JP7001493B2

JP7001493B2 - 撮像画像形成ユニット

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Publication number: JP7001493B2
Application number: JP2018032106A
Authority: JP
Inventors: 茂一金井
Original assignee: Disco Corp
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Priority date: 2018-02-26
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2022-01-19
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Description

本発明は、切削装置においてノズル手段の撮像画像及び切削ブレードの撮像画像を形成する撮像画像形成ユニットに関する。

複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成された被加工物は、切削ブレードを備える切削装置において個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは各種電子機器等に組み込まれて利用されている。切削装置は、ブレードクーラーノズルと、シャワーノズルとを備えており、被加工物を切削ブレードで切削する際には、ブレードクーラーノズルとシャワーノズルとから切削水を供給することで切削によって生じる加工熱を冷却するとともに切削によって生じた切削屑を被加工物の上面から排出している（例えば、下記の特許文献１を参照）。

切削ブレードに対するブレードクーラーノズルやシャワーノズルの位置によって加工精度が変わることから、切削ブレードの厚みや外径サイズ等に応じてブレードクーラーノズルやシャワーノズルの位置を調整する必要がある。特に、複数の切削装置を用いて複数の被加工物に同様の加工精度を求める場合は、切削加工中に切削ブレードの位置を把握しつつ、ブレードクーラーノズルやシャワーノズルの位置を調整することは難しく、全ての切削装置で同位置に設定することが困難であった。そこで、本出願人は、ブレードクーラーノズルとシャワーノズルとを高精度に所望の位置に調整することができるノズル調整治具を提案している（例えば、下記の特許文献２を参照）。

特開２０１０－２４５４４６号公報特開２０１７－１４４５１１号公報

切削ブレードに対するブレードクーラーノズルやシャワーノズルの位置が重要であり、切削ブレードの厚みによってシャワーノズルのＹ方向位置を変える必要がある。切削ブレードの厚み方向中央とシャワーノズル噴出口中心とが合致した状態で切削液が供給されないと、被加工物に形成される切削溝の両側（ブレードの表裏面側）でチッピングの発生状態が変わってしまうし、切削ブレードに偏摩耗が発生するおそれがある。また、使用するフランジのサイズや被加工物の厚み、切り込み深さ等に基づいてブレードクーラーノズルの高さ位置、例えば、ブレードクーラーノズルがナットに当たらず、かつ、切削時に被加工物にも当たらない高さ位置に調整することも必要である。

上記したノズル調整治具では、切削ブレードの厚みの変化を把握して、切削ブレードの基準にしてブレードクーラーノズルやシャワーノズルの位置を調整できない。また、複数の切削装置で統一した加工精度を得るために、各切削装置におけるブレードクーラーノズルやシャワーノズルの位置を記録、保存及び管理したいという要望もある。切削装置の加工室内はスペースがないため、作業者が切削ブレードとブレードクーラーノズルやシャワーノズルの位置を目視で確認し、調整することは難しい上、作業者がカメラなどで切削ブレードを撮像することも困難である。

本発明の目的は、切削ブレードとノズルとを同じ撮像画像内に撮像することができる撮像画像形成ユニットを提供することである。

本発明は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段で保持された被加工物を切削する切削ブレードと、該切削ブレードを表裏面側から挟んで該切削ブレードに切削液を供給する一対のブレードクーラーノズルと該切削ブレードの外周側から該切削ブレードに切削液を供給するシャワーノズルとを含むノズル手段と、を備えた切削装置において該ノズル手段と該切削ブレードとの撮像画像を形成する撮像画像形成ユニットであって、撮像素子を含む撮像手段と、該切削ブレードの表面または裏面と該ブレードクーラーノズルとに対面する第１の窓部に該撮像手段から至る第１光路と、該切削ブレードの外周方向から該切削ブレードの外周先端と該シャワーノズルとに対面する第２の窓部に該撮像手段から至る第２光路と、該第１光路と該第２光路とを切り替える切替手段と、を備えた。

上記撮像画像形成ユニットは、上記撮像手段で撮像した撮像画像を上記切削装置に送信する送信ケーブル接続部を更に備えた。

上記撮像画像形成ユニットは、上記撮像手段で撮像した撮像画像を記録媒体に記録する記録部に接続する接続部を更に備えた。

上記撮像画像形成ユニットは、上記第２の窓部に付着した切削液を除去する除去手段を更に備えた。

上記切削装置は、上記切削ブレードが一端に装着されるスピンドルと、該スピンドルを回転可能に収容するスピンドルハウジングとを備え、上記撮像画像形成ユニットは、上記撮像画像形成ユニットを該スピンドルハウジングに固定する固定部を更に備えた。

