JPS60186351A - 割出し移動誤差精密補償方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、例えば加工装置における被加工物保持手段又
は加工具の如き可動手段の割出し移動を著しく精密に遂
行することを可能にする割出し移動誤差精密補償方法に
関する。

〈背景技術〉 例えば、磁気ヘッド製造における溝入れ加工（フェライ
ト基合金又はセンダスト等である磁気ヘッド素材に所定
間隔を置いて複数本の平行溝を刻設する機械加工）にお
いては、一般に、スライサー又はダイサーと称されてい
る精密加工装置が使用されている。かかるｎ密加工装置
は、被加工物即ち磁気ヘッド素材を保持するための被加
工物保持手段と、通常はダイヤモンド砥粒又は立方晶窒
化硼素砥粒の如き超砥粒を結合することによって形成さ
れ回転駆動される回転ブレードから成る加３− 工具とを具備している。上記溝入れ加工の際には、上記
被加工物保持手段上に磁気ヘッド素材を保持する。そし
て上記被加工物保持手段又は上記加工具を溝入れ方向に
移動せしめる加工移動（この加工移動の間に上記加工具
が磁気ヘッド素材に作用してこれに溝を形成する）と、
上記被加工物保持手段又は上記加工具を上記加工移動方
向に対して直角な方向に所要溝間隔移動せしめる割出し
移動とを交互に遂行する。

而して、高精度の磁気ヘッドを製造するためには、上記
溝入れ加工において溝間隔を著しく精密にせしめること
が重要であり、近時においては、溝間隔の誤差を１μｍ
以下の如き著しく小さい値にせしめることが強く望まれ
るようになってきた。

かかる要望を満足せしめるためには、必然的に、上記被
加工物保持手段又は上記加工具の割出し移動を著しく精
密に遂行し、その誤差を１μｍ以下の如き著しく小さい
値にせしめることが必要である。

然るに、上記精密加工装置、或いは被加工物保持手段又
は加工具の如き割出し移動される可動手段を具備する他
の精密加工又は検査等のための装置においては、後に更
に言及する如く、個々の装置に存在するところの構成敦
素における不可避な製作誤差等に起因して、従来は、可
動手段の割出し移動を著しく精密に遂行し、その誤差を
１μｍ以下の如き著しく小さい値にせしめることはほと
んど不可能であると考えられていた。

〈発明の目的〉 本発明は上記事実に艦みてなされたものであり、その主
目的は、可動手段の割出し移動精度を大幅に向上せしめ
、必要に応じて割出し移動誤差を１μｍ以下の如き著し
く小さい値にせしめることを可能にする、新規且つ優れ
た割出し移動誤差精密補償方法を提供することでおる。

−５−〇／）。

４− 〈発明の要約〉 可動手段の割出し移動は、可動手段に駆動連結された電
動モータの如き駆動源の作動を適宜の駆動源制御手段に
よって制御することによって遂行されるが、本発明者は
鋭意検討の結果、上記駆動源制御手段によって駆動源の
作動を制御することにより可動手段を所期所定間隔毎に
試験移動せしめ、かかる試験移動の際の可動手段の実際
の移動量を直接的に精密測定し、従って可動手段の実際
の移動量における誤差を充分精密に測定し、かかる測定
結果に基いて上記駆動源制御手段による駆動源の作動制
御を補正するようになせば、可動手段の割出し移動にお
ける誤差を精密に補償して上記目的を達成することがで
きることを見出した。

即ち、本発明によれば、所定方向に往復動自在に装着さ
れた可動手段と、該可動手段に駆動連結された駆動源と
、該駆動源の作動を制御して該可６一 動手段を割出し移動せしめる駆動源制御手段とを具備す
る装置における、割出し移動誤差精密補償方法にして、 該駆動源制御手段によって該駆動源の作動を制御するこ
とにより、該可動手段を所期所定間隔毎に試験移動せし
め、 該可動手段の該所期所定間隔毎の試験移動の毎に、該可
動手段の実際の移動量を直接的に精密測定して、測定結
果をメモリに記憶し、 該可動手段を割出し移動する際には、該メモリに記憶さ
れている該測定結果に基いて、該駆動源制御手段による
該駆動源の作動制御を補正し、かくして該可動手段の割
出し移動における誤差を補償する、 ことを特徴とする割出し移動誤差精密補償方法が提供さ
れる。

