(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削工具の切込量を高速で変化させる往復動ステージと、前記切削工具と被加工物とを前記切削工具の切込方向に対して略直交する方向へ相対移動させる相対移動機構とを有し、前記被加工物の表面に微細形状を切削加工する微細形状切削加工方法であって、
前記被加工物の表面に加工する目標形状および送り速度を入力する入力ステップと、
前記入力ステップによって入力された目標形状および送り速度によって決まる前記切削工具の目標軌跡の周波数解析を行う周波数解析ステップと、
前記往復動ステージおよび前記相対移動機構の伝達関数を測定する伝達関数測定ステップと、
前記伝達関数測定ステップによって測定された伝達関数を用いて、前記目標軌跡に対する前記切削工具の運動軌跡をシミュレーションするシミュレーションステップと、
前記周波数解析ステップによって得られた結果および前記シミュレーションステップによって得られたシミュレーション結果を基に加工条件を決定する加工条件決定ステップと、
前記加工条件決定ステップによって決定された加工条件に従って加工プログラムを作成するプログラム作成ステップと、
前記プログラム作成ステップで作成された加工プログラムに従って加工を実行する加工ステップとを備えたことを特徴とする微細形状切削加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の微細形状切削加工方法において、
前記加工条件決定ステップでは、前記往復動ステージおよび前記相対移動機構を含む装置の固有振動数に対して、前記周波数解析ステップによって得られた目標軌跡の周波数成分が一致しない送り速度を選択して決定する、ことを特徴とする微細形状切削加工方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の微細形状切削加工方法において、
前記周波数解析ステップは、フーリエ変換またはウェーブレット変換を用いた周波数解析であることを特徴とする微細形状切削加工方法。
【請求項４】
切削工具の切込量を高速で変化させるとともに、前記切削工具と被加工物とを前記切削工具の切込方向に対して略直交する方向へ相対移動させながら、前記被加工物の表面に微細形状を切削加工する微細形状切削加工装置であって、
前記切削工具の切込量を高速で変化させる往復動ステージと、
前記切削工具と前記被加工物とを前記切削工具の切込方向に対して略直交する方向へ相対移動させる相対移動機構と、
前記被加工物の表面に加工する目標形状および送り速度を入力する入力装置と、
前記往復動ステージおよび前記相対移動手段を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記入力装置によって入力された目標形状および送り速度によって決まる前記切削工具の目標軌跡の周波数解析を行う周波数解析手段と、前記往復動ステージおよび前記相対移動機構の伝達関数を測定する伝達関数測定手段と、前記伝達関数測定手段によって測定された伝達関数を用いて、前記目標軌跡に対する前記切削工具の運動軌跡をシミュレーションするシミュレーション手段と、前記周波数解析手段によって得られた結果および前記シミュレーション手段によって得られたシミュレーション結果を基に加工条件を決定する加工条件決定手段と、前記加工条件決定手段によって決定された加工条件に従って加工プログラムを作成するプログラム作成手段と、前記プログラム作成ステップで作成された加工プログラムに従って前記往復動ステージおよび前記相対移動機構を制御する加工制御手段とを備える、ことを特徴とする微細形状切削加工装置。
【請求項５】
請求項４に記載の微細形状切削加工装置において、
前記往復動ステージは、複数の圧電素子を積層した圧電素子積層体によって構成されていることを特徴とする微細形状切削加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削工具を用いて、被加工物の表面に微細な凹凸などを加工する微細形状切削加工方法および微細形状切削加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削工具を用いて、被加工物の表面に微細な凹凸などを加工する装置や方法として、特許文献１に開示された「微細表面形状切削加工装置および微細切削加工方法」が知られている。
