JPH0132029B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0132029B2
JPH0132029B2 JP3566581A JP3566581A JPH0132029B2 JP H0132029 B2 JPH0132029 B2 JP H0132029B2 JP 3566581 A JP3566581 A JP 3566581A JP 3566581 A JP3566581 A JP 3566581A JP H0132029 B2 JPH0132029 B2 JP H0132029B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
paraboloid
workpiece
axis
revolution
tool
Prior art date
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Expired
Application number
JP3566581A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS57149141A (en
Inventor
Kazuaki Iwata
Tatsuji Wada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Koki KK filed Critical Toyoda Koki KK
Priority to JP3566581A priority Critical patent/JPS57149141A/ja
Publication of JPS57149141A publication Critical patent/JPS57149141A/ja
Publication of JPH0132029B2 publication Critical patent/JPH0132029B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q27/00Geometrical mechanisms for the production of work of particular shapes, not fully provided for in another subclass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B24B13/04Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor grinding of lenses involving grinding wheels controlled by gearing
    • B24B13/046Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor grinding of lenses involving grinding wheels controlled by gearing using a pointed tool or scraper-like tool

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Turning (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転放物面を創成加工する装置に関す
るもので、その目的は工具刃先に円運動をさせた
状態でワーク創成面特にワーク回転中心部に切削
残しを生じさせないで高精度の回転放物面を創成
加工することである。
従来においては、回転放物面及びその他非球面
を創成加工するために、第1図に示すようにワー
クWを主軸2の端面に取付けて高速回転させる主
軸装置1を主軸軸線方向に移動可能に設けるとと
もにバイト3を主軸軸線と直交する方向に移動可
能なスライドテーブル4上に固定し、ワークWを
高速回転させた状態でこのスライドテーブル4と
主軸装置1を数値制御により送り制御してバイト
刃先が所定の放物線等を描くようにして回転放物
面等を創成するものがある。
かかる従来装置では、バイトの切削点における
ワークの回転速度が切削速度となるため、ワーク
回転中心部においては切削速度が零に近くなるた
め切削できず、切削残しが生ずる欠点があつた。
本発明はかかる従来の欠点をなくするために、
工具側を回転させて回転放物面を創成加工せんと
するものであり、ワーク回転中心部における切削
残しを生じさせないようにし、かつ一定の工具回
転半径に対してあらゆる焦点距離の回転放物面の
創成ができる調整要素を具備せしめ、汎用性に富
む加工装置を提供せんとするものである。
本発明による回転放物面の創成原理について説
明する。一般に回転放物面はこれに内接する球の
包絡面であり、第2図に示すように回転放物面Z
=1/4α(x2+y2)(αは焦点距離)と任意の内接 球(中心Oc)との交線はMM′の円となる。従つ
て工具側はOcを通りZ軸とθだけ傾いたを
回転軸とし、工具回転半径で回転し、ワーク
側をZ軸まわりに1回転すれば内接球Ocの一部
QQ⌒′−SS⌒′が創成される。この球面の一部が
MM′を含むとき、放物面のMM′が切削される。
Ocの位置を、頂点Oに接する球の中心位置まで
Z軸に沿つて移動し(第3図参照)同時にの
長さを変化させれば回転放物面MOM′が創成さ
れる。
ここに頂点Oに接する内接球の半径は2αであ
り、工具はこのとき頂点Oを切削するから、工具
の回転直径dは d=4αsinθ ……(1) の関係がある。
また第2図において≡bと≡aとの関
係は次式で与えられる。
a=1/2√16(−)−2 =√(−−2) ……(2) かかるa及びbが(2)式の関係を満足するように
第4図、第5図に示す加工装置のA軸及びB軸を
制御し、ワークを回転すると回転放物面が創成加
工できることになる。
ここにおいて、前記(2)式は次のように導くこと
ができる。
第2図において =Rとして x2+(Z−b)2=R2 z=x2/4α 接するために R2=4α(b−α) また頂点Oに接する球の半径は2αより となり前記(2)式が得られる。
また接点Mの座標を(x1,z1)とすれば x1=√4(−2) z1=b−2α 切削できる範囲はx方向で x1≦Xより √4(−2) ≦d/8α{√16(-)−2+√1622} これより 2α≦b≦2α+4αd2/16α2−d2 d<4α となり工具の回転直径dは4αより小さく設定す
