本發明涉及加工裝置，該加工裝置包含：卡盤工作臺，其對被加工物進行保持；以及加工構件，其對該卡盤工作臺所保持的被加工物實施加工。

背景技術：

在通過磨削裝置對由分割預定線劃分并在正面上形成有ic、lsi等多個器件的晶片的背面進行磨削而形成為規定的厚度之后，通過劃片裝置將晶片分割成各個器件芯片，并將分割得到的器件芯片應用于移動電話、個人計算機等電子設備。

磨削裝置大致包含：卡盤工作臺，其對晶片進行保持；磨削構件，其將對該卡盤工作臺所保持的晶片進行磨削的磨削磨輪(工具)安裝成能夠旋轉，該磨削裝置能夠將晶片加工至希望的厚度(例如，參照專利文獻1。)。

并且，劃片裝置大致包含：卡盤工作臺，其對晶片進行保持；以及切削構件，其將對該卡盤工作臺所保持的晶片進行切削的切削刀具(工具)安裝成能夠旋轉，該劃片裝置能夠將晶片高精度地分割成各個器件芯片(例如，參照專利文獻2。)。

專利文獻1：日本特開2010-052057號公報

專利文獻2：日本特開2010-173002號公報

上述的磨削構件、切削構件構成為包含：主軸，在該主軸上安裝有工具；以及空氣軸承，其通過提供高壓空氣而以非接觸狀態對該主軸進行支承，該磨削構件、切削構件以幾乎沒有摩擦阻力的狀態將該主軸支承為能夠旋轉，并抑制振動而使高精度的磨削、切削成為可能。然而，當灰塵、粉塵、水等從外部侵入到提供空氣的提供路徑或排氣路徑中時，或者隨著壓力、溫度變化而產生的水等異物堵塞住提供空氣的提供路徑或排氣路徑時，不能對空氣軸承提供充分的高壓空氣，不能維持該非接觸狀態，存在產生咬接現象而使磨削構件和切削構件破損的擔心。另外，也會因在該路徑上產生空氣泄漏而產生同樣的問題。

技術實現要素：

本發明是鑒于上述事實而完成的，其主要的技術課題在于提供一種加工裝置，在對加工用的工具進行支承的空氣軸承中，能夠將空氣軸承的咬接現象防患于未然。

根據本發明，提供加工裝置，該加工裝置包含：卡盤工作臺，其對被加工物進行保持；以及加工構件，其對該卡盤工作臺所保持的被加工物實施加工，該加工裝置的特征在于，該加工構件具有：主軸；主軸外殼，其將該主軸支承為能夠旋轉，并且該主軸外殼具有空氣提供路、與該空氣提供路連接的空氣提供口、排氣路以及與該排氣路連接的排氣口，空氣軸承，在該主軸與該主軸外殼之間劃分出該空氣軸承，該空氣軸承與該空氣提供路和該排氣路連通而利用高壓空氣對該主軸進行支承；工具，其安裝在該主軸的前端；高壓空氣源；空氣提供路徑，其將該高壓空氣源與該空氣提供口連接；壓力計，其配設在該空氣提供路徑上；以及流量計，其配設在該空氣提供路徑上，對該壓力計檢測出的壓力值設定第1容許值，對該流量計檢測出的流量值設定第2容許值。

優選當該壓力計檢測出的壓力值脫離該第1容許值或該流量計檢測出的流量值脫離該第2容許值的情況下，對操作者進行警告，特別是，當該壓力計檢測出的壓力值維持該第1容許值、該流量計檢測出的流量值低于第2容許值的情況下，警告在該空氣提供路或該排氣路上產生了異物的堵塞，當該壓力計檢測出的壓力值維持該第1容許值、該流量計檢測出的流量值高于第2容許值的情況下，警告在該空氣提供路或該排氣路上產生了空氣泄漏。

根據本發明，除了壓力計之外，還能夠通過流量計檢測出的流量值來進行對于從空氣源對空氣軸承提供的空氣的管理，所以能夠預知盡管提供空氣的壓力維持為希望的壓力但水等異物堵塞在向空氣軸承提供空氣的提供路或排氣路上、沒有對空氣軸承提供充分的高壓空氣的情況下的咬接現象，從而將配設有空氣軸承的加工構件例如磨削構件、切削構件等的破損防患于未然。

并且，構成為當該壓力計檢測出的壓力值脫離第1容許值或該流量計檢測出的流量值脫離第2容許值的情況下對操作者執行警告，特別是，當該壓力計檢測出的壓力值維持該第1容許值、該流量計檢測出的流量值低于第2容許值的情況下，能夠警告在該空氣提供路或該排氣路上產生了異物的堵塞，當該壓力計檢測出的壓力值維持該第1容許值、該流量計檢測出的流量值高于第2容許值的情況下，能夠警告在該空氣提供路或該排氣路上產生了空氣泄漏。

