JPH09239639A - Ａｅを用いた延性モード加工装置 - Google Patents
Ａｅを用いた延性モード加工装置Info
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- JPH09239639A JPH09239639A JP4577796A JP4577796A JPH09239639A JP H09239639 A JPH09239639 A JP H09239639A JP 4577796 A JP4577796 A JP 4577796A JP 4577796 A JP4577796 A JP 4577796A JP H09239639 A JPH09239639 A JP H09239639A
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- machining
- work
- ductile mode
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ワークの加工面を延性モードで加工具で加工
し、超高精度の加工面を得るＡＥを用いた延性モード加
工装置を提供する。 【解決手段】 ワーク加工面精度保持手段７によりワー
クの加工面の変動を延性モードの切込み量以下の精度に
抑えると共に、加工時にワーク２から発生するＡＥをＡ
Ｅセンサ１４で検出しＡＥモニタリング装置１５および
砥石駆動制御部４ａを介し砥石１ａの切込み量を延性モ
ードの切込み量内にコントロールする。
し、超高精度の加工面を得るＡＥを用いた延性モード加
工装置を提供する。 【解決手段】 ワーク加工面精度保持手段７によりワー
クの加工面の変動を延性モードの切込み量以下の精度に
抑えると共に、加工時にワーク２から発生するＡＥをＡ
Ｅセンサ１４で検出しＡＥモニタリング装置１５および
砥石駆動制御部４ａを介し砥石１ａの切込み量を延性モ
ードの切込み量内にコントロールする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワークを超精密加
工する延性モード加工装置に係り、特に、ＡＥを用いて
延性モード加工範囲の加工を行なうに保持するに好適な
ＡＥを用いた延性モード加工装置に関する。
工する延性モード加工装置に係り、特に、ＡＥを用いて
延性モード加工範囲の加工を行なうに保持するに好適な
ＡＥを用いた延性モード加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、平面研削盤やフライス盤等の研
削装置又は切削装置において、テーブル上のワークを精
密に研削、又は切削加工するにはワークを載置するテー
ブルの精度保持や、加工具の性質およびその加工条件を
ワークに見合ったものに正しく設定することが必要であ
る。このため従来より、テーブルの切込み精度保持に関
する各種の技術が開発される他、加工具についても各種
のものが開発され使用されている。
削装置又は切削装置において、テーブル上のワークを精
密に研削、又は切削加工するにはワークを載置するテー
ブルの精度保持や、加工具の性質およびその加工条件を
ワークに見合ったものに正しく設定することが必要であ
る。このため従来より、テーブルの切込み精度保持に関
する各種の技術が開発される他、加工具についても各種
のものが開発され使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】送り時におけるワーク
の加工面の変動をおさえるにはワークを載置するテーブ
ルの変動をおさえることが必要である。このためにはテ
ーブルの支持機構部の高精度化が必要であり、各種のも
のが採用されている。しかし超精密加工に対しては従来
のものは十分のものとは言えない。そこで、テーブルの
変動を一定値以下におさえる手段が従来より工夫されて
いるが本発明では後に説明するワーク加工面精度保持手
段によりテーブル変動を一定値以下に保持するようにし
ている。
の加工面の変動をおさえるにはワークを載置するテーブ
ルの変動をおさえることが必要である。このためにはテ
ーブルの支持機構部の高精度化が必要であり、各種のも
のが採用されている。しかし超精密加工に対しては従来
のものは十分のものとは言えない。そこで、テーブルの
変動を一定値以下におさえる手段が従来より工夫されて
いるが本発明では後に説明するワーク加工面精度保持手
段によりテーブル変動を一定値以下に保持するようにし
ている。
【０００４】一方、例えば、半導体材料（シリコン
等），ガラス，ファインセラミックス，水晶等の硬脆材
料を高精度，高能率に研削加工するには取り代の大部分
を脆性モードの条件下で研削し、その際に生ずる残留ク
ラック層を延性モードの条件下で加工して除去すること
が望ましい。図３は延性モード加工を示し、図４は脆性
モード加工を夫々示す。図３に示すように、加工具（図
示ではダイヤモンド砥粒）による切込み量Ｄｐが脆性・
延性の切込み量の遷移値Ｄｃに等しいかこれより小さい
場合は連続した切り屑が発生し、加工変質層が少なく、
