JP6408316B2

JP6408316B2 - 加工装置

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Publication number: JP6408316B2
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Inventors: 森　俊; 俊森; 一隆田尻
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Description

本発明は、被加工物の切削加工時に出される加工廃液を再利用する加工装置に関する。

切削装置は、切削ブレードの冷却や切削屑の除去を目的として、純水を噴射しながら切削加工を実施している。切削加工では、加工屑や切削ブレードの砥粒が含まれた純水が加工廃液として切削装置から排出される。従来、このような切削加工時に出された加工廃液を再利用するリサイクル装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１、２に記載のリサイクル装置は、切削装置の筐体に外付けされており、切削装置から出された加工廃液をフィルタ等で濾過して切削装置に送り出し、切削加工で再利用するようにしている。

特開２００４−２３０５２７号公報特許第５０８６１２３号公報

特許文献１に記載のリサイクル装置は、切削装置とは別の装置として構成されており、装置各部を制御するために個別の制御系統を有している。このため、制御系統を設けた分だけリサイクル装置が大型化して、切削装置用の設置スペースの他にも、リサイクル装置用の設置スペースを広く確保しなければならない。また、特許文献２に記載のリサイクル装置は、フィルタ類がユニット化されて切削装置に着脱可能に構成されている。しかしながら、特許文献２のリサイクル装置においても、装置各部の制御するための個別の制御系統が設けられており、装置が大型化してしまっていた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、装置サイズの拡張を最小限に抑えつつ、加工廃液を再利用することができる加工装置を提供することを目的とする。

本発明の加工装置は、純水を用いて加工した加工廃液を回収し純水を再生させ循環させる加工装置であって、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段が保持する被加工物を加工する加工手段と、純水を供給して該加工手段により被加工物の加工に用いた加工廃液を回収して純水に再生する再生手段と、該再生手段で再生した純水を該加工手段に供給する循環経路と、該再生手段の駆動と停止とを切換制御する切換制御部と、純水の比抵抗値を測定する比抵抗計と、該循環経路とは別に該再生手段で再生された純水を該再生手段に送水する第２の循環経路と、該循環経路と該第２の循環経路とを切換える切換バルブと、該切換バルブを制御する第２の切換制御部と、を備え、該再生手段は、該加工廃液を貯水する廃液収容タンクと、該廃液収容タンクの水位を認識する水位センサと、該廃液収容タンクから該加工廃液を汲み出すポンプと、該ポンプにより汲み出された該加工廃液から加工屑を濾過する第１のフィルタと、該第１のフィルタで濾過された該加工廃液を脱イオンするイオン交換樹脂ユニットと、該イオン交換樹脂ユニットで脱イオンされ再生された純水を濾過し、該第１のフィルタよりも細かいメッシュの第２のフィルタと、を外付けユニット化して構成され、該切換制御部は、該廃液収容タンクで該ポンプを駆動させる該加工廃液の貯水量を該水位センサが検知した時、該ポンプを駆動させ、該廃液収容タンクで該ポンプを停止させる該加工廃液の貯水量を該水位センサが検知した時、該ポンプを停止させ、該比抵抗計は、該イオン交換樹脂ユニットを通過した後の純水の比抵抗値を測定し、該第２の切換制御部は、該比抵抗計が測定した比抵抗値が予め設定する設定値を下回った場合、該切換バルブが該第２の循環経路に切換え純水を該廃液収容タンクに送水させ、該比抵抗計が測定した比抵抗値が予め設定する該設定値を上回った場合、該切換バルブが該循環経路に切換え該加工手段に送水させることを特徴とする。

