專利名稱：板狀材料的加工面的確定方法、加工方法以及確定加工面的裝置和平面加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由板狀材料得到平坦且厚度均勻的板所用的表面加工 的板狀材料的加工面的確定方法、加工方法以及確定加工面的裝置和 平面加工裝置。
背景技術(shù)：
濺射靶等陶瓷制燒結(jié)板和軋制或鍛造的金屬板，在制造工序中因 受熱或加工引起的應(yīng)變而幾乎都伴隨有變形。而且根據(jù)情況根據(jù)位置
有時(shí)產(chǎn)生板厚的不均勻。為了由伴隨上述3維變形的板狀材料得到平
坦且厚度均勻的板，進(jìn)行切削加工、磨削加工和電火花加工等機(jī)械加工。
目前，具有上述變形的材料，由操作者將其原封不動(dòng)地安裝于加 工機(jī)械上進(jìn)行上述加工，或由操作者事先用直尺等對(duì)各個(gè)板狀材料的 變形進(jìn)行大致測(cè)定，在將其安裝于加工機(jī)械上的階段放入調(diào)整墊，使 其呈現(xiàn)平坦性。但是，在這種情況下， 一般是通過(guò)操作者估計(jì)而進(jìn)行。
在依靠操作者估計(jì)、例如進(jìn)行磨削加工的情況下，即使是熟練的 操作者，為了制出平面，也需要進(jìn)行所需量以上的磨削。否則不能維 持平坦性和均勻厚度的精度。因此，需要將材料本身的加工余量設(shè)定 得大一些，這就成為原材料利用率降低的原因。另外，當(dāng)然也導(dǎo)致加 工機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增加。
作為現(xiàn)有技術(shù)，可列舉能精密測(cè)定含有翹曲的板狀工件各自具 有的厚度的裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)l);具有翹曲的測(cè)定裝置，即由
測(cè)定基準(zhǔn)部、測(cè)定部、變換為電信號(hào)的變位測(cè)定器、翹曲量顯示部、 控制部所構(gòu)成的基板翹曲測(cè)定裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)2);對(duì)陶瓷材 料粉末進(jìn)行加壓成形、在其表面照射光線、接受反射光而測(cè)定表面狀 態(tài)的陶瓷制品的制造方法(例如，參照專利文獻(xiàn)3);設(shè)置有階梯狀部分 的尺寸測(cè)定陶瓷量規(guī)(例如，參照專利文獻(xiàn)4);由測(cè)定平坦度的向下測(cè) 定器、板支承銷(xiāo)、上下運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器、壓力調(diào)節(jié)部所構(gòu)成的板平坦度 測(cè)定裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)5);利用紅外線熱像法對(duì)陶瓷基板的形 狀不規(guī)則性進(jìn)行測(cè)定的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)6)。
但是，這些技術(shù)只是用于平面性測(cè)定、變位測(cè)定或形狀不規(guī)則性 測(cè)定的方法或裝置，沒(méi)有在進(jìn)行切削加工、磨削加工、電火花加工等 機(jī)械加工等的表面加工時(shí)、以提高原材料利用率為目的的想法。
專利文獻(xiàn)l:日本特開(kāi)平6-66549號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:日本特公昭59-36202號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)昭63-173607號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)平7-128002號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)5:日本特許第3418819號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)6:日本特許第3183935號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于得到加工余量最少、平坦且厚度 均勻的板狀材料的、通過(guò)切削加工、磨削加工、電火花加工等進(jìn)行表 面加工時(shí)的板狀材料的加工面的確定方法以及用于該方法的裝置，濺 射靶等陶瓷制燒結(jié)板、軋制或鍛造的金屬板在制造工序中由于受熱或 加工所引起的變形往往伴隨有2~3維的變形和/或板厚的不均勻，但希 望由這種具有2~3維變形和/或板厚的不均勻的板狀材料得到平坦且厚 度均勻的板狀材料。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明人進(jìn)行了深入研究，結(jié)果得到了如下
見(jiàn)解基于測(cè)定距板狀材料的上下表面各自的標(biāo)準(zhǔn)平面的距離(高度) 而得到的數(shù)據(jù)，作為第一方法，求出厚度方向的中心點(diǎn)構(gòu)成的面，在 一定范圍內(nèi)改變?cè)摪鍫畈牧吓c標(biāo)準(zhǔn)平面的相對(duì)位置關(guān)系(傾斜度)而測(cè) 定從標(biāo)準(zhǔn)平面到上述中心點(diǎn)構(gòu)成的面的距離(高度)，以使得到的高度數(shù) 據(jù)的最大值和最小值之差最小的方式調(diào)整板狀材料的傾斜度而進(jìn)行表 面加工，由此，能得到原材料利用率高、平坦且厚度均勻的板狀材料。
根據(jù)該見(jiàn)解，本發(fā)明提供l)一種板狀材料的加工面的確定方法， 用于從板狀材料切出厚度均勻的板，其特征在于將測(cè)定裝置的平臺(tái) 面設(shè)為坐標(biāo)(X，Y)，在該平臺(tái)上設(shè)定由與坐標(biāo)(X，Y)垂直的Z坐標(biāo)構(gòu)成的 直角坐標(biāo)(X，Y,Z)，并在該平臺(tái)上裝載作為被測(cè)定物的板狀材料，假想
地構(gòu)成與XY平面平行的平面ABCD，將從該假想平面ABCD的坐標(biāo) (Xm，Yn)到連接作為被測(cè)定物的板狀材料的上表面和下表面的線段的 中點(diǎn)構(gòu)成的板厚中心面的距離(高度)設(shè)為Zm，n，在改變坐標(biāo)(X,Y)的同 時(shí)，對(duì)X方向上的m個(gè)值以及Y方向上的n個(gè)值在被測(cè)定板狀材料的 全部區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測(cè)定，將該測(cè)定數(shù)據(jù)保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)裝置中，對(duì) 于全部坐標(biāo)點(diǎn)，找出Zm,n的最大值和最小值并計(jì)算其差值，將該值作 為對(duì)測(cè)定值不進(jìn)行任何操作時(shí)的差值H(O.O,O.O)，接著，對(duì)于Z軸方向 上預(yù)先確定的最大振幅和間距，將假想平面ABCD的端A固定、而將 端B和端C分別以規(guī)定的振幅B、 C上下移動(dòng)，由此使假想平面ABCD 在計(jì)算機(jī)上相對(duì)于平臺(tái)傾斜，每次改變?cè)搩A斜時(shí)，計(jì)算從假想平面 ABCD上的全部坐標(biāo)點(diǎn)(Xm，Yn)到板狀材料對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)的板厚中心 面的距離(高度)(Zm,n)B，C，找出該(Zm,n)B，C的最大值和最小值并計(jì)算 其差值H(B,C)，并且對(duì)預(yù)先設(shè)定的所有B和C的組合反復(fù)進(jìn)行上述操 作，將所有B和C的組合中計(jì)算的H(B,C)具有最小值的假想平面ABCD 確定為與最小加工余量的平面平行的平面。以上是本發(fā)明的中心發(fā)明 之一。
