JPH08510695A - 磁気流動学の研磨装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 物の研磨方法が開示される。一つの実施形態では、図に示されるように、方法は、磁気流動学の液体（２）内に研磨領域（１０）を製作し、物と物（４）の研磨に必要な研磨領域との間の接触部の特徴を決定し、研磨領域（１０）の液体（２）の粘稠度を制御し、物（４）を液体（２）の研磨領域（１０）と接触させ、互いに関して該物（４）と該液体（２）の少なくとも一方を移動させる工程を含む。更に研磨装置（１）が開示される。一つの実施形態では、装置は、磁気流動学の液体（２）と、磁場を引き起こす手段（６）と、研磨される物（４）を移動させる手段又は互いに関して磁場を引き起こす手段（６）とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】 磁気流動学の研磨装置及び方法 本出願は、１９９２年４月１４日に提出された係属中の米国出願第８６８，４ ６６号の一部継続出願である、１９９２年８月１４日に提出された係属中の米国 出願第９３０，１１６号の一部継続出願である、１９９２年１０月２７日に提出 された係属中の出願第９６６，９１９号の一部継続出願である。更に本出願は、 １９９２年４月１４日に提出された係属中の米国出願第８６８，４６６号の一部 継続出願である、１９９２年１０月２７日に提出された係属中の出願第９６６， ９２９号の一部継続出願である。 技術分野 本発明は、磁気流動学の液体を使用する、表面の研磨方法に関する。 技術背景 例えばガラスの光学レンズ、半導体、管、及びセラミックである製作品は、樹 脂、ゴム、ポリウレタン又は他の固体材料で製作された一部材の研磨工具を使用 する技術で研磨されてきた。研磨工具の作用表面は、製作品の表面と一致させな ければならない。このため、研磨用複合体表面は複雑にされ、大規模の製造に適 合させるのは困難である。更に、そのような固体研磨用工具からの伝熱は、一般 に好ましくなく、更にそれによって、過熱され変形された製作品及び研磨用工具 がもたらされ、従って製作品の表面及び／又は工具の形状は損傷を受けてしまう 。 １９９２年１０月２７日に提出された同時係属中の出願第９６６，９１９号及 び１９９２年８月１４日に提出された同時係属中の出願第９３０，１１６号は、 磁気流動学の液体の組成、磁気流動学の液体を使用して物を研磨する方法、及び 開示された研磨方法に従って使用可能な研磨装置を開示している。その出願に開 示された方法及び装置は従来の技術に対して十分な改良を開示しているが、装置 、方法、達成される結果を改良する更なる改良が可能である。 発明の開示 本発明は、磁気流動学の研磨液（ＭＰ液）で物を研磨する改良された装置及び 方法に関する。より詳細には、本発明は、磁気流動学の液体で物を研磨する、自 動的に制御可能な、かなり正確な方法と、改良された研磨装置に関する。本発明 の方法は、磁気流動学の液体内に研磨領域を製作し、研磨される物を液体の研磨 領域に接触させ、研磨される物の表面からの材料の除去速度を決定し、最適な研 磨効率のために、例えば磁場の強さ、休止時間、及びスピンドルの速度である、 作動パラメータを計算し、更に作動パラメータに従って該物と該液体の少なくと も一方を他方に対して移動させる工程を具備する。 研磨装置は、研磨される物と、容器内に収容されている又はされていない磁気 流動学の液体と、磁場を引き起こす手段と、少なくとも一つの構成要素を一つ又 は複数の他の構成要素に対して移動させる手段とを具備する。研磨される物は、 磁気流動学の液体に接触され、磁気流動学の液体、磁場を引き起こす手段、及び ／又は研磨される物は、動かされ、物の全ての面は、磁気流動学の液体にさらさ れる。 本発明の方法及び装置では、磁気流動体の液体は、液体が研磨さ れる物と接触する領域の磁場によって作動される。磁場によって、ＭＰ液は、降 伏点が磁場の強度及び粘性に依存する可塑的にされた固体の特徴を得る。液体の 降伏点は十分に高く、液体は好適な研磨表面を形成し、更に研磨粒子の移動が可 能にされる。磁気流動学の液体の好適な粘性及び弾性は、磁場によって作動され る際に、研磨粒子に対する抵抗をもたらし、その結果、粒子は製作品を研磨する 十分な力を有する。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の研磨装置の断面の側面図である。 図２は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図３は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図４は、典型的な製作品の、製作品の中心からの距離の関数としての、除去さ れる材料の量を示すグラフである。 図５は、平坦な製作品の研磨を制御する本発明の方法に使用されるパラメータ を説明する概略の図である。 図６は、湾曲された製作品の研磨を制御する本発明の方法に使用されるパラメ ータを説明する概略の図である。 図７は、研磨の際の材料の除去速度と磁場の強度との関係を示すグラフである 。 図８は、研磨の際の材料の除去速度と、製作品と製作品が研磨される容器の下 部との間のクリアランスとの関係を示すグラフである。 図９は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図１０は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図１１は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図１２は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図１３は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図１４は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図１５は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図１６は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図１７は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図１８は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図１９は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図２０は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図２１は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図２２は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図２３は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図２４は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図２５は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図２６は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図２７は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図２８は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図２９は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 図３０は、本発明の他の実施形態の断面の側面図である。 