TWI673521B

TWI673521B - 加工裝置

Info

Publication number: TWI673521B
Application number: TW104114398A
Authority: TW
Inventors: 萩原正道
Original assignee: 日商中尾技術有限公司
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2015-05-06
Publication date: 2019-10-01
Also published as: JP6277150B2; JP2016182658A; KR102288230B1; CN106182145A; TW201634958A; KR20160115639A; CN106182145B

Abstract

本發明提供一種加工裝置，使對工件進行加工的加工部不與裝置的結構發生干涉而能夠以高尺寸精度將工件的外周部加工成任意的形狀。對工件進行加工的加工裝置具備：第一加工部，具有第一主軸及使前端朝向z方向的一方而安裝於第一主軸的第一工具；第二加工部，具有第二主軸及使前端朝向z方向的另一方而安裝於第二主軸的第二工具；及在z方向上將工件夾持而固定的固定裝置。第一加工部及第二加工部的每一個與固定裝置能夠在x方向及y方向上相對移動。固定裝置具有從z方向的一方將工件固定的第一固定部和從z方向的另一方將工件固定的第二固定部。第一加工部在第一區域對工件的外周部進行加工的情況下，第一固定部位於第一加工部不干涉的區域，即第一不干涉區域，第二加工部在第二區域對工件的外周部進行加工的情況下，第二固定部位於第二加工部不干涉的區域，即第二不干涉區域。

Description

加工裝置

本發明是關於對薄膜的層疊體等工件進行加工的加工裝置。

作為液晶顯示器、行動電話及行動資訊終端等的顯示部分的結構而使用偏光板。

偏光板例如由偏光鏡和在偏光鏡的上下層疊的保護層構成，偏光鏡和保護層經由粘結劑、接著劑而層疊。偏光板為了使用於上述產品等，在將偏光板層疊多張的狀態下，透過基於刃形的沖孔加工等而切斷成規定的尺寸。

當透過沖加工等將偏光板切斷時，粘結劑會從偏光板的切斷面(外周部)露出，而且在偏光板的加工中要求高尺寸精度的情況下，由於無法確保這樣的尺寸精度，因此在沖孔加工等之後，另行進行偏光板的切斷面的加工。

然而，偏光板中使用於行動電話或智慧手機的偏光板要求尺寸為小型且以高尺寸精度進行加工。而且，關於這些偏光板，要求對切斷面的角部進行倒圓角加工、或使切斷面向內側凹陷等將切斷面形成為任意的形狀的加工。

作為對偏光板的切斷面進行加工的裝置，在專利文獻1中公開了一種對切斷成矩形的層疊片的切斷面進行切削加工的切削加工裝置，該裝置具備：夾緊機構，將層疊多張層疊片而形成的被切削體固定；及切削構件，具有與被切削體的切斷面垂直的旋轉軸及向所述被切削體的切斷面側突出地設置的切削刃。

另外，在專利文獻2中公開了一種端面加工偏光板的製造方法，使用兩個切削旋轉體，對偏光板的層疊體的端面進行切削，該切削旋轉體具備：圓柱狀旋轉體，旋轉軸與偏光板的層疊體的應切削加工的端面平行，且與厚度方向平行或具有一定角度而延伸；及多個切削刃，沿著該圓柱狀旋轉體的側面的旋轉軸方向配置。

然而，專利文獻1記載的裝置由於其切削構件的形態，而無法對偏光板的切斷面的角部進行倒圓角加工，或將偏光板的切斷面加工成任意的形狀。而且，專利文獻1記載的裝置主要以使用於液晶顯示器等的比較大的偏光板為對象，因此對於行動電話或智慧手機用的小型的偏光板而言，無法進行尺寸精度高的加工。

另外，在專利文獻2記載的製造方法中，在偏光板的切斷面上，能夠進行角部的切削，但是切削旋轉體相對於偏光板的前後或左右的尺寸來說比較大，無法進行精細的加工，因此無法對偏光板的切斷面的角部進行倒圓角加工、或者將偏光板的切斷面加工成任意的形狀。

而且，在專利文獻2記載的製造方法中，在對小型的偏光板進行加工的情況下，對切削旋轉體進行支承的部分等比切削旋轉體更向裝置側突出，因此存在該部分等與對工件進行固定的固定部等的裝置的結構發生干涉而無法加工工件的可能性。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2005-224935號

