加工長に実際の加工長が到達したときに切削加工を中断させるように構成された切削装置において、回転ブレードの摩耗量を光学的に測定する摩耗量測定装置と；前記摩耗量測定装置によって測定される摩耗量のデータを記憶する記憶装置と；規定の限界加工長を目安として判定基準値を設定する手段と、被切削物の総加工長と前記規定の限界加工長を比較して前記規定の限界加工長が前記総加工長以下である場合は前記規定の限界加工長よりも短く互いに異なる値の測定の信頼性が保証される範囲で可能な限り少ない複数の測定加工長を切削線の単位で設定するとともに前記複数の測定加工長における前記判定基準値に対する摩耗率を設定する手段と、前記複数の測定加工長のうちの１つの測定加工長に到達したときに前記摩耗量測定装置に回転ブレードの摩耗量を測定させて摩耗量のデータを前記記憶装置に記憶させる手段と、前記設定された摩耗率と前記記憶されている摩耗量のデータに基づいて次の予測される測定加工長を計算し前記計算された測定加工長を次の測定加工長として再設定する手段と、前記記憶されている摩耗量のデータに基づいて予測される限界加工長を計算し前記計算された限界加工長を前記判定基準値として再設定する手段と、実際の加工長が前記再設定された判断基準値に到達したときに切削加工を中断させる手段と、を含む演算装置と；を備えてなる切削装置。
【請求項５】
前記摩耗量測定装置は、前記回転ブレードを挟んで対向配置される投光部と受光部とを有し前記回転ブレードと一体的に移動する検出装置と、前記検出装置を前記回転ブレードに対して前記回転ブレードの径方向に往復移動させる駆動装置と、前記駆動装置を位置決め制御する移動制御装置と、前記投光部からの光の照射方向に対して直角の方向から測定部位に圧縮空気を供給するエア供給装置と、前記検出装置の透過光の受光量に基づいて前記回転ブレードの摩耗量を測定する測定装置と、を含んでなる請求項３または請求項４に記載の切削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板状の被切削物を格子状に切削して分割する切削加工において、回転ブレードの交換時期を判定する方法に関する。また、回転ブレードが交換時期に達したときに切削加工を中断させる切削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄板状の被切削物を格子状に切削して分割する切削加工に、切削工具として、直径２インチ〜４インチ（約５ｃｍ〜１０ｃｍ）、厚さが０．２ｍｍ程度で、円盤状の基材にダイヤモンド砥粒を結合材で固定した回転ブレードを使用する加工方法がある。このような回転ブレードは、被切削物を切削するときに砥粒が消耗し、あるいは脱落して、徐々に摩耗する。回転ブレードの摩耗量が大きくなると、被切削物に十分な切込みを与えることができなくなる。その結果、半導体ウェハやパッケージモジュールのような薄板状の被切削物を切削加工するときに、分割された後の半導体チップやＩＣパッケージなどの製品に割れや欠損が生じる。
【０００３】
そのため、この種の切削加工では、回転ブレードの摩耗の進行に応じて回転ブレードの高さ位置を変化させて設定された切込み量を増やすか、摩耗の進んだ回転ブレードを別の回転ブレードに交換するようにされている。摩耗した回転ブレードは、ツルーイングによって再度使用することができる。回転ブレードが最終的に使用限界（寿命）に達した場合は、回転ブレードを新しい回転ブレードに交換する。
【０００４】
このことから、適当な交換時期に回転ブレードを交換する必要がある。しかしながら、作業者が切削加工後の回転ブレードや被切削物の切削部位を見て回転ブレードの摩耗の状態を判断し、切込み量を増やしたり、回転ブレードを交換する場合、判定の基準が曖昧であり、作業者に相当の熟練が要求されるとともに自動化の妨げになる。回転ブレードの寿命は、加工効率と加工結果に直結する重要な要素の１つであるため、作業者に頼らない回転ブレードの交換時期を判定する方法が数多く考えられている。
【０００５】
広く利用されている方法として、加工長や切削回数に基づいて判定する方法がある。回転ブレードの摩耗の度合いが切削量に比例すると見なして、実際に切削加工したときの所定の加工長（切削加工距離）または被切削物単位や切断線単位の切削回数に対する回転ブレードの摩耗量から、単純に加工長または切削回数に基づいて回転ブレードの交換時期を判断することができる（特許文献１、特許文献２参照）。この方法は、回転ブレードの摩耗の状態を判別するための特別な装置が不要であり、簡単に実施できる。しかしながら、回転ブレードが摩耗する状況は変動し結果にばらつきがあるから、回転ブレードがまだ十分に切削能力を保持している安全な値を交換時期の判定の基準とせざる得ない。言い換えれば、回転ブレードの寿命を相当低く見積もって交換時期を判定しなければならず、回転ブレードを十分に有効利用できない点で不利である。
【０００６】
このようなことから、近年は、回転ブレードの摩耗の状態を検出して交換時期を判定するのが一般的になってきている。回転ブレードの交換時期を判定する方法としては、回転ブレードの摩耗の状態を間接的に検知して交換時期を判定する方式と、直接回転ブレードの摩耗量を測定して交換時期を判定する方式がある。
【０００７】
回転ブレードの摩耗の状態を間接的に検知して交換時期を判定する方式は、基本的に、切削加工の状態や結果から回転ブレードの摩耗量を推定する。具体的には、例えば、被加工物の加工部位の状態から回転ブレードの摩耗の状態を検知する方法（特許文献３参照）や、加工中の音や振動あるいはスピンドルの負荷などのから回転ブレードの摩耗の状態を判断する方法（特許文献４参照）などが知られている。これらの方法は、回転ブレードの摩耗の状態を間接的に検出するものであるため、加工中も常時回転ブレードの摩耗の状態を検出することができるとともに、測定のために加工を中断しないようにすることが可能である。また、回転ブレードの摩耗量を測定する測定装置が不要である。一方、回転ブレードの摩耗の状態を間接的に判断するものであるため、回転ブレードの摩耗量を定量的に表わすことが困難であり、安全確実な値を寿命の判断の基準として回転ブレードの寿命を相当低く見積もって交換時期を判定しなければならず、回転ブレードを十分に有効利用できない不利な点がある。