この構成によれば、廃液収容タンクからポンプで加工廃液が汲み出され、加工廃液が第１のフィルタ、イオン交換樹脂ユニット、第２のフィルタを通ることで純水として再生される。よって、加工装置内で純水を循環させて使用することができるため、純水の供給源を備えない設置場所においても被加工物を加工することができる。また、廃液収容タンク、水位センサ、ポンプ、第１のフィルタ、イオン交換樹脂ユニット、第２のフィルタのように、加工廃液から純水を再生するための最小限の構成だけが外付けユニット化されている。よって、第１、第２のフィルタの目詰まりや、イオン交換樹脂ユニットに不具合が生じた場合に、加工装置に対してユニット化された部材を容易に付け替えることができる。また、ユニット内のポンプの駆動と停止が装置側で切換制御されているため、外付けのユニットが大きくなり過ぎることが無く、装置サイズの拡張を最小限に抑えることができる。

本発明の加工装置において、該第１のフィルタから送出される該加工廃液の圧力を測定する圧力計と、該圧力計の圧力値と該第１のフィルタに収容される加工屑量との関係図と、設定した加工条件によって予測される加工屑総量を算出する加工屑総量算出手段と、該加工屑総量算出手段が算出した加工屑総量と該関係図とを基に、該第１のフィルタの交換時期を予測するフィルタ交換時期予測手段と、該フィルタ交換時期予測手段が予測した該第１のフィルタの交換時期が加工終了後か加工終了前かを判断する判断部と、該判断部により、該第１のフィルタの交換時期が加工終了前と判断されたら、加工開始前に該第１のフィルタの交換要求を指示する第１のフィルタ交換指示部と、を備える。

本発明によれば、加工廃液から純水を再生するための最小限の構成だけを外付けユニット化することで、装置サイズの拡張を最小限に抑えつつ、加工廃液を再利用することができる。

本実施の形態に係る加工装置の斜視図である。本実施の形態に係る加工装置の模式図である。本実施の形態に係るポンプの切換制御の説明図である。本実施の形態に係る切換バルブの切換制御の説明図である。本実施の形態に係る第１のフィルタの交換時期の予測制御の説明図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係る加工装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る加工装置の斜視図である。図２は、本実施の形態に係る加工装置の模式図である。なお、本実施の形態では、加工装置として切削装置を例示して説明するが、切削装置に限定されない。加工装置は、加工廃液を再利用しながら被加工物を加工する装置であればよく、例えば、被加工物を研削加工する研削装置であってもよい。

図１及び図２に示すように、加工装置１は、被加工物Ｗに対して切削加工を施すものであり、切削加工時に出た加工廃液を回収して、純水として再生させる再生手段５０をユニット化して装置本体１０の筐体１１に外付けして構成される。筐体１１の前面には、各種加工条件等が表示されるモニターや被加工物Ｗの投入口が設けられ、筐体１１の上面にはフィルタ類の交換時期を報知する表示灯１２（第１のフィルタ交換支持部）が設置されている。筐体１１の裏面には、外付けの再生手段５０の他、内部の空気を排気するファン１３及び加工装置１のメインスイッチ１４が設けられている。

筐体１１内には、被加工物Ｗを保持する保持手段１５が設けられている。保持手段１５には、ポーラスセラミック材によって保持面１６が形成されており、この保持面１６に生じる負圧によって被加工物Ｗが吸引保持される。保持手段１５の上方には、保持手段１５に保持された被加工物Ｗを加工する加工手段２１が設けられている。加工手段２１は、スピンドル２２の先端の切削ブレード２３を高速回転させ、切削ブレード２３を挟むように配置した一対のノズル２４から加工箇所に向けて純水を噴射するように構成されている。切削ブレード２３は、例えば、ダイアモンド砥粒をレジンボンドで固めて円板状に成形されている。

保持手段１５及び加工手段２１は、不図示の移動手段に連結されており、切削ブレード２３に被加工物Ｗを切り込ませた状態で相対移動されることで被加工物Ｗが切削加工される。また、保持手段１５の下方には、切削加工中に加工屑を含んだ加工廃液を受け止める箱形のウォータケース２５が設けられている。なお、被加工物Ｗは、シリコン、ガリウム砒素等の半導体基板にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成された半導体ウエーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア系の無機材料基板にＬＥＤ等の光デバイスが形成された光デバイスウエーハでもよい。

