CN103302550A - 透镜形状加工方法以及透镜形状加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种沿螺旋状测量路径进行测量的透镜形状加工方法以及透镜形状加工装置。沿螺旋状测量路径形状测量沿螺旋状加工路径加工成的透镜形状，获取形状测量数据。插补该形状测量数据，获取通过透镜形状的中心的放射线与螺旋状测量路径的交点处的插补形状测量数据，根据该插补形状测量数据，通过插补计算出用于去除上述各交点（加工点）处的加工误差的修正加工量。并且，根据该计算出的修正加工量，计算出螺旋状加工路径上的各加工点处的加工点修正加工量，基于该加工点修正加工量生成修正加工路径。

Description

透镜形状加工方法以及透镜形状加工装置

技术领域

本发明涉及在基于螺旋路径的加工中，与加工同样地进行沿螺旋路径的测量的透镜形状加工方法以及透镜形状加工装置。

背景技术

在超精密加工中，为了实现纳米单位的形状精度，不可缺少基于机载测量的修正加工。基于机载测量的修正加工多数主要在透镜等的光学关联***中进行。在现有的透镜模具的加工以及修正中，一般是利用车床加工来加工透镜模具，再利用机载测量修正加工形状的误差。

由于如今的移动电话、智能电话的普及、各种高密度集成传感器的发展，搭载于这些产品的小型透镜的数量增大。因此，大量需要用于制造小型透镜的高精度的透镜模具。在一个一个加工透镜模具的现有车床加工中，不能够实现满足其需求的生产能力，若不实现同时加工多个小型高精度透镜，偶尔同时加工几千个以上的透镜阵列，则不能够满足对小型透镜的需求。

因此，在为了满足小型透镜的需求的加工中，多数情况采用基于铣削的螺旋路径加工。螺旋路径加工成为与车床加工模拟相同的加工，所以在透镜阵列加工中是最佳的加工方法。另外，例如在日本特开2007-276049号公报中公开了如下技术，即以扫描加工的方式对阵列形状模具进行加工，沿直线光栅路径（raster path）进行使用了机载测量装置的测量和基于测量结果的加工修正。

在透镜阵列模具的加工中，现在进行基于螺旋状加工路径的加工。另一方面，直至现在，测量、修正仅对应于透镜的十字剖面测量（参照图19）。在十字剖面测量中，虽能够把握形状的上下左右的非对称的大致倾向，但无法把握十字测量的部分以外。即便利用近似方法决定修正加工量，之间的空白过大，采用与实际的形状误差相差甚远的修正的可能性大。

在上述的日本特开2007-276049号公报中公开的基于光栅路径（直线路径的集合体）的三维测量和加工能够测量全部加工面，另外，能够加工高精度的透镜阵列模具。但由于测量和加工沿直线路径，所以工具的直线进给线条容易留在加工表面，即便在微小的情况下，也存在给光学特性带来不良影响的情况。另外，由于一条路径结束再移向下一路径的、既不是有效加工也不是测量动作的退让等动作较多，妨碍工时缩短。

发明内容

因此，本发明鉴于上述现有技术的问题点，目的在于提供与沿螺旋状加工路径的加工同样地进行沿螺旋状测量路径的测量的透镜形状加工方法以及透镜形状加工装置。

在本发明的透镜形状加工方法中，使用具有机载测量装置的透镜形状加工装置，使工具和被加工物沿螺旋状加工路径相对移动来加工透镜形状。该透镜形状加工方法包括：沿上述螺旋状加工路径进行加工的步骤；在上述加工后，沿半径增减量比上述螺旋状加工路径的半径增减量大的螺旋状测量路径，使上述机载测量装置的探测器相对上述被加工物相对移动，在上述螺旋状测量路径上的测量点利用上述机载测量装置测量上述被加工物，获取形状测量数据的步骤；通过插补上述形状测量数据，求出通过上述透镜形状的中心的多条放射线与上述螺旋状测量路径的交点处的插补形状测量数据的步骤；求出上述放射线与上述螺旋状测量路径的交点处的、上述插补形状测量数据和基准数据的偏差亦即形状误差量的步骤；根据上述求出的形状误差量，通过插补求出用于去除作为上述放射线与上述螺旋状加工路径的交点的加工点处的加工误差的修正加工量的步骤；根据上述求出的修正加工量，求出上述螺旋状加工路径上的各加工点处的加工点修正加工量的步骤；基于上述求出的加工点修正加工量生成修正加工路径的步骤；以及使上述透镜形状加工装置的工具和上述被加工物沿上述作成的修正加工路径相对移动，执行上述被加工物的加工的步骤。