上記切削装置の上記保持手段は、被加工物を保持する保持面を有した保持テーブルを備え、上記撮像画像形成ユニットは、保持テーブルで保持される構成でもよい。

本発明に係る撮像画像形成ユニットは、撮像素子を含む撮像手段と、切削ブレードの表面または裏面とブレードクーラーノズルとに対面する第１の窓部に撮像手段から至る第１光路と、切削ブレードの外周方向から切削ブレードの外周先端とシャワーノズルとに対面する第２の窓部に撮像手段から至る第２光路と、第１光路と第２光路とを切り替える切替手段とを備えたため、１台の撮像画像形成ユニットで、切削ブレードとブレードクーラーノズルとシャワーノズルとを同じ撮像画像内に撮像することができる。したがって、本発明によれば、切削ブレードの厚みや位置を基準にして、容易にノズル調整を行うことができる。

上記撮像画像形成ユニットは、上記撮像手段で撮像した撮像画像を上記切削装置に送信する送信ケーブル接続部を更に備えたため、例えば撮像画像を表示モニタに表示しながら、ノズル調整をすることができる。

上記撮像画像形成ユニットは、上記撮像手段で撮像した撮像画像を記録媒体に記録する記録部に接続する接続部を更に備えたため、記録媒体に記録された撮像画像を例えば切削装置の管理記録用の画像データとして用いることができる。

上記撮像画像形成ユニットは、上記第２の窓部に付着した切削液を除去する除去手段を更に備えたため、常に第２の窓部から切削液を取り除くことができ、第２の窓部を通じて所望の撮像画像を鮮明に撮像することができる。

上記切削装置は、上記切削ブレードが一端に装着されるスピンドルと、該スピンドルを回転可能に収容するスピンドルハウジングとを備え、上記撮像画像形成ユニットは、上記撮像画像形成ユニットを該スピンドルハウジングに固定する固定部を更に備えたため、スピンドルハウジングに撮像画像形成ユニットを容易に固定でき、所望の撮像画像を撮像できる位置に撮像画像形成ユニットを位置づけることができる。

上記切削装置の上記保持手段は、被加工物を保持する保持面を有した保持テーブルを備え、上記撮像画像形成ユニットは、保持テーブルで保持される構成の場合でも、所望の撮像画像を撮像できる位置に撮像画像形成ユニットを位置づけることができる。

切削装置の一例の構成を示す斜視図である。切削手段の構成を示す分解斜視図である。ホイールカバー及びノズル手段の構成を示す斜視図である。撮像画像形成ユニットの構成を示す斜視図である。撮像画像形成ユニットの構成及び使用例を示す側面図である。切削ブレードを正面側から撮像する状態を示す正面図である。第１の窓部を通じて撮像された撮像画像が表示モニタに表示された状態を示す説明図である。第２の窓部を通じて撮像された撮像画像が表示モニタに表示された状態を示す説明図である。

［切削装置］
図１に示す切削装置１は、被加工物を切削する切削装置の一例であり、装置ベース１０を有し、装置ベース１０の前部には、複数の被加工物を収容するカセット１１を備えている。装置ベース１０の上面には、カセット１１から切削前の被加工物を搬出するとともにカセット１１に切削後の被加工物を搬入する搬出入手段１２と、被加工物が仮置きされる仮置き領域１３と、切削された被加工物を洗浄する洗浄領域１４とを備えている。

切削装置１は、被加工物を保持する保持手段２０と、保持手段２０で保持された被加工物を切削する切削ブレード３３を含む切削手段３０と、切削ブレード３３を表裏面側から挟んで切削ブレード３３に切削液を供給する一対のブレードクーラーノズル４１と切削ブレード３３の外周側から切削ブレード３３に切削液を供給するシャワーノズル４２とを含むノズル手段４０と、切削ブレード３３の周囲をカバーするホイールカバー５０と、仮置き領域１３と保持手段２０との間で被加工物を搬送する第１の搬送手段１５と、保持手段２０から洗浄領域１４に切削済みの被加工物を搬送する第２の搬送手段１６とを備えている。

保持手段２０は、被加工物を保持する保持面２１ａを有した保持テーブル２１を備えている。保持面２１ａには、図示しない吸引源が接続され保持面２１ａで被加工物を吸引保持することができる。保持テーブル２１の外周側には、被加工物を支持するための環状のフレームが載置されるフレーム載置台２２と、フレーム載置台２２に載置されたフレームを固定するクランプ２３とを備えている。保持テーブル２１の周囲は、移動基台１７によってカバーされており、保持テーブル２１は、移動基台１７とともに装置ベース１０の内部に配設された移動手段により駆動されて切削送り方向（Ｘ軸方向）に移動可能となっている。

切削手段３０は、図２に示すように、Ｙ軸方向の軸心を有するスピンドル３１と、スピンドル３１を回転可能に収容するスピンドルハウジング３２と、スピンドル３１の一端に装着される切削ブレード３３とを備えている。スピンドル３１の一端には、開口３１ａが形成され、開口３１ａの内壁面３１ｂには雌ネジが形成されている。

