JPH09503454A

JPH09503454A - Machine tool and method for imparting a non-rotationally symmetric surface to a workpiece and control device for the machine tool

Info

Publication number: JPH09503454A
Application number: JP8505620A
Authority: JP
Inventors: トーレンアリーファン; レーストヨハネスヘンリカスフランシスカスマリアファン; アンドレアロアフェルフルスト; マイケルヨセファマテイスレンケンス
Original assignee: フィリップスエレクトロニクスネムローゼフェンノートシャップ
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 1997-04-08
Also published as: EP0722378A1; WO1996003256A1; KR960704676A; CN1135194A

Abstract

(57)【要約】Ｚ方向に平行に延びる回転軸線（２９、２３１）の周りに回転可能でありＺ方向に平行に延在するスピンドル（２７、２２９）を有する工作機械（１、２２７）であって、このスピンドルには製作すべき加工片（３５、２３７）のホルダ（３３、２３５）を設ける。この工作機械（１、２２７）はＺ方向に垂直なＸ方向に移動できる工具（１３）のためのホルダ（１１）を有する。工具（１３）のＸ位置とスピンドル（２７、２２９）の回転角との関数として、スピンドル（２７、２２９）と工具（１３）のホルダ（１１）とをＺ方向に平行に相互に移動可能にし、回転軸線（２９、２３１）に関して回転対称でない表面を加工片（３５、２３７）に設ける。本発明によれば、スピンドル（２７、２２９）をＺ方向に平行な方向に限って移動させ、スピンドル（２７、２２９）とホルダ（１１）とをＺ方向に平行に相互に移動させる。このようにして、希望する基本面と、回転対称でない希望する補正とを加工片（３５、２３７）に与えると共に、種々の基本面と補正とを有する一連の加工片を単一の工具のみで製作することができる。 (57) [Summary] A machine tool (1, 227) having a spindle (27, 229) which is rotatable about a rotation axis (29, 231) extending parallel to the Z direction and extending parallel to the Z direction. Therefore, this spindle is provided with holders (33, 235) for the work pieces (35, 237) to be manufactured. This machine tool (1, 227) has a holder (11) for a tool (13) which can be moved in the X direction, which is perpendicular to the Z direction. Making the spindle (27,229) and the holder (11) of the tool (13) movable relative to each other in the Z direction as a function of the X position of the tool (13) and the angle of rotation of the spindle (27,229). , The workpiece (35, 237) is provided with a surface that is not rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation (29, 231). According to the present invention, the spindle (27, 229) is moved only in the direction parallel to the Z direction, and the spindle (27, 229) and the holder (11) are moved in parallel to each other in the Z direction. In this way, the desired basic surface and the desired correction that is not rotationally symmetrical are given to the work piece (35, 237), and a series of work pieces having different basic surfaces and corrections can be obtained with only a single tool. Can be manufactured.

Description

【発明の詳細な説明】加工片に回転対称でない表面を与える工作機械及び方法及びその工作機械の制御装置本発明はＺ方向に平行に指向する回転軸線の周りに回転可能でありＺ方向に延在するスピンドルと、このスピンドルに対し移動できる工具ホルダとを具え、加工片用ホルダをスピンドルに設け、工具ホルダの移動はＺ方向に垂直に指向するＸ方向に平行な少なくとも１個の移動成分を有し、回転軸線に合致する加工片の軸線に対し回転対称でない表面を加工片に与えるようスピンドルの回転角の関数としてＺ方向に平行にスピンドルと工具ホルダとを相互に移動可能にした工作機械に関するものである。また本発明はＺ方向に平行に延在するスピンドルに加工片を取り付け、Ｚ方向に平行に指向する回転軸線であって加工片の軸線に合致する回転軸線の周りにスピンドルを回転し、次にＺ方向に垂直に指向するＸ方向に平行な一成分を少なくとも有する方向に加工片に対し相対的に工具を動かし、スピンドルの回転角の関数としてＺ方向に平行にスピンドルと工具とを相互に移動させて、加工片の軸線に関し回転対称でない表面を加工片に設ける方法に関するものである。更に、本発明は本発明による工作機械に使用して適する制御装置に関するものである。頭書に記載した工作機械、及び方法はヨーロッパ特許公開第0370788号から既知である。この既知の工作機械のスピンドルを２個の弾性変形隔膜によってブッシュ内に固定し、このブッシュを玉軸受によって軸受ブロック内に回転自在に支持している。また、スピンドルを他の玉軸受によってＺ方向に平行に支持し、この玉軸受の固定部を他の弾性隔膜によって軸受ブロックに固定している。この既知の工作機械は更に電磁アクチュエータを具え、その磁気回路を軸受ブロックに固定し、電気コイルを上記の他の玉軸受の固定部に固定している。このスピンドルは上記隔膜の弾性変形の変形状態下で電磁アクチュエータによりＺ方向に平行に限定された距離にわたり移動可能である。Ｘ方向、及びＺ方向に直角に延びるＹ軸線の周りに回転可能である往復台にこの既知の工作機械の工具ホルダを固定している。この既知の工作機械、及びこの既知の工作機械によって実施することができる方法は例えばコンタクトレンズ、又は眼鏡用レンズのようなレンズにいわゆる非点収差面を加えるために使用される。このような非点収差面は球状基本面に、レンズの光学軸線に関し回転対称でない非点収差補正部を加えたものである。この目的のため、往復台によってＹ軸線の周りに工具を回転し、限定された半径の円形アークに従ってレンズに沿い工具を動かして、レンズに球状基本面を与え、一方、スピンドルの回転角の関数としてアクチュエータによりＺ方向に平行にスピンドルを移動させて、上記の球状基本面に非点収差補正部を与えている。従って、球状基本面は上記円形アークの半径に対応する半径を有する。隔膜の弾性変形の変形状態下でアクチュエータによりＺ方向に平行にスピンドルが移動し得る限定された距離は十分なものである。その理由は、球状基本面を加工片に与えるために必要な工具の移動であってＹ軸の周りの工具の回転によって達成されるＺ方向に平行な工具の移動に比べれば、非点収差補正部を加工片に与えるために必要なＺ方向に平行なスピンドルの移動は比較的小さいからである。この既知の工作機械、及び既知の方法の欠点は、工具は予め定めた半径を有する円形アークに専ら沿って移動可能であり、従ってこの既知の工作機械、及び方法では予め定めた半径の球状基本面を有する加工片のみを加工し得るに過ぎないことである。レンズの複数人の使用者に適合する相互に異なる半径を有する一連のレンズをこの既知の工作機械、又は方法によって製作する必要がある場合には、工具を各レンズについて再調整する必要があり、Ｙ軸線から異なる距離にそれぞれ固定された極めて多数の工具を往復台に設ける必要がある。更に、製作すべき加工片の表面から加工片の後側に滑らかに連なる丸い端縁を有する加工片をこの既知の工作機械、又は方法によって製作することはできない。コンタクトレンズにこのような丸い端縁があると、コンタクトレンズの着用の快適さは著しく改善される。また、この既知の工作機械、又は方法では異なる形式の基本面を有する加工片を得ることはできず、従って、この既知の工作機械、又は方法は例えば、平坦な基本面に溝のパターンを有する動圧溝軸受の製作ができない。本発明の目的は上述の既知の技術の欠点をできるだけ解消し、種々の基本面を有する加工片を製作することができ、機械加工の可能性を増大した頭書に記載した種類の工作機械、及び方法を得るにある。この目的のため、本発明工作機械は、スピンドルをＺ方向に平行な方向に限って移動可能に構成して、スピンドルと工具ホルダとをＺ方向に平行な方向に相互に移動可能にしたことを特徴とする。また、この目的のため、本発明方法は、スピンドルをＺ方向に平行な方向に限って移動させ、スピンドルと工具とをＺ方向に平行に相互に移動させることを特徴とする。本発明の構成によれば、スピンドルを専らＺ方向に平行にのみ移動可能にすると共に、工具をＸ方向に平行にのみ移動可能にするから、作動中、スピンドルの回転角、及び工具のＸ位置の関数としてＺ方向に平行にスピンドルによって行われる移動によって専ら加工片に加えるべき表面が決定される。従って、本発明の工作機械、及び方法によれば、例えば、レンズの複数人の使用者に適合させた相互に異なる半径を有する基本面の一連の非点収差レンズを製作することが可能であり、その場合、工具のＸ位置とスピンドルの回転角との関数としてスピンドルのＺ位置を適切に制御する。例えば、曲がったロッドを有する工具を使用する時、本発明の工作機械、及び方法によってこの加工片の後側を機械加工することが可能であり、例えば、コンタクトレンズに丸い端縁を設けることができる。更に、本発明の工作機械、及び方法によれば、平坦な、又は非球状の湾曲基本面を有する加工片、例えば、動圧流体溝軸受を製作することができる。この動圧流体溝軸受はその回転軸線に対し回転対称でない溝パターンを平坦基本面に有する。本発明の工作機械、及び方法の他の利点はスピンドルのＺ位置が比較的簡単な数学的な関係に従って、工具のＸ位置とスピンドルの回転角との関数として制御可能であることである。加工片に対する工具のＺ位置は専らスピンドルのＺ位置に従属的であるから、工具のＸ位置の関数として計算されたＺ位置を補正する必要がない。このような補正はヨーロッパ特許公開第0370788号に開示された工作機械において必要なものである。これにより、本発明によればスピンドルのＺ位置の計算のため、制御ユニットが必要とする計算時間が減少する。本発明工作機械の特殊な実施例はスピンドルが中空軸であり、この中空軸の円形円筒外壁によって区切られるラジアル流体軸受によってＺ方向に垂直に中空軸を支持することを特徴とする。中空軸を使用するから、スピンドルの質量が比較的小さくなり、Ｚ方向に平行なスピンドルの移動の比較的高い周波数と、比較的大きなストロークとを達成することができる。ラジアル流体軸受を使用するから、半径方向に支持されたスピンドルのこのような比較的大きな軸線方向のストロークが構造的に可能である。質量が比較的小さい結果、スピンドルはＺ方向に平行な移動に関し、大きな機械的帯域幅を有し、Ｚ方向に平行なスピンドルの移動が特に正確である。本発明工作機械の他の実施例は２個の協働する軸受面がＺ方向に垂直に延在するアキシャル流体軸受によってＺ方向に平行にスピンドルを支持し、２個の軸受面の内の第１の軸受面をスピンドルに結合し、Ｚ方向に平行にスピンドルを移動可能にするアクチュエータを設け、軸受面の内の第２の軸受面をこのアクチュエータに結合したことを特徴とする。アキシャル流体軸受を使用することによってスピンドルをアクチュエータに構造的に簡単に結合し、それ自身通常既知である直線駆動ユニットをアクチュエータとして使用することができる。本発明の更に他の実施例はスピンドルを唯１個の電磁アクチュエータによって支持しＺ方向に平行に移動可能とし、スピンドルに固定した永久磁石と、工作機械のフレームに固定した電気コイルとをアクチュエータに設けたことを特徴とする。電磁アクチュエータは２重の機能を有するから、工作機械を特に簡単な構造にすることができる。電磁アクチュエータを適切に制御する時、この電磁アクチュエータによって、スピンドルの回転誤差が特に小さくなり、スピンドルの軸線方向の剛性が特に高くなる。これ等の好適な性質のため、この工作機械によって、後処理の必要のない光学品質を有する加工片を得ることができる。例えば、レンズの製作のため、この工作機械を使用する時、この工作機械によって製作されたレンズは更に研摩する必要がなく、レンズの製作工程が著しく簡単になる。本発明工作機械の特殊な実施例は制御ユニットを設けた制御装置を工作機械に設け、加工片の軸線に関し回転対称な希望する基本面を加工片に与えるため、工具の希望するＸ位置に相当する第１電気出力信号と、工具のＸ位置の関数として数学アルゴリズムに従って制御ユニットによって計算されるスピンドルのＺ位置に相当する第２電気出力信号とを制御ユニットによって発生させ、更に制御装置にプロセッサを設け、加工片の軸線に関し回転対称でない希望する補正部を加工片の基本面にに与えるため、工具のＸ位置とスピンドルの回転角との関数としてプロセッサ内に表の形で記憶してあるスピンドルのＺ位置の補正値に相当する電気出力信号をプロセッサによって供給し、更に制御ユニットの第２電気出力信号と、プロセッサの電気出力信号との和である電気出力信号を供給する電子加算回路を制御装置に設けたことを特徴とする。本発明方法の特殊な実施例は工具のＸ位置の関数として数学アルゴリズムに従って計算されたＺ位置の追加によってスピンドルの希望するＺ位置を計算し、これにより加工片の軸線に関し回転対称な希望する基本面と、工具のＸ位置とスピンドルの回転角との関数として表の形で記憶されたＺ位置の補正とを加工片に与え、これにより加工片の軸線に関し回転対称でない希望する補正部を基本面に与えることを特徴とする。希望する基本面を設けるため必要な工具のＸ位置、及びスピンドルのＺ位置を上記制御装置の制御ユニットによって制御し、回転毎に、１回、又は限定された回数だけ上記Ｘ位置、及びＺ位置の新たな計算値を制御ユニットによって記憶する。基本面に希望する回転非対称補正部を加えるのに必要なＺ位置の補正はスピンドルの回転毎に非常に多い回数、例えば１００回実施する必要がある。スピンドルのＺ位置の補正値は工具のＸ位置とスピンドルの回転角との関数として表の形で上記制御装置のプロセッサに記憶されているから、Ｚ位置の補正値の迅速な決定が可能であり、そのため、スピンドルの速度が比較的高くても、スピンドルの回転当たり、補正を多くの回数実施することができる。本発明工作機械の他の実施例はスピンドルの回転角であって、その関数としてプロセッサがスピンドルのＺ位置の補正値を決定するスピンドルの回転角は、スピンドルの測定された回転角と、スピンドルの回転速度の関数としてプロセッサによって計算された回転角の補正値との合計であることを特徴とする。Ｚ方向に平行にスピンドルを移動させるアクチュエータの慣性と、プロセッサの必要な計算時間とに起因し、プロセッサがスピンドルのＺ位置の希望する補正値を決定するためのスピンドルの測定された回転角と、アクチュエータによって実際に実施されるスピンドルのＺ位置の希望する補正値によるスピンドルの回転角との間に差が存在する。スピンドルの速度が増大するとこの差が増大するため、加工片の周りのスピンドルのＺ位置の補正値の望ましくない歪が加工片の基準軸線に対し発生する。スピンドルの回転角の関数として、プロセッサがスピンドルのＺ位置の補正値を決定しているスピンドルの回転角は、スピンドルの測定された回転角と、上記の回転角の補正値との合計であるから、上記の差はこの回転角の補正値によって補正され、基準軸線に対するスピンドルのＺ位置の補正値の望ましくない歪は避けることができる。ヨーロッパ特許公開第0602724号はＺ方向に平行に延在するスピンドルを設けた工作機械を開示しており、この工作機械には加工片ホルダと、Ｚ方向に垂直なＸ方向に平行に移動できる工具ホルダとを設けると共に、スピンドルと工具ホルダとをＺ方向に平行に相互に移動可能にし、スピンドルを専らＺ方向に平行に移動可能にしている。しかし、このヨーロッパ特許公開第0602724号の工作機械のスピンドルはスピンドルの回転角の関数として工具に対し移動可能でなく、従って、この既知の工作機械は加工片の回転軸線に合致する加工片の軸線に関し回転対称でない表面を加工片に与えるために使用することができない。次に、本発明を図面を参照して一層詳細に説明する。図１は本発明方法を実施するための本発明工作機械の第１実施例の平面図である。図２は図１の工作機械のスピンドル、アキシャル流体軸受、継手部材、及び回転角センサの断面図である。図３は図１の工作機械の制御装置を線図的に示す。図４ａは図１の工作機械によって製作した非点収差レンズを示す。図４ｂは図４ａの線IVb-IVb線に沿うコンタクトレンズの横断面図である。図４ｃは図４ａのコンタクトレンズの丸い端縁の製作を線図的に示す。図４ｄは図１の工作機械によって製作した動圧溝軸受の表面を示す。図５は本発明方法を実施するための本発明工作機械の第２実施例の平面図である。図６は図５の工作機械のスピンドル、電磁アクチュエータ及び回転角センサを線図的に示す。図７は図６のスピンドル、電磁アクチュエータ及び回転角センサの横断面を示す。図８は図５の工作機械の制御装置を線図的に示す。図１〜図３に示す本発明工作機械１の第１実施例は支持面上に設置することができるフレーム３を有する。Ｘ方向に平行に延びる直線案内７を有する案内ブロック５をフレーム３上に配置する。この工作機械１は往復台９を具え、図１には見えないが静圧流体軸受によってこの往復台は直線案内７に沿って移動するように案内される。例えば切削工具１３のような工具のためのホルダ１１を往復台９に設ける。駆動ユニット１５によって案内７に沿って往復台９は移動可能であり、切削工具１３を有するホルダ１１はＸ方向に平行に移動可能である。駆動ユニット１５はＸ方向に平行に延在する駆動ロッド１７を具え、この駆動ロッド１７は往復台９に結合されており、フレーム３に固定されたハウジング１９内で、図１に線図的に示した多数の案内車輪２１によってこの駆動ロッド１７は案内される。摩擦輪２３はハウジング１９内に回転軸受を有し、ハウジングに固定された電動機２５によって駆動される。摩擦輪２３はプリストレスによって駆動ロッド１７を圧着し、従って往復台９は駆動ロッド１７と摩擦輪２３とを介してＸ方向に平行に電動機２５によって移動することができる。更に、図１に示すように、工作機械１はＸ方向に垂直なＺ方向に平行に延在するスピンドル２７を具え、Ｚ方向に平行に指向する回転軸線２９の周りにこのスピンドル２７は回転可能である。スピンドル２７の端部３１に隣接してホルダ３３を設け、加工片３５を取り付けられるようにする。図２に示すように、スピンドル２７はラジアル静圧流体軸受３９によってＺ方向に垂直に支持される中空軸３７を具える。ラジアル静圧流体軸受３９は図面には図示していない圧力源からラジアル静圧流体軸受３９の環状軸受間隙４３へ例えば空気のような流体を供給するための供給路４１を具える。軸受ブロック４７の円形円筒内壁４５と中空軸３７の円形円筒外壁４９とによって軸受間隙４３は境界を区画される。更に図１に示すように、軸線方向の静圧流体軸受５１と弾性変形可能な継手部材５３とによって、スピンドル２７は駆動ユニット５５に結合されている。図２に示すように、軸線方向の流体軸受５１は、中空軸３７の端部６１に取り付けられて中心開口６３を設けた中心軸受板５７を具える。軸受板５７の両側に軸受面６５、６７を設け、これ等の面を回転軸線２９に垂直に延在させる。更に、軸線方向の流体軸受５１は空気静力学的に支持される第１脚６９と第２脚７３とを具える。第１脚６９は中空軸３７内に配置されており、軸受板５７の軸受面６５に協働するため回転軸線２９に垂直に延在する軸受面７１を第１脚６９に設ける。軸受板５７の軸受面６７に協働するため回転軸線２９に垂直に延在する軸受面７５を第２脚７３に設ける。軸受面６５、７１の間に軸受間隙７７があり、軸受面６７、７５の間に軸受間隙７９がある。軸受間隙７７、７９は供給路８１、８３を通じて例えば空気のような流体のための圧力源（図示せず）に連結されており、軸受間隙７７の供給路８１は軸受板５７の中心開口６３に貫通している。空気静力学的に支持される脚６９は可撓性引張りロッド８５によって第２脚７３に結合されている。このロッド８５は軸受板５７の中心開口６３と、第１脚６９の開口８７と、第２脚７３の開口８９とに貫通している。図２に示し上に説明した継手部材５３はヨーロッパ特許公開第0602724号から既知のものであり、空気静力学的に支持された第２脚７３に固定された第１緊締部９１と、駆動ユニット５５の駆動ロッド９５に固定された第２緊締部９３とを設けている。これ等緊締部９１、９３は弾性変形できるブリッジ９７によって相互に連結されており、ブリッジ９７はＺ方向に平行な方向に剛強であり、多数の切目付きヒンジ９９を設けている。このように切目付きヒンジ９９をブリッジ９７に設けることにより、図２に示す実際的な第１枢着軸線１０１の周りに限定された角度で第１緊締部９１が第２緊締部９３に対し回動することができる。第１枢着軸線１０１は回転軸線２９と第２脚７３の軸受面７５との間の交点１０３を通って、回転軸線２９に垂直に延びる。また、図２には見えないが第２枢着軸線１０５も交点１０３を通り回転軸線２９と第１枢着軸線１０１とに対し垂直に延びる。