附圖說明

圖1是磨削裝置的整體立體圖。

圖2是適用于圖1所示的磨削裝置的磨削單元的縱剖視圖。

圖3是用于對根據本發明而實施的程序進行說明的流程圖。

圖4是作為其他的實施方式而示出的切削單元的縱剖視圖。

標號說明

1：磨削裝置；2：靜止基臺；10：磨削單元；10′：切削單元；12：主軸外殼；13：支承部；15：主軸；20：伺服電動機；50：空氣提供源；52：壓力計；53：流量計；54：空氣提供路；56：排氣路；60：徑向空氣軸承；70：推力空氣軸承。

具體實施方式

以下，參照附圖對根據本發明而構成的加工裝置的優選的實施方式進行詳細地說明。

作為第一實施方式，在圖1中示出了根據本發明而構成的具有加工構件的磨削裝置的整體立體圖。在圖1所示的磨削裝置1上立起設置有靜止基臺2和從該靜止基臺2的背面朝向上方的柱3。在柱3上固定有在上下方向上延伸的一對導軌4。

磨削單元10具有主軸外殼12和對主軸外殼12進行保持的支承部13，該支承部13安裝在移動基臺14上，該移動基臺14沿著一對導軌4在上下方向上移動，磨削單元10(磨削構件)以能夠在上下方向上移動的方式安裝。

磨削單元10包含：主軸15，其以能夠旋轉的方式收納在主軸外殼12內；伺服電動機20，其對主軸15進行旋轉驅動；輪安裝座22，其固定在主軸15的前端；以及磨削磨輪24，其以能夠裝拆的方式在輪安裝座22上，并在其下表面具有呈環狀配設的多個磨具26。

磨削裝置1具有磨削單元進給機構30，該磨削單元進給機構30由使磨削單元10沿著一對導軌4在上下方向上移動的滾珠絲杠和脈沖電動機構成。該磨削單元進給機構30通過對脈沖電動機進行旋轉驅動而使滾珠絲杠旋轉，并使移動基臺14在上下方向上移動。

在靜止基臺2的上表面上配設有作為對被加工物進行保持的保持構件的卡盤工作臺機構36，該卡盤工作臺機構36構成為通過未圖示的移動機構而在晶片裝拆位置與磨削位置之間移動，其中，該磨削位置與磨削單元10相對。

在圖2中示出了具有空氣提供路54和排氣路56的磨削單元10的縱剖視圖。磨削單元10的主軸外殼12將主軸15支承在其中心，主軸15具有一體形成的圓板形狀的止推板71，在該主軸外殼12中包含利用空氣對主軸15的徑向方向進行支承的徑向空氣軸承60和利用空氣對主軸15的夾著止推板71的推力方向進行支承的推力空氣軸承70。

在磨削單元10的主軸外殼12的外周部配設有空氣提供口541和排氣口561。在主軸外殼12內形成有對空氣軸承提供高壓空氣的空氣提供路54(圖中，以粗線示出)和將經過了徑向空氣軸承60、推力空氣軸承70的空氣排出的排氣路56(圖中，以細線示出)。從外部的空氣提供源50提供該高壓空氣(例如，0.6mpa)，經由空氣提供路徑51導入到空氣提供口541，并經過各空氣軸承而從排氣口561排出到外部。

從空氣提供口541導入的高壓空氣經由從形成在主軸外殼12內的空氣提供路54的中途分支出的一側的空氣提供路54而從形成在徑向空氣軸承60上的空氣噴出口54a噴出。并且，該高壓空氣也經由從該分支出的另一側的空氣提供路54而從形成在推力空氣軸承70上的空氣噴出口54b噴出。

徑向空氣軸承60、推力空氣軸承70構成為：通過從該空氣噴出口54a、54b提供的高壓空氣而形成具有微小的間隙(5～10μm)的高壓空氣層，并通過主軸外殼12以非接觸狀態對主軸15進行支承。由此能夠以極小的阻力穩定地進行高速旋轉。另外，在主軸15的上端部形成有用于使主軸15旋轉驅動的伺服電動機20，該伺服電動機20由定子20a和轉子20b構成。

空氣提供源50是在配置有本實施方式的加工裝置的工廠等加工現場對多個各種裝置提供高壓空氣的裝置，其構成為即使各裝置中消耗的高壓空氣的量發生稍許變化也維持大致恒定的壓力而對該主軸12進行穩定地支承。