[專利文獻2]日本特開2012-203209號

本發明之目的在於提供一種使對工件進行加工的加工部不與裝置的結構發生干涉而能夠以高尺寸精度將工件的外周部加工成任意的形狀的加工裝置。

對工件進行加工的加工裝置具備：第一加工部，具有：第一主軸，以z方向為旋轉軸而使工具旋轉；及第一工具，在與z方向平行的面上設有切削刃，且使前端朝向z方向的一方而安裝於第一主軸；第二加工部，具有：第二主軸，以z方向為旋轉軸而使工具旋轉；及第二工具，在與z方向平行的面上設有切削刃，且使前端朝向z方向的另一方而安裝於第二主軸；及固定裝置，在z方向上將工件夾持而固定。

第一加工部及第二加工部的每一個與固定裝置能夠在與z方向正交的x方向及與x方向和z方向正交的y方向上相對移動。

固定裝置具有從z方向的一方將工件固定的第一固定部和從z方向的另一方將工件固定的第二固定部，第一固定部及第二固定部中的雙方或一方能夠沿z方向移動。

第一加工部及第二加工部透過旋轉的第一工具及第二工具的切削刃對從z方向觀察到的工件的外周部進行加工。

第一加工部在工件的外周部的外周中的第一區域對工件的外周部進行加工的情況下，第一固定部位於第一加工部不干涉的區域，即第一不干涉區域。

第二加工部在工件的外周部的外周中的第二區域對工件的外周部進行加工的情況下，第二固定部位於第二加工部不干涉的區域，即第二不干涉區域。

假定第一加工部的第一工具沿著工件的目標形狀的外周部的外周在第一區域移動的情況下，第一不干涉區域能夠設為除了第一加工部移動的區域之外的區域。

而且，假定第二加工部的第二工具沿著工件的目標形狀的外周部的外周在第二區域移動的情況下，第二不干涉區域能夠設為除了第二加工部移動的區域之外的區域。

根據上述加工裝置，由於具備第一固定部及第二固定部，因此能夠使第一加工部及第二加工部不與工件的固定裝置發生干涉，而高精度地加工工件的外周部。

另外，加工裝置能夠對工件的外周部的角部進行倒圓角加工，或者在工件的外周部形成凹陷等，將工件的外周部加工成任意的形狀。

10‧‧‧第一加工部

12‧‧‧第一主軸

14‧‧‧第一工具

15‧‧‧切削刃

16‧‧‧第一馬達

18‧‧‧第一加工部的支承部

20‧‧‧第二加工部

22‧‧‧第二主軸

24‧‧‧第二工具

25‧‧‧切削刃

26‧‧‧第二馬達

28‧‧‧第二加工部的支承部

30‧‧‧第一固定部(固定裝置)

32‧‧‧第一工件固定部

34‧‧‧第一支承部

36‧‧‧z方向軌道

40‧‧‧第二固定部(固定裝置)

