JP2006320970A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズアレイ金型などのワーク表面の複数箇所に、レンズの形状面を高精度に加工することが可能な加工装置を提供する。
【解決手段】 ベッドに立設したコラムに、主軸を上下方向に移動するＺ軸機構部を設け、前記主軸の下端には、工具をその軸芯回りに回転駆動可能に取り付けたＵ軸テーブルと、該Ｕ軸テーブルをＺ軸方向に直交するＵ軸方向に移動するＵ軸機構部を設け、ワークを加工する時は、前記主軸を回転駆動しながら、前記工具をその軸芯回りに回転駆動させ、
前記工具の位置制御をＵ軸機構部、及びＺ軸機構部を制御する制御装置により行うようにした加工装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レンズアレイ金型などのワーク表面の複数箇所に、レンズの形状面を高精度に加工することが可能な加工装置に関する。

例えば、ワークの表面を回転軸対称曲面、いわゆる軸対称非球面に研磨加工する加工装置として特許文献１が開示されている。
この加工装置のワークＷは、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、水平方向に移動可能なＸ軸テーブル５２に載置されたロータリーテーブル５３上のワークチャック５４に固定されている。従って、研磨加工時に、ワークＷはＸ軸テーブル５２によってＸ軸方向に移動が可能で、ロータリーテーブル５３の回転軸芯５１回りに回転可能となっている。このワークＷを研磨する工具５５は、ワークＷの上方に位置したスピンドル５６の先端に取り付けられて回転可能となっている。

このスピンドル５６は、図７（ａ）に示すＺ軸機構部５７によりＸ軸方向と直交する上下方向に移動可能なθ軸機構部５８よって、Ｘ軸方向と直交する水平な軸（θ軸）を中心にして回転自在とされ、かつワークの加工面における法線方向へ移動可能なようにθ軸機構部５８の一端面にあるＲ軸機構部５９上に取り付けられたスライダ６０に支持されている。従って、図７（ｂ）に示すように、スピンドル５６は、ワークＷの表面Ｐ（Ｘ、Ｚ）における法線方向にスピンドル５６の軸を一致させるようにθ傾け可能である。スライダ６０とスピンドル５６間には、圧縮バネが介挿されており、研磨加工時に、工具５５の軸方向にバネ力を作用させ、工具５６がワークＷと接触する圧力を調整できる。ここで、θ軸機構部５８には、その回転バランスをとるためのθ軸機構バランサ５８Ａが取り付けられ、θ軸機構部５８は、ローラ５８Ｂによって回転駆動され、その回転位置をロータリーエンコーダ５８Ｃで検出可能になっている。５０は、それらを配設したベッドを示す。

このような、Ｘ、Ｚ及びθ軸機構部を有する加工装置によれば、工具５５の押し付け力の方向をワークＷの表面Ｐの法線方向に一致させて、工具５５をワークＷの表面に押し付けながら、工具５５を回転させ、ワークＷの表面を研磨加工することができる。
しかしながら、特許文献１に記載の加工装置では、研磨加工時、スライダ６０の摺動抵抗により、工具５５のワーク表面に対する追従性が不安定になるという問題があった。

このような問題点を解決し、ワークの加工面をポリシャによって回転軸対称球面に研磨加工する研磨装置が特許文献２に開示されている。
特許文献２に記載の研磨装置は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ワークＷの研磨面に対し、ポリシャ４６の研磨荷重を常に法線方向に作用させるとともに所定の研磨荷重を安定的に作用させることで、高精度な研磨加工を行うことができるとされている。

なお、４１は、ワークスピンドル４３の回転中心（Ｃ軸）を示し、４２はポリシャ４６の圧力方向軸を示す。また、４４はワーク保時具、４５はポリシャ軸をそれぞれ示す。
ここで、特許文献２に記載の研磨装置は、ワークＷを回転中心（Ｃ軸）４１の回りに回転させるワーク駆動部と、上記ワークＷをＺ軸方向に移動させるＺ軸機構部と、ワークＷをＺ軸に対して直交するＸ軸方向に移動させるＸ軸機構部と、ワークＷをＸ軸とＺ軸に対して直交するＹ軸を中心として傾けるθ軸機構部を具備しており、研磨加工時には、ワークＷとポリシャ４６の接点位置の制御を上記のＺ、Ｘおよびθ軸機構部を制御する制御手段により行っている。
特開昭６２−１１４８６６号公報 特開２００２−４６０５５号公報

