JPH1199454A - Polishing device and polishing method - Google Patents
Polishing device and polishing methodInfo
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- JPH1199454A JPH1199454A JP28140297A JP28140297A JPH1199454A JP H1199454 A JPH1199454 A JP H1199454A JP 28140297 A JP28140297 A JP 28140297A JP 28140297 A JP28140297 A JP 28140297A JP H1199454 A JPH1199454 A JP H1199454A
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばトーリック
形状等の、直交する2軸の方向にそれぞれ曲率または近
似曲率が異なる曲面状の被加工面を研磨するための研磨
装置および研磨方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method for polishing a curved work surface having a curvature or an approximate curvature different from each other in two orthogonal directions such as a toric shape. is there.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えばトーリックレンズの成形型(トー
リック金型)等を製作する際には、ダイヤモンド精密切
削加工等の後に、直交する2軸の方向にそれぞれ曲率ま
たは近似曲率が異なる曲面状の被加工面を研磨によって
鏡面仕上げする工程が必要であり、このような場合に用
いる研磨装置として、従来から、図9に示すものが用い
られている。これは、トーリック金型等のワークW0 の
被加工面に研磨工具101を押しつけて、ワークW0 の
被加工面の曲率半径が最大である方向(以下、「母線方
向」という。)にワークW0 を移動させるY軸方向の送
りと、ワークW0の被加工面の曲率半径が最小である方
向(以下、「子線方向」という。)に研磨工具101を
移動させるX軸方向の送りによってワークW0 と研磨工
具101の摺り合わせを行なうものである。2. Description of the Related Art For example, when manufacturing a mold (a toric mold) for a toric lens or the like, after a diamond precision cutting process or the like, a curved surface having different curvatures or approximate curvatures in directions of two orthogonal axes. A step of polishing the processed surface to a mirror surface is required. As a polishing apparatus used in such a case, a polishing apparatus shown in FIG. 9 has been conventionally used. This presses the polishing tool 101 to the processed surface of the workpiece W 0 toric mold etc., work direction radius of curvature of the surface to be processed of the workpiece W 0 is the maximum (hereinafter, referred to as. "Generatrix direction") to a feed in the Y-axis direction for moving the W 0, the direction of curvature radius of the surface to be processed of the workpiece W 0 is the minimum (hereinafter referred to as "sagittal direction".) the polishing tool 101 is moved in the X-axis direction feed The work W 0 and the polishing tool 101 are rubbed together.
【0003】研磨工具101のX軸方向の送りは、研磨
工具101をワークW0 の被加工面に押しつけるための
先端がピンジョイントであるカンザシ102を、図示し
ない直線駆動のXステージによってX軸方向に移動させ
ることによって行なわれる。また、ワークW0 のY軸方
向の送りは、ワークW0 を保持するワーク保持台を、図
示しない直線駆動のYステージによってY軸方向へ移動
させることによって行なわれる。[0003] X-axis direction of the feed of the grinding tool 101, the hairpins 102 tip is a pin joint for pressing the polishing tool 101 to the processed surface of the workpiece W 0, X-axis direction by the X stage straight driving (not shown) Is carried out. Further, Y-axis direction of feed of the workpiece W 0 is the workpiece holding table for holding a workpiece W 0, is performed by moving the Y-axis direction by the linear driving of the Y stage (not shown).
【0004】通常は、研磨工具101を子線方向に揺動
させながらワークW0 を母線方向に送ることでワークW
0 の被加工面を帯状に研磨する工程を繰り返す。[0004] Typically, the workpiece W by sending a workpiece W 0 while swinging the polishing tool 101 in the sagittal direction in the generatrix direction
The step of polishing the 0- processed surface into a band shape is repeated.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、カンザシによってワークの被加工面に
押圧される研磨工具は、被加工面の傾斜に追従して任意
の方向に傾斜自在であるが、子線方向と母線方向の双方
に被加工面の曲率半径が小さくて被加工面の傾斜が大き
い場合には、研磨工具がワークの周縁部に移動したとき
にカンザシの加圧方向に対して研磨工具が大きく傾く。
このために、ワークの周縁部の研磨荷重が小さくなり、
その結果、研磨量が局部的に減少して均一な研磨を行な
うことができないという未解決の課題がある。However, according to the above-mentioned prior art, the polishing tool pressed against the work surface of the work by the kansashi can freely tilt in any direction following the inclination of the work surface. However, if the radius of curvature of the work surface is small in both the sagittal direction and the generatrix direction and the inclination of the work surface is large, when the polishing tool moves to the peripheral portion of the work, The polishing tool tilts greatly.
For this reason, the polishing load on the peripheral portion of the work is reduced,
As a result, there is an unsolved problem that the polishing amount is locally reduced and uniform polishing cannot be performed.
【0006】詳しく説明すると、図10に示すように、
ワークW0 の被加工面の曲率半径が小さいと、その周縁
部においては、Z軸方向に加圧されるカンザシの加圧力
T1がワークW0 の被加工面に対して垂直な状態から大
きく傾いてしまう。このためにワークW0 の被加工面の
法線方向に作用する研磨荷重T2 (T1 cosθ)がワ
ークW0 の中央部分に比べて著しく減少し、研磨量が不
均一となる。More specifically, as shown in FIG.