能够通过以上述测量点的形状测量数据为基础的直线近似或曲线近似来插补求出上述插补形状测量数据。

在本发明的透镜形状加工装置中，使用具有机载测量装置的透镜形状加工装置，使工具和被加工物沿螺旋状加工路径相对移动来加工透镜形状。该透镜形状加工装置具备：形状测量部，其在基于上述螺旋状加工路径的加工后，沿半径增减量比上述螺旋状加工路径的半径增减量大的螺旋状测量路径，使上述机载测量装置的探测器相对于被加工物相对移动，在上述螺旋状测量路径上的测量点，通过上述机载测量装置测量上述被加工物，从而获取形状测量数据；插补形状测量数据计算部，其通过插补上述形状测量数据，求出通过上述透镜形状的中心的多条放射线与上述螺旋状测量路径的交点处的插补形状测量数据；形状误差量计算部，其计算上述放射线与上述螺旋状测量路径的交点处的、上述插补形状测量数据与基准数据的偏差亦即形状误差量；修正加工量计算部，其根据上述求出的形状误差量，通过插补求出用于去除作为上述放射线与上述螺旋状加工路径的交点的加工点处的加工误差的修正加工量；加工点修正量计算部，其根据上述求出的修正加工量，求出上述螺旋状加工路径上的各加工点处的加工点修正加工量；以及修正加工路径生成部，其基于上述求出的加工点修正加工量来生成修正加工路径。并且使上述透镜形状加工装置的工具和上述被加工物沿上述生成的修正加工路径相对移动，执行被加工物的加工。

上述插补形状测量数据计算部能够通过以上述测量点的形状测量数据为基础的直线近似或曲线近似进行插补，来求出上述插补形状测量数据。

通过本发明，能够提供与沿螺旋状加工路径的加工同样地进行沿螺旋状测量路径的测量的透镜形状加工方法以及透镜形状加工装置。

附图说明

根据参照附图的以下实施例的说明，明确本发明的上述以及其他目的以及特征。这些图中，

图1是对具有X轴、Y轴、Z轴的直动轴，并在X轴上配置了作为旋转轴的B轴，在Y轴上配置了作为旋转轴的C轴的机床的主要部分进行说明的图。

图2是表示作为机载测量装置的可动部的探测器的移动位移检测单元，具有线性标尺和激光头，使探测器沿加工对象物面相对移动，通过该探测器的位移来进行测量对象物的形状测量的图。

图3是对具有具备机载测量装置的机床和控制该机床的数值控制装置的***进行说明的图。

图4A是对应用基于螺旋路径的加工的透镜阵列模具的例子进行说明的立体图。

图4B是图4A的透镜阵列模具的俯视图。

图5是对沿螺旋状加工路径的加工进行说明的图。

图6是对沿螺旋状测量路径的测量进行说明的图。

图7是对螺旋状加工路径的半径增减量进行说明的图。

图8是在本发明中作为与螺旋路径的加工路径对应的测量路径的一个例子，对螺旋状测量路径的半径增减量为螺旋状加工路径的半径增减量以上的情况进行说明的图。

图9是详细说明沿螺旋状测量路径进行工件测量的图。

图10是对将在沿螺旋状加工路径进行加工后沿螺旋状测量路径进行测量得到的作为形状误差的形状测量数据配置在通过螺旋状加工路径的加工点并且通过透镜形状的中心且按任意角度排列的放射线上的情况进行说明的图。

