JPH0450152B2 - - Google Patents
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- JPH0450152B2 JPH0450152B2 JP60251339A JP25133985A JPH0450152B2 JP H0450152 B2 JPH0450152 B2 JP H0450152B2 JP 60251339 A JP60251339 A JP 60251339A JP 25133985 A JP25133985 A JP 25133985A JP H0450152 B2 JPH0450152 B2 JP H0450152B2
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- JP
- Japan
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- axis
- axis mechanism
- section
- spindle
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- Expired - Lifetime
Links
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- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 9
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 5
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- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 4
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Landscapes
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は非球面レンズ（プラスチツクやガラ
ス）の成形に用いられる金型の高精度鏡面加工
や、セラミツクやガラスなどの硬脆性材料の非球
面鏡、レンズの加工を行う非球面加工機に関する
ものである。
ス）の成形に用いられる金型の高精度鏡面加工
や、セラミツクやガラスなどの硬脆性材料の非球
面鏡、レンズの加工を行う非球面加工機に関する
ものである。
従来の技術
従来、非球面レンズの金型の高精度鏡面加工
は、CNC旋盤やカーブゼネレータ等により形状
の切削、研削加工を行い、その後レンズ研磨機や
手作業により鏡面加工を行い仕上げる方法や特に
プラスチツレンズの場合超精密ダイヤモンド旋盤
を用いて形状加工と同時に鏡面加工を実現する加
工方法がある。ガラスレンズの成形用金型の材質
には超硬合金やセラミツクが用いられるが、これ
らの硬脆性材料の金型や鏡、レンズの非球面形状
の加工には、高速高精度回転させたダイヤモンド
砥石を所望加工形状に沿つて移動させることで形
状の加工を行い、なおかつ鏡面に加工しようとす
る加工方法がある（例えば上田ほか、昭和59年度
精機学会秋季大会学術講演会論文集．P91参照）。
は、CNC旋盤やカーブゼネレータ等により形状
の切削、研削加工を行い、その後レンズ研磨機や
手作業により鏡面加工を行い仕上げる方法や特に
プラスチツレンズの場合超精密ダイヤモンド旋盤
を用いて形状加工と同時に鏡面加工を実現する加
工方法がある。ガラスレンズの成形用金型の材質
には超硬合金やセラミツクが用いられるが、これ
らの硬脆性材料の金型や鏡、レンズの非球面形状
の加工には、高速高精度回転させたダイヤモンド
砥石を所望加工形状に沿つて移動させることで形
状の加工を行い、なおかつ鏡面に加工しようとす
る加工方法がある（例えば上田ほか、昭和59年度
精機学会秋季大会学術講演会論文集．P91参照）。
以上に示した加工方法は定位置切込み加工方式
であるため加工精度は加工機械の精度に一致す
る。そのため通常の機械構成では数ミクロンのオ
ーダーが精度の限界である。そこで、機械構成に
静圧軸受やレーザ測長フイードバツクシステムを
組み込むことで高精度な位置決めを行うようにし
ている例もある。
であるため加工精度は加工機械の精度に一致す
る。そのため通常の機械構成では数ミクロンのオ
ーダーが精度の限界である。そこで、機械構成に
静圧軸受やレーザ測長フイードバツクシステムを
組み込むことで高精度な位置決めを行うようにし
ている例もある。
発明が解決しようとする問題点
以上に示した従来の技術には次のような問題点
がある。第１に、切削、研削による加工だけでは
加工面の表面あらさが粗くミクロンオーダーであ
り、形状精度も同じくミクロンオーダーである。
超精密ダイヤモンド切削やダイヤモンド精研削の
高精度加工においても表面あらさ及び形状精度は
サブミクロン以下で鏡面が実現されるが、工具送
