WO2021199220A1 - 刃先加工装置および切削装置 - Google Patents

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WO2021199220A1
WO2021199220A1 PCT/JP2020/014708 JP2020014708W WO2021199220A1 WO 2021199220 A1 WO2021199220 A1 WO 2021199220A1 JP 2020014708 W JP2020014708 W JP 2020014708W WO 2021199220 A1 WO2021199220 A1 WO 2021199220A1
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laser
cutting
optical path
control unit
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英二 社本
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国立大学法人東海国立大学機構
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    • B23K2101/20Tools

Definitions

  • This disclosure relates to a technique for processing a cutting tool blade with a laser beam.
  • Non-Patent Document 1 discloses a technique for forming a V-shaped cutting edge by processing a flank surface of a tool base material in two directions by pulse laser grinding.
  • FIG. 1A and 1 (b) are diagrams for explaining a method of sharpening the cutting edge of a diamond coating tool by pulse laser grinding described in Non-Patent Document 1.
  • FIG. 1A shows a state in which the rake face side is pulsed laser grounded
  • FIG. 1B shows a state in which the flank surface side is pulsed laser grounded in two directions.
  • the cutting edge is sharpened by slightly cutting the laser beam into the tool cutting edge and applying a feed motion along the cutting edge ridge line between the laser beam and the tool in that state. ..
  • Non-Patent Document 1 a 5-axis machine having three translational axes of XYZ and two rotation axes of A-axis and C-axis is used, and the tool posture is set between the blade angle (between the rake face and the flank surface after machining). The angle) is rotated.
  • a rotation control shaft for changing the tool posture is required.
  • This disclosure has been made in view of such a situation, and one of the purposes thereof is to provide a cutting edge machining technology capable of reducing the number of control axes. Further, one of the objects of the present disclosure is to provide a cutting device having excellent practicality.
  • the cutting edge processing device is a cutting edge processing device that laser-processes the cutting edge portion of a cutting tool, and includes a first optical member that forms a first optical path of laser light.
  • a second optical member that forms the second optical path of the laser beam, a motion mechanism that moves the cutting edge of the cutting edge relative to the first and second optical paths, and a control unit that controls the relative movement by the motion mechanism.
  • the control unit moves the cutting edge relative to the first optical path by a motion mechanism, and processes the flank of the cutting edge with a laser beam passing through the first optical path. Further, the control unit moves the cutting edge relative to the second optical path by the motion mechanism, and processes the rake face of the cutting edge with the laser beam passing through the second optical path.
  • a cutting device includes a motion mechanism that moves the cutting tool edge relative to the work material, and a control unit that controls the relative movement of the work material and the cutting tool edge by the motion mechanism. Further, the cutting device includes a laser light source that emits a laser beam for laser processing the cutting edge of a cutting tool, and an optical member that forms an optical path of the laser beam. The control unit moves the cutting edge relative to the optical path by a motion mechanism, and laser-machines the cutting edge.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining pulse laser grinding.
  • pulse laser grinding as disclosed in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, a cylindrical irradiation region extending in the optical axis direction of the laser beam 2 and having processable energy is superimposed on the surface of the member 20 to be processed.
  • This is a processing method for removing the surface region of the member 20 to be processed through which the cylindrical irradiation region has passed by scanning in a direction intersecting the optical axis.
  • a surface parallel to the optical axis direction and the scanning direction is formed on the surface of the member 20 to be processed.
  • FIG. 3 shows a cutting edge machining device 10 for laser machining the cutting edge of a cutting tool.
  • the cutting edge machining device 10 includes a laser machining section 11 and a control section 17.
  • the control unit 17 may be an NC control device that controls the laser processing unit 11 according to an NC (numerical control) program.
  • the laser processing unit 11 and the control unit 17 are configured as separate bodies and may be connected by a cable or the like, but may be configured as one.
  • the laser processing section 11 includes a bed section 12 as a base, and the first table 13 and the second table 14 are movably supported on the bed section 12.
  • the first table 13 is movably supported in the X-axis direction by the rail portion formed on the bed portion 12, and the second table 14 is movable in the Z-axis direction by the rail portion formed on the first table 13.
  • a tool support portion 15 for attaching a member to be machined is provided on the upper surface of the second table 14, and in the embodiment, the cutting tool 21 having a blade portion 22 to be laser machined is provided on the tool support portion 15. It is attached.
  • the blade portion 22 has a cutting edge 22a having a flank surface and a rake surface involved in cutting the work material at its tip.
  • the laser unit 16 has a function of irradiating the cutting edge 22a of the cutting edge 22 with two laser beams to sharpen the cutting edge 22a.
  • the laser unit 16 of the embodiment superimposes a tubular irradiation region including a focused portion of laser light on the flank surface and the rake face of the cutting edge 22a at the same timing or different timings, scans in a direction intersecting the optical axis, and scans the cylinder.
  • it is a pulse laser grinder that removes the surface region through which the shape irradiation region has passed, it may be a laser processing machine that uses another irradiation method.
  • the first table 13 and the second table 14 constitute a motion mechanism for moving the cutting edge 22a of the blade portion 22 relative to the laser optical path in the laser unit 16.
  • the first table 13 and the second table 14 are each moved by an actuator such as a motor.
  • the first table 13 and the second table 14 move the cutting tool 21 attached to the tool support portion 15 in the X-axis direction and the Z-axis direction, but the cutting tool 21 is moved by the laser unit 16. It may be relative to the laser beam path inside. That is, the motion mechanism may move the laser optical path in the laser unit 16 with respect to the cutting tool 21. As described above, it does not matter which of the cutting tool 21 and the laser optical path is moved, as long as the relative movement in the moving direction is realized.
  • control unit 17 manages the movements of the first table 13 and the second table 14 according to the NC program, and controls the relative movement between the cutting tool 21 and the laser optical path by the movement mechanism. Further, during laser processing, the control unit 17 controls the irradiation of the laser beam in the laser unit 16.
  • the control unit 17 may have a function of adjusting the position and orientation of the optical member in the laser unit 16 to make the laser optical path variable.
  • FIG. 4 shows a state in which the blade portion 22 of the cutting tool 21 has entered the laser unit 16.
  • the control unit 17 moves the second table 14 in the positive direction of the Z axis to insert at least the tip side of the cutting tool 21 into the laser unit 16 through the opening of the laser unit 16.
  • the control unit 17 drives the laser light source in the laser unit 16 to emit the laser light used for processing the flank surface of the cutting edge 22a and the laser light used for processing the rake face of the cutting edge 22a. Since the cutting edge processing device 10 of the embodiment uses two laser beams having different traveling directions to process the flank surface and the rake face of the cutting edge 22a, the posture of the cutting tool 21 is formed between the flank surface machining and the rake face machining. It has the advantage that it does not need to be changed and the rotation control shaft for changing the tool posture is not required.