42‧‧‧第二工件固定部

44‧‧‧第二支承部

50‧‧‧z方向驅動裝置

52‧‧‧桿

54‧‧‧夾設部

60‧‧‧控制裝置

70‧‧‧第一台車

72‧‧‧臂部

74‧‧‧y方向軌道

76‧‧‧y方向驅動裝置

80‧‧‧第二台車

82‧‧‧臂部

84‧‧‧y方向軌道

86‧‧‧y方向驅動裝置

90‧‧‧第三台車

92‧‧‧柱部

94‧‧‧底部

96‧‧‧x方向軌道

98‧‧‧x方向驅動裝置

100‧‧‧外罩

110‧‧‧工件

112‧‧‧工件的初始形狀

114‧‧‧工件的目標形狀

116‧‧‧外周部

118‧‧‧外周

120‧‧‧第一區域

122‧‧‧第一不干涉區域

124‧‧‧第一干涉區域

130‧‧‧第二區域

132‧‧‧第二不干涉區域

134‧‧‧第二干涉區域

第1圖是表示本發明的實施形態的加工裝置的俯視圖。

第2圖是表示本發明的實施形態的加工裝置的一部分的前視圖。

第3圖是表示本發明的實施形態的加工裝置的一部分的側視圖。

第4圖是將第3圖的固定裝置周邊放大的放大圖。

第5圖是從上方觀察工件及第一工件固定部的模式圖。

第6圖是從下方觀察工件及第二工件固定部的模式圖。

第7圖是從上方觀察第一不干涉區域的模式圖。

第8圖是第7圖的VIII-VIII線端面圖。

第9圖是第7圖的IX-IX線端面圖。

第10圖是從下方觀察第二不干涉區域的模式圖。

第11圖是第10圖的XI-XI線端面圖。

第12圖是第10圖的XII-XII線端面圖。

第13圖是從上方觀察利用第一加工部的第一工具進行的工件的加工狀況的模式圖。

第14圖是從下方觀察利用第二加工部的第二工具進行的工件的加工狀況的模式圖。

第15圖是從上方觀察工件的加工狀況的模式圖。

第16圖是從上方觀察工件的加工狀況的模式圖。

以下，對本發明的實施形態的加工裝置進行說明。第1圖至第4圖示出本發明的實施形態的加工裝置。

加工裝置具備外罩100、第一加工部10、第二加工部20、固定裝置30、40、控制裝置60。

在以下的說明中，座標基本上基於三維正交座標(x，y，z)。x方向對應於左右方向，y方向對應於前後方向，z方向對應於上下方向。

由加工裝置加工的工件110沒有特別限定，但是在本實施形態中，是將從z方向觀察到的形狀為矩形形狀的薄膜沿z方向層疊多張而構成的薄膜的層疊體。作為矩形形狀的薄膜，可列舉例如偏光板。

另外，在以下的說明中，工件110的外周部116是指工件110的外周的面，工件110的外周部116的外周118是指工件110的外周部116的周緣(外周的線)。在本實施形態中，工件110的外周部116對應於薄膜的層疊體的前後左右的4個側面。

在外罩100中位於左側的與y方向平行的壁面上，上下設有兩個沿y方向延伸的一對y方向軌道74、74、84、84。在上下的一對y方向軌道74、74、84、84上分別以能夠沿y方向移動的方式安裝有第一台車70和第二台車80。而且，在外罩100上設有y方向驅動裝置76、86，以使第一台車70和第二台車80分別在y方向上移動。作為y方向驅動裝置76、86，例如，可以使用沿y方向軌道74、74、84、84延伸且分別安裝於第一台車70及第二台車80的滾珠絲杠、以及對各個滾珠絲杠進行驅動的馬達。

第一台車70及第二台車80分別在右側的端部具備沿x方向延伸的臂部72、82。

在第一台車70的臂部72的前端側的部分設有第一加工部的支承部18。而且，在第二台車80的臂部82的前端側的部分設有第二加工部的支承部28。

第一加工部10向下地支承於第一加工部的支承部18。第一加工部10伴隨著第一台車70的移動而沿y方向移動。

第一加工部10具備第一主軸12、第一工具14、第一馬達16。

第一主軸12沿z方向具有旋轉軸，其前端部位於第一加工部10的下部。圓柱狀的第一工具14以軸與z方向平行且前端朝向下方的狀態安裝在第一主軸12的前端部。第一主軸12透過第一馬達16的驅動而以旋轉軸為中心旋轉，伴隨於此，第一工具14旋轉。

此外，第一加工部10包括上述的第一加工部的支承部18。

第二加工部20向上地支承於第二加工部的支承部28。第二加工部20伴隨著第二台車80的移動而沿y方向移動。

第二加工部20具備第二主軸22、第二工具24、第二馬達26。

第二主軸22沿z方向具有旋轉軸，其前端部位於第二加工部20的上部。圓柱狀的第二工具14以軸與z方向平行且前端朝向上方的狀態安裝於第二主軸22的前端部。第二主軸22透過第二馬達26的驅動而以旋轉軸為中心旋轉，伴隨於此，第二工具24旋轉。

