JPH05172B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は研摩装置に関し、特にレンズやモール
ド型等の光学鏡面を有するワークの面形状の部分
修正研摩に好適な研摩装置に関する。

［従来の技術］ レンズ等のワーク（工作物）を設計の面形状に
高精度に加工し、滑らかな光学鏡面を得るには、
研削加工等により創成加工された面を均等研摩加
工により仕上げ、形状測定の後、その測定結果に
基づいて部分的な形状誤差を除去しつつ表面を研
摩する部分修正研摩加工が必要とされる。この部
分修正研摩加工に用いられる従来装置を第３２図
に示す。

本図において、１は回転するレンズ等のワー
ク、２は駆動モータ３で回転するスピンドル４の
先端に取付けられたフエルトであり、スピンドル
４は玉軸受を介してブラケツト５に支持され、ブ
ラケツト５はワーク１の方向に移動可能なスライ
ド軸６に取付けられている。

従来装置では、以上の構成において、回転させ
たワーク１に研摩材を塗布したフエルト２を押し
当て、駆動モータ３でフエルト２を回転させて、
ワーク１を部分修正研摩していた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述のような従来装置では、ス
ピンドル４の支持に玉軸受を使用しているので、
高精度の回転が得られず、そのためフエルト２の
振れ回り（回転ぶれ）が大きくなつてワーク１の
加工面に当る部分が広くなり、微小範囲の部分研
摩がしにくいという問題がある。また、フエルト
２のワーク１に当る部分が常に同じ位置であるの
で、フエルト２に塗布した研摩材が目づまりを起
こしてワーク１の研摩量が安定しないという問題
がある。また、ツール（工具）としては上述のフ
エルトの他に、ベークライト、鋳鉄が使用され、
研摩材としては、ねり状のダイヤモド＋グリスや
ダイヤモンド＋油（または水）の混合物等が用い
られているが、研摩材がいずれも浮遊砥粒のため
に研摩量が一定にとれず安定しないという問題が
ある。

そこで、本発明は上述の従来の問題点に鑑み、
微小部分の修正研摩の研摩量が安定して、より高
精度な研摩加工が得られる研摩装置を提供するこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は、加工物の
加工面と研摩工具との間に研摩材付きテープを供
給するテープ供給手段と、前記テープ供給手段か
ら供給されるテープを走行駆動するテープ駆動手
段と、前記研摩工具を前記テープを挟んで前記加
工面に押圧する押圧手段と、前記加工物を回転軸
のまわりに回転させ、かつ該回転軸と直交する軸
に対して所定の旋回角度と旋回速度で旋回運動さ
せる加工物駆動手段と、前記加工物の加工面の加
工すべき前記各旋回角度ごとの加工量を入力した
記憶手段と、前記テープ駆動手段を介して前記テ
ープの速度を前記記憶手段の前記加工量に比例し
て制御し、また前記加工物駆動手段を介して前記
旋回速度を前記記憶手段の前記加工量に反比例し
て制御する制御手段とを具備したことを特徴とす
る。

［作用］ 本発明は、記憶手段に入力した加工物の加工面
の加工すべき各旋回角度毎の加工量に比例して研
磨材付きテープの速度を制御し、またその加工量
に反比例して加工量の旋回速度を制御するように
したので、部分修正研摩を極めて正確にかつ高精
度に行うことができる。すなわち、研摩速度と加
工時間で研摩量が決まるので、あらかじめ設定し
た入力データ（制御データ）で加工量を精密に制
御できるからである。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。

Ａ 研摩装置の全体構成 第１図および第２図に、本発明を適用した研
摩装置の実施例の全体構成を示す。正面の全体
の装置外観を示す第１図において、１０は定
盤、１１は定盤上に固定し、水平に回転可能な
旋回テーブル、１２は旋回テーブル１１の上方
に固定した大径の歯車、１３は歯車１２と噛み
合う小径の歯車１４を介して旋回テーブル１１
の回転が伝えられ、旋回テーブル１１の回転角
（以下、旋回角と称する）を読み取るエンコー
ダ（角度検出器）、１５はエンコーダ１３を定
盤１０上に固定するブラケツトである。１６は
旋回テーブル１１の旋回角の原点を検出する原
点スイツチ、１７は原点スイツチ１６を定盤１
０上に固定する支柱である。

１８は旋回テーブル１１の回転歯車１２に固
定したワーク側のベース、１９はベース１８に
固定したリニアガードレール、２０はリニアガ
ードレール１９に搭載されてリニアガードレー
ル１９上を摺動可能なスライダ、２１はスライ
ダ２０上に取付けたスピンドル、２２はスピン
ドル２１を介してスピンドル２１の先端に装着
されたワーク１を回転するワーク駆動モータで
ある。２３はスライダ２０を移動してワーク１
の曲率中心と旋回テーブル１１の旋回中心とを
一致させるためのワーク送り用ハンドル、２４
はスライダ２０の動きを止めるロツクねじであ
る。

２５は定盤１０に固定した工具側のベース、
２６はベース２５に固定したリニアガードレー
ル、２７はリニアガードレール２６に搭載した
スライダ、２８はスライダ２７を直進に水平方
向に摺動させる送りねじ、２９は送りねじ２８
に取付けたハンドル、３０は送りねじ２８をベ
ース２５上で支持している軸受、３１はスライ
ダ２７に固定した軸受箱、３２は軸受箱３１に
支持されて水平方向に摺動するエアースライド
軸、３３はスライド軸３２に加重をかけるおも
り（錘）である。おもり３３は、スライド軸３
２の端部に突設したピン３４に固定されて、軸
受箱３１に取付けられた滑車３５に巻回された
ワイヤ３６の下端に取付けられ、自重によりス
ライド軸３２をワーク１の方向に定圧で押圧す
る作用をする。３７はスライダ２７の動きを止
めるロツクねじである。