弾性変形できるブリッジ９７を使用することによって、空気静力学的に支持された第２脚７３は軸受板５７の軸受面６７に対し自己調整できるようになり、その結果、スピンドル２７が回転軸線２９の周りに回転中、回転軸線２９に対する協働する軸受面６７、７５の垂直性の不正確さがスピンドル２７のＺ軸線に何らの影響も及ぼさない。上述の可撓性引張りロッド８５を使用することによって、空気静力学的に支持された第１脚６９は軸受板５７の軸受面６５に対し自己調整できるようになり、その結果、スピンドル２７が回転軸線２９の周りに回転中、回転軸線２９に対する協働する軸受面６５、７１の垂直性の不正確さがスピンドル２７のＺ軸線に何らの影響も及ぼさない。上に説明し、図２に示した駆動ユニット５５の駆動ロッド９５はＺ方向に平行に延び、図１に線図的に示した多数の案内輪１０７に沿って案内される。また、これ等案内輪１０７はフレーム３に固定されたハウジング１０９内に回転軸受を有する。更に、駆動ユニット５５は摩擦輪１１１を具え、この摩擦輪１１１はハウジング１０９内に回転軸受を有し、ハウジング１０９に固定された電動機１１３によって摩擦輪１１１は駆動される。摩擦輪１１１はプリストレスによって駆動ロッド９５を圧着し、これにより駆動ロッド９５、継手部材５３、及び軸線方向の静圧流体軸受５１を介してスピンドル２７をＺ方向に平行に移動させ得るようにする。更に、図１に示すように、フレーム３に固定された他の電動機１１５によってスピンドル２７を回転可能にする。プーリ１１７、ロープ１１９、及び中空軸３７の軸受板５７に一体のプーリ１２１を介してこの電動機１１５は中空軸３７に結合されている。中空軸３７とプーリ１２１とがＺ軸に平行に移動するのに従動できるよう、ロープ１１９は十分な弾性を有する。図３に示す工作機械１の制御装置１２３は数値制御ユニット１２５を有し、このユニット自身は通常既知のもので、切削工具１３の測定されたＸ方向位置に相当する第１電気入力信号ｕ_xxを受信するための第１電気入力部１２７と、加工片３５の測定されたＺ方向位置に相当する第２電気入力信号ｕ_zzを受信するための第２電気入力部１２９とをこの制御ユニット１２５は有する。図１、及び図３に線図的に示したそれ自身は通常既知である第１光学位置センサ１３１によって第１入力信号ｕ_xxが供給される。図１に示すように、駆動ユニット１５のハウジング１９に固定した光源１３３と光検出器１３５と、往復台９に固定した反射面１３７とを第１光学位置センサ１３１に設ける。図１、及び図３に線図的に示したそれ自身は通常既知の第２光学位置センサ１３９によって第２入力信号ｕ_zzが供給される。図１に示すように、駆動ユニット５５のハウジング１０９に固定した光源１４１と光検出器１４３と、駆動ユニット５５の駆動ロッド９５に固定した反射面１４５とを第２光学位置センサ１３９に設ける。第２位置センサ１３９の反射面１４５は図２にも示されている。また図３に示すように、制御ユニット１２５は輪郭生成器１４７を具え、切削工具１３の希望するＸ位置に対応する信号であって予め定めたプログラムによる第１信号ｕ_xと、加工片３５の希望するＺ_o位置に対応する信号であって切削工具１３の希望するＸ位置の関数として数学アルゴリズムに従って輪郭生成器１４７によって計算された第２信号Ｕ_zoとを輪郭生成器１４７が発生する。加工片３５の希望するＺ_o位置は切削工具の希望するＸ位置の関数として専ら計算されるから、希望するＸ位置と希望するＺ_o位置とにそれぞれ従う切削工具１３と加工片３５との移動の結果として、図４ａ、４ｂ、及び４ｄに示す軸線１４９であって回転軸線２９に合致する加工片３５の軸線１４９に対し回転対称な基本面が加工片３５に設けられる。また図３に示すように、制御ユニット１２５は第１比較器１５１を具え、切削工具１３の希望するＸ位置の信号ｕ_xを切削工具１３の測定されたＸ位置の入力信号ｕ_xxとを比較する。第１比較器１５１は第１乗算器によって関数Ｋ_xを乗じた出力信号ｕ_cx＝ｕ_x−ｕ_xxを供給する。制御ユニット１２５は第１電気出力信号ｕ_kx＝Ｋ_x＊ｕ_cx＝Ｋ_x＊（ｕ_x−ｕ_xx）を供給するための第１電気出力部１５５を有する。図３に示すように、第１電気出力信号ｕ_kxを第１電気増幅器１５７に供給し、この第１電気増幅器は駆動ユニット１５の電動機２５に信号を供給する。増幅器１５７、電動機２５、駆動ユニット１５、及び第１位置センサ１３１は共に透過率Ｈ_xを有し、従って第１入力信号はｕ_xx＝Ｈ_x＊ｕ_kx＝Ｈ_x＊Ｋ_x＊（ｕ_x−ｕ_xx）、及びｕ_xx＝ｕ_x＊Ｈ_x＊Ｋ_x／（１＋Ｈ_x＊Ｋ_x）である。関数Ｈ_x、及びＫ_xを適切に調整し、選択することによってＨ_x＊Ｋ_x＞＞１を達成し、ｕ_xx 、即ち切削工具１３の測定されたＸ位置はほぼｕ_xに等しく、即ち切削工具１３の希望するＸ位置に等しく、切削工具１３のＸ位置の正確な制御が得られる。図３に示すように、制御ユニット１２５は第２比較器１５９を有し、加工片３５の希望するＺ_o位置の信号ｕ_zoを加工片３５の測定されたＺ位置の入力信号ｕ_z _z に比較する。第２増幅器１６１によって関数Ｋ_zを乗じた出力信号ｕ_cz＝ｕ_zo− ｕ_zzを供給する。制御ユニット１２５は第２電気出力信号ｕ_kz＝Ｋ_z＊ｕ_cz＝Ｋ_z ＊（ｕ_zo−ｕ_zz）を供給するための第２電気出力部１６３を有する。図３に示すように、更に制御装置１２３はそれ自身既知の通常のプロセッサ１６５を具え、第１位置センサ１３１によって測定された切削工具１３のＸ位置に相当する上記第１電気入力信号ｕ_xxを受信するための第１電気入力部１６７と、回転軸線２９の周りのスピンドル２７の測定された回転角φに相当する第２電気入力信号ｕ_φφを受信するための第２電気入力部１６９とをこのプロセッサ１６５は有する。図２に線図的に示した光学回転角センサ１７１によってこの第２入力信号ｕ_φφを供給する。回転角センサ１７１は軸受板５７に一体に回転軸線２９の周りに同心に延びる環状カラー１７３を有する。カラー１７３に相互に等距離に設けた一連の溝孔１７５がカラー１７３にあり、また回転角φの零値を画成する単一基準溝孔１７７を溝孔１７５に隣接して設ける。更に、回転角センサ１７１は継手部材５３の第２固定部９３に固定した二又ホルダ１７９を有する。この二又ホルダ１７９に２個の光源１８１、１８３と２個の光検出器１８５、１８７とを取り付ける。光源１８３、及び検出器１８７を一連の溝孔１７５に隣接して位置させ、スピンドル２７の回転中、基準溝孔１７７の通過を検出する。この通過時には回転角φは零である。光源１８１、及び検出器１８５を一連の溝孔１７５の両側に位置させ、スピンドル２７の回転中、溝孔１７５の通過を検出する。溝孔１７５が通過する毎に、測定される回転角φはδφ＝２π／Ｎ（Ｎは溝孔１７５の数）づつ増大する。光源１８１、１８３、及び検出器１８５、１８７がホルダ１７９に取り付けられており、ホルダ１７９がスピンドル２７と同時にＺ方向に平行に移動するから、カラー１７３に対する光源１８１、１８３、及び検出器１８５、１８７の位置はＺ方向に見て変化せず、従って、回転角センサ１７１はスピンドル２７の全ストローク中も機能することができる。入力信号ｕ_xx、及びｕ_φφの関数として、プロセッサ１６５によって発生する電気出力信号ｕ_prを供給するためプロセッサ１６５に電気出力部１８９を設ける。出力信号ｕ_prは加工片３５のＺ位置の補正値に相当しており、この補正値はプロセッサ１６５内に表の形で記憶されているように、切削工具１３のＸ位置、及びスピンドル２７の回転角の関数として予め決定されている。加工片３５のＺ位置の上記の補正値は、図４ａ、４ｂ、及び４ｄに示す加工片３５の軸線１４９に関し回転対称でない加工片３５の上記基本表面が得られるように定められ。この目的のためプロセッサ１６５の出力信号ｕ_prは制御装置１２３の加算回路１９１のための第１入力信号を形成する。この加算回路１９１はその第２入力信号として制御ユニット１２５の第２出力信号ｕ_kzを有する。図３に示すように、加算回路１９１の出力信号ｕ_z+δz＝ｕ_kz＋ｕ_prは第２電気増幅器１９３に加えられ、この増幅器１９３は駆動ユニット５５の電動機１１３に信号を供給する。増幅器１９３、電動機１１３、駆動ユニット５５、及び位置センサ１３９は共に透過率Ｈ_z を有し、従って第２入力信号はｕ_zz＝Ｈ_z＊Ｕ_z+δz＝Ｈ_z＊（ｕ_kz＋ｕ_pr）＝Ｈ_z ＊Ｋ_z＊（ｕ_zo−ｕ_zz）＋Ｈ_z＊ｕ_pr、及びｕ_zz＝ｕ_zo＊Ｈ_z＊Ｋ_z／（１＋Ｈ_z ＊Ｋ_z）＋ｕ_pr＊Ｈ_z／（１＋Ｈ_z＊Ｋ_z）となる。ｕ_prがｕ_pr＝Ｋ_z＊ｕ_δz（ここにｕ_δz＝δＺ＊ｕ_zo／Ｚ_oであって、Ｚ_o）及びδＺはそれぞれ基本表面のＺ位置、及び基本表面の補正値）であるようにプロセッサ１６５のプログラミングを行うことにより、ｕ_zz＝（ｕ_zo＋ｕδ_z）＊Ｈ_z＊Ｋ_z／（１＋Ｈ_z＊Ｋ_z）を達成する。関数Ｈ_z、及びＫ_zを適切に調整し、選択することによってＨ_z＊Ｋ_z＞＞１を達成することができ、従って、ｕ_zz、即ち加工片３５の測定されたＺ位置への信号ｕ_zzはｕ_zo＋ｕ_δzにほぼ等しく、即ち加工片３５の希望するＺ_o位置と加工片３５のＺ位置の望ましい補正値δＺとの和に等しく、合理的に対称な基本面と回転非対称補正部とが正確に加工片３５に得られる。プロセッサ１６５、加算回路、１９１増幅器１９３、駆動ユニット５５、及び回転角センサ１７１の慣性に基因し、スピンドル２７の測定された回転角Ｕ_φφ （その関数としてプロセッサ１６５がスピンドル２７のＺ位置の望ましい補正値 δＺを決定している）と、スピンドル２７の回転角φ（この回転角で駆動ユニット５５によってスピンドル２７のＺ位置の望ましい補正値δＺが実際に実現される）との間に差が存在する。この差はスピンドル２７の速度が増大すると増大し、回転角センサ１７１の基準溝孔１７７に対する加工片３５の軸線１４９の周りの補正値δＺの好ましくない歪を発生させる。このような好ましくない歪を防止するため、回転角センサ１７１とプロセッサ１６５の第２電気入力部１６９との間に修正器１９５を接続する。信号ｕ_φφを受信するための第１電気入力部１９７と、信号ｕ_φφを受ける微分器２０１によって供給される信号であってスピンドル２７の速度に相当する信号ｕ_rを受信するための第２電気入力部１９９とを修正器１９５は有する。微分器２０１は出力信号ｕ′_φφ＝ｕ_φφ＋ｕ_δφを供給するが、このｕ_δφはスピンドル２７の回転角補正値δφ＝ｒ＊δｔに相当しており、プロセッサ１６５、加算回路１９１、増幅器１９３、駆動ユニット５５、及び回転角センサ１７１の予め決定された遅延時間の総計δｔとスピンドル２７の速度ｒとの関数として、この回転角補正値は微分器２０１によって決定される。回転角φ＋δφ（この関数としてプロセッサ１６５がスピンドル２７のＺ位置の補正値δＺを決定している）は測定された回転角φと、上記回転角の補正値δ φとの合計であるから、希望する補正値δＺは補正される回転角φ＋δφに相当するスピンドル２７の回転角で実現され、加工片３５の軸線１４９の周りの補正値δＺの上記の望ましくない歪を避けることができる。Ｘ方向に平行な切削工具１３の移動と、切削工具１３のＸ位置、及びスピンドル２７の回転角φの関数として適切なＺ方向に平行な切削工具１３、及び加工片３５の相互の移動とを通じて、どのようにして加工片３５上に基本表面と、回転非対称補正値とが得られるかを説明した。切削工具１３は専らＸ方向に平行に移動するから、加工片３５と切削工具１３とはＺ方向に平行に相互に移動し、スピンドル２７は専らＺ方向に平行に移動する。回転非対称補正値はスピンドル２７の回転角φの関数として設けられるから、Ｚ方向に平行なスピンドル２７の移動はスピンドル２７の回転運動の周波数に少なくとも等しい周波数を有する。スピンドル２７は中空軸３７を設けているのでスピンドル２７の質量は比較的小さいから、Ｚ方向に平行なスピンドルの移動の比較的大きなストロークの組合せによって周波数は比較的大きい。ラジアル静圧流体軸受３９の軸受ブロック４７とスピンドル２７との間の機械的接触は無いから、スピンドル２７のこのような大きなストロークはラジアル静圧流体軸受３９によって構造的に妨害されない。更に、スピンドル２７の質量が比較的小さいことに起因し、スピンドル２７のＺ位置の制御装置１２３は大きな機械的帯域幅を有するから、Ｚ方向に平行なスピンドル２７の移動は特に正確である。制御ユニット１２５は希望する基本表面を設けるために必要な切削工具１３のＸ位置と、加工片３５のＺ_o位置とを発生する役割を果たす。Ｘ位置とＺ_o位置との計算はスピンドル２７の回転当たり、唯１回のみ、又は比較的少ない回数だけ実施され、制御ユニット１２５による上記の計算は正確な数学アルゴリズムに従って行われる。しかし、希望する回転非対称補正を基本面に加えるために必要な加工片３５のＺ位置の補正はスピンドル２７の回転当たり、比較的多数の回数を行うことが必要である。制御ユニット１２５の計算速度は制限があるから、回転非対称補正値の計算は制御ユニット１２５によって実施することはできない。加工片３５のＺ位置の補正値は切削工具１３のＸ位置、及びスピンドル２７の回転角φの関数として表の形でプロセッサ１６５に記憶されているから、プロセッサ１６５によって加工片３５のｚ位置の補正値を迅速に計算することが可能であり、上記の補正はスピンドル２７が比較的高速で回転していても実施することができる。図４ａ、及び４ｂは本発明方法により工作機械１によって製作された加工片３５の第１例を示す。この加工片３５は例えば透明な酸素透過性医療用合成樹脂で製作しコンタクトレンズ２０３である。このコンタクトレンズ２０３は眼の上にこのコンタクトレンズを取り付けることができる球状凹形接触面２０５と、非点収差面２０９を包囲する球状凸形位置決め面２１１とを有する。非点収差面２０９は使用中、眼の瞳孔の前に位置してコンタクトレンズ２０３の有効光学部を形成しており、一方位置決め面２１１は使用中、一部をまぶたによって覆われる。このコンタクトレンズ２０３の製作中、円形円筒初期製品をスピンドル２７のホルダ３３に取り付け、切削工具１３によって、まず接触面２０５を設ける。次に、このコンタクトレンズ２０３に丸い端縁２１３を設け、位置決め面２１１の小部分を設ける。丸い端縁２１３は接触面２０５から位置決め面２１１に滑らかに連なっている。このような丸い端縁２１３はコンタクトレンズ２０３の着用の快適さを著しく改善している。図４ｃに示すように、Ｚ方向に対し鋭角に設置した他の切削工具２１５を使用して丸い端縁２１３を加工する。スピンドル２７は比較的大きな距離にわたりＺ方向に平行に移動できるから、切削工具２１５は位置決め面２１１に一部達することができ、丸い端縁２１３と位置決め面２１１の僅かな部分とを切削工具２１５によって設けることができる。接触面２０５、位置決め面２１１の上記の部分、及び丸い端縁２１３を形成した後、このコンタクトレンズ２０３の接触面２０５を図２に示す球状支持体２１７に接着し、その後、切削工具１３によって、非点収差面２０９と位置決め面２１１の残りの部分とを形成する。図４ａ、及び図４ｂに示すように、位置決め面２１１は半径Ｒ_pの球状基本面を独占的に有し、一方非点収差面２０９は半径Ｒ_Aの球状基本面と、コンタクトレンズ２０３の軸線１４９に関し回転対称でない補正値δＺとを有する。コンタクトレンズ２０３の回転非対称補正値δＺは中心線２１９上にある２個の最大正補正値δＺ_posと、中心線２２１上にある２個の最大負補正値δＺ_NEGとを有する。この補正値δＺは非点収差面２０９の円周から半径に沿って非点収差面２０９の中心に向け直線的に減少し、この中心で補正値δＺは零になる。最大正補正値δＺ_posと最大負補正値δＺ_NEGとの間では補正値δＺは滑らかな勾配であり、例えばサイン曲線に従う。コンタクトレンズ２０３と共にスピンドル２７は専らＺ方向に平行に移動するから、位置決め面２１１、及び非点収差面２０９の基本面、及び非点収差面２０９の回転非対称補正値δＺは切削工具１３により単一操作で形成することができ、この場合、スピンドル２７のＺ位置は制御装置１２３によって適切に制御される。更に、切削工具１３は一連の非点収差コンタクトレンズを製作することができ、このレンズの位置決め面、及び非点収差面の基本面はコンタクトレンズの使用者に適合する相互に異なる半径を有し、非点収差の回転非対称補正値も相互に相違している。図４ｄは本発明方法により工作機械１によって製作した加工片３５の第２例を示す。この加工片３５はそれ自身既知の動圧流体軸受の軸受面２２３を示し、溝２２５のパターンを設けている。この軸受面２２３は平坦基本面２２６を有し、一方溝２２５は切削工具１３のＸ位置、即ち図４ｄに示す半径ｒの関数として、更に、スピンドル２７の回転角φの関数として、工作機械１によって設けた基本面２２６の補正値δＺを構成する。軸受面２２３の製作のために必要であって溝２２５の数に応じたスピンドル２７のＺ方向の移動の周波数は上述のコンタクトレンズ２０３の製作のために必要なスピンドル２７のＺ方向の移動の周波数より多く、軸受面２２３の製作のためのＺ方向の移動のストロークはコンタクトレンズ２０３の製作のためのＺ方向の移動のストロークより小さいことに注目される。また、軸受面２２３は平坦な基本面に代わり球状基本面を有し、この軸受面２２３は軸受用の平滑な玉と組み合わせて、半径方向、及び軸線方向の軸受機能を有する。図５〜図７に示す本発明による工作機械２２７の第２実施例は多数の点において工作機械１の第１実施例に類似する。工作機械１と２２７との対応する構成要素には図面中同一符号を付す。工作機械１と２２７との間の相違は次の通りである。図５に示すように、工作機械２２７は工作機械１と同様、Ｚ方向に平行に指向する回転軸線２３１の周りに回転可能でＺ方向に延在するスピンドル２２９を有する。加工片２３７を取り付けるホルダ２３５をスピンドル２２９の第１端２３３に設ける。図７に示すように、工作機械１のスピンドル２７と同様、スピンドル２２９に中空軸２３９を設け、半径方向静圧流体軸受２４１によってＺ方向に垂直に中空軸２３９を支持する。この静圧流体軸受２４１は工作機械１の半径方向静圧流体軸受３９に類似のものである。更に、図６、及び図７に示すように、工作機械２２７は電磁アクチュエータ２４３を有する。アクチュエータ２４３は環状磁気回路２４５を具え、永久磁石２４７、磁化閉止ヨーク２４９、及び環状間隙２５１とをこのアクチュエータ２４３に設ける。環状間隙２５１内に環状電気コイル２５３を設け、半径方向静圧流体軸受２４１の軸受ブロック２５５にこのコイル２５３を取り付ける。Ｚ方向に平行な電磁アクチュエータ２４３によってスピンドル２２９を支持すると共に、このアクチュエータによってＺ方向に平行に移動し得るようにする。図７に示すように、アクチュエータ２４３の近くにプーリ２５７を取り付け、プーリ２５７、ロープ２５９、及びプーリ２６１を通じて図５に示す電動機２６３によりスピンドル２２９を回転駆動する。Ｚ方向に平行なスピンドル２２９の移動に従動できるようロープ２５９は十分な弾性を有する。図８に線図的に示す工作機械２２７の制御装置２６５によってスピンドル２２９のＺ位置を制御する。この制御装置２６５は主な点で工作機械１の制御装置１２３に類似する。制御装置１２３、２６５間の相違点のみを以下に説明する。図６、７、及び８に示すように、工作機械２２７のスピンドル２２９のＺ位置は光学位置センサ２６７によって測定することができる。このセンサ２６７は光源２６９と光検出器２７１とを具え、軸受ブロック２５５に取り付けた支持体２７３にこれ等センサと光源とを取り付ける。スピンドル２２９の第２端２７７に反射面２７５を設ける。工作機械２２７のスピンドル２２９の回転角φは光学回転角センサ２７９によって測定することができる。図６に示すように、回転角センサ２７９はスピンドル２２９の第２端２７７に近く、中空軸２３９の周りに相互に等しい間隔で環状に配置された一連の反射マーク２８１と、スピンドル２２９の回転角の零値を画成しマーク２８１の隣に設けた単一反射基準マーク２８３とを有する。更に、回転角センサ２７９は軸受ブロック２５５に設けた第１光源２８５と第１光学検出器２８７とを具え、これによりスピンドル２２９の回転中、マーク２８１の通過を検出し、更に軸受ブロック２５５に設けた第２光源２８９と第２光学検出器２９１とを具え、これによりスピンドル２２９の回転中、基準マーク２８３の通過を検出する。更に図６、７、及び８に示すように、Ｚ方向に平行に指向するスピンドル２２９の速度を測定するため、工作機械２２７の制御装置２６５は速度センサ２９３を具える。この速度センサ２９３はスピンドル２２９に取り付けた環状磁気回路２９５を具え、永久磁石２９７、磁化閉止ヨーク２９９、及び環状間隙３０１をこの磁気回路に設ける。上記支持体２７３に取り付けた環状電気コイル３０３をこの環状間隙３０１内に配置する。スピンドル２２９がＺ方向に平行に移動すると、間隙３０１内の磁界によって速度センサのコイル３０３に電流が誘導される。この電流はＺ方向に平行なスピンドル２２９の速度に比例する。従って、速度センサ２９３の出力信号ｕ_vvはスピンドル２２９の上記速度に対応する。図８に示すように、工作機械２２７の制御装置２６５は制御部材３０５を具え、速度センサ２９３の出力信号ｕ_vvを受信するための第１電気入力部３０７と、加算回路１９１の出力信号Ｕ_z＋δ_zを受信するための第２電気入力部３０９とを設ける。電気出力信号Ｕ_D＝Ｃ₁＊ｕ_z+δz＋Ｃ₂＊ｕ_vv＝Ｃ₁＊Ｕ_z+δz＋Ｃ₂＊ｕ′_zz（ここにｕ′_zz＝δｕ_zz／δｔ）を供給するための電気出力部３１１を制御部材３０５に設ける。図８に示すように、信号ｕ_Dは増幅器１９３に加えられる。制御部材３０５を使用する結果、電磁アクチュエータ２４３は希望するＺ位置に到達するのに必要とする力だけでなく、スピンドル２２９に及ぼす減衰力をも作用させ、制御装置２６５によってスピンドル２２９のＺ位置の特に安定な制御を達成する。また、電磁アクチュエータ２４３によってＺ方向に平行なスピンドル２２９の特に正確な支持と位置決めとを行うことができる。このアクチュエータの軸線方向の剛性が特に大きい。しかも、スピンドル２２９のいわゆる回転誤差、即ち回転軸線２３１の周りのアクチュエータ２４３の回転、及び切削力から生ずる軸線方向の力によってひき起こされるスピンドル２２９の好ましくない軸線方向の移動は省略できる程小さい。従って、ミクロン以下の範囲の精度を有する製品の製作、又は光学品質の表面の製作のためにこの工作機械２２７は著しく適している。例えば、図４ａに示す非点収差コンタクトレンズ２０３の製作に工作機械２２７を使用する時、コンタクトレンズ２０３は後処理が不要で、コンタクトレンズ２０３の製作プロセスが非常に簡単化され、コンタクトレンズ２０３の光学表面品質が達成される。