(57)【要約】【課題】工具の被加工物に対する加圧力を精度良くコントロールしながら加工ができ、加工の量（加工深さ）の精度も向上することができる超音波加工装置及び超音波加工方法を提供する。【解決手段】超音波穿孔装置（超音波加工装置）１の昇降テーブル（送りテーブル）１１には、移動テーブル１０上に固定された基部フレーム２９と、基部フレーム２９にリニアガイド５０を介して昇降自在に設けられた昇降フレーム３１とを有している。基部フレーム２９にはエアシリンダ式のリフトシリンダ３０が取り付けられ、シリンダロッド３２の先端が昇降フレーム３１に連結されている。リニアガイド５０は、基部フレーム２９との摩擦が小さくなるよう構成されており、リフトシリンダ３０は、低摺動型（送り抵抗１０ｇ以下）でピストンとシリンダケースの摩擦が小さくなるよう構成されている。【選択図】　　　　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波により工具を振動させ、この振動を砥粒に伝達することにより工具形状に倣った形状を被加工物に形成する超音波加工装置において、
前記被加工物は、移動可能な送りテーブルに固定されるとともに、
この送りテーブルはリニアガイドと低摺動型シリンダとを備え、該低摺動型シリンダの駆動によって、前記送りテーブルが前記リニアガイドに沿って移動して前記被加工物を前記工具に対し送るように構成したことを特徴とする超音波加工装置。
【請求項２】
前記送りテーブルには、当該送りテーブルの位置を測定する位置測定手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の超音波加工装置。
【請求項３】
前記被加工物が脆性材料であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の超音波加工装置。
【請求項４】
砥粒を分散した液体を送りテーブルに固定された被加工物の表面に流しながら、工具を超音波により振動させつつ該被加工物に押し付け、該工具と該被加工物との間にある砥粒で該被加工物を削ることにより、工具形状に倣った形状を形成する超音波加工方法において、
この送りテーブルはリニアガイドと低摺動型シリンダとを備え、該低摺動型シリンダの駆動によって、前記工具の超音波振動に追従させつつ、該リニアガイドに沿って、当該送りテーブルを工具に対して送り移動して、前記被加工物を削ることを特徴とする超音波加工方法。
【請求項５】
前記送りテーブルの振動振幅を測定し、この測定値に基づいて、前記送りテーブルの送り量を制御することを特徴とする請求項４に記載の超音波加工方法。
【請求項６】
前記被加工物が脆性材料であることを特徴とする、請求項４または請求項５に記載の超音波加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波加工装置及び超音波加工方法の技術に関する。
詳細には、超音波加工装置の送りテーブルを制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、超音波により工具を振動させ、この振動を砥粒に伝達することにより工具形状に倣った形状を被加工物に形成する超音波加工装置の技術が知られている。
この装置は、振動する工具を支持するヘッド部が油圧式あるいは機械式のバランスで昇降できるように構成されており、このヘッド部の昇降移動によって、装置上の治具に固定された被加工物に所定の加工ができるように構成されている。
【０００３】
あるいは、ヘッド部側を固定とし、その代わりに、油圧式あるいは機械式で昇降可能な送りテーブルを装置上に備え、この送りテーブルに被加工物をセットできるように構成して、加工時には被加工物側を送って加工する方式の装置も知られている。
【０００４】
そして、上述のような構成において、昇降するヘッド部あるいは送りテーブルに位置センサを設けてその位置を測定できるようにし、これによって加工の深さを制御することとした超音波加工装置の技術も公知とされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の構成のように、ヘッド部側を油圧式あるいは機械式のバランスで昇降させる場合、ヘッド部の重量が数十〜数百ｋｇにも上ることから、ヘッド部の被加工物に対する送り力（加工圧）を適切に保持できるように、ヘッド部を精度良くコントロールしながら昇降移動させることが極めて困難であった。
