JP3733444B2

JP3733444B2 - 曲面加工装置

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Publication number: JP3733444B2
Application number: JP13944497A
Authority: JP
Inventors: 英利寒河江
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1997-05-14
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2017-05-14
Also published as: JPH10315111A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、レンズ，ミラー，金型等の被加工物の曲面形状部を超精密に仕上げ加工する曲面加工装置に係り、特に、被加工物の加工面の微少なうねりを除去して高品質の仕上げ面を得ることができる曲面加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被加工物の曲面を精密に加工仕上げする曲面加工装置に関する公知技術は数多く存在する。曲面金型の鏡面仕上げには弾性変形し易く、且つ被加工面（被研磨面）になじみ易い低弾性係数の加工具をポリシャとして用いる工法が実用化されている。また、このポリシャは通常ダイヤモンドパウダーやシリカ等の遊離砥粒と組み合わせて研磨加工に用いられるものが多い。
【０００３】
これ等の加工具を用いて高い形状精度の仕上げ加工を行う公知技術として特開昭６１−２６５２５７号公報に開示の「精密曲面加工法」が挙げられる。加工具の工具押し付け力を一定に保持する定圧を維持する機構としては特開昭６１−２６５６５７号公報に開示する方法の他、特開平７−１００７５１号公報および特開平８−１９７４０４号公報等に開示するものが挙げられる。
【０００４】
また、以上の公知技術では加圧機構としてはバネや錘を用いているが特開平７−６８４５６号公報や特開平７−２４１７６６号公報等では、エアシリンダ，ピエゾ素子，ボールねじ送り機構のような能動的な加工機構を用いるものである。また、この加圧機構の場合には、加工具からワーク側に負荷されている押し付け力を検出し、この押し付け力を一定にするようなフィードバック制御も行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記した公知技術は夫々特徴を有するものであり、前加工面の形状をくずさずに表面を精密仕上げし得る機能を有するものであるが、例えば、１［ｍｍ］程度の波長の表面粗さ曲線に比べて長い周期のうねりを有する粗さ曲線の前記うねりを有効に除去することができない問題点がある。そのため、従来技術では、被加工物に対する加工具の工具接触領域を大きくして極力うねりを除去する加工方法が採用されるに過ぎなかった。
【０００６】
しかしながら、この加工方法では、凹面と凸面とが混在する曲面のうねりを除去することは困難であった。即ち、曲面加工においては、曲面の粗さとうねりとの双方を加工修正することが精密曲面仕上げには必要であるが、従来技術ではこの双方を満足させる技術はなかった。
【０００７】
本発明は、以上の事情に鑑みて創案されたものであり、表面粗さを高精度に仕上げるように形状調整された加工具により、該加工具の接触長さよりも長い周期のうねりを容易に除去して高精度の曲面加工ができる曲面加工装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、請求項１に記載の曲面加工装置は、被加工物の表面に加工具を倣い動作しつつ曲面加工を行う加工装置であって、該装置は、制御装置によって直交３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）方向に被加工物を移動し被加工物の表面の曲面の形状に見合った位置に位置決め制御される３軸直動スライド部と、前記３軸のうちの