静圧流体軸受３９、２４１によって支持される中空軸３７、３３９を有するスピンドル２７、２２９に代わり、例えば密実のスピンドル、又は連結ロッドによって結合した２個の軸受部片を設けたスピンドルのような代案の形式のスピンドルを工作機械１、２２７に使用することができる。半径方向の静圧流体軸受３９、２４１に代わり、動圧流体溝軸受、又は電磁軸受を使用することもできる。また、本発明はラジアル玉軸受によって支持されるスピンドルを設けた工作機械に適用することもできる。しかし、このようなスピンドルを有する工作機械の軸線方向のストロークは制限されるから、このような工作機械で製作できる種々の基本面の数は限定される。本発明はアキシャル玉軸受、又は軸線方向動圧流体溝軸受を設けた工作機械にも適用することができる。しかし、このような軸受の剛性は比較的低く、アキシャル球軸受の回転精度は限定されている。スピンドル２７、２２９をＺ方向に平行に移動させるのに、駆動ユニット５５、又は電磁アクチュエータ２４３に代わり、代案の形式のアクチュエータを使用することもできる。例えば動圧流体溝軸受の軸受面の製作におけるように加工片のストロークが少ないような加工片に工作機械１、２２７を使用する時には、例えば圧電アクチュエータを使用することができる。更に、上述の制御装置１２３、２６５の代わりに、異なる形式の制御装置を使用することができる。数値制御ユニット１２５、及びプロセッサ１６５の代わりに、基本面と、回転非対称の補正値を発生するマイクロプロセッサを使用することができる。しかし、プロセッサ１６５に組み合わせて通常の数値制御ユニット１２５を使用する場合は、通常の回転対称操作のため、既知の通常のように、数値制御ユニット１２５によって工作機械１、２２７を制御し、これにより、数学関係によって実際的方法で希望する回転対称基本面をプログラミングすることができ、回転非対称操作のためにプロセッサ１６５を使用することによって、基本面の回転非対称補正値を迅速有効に計算することが可能である。更に、制御装置２６５と同様、制御装置１２３にＺ方向に平行なスピンドル２７の速度のフィードバック機能を設けることもできる。更に、Ｘ方向に平行な往復台９の速度をフィードバックする機能を制御装置１２３、２６５に設けることもできる。上述の工作機械１、２２７において、加工片３５、２３７として述べた例は、基本面が球状の非点収差コンタクトレンズであり、基本面が平坦な動圧流体溝軸受の軸受面であった。最後に、工作機械１、２２７によって、また本発明方法によって種々の形状の基本面を形成することができ、例えば、非球面レンズの場合の楕円体、又はその他の非球面輪郭を有する基本面、又はいわゆるフレネルレンズの場合の鋸歯状輪郭を有する基本面を形成することができることに注目される。また、工作機械１、２２７により、また本発明方法により、上述の補正値以外に、例えば装飾的な性質の補正のような回転非対称補正を加えることもできる。Detailed Description of the Invention Machine tool and method for providing a workpiece with a surface that is not rotationally symmetric And its machine tool control device The present invention is rotatable about a rotation axis oriented parallel to the Z direction and extends in the Z direction. It has an existing spindle and a tool holder that can move with respect to this spindle. The work piece holder is provided on the spindle, and the movement of the tool holder is directed perpendicularly to the Z direction. Of a workpiece that has at least one moving component parallel to the X direction and that matches the axis of rotation. A function of the rotation angle of the spindle to give the work piece a surface that is not rotationally symmetric with respect to the axis. Machine tool in which the spindle and the tool holder can move relative to each other in parallel to the Z direction It is about machinery. Further, according to the present invention, a work piece is attached to a spindle extending parallel to the Z direction, The axis of rotation that is oriented parallel to the Rotate the pindle and then reduce one component parallel to the X direction that is oriented perpendicular to the Z direction. Move the tool relative to the work piece in the direction that it has, and set the rotation angle of the spindle. Numerically, the spindle and tool are moved relative to each other in parallel to the Z direction, Relates to a method of providing a workpiece with a surface that is not rotationally symmetrical. Furthermore, the invention relates to a control device suitable for use in a machine tool according to the invention. It is. The machine tools and methods described in the introduction are already available from European Patent Publication No. 0370788. Is knowledge. The spindle of this known machine tool is booted by two elastically deformable diaphragms. The bush is rotatably supported in the bearing block by a ball bearing. I have. In addition, the spindle is supported parallel to the Z direction by another ball bearing, The fixed part of the ball bearing is fixed to the bearing block by another elastic diaphragm. This already The known machine tool also has an electromagnetic actuator, and its magnetic circuit is used as a bearing block. It is fixed and the electric coil is fixed to the fixing portion of the other ball bearing described above. This spin Is parallel to the Z direction by an electromagnetic actuator under the elastic deformation of the diaphragm. It can move over a limited distance. Extends at right angles to the X and Z directions Fix the tool holder of this known machine tool to a carriage that can rotate around the Y axis doing. This known machine tool and can be carried out by this known machine tool The method can be applied to lenses such as contact lenses or spectacle lenses, so-called Used to add a point aberration surface. Such an astigmatic surface is a spherical basic surface, An astigmatism correction unit that is not rotationally symmetric with respect to the optical axis of the lens is added. this For the purpose of rotation of the tool around the Y-axis by the carriage, a circle of limited radius Move the tool along the lens according to the shape arc to give the lens a spherical basic surface, On the other hand, as a function of the rotation angle of the spindle, the actuator spins parallel to the Z direction. By moving the handle, the spherical basic surface is provided with an astigmatism correction section. Therefore , The spherical basic surface has a radius corresponding to the radius of the circular arc. Elastic deformation of diaphragm The spindle can move in parallel to the Z direction by the actuator under The defined distance is sufficient. The reason is that it gives a workpiece a spherical basic surface. Z movement, which is the movement of the tool required to achieve the rotation of the tool about the Y axis Necessary to give the astigmatism correction part to the work piece compared to the movement of the tool parallel to the direction This is because the movement of the spindle parallel to the Z direction is relatively small. The drawback of this known machine tool and the known method is that the tool has a predetermined radius It is possible to move exclusively along a circular arc, and therefore this known machine tool and The method can only machine a work piece having a spherical basic surface with a predetermined radius. That is. A series with different radii to fit multiple users of the lens If you need to make a lens with this known machine tool or method , The tool needs to be readjusted for each lens, and it needs to be at a different distance from the Y-axis It is necessary to provide the carriage with a large number of fixed tools. Furthermore, all production Use a work piece with a rounded edge that runs smoothly from the surface of the work piece to the rear side of the work piece. Cannot be manufactured by any of the known machine tools or methods. Contact wrench Such rounded edges on the skirt significantly improve the comfort of wearing contact lenses. Be improved. Also, this known machine tool or method has a different type of basic surface. It is not possible to obtain a work piece according to However, it is impossible to manufacture a hydrodynamic groove bearing having a groove pattern on a flat basic surface. The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the known art as much as possible and to solve various basic aspects. Can be made to have a work piece, which has the increased possibility of machining There are different types of machine tools and methods. For this purpose, the machine tool of the present invention limits the spindle to a direction parallel to the Z direction. The spindle and tool holder can be moved relative to each other in the direction parallel to the Z direction. It is characterized by being able to move to. Further, for this purpose, the method of the present invention limits the spindle to a direction parallel to the Z direction. And move the spindle and the tool in parallel with each other in the Z direction. Sign. According to the configuration of the present invention, the spindle can be moved only in parallel to the Z direction. At the same time, since the tool can be moved only parallel to the X direction, during operation, the spindle Performed by spindle parallel to Z direction as a function of rotation angle and tool X position The movements made determine exclusively the surface to be added to the work piece. Therefore, the present invention According to the machine tool and method, for example, a phase adapted for multiple users of the lens It is possible to make a series of astigmatic lenses with basic surfaces having different radii. Yes, in which case the spindle as a function of tool X position and spindle rotation angle Appropriately control the Z position of. For example, when using a tool with a bent rod The machine tool and method of the present invention allow machining of the backside of this work piece. It is possible, for example, the contact lens can be provided with rounded edges. Further According to the machine tool and method of the present invention, a machine tool having a flat or non-spherical curved basic surface is provided. It is possible to manufacture a work piece, for example, a hydrodynamic groove bearing. This dynamic pressure fluid groove The bearing has a groove pattern on the flat basic surface that is not rotationally symmetrical about its axis of rotation. Another advantage of the machine tool and method of the present invention is that the Z position of the spindle is relatively simple. Controlled as a function of tool X position and spindle rotation angle according to a mathematical relationship It is possible. The Z position of the tool relative to the work piece is the Z position of the spindle It is necessary to correct the Z position calculated as a function of the tool's X position, as it is dependent on No need. Such an amendment is a modification disclosed in European Patent Publication No. 0370788. It is necessary for machines. Thus, according to the present invention, the Z position of the spindle is The calculation time required by the control unit is reduced due to the calculation of the position. In a special embodiment of the machine tool of the present invention, the spindle is a hollow shaft, and the hollow shaft has a circular shape. Hollow shaft perpendicular to the Z direction by radial fluid bearings delimited by a cylindrical outer wall It is characterized by supporting. Since the