(57)【要約】【課題】オペレータに対して切り刃の使用済みの箇所を容易に把握させること。【解決手段】旋削手段（４０）の回転軸回りに旋回して、被加工物（Ｗ）の上面（６１）を旋削するバイト工具（４６）であり、バイト工具の先端側の切り刃（５２）は旋回方向に直交する方向が円弧状に形成されており、旋削手段のバイト取り付け部（４５）に対するバイト工具の取り付け角度が切れ刃の円弧形状に沿って角度調整可能であり、切れ刃の表面（５７）が塗料（５５）によって着色される構成にした。【選択図】図３
2016060029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を旋削する旋削手段と、を少なくとも備えた加工装置において該旋削手段に装着されるバイト工具であって、
該旋削手段のバイト取付け部に対して角度調整可能に取付けられるバイト基台と、該バイト基台の先端に形成され被加工物を旋削する円弧状の切り刃と、を備え、
該切り刃の表面が塗料で着色されているバイト工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリープフィード方式で被加工物の表面を旋削する際に用いられるバイト工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、円弧状の切り刃を有するバイト工具を用いて、被加工物の上面を旋削する旋削装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の加工装置では、鉛直軸回りに回転するスピンドルのマウントの外周部分の一部にバイト取り付け部が取り付けられ、バイト取り付け部を介してマウントに超硬バイト等のバイト工具が固定されている。そして、被加工物を保持したチャックテーブル（保持手段）を低速で加工送りしつつ、バイト工具がスピンドルの鉛直軸回りに旋回されることで、チャックテーブル上に保持された被加工物がバイト工具によって旋削される。
【０００３】
また、バイト工具の取り付け角度を変更して、被加工物に対して切り刃が当たる位置を変えることで、切り刃を有効利用する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載のバイト工具の取り付け箇所には、バイト取り付け部に対するバイト工具の取り付け角度を３段階で変更できるように、バイト工具の基端側に係合される３つの被係合部が形成されている。３つの被係合部の間でバイト工具の基端側の係合位置が変更されることで、円弧状の切り刃の１箇所が摩耗したときに、残りの箇所で被加工物を旋削することが可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４５４９３号公報
【特許文献２】特開２００９−０１２１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載の旋削装置では、バイト工具の取り付け角度を変更することで、バイト工具の切り刃を有効利用することができるが、切り刃のどの位置を使用して旋削したかを把握することは難しい。このため、切り刃の摩耗箇所を忘れないように、旋削で使用したバイト工具の取り付け角度を管理台帳等に記録しなければならず、オペレータにとって煩雑な作業になっていた。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、オペレータに対して切り刃の使用済みの箇所を容易に把握させることができるバイト工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のバイト工具は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を旋削する旋削手段と、を少なくとも備えた加工装置において該旋削手段に装着されるバイト工具であって、該旋削手段のバイト取付け部に対して角度調整可能に取付けられるバイト基台と、該バイト基台の先端に形成され被加工物を旋削する円弧状の切り刃と、を備え、該切り刃の表面が塗料で着色されている。
【０００８】
