精密机床制造技术

本发明专利技术提供一种精密机床。精密机床(10)具备：固定于作为支承工具(TL)的工具支承部的工具台(16)；作为能够移动工具台(16)的移动机构的工具工作台(12b)；以及一个或多个摄像装置(18)，该摄像装置固定于工具台(16)上，具有拍摄加工对象物(WK)相对于工具(TL)的的加工点(P)的摄像部(30)。

【技术实现步骤摘要】
精密机床
本专利技术涉及一种使用工具按照10nm以下的加工指令对加工对象物进行精密加工的精密机床。
技术介绍
在日本特开2010-058263号公报中，公开了用于以面粗糙度为纳米级水平对工件进行机械加工的精密机床。在该精密机床中，为了使热位移引起的误差最小，主要构造部分相对于加工点为对称构造。然而，在精密机床的精密加工中，需要详细观察加工对象物的加工点相对于工具的状态，一边掌握加工的状态一边进行加工的情况较多。在该情况下，操作者一般把脸靠近加工点并通过目视进行观察。但是，在通过目视进行观察的情况下，由于加工而产生的切屑进入眼睛，头与机械碰撞，或者身体意外地与工具接触等的危险性成为问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供安全性优异的精密机床。本专利技术的方式是使用工具按照10nm以下的加工指令对加工对象物进行精密加工的精密机床，具备：支承所述工具的工具支承部、能够移动所述工具支承部的移动机构、以及一个或多个摄像装置，该摄像装置固定于所述工具支承部或所述移动机构，具有拍摄所述加工对象物相对于所述工具的加工点的摄像部。根据本专利技术，即使工具支承部对应于移动机构的移动而移动，也能够在不改变摄像装置相对于被该工具支承部支承的工具的相对位置的情况下，通过一个或多个摄像装置捕捉加工点。因此，能够使作业者不接近加工点而观察加工点，安全性优异。根据参照附图说明的以下的实施方式的说明，容易理解上述目的、特征及优点。附图说明图1是表示本实施方式的精密机床的结构的示意图。图2是表示安装有摄像装置的状态的图。图3是示出摄像部的结构例的图。图4是计算图像的每1点的被摄体的长度时的表(1)。图5是计算图像的每1点的被摄体的长度时的表(2)。图6是计算图像的每1点的被摄体的长度时的表(3)。图7是计算图像的每1点的被摄体的长度时的表(4)。图8是计算图像的每1点的被摄体的长度时的表(5)。图9是计算图像的每1点的被摄体的长度时的表(6)。具体实施方式以下，列举优选的实施方式，参照附图对本专利技术进行详细说明。[实施方式]图1是表示本实施方式的精密机床10的结构的示意图。精密机床10使用工具TL按照10nm以下的加工指令对加工对象物WK进行精密加工。在本实施方式中，该精密机床10是使旋转状态的加工对象物WK与工具TL接触而进行加工的车床。精密机床10具有基座12、主轴台14、工具台16、摄像装置18及控制装置20。基座12是主轴台14和工具台16的底座。另外，在图1中将主轴台14的主轴14a延伸的方向(轴向)设为前后方向，将在与基座12的载置面F平行的面内与轴向正交的方向设为左右方向，将与该载置面F及轴向正交的方向设为上下方向。向下方向设为重力作用的方向。在基座12的载置面F设置有主轴工作台12a，作为能够移动主轴台14的移动机构。主轴工作台12a能够相对于基座12沿左右方向移动主轴台14，在该主轴工作台12a上载置主轴台14。另外，在基座12的载置面F上设置有工具工作台12b和旋转工作台12c，作为能够移动工具台16的移动机构。工具工作台12b相对于基座12能够沿前后方向移动工具台16，在该工具工作台12b上设有旋转工作台12c。旋转工作台12c能够以上下方向的轴为旋转轴进行旋转，在该旋转工作台12c上载置工具台16。另外，也可以没有旋转工作台12c。主轴台14是支承加工对象物WK的工件支承部，具有沿前后方向延伸的主轴14a和设置于主轴14a的一端(前端)的旋转体14b。在旋转体14b上通过未图示的固定件在旋转体14b的前表面上固定有加工对象物WK。即，加工对象物WK以能够旋转的方式被支承在主轴台14上。工具台16是支承工具TL的工具支承部，形成为从旋转工作台12c的上表面向上方延伸的柱状。在工具台16的上端部，利用未图示的固定件固定工具TL。固定于工具台16的工具TL沿与工具台16延伸的方向大致正交的方向延伸。摄像装置18对被摄体进行拍摄，并将表示作为摄像结果而得到的图像的图像信号输出至控制装置20。