〈発明の好適具体例〉 以下、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

第１図を参照して説明すると、本発明に従う割出し移動
誤差精密補償方法が適用される装置の一例として、全体
を番号２で示す精密加工装置が図示されている。この精
密加工装置２は、第１の組立体４と第２の組立体６とを
具備している。第１の組立体４は、第１図において左右
方向に移動自在に装着された枠体８を有する。この枠体
８の装着方式について簡単に説明すると、第１図におい
て左右方向に所要間隔を置いて一対の支持基台１０ａ及
び１０ｂが配設されており、かかる支持基台１０＆及び
１０ｂ間には、第１図において紙面に垂直な方向に間隔
を置いて第１図において左右方向に相互に平行に延びる
一対の案内レール１２（第１図にはその一万のみを図示
している）が固定されている。そして、上記枠体８は、
上記一対の７− 案内レール１２に沿って移動自在に上記一対の案内レー
ル１２に装着されている。枠体８上には、被加工物保持
手段・１４が装着されている。この被加工物保持手段１
４は、例えば実質上平坦な表面を有する円盤から構成す
ることができる。円盤自体は、多孔質材料から形成（或
いは多数の通気孔が穿孔）されていて、適宜の通気路を
介して吸引源（図示していない）に選択的に連通され得
る。

上記枠体８には、駆動連結列１６を介して、直流電動モ
ータの如き電動モータでおるのが好ましい駆動源１８が
駆動連結されている。駆動連結列１６は、第１図におい
て左右方向に間隔を置いて配設された軸受基台２０ａ及
び２０ｂに回転自在に装着され第１図において左右方向
に延びる送り雄ねじ部材２２と、この送り雄ねじ部材２
２の一端と上記駆動源１８の出力軸との間に介在された
減速機構２４と、上記枠体８から垂下し且つ上記送り８
− 雄ねじ部材２２に螺合されている被送り雌ねじ部材２６
とを含んでいる。駆動源１８を正転せしめて送多雄ねじ
部材２２を正転方向、第１図において右方から見て反時
計方向に回転せしめると、送ｐ雄ねじ部材２２と被送シ
雌ねじ部材２６との協働によシ、枠体８は第１図におい
て左方へ往動せしめられ、一方駆動源１８を逆転せしめ
て送り雄ねじ部材２２を逆転方向、第１図において右方
から見て時計方向に回転せしめると、送シ雄ねじ部材２
２と被送シ雌ねじ部材２６との協働により、枠体８は第
１図において右方へ復動せしめられる。

図示の装置においては、上記枠体８に関連して、更に、
枠体移動監視＋段２８が設けられている。

この監視手段２８は、それ自体は公知の一般にリニアス
ケールと称されている光電式のモノマよく、枠体８に固
定された被検出スケール３ｏと上記支持基台１０ｂに固
定された静止検出器３２とがら構成されており、枠体８
の移動に応じて、更に詳細には枠体８が例えば１μｍ移
動する毎に、被検出スケール３０が検出器３２に作用し
、これによって検出器３２がパルス信号を生成する。検
出器３２が生成するパルス信号は、駆動源制御手段３４
に送給され、駆動源制御手段３４は送給されるノくルス
信号に応じて駆動源１８の作動を制御し、かくして枠体
８、従ってこれに装着された被加工物保持手段１４の移
動を制御する。

次に第２の組立体６について説明すると、第２の組立体
６は枠体３６を有する。この枠体３６は、第１図におい
て上下方向に移動自在に且つ第１図において紙面に垂直
な方向に移動自在に、適宜の支持構造（図示していない
）に装着されている。