第二加工部20是與第一加工部10相同的結構，但是方向相差180°。

此外，第二加工部20包括上述的第二加工部的支承部28。

第一工具14及第二工具24為圓柱狀，至少在與z方向平行的面、即側面具有切削刃15、25。第一工具14及第二工具24的直徑比工件110的x方向及y方向上的長度小。

第一工具14及第二工具24一邊以z方向為旋轉軸旋轉，一邊利用側面的切削刃15、25對工件110的外周部116進行加工。

作為第一工具14及第二工具24，可以使用例如立銑刀。

然而，加工裝置在工件110為薄膜的層疊體的情況下，由於工具的強度等的問題而需要限制第一工具14及第二工具24的長度，因此與以往的裝置或方法相比，一次能夠加工的薄膜的層疊體的層疊高度降低，存在加工效率下降的可能性。

這種情況下，第一加工部10及第二加工部20以使第一工具14及第二工具24每分鐘旋轉40,000轉以上為佳，更佳為每分鐘旋轉60,000轉以上。

當這樣形成第一加工部10及第二加工部20時，能夠高速地加工工件110，因此即使將層疊體的層疊高度抑制得較低，也能夠以與以往的裝置或方法相同或其以上的加工效率對工件110進行加工。

在外罩100中位於後側的與x方向平行的壁面上，上下設有三條沿x方向延伸的x方向軌道96、96、96。第三台車90以能夠沿x方向移動的方式安裝在x方向軌道96、96、96上。而且，在外罩100上設有x方向驅動裝置98，以使第三台車90沿x方向移動。作為x方向驅動裝置98，可以使用沿著x方向軌道96延伸且安裝於第三台車90的滾絲杠、及對滾珠絲杠進行驅動的馬達。

第三台車90具備柱部92、底部94。

在第三台車90安裝有在z方向上夾持並固定工件110的固定裝置30、40。固定裝置30、40具備從z方向的一方將工件110固定的第一固定部30和從z方向的另一方將工件110固定的第二固定部40。

第一固定部30及第二固定部40伴隨著第三台車90的移動而沿x方向移動。

第一加工部10在工件110的外周部116的外周118中的第一區域120對工件110的外周部116進行加工的情況下，第一固定部30位於第一加工部10不干涉的區域，即第一不干涉區域122。

而且，第二加工部20在工件110的外周部116的外周118中的第二區域130對工件110的外周部116進行加工的情況下，第二固定部40位於第二加工部20不干涉的區域即第二不干涉區域132。

關於第一區域120及第二區域130，如第5圖及第6圖所示，在從z方向觀察到的工件110的外周部116的外周118中，以工件110的y方向的中心為界，前側(圖中的下側)的區域作為第一區域120，後側(圖中的上側)的區域作為第二區域130。此外，第一區域120和第二區域130在從z方向觀察到的工件110的外周部116的外周118，可以是彼此的區域重複的區域，也可以是彼此的區域不連續的區域。

如第7圖、第8圖及第9圖所示，第一不干涉區域122可以設為除第一干涉區域124(圖中的斜線部分)之外的區域(圖中的填充部分)。

在此，假定為第一加工部10的第一工具14沿著工件的目標形狀114的外周部116的外周118在第一區域120移動的情況下，第一干涉區域124是第一加工部10移動的區域。工件的目標形狀114是想要對工件110進行加工而形成的工件的形狀。而且，第7圖的虛線所示的工件的初始形狀112是加工前的工件的形狀。

此外，第7圖、第8圖及第9圖的填充部分只不過示出第一不干涉區域122中的一部分。

另外，如第10圖、第11圖及第12圖所示，第二不干涉區域132可以設為除第二干涉區域134(圖中的斜線部分)之外的區域(圖中的填充部分)。

在此，假定第二加工部20的第二工具24沿著工件的目標形狀114的外周部116的外周118在第二區域130移動的情況下，第二干涉區域134是第二加工部20移動的區域。

此外，第10圖、第11圖及第12圖的填充部分只不過示出第二不干涉區域132中的一部分。

第一固定部30及第二固定部40只要分別位於第一不干涉區域122或第二不干涉區域132，就可以是任意的方式，可以設為例如以下所示的形態。

第一固定部30具備將工件110固定的第一工件固定部32和對第一工件固定部32進行支承的第一支承部34。第一工件固定部32的底面成為與工件110相接觸的部分。第一工件固定部32的底面從z方向觀察為矩形形狀，成為與xy平面平行的平坦面。第一支承部34為柱狀，其下部與第一工件固定部32的上部連接。