これは、被加工物を搭載し、往復運動をする第１のスライド機構と、この第１のスライド機構の運動方向と直角方向に間欠位置決め運動をする第２のスライド機構と、これら第１および第２のスライド機構の運動軸とそれぞれ直角な方向に切削工具の切込み量を高速かつ微細に制御する工具切込み機構と、第１のスライド機構の運動に従ってパルス信号を発生する位置検出器とを備えて構成されている。
【０００３】
被加工物の表面に微細表面形状を加工するには、第１のスライド機構の正方向の運動時に、位置検出器から発生するパルス信号に同期して工具切込み機構により切削工具の切込み量を高速に変化させ、第１のスライド機構の逆方向の運動時には、切削工具を被加工物から退避させ、かつ、第１のスライド機構が一往復する毎に第２のスライド機構を一定量送る。これによって、被加工物の表面に微細表面形状を加工することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２３０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に開示された加工装置や加工方法において、加工条件を決定するには、通常、加工しようとする目標形状に対して、加工に必要な時間などを参考にして、送り速度を試行錯誤的に選択し決定する方法がとられている。  
【０００６】
しかしながら、上述したような方法では、加工条件の決定に時間がかかる。しかも、工具切込み機構により切削工具の切込み量を高速に変化させる動的特性により、図１０に示すように、切削工具の目標軌跡に対して、切削工具の実際の運動軌跡の振幅が減少したり、あるいは、位相遅れが起こる。また、スライド機構をもつ装置の固有振動数により共振現象が生じる場合がある。
そのため、切削工具の運動軌跡と目標軌跡とを一致させることができないため、切削加工誤差が大きくなるという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、このような課題を解消し、被加工物の表面に微細形状を高精度にかつ能率的に加工することができる微細形状切削加工方法および微細形状切削加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の微細加工切削方法は、切削工具の切込量を高速で変化させる往復動ステージと、前記切削工具と被加工物とを前記切削工具の切込方向に対して略直交する方向へ相対移動させる相対移動機構とを有し、前記被加工物の表面に微細形状を切削加工する微細形状切削加工方法であって、前記被加工物の表面に加工する目標形状および送り速度を入力する入力ステップと、前記入力ステップによって入力された目標形状および送り速度によって決まる前記切削工具の目標軌跡の周波数解析を行う周波数解析ステップと、前記往復動ステージおよび前記相対移動機構の伝達関数を測定する伝達関数測定ステップと、前記伝達関数測定ステップによって測定された伝達関数を用いて、前記目標軌跡に対する前記切削工具の運動軌跡をシミュレーションするシミュレーションステップと、前記周波数解析ステップによって得られた結果および前記シミュレーションステップによって得られたシミュレーション結果を基に加工条件を決定する加工条件決定ステップと、前記加工条件決定ステップによって決定された加工条件に従って加工プログラムを作成するプログラム作成ステップと、前記プログラム作成ステップで作成された加工プログラムに従って加工を実行する加工ステップとを備えたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、最初に、被加工物の表面に加工する目標形状および送り速度を入力すると、この入力された目標形状および送り速度によって決まる切削工具の目標軌跡の周波数解析が行われる。すると、切削工具の目標軌跡の周波数成分が得られるから、この周波数成分から最適な加工条件を決定することができる。その結果、これによって決定された加工条件に従って加工プログラムを作成されたのち、この加工プログラムに従って加工が実行される。
