JPH01205972A - 研摩装置 - 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】 本発明は研摩装置に関し、特にレンズやモールド型等の
光学鏡面を有するワークの面形状の部分修正研摩に好適
な研摩装置に関する。 【従来の技術］ レンズ等のワーク（工作物）を設計の面形状に高精度に
加工し、滑らかな光学鏡面を得るには、研削加工等によ
り創成加工された面を均等研摩加工により仕上げ、形状
測定の後、その測定結果に基づいて部分的な形状誤差を
除去しつつ表面を研摩する部分修正研摩加工が必要とさ
れる。この部分修正研摩加工に用いられる従来装置を第
３７図に示す。 本図において、１は回転するレンズ等のワーク、２は駆
動モータ３で回転するスピンドル４の先端に取付られた
フェルトであり、スピンドル４は玉釉受を介してブラケ
ット５に支持され、ブラケット５はワーク１の方向に移
動可能なスライド軸６に取付けられている。 従来装置では、以上の構成において、回転させたワーク
１に研摩材を塗布したフェルト２を押し当て、駆動モー
タ３でフェルト２を回転させて、ワーク１を部分修正研
摩していた。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述のような従来装置では、スピンドル
４の支持に玉軸受を使用しているので、高精度の回転が
得られず、そのためフェルト２の振れ回り（回転ぶれ）
が大きくなってワーク１の加工面に当る部分が広くなり
、微小範囲の部分研摩がしにくいという問題がある。 また、フェルト２のワーク１に当る部分が常に同じ位置
であるので、フェルト２に塗布した研摩材が目づまりを
起こしてワーク１の研摩量が安定しないという問題があ
る。また、ツール（工具）としては上述のフェルトの他
に、ベークライト５鋳鉄が使用され、研摩材としては、
ねり状のダイヤモンド＋グリスやダイヤモンド牛油（ま
たは＊）の混合物等が用いられているが、研摩材がいず
れも浮遊砥粒のために研摩量が一定にとれず安定しない
という問題がある。 そこで、本発明は上述の従来の問題点に鑑み、微小部分
の修正研摩の研摩量が安定して、より高精度で良好な面
形状の研摩加工が得られる研摩装置を提供することを目
的とする。 Ｅ問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成するため、本発明は、回転する加工物
加工面に研摩工具を定圧で押付ける加圧手段と、研摩工
具と加工物加工面との間に研摩材付テープを供給走行す
るテープ供給手段と、研摩工具を揺動させる揺動手段と
を具備したことを特徴とする。 ［作　用］ 本発明は、回転する加工物加工面とｔ！動する研摩工具
°との間に研摩材付テープを供給走行し、テープを研摩
工具により加工物加工面に揺動させながら定圧で押付け
るようにしたので、均一な新しい研摩材が加工面に常に
供給されて研摩量が極めて安定し、これにより例えば光
学鏡面を加工する際の部分的な形状誤差を除去しつつ研
摩する部分修正研摩において加工精度を向上させること
ができ、また部分的に修正を行った際に生ずる加工面と
非加工面との段差を滑らかにし、良好な加工面形状を得
ることができる。 ［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。 Ａ、研摩装置の全体構成 第１図および第２図に、本発明を適用した研摩装置の実
施例の全体構成を示す。正面の全体の装置外観を示す第
１図において、１０は定盤、１１は定盤上に固定し、水
平に回転可能な旋回テーブル、１２は旋回テーブル１１
の上方に固定した大径の歯車、１３は歯車１２と噛み合
う小径の歯車１４を介して旋回テーブル１１の回転が伝
えられ、旋回テーブル１１の回転角（以下、旋回角と称
する）を読み取るエンコーダ（角度検出器）、１５はエ
ンコーダ１３を定盤ｌＯ上に固定するブラケットである
。　１６は旋回テーブル１１の旋回角の原点を検出する
原点スイッチ、１７は原点スイッチ１６を定盤１Ｇ上に
固定する支柱である。 １８は旋回テーブル１１の回転歯車１２に固定したワー
ク側のベース、１９はベース１８に固定したリニアガイ
ドレール、２０はリニアガイドレール１９に搭載されて
リニアガイドレール１９上を摺動可能なスライダ、２１
はスライダ２０上に取付けたスピンドル、２２はスピン
ドル２１を介してスピンドル２１の先端に装着されたワ
ーク１を回転するワーク駆動モータである。２３はスラ
イダ２０を駆動してワーク１の曲率中心と旋回テーブル
１１の旋回中心とを一致させるためのワーク送り用ハン
ドル、２４はスライダ２０の動きを止めるロックねじで
ある。 ２５は定盤ｌＯに固定した工具側のベース、２６はベー
ス２５に固定したリニアガイドレール、２７はリニアガ
イドレール２６に搭載したスライダ、２８はスライダ２
７を直進に水平方向に摺動させる送りねじ、２９は送り
ねじ２８に取付けたハンドル、３０は送りねじ２８をベ
ース２５上で支持している軸受、３１はスライダ２７に
固定した軸受箱、３２は軸受箱３１に支持されて水平方
向に摺動するエアースライド軸、３３はスライド軸３２
に加重をかけるおもり（ｉｉｉｌりである。 おもり３３は、スライド軸３２の端部に突設したピン３
４に固定されて、軸受箱３１に取付けられた滑車３５に
巻回されたワイヤ３６の下端に取付けられ、自重により
スライド軸３２をワーク１の方向に定圧で押圧する作用
をする。３７はスライダ２７の動きを止めるロックねじ
である。 ３８はスライド軸３２の先端部分に装着され、ラップテ
ープ３９をワーク１に押付ける先端球状の工具（以下、
ノーズと称する）であり、そのラップテープ３９のワー
ク側の片側表面には研摩材が均一に塗布固着され、テー