【０００８】
直接回転ブレードの摩耗量を測定して交換時期を判定する方式では、接触検出手段によって摩耗量を測定する方法や光学的検出手段によって摩耗量を測定する方法が知られている。接触検出手段によって摩耗量を測定する方法は、具体的には、測定用のテーブルに回転ブレードを接触させて電気的に導通したことを検出してそのときの位置と所期の位置との差または移動量の差から所期の回転ブレードに対する摩耗量を測定する（特許文献５）。接触検出手段による摩耗量の測定は、比較的簡単な構成で回転ブレードの摩耗量を測定できる利点があるものの、測定時に回転ブレードや検出子が損傷するおそれがあること、要求される測定精度に対して測定誤差が比較的大きいこと、加工を一旦中断して測定しなければならず測定時間を要すること、検出子の損耗によって測定機器の寿命が比較的短いことなどの不利な点がある。
【０００９】
光学的検出手段による摩耗量の測定は、より具体的には、反射光の入射角や受光量から破損や寿命を判定する方法（特許文献６、特許文献７参照）、透過光の受光量から摩耗量を測定する方法（特許文献８参照）、あるいは回転ブレードが遮光することによって得られる陰影などを観察する方法（特許文献９参照）がある。光学的検出手段によって摩耗量を測定する方法は、摩耗量が定量的に高精度に検出できる点に優れている。しかしながら、測定領域の汚染による誤検出の可能性があるために信頼性に欠き、数多くの改良が試みられている（特許文献１０参照）。
【００１０】
【特許文献１】特開平７−２７３０７０号公報（第３頁−第４頁）
【特許文献２】特開平７−２０１７８０号公報（第３頁−第４頁）
【特許文献３】特許第３２８０７４７号公報（第３頁）
【特許文献４】特開平８−１６７５８３号公報（第３頁）
【特許文献５】特開平９−９４８２０号公報（第３頁）
【特許文献６】実開昭６０−１２３２１０号マイクロフィルム（第１８頁−第２２頁）
【特許文献７】特開２００２−１７６０１２号公報（第４頁−第５頁）
【特許文献８】特開平７−２７６２４４号公報（第４頁）
【特許文献９】特開平１０−１７７９７３号公報（第３頁−第４頁）
【特許文献１０】特許第２８７９４４５号公報（第４頁−第５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
回転ブレードの摩耗量をより高精度に定量的に測定する観点からは、光学的検出手段によって摩耗量を測定して判定する方法が望ましい。しかしながら、光学的検出手段による摩耗量の測定は、測定領域の汚染による誤検出を防止するために、測定領域における検出手段の清掃作業を煩雑に行なうことが要求される。切削液や切削屑による汚染の影響を受けないようにするために、光学的検出手段を回転ブレードから離れた位置、例えば、加工テーブル上に設置することができるが、測定のたびに回転ブレードを光学的検出手段まで移動させる必要があるので、測定時間がより長くかかり、加工効率が低下する。
【００１２】
回転ブレードの交換時期を判断するためには、基本的に判定基準値と測定された摩耗量とを比較する必要があるが、回転ブレードの摩耗の状態は変動し結果にばらつきがある。そのため、より正確に交換時期を判定するためには、加工量に対する測定回数を多くしなければならないが、測定時は切削加工を中断しなければならないから、測定回数を多くすると、それだけ加工効率が低下する。加工効率の低下を防ぐために測定回数を減らそうとすると、判定基準値の設定がより困難になり、比較的安全な値を寿命の判断の基準とせざる得ず、回転ブレードを十分に有効利用できない。
【００１３】
以上のように、回転ブレードの交換時期の判定に関する技術は、多くの発明考案によって進歩してきたが、さらなる改良の余地がある。本発明は、容易かつ正確に回転ブレードの交換時期を判定することができるとともに、加工効率が可能な限り低下しないようにする改良された回転ブレード交換時期判定方法および切削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の回転ブレード交換時期判定方法は、薄板状の被切削物を格子状に切削して分割する切削加工であって加工が可能な限界摩耗量まで回転ブレードが摩耗する限界加工長に実際の加工長が到達したときに回転ブレードの交換時期と判定する回転ブレード交換時期判定方法において、規定の限界加工長を目安となる判定基準値として設定する工程と、前記規定の限界加工長未満で測定の信頼性が保証される範囲で可能な限り長い値の単位測定加工長を１以上の被切削物の単位または切断線の単位で設定する工程と、前記測定加工長で予め定められた１以上の被切削物または切断線の加工を終了するごとに回転ブレードの摩耗量を測定して摩耗量のデータを記録する工程と、記録された摩耗量のデータに基づいて最小二乗法によって予測される限界加工長を計算し計算された限界加工長を判定基準値として再設定する工程と、実際の加工長が再設定された判定基準値に到達したときに回転ブレードの交換時期と判定する工程と、を含んでなる。
【００１５】