しかしながら、特許文献２に記載の加工装置によれば、ポリシャをワークＷとポリシャの接点でワーク加工面の法線方向を向くように追従させることができるものの、複数箇所に球面形状を有するレンズアレイ金型であるワークＷの各セルにレンズの形状面を研磨加工しようとした場合、ワークスピンドル４３の回転中心（Ｃ軸）４１に、ワークＷの各セルごとにセルの球面中心を一致させるように位置決めした後、ワークＷを回転中心（Ｃ軸）４１の回りに回転させなければならない。従って、特許文献２に記載の加工装置では、必ずしも、ワークＷの重心回りにワークＷが回転するとは限らず、ワークＷの重心からずれた位置を回転中心軸としてワークＷを回転させる場合があることになるから、振動が発生しやすく、高精度にワーク表面を加工することが困難であるという問題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、レンズアレイ金型などのワーク表面の複数箇所に、レンズの形状面を高精度に加工することが可能な加工装置を提供することを目的とする。

本発明は以下のとおりである。
１．ベッド上に、Ｘ軸、Ｙ軸位置決めテーブルを配置し、該位置決めテーブル上にワークを着脱可能に固定した状態で、ワークの位置決めを行った後、ワークの加工面に回転駆動される主軸と一緒に回る工具をＸ−Ｙ平面と直交するＺ軸方向から押し付けてワークを加工する加工装置であって、前記ベッドに立設したコラムに、前記主軸を上下方向に移動するＺ軸機構部を設け、前記主軸の下端には、前記工具をその軸芯回りに駆動回転可能に取り付けたＵ軸テーブルと、該Ｕ軸テーブルをＺ軸方向に直交するＵ軸方向に移動するＵ軸機構部を設け、前記ワークを加工する時は、前記工具をその軸芯回りに回転駆動させ、
前記工具の位置制御をＵ軸機構部、及びＺ軸機構部を制御する制御装置により行うようにしたことを特徴とする加工装置。

２．前記工具をその軸芯がＸ−Ｚ平面内にあり、かつＺ軸に対して傾斜するように、前記Ｕ軸テーブルに工具取付アームを介して取り付けたことを特徴とする上記１．に記載の加工装置。
３．前記工具をその軸芯回りに回転駆動可能な工具ホルダで保持したことを特徴とする上記１．または２．に記載の加工装置。

４．前記工具をポリシャとした場合には、前記工具の前記ワークの加工面に対する押圧を調整する押圧調整機構を具備したことを特徴とする上記３．に記載の加工装置。
５．前記制御装置に、更に、主軸回りのＣ軸回転制御を追加し、前記ワークを加工する時は、前記工具の位置制御を、Ｃ軸回転制御を追加した制御装置により行うことを特徴とする上記１．〜４．のいずれかに記載の加工装置。

６．前記ベッドに、ポリシャの先端半径と、ポリシャの先端半径の中心位置を測定する測定装置を配置し、その測定結果に基づいてポリシャ加工の原点を設定するようにしたことを特徴とする上記１．〜５．のいずれかに記載の加工装置。
７．前記Ｕ軸テーブルのＵ軸原点に対して対称な位置に、工具取付アームを設けたことを特徴とする上記１．〜６．のいずれかに記載の加工装置。

本発明によれば、レンズアレイ金型などのワーク表面の複数箇所に、レンズの形状面を高精度に加工することが可能となる。また本発明によれば、工具としてポリシャを装着した場合には、研磨装置して使用することができ、工具としてダイヤモンド砥石などの砥石を装着した場合には、研削装置として使用することができる。

本発明の実施の形態に係る加工装置について図１、２を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る加工装置の構成を示す概略全体図であり、図２は、本発明の実施の形態に係る加工装置に設けたＵ軸機構部の説明図である。
本発明の実施の形態に係る加工装置は、図１に示すように、ベッド１０上に、ワークＷの位置決めを行うＸ軸、Ｙ軸位置決めテーブル６，７を配置し、位置決めテーブル上に着脱自在にワークＷを固定した状態で、ワークＷの位置決めを行った後、ワークＷの加工面にＸ−Ｙ平面と直交するＺ軸方向から回転駆動される主軸１と一緒に回る工具を押し付けてワークを加工する装置である。図１中、６は、Ｘ軸方向移動手段であるＸ軸サーボモータ８を搭載したＸ軸位置決めテーブルを示し、７は、Ｙ軸方向移動手段であるＹ軸サーボモータ９を搭載したＹ軸位置決めテーブルを示す。

