CN103781590A - 超精密复合加工装置中的加工机构的判断方法及超精密复合加工装置 - Google Patents

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Abstract

一种在从被加工件制造微细加工物的超精密复合加工装置（100）中判断加工机构的方法，其特征在于，超精密复合加工装置（100）具有：用于粗削被加工件的电磁波加工机构（10）、用于对粗削过的所述被加工件施行精密加工的精密机械加工机构（30）、以及用于在电磁波加工机构（10）及精密机械加工机构（30）的使用时测量被加工件的形状的形状测量机构（50），在加工机构的判断中，基于微细加工物的立体形状模型的信息、与在微细加工物的制造时从被加工件去除的去除体积有关的信息；以及，与电磁波加工机构（10）的去除加工时间有关的数据及与精密机械加工机构（30）的去除加工时间有关的数据，进行是使用电磁波加工机构（10）或者是精密机械加工机构（30）的判断。

Description

超精密复合加工装置中的加工机构的判断方法及超精密复合加工装置
技术领域
本发明涉及在超精密复合加工装置中判断加工机构的方法及超精密复合加工装置。更详细地，本发明涉及用于通过超精密复合加工从被加工件获得微细加工物的超精密复合加工装置及判断该装置的加工机构的方法。
背景技术
在一般工业领域中，从以前起就进行将金属、木材或塑料等原材料局部地削掉并做成所期望的形状的工作机械加工。例如，通过实施车削、铣削、刨削等切削加工，能够做成所期望的产品、部件。
在需要大量生产复杂的产品、部件的情况下，一般通过机械加工制造成形用的模具等，并使用该模具制造各种成形品。尤其是近年来，电气及电子设备逐年小型化及高性能化，对于其中使用的部件等当然要求小型化、高性能化。因此，对于用于使应对这种小型化、高性能化的各种部件、产品成形的模具，也要求与该小型化相称的精度。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-225947号公报
专利文献2：日本特开2001-79854
发明的概要
发明要解决的课题
然而，在制造应对近年来的小型化的模具产品的情况下，仅仅沿袭以往的机械加工的话，不能说完成了充分满足的应对。例如，在对超硬材料、淬火钢等难削件进行切削加工来获得模具产品的情况下，不仅加工工具的寿命缩短而引起制造成本的增加，而且加工时间变长。越是模具产品小型化乃至微细化，该情况变得越显著。因此，现实中，不得不变更成形品的形状（即，模形状、作为目的的商品形状）。
虽然也考虑恰当地选择切削加工工具的种类，但切削加工说到底是由于与被削件的接触而进行削掉的加工，所以工具的寿命变短并未改变，此外，加工需要庞大的时间。也考虑进行激光加工等非接触加工，但鉴于激光加工是被削件吸收激光引起的发热加工，所以不适于高精度的加工（尤其是，对于要求面粗度精度、形状精度的微细产品而言，一般无法使用）。
在此，也考虑在切削加工时依次使用多个加工机构，但根据应当加工的形状，存在仅按所规定执行预先确定的加工顺序的话不能说是有效的情况。例如，考虑到根据加工形状·加工部位，不实施当初确定的前段的加工机构而直接使用后段的加工机构更能够实现加工时间的整体的缩短的情况。然而，人介入来进行这种判断后，变得复杂。也考虑预先制作加工数据，但存在可能依赖于各种加工形状·加工部位的要素，因此同样地变得复杂，数据制作耗费的时间变长。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做出的。即，本发明的课题在于，提供对小型产品（尤其是具备微细构造部的微细产品）的制造而言适当的加工装置中的加工机构的判断方法，并且提供具备具有能够进行该判断的加工用数据的系统的超精密复合加工装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，在本发明中，提供的一种在从被加工件制造微细加工物的超精密复合加工装置中判断加工机构的方法，其特征在于，
超精密复合加工装置具有：
用于粗削被加工件的电磁波加工机构（即，电磁波加工器件）；
用于对粗削过的被加工件施行精密加工的精密机械加工机构（即，精密机械加工器件）；以及
用于在电磁波加工机构及精密机械加工机构的使用时对被加工件的形状进行测量的形状测量机构（即，形状测量器件），
在加工机构的判断中，基于
微细加工物的立体形状模型的信息；
与在微细加工物的制造时从被加工件去除的去除体积有关的信息；以及
“与电磁波加工机构的去除加工时间有关的数据”及“与精密机械加工机构的去除加工时间有关的数据”，
进行是使用电磁波加工机构或者是使用精密机械加工机构的判断。
在某优选的方式中，使用与被加工件的最终形状有关的三维CAD数据进行加工机构的判断的前处理，在该前处理中，
制作从被加工件的最终形状的各面偏移了指定量的偏移面，根据该偏移面是否位于被加工件的最表面高度的内侧，判断是否实施电磁波加工机构。
优选的是，在位于被加工件的最表面高度的内侧的偏移面存在的情况下，提取以该位于最表面内侧的偏移面和最表面高度所包围的区域作为“暂定的电磁波加工部”。
此外，优选的是，关于所获得的“暂定的电磁波加工部”，将其形状与电磁波加工机构的可加工形状数据库进行比较，由此判断是否应当实施电磁波加工机构。
进而，优选的是，算出所获得的“暂定的电磁波加工部”的体积，对于该算出的体积，基于与电磁波加工机构有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据A算出所需的加工时间A，并且基于与精密机械加工机构有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据B算出所需的加工时间B，在此基础上，对该加工时间A和加工时间B进行比较，判断是否应当实施电磁波加工机构。另外，优选的是，在加工时间A与加工时间B的比较时，考虑从电磁波加工机构向精密机械加工机构切换时所需的准备时间等的间接的时间条件。
优选的是，在本发明的加工机构的判断方法中，依次进行上述的提取及比较。即，优选的是，依次进行（a）暂定的可电磁波加工部的提取、（b）暂定的电磁波加工部的形状与电磁波加工的可加工形状数据库的比较、及（c）加工时间A与加工时间B的比较。
另外，对于成为加工机构的判断方法的对象的超精密复合加工装置说明的话，电磁波加工机构也可以为激光加工机构。此外，在精密机械加工机构中，可以是，从由龙门刨加工工具、牛头刨加工工具、飞切加工工具、金刚石车削加工工具及微细铣削加工工具构成的组中选择的切削加工工具更换自如。
进而，可以是，超精密复合加工装置还具有基于由形状测量机构测量出的被加工件的形状的信息，对电磁波加工机构或精密机械加工机构进行控制的机构（即，控制装置）。
微细加工物的微细部尺寸为数十nm～数mm的范围、即约10nm～约15mm乃至约10nm～约3mm左右（例如10nm～500μm或50nm～1μm左右，或者根据情况为1nm～1μm）。例示具有这种微细部尺寸的微细加工物时，能够举出光学透镜用模具或光学透镜。
在本发明中，也提供超精密复合加工装置。该超精密复合加工装置，是从被加工件制造微细加工物的超精密复合加工装置，其特征在于，具有：
用于粗削被加工件的电磁波加工机构；
用于对粗削过的被加工件施行精密加工的精密机械加工机构；以及
用于在电磁波加工机构及精密机械加工机构的使用时对被加工件的形状进行测量的形状测量机构，
此外，
超精密复合加工装置还具有具备存储部的系统，该存储部保存该超精密复合加工装置中使用的加工用数据，
加工用数据为：基于微细加工物的立体形状模型的信息、与在微细加工物的制造时从被加工件去除的去除体积有关的信息、以及与电磁波加工机构的去除加工时间有关的数据及与精密机械加工机构的去除加工时间有关的数据，进行是使用电磁波加工机构或者是使用精密机械加工机构的判断所用的加工用数据。
在某优选的方式中，加工用数据为：使用被加工件的最终形状的三维CAD数据，根据从最终形状的各面偏移了指定量的偏移面是否位于被加工件的最表面高度的内侧，进行是否实施电磁波加工机构的判断的加工用数据。