  • FIG. 5 shows the internal configuration of the laser unit 16.
  • the laser unit 16 includes a protective housing 30 having an opening 31, and a laser light source 32 and a plurality of optical members forming two laser optical paths are provided in the protective housing 30.
  • the protective housing 30 prevents the laser light emitted by the laser light source 32 from leaking to the outside, and prevents foreign matter from entering the laser unit 16.
  • a mechanism for closing the opening 31 may be provided when laser processing is not performed.
  • the laser light source 32 is provided with a laser oscillator that generates laser light, an attenuator that adjusts the output of the laser light, a beam expander that adjusts the diameter of the laser light, and the like, and emits the adjusted laser light.
  • the laser oscillator may generate, for example, Nd: YAG pulsed laser light.
  • the beam splitter 33 splits the laser beam emitted from the laser light source 32 into two optical paths. As shown in FIG. 5, the laser light emitted from the laser light source 32 is split into two by the beam splitter 33, and passes through different optical paths toward the cutting edge 22a.
  • the beam splitter 33 may be a half mirror.
  • the reflection mirror 34 and the lens 35 are optical members that form the first optical path 25 of the laser beam, and direct the transmitted light of the beam splitter 33 to the flank 23 of the cutting edge 22a.
  • the reflection mirror 36, the lens 37, and the reflection mirror 38 are optical members that form the second optical path 26 of the laser light, and direct the reflected light of the beam splitter 33 to the rake face 24 of the cutting edge 22a.
  • the lens 35 and the lens 37 collect the incident light so that the cylindrical irradiation region including the focused portion of the laser light comes to the position of the cutting edge 22a.
  • the lens 35 and the lens 37 may be a lens system composed of a plurality of lenses.
  • the angle between the first optical path 25 and the second optical path 26 around the cutting edge 22a when viewed from the X-axis direction is set to the blade angle after processing (the angle between the rake face and the flank surface after processing).
  • the control unit 17 moves the cutting edge 22a of the cutting tool 21 relative to the first optical path 25 and / or the second optical path 26 by the motion mechanism, so that the cutting edge 22a is machined.
  • the cutting edge ridge line of the cutting edge 22a extends in the X-axis direction, and the cutting edge 22a is irradiated with a laser beam passing through the first optical path 25 and / or a laser beam passing through the second optical path 26 (irradiated).
  • the control unit 17 irradiates the flank 23 of the cutting edge 22a with a laser beam that passes through the first optical path 25 substantially parallel to the flank 23, and directs the cutting edge 22a in the X-axis direction with respect to the first optical path 25.
  • the flank 23 of the tool cutting edge is machined with a laser beam passing through the first optical path 25.
  • the control unit 17 irradiates the rake face 24 of the cutting edge 22a with a laser beam passing through the second optical path 26 substantially parallel to the rake face 24, and makes the cutting edge 22a relative to the second optical path 26 in the X-axis direction.
  • the rake face 24 of the tool cutting edge is machined with a laser beam passing through the second optical path 26.
  • the flank surface 23 and the rake face 24 can be processed by the laser beam passing through the two laser optical paths without changing the posture of the cutting tool 21.
  • the control unit 17 may simultaneously move the cutting edge 22a relative to the first optical path 25 and the second optical path 26 by the motion mechanism to simultaneously perform the processing of the flank surface 23 and the processing of the rake surface 24.
  • the flank surface 23 and the rake surface 24 may be processed at different timings. It is known that the finishing accuracy of cutting using the cutting tool 21 provided with the cutting edge 22a depends on the surface roughness of the flank surface 23 rather than the surface roughness of the rake face 24. Therefore, the rake face 24 may be processed first, and then the flank surface 23 may be machined to finish the flank surface 23 at the end.
  • the control unit 17 processes the rake face 24 by moving the cutting edge 22a relative to the second optical path 26 by the motion mechanism.
  • the control unit 17 may block the progress of the laser beam in the first optical path 25 with a light-shielding plate (not shown). It is preferable that the light-shielding plate is provided between the beam splitter 33 and the lens 35 to block the beam light before focusing. In this way, the rake face 24 of the tool cutting edge is first machined.
  • the control unit 17 processes the flank surface 23 by moving the cutting edge 22a relative to the first optical path 25 by the motion mechanism.
  • the control unit 17 may block the progress of the laser beam in the second optical path 26 with a light-shielding plate (not shown). It is preferable that the light-shielding plate is provided between the beam splitter 33 and the lens 37 to block the beam light before focusing. In this way, the flank 23 of the tool cutting edge is machined, and the cutting edge machining is completed.
  • the laser beam passing through the first optical path 25 and the second optical path 26 travels in the direction from the root side to the tip side of the blade portion 22, respectively.
  • the laser beam is irradiated from the root side to the tip side of the blade portion 22 rather than when the laser light is irradiated from the tip side to the root side of the blade portion 22. It is known that a flat surface with higher accuracy can be obtained by doing so. Therefore, it is preferable that the traveling directions of the laser beams in the first optical path 25 and the second optical path 26 are set in the directions from the root side to the tip side of the blade portion 22, respectively.
  • the control unit 17 first performs cutting edge processing using the laser beam from the tip side to the root side of the blade portion 22, and then the root of the blade portion 22. Cutting the cutting edge using a laser beam from the side to the tip side is performed. As a result, the blunt (slightly not sharp) portion formed by the cutting edge processing can be removed by the subsequent cutting edge processing to form the sharp cutting edge 22a.
  • the first optical path 25 and the second optical path 26 may be able to change the direction of laser incident on the cutting edge 22a by changing the mirror angle.
  • the laser incident direction on the cutting edge 22a can be adjusted by changing the arrangement angles of the reflection mirrors 34 and 38.
  • the laser light emitted from one laser light source 32 is divided into two by the beam splitter 33, but the laser light source for the first optical path 25 and the laser light source for the second optical path 26 May be provided respectively.
  • the cutting edge processing device 10 is equipped with a laser unit 16 that realizes cutting edge processing using two laser beams, thereby eliminating the need for a rotation control shaft for changing the tool posture and realizing a simple structure.
  • a structure in which the laser unit 16 is incorporated in a cutting device for cutting a work material will be proposed. Since the cutting device includes the laser unit 16, when the cutting edge 22a of the cutting tool 21 blade 22a is worn, the cutting tool 21 is sent to the laser unit 16 for laser processing without removing the cutting tool 21 from the cutting device. As a result, the cutting edge 22a can be re-sharpened.
  • FIG. 6 shows a cutting device 100 integrated with a laser unit 16 that laser-machines a cutting tool blade.
