JP2600063Y2 - 球面研削加工装置 - Google Patents

球面研削加工装置

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JP2600063Y2
JP2600063Y2 JP1991037774U JP3777491U JP2600063Y2 JP 2600063 Y2 JP2600063 Y2 JP 2600063Y2 JP 1991037774 U JP1991037774 U JP 1991037774U JP 3777491 U JP3777491 U JP 3777491U JP 2600063 Y2 JP2600063 Y2 JP 2600063Y2
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、レンズ等の被加工物を
研削して被加工物に高精度の球面を創成する球面研削加
工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】レンズ等の被加工物に高精度の球面を創
成する加工は、従来、次の(1)〜(4)の4つの工程
から成り立っている。 (1)被加工物をカーブジェネレータ(カップ状の研削
砥石)を用いて研削して被加工物に球面を粗く創成する
形状創成粗研削工程 (2)球面が粗く創成された被加工物をメタルボンド砥
石(カーブジェネレータよりも粗さの細かい#の砥石)
を用いて研削して被加工物に所定の球面を創成する形状
創成仕上工程 (3)所定の球面が創成された被加工物をレジンボンド
砥石を用いて研削して被加工物の球面の表面粗さを向上
させる仕上研削工程 (4)表面粗さを向上させた被加工物をウレタンゴム等
の弾性体と砥粒とを用いて研磨して被加工物の球面の表
面を仕上げる仕上研磨工程 (1)および(2)の工程における被加工物と砥石との
相対的な回転速度はいずれも2000〜3000rpm
である。(2)および(3)の工程において使用する各
砥石には球面がそれぞれ形成されており、この各球面に
より被加工物が研削される。
【0003】また、被加工物に球面を創成する加工の安
定化を目指して開発された、球芯揺動、球芯加圧方式の
研削加工装置(特開昭64−45557号公報参照)が
知られている。
【0004】この研削加工装置は、被加工物を研削する
ための球面が形成された研磨皿と、研磨皿の球面の曲率
中心点を通る中心軸線まわりに研磨皿を回転させる回転
機構と、曲率中心点において中心軸線と直交する所定の
軸線まわりに研磨皿を揺動させる球芯揺動機構と、被加
工物を、曲率中心点を通り所定の軸線と直交する直線に
沿って、研磨皿に向けて移動させ研磨皿に押圧し、また
被加工物を直線に沿って研磨皿から離れる方向に移動さ
せる押圧機構とから構成されている。
【0005】
【考案が解決しようとする課題】上述した従来の研削加
工装置は、被加工物に高精度の球面を創成する加工が
(1)〜(4)の4つの工程からなり、工程数が多く、
昨今の加工コストの削減の要求に答えられないという欠
点がある。
【0006】本考案の目的は、研削加工の時間を短縮し
て加工コストの削減を図ることができる球面研削加工装
置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本考案の球面研削加工装
置は、砥石を回転運動させる回転機構と、砥石を揺動運
動させる球心揺動機構と、砥石に被加工物を加圧する加
圧機構と、被加工物をホルダーに保持して砥石に対して
近接移動させる移動機構とを備えた球面加工装置であっ
て、ホルダーには、被加工物をエア吸引により保持可能
であるともに吸引解除可能にするための、エア吸入噴出
装置が接続されており、加圧機構は、低加圧力と高加圧
力とを切り替えて加圧可能な加圧手段を有し、回転機構
は、移動機構がホルダーを移動させて被加工物が加工準
備待機状態にあるときに、砥石の回転運動を開始するも
のであり、移動機構は、被加工物を加工準備待機状態か
ら移動開始させ、砥石の回転数が5000〜10000
rpmの範囲内の所望の回転数に到達した後に、被加工
物を砥石に接触させるものであり、エア吸入噴出装置
は、被加工物が砥石に接触した後に、ホルダーのエア吸
引をエア噴出に切り替えるものであり、加圧手段は、被
加工物が前記砥石に接触してから所定時間経過した後
に、低加圧力から高加圧力に変更するものであることを
特徴とする。
【0008】
【作用】図3は、本考案の球面研削加工装置により、被
加工物としてのガラスレンズを研削加工したときの砥石
(ダイヤを含有するメタルボンド砥石,#1000)の
回転数と研削取代・表面粗さとの関係を示したグラフで
あり、同図から次のことが明らかである。 A.砥石の回転数を従来の2000〜3000rpmか
ら5000〜10000rpmに上げることにより、同
