JP2015020239A - Vertical processing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、立型加工機に関する。 The present invention relates to a vertical processing machine.
従来より、携帯電話用の金型の加工や半導体チップの製造においては、立型加工機がよく用いられている。例えば、金型の加工では、エンドミル等の工具が取付けられた主軸が、高速回転されながら、固定バイス等のチャックに固定された金型材(ワーク)に向かって下降され、当該工具によって金型材が所定の形状に切削される。 2. Description of the Related Art Conventionally, a vertical processing machine has been often used in processing a mold for a mobile phone or manufacturing a semiconductor chip. For example, in mold processing, a spindle to which a tool such as an end mill is attached is lowered toward a mold material (work) fixed to a chuck such as a fixed vise while being rotated at a high speed, and the mold material is moved by the tool. It is cut into a predetermined shape.
また、半導体チップの製造では、まず、IC、LSI等のデバイスが表面に複数形成された半導体ウエハ(ワーク)が、裏面を上向きに向けられた姿勢で環状のフレームを介して真空チャックに固定される。そして、エンドミル等の工具が取付けられた主軸が、高速回転されながら、真空チャックに固定されたウエハに向かって下降され、当該工具によってウエハの上面(裏面)が所望の厚みに切削される。例えば、特開2006−324397(特許文献1)では、ウエハの裏面に設けられた複数のバンプが均一な高さになるように切削される。特開2012−234966(特許文献2)では、発光素子の色度ムラを低減させるために、ウエハの裏面に位置する蛍光体が所望の厚みに切削される。その後、切削されたウエハは、ストリートと呼ばれる分割予定ラインに沿って個々の半導体チップに分割され、LED、MEMS等の各種電子機器に利用される。 In the manufacture of semiconductor chips, first, a semiconductor wafer (work) on which a plurality of devices such as ICs and LSIs are formed on the front surface is fixed to the vacuum chuck via an annular frame with the back surface facing upward. The Then, the main shaft to which a tool such as an end mill is attached is lowered toward the wafer fixed to the vacuum chuck while being rotated at a high speed, and the upper surface (back surface) of the wafer is cut to a desired thickness by the tool. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-324397 (Patent Document 1), a plurality of bumps provided on the back surface of a wafer are cut so as to have a uniform height. In JP 2012-234966 A (Patent Document 2), in order to reduce the chromaticity unevenness of the light emitting element, the phosphor located on the back surface of the wafer is cut to a desired thickness. After that, the cut wafer is divided into individual semiconductor chips along a division planned line called street, and is used for various electronic devices such as LEDs and MEMS.
ところで、従来の立型加工機では、高速回転(例えば、20000min−1)される工具の温度上昇を抑制するために、当該工具の刃先に切削剤(水または油)が吹き付けられながら、ワークの切削が行われる。そのため、遠心力により、切粉を含んだ切削剤がワークの加工点から放射状に飛散する。上方に飛散する切粉を含んだ切削剤は、機械本体に水(油)滴のような態様で付着する。 By the way, in the conventional vertical processing machine, in order to suppress the temperature rise of the tool rotated at high speed (for example, 20000 min −1 ), the cutting agent (water or oil) is sprayed on the cutting edge of the tool, Cutting is performed. Therefore, the cutting agent containing the chips is scattered radially from the processing point of the workpiece by centrifugal force. The cutting agent containing the chips scattered upward adheres to the machine body in the form of water (oil) drops.
その結果、例えば、ワークの加工後に自動工具交換装置を用いて主軸に取付けられた工具を別の工具と自動的に交換する場合、前述の切粉を含んだ水(油)滴が機械本体から落下して自動工具交換装置に付着し、自動工具交換装置が水(油)まみれになることがある。 As a result, for example, when the tool attached to the spindle is automatically replaced with another tool using an automatic tool changer after machining the workpiece, water (oil) droplets containing the above-mentioned chips are removed from the machine body. It may fall and adhere to the automatic tool changer, and the automatic tool changer may be covered with water (oil).
また、ワークの加工後に自動ワーク搬送装置を用いてチャックに固定されたワークを別のワークと自動的に交換する場合、チャックから加工済みのワークが取り外された後、加工前のワークがチャック上に固定される前に、前述の切粉を含んだ水(油)滴が機械本体から落下してチャック上に付着することがある。これにより、チャック上に加工前のワークが固定される際に、チャックとワークとの間に切粉が挟まってしまって、ワークが傾いて固定される等の問題が発生する。 Also, when a workpiece fixed on a chuck is automatically replaced with another workpiece using an automatic workpiece transfer device after the workpiece has been processed, the workpiece before processing is removed from the chuck after the processed workpiece is removed from the chuck. Before being fixed to the water, water (oil) droplets containing the above-mentioned chips may fall from the machine body and adhere to the chuck. As a result, when a workpiece before processing is fixed on the chuck, there is a problem that chips are caught between the chuck and the workpiece, and the workpiece is fixed while being tilted.
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、ワークの加工時に切粉が上方に飛散することを防止できる立型加工機を提供することにある。 The present invention has been devised to pay attention to the above problems and to effectively solve them. An object of the present invention is to provide a vertical processing machine capable of preventing chips from scattering upward during processing of a workpiece.