【００１０】
本発明では、予め、目標形状および送り速度によって決まる切削工具の目標軌跡の周波数解析が行われ、この周波数解析結果によって最適な送り速度などの加工条件が決定されるため、被加工物の表面に微細形状を効率的にかつ高精度に加工することができる。つまり、加工条件を試行錯誤的に決定しなくてもよいから、加工条件の決定を効率的に行え、しかも、切削工具の実際の運動軌跡の振幅減少、あるいは、位相遅れなどを少なくできるから、被加工物の表面に微細形状を高精度に加工することができる。
特に、往復動ステージおよび相対移動機構の伝達関数が測定され、この伝達関数を用いて、入力ステップによって入力された目標軌跡に対する切削工具の運動軌跡がシミュレーションされるから、このシミュレーション結果に基づいて誤差の少ない加工条件を決定することができる。
【００１１】
本発明の微細形状切削加工方法において、前記加工条件決定ステップでは、前記往復動ステージおよび前記相対移動機構を含む装置の固有振動数に対して、前記周波数解析ステップによって得られた目標軌跡の周波数成分が一致しない送り速度を選択して決定する、ことが好ましい。
この構成によれば、加工条件決定ステップでは、往復動ステージや相対移動機構を含む装置の固有振動数に対して、周波数解析ステップによって得られた目標軌跡の周波数成分が一致しない送り速度に選択されるため、共振現象が起きない条件下で加工を行うことができる。
【００１４】
本発明の微細形状切削加工方法において、前記周波数解析ステップは、フーリエ変換またはウェーブレット変換を用いた周波数解析であることが好ましい。
【００１５】
本発明の微細形状切削加工装置は、切削工具の切込量を高速で変化させるとともに、前記切削工具と被加工物とを前記切削工具の切込方向に対して略直交する方向へ相対移動させながら、前記被加工物の表面に微細形状を切削加工する微細形状切削加工装置であって、前記切削工具の切込量を高速で変化させる往復動ステージと、前記切削工具と前記被加工物とを前記切削工具の切込方向に対して略直交する方向へ相対移動させる相対移動機構と、前記被加工物の表面に加工する目標形状および送り速度を入力する入力装置と、前記往復動ステージおよび前記相対移動手段を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記入力装置によって入力された目標形状および送り速度によって決まる前記切削工具の目標軌跡の周波数解析を行う周波数解析手段と、前記往復動ステージおよび前記相対移動機構の伝達関数を測定する伝達関数測定手段と、前記伝達関数測定手段によって測定された伝達関数を用いて、前記目標軌跡に対する前記切削工具の運動軌跡をシミュレーションするシミュレーション手段と、前記周波数解析手段によって得られた結果および前記シミュレーション手段によって得られたシミュレーション結果を基に加工条件を決定する加工条件決定手段と、前記加工条件決定手段によって決定された加工条件に従って加工プログラムを作成するプログラム作成手段と、前記プログラム作成ステップで作成された加工プログラムに従って前記往復動ステージおよび前記相対移動機構を制御する加工制御手段とを備える、ことを特徴とする。
この構成によれば、前述の微細形状切削加工方法と同様、加工条件の決定を効率的に行え、しかも、振幅減少や位相遅れなどが少なく微細形状を高精度に加工できるという効果が期待できる。
【００１６】
本発明の微細形状切削加工装置において、前記往復動ステージは、複数の圧電素子を積層した圧電素子積層体によって構成されていることが好ましい。
この構成によれば、往復動ステージに、複数の圧電素子を積層した圧電素子積層体を用いたので、切削工具の切込量を高速で制御することができる。従って、被加工物の表面に微細な形状を高精度にかつ高い仕上げ精度に加工できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜図１の説明＞
