TWI540016B - Calibration methods for processing equipment - Google Patents

Description

加工設備之校正評估方法

本發明係有關於一種校正評估方法，其尤指一種於一加工設備進行加工前，評估加工設備是否進行校正之校正評估方法。

按，目前各種加工件可能須要鑽設或切削複數個通孔、盲孔、異形孔或狹縫等加工結構，而目前加工件設計日趨輕、薄、短、小，導致該些加工結構之尺寸也相對變小而成為微加工結構，為了確保加工件之微加工結構的精度，而目前已有針對微加工結構進行檢測之方法，以下特舉微孔之檢測方法進行說明，第一種方法為破壞性檢測法，其主要先將加工件之微孔剖開，使微孔之一半內壁面外露，再利用工具量測微孔的實際尺寸及真圓度或利用人眼觀測孔型。然上述之檢測方法須對微孔進行破壞，也破壞加工件，導致加工件無法繼續使用或製造，造成人力及材料浪費。除此之外，破壞性檢測法也無法對硬性及易脆材料進行檢測。

另一種方法為取像法，其採用一種CCD影像視覺器結合顯微鏡的人工調整式量測器，在微孔上方進行人工對焦及拍照取像作業，藉以判讀微孔上、下孔徑的方法。惟知，上述之破壞性檢測法缺乏檢測效率，特別是針對微孔，實在難以切片方式取得微孔之中心斷面的尺寸及孔型，且極度耗費工時與成本，在控制微孔良率上又顯呆滯且笨拙。上述取像法所用量測器於每次對焦時僅能攝取微孔之單一平面影像，無法判讀或堆疊計算多平面的立體影像，對於具有立體三維孔型的微孔而言，難以取得實際精確影像，故不利於微孔實際精確尺寸之判讀。

通常加工件之微加工結構產生尺寸精度的問題，可能在於加工加工件之加工設備未經過準確的校正，導致未經準確校正之加工設備加工加工件後於加工件上產生尺寸精度不佳之微加工結構。有鑑於上述問題，本發明提供一種加工設備之校正評估方法，有效改善上述問題，其於加工前評估加工設備是否進行校正，進而確保加工設備對加工件進行加工時加工件上可形成具有良好尺寸精度及形狀精度之微加工結構。

本發明之目的，係提供一種加工設備之校正評估方法，其於一加工設備進行加工前，評估加工設備是否進行校正，以確保加工設備對一加工件進行加工時形成具有良好尺寸精度及形狀精度之一微加工結構於加工件。

本發明之目的，係提供一種加工設備之校正評估方法，其利用一測試件模擬加工件，加工設備對測試件進行加工並於測試件上形成微加工結構，以模擬加工設備對加工件進行加工並形成微加工結構於加工件，然後檢視位於測試件之微加工結構的狀態，以評估加工設備是否進行校正，如此有效提升評估的準確性。

本發明之目的，係提供一種加工設備之校正評估方法，其測試件係由複數測試片堆疊而成，檢視測試件之微加工結構的狀態係分離該些測試片，並 選擇一 測試片 為檢測標的， 可對位於 檢測標的 之微加工結構進行檢視，達到快速檢視並減少檢視成本，更提升檢視之準確度，進而提升評估的準確性。

為了達到上述所指稱之各目的與功效，本發明係揭示 一種加工設備之校正評估方法，其包含：提供一測試件，該測試件具有複數測試片；提供一加工設備，該加工設備加工該測試件，以形成一微加工結構於該測試件；分離該些測試片，並檢視位於每一測試片之該微加工結構的狀態而產生一檢視結果；以及依據該檢視結果評估該加工設備是否進行校正。

1‧‧‧測試件

10‧‧‧測試片

101、101’‧‧‧微加工結構

2‧‧‧加工設備

3‧‧‧夾持件

第一圖：其為本發明之第一實施例之校正評估方法的流程圖；
第二圖：其為本發明之第一實施例之步驟S10之示意圖；
第三圖：其為本發明之第一實施例之步驟S11之示意圖；
第四圖：其為本發明之第一實施例之微加工結構形成於測試件之示意圖；
第五圖：其為本發明之第一實施例之測試件分離之示意圖；
第六圖：其為本發明之第二實施例之加工測試件的示意圖；以及
第七圖：其為本發明之第二實施例之測試件分離的示意圖。

為對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以實施例及配合詳細之說明，說明如後：

習知加工設備未經過校正並對加工件進行加工時，導致形成於加工件之微加工結構的尺寸精度及/或形狀精度不佳，此時必須對加工件之微加工結構進行修整等後續處理，甚至加工件必須報廢而無法使用，如此增加製作的成本。本發明提供一種加工設備之校正評估方法，其可於加工設備對加工件進行加工前評估加工設備是否需要進行校正，以確保加工設備對加工件進行加工時可於加工件上產生具有良好尺寸精度及/或形狀精度之微加工結構。