また、１Ａは主軸１の回転中心を示す。主軸１は、その回転中心１ＡがＸ−Ｙ平面に垂直となるように主軸受け１Ｂで受けられた状態で、主軸回りの回転１Ｃ方向に回転自在に主軸台２に装着されている。なお、主軸１を主軸回りの回転１Ｃ方向に回転駆動させる回転駆動手段は、ベッド１０及び／又はベッド１０に立設したコラム３に内蔵されている。３０は、横送り及び高さ調整付きのポリシャ成形装置を示し、３１は顕微鏡を示す。後述するポリシャ１９の成形を正確に行うためのポリシャ成形装置３０は、位置決めテーブル上に搭載され、顕微鏡３１は、後述するポリシャ１９の成形を行う際に使用する測定装置であって、ベッド１０に取り付けられている。顕微鏡３１の視野内の十字の縦線は、主軸１の回転中心１Ａ（以下、Ｚ軸ともいう）に正確に一致させておく。

上記のベッド１０に立設したコラム３には、主軸１を上下方向に移動するＺ軸機構部が設けられている。Ｚ軸機構部は、コラム３に固定されたガイド４、Ｚ軸方向移動手段であるＺ軸サーボモータ５、及びＺ軸サーボモータ５の回転により主軸台２を上下方向へ移動させる動力伝達手段などを含む。従って、主軸台２に回転自在に装着された主軸１は、Ｚ軸機構部の作用により、すばやくかつスムーズに上下方向に移動することができる。

まず、図２を用い、工具としてポリシャ１９を取り付け、加工装置を研磨装置として使用する場合について説明する。図１、２中、１１は、主軸１の下端に固定され、Ｕ軸テーブル１６を案内する機能も有する固定板を示し、また１２は、Ｕ軸テーブル１６をＺ軸と直交するＵ軸方向へ移動するＵ軸方向移動手段であるＵ軸サーボモータを示す。
このＵ軸サーボモータ１２は、Ｕ軸サーボモータ１２の回転に伴って回転するボールスクリュー１３を有する。ボールスクリュー１３には、Ｕ軸テーブル１６に固定されたボールナット１４が螺合されている。またＵ軸テーブル１６は、固定板１１に固定したリニアガイド１５でガイドされつつ移動する。Ｕ軸テーブル１６に。このＵ軸テーブル１６をＵ軸方向へ移動するボールスクリュー１３のスクリュー回転中心１３Ａを、Ｕ軸とする。Ｕ軸テーブル１６には、図２（ｂ）に示すように、工具であるポリシャ１９が工具ホルダ１８で保持した状態で、工具取付アーム１７を介して取り付けられている。工具ホルダ１８には、工具を保持し、工具の軸芯２０回りに回転駆動する高周波モータやエアモータ等の回転駆動手段が内蔵されている。

Ｕ軸機構部は、固定板１１に取り付けられたＵ軸サーボモータ１２、及び主軸１の下端に、Ｚ軸方向に直交するＵ軸方向に移動自在に配置されたＵ軸テーブル１６を含む。
本発明の実施の形態に係る加工装置は、ワークＷを研磨加工する時には、ポリシャ１９をその軸芯２０回りに回転駆動可能なようにＵ軸テーブル１６に取り付ける。そして、主軸１を回転駆動しながら、ポリシャ１９をその軸芯２０回りに回転駆動させ、工具の位置制御をＵ軸機構部、及びＺ軸機構部を制御する制御装置により行う。その際、Ｕ軸機構部、及びＺ軸機構部を制御する制御装置には、ワークＷ上にＵ軸、Ｚ軸軸の座標軸を取り、その２軸の直交座標系の原点をワークの原点としてその位置を設定する。制御装置にポリシャ１９の位置を設定するには、普通のＮＣ制御による工作機械と同様の方法で設定する。

