JP2003039282A - Free-form surface working device and free-form surface working method - Google Patents

Free-form surface working device and free-form surface working method

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JP2003039282A
JP2003039282A JP2001229462A JP2001229462A JP2003039282A JP 2003039282 A JP2003039282 A JP 2003039282A JP 2001229462 A JP2001229462 A JP 2001229462A JP 2001229462 A JP2001229462 A JP 2001229462A JP 2003039282 A JP2003039282 A JP 2003039282A
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JP
Japan
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shape
workpiece
processing
machining
free
Prior art date
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JP2001229462A
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Japanese (ja)
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Satoyuki Sagara
智行 相良
Tetsuya Inui
哲也 乾
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a free-form surface working device and a free-form surface working method by which the shape of the worked three dimensional free-form surface can be measured accurately and in a short time without removing the work piece from the processing device and the correction of the worked three dimensional free-form surface can be executed accurately and in a short time, while the three dimensional free-from surface can be worked. SOLUTION: In the free-form surface working device, a feeding mechanism 2-8 for moving a working tool 9 with respect to a work piece 10 moves a shape measuring instrument 12 with respect to the work piece 10 so as to measure the free-form surface shape of the work piece 10. Therefore, the shape measuring instrument 12 is moved with respect to the work piece 10 by using the feeding mechanism 2-8 for a working tool without removing the work piece 10 from the working device 1, whereby the free-form surface shape of the worked surface of the work piece 10 can be measured accurately and in a short time. On the basis of the free-form surface shape accurately measured with the shape measuring instrument 12, correction working is executed again.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、非球面
加工,自由曲面加工を行う自由曲面加工装置および自由
曲面加工方法に関し、さらに詳しくは、非接触三次元形
状測定器を搭載した超精密な自由曲面加工装置および自
由曲面加工方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to, for example, a free-form surface processing apparatus and a free-form surface processing method for performing aspherical surface processing and free-form surface processing, and more particularly to an ultra-precision machine equipped with a non-contact three-dimensional shape measuring instrument. The present invention relates to a free-form surface processing device and a free-form surface processing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、加工装置として、きわめて高精度
な加工が可能な装置が開発されてきている。これらの加
工装置は、回転主軸には流体軸受け、刃物送りの機構に
は同じく流体軸受けや、あるいはきわめて高精度な転が
り軸受けを用い、また、送り系の送り量の計測にはレー
ザーを用いた測長器などを用いている。
2. Description of the Related Art In recent years, as a processing apparatus, an apparatus capable of processing with extremely high precision has been developed. In these processing devices, a fluid bearing is used for the rotating main shaft, a fluid bearing is also used for the blade feeding mechanism, or an extremely high precision rolling bearing is used, and a laser is used for measuring the feed amount of the feed system. It uses a long instrument.

【0003】これらの加工装置は、結果的に、送り量の
精度・分解能として0.01ミクロン程度の精度を有す
る装置も珍しくない。これらの加工装置を用いると、金
属材料、ガラス、金型用セラミック、超硬合金などをサ
ブミクロン精度で加工できる。したがって、従来、研磨
でなくては加工不可能であった光学素子を、直接に、研
削や切削で加工できるようになる。
As a result, it is not uncommon for these processing apparatuses to have an accuracy and resolution of the feed amount of about 0.01 micron. Using these processing devices, metal materials, glass, ceramics for molds, cemented carbides, etc. can be processed with submicron accuracy. Therefore, it becomes possible to directly grind or cut an optical element, which has conventionally been impossible to process without polishing.

【0004】これらの加工装置は、おおむね、主軸台に
固定された被加工物を回転させ、砥石により被加工物を
研削加工して、球面あるいは、非球面の加工を行う。特
に、送り軸を多軸化した構造を取り、研削加工が行える
ようにした加工装置の場合には、従来の回転対称な形状
の加工だけではなく、回転非対称な形状の加工を、高精
度で行うことが可能であり、従来考えられなかったよう
な形状(いわゆる自由曲面)の加工を行うことができる。
Generally, these processing devices rotate a work piece fixed to a headstock and grind the work piece with a grindstone to form a spherical surface or an aspherical surface. In particular, in the case of a processing device that has a structure with a multi-axis feed shaft and is capable of grinding, not only the conventional rotationally symmetrical shape machining but also rotationally asymmetrical shape machining can be performed with high accuracy. It is possible to perform, and it is possible to perform processing of a shape (so-called free-form surface) that has not been considered in the past.

【0005】しかしながら、これらの自由曲面加工装置
は、加工主軸や、送り軸はきわめて高精度に駆動ができ
るものの、研削により加工を行う場合には、研削加工を
行うに伴って、研削用砥石の摩耗が避けられない。この
ため、高精度で砥石を駆動制御しても、砥石の摩耗によ
り、結果的に高精度な加工が行えなくなる。
However, although these free-form curved surface processing devices can drive the processing main shaft and the feed shaft with extremely high accuracy, when the processing is performed by grinding, the grinding stone of the grinding wheel is removed along with the grinding processing. Wear is inevitable. Therefore, even if the grindstone is driven and controlled with high accuracy, the grindstone is worn out, and as a result, high-precision machining cannot be performed.

【0006】また、切削加工においても、やはり刃物の
摩耗が生じる上に、送り台の位置制御をいくら高精度に
行っても、刃物の最終的な位置決めを高精度に行えない
という事情は同じであり、結局、最終的な加工形状は、
加工装置の送り機構の本来の精度に及ばない。
In the cutting process, the blades are still worn, and no matter how accurately the position of the feed carriage is controlled, the final positioning of the blades cannot be performed with high accuracy. Yes, after all, the final processed shape is
It does not reach the original accuracy of the feeding mechanism of the processing equipment.

【0007】このような精度低下を補うために、従来
は、加工を行う毎に、被加工物を加工装置から取り外し
て、別途、高精度の3次元測定器などの形状測定器によ
って被加工物の形状を測定していた。これにより、上記
砥石の摩耗や、加工刃先の位置ずれなどによって生じる
加工誤差を求めて、最終的な加工形状に必要な加工量を
見積もった上、再度、加工装置に被加工物を取り付け
て、加工を繰り返して、被加工物の所望の加工精度を得
るようにしていた。
In order to compensate for such a decrease in accuracy, conventionally, the work piece is removed from the processing device each time the work is performed, and the work piece is separately processed by a shape measuring device such as a high-precision three-dimensional measuring device. Was being measured. With this, the abrasion of the grindstone, the processing error caused by the positional deviation of the processing edge, etc. is obtained, and after estimating the processing amount required for the final processing shape, the workpiece is attached to the processing device again, The processing is repeated to obtain a desired processing accuracy of the work piece.

【0008】しかし、このような方法では、実際に加工
する時間そのものよりも、計測,位置決めなどに多大の
時間を要し、加工時間やひいては加工コストの増大につ
ながっていた。
However, such a method requires more time for measurement, positioning, etc. than the actual machining time itself, leading to an increase in machining time and eventually machining cost.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の目
的は、3次元の自由曲面を加工できると同時に、この加
工された3次元の自由曲面についての形状を、加工装置
から被加工物を取り外すことなく、短時間で正確に測定
でき、加工された3次元自由曲面の補正を、短時間で正
確に実行できる自由曲面加工装置および自由曲面加工方
法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to machine a three-dimensional free-form surface, and at the same time, to remove the shape of the machined three-dimensional free-form surface from the processing device. It is an object of the present invention to provide a free-form surface processing apparatus and a free-form surface processing method capable of accurately measuring in a short time and correcting a processed three-dimensional free-form surface accurately in a short time.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の自由曲面加工装置は、加工工具を送り機
構でもって被加工物に対して移動させて、被加工物を加
工する加工機において、上記送り機構でもって上記被加
工物に対して移動させられて、上記被加工物との間の距
離を計測することで、上記被加工物の形状を計測する形
状測定器を備えたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, a free-form surface machining apparatus of the present invention is a machine for machining a workpiece by moving a machining tool with respect to a workpiece by a feed mechanism. In the above, a shape measuring instrument for measuring the shape of the workpiece by moving the workpiece with the feed mechanism and measuring the distance between the workpiece and the workpiece is provided. Is characterized by.

【0011】この発明では、加工工具を被加工物に対し
て移動させる送り機構が、形状測定器を上記被加工物に
対して移動させて、被加工物の自由曲面形状を計測す
る。したがって、この発明によれば、被加工物を加工装
置から取り外すことなく、加工工具用の送り機構を用い
て、形状測定器を被加工物に対して移動させることで、
被加工物の被加工面の自由曲面の形状を短時間で正確に
計測できる。そして、この形状測定器で正確に測定した
被加工面の自由曲面形状に基づき、再度修正加工を行え
る。
According to the present invention, the feed mechanism for moving the processing tool with respect to the work piece moves the shape measuring instrument with respect to the work piece to measure the free curved surface shape of the work piece. Therefore, according to the present invention, by using the feed mechanism for the processing tool to move the shape measuring instrument with respect to the workpiece without removing the workpiece from the processing device,
The shape of the free curved surface of the work surface of the work piece can be accurately measured in a short time. Then, the correction processing can be performed again based on the free-form surface shape of the surface to be processed, which is accurately measured by this shape measuring instrument.

【0012】このように、この発明によれば、被加工物
を加工装置から取り外す必要がなく、別途高価な測定装
置を用いて被加工物の形状測定を行う必要がなく、再度
加工装置に被加工物を取り付けて加工を行うというよう
なことをする必要が無い。また、そのために、取り付け
誤差による加工誤差も原理的になくすことができ、加工
精度の向上、形状測定精度の向上、測定時間の短縮、加
工装置の低価格化が可能となる。
As described above, according to the present invention, it is not necessary to remove the workpiece from the processing apparatus, it is not necessary to measure the shape of the workpiece using a separately expensive measuring apparatus, and the workpiece is processed again by the processing apparatus. There is no need to attach a work piece and perform processing. Further, for that reason, a processing error due to an installation error can be eliminated in principle, and processing accuracy can be improved, shape measurement accuracy can be improved, measurement time can be shortened, and the cost of the processing apparatus can be reduced.

【0013】また、一実施形態の自由曲面加工装置は、
上記送り機構は、超精密送り機構であり、この超精密送
り機構で上記測定器の位置補正を行う。
Further, the free-form surface processing apparatus of one embodiment is
The feed mechanism is an ultra-precision feed mechanism, and the position of the measuring instrument is corrected by the ultra-precision feed mechanism.

【0014】この実施形態では、上記送り機構が超精密
送り機構であるので、サブミクロンオーダの精度で上記
測定器の精密な位置補正を行える。
In this embodiment, since the feeding mechanism is an ultra-precision feeding mechanism, precise position correction of the measuring instrument can be performed with an accuracy of the order of submicron.

【0015】また、一実施形態の自由曲面加工装置は、
上記送り機構は、その送り方向を、少なくとも、X軸方
向と、このX軸に直交するY軸方向と、このX軸とY軸
に直交するZ軸方向と、上記X軸回りの回転方向である
A方向と、上記Y軸回りの回転方向であるB方向とに、
制御可能であり、上記形状測定器は、上記被加工物に対
して接触せずに上記被加工物の形状を測定する非接触形
状測定器であり、この非接触測定器は、上記送り機構で
もって上記被加工物に対して移動させられて、上記被加
工物の形状を計測するとともに、上記送り機構でもっ
て、位置補正される。
Further, the free-form surface processing apparatus of one embodiment is
The feed mechanism has at least the X-axis direction, the Y-axis direction orthogonal to the X-axis, the Z-axis direction orthogonal to the X-axis and the Y-axis, and the rotation direction around the X-axis. In a certain A direction and in the B direction which is the rotation direction around the Y axis,
The shape measuring device is controllable, and is a non-contact shape measuring device that measures the shape of the work without contacting the work, and the non-contact measuring device uses the feeding mechanism. Accordingly, the workpiece is moved with respect to the workpiece, the shape of the workpiece is measured, and the position is corrected by the feeding mechanism.

【0016】この実施形態では、上記送り機構は、その
送り方向を、上記X軸,Y軸,Z軸,A軸,B軸の方向に制
御することができる。したがって、被加工物の被加工面
の形状を測定する際に、上記各軸の送り方向を制御する
ことで、非接触形状測定器を、最も精度良く計測できる
最適な姿勢にすることができる。
In this embodiment, the feed mechanism can control the feed direction in the X-axis, Y-axis, Z-axis, A-axis, and B-axis directions. Therefore, by controlling the feed direction of each axis when measuring the shape of the surface to be processed of the work piece, the non-contact shape measuring instrument can be placed in the most suitable posture for the most accurate measurement.

【0017】また、一実施形態の自由曲面加工装置で
は、上記送り機構は、上記形状測定器で、上記被加工物
の形状を測定するときに、上記形状測定器の姿勢が、上
記被加工物の被加工面の測定部位の法線と所定の角度を
保つように、上記形状測定器の角度補正を行う。
Further, in the free-form surface processing apparatus of one embodiment, when the feed mechanism uses the shape measuring instrument to measure the shape of the workpiece, the posture of the shape measuring instrument is changed to the workpiece. The angle of the shape measuring instrument is corrected so as to maintain a predetermined angle with the normal to the measurement site on the surface to be processed.

【0018】この実施形態では、上記形状測定器で、上
記被加工物の形状を測定するときに、上記形状測定器の
姿勢が、上記被加工物の被加工面の測定部位の法線と所
定の角度を保つように、上記送り機構が、上記形状測定
器の角度補正を行う。
In this embodiment, when the shape measuring instrument measures the shape of the workpiece, the posture of the shape measuring instrument is set to be a predetermined line with the normal line of the measurement site of the workpiece surface of the workpiece. The feed mechanism corrects the angle of the shape measuring instrument so as to maintain the angle.

【0019】これにより、上記被加工物の被加工面がど
のような自由曲面形状であっても、被加工面の加工点の
法線と所定の角度を保つように、上記形状測定器の角度
補正を行うことができる。したがって、被加工物の被測
定面の傾きに起因する形状測定の誤差要因を排除するこ
とができ、高精度な三次元形状測定を行うことが可能と
なる。
Thus, no matter what the free-form surface of the workpiece is, the angle of the shape measuring instrument is set so as to maintain a predetermined angle with the normal to the processing point of the workpiece. Corrections can be made. Therefore, it is possible to eliminate an error factor in shape measurement due to the inclination of the surface of the workpiece to be measured, and it is possible to perform highly accurate three-dimensional shape measurement.

【0020】また、一実施形態の自由曲面加工装置で
は、上記送り機構は、加工時には、上記被加工物の被加
工面に対する上記加工工具の姿勢が、上記被加工面の加
工部位の法線と所定の角度を保つように、上記加工工具
の角度補正を行いながら、上記加工工具によって上記被
加工物を加工するようにし、形状測定時には、上記被加
工面に対する上記形状測定器の計測姿勢が上記被加工面
の加工点の法線と所定の角度を保つように、上記形状測
定器の角度補正を行いながら、上記形状測定器によって
上記被加工面の加工点の計測を行うようにする。
Further, in the free-form surface processing apparatus of one embodiment, the feed mechanism is configured such that the attitude of the processing tool with respect to the surface to be processed of the workpiece is equal to the normal line of the processing portion of the surface to be processed during processing. The workpiece is machined by the machining tool while correcting the angle of the machining tool so as to maintain a predetermined angle, and at the time of shape measurement, the measurement posture of the shape measuring instrument with respect to the surface to be machined is the above-mentioned. The shape measuring instrument measures the machining point of the surface to be machined while the angle of the shape measuring machine is corrected so as to maintain a predetermined angle with the normal to the machining point on the surface to be machined.