３８はスライド軸３２の先端部分に装着さ
れ、ラツプテープ３９をワーク１に押付ける先
端球状の工具（以下、ノーズと称する）であ
り、そのラツプテープ３９のワーク側の片側表
面には研摩材が均一に塗布固着され、テープ３
９の移動によりワーク１の表面に残つた微小突
起部分を均一な研摩材で削り落して鏡面研摩す
る。４０はラツプテープ３９をワーク１とノー
ズ３８間に供給する研摩材供給装置であり、テ
ープ送り出しの供給リール４１とテープ巻取り
の巻取リール４２とを有する。

次に上方からの全体の装置外観を示す第２図
において、４３は旋回テーブル１１を旋回させ
る旋回テーブル駆動モータ、４４はスライダ２
７をスライドさせる送りねじであり、この送り
ねじ４４にハンドル２９が取付けられている。
４５は送りねじ４４を支持している軸受であ
る。４６はベース２５に取付けたスケール、４
７はスケール４６の原点を検出する原点スイツ
チ、４８はスライド軸３２をスライドさせるス
ライド軸駆動モータ、４９は軸受箱３１に固定
したモータブラケツト、５０は送りねじ、５１
は送りねじ５０に取付けたストツパである。

以上の構成において、ワーク１は種々のサイ
ズのものがあり、スピンドル２１に着脱自由に
取付けられるようになつている。作業開始時に
は、作業者（操作者）は本図の右側のハンドル
２３を回してスケール４６の値を読みながら、
スライダ２０をワーク１のサイズに合つた位置
まで動かし、ロツクねじ２４を締めてスライダ
２０の動きを固定する。次に、作業者は本図の
左側のハンドル２９を回して研摩材供給装置
（テープ送り装置）４０に取付けたノーズ３８
がワーク１の近くにくるまでスライダ２７をス
ライドさせ、ロツクねじ３７でスライダ２７を
固定する。

次に、作業者がスタートボタン（図示しな
い）を押下げると、駆動モータ４８が起動して
送りねじ５０を回転させ、スライド軸３２をワ
ーク１の方向にスライドさせる。この時、軸受
箱３１を空気静圧軸受にすることにより、スラ
イド軸３２の走り（動き）を高精度に制御でき
る。このようにして、スライド軸３２に固定さ
れた研摩材供給装置４０に取付けたノーズ３８
をラツプテープ３９を間にはさんでワーク１に
突き当てる。この時、ワーク１にラツプテープ
３９の研摩材塗布面が当る。また、スライド軸
３２にはおもり３３が作用するのでノーズ３８
はワーク１に定圧で押圧することとなる。

続いて、駆動モータ２２を起動してワーク１
を回転させ、同時に後述の駆動モータによつて
ラツプテープ３９をノーズ３８の先端の曲面に
沿つて略垂直上方向に緊張走行し、ラツプテー
プ３９上の研摩材によりノーズ３８の先端とワ
ーク１が当つている部分だけ研摩が行われる。

この時、ラツプテープ３９で研摩する量はワ
ーク１をノーズ３８が加圧する力と、その加圧
時間、ワーク１の回転数、ラツプテープ３９の
走行速度とラツプテープ３９に塗布された研摩
材の種類によつて変化する。そのワーク１をノ
ーズ３８が加圧する力Ｆはおもり３３の重量Ｗ
によつて調整できる。また、駆動モータ４３の
速度を変化させることにより、ワーク１のある
角度にラツプテープ３９を介してノーズ３８が
接触している加圧時間Ｔを調整できる。また、
ワーク１を部分的に研摩するために、駆動モー
タ４３を駆動させて、旋回テーブル１１を、ワ
ーク１の研摩したい部分にノーズ３８が当る位
置（旋回角）まで比較的高速で旋回させる。こ
のときの旋回角はエンコーダ１３で読み取る。
また、旋回テーブル１１の軸受に、空気静圧軸
受を使用することにより高精度の回転制御が得
られる。

Ｂ 研摩材供給装置の構成 第３図〜第８図は、本発明を適用した研摩材
供給装置４０の一実施例の構成を示し、第３図
は正面図、第４図は右側面図、第５図は平面
図、第６図は第３図のＡ−Ａ断面、第７図は第
３図のＢ−Ｂ断面および第８図は第３図のＣ−
CB断面を示す。

第３図において、５５〜６０はガイドコロで
あり、供給リール４１から供給されるラツプテ
ープ３９はガイドコロ５５〜６０および回転駆
動されるゴム輪６１の順に巻回されて送られ、
最後に巻取リーム４２で巻取られる。ガイドコ
ロ５５，５６，５８，６０はコロ軸５５ａ，５
６ａ，５８ａ，６０ａを介してブラケツト６２
に回転自由に固定されているが、ガイドコロ５
７はアーム６３を介して支持軸６４を中心に自
重により本図実線の位置から本図破線の位置ま
で移動可能に支持されており、上下のストツパ
６５，６６により上方と下方への移動範囲を制
限されている。ラツプテープ３９が供給リール
４１にほとんど残り少なくなつたり、ガイドコ
ロ等からはずれたりすると、ラツプテープ３９
の張力が低下するのでガイドコロ５７は自重に
よりただちに降下し、マイクロスイツチ６７は
このガイドコロ５７の降下を検出棒６８を介し
て検出する。

