JP2010110861A - 直線溝加工方法および直線溝加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長い直線溝を繋ぎ加工するための加工装置を提供することである。
【解決手段】工具３を取り付けたスライダ１とスライダ１をガイドする直線ガイド２で構成された往復運動装置を有し、スライダ１を直線ガイド２に沿って往復運動させ、テーブル４に固定されたワークＷに工具３により直線溝を加工する加工装置において、工具３をスライダ１の往復運動方向と直交する方向に切り込み駆動する工具切り込み駆動手段と、テーブル４をＸ軸方向に移動させる第１の駆動手段と、テーブル４をＹ軸方向に移動させる第２の駆動手段と、前記往復運動装置をＸ軸とＹ軸と直交するＺ軸方向に移動させる第３の駆動手段と、を備え、スライダ１の往復運動方向とＸ軸方向とが同じ方向となるように往復運動装置とテーブル４とを位置決めし、スライダ１の往復運動とテーブル４のＸ軸方向の移動との組み合わせにより工具３またはテーブル４のストロークより長い直線溝をワークＷに加工する直線溝加工装置。
【選択図】図５

Description

本発明は、直線溝加工を行う加工装置に関し、特に、長距離の直線溝を繋ぎ加工するための加工装置に関する。

回折格子や液晶表示装置の導光板を成形する金型では何百〜何万本もの直線溝を加工する必要がある。このような多量の直線溝を加工する加工において、加工時間を短縮するためには、高速な送り軸をもつ加工機が必要である。また、回折格子や導光板用の金型では、非常に微小な加工誤差も許されないため、高速駆動時にも振動を生じない滑らかな直線移動も必須となる。このような高速および高精度の加工を実現する送り機構として、空気軸受けとリニアモータを組み合わせた構造が知られている。

特許文献１には、ガイド部材とスライド部材との間で軸受を構成し、ガイド部材とスライド部材との間で推力を発生する機構を備え、スライド部材の直線移動軸ストロークの両端において、スライド部材とガイド部材の間で軸方向に反発力が発生するように反転用の永久磁石をスライド部材とガイド部材とに配置することによって、スライド部材の移動方向反転時に、直線駆動装置が必要とする力を軽減させる往復運動装置の技術が開示されている。

また、特許文献２には、プリズム金型のような精密部品を製作する場合、同様の加工品を複数製作しそれらを並べて配置することにより、大型の加工品として扱う技術が開示されている。

特開２００７−１３０７１２号公報 国際公開番号ＷＯ９７／０４９４０

液晶表示装置の導光板のようにより広い面積を有する導光板の製作には、より広い面積を持つ金型を用意する必要がある。しかし、工作機械を用いてワークに直線溝を加工する場合、基本的には工具またはワークを載置する直線軸の直線送りストローク量を超える長さの直線溝を切削することはできない。

特許文献２に示されるように、プリズム金型のような精密部品を製作する場合、同様の加工品を複数製作し、それらを並べて配置することにより、大型の加工品として扱うことができるものの、ミクロンオーダの微細ピッチ溝加工の場合、加工品同士を溝ピッチのずれ無しに繋ぎ合わせることは極めて困難である。また、そもそも、微細溝加工品の場合、分割したワークを並べた際に生じる、僅かな繋ぎ目の存在自体が精度的に許容できない場合が多い。

そこで本発明の目的は、ワークを分割したり、工作機上から外すことなく、長距離の直線溝を繋ぎ加工するための加工装置を提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、直線ガイドに沿って往復運動するスライダに取り付けた工具によりテーブルに固定されたワークに複数の長い直線溝を加工する加工方法において、
前記スライダの往動時に前記工具を前記ワークに切り込み、直線溝を加工する第１のステップと、前記スライダの復動時に前記工具を前記ワークから退避させて復動する第２のステップと、前記工具が前記ワークから退避して前記スライダが次の往動ステップに移るまでの間に、前記直線溝の延在方向と直交する方向に前記テーブルまたは前記直線ガイドを移動させる第３のステップと、前記第１から第３のステップを繰り返し前記直線溝を加工した後、前記テーブルを前記直線溝方向に所定距離移動する第４のステップと、前記第４のステップの前に加工された前記直線溝と繋ぎ合わせるように前記第１から第３のステップを繰り返し直線溝を加工する第５のステップと、からなる複数の長い直線溝を加工する直線溝加工方法である。