ところで、加工装置１では、ウォータケース２５内の加工廃液は再生手段５０によって回収されて純水に再生されるが、再生手段５０が筐体１１に取り付けられた分だけ加工装置１の装置サイズが大きくなる。また、再生手段５０には純水の循環制御が必要になるが、制御系統を再生手段５０に設けた場合には再生手段５０のサイズが大きくなる。そこで、本実施の形態では、再生手段５０に必要な各種制御を装置本体１０の制御手段４０で実施することで再生手段５０の小型化を図っている。よって、加工廃液から純水を再生するための最小限の構成だけを再生手段５０として外付けユニット化して加工装置１の拡張を抑えている。

再生手段５０は、下側のタンクユニット５１と上側のフィルタユニット６１に分かれており、タンクユニット５１及びフィルタユニット６１はそれぞれ配管５２、６２を介して装置本体１０に個別に接続されている。タンクユニット５１及びフィルタユニット６１の直方体状の筐体５３、６３は、それぞれ装置本体１０の筐体１１の幅寸法に収まるように形成され、加工装置１の全体の幅寸法の増加が抑えられている。このように、加工装置１の奥行き寸法を犠牲にして幅寸法が小さく形成されることで、工場等において多数の加工装置１を横並びに配置できるようにしている。

また、タンクユニット５１の筐体５３は、フィルタユニット６１の筐体６３と同じ奥行寸法で、かつフィルタユニット６１の筐体６３よりも幅寸法が大きく形成されている。タンクユニット５１の筐体５３上で、フィルタユニット６１の筐体６３が幅方向の一方側に寄って配置されることで、フィルタユニット６１の幅方向の他方側に余剰空間が形成されている（図１参照）。この余剰空間を有効利用して、タンクユニット５１及びフィルタユニット６１からの配管５２、６２が装置本体１０に接続されている。よって、装置本体１０の筐体１１から配管５２、６２が幅方向にはみ出すことがない。

図２に示すように、タンクユニット５１は、廃液収容タンク５５、ポンプ５６、水位センサ５７を外付けユニット化して構成されている。廃液収容タンク５５は、上面を開放した箱状に形成されており、ウォータケース２５から排出された加工廃液を貯水している。ポンプ５６は、廃液収容タンク５５から加工廃液を汲み出して、フィルタユニット６１に向けて加工廃液を送水している。水位センサ５７は、廃液収容タンク５５の側壁に設けられており、廃液収容タンク５５内の加工廃液の水位を認識している。なお、水位センサ５７を用いた再生手段５０（ポンプ５６）の切換制御の詳細については後述する。

フィルタユニット６１は、第１のフィルタ６５、イオン交換樹脂ユニット６６、第２のフィルタ６７、圧力計６８を外付けユニット化して構成されている。第１のフィルタ６５は、ポンプ５６によって汲み出された加工廃液から加工屑を濾過し、加工廃液に混入した加工屑を捕捉している。イオン交換樹脂ユニット６６は、第１のフィルタ６５で濾過された加工廃液を脱イオン化して純水を再生している。第２のフィルタ６７は、第１のフィルタ６５よりも細かなメッシュの精密フィルタであり、脱イオン化後の純水を濾過して、純水に混入したイオン交換樹脂等の微細な物質を捕捉している。

圧力計６８は、第１のフィルタ６５の下流に設置され、第１のフィルタ６５から送出される加工廃液の圧力を測定している。圧力計６８の測定結果は、装置本体１０の制御手段４０に出力されて後述する第１のフィルタ６５の交換時期の予測に利用される。なお、圧力計６８は、第１のフィルタ６５とイオン交換樹脂ユニット６６との間に設置される構成に限られない。圧力計６８は、第１のフィルタ６５の下流側の加工廃液の圧力を測定すればよく、例えば、イオン交換樹脂ユニット６６と第２のフィルタ６７の間に設置されてもよい。