図１は、本発明の微細形状切削加工装置の実施形態を示す正面図である。同微細形状切削加工装置は、ベース１と、このベース１の上面にＹ軸方向（図１の紙面に対して直交する方向）へ移動可能に設けられ上面に被加工物としてのワークＷを載置したテーブル２と、ベース１の両側に立設されたコラム３と、このコラム３の上端間に掛け渡されたクロスレール４と、このクロスレール４に沿ってＸ軸方向（図１中左右方向）へ移動可能に設けられたスライダ５と、このスライダ５にＺ軸方向（図１中上下方向）へ移動可能に設けられた切込軸６と、この切込軸６に往復動ステージ７を介して取り付けられた切削工具８とを備える。
【００１８】
ベース１とテーブル２との間には、テーブル２をＹ軸方向へ移動させるＹ軸移動機構１１が設けられている。クロスレール４とスライダ５との間には、スライダ５をＸ軸方向へ移動させるＸ軸移動機構１２が設けられている。スライダ５と切込軸６との間には、切込軸６を含みこの切込軸６をＺ軸方向へ移動させるＺ軸移動機構１３が設けられている。つまり、ワークＷを載置したテーブル２と切削工具８とを、互いに直交する３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸)方向へ相対移動させる相対移動機構としてのＸ軸移動機構１２，Ｙ軸移動機構１１、Ｚ軸移動機構１３を備えている。なお、これらの移動機構１１，１２，１３は、ボールねじ送り機構などによって構成されているが、これに限られない。
【００１９】
往復動ステージ７は、切込軸６と切削工具８との間に設けられ、切削工具８の切込量、つまり、Ｚ軸方向への進退量を高速で変化させることができるものあればいずれでもよい。例えば、複数の圧電素子を積層した圧電素子積層体によって構成することができる。このほか、リニアモータやボイスコイルなどを用いて構成することもできる。
【００２０】
＜図２の説明＞
図２は、微細形状切削加工装置の制御システムを示している。同システムには、Ｘ軸移動機構１２、Ｙ軸移動機構１１、Ｚ軸移動機構１３などを制御する制御装置２１と、到達時間演算手段２２と、経過時間判定手段２３と、往復動ステージ駆動手段２４と、入力装置２５と、表示装置２６とを備える。
【００２１】
入力装置２５からは、ワークＷの表面に加工する目標形状や加工条件などが入力される。
表示装置２６には、入力装置２５によって入力された各種データや条件などのほかに、周波数解析結果やシミュレーション結果などが表示される。
【００２２】
制御装置２１は、Ｘ軸移動機構１２、Ｙ軸移動機構１１、Ｚ軸１３の駆動を制御する駆動プログラムを記憶し、この駆動プログラムに従ってＸ軸移動機構１２、Ｙ軸移動機構１１、Ｚ軸移動機構１３の駆動を制御するともに、この駆動プログラムに基づいて駆動プログラム開始時にタイマーカウント開始指令（例えば、Ｍ８０コード）を出力する。
【００２３】
具体的には、制御装置２１は、入力装置２５によって入力された目標形状および送り速度（移動機構１１または移動機構１２の送り速度）によって決まる切削工具８の目標軌跡の周波数解析を行う周波数解析手段としての周波数解析部２１Ａと、周波数解析部２１Ａによって得られた結果を基に入力装置２５によって入力された情報から加工条件を決定する加工条件決定手段としての加工条件決定部２１Ｂと、加工条件決定部２１Ｂによって決定された加工条件に従って加工プログラムを作成するプログラム作成手段としてのプログラム作成部２１Ｃと、プログラム作成部２１Ｃで作成された加工プログラムに従って往復動ステージ７および各移動機構１１，１２，１３を制御する加工制御手段としての加工制御部２１Ｄとを備える。
【００２４】
到達時間演算手段２２は、予めＸ軸移動機構１２およびＹ軸移動機構１１の少なくとも一方の相対移動速度情報（送り速度情報および加速度情報）と、ワークＷの加工形状つまり加工開始位置情報とから、タイマーカウント開始指令が出力されてから切削工具８がワークＷの加工開始位置に到達するまでの到達時間Ｔ１を演算する。
【００２５】
経過時間判定手段２３は、カウンタを有し、そのカウンタで制御装置２１からタイマーカウント開始指令が出力されてからの経過時間Ｔ２を計測する。そして、この経過時間Ｔ２が到達時間演算手段２２で演算された到達時間Ｔ１に一致したか否か判定し、両者が一致したときにトリガー信号を出力する。
【００２６】