スピンドル３１の一端に、後フランジ３４が装着される。後フランジ３４は、フランジ部３４０と、フランジ部３４０の表面からＹ軸方向前方側に突出したボス部３４１とを備えている。フランジ部３４０の中央には、フランジ部３４０を前後方向に貫通する開口３４ａが形成されている。フランジ部３４０の外周側の表面は、切削ブレード３３の裏面３３１が当接する装着面となっている。ボス部３４１は、筒状に形成されており、その周面は、リング状のナット３６を締め込むための雄ネジが設けられている。また、フランジ部３４０の裏面側には、スピンドル３１の一端を嵌め込むことができる嵌合孔（図示せず）が形成されている。

切削ブレード３３は、例えば、ダイヤモンド砥粒等をボンド材で結合して形成した円環状のワッシャーブレードである。切削ブレード３３の厚み方向の厚みは、例えば１５μｍ～１ｍｍの程度に形成されている。切削ブレード３３の中央には、開口３３ａが形成されている。開口３３ａからボス部３４１を挿通して、フランジ部３４０の装着面に裏面３３１を当接させることにより、切削ブレード３３は後フランジ３４に装着される。切削ブレード３３は、ワッシャーブレードに限定されず、円盤状の基台の外周に電鋳ブレードを有したハブブレードによって構成してもよい。

後フランジ３４に切削ブレード３３を装着した状態で、切削ブレード３３の表面３３０には、円環状の前フランジ３５が装着される。前フランジ３５の中央には、開口３５ａが形成されており、この開口３５ａに後フランジ３４のボス部３４１が嵌め込まれる。前フランジ３５の外周側の裏面は、切削ブレード３３の表面３３０と当接する装着面となっている。そして、前フランジ３５の開口３５ａからボス部３４１が露出したら、ナット３６でボス部３４１に締め込むとともに、開口３５ａから露出したスピンドル３１の開口３１ａにボルト３７を挿入して締結することで、切削ブレード３３がスピンドル３１に回転可能に装着される。

スピンドル３１に装着された切削ブレード３３は、図３に示すホイールカバー５０によって周囲がカバーされる。ホイールカバー５０には、ノズル手段４０が取り付けられている。ホイールカバー５０は、中央ブロック５１ａを有し、中央ブロック５１ａには、連結ブロック５１ｂが連結されている。連結ブロック５１ｂの下端には、略Ｌ字形状の一対のブレードクーラーノズル４１が固定されている。一対のブレードクーラーノズル４１は、図２に示した切削ブレード３３の表面３３０側及び裏面３３１側から挟むようにして平行に延在している。対向するブレードクーラーノズル４１の内側面に切削水を噴射するための噴射口４１ａがＸ軸方向に複数整列して形成されている。

連結ブロック５１ｂの下端で、かつ、ブレードクーラーノズル４１のＹ軸方向外側にノズル手段４０から供給されて切削ブレード３３の回転に連れ回る切削液の飛散を防止するための一対のカバー５２が配設されている。連結ブロック５１ｂの上端には、図示しない切削液供給源に接続されたホース５７が接続されており、一対のブレードクーラーノズル４１に向けてホース５７から切削液が供給される。そして、複数の噴射口４１ａから切削液が噴射されることにより、切削ブレード３３を伝って切削ブレード３３と被加工物との加工点（実際に切削ブレード３３と被加工物とが接触する領域）や被加工物上に切削液が供給され、加工点の冷却や被加工物上からの切削屑の除去が行われる。

連結ブロック５１ｂには、ブレードクーラーノズル４１のＺ軸方向の高さ位置を調整するための高さ位置調整ネジ５３が配設されている。高さ位置調整ネジ５３は連結ブロック５１ｂに形成された長孔に挿通されており、高さ位置調整ネジ５３を緩めて連結ブロック５１ｂを長孔に沿って動かすことによって、連結ブロック５１ｂをＺ軸方向に移動させブレードクーラーノズル４１の高さ位置を調整することができる。

連結ブロック５１ｂと反対側の中央ブロック５１ａに連結ブロック５１ｃが連結されている。連結ブロック５１ｃの下端には、噴射口４２ａを有するシャワーノズル４２が配設されている。噴射口４２ａの内径は、例えばφ１～数ｍｍ程度に形成されている。連結ブロック５１ｃの上端には、図示しない切削液供給源に接続されたホース５８が接続されており、シャワーノズル４２に向けてホース５８から切削液が供給される。そして、被加工物の切削中、シャワーノズル４２の噴射口４２ａから切削液が噴射されることにより、切削ブレード３３や被加工物に切削液が供給される。