請求項２に係る発明は、前記第５のステップにおいて前記直線溝のピッチ方向の繋ぎ目誤差を補正するように前記テーブルを移動させることを含む請求項１に記載の複数の長い直線溝を加工する直線溝加工方法である。
請求項３に係る発明は、前記第１のステップにおいて前記工具の刃先の動作軌跡を曲線形状とする請求項１または２のいずれか１つに記載の複数の長い直線溝を加工する直線溝加工方法である。

請求項４に係る発明は、工具を取り付けたスライダと該スライダをガイドする直線ガイドで構成された往復運動装置を有し、該スライダを該直線ガイドに沿って往復運動させ、テーブルに固定されたワークに該工具により直線溝を加工する加工装置において、前記工具を前記スライダの往復運動方向と直交する方向に切り込み駆動する工具切り込み駆動手段と、前記テーブルを第１の方向に移動させる第１の駆動手段と、前記テーブルを前記第１の方向と直交する第２の方向に移動させる第２の駆動手段と、前記往復運動装置を前記第１の方向および第２の方向と直交する方向に移動させる第３の駆動手段と、を備え、前記スライダの往復運動方向と前記第１の方向とが同じ方向となるように前記往復運動装置と前記テーブルとを位置決めし、前記スライダの往復運動と前記テーブルの前記第１の方向の移動との組み合わせにより前記工具または前記テーブルのストロークより長い直線溝を前記ワークに加工することを特徴とする直線溝加工装置である。

請求項５に係る発明は、前記テーブルを前記第２の方向に移動させることにより、前記第１の方向に対する前記往復運動装置の取り付け誤差によって生じる前記直線溝のピッチ方向の繋ぎ目誤差を補正することを特徴とする請求項４に記載の直線溝加工装置である。
請求項６に係る発明は、前記工具の刃先の動作軌跡を、前記ワークへの溝加工時に曲線形状としたことを特徴とする請求項４または５のいずれか１つに記載の直線溝加工装置である。
請求項７に係る発明は、前記スライダは、前記直線ガイドに空気軸受けで軸受けされたリニアモータ構造であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載の直線溝加工装置である。

本発明により、ワークを分割したり工作機上から外すことなく、ワークを載置するテーブルのストロークおよび往復運動装置のストロークより長い直線溝を繋ぎ加工可能な加工装置を提供することができる。

図１は本発明の一実施形態の加工装置の概略構成図である。図１（ａ）は加工装置を正面から見た概略図であり、図１（ｂ）は加工装置を右側面から見た概略図である。直線溝加工装置２０は、ベッド２１と、ベッド２１から垂直に起立するコラム２２と、コラム２２の上部に設けられて上下動するヘッド２３と、ヘッド２３に取り付けられている往復運動装置２４、ベッド２１上で直交する２つ水平方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）に移動可能に支持され、治具などによりワークＷを板面上で固定するテーブル４と、ヘッド２３を上下方向（Ｚ軸方向）と水平方向（Ｘ−Ｙ２軸方向）にそれぞれ駆動する複数の送り軸駆動モータ（図示省略）を備えている。この構成により、スライダ１は直線ガイド２によりＸ軸方向に単純な往復運動を繰り返す。また、テーブル４は２組の送り機構によって、水平面内を互いに直交するＸ−Ｙ軸２軸方向に移動できるようになっている。

また、直線溝加工装置２０は、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の各送り軸を制御し、さらに、往復運動装置２４を制御する制御装置３０によって制御される。図２に示されるように制御装置３０は、プロセッサ（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、表示装置付手動入力装置（表示装置／ＭＤＩユニット）などを備えており、加工プログラムに従って直線溝加工装置２０を制御し、ワークＷに直線溝を加工させる。往復運動装置２４は、スライダ１、直線ガイド２、スライダ１に取り付けられた工具３を備えている。スライダ１と直線ガイド２の概略構成について図３を用いて説明する。

