超精密复合加工装置的加工用数据的制作方法及超精密复合加工装置

摘要

一种加工用数据的制作方法，是制作在从被加工件制造微细加工物的超精密复合加工装置（100）中使用的加工用数据的方法，超精密复合加工装置具有：电磁波加工机构（10），用来将被加工件粗切削；精密机械加工机构（30），用来对粗切削后的被加工件实施精密加工；形状测量机构（50），用来在电磁波加工机构（10）及精密机械加工机构（30）的使用时测量被加工件的形状；在加工用数据的制作时，使用：与被加工件的形状对应的原形状的信息；与被电磁波加工机构从被加工件除去的形状对应的粗切削形状的信息的信息；以及设想对原形状设置粗切削形状的情况的电磁波加工后的立体形状模型；基于通过对电磁波加工后的立体形状模型以切片的方式部分地切取得到的多个切片切取部的信息进行电磁波加工用数据的制作。

说明书

本申请主张基于日本专利申请第2011-273091号（申请日：2011年12 月14日，发明的名称：“超精密复合加工装置的加工用数据的制作方法”） 的巴黎条约上的优先权。在该申请中公开的内容全部通过该引用包含在本 说明书中。

技术领域

本发明涉及超精密复合加工装置的加工用数据的制作方法及超精密复 合加工装置。更详细地讲，本发明是用来从被加工件通过超精密复合加工 得到微细加工物的超精密复合加工装置及在其中使用的加工用数据的制作 方法。

背景技术

在普通工业领域中，以往进行将金属、木材或塑料等的原材料部分地 削掉而制成希望的形状的工作机械加工。例如，通过实施车削、铣削、刨 削等的切削加工，能够制成希望的制品、零件。

在需要将复杂的制品、零件大量生产的情况下，一般通过机械加工制 造成形用的金属模等，使用该金属模制造各种成形品。特别是，近年来电 气及电子设备逐年小型化及高性能化，对于在它们中使用的零件等当然要 求小型化－高性能化。因而，对于用来成形对应于这样的小型化－高性能 化的各种零件、制品的金属模，也要求与这样的小型化相符的精度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平9-225947号公报

专利文献2：特开2001-79854

发明内容

发明要解决的课题

但是，在制造近年来的与小型化对应的金属模制品的情况下，仅通过 沿袭以往的机械加工，不能说是能够充分满足的对应。例如，在将硬质材 料或淬火钢等的难切削件切削加工而得到金属模制品的情况下，不仅加工 工具的寿命变短而引起制造成本的增加，加工时间也变长。金属模制品越 是小型化或微细化，这种状况变得越显著。因而，在现实中，不得不进行 成形品的形状（即，模形状或作为目的的商品形状）的变更。

虽然也可以考虑适当选择切削加工工具的种类，但由于切削加工只不 过是因为与被切削件的接触而削掉的，所以在工具的寿命较短方面没有变 化，此外在加工中需要大量的时间。也可以考虑进行激光加工等的非接触 加工，但由于激光加工基于因为被切削件吸收激光的发热加工，所以不适 合于高精度的加工（特别是，一般被认为不能对被要求表面粗糙精度－形 状精度的微细制品使用）。

这里，在实际的机械加工中在被加工件上制作3维的凹凸形状，但一 般一边使被加工件在厚度方向上依次以一定的间隔变化一边加工。即，预 先视作关于设定的一定厚度的加工数据，按照该一定的厚度的加工数据， 使被加工件的水平在厚度方向依次一定地变化而进行加工。但是，根据加 工形状，存在不需要加工或仅通过微小量的加工就足够的部位，或者还存 在想要深而大地实施加工的部位，可以想到仅通过“一定的厚度分的加工 数据”不一定能够充分对应的情况。

本发明是鉴于上述情况而做出的。即，本发明的课题是提供一种能够 在对于小型制品（特别是具备微细构造部的微细制品）的制造而言适合的 加工装置中使用的加工用数据的制作方法、并提供一种具备具有这样的加 工用数据的系统的超精密复合加工装置的。

解决课题的手段

为了解决上述课题，在本发明中，提供一种方法，是制作在从被加工 件制造微细加工物的超精密复合加工装置中使用的加工用数据的方法，其 特征在于，超精密复合加工装置具有：电磁波加工机构（即，电磁波加工 设备），用来将被加工件粗切削；精密机械加工机构（即，精密机械加工设 备），用来对粗切削后的被加工件实施精密加工；以及形状测量机构（即， 形状测量设备），用来在电磁波加工机构及精密机械加工机构的使用时测量 被加工件的形状；在加工用数据的制作时，使用：与被加工件的形状对应 的原形状的信息；与被电磁波加工机构从被加工件除去的形状对应的粗切 削形状的信息；以及设想对上述原形状设置粗切削形状的情况的电磁波加 工后的立体形状模型；基于通过对电磁波加工后的立体形状模型以切片的 方式部分地切取得到的多个切片切取部的信息，进行电磁波加工用数据的 制作。

在优选的形态中，基于在多个切片切取部中出现的粗切削形状部分的 形态提取电磁波加工机构的加工部。例如，进行通过从立体形状模型的表 面侧向内部侧依次切片而得到多个切片切取部的处理，通过判断它们各自 中的粗切削形状部分的形态是否将切片切取部贯通，进行电磁波加工机构 的加工部的提取。如果例示，则在粗切削形状部分的形态将切片切取部贯 通的情况下，将该切片切取部的数据与相邻的切片切取部的数据合并，构 建为与电磁波加工的粗切削一次加工对应的批量加工的数据。另一方面， 在粗切削形状部分的形态没有将该切片切取部贯通的情况下，对该切片切 取部的数据添加与电磁波加工的粗切削二次加工对应的精加工的条件来构 建数据。

在构建为与电磁波加工的粗切削一次加工对应的批量加工的数据时， 或者在添加与电磁波加工的粗切削二次加工对应的精加工的条件而进行数 据的构建时，优选的是将切片切取部的数据与预先得到的加工数据库对照。

另外，在加工部的提取时，优选的是按照在各个切片切取部中出现的 粗切削形状部分的每个闭空间进行。即，优选的是按照在切片切取部中出 现的闭空间区域进行电磁波加工机构的加工部的提取处理。

另外，优选的是，在超精密复合加工装置中，基于构建的数据设定由 电磁波加工机构进行的粗切削加工时的进给量（送入量）及/或电磁波加工 机构的电磁波加工条件。

对作为加工用数据的制作的对象的超精密复合加工装置而言，电磁波 加工机构也可以是激光加工机构。此外，也可以是，在精密机械加工机构 中，从由龙门刨（プレーナ）加工工具、牛头刨（シェーパ）加工工具、 飞刀切削（フライカット）加工工具、金刚石车削（ダイヤモンドターニ ング）加工工具及微细铣削（マイクロミーリング）加工工具构成的组中 选择的切削加工工具为替换自如。

此外，也可以是，超精密复合加工装置还具有基于由形状测量机构测 量出的被加工件的形状的信息控制电磁波加工机构或精密机械加工机构的 机构（即，控制装置）。

微细加工物的微细部尺寸为几十nm～几mm的范围，即约10nm～约 15mm或约10nm～约3mm左右（例如10nm～500μm或50nm～1μm左右， 或者根据情况为1nm～1μm）。如果例示具有这样的微细部尺寸的微细加工 物，则可以举出光学透镜用金属模或光学透镜。

