JP2000267713A - 数値制御による被加工物表面加工装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 試し加工を行わずに高精度の表面加工を行え
るようにすること。 【解決手段】 被加工物Ｗまたは工具ＴのＸ軸方向目標
位置に対応するＸ軸方向制御用数値に基づいて制御され
るＸ移動用モータＭxおよびＺ軸方向目標位置に対応す
るＺ軸方向制御用数値に基づいて制御されるＺ移動用モ
ータＭzにより、被加工物Ｗまたは工具ＴをＸ軸方向お
よび前記Ｚ軸方向に移動させて前記被加工物表面Ｗaを
加工する数値制御による被加工物表面加工方法におい
て、前記Ｘ移動用モータＭxおよびＺ移動用モータＭzを
回転駆動したときの前記被加工物Ｗまたは工具ＴのＺ軸
方向移動量を検出し、前記Ｚ軸方向移動量に基づいて前
記被加工物Ｗまたは工具Ｔの実際のＺ軸方向の現在位置
であるＺ軸方向実位置を検出し、前記Ｚ軸方向実位置が
前記Ｚ軸方向目標位置と一致するようにＺ軸方向制御用
数値を補正しながら前記被加工物表面Ｗaを加工する被
加工物表面加工方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ、ミラー等
の光学素子や、その成形金型等の被加工物の表面（被加
工物表面）を工具により加工する被加工物表面加工方法
および装置に関し、特に、被加工物または工具のＸ軸方
向目標位置に対応するＸ軸方向制御用数値に基づいて制
御されるＸ移動用モータおよびＺ軸方向目標位置に対応
するＺ軸方向制御用数値に基づいて制御されるＺ移動用
モータにより、被加工物または工具を前記被加工物表面
に沿うＸ軸方向および前記被加工物表面に垂直なＺ軸方
向に移動させて前記被加工物表面を加工する数値制御に
よる被加工物表面加工方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】前記数値制御による被加工物表面加工方
法および装置においては、被加工物または工具を移動さ
せるＸ移動用モータおよびＺ移動用モータの制御は、予
め記憶されたＸ軸方向制御用数値およびＺ軸方向制御用
数値により行われている。前記制御用数値は被加工物表
面の表面形状が所望の形状となるように定めた数値であ
り、フィードバック制御を行わなくても、所望の表面形
状が得られるように定められている。

【０００３】しかしながら、被加工物表面の表面形状に
よっては所望の形状に高精度に加工できない場合があ
る。図１０は設計した形状に加工できない場合を示す図
で、図１０Ａは被加工物表面の全体形状を示す図、図１
０Ｂは前記図１０Ａの矢印ＸＢで示す部分の拡大図であ
る。図１０において、被加工物表面はＸＺ平面内を移動
して加工される。図１０Ｂにおいて、Ｌ0は制御用数値
により形成されるはずの表面形状を示し、Ｌ1は実際に
加工した表面形状を示す。図１０Ｂに示すように例えば
Ｚ軸のマイナス方向に移動していたＺ軸テーブルが逆方
向（プラス方向）に向きを変えなくてはならない場合に
は、制御用数値通りの表面形状とはならない場合があ
る。このような場合、従来は実際に加工した結果の形状
を測定し、設計した制御用数値との差分Ｌaを検出し、
前記Ｚ軸方向制御用数値を書き換えて再度加工してい
た。

【０００４】この種の技術として次の従来技術（Ｊ01）
が知られている。 （Ｊ01）特開平９−５７６２１号公報記載の技術 この公報記載の技術は、工具指令データＺｘ（i）によ
り被加工物を加工し、測定装置により加工面の形状を測
定し、測定データから形状誤差データｅｘ（i）を登録
し、補正を加えた指令データＺｘ（i＋１）を作成し、
この指令データにより被加工物を再加工している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】（前記（Ｊ01）の問題
点）前記従来技術（Ｊ01）では、加工前に加工結果の予
測ができないため、設計値との差分を求める加工（試し
加工）が必要であり、加工工数が２倍になるという問題
点があった。