クラックも発生せず、良好な仕上げ面が得られる。一
方、切込み量Ｄｐ′がＤｐよりも大きい場合には、クラ
ックが生じ、クラックの集積による材料除去が生ずる。
このため仕上げ面は悪く、加工変質層も大きく切削性も
悪い問題点がある。そのため、延性モードによる加工条
件に従って加工を進めることが切削性向上や良好な平坦
面を得るためには必要である。この延性モードと脆性モ
ードとの境界ではＡＥが生ずるため、ＡＥを検出するこ
とにより両モードの峻別が可能になる。即ち、延性モー
ドではＡＥの発生はないが、脆性モードではＡＥが発生
し、且つクラックが生じ残留応力が生ずる。そのため、
特に、高精度加工においては脆性モードと延性モードと
を峻別して加工を進めることが高精度加工面を形成する
には最も有効の手段と言える。
等），ガラス，ファインセラミックス，水晶等の硬脆材
料を高精度，高能率に研削加工するには取り代の大部分
を脆性モードの条件下で研削し、その際に生ずる残留ク
ラック層を延性モードの条件下で加工して除去すること
が望ましい。図３は延性モード加工を示し、図４は脆性
モード加工を夫々示す。図３に示すように、加工具（図
示ではダイヤモンド砥粒）による切込み量Ｄｐが脆性・
延性の切込み量の遷移値Ｄｃに等しいかこれより小さい
場合は連続した切り屑が発生し、加工変質層が少なく、
クラックも発生せず、良好な仕上げ面が得られる。一
方、切込み量Ｄｐ′がＤｐよりも大きい場合には、クラ
ックが生じ、クラックの集積による材料除去が生ずる。
このため仕上げ面は悪く、加工変質層も大きく切削性も
悪い問題点がある。そのため、延性モードによる加工条
件に従って加工を進めることが切削性向上や良好な平坦
面を得るためには必要である。この延性モードと脆性モ
ードとの境界ではＡＥが生ずるため、ＡＥを検出するこ
とにより両モードの峻別が可能になる。即ち、延性モー
ドではＡＥの発生はないが、脆性モードではＡＥが発生
し、且つクラックが生じ残留応力が生ずる。そのため、
特に、高精度加工においては脆性モードと延性モードと
を峻別して加工を進めることが高精度加工面を形成する
には最も有効の手段と言える。
【０００５】然し乍ら、延性モードの条件下における加
工具（砥石，あるいはダイヤモンド工具）の切込み量は
極めて微妙なものであり、加工具はこの微妙切込み量の
範囲で自動送りされることが必要であると共に、ワーク
の加工面の変動を少なくとも延性モードの条件下におけ
る切込み量以下の値に保持することが必要になる。
工具（砥石，あるいはダイヤモンド工具）の切込み量は
極めて微妙なものであり、加工具はこの微妙切込み量の
範囲で自動送りされることが必要であると共に、ワーク
の加工面の変動を少なくとも延性モードの条件下におけ
る切込み量以下の値に保持することが必要になる。
【０００６】本発明は以上の事情に鑑みてなされたもの
であり、加工時において脆性モードと延性モードとを峻
別し、高精度，高効率の加工を行うＡＥを用いた延性モ
ード加工装置を提供することを目的とする。
であり、加工時において脆性モードと延性モードとを峻
別し、高精度，高効率の加工を行うＡＥを用いた延性モ
ード加工装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、移動するテーブル上に載置されるワー
クを延性モード加工可能な微小の切込み量で自動送りさ
れる加工具により加工する延性モード加工装置であっ
て、前記ワークに係合しＡＥ（アコースティックエミシ
ョン）信号を検出するＡＥ検出手段と、該ＡＥ検出手段
の検出信号に基づき前記加工具の切込み量を延性モード
加工の範囲に調整する切込み量調整制御手段を設けるＡ
Ｅを用いた延性モード加工装置を構成するものである。
更に具体的に、前記ワークおよびテーブル側にはワーク
加工面精度保持手段が係合し、該ワーク加工面精度保持
手段は、前記ワークの加工面の加工方向における変動を
少なくとも前記延性モード加工範囲の切込み量以下の精
度に保持するものであり、前記ワーク加工面精度保持手
段が、前記テーブル側に設けられる超精密基準面と、該
基準面の加工方向の変動を検出する面変動測定手段と、
該測定手段の変動分だけ前記ワークの加工面の変動を補
正する面変動補正手段とからなるＡＥを用いた延性モー
ド加工装置を構成するものである。また、前記加工具が
砥石又は切削具であり、前記ワークが硬脆材からなるこ
とを特徴とするものである。
達成するために、移動するテーブル上に載置されるワー
クを延性モード加工可能な微小の切込み量で自動送りさ
れる加工具により加工する延性モード加工装置であっ
て、前記ワークに係合しＡＥ（アコースティックエミシ
ョン）信号を検出するＡＥ検出手段と、該ＡＥ検出手段
の検出信号に基づき前記加工具の切込み量を延性モード
加工の範囲に調整する切込み量調整制御手段を設けるＡ
Ｅを用いた延性モード加工装置を構成するものである。
更に具体的に、前記ワークおよびテーブル側にはワーク
加工面精度保持手段が係合し、該ワーク加工面精度保持
手段は、前記ワークの加工面の加工方向における変動を