在本发明中，还提供超精密复合加工装置。该超精密复合加工装置是 从被加工件制造微细加工物的超精密复合加工装置，其特征在于，具有： 电磁波加工机构，用来将被加工件粗切削；精密机械加工机构，用来对粗 切削后的被加工件实施精密加工；以及形状测量机构，用来在电磁波加工 机构及精密机械加工机构的使用时测量被加工件的形状；超精密复合加工 装置还具有具备保存有在该超精密复合加工装置中使用的加工用数据的存 储部的系统；加工用数据是：与被加工件的形状对应的原形状的信息；与 被电磁波加工机构从被加工件除去的形状对应的粗切削形状的信息的信 息；以及电磁波加工用数据，上述电磁波加工用数据使用设想对上述原形 状设置粗切削形状的情况的电磁波加工后的立体形状模型得到的，基于对 电磁波加工后的立体形状模型以切片的方式部分地切取而得到的多个切片 切取部的信息制作的电磁波加工用数据。

在优选的形态中，电磁波加工用数据为通过多个切片切取部的各自中 的粗切削形状部分的形态是否将该切片切取部贯通的判断提取电磁波加工 机构的加工部的加工用数据。例如，电磁波加工用数据为在粗切削形状部 分的形态将切片切取部贯通的情况下将该切片切取部的数据与“相邻的切 片切取部的数据”合并而构建为电磁波加工的粗切削一次加工的批量加工 数据的加工数据。此外，例如，电磁波加工用数据为在粗切削形状部分的 形态没有将切片切取部贯通的情况下对该切片切取部的数据添加与电磁波 加工的粗切削二次加工对应的精加工的条件而构建的加工数据。

发明的效果

首先，就利用制作出的加工用数据的超精密复合加工装置的效果而言， 即使是从硬质材料或淬火钢等的难切削件加工的情况，也能够在短时间且 高精度的条件下得到微细构造物。

具体地讲，作为一次加工，通过非接触的电磁波加工进行被加工件的 粗切削（特别是通过该粗切削将应加工的大部分除去加工），然后，通过可 适当更换的切削加工工具作为二次加工进行精密机械加工，所以工具的寿 命变长，并且加工时间被大幅减少。例如，如果与如以往技术那样全部使 用切削加工工具从难切削件制造微细构造物的情况等的以往加工法比较， 则在本发明中能够将制造时间缩短50～80%左右。此外，在这样通过用电 磁波加工的粗切削将加工时间大幅缩短的同时，因为随着机上测量通过可 适当更换的加工工具实施精密机械加工，所以对于面粗糙度精度、形状精 度等能够达到高精度规格。因而，能够不变更最初想要的成形品的形状（即， 模形状、作为目的的商品形状）而适当地实现金属模制品等的小型化、微 细化，还能够适当地对应于电气及电子设备及在它们中使用各种零件的小 型化、微细化。这意味着，制造工艺自身不会成为“障碍”而能够设计希 望的小型微细品，带来更高性能的小型电气、电子设备的设计、开发。

并且，如果按照在本发明中制作的加工用数据，则能够根据加工形状 （特别是电磁波加工形状）决定适当的“加工时的进给量”及“电磁波加 工条件”。例如，不是总为一定量的“加工时的送入”，而能够根据电磁波 加工形状适当变更“送入”的程度，能够减少“加工时的送入次数”。即， 因为电磁波加工区域是粗切削区域，所以在这样的粗切削区域中能够将进 给量设定得较大，由此总体上能够减少“加工时的送入次数”。由于“送入” 需要将通过电磁波加工机构加工停止而改变被加工件的架台的高度的作 业等，所以这样的送入的次数减少意味着总体上能够实现加工时间的缩短。

此外，如果使用在本发明中制作的加工用数据（即，具有具备保存有 加工用数据的存储部的系统的超精密复合加工装置），则能够根本不经由人 的判断来制造微细加工物，所以在该观点看也能够实现有效率的加工。即， 按照本发明，对于实际的加工操作时及加工数据制作时的人的判断时间及 人的作业时间等，能够实现省略、缩短。

附图说明

图1是示意地表示超精密复合加工装置的结构的立体图。

图2是用来说明超精密复合加工的特征的示意图。

图3是用来说明微细构造物的微细部尺寸的示意图及电子显微镜照片 图。

图4是用于算术平均粗糙度Ra的说明的示意图。

图5是示意地表示精密机械加工机构－精密机械加工的形态的立体图。

图6是示意地表示牛头刨加工工具－牛头刨加工的形态的立体图。

图7是示意地表示飞刀切削加工工具－飞刀切削加工的形态的立体图。

图8是示意地表示金刚石车削加工工具－金刚石车削加工的形态的立 体图。

图9是示意地表示微细铣削加工工具－微细铣削加工的形态的立体图。

图10是示意地表示振动切削的形态的立体图。

图11（a）是示意地表示形状测量机构的形态的立体图，图11（b）是 表示构建修正加工用数据的形态的图。

图12是示意地表示由计算机构成的运算机构的形态的立体图。

图13（a）是示意地表示测量工具刀尖的形状、位置等的形态的立体图， 图13（b）是示意地表示形状测量机构在垂直方向上移动自如地设置的形态 的立体图。

图14是示意地表示同步控制“载置被加工件的工作台的至少1轴的动 作”和“精密机械加工机构及/或电磁波加工机构的至少1轴的动作”的形 态的立体图。

图15是示意地表示对于被加工件的激光入射光的角度为能够调整的形 态的立体图。

图16是表示被加工件沿着旋转方向、水平方向及/或垂直方向的轴可 动的形态（在图示的形态中为最大6轴可动的形态）的图。

图17是示意地表示匹配于激光照射的扩散角及聚束角而调整激光照射 及/或被加工件的朝向、进行被加工件的垂直面的加工的形态的立体图。

图18是示意地表示将“通过电磁波加工的粗切削工序”和“精密机械 加工”并行进行的形态的立体图及俯视图。

图19是表示本发明的对象范围的流程。

图20是概念性地表示在本发明中使用的信息及立体形状模型的图（图 20（a）：与被加工件的形状对应的原形状的信息的概念图，图20（b）：与 被电磁波加工机构从被加工件除去的形状对应的粗切削形状的信息的信 息，图20（c）：设想对被加工件的原形状设置粗切削形状的情况的电磁波 加工后的立体形状模型）

图21是概念性地表示对电磁波加工后的立体形状模型切片切取而得到 的多个切片切取部的信息的图。

图22是用来说明“适合于粗切削深度加工/批量加工的‘从电磁波加 工区域的最下部离开的部分’”及“适合于交给精密机械加工的粗切削精加 工的‘电磁波加工区域的最下部’”的概念图。

图23是表示电磁波加工数据制作流程的图。

图24是用来说明在切片切取部中出现的粗切削形状部分的闭空间的形 态的概念图。

图25是示意地表示实际的加工时的送入的形态的图（图25（a）：本发 明，图25（b）：以往技术）。

图26是示意表示本发明的超精密复合加工装置中使用的系统的构成的 图。

图27是示意地表示磨削加工工具－磨削加工的形态的立体图。

图28是关于在实施例中制造出的金属模的说明图（图28（a）：情形A， 图28（b）：情形B）。

图29是用来说明“加工数据的制作方法的有效性的确认试验”的图。

图30表示“加工数据的制作方法的有效性的确认试验”的结果。

具体实施方式

以下，参照附图更详细地说明本发明。

［超精密复合加工装置］

首先，基于作为本发明的基础的超精密复合加工装置的基本结构进行 说明。另外，图中所示的各种要素只不过是为了本发明的理解而示意地表 示的，请留意尺寸比及外观等可能与实物不同。

