(57)【要約】 板状材料を均一な厚みに切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工を行なう表面加工方法であって、定盤上に板状材料を載置し、該板状材料の平面方向の座標軸をＸ、Ｙ、高さ方向の座標軸をＺとし、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点にからなる板厚中心面Ｓとの距離（高さ）Ｚm,nとして測定のＺ方向の原点を含むＸＹ平面を仮想すると共に、任意のＸＹ平面位置における前記原点からの板状材料の板厚中心面のＺ方向の距離（高さ）を測定し、これによって得られた高さデータの最大値と最小値の差が最小になるように板状材料を傾斜させて切削することを特徴とする板状材料の表面加工方法。２〜３次元的に変形および、または板厚のばらつきを有する板状材料から、平坦かつ均一な厚みの板状材料を得ようとするものであり、最も加工代が少なく、平坦かつ均一な厚みの板状材料を得るための、切削加工、研削加工、放電加工などによる表面加工の際の、板状材料の加工面の決定方法及びそのための装置を提供する。
2007105417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定方法であって、
測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、
XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成し、
その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点からなる板厚中心面との距離（高さ）Zm,nとし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存し、
全座標点についてZm,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差H(0.0,0.0)とし、
次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、
その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板厚中心面までの距離（高さ）(Zm,n)B,Cを計算し、該(Zm,n)B,Cの最大値と最小値を捜し出してその差H(B,C)を計算するとともに、
これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返し、全てのB及びCの組合せで計算したH(B,C)の最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面の決定方法。
【請求項２】
板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定方法であって、
測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、
XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成し、
その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）をそれぞれS1m,n、S2m,nとし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存し、
全座標点についてS1m,nおよびS2m,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差をそれぞれH1(0.0,0.0)、H2(0.0,0.0)とし、
次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、
その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板状材料の上の表面と下の表面それぞれまでの距離（高さ）(S1m,n)B,C、(S2m,n)B,Cを計算し、該(S1m,n)B,Cおよび(S2m,n)B,Cそれぞれの最大値と最小値を捜し出してその差H1(B,C)およびH2(B,C)を計算するとともに、
これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返し、全てのB及びCの組合せで計算したH1(B,C)およびH2(B,C)の合計が最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面の決定方法。
【請求項３】
板状材料の上の表面より上のZ=hに位置する定盤と平行な仮想平面ABCDと板状材料の上の表面との距離（高さ）S1m,nと、板状材料の下の表面より下のZ=lに位置する定盤と平行な仮想平面ABCD’と板状材料の下の表面との距離（高さ）S2m,nとを測定し、Tm,n＝h-l-S1m,n-S2m,nから計算される板状材料の厚みTm,nを得ることを特徴とする請求項１又は２記載の板状材料の加工面の決定方法。
【請求項４】
上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、請求項１〜３のいずれかで決定された最少加工代と平行な仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Zm,nから当該座標点での板状材料の厚みTm,nの1/2を差し引いた値(Zm,n-1/2Ｔm,n)が最も小さい値(Zm,n-1/2Ｔm,n)minとなる座標点に対応する板状材料の仮想平面ABCDに対向する面上の点を、定盤へ接する点としてセットすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法。
【請求項５】
上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、板状材料の仮想平面ABCDに対向する面の四隅の距離（高さ）の測定値から、仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Zm,nから当該座標点での板状材料の厚みTm,nの1/2を差し引いた値(Zm,n-1/2Tm,n)が最も小さい値(Zm,n-1/2Tm,n)minを減算した値を、加工機械に板状材料を載せる際に四隅に入れるスペーサの厚さとすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法。
【請求項６】
板状材料の座標軸Ｘ方向及びＹ方向、いずれも20mm以下の間隔の位置でＺ方向の距離（高さ）を測定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法。
【請求項７】
板状材料との距離（高さ）をレーザー式距離センサー又は接触式距離センサーで測定することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法。
【請求項８】
上記データに基づいて、板状材料の加工面を定盤に対し所定の位置にするために、NC制御可能な加工機械の2軸傾転式加工テーブルの傾きを調整することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の方法によって板状材料の加工面を決定し、これに基づいて、板状材料から均一な厚みの板を切り出すために切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工を行なうことを特徴とする加工方法。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の方法によって板状材料の加工面を決定し、これに基づいて、板状材料の片面を平面研削し、その後さらにこれを反転させて定盤に載せ、裏面を加工することを特徴とする加工方法。
【請求項１１】
板状材料を、測定装置を兼ねる加工機械の定盤に接着または電磁吸着等により固定し、請求項１〜８の方法で測定を行って最適傾斜条件を決定後、材料を反転することなく、加工機械の定盤の２軸傾斜機構を使用し定盤を最適傾斜条件で得られた平面に平行に傾斜させ、その状態で加工する加工方法。
【請求項１２】
板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定するための装置であって、
測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、
XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成するためのシステム、
その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点にからなる板厚中心面との距離（高さ）Zm,nとし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存するための同システム、
全座標点についてZm,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差Ｈ(0.0,0.0)とするための同システム、
次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、
その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板厚中心面までの距離（高さ）(Zm,n)B,Cを計算し、該(Zm,n)B,Cの最大値と最小値を捜し出してその差H(B,C)を計算するとともに、
これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返す同システムを備え、
全てのB及びCの組合せで計算したH(B,C)の最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１３】
板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定するための装置であって、
測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、
XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成するためのシステム、
その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）をそれぞれS1m,n、S2m,nとし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存するための同システム、
全座標点についてS1m,nおよびS2m,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差をそれぞれH1(0.0,0.0)、H2(0.0,0.0)とするための同システム、
次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、
その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板状材料の上の表面と下の表面それぞれまでの距離（高さ）(S1m,n)B,C、(S2m,n)B,Cを計算し、該(S1m,n)B,Cおよび(S2m,n)B,Cそれぞれの最大値と最小値を捜し出してその差H1(B,C)およびH2(B,C)を計算するとともに、
これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返す同システムを備え、
全てのB及びCの組合せで計算したH1(B,C)およびH2(B,C)の合計が最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１４】
板状材料の上の表面より上のZ=hに位置する定盤と平行な仮想平面ABCDと板状材料の上の表面との距離（高さ）S1m,nと、板状材料の下の表面より下のZ=lに位置する定盤と平行な仮想平面ABCD’と板状材料の下の表面との距離（高さ）S2m,nとを測定し、Tm,n＝h-l-S1m,n-S2m,nから計算される板状材料の厚みTm,nを得ることを特徴とする請求項１２又は１３記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１５】
上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、請求項１２〜１４のいずれかで決定された最少加工代と平行な仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Ｚm,nから当該座標点での板状材料の厚みＴm,nの1/2を差し引いた値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)が最も小さい値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)minとなる座標点に対応する板状材料の仮想平面ABCDに対向する面上の点を、定盤へ接する点としてセットすることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１６】
上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、板状材料の仮想平面ABCDに対向する面の四隅の距離（高さ）の測定値から、仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Ｚm,nから当該座標点での板状材料の厚みＴm,nの1/2を差し引いた値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)が最も小さい値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)minを減算した値を、加工機械に板状材料を載せる際に四隅に入れるスペーサの厚さとすることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１７】
板状材料から均一な厚みの板を切り出すための切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工装置を備えていることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１８】
板状材料の片面を平面研削した後、さらに反転させて定盤に載せ、裏面を加工する装置を備えていることを特徴とする請求項１２〜１７のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１９】
板状材料の座標軸Ｘ方向及びＹ方向、いずれも20mm以下の間隔の位置でＺ方向の距離（高さ）を測定する装置を備えていることを特徴とする請求項１２〜１８のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項２０】
板状材料との距離（高さ）をレーザー式距離センサー又は接触式距離センサーで測定する装置を備えていることを特徴とする請求項１２〜１９のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項２１】
上記データに基づいて、板状材料の加工面を定盤に対し所定の位置にするために、NC制御可能な加工機械の２軸傾転式加工テーブルの傾きを調整する装置を備えていることを特徴とする請求項１２〜２０のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項２２】
請求項１２〜２１に記載した装置を備えていることを特徴とする平面研削盤、フライス盤、放電加工機等の平面加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状材料から、平坦かつ均一な厚みの板を得るための表面加工における板状材料の加工面の決定方法、加工方法及び加工面を決定する装置並びに平面加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタリングターゲット等のセラミックス製焼結板や圧延又は鍛造した金属板は、製造工程中に熱的又は加工による歪みを受けて変形を伴うことが殆どである。さらに場合によっては場所によって板厚のばらつきが生じることがある。このように３次元的な変形を伴った板状材料から平坦かつ均一な厚みの板を得るためには、切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工が行なわれている。
従来、このような変形を有する材料は、作業者がそのまま加工機にセットして上記の加工を行なうか、又は作業者が個々の板状材料の変形を事前にストレートエッヂ等で概略測定し、加工機にそれをセットする段階でスペーサを入れ平坦性を出していた。しかし、このような場合、作業者が勘にたよって行なわれているのが現状である。【０００３】
作業者が勘にたよって、例えば研削加工する場合には、たとえ熟練したものでも平面を出すために、必要以上に研削をする必要がある。そうしなければ、平坦性や均一厚さの精度を維持できないからである。したがって、材料自体の加工代を大きめに設定する必要があり、これが歩留まり低下の原因となっていた。また、当然ながら加工機械の稼動時間の増加につながっていた。【０００４】
従来の技術としては、反りを含む板状ワークそれぞれの有する厚みを精密に測定することができる装置（例えば、特許文献１参照）、反りを有する測定装置であり、測定基準部、測定部、電気信号に変換する変位測定器、反り量表示部、制御部からなる基板の反り測定装置（例えば、特許文献２参照）、セラミックス材料粉末を加圧して成形し、その表面に光線を照射し、反射光を受けて表面状態を測定するセラミックス製品の製造方法（例えば、特許文献３参照）、階段状部を設けた寸法測定セラミックスゲージ（例えば、特許文献４参照）、平坦度を測定する下向き測定器、プレート支持ピン、上下動アクチュエーター、圧力調整部からなるプレート平坦度測定装置（例えば、特許文献５参照）、赤外線サーモグラフィーによってセラミックス基板の形状不整を測定する方法（例えば、特許文献６参照）がある。
しかし、これらは平坦性測定、変位測定あるいは形状不整を測定するための方法又は装置であって、切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工等の表面加工を行なう際の、歩留まり向上を狙うという発想は存在しない。
【特許文献１】特開平６−６６５４９号公報
【特許文献２】特公昭５９−３６２０２号公報
【特許文献３】特開昭６３−１７３６０７号公報
【特許文献４】特開平７−１２８００２号公報
【特許文献５】特許第３４１８８１９号公報
【特許文献６】特許第３１８３９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、スパッタリングターゲット等のセラミックス製焼結板や圧延又は鍛造した金属板は、製造工程中に熱的又は加工による歪みを受けて多くは２〜３次元的変形および、または板厚のばらつきを伴うが、このように２〜３次元的に変形および、または板厚のばらつきを有する板状材料から、平坦かつ均一な厚みの板状材料を得ようとするものであり、最も加工代が少なく、平坦かつ均一な厚みの板状材料を得るための、切削加工、研削加工、放電加工などによる表面加工の際の、板状材料の加工面の決定方法及びそのための装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、板状材料の上下の表面それぞれの規準平面からの距離（高さ）を測定して得られたデータに基づき、第一の方法として、厚み方向の中心点からなる面を求め、この中心点からなる面までの規準平面からの距離（高さ）を、該板状材料と規準平面との相対的な位置関係（傾き）を一定範囲で変えて測定し、得られた高さデータの最大値と最小値との差が最小になるように板状材料の傾きを調整して表面加工することにより、歩留り良く、平坦かつ均一な厚みの板状材料を得るができるとの知見を得た。【０００７】
