JP4979647B2 - 加工装置及び加工方法 - Google Patents
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また、砥石を使用して工作物の円筒部をプランジ研削しながら、その径寸法を接触式のセンサ(接触子)を使用して測定することも提案されている。この場合には、径寸法が設定値に達すると、砥石の機械座標系を再設定することにより、砥石の機械座標と工作物の座標とのずれ量を補正している。その後に工作物を再研削することにより、目標寸法通りの形状を形成している(例えば、特許文献1参照)。
また、接触子を使用して工作物、すなわちワークの径寸法や形状等を測定する場合には、ワークの材質や形状等によっては測定できないことがある。例えば、プラスチック製の光学部品のようにわずかな傷も許されないワークの場合、液晶表示装置に使用される導光板や導光板用の金型等のように極めて微細な溝が形成されるワークの場合、複雑な形状を有するワークの場合等には、接触子を使用して測定することができない。
更に、前述のいずれの場合においても、摩耗や破損によりツールを交換し、交換前後においてツールの取り付け位置の位置ずれが発生した場合には、加工のずれを生ずるので、そのワークを廃棄する原因になるおそれがある。
(1)旧ツールを使用してワークを加工する際にワーク取付部及びツール取付部の少なくとも一方の位置に関する第1の位置情報を記憶すること
(2)新ツールを使用してダミーワークを加工する際に移動させるワーク取付部又はツール取付部の少なくとも一方の位置に関する第2の位置情報を記憶すること
(3)旧ワーク形状信号と新ダミーワーク形状信号とを第1のセンサからそれぞれ受け取って記憶すること
(4)ワークにおいて加工された個所に対応するワーク取付部及びツール取付部の位置と、ダミーワークにおいて加工された個所に対応するワーク取付部及びツール取付部の位置とに関する第3の位置情報を記憶すること
(5)第1の位置情報と、第2の位置情報と、旧ワーク形状信号及び新ダミーワーク形状信号と、第3の位置情報とにそれぞれ基づいて、旧ツールを使用して加工されたワークと旧ツールとの位置に関する旧位置関係を演算すること、及び、新ツールを使用した場合におけるワークと新ツールとの位置に関する新位置関係を演算すること
(6)旧位置関係と新位置関係とに基づいて新ツールとワークとの位置関係を旧位置関係に対して同様に保つための補正量を演算し、該補正量に基づいて補正信号を生成すること
(1)旧ツールを使用してワークを加工する際にワーク取付部及びツール取付部の少なくとも一方の位置に関する第1の位置情報を記憶する工程
(2)新ツールを使用してダミーワークを加工する際に移動させるワーク取付部又はツール取付部の少なくとも一方の位置に関する第2の位置情報を記憶する工程
(3)旧ワーク形状信号と新ダミーワーク形状信号とを第1のセンサからそれぞれ受け取って記憶する工程
(4)ワークにおいて加工された個所に対応するワーク取付部及びツール取付部の位置と、ダミーワークにおいて加工された個所に対応するワーク取付部及びツール取付部の位置とに関する第3の位置情報を記憶する工程
(5)第1の位置情報と、第2の位置情報と、旧ワーク形状信号及び新ダミーワーク形状信号と、第3の位置情報とにそれぞれ基づいて、旧位置関係を演算する工程、及び、新ツールを使用した場合におけるワークと新ツールとの位置に関する新位置関係を演算する工程
(6)旧位置関係と新位置関係とに基づいて補正量を演算する工程
これらにより、本発明は、ツールを使用して、傷つきやすい材質、微細な溝や複雑な形状等を有するワークを加工する際に、ワークを取り外すことなくその形状を測定して加工精度の向上を図るとともに、ツールを交換した場合でも加工のずれを生ずることなくワークを加工する、加工装置及び加工方法を提供することができるという、優れた実用的な効果を奏するものである。
[参考例]
一方、目標形状に到達したと判断した場合には、所定の形状を実現したことになるので、ワークの切削を終了する。
第2に、非接触式のセンサ9を使用して、ワーク4を測定することである。これにより、ワーク4が、傷つきやすい材質からなる場合、プラスチック製の光学部品のようにわずかな傷も許されないワークの場合、液晶表示装置に使用される導光板や導光板用の金型等のように極めて微細な溝が形成されるワークの場合、複雑な形状を有するワークの場合等についても、問題なく形状を測定することができる。