６９はラツプテープ３９に適切な張力を与え
るテンシヨンコロであり、７０はテシシヨンコ
ロ６９を支持するテンシヨンアーム、７１はテ
ンシヨンアーム７０を引張る引張ばね、７２は
テンシヨンアーム７０を回転自在に支持する支
持軸、７３は引張ばね７１のばね支持軸であ
る。テンシヨンアーム７０は引張ばね７１に付
勢されて、テンシヨンコロ６９をゴム輪６１に
押し付け、テンシヨンコロ６９とゴム輪６１間
を走行するラツプテープ３９に適切な張力を与
える。

７４はラツプテープ３９がノーズ３８からは
ずれるのを防止するスリーブであり、ラツプテ
ープ３９はスリーブ７４の内側を通つてノーズ
３８の先端で反転し、再びスリーブ７４の内側
を通つてガイドコロ５９へ行く。７５は巻取リ
ール４２に回転力を伝えるベルトである。

次に、第４図において、７６は巻取リール４
２とゴム輪６１を駆動するリール駆動モータ、
７７ａと７７ｂは駆動モータ７６の回転プーリ
軸７８に伝える一対の傘歯車、７９ａと７９ｂ
はブーリー軸７８の軸受であり、プーリー軸７
８に上述のゴム輪６１が固定されている。８０
は従動側のプーリー軸であり、ベルト７５を介
して原動側のプーリー軸７８から駆動力が伝達
される。８１はプーリー軸８０の軸受、８２は
プーリー軸８０の止め輪、８３は巻取リール４
２の両側面に配設したスラストワツシヤ、８４
は巻取リール４２の軸受、８５は巻取リール４
２の押え座金、８６は圧縮ばね、８７は圧縮ば
ね８６を介して巻取リール４２をプーリー軸８
０に固定する押えねじである。

第５図において、８８は供給リール４２の支
持軸であり、ブラケツト６２に固定される。８
９〜９３の部材は供給リール４２の着脱等に用
いられるもので、８９はスラストワツシヤ、９
０は軸受、９１は押え座金、９２は圧縮ばね、
９３は押えねじである。

第６図はアーム６３の近傍の構造を示し、こ
こで９４はガイドコロ５７のコロ軸５７ａに設
けた軸受、９５はガイドコロ５７のぬけ落ちを
防止する止め輪であり、ガイドコロ５７の週面
にはラツプテープ３９を案内する溝部（ガイド
溝）５７ｂが形成されている。９６はガイドコ
ロ５７を取突けたアーム６３を回転自由に支持
する軸受であり、支持軸６４に取付けられて、
止め輪９７によりぬけ止めされている。

第７図はテンシヨンアーム７０の近傍の構造
を示し、ここで９８は支持軸７２に取付けた止
め輪、９９はテンシヨンアーム７０に取付けた
圧縮ばね、１００は圧縮ばね９９の止め輪、１
０１はテンシヨンコロ６９の止め輪、１０２は
テンシヨンコロ６９の止めピン、１０３はスト
ツパ軸である。

また、第８図はガイドコロ６０の近傍の構造
を示す。ここで１０４はガイドコロ６０の軸
受、１０５は止め輪であり、ガイドコロ６０は
コロ軸６０ａによりブラケツト６２に回転自由
に固定される。ガイドコロ６０の周面にはラツ
プテープ３９を案内する溝部（ガイド溝）６０
ｂが形成されている。第３図に示す他の固定の
ガイドコロ５５，５６，５８，５９も第８図の
ガイドコロ６０とほぼ同様の構造をしている。

第３図および第４図に示すように、研摩材供
給装置（テープ送り装置）４０は、そのブラケ
ツト６２がスライド軸３２に取付けられ、スラ
イド軸３２のスライドによりノーズ３８と一体
に動く。供給リール４２に巻かれていたラツプ
テープ３９はガイドコロ５５，５６，５７，５
８、ノーズ３８の先端部、ガイドコロ５９，６
０の順で通り、プーリー軸７８に取付けられた
ゴム輪６１とテンシヨンコロ６９にはさまれ、
回転する巻取リール１４に巻かれていく。この
とき、プーリー軸７８は歯車７７ａ，７８ｂを
介して駆動モータ７６により回転し、ゴム輪６
１を回転させる。駆動モータ７６の回転数は任
意に変えることができ、これによりラツプテー
プ３９の走行速度を可変にできる。

プーリー軸７８が回転すると、ベルト７５を
介してプーリー軸８０が回転し、回転したプー
リー軸８０はスラストワツシヤ８３の摩擦力に
よつて巻取リール４１を回転させる。スラスト
ワツシヤ８３の摩擦力は押えねじ８７の位置に
より調整でき、押えねじ８７によりたわませた
圧縮ばね８０の付勢力によりスラストワツシヤ
８３の摩擦力を生じさせている。

巻取リール４１に巻取られたラツプテープ３
９はしだいに巻取径を増し、巻取速度が早くな
つてゴム輪６１で走行させているテープ速度よ
りも早くなつてしまうので、ブーリー輪８０と
巻取リール４１とがスラストワツシヤ８３を介
して滑るようにしてあり、これによりラツプテ
ープ３９の走行速度を常に一定に保つように構
成してある。また、テンシヨンコロ６９のゴム
輪１に押付ける力は引張ばね７１によつて行わ
れ、その押付ける力はテンシヨンアーム７０の
引張ばね７１を引つかける穴位置を変えること
により変えられる。

ノーズ３８には後述のようにラツプテープ３
９がはずれない様にテープ案内溝が切ってあ
り、そのノーズ３８の先端部の形状はワーク１
の微小部分の研摩が可能なように球状に加工し
てあつて、ワーク１と点で当るようになつてい
る。また、ノーズ３８の外周には円筒状のスリ
ーブ７４が嵌着されており、ラツプテープ３９
はスリーブ７４とノーズ３８の上下の溝間を通
つて送られるのでラツプテープ３９はノーズ３
８からはずれない。