When the radius of curvature of the work surface of the work W 0 is small, the pressing force T 1 of the kansashi pressed in the Z-axis direction increases from the state perpendicular to the work surface of the work W 0 at the peripheral edge thereof. I will tilt. Therefore polishing load T 2 acting in the normal direction of the surface to be processed of the workpiece W 0 to (T 1 cos [theta]) is significantly reduced compared to the central portion of the workpiece W 0, the polishing amount becomes uneven.
【0007】このように研磨量がワークW0 の中央部分
と周縁部で不均一となれば、研磨後のワークW0 の被加
工面の曲率を研磨前のものと同じに仕上げることはでき
ない。[0007] Once the amount of polishing in this manner nonuniform central portion and peripheral portion of the workpiece W 0, it is impossible to finish the curvature of the surface to be processed of the workpiece W 0 after polishing the same as before polishing.
【0008】この傾向は、研磨工具のX軸方向の幅を小
さくして研磨せざるを得ない状況においては特に大きな
欠点となる。例えば、母線方向または子線方向が非球面
形状の被加工面を研磨する場合には、被加工面との接触
面積の小さい研磨工具を用いる必要があるため、均一な
研磨が極めて困難である。[0008] This tendency is a serious disadvantage particularly in a situation where the width of the polishing tool in the X-axis direction must be reduced to perform polishing. For example, when polishing a work surface having an aspherical shape in the generatrix direction or the sagittal direction, it is necessary to use a polishing tool having a small contact area with the work surface, so that uniform polishing is extremely difficult.
【0009】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、ワークの被加工面の
曲率半径が小さい場合でも、その周縁部において研磨量
が低減する等のトラブルを回避して、被加工面全体を極
めて均一に研磨することのできる高性能な研磨装置およ
び研磨方法を提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned unsolved problems of the prior art. Even when the radius of curvature of a work surface of a workpiece is small, troubles such as a reduction in the amount of polishing at the peripheral edge thereof are caused. It is an object of the present invention to provide a high-performance polishing apparatus and a high-performance polishing method capable of extremely uniformly polishing the entire surface to be processed while avoiding the problem.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の研磨装置は、ワークを保持するワーク保持
台と、該ワーク保持台を第1の軸のまわりに枢動させる
ための第1の駆動手段と、前記ワーク保持台を第2の軸
のまわりに枢動させるための第2の駆動手段と、前記ワ
ークの被加工面を研磨する研磨工具と、該研磨工具を第
3の軸に沿って往復移動させるための第3の駆動手段
と、前記研磨工具を回転させるための回転手段を有する
ことを特徴とするものである。In order to achieve the above object, a polishing apparatus according to the present invention comprises a work holder for holding a work, and a work holder for pivoting the work holder about a first axis. A first drive unit, a second drive unit for pivoting the work holding table around a second axis, a polishing tool for polishing a work surface of the work, and a third And a rotating means for rotating the polishing tool.
【0011】また、台盤上において第1の軸のまわりに
枢動自在に支持された第1の揺動ステージと、これを枢
動させるための第1の駆動手段と、前記第1の揺動ステ
ージ上において第2の軸のまわりに枢動自在に支持され
た第2の揺動ステージと、これを枢動させるための第2
の駆動手段と、前記第2の揺動ステージに支持されたワ
ーク保持台と、該ワーク保持台に保持されたワークの被
加工面を研磨する研磨工具と、該研磨工具を第3の軸に
沿って往復移動させるための第3の駆動手段と、前記研
磨工具を回転させるための回転手段を有するものでもよ
い。Also, a first swing stage pivotally supported on a base plate around a first axis, first driving means for pivoting the first swing stage, and the first swing stage. A second swing stage pivotally supported on a second stage about a second axis, and a second swing stage for pivoting the second swing stage;
Driving means, a work holding table supported by the second swing stage, a polishing tool for polishing a work surface of the work held by the work holding table, and the polishing tool being mounted on a third shaft. A third driving means for reciprocating the polishing tool along with a rotating means for rotating the polishing tool may be provided.
【0012】研磨工具の傾斜角度を変化させる傾斜角度
調節手段が設けられているとよい。It is preferable that an inclination angle adjusting means for changing the inclination angle of the polishing tool is provided.
【0013】第1の軸に対するワーク保持台の離間距離
を調節するための離間距離調節手段が設けられていると
よい。It is preferable that a separation distance adjusting means for adjusting a separation distance of the work holding table with respect to the first axis is provided.
【0014】第2の軸に対するワーク保持台の離間距離
を調節するための第2の離間距離調節手段が設けられて
いるとよい。It is preferable that a second separation distance adjusting means for adjusting a separation distance of the work holding table with respect to the second axis is provided.
【0015】回転手段が、研磨工具を第3の軸のまわり
に公転させる公転機構と、前記研磨工具を自転させる自
転機構を備えていてもよい。The rotating means may include a revolving mechanism for revolving the polishing tool around a third axis and a rotating mechanism for revolving the polishing tool.
