專利名稱：切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，更詳細(xì)地說是涉及判定切削半導(dǎo)體晶片等被加工物切削刀片的破損和磨損界限的切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置。
背景技術(shù)：
正如本領(lǐng)域技術(shù)人員周知的那樣，在半導(dǎo)體器件制造工藝中，在大體為圓片形狀的半導(dǎo)體晶片的表面上，由排列成格子狀的線道(切斷線)區(qū)分成多個區(qū)域。在該被區(qū)分的區(qū)域中形成IC、LSI等回路。而且通過沿線道切斷半導(dǎo)體晶片，將形成回路的區(qū)域分離，制造各個半導(dǎo)體芯片。通常，使用稱為切片機的切削裝置沿線道切斷半導(dǎo)體晶片。該切削裝置具備作為保持被加工物半導(dǎo)體晶片的被加工物保持單元的吸盤臺，和切削保持在該吸盤臺上的半導(dǎo)體晶片的切削單元。該切削單元包括高速回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)軸，和裝在該回轉(zhuǎn)軸上的切削刀片。切削刀片由圓盤狀的基座和裝在該基座的側(cè)面外周部的環(huán)狀切削刃構(gòu)成，，切削刃例如是通過電鑄法將粒徑3μm左右的金剛石磨料固定在基座上，形成15μm左右的厚度。
若上述切削刀片的切削刃發(fā)生破損，或切削刃的磨損量超過所定界限值，則會成為被切斷的半導(dǎo)體芯片的切斷面發(fā)生破損和裂紋的原因，出現(xiàn)使半導(dǎo)體芯片質(zhì)量降低的問題。因而，切削裝置具有監(jiān)視切削刀片的切削刃發(fā)生破損和磨損狀態(tài)的切削刀片監(jiān)視裝置。作為這種切削刀片監(jiān)視裝置，具有將切削刀片切削刃的外周部夾在中間的方式在一方側(cè)配設(shè)的發(fā)光元件，和在另一方側(cè)配設(shè)的受光元件，一般采用的方式是，根據(jù)受光元件接受發(fā)光元件發(fā)的光的光量的變化，也就是說根據(jù)切削刀片的切削刃遮擋發(fā)光元件發(fā)的光的量的變化，來檢測切削刀片的切削刃上發(fā)生的破損和磨損量。
然而，在上述的切削裝置中，由于一邊供給切削刀片切削水一邊進(jìn)行切削作業(yè)，所以使用發(fā)光元件和受光元件的切削刀片監(jiān)視裝置存在以下問題(1)因切削水的影響，光發(fā)生折射，盡管切削刃上沒有發(fā)生破損，也有誤判定為發(fā)生破損的情況。
(2)若由切削產(chǎn)生的污垢物附著在發(fā)光元件的發(fā)光面或受光元件的受光面上，則受光元件的受光量會發(fā)生變化，因而不能正確檢測切削刀片的切削刃的狀態(tài)。
(3)由于以將切削刀片的切削刃夾在中間的方式配設(shè)發(fā)光元件和受光元件，所以難以適用于在軸向上配設(shè)2個以上切削刀片的所謂多刀片的情況。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是鑒于上述事實，其主要的技術(shù)課題在于，提供一種不受切削水和污垢物的影響，能夠正確檢測切削刀片的切削刃的狀態(tài)，同時也可以適用于裝備所謂多刀片切削裝置的切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置。
為解決上述主要的技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明，提供一種切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，該切削裝置具備保持被加工物的被加工物保持單元、和切削由該被加工物保持單元保持的被加工物的切削單元，該切削單元具備回轉(zhuǎn)軸、和裝在該回轉(zhuǎn)軸上并具有由磁性材料固定磨料的切削刃的切削刀片，該切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置具備與該切削刀片的該切削刃的外周對向配設(shè)的磁性傳感器，和根據(jù)來自該磁性傳感器的檢測信號判定該切削刃的狀態(tài)的控制單元。
上述磁性傳感器將與上述切削刃間產(chǎn)生的磁力變換成電壓值并輸出，上述控制單元根據(jù)由上述磁性傳感器檢測的檢測電壓值的變化判定切削刃的狀態(tài)。上述控制單元求出由上述磁性傳感器檢測的檢測電壓值的平均值，在該平均值超過規(guī)定的磨損界限值的場合，判定為切削刃達(dá)到磨損界限。另外，上述控制單元在由上述磁性傳感器檢測的檢測電壓值的峰電壓值超過規(guī)定的界限值的場合，判定為切削刃發(fā)生破損。另外，上述控制單元求出由上述磁性傳感器檢測的檢測電壓值的平均值，在該檢測電壓值的峰電壓值超過該平均值和規(guī)定的界限值相加的值的場合，判定為切削刃發(fā)生破損。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，該切削裝置具備保持被加工物的被加工物保持單元、和切削由該被加工物保持單元保持的被加工物的切削單元，該切削單元具備回轉(zhuǎn)軸、和被裝在該回轉(zhuǎn)軸上并具有由磁性材料固定磨料的切削刃的切削刀片，該切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置具備
