JPS61103775A - 精密研磨装置 - Google Patents

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、金型などの回転自由曲面形状の鏡面加工を行
う精密研磨装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、金型の加工等自由曲面の加工は、ＣＮＣフライス
盤、倣いフライス盤、ＣＮＣ放電加工機などによって行
われている。

ＣＮＣフライス盤に於いては、高速回転させた工具（エ
ンドミル、砥石等）と被加工材を多軸に数値制御位置決
めを行い、自由液面を切削、研削加工をする。

倣いフライス盤は、予め加工形状のマスターを用意し、
その形状に倣い制御することで自由曲面を切削、研削加
工を行う。

ＣＮＣ放電加工機に於いては、加工電極と被加工材を多
軸に数値制御位置決めを行い、自由曲面を放電加工する
。

ところで、これらの加工では次のような問題点がある。

（１）表面粗さが粗く、数ミクロンオーダであり、鏡面
にはならない。

（２）形状精度が高くない。加工精度が機械の梢度に一
致する為、通常の機械構成では形状精度は数ミクロンの
オーダーである０ その為、さらに仕上げ加工が必要となり、その仕上げ加
工は多くの場合、作業着の手による研磨加工になり、形
状を三次元測定機或いは長影慣食機等により精度チェッ
クし乍ら行っている。

特にサブミクロ７以下の精度が要求される自由曲面の場
合には、その測定が困難でるる。従って非常に高度な技
術が必要とされている０発明の目的 本発明は、上記の問題を解消すべくなされたものであり
、金型の加工等の自由曲面の＃磨加工を高精度に且つ容
易に実現することのできる精密研磨装置を提供すえこと
を目的とするものである。

発明の構成 上記目的達成のため、本発明の精密研磨装置は回転と同
時に軸方向に移動可能な軸受構造によって保持された回
転軸に多憔に磁化したロータを取り付け、そのロータに
対向してステータをＦ５１１記軸受構造に固定して成る
ブラシレスモータにより回転駆動するようになすと共に
、前記ロータとｆｍ記ステータに発生する磁力による引
力にまり８１」配回転軸を弾性的に保持し、別記回転軸
の移＃Ｉ量を検出機構により検出するようになし、これ
らスピンドル部と被加工材とをＸ軸、Ｒ軸、θ軸、Ｘ軸
方向の位置決め機構により位置決めするようになしたも
ので、前記回転軸先端にボリンシャを取り付け、所望形
状と加工状態での形状との比較を行いなから加工を制御
することを特徴とするものである。

実施例の説明 本扼明の精密研磨装置の一実施例を図面を影照して説明
する。第１図において、１はスピンドル軸であり、空気
軸受２によって回転と軸方向移動が可能に高精度に保持
されている。スピンドル軸１の上端には外周ロータ３が
取り付けられている。

この外周・−夕３に対向してステータ４が８り記２　　
　　　　　’気軸受２に固定さｔｌている。こうしてロ
ータ３とスｆ−夕４の二つの組み合わせでブラシレスモ
ータが構成され、スピンドル軸１が回転駆動されるよう
になっている。

スピンドル軸１の下端にはボリンシャ６が取り付けられ
る。６はワークであり、７はワーク６を回転させるロー
タリチーフルである。ロータリテーブル７は、Ｘ軸テー
ブル８によってＸ軸に位置決めされるようになっている
。９は電気マイクロであり、スピンドル軸１の上下移動
量を検出するようになっている。前記空気軸受２はＲ軸
１ｏ上に支持され、Ｒ軸１０はθ軸１１に取り付けら力
、このθ軸１１において空気軸受２が回転位置決めされ
、ポリン・／ヤ６のθ軸回転中心からの距離がＲ軸１ｏ
で設定されるようになっている。θ軸１１゜Ｒ軸１０と
スピンドル部は、Ｚ軸テーブル１２によってＸ軸の位置
決めがされるようになっている。

