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1. 发明专利

TWI323394B 板狀材料加工面之決定方法、加工方法、以及其等之裝置有权
简体标题：板状材料加工面之决定方法、加工方法、以及其等之设备
公开(公告)号：TWI323394B
公开(公告)日：2010-04-11
申请号：TW094122345
申请日：2005-07-01
申请人：日鑛金屬股份有限公司
发明人：中島光一 , 小町伸好
IPC分类号： G05B
CPC分类号： G05B19/401 , B23Q15/14 , G01B11/30 , G05B19/404 , G05B2219/37049 , G05B2219/37402 , G05B2219/37596 , G05B2219/50046 , G05B2219/50063 , Y02P80/40
摘要：一種板狀材料表面之加工方法，係用以對具有2、3維變形之板狀材料，厚度均勻地施加切削加工、研削加工、放電加工等機械加工，其特徵在於：將板狀材料載置於固定板上，設該板狀材料之平面方向之座標軸為X、Y，設高度方向之座標軸為Z，虛擬包含測定之Z方向原點之面，並且測定任意平面位置之從該原點起之高度Z1－n，以使藉此所獲得之高度資料之最大值Zmax與最小值Zmin之差異的絕對值成為最少之方式，傾斜板狀材料來切削。濺鍍靶(sputtering target)等之陶瓷製燒結板或是壓延、鍛造而成之金屬板，雖在製程中受熱或加工之應力而導致大部分會產生2、3維變形，但是如上述，能從具有2、3維變形之板狀材料，獲得加工量最少、平坦且厚度均勻之板狀材料。【創作特點】由於濺鍍靶等之陶瓷製燒結板或是壓延、鍛造而成之金屬板，在製程中受熱或加工之應力而大部分會產生2、3維變形。本發明係欲從如上述具有此種2、3維變形之板狀材料，獲得平坦且厚度均勻之板狀材料，其目的在於提供：施加切削加工、研削加工、放電加工等表面加工時，板狀材料加工面之決定方法及所使用之裝置，以獲得加工量少、平坦且厚度均勻之板狀材料。
為了要解決上述問題，本發明人等專心研究之結果，獲得如下之見解：測定從任意平面位置之基準平面的高度Z1~n，然後測定藉此所得之高度資料的最大值Zmax與最小值Zmin之差異的絕對值，並且以使加工量最少之方式調整固定板上之板狀材料之傾斜來進行表面加工，藉此能獲得良品率高、平坦且厚度均勻之板狀材料。
本發明，係根據該見解而提供以下方法：1)一種板狀材料加工面之決定方法，係將具有2、3維變形之板狀材料加工成厚度均勻時使其加工量為最少，其特徵在於：將板狀材料載置於固定板上，設該板狀材料之平面方向之座標軸為X、Y，設垂直方向之座標軸為Z，並且在電腦上虛擬構成從固定板算起之垂直方向距離係H的平面ABCD，將從該平面ABCD之座標(X、Y)至被測定物之板狀材料上面之座標(X、Y)的距離(高度)Z00取既定之座標點(X、Y)進行測定，從全部座標點找出最大值Z00(max)與最小值Z00(min)，計算其差值D00；其次將平面ABCD之端A及端B或端A及端C固定，分別使端C及端B之任一方以既定高度，朝Z軸方向在既定範圍依序上下移動，使平面ABCD對固定板傾斜，每於變更一單位傾斜，則測定從平面ABCD之各座標至材料所對應之座標點之距離，當作新高度Zmn表示時，與最初之測定同樣對平面ABCD上之全部座標點(X、Y)測定從平面ABCD至板狀材料上面之高度，從其中找出最大值Zmn(max)與最小值Zmn(min)，計算其差值Dmn，且對所有傾斜條件重複此找出計算，將所獲得之高度之差值D00－mn之最小值決定為平面ABCD(Dmin)係與最少加工量之平面平行的平面。
2)如上述第1項之板狀材料加工面之決定方法，其係在使該板狀材料翻轉而載置於加工機械之固定板時，找出如該所決定之最少加工平面ABCD中，從平面ABCD至板狀材料之高度Z係最小值之測定點，並將其設定為與固定板接觸之點。
3)如上述第1項或第2項之板狀材料加工面之決定方法，其係在使該板狀材料翻轉而固定於加工機械之固定板時，預先從板狀材料之四角落之測定點之高度，減算從平面ABCD至板狀材料之高度Z係最小之值Zmin，將藉此所獲得之值，當作將板狀材料固定於加工機械時插入於四角落之間隔件厚度。
4)如上述第3項之板狀材料加工面之決定方法，其中，當板狀材料厚度有偏差時，則以該偏差量來修正間隔件厚度。