在另一个某优选的方式中，加工用数据为：在位于被加工件的最表面高度的内侧的偏移面存在的情况下，将以该位于内侧的偏移面和被加工件的最表面高度所包围的区域作为暂定的电磁波加工部，将该暂定的电磁波加工部的形状与电磁波加工机构的可加工形状数据库进行比较，进行是否实施电磁波加工机构的判断的加工用数据。
在另一个某优选的方式中，加工用数据为：算出暂定的电磁波加工部的体积，对于该算出的体积，基于与电磁波加工机构有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据A算出加工时间A，并且基于与精密机械加工机构有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据B算出加工时间B，对加工时间A和加工时间B进行比较，从而进行是否实施电磁波加工机构的判断的加工用数据。
发明的效果
首先，对加工机构的判断方法被活用的超精密复合加工装置的效果进行说明的话，即使在从超硬材料、淬火钢等难削件进行加工的情况下，也能够以短时间且高精度的条件获得微细构造物。
具体叙述时，作为一次加工，通过非接触的电磁波加工进行被加工件的粗削（尤其是通过该粗削对应当加工的大部分进行去除加工），其后，通过能够适当更换的切削加工工具进行精密机械加工作为二次加工，所以工具的寿命变长，并且，加工时间大幅减少。例如，如以往技术那样使用全部切削加工工具从难削件制造微细构造物的情况等以往工法相比较，在本发明中，能够缩短50～80%左右制造时间。此外，这样通过使用电磁波加工的粗削将加工时间大幅缩短，伴随台上测量以能够适当更换的加工工具施行精密机械加工，因此关于面粗度精度、形状精度等，能够达成高精度规格。因此，不变更当初意图的成形品的形状（即，模型形状、成为目的的商品形状）就能够恰当地谋求模具产品等的小型化·微细化，进而，能够恰当地应对电气及电子设备及它们中使用的各种部件的小型化·微细化。这意味着，制造过程本身不会成为“障碍”就能够设计所期望的小型微细品，达成更高性能的小型电气·电子设备的设计·开发。
并且，本发明的加工机构的判断方法（此外，具有具备保存有能够进行该判断的加工用数据的存储部的系统的超精密复合加工装置）中，能够相应于加工形状·加工部位恰当地区分使用“电磁波加工机构”和“精密机械加工机构”，能够有效地缩短加工时间。即，以使用电磁波加工机构作为前段并使用精密机械加工机构作为后段为基础，相应于实际的加工形状·加工部位，能够适当地直接实施后段的精密加工，能够有效地缩短总加工时间。这意味着，从被加工件到目的形状制作为止的所需要时间整体缩短。
此外，在加工机构的使用区分中不借助人的判断，即使基于该观点，也可以说能够实现有效的加工。即，根据本发明，对于实际的加工操作时、加工数据制作时的人的判断时间及人的作业时间等，能够谋求省略及缩短化。
附图说明
图1是示意地表示超精密复合加工装置的结构的立体图。
图2是用于说明超精密复合加工的特征的示意图。
图3是用于说明微细构造物的微细部尺寸的示意图及电子显微镜照片图。
图4是用于说明算术平均粗度Ra的示意图。
图5是示意地表示精密机械加工机构、精密机械加工的方式的立体图。
图6是示意地表示牛头刨加工工具、牛头刨加工的方式的立体图。
图7是示意地表示飞切加工工具、飞切加工的方式的立体图。
图8是示意地表示金刚石车削加工工具、金刚石车削加工的方式的立体图。
图9是示意地表示微细铣削加工工具、微细铣削加工的方式的立体图。
图10是示意地表示振动切削的方式的立体图。
图11（a）是示意地表示形状测量机构的方式的立体图，图11（b）是表示构建修正加工用数据的方式的图。
图12是示意地表示由计算机构成的运算机构的方式的立体图。
图13（a）是示意地表示对工具刀头的形状、位置等进行测量的方式的立体图，图13（b）是示意地表示在垂直方向上可动自如地设置有形状测量机构的方式的立体图。
图14是示意地表示对“载置被加工件的工作台的至少一个轴的动作”和“精密机械加工机构及/或电磁波加工机构的至少一个轴的动作”进行同步控制的方式的立体图。
图15是示意地表示能够调整激光入射光相对于被加工件的角度的方式的立体图。
图16是表示被加工件沿着旋转方向、水平方向及/或垂直方向的轴可动的方式（图示的方式中为最大6轴可动的方式）的图。
图17是示意性地表示相应于激光照射的扩展角、集束角来调整激光照射及/或被加工件的朝向并进行被加工件的垂直面的加工的方式的立体图。
图18是示意性地表示并行地进行“使用电磁波加工的粗削工序”和“精密机械加工”的方式的立体图及俯视图。
图19是表示本发明的对象范围的流程图。
图20是概念性地表示“在微细加工物的制造时从被加工件去除的去除体积”及“微细加工物的立体形状模型”的图。
图21是概念性地表示“与电磁波加工机构的去除加工时间有关的数据”及“与精密机械加工机构的去除加工时间有关的数据”的图（图21（a）：使用了电磁波加工机构时的“去除加工的体积”与“去除加工时间”的相关关系数据A，图21（b）：使用了精密机械加工机构时的“去除加工的体积”与“去除加工时间”的相关关系数据B，图21（c）：也加进了准备时间等附加的时间条件的“去除加工的体积”与“去除加工时间”的相关关系数据）。
图22是示意性地表示制作偏移面的方式的图。
图23是表示偏移前的方式和偏移面的方式的图（图23（a）：偏移面的一部分位于被加工件的最表面的内侧的方式，图23（b）偏移面的全部位于被加工件的最表面的内侧的方式，图23（c）：偏移面的全部位于被加工件的最表面的外侧的方式）。
图24是表示偏移量与加工时间的关系的曲线图。
图25是依次实施“利用偏移处理的判断（暂定的电磁波加工部的提取）”、“是否为可电磁波加工的形状的判断”及“是否为电磁波加工必要量以上的判断”时的流程图。
图26（a）及（b）是用于说明“点径”及“角R”的示意图。
图27是示意性地表示本发明的超精密复合加工装置中使用的系统的结构的图。
图28是示意性地表示磨削加工工具、磨削加工的方式的立体图。
图29是与实施例中制造出的模具有关的说明图（图29（a）：样例A，图29（b）：样例B）。
具体实施方式
以下，参照附图更详细地说明本发明。
［超精密复合加工装置］
首先，对成为本发明基础的超精密复合加工装置的基本结构进行说明。另外，附图所示的各种要素不过是为了理解本发明而示意性地示出的，需要注意尺寸比、外观等可能与实物不同。
超精密复合加工装置是用于从被加工件制造微细加工物的装置。如图1中示意地表示那样，超精密复合加工装置100具有：
用于粗削被加工件的电磁波加工机构10；
用于对粗削过的被加工件施行精密加工的精密机械加工机构30；及
用于在电磁波加工机构10及精密机械加工机构30的使用时对被加工件的形状进行测量的形状测量机构50。
超精密复合加工装置的特征在于，具备：用于进行粗削的电磁波加工机构10、用于以“适于微细加工的切削工具（尤其是，对粗削过的被加工件的微细加工而言适当的切削工具）”对该粗削后的被加工件进行精密加工的精密机械加工机构30、以及用于在上述加工时对被加工件的形状进行测量的形状测量机构50（一并参照图2）。
在本说明书中，“超精密复合加工”这一用语，是鉴于通过“电磁波”和“精密机械”的加工来获得微细构造物（例如如图3所示的微细部尺寸La或Lb为数十nm～数mm的范围即约10nm～约15mm乃至约10nm～约3mm左右，例如10nm～500μm乃至50nm～1μm左右的数十nm～数十μm的范围，或者根据情况为1nm～1μm的微细构造物）的方式而使用的。因此，在此所说的“超精密”，实质上意味着，精确地加工直到达到微细部尺寸La或Lb在如上所述的数十nm～数mm的范围内的这种细部为止的方式，此外，所谓的“复合”实质上是指将“电磁波加工”和“精密机械加工”这两种加工组合后的方式。