１軸に平行に移動し前記加工具を固持する１軸直動スライド部と、該１軸直動スライド部に推力を与えて前記加工具により被加工物に工具押し付け力を負荷する推力発生機構部と、該推力発製機構部により被加工物に負荷された工具押し付け力を検知する力センサと、該力センサの出力値と目標工具押し付け力とを参照し、その差分を基にして演算した制御パラメータにより前記推力発生機構部による工具押し付け力を制御する制御機構部とを設けることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の曲面加工装置は、前記推力発生機構部の推力が複室式エアシリンダにより負荷されるものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の曲面加工装置は、請求項２に記載の曲面加工装置において、前記複室式エアシリンダの各室に高圧エア源から供給される空気圧は電磁弁によりコントロールされ、その分解能は０．０５［ｋｇｆ／ｃｍ］以下に感度調整されることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の曲面加工装置は、請求項１に記載の曲面加工装置において、前記制御パラメータが、ある時刻における前記工具押し付け力と前記目標工具押し付け力との差分にオペレータの調整可能な比例係数を乗じたものからなることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の曲面加工装置は、請求項１に記載の曲面加工装置において、前記制御パラメータが、ある時刻とそれよりやや前の時刻範囲における前記工具押し付け力と目標工具押し付け力との差分の積分値にオペレータの調整可能な比例常数を乗じたものからなることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の曲面加工装置は、請求項１に記載の曲面加工装置において、前記制御パラメータが、ある時刻とそれよりやや前の時刻における前記工具押し付け力と目標工具押し付け力との差分の傾きにオペレータの調整可能な比例常数を乗じたものからなることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の曲面加工装置は、請求項１に記載の曲面加工装置において、前記制御パラメータが、ある時刻における前記工具押し付け力と前記目標工具押し付け力との差分にオペレータの調整可能な比例係数を乗じた制御パラメータと、ある時刻とそれよりやや前の時刻範囲における前記工具押し付け力と目標工具押し付け力との差分の積分値にオペレータの調整可能な比例常数を乗じた制御パラメータと、ある時刻とそれよりやや前の時刻における前記工具押し付け力と目標工具押し付け力との差分の傾きにオペレータの調整可能な比例常数を乗じた制御パラメータのうちの少なくとも２つの制御パラメータを組み合わせたものからなることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の曲面加工装置は、請求項１に記載の曲面加工装置において、前記加工具が、加工部と、該加工部を工具スピンドルに保持するための軸部とからなり、前記加工部が、フェルト，ナイロン，綿，絹の繊維質にポリウレタン樹脂を含浸させたものからなることを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載の曲面加工装置は、請求項８に記載の曲面加工装置において、前記加工部の被加工物との接触する部位が円弧状に形成されることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載の曲面加工装置は、請求項１に記載の曲面加工装置において、前記加工具が、加工部と、該加工部を工具スピンドルに保持するための軸部とからなり、前記加工部が、ポリビニルアセタールを主成分とする弾性砥石からなり、その表層から水分を含浸させて最表層を半溶解状態して使用することを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に記載の曲面加工装置は、請求項１に記載の曲面加工装置において、前記３軸直動スライド部が、その切り込み方向軸以外の２軸のうちのいずれか１軸のまわりに回動可能な傾斜機構部を付設するものであることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２に記載の曲面加工装置は、請求項１に記載の曲面加工装置において、前記３軸直動スライド部が、その切り込み方向軸以外の２軸まわりに回動可能な傾斜機構部を付設することを特徴とする。