  • the cutting device 100 shown in FIG. 6 is a processing device for turning the work material 104 by cutting the cutting edge 22a of the cutting tool 21 into the work material 104.
  • the cutting device 100 includes an integration unit 111 and a control unit 117, and the control unit 117 may be an NC control device that controls the integration unit 111 according to an NC (numerical control) program.
  • the integrated unit 111 and the control unit 117 are configured as separate bodies and may be connected by a cable or the like, but may be configured as one.
  • FIG. 7 shows a top view of the integrated unit 111.
  • the integrated portion 111 includes a bed portion 112 as a base, and the first table 113 and the second table 114 are movably supported on the bed portion 112.
  • the first table 113 is movably supported in the X-axis direction by the rail portion formed on the bed portion 112, and the second table 114 is movable in the Z-axis direction by the rail portion formed on the first table 113.
  • a tool post 115 for attaching the cutting tool 21 is provided on the upper surface of the second table 114.
  • the blade portion 22 is fixed to the cutting tool 21, and the blade portion 22 has a cutting edge 22a having a flank surface and a rake surface involved in cutting the work material at the tip thereof.
  • a spindle 103 to which the work material 104 is attached and a spindle 102 that rotatably supports the spindle 103 are provided on the bed portion 112.
  • a rotation mechanism 105 for rotating the spindle 103 is provided inside the headstock 102.
  • the control unit 117 drives the rotation mechanism 105 to rotate the spindle 103.
  • the first table 113 and the second table 114 constitute a motion mechanism that moves the cutting edge 22a of the cutting tool 21 relative to the work material 104.
  • the first table 113 and the second table 114 are each moved by an actuator such as a motor.
  • the first table 113 and the second table 114 move the cutting tool 21 attached to the tool post 115 in the X-axis direction and the Z-axis direction, but the cutting tool 21 is moved by the work material 104. It may be relative to. That is, the motion mechanism may move the work material 104 with respect to the cutting tool 21. As described above, it does not matter which of the cutting tool 21 and the work material 104 is moved, and it is sufficient that the cutting tool 21 and the work material 104 are relatively moved in the moving direction.
  • the control unit 17 rotates the rotation mechanism 105 to move the second table 114 in the positive direction of the Z axis to cut the cutting edge 22a of the blade portion 22 into the work material 104.
  • the control unit 117 manages the movements of the first table 113 and the second table 114 according to the NC program for cutting, and controls the relative movement between the cutting tool 21 and the work material 104 by the movement mechanism. The work material 104 is cut.
  • the cutting edge 22a is sure to wear.
  • the worn cutting tool 21 is once removed from the cutting device 100 and the cutting edge 22a is sharpened again with a dedicated processing machine, it is necessary to measure and correct the mounting error when the worn cutting tool 21 is reattached to the cutting device 100 for position calibration. There is.
  • the integrated portion 111 of the embodiment includes a laser unit 16 having a function of irradiating the cutting edge 22a of the cutting edge 22 with two laser beams on the bed portion 112 to sharpen the cutting edge 22a.
  • the laser unit 16 superimposes a tubular irradiation region including a focused portion of laser light on the flank and / or rake face of the cutting edge 22a, scans the surface in a direction intersecting the optical axis, and scans the surface through which the tubular irradiation region passes.
  • It may be a pulse laser grinder that removes a region, but it may be a laser processing machine that uses another irradiation method.
  • the control unit 117 estimates the degree of wear of the cutting edge 22a by measuring the cutting time and the like, and determines that the cutting edge 22a is re-sharpened (sharpened) at the timing when the degree of wear exceeds a predetermined threshold value. good.
  • the first table 113 is in the position shown in FIG. 7 in the X-axis direction.
  • the control unit 117 decides to sharpen the blade edge 22a, the first table 113 is moved in the negative direction of the X-axis so that the blade unit 22 faces the opening 31 (see FIG. 5) of the protective housing 30.
  • the control unit 117 moves the second table 114 in the positive direction of the Z axis, and inserts at least the tip side of the cutting tool 21 into the laser unit 16 through the opening 31 of the laser unit 16.
  • control unit 117 drives the laser light source 32 in the laser unit 16 to emit the laser light used for processing the flank surface of the cutting edge 22a and the laser light used for processing the rake face of the cutting edge 22a.
  • the sharpening of the cutting edge 22a is as described with reference to FIG.
  • the control unit 117 inserts the tip end side of the cutting tool 21 into the laser unit 16 by a motion mechanism while maintaining the posture of the cutting tool 21 at the time of cutting, and moves the cutting tool 21 relative to the laser optical path.
  • the cutting edge 22a is laser-processed.
  • the laser unit 16 has a function of irradiating the cutting edge 22a with two laser beams to sharpen the cutting edge 22a, and changes the posture of the cutting tool 21 at the time of sharpening. Since it is not necessary, laser machining using the translation control shaft used in cutting can be realized.
  • R-bites with an arc-shaped cutting edge 22a are often used.
  • the control unit 117 synchronously controls the X-axis and the Z-axis of the motion mechanism to move the cutting edge 22a relative to the laser optical path along the arc cutting edge ridge line. Just let me do it.
  • the cutting edge 22a is controlled with respect to the laser light path around the center of the arc of the cutting edge 22a. It is desirable to perform laser processing by rotating relative to each other. By processing in this way, even if the intensity distribution of the laser beam is not completely axisymmetric, it is possible to process the entire area of the cutting edge 22a at the same location in the circumferential direction of the laser beam.
  • the free-form surface processing apparatus creates a free-form surface on a work material attached to a work table, and the laser unit 16 may be provided side by side on the same work table as the work table. It is also possible to fix the laser unit 16 to the bed portion 12 and separate it from the work table. This is because the number of control axes used for cutting and the number of control axes used for laser machining of the tool cutting edge do not necessarily have to match.
  • the cutting device 100 may be an ultrasonic elliptical vibration cutting device as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-2221427.
  • Ultrasonic elliptical vibration cutting is a processing method that enables ultra-precision fine cutting of high-hardness metals such as shaped steel.
  • FIG. 12 shows the structure of the ultrasonic elliptical vibration cutting tool used in the ultrasonic elliptical vibration cutting device.
  • the laser unit 16 processes the cutting edge 22a with the laser beam from the root side to the tip side of the cutting edge portion 22 without changing the tool posture at the time of cutting, the laser beam is a cutting tool other than the cutting edge 22a. It must not interfere with the 21 parts, jig parts, and the like.