このように構成された再生手段５０では、ウォータケース２５から廃液収容タンク５５に加工廃液が回収され、ポンプ５６によって廃液収容タンク５５から加工廃液が第１のフィルタ６５に向けて送水される。そして、ポンプ５６によって汲み上げられた加工廃液が、第１のフィルタ６５、イオン交換樹脂ユニット６６、第２のフィルタ６７を通過することで純水として再生される。また、タンクユニット５１とフィルタユニット６１が別体であるため、ユニット毎に交換タイミングを設定することができる。例えば、タンクユニット５１を３か月から６か月の頻度で交換し、フィルタユニット６１を毎月交換することができる。

装置本体１０の筐体１１内には、第２のフィルタ６７の下流に比抵抗計２７が設けられている。比抵抗計２７は、イオン交換樹脂を通過した後の純水の比抵抗値を測定している。比抵抗計２７の測定結果は、制御手段４０に出力されて後述するイオン交換樹脂の純水生成能力の低下の判断に利用される。比抵抗計２７の下流側は、加工手段２１のノズル２４に連なる第１の循環経路（循環経路）３１と、廃液収容タンク５５に直接連なる第２の循環経路３２とに分かれている。第１、第２の循環経路３１、３２の分岐点には、純水の送水先を第１、第２の循環経路３１、３２の間で切り換える切換バルブ２８が設けられている。

装置本体１０の筐体１１内には、装置各部を統括制御する制御手段４０が設けられている。制御手段４０は、第１の切換制御部（切換制御部）４１、第２の切換制御部４２、加工屑総量算出手段４３、フィルタ交換時期予測手段４４、判断部４５を有している。第１の切換制御部４１では、水位センサ５７で検知された加工廃液の水位に応じてポンプ５６の駆動と停止、すなわち再生手段５０の駆動と停止が切換制御される。第２の切換制御部４２では、イオン交換樹脂ユニット６６の下流において比抵抗計２７で測定された純水の比抵抗値に応じて切換バルブ２８が切換制御される。

加工屑総量算出手段４３では、加工装置１に設定された加工条件４６から予測される加工屑総量が算出される。フィルタ交換時期予測手段４４では、圧力計６８の圧力値と第１のフィルタ６５に収容される加工屑量の関係図４７を参照して、この関係図４７と加工屑総量から第１のフィルタ６５の交換時期が予測される。判断部４５では、第１のフィルタ６５の交換時期が加工終了後か加工終了前かが判断される。判断部４５によって第１のフィルタ６５の交換時期が加工終了前と判断されると、加工開始前に第１のフィルタ６５の交換要求を指示するように表示灯１２が点灯される。

なお、制御手段４０は、被加工物Ｗに対する加工制御の他、ポンプ５６の切換制御、切換バルブ２８の切換制御、第１のフィルタ６５の交換時期の予測制御等の各種制御を実行するプロセッサや、メモリ等により構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成されている。また、メモリには、加工装置１の加工条件４６や、上記した圧力計６８の圧力値と加工屑量の関係図４７等が格納されている。このように、装置本体１０の制御手段４０側で再生手段５０の各種制御を実施して、再生手段５０のサイズの小型化を図っている。

図３を参照して、第１の切換制御部によるポンプの切換制御について説明する。図３は、本実施の形態に係るポンプの切換制御の説明図である。なお、図３Ａ及び図３Ｂは上限センサ及び下限センサを用いたポンプの切換制御を示し、図３Ｃ及び図３Ｄは圧力センサを用いたポンプの切換制御を示している。

図３Ａに示すように、廃液収容タンク５５の一側面には、廃液収容タンク５５の上側と下側とを連ねる配管５９が設けられている。水位センサ５７は上限センサ７１と下限センサ７６からなっており、上限センサ７１は配管５９の上側、下限センサ７６は配管５９の下側にそれぞれ取り付けられている。上限センサ７１及び下限センサ７６は、投光部７２、７７と受光部７３、７８を、配管５９を挟んで対向させており、投光部７２、７７から配管５９を横切るように出射された光を受光部７３、７８で受光させている。そして、受光部７３、７８の受光量に応じて廃液収容タンク５５内の加工廃液の水位が検知される。