プ３９の移動によりワーク１の表面に残った微小突起部
分を均一な研摩材で削り落して鏡面研摩する。４０はラ
ップテープ３９をワーク１とノーズ３８間に供給する研
摩材供給装置であり、テープ送り出しの供給リール４１
とテープ巻取りの巻取リール４２とを有する。 ２０１は研摩材供給装置４０をテープ供給方向と直角方
向に揺動させる揺動装置である。 次に、上方からの全体の装置外観を示す第２図において
、４３は旋回テーブル１１を旋回させる旋回テーブル駆
動モータ、４４はスライダ２０をスライドさせる送りね
じであり、この送りねじ４４にハンドル２３が取付けら
れている。４５は送りねじ４４を支持している軸受であ
る。４６はベース２５に取付けたスケール、４７はスケ
ール４６の原点を検出する原点スイッチ、４８はスライ
ド軸３２をスライドさせるスライド軸駆動モータ、４９
は軸受箱３１に固定したモータブラケット、５０は送り
ねじ、５１は送りねじ５０に取付けたストッパである。 以上の構成において、ワーク１は種々のサイズのものが
あり、スピンドル２１に着脱自由に取付けられるように
なっている。作業開始時には、作業者（操作者）は木口
の右側のハンドル２３を回してスケール４６の値を読み
ながら、スライダ２０をワーク１のサイズに合った位置
まで動かし、ロックねじ２４を締めてスライダ２０の動
きを固定する。 次に、作業者は木口の左側のハンドル２９を回して研摩
材供給装置（テープ送り装置）４０に取付けたノーズ３
８がワーク１の近くにくるまでスライダ２７をスライド
させ、ロックねじ３７でスライダ２７を固定する。 次に、作業者がスタートボタン（図示しない）を押下げ
ると、駆動モータ４８が起動して送りねじ５０を回転さ
せ、スライド軸３２をワーク１の方向にスライドさせる
。この時、軸受箱３１を空気静圧軸受にすることにより
、スライド軸３２の走り（動き）を高精度に制御できる
。このようにして、スライド軸３２に固定された研摩材
供給装置４０に取付けたノーズ３８をラップテープ３９
を間にはさんでワーク１に突き当てる。この時、ワーク
１にラップテープ３９の研摩材塗布面が当る。また、ス
ライド軸３２にはおもり３３が作用するのでノーズ３８
はワーク１に定圧で押圧することとなる。 続いて、駆動モータ２２を起動してワーク１を回転させ
、同時に後述の駆動モータによってラップテープ３９を
ノーズ３８の先端の曲面に沿って略垂直上方向に緊張走
行し、ラップテープ３９上の研摩材によりノーズ３８の
先端とワーク１が当っている部分の研摩が行われる。 この時、ラップテープ３９で研摩する量はワーク１をノ
ーズ３８が加圧する力と、その加圧時間、ワーク１の回
転数、ラップテープ３９の走行速度とラップテープ３９
に塗布された研摩材の種類によって変化する。そのワー
ク１をノーズ３８が加圧する力Ｆはおもり３３の重ＭＷ
によって調整できる。また、駆動モータ４３の速度を変
化させることにより、ワーク１のある角度にラップテー
プ３９を介してノーズ３８が接触している加圧時間Ｔを
調整できる。 また、ワーク１を部分的に研摩するために、駆動モータ
４３を駆動させて旋回テーブル１１を、ワーク１の研摩
したい部分にノーズ３８が当る位置（旋回角）まで比較
的高速で旋回させる。このときの旋回角はエンコーダ１
３で読み取る。また、旋回テーブル１１の軸受に、空気
静圧軸受を使用することにより高精度の回転制御が得ら
れる。 Ｂ、揺動装置の構成 第３２図は第１図における揺動装置２０１の一構成例を
示す。 同図において、２０２はＬ字型のブラケット、２０３ａ
および２０３ｂは板ばね、２０４および２０５はプレー
トである。一対の板ばね２０３ａ、　２０３ｂは所定間
隔あけて並べたプレート２０４　、２０５の両端面にボ
ルトにより固定されており、一方のプレート２０４はブ
ラケット２０２にボルトで固定されている。 ２０６は他方のプレート２０５の一端に取り付けたプラ
ンジャーピン、２０７はブラケット２０２の側面にプラ
ンジャーピン２０６とほぼ同一方向に取り付けられたモ
ータ（揺動モータ）　、２０８はモータ２０７のシャフ
トに取付けられた円筒カムである。その円筒カム２０８
のカム面２０８ａにはプランジャーピン２０６の先端が
当接しており、モータ２０７により円筒カム２０８を回
転させることにより、プランジャーピン２０６を介して
プレート２０５にラップテープ３９の供給方向と直角方
向の往復動（すなわち揺動）を行なわせる。 以上の構成からなる揺動装置２０１のブラケット２０２
はスライド軸３２の端面に固定され、またプレート２０
５には研摩材供給装置４０のブラケット６２がブラケッ
トプレート６２ａを介して固定されている。ブラケット
６２の先端には研摩工具であるノーズ３８が取付けられ
ている。すなわち、これによりノーズ３８を含む研摩材
供給装置４０は揺動装置２０１により揺動可能にスライ
ド軸３２に取り付けられていることとなる。 よって、モータ２０７により円筒カム２０８を回転させ
ると、カム面２０８ａに当接したプランジャーピン２０
６を介してプレート２０５が揺動運動を行なう結果、ノ
ーズ３８に本図の矢印ｆの方向への揺動運動を行なわせ
ることができる。 Ｃ８研摩材供給装置の構成 第３図〜第８図は、本発明を適用した研摩材供給装置４
０の一実施例の構成を示し、第３図は正面図、第４図は
右側面図、第５図は平面図、第６図は第３図のＡ−＾断
面、第７図は第３図のＢ−８断面および第８図は第３図
のＣ−Ｃ断面を示す。 第３図において、５５〜６０はガイドコロであり、供給
リール４１から供給されるラップテープ３９はガイドコ
ロ５５〜６０および回転駆動されるゴム輪６１の順に巻
回されて送られ、最後に巻取リーム４２で巻取られる。 ガイドコロ５５．５６，５８．６０はコロ軸５５ａ、５
６ａ。 ５８ａ、６０ａを介してブラケット６２に回転自由に固