與該切削刀片的該切削刃的外周對向配設(shè)的磁性傳感器，檢測該切削刀片的回轉(zhuǎn)角度的回轉(zhuǎn)角度檢測單元，和根據(jù)來自該磁性傳感器和回轉(zhuǎn)角度檢測單元的檢測信號判定該切削刃的狀態(tài)的控制單元。
上述磁性傳感器將與上述切削刃間產(chǎn)生的磁力變換成電壓值并輸出，上述控制單元根據(jù)由上述磁性傳感器檢測的檢測電壓值的變化判定切削刃的狀態(tài)。上述控制單元求出上述切削刀片回轉(zhuǎn)1周時由上述磁性傳感器檢測的檢測電壓值的平均值，在該平均值超過規(guī)定的磨損界限值的場合，判定為該切削刃達(dá)到磨損界限。另外，上述控制單元在上述切削刀片回轉(zhuǎn)1周時由上述磁性傳感器檢測的檢測電壓值的峰電壓值超過規(guī)定的界限值的場合，判定為切削刃發(fā)生破損。另外，上述控制單元求出上述切削刀片回轉(zhuǎn)1周時由上述磁性傳感器檢測的檢測電壓值的平均值，在該檢測電壓值的峰電壓值超過該平均值和規(guī)定的界限值相加的值的場合，判定為切削刃發(fā)生破損。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，該切削裝置具備保持被加工物的被加工物保持單元、和切削由該被加工物保持單元保持的被加工物的切削單元，該切削單元具備回轉(zhuǎn)軸、和被裝在該回轉(zhuǎn)軸上并具有由磁性材料固定磨料的切削刃且在該切削刃上形成多個槽口的切削刀片，該切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置具備與該切削刀片的該切削刃的外周對向配設(shè)的磁性傳感器，檢測該切削刀片的回轉(zhuǎn)角度的回轉(zhuǎn)角度檢測單元，和具備存儲形成該多個槽口的該切削刀片的回轉(zhuǎn)角度位置的存儲器、根據(jù)來自該磁性傳感器和回轉(zhuǎn)角度檢測單元的檢測信號判定該切削刃的狀態(tài)的控制單元。
上述磁性傳感器將與上述切削刃間產(chǎn)生的磁力變換成電壓值并輸出，上述控制單元求出上述切削刀片回轉(zhuǎn)1周時由磁性傳感器檢測的檢測電壓值的平均值，在與多個槽口對應(yīng)的回轉(zhuǎn)角度位置以外的回轉(zhuǎn)角度位置上的檢測電壓值的峰電壓值超過該平均值和規(guī)定的界限值相加的值的場合，判定為該切削刃發(fā)生破損。另外，上述磁性傳感器將與上述切削刃間產(chǎn)生的磁力變換成電壓值并輸出，上述存儲器存儲與多個槽口的回轉(zhuǎn)角度位置對應(yīng)的電壓值，上述控制單元在上述切削刀片回轉(zhuǎn)1周時由磁性傳感器檢測的檢測電壓值的峰電壓值超過存儲器中存儲的與多個槽口的回轉(zhuǎn)角度位置對應(yīng)的電壓值的場合，判定為切削刃發(fā)生破損。另外，上述磁性傳感器將與上述切削刃間產(chǎn)生的磁力變換成電壓值并輸出，上述控制單元在上述切削刀片回轉(zhuǎn)1周時與多個槽口對應(yīng)的回轉(zhuǎn)角度位置以外的回轉(zhuǎn)角度位置上的由上述磁性傳感器檢測的檢測電壓值的峰電壓值超過規(guī)定的界限值的場合，判定為切削刃發(fā)生破損。
關(guān)于本發(fā)明的其他特征，通過下述的說明即可理解。

圖1是裝備根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的切削刀片監(jiān)視裝置的切削裝置的斜視圖。
圖2是在圖1所示切削裝置上裝備的主軸部分的主要部分的斜視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的切削刀片監(jiān)視裝置的構(gòu)成方框圖。
圖4是表示作為構(gòu)成圖3所示的切削刀片監(jiān)視裝置的刀片檢測單元的磁性傳感器的配設(shè)位置的另一種實施方式的說明圖。
圖5是構(gòu)成圖3所示的切削刀片監(jiān)視裝置的控制單元的磨損監(jiān)視控制動作的程序方框圖。
圖6是表示作為構(gòu)成圖3所示的切削刀片監(jiān)視裝置的刀片檢測單元的磁性傳感器的檢測電壓值的說明圖。
圖7是表示圖3所示的磁性傳感器的檢測電壓值的平均值和磨損界限值的關(guān)系的說明圖。
圖8是構(gòu)成圖3所示的切削刀片監(jiān)視裝置的控制單元的破損監(jiān)視控制動作的程序方框圖。
圖9是表示刀片破損和作為構(gòu)成圖3所示的切削刀片監(jiān)視裝置的刀片檢測單元的磁性傳感器的檢測電壓值的說明圖。
圖10是表示槽口刀片和作為構(gòu)成圖3所示的切削刀片監(jiān)視裝置的刀片檢測單元的磁性傳感器的檢測電壓值與其平均值及磨損界限值的關(guān)系的說明圖。