超精密复合加工装置是用来从被加工件制造微细加工物的装置。如图1 中示意地表示，超精密复合加工装置100具有：

用来将被加工件粗切削的电磁波加工机构10；

用来对粗切削后的被加工件实施精密加工的精密机械加工机构30；及

用来在电磁波加工机构10及精密机械加工机构30的使用时测量被加 工件的形状的形状测量机构50而构成。

这样的超精密复合加工装置的特征在于，具备用来粗切削的电磁波加 工机构10、用来将该粗切削后的被加工件用“适合于微细加工的切削工具 （特别是，对于粗切削后的被加工件的微细加工适合的切削工具）”进行精 密加工的精密机械加工机构30、和用来在这些加工时测量被加工件的形状 的形状测量机构50（同时参照图2）。

在本说明书中，“超精密复合加工”的用语鉴于通过“电磁波”和“精 密机械”的加工得到微细构造物（例如图3所示那样的微细部尺寸La或 Lb为几十nm～几mm的范围，即约10nm～约15mm或约10nm～约3mm 左右，例如10nm～500μm或50nm～1μm左右的几十nm～几十μm的范 围，或者根据情况而为1nm～1μm的微细构造物）的形态使用。因而，这 里所说的“超精密”，实质上是连微细部尺寸La或Lb处于上述那样的几十 nm～几mm的范围那样的细部都正确地加工的形态，此外，所谓“复合”， 实质上是指将“电磁波加工”和“精密机械加工”的两种加工组合的形态。

这样，超精密复合加工装置100对于微细部尺寸为几十nm～几mm的 范围、即为约10nm～约15mm或约10nm～约3mm左右（例如10nm～500 μm或50nm～1μm左右的几十nm～几十μm的范围，或者根据情况而为 1nm～1μm）的微细构造物的制造特别适合。微细构造物也可以具有复杂的 多面形状或曲面形状。如果例示微细构造物（即，能够用本发明的装置制 造者），则在被加工件由硬质材料、淬火钢、非铁（Bs、Cu及/或Al等）、 预硬化钢等的金属材料构成的情况下，可以举出光学透镜用金属模（例如 微透镜阵列金属模）、玻璃透镜用金属模、精密注射成形用金属模、精密金 属加工用金属模等。此外，也可以直接制造从这样的金属模形成的制品， 可以制造光学透镜（例如微阵列透镜）、疏水板、反射镜、精密零件等（在 这样的情况下，被加工件可以由塑料、铝－钢材等的金属材料、硅、玻璃、 矿物、多结晶金刚石等的材料构成）。这样，超精密复合加工装置在被加工 件的材质的方面没有特别限制，可以对无机质（玻璃、金属等）或有机质 （聚合物等）的原材料实施超精密复合加工。

超精密复合加工装置100的电磁波加工机构10是用来将被加工件粗切 削的。这里所述的“粗切削”，是指将被加工件的应除去部分大体上除去。 特别是，在本发明中，实质上意味着将被加工件的应除去的部分的70体积 %～95体积%、优选的是80体积%～95体积%、更优选的是90体积%～95 体积%除去。

“电磁波加工机构”是利用10kHz～500kHz的频率的波或光将被加工 件加热除去的机构。作为这样的“电磁波加工机构”，优选的是激光加工机 构，所以，超精密复合加工装置100优选的是具备能够将激光向被加工件 照射的激光振荡器。在电磁波加工机构10是激光加工机构的情况下，作为 使用的激光的种类，优选的是固体激光、纤维激光、气体激光等。

超精密复合加工装置100的精密机械加工机构30是用来将由电磁波加 工机构10粗切削后的被加工件精密加工的。这里所述的“精密加工”，实 质上意味着对粗切削后的被加工件实施nm量级（例如10nm～5000nm或 50nm～1000nm左右）的切削而得到希望的微细构造物的加工。特别优选 的是，通过这样的“精密加工”，能够得到表面粗糙度Ra为几nm～几百 nm（例如2nm～200nm左右）的微细构造物。另外，这里所述的“表面粗 糙度Ra”是算术平均粗糙度，实质上意味着从图4所示那样的粗糙度曲线 （就本发明而言是“微细构造物的表面的截面形状轮廓”）中在其平均线的 方向上抽取基准长度L、把将从该抽取部分的平均线到测量曲线的偏差的 绝对值合计得到的值平均化的值。此外，就别的表面粗糙度的观点而言， 也包含能够得到Rz为100nm以下（即，Rz=0～100nm）的微细构造物的 形态。

在精密机械加工机构30中，优选的是从由龙门刨加工工具、牛头刨加 工工具，飞刀切削加工工具、金刚石车削加工工具及微细铣削加工工具构 成的组中选择的切削加工工具替换自如（参照图5）。即，可拆卸用于加工 的工具地设在精密机械加工机构30中，以便能够实施从由龙门刨加工、牛 头刨加工，飞刀切削加工、金刚石车削加工及微细铣削加工构成的组中选 择的至少1个加工、优选的是能够实施至少两个加工。

特别优选的是，从牛头刨加工工具、飞刀切削加工工具、金刚石车削 加工工具及微细铣削加工工具构成的组中选择的切削加工工具替换自如。

精密机械加工机构30如图5所示，由能够在水平方向上滑动移动的滑 动台31、垂直轴移动马达32及加工头33等构成，因而在加工头33上切换 自如地设置龙门刨加工工具、牛头刨加工工具、飞刀切削加工工具、金刚 石车削加工工具及微细铣削加工工具等。作为这样的替换机构，既可以是 各种加工工具通过螺钉固定或嵌合安装到加工头、进给机构、工作台或主 轴等上的结构，或者也可以是预先安装在加工头等上的各种加工工具能够 有选择地向可加工的状态移动、运动的结构。

对精密机械加工机构30的各种加工工具详细叙述。

·龙门刨加工工具：是用来实施所谓的“龙门刨-加工”（刨削）的切 削工具。即，龙门刨加工工具是用来将被加工件刨削而制作平面的切削工 具。典型地，作为龙门刨加工工具而使用刀片，通过一边使安装有被加工 件的工作台在水平方向上运动、一边将刀片在与工作台的运动方向成直角 方向上间歇地进给，能够实施平面刨削。

·牛头刨加工工具：是用来实施所谓的“牛头刨加工”（成型刨削/成形 刨削）的切削工具。即，牛头刨加工工具34主要是用来将被加工件刨削而 制作非平面部（例如槽等）的切削工具（参照图6）。典型地，作为牛头刨 加工工具而使用刀片，通过一边使安装有被加工件的工作台在与刀片的运 动成直角方向上间歇地进给、一边使往复运动的刀片接触在被加工件上， 能够实施成型刨削/成形刨削。

·飞刀切削加工工具：是用来实施所谓的“飞刀加工”的切削工具。典 型地，作为飞刀切削加工工具35而使用旋转工具，通过一边使其旋转运动 一边相对于被加工件（特别是位置被固定的被加工件）进给，进行被加工 件的切削（参照图7）。顺便说一下，“飞刀切削加工”的用语虽然与“飞刀 加工”实质上是同义的，但如果以本发明的精密机械加工为前提，则也包 含仅使用1个切削刃进行的加工形态。

·金刚石车削加工工具：是用来实施所谓的“SPDT（Single Point  Diamond Turning）”或“超精密车削加工”的切削工具。典型地，通过使被 加工件81旋转运动、使该被加工件81与金刚石工具36接触，将被加工件 加工为旋转中心形状（参照图8）。

·微细铣削加工工具：是用来实施“micro-milling”等的铣削加工的切 削工具。典型地，作为微细铣削加工工具37而使用小径的旋转工具（例如 金刚石旋转工具），通过一边使其旋转运动一边与被加工件接触，形成刀尖 形状的转印或各种形状（参照图9）。