【0021】この実施形態では、上記送り機構は、加工
時には、上記被加工物の被加工面に対する上記加工工具
の姿勢が、上記被加工面の加工部位の法線と所定の角度
を保つように、上記加工工具の角度補正を行いながら、
上記加工工具によって上記被加工物を加工する。また、
形状測定時には、上記被加工面に対する上記形状測定器
の計測姿勢が上記被加工面の加工点の法線と所定の角度
を保つように、上記形状測定器の角度補正を行いなが
ら、上記形状測定器によって上記被加工面の加工点の計
測を行う。
In this embodiment, the feed mechanism is configured such that, during machining, the posture of the machining tool with respect to the surface of the workpiece to be machined maintains a predetermined angle with the normal to the machined portion of the machined surface. While performing the angle correction of the above processing tool,
The workpiece is processed by the processing tool. Also,
At the time of shape measurement, the shape measurement is performed while performing the angle correction of the shape measurement device so that the measurement posture of the shape measurement device with respect to the work surface maintains a predetermined angle with the normal line of the processing point of the work surface. The processing point of the surface to be processed is measured by a tool.

【0022】したがって、この実施形態では、加工の際
には、加工工具の1点(同一箇所)で加工を行うことがで
き、かつ、形状測定時には、形状測定器の角度補正を行
い、被測定面の傾きによる形状測定誤差要因を排除する
ことができる。
Therefore, in this embodiment, at the time of machining, the machining can be performed at one point (same position) of the machining tool, and at the time of measuring the shape, the angle of the shape measuring instrument is corrected and the measured object is measured. The shape measurement error factor due to the inclination of the surface can be eliminated.

【0023】また、一実施形態の自由曲面加工装置で
は、上記送り機構は、加工時には、上記被加工物の被加
工面に対する上記加工工具の加工姿勢が、上記被加工面
の加工点の法線と所定の角度を保つように、上記加工工
具の角度補正を行いながら、上記加工工具を送る一方、
形状測定時には、上記形状測定器の姿勢が、上記被加工
物の被加工面に対して測定部位の法線と所定の角度を保
つように、上記形状測定器の角度補正を行いながら、上
記形状測定器が、上記加工工具による上記被加工物の加
工軌跡と略同一の軌跡をトレースするように、上記形状
測定器を送る。
Further, in the free-form curved surface machining apparatus of one embodiment, during the machining, the feed mechanism determines a machining posture of the machining tool with respect to a surface of the workpiece to be machined, and a normal line of a machining point of the surface to be machined. While the angle of the machining tool is being corrected so that the specified angle is maintained, the machining tool is sent while
At the time of shape measurement, the shape of the shape measuring instrument is corrected while the posture of the shape measuring instrument is maintained at a predetermined angle with respect to the surface to be processed of the workpiece and the normal to the measurement site. The shape measuring instrument is sent so that the measuring instrument traces a trajectory substantially the same as the machining trajectory of the workpiece by the machining tool.

【0024】この実施形態では、送り機構が、形状測定
器を、加工工具の加工軌跡と略同一軌跡をトレースする
ように送る。したがって、この形状測定器が測定した被
加工物との間の距離データは変動の少ない略一定とな
り、この距離データの変動の有る箇所が、加工の修正が
必要となる箇所であることが分かる。したがって、加工
修正が必要な箇所のみ、ピンポイントで修正加工を行う
ことができ、加工時間,形状測定時間を大幅に短縮でき
る。
In this embodiment, the feed mechanism feeds the shape measuring device so as to trace a locus approximately the same as the machining locus of the machining tool. Therefore, it can be seen that the distance data between the workpiece and the workpiece measured by this shape measuring instrument has a small variation and is substantially constant, and the portion having the variation in the distance data is the portion where the machining needs to be corrected. Therefore, the correction processing can be performed pinpoint only at the portion where the processing correction is required, and the processing time and the shape measurement time can be significantly reduced.

【0025】また、一実施形態の自由曲面加工装置で
は、上記形状測定器は、レーザ光を利用して、被加工物
の形状を計測する形状測定器である。
Further, in the free-form surface processing apparatus of one embodiment, the shape measuring instrument is a shape measuring instrument that measures the shape of the workpiece by using laser light.

【0026】この実施形態では、上記形状測定器は、レ
ーザ光を利用して、被加工物の形状を計測するから、被
加工物に対して、非接触で、被加工物の自由曲面形状を
計測することが可能となる。また、上記形状測定器(セ
ンサー)の被加工面に対する計測姿勢(位置)が、被加工
面の加工点の法線と常に所定角度を保つように、形状測
定器の角度補正を行いながら、計測を行うことで、被加
工面の傾きによる測定誤差要因を排除でき、高精度な非
接触三次元形状測定を行うことができる。
In this embodiment, since the shape measuring instrument measures the shape of the work piece by using the laser beam, the free curved surface shape of the work piece can be obtained in a non-contact manner with respect to the work piece. It becomes possible to measure. In addition, the measurement posture (position) of the shape measuring instrument (sensor) with respect to the surface to be processed is measured while performing the angle correction of the shape measuring instrument so that the measurement posture (position) always maintains a predetermined angle with the normal to the processing point on the surface to be processed. By doing so, the measurement error factor due to the inclination of the surface to be processed can be eliminated, and highly accurate non-contact three-dimensional shape measurement can be performed.

【0027】また、一実施形態の自由曲面加工装置で
は、上記送り機構は、上記加工工具が上記被加工物の被
加工面を加工するときに上記加工工具を移動させる送り
の軌跡と、加工時の上記加工工具の角度補正の情報とに
基づいて、上記形状測定器を移動させ、上記形状測定器
の角度補正を行う。
Further, in the free-form curved surface machining apparatus of one embodiment, the feed mechanism includes a feed locus for moving the machining tool when the machining tool is machining the surface of the workpiece to be machined, and a machining trajectory during machining. On the basis of the information on the angle correction of the machining tool, the shape measuring instrument is moved to correct the angle of the shape measuring instrument.

【0028】この実施形態では、上記加工工具を移動さ
せる送りの軌跡と、加工時の上記加工工具の角度補正の
情報とに基づいて、形状測定時の形状測定器の移動と角
度補正を行うから、加工時の加工工具の軌跡通りに、形
状測定器をトレースさせることが可能となって、形状測
定時間の短縮が可能となる。
In this embodiment, the movement and angle correction of the shape measuring instrument at the time of shape measurement are performed based on the feed trajectory for moving the processing tool and the information on the angle correction of the processing tool at the time of processing. The shape measuring instrument can be traced along the trajectory of the processing tool during processing, and the shape measuring time can be shortened.

【0029】また、形状測定器が、レーザ光を利用する
場合には、加工時の加工工具の軌跡通りにトレースする
ことで、センサー部のフォーカスずれが非常に小さくな
って、形状測定時間を短縮できる。
Further, when the shape measuring instrument uses a laser beam, tracing is performed according to the locus of the processing tool at the time of processing, so that the focus deviation of the sensor portion becomes very small and the shape measuring time is shortened. it can.

【0030】また、一実施形態の自由曲面加工装置は、
上記送り機構は、その送りがプログラムまたは数値制御
用データで制御され、上記形状測定器が上記被加工物の
被加工面の形状を測定したデータに基づいて、上記加工
工具で上記被加工物の被加工面を加工するときの上記加
工工具の送りを制御するプログラムまたは数値制御用デ
ータを補正する。
Further, the free-form surface processing apparatus of one embodiment is
The feed mechanism, the feed is controlled by a program or data for numerical control, based on the data measured by the shape measuring instrument of the shape of the work surface of the workpiece, based on the data measured by the processing tool A program or numerical control data for controlling the feed of the processing tool when processing the surface to be processed is corrected.

【0031】この実施形態では、上記形状測定器が上記
被加工物の被加工面の形状を測定したデータに基づい
て、上記加工工具で上記被加工物の被加工面を加工する
ときの上記加工工具の送りを制御するプログラムまたは
数値制御用データを補正する。これにより、被加工物の
被加工面を、容易かつ正確に補正加工できる。
In this embodiment, the machining when the machining tool processes the work surface of the work based on the data obtained by the shape measuring device measuring the shape of the work surface of the work. Correct the program that controls the tool feed or the data for numerical control. As a result, the surface to be processed of the workpiece can be easily and accurately corrected.

【0032】また、一実施形態の自由曲面加工装置は、
上記形状測定器は、上記加工工具を支持するツール台に
搭載されている。
Further, the free-form surface processing apparatus of one embodiment is
The shape measuring instrument is mounted on a tool base that supports the machining tool.

【0033】この実施形態では、上記形状測定器は、上
記加工工具を支持するツール台に搭載されているので、
加工時の加工工具の角度補正情報を基にして、形状測定
時の形状測定器の角度補正を行うことができ、加工時の
加工工具の軌跡通りに形状測定器を移動させることも容
易になり、形状測定時間の短縮が可能である。
In this embodiment, since the shape measuring instrument is mounted on the tool base that supports the machining tool,
It is possible to correct the angle of the shape measuring instrument during shape measurement based on the angle correction information of the processing tool during machining, and it is easy to move the shape measuring instrument along the trajectory of the machining tool during machining. The shape measurement time can be shortened.

【0034】また、一実施形態の自由曲面加工装置で
は、上記形状測定器は、上記加工工具とは180°反対
側を向いて、上記ツール台に搭載されている。
Further, in the free-form curved surface processing apparatus of one embodiment, the shape measuring instrument is mounted on the tool stand facing 180 ° opposite to the processing tool.

【0035】この実施形態では、上記形状測定器は、上
記加工工具とは180°反対側を向いて、上記ツール台
に搭載されているから、上記形状測定器は、加工時に加
工工具から放出される冷却用のエアー,オイル等で飛散
する加工屑から遠ざけられ、これらが形状測定器に付着
するのを防げる。
In this embodiment, since the shape measuring instrument is mounted on the tool stand facing 180 ° opposite to the machining tool, the shape measuring instrument is ejected from the machining tool during machining. It is possible to prevent these from adhering to the shape measuring instrument, which is kept away from the processing dust scattered by cooling air, oil, etc.

【0036】また、一実施形態の自由曲面加工方法は、
超精密送り機構で加工工具を移動させて、被加工物を加
工し、上記超精密送り機構で非接触三次元形状測定器を
移動させて、上記被加工物の形状を測定する自由曲面加
工装置による自由曲面加工方法であって、上記超精密送
り機構は、加工プログラムに基づいて、互いに直交する
X軸,Y軸,Z軸の方向および上記X軸回りのA方向,上
記Y軸回りのB方向に、送り制御が可能であり、上記被
加工物の形状測定時には、上記超精密送り機構でもっ
て、加工プログラムに基づいて、非接触三次元形状測定
器の姿勢が、上記被加工物の被測定部位の法線と所定の
角度を保つように、上記非接触三次元形状測定器の角度
補正を行いつつ、上記非接触三次元形状測定器を移動さ
せて、上記被加工物の三次元形状測定を行い、この三次
元形状測定データに基づいて、上記加工プログラムを修
正し、上記超精密送り機構は、この修正した加工プログ
ラムにしたがって、上記加工工具を移動させて、上記被
加工物を加工する。
The free-form surface processing method of one embodiment is
A free-form surface processing device that moves a processing tool with an ultra-precision feed mechanism to process a workpiece, and moves a non-contact three-dimensional shape measuring instrument with the ultra-precision feed mechanism to measure the shape of the workpiece. According to a machining program, the ultra-precision feed mechanism is characterized in that the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions orthogonal to each other, the A-direction around the X-axis, and the B-direction around the Y-axis. The feed can be controlled in any direction, and when measuring the shape of the workpiece, the attitude of the non-contact three-dimensional shape measuring instrument is adjusted by the ultra-precision feed mechanism based on the machining program. The three-dimensional shape of the workpiece is moved by moving the non-contact three-dimensional shape measuring instrument while correcting the angle of the non-contact three-dimensional shape measuring instrument so as to maintain a predetermined angle with the normal line of the measurement site. Measurement is performed and based on this 3D shape measurement data There are, to modify the machining program, the ultra-precision feed mechanism, in accordance with the corrected machining program, by moving the machining tool, machining the workpiece.

【0037】この実施形態では、上記被加工物の形状測
定時には、上記超精密送り機構は、加工プログラムに基
づいて、非接触三次元形状測定器を移動させて、上記被
加工物の三次元形状測定を行う。この加工プログラム
は、加工工具で被加工物を加工するときに、超精密送り
機構が上記加工工具を移動させる送り制御のプログラム
である。
In this embodiment, when measuring the shape of the work piece, the ultra-precision feed mechanism moves the non-contact three-dimensional shape measuring device based on the processing program to make the three-dimensional shape of the work piece. Take a measurement. This machining program is a feed control program that causes the ultra-precision feed mechanism to move the machining tool when machining the workpiece with the machining tool.

【0038】したがって、この実施形態によれば、非接
触三次元形状測定器を、加工工具の加工時の軌跡と同一
の軌跡に沿って移動させることができる。したがって、
この非接触三次元形状測定器の三次元形状測定データか
ら、実際の加工形状が上記加工プログラムによる目標形
状からずれている量(誤差)を直ちに求めることができ
る。そして、この三次元形状測定データに基づいて、上
記誤差を補うように、上記加工プログラムを修正する。
これにより、加工修正が必要な箇所のみ、ピンポイント
で修正加工を行うことができ、加工時間、形状測定時間
を大幅に短縮できる。
Therefore, according to this embodiment, the non-contact three-dimensional shape measuring instrument can be moved along the same trajectory as the trajectory of the machining tool during machining. Therefore,
From the three-dimensional shape measurement data of this non-contact three-dimensional shape measuring instrument, the amount (error) in which the actual machining shape deviates from the target shape by the above machining program can be immediately obtained. Then, based on the three-dimensional shape measurement data, the machining program is modified so as to compensate for the error.
As a result, it is possible to perform pinpoint correction processing only on a portion that requires processing correction, and it is possible to greatly reduce processing time and shape measurement time.

【0039】また、一実施形態の自由曲面加工方法は、
超精密送り機構を有する自由曲面加工装置による自由曲
面加工方法であって、加工工具が被加工物を加工したと
きの軌跡と略同一の軌跡をトレースするように、上記超
精密送り機構で、形状測定器を移動させて、上記形状測
定器で上記被加工物の形状を測定することによって、上
記加工工具の上記加工時の摩耗量を計測し、この計測し
た摩耗量に基づいて、上記超精密送り機構による上記加
工工具の送りを制御する加工プログラム、もしくは、上
記超精密送り機構による上記加工工具の送りを制御する
数値制御用データを補正する。
The free-form surface processing method of one embodiment is
A free-form surface machining method using a free-form surface machining device having an ultra-precision feed mechanism, wherein the machining tool traces a locus that is substantially the same as the locus when the workpiece is machined. By moving the measuring instrument and measuring the shape of the workpiece with the shape measuring instrument, the wear amount of the processing tool during the processing is measured, and based on the measured wear amount, the ultraprecision A machining program for controlling the feed of the machining tool by the feed mechanism or a numerical control data for controlling the feed of the machining tool by the ultra-precision feed mechanism is corrected.