また、ガイドコロ５７はアーム６３に取付け
られていて、ラツプテープ３９の張力により支
えられている。供給リール４２に巻かれていた
ラツプテープ３９は上述のように巻取リール４
１によつて巻取られて行き、最後にラツプテー
プ３９が供給リール４２からはずれてラツプテ
ープ３９の張力が低下するので、ガイドコロ５
７を支え切れなくなり、ガイドコロ５７が下端
方向へ下がる。ガイドコロ５７が下がるとただ
ちにマイクロスイツチ６７が作動し、駆動モー
タ７６を停止してラツプテープ３９の走行を止
める。

一方、供給リール４２は第５図に示すよう
に、スラストワツシヤ８９の摩擦力によりブレ
ーキがかけられ、ラツプテープ３９に張力を与
えている。スラストワツシヤ８９の摩擦力は押
えねじ９３を調整して圧縮ばね９２をたわま
せ、そのばね力により与えられる。研巻材供給
装置４０を長時間保管する時に、テンシヨンコ
ロ６９をゴム輪６１に押えつけたままにしてお
くと、ゴム輪６１が変形して加工時にラツプテ
ープ３９の走行が不安定になるので、ブラケツ
ト６２に開けた穴にストツパ軸１０３を入れて
テンシヨンコロ６９を固定し、テンシヨンコロ
６９がゴム輪６１と離れるようにしている（第
７図参照）。

Ｃ ノーズ（加工工具）の構成 第９図〜第１８図は、本発明実施例のノーズ
３８の構成例を示す。

第９図は研摩加工時のノーズ３８部分の縦断
面、第１０図は第９図のＸ−Ｘ断面、第１１図
はノーズ３８のみの縦断面、第１２図はその右
側面を示す。第９図〜第１２図において、３８
ａはラツプテープ３８の走行方向に沿つて成形
したノーズ３８のテープ案内溝、３８ｂはノー
ズ３８の先端部の球状部分（凸状曲面）であ
る。また、ノーズ３８の溝部３８ａの位置で、
溝部３８ａを覆う円筒形のスリーブ７４が嵌着
されている。ラツプテープ３９はガイドコロ５
８に案内されてノーズ３８の下側の溝部３８ａ
とスリーブ７４の間に入り、ノーズ３８の露出
した球状先端３８ｂを通つてノーズ３８の上側
の溝部３８ａとスリーブ７４の間に再び入り、
ガイドコロ５９に導かれる。このように、スリ
ーブ７４が溝部３８ａを覆つているので、ラツ
プテープ３９は正確に案内されてはずれること
がない。また、ノーズ３８の先端部分３８ｂは
球状なので、ワーク１と点で当り、ワーク１の
微小部分の研摩が可能となる。

ノーズ３８の先端形状は、正しい加工位置へ
圧力を作用させる為の高い形状精度が要求され
るが、特に本発明実施例では高精度の真球度が
要求される。しかし、第９図〜第１２図に示す
ような一体形状のノーズ３８では先端部３８ｂ
の球面の加工が難しく、高精度の球面を得にく
い。

第１３図〜第１８図は、ノーズ３８の先端部
分に別体の鋼球１０６を取付けて高精度の球面
を得るようにした実施例を示す。鋼球１０６は
要求される高い真球度のものが容易に手に入
り、例えば市販の鋼球（例えばベアリング球）
も用いることができる。この鋼球１０６を接着
剤等によりノーズ本体３８ｃの先端に固着して
取付け、ノーズ本体３８と鋼球１０６の上面と
下面にテープ案内溝１０６ａを形成する。ワー
ク１の加工量が多い場合には第１３図〜第１６
図の実施例に示すような比較的大径の鋼球１０
６を用いて研摩量を多くし、小径ワークの如き
加工量が少ない場合には第１７図・第１８図に
示すように比較的小径の鋼球１０６を用いると
良い。

Ｄ 加工原理 第１９図〜第２１図は本発明実施例の加工原
理を示す。第１９図に示すように、ラツプテー
プ３９の研摩材が塗布された面をワーク１側に
して、ワーク１の研摩したい部分にノーズ３８
の先端をラツプテープ３９をはさんで押し当
て、ワーク１を矢印時計方向に回転し、ラツプ
テープ３９を上方向に走行すると、そのノーズ
３８が当つたワーク１の部分が研摩される。ラ
ツプテープ３９上の研摩材は均一に塗布できる
ので、従来の浮遊砥粒のような問題は生ぜず、
研摩量を一定にすることができる。また、ラツ
プテープ３９の走行により研摩中はワーク１に
対して常に新しい研摩材が供給されるので、研
摩材の目づまりは生ぜず、常に理想的な切れ刃
により加工面が研摩されるので研摩量が安定化
し、高精度な鏡面仕上げが得られる。また、工
具（ノーズ）３８自体は回転させないので、工
具の回転ぶれによる問題は生ぜず、かつノーズ
３８の先端を真球面にしたので、ワーク１にノ
ーズ３８が点で当り、極めて微小範囲の部分研
摩を高精度にできる。さらに、ノーズ３８をワ
ーク１に押し当てる定圧力はおもり３３によつ
て調整されるので、最適な加工圧でワーク１を
研摩することができ、加工量を安定化できる。

ここで、ラツプテープ３９により研摩される
研摩量は、上述のように、ワーク１の回転数と
ラツプテープ３９の走行速度、ラツプテープ３
９に塗布された研摩材の種類およびノーズ３８
のワーク１に押し当てる加圧力と加圧時間で定
まる。

