JP2017024128A - Cutting tool lathe-turning device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被加工物を旋削するためのバイトを備えるバイト旋削装置に関する。 The present invention relates to a tool turning device including a tool for turning a workpiece.
旋削用のバイトを備えたバイト旋削装置(例えば、特許文献1参照)は、半導体ウエーハ等の被加工物の表面または裏面を旋削して平坦化すること等に用いられる。そして、バイト旋削装置に備えるバイトホイールにバイトを2本装着して、被加工物の旋削を行う場合がある。この場合には、バイトホイールに対してバイトを装着する際に、2本のバイトの高さ位置(バイトの先端位置)を一致させることで、被加工物の被旋削面における平坦度等の加工品質をより向上させ、加工速度を速めることが可能となる。 A tool turning device provided with a tool for turning (for example, refer to Patent Document 1) is used for turning and flattening a front surface or a back surface of a workpiece such as a semiconductor wafer. In some cases, the workpiece is turned by attaching two tools to a tool wheel provided in the tool turning device. In this case, when attaching the cutting tool to the cutting tool wheel, by matching the height position of the two cutting tools (tip position of the cutting tool), processing such as flatness on the turning surface of the workpiece The quality can be further improved and the processing speed can be increased.
ここで、バイトの高さ位置を把握する場合には、例えば、バイトの先端が接触すると反応する接触式センサに対してバイトを接触させてその先端を検出するか、または、反射型又は透過型の光センサを用いて、光センサ内で投光・受光される光をバイトが遮光した時にバイトの先端を非接触で検出する。そして、いずれの場合においても、バイトの先端を検出した時点におけるバイトを備える旋削手段の位置及び昇降手段による旋削手段の下降量等から、バイトの先端の高さ位置を算出する。つまり、いずれの場合においても、センサにバイトの先端が検出されるようにするべく、バイトの先端を検出位置に位置付ける必要があり、そのための構造を備える加工装置がある(例えば、特許文献2参照)。 Here, when grasping the height position of the tool, for example, the tool is brought into contact with a contact sensor that reacts when the tool tip comes into contact with the tool, and the tip is detected, or the reflection type or the transmission type The tip of the cutting tool is detected in a non-contact manner when the cutting tool blocks the light projected and received in the optical sensor. In any case, the height position of the tip of the cutting tool is calculated from the position of the turning means provided with the cutting tool at the time when the tip of the cutting tool is detected and the amount of lowering of the turning tool by the lifting / lowering means. That is, in any case, in order for the tip of the cutting tool to be detected by the sensor, it is necessary to position the tip of the cutting tool at the detection position, and there is a processing apparatus having a structure for that purpose (for example, see Patent Document 2) ).
バイトホイールに2本のバイトを装着したバイト旋削装置で被加工物を旋削する場合においては、2本のバイトの高さ位置(バイトの先端位置)を一致させるために、バイトを1本ずつ検出位置に位置付けて検出作業を行い2本のバイトの先端位置を把握している。すなわち、2回バイトの先端をセンサの検出位置にそれぞれ移動させる必要があり、作業効率が低下する要因の1つとなっている。また、例えば作業者がバイトホイールに2本のバイトを装着する際に、2本のバイトの高さ位置(バイトの先端位置)を完全に一致させることにも困難が伴う。また、2本のバイトの高さ位置が異なる状態で旋削を行うと、被旋削面の高さが均一にならないという問題がある。 When turning a workpiece with a tool turning device with two tool bits attached to the tool wheel, each tool is detected one by one in order to match the height position of the two tools (the tip position of the tool). The position is detected at the position, and the tip positions of the two cutting tools are grasped. That is, it is necessary to move the tip of the cutting tool twice to the detection position of the sensor, which is one of the factors that reduce work efficiency. In addition, for example, when an operator attaches two cutting tools to the cutting tool wheel, it is difficult to completely match the height positions of the two cutting tools (tip positions of the cutting tools). In addition, when turning is performed in a state where the height positions of the two cutting tools are different, there is a problem that the height of the surface to be turned is not uniform.
よって、バイトホイールに2本のバイトを装着したバイト旋削装置で被加工物を旋削する場合において、2本のバイトの高さ位置が異なる場合はそれ効率よく認識し、2本のバイトの高さ位置を一致させることを可能とするという課題がある。 Therefore, when turning a workpiece with a tool turning device with two tool bits mounted on the tool wheel, if the height positions of the two tools are different, it is recognized efficiently and the height of the two tools is recognized. There is a problem that the positions can be matched.
