JPS63232941A - 研摩装置 - 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の先端に取付られた
フェルトであり、スピンドル４は玉軸受を介してブラケ
ット５に支持され、ブラケット５はワーク１の方向に８
勅可能なスライド軸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ェルト２を押し当て、駆動モー
タ３でフェルト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、そのためフェルト２の娠れ回り（回転ぶれ）
が大きくなってワーク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、フェルト２のワーク１に当る部分が常に同じ位置で
あるので、フェルト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）としては上述のフェルトの他に
、ベークライト、鋳鉄が使用され、研摩材としては、ね
り状のダイヤモンド＋グリスやダイヤモンド牛油（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］ かかる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テープを供給走行するテー
プ供給手段と、研摩工具をテープをはさんで加工面に押
圧する押圧手段と、研摩工具に対して加工物を相対移動
する移動手段と、加工物の加工面の加工量と加工位置に
対応した入力データに基づぎ、テープ供給手段のテープ
走行速度および移動手段の相対移動速度の少なくともい
ずれか一方を可変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、加工物の加工量および加工位置に応じて研摩
工具と加工物の相対位置、相対移動速度、研摩材付テー
プの走行速度を可変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、ｌＯ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ットである
。１６は旋回テーブル１１の旋回角の原点を検出する原
点スイッチ、１７は原点スイッチ１６を定盤ｌＯ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の動きを止めるロックねじで
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２
７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３２の端部に突設したビン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ｌの方向に定圧で押圧する作用をする。３７はス
ライダ２７の動きを止めるロックねじである。

３８はスライド＠３２の先端部分に装着され、ラップテ
ープ３９をワーク１に押イ」ける先端球状の工具（以下
、ノーズと称する）であり、そのラップテープ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３９の移動によりワーク１の表面に残った微小突起
部分を均一な研摩材で削り落して鏡面研摩する。４０は
ラップテープ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４
１とテープ巻取りの巻取り−ル４２とを有する。

次に上方からの全体の装着外観を示す第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２７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、４７はスケー
ル４６の原点を検出する原点スイッチ、４８はスライド
＠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ット、５０は送りね
じ、５１は送りねじ５０に取付けたストッパである。

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
なっている。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のサイズに合った位置
まで動かし、ロックねじ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２
９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、ロックねじ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をラップテープ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にラップテープ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ってうツブテープ３９を
ノーズ３８の先端の曲面に沿って略垂直上方向に緊張走
行し、ラップテープ３９上の研摩材によりノーズ３８の
先端とワーク１が当りている部分だけ研摩が行われる。

この時、ラップテープ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、ラップテープ３９の走行速度とラップテープ３９
に塗布された研摩材の種類によって変化する。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ＭＷ
によって調整できる。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のある角度にラップテー
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４
０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−８断面および第８図は第３図
のＣ−Ｃ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から供給されるラップテープ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を介してブラケット６２に回転自
由に固定されているが、ガイドコロ５７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あり、上下
のストッパ６５゜６６により上方と下方への移動範囲を
制限されている。ラップテープ３９が供給リール４１に
はとんど残り少なくなったり、ガイドコロ等からはずれ
たりすると、ラップテープ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
イッチ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はラップテープ３９に適切な張力を与えるテンショ
ンコロであり、７０はテンションコロ６９を支持するテ
ンションアーム、７１はテンションアーム７０を弓１弓
長る弓１弓長ばね、７２はテンションアーム７０を回転
自在に支持する支持軸、７３は引張ばネ７１のはね支持
軸である。テンションアーム７０は引張は゛ね７１に付
勢されて、テンションコロ６９をゴム輪６１に押し付け
、テンションコロ６９トコム輪６１間を走行するラップ
テープ３９に適切な張力を与える。

７４はラップテープ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、ラップテープ３９はスリーブ
７４の内側を通ってノーズ３８の先端で反転し、再びス
リーブ７４の内側を通ってガイドコロ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４２とゴム憤
６１を駆動するリール駆動モータ、７７ａと７７ｂは駆
動モータ７６の回転をプーリー軸７８に伝える一対の傘
歯車、７９ａと７９ｂはプーリー軸７８の軸受であり、
プーリー軸７８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。８工
はプーリー軸８０の軸受、８２はプーリー＠ｈ８０の止
め輪、８３は巻取り−ル４２の両側面に配設したスラス
トワッシャ、８４は巻取リール１２の軸受、８５は巻取
リール４２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８０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
、ブラケット６２に固定される。８９〜９３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
ストワッシャ、９０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の周面にはラップテープ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を取付けたアーム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図はテンションアーム７０の近傍の構造を示し、こ
こで９８は支持＠７２に取付けた止め輪、９９はテンシ
ョンアーム７０に取付けた圧縮ばね、１００は圧縮ばね
９９の止め輪、１０１はテンションコロ６９の止め輪、
１０２はテンションコロ６９の止めビン、１０３はスト
ッパ軸である。