従つて、第２０図に示すように、ワーク１が
速度V₂で等速回転され、ラツプテープ３９が
速度V₁で等速走行し、ノーズ３８のワーク１
に押当てる加圧力Ｆがおもり３３により一定圧
に調整され、ラツプテープ２０の研摩材の種類
が一定であるとすれば、ノーズ３８がワーク１
に押し当てる加圧時間を調整制御することによ
り、研摩される量を適切に制御して高精度の鏡
面研摩を得ることができることがわかる。だ
が、ワーク１上の微小突起部分１０７は一般に
大小さまざまであり、その位置も第２１図に示
すようにばらついているので、実際には研摩す
る突起部分１０７の位置と大きさを予め測定
し、その測定した位置にワーク１を移動してノ
ーズ３８を押し当て、突起１０７の大きさに応
じてその押し当てる加圧時間を増減する必要が
ある。このワーク１の移動は旋回テーブル１１
の旋回角度を駆動モータ４３で制御することに
より達成され、加圧時間は旋回テーブル１１の
旋回速度を可変制御することにより達成され
る。また、上述の加工量と旋回速度は逆比例の
関係にあることが実験によつても確認されてい
る。

Ｅ 制御装置の構成 第２２図は本発明実施例の制御系の回路構成
例を示す。本図において、１１０は制御様コン
ピユータであり、メモリ１１１に予め格納した
第２３図に示すような制御手順に従つて、本発
明に係る加工制御を司る。１１２はワーク１を
回転する駆動モータ２２を駆動制御するワーク
軸モータドライバ（駆動回路）、１１３はラツ
プテープ３９を送る駆動モータ７６を駆動制御
するテープ送りモータドライバ、１１４はノー
ズ３８をスライド軸３２を介して送る駆動モー
タ４８を駆動制御するノーズ送りモータドライ
バであり、これらのモータドライバ１１２〜１
１４は制御コンピユータ１１０の指令信号（制
御信号）に応じて対応するモータの回転を制御
する。１１５は旋回テーブル１１の旋回角を検
知するエンコーダ１３からの出力を入力して、
旋回軸角度データを制御用コンピユータ１１０
に送出する旋回軸角度検出器、１１６は旋回テ
ーブル１１を回転（旋回）させる駆動モータ４
３を駆動制御する旋回軸モータドライバであ
る。

１１７はメインコンピユータ１１８から供給
される後述のような加工プログラムを入力する
加工プログラム入力部であり、加工プログラム
は旋回テーブル１１の旋回角度と旋回速度の組
合せデータから成る。１１９はフロツピーデイ
スク（FD）１２０を駆動制御するFDドライバ
である。

次に、第２３図のフローチヤートを参照し
て、本発明実施例の制御動作例を説明する。

まず、ワーク１を部分修正する前に、制御コ
ンピユータ１１０は修正用プログラム（加工プ
ログラム）を加工プログラム入力部１１７から
入力し、メモリ１１１の所定領域に格納する
（ステツプS1）。次に、作業者はハンドル２９
を回してワーク１の曲率中心を旋回テーブル１
１の旋回中心に合致させるが、この合致を制御
コンピユータ１１０が確認したら（ステツプ
S2）、次に制御コンピユータ１１０はメモリ１
１１に記憶した修正用プログラムに基づいて旋
回軸モータドライバ１１６に指令を出して駆動
モータ４３を作動させ、ワーク１の修正部分ま
で旋回テーブル１１を旋回させる（ステツプ
S3）。

続いて制御用コンピユータ１１０はワーク軸
モータドライバ１１２に指令を出して駆動モー
タ２２を作動させ、ワーク１を回転させるとと
もに、またテープ送りモータドライバ１１３に
指令を出して駆動モータ７６を作動させ、ラツ
プテープ３９を走行させる（ステツプS4）。

次に、制御用コンピユータ１１０はノーズ送
りモータドライバ１１４に指令を出して駆動モ
ータ４８を作動させ、ノーズ３８をワーク１に
ラツプテープ３９を間にはさんだ状態で突き当
て停止する（ステツプS5）。続いて、制御用コ
ンピユータ１１０はメモリ１１１に記憶された
修正用プログラムに基づいて旋回軸モータドラ
イバ１１６に旋回速度指令を与えてモータ４３
を作動し、エンコーダ１３から旋回角度データ
を旋回角度検出器１１５を介して入力する（ス
テツプS6）。

続いて、制御用コンピユータ１１０はメモリ
１１１に記憶された修正用プログラムに基づい
て、検出旋回角度に対応した旋回速度を旋回軸
モータドライバ１１６に出力し、モータ４３の
旋回速度を制御する（ステツプS7）。上述のス
テツプS6、S7の制御動作を、エンコーダ１３
の検出値が修正用プログラムに記憶された所定
の終了角度に達するまで順次繰り返し、エンコ
ーダ１３で検出された検出旋回角度が上述の所
定の終了角度に到達したら（ステツプS8）、制
御コンピユータ１１０はノーズ送りモータドラ
イバ１１４に指令を出して駆動モータ４８を作
動して、ラツプテープ３９をワーク１から離し
（ステツプS9）、ワーク軸モータドライバ１１
２とテープ送りモータドライバ１１３に指令を
出して両駆動モータ２２および７６を停止さ
せ、ひとつの部分の修正研摩を終了する（ステ
ツプS10）。

修正プログラムのデータの全てが完了しない
とき、すなわちワーク１の他の部分も修正研摩
するときには、上述のステツプS3に戻り、ス
テツプS3からS10までの処理を修正プログラム
が完了するまで繰り返す（ステツプS11）。