hollow shaft is used, the spindle mass is comparable. Relatively small, relatively high frequency of spindle movement parallel to Z direction, A large stroke can be achieved. Because we use radial fluid bearings , Such a relatively large axial stroke of a radially supported spindle. Is structurally possible. As a result of the relatively small mass, the spindle is flat in the Z direction. With respect to the movement, the movement of the spindle with a large mechanical bandwidth and parallel to the Z direction. Is particularly accurate. Another embodiment of the machine tool of the present invention has two cooperating bearing surfaces extending perpendicular to the Z direction. Axial fluid bearings support the spindle parallel to the Z direction, and two bearings Connect the first bearing surface of the surface to the spindle and move the spindle parallel to the Z direction An actuator is provided to enable the second bearing surface of the bearing surface to It is characterized in that it is connected to the data. By using axial fluid bearing Simple structural connection of the spindle to the actuator, which is commonly known per se A linear drive unit can be used as an actuator. Yet another embodiment of the present invention provides a spindle with only one electromagnetic actuator. Permanent magnets supported and movable parallel to the Z direction, fixed to the spindle, and machine tools The actuator is provided with an electric coil fixed to the machine frame. You. Since the electromagnetic actuator has a double function, the machine tool can have a particularly simple structure. Can be When properly controlling the electromagnetic actuator, this electromagnetic The rotation error of the spindle is particularly small due to the The directional rigidity is particularly high. Because of these favorable properties, this machine tool Therefore, it is possible to obtain a work piece having an optical quality that does not require post-treatment. For example, When this machine tool is used for manufacturing The lens does not need to be further polished, greatly simplifying the lens manufacturing process. A special embodiment of the machine tool of the present invention is a machine tool equipped with a control device provided with a control unit. The work piece is provided with a desired basic surface that is rotationally symmetric with respect to the axis of the work piece. A first electrical output signal corresponding to the desired X position of the tool and as a function of the X position of the tool Z position of the spindle calculated by the control unit according to a mathematical algorithm And a second electrical output signal corresponding to A processor is installed in the machine to process the desired correction part that is not rotationally symmetrical about the axis of the work piece. As a function of the X position of the tool and the angle of rotation of the spindle to give to the basic surface of the piece The voltage corresponding to the correction value of the Z position of the spindle stored in the form of table in the processor. Air output signal provided by the processor, and further the second electrical output signal of the control unit. And an electronic summing circuit that provides an electrical output signal that is the sum of the electrical output signal of the processor The control device is provided with a path. A special embodiment of the method according to the invention follows a mathematical algorithm as a function of the X position of the tool. Calculate the desired Z position of the spindle by adding the Z position calculated by As a result, the desired basic surface that is rotationally symmetric with respect to the axis of the work piece, the X position of the tool, and the spin The Z-position correction stored in the table as a function of the spindle rotation angle is applied to the work piece. By doing this, the desired correction section that is not rotationally symmetrical with respect to the axis of the work piece is added to the basic surface. It is characterized by Set the X position of the tool and Z position of the spindle necessary to provide the desired basic surface. Controlled by the control unit of the above control device, once per rotation or limited The new calculated values of the X position and Z position are stored by the control unit for the number of times. You. The Z position correction necessary to add the desired rotational asymmetry correction unit to the basic surface is a spin. It is necessary to perform a very large number of times, for example, 100 times, for each rotation of the spindle. spin The correction value of the Z position of the dollar is shown in the table as a function of the X position of the tool and the rotation angle of the spindle. Since it is stored in the processor of the control device in the form of It is possible to make a decision so that even if the spindle speed is relatively high, the spindle The correction can be performed many times for each rotation of. Another embodiment of the machine tool of the present invention is the angle of rotation of the spindle, as a function of The angle of rotation of the spindle, where the processor determines the correction value for the Z position of the spindle, is Processor as a function of the measured angle of rotation of the pindle and the rotational speed of the spindle It is characterized in that it is a sum with the correction value of the rotation angle calculated by. In the Z direction The inertia of the actuator that moves the spindle in parallel and the required amount of processor The processor determines the desired correction value for the Z position of the spindle due to Rotation of the spindle to measure the actual rotation by the actuator Between the Z-position of the spindle and the rotation angle of the spindle according to the desired correction value There is a difference. This difference increases as the spindle speed increases, so The undesired distortion of the Z position correction value of the surrounding spindle is relative to the reference axis of the work piece. Occur. The processor Z position of the spindle as a function of the spindle rotation angle. The rotation angle of the spindle that determines the correction value of is the measured rotation angle of the spindle. And the above correction value of the rotation angle, the above difference is the correction value of this rotation angle. The Z-position of the spindle relative to the reference axis Distortion can be avoided. European Patent Publication No. 0602724 has a spindle extending parallel to the Z direction. Machine tool is disclosed, which includes a work piece holder and a machine tool perpendicular to the Z direction. A tool holder that can move parallel to the X direction is provided, and the spindle and tool holder are And the spindle are movable in parallel with each other in the Z direction, and the spindle is moved exclusively in the Z direction. It is movable. However, the machine tool of this European Patent Publication No. 0602724 The spindle is not movable relative to the tool as a function of the angle of rotation of the spindle, This known machine tool rotates about a workpiece axis that matches the workpiece axis of rotation. It cannot be used to give a work piece a non-symmetrical surface. The present invention will now be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a first embodiment of a machine tool of the present invention for carrying out the method of the present invention. You. FIG. 2 shows the spindle of the machine tool of FIG. It is sectional drawing of a turning angle sensor. FIG. 3 diagrammatically shows the control device of the machine tool of FIG. FIG. 4a shows an astigmatic lens made by the machine tool of FIG. FIG. 4b is a cross-sectional view of the contact lens taken along line IVb-IVb of FIG. 4a. FIG. 4c diagrammatically shows the fabrication of the rounded edge of the contact lens of FIG. 4a. FIG. 4d shows the surface of a hydrodynamic groove bearing manufactured by the machine tool of FIG. FIG. 5 is a plan view of a second embodiment of the machine tool of the present invention for carrying out the method of the present invention. You. FIG. 6 shows the spindle, electromagnetic actuator and rotation angle sensor of the machine tool of FIG. Shown diagrammatically. FIG. 7 shows a cross section of the spindle, electromagnetic actuator and rotation angle sensor of FIG. You. FIG. 8 diagrammatically shows the control device of the machine tool of FIG. The first embodiment of the machine tool 1 of the present invention shown in FIGS. 1 to 3 can be installed on a support surface. It has a possible frame 3. A guide block having a linear guide 7 extending parallel to the X direction The rack 5 is placed on the frame 3. This machine tool 1 comprises a carriage 9, Although not visible, hydrostatic bearings make this carriage move along the linear guide 7. Will be guided to. For example, a holder 11 for a tool such as a cutting tool 13 and a carriage 9 To be provided. The carriage 9 can be moved along the guide 7 by the drive unit 15. The holder 11 having the cutting tool 13 is movable parallel to the X direction. Drive uni 15 comprises a drive rod 17 extending parallel to the X direction. Is connected to the carriage 9 and is shown in a housing 19 fixed to the frame 3 as shown in FIG. This drive rod 17 is guided by a number of guide wheels 21 shown diagrammatically in FIG. You. The friction wheel 23 has a rotary bearing in the housing 19 and is fixed to the housing. It is driven by the electric motor 25. The friction wheel 23 is driven by the prestress. 