【００２０】
例えば、加工具を被加工物の加工面の曲面にならって移動すべく被加工物を３軸直動スライド部上に載置すると共に、加工具を１軸直動スライド部により前記３軸のうちの１軸と平行の方向に沿って移動し得るように構成する。推力発生機構部により加工具に工具押し付け力を与えて被加工物に推力を負荷すると共に、該推力を力センサにより検出し、その検出信号を基にして工具押し付け力と目標工具押し付け力との差分を基にして求められる制御パラメータにより加工具の推力を自動制御して被加工物の表面粗さおよびうねりを加工仕上げして高精度曲面仕上げを行うものである。なお、加工具の加工部の材質を夫々工夫したり前記３軸以外の１軸は２軸を形成して複雑な形状の曲面を有する被加工物の精密加工仕上げを行うようにしている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の曲面加工装置の実施の形態を図面を参照して詳述する。まず、図１により、本発明の曲面加工装置の実施の形態の概要構成を説明する。
曲面加工装置１は大別して、被加工物７を載置する３軸直動スライド部２と、加工具８を固持すると共に、前記３軸のうちの１つの１軸に沿って移動する１軸直動スライド部３と、１軸直動スライド部３に推力を与えて被加工物７に工具押し付け力を負荷する推力発生機構部４と、前記工具押し付け力を検知する力センサ５と、力センサ５の出力値と目標工具押し付け力とを参照して制御パラメータを演算し、前記加工具８による工具押し付け力を調整制御する制御機構部６等とからなる。
【００２２】
３軸直動スライド部２は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に沿って直動し得る構造のものからなり、図略の制御装置によりコントロールされる。３軸直動スライド部２により被加工物７はその表面の曲面９の形状に見合った位置に位置決め制御される。本例では３軸直動スライド部２の上に力センサ５が搭載され、力センサ５の上に被加工物７が搭載される。
【００２３】
本例では１軸直動スライド部３は、Ｚ軸方向に沿って移動するものからなり、加工具８を固持してＺ軸方向に移動する本体機構部３ａを有するものからなる。なお、加工具８は被加工物７の曲面９に当接する加工部８ａとこれを工具スピンドル８ｂに保持するための支軸８ｃ等とからなる。
【００２４】
推力発生機構部４は、本例では複室式エアシリンダ１０と、第１の電磁弁１１，第２の電磁弁１２および高圧空気源１３等とからなる。なお、複室式エアシリンダ１０は、前進駆動室１０ａと後退駆動室１０ｂとからなり、両室１０ａ，１０ｂを区切るピストン１４は１軸直動スライド部３に連結される。また、第１および第２の電磁弁１１，１２の分解能は０．０５［ｋｇｆ／ｃｍ］に感度調整される。被加工物７の曲面９と加工具８とが点接触する場合において、曲面形状をくずさずに表層より１［μｍ］厚み以下の微少量の加工を実現するためには前記した分解能が必要となる。
【００２５】
力センサ５は所謂ロードセルであり、ロードセルアンプ１５を介して制御機構部６のパソコン６ａに連結される。力センサ５によって検出された加工具８の工具押し付け力が力センサによりリアルタイムに検出され、この検出信号はロードセルアンプ１５を介してパソコン６に入力されて記憶される。また、パソコン６からは第１および第２の電磁弁１１，１２を開閉する制御信号１，２が送られる。なお、制御信号１はＰＩＤ制御信号（比例，積分，微分）であり、制御信号２はコンスタントの制御信号である。