本発明は、この知見に基づき、
１）板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定方法であって、
測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成し、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点にからなる板厚中心面との距離（高さ）Ｚm,nとし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存し、全座標点についてＺm,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差Ｈ(0.0,0.0)とし、次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板厚中心面までの距離（高さ）(Ｚm,n)B,Cを計算し、該(Ｚm,n)B,Cの最大値と最小値を捜し出してその差Ｈ(B,C)を計算するとともに、これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返し、全てのB及びCの組合せで計算したＨ(B,C)の最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面の決定方法、を提供する。以上は、本願発明の中心的な発明の１つである。【０００８】
また、本願発明は、第二の方法として、
２）板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定方法であって、
測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成し、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）をそれぞれＳ１m,n、Ｓ２m,nとし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存し、全座標点についてＳ１m,nおよびＳ２m,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差をそれぞれＨ１(0.0,0.0)、Ｈ２(0.0,0.0)とし、次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板状材料の上の表面と下の表面それぞれまでの距離（高さ）(Ｓ１m,n)B,C、(Ｓ２m,n)B,Cを計算し、該(Ｓ１m,n)B,Cおよび(Ｓ２m,n)B,Cそれぞれの最大値と最小値を捜し出してその差Ｈ１(B,C)およびＨ２(B,C)を計算するとともに、これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返し、全てのB及びCの組合せで計算したＨ１(B,C)およびＨ２(B,C)の合計が最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面の決定方法、を提供する。以上は、本願発明の中心的な発明の１つである。【０００９】
また、本願発明は、
３）板状材料の上の表面より上のZ=hに位置する定盤と平行な仮想平面ABCDと板状材料の上の表面との距離（高さ）S1m,nと、板状材料の下の表面より下のZ=lに位置する定盤と平行な仮想平面ABCD’と板状材料の下の表面との距離（高さ）S2m,nとを測定し、Tm,n＝h-l-S1m,n-S2m,nから計算される板状材料の厚みTm,nを得ることを特徴とする上記１または２のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法を提供する。これは、上記１）または２）の発明において、板状材料の厚みTm,nを得るための好適かつ具体的な計算方法を示すものである。しかし、他の計算方法の使用を妨げるものではない。【００１０】
また、本願発明は、
４）上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、上記１）〜３）のいずれかで決定された最少加工代と平行な仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Ｚm,nから当該座標点での板状材料の厚みＴm,nの1/2を差し引いた値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)が最も小さい値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)minとなる座標点に対応する板状材料の仮想平面ABCDに対向する面上の点を、定盤へ接する点としてセットすることを特徴とする上記１）〜３）のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法を提供する。
これは、上記１）〜３）の発明において、板状材料を反転させ、加工機械の定盤に載せセットするための好適かつ具体的な条件を示すものである。この定盤へのセットは、最終加工面を決める際の基準となるものであるが、他の条件の使用を妨げるものではない。
５）上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、板状材料の仮想平面ABCDに対向する面の四隅の距離（高さ）の測定値から、仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Ｚm,nから当該座標点での板状材料の厚みＴm,nの1/2を差し引いた値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)が最も小さい値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)minを減算した値を、加工機械に板状材料を載せる際に四隅に入れるスペーサの厚さとすることを特徴とする上記１）〜４）のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法、を提供する。
これは、上記１）〜４）の発明において、加工機械にスペーサをセットするための好適かつ具体的な計算方法を示すものである。このスペーサは板状材料の加工代を決定する重要な役割を担う。しかし、他の計算方法の使用を妨げるものではない。【００１１】
また、本願発明は、
６）板状材料の座標軸Ｘ方向及びＹ方向、いずれも20mm以下の間隔の位置でＺ方向の距離（高さ）を測定することを特徴とする上記１）〜５）のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法、
７）板状材料との距離（高さ）をレーザー式距離センサー又は接触式距離センサーで測定することを特徴とする上記１）〜６）のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法、
８）上記データに基づいて、板状材料の加工面を定盤に対し所定の位置にするために、NC制御可能な加工機械の2軸傾転式加工テーブルの傾きを調整することを特徴とする上記１）〜７）のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法を、提供する。  これらの条件は、好適な付帯的条件を示すものである。【００１２】
また、本願発明は、
９）上記１）〜８）のいずれかに記載の方法によって板状材料の加工面を決定し、これに基づいて、板状材料から均一な厚みの板を切り出すために切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工を行なうことを特徴とする加工方法、
１０）上記１）〜８）のいずれかに記載の方法によって板状材料の加工面を決定し、これに基づいて、板状材料の片面を平面研削し、その後さらにこれを反転させて定盤に載せ、裏面を加工することを特徴とする加工方法、
１１）板状材料を測定装置を兼ねる加工機械の定盤に接着または電磁吸着等により固定し、上記１）〜７）の方法で測定を行って最適傾斜条件を決定後、材料を反転することなく、加工機械の定盤の２軸傾斜機構を使用し定盤を最適傾斜条件で得られた平面に平行に傾斜させ、その状態で加工する加工方法。
を提供する。これらの条件は、好適な付帯的条件を示すものである。【００１３】
また、本発明は、
１２）板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定するための装置であって、測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成するためのシステム、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点にからなる板厚中心面との距離（高さ）Ｚm,nとし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存するための同システム、全座標点についてZm,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差Ｈ(0.0,0.0)とするための同システム、次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板厚中心面までの距離（高さ）(Ｚm,n)B,Cを計算し、該(Ｚm,n)B,Cの最大値と最小値を捜し出してその差Ｈ(B,C)を計算するとともに、これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返す同システムを備え、全てのB及びCの組合せで計算したＨ(B,C)の最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面を決定する装置、を提供する。以上は、本願発明の中心的な発明の１つである。【００１４】
また、本発明は、
１３）板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定するための装置であって、測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成するためのシステム、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）をそれぞれＳ１m,n、Ｓ２m,nとし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存するための同システム、全座標点についてＳ１m,nおよびＳ２m,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差をそれぞれＨ１(0.0,0.0)、Ｈ２(0.0,0.0)とするための同システム、次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板状材料の上の表面と下の表面それぞれまでの距離（高さ）(Ｓ１m,n)B,C、(Ｓ２m,n)B,Cを計算し、該(Ｓ１m,n)B,Cおよび(Ｓ２m,n)B,Cそれぞれの最大値と最小値を捜し出してその差Ｈ１(B,C)およびＨ２(B,C)を計算するとともに、これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返す同システムを備え、全てのB及びCの組合せで計算したＨ１(B,C)およびＨ２(B,C)の合計が最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面を決定する装置、を提供する。以上は、本願発明の中心的な発明の１つである。【００１５】
また、本発明は、
１４）板状材料の上の表面より上のZ=hに位置する定盤と平行な仮想平面ABCDと板状材料の上の表面との距離（高さ）S1m,nと、板状材料の下の表面より下のZ=lに位置する定盤と平行な仮想平面ABCD’と板状材料の下の表面との距離（高さ）S2m,nとを測定し、Tm,n＝h-l-S1m,n-S2m,nから計算される板状材料の厚みTm,nを得ることを特徴とする上記１２または１３のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置を、提供する。これは、上記１２）または１３）の発明において、板状材料の厚みTm,nを得るための好適かつ具体的な計算システムを示すものである。【００１６】
また、本発明は、
１５）上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、上記１２〜１４で決定された最少加工代と平行な仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Ｚm,nから当該座標点での板状材料の厚みＴm,nの1/2を差し引いた値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)が最も小さい値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)minとなる座標点に対応する板状材料の仮想平面ABCDに対向する面上の点を、定盤へ接する点としてセットすることを特徴とする上記１２）〜１４）記載の板状材料の加工面を決定する装置、を提供する。この定盤へのセットは、最終加工面を決める際の基準となるものであるが、他の条件の使用を妨げるものではない。【００１７】
また、本発明は、
１６）上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、板状材料の仮想平面ABCDに対向する面の四隅の距離（高さ）の測定値から、仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Ｚm,nから当該座標点での板状材料の厚みＴm,nの1/2を差し引いた値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)が最も小さい値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)minを減算した値を、加工機械に板状材料を載せる際に四隅に入れるスペーサの厚さとすることを特徴とする上記１２）〜１５）のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置、を提供する。このスペーサは板状材料の加工代を決定する重要な役割を担うシステムであるが、他のシステムの使用を妨げるものではない。【００１８】
また、本発明は、
１７）板状材料から均一な厚みの板を切り出すための切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工装置を備えていることを特徴とする上記１２）〜１６）のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定するための装置、
１８）板状材料の片面を平面研削した後、さらに反転させて定盤に載せ、裏面を加工する装置を備えていることを特徴とする上記１２）〜１７）のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置、
１９）板状材料の座標軸Ｘ方向及びＹ方向、いずれも20mm以下の間隔の位置でＺ方向の距離（高さ）を測定する装置を備えていることを特徴とする上記１２）〜１８）のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置、を提供する。これらの条件は、好適な付帯的条件を示すものである。【００１９】
また、本発明は、
２０）板状材料との距離（高さ）をレーザー式距離センサー又は接触式距離センサーで測定する装置を備えていることを特徴とする上記１２）〜１９）のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置、
２１）上記データに基づいて、板状材料の加工面を定盤に対し所定の位置にするために、NC制御可能な加工機械の２軸傾転式加工テーブルの傾きを調整する装置を備えていることを特徴とする上記１２）〜２０）のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置、
２２）上記１２）〜２１）に記載した装置を備えていることを特徴とする平面研削盤、フライス盤、放電加工機等の平面加工装置、を提供する。これらの条件は、好適な付帯的条件を示すものである。
【発明の効果】
【００２０】
上記に示す通り、本発明は、２、３次元の複雑な変形を有する板状材料から、最少の加工代で製品を切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工による表面加工によって、平坦で均一厚みの板状材料を得ることができるという優れた効果を有する。すなわち、より具体的には、決められた厚みの製品を製造する場合、材料の加工前厚みに持たせる余裕を小さくすることが可能で、従来の方法よりも機械加工代を小さく設定することができ、歩留まり向上と加工時間の短縮が可能となる。
また、変形のある材料から、厚み指定のない材料を機械加工により製造する場合、従来技術製品の厚さを厚くすることができる。さらに、加工機械のテーブルに材料をセットする際の試行錯誤が不要となり、熟練者でなくとも容易に最少加工代で加工が可能である。以上の通り、本発明は著しい効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】測定装置のセンサーの位置を高さ方向の原点とし、材料Ｓの任意の平面位置（Xm,Yn）までの高さ（Zm,n）を測定する場合の、説明図である。
【図２】材料Ｓと同じ大きさの平面（ABCD）をコンピュータ内に仮想的に構成し、平面ABCDの端Aを固定し、端Cのみを所定の高さに移動した場合の、説明図である。
【図３】材料Ｓと同じ大きさの平面（ABCD）をコンピュータ内に仮想的に構成し、平面ABCDの端Aを固定し、端B,Cを所定の高さに移動した場合の説明図である。
【図４】仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点からなる板厚中心面との距離（高さ）又は仮想平面ABCD若しくは仮想平面ABCD’との座標(Xm,Yn) 若しくは座標(X’m,Y’n)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）の測定により、最小加工面と決定する加工面決定システムの説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明を、必要に応じ図面を参照して具体的に説明する。但し、以下の説明はあくまで、本発明が理解し易いように説明するための一例を示すもので、本発明はこれらに制限されるものではない。すなわち、本発明の技術思想に立脚する変形、他の構造又は構成は、当然本発明に含まれるものである。
仮想平面から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点からなる板厚中心面との距離（高さ）を測定するか又は仮想平面から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）を測定するかの相異はあるが、他の操作は実質的に同様である。したがって、図１〜図４に従って、これを説明する。【００２３】