ればよい。
かかる創成原理を応用した加工装置の一実施例
を第4図、第5図に示す。
10はベツドで、このベツド10上には工具支
持台11とワーク支持台12が設けられている。
工具支持台11は、工具20を支持する面板21
を備えた回転主軸22を回転可能に軸承した工具
主軸台23と、この主軸台23を主軸軸線Uと平
行な方向に摺動させるための摺動台24及び案内
ベース25と、この案内ベース25を載置し主軸
軸線Uと直交する軸線Vを中心にして旋回可能な
旋回台26及び旋回支持台27とより構成されて
いる。前記主軸台23には主軸駆動モータ28が
載置され、プーリ23a,28a及びベルト29
を介して回転主軸22に回転連結されている。前
記面板21には回転中心に対し偏心して軸線方向
に突出するダイヤモンドバイトよりなる工具20
が設けられ、工具の切刃20aは回転直径dの円
運動を行う。尚、この工具20としては、シング
ルポイントのバイトに限定されるものでなく、フ
ライスカツタとか砥石も使用可能である。前記旋
回支持台27には調整ハンドル27aが設けられ
ており、このハンドル27aには図示省略のウオ
ーム、ウオーム歯車を介して旋回台26と連結さ
れており、ハンドル27aを回すことにより旋回
台26の旋回角度θの調整ができるようになつて
いる。旋回台26上に載置された案内ベース25
には、主軸台23を載置した摺動台24と図示省
略の送りねじを介して連結されたサーボモータ
SMaが設けられ、第2図における移動量aを制
御する。
ワーク支持装置12は、ワークWを支持する回
転主軸30を回転可能に軸承したワークヘツド3
1と、このワークヘツド31を主軸軸線Tと平行
な方向に摺動させるための可動台32及びスライ
ドベース33と、このスライドベース33を主軸
軸線Tと直角な方向に摺動案内する案内ベース3
4とより構成されている。前記ワークヘツド31
には主軸駆動モータ35が設けられ減速機構を介
して回転主軸30の一端と連結されている。回転
主軸30の他端には、面板30aが設けられてお
り、この面板30aにワークWが同心的に固定さ
れる。前記案内ベース34には、調整ハンドル3
4aが設けられ、このハンドル34aにはスライ
ドベース33に螺合する図示省略の送りねじが連
結されている。このハンドル34aを回すことに
よりワークヘツド31を軸線と直交する方向に移
動させ、第5図に示すように工具20の切削点が
ワーク回転中心線T上を通るような位置関係にワ
ークヘツド31を設定することができる。スライ
ドベース33には、摺動台32に螺合する図示省
略の送りねじと連結されたサーボモータSMbが
設けられ、ワークヘツド31のワーク軸線方向の
移動を制御する。
40は数値制御装置で、前記サーボモータ
SMaとSMbを前記(2)式の関係を保つべく制御す
るものである。ここにおいて、第5図に示すよう
に工具回転軸線Uとワーク回転軸線Tのなす角度
θを一定として両軸線の交点Ocに対するa寸法
は前記サーボモータSMaによつて制御される。
即ち交点Ocは角度θを一定とすれば不動の点で
あり、工具回転軸線Uに沿つて主軸台23を前進
送りすればaは増大し、後退送りすればaは減少
する。又交点Ocに対するb寸法はサーボモータ
SMbによつて制御され、ワーク回転軸線Tに沿
つてワークヘツド31を前進送り(図示左方送
り)すればbは減少し、後退送り(図示右方送
り)すればbは増大する。尚、両軸線のなす角度
θは、前記(1)式の関係より回転放物面の焦点距離
αを変える場合に調整されるものであり、この角
度θを変化させると工具刃先がワーク回転軸線T
上を通らなくなるので、ハンドル34aによるワ
ーク回転軸線と直交する方向にワークヘツド31
を移動させる調整が必要となる。これらの調整は
回転放物面の創成諸元(焦点距離)の変更に伴い
手動で行われる。
前記(2)式を電子計算機で計算することにより、
aとbの組がいくつか求められるが求める組の数
は要求精度に応じて増減させれば良い。求めたa
とbによつてきまる多数の点を直線ないし円弧で
結んで一つの折線ないしは曲線として2次元のパ
ルス分配を前記数値制御装置40にて行わせる。
この場合aとbの点群データは予めプログラム
し、数値制御装置40内蔵の記憶装置41に記憶
させておく。数値制御装置40から出力される同
時2軸のパルス列のうちA軸用のパルス列はサー
ボモータSMaに与えて工具主軸台23を工具回
転軸線U方向に移動させて交点Ocに対する刃先
回転平面までの距離aを制御し、他のB軸用のパ
ルス列はサーボモータSMbに与えてワークヘツ
ド31をワーク回転軸線T方向に移動させて、交
点Ocに対するワーク創成面までの距離bを制御
する。こうして1組のaとbを与えてワークWを
1回転させると第2図における放物面の一部
MM′が加工されるので、ワークWを1回転させ
るたびに他の組のaとbが与えられ加工点をz軸
方向に順次ずらしていけば回転放物面が創成でき
る。
尚、ワークの回転に応じて加工点をz軸方向に
ずらして螺旋軌跡上に沿つて制御することもでき
る。この場合には、ワーク駆動用のモータもサー
ボモータとなし前記数値制御装置40には、ワー
ク回転角αを含む点群データ(α,a,b)の組
を予めプログラムしておき、このデータによつて
同時3軸のパルス分配を行わしめ、各サーボモー
タにその分配パルスを与えれば良い。
本発明によれば、ワーク軸線と角度をなす軸線
回りに工具を回転させ、工具回転軸線方向及びワ
ーク回転軸線方向に工具とワークを相対的に移動
制御しかつワークを回転させて、工具切削点がワ
ーク創成面上で放物線を描くように運動させ回転
放物面を創成するものであるから、工具の切削点
がワークの回転中心部になつても切削速度は低下
せず切削残しは生じない。
その上、制御軸であるA軸とB軸は高速回転す
る工具の回転角の関数として制御しなくてもよい
ので、制御が比較的容易であり、機械系の設計も
し易い。
又、回転放物面の創成諸元としての焦点距離α
の変更は、ワーク回転軸線に対する工具回転軸線
のなす角θの調整で任意に変えられるので、加工
装置としては汎用性のあるものとすることができ
る利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置を示す平面図、第2図は本発
明による回転放物面の創成原理説明図、第3図は
頂点に接する内接球との関係を示す図、第4図、