この場合、配管５９内の加工廃液の液面が上限センサ７１よりも高い位置にあると、投光部７２からの光が加工廃液を通過することで受光部７３の受光量が小さくなり、上限センサ７１がＯＮに設定される。一方、配管５９内の加工廃液の液面が上限センサ７１よりも低い位置にあると、投光部７２からの光が空気中を通過することで受光部７３の受光量が大きくなり、上限センサ７１がＯＦＦに設定される。下限センサ７６についても、上限センサ７１と同様にして、配管５９内の加工廃液の液面の高さに応じて受光部７８の受光量が変化することでＯＮ／ＯＦＦが切換えられる。

図３Ｂに示すように、上限センサ７１及び下限センサ７６のＯＮ／ＯＦＦは装置本体１０（図２参照）の第１の切換制御部４１に出力される。廃液収容タンク５５内の加工廃液が水位ｈ１になり、上限センサ７１及び下限センサ７６が共にＯＮに設定されると、廃液収容タンク５５内に十分に貯水されているとして第１の切換制御部４１によってポンプ５６が駆動される。また、廃液収容タンク５５内の加工廃液が水位ｈ２まで落ち、上限センサ７１及び下限センサ７６が共にＯＦＦに設定されると、廃液収容タンク５５内の貯水量が少ないとして第１の切換制御部４１によってポンプ５６が停止される。

なお、ここでは、水位センサ５７として上限センサ７１及び下限センサ７６を例示して説明したが、図３Ｃ及び図３Ｄに示すように、上限センサ７１及び下限センサ７６の代わりに圧力センサ８１で廃液収容タンク５５内の加工廃液の貯水量を検知する構成にしてもよい。図３Ｃに示すように、廃液収容タンク５５の一側面には圧力センサ８１が設けられており、圧力センサ８１によって廃液収容タンク５５の貯水量に応じて変化する加工廃液の水圧が検知される。圧力センサ８１の圧力値は装置本体１０（図２参照）の第１の切換制御部４１に出力される。

図３Ｄに示すように、第１の切換制御部４１（図２参照）では、圧力センサ８１の圧力値と上限閾値及び下限閾値を比較することでポンプ５６の駆動を制御している。廃液収容タンク５５内の加工廃液が水位ｈ１になり、圧力センサ８１によって上限閾値よりも高い圧力が検知されると、廃液収容タンク５５内に十分に貯水されているとして第１の切換制御部４１によってポンプ５６が駆動される。また、廃液収容タンク５５内の加工廃液が水位ｈ２まで落ち、圧力センサ８１によって下限閾値よりも低い圧力が検知されると、廃液収容タンク５５内の貯水量が少ないとして第１の切換制御部４１によってポンプ５６が停止される。

このように、第１の切換制御部４１は、ポンプ５６を駆動させる加工廃液の貯水量（水位ｈ１）が水位センサ５７（上限センサ７１、下限センサ７６、圧力センサ８１）によって廃液収容タンク５５で検知された時にポンプ５６を駆動させ、ポンプ５６を停止させる加工廃液の貯水量（水位ｈ２）が水位センサ５７によって廃液収容タンク５５で検知された時にポンプ５６を停止させている。よって、廃液収容タンク５５内から加工廃液が溢れる前にポンプ５６で汲み上げられ、廃液収容タンク５５内の貯水量が減少してポンプ５６が空回りする前にポンプが停止される。

図４を参照して、第２の切換制御部による切換バルブの切換制御について説明する。図４は、本実施の形態に係る切換バルブの切換制御の説明図である。なお、図４Ａは純水の送水先を第１の循環経路に切換えた図を示し、図４Ｂは純水の送水先を第２の循環経路に切換えた図を示している。