  • an ultrasonic vibrator is arranged on an extension line of the rake face, and when this ultrasonic elliptical vibration cutting tool is inserted into the laser unit 16, the ultrasonic vibrator is placed on the blade portion 22. It interferes with the laser beam from the root side to the tip side. Therefore, in the ultrasonic elliptical vibration cutting tool mounted on the cutting device 100, the ultrasonic vibrator 40 is arranged in a region sandwiched between the extension lines of the rake face and the flank surface of the cutting edge 22a.
  • the ultrasonic elliptical vibration cutting tool using the ultrasonic elliptical vibration cutting tool shown in FIG. 12 requires a new control method for keeping the vibration amplitude in the cutting direction constant, which is important for ultra-precision machining. This is because neither of the two directions of ultrasonic vibration used to generate the elliptical vibration coincides with the cutting direction. Therefore, the control unit 117 automatically tracks the resonance frequency of one vibration or the frequency between the resonance frequencies in the two directions (weighted average), and at least calculates the amplitude in the cutting direction to keep it constant. As a result, changes in the depth of cut are suppressed and high machining accuracy is achieved.
  • the laser unit 16 in the cutting edge processing apparatus 10 emits two laser beams, but three or more laser beams may be emitted.
  • the laser unit 16 uses only one laser beam and affects, for example, the machining finishing accuracy of cutting. Only the flank with a high flank may be machined.
  • the cutting edge processing device of a certain aspect of the present disclosure is a cutting edge processing device that laser-processes the cutting edge portion of a cutting tool, and forms a first optical member that forms a first optical path of laser light and a second optical path of laser light.
  • a second optical member is provided, a motion mechanism for moving the cutting edge of the cutting edge relative to the first optical path and the second optical path, and a control unit for controlling the relative movement by the motion mechanism.
  • the control unit moves the cutting edge relative to the first optical path by a motion mechanism, and processes the flank of the cutting edge with a laser beam passing through the first optical path. Further, the control unit moves the cutting edge relative to the second optical path by the motion mechanism, and processes the rake face of the cutting edge with the laser beam passing through the second optical path.
  • the control unit may simultaneously move the cutting edge relative to the first optical path and the second optical path by the motion mechanism, and laser-machin the flank surface and the rake face of the cutting edge at the same time.
  • the laser processing time can be shortened.
  • the laser beam passing through at least one of the first optical path and the second optical path travels in the direction from the root side to the tip side of the blade portion.
  • high-precision machining can be realized by irradiating the laser beam in the direction from the root side to the tip side of the blade portion.
  • the laser beam passing through both the first optical path and the second optical path travels in the direction from the root side to the tip side of the blade portion, respectively.