少なくとも前記延性モード加工範囲の切込み量以下の精
度に保持するものであり、前記ワーク加工面精度保持手
段が、前記テーブル側に設けられる超精密基準面と、該
基準面の加工方向の変動を検出する面変動測定手段と、
該測定手段の変動分だけ前記ワークの加工面の変動を補
正する面変動補正手段とからなるＡＥを用いた延性モー
ド加工装置を構成するものである。また、前記加工具が
砥石又は切削具であり、前記ワークが硬脆材からなるこ
とを特徴とするものである。
【０００８】加工時において発生するＡＥ信号はワーク
に係合して設けられているＡＥ検出手段により発見され
る。このため加工具はＡＥ信号を発生しない延性モード
の条件下で自動送り可能になる。ワークを延性モードで
加工するには、加工具の切込み量を延性モードの生ずる
切込み量以下に、例えばシリコンではサブμｍ以下にす
ることが必要であるが、ワークの加工面の変動が前記切
込み量を越える場合には実際上延性モードの加工が不可
能となる。そこで、ワークはワーク加工面精度保持手段
により延性モードにおける切込み量以下に保持される。
以上により、ワークは最終的に延性モードにより加工さ
れ、高精度の加工面を形成することができる。勿論、加
工具自体も加工性がよく、良好の仕上げ面の得られるも
のを使用することが必要である。
に係合して設けられているＡＥ検出手段により発見され
る。このため加工具はＡＥ信号を発生しない延性モード
の条件下で自動送り可能になる。ワークを延性モードで
加工するには、加工具の切込み量を延性モードの生ずる
切込み量以下に、例えばシリコンではサブμｍ以下にす
ることが必要であるが、ワークの加工面の変動が前記切
込み量を越える場合には実際上延性モードの加工が不可
能となる。そこで、ワークはワーク加工面精度保持手段
により延性モードにおける切込み量以下に保持される。
以上により、ワークは最終的に延性モードにより加工さ
れ、高精度の加工面を形成することができる。勿論、加
工具自体も加工性がよく、良好の仕上げ面の得られるも
のを使用することが必要である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳述する。図１は加工具として砥石を用いた
本発明の実施の形態を示し、図２は本発明の基本的構成
を示すものである。
を参照して詳述する。図１は加工具として砥石を用いた
本発明の実施の形態を示し、図２は本発明の基本的構成
を示すものである。
【００１０】まず、図２により本発明の延性モード加工
装置の全体構成を説明する。加工具１には加工具１の切
込み量を自動調整する切込み量調整制御手段４が係合し
て設けられる。なお、切込み量調整制御手段４は加工具
１を少なくとも延性モード加工範囲の切込み量およびそ
れ以下で自動送りし得る構造のものからなる（公知技術
で可能）。一方、るワーク２には加工時においてワーク
２から発生するＡＥを検出するためのＡＥ検出手段５が
係合して設けられる。ＡＥ検出手段５は切込み量調整制
御手段４に連結され、加工具１を延性モード範囲で加工
し得るようにしている。ワーク２はテーブル３上に載置
され、テーブル３はテーブル送り手段６により自動送り
される。一方、テーブル３にはワーク加工面精度保持手
段７が係合して配置される。ワーク加工面精度保持手段
７は、例えばテーブル３の下面側に設けられた超精密基
準面８と、超精密基準面８のワーク２の送り移動時にお
ける変動を測定する面変動測定手段９とこれに係合する
面変動補正手段１０等とからなる。なお、面変動補正手
段１０はワーク２の加工面の変動を延性モード範囲の切
込み量以下の値に補正し得るものである。
装置の全体構成を説明する。加工具１には加工具１の切
込み量を自動調整する切込み量調整制御手段４が係合し
て設けられる。なお、切込み量調整制御手段４は加工具
１を少なくとも延性モード加工範囲の切込み量およびそ
れ以下で自動送りし得る構造のものからなる（公知技術
で可能）。一方、るワーク２には加工時においてワーク
２から発生するＡＥを検出するためのＡＥ検出手段５が
係合して設けられる。ＡＥ検出手段５は切込み量調整制
御手段４に連結され、加工具１を延性モード範囲で加工
し得るようにしている。ワーク２はテーブル３上に載置
され、テーブル３はテーブル送り手段６により自動送り
される。一方、テーブル３にはワーク加工面精度保持手
段７が係合して配置される。ワーク加工面精度保持手段
７は、例えばテーブル３の下面側に設けられた超精密基
準面８と、超精密基準面８のワーク２の送り移動時にお
ける変動を測定する面変動測定手段９とこれに係合する
面変動補正手段１０等とからなる。なお、面変動補正手
段１０はワーク２の加工面の変動を延性モード範囲の切
込み量以下の値に補正し得るものである。
【００１１】以上の構成により、加工具１によるワーク
２の加工時において、仮にＡＥが発生したら、加工具１
の切込み量を切込み量調整制御手段４により調整し、延
性モードの切込み量以内に保持するように調整制御す
る。また、ワーク２の加工面はワーク加工面精度保持手
段によりその変動が延性モードの切込み量以下に常時保