上記課題を解決するための本発明は、被加工物を旋削するバイトを回転軸を軸に周回させる回転手段を含む旋削手段と、被加工物を保持する保持手段と、該旋削手段を該保持手段に対して昇降させる昇降手段と、該昇降手段が昇降させる該旋削手段の高さ位置を測定する高さ測定部と、を備えるバイト旋削装置であって、該バイトは、該回転軸を挟んで対称位置に配置される第1のバイトと第2のバイトとの2本であって、該第1のバイトと該第2のバイトとの先端を検出する検出手段を含み、該検出手段は、測定光を投光する投光部と該測定光を受光する受光部とを備える光センサと、該測定光を該バイトが遮光したことを検出する検出部と、該回転手段が周回させるバイトの先端を該光センサが検出する周期を算出する算出部と、を備え、該回転手段を用いて該第1のバイトと該第2のバイトとを一定の速度で回転させると共に、該昇降手段が該旋削手段を一定の速度で降下させ、該算出部は、該光センサが最初にバイトの先端を検出した時の該高さ測定部が測定する旋削手段の第1の高さ位置と、該昇降手段による降下を継続させ算出した周期が該回転手段の1回転に要する時間の1/2倍になった時の該高さ測定部が測定する第2の高さ位置と、の差を算出して、該算出部により該第1のバイトと該第2のバイトとの高さ位置の差を認識する事を特徴とするバイト旋削装置である。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a turning means including a turning means for rotating a tool for turning a work around an axis of rotation, a holding means for holding the work, and the holding means for holding the turning means. A tool turning device comprising lifting means for moving up and down relative to the means, and a height measuring unit for measuring the height position of the turning means lifted and lowered by the lifting means, the tool sandwiching the rotating shaft And detecting means for detecting the tips of the first byte and the second byte, the detecting means including two first and second bytes arranged at symmetrical positions, An optical sensor including a light projecting unit for projecting measurement light and a light receiving unit for receiving the measurement light, a detection unit for detecting that the tool has shielded the measurement light, and a tool for rotating the rotating means A calculation unit that calculates a period in which the optical sensor detects the tip of the optical sensor. The rotating means is used to rotate the first tool and the second tool at a constant speed, and the lifting means lowers the turning means at a constant speed. The first height position of the turning means measured by the height measuring unit when the tip of the cutting tool is first detected and the period calculated by continuing the descent by the lifting means are required for one rotation of the rotating means. The difference between the second height position measured by the height measurement unit when the time becomes ½ times the time is calculated, and the first byte and the second byte are calculated by the calculation unit. It is a tool turning device characterized by recognizing the difference in height position of the tool.
本発明に係るバイト旋削装置は、バイトは、回転軸を挟んで対称位置に配置される第1のバイトと第2のバイトとの2本であって、第1のバイトと第2のバイトとの先端を検出する検出手段を含み、検出手段は、測定光を投光する投光部と測定光を受光する受光部とを備える光センサと、測定光をバイトが遮光したことを検出する検出部と、回転手段が周回させるバイトの先端を光センサが検出する周期を算出する算出部とを備えている。そして、回転手段を用いて第1のバイトと第2のバイトとを一定の速度で回転させると共に、昇降手段が旋削手段を一定の速度で降下させ、算出部は、光センサが最初にバイトの先端を検出した時の高さ測定部が測定する旋削手段の第1の高さ位置と、昇降手段による降下を継続させ算出した周期が回転手段の1回転に要する時間の1/2倍になった時の高さ測定部が測定する第2の高さ位置と、の差を算出して、算出部により第1のバイトと第2のバイトとの高さ位置の差を認識することで、一度の旋削手段の降下動作で2本のバイトの高さ位置が一致しているか否かを認識することが可能となる。そして、この認識に基づいて、2本のバイトの高さ位置が異なる場合は、高さ位置が一致するように調整することが可能となる。 In the cutting tool according to the present invention, the cutting tool includes two of a first cutting tool and a second cutting tool that are arranged symmetrically with respect to the rotation axis, and includes a first cutting tool and a second cutting tool. Detecting means for detecting the tip of the optical sensor, wherein the detecting means detects a light sensor including a light projecting unit for projecting measurement light and a light receiving unit for receiving the measurement light, and detecting that the measuring light is shielded by the cutting tool And a calculation unit that calculates a period in which the optical sensor detects the tip of the bite rotated by the rotating means. Then, the rotating means is used to rotate the first tool and the second tool at a constant speed, and the lifting / lowering means lowers the turning means at a constant speed. The first height position of the turning means measured by the height measuring unit when the tip is detected and the cycle calculated by continuing the descent by the elevating means are ½ times the time required for one rotation of the rotating means. By calculating the difference between the second height position measured by the height measurement unit and recognizing the difference in height position between the first byte and the second byte by the calculation unit, It is possible to recognize whether or not the height positions of the two cutting tools coincide with each other by the descent operation of the turning means. Based on this recognition, when the height positions of the two bytes are different, the height positions can be adjusted to match.
