JP2016011912A - Probe, contact gauge and processing measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、対象物の寸法を計測する測定子(接触子とも云う)及びコンタクトゲージに関し、更に詳細には、対象物を測定しながら加工して所定の形状にまで正確に仕上げる加工測定装置に使用される測定子及びコンタクトゲージ関する。 The present invention relates to a measuring element (also referred to as a contactor) and a contact gauge for measuring a dimension of an object, and more particularly, to a processing measuring apparatus that processes an object while measuring the object and accurately finishes it to a predetermined shape. Concerning probe and contact gauge used.
従来のコンタクトゲージとしては、特開2004−53418(特許文献1)に記載される「ダイヤルゲージ用測定子及びその製造方法」が知られている。本願の図10は当該ダイヤルゲージ用測定子の概略図である。
測定子101では、凹所を有した先端部材102を上面に突設した基部材103を配置し、他方、超硬合金層102aの先端に人造ダイヤモンド層102bを一体形成した部材を配置し、前記部材の前記超硬合金層102aを前記凹所に嵌合してロウ付けして、人造ダイヤモンド層102bが突出するように構成されている。
As a conventional contact gauge, “a dial gauge gauge and its manufacturing method” described in JP-A-2004-53418 (Patent Document 1) is known. FIG. 10 of the present application is a schematic view of the dial gauge probe.
In the
特許文献1では、人造ダイヤモンド層102bの先端面を湾曲に研磨して測定面とし、計測される対象物に当接する測定面トップを前記測定面の頂上とする測定子101が図示されている。
しかしながら、特許文献1のどこを見ても人造ダイヤモンド層102bの記載しかなく、人造ダイヤモンド層の特性については一切記載されていない。この特許文献1の出願日は2002年7月19日であり、この当時の人造ダイヤモンドは天然ダイヤモンドに替わる単結晶ダイヤモンドを目指して開発されており、上記人造ダイヤモンド層102bは単結晶ダイヤモンドから形成されると考えるのが当業者としての常識である。
In
However, everywhere in
周知のように、単結晶ダイヤモンドは結晶の単位となる単位胞が規則正しく積み上げられて構成されている。この単結晶ダイヤモンドの表面を湾曲に研磨して測定面に加工する場合、単結晶の表面は大きく劈開しながら階段状に湾曲面が形成されることになる。階段の各ステップは劈開面からなり、無数の劈開面が階段状に連なって湾曲した測定面を構成する。ミクロにみれば劈開面の段差は結構大きく、単結晶ダイヤモンドの場合には劈開面の段差がかなり大きくなることは自明の理である。従って、単結晶ダイヤモンドの測定面の表面粗さはかなり大きい結果となる。本発明との比較例として後述するが、単結晶ダイヤモンドを本発明と同条件で研磨した場合、算術表面粗さRa=0.3731(μm)であり、十点平均粗さRz=1.8577(μm)となった。 As is well known, single crystal diamond is configured by regularly stacking unit cells serving as crystal units. When the surface of the single crystal diamond is polished into a curved surface and processed into a measurement surface, the surface of the single crystal is greatly cleaved and a curved surface is formed in a stepped shape. Each step of the staircase consists of a cleavage plane, and an infinite number of cleavage planes form a measurement surface that is curved in a staircase pattern. When viewed microscopically, the level difference on the cleavage plane is quite large, and in the case of single crystal diamond, the level difference on the cleavage plane is quite large. Therefore, the surface roughness of the measurement surface of the single crystal diamond is considerably large. As will be described later as a comparative example with the present invention, when single crystal diamond is polished under the same conditions as the present invention, the arithmetic surface roughness Ra = 0.3731 (μm) and the ten-point average roughness Rz = 1.85777 (Μm).
対象物の表面に当接する測定面トップの表面粗さが小さい程、対象物の加工表面の精密測定が可能になることは当然である。上述したように、単結晶ダイヤモンドを測定子として用いると、測定面トップの算術表面粗さRaが0.3(μm)を超えてしまい、精密測定用の測定子及びコンタクトゲージとしては弱点を有していると言わざるを得ない。 Of course, the smaller the surface roughness of the top of the measurement surface that is in contact with the surface of the object, the more precisely the processed surface of the object can be measured. As described above, when single crystal diamond is used as a measuring element, the arithmetic surface roughness Ra of the top of the measuring surface exceeds 0.3 (μm), and there is a weak point as a measuring element and a contact gauge for precision measurement. I must say that I am doing.
従って、本発明は、多結晶CVDダイヤモンドを測定子の素材として用い、多結晶CVDダイヤモンドの結晶子の粒径が極めて小さいことを利用して研磨により形成される測定子トップの算術表面粗さRaを0.1(μm)以下に設定できる測定子の開発に成功し、この測定子を使用したコンタクトゲージを提供することを目的とする。 Therefore, according to the present invention, the arithmetic surface roughness Ra of the probe top formed by polishing using polycrystalline CVD diamond as a material for the probe and utilizing the extremely small particle size of the crystallite of the polycrystalline CVD diamond. An object of the present invention is to provide a contact gauge using the measuring element.
本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、本発明の第1の形態は、対象物の測定に使用されるコンタクトゲージの測定子であり、対象物を測定する測定面が多結晶CVDダイヤモンドチップの測定面から構成される測定子である。 The present invention has been made to solve the above problems, and a first aspect of the present invention is a contact gauge probe used for measuring an object, and a measurement surface for measuring the object. Is a measuring element composed of a measuring surface of a polycrystalline CVD diamond chip.
本発明の第2の形態は、前記測定面の中で対象物に当接する測定面トップの算術平均粗さRaは0.1(μm)以下であり、且つ十点平均粗さRzは0.5(μm)以下である測定子である。 In the second embodiment of the present invention, the arithmetic average roughness Ra of the measurement surface top contacting the object in the measurement surface is 0.1 (μm) or less, and the ten-point average roughness Rz is 0.8. It is a measuring element which is 5 (μm) or less.
本発明の第3の形態は、基板とその基板面を成長開始面としてCVDにより成長させて最外表面を成長面とする多結晶CVDダイヤモンドからなる素材を原料とし、前記多結晶CVDダイヤモンドを構成する結晶子の粒径は成長開始面から成長面に向けて次第に増大する特性を有し、前記基板から多結晶CVDダイヤモンドを分離し、前記多結晶CVDダイヤモンドチップは前記多結晶CVDダイヤモンドから切り出され、前記多結晶CVDダイヤモンドチップをその成長開始面から研磨し、最終の研磨面が前記測定面になるように前記多結晶CVDダイヤモンドチップを構成する測定子である。 According to a third aspect of the present invention, the polycrystalline CVD diamond is formed from a raw material made of polycrystalline CVD diamond which is grown by CVD with the substrate surface as the growth start surface and the outermost surface as the growth surface. The crystallite has a characteristic that the grain size of the crystallites gradually increases from the growth start surface to the growth surface, and separates the polycrystalline CVD diamond from the substrate, and the polycrystalline CVD diamond chip is cut from the polycrystalline CVD diamond. A measuring element that polishes the polycrystalline CVD diamond chip from its growth start surface and constitutes the polycrystalline CVD diamond chip so that the final polished surface becomes the measurement surface.