另外，本發(fā)明提供第二個(gè)方法2) —種板狀材料的加工面的確定 方法，用于從板狀材料切出厚度均勻的板，其特征在于將測(cè)定裝置
的平臺(tái)面設(shè)為坐標(biāo)(X，Y)，在該平臺(tái)上設(shè)定由與坐標(biāo)(X,Y)垂直的Z坐標(biāo) 構(gòu)成的直角坐標(biāo)(X，Y，Z)，并在該平臺(tái)上裝載作為被測(cè)定物的板狀材料， 假想地構(gòu)成與XY平面平行的平面ABCD，將從該假想平面ABCD的 坐標(biāo)(Xm，Yn)到連接作為被測(cè)定物的板狀材料的上表面和下表面的距 離(高度)分別設(shè)為Slm,n、 S2m，n，在改變坐標(biāo)(X，Y)的同時(shí)，對(duì)X方向 上的m個(gè)值以及Y方向上的n個(gè)值在被測(cè)定板狀材料的全部區(qū)域內(nèi)進(jìn) 行測(cè)定，將該測(cè)定數(shù)據(jù)保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)裝置中，對(duì)于全部坐標(biāo)點(diǎn)， 找出Slm，n及S2m，n的最大值和最小值并計(jì)算其差值，將該值作為對(duì) 測(cè)定值不進(jìn)行任何操作時(shí)的差值分別設(shè)為H1(0.0,0.0)、 H2(0.0，0.0)，接 著，對(duì)于Z軸方向上預(yù)先確定的最大振幅和間距，將假想平面ABCD 的端A固定、而將端B和端C分別以規(guī)定的振幅B、 C上下移動(dòng)，由 此使假想平面ABCD在計(jì)算機(jī)上相對(duì)于平臺(tái)傾斜，每次改變?cè)搩A斜度 時(shí)，計(jì)算從假想平面ABCD上的全部坐標(biāo)點(diǎn)(Xm，Yii)到板狀材料對(duì)應(yīng)的 坐標(biāo)點(diǎn)的板狀材料的上表面和下表面各自的距離(高度)(Slm,n)B,C、 (S2m,n)B,C，找出該(Slm,n)B,C及(S2m，n)B，C各自的最大值和最小值 并計(jì)算其差值H1(B，C)和H2(B，C)，并且對(duì)預(yù)先設(shè)定的所有B和C的組 合反復(fù)進(jìn)行上述操作，將所有B和C的組合中計(jì)算的H1(B,C)和H2(B，Q 合計(jì)具有最小值的假想平面ABCD確定為與最小加工余量的平面平行 的平面。以上是本發(fā)明的中心發(fā)明之一。
另外，本發(fā)明提供3)如上述l)或2)所述的板狀材料的加工面的 確定方法，其特征在于測(cè)定平行于位于板狀材料的上表面之上的Z-h 處的平臺(tái)的假想平面ABCD與板狀材料的上表面的距離(高度)Slm，n和 平行于位于板狀材料的下表面之下的Z=l處的平臺(tái)的假想平面ABCD' 與板狀材料的下表面的距離(高度)S2m，n ，得到由 Tm，n=h-1-Slm,n-S2m,n計(jì)算的板狀材料的厚度Tm,n。這表示在上述1) 或2)的發(fā)明中用于得到板狀材料的厚度Tm，n的優(yōu)選且具體的計(jì)算方 法。但是，也可以使用其他的計(jì)算方法。
另外，本發(fā)明提供4)如上述1) 3)中任一項(xiàng)所述的板狀材料的加
工面的確定方法，其特征在于使所述板狀材料翻轉(zhuǎn)并裝載于加工機(jī) 械的平臺(tái)上時(shí)，在與由上述1) 3)中任一項(xiàng)確定的最少加工余量平行的
假想平面ABCD的坐標(biāo)點(diǎn)(Xm,Yn)中，將從到板狀材料的距離(高 度)Zm，n減去在該坐標(biāo)點(diǎn)的板狀材料的厚度Tm，n的1/2所得的值 (Zm,n- 1/2Tm，n)為最小值(Zm,n-1 /2Tm,n)min的坐標(biāo)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的板狀材 料的假想平面ABCD相對(duì)的面上的點(diǎn)設(shè)定為與平臺(tái)的接觸點(diǎn)。
這表示在上述1) 3)的發(fā)明中用于將板狀材料翻轉(zhuǎn)并安裝在加工 機(jī)械的平臺(tái)上的優(yōu)選且具體的條件。向該平臺(tái)的安裝是確定最終加工 面時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)，但也可以使用其他的方法。
另外，本發(fā)明提供5)如上述l卜4)中任一項(xiàng)所述的板狀材料的 加工面的確定方法，其特征在于使所述板狀材料翻轉(zhuǎn)并裝載于加工 機(jī)械的平臺(tái)上時(shí)，從假想平面ABCD的坐標(biāo)點(diǎn)(Xm,Yn)中到板狀材料的 距離(高度)Zm,n減去在該坐標(biāo)點(diǎn)的板狀材料的厚度Tm，n的1/2所得的 值(Zm,n- 1/2Tm，n)為最小值(Zm,n- 1/2Tm,n)min，將從板狀材料的假想平 面ABCD相對(duì)的面的四個(gè)角的距離(高度)的測(cè)定值減去 (Zm，n-l/2Tm，n)min所得的值設(shè)為在加工機(jī)械上裝載板狀材料時(shí)放入四 個(gè)角的調(diào)整墊的厚度。
這表示在上述1) 4)的發(fā)明中用于將調(diào)整墊安裝在加工機(jī)械上的 優(yōu)選且具體的計(jì)算方法。該調(diào)整墊起到?jīng)Q定板狀材料的加工余量的重 要的作用。但是，也可以使用其他的計(jì)算方法。
另外，本發(fā)明提供
6) 如上述1) 5)中任一項(xiàng)所述的板狀材料的加工面的確定方法，其 特征在于在板狀材料的坐標(biāo)軸X方向及Y方向上，均在20mm以下 的間隔位置測(cè)定Z方向的距離(高度)；
7) 如上述1) 6)中任一項(xiàng)所述的板狀材料的加工面的確定方法，其 特征在于利用激光式距離傳感器或接觸式距離傳感器測(cè)定與板狀材
料的距離(高度)；
8) 如上述1)~7)中任一項(xiàng)所述的板狀材料的加工面的確定方法，其 特征在于根據(jù)所述數(shù)據(jù)，調(diào)整能進(jìn)行NC控制的加工機(jī)械的兩軸傾轉(zhuǎn) 式加工工作臺(tái)的傾斜度，以使板狀材料的加工面相對(duì)于平臺(tái)在規(guī)定的 位置。這些條件表示優(yōu)選的附帶條件。
另外，本發(fā)明提供
9) 一種加工方法，其特征在于利用上述1) 8)中的任一項(xiàng)所述 的方法確定板狀材料的加工面，根據(jù)此進(jìn)行用于從板狀材料切出厚度 均勻的板的切削加工、磨削加工、電火花加工等機(jī)械加工；
10) —種加工方法，其特征在于利用上述1) 8)中的任一項(xiàng)所述 的方法確定板狀材料的加工面，根據(jù)此對(duì)板狀材料的一面進(jìn)行平面磨 削，然后再將其翻轉(zhuǎn)并裝載于平臺(tái)上，對(duì)其背面進(jìn)行加工；
11) 一種加工方法，該方法是通過(guò)粘接或電磁吸附于兼具測(cè)定裝 置的機(jī)械平臺(tái)等將板狀材料固定，利用上述1) 7)的方法進(jìn)行測(cè)定，確 定最佳傾斜條件后，不將材料翻轉(zhuǎn)，而使用加工機(jī)械的平臺(tái)的兩軸傾 斜機(jī)構(gòu)，使平臺(tái)與在最佳傾斜條件下得到的平面平行地傾斜，在該狀 態(tài)下進(jìn)行加工。這些條件表示優(yōu)選的附帶條件。
另外，本發(fā)明提供12) —種用于確定板狀材料的加工面的裝置， 用于確定用于從板狀材料切出厚度均勻的板的加工面，其特征在于， 具有用于如下用途的系統(tǒng)將測(cè)定裝置的平臺(tái)面設(shè)為坐標(biāo)(X,Y)，在 該平臺(tái)上設(shè)定由與坐標(biāo)(X,Y)垂直的Z坐標(biāo)構(gòu)成的直角坐標(biāo)(X，Y,Z)，并 在該平臺(tái)上裝載作為被測(cè)定物的板狀材料，假想地構(gòu)成與XY平面平行 的平面ABCD;同一系統(tǒng)，將從該假想平面ABCD的坐標(biāo)(Xm，Yn)到連 接作為被測(cè)定物的板狀材料的上表面和下表面的線段的中點(diǎn)構(gòu)成的板 厚中心面的距離(高度)設(shè)為Zm,n，在改變坐標(biāo)(X,Y)的同時(shí)，對(duì)X方向 上的m個(gè)值以及Y方向上的n個(gè)值在被測(cè)定板狀材料的全部區(qū)域內(nèi)進(jìn) 行測(cè)定，將該測(cè)定數(shù)據(jù)保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)裝置中；同一系統(tǒng)，對(duì)于 全部坐標(biāo)點(diǎn)，找出Zm，n的最大值和最小值并計(jì)算其差值，將該值作為