図３は直線ガイドの軸方向に沿って切断した断面図である。直線ガイド２には、スライダ１が直線ガイド２の軸方向に移動可能に軸受けされている。軸受けとしては空気軸受け構造とすることができる。スライダ１の推力発生手段としてリニアモータが用いられる。スライダ１にはリニアモータを構成するコイル２７、直線ガイド２にはリニアモータを構成する鉄心２９及び駆動用永久磁石２８が配置されている。コイル２７は、スライダ１の中心部に直線ガイド２の対向面に対向するようスライダ１に配置される。また、スライダ１が直線ガイド２に対して往復運動するストロークの両端部に対応する直線ガイド２の位置に駆動用永久磁石２８を配置し、その間に鉄心２９を配置した構成のリニアモータとしている。スライダ１には、板バネ２５が固着されており、板バネ２５にはワークＷに溝加工を行う工具３が取り付けられている（図４参照）。

スライダ１に取り付けられているコイル２７に電流を流しリニアモータを駆動し、スライダ１を直線ガイド２の一方の方向に移動させる。スライダ１の往復運動のストロークエンドになるとコイル２７に流す電流の向きを変えて、スライダ１の移動方向を反転させる。スライダ１のストロークの端に駆動用永久磁石２８を配置した構成のリニアモータであることから、推力リップルやコギングが発生することなく、精度の高い直線運動となり、高精度の直線溝加工ができる。

図４は、本発明の加工機に備えられる往復運動装置２４の工具切り込み機構を示す図である。前述したようにスライダ１には、板バネ２５が固着されており、板バネ２５にはワークＷに溝加工を行う工具３が取り付けられている。そして、板バネ２５を伸縮させるように板バネ２５とスライダ１との間にピエゾ素子２６が取り付けられている。

このピエゾ素子２６に電圧を印加すると、図４（ａ）の状態からその電圧の大きさに応じて、図４（ｂ）に示すようにピエゾ素子２６が伸長し、板バネ２５を押し、工具３を切り込み方向（Ｚ軸方向）に移動させて、ワークＷに切り込みを与え、スライダ１の移動によってワークＷは加工されることになる。このピエゾ素子２６は図示省略した制御手段によって駆動し、伸縮させることによって、板バネ２５を介して工具３を出入させて、ワークＷに溝加工する切り込み量を変えるようにしている。すなわち、ピエゾ素子２６によって切り込み量を変える手段を構成している。

工具３は板バネ２５に取り付けられ、ピエゾ素子２６には直接取り付けられていないから、工具３に加わる力は、直接ピエゾ素子２６に伝わらない。このため、伸縮方向に対して圧縮する方向以外の外力に弱いピエゾ素子２６を板バネ２５によって保護している。

以上のように、スライダ１に設けたコイル２７に流す電流の向きを変えることによって、スライダ１を往復運動させて、かつ、このスライダ１の往復運動の際、ピエゾ素子２６を駆動制御する制御手段により、例えば、スライダ１の往動時にはピエゾ素子２６に所定の電流を流し伸張させ、工具３に所定量の切り込み量を与えてワークＷに対して引き切り切削加工を行う。復動時にはピエゾ素子２６を縮小させて工具３がワークＷに干渉しない位置まで退避させて復帰させる。工具３によるワークＷへの切り込み量はピエゾ素子２６に印加する電圧の大きさで制御する。したがって、ピエゾ素子２６に印加する電圧を制御することにより、図１０に示されるように所定の曲率を持った切り込み溝加工を行うことができる。

以上説明した直線溝加工装置２０を用いて、テーブル４のＸ軸方向のストロークおよび往復運動装置２４のスライダ１に取り付けられた工具３のストロークより長い直線溝を、ワークＷに加工することが可能な本発明の方法について説明する。

まず、図５を用いて直線溝加工装置２０（図１参照）の軸構成を説明する。直線溝加工装置２０は図５に示されるように、テーブル４をＸ軸およびＹ軸の２軸方向に移動し、スライダ１をＺ軸方向に移動する手段を有する。図５においてワークＷは、その長手方向をテーブル４のＸ軸方向に揃えてテーブル４に載置されている。また、往復運動装置２４の直線ガイド２の軸長手方向はＸ軸と揃えて配置されている。なお、テーブル４を回転可能な構成とし、スライダ１の駆動方向とＸ軸とが平行ではないときに、お互いが平行となるようにテーブル４を回転駆動するようにしてもよい。