在從該空氣提供源50對磨削單元10提供高壓空氣的空氣提供路徑51上配設有對空氣提供路徑51內的壓力進行檢測的壓力計52、以及對在空氣提供路徑51內流通的高壓空氣的流量進行檢測的流量計53，所檢測出的壓力值和流量值被輸出給后述的控制構件。

本實施方式的磨削裝置1具有未圖示的控制構件，該控制構件由計算機構成，具有：中央處理裝置(cpu)，其根據控制程序來進行運算處理；只讀存儲器(rom)，其對控制程序等進行儲存；能夠讀寫的隨機存取存儲器(ram)，其對運算結果等進行隨時儲存；以及輸入接口和輸出接口。對該控制構件的該輸入接口輸入來自配設在上述高壓空氣的空氣提供路徑51上的壓力計52的壓力值信號、來自流量計53的流量值信號、以及配設在伺服電動機20上的未圖示的旋轉速度傳感器、加速度傳感器的輸出值等。并且，從該輸出接口輸出針對伺服電動機20的輸出信號、針對操作者的警告信號等。在上述控制構件的只讀存儲器(rom)中存儲有根據圖3所示的流程圖而構成的程序，在實施磨削裝置1中所實施的針對被加工物的加工的期間，在每個規定的時間內重復執行該程序，對加工狀態進行監視。

本實施方式的磨削裝置1大致由以上那樣構成，對其作用進行說明。

在圖1所示的磨削裝置1中，當將晶片載置在構成保持構件的卡盤工作臺機構36上時，從該控制構件輸出對構成伺服電動機20的定子20a施加電力的控制信號，使與轉子20b連結的主軸15旋轉，成為能夠通過安裝在主軸15上的磨削磨輪24的磨具26來進行規定的磨削加工的待機狀態。另外，在對伺服電動機20提供電力的情況下，事先從空氣提供源50對磨削單元10提供高壓空氣，在主軸外殼12的內部以非接觸狀態對該主軸15進行支承。

在對伺服電動機20提供電力并使該磨削單元10的主軸15旋轉的狀態下，移動基臺14沿著一對導軌4下降，在與作為被加工物的晶片的磨削面接觸之后開始磨削加工，并一邊以恒定的磨削進給速度下降一邊執行磨削加工。這里，為了對該磨削裝置1中的異常進行檢測，在每個規定的時間內重復執行基于圖3所示的流程圖的程序。

當該程序開始時，將設置在空氣提供路徑51上的壓力計52檢測出的壓力值輸入并存儲在該控制構件中(步驟s1)。進而，將設置在空氣提供路徑51上的流量計53檢測出的流量值輸入并存儲在該控制構件中(步驟s2)。

在該控制構件中以具有規定的容許范圍的方式預先設定并存儲有該磨削單元10的空氣軸承所容許的高壓空氣的壓力容許值和流量容許值，在本實施方式中，例如，設定為壓力容許值＝0.5～0.6mpa、流量容許值＝48～52升/分鐘。當在步驟s1、s2中對控制構件輸入了空氣提供路徑51的壓力值、流量值之后，對該壓力值是否落在該壓力容許值內進行判定(步驟s3)。在判定為該壓力值落在壓力容許值內(是)的情況下，判斷為壓力不存在異常，進入下一個步驟，對由流量計53檢測出的流量值是否落在流量容許值內進行判定(步驟s4)。在判定為流量值落在上述的流量容許值內(是)的情況下，進入步驟s41，使異常標志＝0(沒有異常)，該程序完成，在下一個時間點上再次執行該程序。另外，在初次執行該程序時，作為初期設定，異常標志被設定為0。

回到步驟s3繼續進行說明，當判定為在步驟s3中檢測出的空氣提供路徑51的壓力值不在壓力容許值內(否)的情況下，進入步驟s31，使異常標志＝1并存儲在控制構件中，進入步驟s7，根據該異常標志的值來實施針對操作者的異常的警告(蜂鳴器、監視器中的異常顯示、紅色燈的點亮等)。另外，也可以將高壓空氣的空氣提供路徑51中的壓力異常(異常標志＝1)推斷為空氣提供源50的異常，并將該內容顯示在監視器等中(例如，顯示“提供空氣壓力異?！钡?。

當在步驟s3中判定為壓力值落在壓力容許值內(是)之后，進入步驟s4，作為進行了流量值是否落在流量容許值內的判定的結果，在判定為該流量值不在流量容許值內(否)的情況下，進入步驟s5。在步驟s5中，對該流量值是否為流量容許值以上進行判定，在判定為流量值不是流量容許值以上(否)的情況下，被判定為處于流量容許值以下，所以進入步驟s51，使異常標志＝2并存儲在控制構件中。然后，進入步驟s7，根據異常標志的值來實施針對操作者的異常的警告(蜂鳴器、監視器中的異常顯示、紅色燈的點亮等)。另外，當在步驟s5中判定為否的情況下，由于推斷為在高壓空氣的提供路徑、或排氣路徑上的任意路徑上產生了異物等堵塞，所以將該內容顯示在操作者能夠目視確認的監視器中(例如，顯示“產生異物堵塞”等)而進行警告。