連結ブロック５１ｃには、シャワーノズル４２のＺ軸方向の高さ位置を調整するための高さ位置調整ネジ５４が配設されている。高さ位置調整ネジ５４は連結ブロック５１ｃに形成された長孔に挿通されており、高さ位置調整ネジ５４を緩めて連結ブロック５１ｃを長孔に沿って動かすことによって、連結ブロック５１ｃをＺ軸方向に移動させシャワーノズル４２の高さ位置を調整することができる。また、連結ブロック５１ｃの下部には、シャワーノズル４２の噴射口４２ａの角度調整をするための角度調整ネジ５５が配設されている。角度調整ネジ５５を緩めてからシャワーノズル４２の向きを所定の角度に調整し、その後角度調整ネジ５５を締めることで切削ブレード３３に対する切削液の外周方向からの噴射角度を設定することができる。さらに、連結ブロック５１ｃの側面には、シャワーノズル４２をＹ軸方向に移動させてシャワーノズル４２のＹ軸方向の位置を調整するための位置調整ネジ５６が配設されている。図示の例では、２つの位置調整ネジ５６が、連結ブロック５１ｃの側方に形成された２つの長孔にそれぞれ挿通されており、各位置調整ネジ５６を緩めて連結ブロック５１ｃを長孔に沿って動かすことによって、連結ブロック５１ｃをＹ軸方向に移動させシャワーノズル４２のＹ軸方向の位置を調整することができる。

図１に示す切削装置１は、後述する撮像画像形成ユニット６０によって撮像される撮像画像や切削装置１の加工条件等が表示される表示モニタ１８と、撮像画像を記録するための記録媒体を有する記録部１９と、切削装置１の各種機構を制御する制御手段（図示せず）とを備えている。記録媒体としては、例えば、ハードディスク，ＵＳＢメモリ，ＣＤ－Ｒ（ＤＶＤ－Ｒ），フロッピーディスク等が含まれる。

［撮像画像形成ユニット］
図４に示す撮像画像形成ユニット６０は、上記した切削装置１において、切削ブレード３３、ブレードクーラーノズル４１及びシャワーノズル４２の状態の撮像画像を撮像するための撮像ユニットである。撮像画像形成ユニット６０は、水平方向（図示の例ではＸ軸方向）に延在し撮像機構が内蔵された本体６００を有している。本体６００のＸ軸方向手前側には凹部が形成され、この凹部にＺ軸方向に平行な第１の隔壁６０１とＺ軸方向と直交するＸＹ軸方向に平行な第２の隔壁６０２とが形成されている。なお、本体６００は、例えば作業者によって持ち運び可能となっている。

図５に示すように、撮像画像形成ユニット６０は、撮像素子を含む撮像手段６１と、切削ブレード３３の表面３３０または裏面３３１とブレードクーラーノズル４１とに対面する第１の窓部６２に撮像手段６１から至る第１光路６４ａと、切削ブレード３３の外周方向から切削ブレード３３の外周先端とシャワーノズル４２とに対面する第２の窓部６３に撮像手段６１から至る第２光路６４ｂと、第１光路６４ａと第２光路６４ｂとを切り替える切替手段６５とを備えている。

第１の窓部６２は、第１の隔壁６０１に取り付けられている。図５の例に示す第１の窓部６２は、切削手段３０の正面側、すなわち、切削ブレード３３の表面３３０とブレードクーラーノズル４１に向いている。また、第２の窓部６３は、本体６００の第２の隔壁６０２に取り付けられている。第２の窓部６３は、切削手段３０の下方側、すなわち、切削ブレード３３の外周先端である刃先と図２に示したシャワーノズル４２に向いている。なお、第１の窓部６２及び第２の窓部６３の材質、大きさ等は特に限定されない。

撮像手段６１は、例えばＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサからなる撮像素子が内蔵されたカメラ６１０と、ビームスプリッタ６１１と、集光レンズ６１２とを備えている。ビームスプリッタ６１１は、カメラ６１０と集光レンズ６１２との間に配設され、光源６６から発光される光を反射させ集光レンズ６１２の光路上に導くことができる。集光レンズ６１２は、特に限定されず、例えば、広角レンズを用いることができる。広角レンズを用いることにより、第２の窓部６３を通じて撮像した場合、広角歪（ボリューム歪像）によって図２に示したシャワーノズル４２の噴射口４２ａも撮像可能となる。