この構成によれば、円弧状の切り刃の表面が塗料で着色されているため、切り刃による被加工物の旋削時に切り刃の表面から塗料が剥がされる。よって、旋削に使用された切り刃の使用済みの箇所をオペレータに対して容易に把握させることができ、切り刃の使用済み箇所に対応した取り付け角度を管理台帳に記録する等の煩雑な作業を省略することができる。また、切り刃の表面において塗料が剥がれていない箇所から、旋削に使用されていない切り刃の未使用の箇所を把握することができる。よって、切り刃の未使用の箇所で被加工物を旋削するようにバイト工具の取り付け角度を調整することで、切り刃を最大限に有効利用することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、切り刃の表面を塗料で着色することで、塗料の剥がれた位置に基づいてオペレータに対して切り刃の使用済みの箇所を容易に把握させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態に係る旋削装置の斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る旋削装置による旋削加工を示す斜視図である。
【図３】本実施の形態に係るバイト工具の角度調整の説明図である。
【図４】本実施の形態に係る旋削動作の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係る旋削装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る旋削装置の斜視図である。図２は、本実施の形態に係る旋削装置による旋削加工を示す斜視図である。なお、本実施の形態に係る旋削装置は、図１に示すように旋削装置専用の装置構成に限定されず、一連の加工が全自動で実施されるフルオートタイプの加工装置に組み込まれてもよい。
【００１２】
図１に示すように、旋削装置１は、被加工物Ｗを保持した保持手段２０を低速でＸ軸方向に加工送りしながら、単一のバイト工具４６によって被加工物Ｗの上面をクリープフィード方式で旋削するように構成されている。被加工物Ｗは、バイト工具４６によって旋削される構成であればよく、シリコン、ガリウム砒素、シリコンカーバイト等の半導体基板でもよいし、樹脂や金属等の靱性材で形成された基板でもよい。
【００１３】
旋削装置１の基台１０の上面には、Ｘ軸方向に延在する矩形状の開口が形成され、この開口は保持手段２０と共に移動可能な移動板１１及び蛇腹状の防水カバー１２により覆われている。防水カバー１２の下方には、保持手段２０をＸ軸方向に移動させるボールねじ式の進退手段（不図示）が設けられている。保持手段２０の表面には、多孔質のポーラス材によって被加工物Ｗを吸引保持する保持面２１が形成されている。保持面２１は、保持手段２０内の流路を通じて吸引源（不図示）に接続されており、保持面２１に生じる負圧によって被加工物Ｗが吸引保持される。
【００１４】
基台１０上のコラム１５には、旋削手段４０を保持手段２０に対してＺ軸方向に接近及び離間させる送り手段３０が設けられている。送り手段３０は、コラム１５に配置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール３１と、一対のガイドレール３１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＺ軸テーブル３２とを有している。Ｚ軸テーブル３２の背面側には図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ３３が螺合されている。ボールネジ３３の一端部に連結された駆動モータ３４によりボールネジ３３が回転駆動されることで、旋削手段４０がガイドレール３１に沿ってＺ軸方向に移動される。
【００１５】
旋削手段４０は、ハウジング４１を介してＺ軸テーブル３２の前面に取り付けられており、円筒状の回転スピンドル４２の下端にマウント４３を設けて構成されている。回転スピンドル４２にはフランジ４４が設けられ、フランジ４４を介してハウジング４１に旋削手段４０が支持される。マウント４３の下面の外周側の一部にはバイト取り付け部４５が設けられており、バイト取り付け部４５にはバイト工具４６が取り付けられている。バイト工具４６は、超硬バイトやダイヤモンドバイト等であり、長尺状のバイト基台５１の先端に被加工物Ｗの上面を旋削する円弧状の切り刃５２が形成されている（図２参照）。
【００１６】