図1に示すバイト旋削装置1は、保持手段3に保持された半導体ウエーハ等の被加工物Wを、旋削手段7によって旋削する装置である。バイト旋削装置1は、被加工物Wを旋削する第1のバイト740と第2のバイト750とを回転軸70を軸に周回させる回転手段72を含む旋削手段7と、被加工物Wを保持する保持手段3と、旋削手段7を保持手段3に対して昇降させる昇降手段2と、昇降手段2が昇降させる旋削手段7の高さ位置を測定する高さ測定部4とを少なくとも備える。
A tool turning device 1 shown in FIG. 1 is a device for turning a workpiece W such as a semiconductor wafer held by a holding means 3 with a
バイト旋削装置1のベース10上の前方(−Y方向側)は、保持手段3に対して被加工物Wの着脱が行われる領域である着脱領域Aとなっており、ベース10上の後方(+Y方向側)は、旋削手段7によって保持手段3上に保持された被加工物Wの旋削が行われる領域である旋削領域Bとなっている。
The front (−Y direction side) on the
ベース10の正面側(−Y方向側)には、入力手段100が設けられている。入力手段100の後方には、+X方向側から順に、加工前の被加工物Wが収容される第1のカセット101と、被加工物Wの搬入出を行うロボット102と、加工後の被加工物Wを収容する第2のカセット103とが配設されている。第1のカセット101の後方には、仮置き領域104が設けられており、仮置き領域104には位置合わせ手段105が配設されている。ロボット102により第1のカセット101から搬出され仮置き領域104に載置された被加工物Wは、位置合わせ手段105により所定の位置に位置合わせされる。
An
位置合わせ手段105と隣接する位置には、被加工物Wを保持した状態で旋回するローディングアーム106が配置されている。ローディングアーム106は、位置合わせ手段105において位置合わせされた被加工物Wを保持し、保持手段3へと搬送する。ローディングアーム106の隣には、加工後の被加工物Wを保持した状態で旋回するアンローディングアーム107が設けられている。アンローディングアーム107と近接する位置には、アンローディングアーム107により搬送された加工後の被加工物Wを洗浄する洗浄手段108が配置されている。洗浄手段108により洗浄された被加工物Wは、ロボット102により第2のカセット103に搬入される。
A
旋削領域Bのベース10上の後方(+Y方向側)にはコラム11が立設されており、コラム11の−Y方向側の側面には昇降手段2が配設されている。昇降手段2は、鉛直方向(Z軸方向)の軸心を有するボールネジ20と、ボールネジ20と平行に配設された一対のガイドレール21と、ボールネジ20に連結しボールネジ20を回動させるモータ22と、内部のナットがボールネジ20に螺合し側部がガイドレール21に摺接する昇降板23とから構成され、モータ22がボールネジ20を回動させると、これに伴い昇降板23がガイドレール21にガイドされてZ軸方向に往復移動し、昇降板23に配設された旋削手段7がZ軸方向に昇降される。
A
コラム11の−Y方向側の側面には、高さ測定部4が配設されている。高さ測定部4は、例えば、コラム11に固定され旋削手段7の移動方向(Z軸方向)に沿って延びるスケール40と、スケール40の表面に表示されている位置情報(目盛り)を読み取る読み取り部41とを備えた構成となっている。読み取り部41は、昇降板23に固定され、昇降板23とともに昇降する。
A
図1に示す保持手段3は、例えば、その外形が円形状であるチャックテーブルであり、ポーラス部材等からなり被加工物Wを吸着する吸着部30と、吸着部30を支持する枠体31とを備える。吸着部30は図示しない吸引源に連通し、吸引源が吸引することで生み出された吸引力が、吸着部30の露出面である保持面300に伝達されることで、保持手段3は保持面300上で被加工物Wを吸引保持する。また、保持手段3は、Y軸方向に移動可能であり、保持手段3の移動経路の上方には、保持手段3の保持面300を洗浄する洗浄手段12が配設されている。
The holding means 3 shown in FIG. 1 is, for example, a chuck table whose outer shape is circular, and includes a
旋削手段7は、軸方向が鉛直方向(Z軸方向)である回転軸70と、回転軸70を回転可能に支持するハウジング71と、回転軸70の上端側に接続され回転軸70を回転駆動する回転手段72と、回転軸70の下端側に接続されたバイトホイール73と、バイトホイール73の底面73bに着脱可能に装着されている第1のバイト740及び第2のバイト750とを備えている。回転手段72により回転軸70が回転駆動されるのに伴ってバイトホイール73が回転し、第1のバイト740及び第2のバイト750が回転軸70を軸に周回する。旋削手段7は、昇降板23に取り付けられたホルダ76により保持された状態で、昇降板23に配設されている。
The
第1のバイト740と第2のバイト750とは、バイトホイール73の底面73bに、回転軸70を挟んで対称位置に配置されている。すなわち、第1のバイト740と第2のバイト750とは、バイトホイール73の底面73bにおける回転軸70を中心とする1つの円の円周上に、回転軸70を挟んで180度離間して配置されている。
The
図2に示すように、第1のバイト740(第2のバイト750)は、例えば、第1のバイトユニット74(第2のバイトユニット75)を構成した状態で、図1に示すバイトホイール73の底面73bに配置される。第1のバイトユニット74(第2のバイトユニット75)は、角柱形状に形成されたシャンク741(751)と、シャンク741(751)に着脱可能に取り付けられた第1のバイト740(第2のバイト750)と、第1のバイト740(第2のバイト750)をシャンク741(751)に固定するための固定ネジ742とを備える。シャンク741(751)の側面には、第1のバイト740(第2のバイト750)を嵌めこむための窪み741b(751b)が設けられ、この窪みには固定ネジ742を螺入させるためのネジ穴741a(751a)が設けられている。
