(57)【要約】【課題】多数の板材を連続的に加工する加工機に好適な回転テーブルの回転角の誤差（ピッチエラー）を測定する方法に関し、ワークの連続加工中においても自動測定できるようにする。【解決手段】ワークと略同形で、表面に所定角度毎に引いた放射状の計測線と、計測線の放射中心を検出させるマークを表示した測定用基板を用いる。加工機に設けられている搬入誤差検出手段により、テーブル上に搬入された測定用基板の中心の位置偏倚及び角度偏倚を検出し、次にテーブルを所定角度ずつ回動したときのカメラの画像上での各計測線の位置を検出し、先に検出した基板中心の偏差で補正した計測線の方向と、その本来の方向との差から、テーブルのピッチエラーを測定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に同一点を通る複数の放射方向の計測線と当該点を検出するためのマークを表示した測定用基板を回転角度の誤差を測定しようとするテーブルに固定し、所定位置に設定したカメラで前記マークを読み取ってその読み取り位置から前記テーブルの旋回中心と前記点との２次元方向の位置偏差を計測し、次に前記カメラを計測線を読み取る所定位置に設定した後、テーブルを前記所定角旋回する毎に当該カメラで撮影した計測線の方向とそれが本来あるべき方向とのずれを前記位置偏差及び角度偏差で補正して測定することを特徴とする、ワークテーブルの回転角度誤差の測定方法。
【請求項２】
測定用基板か、加工されるワークの１枚に前記計測線及びマークを印刷したフィルムを貼り付けた基板である、請求項１記載のワークテーブルの回転角度誤差の測定方法。
【請求項３】
前記マークが、測定用基板の対角方向の両角部に、前記点に対して点対称に設けられている、請求項１又は２記載のワークテーブルの回転角度誤差の測定方法。
【請求項４】
測定用基板が、前記テーブルに固定されて加工される素材ワークと同形で、テーブルに搬入された素材ワークの搬入誤差を検出するのに用いるカメラの画像から搬入された基板が素材ワークであるか測定用基板であるから判定し、測定用基板であると判定したときにテーブルの回転角度誤差を測定する、請求項１、２又は３記載のワークテーブルの回転角度誤差の測定方法。
【請求項５】
前記テーブルに自動搬入されて連続加工される多数の素材ワーク中に測定用基板を入れておくことにより、複数のワークの連続自動加工を行う際にテーブルの回転角度誤差を自動測定する、請求項４記載のワークテーブルの回転角度誤差の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加工機のワークテーブル、特にワークを搭載して回転するテーブルの回転角の誤差（ピッチエラー）を測定する方法に関するもので、特に多数の板材を連続的に自動加工する加工機の回転テーブルに好適な上記方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルの形状を角丸台形や樽形などの形状にする加工は、テーブルに固定した基板の周縁を回転砥石で削り取ることによって行われる。このような硬質脆性板の周縁加工機は、従来、回転砥石を直交する２方向（Ｘ−Ｙ方向）に送る送り台を設けて、加工される周縁形状に応じて回転砥石を２次元平面状で移動させるというマシニングセンタによるワーク加工と同様な方法で加工を行っていた。
【０００３】
これに対して本願出願人は、図３に示すように、ワークｗを固定したテーブルの回転中心Ｐ回りの回転角θと、この回転中心Ｐに向けて接近及び離隔する一方向（図のＸ方向）の回転砥石３の移動とを関連付けて制御することにより、ワークｗに自由形状の周縁加工を行う（以下、「コンタリング方式」と言う。）装置を提案している。コンタリング方式の周縁加工機は、従来のマシニングセンタ方式の周縁加工機に比べて装置の設置面積を大幅に低減できるという特徴がある。
【０００４】