图11是对使用各放射线上的形状测量数据求出用于去除与各放射线相交的加工路径中的形状误差的修正加工量进行说明的图。

图12是对求出与放射线相交的加工点处的修正加工量后的螺旋加工路径上的修正加工点进行说明的图。

图13是对防止因按照放射线的任意角度的分割，越朝向外侧，修正加工点的间隔变得越大的情况下产生的修正加工精度的降低的方法进行说明的图。

图14是对在图13中细化放射线，求出与细化后增加的放射线相交的伪测量点的插补形状测量数据后，利用图11的方法求出与放射线相交的加工点（修正加工点）的修正加工量进行说明的图。

图15是说明将与放射线相交并根据测量点近似求出的修正加工量明确的加工点（修正加工点）之间按照每个实际的加工间距分割，并通过近似插补求出各分割点处的修正加工量的图。

图16A以及图16B是对透镜形状加工的初次沿螺旋状路径进行加工后，通过在本发明的透镜形状加工中进行的测量来测量了透镜形状的例子进行说明的图，图16A是图示了针对X坐标的误差值的图，图16B是三维图示了沿螺旋状测量路径测量得到的测量数据的图。

图17A以及图17B是对利用本发明的方法求出修正加工量，向在图16的初次的螺旋状加工路径加上修正加工量，再次沿螺旋状加工路径进行加工，然后再沿螺旋状测量路径进行测量的结果进行说明的图，图17A是图示了针对X坐标的误差值的图，图17B是三维图示了沿螺旋状测量路径测量得到的测量数据的图。

图18是说明进行本发明的加工及测量的处理的流程图。

图19是对作为现有的透镜阵列模具的测量方法的十字剖面测量进行说明的图。

具体实施方式

本发明涉及在基于主要用于透镜形状加工方法的螺旋状加工路径的加工中，为了修正因工具的轮廓误差等产生的形状误差，沿螺旋状测量路径进行测量，基于该测量结果求出加工的修正量，进行修正加工的方法以及装置。

旋转的铣削工具一般除了工具自身的轮廓误差外，还因旋转时的工具的径向或推力方向的摆动而使旋转的轨迹不是正圆而成为椭圆形。在该状态下的加工中，当然会有工具轮廓误差引起的面的起伏，透镜模具的上下左右的形状也成为非对称。

所以，为了正确测定透镜模具的形状误差，需要沿与螺旋状加工路径相同的螺旋状测量路径进行测量，从而把握透镜模具整个面的形状误差的分布。但该螺旋状加工路径一般为考虑表面粗糙度（在超精密的情况下为10nm以下），使螺旋半径的减少量非常小且稠密的路径。所以，使螺旋状测量路径与该螺旋状加工路径完全相同，从而完全把握整个面是理想的，但这样一来，测量时间变长，不能够忽略热位移引起的测量数据的漂移的影响，另外，测量得到的数据量变大，基于测量数据进行修正加工的工时增加，结果存在加工精度降低和损害本来的提高生产能力这样的目的的可能性。

所以，本发明为了解决沿螺旋状加工路径进行测量时的上述问题点，其特征在于，对该螺旋状加工路径应用比该螺旋半径的减少量大的螺旋半径的减少量，以间拔后的螺旋状测量路径进行测量，以及即便在因该间拔而未被测量的加工部分中也正确求出修正加工量，进行高精度的透镜形状的加工。由任意数量的测量点列形成螺旋状测量路径。另外，螺旋状加工路径和螺旋状测量路径的螺旋状路径的意思指从透镜形状的光轴方向俯视透镜形状时，工具或机载测量装置的以探测器的光轴为中心的轨迹。

作为本发明的具体方法，间拔具有形状式的透镜形状，沿螺旋状测量路径进行测量，将得到的形状测量数据以与螺旋状加工路径上的各点相交的方式按照任意的角度排列成放射线状（在从上观察透镜的情况下，在透镜剖面中，以放射线状的各测量点生成近似的形状误差的轮廓。通过近似插补进行该排列。