圖11是表示槽口刀片破損和作為構(gòu)成圖3所示的切削刀片監(jiān)視裝置的刀片檢測單元的磁性傳感器的檢測電壓值的說明圖。
圖12是表示有關(guān)相對于多刀片的磁性傳感器的配置的實施方式的說明圖。
圖13是表示有關(guān)相對于多刀片的磁性傳感器的配置的另一種實施方式的說明圖。
符號說明如下2裝置臺架3吸盤臺4主軸部分41主軸套42回轉(zhuǎn)軸43切削刀片44刀片護罩45支持構(gòu)件5切削刀片監(jiān)視裝置51磁性傳感器(MS)52控制單元53回轉(zhuǎn)角度檢測單元((RE)6攝像機構(gòu)7顯示裝置(DSP)11半導(dǎo)體晶片12支持框13膠帶14箱16被加工物運出裝置17被加工物運送裝置18洗滌裝置19洗滌運送裝置具體實施方式
以下參照附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置的圖1是表示具備根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的切削刀片監(jiān)視裝置的切削裝置的斜視圖。
圖示實施方式中的切削裝置具備大體長方體狀的裝置臺架2。在該裝置臺架2內(nèi)作為保持被加工物的被加工物保持單元的吸盤臺3，以可沿切削送進(jìn)方向即箭頭X表示的方向移動的方式配設(shè)。吸盤臺3具備吸附吸盤支持臺31、和裝在該吸附吸盤支持臺31上的吸附吸盤32，由未圖示的吸附裝置將被加工物，例如圓盤狀的半導(dǎo)體晶片保持在該吸附吸盤32的表面即載置面上。另外，吸盤臺3由未圖示的回轉(zhuǎn)機構(gòu)可回轉(zhuǎn)地構(gòu)成。
圖示的實施方式的切削裝置具備作為切削手段的主軸部分4。主軸部分4具備裝在未圖示的移動基座上、在切出方向即箭頭Y表示的方向或切入方向即用箭頭Z表示的方向可以移動調(diào)整的主軸套41，回轉(zhuǎn)自由地支持在該主軸套中的回轉(zhuǎn)軸42，和裝在該回轉(zhuǎn)軸42的前端部的回轉(zhuǎn)工具即切削刀片43。如圖2所示，切削刀片43由用鋁合金形成的圓盤狀基座431和裝在該基座431側(cè)面的環(huán)狀切削刃432構(gòu)成。切削刃432例如是用鎳等磁性材料通過電鑄法將粒徑3μm左右的金剛石磨料固定在基座431上，形成15μm左右的厚度。
如圖2所示，在構(gòu)成上述主軸部分4的主軸套41的前端部，安裝覆蓋切削刀片43的上半部的刀片護罩44。支持構(gòu)件45沿導(dǎo)向銷451、451可滑動地被裝在在該刀片護罩44上，該支持構(gòu)件45用于安裝構(gòu)成檢測后述切削刀片磨損界限時間和切削刀片破損的切削刀片監(jiān)視裝置的刀片檢測單元。另外，配設(shè)在切削刀片43兩側(cè)的切削水供給噴嘴461、462裝在刀片護罩44上。另外，外側(cè)的切削水供給噴嘴462安裝在可轉(zhuǎn)動地通過支軸471支持在刀片護罩44上的可動安裝構(gòu)件47上。這些切削水供給噴嘴461、462由未圖示的柔性軟管與切削水供給源連接。另外，在上述可動安裝構(gòu)件47上安裝動作銷472。在更換切削刀片43時，以支軸471為中心使可動安裝構(gòu)件47向上方轉(zhuǎn)動，則動作銷472與上述支持構(gòu)件45的下面接觸，從而使支持構(gòu)件45沿導(dǎo)向銷451、451向上方移動。
返回圖1繼續(xù)說明，圖示的實施方式中的切削裝置具備攝像機構(gòu)6，該攝像機構(gòu)6對保持在構(gòu)成上述吸盤臺3的吸附吸盤32上的被加工物的表面進(jìn)行攝像，或者檢測用上述切削刀片43切削的全部區(qū)域，或者確認(rèn)切削溝的狀態(tài)。該攝像機構(gòu)6由顯微鏡和CCD(電荷耦合器件)攝像機等光學(xué)裝置構(gòu)成。另外，切削裝置具備顯示攝像機構(gòu)6攝取的圖像顯示單元7(DSP數(shù)字信號處理)。
圖示的實施方式中的切削裝置具備存放被加工物半導(dǎo)體晶片11的箱14。用膠帶13將半導(dǎo)體晶片11支持在由不銹鋼等金屬材形成的環(huán)狀支持框12上，以支持在支持框12上的狀態(tài)收容在上述箱14中。另外，箱14被載置在用未圖示的可用升降機構(gòu)上下移動地配設(shè)的箱座141上。
圖示的實施方式中的切削裝置具備將收容在箱14中的被加工物半導(dǎo)體晶片11(以由膠帶13支持在支持框12上的狀態(tài))運出到達(dá)被加工物載置區(qū)域15的被加工物運出裝置16、將由該被加工物運出裝置16運出的半導(dǎo)體晶片11運送到上述吸盤臺3上的被加工物運送裝置17，洗滌在吸盤臺3上已切削加工的半導(dǎo)體晶片11的洗滌裝置18，和將在吸盤臺3上已切削加工的半導(dǎo)體晶片11運送到洗滌裝置18的洗滌運送裝置19。
以下，對于上述切削裝置的加工處理動作進(jìn)行簡單的說明。