【0040】この実施形態では、加工工具が被加工物を
加工したときの軌跡と略同一の軌跡をトレースするよう
に、超精密送り機構で、上記形状測定器を移動させて、
上記形状測定器で上記被加工物の形状を測定する。この
測定した形状(データ)を基に、上記加工工具の上記加工
時の摩耗量を計測する。そして、この計測した摩耗量
を、即座に、加工プログラムの摩耗補正プログラム(数
値制御用データ)に反映することができる。したがっ
て、加工形状誤差の要因である加工工具の摩耗に対応し
て、送り機構による送りを容易に補正することができ
る。
In this embodiment, the above-mentioned shape measuring instrument is moved by the ultra-precision feed mechanism so that the machining tool traces a locus that is substantially the same as the locus when the workpiece is machined.
The shape measuring device measures the shape of the workpiece. Based on the measured shape (data), the wear amount of the working tool during the working is measured. Then, the measured wear amount can be immediately reflected in the wear correction program (numerical control data) of the machining program. Therefore, it is possible to easily correct the feed by the feed mechanism in response to the wear of the machining tool which is a factor of the machining shape error.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態に基づいて詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will now be described in detail based on the illustrated embodiments.

【0042】図1に、この発明の実施形態である自由曲
面加工装置1を側方から見た様子を示す。
FIG. 1 shows a side view of a free-form surface processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.

【0043】この自由曲面加工装置1は、ベース2上
に、Zステージ3,Xステージ5,Bステージ6,Yステ
ージ7,ツール台8を備え、これらは、加工,計測に必要
なナノオーダーの超精密送りが可能になっている。
This free-form surface processing apparatus 1 is provided with a Z stage 3, an X stage 5, a B stage 6, a Y stage 7 and a tool base 8 on a base 2, which are of nano-order necessary for processing and measurement. Ultra-precision feed is possible.

【0044】上記Zステージ3は、ベース2の上面にそ
って略水平なZ方向(図において左右の方向)に移動可能
になっており、このZステージ3上には、主軸台4が搭
載されている。この主軸台4は、上記Z方向の軸を中心
軸とする主軸4aを有し、この主軸4aは上記中心軸を
回転中心軸として回転させられる。また、この主軸4a
には、主軸台4が有するチャッキングで、被加工物10
が固定されている。例えば、この被加工物10に、回転
対称の形状を加工する場合には、この主軸4aを回転さ
せて、加工を行う。また、上記被加工物10に、回転非
対称形状の加工を行う場合には、主軸4aを回転させず
に、加工を行う。
The Z stage 3 is movable along the upper surface of the base 2 in a substantially horizontal Z direction (left and right directions in the drawing), and a headstock 4 is mounted on the Z stage 3. ing. The headstock 4 has a main shaft 4a whose center axis is the Z-direction axis, and the main shaft 4a is rotated about the center axis as a rotation center axis. Also, this spindle 4a
Is the chucking of the headstock 4 and the workpiece 10
Is fixed. For example, when processing a rotationally symmetrical shape on the workpiece 10, the main shaft 4a is rotated to perform the processing. Further, when the workpiece 10 is processed to have a rotationally asymmetric shape, the processing is performed without rotating the spindle 4a.

【0045】一方、上記Zステージ3に対してZ方向に
所定の間隔を隔てて、上記ベース2上に、Xステージ5
が搭載されている。このXステージ5は、上記Z方向と
直交する方向で、かつ、上記ベース2の上面と略平行な
X方向に移動可能になっている。そして、このXステー
ジ5上には、Bステージ6が搭載されている。このBス
テージ6は、上記Z方向とX方向の両方に対して垂直な
Y方向の中心軸を回転中心軸としてB方向に回転可能に
なっている。
On the other hand, the X stage 5 is placed on the base 2 at a predetermined distance from the Z stage 3 in the Z direction.
Is installed. The X stage 5 is movable in a direction orthogonal to the Z direction and in an X direction substantially parallel to the upper surface of the base 2. The B stage 6 is mounted on the X stage 5. The B stage 6 is rotatable in the B direction with the central axis in the Y direction perpendicular to both the Z direction and the X direction as the central axis of rotation.

【0046】また、このBステージ6上には、上記Y方
向に移動可能なYステージ7が搭載されている。
A Y stage 7 movable in the Y direction is mounted on the B stage 6.

【0047】また、このYステージ7には、ツール台8
が取り付けられている。このツール台8は、図中P点か
ら上記X方向に延びる回転軸回りのA方向にYステージ
7に対して、回転可能になっている。
The Y stage 7 also has a tool base 8
Is attached. The tool base 8 is rotatable with respect to the Y stage 7 in the A direction around the rotation axis extending in the X direction from the point P in the drawing.

【0048】上記Zステージ3,主軸4a,Xステージ
5,Bステージ,Yステージ7およびツール台8は、超精
密送り機構をなし、転がり軸受けあるいは静圧軸受け等
を用いて、0.01μmオーダーの移動精度が確保され
ている。
The Z stage 3, the main shaft 4a, the X stage 5, the B stage, the Y stage 7 and the tool base 8 constitute an ultra-precision feed mechanism, and use a rolling bearing or a static pressure bearing, and are of the order of 0.01 μm. The movement accuracy is secured.

【0049】上記ツール台8は、被加工物10を加工す
る砥石9を有するツール部11と被加工物10を測定す
るセンサー部12とを備えている。このツール部11
は、その回転軸11aを回転させて、上記砥石9を回転
させることができる。
The tool base 8 is provided with a tool portion 11 having a grindstone 9 for processing the workpiece 10 and a sensor portion 12 for measuring the workpiece 10. This tool part 11
Can rotate the rotating shaft 11a to rotate the grindstone 9.

【0050】このツール台8は、上記P点を通る回転軸
回りの上記A方向に回転させることで、センサー部12
を被加工物10に対向する形状測定位置に位置させるこ
とが可能となっている。このセンサー部12は、対物レ
ンズ13を有しており、この対物レンズ13により、被
加工物10にレーザを集光し、被加工物10との間の距
離を計測することで、形状測定を行う。
The tool base 8 is rotated in the A direction around the rotation axis passing through the P point, whereby the sensor unit 12 is rotated.
Can be positioned at a shape measuring position facing the workpiece 10. The sensor unit 12 has an objective lens 13, and the objective lens 13 collects a laser beam on the workpiece 10 and measures the distance between the workpiece 10 and the workpiece 10 to perform shape measurement. To do.

【0051】また、ベース2上に搭載されたXステージ
5,Yステージ7,Zステージ3,Bステージ6,ツール台
8は、それぞれが有するサーボモーターによって駆動さ
れており、各サーボモータはコンピュータ制御された制
御装置の制御信号によって制御されるようになってい
る。この自由曲面加工装置1では、これらX,Y,Z,B
ステージおよびツール台8の移動動作と、主軸4aの回
転と、砥石9の回転とによって、被加工物10を自由曲
面形状に加工することができる。
The X stage 5, Y stage 7, Z stage 3, B stage 6, and tool base 8 mounted on the base 2 are driven by their own servo motors, and each servo motor is computer controlled. It is controlled by the control signal of the control device. In this free-form surface processing device 1, these X, Y, Z, B
By the movement operation of the stage and the tool base 8, the rotation of the spindle 4a, and the rotation of the grindstone 9, the workpiece 10 can be processed into a free curved surface shape.

【0052】次に、この実施形態の自由曲面加工装置に
よって、被加工物10の表面を自由曲面に加工する方法
について説明する。
Next, a method of processing the surface of the workpiece 10 into a free curved surface by the free curved surface processing apparatus of this embodiment will be described.

【0053】図2に、目的とする自由曲面形状の表面1
0aを有する被加工物10の一例を示す。この被加工物
10の表面10aは、非球面形状であり、図2における
X方向断面の非球面形状とY方向断面の非球面形状とで
は、形状が相異している。
FIG. 2 shows a desired free-form surface 1
An example of a workpiece 10 having 0a is shown. The surface 10a of the workpiece 10 has an aspherical shape, and the aspherical shape in the X-direction section and the aspherical shape in the Y-direction section in FIG. 2 have different shapes.

【0054】このような、被加工物10の回転非対称形
状の表面10aを加工する場合には、主軸の回転を行わ
ず、Zステージ3とXステージ5とを駆動することで、
被加工物10の端部からX方向の非球面形状に砥石9を
被加工物10に対して相対的に移動させて、被加工物1
0の研削加工を行い、次に、Y軸方向にYステージ7を
1ステップだけ移動させ、同様に、X方向の非球面形状
に砥石9を被加工物10に対して相対的に移動させ、研
削加工を行う。これを繰り返すことによって、図2に示
すように、表面10aを自由曲面形状に加工した被加工
物10を得ることができる。
When machining the rotationally asymmetric surface 10a of the workpiece 10 as described above, by driving the Z stage 3 and the X stage 5 without rotating the main shaft,
By moving the grindstone 9 relative to the workpiece 10 from the end of the workpiece 10 to an aspherical shape in the X direction, the workpiece 1
Then, the Y stage 7 is moved by one step in the Y-axis direction, and similarly, the grindstone 9 is moved in the aspherical shape in the X direction relative to the workpiece 10. Grind. By repeating this, as shown in FIG. 2, it is possible to obtain the workpiece 10 in which the surface 10a is processed into a free curved surface shape.

【0055】次に、図3を参照して、この実施形態にお
ける砥石9の角度補正について、説明する。
Next, the angle correction of the grindstone 9 in this embodiment will be described with reference to FIG.

【0056】図3は、自由曲面形状に加工した被加工物
10を、Y方向に見た様子を示し、ツール部11の回転
軸11aを回転させて、回転軸11aに取り付けた砥石
9を回転軸11a回りに回転させながら、砥石9で被加
工物10の端部からX方向の非球面形状に加工を行って
いる様子を示す。図3に、破線で描いた様子は、実線で
描いた様子から、加工が進行した状態における砥石9の
姿勢を示している。
FIG. 3 shows a state in which the workpiece 10 processed into a free-form surface is viewed in the Y direction. The rotating shaft 11a of the tool portion 11 is rotated to rotate the grindstone 9 attached to the rotating shaft 11a. While rotating around the axis 11a, a state is shown in which the grindstone 9 is working from the end of the workpiece 10 into an aspherical shape in the X direction. In FIG. 3, the state drawn by the broken line shows the posture of the grindstone 9 in the state where the processing has progressed from the state drawn by the solid line.

【0057】図3に示すように、まず、被加工物10の
端部から、Zステージ3およびXステージ5の駆動によ
り、X方向の非球面形状の軌跡に沿って、砥石9を被加
工物10に対して相対的に移動させ、被加工物10の研
削加工を行う。このX方向の加工によって、砥石9が駆
動されるに伴い、砥石9が被加工物10を加工する加工
点における面の法線は逐次変化する。この法線に対し
て、砥石9が常に一定角度を保つように、Bステージ6
を駆動して、Bステージ6をB方向に移動(回転)させる
ことで、砥石9の被加工物10に対する角度(姿勢)を、
補正制御する。このことによって、被加工物10を、常
に砥石9の一点のみで加工する。
As shown in FIG. 3, first, by driving the Z stage 3 and the X stage 5 from the end of the workpiece 10, the grindstone 9 is moved along the aspherical locus in the X direction. The workpiece 10 is moved relative to the workpiece 10, and the workpiece 10 is ground. As the grindstone 9 is driven by the processing in the X direction, the normal line of the surface at the processing point where the grindstone 9 processes the workpiece 10 sequentially changes. In order to keep the grindstone 9 at a constant angle with respect to this normal, the B stage 6
By driving (rotating) the B stage 6 in the B direction, the angle (posture) of the grindstone 9 with respect to the workpiece 10
Correction control. As a result, the workpiece 10 is always processed with only one point of the grindstone 9.

【0058】ここで、この自由曲面加工装置1は、たと
えば、上記超送り機構の駆動系の内部に、あらかじめ、
被加工物10の最終加工形状を、プログラムデータとし
て保持しているので、砥石9がある加工点へ移動したと
きには、その加工点での上記砥石9の角度(姿勢)の補正
量は、上記プログラムデータに基づいて、直ちに決定さ
れ、ここでは、Bステージ6のB方向への移動量が決定
される。
Here, the free-form surface processing apparatus 1 is previously provided, for example, inside the drive system of the super-feed mechanism in advance.
Since the final machining shape of the workpiece 10 is held as program data, when the grindstone 9 moves to a certain machining point, the correction amount of the angle (posture) of the grindstone 9 at the machining point is the above program. It is immediately determined based on the data, and here, the moving amount of the B stage 6 in the B direction is determined.

【0059】次に、Yステージ6を、Y軸方向に1ステ
ップだけ移動させ、上述と同様に、被加工物10の端部
からX方向の非球面形状の軌跡に沿って、砥石9を被加
工物10に対して相対的に移動させ、被加工物10の研
削加工を行う。このY軸方向への1ステップの移動に伴
なって、砥石9の加工点の法線は、A方向に1ステップ
分だけ変化する。
Then, the Y stage 6 is moved in the Y axis direction by one step, and the grindstone 9 is moved from the end of the workpiece 10 along the aspherical locus in the X direction in the same manner as described above. The workpiece 10 is moved relative to the workpiece 10 to grind the workpiece 10. With the movement of one step in the Y-axis direction, the normal line of the processing point of the grindstone 9 changes by one step in the A direction.

【0060】このA方向への1ステップ分だけ移動した
後の法線に対して、常に一定角度を保つように、ツール
台8を駆動して、砥石9のB方向の位置を調整し、さら
に、X方向の加工に伴って、逐次変化する加工点の法線
に対して、砥石9が常に一定角度を保つように、Bステ
ージ6のB方向の位置を調整して、砥石9の角度を制御
することによって、常に砥石9の一点のみで加工を行
う。
The tool base 8 is driven to adjust the position of the grindstone 9 in the B direction so that a constant angle is always maintained with respect to the normal line after moving by one step in the A direction. , The position of the B stage 6 in the B direction is adjusted so that the grindstone 9 always keeps a constant angle with respect to the normal line of the machining point, which changes sequentially with the machining in the X direction. By controlling, the processing is always performed with only one point of the grindstone 9.

【0061】この場合も、この自由曲面加工装置1が、
内部にあらかじめ、加工形状を表すプログラムデータを
保持していて、そのプログラムデータによって、上記砥
石9の角度の制御量(補正量)が直ちに決定される。
Also in this case, the free curved surface processing apparatus 1
Program data representing a machining shape is held in advance inside, and the control amount (correction amount) of the angle of the grindstone 9 is immediately determined by the program data.

【0062】このような砥石9の角度(姿勢)制御を、繰
り返すことによって、常に砥石9の一点のみで、被加工
物10に対する加工を行うことが可能となり、砥石9の
摩耗を補う補正も行い易くなる。
By repeating the control of the angle (posture) of the grindstone 9 as described above, the work piece 10 can be machined with only one point of the grindstone 9 at all times, and the wear of the grindstone 9 is compensated. It will be easier.

【0063】なお、上述のように、砥石9を回転させて
加工する場合ではなく、加工工具としてのバイト等によ
る切削加工においても、このバイト等が被加工物10の
加工面に対して、被加工面の加工点の法線に対して、常
に一定角度を保つように、上記のように5軸(Z,X,Y,
B,A方向)制御によって、ツール角度を補正しながら、
切削加工することができる。
As described above, not only when the grindstone 9 is rotated for machining, but also when cutting with a cutting tool or the like as a working tool, the cutting tool or the like is used to cut the work surface of the workpiece 10. In order to maintain a constant angle with respect to the normal of the machining point on the machining surface, the five axes (Z, X, Y,
While correcting the tool angle by (B, A direction) control,
It can be cut.