往復動ステージ駆動手段２４は、経過時間判定手段２３からのトリガー信号を受けて、予め設定した切込量で切削工具８が進退するように往復動ステージ７を駆動させる。具体的には、ワークＷの表面加工形状を加工するための往復動ステージ７の駆動データを記憶し、経過時間判定手段２３からのトリガー信号を受けたとき、記憶した駆動データをアナログ電圧に変換して往復動ステージ７に与える。
【００２７】
＜図３〜図６の説明＞
図３は、ワークＷに微細加工を切削加工する際のフローチャートを示している。
まず、ＳＴ１（入力ステップ）において、ワークＷの表面に加工する目標形状および送り速度を入力する。
ＳＴ２において、入力された目標形状および送り速度の確認が行われたのち、波形解析、加工条件決定の処理が行われる。具体的には、目標形状および送り速度の確認が行われたのち、（１）まず、これらによって決まる切削工具８の目標軌跡の周波数解析が行われる（周波数解析ステップ）。ここでは、フーリエ変換またはウェーブレット変換を用いた周波数解析が行われる。例えば、図４に示す画面（表示装置２６の画面）において、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）解析を指定すると、図５に示すように、目標形状と送り速度とから決まる切削工具８の目標軌跡がＦＦＴ解析され、切削工具８の目標軌跡の周波数成分が表示される。
【００２８】
従って、この周波数解析によって得られた解析結果から加工条件を決定する（加工条件決定ステップ）。例えば、図５において、往復動ステージ７および移動機構１１〜１３の固有振動数に対して、周波数解析によって得られた目標軌跡の周波数成分が一致しない送り速度を選択して決定することにより、共振現象を回避できる。
【００２９】
次に、（２）伝達関数による出力シミュレーションを行う。例えば、往復動ステージ７および移動機構１１〜１３の伝達関数が測定され（伝達関数測定ステップ）、この測定された伝達関数を用いて、切削工具８の目標軌跡に対する切削工具８の運動軌跡をシミュレーションすれば（シミュレーションステップ）、誤差の少ない加工が実現できる。
このとき、加工条件決定ステップでは、シミュレーションステップによって得られたシミュレーション結果に基づいて目標形状や加工条件（送り速度）を決定することができる。例えば、図６に示すように、深さ２μｍまでの高周波成分が一致していないときなどは、Ｂ部を切込軸６のオフセット量として設定して、実際加工する部分をＡ部のみとするという判断をすることもできる。
【００３０】
ＳＴ３において、往復動ステージ７の運転準備が行われるととともに、ＳＴ２によって決定された加工条件に従って加工プログラムが作成（プログラム作成ステップ）・送出される。
ＳＴ４において、作成された加工プログラムに従って加工が実行される（加工実行ステップ）。
【００３１】
＜図７の説明＞
図７は、制御装置２１によって制御される切削工具８とワークＷとの相対移動軌跡を示している。
制御装置２１によって駆動プログラムが開始されると、この駆動プログラムに従って、Ｘ軸移動機構１２、Ｙ軸移動機構１１およびＺ軸移動機構１３の駆動が制御されるとともに、駆動プログラム開始時にタイマーカウント開始指令が出力される。
【００３２】
まず、Ｘ軸移動機構１２の駆動制御により、切削工具８がＸ軸方向の第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２へ相対移動される（フィード動作）。次に、Ｚ軸移動機構１３の駆動制御により、切削工具８が第２の位置Ｐ２からＺ軸方向でかつテーブル２から退避する方向の第３の位置Ｐ３へ移動される（退避動作）。次に、Ｘ軸移動機構１２の駆動制御により、切削工具８が第３の位置Ｐ３からＸ軸方向でかつフィード動作とは逆方向の第４の位置Ｐ４へ移動される（リターン動作）。最後に、Ｚ軸移動機構１３の駆動制御により、切削工具８が第４の位置Ｐ４から第１の位置Ｐ１へ移動される（接近動作）。つまり、切削工具８がワークＷに対して、トラバース運動を行う。
また、この駆動プログラム開始時に、つまり、フィード動作開始時において、ＮＣ装置２１からはタイマーカウント開始指令が出力される。
【００３３】
