JP4979647B2 - 加工装置及び加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ツール取付部に固定されたツールを使用してワーク取付部に固定されたワークを加工する加工装置及び加工方法に関するものである。

従来、ツール取付部に固定されたツールを使用してワーク取付部に固定されたワークを加工する場合には、ワークが所定の目標形状に達したかどうかを次のようにして評価し、必要に応じて追加工を行って目標形状を実現していた。まず、ワーク取付部からそのワークを取り外し、測定装置を使用してワークの形状を測定する。次に、目標形状を表すデータと測定結果とを比較して、加工が不足する場合には追加工を要する量である追加工量を算出する。次に、そのワークをワーク取付部に再び取り付け、算出された追加工量に基づいてツールを使用して追加工を行う。
また、砥石を使用して工作物の円筒部をプランジ研削しながら、その径寸法を接触式のセンサ（接触子）を使用して測定することも提案されている。この場合には、径寸法が設定値に達すると、砥石の機械座標系を再設定することにより、砥石の機械座標と工作物の座標とのずれ量を補正している。その後に工作物を再研削することにより、目標寸法通りの形状を形成している（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−２７８０２０号公報（第３頁、第１図）

しかしながら、上記従来の技術によれば、次のような問題がある。まず、取り外したワークの形状を測定する場合には、ワーク取付部からワークを取り外すという工程が必要になる。また、取り外し前と再取付後とにおいてワークの取り付け位置がずれるので、超精密加工を行う際にその位置ずれが加工精度の向上を阻害する。
また、接触子を使用して工作物、すなわちワークの径寸法や形状等を測定する場合には、ワークの材質や形状等によっては測定できないことがある。例えば、プラスチック製の光学部品のようにわずかな傷も許されないワークの場合、液晶表示装置に使用される導光板や導光板用の金型等のように極めて微細な溝が形成されるワークの場合、複雑な形状を有するワークの場合等には、接触子を使用して測定することができない。
更に、前述のいずれの場合においても、摩耗や破損によりツールを交換し、交換前後においてツールの取り付け位置の位置ずれが発生した場合には、加工のずれを生ずるので、そのワークを廃棄する原因になるおそれがある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、ツールを使用してワークを加工する際に、微細な溝や複雑な形状等を有するワークについても、ワークを取り外すことなくその形状を測定して加工精度の向上を図るとともに、ツールを交換した場合でも加工のずれ、ひいてはワークの廃棄を生ずることなくワークを加工する、加工装置及び加工方法を提供することを目的とする。

上述の技術的課題を解決するために、本発明に係る加工装置は、各々相対的に移動可能に設けられているツール取付部及びワーク取付部を有し、ツール取付部に固定されたツールを使用してワーク取付部に固定されたワークに対する加工を行う加工装置であって、ワーク取付部に固定されツールによる加工の対象になるダミーワークと、ツール取付部又は該ツール取付部に対して一体的に設けられた部材に固定されワーク及びダミーワークの形状を測定して各々該形状を表すワーク形状信号及びダミーワーク形状信号を供給する第１のセンサと、ツール取付部とワーク取付部との少なくとも一方を移動させることによりツールとワーク及びダミーワークとの相対的な位置関係を制御する制御部とを備えるとともに、第１のセンサは、交換前の旧ツールを使用して加工されたワークの形状を測定して該ワークの形状を表す旧ワーク形状信号を生成し、かつ、交換後の新ツールを使用して加工されたダミーワークの形状を測定して該ダミーワークの形状を表す新ダミーワーク形状信号を生成し、制御部は、各々第１のセンサから受け取った旧ワーク形状信号と新ダミーワーク形状信号とに基づいて、旧ツールによる加工が行われたワークに対して新ツールを使用して引き続いて加工を行う際に生じ得る旧ツールと新ツールとの間の位置ずれを補正することを目的として、ツール取付部とワーク取付部との少なくとも一方を一定量だけ移動させる補正信号を生成し、該補正信号に基づいてワーク取付部及びツール取付部の少なくとも一方を一定量だけ移動させ、一定量だけ移動させることによって、旧ツールを使用して加工されたワークに対して新ツールを位置合わせすることを特徴とする。