セラミックスの焼結板や圧延又は鍛造した金属板のように、２、３次元の複雑な変形を有する板状材料を、がたつきがないように一定の平坦度を有し、所定のピッチを持った格子状の定盤の上に置く。材料の平面方向の座標軸をX，Yとし、板状材料上面方向の高さ方向の座標軸をZ、下面方向の座標軸をZ’と置く。
定盤上下には、定盤から一定の高さを保ち、定盤のXY方向に平行に移動が可能なレーザー距離測定装置等の測定装置を設置する。このセンサーのZ軸、Z’軸原点が動く定盤に平行な面を平面P、P’とする。
図１に示すように、この測定装置のセンサーの位置を高さ方向の原点とし、材料の任意の平面位置（X,Y）までの高さ（S1）,(S2)を測定する。測定のX、Y座標点は製品の変形の状況により変更する必要があるが、例えばX方向、Y方向とも20mmピッチとする。【００２４】
板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面決定するに際して、例えばまず図４に示すように、測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置する。
そして、XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成し、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点からなる板厚中心面との距離（高さ）Zm,nとする。
座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存する。
そして、全座標点についてZm,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差H(0.0,0.0)とする。【００２５】
次に、Z軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板厚中心面までの距離（高さ）(Zm,n)B,Cを計算し、該(Zm,n)B,Cの最大値と最小値を捜し出してその差H(B,C)を計算する。
これを、予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返し、全てのB及びCの組合せで計算したH(B,C)の最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定するものである。【００２６】
また、板状材料から厚みの均一な板を切り出すために、次の手法を行うことができる。すなわち、図４に示すように、測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置する。
次に、XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成し、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）をそれぞれS1m,n、S2m,nとし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存する。
全座標点についてS1m,nおよびS2m,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差をそれぞれH1(0.0,0.0)、H2(0.0,0.0)とする。【００２７】
次に、Z軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板状材料の上の表面と下の表面それぞれまでの距離（高さ）(S1m,n)B,C、(S2m,n)B,Cを計算し、該(S1m,n)B,Cおよび(S2m,n)B,Cそれぞれの最大値と最小値を捜し出してその差H1(B,C)およびH2(B,C)を計算する。
これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返し、全てのB及びCの組合せで計算したH1(B,C)およびH2(B,C)の合計が最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定するものである。【００２８】
高さ測定方法は、レーザー式距離センサー、接触式距離センサー等適当な方法を用いることができる。なお、ここで言う高さ（Z座標）は、測定装置のセンサーが移動する平面Pの座標（X,Y）からの垂線が材料S表面に達するまでの距離である。
X,Y座標の位置決め精度とZ座標の測定精度は、材料Sの機械加工代の削減要求度によって決定する。例えば貴金属のように高価な材料では、本装置の測定精度を上げることで、材料から製品板を削り出す際の歩留まり向上を図ることが有効であるが、鉄鋼のような安価な材料では精度は低くて良い。
また、セラミックスのように加工時間が掛かる場合は、本装置の精度を上げて加工代を削減し、加工時間を短縮することが有効であるが、切削性のよい金属材料のように加工時間が問題となら無い場合には測定精度が低くてもよい。【００２９】
材料の大きさに応じ、（X0,Y0）〜（Xｘ,Yｙ：最終の座標）までの高さ（Z0、0〜Zx、y）を全て測定する。全測定結果を表形式などデータ整理しやすい形でコンピュータの記録装置に一旦保存することができる。
まず、測定装置のZ方向の原点、即ち高さHの平面Sを仮想する。各測定点の高さはこの仮想面からの高さと言うことができる。
高さデータの最大値（Zmax）と最小値(Zmin)の差が、現在の加工代である。なぜなら、現在の状態で材料Ｓを加工機のテーブルにセットすると、加工機の刀具は高さの最少点(Zmin)から接し始め、加工の進行と共に最高点(Zmax)に達したところで、材料Ｓが平面となるからである。
従って、材料を最も少ない加工代で加工できるようにするためには、高さ(Zmin)と（Zmax）の差の絶対値が最少になるように、材料Ｓを傾ければよいと言うことになる。【００３０】
しかし、材料にはもともと変形があるため、これを傾けたときの高さの変化を計算することはやや煩雑である。そこで、材料Ｓを傾ける代わりに、平面Ｐを傾け高さを再計算させることができる。
コンピュータで平面Ｐを傾ける方法には色々あるが、実際に則し、かつ計算が容易で計算結果を直接スペーサの厚さに反映することができるので、次の方法を採用した。平面Ｐ上にあり、材料Ｓと同じ大きさの平面（ABCD）をコンピュータ内に仮想的に構成する。このとき、平面ABCD内の座標（Xm,Yn）から、材料の座標(Xm,Yｎ)までの高さ(Zm,n)は、最初に測定した高さである。【００３１】
平面ABCDの座標(m,n)の高さを（Zm,n）／0.0,0.0と表現する。0.0,0.0は測定値に何も操作を加えていないこと、即ち平面（ABCD）が傾いていないことを示す。 
測定した全座標点についてZ（m,n）0.0,0.0の最大値（Zm,n）0.0,0.0maxと最小値(Zm,n)0.0,0.0minを捜し出し、その差H0.0,0.0を次式のようにして計算する。
H0.0,0.0=（Zm,n）0.0,0.0max−(Zm,n)0.0,0.0 min。
次に、図２及び図３に示すように、平面ABCDの端Aを固定し、端B,Cを所定の高さ（例えば0.1mmピッチ）でZ軸方法に所定の範囲で、順次上下（例えば±3.0mm）する。図２は、平面ABCDの端Aを固定し、端Cのみを所定の高さに移動した場合、図３は、平面ABCDの端Aを固定し、端B,Cを所定の高さに移動した場合である。
端Dは、ABCが決まると自動的に決定される。例えば、まずBを-3.0mm、Cを-3.0mmとした場合の、平面ABCDの各座標から、材料の対応する座標点までの距離を計算し、新しい高さ（Zm,n）-3.0,-3.0とする。-3.0,-3.0は、B点が原点より３.0ｍｍ下がり、C点も原点より3．0mm下がっていることを表す。【００３２】
この操作を全測定点について実施し、Z（m,n）-3.0,-3.0の最大値（Zm,n）-3.0,-3.0maxと最小値(Zm,n) -3.0,-3.0 minを捜しだし、その差H-3.0,-3.0を次式に基づいて計算する。H（-3.0,-3.0）=（Zm,n）-3.0,-3.0max−(Zm,n) -3.0,-3.0min。
次に、Cを-2.9mmとして、同じ操作を繰り返し、H(-3.0,-2.9)を求める。同様にCを0.1mmずつ増やし、対応するH(-3.0,C)（C＝-2.9、H-2.8、H-2.7・・・・・・H0・・・・H+3.0）を全て求める。
この操作が終了したら、Bを-2.9とし、Cを-3.0〜+3.0まで増やしながら同じ操作を繰り返し、H(-2.9,C)を全て求める。さらに、Bを-2.8,-2.7,-2.6・・・・0・・・・+3.0とし、それらに対応するH(B,C)を全て求める。この例では、Bが６０通り、Cが６０通りなので、H(B,C)は、60×60＝3，600通りある。【００３３】
この3，600通りの、Hの中で最も小さい値を示すH(B,C）即ちH(B,C)minの組合せが、この材料に対する最少加工代の平面と平行な平面となる。
なお、平面ABCDから材料表面までの距離は、平面の傾斜により座標がずれるため、正確を期すためには角度分の補正が必要であるが、材料の長さに対し、傾斜量が小さいので実行面では無視してもかまわない。
次に、このH(B,C)minの中の測定点中で、平面ABCDから材料までの高さZが最も小さい値の測定点、Zmin／H(B,C)minを探しだす。実際に加工する場合は、材料を上下反転して加工機械の定盤にセットするので、この点が定盤に接する唯一の点である。但し、Zmin／H(B,C)minとなる点が複数有る場合は、全ての点が定盤に接することになる。【００３４】
次に、材料の四隅の測定点のH(B,C)minにおける高さZ(X0,Yo)，Z(Xx,Y0)，Z(X0.Yy)，Z(Xx,Yy)から、Zmin／H(B,C)minを減算する。これによって得られた値が、材料を加工機械にセットする際に、四隅の下に入れるスペーサの厚さになる。
実際には、センサーが上部にあることから、材料を加工機械に載せる場合に上下が反転する。その際、材料の厚みが場所によってばらついていると、上述の方法で決められたスペーサの高さが、必ずしも最適表面を実現できるとは言えないが、本例のごとく材料の厚さのばらつきが無視しうるほど小さい場合には、補正は不要である。
材料の厚さばらつきが問題になるような場合には、あらかじめ４隅の厚さを測定しておき、その平均値Ave.（X0Y0,XZY0,X0YZ,XZYZ）を計算し、この平均値と各隅の厚みの差をスペーサ高さに加減することにより、実用上の最適表面を簡易的に決定することができる。【００３５】
平面研削盤、正面フライス盤等の平面加工機のテーブルに、材料を測定時と表裏反転し、かつスペーサを所定の四隅の下に敷いた状態で固定する。この状態で、加工を行えば、最も加工代が少ない状態で削り残しのない平面を得ることが可能である。    
さらに、加工機にXY２軸が可動で、可動による平面の傾斜を設定できる装置を設け、この装置で計算した最適表面をXY平面でZ軸方向に対称にした表面を実現する傾斜を設けることにより、スペーサ無しで最適表面を実現することが可能である。但し、この場合、４隅にはがたつきを防止するために、平面ABCDが水平であるとき、即ち最初の測定時の状態での材料の４隅の高さの差を補正するためのスペーサを入れることが望ましい。
このスペーサの高さは、最初の測定時の平面ABCDから材料の四隅の測定点までの高さから、最も高さの小さい場所の測定点の高さを減算した値に等しい。【００３６】
コンピュータで測定のZ方向の原点を含む面を仮想すると共に、高さデータの最大値Zｍａｘと最小値Zｍｉｎとの差異の絶対値を求める。
仮想平面の高さは、以下の式により算出することができる。但し、焼結体を傾けることによるX、Y方向への位置ずれは、ワークの大きさから無視できるものとし、仮想平面の格子点は、Z座標軸は下記により求める。
Z＝Z１／（ｎ−１）＊ｉ＋Z２／（ｍ−１）＊ｊ
但し、ｎはX方向測定点数、ｍはY方向測定点数、ｉ、ｊは、それぞれ０点からの測定順番を示す。【００３７】
以上により、コンピュータ上で板状材料を傾斜させると共に、このデータに基づいて定盤と板状材料との間にスペーサを入れ、板状材料の傾きを調整することができる。また、このデータに基づいて、ＮＣ制御可能な加工機械の２軸傾転式加工テーブルの傾きを調整することが可能である。
このようにして、２、３次元の複雑な変形を有する板状材料から、最少の加工代で製品を切削加工、研削加工、放電加工などの表面加工を行なうことができる。さらに、このようにして、板状材料の片面を平面研削した後、ひっくり返して定盤に載せ、裏面を加工することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の板状材料の表面加工方法は、２、３次元の複雑な変形を有する板状材料から、最少の加工代で製品を切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工による表面加工によって、平坦で均一厚みの板状材料を得ることができる。
すなわち、決められた厚みの製品を製造する場合、材料の加工前厚みに持たせる余裕を小さくすることが可能で、従来の方法よりも機械加工代を小さく設定することができ、歩留まり向上と加工時間の短縮が可能となる。
また、変形のある材料から、厚み指定のない材料を機械加工により製造する場合、従来技術製品の厚さを厚くすることができる。
さらに、加工機械のテーブルに材料をセットする際の試行錯誤が不要となり、熟練者でなくとも容易に最少加工代で加工が可能である。
以上から、切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工による表面加工によって、最少の加工代で、平坦かつ均一厚みの板状材料を得ることができので、比較的高価なスパッタリングターゲット等の製造に好適である。
【図１】
2007105417.tif 000003
【図２】
2007105417.tif 000004
【図３】
2007105417.tif 000005
【図４】
2007105417.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月1日(2008.9.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定方法であって、
測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、
XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成し、
その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点からなる板厚中心面との距離（高さ）Zm,nとし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存し、
全座標点についてZm,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差H(0.0,0.0)とし、
次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、
その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板厚中心面までの距離（高さ）(Zm,n)B,Cを計算し、該(Zm,n)B,Cの最大値と最小値を捜し出してその差H(B,C)を計算するとともに、
これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返し、全てのB及びCの組合せで計算したH(B,C)の最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面の決定方法。
【請求項２】
板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定方法であって、
測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、
XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成し、
その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）をそれぞれS1m,n、S2m,nとし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存し、
全座標点についてS1m,nおよびS2m,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差をそれぞれH1(0.0,0.0)、H2(0.0,0.0)とし、
次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、
その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板状材料の上の表面と下の表面それぞれまでの距離（高さ）(S1m,n)B,C、(S2m,n)B,Cを計算し、該(S1m,n)B,Cおよび(S2m,n)B,Cそれぞれの最大値と最小値を捜し出してその差H1(B,C)およびH2(B,C)を計算するとともに、
これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返し、全てのB及びCの組合せで計算したH1(B,C)およびH2(B,C)の合計が最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面の決定方法。
【請求項３】
板状材料の上の表面より上のZ=hに位置する定盤と平行な仮想平面ABCDと板状材料の上の表面との距離（高さ）S1m,nと、板状材料の下の表面より下のZ=lに位置する定盤と平行な仮想平面ABCD’と板状材料の下の表面との距離（高さ）S2m,nとを測定し、Tm,n＝h-l-S1m,n-S2m,nから計算される板状材料の厚みTm,nを得ることを特徴とする請求項１又は２記載の板状材料の加工面の決定方法。
【請求項４】
上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、請求項１〜３のいずれかで決定された最少加工代と平行な仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Zm,nから当該座標点での板状材料の厚みTm,nの1/2を差し引いた値(Zm,n-1/2Ｔm,n)が最も小さい値(Zm,n-1/2Ｔm,n)minとなる座標点に対応する板状材料の仮想平面ABCDに対向する面上の点を、定盤へ接する点としてセットすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法。
【請求項５】
上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、板状材料の仮想平面ABCDに対向する面の四隅の距離（高さ）の測定値から、仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Zm,nから当該座標点での板状材料の厚みTm,nの1/2を差し引いた値(Zm,n-1/2Tm,n)が最も小さい値(Zm,n-1/2Tm,n)minを減算した値を、加工機械に板状材料を載せる際に四隅に入れるスペーサの厚さとすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法。
【請求項６】
板状材料の座標軸Ｘ方向及びＹ方向、いずれも20mm以下の間隔の位置でＺ方向の距離（高さ）を測定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法。