定されているが、ガイドコロ５７はアーム６３を介して
支持！Ｔｈｋ６４を中心に自重により本図実線の位置か
ら本図破線の位置まで移動可能に支持されてあり、上下
のストッパ６５．　［ｉ６により上方と下方への移動範
囲を制限されている。 ラップテープ３９が供給リール４１にほとんど残り少な
くなったり、ガイドコロ等からはずれたりすると、ラッ
プテープ３９の張力が低下するのでガイドコロ５７は自
重によりただちに降下し、マイクロスイッチ６７はこの
ガイドコロ５７の降下を検出棒６８を介して検出する。 ６９はラップテープ３９に適切な張力を与えるテンショ
ンコロであり、７０はテンションコロ６９を支持するテ
ンションアーム、７１はテンションアーム７０を引張る
引張ばね、７２はテンションアーム７０を回転自在に支
持する支持軸、７３は引張ばネ７１のばね支持軸である
。テンションアーム７０は引張ばね７１に付勢されて、
テンションコロ６９をゴム輪６１に押し付け、テンショ
ンコロ６９とゴム輪６１間を走行するラップテープ３９
に適切な張力を与える。 ７４はラップテープ３９がノーズ３８からはずれるのを
防止するスリーブであり、ラップテープ３９はスリーブ
７４の内側を通ってノーズ３８の先端で反転し、再びス
リーブ７４の内側を通ってガイドコロ５９へ行く。７５
は巻取リール４２に回転力を伝えるベルトである。 次に、第４図において、７６は巻取リール４２とゴム輪
６１を駆動するリール駆動モータ、７７ａと７７ｂは駆
動モータ７６の回転をプーリー軸７８に伝える一対の傘
歯車、７９ａと７９ｂはプーリー軸７８の軸受であり、
プーリーＩｄ１７８に上述のゴム輪６１が固定されてい
る。８０は従動側のプーリー軸であり、ベルト７５を介
して原動側のプーリー軸７８から駆動力が伝達される。 ８１はプーリー軸８０の軸受、８２はプーリー１１ｉｔ
ｈ８０の止め輪、８３は巻取リール４２の両側面に配設
したスラストワッシャ、８４は巻取リール４２の軸受、
８５は巻取リール４２の押え座金、８６は圧縮ばね、８
７は圧縮ばね８６を介して巻取リール４２をプーリー＠
８０に固定する押えねじである。 第５図において、８８は供給リール４２の支持軸であり
、ブラケット６２に固定される。８９〜９３の部材は供
給リール４２の着脱等に用いられるもので、８９はスラ
ストワッシャ、９０は軸受、９１は押え座金、９２は圧
縮ばね、９３は押えねじである。 第６図はアーム６３の近傍の構造を示し、ここで９４は
ガイドコロ５７のコロ軸５７ａに設けた軸受、９５はガ
イドコロ５７のぬけ落ちを防止する止め輪であり、ガイ
ドコロ５７の周面にはラップテープ３９を案内する溝部
（ガイド溝）５７ｂが形成されている。９６はガイドコ
ロ５７を取付けたアーム６３を回転自由に支持する軸受
であり、支持軸６４に取付けられて、止め輪９７により
ぬけ止めされている。 第７図はテンションアーム７０の近傍の構造を示し、こ
こで９８は支持Ｉｉ［１１７２に取付けた止め輪、９９
はテンションアーム７０に取付けた圧縮ばね、１００は
圧縮ばね９９の止め輪、１０１はテンションコロ６９の
止−め輪、１０２はテンションコロ６９の止めピン、１
０３はストッパ軸である。 また、第８図はガイドコロ６０の近傍の構造を示す。こ
こで１０４はガイドコロ６０の軸受、１０５は止め輪で
あり、ガイドコロ６０はコロ軸６０ａによりブラケット
６２に回転自由に固定される。ガイドコロ６０の周面に
はラップテープ３９を案内する溝部（ガイド溝）６０ｂ
が形成されている。第３図に示す他の固定のガイドコロ
５５．５６，５８．５９も第８図のガイドコロ６０とほ
ぼ同様の構造をしている。 第１図および第３２図に示すように、研摩材供給装置（
テープ送り９董）４０は、そのブラケット６２が揺動装
置２０１を介してスライド軸３２に取付けられ、スライ
ド軸３２のスライドによりノーズ３８と一体に動く。第
３図および第４図に示すように供給リール４２に巻かれ
ていたラップテープ３９はガイドコロ５５，５６，５７
，５８　、ノーズ３８の先端部、ガイドコロ５９．６０
の順で通り、プーリー軸７８に取付けられたゴム輪６１
とテンションコロ６９にはさまれ、回転する巻取リール
１４に巻かれていく。 このとき、プーリー軸７８は歯車７７ａ、７８ｂを介し
て駆動モータ７６により回転し、ゴム輪６１を回転させ
る。駆動モータ７６の回転数は任意に変えることができ
、これによりラップテープ３９の走行速度を可変にでき
る。 プーリー軸７８が回転すると、ベルト７５を介してプー
リー軸８０が回転し、回転したプーリー軸８０はスラス
トワッシャ８３の摩擦力によって巻取リール４１を回転
させる。スラストワッシャ８３の摩擦力は押えねじ８７
の位置により調整でき、押えねじ８７によりたわませた
圧縮ばね８０の付勢力によりスラストワッシャ８３の摩
擦力を生じさせている。 巻取り−ル４１に巻取られたラップテープ３９はしだい
に巻取径を増し、巻取速度が早くなってゴム輪６１で走
行させているテープ速度よりも早くな°ってしまうので
、プーリー＠８０と巻取り−ル４１とがスラストワッシ
ャ８３を介して滑るようにしてあり、これによりラップ
テープ３９の走行速度を常に一定に保つように構成しで
ある。また、テンションコロ６９のゴム輪６１に押付け
る力は引張ばね７１によって行われ、その押付ける力は
テンションアーム７０の引張ばね７１を引っかける穴位
置を変えることにより変えられる。 ノーズ３８には後述のようにラップテープ３９がはずれ
ない様にテープ案内溝が切ってあり、そのノーズ３８の
先端部の形状はワーク１の微小部分の研摩が可能なよう
に球状に加工してあって、ワーク１と点で当るようにな
っている。また、ノーズ３８の外周には円筒状のスリー
ブ７４が嵌着されており、ラップテープ３９はスリーブ
７４とノーズ３８の上下の溝間を通って送られるのでラ
