JPH0596436A - 微小切り込み用切削装置 - Google Patents
微小切り込み用切削装置Info
- Publication number
- JPH0596436A JPH0596436A JP3256397A JP25639791A JPH0596436A JP H0596436 A JPH0596436 A JP H0596436A JP 3256397 A JP3256397 A JP 3256397A JP 25639791 A JP25639791 A JP 25639791A JP H0596436 A JPH0596436 A JP H0596436A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting
- piezoelectric element
- tool
- cutting device
- cutting tool
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 9
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Turning (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光磁気ディスク金型の溝加工に際して、ミラ
ーマークを形成するため、非常に短い距離で切削が行わ
れない箇所を形成できるようにする。 【構成】 先端部に切削工具(1)が取り付けられてお
り、その同軸心上の直ぐ後部に、ミラーマーク形成用の
単層圧電素子(2)が配置され、さらに工具台部(3)を介し
てその後方に振動駆動用の多層圧電素子(4)が配置され
ている。工具台部(3)の両側には軸対称配置で平行ばね
部(5)が形成されている。
ーマークを形成するため、非常に短い距離で切削が行わ
れない箇所を形成できるようにする。 【構成】 先端部に切削工具(1)が取り付けられてお
り、その同軸心上の直ぐ後部に、ミラーマーク形成用の
単層圧電素子(2)が配置され、さらに工具台部(3)を介し
てその後方に振動駆動用の多層圧電素子(4)が配置され
ている。工具台部(3)の両側には軸対称配置で平行ばね
部(5)が形成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、μｍオーダ精度の切り
込み量で精密な溝加工を行うための切削装置に係り、特
に、光磁気ディスク金型の溝加工に適した微小切り込み
用切削装置に関する。
込み量で精密な溝加工を行うための切削装置に係り、特
に、光磁気ディスク金型の溝加工に適した微小切り込み
用切削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術・発明の解決課題】上述のような微小切り
込み用切削装置としては、例えば本出願人の出願になる
実開平１−１１００４８号公報において開示されたもの
が公知である。この微小切り込み用切削装置は、印加電
圧の電圧の大きさに対応して生じる圧電素子の押圧力に
より被削材の方向へ撓む平行ばね機構を用い、さらに被
削材の切削工具の刃先が当接する際に生じる押圧力を他
の圧電素子により起電力に変化すると共に、この起電力
を検出して被削材に切削工具の刃先が当接したことを検
知して０.０２μｍ以下の切り込み量分解能を得るよう
にしたものである。
込み用切削装置としては、例えば本出願人の出願になる
実開平１−１１００４８号公報において開示されたもの
が公知である。この微小切り込み用切削装置は、印加電
圧の電圧の大きさに対応して生じる圧電素子の押圧力に
より被削材の方向へ撓む平行ばね機構を用い、さらに被
削材の切削工具の刃先が当接する際に生じる押圧力を他
の圧電素子により起電力に変化すると共に、この起電力
を検出して被削材に切削工具の刃先が当接したことを検
知して０.０２μｍ以下の切り込み量分解能を得るよう
にしたものである。
【０００３】ところで、上述の微小切り込み用切削装置
において、平行ばね構造を撓ませる駆動用の圧電素子
は、変位量を大きく取るため、また駆動電圧を低くする
ため、実際には数十層から数百層に重ねた積層型のもの
が用いられている。このように、平行ばね構造と多数層
構造とが採用されていることから、工具の振動を高周波
で制御することは殆ど不可能であり、特に、切削形成さ
れている溝の途中に、１０μｍ以下の短い距離で切削を
中断して、溝が形成されていないミラーマーク部分を残
すという加工が行えなかった。また、できるだけ短い距
離で加工を中断するためには、切削速度を遅くするより
なく、加工能率の低下を招く結果となっている。
において、平行ばね構造を撓ませる駆動用の圧電素子
は、変位量を大きく取るため、また駆動電圧を低くする
ため、実際には数十層から数百層に重ねた積層型のもの
が用いられている。このように、平行ばね構造と多数層
構造とが採用されていることから、工具の振動を高周波
で制御することは殆ど不可能であり、特に、切削形成さ
れている溝の途中に、１０μｍ以下の短い距離で切削を
中断して、溝が形成されていないミラーマーク部分を残
すという加工が行えなかった。また、できるだけ短い距
離で加工を中断するためには、切削速度を遅くするより
なく、加工能率の低下を招く結果となっている。
【０００４】本発明は上述のごとき従来の技術的課題に
鑑み、これを有効に解決すべく創案されたものである。
したがって本発明の目的は、切削速度を落とすことなく
１０μｍ以下の短い距離で切削を中断でき、ミラーマー
クの形成に好都合な微小切り込み用切削装置を提供する
ことにある。
鑑み、これを有効に解決すべく創案されたものである。
したがって本発明の目的は、切削速度を落とすことなく
１０μｍ以下の短い距離で切削を中断でき、ミラーマー
クの形成に好都合な微小切り込み用切削装置を提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る微小切り込
み用切削装置は、上述のごとき従来技術の課題を解決