この場合、図２に示すように、切り刃５２の円弧状の表面５７が回転スピンドル４２の回転方向（旋削方向）に対して法線方向に向くように、バイト工具４６がバイト取り付け部４５に対して取り付けられる。これにより、切り刃５２の刃先となるエッジ５３が回転スピンドル４２の回転方向に向けられて、切り刃５２のエッジ５３によって被加工物Ｗの上面６１を削り取ることが可能になっている。また、バイト基台５１は、バイト取り付け部４５に対してネジ５４を締めたり緩めたりすることで、ネジ５４を軸に角度調整可能に取り付けられている。
【００１７】
このように構成された旋削装置１（図１参照）では、回転スピンドル４２によってバイト工具４６がＺ軸回りに旋回移動されながら、旋削手段４０が保持手段２０に近づけられる。そして、被加工物Ｗに向けて加工水もしくはエアーが供給され切り刃５２を冷却しながら、バイト工具４６の切り刃５２のエッジ５３が被加工物Ｗの上面６１に回転接触されることで、バイト工具４６と被加工物Ｗとが相対的に摺動されて被加工物Ｗが旋削される。このバイト工具４６によって被加工物Ｗが旋削された状態で、保持手段２０がＸ軸方向に低速で水平移動されることで、バイト工具４６によって被加工物Ｗがクリープフィード方式で旋削される。
【００１８】
ところで、バイト工具４６の切り刃５２のエッジ５３が摩耗したときは、バイト工具４６の取り付け角度を調整して、エッジ５３の摩耗箇所を避けて使用することで、切り刃５２の旋削能力を回復することができる。しかしながら、バイト取り付け部４５に対するバイト工具４６の取り付け角度を忘れてしまうと、以前と同じ取り付け角度で取り付けられる場合がある。この場合、エッジ５３の摩耗箇所が再び使用されるため、被加工物Ｗが適切に旋削されない。これを防止するために、バイト工具４６の取り付け角度を管理することも考えられるが、オペレータにとっては煩わしい作業になっている。
【００１９】
そこで、本実施の形態に係るバイト工具４６では、切り刃５２の表面５７を塗料５５（図３参照）で着色している。これにより、切り刃５２から塗料５５が剥がれた箇所は、既に被加工物Ｗの旋削に使用されていることをオペレータに容易に認識させることができ、バイト工具４６の取り付け角度の管理等の煩わしい作業が発生することがない。また、切り刃５２において塗料５５が剥がれていない箇所が、未使用の箇所であることをオペレータに認識させることができる。塗料５５の有無によって切り刃５２の未使用の箇所をオペレータに認識することができるため、切り刃５２を最大限に有効利用することができる。
【００２０】
図３を参照して、バイト工具の角度調整について説明する。図３は、本実施の形態に係るバイト工具の角度調整の説明図である。なお、図３Ａは被加工物に対してバイト工具を垂直に当てた状態を示し、図３Ｂはこのときの塗料の剥がれ具合を示している。図３Ｃは被加工物に対してバイト工具を斜めに当てた状態を示し、図３Ｄはこのときの塗料の剥がれ具合を示している。
【００２１】
図３Ａに示すように、旋削手段４０のバイト取り付け部４５に対してバイト工具４６が垂直に取り付けられている。この場合、バイト取り付け部４５にバイト工具４６のバイト基台５１が仮止めされた状態で、専用の治具を用いてバイト工具４６が角度調整された後、ネジ５４の締め付けによってバイト取り付け部４５にバイト基台５１が固定される。これにより、バイト工具４６の円弧状の切り刃５２の中心位置が、被加工物Ｗの上面６１に接触する真下に向けられる。なお、専用の治具は、バイト工具４６を角度調整可能なものであればよく、例えば、特開２０１３−０３１８９３号公報に記載の治具が使用される。
【００２２】
また、切り刃５２の円弧状の表面５７には塗料５５が塗布されており、バイト工具４６の未使用時には切り刃５２の全面が一様な色に着色されている。なお、塗料５５としては、切り刃５２の表面を着色可能なものであればよく、例えば、ラッカー、エナメル、アクリル塗料、エマルジョン塗料等が用いられるが、旋削加工後に被加工物Ｗに対して悪影響を与えないものが好ましい。また、バイト工具４６は、切り刃５２の円弧状の表面５７を旋回方向に直交する方向に向け、切り刃５２のエッジ５３を旋回方向に向けるように、バイト取り付け部４５に対して取り付けられている。
【００２３】