【０００６】
また、送りテーブルを昇降させる構成の場合、送りテーブルはヘッド部よりも一般的には軽量とできるものの、やはり油圧式／機械式のバランスで昇降させていたので、可動部分に大きい摩擦が発生し、その摩擦を上回る大きな力で駆動しなければならないことから、加工圧のコントロールは同様に難しかった。
【０００７】
例えば、油圧式のシリンダを用いてヘッド部あるいは送りテーブルを送るよう構成される場合、油圧シリンダは内部の油が漏れないようにピストンとシリンダケースとの間にオイルシールが設けられてその油密性を確保する構成であるため、ピストンを移動させるためにはそのオイルシール部分で発生する摩擦に打ち克って移動し得る程の強い力を加える必要が生じ、加工圧が強くなる結果となっていた。
【０００８】
また、油圧シリンダにおいて静止しているピストンを移動させる際には、静摩擦力が抵抗となるので、それを上回る強い力を加える必要がある。一方、いったんピストンが僅かでも動き出すと、発生する抵抗は動摩擦力となって静摩擦力よりも相当に小さくなる。従って、ピストンが動き出したら瞬時に力を弱めないと、工具が被加工物に対し送られすぎて、過大な加工圧で押し付けられてしまうことになる。
【０００９】
このように、ヘッド部あるいは送りテーブルの移動時に発生する摩擦により、その制御に対する応答追従性が低下し、また、加工圧の大きさを適正に保ちながらヘッド部あるいは送りテーブルを移動させることが極めて難しかった。従って、特に脆性材料のようなデリケートな取扱いを要する被加工物を加工する場合は、過大に加わる加工圧によって被加工物が破損してしまうことが多く、歩留まりの低下が生じていた。
また、前述のように送りの応答追従性が良くないために、位置センサを用いても、送り量や送りスピードを精度よく制御することができないという不具合があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１１】
即ち、請求項１においては、超音波により工具を振動させ、この振動を砥粒に伝達することにより工具形状に倣った形状を被加工物に形成する超音波加工装置において、前記被加工物は、移動可能な送りテーブルに固定されるとともに、この送りテーブルはリニアガイドと低摺動型シリンダとを備え、該低摺動型シリンダの駆動によって、前記送りテーブルが前記リニアガイドに沿って移動して前記被加工物を前記工具に対し送るように構成したことを特徴とする超音波加工装置としたものである。
【００１２】
請求項２においては、請求項１に記載の超音波加工装置であって、前記送りテーブルには、当該送りテーブルの位置を測定する位置測定手段を更に備えたことを特徴とする超音波加工装置としたものである。
【００１３】
請求項３においては、請求項１または請求項２に記載の超音波加工装置であって、前記被加工物が脆性材料であることを特徴とする超音波加工装置としたものである。
【００１４】
請求項４においては、砥粒を分散した液体を送りテーブルに固定された被加工物の表面に流しながら、工具を超音波により振動させつつ該被加工物に押し付け、該工具と該被加工物との間にある砥粒で該被加工物を削ることにより、工具形状に倣った形状を形成する超音波加工方法において、この送りテーブルはリニアガイドと低摺動型シリンダとを備え、該低摺動型シリンダの駆動によって、前記工具の超音波振動に追従させつつ、該リニアガイドに沿って、当該送りテーブルを工具に対して送り移動して、前記被加工物を削ることを特徴とする超音波加工方法としたものである。
【００１５】
請求項５においては、請求項４に記載の超音波加工方法であって、前記送りテーブルの振動振幅を測定し、この測定値に基づいて、前記送りテーブルの送り量を制御することを特徴とする超音波加工方法としたものである。
【００１６】
