(57)【要約】【課題】被加工物の熱変形に起因する加工精度の劣化の影響を低減することができる高精度除去加工方法を提供する。【解決手段】支持台１に支持された被加工物２と工具回転軸４の回りに回転する加工工具３とを相対的に走査させるとともに、支持面１ａに対する垂直方向（矢印Ｚ方向）における加工工具３の切り込みストロークを変化させて除去加工を行う。そして、加工工具３と被加工物２との加工点Ｃの加工進行方向直前における被加工物２の温度を温度計測手段７によって計測し、計測した被加工物２の温度および熱膨張係数に基いて被加工物２の熱変形量ΔＬを算出し、加工点Ｃにおける加工開始点Ａから加工終点Ｂまでの全域における切り込み量が設定された設定切り込み量になるように、算出した熱変形量ΔＬに相当する前記切り込みストロークの修正を行いつつ、除去加工する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持台の支持面に支持された被加工物と加工工具とを相対的に走査させるとともに、前記支持面に対する垂直方向における前記加工工具の切り込みストロークを変化させて除去加工を行う除去加工装置を用いた除去加工方法において、
前記加工工具と前記被加工物との作用点である加工点の加工進行方向直前における前記被加工物の温度を計測し、計測した前記被加工物の温度および前記被加工物の熱膨張係数に基いて前記被加工物の熱変形量を算出し、前記加工点における加工開始点から加工終点までの全域における切り込み量が予め設定された設定切り込み量になるように、算出した前記熱変形量に相当する前記切り込みストロークの修正を行いつつ、除去加工することを特徴とする高精度除去加工方法。
【請求項２】
加工点の加工進行方向直前における前記被加工物の温度の計測を、赤外線温度センサで行うことを特徴とする請求項１記載の高精度除去加工方法。
【請求項３】
除去加工は、加工点の近傍にミストを供給しつつ行うことを特徴とする請求項１または２記載の高精度除去加工方法。
【請求項４】
被加工物は、内部に発熱源を有することを特徴とする請求項１または２記載の高精度除去加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物を切削または研削加工（除去加工）する際に、被加工物の熱変形による加工精度の劣化の影響を低減して加工精度を向上することができる高精度除去加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被加工物を切削または研削加工（除去加工）する際に、熱変形による加工精度の劣化の影響を低減するための方法として、厳重に温度管理を行った恒温室（クリーンルーム）に工作機械を設置し、切削または研削加工（除去加工）を行う方法や、工作機械のモータや主軸等の発熱部分の冷却を行う方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の技術では、下記（イ）または（ロ）のように除去加工中に被加工物が熱変形して加工精度の劣化を生じる場合、この除去加工精度の劣化の影響を低減することができないという未解決の課題があった。
【０００４】
（イ）ダイヤモンド工具等の加工具を用いた切削または研削加工のように、熱摩耗を低減するために鉱油等の切削液と圧縮空気とを混合したミストを加工点に供給しながら加工を行い、これが原因で被加工物が冷却されて熱収縮（熱変形）し、加工精度が劣化する場合。
【０００５】
（ロ）被加工物がその内部に熱源を有し、該熱源によって被加工物が加熱されて熱膨張（熱変形）することによって加工精度が劣化する場合。
【０００６】
本発明は、上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、被加工物の熱変形に起因する加工精度の劣化の影響を低減することができる高精度除去加工方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の高精度除去加工方法は、支持台の支持面に支持された被加工物と加工工具とを相対的に走査させるとともに、前記支持面に対する垂直方向における前記加工工具の切り込みストロークを変化させて除去加工を行う除去加工装置を用いた除去加工方法において、前記加工工具と前記被加工物との作用点である加工点の加工進行方向直前における前記被加工物の温度を計測し、計測した前記被加工物の温度および前記被加工物の熱膨張係数に基いて前記被加工物の熱変形量を算出し、前記加工点における加工開始点から加工終点までの全域における切り込み量が予め設定された設定切り込み量になるように、算出した前記熱変形量に相当する前記切り込みストロークの修正を行いつつ、除去加工することを特徴とするものである。
【０００８】
また、加工点の加工進行方向直前における前記被加工物の温度の計測を、赤外線温度センサで行うものとする。
【０００９】
さらに、除去加工は、加工点の近傍にミストを供給しつつ行うものでもよい。
【００１０】
加えて、被加工物は、内部に発熱源を有するものでもよい。
【００１１】
【作用】
除去加工中に、加工点の加工進行方向直前における被加工物の温度を計測し、計測した被加工物の温度および被加工物の熱膨張係数に基いて被加工物の熱変形量ΔＬを算出し、算出された熱変形量ΔＬに相当する切り込みストロークの修正をリアルタイムで行うことで、加工開始点から加工終点までの全域における切り込み量を設定された設定切り込み量にすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明に係る高精度除去加工方法の実施に用いる高精度除去加工装置の一例について説明する。