切替手段６５は、ビームスプリッタ６１１から反射され集光レンズ６１２で集光された光を第１光路６４ａまたは第２光路６４ｂに導くための切替ミラー６５０と、切替ミラー６５０の一端に配設された回転機構６５１とを備えている。回転機構６５１によって切替ミラー６５０を集光レンズ６１２の光路上に所定角度傾斜させて位置づけることにより、集光レンズ６１２で集光された光を切替ミラー６５０で反射させ第１光路６４ａに導くことができる。一方、回転機構６５１によって切替ミラー６５０を集光レンズ６１２の光路上から退避させることにより、集光レンズ６１２で集光された光を第２光路６４ｂに導くことができる。第１光路６４ａには、切替ミラー６５０で反射された光を第１の窓部６２に向けて直角に反射させる第１のミラー６７ａが配設されている。また、第２光路６４ｂには、集光レンズ６１２で集光され第２光路６４ｂに導かれた光を第２の窓部６３に向けて直角に反射させる第２のミラー６７ｂが配設されている。そして、切替手段６５によって第１光路６４ａと第２光路６４ｂとを選択的に切り替えることで、撮像手段６１のカメラ６１０で第１の窓部６２を通じて被写体（例えば切削手段３０及びノズル手段４０）を正面側から撮像することができるとともに、第２の窓部６３を通じて被写体を下方側から撮像することができる。なお、本実施形態では、本体６００内に光源６６が内蔵されているが、光源６６は必ずしもなくてもよく、装置内の光を利用して撮像してもよい。

撮像画像形成ユニット６０は、撮像手段６１で撮像した撮像画像を切削装置１に送信する送信ケーブル接続部８０を更に備えている。送信ケーブル接続部８０を切削装置１の接続端子１８ａに接続することにより第１の窓部６２または第２の窓部６３を通じて撮像された撮像画像を表示モニタ１８に表示することができる。これにより、切削ブレード３３とブレードクーラーノズル４１とシャワーノズル４２との位置を確認しながら、ブレードクーラーノズル４１の高さ位置を調整することができるとともに、シャワーノズル４２の高さ位置、角度及びＹ軸方向の位置を調整することが可能となる。

撮像画像形成ユニット６０は、撮像手段６１で撮像した撮像画像を記録媒体に記録する記録部１９に接続する接続部８１を更に備えている。接続部８１を記録部１９の接続端子１９ａに接続することによって記録部１９の記録媒体に撮像画像を記録することができる。そのため、記録媒体に記録された撮像画像を切削装置１の管理記録用の画像データとして用いることができる。例えば、複数台の切削装置１においてブレードクーラーノズル４１やシャワーノズル４２の位置を同じ設定にする場合に有用である。

撮像画像形成ユニット６０は、図４に示すように、第２の窓部６３に付着した切削液を除去する除去手段７０を更に備えている。除去手段７０は、第２の隔壁６０２の外側においてＺ軸方向に昇降可能に配設されている。除去手段７０には、Ｘ軸方向と平行に複数のエアー噴射口７１が整列して形成されている。各エアー噴射口７１には、バルブ７２を介して乾燥エアー供給源７３が連通している。バルブ７２を開くことにより、エアー噴射口７１から乾燥エアーを噴射させて第２の窓部６３に付着した切削液を除去することができる。ここで、第２の窓部６３から撮像する際は、シャワーノズル４２から切削液を噴射しながら切削液の切削ブレード３３へのかかり具合を観察するために、第２の窓部６３に付着した切削液を除去するためにエアブローするが、シャワーノズル４２から切削液が噴射される方向に対向してエアブローすると、吹き飛ばされた切削液や噴射されたエアーが切削液とぶつかるおそれもあるため、本実施形態では、除去手段７０を昇降可能な構成とすることで切削液と同じ向きにエアブローする構成となっている。これにより、常に第２の窓部６３から切削液を取り除くことができるため、第２の窓部６３を通じて所望の撮像画像を鮮明に撮像することができる。

本実施形態に示す撮像画像形成ユニット６０では、第２の窓部６３の両側を挟むようにして２つの除去手段７０が配設されているため、上記した１つのスピンドル３１を有する１軸構造の切削装置１だけでなく、２つのスピンドルを有する２軸構造の切削装置（図示せず）にも対応することができる。２軸構造の切削装置では、第１のスピンドルと第２のスピンドルとの回転方向が互いに逆向きとなる。シャワーノズルは切削ブレードの回転方向と同じ向きに切削液を噴射するため、第１のスピンドル側のシャワーノズルと第２のスピンドル側のシャワーノズルとの配置がスピンドルに対して左右対称となる。そのため、第２の窓部６３を通じて第１のスピンドルを撮像する時は、第１のスピンドル側のシャワーノズルがある方の除去手段７０を上昇させ、反対側の除去手段７０は、除去した切削液の流れを邪魔しないように下方に退避させておく。一方、第２の窓部６３を通じて第２のスピンドルの撮像する時は、第２のスピンドル側のシャワーノズルがある方の除去手段７０を上昇させ、反対側の除去手段７０は、上記同様に、除去した切削液の流れを邪魔しないように下方に退避させておく。また、本実施形態に示す除去手段７０は、エアブローによって切削液を除去するように構成したが、例えばワイパー等で第２の窓部６３に付着した切削液を物理的に取り除く機構で構成してもよい。