＜図８および図９の説明＞
図８および図９は、制御装置２１によって駆動プログラムが開始されてから、切削工具８がワークＷに対して切削加工を行う過程を示している。ここでは、ワークＷの表面に半球状の溝加工を行う例を示している。
まず、制御装置２１による駆動プログラムの開始前に、到達時間演算手段２２において、Ｘ軸移動機構１２の相対移動速度情報とワークＷの加工開始位置情報などから、制御装置２１からタイマーカウント開始指令が出力されてから切削工具８がワークＷの加工開始位置に到達するまでの到達時間Ｔ１が演算される。つまり、図８に示すように、制御装置２１からタイマーカウント開始指令が出力されたときの切削工具８の位置からワークＷの加工開始位置までのＸ軸方向の距離、送り速度、加速度情報などを基に、制御装置２１からタイマーカウント開始指令が出力されてから、切削工具８がワークＷの加工開始位置に到達するまでの到達時間Ｔ１が演算される。
【００３４】
制御装置２１によって駆動プログラムが開始されると、経過時間判定手段２３において、制御装置２１からタイマーカウント開始指令が出力されてから切削工具８がワークＷの加工開始位置に到達するまでの経過時間Ｔ２が計測され、この経過時間Ｔ２が到達時間演算手段２２で演算された到達時間Ｔ１に一致したか否か判定される。経過時間判定手段２３で計測された経過時間Ｔ２と到達時間演算手段２２で演算された到達時間Ｔ１とが一致すると、トリガー信号が出力される。
【００３５】
往復動ステージ駆動手段２４は、経過時間判定手段２３からのトリガー信号を受けて、予め設定した切込量で切削工具８が進退するように、往復動ステージ７を駆動させる。例えば、図９に示すように、一定周期毎に、切削工具８の切込量が次第に大きくなったのち小さくなり、こののち一定に維持されるように制御される。これにより、ワークＷの表面に深さｈの凹部３１が一定ピッチ間隔で加工される。つまり、ワークＷの表面に微細な凹凸形状が加工される。
【００３６】
このようにして、ワークＷの表面に、Ｘ軸方向に沿って微細な凹凸形状を加工したのち、Ｙ軸移動機構１１を一定ピッチ移動させて位置決めし、この位置において、上記の動作を繰り返せば、ワークＷの表面全面にわたって微細な凹凸形状を加工することができる。
【００３７】
＜実施形態の効果＞
本実施形態では、予め、切削工具８の目標軌跡の周波数解析が行われ、この周波数解析結果によって最適な送り速度などの加工条件が決定されるため、ワークＷの表面に微細形状を高精度に加工することができる。つまり、切削工具８の実際の運動軌跡の振幅減少、あるいは、位相遅れなどを少なくできるから、ワークＷの表面に微細形状を高精度に加工することができる。
【００３８】
また、加工条件決定ステップでは、往復動ステージ７や各移動機構１１〜１３を含む装置の固有振動数に対して、周波数解析ステップによって得られた目標軌跡の周波数成分が一致しない送り速度に選択されるため、共振現象が起きない条件で加工を行うことができる。
【００３９】
また、往復動ステージ７などの伝達関数を測定し（伝達関数測定ステップ）、この測定された伝達関数を用いて、入力装置２５によって入力された目標形状および送り速度によって決まる切削工具８の目標軌跡に対する切削工具８の運動軌跡をシミュレーションするようにしたので（シミュレーションステップ）、誤差の少ない加工が実現できる。
このとき、加工条件決定ステップでは、シミュレーションステップによって得られたシミュレーション結果に基づいて加工条件を決定することができる。
【００４０】
また、駆動プログラム開始時にタイマーカウント開始指令が出力されてからの経過時間Ｔ２を計測し、この経過時間Ｔ２が予め到達時間演算手段２２で演算された到達時間Ｔ１に一致したときに出力されるトリガー信号をトリガーとして、往復動ステージ７が駆動されるから、ワークＷの表面に高精度な微細形状を加工することができる
例えば、従来のように、位置情報を位置検出器で検出し、この位置検出器からのパルス信号をカウントし、カウント値が設定した値に一致したか否かを判定し、両者が一致したときのトリガー信号で、工具切込み機構により切削工具の切込み量を高速に変化させるものではないから、被加工物の表面に高精度な微細形状を加工することができる。従って、ワークの表面に微細な球面状凹部を一定ピッチ間隔で配列したマイクロレンズ成形用金型などを加工することができる。