図４Ａに示すように、加工装置１では、一対のノズル２４から純水が噴射されながら、保持手段１５上の被加工物Ｗが加工手段２１によって加工される。そして、純水に加工屑が混入した加工廃液がウォータケース２５によって受け止められ、ウォータケース２５から廃液収容タンク５５に加工廃液が送られる。廃液収容タンク５５に貯水された加工廃液はポンプ５６によって汲み上げられて第１のフィルタ６５に向けて送水される。加工廃液は第１のフィルタ６５で加工屑が捕捉され、イオン交換樹脂ユニット６６で脱イオン化されて純水に生成される。

純水は、第２のフィルタ６７で微細な物質が捕捉されて、比抵抗計２７で比抵抗値が測定される。比抵抗計２７の比抵抗値は、装置本体１０の第２の切換制御部４２に出力される。第２の切換制御部４２では、比抵抗計２７によって測定された比抵抗値が予め設定された設定値を上回ると、純水中の不純物が少ないとして純水の送水先が第１の循環経路３１に向かうように切換バルブ２８が切換えられる。これにより、加工手段２１の一対のノズル２４に純水が供給されて、ウォータケース２５から再び廃液収容タンク５５に加工廃液が送られて、加工装置１の加工中に第１の循環経路３１を介して純水が循環される。

図４Ｂに示すように、第２の切換制御部４２では、比抵抗計２７によって測定された比抵抗値が予め設定された設定値を下回ると、純水中の不純物が多いとして純水の送水先が第２の循環経路３２に向かうように切換バルブ２８が切換えられる。これにより、不純物を多く含んだ純水が一対のノズル２４に供給されることなく廃液収容タンク５５に送られる。そして、純水の比抵抗値が設定値を上回るまで、第２の循環経路３２を介して純水が循環されて、第１のフィルタ６５、イオン交換樹脂ユニット６６、第２のフィルタ６７で純水から不純物が取り除かれる。

図２及び図５を参照して、第１のフィルタの交換時期の予測制御について説明する。図５は、本実施の形態に係る第１のフィルタの交換時期の予測制御の説明図である。図５Ａは、圧力計の圧力値と第１のフィルタ内の加工屑量の関係図を示し、図５Ｂは、第１のフィルタの交換時期の予測例を示している。

図２に示すように、加工装置１内で純水が循環されると、第１のフィルタ６５に加工屑が捕捉されて第１のフィルタ６５が目詰まりし始める。そこで、第１のフィルタ６５の目詰まりよる加工廃液の圧力の変化を圧力計６８で測定することで、第１のフィルタ６５の交換時期を推定するようにしている。先ず、加工屑総量算出手段４３において、加工装置１に設定された加工条件４６に基づいて加工開始から加工終了までに出される加工屑総量の推定値が算出される。加工条件としては、ブレード幅（例えば、３５μｍ）、切り込み深さ（例えば、３５０μｍ）、切削長さ（例えば、０．４ｋｍ／月）等の加工屑総量を算出するのに必要な条件が設定されている。

次に、フィルタ交換時期予測手段４４において、加工屑総量算出手段４３で求められた加工屑総量と関係図４７とを基に第１のフィルタ６５の交換時期が予測される。図５Ａに示すように、関係図４７は、縦軸に示す圧力計６８（図２参照）の圧力値と横軸に示す被加工物Ｗの加工屑量との関係を示している。関係図４７では、被加工物Ｗの加工屑量の増加に比例して圧力計６８の圧力値が上昇している。フィルタ交換時期予測手段４４（図２参照）では、この関係図４７を参照することで、加工屑総量算出手段４３で求められた加工屑総量に基づいて、加工開始から加工終了までの圧力値の上昇量が予測される。これにより、加工開始から加工終了までの所定の加工時間ｔ１（図５Ｂ参照）内の圧力値の上昇量が求められる。

