(57)【要約】【課題】  加工プロセスと同じ条件で測定を行う測定方法及び測定装置【解決手段】  加工中は、前記測定手段を退避位置に移動させておき、測定時は、加工手段を上昇させ、前記加工手段と前記ワークとの間に前記測定手段を移動させることにより、加工位置と同じ位置を測定する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に移動するステージと、前記ステージに取り付けられた加工手段と、前記加工手段または前記ステージに取り付けられた測定手段とを有し、前記測定手段を用いてワーク表面の高さ方向の位置を測定しながら前記加工手段によって加工を行う加工方法であって、
前記加工手段による加工時は、前記測定手段を退避位置に移動させておき、
測定時は、前記加工手段を前記ステージによって上昇させ、前記加工手段と前記ワークとの間に前記測定手段を移動させることにより、加工位置と同じ位置を測定することを特徴とする加工方法。
【請求項２】
前記ワークに温調液を供給する第一の温調液供給手段と、
前記測定手段に温調液を供給する第二の温調液供給手段と、を有し、
測定時、前記第一の温調液供給手段及び第二の温調液供給手段から温調液を流しながら測定することを特徴とする請求項１に記載の加工方法。
【請求項３】
前記第一の温調液供給手段及び第二の温調液供給手段から供給される温調液が、ワークの加工時にワークに供給される研削液と同じであることを特徴とする請求項２に記載の加工方法。
【請求項４】
前記第一の温調液供給手段から供給される温調液が、ワークの全面に供給されることを特徴とする請求項２または３いずれか１項に記載の加工方法。
【請求項５】
前記加工手段が砥石であることを特徴とする請求項１に記載の加工方法。
【請求項６】
上下方向に移動するステージと、前記ステージに取り付けられた加工手段と、前記加工手段または前記ステージに取り付けられ前記ワーク表面の高さ方向の位置を測定する測定手段とを有する加工装置であって、
前記測定手段は、加工時には退避位置に移動し、測定時には測定位置に移動する移動手段を備え、前記測定位置が加工位置と同じ位置になるよう調整されていることを特徴とする加工装置。
【請求項７】
前記測定手段は、前記測定位置が加工位置と同じ位置になるように調整されたアームと、前記ワーク表面に接触させて高さ方向の位置を測定する変位センサからなることを特徴とする請求項６に記載の加工装置。
【請求項８】
前記ワークに温調液を供給する第一の温調液供給手段と、
前記アームに温調液を供給する第二の温調液供給手段と、を有することを特徴とする請求項６または７いずれか１項に記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定手段を加工装置に一体的に設けた加工装置に関し、さらに詳しくは加工中には加工位置から退避し、加工中断時には加工位置近傍に位置してワークの寸法を測定する測定手段を有する加工方法及び加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から研削機によって、砥石とワーク位置をＮＣにより制御し、砥石を上下方向に移動させワークに近づけ、研削液を供給しながら砥石を回転しつつワークを平行移動させることで、ワークを平面に研削する方法はよく知られている。
【０００３】
加工されたワークはタッチプローブで形状を測定するが、タッチプローブに耐水性がない為ワーク表面の研削液を拭き取る作業を行う。更に、耐水性が無いタッチプローブは研削屑や研削液による汚染の影響を無くす為、防水性の高い個所へ退避させている。精度の良い測定を行う為に、タッチプローブを取り付けるアームに低熱膨張材料を用いるといった工夫を行っている。
【特許文献１】特開平１１―２７７４２８
【特許文献２】特開２００４−２４３４６８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、研削盤においては変位センサやタッチプローブに耐水性がないため、研削盤のテーブルの運動基準で加工面の形状を機上で計測する場合は、加工後のワーク表面に残る研削液を作業者が除去しなければならなかった。
【０００５】
また、砥石に隣接してプローブを配置しているため、加工位置と同じ位置を測ることができなかった。
【０００６】
さらに、加工面に対して変位センサを平行に走査することで加工面の形状を計測する場合、研削液がなくワーク表面が乾燥していると、接触式の変位センサではセンサプローブ先端が磨耗しやすく、また接触点の温度が上昇してしまい、精度のよい計測ができなかった。
【０００７】
加えて、研削液を除去すると、気化熱により加工対象物及び変位センサ及び変位センサを取り付けるアームの表面温度が降下し、結果熱変形が生じやすいため、精度がよい計測を行うためには研削液除去後に、加工対象物の温度を安定させる時間が必要であった。
【０００８】
よって、加工後の形状情報取得に長時間を要するため、その情報を砥石切り込み量、テーブル送り速度等の次の加工条件にフィードバックをかける周期も長かった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決するために、本発明の加工方法は、上下方向に移動するステージと、前記ステージに取り付けられた加工手段と、前記加工手段または前記ステージに取り付けられた測定手段とを有し、前記測定手段を用いてワーク表面の高さ方向の位置を測定しながら前記加工手段によって加工を行う加工方法であって、前記加工手段による加工時は、前記測定手段を退避位置に移動させておき、測定時は、前記加工手段を前記ステージによって上昇させ、前記加工手段と前記ワークとの間に前記測定手段を移動させることにより、加工位置と同じ位置を測定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の加工方法は、前記ワークに温調液を供給する第一の温調液供給手段と、前記測定手段に温調液を供給する第二の温調液供給手段と、を有し、測定時、前記第一の温調液供給手段及び第二の温調液供給手段から温調液を流しながら測定することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の加工方法は、前記第一の温調液供給手段及び第二の温調液供給手段から供給される温調液が、ワークの加工時にワークに供給される研削液と同じであることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の加工方法は、前記第一の温調液供給手段から供給される温調液が、ワークの全面に供給されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の加工方法は、前記加工手段が砥石であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の加工装置は、上下方向に移動するステージと、前記ステージに取り付けられた加工手段と、前記加工手段または前記ステージに取り付けられ前記ワーク表面の高さ方向の位置を測定する測定手段とを有する加工装置であって、前記測定手段は、加工時には退避位置に移動し、測定時には測定位置に移動する移動手段を備え、前記測定位置が加工位置と同じ位置になるよう調整されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の加工装置は、前記測定手段は、前記測定位置が加工位置と同じ位置になるように調整されたアームと、前記ワーク表面に接触させて高さ方向の位置を測定する変位センサからなることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の加工装置は、前記ワークに温調液を供給する第一の温調液供給手段と、前記アームに温調液を供給する第二の温調液供給手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、測定手段を加工手段とワークの間に移動することで測定位置と加工位置をほぼ同じにでき、装置のシステムエラーによる影響を減少させることができる。測定位置と加工位置をほぼ同じにすることに加えて、ワーク及び変位センサ、変位センサの取り付けアームに研削液をかけながら計測することで、加工プロセスと同じ条件によって測定することができるため、高精度な加工を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図を参照して本発明の１実施の形態を説明する。図１は、本発明の１実施の形態である加工装置の断面図、図２は、本発明の１実施の形態である測定装置を示す概略図、図３は、退避位置にある測定装置を示す概略図である。
【００１９】
図中、２はワーク、３はＸ方向（左右方向）に往復移動を行うステージ、４はステージ３を駆動するモータ、５は耐水性の変位センサ、６は変位センサを固定するアーム、７は砥石、８は砥石カバー、９はワークに研削液を供給する第一の温調液供給手段であるノズル、１０はＹ方向（上下方向）に往復移動を行うステージ、１１はステージ１５を駆動するモータ、１２はＺスライダを指示する門方コラム、１３は砥石軸を上下駆動するモータ、１４は砥石を回転するモータ、１５はＺ方向（奥手前方向）に駆動するスライダ、１６はアームに研削液を供給する第二の温調液供給手段であるノズル、１７はスピンドルを取り付けるベースとなる。
【００２０】
まず、本発明の加工装置に用いられる測定手段及び加工手段について説明する。
【００２１】
本実施形態においては、加工手段は、砥石７、砥石カバー８、回転モータ１４から構成され、ベース１７を介してステージ１０に取り付けられている。測定手段は、アーム６の一端に変位センサ５が固定され、もう一端は、砥石カバー８と回転モータ１４の間に旋回可能に取り付けられている。測定手段は、加工手段と同期して移動することができればよく、加工手段が取り付けられているステージと同一ステージ１０上に直接取り付けてもよい。加工時には図３に示す通りアーム６が旋回することで変位センサ５が退避位置に移動し、測定時には図２に示すように変位センサ５が砥石７の加工位置の真下に位置し、加工位置と測定位置を同じ位置とすることができる機構になっている。アーム６は、変位センサ５を取り付けた状態で、測定時、変位センサ５が砥石７の加工位置の真下に位置するように予めアーム６の形状を調整しておく。
【００２２】
次に砥石によるワークの加工を中断して測定を行う方法について説明する。加工を中断すると、まずＹ方向（上下方向）に往復移動を行うステージ１０が上昇し、砥石７は予め決められた位置で停止する。次にアーム６が旋回し変位センサ５が砥石７の加工位置の真下の測定位置に移動する。次にステージ１０が下降し、変位センサ５がワークに接触した時の位置を記憶する。これを繰り返し、ステージ３とステージ１５を移動させワーク上面を変位センサが平行に移動することで、マトリックス状の各測定位置でワーク２の表面の高さ方向の値を測定し、平面形状を算出する。測定中は加工中と同様、研削液供給ノズル９、ノズル１６から常に温度調整された研削液を流しながらワーク２、変位センサ５、変位センサ取り付けアーム６にかけることで、測定誤差となりうる個所の温度変形を抑制する。
【００２３】
加工直後にワークを移動すること無く研削盤上で計測を行うことで、取り置きによるワークの形状変化を無くし、更に加工点とほぼ同じ位置で計測することで、加工状態と同プロセスによる高精度計測が可能となる。
【００２４】
加工途中に測定を行い随時ワーク２の形状を把握することで、ワーク２を加工しすぎる事無く加工時間の短縮が可能となる。
【００２５】
測定誤差となりうる個所の熱変形を抑制し、耐水性の変位センサを用いることで研削加工後に研削液を拭き取らず、すぐに研削盤のテーブルの運動基準による加工面の形状計測を行うことが可能になる。また点−点の形状データだけでなく、連続した形状測定データの取得が可能となる。特に、ワークの全面に研削液をかけながら計測することで、ワークの熱変形はより抑制される。また、計測データとワークの設計値を比較して残りの加工量を算出することで、加工条件だし時間の短縮を可能にし、さらに、加工途中に計測を割り込ませることで形状の検査を行い、早期に加工工程を完了させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施の形態の研削盤を示す断面図である。
【図２】実施の形態の研削盤計測部を示す立体図である。
【図３】アーム退避時の研削盤計測部を示す立体図である。
【符号の説明】
【００２７】
２  ワーク
３  Ｘステージ
４  Ｘ軸駆動モータ
５  耐水性変位センサ
６  変位センサ取り付けアーム
７  砥石
８  砥石カバー
９  研削液供給ノズル
１０  Ｙスライダ
１１  Ｚ軸駆動モータ
１２  Ｚスライダ指示コラム
１３  Ｙ軸駆動モータ
１４  スピンドルモータ
１５  Ｚスライダ
１６  アーム方向研削液供給ノズル
１７  スピンドル取り付けベース
【図１】
2007319965.tif 000003
【図２】
2007319965.tif 000004
【図３】
2007319965.tif 000005