这样，超精密复合加工装置100对于微细部尺寸为数十nm～数mm的范围即约10nm～约15mm乃至约10nm～约3mm左右（例如10nm～500μm乃至50nm～1μm左右的数十nm～数十μm的范围，或者根据情况为1nm～1μm）的微细构造物的制造而言尤为适合。微细构造物可以是具有复杂的多面形状或曲面形状的构造物。如果例示微细构造物（即，本发明的装置能够制造的构造物），在被加工件由超硬材料、淬火钢、有色金属（Bs、Cu及/或Al等）、预硬钢等金属材料构成的情况下，能够举出光学透镜用模具（例如微透镜阵列模具）、玻璃透镜用模具、精密注射成形用模具、精密金属加工用模具等。此外，也能够直接制造从这种模具形成的产品，能够制造光学透镜（例如微阵列透镜）、防水板、反射镜、精密部件等（在该情况下，被加工件能够由塑料、铝·钢材等金属材料、硅、玻璃、矿物、多晶金刚石等材料构成）。这样，超精密复合加工装置在被加工件的材质的点上不特别限制，能够对于无机质（玻璃、金属等）或者有机质（聚合物等）的原材料施行超精密复合加工。
超精密复合加工装置100的电磁波加工机构10用于粗削被加工件。在此所说的“粗削”，意味着大体去除被加工件上的应当去除的部分。尤其是在本发明中，实质上意味着去除被加工件的应当去除的部分的70体积%～95体积%，优选的是去除80体积%～95体积%，更优选的是去除90体积%～95体积%。
“电磁波加工机构”是利用10kHz～500kHz的频率的波或光对被加工件进行加热去除的机构。作为该“电磁波加工机构”，优选激光加工机构，因而优选的是，超精密复合加工装置100具备能够向被加工件照射激光的激光振荡器。电磁波加工机构10为激光加工机构的情况下，作为所用的激光的种类，优选固体激光、光纤激光、气体激光等。
超精密复合加工装置100的精密机械加工机构30用于对用电磁波加工机构10粗削过的被加工件进行精密加工。在此所说的“精密加工”，实质上意味着对于粗削过的被加工件施行nm级（例如10nm～5000nm或者50nm～1000nm左右）的切削并获得所期望的微细构造物的加工。尤其优选的是，通过该“精密加工”，获得表面粗度Ra为数nm～数百nm（例如2nm～200nm左右）的微细构造物。另外，在此所说的“表面粗度Ra”，实质上意味着算术平均粗度，即根据如图4所示的粗度曲线（本发明中为“微细构造物的表面的剖面形状轮廓”），在其平均线的方向上抽出基准长度L，并对将从该抽出部分的平均线到测量曲线的偏差的绝对值合计而获得的值进行平均化后的值。此外，在以其他的表面粗度的观点叙述时，也包含获得Rz为100nm以下（即，Rz＝0～100nm）的微细构造物的方式。
优选的是，在精密机械加工机构30中，从由龙门刨加工工具、牛头刨加工工具、飞切加工工具、金刚石车削加工工具及微细铣削加工工具构成的组中选择的切削加工工具更换自如（参照图5）。即，上述加工所用的工具以能够拆下的方式设置于精密机械加工机构30，使得从由龙门刨加工、牛头刨加工、飞切加工、金刚石车削加工及微细铣削加工构成的组中选择的至少一种加工优选的是至少二种加工能够实施。
尤其是优选的是，从由牛头刨加工工具、飞切加工工具、金刚石车削加工工具及微细铣削加工工具构成的组中选择的切削加工工具更换自如。
如图5所示，精密机械加工机构30由在水平方向上能够滑动移动的滑动台31、垂直轴可动马达32及加工头33等构成时，龙门刨加工工具、牛头刨加工工具、飞切加工工具、金刚石车削加工工具及微细铣削加工工具等以更换自如的方式设置于加工头33。作为该更换机构，可以是各种加工工具通过螺旋或嵌合而装配于加工头、送进机构、工作台或主轴等的机构，或者也可以是预先装配于加工头等的各种加工工具能够选择性地移动·可动为可加工的状态。
对精密机械加工机构30的各种加工工具进行详述。
·龙门刨加工工具（日语：プレーナ加工具）：是用于实施所谓的“龙门刨-加工”（刨削）的切削工具。即，龙门刨加工工具是用于切削被加工件并作出平面的切削工具。典型地，使用刨刀（日语：バイド）作为龙门刨加工工具，并使装配有被加工件的工作台在水平方向上运动，并且通过使刨刀在与工作台的运动方向成直角的方向上间歇性地送进，由此能够实施平面刨削。
·牛头刨加工工具（日语：シェーパ加工具）：是用于实施所谓的“牛头刨加工”（型切削·形切削）的切削工具。即，牛头刨加工工具34是用于切削被加工件并主要做出非平面部（例如槽等）的切削工具（参照图6）。典型地，使用刨刀作为牛头刨加工工具，并使装配有被加工件的工作台在刨刀的运动的直角方向上间歇性地送进，并且使往复运动的刨刀与被加工件接触，由此能够实施型切削·形切削。
·飞切加工工具：是用于实施所谓的“飞刀加工”的切削工具。典型地，使用旋转工具作为飞切加工工具35，使其旋转运动并且相对于被加工件（尤其是位置固定的被加工件）进行送进，由此进行被加工件的切削（参照图7）。此外，“飞切加工”这一用语虽然是与“飞刀加工”实质上同意，但在以本发明的精密机械加工为前提时，也包含仅使用一个切削刀而进行的加工方式。
·金刚石车削加工工具：是用于实施所谓的“SPDT（Single PointDiamond Turning）”或“超精密车削加工”的切削工具。典型地，使被加工件81旋转运动，并使该被加工件81与金刚石工具36接触，由此将被加工件加工成旋转中心形状（参照图8）。
·微细铣削加工工具：是用于实施“micro-milling”等铣削加工的切削工具。典型地，使用小径的旋转工具（例如金刚石旋转工具）作为微细铣削加工工具37，使其旋转运动并且使之与被加工件接触，由此形成刀头形状的转印、各种形状（参照图9）。
此外，在超精密复合加工装置100中，精密机械加工机构30也可以还作为振动切削机构发挥功能。即，能够振动地附加上述的切削加工工具，例如，切削加工工具连结于驱动压电元件等。在振动切削中，起到“切削阻力减少”/“结构刀头不附着”/“能够抑制热引起的变形”等效果。作为振动切削，“超声波椭圆振动切削”尤为优选，通过使切削工具的刀头进行椭圆振动（参照图10），能够有效地谋求切削阻力的大幅的降低、变动或高频振动的抑制、切屑厚度的降低。
超精密复合加工装置100具有形状测量机构50。该形状测量机构50是用于在电磁波加工机构10及精密机械加工机构30的使用时对被加工件的形状进行台上测量的机构。在此所说的“形状测量”，实质上意味着在加工前、加工中及加工后的至少一个时间点对被加工件的形状及/或位置进行测量。
作为形状测量机构，能够举出利用了例如“摄取机构”及“利用了激光的检测器”等。若例示“摄取机构”，则为CCD照相机、红外线照相机、近红外照相机、中红外照相机及X射线照相机等，若例示“利用了激光的检测器”，则为激光显微镜（激光显微镜）、激光干涉计等，除此之外，还举出利用了白色干涉法的计测方法等。此外，“利用接触的计测机构”也优选使用，形状测量机构也可以是使用了探针的计测器（三维测量器）等（例如，扫描型隧道显微镜、原子力显微镜等扫描型探针显微镜）。
如图11（a）及图1所示，形状测量机构50优选的是具有“摄取机构52”与“利用了激光的检测器54”的组合。在该情况下，优选的是，通过摄取机构52确认被加工件的位置，接下来，通过“利用了激光的检测器54”确认被加工件的形状（尤其是被施行加工的部分的形状）。
由形状测量机构50测量出的被加工件的形状及/或位置等的信息被反馈给电磁波加工机构10及精密机械加工机构30，并被利用于所期望的电磁波加工及/或精密机械加工的实施。因而，超精密复合加工装置具有基于由形状测量机构测量出的被加工件的形状的信息来对电磁波加工机构或精密机械加工机构进行控制的机构（例如，后述的“运算机构”）。若对此例示，则在电磁波加工及/或精密机械加工的实施时，被加工件的形状及/或位置等通过形状测量机构50来实时地测量，测量出的数据利用于加工机构。基于例如“由形状测量机构测量出的数据”和“从微细加工物的模型获得的电磁波加工机构及/或精密机械加工机构的加工过程（日语：加工パス）的数据”来构建修正加工用数据，并基于该修正加工用数据实施电磁波加工及/或精密机械加工（参照图11（b））。优选的是，超精密复合加工装置100具有构建这种修正加工用数据的运算机构。
运算机构等的控制机构例如如图12所示，可以由计算机90构成，优选的是，通过例如至少具备CPU及一次存储装置部、二次存储装置部等的计算机来构成。对该计算机的存储装置部中的“从微细加工物的模型获得的电磁波加工机构及/或精密机械加工机构的加工过程的数据”与“由形状测量机构测量出的数据”进行比较而算出其差分，由此能够获得修正加工用数据（例如，在加工途中或加工结束后对被加工件的形状进行测量，由此将材料/变形量（误差）的关系作为数据库来储存，由此，可以自动构建修正加工用数据库）。另外，运算机构可以根据微细加工物的模型及被加工件的形状等，通过数值运算自动生成电磁波加工机构及/或精密机械加工机构的加工过程（尤其是复合加工用的过程）。