また、本発明の回転ブレード交換時期判定方法は、薄板状の被切削物を格子状に切削して分割する切削加工であって回転ブレードが限界摩耗量まで摩耗する限界加工長に実際の加工長が到達したときに回転ブレードの交換時期と判定する回転ブレード交換時期判定方法において、規定の限界加工長を目安となる判定基準値として設定する第１の工程と、被切削物の総加工長と前記規定の限界加工長を比較して前記規定の限界加工長が前記総加工長以下である場合は規定の限界加工長よりも短く互いに異なる値の測定の信頼性が保証される範囲で可能な限り少ない複数の測定加工長を切削線の単位で設定するとともにそれら複数の測定加工長における判定基準値に対する摩耗率を設定する第２の工程と、複数の測定加工長のうちの１つの測定加工長に到達したときに回転ブレードの摩耗量を測定して摩耗量のデータを記録する第３の工程と、設定された摩耗率と前記記録された摩耗量のデータに基づいて次の予測される測定加工長を計算し計算された測定加工長を次の測定加工長として再設定する第４の工程と、記録された摩耗量のデータに基づいて最小二乗法によって予測される限界加工長を計算し計算された限界加工長を判定基準値として再設定する第５の工程と、第３の工程から第５の工程を繰り返すとともに実際の加工長が再設定された判定基準値に到達したときに回転ブレードの交換時期と判定する第６の工程と、を含んでなる。
【００１６】
本発明の切削装置は、薄板状の被切削物を格子状に切削して分割する切削加工であって回転ブレードが限界摩耗量まで摩耗する限界加工長に実際の加工長が到達したときに切削加工を中断させるように構成された切削装置において、回転ブレードの摩耗量を光学的に測定する摩耗量測定装置と、摩耗量測定装置によって測定される摩耗量のデータを記憶する記憶装置と、規定の限界加工長を目安として判定基準値を設定する手段と、前記規定の限界加工長未満で測定の信頼性が保証される範囲で可能な限り長い値の１以上の被切削物の単位または切断線の単位で設定される単位測定加工長で予め定められた１以上の被切削物または切断線の加工を終了するごとに摩耗量測定装置に摩耗量を測定させる手段と、測定された摩耗量のデータを記憶装置に記憶させる手段と、記憶されている摩耗量のデータに基づいて予測される限界加工長を計算し計算された限界加工長を判定基準値として再設定する手段と、実際の加工長が再設定された判定基準値に到達したときに切削加工を中断させる手段と、を含む演算装置と、を備えてなる。
【００１７】
また、本発明の切削装置は、薄板状の被切削物を格子状に切削して分割する切削加工であって回転ブレードが限界摩耗量まで摩耗する限界加工長に実際の加工長が到達したときに切削加工を中断させるように構成された切削装置において、回転ブレードの摩耗量を光学的に測定する摩耗量測定装置と、摩耗量測定装置によって測定される摩耗量のデータを記憶する記憶装置と、規定の限界加工長を目安として判定基準値を設定する手段と、被切削物の総加工長と前記規定の限界加工長を比較して前記規定の限界加工長が前記総加工長以下である場合に規定の限界加工長よりも短く互いに異なる値の測定の信頼性が保証される範囲で可能な限り少ない複数の測定加工長を切削線の単位で設定するとともに複数の測定加工長における判定基準値に対する摩耗率を設定する手段と、複数の測定加工長のうちの１つの測定加工長に到達したときに摩耗量測定装置に回転ブレードの摩耗量を測定させて摩耗量のデータを記憶装置に記憶させる手段と、設定された摩耗率と記憶されている摩耗量のデータに基づいて次の予測される測定加工長を計算し計算された測定加工長を次の測定加工長として再設定する手段と、記憶されている摩耗量のデータに基づいて予測される限界加工長を計算し計算された限界加工長を判定基準値として再設定する手段と、実際の加工長が前記再設定された判定基準値に到達したときに切削加工を中断させる手段と、を含む演算装置とを備えてなる。
【００１８】
上記摩耗量測定装置は、回転ブレードを挟んで対向配置される投光部と受光部とを有し回転ブレードと一体的に移動する検出装置と、検出装置を回転ブレードに対して回転ブレードの径方向に往復移動させる駆動装置と、駆動装置を位置決め制御する移動制御装置と、投光部からの光の照射方向に対して直角の方向から測定部位に圧縮空気を供給するエア供給装置と、検出装置の透過光の受光量に基づいて回転ブレードの摩耗量を測定する測定装置と、を含んでなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１にかかる回転ブレード交換時期判定方法は、回転ブレードと被切削物から予め想定される限界摩耗量に基づく規定の限界加工長を目安として判定基準値を設定しておき、切削加工を行なう。そして、予め定められた切削回数の加工を終了するごとに回転ブレードの摩耗量を測定して、摩耗量の測定データから最小二乗法によって限界加工長を計算し目安として設定した判定基準値を再設定する。したがって、作業者は、規定の限界加工長をそのまま判定基準値として設定すればよく、より容易に判定基準値を設定することができる。また、実際の回転ブレードの摩耗の状況に対応して判定基準値を再設定するので、回転ブレードの摩耗量のばらつきに関係なくより正確な判定基準値が再設定される。その結果、作業効率が向上する効果を奏する。
【００２０】
また、被切削物または所定数の切削線を加工するごとに回転ブレードの摩耗量を測定して摩耗量のデータを記録し、摩耗量の測定データから最小二乗法によって限界加工長を計算して判定基準値を再設定する。したがって、測定回数を可能な限り少なくすることができる。また、実際の回転ブレードの摩耗の状況に対応して判定基準値を再設定するので、より正確に回転ブレードの交換時期を判定することができる。その結果、加工効率に優れ、回転ブレードをより有効に利用でき生産性を向上させる効果を奏する。
【００２１】