これによれば、ツールが交換されて新ツールによりダミーワークが加工された場合に、旧ツールと新ツールとの間の位置ずれを補正するために生成された補正信号に基づいて、ツール取付部とワーク取付部との少なくとも一方が移動する。したがって、旧ツールにより加工されたワークに対して新ツールが正確に位置合わせされるので、ツールの交換前後にわたって、加工のずれを生じることなくワークが正確に加工される。また、ワークが引き続き加工されることになるので、ワークの廃棄が低減されるとともに、ワークが目標形状になるまで短時間で加工される。

また、本発明に係る加工装置は、上述した加工装置において、制御部は更に次の動作を行うことを特徴とする。
(1)旧ツールを使用してワークを加工する際にワーク取付部及びツール取付部の少なくとも一方の位置に関する第1の位置情報を記憶すること
(2)新ツールを使用してダミーワークを加工する際に移動させるワーク取付部又はツール取付部の少なくとも一方の位置に関する第２の位置情報を記憶すること
(3)旧ワーク形状信号と新ダミーワーク形状信号とを第１のセンサからそれぞれ受け取って記憶すること
(4)ワークにおいて加工された個所に対応するワーク取付部及びツール取付部の位置と、ダミーワークにおいて加工された個所に対応するワーク取付部及びツール取付部の位置とに関する第３の位置情報を記憶すること
(5)第１の位置情報と、第２の位置情報と、旧ワーク形状信号及び新ダミーワーク形状信号と、第３の位置情報とにそれぞれ基づいて、旧ツールを使用して加工されたワークと旧ツールとの位置に関する旧位置関係を演算すること、及び、新ツールを使用した場合におけるワークと新ツールとの位置に関する新位置関係を演算すること
(6)旧位置関係と新位置関係とに基づいて新ツールとワークとの位置関係を旧位置関係に対して同様に保つための補正量を演算し、該補正量に基づいて補正信号を生成すること

また、本発明に係る加工装置は、上述した加工装置において、第１のセンサは加工が行われている間に該加工が完了した部分の形状を測定することを特徴とする。

これによれば、加工と同時に、加工が完了した部分の形状が測定されるので、加工及び測定の効率が向上する。

また、本発明に係る加工装置は、上述した加工装置において、第１のセンサは非接触式のセンサであることを特徴とする。

これによれば、わずかな傷も許されないワークの場合、極めて微細な溝が形成されるワークの場合、複雑な形状を有するワークの場合等についても、問題なく形状が測定される。

また、本発明に係る加工方法は、各々相対的に移動可能に設けられているツール取付部及びワーク取付部とツール取付部に固定されたツールとを使用して、ワーク取付部に固定されたワークを加工する加工方法であって、ツール取付部に固定された交換前の旧ツールを使用して、ワークを加工する工程と、ツール取付部又は該ツール取付部に対して一体的に設けられた部材に固定された第１のセンサにより、旧ツールを使用して加工されたワークの形状を測定して該形状を表す旧ワーク形状信号を供給する工程と、旧ツールを新ツールに交換する工程と、新ツールを使用して、ワーク取付部に固定されたダミーワークを加工する工程と、第１のセンサにより、新ツールを使用して加工されたダミーワークの形状を測定して該形状を表す新ダミーワーク形状信号を供給する工程と、各々第１のセンサから受け取った旧ワーク形状信号と新ダミーワーク形状信号とに基づき、旧ツールにより加工されたワークを新ツールを使用して引き続いて加工する際に生じ得る旧ツールと新ツールとの間の位置ずれを補正することを目的として、ツール取付部とワーク取付部との少なくとも一方を一定量だけ移動させる工程とを備え、移動させる工程は、新ツールとワークとの位置関係を旧ツールを使用して加工されたワークと旧ツールとの位置に関する旧位置関係に対して同様に保つための補正量を演算し、該補正量に基づいて補正信号を生成し、該補正信号に基づいてワーク取付部及びツール取付部の少なくとも一方を一定量だけ移動させ、一定量だけ移動させることによって、旧ツールを使用して加工されたワークに対して新ツールを位置合わせすることを特徴とする。

これによれば、ツールを交換した後に新ツールによりダミーワークを加工し、旧ツールと新ツールとの間の位置ずれを補正するために生成された補正信号に基づいて、ツール取付部とワーク取付部との少なくとも一方を移動させる。したがって、旧ツールにより加工したワークに対して新ツールを正確に位置合わせするので、ツールの交換前後にわたって、加工のずれを生じることなくワークを正確に加工することができる。加えて、ワークを引き続き加工するので、ワークの廃棄を低減するとともに、ワークが目標形状になるまで短時間で加工することができる。