【0064】次に、上記自由曲面加工装置1における形
状測定について説明する。
Next, the shape measurement in the free-form surface processing apparatus 1 will be described.

【0065】上記のような加工手順に基づき、被加工物
10の加工を終えた後、センサー部12を使用して、被
加工物10の形状測定を行う。この形状測定は、上述の
加工によって形成された被加工物10の被加工面10a
の形状が、目標とする形状からずれている量(誤差)を測
定するために行う。
After the processing of the workpiece 10 is completed based on the above processing procedure, the shape of the workpiece 10 is measured using the sensor section 12. This shape measurement is performed on the processed surface 10a of the processed object 10 formed by the above-described processing.
This is performed in order to measure the amount (error) of the shape deviated from the target shape.

【0066】回転主軸4aや、駆動されるXステージ
5,Yステージ7,Zステージ3,Bステージ6およびツ
ール台11等がいかに精密に制御されていても、砥石9
の摩耗や、送り誤差などに起因して、加工形状の誤差を
完全にゼロにするのは不可能である。
No matter how precisely the rotary spindle 4a, the driven X stage 5, Y stage 7, Z stage 3, B stage 6 and tool base 11 are controlled, the grindstone 9
It is impossible to completely eliminate the error in the machined shape due to wear of the tool, feed error, etc.

【0067】図4に、被加工物10の形状を測定する様
子を示す。砥石9の回転により自由曲面形状に研削加工
した被加工物10の被加工面の三次元形状を、非接触で
計測するために、ツール台8に設置したセンサー部12
を用いる。このセンサー部12は、図1に示すように、
ツール台8からP点を通る回転軸回りに約180°回転
した反対側の位置に有るので、ツール台8を上記回転軸
回り(A方向)に約180°だけ回転させることによっ
て、センサー部12を形状測定位置に位置させることが
できる。
FIG. 4 shows how the shape of the workpiece 10 is measured. A sensor unit 12 installed on the tool base 8 in order to measure the three-dimensional shape of the surface of the workpiece 10 that has been ground into a free-form surface by the rotation of the grindstone 9 without contact.
To use. This sensor unit 12 is, as shown in FIG.
Since the tool base 8 is located on the opposite side of the rotation about the rotation axis passing through the point P by about 180 °, the sensor unit 12 is rotated by about 180 ° around the rotation axis (direction A). Can be located at the shape measuring position.

【0068】このセンサー部12は、レーザ変位計であ
り、対物レンズ13でレーザ光を被加工物10に集光さ
せ、この被加工物10から反射したレーザ光の焦点位置
を検出することで、被加工物10との間の距離を計測し
て、被加工物10の形状を測定する。
The sensor section 12 is a laser displacement meter, and the objective lens 13 focuses the laser light on the workpiece 10 to detect the focal position of the laser light reflected from the workpiece 10. The shape of the workpiece 10 is measured by measuring the distance to the workpiece 10.

【0069】レーザー変位計の原理は、受光素子付近に
ピンホールを設け、被加工物10が焦点位置にある場合
は、焦点位置で反射したレーザ光がピンホールを通過し
て受光素子まで到達するが、被加工物10が焦点位置に
ない場合は、反射したレーザ光は上記ピンホールをほと
んど通過できず、受光素子まで到達しないというもので
ある。
The principle of the laser displacement meter is that a pinhole is provided near the light receiving element, and when the workpiece 10 is at the focus position, the laser light reflected at the focus position reaches the light receiving element through the pinhole. However, when the workpiece 10 is not at the focal position, the reflected laser light can hardly pass through the pinhole and does not reach the light receiving element.

【0070】上記センサー部12は、この原理を応用し
たレーザフォーカス変位計を用いる。あるいは、上記セ
ンサー部12は、受光素子としてCCDを用いて、焦点
位置で反射したレーザ光はCCDの一点で集光するが、
焦点位置でない位置で、反射したレーザ光はCCDの一
点に集光しないことから、集光レンズを移動させて、集
光位置を求め、この集光レンズの移動距離から被加工物
10までの距離を計測する原理を応用して高精度な測定
を行うものとしてもよい。
The sensor section 12 uses a laser focus displacement meter to which this principle is applied. Alternatively, the sensor unit 12 uses a CCD as a light receiving element, and the laser light reflected at the focal position is condensed at one point of the CCD.
Since the reflected laser light is not focused on one point of the CCD at a position other than the focus position, the focusing lens is moved to obtain the focusing position, and the distance from the moving distance of the focusing lens to the workpiece 10 is calculated. The measurement principle may be applied to perform highly accurate measurement.

【0071】このように、レーザ光を用いた距離測定を
行うセンサー部12とした場合は、センサー部12をコ
ンパクトにすることが可能であり、センサー部12をツ
ール台8へ容易に搭載できる。
As described above, when the sensor section 12 for measuring the distance using the laser beam is used, the sensor section 12 can be made compact and the sensor section 12 can be easily mounted on the tool base 8.

【0072】ところが、このようにレーザにより距離を
計測する測定方法の場合は、被加工物10の測定面の法
線がレーザの光軸に対して傾きをもっている場合は、こ
の測定面からのレーザの反射光が、光学系の光軸上を正
しく通過しないという欠点がある。また、集光されたビ
ーム径の範囲で、上記測定面の傾きが(変わる)場合に
は、測定誤差が大きくなり、ナノメータオーダーの超精
密計測が不可能となる。
However, in the case of the measuring method in which the distance is measured by the laser as described above, when the normal line of the measuring surface of the workpiece 10 is inclined with respect to the optical axis of the laser, the laser from the measuring surface is measured. However, there is a drawback that the reflected light of does not correctly pass through the optical axis of the optical system. Further, when the inclination of the measurement surface changes (changes) within the range of the focused beam diameter, the measurement error becomes large and it becomes impossible to perform ultraprecision measurement on the order of nanometers.

【0073】そこで、この実施形態においては、被加工
物10の測定面からの反射光が、常に光学系の光軸上を
正しく通過するように、ツール台8のA方向への駆動に
より、センサー部12の角度を制御する。つまり、セン
サー部12の測定姿勢(光軸)が被加工面10aの測定点
の法線と常に一定角度を保つように、被加工物10の測
定面に対するセンサー部12の角度補正を行いながら、
被加工物10の被加工面10aとの間の距離を測定す
る。この角度補正には、Xステージ5,Yステージ7,Z
ステージ3,Bステージ6およびツール台8からなる超
精密送り機構を、駆動制御する。このように、測定する
センサー部12の光軸と、被加工物10の加工面の法線
とを、一定の角度に保つように、上記超精密送り機構を
駆動することによって、上記レーザにより距離を計測す
る場合の誤差を極めて小さく保つことができる。
Therefore, in this embodiment, the sensor is driven by driving the tool base 8 in the direction A so that the reflected light from the measurement surface of the workpiece 10 always passes correctly on the optical axis of the optical system. The angle of the part 12 is controlled. That is, while correcting the angle of the sensor unit 12 with respect to the measurement surface of the workpiece 10 so that the measurement posture (optical axis) of the sensor unit 12 always maintains a constant angle with the normal line of the measurement point of the workpiece surface 10a,
The distance between the workpiece 10 and the surface 10a to be processed is measured. For this angle correction, X stage 5, Y stage 7, Z
The ultra-precision feed mechanism including the stage 3, the B stage 6 and the tool base 8 is drive-controlled. In this way, by driving the ultra-precision feeding mechanism so that the optical axis of the sensor unit 12 to be measured and the normal line of the processing surface of the workpiece 10 are kept at a constant angle, the distance can be increased by the laser. The error in the measurement of can be kept extremely small.

【0074】例えば、図2には、自由曲面形状に加工し
た被加工面10aを有する被加工物10を示し、図2に
おいて、X軸とZ軸とを含むX-Z平面によるX方向断
面とY方向断面とでは非球面形状が異なっている。この
X方向断面とは、X軸とZ軸とを含むX-Z平面で上記
被加工物10を切断した断面であり、このY方向断面と
は、Y軸とZ軸とを含むY-Z平面で上記被加工物10
を切断した断面である。
For example, FIG. 2 shows a workpiece 10 having a surface 10a to be processed into a free-form surface shape, and in FIG. 2, a cross section in the X-Z plane including the X-axis and the Z-axis is shown. The aspherical shape is different from the Y-direction cross section. The X-direction cross section is a cross section obtained by cutting the workpiece 10 along the XZ plane including the X axis and the Z axis, and the Y direction cross section is the YZ including the Y axis and the Z axis. The work piece 10 in a plane
It is the cross section cut.

【0075】このような回転非対称形状の被加工物10
の被加工面10aの形状を測定する場合には、加工時と
同様に、センサー部12を被加工物10の端部からX方
向の非球面形状に、被加工物10に対して相対的に移動
させて、被加工面10aの形状を測定する。
The workpiece 10 having such a rotationally asymmetrical shape
When measuring the shape of the surface 10a to be processed, the sensor unit 12 is made to have an aspherical shape in the X direction from the end of the object 10 relative to the object 10 as in the case of processing. It is moved and the shape of the surface 10a to be processed is measured.

【0076】次に、Yステージ7を、Y軸方向に1ステ
ップだけ移動させてから、センサー部12を、X方向の
非球面形状に、被加工物10に対して相対的に移動させ
て、被加工面10aの形状を測定する。これを繰り返す
ことにより、自由曲面形状に加工した被加工物10の被
加工面10aの形状を測定する。
Next, the Y stage 7 is moved in the Y axis direction by one step, and then the sensor unit 12 is moved to the aspherical shape in the X direction relative to the workpiece 10. The shape of the work surface 10a is measured. By repeating this, the shape of the processed surface 10a of the processed object 10 processed into the free curved surface shape is measured.

【0077】次に、図4を参照して、センサー部12の
角度補正について説明する。
Next, the angle correction of the sensor section 12 will be described with reference to FIG.

【0078】図4は、被加工面10aを自由曲面形状に
加工した被加工物10を、Y方向から見た様子を示して
いる。図4では、Xステージ5を駆動して、この被加工
物10の端部からX方向の非球面形状に、センサー部1
2を移動させて、この被加工物10の被加工面10aの
X方向の非球面形状を測定している様子を示している。
FIG. 4 shows a state in which the workpiece 10 in which the surface 10a to be processed is processed into a free-form surface is viewed from the Y direction. In FIG. 4, the X stage 5 is driven so that the sensor unit 1 is changed from the end of the workpiece 10 to the aspherical shape in the X direction.
2 shows a state in which 2 is moved to measure the aspherical shape in the X direction of the processed surface 10a of the processed object 10.

【0079】図4において、破線で描いたセンサー部1
2は、実線で描いたセンサー部12の位置から、形状測
定が進行した状態のセンサー部12の位置と姿勢を示し
ている。この状態のセンサー部12は、被加工物10に
対する姿勢(角度)が補正されている。
In FIG. 4, the sensor section 1 drawn by the broken line
2 shows the position and orientation of the sensor unit 12 in a state where the shape measurement has proceeded from the position of the sensor unit 12 drawn by the solid line. The posture (angle) with respect to the workpiece 10 of the sensor unit 12 in this state is corrected.

【0080】まず、被加工物10の端部からX方向の非
球面形状にセンサー部12を相対的に移動させて、被加
工物10の被加工面10aの形状を測定する。このX方
向の形状測定に伴い、被加工面10aにおける測定点の
法線は逐次変化する。この法線に対して、センサー部1
2からの光軸が、常に一定角度を保つように、Bステー
ジ6を駆動して、センサー部12の姿勢をB方向に調整
し、このセンサー部12からの光軸をB方向に角度制御
する。
First, the sensor portion 12 is relatively moved from the end portion of the workpiece 10 to the aspherical shape in the X direction, and the shape of the workpiece surface 10a of the workpiece 10 is measured. Along with this shape measurement in the X direction, the normal line of the measurement point on the surface to be processed 10a changes sequentially. For this normal, the sensor unit 1
The B stage 6 is driven so that the optical axis from 2 always maintains a constant angle, the attitude of the sensor unit 12 is adjusted in the B direction, and the optical axis from the sensor unit 12 is angularly controlled in the B direction. .

【0081】これにより、センサー部12から発したレ
ーザ光が、被加工面10aにおける測定点で反射した反
射光が、常に、光学系の光軸上を正しくするようにな
る。
As a result, the laser light emitted from the sensor section 12 and the reflected light reflected at the measuring point on the surface 10a to be processed always make the optical axis of the optical system correct.

【0082】次に、Yステージ7を、Y軸方向に1ステ
ップだけ移動させ、上述と同様にして、センサー部12
を、被加工物10の端部からX方向の非球面形状に相対
的に移動させて、被加工面10aの形状を測定する。こ
のセンサー部12のY軸方向への1ステップの移動に伴
ない、被加工面10aの加工点の法線はA方向に1ステ
ップ分変化する。
Next, the Y stage 7 is moved in the Y axis direction by one step, and the sensor unit 12 is moved in the same manner as described above.
Is relatively moved from the end of the workpiece 10 to the aspherical shape in the X direction, and the shape of the surface 10a to be processed is measured. With the movement of the sensor unit 12 in the Y-axis direction by one step, the normal line of the processing point on the surface to be processed 10a changes by one step in the A direction.

【0083】この自由曲面加工装置では、上記超精密送
り機構の駆動を制御する制御系が、被加工物10を予め
どのような自由曲面に加工するのか、というプログラム
を有している。したがって、上記制御系では、加工位置
の移動に伴い、そのプログラム(加工データ)と、加工位
置(砥石9(あるいは刃物)の位置)がわかれば、加工位置
における被加工面の法線方向がどのような値になるか
は、直ちに算出される。
[0083] In this free-form surface machining apparatus, a control system for controlling the driving of the ultra-precision feed mechanism, or to process previously to any free curved surface of the workpiece 10 has a program called. Therefore, in the control system, if the program (machining data) and the machining position (position of the grindstone 9 (or blade)) are known as the machining position moves, the normal direction of the surface to be machined at the machining position can be determined. Whether such a value will be calculated immediately.

【0084】したがって、上記制御系によれば、センサ
ー部12の上記Y方向への1ステップの移動後の被加工
物10の測定点(レーザ到達点)における法線に対して、
センサー部12からのレーザ光の光軸が常に一定角度を
保つように、ツール台8を駆動して、センサー部12を
A方向へ移動させることができる。
Therefore, according to the control system, with respect to the normal line at the measurement point (laser arrival point) of the workpiece 10 after the sensor section 12 has moved one step in the Y direction,
The tool base 8 can be driven to move the sensor unit 12 in the A direction so that the optical axis of the laser light from the sensor unit 12 always maintains a constant angle.

【0085】さらに、上記X方向への形状測定に伴い、
逐次変化する測定点の法線に対しては、Bステージ6を
駆動して、センサー部12をB方向に移動させること
で、上記法線に対して、センサー部12の光軸が常に一
定角度を保つように、センサー部12の姿勢(角度)を制
御することができる。なお、このときには、Zステージ
3を駆動して、被加工物10を前進させると、図4に示
すように、被加工物10と対物レンズ13との距離を一
定に維持できる。
Further, with the shape measurement in the X direction,
By driving the B stage 6 and moving the sensor unit 12 in the B direction with respect to the normal line of the measurement point that changes sequentially, the optical axis of the sensor unit 12 is always at a constant angle with respect to the normal line. The posture (angle) of the sensor unit 12 can be controlled so that At this time, if the Z stage 3 is driven to move the workpiece 10 forward, the distance between the workpiece 10 and the objective lens 13 can be kept constant as shown in FIG.