撮像画像形成ユニット６０は、スピンドルハウジング３２に撮像画像形成ユニット６０を固定する固定部９０を更に備えている。固定部９０は、例えばマグネットによって構成されている。本実施形態に示す固定部９０は、第２の隔壁６０２に連接するように本体６００に取り付けられた着脱ブロック９１の上端に配設されている。固定部９０をスピンドルハウジング３２の下部に磁力で固定することにより、撮像画像形成ユニット６０をスピンドルハウジング３２に容易に固定できる。これにより、撮像画像形成ユニット６０を所望の撮像画像を撮像することができる位置、つまり、本体６００の凹部に切削ブレード３３，ブレードクーラーノズル４１及びシャワーノズル４２を位置づけることができる。

撮像画像形成ユニット６０は、保持テーブル２１の保持面２１ａに保持される構成でもよい。この場合、本体６００から着脱ブロック９１を取り外してから、本体６００を保持テーブル２１の保持面２１ａに載置したのち、本体６００が保持面２１ａで吸引保持される。このように、撮像画像形成ユニット６０を保持テーブル２１で保持する場合であっても、撮像画像形成ユニット６０を所望の撮像画像を撮像することができる位置に位置づけることができる。

次に、切削装置１における撮像画像形成ユニット６０の使用例について説明する。本実施形態では、図５に示すように、固定部９０によって撮像画像形成ユニット６０をスピンドルハウジング３２に固定して使用するものとする。

撮像画像形成ユニット６０を用いて、第１の窓部６２を通じて被写体を正面から撮像する際には、図６に示すように、あらかじめにホイールカバー５０の連結ブロック５１ｂを正面視左側に移動させて、中央ブロック５１ａから離間させておくとよい。図示する撮像領域Ｐは、第１の窓部６２を通じて撮像手段６１が撮像可能な範囲を示しており、撮像領域Ｐには切削ブレード３３の表面３３０と、ブレードクーラーノズル４１と、シャワーノズル４２とが含まれている。例えば、シャワーノズル４２の高さ位置や角度を調整する場合、ホース５８を通じてシャワーノズル４２から切削ブレード３３の外周側から切削ブレード３３に向けて切削液４３を供給する。シャワーノズル４２の噴射口４２ａから噴射された切削液４３は、切削ブレード３３の外周先端に接触する。切削液４３の噴射中は、スピンドル３１に対してシャワーノズル４２と同じ方向（切削液４３の噴射方向とエアブロー方向とが同じ方向）にある方の図４に示した除去手段７０を使用する。すなわち、撮像対象となるスピンドル３１側のシャワーノズル４２がある方の除去手段７０を上昇させ、反対側の除去手段７０は下方に退避させておき、切削液４３を噴射する向きと同じ方向に除去手段７０のエアー噴射口７１から乾燥エアーを噴射させ、第２の窓部６３に付着した切削液４３を除去する。切削液４３を噴射しながら撮像する場合は、切削液４３がスピンドル３１の回転に連れ回って切削液４３の切削ブレード３３へのかかり具合が不鮮明となるのを防ぐため、スピンドル３１を回転させないようにすることが好ましい。

図５に示した切替手段６５は、回転機構６５１によって集光レンズ６１２の光路上において図５の点線で表示した所定角度傾斜した位置に切替ミラー６５０を移動させる。これにより、光源６６から発光された光は、切替ミラー６５０で第１光路６４ａに誘導されて第１の窓部６２を通過し、撮像領域Ｐで反射する。カメラ６１０の撮像素子が反射光を受光することにより、被写体像を光電変換して図７に示す撮像画像１００を形成する。撮像画像１００は、表示モニタ１８に表示される。表示モニタ１８には、撮像画像１００のほかに、例えば、ブレードクーラーノズル４１の高さを示す点線の２ライン間の距離（１ｍｍ）や、シャワーノズル４２の噴射口４２ａの向きを示す角度θ（６２．６°）も合わせて表示されている。切削ブレード３３の刃先位置、ブレードクーラーノズル４１の高さ位置、シャワーノズル４２の高さ位置及び角度は、例えば切削装置１の制御手段によって撮像画像１００に基づいて検出される。制御手段が撮像画像１００内から切削ブレード３３の刃先位置、ブレードクーラーノズル４１の高さ位置、シャワーノズル４２の高さ位置及び角度等を自動で識別する他、切削ブレード３３の刃先の位置や、ブレードクーラーノズル４１の高さ位置、シャワーノズル４２の高さ位置は表示モニタ１８上で作業者が指定し、制御手段が距離や角度を算出するようにしてもよい。