請求項６においては、請求項４または請求項５に記載の超音波加工方法であって、前記被加工物が脆性材料であることを特徴とする超音波加工方法としたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を、添付の図面を参照して具体的に説明する。
【００１８】
〔装置全体の概略構成〕
本発明の一実施形態としての超音波穿孔装置（超音波加工装置）の全体側面図が図１に、全体正面図が図２に、それぞれ示される。この図１，図２に示すように、この超音波穿孔装置１は、床上に設置される基台２の上にコラム３を立設し、このコラム３に穿孔ヘッド部４を支持する構成となっている。
【００１９】
コラム３にはネジ軸５が上下方向に配置され、回転自在に支持されている。このネジ軸５に昇降体６が螺着されて、ネジ軸５と昇降体６とにより公知のボールネジ機構が構成されている。このネジ軸５には、コラム３上に設置されたモータ７のモータ軸が連結されている。この構成においてモータ７を正逆方向に回転駆動することで、昇降体６の上下位置を変更することができる。
コラム３には更にリニアガイドが上下方向に配設されて（図略）、このリニアガイドに沿って上下変位可能に、連結体８が備えられている。この連結体８に前記昇降体６が連結されることで、連結体８（ひいては、この連結体８に備えられる穿孔ヘッド部４）を上下方向（Ｚ方向）に移動させることができる。
【００２０】
連結体８には穿孔ヘッド部４が上下摺動自在に支持される。穿孔ヘッド部４には穿孔を行うための工具９が取り付けられるとともに、この工具９に超音波振動を与えるための機構が備えられている。この工具９は、高硬度のダイヤモンド粉末を焼結させたＰＣＤ工具である。
【００２１】
基台２上には水平方向（ＸＹ方向）に移動可能な移動テーブル１０が設置され、この移動テーブル１０の上に、図２に示すように、昇降テーブル（送りテーブル）１１、カメラ部４１、研磨装置４２の三者が並べて配置される。
昇降テーブル１１上面の前記工具９に対向し得る位置には、被加工物としてのワーク１３が固定可能とされる。このワーク１３としては種々のものが考えられるが、本実施形態は、インクジェットプリンタ等のインクジェットヘッドに圧電式アクチュエータとして使用される、圧電セラミック材料（ＰＺＴ）を加工する場合を示している。
ここで、カメラ部４１は、後述する工具９の向きの調整作業を容易とするために、工具９を下方から撮影するためのものである。また、研磨装置４２は、連続加工によってホーン２３の後述する工具取付面２３ａが砥粒で摩滅したときに、それを研磨するためのものである。
【００２２】
装置全体を覆うように基台２上にはカバー４３が設置されて、穿孔作業時に発生する切り粉や後述する砥粒液が周囲に飛散しないように配慮されている。装置の正面には開閉可能な両開き式の扉４４が設けられ（図１）、ワーク１３の交換作業などの必要に応じて扉４４を開いてカバー４３内部にアクセスできるようになっている。
【００２３】
〔穿孔ヘッド部の構成〕
穿孔ヘッド部４の構成について、側面図である図３、正面図である図４、および平面断面図である図５を主に参照しながら具体的に説明する。
この穿孔ヘッド部４は、前記連結体８に支持される基部フレーム１４に、前記工具９を支持するための工具フレーム１７を上下摺動自在に連結した構成となっている。基部フレーム１４には支軸１５が水平に架設され、この支軸１５に、前後方向に細長いバランス体１６の中央部が枢支されて揺動自在とされている。
基部フレーム１４上にはエアシリンダ１８が設置され（図３，図４）、このシリンダロッド１９が下方に延出して、前記バランス体１６の一端に連結されている。そして、バランス体１６の前記シリンダロッド１９が連結された一端に、前記工具フレーム１７が連結されている。基部フレーム１４には変位センサ（位置測定手段）２０が設けられ、工具フレーム１７の基部フレーム１４に対する相対変位を検出できるように構成されている。
【００２４】
図３に示すように、工具フレーム１７の下端には環状のホーン支持部２１が軸受２２を介して旋回可能に設けられ、このホーン支持部２１にホーン２３が固定される。ホーン２３は上下方向に細長く形成され、その上部には超音波振動子２４が固着されるとともに、ホーン２３の下端には平坦な工具取付面２３ａが形成され、この工具取付面２３ａに対して前記工具９が脱着可能に取り付けられる。