じ粗さの#の砥石を使用したままで単位時間当りの研削
取代が2〜3倍に増加する。 B.被加工物の被加工面の表面粗さが砥石の回転数の増
加に伴い徐々に良好になり、約8000rpmを越える
と劣化傾向を示す。5000〜10000rpmの回転
数の範囲では、従来よりも良好な表面粗さとなり、従来
よりも1ランク細かい#の砥石を使用したのと同様の表
面粗さとなる。
【0009】
【実施例】次に、本考案の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0010】図1は本考案の一実施例の球面研削加工装
置を模式的に示す図であって、同図(a)は正面図、同
図(b)は(a)の右側面図である。
【0011】ガラスレンズ等の被加工物1を研削する砥
石2は、ダイヤを含有するメタルボンド砥石等からな
り、所望の曲率半径の球面2aを有している。球面2a
は、その全面が砥石により形成されたものでもよいし、
粒状のペレット砥石により形成されたものでもよい。砥
石2は回転機構3を構成する駆動モータ3aの出力軸3
bに不図示の固定ねじにより固定されている。また、砥
石2は、前記固定ねじをゆるめることにより、出力軸3
bの中心軸線aに沿って往復移動可能となり、砥石2の
球面2aの曲率中心点と中心軸線a上に位置する中心点
bとが一致するように調節されている。回転機構3は砥
石2を中心軸線aまわりに概ね5000〜10000r
pmの範囲の任意の回転数で回転させることができるも
のである。回転機構3は不図示の球芯揺動機構を介して
装置ベース4に装着されており、この球芯揺動機構は、
中心点bにおいて中心軸線aと直交する揺動軸線cまわ
りに、砥石2を回転機構3ごと矢印A方向に揺動(球芯
揺動)させる。回転機構3が球芯揺動機構を介して装着
された装置ベース4としては、株式会社春近精密製のH
P−088を利用することができる。
【0012】次に、被加工物1を、中心点bを通り揺動
軸線cと直交する加圧直線dに沿って、往復移動させ、
また砥石2の球面2aに押圧する押圧機構5について説
明する。押圧機構5は移動機構6と加圧機構10とから
なり、まず、移動機構6について説明する。
【0013】装置ベース4の上部には、ボールねじ7が
加圧直線dと平行にベアリング4a,4bを介して回転
可能に取り付けられており、ボールねじ7はLMガイド
8を挿通してLMガイド8の内部に設けられたボールナ
ット8aに螺合している。また、ボールねじ7の上端は
装置ベース4の上端に取り付けられた電動モータ9の出
力軸に接続されている。LMガイド8は、電動モータ9
の駆動によりボールねじ7が正転、逆転することによ
り、矢印B方向およびその逆方向に装置ベース4に設け
られたガイドレール4cに案内されて往復移動する。
【0014】次に、加圧機構10について説明する。エ
アシリンダ11がLMガイド8に取り付けられ、その内
部はピストン11cにより2室に区画され、各室はそれ
ぞれエア流入口11a,11bを介して不図示のエア供
給装置に連通している。スピンドル12の上端部はエア
シリンダ11の内部に挿入されてピストン11cに固定
されており、スピンドル12の下端部には被加工物1が
嵌合する凹部13aが形成されたホルダ13がベアリン
グを介して回転可能に装着されている。ホルダ13およ
びスピンドル12の内部には一方が凹部13a内に開口
するエア流路16があけられており、エア流路16の他
方は不図示のエア吸入噴出装置に連通している。エアシ
リンダ11の内部の前記2室に各エア流入口11a,1
1bをそれぞれ介して適宜圧力のエアが供給されること
により、ピストン11cに矢印B方向に働く加圧力が発
生し、この加圧力はスピンドル12、ホルダ13を介し
て被加工物1に作用する。本実施例では、この加圧力は
低加圧力と高加圧力との2段階に設定されている。ホル
ダ13は、前記エア吸入噴出装置により、エアが凹部1
3aからエア流路16を通して吸入されることにより、
被加工物1が凹部13aに吸着され、エアがエア流路1
6を通して凹部13aから噴出されることにより、被加
工物1が凹部13aから離れる。
【0015】このように構成された押圧機構5は、移動
機構6により、加圧機構10のホルダ13に吸着された
被加工物1を加圧直線dに沿って矢印B方向およびその
逆方向に往復移動させることができ、また、加圧機構1
0により、被加工物1を砥石2の球面2aに加圧直線d
に沿って矢印B方向に低加圧力または高加圧力で押圧す
ることができる。
【0016】装置ベース4には、コンベア15により搬
送されてきたパレット14を、保持して軸線eまわりに
回転させ、ホルダ13の下方に移動させるパレット回転
装置(不図示)が設けられており、パレット回転装置に
より、被加工物1はパレット14に載せられて、ホルダ
13の下方とコンベア15上との間を移動される。
【0017】また、装置ベース4の砥石2の近傍には、