【０００６】本発明は、前記問題点に鑑み、次の記載内
容（Ｏ01）を課題とする。（Ｏ01）数値制御による被加
工物表面加工方法および装置において、表面加工作業中
に制御用数値を補正することにより、試し加工を行うこ
となく、高精度の表面加工を行えるようにすること。

【０００７】

【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決す
るために案出した本発明を説明するが、本発明の要素に
は、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実
施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。な
お、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する
理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明
の範囲を実施例に限定するためではない。

【０００８】（第１発明）前記課題を解決するために、
第１発明の数値制御による被加工物表面加工方法は、被
加工物（Ｗ）または工具（Ｔ）のＸ軸方向目標位置に対
応するＸ軸方向制御用数値に基づいて制御されるＸ移動
用モータ（Ｍx）およびＺ軸方向目標位置に対応するＺ
軸方向制御用数値に基づいて制御されるＺ移動用モータ
（Ｍz）により、被加工物（Ｗ）または工具（Ｔ）をＸ
軸方向および前記Ｚ軸方向に移動させて前記被加工物表
面（Ｗa）を加工する数値制御による被加工物表面加工
方法において、前記Ｘ軸方向制御用数値およびＺ軸方向
制御用数値に基づいて前記Ｘ移動用モータ（Ｍx）およ
びＺ移動用モータ（Ｍz）を回転駆動したときの前記被
加工物（Ｗ）または工具（Ｔ）のＺ軸方向移動量を検出
し、前記Ｚ軸方向移動量に基づいて前記被加工物（Ｗ）
または工具（Ｔ）の実際のＺ軸方向の現在位置であるＺ
軸方向実位置を検出し、前記Ｚ軸方向実位置が前記Ｚ軸
方向目標位置と一致するように前記Ｚ軸方向制御用数値
を補正しながら前記被加工物表面（Ｗa）を加工する数
値制御による被加工物表面加工方法。

【０００９】（第１発明の作用）前記構成を備えた第１
発明の数値制御による被加工物表面加工方法では、被加
工物（Ｗ）または工具（Ｔ）のＸ軸方向目標位置に対応
するＸ軸方向制御用数値およびＺ軸方向目標位置に対応
するＺ軸方向制御用数値に基づいてＸ移動用モータ（Ｍ
x）およびＺ移動用モータ（Ｍz）が回転駆動したときの
前記被加工物（Ｗ）または工具（Ｔ）のＺ軸方向移動量
を検出する。前記Ｚ軸方向移動量に基づいて前記被加工
物（Ｗ）または工具（Ｔ）の実際のＺ軸方向の現在位置
であるＺ軸方向実位置を検出し、前記Ｚ軸方向実位置が
前記Ｚ軸方向目標位置と一致するように前記Ｚ軸方向制
御用数値を補正しながら前記被加工物表面（Ｗa）を加
工する。このため、実際の加工値と設計値との差分を求
めるための試し加工をする必要がない。また、前記Ｚ軸
方向制御用数値を補正しながら前記被加工物表面（Ｗ
a）を加工するので、Ｚ軸方向の加工を高精度に行うこ
とができる。

【００１０】（第２発明）また、第２発明の数値制御に
よる被加工物表面加工装置は、次の要件（Ａ01）〜（Ａ
05）を備えたことを特徴とする、（Ａ01）工具（Ｔ）お
よび被加工物（Ｗ）が互いに垂直なＸ軸方向およびＺ軸
方向に相対的に移動するように前記工具（Ｔ）または被
加工物表面（Ｗa）を移動させるＸ移動用モータ（Ｍx）
およびＺ移動用モータ（Ｍz）、（Ａ02）前記被加工物
（Ｗ）または工具（Ｔ）のＸ軸方向目標位置に対応する
Ｘ軸方向制御用数値およびＺ軸方向目標位置に対応する
Ｚ軸方向制御用数値を記憶する制御用数値記憶手段（Ｃ
Ｘ1，ＣＺ1）を有し、前記制御用数値に基づいて前記Ｘ
移動用モータ（Ｍx）およびＺ移動用モータ（Ｍz）を回
転駆動する数値制御装置（Ｃ＋Ｄx＋Ｄz）、（Ａ03）前
記Ｘ軸方向制御用数値およびＺ軸方向制御用数値に基づ
いて前記Ｘ移動用モータ（Ｍx）およびＺ移動用モータ
（Ｍz）を回転駆動したときの前記被加工物（Ｗ）また
は工具（Ｔ）のＺ軸方向移動量を検出するＺ移動量検出
手段（ＣＺ2）、（Ａ04）前記Ｚ軸方向移動量に基づい
て前記被加工物（Ｗ）または工具（Ｔ）の実際のＺ軸方
向の現在位置であるＺ軸方向実位置を検出するＺ軸方向
実位置検出手段（ＣＺ3）、（Ａ05）前記Ｚ軸方向実位
置が前記Ｚ軸方向目標位置と一致するように前記Ｚ軸方
向制御用数値を補正するＺ軸方向制御用数値補正手段
（ＣＺ4）。

【００１１】（第２発明の作用）前記構成を備えた第２
発明の数値制御による被加工物表面加工装置では、Ｘ移
動用モータ（Ｍx）およびＺ移動用モータ（Ｍz）は、工
具（Ｔ）および被加工物（Ｗ）が互いに垂直なＸ軸方向
およびＺ軸方向に相対的に移動するように前記工具
（Ｔ）または被加工物表面（Ｗa）を移動させる。数値
制御装置（Ｃ＋Ｄx＋Ｄz）は制御用数値記憶手段（ＣＸ
1，ＣＺ1）を有し、前記制御用数値記憶手段（ＣＸ1，
ＣＺ1）は前記被加工物（Ｗ）または工具（Ｔ）のＸ軸
方向目標位置に対応するＸ軸方向制御用数値およびＺ軸
方向目標位置に対応するＺ軸方向制御用数値を記憶す
る。前記数値制御装置（Ｃ＋Ｄx＋Ｄz）は、前記制御用
数値に基づいて前記Ｘ移動用モータ（Ｍx）およびＺ移
動用モータ（Ｍz）を回転駆動する。Ｚ移動量検出手段
（ＣＺ2）は、前記Ｘ軸方向制御用数値およびＺ軸方向
制御用数値に基づいて前記Ｘ移動用モータ（Ｍx）およ
びＺ移動用モータ（Ｍz）を回転駆動したときの前記被
加工物（Ｗ）または工具（Ｔ）のＺ軸方向移動量を検出
する。Ｚ軸方向実位置検出手段（ＣＺ3）は、前記Ｚ軸
方向移動量に基づいて前記被加工物（Ｗ）または工具
（Ｔ）の実際のＺ軸方向の現在位置であるＺ軸方向実位
置を検出する。Ｚ軸方向制御用数値補正手段（ＣＺ4）
は前記Ｚ軸方向実位置が前記Ｚ軸方向目標位置と一致す
るように前記Ｚ軸方向制御用数値を補正する。このた
め、実際の加工値と設計上の値との差分を求めるための
試し加工を行うことなく、Ｚ軸方向の加工を高精度に行
うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】（第１発明の実施の形態１）第１
発明の数値制御による被加工物表面加工方法の実施の形
態１は、前記第１発明において、前記被加工物表面（Ｗ
a）に沿う前記Ｘ軸方向および前記被加工物表面（Ｗa）
に垂直な前記Ｚ軸方向に移動させて前記被加工物表面
（Ｗa）を加工することを特徴とする。