スライダ１は直線ガイド２の軸長手方向に移動可能であることから、テーブル４のＸ軸方向と往復運動装置２４のスライダ１の移動方向とは同一方向である。Ｙ軸はＸ軸と直交している。また、Ｚ軸はＸ軸およびＹ軸と直交している。なお、Ｙ軸方向の移動は、テーブル４を移動する替わりに往復運動装置２４をＹ軸方向に移動する構成としてもよい。また、テーブル４は円形状部材として描かれているが、テーブル４として円形のテーブルに限定するものではない。

次に、テーブル４に載置されたワークＷに直線溝を加工することを説明する。図６は、スライダに取り付けられた工具によってワークを加工することを説明する図である。図６に示されるように、ワークＷの右端をＲ、左端をＬで表す。直線ガイド２に軸受けされたスライダ１は、直線ガイド２に沿って往復運動する。スライダ１が直線ガイド２に沿って往復運動するのに同期して、工具３は動作軌跡ｔｒ１→ｔｒ２→ｔｒ３→ｔｒ４に示される軌跡を辿る。工具３の動作については図３および図４を用いて前述したとおりである。

工具３の動作軌跡ｔｒ３（往動）においてワークＷに対して直線溝加工を実行することができる。ワークＷに形成される直線溝の延在方向は、スライダ１の駆動方向と同じである。そして、図５で説明したようにテーブル４のＸ軸方向と往復運動装置２４のスライダ１の移動方向とは同一方向であることから、ワークＷに加工される直線溝の延在方向は、Ｘ軸と平行な方向である。

ところで、図６を参照すれば明らかなように、スライダ１の移動可能なストロークはワークＷの長手方向の長さより短いため、結局、ワークＷに対して右端Ｒから左端Ｌに渡って連続した直線溝加工をスライダ１の往復運動だけでは行えない。より正確にいえば、工具３の動作軌跡ｔｒ３のストロークがワークＷの長さに足りないからである。

そこで、本発明ではワークＷを載置しているテーブルの移動を利用することによりワークＷに長い直線溝を形成することを説明する。先ず、図７を用いてワークＷの長さ６とテーブル４のＸ軸方向のストローク量７とスライダ１のストローク量５の関係を説明する。図７は、Ｘ軸のストローク量とスライダに取り付けられた工具のストローク量との関係を説明する図である。図７（ａ）は、ワークＷの長さ６に対し、テーブル４のＸ軸方向のストローク量７が短いことを示している。また、図７（ｂ）は、スライダ１のストローク量５も、ワークＷの長さ６より短いため、ワークＷの長さ６の溝加工を一度にはできないことを示している。符号８はスライダ１に取り付けられた工具３のストローク量を表す。

図８は、Ｘ軸とスライダのストロークの組み合わせについて説明する図である。図８に示されるように、溝切削自体はスライダ１の往復駆動で行い、テーブル４をＸ軸方向に移動させることでワークＷと直線ガイド２とのＸ軸方向の相対的位置をずらす。テーブル４のＸ軸方向の移動とスライダ１の往復駆動とを組み合わせることで、実質的なスライダ１に取り付けられている工具３のストロークを長くすることができる。

図８（ａ）ではテーブル４を−Ｘ軸方向に移動させてワークＷの右側部分の加工を可能とすることを示しており、図８（ｂ）ではテーブル４をＸ軸方向に移動させてワークＷの左側部分の加工を可能とすることを示している。これによって、テーブル４のストロークとスライダ１のストロークのそれぞれのストロークだけでは加工が不可能な長さのワークＷへの直線溝の繋ぎ加工を実行できる。

次に、図９により工具によるワークへの切り込み動作を説明する。図９（ａ）は図６で説明したように、スライダ１の直線ガイド２に沿った往復駆動することを説明している。工具３の出没方向９の往復駆動とスライダ１の往復駆動の組み合わせによって、工具３は動作軌跡ｔｒ１→ｔｒ２→ｔｒ３→ｔｒ４に示される軌跡の運動を行う。