本発明の第4の形態は、前記測定面の測定面トップは結晶子の粒径が20μm以下の領域に配置される測定子である。 According to a fourth aspect of the present invention, the measurement surface top of the measurement surface is a measurement element arranged in a region where the grain size of the crystallite is 20 μm or less.
本発明の第5の形態は、前記形態の測定子と、前記測定子をアーム先端部の側面に固定したアームから構成され、前記測定子では前記多結晶CVDダイヤモンドチップの測定面が突設されているコンタクトゲージである。 According to a fifth aspect of the present invention, the measuring element of the above-described form and an arm in which the measuring element is fixed to a side surface of the tip of the arm are provided, and the measuring surface of the polycrystalline CVD diamond chip protrudes from the measuring element. It is a contact gauge.
本発明の第6の形態は、前記形態のコンタクトゲージを1本以上用意して、前記多結晶CVDダイヤモンドチップの測定面で計測するコンタクトゲージ装置と、前記コンタクトゲージ装置により測定されながら所定形状にまで加工される対象物と、前記対象物を所定形状に加工する加工装置と、前記加工装置による加工と前記コンタクトゲージ装置による測定を制御するコンピュータ装置と、前記コンピュータ装置は加工と測定を制御する加工測定制御プログラムを内蔵する加工測定装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, at least one contact gauge of the above-described form is prepared, and a contact gauge device that measures on the measurement surface of the polycrystalline CVD diamond chip, and a predetermined shape while being measured by the contact gauge device. An object to be processed, a processing device for processing the object into a predetermined shape, a computer device for controlling processing by the processing device and measurement by the contact gauge device, and the computer device controlling processing and measurement This is a machining measurement device incorporating a machining measurement control program.
本発明の第1の形態によれば、対象物の測定に使用されるコンタクトゲージの測定子であり、対象物を測定する測定面が多結晶CVDダイヤモンドチップの測定面から構成される測定子が提供される。
本発明では、測定子の測定突部を多結晶CVDダイヤモンドチップで構成する。多結晶CVDダイヤモンドチップは多結晶CVDダイヤモンドから切り出されて形成される。多結晶CVDダイヤモンドは、基板の基板面にCVD(化学気相成長法)により層状に形成される。基板面が成長開始面となり、成長開始面から上方へと積層形成され、最上面の成長面が上方へと成長しながら積層厚が順次増大する。多結晶CVDダイヤモンドは無数の単結晶からなる結晶子が積み上がって形成されてゆくが、成長開始面の結晶子粒径が最も小さくて0.1μm〜1μm程度であり、上方に行くに従って結晶子粒径が1μm〜5μm、5μm〜10μm、10μm〜20μmになり、更に上方に行くと結晶子粒径が20μm〜100μmになり、積層厚がmmオーダーになると最上面である成長面の結晶子粒径が100μm〜500μmにも達する。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a contact gauge measuring element used for measuring an object, wherein the measuring surface for measuring the object is composed of a measuring surface of a polycrystalline CVD diamond chip. Provided.
In the present invention, the measurement protrusion of the probe is constituted by a polycrystalline CVD diamond tip. A polycrystalline CVD diamond tip is formed by cutting from polycrystalline CVD diamond. Polycrystalline CVD diamond is formed in layers on the substrate surface by CVD (chemical vapor deposition). The substrate surface serves as a growth start surface, and is stacked from the growth start surface upward, and the stack thickness increases sequentially while the uppermost growth surface grows upward. Polycrystalline CVD diamond is formed by accumulating innumerable single crystallites, but the crystallite grain size on the growth start surface is the smallest, about 0.1 μm to 1 μm. The grain size becomes 1 μm to 5 μm, 5 μm to 10 μm, 10 μm to 20 μm, and further upward, the crystallite grain size becomes 20 μm to 100 μm. The diameter reaches 100 μm to 500 μm.
本発明では、積層された多結晶CVDダイヤモンドを基板から分離し、分離された状態の多結晶CVDダイヤモンドは底面が成長開始面で上面が成長面である。そこで、この多結晶CVDダイヤモンドを上下反転させ、底面が成長面で上面が成長開始面であるように配置する。この多結晶CVDダイヤモンドから所定形状の多結晶CVDダイヤモンドチップを切り出すと、上面である成長開始面の結晶子粒径は極めて小さく、この多結晶CVDダイヤモンドチップの成長開始面を研磨して測定面にする。上に凸の様に研磨すると、中央の測定面トップが最も成長開始面に近いから、測定面トップの結晶子粒径が最も小さくなり、測定面トップの表面粗さを極限にまで小さく設定することができる。表面を研磨すると、結晶子が微細に劈開しながら測定面が形成されて行き、測定面の算術平均粗さRaは極めて小さく設定でき、中でも上に凸面である頂上の測定面トップの算術平均粗さRa(μm)はもっとも小さく設定することが可能になる。 In the present invention, the stacked polycrystalline CVD diamond is separated from the substrate. In the separated polycrystalline CVD diamond, the bottom surface is the growth start surface and the top surface is the growth surface. Therefore, the polycrystalline CVD diamond is turned upside down so that the bottom surface is the growth surface and the top surface is the growth start surface. When a polycrystalline CVD diamond chip of a predetermined shape is cut out from this polycrystalline CVD diamond, the crystallite grain size of the growth start surface, which is the upper surface, is extremely small, and the growth start surface of this polycrystalline CVD diamond chip is polished to form a measurement surface. To do. When polished in a convex manner, the top of the measurement surface at the center is closest to the growth start surface, so the crystallite grain size of the measurement surface top is the smallest, and the surface roughness of the measurement surface top is set to the minimum. be able to. When the surface is polished, the measurement surface is formed while the crystallites are finely cleaved, and the arithmetic average roughness Ra of the measurement surface can be set to be extremely small, especially the arithmetic average roughness of the top of the measurement surface that is a convex surface. Ra (μm) can be set to the smallest value.
また、多結晶CVDダイヤモンドの破砕靭性は8.2(MPam1/2)もあり、単結晶ダイヤモンドの破砕靭性が3.6(MPam1/2)であるのと比較すると、本形態の測定子は単結晶ダイヤモンドよりはるかに耐久性を有する特徴がある。
更に、多結晶CVDダイヤモンドの20℃熱伝導性及び200℃熱伝導性は夫々1050〜1150(W/mK)及び950〜1050(W/mK)であるのに対し、単結晶ダイヤモンドで650〜2250(W/mK)及び650〜1150(W/mK)であり、熱伝導性は単結晶ダイヤモンドと殆ど同等であるから、本形態の測定子は回転状態にある対象物の表面に測定子トップを当接させても、多結晶CVDダイヤモンドの熱伝導率が高いため熱の影響を受けにくい利点がある。
これらの特徴は、第1形態〜第4形態を通して本発明の測定子の利点として共通性を有する。
In addition, the fracture toughness of polycrystalline CVD diamond is 8.2 (MPam 1/2 ), which is compared with the single crystal diamond having a fracture toughness of 3.6 (MPam 1/2 ). Is much more durable than single crystal diamond.