従って、本発明の実施の形態に係る加工装置によれば、軸芯２０回りに回転駆動可能な
ようにＵ軸テーブル１６に取り付けられたポリシャ１９は、ワークＷの加工時に、前記のＺ軸機構部の作用により、すばやく、かつスムーズに上下方向に移動すると同時に、Ｕ軸機構部によってＵ軸テーブル１６を介して、Ｚ軸と直交するＵ軸方向へ移動することができるので、レンズアレイ金型などのワーク表面の複数箇所に、レンズの形状面を高精度に加工することが可能となる。

ここで、ポリシャ１９は、その軸芯２０がＸ−Ｚ平面内にあり、かつＺ軸に対して傾斜するように、工具ホルダ１８に保持された状態でＵ軸テーブル１６に工具取付アーム１７を介して取付けられているのが好ましく、また、工具であるポリシャ１９は、主軸１の回転駆動手段とは別な工具ホルダ１８に内蔵した回転駆動手段によりその軸芯２０回りに回転駆動可能に保持されているのが好ましい。このように工具をその軸芯２０回りに回転駆動可能な工具ホルダで保持した構造とすることにより、工具をその軸芯２０回りに回転駆動する機構を簡単にできるので好ましい。

また、工具をその軸芯がＸ−Ｚ平面内にあり、かつＺ軸に対して傾斜するように、Ｕ軸テーブル１６に工具取付アームを介して取り付けたことにより、Ｚ軸機構部とＵ軸機構部との同時移動制御機能により、ポリシャ１９をワークＷの曲面２３に沿って移動させて正確に研磨加工を行うことができるので好ましい（図４参照）。
また、本発明の実施の形態に係る加工装置は、図３に示すように、ポリシャ１９のワークＷの加工面への押圧を調整する押圧調整機構を具備することが好ましい。図３中、２１はエアシリンダ室を示す。また２２は、ポリシャ１９に作用する、ワークＷの加工面からの押力が変化した場合のポリシャ１９の上下移動方向を示す。ピストン２１Ａに連結されたピストンロッドの上端部は、Ｕ軸テーブル１６に固定されている。エアシリンダ室２１には、図示の箇所に、エアー源からエアーが供給されるようになっている。従って、Ｚ軸機構部とＵ軸機構部との同時移動制御機能により、ポリシャ１９をワークＷの曲面２３に沿って移動させて研磨加工を行う時、図示の箇所に供給するエアー源の圧力を適度に調整に調整することにより、ポリシャ１９とワークＷの加工面と接触点Ｐ、Ｑでの押力を調整することができるので好ましい（図４参照）。

このように本発明の実施の形態に係る加工装置によれば、複数箇所に球面形状を有するレンズアレイ金型であるワークＷの各セルに、レンズの形状面を研磨加工する場合でも、Ｘ軸、Ｙ軸位置決めテーブル６，７によって、主軸１の回転中心１ＡをワークＷの各セルごとのセルの球面中心に一致させてワークＷを位置決めした後、ワークＷを回転させず、主軸１を回転駆動しながら、工具であるポリシャ１９をその軸芯回りに回転駆動させ、工具の位置制御をＵ軸機構部、及びＺ軸機構部を制御する制御装置で行うことにより、正確に研磨加工することができる。従って、本発明の実施の形態に係る加工装置により、複数箇所に球面形状を有するレンズアレイ金型などの加工面を軸対称球面に高精度に加工するだけではなく、軸対称非球面も高精度に加工することができる。

次いで、本発明の実施の形態に係る加工装置により、複数箇所に球面形状を有するレンズアレイ金型を研磨加工する場合を例として図４により説明する。
図４中、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は、各セルの軸対称球面の球中心Ｓを通る垂直線を示す。Ｒは、加工面のうち当該研磨加工する一つのセルの軸対称球面の球の半径を示し、２３は、当該研磨加工する一つのセルの加工面を示す。研磨加工の準備として、ポリシャ成形を行い、ポリシャ１９の先端に正確な半径を有するポリシャ先端を形成する。ポリシャ成形の好適法は後述する。

まず、ワークＷを位置決めテーブル上に着脱自在に固定する。その際、Ｘ軸、Ｙ軸位置決めテーブル６，７の基準位置に加工面を有するワークＷの基準点（例えば、レンズアレイ金型などのワークＷの中央）を合わせるのがよい。次いで、Ｘ軸、Ｙ軸制御により、Ｘ軸、Ｙ軸位置決めテーブル６，７を移動し、主軸１の回転中心１Ａ（Ｚ軸）を、研磨加工する一つのセルの球中心Ｓを通る垂直線Ｗ２に合わせ、ワークＷを位置決めする。