第3に、ワーク用ステージ1又はツール用ステージ5の位置に対して関連付けながら、ワーク4を測定することである。これにより、複雑な形状を有するワークの場合等についても、問題なく形状を測定することができる。
目標形状に到達していないと判断した場合には、制御部11は、それぞれ参考例におけるステップA4と同様にステップB5で追加工量を演算し、ステップA5と同様にステップB6でワーク用ステージ1とツール用ステージ5との少なくとも一方を一定量だけ移動させる。その後に、制御部11は、ステップB1に処理を戻して、ツール8を使用してワーク4を更に切削して、それ以降の処理を行う。
目標形状に到達したと判断した場合には、所定の形状を実現したことになるので、ワークの切削を終了する。
参考例では、ワーク4に対する加工が完了した後に、ワーク4の形状を測定する。その後に、測定された形状と所定の目標値によって表される目標形状とを比較する。
実施例では、ツール8を交換してダミーワーク13を加工し、センサ9をツール取り付け部6に固定し、加工途中であるワーク4と所定の加工がなされたダミーワーク13とをそれぞれ測定する。そして、これらの測定値に基づいて、新しいツール8を、ワーク4における最後に加工された位置まで移動させればよい。このような測定は、センサ9がツール取り付け部6に常時固定されている場合にも、適用することができる。
2 ワーク取付部
3 ワーク取付治具
4 ワーク
5 ツール用ステージ
6 ツール取付部
7 ツール取付治具
8 ツール
9 センサ(第1のセンサ)
10 ケーブル
11 制御部
12 ダミーワーク取付治具
13 ダミーワーク
Claims (8)
- 各々相対的に移動可能に設けられているツール取付部及びワーク取付部を有し、前記ツール取付部に固定されたツールを使用して前記ワーク取付部に固定されたワークに対する加工を行う加工装置であって、
前記ワーク取付部に固定され前記ツールによる加工の対象になるダミーワークと、
前記ツール取付部又は該ツール取付部に対して一体的に設けられた部材に固定され前記ワーク及び前記ダミーワークの形状を測定して各々該形状を表すワーク形状信号及びダミーワーク形状信号を供給する第1のセンサと、
前記ツール取付部と前記ワーク取付部との少なくとも一方を移動させることにより前記ツールと前記ワーク及び前記ダミーワークとの相対的な位置関係を制御する制御部とを備えるとともに、
前記第1のセンサは、交換前の旧ツールを使用して加工された前記ワークの形状を測定して該ワークの形状を表す旧ワーク形状信号を生成し、かつ、交換後の新ツールを使用して加工された前記ダミーワークの形状を測定して該ダミーワークの形状を表す新ダミーワーク形状信号を生成し、
前記制御部は、各々前記第1のセンサから受け取った前記旧ワーク形状信号と前記新ダミーワーク形状信号とに基づいて、前記旧ツールによる加工が行われた前記ワークに対して前記新ツールを使用して引き続いて加工を行う際に生じ得る前記旧ツールと前記新ツールとの間の位置ずれを補正することを目的として、前記ツール取付部と前記ワーク取付部との少なくとも一方を一定量だけ移動させる補正信号を生成し、該補正信号に基づいて前記ワーク取付部及び前記ツール取付部の少なくとも一方を前記一定量だけ移動させ、
前記一定量だけ移動させることによって、前記旧ツールを使用して加工された前記ワークに対して前記新ツールを位置合わせすることを特徴とする加工装置。 - 請求項1記載の加工装置において、
前記制御部は更に次の動作を行うことを特徴とする。
(1)前記旧ツールを使用して前記ワークを加工する際に前記ワーク取付部及び前記ツール取付部の少なくとも一方の位置に関する第1の位置情報を記憶すること
(2)前記新ツールを使用して前記ダミーワークを加工する際に移動させる前記ワーク取付部又は前記ツール取付部の少なくとも一方の位置に関する第2の位置情報を記憶すること
(3)前記旧ワーク形状信号と前記新ダミーワーク形状信号とを前記第1のセンサからそれぞれ受け取って記憶すること
(4)前記ワークにおいて加工された個所に対応する前記ワーク取付部及び前記ツール取付部の位置と、前記ダミーワークにおいて加工された個所に対応する前記ワーク取付部及び前記ツール取付部の位置とに関する第3の位置情報を記憶すること
(5)前記第1の位置情報と、前記第2の位置情報と、前記旧ワーク形状信号及び前記新ダミーワーク形状信号と、前記第3の位置情報とにそれぞれ基づいて、前記旧ツールを使用して加工された前記ワークと前記旧ツールとの位置に関する旧位置関係を演算すること、及び、前記新ツールを使用した場合における前記ワークと前記新ツールとの位置に関する新位置関係を演算すること