図５Ｂに示すように、フィルタ交換時期予測手段４４では、圧力計６８の圧力値が第１のフィルタ６５の使用限度を示す閾値Ｖを超える時期が予測される。この場合、圧力計６８によって加工開始時の圧力値が測定され、初期の圧力値に対して加工開始から加工終了までの加工時間ｔ１内における圧力値の上昇量の推定値が加えられる。そして、加工開始から圧力値が閾値Ｖを超えるまでの期間ｔ２が求められて第１のフィルタ６５の交換時期が予測される。そして、判断部４５（図２参照）において、第１のフィルタ６５の交換時期が加工終了前か否かが判断される。

第１のフィルタ６５の交換時期が加工終了前の場合には、加工中に第１のフィルタ６５の目詰まりが生じると予測されて、表示灯１２が点灯されてオペレータに第１のフィルタ６５の交換が促される。一方で、第１のフィルタ６５の交換時期が加工終了後の場合には、加工中に第１のフィルタ６５の目詰まりが生じることがないと予測され、表示灯１２が点灯されることがない。このように、加工が始まる前に第１のフィルタ６５の交換時期が予測されるため、加工中に第１のフィルタ６５が目詰まりして加工が中断することがない。

以上のように、本実施の形態に係る加工装置１では、廃液収容タンク５５からポンプ５６で加工廃液が汲み出され、加工廃液が第１のフィルタ６５、イオン交換樹脂ユニット６６、第２のフィルタ６７を通ることで純水として再生される。よって、加工装置１内で純水を循環させて使用することができるため、純水の供給源を備えない設置場所においても被加工物Ｗを加工することができる。また、廃液収容タンク５５、水位センサ５７、ポンプ５６、第１のフィルタ６５、イオン交換樹脂ユニット６６、第２のフィルタ６７のように、加工廃液から純水を再生するための最小限の構成だけが外付けユニット化されている。よって、第１、第２のフィルタ６５、６７の目詰まりや、イオン交換樹脂ユニット６６に不具合が生じた場合に、加工装置に対してユニット化された部材を容易に付け替えることができる。また、ユニット内のポンプ５６の駆動と停止が装置側で切換制御されているため、外付けのユニットが大きくなり過ぎることが無く、装置サイズの拡張を最小限に抑えることができる。

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。

例えば、上記した実施の形態においては、加工廃液から純水を再生して、加工手段２１で再利用する構成にしたが、この構成に限定されない。加工廃液から純水を再生して、スピンドルのモータ等の装置の発熱を抑える冷却水として使用するようにしてもよい。この場合、再生手段５０に冷却ユニットをさらに設けるようにしてもよい。

また、上記した実施の形態においては、再生手段５０がタンクユニット５１とフィルタユニット６１に分かれて形成される構成にしたが、この構成に限定されない。再生手段５０は、装置本体１０に対して外付けユニット化されていればよく、単一のユニットで構成されてもよいし、３以上のユニットで構成されてもよい。

また、上記した実施の形態においては、加工手段２１として切削ブレード２３を用いて被加工物Ｗを切削加工する構成にしたが、この構成に限定されない。加工手段２１は、保持手段１５に保持された被加工物Ｗを加工する構成であればよく、例えば、研削砥石を用いて被加工物Ｗを研削加工する構成にしてもよい。

また、上記した実施の形態においては、第１のフィルタ６５の交換時期を予測する構成にしたが、この構成に限定されない。比抵抗計２７による純水の比抵抗値に応じてイオン交換樹脂ユニット６６や、第２のフィルタ６７の交換時期を予測してもよい。また、第１のフィルタ６５の交換時期を予測しない構成にしてもよい。

また、上記した実施の形態においては、第１のフィルタ交換指示部として表示灯１２の点灯によって、第１のフィルタ６５の交換時期をオペレータに知らせる構成にしたが、この構成に限定されない。第１のフィルタ交換指示部は、加工開始前に第１のフィルタ６５の交換要求を指示する構成であればよく、モニターで交換要求を指示してもよいし、音声メッセージで交換要求を指示してもよい。