此外，在超精密复合加工装置100中，也可以是精密机械加工机构30 还作为振动切削机构发挥功能。即，能够将上述切削加工工具施加振动， 例如，切削加工工具被连结在驱动压电元件等上。在振动切削中，起到“切 削阻力减小”/“构成刀尖不附着”/“能够抑制因热造成的应变”等效果。作 为振动切削，特别优选的是“超声波椭圆振动切削”，通过使切削工具的刀 尖进行椭圆振动（参照图10），能够有效地实现切削阻力的大幅降低、毛边、 振颤的抑制及切削屑厚度的降低。

超精密复合加工装置100具有形状测量机构50而构成。这样的形状测 量机构50是用来在电磁波加工机构10及精密机械加工机构30的使用时将 被加工件的形状进行机上测量的机构。这里所述的“形状测量”，是指在加 工前、加工中及加工后的至少1个时点测量被加工件的形状及/或位置。

作为形状测量机构，可以举出例如“摄取机构”及“利用激光的检测 器”等。如果例示“摄取机构”，则是CCD照相机、红外线照相机、近红 外照相机、中红外照相机及X射线照相机等，如果例示“利用激光的检测 器”，则是激光显微镜（激光显微镜）、激光干涉计等，除此以外可以举出 使用白色干涉法的计测方法等。此外，也优选地使用“通过接触的计测机 构”，形状测量机构也可以是使用探头的计测器（三维测量器）等（例如也 可以是扫描型隧道显微镜或原子力显微镜等的扫描型探头显微镜）。

如图11（a）及图1所示，形状测量机构50优选的是具有“摄取机构 52”与“利用激光的检测器54”的组合。在这样的情况下，优选的是通过摄 取机构52确认被加工件的位置，接着通过“利用激光的检测器54”确认被 加工件的形状（特别是被实施加工的部分的形状）。

由形状测量机构50测量出的被加工件的形状及/或位置等的信息被向 电磁波加工机构10及精密机械加工机构30反馈，用于希望的电磁波加工 及/或精密机械加工的实施。因此，超精密复合加工装置具有基于由形状测 量机构测量出的被加工件的形状的信息控制电磁波加工机构或精密机械加 工机构的机构（例如，后述的“运算机构”）而构成。如果对其例示，则在 电磁波加工及/或精密机械加工的实施时，通过形状测量机构50实时地测 量被加工件的形状及/或位置等，将测量出的数据在加工机构中利用。例如 基于“由形状测量机构测量出的数据”和“根据微细加工物的模型得到的 电磁波加工机构及/或精密机械加工机构的加工路径的数据”构建修正加工 用数据，基于该修正加工用数据实施电磁波加工及/或精密机械加工（参照 图11（b））。超精密复合加工装置100优选的是具有构建这样的修正加工用 数据的运算机构。

运算机构等的控制机构例如也可以如图12所示那样由计算机90构成， 例如优选的是由至少具备CPU及一次存储装置部、二次存储装置部等的计 算机构成。通过将该计算机的存储装置部中的“根据微细加工物的模型得 到的电磁波加工机构及/或精密机械加工机构的加工路径的数据”与“由形 状测量机构测量出的数据”比较而计算其差分，能够得到修正加工用数据 （例如，也可以通过在加工中途或加工结束后测量被加工件的形状，将材 料/变形量（误差）的关系作为数据库储存，由此来自动构建修正加工用数 据库）。另外，在运算机构中，也可以根据微细加工物的模型及被加工件的 形状等，通过数值运算能够自动生成电磁波加工机构及/或精密机械加工机 构的加工路径（特别是复合加工用的路径）。

另外，也可以由形状测量机构50不仅是被加工件的形状及/或位置、 还测量工具刀尖30a的形状及/或位置等（例如参照图13（a））。在这样的 情况下，也将测量出的数据、信息向电磁波加工机构10及精密机械加工机 构30反馈，用于希望的电磁波加工及/或精密机械加工的实施。此外，为 了机上测量，如图13（b）所示，也可以将形状测量机构50在垂直方向上 移动自如地设置。

超精密复合加工装置100能够以各种形态实现。例示特别优选的形态。

（同轴控制的形态）

在该形态中，超精密复合加工装置还具有用来将载置被加工件的工作 台的至少1轴的动作、和精密机械加工机构及/或电磁波加工机构的至少1 轴的动作的控制部而构成。即，如图14所示，还具有能够控制载置被加工 件的工作台85的至少1个方向的运动并控制精密机械加工机构30及/或电 磁波加工机构10的至少1个方向的运动的控制部而构成。该控制部也可以 包含在上述运算机构中，例如也可以由计算机90（参照图12）构成。通过 超精密复合加工装置具有这样的控制部而构成，能够实现加工时间的进一 步的缩短。

（关于激光加工的移动自如的形态）

在该形态下，如图15所示，载置被加工件80的工作台85及/或激光 加工机构15为移动自如，能够调整激光加工机构15对于被加工件80的激 光入射光15a的角度。由此，能够更适当地制造任意的形状的微细加工物。 为了载置被加工件80的工作台85的移动而具备各种移动机构（例如利用 凸轮机构等的移动机构），以使被加工件80能够在例如旋转方向、水平方 向及/或垂直方向等上运动（参照图16）。另外，工作台也可以移动为倾斜。 同样，优选的是为了激光加工机构15的移动而具备各种移动机构，以使其 激光头等能够在例如旋转方向、水平方向及/或垂直方向等上运动。顺便说 一下，如果匹配于激光照射的扩散角α’或聚束角α调整激光照射及/或被 加工件的朝向，则能够进行被加工件80的垂直面80a（或接近于垂直面的 面、或锥角较小的面）的加工（参照图17）。

（多种激光加工机构的形态）

在该形态中，作为激光加工机构具有激光波长分别不同的多个激光振 荡器而构成。即，超精密复合加工装置搭载多台激光装置而成，能够根据 被加工件的材质选择最优的激光波长。由此，被加工件的材质的材料的自 由度增加。例如，在作为微细加工物而制造微透镜阵列金属模的情况下， 优选的是设置产生波长为500nm～1100nm的激光的激光装置、和产生波长 为200nm～400nm的激光的激光装置。此外，在作为微细加工物而将微透 镜阵列从玻璃或塑料等的材质的被加工件直接制造的情况下，也可以搭载 波长为300nm～1100nm且脉冲宽度为几十ps～几百fs的激光装置。

（并行实施的形态）

也可以将“通过电磁波加工机构的粗切削”和“通过精密机械加工的精 密加工”实质上并行地实施。即，也可以将通过电磁波加工的粗切削工序 和精密机械加工实质上同时进行。更具体地讲，如图18所示，也可以对被 加工件80的一部分A进行通过电磁波加工的粗切削，并对已经被粗切削的 被加工件80的另一部分B实施精密机械加工（如图示那样，例如也可以通 过使被加工件在载置工作台85上旋转来同时进行加工）。

［本发明的加工数据的制作方法］

本发明关于制作适合于上述超精密复合加工装置的加工用数据的方 法。特别是，关于与加工对象物对应的电磁波加工数据的制作方法。在图 19中表示作为本发明的对象的范围。根据图19可知，有关本发明的加工用 数据的制作在制造微细加工物之前进行。

具体而言，在本发明的方法中，使用“与被加工件的形状对应的原形 状的信息”、“与被电磁波加工机构从被加工件除去的形状对应的粗切削形 状的信息”及“设想了在被加工件的原形状上设置粗切削形状的情况的电 磁波加工后的立体形状模型”进行电磁波加工用数据的制作。

