JPS61173843A - 曲面創成装置 - Google Patents

曲面創成装置

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JPS61173843A
JPS61173843A JP1295985A JP1295985A JPS61173843A JP S61173843 A JPS61173843 A JP S61173843A JP 1295985 A JP1295985 A JP 1295985A JP 1295985 A JP1295985 A JP 1295985A JP S61173843 A JPS61173843 A JP S61173843A
Authority
JP
Japan
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workpiece
speed
rotational speed
constant
optical glass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1295985A
Other languages
English (en)
Inventor
Shuji Ueda
修治 上田
Saburo Kubota
三郎 久保田
Kazuhiko Fujino
藤野 和彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP1295985A priority Critical patent/JPS61173843A/ja
Publication of JPS61173843A publication Critical patent/JPS61173843A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

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1011           都本発明は、光学
レンズ、ミラー等の回転対称曲面の創成装置に関するも
のである。
従来の技術 近年、高精度工作機械と単結晶ダイヤモンド工具を用い
た、S P D T (Single Po1nt D
iamondTurning)技術、即ち、サブミクロ
ンあるいは、それ以上の高い加工精度を実現する超精密
切削加工技術、(例えば、宮下政和「日本機械学会誌第
87巻 第791号」昭和59年10月P1109χ又
、高速高精度工作機械と微粒ダイヤモンド工具〜 を用いた超精密研削加工技術等の開発により、従来のラ
ッピング、ポリレンズを必要としないでレンズ、ミラー
等の製作が可能となシつつある。特に、非球面レンズ、
非球面ミラー等の複雑形状の加工に於ては、NC制御技
術の進歩もあいまって、注目されている技術である。
以下図面を参照しながら、上述した従来の曲面創成装置
、特に非球面創成装置の一例について説明する。
第5図は、従来の非球面創成装置の被加工物及び加工工
具の動作を示す概念図である。第5図に於て、回転スピ
ンドルに取り付けられ、被加工物1の接線方向、即ち第
6図におけるa方向に回転する加工工具2は、被加工物
1を加工するポイントに於て常に創成加工曲面3に対し
て垂直に位置する様制御され、又、被加工物1は、直交
2軸の移動機構により加工工具2の加工ポイントに対し
て、所定の曲面を創成する様制御され運動するとともに
、第5図におけるb方向に回転することに称 よ多回転対称曲面が創成される。一般に研削による創成
加工の場合は、加工工具2は、高速回転するダイヤモン
ド砥石であるが、切削による創成加工の場合は、単結晶
ダイヤモンドバイトであシ、回転させずに刃物台に取り
付は使用する。又、被加工物1は、加工工具2により加
工される加工点に於いて、周速度一定となる様回転速度
制御される。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成及び加工動作では、被加
工物1の中心部に於ては、周速度は0となり、無限大の
回転数を確保しない限り周速度一定の条件下で加工する
ことができない。したがって、実際には第6図に示す制
御特性となる。第6図一体)は被加工物1と加工工具2
の関係を示す概略図であり、加工点が、創成加工曲面上
を半径方向に被加工物1の回転中心と最外周との間を移
動する。この時の加工点に於ける回転中心からの距離R
と被加工物1の周速度Vの特性を第6図−(b)に示し
、同様に回転数Nの特性を第6図−(C)に示す。被加
工物1を回転させる回転機構上、或いは制御上、所定の
回転性能を確保出来る高速回転領域には限界があシ、こ
れをNma!とすると、周速度一定制御不可能な部分(
被加工物1の回転中心及びその周辺部分)については、
N!na工の回転数一定のままの条件となる。この周速
度一定制御領域からNma!の回転数一定になる境界部
分に於ては、回転数の加速度合いが急激に変化すること
と相まって加工条件も同様に変化する。このため、創成
加工曲面3上に形状及び面あらさに乱れを生じるという
問題点を有していた。
本発明は上記問題点に鑑み、被加工物の周速度一定の制
御可能な領域から高速限界回転数一定になる境界部分に
於ける、創成加工面上の形状及び面あらさの乱れを防い
で、良好な創成加工面を得るものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の曲面創成装置は、
回転スピンドルに取り付けられ、高速回転する加工工具
と、被加工物と前記加工工具とを相対的に移動させるた
めの移動手段と、前記被加工物を回転対称の曲面に創成
するための被加工物回転手段と、前記移動手段及び前記
回転手段の運動制御を行なうNC制御装置とを備え、各
加工点に於ける被加工物の周速度を一定、或いは周速度
変化を緩やかにする様、回転速度制御を行なう機能を有
するものである。
f′″ 1         ・4 本発明は上記した構成によって、回転対称曲面の創成加
工時、加工点に於ける被加工物の周速度一定制御可能な
領域から高速限界回転数一定になる境界部分を、緩やか
な回転数加速度合いとし、したがって周速度変化も緩や
かとなり加工条件の急激な変化が生じないため、創成加
工面は、良好な形状精度と、面あらさが確保出来るので