【００２６】
パソコン６ａは、後に詳述する制御パラメータを演算するものである。パソコン６による演算は加工具８の工具押し付け力が標準工具押し付け力と相違する場合にその差分を求めると共に予め定められた制御パラメータの演算方法によって制御パラメータを求めるもので、この制御パラメータに基づく制御信号１，２が発せられる。これにより、第１および第２の電磁弁１１，１２の開閉調整が行われ、高圧空気源１３からの高圧空気が前進駆動室１０及び／又は後進駆動室１０ｂに送られる。
【００２７】
これにより、１軸直動スライド部３が作動し、加工具８による工具押し付け力を調整制御することができる。この調整制御の方法を適宜前記制御パラメータを用いて調整することにより各種形状の曲面９の高精度加工が可能になる。
特に、本発明の曲面加工装置１では、３軸直動スライド部２の他に１軸直動スライド部３を有するため、３軸直動スライド部２の動きは関係なく、Ｚ軸方向の移動が自由にでき、表面粗さの高精度加工のみならず、うねりの除去が容易に行われる。
【００２８】
次に、図２乃至図４により、３種類の制御パラメータの求め方を説明する。図２は制御値Ａからなる制御パラメータを示す。図において横軸は加工経過時間Ｔを示し、縦軸は押し付け力Ｆを示し、曲線Ｆａは加工具８による工具押し付け力の変化を示すものである。また、Ｆ₀は目標押し付け力を示す。
なお、本例ではＦ₀は一定値としているがこれに限定するものではない。ある任意の時刻Ｔ₁における曲線Ｆａ上の工具押し付け力をＰ₁とし、Ｐ₁のＦ₀からの差（偏差量）をＤとする。前記制御値Ａは偏差量Ｄに比例係数Ｋ₁を垂らしたものからなる。なお、比例係数Ｋ₁はオペレータ調整可能の係数であり、オペレータが希望する曲面精度やうねりの除去度を可能にする得るための自由裁量の調整係数に相当するものである。なお、制御量Ａによる制御は即応性と応答性の向上を図るものである。
【００２９】
図３は制御値Ｂからなる制御パラメータの算出方法を示す。ある任意の時刻Ｔ₁から指定された時間ΔＴ₂だけ遡り、時刻Ｔ₁とΔＴ₂だけ遡った位置における曲線Ｆａ上の工具押し付け力をＰ₁およびＰ₂とし、これ等の値と目標工具押し付け力Ｆ₀との間の時間ΔＴ₂内における面積Ｓを求める。制御量Ｂはこの面積Ｓに比例係数Ｋ₂を乗じたものから求められる。
なお、比例係数Ｋ₂は前記の比例係数Ｋ₁と同様にオペレータの自由裁量の調整係数である。この制御量Ｂにより、加工具８の曲面９への追従動作をうねりの位相に対して遅らせる調整が容易にできる。
【００３０】
図４は制御値Ｃからなる制御パラメータの算出方法を示す。任意の時刻Ｔ₁から指定された時間ΔＴ₃だけデータを遡り、その時の時刻をＴ₀とする。時刻Ｔ₁とＴ₀とにおける工具押し付け力をＰ₁とＰ₃とし、Ｐ₃とＰ₂とを結ぶ線分Ｐ₃Ｐ₁と目標工具押し付け力Ｆ₀のラインとの傾斜角θを求め、このｔａｎθを求める。制御量Ｃは前記ｔａｎθに比例係数Ｋ₃を乗じたものである。なお、比例係数Ｋ₃は前記のＫ₁，Ｋ₂と同様にオペレータの自由裁量の調整係数である。この制御量Ｃにより加工具８の曲面９への追従動作をうねりの位相に対して早める調整が容易に行われる。
【００３１】
加工具８により被加工物７を加工することにより前記のＡ，Ｂ，Ｃの各制御量がパソコン６ａにより演算される。パソコン６ａから第１および第２の電磁弁１１，１２に対して制御信号１，２が指令されるが、本発明では制御量Ａ，Ｂ，Ｃを夫々単独に制御指令値として発することも勿論可能であるが、制御量Ａ，Ｂ，Ｃの値を合計して第１および第２の電磁弁に制御指令値が発せられる。この場合、比例常数Ｋ₁，Ｋ₂，Ｋ₃の値をどのように調整するかは加工の目的によって適宜設定される。即ち、前加工面の形状を維持して表面粗さのみを向上することを目的とする場合や、表面粗さを向上させつつ特定周期のうねりを除去することを目的とする場合等について調整制御の形態は相異する。
【００３２】
図５は表面粗さを向上させる基本的の加工形態を示す模式図であり、図６は表面粗さの向上と共にうねりを除去する加工形態を示す模式図である。図６において曲線Ｅは被加工物７の曲面９を示し、曲線Ｆは加工具８の工具軌跡を示す。