17 is crimped, so that the carriage 9 moves in the X direction via the drive rod 17 and the friction wheel 23. It can be moved in parallel with the electric motor 25. Further, as shown in FIG. 1, the machine tool 1 extends parallel to the Z direction perpendicular to the X direction. Equipped with a spindle 27, which rotates around a rotation axis 29 oriented parallel to the Z direction. The pindle 27 is rotatable. The holder 3 is adjacent to the end 31 of the spindle 27. 3 is provided so that the work piece 35 can be attached. As shown in Figure 2, spin The dollar 27 is a hollow shaft supported vertically by a radial hydrostatic bearing 39 in the Z direction. Includes 37. The radial hydrostatic bearing 39 is provided by a pressure source not shown in the drawing. Supplying fluid such as air to the annular bearing gap 43 of the radial hydrostatic bearing 39 A supply path 41 for Circular cylindrical inner wall 45 of bearing block 47 and hollow shaft The bearing gap 43 is delimited by the circular cylindrical outer wall 49 of 37. Further, as shown in FIG. 1, the hydrostatic bearing 51 in the axial direction and the elastically deformable joint portion The spindle 27 is connected to the drive unit 55 by means of the material 53. FIG. The axial fluid bearing 51 is attached to the end 61 of the hollow shaft 37 as shown in FIG. A central bearing plate 57 provided with a central opening 63. Bearing surfaces on both sides of the bearing plate 57 65 and 67 are provided, and these planes extend perpendicularly to the rotation axis 29. Furthermore, the axis Directional fluid bearing 51 includes a first leg 69 and a second leg 73 that are supported aerostatically. I can. The first leg 69 is arranged in the hollow shaft 37, and is attached to the bearing surface 65 of the bearing plate 57. A bearing surface 71 extending perpendicular to the axis of rotation 29 is provided on the first leg 69 for cooperation. Bearing surface 7 extending perpendicularly to the axis of rotation 29 for cooperating with the bearing surface 67 of the bearing plate 57. 5 is provided on the second leg 73. There is a bearing gap 77 between the bearing surfaces 65 and 71. There is a bearing gap 79 between 67 and 75. The bearing gaps 77 and 79 are provided in the supply passages 81 and 83. Through a pressure source (not shown) for a fluid such as air. The supply path 81 of the bearing gap 77 penetrates the central opening 63 of the bearing plate 57. air The statically supported leg 69 is connected to the second leg 73 by a flexible pull rod 85. Have been combined. This rod 85 serves to open the center opening 63 of the bearing plate 57 and the first leg 69. It penetrates through the mouth 87 and the opening 89 of the second leg 73. The joint member 53 shown in FIG. 2 and described above is from European Patent Publication No. 0602724. A first tightening, which is known and is fixed to an aerostatically supported second leg 73 The portion 91 and the second tightening portion 93 fixed to the drive rod 95 of the drive unit 55. Provided. These tightening portions 91 and 93 are joined together by a bridge 97 that can be elastically deformed. The bridges 97 are connected to each other and are rigid in a direction parallel to the Z direction, and A notched hinge 99 is provided. In this way, the notched hinge 99 bridges the bridge 9 7 to limit the rotation around the first practical pivot axis 101 shown in FIG. The first tightening portion 91 can rotate with respect to the second tightening portion 93 at an angle. First The pivot axis 101 defines the intersection 103 between the rotation axis 29 and the bearing surface 75 of the second leg 73. Through which it extends perpendicularly to the axis of rotation 29. The second pivot axis, which is not visible in FIG. 105 also passes through the intersection 103 and extends perpendicularly to the rotation axis 29 and the first pivot axis 101. Violated. By using the elastically deformable bridge 97, it is supported aerostatically. The held second leg 73 becomes self-adjustable with respect to the bearing surface 67 of the bearing plate 57. As a result, while the spindle 27 is rotating around the rotation axis 29, You The inaccuracies of the verticality of the cooperating bearing surfaces 67, 75 It does not affect them. By using the flexible pull rod 85 described above , The aerostatically supported first leg 69 is self-adjusting to the bearing surface 65 of the bearing plate 57. The spindle 27 is rotating around the rotation axis 29. , The inaccuracy of the perpendicularity of the cooperating bearing surfaces 65, 71 with respect to the axis of rotation 29 causes It has no effect on the Z axis of the dollar 27. The drive rod 95 of the drive unit 55 described above and shown in FIG. 2 is parallel to the Z direction. And is guided along a number of guide wheels 107 shown diagrammatically in FIG. Also, These guide wheels 107 have rotary bearings in a housing 109 fixed to the frame 3. Have. Furthermore, the drive unit 55 comprises a friction wheel 111, which is a hard wheel. An electric motor 11 having a rotary bearing in the housing 109 and fixed to the housing 109. The friction wheel 111 is driven by 3. The friction wheel 111 is driven by prestress. The moving rod 95 is crimped so that the drive rod 95, the joint member 53, and the axial direction It is possible to move the spindle 27 parallel to the Z direction via the hydrostatic bearing 51 for I will Further, as shown in FIG. 1, another electric motor 115 fixed to the frame 3 is used. Makes the spindle 27 rotatable. Pulley 117, rope 119, and The electric motor 115 is hollow via a pulley 121 which is integral with the bearing plate 57 of the hollow shaft 37. It is connected to the shaft 37. The hollow shaft 37 and the pulley 121 move parallel to the Z axis. The rope 119 is sufficiently elastic so that it can be driven. The control device 123 of the machine tool 1 shown in FIG. 3 has a numerical control unit 125. The unit itself is usually known and corresponds to the measured X-direction position of the cutting tool 13. The corresponding first electrical input signal u_xxFirst electric input unit 127 for receiving the Second electrical input signal u corresponding to 35 measured Z-direction positions_zzFor receiving The control unit 125 has a second electrical input 129. 1 and 3 The first optical position sensor 131, which is itself known diagrammatically 1 input signal u_xxIs supplied. As shown in FIG. 1, the housing of the drive unit 15 The light source 133 and the photodetector 135 fixed to the carriage 19, and the reflecting surface 1 fixed to the carriage 9. And 37 on the first optical position sensor 131. Diagrammatically illustrated in FIGS. 1 and 3. The second input signal u is detected by the second optical position sensor 139, which is generally known per se._zzIs accompanying Be paid. As shown in FIG. 1, the drive unit 55 was fixed to the housing 109. Fixed to the light source 141, the photodetector 143, and the drive rod 95 of the drive unit 55. The reflection surface 145 is provided on the second optical position sensor 139. Of the second position sensor 139 The reflective surface 145 is also shown in FIG. Further, as shown in FIG. 3, the control unit 125 includes a contour generator 147, and A signal corresponding to the desired X position of the tool 13 according to a predetermined program First signal u_xAnd the desired Z of the processed piece 35_oA signal corresponding to the position, which is the cutting tool Contour generator 147 according to a mathematical algorithm as a function of 13 desired X positions The second signal U calculated by_zoAre generated by the contour generator 147. Processed piece 35 The desired Z_oIs the position calculated exclusively as a function of the desired X position of the cutting tool? Desired X position and desired Z position_oCutting tool 13 and workpiece according to position and respectively As a result of the movement with 35, the axis 149 shown in FIGS. 4a, 4b and 4d A basic surface that is rotationally symmetric with respect to the axis 149 of the work piece 35 that matches the rotation axis 29 is machined. It is provided on the piece 35. Further, as shown in FIG. 3, the control unit 125 includes a first comparator 151, Signal u of desired X position of tool 13_xEnter the measured X position of the cutting tool 13 Signal u_xxCompare with. The first comparator 151 outputs the function K by the first multiplier._xMultiply by Output signal u_cx= U_x-U_xxSupply. The control unit 125 has a first electric output signal. No. u_kx= K_x* U_cx= K_x* (U_x-U_xx) First electrical output 15 for supplying Have 5. As shown in FIG. 3, the first electrical output signal u_kxThe first electric amplifier 157 This first electric amplifier supplies a signal to the electric motor 25 of the drive unit 15. You. The amplifier 157, the electric motor 25, the drive unit 15, and the first position sensor 131. Are both transmittance H_x, So that the first input signal is u_xx= H_x* U_kx= H_x* K_x* ( u_x-U_xx), And u_xx= U_x* H_x* K_x/ (1 + H_x* K_x). Function H_x, And K_xH by adjusting and selecting_x* K_x>>> 1 is achieved, u_xx That is, the measured X position of the cutting tool 13 is approximately u._xEqual to the cutting tool 13 A precise control of the X position of the cutting tool 13 is obtained, which is equal to the desired X position of As shown in FIG. 3, the control unit 125 has a second comparator 159, 5 desired Z_oPosition signal u_zoIs the input signal u of the measured Z position of the workpiece 35._z _z Compare to. The function K by the second amplifier 161_zOutput signal u multiplied by_cz= U_zo− u_zzSupply. The control unit 125 receives the second electrical output signal u_kz= K_z* U_cz= K_z * (U_zo-U_zz) Is supplied to the second electric output section 163. As shown in FIG. 3, the controller 123 is also a conventional processor 1 known per se. 65, the X position of the cutting tool 13 measured by the first position sensor 131 Corresponding first electrical input signal u_xxA first electrical input 167 for receiving A second