また、本発明に係る加工方法は、上述した加工方法において、移動させる工程は更に次の工程を有することを特徴とする。
(1)旧ツールを使用してワークを加工する際にワーク取付部及びツール取付部の少なくとも一方の位置に関する第1の位置情報を記憶する工程
(2)新ツールを使用してダミーワークを加工する際に移動させるワーク取付部又はツール取付部の少なくとも一方の位置に関する第２の位置情報を記憶する工程
(3)旧ワーク形状信号と新ダミーワーク形状信号とを第１のセンサからそれぞれ受け取って記憶する工程
(4)ワークにおいて加工された個所に対応するワーク取付部及びツール取付部の位置と、ダミーワークにおいて加工された個所に対応するワーク取付部及びツール取付部の位置とに関する第３の位置情報を記憶する工程
(5)第１の位置情報と、第２の位置情報と、旧ワーク形状信号及び新ダミーワーク形状信号と、第３の位置情報とにそれぞれ基づいて、旧位置関係を演算する工程、及び、新ツールを使用した場合におけるワークと新ツールとの位置に関する新位置関係を演算する工程
(6)旧位置関係と新位置関係とに基づいて補正量を演算する工程

また、本発明に係る加工方法は、上述した加工方法において、ワークを加工する工程とワーク形状信号を供給する工程とを並行して行い、又は、ダミーワークを加工する工程とダミーワーク形状信号を供給する工程とを並行して行うことを特徴とする。

これによれば、加工と同時に、加工が完了した部分の形状を測定するので、加工及び測定の効率を向上させることができる。

また、本発明に係る加工方法は、上述した加工方法において、ワーク形状信号を供給する工程又はダミーワーク形状信号を供給する工程においては、第１のセンサとして非接触式のセンサを使用することを特徴とする。

これによれば、わずかな傷も許されないワークの場合、極めて微細な溝が形成されるワークの場合、複雑な形状を有するワークの場合等についても、問題なく形状を測定することができる。

本発明によれば、ワークの取り外しを行うことなく、そのワークの形状が非接触で測定される。したがって、ワークの取り外し前後で位置ずれが生じないので加工精度が向上するとともに、傷つきやすい材質、微細な溝や複雑な形状等を有するワークの測定が可能になる。また、ツールを交換した場合において、旧ツールにより加工されたワークに対して、新ツールが正確に位置合わせされる。したがって、ツールの交換前後にわたり、加工のずれを生じることなくワークが正確に加工されるとともに、ワークの廃棄が低減される。また、加工と同時に、加工が完了した部分の形状が測定される。したがって、加工及び測定の効率が向上する。
これらにより、本発明は、ツールを使用して、傷つきやすい材質、微細な溝や複雑な形状等を有するワークを加工する際に、ワークを取り外すことなくその形状を測定して加工精度の向上を図るとともに、ツールを交換した場合でも加工のずれを生ずることなくワークを加工する、加工装置及び加工方法を提供することができるという、優れた実用的な効果を奏するものである。

図３に示されているように、本発明に係る加工装置は、図１に示された加工装置におけるワーク取付部（２）に、ダミーワーク取付治具（１２）を追加したものである。このダミーワーク取付治具（１２）には、被加工物としてダミーワーク（１３）が取り付けられている。制御部（１１）がツール（８）に異常が発生したと判断した場合、例えば、センサ（図示なし）がツール（８）の破損等により発生する異常振動を検出して異常の発生を示す信号を制御部（１１）に供給した場合には、制御部（１１）は加工装置を非常停止させる。その後に、ツール（８）を良品に交換する。そして、新ツールによってダミーワーク（１３）を加工し、旧ツールと新ツールとの間の位置ずれを補正するための補正量を制御部（１１）が演算し、その補正量に基づいてワーク（４）に対して新ツールを位置合わせする。
［参考例］

以下、本発明の参考例に係る加工装置について、図１と図２とを参照して説明する。図１は、本参考例に係る加工装置の概略を示す斜視図である。図２は、図１の加工装置の動作を示すフローチャートである。