ップテープ３９はノーズ３８からはずれない。 また、ガイドコロ５７はアーム６３に取付けられていて
、ラップテープ３９の張力により支えられている。供給
リール４２に巻かれていたラップテープ３９は上述のよ
うに巻取り−ル４１によって巻取られて行き、最後にラ
ップテープ３９が供給リール４２からはずれてラップテ
ープ３９の張力が低下するので、ガイドコロ５７を支え
切れなくなり、ガイドコロ５７が下端方向へ下がる。ガ
イドコロ５７が下がるとただちにマイクロスイッチδ７
が作動し、駆動モータ７６を停止してラップテープ３９
の走行を止める。 一方、供給リール４２は第５図に示すように、スラスト
ワッシャ８９の摩擦力によりブレーキがかけられ、ラッ
プテープ３９に張力を与えている。スラストワッシャ８
９の摩擦力は押えねじ９３を調整して圧縮ばね９２をた
わませ、そのばね力により与えられる。 研摩材供給装置４０を長期間保管する時に、テンション
コロ６９をゴム輪６１に押えつけたままにしておくと、
ゴム輪６１が変形して加工時にラップテープ３９の走行
が不安定になるので、ブラケット６２に開けた穴にスト
ッパ軸１０３を入れてテンションコロ６９を固定し、テ
ンションコロ６９がゴム輪６１と離れるようにしている
（第７図参照）。 Ｄ、ノーズ（加工工具）の構成 第９図〜第１８図は、本発明実施例のノーズ３８の構成
例を示す。 第９図は研摩加工時のノーズ３８部分の縦断面、第１θ
図は第９図のＸ−Ｘ断面、第１１図はノーズ３８のみの
縦断面、第１２図はその右側面を示す。第９図〜第１２
図において、３８ａはラップテープ３９の走行方向に沿
って成形したノーズ３８のテープ案内溝、３８ｂはノー
ズ３８の先端部の球状部分（凸状曲面）である。 また、ノーズ３８の溝部３８ａの位置で、溝部３８ａを
覆う円筒形のスリーブ７４が嵌着されている。ラップテ
ープ３９はガイドコロ５８に案内されてノーズ３８の下
側の溝部３８ａとスリーブ７４の間に入り、ノーズ３８
の露出した球状先端３８ｂを通ってノーズ３８の上側の
溝部３８ａとスリーブ７４の間に再び入り、ガイドコロ
５９に導かれる。このように、スリーブ７４が溝部３８
ａを覆っているので、ラップテープ３９は正確に案内さ
れてはずれることがない、また、ノーズ３８の先端部分
３８ｂは球状なので、ワーク１と点で当り、ワーク１の
微小部分の研摩が可能となる。 ノーズ３８の先端形状は、正しい加工位置へ圧力を作用
させる為に高い形状精度が要求されるが、特に本発明実
施例では高精度の真球度が要求される。しかし、第９図
〜第１２図に示すような一体形状のノーズ３８では先端
部３８ｂの球面の加工が難しく、高精度の球面を得にく
い。 第１３図〜第１８図は、ノーズ３８の先端部分に別体の
鋼球１０６を取付けて高精度の球面を得るようにした実
施例を示す、鋼球１０６は要求される高い真球度のもの
が容易に手に入り、例えば市販の鋼球（例えばベアリン
グ球）も用いることができる。 この鋼球１０６を接着剤等によりノーズ本体３８ｃの先
端に固着して取付け、ノーズ本体３８と鋼球１０６の上
面と下面にテープ案内溝ＩＱ６ａを形成する。ワーク１
の加工量が多い場合には第１３図〜第１６図の実施例に
示すような比較的大径の鋼球１０Ｂを用いて研摩量を多
くし、小径ワークの如き加工量が少ない場合には第１７
図・第１８図に示すように比較的小径の鋼球１０８を用
いると良い。 Ｅ、加工原理 第１９図〜第２１図は本発明実施例の加工原理を示す。 第１９図に示すように、ラップテープ３９の研摩材が塗
布された面をワーク１側にして、ワーク１の研摩したい
部分にノーズ３８の先端をラップテープ３９をはさんで
押し当て、ワーク１を矢印時計方向に回転し、ラップテ
ープ３９を上方向に走行すると、そのノーズ３８が当っ
たワーク１の部分が研摩される。 ラップテープ３９上の研摩材は均一に塗布できるので、
従来の浮遊砥粒のような問題は生ぜず、研摩量を一定に
することができる。また、ラップテープ３９の走行によ
り研摩中はワーク１に対して常に新しい研摩材が供給さ
れるので、研摩材の目づまりは生ぜず、常に理想的な切
れ刃により加工面が研摩されるので研摩量が安定化し、
高精度な鏡面仕上げが得られる。 また、工具（ノーズ）３８自体は回転させないので、工
具の回転ぶれによる問題は生ぜず、かつノーズ３８の先
端を真球面にしたので、ワークｌにノーズ３８が点で当
り、極めて微小範囲の部分研摩を高精度にできる。さら
に、ノーズ３８をワークｌに押し当てる定圧力はおもり
３３によって調整されるので、最適な加工圧でワーク１
を研摩することができ、加工量を安定化できる。 ここで、ラップテープ３９により研摩される研摩量は、
上述のように、ワーク１の回転数とラップテープ３９の
走行速度、ラップテープ３９に塗布された研摩材の種類
およびノーズ３８のワーク１に押し当てる加圧力と加圧
時間で定まる。 従って、第２０図に示すように、ワーク１が速度ｖ２で
等速回転され、ラップテープ３９が速度Ｖ。 で等速走行し、ノーズ３８のワーク１に押当てる加圧力
Ｆがおもり３３により一定圧に調整され、ラップテープ
２０の研摩材の種類が一定であるとすれば、ノーズ３８
がワーク１に押し当てる加圧時間を調整制御することに
より、研摩される全を適切に制御して高精度の鏡面研摩
を得ることができることがわかる。 だが、ワーク１上の微小突起部分１０７は一般に大／ｊ
）さまざまであり、その位置も第２１図に示すようにば
らついているので、実際には研摩する突起部分１０７の
位置と大きさを予め測定し、その測定した位置にワーク
１を移動してノーズ３８を押し当て、突起１０７の大き
さに応じてその押し当てる加圧時間を増減する必要があ
る。 このワーク１の移動は旋回テーブル１１の旋回角度を駆
動モータ４３で制御することにより達成され、加圧時間