Furthermore, the 20 ° C. and 200 ° C. thermal conductivities of polycrystalline CVD diamond are 1050 to 1150 (W / mK) and 950 to 1050 (W / mK), respectively, whereas 650 to 2250 for single crystal diamond. (W / mK) and 650 to 1150 (W / mK), and the thermal conductivity is almost the same as that of single crystal diamond, the measuring element of this embodiment has a measuring element top on the surface of the rotating object. Even if they are brought into contact with each other, there is an advantage that the polycrystalline CVD diamond has a high thermal conductivity and is hardly affected by heat.
These features have commonality as an advantage of the probe of the present invention through the first to fourth embodiments.
本発明の第2の形態によれば、前記測定面の中で対象物に当接する測定面トップの算術平均粗さRaは0.1(μm)以下であり、且つ十点平均粗さRzは0.5(μm)以下である測定子である。
上述したように、本発明では、多結晶CVDダイヤモンドを基板から分離し、分離された状態の多結晶CVDダイヤモンドを上下反転させて底面が成長面で上面が成長開始面であるように配置する。この多結晶CVDダイヤモンドから所定形状の多結晶CVDダイヤモンドチップを切り出すと、上面である成長開始面側の結晶子粒径は、0.1μm〜1μm、下方に行くに従って1μm〜5μm、5μm〜10μm、10μm〜20μmになり、更に下方に行くと20μm〜100μm、最下部の成長面側では100μm〜500μmに達する。そこで、上面の成長開始面側を上に凸状に研磨して測定面を形成すると、最頂部である測定面トップを上記のような結晶子粒径領域に調整することにより、測定面トップの算術表面粗さRaを任意に調整することができる。従って、測定する対象物の表面と当接する測定面トップの算術平均粗さRaを容易に0.1(μm)以下に設定でき、且つ十点平均粗さRzを0.5(μm)以下に調整することも可能であり、高精細度の測定子を提供することができる。
According to the second mode of the present invention, the arithmetic average roughness Ra of the measurement surface top that contacts the object in the measurement surface is 0.1 (μm) or less, and the ten-point average roughness Rz is It is a measuring element which is 0.5 (μm) or less.
As described above, in the present invention, the polycrystalline CVD diamond is separated from the substrate, and the separated polycrystalline CVD diamond is turned upside down so that the bottom surface is the growth surface and the top surface is the growth start surface. When a polycrystalline CVD diamond chip of a predetermined shape is cut out from this polycrystalline CVD diamond, the crystallite particle size on the growth start surface side which is the upper surface is 0.1 μm to 1 μm, and 1 μm to 5 μm, 5 μm to 10 μm as it goes downward, 10 μm to 20 μm, 20 μm to 100 μm when going further downward, and 100 μm to 500 μm on the bottom growth surface side. Therefore, when the measurement surface is formed by polishing the upper surface of the growth start surface side upward, the top of the measurement surface is adjusted to the crystallite grain size region as described above to adjust the top of the measurement surface. Arithmetic surface roughness Ra can be arbitrarily adjusted. Therefore, the arithmetic average roughness Ra of the top of the measurement surface contacting the surface of the object to be measured can be easily set to 0.1 (μm) or less, and the ten-point average roughness Rz is set to 0.5 (μm) or less. It is also possible to adjust, and a high-definition measuring element can be provided.
本発明の第3の形態によれば、基板とその基板面を成長開始面としてCVDにより成長させて最外表面を成長面とする多結晶CVDダイヤモンドからなる素材を原料とし、前記多結晶CVDダイヤモンドを構成する結晶子の粒径は成長開始面から成長面に向けて次第に増大する特性を有し、前記基板から多結晶CVDダイヤモンドを分離し、前記多結晶CVDダイヤモンドチップは前記多結晶CVDダイヤモンドから切り出され、前記多結晶CVDダイヤモンドチップをその成長開始面から研磨し、最終の研磨面が前記測定面になるように前記多結晶CVDダイヤモンドチップを構成する測定子が提供できる。
前述したように、成長開始面側の結晶子粒径は、0.1μm〜1μm、更に1μm〜5μm、5μm〜10μm、10μm〜20μmへと増大し、更に離れると20μm〜100μmになり、成長面側では100μm〜500μmに達する。従って、成長開始面から研磨して測定面を形成すると、測定面全体の算術表面粗さを任意に小さくでき、特に、対象物の計測表面に当接する測定面トップは最も成長開始面に近い側に存在するから、測定面トップの算術表面粗さRaを極限にまで小さくでき、高精細・高精度の測定子を提供することが可能になった。
According to the third aspect of the present invention, the polycrystalline CVD diamond is obtained by using as a raw material a polycrystalline CVD diamond which is grown by CVD using the substrate and its substrate surface as a growth start surface and having the outermost surface as a growth surface. The grain size of the crystallites constituting the film has a property of gradually increasing from the growth start surface toward the growth surface, separating the polycrystalline CVD diamond from the substrate, and the polycrystalline CVD diamond tip is separated from the polycrystalline CVD diamond. It is possible to provide a measuring element that is cut out and polished from the growth start surface of the polycrystalline CVD diamond chip so that the final polished surface becomes the measurement surface.
As described above, the crystallite grain size on the growth start surface side increases from 0.1 μm to 1 μm, further from 1 μm to 5 μm, from 5 μm to 10 μm, from 10 μm to 20 μm, and further from 20 μm to 100 μm. On the side, it reaches 100 μm to 500 μm. Therefore, when the measurement surface is formed by polishing from the growth start surface, the arithmetic surface roughness of the entire measurement surface can be arbitrarily reduced. In particular, the measurement surface top that contacts the measurement surface of the object is the side closest to the growth start surface. Therefore, the arithmetic surface roughness Ra at the top of the measurement surface can be reduced to the limit, and a high-definition and high-precision probe can be provided.
本発明の第4の形態によれば、前記測定面の測定面トップは結晶子の粒径が20μm以下の領域に配置される測定子が提供できる。
上述のように、対象物の計測表面に当接する測定面トップは最も成長開始面に近い側に存在するように形成できる。成長開始面側の結晶子粒径は、0.1μm〜1μm、更に1μm〜5μm、5μm〜10μm、10μm〜20μmへと順次増大するから、結晶子粒径が20μm以下の結晶子粒径領域に測定面トップを配置するように研磨すれば、測定面トップの算術平均粗さRaを容易に0.1(μm)以下に設定でき、且つ十点平均粗さRzを0.5(μm)以下に調整することも可能であり、高精細度の測定子を実現することができる。
According to the 4th form of this invention, the measuring element arrange | positioned in the area | region whose particle size of a crystallite is 20 micrometers or less can provide the measuring surface top of the said measuring surface.
