JP2023014576A - バイト切削装置、及びバイト切削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バイト切削装置において、スピンドルユニットの高さを変えずに保持面の切削と、保持面が保持した被加工物の切削とを可能にする。【解決手段】保持面３０９で被加工物９０を吸引保持するテーブル３０と、保持面３０９又は保持面３０９が保持した被加工物９０の上面を切削する切削機構７と、切削機構７を保持面３０９に垂直な方向に移動させる移動機構５と、を備え、切削機構７は、スピンドル８０の下端にバイトホルダ８４を連結したスピンドルユニット８と、スピンドルユニット８のバイトホルダ８４に装着されるバイト６と、を含み、スピンドル８０を回転させることによってスピンドル８０の軸心を中心にバイト６を周回させ切削を行うバイト切削装置１であって、移動機構５を用いて所定の位置に移動させた切削機構７のバイト６を、スピンドル８０の軸方向にバイトホルダ８４に対して移動させ固定可能なバイト移動固定部２０を備えた、バイト切削装置１。【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物をバイトで切削するバイト切削装置、及びバイト切削方法に関する。

例えば特許文献１、及び特許文献２に開示されているように、チャックテーブルが保持面で保持した被加工物をバイトで切削するバイト切削装置は、スピンドルに連結したバイトホルダにバイトを装着し、被加工物の上面に円を描くようにスピンドルの軸心を中心にバイトを周回させ、バイトと被加工物とを保持面に平行な方向に相対的に移動させ切削している。

また、バイトの先端が描く軌跡と保持面とを平行にするために、被加工物を切削するバイトでチャックテーブルの保持面を切削している。そのため、保持面の上面を切削する際のバイトの高さより、被加工物を切削する際のバイトの高さが高くなる。従来、このバイトの高さの変更は、バイトホルダをマウント等を介して連結したスピンドルを回転可能に支持するスピンドルユニットを、保持面に垂直方向に移動させるスピンドル昇降機構を用いて行われる。つまり、保持面を切削する際と、被加工物を切削する際とではスピンドルユニットの高さが異なる。

該スピンドル昇降機構は、スピンドルユニットの昇降方向をガイドするガイドレールと、ガイドレールと平行に延在するボールネジと、ボールネジに螺合するナットを備える可動板と、ボールネジに連結されたモータと、モータの回転角度を検出するエンコーダと、を備えている。

特開２０１５－０４７６５１号公報 特開２０１７－０２４１２８号公報

このように、スピンドル昇降機構を用いてスピンドルユニットを昇降させバイトの高さを変更しているため、スピンドルユニットの高さが異なるとガイドレールのヨーイング、ピッチング、および、ローリングによってスピンドルの傾きが変わることがある。つまり、保持面を切削する際のスピンドルの傾きに対して、被加工物を切削する際のスピンドルの傾きが変わる事によって、被加工物を切削する際のスピンドルユニットの高さでは、バイトの先端の軌跡と保持面とが平行にならないため、例えば、保持面を平坦に切削できるようにバイトが取り付けられた状態のスピンドルユニットを、被加工物を切削する位置まで単に上昇させてから平坦に切削された保持面で吸引保持された被加工物を切削しても、被加工物の厚み精度が悪くなる場合がある。

よって、バイト切削装置は、スピンドルユニットの高さを変えないでチャックテーブルの保持面の適切な切削と、保持面が保持した被加工物の適切な切削とを可能にするという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、保持面で被加工物を吸引保持するチャックテーブルと、該保持面又は該保持面が保持した被加工物の上面を切削する切削機構と、該切削機構を該保持面に垂直な方向に移動させる移動機構と、を備え、該切削機構は、スピンドルの下端にバイトホルダを連結したスピンドルユニットと、該スピンドルユニットの該バイトホルダに装着されるバイトと、を含み、該スピンドルを回転させることによって該スピンドルの軸心を中心に該バイトを周回させ切削を行うバイト切削装置であって、該移動機構を用いて所定の位置に移動させた該切削機構の該バイトを、該スピンドルの軸方向に該バイトホルダに対して移動させ固定可能なバイト移動固定部を備えた、バイト切削装置である。
例えば、前記バイト移動固定部は、前記バイトを前記保持面を切削する位置と、該バイトを該保持面が保持した被加工物の上面を切削する位置とに移動することができる。
また、前記バイト移動固定部は、前記バイトを前記スピンドルの軸方向における一方の方向に付勢する弾性部材と、該バイトを固定する固定ネジと、を備えると好ましい。

