JPS60228063A - 曲面創成研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光学レンズ、ミラー等の曲面創成研磨装置に
関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来の曲面の創成装置、特に非球面レンズの創成装置の
被加工物及び加工工具の動作を示す概念図を第１図に尽
す。回転スピンドルに取り付けられ、被加工物１の接線
方向ａ方向に回転する加工工具２は、被加工物１を加工
するポイントに於て常に創成曲面３に対して垂直に位置
する様制御され、又、被加工物ｎｅｔ、直交２軸の移動
機構により、加工工具２の加エポＸインドに対して所定
の曲面を創成する様制御され運動するとともに、さらに
、この被加工物１は、ｂ方向に回転することにより、回
転対象曲面が創成される。

しかしながら、上記のような構成では、加工工具２の形
状による誤差を抑えろ為、加工工具２を被加工物１の創
成曲面３に対し、垂直に位置する様制御することが必要
となり、制御内容及び機械的構成が複雑になる。又、素
材から仕上げ加工を行なうには、２工程以上の加工プロ
セスを必要とするが、加工に供する加工工具を取り替え
仕上げ加工を行なう為、加工工具の取り付けによるセ。

ティング誤差が生じ、加工精度の確保が困難であるとい
う欠点を有していた。

発明の目的 本発明は、上記従来の欠点を解消するものであり、装置
の構成を簡素化するとともに、前記加工工具のセツティ
ングを必要とせず、したがって加工形状誤差の発生を防
止した超精密加工を実現するものである。

発明の構成 本発明の曲面創成研磨装置は、回転スピンドルに取り付
けられ、高速回転し、被加工物を所定の曲面に創成加工
する粗加工用工具及び精加工用工具と、前記回転軸と直
交する方向に所定の曲面断面形状をたどるごとく被加工
物、或は、前記加工工具を運動させ得る直交する２軸の
移動機構と、前記曲面断面形状を被加工物の回転方向に
創成し、回転対象の曲面を加工する為の被加工物回転機
構と、前記回転スピンドルに取り付けられた粗加工用工
具及び精加工用工具を用途に応じて切り替える為の回転
軸方向・＼の移動機構とをそれぞれ備えており、装置の
構成が簡素化でき、創成曲面の品質が向上するという特
有の効果を有する。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第２図（Ａ）は、本発明の実施例に於ける、被加工物及
び加工工具の動作を示す正面概念図であり。

第２図（Ｂ）は、同側面概念図である。４は回転スピン
ドルに取り付けられ、被加工物６０半径方向にＣ方向に
回転する粗加工用加工工具であり、６は同じく精加工用
加工工具である。被加工物６の半径方向、即ち加工工具
４，５０回転軸と直交する方向ｄ方向に、加工工具４，
５或は、被加工物６が相対的に移動する。被加工物６は
、回転対象曲面を得る為、Ｃ方向に回転する。さらに、
用途、プロセスに応じ、粗加工用工具４、精加工用工具
５を適時、ｆ方向に移動させ、加工に供する。

第３図は、本発明の実施例における曲面創成研磨装置を
示す斜視図である。４は、静圧空気軸受等の高精度軸受
を用いた回転スピンドル７に取り付けられ３０．ＯＯＯ
ｒｐｍ　〜１００．ＯＯＯｒｐｍの高速回転するダイヤ
モンド砥石等の粗加工用工具であり、６は同じく、精加
工用工具である。８は回転スピンドル７を保持し、ボー
ルネジ等の駆動ネジと駆動モーター９により、上下方向
、ｆ方向に動作し加工に供するダイヤモンド砥石を切り
替える。

６は光学ガラス等の被加工物で、被加工物回転スピンド
ル１０に固定されている。１０の被加工物回転スピンド
ルは、静圧空気軸受を用いた高精度スピンドルであり、
駆動モータ１１により０．２〜２０　Ｏｒｐｍに回転速
度制御される。１２は、前記被加工物回転スピンドル１
０を載せ、これを、加工工具４．６の回転軸に対し、直
交する面内で、所定の非球面断面形状を加工工具４、或
は５の接点で描くごとく動作する直交２軸の高精度スラ
イドテーブルであり、１３．１４は各々の直交２軸を駆
動するＤＣサーボモーターである。さらに、前記直交２
軸の動作方向ｇ、ｈの移動量を検出し、ＮＯ閉ループ制
御を行なう為のレーザ測長システムが組み込まれており
、１５はレーザー光源であり、１６は干渉系光学システ
ムである。１７は本体ベースである。なお、この曲面創
成研磨装置は図“示せぬ制御装置によって、前記閉ルー
プ動作制御も含め制御される。