そして、枠体３６には、第１図において上下方向に移動
せしめるための電動モータでよい駆動源（図示していな
い）と、第１図において紙面に垂直な方向に移動せしめ
るための同様に電動モータでよい駆動源（図示していな
い）とが、夫々適宜の駆動連結列（図示していない）を
介して駆動連結されている。上記枠体３６には、軸受構
造３８を介して、第１図において左右方向に延びる回転
軸４０が回転自在に装着されている。回転軸４０の先端
部（第１図において左端部）には、２点鎖線で示す回転
加工具４２が装着される。かかる回転加工具４２は、ダ
イヤモンド砥粒又は立方晶窒化硼素砥粒の如き超砥粒を
適宜の方式によって結合　。

することによって形成される回転ブレードでよい。

上記枠体３６には、更に、電動モータでよい駆動源４４
も装着されており、この駆動源４４の出力軸は上記回転
軸４０に駆動連結されている。

上記の通りの精密加工装置２は、磁気ヘッド製造におけ
る溝入れ加工等の精密加工に好都合に使用される。磁気
ヘッド葉材に溝入れ加工を施す場１１− 合について説明すると、第１図に２点鎖線で示す如く、
第１の組立体４における被加工物保持手段１４上の所要
位置に磁気ヘッド素材４６を載置し、次いで被加工物保
持手段１４を吸引源（図示していない）に連通せしめ、
かくして被加工物保持手段１４上に磁気ヘッド葉材４６
を吸着保持する。

また、第２の組立体６における枠体３６を第１図におい
て上下方向に所要位置まで移動せしめ、かくして回転加
工具４２による溝入れ深さを所要値に設定する。しかる
後に、駆動源４４によって回転加工具４２を回転せしめ
、そして第２の組立体６における枠体３６を第１図にお
いて紙面に垂直な方向に往復動せしめて、回転加工具４
２を加工移動せしめると共に、第２の組立体６における
枠体３６の往動及び復動毎に、第１の組立体６における
枠体８を第１図において左右方向に所要量づつ移動せし
めて、被加工物保持手段１４及びこれ１２− に保持された磁気ヘッド素材４６を所要量づ５割出し移
動せしめる。かくすると、容易に理解される如く、上記
割出し移動量に対応した間隔を置いて、磁気ヘッド素材
４６には、回転加工具４２の作用によって上記加工移動
方向に延びる溝が形成される。上記割出し移動は、上記
駆動源制御手段３４が駆動源１８の作動を制御、更に詳
しくは所要時間間隔を置いて所要時間だけ駆動源１８Ｉ
Ｌを付勢することによって遂行される。駆動源制御手段
３４には、装置の主制御手段４８から所要割出し移動量
を含む必要データが供給されると共に、上記枠体移動監
視手段２８から枠体８の移動に応じてパルス信号が供給
され、駆動源制御子［３４は、それに供給される上記デ
ータ及びパルス信号に基いて駆動源１８の作動を制御す
る。

上記精密加工装置２においては、回転加工具４２を加工
移動せしめているが、これに代えて被加工物保持手段１
４及びこれに保持された磁気ヘッド素材４６を加工移動
せしめてもよい。また、被加工物保持手段１４及びこれ
に保持された磁気ヘッド素材４６を割出し移動せしめる
ことに代えて、回転加工具４２を割出し移動せしめても
よい。更にまた、被加工物保持手段１４及びこれに保持
された磁気ヘッド素材４６を割出し移動せしめるための
駆動源１８を、例えばパルスモータから構成し、駆動源
１８の付勢時間を制御することに代えて、駆動源１８に
供給するパルス数を制御することによって、駆動源１８
の作動を制御することもできる。この場合にも、上記枠
体移動監視手段２８を装備して、駆動源制御手段３４に
よる駆動源１８の制御に上記枠体移動監視手段２８から
のパルス信号を利用することが望ましいが、所望ならば
上記枠体移動監視手段２８を省略することもできる。