As described above, the measurement surface top that comes into contact with the measurement surface of the object can be formed so as to exist on the side closest to the growth start surface. The crystallite grain size on the growth start surface side is gradually increased from 0.1 μm to 1 μm, and further from 1 μm to 5 μm, 5 μm to 10 μm, and 10 μm to 20 μm, so that the crystallite grain size is 20 μm or less. If polishing is performed so that the measurement surface top is arranged, the arithmetic average roughness Ra of the measurement surface top can be easily set to 0.1 (μm) or less, and the ten-point average roughness Rz is 0.5 (μm) or less. Therefore, it is possible to realize a high-definition measuring element.
本発明の第5の形態によれば、前記形態の測定子と、前記測定子をアーム先端部に固定したアームから構成され、前記測定子では前記多結晶CVDダイヤモンドチップの測定面が突設されているコンタクトゲージが提供できる。
本形態では、多結晶CVDダイヤモンドチップの測定面が突設されており、測定される対象物の測定表面は多結晶CVDダイヤモンドチップの測定面により計測されるから、対象物の測定が高精細度に実行できる利点を有する。特に、測定面の中でも最も突出した測定面トップが対象物の測定表面に当接するから、本発明のコンタクトゲージは、測定面トップの算術表面粗さRaが極めて小さく形成されているため、対象物が高精細度に決定できる効果を有する。
According to the fifth aspect of the present invention, the measuring element of the above-described form and an arm in which the measuring element is fixed to an arm tip portion are formed, and the measuring surface of the polycrystalline CVD diamond chip protrudes from the measuring element. A contact gauge can be provided.
In this embodiment, the measurement surface of the polycrystalline CVD diamond chip is projected, and the measurement surface of the object to be measured is measured by the measurement surface of the polycrystalline CVD diamond chip. Has the advantage that can be implemented. In particular, since the measurement surface top that protrudes most among the measurement surfaces is in contact with the measurement surface of the object, the contact gauge of the present invention has an arithmetic surface roughness Ra of the measurement surface top that is extremely small. Has an effect that can be determined with high definition.
前述したように、多結晶CVDダイヤモンドの破砕靭性は8.2(MPam1/2)もあり、単結晶ダイヤモンドの破砕靭性が3.6(MPam1/2)であるのと比較すると、本発明のコンタクトゲージは、単結晶ダイヤモンドよりはるかに耐久性を有する特徴がある。
また、多結晶CVDダイヤモンドの20℃熱伝導性及び200℃熱伝導性は夫々1050〜1150(W/mK)及び950〜1050(W/mK)であるのに対し、単結晶ダイヤモンドで650〜2250(W/mK)及び650〜1150(W/mK)であり、熱伝導性は単結晶ダイヤモンドと殆ど同等であるから、本発明のコンタクトゲージは、回転状態にある対象物の表面に測定子トップを当接させても、多結晶CVDダイヤモンドの熱伝導率が高いため熱の影響を受けにくい利点がある。
As described above, the crushing toughness of polycrystalline CVD diamond is 8.2 (MPam 1/2 ), and the crushing toughness of single crystal diamond is 3.6 (MPam 1/2 ). The contact gauge is characterized by being much more durable than single crystal diamond.
Further, the 20 ° C. thermal conductivity and 200 ° C. thermal conductivity of polycrystalline CVD diamond are 1050 to 1150 (W / mK) and 950 to 1050 (W / mK), respectively, whereas 650 to 2250 for single crystal diamond. (W / mK) and 650 to 1150 (W / mK), and the thermal conductivity is almost equal to that of single crystal diamond, the contact gauge of the present invention has a probe top on the surface of the object in a rotating state. Even if they are brought into contact with each other, the thermal conductivity of polycrystalline CVD diamond is high, so that there is an advantage that it is hardly affected by heat.
本発明の第6の形態によれば、前記形態のコンタクトゲージを1本以上用意して、前記多結晶CVDダイヤモンドチップの測定面で計測するコンタクトゲージ装置と、前記コンタクトゲージ装置により測定されながら所定形状にまで加工される対象物と、前記対象物を所定形状に加工する加工装置と、前記加工装置による加工と前記コンタクトゲージ装置による測定を制御するコンピュータ装置と、前記コンピュータ装置は加工と測定を制御する加工測定制御プログラムを内蔵する加工測定装置である。
本発明のコンタクトゲージ装置は、本発明である第5形態のコンタクトゲージを使用しているから、本発明のコンタクトゲージが有する利点を全て併有している。即ち、測定される対象物の測定表面は多結晶CVDダイヤモンドチップの測定面により計測されるから、対象物の測定が高精細度に実行できる利点を有する。また、多結晶CVDダイヤモンドの破砕靭性は8.2(MPam1/2)もあるから、本発明のコンタクトゲージ装置は、単結晶ダイヤモンドよりはるかに耐久性を有する特徴がある。更に、多結晶CVDダイヤモンドの熱伝導性は単結晶ダイヤモンドと殆ど同等であるから、本発明のコンタクトゲージ装置は、回転状態にある対象物の表面に測定子トップを当接させても、多結晶CVDダイヤモンドの熱伝導率が高いため熱の影響を受けにくい利点がある。
According to the sixth aspect of the present invention, one or more contact gauges of the above-mentioned form are prepared, a contact gauge device that measures on the measurement surface of the polycrystalline CVD diamond chip, and a predetermined while being measured by the contact gauge device An object to be processed into a shape, a processing device for processing the object into a predetermined shape, a computer device that controls processing by the processing device and measurement by the contact gauge device, and the computer device performs processing and measurement. It is a machining measurement device incorporating a machining measurement control program to be controlled.
Since the contact gauge device of the present invention uses the contact gauge of the fifth embodiment of the present invention, it has all the advantages of the contact gauge of the present invention. That is, since the measurement surface of the object to be measured is measured by the measurement surface of the polycrystalline CVD diamond tip, there is an advantage that the measurement of the object can be performed with high definition. In addition, since the fracture toughness of polycrystalline CVD diamond is 8.2 (MPam 1/2 ), the contact gauge device of the present invention is characterized by being much more durable than single crystal diamond. Furthermore, since the thermal conductivity of polycrystalline CVD diamond is almost the same as that of single crystal diamond, the contact gauge device of the present invention can be used even if the probe top is brought into contact with the surface of a rotating object. Since CVD diamond has a high thermal conductivity, it has the advantage of being hardly affected by heat.