【0086】これにより、センサー部12からのレーザ
光が測定点で反射した反射光が、光学系の光軸上を常に
正しく通過するようにできる。
As a result, the reflected light, which is the laser light from the sensor section 12 reflected at the measurement point, can always pass correctly on the optical axis of the optical system.

【0087】上述の動作を繰り返すことにより、被加工
物10の測定点からの反射光が光学系の光軸上を正しく
通過する状態を保ちながら、センサー部12からのレー
ザ光による距離測定を続けることが可能となる。そし
て、上記のような光線の入射角度による誤差を極めて小
さくすることが可能となり、ナノメータのオーダーの高
精度な測定が可能となる。
By repeating the above-described operation, the distance measurement by the laser beam from the sensor section 12 is continued while keeping the state where the reflected light from the measurement point of the workpiece 10 correctly passes on the optical axis of the optical system. It becomes possible. Then, the error due to the incident angle of the light ray as described above can be made extremely small, and high-precision measurement on the order of nanometers becomes possible.

【0088】なお、厳密には、被加工物10の加工途中
においては、加工面の傾きは最終目的の形状ではないの
で、この加工装置が保有している加工形状を表すデータ
から算出した見込んだ傾き角とは異なる角度となる。し
かし、この実施形態が対象とする加工工程では、被加工
物10の加工量(除去量)そのものがサブミクロンオーダ
ーの加工工程であり、この場合、面の傾きの最終形状か
らのずれはきわめてわずかであり、形状測定器であるセ
ンサー部12で誤差が生じるほどの量に達せず、正確に
測定が行える。
Strictly speaking, since the inclination of the machined surface is not the shape of the final object during the machining of the workpiece 10, it is calculated from the data representing the machined shape held by this machining apparatus. The angle is different from the tilt angle. However, in the machining process targeted by this embodiment, the machining amount (removal amount) of the workpiece 10 itself is a submicron-order machining process, and in this case, the deviation of the surface inclination from the final shape is extremely small. Therefore, the sensor unit 12, which is a shape measuring instrument, does not reach an amount enough to cause an error, and accurate measurement can be performed.

【0089】ここで、自由曲面の加工の際には、加工点
の法線に対して、ツール部11が常に一定角度を保つよ
うにして加工している。したがって、この加工装置は、
あらかじめ、加工時に法線方向を算出して、ツール部1
1(砥石9)の角度補正を行う機能を有している。したが
って、自由曲面の形状測定の際に、測定点の法線に対し
て、センサー部12が常に一定角度を保つようにして測
定する際に、加工時のツール部11の角度補正情報を基
にして、形状測定時のセンサー部12の角度補正を行う
ことができる。この場合には、形状測定時の角度補正の
データを新たに計算する必要がなくなり、測定効率が非
常に良くなる。また、三次元形状の測定時間を短縮する
ことが可能である。
Here, when processing the free-form surface, the tool portion 11 is always maintained at a constant angle with respect to the normal line of the processing point. Therefore, this processing device
The normal direction is calculated beforehand during processing, and the tool part 1
It has a function of correcting the angle of 1 (grinding stone 9). Therefore, when measuring the shape of the free-form surface so that the sensor unit 12 always maintains a constant angle with respect to the normal line of the measurement point, the angle correction information of the tool unit 11 at the time of machining is used as a basis. Thus, the angle of the sensor unit 12 can be corrected when measuring the shape. In this case, it is not necessary to newly calculate angle correction data at the time of measuring the shape, and the measurement efficiency is significantly improved. In addition, it is possible to shorten the measurement time of the three-dimensional shape.

【0090】ところで、加工時のツール部11の角度補
正情報を基に、形状測定時にセンサー部12の角度補正
を行うためには、まず、ツール部11とセンサー部12
との位置関係が明確になっている必要がある。これは、
光を用いた測定器の場合には、センサー部12の測定ダ
イナミックレンジが、おおむね数十から数百ミクロンで
あり、このダイナミックレンジの中で形状測定を行う必
要があり、かつ、センサー部12の光軸と砥石9の方向
とが必ずしも一致していない場合があるからである。
By the way, in order to correct the angle of the sensor unit 12 at the time of shape measurement based on the angle correction information of the tool unit 11 at the time of processing, first, the tool unit 11 and the sensor unit 12
It is necessary that the position relationship with is clear. this is,
In the case of a measuring instrument using light, the measurement dynamic range of the sensor unit 12 is approximately several tens to several hundreds of microns, and it is necessary to perform shape measurement within this dynamic range, and This is because the optical axis and the direction of the grindstone 9 may not always match.

【0091】そこで、この実施形態によれば、加工を行
う際に、被加工物10に砥石9を接触させ、被加工物1
0にツールマークを付ける。そして、このときに、ツー
ル台8を含む上記超精密送り機構の位置,姿勢データ
を、たとえば、上記制御系に格納する。
Therefore, according to this embodiment, the grindstone 9 is brought into contact with the work piece 10 when the work piece is processed, and the work piece 1 is processed.
Add a tool mark to 0. At this time, the position and orientation data of the ultra-precision feed mechanism including the tool base 8 is stored in the control system, for example.

【0092】次に、上記超精密送り機構を駆動して、セ
ンサー部12の対物レンズ13を上記被加工物10に対
向させ、さらに、上記センサー部12の位置と姿勢を、
上記超精密送り機構で調節して、上記ツールマークに対
して、センサー部12からのレーザ光を対物レンズ13
で集光させて、このツールマークの箇所でフォーカスさ
せる。さらに、このツールマークの箇所でのレーザ光の
反射光が、光学系の光軸中心を正しく通過するように、
上記超精密送り機構でセンサー部12の位置,姿勢を調
整する。そして、このときの超精密送り機構の位置,姿
勢データを上記制御系に格納する。上記2組の位置,姿
勢データの相異が、ツール部11とセンサー部12との
位置関係を表している。
Next, the ultra-precision feeding mechanism is driven to make the objective lens 13 of the sensor section 12 face the workpiece 10, and the position and orientation of the sensor section 12 are set as follows.
The laser light from the sensor unit 12 is adjusted to the tool mark by the objective lens 13 by adjusting the ultra-precision feeding mechanism.
Focus with and focus on this tool mark. Furthermore, so that the reflected light of the laser light at the location of this tool mark passes correctly through the center of the optical axis of the optical system,
The position and orientation of the sensor unit 12 are adjusted by the above ultra-precision feeding mechanism. Then, the position and orientation data of the ultra-precision feed mechanism at this time is stored in the control system. The difference between the above two sets of position and orientation data represents the positional relationship between the tool unit 11 and the sensor unit 12.

【0093】また、自由曲面加工装置1の加工工具であ
る砥石9とその形状測定器であるセンサー部12の校正
については、次のような方法で行うことができる。
Further, the whetstone 9 which is the processing tool of the free-form surface processing apparatus 1 and the sensor section 12 which is the shape measuring instrument thereof can be calibrated by the following method.

【0094】まず、センサー部12の形状測定について
の校正を行う。これは、砥石9でサンプル(被加工物)を
球形状に加工を行い、その形状をセンサー部12で計測
する。次に、この実際に加工したサンプルの球形状を、
光干渉計で計測し、光干渉計で測定した形状とセンサー
部12で計測した形状が一致するように、形状測定器で
あるセンサー部12の校正を行う。
First, the calibration for the shape measurement of the sensor section 12 is performed. In this, the sample (workpiece) is processed into a spherical shape by the grindstone 9, and the shape is measured by the sensor unit 12. Next, the spherical shape of this actually processed sample is
The sensor unit 12, which is a shape measuring instrument, is calibrated so that the shape measured by the optical interferometer and the shape measured by the sensor unit 12 coincide with each other.

【0095】この実施形態では、加工と形状測定はナノ
メーターの位置制御精度を有する同一のステージで行っ
ているので、各ステージの精度に起因する加工と形状測
定の誤差は実質上生じない。
In this embodiment, since processing and shape measurement are performed on the same stage having nanometer position control accuracy, there is substantially no error in processing and shape measurement due to the accuracy of each stage.

【0096】次に、加工工具である砥石9の位置に対す
る形状測定器であるセンサー部12の位置の校正を行
う。すなわち、上述のように、被加工物10に砥石9を
接触させ、X方向,Y方向に移動させ、生じたツールマ
ークの交点に対して、センサー部12からのレーザ光を
対物レンズ13で集光させて、ツールマークの交点部分
でフォーカスさせる。そして、そのレーザ光の反射光が
光学系の光軸中心を正しく通過するように、上記超精密
送り装置を調整する。
Next, the position of the sensor unit 12, which is the shape measuring instrument, with respect to the position of the grindstone 9, which is the processing tool, is calibrated. That is, as described above, the grindstone 9 is brought into contact with the workpiece 10 and moved in the X and Y directions, and the laser light from the sensor 12 is collected by the objective lens 13 at the intersection of the generated tool marks. Make it illuminate and focus at the intersection of the tool marks. Then, the ultra-precision feeding device is adjusted so that the reflected light of the laser light can correctly pass through the optical axis center of the optical system.

【0097】そして、上記加工時の上記ツールマークの
交点位置を表す上記超精密送り装置の機械座標と、上記
ツールマークの交点位置をセンサー部12が測定した機
械座標とを、例えば、上記制御系により求める。そし
て、この2つの機械座標をオフセット値として、加工時
と形状測定時と間で、超精密送り装置の機械座標を補正
する。この補正により、加工時に移動させる砥石9の加
工点の軌跡と、測定時に移動させるセンサー部12の測
定点の軌跡とを一致させるように、上記超精密送り装置
の機械座標を校正することができる。
Then, the machine coordinates of the ultra-precision feeding device, which represents the intersection point position of the tool mark at the time of machining, and the machine coordinates of the intersection point position of the tool mark measured by the sensor unit 12, are set, for example, in the control system. Ask by. Then, using these two machine coordinates as offset values, the machine coordinates of the ultra-precision feeding device are corrected between the time of processing and the time of shape measurement. With this correction, the machine coordinates of the ultra-precision feed device can be calibrated so that the locus of the machining point of the grindstone 9 that is moved during machining matches the locus of the measurement point of the sensor unit 12 that is moved during measurement. .

【0098】このように、この実施形態によれば、砥石
9に対するセンサー部12の位置校正を、この加工装置
自身で行うことが可能であるので、この加工装置の経時
変化による誤差を排除できる。また、ツール台8の回転
機構を簡単な構成とすることができる。
As described above, according to this embodiment, since the position of the sensor portion 12 with respect to the grindstone 9 can be calibrated by the processing apparatus itself, it is possible to eliminate an error due to a change with time of the processing apparatus. Moreover, the rotation mechanism of the tool base 8 can be made into a simple structure.

【0099】上述のようにして、形状測定器としてのセ
ンサー部12を校正することによって、被加工物10の
被加工面10aの形状をセンサー部12で測定したデー
タに基づいて、上記被加工面10aを予め設定した目標
の加工形状にするための補正の加工を実行する加工補正
情報を、上記超精密送り装置にフィードバックすること
が可能となる。
By calibrating the sensor portion 12 as the shape measuring device as described above, the surface of the workpiece 10a of the workpiece 10 is measured based on the data measured by the sensor portion 12, and the surface of the workpiece 10 is processed. It is possible to feed back the processing correction information for executing the correction processing for making the target processing shape of 10a to a preset target processing shape to the ultra-precision feeding device.

【0100】この実施形態では、ツール部11とセンサ
ー部12の配置関係については、ツール部11とセンサ
ー部12とを同じツール台8上に配置している。このツ
ール部11とセンサー部12との位置関係が明確であれ
ば、加工時の超精密送り機構の各ステージ(各軸)の移動
情報に基づいて、計測時の各ステージ(各軸)の移動情報
を補正することにより、ツール部11で加工した加工点
の軌跡通りに、センサー部12の測定点が移動するよう
に、上記超精密送り機構の各ステージを制御できる。こ
のため、ツール部11とセンサー部12とを、同じツー
ル台8上に配置することで、各ステージ(各軸)の移動情
報を補正し易くなる。
In this embodiment, regarding the positional relationship between the tool section 11 and the sensor section 12, the tool section 11 and the sensor section 12 are arranged on the same tool base 8. If the positional relationship between the tool unit 11 and the sensor unit 12 is clear, the movement of each stage (each axis) at the time of measurement is based on the movement information of each stage (each axis) of the ultra-precision feed mechanism during processing. By correcting the information, each stage of the ultra-precision feeding mechanism can be controlled so that the measurement point of the sensor unit 12 moves along the locus of the processing point processed by the tool unit 11. Therefore, by disposing the tool unit 11 and the sensor unit 12 on the same tool base 8, it becomes easy to correct the movement information of each stage (each axis).

【0101】また、この実施形態では、センサー部12
を、A方向の回転中心点Pに関して、ツール部11の1
80°反対側に配置した。これにより、砥石9による加
工時に、エアーまたはオイル等で、加工によって生じる
熱を冷却し、加工屑を排出しているときに、この加工屑
などが、センサー部12に付着するのを回避できる。
Also, in this embodiment, the sensor unit 12
With respect to the rotation center point P in the A direction,
It was placed on the opposite side of 80 °. As a result, at the time of processing with the grindstone 9, the heat generated by the processing is cooled by air, oil, or the like, and when the processing waste is being discharged, the processing waste can be prevented from adhering to the sensor unit 12.

【0102】また、上記実施形態において、形状測定デ
ータを取得する方法としては、次の方法がある。この方
法は、目標となる自由曲面を加工するためのプログラム
データによる砥石9の軌跡と同一の軌跡でもって、セン
サー部12を移動させて被加工面10aの形状を測定す
る。この形状測定で測定した値の変化量により、実際に
加工された自由曲面形状が、上記目標となる自由曲面に
対して、どの程度誤差を生じているかを求めることがで
きる。この誤差情報を、加工時のすべてのツール軌跡に
対して計測すれば、被加工面10aを、非常に高精度に
三次元形状測定できる。
In the above embodiment, the following method is available as a method for acquiring the shape measurement data. In this method, the sensor unit 12 is moved along the same locus as the locus of the grindstone 9 according to the program data for machining the target free-form surface, and the shape of the work surface 10a is measured. From the amount of change in the value measured by this shape measurement, it is possible to determine how much the actually processed free-form surface has an error with respect to the target free-form surface. If this error information is measured for all tool trajectories during processing, the surface 10a to be processed can be measured with extremely high precision in a three-dimensional shape.

【0103】なお、実際には、加工時の数ステップ毎の
ツール軌跡に対して、上記誤差情報を計測することで、
十分に高精度に形状を測定することができる。
Actually, by measuring the above-mentioned error information with respect to the tool locus every several steps during machining,
The shape can be measured with sufficiently high accuracy.

【0104】元々、上記超精密送り機構を構成するXス
テージ5,Yステージ7,Zステージ3,Bステージ6,ツ
ール台8は、それぞれ、ナノメーターの精度が確保され
ており、この超精密送り機構を規準にして、被加工面1
0aの形状を測定することで、形状を極めて正確に測定
できる上に、別途測定装置を用意する必要が無い。
Originally, the X stage 5, the Y stage 7, the Z stage 3, the B stage 6, and the tool base 8 which compose the above-mentioned ultra-precision feed mechanism are ensured to have nanometer precision. Work surface 1 based on the mechanism
By measuring the shape of 0a, the shape can be measured extremely accurately, and it is not necessary to separately prepare a measuring device.