そして、図９（ｂ）に示されるように、工具３がワークＷに対して切削可能となる位置になるように、スライダ１と直線ガイド２を−Ｚ軸方向に移動させる。そうすると、工具３は動作軌跡ｔｒ３においてワークＷを直線溝加工できる。

なお、補足して説明すると、図８においてテーブル４を−Ｘ軸方向に移動させる際には、スライダ１は往復運動を継続したまま往復運動装置２４をＺ軸方向に移動させ、次に、テーブル４を−Ｘ軸方向に移動させる。このようにすることにより、テーブル４を移動させているときに工具３がワークに不要な溝加工をすることがない。

直線ガイド２に沿って往復運動するスライダ１に取り付けた工具３によりテーブル４に固定されたワークＷに複数本の長い直線溝を加工するには、次のように実行する。
スライダ１の往動時に工具３をワークＷに切り込み、直線溝をワークＷに加工する。そして、スライダ１の復動時に工具３をワークＷから退避させて復動させる。工具３がワークＷから退避してスライダ１が次の往動ステップに移るまでの間に、直線溝の延在方向と直交する方向（第２の方向）にテーブル４または直線ガイド２を備える往復運動装置２４を移動させる。

そして、上述したように、スライダ１の往動時に工具３をワークＷに切り込み、直線溝をワークＷに加工する。そして、スライダ１の復動時に工具３をワークＷから退避させて復動させる。工具３がワークＷから退避してスライダ１が次の往動ステップに移るまでの間に、直線溝の延在方向と直交する方向にテーブル４または直線ガイド２を備える往復運動装置２４を移動させる。この動作を繰り返すことにより、複数本の直線溝を加工できる。

そして、必要な本数の直線溝の加工が終わると、前記テーブル４を直線溝の延在方向（第１の方向）にテーブル４を所定距離移動させる。所定距離移動の後、上述したように直線溝の延在方向と直交する方向にテーブル４を移動させることにより、複数本の直線溝を加工する。

テーブル４を第１の方向に移動する前に加工した複数本の直線溝と、テーブル４を第１の方向に移動した後に加工した複数本の直線溝とを繋ぎ合わせることにより、複数本の長い直線溝をワークＷに加工することができる。

ここで、図９（ｂ）に示されるように、工具３を溝の深さ方向に対して直線状に切り込むとき（１０Ｒ）、または、工具３を引き抜くとき（１０Ｌ）、急激に工具３が上下することになる。このとき、ワークＷの直線溝の繋ぎ目となる部分に大きなバリが発生することがある。ワークＷにこのようなバリが発生すると、このバリが直線溝の繋ぎ目の見た目やワークＷの精度に悪影響を与える。

そこで、図１０に示されるように、工具３をワークＷに対して曲線形状となるように切り込む。図１０（ａ）は、工具３をワークＷに直線溝加工を実行する状態を示している。破線円１０Ｒ内において、工具の動作軌跡ｔｒ２とｔｒ３とを曲線状に連結することによって、工具３をワークＷに対して曲線形状に切り込むことができる。また、破線円１０Ｌ内において、工具の動作軌跡ｔｒ３とｔｒ４とを曲線状に連結することによって、工具３をワークＷから曲線形状に引き抜くことができる。工具３をこのような駆動は、ピエゾ素子２６に印加する電圧を制御することによって行う。

図１０（ｂ）は、ワークＷに対して曲線形状で切り込んだ直線溝を繋ぎ加工する場合、直線溝の繋ぎ目（１１Ｒ、１１Ｌ）で凹凸が発生しないようにする必要がある。繋ぎ目に凹凸が発生しないように、繋ぎ目において重なるように溝加工を実行したり、図１０（ｃ）に示されるように、曲線形状の曲率半径を大きくし、直線溝の深さ方向の繋ぎ目誤差（突起部分）を小さくすることができる。

図１０（ｃ）に示されるように工具３をワークＷに対して曲線形状に切り込んだ場合、図９（ｂ）に示されるように工具３をワークＷに対して直線状に切り込んだ場合に比較して、直線溝の繋ぎ目におけるバリの発生を少なくすることができる。これによって、直線溝の見た目およびワークＷの精度を向上させることができる。