【請求項７】
板状材料との距離（高さ）をレーザー式距離センサー又は接触式距離センサーで測定することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法。
【請求項８】
上記データに基づいて、板状材料の加工面を定盤に対し所定の位置にするために、NC制御可能な加工機械の2軸傾転式加工テーブルの傾きを調整することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の方法によって板状材料の加工面を決定し、これに基づいて、板状材料から均一な厚みの板を切り出すために切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工を行なうことを特徴とする加工方法。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の方法によって板状材料の加工面を決定し、これに基づいて、板状材料の片面を平面研削し、その後さらにこれを反転させて定盤に載せ、裏面を加工することを特徴とする加工方法。
【請求項１１】
板状材料を、測定装置を兼ねる加工機械の定盤に接着または電磁吸着等により固定し、請求項１〜８の方法で測定を行って最適傾斜条件を決定後、材料を反転することなく、加工機械の定盤の２軸傾斜機構を使用し定盤を最適傾斜条件で得られた平面に平行に傾斜させ、その状態で加工する加工方法。
【請求項１２】
板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定するための装置であって、
測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、
XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成するためのシステム、
その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点にからなる板厚中心面との距離（高さ）Zm,nとし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存するための同システム、
全座標点についてZm,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差Ｈ(0.0,0.0)とするための同システム、
次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、
その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板厚中心面までの距離（高さ）(Zm,n)B,Cを計算し、該(Zm,n)B,Cの最大値と最小値を捜し出してその差H(B,C)を計算するとともに、
これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返す同システムを備え、
全てのB及びCの組合せで計算したH(B,C)の最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１３】
板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定するための装置であって、
測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、
XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成するためのシステム、
その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）をそれぞれS1m,n、S2m,nとし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存するための同システム、
全座標点についてS1m,nおよびS2m,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差をそれぞれH1(0.0,0.0)、H2(0.0,0.0)とするための同システム、
次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、
その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板状材料の上の表面と下の表面それぞれまでの距離（高さ）(S1m,n)B,C、(S2m,n)B,Cを計算し、該(S1m,n)B,Cおよび(S2m,n)B,Cそれぞれの最大値と最小値を捜し出してその差H1(B,C)およびH2(B,C)を計算するとともに、
これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返す同システムを備え、
全てのB及びCの組合せで計算したH1(B,C)およびH2(B,C)の合計が最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１４】
板状材料の上の表面より上のZ=hに位置する定盤と平行な仮想平面ABCDと板状材料の上の表面との距離（高さ）S1m,nと、板状材料の下の表面より下のZ=lに位置する定盤と平行な仮想平面ABCD’と板状材料の下の表面との距離（高さ）S2m,nとを測定し、Tm,n＝h-l-S1m,n-S2m,nから計算される板状材料の厚みTm,nを得ることを特徴とする請求項１２又は１３記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１５】
上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、請求項１２〜１４のいずれかで決定された最少加工代と平行な仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Ｚm,nから当該座標点での板状材料の厚みＴm,nの1/2を差し引いた値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)が最も小さい値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)minとなる座標点に対応する板状材料の仮想平面ABCDに対向する面上の点を、定盤へ接する点としてセットすることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１６】
上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、板状材料の仮想平面ABCDに対向する面の四隅の距離（高さ）の測定値から、仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Ｚm,nから当該座標点での板状材料の厚みＴm,nの1/2を差し引いた値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)が最も小さい値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)minを減算した値を、加工機械に板状材料を載せる際に四隅に入れるスペーサの厚さとすることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１７】
板状材料から均一な厚みの板を切り出すための切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工装置を備えていることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１８】
板状材料の片面を平面研削した後、さらに反転させて定盤に載せ、裏面を加工する装置を備えていることを特徴とする請求項１２〜１７のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１９】
板状材料の座標軸Ｘ方向及びＹ方向、いずれも20mm以下の間隔の位置でＺ方向の距離（高さ）を測定する装置を備えていることを特徴とする請求項１２〜１８のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項２０】
板状材料との距離（高さ）をレーザー式距離センサー又は接触式距離センサーで測定する装置を備えていることを特徴とする請求項１２〜１９のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項２１】
上記データに基づいて、板状材料の加工面を定盤に対し所定の位置にするために、NC制御可能な加工機械の２軸傾転式加工テーブルの傾きを調整する装置を備えていることを特徴とする請求項１２〜２０のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項２２】
請求項１２〜２１に記載した装置を備えていることを特徴とする平面研削盤、フライス盤、放電加工機等の平面加工装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状材料から、平坦かつ均一な厚みの板を得るための表面加工における板状材料の加工面の決定方法、加工方法及び加工面を決定する装置並びに平面加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタリングターゲット等のセラミックス製焼結板や圧延又は鍛造した金属板は、製造工程中に熱的又は加工による歪みを受けて変形を伴うことが殆どである。さらに場合によっては場所によって板厚のばらつきが生じることがある。このように３次元的な変形を伴った板状材料から平坦かつ均一な厚みの板を得るためには、切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工が行なわれている。
従来、このような変形を有する材料は、作業者がそのまま加工機にセットして上記の加工を行なうか、又は作業者が個々の板状材料の変形を事前にストレートエッヂ等で概略測定し、加工機にそれをセットする段階でスペーサを入れ平坦性を出していた。しかし、このような場合、作業者が勘にたよって行なわれているのが現状である。
【０００３】
作業者が勘にたよって、例えば研削加工する場合には、たとえ熟練したものでも平面を出すために、必要以上に研削をする必要がある。そうしなければ、平坦性や均一厚さの精度を維持できないからである。したがって、材料自体の加工代を大きめに設定する必要があり、これが歩留まり低下の原因となっていた。また、当然ながら加工機械の稼動時間の増加につながっていた。
【０００４】
従来の技術としては、反りを含む板状ワークそれぞれの有する厚みを精密に測定することができる装置（例えば、特許文献１参照）、反りを有する測定装置であり、測定基準部、測定部、電気信号に変換する変位測定器、反り量表示部、制御部からなる基板の反り測定装置（例えば、特許文献２参照）、セラミックス材料粉末を加圧して成形し、その表面に光線を照射し、反射光を受けて表面状態を測定するセラミックス製品の製造方法（例えば、特許文献３参照）、階段状部を設けた寸法測定セラミックスゲージ（例えば、特許文献４参照）、平坦度を測定する下向き測定器、プレート支持ピン、上下動アクチュエーター、圧力調整部からなるプレート平坦度測定装置（例えば、特許文献５参照）、赤外線サーモグラフィーによってセラミックス基板の形状不整を測定する方法（例えば、特許文献６参照）がある。
しかし、これらは平坦性測定、変位測定あるいは形状不整を測定するための方法又は装置であって、切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工等の表面加工を行なう際の、歩留まり向上を狙うという発想は存在しない。
【特許文献１】特開平６−６６５４９号公報
【特許文献２】特公昭５９−３６２０２号公報
【特許文献３】特開昭６３−１７３６０７号公報
【特許文献４】特開平７−１２８００２号公報
【特許文献５】特許第３４１８８１９号公報
【特許文献６】特許第３１８３９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、スパッタリングターゲット等のセラミックス製焼結板や圧延又は鍛造した金属板は、製造工程中に熱的又は加工による歪みを受けて多くは２〜３次元的変形および、または板厚のばらつきを伴うが、このように２〜３次元的に変形および、または板厚のばらつきを有する板状材料から、平坦かつ均一な厚みの板状材料を得ようとするものであり、最も加工代が少なく、平坦かつ均一な厚みの板状材料を得るための、切削加工、研削加工、放電加工などによる表面加工の際の、板状材料の加工面の決定方法及びそのための装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、板状材料の上下の表面それぞれの規準平面からの距離（高さ）を測定して得られたデータに基づき、第一の方法として、厚み方向の中心点からなる面を求め、この中心点からなる面までの規準平面からの距離（高さ）を、該板状材料と規準平面との相対的な位置関係（傾き）を一定範囲で変えて測定し、得られた高さデータの最大値と最小値との差が最小になるように板状材料の傾きを調整して表面加工することにより、歩留り良く、平坦かつ均一な厚みの板状材料を得るができるとの知見を得た。
【０００７】
本発明は、この知見に基づき、
１）板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定方法であって、
測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成し、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点にからなる板厚中心面との距離（高さ）Ｚm,nとし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存し、全座標点についてＺm,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差Ｈ(0.0,0.0)とし、次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板厚中心面までの距離（高さ）(Ｚm,n)B,Cを計算し、該(Ｚm,n)B,Cの最大値と最小値を捜し出してその差Ｈ(B,C)を計算するとともに、これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返し、全てのB及びCの組合せで計算したＨ(B,C)の最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面の決定方法、を提供する。以上は、本願発明の中心的な発明の１つである。
【０００８】
また、本願発明は、第二の方法として、
２）板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定方法であって、
測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成し、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）をそれぞれＳ１m,n、Ｓ２m,nとし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存し、全座標点についてＳ１m,nおよびＳ２m,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差をそれぞれＨ１(0.0,0.0)、Ｈ２(0.0,0.0)とし、次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板状材料の上の表面と下の表面それぞれまでの距離（高さ）(Ｓ１m,n)B,C、(Ｓ２m,n)B,Cを計算し、該(Ｓ１m,n)B,Cおよび(Ｓ２m,n)B,Cそれぞれの最大値と最小値を捜し出してその差Ｈ１(B,C)およびＨ２(B,C)を計算するとともに、これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返し、全てのB及びCの組合せで計算したＨ１(B,C)およびＨ２(B,C)の合計が最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面の決定方法、を提供する。以上は、本願発明の中心的な発明の１つである。
【０００９】
また、本願発明は、
３）板状材料の上の表面より上のZ=hに位置する定盤と平行な仮想平面ABCDと板状材料の上の表面との距離（高さ）S1m,nと、板状材料の下の表面より下のZ=lに位置する定盤と平行な仮想平面ABCD’と板状材料の下の表面との距離（高さ）S2m,nとを測定し、Tm,n＝h-l-S1m,n-S2m,nから計算される板状材料の厚みTm,nを得ることを特徴とする上記１または２のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法を提供する。これは、上記１）または２）の発明において、板状材料の厚みTm,nを得るための好適かつ具体的な計算方法を示すものである。しかし、他の計算方法の使用を妨げるものではない。
【００１０】
また、本願発明は、
４）上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、上記１）〜３）のいずれかで決定された最少加工代と平行な仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Ｚm,nから当該座標点での板状材料の厚みＴm,nの1/2を差し引いた値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)が最も小さい値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)minとなる座標点に対応する板状材料の仮想平面ABCDに対向する面上の点を、定盤へ接する点としてセットすることを特徴とする上記１）〜３）のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法を提供する。
これは、上記１）〜３）の発明において、板状材料を反転させ、加工機械の定盤に載せセットするための好適かつ具体的な条件を示すものである。この定盤へのセットは、最終加工面を決める際の基準となるものであるが、他の条件の使用を妨げるものではない。
５）上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、板状材料の仮想平面ABCDに対向する面の四隅の距離（高さ）の測定値から、仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Ｚm,nから当該座標点での板状材料の厚みＴm,nの1/2を差し引いた値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)が最も小さい値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)minを減算した値を、加工機械に板状材料を載せる際に四隅に入れるスペーサの厚さとすることを特徴とする上記１）〜４）のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法、を提供する。
これは、上記１）〜４）の発明において、加工機械にスペーサをセットするための好適かつ具体的な計算方法を示すものである。このスペーサは板状材料の加工代を決定する重要な役割を担う。しかし、他の計算方法の使用を妨げるものではない。