  • a cutting device includes a motion mechanism that moves the cutting tool edge relative to the work material, and a control unit that controls the relative movement of the work material and the cutting tool edge by the motion mechanism. Further, the cutting device includes a laser light source that emits a laser beam for laser processing the cutting edge of a cutting tool, and an optical member that forms an optical path of the laser beam. The control unit moves the cutting edge relative to the optical path by a motion mechanism, and laser-machines the cutting edge.
  • the cutting device By equipping the cutting device with a laser machining function that sharpens the cutting edge, it is possible to sharpen the cutting edge without removing the cutting tool from the cutting device when the cutting edge is worn. It is preferable that the laser processing function can process the flank surface and the rake surface of the cutting edge by utilizing the laser light passing through two different optical paths. It is preferable that the control unit laser-machines the cutting edge by moving the cutting edge relative to the optical path by a motion mechanism while maintaining the posture of the cutting tool at the time of cutting.
  • This disclosure can be used for a device for machining a tool cutting edge.

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Abstract

反射ミラー34およびレンズ35を含む第1光学部材は、レーザ光の第1光路25を形成する。反射ミラー36、レンズ37、反射ミラー38を含む第2光学部材は、レーザ光の第2光路26を形成する。運動機構は、刃部22の刃先22aを、第1光路25および第2光路26に対して相対移動させる。制御部は、運動機構により刃先22aを第1光路25に対して相対移動させて、刃先22aの逃げ面23を第1光路25を通るレーザ光で加工する。また制御部は、運動機構により刃先22aを第2光路26に対して相対移動させて、刃先22aのすくい面24を第2光路26を通るレーザ光で加工する。

Description

刃先加工装置および切削装置
 本開示は、レーザ光により切削工具の刃部を加工する技術に関する。
 レーザ光を利用した加工法として、パルスレーザ光を集光し、集束箇所を含む筒状の照射領域を被加工部材の表面上で走査して面加工するパルスレーザ研削(Pulse Laser Grinding : PLG)が知られている。特許文献1は、パルスレーザ光において筒状に延び且つ加工可能なエネルギをもつ照射領域を加工対象物の表面側の部位に重ねて、加工可能な速度で走査することで、加工対象物の表面領域を除去する方法を開示する。非特許文献1は、パルスレーザ研削により工具母材の逃げ面を2方向に加工して、V字形状の切れ刃を形成する技術を開示する。
特開2016-159318号公報
Hiroshi Saito, Hongjin Jung, Eiji Shamoto, Shinya Suganuma, and Fumihiro Itoigawa;「Mirror Surface Machining of Steel by Elliptical Vibration Cutting with Diamond-Coated Tools Sharpened by Pulse Laser Grinding」, International Journal of Automation Technology, Vol.12, No.4, pp.573-581(2018年)
 図1(a)および図1(b)は、非特許文献1に記載された、パルスレーザ研削によりダイヤモンドコーティング工具の刃先を鋭利化する方法を説明するための図である。図1(a)は、すくい面側をパルスレーザ研削する様子を示し、図1(b)は、逃げ面側を2方向にパルスレーザ研削する様子を示す。非特許文献1では、工具刃先に対してレーザ光をわずかに切り込ませ、その状態で刃先稜線に沿った送り運動をレーザ光と工具の間に与えることで、刃先の鋭利化を行っている。
 図1(a)および(b)に示すように、一つのレーザ光を利用して工具刃先のすくい面と逃げ面を加工するには、レーザ光に対する工具の相対的な姿勢を大きく変える必要がある。非特許文献1では、XYZの3つの並進軸と、A軸、C軸の2つの回転軸をもつ5軸加工機を用いて、工具姿勢を刃物角(加工後のすくい面と逃げ面の間の角度)だけ回転させている。このように一つのレーザ光を利用する加工装置で工具刃先のすくい面と逃げ面を加工するには、工具姿勢を変化させるための回転制御軸が必要となる。
 本開示はこうした状況に鑑みてなされており、その目的とするところの1つは、制御軸数を減少させることのできる刃先加工技術を提供することにある。また本開示の目的の1つは、実用性に優れた切削装置を提供することにある。
 上記課題を解決するために、本開示のある態様の刃先加工装置は、切削工具の刃部をレーザ加工する刃先加工装置であって、レーザ光の第1光路を形成する第1光学部材と、レーザ光の第2光路を形成する第2光学部材と、刃部の刃先を、第1光路および第2光路のに対して相対移動させる運動機構と、運動機構による相対移動を制御する制御部とを備える。制御部は、運動機構により刃先を第1光路に対して相対移動させて、刃先の逃げ面を第1光路を通るレーザ光で加工する。また制御部は、運動機構により刃先を第2光路に対して相対移動させて、刃先のすくい面を第2光路を通るレーザ光で加工する。
 本開示の別の態様は切削装置である。この装置は、被削材に対して切削工具の刃先を相対移動させる運動機構と、運動機構による被削材と切削工具の刃先の相対移動を制御する制御部を備える。さらに切削装置は、切削工具の刃先をレーザ加工するためのレーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光の光路を形成する光学部材とを備える。制御部は、運動機構により刃先を光路に対して相対移動させて、刃先をレーザ加工する。
ダイヤモンドコーティング工具の刃先を鋭利化する方法を説明するための図である。 パルスレーザ研削を説明するための図である。 刃先加工装置を示す図である。 刃部がレーザユニット内に進入した状態を示す図である。 レーザユニットの内部構成を示す図である。 レーザユニットを統合した切削装置を示す図である。 統合部の上面図である。 刃先が被削材を切削している状態を示す図である。 刃先が被削材を切削している状態を示す図である。 刃部がレーザユニット内に進入した状態を示す図である。 刃部がレーザユニット内に進入した状態を示す図である。 超音波楕円振動切削工具の構造を示す図である。
 図2は、パルスレーザ研削を説明するための図である。パルスレーザ研削は、特許文献1および非特許文献1に開示されるように、レーザ光2の光軸方向に延び且つ加工可能なエネルギをもつ円筒状の照射領域を被加工部材20の表面に重ねて、その光軸と交差する方向へ走査することで、円筒状の照射領域が通過した被加工部材20の表面領域を除去する加工法である。パルスレーザ研削は、被加工部材20の表面に、光軸方向および走査方向に平行な面を成形する。
<刃先加工装置の構造>