在将形状测量数据整列化成放射线状后，根据使用测量后得到的形状测量数据生成的形状轮廓，求出各放射线的轨迹和螺旋状加工路径的交点处的修正加工量。但由于以放射线状求出修正加工量，修正加工点的内侧较密，随着到外侧变得较疏，所以近似它们之间的点，按照原始的加工路径的各点的间距求出修正加工量。然后，对原始的加工路径的上述各点的数据加上该修正加工量，进行再加工，从而实现高精度的修正加工。使形状测量数据的整列化为放射线状是因为在放射线中，剖面形状式无论为哪个角度都相同，所以容易运算。考虑公差，若使放射线的角度充分小，则即便仅以简单的直线近似插补，也能够将各近似引起的误差抑制在一位纳米以下的近似误差。

接下来，使用图1、图2、图3，对沿螺旋测量路径进行测量的本发明的透镜形状加工装置的一个实施方式进行说明。

图1是对由数字控制装置控制，且由3个轴以上的直动轴和1个轴以上的旋转轴构成的机床进行说明的图。

该机床具有X轴、Y轴、Z轴的直动轴，在X轴上具有作为旋转轴的B轴，在Y轴上具有作为旋转轴的C轴，能够同时控制5个轴。通过以纳米级控制各可动轴，能够以纳米级的精度进行工件的加工。

图2是对安装在机床上的机载测量装置的一个例子进行说明的主要部分剖视图。

机载测量装置1具备内置于壳体1a内的作为可动部的探测器1b。该探测器1b能够通过空气轴承等轴承（未图示）沿中心轴方向移动。在该探测器1b的一端安装有具备球形测头1f的测头棒1e。该测头棒1e是细棒状的部件。并且，测头棒1e的一端被固定在探测器1b上，在另一端安装有球形测头1f。球形测头1f与加工对象物20的加工对象物面20a接触，进行形状测量。通过使探测器1b沿加工对象物面20a移动，测量探测器1b的位移，能够测定加工对象物20的加工对象物面20a的表面形状。

机载测量装置1在壳体1a内具备线性标尺1d和激光头1c。该线性标尺1d和激光头1c构成探测器1b的移动位移检测单元。另外，使用激光头1c和线性标尺1d的位移检测单元是周知的。如图2所示，使机载测量装置1沿加工对象物20的加工对象物面20a移动，通过移动位移检测单元检测探测器1b的位移。移动位移检测单元输出表示探测器1b的位移的移动位移检测信号（参照图3）。将该移动位移检测信号作为来自机载测量装置1的测量信号ipf输入至后述的个人计算机11，作为来自机载测量装置1的探测器1b的位置信息存储。

图3是对连结了机载测量装置和机床的一个例子进行说明的图。机床的X、Y、Z、B、C轴的各轴和被安装于作为旋转轴的B轴的机载测量装置具有相同的接口。即，X、Y、Z、B、C轴分别具备用于控制各轴的接口。机载测量装置1虽不构成机床的可动轴，但能够将机载测量装置1视为机床的可动轴，与机床的各可动轴X、Y、Z、B、C相同，将从机载测量装置1得到的信号经由数字控制装置8的伺服控制部9存储于个人计算机11。将机载测量装置1安装于机床时，如后所述，收纳在具备自动开闭罩25的收纳装置24内。

机床的各轴（5个可动轴）和机载测量装置具有相同构成的接口，从而来自各轴的位置检测器（未图示）的位置检测信号和来自机载测量装置的位置检测信号被简单地同步输入至数字控制装置的进给轴驱动控制部。并且，数字控制装置8和个人计算机11经由以太网（注册商标）12进行LAN通信，各轴的位置信息和机载测量装置1的探测器的位移信息被同时输入至作为外部存储装置的个人计算机11。图3示出测量用软件被用于输入的各轴的位置信息和探测器的位移信息的保存并进行测量。并且，在本发明的实施方式中，在个人计算机11中，使用测量得到的加工对象物20的形状数据对加工程序进行修正，生成修正加工程序。

图3是表示经由数字控制装置电脑输入来自机载测量装置的测量信号的例子。

在该例子中，机床的各轴和安装于作为旋转轴的B轴的机载测量装置1具有相同的接口，从而将各轴的位置检测信号和机载测量装置1的测量信号简单地同步输入至数字控制装置8的作为进给轴驱动控制部的伺服控制部9。