りマークが残る等の問題があり、いづれも最終の
仕上げが必要である。第２に、第１に示した問題
により仕上げ研磨加工を行い、表面あらさが数ナ
ノメータオーダの加工が実現されるが、その加工
のために形状を前加工以上にすることができない
ばかりかそれ以下にすることが多い。以上示した
ように従来技術ではサブミクロンオーダーの非球
面の球面加工は困難であり、本発明はこの問題を
解決し、容易に実現することを目的とするもので
ある。
がある。第１に、切削、研削による加工だけでは
加工面の表面あらさが粗くミクロンオーダーであ
り、形状精度も同じくミクロンオーダーである。
超精密ダイヤモンド切削やダイヤモンド精研削の
高精度加工においても表面あらさ及び形状精度は
サブミクロン以下で鏡面が実現されるが、工具送
りマークが残る等の問題があり、いづれも最終の
仕上げが必要である。第２に、第１に示した問題
により仕上げ研磨加工を行い、表面あらさが数ナ
ノメータオーダの加工が実現されるが、その加工
のために形状を前加工以上にすることができない
ばかりかそれ以下にすることが多い。以上示した
ように従来技術ではサブミクロンオーダーの非球
面の球面加工は困難であり、本発明はこの問題を
解決し、容易に実現することを目的とするもので
ある。
問題点を解決するための手段
本発明は上記目的を達成するもので、水平方向
に直線位置決めを行うＸ軸機構部と、前記Ｘ軸機
構部上で鉛直方向に回転軸を有するロータリーテ
ーブルと、工具を軸先端に取付ける手段を有する
スピンドル軸と、前記スピンドル軸を回転させる
手段と、前記スピンドル軸が軸方向に自由に移動
可能なスライド部と、前記スピンドル軸の自重を
支える圧縮バネと、前記スピンドルと前記スライ
ド部と前記圧縮バネとを保持し前記スライド部を
位置決めするＲ軸機構部と、前記スライド部と前
記圧縮バネと前記Ｒ軸機構部とからなる定圧制御
機構部と、前記Ｒ軸機構部を一端に取り付け一端
に回転駆動と回転バランスをとるためのバランサ
ーを取り付け、回転軸が水平で、前記Ｘ軸機構部
の軸方向と直角であるθ軸を有するθ軸駆動部
と、前記θ軸の回転位置決めを前記バランサーと
組み合わせて行う摩擦ローラと、θ軸の回転位置
を検出するロータリーエンコーダと、前記スピン
ドル軸部、Ｒ軸機構部を含めたθ軸機構部を鉛直
方向に位置決めするＺ軸機構部とを具備し、Ｘ、
Z2軸の機構部によつて前記工具と前記ワークと
を相対的に非球面形状に位置決めし、さらにθ軸
機構部によつて（Ｘ、Ｚ）における法線方向に前
記スピンドルの回転軸を一致させ、その方向から
定圧で工具を押し当てることによつて、非球面形
状の創成と鏡面仕上げを可能とするものである。
に直線位置決めを行うＸ軸機構部と、前記Ｘ軸機
構部上で鉛直方向に回転軸を有するロータリーテ
ーブルと、工具を軸先端に取付ける手段を有する
スピンドル軸と、前記スピンドル軸を回転させる
手段と、前記スピンドル軸が軸方向に自由に移動
可能なスライド部と、前記スピンドル軸の自重を
支える圧縮バネと、前記スピンドルと前記スライ
ド部と前記圧縮バネとを保持し前記スライド部を
位置決めするＲ軸機構部と、前記スライド部と前
記圧縮バネと前記Ｒ軸機構部とからなる定圧制御
機構部と、前記Ｒ軸機構部を一端に取り付け一端
に回転駆動と回転バランスをとるためのバランサ
ーを取り付け、回転軸が水平で、前記Ｘ軸機構部
の軸方向と直角であるθ軸を有するθ軸駆動部
と、前記θ軸の回転位置決めを前記バランサーと
組み合わせて行う摩擦ローラと、θ軸の回転位置
を検出するロータリーエンコーダと、前記スピン
ドル軸部、Ｒ軸機構部を含めたθ軸機構部を鉛直
方向に位置決めするＺ軸機構部とを具備し、Ｘ、
Z2軸の機構部によつて前記工具と前記ワークと
を相対的に非球面形状に位置決めし、さらにθ軸
機構部によつて（Ｘ、Ｚ）における法線方向に前
記スピンドルの回転軸を一致させ、その方向から
定圧で工具を押し当てることによつて、非球面形
状の創成と鏡面仕上げを可能とするものである。
作 用
本発明の非球面加工機は上記構成により、工具
をＸ，Ｙ及びθ軸の３軸の位置決めを行い、加工
形状に沿つて、加工面を加工面の法線方向に一致
させ、工具を加工面にある圧力で当てるようにす
る定圧加工法により、各種金型材や硬脆性材料の
高精度な形状と鏡面の加工を同時に実現してい
る。
をＸ，Ｙ及びθ軸の３軸の位置決めを行い、加工
形状に沿つて、加工面を加工面の法線方向に一致
させ、工具を加工面にある圧力で当てるようにす
る定圧加工法により、各種金型材や硬脆性材料の
高精度な形状と鏡面の加工を同時に実現してい
る。
実施例
以下に本発明の実施例を図面に用いて詳細に説
明する。第１図は本発明の一実施例における非球
面加工機の概観図である。１は水平方向に直線位
置決めを行うＸ軸機構部である。２はＸ軸機構部
１上で回転をするロータリテーブルである。３は
ロータリーテーブル２上でロータリーテーブル２
の回転軸にワーク４の回転軸を一致させワーク４
を保持するワークチヤツクである。５は工具であ
り、スピンドル６の先端に取り付けられ回転す
る。スピンドル６はスライド７によつてスピンド
ル６の回転軸方向に自由に移動できる。また、圧
縮バネ８によつてその自重を支えられている。ス
ライド７はそのスライド方向に移動調節するＲ軸
機構部９上にある。Ｒ軸機構部９はθ軸機構部１
０の一端面に取り付けられている。θ軸機構部１
０の他端にはθ軸機構部１０の回転バランスをと
るためにバランサ１１が取り付けられている。θ
軸機構部１０はバランサ１１に設けた案内面１４
と摩擦ローラ１２によつて回転駆動され、その回
転位置をロータリエンコーダ１３で検出する。か
かる機構部全体がＺ軸機構部１５によりＺ軸方向
に移動可能となつている。以上示した機構系でど
のように加工を行うかについて、第２図をもつて
説明する。第２図は本実施例の非球面加工機の加
工部の拡大図で第１図を右方向から見たものであ
る。まず被加工物の前加工形状を把握し所望形状
を得るための加工データを図示していない制御部
に蓄えておく。次にＲ軸機構部９により工具５の
先端部とθ軸機構部１０の回転中心とが一致する
ように調整する。同時にθ軸によりワーク４の非
球面形状のＸ、Ｚポイントにおける法線方向にス
ピンドル６の軸を一致させるようにθ軸機構部１
０によりθの回転位置決めをする。以上の説明に
用いた値Ｘ、Ｚ、θは所望非球面形状の値であ
る。ワーク４は前加工での形状の誤差があるの
で、Ｘ、Ｚ、θに工具を位置決めした時点でこの
形状誤差に応じてスピンドル６は上下する。工具
５とワーク４の双方の回転と供給する砥粒と加工
液によつてワーク４が加工される。本実施例の加
工機はＸ、Ｚ、θの３軸の位置決めと前加工形状
を把握し、そのデータに基づいて加工を制御する
ことで所望の非球面形状を高精度に加工するもの
である。スピンドル部６はその自重を圧縮バネ８
で支えているため工具５がワーク４に接触する圧
力はゼロから自重までＲ軸機構部９によつて調整
できる。微小範囲内であれば圧力を一定と見るこ
とができる。本実施例の加工方法は微小範囲のポ
リツシングであるので、工具５をワーク４に定圧
で接触させることになり表面あらさ数十オングス
トロームを達成することは容易である。形状の精
度はＸ、Ｚ、θの各軸の機構の精度で決定される
が、加工ポイントが微小ながら面積をもつている
のでサブミクロンまでの精度は必要ではなく、む
しろそれぞれの真直度、真円度が重要となる。特
に回転位置決め機構における回転中心の移動は加
工形状の座標系の誤差になるので重要な要素であ
る。本実施例の加工機においては、θ軸にＲ軸機
構部９が取り付けられているため回転バランスが
大きくはずれないように、θ軸他端にバランサー
１１を設け、さらに、摩擦ローラ１２により加圧
することで、回転バランスを調整し、さらに、軸
の荷重を常に一方向にさせ回転中心の運動精度を
高くしている。
明する。第１図は本発明の一実施例における非球
面加工機の概観図である。１は水平方向に直線位
置決めを行うＸ軸機構部である。２はＸ軸機構部
１上で回転をするロータリテーブルである。３は
ロータリーテーブル２上でロータリーテーブル２
の回転軸にワーク４の回転軸を一致させワーク４
を保持するワークチヤツクである。５は工具であ
り、スピンドル６の先端に取り付けられ回転す
る。スピンドル６はスライド７によつてスピンド
ル６の回転軸方向に自由に移動できる。また、圧
縮バネ８によつてその自重を支えられている。ス
ライド７はそのスライド方向に移動調節するＲ軸
機構部９上にある。Ｒ軸機構部９はθ軸機構部１
０の一端面に取り付けられている。θ軸機構部１
０の他端にはθ軸機構部１０の回転バランスをと
るためにバランサ１１が取り付けられている。θ
軸機構部１０はバランサ１１に設けた案内面１４
と摩擦ローラ１２によつて回転駆動され、その回
転位置をロータリエンコーダ１３で検出する。か
かる機構部全体がＺ軸機構部１５によりＺ軸方向
に移動可能となつている。以上示した機構系でど
のように加工を行うかについて、第２図をもつて
説明する。第２図は本実施例の非球面加工機の加
工部の拡大図で第１図を右方向から見たものであ
る。まず被加工物の前加工形状を把握し所望形状
を得るための加工データを図示していない制御部
に蓄えておく。次にＲ軸機構部９により工具５の
先端部とθ軸機構部１０の回転中心とが一致する
ように調整する。同時にθ軸によりワーク４の非
球面形状のＸ、Ｚポイントにおける法線方向にス
ピンドル６の軸を一致させるようにθ軸機構部１
０によりθの回転位置決めをする。以上の説明に
用いた値Ｘ、Ｚ、θは所望非球面形状の値であ
る。ワーク４は前加工での形状の誤差があるの
で、Ｘ、Ｚ、θに工具を位置決めした時点でこの
形状誤差に応じてスピンドル６は上下する。工具
５とワーク４の双方の回転と供給する砥粒と加工
液によつてワーク４が加工される。本実施例の加
工機はＸ、Ｚ、θの３軸の位置決めと前加工形状
を把握し、そのデータに基づいて加工を制御する
ことで所望の非球面形状を高精度に加工するもの
である。スピンドル部６はその自重を圧縮バネ８
で支えているため工具５がワーク４に接触する圧