【0016】[0016]
【作用】トーリック形状等の曲面状の被加工面を有する
ワークに研磨工具を押圧し、ワークを保持するワーク保
持台を第1、第2の軸のまわりに揺動させることで、ワ
ークの母線方向と子線方向の送りを行ない、被加工面全
体を研磨する。被加工面に対する研磨工具の加圧力は、
第3の駆動手段によって制御される。第1、第2の軸を
ワークの母線方向と子線方向の曲率または近似曲率の中
心に位置させれば、ワークの周縁部を研磨するときに、
研磨工具の加圧力がワークの被加工面に対して傾くおそ
れはない。The polishing tool is pressed against a work having a curved work surface such as a toric shape, and the work holding table for holding the work is swung about the first and second axes, thereby generating a bus of the work. The feed is performed in the machine direction and the sagittal direction, and the entire surface to be processed is polished. The pressing force of the polishing tool on the work surface is
It is controlled by the third driving means. If the first and second axes are located at the center of curvature or approximate curvature in the generatrix direction and the sagittal direction of the work, when polishing the peripheral portion of the work,
There is no possibility that the pressing force of the polishing tool is inclined with respect to the work surface of the work.
【0017】ワークの被加工面の曲率半径が小さくて
も、ワークの周縁部で研磨荷重が減少することなく、被
加工面全体の研磨量を極めて均一にすることができる。Even if the radius of curvature of the work surface of the work is small, the polishing load on the entire work surface can be made extremely uniform without reducing the polishing load at the peripheral edge of the work.
【0018】ワークの中央部分と周縁部等の間で研磨量
が不均一になるのを防ぎ、トーリック金型の鏡面部等を
高精度で研磨仕上げすることができる。It is possible to prevent the amount of polishing from becoming uneven between the central portion and the peripheral portion of the work, and to polish and finish the mirror surface portion and the like of the toric mold with high accuracy.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0020】図1は一実施の形態による研磨装置を示す
斜視図であって、これは、ダイヤモンド精密切削加工後
のトーリック金型であるワークW1 の被加工面に、半球
状の研磨工具10を押しつけて回転させながら、ワーク
W1 の被加工面の曲率半径が最大である母線方向(Y軸
方向)と、被加工面の曲率半径が最小である子線方向
(X軸方向)にワークW1 を送ることによって、ワーク
W1 と研磨工具10との間に摺り合わせを行なうもので
ある。[0020] Figure 1 is a perspective view showing a polishing apparatus according to an embodiment, which is to be processed surface of the workpiece W 1 is a toric mold after diamond precision cutting, polishing tool 10 of hemispherical while rotating against a workpiece and generating line direction (Y-axis direction) the radius of curvature of the surface to be processed of the workpiece W 1 is the maximum, in the sagittal direction the radius of curvature of the surface to be processed is the minimum (X axis direction) By sending W 1 , the work W 1 and the polishing tool 10 are rubbed.
【0021】ワークW1 を載置するワーク保持台20
は、X揺動機構30から突出する第2の揺動ステージで
あるアーム31の自由端に支持され、X揺動機構30
は、Y揺動機構40から突出する第1の揺動ステージで
あるアーム41の自由端に支持されている。Work holding table 20 on which work W 1 is placed
Is supported by a free end of an arm 31 which is a second swing stage projecting from the X swing mechanism 30,
Is supported by a free end of an arm 41 which is a first swing stage protruding from the Y swing mechanism 40.
【0022】Y揺動機構40は、台盤50上に立設され
た一対の支持体51の上端に枢動自在に懸下された略U
字形の枠体を有し、該枠体の一側縁からY軸方向にアー
ム41が突出している。アーム41の自由端に配設され
た離間距離調節手段であるリニアスライド42は、X揺
動機構30の支持体43を支持し、X揺動機構30の垂
直方向(Z軸方向)の位置を調節自在である。支持体4
3の上端には、X揺動機構30が枢動自在に懸下されて
いる。The Y swing mechanism 40 has a substantially U-shape suspended on the upper ends of a pair of supports 51 erected on a base 50 so as to be pivotable.
It has a character-shaped frame, and an arm 41 protrudes from one side edge of the frame in the Y-axis direction. A linear slide 42, which is a separation distance adjusting means disposed at a free end of the arm 41, supports the support 43 of the X swing mechanism 30, and adjusts the position of the X swing mechanism 30 in the vertical direction (Z axis direction). It is adjustable. Support 4
An X swinging mechanism 30 is suspended at the upper end of 3 so as to be pivotable.
【0023】ワークW1 の母線方向の送りは、Y揺動機
構40をX揺動機構30とともに、第1の駆動手段であ
るパルスモータM1 によって第1の軸である軸40aの
まわりに枢動(揺動)させることによって行なわれる。The generatrix direction of feed of the workpiece W 1 is pivotally the Y swing mechanism 40 with X swinging mechanism 30, about an axis 40a which is a first shaft by a pulse motor M 1 is a first driving means It is performed by moving (swinging).
【0024】また、ワークW1 の子線方向の送りは、Y
揺動機構40上のX揺動機構30を第2の駆動手段であ
るパルスモータM2 によって第2の軸である軸30aの
まわりに枢動(揺動)させることによって行なわれる。[0024] In addition, the sagittal direction of the feed of the workpiece W 1 is, Y
Is performed by pivoting (swinging) the X swing mechanism 30 on the swing mechanism 40 about the second by a pulse motor M 2 is a driving means which is a second shaft axis 30a.
【0025】ワークW1 の母線方向の揺動半径の設定
は、リニアスライド42によって前述のようにX揺動機
構30の支持体43の位置をZ軸方向に調整することに
よって行なわれる。[0025] The swing radius of the generatrix direction of the work W 1 configuration, the linear slide 42 to the position of the support 43 of the X rocking mechanism 30 as described above is performed by adjusting the Z-axis direction.