し、その目的を達成するために以下のような構成を備え
ている。即ち、切り込み方向へ撓み得る平行ばね構造を
有し、その先端部に、第１圧電素子を介して切削工具が
取り付けられた工具取付部と、上記切削工具の切り込み
方向への移動を駆動すべく、一端が上記工具取付部の基
端部に当接して数十層ないし数百層の多層からなる第２
圧電素子とを備え、上記第１圧電素子は、単層ないし数
層からなっている。
み用切削装置は、上述のごとき従来技術の課題を解決
し、その目的を達成するために以下のような構成を備え
ている。即ち、切り込み方向へ撓み得る平行ばね構造を
有し、その先端部に、第１圧電素子を介して切削工具が
取り付けられた工具取付部と、上記切削工具の切り込み
方向への移動を駆動すべく、一端が上記工具取付部の基
端部に当接して数十層ないし数百層の多層からなる第２
圧電素子とを備え、上記第１圧電素子は、単層ないし数
層からなっている。
【０００６】
【作用および発明の効果】本発明に係る微小切り込み用
切削装置では、第２圧電素子は第１圧電素子とは別の印
加電圧によってその伸縮が制御される。したがって、工
具の切り込み動作を駆動する第２圧電素子が低周波でし
か制御できなくとも、第１圧電素子は層数が少ないので
高周波制御に対応できる。その結果、第２圧電素子が高
周波制御に応答し、切削を行わない箇所を形成するため
に必要なだけ縮む所要時間を短縮化でき、例えば１０μ
ｍ程度の短い距離のミラーマークも形成できる。
切削装置では、第２圧電素子は第１圧電素子とは別の印
加電圧によってその伸縮が制御される。したがって、工
具の切り込み動作を駆動する第２圧電素子が低周波でし
か制御できなくとも、第１圧電素子は層数が少ないので
高周波制御に対応できる。その結果、第２圧電素子が高
周波制御に応答し、切削を行わない箇所を形成するため
に必要なだけ縮む所要時間を短縮化でき、例えば１０μ
ｍ程度の短い距離のミラーマークも形成できる。
【０００７】
【実施例】以下に本発明の一実施例に係る微小切り込み
用切削装置について、図１および図２を参照して説明す
る。本実施例装置の工具部の概略は、図１に示すように
構成されている。先端部に切削工具１が取り付けられて
おり、その同軸心上の直ぐ後部に、ミラーマーク形成用
の単層圧電素子２が配置され、さらに工具台部３を介し
てその後方に振動駆動用の多層圧電素子４が配置されて
いる。工具台部３の両側には軸対称配置で平行ばね部５
が形成されている。６は多層圧電素子４に対する電圧印
加のためのリード線を示している。
用切削装置について、図１および図２を参照して説明す
る。本実施例装置の工具部の概略は、図１に示すように
構成されている。先端部に切削工具１が取り付けられて
おり、その同軸心上の直ぐ後部に、ミラーマーク形成用
の単層圧電素子２が配置され、さらに工具台部３を介し
てその後方に振動駆動用の多層圧電素子４が配置されて
いる。工具台部３の両側には軸対称配置で平行ばね部５
が形成されている。６は多層圧電素子４に対する電圧印
加のためのリード線を示している。
【０００８】図２は、図１の工具部を用いた本実施例の
微小切り込み用切削装置の概略構成図である。制御用コ
ンピュータ７から第１圧電素子駆動電源８を介して多層
圧電素子４に電圧を印加する。そのとき、変位計９から
得られる工具１と被削材１０との間の相対位置検出信号
を変位計アンプ１１を介して制御用コンピュータ７に取
り込み、所定の工具刃先移動量が検出されたとき、これ
を切り込み量として、その変位計９の信号の値が常に維
持されるよう、多層圧電素子４への印加電圧値が制御用
コンピュータ７によって制御される。図中、Ｌ．Ｐ．Ｆ
はローパスフィルタである。
微小切り込み用切削装置の概略構成図である。制御用コ
ンピュータ７から第１圧電素子駆動電源８を介して多層
圧電素子４に電圧を印加する。そのとき、変位計９から
得られる工具１と被削材１０との間の相対位置検出信号
を変位計アンプ１１を介して制御用コンピュータ７に取
り込み、所定の工具刃先移動量が検出されたとき、これ
を切り込み量として、その変位計９の信号の値が常に維
持されるよう、多層圧電素子４への印加電圧値が制御用
コンピュータ７によって制御される。図中、Ｌ．Ｐ．Ｆ
はローパスフィルタである。
【０００９】ここで、単層圧電素子２には、制御開始以
前から予め、所定値の電圧を印加しておき、その伸び量
が、目的の切り込み量より大きくなるようにしておく。
この電圧は、回転制御盤１２に同期して図２に示すよう
な単層圧電素子駆動波形となって第２圧電素子駆動電源
１３から単層圧電素子２へ印加される。即ち、印加電圧
は一時的に０となり、このとき単層圧電素子２は瞬時に
元の長さに縮み、工具１を上方に引き上げて切り込み量
０の箇所、即ち溝の加工されない箇所が形成される。こ
の部分は、回転制御盤１２から得られる回転角検出信号
に同期させることで所定の位置に形成でき、例えば、光
磁気ディスク用金型に必要とされるミラーマーク等を形
成できる。
前から予め、所定値の電圧を印加しておき、その伸び量
が、目的の切り込み量より大きくなるようにしておく。
この電圧は、回転制御盤１２に同期して図２に示すよう
な単層圧電素子駆動波形となって第２圧電素子駆動電源
１３から単層圧電素子２へ印加される。即ち、印加電圧
は一時的に０となり、このとき単層圧電素子２は瞬時に
元の長さに縮み、工具１を上方に引き上げて切り込み量
０の箇所、即ち溝の加工されない箇所が形成される。こ
の部分は、回転制御盤１２から得られる回転角検出信号
に同期させることで所定の位置に形成でき、例えば、光
磁気ディスク用金型に必要とされるミラーマーク等を形
成できる。
【００１０】上述の単層圧電素子については、必ずしも
単層である必要はなく、十分に高周波数で制御できる範
囲内で複数層とすることができる。その場合、電圧とし
てはより低電圧で大きな変位が得られる。したがって、
極度には短くない加工の中断には、そのような圧電素子
が有効である。
単層である必要はなく、十分に高周波数で制御できる範
囲内で複数層とすることができる。その場合、電圧とし