5)如上述第1至4項中任一項之板狀材料加工面之決定方法，其中，板狀材料之座標軸X方向及Y方向皆以20mm以下之間距位置來測定高度。
6)如上述第1至5項中任一項之板狀材料加工面之決定方法，其中，將與板狀材料之距離Z以雷射式距離感測器或接觸式距離感測器來測定。
7)如上述第1至6項中任一項之板狀材料加工面之決定方法，其中，依據該資料，取代以手動方式將間隔件插入於板狀材料之四角落，而調整能NC控制之加工機械之2軸傾轉式加工台的傾斜。
8)一種加工方法，其特徵在於：藉由上述第1~7項中任一項之方法來決定板狀材料之加工面，依此對具有2、3維變形之板狀材料厚度均勻地進行切削加工、研削加工、放電加工等機械加工。
9)一種加工方法，其特徵在於：藉由上述第1~7項中任一項之方法來決定板狀材料之加工面，依此將板狀材料之表面平面研削，然後使其進一步翻轉而載置於固定板來加工背面。
10)一種加工方法，其特徵在於：藉由將板狀材料黏著或電磁吸附等於該機械之固定板，以無搖晃之方式固定，以上述第1~7項之方法進行測定來決定最佳傾斜條件後，不需使材料翻轉，而使用加工機械之固定板之2軸傾斜機構，使固定板傾斜且使其平行於以最佳傾斜條件所得之平面，然後以該狀態進行加工。
又，本發明提供下之裝置：11)一種板狀材料加工面之決定裝置，係將具有2、3維變形之板狀材料加工成厚度均勻時用來決定使其加工量為最少，其特徵在於具備：供載置板狀材料之固定板、及電腦上虛擬構成的系統；該系統係進行以下動作：用以設該板狀材料之平面方向之座標軸為X、Y，設垂直方向之座標軸為Z，並且將從固定板算起之垂直方向之距離係H的平面ABCD；在該平面ABCD之座標(X、Y)之最初測定點測定其與板狀材料之垂直方向之距離(高度)Z00，並且對全部座標點找出最大值Zmax與最小值Zmin，而計算其差值D00；其次將平面ABCD之端A及端B或端A及端C固定，分別使端C及端B之任一方依既定高度，朝Z軸方向在既定範圍依序上下移動；與此同時，計算從平面ABCD之各座標至材料所對應之座標點之距離而當作新高度Znm；以及將該操作同樣對所有傾斜條件之各全部座標點找出最大值Zmax與最小值Zmin，並計算其差值Dmn；此等所計算之D00－mn中具有最小值之平面ABCD之傾斜條件，係與最少加工量之平面平行的平面。
12)如上述第11項之板狀材料加工面之決定裝置，其係在使該板狀材料翻轉而載置於加工機械之固定板時，找出如該所決定之最少加工平面ABCD中，從平面ABCD至板狀材料之高度Z係最小值之測定點，並將其設為與固定板接觸之點。
13)如上述第11項或第12項之板狀材料加工面之決定裝置，其係具備間隔件，在使該板狀材料翻轉而固定於加工機械之固定板時，預先從板狀材料四角落之測定點之高度，減算從平面ABCD至板狀材料之高度Z係最小之值Zmin，將藉此所獲得之值，當作將板狀材料固定於加工機械時插入於四角落之間隔件厚度。
14)如上述第13項之板狀材料加工面之決定裝置，其係具備當板狀材料厚度有偏差時、以該偏差重來修正間隔件厚度之裝置。
15)如上述第11至14項中任一項之板狀材料加工面之決定裝置，其係具備對具有2、3維變形之板狀材料厚度均勻地施加切削加工、研削加工、放電加工等之機械加工裝置。
16)如上述第11至15項中任一項之板狀材料加工面之決定裝置，其係具備將板狀材料之單面平面研削後、使其進一步翻轉而載置於固定板來加工背面的裝置。
17)如上述第11至16項中任一項之板狀材料加工面之決定裝置，其係具備將板狀材料之座標軸X方向及Y方向皆以20mm以下之間距位置來測定高度的裝置。
18)如上述第11至17項中任一項之板狀材料加工面之決定裝置，其係具備將與板狀材料之距離Z以雷射式距離感測器或接觸式距離感測器測定的裝置。
19)如上述第11或第12項之板狀材料加工面之決定裝置，其係具備一裝置，其依據該資料，取代以手動方式將間隔件插入於板狀材料之四角落，而調整能NC控制之加工機械之2軸傾轉式加工台之傾斜。
20)一種平面研削床、銑床、放電加工機等之平面加工裝置，其特徵在於具備，上述第11至19項中任一項之裝置。
本發明具有如下之優良效果：從具有2、3維複雜變形之板狀材料，以最少之加工量將製品藉由進行切削加工、研削加工、放電加工等機械加工之表面加工，能獲得平坦且厚度均勻之板狀材料。