ある。
実施例 以下、本発明の一実施例の曲面創成装置について、図面
を参照しながら説明する。第1図は本発明の実施例にお
ける曲面創成装置の斜視図である。
4は、静圧空気軸受等の高精度軸受を用いた回転スピン
ドル6に取り付けられ20000 rpm〜50000
 rpmの高速回転する加工工具、たとえばダイヤそン
ド砥石であシ、6は同じく静圧空気軸受等の高精度軸受
を用いた回転スピンドルで、2〜200 Orpmで回
転する。この回転スピンドル6は、チャック部7を備え
ており、被加工物、たとえば光学ガラス8を保持してい
る。さらに、この回転スピンドル6は直交する移動機構
、たとえば、直交スライドテーブル9の上に載せられて
いる。10はこの直交スライドテーブル9の片方向スラ
イド駆動DC′!j−ボモーターである。11は、直交
スライドテーブル9の2方向移動量を検、出するレーザ
ー測長システムの光源部であシ、干渉計、反射ミラー、
検出器等は、この直交スライなうNC制御装置13を内
蔵している。
第2図は、本発明の一実施例の曲面創成装置に於ける被
加工物の回転速度制御回路を示すブロック図、第3図は
その制御ソフトのフローを示す図である。14は制御部
本体であり、入力されるNCデーターから円弧補間を行
なったり、直交座標指令値と直交テーブル位置フィード
バック値の差を駆動回路へ指令する。15は被加工物回
転スピンドル6の駆動モーターであシ、14の制御部本
体からの回転速度指令値を16のD/A変換器によりア
ナログ指令値に変え、さらに17のタコジェネレーター
からの回転速度フィードバック信号とアナログ演算を行
ない18の駆動回路によシ駆動される。19は直交スラ
イドテーブル9に於ける、被加工物半径方向のスライド
テーブル駆動モーターであり、前述した様に、140制
御部本体からの回転速度指令値を20のD/A変換器に
よりアナログ化し、21のタコジェネレーターからの回
転速度フィードバック信号とアナログ演算 □を行ない
22の駆動回路によシ駆動される。この時、23のテー
ブル位置検出器、即ち前述したレーザ測長システムによ
りテーブル位置信号が検出され、14の制御部本体にフ
ィードバックされる。
そして、前述した位置指令値との差を同様に20のD/
A変換器を通し22の駆動回路に指令する。
以上のように構成された曲面創成装置についてその動作
を説明する。
まず、所定の曲面を創成するに当たシ、被加工部、即ち
光学ガラス8を曲面形状に研削加工する如く、ダイヤモ
ンド砥石4に対し、直交スライドテーブル9を動作させ
るために、あらかじめ組み込まれたプログラムに従って
NCデーターをコンピュータTで計算する0又、加工量
9曲面形状創成速度、光学ガラス80回転数等、加工条
件の設定を行ない加工を開始すると、前記のあらかじめ
計算されたNCデーターに基づいて光学ガラス8を所定
の曲面形状に創成加工する様、直交スライドテーブル9
は動作する。この時、ダイヤモンド砥石4による光学ガ
ラス8の研削点に於いて、周速度を制御するため、光学
ガラス8の回転数を第4図のごとく変化させる。Nは回
転数、Dは、回転中心からの距離であり、研削点が外周
から回転中心に向って移動する時、まず、N1の回転数
までは、周速度一定とするため、24の関数N=F(6
)即ち、2πR−N=CONSTANT  したがって
 N=(CONSTANT/;?r)−1/Rで変化さ
せ、N2H4に於いて、なめらかな回転数変化を行なう
ため、変化曲線が曲率半径Aの円弧をえがくごと〈26
の関数N=F’(ト)即ち、円弧の中心をRo、Noと
すると、  RRo) 2 +(N  ”O) 2=A
2シたがって N=旬箇:〒i=恒57+ちで変化させ
、N=N工axの条件で回転数はN□ax−°定となシ
、研削点が回転中心に至るまで、の制御を行なう。
以上のように本実施例によれば、ダイヤモンド砥石4に
よる光学ガラス8の研削点に於いて、周速度一定の制御
が行なえるとともに、光学ガラスの回転中心近傍に於け
るNma!の回転数一定額域との境界部分の回転数変化
がなめらかとなシ、周速度変化もしたがって緩やかとな
るため、研削加工条件の急激な変化が生じない。
尚、本実施例においては、被加工物の移動手段として直
交スライドテーブル9を用いたが、そのかわりに、旋回
軸を含む移動手段を用いることも可能である。
発明の効果 以上のように本発明は、回転スピンドルに取り付けられ
、高速回転する加工工具と、被加工物と前記加工工具と
を相対的に移動させるための移動手段と、前記被加工物
を回転対称の曲面に創成するための被加工物回転手段と
、前記移動手段及び前記回転手段の運動制御を行なうN
C制御装置とを備え、前記NC制御装置は、各加工点に
於ける被加工物の周速度を一定、或いは周速度変化を緩
やかにする様、回転速度制御を行なう機能を設は弥  
  ゛ ることによシ、回転対称曲面の創成加工時、加工点に於
ける被加工物の周速度一定制御可能な領域から高速限界
回転数一定になる境界部分を、緩やかな回転数変化とし
加工条件の急激な変化を抑えたため、創成加工面は、良
好な形状と面あらさが確保出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例における曲面創成装置の斜視図
、第2図は第1図に於ける被加工物の回転速度制御回路
を示すブロック図、第3図はその制御ソフトのフローを
示す図、第4図は実施例に於ける被加工物の回転速度制
御特性曲線図、第6図は従来の非球面創成装置の被加工
物及び加工工具の動作を示す概念図、第6図f(a)は
第6図に於ける被加工物と加工工具の関係を示す概略図
、第6図1(1=9は同じく、周速度特性図、第6図1
(c)は同じ〈従来の回転速度制御特性曲線図である。 4・・・・・・ダイヤモンド砥石、6,6・・・・・・
回転スピンドル、8・・・・・・光学ガラス、9・・・
・・・直交スライドテーブル、1o・・・・・・DCサ
ーボモーター、11・・・・・・レーザー光源。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名4−
−−ダイγ七ン’M#J3 ?−1文スライド゛チー7゛ル /’  −9Cv−41e4 ft−−−ムー7一だ1訳 第2図 第3図 第4図 K。 −一一一一一一一尺 第 5 図 第6図 f−−一惣j71]L物 2−剖工1呉