本発明は、ワークを固定するチャックと、前記チャックに固定されるワークの上方に配置され、下端部に工具が取付けられ、ワークの加工時に当該ワークに向かって相対的に下降されるようになっている主軸と、前記チャックに固定されるワークの加工時に、当該ワークに向かって相対的に下降される前記主軸に取付けられた前記工具の周囲の飛散防止位置に配置される板状の切粉飛散防止カバーと、を備えたことを特徴とする立型加工機である。 The present invention is arranged above the work piece fixed to the chuck and the work piece fixed to the chuck, and a tool is attached to the lower end part so that the work is relatively lowered toward the work piece when the work is processed. A plate-shaped chip disposed at a scattering prevention position around the tool attached to the spindle that is relatively lowered toward the workpiece when the workpiece fixed to the chuck is machined. A vertical processing machine comprising a scattering prevention cover.
本発明によれば、チャックに固定されるワークの加工時に、当該ワークに向かって相対的に下降される主軸に取付けられた工具の周囲の飛散防止位置に板状の切粉飛散防止カバーが配置されるため、ワークの加工点から上方に飛散する切粉は切粉飛散防止カバーによって遮られ、飛散防止位置を超えて更に上方に飛散することが効果的に防止され得る。これにより、上方に飛散する切粉が装置本体に付着することを抑制することができる。また、切粉飛散防止カバーは板状を有しているため、当該切粉飛散防止カバーを使用後に洗浄することが容易である。 According to the present invention, when machining a workpiece fixed to the chuck, a plate-shaped chip dust prevention cover is arranged at a dust prevention position around a tool attached to the spindle that is relatively lowered toward the workpiece. Therefore, the chips scattered upward from the workpiece processing point are blocked by the chip scattering prevention cover, and can be effectively prevented from scattering further beyond the scattering prevention position. Thereby, it can suppress that the chip | tip which disperses upwards adheres to an apparatus main body. Moreover, since the chip scattering prevention cover has a plate shape, it is easy to clean the chip scattering prevention cover after use.
好ましくは、前記切粉飛散防止カバーは、前記主軸の上下動に連動して上下動する。例えば、主軸がチャックに固定されるワークに対して相対的に上下動する上下動アームに設けられている場合、切粉飛散防止カバーも当該上下動アームに設けられ得る。このような態様によれば、チャックに固定されるワークの加工時に、切粉飛散防止カバーを主軸とは独立に制御して上下動させなくても、当該切粉飛散防止カバーを主軸に取付けられた工具の周囲の飛散防止位置に容易に維持させることができる。具体的には、例えば、前記チャックに固定されるワークの加工時に、当該ワークの上面と前記切粉飛散防止カバーの下面との間の間隔が、5mm〜10mmに維持されるようになっている。 Preferably, the chip scattering prevention cover moves up and down in conjunction with the vertical movement of the main shaft. For example, when the main shaft is provided on a vertical movement arm that moves up and down relatively with respect to a workpiece fixed to the chuck, a chip scattering prevention cover can also be provided on the vertical movement arm. According to such an aspect, when machining the workpiece fixed to the chuck, the chip scattering prevention cover can be attached to the spindle without controlling the chip scattering prevention cover up and down independently of the spindle. It can be easily maintained at the scattering prevention position around the tool. Specifically, for example, when the workpiece fixed to the chuck is processed, the distance between the upper surface of the workpiece and the lower surface of the chip dust prevention cover is maintained at 5 mm to 10 mm. .
また、好ましくは、前記切粉飛散防止カバーは、前記飛散防止位置から退避可能となっている。このような態様によれば、例えば自動工具交換装置を用いて主軸に取付けられた工具を別の工具と交換する場合、切粉飛散防止カバーが飛散防止位置から退避されることにより、自動工具交換装置が切粉飛散防止カバーと物理的に干渉することを回避することができる。 Preferably, the chip scattering prevention cover is retractable from the scattering prevention position. According to such an aspect, for example, when a tool attached to the main spindle is replaced with another tool using an automatic tool changer, the chip scattering prevention cover is retracted from the scattering prevention position, thereby automatically changing the tool. It is possible to avoid the apparatus physically interfering with the chip scattering prevention cover.
この場合、更に好ましくは、前記切粉飛散防止カバーは、当該切粉飛散防止カバーの外側の鉛直な回転軸線回りに旋回することで、前記飛散防止位置から退避可能となっている。このような態様によれば、比較的単純な駆動機構により切粉飛散防止カバーを飛散防止位置から退避させることができ、低コストである。 In this case, more preferably, the chip scattering prevention cover can be retracted from the scattering prevention position by turning around a vertical rotation axis outside the chip scattering prevention cover. According to such an aspect, the chip scattering prevention cover can be retracted from the scattering prevention position by a relatively simple drive mechanism, and the cost is low.
この場合、更に好ましくは、前記切粉飛散防止カバーには、前記回転軸線を中心とする円周の一部をなす円弧形状のスリットが設けられており、前記切粉飛散防止カバーの旋回時に、前記主軸に取付けられた前記工具は、当該切粉飛散防止カバーの前記スリット内を当該スリットに沿って相対的に移動するようになっている。このような態様によれば、主軸に取付けられた工具がスリットの奥部に位置する状態では、当該工具の周囲はスリットの方向以外は切粉飛散防止カバーによってカバーされることになるため、上方に飛散する切粉を切粉飛散防止カバーによって効果的に遮ることができる。 In this case, more preferably, the chip dust prevention cover is provided with an arc-shaped slit that forms a part of the circumference around the rotation axis, and when the chip dust prevention cover is turned, The tool attached to the main shaft relatively moves along the slit in the slit of the chip scattering prevention cover. According to such an aspect, in a state where the tool attached to the main shaft is located at the back of the slit, the periphery of the tool is covered by the chip scattering prevention cover except for the slit direction. It is possible to effectively block the chips scattered by the chip scattering prevention cover.