【0026】また、ワークW1 の子線方向の揺動半径
は、ワーク保持台20とワークW1 の間に介在する第2
の離間距離調節手段であるジク21の厚さ(高さ)を変
化させることによって調節される。これによって、ワー
クW1 の被加工面の子線方向の曲率あるいは近似曲率の
中心とワークW1 の子線方向の揺動運動の中心を一致さ
せて、子線方向にワークW1 が揺動しても研磨工具10
の加圧方向がワークW1の被加工面の法線方向に常に一
致するように調整することができる。ワークW1の非球
面量が大きい場合は、球面からの非球面変位が最も小さ
くなるように揺動半径を設定する。母線方向についても
リニアスライド42を用いて同様に調整する。The swing radius of the work W 1 in the sagittal direction is the second swing distance between the work holding table 20 and the work W 1 .
Is adjusted by changing the thickness (height) of the jig 21 which is the separation distance adjusting means. Thus, by matching the center of rocking motion of the center and the sagittal direction of the workpiece W 1 of the curvature or approximate the curvature of the sagittal direction of the processed surface of the workpiece W 1, the work W 1 in the sagittal direction swing Even polishing tools 10
Can pressurization direction is adjusted to always coincide with the normal direction of the surface to be processed of the workpiece W 1. If the aspherical amount of the work W 1 is large, the aspherical surface displacement from spherical to set the swing radius so that the most decreases. The adjustment in the generatrix direction is similarly performed using the linear slide 42.
【0027】なお、ジク21の厚さを変えると、母線方
向の揺動半径も変化するため、再度リニアスライド42
を駆動して母線方向の揺動半径を微調整する作業が必要
である。When the thickness of the jig 21 is changed, the swing radius in the generatrix direction also changes.
To finely adjust the swing radius in the generatrix direction is required.
【0028】研磨工具10は、回転手段であるモータM
3 によって回転される研磨ヘッド11に保持され、研磨
ヘッド11は、第3の駆動手段であるエアーシリンダ1
2によってZ軸方向に加圧される。エアーシリンダ12
は、台盤50に立設されたコラム13の側面に支持され
たスライド13aをZ軸方向に移動させる。スライド1
3aは、研磨ヘッド11を片持ち支持する傾斜角度調節
手段である支持体14を軸11aのまわりに回転自在に
支持する。軸11aのまわりに支持体14を回転させる
ことで、研磨ヘッド11の傾斜角度を変えることができ
る。The polishing tool 10 includes a motor M as a rotating means.
The polishing head 11 is held by a polishing head 11 which is rotated by an air cylinder 1.
2 pressurizes in the Z-axis direction. Air cylinder 12
Moves the slide 13a supported on the side surface of the column 13 erected on the base 50 in the Z-axis direction. Slide one
Reference numeral 3a supports a support 14 which is a tilt angle adjusting means for supporting the polishing head 11 in a cantilever manner so as to be rotatable around an axis 11a. By rotating the support 14 about the axis 11a, the inclination angle of the polishing head 11 can be changed.
【0029】ワークW1 がトーリック金型である場合
は、必要とする研磨荷重が小さいため、エアーシリンダ
12による摩擦の影響がないように摩擦レスタイプのエ
アーシリンダを用いる。また、研磨ヘッド11の重量が
大きすぎるときは、エアーシリンダ12に逆圧を与え
て、適正な加圧力に調整する。[0029] When the workpiece W 1 is a toric mold, since the polishing load required by the small, used friction-less air cylinders so that there is no influence of the friction by the air cylinder 12. If the weight of the polishing head 11 is too large, a reverse pressure is applied to the air cylinder 12 to adjust the pressure to an appropriate value.
【0030】図2は研磨工具10を示すもので、これ
は、モータM3 によって回転される軸10aと、その先
端に保持された半球状の研磨パッド10bを有する。研
磨パッド10bは、半球状の弾性体に表面が研磨能力の
ある物質、例えば薄肉のピッチ、ウレタン等を接着した
ものを用いる。前述のように研磨ヘッド11を軸11a
のまわりに回転させて研磨工具10を傾斜させると、ワ
ークW1 に対する研磨パッド10bの接触部がモータM
3 による研磨工具10の回転中心をはずれるため、前記
接触部における回転周速度は変曲点のない連続的な変化
をする。従って、研磨量が急激に変化するのを回避して
滑らかに研磨することができる。[0030] Figure 2 shows a polishing tool 10, which has a shaft 10a which is rotated by a motor M 3, the hemispherical abrasive pad 10b held in the tip. As the polishing pad 10b, a material in which a material having a polishing ability such as a thin-walled pitch or urethane is adhered to a hemispherical elastic body is used. As described above, the polishing head 11 is
When rotated about the polishing tool 10 is inclined, the contact portion is the motor M of the polishing pad 10b for the workpiece W 1
Since the center of rotation of the polishing tool 10 by 3 is deviated, the rotational peripheral speed at the contact portion changes continuously without an inflection point. Therefore, it is possible to perform smooth polishing while avoiding a sharp change in the polishing amount.
【0031】研磨工具10とワークW1 の接触面積は、
研磨パッド10bの曲率と加圧力によって変化するた
め、どちらか一方を変えることで所望の接触面積を得る
ことができる。The contact area between the polishing tool 10 and the work W 1 is:
Since it changes depending on the curvature and the pressing force of the polishing pad 10b, a desired contact area can be obtained by changing either one.