上記課題を解決する本発明は、前記バイト切削装置を用いて、前記チャックテーブルの前記保持面に保持された被加工物を前記バイトで切削するバイト切削方法であって、該保持面を該バイトで切削する保持面切削工程と、該保持面切削工程の後、該保持面に被加工物を保持させ被加工物の上面を該バイトで切削する被加工物切削工程と、を備え、該保持面に直交する方向における前記スピンドルユニットの位置が同じ位置となっている状態で、該保持面切削工程と該被加工物切削工程とを実施する、バイト切削方法である。

本発明に係るバイト切削装置は、切削機構は、スピンドルの下端にバイトホルダを連結したスピンドルユニットと、スピンドルユニットのバイトホルダに装着されるバイトと、を含み、スピンドルを回転させることによってスピンドルの軸心を中心にバイトを周回させ切削を行い、移動機構を用いて所定の位置に移動させた切削機構のバイトを、バイト移動固定部によってさらにスピンドルの軸方向にバイトホルダに対して移動させ固定可能であるため、スピンドルユニットの高さを変えないで保持面の切削と、保持面が保持した被加工物の切削と、を行うことができる。したがって、スピンドルユニットを昇降させる移動機構のヨーイング、ローリング、及びピッチングによってスピンドルの傾きが異なってしまうことで、被加工物の厚み精度が悪くなるという事態を発生させないようにすることが可能となる。
また、本発明に係るバイト切削装置において、バイト移動固定部は、バイトをスピンドルの軸方向における一方の方向に付勢する弾性部材である例えばバネと、バイトを固定する固定ネジと、を備えることで、スピンドルの軸方向においてバイトホルダに対してバイトを容易に上下移動させて、バイトホルダとバイトとの距離を所望の距離にしてバイトを固定可能となる。

また、上記バイト切削装置を用いて、チャックテーブルの保持面に保持された被加工物をバイトで切削する本発明に係るバイト切削方法は、保持面をバイトで切削する保持面切削工程と、保持面切削工程の後、保持面に被加工物を保持させ被加工物の上面をバイトで切削する被加工物切削工程と、を備え、保持面に直交する方向におけるスピンドルユニットの位置が同じ位置となっている状態で、保持面切削工程と被加工物切削工程とを実施することで、スピンドルユニットの高さを変えないで保持面の切削と、保持面が保持した被加工物の切削と、を行うことができる。したがって、スピンドルユニットを昇降させる移動機構のヨーイング、ローリング、及びピッチングによってスピンドルの傾きが異なってしまうことで、被加工物の厚み精度が悪くなるという事態を発生させないようにすることが可能となる。

バイト切削装置の一例を示す斜視図である。 チャックテーブルの一例であるピンチャックの断面図である。 実施形態１のバイト移動固定部と、バイトホルダの外側面と、バイトと、バイトの高さ位置調整用のスペーサとを説明するための側面図である。 バイト切削方法における保持面切削工程を説明する側面図である。 バイト切削方法における被加工物切削工程を説明する側面図である。 バイト移動固定部によってバイトホルダに対する高さ位置が被加工物切削工程実施用の高さ位置に引き上げられた状態のバイトを説明する側面図である。 バイトホルダと、バイトと、実施形態２のバイト移動固定部とを説明するための斜視図である。 マウントと、バイトホルダと、バイトと、実施形態３のバイト移動固定部とを説明するための斜視図である。 バイトホルダと、バイトと、実施形態３のバイト移動固定部とを説明するための断面図である。

図１に示すバイト切削装置１は、チャックテーブル３０上に保持された被加工物９０を切削機構７によって切削する装置であり、バイト切削装置１のベース１０上の前方（－Ｙ方向側）は、チャックテーブル３０に対して被加工物９０の着脱が行われる領域であり、ベース１０上の後方（＋Ｙ方向側）は、切削機構７によってチャックテーブル３０上に保持された被加工物９０の切削が行われる領域である。

図１に示す被加工物９０は、例えば、外形が矩形状の基板（例えば、ＰＣＢ基板）であり、被加工物９０の上面９００がバイト切削される被切削面となる。なお、被加工物９０は、円形のシリコン半導体ウェーハであってもよいし、金属基板、又は金属のバンプを備える基板であってもよい。

図１、図２に示すチャックテーブル３０は、本実施形態においては、加工屑が保持面３０９に溜まりにくい所謂ピンチャックであるが、これに限定されず、ポーラスチャック等であってもよい。図２に詳しく説明するチャックテーブル３０は、例えば、平面視矩形の底板３０３を備えており、底板３０３の上面外周領域からは、外周環状壁３００が一体的に＋Ｚ方向に立設している。

