特許ウォッチ

公開番号2024175817
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2023093849
出願日2023-06-07
発明の名称超半球形状の加工方法
出願人共立精機株式会社
代理人清流国際弁理士法人,個人,個人
主分類B24B 11/10 20060101AFI20241212BHJP(研削;研磨)
要約【課題】ワークの加工工程を工夫することにより、標準的なカーブジェネレータを使用して超半球形状を加工することを可能にしたカップ砥石を用いた超半球形状の加工方法を提供する。
【解決手段】スピンドル2と昇降装置3とスライドテーブル4と旋回装置5と回転装置6とカップ砥石7とを備えたカーブジェネレータを使用し、カップ砥石7の傾斜角度αを45°超に設定し、カップ砥石7におけるワークWとの接触点であってZ軸方向で最も高い位置にある研削ポイントをスピンドル2の回転軸EからX軸方向に外れた位置に配置し、スピンドル2及びカップ砥石7が回転した状態で、ワークWをZ軸方向に上昇させる工程と、ワークWの上端がカップ砥石7の研削ポイントに到達した後、カップ砥石7の研削ポイントをスピンドル2の回転軸Eに一致するようにX軸方向に移動させる工程とを有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ワークを着脱可能に保持する一方でＺ軸方向の回転軸を有するスピンドルと、このスピンドルをＺ軸方向に昇降させる昇降装置と、前記スピンドルの回転軸に対して直交するＸ軸方向に沿って進退可能に構成されたスライドテーブルと、このスライドテーブル上で前記Ｚ軸方向及び前記Ｘ軸方向に対して直交するＢ軸の廻りに旋回可能に構成された旋回装置と、この旋回装置に搭載されていて前記Ｂ軸と直交する回転軸を有する回転装置と、この回転装置に着脱可能に取り付けられたカップ砥石とを備えたカーブジェネレータを使用し、
前記カップ砥石の前記スピンドルの回転軸に対する傾斜角度αを４５°超に設定し、前記カップ砥石における前記ワークとの接触点であって前記Ｚ軸方向で最も高い位置にある研削ポイントを前記スピンドルの回転軸から前記Ｘ軸方向に外れた位置に配置し、前記スピンドル及び前記カップ砥石が回転した状態で、前記ワークを前記Ｚ軸方向に上昇させる工程と、
前記ワークの上端が前記カップ砥石の研削ポイントに到達した後、前記カップ砥石の研削ポイントを前記スピンドルの回転軸に一致するように前記Ｘ軸方向に移動させる工程とを有することを特徴とする超半球形状の加工方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記ワークの目標加工形状及び前記カップ砥石の形状を含む形状データに基づいて前記カップ砥石の前記スピンドルの回転軸に対する傾斜角度αと前記カップ砥石の前記Ｘ軸方向の移動量Δｄとを演算する演算部と、この演算部により演算された算出値に基づいて前記昇降装置と前記スライドテーブルと前記旋回装置の移動を制御する制御部とを備え、
前記カップ砥石の前記傾斜角度αと前記Ｘ軸方向の移動量Δｄとを演算し、この演算された算出値に基づいて前記カップ砥石が前記スピンドルの回転軸に対して前記傾斜角度αを有するように前記Ｂ軸の廻りに旋回すると共に前記カップ砥石が前記スピンドルの回転軸から前記Ｘ軸方向の移動量Δｄだけ移動し、
前記ワークが前記Ｚ軸方向に上昇して前記ワークと前記カップ砥石が接触し、前記カップ砥石が前記ワークの所定の量を研削した後、前記カップ砥石の研削ポイントが前記スピンドルの回転軸に一致するように前記Ｘ軸方向の移動量Δｄだけ移動することにより前記カップ砥石が前記ワークを前記目標加工形状になるように研削することを特徴とする請求項１に記載の超半球形状の加工方法。
【請求項３】
前記カップ砥石の前記Ｘ軸方向の移動量Δｄ［ｍｍ］と、前記カップ砥石を前記傾斜角度αに設定した状態で前記ワークの中心軸と前記カップ砥石が接触するように前記ワークを上昇させたときの前記ワークと前記カップ砥石が干渉する前記Ｘ軸方向の仮想干渉量Ｘｄ［ｍｍ］とがＸｄ≦Δｄ≦Ｘｄ＋３ｍｍの関係を満たすことを特徴とする請求項２に記載の超半球形状の加工方法。
【請求項４】