本発明の加工測定装置は、加工と測定を制御する加工測定制御プログラムを内蔵するコンピュータ装置により制御されるから、加工測定を自動制御で行うことができる。
特に、加工測定制御プログラムが、対象物がセットされたかどうかの判別ステップと、加工してよいかどうかの判別ステップと、加工装置がオンされたときに加工時間が経過したかどうかの判別ステップと、コンタクトゲージ装置がセットされたときに加工が目的値に達したかどうかの判別ステップと、加工が目的値に達しないときにコンタクトゲージ装置をリセットして加工を継続するステップを少なくとも含むから、加工と測定を反復して加工測定を自動化することができる利点を有する。
Since the machining measurement apparatus of the present invention is controlled by a computer device having a machining measurement control program for controlling machining and measurement, machining measurement can be performed automatically.
In particular, the machining measurement control program determines whether or not the object has been set, determines whether or not to process, and determines whether or not the machining time has elapsed when the machining device is turned on. Since at least the step of determining whether or not the processing has reached the target value when the contact gauge device is set and the step of resetting the contact gauge device and continuing the processing when the processing does not reach the target value, It has an advantage that machining measurement can be automated by repeating machining and measurement.
以下に、本発明に係る測定子、コンタクトゲージ及び加工測定装置の実施形態を図面と表に従って詳細に説明する。
図1は、本発明に係るコンタクトゲージの先端側の要部断面図である。コンタクトゲージ1のアーム先端部3には嵌合孔4が開孔されており、この嵌合孔4の内周面に測定子10が測定子接合層6により嵌着されている。前記測定子接合層6はロウ材によりロウ付け形成すれば強固な接合層になるが、接着剤等の他の接合手段やカシメ等の機械的手段を用いてもよい。測定子10は、ホルダ12の凹部13に多結晶CVDダイヤモンドチップ14を嵌合し、チップ接合層18により多結晶CVDダイヤモンドチップ14を凹部13の内面に嵌着されている。前記チップ接合層18はロウ材によりロウ付け形成すれば強固な接合層になるが、接着剤等の他の接合手段やカシメ等の機械的手段を用いてもよいことは云うまでもない。
多結晶CVDダイヤモンドチップ14は、外方に突出して湾曲形成された測定面16を有し、測定面16の最頂点が測定面トップ17であり、この測定面トップ17が計測されるべき対象物の計測表面に当接されて前記対象物の計測表面を測定する。従って、測定面トップ17を含めて測定面16の表面粗さは極めて小さく形成され、特に測定面トップ17の近傍の算術表面粗さRaは0.1μm以下に設定され、且つ十点平均粗さRzも0.5(μm)以下に調整される。
Hereinafter, embodiments of a probe, a contact gauge, and a processing measurement apparatus according to the present invention will be described in detail according to the drawings and tables.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part on the tip side of a contact gauge according to the present invention. A
The polycrystalline
図2は、本発明に係るコンタクトゲージの全体を示す側面図と平面図である。(2A)はコンタクトゲージ1の側面図である。コンタクトゲージ1はアーム2とそのアーム先端部3に装着固定された測定子10から構成され、測定子10の多結晶CVDダイヤモンドチップ14の測定面16が平面から突設されている。また、アーム2の後端部には連結孔7が開孔されており、後述するコンタクトゲージ装置Gに連結孔7を介して固定するように構成されている。
(2B)はコンタクトゲージ1の平面図であり、アーム2のアーム先端部3から多結晶CVDダイヤモンドチップ14の測定面16が突設されている。このコンタクトゲージ1は種々のコンタクトゲージ装置Gに連結固定される。
FIG. 2 is a side view and a plan view showing the entire contact gauge according to the present invention. 2A is a side view of the
(2B) is a plan view of the
図3は、本発明に係る測定子を構成する多結晶CVDダイヤモンドチップの概略説明図である。(3A)は、基板26の基板面27にCVD(化学気相成長法)により多結晶CVDダイヤモンド20を形成した素材24の摸式図である。多結晶CVDダイヤモンド20は、基板面27側の成長開始面21から上方に向けて成長し、最終的に最上面である成長面22にまで成長する。多結晶CVDダイヤモンド20は無数の単結晶粒子である結晶子23が積層して形成されており、成長開始面21から成長面22に到るまで結晶子粒径は次第に増大する特性を有する。成長開始面21の近傍では、結晶子粒径は0.1μm〜1μm程度であり、成長面22の方へ近づくに従って、結晶子粒径は1μm〜5μm、5μm〜10μm、5μm〜20μmへと増大し、更に離れると20μm〜100μmになり、成長面側では100μm〜500μmに達する。つまり、成長面22に近づくほど単結晶になろうとするために結晶子の粒径は急激に増大してゆく。(3A)には、結晶子粒径として20μmと500μmの領域が図示されている。
FIG. 3 is a schematic explanatory view of a polycrystalline CVD diamond chip constituting the measuring element according to the present invention. (3A) is a schematic diagram of the material 24 in which the
(3B)は、成長を終了した多結晶CVDダイヤモンド20を基板26から分離し、この多結晶CVDダイヤモンド20から所定サイズに切り出された直後の多結晶CVDダイヤモンドチップ14が上下反転して図示されている。従って、多結晶CVDダイヤモンド20と多結晶CVDダイヤモンドチップ14の両者の符号が記載されている。上下反転しているため、上面が成長開始面21であり、下面が成長面22に対応する。成長開始面21から成長面22へと下方に行くに従って結晶子粒径は増大し、結晶子粒径が20μmと500μmが付記されている。
In (3B), the
本発明では、成長開始面21から研磨を開始し、成長開始面21側に凸になるように研磨され、研磨面28が最終研磨面となり、この最終研磨面が測定面16を形成する。特に、研磨面28の頂点が対象物の測定表面に当接する測定面トップ17になり、少なくとも測定面トップ17ができるだけ成長開始面21に近づくほど測定面トップ17の近傍の算術表面粗さRaと十点表面粗さRzは小さく設定できる。この実施形態では、測定面トップ17が少なくとも結晶子粒径が20μm以下の領域、即ち20μm以内領域29に入るように研磨を行う。その結果、測定面トップ17の近傍の算術表面粗さRaは0.1μm以下で、且つ十点表面粗さRzは0.5μm以下に設定することが可能になった。勿論、測定面トップ17をできるだけ成長開始面21に接近するように研磨すれば、更に測定面トップ17の近傍の算術表面粗さRaは0.1μmよりかなり小さくでき、且つ十点表面粗さRzは0.5μmよりかなり小さく設定することができることは云うまでもない。
In the present invention, polishing is started from the growth start
図4は、本発明において、多結晶CVDダイヤモンドチップを切り出してホルダに接合して測定子を製造する工程説明図である。
(4A)は、多結晶CVDダイヤモンド20から多結晶CVDダイヤモンドチップ14を切り出す工程図を示し、この多結晶CVDダイヤモンドチップ14が(3B)に図示されていると考えればよい。上面が成長開始面21であり、下面が成長面22である。
(4B)は、成長開始面21を上面にして多結晶CVDダイヤモンドチップ14をホルダ12の凹部13の中に嵌合する工程図である。多結晶CVDダイヤモンドチップ14の形状はホルダ12の凹部13の形状より僅かに小さくなる寸法に形成されている。
(4C)は、ホルダ12の凹部13に多結晶CVDダイヤモンドチップ14を嵌合し、上からロウ材粉31を投入した工程図である。ロウ材粉31の材質はホルダ12の材質と多結晶CVDダイヤモンドチップ14の材質に依存するが、例えばホルダ12がステンレス製であればロウ材粉として銅合金などが利用できるが、他種のロウ材でも構わないことは云うまでもない。
(4D)は、加熱により多結晶CVDダイヤモンドチップ14をホルダ12の凹部13にロウ付けした工程図であり、チップ接合層18が多結晶CVDダイヤモンドチップ14の外周面と底面を覆って凹部13に固く接合される。
FIG. 4 is a process explanatory diagram for manufacturing a measuring element by cutting out a polycrystalline CVD diamond chip and bonding it to a holder in the present invention.