図１において、ワーク用ステージ１はＺ方向に進退自在に設けられており、そのワーク用ステージ１にはワーク取付部２が固定されている。ワーク取付部２には、ワーク取付治具３を介して、例えば、液晶表示装置に使用されるアクリル製の導光板からなるワーク４が、被加工物として載置されている。ツール用ステージ５は、Ｘ方向及びＹ方向に進退自在に設けられ、更にＢ方向（回転方向）に回動自在に設けられている。ツール用ステージ５にはツール取付部６が固定され、ツール取付部６にはツール取付治具７が固定され、ツール取付治具７には切削加工用工具であるツール８が固定されている。更に、ツール取付部６には、レーザを使用して対象物までの変位を測定する非接触式のセンサ９が固定されている。このセンサ９には、対象物までの変位を表す測定信号をセンサ９から供給するためのケーブル１０が接続されている。また、ワーク用ステージ１とツール用ステージ５とは、定盤（図示なし）の上に固定されている。

制御部１１は、ケーブル１０によってセンサ９に接続されている。また、制御部は、図示されていない別のケーブルにより、ワーク用ステージ１とツール用ステージ５とを個別に移動させるとともにそれらの位置を表す信号を受け取るために、各ステージ１，５にそれぞれ接続されている。この制御部１１は、例えば、センサ９とワーク用ステージ１とツール用ステージ５とから受け取った信号に基づいて、ワーク４の形状と各ステージ１，５の位置とについて所定の演算を行うパーソナルコンピュータ部と、ワーク用ステージ１とツール用ステージ５とを個別に移動させるＮＣ制御部とから構成されている。

本参考例に係る加工装置の動作を、図１と図２とを参照して説明する。図２に示されているように、まず、ステップＡ１において、ツール８を使用してワーク４を切削する。具体的には、制御部１１が図１のワーク用ステージ１とツール用ステージ５との少なくとも一方を移動させることによって、それらのステージを相対的に移動させる。そして、制御部１１は、ツール８とワーク４とを接触させ、その状態でワーク用ステージ１とツール用ステージ５とを相対的に移動させて、ワーク４を切削する。例えば、ツール用ステージ５をＸ方向に移動させることにより、ワーク４には、ツール８の先端形状に応じた溝がＸ方向に沿って形成される。

次に、ステップＡ２において、ワーク４に対する加工が完了すると、センサ９を使用してワーク４の形状を測定する。センサ９は、ワーク４の表面の変位を連続的に測定することにより、ワーク用ステージ１又はツール用ステージ５の位置に関連付けながらワーク４の形状を表すワーク形状信号を生成し、これをケーブル１０を介して制御部１１に供給する。

次に、ステップＡ３において、制御部１１は、センサ９から受け取ったワーク形状信号に基づいて、測定された形状と所定の目標値によって表される目標形状とを比較する。そして、制御部１１は、ワーク４の形状が目標値、すなわち、目標形状に到達したか否かを判断して、その結果に応じて、次のように処理を進める。

目標形状に到達していないと判断した場合には、制御部１１は、ステップＡ４に処理を進めて、目標形状に到達するまでの追加工量を演算する。次に、ステップＡ５において、制御部１１は、追加工量に基づいて、ワーク取付部２とツール取付部６との少なくとも一方を、すなわち、ワーク用ステージ１とツール用ステージ５との少なくとも一方を、一定量だけ移動させるための追加工信号を生成する。そして、ワーク用ステージ１とツール用ステージ５との少なくとも一方が一定量だけ移動した後に、制御部１１は、ステップＡ１に処理を戻して、ツール８を使用してワーク４を更に切削して、それ以降の処理を行う。
一方、目標形状に到達したと判断した場合には、所定の形状を実現したことになるので、ワークの切削を終了する。

ここで、本参考例に係る加工装置及び加工方法の特徴は、第１に、ツール８とセンサ９とが、同じツール用ステージ５に、より詳しくいえば同じツール取付部６に、固定されていることである。これにより、ワーク４を取り外して測定する必要がないので、ワーク４の取り外し前後の位置ずれに起因する加工精度の低下を防止することができるとともに、ワークの廃棄が低減される。
第２に、非接触式のセンサ９を使用して、ワーク４を測定することである。これにより、ワーク４が、傷つきやすい材質からなる場合、プラスチック製の光学部品のようにわずかな傷も許されないワークの場合、液晶表示装置に使用される導光板や導光板用の金型等のように極めて微細な溝が形成されるワークの場合、複雑な形状を有するワークの場合等についても、問題なく形状を測定することができる。
第３に、ワーク用ステージ１又はツール用ステージ５の位置に対して関連付けながら、ワーク４を測定することである。これにより、複雑な形状を有するワークの場合等についても、問題なく形状を測定することができる。