electric power corresponding to the measured rotation angle φ of the spindle 27 around the rotation axis 29. Input signal u_φφA second electrical input 169 for receiving 5 has. By means of the optical rotation angle sensor 171 shown diagrammatically in FIG. Force signal u_φφSupply. The rotation angle sensor 171 is integrally formed with the bearing plate 57 so that the rotation axis 2 9 has an annular collar 173 extending concentrically. Equidistant to color 173 The collar 173 has a series of spaced slots 175 and defines the zero value of the rotation angle φ. A single reference slot 177 is provided adjacent to slot 175. Further, the rotation angle sensor 1 Reference numeral 71 has a fork holder 179 fixed to the second fixing portion 93 of the joint member 53. This Two light sources 181, 183 and two photodetectors 185, 18 Attach 7 and. Adjacent the light source 183 and the detector 187 to the series of slots 175. And the passage of the reference slot 177 is detected while the spindle 27 is rotating. this When passing, the rotation angle φ is zero. The light source 181 and the detector 185 are connected to a series of slots 1 Positioned on both sides of 75 to detect passage of the slot 175 while the spindle 27 is rotating. . Each time the slot 175 passes, the measured rotation angle φ is δφ = 2π / N (N is the slot 175). The light sources 181, 183 and the detectors 185, 187 It is attached to the holder 179 so that the holder 179 and the spindle 27 simultaneously move to Z Since it moves parallel to the direction, the light sources 181, 183 and The positions of the output devices 185 and 187 do not change when viewed in the Z direction, and therefore the rotation angle sensor 17 1 can function during the entire stroke of the spindle 27. Input signal u_xx, And u_φφGenerated by processor 165 as a function of Electrical output signal u_prAn electrical output 189 on the processor 165 for supplying . Output signal u_prCorresponds to the correction value of the Z position of the work piece 35, and this correction value is B As stored in the table in the sessa 165, the X position of the cutting tool 13, and It is predetermined as a function of the rotation angle of the spindle 27. Z position of work piece 35 The above-mentioned correction value of is related to the axis 149 of the work piece 35 shown in FIGS. 4a, 4b, and 4d. The basic surface of the work piece 35 that is not rotationally symmetrical is determined so as to be obtained. This eye Output signal u of processor 165_prOf the adder circuit 191 of the controller 123 Form a first input signal for This adder circuit 191 receives as its second input signal The second output signal u of the control unit 125_kzHaving. As shown in FIG. Output signal u of 191_{z + δz}= U_kz+ U_prIs added to the second electric amplifier 193, Amplifier 193 supplies a signal to the electric motor 113 of the drive unit 55. Amplifier 1 93, the electric motor 113, the drive unit 55, and the position sensor 139 all have a transmittance H._z And thus the second input signal is u_zz= H_z* U_{z + δz}= H_z* (U_kz+ U_pr) = H_z * K_z* (U_zo-U_zz) + H_z* U_pr, And u_zz= U_zo* H_z* K_z/ (1 + H_z * K_z) + U_pr* H_z/ (1 + H_z* K_z). u_prIs u_pr= K_z* U_δz(here To u_δz= ΔZ * u_zo/ Z_oAnd Z_o) And δZ are the Z position of the basic surface, respectively. And the correction value of the basic surface), the programming of the processor 165 is performed. By doing u_zz= (U_zo+ Uδ_z) * H_z* K_z/ (1 + H_z* K_z) Achieved I do. Function H_z, And K_zH by adjusting and selecting_z* K_z>>> 1 Can be achieved, and therefore u_zz, To the measured Z position of the work piece 35 Signal u_zzIs u_zo+ U_δzIs approximately equal to, that is, the desired Z of the work piece 35._oPosition and processing A reasonably symmetrical basic surface which is equal to the sum of the Z position of the piece 35 and the desired correction value δZ. The rotational asymmetry correction unit can be accurately obtained on the work piece 35. Processor 165, summing circuit, 191 amplifier 193, drive unit 55, and Due to the inertia of the rotation angle sensor 171, the measured rotation angle U of the spindle 27_φφ (As a function thereof, the processor 165 determines a desired correction value for the Z position of the spindle 27. δZ) and the rotation angle φ of the spindle 27 (at this rotation angle, the drive unit The desired correction value δZ of the Z position of the spindle 27 is actually realized by the switch 55. There is a difference between This difference increases as the speed of the spindle 27 increases. , Around the axis 149 of the work piece 35 with respect to the reference slot 177 of the rotation angle sensor 171 An undesired distortion of the correction value δZ is generated. Prevents such unwanted distortion You Therefore, between the rotation angle sensor 171 and the second electric input unit 169 of the processor 165. The corrector 195 is connected to. Signal u_φφFirst electric input unit 197 for receiving And signal u_φφThe signal supplied by the differentiator 201 which receives Signal u corresponding to the speed of_rThe second electrical input section 199 for receiving the The positive device 195 has. The differentiator 201 outputs the output signal u '_φφ= U_φφ+ U_δφSupply Do this u_δφCorresponds to the rotation angle correction value δφ = r * δt of the spindle 27. The processor 165, the adder circuit 191, the amplifier 193, the drive unit 55, And the total delay time δt of the rotation angle sensor 171 determined in advance and the spindle 27. This rotation angle correction value is determined by the differentiator 201 as a function of the velocity r of . Rotation angle φ + δφ (As a function of this, the processor 165 determines the Z position of the spindle 27. Of the measured rotation angle φ and the correction value δ of the above rotation angle. Since it is the sum of φ and φ, the desired correction value δZ corresponds to the corrected rotation angle φ + δφ. Is realized by the rotation angle of the spindle 27 that moves, and the correction around the axis 149 of the work piece 35 is performed. The above-mentioned undesirable distortion of the value δZ can be avoided. Movement of the cutting tool 13 parallel to the X direction, X position of the cutting tool 13, and spin Cutting tool 13 parallel to the Z direction and a work piece suitable as a function of the rotation angle φ of the rule 27. How to rotate the base surface on the work piece 35, through the mutual movement of 35 It has been explained whether the asymmetric correction value can be obtained. The cutting tool 13 is moved exclusively in the X direction. Since the workpiece 35 and the cutting tool 13 move in parallel with each other in the Z direction, The handle 27 moves exclusively in parallel to the Z direction. The rotational asymmetry correction value is the spindle 27 Since it is provided as a function of the rotation angle φ of, the movement of the spindle 27 parallel to the Z direction Has a frequency at least equal to the frequency of the rotational movement of the spindle 27. Spy Since the spindle 27 is provided with the hollow shaft 37, the mass of the spindle 27 is relatively small. From the combination of the relatively large stroke of the spindle movement parallel to the Z direction. The frequency is relatively high. The bearing block 47 of the radial hydrostatic bearing 39 and the spacer Since there is no mechanical contact with the pindle 27, the size of the spindle 27 The large stroke is structurally unobstructed by the radial hydrostatic bearing 39. Further , Z position of the spindle 27 due to the relatively small mass of the spindle 27 Since the control device 123 of the device has a large mechanical bandwidth, the Le The movement of 27 is particularly accurate. The control unit 125 provides the desired basic surface X position of the cutting tool 13 and Z of the work piece 35 necessary for_oPosition and the role of generating Fulfill. X position and Z_oThe position is calculated only once per rotation of the spindle 27. Or only a relatively small number of times and the above calculation by the control unit 125. Is done according to an exact mathematical algorithm. However, the desired rotational asymmetry correction The Z position of the work piece 35 necessary to add the It is necessary to perform a relatively large number of transfers. Control unit 125 total Since the calculation speed is limited, the control unit 125 calculates the rotational asymmetry correction value. Cannot be implemented. The correction value of the Z position of the work piece 35 is the X position of the cutting tool 13. And the processor 165 in the form of a table as a function of the rotation angle φ of the spindle 27. Since it is remembered, the processor 165 promptly calculates the correction value of the z position of the work piece 35. It is possible to calculate at a high speed, and the above correction is performed by the spindle 27 rotating at a relatively high speed. It can be carried out even if it is rolling. 4a and 4b show a work piece 3 produced by a machine tool 1 according to the method of the invention. 