JPH10175150A - 曲面研磨方法および曲面研磨装置 - Google Patents
曲面研磨方法および曲面研磨装置Info
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- JPH10175150A JPH10175150A JP33676696A JP33676696A JPH10175150A JP H10175150 A JPH10175150 A JP H10175150A JP 33676696 A JP33676696 A JP 33676696A JP 33676696 A JP33676696 A JP 33676696A JP H10175150 A JPH10175150 A JP H10175150A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
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- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 5
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Landscapes
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 非球面等の曲面の表面粗度を向上する曲面研
磨方法及び装置を提供する。 【解決手段】 研磨ヘッド４０は、ポリッシャー機能を
もつ研磨工具５５を有し、Ｚ軸方向に自由に動く。加工
物１００は、回転テーブル８０に取り付けられる回転テ
ーブル８０は、傾斜テーブル７０上に装備される。ベッ
ド１０上にはＸ軸テーブル２０と、Ｙ軸テーブル３０が
搭載され、Ｙ軸テーブル３０上に傾斜テーブル７０が取
り付けられる。傾斜テーブル７０の旋回中心軸であるａ
軸は、Ｘ軸に平行に配設される。この装置により、前工
程で加工された非曲面等の曲面を形状精度を維持しつ
つ、表面粗度を向上することができる。
磨方法及び装置を提供する。 【解決手段】 研磨ヘッド４０は、ポリッシャー機能を
もつ研磨工具５５を有し、Ｚ軸方向に自由に動く。加工
物１００は、回転テーブル８０に取り付けられる回転テ
ーブル８０は、傾斜テーブル７０上に装備される。ベッ
ド１０上にはＸ軸テーブル２０と、Ｙ軸テーブル３０が
搭載され、Ｙ軸テーブル３０上に傾斜テーブル７０が取
り付けられる。傾斜テーブル７０の旋回中心軸であるａ
軸は、Ｘ軸に平行に配設される。この装置により、前工
程で加工された非曲面等の曲面を形状精度を維持しつ
つ、表面粗度を向上することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、曲面形状、特に回
転対称軸を有さない非球面（非軸対称非球面）形状をし
た回転多面体、レンズ、ミラー等の光学素子や、その成
形金型等を高精度に研磨する曲面研磨方法および装置に
関する。
転対称軸を有さない非球面（非軸対称非球面）形状をし
た回転多面体、レンズ、ミラー等の光学素子や、その成
形金型等を高精度に研磨する曲面研磨方法および装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、曲面研磨は形状を崩さずに鏡面仕
上げするために、加工量を一定にできる研磨方法とし
て、加工物に法線方向から低圧荷重を加える研磨方法
（法線方向低圧荷重研磨法）が用いられてきた。特に、
回転対称軸を持たない非軸対称非球面形状をした加工物
には、水平方向駆動に２軸、傾斜方向駆動に２軸と工具
自転軸と工具垂直軸の合計６軸の同期制御によって法線
方向低圧荷重研磨が行われている。この従来の技術とし
て、以下のものがある。
上げするために、加工量を一定にできる研磨方法とし
て、加工物に法線方向から低圧荷重を加える研磨方法
（法線方向低圧荷重研磨法）が用いられてきた。特に、
回転対称軸を持たない非軸対称非球面形状をした加工物
には、水平方向駆動に２軸、傾斜方向駆動に２軸と工具
自転軸と工具垂直軸の合計６軸の同期制御によって法線
方向低圧荷重研磨が行われている。この従来の技術とし
て、以下のものがある。
【０００３】 加工物を取り付けるテーブルは、２つ
の水平方向駆動部（Ｘ，Ｙ軸）、ｃ（θ）旋回駆動部の
３軸の駆動部からなり、球形研磨工具は自転軸と傾斜
（チルト）軸とＺ軸の３軸をもつ、合計６軸同期制御研
磨装置と加工物の面形状データを計測する形状測定部を
有する研磨装置を用い、また研磨ヘッドを揺動させて、
曲面加工を行うもの（特開平５−５７６０６号公報）。 加工物を取り付けるテーブルは、２つの水平方向駆
動部（Ｘ，Ｙ軸）と２つの傾斜（チルト）方向駆動部
（ａ，ｂ軸）の合計４軸の積み上げによる駆動部からな
り、球形研磨工具は、自転軸とＺ軸の２軸を持つ、計６
軸同期制御装置で曲面加工を行うもの（特開平８−１９
２３４８号公報）。 また、加工物を取り付けるテーブルは、２つの水平
方向駆動部（Ｘ，Ｙ軸）、横旋回（θ）軸部と傾斜（チ
ルトｂ軸）方向駆動部の合計４軸の駆動部からなり、球
形研磨工具は、自転軸とＺ軸の２軸を持つ、計６軸同期
制御装置で曲面加工を行うものも考えられる。
の水平方向駆動部（Ｘ，Ｙ軸）、ｃ（θ）旋回駆動部の
３軸の駆動部からなり、球形研磨工具は自転軸と傾斜
（チルト）軸とＺ軸の３軸をもつ、合計６軸同期制御研
磨装置と加工物の面形状データを計測する形状測定部を
有する研磨装置を用い、また研磨ヘッドを揺動させて、
曲面加工を行うもの（特開平５−５７６０６号公報）。 加工物を取り付けるテーブルは、２つの水平方向駆
動部（Ｘ，Ｙ軸）と２つの傾斜（チルト）方向駆動部
（ａ，ｂ軸）の合計４軸の積み上げによる駆動部からな
り、球形研磨工具は、自転軸とＺ軸の２軸を持つ、計６
軸同期制御装置で曲面加工を行うもの（特開平８−１９
２３４８号公報）。 また、加工物を取り付けるテーブルは、２つの水平
方向駆動部（Ｘ，Ｙ軸）、横旋回（θ）軸部と傾斜（チ
ルトｂ軸）方向駆動部の合計４軸の駆動部からなり、球
形研磨工具は、自転軸とＺ軸の２軸を持つ、計６軸同期
制御装置で曲面加工を行うものも考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
研磨方法および研磨装置には、回転対称軸を有さない非
球面形状（自由曲面形状）をした加工物に対して、次の
ような問題があった。上述した技術は、いずれも１つの
非軸非球面しか研磨できず、非軸対称非球面形状をした
回転多面体の加工はできない。また、、とも形状を
崩すことなく非軸非球面の加工はできるが、装置が大型
化し、高価になってしまう問題があり、では装置は小
型化するが、横旋回運動によりワークの変曲点において
局所的な深堀りが発生してしまうという問題があった。
従って、本発明の目的は、回転対称軸を有さない非球面
形状（非軸対称非球面形状）をした回転多面体を良い形
状精度で研磨加工することができる曲面研磨方法および
曲面研磨装置を提供することである。また、安価な曲面
研磨装置を提供することである。
研磨方法および研磨装置には、回転対称軸を有さない非
球面形状（自由曲面形状）をした加工物に対して、次の
ような問題があった。上述した技術は、いずれも１つの
非軸非球面しか研磨できず、非軸対称非球面形状をした
回転多面体の加工はできない。また、、とも形状を
崩すことなく非軸非球面の加工はできるが、装置が大型
化し、高価になってしまう問題があり、では装置は小
型化するが、横旋回運動によりワークの変曲点において
局所的な深堀りが発生してしまうという問題があった。
従って、本発明の目的は、回転対称軸を有さない非球面
形状（非軸対称非球面形状）をした回転多面体を良い形
状精度で研磨加工することができる曲面研磨方法および
曲面研磨装置を提供することである。また、安価な曲面
研磨装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に対
し、略球形状であり、かつ弾性材料からなる研磨工具を
有する研磨ヘッドと、研磨ヘッドに対する加工面の相対
的な水平方向位置を移動させる水平駆動部と、加工物を
加工物の中心軸まわりに旋回させる旋回駆動部と、旋回
駆動部を傾斜させる傾斜駆動部と、水平駆動部と旋回駆
動部、傾斜駆動部を同期制御する駆動部とを備え、研磨
ヘッドに対し、加工面を常に法線方向に向けることを特
徴とする曲面研磨方法及び曲面研磨装置を提供するもの
である。
し、略球形状であり、かつ弾性材料からなる研磨工具を
有する研磨ヘッドと、研磨ヘッドに対する加工面の相対
的な水平方向位置を移動させる水平駆動部と、加工物を
加工物の中心軸まわりに旋回させる旋回駆動部と、旋回
駆動部を傾斜させる傾斜駆動部と、水平駆動部と旋回駆
動部、傾斜駆動部を同期制御する駆動部とを備え、研磨
ヘッドに対し、加工面を常に法線方向に向けることを特
徴とする曲面研磨方法及び曲面研磨装置を提供するもの
である。
【０００６】また、上記構成に加え、加工面の側面を旋
回駆動部に平行に取り付けることを特徴とする曲面研磨
方法および装置を提供するものである。上記手段を備え
ることによって、回転対称軸を有さない非球面形状をし
た回転多面体を単位除去形状を一定に保つことができ、
形状精度良く研磨加工することができる。また、安価な
曲面研磨装置を提供することができる。
回駆動部に平行に取り付けることを特徴とする曲面研磨
方法および装置を提供するものである。上記手段を備え
ることによって、回転対称軸を有さない非球面形状をし
た回転多面体を単位除去形状を一定に保つことができ、
形状精度良く研磨加工することができる。また、安価な
曲面研磨装置を提供することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の曲面研磨装置の全
体構成を示す斜視図、図２は研磨ヘッドの構成を示す斜
視図、図３は研磨工具の要部を示す断面図である。全体
を符号１で示す曲面研磨装置は、ベッド１０上に図示し
ないガイドに沿ってＸ軸に沿って案内される第１のテー
ブル２０を有し、テーブル２０は、サーボモータとボー
ルネジを備えたＸ軸駆動装置２２により駆動制御され
る。第１のテーブル２０上には、図示しないガイドに沿
ってＸ軸に直交するＹ軸上を摺動する第２のテーブル３
０が装備され、サーボモータとボールネジを備えたＹ軸
駆動装置３２により駆動制御される。第２のテーブル３
０に垂直なＺ軸上には研磨ヘッド４０が配設される。
体構成を示す斜視図、図２は研磨ヘッドの構成を示す斜
視図、図３は研磨工具の要部を示す断面図である。全体
を符号１で示す曲面研磨装置は、ベッド１０上に図示し
ないガイドに沿ってＸ軸に沿って案内される第１のテー
ブル２０を有し、テーブル２０は、サーボモータとボー
ルネジを備えたＸ軸駆動装置２２により駆動制御され
る。第１のテーブル２０上には、図示しないガイドに沿
ってＸ軸に直交するＹ軸上を摺動する第２のテーブル３
０が装備され、サーボモータとボールネジを備えたＹ軸
駆動装置３２により駆動制御される。第２のテーブル３
０に垂直なＺ軸上には研磨ヘッド４０が配設される。
【０００８】研磨ヘッド４０は、特開平８−１９２３４
８号公報に開示されたものと同様の構成を有する。図２
に示したように、研磨ヘッド４０は、垂直方向に揺動自
在なエアースライド４１と、エアースライド４１に固定
されたスピンドル４２と、スピンドル４２の回転軸４３
の先端に取り付けた研磨工具４４から構成される。エア
ースライド４１は、滑車４５ａ，４５ｂとワイヤ４６を
介してウエイト４７と接続されている。ウエイト４７の
重量は、エアースライド４１とスピンドル４２と研磨工
具４４の合計重量との差分が、所定の加圧力になるよう
に設定される。研磨工具４４はこの加圧力で加工物の加
工面に押し付けられる。
８号公報に開示されたものと同様の構成を有する。図２
に示したように、研磨ヘッド４０は、垂直方向に揺動自
在なエアースライド４１と、エアースライド４１に固定
されたスピンドル４２と、スピンドル４２の回転軸４３
の先端に取り付けた研磨工具４４から構成される。エア
ースライド４１は、滑車４５ａ，４５ｂとワイヤ４６を
介してウエイト４７と接続されている。ウエイト４７の
重量は、エアースライド４１とスピンドル４２と研磨工
具４４の合計重量との差分が、所定の加圧力になるよう
に設定される。研磨工具４４はこの加圧力で加工物の加
工面に押し付けられる。
【０００９】図３は、研磨工具４４とそのスピンドルの
詳細を示す。スピンドル４２の回転軸４３は、ハウジン
グ４８ａ，４８ｂによって固定されたベアリング４９
ａ，４９ｂによって回転自在に保持されている。回転軸
４３の片端は、カップリング５０を介してサーボモータ
５１に接続され、また回転軸４３の反対端は研磨工具４
４が取り付けられる。サーボモータ５１は図示しないド
ライバによって回転速度を制御されている。研磨工具４
４の取付部は、回転軸４３と回転中心を同一にし、かつ
固定ピン５２によって回転軸４３と供回りするようにさ
れた工具軸心５３が脱着可能に取り付けられている。こ
れにより加工物の材質やサイズにあわせて研磨工具を交
換することができる。工具軸心５３の先端部５３ａは球
形状をしており、その先端部５３ａの周囲は硬さが４０
°以下のシリコーンゴムなどの柔らかい弾性体５４によ
って球形状に覆うように成形されており、さらに弾性体
５４の表面には研磨剤を保持して研磨加工を行うポリッ
シャーが形成されている。
詳細を示す。スピンドル４２の回転軸４３は、ハウジン
グ４８ａ，４８ｂによって固定されたベアリング４９
ａ，４９ｂによって回転自在に保持されている。回転軸
４３の片端は、カップリング５０を介してサーボモータ
５１に接続され、また回転軸４３の反対端は研磨工具４
４が取り付けられる。サーボモータ５１は図示しないド
ライバによって回転速度を制御されている。研磨工具４