【００１１】
また、本願発明は、
６）板状材料の座標軸Ｘ方向及びＹ方向、いずれも20mm以下の間隔の位置でＺ方向の距離（高さ）を測定することを特徴とする上記１）〜５）のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法、
７）板状材料との距離（高さ）をレーザー式距離センサー又は接触式距離センサーで測定することを特徴とする上記１）〜６）のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法、
８）上記データに基づいて、板状材料の加工面を定盤に対し所定の位置にするために、NC制御可能な加工機械の2軸傾転式加工テーブルの傾きを調整することを特徴とする上記１）〜７）のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法を、提供する。  これらの条件は、好適な付帯的条件を示すものである。
【００１２】
また、本願発明は、
９）上記１）〜８）のいずれかに記載の方法によって板状材料の加工面を決定し、これに基づいて、板状材料から均一な厚みの板を切り出すために切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工を行なうことを特徴とする加工方法、
１０）上記１）〜８）のいずれかに記載の方法によって板状材料の加工面を決定し、これに基づいて、板状材料の片面を平面研削し、その後さらにこれを反転させて定盤に載せ、裏面を加工することを特徴とする加工方法、
１１）板状材料を測定装置を兼ねる加工機械の定盤に接着または電磁吸着等により固定し、上記１）〜７）の方法で測定を行って最適傾斜条件を決定後、材料を反転することなく、加工機械の定盤の２軸傾斜機構を使用し定盤を最適傾斜条件で得られた平面に平行に傾斜させ、その状態で加工する加工方法。
を提供する。これらの条件は、好適な付帯的条件を示すものである。
【００１３】
また、本発明は、
１２）板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定するための装置であって、測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成するためのシステム、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点にからなる板厚中心面との距離（高さ）Ｚm,nとし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存するための同システム、全座標点についてZm,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差Ｈ(0.0,0.0)とするための同システム、次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板厚中心面までの距離（高さ）(Ｚm,n)B,Cを計算し、該(Ｚm,n)B,Cの最大値と最小値を捜し出してその差Ｈ(B,C)を計算するとともに、これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返す同システムを備え、全てのB及びCの組合せで計算したＨ(B,C)の最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面を決定する装置、を提供する。以上は、本願発明の中心的な発明の１つである。
【００１４】
また、本発明は、
１３）板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定するための装置であって、測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成するためのシステム、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）をそれぞれＳ１m,n、Ｓ２m,nとし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存するための同システム、全座標点についてＳ１m,nおよびＳ２m,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差をそれぞれＨ１(0.0,0.0)、Ｈ２(0.0,0.0)とするための同システム、次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板状材料の上の表面と下の表面それぞれまでの距離（高さ）(Ｓ１m,n)B,C、(Ｓ２m,n)B,Cを計算し、該(Ｓ１m,n)B,Cおよび(Ｓ２m,n)B,Cそれぞれの最大値と最小値を捜し出してその差Ｈ１(B,C)およびＨ２(B,C)を計算するとともに、これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返す同システムを備え、全てのB及びCの組合せで計算したＨ１(B,C)およびＨ２(B,C)の合計が最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面を決定する装置、を提供する。以上は、本願発明の中心的な発明の１つである。
【００１５】
また、本発明は、
１４）板状材料の上の表面より上のZ=hに位置する定盤と平行な仮想平面ABCDと板状材料の上の表面との距離（高さ）S1m,nと、板状材料の下の表面より下のZ=lに位置する定盤と平行な仮想平面ABCD’と板状材料の下の表面との距離（高さ）S2m,nとを測定し、Tm,n＝h-l-S1m,n-S2m,nから計算される板状材料の厚みTm,nを得ることを特徴とする上記１２または１３のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置を、提供する。これは、上記１２）または１３）の発明において、板状材料の厚みTm,nを得るための好適かつ具体的な計算システムを示すものである。
【００１６】
また、本発明は、
１５）上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、上記１２〜１４で決定された最少加工代と平行な仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Ｚm,nから当該座標点での板状材料の厚みＴm,nの1/2を差し引いた値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)が最も小さい値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)minとなる座標点に対応する板状材料の仮想平面ABCDに対向する面上の点を、定盤へ接する点としてセットすることを特徴とする上記１２）〜１４）記載の板状材料の加工面を決定する装置、を提供する。この定盤へのセットは、最終加工面を決める際の基準となるものであるが、他の条件の使用を妨げるものではない。
【００１７】
また、本発明は、
１６）上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、板状材料の仮想平面ABCDに対向する面の四隅の距離（高さ）の測定値から、仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Ｚm,nから当該座標点での板状材料の厚みＴm,nの1/2を差し引いた値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)が最も小さい値(Ｚm,n-1/2Ｔm,n)minを減算した値を、加工機械に板状材料を載せる際に四隅に入れるスペーサの厚さとすることを特徴とする上記１２）〜１５）のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置、を提供する。このスペーサは板状材料の加工代を決定する重要な役割を担うシステムであるが、他のシステムの使用を妨げるものではない。
【００１８】
また、本発明は、
１７）板状材料から均一な厚みの板を切り出すための切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工装置を備えていることを特徴とする上記１２）〜１６）のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定するための装置、
１８）板状材料の片面を平面研削した後、さらに反転させて定盤に載せ、裏面を加工する装置を備えていることを特徴とする上記１２）〜１７）のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置、
１９）板状材料の座標軸Ｘ方向及びＹ方向、いずれも20mm以下の間隔の位置でＺ方向の距離（高さ）を測定する装置を備えていることを特徴とする上記１２）〜１８）のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置、を提供する。これらの条件は、好適な付帯的条件を示すものである。
【００１９】
また、本発明は、
２０）板状材料との距離（高さ）をレーザー式距離センサー又は接触式距離センサーで測定する装置を備えていることを特徴とする上記１２）〜１９）のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置、
２１）上記データに基づいて、板状材料の加工面を定盤に対し所定の位置にするために、NC制御可能な加工機械の２軸傾転式加工テーブルの傾きを調整する装置を備えていることを特徴とする上記１２）〜２０）のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置、
２２）上記１２）〜２１）に記載した装置を備えていることを特徴とする平面研削盤、フライス盤、放電加工機等の平面加工装置、を提供する。これらの条件は、好適な付帯的条件を示すものである。
【発明の効果】
【００２０】
上記に示す通り、本発明は、２、３次元の複雑な変形を有する板状材料から、最少の加工代で製品を切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工による表面加工によって、平坦で均一厚みの板状材料を得ることができるという優れた効果を有する。すなわち、より具体的には、決められた厚みの製品を製造する場合、材料の加工前厚みに持たせる余裕を小さくすることが可能で、従来の方法よりも機械加工代を小さく設定することができ、歩留まり向上と加工時間の短縮が可能となる。
また、変形のある材料から、厚み指定のない材料を機械加工により製造する場合、従来技術製品の厚さを厚くすることができる。さらに、加工機械のテーブルに材料をセットする際の試行錯誤が不要となり、熟練者でなくとも容易に最少加工代で加工が可能である。以上の通り、本発明は著しい効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明を、必要に応じ図面を参照して具体的に説明する。但し、以下の説明はあくまで、本発明が理解し易いように説明するための一例を示すもので、本発明はこれらに制限されるものではない。すなわち、本発明の技術思想に立脚する変形、他の構造又は構成は、当然本発明に含まれるものである。
仮想平面から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点からなる板厚中心面との距離（高さ）を測定するか又は仮想平面から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）を測定するかの相異はあるが、他の操作は実質的に同様である。したがって、図１〜図４に従って、これを説明する。
【００２２】
セラミックスの焼結板や圧延又は鍛造した金属板のように、２、３次元の複雑な変形を有する板状材料を、がたつきがないように一定の平坦度を有し、所定のピッチを持った格子状の定盤の上に置く。材料の平面方向の座標軸をX，Yとし、板状材料上面方向の高さ方向の座標軸をZ、下面方向の座標軸をZ’と置く。
【００２３】
定盤上下には、定盤から一定の高さを保ち、定盤のXY方向に平行に移動が可能なレーザー距離測定装置等の測定装置を設置する。このセンサーのZ軸、Z’軸原点が動く定盤に平行な面を平面P、P’とする。
図１に示すように、この測定装置のセンサーの位置を高さ方向の原点とし、材料の任意の平面位置（X,Y）までの高さ（S1）,(S2)を測定する。測定のX、Y座標点は製品の変形の状況により変更する必要があるが、例えばX方向、Y方向とも20mmピッチとする。
【００２４】
板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面決定するに際して、例えばまず図４に示すように、測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置する。
そして、XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成し、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点からなる板厚中心面との距離（高さ）Zm,nとする。
座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存する。
そして、全座標点についてZm,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差H(0.0,0.0)とする。
【００２５】
次に、Z軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板厚中心面までの距離（高さ）(Zm,n)B,Cを計算し、該(Zm,n)B,Cの最大値と最小値を捜し出してその差H(B,C)を計算する。
これを、予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返し、全てのB及びCの組合せで計算したH(B,C)の最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定するものである。
【００２６】
また、板状材料から厚みの均一な板を切り出すために、次の手法を行うことができる。すなわち、図４に示すように、測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置する。
次に、XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成し、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）をそれぞれS1m,n、S2m,nとし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存する。
全座標点についてS1m,nおよびS2m,nの最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差をそれぞれH1(0.0,0.0)、H2(0.0,0.0)とする。
【００２７】
次に、Z軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板状材料の上の表面と下の表面それぞれまでの距離（高さ）(S1m,n)B,C、(S2m,n)B,Cを計算し、該(S1m,n)B,Cおよび(S2m,n)B,Cそれぞれの最大値と最小値を捜し出してその差H1(B,C)およびH2(B,C)を計算する。
これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返し、全てのB及びCの組合せで計算したH1(B,C)およびH2(B,C)の合計が最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定するものである。
【００２８】
高さ測定方法は、レーザー式距離センサー、接触式距離センサー等適当な方法を用いることができる。なお、ここで言う高さ（Z座標）は、測定装置のセンサーが移動する平面Pの座標（X,Y）からの垂線が材料S表面に達するまでの距離である。
X,Y座標の位置決め精度とZ座標の測定精度は、材料Sの機械加工代の削減要求度によって決定する。例えば貴金属のように高価な材料では、本装置の測定精度を上げることで、材料から製品板を削り出す際の歩留まり向上を図ることが有効であるが、鉄鋼のような安価な材料では精度は低くて良い。
また、セラミックスのように加工時間が掛かる場合は、本装置の精度を上げて加工代を削減し、加工時間を短縮することが有効であるが、切削性のよい金属材料のように加工時間が問題となら無い場合には測定精度が低くてもよい。
【００２９】
材料の大きさに応じ、（X0,Y0）〜（Xｘ,Yｙ：最終の座標）までの高さ（Z0、0〜Zx、y）を全て測定する。全測定結果を表形式などデータ整理しやすい形でコンピュータの記録装置に一旦保存することができる。
まず、測定装置のZ方向の原点、即ち高さHの平面Sを仮想する。各測定点の高さはこの仮想面からの高さと言うことができる。
高さデータの最大値（Zmax）と最小値(Zmin)の差が、現在の加工代である。なぜなら、現在の状態で材料Ｓを加工機のテーブルにセットすると、加工機の刀具は高さの最少点(Zmin)から接し始め、加工の進行と共に最高点(Zmax)に達したところで、材料Ｓが平面となるからである。
従って、材料を最も少ない加工代で加工できるようにするためには、高さ(Zmin)と（Zmax）の差の絶対値が最少になるように、材料Ｓを傾ければよいと言うことになる。
【００３０】
しかし、材料にはもともと変形があるため、これを傾けたときの高さの変化を計算することはやや煩雑である。そこで、材料Ｓを傾ける代わりに、平面Ｐを傾け高さを再計算させることができる。
コンピュータで平面Ｐを傾ける方法には色々あるが、実際に則し、かつ計算が容易で計算結果を直接スペーサの厚さに反映することができるので、次の方法を採用した。平面Ｐ上にあり、材料Ｓと同じ大きさの平面（ABCD）をコンピュータ内に仮想的に構成する。このとき、平面ABCD内の座標（Xm,Yn）から、材料の座標(Xm,Yｎ)までの高さ(Zm,n)は、最初に測定した高さである。
【００３１】
平面ABCDの座標(m,n)の高さを（Zm,n）／0.0,0.0と表現する。0.0,0.0は測定値に何も操作を加えていないこと、即ち平面（ABCD）が傾いていないことを示す。 
測定した全座標点についてZ（m,n）0.0,0.0の最大値（Zm,n）0.0,0.0maxと最小値(Zm,n)0.0,0.0minを捜し出し、その差H0.0,0.0を次式のようにして計算する。
H0.0,0.0=（Zm,n）0.0,0.0max−(Zm,n)0.0,0.0 min。
次に、図２及び図３に示すように、平面ABCDの端Aを固定し、端B,Cを所定の高さ（例えば0.1mmピッチ）でZ軸方法に所定の範囲で、順次上下（例えば±3.0mm）する。図２は、平面ABCDの端Aを固定し、端Cのみを所定の高さに移動した場合、図３は、平面ABCDの端Aを固定し、端B,Cを所定の高さに移動した場合である。
端Dは、ABCが決まると自動的に決定される。例えば、まずBを-3.0mm、Cを-3.0mmとした場合の、平面ABCDの各座標から、材料の対応する座標点までの距離を計算し、新しい高さ（Zm,n）-3.0,-3.0とする。-3.0,-3.0は、B点が原点より３.0ｍｍ下がり、C点も原点より3．0mm下がっていることを表す。
【００３２】