請參閱第一圖及第二圖，其為本發明之第一實施例之校正評估方法的流程圖及步驟S10之示意圖；如圖所示，本實施例提供一種加工設備之校正評估方法，其先執行步驟S10，提供一測試件1，測試件1具有複數測試片10，該些測試片10堆疊形成測試件1。本實施例之測試件1用以模擬加工設備欲加工之加工件，所以測試件1之厚度及材質與欲加工之加工件相同，如此使加工設備對測試件1進行加工所形成之微加工結構與加工設備對加工件進行加工所形成之微加工結構相同或相似，以獲得準確的評估結果。

然測試件1係由該些測試片10堆疊而成，其中該些測試片10係直接應用片狀材料，當然也可由塊狀材料裁切而成，於此不再贅述。同時，測試件1係由該些測試片10堆疊而使測試件1之厚度與欲加工之加工件的厚度相同，舉例說明：加工件之厚度為10公分，本實施例之測試件1使用5片測試片10堆疊，所以每一測試片10之厚度為2公分，每一測試片10分別代表於加工件之深2公分的位置、於加工件之深4公分的位置、於加工件之深6公分的位置、於加工件之深8公分的位置及於加工件之深10公分的位置之狀態。當然也可使該些測試片10之厚度均不同，即視使用者欲進行檢視之位置而定，舉例說明：使用者只要檢視加工件之深2公分的位置、加工件之深5公分的位置及深10公分的位置，所以測試件1可使用一厚度2公分之測試片10、一厚度3公分之測試片10及一厚度5公分之測試片10堆疊組成。上述僅為本發明之實施例，該些測試片10之組合可依據使用者需求而定，於此不再贅述。上述該些測試片10係作垂直堆疊，而該些測試片10也可做水平堆疊，如第六圖所示，測試片10之長度或寬度即為加工件之厚度。

當每一測試片10相堆疊時，每一測試片10之表面與相鄰之該些測試片10之表面緊密接觸，若該些測試片10相接觸之表面不平整而使該些測試片10間產生間隙，使該些測試片10堆疊形成之測試件1進行加工所產生之微加工結構與為塊狀之加工件進行加工所產生之微加工結構有差異，將影響日後評估之準確性。所以每一測試片10之表面粗糙度小於50奈米較佳，若測試片10之表面粗糙度未小於50奈米，可對測試片10之表面進行研磨加工，以使該些測試片10間可緊密接觸，進而避免該些測試片10間產生間隙而影響評估之準確性。

請一併參閱第三圖及第四圖，其係本發明之第一實施例之步驟S11之示意圖及微加工結構形成於測試件之示意圖；如圖所示，接著執行步驟S11，提供加工設備2，加工設備2加工測試件1，並於測試件1上形成微加工結構101，其中加工設備2可為放電加工設備、雷射加工設備、超音波加工設備或傳統加工設備(如：鑽床、線切割機台、銑床等)。本實施例於加工設備2加工測試件1之前，先利用二夾持件3夾持於測試件1之兩側，每一夾持件3夾持於位於測試件1之頂部及底部之二測試片10，並橫跨位於測試件1頂部及底部之二測試片10之間的該些測試片10，以夾持並固定該些測試片10，進而防止該些測試片10於加工過程中發生位移。然本實施例之加工設備2係從位於測試件1頂部的測試片10往位於測試件1底部之測試片10加工，並形成微加工結構101於測試件1，微加工結構101穿過該些測試片10，每一測試片10具有部分之微加工結構101。舉例說明，加工設備2於測試件1所形成之微加工結構101為一圓形微孔，微加工結構101穿過該些測試片10，如此每一測試片10上亦具有圓形微孔。

再一併參閱第五圖，其係本發明之第一實施例之測試件分離之示意圖；如圖所示，然後執行步驟S12，卸下二夾持件3，並分離該些測試片10，並 選擇一 測試片10 為檢測標的，以 檢視位於該檢測標的之微加工結構101的狀態而產生一檢視結果。然該檢測標的可呈現於測試件1之某一深度之微加工結構101，也將微加工結構101分成好幾個部分，如此容易對微加工結構101之每一處作檢視，而且不須使用複雜的檢視方法(如破壞性檢測法)，不但增加檢視之準確性，也提升檢視效率。承上例進行說明，每一測試件10具有圓形微孔，此圓形微孔即部分之微加工結構101，若微加工結構101係圓形微孔時，測試件1之微加工結構101從測試件1之頂部至測試件1之底部的孔徑均相同，此時測量至少一測試片10（即檢測標的）之微孔的孔徑，並依據該至少一測試片10之測量數據而產生檢視結果。除了測量該至少一測試片10之微孔的孔徑，也可以測量該至少一測試片10之微孔的真圓度，或者以人眼觀測該至少一測試片10之微孔的內壁狀態，上述結果也可作為檢視結果。