このコンタリング方式の加工の場合、テーブルの回転にピッチエラーがあると、例えば直線辺が湾曲するなどの加工誤差が生ずる。そこで高い精度が要求される板材の周縁加工を行う際には、各加工機毎にテーブルのピッチエラーを測定して、テーブルの回転と工具位置とを関連付けて制御しながら加工を行う際に、測定したピッチエラーに基づいて、テーブルの角度を補正しながら加工を行っている。
【０００５】
このテーブルのピッチエラーの測定方法として、従来、図８に模式的に示すように、ポリゴンミラー（正多角面鏡）８１を搭載して、その鏡面にレーザ光を照射し、テーブル１２を所定角度（ポリゴンミラーの隣接する鏡面間の角度）ずつ回転して、レーザ光ｉの反射光ｒの位置を受光アレイ８２などで検出することにより、前記所定角度毎のテーブル１２のピッチエラーを測定し、その測定値に基づいて、ワークを加工するときのテーブル１２の角度を補正していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ガラス基板の加工機などにおけるワークテーブル１２は、テーブル上に搭載されたワークを真空吸着などにより、テーブル１２上に固定するようにしている。従って、ワークをテーブルに固定する際にチャックで固定する場合のような自動芯出し機能、すなわちワークの中心をテーブルの中心に一致させる機能が働かない。そのため、ピッチエラーを測定するためにポリゴンミラー８１をテーブル１２に搭載する際にも、その中心を正確に一致させて搭載する必要があり、作業に熟練が必要である。
【０００７】
また、レーザ発信器、ポリゴンミラー、受光アレイなどピッチエラーの測定のために特殊な装置が必要であり、機械を出荷した後や設置した後に再測定することが困難であるので、出荷後に経時的に、あるいは突発的に生じたピッチエラーの変化に対応することが困難で、機械の経年変化などによる加工誤差の増大を防止することができない。また、測定に必要な装置が高価であり、測定に必要な作業負担も大きいという問題がある。
【０００８】
この発明は、上記のような従来方法の問題点を解決するためになされたもので、簡単な装置でテーブルのピッチエラーを測定することができ、特に板状のワークの場合には、ワークを連続加工している途中においても自動でワークテーブルのピッチエラーを測定することができ、従ってその測定値を用いて制御器に設定されている補正値を自動で変更することにより、経時的な誤差の発生ないし変動を補正して、高い加工精度を維持することを可能にする技術手段を得ることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の方法では、ピッチエラーを測定するための測定用基板を用いる。測定用基板ｗｏは、図４に示すように、加工されるワークと略同形で、その表面に所定角度（例えば１５度）毎に引いた放射状の計測線Ｌと、この放射状の計測線の中心（全ての計測線が通る点）Ｑを検出させるためのマークＭ（Ｍａ、Ｍｂ）が表示されている。
【００１０】
真空吸着などによりワークをテーブル１２上に固定して加工を行う加工機は、テーブル上に固定されたワークの中心と、テーブル１２の回転中心との偏差を検出するための手段を備えている。この手段は、例えば加工機に設けたカメラ５でワークの角や角付近に設けられたマークを読み取って、カメラの画像上における角やマークの基準位置からの偏差により、テーブル１２上でのワークｗの中心位置の偏差及び角度偏差を検出する。
【００１１】
この発明のワークテーブルのピッチエラーの測定は、テーブル１２上に人手により又はローダによって自動的に搬入されてテーブル１２上に固定された測定用基板ｗｏの搬入誤差（テーブル上での基板の位置偏差及び角度偏差）の検出と、テーブル１２を所定角ずつ回転した各位置における計測線Ｌの方向のずれの検出によって行う。
【００１２】
すなわち、測定用基板ｗｏをテーブル１２上に搬入して固定した後、加工機に設けられている搬入誤差検出手段により、テーブル１２上の測定用基板ｗｏの中心（計測線の放射中心）Ｑのテーブル中心Ｐに対する位置偏倚及び角度偏倚を検出し、次にテーブルを測定用基板ｗｏに表示された計測線Ｌの分割角度に相当する角度（例えば１５度）ずつ回動したときのカメラ５の画像上での各計測線Ｌの位置を検出し、画像上の各計測線を先に検出した基板中心の位置偏差及び角度偏差で補正した計測線の方向と、その本来の方向との差から、当該角度におけるテーブル１２の角度誤差（ピッチエラー）を測定する。