位置決めしたワークＷの一つのセルの加工面２３の研磨加工を開始する。すなわち、ワークＷを回転させずに、主軸１を回転駆動しながら、Ｕ軸機構部、及びＺ軸機構部によりポリシャ１９の位置を制御することにより、正確な半径を有するポリシャ先端で加工面２３の全面にわたり研磨加工する。その際、ポリシャ１９は、工具ホルダ１８の回転駆動手段によりその軸芯２０回りに回転駆動され、Ｕ軸テーブル１６に工具取付アーム１７を介して取付けられているから、主軸１の回転駆動手段によって主軸１の回転中心１Ａの回りを公転する。図４中、２４は、工具軸芯回りの回転方向を示し、２５は、主軸１の回転駆動による工具旋回方向を示す。

一つのセルの加工面２３の研磨加工が終了したら、次のセルの加工面の研磨加工を行うために、Ｘ軸、Ｙ軸制御によりＸ軸、Ｙ軸位置決めテーブル６，７を動かして、次のセルの球中心Ｓを通る垂直線Ｗ１又はＷ３に主軸１の回転中心１Ａ（Ｚ軸）を合わせ、ワークＷを位置決めして、当該セルの加工面の研磨加工を行う。このようにして、レンズアレイ金型などのワーク表面の複数箇所にレンズの形状面を高精度に加工することができる。

本発明に係る加工装置は、Ｕ軸機構部、及びＺ軸機構部を制御する制御装置に、更に、主軸回りのＣ軸回転制御を追加するのが好ましい。このような加工装置によれば、ワークＷの加工時に、ポリシャ１９をその軸芯２０回りに回転駆動させ、工具の位置制御を、Ｚ軸機構部の制御とＵ軸機構部の制御と、Ｃ軸回転制御を併用して行うことにより、レンズアレイ金型などのワーク表面の複数箇所に非軸対称非球面（自由曲面）を高精度に研磨加工することができる。

次いで、ポリシャ成形法について図５を用いて詳述する。
なお、図５（ｃ）中、Ｇ１はポリシャ１９の先端部中心を示し、Ｇ２はポリシャ成形工具の先端中心を示す。ポリシャ成形法では、ポリシャ１９の先端半径と、ポリシャ１９の先端半径の中心位置を測定する測定装置として顕微鏡３１などをベッド１０に配置し、その測定情報に基づいてポリシャ加工の原点を設定する。顕微鏡３１には画像装置を接続するのが好ましい。

（１）まず、ポリシャ１９の先端部中心Ｇ１をＺ軸に合わせる。
（１−１）ポリシャ輪郭Ｅ−Ｆにおいて、Ｕ軸で、顕微鏡の十字中央位置にポリシャ輪郭Ａを合わせる（図５（ａ））。
（１−２）ポリシャ輪郭Ｅ−Ｆにおいて、Ｕ軸で、顕微鏡の十字中央位置にポリシャ輪郭Ｂを合わせる。図５（ａ）において、ポリシャ輪郭Ｃ−Ａの状態となる。

（１−３）点Ａ、ＢのＵ座標値に基づき、ＡＢ間の長さの半分を求め（図中、Ｄ点）、点Ｄを点Ａに合わせることによって、ポリシャ１９の中心Ｇ１がＺ軸に一致する（ポリシャ輪郭Ｊ−Ｋ）。
（１−４）点Ａ、Ｈ、Ｂの、ＺとＵ座標値を読み取ることによって、ポリシャ１９の先端部の半径を求めることができる。

（２）次に、ポリシャ成形工具の中心Ｇ２をＺ軸を合わせる。
（２−１）成形工具輪郭Ｅ−Ｆにおいて、Ｘ軸で、顕微鏡の十字中央位置にポリシャ成形工具の先端の点Ａを合わせる（図５（ｂ））。
（２−２）成形工具輪郭Ｅ−Ｆにおいて、Ｘ軸で、中央位置にポリシャ成形工具の先端の点Ｂを合わせる。図５（ｂ）において、ポリシャ成形工具Ｃ−Ａの状態となる。

