JPS63232964A - 修正研摩装置 - 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の方向にわ
動可能なスライド軸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の振れ回り（回転ぶれ）
が大きくなってワークｌ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ｌ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、加工物を旋回手
段により定速度で旋回させながら加工物の加工面を測定
する測定手段と、測定手段の測定データとあらかじめ与
えられた設計値データとにより、加工面の加工量と加工
位置とを決定する加工量決定手段と、加工量決定手段の
決定データと、あらかじめ与えられた一定旋回速度にお
ける旋回角と加工量との関係を示すデータとにより、加
工物の各旋回角毎の旋回速度を算出する演算手段と、演
算手段の出力に応じて加工物を搭載した旋回手段の旋回
速度を制御する駆動制御手段と、旋回中の加工物の加工
面と押圧工具間に研摩材付のテープを供給して加工面を
研摩する加工手段とを具備したことを特徴とする。

［作　用］ 本発明は、加工物の測定データに基づいて研摩工具（ノ
ーズ）と加工物（ワーク）の相対位置と相対速度を制御
して研摩加工するようにしたので、測定から加工まで一
連の研摩作業の全自動化が達成できて操作作業が大幅に
軽減すると同時に、測定加工量と加工位置に対応して研
摩工具と加工物が正確に制御されるので、より高精度な
研摩が実現できる。

［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、１０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１０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、２
１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ｚ１の先端に装着された
ワークｌ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１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しである。

３８はスライド軸３２の先端部分に装着され、ラップテ
ープ３９をワーク１に押付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４１
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置外観を示す第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
軸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＠３２の走り（動ぎ）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ラップテープ３９を
ノーズ３８の先端の曲面に沿フ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が当っ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ｆｆ
１Ｗ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ｌ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１
１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
ほ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を引張る
引張ばね、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は引張ばね７１のばね支持軸である
。テンションアーム７０は引張ばね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とゴム輪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の内側を通フてノーズ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は巻取り−ル４２とゴム輪
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＠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
原動側のプーリー中１ｈ７８から駆動力が伝達される。

８１はプーリー軸８０の軸受、８２はプーリー軸８０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４２の軸受、８５は巻
取り−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＠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。９Ｂ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は支持軸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はテンシコンコロ６９の止め輪、
１０２はテンションコロ６９の止めピン、１０３はスト
、ツバ軸である。

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（倫
であり、ガイドコロ６０はコロ申出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）６
０ｂが形成されている。第３図に示す他の固定のガイド
コロ５５．５６，５８．５９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５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，
５８　、ノーズ３８の先端部、ガイドコロ５９．６０の
順で通り、プーリー軸７８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、回転する巻取り−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き
る。

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、
プーリー軸８０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によフて行われ、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−）し４２からはずれてラップ
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の摩擦力は押えねじ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
輪６１に押えつけたままにしておくと、ゴムＣｆｊ　６
１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’Ｐ
＋ｈｔｏ３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と離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１Ｏ
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
フて成形したノーズ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７４の間に再び入り、ガイドコロ５９
に導かれる。このように、スリーブ７４が溝部３８ａを
覆っているので、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３８
ｂ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１０６は要求される高い真球度のもの
が容易に手に入り、例えば市販の鋼球（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１０１ｉ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１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１の部分が研摩される。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、加工量を安定化でき
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ｖ１で等速走行
し、ノーズ３Ｂ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すれば、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２
１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の大きさに応し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、１１０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
手順に従フて、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
３２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１
１２〜１１４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。１１
５は旋回テーブル１１の旋回角を検知するエンコーダ１
３からの出力を人力して、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４
３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人力する類ニブログラム入力
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
ログラム人力部１１７から人力し、メモリ１１１の所定
領域に格納する（ステップＳｔ）。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Ｉｌｌ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１の修正部分
まで旋回テーブル１１を旋回させる（ステップ５３）。

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１１２　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５４）
。

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１１５
を介して入力する（ステップ５６）。

続いて、制御用コンピュータ１１０はメモリＩｌｌ　に
記憶された修正用プログラムに基づいて、検出旋回角度
に対応した旋回速度を旋回６ｂ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Ｓ
７）。上述のステップＳ６．Ｓ７の制御動作を、エンコ
ーダ１３の検出値が修正用プログラムに記憶された所定
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
ノーズ送りモータドライバ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をワーク１から
離しくステップｓ９）、ワーク軸モータドライバ１１′
２　とテープ送りモータトライバ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・夕の全てが完了しないとき、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５１０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（共用）できることを第２４
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軸３２
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。１
２２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１２１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）ｌ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ｌ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＠３２を介して一定圧でワークｌ
に接触しているので、第２５図に示すように、ワークｌ
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軸３２も同時にノー
ズ３８と一体に変位する。