本発明の請求項２にかかる回転ブレード交換時期判定方法は、回転ブレードと被切削物から予め想定される限界摩耗量に基づく規定の限界加工長を目安として判定基準値を設定しておき、切削加工を行なう。そして、任意に設定された測定加工長の加工を終了するごとに回転ブレードの摩耗量を測定して、摩耗量の測定データから最小二乗法によって限界加工長を計算し目安として設定した判定基準値を再設定する。したがって、作業者は、規定の限界加工長をそのまま判定基準値として設定すればよく、より容易に判定基準値を設定することができる。また、実際の回転ブレードの摩耗の状況に対応して判定基準値を再設定するので、回転ブレードの摩耗量のばらつきに関係なくより正確な判定基準値が設定される。その結果、作業効率が向上する効果を奏する。
【００２２】
また、任意に設定された測定加工長における判定基準値に対する摩耗率を設定しておき、上記測定加工長に到達したときに摩耗量を測定し、設定された摩耗率と測定された摩耗量のデータに基づいて次の測定加工長を計算し任意に設定されている次の測定加工長を計算された測定加工長に再設定する。したがって、実際の回転ブレードの摩耗の状況に対応して測定加工長（測定時点）を適切に変更して摩耗量の測定を行なうので、回転ブレードの摩耗量のばらつきに関係なく、特に、回転ブレードの摩耗が激しく被切削物単位で測定することが困難な場合でも、測定回数を可能な限り少なくすることができ、かつより正確に回転ブレードの交換時期を判定することができる。その結果、加工効率に優れ、回転ブレードをより有効に利用でき生産性を向上させる効果を奏する。
【００２３】
本発明の請求項３にかかる切削装置は、被切削物または所定数の切断線の加工を終了するごとに摩耗量測定装置に摩耗量を測定させて摩耗量のデータを記憶装置に記憶させ、そのときの摩耗量に対応して限界加工長を計算し判定基準値を再設定して、判定基準値に到達したときに加工を中断して回転ブレードを交換する構成である。したがって、作業者が目安となる判定基準値を設定するだけで、回転ブレードの摩耗の状態に対応して適切な判定基準値を再設定するので、容易に判定基準値を設定することができるとともに、回転ブレードの摩耗量のばらつきに関係なくより正確な判定基準値が設定される。また、測定回数を可能な限り少なくすることができる。その結果、作業効率が向上し、加工効率に優れ、回転ブレードをより有効に利用でき生産性を向上させる効果を奏する。
【００２４】
また、本発明の請求項４にかかる切削装置は、規定の限界摩耗長よりも短く互いに異なる値の複数の測定加工長を任意に設定して各測定加工長における摩耗率を計算し、摩耗率と測定加工長において測定された摩耗量のデータとに基づいて任意に設定された次の測定加工長を計算された測定加工長に変更設定する。そして、記憶されている摩耗量のデータに基づいてそのときの摩耗量に対応して限界加工長を計算し判定基準値を再設定して、判定基準値に到達したときに加工を中断して回転ブレードを交換する構成である。その結果、作業効率が向上し、加工効率に優れ、回転ブレードをより有効に利用でき生産性を向上させる効果を奏する。したがって、作業者が目安となる判定基準値を設定するだけで、回転ブレードの摩耗の状態に対応して適切な判定基準値を再設定するので、容易に判定基準値を設定することができるとともに、回転ブレードの摩耗量のばらつきに関係なく、特に、回転ブレードの摩耗が激しく被切削物単位で測定することが困難である場合でも、より正確な判定基準値が設定される。また、測定回数を可能な限り少なくすることができる。その結果、作業効率が向上し、加工効率に優れ、回転ブレードをより有効に利用でき生産性を向上させる効果を奏する。
【００２５】
本発明の請求項５にかかる切削装置の摩耗量測定装置は、光学的検出装置が回転ブレードと一体的に移動し、かつ回転ブレードに対して回転ブレードの径方向に往復移動して精確に位置決め制御される構成である。したがって、回転ブレードを離れた位置に移動させて測定する必要がなく、測定にかかる時間を比較的短くすることができる。また、回転ブレードをμｍ単位の精度で測定することができる。また、上記摩耗量測定装置は、投光部からの光の照射方向に直角の方向から測定部位にエアを供給する構成である。したがって、測定部位が切削液や切削屑で汚染されにくく、測定結果の信頼性が高く作業性に優れる。また、上記摩耗量測定装置は、透過光の受光量に基づいて摩耗量を測定する構成である。したがって、反射光による測定に比べてより正確に回転ブレードを測定することができ、測定結果の信頼性が向上する。その結果、作業効率と加工効率をさらに向上させる効果を奏する。そして、加工中に実測で得た摩耗量に基づいて限界加工長を予測して判定基準値を再設定する構成の切削装置の信頼性を向上させる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、本発明の好ましい実施の形態の主要なプロセスを示す。図１に示される実施の形態は、２つの異なる回転ブレード交換時期判定方法を選択的に実施できるように示されている。第１の方法は、回転ブレードの規定の限界加工長が被切削物の総加工長よりも長いときに実施し、第２の方法は、上記限界加工長が上記総加工長よりも短いときに実施する。ただし、何れか一方のみを実施するように変形することができる。図１を引用して、第１の方法と第２の方法のそれぞれについて説明する。
【００２７】
切削加工前に、必要なパラメータデータが制御装置に入力設定されていることが要求される（Ｓ１）。作業者は、加工が可能な限界摩耗量まで回転ブレードが摩耗する、一般値である規定の限界加工長を判定基準値として設定する。また、作業者は、被切削物のサイズ（総加工長と切断線長）を入力する。回転ブレードの寿命は、回転ブレードと被切削物の材質（種類）によって異なるが、本発明の回転ブレード交換時期判定方法は、加工の進行とともに変動する回転ブレードの摩耗の状態に対応して判定基準値を再設定するので、作業者は、厳密な判定基準値の入力を要求されない。
【００２８】