（２−３）点Ａ、ＢのＸ座標値に基づき、ＡＢ間の長さの半分を求め（図中、Ｄ点）、点Ｄを点Ａに合わせることによって、ポリシャ成形工具の中心Ｇ２がＺ軸に一致する。
（２−４）ポリシャ成形装置のマイクロメータでＨ−Ｉの垂直高さを測り、さらに点Ａ、ＢのＸ座標値を読み取ることによって、ポリシャ成形工具の先端半径を求めることができる。

（３）ポリシャの成形
（３−１）顕微鏡の十字の縦線にポリシャ１９の先端部中心と、ポリシャ成形工具の先端中心をそれぞれ合わせ、さらに各先端の接線を顕微鏡の十字の横線に合わせる（図５（ｃ））。
（３−２）ポリシャ成形装置のＺ、Ｕ座標値を読み取る。

（３−３）Ｕ及びＺ軸機構部を制御する制御手段を用い、ポリシャ１９の先端部を成形する。この場合、ポリシャ１９を、工具ホルダ１８に内蔵されている回転駆動手段により、その軸芯２０回りに回転駆動する。
以上説明したポリシャ成形法により、ポリシャ１９に対し、正確な半径を有するポリシャ先端部を成形することができる。

このような工具の成形法は、研削用砥石などの工具に適用することができる。このような作業はツルーイングと称され、ツルーイングには、成形工具としてダイヤモンド工具等が使用される。ダイヤモンド工具等で研削用砥石をツルーイングすることにより、上記（１）〜（３）のようにして正確な半径を有する砥石先端を形成することができる。ツルーイングによって正確な半径を有する砥石先端を形成した研削用砥石を、Ｕ軸テーブル１６に取り付けることができる。ただし、図１〜図３に示した本発明の実施の形態に係る加工装置を研削装置として使用する場合には、図３に示したような押圧調整機構を設けず、研削用砥石を工具取付アームを介してＵ軸テーブル１６に取り付ける。

このような工具取付アームを介してＵ軸テーブル１６に研削用砥石を取り付けた研削装置によれば、工具位置を制御して、予め設定した研削量だけ確実に表面を除去する研削加工を行うことにより、レンズアレイ金型などのワーク表面の複数箇所にレンズの形状面を高精度に加工することができる。
さらに好ましくは、図６に示すように、Ｕ軸テーブル１６のＵ軸原点に対して対称な位置に、工具取付アーム１７、２６を設けた加工装置とするのが好ましい。図６中、工具取付アーム２６は、ツルーイングした後の研削用砥石２８をＵ軸テーブル１６に取り付ける冶具を示し、工具取付アーム１７は、ポリシャ成形工具で成形した後のポリシャ１９をＵ軸テーブル１６に取り付ける冶具を示す。Ｕ軸原点は、Ｕ軸テーブル１６のＵ軸方向中央位置である。

なお、研削用砥石２８は、工具ホルダ２７に保持され、工具ホルダ２７の回転駆動手段により、その軸芯２９回りに回転駆動可能とされている。
この図６に示したような加工装置によれば、工具としてポリシャ１９を装着して研磨装置として使用する場合、もしくは工具として研削用砥石２８を装着して研削装置として使用する場合のどちらにおいても、主軸１の回転による回転中心１Ａ回りの振動を極めて小さくすることができるので好ましい。このＵ軸テーブル１６のＵ軸原点に対して対称な位置に、工具取付アーム１７、２６を設けた加工装置は、研磨装置として使用することも、研削装置として使用することもできる装置である。なお、ワークＷを研磨加工する時には、ダイヤモンドペースト等を使用し、ワークＷを研削加工する時にはオイルミスト等を使用することができる。

本発明の実施の形態に係る加工装置の構成を示す概略全体図である。 本発明の実施の形態に係る加工装置に設けたＵ軸機構部の説明図である。 本発明の実施の形態に係る加工装置に設けて好適な押圧調整機構の構造を示す部分断面図である。 図１に示した加工装置を研磨装置とした場合の作用を示す断面図である。 図１に示した加工装置を研磨装置とした場合のポリシャの成形法を説明する模式図である。 図１に示した加工装置を研削装置とした場合のＵ軸機構部の説明図である。 従来の研磨装置の説明図である。 従来の他の研磨装置の説明図である。