使用图2对机载测量装置1的一个例子进行说明。将从内置于驱动机床的各轴（X轴3、Y轴4、Z轴5、B轴6、C轴7）的伺服马达的位置检测装置（省略图示）输出的位置检测信号ipx、ipy、ipz、ipb、ipc反馈输入至数字控制装置8的伺服控制部9。同样，从测定被加工物W的表面形状的机载测量装置1经由接口2向伺服控制部9输入作为与探测器1b的移动位移相关的测量信号的位置检测信号ipf。

将从机床的各可动轴的位置检测装置输出的位置检测信号也经由接口（未图示）输入至伺服控制部9。该接口构成为将从内置于伺服马达的位置检测装置输出的位置检测信号和从机载测量装置1输出的测量信号同步输入至数字控制装置8的伺服控制部9。

另外，数字控制装置8具备：存储单元（未图示），其对来自机床的各可动轴的位置信息和机载测量装置1的测量信息（位置信息）进行存储；接口，其将存储于该存储单元的位置信息送出至外部装置的个人计算机11。

作为来自机床的各可动轴的反馈信号的位置检测信号和来自机载测量装置的测量信号经由相同电路构成的接口2被数字控制装置8的伺服控制部9获取，所以来自各轴的位置检测装置和机载测量装置的测量信号（即各轴的轴位置检测信号和机载测量装置的位置检测信号）被简单地同步输入至数字控制装置8。并且，读入的测量信号作为位置信息存储至数字控制装置8的存储单元（省略图示）。

另外，数字控制装置8经由以太网（注册商标）12与作为外部装置的例如个人计算机11进行LAN通信，向与个人计算机11连接或内置的存储装置13发送来自各轴的位置信息和来自机载测量装置1的测量信息。个人计算机11按照每个采样周期将来自各轴的位置信息和来自机载测量装置1的位置信息同步存储至存储装置13。在个人计算机11内存储有测量用软件，基于经由数字控制装置8读入的上述位置信息执行被加工物的形状测量等所使用的运算处理。

图4A是对应用了基于螺旋路径的加工的透镜阵列模具的例子进行说明的立体图，图4B是图4A的透镜阵列模具的俯视图。在平面或曲面上配置多个相同的透镜形状22a。一般由几百至几千个透镜形状的集成体构成1个透镜阵列模具22。

图5是对沿螺旋状加工路径的加工进行说明的图。工具24沿螺旋状加工路径26相对于工件（未图示）相对地移动，针对工件加工透镜形状。

图6是对沿螺旋状测量路径27的测量进行说明的图。在图2所示的机载测量装置1的探测器1b的一端安装有在前端安装了球形测头1f的测头棒1e。该球形测头1f沿具有与加工时相同的螺旋状路径的螺旋状测量路径27进行测量。在进行基于球头立铣刀的铣削加工的情况下，根据该机载测量装置1的测量，能够捕捉全部因工具的旋转摇摆产生的形状的非对称、因接触工具面的变化而产生的不规则的形状误差的变动。

这里，对螺旋状加工路径的半径增减量△Ra和螺旋状测量路径的半径增减量△Rb的关系进行说明。

图7是对螺旋状加工路径的半径增减量△Ra进行说明的图。图8是对螺旋状加工路径和螺旋状测量路径进行说明的图。

在沿螺旋状加工路径30加工工件时，将该螺旋状加工路径30和与其邻接的螺旋状加工路径30之间的距离设为螺旋状加工路径的半径增减量△Ra。另外，将该螺旋状测量路径40和与其邻接的螺旋状测量路径40之间的距离设为螺旋状测量路径的半径增减量△Rb。图8示出螺旋状测量路径的半径增减量△Rb比螺旋状加工路径的半径增减量△Ra大（△Rb＞Ra）的情况。

另外，下述式（1）以及式（2）表示透镜形状的形状式。式（1）是二维剖面式，式（2）是三维式。基于式（2）的透镜形状的形状式沿螺旋状加工路径30进行工件（透镜模具）的加工。在式（2）中，X、Y是透镜形状的中心至X轴方向以及Y轴方向的距离，R是曲率半径，k是Korenich系数（Korenichcoefficient）。