このスライド軸３２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１１０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１１
の旋回角度データとをメモリ１１１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、本実施例では、スライド軸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、かっノーズ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
表面の微細な凹凸変化も非接触測定器１２１により、例
えば□μｍの単位で極めて精密に測定することができる
。また、このように、本実施例では、工具である押圧部
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
加工まで全自動化が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とる。

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＋３１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
、１３４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１３
３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１１８の如ぎ演算
制御手段等からなり、第２２図のメモリ１１１の如ぎ記
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（Ａ）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（８）に示すよ
りな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１１８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ＣＤ）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が雫（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１３３では誤差曲線と切削量曲
線とを所定のピッチで（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ｖ０での切削量が１４ｍであるとすると、加工時
の加工部分はワーク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をスライド軸３２
の後方に配属し、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ｌ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で固定する。また、おもり３３は適切な接触圧
となるものが選択される。操作者は以上の草備作業が完
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２９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ｌｌｌｌ３２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５
２２）。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７にセットしくステップ５２３）、
旋回軸モータドライバｌ１６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）、一定ピツチ角度（
旋回角度）毎にスライド軸３２の位買を非接触測定器１
２１から人力して、メモリｌｌ工に順次記憶しくステッ
プ５２５）、これらのステップＳ２４およびＳ２５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１１０はノーズ送りモータドライバ１１
４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１１
１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（ＤＩ−０２）を誤差値γ（θ）とする計算を旋回角
θのピッチ角度毎に行い（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１１０（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（切削量データ）を読み込み、
メモリＩｌｌ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
十意する（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Ｖ、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、例えはワーク１の速度ｖ２の方を一定にしてラ
ップテープ３９の速度ｖ１を研摩量（研削ｆｆ１）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。

■、加圧手段の構成 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
摩材供給袋＠４０を取付けたスライド軸３２を・軸受箱
３１の静圧空気軸受により静圧支持し、かつスライド！
１ｉＩｌ１３２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３
３で加工圧を作用させているので、スライド軸３２の移
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■１１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、加工物ノ測定デ
ータに基づいて研摩工具（ノース）ト加工物（ワーク）
の相対位置と相対速度を制御して研摩加工するようにし
たので、測定から加工まで一連の研摩作業の全自動化が
達成できて操作作業が大幅に軽減すると同時に、測定加
工量と加工位置に対応して研摩工具と加工物が正確に制
御されるので、より高精度な研摩が実現できる。

【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−Ａ切断線に沿う断面図、第７図は
第３図のＢ−Ｂ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１θ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（＾）〜（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、ツチ、 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・・・スライド軸、 ３３・・・おもり、 ３７・・・ロックねし、 ３Ｂ・・・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、 Ｉｌｌ　・・・メモリ、 １１２〜１１４．１１６・・・モータドライバ、１１７
・・・加ニブログラム人力部、 １２１・・・非接触測定器、 １３１・・・測定器、 １３３・・・自動プログラマ、 １３５・・・加工機。 第４図 洸　　　　　　　　　　　　　冊 第１３図　　　第１４図 第１７図　　　　　　第１８図 ワーク回転向 □　　　−１つ−７ プξ力飯ｒ２りの力υ工原Ｊ！のｊしφ才Ｊ１図第１９
図 大が止ケ１のカロエ尤に柿ヒの由賞ｎ図第２１図 第２８図 理想曲線 （Ａ）　　　　　　　　　（Ｂ） 第２６図の出力 第 （Ｃ）　　　　　　　　　　　　　（Ｄ）デ一りの一＃
弄ノド生をカスＶ糸東図 ２７図 自動プログラマ 第３０図 加丁機 第３１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ａ）加工物を旋回手段により定速度で旋回させなが
   ら該加工物の加工面を測定する測定手段 と、 ｂ）該測定手段の測定データとあらかじめ与えられた設
   計値データとにより、前記加工面の加工量と加工位置と
   を決定する加工量決定手段 と、 ｃ）該加工量決定手段の決定データと、あらかじめ与え
   られた一定旋回速度における旋回角と加工量との関係を
   示すデータとにより、前記加工物の各旋回角毎の旋回速
   度を算出する演算手段と、 ｄ）該演算手段の出力に応じて前記加工物を搭載した前
   記旋回手段の旋回速度を制御する駆動制御手段と、 ｅ）旋回中の前記加工物の加工面と押圧工具間に研摩材
   付のテープを供給して前記加工面を研摩する加工手段と 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、前記旋
   回手段は空気静圧軸受により軸支されて回転することを
   特徴とする研摩装置。