【0032】研磨作業は、ワーク保持台20上のワーク
W1 の被加工面に研磨工具10を押しつけて、研磨工具
10を回転させながら、ワーク保持台20をX軸方向と
Y軸方向に送ることによって行なわれる。送りを制御す
るパターンは後述するように3種類の送りパターンが一
般的である(図5参照)。The polishing operation is pressing the polishing tool 10 to the work surface of the workpiece W 1 on the workpiece holding table 20, while the polishing tool 10 is rotated, and sends the work holding base 20 in the X-axis direction and the Y-axis direction It is done by doing. As a pattern for controlling the feeding, three types of feeding patterns are generally used as described later (see FIG. 5).
【0033】X軸方向の送りは、X揺動機構30をワー
クW1 の子線方向の曲率半径の中心にあるY軸方向の軸
30aのまわりに揺動させることによって行なわれる。
また、Y軸方向の送りも、Y揺動機構40をX軸方向の
軸40aのまわりに揺動させることによって行なわれ
る。従って、ワークW1 のX軸方向の端部においても、
Y軸方向の端部においても、研磨工具10の加圧力がワ
ークW1 の被加工面に対して垂直に作用する。その結
果、研磨荷重は常時一定で、被加工面全体の研磨量を均
一にすることができる。[0033] X-axis direction of the feeding is performed by swinging about the Y-axis direction of the shaft 30a in the X rocking mechanism 30 in the sagittal direction of the radius of curvature of the center of the workpiece W 1.
Feeding in the Y-axis direction is also performed by swinging the Y swing mechanism 40 around an axis 40a in the X-axis direction. Thus, even at the end portion of the X-axis direction of the work W 1,
Even at the end portion of the Y-axis direction, pressure of the polishing tool 10 acts perpendicularly to the work surface of the workpiece W 1. As a result, the polishing load is always constant, and the amount of polishing on the entire surface to be processed can be made uniform.
【0034】さらに、研磨工具10に接触面積の小さい
球状の研磨面を用いており、これが、ワークW1 の被加
工面に対して傾斜して保持されるため、ワークW1 の被
加工面の曲率半径が小さくても高速度で極めて均一な研
磨を行なうことができる。Furthermore, and with the polishing surface of the small spherical with the contact area on the polishing tool 10, which, because it is held inclined with respect to the processed surface of the workpiece W 1, the workpiece W 1 treated surface of the Even if the radius of curvature is small, extremely uniform polishing can be performed at a high speed.
【0035】図3は、外形が円形または矩形状で、ワー
クW2 の被加工面が比較的大きい場合に用いる研磨工具
60を示す。これは、軸61aの先端に、内側がゴム等
の弾性体60aで、表面層60bが研磨能力のある2重
構造の研磨パッド61bを有するもので、ワークW2 と
の接触部の曲率を、トーリック金型であるワークW2の
被加工面の子線方向と母線方向のそれぞれの平均曲率に
したトーリック形状の研磨工具である。[0035] Figure 3, the outer shape is circular or rectangular shape, showing a polishing tool 60 used when the processed surface of the workpiece W 2 is relatively large. This is the tip of the shaft 61a, an elastic body 60a of the inner rubber, in which the surface layer 60b having a polishing pad 61b of double structure having the polishing ability, the curvature of the contact portion between the workpiece W 2, a polishing tool of toric shape that the respective average curvature sagittal direction and the generatrix direction of the work surface of the work W 2 is a toric mold.
【0036】この場合は、図4に示すような周転円機構
62を用い、実質的に研磨工具60を回転させずに公転
運動だけを与えて、研磨工具60の向きが変化しないよ
うにする。すなわち、研磨工具60の接触面の弾性変形
を最小限にして公転運動により研磨除去能率を上げるも
のである。周転円機構62は、回転軸62aを公転機構
であるモータによって回転させ、ピンジョイント62b
を介して研磨工具60に公転運動を伝える。工具軸61
aと一体である自転機構である歯車62cが固定側の内
歯車62dにかみ合っており、歯車62cが公転1回転
する間に研磨工具60が自転1回転をして、研磨工具6
0の向きが変化しないように構成されている。In this case, an orbital rotation mechanism 62 as shown in FIG. 4 is used, and only the revolving motion is given without substantially rotating the polishing tool 60 so that the direction of the polishing tool 60 does not change. . That is, the elastic deformation of the contact surface of the polishing tool 60 is minimized, and the polishing removal efficiency is increased by the orbital motion. The rotating circle mechanism 62 rotates the rotating shaft 62a by a motor which is a revolution mechanism, and rotates the pin joint 62b.
The revolving motion is transmitted to the polishing tool 60 via the. Tool axis 61
The gear 62c, which is a rotation mechanism integrated with the gear a, meshes with the internal gear 62d on the fixed side, and the polishing tool 60 makes one rotation while the gear 62c makes one revolution.
It is configured so that the direction of 0 does not change.