外周環状壁３００の内側に形成された凹状の空間３０１（以下、吸引空間３０１とする）は、支持ピン３０２が配設される空間となっている。底板３０３には、例えば、複数の吸引口３０３２が水平方向に所定間隔を空けて均等に配設されている。
底板３０３の内部には、吸引路３０３３が設けられており、吸引路３０３３は各吸引口３０３２に連通すると共に、エジェクターや真空発生装置である吸引源３６に連通している。
なお、ポーラスチャックは、金属ポーラスで構成されていてもよい。
また、チャックテーブル３０は、金属板に同心円状の複数の吸引溝を形成したチャックテーブルでもよい。
また、チャックテーブル３０は、金属板の外周に至らない格子状の吸引溝を形成したチャックテーブルでもよい。

底板３０３の上面には、吸引口３０３２を避けて等間隔で複数支持ピン３０２が立設している。各支持ピン３０２は、図２に示す例においては、その外形が円柱となっているが、外形が円錐台または角錐台となっている支持ピンであってもよい。

チャックテーブル３０は例えば経年変化によって機械的な歪みが生じ、支持ピン３０２の上面の高さが微妙に変位する。このため、チャックテーブル３０の上面（外周環状壁３００の上面及び各支持ピン３０２の上面）を図１に示す周回可能なバイト６によって切削し、支持ピン３０２の高さを揃えている。ここで、例えば、バイト６で支持ピン３０２の上面を切削しやすくするために、図２に示す支持ピン３０２の上面に厚さが例えば数百μｍ程度のニッケル等のメッキ層３０２９を形成している。このメッキ層を定期的に数μｍずつ切削して支持ピン３０２の高さを揃えることができる。

図２に示す外周環状壁３００の四角環状の上面にもメッキ層３０２９が所定の厚さで形成されており、チャックテーブル３０は、各支持ピン３０２の上面に形成されたメッキ層３０２９と外周環状壁３００の上面に形成されたメッキ層３０２９とからなる保持面３０９で被加工物９０を支持し、また、吸引空間３０１に伝達された吸引力によって被加工物９０を吸引保持できる。外周環状壁３００の環状の上面に形成されたメッキ層３０２９と各支持ピン３０２の上面に形成されたメッキ層３０２９とは略同一の厚さとなっており、保持面３０９は面一な平坦面となっている。なお、チャックテーブル３０は、メッキ層３０２９を備えていなくてもよい。

図１に示すように、チャックテーブル３０は、カバー３９によって囲繞されていると共に、カバー３９及びカバー３９に連結された蛇腹カバー３９０の下方に配設された図示しないＹ軸移動手段によってＹ軸方向に往復移動可能となっている。

ベース１０上の切削領域には、コラム１１が立設されており、コラム１１の前面には切削機構７をチャックテーブル３０の保持面３０９に対して垂直な方向（Ｚ軸方向、即ち、鉛直方向）に移動させる移動機構５が配設されている。移動機構５は、鉛直方向の軸心を有するボールネジ５０と、ボールネジ５０と平行に配設された一対のガイドレール５１と、ボールネジ５０の上端に連結しボールネジ５０を回動させるモータ５２と、内部のナットがボールネジ５０に螺合し側部がガイドレール５１に摺接する昇降板５３と、モータ５２の回転数を検出するエンコーダ５２９と、を備えており、モータ５２がボールネジ５０を回動させると、これに伴い昇降板５３がガイドレール５１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、昇降板５３に固定された切削機構７がＺ軸方向に昇降される。
エンコーダ５２９と移動機構５を制御する図示しない制御部とによるモータ５２のフィードバック制御によって、移動機構５により上下動する切削機構７の高さ位置が遂次認識され、切削機構７が設定された高さ位置に正確に位置付けされる。

チャックテーブル３０に保持された被加工物９０の上面９００を切削する、又はチャックテーブル３０の保持面３０９を切削する切削機構７は、スピンドル８０の下端にバイトホルダ８４を連結したスピンドルユニット８と、スピンドルユニット８のバイトホルダ８４に装着されるバイト６と、を含む。

スピンドルユニット８は、軸方向がＺ軸方向（鉛直方向）であるスピンドル８０と、スピンドル８０を回転可能に支持するハウジング８１と、スピンドル８０を回転駆動するモータ８２と、スピンドル８０の下端に接続された円形板状のマウント８３と、スピンドル８０の下端にマウント８３を介して連結された円環板状のバイトホルダ８４とを備えている。
円形板状のマウント８３及び円環板状のバイトホルダ８４の中心は、スピンドル８０の軸心と合致している。

本発明に係るバイト切削装置１は、移動機構５によって所定の高さ位置にスピンドルユニット８と共に移動させたバイト６を、高さ位置を固定した状態のスピンドルユニット８のスピンドル８０の軸方向（Ｚ軸方向）においてバイトホルダ８４に対して上下動させた後に固定可能な図１、及び図３に示すバイト移動固定部２０（以下、実施形態１のバイト移動固定部２０とする）を備えている。

まず、バイト６について説明する。例えば、図１、図３、及び図４に示すバイトホルダ８４の下面８４０には、バイトホルダ８４の内部に延びるように形成されバイト６のシャンク６４が挿嵌される挿嵌孔２００（図１、図３のみ図示）の下端が開口している。そして、バイト６は、挿嵌孔２００に挿嵌され図１、図３に示す固定ボルト２０５によってバイトホルダ８４に固定される直方体状のシャンク６４と、シャンク６４の下部側面に切り刃固定ネジ６８によって取り外し可能に固定される切り刃６０とを備えている。切り刃６０は、例えば、長尺板状の外形を備えており、その下端がダイヤモンド等で構成され尖形になっている。

図３に示すように、バイトホルダ８４の下面８４０の外周側の領域に形成された挿嵌孔２００は、Ｚ軸方向に延在する直方体状のシャンク６４よりもＺ軸方向に短く形成されており、挿嵌孔２００に挿嵌されたシャンク６４の上端面と挿嵌孔２００のバイトホルダ８４内部の天井面との間には、シャンク６４のＺ軸方向における上下動を許容する移動空間８４１が形成されている。また、図１、図３に示すバイト移動固定部２０を構成する挿嵌孔２００は、バイトホルダ８４の外側面（外周面）に固定ボルト２０５に対応する一部が開口している。
さらに、バイトホルダ８４内部の挿嵌孔２００に対応する内部側面には、図３に示す雌ねじ穴２０６が形成されている。

例えば、シャンク６４には、一方の側面から他方の側面に向かって長穴２０４が貫通形成されている。そして、挿嵌孔２００に挿嵌された状態のシャンク６４の長穴２０４には、固定ボルト２０５が挿入されており、固定ボルト２０５の先端側に形成されている雄ねじはバイトホルダ８４の雌ねじ穴２０６に螺合しており、固定ボルト２０５によってバイト６がバイトホルダ８４に対して取り外し可能に締結固定されている。

図３においては、図１に示すチャックテーブル３０の保持面３０９を切削する際の高さ位置に位置付けされた切削機構７におけるバイト６の状態を示している。即ち、バイト６のバイトホルダ８４に対する高さ位置が、バイト６が保持面３０９に保持された被加工物９０の上面９００を切削する際の高さ位置に比べて、例えば被加工物９０の投入厚みから被加工物９０の切削量を引いた後の厚みに保持面３０９の切削量を加えた分だけ低い高さ位置に位置付けされている。

図３において、切り刃６０の上端面とバイトホルダ８４の下面８４０との間に差し込まれている板状の治具２０９は、バイト６のバイトホルダ８４に対する高さ位置をチャックテーブル３０の保持面３０９を切削する際の高さ位置に合わせるための調整スペーサ２０９である。予め厚みが認識されており上下面が平坦面となっている調整スペーサ２０９を、バイトホルダ８４の下面８４０にその上面を接触させた状態で、作業者が固定ボルト２０５を緩めて、シャンク６４を挿嵌孔２００に沿って例えば＋Ｚ方向に動かしていく。そして、例えば切り刃６０の上端面を調整スペーサ２０９の下面に当接させてから、長穴２０４に挿入されバイトホルダ８４の雌ねじ穴２０６に螺合している固定ボルト２０５を再び締めることで、図３に示すようにバイト６のバイトホルダ８４に対する高さ位置をチャックテーブル３０の保持面３０９を切削する際の高さ位置に合わせることができる。その後、調整スペーサ２０９は、上記間から撤去される。
なお、調整スペーサ２０９の代わりにノギス等の尺を使用して、後述する保持面切削工程と被加工物切削工程とにおいて異なるバイト６のバイトホルダ８４に対する高さ位置の調整を行ってもよい。
なお、シャンク６４に目盛を備えていてもよい。

以下に、図１に示すバイト切削装置１を用いて、チャックテーブル３０の保持面３０９に保持された被加工物９０をバイト６で切削する本発明に係るバイト切削方法を実施する際の、各工程について説明する。なお、切削機構７において、スピンドルユニット８を構成するバイトホルダ８４に対するバイト６の高さ位置は、チャックテーブル３０の保持面３０９を切削する際の図３に示す高さ位置に既にセットされている。

（１）保持面切削工程
まず、図１、図２に示すチャックテーブル３０のメッキ層３０２９を切削して、チャックテーブル３０に平坦な保持面３０９を形成する。これは、後の被加工物切削工程において、被加工物９０の上面９００を平坦に切削するために必要な工程となる。

例えば、図示しないＹ軸移動手段が、図１に示すチャックテーブル３０を＋Ｙ方向側に所定の切削送り速度で移動させていく。
また、スピンドルユニット８とバイト６とで構成される切削機構７が移動機構５により－Ｚ方向へと送られ、図４に示すように、バイト６の最下端となる切り刃６０が支持ピン３０２の上面に形成されたメッキ層３０２９及び外周環状壁３００の上面に形成されたメッキ層３０２９に所定量（例えば、数μｍ）切り込む高さ位置Ｚ１に切削機構７（スピンドルユニット８）が位置付けられる。この状態において、スピンドルユニット８に装着されたバイト６の切り刃６０の最下端の高さ位置は、例えば、図４に示す高さ位置Ｚ２となる。さらに、図１に示すモータ８２が＋Ｚ方向から見て反時計回り方向にスピンドル８０を所定の回転速度で回転させ、これに伴って、バイト６がスピンドル８０の軸心を中心に反時計回り方向に所定の回転速度で周回する。

チャックテーブル３０をさらに＋Ｙ方向に移動させることで、図４に示すバイト６が外周環状壁３００の上面に形成されたメッキ層３０２９、次いで、支持ピン３０２の上面に形成されたメッキ層３０２９を切削して平坦化していき、各支持ピン３０２の上面に形成されたメッキ層３０２９の高さと外周環状壁３００の上面に形成されたメッキ層３０２９の高さとが揃えられていく。そして、バイト６の下方をチャックテーブル３０が通過しきることで、チャックテーブル３０に各支持ピン３０２の上面と外周環状壁３００の上面とからなる面一で平坦な保持面３０９が形成される。

（２）被加工物切削工程
保持面切削工程の後、チャックテーブル３０の保持面３０９に被加工物９０を保持させ被加工物９０の上面９００をバイト６で切削する被加工物切削工程を実施する。そして、被加工物切削工程においては、図４、図５に示すチャックテーブル３０の保持面３０９に直交する方向（Ｚ軸方向）におけるスピンドルユニット８の高さ位置が、保持面切削工程を実施した際と同じ高さ位置Ｚ１となっている状態で、被加工物９０の上面９００の切削が行われる。

具体的には、例えば、保持面切削工程実施後、作業者によってバイト移動固定部２０を介して、バイト６をチャックテーブル３０の保持面３０９を切削する際の高さ位置Ｚ２から、バイト６を保持面３０９が保持した被加工物９０の上面９００を切削する図５に示す高さ位置Ｚ３まで引き上げる。ここで、移動機構５によるスピンドルユニット８の上下動は行われず、スピンドルユニット８は保持面切削工程を実施した際の高さ位置Ｚ１に位置したままである。

作業者が、例えば、図６に示す固定ボルト２０５の雌ねじ穴２０６に対する螺合を緩めて、シャンク６４を挿嵌孔２００に沿ってスピンドル８０の軸方向である＋Ｚ方向にバイトホルダ８４に近づくように動かしていく。そして、切り刃６０の上端面を例えばバイトホルダ８４の下面８４０に当接させてから、長穴２０４に挿入された固定ボルト２０５をバイトホルダ８４の雌ねじ穴２０６対して再び締めて固定することで、図５、図６に示すようにバイト６の切り刃６０の最下端の高さ位置を被加工物９０の上面９００を所定量切削する際の高さ位置Ｚ３に合わせることができる。なお、被加工物９０の投入厚みに合わせて、調整スペーサ２０９とは厚みの異なる調整スペーサ、又は尺を用いて高さ位置調整を行ってもよい。また、保持面３０９を切削するバイト６と、被加工物９０を切削するバイトとを種類の異なるものに変更してもよい。

次いで、チャックテーブル３０の中心と被加工物９０の中心とが略合致するように、被加工物９０が平坦な保持面３０９上に載置される。このように被加工物９０がチャックテーブル３０上に載置されると、被加工物９０の下面は各支持ピン３０２によってメッキ層３０２９を介して支持されるとともに、被加工物９０の下面の外周部分が、外周環状壁３００の上面上でメッキ層３０２９を介して支持された状態になる。

そして、図５に示す吸引源３６が作動して生み出された吸引力が、吸引空間３０１に伝達されることにより、チャックテーブル３０が保持面３０９上で被加工物９０を吸引保持する。なお、保持面３０９は、先のメッキ層３０２９の切削によって平坦面となっているため、チャックテーブル３０はバキュームリークを発生させない。