なお、基部フレーム１４や工具フレーム１７を覆うようにＵ字状または箱状のカバー４５が設けられて、内部の超音波振動子２４等を保護できるようになっている。
【００２５】
図５の平面図に示すように、ホーン支持部２１には側方に向けて突起２５が設けられて、この突起２５の一側に、付勢体２６が工具フレーム１７に設けられている。付勢体２６は付勢バネ２８の弾発作用により、突起２５を一側に向けて常時押動するように構成されている。一方、付勢体２６に突起２５を挟んで対向する位置に、ツマミを有する角度微調整ネジ２７が工具フレーム１７に取り付けられる。
この構成において、角度微調整ネジ２７のツマミを一方向に回転させると、その先端が突起２５を前記付勢体２６に抗して押すので、ホーン支持部２１が図５の反時計回り方向に旋回される。一方、ツマミを逆方向に回転させた場合は、ネジ２７の先端が後退して、前記付勢体２６が突起２５を押すので、ホーン支持部２１は図５の時計回り方向に旋回される。従って、ネジ２７を適宜回転させることで、ホーン支持部２１の角度（即ち、ホーン２３に取り付けられた工具９の水平面内における向き）を微調整することができる。
なお、ヘッド前面には固定ネジ３６が設けられており（図３・図４）、前述の微調整作業が終了した後はこの固定ネジ３６を回転させて締め付けることで、ホーン支持部２１が不用意に旋回しないよう固定できるようになっている。
【００２６】
〔昇降テーブルの構成〕
ワーク１３を固定するための昇降テーブル１１の構成を、図６の側面図及び図７の平面図を参照して説明する。
この昇降テーブル１１は、移動テーブル１０の上に立設固定された基部フレーム２９と、この基部フレーム２９にリニアガイド５０を介して昇降自在に設けられた昇降フレーム３１と、を有している。このリニアガイド５０は、昇降フレーム３１の移動方向が上下方向となるよう案内するためのものであり、その摺動部分の摩擦抵抗が小さい低摺動型に構成されている。
【００２７】
前記基部フレーム２９にはリフトシリンダ（低摺動型シリンダ）３０が取り付けられ、このシリンダロッド３２が上方に延出して、その先端が前記昇降フレーム３１に連結されている。
リフトシリンダ３０はエアシリンダ式に構成されており、圧縮空気をシリンダケースの内部（シリンダ室）に供給／ドレンすることで、シリンダ室内部のピストン（図示せず）が上／下方向に摺動し、シリンダロッド３２が連動して動くことにより、シリンダロッド３２の先端に連結されている昇降フレーム３１の上下位置を変更することができる。なお、シリンダケースは平滑な表面を有するガラスで形成されており、ピストンはカーボンファイバーで形成されている。これは、ピストンのシリンダケースに対する摩擦抵抗を小さくするためである。
【００２８】
さらに、このリフトシリンダ３０は、その内部のピストンとシリンダケース内壁との間に僅かな隙間を有しており、ピストンとシリンダケース内壁との間の摩擦係数が小さくなるように構成されている。本明細書において「低摺動型のエアシリンダ」とは、摺動部分に平滑なガラスやカーボンファイバー、固体潤滑剤（例えば、有機モリブデン等）のような摩擦抵抗を低減するための材料や構造を配したものであって、その送り抵抗が好ましくは１０ｇ以下であるエアシリンダを意味する。
なお、脆性材料（例えば、本実施形態のＰＺＴ）の加工に用いる場合は、リフトシリンダ３０の送り抵抗を５ｇ以下として、前述のリニアガイド５０の送り抵抗と併せた昇降フレーム３１の全体の送り抵抗が１０ｇ以下となることが、加工圧の安定や、制御に対する昇降テーブルの応答追従性の向上という観点からは望ましい。
【００２９】
前記基部フレーム２９には変位センサ３３が設置されて、昇降フレーム３１の上下位置を測定できるようになっている。
また、内部のリフトシリンダ３０や変位センサ３３を保護すべく、箱状のカバー４６が昇降フレーム３１に設けられる。
【００３０】