また、好ましくは、前記切粉飛散防止カバーには、前記主軸に取付けられた前記工具の刃先に向けて切削剤を吹き付ける切削剤ノズルが設けられている。このような態様によれば、チャックに固定されるワークの加工時に、工具の刃先が切削材によって冷却され、工具の温度上昇が抑制され得る。 Preferably, the chip scattering prevention cover is provided with a cutting agent nozzle for spraying a cutting agent toward the cutting edge of the tool attached to the main shaft. According to such an aspect, at the time of processing the workpiece fixed to the chuck, the cutting edge of the tool is cooled by the cutting material, and the temperature rise of the tool can be suppressed.
この場合、更に好ましくは、前記切削剤ノズルは、前記工具の刃先に対して前記スリットの側から切削剤を吹き付けるようになっている。このような態様によれば、切削剤ノズルから吹き出された切削剤は、ワークの上面においてスリットとは反対側に跳ね返される。これにより、ワークの上面で跳ね返された切削剤がスリットを通過して切粉飛散防止カバーの上方に漏れ出ることが抑制され得る。 In this case, more preferably, the cutting agent nozzle sprays the cutting agent from the slit side to the cutting edge of the tool. According to such an aspect, the cutting agent blown out from the cutting agent nozzle is rebounded to the side opposite to the slit on the upper surface of the workpiece. Thereby, it can be suppressed that the cutting agent bounced off from the upper surface of the workpiece passes through the slit and leaks out above the chip scattering prevention cover.
また、好ましくは、前記チャックに固定されるワークの上方に配置され、当該ワークの上面を撮像する撮像装置を更に備える。このような態様によれば、チャックに固定されるワークの加工時に、上方に飛散する切粉が切粉飛散防止カバーによって遮られるため、当該切粉が撮像装置に付着することが防止され得る。これにより、撮像装置から切粉が落下してワークの上面に付着することが防止され、当該撮像装置によってワークの上面を正確に撮像することが可能となる。 Preferably, the apparatus further includes an imaging device that is disposed above the workpiece fixed to the chuck and images the upper surface of the workpiece. According to such an aspect, when the workpiece fixed to the chuck is processed, the chips scattered upward are blocked by the chip scattering prevention cover, so that the chips can be prevented from adhering to the imaging device. This prevents chips from dropping from the imaging device and adhering to the upper surface of the workpiece, and enables the imaging device to accurately image the upper surface of the workpiece.
また、好ましくは、前記チャックに固定されるワークの上方に配置され、当該ワークの上面の高さ位置を測定する高さ位置測定装置を更に備える。このような態様によれば、チャックに固定されるワークの加工時に、上方に飛散する切粉が切粉飛散防止カバーによって遮られるため、当該切粉が高さ位置測定装置に付着することが防止され得る。これにより、高さ位置測定装置から切粉が落下してワークの上面に付着することが防止され、当該高さ位置測定装置によってワークの上面の高さ位置を正確に測定することが可能となる。 Preferably, the apparatus further includes a height position measuring device that is disposed above the workpiece fixed to the chuck and measures the height position of the upper surface of the workpiece. According to such an aspect, when the workpiece fixed to the chuck is processed, the chips scattered upward are blocked by the chip scattering prevention cover, thus preventing the chips from adhering to the height position measuring device. Can be done. This prevents chips from dropping from the height position measuring device and adhering to the upper surface of the workpiece, and the height position of the upper surface of the workpiece can be accurately measured by the height position measuring device. .
また、好ましくは、前記主軸に取付けられた工具を他の工具と自動的に交換する自動工具交換装置を更に備える。このような態様によれば、チャックに固定されるワークの加工時に、上方に飛散する切粉が切粉飛散防止カバーによって遮られるため、当該切粉が装置本体に付着することが防止され得る。これにより、自動工具交換装置の工具収容部分に収容された工具が機械カバーの内部に搬入される際に、装置本体から切粉が落下して当該工具収容部分に付着することが防止され得る。 Preferably, the apparatus further includes an automatic tool changer for automatically changing a tool attached to the spindle with another tool. According to such an aspect, when the workpiece fixed to the chuck is processed, the chips scattered upward are blocked by the chip scattering prevention cover, so that the chips can be prevented from adhering to the apparatus main body. Thereby, when the tool accommodated in the tool accommodating part of the automatic tool changer is carried into the inside of the machine cover, it can be prevented that chips fall from the apparatus main body and adhere to the tool accommodating part.
また、好ましくは、前記チャックにワークを自動的に固定させる自動ワーク搬送装置を更に備える。このような態様によれば、チャックに固定されるワークの加工時に、上方に飛散する切粉が切粉飛散防止カバーによって遮られるため、当該切粉が装置本体に付着することが防止され得る。これにより、自動ワーク搬送装置によってチャック上からワークが取り外された後、別のワークがチャック上に固定される前に、装置本体から切粉が落下してチャック上に付着することが防止され得る。 Preferably, the apparatus further includes an automatic workpiece transfer device that automatically fixes the workpiece to the chuck. According to such an aspect, when the workpiece fixed to the chuck is processed, the chips scattered upward are blocked by the chip scattering prevention cover, so that the chips can be prevented from adhering to the apparatus main body. As a result, after the workpiece is removed from the chuck by the automatic workpiece transfer device, the chips can be prevented from dropping and adhering to the chuck before another workpiece is fixed on the chuck. .