回転ブレードの規定の限界加工長は、具体的には、例えば、実測した複数の加工の平均値であるとかメーカによって提供されている仕様値が利用できる。ただし、同一の種類の回転ブレードであっても摩耗量にばらつきがあり、被切削物の板厚や材質によって回転ブレードが交換時期に達するまでに加工できる被切削物の数は異なる。したがって、好ましくは、例えば、回転ブレードと被切削物の組合せに対応して実測による規定の判定基準値が与えられているデータベースを設けておき、作業者が回転ブレードと被切削物の種類を制御装置に選択入力することでデータベースから規定の限界加工長と総加工長または切断線長を抽出して設定できるようにする。この方法によると、作業者の負担がより軽減されるとともに、適切なパラメータデータを設定することができる。
【００２９】
制御装置は、設定されている被切削物の総加工長Ｌ２のデータを取得する（Ｓ２）。第１の方法は、回転ブレードが複数の被切削物を加工することができるとき、言い換えれば、回転ブレードの規定の限界加工長が被切削物の総加工長よりも長いときに有効である。また、第２の方法は、回転ブレードの摩耗が激しく、１つの回転ブレードで１つの被切削物を加工することができないときに有効である。実施の形態は、第１の方法と第２の方法を選択的に行えるようにしているので、このプロセスを必要としているが、何れかのみを実施する場合は、このプロセスは不要である。
【００３０】
次に、制御装置は、設定されている限界加工長Ｌ１のデータを取得する（Ｓ３）。そして、制御装置は、総加工長Ｌ２と限界加工長（判定基準値）Ｌ１を比較する（Ｓ４）。限界加工長Ｌ１が被切削物の総加工長Ｌ２よりも長いときは、第１の方法を実施する。限界加工長Ｌ１が被切削物の総加工長Ｌ２以下のときは、第２の方法を実施する。上述のとおり、このプロセスもまた、第１の方法と第２の方法との何れかのみを実施するときは不要である。
【００３１】
以下に、第１の方法のプロセスを説明する。限界加工長Ｌ１が被切削物の総加工長Ｌ２よりも長いとき、まず、測定加工長ｘｎを設定する（Ｓ５）。測定加工長ｘｎは、限界加工長Ｌ１未満の単位測定加工長であり、ただ１つの値である。測定加工長ｘｎは、加工を中断して摩耗量測定装置で回転ブレードの摩耗量を測定する測定時点（地点）を示す。したがって、設定される測定加工長ｘｎは、任意であるが、切断線の途中で測定のために加工が中断することは好ましくないので、１以上の被切削物の単位または切断線の単位で設定される。また、測定する数が少ないほど測定のために加工を中断する回数が少なくすることができ、加工時間を短くすることができるから、測定の信頼性が保証される範囲で、可能な限り長い値にされる。
【００３２】
実施の形態は、測定加工長ｘｎを先に取得している被切削物の総加工長Ｌ２とする。第１の方法は、回転ブレードの交換なしで複数の被切削物を加工することができる場合を想定しているので、被切削物の単位で回転ブレードの交換時期を判定しても差し支えがないと言える。したがって、測定加工長を被切削物の総加工長とすることによって、設定済みの既定値を利用することができ、作業者の手間を減らすか、または制御のシーケンスを簡単にすることができる。また、被切削物の交換と回転ブレードの摩耗の測定を同時に行なうことができ効率がよい。ただし、稀に回転ブレードの寿命がせいぜい被切削物１枚強であるときがあり、このようなケースでは、１以上の切断線の単位で測定加工長を設定するようにする。
【００３３】
切削加工中の現在の加工長Ｌは、常時検出され累積して記憶されており、必要なときに取得することができる（Ｓ６）。加工中の加工長Ｌは、位置検出装置から検出される位置データに基づいて移動量を計算し、あるいは移動体に出力される移動指令のパルスを換算して移動量を計算して、記憶装置に累積記憶されている。
【００３４】
現在の加工長Ｌが判定基準値（限界加工長）Ｌ１以上になったときは、回転ブレードの交換時期に達したものとして切削加工を中断する（Ｓ７）。このとき、設定されている測定加工長ｘｎは限界加工長Ｌ１未満であるから、回転ブレードの交換時期に達する前に、必ず１度は回転ブレードの摩耗量が直接実測されている。一方、現在の加工長Ｌが判定基準値Ｌ１に達していないときは、現在の加工長Ｌが測定加工長にｘｎに到達したかどうかを判断する（Ｓ８）。
【００３５】
現在の加工長Ｌが測定加工長ｘｎに到達したときは、加工を中断して回転ブレードの摩耗量を測定する（Ｓ９）。摩耗量の測定は、光学的検出を行なう検出装置（センサ）を備えた摩耗量測定装置を用いる。また、検出装置が回転ブレードと一体的に移動し、かつ回転ブレードに対して回転ブレードの径方向に往復移動して精確に位置決め制御され、透過光の受光量に基づいて摩耗量を測定する構成の摩耗量測定装置を用いている。好適な摩耗量測定装置の具体的な構成は、後述する。制御装置は、測定された摩耗量を測定加工長と関連付けて記憶装置に累積記憶する（Ｓ１０）。また、測定回数をカウントしておく。
【００３６】
次に、摩耗量測定装置によって測定され記憶装置に記憶された摩耗量のデータに基づいて最小二乗法によって回転ブレードの現在の摩耗の状態から予測される限界加工長を計算する（Ｓ１１）。摩耗量ｙと加工長ｘとが比例しているとみなして、その１次関数の傾きをａとすると、傾きａは、数１で表わされる。
【数１】
0004615242.tif 000002
【００３７】
ここで、摩耗量と加工長との関係に対応させて限界摩耗量εと限界加工長Ｌ１とを傾きａの１次関数で表わすと、数２のように表わされるから、予測される限界加工長Ｌ１は、数２に数１を代入して数３に示されるように、最小二乗法によって求められる。図２は、被切削物１０枚を加工し１０回の摩耗量のデータに基づいて最小二乗法によって予測される限界加工長の近似直線の例を示す。ただし、限界摩耗量と限界加工長をそれぞれ割合で表わし、縦軸は摩耗率、横軸は加工長率で示される。
【数２】
0004615242.tif 000003
【数３】
0004615242.tif 000004
【００３８】