對(duì)測(cè)定值不進(jìn)行任何操作時(shí)的差值設(shè)為H(0.0，0.0);同一系統(tǒng)，接著，
對(duì)于Z軸方向上預(yù)先確定的最大振幅和間距，將假想平面ABCD的端 A固定、而將端B和端C分別以規(guī)定的振幅B、 C上下移動(dòng)，由此使 假想平面ABCD在計(jì)算機(jī)上相對(duì)于平臺(tái)傾斜，每次改變?cè)搩A斜度時(shí)， 計(jì)算從假想平面ABCD上的全部坐標(biāo)點(diǎn)(Xm，Yn)到板狀材料對(duì)應(yīng)的坐 標(biāo)點(diǎn)的板厚中心面的距離(高度)(Zm,n)B,C，找出該(Zm,n)B,C的最大值 和最小值并計(jì)算其差值H(B,C)，并且對(duì)預(yù)先設(shè)定的所有B和C的組合 反復(fù)進(jìn)行上述操作，其中，將所有B和C的組合中計(jì)算的H(B,C)具有 最小值的假想平面ABCD確定為與最小加工余量的平面平行的平面。 以上是本發(fā)明的中心發(fā)明之一。
另外，本發(fā)明提供13) —種用于確定板狀材料的加工面的裝置， 用于確定用于從板狀材料切出厚度均勻的板的加工面，其特征在于， 具有用于如下用途的系統(tǒng)將測(cè)定裝置的平臺(tái)面設(shè)為坐標(biāo)(X,Y)，在 該平臺(tái)上設(shè)定由與坐標(biāo)(X，Y)垂直的Z坐標(biāo)構(gòu)成的直角坐標(biāo)(X,Y，Z)，并 在該平臺(tái)上裝載作為被測(cè)定物的板狀材料，假想地構(gòu)成與XY平面平行 的平面ABCD;同一系統(tǒng)，將從該假想平面ABCD的坐標(biāo)(Xm，Yn)到連 接作為被測(cè)定物的板狀材料的上表面和下表面的距離(高度)分別設(shè)為 Slm，n、 S2m,n，在改變坐標(biāo)(X，Y)的同時(shí)，對(duì)X方向上的m個(gè)值以及Y 方向上的n個(gè)值在被測(cè)定板狀材料的全部區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測(cè)定，將該測(cè)定 數(shù)據(jù)保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)裝置中；同一系統(tǒng)，對(duì)于全部坐標(biāo)點(diǎn)，找出 Slm，n及S2m,n的最大值和最小值并計(jì)算其差值，將該值作為對(duì)測(cè)定值 不進(jìn)行任何操作時(shí)的差分別設(shè)為H1(0.0,0.0)、H2(0.0,0.0)的；同一系統(tǒng)， 接著，對(duì)于Z軸方向上預(yù)先確定的最大振幅和間距，將假想平面ABCD 的端A固定、而將端B和端C分別以規(guī)定的振幅B、 C上下移動(dòng)，由 此使假想平面ABCD在計(jì)算機(jī)上相對(duì)于平臺(tái)傾斜，每次改變?cè)搩A斜度 時(shí)，計(jì)算從假想平面ABCD上的全部坐標(biāo)點(diǎn)(Xm,Yn)到板狀材料對(duì)應(yīng)的 坐標(biāo)點(diǎn)的板狀材料的上表面和下表面各自的距離(高度XSlm,n)B，C、 (S2m，n)B,C，找出該(Slm，n)B,C及(S2m,n)B，C各自的最大值和最小值 并計(jì)算其差值H1(3,C)和H2(B，C)，并且對(duì)預(yù)先設(shè)定的所有B和C的組
合反復(fù)進(jìn)行上述操作，其中，將所有B和C的組合中計(jì)算的H1(B，C)
和H2(B，C)合計(jì)具有最小值的假想平面ABCD確定為與最小加工余量 的平面平行的平面。以上是本發(fā)明的中心發(fā)明之一。
另外，本發(fā)明提供14)如上述12)或13)所述的確定板狀材料的
加工面的裝置，其特征在于測(cè)定平行于位于板狀材料的上表面之上
的Z=h處的平臺(tái)的假想平面ABCD與板狀材料的上表面的距離(高 度)Slm，n和平行于位于板狀材料的下表面之下的Z=l處的平臺(tái)的假想 平面ABCD'與板狀材料的下表面的距離(高度)S2m,n，得到由 Tm，n=h-1-Slm，n-S2m，n計(jì)算的板狀材料的厚度Tm，n。這表示上述12) 或13)的發(fā)明中用于得到板狀材料的厚度Tm，n的優(yōu)選且具體的計(jì)算系 統(tǒng)。
另外，本發(fā)明提供15)如上述12) 14)中任一項(xiàng)所述的確定板狀 材料的加工面的裝置，其特征在于使所述板狀材料翻轉(zhuǎn)并裝載于加 工機(jī)械的平臺(tái)上時(shí)，在與由上述12) 14)中任一項(xiàng)確定的最少加工余量 平行的假想平面ABCD的坐標(biāo)點(diǎn)(Xm，Yn)中，將從到板狀材料的距離 (高度)Zm，n減去在該坐標(biāo)點(diǎn)的板狀材料的厚度Tm，n的1/2所得的值 (Zm,n-l/2Tm,n)為最小值(Zm，n-l/2Tm，n)min的坐標(biāo)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的板狀材 料的假想平面ABCD相對(duì)的面上的點(diǎn)設(shè)定為與平臺(tái)的接觸點(diǎn)。向該平 臺(tái)的安裝是確定最終加工面時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)，但也可以使用其他的條件。
另外，本發(fā)明提供16)如上述12) 15)中任一項(xiàng)所述的確定板狀 材料的加工面的裝置，其特征在于使所述板狀材料翻轉(zhuǎn)并裝載于加 工機(jī)械的平臺(tái)上時(shí)，從假想平面ABCD的坐標(biāo)點(diǎn)(Xm，Yn)中到板狀材料 的距離(高度)Zm，n減去在該坐標(biāo)點(diǎn)的板狀材料的厚度Tm，n的1/2所得 的值(Zm，n-1 /2Tm，n)為最小值(Zm，n-1 /2Tm,n)min ，將從板狀材料的假想 平面ABCD相對(duì)的面的四個(gè)角的距離(高度)的測(cè)定值減去 (Zm,n-l/2Tm，n)min所得的值設(shè)為在加工機(jī)械上裝載板狀材料時(shí)放入四 個(gè)角的調(diào)整墊的厚度。該調(diào)整墊是起到?jīng)Q定板狀材料的加工余量的重
要作用的系統(tǒng)，但也可以使用其他的系統(tǒng)。 另外，本發(fā)明提供
17) 如上述12) 16)中任一項(xiàng)所述的確定板狀材料的加工面的裝 置，其特征在于具有用于從板狀材料切出厚度均勻的板的切削加工、 磨削加工、電火花加工等機(jī)械加工的裝置；
18) 如上述12) 17)中任一項(xiàng)所述的確定板狀材料的加工面的裝 置，其特征在于具有將板狀材料的一面進(jìn)行平面切削后、再翻轉(zhuǎn)并 裝載于平臺(tái)上、對(duì)其背面進(jìn)行加工的裝置；
19) 如上述12) 18)中任一項(xiàng)所述的確定板狀材料的加工面的裝 置，其特征在于具有在板狀材料的坐標(biāo)軸X方向及Y方向、均以20mm 以下的間隔位置測(cè)定Z方向的距離(高度)的裝置。這些條件表示優(yōu)選的 附帶條件。
另外，本發(fā)明提供
20) 如上述12) 19)中任一項(xiàng)所述的確定板狀材料的加工面的裝 置，其特征在于具有用激光式距離傳感器或接觸式距離傳感器測(cè)定 與板狀材料的距離(高度)的裝置；
21) 如上述11) 20)中任一項(xiàng)所述的確定板狀材料的加工面的裝 置，其特征在于具有根據(jù)所述數(shù)據(jù)調(diào)整能進(jìn)行NC控制的加工機(jī)械的 兩軸傾轉(zhuǎn)式加工工作臺(tái)的傾斜度、以使板狀材料的加工面相對(duì)于平臺(tái) 在規(guī)定的位置的裝置；