 図3は、切削工具の刃部をレーザ加工する刃先加工装置10を示す。刃先加工装置10は、レーザ加工部11および制御部17を備える。制御部17は、NC(numerical control)プログラムにしたがってレーザ加工部11を制御するNC制御装置であってよい。刃先加工装置10において、レーザ加工部11および制御部17は別体として構成され、ケーブル等により接続されてよいが、一体として構成されてもよい。
 レーザ加工部11は、ベースとなるベッド部12を備え、ベッド部12上には、第1テーブル13および第2テーブル14が移動可能に支持される。第1テーブル13は、ベッド部12に形成されたレール部によりX軸方向に移動可能に支持され、第2テーブル14は、第1テーブル13に形成されたレール部によりZ軸方向に移動可能に支持される。第2テーブル14の上面には、被加工部材を取り付けるための工具支持部15が設けられ、実施形態では、工具支持部15に、レーザ加工の対象となる刃部22を備えた切削工具21が取り付けられる。刃部22は、その先端に、被削材の切削に関与する逃げ面およびすくい面をもつ刃先22aを有する。
 レーザユニット16は、刃部22の刃先22aに対して2本のレーザ光を照射して、刃先22aを鋭利加工する機能をもつ。実施形態のレーザユニット16は、レーザ光の集束箇所を含む筒状照射領域を刃先22aの逃げ面およびすくい面に同じタイミングまたは異なるタイミングで重ねて、その光軸と交差する方向へ走査し、筒状照射領域が通過した表面領域を除去するパルスレーザ研削機であるが、別の照射方式を利用するレーザ加工機であってもよい。
 第1テーブル13および第2テーブル14は、刃部22の刃先22aをレーザユニット16内のレーザ光路に対して相対移動させる運動機構を構成する。図示していないが、第1テーブル13および第2テーブル14は、それぞれモータなどのアクチュエータにより動かされる。なお実施形態では、第1テーブル13および第2テーブル14が、工具支持部15に取り付けられた切削工具21をX軸方向およびZ軸方向に移動させるが、切削工具21の移動は、レーザユニット16内のレーザ光路に対して相対的なものであればよい。つまり運動機構は、レーザユニット16内のレーザ光路を切削工具21に対して動かしてもよい。このように切削工具21とレーザ光路は、いずれが動かされるかは問題ではなく、移動方向において相対的な移動が実現されればよい。
 レーザ加工時、制御部17は、NCプログラムにしたがって、第1テーブル13および第2テーブル14の動きを管理して、運動機構による切削工具21とレーザ光路の間の相対移動を制御する。またレーザ加工時、制御部17は、レーザユニット16におけるレーザ光の照射を制御する。なお制御部17は、レーザユニット16内の光学部材の位置や姿勢を調整して、レーザ光路を可変とする機能を有してよい。
 図4は、切削工具21の刃部22がレーザユニット16内に進入した状態を示す。レーザ加工の開始前、制御部17は、第2テーブル14をZ軸正方向に動かして、切削工具21の少なくとも先端側を、レーザユニット16の開口からレーザユニット16内に差し込む。それから制御部17は、レーザユニット16内のレーザ光源を駆動して、刃先22aの逃げ面の加工に利用するレーザ光と、刃先22aのすくい面の加工に利用するレーザ光とを出射させる。実施形態の刃先加工装置10は、進行方向の異なる2つのレーザ光を利用して刃先22aの逃げ面およびすくい面を加工するため、逃げ面加工時とすくい面加工時とで切削工具21の姿勢を変更しなくてよく、工具姿勢を変化させるための回転制御軸を不要とする利点をもつ。
 図5は、レーザユニット16の内部構成を示す。レーザユニット16は、開口31を有する保護筐体30を備え、保護筐体30内に、レーザ光源32および2つのレーザ光路を形成する複数の光学部材が設けられる。保護筐体30は、レーザ光源32により出射されるレーザ光が外部に漏れることを防止し、レーザユニット16内に異物が侵入することを防止する。なお、それらの防止をより確実にするため、レーザ加工を実施しない時には、開口31を閉じる機構を有しても良い。
 レーザ光源32は、レーザ光を発生するレーザ発振器、レーザ光の出力を調整する減衰器、レーザ光の径を調整するビームエキスパンダなどを備えて、調整されたレーザ光を出射する。レーザ発振器は、たとえばNd:YAGパルスレーザ光を生成してよい。ビームスプリッタ33は、レーザ光源32から出射されたレーザ光を2つの光路に分岐させる。図5に示すように、レーザ光源32から出射されるレーザ光は、ビームスプリッタ33で2つに分割されて、それぞれ異なる光路を通って刃先22aに向かう。ビームスプリッタ33はハーフミラーであってよい。
 反射ミラー34およびレンズ35は、レーザ光の第1光路25を形成する光学部材であり、ビームスプリッタ33の透過光を刃先22aの逃げ面23に向かわせる。反射ミラー36、レンズ37および反射ミラー38は、レーザ光の第2光路26を形成する光学部材であり、ビームスプリッタ33の反射光を刃先22aのすくい面24に向かわせる。レンズ35およびレンズ37は、レーザ光の集束箇所を含む筒状照射領域が刃先22aの位置にくるように、それぞれの入射光を集光する。レンズ35およびレンズ37は、複数のレンズから構成されるレンズシステムであってよい。X軸方向から見て、刃先22a周辺における第1光路25と第2光路26の角度は、加工後の刃物角(加工後のすくい面と逃げ面の間の角度)に設定されている。
 制御部17が、運動機構により切削工具21の刃先22aを第1光路25および/または第2光路26に対して相対移動させることで、刃先22aの加工が実施される。図5に示す例では、刃先22aの切れ刃稜線がX軸方向に延びており、刃先22aに第1光路25を通るレーザ光および/または第2光路26を通るレーザ光を当てた(照射した)状態で、刃先22aをX軸方向に送り運動させることで、刃先22aの先端の鋭利加工を実現する。
 具体的に制御部17は、刃先22aの逃げ面23に、逃げ面23に略平行な第1光路25を通るレーザ光を照射した状態で、刃先22aを第1光路25に対してX軸方向に相対移動させて、工具刃先の逃げ面23を第1光路25を通るレーザ光で加工する。また制御部17は、刃先22aのすくい面24に、すくい面24に略平行な第2光路26を通るレーザ光を照射した状態で、刃先22aを第2光路26に対してX軸方向に相対移動させて、工具刃先のすくい面24を第2光路26を通るレーザ光で加工する。このように実施形態のレーザユニット16によれば、切削工具21の姿勢を変更することなく、2つのレーザ光路を通るレーザ光で逃げ面23およびすくい面24を加工できる。
 制御部17は、運動機構により刃先22aを第1光路25および第2光路26に対して同時に相対移動させて、逃げ面23の加工とすくい面24の加工とを同時に実施してもよい。2つのレーザ光を利用して、逃げ面23およびすくい面24を同時に加工することで、鋭利加工時間を短縮できる利点がある。
 なお逃げ面23およびすくい面24は、異なるタイミングで加工されてもよい。刃先22aを備える切削工具21を利用した切削の仕上げ加工精度は、すくい面24の面粗さよりも逃げ面23の面粗さに依存することが知られている。そのため、すくい面24を先に加工し、その後、逃げ面23を加工することで、逃げ面23を最後に仕上げるようにしてもよい。
 この場合、最初に制御部17は、運動機構により刃先22aを第2光路26に対して相対移動させて、すくい面24を加工する。このとき第1光路25を通るレーザ光は利用しないため、制御部17は、遮光板(図示せず)で第1光路25におけるレーザ光の進行を遮ってよい。なお遮光板は、ビームスプリッタ33とレンズ35の間に設けられて、集光前のビーム光を遮ることが好ましい。このようにして、最初に工具刃先のすくい面24が加工される。
 すくい面24の加工終了後、制御部17は、運動機構により刃先22aを第1光路25に対して相対移動させて、逃げ面23を加工する。このとき第2光路26を通るレーザ光は利用しないため、制御部17は、遮光板(図示せず)で第2光路26におけるレーザ光の進行を遮ってよい。なお遮光板は、ビームスプリッタ33とレンズ37の間に設けられて、集光前のビーム光を遮ることが好ましい。このようにして、工具刃先の逃げ面23が加工され、刃先加工が終了する。
 なお図5に示すように、第1光路25および第2光路26を通るレーザ光は、それぞれ刃部22の根元側から先端側に向かう方向に進む。様々な条件でパルスレーザ研削を試行した結果として、レーザ光を刃部22の先端側から根元側に向けて照射するときよりも、レーザ光を刃部22の根元側から先端側に向けて照射するときの方が、高精度な平坦面を得られることが知られている。そこで第1光路25および第2光路26におけるレーザ光の進行方向は、それぞれ刃部22の根元側から先端側に向かう方向に設定されることが好ましい。