好ましい実施態様の詳細な記載 図１は、本発明の方法に関して作動される研磨装置の略図である。図１では、 円筒形の容器１は、磁気流動学の研磨液（ＭＰ液）２を有する。好適な実施形態 では、ＭＰ液２は、研磨剤を有する。好適には容器１は、ＭＰ液２に不活性の非 磁性の材料で構成される。図１では、容器１は、断面が半分の円筒形状であり、 平坦な下部を有する。しかしながら、より詳細に説明されるように、容器１の特 有の形状は、研磨される製作品に適合するように変更可能である。 例えばブレードである器具１３は、容器１内に配置されて、研磨の際にＭＰ液 を連続して攪拌する。研磨される製作品４は、回転可能な製作品のスピンドル５ に結合される。好適には製作品のスピンドル５は、非磁性の材料で製作される。 製作品のスピンドル５は、スピンドルの送り台８に固定されかつ垂直方向に移動 可能である。スピンドルの送り台８は、プログラムに作成可能な制御システム１ ２からの電気信号に従って作動する、従来のサーボモータによって駆動可能であ る。 容器１の回転は、好適には容器１の下の中央の位置に配置される容器のスピン ドル３によって制御される。容器のスピンドル３は、従来のモータ又は他の動力 源によって駆動可能である。 電磁石６は容器１に近接して配置され、製作品４を収容する領域でＭＰ液２に 影響を与えることが可能である。電磁石６は、研磨を実施するのに十分な磁場を 引き起こすことが可能でなければならず、好適には少なくとも約１００ｋＡ／ｍ の磁場を引き起こす。電磁石６は、制御システム１２に結合された動力供給ユニ ット１１からの巻線７によって作動される。電磁石６は、電磁石の送り台９に設 置され、更に好適には容器１の半径方向に沿う、水平方向に移動可能である。電 磁石の送り台９は、プログラムに作成可能な制御システム１２からの電気信号に 従って作動する、従来のサーボモータによって駆動可能である。 巻線７は、研磨の間、動力供給ユニット１１によって作動され、磁場を引き起 こしかつＭＰ液２に影響を及ぼす。好適には、ＭＰ液は、製作品４に近接する領 域の不規則な磁場によって影響を受ける。この好適な実施形態では、場の強度の 等しい線は、該場の傾斜に対して垂直又は直角であり、更に磁場の力は、製作物 ４の表面に垂直に、容器の下部の方に向けられた傾斜である。電磁石６からの磁 場の適用により、ＭＰ液は、研磨される表面に近接する限定された研磨領域１０ の粘性及び可塑性が変えられる。研磨領域１０の大きさは、電磁石６の磁極片の 間の隙間及び電磁石６の先端の形状によって限定される。好適にはＭＰ液の研磨 剤の粒子は、実質的に研磨領域１０のみのＭＰ液によって影響を受け、製作品４ の表面に抗するＭＰ液の圧力は、研磨領域１０内が最も高い。 ここで説明される方法及び装置に使用されるＭＰ液２の組成は、好適には、こ こでは参考として組み込まれている、１９９２年１０月２７日に提出された同時 係属中の出願第９６６，９１９号、１９９２年１０月２７日に提出された同時係 属中の出願第９６６，９２９号、１９９２年８月１４日に提出された同時係属中 の出願第９３０，１１６号、及び１９９２年４月１４日に提出された同時係属中 の出願第８６８，４６６号に説明されている。好適な実施形態では、複数の磁性 粒子と、安定剤と、水及びグリセリンで構成される集まりから選択される運搬液 とを具備する、同時係属中の出願第９６６，９１９号又は第９３０，１１６号に 従って構成されたＭＰ液が使用される。更に好適な実施形態では、（好適にはカ ルボニル鉄粒子である）磁性粒子は、酸化を抑制するポリマー材料の保護層で覆 われる。好適には保護層は、機械的な応力に耐え、更に実施可能な程度に薄い。 好適な実施形態では、コーティング材料はテフロンである。粒子は、マイクロカ プセル化の通常の方法によってコーティング可能である。 図１に示される研磨装置は、以下のように作動可能である。製作品４は、製作 品のスピンドル５に結合され、容器１の下部に対してクリアランスｈでスピンド ルの送り台８によって配置され、好適には研磨される製作品４の一部分はＭＰ液 ２に浸される。該クリアランスｈは、製作品の研磨を可能にする任意の適切なク リアランスで あることも可能である。クリアランスｈは、図８に説明されるように、製作品４ の材料の除去速度Ｖに影響を及ぼし、更に研磨領域１０が製作品４に接触する接 触領域Ｒ_zのサイズに影響を及ぼす。好適には、クリアランスｈが選択されると 、接触領域Ｒ_zの表面領域は、製作品４の表面領域の三分の一よりも小さくなる 。クリアランスｈは、研磨工程の間に変更されることも可能である。 好適な実施形態では、製作品４及び容器１の両方は回転され、好適には、互い に逆向きに回転される。容器のスピンドル３が回転され、容器１は回転する。容 器のスピンドル３は、中心軸の周りを回転し、好適には、研磨をもたらすのに十 分ではあるが、実質的にＭＰ液２を容器１から噴出するあるいは飛沫を立てるの に十分な遠心力を発生するほどでない速度で容器１を回転させる。好適な実施形 態では、容器は一定の速度で回転される。容器１の運動は、ＭＰ液２の新しい部 分を製作品４が配置された領域まで連続して提供し、更に研磨領域１０で研磨さ れる製作品の表面と接触するＭＰ液２の連続運動をもたらす。好適な実施形態で は、好適には水又はグリセリンである付加的な運搬液は、研磨の際に付加されて 、蒸発した運搬液を補充し、従って液体の特性を維持する。 製作品のスピンドル５も中心軸の周りを回転され、製作品４に回転運動を与え る。好適な実施形態では、製作品のスピンドル５は、２０００ｒｐｍまでの速度 で作動し、約５００ｒｐｍが特に好適である。製作品のスピンドル５の運動は、 連続して、製作品４の表面の新しい部分を研磨領域１０と接触させ、その結果、 研磨される表面の周囲に沿った材料の除去は、概略規則的になる。 ＭＰ液２の研磨剤の粒子が研磨領域と接触するために、研磨領域の幅を有する 環状の領域は、製作品４の表面まで徐々に研磨される。研磨は、一又はそれより 多いサイクルで達成され、各サイクルで 製作品から増分の量の材料が除去される。製作品４の全表面の研磨は、電磁石の 送り台９を使用して電磁石６を半径方向に移動することによって達成され、電磁 石の送り台９によって、製作品の表面に対して研磨領域１０は移動される。 電磁石６の半径方向の運動は、連続又は不連続のステップであることが可能で ある。電磁石６の運動が連続である場合、運動の軌道の各点の電磁石６の適切な 速度Ｕ_zは算出される。電磁石の速度Ｕ_zは、以下の式に従って算出可能である。 （Ｉ） Ｕ_z＝２Ｒ_z／ｔ 又は （II） Ｕ_z≦２Ｒ_zＶ／ｋ₃ ここでＲ_zは、製作品４と接触する研磨領域の接触領域の半径（ｍｍ）、ｔは、 一サイクルで接触領域Ｒ_zが研磨される時間（秒）、Ｖは材料の除去速度（μｍ ／分）、及びｋ₃は、研磨の一サイクルの間に除去される製作品の材料層の厚さ （μｍ）である。 Ｒ_zは、上述されたように、クリアランスｈの関数である。材料の除去速度Ｖ は、クリアランスｈ及び容器１が回転される速度から、経験的に決定されること が可能である。材料の除去速度Ｖは、ある時間内にある点から除去される材料の 量を計測することによって決定されることが可能である。研磨の一サイクルの間 に除去される製作品の材料層の厚さｋ₃は、完成される製作品に必要な精度の関 数であり、ｋ₃は、局所誤差累積を最小にするために選択されることが可能であ る。例えば、光学ガラスが研磨される場合、ｋ₃の値は、必要な波の形状に対す る適合性によって決定される。一サイクルで接触領域Ｒ_zが研磨される時間の総 計は、以下の式に従って計算される。 ｔ≦ｋ₃／Ｖ ｋ₃及びマグネットの速度Ｕ_zが決定されると、必要なサイクル数及び研磨に必 要な時間が決定されることが可能である。製作品４を研磨するためのサイクルの 総数Ｎを計算するために、研磨の際に除去される材料層の厚さＫは、以下の式に 従って計算される。 Ｋ＝ｋ₁＋ｋ₂ ここでｋ₁は初期の表面粗さ（μｍ）であり、ｋ₂は表面下の損傷を受けた層の厚 さ（μｍ）である。従って、必要なサイクル数Ｎは、以下の式を使用して決定可 能である。 Ｎ＝Ｋ／ｋ₃ 各サイクルに必要な総時間ｔ_cは、以下の式を使用して計算可能である。 ｔ_c＝Ｒ_w／Ｕ_z ここで、Ｒ_wは製作品の半径である。図５は、製作品の半径Ｒ_w、接触領域Ｒ_z、 クリアランスｈ、及び例えば図１に示されたような平坦な製作品のマグネットの 速度Ｕ_zの関係を示す。 研磨に必要な総時間Ｔは、以下の式を使用して計算可能である。 Ｔ＝ＮＲ_w／Ｕ_z ここで、Ｎは必要なサイクル数、Ｒ_wは製作品の半径、Ｕ_zは電磁石６の速度であ る。 電磁石６が個々のステップで移動される場合、各ステップの休止時間が決定さ れなければならない。好適な実施形態では、全材料の除去は、各ステップで一定 に維持される。段階的な研磨の際に一定量の材料を除去するために、連続するス テップで接触領域Ｒ_zが重複されて材料が除去されることを考慮しなければなら ない。重複係数Ｉは、以下の式によって決定される。 Ｉ＝ｒ／２Ｒ_z ここで、ｒは一ステップでの製作品の変位（ｍｍ）であり、Ｒ_zは 接触領域の半径である。一ステップでの変位ｒは、例えば以下の例で詳細に示さ れるような、予備の試験からの結果を使用して経験的に決定されることが可能で ある。 あるサイクルの各ステップの休止時間ｔ_dは、以下の式に従って決定されるこ とが可能である。 ｔ_d＝ｋ₃Ｉ／Ｖ ここで、ｋ₃は研磨の一サイクルの際に除去される製作品の材料層の厚さであり 、Ｉは重複係数であり、Ｖは、あるクリアランスｈ及び容器１のある速度での製 作品の材料除去速度Ｖである。 段階的な研磨のための、一サイクル中のステップ数ｎ_sは、以下の式を使用し て決定可能である。 ｎ_s＝Ｒ_w／ｒ ここで、Ｒ_wは製作品の半径であり、ｒは一ステップ当たりの製作品の変位であ る。製作品の研磨に必要なサイクルの総数Ｎは、連続研磨に使用される以下の式 を使用して計算可能である。 Ｎ＝Ｋ／ｋ₃ ここで、Ｋは研磨の間に除去される材料層の厚さであり、ｋ₃は研磨の一サイク ルの間に除去される製作品の材料層の厚さである。段階的な研磨に必要な総時間 Ｔは、以下の式を使用して計算される。 Ｔ＝ｔ_dｎ_sＮ ここで、ｔ_dは各ステップの休止時間であり、ｎ_sは一サイクルのステップ数であ り、Ｎは総サイクル数である。 本発明の好適な実施形態では、制御ユニット１２のコンピュータプログラムは 、連続又は段階的な研磨のために、これらの計算を基礎として準備されることが 可能である。従って、製作品４を研磨する全工程は、自動制御の下で処理される ことが可能である。図１に示されるように、好適には制御ユニット１２は、入力 装置２６、処 理ユニット２７、及び信号発信装置２８を有する。 本発明の他の実施形態では、形状の生成の精度、又は必要な形状及び公差に対 する完成された製作品の一致は、接触領域Ｒ_zのＲ_z 、Ｖ［Ｒ_z］の関数としての材料の除去速度の空間分布を決定するための検査の 実施によって改良可能である。除去速度の空間分布は、以下の例及び図４で詳細 に説明される、連続近似方法によって決定可能である。従って、除去速度の空間 分布は、例えば上述された式を使用する休止時間ｔ_dである、研磨プログラムの パラメータをより正確に決定するために使用可能である。この場合、休止時間は 、以下の式を使用して決定可能である。 ｔ_d＝ｋ₃Ｉ／Ｖ［Ｒ_z］ 図２を参照し、本発明の他の実施形態が示される。この実施形態は、例えば球 形及び非球形の光学レンズである、凸状の製作品の非常に有効な研磨を達成する 。図２では、容器２０１は円形の凹部であり、研磨領域２１０に近接する内側の 壁の湾曲部の半径は、製作品２０４の湾曲部の最も大きい半径よりも大きい。研 磨の際、容器２０１に関する液体２０２の動きを最小にすることが望まれる。Ｍ Ｐ液２０２のこの動き又は滑りを最小にするために、容器２０１の内側の壁は、 ナップ又は多孔性の材料２１５の層で覆われることが可能であり、ＭＰ液２０２ と容器２０１の壁との間の信頼性のある機械的な粘着部を提供する。 製作品のスピンドル２０５は、回転可能なテーブル２１６と結合されたスピン ドルの送り台２０８に結合される。回転可能なテーブル２１６は、テーブルの送 り台２１７に結合される。スピンドルの送り台２０８、回転可能なテーブル２１ ６、及びテーブルの送り台２１７は、プログラムに作成可能な制御システム２１ ２からの電気信号に従って作動する従来のサーボモータによって駆動可能である 。回転可能なテーブル２１６により、製作品のスピンドル２０５は、水平軸２１ ４の周りを連続して揺動可能であり、あるいはスピンドル２０５の初期の垂直軸 ２１８に対して角度αで配置可能である。好適には、軸２１４は、製作品のスピ ンドルの初期の垂直位置の研磨される表面の湾曲部の中央に配置される。スピン ドルの送り台２０８により、研磨される表面の湾曲部の中央が、軸２１４に関し て垂直に移動δされることが可能なる。テーブルの送り台２１７は、スピンドル の送り台２０８及び製作品のスピンドル２０５を備えた回転可能なテーブル２１ ６を移動し、製作品２０４の研磨される表面と容器２０１の下部との間の必要な クリアランスを獲得しかつ維持する。この実施形態では、電磁石２０６は、不動 でありかつ容器２０１の下方に配置され、その結果、製作品のスピンドル軸２１ ８が研磨領域２１０の面に対して垂直である場合に、その磁気間隙はその軸を中 心に対称である。図２に説明される装置は、全ての他の点で図１に示された装置 と同様である。 研磨装置は以下のように作動する。製作品２０４を研磨するために、製作品の スピンドル２０５に取着された製作品２０４は配置されると、製作品２０４の湾 曲部の半径の中心は、回転可能なテーブル２１６の回転位置（回転軸２１４）に 一致される。従って、研磨される製作品の除去速度は、研磨される製作品と類似 の試験製作品を使用して経験的に決定される。続いて製作品２０４の研磨は、回 転可能なテーブル２１６を使用して、研磨領域２１０に関してその表面を移動す ることによって自動的に行われ、回転可能なテーブル２１６は、製作品のスピン ドル２０５を揺動させかつ処理の計算されたレジームに従って角度αを変更する 。 スピンドル２０５が揺動される最大の角度αは、以下の式を使用して決定され る。 ｃｏｓα_max＝（Ｒ_sf−Ｌ）／Ｒ_sf ここで、Ｒ_sfは全球面の半径である。図６に示されるように、Ｒ_sfは、製作品が 球面である場合に、実際の製作品２０４の湾曲部の半径に基づいて、製作品の半 径が何であるかを表す。Ｌは、図６に示されるように、製作品２０４の厚さを表 し、更にＬは、以下の式を使用して計算される。 Ｌ＝Ｒ_sf−Ｒ_sf ²−Ｒ_w ² 更に図６に示される接触領域の角度寸法βは、以下の式を使用して決定可能で ある。 ｃｏｓβ＝（Ｒ_sf−ｈ_O）／Ｒ_sf ここで、Ｒ_sfは全球面の半径であり、ｈ_Oは、容器２０１の下部と、図６に示さ れるような湾曲された製作品の接触領域Ｒ_zの端部との間のクリアランスである 。接触領域の高さｈ_Oは、以下の式を使用して決定可能である。 ｈ_O＝Ｒ_sf−Ｒ_sf ²−Ｒ_z ² ここで、Ｒ_sfは全球面の半径であり、Ｒ_zは接触領域の幅である。 製作品のスピンドル２０５の揺動は、連続又は段階的であることが可能である 。製作品のスピンドル２０５が連続して揺動される場合には、この運動の角速度 ω_zは、以下の式によって決定される。 ω_z≧βＶ／ｋ₃ ここでβは接触領域の角度寸法であり、Ｖは材料の除去速度であり、ｋ₃は、研 磨の一サイクルの間に除去される製作品の材料層の厚さである。従って、一サイ クルの存続期間ｔ_cは、以下の式を使用して計算可能である。 ｔ_c＝α_max／ω_z ここで、α_maxはスピンドル２０５が揺動される最大角度αであり、ω_zは揺動運 動の角速度である。 製作品２０４を研磨する総サイクル数Ｎを計算するために、研磨の際に除去さ れる材料層の厚さは、以下の式に従って計算される。 Ｋ＝ｋ₁＋ｋ₂ ここで、ｋ₁は初期の表面粗さ（μｍ）であり、ｋ₂は、表面下の損傷を受けた層 の厚さ（μｍ）である。従って、必要なサイクル数Ｎは、以下の式を使用して決 定される。 Ｎ＝Ｋ／ｋ₃ ここで、ｋ₃は、研磨の一サイクルの間に除去される製作品の材料層の厚さであ る。 従って、製作品の研磨に必要な総時間Ｔは、以下の式を使用して計算可能であ る。 Ｔ＝ｔ_cＮ ここで、ｔ_cは一サイクルの存続期間であり、Ｎは必要なサイクル数である。 製作品のスピンドル２０５が個々のステップで揺動される場合には、各ステッ プの休止時間は計算されなければならない。各ステップの休止時間を計算する際 には、重複係数Ｉを考慮する必要がある。重複係数Ｉは以下の式で決定される。 Ｉ＝α_s／β ここで、βは接触領域の角度寸法であり、α_sは一ステップ当たりの角度変位で ある。一ステップ当たりの角度変位α_sは、以下の式によって計算可能である。 α_s＝α_max／ｎ_s ここで、α_maxはスピンドル２０５が揺動される最大の角度αであり、ｎ_sは一サ イクル当たりのステップ数である。一サイクル当たりのステップ数は、以下の式 を使用して計算可能である。 ｎ_s＝α_max／β ここで、α_maxはスピンドル２０５が揺動される最大の角度αであり、βは接触 領域の角度寸法である。研磨中の現在の角度は以下の式を使用して計算可能であ る。 α＝α_sＮ_s ここで、α_sは一ステップ当たりの角度変位であり、Ｎ_sは現在のステップ数であ る。 製作品２０４を研磨する総サイクル数を計算するために、研磨の際に除去され る材料層の厚さは、以下の式に従って計算される。 Ｋ＝ｋ₁＋ｋ₂ ここで、ｋ₁は初期の表面粗さ（μｍ）であり、ｋ₂は表面下の損傷を受けた層の 厚さ（μｍ）である。従って、必要なサイクル数Ｎは、以下の式を使用して決定 可能である。 Ｎ＝Ｋ／ｋ₃ ここで、ｋ₃は、研磨の一サイクルの間に除去される製作品の材料層の厚さであ る。 各ステップの休止時間は、以下の式を使用して計算可能である。 ｔ_d＝ｋ₃Ｉ／Ｖ ここで、ｋ₃は研磨の一サイクルの間に除去される製作品の材料層の厚さであり 、Ｉは重複係数であり、Ｖは材料の除去速度である。従って、製作品の研磨に必 要な総時間Ｔは、以下の式を使用して計算可能である。 Ｔ＝ｔ_dｎ_sＮ ここで、ｔ_dは各ステップの休止時間であり、ｎ_sは一サイクル当たりのステップ 数であり、Ｎは必要なサイクル数である。 表面の形状が変更できないこと、あるいは表面の各位置での特有の材料の除去 目標が、休止時間を変更することによって達成可能であることが必要とされる場 合、研磨は、表面の各位置から均等に材 料を除去する状況の下で行われる。 非球面の製作品２０４が研磨される際、手順は、球面の製作品について説明さ れたものと概略同様である。非球面の製作物２０４は、研磨される製作品の部分 の湾曲部の半径に依存して休止時間を変更することによって、必要な形状に研磨 可能である。非球面の製作品の研磨の他の実施形態では、製作品のスピンドル２ ０５もまた、研磨の際に垂直に移動可能である。非球面の物を研磨するために、 上述された計算は、湾曲部の異なる半径を有する製作品の各部分のために達成可 能である。製作品が角度αまで揺動される場合、研磨される非球面の製作品の部 分の湾曲部の半径は変化する。研磨される製作品２０４の部分の湾曲部の瞬間の 半径を回転位置２１４に一致させるために、製作品のスピンドル２０５の揺動は 、非球面の物を研磨する際に、スピンドルの送り台２０８によって垂直な運動を 伴わされる。 更に、必要な場合には、磁場の強度もまた、研磨の際の各処理段階で変更可能 である。材料の除去速度Ｖは、図７に示されるように、磁場の強度Ｇの関数であ る。それゆえ、例えば休止時間又はクリアランスである、作動するパラメータの 量の変更が可能である。従って、磁場の強度は、研磨工程を制御する他の手段と して使用可能である。 図３を参照して、本発明の他の実施形態が示される。図３には、容器３０１の 内側の壁は、電磁石３０６の隙間を通じて延長する付加的な円形の凹部を有する 。容器３０１の内側の壁のこの構成によって、より小さく、より集中された研磨 領域３１０がもたらされ、更にＭＰ液３０２と容器３０１との間の粘着性の増加 が達成される。