【0105】上述の第1の形状測定方法としては、セン
サー部12の走査軌跡を、加工工具としての砥石9の加
工軌跡と一致させ、その際のセンサー部12による距離
測定量を読み取る方式である。この方法であれば、セン
サー部12による距離測定量が、目標の加工形状からの
ずれ量に一致し、センサー部12からのデータ(距離測
定量)によって、目標の加工形状からのずれの量が直ち
に分かるという利点がある。また、センサー部12を駆
動するための制御系を、加工を行う制御系と同等のもの
とすることができるので、制御機構,制御方法が簡便と
なる利点がある。
The above-mentioned first shape measuring method is a method in which the scanning locus of the sensor unit 12 is made to coincide with the machining locus of the grindstone 9 as a machining tool, and the distance measurement amount by the sensor unit 12 at that time is read. . With this method, the distance measurement amount by the sensor unit 12 matches the deviation amount from the target machining shape, and the amount of deviation from the target machining shape is determined by the data (distance measurement amount) from the sensor unit 12. It has the advantage of being immediately noticeable. Further, since the control system for driving the sensor unit 12 can be the same as the control system for performing the machining, there is an advantage that the control mechanism and the control method are simple.

【0106】さらに、上記実施形態において、形状測定
を行う手順としては、次の第2の方法が考えられる。こ
の第2の形状測定方法は、センサー部12による距離測
定量が、常に、ゼロになるように、センサー部12を走
査させる方法である。
Further, in the above embodiment, the following second method can be considered as a procedure for measuring the shape. The second shape measuring method is a method of scanning the sensor unit 12 so that the distance measurement amount by the sensor unit 12 is always zero.

【0107】具体的には、この形状測定方法は、目標の
加工形状の輪郭上に、センサー部12の測定点が位置す
るように、センサー部12を配置する。そして、このと
きに、センサー部12が出力する距離測定量がゼロであ
れば、この測定点において、目標の加工形状と実際の加
工形状とが一致している。一方、上記距離測定量が正で
あれば、上記測定点の法線方向において、実際の加工形
状が目標の加工形状よりも遠い、すなわち、過研削であ
る。逆に、上記距離測定量が負であれば、上記測定点の
法線方向において、実際の加工形状が目標の加工形状よ
りも近い、すなわち、研削不足である。
Specifically, in this shape measuring method, the sensor section 12 is arranged so that the measurement point of the sensor section 12 is located on the contour of the target processed shape. At this time, if the distance measurement amount output by the sensor unit 12 is zero, the target processed shape and the actual processed shape match at this measurement point. On the other hand, if the distance measurement amount is positive, the actual machined shape is farther than the target machined shape in the direction normal to the measuring point, that is, over-grinding. On the contrary, if the distance measurement amount is negative, the actual machined shape is closer to the target machined shape in the normal direction of the measurement point, that is, the grinding is insufficient.

【0108】上記距離測定量が正の場合と負の場合とに
おいて、センサー部12自体を、上記超精密送り機構で
移動させて、センサー部12の出力(距離測定量)がゼロ
になるゼロ点を、常に実際の被加工物10の表面に一致
させる。この各測定点における超精密送り機構の移動量
によって、被加工物10の被加工面10aの形状を求め
ることができる。この形状測定方法によれば、センサー
部12を駆動する制御系が複雑になる一方、センサー部
12は、常に、その出力のゼロ点近傍で動作するので、
センサー部12の測定量に対する線形性が不要となる利
点がある。すなわち、この形状測定方法では、センサー
部12が出力する距離測定量が、ゼロであるか、正であ
るか、負であるのかの判断ができるだけでよい。このこ
とは、この実施形態のように、加工装置の送り機構に形
状測定器としてのセンサー部12を搭載する場合には、
きわめて大きな利点となる。なぜなら、センサー部12
は、その出力値がゼロか正か負かの判断ができるだけで
よいことから、センサー部12が安価に入手可能となる
からである。また、センサー部12自体を、加工工具と
してのツール部11を移動させる超精密送り機構によっ
て移動させて、被加工物10の被加工面10aの形状を
測定するから、形状を測定するための設備投資がほとん
ど必要なくなる。
A zero point at which the output (distance measurement amount) of the sensor unit 12 becomes zero when the sensor unit 12 itself is moved by the ultra-precision feeding mechanism when the distance measurement amount is positive or negative. Are always matched with the actual surface of the workpiece 10. The shape of the workpiece surface 10a of the workpiece 10 can be obtained from the movement amount of the ultra-precision feed mechanism at each measurement point. According to this shape measuring method, the control system for driving the sensor unit 12 becomes complicated, while the sensor unit 12 always operates near the zero point of its output.
There is an advantage that the linearity with respect to the measurement amount of the sensor unit 12 is unnecessary. That is, with this shape measuring method, it is only necessary to determine whether the distance measurement amount output by the sensor unit 12 is zero, positive, or negative. This means that when the sensor unit 12 as the shape measuring instrument is mounted on the feeding mechanism of the processing apparatus as in this embodiment,
This is a huge advantage. Because the sensor unit 12
This is because it is sufficient to determine whether the output value is zero, positive or negative, and the sensor unit 12 can be obtained at low cost. In addition, the sensor unit 12 itself is moved by the ultra-precision feed mechanism that moves the tool unit 11 as a processing tool to measure the shape of the surface 10a to be processed of the workpiece 10, so equipment for measuring the shape is provided. Almost no investment required.

【0109】また、この第2の形状測定方法によれば、
加工プログラムが指定する目標の加工形状に対する誤差
量が、超精密送り機構による移動量で表される形状誤差
になる。この超精密送り機構による移動量で表される形
状誤差から、上記加工プログラムを修正でき、加工の修
正が必要な被加工物10の箇所だけを、ピンポイントで
修正加工することができる。したがって、ツール部11
を、上記超精密送り機構によって、修正の加工ポイント
まで速やかに移動させることができ、加工時間を大幅に
短縮することができる。
According to this second shape measuring method,
The amount of error with respect to the target machining shape specified by the machining program becomes the shape error represented by the amount of movement by the ultra-precision feed mechanism. From the shape error represented by the amount of movement by the ultra-precision feed mechanism, the machining program can be modified, and only the location of the workpiece 10 that requires machining modification can be pinpointed. Therefore, the tool unit 11
Can be quickly moved to a correction processing point by the ultra-precision feed mechanism, and the processing time can be greatly shortened.

【0110】また、この実施形態の自由曲面加工装置に
よれば、加工工具(砥石9)の摩耗量を、動的に追跡する
ことが可能となる。すなわち、加工プログラムが指定す
る目標の加工形状に対して実際に測定した加工形状の誤
差、すなわち形状誤差は、主に、砥石9の摩耗によって
発生する。したがって、加工に伴い、徐々に形状誤差が
増加する傾向にある。したがって、この加工時の砥石9
の軌跡と同一の軌跡をセンサー部12でトレースし、形
状誤差量を逐次追跡して行くことによって、砥石9の摩
耗量を把握することができる。そして、この摩耗量に応
じて、砥石9の送りの補正を行うことによって、形状誤
差の少ない自由曲面を形成することが可能となる。ま
た、これにより、加工工具(砥石9)の摩耗量を正確に予
測することも可能になるから、上記加工プログラムに、
予め、この予測摩耗量を組み込んで、加工工具の予測さ
れる摩耗量の分だけ、上記送りを補正しながら加工する
ことも可能となる。
Further, according to the free-form surface processing apparatus of this embodiment, it is possible to dynamically track the wear amount of the processing tool (grinding stone 9). That is, the error of the actually processed shape with respect to the target processed shape designated by the processing program, that is, the shape error mainly occurs due to the abrasion of the grindstone 9. Therefore, the shape error tends to gradually increase with the processing. Therefore, the grindstone 9 during this processing
The wear amount of the grindstone 9 can be grasped by tracing the same locus as that of No. 2 by the sensor unit 12 and sequentially tracing the amount of shape error. Then, by correcting the feed of the grindstone 9 according to the amount of wear, it becomes possible to form a free-form surface with few shape errors. Further, this also makes it possible to accurately predict the wear amount of the processing tool (grinding stone 9).
It is also possible to incorporate the predicted wear amount in advance and perform the machining while correcting the feed by the predicted wear amount of the working tool.

【0111】また、センサー部12の位置を補正する別
の方法としては、この自由曲面加工装置1の内部に、あ
らかじめ精密に加工されたブロックを設置し、被加工物
10の形状測定に先だって、このブロックの各面の形状
を測定する。そして、その測定値によって、センサー部
12の位置、および、測定感度の校正を行うことができ
る。上記ブロックの形状としては、集光されたレーザを
反射できる寸法であればよく、このブロック自体を、こ
の実施形態の加工機で加工して、内部に配置することも
できる。
As another method for correcting the position of the sensor portion 12, a block which has been precisely processed in advance is installed inside the free curved surface processing apparatus 1 and the shape of the workpiece 10 is measured prior to the measurement. The shape of each side of this block is measured. The position of the sensor unit 12 and the measurement sensitivity can be calibrated based on the measured value. The block may have any shape as long as it can reflect the focused laser beam, and the block itself can be processed by the processing machine of this embodiment and placed inside.

【0112】尚、上記実施形態では、センサー部12と
しては、光学式のセンサーを用いた例を述べたが、セン
サー部12としては、光学式に限るものではなく、従来
から、3次元測定器に搭載されている接触式のセンサー
を用いてもよい。この場合は、接触プローブの先端部形
状を、砥石9の加工部分の形状に近い曲率をもった球形
状とすることで、センサーの走査軌跡を加工工具として
の砥石9の加工軌跡と一致させることが望ましい。これ
により、自由曲面の形状を測定する際に、測定点の法線
に対して、接触プローブが、常に、一定の角度を保つよ
うにして、測定することで、ナノメータのオーダーの高
精度な測定が可能となる。また、この接触式のプローブ
を使用する場合は、光式とは異なり、測定が、被加工物
の反射率などに左右されないという利点を有する。
In the above embodiment, an example in which an optical sensor is used as the sensor unit 12 has been described. However, the sensor unit 12 is not limited to the optical type, and a conventional three-dimensional measuring device is used. You may use the contact-type sensor mounted in. In this case, the tip shape of the contact probe is made spherical with a curvature close to the shape of the processed portion of the grindstone 9 so that the scanning locus of the sensor matches the working locus of the grindstone 9 as a machining tool. Is desirable. As a result, when measuring the shape of the free-form surface, the contact probe always keeps a constant angle with respect to the normal line of the measurement point, and the measurement is performed with high accuracy on the order of nanometers. Is possible. Further, when the contact type probe is used, unlike the optical type, there is an advantage that the measurement is not influenced by the reflectance of the workpiece.

【0113】また、上記実施形態では、加工方式として
は、切削と研削の例を述べたが、加工方法としては、こ
れに限ることなく、他の加工方法を用いることも可能で
ある。
Further, in the above embodiment, an example of cutting and grinding was described as the processing method, but the processing method is not limited to this, and other processing methods can be used.

【0114】たとえば、従来の機械加工に置き換わる新
しい加工方法として注目されているプラズマCVMによ
る加工方式を用いることもできる。このプラズマCVM
の加工原理は、高圧のプラズマを局所的に発生させて生
成した中性ラジカル分子を被加工物に作用させて加工す
るものであり、超精密加工に適した化学的な加工方法で
ある。ただし、従来では、他の切削加工や研削加工と同
じく、加工と測定工程が分離されており、いくら精密な
加工が行えても、計測のたびに加工装置から取り外さね
ばならないという欠点を有している。したがって、この
発明の加工工具の加工技術として、CVM加工の原理を
用いた加工工具を採用すれば、従来の欠点を改善でき
る。
For example, a processing method using plasma CVM, which is drawing attention as a new processing method that replaces the conventional mechanical processing, can be used. This plasma CVM
The processing principle is that a neutral radical molecule generated by locally generating high-pressure plasma is caused to act on a workpiece to perform processing, which is a chemical processing method suitable for ultra-precision processing. However, in the past, as with other cutting and grinding processes, the processing and measurement processes were separated, and no matter how precise the processing could be performed, it had to be removed from the processing device after each measurement. There is. Therefore, if a machining tool using the principle of CVM machining is adopted as the machining technique of the machining tool of the present invention, the conventional defects can be improved.

【0115】さらに、以上述べた以外の他の加工方式と
して、放電加工による自由曲面の形成や、YAG(イッ
トリウム・アルミニウム・ガーネット),エキシマ等のレ
ーザー加工においても、この発明の加工装置を適用する
ことができる。すなわち、この発明の加工装置に、形状
測定器を搭載し、この装置上で、被加工物の三次元形状
を計測することによって、被加工面と加工工具との位置
関係を損なうことなく、高精度な三次元形状を測定でき
る。そして、この測定の結果、形状誤差を生じている部
分については、被加工物に対して、ピンポイントで修正
加工を行うことができ、加工時間と測定時間の大幅な短
縮が可能となる。
Further, as a machining method other than the above, the machining apparatus of the present invention is applied to the formation of a free-form surface by electric discharge machining and laser machining of YAG (yttrium-aluminum-garnet), excimer, etc. be able to. That is, the processing apparatus of the present invention is equipped with a shape measuring instrument, and by measuring the three-dimensional shape of the workpiece on this apparatus, it is possible to increase the position without damaging the positional relationship between the surface to be processed and the processing tool. Can measure accurate three-dimensional shapes. Then, as a result of this measurement, in the portion where the shape error is generated, it is possible to perform pinpoint correction processing on the workpiece, and it is possible to greatly reduce the processing time and the measurement time.

【0116】以上のように、この実施形態の自由曲面加
工装置によれば、上記超精密送り機構に非接触三次元形
状測定器としてのセンサー部12を搭載したことで、被
加工物10を加工装置1から取り外すことなく、その三
次元形状を高精度に測定できる。また、この測定データ
を基にして、修正加工を行うことができる。
As described above, according to the free-form surface processing apparatus of this embodiment, the workpiece 10 is processed by mounting the sensor section 12 as a non-contact three-dimensional shape measuring instrument on the ultra-precision feeding mechanism. It is possible to measure the three-dimensional shape with high accuracy without removing it from the device 1. In addition, correction processing can be performed based on this measurement data.

【0117】したがって、上記実施形態によれば、別途
高価な測定装置を用いて、被加工物の形状測定を行い、
再度、加工機に取り付けて加工を行うというようなこと
をする必要が無い。したがって、取り付け誤差による加
工誤差も原理的になくすることができる。したがって、
この実施形態によれば、加工測定精度および、形状測定
精度を向上でき、加工,測定時間を短縮でき、加工装置
の低価格化を可能とした。
Therefore, according to the above-described embodiment, the shape of the workpiece is measured by using a separately expensive measuring device,
It is not necessary to attach it to the processing machine again to perform processing. Therefore, a processing error due to a mounting error can be eliminated in principle. Therefore,
According to this embodiment, the processing measurement accuracy and the shape measurement accuracy can be improved, the processing and measurement time can be shortened, and the cost of the processing apparatus can be reduced.

【0118】また、上記実施形態では、被加工物10の
自由曲面の形状を測定する際に、被加工物10の被測定
面が傾きをもっていても、被測定面からの反射光が正し
く光学系の光軸上を通過するように、この被測定面に対
して、形状測定器であるセンサー部12の傾きの補正を
行う。したがって、被加工物10の三次元の形状を高精
度に測定でき、三次元形状を加工するあらゆる加工装置
に応用することができる。
Further, in the above embodiment, when the shape of the free curved surface of the workpiece 10 is measured, even if the surface to be measured of the workpiece 10 has an inclination, the reflected light from the surface to be measured is correctly reflected by the optical system. The inclination of the sensor unit 12, which is the shape measuring instrument, is corrected for the surface to be measured so that the surface to be measured passes through the optical axis. Therefore, the three-dimensional shape of the workpiece 10 can be measured with high accuracy, and it can be applied to any processing apparatus that processes a three-dimensional shape.