$Z=\frac{X^2}{R(1+\sqrt{1-(k+1)X^2/R^2}}+\underset{i=1}{\overset{20}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i{\left|X\right|}^i\·\·\·\·\·\·\left(1\right)$

$Z=\frac{X^2+Y^2}{R(1+\sqrt{1-(k+1)\·(X^2+Y^2)/R^2})}+\underset{i=1}{\overset{20}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i{|X^2+Y^2|}^i\·\·\·\·\·\·\left(2\right)$

另外，以上述的式（1）或式（2）表示透镜形状的形状式是一个例子，也可以以其他关系式，例如以Z=a×X+b这样的表示单纯平面的形状式表示。

使用图9对沿螺旋状测量路径进行工件测量的情况进行说明。

位于螺旋状测量路径40上的多个点41是实际的测量点。放射线50按照相等的角度从透镜形状的中心60延伸。这里，螺旋状测量路径的半径增减量△Rb和螺旋状加工路径的半径增减量△Ra的关系是△Ra≤△Rb。在图9中是△Ra＜△Rb。所以，螺旋状测量路径的半径增减量比螺旋状加工路径的半径增减量大，从而能够间拔进行形状测量，能够实现测量时间的缩短和温度漂移的降低所带来的测量精度提高的效果。

另外，在设为△Ra=△Rb的情况下也能够应用本发明，但该情况下，难以实现测量时间的缩短。

机载测量装置1的探测器1f（参照图2）沿螺旋状测量路径40移动时，按照每个恒定的采样周期获取设备坐标以及探测器1f的位移数据，从而进行实际的测量。将得到的数据设为形状测量数据。难以使用于获取探测器1f的位移数据的采样周期完全恒定，实际具有某种程度的偏差，所以如图9所示，各测量点41相互的间隔不均匀。

使用图10，对将在沿螺旋状加工路径进行加工后沿螺旋状测量路径进行测量得到的作为形状误差的形状测量数据配置在通过螺旋状加工路径的加工点并且通过透镜形状的中心且按任意角度排列的放射线上的情况进行说明。

如使用图9所说明的那样，因测量点41的偏差等，在从透镜形状的中心60以通过螺旋状加工路径30的加工点的方式配置的多条放射线50上不存在形状测量数据的情况较多。该情况下，能够使用进行直线近似的直线插补、进行曲线近似的样条插补等已知的插补方法，求出实际的测量点和其相邻的测量点之间的点（伪测量点42）的近似值（插补形状测量数据）（参照图11）。此时，通过考虑透镜形状的三维形状式来求出正确的近似值。即，若测量点和其相邻的测量点之间为光滑的变化，则仅用插补就足够。但在测量点和其相邻的测量点之间存在微小突起或凹陷的情况下，存在仅利用以直线连结点间的插补不充分的情况。该情况下，通过使采样进一步细化，能够使该影响变得极小。另外，在加工程序中，将加工点沿螺旋状的加工路径指定为间隔微小的点列。在超精密加工的情况下，通过使点间的间隔非常小（例如与期望的公差对应的量），能够仅利用以直线连结点间的插补来实现几纳米级的表面粗糙度。

使用图11，对使用各放射线上的形状测量数据求出用于去除与各放射线相交的螺旋状加工路径中的形状误差的修正加工量进行说明。图11的左图是对图10的虚线62所示的地方进行放大后的图，图11的右图是从左图的剖面方向观察的图。

螺旋状测量路径的半径增减量△Rb比螺旋状加工路径的半径增减量△Ra大（△Ra＞△Rb），所以在螺旋状加工路径30上进行测量（每当测量时，测量装置1的球形测头1f通过螺旋状加工路径30上）的可能性变小。因此，如图11的右图所示，通过利用基于曲线近似、直线近似等的插补连结伪测量点42，形成基于形状测量数据生成的实际形状的轮廓49。另外，如上所述，即使设为△Ra=△Rb，使测量路径与加工路径一致，也能够利用本发明进行在透镜形状加工中进行的测量。