當在步驟s5中判定為流量值為流量容許值以上(是)的情況下，進入步驟s6，使異常標志＝3并存儲在控制構件中。然后，進入步驟s7，根據異常標志的值來實施針對操作者的異常的警告(蜂鳴器、監視器中的異常顯示、紅色燈的點亮等)。另外，當在步驟s5中流量值為流量容許值以上的情況下，由于推斷為在高壓空氣的提供路徑或排氣路徑上的任意路徑上產生了空氣泄漏，所以將該內容顯示在操作者能夠目視確認的監視器在(例如，顯示“產生空氣泄漏”等)而進行警告。另外，在異常標志為1～3的情況下，除了將異常內容如上述那樣具體顯示在監視器中而進行警告之外，或者可以代替上述方式而采用能夠使操作者區分出異常的種類的下述各種警告方式：通過附帶于加工裝置的警告燈的顏色來對異常進行警告；以及將上述異常標志的值作為錯誤代碼進行顯示等。

如上述那樣，當在工廠等中從容量較大的高壓空氣提供源對多個裝置提供高壓空氣的情況下，即使在各裝置中消耗的高壓空氣的流量會稍許變化，也能夠將對各裝置提供的高壓空氣的壓力值保持為大致恒定。因此，如果在各裝置中的空氣的提供路徑、排出路徑上產生堵塞或空氣泄漏也僅對來自壓力計的檢測值進行監視，則在漏檢了該異常的狀態下繼續使用加工構件，存在空氣軸承不能正常地發揮功能、主軸外殼與主軸接觸而產生咬接現象、空氣軸承部發生破損的擔心。與此相對，在根據本發明構成的加工裝置中，除了在高壓空氣的提供路徑上設置壓力計之外，還設置流量計，通過將由壓力計檢測出的壓力值和流量計檢測出的流量值相配合地進行監視，假設即使壓力值維持在容許值內，也能夠在產生咬接現象之前立即對高壓空氣的提供路徑、排出路徑的異常進行檢測而預知咬接現象的產生，防止造成較大的破損。

并且，在本發明中，由于能夠根據由流量計檢測出的流量值為流量容許值以上或是以下來區別出是高壓空氣的泄漏或是空氣的提供路徑、排氣路徑的堵塞，所以能夠快速地對異常的產生進行檢測，并且容易對異常原因進行確定。

作為根據本發明構成的第二實施方式，在圖4中示出了適用于切削裝置的切削單元10′，并示出了具有與提供高壓空氣的空氣提供路徑51連接的空氣提供路54和排氣路56的該切削單元10′的縱剖視圖。另外，對與上述的第一實施方式的磨削單元10相同的結構賦予相同的編號而省略其詳細的說明。通過凸緣部件28將圓環狀的切削刀具27夾持在該切削單元10′的主軸15的前端部。第一實施方式的磨削單元10構成為其主軸15的軸以指向上下方向的方式配置并沿著導軌4在作為磨削進給方向的上下方向上移動，但該第二實施方式的切削單元10′在未圖示的切削裝置上被配設成其主軸15的軸向指向水平方向。

在本實施方式的切削單元10′中，由于將主軸15配設在水平方向上來進行切削加工，所以在與主軸15的軸垂直的方向即徑向方向上最大程度地承受負荷。因此，當在提供路徑54和排氣路徑56的任意一個上產生了異常的情況下，在主軸15的徑向空氣軸承60中產生咬接現象的可能性變大。因此，在本實施方式中，也與第一實施方式同樣，通過執行基于圖3所示的流程圖的程序而實施異常判定和警告，能夠對異常的產生進行快速地檢測，并且對異常原因進行確定。

在上述的第一、第二實施方式中，示出了將本發明適用于將磨削磨具作為工具的磨削裝置、將切削刀具作為工具的切削裝置中的例子，但本發明并不僅限于此，能夠適用于具有所謂的加工構件的加工裝置，例如車床加工裝置、銑床加工裝置等，其中，所述加工構件包含：主軸；外殼，在該外殼中配設有利用空氣對該主軸進行支承的空氣軸承；以及工具，其安裝在該主軸的前端，該外殼具有：空氣提供口，其與對該空氣軸承提供空氣的空氣提供路連通；以及排氣口，其與排氣路連通并將空氣從該空氣軸承排出。