As shown in FIG. 2, the first byte 740 (second byte 750) is, for example, a state in which a first byte unit 74 (second byte unit 75) is configured, and the
第1のバイト740(第2のバイト750)は、板状の基部740a(750a)と、基部740a(750a)の長手方向の下端部に固定された切り刃740b(750b)とからなる。切り刃740b(750b)は、例えば、単結晶ダイヤモンド等で構成されており、切り刃740b(750b)の先端が、第1のバイト740(第2のバイト750)の先端740d(750d)となる。また、基部740a(750a)の略中央部には固定ネジ742を通す長穴740c(750c)が設けられている。基部740a(750a)の長穴740c(750c)を通した固定ネジ742をシャンク741(751)のネジ穴741a(751a)に螺合させ締め付けて、シャンク741(751)に第1のバイト740(第2のバイト750)を固定することで、第1のバイトユニット74(第2のバイトユニット75)が構成される。そして、シャンク741(751)をバイトホイール73の底面73bにネジ等により固定することで、第1のバイトユニット74(第2のバイトユニット75)がバイトホイール73に装着される。また、第1のバイトユニット74と第2のバイトユニット75とは、それぞれの切り刃740bと750bとの旋削方向が同方向になるようにバイトホイール73に装着される。
The first cutting tool 740 (second cutting tool 750) includes a plate-
本実施形態における第1のバイト740(第2のバイト750)の高さ位置の調節は、シャンク741(751)に対する第1のバイト740(第2のバイト750)の取り付け位置を長穴70c(750c)により調節することで行うことができる。なお、第1のバイト740(第2のバイト750)の高さ位置の調節は、本実施形態において示すものに限定されず、例えば、バイトホイール73に対する第1のバイトユニット74(第2のバイトユニット75)の取り付け位置を調節可能な構成とすることで行うようにしてもよい。
In the present embodiment, the height position of the first cutting tool 740 (second cutting tool 750) is adjusted by changing the mounting position of the first cutting tool 740 (second cutting tool 750) with respect to the shank 741 (751). 750c). The adjustment of the height position of the first cutting tool 740 (second cutting tool 750) is not limited to that shown in this embodiment. For example, the first cutting tool unit 74 (second cutting tool) with respect to the
図1に示すように、旋削位置まで下降した旋削手段7に隣接する位置には、透過型光センサ80で第1のバイト740(第2のバイト750)の先端740d(750d)を検出する検出手段8が配設されている。図3に示す検出手段8は、例えば、ベース11の上面11a上に立設され図示しないモータにより矢印R方向に回転可能な軸部81を備えている。軸部81は、軸方向がZ軸方向であり、内蔵されたエアシリンダ等の駆動手段によりZ軸方向に昇降可能となっている。軸部81の長手方向(Z軸方向)上端部には、水平方向に延び軸部81の回転に伴い矢印R方向に回転するアーム部82の一端が接続されている。そして、アーム部82のもう一端には、透過型光センサ80が配設された支持板83が接続されている。支持板83は、例えば、アーム部82からベース11の上面11aに対して平行に移動できるように構成されていてもよい。
As shown in FIG. 1, at a position adjacent to the turning means 7 lowered to the turning position, detection is performed by detecting the
支持板83上に配設された透過型光センサ80は、例えば、底板800と、底板800上から互いに平行に立設される側板801及び側板802とから形成されており、縦断面が凹状になっている。この側板801と側板802との間は、図1に示す回転手段72が周回させる第1のバイト740(第2のバイト750)の切り刃740b(750b)が通されるバイト通過部80aとなる。側板801及び側板802の内側面上部には、それぞれ、測定光を投光する投光部804と、測定光を受光する受光部805とが互いに向かい合うように配置されている。投光部804から投光された測定光は、例えば、水平に直進して受光部805に到達する、または、バイト通過部80aを通過する第1のバイト740(第2のバイト750)によって遮られる。第1のバイト740(第2のバイト750)による遮光を感知した受光部805は、時間の経過とともに変化する受光量に対応した信号(例えば、電圧)を出力する。