控制装置20具有显示部22，将从摄像装置18输出的图像信号所示的图像显示于显示部22。另外，控制装置20具有用于使用工具TL对加工对象物WK进行加工的加工程序。该控制装置20按照由加工程序指定的10nm以下的加工指令，适当控制主轴台14的主轴14a和移动机构(主轴工作台12a、工具工作台12b以及旋转工作台12c)。具体而言，控制装置20例如一边使主轴台14的主轴14a旋转，一边使主轴工作台12a与工具台16的工具工作台12b相对移动，以到达由加工程序指定的加工点。通过使主轴工作台12a与工具工作台12b相对移动，将固定于工具工作台12b上的工具台16的工具TL按压于主轴工作台12a上的主轴台14所支承的加工对象物WK来对加工对象物WK进行加工。图2是表示安装有摄像装置18的状态的图。摄像装置18对与工具TL相对的加工对象物WK的加工点P进行拍摄。该加工点P由加工程序指定。摄像装置18呈中空的棒状，具有柔性。即，摄像装置18形成为具有柔性的管状，形成为管状的摄像装置18的一端以及另一端中的至少一方被堵塞。摄像装置18具有摄像部30和支承部40。摄像部30位于摄像装置18的前端部。图3是示出摄像部30的结构例的图。摄像部30至少具有物镜32、摄像元件34以及照射部36。物镜32是对从被摄体经由摄像部30的前端入射的光进行聚光而形成被摄体的像的透镜。摄像元件34对由物镜32形成的像进行拍摄，在摄像元件34的摄像面上呈现由物镜32形成的像。摄像元件34的信号线在摄像装置18的管内通过并与控制装置20连接。另外，也可以在摄像元件34与物镜32之间设置物镜32以外的其他1个或多个透镜。在该情况下，由物镜32形成的像成为中间像，在摄像元件34的摄像面上呈现由物镜32以外的其他1个或多个透镜形成的像。控制装置20基于从摄像装置18输出的图像信号，将包含与工具TL相对的加工对象物WK的加工点P的图像、和将该图像中指定的一部分区域放大后的放大区域图像中的至少一方显示于显示部22。由此，作业者能够在不接近加工点P来实际目视的情况下观察加工点P。然而，在超精密加工这样的微细加工的领域中，观察工具TL的刀尖的微妙的接触情况的作业是重要的。在作业者通过目视观察加工点P的情况下，一般而言，若通过加工点P的加工而积存于工具TL的切屑的大小为0.3mm～0.5mm左右，则作业者能够根据该切屑的形状、性状来目视确认、掌握加工点P处的加工状况。如图3所示，在将从摄像部30的前端部位或物镜32的主点等摄像部30的预定部位到加工点P的直线距离(以下，称为物镜距离)设为Dmm，将摄像部30的视场角(物镜32的视场角)设为θdeg，将能够由摄像部30拍摄的拍摄宽度设为Wmm的情况下，若使用直角三角形的公式，则“W＝2×D本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精密机床，使用工具按照10nm以下的加工指令对加工对象物进行精密加工，其特征在于，/n该精密机床具备：/n支承所述工具的工具支承部；/n能够移动所述工具支承部的移动机构；以及/n一个或多个摄像装置，其固定于所述工具支承部或所述移动机构，具有拍摄所述加工对象物相对于所述工具的加工点的摄像部。/n

【技术特征摘要】
20190125 JP 2019-0117351.一种精密机床，使用工具按照10nm以下的加工指令对加工对象物进行精密加工，其特征在于，
该精密机床具备：
支承所述工具的工具支承部；
能够移动所述工具支承部的移动机构；以及
一个或多个摄像装置，其固定于所述工具支承部或所述移动机构，具有拍摄所述加工对象物相对于所述工具的加工点的摄像部。


2.根据权利要求1所述的精密机床，其特征在于，
所述摄像装置中的至少一个摄像装置中，将从所述摄像部的预定部位到所述加工点的距离设为Dmm，将所述摄像部的视野角设为θdeg，将由所述摄像部拍摄到的图像的长边设为1时的短边的比率设为x，将所述长边的点数设为Rsa，此时下式的关系成立：





3.根据权利要求2所述的精密机床，其特征在于，
所述图像的长边与短边之比为16：9。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的精密机床，其特征在于，
所述摄像部具有对所述加工点照射光的...

【专利技术属性】
技术研发人员：有松洋平，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP