JPH0155946B2 - - Google Patents

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JPH0155946B2
JPH0155946B2 JP8954681A JP8954681A JPH0155946B2 JP H0155946 B2 JPH0155946 B2 JP H0155946B2 JP 8954681 A JP8954681 A JP 8954681A JP 8954681 A JP8954681 A JP 8954681A JP H0155946 B2 JPH0155946 B2 JP H0155946B2
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JP
Japan
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polishing
mold
tool
polishing tool
workpiece
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JP8954681A
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Koichi Noto
Tsuneo Kawai
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非球面形状の研磨装置に係り、特に
回転軸対称の非球面プラスチツクレンズ成型金型
を研磨する非球面研磨装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、球面形状の研磨方法は、レンズ研磨機や
皿状研磨具が用いられている。一方、非球面形状
には通常のレンズ研磨機や、皿状の研磨具が適用
できず、加工物をたわませたままで加工する手
法、特殊な材質、形状の工具を用いて部分修正す
る手法およびカムによつて倣わせて研磨する手法
等が用いられている。しかし、これ等の手法はい
ずれも研磨技術者の腕に頼るところが多く、研磨
精度が数λ(ラムダ)ときびしくなると研磨時間、
費用が膨大となる欠点を有していた。さらに従来
技術では、非球面形状の成形用金型を自動的に高
精度研磨する装置がなく、効果的な非球面研磨装
置が要請されていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、研磨部各点における研磨条件
の変動の点について配慮がされておらず、研磨前
の形状精度を維持できないこと、研磨傷などの研
磨欠陥を生じる問題があつた。
本発明の目的は、従来技術の欠点を解消し研磨
工具のエツジの片当たりによつて生じるスクラツ
チが入らず研磨前の形状精度を保持しながら最良
な研磨条件で自動研磨加工ができ、かつ、研磨面
にピンホールを生じさせない非球面研磨装置を提
供するにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、以上の目的を達成するため、研磨荷
重を一定に保持すると共に、加工物の研磨面の法
線と研磨工具の軸方向を一致させ、かつ研磨工具
が加工物の中心に行くに従つて、加工物の回転数
と研磨工具と加工物の相対的な送り速度を速くす
るようにし、さらに、研磨工具を間欠的に上昇さ
せながら研磨するようにしたことを特徴とする。
〔作用〕 研磨面にかかる研磨荷重は定圧倣い制御により
一定に制御すると共に加工物の姿勢は、研磨工具
に揺動を与えて、研磨面と研磨工具の接触状態を
インプロセス制御し、常に研磨面の法線を研磨工
具の軸方向に一致させる。更に加工物の回転数と
研磨工具と加工物との相対的な送り速度は、送り
テーブル上に設けた複数個のドツクからの位置検
出指令に基づくシーケンス制御ないしNC装置に
より制御するようにしたため、研削または切削加
工で得られた加工精度をくずすことなく、しかも
スクラツチを生じることなく加工物表面を研磨す
ることができる。
また、定圧倣い制御装置により、研磨工具を間
欠的に上昇させることにより研磨面にピンホール
を生じさせることなく研磨できる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。
第1図は、本発明の全体構成を示す。研磨機本
体、油圧タンク、操作盤から成つている。研磨機
本体に関しては、研磨ヘツド1、この下端にとり
つけた研磨工具2、金型3を載置するテーブル1
8、金型回転用の直流モータ6、及び金型を傾斜
させるための直流モータ4、及びこれらをY方向