而して、上記精密加工装置２は、本発明に従う割出し移
動誤差精密補償方法が適用される一例を示すにすぎない
が、割出し移動される可動手段（上記ｎ＠加工装置２に
おいては被加工物保持手段１４）を具備する上記ｎ＠加
工装置２或いはこれに類似する装置には、次の通りの解
決すべき問題が存在する。

即ち、磁気ヘッド素材４６に対する溝入れ加工において
は、溝間隔を著しく精密にせしめ、その誤差を１μｍ以
下の如き著しく小さい値にせしめることが強く望まれ、
かような要望を満足せしめるためには、必然的に、被加
工物保持手段１４０割出し移動を著しく精密に遂行し、
その誤差を１μｍ以下の如き著しく小さい値にせしめる
ことが必要である。しかしながら、被加工物保持手段１
４を含む第１の組立体４及びこれに関連する駆動連結列
における種々の構成要素における不可避な製作誤差、被
加工物保持手段１４と枠体移動監視手段１５− ２８の被検出スケール３０との間の構成要素に存在する
僅かな遊び等に起因する被加工物保持手段１４の移動と
被検出スケール３ｏの移動との間に生成される誤差等に
よｐ１従来は、上記要望を満足することが不可能であっ
た。第２図を参照して更に詳細に説明するさ、第２図に
おいて横軸は被加工物保持手段１４の移動量を示し、縦
軸は駆動源制御手段３４による駆動源１８の付勢量を示
す。

駆動源制御手段３４による駆動源１８の作動制御により
、被加工物保持手段１４が誤差なくして所要長さだけ精
密に移動せしめられると仮定すると、駆動源制御手段３
４による駆動源１８の付勢量と被加工物保持手段１４の
移動量との間には、ぼ線Ａで示す通りの理想的関係が成
立する。そしてこの場合には、容易に理解される如く、
駆動源制御手段３４による駆動源１８の作動制御により
、被加工物保持手段１４を誤差なくして所要の通りに１
６− 割出し移動せしめることが可能である。しかしながら、
実際には、上述した理由等に起因して、被加工物保持手
段３４の移動量には若干の誤差が存在し、誤差を誇張し
て図示すると、ある装置においては、被加工物保持手段
３４の移動量は線Ｂで示す通ｐでお９、他の装置におい
ては、被加工物保持手段３４の移ｗＪ量は線Ｃで示す通
りである。

そして、理想移動線Ａに対する実際の移動線Ｂ又はＣの
変位に起因して、従来においては、被加工物保持手段３
４の割出し移動を、１／Ｊｍ以下の如き著しく小さい誤
差で充分精密に遂行することができなかった。

本発明の割出し移ｗ）誤差精密補償方法は、理想移動線
Ａに対する個々の装置における実際の移動線、例えば上
記移動線Ｂ又はＣ１の変位を補償し、かくして被加工物
保持手段３４の割出し移動を充分精密に遂行することを
可能にする。

再び第１図を参照して説明すると、本発明の方法は、駆
動源制御手段３４によって駆動源１８の作動を制御して
、被加工物保持手段１４を所期所定間隔毎に試験移動せ
しめると共に、かかる所期所定間隔毎の試験移動の毎に
、被加工物保持手段１４の実際の移動蓋を直接的に精密
測定し、かくして特定の装置における実際の移動線、ψ
Ｕえは第２図に示す移動線Ｂ又はＣを近似的に得ること
を含んでいる。被加工物保持手段１４の実際の移動量を
直接的に精密測定するためには、１／１００μｍのオー
ダの誤差で精密測定することができるそれ自体は公知の
光波干渉式レーザ精密測長器（例えば横筒ヒューレット
パツカード社から商品番号５５２８Ａで市販されている
レーザ精密測長器）が好都合に使用され得る。第１図に
全体を番号５０で示すレーザ精密測長器は、レーザ発振
管を有する副長器本体５２、直角プリズム型コーナキュ
ーブ５４、及び干渉路５６を含んでいる。測定の際には
、コーナキューブ５４は、被加工物保持手段１４上に載
置される。副長器本体５２は、精密加工装置２とは別個
に支持脚部材５８によって所要位置に固定される。干渉
器５６は、副長器本体５２とコーナキューブ５４とのレ
ーザ光路中の所定位置に固定される。第１図においては
、第２の組立体６の回転軸４０に加工具４２に代えて干
渉器５６の取付ブラケット６０を固定し、かくして干渉
器５６を所定位置に固定している。副長器本体５２中の
レーザ発振管から発振されるレーザ光は、干渉器５６を
通ってコーナキューブ５４に至り、コーナキューブ５４
から再び干渉器５６を通って測長器本体５２中へ戻る。