昇降フレーム３１の上部は水平に構成され、この上に、ワーク１３を取り付けるためのワーク台１２が設置される。また、ワーク台１２の脇の位置において、昇降フレーム３１上にクランプ機構３４が設けられている。このクランプ機構３４はエアシリンダで構成されており、ワーク台１２上にワーク１３を載置した状態でエアシリンダを作動させると、伸張するシリンダロッド３５がワーク１３を水平方向へ押圧し、ワーク台１２に設けられたガイド部に突き当てた状態で固定するようになっている。
【００３１】
この超音波穿孔装置１は図示せぬ砥粒液溜めを備えており、この砥粒液溜めには、砥粒（例えば、粒径４〜６μｍ程度のＳｉＣ）を分散させた液体が注入されている。砥粒液溜めに接続させて、パイプや可撓性のホースや管継手などからなる砥粒液循環経路が形成され、この経路が、前記昇降テーブル１１近傍に設けた中継パイプ４７（図１，図２，図６に図示）に接続されている。この中継パイプ４７には供給孔４８が形成されるとともに、更に該供給孔４８の近傍位置において、案内棒４９が下向きに突設されている。案内棒４９は湾曲状に構成されて斜め方向に向きを変え、その先端が、昇降テーブル１１上のワーク台１２の直上方に位置している。
この構成で、砥粒液溜めに設置された図略のポンプを駆動させると、砥粒液は中継パイプ４７内に送られ、その一部が供給孔４８を介して外部に漏出する。中継パイプ４７の外面に漏れ出た砥粒液は案内棒４９を伝ってワーク台１２上に落下し、工具９による加工に用いられる。
【００３２】
〔穿孔作業の様子の説明〕
以上に示した構成において、実際に工具９を超音波振動させてワーク１３に穿孔する作業を説明する。
まず、ワーク１３を前記クランプ機構３４によりワーク台１２上に固定したのち、前記移動テーブル１０をＸＹ方向に移動させるとともに、前記モータ７を駆動して穿孔ヘッド部４を下降させ、図６の鎖線で示すように、前記工具９がワーク１３のすぐ上に僅かな隙間をおいて位置するようにする。
そして、変位センサ３３で昇降フレーム３１の位置を常時測定しながら、リフトシリンダ３０に圧縮空気を供給して、シリンダロッド３２を徐々に伸張させて昇降フレーム３１を上方向へ移動させ、ワーク１３を上昇させる。そして、ワーク１３の上面が工具９に接触した瞬間の昇降フレーム３１の位置を、装置１を制御するコントローラの適宜の記憶手段にゼロ位置として記憶しておく。
そして、穿孔ヘッド部４の超音波振動子２４を駆動し、ホーン２３を介して振幅数μｍ程度の上下方向の超音波振動を工具９に付与しながら、リフトシリンダ３０に圧縮空気を供給してワーク１３を上昇させ、工具９に対し押し付ける。また、前記砥粒液循環経路のポンプが駆動されることにより、中継パイプ４７から案内棒４９を経由して砥粒液が工具９の周囲に供給される。
これによりワーク１３は、工具９との間にある砥粒によって削られてゆき、工具９に倣った形状の溝や孔等がワーク１３の上面に形成される。
【００３３】
ここで、昇降テーブル１１に取り付けられた昇降フレーム３１は、前述した低摺動型のリフトシリンダ３０により、前述したリニアガイド５０を介して、工具９の上下方向の超音波振動に追従するように、基部フレーム２９に沿って摺動する。
これにより、昇降フレーム３１の送り抵抗が１０ｇ以下であり、加工圧に対して十分に小さいことから、昇降フレーム３１がスムーズに摺動され、精度よく加工することができる構成となっている。
【００３４】
このように加工時の加工圧を安定的に得られる本発明は、加工時の作業効率の向上という効果をも奏させることができる。
即ち、従来の構成では加工圧の変動が激しいため、瞬時に加わる過大な加工圧によってワーク１３が破損してしまうことを防止すべく、安全マージンを大きく見込んで、目標の加工圧（平均加工圧）を低く設定せざるを得なかった。このために、加工効率が低下してしまっていた。
しかし、加工圧の変動を小さく抑えることができる本発明によれば、加工圧の目標値を大きく設定してもワーク１３の破損は回避されるから、加工効率を向上させ、作業時間を短縮し得るのである。
【００３５】
また、本発明は、上記のように昇降フレーム３１を送る際の加工圧を精度良くコントロールできるので、本実施形態のように、ワーク１３が脆性材料と延性材料の複合材料で構成されている場合に特に適合的である。
即ち、本実施形態におけるワーク１３（インクジェットヘッドのアクチュエータ）は、脆性材料である薄い平板状の複数の圧電セラミックシートと、延性材料である薄い複数枚の銀電極シートとを、交互に積層した積層体構造とされている。そして本実施形態の装置は、前記工具９によって、前記銀電極シートを切断するようにしながら、同時に当該積層体に対し適宜深さの溝加工を施すものである。
このような用途の場合、加工圧が不十分であると、銀電極シートが意図した破断面で切断できず伸びてしまい、場合によっては、伸びた銀電極シートが他の層の銀電極シートに触れてショートを起こしてしまう。一方で、加工圧が過大であると、脆性材料であるセラミックシートが破損してしまう。
即ち、本実施形態のような、加工圧を狭い範囲で厳密にコントロールする必要がある用途に、本発明は特に適合的であると言うことができる。
【００３６】
また、昇降フレーム３１がスムーズに摺動されることにより、変位センサ３３で超音波振動による昇降フレーム３１の振幅を測定し、これを加味した形での昇降フレーム３１の送り制御を行うことで、加工時の加工深さの精度を向上させ得る構成となっている。
【００３７】
なお、前述した穿孔ヘッド部４のエアシリンダ１８（図３）は、工具フレーム１７の変位を変位センサ２０で測定しながら必要に応じて圧縮空気の給排を行って、工具フレーム１７を支持する力を調節している。これにより、穿孔作業中にワーク１３に対し過大な力で工具９が押し付けられることが防止されるので、本実施形態の圧電セラミックのような脆性材料のワーク１３を加工する場合でも、ワーク１３の破損が十分に回避される構成となっている。
【００３８】
工具９によりワーク１３に穿孔を行っている間も、前記昇降フレーム３１の位置が変位センサ３３（図６）によって常時測定されている。そして昇降フレーム３１が、前記ゼロ位置から所定の距離だけ上昇した時点で、リフトシリンダ３０への圧縮空気の供給が停止され、ワーク１３の上昇が停止される。この結果、前記ワーク１３には、正確に当該距離だけの深さの孔あるいは溝を形成することができる。
【００３９】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいてさまざまな設計変更が可能なものである。
【００４０】
例えば、前述したようなリニアガイド５０を用いる代わりに、昇降フレーム３１に設けられた軸受の外輪が基部フレーム２９に設けられた上下方向のレールに沿って転がるように構成して、昇降テーブル１１の移動方向を案内するようにしても良い。
このときに、前記軸受として例えばエア軸受を用いれば、昇降テーブル１１の上下動の際に発生する摩擦抵抗が小さくなり、昇降テーブル１１の送り感度を向上させることができる。
【００４１】
また、例えば、前述したリフトシリンダ３０は、エアシリンダ式であり、シリンダケースがガラスで形成されており、ピストンがカーボンファイバーで形成されているがそれに限られない。ピストンとシリンダケースが接触する内壁の部分が低摩擦となるような構成であれば、エアシリンダ式に限定されず、また、他の材料でシリンダケースとピストンが形成されていてもよい。
【００４２】
また、本実施形態ではワーク１３は圧電セラミック材料とされているが、それに限定されるものでもない。ただし本発明は、上述のように加工圧を安定させることができるために、破損し易い脆性材料の加工に特に有効である。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００４４】
即ち、請求項１に示す如く、超音波により工具を振動させ、この振動を砥粒に伝達することにより工具形状に倣った形状を被加工物に形成する超音波加工装置において、前記被加工物は、移動可能な送りテーブルに固定されるとともに、この送りテーブルはリニアガイドと低摺動型シリンダとを備え、該低摺動型シリンダの駆動によって、前記送りテーブルが前記リニアガイドに沿って移動して前記被加工物を前記工具に対し送るように構成したことを特徴とする超音波加工装置とした。