に移動させるテーブル7から成つている。
操作盤47に関しては、金型回転数とテーブル
送り速度制御装置9、金型の姿勢制御装置10、
定圧倣い制御装置15から成つている。なお、油
圧タンク27は別置きに設置されている。
第1図において、研磨ヘツド1は油圧シリンダ
14により上下(Z軸方向)に移動しうると共
に、定圧倣い制御装置15により加工物である金
型3の研磨面に常に一定の荷重を付加するように
されている。変位検出器13は研磨ヘツド1に設
置され研磨ヘツド1の下端に取りつけられた研磨
工具2のZ軸方向の位置変化を検出するものであ
る。研磨工具2は金型3の判径方向に沿つて(第
1図では矢印に示したY方向)移動する位置に位
置決めされている。金型3は金型載置テーブル1
8に載置され、直流モータ6により回転される。
金型載置テーブル18はサポート5により支持さ
れ、サポート5に配置される直流モータ4によつ
て金型3の姿勢が調整される。またサポート5は
研磨機のテーブル7上に固着されている。ホトセ
ンサ8は研磨工具2と金型3との位置関係を検出
するものである。
このために、テーブル7の側面には複数個のド
ツク39が設けてある。これにより、金型3と研
磨工具2の相対的位置をホトセンサ8で検出でき
るようにしてある。このホトセンサ8からの検出
信号は金型回転数およびテーブル送り速度制御装
置9に送られこれ等の制御を行なう。金型3の姿
勢制御装置10は直流モータ4等に係合し、金型
3の姿勢を制御する。工具揺動用モータ11は研
磨工具2に前後方向に低速、小振巾の直線往複運
動を与える。
なお、研磨ヘツド1の内部には研磨工具2を駆
動するための工具駆動用モータを有する。さら
に、研磨工具2を一定振幅でY方向に揺動できる
ようなガイドを内部に有している。リミツトスイ
ツチ16および17は研磨ヘツド1に設置され、
これは研磨面の傾き方向を判別するのに用いられ
る。
次に、主要部の構成を説明する。まず、研磨面
にかかる研磨荷重を一定に保つための方法を述べ
る。
第2図は定圧倣い制御装置15の構成を示す。
研磨工具2に微小変位が与えられるとこの変位に
対応して研磨ヘツド1の上部に設けられた変位検
出軸40が動く。この変位を変位検出器13によ
つて検出しこの検出信号が増幅器30に送られ、
サーボ回路29、サーボバブル28を動作させ、
油圧シリンダ14により研磨ヘツド1を上方或い
は下方に移動させ一定荷重で研磨面に押し当てる
よう制御する。これによつて金型3は常に一定の
研磨荷重によつて研磨されることになる。なお第
2図で27は油圧タンクである。
次に、金型の傾き状態と、金型の姿勢制御の方
法を示す。
第3図はテーブル7を前後方向(Y方向)に送
つたときの金型3の傾き状態を示す。第3図aは
回転方向19に、第3図bは回転方向20に金型
3がそれぞれ姿勢制御装置10により制御された
状態を示す。いずれの場合にも金型3の研磨面の
法線が研磨工具2の軸方向に一致するように制御
されている。なお、第3図aと第3図bの中間位
置においても同様に金型3の研磨面の法線が研磨
工具2の軸方向に一致するように制御される。ま
た、第3図cは金型3の姿勢を制御しない場合を
示し、研磨工具2のエツジの片当たりに金型の表
面にスクラツチが入る。
この金型の姿勢を制御する手法は次のとうりで
ある。第4図は研磨ヘツド1を側面から見たもの
である。
本図において、研磨ヘツド1の外側フレーム4
6に工具2を一定振巾δで、前後方向に揺動させ
るための駆動用モータ11がとりつけてある。こ
のモータとクランク47によつて、工具2、研磨
ヘツド1内部の点線で示した工具駆動用モータ4
8や、変位検出軸40、スプリング49、変位検
出器13、ドツク44,45をとりつけたプレー
ト43が一定振巾で揺動する。研磨ヘツド1の外
側フレームには、ドツク44,45に対応して、
リミツトスイツチ16,17が設置してある。
研磨ヘツド1で、直流モータ11により、研磨
工具2に揺動振巾δを与えながら研磨すると、第
5図に示すような信号が得られる。金型3の研磨
面の法線と研磨工具2の軸方向が一致しない状態
では、研磨工具2の揺動に同期して、変位検出器
13には第5図aの検出電圧波形31で示すよう
に研磨面の傾き角に比例した振巾の電圧波形が得
られる。ここで変位検出軸40が上昇する、すな
わち研磨工具2が押し上げられようとすると検出
電圧が+となるように設定されている。また、こ
の検出電圧は押し上げられる量が多い程、高い電
圧を示す。第5図aは縦軸に検出電圧E(ボル
ト)、横軸には研磨時間tをとつたものである。
このような状態に対し姿勢制御装置10の設定電