加工具８の工具軌跡を図示のようにするように前記の制御量Ａ，Ｂ，Ｃを調整して第１および第２の電磁弁１１，１２を介して加工具８の動作をコントロールすることにより加工具８を図示の重合部Ｇに強く接触させて除去することができる。また、逆に重合しない谷部に対して加工具８を弱く接触させる制御が可能になる。即ち、本発明は被加工物７の曲面形状に合わせて制御量Ａ，Ｂ，Ｃを調整制御することにより所望の加工精度の仕上げ曲面を得ることができる。
【００３３】
なお、図５において推力発生機構部４の加工具８の押圧手段として複室式エアシリンダ１０の他にスプリング１６が示されているが、加工具８における加工時の振動を吸収するためのものであり、図１の場合においても勿論適用されても構わない。
【００３４】
前記したように、加工具８は被加工物７の曲面９に接触する加工部８ａと軸部８ｃからなるが、加工部８ａとしては曲面９に接触する接触面積が大きくとれ、且つ曲面になじみ易いものが望ましい。このため、加工部８ａは弾性部材からなり、その形状も弧状のものが一例として挙げられる。発砲ウレタン樹脂は加工液とのぬれ性が低く、加工液の水質上に加工具８が浮き上り易く、能率が上がりにくい欠点を有する。
また、フェルトは研磨能率は高いが、加工時における工具形状の摩耗と変形が著しく曲面９の形状をくずし易い欠点を有する。このため、本発明では、例えば、フェルト，ナイロン，綿，絹の繊維質にポリウレタン樹脂を含浸させたものを用いている。
【００３５】
一方、特に、研磨加工においては固定砥粒の砥石を用いることが高精度加工のため望ましい。本発明では、ポリビニルアセタールを主成分とする弾性砥石を一例として採用する。固定砥粒の砥石を用いたものは、ダイヤペーストなどの遊離砥粒工具を用いるものに比べて工具回転数の上昇，工具上の砥粒分布の物質性，加工後の洗浄の容易等において優れ、効能率，高精度の加工が可能になる。また、前記の本発明における弾性砥石は、使用時にはその表層から水分を含浸させて最表層を半溶解状態にして使用する。
一般に従来のＰＶＡ砥石そのものの場合、例えば、鏡面仕上げ用の＃３０００よりも細かい微細粒の場合には目詰まりし易く切れ味が低下し、スクラッチが生ずる欠点があった。これに対し、本発明の弾性砥石は、最表層を半溶融状態にあることにより鏡面研磨に適した砥粒保持力を得ることができ、適度の砥石の自生が生じ、目詰まり，スクラッチの発生を大幅に低減させることができる。
【００３６】
図７（ａ），（ｂ）は本発明の曲面加工装置の他の実施の形態を示すものである。図示では図１に示した制御機構部６や３軸直動スライド部２，第１および第２の電磁弁１１，１２等は示されていないが、勿論適用される。また、１軸直動スライド部３にその重量保持用の吊り下げ具１７が設けられるが、図１においても吊り下げ具１７は当然適用される。
本例の曲面加工装置１ａは図示のようなシリンダ形状の被加工物７ａを研磨加工するのに適したものであり、Ｙ軸まわりに回動するためのＢ軸を有する傾斜テーブル１８を設けた点に特徴を有する。なお、傾斜テーブル１８を使用する関係上、力センサ５ａは図示の位置に配置される。前記Ｂ軸を有する傾斜テーブル１８を設けることにより４軸制御が可能になる。Ｂ軸は、加工具８の回転軸と被加工物７の曲面９ａとのなす角度を常に一定に保持するためのものであり、これにより、加工具８の同一周速部を常に曲面９ａに接触させることができ、工具押し付け力を精度よく検知できるメリットがある。研磨による形状精度の劣化が問題視される場合に特に有効である。
【００３７】
図８（ａ），（ｂ）は本発明の曲面加工装置の更に別の実施の形態を示すものである。この曲面加工装置１ｂは直交する２方向に異なる曲率半径を有するトーリック形状の被加工物７ｂや自由曲面を有する被加工物の研磨加工等に適するものである。構造上の特徴としてはＸ軸まわりの回動を可能とするためのＡ軸を有する傾斜テーブル１９が採用される点である。また、加工具としては図示のようなタイヤ形状の弾性加工具２０が使用される。なお、Ａ軸を有する傾斜テーブル１９は、弾性加工具２０の回転軸が、被加工物７ｂのＹＺ断面曲線となす角度を加工点において常に一定とするためである。これによって、弾性加工具２０上の同一周速部を常に被加工物７ｂの曲面９ｂに接触させることができ、曲面９ｂへの工具押し付け力を精度よく検知できるメリットを有する。また、特に研磨による形状精度の劣化が問題視される場合に有効である。