The transmissive
検出手段8は、検出部84と、算出部85とを備えている。検出部84は、透過型光センサ80に接続されており、受光部805から送られる受光量に対応した信号を受信して、測定光を第1のバイト740(第2のバイト750)が遮光したことを検出する。
The
算出部85は、少なくともCPUとメモリ等の記憶素子とを備えており、検出部84に接続されている。測定光を第1のバイト740(第2のバイト750)が遮光した時、すなわち、透過型光センサ80が第1のバイト740(第2のバイト750)の先端740d(750d)を検出したことについての情報は、検出部84から算出部85に対して送信され算出部85に記憶される。この情報に基づいて、算出部85は、回転手段72が周回させる第1のバイト740の先端740dまたは第2のバイト750の先端750dを透過型光センサ80が検出する周期を算出する。また、図1に示すように、算出部85には、高さ測定部4が接続されており、高さ測定部4が測定する旋削手段7の高さ位置(例えば、第1のバイト740の先端740dのZ軸方向における位置)の情報が送られてくる。
The
以下に、図1〜5を用いて、バイト旋削装置1において、回転手段72を用いて第1のバイト740と第2のバイト750とを回転させると共に、昇降手段2が旋削手段7を降下させて、第1のバイト740と第2のバイト750との高さ位置の差(先端位置の差)を認識する場合の、バイト旋削装置1の動作について説明する。第1のバイト740と第2のバイト750とは、作業者によって、その高さ位置が一致するようにバイトホイール73に装着されるが、実際には、図4に示すように、例えば、第1のバイト740と第2のバイト750とは、旋削手段7が原点位置にある場合の第1のバイト740の高さ位置Za0よりも、旋削手段7が原点位置にある場合の第2のバイト750の高さ位置Zb0は、+Z方向にある状態となっている。ここで、第1のバイト740と第2のバイト750との高さ位置の差はd0であるとする。なお、第1のバイト740と第2のバイト750との高さ位置を一致させる調整は、例えば、作業者がダイヤルゲージを用いて行う。
1 to 5, in the tool turning apparatus 1, the
まず、図3に示す軸部81が矢印R方向に回転し、支持板83上の透過型光センサ80が旋削手段7の下方に位置付けられる。そして、バイト通過部80aを第1のバイト740(第2のバイト750)が通過できるように、バイト通過部80aと第1のバイト740(第2のバイト750)との位置合わせが行われる。位置合わせは、例えば、投光部804と受光部805とを結ぶ直線(測定光線)が第1のバイト740(第2のバイト750)の軌道と直交するように行われる。
First, the
次いで、回転手段72が回転軸70を一定の速度(角速度ω)で回転させ、回転軸70の回転に伴ってバイトホイール73も角速度ωで回転する。そして、バイトホイール73の底面73bに装着された第1のバイト740及び第2のバイト750がそれぞれ回転軸70を軸に周期T(すなわち、T=2π/ω)で周回する。この状態で、昇降手段2が旋削手段7を一定の速度vで下降させ、回転する第1のバイト740の先端740d及び第2のバイト750の先端750dを透過型光センサ80に接近させていく。
Next, the rotating
図4に示すように、透過型光センサ80は、バイト通過部80aを第1のバイト740(第2のバイト750)が通過できるように検出位置に位置付けられている。そのため、旋削手段7が−Z方向に下降していき、まず第1のバイト740の先端740dが投光部804から投光された測定光L線上に達すると、測定光Lは第1のバイト740によって遮られる。そのため、受光部805の受光量が変動する。
As shown in FIG. 4, the transmissive
第1のバイト740による遮光により時間経過とともに変化する受光量に対応した信号(電圧)が、受光部805から検出部84に対して送られる。検出部84は、受光部805から送られてきた受光量に対応した信号(電圧)を、あらかじめ検出部84に設定されている基準電圧Vcと比較する。基準電圧Vcは、透過型光センサ80により第1のバイト740の先端740dの検出を判定するための閾値であり、任意に設定される。
A signal (voltage) corresponding to the amount of received light that changes over time due to light shielding by the
図5のグラフに示すように、例えば受光部805から検出部84に入力された電圧が最初に基準電圧Vc以下となり始めた時を、透過型光センサ80が最初に第1のバイト740の先端740dを検出した時t1(時間t1)として、検出部84は検出する。なお、図5のグラフにおいて、横軸は時間(t)を示し、縦軸は受光量に相当する電圧(V)を示している。
As shown in the graph of FIG. 5, for example, when the voltage input from the
検出部84から算出部85に対して、透過型光センサ80が最初に第1のバイト740の先端740dを検出した時間t1についての情報が送られる。算出部85は、時間t1における高さ測定部4が測定した旋削手段7の第1の高さ位置Za1、すなわち、例えば、時間t1でのZ軸方向における第1のバイト740の先端740dの位置Za1を記憶する。
Information about the time t1 when the transmission
昇降手段2が旋削手段7の降下をさらに継続させる。そして、第1のバイト740による遮光により時間経過とともに変化する受光量に対応する信号(電圧)が、受光部805から検出部84に対して送られ続ける。図5に示すように、第1のバイト740がバイト通過部80aを通過し終えると、第1のバイト740による測定光Lの遮光がなくなり、検出部84に対して送られる信号(電圧)は基準電圧Vcと同一の値となる。