【0119】また、上記実施形態では、三次元形状の測
定にレーザ光を利用しているが、非接触で三次元形状を
測定可能であればどのような方式の形状測定器を採用し
てもよい。この形状測定器のセンサー部を形状測定点の
法線に対して常に一定角度を保つように、センサー部の
角度補正を逐次行いながら形状測定を行うことによっ
て、被加工面の傾きによる測定誤差要因を排除して、高
精度な形状測定を行うことが可能となる。
In the above embodiment, the laser beam is used for measuring the three-dimensional shape. However, any type of shape measuring instrument can be used as long as the three-dimensional shape can be measured in a non-contact manner. Good. By performing shape measurement while sequentially correcting the angle of the sensor unit so that the sensor unit of this shape measuring instrument always maintains a constant angle with respect to the normal line of the shape measuring point, a measurement error factor due to the inclination of the surface to be processed Therefore, it becomes possible to perform highly accurate shape measurement.

【0120】[0120]

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の自
由曲面加工装置では、加工工具を被加工物に対して移動
させる送り機構が、形状測定器を上記被加工物に対して
移動させて、被加工物の自由曲面形状を計測する。した
がって、この発明によれば、被加工物を加工装置から取
り外すことなく、加工工具用の送り機構を用いて、形状
測定器を被加工物に対して移動させることで、被加工物
の被加工面の自由曲面の形状を短時間で正確に計測でき
る。そして、この形状測定器で正確に測定した被加工面
の自由曲面形状に基づき、再度修正加工を行える。
As is apparent from the above, in the free-form surface machining apparatus of the present invention, the feed mechanism for moving the machining tool with respect to the work piece moves the shape measuring instrument with respect to the work piece. , Measure the free-form surface shape of the work piece. Therefore, according to the present invention, the shape measuring instrument is moved with respect to the work piece by using the feed mechanism for the working tool without removing the work piece from the processing device, thereby processing the work piece. The shape of the free-form surface can be measured accurately in a short time. Then, the correction processing can be performed again based on the free-form surface shape of the surface to be processed, which is accurately measured by this shape measuring instrument.

【0121】このように、この発明によれば、被加工物
を加工装置から取り外す必要がなく、別途高価な測定装
置を用いて被加工物の形状測定を行う必要がなく、再度
加工装置に被加工物を取り付けて加工を行うというよう
なことをする必要が無い。また、そのために、取り付け
誤差による加工誤差も原理的になくすことができ、加工
精度の向上、形状測定精度の向上、測定時間の短縮、加
工装置の低価格化が可能となる。
As described above, according to the present invention, it is not necessary to remove the workpiece from the processing apparatus, it is not necessary to measure the shape of the workpiece using a separately expensive measuring apparatus, and the processing apparatus can be processed again. There is no need to attach a work piece and perform processing. Further, for that reason, a processing error due to an installation error can be eliminated in principle, and processing accuracy can be improved, shape measurement accuracy can be improved, measurement time can be shortened, and the cost of the processing apparatus can be reduced.

【0122】また、一実施形態では、上記送り機構が超
精密送り機構であるので、サブミクロンオーダの精度で
上記測定器の精密な位置補正を行える。
In addition, in one embodiment, since the feeding mechanism is an ultra-precision feeding mechanism, precise position correction of the measuring instrument can be performed with an accuracy of the submicron order.

【0123】また、一実施形態では、上記送り機構は、
その送り方向を、上記X軸,Y軸,Z軸,A軸,B軸の方向
に制御することができる。したがって、被加工物の被加
工面の形状を測定する際に、上記各軸の送り方向を制御
することで、非接触形状測定器を、最も精度良く計測で
きる最適な姿勢にすることができる。
Further, in one embodiment, the feeding mechanism is
The feed direction can be controlled in the X-axis, Y-axis, Z-axis, A-axis, and B-axis directions. Therefore, by controlling the feed direction of each axis when measuring the shape of the surface to be processed of the work piece, the non-contact shape measuring instrument can be placed in the most suitable posture for the most accurate measurement.

【0124】また、一実施形態では、上記形状測定器
で、上記被加工物の形状を測定するときに、上記形状測
定器の姿勢が、上記被加工物の被加工面の測定部位の法
線と所定の角度を保つように、上記送り機構が、上記形
状測定器の角度補正を行う。これにより、上記被加工物
の被加工面がどのような自由曲面形状であっても、被加
工面の加工点の法線と所定の角度を保つように、上記形
状測定器の角度補正を行うことができる。したがって、
被加工物の被測定面の傾きに起因する形状測定の誤差要
因を排除することができ、高精度な三次元形状測定を行
うことが可能となる。
Further, in one embodiment, when the shape measuring instrument measures the shape of the workpiece, the posture of the shape measuring instrument is determined by the normal line of the measurement site of the processed surface of the workpiece. The feed mechanism corrects the angle of the shape measuring instrument so as to maintain a predetermined angle. Thus, the angle of the shape measuring instrument is corrected so as to maintain a predetermined angle with the normal line of the processing point of the surface to be processed, whatever the shape of the surface to be processed of the workpiece. be able to. Therefore,
It is possible to eliminate an error factor of shape measurement due to the inclination of the surface of the workpiece to be measured, and it is possible to perform highly accurate three-dimensional shape measurement.

【0125】また、一実施形態では、上記送り機構は、
加工時には、上記被加工物の被加工面に対する上記加工
工具の姿勢が、上記被加工面の加工部位の法線と所定の
角度を保つように、上記加工工具の角度補正を行いなが
ら、上記加工工具によって上記被加工物を加工する。ま
た、形状測定時には、上記被加工面に対する上記形状測
定器の計測姿勢が上記被加工面の加工点の法線と所定の
角度を保つように、上記形状測定器の角度補正を行いな
がら、上記形状測定器によって上記被加工面の加工点の
計測を行う。
[0125] In one embodiment, the feeding mechanism is
At the time of processing, while performing the angle correction of the processing tool such that the posture of the processing tool with respect to the surface of the workpiece to be processed maintains a predetermined angle with the normal to the processing portion of the surface to be processed, The above-mentioned work piece is processed by a tool. Further, at the time of shape measurement, while performing the angle correction of the shape measuring instrument such that the measurement posture of the shape measuring instrument with respect to the surface to be processed maintains a predetermined angle with the normal line of the processing point of the surface to be processed, A processing point on the surface to be processed is measured by a shape measuring instrument.

【0126】したがって、この実施形態では、加工の際
には、加工工具の1点(同一箇所)で加工を行うことがで
き、かつ、形状測定時には、形状測定器の角度補正を行
い、被測定面の傾きによる形状測定誤差要因を排除する
ことができる。
Therefore, in this embodiment, at the time of machining, machining can be performed at one point (same position) of the machining tool, and at the time of measuring the shape, the angle of the shape measuring instrument is corrected to measure the object to be measured. The shape measurement error factor due to the inclination of the surface can be eliminated.

【0127】また、一実施形態では、送り機構が、形状
測定器を、加工工具の加工軌跡と略同一軌跡をトレース
するように送る。したがって、この形状測定器が測定し
た被加工物との間の距離データは変動の少ない略一定と
なり、この距離データの変動の有る箇所が、加工の修正
が必要となる箇所であることが分かる。したがって、加
工修正が必要な箇所のみ、ピンポイントで修正加工を行
うことができ、加工時間,形状測定時間を大幅に短縮で
きる。
Further, in one embodiment, the feed mechanism feeds the shape measuring device so as to trace a locus approximately the same as the machining locus of the machining tool. Therefore, it can be seen that the distance data between the workpiece and the workpiece measured by this shape measuring instrument has a small variation and is substantially constant, and the portion having the variation in the distance data is the portion where the machining needs to be corrected. Therefore, the correction processing can be performed pinpoint only at the portion where the processing correction is required, and the processing time and the shape measurement time can be significantly reduced.

【0128】また、一実施形態では、上記形状測定器
は、レーザ光を利用して、被加工物の形状を計測するか
ら、被加工物に対して、非接触で、被加工物の自由曲面
形状を計測することが可能となる。また、上記形状測定
器の被加工面に対する計測姿勢(位置)が、被加工面の加
工点の法線と常に所定角度を保つように、形状測定器の
角度補正を行いながら、計測を行うことで、被加工面の
傾きによる測定誤差要因を排除でき、高精度な非接触三
次元形状測定を行うことができる。
Further, in one embodiment, since the shape measuring instrument measures the shape of the work piece using the laser beam, the free-form surface of the work piece is non-contacted with the work piece. It is possible to measure the shape. In addition, measurement is performed while correcting the angle of the shape measuring instrument so that the measurement posture (position) of the shape measuring instrument with respect to the processing surface always maintains a predetermined angle with the normal line of the processing point of the processing surface. Thus, the factor of measurement error due to the inclination of the surface to be processed can be eliminated, and highly accurate non-contact three-dimensional shape measurement can be performed.

【0129】また、一実施形態では、上記加工工具を移
動させる送りの軌跡と、加工時の上記加工工具の角度補
正の情報とに基づいて、形状測定時の形状測定器の移動
と角度補正を行うから、加工時の加工工具の軌跡通り
に、形状測定器をトレースさせることが可能となって、
形状測定時間の短縮が可能となる。また、形状測定器
が、レーザ光を利用する場合には、加工時の加工工具の
軌跡通りにトレースすることで、センサー部のフォーカ
スずれが非常に小さくなって、形状測定時間を短縮でき
る。
In one embodiment, the movement and the angle correction of the shape measuring instrument at the time of shape measurement are performed based on the feed trajectory for moving the processing tool and the information of the angle correction of the processing tool at the time of processing. Since it is done, it is possible to trace the shape measuring instrument according to the trajectory of the machining tool during machining,
The shape measurement time can be shortened. Further, in the case where the shape measuring instrument uses laser light, by tracing the trajectory of the processing tool during processing, the focus shift of the sensor unit becomes very small, and the shape measuring time can be shortened.

【0130】また、一実施形態では、上記形状測定器が
上記被加工物の被加工面の形状を測定したデータに基づ
いて、上記加工工具で上記被加工物の被加工面を加工す
るときの上記加工工具の送りを制御するプログラムまた
は数値制御用データを補正する。これにより、被加工物
の被加工面を、容易かつ正確に補正加工できる。
[0130] In one embodiment, when the shape measuring device measures the shape of the work surface of the work piece based on the data obtained by measuring the shape of the work surface of the work piece, The program for controlling the feed of the machining tool or the data for numerical control is corrected. As a result, the surface to be processed of the workpiece can be easily and accurately corrected.

【0131】また、一実施形態では、上記形状測定器
は、上記加工工具を支持するツール台に搭載されている
ので、加工時の加工工具の角度補正情報を基にして、形
状測定時の形状測定器の角度補正を行うことができ、加
工時の加工工具の軌跡通りに形状測定器を移動させるこ
とも容易になり、形状測定時間の短縮が可能である。
Further, in one embodiment, since the shape measuring instrument is mounted on the tool base that supports the machining tool, the shape at the time of measuring the shape is measured based on the angle correction information of the machining tool at the time of machining. The angle of the measuring instrument can be corrected, the shape measuring instrument can be easily moved according to the trajectory of the machining tool during machining, and the shape measuring time can be shortened.

【0132】また、一実施形態では、上記形状測定器
は、上記加工工具とは180°反対側を向いて、上記ツ
ール台に搭載されているから、上記形状測定器は、加工
時に加工工具から放出される冷却用のエアー,オイル等
で飛散する加工屑から遠ざけられ、これらが形状測定器
に付着するのを防げる。
Further, in one embodiment, since the shape measuring instrument is mounted on the tool stand facing 180 ° opposite to the machining tool, the shape measuring instrument is mounted on the machining tool during machining. It is kept away from the processing dust that is scattered by the discharged cooling air, oil, etc., and prevents these from adhering to the shape measuring instrument.

【0133】また、一実施形態では、上記被加工物の形
状測定時には、上記超精密送り機構は、加工プログラム
に基づいて、非接触三次元形状測定器を移動させて、上
記被加工物の三次元形状測定を行う。この加工プログラ
ムは、加工工具で被加工物を加工するときに、超精密送
り機構が上記加工工具を移動させる送り制御のプログラ
ムである。
Further, in one embodiment, when measuring the shape of the workpiece, the ultra-precision feed mechanism moves the non-contact three-dimensional shape measuring instrument based on the machining program to move the tertiary shape of the workpiece. Perform original shape measurement. This machining program is a feed control program that causes the ultra-precision feed mechanism to move the machining tool when machining the workpiece with the machining tool.

【0134】したがって、この実施形態によれば、非接
触三次元形状測定器を、加工工具の加工時の軌跡と同一
の軌跡に沿って移動させることができる。したがって、
この非接触三次元形状測定器の三次元形状測定データか
ら、実際の加工形状が上記加工プログラムによる目標形
状からずれている量(誤差)を直ちに求めることができ
る。そして、この三次元形状測定データに基づいて、上
記誤差を補うように、上記加工プログラムを修正する。
これにより、加工修正が必要な箇所のみ、ピンポイント
で修正加工を行うことができ、加工時間、形状測定時間
を大幅に短縮できる。
Therefore, according to this embodiment, the non-contact three-dimensional shape measuring instrument can be moved along the same trajectory as the machining tool. Therefore,
From the three-dimensional shape measurement data of this non-contact three-dimensional shape measuring instrument, the amount (error) in which the actual machining shape deviates from the target shape by the above machining program can be immediately obtained. Then, based on the three-dimensional shape measurement data, the machining program is modified so as to compensate for the error.
As a result, it is possible to perform pinpoint correction processing only on a portion that requires processing correction, and it is possible to greatly reduce processing time and shape measurement time.

【0135】また、一実施形態では、加工工具が被加工
物を加工したときの軌跡と同一の軌跡をトレースするよ
うに、超精密送り機構で、上記形状測定器を移動させ
て、上記形状測定器で上記被加工物の形状を測定する。
この測定した形状(データ)を基に、上記加工工具の上記
加工時の摩耗量を計測する。そして、この計測した摩耗
量を、即座に、加工プログラムの摩耗補正プログラム
(数値制御用データ)に反映することができる。したがっ
て、加工形状誤差の要因である加工工具の摩耗に対応し
て、送り機構による送りを容易に補正することが可能と
なる。
Further, in one embodiment, the shape measuring instrument is moved by the ultra-precision feeding mechanism so that the machining tool traces the same trajectory as when the workpiece is machined, and the shape measurement is performed. The shape of the workpiece is measured with a measuring instrument.
Based on the measured shape (data), the wear amount of the working tool during the working is measured. Then, this measured amount of wear is immediately used for the wear correction program of the machining program.
(Data for numerical control) can be reflected. Therefore, it is possible to easily correct the feed by the feed mechanism in response to the wear of the machining tool which is a factor of the machining shape error.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の自由曲面加工装置の第1実施形態
を示す正面図である。
FIG. 1 is a front view showing a first embodiment of a free-form surface processing apparatus of the present invention.

【図2】 上記第1実施形態において加工する被加工物
の斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a workpiece to be processed in the first embodiment.

【図3】 上記第1実施形態において被加工物を加工し
ている様子を示す詳細図である。
FIG. 3 is a detailed view showing a state where a workpiece is being processed in the first embodiment.