【００３８】
【発明の効果】
１）本発明の請求項１に記載の曲面加工装置によれば、倣い動作手段とこれと別途の工具軌跡を発生させる手段とを設けることにより、目標の理想形状に対する加工面（曲面）のうねりを力センサにより検出することが可能になり、また、工具押し付け力の波形を演算評価して倣い動作の応答特性を所望の状態に調整することが可能になる。このため、曲率の精度向上の仕上げ加工に加えて曲面のうねりを除去することができる。
【００３９】
２）本発明の請求項２に記載の曲面加工装置によれば、複室式エアシリンダを用いることにより衝撃的加圧をさけることができ、且つシリンダの機械的摩擦による応答速度の低さをカバーすることができる。
【００４０】
３）本発明の請求項３に記載の曲面加工装置によれば、複室式シリンダの各室のエア圧を独立に制御することができるため、応答性の向上や自由度の向上が図れる。また、分解能を０．０５［ｋｇｆ／ｃｍ］以下にすることにより曲面形状をくずさないで表層より１［μｍ］厚み以下の微少研磨が可能になる。
【００４１】
４）本発明の請求項４に記載の曲面加工装置によれば、この制御パラメータを用いることにより加圧の即応性と応答性の調整が容易に行われる。
【００４２】
５）本発明の請求項５に記載の曲面加工装置によれば、この制御パラメータを用いることにより、加工具の加工物への追従動作をうねりの位相に対して遅らせる調整が容易にできる。
【００４３】
６）本発明の請求項６に記載の曲面加工装置によれば、この制御パラメータを用いることにより加工具の加工面への追従動作をうねりの位相に対して早める調整が容易にできる。
【００４４】
７）本発明の請求項７に記載の曲面加工装置によれば、請求項４，５，６の制御パラメータを組み合わせて使用するため、加工具の加工面への追従動作の自由度を高めることができ、異なる周期のうねりが混在する実際上の加工において効率的なうねり除去ができる。
【００４５】
８）本発明の請求項８に記載の曲面加工装置によれば、加工具の加工部にフェル等の繊維質にポリウレタン樹脂を含浸したものを使用することにより曲面形状をくずさないで効果的な加工ができ、且つ加工具の寿命の向上が図れる。
【００４６】
９）本発明の請求項９に記載の曲面加工装置によれば、加工具の曲面に接触する加工部の部位を円弧状に形成することにより被加工物との接触面積の向上となじみ性の向上が図れ、高精度の加工を行うことができる。
【００４７】
１０）本発明の請求項１０に記載の曲面加工装置によれば、本発明の弾性砥石を用いることにより、高能率，高精度の加工ができ、目詰まりやスクラッチの発生を大幅に低減させることができる。
【００４８】
１１）本発明の請求項１１に記載の曲面加工装置によれば、シリンダ形状の加工面の高精度加工が可能になる。
【００４９】
１２）本発明の請求項１２に記載の曲面加工装置によれば、トロイダル面や自由曲面の高精度加工が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の曲面加工装置の全体構成図。
【図２】制御量Ａの演算方法を説明するための時間，工具押し付け力線図。
【図３】制御量Ｂの演算方法を説明するための時間，工具押し付け力線図。
【図４】制御量Ｃの演算方法を説明するための時間，工具押し付け力線図。
【図５】本発明の曲面加工装置による曲率粗さに沿った加工を示す模式図。
【図６】本発明の曲面加工装置によるうねり除去の加工方法を説明するための模式図。
【図７】本発明の曲面加工装置の他の実施の形態を示す部分構成図。
【図８】本発明の曲面加工装置の更に別の実施の形態を示す部分構成図。
【符号の説明】
１曲面加工装置
１ａ曲面加工装置
１ｂ曲面加工装置
２３軸直動スライド部
３１軸直動スライド部
３ａ本体機構部