より小さく、より集中された研磨領域によって、より小さい接触 領域Ｒ_zがもたらされる。全ての他の点において、図３に示される 実施形態は、図２に示される実施形態と同様である。 例１ ガラスレンズの研磨は、図２に示される装置を使用して達成された。製作品２ ０４は以下のような初期のパラメータを有する。 ａ）ガラスの型式・・・・・・・・・・・・・・・・ＢＫ７ ｂ）形状・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・球面 ｃ）直径、ｍｍ・・・・・・・・・・・・・・・・・・２０ ｄ）湾曲部の半径、ｍｍ・・・・・・・・・・・・・・４０ ｅ）中央の厚さ、ｍｍ・・・・・・・・・・・・・・・１５ ｆ）形状に対する初期の適合性、波・・・・・・・・０．５ ｇ）初期の表面粗さ、ｎｍ、ｒｍｓ・・・・・・・・１００ 電磁石の磁極片２０６に近接する内側の壁の湾曲部の半径が２００ｍｍである 容器２０１が使用された。中心軸２１９からの半径は１４５ｍｍであり、容器の 凹部の幅は６０ｍｍであった。容器２０１は、以下の組成を有する３００ｍｌの ＭＰ液２０２で満たされる。 材料の除去速度を決定するために、研磨される製作品と同一の試験製作品２０ ４は、任意に選択された標準パラメータで研磨された。試験製作品は、製作品の スピンドル２０５に取着されかつスピンドルの送り台２０８によって配置され、 研磨される製作品の表面と回転可能なテーブル２１６（軸２１４）の回転位置と の間の距離は 、４０ｍｍ（製作品２０４の表面の湾曲部の半径）と等しくされた。回転可能な テーブル２１６を使用して、製作品２０５の回転軸は、角度α＝０°の垂直位置 に調節された。研磨される製作品２０４の表面と容器２０１の下部との間のクリ アランスｈは、テーブルの送り台２１７を使用して２ｍｍに調節された。 続いて、製作品のスピンドル２０５及び容器２０１の両方は回転された。製作 品のスピンドルの回転速度は５００ｒｐｍであり、容器の回転速度は１５０ｒｐ ｍであった。２０ｍｍに等しい磁気間隙を有する電磁石２０６は、製作品の表面 の近くの磁場の強度が約３５０ｋＡ／ｍであるレベルに作動された。全てのパラ メータは一定に保持され、製作品は、明瞭な領域を製作するのに十分である、約 １０分の間研磨された。 次に、製作品は、製作品のスピンドル２０５から取り外された。適切な光学の 顕微鏡を使用して、続いて計測が行われ、製作品の中央からの距離Ｒ（ｍｍ）の 関数として、元の表面から除去された材料の量Ｈ（μｍ）が決定された。ここで 説明される例では、チャプマンインストラメント（Chapman Instrument）ＭＰ２ ０００光学プロファイラーが使用され、除去された材料の量が計測された。利用 可能な度量衡学に依存して、約２０の測定が２０ｍｍの距離に及んで行われる。 この例では、１６の測定が１９．７ｍｍに及んで行われた。この例のこれらの計 測の結果は、図４に描かれている。これらの結果は、設置された機械の研磨領域 を限定し、製作品を完成するために必要な研磨プログラムの計算の入力値として 使用される。研磨プログラムの計算のためにこの例で得られる入力値は、以下の ようである。 １．製作品のパラメータ： ａ）全球面の半径、Ｒ_sf、ｍｍ・・・・・・・３９．６ ｂ）製作品の半径、Ｒ_w 、ｍｍ・・・・・・・２４．３ ２．研磨領域のパラメータ： ａ）接触領域の半径、Ｒ_z 、ｍｍ・・・・・・１７．９ ｂ）（d/dr）（dH/dr）＝０、Ｒ_d、ｍｍの 位置の半径・・・・・・・・・・・・・・・・１０ ｃ）Ｈの最大値、Ｈ_max 、μｍ・・・・・・・２１．５ ｄ）Ｈの最小値、Ｈ_min 、μｍ・・・・・・・・０．５ ３．研磨領域の除去された材料の空間分布： これらの入力値を使用して、製作品の完成に必要とされる研磨が決定される。 本発明の好適な実施例では、コンピュータプログラム が使用され、必要なパラメータが計算されかつ研磨の作動が制御される。研磨の 要件の決定は、角度αを変更するステップ数、各ステップの角度αの値、及び各 ステップの休止時間の決定を有し、その結果、上述されたような、研磨領域の重 複による製作品の表面上の材料の除去が一定に維持される。 この例の製作品のパラメータ、研磨領域のパラメータ、及び研磨領域の除去さ れた材料の空間分布は、研磨方法の間のシステムの制御に使用される。この例で は、結果は、この目的のためにコンピュータプログラムに入力された。計算の結 果は以下の通りである。 研磨レジーム ここで使用されているように、制御半径は、製作品の中央の垂直の軸に対する研 磨領域の相対位置を表す。制御半径は角度αによって決定され、研磨の際、制御 半径は、制御される制御半径よりもむしろ角度αによって決定される。 従って、各角度の休止時間は、一定の要因によって表１の時間係 数を増加させることによって分に変換される。時間係数を休止時間に変換するの に使用される一定の要因は、製作品の特徴に依存する。ここでの例では、この不 変量は、経験的に５分に決定された。 表１からの結果を使用して、プログラムに作成可能な制御装置２１２は、プロ グラムが組まれた。研磨される製作品２０４は製作品のスピンドル２０５に取着 され、試験製作品のための説明された手続きは、プログラムに作成可能な制御装 置２１２の自動的な制御の下で繰り返された。以下の結果が得られた。 研磨結果 形状に対する最終的な適合性、波・・・・・・・１ 最終的な粗さ、μｍ・・・・・・・・０．００１１ 上述された実施形態に加えて、本発明の装置の複数の代わりの実施形態が存在 する。これらの代わりの実施形態の幾つかは、図９〜３０で示される。これらの 図によって示されるように、磁気流動学の液体、磁場を引き起こす手段、及び研 磨される物を移動する手段又は互いに関する磁場を引き起こす手段のみが、本発 明に関する装置の構成に必要である。例えば、図９〜１１は、磁気流動学の液体 が容器に収容されない本発明の実施形態を説明する。 図９では、ＭＰ液９０２は電磁石９０６の極片に配置される。電磁石９０６が 配置され、その結果、電磁石９０６が製作する磁場は、研磨される物９０４の特 有の表面部分にのみ作用し、研磨領域を製作する。作動中、物９０４は回転され る。続いて、電磁石９０６と物９０４のいずれか、あるいは電磁石９０６及び物 ９０４の両方が移動され、その結果、段階的に物の全表面は研磨される。電磁石 ９０６、研磨される物９０４、又は両方は、互いに関して垂直及び／又は水平面 内を移動可能である。研磨の際、磁場の強度もまた必要に応じて調整され、物９ ０４を研磨する。物９０４の回転、電磁 石９０６及び／又は物９０４の運動、及び研磨の予め決定されたプログラムに従 う磁場の強度の調整により、研磨される物９０４の表面からの材料の除去が制御 される。 図１０は、湾曲表面を研磨する装置を説明する。図１０では、ＭＰ液１００２ は、電磁石１００６の極片に配置される。電磁石１００６は、構成されて、研磨 される物１００４の幾つかの表面部分のみに影響を及ぼす磁場を発生する。球面 又は非球面を有する研磨される物１００４は、回転される。