予測される限界加工長が得られたら、先に設定されている限界加工長のデータをオーバライトして、計算された限界加工長を新たな判定基準値として再設定する（Ｓ１２）。上記プロセスは、実際に測定された摩耗量のデータから目安として設定された所期の判定基準値（規定の限界加工長）を回転ブレードの摩耗の状態に対応して摩耗量の測定のたびに変更設定する。したがって、摩耗量のデータが累積されるにつれて、そのときの切削加工ごとに一定ではない回転ブレードの摩耗の状態により適応する限界加工長に基づいて判定基準値が設定され続ける。そのため、回転ブレードの摩耗の度合いにばらつきがあっても、そのばらつきに対応して新しい判定基準値が再設定され、より正確に回転ブレードの交換時期を判定でき、回転ブレードを有効利用することができる。
【００３９】
判定基準値（限界加工長）Ｌ１に到達して回転ブレードを交換したときは（Ｓ１３）、記憶装置に記憶されている摩耗量のデータを初期化する（Ｓ１４）。このとき、回転ブレードと被切削物の組合せに対応する実測による規定の判定基準値のデータベースが設けられている場合は、上述したプロセスで最終的に得られた限界加工長の値を利用して記憶されている規定の判定基準値のデータを修正しデータベースに再登録することができる。このことによって、切削加工を繰り返すごとに、規定の判定基準値を実際の切削加工における回転ブレードの摩耗の状態により適合する好ましいデータに近付くように更新してデータベースを進化させ、より信頼性の高いデータベースを得ることができる。
【００４０】
切削加工を中断して回転ブレードを交換した後、加工が継続する場合、言い換えれば、加工するべき次の被切削物がある場合は、新しい被切削物を回転テーブル上に設置してアラインメントを行ない、上述したプロセスを繰り返してそのときの切削加工における回転ブレードの摩耗の状態に適応して回転ブレードの交換時期を判定する。
【００４１】
次に、第２の方法のプロセスを説明する。総加工長Ｌ２と限界加工長（判定基準値）Ｌ１を比較して、限界加工長Ｌ１が被切削物の総加工長Ｌ２以下である場合に、第２の方法を実施する（Ｓ４）。第２の方法を実施する場合は、予め判定基準値として初期設定された規定の限界加工長Ｌ１よりも短く互いに異なる値の複数の測定加工長ｘ１…ｘｎを作業者が入力して設定する（Ｓ１６）。各測定加工長ｘ１…ｘｎは、測定時点（地点）を示すものであるから、それぞれ異なる値であり、測定加工長ｘ１が最も小さい値である。実施の形態は、被切削物の総加工長Ｌ２よりも限界加工長Ｌ１が短いときに第２の方法で回転ブレードの交換時期を判定するようにしているので、測定加工長ｘ１…ｘｎは、全て被切削物の総加工長Ｌ２より小さい値である。
【００４２】
このとき、複数の測定加工長ｘ１…ｘｎは任意であるが、測定する数が少ないほど測定のために加工を中断する回数が少なくすることができ、加工時間を短くすることができるから、最初の測定加工長ｘ１は、測定の信頼性が保証される範囲で比較的長い値にされ、最初の測定加工長ｘ１から最後の測定加工長ｘｎまでの測定加工長の数（測定回数）は、可能な限り少なくされる。
【００４３】
次に、制御装置は、各測定加工長における摩耗率を計算して設定する（Ｓ１７）。各測定加工長における摩耗率（％）は、数４で得られる。ただし、ｙは摩耗量、εは限界摩耗量、ｘは測定加工長、Ｌ１は限界加工長である。このとき、作業者が回転ブレードの限界摩耗量以下の異なる値の複数の摩耗率を入力して、制御装置が各摩耗率における測定加工長を計算して設定するように変形することが可能である。摩耗率は、数４で表されるから、ある摩耗率η（％）に対応する測定加工長ｘは、数５で表わされる。摩耗率（割合）によって測定加工長を初期設定するようにした場合は、作業者がより感覚的にパラメータを設定でき、作業者の負担が軽減される。
【数４】
0004615242.tif 000005
【数５】
0004615242.tif 000006
【００４４】
そして、制御装置は、監視する測定加工長ｘｎを設定されている異なる値の複数の測定加工長の中で最初に到達する測定加工長ｘ１に設定し切削加工を行なう（Ｓ１８）。切削加工中の現在の加工長Ｌは、常時検出され累積して記憶されており、必要なときに取得することができる（Ｓ１９）。加工中の加工長Ｌは、位置検出装置から検出される位置データに基づいて移動量を計算し、あるいは移動体に出力される移動指令のパルスを換算して移動量を計算して、記憶装置に累積記憶されている。
【００４５】
現在の加工長Ｌが判定基準値（限界加工長）Ｌ１以上になったときは、回転ブレードの交換時期に達したものとして切削加工を中断する（Ｓ２０）。このとき、設定されている測定加工長ｘｎは限界加工長Ｌ１未満であるから、回転ブレードの交換時期に達する前に、必ず１度は回転ブレードの摩耗量が直接実測されている。一方、現在の加工長Ｌが判定基準値Ｌ１に達していないときは、現在の加工長Ｌが測定加工長ｘｎに到達したかどうかを判断する（Ｓ２１）。新しい回転ブレードで切削加工を開始して最初の測定加工長ｘｎは、初期設定されている最初の測定加工長ｘ１である。
【００４６】
現在の加工長Ｌが測定加工長ｘｎに到達したときは、加工を中断して回転ブレードの摩耗量を測定する（Ｓ２２）。既に述べられているように、摩耗量の測定は、光学的検出を行なう検出装置を備えた摩耗量測定装置を用いる。そして、制御装置は、測定された摩耗量を測定加工長と関連付けて記憶装置に累積記憶する（Ｓ２３）。また、測定回数をカウントしておく。
【００４７】
次に、設定された摩耗率のデータと記録された摩耗量のデータに基づいて、到達した測定加工長の次の測定加工長を計算する（Ｓ２４）。ｎ＋１番目の予測される測定加工長ｘｎ＋１は、限界加工長Ｌ１のときに限界摩耗量εに達するとみなすと、摩耗率ηｎ＋１を用いて数６のように表せるから、数６に数３を代入して、数７で求められる。
【数６】