“与被加工件的形状对应的原形状的信息”如图20（a）所示，是加工 前的被加工件的形状信息。即，可以说是由超精密复合加工装置实施加工 的被加工件的最初的形状的信息。

“与被电磁波加工机构从被加工件除去的形状对应的粗切削形状的信 息的信息”如图20（b）所示，是关于通过电磁波加工的粗切削被除去的部 分的形状信息。即，可以说是被电磁波加工机构最终除去的被加工件部分 的形状的信息。

“设想了在被加工件的原形状上设置粗切削形状的情况的电磁波加工 后的立体形状模型”，是指在对于图20（a）的被加工件设置图20（b）的 电磁波加工的除去部分的情况下得到的图20（c）所示那样的立体形状模型。 即，该模型可以说是设想完成了通过电磁波加工机构的除去加工后的被加 工件的形状的3维形状模型。

在本发明中，基于对这样的电磁波加工后的立体形状模型如切片那样 切取而得到的多个切片切取部的信息进行电磁波加工用数据的制作。如图 21所示，多个切片切取部是将电磁波加工后的形状模型200从其最表层向 内部依次作为切片切取的，各切片部是有一定的厚度而从立体形状模型200 部分地切取的（参照图21（a）～图21（c））。另外，本说明书中的“切片” 的用语，是指作为计算机处理（特别是3维CAD）而将电磁波加工后的形 状模型沿着与其厚度方向正交的方向部分地切取的处理形态。

如图21（a）～图21（c）所示，由于通过切片切取部反映了“粗切削 形状部分”的形态，所以基于该形态提取电磁波加工机构的加工部。例如， 根据切片切取部的粗切削形状部分的形态，判断它是适合于与粗切削一次 加工对应的“深度加工（批量加工）”的部分还是适合于与粗切削二次加工 的“精加工”的部分，制作电磁波加工用数据。在这样的制作过程中，可 以说是判断电磁波加工的各切片部分是作为适合于粗切削深度加工的“从 电磁波加工区域的最下部离开的部分”的适合于批量加工的部位，还是适合 于交给精密机械加工的粗切削精加工的“电磁波加工区域的最下部”（参照 图22）。

上述电磁波加工数据的制作优选的是进行切片切取部的粗切削形状部 分的形态是否将该切片切取部贯通的判断。具体而言，例如，在如图21（a） 及（b）所示那样切片切取部的粗切削形状部分的形态将切片切取部贯通情 况下，将该对象的切片切取部的数据与相邻的前段或后段的切片切取部的 数据合并，再构建为通过电磁波加工的粗切削一次加工的批量加工数。另 外，在该数据的再构建时，优选的是将切片切取部的数据与预先得到的加 工数据库对照。如果对此例示1个，则例如在切片切取厚度是Δd的情况下， 如果假设存在基于电磁波加工的各条件的加工深度极限值A为厚度4Δd的 数据库（即，在存在通过电磁波照射能够除去到相当于“4Δd”的深度的数 据库的情况下），由于1个切片切取厚度Δd比加工深度极限值A小，所以 判断为能够进行电磁波深度加工，先将该切片切取部X₁储存，判断下个切 片切取部X₂（厚度Δd）。并且，此次设为将切片切取部X₁与X₂合计的2Δd， 判断它是否比加工深度极限值A大。由于该2Δd也比加工深度极限值A小， 所以还是判断为能够电磁波深度加工，再将其储存，判断下个切片切取部 X₃（厚度Δd）。并且，同样设为将切片切取部X₁、X₂与X₃合计的3Δd， 判断它是否比加工深度极限值A大。依次重复这样的判断，构建为“1个 深度加工数据”，直到超过加工深度极限值A。

另一方面，如图21（c）所示，在切片切取部的粗切削形状部分的形态 没有将切片切取部贯通的情况下，对于该切片切取部的数据赋予与电磁波 加工的粗切削二次加工对应的精加工的条件而构建数据。即，“没有贯通的 部分”可以与适合于交给精密机械加工的粗切削精加工的“电磁波加工区 域的最下部”对应，所以加上精加工的条件而进行数据的构建。在该数据 的构建时也优选的是与预先得到的加工数据库对照。如果例示1个，则也 可以对照与基于电磁波加工条件的面粗糙度关联的加工数据库（例如关于 电磁波加工机构的加工时间与加工面粗糙度的相关关系），赋予适当的精加 工的条件而进行数据的构建。顺便说一下，在本说明书中所谓“精加工”， 实质上是指通过在减小了电磁波照射能量的状态下将电磁波在多方向上扫 描而成为适合于后段的精密机械加工的面粗糙度的加工。

以上那样的电磁波加工用数据的制作可以沿着图23所示那样的流程来 实施。如果按照图23所示的流程说明，则首先在与各切片切取部对应的各 层中进行电磁波加工部（粗切削形状部分）的提取，判断它是否是贯通形 态。在是贯通形态的情况下，与加工数据库对照，判断是否是加工深度极 限。在不是加工深度极限的情况下，进行数据储存，再对下一层进行同样 的判断。另一方面，在是加工深度极限的情况下、或在提取出的电磁波加 工部不是贯通形态的情况下，进行是否与粗切削二次加工面（进行应交给 精密机械加工的电磁波加工的精加工的面）对应的判断。在粗切削二次加 工面的情况下，设定粗切削二次加工的条件，另一方面，在不是粗切削二 次加工面的情况下，设定深度加工的粗切削一次加工的条件。并且，最终 进行作为对象的切片切取部（切片面）是否是最终切片切取部的判断，进 行是否结束数据制作的判断。

另外，电磁波加工机构的加工部的提取也可以按照在切片切取部中呈 现的粗切削形状部分的闭空间进行。即，如图24所示，也可以对切片切取 部中的闭空间a及闭空间b分别进行图23所示的流程的处理而进行数据制 作。

此外，为了进一步提高通用性、方便性，优选的是在对照的加工数据 库中拥有按照被加工件的材料调制的各种数据。例如，也可以拥有按照被 加工件的材料调制的加工条件与加工深度的相关关系等，由此，即使是被 加工件的材料变更的情况也能够适当地对应。

在超精密复合加工装置中，优选的是基于如上述那样制作出的数据设 定电磁波加工机构的粗切削加工时的进给量及/或电磁波加工机构的电磁 波加工条件等（换言之，优选的是根据对被加工件内的各区域制作的数据， 将用来加工最终形状的、厚度方向的进给量及电磁波加工条件向超精密复 合加工装置送入）。特别是，就粗切削加工时的进给量而言，不是如以往那 样总是一定的“加工时的进给量”，可以设定为，使深度加工的粗切削1次 加工部的送入量变大（参照图25），由此，总体上能够减少“加工时的送入 次数”。“送入”由于需要将通过电磁波加工机构的加工停止、改变被加工 件的架台的高度的作业等，所以减少这样的进给次数/送入次数总体上使加 工时间缩短。

［本发明的超精密复合加工装置］

接着，对本发明的超精密复合加工装置进行说明。有关本发明的超精 密复合加工装置具有：电磁波加工机构，用来将被加工件粗切削；精密机 械加工机构，用来对粗切削后的被加工件实施精密加工；以及形状测量机 构，用来在电磁波加工机构及精密机械加工机构的使用时测量被加工件的 形状。

关于该“电磁波加工机构”、“精密机械加工机构”及“形状测量机构” 已经在上面叙述，所以为了避免重复而省略说明。

特别是，本发明的超精密复合加工装置的特征在于，还具有具备保存 有在该超精密复合加工装置中使用的加工用数据的存储部的系统。在该系 统中包含的加工用数据为：“与被加工件的形状对应的原形状的信息；与被 电磁波加工机构从被加工件除去的形状对应的粗切削形状的信息的信息； 以及作为使用上述设想对原形状设置粗切削形状的情况的电磁波加工后的 立体形状模型得到的电磁波加工用数据，基于对电磁波加工后的立体形状 模型以切片的方式部分地切取而得到的多个切片切取部的信息制作的电磁 波加工用数据”。