は旋回テーブル１１の旋回速度を可変制御することによ
り達成される。また、上述の加工量と旋回速度は逆比例
の関係にあることが実験によっても確認されている。 また、揺動装置２０１によりラップテープ３９をワーク
１の加工面に揺動接触させて研摩加工を行なうと、その
加工時にワーク１の加工面に生ずる微小な段差の傾斜を
滑らかにすることができるので、良好な加工面形状を得
ることができる。 例えば、前述した加工原理によると、ラップテープ３９
を揺動させない場合は第３３図（八）に示すように、ワ
ーク１の加工面の加工部分ｍには段差りが生じ、その境
界部の傾斜Ｓは急になっている。ところが、ラップテー
プ３９を揺動させつつ、接触させて研摩加工を行なうと
、同図（０）に示すように境界部の傾斜Ｓ′はゆるくな
り、加工面ｍ′　と非加工面Ｐとが滑らかにつながり、
良好な面形状を示す。 本発明による上述の作用を実際の加工例を用いてさらに
詳しく説明する。第３４図（Ａ）　、　（Ｂ）は研摩加
工を行なったワーク１の加工面の干渉縞を示す、同図（
Ａ）　、　（Ｂ）は第３５図に示す断面形状のワーク１
の球面部を第１表に示す条件で、第３６図のように加工
した場合の球面部の干渉縞の写真を模写した図である。 本実施例の揺動装置２０１を使用せずに研摩加工したワ
ーク１ａの干渉縞写真の模写図である第３４図（Ａ）で
は、加工部（ｍ）非加工部分（Ｐ）　　との境界がはっ
きりしており傾斜（Ｓ）が急であることがわかる。一方
、＋Ｉ動装Ｆａ　２　Ｑ　ｌを使用して研摩加工したワ
ーク１ｂの干渉縞写真の模写図である第３４図（Ｂ）で
は、加工部分（ｍ）　と非加工部分（Ｐ）との境界（Ｓ
′）がはっきりせず、加工面と非加工面とが滑らかに連
続していることがわかる。尚、第３４図（Ａ）　、　（
Ｂ）におけるワーク１の段差りは約０．０２μｍ程度で
ある。 Ｆ、制御９音の構成 第２２図は本発明実施例の制御系の回路構成例を示す。 本図において、１１０は制御用コンピュータであり、メ
モリ１１１　に予め格納した第２３図に示すような制御
手順に従フて、本発明に係る加工制御を司る。 １１２はワーク１を回転する駆動モータ２２を駆動制御
するワーク軸モータドライバ（駆動回路）、ｌ１３はラ
ップテープ３９を送る駆動モータ７６を駆動制御するテ
ープ送りモータドライバ：　１１４はノーズ３８をスラ
イド軸３２を介して送る駆動モータ４８を駆動制御する
ノーズ送りモータドライバ、２２１は揺動モータ２０７
を駆動制御する揺動モータドライバであり、これらのモ
ータドライバ１１２〜１１４および２２１は制御コンピ
ュータ１１０の指令信号（制御信号）に応じて対応する
モータの回転を制御する。 １１５は旋回テーブル１１の旋回角を検知するエンコー
ダ１３からの出力を人力して、旋回軸角度データを制御
用コンピュータ１１０に送出する旋回軸角度検出器、２
１１は後述の第２４図の非接触測定器１２１の出力を人
力する測定器人力インタフェースである。１１８は旋回
テーブル１１を回転（旋回）させる駆動モータ４３を駆
動制御する旋回軸モータドライバである。 １１７はメインコンピュータ１１８から供給される後述
のような加ニブログラムを入力する加ニブログラム入力
部であり、加ニブログラムは旋回テーブル１１の旋回角
度と旋回速度の組合せデータから成る。　１１９はフロ
ッピーディスク（ＦＤ）１２０を駆動制御するＦＤドラ
イバである。 次に、第２３図のフローチャートを参照して１、本発明
実施例の制御動作例を説明する。 まず、ワーク１を部分修正する前に、制御コンピュータ
１１０は修正用プログラム（加ニブログラム）を加ニブ
ログラム人力部１１７から入力し、メモリ１１１の所定
領域に格納する（ステップＳｌ）。 次に、作業者はハンドル２９を回してワーク１の曲率中
心を旋回テーブル１１の旋回中心に合致させるが、この
合致を制御コンピュータ１１０が確認したら（ステップ
Ｓ２）、次に制御コンピュータ１１０はメモリ１１１に
記憶した修正用プログラムに基づいて旋回軸モータドラ
イバ１１６に指令を出して駆動モータ４３を作動させ、
ワーク１の修正部分まで旋回テーブル１１を旋回させる
（ステップＳ３）。 続いて制御用コンピュータ１１０はワーク軸モータドラ
イバ１１２に指令を出して駆動モータ２２を作動させ、
ワーク１を回転させるとともに、またテープ送りモータ
ドライバ１１３に指令を出して駆動モータ７６を作動さ
せ、ラップテープ３９を走行さ−せ、また揺動モーター
ドライバ２２１に指令を出して揺動モータ２０７を作動
させる（ステップＳ　４．　）。 次に、制御用コンピュータ１１０はノーズ送りモータド
ライバ１１４に指令を出して駆動モータ４８を作動させ
、ノーズ３８をワーク１にラップテープ３９を間にはさ
んだ状態で突き当て停止する（ステップＳ５）。 続いて、制御用コンピュータ１１０はメモリ１１１に記
ｔ９された修正用プログラムに基づいて旋回軸モータド
ライバ１１６に旋回速度指令を与えてモータ４３を作動
し、エンコーダ１３から旋回角度データを旋回角度検出
器１１５を介して入力する（ステップＳ６）。 続いて、制御用コンピュータ１１０はメモリ１１１に記
憶された修正用プログラムに基づいて、検出旋回角度に
対応した旋回速度を旋回軸モータドライバ１１６に出力
し、モータ４３の旋回速度を制御する（ステップＳ７）
。 上述のステップＳ６．Ｓ７の制御動作を、工、ンコ一ダ
１３の検出値が修正用プログラムに記憶された所定の終
了角度に達するまで順次縁り返し、エンコーダ１３で検
出された検出旋回角度が上述の所定の終了角度に到達し
たら（ステップＳ８）、制御コンピュータ１１０はノー
ズ送りモータドライバ１１４に指令を出して駆動モータ
４８を作動して、ラップテープ３９をワーク１から離し
くステップＳ９）、ワーク軸モータドライバ１１２とテ
ープ送りモータドライバ１１３　と揺動モータドライバ