0004615242.tif 000007
【数７】
0004615242.tif 000008
【００４８】
１回目の測定（ｎ＝１）で測定加工長ｘ１で摩耗量がｙ１であったとすると、次の測定（ｎ＋１＝２）の予想加工長ｘ２は、数７に基づいて数８のように表わされる。具体的に、例えば、このとき、限界加工長を１００ｍｍ、限界摩耗量を１００μｍとし、測定加工長ｘ１のときの摩耗率を７０％、次の測定加工長ｘ２における摩耗率を９０％とすると、摩耗率７０％のときの測定加工長ｘ１は７０ｍｍであるから、そのときに検出された摩耗量が８０μｍであった場合、摩耗率９０％になる予測される次の測定加工長ｘ２は、およそ７８．８ｍｍになる。このときの測定加工長と摩耗率との関係は、図３に示される。
【数８】
0004615242.tif 000009
【００４９】
そして、設定されている摩耗率になると予測される計算された測定加工長を次の測定加工長として再設定する（Ｓ２５）。例えば、設定されている測定加工長がｘ１であるときは、計算された測定加工長を次の測定加工長ｘ２として先に設定されているれた測定加工長ｘ１をオーバライトして測定加工長を再設定する。このように、初期設定された測定加工長によらずに実際の回転ブレードの摩耗の状態に合わせて測定加工長を変更再設定することによって、回転ブレードの摩耗の度合いにばらつきがあっても、常に適当な測定地点で測定が行なわれ、必要最小限の測定でより適切に回転ブレードの交換時期の判定ができるとともに、回転ブレードが限界摩耗量を超えて使用するおそれがないという利点がある。
【００５０】
次に、摩耗量測定装置によって測定され記憶装置に記憶された摩耗量のデータに基づいて最小二乗法によって回転ブレードの現在の摩耗の状態から予測される限界加工長を計算する（Ｓ２６）。限界加工長Ｌ１は、数３で求められる。例えば、上述した具体例の場合、図３に示されるように、測定加工長が７０ｍｍのときと測定加工長ｘ２が７８．８ｍｍに再設定されたときのそれぞれで異なるものであり、常に最新のデータに更新される。
【００５１】
そして、予測される限界加工長が得られたら、先に設定されている限界加工長のデータをオーバライトして、計算された限界加工長を新たな判定基準値Ｌ１として再設定する（Ｓ２７）。上記プロセスは、実際に測定された摩耗量のデータから目安として設定された所期の判定基準値Ｌ１を回転ブレードの摩耗の状態に対応して摩耗量の測定のたびに変更設定する。したがって、そのときの切削加工ごとに一定ではない回転ブレードの摩耗の状態により適応する限界加工長が更新設定される。そのため、より正確に回転ブレードの交換時期を判定でき、回転ブレードをより有効利用することができる。
【００５２】
限界加工長に到達して回転ブレードを交換したときは（Ｓ１３）、記憶装置に記憶されている摩耗量のデータを初期化する（Ｓ１４）。切削加工を中断して回転ブレードを交換した後、加工が継続する場合は、交換した位置に新しい回転ブレードを位置決めし、上述したプロセスを繰り返してそのときの切削加工における回転ブレードの摩耗の状態に適応して回転ブレードの交換時期を判定する。
【００５３】
図４に、最小限度の測定でより適切に回転ブレードの交換時期を判定しながら連続して薄板状の被切削物を加工することができる好適な切削装置が示される。以下、図４を引用して、本発明の切削装置の構成を説明する。
【００５４】
切削装置は、本機と制御装置とで構成される。切削装置は、回転ブレード２の刃先を光学的に検出して摩耗量を測定する摩耗量測定装置４と、摩耗量測定装置４によって測定される摩耗量のデータを記憶する記憶装置６と、演算装置８を備える。また、切削装置は、パラメータデータを入力設定するための入力装置１０と、適宜のデータを表示する表示装置１２を備える。記憶装置６は、回転ブレード２と被切削物の組合せに対応して実測による規定の判定基準値が与えられているデータベースを有している。なお、図４に示される切削装置のその他の構成と部材については、詳細な説明を省略する。
【００５５】
演算装置８は、規定の限界加工長を判定基準値として設定し、また、規定の限界加工長よりも短く互いに異なる値の複数の測定加工長と複数の測定加工長における判定基準値に対する摩耗率を設定する。具体的には、入力装置１０から入力される規定の限界加工長を回転ブレード２の交換時期を判定するための判定基準値として記憶装置６に記憶させる。複数の測定加工長と各測定加工長における各摩耗率は、入力装置１０から入力されるか、計算して得て、記憶装置６に記憶させる。なお、規定の限界加工長については、既に説明されている本発明の回転ブレード交換時期判定方法の説明が参照される。演算装置８は、上記以外に入力装置１０から入力されてくるパラメータのデータ、例えば、被切削物の総加工長などを記憶装置６に記憶させる。
【００５６】
演算装置８は、予め定められた１以上の被切削物または切断線の加工を終了するごとに摩耗量測定装置４に摩耗量を測定させ、測定された摩耗量のデータを記憶装置６に記憶させる。また、演算装置８は、設定された摩耗率と記録された摩耗量のデータに基づいて次の測定加工長を計算し計算された測定加工長を次の測定加工長として再設定する。また、演算装置８は、記憶装置６に記憶されている摩耗量のデータに基づいて最小二乗法によって限界加工長を計算し計算された限界加工長を判定基準値として再設定する。そして、演算装置８は、実際の加工長が再設定された判定基準値に到達したときに切削加工を中断させる。
【００５７】
さらに、演算装置８は、設定される被切削物の総加工長と回転ブレードの規定の限界加工長とを比較して、回転ブレードが複数の被切削物を加工する能力を有するときは、既に説明されている第１の方法を選択し、回転ブレードが交換なしに１つの被切削物を加工できる能力を有していないときは、第２の方法を選択して、回転ブレードの交換時期の判定を行なう手段を有する。