用未圖示的升降裝置使箱座14上下動作，將通過膠帶13支持在收容于箱14的規(guī)定位置上的支持框12上的狀態(tài)的半導(dǎo)體晶片11(以下將由膠帶13支持在支持框12上的狀態(tài)的半導(dǎo)體晶片11僅稱為半導(dǎo)體晶片)放置到運出位置上。然后，被加工物運出裝置16作進(jìn)退動作，將放置到運出位置上的半導(dǎo)體晶片11運出到達(dá)被加工物載置區(qū)域15。由被加工物運送裝置17的旋轉(zhuǎn)動作，將運出到被加工物載置區(qū)域15的半導(dǎo)體晶片11運送到構(gòu)成上述吸盤臺3的吸附吸盤32的載置面上，并通過未圖示的吸引裝置的吸引作用，將其吸引保持在吸附吸盤32上。這樣，吸引保持半導(dǎo)體晶片11的吸盤臺3被移動至攝像機構(gòu)6的正下方。吸盤臺3放置在攝像機構(gòu)6的下方時，由攝像機構(gòu)6檢測半導(dǎo)體晶片11上形成的切斷線(線道)，沿切割方向即箭頭Y方向移動調(diào)節(jié)主軸部分，進(jìn)行操作使切斷線和切削刀片43的位置精密對合。
其后，一邊沿箭頭Z所示的方向以規(guī)定的切入量送進(jìn)切削刀片43并使其在規(guī)定的方向上回轉(zhuǎn)，一邊沿切削送進(jìn)方向即箭頭X所示的方向(與切削刀片43的回轉(zhuǎn)軸垂直的方向)以規(guī)定的切削送進(jìn)速度使吸引保持半導(dǎo)體晶片11的吸盤臺3移動，藉此，就可以用切削刀片43沿規(guī)定的切斷線切斷保持在吸盤臺3上的半導(dǎo)體晶片11。另外，在用切削刀片43切削時，由切削水供給噴嘴461、462將切削水供給切削刀片43。這樣沿切斷線切斷半導(dǎo)體晶片11時，半導(dǎo)體晶片11就被分割成各個半導(dǎo)體芯片。已分割的半導(dǎo)體芯片，因膠帶13的作用而不會分散，可以維持支持在框12上的半導(dǎo)體晶片11的狀態(tài)。這樣，在半導(dǎo)體晶片11的切斷終了后，保持半導(dǎo)體晶片11的吸盤臺3返回到最初吸引保持半導(dǎo)體晶片11的位置上，中斷未圖示的吸引裝置的吸引作用，解除對半導(dǎo)體晶片11的吸引保持。然后，由洗滌運送裝置19將半導(dǎo)體晶片11運送到洗滌裝置18中，在這里洗滌和干燥。由被加工物運送裝置17將這樣洗滌和干燥的半導(dǎo)體晶片11運出被加工物載置區(qū)域15。然后由被加工物運出裝置16將半導(dǎo)體晶片11收容到箱14的規(guī)定位置上。
在用上述切削刀片43的半導(dǎo)體晶片11的切削中，若切削刃432上發(fā)生破損、或者切削刃432的磨損量超過規(guī)定的界限值，則構(gòu)成在被切斷的半導(dǎo)體芯片的切斷面上發(fā)生破損和裂紋的原因，出現(xiàn)降低半導(dǎo)體芯片質(zhì)量的問題。因而，圖示的實施方式中的切削裝置具有監(jiān)視切削刀片43的切削刃432的破損和磨損狀態(tài)的切削刀片監(jiān)視裝置。以下參照圖3對切削刀片監(jiān)視裝置進(jìn)行說明。
圖3所示的切削刀片監(jiān)視裝置5具備與該切削刀片43的該切削刃432的外周對向配設(shè)的磁性傳感器51(MS)、和根據(jù)來自該磁性傳感器51(MS)的檢測信號判定該切削刃432的狀態(tài)的控制單元52；磁性傳感器51(MS)圖3所示的實施方式中安裝在裝在上述刀片護罩44上的支持構(gòu)件45上，在切削刃432的徑向的外側(cè)上與外周面對向配設(shè)，。另外，磁性傳感器51(MS)也可以如圖4所示那樣在切削刃432的軸向的一側(cè)方與周部側(cè)面對向配設(shè)。該磁性傳感器51(MS)輸出與磁性體的切削刃432間產(chǎn)生的磁力相應(yīng)的電壓信號。
控制單元52由微型計算機構(gòu)成，具備根據(jù)控制程序演算處理的中央處理裝置(CPU)521、存儲控制程序等的只讀存儲器(ROM)522、存儲演算結(jié)果的可讀取隨機存取存儲器523、和輸入接口524和輸出接口525。對這樣構(gòu)成的控制單元52的輸入接口524，輸入來自上述磁性傳感器51(MS)的檢測信號，同時輸入來自檢測上述切削刀片43回轉(zhuǎn)角度的回轉(zhuǎn)角度檢測單元(RE)的檢測信號。另外，回轉(zhuǎn)角度檢測單元53(RE)，例如可以使用來自裝在使裝有切削刀片的上述主軸部分4的回轉(zhuǎn)軸42回轉(zhuǎn)驅(qū)動的伺服馬達(dá)(未圖示)中的旋轉(zhuǎn)編碼器的信號。由控制單元52的輸出接口525將判定結(jié)果輸出到上述顯示裝置7(DSP)上。
圖示的實施方式中的切削刀片監(jiān)視裝置5按以上那樣構(gòu)成，以下對于其處理動作進(jìn)行說明。
圖5是構(gòu)成切削刀片監(jiān)視裝置5的上述控制單元52中的切削刀片43的切削刃432的磨損監(jiān)視控制的程序方框圖。該程序在每規(guī)定周期內(nèi)反復(fù)實行。