持されるため、安定した延性モードによる加工が行なわ
れる。以上によりクラックのない、且つ残留応力の小さ
い高精度の加工面を得ることができる。
２の加工時において、仮にＡＥが発生したら、加工具１
の切込み量を切込み量調整制御手段４により調整し、延
性モードの切込み量以内に保持するように調整制御す
る。また、ワーク２の加工面はワーク加工面精度保持手
段によりその変動が延性モードの切込み量以下に常時保
持されるため、安定した延性モードによる加工が行なわ
れる。以上によりクラックのない、且つ残留応力の小さ
い高精度の加工面を得ることができる。
【００１２】図１（ａ），（ｂ）は加工具１として砥石
１ａを用いた本発明の延性モード加工装置の実施の形態
の詳細構造を示すものである。砥石１ａは前記の切込み
量調整制御手段４の１つである砥石駆動制御部４ａによ
り自動送りされる。
１ａを用いた本発明の延性モード加工装置の実施の形態
の詳細構造を示すものである。砥石１ａは前記の切込み
量調整制御手段４の１つである砥石駆動制御部４ａによ
り自動送りされる。
【００１３】シリコンウエハ等のワーク２はテーブル３
上に載置され、テーブル３は弾性ヒンジ１１による平行
ばねを有する微少変位台１２により支持される。テーブ
ル３にはスチールベルト１３が連結され、スチールベル
ト１３は図略のモータにより移動し、テーブル３を移動
させる。なお、スチールベルト１３および前記モータが
前記テーブル送り手段６の１つを示す。また、テーブル
３の下面には鏡面の超精密基準面８が形成される。
上に載置され、テーブル３は弾性ヒンジ１１による平行
ばねを有する微少変位台１２により支持される。テーブ
ル３にはスチールベルト１３が連結され、スチールベル
ト１３は図略のモータにより移動し、テーブル３を移動
させる。なお、スチールベルト１３および前記モータが
前記テーブル送り手段６の１つを示す。また、テーブル
３の下面には鏡面の超精密基準面８が形成される。
【００１４】前記のＡＥ検出手段５はＡＥセンサ１４と
ＡＥモニタリング装置１５からなり、ＡＥモニタリング
装置１５は砥石駆動制御部４ａに連結される。また、Ａ
Ｅセンサ１４はワーク２の加工面の加工度にならない位
置においてワーク２に係合して配置され、ＡＥモニタリ
ング装置１５側にＡＥ信号を送る。ＡＥモニタリング装
置１５は図１の（ｂ）に示すようにプリアンプ１６，デ
ータレコーダ１７，ＡＥ解折装置１８，ＦＦＴアナライ
ザ１９等からなり、パソコン２０につながる。
ＡＥモニタリング装置１５からなり、ＡＥモニタリング
装置１５は砥石駆動制御部４ａに連結される。また、Ａ
Ｅセンサ１４はワーク２の加工面の加工度にならない位
置においてワーク２に係合して配置され、ＡＥモニタリ
ング装置１５側にＡＥ信号を送る。ＡＥモニタリング装
置１５は図１の（ｂ）に示すようにプリアンプ１６，デ
ータレコーダ１７，ＡＥ解折装置１８，ＦＦＴアナライ
ザ１９等からなり、パソコン２０につながる。
【００１５】次に、本例におけるワーク加工面精度保持
手段７を説明する。微少変位台１２は垂直方向（砥石１
ａの切込み方向）の微動機構と水平方向（テーブル送り
方向）の送り機構を有するものから、微動機構は弾性ヒ
ンジによる平行ばねを有する側板と圧電素子２１からな
る。なお、微少変位台１２はリニアローラガイド２２を
介してセラミック製のテーブル３を支持する。また、微
少変位台１２側の砥石１ａの加工点の垂下にはミラー２
３が配送される。レーザヘッド２４はミラー２３で反射
し、超精密基準面８の下面の測定点を照射しその変動を
測定する。この測定点と砥石１ａの加工点が一致するこ
とによりアッベの原理が満足され高精度の測定が行なわ
れる。レーザヘッド２４の測定値はパソコン２５に入力
され目標位置と比較され、補償器２６で補正値が求めら
れる。この値はＤ／Ａ変換器２７，アンプ２８を介して
圧電素子２１に入力される。圧電素子２１は微少変位台
１２を垂直方向に移動制御し、テーブル３の変動分を補
正しワーク２の加工面を変動のない水平面に保持する。
手段７を説明する。微少変位台１２は垂直方向（砥石１
ａの切込み方向）の微動機構と水平方向（テーブル送り
方向）の送り機構を有するものから、微動機構は弾性ヒ
ンジによる平行ばねを有する側板と圧電素子２１からな
る。なお、微少変位台１２はリニアローラガイド２２を
介してセラミック製のテーブル３を支持する。また、微
少変位台１２側の砥石１ａの加工点の垂下にはミラー２
３が配送される。レーザヘッド２４はミラー２３で反射
し、超精密基準面８の下面の測定点を照射しその変動を
測定する。この測定点と砥石１ａの加工点が一致するこ
とによりアッベの原理が満足され高精度の測定が行なわ
れる。レーザヘッド２４の測定値はパソコン２５に入力
され目標位置と比較され、補償器２６で補正値が求めら
れる。この値はＤ／Ａ変換器２７，アンプ２８を介して
圧電素子２１に入力される。圧電素子２１は微少変位台
１２を垂直方向に移動制御し、テーブル３の変動分を補
正しワーク２の加工面を変動のない水平面に保持する。
【００１６】以上の延性モード加工装置による延性モー
