JPH1015800A - 研削加工方法 - Google Patents
研削加工方法Info
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- JPH1015800A JPH1015800A JP17602596A JP17602596A JPH1015800A JP H1015800 A JPH1015800 A JP H1015800A JP 17602596 A JP17602596 A JP 17602596A JP 17602596 A JP17602596 A JP 17602596A JP H1015800 A JPH1015800 A JP H1015800A
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- JP
- Japan
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- grinding
- workpiece
- shape
- grindstone
- grinding wheel
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- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 数値制御装置を備えた研削装置の砥石によっ
て被加工物を加工する際、加工中に砥石の磨耗が生じて
も高い形状精度での加工を容易にする。 【解決手段】 被加工物１１に設計形状３０を加工する
ように、回転するディスク型砥石１２をこの砥石の中心
軌跡Ｘで示す軌跡Ｘに沿って移動させると、被加工物１
１の回転軸線１Ｏ上の面頂位置では砥石の磨耗により外
径が変化している。この変化量に伴って形状誤差ΔL1の
分だけ面頂位置で砥石１６に切り込みを与えると、被加
工物が回転しているのでその後の被加工物の加工面が極
めて設計形状３０に近似して加工が行われる。
て被加工物を加工する際、加工中に砥石の磨耗が生じて
も高い形状精度での加工を容易にする。 【解決手段】 被加工物１１に設計形状３０を加工する
ように、回転するディスク型砥石１２をこの砥石の中心
軌跡Ｘで示す軌跡Ｘに沿って移動させると、被加工物１
１の回転軸線１Ｏ上の面頂位置では砥石の磨耗により外
径が変化している。この変化量に伴って形状誤差ΔL1の
分だけ面頂位置で砥石１６に切り込みを与えると、被加
工物が回転しているのでその後の被加工物の加工面が極
めて設計形状３０に近似して加工が行われる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カメラやムービー
などの光学系に光学素子として使用される非球面レンズ
の非球面形状、あるいはこれら非球面レンズをモールデ
イングなどで成形して製作する際に用いる非球面金型の
非球面形状などの研削加工方法に関する。
などの光学系に光学素子として使用される非球面レンズ
の非球面形状、あるいはこれら非球面レンズをモールデ
イングなどで成形して製作する際に用いる非球面金型の
非球面形状などの研削加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】非球面形状などの研削加工を行う研削装
置としては、数値制御装置を備えたものや倣いカムを用
いたものがあり、さらに特開平６−３１６０号公報記載
のものが知られている。該特開平６−３１６０号公報記
載の非球面研削装置はスピンドルに保持された非球面レ
ンズをディスク型砥石により高精度で加工するために、
砥石の磨耗量に応じて砥石を動かすように砥石の磨耗補
正制御装置を有している。 図６に非球面研削装置のブ
ロック図を、図７に該装置における形状補正動作の原理
図を示す。
置としては、数値制御装置を備えたものや倣いカムを用
いたものがあり、さらに特開平６−３１６０号公報記載
のものが知られている。該特開平６−３１６０号公報記
載の非球面研削装置はスピンドルに保持された非球面レ
ンズをディスク型砥石により高精度で加工するために、
砥石の磨耗量に応じて砥石を動かすように砥石の磨耗補
正制御装置を有している。 図６に非球面研削装置のブ
ロック図を、図７に該装置における形状補正動作の原理
図を示す。
【０００３】図６の装置によると、ディスク型砥石１０
１により研削加工された非球面加工後の被加工物１０２
をワ−クスピンドル１０３から取り外し、この被加工物
１０２の加工面を計測した結果、加工面に形状誤差が生
じると、その誤差分を砥石磨耗補正制御装置１０４に入
力して演算を行い、磁気軸受コントローラ１０５を介し
て磁気軸受スピンドル１０６を移動させることでディス
ク型砥石１０１を動かし、ディスク型砥石１０１の磨耗
による加工面の形状誤差を補正するものである。 図７
（ａ）、（ｂ）を用いて具体的に動作原理を説明する。
（ａ）は砥石磨耗により形状誤差を生じた状態図、
（ｂ）は砥石磨耗の補正方法を示す図である。図７
（ａ）、（ｂ）において１０１ａは設計半径のディスク
型砥石、１０１ｂは磨耗したディスク型砥石、１０２は
被加工物を示している。
１により研削加工された非球面加工後の被加工物１０２
をワ−クスピンドル１０３から取り外し、この被加工物
１０２の加工面を計測した結果、加工面に形状誤差が生
じると、その誤差分を砥石磨耗補正制御装置１０４に入
力して演算を行い、磁気軸受コントローラ１０５を介し
て磁気軸受スピンドル１０６を移動させることでディス
ク型砥石１０１を動かし、ディスク型砥石１０１の磨耗
による加工面の形状誤差を補正するものである。 図７
（ａ）、（ｂ）を用いて具体的に動作原理を説明する。
（ａ）は砥石磨耗により形状誤差を生じた状態図、
（ｂ）は砥石磨耗の補正方法を示す図である。図７
（ａ）、（ｂ）において１０１ａは設計半径のディスク
型砥石、１０１ｂは磨耗したディスク型砥石、１０２は
被加工物を示している。
【０００４】図７（ａ）において、ディスク型砥石１０
１ａに磨耗が生じると、設計半径のディスク型砥石１０
１ａの描く被加工物１０２の設計非球面１０７ａ（実
線）が磨耗したディスク型抵石１０１ｂの描く非球面１
０７ｂ（点線）となり、設計半径のディスク型砥石１０
１ａの描く設計非球面１０７ａと違うため、形状誤差を
生じる。
１ａに磨耗が生じると、設計半径のディスク型砥石１０
１ａの描く被加工物１０２の設計非球面１０７ａ（実
線）が磨耗したディスク型抵石１０１ｂの描く非球面１
０７ｂ（点線）となり、設計半径のディスク型砥石１０
１ａの描く設計非球面１０７ａと違うため、形状誤差を
生じる。
【０００５】そこで図７（ｂ）に示すように、ディスク
型砥石１０１ａに磨耗が生じた場合には、設計する非球
面の法線方向に砥石磨耗補正量△ｈだけ、図６での磁気
軸受スピンドル１０６を用いてディスク型砥石１０１を
動かすことで、形状誤差の無い設計非球面１０７ａの加
工を常に行うことができるようにするものである。
型砥石１０１ａに磨耗が生じた場合には、設計する非球
面の法線方向に砥石磨耗補正量△ｈだけ、図６での磁気
軸受スピンドル１０６を用いてディスク型砥石１０１を
動かすことで、形状誤差の無い設計非球面１０７ａの加
工を常に行うことができるようにするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の非球面研削加工
方法では、図６に示すように被加工物１０２に非球面を
研削加工した後、この被加工物１０２の非球面形状を計
測した上で、形状の誤差分を砥石磨耗補正制御装置１０
４で演算を行う必要がある。さらに演算を行った結果に
基づいて、砥石磨耗補正制御装置１０４により磁気軸受
スピンドル１０６を磁気軸受コントローラ１０５によっ
て移動させる必要があり、被加工物１０２の研削切り込
みを行うようにディスク型砥石を一軸方向にスライドさ
せる移動軸とは別に、砥石の磨耗量を補正する移動機構
（磁気軸受スピンドル１０６）および演算・制御する砥
石磨耗補正制御装置１０４と磁気軸受コントローラ１０
５が必要となる。
方法では、図６に示すように被加工物１０２に非球面を
研削加工した後、この被加工物１０２の非球面形状を計
測した上で、形状の誤差分を砥石磨耗補正制御装置１０
４で演算を行う必要がある。さらに演算を行った結果に
基づいて、砥石磨耗補正制御装置１０４により磁気軸受
スピンドル１０６を磁気軸受コントローラ１０５によっ
て移動させる必要があり、被加工物１０２の研削切り込
みを行うようにディスク型砥石を一軸方向にスライドさ
せる移動軸とは別に、砥石の磨耗量を補正する移動機構
（磁気軸受スピンドル１０６）および演算・制御する砥
石磨耗補正制御装置１０４と磁気軸受コントローラ１０
５が必要となる。
【０００７】すなわち従来の倣いカムを用いた装置ある
いは数値制御装置を備えた非球面形状を加工する装置に
対して、砥石の磨耗による形状誤差を補正するための機
構を付加する必要があり、装置価格も高くなる不具合が
ある。本発明は上記課題に鑑み、従来からの非球面研削
装置により、特に砥石の磨耗を補正する機構などを付加
させることなく、高い形状精度を得るための研削加工方
法を提供することを目的とする。
いは数値制御装置を備えた非球面形状を加工する装置に
対して、砥石の磨耗による形状誤差を補正するための機
構を付加する必要があり、装置価格も高くなる不具合が
ある。本発明は上記課題に鑑み、従来からの非球面研削
装置により、特に砥石の磨耗を補正する機構などを付加
させることなく、高い形状精度を得るための研削加工方
法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】上記課題を解決する請求
項１の本発明は、レンズや、レンズをモールディングに
より製作する金型における非球面などの形状を研削によ
り加工する研削加工方法において、設計形状に応じて砥
石を移動させながら被加工物の研削面の形状加工を行う
第１の研削工程と、第１の研削工程終了後に砥石の寸法
を計測する工程と、計測した寸法に応じて切り込みを与
えて第１の研削工程と逆方向に砥石を移動させて被加工
面の研削面の研削加工を行う第２の研削工程を有するこ
とを特徴とする。
項１の本発明は、レンズや、レンズをモールディングに
より製作する金型における非球面などの形状を研削によ
り加工する研削加工方法において、設計形状に応じて砥
石を移動させながら被加工物の研削面の形状加工を行う
第１の研削工程と、第１の研削工程終了後に砥石の寸法
を計測する工程と、計測した寸法に応じて切り込みを与
えて第１の研削工程と逆方向に砥石を移動させて被加工
面の研削面の研削加工を行う第２の研削工程を有するこ
とを特徴とする。
【０００９】また請求項２の本発明は、レンズや、レン
ズをモールデイングにより製作する金型における非球面
などの形状を研削により加工する研削加工方法におい
て、第１の研削工程終了後の砥石の磨耗量に対応した補
正値を予め求めて入力する工程と、 設計形状に応じて
砥石を移動させながら被加工物の研削面の形状加工を行
う第１の研削工程と、砥石が被加工物の面頂位置に達し
た時点で予め入力されている補正値に応じて切り込みを
与え研削加工を行う第２の研削工程を有することを特徴
とする。
ズをモールデイングにより製作する金型における非球面
などの形状を研削により加工する研削加工方法におい
て、第１の研削工程終了後の砥石の磨耗量に対応した補
正値を予め求めて入力する工程と、 設計形状に応じて
砥石を移動させながら被加工物の研削面の形状加工を行
う第１の研削工程と、砥石が被加工物の面頂位置に達し
た時点で予め入力されている補正値に応じて切り込みを
与え研削加工を行う第２の研削工程を有することを特徴
とする。
【００１０】図１および図２は本発明の請求項１の研削
加工方法の理解を容易にするために、被加工物の加工面
を平面形状で示した説明図である。まず図１（ａ）に
は、被加工物１をディスク型砥石２により、ポイントＡ
からポイントＢへ移動しながら研削加工する状態を、図
１（ｂ）には逆にポイントＢからポイントＡへ移動しな
がら研削加工する状態を示す。
加工方法の理解を容易にするために、被加工物の加工面
を平面形状で示した説明図である。まず図１（ａ）に
は、被加工物１をディスク型砥石２により、ポイントＡ
からポイントＢへ移動しながら研削加工する状態を、図
１（ｂ）には逆にポイントＢからポイントＡへ移動しな
がら研削加工する状態を示す。
【００１１】図１（ａ）において、被加工物１に破線で
示す設計形状４を加工するように、ディスク型砥石２を
この砥石の中心軌跡Ｘで示す軌跡Ｘに沿って矢印の研削
方向に移動させる。すなわちディスク型砥石２の外径Φ
Ｄを見込んだ位置のポイントＡに砥石の中心を設定し、
設計形状４に対して平行に移動することで形状加工を行
っていく。この場合、研削開始点であるポイントＡで
は、ディスク型砥石２の外径はΦＤであるが、研削加工
を進めるに応じて、研削終了点であるポイントＢでは外
径ΦＤ’まで磨耗した状態になっている。すなわち磨耗
した砥石３は初期のディスク型砥石２よりその外径が小
さくなっているため、その差の分だけ設計形状４に対し
て形状誤差△Ｌ１が生じる。この形状誤差△Ｌ１は、研
削加工に伴う砥石の磨耗であるため、△Ｌ１＝（ΦＤ−
ΦＤ’）／２で表され、研削加工開始ポイントＡから徐
々にその差は大きくなり、研削加工終了点であるポイン
トＢで最大となる。
示す設計形状４を加工するように、ディスク型砥石２を
この砥石の中心軌跡Ｘで示す軌跡Ｘに沿って矢印の研削
方向に移動させる。すなわちディスク型砥石２の外径Φ
Ｄを見込んだ位置のポイントＡに砥石の中心を設定し、
設計形状４に対して平行に移動することで形状加工を行
っていく。この場合、研削開始点であるポイントＡで
は、ディスク型砥石２の外径はΦＤであるが、研削加工
を進めるに応じて、研削終了点であるポイントＢでは外
径ΦＤ’まで磨耗した状態になっている。すなわち磨耗
した砥石３は初期のディスク型砥石２よりその外径が小
さくなっているため、その差の分だけ設計形状４に対し
て形状誤差△Ｌ１が生じる。この形状誤差△Ｌ１は、研
削加工に伴う砥石の磨耗であるため、△Ｌ１＝（ΦＤ−
ΦＤ’）／２で表され、研削加工開始ポイントＡから徐
々にその差は大きくなり、研削加工終了点であるポイン
トＢで最大となる。
【００１２】ここで磨耗したディスク型砥石３の外径Φ
Ｄ’を計測することで、形状誤差△Ｌ１を算出する。求
めた△Ｌ１に基づき、図１（ｂ）に示すようにポイント
Ｂの位置で砥石３に切り込み量△Ｌ１を与える。この状
態で、今度は前記図１（ａ）で示した研削方向と逆の矢
印の研削方向に磨耗したディスク型砥石３を移動させ、
再度被加工物１を研削加工する。すると前述の研削加工
と同様に、研削加工に応じてディスク型砥石３は磨耗し
ていくが、図１（ａ）で示した研削加工時に比べて、被
加工物１の除去量が研削方向に応じて徐々に減少するた
め、砥石の磨耗は図１（ａ）とは異なり、徐々に少なく
なり、３ａのような形状になる。このため図１（ｂ）に
示す再研削加工時に加工された形状６を得ることがで
き、設計形状４と再研削加工時に加工された形状６との
差である形状誤差△Ｌ２は、最初の研削加工で得た形状
誤差△Ｌ１よりはるかに小さい値となる。
Ｄ’を計測することで、形状誤差△Ｌ１を算出する。求
めた△Ｌ１に基づき、図１（ｂ）に示すようにポイント
Ｂの位置で砥石３に切り込み量△Ｌ１を与える。この状
態で、今度は前記図１（ａ）で示した研削方向と逆の矢
印の研削方向に磨耗したディスク型砥石３を移動させ、
再度被加工物１を研削加工する。すると前述の研削加工
と同様に、研削加工に応じてディスク型砥石３は磨耗し
ていくが、図１（ａ）で示した研削加工時に比べて、被
加工物１の除去量が研削方向に応じて徐々に減少するた
め、砥石の磨耗は図１（ａ）とは異なり、徐々に少なく
なり、３ａのような形状になる。このため図１（ｂ）に
示す再研削加工時に加工された形状６を得ることがで
き、設計形状４と再研削加工時に加工された形状６との
差である形状誤差△Ｌ２は、最初の研削加工で得た形状
誤差△Ｌ１よりはるかに小さい値となる。
【００１３】これは図２（ａ）に示すように、最初の研
削加工時は被加工物１の研削面７が設計形状４に対して
平行であったのに比べて、最初の研削加工時と逆方向に
研削加工を行っていく図２（ｂ）に示すような再研削加
工時の再研削面８では、研削方向に応じて徐々に減少す
るような傾斜をしている。このため砥石が除去すべき被
加工物１の除去量が徐々に減少するため、砥石に生じる
研削加工の負荷が減少し、磨耗量もこれに応じて徐々に
減少する。よって設計形状４との形状誤差△Ｌ２は最初
の形状誤差△Ｌ１よりはるかに小さいレベルとなる。
削加工時は被加工物１の研削面７が設計形状４に対して
平行であったのに比べて、最初の研削加工時と逆方向に
研削加工を行っていく図２（ｂ）に示すような再研削加
工時の再研削面８では、研削方向に応じて徐々に減少す
るような傾斜をしている。このため砥石が除去すべき被
加工物１の除去量が徐々に減少するため、砥石に生じる
研削加工の負荷が減少し、磨耗量もこれに応じて徐々に
減少する。よって設計形状４との形状誤差△Ｌ２は最初
の形状誤差△Ｌ１よりはるかに小さいレベルとなる。
【００１４】図１では最初の研削工程と逆方向への研削
工程とで、ディスク型砥石の回転方向を逆転させている
が、これは常に被加工物を砥石の研削力により押さえつ
けるようにさせるためである。被加工物が充分な力で保
持されていれば、砥石の回転方向を逆転させる必要はな
くなる。また、請求項２の研削加工方法では、研削加工
中に被加工物をその回転軸線を中心にして回転すること
を利用するもので、ポイントＢまでの研削加工は前記と
同じであるが、ポイントＢの位置で形状誤差△Ｌ１に相
当する切り込みを行った後、ポイントＢまでの研削方向
と同じ方向にディスク型砥石を移動させて被加工物１の
形状６を加工するものである。この加工方法によって設
計形状との形状誤差は最初の形状誤差△Ｌ１よりはるか
に小さいレベルとなる。
工程とで、ディスク型砥石の回転方向を逆転させている
が、これは常に被加工物を砥石の研削力により押さえつ
けるようにさせるためである。被加工物が充分な力で保
持されていれば、砥石の回転方向を逆転させる必要はな
くなる。また、請求項２の研削加工方法では、研削加工
中に被加工物をその回転軸線を中心にして回転すること
を利用するもので、ポイントＢまでの研削加工は前記と
同じであるが、ポイントＢの位置で形状誤差△Ｌ１に相
当する切り込みを行った後、ポイントＢまでの研削方向
と同じ方向にディスク型砥石を移動させて被加工物１の
形状６を加工するものである。この加工方法によって設
計形状との形状誤差は最初の形状誤差△Ｌ１よりはるか
に小さいレベルとなる。
【００１５】
（実施の形態１）本発明の研削加工方法に係る実施の形
態１を図３および図４（ａ）、（ｂ）に基いて説明す
る。図３は、ディスク型砥石の外径寸法を測定するため
の説明図であり、ワークスピンドル１０に保持された被
加工物１１の外径は既知（寸法Ｙ1 ）となっている。デ
ィスク型砥石１２を装着した工具軸受スピンドル１３
（スピンドルの装着軸のみを図示し、本体は不図示）を
数値制御装置１４により制御するに際し、停止状態のデ
ィスク型砥石１２の外周側面を停止状態の被加工物１１
の外周面（例えば図３で左側）に当接して該位置でのデ
ィスク砥石１２の座標位置を数値制御装置１４に読み込
み、次いで砥石１２を被加工物１１の反対側の外周面
（図３では右側）に当接して該位置での砥石の座標位置
を読み込む。この各位置での砥石１２の座標位置の差
（Ｙ2 ）と前記被加工物１１の外径（Ｙ1 ）との差（Ｙ
2 −Ｙ 1 ）により砥石の外径ΦＤ1 を数値制御装置１４
の演算部により求めることになっている。また同様に、
被加工物１１の回転軸線Ｏの位置まで砥石により加工し
た際の砥石１６の外径の測定は、工具軸受スピンドル１
３の回転を停止しまたワークスピンドル１０の回転を停
止して、砥石１６を被加工物１１の一方の外周面に当接
し、次いでこの砥石１６を反対側の外周面に当接して、
それぞれの当接位置での砥石の座標位置を読み込み、こ
の各位置での座標位置の差（Ｙ3 ）と被加工物１１の外
径（Ｙ1 ）との差（Ｙ3 −Ｙ1 ）により砥石の外径ΦＤ
´を求めることになっている。
態１を図３および図４（ａ）、（ｂ）に基いて説明す
る。図３は、ディスク型砥石の外径寸法を測定するため
の説明図であり、ワークスピンドル１０に保持された被
加工物１１の外径は既知（寸法Ｙ1 ）となっている。デ
ィスク型砥石１２を装着した工具軸受スピンドル１３
（スピンドルの装着軸のみを図示し、本体は不図示）を
数値制御装置１４により制御するに際し、停止状態のデ
ィスク型砥石１２の外周側面を停止状態の被加工物１１
の外周面（例えば図３で左側）に当接して該位置でのデ
ィスク砥石１２の座標位置を数値制御装置１４に読み込
み、次いで砥石１２を被加工物１１の反対側の外周面
（図３では右側）に当接して該位置での砥石の座標位置
を読み込む。この各位置での砥石１２の座標位置の差
（Ｙ2 ）と前記被加工物１１の外径（Ｙ1 ）との差（Ｙ
2 −Ｙ 1 ）により砥石の外径ΦＤ1 を数値制御装置１４
の演算部により求めることになっている。また同様に、
被加工物１１の回転軸線Ｏの位置まで砥石により加工し
た際の砥石１６の外径の測定は、工具軸受スピンドル１
３の回転を停止しまたワークスピンドル１０の回転を停
止して、砥石１６を被加工物１１の一方の外周面に当接
し、次いでこの砥石１６を反対側の外周面に当接して、
それぞれの当接位置での砥石の座標位置を読み込み、こ
の各位置での座標位置の差（Ｙ3 ）と被加工物１１の外
径（Ｙ1 ）との差（Ｙ3 −Ｙ1 ）により砥石の外径ΦＤ
´を求めることになっている。
【００１６】さて図４（ａ）、（ｂ）は、ガラスレンズ
や金型などの被加工物１１の加工面が非球面形状である
研削例を半裁にして示すものである。本実施の形態は非
球面形状の研削加工であるため、設計形状２０，加工さ
れた形状２１，再研削時に加工された形状２２のいずれ
も非球面形状を示し、またＯは被加工物１１の光軸と一
致する該被加工物１１の回転軸線を示しており、この軸
線Ｏを中心として被加工物１１は回転するようにワーク
スピンドル（図３における１０）に保持されている。
や金型などの被加工物１１の加工面が非球面形状である
研削例を半裁にして示すものである。本実施の形態は非
球面形状の研削加工であるため、設計形状２０，加工さ
れた形状２１，再研削時に加工された形状２２のいずれ
も非球面形状を示し、またＯは被加工物１１の光軸と一
致する該被加工物１１の回転軸線を示しており、この軸
線Ｏを中心として被加工物１１は回転するようにワーク
スピンドル（図３における１０）に保持されている。
【００１７】図４（ａ）に示すように、被加工物１１に
非球面の設計形状２０を加工するために、ディスク型砥
石１２（外径ΦＤ）を回転させながら前記回転軸線Ｏを
中心として回転する被加工物１１の設計形状２０に沿っ
て移動させる。このときディスク型砥石１２は、被加工
物１１の外周側面１１ａの外周縁部から砥石の中心軌跡
Ｘで示す形状に沿って矢印Ｅ1 で示す方向に沿って移動
し、砥石１２の中心が被加工物１１の回転軸心に直交す
るまで、即ち非球面形状の面頂位置２８まで研削加工を
行う（なお、図では面頂の手前で示している）。
非球面の設計形状２０を加工するために、ディスク型砥
石１２（外径ΦＤ）を回転させながら前記回転軸線Ｏを
中心として回転する被加工物１１の設計形状２０に沿っ
て移動させる。このときディスク型砥石１２は、被加工
物１１の外周側面１１ａの外周縁部から砥石の中心軌跡
Ｘで示す形状に沿って矢印Ｅ1 で示す方向に沿って移動
し、砥石１２の中心が被加工物１１の回転軸心に直交す
るまで、即ち非球面形状の面頂位置２８まで研削加工を
行う（なお、図では面頂の手前で示している）。
【００１８】次に被加工物１１の回転と砥石１２の回転
を停止し、磨耗したディスク型砥石１６の外径ΦＤ´を
図３にて説明したように計測し、そしてΦＤとΦＤ´と
の差による形状誤差△Ｌ１に基づき、図４（ｂ）に示す
ように再び被加工物１１と砥石１２とを回転させながら
砥石１６に形状誤差と同じ量の切り込み量△Ｌ１を与え
る。さらにこの状態で、今度は前記図４（ａ）で示した
研削方向と逆の方向Ｅ 2 にディスク型砥石１６を移動さ
せ、再度被加工物１１を研削加工する。
を停止し、磨耗したディスク型砥石１６の外径ΦＤ´を
図３にて説明したように計測し、そしてΦＤとΦＤ´と
の差による形状誤差△Ｌ１に基づき、図４（ｂ）に示す
ように再び被加工物１１と砥石１２とを回転させながら
砥石１６に形状誤差と同じ量の切り込み量△Ｌ１を与え
る。さらにこの状態で、今度は前記図４（ａ）で示した
研削方向と逆の方向Ｅ 2 にディスク型砥石１６を移動さ
せ、再度被加工物１１を研削加工する。
【００１９】すなわち、図４（ａ）でデイスク型砥石１
２の外径はΦＤであったが、研削加工を進めるに応じ
て、非球面形状の面頂位置２８ではΦＤ’まで磨耗した
状態になり、磨耗した砥石１６は初期のディスク型砥石
１２よりその直径が小さくなっているので、その差の分
だけ設計形状２０に対して形状誤差△Ｌ１が生じる。こ
の形状誤差△Ｌ１は、研削加工に伴う砥石の磨耗である
ため、△Ｌ１＝（ΦＤ−ΦＤ’）／２で表され、研削加
工を開始した時点から徐々にその差は大きくなり、面頂
位置２８で最大となる。
２の外径はΦＤであったが、研削加工を進めるに応じ
て、非球面形状の面頂位置２８ではΦＤ’まで磨耗した
状態になり、磨耗した砥石１６は初期のディスク型砥石
１２よりその直径が小さくなっているので、その差の分
だけ設計形状２０に対して形状誤差△Ｌ１が生じる。こ
の形状誤差△Ｌ１は、研削加工に伴う砥石の磨耗である
ため、△Ｌ１＝（ΦＤ−ΦＤ’）／２で表され、研削加
工を開始した時点から徐々にその差は大きくなり、面頂
位置２８で最大となる。
【００２０】これにより第一段階の非球面形状２１が得
られるが、この時点では上記したように砥石１６の磨耗
に伴う形状誤差△Ｌ１を含む形状となっている。そこで
磨耗した砥石１６の外径ΦＤ’を計測し、その分を切り
込みとして再度与え、図４（ａ）で示した研削方向とは
逆方向に砥石を移動させ、研削加工を行う。
られるが、この時点では上記したように砥石１６の磨耗
に伴う形状誤差△Ｌ１を含む形状となっている。そこで
磨耗した砥石１６の外径ΦＤ’を計測し、その分を切り
込みとして再度与え、図４（ａ）で示した研削方向とは
逆方向に砥石を移動させ、研削加工を行う。
【００２１】この研削加工に応じてディスク型砥石１６
は同じように磨耗していくが、図４（ａ）で示した研削
加工の開始時に比べて、被加工物１１の除去量が研削方
向に応じて徐々に減少するため、砥石１７の磨耗速度は
最初の研削加工よりも遅くなり、磨耗量は徐々に少なく
なる。このため図４（ｂ）に示す再研削加工時に創成さ
れた形状２２を得ることができ、設計形状２０と再研削
時に創成された形状２２との差である形状誤差△Ｌ２
は、最初の研削加工で得た形状誤差△Ｌ１よりはるかに
小さい値となる。
は同じように磨耗していくが、図４（ａ）で示した研削
加工の開始時に比べて、被加工物１１の除去量が研削方
向に応じて徐々に減少するため、砥石１７の磨耗速度は
最初の研削加工よりも遅くなり、磨耗量は徐々に少なく
なる。このため図４（ｂ）に示す再研削加工時に創成さ
れた形状２２を得ることができ、設計形状２０と再研削
時に創成された形状２２との差である形状誤差△Ｌ２
は、最初の研削加工で得た形状誤差△Ｌ１よりはるかに
小さい値となる。
【００２２】本実施の形態１によれば、従来からの数値
制御装置を備えた非球面研削装置で、特に新規の機構を
付加させることなく、より高い形状精度を得ることがで
きる。 また砥石の外径のみを計測するため、装置から
被加工物１１およびディスク型砥石１２あるいは１６の
いずれも取り外す必要がないため、砥石と被加工物の位
置（座標位置）の狂いが発生せず、より高い精度で研削
加工が行える。
制御装置を備えた非球面研削装置で、特に新規の機構を
付加させることなく、より高い形状精度を得ることがで
きる。 また砥石の外径のみを計測するため、装置から
被加工物１１およびディスク型砥石１２あるいは１６の
いずれも取り外す必要がないため、砥石と被加工物の位
置（座標位置）の狂いが発生せず、より高い精度で研削
加工が行える。
【００２３】（実施の形態２）本発明の研削加工方法に
係る実施の形態２を図５に基いて説明する。この実施の
形態２は、第一段階の被加工物を研削加工した後、被加
工物の面頂位置に砥石が達した時点で磨耗した砥石の外
径に応じて切り込みを行い、第一段階の研削加工と同じ
方向にそのまま研削加工を行う方法である。すなわち実
施の形態１では、非球面の面頂位置２８で砥石磨耗量を
計測した後、第一段階の研削加工とは逆方向Ｅ2 に砥石
１６を移動させて研削加工を行ったが、実施の形態２で
は、砥石１６の磨耗量をあらかじめ実験データなどで求
め、この求めたデータに基く計測値を数値制御装置の記
憶部に入力しておくとともに面頂位置２８で所定の切り
込みを行いながら最初の研削加工と同方向Ｅ1 にそのま
ま研削加工を行うものである。
係る実施の形態２を図５に基いて説明する。この実施の
形態２は、第一段階の被加工物を研削加工した後、被加
工物の面頂位置に砥石が達した時点で磨耗した砥石の外
径に応じて切り込みを行い、第一段階の研削加工と同じ
方向にそのまま研削加工を行う方法である。すなわち実
施の形態１では、非球面の面頂位置２８で砥石磨耗量を
計測した後、第一段階の研削加工とは逆方向Ｅ2 に砥石
１６を移動させて研削加工を行ったが、実施の形態２で
は、砥石１６の磨耗量をあらかじめ実験データなどで求
め、この求めたデータに基く計測値を数値制御装置の記
憶部に入力しておくとともに面頂位置２８で所定の切り
込みを行いながら最初の研削加工と同方向Ｅ1 にそのま
ま研削加工を行うものである。
【００２４】上記において、面頂位置２８は、非球面形
状における光軸を中心として回転する回転対称形状を有
する被加工物の回転軸線と加工面との頂部における交点
のことをいうものである。図５において、設計形状３
０、加工された形状３１、再研削時に加工された形状３
２は、それぞれ面頂位置２８の回転軸線Ｏを中心として
両方向に非球面形状を成している。
状における光軸を中心として回転する回転対称形状を有
する被加工物の回転軸線と加工面との頂部における交点
のことをいうものである。図５において、設計形状３
０、加工された形状３１、再研削時に加工された形状３
２は、それぞれ面頂位置２８の回転軸線Ｏを中心として
両方向に非球面形状を成している。
【００２５】実施の形態２では、前記の如く、被加工物
１１の側面１１ａの外周縁部から面頂位置２８まで設計
形状３０に沿って研削加工したときの砥石１２の磨耗量
をあらかじめ実験などで求め、その計測値をあらかじめ
数値制御装置１４の記憶部に入力しておく。そして図５
に示すように、ワークスピンドルに保持された被加工物
１１を回転させながらこの被加工物１１の側面１１ａの
外周縁部から面頂位置２８まで設計形状３０に沿った砥
石の中心軌跡Ｘに沿って砥石１２により研削加工を行
い、砥石１６が面頂位置２８に達した瞬間に被加工物１
１を回転させた状態で前記記憶部に入力された磨耗量に
応じた切り込み△Ｌ１を与えて設計形状３０に一致する
面頂位置２９とするとともに、砥石１６をそのまま同じ
方向Ｅ1 に進行することにより再研削加工時に加工され
る形状３２を得る（なお、図では砥石１６を面頂の手前
として図示しているが、面頂に一致差せるものであ
る）。
１１の側面１１ａの外周縁部から面頂位置２８まで設計
形状３０に沿って研削加工したときの砥石１２の磨耗量
をあらかじめ実験などで求め、その計測値をあらかじめ
数値制御装置１４の記憶部に入力しておく。そして図５
に示すように、ワークスピンドルに保持された被加工物
１１を回転させながらこの被加工物１１の側面１１ａの
外周縁部から面頂位置２８まで設計形状３０に沿った砥
石の中心軌跡Ｘに沿って砥石１２により研削加工を行
い、砥石１６が面頂位置２８に達した瞬間に被加工物１
１を回転させた状態で前記記憶部に入力された磨耗量に
応じた切り込み△Ｌ１を与えて設計形状３０に一致する
面頂位置２９とするとともに、砥石１６をそのまま同じ
方向Ｅ1 に進行することにより再研削加工時に加工され
る形状３２を得る（なお、図では砥石１６を面頂の手前
として図示しているが、面頂に一致差せるものであ
る）。
【００２６】これにより、被加工物１１の面頂位置２
８、２９での砥石１６の移動がスムーズになり、非球面
形状の変化が連続的になり、面頂位置での変曲点の発生
を防ぐことができる。またあらかじめ磨耗量が予測され
て入力されているため、面頂位置に砥石が達した時点で
補正が行われ研削加工が停止することなく連続するの
で、より短時間で加工が行える。
８、２９での砥石１６の移動がスムーズになり、非球面
形状の変化が連続的になり、面頂位置での変曲点の発生
を防ぐことができる。またあらかじめ磨耗量が予測され
て入力されているため、面頂位置に砥石が達した時点で
補正が行われ研削加工が停止することなく連続するの
で、より短時間で加工が行える。
【００２７】実施の形態２では、砥石の磨耗量をあらか
じめ実験などで求めた計測値を数値制御装置に入力して
おくことで砥石に切り込みを与えたが、実施の形態１の
ように第一段階の研削加工が終了した時点で砥石の外径
の計測を行い、この計測値を数値制御装置に入力しても
よい。同様に、実施の形態１においても実施の形態２の
ように実験など求めておいた計測値を入力しておいて、
計測工程を省略しても同様のことが言えることは明らか
である。
じめ実験などで求めた計測値を数値制御装置に入力して
おくことで砥石に切り込みを与えたが、実施の形態１の
ように第一段階の研削加工が終了した時点で砥石の外径
の計測を行い、この計測値を数値制御装置に入力しても
よい。同様に、実施の形態１においても実施の形態２の
ように実験など求めておいた計測値を入力しておいて、
計測工程を省略しても同様のことが言えることは明らか
である。
【００２８】なお、実施の形態１，２では、被加工物の
加工形状を非球面形状として説明したが、非球面形状に
限定されるものではなく、球面形状であっても適用でき
ることは明らかである。
加工形状を非球面形状として説明したが、非球面形状に
限定されるものではなく、球面形状であっても適用でき
ることは明らかである。
【００２９】
【発明の効果】本発明の研削加工方法によれば、数値制
御装置を備えた研削装置により、非球面や球面などの形
状が安価でかつ高い形状精度で得ることができる。
御装置を備えた研削装置により、非球面や球面などの形
状が安価でかつ高い形状精度で得ることができる。
【図１】（ａ）、（ｂ）は本発明の研削加工方法の理解
を容易にするための説明図である。
を容易にするための説明図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は本発明の研削加工方法の理解
を容易にするための説明図である。
を容易にするための説明図である。
【図３】ディスク型砥石の寸法を測定するための説明図
である。
である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態１の研削
加工方法の説明図である。
加工方法の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２の研削加工方法の説明図
である。
である。
【図６】従来の砥石の磨耗補正制御装置を有する非球面
研削装置のブロック図である。
研削装置のブロック図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は従来の砥石の磨耗補正制御装
置を有する非球面研削装置の形状補正動作の原理図であ
る。
置を有する非球面研削装置の形状補正動作の原理図であ
る。
１ 被加工物 ２ ディスク型砥石 ３ 磨耗した砥石 ４ 設計形状 ６ 再研削加工時に加工された形状 ７ 研削面 ８ 再研削面 １０ ワ−クスピンドル １１ 被加工物 １２ ディスク型砥石 １３ 工具軸受スピンドル １４ 数値制御装置 １６ 磨耗した砥石 ２０ 設計形状 （非球面） ２１ 加工された形状 （非球面） ２２ 再研削加工時に加工された形状 （非球面）
Claims (2)
- 【請求項１】 レンズや、レンズをモールディングによ
り製作する金型における非球面などの形状を研削により