22) —種平面磨床、銑床及電火花加工機(jī)等平面加工裝置，其特 征在于具有上述12) 21)所述的裝置。這些條件表示優(yōu)選的附帶條件。
發(fā)明效果
如上所示，本發(fā)明具有如下優(yōu)良效果由具有2、 3維的復(fù)雜變形 的板狀材料，以最少的加工余量，通過(guò)對(duì)制品進(jìn)行切削加工、磨削加 工、電火花加工等機(jī)械加工的表面加工，能夠得到平坦且厚度均勻的 板狀材料。
艮P，更具體的說(shuō)，在制造規(guī)定厚度的制品的情況下，能減小材料 加工前的厚度余量，與現(xiàn)有的方法相比，能將機(jī)械加工余量設(shè)定地較 小，并且可以提高原材料利用率以及縮短加工時(shí)間。
另外，在通過(guò)機(jī)械加工由有變形的材料制造沒(méi)有指定厚度的材料 的情況下，能夠增加現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品的厚度。并且，在加工機(jī)械的工作 臺(tái)上安裝材料時(shí)的調(diào)試錯(cuò)誤也不會(huì)發(fā)生，即使不是熟練的操作者，也 能夠容易地以最少的加工余量進(jìn)行加工。如上所述，本發(fā)明具有顯著 的效果。


圖1是以測(cè)定裝置的傳感器位置為高度方向的原點(diǎn)測(cè)定到材料S
的任意平面位置(Xm，Yn)的高度(Zm,n)時(shí)的說(shuō)明圖。
圖2是在計(jì)算機(jī)內(nèi)假想地構(gòu)成與材料S同樣大小的平面(ABCD)、 將平面ABCD的端A固定、僅將端C移動(dòng)至規(guī)定高度時(shí)的說(shuō)明圖。
圖3是在計(jì)算機(jī)內(nèi)假想地構(gòu)成與材料S同樣大小的平面(ABCD)， 將平面ABCD的端A固定，而使端B、 C移動(dòng)至規(guī)定高度時(shí)的說(shuō)明圖。
圖4是通過(guò)測(cè)定從假想平面ABCD的坐標(biāo)(Xm,Yn)到連接作為被 測(cè)定物的板狀材料的上表面和下表面的線段的中點(diǎn)構(gòu)成的板厚中心面 S的距離(高度)、或者從假想平面ABCD或假想平面ABCD'的坐標(biāo) (Xm,Yn)或坐標(biāo)(X'm,Y'n)到作為被測(cè)定物的板狀材料的上表面和下表 面的距離(高度)而確定最小加工面的加工面確定系統(tǒng)的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)需要，參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的說(shuō)明。但是，下 面的說(shuō)明僅表示為了容易理解本發(fā)明而用于說(shuō)明的一例，本發(fā)明并不 受其限制。g卩，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)思想進(jìn)行的變形、其他的構(gòu)造或構(gòu)
成，當(dāng)然包含于本發(fā)明中。
測(cè)定從假想平面到連接作為被測(cè)定物的板狀材料的上表面和下表 面的線段的中點(diǎn)構(gòu)成的板厚中心面S的距離(高度)、或者從假想平面到 作為被測(cè)定物的板狀材料的上表面和下表面的距離(高度)是不同的，但 其他的操作實(shí)質(zhì)上是一樣的。因此，根據(jù)圖1 圖4對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明。
如陶瓷制燒結(jié)板、軋制或鍛造的金屬板那樣，將具有2、 3維的復(fù)
雜變形的板狀材料置于具有一定的平坦度的、具有規(guī)定間距的格子狀
平臺(tái)上，使其不晃動(dòng)。將材料的平面方向的坐標(biāo)軸設(shè)為X、 Y，將板狀 材料上面方向的高度方向的坐標(biāo)軸設(shè)為Z、下面方向的坐標(biāo)軸設(shè)為Z，。
在平臺(tái)上，距平臺(tái)保持一定的高度，設(shè)置可沿平臺(tái)的XY方向平 行移動(dòng)的激光式距離測(cè)定裝置等測(cè)定裝置。將該傳感器的Z軸、Z，軸 原點(diǎn)移動(dòng)的與平臺(tái)平行的平面設(shè)為平面P、 P'。
如圖1所示，將該測(cè)定裝置的傳感器的位置設(shè)為高度方向的原點(diǎn)， 測(cè)定到材料的任意平面位置(X，Y)的高度(S1),(S2)。測(cè)定的X、 Y坐標(biāo) 點(diǎn)需要根據(jù)制品的變形情況進(jìn)行改變，例如，X方向、Y方向均采用 20mm的間距。
進(jìn)行用于從板狀材料切出厚度均勻的板的加工面確定時(shí)，例如， 首先如圖4所示，將測(cè)定裝置的平臺(tái)面設(shè)為坐標(biāo)(X,Y)，在該平臺(tái)上設(shè) 定由與坐標(biāo)(X，Y)垂直的Z坐標(biāo)構(gòu)成的直角坐標(biāo)(X,Y，Z)，并在該平臺(tái)上 裝載作為被測(cè)定物的板狀材料。
然后，假想地構(gòu)成與XY平面平行的平面ABCD，將從該假想平 面ABCD的坐標(biāo)(Xm,Yn)到連接作為被測(cè)定物的板狀材料的上表面和 下表面的線段的中點(diǎn)構(gòu)成的板厚中心面的距離(高度)設(shè)為Zm,n。
在改變坐標(biāo)(X，Y)的同時(shí)，對(duì)X方向上的m個(gè)值以及Y方向上的 n個(gè)值在作為被測(cè)定物的板狀材料的全部區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測(cè)定，將該測(cè)定數(shù)
據(jù)保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)裝置中。
然后，對(duì)于全部坐標(biāo)點(diǎn)，找出Zm，n的最大值和最小值并計(jì)算其差 值，將該值作為對(duì)測(cè)定值不進(jìn)行任何操作時(shí)的差值設(shè)為H(0.0,0.0)。
然后，對(duì)于Z軸方向上預(yù)先確定的最大振幅和間距，將假想平面 ABCD的端A固定、而將端B和端C分別以規(guī)定的振幅B、 C上下移 動(dòng)，由此使假想平面ABCD在計(jì)算機(jī)上相對(duì)于平臺(tái)傾斜，每次改變?cè)?傾斜時(shí)，計(jì)算從假想平面ABCD上的全部坐標(biāo)點(diǎn)(Xm，Yn)到板狀材料對(duì) 應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)的板厚中心面的距離(高度)(Zm，n)B,C，找出該(Zm，n)B，C的 最大值和最小值并計(jì)算其差值H(B，C)。
對(duì)預(yù)先設(shè)定的所有B和C的組合反復(fù)進(jìn)行上述操作，將所有B和 C的組合中計(jì)算的H(B，C)具有最小值的假想平面ABCD確定為與最小 加工余量的平面平行的平面。
另外，為了從板狀材料切出厚度均勻的板，可以進(jìn)行下述方法。 即，如圖4所示，將測(cè)定裝置的平臺(tái)面設(shè)為坐標(biāo)(X，Y)，在該平臺(tái)上設(shè) 定由與坐標(biāo)(X，Y)垂直的Z坐標(biāo)構(gòu)成的直角坐標(biāo)(X,Y,Z)，并在該平臺(tái)上 裝載作為被測(cè)定物的板狀材料。
接著，假想地構(gòu)成與XY平面平行的平面ABCD，將從該假想平 面ABCD的坐標(biāo)(Xm，Yn)到作為被測(cè)定物的板狀材料的上表面和下表 面的距離(高度)分別設(shè)為Slm,n、 S2m，n，在改變坐標(biāo)(X，Y)的同時(shí)，對(duì) X方向上的m個(gè)值以及Y方向上的n個(gè)值在作為被測(cè)定物的板狀材料 的全部區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測(cè)定，將該測(cè)定數(shù)據(jù)保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)裝置中。