ド研削加工方法を説明する。砥石１ａを垂直方向に移動
し、水平方向に移動するワーク２の加工面を研削加工す
る。砥石１ａの切込み量が大きすぎて延性モードを越え
るとＡＥセンサ１４はワーク２から発生するＡＥ信号を
検出する。この検出信号はＡＥモニタリング装置１５を
介し、砥石駆動制御部４ａに伝えられる。そのため、砥
石１ａの切込み量が調整され、ワーク２は延性モードで
研削加工される。一方、水平移動中におけるテーブル３
およびそれに伴うワーク２の加工面の変動は、その都
度、超精密基準面８，ミラー２３を介しレーザヘッド２
４により測定され、その変動分は圧電素子２１により補
正されるためワーク２の加工面は常に変動のない水平状
態に保持される。そのため砥石１ａ側の押し込み量を延
性モードの押し込み範囲に保持することによりワーク２
は常に延性モードで研削加工される。その結果、高精度
の加工面が得られる。なお、ワーク２の加工代が大きい
場合には、延性モードのみによる研削では研削効率が悪
いため脆性モードによる研削加工が行なわれる。脆性モ
ードはＡＥセンサ１４によるＡＥ信号の発生によって検
知される。なお、脆性モードの研削によって生じたワー
ク２の加工面のクラックは延性モードの研削時に綺麗に
除去されるため問題はない。
ド研削加工方法を説明する。砥石１ａを垂直方向に移動
し、水平方向に移動するワーク２の加工面を研削加工す
る。砥石１ａの切込み量が大きすぎて延性モードを越え
るとＡＥセンサ１４はワーク２から発生するＡＥ信号を
検出する。この検出信号はＡＥモニタリング装置１５を
介し、砥石駆動制御部４ａに伝えられる。そのため、砥
石１ａの切込み量が調整され、ワーク２は延性モードで
研削加工される。一方、水平移動中におけるテーブル３
およびそれに伴うワーク２の加工面の変動は、その都
度、超精密基準面８，ミラー２３を介しレーザヘッド２
４により測定され、その変動分は圧電素子２１により補
正されるためワーク２の加工面は常に変動のない水平状
態に保持される。そのため砥石１ａ側の押し込み量を延
性モードの押し込み範囲に保持することによりワーク２
は常に延性モードで研削加工される。その結果、高精度
の加工面が得られる。なお、ワーク２の加工代が大きい
場合には、延性モードのみによる研削では研削効率が悪
いため脆性モードによる研削加工が行なわれる。脆性モ
ードはＡＥセンサ１４によるＡＥ信号の発生によって検
知される。なお、脆性モードの研削によって生じたワー
ク２の加工面のクラックは延性モードの研削時に綺麗に
除去されるため問題はない。
【００１７】硬脆材料の加工において、延性モードから
脆性モードに変化する延性・脆性遷移領域は材料固有の
値である。その遷移領域の押込み量や押込み荷重の目安
値を事前に知ることは加工条件設定の一助けとなる。図
５は、硬脆材料の延性・脆性領域である押込み量や押込
み荷重の目安値を求めるための試験機の概要構造を示す
ものである。ワークピース２ａはＡＥセンサホルダ２９
に支持され、ＡＥセンサ１４ａはＡＥセンサホルダ２９
に保持される。ＡＥセンサホルダ２９を載置するテーブ
ル３ａおよびそのテーブル送り手段６ａやそのワーク加
工面精度保持手段７ａは前記のワーク加工面精度保持手
段７等と同一であり重複説明を省略する。ＡＥセンサ１
４ａはＡＥモニタリング装置１５ａ，アンプ３０，Ａ／
Ｄ変換器３１を介しパソコン３２に連結される。また、
レーザヘッド２４はレーザインタフェィス３３を介しパ
ソコン３２に連結される。パソコン３２による演算値に
基ずく電気信号はＤ／Ａ変換器３４、アンプ３５を介し
圧電素子２１に伝達され微少変位台１２を介しワークピ
ース２ａを垂直方向に移動させる。
脆性モードに変化する延性・脆性遷移領域は材料固有の
値である。その遷移領域の押込み量や押込み荷重の目安
値を事前に知ることは加工条件設定の一助けとなる。図
５は、硬脆材料の延性・脆性領域である押込み量や押込
み荷重の目安値を求めるための試験機の概要構造を示す
ものである。ワークピース２ａはＡＥセンサホルダ２９
に支持され、ＡＥセンサ１４ａはＡＥセンサホルダ２９
に保持される。ＡＥセンサホルダ２９を載置するテーブ
ル３ａおよびそのテーブル送り手段６ａやそのワーク加
工面精度保持手段７ａは前記のワーク加工面精度保持手
段７等と同一であり重複説明を省略する。ＡＥセンサ１
４ａはＡＥモニタリング装置１５ａ，アンプ３０，Ａ／
Ｄ変換器３１を介しパソコン３２に連結される。また、
レーザヘッド２４はレーザインタフェィス３３を介しパ
ソコン３２に連結される。パソコン３２による演算値に
基ずく電気信号はＤ／Ａ変換器３４、アンプ３５を介し
圧電素子２１に伝達され微少変位台１２を介しワークピ
ース２ａを垂直方向に移動させる。
【００１８】一方、装置不動側３６にはダイヤモンド圧
子３７がワークピース２ａと相対向して垂直方向に沿っ
て固定され、ダイヤモンド圧子３７に加わるロードはロ
ードセンサ３８により検出される。ロードセンサ３８の
検出信号はアンプ３９，Ａ／Ｄ変換器４０を介してパソ
コン３２に入力される。以上の構成によりワークピース