４推力発生機構部
５力センサ
５ａ力センサ
６制御機構部
６ａパソコン
７被加工物
７ａ被加工物
７ｂ被加工物
８加工具
８ａ加工部
８ｂ工具スピンドル
８ｃ軸部
９曲面
９ａ曲面
９ｂ曲面
１０複室式エアシリンダ
１０ａ前進駆動室
１０ｂ後退駆動室
１１第１の電磁弁
１２第２の電磁弁
１３高圧空気源
１４ピストン
１５ロードセルアンプ
１６スプリング
１７吊り下げ具
１８傾斜テーブル
１９傾斜テーブル
２０弾性加工具

Claims

被加工物の表面に加工具を倣い動作しつつ曲面加工を行う加工装置であって、該装置は、制御装置によって直交３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）方向に被加工物を移動し被加工物の表面の曲面の形状に見合った位置に位置決め制御される３軸直動スライド部と、前記３軸のうちの１軸に平行に移動し前記加工具を固持する１軸直動スライド部と、該１軸直動スライド部に推力を与えて前記加工具により被加工物に工具押し付け力を負荷する推力発生機構部と、該推力発製機構部により被加工物に負荷された工具押し付け力を検知する力センサと、該力センサの出力値と目標工具押し付け力とを参照し、その差分を基にして演算した制御パラメータにより前記推力発生機構部による工具押し付け力を制御する制御機構部とを設けることを特徴とする曲面加工装置。
前記推力発生機構部の推力が複室式エアシリンダにより負荷されるものである請求項１に記載の曲面加工装置。
前記複室式エアシリンダの各室に高圧エア源から供給される空気圧は電磁弁によりコントロールされ、その分解能は０．０５［ｋｇｆ／ｃｍ］以下に感度調整されることを特徴とする請求項２に記載の曲面加工装置。
前記制御パラメータが、ある時刻における前記工具押し付け力と前記目標工具押し付け力との差分にオペレータの調整可能な比例係数を乗じたものからなることを特徴とする請求項１に記載の曲面加工装置。
前記制御パラメータが、ある時刻とそれよりやや前の時刻範囲における前記工具押し付け力と目標工具押し付け力との差分の積分値にオペレータの調整可能な比例常数を乗じたものからなることを特徴とする請求項１に記載の曲面加工装置。
前記制御パラメータが、ある時刻とそれよりやや前の時刻における前記工具押し付け力と目標工具押し付け力との差分の傾きにオペレータの調整可能な比例常数を乗じたものからなることを特徴とする請求項１に記載の曲面加工装置。
前記制御パラメータが、ある時刻における前記工具押し付け力と前記目標工具押し付け力との差分にオペレータの調整可能な比例係数を乗じた制御パラメータと、ある時刻とそれよりやや前の時刻範囲における前記工具押し付け力と目標工具押し付け力との差分の積分値にオペレータの調整可能な比例常数を乗じた制御パラメータと、ある時刻とそれよりやや前の時刻における前記工具押し付け力と目標工具押し付け力との差分の傾きにオペレータの調整可能な比例常数を乗じた制御パラメータのうちの少なくとも２つの制御パラメータを組み合わせたものからなることを特徴とする請求項１に記載の曲面加工装置。
前記加工具が、加工部と、該加工部を工具スピンドルに保持するための軸部とからなり、前記加工部が、フェルト，ナイロン，綿，絹の繊維質にポリウレタン樹脂を含浸させたものからなることを特徴とする請求項１に記載の曲面加工装置。
前記加工部の被加工物との接触する部位が円弧状に形成されることを特徴とする請求項８に記載の曲面加工装置。
前記加工具が、加工部と、該加工部を工具スピンドルに保持するための軸部とからなり、前記加工部が、ポリビニルアセタールを主成分とする弾性砥石からなり、その表層から水分を含浸させて最表層を半溶解状態して使用することを特徴とする請求項１に記載の曲面加工装置。
前記３軸直動スライド部が、その切り込み方向軸以外の２軸のうちのいずれか１軸のまわりに回動可能な傾斜機構部を付設するものであることを特徴とする請求項１に記載の曲面加工装置。
前記３軸直動スライド部が、その切り込み方向軸以外の２軸まわりに回動可能な傾斜機構部を付設することを特徴とする請求項１に記載の曲面加工装置。