測定手順の一例について説明すると、次の通りである。

被加工物保持手段１４の実際の移動量は、精密加工装置
２が備えられる雰囲気（特に温度及−１ソー び湿度）にも若干ではあるが影響される故に、望ましく
は実際に精密加工装置２が使用される雰囲気と実質上回
−又は近似した雰囲気中に精密加工装置２を装備する。

そして、精密加工装置２を初期状態、即ち第１の組立体
４の枠体８及びこれに装着された被加工物保持手段１４
を原点位置（即ち移動距離零位置）にせしめる。また、
レーザ精密測長器５０を第１図に図示する状態に設定し
、次いで副長器本体５２中のレーザ発振管を付勢する。

レーザ発振管が安定化せしめられて測長可能状態になる
と、自動測定シーケンスを開始する。

第１図と共に、自動測定シーケンスの７０−チャートで
ある第３図を参照して説明すると、自動測定シーケンス
が開始されると、精密加工装置２の主制御手段４８は、
被加工物保持手段１４を第１図において左方へ所定間隔
移動すべき指令を駆動源制御手段３４に送給し、これに
応じて駆動源側２０− 両手段３４は所期所定間隔（即ち指令された所定間隔）
だけ被加工物保持手段１４を第１図において左方へ移動
すべく駆動源１８を作動せしめ、かくして被加工物保持
手段１４が所期所定間隔だけ移動せしめられる。所期所
定間隔は、例えば１＋ｍ程度でよい。しかる後に、レー
ザ測長器５０の測定値、即ち被加工物保持手段１４が上
記原点位置から実際に移動した距離、が主制御手段４８
に入力され、かかる測定値が精密加工装置２に内蔵され
ているメモリ６２に記憶される。次いで、被加工物保持
手段１４０所期所定間隔移動が所定回数繰返されたか否
かが判断され、所定回数に達していない時には、被加工
物保持子Ｒ１４の所期所定間隔移動とこれに引続くレー
ザ測長器５０の測定値のメモリ６２への記憶が繰返され
る。かくして、例えば被加工物保持手段１４の有効移動
長さが１５０ｍで上記所期所定間隔が１ｍである場合に
は、レーザ測長器５０による１５０個の６１１１定値が
メモリ６２に記憶される。即ち、被加工物保持手段１４
の実際の移動線が第２図に示す線Ｂ又はＣの通りである
場合、縦軸方向に所定間隔を置いた１５０個の点におけ
る線Ｂ又はＣの横軸方向の座標がメモリ６２に記憶され
る。

精密加工装置２によって実際に磁気ヘッド素材４６に溝
入れ加工を遂行する際には、レーザ測長器５０は除去さ
れ、そして、加工具４２が第２の組立体６の回転軸４０
に装着されると共に、磁気ヘッド素材４６が被加工物保
持手段１４上に保持される。次いで、上述した通り、回
転軸４０に装着された加工具４２が回転躯動され、そし
てまた加工具４２が加工移動され、被加工物保持手段１
４が割出し移動される。この際の被加工物保持手段１４
の割出し移動は、次の通りにして遂行される。