The lifting / lowering means 2 further continues the lowering of the turning means 7. Then, a signal (voltage) corresponding to the amount of received light that changes with time due to light shielding by the
図4に示す周回する第1のバイト740が、バイト通過部80aを通過し始め測定光Lを遮光すると、透過型光センサ80が2回目に第1のバイト740の先端740dを検出した時間t2についての情報が検出部84から算出部85に送られる。ここで、図5のグラフに示す時間t2,t3,t4は、受光部805から検出部84に入力された電圧が基準電圧Vc以下となり始めた時間を示す。そして、算出部85は、第1のバイト740の先端740dを透過型光センサ80が検出する周期を算出する。ここで、図5のグラフに示す時間t1から時間t2までが、第1のバイト740の先端740dを透過型光センサ80が検出する周期となり、回転手段72により定められる周期Tと同一の値となる。そして、昇降手段2による旋削手段7の降下の継続に伴って、算出部85は、第1のバイト740の先端740dを透過型光センサ80が検出する周期を算出し続ける。
When the first
旋削手段7が降下を続けると、やがて、第2のバイト750がバイト通過部80aを通過し、透過型光センサ80が、図5の時間t5において第2のバイト750の先端750dを検出する。第1のバイト740と第2のバイト750とは、180度離間しているため、その後、透過型光センサ80は、回転手段72の1回転につき第1のバイト740と第2のバイト750とを交互に検出する。したがって、図5に示すように、バイトの検出周期は、回転手段72の1回転に要する時間(すなわち、周期T)の1/2倍(T/2)となる。図5のグラフに示すように、算出部85は、算出した周期が周期Tの1/2倍となった時t5(時間t5)における高さ測定部4が測定する第2の高さ位置Za2を記憶する。第2の高さ位置Za2は、例えば、時間t5における第1のバイト740の先端740dの位置である。また、時間t5とは、透過型光センサ80が、最初に第2のバイト750の先端750dを検出した時間である。
When the turning means 7 continues to descend, the
例えば、算出部85が周期Tの1/2倍となった周期を算出した後、回転手段72による回転軸70の回転を停止させ、昇降手段2が旋削手段7を+Z方向に上昇させ透過型光センサ80から離間させる。また、軸部81を回転させて、透過型光センサ80を旋削手段7の下方から離れた位置に移動させる。
For example, after the
算出部85は、時間t1における第1のバイト740の先端740dの位置Za1と、時間t5における第1のバイト740の先端740dの位置Za2との差d1を算出する。算出部85は、例えば次の計算式により、差d1を算出する。
d1=Za1−Za2・・・・・・・・・・・・(式1)
式(1)は、高さ測定部4により測定された位置の実測値から、差d1を算出するものである。
The
d1 = Za1-Za2 (Equation 1)
Expression (1) calculates the difference d1 from the actual measurement value of the position measured by the
また、算出部85は、例えば次の計算式によって、差d1を算出してもよい。
d1=(t5−t1)×v・・・・・・・・・・・・(式2)
式(2)は、昇降手段2による旋削手段7の下降速度vと、検出部84によりバイトの先端を検出した時間の実測値とから、差d1を算出するものである。このように、式(1)のみならず、式(2)によっても差d1を算出することで、より確実な差d1を算出できるため好ましい。
Further, the
d1 = (t5−t1) × v (Equation 2)
Equation (2) is to calculate the difference d1 from the descending speed v of the turning means 7 by the elevating
このように、最初に第1のバイト740が検出されてから複数周期経過後にはじめて第2のバイト750が検出され、2つのバイトの間で明確な高さ位置の差d1が算出された場合は、第1のバイト740と第2のバイト750との高さ位置が異なっていると判断することができる。一方、最初に第1のバイト740が検出された時と最初に第2のバイト750が検出された時とが同一周期内である場合、すなわち図5の例とは異なり、第1のバイト740と第2のバイト750とがバイトホイール73の1回転内で双方とも最初に検出された場合(図5の例における周期T/2が最初から算出された場合)は、これらの2つのバイトの高さ位置に差があったとしても無視できる程度の差であるとして、実質的に高さ位置が一致していると判断することができる。また、高さ位置の差d1がわずかであっても、タイミングによっては第1のバイト740と第2のバイト750とが同一周期内で検出されないこともありうるが、高さ位置の差d1にしきい値を設けておき、d1の値が所定のしきい値より小さい場合は第1のバイト740と第2のバイト750との高さ位置の差が実質的に一致していると判断することもできる。最初に第2のバイト750が検出され、次に第1のバイト740が検出されることもありうるが、この場合も、高さ位置の差d1にしきい値を設けておき、d1の値が所定のしきい値より小さい場合は、第1のバイト740と第2のバイト750との高さ位置の差が実施的に一致していると判断すればよい。このように、バイト旋削装置1においては、昇降手段2が旋削手段7を一度の降下させるだけで第1のバイト740と第2のバイト750との高さ位置が一致しているか否かを認識することが可能となる。