てはより低電圧で大きな変位が得られる。したがって、
極度には短くない加工の中断には、そのような圧電素子
が有効である。
【００１１】また、単層圧電素子駆動波形は、図２に示
されたような矩形波形である必要はなく、この駆動波形
を変化させることによって所定切り込み量を変化させる
ことにも利用できる。なお、圧電素子の変形には、その
両端に印加される電圧の変化を伴うので、これを利用し
て反力検出用センサとしても活用できる。
されたような矩形波形である必要はなく、この駆動波形
を変化させることによって所定切り込み量を変化させる
ことにも利用できる。なお、圧電素子の変形には、その
両端に印加される電圧の変化を伴うので、これを利用し
て反力検出用センサとしても活用できる。
【図１】 本発明の微小切り込み用切削装置に係る一実
施例における工具部を示す概略構成図である。
施例における工具部を示す概略構成図である。
【図２】 図１の工具部を用いた本実施例の微小切り込
み用切削装置の概略構成図である。
み用切削装置の概略構成図である。
１ 切削工具 ２ 単層圧電素子 ３ 工具台部 ４ 多層圧電素子 ５ 平行ばね部
Claims (1)
- 【請求項１】 切り込み方向へ撓み得る平行ばね構造を
有し、その先端部に、第１圧電素子(2)を介して切削工
具(1)が取り付けられた工具取付部(3,5)と、 上記切削工具(1)の切り込み方向への移動を駆動すべ
く、一端が上記工具取付部(3,5)の基端部に当接して数
十層ないし数百層の多層からなる第２圧電素子(4)とを
備え、 上記第１圧電素子(2)は、単層ないし数層からなること
を特徴とする微小切り込み用切削装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3256397A JPH0596436A (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 微小切り込み用切削装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3256397A JPH0596436A (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 微小切り込み用切削装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0596436A true JPH0596436A (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=17292111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3256397A Pending JPH0596436A (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 微小切り込み用切削装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0596436A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102528522A (zh) * | 2012-03-05 | 2012-07-04 | 广东工业大学 | 刚度可调节的快刀伺服器 |
| CN105195766A (zh) * | 2015-11-09 | 2015-12-30 | 大连交通大学 | 压电陶瓷驱动微进给刀架 |
| CN105904232A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-08-31 | 大连交通大学 | 压电驱动二维微进给平台 |
| CN106975961A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-07-25 | 广东工业大学 | 一种长行程快速刀具伺服装置 |
| CN116423289A (zh) * | 2023-02-27 | 2023-07-14 | 歌尔股份有限公司 | 模具加工方法、装置、设备及存储介质 |
| CN119748185A (zh) * | 2024-12-20 | 2025-04-04 | 吉林大学 | 一种曲梁变刚度快刀伺服装置及其使用方法 |
-
1991
- 1991-10-03 JP JP3256397A patent/JPH0596436A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102528522A (zh) * | 2012-03-05 | 2012-07-04 | 广东工业大学 | 刚度可调节的快刀伺服器 |
| CN105195766A (zh) * | 2015-11-09 | 2015-12-30 | 大连交通大学 | 压电陶瓷驱动微进给刀架 |
| CN105195766B (zh) * | 2015-11-09 | 2017-06-13 | 大连交通大学 | 压电陶瓷驱动微进给刀架 |
| CN105904232A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-08-31 | 大连交通大学 | 压电驱动二维微进给平台 |
| CN106975961A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-07-25 | 广东工业大学 | 一种长行程快速刀具伺服装置 |
| CN116423289A (zh) * | 2023-02-27 | 2023-07-14 | 歌尔股份有限公司 | 模具加工方法、装置、设备及存储介质 |
| CN119748185A (zh) * | 2024-12-20 | 2025-04-04 | 吉林大学 | 一种曲梁变刚度快刀伺服装置及其使用方法 |
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