【００４１】
また、切削工具８が、第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ１へフィード動作され、次に、第２の位置Ｐ２から第３の位置Ｐ３へ退避動作され、次に、第３の位置Ｐ３から第４の位置Ｐ４へリターン動作され、最後に、第４の位置Ｐ４から第１の位置Ｐ１へ接近動作される。この矩形の相対移動動作のうち、第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２へのフィード動作において、往復動ステージ７の駆動が制御され、切削工具８が予め設定した切込量でワークＷの表面に対して進退され、その結果、ワークＷの表面に高精度な微細形状が加工されるから、移動機構の制御も比較的簡単に行える。
【００４２】
また、往復動ステージ７に、複数の圧電素子を積層した圧電素子積層体を用いたので、切削工具８の切込量を高速で制御することができる。従って、ワークＷの表面に微細な形状を高精度にかつ高い仕上げ精度に加工できる。
【００４３】
＜変形例＞
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
上記実施形態では、テーブル２をＹ軸方向へ移動可能に構成するとともに、切削工具８をＸ軸方向へ移動可能に構成したが、これとは逆方向な構成でもよい。つまり、テーブル２をＸ軸方向へ移動可能に構成するとともに、切削工具８をＹ軸方向へ移動可能に構成してもよい。あるいは、テーブル２および切削工具８のいずれか一方を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向へ移動可能に構成してもよい。
【００４４】
上記実施形態では、Ｘ軸移動機構１２によって切削工具８をＸ軸方向へ移動させながら、往復動ステージ７を駆動して切削工具８の切込量を制御するようにしたが、Ｙ軸移動機構１１によって切削工具８をＹ軸方向へ移動させながら、往復動ステージ７を駆動して切削工具８の切込量を制御するようにしてもよい。
あるいは、Ｘ軸移動機構１２およびＹ軸移動機構１１によって、切削工具８をＸおよびＹ軸方向へ同時に移動させながら、往復動ステージ７を駆動して切削工具８の切込量を制御するようにしてもよい。
【００４５】
上記実施形態では、ワークＷの表面に凹部３１を一定ピッチ間隔で加工する加工方法について説明したが、これに限られない。例えば、ワークＷの表面に凹部や溝を不規則に加工する場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、例えば、ワークの表面に微細な球面状凹部を一定ピッチ間隔で配列したマイクロレンズ成形用金型などの加工に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の微細形状切削加工装置の一実施形態を示す正面図。
【図２】同上実施形態の制御システムを示すブロック図。
【図３】同上実施形態において、ワークに微細加工を行う際のフローチャート。
【図４】同上実施形態において、周波数解析時の画面例を示す図。
【図５】同上実施形態において、周波数解析結果の画面例を示す図。
【図６】同上実施形態において、運動軌跡のシミュレーション結果を示す図。
【図７】同上実施形態において、切削工具の移動軌跡を示す図。
【図８】同上実施形態において、切削工具とワークとの関係を示す図。
【図９】同上実施形態において、切削工具がワークを加工している状態を示す図。
【図１０】従来例において、切削工具の目標軌跡に対する運動軌跡を示す図。
【符号の説明】
【００４８】
６…切込軸、
７…往復動ステージ、
８…切削工具、
１１…Ｙ軸移動機構、
１２…Ｘ軸移動機構、
１３…Ｚ軸移動機構、
２１…制御装置、
Ｗ…ワーク（被加工物）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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