JP2015020239A - 立型加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】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。【解決手段】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。【選択図】図１

Description

本発明は、立型加工機に関する。

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。

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。

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。

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。

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。

特開２００６−３２４３９７号公報 特開２０１２−２３４９６６号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１の立型加工機を示す概略正面図である。 図１の立型加工機を示す概略平面図である。 図１の立型加工機における切粉飛散防止カバーの第１例を示す概略平面図である。 図１の立型加工機における切粉飛散防止カバーの第２例を示す概略平面図である。 図１の立型加工機における切粉飛散防止カバーの第３例を示す概略平面図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (11)

1. 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。
2. 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
   ことを特徴とする請求項１に記載の立型加工機。
3. 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
   ことを特徴とする請求項２に記載の立型加工機。
4. 前記切粉飛散防止カバーは、更に、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
   ことを特徴とする請求項３に記載の立型加工機。
5. 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
   ことを特徴とする請求項４に記載の立型加工機。
6. 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。
7. 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おり、
   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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。

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