前記ブラシレスモータの詳細を第２図に示す。

前述のとおり、スピンドル軸１の上端に、リング状のロ
ータ３が取り付けられ、ロータ３に対向してステータ４
が空気軸受２に固定されている。このブラシレスモータ
は、第３図ａに示す如くボリンシャ５をワーク６に押し
当てていない状態において、ロータ３とステータ４の鉄
心１３の間ＶＣは磁力による引力がυジＪいており、ス
ピンドル１１１１１とロータ３との合わせた重量を保持
している０また第３図すに示す如くボリンシャ６をワー
ク６に押し当てた状態において、ロータ３とステータ４
の鉄心１３との間の引力により、ボリンシャ５は出力を
もって常にワーク６に押し当てられている一次に上記構
成の精密研磨装置により、凹り形状の加工例を第４図に
よって説明する。図中、Ｈｏは加工形状半径、０は前記
Ｒ０の中Ｉシ・、０θはθ軸の回転中心である。０軸、
Ｘ軸の位置決めにより加工形状の法線力向にスピンドル
軸１の軸方向を一致させ、ポリノノヤ５によりワ−クロ
に対しカロエを進める。この時点でスピンドル＠１は軸
方向に、所望加工形状からθ、Ｘの値を与えて算出さｈ
る値と＠１Ｊ加工面の形状誤差及び加工しろを加えた値
の移動をする。

この値を電気マイクロ９によって常時計御、し、所望姐
に一致するまでその点で加工を行う。−双したことを検
出して、次の＆、ＸΩ位置次めをθ軸１１、Ｘ軸テーブ
ル８により行い、形状の創作を行う。

本例は、回転対称形の加工例であるが、Ｘ軸、Ｙ軸の２
軸の位置決めにより任意の自由曲面の加工が可能である
。

発明の効果 以上で〜判るように本発明の精密研磨装置は、回転軸を
ブラシレスモータにより回転駆動するようになすと共に
回転軸の移動量を検出機構により検出するようになし、
これらスピノドル部と被加工材（ワーク）とをＸ軸、Ｒ
軸、θ軸、Ｘ軸方向の位置決め機構により位置決めする
ようになした精密研磨装置を提供するもので加工形状を
常に検出して加工制御できるので、極めて高精度な自由
曲面の研磨加工を行うことができるという優れた効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の精密研磨装置の一実施例を示す一部破
断斜視図、第２図はその精密研磨装置のブラシレスモー
タ部分の一部縦断拡大図、第３図ａはポリラシャをワー
クに押し当て℃いない時のブラシレスモータ部分を示す
概略縦ｖｒｆＴｉ′ｆｉ図、第３図すはポリラシャをワ
ークに押し当てている時のブラシレスモータ部分を示す
概略縦断面図、第４図は本発明の精密研磨装置による加
工方法の説明図である。 １・・・・・・ノビ／ドル軸、２・・・・・・空気軸受
、３・・・・・・ロータ、４・・・・・・ステータ、６
・・・・・・ボリンンヤ、６・・・・・・ワーク、７・
・・・・・ロータリーチーフル、８・・・・・・Ｘ軸テ
ーブル、９・・・・・・電気マイクロ、１０・・・・・
Ｒ軸、１１・・・・・・θ軸、１２・・・・・・Ｘ軸、
１３・・・・・妖Ｉシ、。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名メ 第１図 第　ａｒＩＡ 第３図 （ｋ） （α）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転と同時に軸方向に移動可能な軸受構造によって保持
   された回転軸に多極に磁化したロータを取り付けそのロ
   ータに対向してステータを前記軸受構造に固定して成る
   ブラシレスモータにより回転するようになすと共に、前
   記ロータと前記ステータに発生する磁力による引力によ
   り前記回転軸を弾性的に保持し、前記回転軸の移動量を
   検出機構により検出するようになし、これらスピンドル
   部と被加工材とをＸ軸、Ｒ軸、θ軸、Ｚ軸方向の位置決
   め機構により位置決めするようになし、前記回転軸先端
   にポリッシャを取り付け、所望形状と加工状態での形状
   との比較を行いながら加工を制御することを特徴とする
   精密研磨装置。