對(duì)于全部坐標(biāo)點(diǎn)，找出Slm,n及S2m，n的最大值和最小值并計(jì)算 其差值，將該值作為對(duì)測(cè)定值不進(jìn)行任何操作時(shí)的差值分別設(shè)為 Hl(O,O，O.O)、 H2(0.0，0.0)。
然后，對(duì)于Z軸方向上預(yù)先確定的最大振幅和間距，將假想平面
ABCD的端A固定、而將端B和端C分別以規(guī)定的振幅B、 C上下移 動(dòng)，由此使假想平面ABCD在計(jì)算機(jī)上相對(duì)于平臺(tái)傾斜，每次改變?cè)?傾斜時(shí)，計(jì)算從假想平面ABCD上的全部坐標(biāo)點(diǎn)(Xm，Yn)到板狀材料對(duì) 應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)的板狀材料的上表面和下表面的各自的距離(高 度)(Slm，n)B,C、 (S2m，n)B,C，找出該(Slm，n)B,C及(S2m,n)B，C的最大 值和最小值并計(jì)算其差值H1(B，C)和H2(B,C)。
對(duì)預(yù)先設(shè)定的所有B和C的組合反復(fù)進(jìn)行上述操作，將所有B和 C的組合中計(jì)算的H1(B，C)和H2(B,C)合計(jì)具有最小值的假想平面 ABCD確定為與最小加工余量的平面平行的平面。
高度的測(cè)定方法，可以采用激光式距離傳感器、接觸式距離傳感 器等適當(dāng)?shù)姆椒?。并且，在此所說(shuō)的高度(Z坐標(biāo))是從測(cè)定裝置的傳感 器移動(dòng)的平面P的坐標(biāo)(X,Y)所作的垂線到達(dá)材料S表面的距離。
X、 Y坐標(biāo)的定位精度、Z坐標(biāo)的測(cè)定精度取決于材料S的機(jī)械加 工余量的削減要求。例如，對(duì)貴金屬那樣的高價(jià)材料來(lái)說(shuō)，通過(guò)提高 本裝置的測(cè)定精度，以有效實(shí)現(xiàn)由材料加工出成品板時(shí)的原材料利用 率；而對(duì)鋼鐵那樣的廉價(jià)材料來(lái)說(shuō)，精度可以低些。
另外，在像陶瓷那樣花費(fèi)加工時(shí)間的情況下，提高本裝置的精度、 削減加工余量、縮短加工時(shí)間是有效的；而在像切削性好的金屬材料 那樣加工時(shí)間不成為問(wèn)題的情況下，測(cè)定精度也可以低些。
根據(jù)材料的大小，測(cè)定所有到(X0，Y0) (Xx，Yy:最終坐標(biāo))的高度 (ZO、 0 Zx、 y)?？蓪⑷繙y(cè)定結(jié)果以表格形式等容易進(jìn)行數(shù)據(jù)整理的 形式，暫時(shí)保存于計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)裝置中。
首先，假想測(cè)定裝置的Z方向的原點(diǎn)即高度H的平面S。各測(cè)定 點(diǎn)的高度可稱為距該假想面的高度。
高度數(shù)據(jù)的最大值(Zmax)與最小值(Zmin)之差，是現(xiàn)在的加工余 量。這是由于以現(xiàn)在的狀態(tài)將材料S安裝于加工機(jī)械的工作臺(tái)上后， 加工機(jī)械的刀具從高度的最低點(diǎn)(Zmin)開(kāi)始接觸，隨著加工的進(jìn)行，達(dá) 到最高點(diǎn)(Zmax)的時(shí)候，材料S變成平面。
因此，為了能將材料以最少的加工余量進(jìn)行加工，使材料S傾斜、 以使高度(Zmin)與(Zmax)之差的絕對(duì)值為最小即可。
但是，材料本來(lái)是有變形的，所以，對(duì)其傾斜時(shí)的高度變化進(jìn)行 計(jì)算稍微復(fù)雜一些。因此，可使平面P傾斜以代替材料S傾斜，并再 次計(jì)算高度。
利用計(jì)算機(jī)使平面P傾斜的方法有多種，但是，由于根據(jù)實(shí)際情 況并且計(jì)算容易，可將計(jì)算結(jié)果直接反映在調(diào)整墊的厚度上，因此采 用下面的方法。在計(jì)算機(jī)內(nèi)假想構(gòu)成位于平面P上且與材料S大小相 同的平面(ABCD)。此時(shí)，從平面ABCD內(nèi)的坐標(biāo)(Xm，Yn)到材料的坐 標(biāo)(Xm，Yn)的高度(Zm，n)是最初測(cè)定的高度。
平面ABCD的坐標(biāo)(m,n)的高度表現(xiàn)為(Zm，n)/0.0，0.0。 0.0,0.0表示 對(duì)測(cè)定值不進(jìn)行任何操作、即平面(ABCD)不傾斜的情況。
對(duì)測(cè)定的所有坐標(biāo)點(diǎn)，找出Z(m，n)O.O,O.O的最大值 (Zm，n)0.0，O.Omax和最小值(Zm，n)O.O,O.Omin，其差值H 0.0,0.0通過(guò)下
式計(jì)算。
H0.O，0.O=(Zm，n)0.O,O.Omax-(Zm,n)O.O，O.Omin
接著，如圖2及圖3所示，將平面ABCD的端A固定，使端B,C
以規(guī)定的高度(例如0.1mm間距)沿Z軸方向在規(guī)定的范圍內(nèi)順次進(jìn)行 上下移動(dòng)(例如土3.0mm)。圖2是將平面ABCD的端A固定、僅使端C 移動(dòng)至規(guī)定高度的情況；圖3是將平面ABCD的端A固定、使端B，C 移動(dòng)至規(guī)定高度的情況。
端D是在ABC確定后自動(dòng)地確定的。例如，首先計(jì)算設(shè)B為 -3.0mm、 C為-3.0mm的情況下，從平面ABCD的各坐標(biāo)至材料對(duì)應(yīng)的 坐標(biāo)點(diǎn)的距離，并設(shè)為新的高度(Zm，n)-3.0,-3.0。 -3.0,-3.0表示B點(diǎn)比 原點(diǎn)下降3.0mm， C點(diǎn)也比原點(diǎn)下降3.0mm。
對(duì)所有的測(cè)定點(diǎn)實(shí)施該操作，找出Z(m，n)-3.0，-3.0的最大值 (Zm，n)-3.0，-3.0max和最小值(Zm，n)-3.0,-3.0min，其差H-3.0，-3.0根據(jù)下 式計(jì)算。H(-3.0，-3.0)=(Zm，n)-3.0，-3.Omax — (Zm,n)-3.0,-3.Omin。
接著，設(shè)C為-2.9mm，反復(fù)進(jìn)行同樣的操作，求出H(-3.0,-2.9)。 同樣地，使C每次增加O.lmm，求出所有對(duì)應(yīng)的H(-3.0,C)(C=-2.9、 H-2.8、 H-2.7......HO......H+3.0)。
該操作結(jié)束之后，設(shè)B為-2.9，使C從-3.0增至+3.0，同時(shí)，反復(fù) 進(jìn)行同樣的操作，求出所有H(-2.9，C)。進(jìn)而，設(shè)B為-2.8,-2.7，-2.6…… 0+3.0，將與其對(duì)應(yīng)的H(B,C)全部求出。在該例中，B有60種，C 有60種，因此，H(B，C)有60X60=3600種。
該3600種的表示H中最小值的H(B，C)即H(B,C)min的組合成為 與該材料所對(duì)應(yīng)的最少加工余量的平面平行的平面。
另外，從平面ABCD到材料表面的距離，由于平面的傾斜使坐標(biāo) 錯(cuò)位，因此，為了期待其正確，需要對(duì)角度進(jìn)行修正，但是相對(duì)于材 料的長(zhǎng)度而言，由于傾斜量小，因而在實(shí)施面也可以忽略不計(jì)。
接著，在該H(B，C)min中的測(cè)定點(diǎn)中，找出從平面ABCD至材料 的高度Z為最小值的測(cè)定點(diǎn)Zmin/H(B，C)min。在實(shí)際加工時(shí)，由于將 材料上下翻轉(zhuǎn)并安裝在加工機(jī)械的平臺(tái)上，因此，該點(diǎn)是與平臺(tái)接觸 的唯一的點(diǎn)。但是，在成為Zmin/H(B,C)min的點(diǎn)有多個(gè)的情況下，所 有的點(diǎn)都與平臺(tái)接觸。
然后，從材料四個(gè)角的測(cè)定點(diǎn)H(B,C)min中的高度Z(X0，Y0)、 Z(Xx，Y0)、 Z(X0,Yy)、 Z(Xx，Yy)中，減去Zmin/H(B，C)min。由此得到 的值在將材料安裝在加工機(jī)械上時(shí)，成為放入四個(gè)角下方的調(diào)整墊的 厚度。
