JPH0386472A

JPH0386472A - 電解研削方法および装置

Info

Publication number: JPH0386472A
Application number: JP21980989A
Authority: JP
Inventors: Hisayuki Takei; 久幸武井; Akiyoshi Matsuzawa; 松沢　昭美; Noriaki Takahashi; 高橋　紀昭; Kiyoshi Oshiro; 清志大城; Hajime Tamura; 始田村
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-08-25
Filing date: 1989-08-25
Publication date: 1991-04-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、レンズ等の被加工物をならい研削する電解研
削方法および装置に関する。

〔従来の技術〕

被加工物、例えば光学素材を球面形状等に研削研磨加工
する際には、一般に砥石等の工具を用いて加工するのが
通例である。

しかして、第６図は従来の従属加工方式による球面研削
装置の構成を示し、同図における従属加工方式の場合は
回転軸６を介して回転駆動自在に保持された研削工具７
（被加工物としての光学素材に転写すべき球面が形成さ
れている）に対して、その研削工具７の加工面とほぼ同
形状の被加工面を有する球面部材８を当接させ、この球
面部材８を保持する保持Ｉ［ＩＬｌｏの上部をカンザシ
９を介して研削工具７に加圧するとともに振動運動させ
ることにより、球面部材８を球面に研削加工するもので
ある。

尚、図中１１は、バイブ１２から供給されるターラント
（冷却媒体）をそれぞれ示すものである。また、前記研
削工具７は、ダイヤモンド粉末等の砥粒と、Ｃｕ、Ｓｎ
等の金属粉末を特殊配分に混合し、熱処理した焼結合金
により形成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかして、第６図示の研削方法のように、球面部材８（
凹レンズ）を上皿にして研磨する場合は、研削工具７（
みがき皿）の周速度の大きい部分で球面部材８の中心部
を多く研磨する為、仕上がり面は、低くなる（曲率が小
さくなる。）又、前記球面部材８の振巾を小とした時、
研削工具７の周速が最も大きい周辺部で研磨する範囲が
減少し、中寄部分に多く当たるので中高の縁上がり面と
なる。

従って、前記の研削方法における結果から研削工具７が
第７図に示した如く研削工具７の所望の曲率に対して偏
摩耗７ａ（尚図示の場合理解し易いように偏摩耗７８部
分は誇張拡大したものである）が発生し、この偏摩耗７
ａの微細な変位（０゜２〜０．３μｍ）のコントロール
が難しく、球面部材８の所望曲率が守れない欠点を有す
るものであった。

本発明は、上記問題点を解決すべくなされたもので、研
削加工中に偏摩耗した導電性研削工具を所望曲率となる
よう修正（ドレッシング）し、かつドレッシング量を適
宜制御することによって常に一定の研削性能を実現し、
効率良い研削を行うことのできる研削方法および装置の
提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕第１図ａおよ
びｂは本発明の概念図を示すものである。

しかして、本発明は、回転軸６を介して回転駆動自在に
保持された導電性研削工具７に対して、この導電性研削
工具７の加工面とほぼ同形状の被加工面を有するワーク
としての球面部材８を当接させるとともにこの球面部材
８を保持する保持皿１０の上部をカンデラ９を介して加
圧し、かつ前記導電性研削工具７を揺動運動させつつ、
前記球面部材８を研削加工するに際し、前記導電性研削
工具７には回転軸６に摺接した給電ブラシ１４を介して
直流電源部１３より陽極を印加するとともに導電性研削
工具７の加工面に沿って間隙ｌを在して絶縁材１７によ
り複数に分割された電極１５をハウジング１６を介して
配設し、かつ前記直流電源部１３より各電極１５に対し
て、前記回転軸６の揺動角αを検出する角度エンコーダ
３０、カウンター３１、パターン発生器３２およびスイ
ッチング素子３３■乃至■から威る制御部を介して陰極
を印加し、さらに前記導電性研削工具７の加工面と電極
１５間に弱電性クーラント１１を、供給部（不図示）に
接続されたバイブ１２より供給せしめつつ研削加工する
ものである。