5 shows a first example. The processed piece 35 is, for example, a transparent oxygen-permeable medical synthetic resin. It is a contact lens 203 manufactured. This contact lens 203 is on the eye A spherical concave contact surface 205 to which this contact lens can be attached, and an astigmatism And a spherical convex positioning surface 211 surrounding the aberration surface 209. Astigmatism surface 20 9 is an effective optical part of the contact lens 203 located in front of the pupil of the eye during use. While the positioning surface 211 is partially covered by the eyelids during use. During the production of this contact lens 203, the circular cylindrical initial product is placed on the spindle 27. It is attached to the rudder 33, and the contact surface 205 is first provided by the cutting tool 13. next , The contact lens 203 is provided with a rounded edge 213 so that the positioning surface 211 is small. Provide a part. The rounded edge 213 smoothly moves from the contact surface 205 to the positioning surface 211. It is in a row. Such a rounded edge 213 makes the contact lens 203 comfortable to wear. The suitability is remarkably improved. Installed at an acute angle to the Z direction, as shown in FIG. 4c Another cutting tool 215 is used to machine the rounded edge 213. Spindle 27 is the ratio Since the cutting tool 215 can move in parallel to the Z direction over a relatively large distance, Part of the deciding surface 211 can be reached, and the round edge 213 and the positioning surface 211 are slightly Or The cutting tool 215 can be provided. Contact surface 205, positioning After forming the above-mentioned portion of the contact surface 211 and the rounded edge 213, this contact lens is formed. The contact surface 205 of the lens 203 is adhered to the spherical support 217 shown in FIG. The astigmatism surface 209 and the remaining portion of the positioning surface 211 are shaped by the cutting tool 13. To achieve. As shown in FIGS. 4a and 4b, the positioning surface 211 has a radius R_pSpherical It has a basic surface exclusively, while the astigmatic surface 209 has a radius R_ASpherical basic surface of It has a correction value δZ that is not rotationally symmetric with respect to the axis 149 of the tact lens 203. The rotational asymmetry correction value δZ of the contact lens 203 is calculated based on the two values on the center line 219. Maximum positive correction value δZ_posAnd two maximum negative correction values δZ on the center line 221_NEGAnd Have. The correction value δZ is determined from the circumference of the astigmatism surface 209 along the radius of the astigmatism surface. It decreases linearly toward the center of 209, and the correction value δZ becomes zero at this center. Maximum positive Correction value δZ_posAnd maximum negative correction value δZ_NEGAnd the correction value δZ is a smooth gradient. For example, follow a sine curve. The spindle 27 together with the contact lens 203 Since it moves exclusively in parallel to the Z direction, the positioning surface 211 and the astigmatism surface 209 The rotational asymmetry correction value δZ of the basic surface and the astigmatism surface 209 is determined by the cutting tool 13. It can be formed in one operation, in which case the Z position of the spindle 27 is controlled by the control device 1. It is controlled appropriately by 23. Furthermore, the cutting tool 13 has a series of astigmatism contact points. It is possible to manufacture a lens, and the basis of the positioning surface and astigmatism surface of this lens. This surface has different radii to fit the user of the contact lens, and astigmatism The rotational asymmetry correction values of are also different from each other. FIG. 4d shows a second example of the work piece 35 produced by the machine tool 1 according to the method of the present invention. Show. This work piece 35 shows the bearing surface 223 of a hydrodynamic bearing known per se, 225 patterns are provided. This bearing surface 223 has a flat base surface 226, On the other hand, the groove 225 is defined as a function of the X position of the cutting tool 13, that is, the radius r shown in FIG. Furthermore, as a function of the rotation angle φ of the spindle 27, the basics provided by the machine tool 1 A correction value δZ of the surface 226 is formed. Grooves required for making bearing surface 223 The frequency of movement of the spindle 27 in the Z direction according to the number of 225 From the frequency of movement of the spindle 27 in the Z direction necessary for manufacturing the lens 203, In many cases, the stroke of movement in the Z direction for manufacturing the bearing surface 223 depends on the contact lens. It is noted that it is smaller than the stroke of movement in the Z direction for the production of the circle 203. . Further, the bearing surface 223 has a spherical basic surface instead of the flat basic surface. 23 is used in combination with a smooth ball for bearings to provide radial and axial bearing functions. Have. The second embodiment of the machine tool 227 according to the present invention shown in FIGS. 5 to 7 has many points. And is similar to the first embodiment of the machine tool 1. Corresponding configuration required for machine tools 1 and 227 Elements are designated by the same reference numerals in the drawings. The differences between machine tools 1 and 227 are as follows: You. As shown in FIG. 5, like the machine tool 1, the machine tool 227 is oriented parallel to the Z direction. Has a spindle 229 which is rotatable about a rotation axis 231 and extends in the Z direction. To do. The holder 235 for attaching the work piece 237 is attached to the first end 23 of the spindle 229. Provide in 3. As shown in FIG. 7, like the spindle 27 of the machine tool 1, The hollow shaft 239 is provided on the ring 229, and the radial static pressure hydrodynamic bearing 241 is used in the Z direction. The hollow shaft 239 is vertically supported. This hydrostatic bearing 241 is the radial direction of the machine tool 1. It is similar to the hydrostatic bearing 39. Further, as shown in FIG. 6 and FIG. Has 43. The actuator 243 includes an annular magnetic circuit 245, and the permanent magnet 2 47, the magnetization closing yoke 249, and the annular gap 251 are connected to the actuator 24. Provide in 3. An annular electric coil 253 is provided in the annular gap 251 to allow radial static pressure flow. The coil 253 is attached to the bearing block 255 of the body bearing 241. In the Z direction The spindle 229 is supported by parallel electromagnetic actuators 243, and This actuator allows movement in parallel to the Z direction. Shown in FIG. The pulley 257 near the actuator 243, , The rope 259, and the pulley 261, the motor 263 shown in FIG. The spindle 229 is driven to rotate. Following the movement of the spindle 229 parallel to the Z direction Rope 259 has sufficient elasticity so that The spindle 22 is controlled by the control device 265 of the machine tool 227 shown diagrammatically in FIG. Control the Z position of 9. This control device 265 is mainly used for the control device 1 of the machine tool 1. Similar to 23. Only the differences between the control devices 123, 265 will be described below. Figure As shown in 6, 7, and 8, the Z position of the spindle 229 of the machine tool 227 is It can be measured by the academic position sensor 267. This sensor 267 is the light source 2 69 and a photodetector 271, and a support 273 mounted on a bearing block 255. Attach these sensors and light source to. Reflected on the second end 277 of the spindle 229 A surface 275 is provided. The rotation angle φ of the spindle 229 of the machine tool 227 is the optical rotation angle. It can be measured by the sensor 279. As shown in FIG. 6, the rotation angle sensor 279 are close to the second end 277 of the spindle 229 and are arranged relative to each other around the hollow shaft 239. A series of reflection marks 281 arranged annularly at equal intervals and a spindle 229 A single reflection reference mark 283 provided next to the mark 281 that defines the zero value of the rotation angle Have. Further, the rotation angle sensor 279 is used for the first light source 28 provided on the bearing block 255. 5 and a first optical detector 287, which allow the spindle 229 to rotate during rotation. Of the second light source 289 provided on the bearing block 255 is detected. A second optical detector 291 is provided so that during rotation of the spindle 229, the reference marker The passage of the ark 283 is detected. Further, as shown in FIGS. 6, 7 and 8, the spindle 22 oriented parallel to the Z direction. In order to measure the speed of the machine 9, the control device 265 of the machine tool 227 uses the speed sensor 293. Equipped with. This speed sensor 293 is an annular magnetic circuit attached to the spindle 229. 295, a permanent magnet 297, a magnetization closing yoke 299, and an annular gap 301. Provided in this magnetic circuit. The annular electric coil 303 attached to the support 273. It is arranged in this annular gap 301. Spindle 229 moves parallel to Z direction Then, the magnetic field in the gap 301 induces a current in the coil 303 of the speed sensor. . This current is proportional to the speed of the spindle 229 parallel to the Z direction. Therefore, speed Output signal u of sensor 293_vvCorresponds to the above speed of the spindle 229. In Figure 8 As shown, the control unit 265 of the machine tool 227 includes a control member 305 to control the speed control. Output signal u of the sensor 293_vvFirst electric input unit 307 for receiving the 191 output signal U_z+ Δ_zAnd a second electric input unit 309 for receiving the signal. Electric output signal U_D= C₁* U_{z + δz}+ C₂* U_vv= C₁* U_{z + δz}+ C₂* U ′_zz(This U '_zz= Δu_zz/ Δt) to supply the electric output 311 to the control member 30. It is provided in 5. As shown in FIG. 8, the signal u_DIs added to amplifier 193. System As a result of using the control member 305, the electromagnetic actuator 243 reaches the desired Z position. Not only the force needed to reach it, but also the damping force on the spindle 229 Control device 265 to achieve a particularly stable control of the Z position of spindle 229. To achieve. In addition, the spindle 2 parallel to the Z direction is moved by the electromagnetic actuator 243. A particularly precise support and positioning of 29 can be achieved. Of this actuator The rigidity in the axial direction is particularly large. Moreover, the so-called rotation error