根據(jù)圖5所示的程序方框圖對磨損監(jiān)視控制進(jìn)行說明，在步驟S1中，控制單元52將由上述回轉(zhuǎn)角度檢測單元53(RE)檢測的切削刀片43的回轉(zhuǎn)角度信號(ω)和由上述磁性傳感器51(MS)檢測的檢測電壓值(V0)暫時存儲在讀取隨機存取存儲器(RAM)523中。使由該磁性傳感器51(MS)檢測的檢測電壓值(V0)與切削刀片43的回轉(zhuǎn)角度信號(ω)相對應(yīng)，按照圖6所示那樣輸入控制單元52中。另外，輸入信號的檢測電壓值(V0)至少讀取切削刀片43回轉(zhuǎn)1周的部分。該磁性傳感器51(MS)與切削刃432間產(chǎn)生的磁力大的情況下，輸出低的電壓值，與切削刃432間產(chǎn)生的磁力小的情況下，輸出高的電壓值。即，磁性傳感器51(MS)在切削刀片43的切削刃432無磨損的狀態(tài)下輸出低的電壓值，隨著切削刃432磨損而輸出高的電壓值。
然后，進(jìn)入步驟S2，控制單元52演算由上述磁性傳感器51(MS)的檢測電壓值(V0)的平均值(VA)。該檢測電壓值(V0)的平均值(VA)用圖7中的虛線表示。接著，進(jìn)入步驟S3，控制單元52判定上述平均值(VA)是否超過圖7中用雙點劃線表示的磨損界限值(V1)。另外，該磨損界限值(V1)由各切削刀片的種類而進(jìn)行設(shè)定，預(yù)先存儲在只讀存儲器522(ROM)中。在步驟S3中，如果上述平均值(VA)沒有超過磨損界限值(V1)，則控制單元52判斷為切削刀片43可以使用，終了該程序。在步驟S3中，上述平均值(VA)超過磨損界限值(V1)的場合，則控制單元52判斷為必須更換切削刀片43，進(jìn)入步驟S4，將磨損界限信號輸出到上述顯示裝置7(DSP)上，告知操作者。
圖8是構(gòu)成切削刀片監(jiān)視裝置5的上述控制單元52中的切削刀片43的切削刃432的破損監(jiān)視控制的程序方框圖。
在破損監(jiān)視控制中，控制單元52在步驟P1中也與在上述磨損監(jiān)視控制中的步驟S1一樣，將由上述回轉(zhuǎn)角度檢測單元53(RE)檢測的切削刀片43的回轉(zhuǎn)角度信號(ω)和由上述磁性傳感器51(MS)檢測的檢測電壓值(V0)暫時存儲在讀取隨機存取存儲器(RAM)523中。從而，暫時存儲在隨機存取存儲器(RAM)523中的磁性傳感器51(MS)的檢測電壓值(V0)可以被磨損監(jiān)視控制和破損監(jiān)視控制兩者的控制利用。此時，在切削刀片43的切削刃432存在如圖9(a)所示的破損C的場合下，磁性傳感器51(MS)的檢測電壓值(V0)如圖9(b)中用實線表示那樣，在破損C存在的回轉(zhuǎn)角度位置上形成峰電壓值(Vmax)。
然后，進(jìn)入步驟P2，控制單元52演算由上述磁性傳感器51(MS)的檢測電壓值(V0)的平均值(VA)。將該平均值(VA)用圖9(b)中的虛線表示。接著，進(jìn)入步驟P3，控制單元52判定上述峰電壓值(Vmax)是否超過上述平均值(VA)和規(guī)定的界限值(VT)相加的值(VB)(圖9(b)中用1點劃線表示)(Vmax＞(VA+VT))。另外，界限值(VT)由各切削刀片的種類而進(jìn)行設(shè)定，可以預(yù)先存儲在只讀存儲器522(ROM)中。在步驟P3中，如果峰電壓值(Vmax)沒有超過平均值(VA)和規(guī)定的界限值(VT)相加的值(VB)，則控制單元52判斷為不存在大的峰電壓值，沒有發(fā)生破損，終了該程序。在步驟P3中，峰電壓值(Vmax)超過平均值(VA)和規(guī)定的界限值(VT)相加的值(VB)的場合，則控制單元52判斷為切削刀片43的切削刃432上發(fā)生破損而必須更換，進(jìn)入步驟S4，將破損發(fā)生信號輸出到上述顯示裝置7(DSP)上，告知操作者。
另外，在上述的實施方式中，表示的是求出來自磁性傳感器51(MS)的檢測電壓值(V0)的平均值(VA)、在超過該平均值(VA)和規(guī)定的界限直(VT)相加的值(VB)的場合判定為發(fā)生破損的例子，但在不求出檢測電壓值(V0)的平均值(VA)時，也可以判定破損的發(fā)生。即，也可以用時間或者規(guī)定回轉(zhuǎn)角度對檢測電壓值(V0)的峰電壓值(Vmax)微分，其微分值超過規(guī)定的界限值的場合，判定為破損發(fā)生。
作為檢測切削刀片43的切削刃432的狀態(tài)的刀片檢測單元，上述圖示的實施方式中的切削刀片監(jiān)視裝置5使用磁性傳感器51，因而可以不受切削水和污垢物的影響，能夠正確地檢測切削刃432的狀態(tài)。從而能夠正確判定切削刃432的磨損界限和破損的發(fā)生。
以下，對如圖10(a)所示那樣在切削刀片43的切削刃432的外周上設(shè)多個槽口432a的所謂槽口刀片的監(jiān)視控制進(jìn)行說明。
對于磨損監(jiān)視控制，可以使用上述圖5所示的程序方框圖。以下參照圖5和圖10說明所謂槽口刀片的磨損監(jiān)視控制。