本発明によれば、チャックに固定されるワークの加工時に、当該ワークに向かって相対的に下降される主軸に取付けられた工具の周囲の飛散防止位置に板状の切粉飛散防止カバーが配置されるため、ワークの加工点から上方に飛散する切粉は切粉飛散防止カバーによって遮られ、飛散防止位置を超えて更に上方に飛散することが効果的に防止され得る。これにより、上方に飛散する切粉が装置本体に付着することを抑制することができる。また、切粉飛散防止カバーは板状を有しているため、当該切粉飛散防止カバーを使用後に洗浄することが容易である。 According to the present invention, when machining a workpiece fixed to the chuck, a plate-shaped chip dust prevention cover is arranged at a dust prevention position around a tool attached to the spindle that is relatively lowered toward the workpiece. Therefore, the chips scattered upward from the workpiece processing point are blocked by the chip scattering prevention cover, and can be effectively prevented from scattering further beyond the scattering prevention position. Thereby, it can suppress that the chip | tip which disperses upwards adheres to an apparatus main body. Moreover, since the chip scattering prevention cover has a plate shape, it is easy to clean the chip scattering prevention cover after use.
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施の形態による立型加工機を示す概略斜視図である。図2は、図1の立型加工機を示す概略正面図である。図3は、図1の立型加工機を示す概略平面図である。 FIG. 1 is a schematic perspective view showing a vertical processing machine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic front view showing the vertical processing machine of FIG. FIG. 3 is a schematic plan view showing the vertical processing machine of FIG.
図1乃至図3に示すように、本実施の形態による立型加工機10は、ワーク21を固定するチャック11と、前記チャック11に固定されるワーク21の上方に配置され、下端部に工具22が取付けられ、ワーク21の加工時に当該ワーク21に向かって相対的に下降されるようになっている主軸12と、前記チャック11に固定されるワーク21の加工時に、当該ワーク21に向かって相対的に下降される前記主軸12に取付けられた前記工具22の周囲の飛散防止位置25に配置される板状の切粉飛散防止カバー13と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
本実施の形態による立型加工機10には、図1乃至図3に示すように、鋳鉄製のベッド39と、ベッド39上に配置されて水平なX軸方向に移動可能なX軸移動テーブル31と、ベッド39上に配置されてX軸方向に対して直角且つ水平なY軸方向に移動可能なY軸移動テーブル34と、Y軸移動テーブル34上に固定されたコラム33と、コラム13上に取付けられてZ軸方向(鉛直方向)に移動可能な上下動アーム32と、が設けられている。X軸移動テーブル31とY軸移動テーブル34と上下動アーム32とは、それぞれ、サーボモータ(リニアモータ)によってX、Y、Z軸方向に直線駆動されるようになっている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
そして、ワーク21を固定するチャック11は、X軸移動テーブル31上に固定されており、工具22が取付けられた主軸12は、上下動アーム32に取付けられている。X軸移動テーブル31がX軸方向に移動されるとともに、Y軸移動テーブル34がY軸方向に移動されることにより、主軸12に取付けられた工具22は、チャック11に固定されるワーク21上の所望のXY平面内の位置に相対的に移動可能となっている。
The
本実施の形態では、チャック11は、それ自体は公知の真空チャックであり、ワーク21は、例えば、直径200mmの半導体ウエハである。ワーク21は、下面の外縁部分に環状のフレーム23が粘着テープで貼り付けられており、当該環状のフレーム23を介してチャック11上に真空吸着されて固定されるようになっている。
In the present embodiment, the
主軸12に取付けられる工具22は、例えば、工具径6mm以下のエンドミルある。
The
本実施の形態では、切粉飛散防止カバー13は、主軸12の上下動に連動して上下動するようになっている。
In the present embodiment, the chip scattering prevention cover 13 moves up and down in conjunction with the vertical movement of the
より詳細には、図4に示すように、切粉飛散防止カバー13は、平面視円形状を有しており、外縁部の一部が径方向外向きに突出され、切粉飛散防止カバー13の外側に配置された鉛直な回転軸36の下端部に固定されている。切粉飛散防止カバー13の直径は、例えば、10mmである。
