JP5693086B2 - 加工方法、及び加工装置 - Google Patents
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Description
本発明の加工装置は、複数の移動ステージにより、加工工具と被加工物とを相対移動させて加工する加工装置において、前記複数の移動ステージをそれぞれ駆動するステージ駆動手段と、前記複数の移動ステージのそれぞれの姿勢誤差を検出するステージ姿勢誤差検出手段と、ステージの目標位置データと被加工物の加工点の座標データから、前記各移動ステージの基準点に対する被加工物上の加工点の相対位置を求め、前記求めた相対位置と前記姿勢誤差とから前記加工点の変位量を演算する手段と、を有し、前記ステージ駆動手段は、前記加工点の変位量に基づいて補正された前記移動ステージの目標位置データに基づいて前記複数の移動ステージを駆動することを特徴とする。
図1は、実施例1による加工装置を示すもので、複数の移動ステージは、ガイド1、2、3によってそれぞれX方向、Y方向、Z方向を可動とするXステージ4、Yステージ5、Zステージ6である。各ガイド1、2、3は静圧軸受けを用いたリニアガイドであり、各ステージ4、5、6の駆動源(ステージ駆動手段)は、リニアモータを有する。ステージ姿勢誤差検出手段を構成するXステージ検出器7、Yステージ検出器8、Zステージ検出器9は、それぞれX、Y、Zステージ4、5、6の姿勢を測定するもので、複数のレーザ10を用いて各ステージの姿勢誤差を検出する。
図3は実施例2を示す。実施例1においては、ステージの姿勢変化であるピッチング、ヨーイング、ローリング成分についての補正を行った。しかし、ステージ誤差には姿勢変化である回転成分以外にも、直交3軸方向のうちの可動方向以外の方向へステージが移動する場合があり、この平行並進成分によりステージが位置誤差を生じる場合にも、当然加工誤差となる。そこで、本実施例では、ステージ誤差検出手段を構成するステージ検出器7、8、9によって、各ステージの姿勢誤差を検出するステージ姿勢誤差検出工程S12の後に、さらに各ステージの平行並進誤差も検出するものである。その他の点は実施例1と同様である。
実施例1においては、X、YZステージのすべての姿勢誤差を検出し補正している。また実施例2においては各ステージの位置及び姿勢検出で、6軸方向、ピッチング、ヨーイング、ローリング及び可動方向を含むXYZ方向への位置変化の全てを検出し補正している。しかし、X、Y、Zステージすべての姿勢や平行並進をリアルタイムで検出することが必須ではない。ステージの移動精度が高い場合や、その姿勢誤差による影響度が必要な加工精度に対し小さい場合には、影響の小さい姿勢誤差は無視し、影響がある姿勢誤差のみを算出し補正することも可能である。また、再現性が高い場合には、予めステージの目標位置に対する姿勢誤差及び平行並進誤差をデータベース化して置くことも可能である。
本実施例では、各ステージの目標位置に対する再現性が高い場合に、予め姿勢誤差及び平行並進誤差を検出し、データベース化しておき、リアルタイムで補正せず事前に加工データの生成工程で補正値を含む加工データを生成する。この場合には、数値演算装置の加工データを生成するCAMにおいて、データベース化した各ステージ毎の可動方向の位置に対する姿勢誤差を参照し、姿勢誤差を得る。データベースから得た姿勢誤差及び平行並進誤差からその影響で生じる加工点の位置変位を算出する。
4 Xステージ
5 Yステージ
6 Zステージ
7 Xステージ検出器
8 Yステージ検出器
9 Zステージ検出器
11a〜11f レーザ測長器
12 数値演算装置
22 スピンドルモータ
23 加工工具
Claims (14)
- 複数の移動ステージを駆動し、加工工具と被加工物とを相対移動させて前記被加工物を加工する加工方法において、
前記複数の移動ステージのそれぞれの姿勢誤差を検出し、
移動する加工点について、各時点におけるステージの目標位置データと被加工物の加工点の座標データから求めた前記各移動ステージの基準点に対する被加工物上の加工点の相対位置と、前記姿勢誤差とから、前記加工点の変位量を求め、
前記ステージの目標位置データを前記加工点の変位量に基づいて補正し、前記補正したステージの目標位置データに基づいて前記複数の移動ステージを駆動して前記被加工物を加工することを特徴とする加工方法。 - 前記ステージの目標位置データと前記加工点の座標データは、加工前に作成しておくことを特徴とする請求項1記載の加工方法。
- 前記補正したステージの目標位置データは予め求めておくことを特徴とする請求項2記載の加工方法。
- 前記各移動ステージの基準点は、前記各移動ステージの重心位置であることを特徴とする請求項1乃至3いずれか一項記載の加工方法。
- 前記各移動ステージの重心位置の移動量をさらに検出し、前記移動量に基づいて前記ステージの目標位置データをさらに補正することを特徴とする請求項4記載の加工方法。
- 前記加工工具は、前記被加工物と当接する外形が所定の曲率を有し、前記加工点に応じて、前記外形の前記被加工物との接触点が移動可能に形成されたことを特徴とする請求項1乃至5いずれか一項記載の加工方法。
- 前記加工工具は、円盤形状であることを特徴とする請求項1乃至6いずれか一項記載の加工方法。
- 前記複数のステージは、第1方向に移動可能な第1移動ステージ、前記第1方向に直交する第2方向に移動可能な第2移動ステージ及び前記第1及び第2方向に直交する第3方向に移動可能な第3移動ステージを備え、
前記加工点の変位量は、前記第1乃至第3移動ステージの前記第1乃至第3方向ごとに演算された変位量を合成して各方向ごとに求められる、ことを特徴とする請求項1乃至7いずれか一項記載の加工方法。 - 複数の移動ステージにより、加工工具と被加工物とを相対移動させて加工する加工装置において、
前記複数の移動ステージをそれぞれ駆動するステージ駆動手段と、
前記複数の移動ステージのそれぞれの姿勢誤差を検出するステージ姿勢誤差検出手段と、
ステージの目標位置データと被加工物の加工点の座標データから、前記各移動ステージの基準点に対する被加工物上の加工点の相対位置を求め、前記求めた相対位置と前記姿勢誤差とから前記加工点の変位量を演算する手段と、を有し、
前記ステージ駆動手段は、前記加工点の変位量に基づいて補正された前記移動ステージの目標位置データに基づいて前記複数の移動ステージを駆動することを特徴とする加工装置。 - 前記各移動ステージの基準点は前記各移動ステージの重心位置であることを特徴とする請求項9記載の加工装置。
- 前記各移動ステージの重心位置の移動量を検出する平行並進誤差検出手段をさらに有することを特徴とする請求項10記載の加工装置。
- 前記加工工具は、前記被加工物と当接する外形が所定の曲率を有し、前記加工点に応じて、前記外形の前記被加工物との接触点が移動可能に形成されたことを特徴とする請求項9乃至11いずれか一項記載の加工装置。
- 前記加工工具は、円盤形状であることを特徴とする請求項9乃至12いずれか一項記載の加工装置。
- 前記複数のステージは、第1方向に移動可能な第1移動ステージ、前記第1方向に直交する第2方向に移動可能な第2移動ステージ及び前記第1及び第2方向に直交する第3方向に移動可能な第3移動ステージを備え、
前記変位量を演算する手段は、前記加工点の変位量を、前記第1乃至第3移動ステージの前記第1乃至第3方向ごとに演算された変位量を合成して各方向ごとに求める、ことを特徴とする請求項9乃至13いずれか一項記載の加工装置。
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