【００１３】
計測線Ｌ及びマークＭは、１枚のフィルムに印刷して、加工するワークの１つに貼り付けて測定用基板としてやればよく、計測線Ｌ及びマークＭを正確な位置に表示することが可能である。ワークの角ないし角付近に設けたマークを検出して、マークとテーブルとの位置偏差及び角度偏差を検出する搬入誤差検出手段は、その角ないしマークを撮影するためのカメラを備えているので、当該カメラを用いて、この発明における計測線Ｌの検出を行ってやればよい。測定用基板に設けた基板中心測定用のマークＭは、加工機に設けられている搬入誤差検出手段に適合したものを設ける。
【００１４】
ワークの連続自動加工を行う場合、搬入された個々のワークの搬入誤差は、搬入されたワーク１枚ごとに行われる。従って、ワークの搬入誤差検出手段に、搬入された基板が素材ワークかピッチエラー測定用の基板かを判別する手段を付加することにより、搬入された基板が測定用の基板であるときのみワークの加工に代えて、テーブルのピッチエラーの測定及びその測定値に基づく補正値の修正を行うようにすればよい。測定用の基板であるかどうかの判定は、搬入誤差検出手段のカメラが、搬入誤差の検出を行うときに、測定用基板に設けられている計測線やマークを検出したかどうかで判定すればよい。
【発明の効果】
【００１５】
測定用の基板をテーブル上に搬送し、この発明の方法を実行する手順を記録した測定プログラムを実行することにより、テーブルの角度誤差（ピッチエラー）の値を自動で測定することが可能となり、その測定値を用いてピッチエラーを自動補正することが可能となる。
【００１６】
そして、加工機へのワークの自動搬送と加工とを繰り返す連続加工時において、加工機に順次搬送される加工前の素材ワークの中に測定用の基板を１枚入れておくことにより、ワークの連続加工中に自動でテーブルのピッチエラーの補正を行うことができ、据付後に経時的に又は突発的に生じたピッチエラーによる加工誤差を速やかに補正することが可能になる。
【００１７】
すなわち、この発明により、加工機の出荷時や据付時におけるテーブル回転角の調整ないし補正の時間や作業負担を大幅に低減できると共に、据付後やワークの連続加工中においてもテーブル回転角の誤差に対する補正値を修正できるので、高い加工精度を維持することが容易に可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】コンタリング方式の加工機の例を示す模式的な側面図
【図２】図１の加工機の主要な機器配置を示す平面図
【図３】コンタリング方式の加工を示す説明図
【図４】測定用基板の斜視図
【図５】ワークの角部の画像を模式的に示す図
【図６】測定用基板の角部の画像を模式的に示す図
【図７】ピッチエラーの自動測定手順を示すフローチャート
【図８】従来のピッチエラーの測定方法を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、コンタリング方式で板材の周縁の加工を行う加工機を例にして、この発明の方法によるワークテーブルのピッチエラーの測定方法について具体的に説明する。図の周縁加工機は、図３に示すコンタリング方式、すなわちワークｗを搭載したテーブルの回転中心Ｐ回りの回転角θと当該中心Ｐに近接離隔する方向の工具３の一次元方向の移動量ｘとを関連付けて制御することにより、ワークｗの周縁ａを加工する装置である。
【００２０】
図１及び２は、そのような周縁加工機の機器構成を模式的に示した図である。図１、２を参照すると、ワーク軸１は、鉛直方向の中空軸で、フレームに軸受１１で回転自在に軸支されている。ワーク軸１の上端には、テーブル１２が固定されており、このテーブルの上面は、水平なワーク保持面１３となっている。ワーク保持面１３には、ワーク軸１の中空孔を通して負圧が供給されており、ワーク保持面１３に載せたワークｗは、下面を真空吸着されてテーブル１２に固定される。ワーク軸１の下端には、主軸モータ（サーボモータ）１５が連結されている。主軸モータ１５は、サーボアンプ４１を介して制御器４に接続され、制御器４の指令によってワーク軸１の回転角が制御されている。