２２１　とに指令を出して駆動モータ２２゜２０７およ
び７６を停止させ、ひとつの部分の修正研摩を終了する
（ステップＳＩＯ）。 修正プログラムのデータの全てが完了しないとき、すな
わちワーク１の他の部分も修正研摩するときには、上述
のステップＳ３に戻り、ステップＳ３からＳＩＯまでの
処理を修正プログラムが完了するまで繰り返す（ステッ
プ５ｌｌ）。 Ｇ、加工量測定手段の構成 第１図に示した本発明実施例装置に非接触測定器を設け
ることにより、研摩加工の加工前後の加工量測定手段（
装置）としても簡単に使用（共用）できることを第２４
図に示す。 第２４図において、１２１は非接触測定器であり、非接
触電気マイクロメータ、レーザ測距計、光学スケール等
の一般的な非接触型の測定器を用いることができる。こ
の非接触測定器１２１の取付位置は、ノーズ３８と一体
に変位するスライド軸３２の変位が測定できる位置であ
ればどこででも良く、例えば木口のようにスライド軸３
２の後方に配置される。１２２は非接触測定器１２１を
取付位置に固定する位置調整可能なスタンド、１２３は
非接触測定器１２１の出力信号を増幅して表示すること
の可能な測定メータである。 非接触測定器１２１の測定データは増幅処理された後、
デジタル信号に変換され、第２２図の制御用コンピュー
タ１１０に送られてＩＡ埋される。 その他の構成部分は第１図の実施例と同様なので、その
詳細な説明は省略する。 以上の構成において、ワーク（加工物）１の加工面にラ
ップテープ（テープ状研摩部材）３９を押圧して研削・
研摩する上述のノーズ（押圧部材）３８から、そのラッ
プテープ３９を取り外し、ノーズ３８を加工量測定手段
の測定子としてワーク１に直接接触させる。 ノーズ３８をワーク１に直接接触させた後、旋回テーブ
ル１１の旋回角を原点位置にセットし、軸受箱３１をロ
ックねじ３７で固定し、旋回テーブル１１を回転する。 このように、ノーズ３８をワーク１に直接接触させた後
、ワーク１を旋回させれば、ノーズ３８はおもり３３の
押圧力によりスライド軸３２を介して一定圧でワーク１
に接触しているので、第２５図に示すように、ワーク１
の表面の形状および微細な凹凸に追従して変位し、ノー
ズ３８が取付けられているスライド軸３２も同時にノー
ズ３８と一体に変位する。 どのスライド軸３２の変位を非接触測定器１２１で所定
ピッチで測定し、制御用コンピュータ１１０へ出力する
。制御用コンピュータ１１０はその測定器１２１の測定
データとエンコーダ１３から得られる旋回テーブル１１
の旋回角度データとをメモリー１１に一旦記憶した後、
ワーク１の設計データ（理想値）との差（誤差）を求め
て修正加工量とその加工位置からなる修正データを作成
する。 特に、本実施例では、スライド軸３２が軸受箱３１の空
気軸受に支持され、おもり３３により適切な一定の接触
圧が与えられ、かつノーズ３８の先端が点接触の球状に
形成されているので、極めて追従性が良く、ワーク１の
表面の微細な凹凸変化も非接触測定器１２１により、例
えば□□μｍの単位で極めて精密に測定することができ
る。 また、このように、本実施例では、工具である抑圧部材
を測定子としても共用できるので、高価な専用測定装置
を用いる必要がなくなり、またワーク１のセット調整に
よる問題（セツティングずれ）が生じない利点があり、
かつ測定後、ただちに修正研削・研摩加工が行えるので
加工処理の大幅な短縮となる。さらに、測定から修正加
工まで全自動化が可能になるので操作作業が大幅に減少
し、製造コストダウンが達成で幹る。 Ｈ１加工データ作成手段の構成 第２６図は第１図に示すような部分修正研摩装置に供さ
れる加工データ（修正用プログラム）を作成する加工デ
ータ作成手段の構成例を示す、本図において、１３１は
測定データと後述の理想曲線（データ）とから誤差曲線
（データ）を出力する測定器、１３２はその理想曲線を
測定器１３１°に与えるフロッピーディスク（ＦＤ）で
ある。 １３３は測定器１３１からの誤差曲線と後述の切削量曲
線（データ）とから加工データを出力する自動プログラ
マ、１３４はその切削量曲線を自動プログラマ１３３に
与えるフロッピーディスク、Ｈ５は自動プログラマ１３
３から得られる加工データを修正用プログラムとして入
力し、部分修正研摩加工を行う第１図に示すような加工
機である。 測定器１３１は例えば第２４図の非接触電気マイクロメ
ータ１２１の如き変位測定手段と、第２２図の制御用コ
ンピュータまたはメインコンピュータ１１８の如き演算
制御手段等からなり、第２２図のメモリ１１１の如き記
憶手段に予め格納された第２９図に示すような処理手順
に従って、第２７図（Ａ）に示すような旋回角θとワー
ク１の球面からの偏差で示されるワーク１の測定値と、
フロッピーディスク１３２に記憶されている理想曲線（
設計曲線）との偏差γとから、第２７図（Ｂ）に示すよ
うなγ−θ方式で表わした誤差曲線を演算出力する。 自動プログラマ１３３は例えば第２２図のメインコンピ
ュータ１１８の如き演算制御手段等からなり、測定器１
３１から供給される第２７図（Ｂ）に示すような誤差曲
線と、フロッピーディスク１３４に記憶されている第２
７図（Ｃ）　に示すような切削量曲線とから、第３０図
に示すような処理手順に従って第２７図（Ｄ）に示すよ
うな加工データを出力する。 ′ｆＳ２７図（Ｃ）は、旋回テーブル１１を一定速度で
旋回させた時の旋回角θと切削量との関係を表わす切削
量曲線を示す、旋回角θが乎（原点）に近い時には、ノ
ーズ３８は回転するワーク１の中心近傍に位置し、旋回
角θが増大するにつれて、ノーズ３８はワーク１の外周
方向に向って相対的に駆動するので、回転するワーク１
０周速度は中心はど低下し、旋回速度が一定ならば、旋
回角θの増大に応じて加工量が減少すること′を第２７