力はゼロから自重までＲ軸機構部９によつて調整
できる。微小範囲内であれば圧力を一定と見るこ
とができる。本実施例の加工方法は微小範囲のポ
リツシングであるので、工具５をワーク４に定圧
で接触させることになり表面あらさ数十オングス
トロームを達成することは容易である。形状の精
度はＸ、Ｚ、θの各軸の機構の精度で決定される
が、加工ポイントが微小ながら面積をもつている
のでサブミクロンまでの精度は必要ではなく、む
しろそれぞれの真直度、真円度が重要となる。特
に回転位置決め機構における回転中心の移動は加
工形状の座標系の誤差になるので重要な要素であ
る。本実施例の加工機においては、θ軸にＲ軸機
構部９が取り付けられているため回転バランスが
大きくはずれないように、θ軸他端にバランサー
１１を設け、さらに、摩擦ローラ１２により加圧
することで、回転バランスを調整し、さらに、軸
の荷重を常に一方向にさせ回転中心の運動精度を
高くしている。
発明の効果
以上説明したように本発明の非球面加工機によ
れば、工具とワークを相対的に３軸の位置決めを
行い、さらに工具を定圧でワークに接触させ微小
なポリツシングを行うことにより、極めて高精度
な非球面形状の創成と鏡面の加工を容易に可能と
するものです。
れば、工具とワークを相対的に３軸の位置決めを
行い、さらに工具を定圧でワークに接触させ微小
なポリツシングを行うことにより、極めて高精度
な非球面形状の創成と鏡面の加工を容易に可能と
するものです。
第１図は本発明の一実施例における非球面加工
機を示す概観図、第２図は同非球面加工機の加工
部の拡大図である。 １……Ｘ軸機構部、２……ロータリテーブル、
５……工具、６……スピンドル、７……スライ
ド、８……圧縮バネ、９……Ｒ軸機構部、１０…
…θ軸機構部、１１……バランサ、１２……摩擦
ローラ、１３……ロータリーエンコーダ。
機を示す概観図、第２図は同非球面加工機の加工
部の拡大図である。 １……Ｘ軸機構部、２……ロータリテーブル、
５……工具、６……スピンドル、７……スライ
ド、８……圧縮バネ、９……Ｒ軸機構部、１０…
…θ軸機構部、１１……バランサ、１２……摩擦
ローラ、１３……ロータリーエンコーダ。
Claims (1)
- １ 水平方向に直線位置決めを行うＸ軸機構部
と、前記Ｘ軸機構部上で鉛直方向に回転軸を有し
ワークを保持回転させるロータリーテーブルと、
工具を軸先端に取付ける手段を有するスピンドル
軸と、前記スピンドル軸を回転させる手段と、前
記スピンドル軸が軸方向に自由に移動可能なスラ
イド部と、前記スピンドル軸の自重を支える圧縮
バネと、前記スピンドルと前記スライド部と前記
圧縮バネとを保持し前記スライド部を位置決めす
るＲ軸機構部と、前記スライド部と前記圧縮バネ
と前記Ｒ軸機構部とからなる定圧制御機構部と、
前記Ｒ軸機構部を一端に取り付け他端に回転駆動
と回転バランスをとるためのバランサーを取り付
け、回転軸が水平で、前記Ｘ軸機構部の軸方向と
直角であるθ軸を有するθ軸機構部と、前記θ軸
の回転位置決めを前記バランサーと組み合わせて
行う摩擦ローラと、θ軸の回転位置を検出するロ
ータリーエンコーダと、前記スピンドル軸部、Ｒ
軸機構部を含めたθ軸機構部を鉛直方向に位置決
めするＺ軸機構部とを備え、Ｘ、Z2軸の機構部
によつて前記工具と前記ワークとを相対的に非球
面形状に位置決めし、さらにθ軸機構部によつ
て、（Ｘ、Ｚ）における法線方向に前記スピンド
ルの回転軸を一致させ、その方向から定圧で工具
を押し当てることによつて非球面形状の創成と鏡
面仕上げを可能とすることを特徴とする非球面加
工機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25133985A JPS62114866A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 非球面加工機 |
| US07/206,724 US4928435A (en) | 1985-05-21 | 1988-06-15 | Apparatus for working curved surfaces on a workpiece |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25133985A JPS62114866A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 非球面加工機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62114866A JPS62114866A (ja) | 1987-05-26 |