即，在步驟S1中，控制單元52將由上述回轉(zhuǎn)角度檢測單元53(RE)檢測的切削刀片43的回轉(zhuǎn)角度信號(ω)和由上述磁性傳感器51(MS)檢測的檢測電壓值(V0)暫時存儲在讀取隨機存取存儲器(RAM)523中。此時，由于在切削刀片43的切削刃432的外周設(shè)多個槽口432a，所以來自磁性傳感器51(MS)的檢測電壓值(V0)如圖10(b)中用實線表示的那樣成為脈沖狀。即，在與槽口432a對應(yīng)的回轉(zhuǎn)角度處形成高的值。
然后，進(jìn)入步驟S2，控制單元52演算來自磁性傳感器51(MS)的檢測電壓值(V0)的平均值(VA)。該檢測電壓值(V0)的平均值(VA)用圖10(b)中的虛線表示。接著，進(jìn)入步驟S3，控制單元52判定上述平均值(VA)是否超過圖10(b)中用雙點劃線表示的磨損界限值(V1)。在步驟S3中，如果上述平均值(VA)沒有超過磨損界限值(V1)，則控制單元52判斷為切削刀片43可以使用，終了該程序。在步驟S3中，上述平均值(VA)超過磨損界限值(V1)的場合，則控制單元52判斷為必須更換切削刀片43，進(jìn)入步驟S4，將磨損界限信號輸出到上述顯示裝置7(DSP)上，告知操作者。
另外，在上述的實施方式中，表示了根據(jù)與在切削刀片43的切削刃432的外周上形成的槽口432a相對應(yīng)的脈沖狀的檢測電壓值(V0)進(jìn)行處理的例子，但也可以將形成槽口432a的回轉(zhuǎn)角度的位置預(yù)先存儲在只讀存儲器(ROM)522中，忽視與該回轉(zhuǎn)角度位置對應(yīng)的電壓值的情報(屏蔽操作)，用與槽口432a對應(yīng)的回轉(zhuǎn)角度位置以外的回轉(zhuǎn)角度位置相應(yīng)的檢測電壓值(V0)進(jìn)行處理，藉此，可以根據(jù)大體平的檢測電壓值進(jìn)行處理。
以下說明槽口刀片的破損監(jiān)視控制。
對于破損監(jiān)視控制，也可以使用上述圖8所示的程序方框圖。以下參照圖8和圖11說明如圖11(a)所示在切削刀片43的切削刃432的外周上設(shè)多個槽口432a的所謂槽口刀片的破損監(jiān)視控制。
即，在步驟P1中，控制單元52將由上述回轉(zhuǎn)角度檢測單元53(RE)檢測的切削刀片43的回轉(zhuǎn)角度信號(ω)和由上述磁性傳感器51(MS)檢測的檢測電壓值(V0)暫時存儲在讀取隨機存取存儲器(RAM)523中。此時，由于在切削刀片43的切削刃432的外周設(shè)多個槽口432a，所以由磁性傳感器51(MS)的檢測電壓值(V0)如圖11(b)中用實線表示的那樣呈脈沖狀。即，在與槽口432a對應(yīng)的回轉(zhuǎn)角度處形成高的值。另外，對于與槽口432a形成的回轉(zhuǎn)角度位置對應(yīng)的電壓值，由各切削刀片的種類而進(jìn)行設(shè)定，可以預(yù)先存儲在只讀存儲器522(ROM)中。從而，圖11(b)中用實線表示的脈沖狀輸入電壓(V0)的各峰值和回轉(zhuǎn)角度位置與預(yù)先存儲在只讀存儲器(ROM)522中的設(shè)定值相對應(yīng)。然后，如圖11(a)所示，在切削刀片43的切削刃432上存在破損C的場合，如圖11(b)中用實線表示那樣，與槽口432a對應(yīng)的回轉(zhuǎn)角度以外的存在破損C的回轉(zhuǎn)角度位置上，將會發(fā)生峰電壓值(Vmax)。
接著，進(jìn)入步驟P2，控制單元52演算由上述磁性傳感器51(MS)的電壓信號(V0)的平均值(VA)。該平均值(VA)用圖11(b)中的虛線表示。接著，進(jìn)入步驟P3，控制單元52判定與槽口432a對應(yīng)的回轉(zhuǎn)角度以外的上述峰電壓值(Vmax)是否超過上述平均值(VA)和規(guī)定的界限值(VT)相加的值(VB)(圖11(b)中用單點劃線表示)(Vmax＞VA+VT)。另外，界限值(VT)由各切削刀片的種類而進(jìn)行設(shè)定，可以預(yù)先存儲在只讀存儲器522(ROM)中。在步驟P3中，如果峰電壓值(Vmax)沒有超過平均值(VA)和規(guī)定的界限值(VT)相加的值(VB)，則控制單元52判斷為不存在大的峰電壓值，沒有發(fā)生破損，終了該程序。在步驟P3中，峰電壓值(Vmax)超過平均值(VA)和規(guī)定的界限值(VT)相加的值(VB)的場合，則控制單元52判斷為切削刀片43的切削刃432上發(fā)生破損而必須更換，進(jìn)入步驟S4，將破損發(fā)生信號輸出到上述顯示裝置7(DSP)上。
另外，在上述的實施方式中，表示的是求出來自磁性傳感器51(MS)的檢測電壓值(V0)的平均值(VA)、與槽口432a對應(yīng)的回轉(zhuǎn)角度位置以外的上述峰電壓值(Vmax)超過該平均值(VA)和規(guī)定的界限值(VT)相加的值(VB)的場合判定為發(fā)生破損的例子，但在不求出檢測電壓值(V0)的平均值(VA)時，也可以判定破損的發(fā)生。即，也可以忽視與槽口432a形成的回轉(zhuǎn)角度位置對應(yīng)的電壓值的情報(屏蔽操作)，用時間或者規(guī)定的回轉(zhuǎn)角度對與槽口432a對應(yīng)的回轉(zhuǎn)角度位置以外的檢測電壓值(V0)的峰電壓值(Vmax)微分，其微分值超過規(guī)定的界限值的場合，判定為破損發(fā)生。另外，也可以在來自磁性傳感器51(MS)的檢測電壓值的峰電壓值超過預(yù)先存儲在只讀存儲器(ROM)522中的與槽口432a形成的回轉(zhuǎn)角度位置對應(yīng)的電壓值的場合下，判定為發(fā)生破損。采用這樣的判定，即使在槽口432a部切口更深的場合，也能夠檢測切削刃432上發(fā)生的破損。
以下參照圖12和圖3說明相對于在軸向上配設(shè)多個切削刀片的所謂多刀片的上述磁性傳感器51(MS)的配置的實施方式。
圖12所示的實施方式是在配設(shè)在軸向上的多個切削刀片43的切削刃432的徑向的外側(cè)分別與外周面對向配設(shè)磁性傳感器51(MS)。另外，在各切削刀片43的間隔小的場合，為了避免相鄰的磁性傳感器51(MS)的影響，優(yōu)選如圖12所示那樣鋸齒狀配設(shè)各個磁性傳感器51(MS)。在這樣圖示的實施方式中，由于使用磁性傳感器51(MS)作為檢測切削刀片43的切削刃432的狀態(tài)的刀片檢測單元，所以對于在軸向配設(shè)多個切削刀片的所謂多刀片也可以適用。
圖13所示的實施方式，在磁性傳感器51(MS)的外形或?qū)挾瘸叽绱蟮膱龊希部梢允勾判詡鞲衅?1(MS)在2個寬的切削刃432的徑向的外側(cè)分別與外周面對向，檢測2個切削刃432的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置按以上所述那樣構(gòu)成，使用磁性傳感器作為檢測切削刀片的切削刃的狀態(tài)的刀片檢測手段，即使切削水和污染物附著在磁性傳感器上磁力也不會變化，因此能夠正確地檢測切削刃的狀態(tài)。從而，就能夠正確地判定切削刃的磨損界限和破損的發(fā)生。
權(quán)利要求
1.切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，該切削裝置具備保持被加工物的被加工物保持單元，和切削由該被加工物保持單元保持的被加工物的切削單元；該切削單元具備回轉(zhuǎn)軸，和裝在該回轉(zhuǎn)軸上并具有由磁性材料固定磨料的切削刃的切削刀片；該切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置具備與該切削刀片的該切削刃的外周對向配設(shè)的磁性傳感器，和根據(jù)來自該磁性傳感器的檢測信號判定該切削刃的狀態(tài)的控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，該磁性傳感器將與該切削刃間發(fā)生的磁力變換成電壓值并輸出，該控制單元根據(jù)由該磁性傳感器檢測的檢測電壓值的變化判定該切削刃的狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，該控制單元求出由該磁性傳感器檢測的檢測電壓值的平均值，在該平均值超過規(guī)定的磨損界限值的場合，判定為該切削刃達(dá)到磨損界限。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，該控制單元在由該磁性傳感器檢測的檢測電壓值的峰電壓值超過規(guī)定的界限值的場合，判定為該切削刃發(fā)生破損。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，該控制單元求出由該磁性傳感器檢測的檢測電壓值的平均值，在該檢測電壓值的峰電壓值超過該平均值與規(guī)定的界限值相加的值的場合，判定為該切削刃發(fā)生破損。
6.切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，該切削裝置具備保持被加工物的被加工物保持單元，和切削由該被加工物保持單元保持的被加工物的切削單元；該切削單元具備回轉(zhuǎn)軸，和被裝在該回轉(zhuǎn)軸上并具有由磁性材料固定磨料的切削刃的切削刀片；該切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置具備與該切削刀片的該切削刃的外周對向配設(shè)的磁性傳感器，檢測該切削刀片的回轉(zhuǎn)角度的回轉(zhuǎn)角度檢測單元，和根據(jù)來自該磁性傳感器和回轉(zhuǎn)角度檢測單元的檢測信號判定該切削刃的狀態(tài)的控制單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，該磁性傳感器將與該切削刃間發(fā)生的磁力變換成電壓值并輸出，該控制單元根據(jù)由該磁性傳感器檢測的檢測電壓值的變化判定該切削刃的狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，該控制單元求出該切削刀片回轉(zhuǎn)一周時由該磁性傳感器檢測的檢測電壓值的平均值，在該平均值超過規(guī)定的磨損界限值的場合，判定為該切削刃達(dá)到磨損界限。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，該控制單元在該切削刀片回轉(zhuǎn)一周時由該磁性傳感器檢測的檢測電壓值的峰電壓值超過規(guī)定的界限值的場合，判定為該切削刃發(fā)生破損。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，該控制單元求出該切削刀片回轉(zhuǎn)一周時由該磁性傳感器檢測的檢測電壓值的平均值，在該檢測電壓值的峰電壓值超過該平均值與規(guī)定的界限值相加的值的場合，判定為該切削刃發(fā)生破損。
11.切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，該切削裝置具備保持被加工物的被加工物保持單元，和切削由該被加工物保持單元保持的被加工物的切削單元；該切削單元具備回轉(zhuǎn)軸，和被裝在該回轉(zhuǎn)軸上并具有由磁性材料固定磨料的切削刃且在該切削刃上形成多個槽口的切削刀片；該切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置具備與該切削刀片的該切削刃的外周對向配設(shè)的磁性傳感器，檢測該切削刀片的回轉(zhuǎn)角度的回轉(zhuǎn)角度檢測單元，和具備存儲形成該多個槽口的該切削刀片的回轉(zhuǎn)角度位置的存儲器、根據(jù)來自該磁性傳感器和回轉(zhuǎn)角度檢測單元的檢測信號判定該切削刃的狀態(tài)的控制單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，該磁性傳感器將與該切削刃間發(fā)生的磁力變換成電壓值并輸出，該控制單元求出該切削刀片回轉(zhuǎn)一周時由該磁性傳感器檢測的檢測電壓值的平均值，在與該多個槽口對應(yīng)的回轉(zhuǎn)角度位置以外的回轉(zhuǎn)角度位置中的該檢測電壓值的峰電壓值超過該平均值與規(guī)定的界限值相加的值的場合，判定為該切削刃發(fā)生破損。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，該磁性傳感器將與該切削刃間發(fā)生的磁力變換成電壓值并輸出，該存儲器存儲與該多個槽口的回轉(zhuǎn)角度位置對應(yīng)的電壓值，該控制單元在該切削刀片回轉(zhuǎn)1周時由該磁性傳感器檢測的檢測電壓值的峰電壓值超過該存儲器中存儲的與該多個槽口的回轉(zhuǎn)角度位置對應(yīng)的電壓值的場合，判定為該切削刃發(fā)生破損。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，該磁性傳感器將與上述切削刃間產(chǎn)生的磁力變換成電壓值并輸出，該控制單元在該切削刀片回轉(zhuǎn)1周時與該多個槽口對應(yīng)的回轉(zhuǎn)角度位置以外的回轉(zhuǎn)角度位置上的由該磁性傳感器檢測的檢測電壓值的峰電壓值超過規(guī)定的界限值的場合，判定為該切削刃發(fā)生破損。
15.根據(jù)權(quán)利要求1～14任一項所述的切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，在該切削刀片的該切削刃的徑向的外側(cè)與外周面對向配設(shè)該磁性傳感器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，在軸向配設(shè)多個該切削刀片，與該多個該切削刀片的該切削刃對向分別配設(shè)該磁性傳感器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，其特征在于，與該多個該切削刀片的該切削刃對向分別配設(shè)的該磁性傳感器呈鋸齒狀配置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，該切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置不受切削水和污垢物的影響，能夠正確檢測切削刀片的切削刃的狀態(tài)，同時也可以適用于裝備多刀片的切削裝置。本發(fā)明是下述的切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置，該切削裝置具備保持被加工物的被加工物保持單元、和切削由該被加工物保持單元保持的被加工物的切削單元；該切削單元具備回轉(zhuǎn)軸、和裝在該回轉(zhuǎn)軸上并具有由磁性材料固定磨料的切削刃的切削刀片。該切削裝置的切削刀片監(jiān)視裝置具備與該切削刀片的該切削刃的外周對向配設(shè)的磁性傳感器，和根據(jù)該磁性傳感器的檢測信號判定該切削刃的狀態(tài)的控制單元。
文檔編號B23Q17/00GK1476957SQ03143868
公開日2004年2月25日 申請日期2003年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月1日
發(fā)明者森本賀津美, 松原政幸, 菅野洋平, 平, 幸 申請人:株式會社迪斯科