図（Ｃ）は示している。また、切削量は旋回速度が速く
なれば少なくなり、遅くなれば多くなるので、第２７図
（Ｃ）の破線の曲線で示すＪうに、切削量は旋回速度に
反比例する関係となる。 そのため自動プログラマ−３３では誤差曲線と切削量曲
線とを所定のピッチで（同一旋回角で）比較し、部分修
正加工時の各旋回角度に対する旋回速度を算出する。例
えば、ある旋回角ｅ１において、誤差が５μｍ、一定旋
回速度ｖ０での切削量が１μｍであるとすると、加工時
のＯ 旋回速度ＶはＶ；−となる。また、実際の修正加工部分
はワーク１上にランダムに散乱していると考えられるの
で、加工機１３５に与えられる加工データは第２８図に
示すように、ある旋回角度間を算出した旋回速度で旋回
する旨を指示する内容となる。 加工機１３５は加工データを修正用プログラムとして入
力し、第３１図に示すようなＩＩＪ御手順、または上述
した第２３図に示すような制御手順に従って、ワーク１
の部分修正研摩加工を実行する。 次に、第２９図のフローチャートを参照して上述の測定
器１３１の動作例を詳述する。 上述の第２４図に示すように、非接触測定器（例えば、
非接触電気マイクロメータ）１２１をスライド軸３２の
後方に配置し、ワーク１をスピンドル２１に取付けて、
ハンドル２９の操作によりワーク１の曲率中心と旋回テ
ーブル１１の旋回中心とを合致させ、ノーズ３８からラ
ップテープ３９を取除いてハンドル２９の操作によりノ
ーズ３８をワーク１に近づけて軸受箱３１をロックナツ
ト３７で固定する。また、おもり３３は適切な接触圧と
なるものが選択される。 操作者は以上の準備作業が完了したら、図示しない操作
卓上の測定開始ボタンを押し下げる。このボタンの押し
下げにより、第２９図の制御手順が開始される。 まず、測定開始指示に応じて、制御用コンピュータ１１
０は旋回軸モータドライバ１１６を介して１勤モータ４
３を起動し、旋回テーブル１１の旋回角を原点Ｏ°にす
る。この原点位置は原点スイッチ１６（第１図参照）に
より検出される（ステップ５２１）。 次いで、制御用コンピュータ１１０はノーズ送りそ一タ
ドライバ１１４を介して駆動モータ４８を起動し、スラ
イド軸３２を前進してノーズ（以下、接触子と称する）
３８とワーク１とを直接接触させる（ステップ５２２）
　。 続いて、制御用コンピュータ１１０はスライド軸３２の
現在位置を零にセットしくステップ５２３）、旋回軸モ
ータドライバ１１６に駆動信号を出力して旋回テーブル
１１およびそのテーブルの歯車１２を一定速度で回転し
ながら（ステップ５２４）、一定ピツチ角度（旋回角度
）毎にスライド軸３２の位置を非接触測定器１２１から
入力して、メモリ１１１に順次記憶しくステップ５２５
）、これらのステップＳ２４および５２５の処工里を旋
回テーブル１１の終了角度になるまで繰り返す（ステッ
プ５２６）、旋回テーブル１１１の旋回角はエンコーダ
１３で検知される。 これにより、メモリ１１１には第２７図（Ａ）　　に示
すような測定値曲線のデータが格納される。 検出旋回角度が旋回テーブル１１１の所定終了角度に達
したら、制御用コンピュータ１１０はノーズ送すモータ
ドライバ１１４に指令信号を出力して駆動モータ４８を
逆回転させ、これによりスライドＮ３２を後退させて接
触子３８をワーク１．６）ら離しくステップ５２７）、
続いてメモリ１１１　に格納した上述の測定データＤ１
からフロッピーディスク１３２の理想曲線（理想値デー
タ）Ｄ２を減算した値（ＤＩ−０２）を誤差値γ（θ）
とする計算を旋回角θのピッチ角度毎に行い（ステップ
５２８）、その計算結果を誤差曲線（データ）として順
次フロッピーディスク１１２に書き込む（ステップ５２
９）　。 次に、第３０図のフローチャートを参照して上述の自動
プログラマ１３３の動作例を詳述する。 まず、制御用コンピュータ１１０（またはメインコンピ
ュータ１１８）は、ＦＤドライバ１１９を介してフロッ
ピーディスク１１２から誤差曲線（測定データ）を読み
込み、メモリ１１１に格納する。また、フロッピーディ
スク１１３から切削量曲線（切削量データ）を読み込み
、メモリ１１１に格納する（ステップ５３１）。 次に、上述の切削量データ（切削量曲線）と測定データ
（誤差曲線）とから旋回角度毎の切削時間を算出しくス
テップ５３２）、算出した切削時間の逆数から該当旋回
角度毎の旋回速度を計算しくステップ５３３）、その計
算結果を加工データとしてフロッピーディスク１２０に
記憶する（ステップ５３４）。 第３１図は上述の゛加工機１３５の動作例を示すが、上
述の第２３図の制御手順とほぼ同様なのでその詳細な説
明は省略する−０ なお、上述の本発明実施例では、ワーク１の加工面の突
出部分を研削・研摩により取除く場合に、第２０図に示
すように、ラップテープ３９の速度ｖ１を一定にして研
摩量（研削量）に反比例してワーク１の速度（本例では
旋回速度）Ｖ２を制御しているが、本発明はこれに限定
されず、例えばワーク１の速度ｖ２の方を一定にしてラ
ップテープ３９の速度Ｖ、を研摩４７ＩＣ研削量）に比
例して制御するようにしてもよく、またその両方の制御
を組み合せてもよい。 ■、加圧手段の構成 研摩材供給装置を備えた研摩装置の工具に加工物方向の
加工圧力を作用せる手段としては、本発明実施例ではお
もり３３を用い、第１図および第２図に示すように、研
摩材供給装置４０を取付けたスライド軸３２を軸受箱３
１の静圧空気軸受により静圧支持し、かつスライド軸３
２に一端を接続したワイヤ３６を介しておもり３３の自
重によリノーズ（工具）３８に一定の加圧力を作用させ
るようにしている。 このように、おもり３３で加工圧を作用させているので
、スライド軸３２の移動に伴う加工圧力の変化がない、
また、スライド！１Ｉｈ３２を静圧支持しているので、