直線溝を繋ぎ合わせて一本の直線溝を加工する場合、繋ぎ合わせる直線溝の延在する方向が揃っている必要がある。図１１は、ワークＷとスライダ１との位置関係を上面から見た図である。スライダ１に取り付けられた工具３は直線ガイド２に沿って直線溝を切削する。図１１（ａ）に示されるように、テーブル４のＸ軸の送り方向と直線ガイド２との取り付け角度とが平行でないとき、直線溝のピッチ方向１６に誤差１２が生じてしまう。この場合、Ｘ軸と直交するＹ軸方向にテーブル４を移動させることにより直線溝を繋ぎ合わせることができる。

図１１（ａ）に示される位置関係にある場合において、図１１（ｂ）に示される部分直線溝１３と部分直線溝１４との繋ぎ合わせを例として説明する。まず、部分直線溝１３を加工し次に部分直線溝１４を加工するとする。部分直線溝１３の加工の後、テーブル４を−Ｘ軸方向に移動させる。このままの状態で部分直線溝１４の加工を実施すると、破線に示すような部分直線溝１４’を加工してしまいピッチ方向の繋ぎ目誤差１２を生じることになる。

そこで、テーブル４を−Ｙ軸方向にピッチ方向の繋ぎ目誤差１２を解消する距離（矢印１５）移動させる。この−Ｙ方向にテーブル４を移動の後、部分直線溝１４の加工を行う。そうすると、図１１（ｂ）に示されるように、部分直線溝１３と部分直線溝１４とはピッチ方向の繋ぎ目誤差１２を生じることなく接続される。なお、ピッチ方向の繋ぎ目誤差１２は微小であるので、ピッチ方向の繋ぎ目誤差１２を解消する距離（矢印１５）は誤差の絶対値として扱ってよい。

次に、図１２および図１３を用いて、直線溝のピッチ方向１６の補正方法を説明する。図１２は溝を繋ぎ加工した際の繋ぎ目位置と加工装置の軸方向と溝ピッチ方向の関係を説明する図である。ワークＷにはＹ軸方向にＶ字形状の連続する溝１７が形成されている。図１１を用いて説明したように、直線ガイド２の取り付け角度の誤差によって、溝の繋ぎ目１８には溝ピッチ方向１６ずれが生じる。

図１３は図１２に示される溝の繋ぎ目１８を拡大して示した図である。マイクロスコープや電子顕微鏡などの測定器を用いると図１２の溝の繋ぎ目１８は、図１３に示されるように繋ぐべき溝同士の頂点のずれ量から溝ピッチ方向の誤差量を確認することができる。確認して得られた誤差量を直線溝加工装置２０の制御装置３０のＲＡＭなどメモリ（図２参照）に格納する。

以後の同一段取りの加工で同様に溝を繋ぎ加工する際、ワークＷを載置するテーブルをＸ軸方向に移動させて溝の繋ぎ目を作るときに、前記誤差量を解消するように該テーブルをＹ軸方向にオフセットさせた位置に移動する。その後、溝加工を開始することにより、誤差の補正が可能である。誤差量は微小であるので、Ｙ軸方向（あるいは−Ｙ軸方向）に該テーブルを誤差量の絶対値の量を移動させればよい。

次に、図１４を用いて溝の深さ方向における繋ぎ目誤差の補正について説明する。
図１４（ａ）は工具の切り込み軌跡（動作軌跡）で曲率半径が小さい場合を示しており、図１４（ｂ）は工具の切り込み軌跡（動作軌跡）で曲率半径が大きい場合を示している。図１４（ａ）での溝深さ方向の繋ぎ目誤差ｄｅｐ１とし、図１４（ｂ）での溝深さ方向の繋ぎ目誤差ｄｅｐ２とすると、ｄｅｐ１＞ｄｅｐ２である。このように、工具３によるワークＷへの切り込み動作の曲線の曲率半径が大きければ大きいほど、工具３の溝加工ストロークにおける溝深さ方向の繋ぎ目誤差（突起部分）を小さくすることができる。より大きな曲率半径の工具による切り込み動作とすることで、より一層深さ方向の繋ぎ目誤差が補正される。

また、図１４（ｃ）は、スライダ１のストロークよりも短い距離で、直線溝を分割して加工することを示している。このように、短い距離で溝を分割して加工することにより、溝深さ方向の繋ぎ目誤差ｄｅｐ３を小さくすることができる。溝を分割する回数を多くすればするほど深さ方向の誤差が補正される。