實(shí)際上，由于傳感器位于上部，因而將材料安裝在加工機(jī)械上時(shí) 應(yīng)上下翻轉(zhuǎn)。此時(shí)，材料的厚度如果由于位置不同而不均勻，由上述 方法確定的調(diào)整墊的厚度，未必可以說(shuō)能實(shí)現(xiàn)最佳的表面，但是，像本 例這樣，材料的厚度不均勻小到可以忽略的情況，是不需要修正的。
在材料的厚度不均勻不能忽略的情況下，預(yù)先測(cè)定四個(gè)角的厚度， 計(jì)算其平均值A(chǔ)ve.(X0Y0， XzY0， X0Yz， XzYz)，將該平均值和各個(gè)角 的厚度之差在調(diào)整墊的高度上進(jìn)行加減，由此，能簡(jiǎn)單地確定實(shí)際應(yīng) 用中的最佳表面。
在平面磨床、正面銑床等平面加工機(jī)床的工作臺(tái)上測(cè)定材料時(shí)進(jìn) 行正反翻轉(zhuǎn)，并且將調(diào)整墊以墊在規(guī)定的四個(gè)角下方的狀態(tài)進(jìn)行固定。 若在這種狀態(tài)下進(jìn)行加工，能以加工余量最少的狀態(tài)得到整面切削的 平面。
另外，由于加工機(jī)械上X、 Y兩軸是可動(dòng)的，設(shè)置能設(shè)定可動(dòng)引 起的平面傾斜的裝置，設(shè)置使利用該裝置計(jì)算的最佳表面在XY平面上 關(guān)于Z軸方向?qū)ΨQ的表面得以實(shí)現(xiàn)的傾斜度，由此，能以無(wú)調(diào)整墊的 方式實(shí)現(xiàn)最佳表面。但是，在這種情況下，為了防止四個(gè)角晃動(dòng)，優(yōu)
選墊入調(diào)整墊，其用于對(duì)在平面ABCD為水平時(shí)、即最初測(cè)定時(shí)的狀 態(tài)下的材料四角的高度差進(jìn)行修正。
該調(diào)整墊的高度，等于從最初測(cè)定時(shí)的平面ABCD到材料四個(gè)角 的測(cè)定點(diǎn)的高度減去最小高度處的測(cè)定點(diǎn)的高度所得的值。
利用計(jì)算機(jī)假想包含測(cè)定的Z方向原點(diǎn)的面，同時(shí)，求出高度數(shù) 據(jù)的最大值Zmax與最小值Zmin之差的絕對(duì)值。
假想平面的高度可通過(guò)下式算出。但是，使燒結(jié)體傾斜所引起的 向X、 Y方向的位置偏移，根據(jù)工件的大小可忽略不計(jì)，假想平面的格 子點(diǎn)、Z坐標(biāo)軸通過(guò)下式求出。
<formula>formula see original document page 25</formula>
其中，n表示X方向的測(cè)定點(diǎn)數(shù)，m表示Y方向的測(cè)定點(diǎn)數(shù)，i、 j分別表示從0點(diǎn)開(kāi)始的測(cè)定順序號(hào)。
根據(jù)以上所述，利用計(jì)算機(jī)使板狀材料傾斜，同時(shí)，根據(jù)該數(shù)據(jù)， 在平臺(tái)與板狀材料之間放入調(diào)整墊，能夠調(diào)整板狀材料的傾斜度。另 外，根據(jù)該數(shù)據(jù)，可對(duì)能進(jìn)行NC控制的加工機(jī)械的兩軸傾轉(zhuǎn)式加工工 作臺(tái)的傾斜度進(jìn)行調(diào)整。
這樣，可由具有2、 3維的復(fù)雜變形的板狀材料、以最少的加工余 量對(duì)制品進(jìn)行切削加工、磨削加工、電火花加工等表面加工。而且， 還可以在對(duì)板狀材料的一面進(jìn)行平面磨削后，翻過(guò)來(lái)安裝在平臺(tái)上， 對(duì)其背面進(jìn)行加工。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的板狀材料的表面加工方法，能以最少的加工余量，通過(guò) 對(duì)制品進(jìn)行切削加工、磨削加工、電火花加工等機(jī)械加工的表面加工， 由具有2、3維的復(fù)雜變形的板狀材料得到平坦且厚度均勻的板狀材料。
艮P，在制造厚度確定的制品時(shí)，能減少材料加工前的厚度余量， 與現(xiàn)有的方法相比，能將機(jī)械加工余量設(shè)定得較少，能夠提高原材料 利用率以及縮短加工時(shí)間。
另外，由有變形的材料通過(guò)機(jī)械加工制造沒(méi)有指定厚度的材料時(shí)， 能增加現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品的厚度。
并且，在加工機(jī)械的工作臺(tái)上安裝材料時(shí)的調(diào)試錯(cuò)誤也不會(huì)發(fā)生， 即使不是熟練的操作者，也能容易地以最少的加工余量進(jìn)行加工。
根據(jù)上述，通過(guò)進(jìn)行切削加工、磨削加工、電火花加工等機(jī)械加 工的表面加工，能以最少的加工余量得到平坦且厚度均勻的板狀材料， 因此，適于制造價(jià)格較高的濺射靶等。
權(quán)利要求
1. 一種板狀材料的加工面的確定方法，用于從板狀材料切出厚度均勻的板，其特征在于將測(cè)定裝置的平臺(tái)面設(shè)為坐標(biāo)(X，Y)，在該平臺(tái)上設(shè)定由與坐標(biāo)(X，Y)垂直的Z坐標(biāo)構(gòu)成的直角坐標(biāo)(X，Y，Z)，并在該平臺(tái)上裝載作為被測(cè)定物的板狀材料，假想地構(gòu)成與XY平面平行的平面ABCD，將從該假想平面ABCD的坐標(biāo)(Xm，Yn)到連接作為被測(cè)定物的板狀材料的上表面和下表面的線段的中點(diǎn)構(gòu)成的板厚中心面的距離(高度)設(shè)為Zm，n，在改變坐標(biāo)(X，Y)的同時(shí)，對(duì)X方向上的m個(gè)值以及Y方向上的n個(gè)值在被測(cè)定板狀材料的全部區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測(cè)定，將該測(cè)定數(shù)據(jù)保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)裝置中，對(duì)于全部坐標(biāo)點(diǎn)，找出Zm，n的最大值和最小值并計(jì)算其差值，將該值作為對(duì)測(cè)定值不進(jìn)行任何操作時(shí)的差值H(0.0，0.0)，接著，對(duì)于Z軸方向上預(yù)先確定的最大振幅和間距，將假想平面ABCD的端A固定、而將端B和端C分別以規(guī)定的振幅B、C上下移動(dòng)，由此使假想平面ABCD在計(jì)算機(jī)上相對(duì)于平臺(tái)傾斜，每次改變?cè)搩A斜時(shí)，計(jì)算從假想平面ABCD上的全部坐標(biāo)點(diǎn)(Xm，Yn)到板狀材料對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)的板厚中心面的距離(高度)(Zm，n)B，C，找出該(Zm，n)B，C的最大值和最小值并計(jì)算其差值H(B，C)，并且對(duì)預(yù)先設(shè)定的所有B和C的組合反復(fù)進(jìn)行上述操作，將所有B和C的組合中計(jì)算的H(B，C)具有最小值的假想平面ABCD確定為與最小加工余量的平面平行的平面。