撮像画像１００に写し出されたシャワーノズル４２の角度θが所定の角度となっていない場合、作業者は撮像画像１００を視認しつつ、角度調整ネジ５５によって角度調整ネジ５５を緩めてからシャワーノズル４２の向きを所定の角度θに調整し、その後角度調整ネジ５５を締めることにより、シャワーノズル４２の角度調整をする。また、例えば、シャワーノズル４２の高さ位置が切削ブレード３３の刃先に対して高くなっている場合、作業者は撮像画像１００を視認しつつ、高さ位置調整ネジ５４により連結ブロック５１ｃとともにシャワーノズル４２を下げて所定の高さ位置に調整する。

また、例えば、撮像画像１００に写し出されたブレードクーラーノズル４１の高さ位置が切削ブレード３３の刃先先端よりも低い場合、作業者は撮像画像１００を視認しつつ、高さ位置調整ネジ５３により連結ブロック５１ｂとともにブレードクーラーノズル４１を上げて所定の高さ位置に調整する。ここで、ブレードクーラーノズル４１の所望の高さとしては、ブレードクーラーノズル４１がナット３６に干渉しないようにナット３６の外周縁よりも下側で、かつ、切削ブレード３３が摩耗して刃先出しが短くなってもブレードクーラーノズル４２が被加工物の上面に接触するのを防止するために、図７の一方の点線Ｓ１で示すブレードクーラーノズル４１の下端が他方の点線Ｓ２で示す前フランジ３５の外周縁よりも上側になるように調整する。また、ブレードクーラーノズル４１の高さ位置を調整する際には、ブレードクーラーノズル４１から切削液を噴射しなくてもよい。ブレードクーラーノズル４１によって、切削ブレード３３の表裏面に向けて噴射された切削液は、フランジや切削ブレード３３を伝って加工点に供給されるため、ブレードクーラーノズル４１自体がナット３６や被加工物に接触しない位置であればよい。したがって、ブレードクーラーノズル４１から切削ブレード３３に切削液を供給しながらブレードクーラーノズル４１の位置を調整する必要はない。

撮像画像形成ユニット６０を用いて、第２の窓部６３を通じて被写体を下方から撮像する際には、図５に示した切替手段６５は、回転機構６５１によって切替ミラー６５０を集光レンズ６１２の光路上から図５に実線で示す位置へと退避させる。これにより、光源６６から発光された光は、第２光路６４ｂに誘導されて第２の窓部６３を通過し、切削ブレード３３の刃先及びシャワーノズル４２の下方側で反射する。カメラ６１０の撮像素子が反射光を受光することによって、被写体像を光電変換して図８に示す撮像画像２００を形成する。撮像画像２００は、表示モニタ１８に表示される。表示モニタ１８には、撮像画像２００のほかに、例えば、切削ブレード３３の中心とシャワーノズル４２の噴射口４２ａの中心との位置ずれ量を示す距離（０．１ｍｍ）も合わせて表示されている。シャワーノズル４２のＹ軸方向の位置は、例えば、切削装置１の制御手段によって撮像画像２００に基づいて検出される。なお、制御手段が自動判別する他、シャワーノズル４２のＹ軸方向の位置は、表示モニタ１８上で作業者が所定値に指定して制御手段で算出するようにしてもよい。

本実施形態では、撮像画像２００に写し出されたシャワーノズル４２の噴射口４２ａの中心を通る中心線Ｌ１と、切削ブレード３３の厚み方向の中心を通る中心線Ｌ２とがずれていることから、作業者は撮像画像２００を視認しつつ、図３に示した位置調整ネジ５６を緩めてからシャワーノズル４２をＹ軸方向に移動させて、中心線Ｌ１と中心線Ｌ２とが合致するようにシャワーノズル４２のＹ軸方向の位置を調整する。その後は位置調整ネジ５６を締める。

シャワーノズル４２の位置や角度を調整する際には、シャワーノズル４２の噴射口４２ａから切削液を噴射している状態が望ましい。シャワーノズル４２の中心が切削ブレード３３の中心からずれると、切削ブレード３３の表裏面側に供給される切削液の水量バランスが崩れて切削ブレード３３の曲がり（蛇行）が発生するおそれがあるため、実際に噴射口４２ａから切削液を噴射した状態をカメラ６１０で撮像することで、シャワーノズル４２の位置調整を精度よく行うことができる。なお、シャワーノズル４２から切削液を噴射しつつノズル調整してもよいし、一度シャワーノズル４２の位置や角度を調整した後、切削液が噴射された状態を撮像手段６１で再度撮像して確認してもよい。