圧32に示すごとく研磨面の法線と研磨工具2の
軸方向がほぼ一致する0ボルト付近に設定し、こ
の設定電圧32内に検出電圧31がおさまるまで
直流モータ4を回転し、金型の姿勢を制御する。
33は制御後の電圧波形を示している。なお研磨
面の傾き方向は、研磨ヘツド1上に配置した研磨
工具の揺動に伴つて作動するリミツトスイツチ1
6および17によるON−OFF信号と変位検出器
13からの検出電圧波形との位相関係から判別さ
れる。
第5図では、電圧波形31のとき、左のリミツ
トスイツチ17をたたいたとき(ONの時)検出
電圧が+となつているからこの場合の研磨面の傾
きは左側が高いことになる。
第6図は姿勢制御装置のブロツク図を示す。変
位検出器13からの検出信号は比較器36に入
り、リミツトスイツチ16および17からの信号
と共に傾き方向判別回路37に入り方向判別を
し、研磨面の傾き角制御回路38により直流モー
タ4を駆動し金型の姿勢を制御する。
次に、金型表面各点の研磨量を一定とするため
の制御方法を示す。研磨量を一定とするには、研
磨工具が接触している位置での金型の回転速度
と、研磨工具の相対移動間隔を同じにすることに
より達成される。
第7図は金型回転数23およびテーブル送り速
度24と金型3の加工位置との関係を示す。すな
わち、金型3の外端部25においては金型回転数
23とテーブル送り速度24とは両者とも低い
が、金型3の中心部26に行くに従つて増大させ
るように設定してある。さらに詳述すると第8図
に示すごとく研磨工具2の金型3に対する相対的
な移動速度22を金型3のどの位置においても一
定とするように金型回転数を金型の回転中心部に
向うに従つて増加させると共に、相対的な工具移
動軌跡21の間隔Sと常に一定にするためテーブ
ル7の送り速度を金型の回転中心部に向うに従つ
て速くするように制御されている。この制御は前
記したごとく、金型3の直径に対応して設置した
複数個のドツク39のA、B、…Iに対応して得
られるホトセンサ8からの信号をもとに金型回転
数およびテーブル送り速度制御装置9によつて行
なわれる。
次に研磨工具の間欠的な上昇動作について説明
する。第9図aおよび第9図bに示すごとく研磨
工具2が工具上昇のON−OFF信号34,35に
よつて上下に一定間かくで上下動する。この動作
により研磨工具の底面に研磨液が間欠的に補給さ
れ、工具面の焼付けを防止でき、結果として研磨
面に微妙な穴(いわゆるピンホール)が発生する
ことを防止する。
第10図は研磨工具の間欠的な上昇動作を行な
う全体構成を示す。制御回路41は一定周期の上
昇指令を出す回路で、この指令信号はサーボ回路
29に入力され油圧シリンダ14により研磨工具
に上昇動作を与える。
制御回路41は、油圧サーボ回路29へ一定周
期で電圧を印加するものである。電圧E(V)を
時間t1(sec)だけサーボ回路29へ入れると、油
圧サーボバルブ28のスプールのバランスがくず
れるため、研磨ヘツド1と共に研磨工具2は上昇
し、第9図bの左側のようになる。時間t1が経過
後印加電圧がO(V)になると、油圧サーボバル
ブのスプールはバランスがとれるため、研磨工具
2は、t2(sec)間金型表面に接触し、第9図bの
右側のようになる。なお、スイツチ42は、研磨
工具2が上昇する時間t1(sec)だけ、研磨工具2
の変化によつて得られる検出信号を姿勢制御装置
10に入力しないためのスイツチである。
したがつて、金型の姿勢を制御する時間はt2
(sec)の間である。
〔発明の効果〕
以上の構成によつて、研磨工具軸方向と金型の
研磨面の法線方向は常に一致させることができ、
また研磨荷重も常に形状に沿つて一定に保持さ
れ、かつ、相対的な工具移動軌跡が等間隔で研磨
面上の各点における研磨工具の移動速度も一定で
あるため最良の状態で研磨することができる。か
つ、これ等の動作はすべて自動的に制御されるた
め自動研磨が実施可能となる。
以上の説明によつても明らかのごとく、本発明
によれば、加工物の研磨面の法線方向を研磨工具
の軸方向に一致させることにより研磨工具のエツ
ジの片当たりによつて生じるスクラツチが発生す
ることなく、また、研磨荷重が一定となり、か
つ、研磨位置に対応した加工物の回転速度および
研磨工具の送り速度を与えることにより最良の条
件で研磨することができ、研磨前の形状精度をそ
こなうことなく高品質の研磨を行うことができ
る。さらに間欠的な研磨工具の上昇動作により研
磨面にピンホールを発生させない効果を上げるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る研磨方法を実施するため