２ａをダイヤモンド圧子３７で押圧し、その時の押し込
み荷重および押し込み深さを測定することができると共
にＡＥセンサ１４ａによりＡＥの発生をそのＡＥカウン
ト数をカウントすることにより検知することができる。
なお、ダイヤモンド圧子３７の先端はテーブル３ａの超
精密基準面８の測定点に一致し、所謂アッベの理論が適
用され、正しい測定値を求めることができる。
子３７がワークピース２ａと相対向して垂直方向に沿っ
て固定され、ダイヤモンド圧子３７に加わるロードはロ
ードセンサ３８により検出される。ロードセンサ３８の
検出信号はアンプ３９，Ａ／Ｄ変換器４０を介してパソ
コン３２に入力される。以上の構成によりワークピース
２ａをダイヤモンド圧子３７で押圧し、その時の押し込
み荷重および押し込み深さを測定することができると共
にＡＥセンサ１４ａによりＡＥの発生をそのＡＥカウン
ト数をカウントすることにより検知することができる。
なお、ダイヤモンド圧子３７の先端はテーブル３ａの超
精密基準面８の測定点に一致し、所謂アッベの理論が適
用され、正しい測定値を求めることができる。
【００１９】図６乃至図８は図５に示した試験機による
押し込み荷重，ＡＥカウント数，押し込み深さを時間の
経過と共に求めた結果を示す線図である。これ等の線図
においてＡはロードがダイヤモンド圧子３７に生じた押
込み開始位置に相当し、ＢはＡＥが発生した位置に相当
し、Ｃは押込みが解除された押込み終了位置をそれぞれ
示す。図６乃至図８に示すように、ＡＥ発生時には大き
な押込み荷重とＡＥカウント数が生じその発生を確実に
検知することができる。また、その時における押込み深
さは図８におけるＡとＢとの差により正確に求めること
ができる。
押し込み荷重，ＡＥカウント数，押し込み深さを時間の
経過と共に求めた結果を示す線図である。これ等の線図
においてＡはロードがダイヤモンド圧子３７に生じた押
込み開始位置に相当し、ＢはＡＥが発生した位置に相当
し、Ｃは押込みが解除された押込み終了位置をそれぞれ
示す。図６乃至図８に示すように、ＡＥ発生時には大き
な押込み荷重とＡＥカウント数が生じその発生を確実に
検知することができる。また、その時における押込み深
さは図８におけるＡとＢとの差により正確に求めること
ができる。
【００２０】以上の試験機における実験結果の１つとし
てシリコン材を先端対稜角１４８°のダイヤモンド圧子
３７によって７０ｎｍ／ｍｓの速度で押圧した結果、Ａ
Ｅが発生したのは押込み荷重４０乃至５０ｍＮで押込み
深さが０．５乃至０．６μｍである結果が求められた。
以上のことから砥石１ａによる切込み深さが０．５μｍ
以下の範囲では延性モードの加工が行なわれるのではな
いかとの１つの推定が求められた。勿論、実際の平面研
削盤やワークの種類に応じて延性モードの押込み深さの
値は異なるが、実験的に夫々のワークの性質や装置の種
類に応じて延性モードの押込み深さを求めることによ
り、このモードで加工を進めることができる。
てシリコン材を先端対稜角１４８°のダイヤモンド圧子
３７によって７０ｎｍ／ｍｓの速度で押圧した結果、Ａ
Ｅが発生したのは押込み荷重４０乃至５０ｍＮで押込み
深さが０．５乃至０．６μｍである結果が求められた。
以上のことから砥石１ａによる切込み深さが０．５μｍ
以下の範囲では延性モードの加工が行なわれるのではな
いかとの１つの推定が求められた。勿論、実際の平面研
削盤やワークの種類に応じて延性モードの押込み深さの
値は異なるが、実験的に夫々のワークの性質や装置の種
類に応じて延性モードの押込み深さを求めることによ
り、このモードで加工を進めることができる。
【００２１】以上の説明において、加工具１を砥石１ａ
としたが、これに限定するものではな切削具でもよい。
また、砥石１ａは公知の砥石のすべてが適用可能であ
り、新規の性質を有する砥石も適用可能である。また、
ワーク加工面精度保持手段７の構造やＡＥモニタリング
装置１５の内容やＡＥセンサ１４の取付位置については
適宜のものが適用可能である。
としたが、これに限定するものではな切削具でもよい。
また、砥石１ａは公知の砥石のすべてが適用可能であ
り、新規の性質を有する砥石も適用可能である。また、
ワーク加工面精度保持手段７の構造やＡＥモニタリング
装置１５の内容やＡＥセンサ１４の取付位置については
適宜のものが適用可能である。
【００２２】
１）本発明の請求項１に記載のＡＥを用いた延性モード
加工装置によれば、ＡＥ検出手段によりＡＥの発生が検
出可能のためＡＥの発生しないように加工具を送ること
が可能となり、延性モード内での加工ができ、加工面の
加工精度を向上させることができる。 ２）本発明の請求項２に記載のＡＥを用いた延性モード
加工装置によれば、ワーク加工面精度保持手段によりワ
ークの加工面の変動を延性モード範囲の切込み量以下に
することが可能となり、延性モードにおける加工が確実
に、且つ安定して行なわれ、加工面の高精度加工ができ
る。 ３）本発明の請求項３に記載のＡＥを用いた延性モード
加工装置によれば、超精密基準面を設け、この変動を測
定してワークの加工面の変動を調整するように形成され