以上説明したように、本発明は、装置サイズの拡張を最小限に抑えつつ、加工廃液を再利用することができるという効果を有し、特に、加工廃液を被加工物の切削加工に利用する加工装置に有用である。

１加工装置
１０装置本体
１２表示灯（第１のフィルタ交換支持部）
１５保持手段
２１加工手段
２７比抵抗計
２８切換バルブ
３１第１の循環経路（循環経路）
３２第２の循環経路
４０制御手段
４１第１の切換制御部（切換制御部）
４２第２の切換制御部
４３加工屑総量算出手段
４４フィルタ交換時期予測手段
４５判断部
４６加工条件
４７関係図
５０再生手段
５５廃液収容タンク
５６ポンプ
５７水位センサ
６５第１のフィルタ
６６イオン交換樹脂ユニット
６７第２のフィルタ
６８圧力計
Ｗ被加工物

Claims

純水を用いて加工した加工廃液を回収し純水を再生させ循環させる加工装置であって、
被加工物を保持する保持手段と、該保持手段が保持する被加工物を加工する加工手段と、純水を供給して該加工手段により被加工物の加工に用いた加工廃液を回収して純水に再生する再生手段と、該再生手段で再生した純水を該加工手段に供給する循環経路と、該再生手段の駆動と停止とを切換制御する切換制御部と、純水の比抵抗値を測定する比抵抗計と、該循環経路とは別に該再生手段で再生された純水を該再生手段に送水する第２の循環経路と、該循環経路と該第２の循環経路とを切換える切換バルブと、該切換バルブを制御する第２の切換制御部と、を備え、
該再生手段は、
該加工廃液を貯水する廃液収容タンクと、該廃液収容タンクの水位を認識する水位センサと、該廃液収容タンクから該加工廃液を汲み出すポンプと、該ポンプにより汲み出された該加工廃液から加工屑を濾過する第１のフィルタと、該第１のフィルタで濾過された該加工廃液を脱イオンするイオン交換樹脂ユニットと、該イオン交換樹脂ユニットで脱イオンされ再生された純水を濾過し、該第１のフィルタよりも細かいメッシュの第２のフィルタと、を外付けユニット化して構成され、
該切換制御部は、
該廃液収容タンクで該ポンプを駆動させる該加工廃液の貯水量を該水位センサが検知した時、該ポンプを駆動させ、
該廃液収容タンクで該ポンプを停止させる該加工廃液の貯水量を該水位センサが検知した時、該ポンプを停止させ、
該比抵抗計は、
該イオン交換樹脂ユニットを通過した後の純水の比抵抗値を測定し、
該第２の切換制御部は、
該比抵抗計が測定した比抵抗値が予め設定する設定値を下回った場合、該切換バルブが該第２の循環経路に切換え純水を該廃液収容タンクに送水させ、
該比抵抗計が測定した比抵抗値が予め設定する該設定値を上回った場合、該切換バルブが該循環経路に切換え該加工手段に送水させることを特徴とする加工装置。
該第１のフィルタから送出される該加工廃液の圧力を測定する圧力計と、
該圧力計の圧力値と該第１のフィルタに収容される加工屑量との関係図と、
設定した加工条件によって予測される加工屑総量を算出する加工屑総量算出手段と、
該加工屑総量算出手段が算出した加工屑総量と該関係図とを基に、該第１のフィルタの交換時期を予測するフィルタ交換時期予測手段と、
該フィルタ交換時期予測手段が予測した該第１のフィルタの交換時期が加工終了後か加工終了前かを判断する判断部と、
該判断部により、該第１のフィルタの交換時期が加工終了前と判断されたら、加工開始前に該第１のフィルタの交換要求を指示する第１のフィルタ交換指示部と、を備える請求項１記載の加工装置。