従って、送りテーブルが低摺動型シリンダの駆動によりリニアガイドに沿って移動するので、送りに対する抵抗が小さく、送りテーブルの送り感度を向上させることができる。従って、送りテーブルの送り速度をきめ細かく且つ精度よく制御できるため、工具の被加工物に対する加圧力を精度良くコントロールしながら加工を行うことができるほか、送りの停止のタイミングも正確に計ることができ、加工の量（加工深さ）の精度も向上される。
【００４５】
請求項２に示す如く、請求項１に記載の超音波加工装置であって、前記送りテーブルには、当該送りテーブルの位置を測定する位置測定手段を更に備えたことを特徴とする超音波加工装置とした。
従って、送り抵抗の小さい送りテーブルに位置測定手段を設け、この測定結果に基づいて送りを行うことになるから、送り速度の制御の精度がより一層向上する。特に、前記の請求項１の構成では、送りテーブルの送り抵抗が小さいために、工具の振動を受けて、被加工物が送りテーブルとともに振動することになる。請求項２の構成ではこの振動をも位置測定手段により精度良く測定できるので、当該振動の振幅を加味したテーブル送り量のコントロールが可能になる。従って、加工精度がより一層向上する。
【００４６】
請求項３に示す如く、請求項１または請求項２に記載の超音波加工装置であって、前記被加工物が脆性材料であることを特徴とする超音波加工装置とした。
従って、加圧力が前述のとおり精度良く制御されるので、被加工物たる脆性材料の破損を防止しつつ、加工時間を短縮することが可能になる。
【００４７】
請求項４に示す如く、砥粒を分散した液体を送りテーブルに固定された被加工物の表面に流しながら、工具を超音波により振動させつつ該被加工物に押し付け、該工具と該被加工物との間にある砥粒で該被加工物を削ることにより、工具形状に倣った形状を形成する超音波加工方法において、この送りテーブルはリニアガイドと低摺動型シリンダとを備え、該低摺動型シリンダの駆動によって、前記工具の超音波振動に追従させつつ、該リニアガイドに沿って、当該送りテーブルを工具に対して送り移動して、前記被加工物を削ることを特徴とする超音波加工方法とした。
従って、送りテーブルが低摺動型シリンダの駆動によってリニアガイドに沿って移動し、工具の超音波振動に追従するので、被加工物に対する工具の押付け力（加圧力）の変動を小さく抑えることができる。このように加圧力が安定するから、被加工物の破損などを回避できるほか、被加工物の仕上がり形状も良好である。
【００４８】
請求項５に示す如く、請求項４に記載の超音波加工方法であって、前記送りテーブルの振動振幅を測定し、この測定値に基づいて、前記送りテーブルの送り量を制御することを特徴とする超音波加工方法とした。
従って、送りテーブルの振動振幅を測定してそれをもとにテーブル送り量を制御するので、請求項２と同様、加工精度が向上する。
【００４９】
請求項６に示す如く、請求項４または請求項５に記載の超音波加工方法であって、前記被加工物が脆性材料であることを特徴とする超音波加工方法とした。
従って、加圧力が前述のとおり精度良く制御されるので、被加工物たる脆性材料の破損を防止しつつ、加工時間を短縮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施形態に係る超音波穿孔装置の全体的な構成を示した側面図。
【図２】
同じく正面図。
【図３】
穿孔ヘッド部の側面図一部断面図。
【図４】
同じく正面図。
【図５】
同じく平面断面図。
【図６】
昇降テーブルの側面断面図。
【図７】
同じく平面図。
【符号の説明】
１　超音波穿孔装置（超音波加工装置）
９　工具
１１　昇降テーブル（送りテーブル）
１３　ワーク（被加工物）
２０　変位センサ（位置測定手段）
３０　リフトシリンダ（低摺動型シリンダ）
５０　リニアガイド
【図１】
2004001133.tif 000003
【図２】
2004001133.tif 000004
【図３】
2004001133.tif 000005
【図４】
2004001133.tif 000006
【図５】
2004001133.tif 000007
【図６】
2004001133.tif 000008
【図７】
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