 なおレーザ光を刃部22の根元側から先端側に向かわせるためには、刃先22a以外の切削工具21の部位や治具部品等とレーザ光との干渉を回避しなければならない。空間的な制約から第1光路25および第2光路26の両方のレーザ光進行方向を、刃部22の根元側から先端側に向かう方向に設定することが困難であれば、一方のレーザ光の進行方向を逆にしてもよい。一方のレーザ光の進行方向を逆にした場合、制御部17は、刃部22の先端側から根元側に向かうレーザ光を利用した刃先加工を先に実施し、その後に、刃部22の根元側から先端側に向かうレーザ光を利用した刃先加工を実施する。これにより、先の刃先加工により形成された鈍い(若干鋭利でない)部分を、後の刃先加工により除去して、鋭利な刃先22aを形成できる。
 第1光路25および第2光路26は、ミラー角度を変更することで、刃先22aへのレーザ入射方向を変更できてもよい。図5に示す例では、反射ミラー34、38の配置角度を変更することで、刃先22aへのレーザ入射方向を調整できる。また上記の例では、1つのレーザ光源32から出射されるレーザ光をビームスプリッタ33で2つに分割しているが、第1光路25用のレーザ光源と、第2光路26用のレーザ光源とをそれぞれ設けてもよい。
<レーザユニット16を組み込んだ切削装置>
 刃先加工装置10は、2本のレーザ光を利用した刃先加工を実現するレーザユニット16を搭載することで、工具姿勢を変更するための回転制御軸を不要とし、シンプルな構造を実現する。以下、被削材を切削加工する切削装置に、レーザユニット16を組み込む構造を提案する。切削装置がレーザユニット16を備えることで、切削工具21の刃部22の刃先22aが摩耗したとき、切削工具21を切削装置から取り外すことなく、刃部22をレーザユニット16に送ってレーザ加工することで、刃先22aを研ぎ直すことができる。
 図6は、切削工具の刃部をレーザ加工するレーザユニット16を統合した切削装置100を示す。図6に示す切削装置100は、被削材104に切削工具21の刃先22aを切り込ませて、被削材104を旋削加工する加工装置である。切削装置100は、統合部111および制御部117を備え、制御部117は、NC(numerical control)プログラムにしたがって統合部111を制御するNC制御装置であってよい。切削装置100において、統合部111および制御部117は別体として構成され、ケーブル等により接続されてよいが、一体として構成されてもよい。
 図7は、統合部111の上面図を示す。統合部111は、ベースとなるベッド部112を備え、ベッド部112上には、第1テーブル113および第2テーブル114が移動可能に支持される。第1テーブル113は、ベッド部112に形成されたレール部によりX軸方向に移動可能に支持され、第2テーブル114は、第1テーブル113に形成されたレール部によりZ軸方向に移動可能に支持される。第2テーブル114の上面には、切削工具21を取り付けるための刃物台115が設けられる。切削工具21には刃部22が固定され、刃部22は、その先端に、被削材の切削に関与する逃げ面およびすくい面をもつ刃先22aを有する。
 ベッド部112上には、被削材104が取り付けられる主軸103と、主軸103を回転可能に支持する主軸台102とが設けられる。主軸台102の内部には、主軸103を回転させる回転機構105が設けられる。被削材104の切削時、制御部117は回転機構105を駆動して、主軸103を回転させる。
 第1テーブル113および第2テーブル114は、切削工具21の刃先22aを被削材104に対して相対移動させる運動機構を構成する。図示していないが、第1テーブル113および第2テーブル114は、それぞれモータなどのアクチュエータにより動かされる。なお実施形態では、第1テーブル113および第2テーブル114が、刃物台115に取り付けられた切削工具21をX軸方向およびZ軸方向に移動させるが、切削工具21の移動は、被削材104に対して相対的なものであればよい。つまり運動機構は、被削材104を切削工具21に対して動かしてもよい。このように切削工具21と被削材104は、いずれが動かされるかは問題ではなく、移動方向において相対的な移動が実現されればよい。
 図8および図9は、切削工具21の刃先22aが被削材104に切り込み、被削材104を切削している状態を示す。切削加工の開始時、制御部17は回転機構105を回転し、第2テーブル114をZ軸正方向に動かして、刃部22の刃先22aを被削材104に切り込ませる。制御部117は、切削加工用のNCプログラムにしたがって、第1テーブル113および第2テーブル114の動きを管理して、運動機構による切削工具21と被削材104の間の相対移動を制御し、被削材104を切削する。
 切削装置100において、切削工具21を用いた切削が繰り返し行われると、刃先22aは必ず摩耗する。摩耗した切削工具21を一度切削装置100から取り外して、専用の加工機で刃先22aを研ぎ直すと、位置校正のために、切削装置100に再度取り付けたときの取り付け誤差等を測定し補正する必要がある。
 そこで実施形態の統合部111は、ベッド部112上に、刃部22の刃先22aに対して2本のレーザ光を照射して、刃先22aを鋭利加工する機能をもつレーザユニット16を備える。レーザユニット16は、レーザ光の集束箇所を含む筒状照射領域を刃先22aの逃げ面および/またはすくい面に重ねて、その光軸と交差する方向へ走査し、筒状照射領域が通過した表面領域を除去するパルスレーザ研削機であってよいが、別の照射方式を利用するレーザ加工機であってもよい。制御部117は切削時間等を計測することで、刃先22aの摩耗度を推測し、摩耗度が所定の閾値を超えたタイミングで、刃先22aの研ぎ直し(鋭利加工)を行うことを決定してよい。
 図10および図11は、切削工具21の刃部22がレーザユニット16内に進入した状態を示す。切削加工終了時、第1テーブル113は、X軸方向において図7に示す位置にある。制御部117が、刃先22aの鋭利加工を行うことを決定すると、第1テーブル113をX軸負方向に動かして、刃部22を保護筐体30の開口31(図5参照)に対向させる。その後、制御部117は第2テーブル114をZ軸正方向に動かして、切削工具21の少なくとも先端側を、レーザユニット16の開口31からレーザユニット16内に差し込む。それから制御部117は、レーザユニット16内のレーザ光源32を駆動して、刃先22aの逃げ面の加工に利用するレーザ光と、刃先22aのすくい面の加工に利用するレーザ光とを出射させる。刃先22aの鋭利加工については、図5に関して説明したとおりである。
 切削装置100において、制御部117は、切削時の切削工具21の姿勢のまま、運動機構により切削工具21の先端側をレーザユニット16内に差し込み、切削工具21をレーザ光路に対して相対移動させて、刃先22aをレーザ加工する。実施形態の切削装置100によれば、レーザユニット16が刃先22aに対して2本のレーザ光を照射して、刃先22aを鋭利加工する機能をもち、鋭利加工時に切削工具21の姿勢を変更する必要がないため、切削加工で使用される並進制御軸を用いたレーザ加工を実現できる。
 たとえば球面/非球面形状の旋削加工では、刃先22aが円弧形状のRバイトが多く使用される。Rバイトの鋭利加工においては、図5を参照して、制御部117が運動機構のX軸およびZ軸を同期制御して、刃先22aを円弧切れ刃稜線に沿ってレーザ光路に対して相対移動させればよい。
 なお切削装置100がB軸の回転制御軸を有している場合は、刃先22aにレーザ光を照射した後、刃先22aの円弧の中心回りに、B軸制御で刃先22aをレーザ光路に対して相対回転させて、レーザ加工を行うことが望ましい。このように加工することで、レーザ光の強度分布が完全な軸対称でない場合であっても、レーザ光の周方向位置が同じ箇所で刃先22aの全域を加工することが可能となる。
 以上は、レーザユニット16を搭載した切削装置100が、旋削加工装置である場合について説明したが、他の種類の加工装置であってもよい。自由曲面加工装置はワークテーブルに取り付けられた被削材上に自由曲面を創製するが、レーザユニット16は被削材と同じワークテーブルに並んで設けられてよい。なおレーザユニット16を、ベッド部12に固定して、ワークテーブルから切り離すことも可能である。切削加工に用いる制御軸数と、工具刃先のレーザ加工に用いる制御軸数は、必ずしも一致させなくて良いからである。
