[发明专利]微细形状切削加工装置及微细形状切削加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用切削工具而在被加工物的表面加工微细的凹凸的微细形状的切削加工装置及微细形状切削加工方法。

背景技术

作为使用切削工具在被加工物的表面加工微细的凹凸的装置或方法，公知有文献(特开2006-123085号公报)中公开的“微细表面形状切削加工装置及微细切削加工方法”。

该装置构成为，具备：第1滑动机构，搭载被加工物并进行往复运动；第2滑动机构，沿与该第1滑动机构的运动方向垂直的方向进行间歇定位运动；工具切入机构，沿分别与这些第1及第2滑动机构的运动轴垂直的方向高速并微细地控制切削工具的切入量；以及位置检测器，随着第1滑动机构的运动而产生脉冲信号。

为了在被加工物的表面加工微细表面形状，在第1滑动机构向正方向运动时，与从位置检测器产生的脉冲信号同步而借助工具切入机构使切削工具的切入量高速地变化，在第1滑动机构向反方向运动时，使切削工具从被加工物退避，且每一次第1滑动机构往复时令第2滑动机构送进固定量。由此，能够在被加工物的表面加工微细表面形状。

在上述的文献中所公开的加工装置或加工方法中，在第1滑动机构向正方向运动时，用位置检测器检测出第1滑动机构的位置信息，对来自该位置检测器的脉冲信号进行计数，判断计数值是否与预先设定的值一致，在两者一致时输出触发信号，在该触发信号作用下借助工具切入机构使切削工具的切入量高速地变化。因此，需要进行对来自位置检测器的脉冲信号进行计数并判断是否与设定值一致的处理，因此认为有时切削工具进退的时机容易产生延迟、而不能在被加工物的表面加工高精度的微细表面形状。

特别地，在加工用于在片材上转印成形多个微透镜的微透镜转印成形用辊或转印成形模具时，所加工的微透镜成形部是外径大概是10～300μm左右的大致的圆形且深镀为0.6～50μm的凹透镜或凸透镜等的微小单位透镜，因此若切削工具进退的时机产生偏移，则不能在被加工物的表面加工高精度的微细表面形状。

并且，在上述文献中公开的加工装置或加工方法中，为了确定加工条件，通常采用下述方法，即对于要加工的目标形状参考加工所需要的时间等而以尝试法来选择确定送进速度。

但是，上述的方法中，加工条件的确定需要时间。而且，由于利用工具切入机构令切削工具的切入量高速地变化的动态特性，如图11所示，相对于切削工具的目标轨迹，切削工具的实际的运动轨迹的振幅减少、或产生相位滞后。并且，有时由于具有滑动机构的装置的固有频率而产生共振现象。

因此，由于不能使切削工具的运动轨迹和目标轨迹一致，存在切削加工误差变大的问题。

发明内容

本发明的主要的目的是解除这样的问题，提供一种能够在被加工物的表面高精度且高效率地加工微细形状的微细形状切削加工装置及微细形状切削加工方法。

本发明的微细切削加工装置具备：载置被加工物的工作台及切削工具；X轴移动机构及Y轴方向移动机构，使上述工作台及上述切削工具向着相互垂直的X轴及Y轴方向相对移动；Z轴移动机构，具有使上述切削工具向着与上述X轴及Y轴方向垂直的Z轴方向进退的切入轴；往复运动台，设置在上述切入轴上且使向着上述Z轴方向的上述切削工具的切入量高速地变化，其特征在于，其中，该微细形状切削加工装置具备：控制机构，存储控制上述各移动机构的驱动的驱动程序并根据该驱动程序来控制上述各移动机构的驱动，且在上述驱动程序开始时输出时间计数开始指令；到达时间运算机构，从上述X轴移动机构及Y轴移动机构的至少一方的相对移动速度信息和上述被加工物的加工开始位置信息而运算出从输出上述时间计数开始指令到上述切削工具到达上述被加工物的加工开始位置的到达时间；经过时间判定机构，计测从上述控制机构输出时间计数开始指令开始的经过时间，并判定该经过时间是否与由上述到达时间运算机构运算的到达时间一致，在两者一致时输出触发信号；以及往复运动台驱动机构，接收来自上述经过时间判定机构的触发信号，使上述往复运动台驱动以使上述切削工具以预先设定的切入量进退。

根据该结构，若借助控制机构开始驱动程序，则根据驱动程序控制X轴移动机构、Y轴移动机构及Z轴移动机构的驱动，且在驱动程序开始时输出时间计数开始指令。

于是，在经过时间判定机构中，计测从控制机构输出时间计数开始指令开始的经过时间，判定该经过时间是否与由到达时间运算机构运算的到达时间一致。若用经过时间判定机构计测的经过时间与由到达时间运算机构运算的到达时间两者一致，则输出触发信号。