【0037】ワークの外形が矩形の場合は、研磨工具の
外形も矩形にし、また、周転円の運動の代わりに、直線
往復運動を付加して、被加工面の隅部も研磨量が均一に
できるようにする。When the external shape of the workpiece is rectangular, the external shape of the polishing tool is also rectangular, and a linear reciprocating motion is added instead of the motion of the rotating circle, so that the polishing amount is uniform at the corner of the surface to be processed. To be able to
【0038】工具軸に周転円や直線往復運動を付加せ
ず、研磨工具の中心で回転し除去能率を高めて被加工面
を走査させる場合もあり、その場合の工具形状は母線・
子線の全体の平均曲率の球面に成形したものや、工具材
質の弾性をさらに小さく、柔らかくして、研磨工具の回
転による方向変化があっても研磨工具がワークの形状に
倣いやすくする。In some cases, the tool shaft is rotated at the center of the polishing tool to increase the removal efficiency and scan the surface to be machined without adding a rotating circle or a linear reciprocating motion to the tool shaft.
The shape of the spherical body having the entire mean curvature of the sagittal wire or the elasticity of the tool material is further reduced and softened, so that the polishing tool can easily follow the shape of the work even if the direction changes due to the rotation of the polishing tool.
【0039】図1の研磨装置を用いて研磨を行なった実
施例を以下に説明する。An embodiment in which polishing is performed using the polishing apparatus shown in FIG. 1 will be described below.
【0040】(実施例1)外形が8×16mm、母線方
向の曲率半径が凹30mm、子線方向の曲率半径が凹2
0mmのKNメッキトーリック金型面上を、外形6mm
角、接触面曲率半径が凸20mmの矩形板状研磨工具
で、周期0.5秒、直径1mmの周転円運動を行ないな
がら、母線方向および子線方向に揺動研磨を行なった。(Example 1) The outer shape is 8 x 16 mm, the radius of curvature in the generatrix direction is concave 30 mm, and the radius of curvature in the sagittal direction is concave 2
0mm KN plated toric mold surface, 6mm outer shape
Oscillating polishing was performed in the generatrix direction and the sagittal direction using a rectangular plate-like polishing tool having a convexity of 20 mm with a corner and a contact surface with a radius of curvature of 0.5 mm with a period of 0.5 sec.
【0041】研磨工具の構成は表面が0.5mmの発泡
ウレタンシート、内部が厚み3mmのネオプレンゴムで
ある。The construction of the polishing tool is a urethane foam sheet having a surface of 0.5 mm and neoprene rubber having a thickness of 3 mm inside.
【0042】(実施例2)外形が6×12mm、母線方
向の曲率半径が凹25mm、子線方向の曲率半径が凹1
8mmのKNメッキトーリック金型面上を、曲率半径1
8mmのウレタン樹脂の半球状研磨工具を30度傾斜さ
せ、荷重200gをかけて接触幅3mmの状態で回転数
60rpmで回転させながら研磨した。Example 2 The outer shape is 6 × 12 mm, the radius of curvature in the generatrix direction is 25 mm, and the radius of curvature in the sagittal direction is 1 concave.
The radius of curvature is 1 on the 8 mm KN plated toric mold surface.
An 8 mm urethane resin hemispherical polishing tool was inclined by 30 degrees, and polished while applying a load of 200 g and rotating at a rotation speed of 60 rpm with a contact width of 3 mm.
【0043】(実施例3)外形が8×16mm、母線方
向の曲率半径が凹30mm、子線方向の曲率半径が凹2
0mmのKNメッキトーリック金型面上を、直径5m
m、接触面曲率半径20mmの円板状研磨工具を30r
pmで回転させ、100gで押圧しながら、金型全面を
走査研磨した。走査のための揺動周期は子線方向に1
秒、母線方向に10秒で全面を2回走査した。Example 3 The outer shape is 8 × 16 mm, the radius of curvature in the generatrix direction is 30 mm, and the radius of curvature in the sagittal direction is 2 concaves.
5m diameter on 0mm KN plated toric mold surface
m, a disk-shaped polishing tool with a contact surface radius of curvature of 20 mm for 30 r
While rotating at pm and pressing at 100 g, the entire surface of the mold was scanned and polished. The swing cycle for scanning is 1 in the sagittal direction.
The entire surface was scanned twice in 10 seconds in the generatrix direction.
【0044】次に、前述のワークの送りパターンについ
て説明する。図5の(a)に示すように、ワークを母線
方向にジグザグ移動させる工程を繰り返すものと、同図
の(b)に示すように、ワークを母線方向に走査したう
えで子線方向にわずかに移動させ母線方向に走査する工
程を繰り返すものと、同図の(c)に示すように、ワー
クを母線方向に走査しながら子線方向に送るものの3種
類が一般的である。Next, the above-described workpiece feed pattern will be described. As shown in FIG. 5A, the process of repeating the zigzag movement of the work in the generatrix direction is repeated, and as shown in FIG. 5B, the work is scanned in the generatrix direction and then slightly moved in the sagittal direction. In general, there are three types: a process of moving the workpiece in the generatrix direction and a process of scanning the workpiece in the generatrix direction, as shown in FIG.
【0045】図6は、図5の(a)に示す送りパターン
による制御プログラムを示すフローチャートである。ス
テップS1で研磨工具の回転を開始し、ステップS2で
エアーシリンダを駆動して研磨工具を下降させ、ステッ
プS3で子線方向の揺動を開始し、ステップS4で母線
方向に前進させ、ステップS5で母線方向の送りを停止
し、ステップS6で子線方向に一定量送り、ステップS
7で子線方向の位置を確認し、ステップS8で母線方向
に逆進させ、ステップS9で母線方向の送りを停止し、
ステップS10で子線方向に送り、ステップS11で子
線方向の位置を確認し、子線方向の終点でなければステ
ップS4にもどる。子線方向の終点に到達したらステッ
プS12で子線方向の送りを停止し、ステップS13で
研磨工具の回転を停止し、ステップS14で研磨工具を
上昇させて終了する。FIG. 6 is a flowchart showing a control program based on the feed pattern shown in FIG. In step S1, the rotation of the polishing tool is started. In step S2, the air cylinder is driven to lower the polishing tool. In step S3, swinging in the sagittal direction is started. In step S4, the polishing tool is advanced in the generatrix direction. To stop the feed in the generatrix direction, and in step S6, to feed a fixed amount in the sagittal direction.