【図4】 上記第1実施形態において被加工物の形状を
測定している様子を示す詳細図である。
FIG. 4 is a detailed view showing how the shape of the workpiece is being measured in the first embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…自由曲面加工装置、2…ベース、3…Zステージ、
4…主軸台、5…Xステージ、6…Bステージ、7…Y
ステージ、8…ツール台、9…砥石、10…被加工物、
10a…被加工面、11…ツール部、12…センサー
部、13…対物レンズ。
1 ... Free curved surface processing device, 2 ... Base, 3 ... Z stage,
4 ... Headstock, 5 ... X stage, 6 ... B stage, 7 ... Y
Stage, 8 ... Tool stand, 9 ... Whetstone, 10 ... Workpiece,
10a ... Work surface, 11 ... Tool part, 12 ... Sensor part, 13 ... Objective lens.

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Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加工工具を送り機構でもって被加工物に
対して移動させて、被加工物を加工する加工機におい
て、 上記送り機構でもって上記被加工物に対して移動させら
れて、上記被加工物との間の距離を計測することで、上
記被加工物の形状を計測する形状測定器を備えたことを
特徴とする自由曲面加工装置。
1. A processing machine for processing a workpiece by moving a machining tool with respect to the workpiece by a feed mechanism, wherein the machining tool is moved with respect to the workpiece by the feed mechanism, A free-form surface processing apparatus comprising a shape measuring instrument for measuring the shape of the workpiece by measuring the distance to the workpiece.
【請求項2】 請求項1に記載の自由曲面加工装置にお
いて、 上記送り機構は、超精密送り機構であり、 この超精密送り機構で上記測定器の位置補正を行うこと
を特徴とする自由曲面加工装置。
2. The free-form surface processing apparatus according to claim 1, wherein the feed mechanism is an ultra-precision feed mechanism, and the position of the measuring instrument is corrected by the ultra-precision feed mechanism. Processing equipment.
【請求項3】 請求項1または2に記載の自由曲面加工
装置において、 上記送り機構は、その送り方向を、少なくとも、X軸方
向と、このX軸に直交するY軸方向と、このX軸とY軸
に直交するZ軸方向と、上記X軸回りの回転方向である
A方向と、上記Y軸回りの回転方向であるB方向とに制
御可能であり、 上記形状測定器は、上記被加工物に対して接触せずに上
記被加工物の形状を測定する非接触形状測定器であり、 この非接触形状測定器は、上記送り機構でもって上記被
加工物に対して移動させられて、上記被加工物の形状を
計測するとともに、上記送り機構でもって、位置補正さ
れることを特徴とする自由曲面加工装置。
3. The free-form surface processing apparatus according to claim 1, wherein the feed mechanism has at least a feed direction in the X-axis direction, a Y-axis direction orthogonal to the X-axis, and the X-axis. And a Z-axis direction orthogonal to the Y-axis, an A-direction which is a rotation direction around the X-axis, and a B-direction which is a rotation direction around the Y-axis. A non-contact shape measuring instrument for measuring the shape of the work piece without contacting the work piece, the non-contact shape measuring instrument being moved with respect to the work piece by the feed mechanism. A free-form surface processing apparatus which measures the shape of the workpiece and is position-corrected by the feed mechanism.
【請求項4】 請求項1または2に記載の自由曲面加工
装置において、 上記送り機構は、 上記形状測定器で、上記被加工物の形状を測定するとき
に、上記形状測定器の姿勢が、上記被加工物の被加工面
の測定部位の法線と所定の角度を保つように、上記形状
測定器の角度補正を行うことを特徴とする自由曲面加工
装置。
4. The free-form surface processing apparatus according to claim 1, wherein the feed mechanism has the posture of the shape measuring instrument when the shape measuring instrument measures the shape of the workpiece. An apparatus for processing a free-form surface, wherein the angle of the shape measuring instrument is corrected so as to maintain a predetermined angle with a normal to a measurement site on the surface of the workpiece.
【請求項5】 請求項1または2に記載の自由曲面加工
装置において、 上記送り機構は、 加工時には、上記被加工物の被加工面に対する上記加工
工具の姿勢が、上記被加工面の加工部位の法線と所定の
角度を保つように、上記加工工具の角度補正を行いなが
ら、上記加工工具によって上記被加工物を加工するよう
にし、 形状測定時には、上記被加工面に対する上記形状測定器
の計測姿勢が上記被加工面の加工点の法線と所定の角度
を保つように、上記形状測定器の角度補正を行いなが
ら、上記形状測定器によって上記被加工面の加工点の計
測を行うようにすることを特徴とする自由曲面加工装
置。
5. The free-form surface processing apparatus according to claim 1, wherein the feed mechanism is configured such that a posture of the processing tool with respect to a surface to be processed of the workpiece is a processing portion of the surface to be processed during processing. While performing the angle correction of the processing tool so as to maintain a predetermined angle with the normal line, the workpiece is processed by the processing tool. Measure the machining point of the work surface by the shape measuring instrument while correcting the angle of the shape measuring instrument so that the measurement posture maintains a predetermined angle with the normal to the machining point of the work surface. Free-form surface processing device characterized by:
【請求項6】 請求項1または2に記載の自由曲面加工
装置において、 上記送り機構は、 加工時には、上記被加工物の被加工面に対する上記加工
工具の加工姿勢が、上記被加工面の加工点の法線と所定
の角度を保つように、上記加工工具の角度補正を行いな
がら、上記加工工具を送る一方、 形状測定時には、上記形状測定器の姿勢が、上記被加工
物の被加工面に対して測定部位の法線と所定の角度を保
つように、上記形状測定器の角度補正を行いながら、上
記形状測定器で、上記加工工具による上記被加工物の加
工軌跡と略同一の軌跡をトレースするように、上記形状
測定器を送ることを特徴とする自由曲面加工装置。
6. The free-form curved surface machining apparatus according to claim 1, wherein the feed mechanism is configured such that a machining attitude of the machining tool with respect to a surface of the workpiece to be machined is such that the machining surface of the workpiece is machined. While sending the processing tool while correcting the angle of the processing tool so as to maintain a predetermined angle with the normal line of the point, the posture of the shape measuring instrument is set to the work surface of the workpiece during shape measurement. While the angle of the shape measuring instrument is corrected so as to maintain a predetermined angle with respect to the normal line of the measurement site, the shape measuring instrument causes the locus to be substantially the same as the machining locus of the workpiece by the machining tool. A free-form surface processing device characterized by sending the above-mentioned shape measuring device so as to trace the.
【請求項7】 請求項1乃至6のいずれか1つに記載の
自由曲面加工装置において、 上記形状測定器は、レーザ光を利用して、被加工物の形
状を計測する形状測定器であることを特徴とする自由曲
面加工装置。
7. The free curved surface processing apparatus according to claim 1, wherein the shape measuring instrument is a shape measuring instrument that measures a shape of a workpiece by using a laser beam. A free-form surface processing device characterized in that
【請求項8】 請求項1乃至7のいずれか1つに記載の
自由曲面加工装置において、 上記送り機構は、 上記加工工具が上記被加工物の被加工面を加工するとき
に上記加工工具を移動させる送りの軌跡と、加工時の上
記加工工具の角度補正の情報とに基づいて、上記形状測
定器を移動させ、上記形状測定器の角度補正を行うこと
を特徴とする自由曲面加工装置。
8. The free-form surface machining apparatus according to claim 1, wherein the feed mechanism is configured to operate the machining tool when the machining tool processes a machining surface of the workpiece. A free-form surface processing apparatus, characterized in that the shape measuring instrument is moved and the angle of the shape measuring instrument is corrected based on a feed trajectory to be moved and information on the angle correction of the processing tool during processing.
【請求項9】 請求項1乃至8のいずれか1つに記載の
自由曲面加工装置において、 上記送り機構は、その送りがプログラムまたは数値制御
用データで制御され、 上記形状測定器が上記被加工物の被加工面の形状を測定
したデータに基づいて、上記加工工具で上記被加工物の
被加工面を加工するときの上記加工工具のの送りを制御
するプログラムまたは数値制御用データを補正すること
を特徴とする自由曲面加工装置。
9. The free-form surface machining apparatus according to claim 1, wherein the feed mechanism controls the feed by a program or data for numerical control, and the shape measuring instrument is the workpiece. Correct the program or numerical control data that controls the feed of the processing tool when processing the processing surface of the workpiece with the processing tool, based on the data obtained by measuring the shape of the processing surface of the processing object. A free-form surface processing device characterized in that
【請求項10】 請求項1乃至9のいずれか1つに記載
の自由曲面加工装置において、 上記形状測定器は、上記加工工具を支持するツール台に
搭載されていることを特徴とする自由曲面加工装置。
10. The free-form surface processing apparatus according to claim 1, wherein the shape measuring instrument is mounted on a tool base that supports the processing tool. Processing equipment.
【請求項11】 請求項10に記載の自由曲面加工装置
において、 上記形状測定器は、上記加工工具とは180°反対側を
向いて、上記ツール台に搭載されていることを特徴とす
る自由曲面加工装置。
11. The free-form surface machining apparatus according to claim 10, wherein the shape measuring instrument is mounted on the tool base facing 180 ° opposite to the machining tool. Curved surface processing equipment.
【請求項12】 超精密送り機構で加工工具を移動させ
て、被加工物を加工し、上記超精密送り機構で非接触三
次元形状測定器を移動させて、上記被加工物の形状を測
定する自由曲面加工装置による自由曲面加工方法であっ
て、 上記超精密送り機構は、加工プログラムに基づいて、互
いに直交するX軸,Y軸,Z軸の方向および上記X軸回り
のA方向,上記Y軸回りのB方向に、送り制御が可能で
あり、 上記被加工物の形状測定時には、 上記超精密送り機構でもって、加工プログラムに基づい
て、非接触三次元形状測定器の姿勢が、上記被加工物の
被測定部位の法線と所定の角度を保つように、上記非接
触三次元形状測定器の角度補正を行いつつ、上記非接触
三次元形状測定器を移動させて、上記被加工物の三次元
形状測定を行い、 この三次元形状測定データに基づいて、上記加工プログ
ラムを修正し、 上記超精密送り機構は、この修正した加工プログラムに
したがって、上記加工工具を移動させて、上記被加工物
を加工することを特徴とする自由曲面加工方法。
12. The shape of the workpiece is measured by moving the processing tool with the ultra-precision feed mechanism to process the workpiece, and moving the non-contact three-dimensional shape measuring instrument with the ultra-precision feed mechanism. A free-form surface processing method using a free-form surface processing apparatus, wherein the ultra-precision feed mechanism is based on a processing program, and the X-axis, Y-axis, Z-axis directions orthogonal to each other and the A-direction around the X-axis, Feed control is possible in the B direction around the Y-axis, and when measuring the shape of the workpiece, the attitude of the non-contact three-dimensional shape measuring instrument is based on the machining program by the ultra-precision feeding mechanism. The non-contact three-dimensional shape measuring instrument is moved while performing the angle correction of the non-contact three-dimensional shape measuring instrument so as to maintain a predetermined angle with the normal line of the measured part of the workpiece, The 3D shape of the object is measured, Based on the shape measurement data, the machining program is modified, and the ultra-precision feed mechanism moves the machining tool according to the modified machining program to machine the workpiece. Curved surface processing method.
【請求項13】 超精密送り機構を有する自由曲面加工
装置による自由曲面加工方法であって、 加工工具が被加工物を加工したときの軌跡と略同一の軌
跡をトレースするように、上記超精密送り機構で、形状
測定器を移動させて、上記形状測定器で上記被加工物の
形状を測定することによって、上記加工工具の上記加工
時の摩耗量を計測し、 この計測した摩耗量に基づいて、上記超精密送り機構に
よる上記加工工具の送りを制御する加工プログラム、も
しくは、上記超精密送り機構による上記加工工具の送り
を制御する数値制御用データを補正することを特徴とす
る自由曲面加工方法。
13. A free-form surface machining method using a free-form surface machining apparatus having an ultra-precision feed mechanism, wherein the machining tool traces a locus substantially the same as a locus when a workpiece is machined. With the feed mechanism, the shape measuring instrument is moved, and the shape measuring instrument measures the shape of the workpiece to measure the amount of wear of the processing tool during the machining, and based on the measured amount of wear. And a free-form surface machining that corrects a machining program for controlling the feed of the machining tool by the ultra-precision feed mechanism or numerical control data for controlling the feed of the machining tool by the ultra-precision feed mechanism. Method.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005172810A (en) * 2003-11-18 2005-06-30 Olympus Corp Three-dimensional shape measuring method and three-dimensional shape measuring device
JP2006043779A (en) * 2004-07-30 2006-02-16 Toshiba Mach Co Ltd Free curved surface shape measuring method
JP2006175540A (en) * 2004-12-21 2006-07-06 Walter Maschinenbau Gmbh Calibration method of grinding machine, re-calibration method and machine having device for carrying out the method
JP2008073791A (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Olympus Corp Tool arrangement device and tool arrangement method
JP2008539089A (en) * 2005-04-29 2008-11-13 フォルマー ヴェルケ マシーネンファブリーク ゲーエムベーハー Processing / measuring device for workpieces with incisors
JP2010032373A (en) * 2008-07-29 2010-02-12 Fanuc Ltd Machine tool system for measuring shape of object under measurement by on-machine measuring apparatus
CN102001026A (en) * 2010-09-28 2011-04-06 陈耀龙 Free-form surface processing device
JP2014000614A (en) * 2012-06-15 2014-01-09 Nsk Ltd Grinding device
JP2014160020A (en) * 2013-02-20 2014-09-04 Nsk Ltd Article shape measurement method and measurement device
WO2018230840A1 (en) * 2017-06-16 2018-12-20 (주)제이에스엠티 Cns general-purpose full-inspection device

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005172810A (en) * 2003-11-18 2005-06-30 Olympus Corp Three-dimensional shape measuring method and three-dimensional shape measuring device
JP2006043779A (en) * 2004-07-30 2006-02-16 Toshiba Mach Co Ltd Free curved surface shape measuring method
JP2006175540A (en) * 2004-12-21 2006-07-06 Walter Maschinenbau Gmbh Calibration method of grinding machine, re-calibration method and machine having device for carrying out the method
JP2008539089A (en) * 2005-04-29 2008-11-13 フォルマー ヴェルケ マシーネンファブリーク ゲーエムベーハー Processing / measuring device for workpieces with incisors
JP2008073791A (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Olympus Corp Tool arrangement device and tool arrangement method
JP4653824B2 (en) * 2008-07-29 2011-03-16 ファナック株式会社 A machine tool system that measures the shape of a measurement object using an on-machine measuring device
JP2010032373A (en) * 2008-07-29 2010-02-12 Fanuc Ltd Machine tool system for measuring shape of object under measurement by on-machine measuring apparatus
US8140178B2 (en) 2008-07-29 2012-03-20 Fanuc Ltd Machine tool system for measuring shape of object to be measured by using on-board measuring device
CN102001026A (en) * 2010-09-28 2011-04-06 陈耀龙 Free-form surface processing device
CN102001026B (en) * 2010-09-28 2013-05-01 陈耀龙 Free-form surface processing device
JP2014000614A (en) * 2012-06-15 2014-01-09 Nsk Ltd Grinding device
JP2014160020A (en) * 2013-02-20 2014-09-04 Nsk Ltd Article shape measurement method and measurement device
WO2018230840A1 (en) * 2017-06-16 2018-12-20 (주)제이에스엠티 Cns general-purpose full-inspection device

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