连结放射线50上的伪测量点42的、通过式（1）描述的理论形状式轮廓39与测量得到的实际形状的轮廓49的偏差成为形状误差量47。该形状误差量47成为应修正的加工量，但需要将其变换为在螺旋状加工路径30上的实际加工点处的加工点修正加工量的作业。因此，求出在放射线50和螺旋状加工路径30的交点（修正加工点32）处的、测量得到的实际形状的轮廓49和理论形状式轮廓39的差。求出的差成为在螺旋状加工路径30上的加工点处的修正加工量37。

使用图12，对求出在与放射线相交的加工点处的修正加工量后的、螺旋加工路径上的修正加工点进行说明。求出在处于螺旋状加工路径30上的修正加工点32处的修正加工量37。

由于利用放射线进行了按照任意角度的分割，越朝向外侧，修正加工点与修正加工点的间隔越是渐渐变大，使用图13，对防止该情况下产生的修正加工精度降低的方法进行说明。

通过追加放射线50进一步细化修正加工点和修正加工点之间来对应判断为修正加工点和修正加工点的间隔较宽的地方。但由细化追加的放射线52不延长至中心，而延长至成为充分需要的间隔的地方。利用与使用图10说明方法相同的方法，求出与追加的放射线52相交的伪测量点42中的测量数据。

使用图14，对在图13中对放射线进行细化，求出与细化后增加的放射线52相交的伪测量点的插补形状测量数据后，利用图11的方法求出与增加的放射线52相交的加工点（修正加工点32）的修正加工量的情况进行说明。

与图12进行比较，修正加工点32变得更密。使修正加工点32更密的理由如下，能够在作为实际加工路径的螺旋状加工路径30上配置间距间隔窄的修正加工点32，所以在通过近似求出修正加工点32之间时，变得更密的话近似精度变高，从而能使修正加工的精度提高。另外，使其变密到什么程度，能够根据加工的透镜形状的形状变化来设定，在形状变化光滑的情况下，有时即便稍宽一点，近似的误差也不会变大。

使用图15说明，将与放射线相交并根据测量点近似求出的修正加工量明确的加工点（修正加工点32）之间按照每个实际的加工间距分割，并通过近似插补求出各分割点处的修正加工量37。

求出修正加工点32和修正加工点32之间的分割点34处的近似修正加工量。即，分割点34也是加工点，所以求出该分割点34处的加工点修正加工量。另外，修正加工点32也是加工点，所以能够将修正加工点32处的加工点修正加工量和分割点34处的加工点修正加工量合在一起统称为加工点修正加工量。该加工点修正加工量是用于去除工件的加工误差的加工修正量。

各分割点34处的修正加工量37的插补能够采用直线插补、样条插补等已知的插补方法，放射线之间越密，近似越简单，精度也越高。通过如图15所示那样进行各分割点34处的修正加工量37的插补，来求出加工程序所描述的各加工点处的加工点修正加工量38，通过将该求出的加工点修正加工量38相加至加工程序的全部的加工点处的加工坐标来生成修正加工路径，因此实现了消除了形状误差的修正加工。

图16A以及图16B是对透镜形状加工的初次沿螺旋状路径进行加工后，通过在本发明的透镜形状加工中进行的测量来测量了透镜形状的例子进行说明的图，图16A是图示了针对X坐标的误差值的图，图16B是三维图示了沿螺旋状测量路径测量得到的测量数据的图。初次加工后，由于工具轮廓误差、工具的旋转轨迹的非对称性（旋转摇摆）等，形状误差变大而弯曲，而且成为完全非对称的数据。

图17A以及图17B是对利用本发明的方法求出修正加工量，向在图16中的初次的螺旋状加工路径加上修正加工量，再次沿螺旋状加工路径进行加工，然后再沿螺旋状测量路径进行测量的结果进行说明的图，图17A是图示了针对X坐标的误差值的图，图17B是三维图示了沿螺旋状测量路径测量得到的测量数据的图。表示出消除了图16所示的初次加工后测量那样的起伏的形状误差，成为平坦的形状误差，形状误差得以改善。