More specifically, as shown in FIG. 4, the chip scattering prevention cover 13 has a circular shape in plan view, and a part of the outer edge protrudes radially outward, and the chip scattering
そして、図2に示すように、回転軸36の上端部が当該回転軸36を回転駆動する回転駆動部37(例えば、回転型シリンダ)に接続されており、当該回転駆動部37は上下動アーム32に固定されている。すなわち、切粉飛散防止カバー13は、回転軸36と回転駆動部37とを介して上下動アーム32に設けられている。これにより、主軸12が上下動アーム32により上下動される際に、切粉飛散防止カバー13は主軸12の上下動に連動して上下動するようになっている。
As shown in FIG. 2, the upper end portion of the
本実施の形態では、チャック11に固定されるワーク21の加工時に、当該ワーク21の上面と切粉飛散防止カバー13の下面との間の間隔が、5mm〜10mmに維持されるように、回転軸36の長さが予め調整されている。
In the present embodiment, when the
また、本実施の形態では、回転駆動部37によって回転軸36が回転駆動されることにより、回転軸36に固定された切粉飛散防止カバー13は回転軸36の回転軸線回りに旋回され、これにより、切粉飛散防止カバー13は、飛散防止位置25から退避可能となっている。
Further, in the present embodiment, when the
より詳細には、本実施の形態では、図4に示すように、切粉飛散防止カバー13には、回転軸36の回転軸線を中心とする円周の一部をなす円弧形状のスリット14が設けられている。回転軸36の回転軸線からスリット14の中心線(幅方向の中央を通る円弧線)までの間の距離は、回転軸36の回転軸線と工具22の中心軸線との間の距離と略等しくされており、スリット14の幅は、工具22の工具径よりやや大きくされている。切粉飛散防止カバー13が回転軸36の回転軸線回りに旋回される時、図4に示すように、主軸12に取付けられた工具22は、当該切粉飛散防止カバー13のスリット14内を当該スリット14に沿って相対的に移動されるようになっている。
More specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the chip scattering prevention cover 13 has an arc-shaped
本実施の形態では、図2及び図4に示すように、切粉飛散防止カバー13には、主軸12に取付けられた工具22の刃先に向けて切削剤(水または油)を吹き付ける切削剤ノズル15が設けられている。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 4, a cutting agent nozzle that sprays cutting agent (water or oil) toward the cutting edge of the
図4に示すように、本実施の形態の切削剤ノズル15は、工具22の刃先に対してスリット14の側から切削剤を吹き付けるようになっている。具体的には、例えば、切削剤ノズル15は、切粉飛散防止カバ−13のうちスリット14に隣接する位置において、下端部に設けられた切削剤噴出口が工具22の刃先に向くように、当該切粉飛散防止カバー13を斜めに貫通して設けられている。切粉飛散防止カバー13が回転軸36の回転軸線回りに旋回される際に、切削剤ノズル15も切粉飛散防止カバー13と一緒に旋回されるようになっている。
As shown in FIG. 4, the cutting
更に、本実施の形態による立型加工機10には、図2に示すように、チャック11に固定されるワーク21の上方に配置され、当該ワーク21の上面を撮像する撮像装置16が設けられている。撮像装置16は、例えばCCDカメラである。図2に示すように、上下動アーム32には箱形状の測定装置ユニット38が固定されており、撮像装置16は当該測定装置ユニット38内に配置されている。測定装置ユニット38の下面には開閉可能なシャッタ(不図示)が設けられており、シャッタが開状態にされる時、撮像装置16は、チャック11に固定されたワーク21の上面と対向されるようになっている。
Furthermore, as shown in FIG. 2, the
また、本実施の形態による立型加工機10には、図2に示すように、チャック11に固定されるワーク21の上方に配置され、当該ワーク21の上面の高さ位置を測定する高さ位置測定装置17が設けられている。高さ位置測定装置17は、例えばレーザ距離計である。図2に示すように、高さ位置測定装置17も測定装置ユニット38内に配置されており、測定装置ユニット38のシャッタが開状態にされる時、高さ位置測定装置17は、チャック11に固定されたワーク21の上面と対向されるようになっている。
Further, in the
また、本実施の形態による立型加工機10には、図3に示すように、主軸12に取付けられた工具22を他の工具22’と自動的に交換する、それ自体は公知の自動工具交換装置18が設けられている。図3に示すように、自動工具交換装置18は機械カバー35の外部に設置されており、機械カバー35に設けられた開閉可能なシャッタが開状態にされる時、自動工具交換装置18の工具収容部分に収容される工具22’が機械カバー35の内部に搬入されるようになっている。
Further, in the
また、本実施の形態による立型加工機10には、図3に示すように、チャック11にワーク21を自動的に固定させる、それ自体は公知の自動ワーク搬送装置19が設けられている。図3に示すように、自動ワーク搬送装置19も機械カバー35の外部に設置されており、機械カバー35のシャッタが開状態にされる時、自動ワーク搬送装置19のハンド部分に保持されるワーク21’が機械カバー35の内部に搬入されるようになっている。
Further, as shown in FIG. 3, the
次に、以上のような本実施の形態の作用について説明する。 Next, the operation of the present embodiment as described above will be described.