另外，通过形状测量机构50，不仅测量被加工件的形状及/或位置，还可以测量工具刀头30a的形状及/或位置等（例如参照图13（a））。即使在该情况下，测量出的数据·信息也被反馈给电磁波加工机构10及精密机械加工机构30，并被利用于所期望的电磁波加工及/或精密机械加工的实施。此外，为了进行台上测量，也可以如图13（b）所示那样将形状测量机构50设为在垂直方向上可动自如。
超精密复合加工装置100能够以各种方式实现。特别例示出优选的方式。
（同轴控制的方式）
在该方式中，超精密复合加工装置还具备控制部，该控制部用于对载置被加工件的工作台的至少一个轴的动作、精密机械加工机构及/或电磁波加工机构的至少一个轴的动作进行同步控制。即，如图14所示，还具有能够对载置被加工件的工作台85的至少一个方向的运动进行控制并且能够对精密机械加工机构30及/或电磁波加工机构10的至少一个方向的运动进行控制的控制部。该控制部可以包含于上述的运算机构，例如可以由计算机90（参照图12）构成。超精密复合加工装置具有这种控制部，由此能够谋求加工时间的进一步缩短。
（与激光加工有关的可动自如的方式）
在该方式中，如图15所示，载置被加工件80的工作台85及/或激光加工机构15为可动自如的，激光加工机构15相对于被加工件80的、激光入射光15a的角度变为可调整。由此，能够更恰当地制造任意形状的微细加工物。载置被加工件80的工作台85的可动中，具备各种可动机构（例如，利用了凸轮机构等的可动机构），以便被加工件80能够在例如旋转方向、水平方向及/或垂直方向等上运动（参照图16）。另外，也可以是工作台以倾斜的方式可动的机构。同样地，激光加工机构15的可动中，优选的是具备各种可动机构，以便其激光头等能够在例如旋转方向、水平方向及/或垂直方向等上运动。此外，在相应于激光照射的扩展角α’、集束角α而调整激光照射及/或被加工件的朝向时，能够进行被加工件80的垂直面80a（或离垂直面近的面或锥角小的面）的加工（参照图17）。
（多种激光加工机构的方式）
在这些方式中，作为激光加工机构，具有激光波长分别不同的多个激光振荡器。即，超精密复合加工装置搭载了多台激光装置，能够相应于被加工件的材质来选择最佳的激光波长。由此，被加工件的材质的材料的自由度增加。例如，在作为微细加工物而制造微透镜阵列模具的情况下，优选的是，设置有产生波长为500nm～1100nm的激光的激光装置、以及产生波长为200nm～400nm的激光的激光装置。此外，在根据玻璃或塑料等材质的被加工件直接制造微透镜阵列作为微细加工物的情况下，也可以搭载有波长为300nm～1100nm并且脉冲宽度为数十ps～数百fs的激光装置。
（并行实施的方式）
也可以实质上并行地实施“电磁波加工机构的粗削”和“精密机械加工的精密加工”。即，也可以实质上同时地进行使用电磁波加工的粗削工序和精密机械加工。更具体而言，如图18所示，可以对被加工件80的一部分A进行使用电磁波加工的粗削，并且对已粗削过的被加工件80的其他的一部分B实施精密机械加工（如图示，也可以例如通过使载置工作台85旋转来同时对被加工件进行加工）。
［本发明的加工机构的判断方法］
本发明涉及适于如上所述的超精密复合加工装置100的加工机构的判断方法。具体而言，相应于实际的加工形状·加工部位，进行是使用电磁波加工机构或者是使用精密机械加工机构的判断。将成为本发明的对象的范围示于图19。根据图19可知，本发明的加工方式的判断在制造微细加工物之前进行。
具体进行详述。在本发明的方法中，基于微细加工物的立体形状模型的信息、与在微细加工物的制造时从被加工件去除的去除体积有关的信息、以及“与电磁波加工机构的去除加工时间有关的数据”及“与精密机械加工机构的去除加工时间有关的数据”等，进行是使用电磁波加工机构或者是使用精密机械加工机构的判断。
“微细加工物的立体形状模型的信息”是与通过使用了超精密复合加工装置的加工想要获得的产品形状有关的信息，是作为目标的形状的信息。即，是如图20所示的从被加工件进行去除加工后获得的最终形状的信息。
“与在微细加工物的制造时从被加工件去除的去除体积有关的信息”，是通过超精密复合加工装置的加工而去除的被加工件体积的信息。即，是如图20所示那样、从“被加工件”获得“产品形状（最终形状）”时局部地去除的被加工件体积的信息。
“与电磁波加工机构的去除加工时间有关的数据”，是与电磁波加工机构的去除加工时间有关的相关关系数据。例如可以是使用了电磁波加工机构时的“去除加工的体积”与“去除加工时间”的相关关系数据A（参照图21（a））。同样地，“与精密机械加工机构的去除加工时间有关的数据”，是与精密机械加工机构的去除加工时间有关的相关关系数据。例如可以是使用了精密机械加工机构时的“去除加工的体积”与“去除加工时间”的相关关系数据B（参照图21（b））。
在本发明中，特征在于，使用如上所述的信息及数据进行是应当使用电磁波加工机构或者是应当使用精密机械加工机构的判断。优选的是，该判断通过使用三维CAD数据来进行。换言之，优选的是，使用被加工件的最终形状的三维CAD数据进行作为微细加工物制造的前处理的偏移处理。
例如，优选的是，如图22所示，制作从被加工件的最终形状的各面偏移了指定量的偏移面，相应于该偏移面是否位于被加工件的最表面高度的内侧（被加工件的最表面内）来判断是否应当使用电磁波加工机构。即，展示出相对于最终产品的形状面进行了指定量Δd的偏移后的偏移面，通过该偏移面是否从“被加工件的最表面”突出，提取能够进行电磁波加工的部分。在此所说的“偏移”，意味着在计算机处理（尤其是三维CAD）中使表面偏离了一定量的距离的处理，例如使被加工件的最终形状的面向该面的法线方向运动的这种处理方式。若以实际的处理操作的观点来说，偏移面例如能够使用SIMENS公司制的CAD软件NX来对模型上的表面进行选择，并执行CAD软件中搭载的偏移表面命令而获得。此外，本说明书中使用的“位于被加工件的最表面高度的内侧”，意味着相对于去除加工前的被加工件的面高度而位于被加工件的区域侧的方式，直接地说的话，意味着不是存在于被加工件的周围的外侧的区域，而是存在于与被加工件的内部相当的区域的方式（参照图22（b））。
作为获得的偏移面的方式，考虑如图23（a）～（c）所示的三种。在图23（a）中，偏移面的一部分位于被加工件的最表面高度的内侧，但其他的部分位于被加工件的最表面高度的外侧。在该情况下，将位于被加工件的最表面高度的内侧的区域判断为“可电磁波加工的区域”，另一方面，位于被加工件的最表面高度的外侧的区域判断为“不可电磁波加工的区域”。更具体而言，将以“位于被加工件的最表面的内侧的偏移面”和“被加工件的最表面高度”包围的区域暂时判断为“可电磁波加工的区域”，另一方面，将以“位于被加工件的最表面的外侧的偏移面”和“被加工件的最表面高度”包围的区域判断为“不可电磁波加工的区域”。接下来是图23（b），但图23（b）中，偏移面的全部位于被加工件的最表面高度的内侧。在该情况下，全部的区域暂时判断为“可电磁波加工的区域”。并且，在图23（c）中，偏移面的全部位于被加工件的最表面高度的外侧。在该情况下，全部的区域判断为“不可电磁波加工的区域”。
如上所述的判断可以考虑通过偏移处理并相应于“去除的部分的被加工件厚度”即去除体积量来判断是否是能够电磁波加工的部位。此外，偏移量Δd本身能够与所用的电磁波加工条件等有关，所以鉴于该点，也可以说鉴于电磁波加工条件并相应于“去除的被加工件厚度·量”来判断是否应当使用电磁波加工机构（参照图24）。
优选的是，除了如上所述的利用偏移处理的判断以外，还进行“是否是可电磁波加工的形状的判断”及/或“是否为电磁波加工必要量以上的判断”（参照图25）。即，对于通过偏移处理而暂时提取的“可电磁波加工的区域”进一步增加了判断。