この操作を全測定点について実施し、Z（m,n）-3.0,-3.0の最大値（Zm,n）-3.0,-3.0maxと最小値(Zm,n) -3.0,-3.0 minを捜しだし、その差H-3.0,-3.0を次式に基づいて計算する。H（-3.0,-3.0）=（Zm,n）-3.0,-3.0max−(Zm,n) -3.0,-3.0min。
次に、Cを-2.9mmとして、同じ操作を繰り返し、H(-3.0,-2.9)を求める。同様にCを0.1mmずつ増やし、対応するH(-3.0,C)（C＝-2.9、H-2.8、H-2.7・・・・・・H0・・・・H+3.0）を全て求める。
この操作が終了したら、Bを-2.9とし、Cを-3.0〜+3.0まで増やしながら同じ操作を繰り返し、H(-2.9,C)を全て求める。さらに、Bを-2.8,-2.7,-2.6・・・・0・・・・+3.0とし、それらに対応するH(B,C)を全て求める。この例では、Bが６０通り、Cが６０通りなので、H(B,C)は、60×60＝3，600通りある。
【００３３】
この3，600通りの、Hの中で最も小さい値を示すH(B,C）即ちH(B,C)minの組合せが、この材料に対する最少加工代の平面と平行な平面となる。
なお、平面ABCDから材料表面までの距離は、平面の傾斜により座標がずれるため、正確を期すためには角度分の補正が必要であるが、材料の長さに対し、傾斜量が小さいので実行面では無視してもかまわない。
次に、このH(B,C)minの中の測定点中で、平面ABCDから材料までの高さZが最も小さい値の測定点、Zmin／H(B,C)minを探しだす。実際に加工する場合は、材料を上下反転して加工機械の定盤にセットするので、この点が定盤に接する唯一の点である。但し、Zmin／H(B,C)minとなる点が複数有る場合は、全ての点が定盤に接することになる。
【００３４】
次に、材料の四隅の測定点のH(B,C)minにおける高さZ(X0,Yo)，Z(Xx,Y0)，Z(X0.Yy)，Z(Xx,Yy)から、Zmin／H(B,C)minを減算する。これによって得られた値が、材料を加工機械にセットする際に、四隅の下に入れるスペーサの厚さになる。
実際には、センサーが上部にあることから、材料を加工機械に載せる場合に上下が反転する。その際、材料の厚みが場所によってばらついていると、上述の方法で決められたスペーサの高さが、必ずしも最適表面を実現できるとは言えないが、本例のごとく材料の厚さのばらつきが無視しうるほど小さい場合には、補正は不要である。
材料の厚さばらつきが問題になるような場合には、あらかじめ４隅の厚さを測定しておき、その平均値Ave.（X0Y0,XZY0,X0YZ,XZYZ）を計算し、この平均値と各隅の厚みの差をスペーサ高さに加減することにより、実用上の最適表面を簡易的に決定することができる。
【００３５】
平面研削盤、正面フライス盤等の平面加工機のテーブルに、材料を測定時と表裏反転し、かつスペーサを所定の四隅の下に敷いた状態で固定する。この状態で、加工を行えば、最も加工代が少ない状態で削り残しのない平面を得ることが可能である。    
さらに、加工機にXY２軸が可動で、可動による平面の傾斜を設定できる装置を設け、この装置で計算した最適表面をXY平面でZ軸方向に対称にした表面を実現する傾斜を設けることにより、スペーサ無しで最適表面を実現することが可能である。但し、この場合、４隅にはがたつきを防止するために、平面ABCDが水平であるとき、即ち最初の測定時の状態での材料の４隅の高さの差を補正するためのスペーサを入れることが望ましい。
このスペーサの高さは、最初の測定時の平面ABCDから材料の四隅の測定点までの高さから、最も高さの小さい場所の測定点の高さを減算した値に等しい。
【００３６】
コンピュータで測定のZ方向の原点を含む面を仮想すると共に、高さデータの最大値Zｍａｘと最小値Zｍｉｎとの差異の絶対値を求める。
仮想平面の高さは、以下の式により算出することができる。但し、焼結体を傾けることによるX、Y方向への位置ずれは、ワークの大きさから無視できるものとし、仮想平面の格子点は、Z座標軸は下記により求める。
Z＝Z１／（ｎ−１）＊ｉ＋Z２／（ｍ−１）＊ｊ
但し、ｎはX方向測定点数、ｍはY方向測定点数、ｉ、ｊは、それぞれ０点からの測定順番を示す。
【００３７】
以上により、コンピュータ上で板状材料を傾斜させると共に、このデータに基づいて定盤と板状材料との間にスペーサを入れ、板状材料の傾きを調整することができる。また、このデータに基づいて、ＮＣ制御可能な加工機械の２軸傾転式加工テーブルの傾きを調整することが可能である。
このようにして、２、３次元の複雑な変形を有する板状材料から、最少の加工代で製品を切削加工、研削加工、放電加工などの表面加工を行なうことができる。さらに、このようにして、板状材料の片面を平面研削した後、ひっくり返して定盤に載せ、裏面を加工することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の板状材料の表面加工方法は、２、３次元の複雑な変形を有する板状材料から、最少の加工代で製品を切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工による表面加工によって、平坦で均一厚みの板状材料を得ることができる。
すなわち、決められた厚みの製品を製造する場合、材料の加工前厚みに持たせる余裕を小さくすることが可能で、従来の方法よりも機械加工代を小さく設定することができ、歩留まり向上と加工時間の短縮が可能となる。
また、変形のある材料から、厚み指定のない材料を機械加工により製造する場合、従来技術製品の厚さを厚くすることができる。
さらに、加工機械のテーブルに材料をセットする際の試行錯誤が不要となり、熟練者でなくとも容易に最少加工代で加工が可能である。
以上から、切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工による表面加工によって、最少の加工代で、平坦かつ均一厚みの板状材料を得ることができので、比較的高価なスパッタリングターゲット等の製造に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】測定装置のセンサーの位置を高さ方向の原点とし、材料Ｓの任意の平面位置（Xm,Yn）までの高さ（Zm,n）を測定する場合の、説明図である。
【図２】材料Ｓと同じ大きさの平面（ABCD）をコンピュータ内に仮想的に構成し、平面ABCDの端Aを固定し、端Cのみを所定の高さに移動した場合の、説明図である。
【図３】材料Ｓと同じ大きさの平面（ABCD）をコンピュータ内に仮想的に構成し、平面ABCDの端Aを固定し、端B,Cを所定の高さに移動した場合の説明図である。
【図４】仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点からなる板厚中心面との距離（高さ）又は仮想平面ABCD若しくは仮想平面ABCD’との座標(Xm,Yn) 若しくは座標(X’m,Y’n)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）の測定により、最小加工面と決定する加工面決定システムの説明図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007105417.tif 000007
【図２】
2007105417.tif 000008
【図３】
2007105417.tif 000009
【図４】
2007105417.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月2日(2008.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定方法であって、
測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、
XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成し、
その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点からなる板厚中心面との距離（高さ）Z(m,n)とし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存し、
全座標点についてZ(m,n)の最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差H(0.0,0.0)とし、
次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、
その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板厚中心面までの距離（高さ）Z(m,n)B,Cを計算し、該Z(m,n)B,Cの最大値と最小値を捜し出してその差H(B,C)を計算するとともに、
これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返し、全てのB及びCの組合せで計算したH(B,C)の最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面の決定方法。
【請求項２】
板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定方法であって、
測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、
XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成し、
その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）をそれぞれS1(m,n)、S2(m,n)とし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存し、
全座標点についてS1(m,n)およびS2(m,n)の最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差をそれぞれH1(0.0,0.0)、H2(0.0,0.0)とし、
次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、
その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板状材料の上の表面と下の表面それぞれまでの距離（高さ）S1(m,n)B,C、S2(m,n)B,Cを計算し、該S1(m,n)B,CおよびS2(m,n)B,Cそれぞれの最大値と最小値を捜し出してその差H1(B,C)およびH2(B,C)を計算するとともに、
これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返し、全てのB及びCの組合せで計算したH1(B,C)およびH2(B,C)の合計が最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面の決定方法。
【請求項３】
板状材料の上の表面より上のZ=hに位置する定盤と平行な仮想平面ABCDと板状材料の上の表面との距離（高さ）S1(m,n)と、板状材料の下の表面より下のZ=lに位置する定盤と平行な仮想平面ABCD’と板状材料の下の表面との距離（高さ）S2(m,n)とを測定し、T(m,n)＝h-l-S1(m,n)-S2(m,n)から計算される板状材料の厚みT(m,n)を得ることを特徴とする請求項１又は２記載の板状材料の加工面の決定方法。
【請求項４】
上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、請求項１〜３のいずれかで決定された最少加工代と平行な仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Z(m,n)から当該座標点での板状材料の厚みT(m,n)の1/2を差し引いた値{Z(m,n)-1/2Ｔ(m,n)}が最も小さい値{Z(m,n)-1/2Ｔ(m,n)}minとなる座標点に対応する板状材料の仮想平面ABCDに対向する面上の点を、定盤へ接する点としてセットすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法。
【請求項５】
上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、板状材料の仮想平面ABCDに対向する面の四隅の距離（高さ）の測定値から、仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Z(m,n)から当該座標点での板状材料の厚みT(m,n)の1/2を差し引いた値{Z(m,n)-1/2T(m,n)}が最も小さい値{Z(m,n)-1/2T(m,n)}minを減算した値を、加工機械に板状材料を載せる際に四隅に入れるスペーサの厚さとすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法。
【請求項６】
板状材料の座標軸Ｘ方向及びＹ方向、いずれも20mm以下の間隔の位置でZ方向の距離（高さ）を測定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法。
【請求項７】
板状材料との距離（高さ）をレーザー式距離センサー又は接触式距離センサーで測定することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法。
【請求項８】
上記データに基づいて、板状材料の加工面を定盤に対し所定の位置にするために、NC制御可能な加工機械の2軸傾転式加工テーブルの傾きを調整することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の方法によって板状材料の加工面を決定し、これに基づいて、板状材料から均一な厚みの板を切り出すために切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工を行なうことを特徴とする加工方法。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の方法によって板状材料の加工面を決定し、これに基づいて、板状材料の片面を平面研削し、その後さらにこれを反転させて定盤に載せ、裏面を加工することを特徴とする加工方法。
【請求項１１】
板状材料を、測定装置を兼ねる加工機械の定盤に接着または電磁吸着等により固定し、請求項１〜８の方法で測定を行って最適傾斜条件を決定後、材料を反転することなく、加工機械の定盤の２軸傾斜機構を使用し定盤を最適傾斜条件で得られた平面に平行に傾斜させ、その状態で加工する加工方法。
【請求項１２】
板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定するための装置であって、
測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、
XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成するためのシステム、
その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点にからなる板厚中心面との距離（高さ）Z(m,n)とし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存するための同システム、
全座標点についてZ(m,n)の最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差Ｈ(0.0,0.0)とするための同システム、
次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、
その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板厚中心面までの距離（高さ）Z(m,n)B,Cを計算し、該Z(m,n)B,Cの最大値と最小値を捜し出してその差H(B,C)を計算するとともに、
これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返す同システムを備え、
全てのB及びCの組合せで計算したH(B,C)の最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１３】
板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定するための装置であって、
測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、
XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成するためのシステム、
その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）をそれぞれS1(m,n)、S2(m,n)とし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存するための同システム、
全座標点についてS1(m,n)およびS2(m,n)の最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差をそれぞれH1(0.0,0.0)、H2(0.0,0.0)とするための同システム、
次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、
その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板状材料の上の表面と下の表面それぞれまでの距離（高さ）S1(m,n)B,C、S2(m,n)B,Cを計算し、該S1(m,n)B,CおよびS2(m,n)B,Cそれぞれの最大値と最小値を捜し出してその差H1(B,C)およびH2(B,C)を計算するとともに、
これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返す同システムを備え、
全てのB及びCの組合せで計算したH1(B,C)およびH2(B,C)の合計が最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１４】
板状材料の上の表面より上のZ=hに位置する定盤と平行な仮想平面ABCDと板状材料の上の表面との距離（高さ）S1(m,n)と、板状材料の下の表面より下のZ=lに位置する定盤と平行な仮想平面ABCD’と板状材料の下の表面との距離（高さ）S2(m,n)とを測定し、T(m,n)＝h-l-S1(m,n)-S2(m,n)から計算される板状材料の厚みT(m,n)を得ることを特徴とする請求項１２又は１３記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１５】
上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、請求項１２〜１４のいずれかで決定された最少加工代と平行な仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Z(m,n)から当該座標点での板状材料の厚みT(m,n)の1/2を差し引いた値{Z(m,n)-1/2T(m,n)}が最も小さい値{Z(m,n)-1/2T(m,n)}minとなる座標点に対応する板状材料の仮想平面ABCDに対向する面上の点を、定盤へ接する点としてセットすることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１６】