| JPH0450152B2 true JPH0450152B2 (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=17221350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25133985A Granted JPS62114866A (ja) | 1985-05-21 | 1985-11-08 | 非球面加工機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62114866A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1424163A1 (fr) * | 2002-11-26 | 2004-06-02 | Comadur S.A. | Outil rotatif pour le façonnage d'une forme dans un matériau minéral, tel le saphir, notamment pour le façonnage d'une surface optique dans une glace de montre |
| JP4715081B2 (ja) * | 2003-08-12 | 2011-07-06 | コニカミノルタオプト株式会社 | 加工機 |
| CN103192305A (zh) * | 2013-03-19 | 2013-07-10 | 西安交通大学苏州研究院 | 一种非球面光学元件的点接触抛光装置及方法 |
| CN111347294B (zh) * | 2020-03-30 | 2021-08-10 | 中科院南京天文仪器有限公司 | 一种高陡度光学镜面误差抛光修正加工方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5518375A (en) * | 1978-07-27 | 1980-02-08 | Hitachi Ltd | Polisher |
| JPS5577462A (en) * | 1978-11-30 | 1980-06-11 | Internatl Serbo Data:Kk | Surface working apparatus |
| JPS58102661A (ja) * | 1981-12-05 | 1983-06-18 | Machida Oputo Giken:Kk | 惰円面の創成方法 |
| JPS591147A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-06 | Hitachi Ltd | 自動磨き装置 |
| JPS59152057A (ja) * | 1983-02-18 | 1984-08-30 | 「しし」戸 昂郎 | 光学非球面の創成法 |
| JPS59169756A (ja) * | 1983-03-15 | 1984-09-25 | Hitachi Ltd | 数値制御球面研磨機 |
| JPS59187449A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-24 | コマドウ−ル・ソシエテ・アノニム | 透明な鉱物材料の板内に円形の収束レンズを形成する方法 |
-
1985
- 1985-11-08 JP JP25133985A patent/JPS62114866A/ja active Granted
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5518375A (en) * | 1978-07-27 | 1980-02-08 | Hitachi Ltd | Polisher |
| JPS5577462A (en) * | 1978-11-30 | 1980-06-11 | Internatl Serbo Data:Kk | Surface working apparatus |
| JPS58102661A (ja) * | 1981-12-05 | 1983-06-18 | Machida Oputo Giken:Kk | 惰円面の創成方法 |
| JPS591147A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-06 | Hitachi Ltd | 自動磨き装置 |
| JPS59152057A (ja) * | 1983-02-18 | 1984-08-30 | 「しし」戸 昂郎 | 光学非球面の創成法 |
| JPS59169756A (ja) * | 1983-03-15 | 1984-09-25 | Hitachi Ltd | 数値制御球面研磨機 |
| JPS59187449A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-24 | コマドウ−ル・ソシエテ・アノニム | 透明な鉱物材料の板内に円形の収束レンズを形成する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62114866A (ja) | 1987-05-26 |
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