例えば、図示しないＹ軸移動手段が、被加工物９０を吸引保持したチャックテーブル３０を＋Ｙ方向側に所定の切削送り速度で移動させていく。さらに、モータ８２が＋Ｚ方向から見て反時計回り方向にスピンドル８０を所定の回転速度で回転させ、これに伴って、バイト６がスピンドル８０の軸心を中心に反時計回り方向に所定の回転速度で周回する。なお、保持面切削工程と被加工物切削工程とにおいて、水平面内を周回するバイト６の軌跡は、同一径の円である。

チャックテーブル３０をさらに＋Ｙ方向に移動させることで、バイト６の切り刃６０が、高さ位置Ｚ３に最下端が位置付けられた状態で、被加工物９０の上面９００に所定量切込み、上面９００を切削して平坦化していく。そして、バイト６の下方をチャックテーブル３０が通過しきることで、被加工物９０の上面９００全面が面一に切削された状態になる。

上記のように、本発明に係るバイト切削装置１は、切削機構７は、スピンドル８０の下端にバイトホルダ８４を連結したスピンドルユニット８と、スピンドルユニット８のバイトホルダ８４に装着されるバイト６と、を含み、移動機構５を用いて所定の位置に移動させた切削機構７のバイト６を、バイト移動固定部２０によってスピンドル８０の軸方向において高さ位置が固定された状態のバイトホルダ８４に対してスピンドル８０の軸方向に移動させ固定可能であるため、スピンドルユニット８の高さを変えないでチャックテーブル３０の保持面３０９の切削と、保持面３０９が保持した被加工物９０の切削と、を実施できる。したがって、スピンドルユニット８を昇降させる移動機構５のヨーイング、ローリング、ピッチングによってスピンドル８０の傾きが保持面切削工程と被加工物切削工程とで異なってしまうことが無いため、被加工物切削工程において切削された被加工物９０の厚み精度が悪くなるという事態を発生させない。

上記バイト切削装置１を用いて、チャックテーブル３０の保持面３０９に保持された被加工物９０をバイト６で切削する本発明に係るバイト切削方法は、保持面３０９をバイト６で切削する保持面切削工程と、保持面切削工程の後、保持面３０９に被加工物９０を保持させ被加工物９０の上面９００をバイト６で切削する被加工物切削工程と、を備え、保持面３０９に直交する方向（Ｚ軸方向）におけるスピンドルユニット８の高さ位置が同じ高さ位置となっている状態で、保持面切削工程と被加工物切削工程とを実施することで、スピンドルユニット８の高さ位置を変えないで保持面３０９の切削と、保持面３０９が保持した被加工物９０の上面９００の切削と、を行うことができる。したがって、スピンドルユニット８を昇降させる移動機構５のヨーイング、ローリング、及びピッチングによってスピンドル８０の傾きが保持面切削工程と被加工物切削工程とで異なってしまうことで、被加工物９０の厚み精度が悪くなるという事態を発生させない。

本発明に係るバイト切削装置１は上記実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。また、バイト切削装置１を用いた本発明に係るバイト切削方法の各工程についても、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。

バイト切削装置１は、図１、図３に示す実施形態１のバイト移動固定部２０に代えて、図７に示す実施形態２のバイト移動固定部２２を備えていてもよい。以下に、実施形態１のバイト移動固定部２０と実施形態２のバイト移動固定部２２との相違部分について説明していき、同様の部分については同様の番号を付して説明を省略する。

例えば、図７に示すバイト６のシャンク６４には、一方の側面に保持面切削用くぼみ２２１と、被加工物切削用くぼみ２２２とが上下に並んで配設されている。そして、図７においては、挿嵌孔２００に挿嵌された状態のシャンク６４の被加工物切削用くぼみ２２２には、バイトホルダ８４の雌ねじ穴２０６（図３参照）に螺合した固定ボルト２２５の先端が挿入されており、固定ボルト２２５によって挿嵌孔２００に挿嵌された状態のシャンク６４を挿嵌孔２００の内壁に押し当てバイトホルダ８４に取り外し可能に固定されている。
なお、被加工物９０の仕上げ厚みに対応して、保持面切削用くぼみ２２１と、被加工物切削用くぼみ２２２とを形成していて、被加工物９０の仕上げ厚みに応じてバイトを交換することによって、バイトの取り付け間違いを防止することができる。
なお、１つのバイトで、仕上げ厚みが異なる被加工物９０に対してバイトを移動させ固定させる場合には、保持面切削用くぼみ２２１と、被加工物切削用くぼみ２２２とを繋げたＺ軸方向に延びる溝（Ｖ溝）を形成するとよい。なお、固定ボルト２２５は、とがり先ネジを用いるとよい。