第一工件固定部32及第一支承部34位於除第一干涉區域124之外的區域，即第一不干涉區域122。

在第三台車90的柱部92的正面設有沿z方向延伸的一對z方向軌道36、36。第一支承部34能夠沿z方向移動地安裝在z方向軌道36、36上。第三台車90的柱部92具備z方向驅動裝置50，該z方向驅動裝置50具有使桿52沿z方向進退的工作缸。z方向驅動裝置50的桿52的前端安裝在第一支承部34的上端。z方向驅動裝置50也位於除第一干涉區域124之外的區域，即第一不干涉區域122。

透過z方向驅動裝置50的驅動，第一固定部30在z方向上移動，進行工件110的固定及其解除。

第二固定部40具備將工件110固定的第二工件固定部42和對第二工件固定部42進行支承的第二支承部44。第二工件固定部42的上表面成為與工件110相接觸的部分。第二工件固定部42的上表面從z方向觀察下為矩形形狀，成為與xy平面平行的平坦面。第二支承部44為柱狀，其上部與第二工件固定部42的下部連接，其下部與第三台車90的底部94連接。

第二工件固定部42及第二支承部44位於除第二干涉區域134之外的區域，即第二不干涉區域132。

在利用固定裝置30、40將工件110固定的情況下，在第一工件固定部32或第二工件固定部42與工件110之間夾設合成樹脂製的夾設部54而將工件110固定。透過設置夾設部54，能夠防止第二工具24與第一工件固定部32的底面的干涉、或第一工具14與第二工件固定部42的上表面的干涉。

控制裝置60分別控制第一加工部10及第二加工部20，使第一工具14及第二工具24旋轉。而且，控制裝置60分別控制x方向驅動裝置98、y方向驅動裝置76、86及z方向驅動裝置50，使固定裝置30、40、第一加工部10及第二加工部20移動。

關於第一加工部10、第二加工部20及固定裝置30、40的移動，只要是它們在x方向及y方向上進行相對移動即可，可以是任意的形態。例如，加工裝置可以是第一加工部10及第二加工部20沿x方向及y方向移動，而固定裝置30、40不移動的結構。

而且，加工裝置可以是第一加工部10及第二加工部20沿z方向移動的結構。當這樣形成加工裝置時，在工件110上能夠形成孔等。

另外，加工裝置可以不是第一固定部30而是第二固定部40沿z方向移動的結構，也可以是第一固定部30及第二固定部40雙方沿z方向移動的結構。

接著，對加工裝置的使用方法進行說明。首先，透過固定裝置30、40將工件110固定。具體而言，以使工件110的側面與x方向及y方向正交的方式將工件110設置在第二固定部40的第二工件固定部42的上表面。並且，對z方向驅動裝置50進行驅動而使第一固定部30向下方下降，使工件110由第一工件固定部32和第二工件固定部42夾入並固定。

接著，如第13圖所示，透過第一加工部10的第一工具14在工件110的外周部116(側面)的外周118中的第一區域120對工件110的外周部116進行加工(切削)。接著，如第14圖所示，透過第二加工部20的第二工具24在工件110的外周部116(側面)的外周118中的第一區域120對工件110的外周部116進行加工(切削)。具體而言，利用第一加工部10的第一工具14，從工件110的右側面的y方向上的中心位置到工件110的左側面的y方向上的中心位置，順時針地加工工件110的外周部116。接著，利用第二加工部20的第二工具24，從工件110的左側面的y方向上的中心位置到工件110的右側面的y方向上的中心位置，順時針地加工工件110的外周部116。

加工裝置當然會在工件110的外周部116(側面)上，與工件110的面平行地進行切削，也能夠如第15圖所示，進行工件110的角部的倒圓角加工。而且，加工裝置能夠如第16圖所示，在工件110的外周部116形成凹陷等，將工件110的外周部116切削成任意的形狀。