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によりブラケット
６２に回転自由に固定される。ガイドコロ６０の周面に
はラップテープ３９を案内する溝部（ガイド溝）６０ｂ
か形成されている。第３図に示す他の固定のガイドコロ
５５．５Ｂ、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、そのブラケット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
たラップテープ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５９．６０の順で
通り、プーリーｌ１ｈ７８に取付けられたゴム輪６１と
テンションコロ６９にはさまれ、回転する巻取リール１
４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６１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
、これによりラップテープ３９の走行速度を可変にでざ
る９ 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
トワッシャ８３の摩擦力によって巻取り−ル４１を回転
させる。スラストワッシャ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ッシャ８３の摩
擦力を生じさせている。

巻取リール４１に巻取られたラップテープ３９はしだい
に巻取径を増し、巻取速度が早くなってゴム輪６１で走
行させているテープ速度よりも早くなってしまうので、
プーリー１ｉｔｈ８０と巻取り−ル４１とがスラストワ
ッシャ８３を介して滑るようにしてあり、これによりラ
ップテープ３９の走行速度を常に一定に保つように構成
しである。また、テンションコロ６９のゴム輪６１に押
付ける力は引張ばね７１によって行われ、その押付ける
力はテンションアーム７０の引張ばね７１を引っかける
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ップテープ３９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って、ワーク１と点で当るようにな
っている。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、ラップテープ３９はスリーブ
７４とノーズ３８の上下の溝間を通って送られるのでラ
ップテープ３９はノーズ３８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
、ラップテープ３９の張力により支えられている。供給
リール４２に巻かれていたラップテープ３９は上述のよ
うに巻取り−ル４１によって巻取ら、れて行き、最後に
ラップテープ３９が供給リール４２カ）らはずれてラッ
プテープ３９の弓長力が低下するので、ガイドコロ５７
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ッ
チ６７が作動し、駆動モータ７６を停止してラップテー
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
ワッシャ８９の摩擦力によりブレーキがかけられ、ラッ
プテープ３９に張力を与えている。スラストワッシャ８
９の摩擦力は押えねし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。研摩材供給装置
４０を長期間保管する時に、テンションコロ６９をゴム
ｉ６１に押えつけたままにしておくと、ゴム輪６１が変
形して加工時にラップテープ３９の走行が不安定になる
ので、ブラケット６２に開けた穴にストッパ軸１０：ｌ
を入れてテンションコロ６９を固定し、テンションコロ
６９がゴム輪６１と煎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、３８ａはラップテープ３９の走行方向に沿
って成形したノーズ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。ラップテープ３
９はガイドコロ５８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を通ってノーズ３８の上側の溝部
３８ａ　とスリーブ７４０間に再び入り、ガイドコロ５
９に導かれる。このように、スリーブ７４が溝部３８ａ
を■っているので、ラップテープ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３
８ｂ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
させる為に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１０８は要求される高い真球度のもの
が容易に手に入り、例えば市叛の鋼球（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
１０６８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１０６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、ラップテープ３９の研摩材が塗
布された面をワーク１側にして、ワークｌの研摩したい
部分にノーズ３８の先端をラップテープ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、ラップテ
ープ３９を上方向に走行すると、そのノーズ３８が当っ
たワーク１０部分が研摩される。ラップテープ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、ラップテープ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３
８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によって調整されるので、最適な加工圧
でワーク１を研摩することができ、加工量を安定化で診
る。

ここで、ラップテープ３９により研摩される研摩量は、
上述のように、ワーク１の回転数とラップテープ３９の
走行速度、ラップテープ３９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。

従って、第２０図に示すように、ワーク１が速度ｖ２で
等速回転され、ラップテープ３９が速度Ｖ。

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、ラップテープ
２０の研摩材の種類が一定であるとずれば、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の大きざ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
実験によっ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、＋１０は制御用コンピュータであり、メ
モリ１１１に予め格納した第２３図に示すような制御手
順に従って、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はラップテ
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３
２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１１
２〜１１４は制御コンピュータ１１０の指令信号（制御
信号）に応じて対応の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】３
からの出力を入力して、旋回軸角度データを制御用コン
ピュータ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４３
を駆動制御する旋回軸モータドライバである。

１１７はメインコンピュータ１１８から供給される後述
のような加ニブログラムを入力する加ニブログラム入力
部であり、加ニブ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はフロッ
ピーディスク（ＦＤ）１２０を駆動制御するＦＤドライ
バである。

次に、第２３図のフローチャートを参照して、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、制御コンピュータ
１１０は修正用プログラム（加ニブログラム）を加ニブ
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（ステップＳｌ）。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ュ
ータ１１０が確認したら（ステップＳ２）、次に制御コ
ンピュータ１１０はメモリ１１１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ｌの修正部分
まで旋回テーブル１１を旋回させる（ステップＳ３）。

続いて制御用コンピュータ１１０はワーク軸モータドラ
イバ】１２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、ラップテープ３９を走行させる（ステップＳ４）。

次に、制御用コンピュータ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にラップテープ３９を間にはさ
んだ状態で突き当て停止する（ステップＳ５）。続いて
、制御用コンピュータ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１
１６　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１１
５を介して入力する（ステップＳ６）。

続いて、制御用コンピュータ１１０はメモリ１１１に記
憶された修正用プログラムに基ついて、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（ステップＳ７
）。上述のステップＳ［ｉ、Ｓ７の制０１１動作を、エ
ンコーダ１３の検出値が修正用プログラムに記↑１口さ
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（ステップＳ８）、制御コンピュータ
１１０はノーズ送りモータトライバ１１４　に指令を出
して駆動モータ４８を作動して、ラップテープ３９をワ
゛−り１から離しくステップＳ９）、ワーク軸モータド
ライバ１１２　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（ステップ５１０）。

修正プログラムのデータの全てが完了しないとぎ、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
のステップＳ３に戻り、ステップＳ３からＳｌＯまでの
処理を修正プログラムが完了するまで繰り返す（ステッ
プＳｌｌ　）。

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（Ｊｔ用）できることを第２
４図に示す。

第２４図において、１２１は非接触測定器であり、例え
ばマグネスケールの如き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１２１の取
付位置は、ノーズ３８と一体に変位するスライド！Ｔｉ
ｌｌｌ３２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１
２１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
用コンピュータ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
ップテープ（テープ状研摩部材）３９を押圧して研削・
研摩する上述のノーズ（抑圧部材）３８から、そのラッ
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ットし、軸受箱３１をロ
ックねじ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！ｔｈ３２も同時に
ノーズ３８と一体に変位する。

このスライド＠ｈ３２の変位を非接触測定器１２１で所
定ピッチで測定し、制御用コンピュータ１１０へ出力す
る。制御用コンピューター１０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１
１の旋回角度データとをメモリー１１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、木実施例では、スライド＠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
表面の微細な凹凸ぢ できる。また、このように、本実施例では、工具である
抑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のセッ
ト調整による問題（セツティングずれ）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か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供さ
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に与えるフロッピーディスク（ＦＤ）、１
３３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
、１．３４はその切削量曲線を自動プログラマ１３３に
与えるフロッピーディスク、１３５は自動プログラマ１
３３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
ンピュータまたはメインコンピュータ＋１８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
に従って、第２７図（八）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、
フロッピーディスク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（１１）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
ュータ１１Ｂの如き演算制御手段等からなり、測定器１
３１から供給される第２７図（Ｂ）に示すような誤差曲
線と、フロッピーディスク１３４に記憶されている第２
７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って第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が写（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
に向って相対的に移動するので、回転するワーク１の周
速度は中心はど低下し、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−３３では誤差曲線と切削量曲
線とを所定のビッヂで（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θ１において、誤差が５μｍ、一定旋
回速度Ｖ。

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−一となる。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って、ワーク１の部
分修正研摩加工を実行する。

次に、第２９図のフローチャ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１１Ｉ
ｌｌ１３２の後方に配置し、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１１の旋回中心とを合致させ、ノー
ズ３８からラップテープ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
をロックナツト３７て固定する。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２
９図の制御手順が開始される。

まず、測定開始指示に応じて、制御用コンピュータ１１
０は旋回軸モータドライバ１１６を介して駆動モータ４
３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ッチ１６　（第１図参照）
により検出される（ステップ５２１）。