【００２１】
ワーク軸１の上方には、横送り台２１が設けられている。横送り台２１は、図示しないフレームに設けた水平方向の横ガイドに移動自在に案内され、横送りモータ（サーボモータ）２３で回転駆動される横送りねじ２４に螺合している。横送りモータ２３は、サーボアンプ４２を介して制御器４に接続されており、横送り台２１の移動位置が制御器４によって制御されている。
【００２２】
横送り台２１には、縦送り台２５が設けられている。縦送り台２５は、横送り台２１に固定した鉛直方向、すなわちワーク軸１と平行な方向の縦ガイド（図示されていない）に移動自在に装着され、縦送りモータ２６で回転駆動される縦送りねじ２７に螺合している。
【００２３】
縦送り台２５には、砥石軸３１が軸支され、この砥石軸の下端に砥石３が装着されている。砥石軸３１は、鉛直方向の軸受け３２でワーク軸１と平行に軸支されている。砥石軸３１の上端は、歯付ベルト３３を介して砥石駆動モータ３４に連結されている。
【００２４】
ワーク軸１の軸心及び砥石軸３１の軸心は、横送り台２１の移動方向と平行な同一鉛直面ｓ上に位置している。図３は、コンタリング方式によるワークｗの外周加工を模式的に示した図で、制御器４で横送り台２１の移動量ｘとワーク軸１の回転角θとを関連付けて制御することにより、所望の平面形状の周縁加工を行う。なお図には示してないが、ワークに貫通孔や内径加工を行う装置では、縦送り台２５に、砥石３に対して相対昇降可能な小径の砥石を設けて、貫通孔や内径加工を行う。
【００２５】
横送り台２１には、テーブル１２上のワークの角部Ａ、Ｂの画像を取得するカメラ５が装着されている。図１、２の例では、カメラ５は、横送り台２１にＹ方向（図１の紙面直角方向）に移動位置決めされる移動台５１を介して横送り台２１に装着されている。移動台５１は、移動モータ５２で駆動される送りねじ５３に螺合しており、移動モータ５２は、サーボアンプ４３を介して制御器４に接続されている。
【００２６】
測定用基板ｗｏには、図４に示すように、中心Ｑ（必ずしも基板ｗｏの中心に一致している必要はない。）から１５度刻みの放射方向の計測線Ｌが付され、更に、第１の角部Ａ及びこれと１８０度反対の側の第２の角部Ｂとに、マークＭ（Ｍａ、Ｍｂ）が付されている。これらの計測線Ｌ及びマークＭは、透明シートに印刷して当該シートを素材ワークに貼り付けることにより正確な位置関係で付すことができる。
【００２７】
図の周縁加工機における搬入誤差検出手段は、１個のカメラ５と当該カメラの画像中のワークの角Ｃａ、Ｃｂ（図５）を検出して、そのあるべき位置ＣｏからのＸ方向及びＹ方向の偏差δｘａ、δｙａ、δｘｂ、δｙｂを検出する手段とを備えている。搬入されるワークの大きさや測定用基板に付されたマークＭの位置は分かっているから、テーブル１２上に搬入されたワークｗの角やマークのあるべき位置は、演算によって求めることができる。制御器４で横送りモータ２３と移動モータ５２を制御することにより、カメラ５が取得する画像領域をワークｗの角部Ａ、Ｂの領域に位置決めすることができる。
【００２８】
そこで、カメラ５が取得した図５（ａ）に示す画像上のワークの第１の角Ｃａにおける上記偏差δｘａ、δｙａと、これを１８０度回転したときの図５（ｂ）に示す画像上の第２の角Ｃｂにおける上記偏差δｘｂ、δｙｂとの４個の偏差から、制御器に登録された演算式を用いて、テーブル中心に対するワーク中心の位置偏差とワークの角度偏差とを検出する。
【００２９】
カメラ５は、例えば２０ｍｍ×２５ｍｍ程度の撮影領域を備えているので、このときの撮影画像内に入る位置に測定用基板のマークＭを付けることができる。従って、搬入されたワークの角部を検出する動作で、マークＭの存否を検出することができ、搬入された基板が素材ワークであるか測定用基板であるかが判定できる。
【００３０】