４の取付部は、回転軸４３と回転中心を同一にし、かつ
固定ピン５２によって回転軸４３と供回りするようにさ
れた工具軸心５３が脱着可能に取り付けられている。こ
れにより加工物の材質やサイズにあわせて研磨工具を交
換することができる。工具軸心５３の先端部５３ａは球
形状をしており、その先端部５３ａの周囲は硬さが４０
°以下のシリコーンゴムなどの柔らかい弾性体５４によ
って球形状に覆うように成形されており、さらに弾性体
５４の表面には研磨剤を保持して研磨加工を行うポリッ
シャーが形成されている。
【００１０】Ｙ軸テーブルである第２のテーブル３０上
には、傾斜テーブルの駆動装置６０が装備される。傾斜
テーブルの駆動装置６０により支持される第３のテーブ
ル７０は、Ｘ軸と平行なａ軸回りに傾斜駆動される。傾
斜角度は駆動装置６０により制御される。この傾斜テー
ブルである第３のテーブル７０上には、回転テーブルで
ある第４のテーブル８０が装備される。回転テーブル８
０は、傾斜テーブル７０内に装備される駆動装置によっ
て、ｂ軸まわりに旋回駆動され、旋回角度が制御され
る。
には、傾斜テーブルの駆動装置６０が装備される。傾斜
テーブルの駆動装置６０により支持される第３のテーブ
ル７０は、Ｘ軸と平行なａ軸回りに傾斜駆動される。傾
斜角度は駆動装置６０により制御される。この傾斜テー
ブルである第３のテーブル７０上には、回転テーブルで
ある第４のテーブル８０が装備される。回転テーブル８
０は、傾斜テーブル７０内に装備される駆動装置によっ
て、ｂ軸まわりに旋回駆動され、旋回角度が制御され
る。
【００１１】加工物である非軸非球面を有する回転多面
体１００は、その回転中心Ｃ1を回転テーブル８０の回
転軸ｂに合致させて回転テーブル８０上に取り付けられ
る。この状態で研磨ヘッド４０の研磨工具であるポリッ
シャー５５を加工物１００の加工面１１０に当接し、研
磨布と研磨剤を利用して加工面１１０に対して研磨加工
を施す。研磨ヘッド４０は、Ｚ軸方向に自由に移動す
る。すなわち、ポリッシャー５５は加工面１１０のプロ
ファイルを変えることなく、加工面の面粗度を向上する
研磨加工を施す。
体１００は、その回転中心Ｃ1を回転テーブル８０の回
転軸ｂに合致させて回転テーブル８０上に取り付けられ
る。この状態で研磨ヘッド４０の研磨工具であるポリッ
シャー５５を加工物１００の加工面１１０に当接し、研
磨布と研磨剤を利用して加工面１１０に対して研磨加工
を施す。研磨ヘッド４０は、Ｚ軸方向に自由に移動す
る。すなわち、ポリッシャー５５は加工面１１０のプロ
ファイルを変えることなく、加工面の面粗度を向上する
研磨加工を施す。
【００１２】また、加工面が研磨ヘッドに対し、常に法
線方向を向くように、Ｘ座標、Ｙ座標、傾斜角度と縦旋
回角度が計算できる制御ソフトから転送されるＮＣデー
タにより、図１の研磨装置１は動作する。これにより、
良い形状精度、また表面粗さで効率よく研磨加工するこ
とができる。また、回転対称軸を有さない非球面形状
（非軸対称非球面形状）をした回転多面体を形状精度よ
く研磨加工することができる。
線方向を向くように、Ｘ座標、Ｙ座標、傾斜角度と縦旋
回角度が計算できる制御ソフトから転送されるＮＣデー
タにより、図１の研磨装置１は動作する。これにより、
良い形状精度、また表面粗さで効率よく研磨加工するこ
とができる。また、回転対称軸を有さない非球面形状
（非軸対称非球面形状）をした回転多面体を形状精度よ
く研磨加工することができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明により、回転対称軸を有さない非
球面形状（非軸対称非球面形状）をした１つの面を加工
した場合、前加工で形状精度０．８μｍ、表面粗さ０．
１μｍｐｖに作り込まれた形状を崩さず（形状精度０．
８μｍを維持）に、表面粗さ０．０２μｍＰＶに向上さ
せることができる。また構造が簡単で、安価な曲面研磨
装置を提供することができる。
球面形状（非軸対称非球面形状）をした１つの面を加工
した場合、前加工で形状精度０．８μｍ、表面粗さ０．
１μｍｐｖに作り込まれた形状を崩さず（形状精度０．
８μｍを維持）に、表面粗さ０．０２μｍＰＶに向上さ
せることができる。また構造が簡単で、安価な曲面研磨
装置を提供することができる。
【図１】 本発明の曲面研磨装置の全体構成を示す斜視
図。
図。
【図２】 本発明の曲面研磨装置の研磨ヘッドの構成を
示す斜視図。
示す斜視図。
【図３】 研磨工具と駆動スピンドルの構成を示す断面
図。
図。
１ 曲面研磨装置、 １０ ヘッド、 ２０ Ｘ軸テー
ブル、 ３０ Ｙ軸テーブル、 ４０ 研磨ヘッド、