前記ワークを加工する前に、前記カップ砥石の前記傾斜角度αを０°に設定した状態で前記ワークの中心軸と前記カップ砥石が接触するように前記ワークを上昇させ、前記ワークと前記カップ砥石が接触したときの前記ワークの前記Ｚ軸方向の位置を基準位置として予め登録しておき、
前記カップ砥石の前記傾斜角度αが０°の状態から４５°超に設定したときに変位する前記カップ砥石の前記Ｚ軸方向の変位量Ｚｄを演算し、予め登録した前記ワークの基準位置と演算された前記カップ砥石の前記Ｚ軸方向の変位量Ｚｄとを含む位置データに基づいて前記ワークのＺ軸方向の移動量Ｗｚを演算し、
この演算された算出値に基づいて前記ワークを前記Ｚ軸方向に移動させて研削することを特徴とする請求項２又は３に記載の超半球形状の加工方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、カップ砥石を用いた超半球形状の加工方法に関し、更に詳しくは、ワークの加工工程を工夫することにより、標準的なカーブジェネレータを使用して超半球形状を加工することを可能にしたカップ砥石を用いた超半球形状の加工方法に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来のレンズ加工機において、レンズを保持し、回転する軸（Ｚ軸）とそれに直交するＸ軸とレンズを研削する工具側の軸（Ｂ軸）の３軸を同時に制御することにより、レンズを任意の形状に加工することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このような３軸同時制御では、各軸を高い精度で制御することは難しく、また、加工後のレンズが所望の目標加工形状になるように十分な精度を維持することが難しいという問題がある。
【０００３】
また、従来のカーブジェネレータを用いた加工方法では、カップ砥石を傾斜させた状態でＺ軸方向に上昇させて加工するため、加工対象のワークは物理的に正確な球面になり、前段落に記載した３軸同時制御による加工方法よりも精度的に優位性がある。しかしながら、従来のカーブジェネレータを用いて超半球形状を加工する場合、工具（例えばカップ砥石）をＺ軸に対して４５°超に傾斜させた状態でレンズをＺ軸方向に上昇させながら加工しようとすると、カップ砥石とレンズが干渉し、超半球形状を加工することができないという問題がある。具体的には、図６（ａ）～（ｃ）に示すように、カップ砥石７をＺ軸に対して例えば５５°程度に傾斜させた状態で、従来の加工方法に基づいて超半球形状を加工しようとすると、未加工のワークＷをＺ軸方向に上昇させた際、カップ砥石の一部とワークＷの側面とが干渉し、ワークＷの側面が研削されてしまうため、超半球形状を得ることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００８－０６８３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ワークの加工工程を工夫することにより、標準的なカーブジェネレータを使用して超半球形状を加工することを可能にしたカップ砥石を用いた超半球形状の加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の超半球形状の加工方法は、ワークを着脱可能に保持する一方でＺ軸方向の回転軸を有するスピンドルと、このスピンドルをＺ軸方向に昇降させる昇降装置と、前記スピンドルの回転軸に対して直交するＸ軸方向に沿って進退可能に構成されたスライドテーブルと、このスライドテーブル上で前記Ｚ軸方向及び前記Ｘ軸方向に対して直交するＢ軸の廻りに旋回可能に構成された旋回装置と、この旋回装置に搭載されていて前記Ｂ軸と直交する回転軸を有する回転装置と、この回転装置に着脱可能に取り付けられたカップ砥石とを備えたカーブジェネレータを使用し、前記カップ砥石の前記スピンドルの回転軸に対する傾斜角度αを４５°超に設定し、前記カップ砥石における前記ワークとの接触点であって前記Ｚ軸方向で最も高い位置にある研削ポイントを前記スピンドルの回転軸から前記Ｘ軸方向に外れた位置に配置し、前記スピンドル及び前記カップ砥石が回転した状態で、前記ワークを前記Ｚ軸方向に上昇させる工程と、前記ワークの上端が前記カップ砥石の研削ポイントに到達した後、前記カップ砥石の研削