【００１３】（第１発明の実施の形態１の作用）前記第
１発明の数値制御による被加工物表面加工方法の実施の
形態１では、前記被加工物表面（Ｗa）に沿う前記Ｘ軸
方向および前記被加工物表面（Ｗa）に垂直な前記Ｚ軸
方向に移動させて前記被加工物表面（Ｗa）を加工す
る。したがって、前記Ｚ軸方向実位置が前記Ｚ軸方向目
標位置と一致するように前記Ｚ軸方向制御用数値を補正
しながら前記被加工物表面（Ｗa）を加工すると、Ｚ軸
方向の加工を高精度に行うことができる。

【００１４】（第２発明の実施の形態１）第２発明の実
施の形態１の数値制御による被加工物表面加工装置は、
前記第２発明において、次の要件（Ａ06）を備えたこと
を特徴とする。（Ａ06）前記被加工物表面（Ｗa）に沿
う前記Ｘ軸方向および前記被加工物表面（Ｗa）に垂直
な前記Ｚ軸方向に相対的に移動するように前記工具
（Ｔ）または被加工物表面（Ｗa）を移動させる前記Ｘ
移動用モータ（Ｍx）および前記Ｚ移動用モータ（Ｍ
z）。

【００１５】（第２発明の実施の形態１の作用）前記構
成を備えた第２発明の実施の形態１の数値制御による被
加工物表面（Ｗa）加工装置では、Ｘ移動用モータ（Ｍ
x）および前記Ｚ移動用モータ（Ｍz）は、前記被加工物
表面（Ｗa）に沿う前記Ｘ軸方向および前記被加工物表
面（Ｗa）に垂直な前記Ｚ軸方向に相対的に移動するよ
うに前記工具（Ｔ）または被加工物表面（Ｗa）を移動
させる。このため、前記Ｚ軸方向実位置が前記Ｚ軸方向
目標位置と一致するように前記Ｚ軸方向制御用数値を補
正しながら前記被加工物表面（Ｗa）を加工すると、前
記Ｚ軸方向の加工を高精度に行うことができる。

【００１６】（第２発明の実施の形態２）第２発明の実
施の形態２の数値制御による被加工物表面加工装置は、
前記第２発明または第２発明の実施の形態１において、
次の要件（Ａ07）を備えたことを特徴とする。（Ａ07）
前記Ｘ軸方向制御用数値およびＺ軸方向制御用数値に基
づいて前記Ｘ移動用モータ（Ｍx）およびＺ移動用モー
タ（Ｍz）を回転駆動したときのＺ移動用モータ（Ｍz）
の回転量を前記Ｚ軸方向移動量として検出するＺ移動用
モータ回転量検出手段により構成された前記Ｚ移動量検
出手段（ＣＺ2）。

【００１７】（第２発明の実施の形態２の作用）前記構
成を備えた第２発明の実施の形態２の数値制御による被
加工物表面加工装置では、前記Ｚ移動量検出手段（ＣＺ
2）を構成するＺ移動用モータ回転量検出手段は、前記
Ｘ軸方向制御用数値およびＺ軸方向制御用数値に基づい
て前記Ｘ移動用モータ（Ｍx）およびＺ移動用モータ
（Ｍz）を回転駆動したときのＺ移動用モータの回転量
を前記Ｚ軸方向移動量として検出する。

【００１８】（第２発明の実施の形態３）第２発明の実
施の形態３の数値制御による被加工物表面加工装置は、
前記第２発明または第２発明の実施の形態１において、
次の要件（Ａ08）を備えたことを特徴とする。（Ａ08）
前記Ｘ軸方向制御用数値およびＺ軸方向制御用数値に基
づいて前記Ｘ移動用モータ（Ｍx）およびＺ移動用モー
タ（Ｍz）を回転駆動したときのＺ移動用モータ（Ｍz）
の駆動電圧を前記Ｚ軸方向移動量として検出するＺ移動
用モータ駆動電圧検出手段により構成された前記Ｚ移動
量検出手段（ＣＺ2）。