即ち、主制御手段４８は、被加工物保持手段１４の所定
割出し移動量（例えば１叫）につ−てのデータと共に、
メモリ６２に記憶されているデータを読んで上記所定割
出し移動量だけ被加工物保持手段１４を移動せしめんと
して駆動源制御手段３４が従来通りに駆動源１８の作動
を制御する場合の、被加工物保持手段１４の実際の移動
量、従って所定割出移動量に対する実際の移動量の誤差
に関するデータを、駆動源制御手段３４に供給する。そ
して、駆動源制御手段３４は、上記所定割出し移動量に
ついてのデータ七共に、上記誤差に関するデータに基い
て、駆動源１８の作動を制御して被加工物保持手段１４
を割出し移動せしめる。例えば、上記所定割出し移動量
が１調で上記誤差が十２μｍである場合には、駆動源制
御手段３４は、従来通りに駆動源１８の作動を制御して
被加工物保持手段１４を割出し移動する場合に比べて、
被加工物保持手段１４の移動量で２μｍ分だけ駆動源１
８２３− の付勢量を低減せしめる。かくして、第２図における理
想移動線ＡＫ対する移動線Ｂ又はＣの変位が充分精密に
補償される。即ち、個々の精密加工装置２において個有
の、被加工物保持手段１４の割出し移動誤差が充分精密
に補償される。従って、割出し移動精度を大幅に向上せ
しめ、必要に応じて割出し移動誤差を１μｍ以下の如き
著しく小さい値にせしめることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の割出し移動誤差精密
補償方法の一具体例について詳細に説明したが、本発明
はかかる具体例に限定されるものではなく、本発明の範
囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能で必る
ことは多言を要しない。また、特定の精密加工装置に関
連せしめて本発明の割出し移動誤差精密補償方法を説明
したが、本発明の割出し移動誤差精密補償方法は、精密
に割出し移動すべき可動手段を具備する任意の装置＝２
４− に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の割出し移動誤差精密補償方法が適用
される精密加工装置を、測定に使用されるレーザ精密副
長器と共に簡略に示す簡略図。 第２図は、被加工物保持手段の理想移動と実際の移動線
とを誤差を誇張して示す線図。 第３図は、本発明の割出し移動誤差精密補償方法におけ
る自動測定シーケンスの一例を示すフローチャート。 ２・・・精密加工装置 １４・・・被加工物保持手段（可動手段）１８・・・割
出し移動用駆動源 ３４・・・駆動源制御手段 ４２・・・加工具 ４８・・・主制御手段 ５０・・・レーザ測長器 ６２・・・メモリ 特許出願人　株式会社ディスコ ２７−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定方向に往復動自在に装着された可動手段と、該
   可動手段に駆動連結された駆動源と、該駆動源の作動を
   制御して該可動手段を割出し移動せしめる駆動源制御手
   段とを具備する装置における、割出し移動誤差精密補償
   方法にして、該駆動源制御手段によって該駆動源の作動
   を制御することにより、該可動手段を所期所定間隔毎に
   試験移動せしめ、 該可動手段の該所期所定間隔毎の試験移動の毎に、該可
   動手段の実際の移動量を直接的に精密測定して、測定結
   果をメモリに記憶し、該可動手段を割出し移動する際に
   は、該メモリに記憶されている該測定結果に基いて、該
   駆動源制御手段による核部動源の作動制御を補正し、か
   くして該可動手段の割出し移動における誤差を補償する
   、 ことを特徴とする割出し移動誤差精密補償方法。 ２、該可動手段の実際の移動量の直接的精密測定は、光
   波干渉式レーザ精密測長器によって遂行する、特許請求
   の範囲第１項記載の割出し移動誤差精密補償方法。 ３、該装置は加工装置であシ、該可動手段は被加工物を
   保持するための被加工物保持手段である、特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の割出し移動誤差精密補償方法
   。 ４、該装置は加工装置でるり、該可動手段は被加工物に
   加工を施すための加工具である、特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載の割出し移動誤差精密補償方法。