図3に示すように、主軸12の下端部には、工具22が予め取付けられており、チャック11上には環状のフレーム23を介してワーク21が真空吸着されて固定されている。
As shown in FIG. 3, a
まず、測定装置ユニット38の下面のシャッタが開状態にされ、撮像装置16及び高さ位置測定装置17が、チャック11に固定されたワーク21の上面と対向される。撮像装置16によってワーク21の上面が撮像され、撮像結果に基づいて、ワーク21の水平方向位置(すなわち、X座標及びY座標)が測定される。また、高さ位置測定装置17からワーク21の上面にレーザが照射され、上面で反射されたレーザが当該高さ位置測定装置17により検出され、検出結果に基づいて、ワーク21の上面の高さ位置が測定される。ワーク21の水平方向位置及び高さ位置が測定された後、測定装置ユニット38の下面のシャッタが閉状態にされる。
First, the shutter on the lower surface of the measuring
撮像装置16の測定結果に基づいて、X軸移動テーブル31及びY軸移動テーブル34がそれぞれX、Y軸方向に移動され、主軸12に取付けられた工具22が、チャック11に固定されたワーク21上の所望の位置に位置決めされる。
Based on the measurement result of the
次に、切粉飛散防止カバー13が回転軸36の回転軸線回りに旋回され、主軸12に取付けられた工具22の周囲の飛散防止位置25に配置される。図4に示すように、切粉飛散防止カバー13が旋回される際に、主軸12に取付けられた工具22は、スリット14内をスリット14に沿って相対的に移動されて、スリット14の奥部に位置決めされる。これにより、主軸12に取付けられた工具22の周囲はスリット14の方向以外は切粉飛散防止カバー13によってカバーされる。
Next, the chip scattering prevention cover 13 is turned around the rotation axis of the
次に、主軸12に取付けられた工具22が高速回転(例えば、20000min−1)されるとともに、切削剤ノズル15から当該工具22の刃先に向けて切削剤が吹き付けられる。この状態で、高さ位置測定装置17の測定結果に基づいて、主軸12に取付けられた工具22がチャック11に固定されたワーク21に向かって下降される。高速回転される工具22の刃先がワーク21の上面に当接されることにより、ワーク21の上面が切削される。
Next, the
X軸移動テーブル31及びY軸移動テーブル34がそれぞれX軸、Y軸方向に移動されることにより、ワーク21の上面がフライス加工(ミーリング)されていく。
The X-axis moving table 31 and the Y-axis moving table 34 are moved in the X-axis and Y-axis directions, respectively, so that the upper surface of the
ワーク21の加工時に、遠心力により、切粉及び切粉を含んだ切削剤がワーク21の加工点から放射状に飛散する。
During machining of the
本実施の形態では、工具22の周囲の飛散防止位置25に切粉飛散防止カバー13が配置されているため、ワーク21の加工点から上方に飛散する切粉及び当該切粉を含んだ切削剤は、切粉飛散防止カバー13によって遮られ、飛散防止位置25を超えて更に上方に飛散することが防止される。これにより、切粉及び当該切粉を含んだ切削剤が装置本体(具体的には、例えば、主軸12及び上下動アーム32)及び測定装置ユニット38に付着することが防止される。
In the present embodiment, since the chip scattering prevention cover 13 is disposed at the
また、本実施の形態では、切削剤ノズル15から工具22の刃先に対してスリット14の側から切削剤が吹き付けられるため、切削剤ノズル15から吹き出された切削剤は、ワーク21の上面においてスリット14とは反対側に跳ね返される。これにより、ワーク21の上面で跳ね返された切削剤がスリット14を通過して切粉飛散防止カバー13の上方に漏れ出ることが抑制される。
In the present embodiment, since the cutting agent is sprayed from the
ワーク21が所望の厚みに切削された後、主軸12に取付けられた工具22が上昇され、当該工具22の刃先がワーク21の上面から離間される。主軸12に取付けられた工具22の高速回転が停止されるとともに、切削剤ノズル15からの切削剤の吹き付けが停止される。
After the
次に、切粉飛散防止カバー13が回転軸36の回転軸線回りに旋回され、工具22の周囲の飛散防止位置25から退避される。この時、切粉飛散防止カバー13に設けられた切削剤ノズル15も工具22の周囲から退避される。
Next, the chip
チャック11の動作が停止され、ワーク21の真空吸着が解消される。機械カバー35のシャッタが開状態にされ、自動ワーク搬送装置19のアーム部分が伸ばされ、ハンド部分によって加工済みのワーク21がチャック11上から取り外される。次いで、自動ワーク搬送装置19のアーム部分が縮められ、ハンド部分に保持された加工済みのワーク21は機械カバー35の外部に搬出され、加工前のワーク21’と交換される。
The operation of the
次に、自動ワーク搬送装置19のアーム部分が伸ばされて、ハンド部分に保持された加工前のワーク21’が機械カバー35内に搬入され、チャック11上に載置される。その後、チャック11の動作により、ワーク21’が当該チャック11上に真空吸着されて固定される。
Next, the arm portion of the automatic
本実施の形態では、ワーク21の加工時に切粉及び当該切粉を含んだ切削剤が装置本体(具体的には、例えば、主軸12及び上下動アーム32)に付着することが防止されているため、加工前のワーク21’の搬入時に、機械本体から切粉及び当該切粉を含んだ切削剤が落下してチャック11上に付着することが防止される。そのため、自動ワーク搬送装置19によってチャック11上に未加工のワーク21’が固定される際に、チャック11とワーク21’との間に切粉が挟まれることが抑制され、ワーク21’はチャック11上に適切に固定され得る。
In the present embodiment, the chips and the cutting agent containing the chips are prevented from adhering to the apparatus main body (specifically, for example, the
その後、自動ワーク搬送装置19のアーム部分が縮められて、ハンド部分が機械カバー35の外部へ退避され、機械カバー35のシャッターが閉じられる。
Thereafter, the arm portion of the automatic
次に、測定装置ユニット38の下面のシャッタが開状態にされ、撮像装置16及び高さ位置測定装置17が、チャック11に固定されたワーク21’の上面と対向される。本実施の形態では、ワーク21の加工時に切粉及び当該切粉を含んだ切削剤が測定装置ユニット38に付着することが防止されていたため、測定装置ユニット38から切粉及び当該切粉を含んだ切削剤が落下してチャック11に固定されたワーク21’の上面に付着することが防止される。そのため、撮像装置16によってワーク21’の上面が撮像される際に、切粉及び当該切粉を含んだ切削剤によって撮像結果に滲みが発生することが防止され、ワーク21’の上面は撮像装置16によって正確に撮像され得る。また、高さ位置測定装置17によってワーク21’の上面の高さ位置が測定される際に、切粉及び当該切粉を含んだ切削剤によってレーザーが乱反射されることが防止され、ワーク21’の上面の高さ位置は高さ位置測定装置17によって正確に測定され得る。
Next, the shutter on the lower surface of the measuring
その後、撮像装置16及び高さ位置測定装置17の測定結果に基づいて、主軸12に取付けられた工具22がチャック11に固定されたワーク21’に対して位置決めされ、前述と同様の作用により、ワーク21’の上面が切削される。
Thereafter, based on the measurement results of the
次に、主軸12に取付けられた工具22を他の工具22’と交換する工程を説明する。