2. —種板狀材料的加工面的確定方法，用于從板狀材料切出厚度 均勻的板，其特征在于將測(cè)定裝置的平臺(tái)面設(shè)為坐標(biāo)(X，Y)，在該平臺(tái)上設(shè)定由與坐標(biāo) (X，Y)垂直的Z坐標(biāo)構(gòu)成的直角坐標(biāo)(X,Y,Z)，并在該平臺(tái)上裝載作為被 測(cè)定物的板狀材料，假想地構(gòu)成與XY平面平行的平面ABCD，將從該假想平面ABCD的坐標(biāo)(Xm,Yn)到連接作為被測(cè)定物的板 狀材料的上表面和下表面的距離(高度)分別設(shè)為Slm，n、 S2m,n，在改 變坐標(biāo)(X，Y)的同時(shí)，對(duì)X方向上的m個(gè)值以及Y方向上的n個(gè)值在 被測(cè)定板狀材料的全部區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測(cè)定，將該測(cè)定數(shù)據(jù)保存在計(jì)算機(jī) 的存儲(chǔ)裝置中，對(duì)于全部坐標(biāo)點(diǎn)，找出Slm,n及S2m，n的最大值和最小值并計(jì)算 其差值，將該值作為對(duì)測(cè)定值不進(jìn)行任何操作時(shí)的差值分別設(shè)為 H1(0.0，0.0)、 H2(0.0,0.0)，接著，對(duì)于z軸方向上預(yù)先確定的最大振幅和間距，將假想平面ABCD的端A固定、而將端B和端C分別以規(guī)定的振幅B、 C上下移 動(dòng)，由此使假想平面ABCD在計(jì)算機(jī)上相對(duì)于平臺(tái)傾斜，每次改變?cè)搩A斜度時(shí)，計(jì)算從假想平面ABCD上的全部坐標(biāo)點(diǎn) (Xm,Yn)到板狀材料對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)的板狀材料的上表面和下表面各自 的距離(高度)(Slm，n)B，C、(S2m，n)B，C，找出該(Slm,n)B，C及(S2m,n)B,C 各自的最大值和最小值并計(jì)算其差值H1(B,C)和H2(B,C)，并且對(duì)預(yù)先設(shè)定的所有B和C的組合反復(fù)進(jìn)行上述操作，將所有 B和C的組合中計(jì)算的H1(B,C)和H2(B，C)合計(jì)具有最小值的假想平面 ABCD確定為與最小加工余量的平面平行的平面。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的板狀材料的加工面的確定方法，其特 征在于測(cè)定平行于位于板狀材料的上表面之上的Z-h處的平臺(tái)的假 想平面ABCD與板狀材料的上表面的距離(高度)Slm,n和平行于位于板 狀材料的下表面之下的Z=l處的平臺(tái)的假想平面ABCD'與板狀材料的 下表面的距離(高度)S2m,n，得到由Tm,n-h-l-Slm，n-S2m，n計(jì)算的板狀 材料的厚度Tm，n。
4. 如權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的板狀材料的加工面的確定方 法，其特征在于使所述板狀材料翻轉(zhuǎn)并裝載于加工機(jī)械的平臺(tái)上時(shí)， 在與由權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)確定的最少加工余量平行的假想平面 ABCD的坐標(biāo)點(diǎn)(Xm,Yn)中，將從到板狀材料的距離(高度)Zm，n減去在 該坐標(biāo)點(diǎn)的板狀材料的厚度Tm，n的1/2所得的值(Zm，n-l/2Tm,n)為最 小值(Zm，n-l/2Tm，n)min的坐標(biāo)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的板狀材料的假想平面ABCD 相對(duì)的面上的點(diǎn)設(shè)定為與平臺(tái)的接觸點(diǎn)。
5. 如權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的板狀材料的加工面的確定方 法，其特征在于使所述板狀材料翻轉(zhuǎn)并裝載于加工機(jī)械的平臺(tái)上時(shí)， 從假想平面ABCD的坐標(biāo)點(diǎn)(Xm,Yn)中到板狀材料的距離(高度)Zm，n 減去在該坐標(biāo)點(diǎn)的板狀材料的厚度Tm，n的1/2所得的值(Zm，n-l/2Tm，n) 為最小值(Zm，n-l/2Tm,n)min，將從板狀材料的假想平面ABCD相對(duì)的 面的四個(gè)角的距離(高度)的測(cè)定值減去(Zm,n-l/2Tm,n)min所得的值設(shè) 為在加工機(jī)械上裝載板狀材料時(shí)放入四個(gè)角的調(diào)整墊的厚度。
6. 如權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的板狀材料的加工面的確定方 法，其特征在于在板狀材料的坐標(biāo)軸X方向及Y方向上，均在20mm 以下的間隔位置測(cè)定Z方向的距離(高度)。
7. 如權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的板狀材料的加工面的確定方 法，其特征在于利用激光式距離傳感器或接觸式距離傳感器測(cè)定與 板狀材料的距離(高度)。
8. 如權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的板狀材料的加工面的確定方 法，其特征在于根據(jù)所述數(shù)據(jù)，調(diào)整能進(jìn)行NC控制的加工機(jī)械的兩 軸傾轉(zhuǎn)式加工工作臺(tái)的傾斜度，以使板狀材料的加工面相對(duì)于平臺(tái)在 規(guī)定的位置。
9. 一種加工方法，其特征在于利用權(quán)利要求1~8中的任一項(xiàng)所 述的方法確定板狀材料的加工面，根據(jù)此進(jìn)行用于從板狀材料切出厚 度均勻的板的切削加工、磨削加工、電火花加工等機(jī)械加工。
10. —種加工方法，其特征在于利用權(quán)利要求1~8中的任一項(xiàng) 所述的方法確定板狀材料的加工面，根據(jù)此對(duì)板狀材料的一面進(jìn)行平 面磨削，然后再將其翻轉(zhuǎn)并裝載于平臺(tái)上，對(duì)其背面進(jìn)行加工。
11. 一種加工方法，該方法是通過(guò)粘接或電磁吸附于兼具測(cè)定裝 置的機(jī)械平臺(tái)等將板狀材料固定，利用權(quán)利要求1~8的方法進(jìn)行測(cè)定， 確定最佳傾斜條件后，不將材料翻轉(zhuǎn)，而使用加工機(jī)械的平臺(tái)的兩軸 傾斜機(jī)構(gòu)，使平臺(tái)與在最佳傾斜條件下得到的平面平行地傾斜，在該 狀態(tài)下進(jìn)行加工。
12. —種用于確定板狀材料的加工面的裝置，用于確定用于從板狀材料切出厚度均勻的板的加工面，其特征在于，具有用于如下用途的系統(tǒng)將測(cè)定裝置的平臺(tái)面設(shè)為坐標(biāo)(X，Y)，在該平臺(tái)上設(shè)定由與坐標(biāo)(X，Y)垂直的Z坐標(biāo)構(gòu)成的直角坐標(biāo)(X,Y，Z)，并在 該平臺(tái)上裝載作為被測(cè)定物的板狀材料，假想地構(gòu)成與XY平面平行的 平面ABCD,同一系統(tǒng)，將從該假想平面ABCD的坐標(biāo)(Xm，Yn)到連接作為被 測(cè)定物的板狀材料的上表面和下表面的線段的中點(diǎn)構(gòu)成的板厚中心面 的距離(高度)設(shè)為Zm，n，在改變坐標(biāo)(X，Y)的同時(shí)，對(duì)X方向上的m個(gè) 值以及Y方向上的n個(gè)值在被測(cè)定板狀材料的全部區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測(cè)定， 將該測(cè)定數(shù)據(jù)保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)裝置中，同一系統(tǒng)，對(duì)于全部坐標(biāo)點(diǎn)，找出Zm，n的最大值和最小值并計(jì)算 其差值，將該值作為對(duì)測(cè)定值不進(jìn)行任何操作時(shí)的差值設(shè)為H(0.0,0.0)，同一系統(tǒng)，接著，對(duì)于Z軸方向上預(yù)先確定的最大振幅和間距， 將假想平面ABCD的端A固定、而將端B和端C分別以規(guī)定的振幅B、 C上下移動(dòng)，由此使假想平面ABCD在計(jì)算機(jī)上相對(duì)于平臺(tái)傾斜，每 次改變?cè)搩A斜度時(shí)，計(jì)算從假想平面ABCD上的全部坐標(biāo)點(diǎn)(Xm,Yn) 到板狀材料對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)的板厚中心面的距離(高度)(Zm，n)B,C，找出 該(Zm，ti)B，C的最大值和最小值并計(jì)算其差值H(B,C)，并且對(duì)預(yù)先設(shè)定的所有B和C的組合反復(fù)進(jìn)行上述操作，其中，將所有B和C的組合中計(jì)算的H(B,C)具有最小值的假想平 面ABCD確定為與最小加工余量的平面平行的平面。