の装置の一例を示す全体構成図、第2図は定圧倣
い制御の構成を示す構成図、第3図は金型の姿勢
制御を説明するための説明図、第4図は研磨ヘツ
ドの詳細を示す側面図、第5図は金型の姿勢制御
信号を説明するための説明図、第6図は金型の姿
勢制御の制御ブロツク図、第7図は研磨工具の位
置と金型回転数及びテーブル送り速度との関係を
示す図、第8図は工具移動軌跡を示す説明図、第
9図は間欠的な研磨工具の上昇動作を説明するた
めの説明図、第10図は間欠的な研磨工具の上昇
動作制御のための構成を示す構成図である。 1……研磨ヘツド、2……研磨工具、3……金
型、4,6……直流モータ、5……サポート、7
……テーブル、8……ホトセンサ、9……金型回
転数、テーブル送り送度制御装置、10……姿勢
制御装置、11……工具揺動用モータ、12……
テーブル送り用モータ、13……変位検出器、1
4……油圧シリンダ、15……定圧倣い制御装
置、16,17……リミツトスイツチ、18……
金型載置テーブル、27……油圧タンク、28…
…サーボバルブ、29……サーボ回路、30……
増幅器、36……比較器、37……傾き方向判別
回路、38……研磨面傾き角制御回路、41……
研磨工具の上昇動作制御回路、42……スイツ
チ、44,45……ドツク、46……研磨ヘツド
外側フレーム、47……操作盤、48……工具駆
動用モータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 回転軸対称の加工物の非球面形状を研磨工具
    により倣わせながら研磨する非球面研磨装置にお
    いて、加工物の研磨面に加わる研磨荷重が一定に
    なるように制御する手段と、加工物の研磨面の法
    線が研磨工具の軸方向に一致するよう加工物の姿
    勢を制御する手段と、研磨面の各点における研磨
    工具の移動速度が一定となると共に研磨工具の移
    動軌跡が等間隔渦巻状になるように加工物の回転
    速度及び研磨工具の送り速度を研磨工具が加工物
    の回転中心に近づくに従い大きくする手段と、研
    磨面に対して研磨工具を間欠的に上下動させる手
    段とを備えたことを特徴とする非球面研磨装置。
JP8954681A 1981-06-12 1981-06-12 Abrasion method of non-spherical surface Granted JPS57205058A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8954681A JPS57205058A (en) 1981-06-12 1981-06-12 Abrasion method of non-spherical surface

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JP8954681A JPS57205058A (en) 1981-06-12 1981-06-12 Abrasion method of non-spherical surface

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JPS57205058A JPS57205058A (en) 1982-12-16
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ID=13973809

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60114458A (ja) * 1983-11-26 1985-06-20 Nippon Kogaku Kk <Nikon> レンズ用球面創成研削装置
JPS63232940A (ja) * 1987-03-19 1988-09-28 Canon Inc 研摩装置
JPS63232939A (ja) * 1987-03-19 1988-09-28 Canon Inc 研摩装置
JPS63232956A (ja) * 1987-03-19 1988-09-28 Canon Inc 研磨方法
JPH01146652A (ja) * 1987-11-30 1989-06-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非球面磨き装置
JP6437337B2 (ja) * 2015-02-17 2018-12-12 東芝機械株式会社 研削装置及び研削方法

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