使用图18的流程图，对进行本发明的加工以及测量的处理进行说明。以下，按照各步骤进行说明。

[步骤SA01]沿螺旋状的加工路径，对工件加工透镜形状。

[步骤SA02]使用机载测量装置，沿螺旋状测量路径形状测量加工后的透镜形状，获取形状测量数据。

[步骤SA03]根据在步骤SA02获取的形状测量数据，计算通过透镜形状的中心的放射线和螺旋状测量路径的交点处的插补形状测量数据。

[步骤SA04]计算放射线和螺旋状测量路径的交点处的形状误差量。

[步骤SA05]判断在步骤SA04计算出的形状误差量是否在允许范围内，在允许范围内的情况下，结束该处理，在不在允许范围内的情况下，再次进行加工，所以进入步骤SA06。

[步骤SA06]计算放射线和螺旋状加工路径的交点处的修正加工量。

[步骤SA07]根据在步骤SA06计算出的修正加工量来计算螺旋状加工路径上的加工点修正加工量。

[步骤SA08]基于在步骤SA07计算出的加工点修正加工量生成修正加工路径，返回步骤SA01。

Claims (4)

1.一种透镜形状加工方法，该透镜形状加工方法是使用具有机载测量装置的透镜形状加工装置，使工具和被加工物沿螺旋状加工路径相对移动来加工透镜形状的透镜形状加工方法，其特征在于，包括：

沿上述螺旋状加工路径进行加工的步骤；

在上述加工后，沿半径增减量比上述螺旋状加工路径的半径增减量大的螺旋状测量路径，使上述机载测量装置的探测器相对上述被加工物相对移动，在上述螺旋状测量路径上的测量点利用上述机载测量装置测量上述被加工物，获取形状测量数据的步骤；

通过插补上述形状测量数据，求出通过上述透镜形状的中心的多条放射线与上述螺旋状测量路径的交点处的插补形状测量数据的步骤；

求出上述放射线与上述螺旋状测量路径的交点处的、上述插补形状测量数据与基准数据的偏差亦即形状误差量的步骤；

根据上述求出的形状误差量，通过插补求出用于去除作为上述放射线与上述螺旋状加工路径的交点的加工点处的加工误差的修正加工量的步骤；

根据上述求出的修正加工量，求出上述螺旋状加工路径上的各加工点处的加工点修正加工量的步骤；

基于上述求出的加工点修正加工量生成修正加工路径的步骤；以及

使上述透镜形状加工装置的工具和上述被加工物沿上述生成的修正加工路径相对移动，执行上述被加工物的加工的步骤。

2.根据权利要求1所述的透镜形状加工方法，其特征在于，

通过以上述测量点的形状测量数据为基础的直线近似或曲线近似来插补求出上述插补形状测量数据。

3.一种透镜形状加工装置，该透镜形状加工装置是具有机载测量装置并使工具和被加工物沿螺旋状加工路径相对移动来加工透镜形状的透镜形状加工装置，其特征在于，具备：

形状测量部，其在基于上述螺旋状加工路径的加工后，沿半径增减量比上述螺旋状加工路径的半径增减量大的螺旋状测量路径，使上述机载测量装置的探测器相对于被加工物相对移动，在上述螺旋状测量路径上的测量点，通过上述机载测量装置测量上述被加工物，从而获取形状测量数据；

插补形状测量数据计算部，其通过插补上述形状测量数据，求出通过上述透镜形状的中心的多条放射线与上述螺旋状测量路径的交点处的插补形状测量数据；

形状误差量计算部，其计算上述放射线与上述螺旋状测量路径的交点处的、上述插补形状测量数据与基准数据的偏差亦即形状误差量；

修正加工量计算部，其根据上述求出的形状误差量，通过插补求出用于去除作为上述放射线与上述螺旋状加工路径的交点的加工点处的加工误差的修正加工量；

加工点修正量计算部，其根据上述求出的修正加工量，求出上述螺旋状加工路径上的各加工点处的加工点修正加工量；以及

修正加工路径生成部，其基于上述求出的加工点修正加工量来生成修正加工路径，

使上述透镜形状加工装置的工具和上述被加工物沿上述生成的修正加工路径相对移动，执行被加工物的加工。

4.根据权利要求3所述的透镜形状加工装置，其特征在于，

上述插补形状测量数据计算部通过以上述测量点的形状测量数据为基础的直线近似或曲线近似进行插补来求出上述插补形状测量数据。

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