【００１３】
図１は、高精度除去加工装置の基本的構成を示す模式斜視図である。被加工物２を支持する支持面１ａを有する支持台１は、図示しないＸ−Ｙスライドテーブルに支持されており、直交する二軸であるＸ軸（矢印Ｘで示す）およびＹ軸（矢印Ｙで示す）方向へスライド（走査）できるように構成されている。
【００１４】
これに対し、ダイヤモンド工具等からなる加工工具３は、Ｘ軸と平行であって工具回転機構６によって回転される工具回転軸４と一体に回転する工具保持部材５に取り付けられており、工具回転軸４の回りに所定の回転数Ｎで回転されるとともに、図示しないＺ軸駆動手段を介してＺ軸（矢印Ｚで示す）方向へ直線移動させて切り込みストロークを変化できるように構成されている。
【００１５】
つまり、本実施の形態による高精度除去加工装置は、支持台１に支持された被加工物２と、工具回転軸４の回りに回転する加工工具３とを相対的に走査させるとともに、支持面１ａに対する垂直方向における加工工具３の切り込みストロークを変化させることができるように構成されている。
【００１６】
そして、支持台１の上方部位には、被加工物２と加工工具３との作用点である加工点Ｃの進行方向直前における被加工物２の表面の温度を計測するための赤外線温度センサ等からなる温度計測手段７と、加工点Ｃの近傍に向かって鉱油等と圧縮空気とを混合したミストを供給するミスト供給手段８とが互いに干渉しないように配設されている。
【００１７】
なお、温度計測手段７は、加工点Ｃの直前の被加工物の表面の温度を常に計測するものであり、ミスト供給手段８は加工点Ｃの近傍に向けてミストを常に供給するものであるから、これらは工具回転機構６と一体的に配設されている。
【００１８】
次に、本発明の高精度除去加工方法の一実施例の形態について、上述した図１に示した高精度除去加工装置を用いた場合を例に挙げて説明する。
【００１９】
（１）回転駆動装置６を起動して、工具保持部材５に取り付けられた加工工具３を工具回転軸４の回りに所定の回転数で回転させる。
【００２０】
（２）上記（１）ののち、図示しないＸ軸駆動機構およびＹ軸駆動機構を起動して、支持台１の支持面１ａに支持された被加工物２を支持台１とともにＸ軸およびＹ軸方向へ移動させることにより、被加工物２の一列目の加工開始点Ａの上方に加工工具３を位置決めする。
【００２１】
（３）上記（２）ののち、ミスト供給手段８よりミストを加工開始点Ａに位置する加工点Ｃの近傍部位に向けて供給する。
【００２２】
（４）上記（３）ののち、工具回転機構６を支持面１ａに対する垂直方向であるＺ軸方向に直線移動させるＺ駆動装置（不図示）を起動して、加工工具３を予め設定された設定切り込み量になるようにＺ軸方向の位置に位置決めする。すなわち、加工工具３の支持面１ａに対する垂直方向の切り込みストロークを、一列目の加工開始点Ａにおいて、被加工物２の切り込み量が設定切り込み量になるように変化させる。
【００２３】
（５）上記（４）ののち、Ｙ軸駆動手段を起動して支持台１とともに被加工物２を加工点Ｃが一列目の加工終点Ｂへ向けて進行する方向へ走査させつつ、これと同時に、温度計測手段７によって計測された被加工物２の加工点Ｃの直前の温度と被加工物２の熱膨張係数とに基いて被加工物２のＺ軸方向の熱収縮量（熱変形量）ΔＬを算出し、加工点Ｃにおける一列目の加工開始点Ａから加工終点Ｂまでの全域における切り込み量が予め設定された設定切り込み量になるように、算出した熱収縮量（熱変形量）ΔＬに相当する前記切り込みストロークの修正を行いつつ、一列目の加工痕を切削加工する。
【００２４】
（６）二列目以降の加工痕の切削加工についても、上述した１列目の加工痕を切削加工する上記（１）〜（５）の各工程と同様に行う。
【００２５】
なお、本発明は、上述した一実施の形態に示したものに限らず、他の公知の工作機械を用いた切削加工や研削加工にも適用することができる。
【００２６】
また、被加工物が発熱体を有し、除去加工中に発熱体によって被加工物が熱膨張（熱変形）するような被加工物の除去加工にも有効である。この場合には上述した（５）の工程において、Ｚ軸方向の熱収縮量ΔＬのかわりにＺ軸方向の熱膨張量（熱変形量）を算出し、この算出された熱膨張量に相当する前記切り込みストロークの修正を行うように変更すればよいことはいうまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載するような効果を奏する。
【００２８】
除去加工中に進行する被加工物と加工工具との作用点である加工点において、算出された被加工物の熱変形量に相当する切り込みストロークの修正をリアルタイムで行って、加工開始点から加工終点までの全域において設定切り込み量での高精度な除去加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態による高精度除去加工方法に用いられる高精度除去加工装置の基本的構成を示す模式斜視図である。
【符号の説明】
１　　支持台
２　　被加工物
３　　加工工具
４　　工具回転軸
５　　工具保持部材
６　　工具回転機構
７　　温度計測手段
８　　ミスト供給手段
【図１】
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