JPH01219607A - 加工機の粗さ計測装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、ＣＤ用金型、ポリゴンミラー、゛レンズ金型
等の超精密加工部品を加工機で加工している途中でその
粗さ計測を行う加工機の粗さ計測装置に関するものであ
る。

（ロ）従来の技術 従来の粗さ計測装置は、触針式のもの、非接触式のもの
等多種市販されているが、いずれも静的な測定環境を必
要とし、まして、大きな振動のある加工環境での実時間
粗さ計測ができるものはなく、非接触式のものでも粗さ
データに振動成分の乗った不正確な測定になっているの
が実情である。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は、加工環境下、すなわち加工中の粗さ計測にお
いて、振動が粗さ計測装置に与える雑音成分を除去し、
加工中の粗さ計測を実現することを解決すべき技術課題
とするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明の粗さ計測装置は、無振動場に光源をもつレーザ
ビームが、光の直進性によりその光軸は不動であるとい
う基本原理に基づき、その光軸中心を振動計に配設した
多分割フォトダイオードにより感知し、光軸からのズし
量を微小変位機構により補正して粗さ計が、たえず不動
の位置にあるように制御をかけることにより、振動のあ
る加工環境下で粗さ計測を可能とするものである。

（ホ）作用 本発明の粗さ計測装置によれば、加工中に粗さ計測がで
きるため、そのデータを加工機にフィードバックするこ
とにより、超精密な鏡面加工が可能となる。また、その
粗さデータより切削工具等の摩耗状態を実時間で感知す
ることができ、その交換時期を知ることができる。

（へ）実施例 以下本発明の実施例を図について説明する。

第１図は、本発明による粗さ計測装置の全体配ｆｉｔ図
を示すもので、加工ステージ（１）上に被加工物（２）
を取付けたスピンドル（３）と、光学式粗さ計（４）が
取付けられている移動ステージ（５）が配置されており
、前記移動ステージ（５）はガイドレール（６）上を移
動する。

また光学式粗さ計（４）は、板バネ（７ａ）（７ｂ）、
粗さ針取付台く８）、圧電素子（９）より構成される微
小変位機構（１０）により保持され、前記光学式粗さ計
（４）に配設移れた多分割フォトダイオード（１１）（
１１）からの変位出力に対応し、その変位出力を零にす
る様に制御される。前記加工ステージ（１）には、加工
環境からの振動、例えばスピンドル（３）、移動ステー
ジ（５）からの振動を防ぐために防振台（１２）上に設
けられたレーザ光？ｊＸ＜１３＞があり、光学式粗さ計
く４）の粗さ測定基準位置を与えるレーザビーム（１４
）が出射される。ここでレーザビーム（１４）のビーム
中心は、レーザの直進性により、不動のものと考えられ
る。

第２図は粗場計測部の詳細説明図で、加工機からの振動
が光学式粗さ計く４）に影響を及ぼすと、該光学式粗啓
計に配設した多分割フォトダイオード（１１）（Ｈンも
同様の影響を受は変位する。レーザビーム（１４）は、
動かないので、２分割フォトダイオード（１１）（１１
）からは、変位に対応した出力電圧が変位出力回路（１
５）から発生し、これ杏位相補償回路（１６）、誤差変
位増巾回路（１７）を経て、微小変位機構（１０）の圧
電素子（９）にフィードバックし、絶えず振動による変
位成分を零にするようにする。この際、微小変位機構（
１０）の板バネ（７ａ）（７ｂ）は、粗さ方向以外の変
位を拘束するために粗さ針取付台く８）に設けられてい
る。

ここで２分割フォトダイオード（１１）（１１）の変位
に対する分解能を実験したところ第３図にしめすように
０．００１−ぐらいまで、分解能を高めることが可能で
ある。

（１８）は光学式粗さ計（４）の先触針、（１９）は切
削用工具である。

（ト）発明の効果 本発明による加工機の粗さ計測装置によれば、加工中に
実時間で粗さを測定することができ、加工用バイトにそ
のデータをフィードバックすることにより、所望の粗さ
を１回の加工で仕上げることができる。これにより従来
困難であったＯ、　Ｏｌｓの鏡面切削が容易に加工する
ことができるうえ、加工後の計測を必要としない、また
加工中の粗さデータより切削工具の摩耗状態を実時間で
知ることができ、工具摩耗センサーとして利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による粗さ計測装置の平面的な説明図、
第２図は第１図の要部詳細説明図、第３図は圧電素子変
位とフォトダイオード出力による変位分解能を示す説明
図、第４図は振動を除去するための制御系のブロック図
である。 （１）・・・加工ステージ、（４）・・・光学式粗さ計
、（１０〉・・・微小変位機構、（１１）・・・多分割
フォトダイオード、り１３）・・・レーザ光源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）多分割のフォトダイオードを備えた非抵触型光学式
   粗さ計と微小変位機構よりなる加工機の粗さ計測装置に
   おいて、加工機の加工テーブル上に配置された非接触型
   光学式粗さ計は、加工中の振動による変位を直進性の補
   償されたレーザスポットの多分割フォトダイオード上で
   の位置変化として検出し、微小変位機構にフィードバッ
   クし、これを補正することにより振動のある加工環境下
   での粗さ計測を行うようにしたことを特徴とする加工機
   の粗さ計測装置。 ２）レーザスポットは、加工環境外の無振動場に置かれ
   たレーザ光源より出射されるレーザビームの多分割フォ
   トダイオード上のレーザスポットであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の加工機の粗さ計測装置。 ３）微小変位機構は、弾性バネと圧電素子とにより構成
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の加工
   機の粗さ計測装置。