ているため、ワークの変動補正が極めて高精度に行なわ
れる。 ４）本発明の請求項４に記載のＡＥを用いた延性モード
加工装置によれば、硬脆材の研削加工における延性モー
ドが確実に行なわれ、超精密の研削加工面を得ることが
できる。
加工装置によれば、ＡＥ検出手段によりＡＥの発生が検
出可能のためＡＥの発生しないように加工具を送ること
が可能となり、延性モード内での加工ができ、加工面の
加工精度を向上させることができる。 ２）本発明の請求項２に記載のＡＥを用いた延性モード
加工装置によれば、ワーク加工面精度保持手段によりワ
ークの加工面の変動を延性モード範囲の切込み量以下に
することが可能となり、延性モードにおける加工が確実
に、且つ安定して行なわれ、加工面の高精度加工ができ
る。 ３）本発明の請求項３に記載のＡＥを用いた延性モード
加工装置によれば、超精密基準面を設け、この変動を測
定してワークの加工面の変動を調整するように形成され
ているため、ワークの変動補正が極めて高精度に行なわ
れる。 ４）本発明の請求項４に記載のＡＥを用いた延性モード
加工装置によれば、硬脆材の研削加工における延性モー
ドが確実に行なわれ、超精密の研削加工面を得ることが
できる。
【図１】研削加工に適用される本発明のＡＥを用いた延
性モード加工装置の実施の形態の全体構成を示す構成
図。
性モード加工装置の実施の形態の全体構成を示す構成
図。
【図２】本発明のＡＥを用いた延性モード加工装置の基
本的構造を示す構成図。
本的構造を示す構成図。
【図３】延性モード加工を示す模式図。
【図４】脆性モード加工を示す模式図。
【図５】延性モードにおける押込み荷重や押込み深さを
求めるための試験機の全体構造を示す構成図。
求めるための試験機の全体構造を示す構成図。
【図６】図５の試験機におけるＡＥ発生前後における押
込み荷重の変化状態を示す線図。
込み荷重の変化状態を示す線図。
【図７】図５の試験機におけるＡＥ発生前後におけるＡ
Ｅカウント数の変化状態を示す線図。
Ｅカウント数の変化状態を示す線図。
【図８】図５の試験機におけるＡＥ発生前後における押
込み深さの変化状態を示す線図。
込み深さの変化状態を示す線図。
１ 加工具 １ａ 砥石 ２ ワーク ２ａ ワークピース ３ テーブル ３ａ テーブル ４ 切込み量調整制御手段 ４ａ 砥石駆動制御部 ５ ＡＥ検出手段 ６ テーブル送り手段 ６ａ テーブル送り手段 ７ ワーク加工面精度保持手段 ７ａ ワーク加工面精度保持手段 ８ 超精密基準面 ９ 面変動測定手段 １０ 面変動補正手段 １１ 弾性ヒンジ １２ 微少変位台 １３ スチールベルト １４ ＡＥセンサ １４ａ ＡＥセンサ １５ ＡＥモニタリング装置 １５ａ ＡＥモニタリング装置 １６ プリアンプ １７ データレコーダ １８ ＡＥ解折装置 １９ ＦＦＴアナライザ ２０ パソコン ２１ 圧電素子 ２２ リニアローラガイド ２３ ミラー ２４ レーザヘッド ２５ パソコン ２６ 補償器 ２７ Ｄ／Ａ変換器 ２８ アンプ ２９ ＡＥセンサホルダ ３０ アンプ ３１ Ａ／Ｄ変換器 ３２ パソコン ３３ レーザインタフェィス ３４ Ｄ／Ａ変換器 ３５ アンプ ３６ 装置不動側 ３７ ダイヤモンド圧子 ３８ ロードセンサ ３９ アンプ ４０ Ａ／Ｄ変換器
Claims (4)
- 【請求項１】 移動するテーブル上に載置されるワーク
を延性モード加工可能な微小な切込み量で自動送りされ
る加工具により加工する延性モード加工装置であって、
前記ワークに係合しＡＥ（アコースティックエミショ
ン）信号を検出するＡＥ検出手段と、該ＡＥ検出手段の
検出信号に基づき前記加工具の切込み量を延性モード加
工の範囲に調整する切込み量調整制御手段を設けること
を特徴とするＡＥを用いた延性モード加工装置。 - 【請求項２】 前記ワークおよびテーブル側にはワーク
加工面精度保持手段が係合し、該ワーク加工面精度保持
手段は、前記ワークの加工面の加工方向における変動を
少なくとも前記延性モード加工範囲の切込み量以下の精
度に保持するものである請求項１に記載のＡＥを用いた
延性モード加工装置。 - 【請求項３】 前記ワーク加工面精度保持手段が、前記
テーブル側に設けられる超精密基準面と、該基準面の加
工方向の変動を検出する面変動測定手段と、該測定手段
の変動分だけ前記ワークの加工面の変動を補正する面変
動補正手段とからなる請求項２に記載のＡＥを用いた延
性モード加工装置。 - 【請求項４】 前記加工具が砥石又は切削具であり、前
記ワークが硬脆材からなる請求項１乃至３のいずれかに
記載のＡＥを用いた延性モード加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4577796A JPH09239639A (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | Ａｅを用いた延性モード加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4577796A JPH09239639A (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | Ａｅを用いた延性モード加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09239639A true JPH09239639A (ja) | 1997-09-16 |