そして、前記導電性研削工具７による球面部材８の研削
加工工程中のニュートン検査によって、第５図ａ乃至ｄ
に示す如く、各検査結果に対応する導電性研削工具７の
偏摩耗の程度を推定することができる。

すなわち、第５図ａの場合にはＮＲ盤３４のニュートン
縞３５がプラスの１本であり、球面部材８はＲが小さく
なっているので、導電性研削工具７の加工面の曲率は実
線で示す曲率３７となっているので、これを所望の曲率
３６になるように導電性研削工具７の中央部（高電解域
３８）をドレッシングするとよい。

第５図すの場合は、ニュートン縞３５がマイナスの５本
であり、球面部材８のＲは大きくなっている。

他方、導電性研削工具７の加工面は理想形状の曲率３６
よりも実線で示す実際の曲率３７が大きくなっている。

従って、これを理想形状の曲率３６となるように導電性
研削工具７の周辺部（高電解域３８）をドレッシングす
る。

また、第５図Ｃの場合は、ニュートン縞３５がアスにな
って表れているので、球面部材８の中寄部が研削されて
いるので、導電性研削工具７の中寄部以外の高電解域３
８をドレッシングする。

さらに、第５図ｄの場合には、ニュートン縞３５がアス
になって表れているので、導電性研削工具７の中寄部（
高電解域３８）をドレッシングする。

そこで、前記研削加工工程中における導電性研削工具７
の偏摩耗７ａの程度に応じて、加工面における高電解域
３８に高電解を与えることにより、第５図ｅに示す加工
面の理想形状４１とするのであるが、前記ニュートン検
査結果に基づく前記導電性研削工具７の偏摩耗７ａの程
度に応じた、高電解域３８を前記制御部におけるパター
ン発生器３２に予め入力しておく。

しかして、第１図ａおよびｂ示す電解研削加工において
、導電性研削工具７の揺動に対して、電極１５の相対位
置が移動する為に、導電性研削工具７の無電解域１８（
第１図ａ参照）が電極１５との相対位置を通過する時に
は、角度エンコーダ３０によりその揺動角α、が検出さ
れ、カウンター３１を介してパターン発生器３２に入力
されるとともに対応するスイッチング素子３３を介して
、対応する電極１５に直流電源部１３の陰極が通電され
、無電解域１８以外の高電解域をドレッシングすること
ができる。

例えば、前記スイッチング素子３３のうちスイッチング
素子３３■乃至３３■をＯＦＦとして無電解域１８に相
対する各電極１５の電解値を無電解とすることにより各
電極１５に対向する導電性研削工具７の加工面における
母地の落し込みを止めつつ、その他の加工面のドレッシ
ングを行うとともに、第１図すの揺動角α、の時にスイ
ッチング素子３３■乃至■をＯＦＦさせることで、母地
の落し込みを止め、その他の加工面のドレッシングを行
うことにより、かかる電解ドレッシングが断続的に行わ
れることによって、導電性研削工具７の加工面に発生す
る偏摩耗を徐々に修正しつつ、研削加工を遂行すること
ができる。

従って、球面部材８等のワークの加工中における導電性
研削工具７の加工面の偏摩耗を所望曲率にドレッシング
しつつ適確かつ効率の良い研削加工を遂行することがで
きる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面とともに説明する。

（第１実施例）第２図は本発明の第１実施例を示す電解研削装置の概要
図である。

第２図に示す電解研削装置は制御部の一部を異にする以
外の構成は第１図ａおよびｂに示す電解研削装置と同一
構成から戒り、同一構成部分については同一番号を付し
て、その説明を省略し、以下には制御部中、角度エンコ
ーダ３０、カウンター３１、パターン発生器３２および
スイッチング素子３３■乃至３３■以外の構成について
説明する。