7, the position in the sagittal direction is confirmed. In step S8, the vehicle is moved backward in the bus direction. In step S9, the feed in the bus direction is stopped.
In step S10, the sheet is sent in the sagittal direction. In step S11, the position in the sagittal direction is confirmed. If the position is not the end point in the sagittal direction, the process returns to step S4. When the end point in the sagittal direction is reached, the feed in the sagittal direction is stopped in step S12, the rotation of the polishing tool is stopped in step S13, and the polishing tool is raised in step S14, and the process is terminated.
【0046】図7は、図5の(b)に示す送りパターン
による制御プログラムを示すフローチャートである。ス
テップS21で研磨工具の回転を開始し、ステップS2
2でエアーシリンダを駆動して研磨工具を下降させ、ス
テップS23で母線方向の送りを開始し、ステップS2
4で母線方向の前進を停止させ、ステップS25で子線
方向に一定量送り、ステップS26で送りを停止する。
ステップS27で子線方向の位置を確認し、ステップS
28で母線方向に逆進させ、ステップS23にもどる。
ステップS27で子線方向の終点に到達していたら、ス
テップS29で研磨工具の回転を停止し、ステップS3
0で研磨工具を上昇させて終了する。FIG. 7 is a flowchart showing a control program based on the feed pattern shown in FIG. 5B. In step S21, rotation of the polishing tool is started, and in step S2
In step S2, the air cylinder is driven to lower the polishing tool. In step S23, the feed in the generatrix direction is started.
In step 4, advance in the generatrix direction is stopped, and in step S25, feed is performed in the sagittal direction by a fixed amount. In step S26, feed is stopped.
In step S27, the position in the sagittal direction is confirmed.
At 28, the vehicle is moved backward in the bus direction, and the process returns to step S23.
If the end point in the sagittal direction has been reached in step S27, the rotation of the polishing tool is stopped in step S29, and step S3
At 0, the polishing tool is raised and the process is terminated.
【0047】図8は、図5の(c)に示す送りパターン
による制御プログラムを示すフローチャートである。ス
テップS41で研磨工具の回転を開始し、ステップS4
2でエアーシリンダを駆動して研磨工具を下降させ、ス
テップS43で母線方向に前進させ、ステップS44で
子線方向に送り、ステップS45で子線方向の位置を確
認し、子線方向の終点でなければステップS46で母線
方向に逆進させてステップS44にもどる。ステップS
45で子線方向の終点に到達していたら、ステップS4
7で子線方向の送りを停止し、ステップS48で研磨工
具の回転を停止し、ステップS49で研磨工具を上昇さ
せて終了する。FIG. 8 is a flowchart showing a control program based on the feed pattern shown in FIG. In step S41, the rotation of the polishing tool is started, and in step S4
In step 2, the air cylinder is driven to lower the polishing tool, and in step S43, the polishing tool is advanced in the generatrix direction. In step S44, the polishing tool is sent in the sagittal direction. In step S45, the position in the sagittal direction is confirmed. If not, the flow goes back in the bus direction in step S46 and returns to step S44. Step S
If the end point in the sagittal direction has been reached at 45, step S4
7, the feed in the sagittal direction is stopped, the rotation of the polishing tool is stopped in step S48, and the polishing tool is raised in step S49, and the process ends.
【0048】[0048]
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
【0049】ワークの被加工面の曲率半径が小さい場合
でも、その周縁部において研磨量が著しく低減するのを
回避して、被加工面全体を均一に研磨することができ
る。特に、ダイヤモンド精密切削加工後のトーリック金
型の鏡面部の研磨仕上げ等に最適であり、トーリック形
状等のレンズの高性能化に大きく貢献できる。Even if the radius of curvature of the work surface of the work is small, the amount of polishing at the peripheral portion can be prevented from being significantly reduced, and the entire work surface can be uniformly polished. In particular, it is most suitable for polishing the mirror surface of the toric mold after the diamond precision cutting, and can greatly contribute to high performance of a lens having a toric shape or the like.
【図1】一実施の形態による研磨装置を示す斜視図であ
る。FIG. 1 is a perspective view showing a polishing apparatus according to an embodiment.
【図2】図1の装置の研磨工具のみを示す立面図であ
る。FIG. 2 is an elevational view showing only the polishing tool of the apparatus of FIG. 1;
【図3】第1の変形例による研磨工具を示す断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a polishing tool according to a first modification.
【図4】図3の研磨工具とその駆動部を示す断面図であ
る。FIG. 4 is a sectional view showing the polishing tool of FIG. 3 and a drive unit thereof.
【図5】3つの送りパターンを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing three feed patterns.
【図6】図5の(a)の送りパターンを説明するフロー
チャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a feed pattern of FIG.