上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、板状材料の仮想平面ABCDに対向する面の四隅の距離（高さ）の測定値から、仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Z(m,n)から当該座標点での板状材料の厚みＴ(m,n)の1/2を差し引いた値{Z(m,n)-1/2T(m,n)}が最も小さい値{Z(m,n)-1/2T(m,n)}minを減算した値を、加工機械に板状材料を載せる際に四隅に入れるスペーサの厚さとすることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１７】
板状材料から均一な厚みの板を切り出すための切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工装置を備えていることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１８】
板状材料の片面を平面研削した後、さらに反転させて定盤に載せ、裏面を加工する装置を備えていることを特徴とする請求項１２〜１７のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項１９】
板状材料の座標軸X方向及びY方向、いずれも20mm以下の間隔の位置でZ方向の距離（高さ）を測定する装置を備えていることを特徴とする請求項１２〜１８のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項２０】
板状材料との距離（高さ）をレーザー式距離センサー又は接触式距離センサーで測定する装置を備えていることを特徴とする請求項１２〜１９のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項２１】
上記データに基づいて、板状材料の加工面を定盤に対し所定の位置にするために、NC制御可能な加工機械の２軸傾転式加工テーブルの傾きを調整する装置を備えていることを特徴とする請求項１２〜２０のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置。
【請求項２２】
請求項１２〜２１に記載した装置を備えていることを特徴とする平面研削盤、フライス盤、放電加工機等の平面加工装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状材料から、平坦かつ均一な厚みの板を得るための表面加工における板状材料の加工面の決定方法、加工方法及び加工面を決定する装置並びに平面加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタリングターゲット等のセラミックス製焼結板や圧延又は鍛造した金属板は、製造工程中に熱的又は加工による歪みを受けて変形を伴うことが殆どである。さらに場合によっては場所によって板厚のばらつきが生じることがある。このように３次元的な変形を伴った板状材料から平坦かつ均一な厚みの板を得るためには、切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工が行なわれている。
従来、このような変形を有する材料は、作業者がそのまま加工機にセットして上記の加工を行なうか、又は作業者が個々の板状材料の変形を事前にストレートエッヂ等で概略測定し、加工機にそれをセットする段階でスペーサを入れ平坦性を出していた。しかし、このような場合、作業者が勘にたよって行なわれているのが現状である。
【０００３】
作業者が勘にたよって、例えば研削加工する場合には、たとえ熟練したものでも平面を出すために、必要以上に研削をする必要がある。そうしなければ、平坦性や均一厚さの精度を維持できないからである。したがって、材料自体の加工代を大きめに設定する必要があり、これが歩留まり低下の原因となっていた。また、当然ながら加工機械の稼動時間の増加につながっていた。
【０００４】
従来の技術としては、反りを含む板状ワークそれぞれの有する厚みを精密に測定することができる装置（例えば、特許文献１参照）、反りを有する測定装置であり、測定基準部、測定部、電気信号に変換する変位測定器、反り量表示部、制御部からなる基板の反り測定装置（例えば、特許文献２参照）、セラミックス材料粉末を加圧して成形し、その表面に光線を照射し、反射光を受けて表面状態を測定するセラミックス製品の製造方法（例えば、特許文献３参照）、階段状部を設けた寸法測定セラミックスゲージ（例えば、特許文献４参照）、平坦度を測定する下向き測定器、プレート支持ピン、上下動アクチュエーター、圧力調整部からなるプレート平坦度測定装置（例えば、特許文献５参照）、赤外線サーモグラフィーによってセラミックス基板の形状不整を測定する方法（例えば、特許文献６参照）がある。
しかし、これらは平坦性測定、変位測定あるいは形状不整を測定するための方法又は装置であって、切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工等の表面加工を行なう際の、歩留まり向上を狙うという発想は存在しない。
【特許文献１】特開平６−６６５４９号公報
【特許文献２】特公昭５９−３６２０２号公報
【特許文献３】特開昭６３−１７３６０７号公報
【特許文献４】特開平７−１２８００２号公報
【特許文献５】特許第３４１８８１９号公報
【特許文献６】特許第３１８３９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、スパッタリングターゲット等のセラミックス製焼結板や圧延又は鍛造した金属板は、製造工程中に熱的又は加工による歪みを受けて多くは２〜３次元的変形および、または板厚のばらつきを伴うが、このように２〜３次元的に変形および、または板厚のばらつきを有する板状材料から、平坦かつ均一な厚みの板状材料を得ようとするものであり、最も加工代が少なく、平坦かつ均一な厚みの板状材料を得るための、切削加工、研削加工、放電加工などによる表面加工の際の、板状材料の加工面の決定方法及びそのための装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、板状材料の上下の表面それぞれの規準平面からの距離（高さ）を測定して得られたデータに基づき、第一の方法として、厚み方向の中心点からなる面を求め、この中心点からなる面までの規準平面からの距離（高さ）を、該板状材料と規準平面との相対的な位置関係（傾き）を一定範囲で変えて測定し、得られた高さデータの最大値と最小値との差が最小になるように板状材料の傾きを調整して表面加工することにより、歩留り良く、平坦かつ均一な厚みの板状材料を得るができるとの知見を得た。
【０００７】
本発明は、この知見に基づき、
１）板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定方法であって、
測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成し、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点にからなる板厚中心面との距離（高さ）Z(m,n)とし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存し、全座標点についてZ(m,n)の最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差H(0.0,0.0)とし、次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板厚中心面までの距離（高さ）Z(m,n)B,Cを計算し、該Z(m,n)B,Cの最大値と最小値を捜し出してその差H(B,C)を計算するとともに、これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返し、全てのB及びCの組合せで計算したH(B,C)の最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面の決定方法、を提供する。以上は、本願発明の中心的な発明の１つである。
【０００８】
また、本願発明は、第二の方法として、
２）板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定方法であって、
測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成し、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）をそれぞれS1(m,n)、S2(m,n)とし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存し、全座標点についてS1(m,n)およびS2(m,n)の最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差をそれぞれH1(0.0,0.0)、H2(0.0,0.0)とし、次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板状材料の上の表面と下の表面それぞれまでの距離（高さ）S1(m,n)B,C、S2(m,n)B,Cを計算し、該S1(m,n)B,CおよびS2(m,n)B,Cそれぞれの最大値と最小値を捜し出してその差H1(B,C)およびH2(B,C)を計算するとともに、これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返し、全てのB及びCの組合せで計算したH1(B,C)およびH2(B,C)の合計が最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面の決定方法、を提供する。以上は、本願発明の中心的な発明の１つである。
【０００９】
また、本願発明は、
３）板状材料の上の表面より上のZ=hに位置する定盤と平行な仮想平面ABCDと板状材料の上の表面との距離（高さ）S1(m,n)と、板状材料の下の表面より下のZ=lに位置する定盤と平行な仮想平面ABCD’と板状材料の下の表面との距離（高さ）S2(m,n)とを測定し、T(m,n)＝h-l-S1(m,n)-S2(m,n)から計算される板状材料の厚みT(m,n)を得ることを特徴とする上記１または２のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法を提供する。これは、上記１）または２）の発明において、板状材料の厚みT(m,n)を得るための好適かつ具体的な計算方法を示すものである。しかし、他の計算方法の使用を妨げるものではない。
【００１０】
また、本願発明は、
４）上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、上記１）〜３）のいずれかで決定された最少加工代と平行な仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Z(m,n)から当該座標点での板状材料の厚みT(m,n)の1/2を差し引いた値｛Z(m,n)-1/2T(m,n)｝が最も小さい値{Z(m,n)-1/2T(m,n)}minとなる座標点に対応する板状材料の仮想平面ABCDに対向する面上の点を、定盤へ接する点としてセットすることを特徴とする上記１）〜３）のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法を提供する。
これは、上記１）〜３）の発明において、板状材料を反転させ、加工機械の定盤に載せセットするための好適かつ具体的な条件を示すものである。この定盤へのセットは、最終加工面を決める際の基準となるものであるが、他の条件の使用を妨げるものではない。
５）上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、板状材料の仮想平面ABCDに対向する面の四隅の距離（高さ）の測定値から、仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Z(m,n)から当該座標点での板状材料の厚みT(m,n)の1/2を差し引いた値{Z(m,n)-1/2T(m,n)}が最も小さい値{Z(m,n)-1/2T(m,n)}minを減算した値を、加工機械に板状材料を載せる際に四隅に入れるスペーサの厚さとすることを特徴とする上記１）〜４）のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法、を提供する。
これは、上記１）〜４）の発明において、加工機械にスペーサをセットするための好適かつ具体的な計算方法を示すものである。このスペーサは板状材料の加工代を決定する重要な役割を担う。しかし、他の計算方法の使用を妨げるものではない。
【００１１】
また、本願発明は、
６）板状材料の座標軸X方向及びY方向、いずれも20mm以下の間隔の位置でZ方向の距離（高さ）を測定することを特徴とする上記１）〜５）のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法、
７）板状材料との距離（高さ）をレーザー式距離センサー又は接触式距離センサーで測定することを特徴とする上記１）〜６）のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法、
８）上記データに基づいて、板状材料の加工面を定盤に対し所定の位置にするために、NC制御可能な加工機械の2軸傾転式加工テーブルの傾きを調整することを特徴とする上記１）〜７）のいずれかに記載の板状材料の加工面の決定方法を、提供する。  これらの条件は、好適な付帯的条件を示すものである。
【００１２】
また、本願発明は、
９）上記１）〜８）のいずれかに記載の方法によって板状材料の加工面を決定し、これに基づいて、板状材料から均一な厚みの板を切り出すために切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工を行なうことを特徴とする加工方法、
１０）上記１）〜８）のいずれかに記載の方法によって板状材料の加工面を決定し、これに基づいて、板状材料の片面を平面研削し、その後さらにこれを反転させて定盤に載せ、裏面を加工することを特徴とする加工方法、
１１）板状材料を測定装置を兼ねる加工機械の定盤に接着または電磁吸着等により固定し、上記１）〜７）の方法で測定を行って最適傾斜条件を決定後、材料を反転することなく、加工機械の定盤の２軸傾斜機構を使用し定盤を最適傾斜条件で得られた平面に平行に傾斜させ、その状態で加工する加工方法。
を提供する。これらの条件は、好適な付帯的条件を示すものである。
【００１３】
また、本発明は、
１２）板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定するための装置であって、測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成するためのシステム、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点にからなる板厚中心面との距離（高さ）Z(m,n)とし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存するための同システム、全座標点についてZ(m,n)の最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差H(0.0,0.0)とするための同システム、次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板厚中心面までの距離（高さ）Z(m,n)B,Cを計算し、該Z(m,n)B,Cの最大値と最小値を捜し出してその差H(B,C)を計算するとともに、これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返す同システムを備え、全てのB及びCの組合せで計算したH(B,C)の最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面を決定する装置、を提供する。以上は、本願発明の中心的な発明の１つである。
【００１４】
また、本発明は、
１３）板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面の決定するための装置であって、測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置し、XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成するためのシステム、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）をそれぞれS1(m,n)、S2(m,n)とし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存するための同システム、全座標点についてS1(m,n)およびS2(m,n)の最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差をそれぞれH1(0.0,0.0)、H2(0.0,0.0)とするための同システム、次にZ軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板状材料の上の表面と下の表面それぞれまでの距離（高さ）S1(m,n)B,C、S2(m,n)B,Cを計算し、該S1(m,n)B,CおよびS2(m,n)B,Cそれぞれの最大値と最小値を捜し出してその差H1(B,C)およびH2(B,C)を計算するとともに、これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返す同システムを備え、全てのB及びCの組合せで計算したH1(B,C)およびH2(B,C)の合計が最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定することを特徴とする板状材料の加工面を決定する装置、を提供する。以上は、本願発明の中心的な発明の１つである。
【００１５】
また、本発明は、
１４）板状材料の上の表面より上のZ=hに位置する定盤と平行な仮想平面ABCDと板状材料の上の表面との距離（高さ）S1(m,n)と、板状材料の下の表面より下のZ=lに位置する定盤と平行な仮想平面ABCD’と板状材料の下の表面との距離（高さ）S2(m,n)とを測定し、T(m,n)＝h-l-S1(m,n)-S2(m,n)から計算される板状材料の厚みT(m,n)を得ることを特徴とする上記１２または１３のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置を、提供する。これは、上記１２）または１３）の発明において、板状材料の厚みT(m,n)を得るための好適かつ具体的な計算システムを示すものである。
【００１６】
また、本発明は、
１５）上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、上記１２〜１４で決定された最少加工代と平行な仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Z(m,n)から当該座標点での板状材料の厚みT(m,n)の1/2を差し引いた値{Z(m,n)-1/2T(m,n)}が最も小さい値{Z(m,n)-1/2T(m,n)}minとなる座標点に対応する板状材料の仮想平面ABCDに対向する面上の点を、定盤へ接する点としてセットすることを特徴とする上記１２）〜１４）記載の板状材料の加工面を決定する装置、を提供する。この定盤へのセットは、最終加工面を決める際の基準となるものであるが、他の条件の使用を妨げるものではない。