Family
ID=12728733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4577796A Pending JPH09239639A (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | Ａｅを用いた延性モード加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09239639A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8893702B2 (en) | 2013-02-20 | 2014-11-25 | Lam Research Corporation | Ductile mode machining methods for hard and brittle components of plasma processing apparatuses |
| US9314854B2 (en) | 2013-01-30 | 2016-04-19 | Lam Research Corporation | Ductile mode drilling methods for brittle components of plasma processing apparatuses |
| CN106363473A (zh) * | 2016-11-12 | 2017-02-01 | 潍坊华美精细技术陶瓷股份有限公司 | 碳化硅陶瓷辊棒表面自动磨修设备 |
| CN106863132A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-06-20 | 大连理工大学 | 一种磨削过程快速精密对刀装置及其对刀方法 |
| CN111251474A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-09 | 山东理工大学 | 基于声发射信号特征识别与加工参数自动匹配的陶瓷激光车削复合塑性加工方法 |
| CN111391146A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-07-10 | 山东理工大学 | 基于声发射信号特征识别与反馈控制的陶瓷激光车削复合加工车床 |
-
1996
- 1996-03-04 JP JP4577796A patent/JPH09239639A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9314854B2 (en) | 2013-01-30 | 2016-04-19 | Lam Research Corporation | Ductile mode drilling methods for brittle components of plasma processing apparatuses |
| US8893702B2 (en) | 2013-02-20 | 2014-11-25 | Lam Research Corporation | Ductile mode machining methods for hard and brittle components of plasma processing apparatuses |
| CN106363473A (zh) * | 2016-11-12 | 2017-02-01 | 潍坊华美精细技术陶瓷股份有限公司 | 碳化硅陶瓷辊棒表面自动磨修设备 |
| CN106863132A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-06-20 | 大连理工大学 | 一种磨削过程快速精密对刀装置及其对刀方法 |
| CN111251474A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-09 | 山东理工大学 | 基于声发射信号特征识别与加工参数自动匹配的陶瓷激光车削复合塑性加工方法 |
| CN111391146A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-07-10 | 山东理工大学 | 基于声发射信号特征识别与反馈控制的陶瓷激光车削复合加工车床 |
| CN111251474B (zh) * | 2020-02-21 | 2022-04-26 | 山东理工大学 | 基于声发射信号特征识别与加工参数自动匹配的陶瓷激光车削复合塑性加工方法 |
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