(4A) shows a process diagram of cutting the polycrystalline
FIG. 4B is a process diagram for fitting the polycrystalline
(4C) is a process diagram in which the polycrystalline
FIG. 4D is a process diagram in which the polycrystalline
図5は、本発明において、多結晶CVDダイヤモンドチップの成長開始面をホルダと共に研磨することにより測定面を形成して測定子を完成し、コンタクトゲージを製造する工程説明図である。本発明のコンタクトゲージ1は以下の手順(5A)〜(5D)に従って形成される。
(5A)は、ホルダ12を実線Aに沿って切削し、多結晶CVDダイヤモンドチップ14の成長開始面21を一点鎖線Bになるまで研磨して測定子10を形成する工程図である。
(5B)は、完成された測定子10の概略図である。測定子10はホルダ12と、このホルダ12の凹部13にチップ接合層18により固く結合された研磨完了済みの多結晶CVDダイヤモンドチップ14から構成されている。
(5C)は、測定子10をアーム先端部3の嵌合孔4に嵌合する工程図である。アーム先端部3は、コンタクトゲージ1のアーム2の先端部であり、コンタクトゲージ1やアーム2やアーム先端部3の形状は、コンタクトゲージの種類ごとに異なることは云うまでもない。
(5D)は、測定子10がロウ付けにより測定子接合層6により嵌合孔4に接合されてコンタクトゲージ1が完成された工程図である。測定面16がコンタクトゲージ1の平面から突設されており、測定面16の頂点が測定面トップ17であり、この測定面トップ17が対象物の測定表面に当接されて計測が行われる。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a process for manufacturing a contact gauge by forming a measuring surface by polishing a growth start surface of a polycrystalline CVD diamond chip together with a holder in the present invention. The
(5A) is a process diagram in which the measuring
(5B) is a schematic diagram of the completed
FIG. 5C is a process diagram for fitting the
(5D) is a process diagram in which the
[実施例1〜6:各種の多結晶CVDダイヤモンドチップ]
図4及び図5に従って、6種類の多結晶CVDダイヤモンドチップ14を作成し、夫々の測定面トップ17の近傍の算術平均粗さRa(μm)と十点平均粗さRz(μm)を測定した。6種類の多結晶CVDダイヤモンドチップ14を実施例1〜実施例6とし、夫々の平均(X)と全体の標準偏差(s)及び95%信頼区間(X±2s)を算出した。それらの結果を、単結晶ダイヤモンドの一例を比較例として相互に比較検討した。
[Examples 1 to 6: Various polycrystalline CVD diamond chips]
According to FIGS. 4 and 5, six types of polycrystalline CVD diamond chips 14 were prepared, and the arithmetic average roughness Ra (μm) and ten-point average roughness Rz (μm) in the vicinity of each
実施例1〜6の算術平均粗さRaは0.0498(μm)〜0.0943(μm)に分布し、平均値XはX=0.0698(μm)であった。バラツキを与える標準偏差sはs=0.0172(μm)であった。そのバラツキの95%信頼区間ITは2×sで算出され、2s=0.0344(μm)であるから、IT=X±2s=0.0698±0.0344(μm)で与えられることが分かった。
また、十点平均粗さRzは0.274(μm)〜0.526(μm)に分布し、平均値XはX=0.389(μm)であった。バラツキを与える標準偏差sはs=0.094(μm)であった。そのバラツキの95%信頼区間ITは2×sで算出され、2s=0.188(μm)であるから、IT=X±2s=0.389±0.188(μm)(μm)で与えられることが分かった。
他方、比較例として、単結晶ダイヤモンドの一例を、本発明の多結晶CVDダイヤモンドと同じ方法で研磨して、を測定したところ、Ra=0.3731(μm)、Rz=1.858(μm)が得られた。
本発明の多結晶CVDダイヤモンドチップの算術平均粗さRaと十点平均粗さRzの値は、単結晶ダイヤモンドの夫々の測定値の約1/5に相当し、本発明の実施例が単結晶を使用したよりも格段に表面粗さが小さく、高精細度において特段に向上していることが分かった。
The arithmetic average roughness Ra of Examples 1 to 6 was distributed from 0.0498 (μm) to 0.0943 (μm), and the average value X was X = 0.0698 (μm). The standard deviation s giving the variation was s = 0.172 (μm). The 95% confidence interval IT of the variation is calculated by 2 × s, and since 2s = 0.0344 (μm), it is found that IT = X ± 2s = 0.0698 ± 0.0344 (μm). It was.
The ten-point average roughness Rz was distributed in the range of 0.274 (μm) to 0.526 (μm), and the average value X was X = 0.389 (μm). The standard deviation s giving the variation was s = 0.094 (μm). The 95% confidence interval IT of the variation is calculated by 2 × s, and since 2s = 0.188 (μm), IT = X ± 2s = 0.389 ± 0.188 (μm) (μm) is given. I understood that.
On the other hand, as a comparative example, an example of a single crystal diamond was polished by the same method as the polycrystalline CVD diamond of the present invention and measured to find Ra = 0.3731 (μm), Rz = 1.858 (μm). was gotten.
The arithmetic average roughness Ra and the ten-point average roughness Rz of the polycrystalline CVD diamond tip of the present invention correspond to about 1/5 of the respective measured values of the single crystal diamond. It was found that the surface roughness was much smaller than that of using and the remarkably improved high definition.
[比較:破砕靭性と20℃熱伝導性と200℃熱伝導性]
表面粗さとは異なる物理量として、破砕靭性(MPam1/2)と20℃熱伝導性(W/mK)と200℃熱伝導性(W/mK)について、本発明に係る多結晶CVDダイヤモンドチップと従来の単結晶ダイヤモンドの値を比較した。
[Comparison: Crush toughness, 20 ° C thermal conductivity, and 200 ° C thermal conductivity]
As the physical quantities different from the surface roughness, the polycrystalline CVD diamond tip according to the present invention is used for crush toughness (MPam 1/2 ), 20 ° C. thermal conductivity (W / mK), and 200 ° C. thermal conductivity (W / mK). The values of conventional single crystal diamond were compared.