加工装置の概略構成図である。 加工装置を制御する制御装置の概略ブロック図である。 直線ガイドの軸方向に沿って切断した断面図である。 切り込み機構の説明図である。 加工装置の軸構成を説明する図である。 スライダに取り付けられた工具によってワークを加工することを説明する図である。 Ｘ軸のストローク量とスライダに取り付けられた工具のストローク量との関係を説明する図である。 Ｘ軸とスライダのストロークの組み合わせについて説明する図である。 工具によるワークへの切り込み動作を説明する図である。 繋ぎ目にバリが発生しない工具切り込み動作を説明する図である。 ワークとスライダとの位置関係を上面から見た図である。 溝を繋ぎ加工した際の繋ぎ目位置と加工装置の軸方向と溝ピッチ方向の関係を説明する図である。 図１２に示される溝の繋ぎ目を拡大して示した図である。 溝の深さ方向における繋ぎ目誤差の補正について説明する図である。

符号の説明

１ スライダ
２ 直線ガイド
３ 工具
４ テーブル
Ｗ ワーク

Claims (7)

1. 直線ガイドに沿って往復運動するスライダに取り付けた工具によりテーブルに固定されたワークに複数の長い直線溝を加工する加工方法において、
   前記スライダの往動時に前記工具を前記ワークに切り込み、直線溝を加工する第１のステップと、
   前記スライダの復動時に前記工具を前記ワークから退避させて復動する第２のステップと、
   前記工具が前記ワークから退避して前記スライダが次の往動ステップに移るまでの間に、
   前記直線溝の延在方向と直交する方向に前記テーブルまたは前記直線ガイドを移動させる第３のステップと、
   前記第１から第３のステップを繰り返し前記直線溝を加工した後、前記テーブルを前記直線溝方向に所定距離移動する第４のステップと、
   前記第４のステップの前に加工された前記直線溝と繋ぎ合わせるように前記第１から第３のステップを繰り返し直線溝を加工する第５のステップと、
   からなる複数の長い直線溝を加工する直線溝加工方法。
2. 前記第５のステップにおいて前記直線溝のピッチ方向の繋ぎ目誤差を補正するように前記テーブルを移動させることを含む請求項１に記載の複数の長い直線溝を加工する直線溝加工方法。
3. 前記第１のステップにおいて前記工具の刃先の動作軌跡を曲線形状とする請求項１または２のいずれか１つに記載の複数の長い直線溝を加工する直線溝加工方法。
4. 工具を取り付けたスライダと該スライダをガイドする直線ガイドで構成された往復運動装置を有し、該スライダを該直線ガイドに沿って往復運動させ、テーブルに固定されたワークに該工具により直線溝を加工する加工装置において、
   前記工具を前記スライダの往復運動方向と直交する方向に切り込み駆動する工具切り込み駆動手段と、
   前記テーブルを第１の方向に移動させる第１の駆動手段と、
   前記テーブルを前記第１の方向と直交する第２の方向に移動させる第２の駆動手段と、
   前記往復運動装置を前記第１の方向および第２の方向と直交する方向に移動させる第３の駆動手段と、を備え、
   前記スライダの往復運動方向と前記第１の方向とが同じ方向となるように前記往復運動装置と前記テーブルとを位置決めし、前記スライダの往復運動と前記テーブルの前記第１の方向の移動との組み合わせにより前記工具または前記テーブルのストロークより長い直線溝を前記ワークに加工することを特徴とする直線溝加工装置。
5. 前記テーブルを前記第２の方向に移動させることにより、前記第１の方向に対する前記往復運動装置の取り付け誤差によって生じる前記直線溝のピッチ方向の繋ぎ目誤差を補正することを特徴とする請求項４に記載の直線溝加工装置。
6. 前記工具の刃先の動作軌跡を、前記ワークへの溝加工時に曲線形状としたことを特徴とする請求項４または５のいずれか１つに記載の直線溝加工装置。
7. 前記スライダは、前記直線ガイドに空気軸受けで軸受けされたリニアモータ構造であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載の直線溝加工装置。

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