次に図６及び図７を参照して、上述した周縁加工機における、この発明のピッチエラーの測定方法を説明する。図７において、テーブル１２上にワークｗが搬入され、テーブル１２に固定されると、画像取得位置に移動しているカメラ５は、ワークの第１の角部Ａの画像を取得する（ステップ６１）。測定用基板ｗｏには、角部に中心検出用のマークＭが付されているから、このマークの存否により、搬入された基板が測定用基板であるかどうかは、制御器４が認識できる。ワークが素材ワークであれば、ステップ６２で分岐してステップ６３でワークの加工を行う。
【００３１】
ワークが測定用基板であれば、ステップ６４で、当該基板の搬入誤差を検出する。すなわち、図６（ａ）に示すように、カメラ５が取得した第１の角部Ａの画像のマークＭａと、それがあるべき位置ＭｏとのＸ方向及びＹ方向の偏差δｘａ、δｙａを検出し、次にテーブル１２を１８０度回転して、図６（ｂ）に示す第２の角部ＢのマークＭｂについても同様に、そのあるべき位置ＭｏとのＸ方向及びＹ方向の偏差δｘｂ、δｙｂを検出し、この４個の検出値からテーブル中心Ｐに対する基板（正確には、計測線Ｌの放射中心）中心ＱのＸ方向及びＹ方向の位置偏差と、テーブル１２上での測定用基板ｗｏの角度偏差を制御器４に予め登録した演算式により求める。この演算式は、搬入誤差検出手段の演算式と同じものを用いることができる。
【００３２】
次にカメラ５を測定用基板ｗｏに付した計測線Ｌの画像を取得する位置に移動し、テーブル角度０度から開始してテーブル１２を計測線Ｌの分割角度（例えば１５度）回動する毎に計測線Ｌの画像を取得して（ステップ６５）、その計測線の画像の位置を先に検出したワークの中心位置の偏差と角度偏差に基づいて補正して、当該補正後の方向と本来あるべき計測線の方向との差から、当該角度におけるテーブルのピッチエラーを測定する。この操作をテーブル１２を所定角回動する毎に行って、０度〜３６０度の間における１５度毎のテーブルのピッチエラーを演算する（ステップ６６）。演算されたピッチエラーが、補正値として登録する必要がないほど小さければ、ステップ６７で補正値の調整（書き換え）不要として、手順を終了する。調整が必要であれば、測定したピッチエラーが補正されるように、ＮＣ装置に登録されている補正値を書き換える（ステップ６８）。
【００３３】
図７の例では、ピッチエラーの測定及び補正値の校正手続きを５回行うようになっており（ステップ６９）、その間にステップ６７の調整不要の判定が為されないとき（校正した補正値を用いて補正してもピッチエラーがステップ６７の判定基準より小さくならない。）ときは、測定されたピッチエラーの値は信頼できないので、ステップ７１、７２でＮＣ装置に設定される補正値を元の値に戻し、ピッチエラーの自動測定が失敗したことを示すフラグを立てて、手順を終了（測定用基板の搬出と次のワークの搬入）をする。
【００３４】
正常にピッチエラーの校正が行われた後のワークの加工においては、新しく設定された補正値に基づいてテーブル１２に対する回転角の指令値が補正されて、テーブル駆動モータ１５に与えられる。テーブル駆動モータに与える角度指令が補正値が登録されている角度の間の角度であれば、その両者の補正値の直線補間などにより、当該角度における補正値を演算して、制御器の指令値を補正する。
【００３５】
以上のように、制御器４からテーブル１２に与える角度の指令値を測定したピッチエラーに対する補正値で補正すると共に、当該ワーク毎に検出されるテーブル１２上でのワークの中心位置偏差と角度偏差に対応する補正値で補正して加工を行うことにより、搬入されたワーク１枚毎の周縁加工を誤差のない正確な形状に加工することができる。
【符号の説明】
【００３６】
５  カメラ
12  テーブル
Ｌ  計測線
M(Ma,Mb）  マーク
Ｐ  テーブルの中心
Ｑ  計測線の中心
ｗ  ワーク
ｗｏ  測定用基板
【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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