以下、本発明の実施例について、図３と図４とを参照して説明する。図３は、本実施例に係る加工装置の概略を示す斜視図である。図４は、図３の加工装置の動作を示すフローチャートである。

図３に示されているように、本実施例に係る加工装置は、図１に示された加工装置におけるワーク取付部２に、ダミーワーク取付治具１２を追加したものである。このダミーワーク取付治具１２には、被加工物としてダミーワーク１３が取り付けられている。ダミーワーク１３とワーク４との上面は、同一面を形成するように取り付けられていることが好ましい。また、ダミーワーク１３とワーク４とは、同一の被加工性を確保するために、同一の材質から構成されることが好ましい。ただし、ワーク４が難削材である場合には、ツール８の摩耗をできるだけ防止するために、ダミーワーク１３を快削材によって構成してもよい。

本実施例に係る加工装置の動作を、図３と図４とを参照して説明する。図４に示されているように、ステップＢ１において、参考例のステップＡ２と同様にツール８を使用してワーク４を切削する。ここで、制御部１１は、ワーク用ステージ１とツール用ステージ５とのうち、移動させるステージの位置情報を記憶する。

次に、ステップＢ２において、制御部１１は、ツール８が正常か否かについて判断する。具体的には、センサ（図示なし）が、加工中にツール８の破損等の異常が発生したか否かを検出する。この場合には、ワーク取付部２又はツール取付部６に異常検出用センサとしてＣＣＤカメラを取り付けて、ワーク４又はツール８の状態を観察してもよい。そして、ツール８における異常の発生の有無に応じて、次のように処理を進める。

まず、ステップＢ２においてツール８が正常であると判断した場合には、参考例におけるステップＡ２と同様に、処理をステップＢ３に進める。そして、ステップＢ３でワーク４の形状を測定する。ここで、制御部１１は、ステージの位置情報に対応するワーク４の切削された個所についてのワーク形状信号、すなわち、ワーク４に対する加工についての位置情報を記憶する。

次に、参考例におけるステップＡ３と同様に、ステップＢ４でワーク４の形状が目標値、すなわち、目標形状に到達したか否かを判断する。
目標形状に到達していないと判断した場合には、制御部１１は、それぞれ参考例におけるステップＡ４と同様にステップＢ５で追加工量を演算し、ステップＡ５と同様にステップＢ６でワーク用ステージ１とツール用ステージ５との少なくとも一方を一定量だけ移動させる。その後に、制御部１１は、ステップＢ１に処理を戻して、ツール８を使用してワーク４を更に切削して、それ以降の処理を行う。
目標形状に到達したと判断した場合には、所定の形状を実現したことになるので、ワークの切削を終了する。

一方、ステップＢ２において制御部１１がツール８に異常が発生したと判断した場合、例えば、センサ（図示なし）がツール８の破損等により発生する異常振動を検出して異常の発生を示す信号を制御部１１に供給した場合には、制御部１１は加工装置を非常停止させる。その後に、制御部１１は、ステップＢ７に処理を進める。

次に、ステップＢ７において、ツール８を良品に交換する。この交換は、手動で行ってもよく、交換機構によって自動で行ってもよい。

次に、ステップＢ８において、新しいツール８を使用してダミーワーク１３を切削する。ここで、制御部１１は、ワーク用ステージ１とツール用ステージ５とについて、ダミーワーク１３を切削する際に移動させる各ステージ１，５の位置情報を記憶する。

次に、ステップＢ９において、ワーク４，ダミーワーク１３の双方の形状を測定する。そして、制御部１１は、それぞれ切削された個所についての形状を表すワーク形状信号及びダミーワーク形状信号をセンサ９から受け取り、これらを記憶する。また、制御部１１は、それぞれ切削された個所に対応するワーク用ステージ１とツール用ステージ５との位置情報を受け取り、これらを記憶する。

次に、ステップＢ１０において、制御部１１は、ステップＢ８で記憶した各ステージ１，５の位置情報と、ステップＢ９で記憶したワーク４，ダミーワーク１３の切削個所に関する各形状信号及び各ステージ１，５の位置情報とに基づき、次のような計算を行う。まず、制御部１１は、新しいツール８を使用した場合における、ツール８とワーク４との位置関係を演算する。そして、制御部１１は、この位置関係に基づいて、新しいツール８とワーク４との位置関係をツール交換前と同様に保つための補正量を演算する。この補正量は、ワーク用ステージ１とツール用ステージ５との少なくとも一方を移動させる移動量である。