このように、本発明に係る撮像画像形成ユニット６０は、撮像素子を含む撮像手段６１と、切削ブレード３３の表面３３０または裏面３３１とブレードクーラーノズル４１とに対面する第１の窓部６２に撮像手段６１から至る第１光路６４ａと、切削ブレード３３の外周方向から切削ブレード３３の外周先端とシャワーノズル４２とに対面する第２の窓部６３に撮像手段６１から至る第２光路６４ｂと、第１光路６４ａと第２光路６４ｂとを切り替える切替手段６５とを備えたため、１台の撮像画像形成ユニット６０で、切削ブレード３３とブレードクーラーノズル４１とシャワーノズル４２とを同じ撮像画像内に撮像することができる。したがって、本発明によれば、切削ブレード３３の厚みや位置を基準にして、容易にノズル調整をすることができる。

なお、ノズル調整の順番は、特に限定されない。ブレードクーラーノズル４１の位置を調整してから、シャワーノズル４２の位置や角度を調整してもよいし、シャワーノズル４２の位置や角度を調整してから、ブレードクーラーノズル４１の位置を調整してもよい。

上記実施形態で示した撮像画像１００，２００は、ノズル調整の際に用いたが、例えば、定期的にブレードクーラーノズル４１及びシャワーノズル４２を撮像して撮像画像を記録部１９に記録してもよい。記録部１９の記録媒体に第１の窓部６２または第２の窓部６３を通じて撮像した撮像画像を記録しておけば、例えば切削装置１の管理記録用の画像データとして用いることができる。記録媒体に記録された撮像画像を利用して、複数の切削装置１におけるブレードクーラーノズル４１やシャワーノズル４２の位置を同じ設定にすることができる。

上記実施形態に示した撮像画像形成ユニット６０は、切削装置１とは独立した構成としたが、装置内に撮像画像形成ユニット６０を組み込んでもよい。

１：切削装置１０：装置ベース１１：カセット１２：搬出入手段
１３：仮置き領域１４：洗浄領域１５：第１の搬送手段１６：第２の搬送手段
１７：移動基台１８：表示モニタ１９：記録部
２０：保持手段２１：保持テーブル２１ａ：保持面２２：フレーム載置台
２３：クランプ部
３０：切削手段３１：スピンドル３２：スピンドルハウジング３３：切削ブレード
３４：後フランジ３５：前フランジ３６：ナット３７：ボルト
４０：ノズル手段４１：ブレードクーラーノズル４２：シャワーノズル
４３：切削液
５０：ホイールカバー５１ａ：中央ブロック５１ｂ，５１ｃ：連結ブロック
５２：カバー５３，５４：高さ位置調整ネジ５５：角度調整ネジ
５６：位置調整ネジ５７，５８：ホース
６０：撮像画像形成ユニット６００：本体６０１：第１の隔壁６０２：第２の隔壁
６１：撮像手段６２：第１の窓部６３：第２の窓部
６４ａ：第１光路６４ｂ：第２光路６５：切替手段６６：光源
６７ａ：第１のミラー６７ｂ：第２のミラー
７０：除去手段７１：エアー噴射口７２：バルブ７３：乾燥エアー供給源
８０：送信ケーブル接続部８１：接続部
９０：固定部９１：着脱ブロック

Claims

被加工物を保持する保持手段と、該保持手段で保持された被加工物を切削する切削ブレードと、該切削ブレードを表裏面側から挟んで該切削ブレードに切削液を供給する一対のブレードクーラーノズルと該切削ブレードの外周側から該切削ブレードに切削液を供給するシャワーノズルとを含むノズル手段と、を備えた切削装置において該ノズル手段と該切削ブレードとの撮像画像を形成する撮像画像形成ユニットであって、
撮像素子を含む撮像手段と、
該切削ブレードの表面または裏面と該ブレードクーラーノズルとに対面する第１の窓部に該撮像手段から至る第１光路と、
該切削ブレードの外周方向から該切削ブレードの外周先端と該シャワーノズルとに対面する第２の窓部に該撮像手段から至る第２光路と、
該第１光路と該第２光路とを切り替える切替手段と、を備えた撮像画像形成ユニット。
前記撮像手段で撮像した撮像画像を前記切削装置に送信する送信ケーブル接続部を更に備えた、請求項１に記載の撮像画像形成ユニット。
前記撮像手段で撮像した撮像画像を記録媒体に記録する記録部に接続する接続部を更に備えた、請求項１または２に記載の撮像画像形成ユニット。
前記第２の窓部に付着した切削液を除去する除去手段を更に備えた、請求項１～３に記載の撮像画像形成ユニット。
前記切削装置は、前記切削ブレードが一端に装着されるスピンドルと、該スピンドルを回転可能に収容するスピンドルハウジングとを備え、
前記撮像画像形成ユニットを該スピンドルハウジングに固定する固定部を更に備えた、請求項１～４に記載の撮像画像形成ユニット。
前記切削装置の前記保持手段は、被加工物を保持する保持面を有した保持テーブルを備え、
前記撮像画像形成ユニットは、該保持テーブルで保持される、請求項１～４に記載の撮像画像形成ユニット。