(6)前記旧位置関係と前記新位置関係とに基づいて前記新ツールと前記ワークとの位置関係を前記旧位置関係に対して同様に保つための補正量を演算し、該補正量に基づいて前記補正信号を生成すること - 請求項1又は2記載の加工装置において、
前記第1のセンサは前記加工が行われている間に該加工が完了した部分の形状を測定することを特徴とする加工装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載された加工装置において、
前記第1のセンサは非接触式のセンサであることを特徴とする加工装置。 - 各々相対的に移動可能に設けられているツール取付部及びワーク取付部と前記ツール取付部に固定されたツールとを使用して、前記ワーク取付部に固定されたワークを加工する加工方法であって、
前記ツール取付部に固定された交換前の旧ツールを使用して、前記ワークを加工する工程と、
前記ツール取付部又は該ツール取付部に対して一体的に設けられた部材に固定された第1のセンサにより、前記旧ツールを使用して加工された前記ワークの形状を測定して該形状を表す旧ワーク形状信号を供給する工程と、
前記旧ツールを新ツールに交換する工程と、
前記新ツールを使用して、前記ワーク取付部に固定されたダミーワークを加工する工程と、
前記第1のセンサにより、前記新ツールを使用して加工された前記ダミーワークの形状を測定して該形状を表す新ダミーワーク形状信号を供給する工程と、
各々前記第1のセンサから受け取った前記旧ワーク形状信号と前記新ダミーワーク形状信号とに基づき、前記旧ツールにより加工された前記ワークを前記新ツールを使用して引き続いて加工する際に生じ得る前記旧ツールと前記新ツールとの間の位置ずれを補正することを目的として、前記ツール取付部と前記ワーク取付部との少なくとも一方を一定量だけ移動させる工程とを備え、
前記移動させる工程は、前記新ツールと前記ワークとの位置関係を前記旧ツールを使用して加工された前記ワークと前記旧ツールとの位置に関する旧位置関係に対して同様に保つための補正量を演算し、該補正量に基づいて補正信号を生成し、該補正信号に基づいて前記ワーク取付部及び前記ツール取付部の少なくとも一方を前記一定量だけ移動させ、前記一定量だけ移動させることによって、前記旧ツールを使用して加工された前記ワークに対して前記新ツールを位置合わせすることを特徴とする加工方法。 - 請求項5記載の加工方法において、
前記移動させる工程は更に次の工程を有することを特徴とする。
(1)前記旧ツールを使用して前記ワークを加工する際に前記ワーク取付部及び前記ツール取付部の少なくとも一方の位置に関する第1の位置情報を記憶する工程
(2)前記新ツールを使用して前記ダミーワークを加工する際に移動させる前記ワーク取付部又は前記ツール取付部の少なくとも一方の位置に関する第2の位置情報を記憶する工程
(3)前記旧ワーク形状信号と前記新ダミーワーク形状信号とを前記第1のセンサからそれぞれ受け取って記憶する工程
(4)前記ワークにおいて加工された個所に対応する前記ワーク取付部及び前記ツール取付部の位置と、前記ダミーワークにおいて加工された個所に対応する前記ワーク取付部及び前記ツール取付部の位置とに関する第3の位置情報を記憶する工程
(5)前記第1の位置情報と、前記第2の位置情報と、前記旧ワーク形状信号及び前記新ダミーワーク形状信号と、前記第3の位置情報とにそれぞれ基づいて、前記旧位置関係を演算する工程、及び、前記新ツールを使用した場合における前記ワークと前記新ツールとの位置に関する新位置関係を演算する工程
(6)前記旧位置関係と前記新位置関係とに基づいて前記補正量を演算する工程 - 請求項5又は6記載の加工方法において、
前記ワークを加工する工程と前記ワーク形状信号を供給する工程とを並行して行い、又は、前記ダミーワークを加工する工程と前記ダミーワーク形状信号を供給する工程とを並行して行うことを特徴とする加工方法。 - 請求項5〜7のいずれかに記載された加工方法において、
前記ワーク形状信号を供給する工程又は前記ダミーワーク形状信号を供給する工程においては、前記第1のセンサとして非接触式のセンサを使用することを特徴とする加工方法。
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