【００１９】（第２発明の実施の形態３の作用）前記構
成を備えた第２発明の実施の形態３の数値制御による被
加工物表面加工装置では、前記Ｚ移動量検出手段（ＣＺ
2）を構成するＺ移動用モータ出力電圧検出手段は、前
記Ｘ軸方向制御用数値およびＺ軸方向制御用数値に基づ
いて前記Ｘ移動用モータ（Ｍx）およびＺ移動用モータ
（Ｍz）を回転駆動したときのＺ移動用モータ（Ｍz）の
駆動電圧を前記Ｚ軸方向移動量として検出する。

【００２０】

【実施例】次に図面を参照しながら、本発明の実施の形
態の具体例（実施例）を説明するが、本発明は以下の実
施例に限定されるものではない。 （実施例１）図１は本発明の実施例１の表面加工装置の
概略斜視図である。図２は同実施例１の表面加工装置を
使用して被加工物表面を加工する方法の説明図である。
図３は前記図１に示す表面加工装置の制御部分のブロッ
ク線図である。

【００２１】図１において、Ｙ軸テーブル１はＹ軸テー
ブル駆動モータＭy（図３参照）によりＹ軸方向に位置
制御される。前記Ｙ軸テーブル１上に支持されたＸ軸テ
ーブル２はＸ軸テーブル駆動モータ（Ｘ移動用モータ）
Ｍx（図３参照）によりＸ軸方向に位置制御される。前
記Ｘ軸テーブル２上に支持されたＺ軸テーブル３はＺ軸
テーブル駆動モータ（Ｚ移動用モータ）Ｍz（図３参
照）によりＺ軸方向に位置制御される。なお、前記モー
タＭy，Ｍx，Ｍzはステップモータにより構成されてい
る。前記Ｚ軸テーブル３には被加工物保持部材４を介し
て被加工物Ｗが保持されている。前記被加工物表面Ｗa
に対向する位置には工具回転軸６の先端に固着された工
具（この実施例では砥石）Ｔが配置されている。前記工
具Ｔは工具回転モータＭT（図３参照）により回転す
る。

【００２２】したがって、前記工具Ｔを回転させた状態
で、前記Ｙ軸テーブル１の位置を調節して工具Ｔに対向
する位置に被加工物表面Ｗaを移動させて、前記Ｚ軸テ
ーブル３を工具Ｔに向けて移動させると回転する工具Ｔ
に接触する被加工物表面Ｗaは加工（切削）される。し
たがって、Ｘ軸テーブル２を移動させながら前記Ｚ軸テ
ーブル３のＺ軸方向の位置を調節することにより被加工
物表面ＷaをＸ軸方向（主走査方向）に沿って加工する
ことができる。前記Ｘ軸方向（主走査方向）の１加工ラ
インの加工（１ライン分のＸ軸方向加工工程）が終了し
た後に、前記Ｙ軸テーブル１を適当量ピックフィードさ
せ、（Ｙ軸方向移動工程を行い、）順次前記Ｘ軸方向加
工工程およびＹ軸方向移動工程を繰り返すことにより被
加工物表面Ｗaの加工を行うことができる。

【００２３】図２において、被加工物表面ＷaのＸ軸方
向に延びる加工ラインはＬ1〜ＬNで示されている。前記
被加工物表面ＷaのＹ軸方向の幅は約２０ｍｍであり、
前記各加工ラインＬ1〜ＬNの隣接する加工ライン間の距
離ピックフィード量は０.１ｍｍである。また、前記Ｎ
＝２００であり、前記加工ラインＬ1〜ＬNはＹ軸方向に
２００本設定されている。本実施例１においては最初に
被加工物表面ＷaのＹ軸方向の中心線（Ｙ軸方向の中心
を通るＸ軸方向に延びる線）の一方側の表面の外端の加
工ラインＬN（Ｎ＝２００）＝Ｌ200のＸ軸方向加工が行
われ、２番目に他方側の表面の外端の加工ラインＬ1の
Ｘ軸方向加工が行われ、３番目に前記一方側の表面のＬ
N-1＝Ｌ199のＸ軸方向加工が行われ、４番目に前記他方
側の表面ＷaのＬ2のＸ軸方向加工が行われ、以後、前記
被加工物表面Ｗaの一方側および他方側の表面の各加工
ラインのＸ軸方向加工工程が交互に行われる。