13. —種用于確定板狀材料的加工面的裝置，用于確定用于從板 狀材料切出厚度均勻的板的加工面，其特征在于，具有用于如下用途的系統(tǒng)將測(cè)定裝置的平臺(tái)面設(shè)為坐標(biāo)(X,Y)，在該 平臺(tái)上設(shè)定由與坐標(biāo)(X,Y)垂直的Z坐標(biāo)構(gòu)成的直角坐標(biāo)(X，Y,Z)，并在 該平臺(tái)上裝載作為被測(cè)定物的板狀材料，假想地構(gòu)成與XY平面平行的 平面ABCD，同一系統(tǒng)，將從該假想平面ABCD的坐標(biāo)(Xm,Yn)到連接作為被 測(cè)定物的板狀材料的上表面和下表面的距離(高度)分別設(shè)為Slm，n、 S2m，n，在改變坐標(biāo)(X,Y)的同時(shí)，對(duì)X方向上的m個(gè)值以及Y方向上 的n個(gè)值在被測(cè)定板狀材料的全部區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測(cè)定，將該測(cè)定數(shù)據(jù)保 存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)裝置中，同一系統(tǒng)，對(duì)于全部坐標(biāo)點(diǎn)，找出Slm，n及S2m，n的最大值和最 小值并計(jì)算其差值，將該值作為對(duì)測(cè)定值不進(jìn)行任何操作時(shí)的差分別 設(shè)為H1(0.0，0.0)、 H2(0.0,0.0)的，同一系統(tǒng)，接著，對(duì)于z軸方向上預(yù)先確定的最大振幅和間距， 將假想平面ABCD的端A固定、而將端B和端C分別以規(guī)定的振幅B、 C上下移動(dòng)，由此使假想平面ABCD在計(jì)算機(jī)上相對(duì)于平臺(tái)傾斜，每 次改變?cè)搩A斜度時(shí)，計(jì)算從假想平面ABCD上的全部坐標(biāo)點(diǎn)(Xm，Yn) 到板狀材料對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)的板狀材料的上表面和下表面各自的距離(高 度)(Slm，n)B,C、' (S2m,n)B,C，找出該(Slm，n)B，C及(S2m，n)B,C各自的 最大值和最小值并計(jì)算其差值H1(B，C)和H2(B,C)，并且對(duì)預(yù)先設(shè)定的 所有B和C的組合反復(fù)進(jìn)行上述操作，其中，將所有B和C的組合中計(jì)算的H1(B，C)和H2(B,C)合計(jì)具 有最小值的假想平面ABCD確定為與最小加工余量的平面平行的平 面。
14. 如權(quán)利要求12或13所述的確定板狀材料的加工面的裝置，其特征在于測(cè)定平行于位于板狀材料的上表面之上的Z=h處的平臺(tái)的假想平面ABCD與板狀材料的上表面的距離(高度)Slm,n和平行于位 于板狀材料的下表面之下的Z=l處的平臺(tái)的假想平面ABCD'與板狀材 料的下表面的距離(高度)S2m，n，得到由Tm,r^h-1-Slm,n-S2m，n計(jì)算的 板狀材料的厚度Tm，n。
15. 如權(quán)利要求12~14中任一項(xiàng)所述的確定板狀材料的加工面的 裝置，其特征在于使所述板狀材料翻轉(zhuǎn)并裝載于加工機(jī)械的平臺(tái)上 時(shí)，在與由權(quán)利要求12~14中任一項(xiàng)確定的最少加工余量平行的假想 平面ABCD的坐標(biāo)點(diǎn)(Xm，Yn)中，將從到板狀材料的距離(高度)Zm,n 減去在該坐標(biāo)點(diǎn)的板狀材料的厚度Tm,n的1/2所得的值(Zm，n-l/2Tm,n) 為最小值(Zm，n-1 /2Tm，n)min的坐標(biāo)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的板狀材料的假想平面 ABCD相對(duì)的面上的點(diǎn)設(shè)定為與平臺(tái)的接觸點(diǎn)。
16. 如權(quán)利要求12~15中任一項(xiàng)所述的確定板狀材料的加工面的 裝置，其特征在于使所述板狀材料翻轉(zhuǎn)并裝載于加工機(jī)械的平臺(tái)上 時(shí)，從假想平面ABCD的坐標(biāo)點(diǎn)(Xm，Yn)中到板狀材料的距離(高 度)Ztn，n減去在該坐標(biāo)點(diǎn)的板狀材料的厚度Tm,n的1/2所得的值 (Zm，n-l/2Tm，n)為最小值(Zm，n-l/2Tm，n)min，將從板狀材料的假想平面 ABCD相對(duì)的面的四個(gè)角的距離(高度)的測(cè)定值減去 (Zm，n-l/2Tm，n)min所得的值設(shè)為在加工機(jī)械上裝載板狀材料時(shí)放入四 個(gè)角的調(diào)整墊的厚度。
17. 如權(quán)利要求12~16中任一項(xiàng)所述的確定板狀材料的加工面的 裝置，其特征在于具有用于從板狀材料切出厚度均勻的板的切削加 工、磨削加工、電火花加工等機(jī)械加工的裝置。
18. 如權(quán)利要求12~17中任一項(xiàng)所述的確定板狀材料的加工面的 裝置，其特征在于具有將板狀材料的一面進(jìn)行平面切削后、再翻轉(zhuǎn) 并裝載于平臺(tái)上、對(duì)其背面進(jìn)行加工的裝置。
19. 如權(quán)利要求12~18中任一項(xiàng)所述的確定板狀材料的加工面的裝置，其特征在于具有在板狀材料的坐標(biāo)軸X方向及Y方向、均以20mm以下的間隔位置測(cè)定Z方向的距離(高度)的裝置。
20. 如權(quán)利要求12~19中任一項(xiàng)所述的確定板狀材料的加工面的 裝置，其特征在于具有用激光式距離傳感器或接觸式距離傳感器測(cè) 定與板狀材料的距離(高度)的裝置。
21. 如權(quán)利要求11~20中任一項(xiàng)所述的確定板狀材料的加工面的 裝置，其特征在于具有根據(jù)所述數(shù)據(jù)調(diào)整能進(jìn)行NC控制的加工機(jī)械 的兩軸傾轉(zhuǎn)式加工工作臺(tái)的傾斜度、以使板狀材料的加工面相對(duì)于平 臺(tái)在規(guī)定的位置的裝置。
22. —種平面磨床、銑床及電火花加工機(jī)等平面加工裝置，其特 征在于具有權(quán)利要求12-21所述的裝置。
全文摘要
一種板狀材料的表面加工方法，進(jìn)行切削加工、磨削加工、電火花加工等機(jī)械加工而將板狀材料制成均勻的厚度，其特征在于，在平臺(tái)上裝載板狀材料，將該板狀材料的平面方向的坐標(biāo)軸設(shè)為X、Y，將高度方向的坐標(biāo)軸設(shè)為Z，假想XY平面包含作為從該假想平面ABCD的坐標(biāo)(Xm，Yn)到連接作為被測(cè)定物的板狀材料的上表面和下表面的線段的中點(diǎn)構(gòu)成的板厚中心面S的距離(高度)Zm，n而測(cè)定的Z方向的原點(diǎn)，并且測(cè)定從任意XY平面位置的所述原點(diǎn)的板狀材料的板厚中心面的Z方向的距離(高度)，以使得到的高度數(shù)據(jù)的最大值與最小值之差為最小的方式使板狀材料傾斜而進(jìn)行機(jī)械加工。本發(fā)明提供用于得到加工余量最少、平坦且厚度均勻的板狀材料的、通過(guò)切削加工、磨削加工、電火花加工等進(jìn)行表面加工時(shí)的板狀材料的加工確定方法以及用于該方法的裝置，期望由具有2、3維變形和/或不均勻板厚的板狀材料得到平坦且厚度均勻的板狀材料。
文檔編號(hào)G05B19/4093GK101395548SQ20078000815
公開(kāi)日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2007年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月6日
發(fā)明者中島光一, 小町伸好 申請(qǐng)人:日礦金屬株式會(huì)社