待檢視結果產生後，執行步驟S13，依據檢視結果評估加工設備是否進行校正，再承上例進行說明，若該至少一測試片10（即檢測標的）之微孔的孔徑不符要求，即表示加工設備2加工於欲加工之加工件所產生微加工結構可能會產生尺寸精度的問題，因此加工設備2必須進行校正，其中加工設備2之校正方法係如調整加工設備2之參數，或研磨加工設備2之加工刀具；相反地，若該至少一測試片10（即檢測標的）之微孔的孔徑符合要求，即表示加工設備2加工於欲加工之加工件所產生微加工結構不會產生尺寸精度的問題，因此加工設備2可直接對欲加工之加工件進行加工。若加工設備2進行校正後，可再重複步驟S10至S13，直至加工設備2完成校正。

請參閱第六圖及第七圖，其係本發明之第二實施例之加工測試件之示意圖及測試件分離之示意圖；如圖所示，上述實施例之該些測試件1係由該些測試片10作垂直堆疊，而本實施例之該些測試片10作水平堆疊並形成測試件1，然加工設備2係從該些測試片10之間進行加工，以形成微加工結構101’於測試件。舉例說明：加工設備2對測試件1進行加工，並於測試件1上形成圓形微孔(微加工結構101’)，因加工設備2從該些測試片10連接處進行加工，因此每一測試片10不會具有圓形微孔，而於每一測試片10上形成弧形溝槽(部分之微加工結構101’)。當該些測試片10分離時，可檢視位於每一測試片10之部分的微加工結構101'之內壁狀態，以產生檢視結果，然依據檢視結果評估加工設備2是否進行校正。

綜上所述，本發明提供一種加工設備之校正評估方法，其主要於加工設備加工於加工件之前，讓加工設備對與加工件之厚度及材質均同之測試件進行加工，如此可於測試件形成微加工結構，並透過檢視位於測試件之微加工結構的狀態，以評估加工設備是否進行校正。

本發明之校正評估方法使用與加工件之厚度及材質均同之測試件進行測試，其為了使加工設備於測試件所形成之微加工結構與加工設備於加工件所形成之微加工結構相同或相似，所以加工設備對測試件進行加工並於測試件所形成之微加工結構的尺寸精度及形狀精度不佳，也表示加工設備對加工件進行加工也無法產生良好尺寸精度之微加工結構，如此以檢視測試件之微加工結構的狀態為評估之依據，具有相當的準確性，有效提升評估之準確性。

然，本發明之校正評估方法的測試件係使用複數個測試片堆疊而成，當微加工結構形成於測試件時，微加工結構也形成於該些測試片，該些測試片分離可將微加工結構分成好幾個部分，每一部分形成於測試片，如此對每一測試片進行檢視，而不需對該些測試片進行破壞性檢測及其他複雜的檢測，僅須透過簡單之測量及人眼觀察，即可完成檢視，如此提升整體之檢視效率及準確性，進而也提升評估之準確性。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

Claims (10)

1. 一種加工設備之校正評估方法，其包含：
   提供一測試件，該測試件具有複數堆疊之測試片；
   提供一加工設備，該加工設備加工該測試件，以形成一微加工結構於該測試件；
   分離該些測試片，並選擇一測試片為檢測標的，以檢視位於該檢測標的之該微加工結構的狀態而產生一檢視結果；以及依據該檢視結果評估該加工設備是否進行校正。
2. 如申請專利範圍第1項所述之加工設備之校正評估方法，其中依據該檢視結果評估該加工設備進行校正，待該加工設備進行校正後，重覆提供測試件之步驟、該加工設備加工該測試件之步驟、分離該些測試片並選擇該 測試片 為檢測標的，以檢視位於該檢測標的之該微加工結構的狀態之步驟及依據該檢視結果評估該加工設備是否進行校正之步驟。
3. 如申請專利範圍第1項所述之加工設備之校正評估方法，其中每一測試片與相鄰之該些測試片相接觸之表面粗糙度小於50奈米。
4. 如申請專利範圍第1項所述之加工設備之校正評估方法，其中每一測試片之厚度係不同或相同。
5. 如申請專利範圍第1項所述之加工設備之校正評估方法，其中該些測試片作垂直堆疊。
6. 如申請專利範圍第5項所述之加工設備之校正評估方法，其中該加工設備加工該測試件係該加工設備從位於該測試件頂部之該測試片往位於該測試件底部之該測試片進行加工。
7. 如申請專利範圍第1項所述之加工設備之校正評估方法，其中該些測試片作水平堆疊。
8. 如申請專利範圍第7項所述之加工設備之校正評估方法，其中該加工設備加工該測試件係該加工設備從該些測試件間進行加工。
9. 如申請專利範圍第1項所述之加工設備之校正評估方法，其中該加工設備加工該測試件之步驟前更包含：夾持該測試件之兩側，以固定該些測試片。
10. 如申請專利範圍第1項所述之加工設備之校正評估方法，其中檢視位於該檢測標的之該微加工結構的狀態係量測位於該檢測標的之該微加工結構之尺寸、真圓度或內壁狀態。