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 回転スピンドルに取り付けられ、高速回転する加工工具
    と、被加工物と前記加工工具とを相対的に移動させるた
    めの移動手段と、前記被加工物を回転対称の曲面に創成
    するための被加工物回転手段と、前記移動手段及び前記
    回転手段の運動制御を行なうNC制御装置とを備え、前
    記NC制御装置は、各加工点に於ける被加工物の周速度
    を一定、或いは周速度変化を緩やかにする様、回転速度
    制御を行なうことを特徴とする曲面創成装置。
JP1295985A 1985-01-25 1985-01-25 曲面創成装置 Pending JPS61173843A (ja)

Priority Applications (1)

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JP1295985A JPS61173843A (ja) 1985-01-25 1985-01-25 曲面創成装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP1295985A JPS61173843A (ja) 1985-01-25 1985-01-25 曲面創成装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61173843A true JPS61173843A (ja) 1986-08-05

Family

ID=11819797

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JP1295985A Pending JPS61173843A (ja) 1985-01-25 1985-01-25 曲面創成装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01115544A (ja) * 1987-10-27 1989-05-08 Okuma Mach Works Ltd 創成加工直線補間方式

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS531379A (en) * 1976-06-28 1978-01-09 Toshiba Corp Pe ripheral speed control device
JPS59115153A (ja) * 1982-12-20 1984-07-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 曲面創成装置

Patent Citations (2)

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