即，更具體而言，當要製造規定厚度之製品時，能使材料加工前厚度所具有之寬裕縮小，比習知方法能使機械加工量設定為小，能使良品率提高且加工時間縮短。
又，當要從具有變形之材料，以機械加工製造無指定厚度之材料時，能使習知技術製品之厚度加厚。
再者，將材料固定於加工機械之工作台時不需要嘗試錯誤，即使非熟練者亦能以最少加工量容易加工。
如上述般，本發明具有顯著之效果。
简体摘要：一种板状材料表面之加工方法，系用以对具有2、3维变形之板状材料，厚度均匀地施加切削加工、研削加工、放电加工等机械加工，其特征在于：将板状材料载置于固定板上，设该板状材料之平面方向之座标轴为X、Y，设高度方向之座标轴为Z，虚拟包含测定之Z方向原点之面，并且测定任意平面位置之从该原点起之高度Z1－n，以使借此所获得之高度数据之最大值Zmax与最小值Zmin之差异的绝对值成为最少之方式，倾斜板状材料来切削。溅镀靶(sputtering target)等之陶瓷制烧结板或是压延、锻造而成之金属板，虽在制程中受热或加工之应力而导致大部分会产生2、3维变形，但是如上述，能从具有2、3维变形之板状材料，获得加工量最少、平坦且厚度均匀之板状材料。【创作特点】由于溅镀靶等之陶瓷制烧结板或是压延、锻造而成之金属板，在制程中受热或加工之应力而大部分会产生2、3维变形。本发明系欲从如上述具有此种2、3维变形之板状材料，获得平坦且厚度均匀之板状材料，其目的在于提供：施加切削加工、研削加工、放电加工等表面加工时，板状材料加工面之决定方法及所使用之设备，以获得加工量少、平坦且厚度均匀之板状材料。为了要解决上述问题，本发明人等专心研究之结果，获得如下之见解：测定从任意平面位置之基准平面的高度Z1~n，然后测定借此所得之高度数据的最大值Zmax与最小值Zmin之差异的绝对值，并且以使加工量最少之方式调整固定板上之板状材料之倾斜来进行表面加工，借此能获得良品率高、平坦且厚度均匀之板状材料。本发明，系根据该见解而提供以下方法：1)一种板状材料加工面之决定方法，系将具有2、3维变形之板状材料加工成厚度均匀时使其加工量为最少，其特征在于：将板状材料载置于固定板上，设该板状材料之平面方向之座标轴为X、Y，设垂直方向之座标轴为Z，并且在电脑上虚拟构成从固定板算起之垂直方向距离系H的平面ABCD，将从该平面ABCD之座标(X、Y)至被测定物之板状材料上面之座标(X、Y)的距离(高度)Z00取既定之座标点(X、Y)进行测定，从全部座标点找出最大值Z00(max)与最小值Z00(min)，计算其差值D00；其次将平面ABCD之端A及端B或端A及端C固定，分别使端C及端B之任一方以既定高度，朝Z轴方向在既定范围依序上下移动，使平面ABCD对固定板倾斜，每于变更一单位倾斜，则测定从平面ABCD之各座标至材料所对应之座标点之距离，当作新高度Zmn表示时，与最初之测定同样对平面ABCD上之全部座标点(X、Y)测定从平面ABCD至板状材料上面之高度，从其中找出最大值Zmn(max)与最小值Zmn(min)，计算其差值Dmn，且对所有倾斜条件重复此找出计算，将所获得之高度之差值D00－mn之最小值决定为平面ABCD(Dmin)系与最少加工量之平面平行的平面。 2)如上述第1项之板状材料加工面之决定方法，其系在使该板状材料翻转而载置于加工机械之固定板时，找出如该所决定之最少加工平面ABCD中，从平面ABCD至板状材料之高度Z系最小值之测定点，并将其设置为与固定板接触之点。 3)如上述第1项或第2项之板状材料加工面之决定方法，其系在使该板状材料翻转而固定于加工机械之固定板时，预先从板状材料之四角落之测定点之高度，减算从平面ABCD至板状材料之高度Z系最小之值Zmin，将借此所获得之值，当作将板状材料固定于加工机械时插入于四角落之间隔件厚度。 4)如上述第3项之板状材料加工面之决定方法，其中，当板状材料厚度有偏差时，则以该偏差量来修正间隔件厚度。 5)如上述第1至4项中任一项之板状材料加工面之决定方法，其中，板状材料之座标轴X方向及Y方向皆以20mm以下之间距位置来测定高度。 6)如上述第1至5项中任一项之板状材料加工面之决定方法，其中，将与板状材料之距离Z以激光式距离传感器或接触式距离传感器来测定。 7)如上述第1至6项中任一项之板状材料加工面之决定方法，其中，依据该数据，取代以手动方式将间隔件插入于板状材料之四角落，而调整能NC控制之加工机械之2轴倾转式加工台的倾斜。 