【００２４】（実施例１の制御部の説明）図３は前記図
１に示す表面加工装置の制御部分のブロック線図であ
る。前記コントローラＣには、操作パネルＰの入力信号
が入力されている。操作パネルＰは、電源スイッチＰ
1、作動開始スイッチＰ2、作動停止スイッチＰ3、等を
備えている。また、前記コントローラＣには、前記Ｙ軸
テーブル１がホーム位置を通過したことを検出するホー
ム位置センサＳＮy、前記Ｘ軸テーブル２がホーム位置
を通過したことを検出するホーム位置センサＳＮx、前
記Ｚ軸テーブル３がホーム位置を通過したことを検出す
るホーム位置センサＳＮz等の検出信号が入力されてい
る。前記各テーブル１〜３のホーム位置からの通過距離
を検出することにより常時前記各テーブル１〜３のホー
ム位置からの距離が検出されている。

【００２５】図３において、Ｙ軸テーブル駆動回路Ｄ
y、Ｘ軸テーブル駆動回路Ｄx、Ｚ軸テーブル駆動回路Ｄ
z、工具回転駆動回路ＤTは、前記コントローラＣから出
力される制御信号により作動する。前記Ｙ軸テーブル駆
動回路Ｄyは、Ｙ軸テーブル駆動モータＭyを駆動してＹ
軸テーブル１の位置を調節する。前記Ｘ軸テーブル駆動
回路Ｄxは、Ｘ軸テーブル駆動モータＭxを駆動してＸ軸
テーブル２の位置を調節する。前記Ｚ軸テーブル駆動回
路Ｄzは、Ｚ軸テーブル駆動モータＭzを駆動してＺ軸テ
ーブル３の位置を調節する。前記工具回転駆動回路ＤT
は、工具回転駆動モータＭTを駆動して工具Ｔを回転さ
せる。なお、前記コントローラＣと前記Ｘ軸テーブル駆
動回路Ｄxと前記Ｚ軸テーブル駆動回路Ｄzとから前記Ｘ
軸テーブル駆動モータＭxおよびＺ軸テーブル駆動モー
タＭzを回転駆動する数値制御装置（Ｃ＋Ｄx＋Ｄz）が
構成される。

【００２６】前記種々の入力信号に応じた処理を実行す
る前記コントローラＣは、外部との信号の入出力および
入出力信号レベルの調節等を行うＩ／Ｏ（入出力インタ
ーフェース）、必要な処理を行うためのプログラムおよ
びデータ等が記憶されたＲＯＭ（リードオンリーメモ
リ）、必要なデータを一時的に記憶するためのＲＡＭ
（ランダムアクセスメモリ）、ならびに、前記ＲＯＭに
記憶されたプログラムに応じた入出力制御および演算処
理等を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）等を有するコン
ピュータにより構成されており、前記ＲＯＭに記憶され
たプログラムを実行することにより種々の機能を実現す
ることができる。すなわち、コントローラＣは次の機能
を有している。

【００２７】ＣＹ：Ｙ軸方向移動制御手段 Ｙ軸方向移動制御手段ＣＹは、Ｙ軸方向制御用数値記憶
手段ＣＹ1と、ピックフィード量記憶手段ＣＹ2とを有
し、前記ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って前記Ｙ
軸テーブル駆動回路Ｄyの作動制御信号を出力する。 ＣＹ1：Ｙ軸方向制御用数値記憶手段 Ｙ軸方向制御用数値記憶手段ＣＹ1は、Ｙ軸方向制御用
数値（被加工物表面Ｗaの加工後の形状を定めるデータ
のうちのＹ軸方向のデータ）を記憶する ＣＹ2：ピックフィード量記憶手段 ピックフィード量記憶手段ＣＹ2は、Ｙ軸方向のピック
フィード量（Ｘ軸方向のライン走査を終了する毎にＹ軸
方向に移動する移動量）を記憶する。