符号の説明

Ｗ ワーク
Ｘ、Ｙ、Ｚ 互いに直交する３軸
１ 主軸
１Ａ 主軸の回転中心
１Ｂ 主軸受け
１Ｃ 主軸回りの回転
２ 主軸台
３ コラム
４ ガイド
５ Ｚ軸方向移動手段（Ｚ軸サーボモータ）
６、７ 位置決めテーブル
８ Ｘ軸方向移動手段（Ｘ軸サーボモータ）
９ Ｙ軸方向移動手段（Ｙ軸サーボモータ）
１０ ベッド
１１ 固定板
１２ Ｕ軸方向移動手段（Ｕ軸サーボモータ）
１３ ボールスクリュー
１３Ａ スクリュー回転中心（Ｕ軸）
１４ ボールナット
１５ リニアガイド
１６ Ｕ軸テーブル
１７ 工具取付アーム
１８ 工具ホルダ
１９ ポリシャ
２０ ポリシャの軸芯
２１ エアシリンダ室
２１Ａ ピストン
２２ ポリシャ１９の上下移動方向
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３ レンズアレイの軸
２３ 一つのレンズアレイのレンズ加工面
２４ 工具軸芯回りの回転方向
２５ 工具旋回方向
Ｐ，Ｑ ポリシャ１９とワークＷの接触点
Ｓ 一つのレンズアレイのレンズ球中心
Ｒ レンズ球の半径
２６ 工具取付アーム
２７ 工具ホルダ
２８ 研削用砥石
２９ 砥石軸芯
３０ ポリシャ成形装置
３１ 顕微鏡
４１ 回転中心（Ｃ軸）
４２ 圧力方向軸
４３ ワークスピンドル
４４ ワーク保時具
４５ ポリシャ軸
４６ ポリシャ
５０ ベッド
５１ ロータリーテーブルの回転中心
５２ Ｘ軸テーブル
５３ ロータリーテーブル
５４ ワークチャック
５５ 工具
５６ スピンドル
５７ Ｚ軸機構部
５８ θ軸機構部
５８Ａ θ軸機構バランサ
５８Ｂ ローラ
５８Ｃ ロータリーエンコーダ

Claims (7)

1. ベッド上に、Ｘ軸、Ｙ軸位置決めテーブルを配置し、該位置決めテーブル上にワークを着脱可能に固定した状態で、ワークの位置決めを行った後、ワークの加工面に回転駆動される主軸と一緒に回る工具をＸ−Ｙ平面と直交するＺ軸方向から押し付けてワークを加工する加工装置であって、前記ベッドに立設したコラムに、前記主軸を上下方向に移動するＺ軸機構部を設け、前記主軸の下端には、前記工具をその軸芯回りに回転駆動可能に取り付けたＵ軸テーブルと、該Ｕ軸テーブルをＺ軸方向に直交するＵ軸方向に移動するＵ軸機構部を設け、前記ワークを加工する時は、前記主軸を回転駆動しながら、前記工具をその軸芯回りに回転駆動させ、前記工具の位置制御をＵ軸機構部、及びＺ軸機構部を制御する制御装置により行うようにしたことを特徴とする加工装置。
2. 前記工具をその軸芯がＸ−Ｚ平面内にあり、かつＺ軸に対して傾斜するように、前記Ｕ軸テーブルに工具取付アームを介して取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
3. 前記工具をその軸芯回りに回転駆動可能な工具ホルダで保持したことを特徴とする請求項１または２に記載の加工装置。
4. 前記工具をポリシャとした場合には、前記工具の前記ワークの加工面に対する押圧を調整する押圧調整機構を具備したことを特徴とする請求項３に記載の加工装置。
5. 前記制御装置に、更に、主軸回りのＣ軸回転制御を追加し、前記ワークを加工する時は、前記工具の位置制御を、Ｃ軸回転制御を追加した制御装置により行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の加工装置。
6. 前記ベッドに、ポリシャの先端半径と、ポリシャの先端半径の中心位置を測定する測定装置を配置し、その測定結果に基づいてポリシャ加工の原点を設定するようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の加工装置。
7. 前記Ｕ軸テーブルのＵ軸原点に対して対称な位置に、工具取付アームを設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の加工装置。

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