8)一种加工方法，其特征在于：借由上述第1~7项中任一项之方法来决定板状材料之加工面，依此对具有2、3维变形之板状材料厚度均匀地进行切削加工、研削加工、放电加工等机械加工。 9)一种加工方法，其特征在于：借由上述第1~7项中任一项之方法来决定板状材料之加工面，依此将板状材料之表面平面研削，然后使其进一步翻转而载置于固定板来加工背面。 10)一种加工方法，其特征在于：借由将板状材料黏着或电磁吸附等于该机械之固定板，以无摇晃之方式固定，以上述第1~7项之方法进行测定来决定最佳倾斜条件后，不需使材料翻转，而使用加工机械之固定板之2轴倾斜机构，使固定板倾斜且使其平行于以最佳倾斜条件所得之平面，然后以该状态进行加工。又，本发明提供下之设备：11)一种板状材料加工面之决定设备，系将具有2、3维变形之板状材料加工成厚度均匀时用来决定使其加工量为最少，其特征在于具备：供载置板状材料之固定板、及电脑上虚拟构成的系统；该系统系进行以下动作：用以设该板状材料之平面方向之座标轴为X、Y，设垂直方向之座标轴为Z，并且将从固定板算起之垂直方向之距离系H的平面ABCD；在该平面ABCD之座标(X、Y)之最初测定点测定其与板状材料之垂直方向之距离(高度)Z00，并且对全部座标点找出最大值Zmax与最小值Zmin，而计算其差值D00；其次将平面ABCD之端A及端B或端A及端C固定，分别使端C及端B之任一方依既定高度，朝Z轴方向在既定范围依序上下移动；与此同时，计算从平面ABCD之各座标至材料所对应之座标点之距离而当作新高度Znm；以及将该操作同样对所有倾斜条件之各全部座标点找出最大值Zmax与最小值Zmin，并计算其差值Dmn；此等所计算之D00－mn中具有最小值之平面ABCD之倾斜条件，系与最少加工量之平面平行的平面。 12)如上述第11项之板状材料加工面之决定设备，其系在使该板状材料翻转而载置于加工机械之固定板时，找出如该所决定之最少加工平面ABCD中，从平面ABCD至板状材料之高度Z系最小值之测定点，并将其设为与固定板接触之点。 13)如上述第11项或第12项之板状材料加工面之决定设备，其系具备间隔件，在使该板状材料翻转而固定于加工机械之固定板时，预先从板状材料四角落之测定点之高度，减算从平面ABCD至板状材料之高度Z系最小之值Zmin，将借此所获得之值，当作将板状材料固定于加工机械时插入于四角落之间隔件厚度。 14)如上述第13项之板状材料加工面之决定设备，其系具备当板状材料厚度有偏差时、以该偏差重来修正间隔件厚度之设备。 15)如上述第11至14项中任一项之板状材料加工面之决定设备，其系具备对具有2、3维变形之板状材料厚度均匀地施加切削加工、研削加工、放电加工等之机械加工设备。 16)如上述第11至15项中任一项之板状材料加工面之决定设备，其系具备将板状材料之单面平面研削后、使其进一步翻转而载置于固定板来加工背面的设备。 17)如上述第11至16项中任一项之板状材料加工面之决定设备，其系具备将板状材料之座标轴X方向及Y方向皆以20mm以下之间距位置来测定高度的设备。 18)如上述第11至17项中任一项之板状材料加工面之决定设备，其系具备将与板状材料之距离Z以激光式距离传感器或接触式距离传感器测定的设备。 19)如上述第11或第12项之板状材料加工面之决定设备，其系具备一设备，其依据该数据，取代以手动方式将间隔件插入于板状材料之四角落，而调整能NC控制之加工机械之2轴倾转式加工台之倾斜。 20)一种平面研削床、铣床、放电加工机等之平面加工设备，其特征在于具备，上述第11至19项中任一项之设备。本发明具有如下之优良效果：从具有2、3维复杂变形之板状材料，以最少之加工量将制品借由进行切削加工、研削加工、放电加工等机械加工之表面加工，能获得平坦且厚度均匀之板状材料。即，更具体而言，当要制造规定厚度之制品时，能使材料加工前厚度所具有之宽裕缩小，比习知方法能使机械加工量设置为小，能使良品率提高且加工时间缩短。又，当要从具有变形之材料，以机械加工制造无指定厚度之材料时，能使习知技术制品之厚度加厚。再者，将材料固定于加工机械之工作台时不需要尝试错误，即使非熟练者亦能以最少加工量容易加工。如上述般，本发明具有显着之效果。

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