１９は前記各スイッチング素子３３■乃至３３■に対応
して配設されたサーボモーターを示し、各サーボモータ
ー１９のロボット２３には電極１５が設けられている。

そして、各サーボモーター１９における各ロボット２３
の前進端において、その各電極１５を導電性研削工具７
の加工面に沿って、間隙ｌ（好ましくは０．１〜０．２
ａｕ＋＋）を在して配設し得るように構成されている。

また、各サーボモーター１９の各ロボット２３の前進あ
るいは後退量に応して導電性研削工具７の加工面と各電
極１５間の間隙２の距離を調整し得るように構成されて
いる。

しかして、前記構成から戒る電解研削装置において、予
め、球面部材８の研削加工工程中に於けるニュートン検
査によって、球面部材８の加工面の検査を行い、これに
よって導電性研削工具７の偏摩耗の程度を推定し、その
偏摩耗の程度に応じて、各電極１５に対する電解量を変
化し得るようにパターン発生器３２に入力しておく。

従って、導電性研削工具７の回転かつ振動運動に対応し
て、導電性研削工具７の加工面の偏摩耗の最大点を通過
する時の揺動角αを角度エンコーダ３０により検出し、
カウンター３１を介してパターン発生器３２に入力し、
スイッチング素子３３■乃至■に接続されるサーボモー
ター１９のロボット２３ヲ後退して、そのロボット２３
の電極１５における導電性研削工具７の加工面に対する
電解を低くし、逆に偏摩耗最小点を通過する時には、ス
イッチング素子３３のうちのスイッチング素子３３■お
よび■乃至３３■に対応するサーボモーター１９のロボ
ット２３を前進端まで前進せしめて、その各電極１５を
導電性研削工具７の加工面に対して所定間隙ｌを在して
配設して、両者間にバイブ１２を介して供給部（不図示
）より供給される弱電性クーラント１１を介して、前記
球面部材８の研削加工中において導電性研削工具７の加
工面を電解ドレッシングし、これを継続的に行うことに
より、徐々に導電性研削工具７の加工面の偏摩耗を修正
しつつ所望曲率に合致させることができ安定した研削加
工を遂行し得るものである。

尚、前記導電性研削工具７の偏摩耗の程度の測定は、球
面部材８の被加工面の変位量をニュートンリングにより
検出し、その研削結果に基づいた（例えば第５図ａ乃至
第５図ｄのニュートン縞３５に基づいた）推定を行い、
加工面を第５図ｅに示される理想形状４１になるように
制御部を介して電解ドレッシングを行うものである。尚
第５図中３９はレンズ１の所望曲率、４０はレンズ１の
加工形状をそれぞれ示す。

（第２実施例）第３図は本発明の第２実施例を示す電解研削装置の概要
図である。

そして、かかる電解研削装置の複数の電Ｆｉ１５■乃至
■は導電性研削工具７の加工面間に間隙ｌを在して、各
絶縁材１７を介して配設されるとともに各電極１５■乃
至１５■のそれぞれには各電圧可変器２０が電気的に接
続され、かつこの各電圧可変器２０を介してパターン発
生器３２に接続されている。

その他の構成については前述した第１図ａおよびｂに示
される電解研削装置と同一構成から成り、同−構成部分
については、同一番号を付して、その説明を省略する。

しかして、前記！解研削装置による電解研削加工におい
て、導電性研削工具７の加工面における偏摩耗部分の通
過時には、電極１５■乃至■の各電圧を低くまたはゼロ
とすべく、各電圧可変器２０を介して制御し、偏摩耗小
または無しの部分の通過時には、電極１５■、■、■お
よび■の各電圧を高くすべく各電極１５に対応する各電
圧可変器２０を介して制御しつつ導電性研削工具７の加
工面を電解ドレッシングすることにより、第１実施例と
同様の作用効果を得つつ電解研削加工を遂行できる。