次に、ステップＢ１１において、制御部１１は、演算された補正量に基づきワーク用ステージ１とツール用ステージ５との少なくとも一方を移動させた後に、ステップＢ１に処理を戻す。これにより、新しいツール８を使用して引き続きワーク４を加工する際に、ワーク４における旧ツールによって最後に加工された場所に正確に新しいツール８を位置合わせすることができる。

ここで、本実施例に係る加工装置及び加工方法の特徴は、新ツールによってダミーワーク１３を加工し、旧ツールと新ツールとの間の位置ずれを補正するための補正量を演算し、その補正量に基づいてワーク４に対して新ツールを位置合わせすることである。これにより、ツール８を交換した場合においても、その交換前後にわたって、加工のずれを生ずることなくワーク４を正確に加工することができる。したがって、ツール８の交換に起因する加工精度の低下を防止することができるとともに、ワークの廃棄が低減される。

なお、本実施例は、１個のワーク４に対する加工が終了した度にツール８の摩耗の程度を測定し、所定の摩耗量に到達したと判断してツール８を新ツールに交換した場合においても、適用することができる。この場合には、図４のステップＢ１において１個のワーク４に対する加工を完了した後に、ステップＢ２においてツール８に関する異常の有無の判断に代えて摩耗量の測定を行い、その測定結果に基づいてステップＢ１又はステップＢ７へと処理を進めればよい。

また、ワーク４に対する一定量の加工が終了した時点で、ツール８の異常の有無・摩耗の程度等を測定してもよい。例えば、液晶用の導光板を加工する場合には、面全体に多数の溝を形成することがあり、材料を複数回切削することによって溝の深さを徐々に深くする。この場合には、面全体においてツール８を１回通過させて溝を掘り下げた度に、ツール８について測定を行う。

また、旧ツールによる加工の際にダミーワーク１３を加工して、ワーク用ステージ１の位置情報及びダミーワーク１３の位置情報を記憶しておいてもよい。この場合には、制御部１１は、それらの位置情報と、交換後の新ツールによりダミーワーク１３を加工した際におけるワーク用ステージ１及びダミーワーク１３の位置情報とを比較して、補正量を演算することになる。

なお、上述した参考例及び実施例の説明では、ワークに対する切削を完了した後に、ワークの形状を測定した。これに限らず、ワークを切削しながら切削が完了した部分の形状を測定することもできる。これによれば、例えば、導光板の溝を形成する場合に、１本の溝を切削しながら切削が完了した部分の形状を測定することにより、加工及び測定の効率が向上する。また、１本の溝を切削した後に直ちに追加工が行われる。したがって、導光板のように全体の加工距離が極めて大きい場合においても、追加工量のデータを格納するために必要な記憶容量を低減することができる。

また、レーザによって対象物までの変位を測定するセンサを使用することとした。これに限らず、赤外線や偏光ビーム等を使用した他の光学式センサ、静電容量式センサ、渦電流式センサ、ＡＦＭ（Atomic Force Microscope ）等の、他の非接触式センサを使用してもよい。

また、ワークを、液晶表示装置に使用される導光板としたが、それ以外のワークについて本発明を適用してもよい。例えば、プラスチック製レンズ等の光学用部品を旋削加工する際や、鋼系材料からなる樹脂成形金型（特に、導光板用の樹脂成形金型）を切削加工する際に、本発明を適用することができる。

また、上述した通常の切削加工に代えて、楕円振動加工等の超音波振動を伴う切削加工を使用してもよい。この場合には、ツール取付部６とは別の部材にセンサ９を取り付けることが好ましい。

また、図２と図４とに示されたフローチャートに従ったプログラムを作成し、制御部１１に設けられた記憶部にそのプログラムを格納しておいてもよい。この場合には、制御部１１に設けられたＣＰＵ（中央演算処理装置）が、記憶部から読み出されたプログラムに従って、ワーク用ステージ１、ツール用ステージ５、センサ９等の各構成要素を制御し、かつ、追加工量と補正量とを演算する。