本发明的超精密复合加工装置的系统300如图26所示，具备由ROM （Read Only Memory）及RAM（Random Access Memory）等的一次存储装 置部或二次存储装置部等构成的存储部310、CPU（Central Processing Unit） 320、输入装置330、显示装置340、输出装置350等，具有这些各部经由 总线360相互连接的计算机形态。

输入装置330具备用来进行各种指示信号的输入的键盘、鼠标或触摸 面板等的指针设备，将输入的各种指示信号向CPU320发送。ROM保存有 由CPU320执行的各种程序（用来实施超精密复合加工的各种程序）。RAM 将从ROM读出的上述各种程序可执行地展开而保存，并将在程序的执行 时临时生成的各种数据临时保存。CPU320通过执行保存在ROM中的各种 程序，综合控制系统300。特别是，在CPU320中，可以处理用来实施保存 在ROM中的超精密复合加工的各种程序（例如，在“电磁波加工机构”、 “精密机械加工机构”、“形状测量机构”等的驱动中使用的程序）。显示装 置340具备LCD（Liquid Crystal Display）或CRT（Cathode Ray Tube）等 的显示装置（未图示），显示从CPU320发送的各种显示信息。

在本发明的系统300中，在ROM及/或RAM等的存储部310中保存 有：“与被加工件的形状对应的原形状的信息；与被电磁波加工机构从被加 工件除去的形状对应的粗切削形状的信息的信息；以及作为使用上述设想 对原形状设置粗切削形状的情况的电磁波加工后的立体形状模型得到的电 磁波加工用数据，基于对电磁波加工后的立体形状模型以切片的方式部分 地切取而得到的多个切片切取部的信息制作的电磁波加工用数据”。并且， 在系统300的执行时，通过由CPU利用加工用数据而执行超精密复合加工 装置程序，由此，进行超精密复合加工装置100的实施（具体而言，适当 的电磁波加工的控制）。

在该系统300的存储部中，保存有在上述“本发明的加工数据的制作 方法”中使用的数据。即，保存有：“与被加工件的形状对应的原形状的信 息；与被电磁波加工机构从被加工件除去的形状对应的粗切削形状的信息 的信息；以及作为使用上述设想对原形状设置粗切削形状的情况的电磁波 加工后的立体形状模型得到的电磁波加工用数据，基于对电磁波加工后的 立体形状模型以切片的方式部分地切取而得到的多个切片切取部的信息制 作的电磁波加工用数据（参照图19～图25）”。

该加工用数据由于是在上述“本发明的加工数据的制作方法”中使用 的加工用数据，所以可以具有以下的特征。

●通过多个切片切取部的各自中的粗切削形状部分的形态是否将该切 片切取部贯通的判断来提取电磁波加工机构的加工部的电磁波加工用数据 （参照图21及图23）

●在粗切削形状部分的形态将切片切取部贯通的情况下，将该切片切 取部的数据与“相邻的切片切取部的数据”合并而构建为与电磁波加工的 粗切削一次加工对应的批量加工数据的电磁波加工用数据（参照图21（特 别是图21（a）及图21（b））及图23）

●在粗切削形状部分的形态没有将切片切取部贯通的情况下，对于该 切片切取部的数据添加与电磁波加工的粗切削二次加工对应的精加工的条 件而构建的电磁波加工用数据（参照图21（特别是图21（c））及图23）

●通过将切片切取部的数据与预先得到的加工数据库对照而构建的电 磁波加工用数据（参照图23）

●通过按照在切片切取部中出现的粗切削形状部分的闭空间提取电磁 波加工机构的加工部而构建的电磁波加工用数据（参照图24）

在本发明中保存“加工用数据”的存储部并不特别限定于组装在计算 机内的ROM/RAM等，也可以是可换盘（例如CD-ROM等的光盘）等。 即，也可以将“与被加工件的形状对应的原形状的信息；与被电磁波加工 机构从被加工件除去的形状对应的粗切削形状的信息的信息；以及作为使 用上述设想对原形状设置粗切削形状的情况的电磁波加工后的立体形状模 型得到的电磁波加工用数据，基于对电磁波加工后的立体形状模型以切片 的方式部分地切取而得到的多个切片切取部的信息制作的电磁波加工用数 据”保存到可换盘中。在此情况下，可以将保存在可换盘中的加工用数据 用可换盘驱动器（RDD）等读取，保存到系统内的ROM及/或RAM等中 而使用。此外，保存“加工用数据”的存储部也可以是收存在别的同样的 计算机装置中的存储部。即，也可以将“与被加工件的形状对应的原形状 的信息；与被电磁波加工机构从被加工件除去的形状对应的粗切削形状的 信息的信息；以及作为使用上述设想对原形状设置粗切削形状的情况的电 磁波加工后的立体形状模型得到的电磁波加工用数据，基于对电磁波加工 后的立体形状模型以切片的方式部分地切取而得到的多个切片切取部的信 息制作的电磁波加工用数据”存储到与直接用于超精密复合加工装置者不 同的计算机装置的ROM等中。在此情况下，由本发明的系统将经由LAN 等的通信电路或可换盘等从别的计算机装置传送来的加工用数据接收或读 取，由此可以保存到该系统内的ROM及/或RAM等中而使用。

另外，上述那样的本发明确认地讲，包含以下的形态：

第1形态：一种方法，是制作在从被加工件制造微细加工物的超精密 复合加工装置中使用的加工用数据的方法，其特征在于，超精密复合加工 装置具有：电磁波加工机构，用来将被加工件粗切削；精密机械加工机构， 用来对粗切削后的被加工件实施精密加工；以及形状测量机构，用来在电 磁波加工机构及精密机械加工机构的使用时测量被加工件的形状；在加工 用数据的制作时，使用：与被加工件的形状对应的原形状的信息；与被电 磁波加工机构从被加工件除去的形状对应的粗切削形状的信息；以及设想 对上述原形状设置粗切削形状的情况的电磁波加工后的立体形状模型；基 于通过对电磁波加工后的立体形状模型以切片的方式部分地切取得到的多 个切片切取部的信息，进行电磁波加工用数据的制作。

第2形态：在上述第1形态中，其特征在于，基于在多个切片切取部 中出现的粗切削形状部分的形态提取电磁波加工机构的加工部；通过进行 各个切片切取部的粗切削形状部分的形态是否将该切片切取部贯通的判 断，提取加工部。

第3形态：在上述第2形态中，其特征在于，在粗切削形状部分的形 态将切片切取部贯通的情况下，将该切片切取部的数据与相邻的切片切取 部的数据合并，构建为与电磁波加工的粗切削一次加工对应的批量加工的 数据。

第4形态：在上述第2形态中，其特征在于，在粗切削形状部分的形 态没有将该切片切取部贯通的情况下，对该切片切取部的数据添加与电磁 波加工的粗切削二次加工对应的精加工的条件来构建数据。

第5形态：上述第3形态或第4形态中，其特征在于，通过将切片切 取部的数据与预先得到的加工数据库对照，进行上述构建。

第6形态：在上述第1形态～第5形态的任一项中，其特征在于，按 照在切片切取部中出现的粗切削形状部分的每个闭空间提取加工部。

第7形态：在引用了上述第3形态或第4形态的上述第5形态或第6 形态中，其特征在于，在超精密复合加工装置中，基于构建的数据设定由 电磁波加工机构进行的粗切削加工时的进给量及/或电磁波加工机构的电 磁波加工条件。