第5図は本発明の実施例である加工装置を示すも
ので、第4図は正面図、第5図は平面図である。 11……工具支持装置、12……ワーク支持装
置、20……工具、23……工具主軸台、24…
…摺動台、25……案内ベース、26……旋回
台、27……旋回支持台、30……回転主軸、3
1……ワークヘツド、32……摺動台、33……
スライドベース、34……案内ベース、SMa,
SMb……サーボモータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 回転放物面の形成されるワークを支持して回
    転せしめるワーク支持装置と、ワークの回転軸線
    に対し傾斜する回転軸線を有し一端に偏心して工
    具を設けた回転主軸と、この回転主軸を回転可能
    に軸承する工具主軸台と、前記回転主軸とワーク
    を回転主軸軸線方向に相対移動せしめる第1の送
    り手段と、前記回転主軸とワークをワーク回転軸
    線方向に相対移動せしめる第2の送り手段とを有
    する回転放物面を切削する加工装置にして、回転
    放物面の焦点距離α、工具の回転直径d、前記回
    転主軸の軸線とワークの軸線のなす角度をθとし
    て、前記第1の送り手段による回転主軸の軸線方
    向移動量aと前記第2の送り手段によるワークの
    軸線方向移動量bとを a=1/2√16(−)−2 =√(−−2) なる関係を保つように前記第1の送り手段による
    回転主軸の軸線方向移動と前記第2の送り手段に
    よるワークの軸線方向移動を制御する数値制御装
    置を備えたことを特徴とする回転放物面創成加工
    装置。 2 前記第1の送り手段は、前記回転主軸を回転
    可能に軸承する工具主軸台を回転主軸軸線方向に
    摺動可能に案内する案内手段と、この案内手段に
    案内された工具主軸台を移動せしめる送りねじ機
    構と、この送りねじ機構に連結されたサーボモー
    タとを有してなる特許請求の範囲第1項記載の回
    転放物面創成加工装置。 3 前記第2の送り手段は、前記ワーク支持装置
    をワークの回転軸線方向に摺動可能に案内せしめ
    る案内手段と、この案内手段に案内されたワーク
    支持装置を移動せしめる送りねじ機構と、この送
    りねじ機構に連結されたサーボモータとを有して
    なる特許請求の範囲第1項記載の回転放物面創成
    加工装置。 4 前記第1の送り手段は、前記工具主軸台を案
    内せしめる案内手段を、前記回転主軸の軸線及び
    ワークの回転軸線を含む平面に垂直でかつ回転主
    軸の軸線に直交する軸線を中心にして旋回せしめ
    る旋回調整手段を有する特許請求の範囲第2項記
    載の回転放物面創成加工装置。 5 前記第2の送り手段は、前記ワーク支持装置
    を案内せしめる案内手段を、この案内方向と直角
    な方向に移動調整せしめる移動調整手段を有する
    特許請求の範囲第3項記載の回転放物面創成加工
    装置。
JP3566581A 1981-03-12 1981-03-12 Equipment for generating paraboloid of revolution Granted JPS57149141A (en)

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JP3566581A JPS57149141A (en) 1981-03-12 1981-03-12 Equipment for generating paraboloid of revolution

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JP3566581A JPS57149141A (en) 1981-03-12 1981-03-12 Equipment for generating paraboloid of revolution

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JPS57149141A JPS57149141A (en) 1982-09-14
JPH0132029B2 true JPH0132029B2 (ja) 1989-06-29

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ID=12448160

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JP3566581A Granted JPS57149141A (en) 1981-03-12 1981-03-12 Equipment for generating paraboloid of revolution

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022138574A1 (en) 2020-12-25 2022-06-30 Ricoh Company, Ltd. Moving image generation apparatus, moving image generation method, program, and recording medium

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GB8325027D0 (en) * 1983-09-19 1983-10-19 Robertson Eng Thame Ltd Aspheric cutting lathe

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WO2022138574A1 (en) 2020-12-25 2022-06-30 Ricoh Company, Ltd. Moving image generation apparatus, moving image generation method, program, and recording medium

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JPS57149141A (en) 1982-09-14

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