ポイントを前記スピンドルの回転軸に一致するように前記Ｘ軸方向に移動させる工程とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の超半球形状の加工方法では、ワークを着脱可能に保持する一方でＺ軸方向の回転軸を有するスピンドルと、このスピンドルをＺ軸方向に昇降させる昇降装置と、スピンドルの回転軸に対して直交するＸ軸方向に沿って進退可能に構成されたスライドテーブルと、このスライドテーブル上でＺ軸方向及びＸ軸方向に対して直交するＢ軸の廻りに旋回可能に構成された旋回装置と、この旋回装置に搭載されていてＢ軸と直交する回転軸を有する回転装置と、この回転装置に着脱可能に取り付けられたカップ砥石とを備えているので、標準的なカーブジェネレータの構成を備えながらも、カップ砥石のスピンドルの回転軸に対する傾斜角度αを４５°超に設定し、カップ砥石の研削ポイントをスピンドルの回転軸からＸ軸方向に外れた位置に配置してワークをＺ軸方向に上昇させる工程と、ワークの上端がカップ砥石の研削ポイントに到達した後、カップ砥石の研削ポイントをスピンドルの回転軸に一致するようにＸ軸方向に移動させる工程の２段階の加工工程を経ることにより、従来加工することができなかった超半球形状に加工することが可能になる。特に、標準的なカーブジェネレータの構成を備えていることで、カップ砥石の傾斜角度αを固定したまま連続的にワークを加工することができるという有利な点を維持することができるので、十分な精度を確保し易くなり、目標加工形状に対して高い精度を得ることができる。更に、ワークの形状を補正する場合にも従来のリングスフェロメータによる測定結果に基づいて補正することができるので、補正作業が簡便であり、非常に有利である。
【０００８】
本発明の超半球形状の加工方法において、ワークの目標加工形状及びカップ砥石の形状を含む形状データに基づいてカップ砥石のスピンドルの回転軸に対する傾斜角度αとカップ砥石のＸ軸方向の移動量Δｄとを演算する演算部と、この演算部により演算された算出値に基づいて昇降装置とスライドテーブルと旋回装置の移動を制御する制御部とを備え、カップ砥石の傾斜角度αとＸ軸方向の移動量Δｄとを演算し、この演算された算出値に基づいてカップ砥石がスピンドルの回転軸に対して傾斜角度αを有するようにＢ軸の廻りに旋回すると共にカップ砥石がスピンドルの回転軸からＸ軸方向の移動量Δｄだけ移動し、ワークがＺ軸方向に上昇してワークとカップ砥石が接触し、カップ砥石がワークの所定の量を研削した後、カップ砥石の研削ポイントがスピンドルの回転軸に一致するようにＸ軸方向の移動量Δｄだけ移動することによりカップ砥石がワークを目標加工形状になるように研削することが好ましい。これにより、ワークの目標加工形状に対して高い精度を得ることに寄与する。
【０００９】
カップ砥石のＸ軸方向の移動量Δｄ［ｍｍ］と、カップ砥石を傾斜角度αに設定した状態でワークの中心軸とカップ砥石の先端が接触するようにワークを上昇させたときのワークとカップ砥石とが互いに干渉するＸ軸方向の仮想干渉量Ｘｄ［ｍｍ］とはＸｄ≦Δｄ≦Ｘｄ＋３ｍｍの関係を満たすことが好ましい。このようにカップ砥石のＸ軸方向の移動量Δｄを可及的に小さくすることにより、ワークの目標加工形状に対して高い精度を得ることに寄与する。
【００１０】
ワークを加工する前に、カップ砥石の傾斜角度αを０°に設定した状態でワークの中心軸とカップ砥石が接触するようにワークを上昇させ、ワークとカップ砥石が接触したときのワークのＺ軸方向の位置を基準位置として予め登録しておき、カップ砥石の傾斜角度αが０°の状態から４５°超に設定したときに変位するカップ砥石のＺ軸方向の変位量Ｚｄを演算し、予め登録したワークの基準位置と演算されたカップ砥石のＺ軸方向の変位量Ｚｄとを含む位置データに基づいてワークのＺ軸方向の移動量Ｗｚを演算し、この演算された算出値に基づいてワークをＺ軸方向に移動させて研削することが好ましい。これにより、ワークの目標加工形状に対して高い精度を得ることに寄与する。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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