電磁石１００６は、 図１０の矢印によって示されるように、物１００４の湾曲部の半径に相当する軌 道に沿って角度α移動され、その結果、予め決定された研磨プログラムに従って 、電磁石は物の表面に平行に移動され、従って、部分表面に沿って材料の除去が 制御される。 図１１では、更にＭＰ液１１０２は、電磁石１１０６の極片に配置される。電 磁石は、構成されて、研磨される物１１０４の幾つかの表面部分にのみ作用する 磁場を発生する。作動中、球面又は非球面の表面を有する研磨された物１１０４ は、回転される。続いて、研磨される物１１０４は揺動され、その結果、図１１ に示される角度αは、０から、製作品のサイズ及び形状に依存する値まで変化す る。電磁石１１０６に関して製作品１１０４を揺動すること、従って予め決定さ れた研磨のプログラムに関して角度αを変更することにより、研磨される物の表 面に沿って材料の除去が制御される。 図１２では、ＭＰ液１２０２は、容器１２０１内に配置される。電磁石１２０ ６は、容器１２０１の下に配置されかつ構成されて、容器１２０１内のＭＰ液１ ２０２の一部分又は研磨領域１２１０にのみ影響を与える磁場を引き起こす。研 磨領域１２１０のＭＰ液は、磁場の存在下で有効に材料を除去するための塑性特 性を必要とする。研磨される物１２０４は回転され、電磁石１２０６は、研磨さ れる表面に沿って移動される。続いて製作品は、研磨される物の表面に沿う材料 の除去を制御する予め決定されたプログラムに従って研磨可能である。 図１３では、ＭＰ液１３０２は容器１３０１内に配置される。電磁石１３０６ は、構成されて、ＭＰ液１３０２の一部分又は研磨領域１３１０にのみ影響を与 える磁場を引き起こす。従って、ＭＰ液１３０２は、研磨領域１３１０に配置さ れた研磨される物１３０４の部分にのみ影響を与える。一致する軸を備えた、研 磨される物１３０４及び容器１３０１は、等速又は異なる速度で、同一又は反対 方向に回転される。割り当てられたプログラムに従って、容器の表面に沿って迅 速に電磁石１３０６を移動することによって、研磨領域１３１０は移動されかつ 研磨される物の表面に沿う材料の除去が制御される。 図１４では、ＭＰ液１４０２は容器１４０１内に配置される。永久磁石１４０ ６のシステムを収容するケーシング１４１９は、容器１４０１の下に設置される 。各磁石１４０６によって製作される電磁場は、研磨される物の一部分又は研磨 領域１４１０にのみ影響を与える。作動中、研磨される物１４０４及び容器１４ ０１は、同時に回転される。研磨される物１４０４及び容器１４０１の回転軸は 、互いに関して偏心している。ケーシング１４１９又は研磨される物１４０４、 あるいはその両方は、研磨の予め決定されたプログラムに従って同時に移動され 、研磨される物の表面に沿う材料の除去は制御される。 図１５では、ＭＰ液１５０２は容器１５０１内に配置される。電磁石１５０６ は容器の下に配置され、その結果、電磁石の磁場は、容器１５０１内のＭＰ液１ ５０２の一部分又は研磨領域１５１０にのみ影響を及ぼす。球面又は湾曲された 形状を有する研磨される物 １５０４及び容器１５０１は、同一又は反対方向に回転される。研磨中、物１５ ０４は揺動され、図１５に示される角度αは、０から、物１５０４のサイズ及び 形状に依存する値まで変化する。物１５０４及び容器１５０１の回転、及び角度 αは、予め決定された研磨のプログラムに従って制御される。結果として、研磨 される物の表面に沿う材料の除去は制御される。 図１６では、ＭＰ液１６０２は長手の容器１６０１内に配置される。容器１６ ０１の内側の凹部の形状は、物１６０４の表面に平行に選択され、容器の内側の 壁は、α＝０の際に、物１６０４の母線から等距離である。電磁石１６０６は、 容器１６０１の下方に配置され、ＭＰ液１６０２の一部分又は研磨領域１６１０ に磁場を引き起こす。作動中、電磁石１６０６は容器１６０１の下部に沿って移 動され、物１６０４及び容器１６０１は回転される。更に物は、研磨プログラム の間に角度αまで揺動される。物１６０４及び容器１６０１の回転、電磁石１６ ０６の運動、及び予め決定された研磨プログラムに従う物１６０４の揺動により 、研磨される物１６０４の表面からの材料の除去は制御される。 図１７では、ＭＰ液１７０２は、環状の凹部を備えた円形の容器１７０１内に 配置される。電磁石１７０６は容器１７０１の下に配置される。電磁石１７０６ は選択され、電磁石の磁場は、ＭＰ液１７０２の一部分又は研磨領域１７１０に 影響を及ぼす。研磨される物１７０４及び容器１７０１は、同一又は反対方向に 、等速又は異なる速度で回転される。研磨プログラムに従う、容器１７０１の環 状の凹部の下部に沿った電磁石１７０６の迅速な移動により、研磨される物１７ ０４の表面に沿った材料の除去が制御される。 図１８では、ＭＰ液１８０２は、環状の凹部を備えた円形の容器１８０１内に 配置される。容器の下部はナップ材料１８１５で覆わ れ、ナップ材料１８１５は、容器の下部１８０１に関するＭＰ液１８０２の滑り を防止し、更に物の表面からの材料の除去速度を増加させる。電磁石１８０６は 、容器の凹部１８０１の下に配置される。電磁石１８０６の極片は選択され、電 磁石の磁場は、ＭＰ液の一部分又は研磨領域１８１０にのみ影響を及ぼし、それ ゆえ電磁石１８０６は、研磨される物１８０４の表面の部分にのみ影響を及ぼす 。 研磨される物１８０４、長手の容器１８０１、又はその両方は、等速又は異な る速度で、同一又は反対方向に回転される。更に電磁石１８０６は、研磨プログ ラムに従って研磨される物１８０４の表面に関して移動される。 図１９では、ＭＰ液１９０２は、円形の容器１９０１の環状の凹部内に配置さ れる。容器の凹部の湾曲部の半径は、研磨後の必要な物１９０４の湾曲部の半径 に相当して選択され、凹部１９０１の内側の壁は研磨される物１９０４の表面ま で等距離にされる。スピンドル１９０５に配置された研磨される物１９０４及び 容器１９０１は、等速又は異なる速度で、同一又は反対方向に回転される。電磁 石１９０６は、予め決定されたプログラムに従って容器の凹部１９０１の下部に 沿って移動され、研磨される物の表面に沿う材料の除去が制御される。 図２０では、更にＭＰ液２００２は、環状の凹部を備えた円形の２００１容器 内に配置される。電磁石２００６は容器２００１の下に配置される。電磁石２０ ０６の極片は、電磁石の磁場がＭＰ液２００２の一部分又は研磨領域２０１０の みに影響を及ぼすように選択され、それゆえ電磁石の磁場は、研磨される物２０ ０４の表面部分にのみ影響を及ぼす。 研磨される物２００４及び容器２００１は、等速又は異なる速度 で、同一又は反対方向に回転される。更に研磨される物２００４は、容器に関し て揺動される。物は、予め決定されたプログラムに従う研磨の際に、垂直位置か ら角度∝まで揺動され、研磨される表面に沿う材料の除去が制御される。 図２１では、ＭＰ液２１０２は、くぼみ２１２０を有する環状の凹部を備えた 円形の容器２１０１に配置される。電磁石２１０６の極片は、電磁石の磁場がＭ Ｐ液２１０１の一部分又は研磨領域２１１０にのみ影響を及ぼすように選択され る。