Next, a process of exchanging the
まず、前述のような自動ワーク搬送装置19の動作により、加工済みのワーク21’が機械カバー35の外部に搬出される。
First, the processed
前述のように切粉飛散防止カバー13が工具22の周囲の飛散防止位置25から退避された状態で、機械カバー35のシャッタが開状態にされ、自動工具交換装置18の工具収容部分に収容された他の工具22’が機械カバー35の内部に搬入される。切粉飛散防止カバー13が工具22の周囲の飛散防止位置25から退避されているため、自動工具交換装置18の工具収容部分が切粉飛散防止カバー13と物理的に干渉することが防止される。
As described above, with the chip scattering prevention cover 13 retracted from the
そして、自動工具交換装置18の動作により、主軸12から使用済みの工具22が取り外されて工具収容部分に収容されるとともに、工具収容部分に収容されていた未使用の工具22’が主軸12に取付けられる。本実施の形態では、ワーク21及び21’の加工時に切粉及び当該切粉を含んだ切削剤が装置本体(具体的には、例えば、主軸12及び上下動アーム32)に付着することが防止されていたため、工具交換時に、機械本体から切粉及び当該切粉を含んだ切削剤が落下して自動工具交換装置18の工具収容部分に付着することが防止される。そのため、自動工具交換装置18の工具収容部分が水(油)まみれになるという問題の発生が防止される。
Then, by the operation of the
主軸12に未使用の工具22’が取付けられた後、自動工具交換装置18の工具収容部分に収容された使用済みの工具22が機械カバー35の外部に搬出され、機械カバー35のシャッタが閉じられる。
After the
以上のような本実施の形態によれば、チャック11に固定されるワーク21の加工時に、当該ワーク21に向かって相対的に下降される主軸12に取付けられた工具22の周囲の飛散防止位置25に板状の切粉飛散防止カバー13が配置されるため、ワーク21の加工点から上方に飛散する切粉は切粉飛散防止カバー13によって遮られ、飛散防止位置25を超えて更に上方に飛散することが効果的に防止され得る。これにより、上方に飛散する切粉が装置本体に付着することを抑制することができる。また、切粉飛散防止カバー13は板状を有しているため、当該切粉飛散防止カバー13を使用後に洗浄することが容易である。
According to the present embodiment as described above, when the
また、本実施の形態によれば、切粉飛散防止カバー13は主軸12の上下動に連動して上下動するため、チャック11に固定されるワーク21の加工時に、切粉飛散防止カバー13を主軸12とは独立に上下動させなくても、当該切粉飛散防止カバー13を主軸12に取付けられた工具22の周囲の飛散防止位置25に容易に維持させることができる。
In addition, according to the present embodiment, the chip scattering prevention cover 13 moves up and down in conjunction with the vertical movement of the
また、本実施の形態によれば、切粉飛散防止カバー13は、飛散防止位置25から退避可能となっているため、例えば自動工具交換装置18を用いて主軸12に取付けられた工具22を別の工具22’と交換する場合、切粉飛散防止カバー13が飛散防止位置25から退避されることにより、自動工具交換装置18が切粉飛散防止カバー13と物理的に干渉することを回避することができる。
In addition, according to the present embodiment, the chip scattering prevention cover 13 can be retracted from the
また、本実施の形態によれば、切粉飛散防止カバー13は、当該切粉飛散防止カバー13の外側の鉛直な回転軸線回りに旋回することで、飛散防止位置25から退避可能となっているため、後述の図5、図6に示す態様と比べて比較的単純な駆動機構により切粉飛散防止カバー13を飛散防止位置25から退避させることができ、低コストである。
Further, according to the present embodiment, the chip scattering prevention cover 13 can be retracted from the
また、本実施の形態によれば、切粉飛散防止カバー13の旋回時に、主軸12に取付けられた工具22は切粉飛散防止カバー13のスリット14内を当該スリット14に沿って相対的に移動されるようになっているため、主軸12に取付けられた工具22がスリット14の奥部に位置する状態では、当該工具22の周囲はスリット14の方向以外は切粉飛散防止カバー13によってカバーされることになる。これにより、上方に飛散する切粉が切粉飛散防止カバー13によって効果的に遮られ得る。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態によれば、切粉飛散防止カバー13には、主軸12に取付けられた工具22の刃先に向けて切削剤を吹き付ける切削剤ノズル15が設けられているため、チャック11に固定されるワーク21の加工時に、工具22の刃先が切削材によって冷却され、工具22の温度上昇が抑制され得る。
Further, according to the present embodiment, the chip scattering prevention cover 13 is provided with the cutting
また、本実施の形態によれば、切削剤ノズル15は、工具22の刃先に対してスリット14の側から切削剤を吹き付けるようになっているため、切削剤ノズル15から吹き出された切削剤は、ワーク21の上面においてスリット14とは反対側に跳ね返される。これにより、ワーク21の上面で跳ね返された切削剤がスリット14を通過して切粉飛散防止カバー13の上方に漏れ出ることが抑制され得る。
Moreover, according to this Embodiment, since the cutting
なお、本実施の形態では、図4に示すように、切粉飛散防止カバー13は、当該切粉飛散防止カバー13の外側の鉛直な回転軸線回りに旋回することで、飛散防止位置25から退避可能となっており、切粉飛散防止カバー13には、当該回転軸線を中心とする円周の一部をなす円弧形状のスリット14が設けられていたが、これに限定されない。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the chip scattering prevention cover 13 retreats from the
例えば、図5に示すように、切粉飛散防止カバー13bは、工具22の中心軸線に対して直角な向きに直線移動することで、飛散防止位置25から退避可能となっていて、切粉飛散防止カバー13bには、当該直線移動方向と平行な直線状のスリット14bが設けられていてもよい。
For example, as shown in FIG. 5, the chip scattering prevention cover 13 b can be retreated from the
また、図6に示すように、切粉飛散防止カバー13cは、一対のカバー片131、132を有し、当該一対のカバー片131、132が当該切粉飛散防止カバー13の外側の鉛直な回転軸線回りにそれぞれ逆向きに旋回することで、飛散防止位置25から退避可能となっていてもよい。この場合、図6に示すように、切粉飛散防止カバー13cからスリットを省略することができる。これにより、切粉及び切粉を含んだ切削剤がスリットを通って上方に漏れ出ることをより効果的に防止することができる。
Further, as shown in FIG. 6, the chip scattering prevention cover 13 c includes a pair of
なお、本実施の形態では、ワーク21は半導体ウエハであり、ワーク21を固定するチャック11は真空チャックであったが、これに限定されず、例えば、ワーク21は金型材であり、ワーク21を固定するチャック11は固定バイスであってもよい。
In the present embodiment, the
10 立型加工機
11 チャック
12 主軸
13 切粉飛散防止カバー
13b 切粉飛散防止カバー
13c 切粉飛散防止カバー