また、ツール取付部６には、ツール８とともにセンサ９が常時固定されていることとした。これに限らず、測定を行う際にセンサ９をツール取り付け部６に固定してもよい。この場合には、次のようにすればよい。
参考例では、ワーク４に対する加工が完了した後に、ワーク４の形状を測定する。その後に、測定された形状と所定の目標値によって表される目標形状とを比較する。
実施例では、ツール８を交換してダミーワーク１３を加工し、センサ９をツール取り付け部６に固定し、加工途中であるワーク４と所定の加工がなされたダミーワーク１３とをそれぞれ測定する。そして、これらの測定値に基づいて、新しいツール８を、ワーク４における最後に加工された位置まで移動させればよい。このような測定は、センサ９がツール取り付け部６に常時固定されている場合にも、適用することができる。

また、目的に応じて、センサ９を、ツール取付部６とは別の部材に取り付けてもよい。

また、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に変更・選択して採用できるものである。

本発明の参考例に係る加工装置の概略を示す斜視図である。 図１の加工装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例に係る加工装置の概略を示す斜視図である。 図３の加工装置の動作を示すフローチャートである。

１ ワーク用ステージ
２ ワーク取付部
３ ワーク取付治具
４ ワーク
５ ツール用ステージ
６ ツール取付部
７ ツール取付治具
８ ツール
９ センサ（第１のセンサ）
１０ ケーブル
１１ 制御部
１２ ダミーワーク取付治具
１３ ダミーワーク

Claims (8)