掻く滑らかにノーズ３８がワーク１の研摩面の形状にト
レースする。また、ラップテープ３９のワーク１への押
圧力が常に一定であるので、安定した研摩が行える。 さらに、第２４図に示すように、研摩量測定手段として
用いる場合にも、加圧手段による上述と同様な理由によ
り、極めて高精度な測定データが得られる。 なお、本発明は研削装置にも適用できるのは勿論である
。 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、回転する加工物
加工面と揺動する研摩工具との間に研摩材付テープを供
給走行し、テープを研摩工具により加工物加工面に揺動
させながら定圧で押し付けるようにしたので、均一な新
しい研摩材が常に供給されて研摩量が極めて安定し、こ
れにより、例えば光学鏡面を加工する際の部分的な形状
誤差を除去しつつ研摩する部分修正研摩において加工精
度を向上させることができ、また、部分的に修正を行な
った際に生ずる加工面と非加工面との段差を滑らかにし
、良好な加工面形状を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した研摩装置の全体の構成例を示
す正面図、 第２図はその平面図、 第３図は第１図の研摩材供給装置の全体の構成例を示す
正面図、 第４図はその右側面図、 第５図はその正面図、 第６図は第３図の＾−Ａ切断線と沿う断面図、第７図は
第３図の８−’Ｂ切断線に沿う断面図、第８図は第３図
のＣ−Ｃ切断線に沿う断面図、第９図は第１図のノーズ
（研摩工具）の部分の構成例を示す縦断面図、 第１０図は第９図のＸ−Ｘ切断線に沿う横断面図、第１
１図は第９図のノーズのみの構成を示す縦断面図、 第１２図は第１１図のノーズの右側面図、第１３図はノ
ーズの他の実施例を示す縦断面図、第１４図は第一１３
図のノーズの右側面図、第１５図はノーズの変形例を示
す縦断面図、第１６図は第１５図のノーズの右側面図、
第１７図はノーズのさらに他の変形例を示す縦断面図、 第１８図は第１７図のノーズの右側面図、第１９図は本
発明実施例の加工原理を示す要部斜視図、 第２０図は本発明実施例の加工原理を示す模式第２１図
は第１９図のＹ−Ｙ切断線に沿う断面図、第２２図は本
発明実施例の制御系の回路構成例を示すブロック図、 第２３図は本発明実施例の加工時の制御動作例を示すフ
ローチャート、 第２４図は研摩装置を研摩量測定手段として共用する場
合の本発明実施例の構成を示す正面図、第２５図は第２
４図の測定時のノーズ部分を示す水平方向の断面図、 第２６図は加工データ作成システムの本発明実施例の構
成を示すブロック図、 第２７図（Ａ）〜（Ｄ）は第２６図の実施例における出
力データの特性を示す線図、 第２８図は第２６図の加工データの具体例を示す説明図
、 第２９図は第２６図の測定器の動作例を示すフローチャ
ート、 第３０図は第２６図の自動プログラマの動作例を示すフ
ローチャート、 第３１図は第２６図の加工機の動作例を示すフローチャ
ート、 第３２図は第１図の揺動装置の構成を示す平面図、 第３３図は揺動装置を用いた加工の作用を示す説明図、 第３４図は加工面の干渉縞を示す干渉計の写真を模写し
た図、 第３５図は揺動装置の加工例を示すためのワークの形状
を示す断面図、 第３６図は第３５図のワークの加工範囲を説明するため
の断面図、 第３７図は従来装置の構成を示す要部正面図である。 １・・・ワーク、 １１・・・旋回テーブル、 １３・・・エンコーダ、 １６・・・原点スイッチ、 ２０・・・スライダ、 ２１・・・スピンドル、 ２２・・・ワーク駆動モータ、 ２３・・・ハンドル、 ２４・・・ロックねじ、 ２７・・・スライダ、 ２８・・・送りねじ、 ２９・・・ハンドル、 ３０・・・軸受箱、 ３２・・・スライド軸、 ３３・・・おもり、 ３７・・・ロックねじ、 ３８・・・ノーズ（接触子）、 ３９・・・ラップテープ、 ４０・・・研摩材供給装置、 ４１・・・供給リール、 ４２・・・巻取リール、 ４３・・・旋回テーブル駆動モータ、 ４６・・・スケール、 ４７・・・原点スイッチ、 ４８・・・スライド軸駆動モータ、 ５５〜６０・・・ガイドコロ、 ６１・・・ゴム輪、 ６３・・・アーム、 ６７・・・マイクロスイッチ、 ６９・・・テンションコロ、 ７０・・・テンションアーム、 ７６・・・リール駆動モータ、 ８３・・・スラストワッシャ、 ８９・・・スラストワッシャ、 １０６°・・・鋼球、 １１０・・・制御用コンピュータ、 １１１−・・メモリ、 １１２〜１１４．１１６・・・モータドライバ、１１７
・・・加ニブログラム入力部、 １２１・・・非接触測定器、 １３１・・・測定器、 １３３・・・自動プログラマ、 １３５・・・加工機、 ２０１・・・揺動装置、 ２０７・・・揺動モータ、 ２２１・・・揺動モータドライバ。 ロ ｎ 、へ 、へ 、） １ト ロ　　　　　４ （１’）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　（’）滌　　　　　　　
　　　　　　　　　除第１７図　　　　　第１８図 ］ 第１３図 第１１図−御１面図 第１３図の御１面図 第１４図 ワーク回転向 第２１図 第２５図 宍絶イク１／）カロエテ゛−グの内忘に示す言免２３月
図第２８図 自動７０グラマ 第３０図 加工機 ４０．石片ｊ撃イ共胎敦１イ 第３２図 第３３図（Ｂ） 第３６図 樅県Ｒ蓋／）要部正面図 第３７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）回転する加工物加工面に研摩工具を定圧で押付ける
   加圧手段と、 前記研摩工具と前記加工物加工面との間に研摩材付テー
   プを供給走行するテープ供給手段と、 前記研摩工具を揺動させる揺動手段と を具備したことを特徴とする研摩装置。