In this way, when the
算出部85が算出し認識する第1のバイト740と第2のバイト750との高さ位置の差d1が、無視できないほどの差である場合(例えば高さ位置の差がしきい値を超えている場合)は作業者が第1のバイト740または第2のバイト750の取り付け位置を調節する。例えば、第1のバイト740の高さ位置の調節を行う場合には、ダイヤルゲージ等を用いて行う。
When the height position difference d1 between the
例えば、図2に示す第1のバイト740に図示しないダイヤルゲージの測定子を当てる。そして固定ネジ742をシャンク741から緩め、第1のバイト740の上端を窪み741bの上端に突き当てるとともに、ダイヤルゲージの値を見ながら第1のバイト740を高さ位置を調節する。そして、所望の高さ位置に第1のバイト740をセットしてから、固定ネジ742を締め付けることで、第1のバイト740と第2のバイト750との高さ位置を一致させることが可能となる。第1のバイト740と第2のバイト750とに磨耗の差に基づく高さ位置の差があることもあるため、定期的に高さ位置の確認を行い、第1のバイト740又は第2のバイト750の高さ位置を調節することが好ましい。
For example, a dial gauge probe not shown is applied to the
なお、本発明に係るバイト旋削装置1は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている第1のバイト740(第2のバイト750)の大きさや形状等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。また、透過型光センサ80に代えて、反射型光センサを用いることもできる。この場合は、投光部から投光された光が第1のバイト740または第2のバイト750によって遮られると、受光部が反射光を受光する構成となる。
The cutting tool 1 according to the present invention is not limited to the above embodiment, and the size and shape of the first cutting tool 740 (second cutting tool 750) shown in the accompanying drawings are also included. However, the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed within a range in which the effect of the present invention can be exhibited. Further, instead of the transmission type
1:バイト旋削装置 10:ベース 10a:ベースの上面 11:コラム
A:着脱領域 B:旋削領域 W:被加工物
12:洗浄手段
100:入力手段 101:第1のカセット 102:ロボット
103:第2のカセット 104:仮置き領域 105:位置合わせ手段
106:ローディングアーム 107:アンローディングアーム 108:洗浄手段
2:昇降手段 20:ボールネジ 21:ガイドレール 22:モータ 23:昇降板
3:保持手段(チャックテーブル) 30:吸着部 300:保持面 31:枠体
4:高さ測定部 40:スケール 41:読み取り部
7:旋削手段 70:回転軸 71:ハウジング 72:回転手段(パルスモータ)
73:バイトホイール 73b:バイトホイールの底面 76:ホルダ
74:第1のバイトユニット
740:第1のバイト 740a:基部 740b:切り刃 740c:長穴
740d:第1のバイトの先端
741:シャンク 741a:ネジ穴 741b:窪み
75:第2のバイトユニット
750:第2のバイト 750a:基部 750b:切り刃 750c:長穴
750d:第2のバイトの先端
751:シャンク 751a:ネジ穴 751b:窪み
742:固定ネジ
8:検出手段
80:透過型光センサ 80a:バイト通過部 800:底板 801:側板
802:側板 804:投光部 805:受光部
81:軸部 82:アーム部 83:支持板
84:検出部 85:算出部
1: Bite turning device 10: Base 10a: Upper surface of base 11: Column
A: Removable area B: Turning area W: Workpiece 12: Cleaning means 100: Input means 101: First cassette 102: Robot
103: Second cassette 104: Temporary placement area 105: Positioning means
106: Loading arm 107: Unloading arm 108: Cleaning means 2: Lifting means 20: Ball screw 21: Guide rail 22: Motor 23: Lifting plate 3: Holding means (chuck table) 30: Suction unit 300: Holding surface 31: Frame Body 4: Height measuring unit 40: Scale 41: Reading unit 7: Turning means 70: Rotating shaft 71: Housing 72: Rotating means (pulse motor)