加工する研削加工方法において、設計形状に応じて砥石
を移動させながら被加工物の研削面の形状加工を行う第
１の研削工程と、第１の研削工程終了後に砥石の寸法を
計測する工程と、計測した寸法に応じて切り込みを与え
て第１の研削工程と逆方向に砥石を移動させて被加工面
の研削面の研削加工を行う第２の研削工程を有すること
を特徴とする研削加工方法。 - 【請求項２】 レンズや、レンズをモールデイングによ
り製作する金型における非球面などの形状を研削により
加工する研削加工方法において、第１の研削工程終了後
の砥石の磨耗量に対応した補正値を予め求めて記憶部に
入力する工程と、設計形状に応じて砥石を移動させなが
ら被加工物の研削面の形状加工を行う第１の研削工程
と、砥石が被加工物の面頂位置に達した時点で予め入力
されている補正値に応じて切り込みを与え研削加工を行
う第２の研削工程を有することを特徴とする研削方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17602596A JP3685418B2 (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | 研削加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17602596A JP3685418B2 (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | 研削加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1015800A true JPH1015800A (ja) | 1998-01-20 |
| JP3685418B2 JP3685418B2 (ja) | 2005-08-17 |
Family
ID=16006418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17602596A Expired - Fee Related JP3685418B2 (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | 研削加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3685418B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000065174A (ja) * | 1998-08-24 | 2000-03-03 | Nippon Seiko Kk | ローディングカム装置のカム面の加工方法及び加工装置 |
| JP2002001655A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-08 | Nippei Toyama Corp | ワークの研削装置および研削方法 |
| JP2003159640A (ja) * | 2001-11-26 | 2003-06-03 | Olympus Optical Co Ltd | 曲面研削加工方法 |
| JP2004174665A (ja) * | 2002-11-27 | 2004-06-24 | Ricoh Co Ltd | 曲面加工方法および曲面加工装置 |
| JP2018051687A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 三井精機工業株式会社 | 砥石径の推定方法及びそれを用いた工作機械 |
-
1996
- 1996-07-05 JP JP17602596A patent/JP3685418B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000065174A (ja) * | 1998-08-24 | 2000-03-03 | Nippon Seiko Kk | ローディングカム装置のカム面の加工方法及び加工装置 |
| JP2002001655A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-08 | Nippei Toyama Corp | ワークの研削装置および研削方法 |
| JP2003159640A (ja) * | 2001-11-26 | 2003-06-03 | Olympus Optical Co Ltd | 曲面研削加工方法 |
| JP2004174665A (ja) * | 2002-11-27 | 2004-06-24 | Ricoh Co Ltd | 曲面加工方法および曲面加工装置 |
| JP2018051687A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 三井精機工業株式会社 | 砥石径の推定方法及びそれを用いた工作機械 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3685418B2 (ja) | 2005-08-17 |
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