そして、切り刃５２が被加工物Ｗの上面６１に近づけられ、保持手段２０によって被加工物ＷがＸ軸方向に加工送りされつつ、バイト工具４６が回転スピンドル４２のＺ軸回りに旋回される。これにより、被加工物Ｗの上面６１が、Ｚ軸回りに旋回する切り刃５２のエッジ５３によって削り取られる。このとき、切り刃５２の円弧状の表面５７の一箇所が被加工物Ｗの上面６１に摺接されるため、切り刃５２の表面５７が摩耗して表面５７から部分的に塗料５５が剥がれている。切り刃５２の表面５７と被加工物Ｗの上面６１との接触箇所の塗料５５だけが剥がれて、接触箇所以外からは塗料５５が剥がれることがない。
【００２４】
図３Ｂに示すように、旋削後の切り刃５２の円弧状の表面５７からは、円弧（Ｘ方向）の中央付近で円弧に直交する方向（Ｙ方向）に沿って直線状に塗料５５が剥がれている。この塗料５５の剥げ具合（落ち具合）から、切り刃５２の表面５７における使用済みの箇所（取り付け角度）をオペレータに容易に認識させることが可能になっている。図３Ｂに示す例では、切り刃５２の円弧状の表面５７の円弧における中央付近の塗料５５が剥がれているため、バイト取り付け部４５に対してバイト工具４６が垂直となる取り付け角度で、既に旋削が実施されていることをオペレータに認識させることができる。
【００２５】
また、切り刃５２の表面５７は、円弧の中央付近のみの塗料５５が剥がれており、その両側方においては塗料５５が剥がれていない。塗料５５が剥がれていない箇所は、旋削時に未使用の箇所であり、塗料５５の有無によって未使用の箇所をオペレータに高精度に認識させることができる。すなわち、切り刃５２の表面５７の塗料５５の剥げ具合から実際に使用済みの箇所（摩耗箇所）が明確になるため、バイト工具４６の取り付け角度をより細かく調整することができる。よって、本実施の形態に係るバイト工具４６は、規定の取り付け角度のみに調整可能なバイト工具と比較して、切り刃５２を最大限に有効利用することができる。
【００２６】
次に、図３Ｃに示すように、旋削手段４０のバイト取り付け部４５に対してバイト工具４６が傾けられて取り付けられる。この場合、バイト取り付け部４５にバイト工具４６のバイト基台５１が仮止めされた状態で、切り刃５２の表面５７における使用済みの箇所が被加工物Ｗの上面６１に接触するのを避けるように、専用の治具を用いてバイト工具４６の取り付け角度が調整される。そして、ネジ５４の締め付けによってバイト取り付け部４５にバイト基台５１が固定されている。これにより、バイト工具４６の切り刃５２の表面５７における未使用の箇所が、被加工物Ｗの上面６１に接触する真下に向けられる。
【００２７】
図３Ｄに示すように、上記と同様にして被加工物Ｗの上面６１（図３Ｃ参照）が切り刃５２のエッジ５３によって削り取られると、切り刃５２の表面５７と被加工物Ｗの上面６１との摺接によって部分的に塗料５５が剥がされる。旋削後の切り刃５２の円弧状の表面５７からは、前回の使用済みの箇所に隣接するようにＹ軸方向に沿って直線状に塗料５５が剥がれている。図３Ｄに示す例では、切り刃５２の円弧状の表面５７の円弧の中央付近から僅かに左寄りにかけて塗料５５が剥がれており、当該箇所が使用済の箇所（旋削済みの取り付け角度）であることをオペレータに容易に認識させることができる。
【００２８】
このバイト工具４６の取り付け角度において切り刃５２が摩耗した場合には、摩耗箇所を避けるように切り刃５２の未使用の箇所を真下に向けてバイト工具４６の取り付け角度をさらに調整することで、バイト工具４６を使用し続けることができる。この場合、上記したように、切り刃５２の表面５７の塗料５５の剥げ具合から実際の使用済みの箇所をオペレータに認識させて、バイト工具４６の取り付け角度を微調整させる。なお、バイト工具４６の取り付け角度が変更されても、切り刃５２が円弧状であるため、切り刃５２と被加工物Ｗの接触面が変わることがなく、切り刃５２による切れ味が低下することがない。
【００２９】
図４を参照して、本実施の形態に係る旋削手段を用いた旋削動作について簡単に説明する。図４は、本実施の形態に係る旋削動作の説明図である。図４Ａは旋削動作の上面模式図を示し、図４Ｂは旋削動作の側面模式図を示している。なお、図４に示す旋削動作は一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【００３０】