以上のように構成された曲面創成研磨装置について以下
、その動作を説明する。

まず、所定の曲面を創成研磨を行なうに当たり高速回転
する加工工具４，６の回転運動半径をもとに、被加工物
６を所定の曲面形状に研削加工する如く、被加工物６を
ｇ方向、ｈ方向に動作させる為に、あら象）しめ組み込
まれたプログラムに従って動作制御データーをコンピュ
ーターで演算する。次に被加工物６を被加工物回転スピ
ンドル１０に固定し、被加工物６の回転速度、加工工具
４．６の切り込み深さ、曲面形状創成研磨速度、粗加工
用工具４及び精加工用工具６の切り替えの為の砥石回転
スピンド、−〇７ｆ’方向への移動量等、加工条件の設
定を行ない加工を開始すると、前記のあらかじめ演算さ
れた動作制御データーに基づいて、被加工物６を所定の
曲面形状に粗加工する様加工工具４及び、被加工物６は
動作する。この時１２の直交２軸のスライドテーブルの
動作は、１５．１６のレーザー測長システムからのｇ方
向。

ｈ方向のデーターがフィードバックされ閉ループ制御さ
れる。その後、精加工に移るが、この為、駆動モーター
９により、砥石回転スピンドルはｆ方向に所定量移動し
、精加工用工具を加工に供し得る位置に割り出し、この
状態で前記同様、精加工する様加工工具５及び、被加工
物６は動作する。

以上の様に、本実施例によれば、制御要素が簡素化でき
、創成曲面形状精度０．１μｍ、面粗さ、ＲＩＬｏ、０
０４μｍが達成出来、φ５０程度の非球面ガラスレンズ
が、約４ｍ１ｎ程度のタクトタイムで加工可能となる。

なお、本実施例においては、加工工具４．６はダイヤモ
ンド砥石としたが、他の砥石、或は多刃ホイール工具と
しても良く、切削加工による曲面創成も可能である。

発明の効果 以上のように本発明では、回転加工工具を被加工物に対
して相対的に加工工具の回転軸と直交する方向にたどら
せることにより曲面形状を創成する様にした事、又、粗
加工用工具及び精加工用工具を同一回転スピンドルに組
み込み、用途、加工プロセスに応じて回転軸方向にスラ
イドして、加工に供する加工工具を切す替えることから
、少ない制御要素で、加工工具の先端形状の影響を受け
ず、又、粗加工及び精加工を行なう為の加工工具の交換
が不要で、セツティング誤差による加工形状精度の悪化
を抑制出来、その実用的効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の曲面創成装置における被加工物及び加工
工具の動作を示す概念図、第２図（相は本発明の一実施
例の曲面創成研磨装置における被加工物及び加工工具の
動作を示す正面概念図、第２図（Ｂ）は同側面概念図、
第３図は本発明の一実施例における曲面創成研磨装置の
斜視図である。 １．６・・・・・・被加工物、２，４．５・・・・・・
加工工具。 ７・・・・・・回転スピンドル、８・・・・・・スピン
ドルホルダー、９，１３．１４・・・・・・ＤＣサーボ
モーター、１０・・・・・被加工物回転スピンドル、１
１・・・・・・駆動モーター、１２・・・・・・直交２
軸スライドテーフ゛ル、１６・・・・・レーザー光源、
１６・・・・・干渉系光学システム、１ア・・・・・本
体ベース。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敞　男　ほか１名第１
図 ？ 第２図 （Ａ）　ＣＢ） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転スピンドルに取り付けられ、高速回転し、被加工物
   を所定の曲面に創成加工する粗加工用工具及び精加工用
   工具と前記回転軸と直交する方向に所定の曲面断面形状
   をたどるごとく被加工物、或は、前記加工工具を運動さ
   せ得る、直交する２軸の移動機構と、前記曲面断面形状
   を被加工物の回転方向に創成し１回転対象の曲面を加工
   する為付けられた粗加工用工具及び精加工真を用途に応
   じ切り替える為の回転軸方向への移動機構とを備えた曲
   面創成研磨装置。