1. 各々相対的に移動可能に設けられているツール取付部及びワーク取付部を有し、前記ツール取付部に固定されたツールを使用して前記ワーク取付部に固定されたワークに対する加工を行う加工装置であって、
   前記ワーク取付部に固定され前記ツールによる加工の対象になるダミーワークと、
   前記ツール取付部又は該ツール取付部に対して一体的に設けられた部材に固定され前記ワーク及び前記ダミーワークの形状を測定して各々該形状を表すワーク形状信号及びダミーワーク形状信号を供給する第１のセンサと、
   前記ツール取付部と前記ワーク取付部との少なくとも一方を移動させることにより前記ツールと前記ワーク及び前記ダミーワークとの相対的な位置関係を制御する制御部とを備えるとともに、
   前記第１のセンサは、交換前の旧ツールを使用して加工された前記ワークの形状を測定して該ワークの形状を表す旧ワーク形状信号を生成し、かつ、交換後の新ツールを使用して加工された前記ダミーワークの形状を測定して該ダミーワークの形状を表す新ダミーワーク形状信号を生成し、
   前記制御部は、各々前記第１のセンサから受け取った前記旧ワーク形状信号と前記新ダミーワーク形状信号とに基づいて、前記旧ツールによる加工が行われた前記ワークに対して前記新ツールを使用して引き続いて加工を行う際に生じ得る前記旧ツールと前記新ツールとの間の位置ずれを補正することを目的として、前記ツール取付部と前記ワーク取付部との少なくとも一方を一定量だけ移動させる補正信号を生成し、該補正信号に基づいて前記ワーク取付部及び前記ツール取付部の少なくとも一方を前記一定量だけ移動させ、
   前記一定量だけ移動させることによって、前記旧ツールを使用して加工された前記ワークに対して前記新ツールを位置合わせすることを特徴とする加工装置。
2. 請求項１記載の加工装置において、
   前記制御部は更に次の動作を行うことを特徴とする。
   (1)前記旧ツールを使用して前記ワークを加工する際に前記ワーク取付部及び前記ツール取付部の少なくとも一方の位置に関する第1の位置情報を記憶すること
   (2)前記新ツールを使用して前記ダミーワークを加工する際に移動させる前記ワーク取付部又は前記ツール取付部の少なくとも一方の位置に関する第２の位置情報を記憶すること
   (3)前記旧ワーク形状信号と前記新ダミーワーク形状信号とを前記第１のセンサからそれぞれ受け取って記憶すること
   (4)前記ワークにおいて加工された個所に対応する前記ワーク取付部及び前記ツール取付部の位置と、前記ダミーワークにおいて加工された個所に対応する前記ワーク取付部及び前記ツール取付部の位置とに関する第３の位置情報を記憶すること
   (5)前記第１の位置情報と、前記第２の位置情報と、前記旧ワーク形状信号及び前記新ダミーワーク形状信号と、前記第３の位置情報とにそれぞれ基づいて、前記旧ツールを使用して加工された前記ワークと前記旧ツールとの位置に関する旧位置関係を演算すること、及び、前記新ツールを使用した場合における前記ワークと前記新ツールとの位置に関する新位置関係を演算すること
   (6)前記旧位置関係と前記新位置関係とに基づいて前記新ツールと前記ワークとの位置関係を前記旧位置関係に対して同様に保つための補正量を演算し、該補正量に基づいて前記補正信号を生成すること
3. 請求項１又は２記載の加工装置において、
   前記第１のセンサは前記加工が行われている間に該加工が完了した部分の形状を測定することを特徴とする加工装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載された加工装置において、
   前記第１のセンサは非接触式のセンサであることを特徴とする加工装置。
5. 各々相対的に移動可能に設けられているツール取付部及びワーク取付部と前記ツール取付部に固定されたツールとを使用して、前記ワーク取付部に固定されたワークを加工する加工方法であって、
   前記ツール取付部に固定された交換前の旧ツールを使用して、前記ワークを加工する工程と、
   前記ツール取付部又は該ツール取付部に対して一体的に設けられた部材に固定された第１のセンサにより、前記旧ツールを使用して加工された前記ワークの形状を測定して該形状を表す旧ワーク形状信号を供給する工程と、
   前記旧ツールを新ツールに交換する工程と、
   前記新ツールを使用して、前記ワーク取付部に固定されたダミーワークを加工する工程と、
   前記第１のセンサにより、前記新ツールを使用して加工された前記ダミーワークの形状を測定して該形状を表す新ダミーワーク形状信号を供給する工程と、
   各々前記第１のセンサから受け取った前記旧ワーク形状信号と前記新ダミーワーク形状信号とに基づき、前記旧ツールにより加工された前記ワークを前記新ツールを使用して引き続いて加工する際に生じ得る前記旧ツールと前記新ツールとの間の位置ずれを補正することを目的として、前記ツール取付部と前記ワーク取付部との少なくとも一方を一定量だけ移動させる工程とを備え、
   前記移動させる工程は、前記新ツールと前記ワークとの位置関係を前記旧ツールを使用して加工された前記ワークと前記旧ツールとの位置に関する旧位置関係に対して同様に保つための補正量を演算し、該補正量に基づいて補正信号を生成し、該補正信号に基づいて前記ワーク取付部及び前記ツール取付部の少なくとも一方を前記一定量だけ移動させ、前記一定量だけ移動させることによって、前記旧ツールを使用して加工された前記ワークに対して前記新ツールを位置合わせすることを特徴とする加工方法。
6. 請求項５記載の加工方法において、
   前記移動させる工程は更に次の工程を有することを特徴とする。
   (1)前記旧ツールを使用して前記ワークを加工する際に前記ワーク取付部及び前記ツール取付部の少なくとも一方の位置に関する第1の位置情報を記憶する工程
   (2)前記新ツールを使用して前記ダミーワークを加工する際に移動させる前記ワーク取付部又は前記ツール取付部の少なくとも一方の位置に関する第２の位置情報を記憶する工程
   (3)前記旧ワーク形状信号と前記新ダミーワーク形状信号とを前記第１のセンサからそれぞれ受け取って記憶する工程
   (4)前記ワークにおいて加工された個所に対応する前記ワーク取付部及び前記ツール取付部の位置と、前記ダミーワークにおいて加工された個所に対応する前記ワーク取付部及び前記ツール取付部の位置とに関する第３の位置情報を記憶する工程
   (5)前記第１の位置情報と、前記第２の位置情報と、前記旧ワーク形状信号及び前記新ダミーワーク形状信号と、前記第３の位置情報とにそれぞれ基づいて、前記旧位置関係を演算する工程、及び、前記新ツールを使用した場合における前記ワークと前記新ツールとの位置に関する新位置関係を演算する工程
   (6)前記旧位置関係と前記新位置関係とに基づいて前記補正量を演算する工程
7. 請求項５又は６記載の加工方法において、
   前記ワークを加工する工程と前記ワーク形状信号を供給する工程とを並行して行い、又は、前記ダミーワークを加工する工程と前記ダミーワーク形状信号を供給する工程とを並行して行うことを特徴とする加工方法。
8. 請求項５〜７のいずれかに記載された加工方法において、
   前記ワーク形状信号を供給する工程又は前記ダミーワーク形状信号を供給する工程においては、前記第１のセンサとして非接触式のセンサを使用することを特徴とする加工方法。

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