【００５８】
次に、本発明の好適な摩耗量測定装置のより具体的な構成を説明する。図５は、スピンドルの先端に設けられたブレードカバーに装着された回転ブレードを正面から見た平面図であり、摩耗量測定装置の検出装置を示す。摩耗量測定装置４は、図４および図５に示されるように、回転ブレード２を挟んで対向配置される投光部４１と受光部４２とを有し回転ブレード２と一体的に移動する検出装置１４と、検出装置１４を回転ブレード２に対して回転ブレード２の径方向に移動させる駆動装置１６と、駆動装置１６を位置決め制御する移動制御装置１８と、投光部４１からの光の照射方向に対して直角の方向から測定部位４３にエアを供給するエア供給装置２０と、検出装置１４の透過光の受光量に基づいて回転ブレード２の摩耗量を測定する測定装置２２と、を含んでなる。
【００５９】
検出装置１４は、回転ブレード２のブレードカバー４４に設けられる。したがって、検出装置１４は、回転ブレード２が移動体の相対移動によって移動するときに回転ブレード２と一体的に移動することができる。そのため、摩耗量を測定するたびに加工部位から離れた位置にある検出装置まで回転ブレードを移動させる必要がなく、測定時間をより短くすることができる。
【００６０】
検出装置１４は、移動制御装置１８によって制御される駆動装置１６で回転ブレード２の径方向に往復移動する。駆動装置１６は、サーボモータ４５を備え、サーボモータ４５は、移動制御装置１８からの移動指令信号で移動するとともに図示しない位置検出器からのフィードバック信号で補償され、μｍ単位の高精度で位置決めされる。サーボモータ４５の回転は、ベルト４６で回転軸４７に伝達される。回転軸４７の回転は、図示しないネジ機構によって直線運動に変換され、検出装置１４を回転ブレード２の径方向Ａに移動させる。したがって、回転ブレードの交換や摩耗による径の変化に因る測定部位４３の変動に対応し、その変動がたとえ僅かであっても投光部４１と受光部４２を精密に測定部位２に位置させることができる。また、作業者が検出装置の位置を調整する必要がなく、自動化に有利である。
【００６１】
また、検出装置１４は、光学的に摩耗量を検出するセンサであり、摩耗量を直接かつ定量的に測定する。検出装置１４の投光部４１と受光部４２は、回転ブレード２を挟んで対向配置され、投光部４１からの透過光を受光部４２で受光して受光量を検出データとして送る構成である。そして、測定装置２２は、検出装置１４の透過光の受光量に基づいて回転ブレード２の摩耗量を測定する。したがって、反射光による測定方式のように乱反射などによる誤検出のおそれがない。そのため、より精密で正確に摩耗量を測定することができる。
【００６２】
検出装置１４は、回転ブレード２の上側に設けられる。したがって、投光部４１と受光部４２を含む測定部位４３を切削液が供給される加工部位４８と最も離れた位置に配置できる。また、摩耗量測定装置４は、光の照射方向に対して直角の方向から測定部位４３に、具体的には、測定部位４３に向けて回転ブレード２の上側から加工部位４８の方向に圧縮空気を供給する図示しないコンプレッサとフレキシブルホースのような供給管４９を含むエア供給装置２０を備える。したがって、測定部位４３に切削液や切削屑がより侵入しにくく、かつ汚れを排除しやすい。そのため、より効果的に測定部位の汚染防止と洗浄が図られ、作業性に優れるとともに、誤検出の可能性を一層低くして、検出装置１４の信頼性を高めることができる。また、既述したように、検出装置１４が回転ブレード２の近傍に位置しているので、測定部位４３が効果的に清浄にされていることによって、回転ブレードの破損検出に利用することが可能である。
【００６３】
以上に説明される本発明の回転ブレード交換時期判定方法および切削装置は、既にいくつかの例が挙げられているように、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で、プロセスの順番を入れ替えたり、装置を置き換えたり、プロセスや装置の一部を変形し、あるいは他のプロセスや装置を組み合わせたりして、種々変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、電子部品の製造分野で利用される。具体的には、薄板状の被切削物を回転ブレードを用いて格子状に切削して分割する切削加工に利用される。本発明は、切削加工において、加工効率と作業効率に優れるとともに、回転ブレードの有効利用が図られ生産性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の回転ブレード交換時期判定方法のプロセスを示すフローチャートである。
【図２】本発明の回転ブレード交換時期判定方法における摩耗率と予測される限界加工長の関係を示すグラフである。
【図３】本発明の回転ブレード交換時期判定方法における摩耗率と予測される測定加工長および限界加工長の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の切削装置の全体構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の切削装置における摩耗量測定装置の検出装置を示す回転ブレード端を正面から見た平面図である。
【符号の説明】
【００６６】
２  回転ブレード
４  摩耗量測定装置
６  記憶装置
８  演算装置
１０  入力装置
１２  表示装置
１４  検出装置
１６  駆動装置
１８  移動制御装置
２０  エア供給装置
２２  測定装置
【図１】
0004615242.tif 000010
【図２】
0004615242.tif 000011
【図３】
0004615242.tif 000012
【図４】
0004615242.tif 000013
【図５】
0004615242.tif 000014