また、保持面切削用くぼみ２２１と、被加工物切削用くぼみ２２２とを雌ねじ穴で形成し、バイトホルダ８４の雌ねじ穴２０６を貫通穴で形成し、貫通穴を貫通した固定ボルト２２５を保持面切削用くぼみ２２１または被加工物切削用くぼみ２２２に螺合させることによって、挿嵌孔２００に挿嵌された状態のシャンク６４を固定してもよい。

実施形態２のバイト移動固定部２２は、本発明に係るバイト切削方法における保持面切削工程を実施する際には、保持面切削用くぼみ２２１を用いて、スピンドルユニット８のバイトホルダ８４に対してバイト６を固定し、バイト６をチャックテーブル３０の保持面３０９を切削する高さ位置に位置付ける。また、バイト移動固定部２２は、被加工物切削工程を行う際には、スピンドルユニット８の高さ位置は保持面切削工程における高さ位置から移動機構５によって変えずに、被加工物切削用くぼみ２２２を用いて、スピンドルユニット８のバイトホルダ８４に対してバイト６を固定し、バイト６をチャックテーブル３０の保持面３０９を切削する高さ位置よりも高い高さ位置である被加工物切削高さ位置に位置付けることができる。

図１に示すバイト切削装置１は、実施形態１のバイト移動固定部２０に代えて、図８、図９に示す実施形態３のバイト移動固定部２３を備えていてもよい。以下に、実施形態１のバイト移動固定部２０と実施形態３のバイト移動固定部２３との相違部分について説明していき、同様の部分については同様の番号を付して説明を省略する。

図８、図９に示すバイト移動固定部２３は、バイト６をスピンドル８０の軸方向（Ｚ軸方向）における一方の方向（－Ｚ方向）に付勢するバネ２３５と、バイト６を固定する第１固定ネジ２３４及び第２固定ネジ２３７（図８のみ図示）と、を備える。

例えば、図８に示すバイトホルダ８４がその下面に装着されるマウント８３の一部は、略直方体状に切り欠かれおり、この切り欠き部分８３５において露出しバイトホルダ８４に装着される第１固定ネジ２３４が、外側から作業者によって回すことが可能となっている。

図８、図９に示すように、バイト６のシャンク６４に側面の上部側領域には、バイト移動固定部２３を構成する雌ねじナット２３６が配設されている。また、図８、図９に示すように、バイトホルダ８４の下面８４０には、バイト６のシャンク６４及び雌ねじナット２３６が挿嵌される挿嵌孔２３０がバイトホルダ８４の内部に延びるように形成されている。

挿嵌孔２３０は、Ｚ軸方向に延在する直方体状のシャンク６４よりもＺ軸方向に短く形成されており、挿嵌孔２３０に挿嵌されたシャンク６４の上端面及び雌ねじナット２３６の上端面と挿嵌孔２３０のバイトホルダ８４内部の天井面との間には、シャンク６４のＺ軸方向への上下動を許容する移動空間８４７が形成されている。

移動空間８４７には、例えば弾性部材としてコイルバネであるバネ２３５が配設されている。バネ２３５の上端は、挿嵌孔２３０のバイトホルダ８４内部の天井面に接続され、バネ２３５の下端は、シャンク６４の上端面に接続されている。なお、バネ２３５の代わりにゴム柱を用いてもよい。

図９に示すように、第１固定ネジ２３４は、バイトホルダ８４の上面から挿嵌孔２３０に通じる馬鹿穴８４９に挿通されており、挿嵌孔２３０に挿嵌された雌ねじナット２３６に螺合している。図８に示すように、第１固定ネジ２３４のネジ頭は、作業者がマウント８３の切り欠き部分８３５から触れて回すことができる。

バイトホルダ８４の外側面には、図８に示す第２固定ネジ２３７を螺合させるネジ穴が形成されており、バイトホルダ８４の外側面から該ネジ穴に螺合させた第２固定ネジ２３７の先端面が、挿嵌孔２３０に挿嵌された状態のシャンク６４の外側面を水平方向に押さえることで、バイトホルダ８４に対するバイト６の固定が第１固定ネジ２３４と第２固定ネジ２３７とに実現される。なお、第２固定ネジ２３７は、水平方向からバイト６を固定するための力を付与するためのものであるが、バイト移動固定部２３は第２固定ネジ２３７を備えていなくてもよい。