优选的是，在“是否是可电磁波加工的形状的判断”中，进行基于与电磁波加工机构有关的可加工形状数据库的判断。即，优选的是，对于所获得的“暂定的电磁波加工部”，通过将其形状与可加工形状数据库进行比较，判断是否实施电磁波加工机构。例如，如图26所示，通过与鉴于所谓的“点径”、“角R”等的可加工形状数据库进行比较，判断是否实施电磁波加工机构。点径相当于被加工件上的激光径，但将比该点径大的被加工件区域判断为“可电磁波加工”，另一方面，将比点径小的被加工件区域判断为“不可电磁波加工”（参照图26（a））。关于角R，如图26（b）所示，对于前端细形状的被加工件区域等、在电磁波照射（例如激光照射）后将被过大地进行去除加工的形状区域，判断为“不可电磁波加工”。
接下来，在“是否为电磁波加工必要量以上的判断”中，优选的是，进行基于与电磁波加工机构·精密机械加工机构的去除加工时间有关的数据的判断。即，优选的是，算出提取到的“暂定的电磁波加工部”的体积，对于该算出的体积，算出“基于与电磁波加工机构有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据A而所需的加工时间A”（参照图21（a）），并且算出“基于与精密机械加工机构有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据B而所需的加工时间B”（参照图21（b）），并且对该加工时间A和加工时间B进行比较并判断是否实施电磁波加工机构。尤其是，在该判断中，如图21（c）所示，也考虑从电磁波加工机构向精密机械加工机构切换时所需的准备时间等附加的时间条件。即，在图21（c）所示的曲线中，“暂定的电磁波加工部”的体积”比Vx大时，采用电磁波加工能够谋求总体上时间缩短，另一方面，在比Vx小时，不实施电磁波加工而直接实施精密机械加工更能够谋求时间缩短。这是由于，超精密复合加工装置采用了“粗削所用的电磁波加工机构”和“精密加工所用的精密机械加工机构”这两个机构，在本发明中，能够也考虑该机构的切换作业等来进行最佳加工实施。
优选的是，本发明的加工机构的判断方法依次进行如上所述的“基于偏移处理的判断（暂定的电磁波加工部的提取）”、“是否是可电磁波加工的形状的判断”、“是否为电磁波加工必要量以上的判断”。即，优选的是，依次实施以下的（a）～（c），进行是应当使用电磁波加工机构或者是应当使用精密机械加工机构的判断（参照图25）。
（a）进行偏移处理，根据偏移面是否比“被加工件的最表面”突出，判断是否存在能够电磁波加工的部分（暂定的电磁波加工部的提取）。
（b）通过将暂定的电磁加工部的形状与“电磁波加工机构的可加工形状数据库”进行比较，判断是否能够电磁波加工。即，从“形状”的观点判断是否应当使用电磁波加工机构。
（c）考虑伴随机构切换的准备时间等地将电磁波加工机构的加工时间A与精密机械加工机构的加工时间B进行比较，判断是否是应当电磁波加工的去除体积量。即，从“基于考虑了准备时间等的去除体积的所需要加工时间”的观点，判断是否应当使用电磁波加工机构。
此外，为了进一步提高本发明的加工判断方法的通用性，例如在上述（c）等中，使用对被加工件的每种材质制备的相关关系数据是优选的。即，优选的是，针对被加工件的每种材料将每个加工机构的去除加工体积/加工时间的关系作为数据库而保有，由此，即使在被加工件的材质变更的情况下，也能够恰当地应对。
［本发明的超精密复合加工装置］
接下来，对本发明的超精密复合加工装置进行说明。本发明的超精密复合加工装置具有：
用于粗削被加工件的电磁波加工机构；
用于对粗削过的被加工件施行精密加工的精密机械加工机构；以及
用于在电磁波加工机构及精密机械加工机构的使用时对被加工件的形状进行测量的形状测量机构。
关于该“电磁波加工机构”、“精密机械加工机构”及“形状测量机构”，上面进行了叙述，所以为了避免重复而省略说明。
尤其是，本发明的超精密复合加工装置的特征在于，还具有具备存储部的系统，该存储部保存该超精密复合加工装置中使用的加工用数据。该系统所含的加工用数据为，基于微细加工物的立体形状模型的信息、与在微细加工物的制造时从被加工件去除的去除体积有关的信息、以及与电磁波加工机构的去除加工时间有关的数据及与精密机械加工机构的去除加工时间有关的数据，进行是使用电磁波加工机构或者是使用精密机械加工机构的判断所用的加工用数据。
本发明的超精密复合加工装置中的系统300如图27所示，具备：由ROM（Read Only Memory）及RAM（Random Access Memory）等一次存储装置部、二次存储装置部等构成的存储部310、CPU（CentralProcessing Unit）320、输入装置330、显示装置340以及输出装置350等，具有上述各部经由总线360而互相连接的计算机方式。
输入装置330，具备用于进行各种指示信号的输入的键盘、鼠标或触摸面板等指向器件，所输入的各种指示信号被发送至CPU320。ROM保存由CPU320执行的各种程序（用于实施超精密复合加工的各种程序）。RAM将从ROM读出的上述各种程序以能够执行的方式展开并保存，并且暂时保存在程序的执行时临时生成的各种数据。CPU320执行在ROM中保存的各种程序，由此统括地对系统300进行控制。尤其是在CPU320中，能够处理保存在ROM中的用于实施超精密复合加工的各种程序（例如，“电磁波加工机构”、“精密机械加工机构”、“形状测量机构”等的驱动所利用的程序）。显示装置340具备LCD（Liquid Crystal Display）、CRT（Cathode Ray Tube）等显示装置（未图示），显示从CPU320发送的各种显示信息。
在本发明的系统300中，在ROM及/或RAM等的存储部310中，保存有“基于微细加工物的立体形状模型的信息、与在微细加工物的制造时从被加工件去除的去除体积有关的信息、以及与电磁波加工机构的去除加工时间有关的数据及与精密机械加工机构的去除加工时间有关的数据，进行是使用电磁波加工机构或者是使用精密机械加工机构的判断的加工用数据”。而且，在系统300的执行时，用CPU通过利用加工用数据来执行超精密复合加工装置程序，由此进行超精密复合加工装置100的实施（具体而言，是使用电磁波加工机构或者是使用精密机械加工机构的控制等）。
在该系统300的存储部310中，保存有能够进行上述的“本发明的加工方式的判断”的加工用数据。即，保存有“基于微细加工物的立体形状模型的信息、与在微细加工物的制造时从被加工件去除的去除体积有关的信息、以及与电磁波加工机构的去除加工时间有关的数据及与精密机械加工机构的去除加工时间有关的数据，进行是使用电磁波加工机构或者是使用精密机械加工机构的判断所用的加工用数据（参照图19～图25）”。
该加工用数据是在上述的“本发明的加工方式的判断”时使用的加工用数据，所以能够具有以下的特征。
●使用被加工件的最终形状的三维CAD数据，根据从该最终形状的各面偏移了指定量的偏移面是否位于被加工件的最表面高度的内侧（被加工件的最表面内），进行是否实施电磁波加工机构的判断的加工用数据（参照图22、图24及图25）。
●在位于被加工件的最表面高度的内侧的偏移面存在的情况下，将以该位于内侧的偏移面和最表面高度包围的区域作为暂定的电磁波加工部，对该暂定的电磁波加工部的形状和电磁波加工机构的可加工形状数据库进行比较，进行是否实施电磁波加工机构的判断的加工用数据（参照图23、图24及图25）。
●算出暂定的电磁波加工部的体积，对于该算出的体积，基于与电磁波加工机构有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据A算出加工时间A，并且基于与精密机械加工机构有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据B算出加工时间B，对加工时间A和加工时间B进行比较，从而进行是否实施电磁波加工机构的判断所用的加工用数据（参照图21及图25）。
●在加工时间A与加工时间B的比较时，附加地考虑了从电磁波加工机构向精密机械加工机构的切换所需的准备时间的加工用数据（参照图21及图25）。
●依次进行（a）上述的暂定的可电磁波加工部的提取、（b）该暂定的电磁波加工部的形状与可加工形状数据库的比较、及（c）加工时间A与加工时间B的比较的加工用数据（参照图25）。