（第３実施例）第４図は本発明の第３実施例を示す電解研削装置の概要
図である。

本実施例における電解研削装置は、圧電素子によって駆
動するとともに歪ゲージにより位置決めかつ位置検出可
能なアクチュエータユニット２２ヲ第４図に示す如く、
導電性研削工具７の加工面に沿って対向せしめつつ配設
するとともに各アクチュエータユニット２２の各ロボッ
ト２３に電極１５をそれぞれ装着し、前記導電性研削工
具７の加工面との対向方向に各電極１５を進退動しつつ
両者間の間隙ｌを調整し得るように構成されている。

そして、各電極１５の変位量は各アクチュエータユニッ
ト２２に接続したピエゾドライバ２１を介して制御し得
るように構成し、導電性研削工具７の加工面と各電極１
５間の間隙２の調整を前記した各実施例に比較して、よ
り高精度（分解能０．０５μ、）に制御し得るようにな
し、導電性研削工具７の加工面の電解ドレッシングを偏
摩耗に対応した高精度なｆ解値にもとずく適確性を持っ
て遂行し得るようにしたものである。

その他の構成並びに作用効果については前述してきた実
施例と同様であるので、その説明を省略する。

尚、図中、他の実施例と同−構成部分には同一番号を付
しである。

また、前述した各実施例における導電性研削工具７とし
ては凸球面の導電性研削工具７による凹面レンズの研削
加工について図示したが、凹球面あるいは平面の導電性
研削工具による凸レンズ、平面レンズ等の光学素子の研
削加工を同様にして遂行し得るものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、複数の１！極の電解値を制御しつつ導
電性研削工具の加工面のドレッシングを行うことができ
るので、研削加工中の導電性研削工具の加工面に対する
微細な変化を与えたり、偏摩耗を適切、かつ高精度に修
正しつつ所望形状に整形することができ、常に導電性研
削工具の所望曲率を維持しながら、適確な研削加工を遂
行し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよびｂは本発明の概念図、第２図乃至第４図
は本発明の第１乃至第３実施例を示す電解研削装置の概
要図、第５図ａ乃至ｅは導電性研削工具の研削工程中に
おける偏摩耗を説明する説明図、第６図は従来の研削方
法を示す説明図、第７図は従来の研削方法における研削
工具の偏摩耗の説明図である。６・・・回転軸　　　　　７・・・導電性研削工具８・
・・球面部材　　　　９・・・カンザシ１０・・・保持
皿　　　　　１１・・・弱電性クーラント１２・・・供
給バイブ　　　１３・・・直流電源１４・・・給電ブラ
シ　　　１５・・・電極１６・・・ハウジング　　　１
７・・・絶縁材１８・・・無電解域　　　　１９・・・
サーボモータ２０・・・電圧可変器　　　２１・・・ピ
エゾドライバ２２・・・アクチュエータユニント２３・・・ロボット３０・・・角度エンコーダ　３１・・・カウンター３２
・・・パターン発生器３４・・・ＮＲ盤３６・・・工具所望の曲率３８・・・高電解域４０・・・レンズ加工形状３３・・・スイッチング素子３５・・・ニュートン縞３７・・・工具実形状の曲率３９・・・レンズ所望曲率４１・・・工具理恕形状

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導電性研削工具に陽極を印加するとともに、導電
性研削工具の加工間に間隙を在して対向配設した電極に
陰極を印加し、かつ前記導電性研削工具と電極間に弱電
性クーラントを供給しつつワークを研削する電解研削方
法に於いて、前記電極を少なくとも２つ以上配設すると
ともにそれぞれの電極の電解値を制御しつつ研削するこ
とを特徴とする電解研削方法。
（２）導電性研削工具に陽極を印加するとともに、導電
性研削工具の加工面間に間隙を在して対向配設した、少
なくとも２つ以上の電極のそれぞれに陰極を印加する電
源部と、前記、各電極に印加する電解値を制御する制御
部と、前記導電性研削工具と電極間に弱電性クーラント
を供給する供給部とから構成したことを特徴とする電解
研削装置。