此外，第15圖及第16圖示出透過第一加工部10的第一工具14進行加工的狀況，但利用第二加工部20的第二工具24也能夠將工件110的外周部116切削成任意的形狀。

此外，第一區域120是第一加工部10能夠不與第一固定部30發生干涉地進行工件110的外周部116的加工的工件110的外周部116的外周118的區域，未必表示工件110的外周部116中的第一加工部10所加工的區域。第一加工部10對工件110的外周部116進行加工的區域可以是第一區域120，也可以是第一區域120的範圍內，只要第一加工部10與第一固定部30不干涉，也可以是超過第一區域120的範圍。

另外，第二區域130與第一區域120同樣，是第二加工部20能夠不與第二固定部40發生干涉地進行工件110的外周部116的加工的工件110的外周部116的外周118的區域，未必表示工件110的外周部116中的第二加工部20所加工的區域。第二加工部20對工件110的外周部116進行加工的區域可以是第二區域130，也可以是第二區域130的範圍內，只要第二加工部20與第二固定部40不干涉，也可以是超過第二區域130的範圍。

上述加工裝置由於具備第一固定部30及第二固定部40，因此能夠使第一加工部10及第二加工部20與固定裝置30、40不干涉，而高精度地加工工件110的外周部116。

另外，加工裝置由於具備第一加工部10及第二加工部20，因此能夠在工件110的加工中途將工件110的固定解除，不改變工件110的方向地進行工件110的外周部 116的加工，因此不會出現伴隨工件110的固定的解除及再固定以致工件110的加工精度下降的情況。

另外，加工裝置能夠對工件110的外周部116的角部進行倒圓角加工，或者在工件110的外周部116形成凹陷等，將工件110的外周部116加工成任意的形狀。

另外，加工裝置在將第一工具14及第二工具24設為立銑刀時，能夠將工件110加工成更複雜的形狀，與以往的薄膜的層疊體的加工裝置相比，能夠以非常優良的尺寸精度進行加工。

本發明的加工裝置沒有特別限定於上述實施形態，而可在本發明的主旨的範圍內適當變更。

Claims

一種加工裝置，是對薄膜的層疊體進行加工的加工裝置，其特徵為具備：第一加工部，具有：第一主軸，以z方向為旋轉軸而使工具旋轉；及第一工具，在與z方向平行的面上設有切削刃，且使前端朝向z方向的一方而安裝於前述第一主軸；第二加工部，具有：第二主軸，以z方向為旋轉軸而使工具旋轉；及第二工具，在與z方向平行的面上設有切削刃，且使前端朝向z方向的另一方而安裝於前述第二主軸；及固定裝置，在z方向上將前述薄膜的層疊體夾持而固定，前述第一加工部及前述第二加工部的每一個與前述固定裝置能夠在與z方向正交的x方向及與x方向和z方向正交的y方向上相對移動，前述第一加工部，相對於前述薄膜的層疊體，位於z方向的另一方側，前述第二加工部，相對於前述薄膜的疊層體，位於z方向的一方側，前述固定裝置，具有相對於前述薄膜層疊體從z方向的另一方側將前述薄膜的層疊體固定的第一固定部、和相對於前述薄膜的層疊體從z方向的一方側將前述薄膜的層疊體固定的第二固定部，前述第一固定部，具備將前述薄膜的層疊體固定的第一工件固定部、和對前述第一工件固定部進行支承的第一支承部，前述第二固定部，具備將前述薄膜的層疊體固定的第二工件固定部、和對前述第二工件固定部進行支承的第二支承部，前述第一支承部，相對於前述薄膜的層疊體位在z方向的另一方側，且從z方向觀察位在前述第一工件固定部的端側，前述第二支承部，相對於前述薄膜的層疊體位於z方向的一方側，且從z方向觀察，位在前述第二工件固定部之前述第一工件固定部的前述端側之相反側的端側，前述第一加工部及前述第二加工部透過旋轉的前述第一工具及前述第二工具的前述切削刃對從z方向觀察到的前述薄膜的層疊體的外周部進行加工。
如申請專利範圍第1項所記載的加工裝置，其中，在前述第一工件固定部與前述薄膜的層疊體之間、及前述第二工件固定部與前述薄膜的層疊體之間，夾設合成樹脂至的夾設部，該夾設部用來防止前述第二工具對前述第一工件固定部的干涉、及前述第一工具對前述第二工件固定部的干涉。