在本发明中，保存“加工用数据”的存储部并不特别限定于被装入到计算机内的ROM/RAM等，也可以是可换式磁盘（例如，CD-ROM等光盘）等。即，“基于微细加工物的立体形状模型的信息、与在微细加工物的制造时从被加工件去除的去除体积有关的信息、以及与电磁波加工机构的去除加工时间有关的数据及与精密机械加工机构的去除加工时间有关的数据，进行是使用电磁波加工机构或者是使用精密机械加工机构的判断的加工用数据”也可以保存于可换式磁盘。在该情况下，通过可换式磁盘驱动器（RDD）等读取保存于可换式磁盘的加工用数据，能够保存于系统内的ROM及/或RAM等中使用。此外，保存“加工用数据”的存储部也可以是保存于其他的同样的计算机装置的存储部。即，“基于微细加工物的立体形状模型的信息、与在微细加工物的制造时从被加工件去除的去除体积有关的信息、以及与电磁波加工机构的去除加工时间有关的数据及与精密机械加工机构的去除加工时间有关的数据，进行是使用电磁波加工机构或者是使用精密机械加工机构的判断的加工用数据”，也可以存储于与超精密复合加工装置中直接使用的不同的计算机装置的ROM等。在该情况下，经由LAN等通信电路或可换式磁盘等从其他的计算机装置传送来的加工用数据可以通过本发明的系统来接收或读取，由此，能够保存于该系统内的ROM及/或RAM等中使用。
另外，确认性地叙述如上所述的本发明包含以下的方式的情况
第一方式：一种方法，是在从被加工件制造微细加工物的超精密复合加工装置中判断加工器件的方法，其特征在于，
超精密复合加工装置具有：
用于粗削被加工件的电磁波加工器件；
用于对粗削过的被加工件施行精密加工的精密机械加工器件；以及
用于在电磁波加工器件及精密机械加工器件的使用时对被加工件的形状进行测量的形状测量器件，
在加工器件的判断中，基于如下信息进行是使用电磁波加工器件或者是使用精密机械加工器件的判断，
上述信息包括：
微细加工物的立体形状模型的信息；
与在微细加工物的制造时从被加工件去除的去除体积有关的信息；以及
与电磁波加工器件的去除加工时间有关的数据及与精密机械加工器件的去除加工时间有关的数据。
第二方式：在上述第一方式中，其特征在于，使用被加工件的最终形状的三维CAD数据进行加工器件的判断的前处理，在该前处理中，
制作从被加工件的最终形状的各面偏移了指定量的偏移面，
根据偏移面是否位于被加工件的最表面高度的内侧，判断是否实施电磁波加工器件。
第三方式：在上述第二方式中，其特征在于，在位于被加工件的最表面高度的内侧的偏移面存在的情况下，将以其位于内侧的偏移面和被加工件的最表面高度包围的区域作为暂定的电磁波加工部。
第四方式：在上述第三方式中，其特征在于，将暂定的电磁波加工部的形状与电磁波加工器件的可加工形状数据库进行比较，由此判断是否实施电磁波加工器件。
第五方式：在上述第三方式或第四方式中，其特征在于，算出暂定的电磁波加工部的体积，对于该算出的体积，基于与电磁波加工器件有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据A算出加工时间A，并且基于与精密机械加工器件有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据B算出加工时间B，对加工时间A和加工时间B进行比较，由此判断是否实施电磁波加工器件。
第六方式：在上述第五方式中，其特征在于，在加工时间A与加工时间B的比较时，附加地考虑从电磁波加工器件向精密机械加工器件的切换所需的准备时间。
第七方式：在从属于上述第四方式的上述第五方式中，其特征在于，依次进行（a）暂定的可电磁波加工部的提取、（b）暂定的电磁波加工部的形状与可加工形状数据库的比较、及（c）加工时间A与加工时间B的比较。
第八方式：在上述第一方式～第七方式中的任一方式中，其特征在于，超精密复合加工装置还具有控制装置，该控制装置基于由形状测量器件测量出的被加工件的形状的信息，对电磁波加工器件或精密机械加工器件进行控制。
第九方式：在上述第一方式～第八方式中的任一方式中，其特征在于，在精密机械加工器件中，从由龙门刨加工工具、牛头刨加工工具、飞切加工工具、金刚石车削加工工具及微细铣削加工工具构成的组中选择的切削加工工具更换自如。
第十方式：在上述第一方式～第九方式中的任一方式中，其特征在于，电磁波加工器件为激光加工器件。
第十一方式：在上述第一方式～第十方式中的任一方式中，其特征在于，微细加工物的微细部尺寸在10nm～15mm的范围内。
第十二方式：在上述第十一方式中，其特征在于，微细加工物是光学透镜用模具或光学透镜。
第十三方式：一种超精密复合加工装置，是从被加工件制造微细加工物的超精密复合加工装置，其特征在于，具有：
用于粗削被加工件的电磁波加工器件；
用于对粗削过的被加工件施行精密加工的精密机械加工器件；以及
用于在电磁波加工器件及精密机械加工器件的使用时对被加工件的形状进行测量的形状测量器件，
超精密复合加工装置还具有具备存储部的系统，该存储部保存该超精密复合加工装置中使用的加工用数据，
加工用数据为：基于微细加工物的立体形状模型的信息、与在微细加工物的制造时从被加工件去除的去除体积有关的信息、以及与电磁波加工器件的去除加工时间有关的数据及与精密机械加工器件的去除加工时间有关的数据来进行是使用电磁波加工器件或者是使用精密机械加工器件的判断所用的加工用数据。
第十四方式：在上述第十三方式中，其特征在于，加工用数据为：使用被加工件的最终形状的三维CAD数据并根据从最终形状的各面偏移了指定量的偏移面是否位于被加工件的最表面高度的内侧，进行是否实施电磁波加工器件的判断的加工用数据。
第十五方式：在上述第十四方式中，其特征在于，加工用数据为：在位于被加工件的最表面高度的内侧的偏移面存在的情况下，将以该位于内侧的偏移面和最表面高度包围的区域作为暂定的电磁波加工部，并将暂定的电磁波加工部的形状与电磁波加工器件的可加工形状数据库进行比较，来进行是否实施电磁波加工器件的判断的加工用数据。
第十六方式：在上述第十四方式中，其特征在于，加工用数据为：算出暂定的电磁波加工部的体积，对于该算出的体积，基于与电磁波加工器件有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据A算出加工时间A，并且基于与精密机械加工器件有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据B算出加工时间B，对加工时间A和加工时间B进行比较，从而进行是否实施电磁波加工器件的判断的加工用数据。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于此，本领域技术人能够容易地想到可进行各种改变。
●精密机械加工机构以从由龙门刨加工工具、牛头刨加工工具、飞切加工工具、金刚石车削加工工具及微细铣削加工工具构成的组中选择的切削加工工具更换自如的方式为主进行了说明，但不一定限定于该方式。例如精密机械加工机构可以进一步相对于磨削加工工具更换自如。即，除了上述的切削加工工具以外或代替上述的切削加工工具，也可以更换为磨削加工工具。通过使用磨削加工工具，能够实现更高精度的精密机械加工。典型地，作为磨削加工工具，使用砂轮，通过使旋转运动的砂轮与被加工件接触，由此能够磨削被加工件的面（参照图28）。作为砂轮中能够使用的磨粒材料，例如能够举出金刚石、立方氮化硼（cBN）、氧化铝及碳化硅（SiC）等。此外，也可以使用金属结合剂砂轮、金属结合剂砂轮、金属树脂砂轮等。进一步说，精密机械加工机构相对于超声波加工用焊头、超声波振动切削用工具、抛光加工用磨光工具或微型穿孔等也更换自如。
●以切削工具的快钝的提高、工具摩耗的降低等为目的，也可以将能够起到润滑作用的切削油剂供给至工具的刀头。作为切削油剂的种类，不特别限制，可以使用常规的切削加工中使用的切削油剂。
最后，在本发明中，附加提及了也能够提供以用于从被加工件制造微细加工物的超精密复合加工方法为基础的加工工序的判断方法。该方法包括，
（i）对被加工件施行电磁波加工并对被加工件进行粗削的工序；及
（ii）对于粗削过的被加工件施行精密机械加工的工序，
在工序（i）及工序（ii）的至少一方的实施时对被加工件的形状进行测量，该加工工序的判断方法中，基于
微细加工物的立体形状模型的信息、
与在微细加工物的制造时从被加工件去除的去除体积有关的信息、以及
“与电磁波加工机构的去除加工时间有关的数据”及“与精密机械加工机构的去除加工时间有关的数据”、