of the spindle 229, That is, the rotation of the actuator 243 around the rotation axis 231 and the cutting force Undesirable axial orientation of spindle 229 caused by axial force The movement in the direction is small enough to be omitted. Therefore, products with accuracy in the submicron range This machine tool 227 is outstandingly suitable for the production of goods, or for the production of optical quality surfaces ing. For example, a machine tool for manufacturing the astigmatic contact lens 203 shown in FIG. When using the machine 227, the contact lens 203 does not require post-treatment, The manufacturing process of the lens 203 is greatly simplified, and the light of the contact lens 203 is Academic surface quality is achieved. Spacers having hollow shafts 37,339 supported by hydrostatic bearings 39,241 Instead of the pindles 27, 229, for example, a solid spindle or a connecting rod Spindles of an alternative type, such as a spindle with two bearing pieces joined together Can be used for machine tools 1, 227. Radial hydrostatic bearing 39 , 241 may be replaced with a dynamic pressure fluid groove bearing or an electromagnetic bearing. Ma The present invention also relates to a machine tool provided with a spindle supported by a radial ball bearing. It can also be applied. However, the axis of a machine tool with such a spindle Since the stroke in the direction is limited, various substrates that can be produced by such machine tools are The number of main pages is limited. The present invention relates to an axial ball bearing, or an axial dynamic pressure fluid groove shaft. It can also be applied to a machine tool provided with a bridge. However, the rigidity of such bearings Is relatively low and the rotational accuracy of axial ball bearings is limited. In order to move the spindles 27, 229 parallel to the Z direction, the drive unit 55 Or an alternative type of actuator is used instead of the electromagnetic actuator 243. You can also. Workpieces such as in the manufacture of bearing surfaces for hydrodynamic groove bearings When using the machine tools 1, 227 for work pieces with few strokes, e For example, a piezoelectric actuator can be used. Furthermore, instead of the control devices 123, 265 described above, different types of control devices can be used. Can be used. Instead of the numerical control unit 125 and the processor 165 In addition, a basic surface and a microprocessor that generates a rotationally asymmetric correction value can be used. Can be. However, in combination with the processor 165, a normal numerical control unit When using 125, the number is as usual known, because of the usual rotational symmetry operation. The value control unit 125 controls the machine tools 1, 227, thereby Depending on the relationship it is possible to program the desired rotationally symmetric basic surface in a practical way. By using the processor 165 for rotationally asymmetric operation, The rotational asymmetry correction value of the surface can be calculated quickly and effectively. Furthermore, the control device As in the case of H.265, the speed of the spindle 27 parallel to the Z direction is fed to the controller 123. A feedback function can also be provided. Furthermore, the speed of the carriage 9 parallel to the X direction is adjusted. The controller 123, 265 may be provided with a feedback function. In the above machine tools 1, 227, the examples described as the work pieces 35, 237 are This is an astigmatism contact lens with a spherical basic surface, and a dynamic pressure fluid groove shaft with a flat basic surface. It was the bearing surface of the bridge. Finally, the machine tools 1, 227 and the method of the present invention Therefore, it is possible to form a basic surface of various shapes. For example, in the case of an aspherical lens Of ellipsoids, or other basic surfaces with aspherical contours, or so-called Fresnellens Note that it is possible to form a basic surface with a sawtooth profile . In addition, by the machine tools 1, 227 and the method of the present invention, other than the above-mentioned correction value It is also possible to add a rotational asymmetry correction, such as a correction of decorative properties.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者フェルフルストアンドレアロアオランダ国 5621 ベーアーアインドーフェンフルーネヴァウツウェッハ１ (72)発明者レンケンスマイケルヨセファマテイスオランダ国 5621 ベーアーアインドーフェンフルーネヴァウツウェッハ１────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Felfurst André Aroa Netherlands 5621 Beer Aindow Fennefleune Wautzwach 1 (72) Inventor Lenkens Michael Josef Matei S Netherlands 5621 Beer Aindow Fennefleune Wautzwach 1

Claims

[Claims] 1. Is rotatable about an axis of rotation oriented parallel to the Z direction and extends in said Z direction With a rotating spindle and a tool holder that can move with respect to this spindle. A holder for one side is provided on the spindle, and the movement of the tool holder is perpendicular to the Z direction. Has at least one moving component parallel to the X direction and is aligned with the rotation axis. The spin is applied to give the workpiece a surface that is not rotationally symmetric with respect to the axis of the workpiece to be matched. The spindle and the tool holder parallel to the Z direction as a function of the angle of rotation of the dollar In a machine tool that is movable with respect to each other, the spindle is parallel to the Z direction. The spindle and the tool holder are configured to be movable only in the Z direction. A machine tool characterized by being able to move in a direction parallel to. 2. The spindle is a hollow shaft, separated by a circular cylindrical outer wall of the hollow shaft. Supported by the radial fluid bearing that is perpendicular to the Z direction. The machine tool according to claim 1, wherein the machine tool is a machine tool. 3. In an axial fluid bearing in which two cooperating bearing surfaces extend perpendicularly to the Z direction Therefore, the spindle is supported parallel to the Z direction, and the first of the two bearing surfaces is supported. The bearing surface is connected to the spindle so that the spindle can be moved parallel to the Z direction. And a second bearing surface of the bearing surface is provided for this actuator. The machine tool according to claim 1 or 2, wherein the machine tool is connected to an eta. 4. In the Z direction, the spindle is supported by only one electromagnetic actuator. The permanent magnet that is movable in parallel and is fixed to the spindle and the machine tool frame An electric coil fixed to a frame is provided on the actuator. The machine tool according to claim 1 or 2. 5. A control device equipped with a control unit is installed on the machine tool, and the axis of the work piece is aligned. In order to give the workpiece a desired basic surface that is rotationally symmetric with respect to the Mathematical algorithm as a function of the first electrical output signal corresponding to the tool position and the X position of the tool Corresponding to the Z position of the spindle calculated by the control unit according to A second electrical output signal generated by the control unit, A controller is provided with a processor, and it is desired that it is not rotationally symmetrical about the axis of the work piece. The X position of the tool and the spindle are provided in order to provide a correction portion on the basic surface of the work piece. Of the spindles stored in tabular form in the processor as a function of the rotation angle of An electrical output signal corresponding to the Z position correction value is provided by the processor, and Sum of a second electrical output signal of the control unit and an electrical output signal of the processor An electronic adder circuit for supplying an electric output signal that is The machine tool according to claim 1. 6. Angle of rotation of the spindle, as a function of which the processor The rotation angle of the spindle that determines the Z-position correction value of the spindle is To the processor as a function of the measured angle of rotation and the speed of rotation of the spindle. Therefore, it is the sum of the calculated rotation angle correction value and the rotation angle correction value. Machine tool. 7. A control device suitable for use in the machine tool according to claim 5 or 6. 8. Attach a work piece to a spindle that extends parallel to the Z direction and parallel it to the Z direction. The rotation axis which is oriented toward the axis of rotation and which coincides with the axis of the workpiece. The spindle is rotated, and then a component parallel to the X direction, which is oriented perpendicularly to the Z direction, is generated. Moving the tool relative to the work piece in at least the direction of The spindle and the tool relative to each other parallel to the Z direction as a function of the rotation angle of the tool. By moving the surface of the workpiece so that it has a surface that is not rotationally symmetrical with respect to the axis of the workpiece. Move the spindle only in the direction parallel to the Z direction, and Tool and tool are moved in parallel to each other in the Z direction. Construction method. 9. Z position calculated according to a mathematical algorithm as a function of the X position of the tool The desired Z position of the spindle is calculated by adding The desired basic plane rotationally symmetrical about the axis of the piece, the X position of the tool and the spin The Z-position correction value stored in the form of a table as a function of the rotation angle of the By this, the desired correction portion that is not rotationally symmetric with respect to the axis of the work piece is The processing method according to claim 8, wherein the method is applied to a basic surface.