６０ 傾斜駆動装置、 ７０ 傾斜テーブル、８０ 回
転テーブル、 １００ 加工物。
ブル、 ３０ Ｙ軸テーブル、 ４０ 研磨ヘッド、
６０ 傾斜駆動装置、 ７０ 傾斜テーブル、８０ 回
転テーブル、 １００ 加工物。
Claims (4)
- 【請求項１】 略球形状でありかつ弾性材料からなる研
磨工具を有する研磨ヘッドと加工物の水平方向位置を移
動させる水平駆動部と、加工物を加工物の中心軸まわり
に旋回させる旋回駆動部と、旋回駆動部を傾斜させる傾
斜駆動部をすべて同期制御することにより、研磨ヘッド
に対し、加工面を常に法線方向に向けることを特徴とす
る曲面研磨方法。 - 【請求項２】 加工面の側面を旋回駆動部に平行に取り
付けることを特徴とする請求項１記載の曲面研磨方法。 - 【請求項３】 ベッドと、ベッド上に水平方向の直交す
る２軸に沿って駆動制御される水平移動テーブルと、水
平移動テーブルに垂直な軸に沿って摺動自在に配設され
る研磨ヘッドと、研磨ヘッドに取り付けられる略球形状
でありかつ弾性材料からなる回転研磨工具と、水平移動
テーブル上に装備されて水平移動の一方の軸に平行な軸
のまわりに移動する傾斜テーブルと、傾斜テーブル上に
装備されて加工物を支持する回転テーブルと、各テーブ
ルを同期制御する制御部を備え、研磨ヘッドに対して加
工物の加工面が常に法線方向に向くように制御すること
を特徴とする曲面研磨装置。 - 【請求項４】 回転テーブルは、加工物を加工面の側面
で支持する手段を備えることを特徴とする請求項３記載
の曲面研磨装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33676696A JP3718934B2 (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 曲面研磨方法および曲面研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33676696A JP3718934B2 (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 曲面研磨方法および曲面研磨装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10175150A true JPH10175150A (ja) | 1998-06-30 |
| JP3718934B2 JP3718934B2 (ja) | 2005-11-24 |
Family
ID=18302506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33676696A Expired - Fee Related JP3718934B2 (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 曲面研磨方法および曲面研磨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3718934B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009255284A (ja) * | 2008-04-17 | 2009-11-05 | Danobat S Coop | ダイスを研磨する機械と方法 |
| KR101257762B1 (ko) * | 2010-10-08 | 2013-04-24 | 씨에스캠 주식회사 | 주조 휠 플로우포밍 방법 및 장치 |
| KR101490462B1 (ko) * | 2014-02-20 | 2015-02-06 | 가람전자(주) | 모바일 기기의 곡면 윈도우 글라스 외경 연마기 |
| KR20190115674A (ko) * | 2018-04-03 | 2019-10-14 | 주식회사 진영코퍼레이션 | 성형 연삭 장치 |
| CN112428082A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-02 | 云南智锗科技有限公司 | 一种用宏程序控制非球面磨削装置及其使用方法 |
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-
1996
- 1996-12-17 JP JP33676696A patent/JP3718934B2/ja not_active Expired - Fee Related
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