进行是实施工序（i）的电磁波加工（粗削工序）或者是实施工序（ii）的精密机械加工的判断。关于该方法的效果及其内容，与上述已说明的事项是同样，所以为了避免重复而省略说明。
实施例
为了确认成为本发明的加工机构的判断方法的对象的超精密复合加工装置的效果而实施了以下的试验。
《样例A》
通过实施以往技术的加工法（比较例1）及本发明的加工法（实施例1），制造出如图29（a）所示的菲涅尔透镜模具。
（比较例1）
作为以往技术的加工法，通过用切削加工进行全部的加工，由此从难削件制造出菲涅尔透镜模具。将概要示于表1。
[表1]
Figure BDA0000474012500000261
如表1的最右栏所示，在以往技术的加工法中，为了获得图29（a）所示的菲涅尔透镜模具需要“80小时”。
（实施例1）
作为本发明的实施例，用激光加工对被加工件进行粗削并对该粗削后的被加工件施行微细机械加工，由此获得菲涅尔透镜模具。将加工概要示于表2。另外，在实施例1中，设形状测量机构，实施了使用CCD照相机的透镜配置的位置测量及由使用了激光的光干涉进行的形状测量。此外，作为表面粗度测量机构，通过使用了光干涉的白色干涉测量来实施。
[表2]
Figure BDA0000474012500000271
如表2的最右栏所示，在本发明的加工法中，要获得图29（a）所示的菲涅尔透镜模具需要“21小时”。
这样，在获得相同的菲涅尔透镜模具的情况下，本发明与以往技术相比，能够使制造时间较少约74%（参照表3）。
[表3]
Figure BDA0000474012500000272
《样例B》
通过实施以往技术的加工法（比较例2）及本发明的加工方法（实施例2），制造出如图29（b）所示的多眼透镜模具。
（比较例1）
作为以往技术的加工法，通过在施行了放电加工后施行切削加工，从难削件制造出多眼透镜模具。将概要示于表4。
[表4]
Figure BDA0000474012500000273
如上述的表4的最右栏所示，在以往技术的加工法中，要获得图29（b）所示的多眼透镜模具需要“152小时”。
（实施例2）
作为本发明的实施例，用激光加工对被加工件进行粗削并对该粗削后的被加工件施行微细机械加工，由此获得多眼透镜模具。将概要示于表5。另外，在实施例2中，作为形状测量机构，实施了通过使用激光的光干涉进行的形状测量。此外，作为表面粗度测量机构，通过使用了光干涉的白色干涉测量来实施。
[表5]
Figure BDA0000474012500000281
如上述表5的最右栏所示，在本发明的加工法中，要获得图29（b）所示的多眼透镜模具需要“28小时”。
这样，在获得相同的多眼透镜模具的情况下，本发明与以往技术相比，能够使制造时间减少约82%（参照表6）。
[表6]
Figure BDA0000474012500000282
《总括》
根据样例A及样例B可知，在本发明中，与通过以往技术从难削件制造微细构造物的情况相比能够缩短70～80%的制造时间。因此，可知，本发明起到了对于微细构造物的制造而言极为有利的效果。
工业实用性
通过本发明的实施，能够从被加工件获得微细加工物。尤其是，本发明中，能够获得用于使应对的“小型化、高性能化的各种部件、产品成形的模具”。
关联申请的相互参照
本申请主张基于日本国专利申请第2011-273089号（申请日：2011年12月14日，发明的名称：“超精密复合加工装置中的加工机构的判断方法”）的巴黎条约上的优先权。该申请中公开的内容全部通过该引用而包含于本说明书。
符号说明
10电磁波加工机构
15激光加工机构
15a激光入射光
30精密机械加工机构
30a工具刀头
31滑动台，
32垂直轴可动马达
33加工头
34牛头刨加工工具
35飞切加工工具
36金刚石车削加工工具
36a真空夹具
36b空气主轴
36c感应电动机
36d伺服马达
36e切削油剂箱
37微细铣削加工工具
38磨削加工工具
38a磨削加工工具（金刚石砂轮）
38b精修砂轮
50形状测量机构
52摄取机构/摄像机构（形状测量机构）
54利用了激光的检测器（形状测量机构）
80被加工件
81粗削过的被加工件
82在粗削后被精密机械加工过的被加工件（＝微细构造物）
82a微细构造物的微细部
85用于载置被加工件的工作台
90运算机构（例如计算机）
100超精密复合加工装置
300超精密复合加工装置中的系统
310存储部
320CPU
330输入装置
340显示装置
350输出装置
360总线
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.[修改后]
一种在从被加工件制造微细加工物的超精密复合加工装置中判断加工机构的方法，其特征在于，
所述超精密复合加工装置具有：
电磁波加工机构，用于粗削所述被加工件；
精密机械加工机构，用于对所述粗削过的所述被加工件施行精密加工；以及
形状测量机构，用于在所述电磁波加工机构及所述精密机械加工机构的使用时测量所述被加工件的形状，
在所述加工机构的判断中，基于如下信息，进行是使用所述电磁波加工机构或者是使用所述精密机械加工机构的判断，
所述信息包括：
所述微细加工物的立体形状模型的信息；
与在所述微细加工物的制造时从所述被加工件去除的去除体积有关的信息；以及
与所述电磁波加工机构的去除加工时间有关的数据及与所述精密机械加工机构的去除加工时间有关的数据；
并且，
使用所述被加工件的最终形状的三维CAD数据，进行所述加工机构的判断的前处理，在该前处理中，
制作从所述最终形状的各面偏移了指定量的偏移面，
根据该偏移面是否位于所述被加工件的最表面高度的内侧，判断是否实施所述电磁波加工机构。
2.[删除]
3.[修改后]
如权利要求1所述的方法，其特征在于，
在位于所述被加工件的最表面高度的内侧的所述偏移面存在的情况下，将以该位于内侧的所述偏移面和所述最表面高度包围的区域设为暂定的电磁波加工部。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，
对所述暂定的电磁波加工部的形状和所述电磁波加工机构的可加工形状数据库进行比较，根据比较结果，判断是否实施所述电磁波加工机构。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，
算出所述暂定的电磁波加工部的体积，对该算出的体积，基于与所述电磁波加工机构有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据A算出加工时间A，并且基于与所述精密机械加工机构有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据B算出加工时间B，通过对该加工时间A和该加工时间B进行比较，判断是否实施所述电磁波加工机构。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
在所述加工时间A和所述加工时间B的比较时，附加考虑从所述电磁波加工机构向所述精密机械加工机构的切换所需的准备时间。
7.如从属于权利要求4的权利要求5所述的方法，其特征在于，
顺次进行（a）所述暂定的可电磁波加工部的提取、（b）所述暂定的电磁波加工部的形状与所述可加工形状数据库的比较、及（c）所述加工时间A与所述加工时间B的比较。
8.[修改后]
如权利要求1、3～7中任一项所述的方法，其特征在于，
所述超精密复合加工装置还具有：基于通过所述形状测量机构测量出的所述被加工件的形状的信息来控制所述电磁波加工机构或所述精密机械加工机构的机构。
9.[修改后]
如权利要求1、3～8中任一项所述的方法，其特征在于，
在所述精密机械加工机构中，从由龙门刨加工工具、牛头刨加工工具、飞切加工工具、金刚石车削加工工具及微细铣削加工工具构成的组中选择的切削加工工具更换自如。
10.[修改后]
如权利要求1、3～9中任一项所述的方法，其特征在于，
所述电磁波加工机构是激光加工机构。
11.[修改后]
如权利要求1、3～10中任一项所述的方法，其特征在于，
所述微细加工物的微细部尺寸在10nm～15mm的范围内。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，