破砕靭性は、本発明に係る多結晶CVDダイヤモンドチップが従来の単結晶ダイヤモンドに対して2.5倍もあり、耐久性が格段に向上することが分かった。他方、20℃熱伝導性と200℃熱伝導性については、本発明に係る多結晶CVDダイヤモンドチップが従来の単結晶ダイヤモンドとほぼ同等の性能を有しており、測定される対象物が回転状態にあっても、測定面トップを対象物の測定表面に接触させた場合に発生熱の熱伝導が効率よくなされることが分かった。
従って、総合特性として本発明の多結晶CVDダイヤモンドチップが従来の単結晶ダイヤモンドよりも格段に優れていることが証明された。
The fracture toughness of the polycrystalline CVD diamond tip according to the present invention is 2.5 times that of conventional single crystal diamond, and it has been found that the durability is remarkably improved. On the other hand, for 20 ° C. thermal conductivity and 200 ° C. thermal conductivity, the polycrystalline CVD diamond tip according to the present invention has almost the same performance as conventional single crystal diamond, and the object to be measured is in a rotating state. Even in this case, it has been found that when the top of the measurement surface is brought into contact with the measurement surface of the object, heat conduction of the generated heat is efficiently performed.
Therefore, it has been proved that the polycrystalline CVD diamond tip of the present invention is far superior to the conventional single crystal diamond in terms of overall characteristics.
図6は、本発明において、一対のコンタクトゲージを有するコンタクトゲージ装置を用いて、対象物の内周面の直径を計測しながら対象物の内周面を目的値に到達するまで加工装置により加工する加工測定装置の加工測定部の概略構成図である。
加工測定部MMPは、加工測定装置MMAからコンピュータ装置Cを省いた部分を意味する。加工測定部MMPは、コンタクトゲージ装置Gと加工測定される対象物Wと加工装置MTから構成されている。
コンタクトゲージ装置Gは、一対のコンタクトゲージ1、1がその測定面トップ17、17が相互に反対方向を向くように腕30、30に連結して配置され、腕30、30はコンタクトゲージ駆動機構32に駆動自在に連結されている。このコンタクトゲージ駆動機構32は腕30、30を左右に伸縮自在に制御し、図示の状態でコンタクトゲージ1、1は対象物Wの内周面40の直径を計測する状態、即ちコンタクトゲージ装置セットの状態にある。腕30、30を左方向に短縮すると、コンタクトゲージ1、1が内周面40から離脱して、コンタクトゲージ装置リセットの状態に移行する。
FIG. 6 shows a process using a contact gauge device having a pair of contact gauges according to the present invention, where the inner peripheral surface of the object is processed by the processing device until the target value is reached while measuring the diameter of the inner peripheral surface of the object. It is a schematic block diagram of the process measurement part of the process measurement apparatus to perform.
The machining measurement unit MMP means a part in which the computer apparatus C is omitted from the machining measurement apparatus MMA. The machining measurement unit MMP includes a contact gauge device G, an object W to be machined and a machining device MT.
The contact gauge device G is arranged such that a pair of contact gauges 1 and 1 are connected to
この例では、対象物Wは内周面40を研磨して直径が目的値となるまで研磨加工される素材であり、矢印D方向にゆっくりと回転される。加工装置MTは、この例では砥石50から構成され、矢印C方向に高速回転される。砥石50が内周面40に接触するように挿入されるときにはコンタクトゲージ1はリセットされて研磨が進行し、砥石50が内周面40から離脱するときにはコンタクトゲージ1がセットされて測定が行われる。研磨と測定が交互に進行することによって内周面40の直径が目的値に達するまで研磨が進行し、目的値に到達すると研磨と測定が終了する。
In this example, the object W is a material that is polished until the diameter reaches a target value by polishing the inner
一対のコンタクトゲージ1、1は、測定面トップ17、17が相互に内方に向くように配置される場合もあり、このときには対象物Wの外周面を測定しながら研磨することができる。また、内周面40を研削する場合には、加工装置MTとしてバイトが選定され、対象物Wが平面である場合には、平面研削するために加工装置MTとしてフライス盤が用いられる等種々の形態がある。
The pair of contact gauges 1 and 1 may be arranged so that the measurement surface tops 17 and 17 face each other inward, and at this time, the outer peripheral surface of the object W can be polished while being measured. Further, when grinding the inner
図7は、本発明に係る加工測定装置のブロック図である。本発明の加工測定装置MMAは加工測定部MMPと制御用のコンピュータ装置Cから構成されている。加工測定部MMPは、前述したように、コンタクトゲージ装置Gと対象物Wと加工装置MTから構成される。他方、コンピュータ装置Cは、中央演算処理装置CPUと入力装置Iと出力装置OとメモリMから構成され、一時データはランダムアクセスメモリRAMに入出力可能に記憶され、加工測定制御プログラムはリードオンリメモリROMに出力可能に記憶される。
加工測定制御プログラムの各ステップに従って、CPUは加工測定部MMPに信号を入出力し、コンタクトゲージ装置Gのセットとリセットを行い、加工装置MTのオンとオフを行い、対象物Wの駆動のオンとオフを行う。
FIG. 7 is a block diagram of the machining measurement apparatus according to the present invention. The machining measurement apparatus MMA according to the present invention includes a machining measurement unit MMP and a control computer apparatus C. As described above, the processing measurement unit MMP includes the contact gauge device G, the object W, and the processing device MT. On the other hand, the computer device C includes a central processing unit CPU, an input device I, an output device O, and a memory M. Temporary data is stored in a random access memory RAM so as to be input / output. A machining measurement control program is a read-only memory. It is stored in the ROM so that it can be output.
In accordance with each step of the machining measurement control program, the CPU inputs / outputs a signal to / from the machining measurement unit MMP, sets and resets the contact gauge device G, turns on and off the machining device MT, and turns on the drive of the object W. And do off.
図8は、本発明に係るコンタクトゲージ装置で計測しながら対象物を駆動しないで加工装置により加工する加工測定装置の加工制御プログラムのフロー図である。
ステップS1では対象物Wが所定の場所に配置、即ちセットされたかどうかが判定され、セットされた場合には、ステップS2で加工を実行してよいかどうかが判定され、加工してよい場合には、ステップS3で加工装置MTがオン(駆動)される。ステップS4では、加工装置MTが連続運転される加工時間が経過したかどうかが判定され、加工時間が経過した場合には、ステップS5で加工装置MTがオフ(停止)され、ステップS6でコンタクトゲージ装置Gがセットされる。コンタクトゲージ装置Gの測定により、ステップS7で加工が目的値に到達したかどうかが判定され、目的値にまだ到達していない場合には、ステップS8でコンタクトゲージ装置がリセットされ、ステップS3で加工装置MTがオンされる。
ステップS3〜ステップS8の反復により加工と測定が交互に行われ、その内にステップS7により加工が目的値に到達した場合には、ステップS9でコンタクトゲージ装置Gをリセットし、ステップS10により対象物Wを加工位置から排出する。
FIG. 8 is a flowchart of a machining control program of a machining measurement apparatus that performs machining using a machining apparatus without driving an object while measuring with the contact gauge apparatus according to the present invention.