第8形态：在上述第1形态～第7形态的任一项中，其特征在于，超 精密复合加工装置还具有基于由形状测量机构测量出的被加工件的形状的 信息控制电磁波加工机构或精密机械加工机构的机构。

第9形态：在上述第1形态～第8形态的任一项中，其特征在于，在 精密机械加工机构中，从由龙门刨加工工具、牛头刨加工工具、飞刀切削 加工工具、金刚石车削加工工具及微细铣削加工工具构成的组中选择的切 削加工工具为替换自如。

第10形态：在上述第1形态～第9形态的任一项中，其特征在于，电 磁波加工机构是激光加工机构。

第11形态：在上述第1形态～第10形态的任一项中，其特征在于， 微细加工物的微细部尺寸处于10nm～15mm的范围。

第12形态：在上述第11形态中，其特征在于，微细加工物是光学透 镜用金属模或光学透镜。

第13形态：一种超精密复合加工装置，是从被加工件制造微细加工物 的超精密复合加工装置，其特征在于，具有：电磁波加工机构，用来将被 加工件粗切削；精密机械加工机构，用来对粗切削后的上述被加工件实施 精密加工；以及形状测量机构，用来在电磁波加工机构及精密机械加工机 构的使用时测量被加工件的形状；超精密复合加工装置还具有具备保存有 在该超精密复合加工装置中使用的加工用数据的存储部的系统；加工用数 据是：与被加工件的形状对应的原形状的信息；与被电磁波加工机构从被 加工件除去的形状对应的粗切削形状的信息的信息；以及电磁波加工用数 据，上述电磁波加工用数据是使用设想对上述原形状设置粗切削形状的情 况的电磁波加工后的立体形状模型得到的，基于对电磁波加工后的立体形 状模型以切片的方式部分地切取而得到的多个切片切取部的信息制作的电 磁波加工用数据。

第14形态：在上述第13形态中，其特征在于，电磁波加工用数据为 通过多个切片切取部的各自中的粗切削形状部分的形态是否将该切片切取 部贯通的判断提取电磁波加工机构的加工部的加工用数据。

第15形态：在上述第14形态中，其特征在于，电磁波加工用数据为 在粗切削形状部分的形态将切片切取部贯通的情况下将该切片切取部的数 据与相邻的切片切取部的数据合并而构建为电磁波加工的粗切削一次加工 的批量加工数据的加工数据。

第16形态：在上述第14形态中，其特征在于，电磁波加工用数据是 在粗切削形状部分的形态没有将切片切取部贯通的情况下对该切片切取部 的数据添加与电磁波加工的粗切削二次加工对应的精加工的条件而构建的 加工数据。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此，本 领域的技术人员应容易理解可以进行各种改变。

●精密机械加工机构主要以从由龙门刨加工工具、牛头刨加工工具、 飞刀切削加工工具、金刚石车削加工工具及微细铣削加工工具构成的组中 选择的切削加工工具替换自如的形态进行了说明，但并不一定限定于该形 态。例如精密机械加工机构也可以对于磨削加工工具也还替换自如。即， 也可以除了上述切削加工工具以外、或者代替它而也替换磨削加工工具。 通过使用磨削加工工具，能够实现更高精度的精密机械加工。典型地讲， 作为磨削加工工具而使用磨石，通过使旋转运动磨石接触在被加工件上， 能够将被加工件的面磨削（参照图27）。作为可以在磨石中使用的磨粒材料， 可以举出例如金刚石、立方晶氮化硼（cBN）、氧化铝及碳化硅（SiC）等。 此外，也可以使用树脂结合磨石、金属结合磨石或金属树脂磨石等。进一 步讲，精密机械加工机构也可以对于超声波加工用焊头、超声波振动切削 用工具、抛光加工用研磨工具或微铣削等也替换自如。

●也可以以切削工具的锋利度的提高或工具磨损的降低等为目的，将 可以起到润滑作用的切削油剂向工具的刀尖供给。作为切削油剂的种类没 有特别限制，也可以使用在常规的切削加工中使用的切削油剂。

最后附带地讲，在本发明中，还能够提供以用来从被加工件制造微细 加工物的超精密复合加工方法为基础的加工用数据的制作方法。该方法包 括：

（i）对被加工件实施电磁波加工而将被加工件粗切削的工序；及

（ii）对粗切削后的被加工件实施精密机械加工的工序；

在工序（i）及工序（ii）的至少一方的实施时，测量被加工件的形状， 在加工用数据的制作时，使用

与被加工件的形状对应的原形状的信息；

与通过工序（i）的电磁波加工工序被从被加工件除去的形状对应的粗 切削形状的信息；及

设想对原形状设置粗切削形状的情况的电磁波加工工序后的立体形状 模型；

基于通过对电磁波加工工序后的立体形状模型以切片的方式部分地切 取而得到的多个切片切取部的信息，进行电磁波加工用数据的制作。对于 有关该方法的效果及其内容，与在上述中已经说明的事项同样者可以适用， 所以为了避免重复而省略说明。

实施例

为了确认作为本发明的加工数据的制作方法的基础的超精密复合加工 装置的效果，实施了以下的试验。

<<情形A>>

通过实施以往技术的加工法（比较例1）及本发明的加工法（实施例1）， 制造出图28（a）所示那样的菲涅尔透镜金属模。

（比较例1）

作为以往技术的加工法，通过将全部的加工用切削加工进行，从难切 削件制造出菲涅尔透镜金属模。将概要表示在表1中。

［表1］

如表1的最右栏所示，在以往技术的加工法中，为了得到图28（a）所 示的菲涅尔透镜金属模，需要“80小时”。

（实施例1）

作为本发明的实施例，通过用激光加工将被加工件粗切削、对该粗切 削后的被加工件实施微细机械加工，得到了菲涅尔透镜金属模。将加工概 要表示在表2中。另外，在实施例1中，作为形状测量方法，实施了通过 CCD照相机的透镜配置的位置测量、以及通过使用激光的光干涉进行的形 状测量。此外，作为表面粗糙度测量方法，通过使用光干涉的白色干涉测 量实施。

［表2］

如表2的最右栏所示，在本发明的加工法中，为了得到图28（a）所示 的菲涅尔透镜金属模，需要“21小时”。

在这样得到相同的菲涅尔透镜金属模的情况下，本发明与以往技术相 比，能够将制造时间减少约74%（参照表3）。

［表3］

比较例1加工时间 实施例1加工时间 时间缩短率 80H 21H 74%

<<情形B>>

通过实施以往技术的加工法（比较例2）及本发明的加工法（实施例2）， 制造出图28（b）所示那样的多视点透镜金属模。

（比较例1）

作为以往技术的加工法，通过在实施放电加工后实施切削加工，从难 切削件制造出多视点透镜金属模。将概要表示在表4中。

［表4］

如上述表4的最右栏所示，在以往技术的加工法中，为了得到图28（b） 所示的多视点透镜金属模，需要“152小时”。

（实施例2）

作为本发明的实施例，通过用激光加工将被加工件粗切削、对该粗切 削后的被加工件实施微细机械加工，得到了多视点透镜金属模。将概要表 示在表5中。另外，在实施例2中，作为形状测量方法，实施了通过使用 激光的光干涉进行的形状测量。此外，作为表面粗糙度测量方法，通过使 用光干涉的白色干涉测量实施。