Ｆ 加工量測定手段の構成 第１図に示した本発明実施例装置に非接触測
定器を設けることにより、研摩加工の加工前後
の加工量測定手段（装置）としても簡単に使用
（共用）できることを第２４図に示す。

第２４図において、１２１は非接触測定器で
あり、非接触電気マイクロメータ、レーザ測距
計、光学スケール等の一般的な非接触型の測定
器を用いることができる。この非接触測定器１
２１の取付位置は、ノーズ３８と一体に変位す
るスライド軸３２の変位が測定できる位置であ
ればどこででも良く、例えば本図のようにスラ
イド軸３２の後方に配置される。１２２は非接
触測定器１２１を取付位置に固定する位置調整
可能なスタンド、１２３は非接触測定器１２１
の出力信号を増幅して表示することの可能な測
定メータである。非接触測定器１２１の測定デ
ータは増幅処理された後、デジタル信号に変換
され、第２２図の制御用コンピユータ１１０に
送られて処理される。その他の構成部分は第１
図の実施例と同様なので、その詳細な説明は省
略する。

以上の構成において、ワーク（加工物）１の
加工面にラツプテープ（テープ状研摩部材）３
９を押圧して研削・研摩する上述のノーズ（押
圧部材）３８から、そのラツプテープ３９を取
り外し、ノーズ３８を加工量測定手段の測定子
としてワーク１に直接接触させる。

ノーズ３８をワーク１に直接接触させた後、
旋回テーブル１１の旋回角を原点位置にセツト
し、軸受箱３１をロツクねじ３７で固定し、旋
回テーブル１１を回転する。このように、ノー
ズ３８をワーク１に直接接触させた後、ワーク
１を旋回させれば、ノーズ３８はおもり３３の
押圧力によりスライド軸３２を介して一定圧で
ワーク１に接触しているので、第２５図に示す
ように、ワーク１の表面の形状および微細な凹
凸に追従して変位し、ノーズ３８が取付けられ
ているスライド軸３２も同時にノーズ３８と一
体に変位する。

このスライド軸３２の変位を非接触測定器１
２１で所定ピツチで測定し、制御用コンピユー
タ１１０へ出力する。制御用コンピユータ１１
０はその測定器１２１の測定データとエンコー
ダ１３から得られる旋回テーブル１１の旋回角
度データとをメモリ１１１に一旦記憶した後、
ワーク１の設計データ（理想値）との差（誤
差）を求めて修正加工量とその加工位置からな
る修正データを作成する。

特に、本実施例では、スライド軸３２が軸受
箱３１の空気軸受に支持され、おもり３３によ
り適切な一定の接触圧が与えられ、かつノーズ
３８の先端が点接触の球状に形成されているの
で、極めて追従性が良く、ワーク１の表面の微
細な凹凸変化も非接触測定器１２１により、例
えば5/100〜2/100μｍの単位で極めて精密に測
定することができる。また、このように、本実
施例では、工具である押圧部材を測定子として
も共用できるので、高価な専用測定装置を用い
る必要がなくなり、またワーク１のセツト調整
による問題（セツテイングずれ）が生じない利
点があり、かつ測定後、ただちに修正研削・研
摩加工が行えるので加工処理の大幅な短縮とな
る。さらに、測定から修正加工まで全自動化が
可能になるので操作作業が大幅に減少し、製造
コストダウンが達成できる。

Ｇ 加工データ作成手段の構成 第２６図は第１図に示すような部分修正研摩
装置に共される加工データ（修正用プログラ
ム）を作成する加工データ作成手段の構成例を
示す。本図において、１３１は測定データと後
述の理想曲線（データ）とから誤差曲線（デー
タ）を出力する測定器、１３２はその理想曲線
を測定器１３１に与えるフロツピーデイスク
（FD）、１３３は測定器１３１からの誤差曲線
と後述の切削量曲線（データ）とから加工デー
タを出力する自動プログラマ、１３４はその切
削量曲線を自動プログラマ１３３に与えるフロ
ツピーデイスク、１３５は自動プログラマ１３
３から得られる加工データを修正用プログラム
として入力し、部分修正研摩加工を行う第１図
に示すような加工機である。

測定器１３１は例えば第２４図の非接触電気
マイクロメータ１２１の如き変位測定手段と、
第２２図の制御用コンピユータまたはメインコ
ンピユータ１１８の如き演算制御手段等からな
り、第２２図のメモリ１１１の如き記憶手段に
予め格納された第２９図に示すような処理手順
に従つて、第２７図Ａに示すような旋回角θと
ワーク１の球面からの偏差で示されるワーク１
の測定値と、フロツピーデイスク１３２に記憶
されている理想曲線（設計曲線）との偏差γと
から、第２７図Ｂに示すようなγ−θ方式で表
わした誤差曲線を演算出力する。

自動プログラマ１３３は例えば第２２図のメ
インコンピユータ１１８の如き演算制御手段等
からなり、測定器１３１から供給される第２７
図Ｂに示すような誤差曲線と、フロツピーデイ
スク１３４に記憶されている第２７図Ｃに示す
ような切削量曲線とから、第３０図に示すよう
な処理手順に従つて第２７図Ｄに示すような加
工データを出力する。

第２７図Ｃは、旋回テーブル１１を一定速度
で旋回させた時の旋回角θと切削量との関係を
表わす切削量曲線を示す。旋回角θが零（原
点）に近い時には、ノーズ３８は回転するワー
ク１の中心近傍に位置し、旋回角θが増大する
につれて、ノーズ３８はワーク１の外周方向に
向つて相対的に移動するので、回転するワーク
１の周速度は中心ほど低下し、旋回速度が一定
ならば、旋回角θの増大に応じて加工量が減少
することを第２７図Ｃは示している。また、切
削量は旋回速度が速くなれば少なくなり、遅く
なれば多くなるので、第２７図Ｃの破線の曲線
で示すように、切削量は旋回速度に反比例する
関係となる。