 また切削装置100は、特開2008-221427号公報に記載するような、超音波楕円振動切削装置であってもよい。超音波楕円振動切削は、金型鋼などの高硬度金属に対して、超精密微細切削を可能にする加工法である。
 図12は、超音波楕円振動切削装置で利用する超音波楕円振動切削工具の構造を示す。切削装置100では、レーザユニット16において、切削時の工具姿勢を変えることなく、刃部22の根元側から先端側に向かうレーザ光で刃先22aを加工するため、レーザ光が刃先22a以外の切削工具21の部位や治具部品等と干渉しないようにしなければならない。
 従来の超音波楕円振動切削工具は、すくい面の延長線上に超音波振動子が配置されており、この超音波楕円振動切削工具をレーザユニット16に入れると、超音波振動子が刃部22の根元側から先端側に向かうレーザ光に干渉する。そこで切削装置100に搭載する超音波楕円振動切削工具では、刃先22aのすくい面と逃げ面の延長線に挟まれた領域に超音波振動子40を配置する。
 なお図12に示す超音波楕円振動切削工具を採用した超音波楕円振動切削装置では、超精密加工にとって重要な切込み方向の振動振幅を一定に保つ制御方法が新たに必要となる。なぜならば、楕円振動を生み出すために利用する2方向の超音波振動のいずれもが、切込み方向に一致しないためである。そこで制御部117は、一方の振動の共振周波数、または2つの方向の共振周波数の間(重み付き平均)の周波数を自動追尾するとともに、少なくとも切込み方向の振幅を算出して一定に保つ制御を行い、それによって切込み量の変化を抑えて高い加工精度を実現する。
 以上、本開示を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。実施形態では、刃先加工装置10におけるレーザユニット16において、2本のレーザ光が出射されるが、3本以上のレーザ光が出射されてもよい。一方で刃先加工装置10における統合部111において、切削に要求される仕上げ精度が高くない場合には、レーザユニット16は、1本のレーザ光のみを用いて、たとえば切削の加工仕上げ精度への影響が高い逃げ面のみを加工するものであってもよい。
 本開示の態様の概要は、次の通りである。本開示のある態様の刃先加工装置は、切削工具の刃部をレーザ加工する刃先加工装置であって、レーザ光の第1光路を形成する第1光学部材と、レーザ光の第2光路を形成する第2光学部材と、刃部の刃先を、第1光路および第2光路に対して相対移動させる運動機構と、運動機構による相対移動を制御する制御部とを備える。制御部は、運動機構により刃先を第1光路に対して相対移動させて、刃先の逃げ面を第1光路を通るレーザ光で加工する。また制御部は、運動機構により刃先を第2光路に対して相対移動させて、刃先のすくい面を第2光路を通るレーザ光で加工する。
 2つの異なる光路を通るレーザ光を利用して、刃先の逃げ面およびすくい面を加工することで、工具姿勢を変化させるための機構を不要とする利点がある。
 制御部は、運動機構により刃先を第1光路および第2光路に対して同時に相対移動させて、刃先の逃げ面およびすくい面を同時にレーザ加工してよい。これによりレーザ加工時間を短縮できる。第1光路および第2光路の少なくとも一方を通るレーザ光は、刃部の根元側から先端側に向かう方向に進むことが好ましい。特にパルスレーザ研削においては、レーザ光を刃部の根元側から先端側に向かう方向に照射することで、高精度な加工を実現することが可能となる。なお第1光路および第2光路の両方を通るレーザ光が、それぞれ刃部の根元側から先端側に向かう方向に進むことが好ましい。
 本開示の別の態様は切削装置である。この装置は、被削材に対して切削工具の刃先を相対移動させる運動機構と、運動機構による被削材と切削工具の刃先の相対移動を制御する制御部を備える。さらに切削装置は、切削工具の刃先をレーザ加工するためのレーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光の光路を形成する光学部材とを備える。制御部は、運動機構により刃先を光路に対して相対移動させて、刃先をレーザ加工する。
 切削装置に、刃部を鋭利化するレーザ加工機能を搭載することで、刃先の摩耗時に、切削工具を切削装置から取り外すことなく、刃先の鋭利加工を行うことが可能となる。レーザ加工機能は、2つの異なる光路を通るレーザ光を利用して、刃先の逃げ面およびすくい面を加工できることが好ましい。制御部は、切削時の切削工具の姿勢のまま、運動機構により刃先を光路に対して相対移動させて、刃先をレーザ加工することが好ましい。
 本開示は、工具刃先を加工する装置に利用できる。
10・・・刃先加工装置、11・・・レーザ加工部、13・・・第1テーブル、14・・・第2テーブル、15・・・工具支持部、16・・・レーザユニット、17・・・制御部、21・・・切削工具、22・・・刃部、22a・・・刃先、23・・・逃げ面、24・・・すくい面、25・・・第1光路、26・・・第2光路、30・・・保護筐体、31・・・開口、32・・・レーザ光源、33・・・ビームスプリッタ、34・・・反射ミラー、35・・・レンズ、36・・・反射ミラー、37・・・レンズ、38・・・反射ミラー、100・・・切削装置、102・・・主軸台、103・・・主軸、104・・・被削材、105・・・回転機構、111・・・統合部、113・・・第1テーブル、114・・・第2テーブル、117・・・制御部。

Claims (8)

  1.  切削工具の刃部をレーザ加工する刃先加工装置であって、
     レーザ光の第1光路を形成する第1光学部材と、
     レーザ光の第2光路を形成する第2光学部材と、
     刃部の刃先を、第1光路および第2光路に対して相対移動させる運動機構と、
     前記運動機構による相対移動を制御する制御部と、を備え、
     前記制御部は、前記運動機構により刃先を第1光路に対して相対移動させて、刃先の逃げ面を第1光路を通るレーザ光で加工し、
     前記制御部は、前記運動機構により刃先を第2光路に対して相対移動させて、刃先のすくい面を第2光路を通るレーザ光で加工する、
     ことを特徴とする刃先加工装置。
  2.  前記制御部は、前記運動機構により刃先を第1光路および第2光路に対して同時に相対移動させて、刃先の逃げ面およびすくい面を同時にレーザ加工する、
     ことを特徴とする請求項1に記載の刃先加工装置。
  3.  レーザ光を出射するレーザ光源と、
     出射されたレーザ光を、第1光路と第2光路に分岐させるビームスプリッタと、
     を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の刃先加工装置。
  4.  第1光路および第2光路の少なくとも一方を通るレーザ光は、刃部の根元側から先端側に向かう方向に進む、
     ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の刃先加工装置。
  5.  第1光路および第2光路を通るレーザ光は、それぞれ刃部の根元側から先端側に向かう方向に進む、
     ことを特徴とする請求項4に記載の刃先加工装置。
  6.  前記制御部は、レーザ光の集束箇所を含む筒状照射領域を走査して、刃先の逃げ面およびすくい面を加工する、
     ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の刃先加工装置。
  7.  被削材に対して切削工具の刃先を相対移動させる運動機構と、
     前記運動機構による被削材と切削工具の刃先の相対移動を制御する制御部と、を備えた切削装置であって、
     切削工具の刃先をレーザ加工するためのレーザ光を出射するレーザ光源と、
     レーザ光の光路を形成する光学部材と、をさらに備え、
     前記制御部は、前記運動機構により刃先を光路に対して相対移動させて、刃先をレーザ加工する、
     ことを特徴とする切削装置。
  8.  前記制御部は、切削時の切削工具の姿勢のまま、前記運動機構により刃先を光路に対して相対移動させて、刃先をレーザ加工する、
     ことを特徴とする請求項7に記載の切削装置。
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