所述微细加工物是光学透镜用模具或光学透镜。
13.[修改后]
一种超精密复合加工装置，从被加工件制造微细加工物，该超精密复合加工装置的特征在于，具有：
电磁波加工机构，用于粗削所述被加工件；
精密机械加工机构，用于对所述粗削过的所述被加工件施行精密加工；以及
形状测量机构，用于在所述电磁波加工机构及所述精密机械加工机构的使用时测量所述被加工件的形状，
所述超精密复合加工装置还具有具备存储部的系统，所述存储部保存该超精密复合加工装置中所用的加工用数据，
所述加工用数据为：基于所述微细加工物的立体形状模型的信息、与在所述微细加工物的制造时从所述被加工件去除的去除体积有关的信息、以及与所述电磁波加工机构的去除加工时间有关的数据及与所述精密机械加工机构的去除加工时间有关的数据进行是使用所述电磁波加工机构或者是使用所述精密机械加工机构的判断所用的加工用数据，
并且，
所述加工用数据为：使用所述被加工件的最终形状的三维CAD数据并通过从所述最终形状的各面偏移了指定量的偏移面是否位于所述被加工件的最表面高度的内侧，进行是否实施所述电磁波加工机构的判断的加工用数据。
14.[删除]
15.[修改后]
如权利要求13所述的超精密复合加工装置，其特征在于，
所述加工用数据为：在位于所述被加工件的最表面高度的内侧的所述偏移面存在的情况下，将以该位于内侧的所述偏移面和所述最表面高度包围的区域设为暂定的电磁波加工部，并将该暂定的电磁波加工部的形状与所述电磁波加工机构的可加工形状数据库比较，来进行是否实施所述电磁波加工机构的判断的加工用数据。
16.[修改后]
如权利要求13所述的超精密复合加工装置，其特征在于，
所述加工用数据为：算出所述暂定的电磁波加工部的体积，对该算出的体积，基于与所述电磁波加工机构有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据A算出加工时间A，并且基于与所述精密机械加工机构有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据B算出加工时间B，通过对该加工时间A和该加工时间B进行比较来进行是否实施所述电磁波加工机构的判断的加工用数据。

Claims (16)

1.一种在从被加工件制造微细加工物的超精密复合加工装置中判断加工机构的方法，其特征在于，
所述超精密复合加工装置具有：
电磁波加工机构，用于粗削所述被加工件；
精密机械加工机构，用于对所述粗削过的所述被加工件施行精密加工；以及
形状测量机构，用于在所述电磁波加工机构及所述精密机械加工机构的使用时测量所述被加工件的形状，
在所述加工机构的判断中，基于如下信息，进行是使用所述电磁波加工机构或者是使用所述精密机械加工机构的判断，
所述信息包括：
所述微细加工物的立体形状模型的信息；
与在所述微细加工物的制造时从所述被加工件去除的去除体积有关的信息；以及
与所述电磁波加工机构的去除加工时间有关的数据及与所述精密机械加工机构的去除加工时间有关的数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
使用所述被加工件的最终形状的三维CAD数据，进行所述加工机构的判断的前处理，在该前处理中，
制作从所述最终形状的各面偏移了指定量的偏移面，
根据该偏移面是否位于所述被加工件的最表面高度的内侧，判断是否实施所述电磁波加工机构。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，
在位于所述被加工件的最表面高度的内侧的所述偏移面存在的情况下，将以该位于内侧的所述偏移面和所述最表面高度包围的区域设为暂定的电磁波加工部。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，
对所述暂定的电磁波加工部的形状和所述电磁波加工机构的可加工形状数据库进行比较，根据比较结果，判断是否实施所述电磁波加工机构。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，
算出所述暂定的电磁波加工部的体积，对该算出的体积，基于与所述电磁波加工机构有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据A算出加工时间A，并且基于与所述精密机械加工机构有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据B算出加工时间B，通过对该加工时间A和该加工时间B进行比较，判断是否实施所述电磁波加工机构。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
在所述加工时间A和所述加工时间B的比较时，附加考虑从所述电磁波加工机构向所述精密机械加工机构的切换所需的准备时间。
7.如从属于权利要求4的权利要求5所述的方法，其特征在于，
依次进行（a）所述暂定的可电磁波加工部的提取、（b）所述暂定的电磁波加工部的形状与所述可加工形状数据库的比较、及（c）所述加工时间A与所述加工时间B的比较。
8.如权利要求1～7中任一项所述的方法，其特征在于，
所述超精密复合加工装置还具有：基于通过所述形状测量机构测量出的所述被加工件的形状的信息来控制所述电磁波加工机构或所述精密机械加工机构的机构。
9.如权利要求1～8中任一项所述的方法，其特征在于，
在所述精密机械加工机构中，从由龙门刨加工工具、牛头刨加工工具、飞切加工工具、金刚石车削加工工具及微细铣削加工工具构成的组中选择的切削加工工具更换自如。
10.如权利要求1～9中任一项所述的方法，其特征在于，
所述电磁波加工机构是激光加工机构。
11.如权利要求1～10中任一项所述的方法，其特征在于，
所述微细加工物的微细部尺寸在10nm～15mm的范围内。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，
所述微细加工物是光学透镜用模具或光学透镜。
13.一种超精密复合加工装置，从被加工件制造微细加工物，该超精密复合加工装置的特征在于，具有：
电磁波加工机构，用于粗削所述被加工件；
精密机械加工机构，用于对所述粗削过的所述被加工件施行精密加工；以及
形状测量机构，用于在所述电磁波加工机构及所述精密机械加工机构的使用时测量所述被加工件的形状，
所述超精密复合加工装置还具有具备存储部的系统，所述存储部保存该超精密复合加工装置中所用的加工用数据，
所述加工用数据为：基于所述微细加工物的立体形状模型的信息、与在所述微细加工物的制造时从所述被加工件去除的去除体积有关的信息、以及与所述电磁波加工机构的去除加工时间有关的数据及与所述精密机械加工机构的去除加工时间有关的数据进行是使用所述电磁波加工机构或者是使用所述精密机械加工机构的判断所用的加工用数据。
14.如权利要求13所述的超精密复合加工装置，其特征在于，
所述加工用数据为：使用所述被加工件的最终形状的三维CAD数据并通过从所述最终形状的各面偏移了指定量的偏移面是否位于所述被加工件的最表面高度的内侧，进行是否实施所述电磁波加工机构的判断的加工用数据。
15.如权利要求14所述的超精密复合加工装置，其特征在于，
所述加工用数据为：在位于所述被加工件的最表面高度的内侧的所述偏移面存在的情况下，将以该位于内侧的所述偏移面和所述最表面高度包围的区域设为暂定的电磁波加工部，并将该暂定的电磁波加工部的形状与所述电磁波加工机构的可加工形状数据库比较，来进行是否实施所述电磁波加工机构的判断的加工用数据。
16.如权利要求14所述的超精密复合加工装置，其特征在于，
所述加工用数据为：算出所述暂定的电磁波加工部的体积，对该算出的体积，基于与所述电磁波加工机构有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据A算出加工时间A，并且基于与所述精密机械加工机构有关的去除体积与去除加工时间的相关关系数据B算出加工时间B，通过对该加工时间A和该加工时间B进行比较来进行是否实施所述电磁波加工机构的判断的加工用数据。
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