そのため自動プログラマ１３３では誤差曲線
と切削量曲線とを所定のピツチで（同一旋回角
で）比較し、部分修正加工時の各旋回角度に対
する旋回速度を算出する。例えば、ある旋回角
θ_iにおいて、誤差が5μm、一定旋回速度V_pでの
切削量が1μmであるとすると、加工時の旋回速
度ＶはＶ＝V_p／５となる。また、実際の修正加工 部分はワーク１上にランダムに散乱していると
考えられるので、加工機１３５に与えられる加
工データは第２８図に示すように、ある旋回角
度間を算出した旋回速度で旋回する旨を指示す
る内容となる。

加工機１３５は加工データを修正用プログラ
ムとして入力し、第３１図に示すような制御手
順、または上述した第２３図に示すような制御
手順に従つて、ワーク１の部分修正研摩加工を
実行する。

次に、第２９図のフローチヤートを参照して
上述の測定器１３１の動作例を詳述する。

上述の第２４図に示すように、非接触測定器
（例えば、非接触電気マイクロメータ）１２１
をスライド軸３２の後方に設置し、ワーク１を
スピンドル２１に取付けて、ハンドル２９の操
作によりワーク１の曲率中心と旋回テーブル１
１の旋回中心とを合致させ、ノーズ３８からラ
ツプテープ３９を取除いてハンドル２９の操作
によりノーズ３８をワーク１に近づけて軸受箱
３１をロツクナツト３７で固定する。また、お
もり３３は適切な接触圧となるものが選択され
る。操作者は以上の準備作業が完了したら、図
示しない操作卓上の測定開始ボタンを押し下げ
る。このボタンの押し下げにより、第２９図の
制御手順が開始される。

まず、測定開始指示に応じて、制御用コンピ
ユータ１１０は旋回軸モータドライバ１１６を
介して駆動モータ４３を起動し、旋回テーブル
１１の旋回角を原点0°にする。この原点位置は
原点スイツチ１６（第１図参照）により検出さ
れる（ステツプS21）。

次いで、制御用コンピユータ１１０はノーズ
送りモータドライバ１１４を介して駆動モータ
４８を起動し、スライド軸３２を前進してノー
ズ（以下、接触子と称する）３８とワーク１と
を直接接触させる（ステツプS22）。続いて、
制御用コンピユータ１１０はスライド軸３２の
現在位置を零にセツトし（ステツプS23）、旋
回軸モータドライバ１１６に駆動信号を出力し
て旋回テーブル１１およびそのテーブルの歯車
１２を一定速度で回転しながら（ステツプ
S24）、一定ピツチ角度（旋回角度）毎にスラ
イド軸３２の位置を非接触測定器１２１から入
力して、メモリ１１１に順次記憶し（ステツプ
S25）、これらのステツプS24およびS25の処理
を旋回テーブル１１の終了角度になるまで繰り
返す（ステツプS26）。旋回テーブル１１１の
旋回角はエンコーダ１３で検知される。

これにより、メモリ１１１には第２７図Ａに
示すような測定値曲線のデータが格納される。
検出旋回角度が旋回テーブル１１１の所定終了
角度に達したら、制御用コンピユータ１１０は
ノーズ送りモータドライバ１１４に指令信号を
出力して駆動モータ４８を逆回転させ、これに
よりスライド軸３２を後退させて接触子３８を
ワーク１から離し（ステツプS27）、続いてメ
モリ１１１に格納した上述の測定データＤ１か
らフロツピーデイスク１３２の理想曲線（理想
値データ）Ｄ２を減算した値（Ｄ１−Ｄ２）を
誤差値γ（θ）とする計算を旋回角θのピツチ
角度毎に行い（ステツプS28）、その計算結果
を誤差曲線（データ）として順次フロツピーデ
イスク１１２に書き込む（ステツプS29）。

次に、第３０図のフローチヤートを参照して
上述の自動プログラマ１３３の動作例を詳述す
る。

まず、制御用コンピユータ１１０（またはメ
インコンピユータ１１８）は、FDドライバ１
１９を介してフロツピーデイスク１１２から誤
差曲線（測定データ）を読み込み、メモリ１１
１に格納する。また、フロツピーデイスク１１
３から切削量曲線（切削量データ）を読み込
み、メモリ１１１に格納する（ステツプS31）。

次に、上述の切削量データ（切削量曲線）と
測定データ（誤差曲線）とから旋回角度毎の切
削時間を算出し（ステツプS32）、算出した切
削時間の逆数から該当旋回角度毎の旋回速度を
計算し（ステツプS33）、その計算結果を加工
データとしてフロツピーデイスク１２０に記憶
する（ステツプS34）。

第３１図は上述の加工機１３５の動作例を示
すが、上述の第２３図の制御手順とほぼ同様な
のでその詳細な説明は省略する。

なお、上述の本発明実施例では、ワーク１の
加工面の突出部分を研削・研摩により取除く場
合に、第２０図に示すように、ラツプテープ３
９の速度V₁を一定にして研摩量（研削量）に
反比例してワーク１の速度（本例では旋回速
度）V₂を制御しているが、本発明はこれに限
定されず、例えばワーク１の速度V₂の方を一
定にしてラツプテープ３９の速度V₁を研摩量
（研削量）に比例して制御するようにしてもよ
く、またその両方の制御を組み合せてもよい。