131 カバー片
132 カバー片
14 スリット
14b スリット
15 切削剤ノズル
16 撮像装置
17 高さ位置測定装置
18 自動工具交換装置
19 自動ワーク搬送装置
21 ワーク
21’ ワーク
22 工具
22’ 工具
23 フレーム
25 飛散防止位置
31 X軸移動テーブル
32 上下動アーム
33 コラム
34 Y軸移動テーブル
35 機械カバー
36 回転軸
37 回転駆動部
39 ベッド
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記チャックに固定されるワークの上方に配置され、下端部に工具が取付けられ、ワークの加工時に当該ワークに向かって相対的に下降されるようになっている主軸と、
前記チャックに固定されるワークの加工時に、当該ワークに向かって相対的に下降される前記主軸に取付けられた前記工具の周囲の飛散防止位置に配置される板状の切粉飛散防止カバーと、
を備えたことを特徴とする立型加工機。 A chuck for fixing the workpiece;
A spindle that is disposed above the workpiece fixed to the chuck, has a tool attached to the lower end, and is relatively lowered toward the workpiece when machining the workpiece;
A plate-shaped chip dust prevention cover disposed at a dust prevention position around the tool attached to the spindle that is relatively lowered toward the workpiece when machining the workpiece fixed to the chuck;
A vertical processing machine characterized by comprising
ことを特徴とする請求項1に記載の立型加工機。 The vertical processing machine according to claim 1, wherein the chip scattering prevention cover moves up and down in conjunction with the vertical movement of the main shaft.
ことを特徴とする請求項2に記載の立型加工機。 The vertical processing machine according to claim 2, wherein the chip scattering prevention cover is retractable from the scattering prevention position.
ことを特徴とする請求項3に記載の立型加工機。 4. The chip scattering prevention cover is further retractable from the scattering prevention position by turning around a vertical rotation axis outside the chip scattering prevention cover. The vertical processing machine described.
前記切粉飛散防止カバーの旋回時に、前記主軸に取付けられた前記工具は、当該切粉飛散防止カバーの前記スリット内を当該スリットに沿って相対的に移動するようになっている
ことを特徴とする請求項4に記載の立型加工機。 The chip scattering prevention cover is provided with an arc-shaped slit that forms a part of the circumference centered on the rotation axis.
The tool attached to the spindle is relatively moved along the slit in the chip scattering prevention cover when the chip scattering prevention cover is turned. The vertical processing machine according to claim 4.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の立型加工機。 5. The cutting agent nozzle for spraying a cutting agent toward the cutting edge of the tool attached to the main shaft is provided in the chip scattering prevention cover. Vertical processing machine.
前記切削剤ノズルは、前記工具の刃先に対して前記スリットの側から切削剤を吹き付けるようになっている
ことを特徴とする請求項5に記載の立型加工機。 The chip scattering prevention cover is provided with a cutting agent nozzle that sprays a cutting agent toward the cutting edge of the tool attached to the main shaft,
The vertical processing machine according to claim 5, wherein the cutting agent nozzle sprays a cutting agent from a side of the slit against a cutting edge of the tool.
を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の立型加工機。 The vertical processing machine according to any one of claims 1 to 7, further comprising an imaging device that is disposed above a workpiece fixed to the chuck and images an upper surface of the workpiece.
を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の立型加工機。 The stand according to any one of claims 1 to 8, further comprising a height position measuring device that is disposed above a workpiece fixed to the chuck and measures a height position of an upper surface of the workpiece. Mold processing machine.
を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の立型加工機。 The vertical processing machine according to claim 1, further comprising an automatic tool changer that automatically changes a tool attached to the spindle with another tool.
を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の立型加工機。 The vertical processing machine according to any one of claims 1 to 10, further comprising an automatic workpiece transfer device that automatically fixes the workpiece to the chuck.
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