In step S1, it is determined whether or not the object W is placed at a predetermined location, that is, whether or not the object W is set. If it is set, it is determined whether or not the processing may be executed in step S2. In step S3, the processing device MT is turned on (driven). In step S4, it is determined whether or not the processing time during which the processing device MT is continuously operated has elapsed. If the processing time has elapsed, the processing device MT is turned off (stopped) in step S5, and the contact gauge is determined in step S6. Device G is set. Based on the measurement of the contact gauge device G, it is determined whether or not the processing has reached the target value in step S7. If the target value has not yet been reached, the contact gauge device is reset in step S8 and processed in step S3. The device MT is turned on.
Processing and measurement are alternately performed by repeating Step S3 to Step S8, and when the processing reaches the target value in Step S7, the contact gauge device G is reset in Step S9, and the object is processed in Step S10. W is discharged from the processing position.
図9は、本発明に係るコンタクトゲージ装置で計測しながら対象物を駆動させて加工装置により加工する加工測定装置の加工制御プログラムのフロー図である。
ステップT1では対象物Wが所定の場所に配置、即ちセットされたかどうかが判定され、セットされた場合には、ステップT2で加工を実行してよいかどうかが判定され、加工してよい場合には、ステップT3でまず対象物Wの駆動がオンされて対象物Wが所定の駆動状態に入り、ステップT4で加工装置MTがオン(駆動)される。ステップT5では、加工装置MTが連続運転される加工時間が経過したかどうかが判定され、加工時間が経過した場合には、ステップT6で加工装置MTがオフ(停止)され、ステップT7でコンタクトゲージ装置Gがセットされる。コンタクトゲージ装置Gの測定により、ステップT8で加工が目的値に到達したかどうかが判定され、目的値にまだ到達していない場合には、ステップT9でコンタクトゲージ装置がリセットされ、ステップT4で加工装置MTがオンされる。
ステップT4〜ステップT9の反復により加工と測定が交互に行われ、その内にステップT8により加工が目的値に到達した場合には、ステップT10で対象物Wの駆動がオフされて対象物Wが停止し、ステップT11でコンタクトゲージ装置Gをリセットし、ステップT12により対象物Wを加工位置から排出する。
FIG. 9 is a flowchart of a machining control program of a machining measurement apparatus that drives an object while machining with the machining apparatus while measuring with the contact gauge device according to the present invention.
In step T1, it is determined whether or not the object W is placed, that is, set in a predetermined location. If it is set, it is determined whether or not the processing may be executed in step T2. In step T3, the drive of the object W is first turned on, and the object W enters a predetermined drive state, and the processing device MT is turned on (driven) in step T4. In step T5, it is determined whether or not the machining time during which the machining device MT is continuously operated has elapsed. If the machining time has elapsed, the machining device MT is turned off (stopped) in step T6, and the contact gauge is measured in step T7. Device G is set. The measurement of the contact gauge device G determines whether or not the machining has reached the target value in step T8. If the target value has not yet been reached, the contact gauge device is reset in step T9 and processed in step T4. The device MT is turned on.
Processing and measurement are alternately performed by repeating Step T4 to Step T9, and when the processing reaches the target value in Step T8, the driving of the object W is turned off in Step T10 and the object W is turned off. The contact gauge device G is reset at step T11, and the object W is discharged from the processing position at step T12.
本発明は、上記実施形態や実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種々変形例、設計変更などをその技術的範囲内に包含するものであることは云うまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and includes various modifications and design changes within the technical scope without departing from the technical idea of the present invention. Needless to say.
以上詳述したように、本発明は、多結晶CVDダイヤモンドを測定子の素材として用い、多結晶CVDダイヤモンドの結晶子の粒径が極めて小さいことを利用して研磨により形成される測定子トップの算術表面粗さRaを0.1(μm)以下に設定でき、且つ十点平均粗さRzを0.5(μm)以下に設定できる測定子の開発に成功し、この測定子を使用したコンタクトゲージを提供することを実現した。また、このコンタクトゲージを用いた加工測定装置を完成したものである。従って、コンタクトゲージ業界や加工測定業界に新技術を提供して産業の発展に貢献するものである。 As described above in detail, the present invention uses a polycrystalline CVD diamond as a material for the measuring element, and uses the fact that the crystal grain size of the polycrystalline CVD diamond is extremely small to make the top of the measuring element formed by polishing. Successful development of a probe that can set the arithmetic surface roughness Ra to 0.1 (μm) or less and the ten-point average roughness Rz to 0.5 (μm) or less, and contacts using this probe Realized to provide a gauge. Moreover, the processing measuring apparatus using this contact gauge is completed. Therefore, it contributes to the development of the industry by providing new technologies to the contact gauge industry and the processing measurement industry.
1 コンタクトゲージ
2 アーム
3 アーム先端部
4 嵌合孔
6 測定子接合層
7 連結孔
10 測定子
12 ホルダ
13 凹部
14 多結晶CVDダイヤモンドチップ
16 測定面
17 測定面トップ
18 チップ接合層
20 多結晶CVDダイヤモンド
21 成長開始面
22 成長面
23 結晶子
24 素材
26 基板
27 基板面
28 研磨面
29 10μm以内領域
30 腕
31 ロウ材粉
32 コンタクトゲージ駆動機構
40 内周面
50 砥石
101 測定子
102 先端部材
102a 超硬合金層
102b 人造ダイヤモンド層
103 基部材
C コンピュータ装置
CPU 中央演算処理装置
G コンタクトゲージ装置
I 入力装置
M メモリ
MMA 加工測定装置
MMP 加工測定部
MMP 加工測定部
MT 加工装置
O 出力装置
ROM リードオンリメモリ
RAM ランダムアクセスメモリ
W 対象物
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記コンタクトゲージ装置により測定されながら所定形状にまで加工される対象物と、
前記対象物を所定形状に加工する加工装置と、
前記加工装置による加工と前記コンタクトゲージ装置による測定を制御するコンピュータ装置と、
前記コンピュータ装置は加工と測定を制御する加工測定制御プログラムを内蔵することを特徴とする加工測定装置。 One or more contact gauges according to claim 5, and a contact gauge device for measuring on the measurement surface of the polycrystalline CVD diamond chip;
An object to be processed into a predetermined shape while being measured by the contact gauge device;
A processing apparatus for processing the object into a predetermined shape;
A computer device for controlling processing by the processing device and measurement by the contact gauge device;
The computer apparatus incorporates a machining measurement control program for controlling machining and measurement.
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