73:
740:
740d: First cutting tool tip 741:
750d: Tip of second bit 751:
80: Transmission type
802: Side plate 804: Light projecting unit 805: Light receiving unit 81: Shaft unit 82: Arm unit 83: Support plate
84: Detection unit 85: Calculation unit
Claims (1)
該バイトは、該回転軸を挟んで対称位置に配置される第1のバイトと第2のバイトとの2本であって、
該第1のバイトと該第2のバイトとの先端を検出する検出手段を含み、
該検出手段は、測定光を投光する投光部と該測定光を受光する受光部とを備える光センサと、該測定光を該バイトが遮光したことを検出する検出部と、該回転手段が周回させるバイトの先端を該光センサが検出する周期を算出する算出部と、を備え、
該回転手段を用いて該第1のバイトと該第2のバイトとを一定の速度で回転させると共に、該昇降手段が該旋削手段を一定の速度で降下させ、
該算出部は、該光センサが最初にバイトの先端を検出した時の該高さ測定部が測定する旋削手段の第1の高さ位置と、
該昇降手段による降下を継続させ算出した周期が該回転手段の1回転に要する時間の1/2倍になった時の該高さ測定部が測定する第2の高さ位置と、の差を算出して、
該算出部により該第1のバイトと該第2のバイトとの高さ位置の差を認識する事を特徴とするバイト旋削装置。 Turning means including a rotating means for rotating a tool for turning a work around an axis of rotation, a holding means for holding the work, an elevating means for raising and lowering the turning means with respect to the holding means, A tool turning device comprising: a height measuring unit that measures the height position of the turning means that is raised and lowered by the lifting means;
The cutting tool is two of a first tool and a second tool arranged at symmetrical positions across the rotation axis,
Detecting means for detecting a tip of the first byte and the second byte;
The detection means includes an optical sensor including a light projecting section for projecting measurement light and a light receiving section for receiving the measurement light, a detection section for detecting that the cutting light is shielded by the cutting tool, and the rotating means. A calculation unit that calculates a period in which the optical sensor detects the tip of the cutting tool that circulates,
Using the rotating means to rotate the first bit and the second bit at a constant speed, and the lifting means lowers the turning means at a constant speed;
The calculation unit includes a first height position of the turning means measured by the height measurement unit when the optical sensor first detects the tip of the cutting tool,
The difference from the second height position measured by the height measuring unit when the calculated period by continuing the descent by the elevating means becomes 1/2 times the time required for one rotation of the rotating means is calculated. Calculate
A tool turning device that recognizes a difference in height position between the first tool and the second tool by the calculating unit.
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