［表5］

如上述表5的最右栏所示，在本发明的加工法中，为了得到图28（b） 所示的多视点透镜金属模，需要“28小时”。

在这样得到相同的多视点透镜金属模的情况下，本发明与以往技术相 比，能够将制造时间减少约82%（参照表6）。

［表6］

比较例2加工时间 实施例2加工时间 时间缩短率 152H 28H 82%

<<小结>>

根据情形A及情形B可知，在本发明中，与通过以往技术从难切削件 制造微细构造物的情况相比能够缩短70～80%制造时间。因而，可以理解 本发明对于微细构造物的制造而言起到很有利的效果。

<<加工数据的制作方法的有效性的确认试验>>

接着，表示为了确认本发明的加工数据的制作方法的有效性而进行了 模拟的例子。

对图29所示那样的模拟模型，在以往方式和本发明的新方式中评价总 加工时间。

具体而言，激光加工条件等在以往方式和新方式的条件中相同，评价 为通过激光的可批量加工的深度是20μm（参照图29）。结果，相对于如表 7所示那样以往方式的总加工时间是约6700秒，新方式的总加工时间为约 3400秒（参照图30）。即，可知在新方式中，与以往方式相比总加工时间 大幅地降低。

［表7］

  以往方式 新方式 加工时间 6700秒 3400秒

这样可以理解，按照本发明，能够有效地实现从被加工件到目的形状 作制的时间缩短。

产业上的可利用性

通过本发明的实施，能够从被加工件得到微细加工物。特别是，在本 发明中，能够得到“用来将与小型化、高性能化对应的各种零件、制品的 金属模”。

标号说明

10 电磁波加工机构

15 激光加工机构

15a 激光入射光

30 精密机械加工机构

30a 工具刀尖

31 滑动台

32 垂直轴移动马达

33 加工头

34 牛头刨加工工具

35 飞刀切削加工工具

36 金刚石车削加工工具

36a 真空吸盘

36b 空气心轴

36c 感应电动机

36d 伺服马达

36e 切削油剂箱

37 微细铣削加工工具

38 磨削加工工具

38a 磨削加工工具（金刚石磨石）

38b 修整磨石

50 形状测量机构

52 摄取机构/摄像机构（形状测量机构）

54 利用激光的检测器（形状测量机构）

80 被加工件

81 粗切削后的被加工件

82 在粗切削后被精密机械加工后的被加工件（=微细构造物）

82a 微细构造物的微细部

85 用来载置被加工件的工作台

90 运算机构（例如计算机）

100 超精密复合加工装置

200 设想对被加工件的原形状设置粗切削形状的情况的电磁波加工后 的立体形状模型

300 超精密复合加工装置的系统

310 存储部

320 CPU

330 输入装置

340 显示装置

350 输出装置

360 总线

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.（修正后）一种方法，是制作在从被加工件制造微细加工物的超精 密复合加工装置中使用的加工用数据的方法，其特征在于，

上述超精密复合加工装置具有：

电磁波加工机构，用来将上述被加工件粗切削；

精密机械加工机构，用来对上述粗切削后的上述被加工件实施精密加 工；以及

形状测量机构，用来在上述电磁波加工机构及上述精密机械加工机构 的使用时测量上述被加工件的形状；

在上述加工用数据的制作时，使用：

与上述被加工件的形状对应的原形状的信息；

与被上述电磁波加工机构从上述被加工件除去的形状对应的粗切削形 状的信息；以及

设想对上述原形状设置上述粗切削形状的情况的电磁波加工后的立体 形状模型；

基于通过对上述电磁波加工后的立体形状模型以切片的方式部分地切 取得到的多个切片切取部的信息，进行电磁波加工用数据的制作；

此外，基于在上述多个切片切取部中出现的粗切削形状部分的形态提 取上述电磁波加工机构的加工部；

通过进行各个上述切片切取部的上述粗切削形状部分的形态是否将该 切片切取部贯通的判断，提取上述加工部。

2.（删除）

3.（修正后）如权利要求1所述的方法，其特征在于，

在上述粗切削形状部分的形态将上述切片切取部贯通的情况下，将该 切片切取部的数据与相邻的切片切取部的数据合并，构建为与电磁波加工 的粗切削一次加工对应的批量加工的数据。

4.（修正后）如权利要求1所述的方法，其特征在于，

在上述粗切削形状部分的形态没有将该切片切取部贯通的情况下，对 该切片切取部的数据添加与电磁波加工的粗切削二次加工对应的精加工的 条件来构建数据。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，

通过将上述切片切取部的数据与预先得到的加工数据库对照，进行上 述构建。

6.（修正后）如权利要求1或3～5中任一项所述的方法，其特征在于，

按照在上述切片切取部中出现的上述粗切削形状部分的下每个闭空间 提取上述加工部。

7.如引用了权利要求3或4的权利要求5或6所述的方法，其特征在 于，

在上述超精密复合加工装置中，基于上述构建的数据设定由上述电磁 波加工机构进行的粗切削加工时的进给量及/或上述电磁波加工机构的电 磁波加工条件。

8.（修正后）如权利要求1或3～7中任一项所述的方法，其特征在于，

上述超精密复合加工装置还具有基于由上述形状测量机构测量出的上 述被加工件的形状的信息控制上述电磁波加工机构或上述精密机械加工机 构的机构。

9.（修正后）如权利要求1或3～8中任一项所述的方法，其特征在于，

在上述精密机械加工机构中，从由龙门刨加工工具、牛头刨加工工具、 飞刀切削加工工具、金刚石车削加工工具及微细铣削加工工具构成的组中 选择的切削加工工具为替换自如。

10.（修正后）如权利要求1或3～9中任一项所述的方法，其特征在 于，

上述电磁波加工机构是激光加工机构。

11.（修正后）如权利要求1或3～10中任一项所述的方法，其特征在 于，

上述微细加工物的微细部尺寸处于10nm～15mm的范围。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，

上述微细加工物是光学透镜用金属模或光学透镜。

13.（修正后）一种超精密复合加工装置，从被加工件制造微细加工物， 其特征在于，

具有：

电磁波加工机构，用来将上述被加工件粗切削；

精密机械加工机构，用来对上述粗切削后的上述被加工件实施精密加 工；以及

形状测量机构，用来在上述电磁波加工机构及上述精密机械加工机构 的使用时测量上述被加工件的形状；

上述超精密复合加工装置还具有具备保存有在该超精密复合加工装置 中使用的加工用数据的存储部的系统；

上述加工用数据是：与上述被加工件的形状对应的原形状的信息；与 被上述电磁波加工机构从上述被加工件除去的形状对应的粗切削形状的信 息的信息；以及电磁波加工用数据，上述电磁波加工用数据是使用设想对 上述原形状设置上述粗切削形状的情况的电磁波加工后的立体形状模型得 到的，基于对上述电磁波加工后的立体形状模型以切片的方式部分地切取 而得到的多个切片切取部的信息制作的电磁波加工用数据；

上述电磁波加工用数据是通过上述多个切片切取部的各自中的粗切削 形状部分的形态是否将该切片切取部贯通的判断提取电磁波加工机构的加 工部的加工用数据。

14.（删除）

15.（修正后）如权利要求13所述的超精密复合加工装置，其特征在 于，

上述电磁波加工用数据是在上述粗切削形状部分的形态将上述切片切 取部贯通的情况下将该切片切取部的数据与相邻的切片切取部的数据合并 而构建为电磁波加工的粗切削一次加工的批量加工数据的加工数据。

16.（修正后）如权利要求13所述的超精密复合加工装置，其特征在 于，

上述电磁波加工用数据是在上述粗切削形状部分的形态没有将上述切 片切取部贯通的情况下对该切片切取部的数据添加与电磁波加工的粗切削 二次加工对应的精加工的条件而构建的加工数据。