次いで、制御用コンピュータ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＋Ｐ＋ｂ　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（ステッ
プ５２２）。続いて、制御用コンピュータ１１０はスラ
イド軸３２の現在位置を；にセットしくステップ５２３
）、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（ステップ５２４）、一定とッヂ角
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ｉｉｔに順次記憶しくス
テップ５２５）、これらのステップＳ２４および５２５
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（ステップ５２６）。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、
制御用コンピュータ１１Ｏ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から離しくステップ５２７）、続いてメ
モリ１１１に格納した上述の測定データＤＩからフロッ
ピーディスク１３２の理想曲線（理想値データ）Ｄ２を
減算した値（ｏｌ−０２）を誤差値γ（θ）とする計算
を旋回角θのビッヂ角度毎に行い（ステップ５２８）、
その計算結果を誤差曲線（データ）として順次フロッピ
ーディスク１１２に書き込む（ステップ５２９）。

次に、第３０図のフローチャ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、制御用コンピュータ１１Ｏ（またはメインコンピ
ュータ１１８）は、ＦＤドライバ１１９を介してフロッ
ピーディスク１１２から誤差曲線（測定データ）を読み
込み、メモリ１１１に格納する。また、フロッピーディ
スク１１３から切削曲線（切削ユデータ）を読み込み、
メモリ１１１に格納する（ステップ５３１）。

次に、上述の切削量データ（切削曲線）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くステ
ップ５３２）、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くステップ５３３）、その計算
結果を加工データとしてフロッピーディスク１２０に記
憶する（ステップ５３４）。

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、ラップテープ３９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ｌの速度ｖ２の方を一定にしてラ
ッブテープ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。

Ｈ０加工圧段の構成 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３
１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
重によリノーズ（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８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、掻く滑らかにノーズ３８がワーク１の研摩
面の形状にトレースする。また、ラップテープ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、加工物の加工量
および加工位置に応じて研摩工具と加工物の相対位置、
相対移動速度、研摩材付テープの走行速度を可変制御す
るようにしたので、部分修正研摩を極めて正確にかつ高
精度に行うことかできる。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図の八−入切断線に沿う断面図、第７図は
第３図のＢ−Ｄ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１Ｏ図は第９図のＸ−Ｘ切断線に沿う横断面図、第１
１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ック図、 第２３図は本発明実施例の加工時の制御動作例を示すフ
ローチャート、 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２
４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
成を示すブロック図、 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ャ
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
ローチャート、 第３１図は第２６図の加工機の動作例を示すフローチャ
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・・・原点スイッチ、 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・・・ロックねし、 ２７・・・スライダ、 ２８・・・送り軸、 ２９・・・ハンドル、 ３０・・・軸受箱、 ３２・・・スライド中１ｈ、 ３３・・・おもり、 ３７・・・ロックねし、 ３８・・・ノーズ（接触子）、 ３９・・・ラップテープ、 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・・・原点スイッチ、 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・・・マイクロスイッチ、 ６９・・・テンションコロ、 ７０・・・テンションアーム、 ７６・・・リール駆動モータ、 ８３・・・スラストワッシャ、 ８９・・・スラストワッシャ、 １０６・・・鋼球、 １１０・・・制御用コンピュータ、 １１１　・・・メモリ、 １１２〜１１４．１１６・・・モータドライバ、１１７
・・・加ニブログラム入力部、 １２１・・・非接触測定器、 １３１・・・測定器、 １３３・・・自動プログラマ、 １３５・・・加工機。 ロ ｎ 、） 、！！！。 Ｉへ １ト ｒ″ｌ　　　　　−Ｌ 味　　　　　　　　　　　　皆 哄 べ 、Ｏ ａフ Ｃつ 第１３図　　　第１４図 ワーク回転向 尖Ｍ！、今りの加工原王！０采斗４足図第！９図 大−＃ｆ！、クリの加工状線の軸図 第２１図 大方邑抄１の加エテこダの内窓を示す名免刀目図第２８
図 自動フログラマ 力１１１−機 第３１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ａ）加工物の加工面と研摩工具との間に研摩材付テ
   ープを供給走行するテープ供給手段と、 ｂ）前記研摩工具を前記テープをはさんで前記加工面に
   押圧する押圧手段と、 ｃ）前記研摩工具に対して前記加工物を相対移動する移
   動手段と、 ｄ）前記加工物の加工面の加工量と加工位置に対応した
   入力データに基づき、前記テープ供給手段のテープ走行
   速度および前記移動手段の相対移動速度の少なくともい
   ずれか一方を可変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。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記入
   力データは測定手段により測定されたデータを基に得ら
   れたものであることを特徴とする研摩装置。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の装置にお
   いて、 前記テープ走行速度は前記加工量に比例し、前記相対移
   動速度は前記加工量に反比例して制御されることを特徴
   とする研摩装置。 ４）特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかの項に記
   載の装置において、 前記押圧手段は一定圧で前記研摩工具を押圧することを
   特徴とする研摩装置。