図２１では、磁場によって影響を及ぼされるＭＰ液２１０２のその部分は、 くぼみ２１２０の内部又は上に配置される。 研磨される物２１０４は回転される。更に、研磨される物２１０４は、割り当 てられたプログラムに従って、容器の回転面に垂直な軸に関して角度∝まで揺動 され、研磨される物の表面に沿う材料の除去が制御される。 図２２では、ＭＰ液２２０２は円筒形の容器２２０１内に配置される。研磨さ れる物２２０４ａ、２２０４ｂ等はスピンドル２２０５ａ、２２０５ｂ等に固定 され、スピンドル２２０５ａ、２２０５ｂ等は水平面内を回転可能なディスク２ ２２１に固定される。電磁石２２０６は容器の下に取着され、容器２２０１の全 表面に沿って磁場を製作する。 ディスク２２２１、容器２２０１、及び研磨される物２２０４ａ、２２０４ｂ は、同一又は反対方向に、等速又は異なる速度で回転される。磁場の強度と、デ ィスク、容器、及び物の回転を調整することによって、研磨される物の表面から の材料の除去速度は制御される。 図２３では、ＭＰ液２３０２は容器２３０１内に配置される。電磁石２３０６ は、容器の下部の下方に取着される。電磁石の極片は 選択されて、電磁石は磁場を製作し、磁場は、容器２３０１のＭＰ液２３０２の 一部分又は研磨領域２３１０にのみ影響を与える。研磨される物２３０４ａ、２ ３０４ｂ等はスピンドル２３０５ａ、２３０５ｂ等に固定され、スピンドル２３ ０５ａ、２３０５ｂ等は、ディスク２３２１に関して回転可能であり、ディスク ２３２１上に取着される。更にディスク２３２１は、容器２３０１に関して回転 可能である。 ディスク２３２１、研磨される物２３０４ａ、２３０４ｂ等、及び容器２３０ １は、等速又は異なる速度で、同一又は反対方向に回転される。更に、電磁石２ ３０６は、容器の表面に沿って迅速に移動される。この回転、及び容器の表面に 沿う電磁石２３０６の移動は、調整されて、研磨される物の表面からの材料の除 去が制御される。 図２４では、ＭＰ液２４０２は容器２４０１内に配置される。電磁石２４０６ ａ、２４０６ｂ等は容器の下部の近くに配置される。電磁石２４０６ａ、２４０ ６ｂ等の極片は、各電磁石が容器の液２４０２の一部分又は研磨領域２４１０ａ 、２４１０ｂ等にのみ影響を与える場を製作するように選択される。研磨される 物２４０４ａ、２４０４ｂ等はスピンドル２４０５ａ、２４０５ｂ等に配置され 、スピンドル２４０５ａ、２４０５ｂ等は、取着されるディスク２４２１に関し て回転可能である。ディスク２４２１、研磨される物２４０４ａ、２４０４ｂ等 、及び容器２４０１は、等速又は異なる速度で、同一又は反対方向に回転される 。更に電磁石２４０６ａ、２４０６ｂ等は、容器２４０１の下部表面に沿って半 径方向に移動される。この回転及び容器の表面に沿う電磁石２４０６ａ、２４０ ６ｂ等の移動は、調整されて、研磨される物の表面からの材料の除去が制御され る。 図２５では、ＭＰ液２５０２は、環状の凹部を備えた円形の容器２５０１内に 配置される。研磨される物２５０４ａ、２５０４ｂ等はスピンドル２５０５ａ、 ２５０５ｂ等に配置される。電磁石２５０６ａ、２５０６ｂ等は容器２５０１の 下に配置され、電磁石に引き起こされる磁場は、ＭＰ液の全容量及び研磨される 物の全表面に影響を及ぼす。容器２５０１及び研磨される物２５０４ａ、２５０ ４ｂ等は、同一又は反対方向に、等速又は異なる速度で回転される。更に電磁石 に引き起こされる磁場の強度も制御される。この結果、研磨される物の表面から の材料の除去が制御される。 図２６では、ＭＰ液２６０２は、環状の凹部を備えた円形の容器２６０１内に 配置される。研磨される物２６０４ａ、２６０４ｂ、２６０４ｃ、２６０４ｄ等 はスピンドル２６０５ａ、２６０５ｂ、２６０５ｃ、２６０５ｄ等に配置され、 スピンドル２６０５ａ、２６０５ｂ、２６０５ｃ、２６０５ｄ等は、水平面内を 回転可能なディスク２６２１に取着される。 電磁石２６０６ａ、２６０６ｂ等は容器の表面の下に取着される。電磁石の極 片は選択され、電磁石は、容器の全幅に及んで磁場を製作する。 容器２６０１、ディスク２６２１、及び研磨される物２６０４ａ、２６０４ｂ 、２６０４ｃ、２６０４ｄを等速又は異なる速度で、同一又は反対方向に回転す ることによって、ある磁場の強度の材料の除去速度が制御される。 図２７では、ＭＰ液２７０２は、環状の容器を有する円形の容器２７０１内に 配置される。電磁石２７０６は、容器３５０１の全表面に沿って磁場を引き起こ す。研磨される物２７０４ａ、２７０４ｂ、２７０４ｃ、２７０４ｄ等はスピン ドル２７０５ａ、２７０５ｂ、２７０５ｃ、２７０５ｄ等に配置される。スピン ドル２７０５ ａ、２７０５ｂ、２７０５ｃ、２７０５ｄ等は、水平面内を回転可能なディスク ２７２１ａ、２７２１ｂ等に配置される。ディスク２７２１ａ、２７２１ｂ等は 、スピンドル２７２４ａ、２７２４ｂ等に配置される。この図は、複数の物を同 時に研磨することが可能な一つの構想を説明する。 図２８では、ＭＰ液２８０２は容器２８０１内に配置される。永久に固定され た磁石２８２３を備えた二つのユニット２８２２ａ、２８２２ｂは、容器２８０ １の内側に取着される。 研磨される平坦な物２８０４は、ユニット２８２２ａ及び２８２２ｂの間に配 置される。ユニット２８２２ａ及び２８２２ｂは水平軸の周りを回転される。こ れらのユニットは等速で回転され、磁場及び研磨領域２８１０は、異なる符号の 極片が互いに反対に位置する際に製作される。研磨される物２８０４は、研磨領 域が物の両方の表面に製作されるように移動される。材料の除去速度は、ユニッ ト２８２２ａ、２８２２ｂの回転速度、及び物２８０４が垂直に移動される速度 で制御される。 図２９では、ＭＰ液２９０２は容器２９０１内に配置される。マグネット２９ ２３を備えたユニット２９２２は、容器の内側に配置され、研磨される物２９０ ４の移動方向に垂直な軸に沿って回転可能である。マグネットはユニットに配置 され、並行して配置された永久磁石は、互いに関して異なる符号の極片を有し、 マグネットの間に研磨領域２９１０が製作される。 研磨は、ユニット２９２２を回転すること、及び垂直面内の研磨される物２９ ０４へ走査運動を与えることによって達成される。材料の除去速度は、ユニット ２９２２の回転速度と、研磨される物が移動される速度とを変更することによっ て制御される。 図３０は、球面の物を研磨する装置を説明する。物３００４ａ、 ３００４ｂ等は、頂部の容器３００１ｂと下部の容器３００１ａとの間に形成さ れた溝３０２５に配置される。溝３０２５には、電磁石３００６によって引き起 こされる磁場の影響を受けるＭＰ液３００２が満たされる。作動中、頂部の容器 ３００１ａ及び下部の容器３００１ｂは、互いに反対方向に回転される。容器３ ００１ａ及び３００１ｂと共にＭＰ液３００２が回転することにより、球面の物 は研磨される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ，ＫＲ，ＲＵ，Ｕ Ａ (72)発明者 ゴロドキン，セルゲイ エル. ベラルーシ共和国，220123，ミンスク，ゴ ルキイ ストリート 53 (72)発明者 ゴロドキン，ゲンナーディ エル. ベラルーシ共和国，220114，ミンスク，ス コルニア アベニュ 95 エフ. (72)発明者 グレブ，レオニド カー. ベラルーシ共和国，220033，ミンスク，ス コルニア アベニュ 39エフ (72)発明者 カシェフスキイ，ブロニスラフ エー. ベラルーシ共和国，220075，ミンスク，シ ャバニイ ストリート 13，アパートメン ト 13