図４Ａに示すように、被加工物Ｗが保持手段２０の中心に保持されており、回転スピンドル４２の回転軸を中心としてバイト工具４６が高速で旋回されながら所定の切り込み深さまで降ろされる。そして、バイト工具４６に対して保持手段２０が相対的に水平移動されて、バイト工具４６によって被加工物Ｗの一端６２側から他端６３側に向かってクリープフィード方式の旋削が開始される。クリープフィード方式の旋削では、被加工物ＷがＸ軸方向に送られながら、バイト工具４６の切り刃５２（図４Ｂ参照）によって被加工物Ｗの上面６１が円弧状に削り取られる。
【００３１】
このとき、図４Ｂに示すように、切り刃５２の円弧状の表面５７が被加工物Ｗの上面６１に摺接され、切り刃５２の摩耗によって表面５７から塗料５５が剥がされながら旋削が継続される。そして、被加工物Ｗが繰返し旋削されて切り刃５２が摩耗によって使用できなくなると、オペレータによって切り刃５２の表面５７の塗料５５の剥げ具合が確認されて、上記したように切り刃５２の塗料５５が残った箇所が被加工物Ｗの上面６１に接触するように、バイト工具４６の取り付け角度が変更される。これにより、切り刃５２の摩耗していない箇所が被加工物Ｗの上面６１に当たって、切り刃５２の旋削能力が回復される。
【００３２】
以上のように、本実施の形態に係るバイト工具４６では、円弧状の切り刃５２の表面５７が塗料５５で着色されているため、切り刃５２による被加工物Ｗの旋削時に切り刃５２の表面５７から塗料５５が剥がされる。よって、旋削に使用された切り刃５２の使用済みの箇所をオペレータに対して容易に把握させることができ、切り刃５２の使用済み箇所に対応した取り付け角度を管理台帳に記録する等の煩雑な作業を省略することができる。また、切り刃５２の表面５７において塗料５５が剥がれていない箇所から、旋削に使用されていない切り刃５２の未使用の箇所を把握することができる。よって、切り刃５２の未使用の箇所で被加工物Ｗを旋削するようにバイト工具４６の取り付け角度を調整することで、切り刃５２を最大限に有効利用することができる。
【００３３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００３４】
例えば、上記した実施の形態においては、保持手段２０は、多孔質のポーラス材によって被加工物Ｗを吸引保持する構成にしたが、この構成に限定されない。保持手段２０は、被加工物Ｗを保持可能であれば、どのように構成されてもよい。
【００３５】
また、上記した実施の形態においては、旋削手段４０は、単一のバイト工具４６によって被加工物Ｗの上面６１を旋削する構成にしたが、この構成に限定されない。旋削手段４０は、複数のバイト工具４６によって被加工物Ｗの上面６１を旋削する構成にしてもよい。
【００３６】
また、上記した実施の形態においては、旋削手段４０は、被加工物Ｗの上面６１に対してクリープフィード方式で旋削を実施する構成にしたが、この構成に限定されない。旋削手段４０は、被加工物Ｗの上面６１に対してインフィード方式で旋削を実施する構成にしてもよい。
【００３７】
また、上記した実施の形態においては、バイト工具４６がネジ止めによって角度調整可能にバイト取り付け部４５に取り付けられる構成にしたが、この構成に限定されない。バイト工具４６は、バイト取り付け部４５に対して角度調整可能に取り付けられていれば、どのように構成されてもよい。
【００３８】
また、上記した実施の形態においては、バイト工具４６の切り刃５２の表面５７全体が塗料５５で着色される構成にしたが、この構成に限定されない。切り刃５２は、円弧状の表面５７の使用済みの箇所を特定できるように塗料５５で着色されていればよく、少なくとも円弧状の表面５７に沿って円弧状に塗料５５で着色されていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上説明したように、本発明は、オペレータに対して切り刃の使用済みの箇所を容易に把握させることができるという効果を有し、特に、クリープフィード方式で被加工物の表面を旋削する際に用いられるバイト工具に有用である。
【符号の説明】
【００４０】
１  旋削装置
２０  保持手段
４０  旋削手段
４５  バイト取り付け部
４６  バイト工具
５１  バイト基台
５２  切り刃
５５  塗料
５７  切り刃の表面
Ｗ  被加工物
【図１】
2016060029.tif 000003
【図２】
2016060029.tif 000004
【図３】
2016060029.tif 000005
【図４】
2016060029.tif 000006