研削加工中に加工液を供給する加工液供給パイプ16が
設けられている。
【0018】次に、本実施例の球面研削加工装置の動作
について表(図2)を参照して説明する。
【0019】まず、ホルダ13を、パレット14がパレ
ット回転装置によりホルダ13の下方に移動されたと
き、パレット14に載せられている被加工物1と干渉し
ない程度上方の位置(上方待機位置)に停止させてお
き、加圧機構10の加圧力を低加圧力(約3〜5kg)
に調節し、ホルダ13の凹部13aではエア流路16か
らエアを噴出させておく。
【0020】この後、パレット14がコンベア15によ
り所定の位置まで移動させられてきたとき(時刻t1)、
コンベア15を停止させ、パレット14をパレット回転
装置によりコンベア15上からホルダ13の下方へ移動
させる。次に、移動機構6を駆動し、ホルダ13を上方
待機位置から下降させてパレット14上の被加工物1を
吸着できる位置(吸着排出位置)に停止させる(時刻t
2)。ホルダ13の凹部13aのエア噴出状態をエア吸入
状態に切り換えて(時刻t3)被加工物1をホルダ13の
凹部13aに吸着させた後、再び移動機構6を駆動して
ホルダ13を吸着排出位置から上方待機位置に上昇させ
て停止させる(時刻t4)。パレット14をその後ホルダ
13の下方からコンベア15上に戻す(時刻tS)。
【0021】回転機構3を駆動して(時刻t6)砥石2を
5000〜10000rpmの範囲の回転数で回転させ
るとともに、球芯揺動機構を駆動させて砥石2を球芯揺
動させる。ついで、移動機構6を駆動してホルダ13
を、上方待機位置からホルダ13に吸着されている被加
工物1が砥石2の球面2aに接触する位置(加工位置)
まで下降させ(時刻t7 〜t8)、この下降中に加工液供
給パイプ16から加工液の供給を開始する。被加工物1
が砥石2の球面2aと接触した後、ホルダ13の凹部1
3aのエア吸入状態をエア噴出状態に切り換え(時刻t
8)、凹部13a内の真空状態を解除し、その後、エアを
停止する。また、その接触の時から約0.5〜1.0秒
後に加圧機構10の加圧力を低加圧力から高加圧力に変
更する(時刻t8 〜t9)。この状態で所定の時間だけ研
削を続けて被加工物1に所望の球面を創成する。この研
削中、被加工物1は砥石2からの回転力を受けて、ホル
ダ13とともに回転する。
【0022】前記所定の時間の経過後、球芯揺動機構を
停止させ(時刻t10)、その停止後しばらくしてから回
転機構3および加工液供給を停止し、同時にホルダ13
の凹部13aのエア停止状態をエア吸入状態に切り換え
て被加工物1をホルダ13の凹部13aに吸着させる
(時刻t11)。また、これと同時に、加圧機構10の加
圧力を高加圧力から低加圧力に変更するとともに、移動
機構6を駆動してホルダ13を加工位置から上方待機位
置に上昇させて停止させる(時刻t11)。
【0023】次に、パレット回転装置を駆動してパレッ
ト14をコンベア上からホルダ13の下方に移動させ
(時刻t12)、移動機構6を駆動してホルダ13を上方
待機位置から吸着排出位置に下降させて停止させる(時
刻t13)。ついで、ホルダ13の凹部13aのエア吸入
状態をエア噴出状態に切り換えて(時刻t14)ホルダ1
3の凹部13aに吸着されていた被加工物1をパレット
14上に排出する。その後、移動機構6を駆動してホル
ダ13を吸着排出位置から上方待機位置に上昇させて停
止させ(時刻t15)、パレット回転装置を駆動してパレ
ット14をホルダ13の下方から移動させてコンベア1
5上に載せ(時刻t16)、コンベア15の移動を再開す
る(時刻t17)。
【0024】このように、本実施例では次に示す効果が
ある。#400の砥石を使用していた従来の(1)の工
程と#1500の砥石を使用していた従来の(2)の工
程とを、#1000の砥石2を使用した1つの行程に置
き換えることができる。その結果、(a)研削加工時間
が短縮される。(b)従来の(1)および(2)の工程
においてそれぞれ使用していた加工装置は不要となるの
で、加工装置の維持費用および設置スペースが削減され
る。(c)従来の(1)および(2)の工程ではそれぞ
れ異なる種類の砥石が必要であったが、本実施例では1
種類の砥石2だけで済むので、砥石の費用が減る。
(d)工程管理が容易となり作業人員が少なくて済む。
(e)(a)〜(d)の結果、被加工物1の研削加工の
コストダウンが可能となる。(f)押圧機構5を応答性
の早い電動モータ9を使用した移動機構6と加圧機構1
0とからなる構成としたことにより、従来の移動と加圧
の双方の機能を行なっていたエアシリンダ方式に比較し
て、被加工物1個の研削加工につき、約2秒の時間短縮
が可能となる。これにより、生産性が向上し、加工コス
トの低減が可能となる。
【0025】
【考案の効果】以上説明したように本考案は、砥石を球
芯揺動させるとともに従来にない高速の回転数5000