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 磁気流動学の液体内に研磨領域を製作し、 物の材料の除去速度を決定し、 前記物に関する前記研磨領域の運動の方向及び速度を決定し、 必要な研磨のサイクル数を決定し、 前記研磨領域の前記液体の粘稠度を制御し、 前記物を前記液体の前記研磨領域に接触させ、 前記物及び前記研磨領域を互いに関して移動させる、 工程を含む、物の研磨方法。 ２． 前記物の材料の除去速度を決定する工程は、材料の除去の空間分布を決 定する工程を含む請求項１に記載の方法。 ３． 前記必要な研磨のサイクル数を決定する工程は、 前記物の初期の表面粗さを決定し、 表面下の損傷を受けた層の厚さを決定し、 研磨の一サイクルの間に除去される材料の層の厚さを決定し、 以下の式に従って前記サイクル数を決定する、 工程を含む請求項１に記載の方法。 ４． 前記物に関する前記研磨領域の運動は連続である請求項１に記載の方法 。 ５． 前記物に関する前記研磨領域の運動の方向及び速度を決定する工程は、 任意のある時間に前記研磨領域と接触する前記物の接触部分のサイズを決定し 、 研磨の一サイクルの間に除去される材料の層の厚さを決定し、 以下の式に従って前記研磨領域の速度を決定する、 工程を含む請求項４に記載の方法。 ６． 前記物に関する前記研磨領域の運動は、不連続のステップである請求項 １に記載の方法。 ７． 前記物に関する前記研磨領域の運動の方向及び速度を決定する工程は、 任意のある時間に前記研磨領域と接触する前記物の接触部分のサイズを決定し 、 一ステップの前記研磨領域の移動量を決定し、 以下の式に従って重複係数を決定し、 研磨の一サイクルの間に除去される前記材料の層の厚さを決定し、 以下の式に従って研磨の各ステップの休止時間を決定し、 以下の式に従って必要なステップ数を決定する、 工程を含む請求項６に記載の方法。 ８． 更に前記物の垂直な軸から角度αまで前記物を移動することを含む請求 項１に記載の方法。 ９． 前記物は、前記垂直な軸から角度αまで連続した速度で移動される請求 項８に記載の方法。 １０． 前記物を前記垂直な軸から角度αまで連続した速度で移動させる工程 は、更に 接触領域の角度寸法を決定し、 研磨の一サイクルの間に除去される前記材料の層の厚さを決定し、 以下の式に従って角度αまでの前記物の移動の角速度を決定する、 工程を含む請求項９に記載の方法。 １１． 前記物は、前記垂直な軸から角度αまで不連続なステップで移動され る請求項８に記載の方法。 １２． 前記物を前記垂直な軸から角度αまで不連続なステップで移動する工 程は、更に 前記接触領域の角度寸法を決定し、 研磨の一サイクルの間に除去される前記材料の層の厚さを決定し、 一ステップの角度変位の値を決定し、 前記重複係数を決定し、 以下の式に従って各ステップの休止時間を決定する、 工程を含む請求項１１に記載の方法。 １３． 前記磁気流動学の液体は、 複数の磁性粒子と、 安定剤と、 運搬液と、 を含む請求項１に記載の方法。 １４． 研磨の際に前記運搬液を補充することによって前記磁気流動学の液体 の特性を制御する工程を更に含む請求項１３に記載の方法。 １５． 前記磁気流動学の液体は容器内に収容される請求項１に記載の方法。 １６． 前記容器は前記物に関して移動される請求項１５に記載の方法。 １７． 前記容器は一定速度で回転される請求項１６に記載の方法。 １８． 前記研磨領域は、前記物の表面領域の三分の一よりも大きくない請求 項１５に記載の方法。 １９． 磁気流動学の液体内の研磨領域を製作する工程は、 前記磁気流動学の液体に近接して磁場を引き起こし、 前記磁場の方向及び強度を制御する、 工程を含む請求項１５に記載の方法。 ２０． 磁気流動学の液体内の研磨領域を製作する工程は、 前記磁気流動学の液体を前記物に近接する領域の不均一な磁場にさらし、該不 均一な磁場は、該磁場の傾斜に垂直な強度の等しい磁場の線を有する請求項１５ に記載の方法。 ２１． 前記磁場の傾斜は、前記物の表面に垂直な、前記容器の下部の方に向 けられる請求項２０に記載の方法。 ２２． 前記磁場は、前記容器の外側に配置される磁場を引き起こす手段によ って製作される請求項１９に記載の方法。 ２３． 前記物の下部と前記容器の内側の表面との間のクリアランスを決定す る工程を更に含む請求項１５に記載の方法。 ２４． 前記磁場の強度及び前記物の表面に関する前記研磨領域 の位置を制御することによって前記物の研磨を制御する工程を更に含む請求項１ ９に記載の方法。 ２５． 前記研磨はプログラムに作成可能な制御ユニットによって制御される 請求項２４に記載の方法。 ２６． 電磁石と永久磁石とで構成される集まりから選択されたマグネットと 、 前記マグネットによって発生される磁場の付近で保持される磁気流動学の液体 と、 研磨される物とマグネットとの間の相対運動をもたらす手段と、 を具備する、物を研磨する装置。 ２７． 研磨領域は前記磁気流動学の液体内に形成される請求項２６に記載の 研磨装置。 ２８． 物の研磨を制御するプログラムに作成可能な制御ユニットを更に具備 する請求項２７に記載の研磨装置。 ２９． 前記プログラムに作成可能な制御ユニットは、 前記磁場の強度と、材料の移動速度と、前記物の一式の初期のパラメータと、 完成された物の一式の必要なパラメータとの計測値を受け取る入力装置と、 前記物に関する前記研磨領域の運動の方向及び速度と、必要な研磨のサイクル 数とを計算する処理ユニットと、 前記研磨領域及び前記物が移動される位置の、前記磁場の強度及び関連する方 向及び速度を表す信号を発生する信号発生装置と、 を具備する請求項２８に記載の研磨装置。 ３０． 研磨の際に前記磁気流動学の液体を連続して攪拌する手段を更に具備 する請求項２６に記載の研磨装置。 ３１． 前記磁気流動学の液体が収容される内側の凹部を有する容器と、該容 器の前記内側の凹部のナップ材料とを更に具備する請 求項２６に記載の研磨装置。 ３２． 前記磁気流動学の液体が収容される内側の凹部を有する容器を更に具 備し、該容器の前記内側の凹部の湾曲部の半径は、前記物の最も大きい湾曲部の 半径よりも大きい、請求項２６に記載の研磨装置。 ３３． 酸化を防止するポリマーでコーティングされた複数の強磁性の粒子と 、該磁性の粒子のアグロメレーション及び沈降を実質的もたらさない程度の比率 の水及びグリセリンで構成された集まりから選択された運搬液体とを含む磁気流 動学の液体の組成。 ３４． 前記強磁性の粒子がテフロンでコーティングされている請求項３３に 記載の磁気流動学の液体の組成。