Ｈ 加圧手段の構成 研摩材供給装置を備えた研摩装置の工具に加
工物方向の加工圧力を作用せる手段としては、
本発明実施例ではおもり３３を用い、第１図お
よび第２図に示すように、研摩材供給装置４０
を取付けたスライド軸３２を軸受箱３１の静圧
空気軸受により静圧支持し、かつスライド軸３
２に一端を接続したワイヤ３６を介しておもり
３３の自重によりノーズ（工具）３８に一定の
加圧力を作用させるようにしている。このよう
に、おもり３３で加工圧を作用させているの
で、スライド軸３２の移動に伴う加工圧力の変
化がない。また、スライド軸３２を静圧支持し
ているので、極く滑らかにノーズ３８がワーク
１の研摩面の形状にトレースする。また、ラツ
プテープ３９のワーク１への押圧力が常に一定
であるので、安定した研摩が行える。

さらに、第２４図に示すように、研摩量測定
手段として用いる場合にも、加圧手段による上
述と同様な理由により、極めて高精度な測定デ
ータが得られる。

なお、本発明は研削装置にも適用できるのは
勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、記憶手
段に入力した加工物の加工面の加工すべき各旋回
角度毎の加工量に比例して研摩材付きテープの速
度を制御し、またその加工量に反比例して加工物
の旋回速度を制御するようにしたので、部分修正
研摩を極めて正確にかつ高精度に行うことができ
る。すなわち、研摩速度と加工時間で研摩量が決
まるので、あらかじめ設定した入力データ（制御
データ）で加工量を精密に制御できるからであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した研摩装置の全体の構
成例を示す正面図、第２図はその平面図、第３図
は第１図の研摩材供給装置の全体の構成例を示す
正面図、第４図はその右側面図、第５図はその正
面図、第６図は第３図のＡ−Ａ切断線に沿う断面
図、第７図は第３図のＢ−Ｂ切断線に沿う断面
図、第８図は第３図のＣ−Ｃ切断線に沿う断面
図、第９図は第１図のノーズ（研摩工具）の部分
の構成例を示す縦断面図、第１０図は第９図のＸ
−Ｘ切断線に沿う横断面図、第１１図は第９図の
ノーズのみの構成を示す縦断面図、第１２図は第
１１図のノーズの右側面図、第１３図はノーズの
他の実施例を示す縦断面図、第１４図は第１３図
のノーズの右側面図、第１５図はノーズの変形例
を示す縦断面図、第１６図は第１５図のノーズの
右側面図、第１７図はノーズのさらに他の変形例
を示す縦断面図、第１８図は第１７図のノーズの
右側面図、第１９図は本発明実施例の加工原理を
示す要部斜視図、第２０図は本発明実施例の加工
原理を示す模式図、第２１図は第１９図のＹ−Ｙ
切断線に沿う断面図、第２２図は本発明実施例の
制御系の回路構成例を示すブロツク図、第２３図
は本発明実施例の加工時の制御動作例を示すフロ
ーチヤート、第２４図は研摩装置を研摩量測定手
段として共用する場合の本発明実施例の構成を示
す正面図、第２５図は第２４図の測定時のノーズ
部分を示す水平方向の断面図、第２６図は加工デ
ータ作成システムの本発明実施例の構成を示すブ
ロツク図、第２７図Ａ〜Ｄは第２６図の実施例に
おける出力データの特性を示す線図、第２８図は
第２６図の加工データの具体例を示す説明図、第
２９図は第２６図の測定器の動作例を示すフロー
チヤート、第３０図は第２６図の自動プログラマ
の動作例を示すフローチヤート、第３１図は第２
６図の加工機の動作例を示すフローチヤート、第
３２図は従来装置の構成を示す要部正面図であ
る。 １……ワーク、１１……旋回テーブル、１３…
…エンコーダ、１６……原点スイツチ、２０……
スライダ、２１……スピンドル、２２……ワーク
駆動モータ、２３……ハンドル、２４……ロツク
ねじ、２７……スライダ、２８……送り軸、２９
……ハンドル、３０……軸受箱、３２……スライ
ド軸、３３……おもり、３７……ロツクねじ、３
８……ノーズ（接触子）、３９……ラツプテープ、
４０……研摩材供給装置、４１……供給リール、
４２……巻取リール、４３……旋回テーブル駆動
モータ、４６…スケール、４７……原点スイツ
チ、４８……スライド軸駆動モータ、５５〜６０
……ガイドコロ、６１……ゴム輪、６３……アー
ム、６７……マイクロスイツチ、６９……テンシ
ヨンコロ、７０……テンシヨンアーム、７６……
リール駆動モータ、８３……スラストワツシヤ、
８９……スラストワツシヤ、１０６……鋼球、１
１０……制御用コンピユータ、１１１……メモ
リ、１１２〜１１４，１１６……モータドライ
バ、１１７……加工プログラム入力部、１２１…
…非接触測定器、１３１……測定器、１３３……
自動プログラマ、１３５……加工機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加工物の加工面と研摩工具との間に研摩材付
   きテープを供給するテープ供給手段と、 前記テープ供給手段から供給されるテープを走
   行駆動するテープ駆動手段と、 前記研摩工具を前記テープを挟んで前記加工面
   に押圧する押圧手段と、 前記加工物を回転軸のまわりに回転させ、かつ
   該回転軸と直交する軸に対して所定の旋回角度と
   旋回速度で旋回運動させる加工物駆動手段と、 前記加工物の加工面の加工すべき前記各旋回角
   度ごとの加工量を入力した記憶手段と、 前記テープ駆動手段を介して前記テープの速度
   を前記記憶手段の前記加工量に比例して制御し、
   また前記加工物駆動手段を介して前記旋回速度を
   前記記憶手段の前記加工量に反比例して制御する
   制御手段と を具備したことを特徴とする研摩装置。