〜10000rpmの範囲で回転させることにより、
一の砥石を用いて、単位時間あたりの研削取代を大幅に
増加させることができ、また、被加工物の被加工面の表
面粗さを従来に比較して良好に仕上げることができ、そ
の結果、粒度#400程度のカーブジェネレータと粒度
#1500程度の砥石との2つの部材を使用していた従
来の(1)および(2)の工程を1つの工程に置き換え
ることができるので、研削加工の時間を短縮して加工コ
ストの削減を図ることができるという効果がある。しか
も、砥石の回転数が5000〜10000rpmの範囲
内の所望の回転数に到達した後で、移動機構が、被加工
物を砥石に接触させるため、砥石と被加工物とを位置精
度よく安定的に接触させることができる。また、被加工
物が砥石に向って移動している最中に砥石の回転が加速
していくため、加速に要する時間が節約できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例の球面研削加工装置を模式的
に示す図であって、図1(a)は正面図、図1(b)は
(a)の右側図面である。
【図2】同実施例の球面研削加工装置の各部の動作状態
を示す表である。
【図3】本考案の球面研削加工装置により被加工物とし
てのガラスレンズを研削加工したときの砥石の回転数と
研削取代・表面粗さとの関係を示したグラフである。
【符号の説明】
1 被加工物 2 砥石 2a 球面 3 回転機構 3a 駆動モータ 3b 出力軸 4 装置ベース 4a,4b ベアリング 4c ガイドレール 5 押圧機構 6 移動機構 7 ボールねじ 8 LMガイド 8a ボールナット 9 電動モータ 10 加圧機構 11 エアシリンダ 11a,11b エア流入口 11c ピストン 12 スピンドル 13 ホルダ 13a 凹部 14 パレット 15 コンベア 16 エア流路 a 中心軸線 b 中心点 c 揺動軸線 d 加圧直線
フロントページの続き (72)考案者 中村 宣夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−64768(JP,A) 特開 平2−109672(JP,A) 特開 昭62−136352(JP,A) 特開 昭60−44263(JP,A) 特開 昭53−18088(JP,A) 特開 昭61−117056(JP,A) 特開 昭52−125893(JP,A) 実開 昭61−112852(JP,U) 実開 昭57−23957(JP,U) 光学工業技術研究組合編「レンズプリ ズム加工技術’80」 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B24B 13/02 B24B 13/04 B24B 13/00

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 砥石を回転運動させる回転機構と、前記
    砥石を揺動運動させる球心揺動機構と、前記砥石に被加
    工物を加圧する加圧機構と、前記被加工物をホルダーに
    保持して前記砥石に対して近接移動させる移動機構とを
    備えた球面加工装置であって、 前記ホルダーには、前記被加工物をエア吸引により保持
    可能であるともに吸引解除可能にするための、エア吸入
    噴出装置が接続されており、 前記加圧機構は、低加圧力と高加圧力とを切り替えて加
    圧可能な加圧手段を有し、 前記回転機構は、前記移動機構が前記ホルダーを移動さ
    せて前記被加工物が加工準備待機状態にあるときに、前
    記砥石の回転運動を開始するものであり、 前記移動機構は、前記被加工物を加工準備待機状態から
    移動開始させ、前記砥石の回転数が5000〜1000
    0rpmの範囲内の所望の回転数に到達した後に、前記
    被加工物を前記砥石に接触させるものであり、 前記エア吸入噴出装置は、前記被加工物が前記砥石に接
    触した後に、前記ホルダーのエア吸引をエア噴出に切り
    替えるものであり、 前記加圧手段は、前記被加工物が前記砥石に接触してか
    ら所定時間経過した後に、低加圧力から高加圧力に変更
    するものであることを特徴とする 球面研削加工装置。
JP1991037774U 1991-04-25 1991-04-25 球面研削加工装置 Expired - Lifetime JP2600063Y2 (ja)

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KR101584265B1 (ko) 2010-01-29 2016-01-11 유겐가이샤 코지마 엔지니어링 접시형 숫돌을 이용한 렌즈 구면의 연삭 가공 방법

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