【００１７】
また、本発明は、
１６）上記板状材料を反転させ加工機械の定盤に載せる際に、板状材料の仮想平面ABCDに対向する面の四隅の距離（高さ）の測定値から、仮想平面ABCDの座標点(Xm,Yn)のうち、板状材料までの距離（高さ）Z(m,n)から当該座標点での板状材料の厚みT(m,n)の1/2を差し引いた値{Z(m,n)-1/2T(m,n)}が最も小さい値{Z(m,n)-1/2T(m,n)}minを減算した値を、加工機械に板状材料を載せる際に四隅に入れるスペーサの厚さとすることを特徴とする上記１２）〜１５）のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置、を提供する。このスペーサは板状材料の加工代を決定する重要な役割を担うシステムであるが、他のシステムの使用を妨げるものではない。
【００１８】
また、本発明は、
１７）板状材料から均一な厚みの板を切り出すための切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工装置を備えていることを特徴とする上記１２）〜１６）のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定するための装置、
１８）板状材料の片面を平面研削した後、さらに反転させて定盤に載せ、裏面を加工する装置を備えていることを特徴とする上記１２）〜１７）のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置、
１９）板状材料の座標軸X方向及びY方向、いずれも20mm以下の間隔の位置でZ方向の距離（高さ）を測定する装置を備えていることを特徴とする上記１２）〜１８）のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置、を提供する。これらの条件は、好適な付帯的条件を示すものである。
【００１９】
また、本発明は、
２０）板状材料との距離（高さ）をレーザー式距離センサー又は接触式距離センサーで測定する装置を備えていることを特徴とする上記１２）〜１９）のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置、
２１）上記データに基づいて、板状材料の加工面を定盤に対し所定の位置にするために、NC制御可能な加工機械の２軸傾転式加工テーブルの傾きを調整する装置を備えていることを特徴とする上記１２）〜２０）のいずれかに記載の板状材料の加工面を決定する装置、
２２）上記１２）〜２１）に記載した装置を備えていることを特徴とする平面研削盤、フライス盤、放電加工機等の平面加工装置、を提供する。これらの条件は、好適な付帯的条件を示すものである。
【発明の効果】
【００２０】
上記に示す通り、本発明は、２、３次元の複雑な変形を有する板状材料から、最少の加工代で製品を切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工による表面加工によって、平坦で均一厚みの板状材料を得ることができるという優れた効果を有する。すなわち、より具体的には、決められた厚みの製品を製造する場合、材料の加工前厚みに持たせる余裕を小さくすることが可能で、従来の方法よりも機械加工代を小さく設定することができ、歩留まり向上と加工時間の短縮が可能となる。
また、変形のある材料から、厚み指定のない材料を機械加工により製造する場合、従来技術製品の厚さを厚くすることができる。さらに、加工機械のテーブルに材料をセットする際の試行錯誤が不要となり、熟練者でなくとも容易に最少加工代で加工が可能である。以上の通り、本発明は著しい効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明を、必要に応じ図面を参照して具体的に説明する。但し、以下の説明はあくまで、本発明が理解し易いように説明するための一例を示すもので、本発明はこれらに制限されるものではない。すなわち、本発明の技術思想に立脚する変形、他の構造又は構成は、当然本発明に含まれるものである。
仮想平面から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点からなる板厚中心面との距離（高さ）を測定するか又は仮想平面から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）を測定するかの相異はあるが、他の操作は実質的に同様である。したがって、図１〜図４に従って、これを説明する。
【００２２】
セラミックスの焼結板や圧延又は鍛造した金属板のように、２、３次元の複雑な変形を有する板状材料を、がたつきがないように一定の平坦度を有し、所定のピッチを持った格子状の定盤の上に置く。材料の平面方向の座標軸をX，Yとし、板状材料上面方向の高さ方向の座標軸をZ、下面方向の座標軸をZ’と置く。
【００２３】
定盤上下には、定盤から一定の高さを保ち、定盤のXY方向に平行に移動が可能なレーザー距離測定装置等の測定装置を設置する。このセンサーのZ軸、Z’軸原点が動く定盤に平行な面を平面P、P’とする。
図１に示すように、この測定装置のセンサーの位置を高さ方向の原点とし、材料の任意の平面位置（X,Y）までの高さ（S1）,(S2)を測定する。測定のX、Y座標点は製品の変形の状況により変更する必要があるが、例えばX方向、Y方向とも20mmピッチとする。
【００２４】
板状材料から厚みの均一な板を切り出すための加工面決定するに際して、例えばまず図４に示すように、測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置する。
そして、XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成し、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点からなる板厚中心面との距離（高さ）Z(m,n)とする。
座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存する。
そして、全座標点についてZ(m,n)の最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差H(0.0,0.0)とする。
【００２５】
次に、Z軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板厚中心面までの距離（高さ）Z(m,n)B,Cを計算し、該Z(m,n)B,Cの最大値と最小値を捜し出してその差H(B,C)を計算する。
これを、予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返し、全てのB及びCの組合せで計算したH(B,C)の最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定するものである。
【００２６】
また、板状材料から厚みの均一な板を切り出すために、次の手法を行うことができる。すなわち、図４に示すように、測定装置の定盤面を座標(X,Y)とし、座標(X,Y)に垂直なZ座標とからなる直交座標(X、Y、Z)を該定盤上に設定し、該定盤上に被測定物である板状材料を載置する。
次に、XY平面に平行な平面ABCDを仮想的に構成し、その仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）をそれぞれS1(m,n)、S2(m,n)とし、座標(X,Y)を変更しながらX方向にm個およびY方向のn個について、被測定板状材料の全域で測定して、この測定データをコンピュータの記憶装置に保存する。
全座標点についてS1(m,n)およびS2(m,n)の最大値と最小値を捜し出してその差を計算し、その値を測定値に何も操作を加えないときの差をそれぞれH1(0.0,0.0)、H2(0.0,0.0)とする。
【００２７】
次に、Z軸方向に予め決めた最大振れ幅とピッチについて、仮想平面ABCDの端Aを固定して端B及び端Cをそれぞれ、所定の振れ幅B，Cで上下に移動させることにより、仮想平面ABCDをコンピュータ上で定盤に対し傾斜させ、その傾斜を変える毎に、仮想平面ABCD上の全座標点(Xm,Yn)から板状材料の対応する座標点の板状材料の上の表面と下の表面それぞれまでの距離（高さ）S1(m,n)B,C、S2(m,n)B,Cを計算し、該S1(m,n)B,CおよびS2(m,n)B,Cそれぞれの最大値と最小値を捜し出してその差H1(B,C)およびH2(B,C)を計算する。
これを予め設定した全てのB及びCの組合せについて繰り返し、全てのB及びCの組合せで計算したH1(B,C)およびH2(B,C)の合計が最も小さい値を持つ仮想平面ABCDを最小加工代の平面と平行な平面であると決定するものである。
【００２８】
高さ測定方法は、レーザー式距離センサー、接触式距離センサー等適当な方法を用いることができる。なお、ここで言う高さ（Z座標）は、測定装置のセンサーが移動する平面Pの座標（X,Y）からの垂線が材料S表面に達するまでの距離である。
X,Y座標の位置決め精度とZ座標の測定精度は、材料Sの機械加工代の削減要求度によって決定する。例えば貴金属のように高価な材料では、本装置の測定精度を上げることで、材料から製品板を削り出す際の歩留まり向上を図ることが有効であるが、鉄鋼のような安価な材料では精度は低くて良い。
また、セラミックスのように加工時間が掛かる場合は、本装置の精度を上げて加工代を削減し、加工時間を短縮することが有効であるが、切削性のよい金属材料のように加工時間が問題となら無い場合には測定精度が低くてもよい。
【００２９】
材料の大きさに応じ、（X0,Y0）〜（Xx,Yy：最終の座標）までの高さ{Z(0、0)〜Z(x、y)}を全て測定する。全測定結果を表形式などデータ整理しやすい形でコンピュータの記録装置に一旦保存することができる。
まず、測定装置のZ方向の原点、即ち高さHの平面Sを仮想する。各測定点の高さはこの仮想面からの高さと言うことができる。
高さデータの最大値（Zmax）と最小値(Zmin)の差が、現在の加工代である。なぜなら、現在の状態で材料Ｓを加工機のテーブルにセットすると、加工機の刀具は高さの最少点(Zmin)から接し始め、加工の進行と共に最高点(Zmax)に達したところで、材料Ｓが平面となるからである。
従って、材料を最も少ない加工代で加工できるようにするためには、高さ(Zmin)と（Zmax）の差の絶対値が最少になるように、材料Ｓを傾ければよいと言うことになる。
【００３０】
しかし、材料にはもともと変形があるため、これを傾けたときの高さの変化を計算することはやや煩雑である。そこで、材料Ｓを傾ける代わりに、平面Ｐを傾け高さを再計算させることができる。
コンピュータで平面Ｐを傾ける方法には色々あるが、実際に則し、かつ計算が容易で計算結果を直接スペーサの厚さに反映することができるので、次の方法を採用した。平面Ｐ上にあり、材料Ｓと同じ大きさの平面（ABCD）をコンピュータ内に仮想的に構成する。このとき、平面ABCD内の座標（Xm,Yn）から、材料の座標(Xm,Yn)までの高さZ(m,n)は、最初に測定した高さである。
【００３１】
平面ABCDの座標S1(m,n)の高さをZ(m,n）／(0.0,0.0)と表現する。0.0,0.0は測定値に何も操作を加えていないこと、即ち平面（ABCD）が傾いていないことを示す。
測定した全座標点についてZ（m,n）(0.0,0.0)の最大値Z(m,n）(0.0,0.0)maxと最小値Z(m,n)(0.0,0.0)minを捜し出し、その差H（0.0,0.0）を、次式のようにして計算する。
H(0.0,0.0)=Z(m,n）(0.0,0.0)max−Z(m,n)(0.0,0.0)min
次に、図２及び図３に示すように、平面ABCDの端Aを固定し、端B,Cを所定の高さ（例えば0.1mmピッチ）でZ軸方法に所定の範囲で、順次上下（例えば±3.0mm）する。図２は、平面ABCDの端Aを固定し、端Cのみを所定の高さに移動した場合、図３は、平面ABCDの端Aを固定し、端B,Cを所定の高さに移動した場合である。
端Dは、ABCが決まると自動的に決定される。例えば、まずBを-3.0mm、Cを-3.0mmとした場合の、平面ABCDの各座標から、材料の対応する座標点までの距離を計算し、新しい高さZ(m,n)-3.0,-3.0とする。-3.0,-3.0は、B点が原点より3.0mm下がり、C点も原点より3.0mm下がっていることを表す。
【００３２】
この操作を全測定点について実施し、Z(m,n)-3.0,-3.0の最大値Z(m,n)-3.0,-3.0maxと最小値Z(m,n)-3.0,-3.0 minを捜しだし、その差H-3.0,-3.0を次式に基づいて計算する。H(-3.0,-3.0）=Z(m,n)-3.0,-3.0max−Z(m,n) -3.0,-3.0min。
次に、Cを-2.9mmとして、同じ操作を繰り返し、H(-3.0,-2.9)を求める。同様にCを0.1mmずつ増やし、対応するH(-3.0,C)(C=-2.9、H-2.8、H-2.7・・・・・・H0・・・・H+3.0）を全て求める。
この操作が終了したら、Bを-2.9とし、Cを-3.0〜+3.0まで増やしながら同じ操作を繰り返し、H(-2.9,C)を全て求める。さらに、Bを-2.8,-2.7,-2.6・・・・0・・・・+3.0とし、それらに対応するH(B,C)を全て求める。この例では、Bが60通り、Cが60通りなので、H(B,C)は、60×60＝3，600通りある。
【００３３】
この3，600通りの、Hの中で最も小さい値を示すH(B,C）即ちH(B,C)minの組合せが、この材料に対する最少加工代の平面と平行な平面となる。
なお、平面ABCDから材料表面までの距離は、平面の傾斜により座標がずれるため、正確を期すためには角度分の補正が必要であるが、材料の長さに対し、傾斜量が小さいので実行面では無視してもかまわない。
次に、このH(B,C)minの中の測定点中で、平面ABCDから材料までの高さZが最も小さい値の測定点、Zmin／H(B,C)minを探しだす。実際に加工する場合は、材料を上下反転して加工機械の定盤にセットするので、この点が定盤に接する唯一の点である。但し、Zmin／H(B,C)minとなる点が複数有る場合は、全ての点が定盤に接することになる。
【００３４】
次に、材料の四隅の測定点のH(B,C)minにおける高さZ(Xo,Yo)，Z(Xx,Yo)，Z(Xo.Yy)，Z(Xx,Yy)から、Zmin／H(B,C)minを減算する。これによって得られた値が、材料を加工機械にセットする際に、四隅の下に入れるスペーサの厚さになる。
実際には、センサーが上部にあることから、材料を加工機械に載せる場合に上下が反転する。その際、材料の厚みが場所によってばらついていると、上述の方法で決められたスペーサの高さが、必ずしも最適表面を実現できるとは言えないが、本例のごとく材料の厚さのばらつきが無視しうるほど小さい場合には、補正は不要である。
材料の厚さばらつきが問題になるような場合には、あらかじめ４隅の厚さを測定しておき、その平均値Ave.（XoYo,XZYo,XoYZ,XZYZ）を計算し、この平均値と各隅の厚みの差をスペーサ高さに加減することにより、実用上の最適表面を簡易的に決定することができる。
【００３５】
平面研削盤、正面フライス盤等の平面加工機のテーブルに、材料を測定時と表裏反転し、かつスペーサを所定の四隅の下に敷いた状態で固定する。この状態で、加工を行えば、最も加工代が少ない状態で削り残しのない平面を得ることが可能である。    
さらに、加工機にXY２軸が可動で、可動による平面の傾斜を設定できる装置を設け、この装置で計算した最適表面をXY平面でZ軸方向に対称にした表面を実現する傾斜を設けることにより、スペーサ無しで最適表面を実現することが可能である。但し、この場合、４隅にはがたつきを防止するために、平面ABCDが水平であるとき、即ち最初の測定時の状態での材料の４隅の高さの差を補正するためのスペーサを入れることが望ましい。
このスペーサの高さは、最初の測定時の平面ABCDから材料の四隅の測定点までの高さから、最も高さの小さい場所の測定点の高さを減算した値に等しい。
【００３６】
コンピュータで測定のZ方向の原点を含む面を仮想すると共に、高さデータの最大値Zｍａｘと最小値Zｍｉｎとの差異の絶対値を求める。
仮想平面の高さは、以下の式により算出することができる。但し、焼結体を傾けることによるX、Y方向への位置ずれは、ワークの大きさから無視できるものとし、仮想平面の格子点は、Z座標軸は下記により求める。
Z＝Z1/(n-1)＊ｉ＋Z2/(m-1)＊j
但し、nはX方向測定点数、mはY方向測定点数、i、jは、それぞれ0点からの測定順番を示す。
【００３７】
以上により、コンピュータ上で板状材料を傾斜させると共に、このデータに基づいて定盤と板状材料との間にスペーサを入れ、板状材料の傾きを調整することができる。また、このデータに基づいて、NC制御可能な加工機械の２軸傾転式加工テーブルの傾きを調整することが可能である。
このようにして、２、３次元の複雑な変形を有する板状材料から、最少の加工代で製品を切削加工、研削加工、放電加工などの表面加工を行なうことができる。さらに、このようにして、板状材料の片面を平面研削した後、ひっくり返して定盤に載せ、裏面を加工することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の板状材料の表面加工方法は、２、３次元の複雑な変形を有する板状材料から、最少の加工代で製品を切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工による表面加工によって、平坦で均一厚みの板状材料を得ることができる。
すなわち、決められた厚みの製品を製造する場合、材料の加工前厚みに持たせる余裕を小さくすることが可能で、従来の方法よりも機械加工代を小さく設定することができ、歩留まり向上と加工時間の短縮が可能となる。
また、変形のある材料から、厚み指定のない材料を機械加工により製造する場合、従来技術製品の厚さを厚くすることができる。
さらに、加工機械のテーブルに材料をセットする際の試行錯誤が不要となり、熟練者でなくとも容易に最少加工代で加工が可能である。
以上から、切削加工、研削加工、放電加工などの機械加工による表面加工によって、最少の加工代で、平坦かつ均一厚みの板状材料を得ることができので、比較的高価なスパッタリングターゲット等の製造に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】測定装置のセンサーの位置を高さ方向の原点とし、材料Sの任意の平面位置（Xm,Yn）までの高さZ(m,n)を測定する場合の、説明図である。
【図２】材料Sと同じ大きさの平面（ABCD）をコンピュータ内に仮想的に構成し、平面ABCDの端Aを固定し、端Cのみを所定の高さに移動した場合の、説明図である。
【図３】材料Sと同じ大きさの平面（ABCD）をコンピュータ内に仮想的に構成し、平面ABCDの端Aを固定し、端B,Cを所定の高さに移動した場合の説明図である。
【図４】仮想平面ABCDの座標(Xm,Yn)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面とを結ぶ線分の中点からなる板厚中心面との距離（高さ）又は仮想平面ABCD若しくは仮想平面ABCD’との座標(Xm,Yn) 若しくは座標(X’m,Y’n)から被測定物である板状材料の上の表面と下の表面との距離（高さ）の測定により、最小加工面と決定する加工面決定システムの説明図である。
【国際調査報告】
2007105417.tif 000011
2007105417.tif 000012