【図7】図5の(b)の送りパターンを説明するフロー
チャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating a feed pattern of FIG. 5 (b).
【図8】図5の(c)の送りパターンを説明するフロー
チャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating a feed pattern of (c) of FIG. 5;
【図9】一従来例による研磨装置を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a polishing apparatus according to a conventional example.
【図10】図9の装置における研磨荷重を説明する図で
ある。FIG. 10 is a diagram illustrating a polishing load in the apparatus of FIG. 9;
10,60 研磨工具 11 研磨ヘッド 12 エアーシリンダ 20 ワーク保持台 30 X揺動機構 40 Y揺動機構 50 台盤 62 周転円機構 10, 60 Polishing Tool 11 Polishing Head 12 Air Cylinder 20 Work Holder 30 X Swing Mechanism 40 Y Swing Mechanism 50 Baseboard 62 Circulation Circular Mechanism
Claims (7)
ーク保持台を第1の軸のまわりに枢動させるための第1
の駆動手段と、前記ワーク保持台を第2の軸のまわりに
枢動させるための第2の駆動手段と、前記ワークの被加
工面を研磨する研磨工具と、該研磨工具を第3の軸に沿
って往復移動させるための第3の駆動手段と、前記研磨
工具を回転させるための回転手段を有する研磨装置。A work holding table for holding a work, and a first table for pivoting the work table about a first axis.
Driving means, a second driving means for pivoting the work holding table around a second axis, a polishing tool for polishing a work surface of the work, and a third axis for the polishing tool. A polishing apparatus comprising: third driving means for reciprocating along the axis; and rotating means for rotating the polishing tool.
自在に支持された第1の揺動ステージと、これを枢動さ
せるための第1の駆動手段と、前記第1の揺動ステージ
上において第2の軸のまわりに枢動自在に支持された第
2の揺動ステージと、これを枢動させるための第2の駆
動手段と、前記第2の揺動ステージに支持されたワーク
保持台と、該ワーク保持台に保持されたワークの被加工
面を研磨する研磨工具と、該研磨工具を第3の軸に沿っ
て往復移動させるための第3の駆動手段と、前記研磨工
具を回転させるための回転手段を有する研磨装置。2. A first oscillating stage pivotally supported on a base plate around a first axis, first driving means for pivoting the first oscillating stage, and the first oscillating stage. A second swing stage pivotally supported on a second stage around a second axis, second driving means for pivoting the second swing stage, and a second swing stage supported by the second swing stage; A work holding table, a polishing tool for polishing a work surface of a work held by the work holding table, third driving means for reciprocating the polishing tool along a third axis, A polishing apparatus having a rotating means for rotating a polishing tool.
度調節手段が設けられていることを特徴とする請求項1
または2記載の研磨装置。3. The apparatus according to claim 1, further comprising an inclination angle adjusting means for changing an inclination angle of the polishing tool.
Or the polishing apparatus according to 2 above.
離を調節するための離間距離調節手段が設けられている
ことを特徴とする請求項1ないし3いずれか1項記載の
研磨装置。4. The polishing apparatus according to claim 1, further comprising a separation distance adjusting means for adjusting a separation distance of the work holding table with respect to the first shaft.
離を調節するための第2の離間距離調節手段が設けられ
ていることを特徴とする請求項1ないし4いずれか1項
記載の研磨装置。5. The polishing device according to claim 1, further comprising a second separation distance adjusting means for adjusting a separation distance of the work holding table with respect to the second shaft. apparatus.
りに公転させる公転機構と、前記研磨工具を自転させる
自転機構を備えていることを特徴とする請求項1ないし
5いずれか1項記載の研磨装置。6. The apparatus according to claim 1, wherein said rotating means includes a revolving mechanism for revolving the polishing tool about a third axis, and a rotating mechanism for revolving the polishing tool. The polishing apparatus according to the above item.
がら前記ワークを直交する2軸の方向に送る工程を有
し、前記被加工面の曲率の中心に位置する軸のまわりに
前記ワークを枢動させることで各軸方向の送りを行なう
ことを特徴とする研磨方法。7. A step of feeding the work in two orthogonal directions while bringing a polishing tool into contact with the work surface of the work, wherein the work is formed around an axis located at the center of curvature of the work surface. A polishing method characterized in that feed is performed in each axial direction by pivoting a shaft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28140297A JPH1199454A (en) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Polishing device and polishing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28140297A JPH1199454A (en) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Polishing device and polishing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1199454A true JPH1199454A (en) | 1999-04-13 |
Family
ID=17638653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28140297A Pending JPH1199454A (en) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Polishing device and polishing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1199454A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001038592A (en) * | 1999-07-30 | 2001-02-13 | Canon Inc | Polishing method and polishing device |
CN105479295A (en) * | 2015-12-09 | 2016-04-13 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Generating method of polishing path with function of error normalization |
CN105598785A (en) * | 2015-10-14 | 2016-05-25 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | Combined random vibration small-bore polishing device |
-
1997
- 1997-09-29 JP JP28140297A patent/JPH1199454A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001038592A (en) * | 1999-07-30 | 2001-02-13 | Canon Inc | Polishing method and polishing device |
CN105598785A (en) * | 2015-10-14 | 2016-05-25 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | Combined random vibration small-bore polishing device |
CN105479295A (en) * | 2015-12-09 | 2016-04-13 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Generating method of polishing path with function of error normalization |
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