実施形態３のバイト移動固定部２３は、本発明に係るバイト切削方法における保持面切削工程を行う際には、作業者が図８、図９に示す第１固定ネジ２３４を回転させることで、雌ねじナット２３６と共にシャンク６４を挿嵌孔２３０内で上下動させて所定の高さ位置に位置付ける。そして、第２固定ネジ２３７を上記のように用いて、スピンドルユニット８のバイトホルダ８４に対してバイト６を固定し、バイト６をチャックテーブル３０の保持面３０９を切削する高さ位置に位置付ける。また、被加工物切削工程を行う際には、図１に示す移動機構５によってスピンドルユニット８の高さ位置は変えずに、第２固定ネジ２３７を緩めてから、作業者が第１固定ネジ２３４を回転させて、雌ねじナット２３６と共にシャンク６４を挿嵌孔２３０内で上昇させて所定の高さ位置に位置付ける。この際、尺を用いてもよいし、第１固定ネジ２３４の引き上げ量を計測してもよい。その後、図８に示す第２固定ネジ２３７を再び締め直して、スピンドルユニット８のバイトホルダ８４に対してバイト６を固定し、バイト６をチャックテーブル３０の保持面３０９を切削する高さ位置よりも高い高さ位置である被加工物切削高さ位置に位置付けて固定することができる。
なお、バイトホルダ８４に配置されたバネ２３５は、シャンク６４を引き上げる＋Ｚ方向に付勢し、バイトホルダ８４は、馬鹿穴８４９に代わって雌ねじ穴を形成し、その雌ねじ穴に螺合した第１固定ネジ２３４の先端でシャンク６４を押し下げてもよい。

９０：被加工物 ９００：被加工物の上面
１：バイト切削装置 １０：ベース １１：コラム
３０：チャックテーブル ３０３：底板
３００：外周環状壁 ３０１：吸引空間 ３０３２：吸引口 ３０３３：吸引路 ３０２：円柱状の支持ピン ３０２９：メッキ層 ３０９：保持面
３６：吸引源 ３９：カバー ３９０：蛇腹カバー
５：移動機構 ５０：ボールネジ ５１：ガイドレール ５２：モータ
５３：昇降板 ５２９：エンコーダ
７：切削機構
８：スピンドルユニット ８０：スピンドル ８１：ハウジング ８２：モータ
８３：マウント ８４：バイトホルダ
６：バイト ６４：シャンク ６８：切り刃固定ネジ ６０：切り刃
２０：実施形態１のバイト移動固定部
２０７：固定ボルト ２００：挿嵌孔 ２０４：長穴 ２０９：調整スペーサ
２２：実施形態２のバイト移動固定部
２２１：保持面切削用くぼみ ２２２：被加工物切削用くぼみ ２２５：固定ボルト
２３：実施形態３のバイト移動固定部
２３０：挿嵌孔 ２３６：雌ねじナット ２３５：バネ
２３４：第１固定ネジ ２３７：第２固定ネジ

Claims (4)

1. 保持面で被加工物を吸引保持するチャックテーブルと、該保持面又は該保持面が保持した被加工物の上面を切削する切削機構と、該切削機構を該保持面に垂直な方向に移動させる移動機構と、を備え、該切削機構は、スピンドルの下端にバイトホルダを連結したスピンドルユニットと、該スピンドルユニットの該バイトホルダに装着されるバイトと、を含み、該スピンドルを回転させることによって該スピンドルの軸心を中心に該バイトを周回させ切削を行うバイト切削装置であって、
   該移動機構を用いて所定の位置に移動させた該切削機構の該バイトを、該スピンドルの軸方向に該バイトホルダに対して移動させ固定可能なバイト移動固定部を備えた、バイト切削装置。
2. 前記バイト移動固定部は、前記バイトを前記保持面を切削する位置と、該バイトを該保持面が保持した被加工物の上面を切削する位置とに移動する請求項１記載のバイト切削装置。
3. 前記バイト移動固定部は、前記バイトを前記スピンドルの軸方向における一方の方向に付勢する弾性部材と、該バイトを固定する固定ネジと、を備える請求項１記載のバイト切削装置。
4. 請求項１、請求項２、又は請求項３に記載のバイト切削装置を用いて、前記チャックテーブルの前記保持面に保持された被加工物を前記バイトで切削するバイト切削方法であって、
   該保持面を該バイトで切削する保持面切削工程と、
   該保持面切削工程の後、該保持面に被加工物を保持させ被加工物の上面を該バイトで切削する被加工物切削工程と、を備え、
   該保持面に直交する方向における前記スピンドルユニットの位置が同じ位置となっている状態で、該保持面切削工程と該被加工物切削工程とを実施する、バイト切削方法。

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