【００２８】ＣＸ：Ｘ軸方向移動制御手段 Ｘ軸方向移動制御手段ＣＸは、Ｘ軸方向制御用数値記憶
手段ＣＸ1を有し、前記ＲＯＭに記憶されたプログラム
に従って前記Ｘ軸テーブル駆動回路Ｄxの作動制御信号
を出力する。 ＣＸ1：Ｘ軸方向制御用数値記憶手段 Ｘ軸方向制御用数値記憶手段ＣＸ1は、Ｘ軸方向制御用
数値（被加工物表面Ｗaの加工後の形状を定めるデータ
のうちのＸ軸方向のデータ）を記憶する。

【００２９】ＣＺ：Ｚ軸方向移動制御手段 Ｚ軸方向移動制御手段ＣＺは、Ｚ軸方向制御用数値（被
加工物表面Ｗaの加工後の形状を定めるデータのうちの
Ｚ軸方向のデータ）を記憶するＺ軸方向制御用数値記憶
手段ＣＺ1、Ｚ軸移動量検出手段ＣＺ2、Ｚ軸方向実位置
検出手段ＣＺ3、および、Ｚ軸方向制御用数値補正手段
ＣＺ4を有し、前記Ｚ軸方向制御用数値および前記ＲＯ
Ｍに記憶されたプログラムに従って前記Ｚ軸テーブル駆
動回路Ｄzの作動制御信号を出力する。 ＣＺ1：Ｚ軸方向制御用数値記憶手段 Ｚ軸方向制御用数値記憶手段ＣＺ1は、Ｚ軸方向制御用
数値（被加工物表面Ｗaの加工後の形状を定めるデータ
のうちのＺ軸方向のデータ）を記憶する。

【００３０】ＣＺ2：Ｚ移動量検出手段 Ｚ移動量検出手段ＣＺ2は、前記Ｚ軸方向制御用数値に
基づいて前記Ｚ移動用モータＭzを回転駆動したときの
前記被加工物ＷのＺ軸方向移動量（Ｚ軸テーブル駆動モ
ータの駆動電圧の積分値）を検出する。 ＣＺ3：Ｚ軸方向実位置検出手段 Ｚ軸方向実位置検出手段ＣＺ3は、前記Ｚ軸方向移動量
に基づいて前記被加工物Ｗの実際のＺ軸方向の現在位置
であるＺ軸方向実位置を検出する。なお、リニアスケー
ル等を用いて実際の位置を検出することも可能である。 ＣＺ4：Ｚ軸方向制御用数値補正手段 Ｚ軸方向制御用数値補正手段ＣＺ4は、前記Ｚ軸方向実
位置が前記Ｚ軸方向目標位置と一致するように前記Ｚ軸
方向制御用数値を補正する。

【００３１】ＣT：工具回転駆動信号出力手段 工具回転駆動信号出力手段ＣTは、コントローラＣのＲ
ＯＭに記憶されたプログラムに従って前記工具回転駆動
回路ＤTの制御信号を出力する。

【００３２】（実施例１の作用）図４はＺ軸制御用数値
を補正せずに設計値通りに加工した場合の加工形状と補
正したＺ軸制御用数値により加工した場合の加工形状の
説明図である。図５はＺ軸制御用数値補正処理のフロー
チャートである。図４において、Ｌ0は設計した制御用
数値により定まる表面加工位置（目標位置）を示し、Ｌ
1はＺ軸テーブル駆動モータＭzの出力電圧から算出され
る表面加工位置（実位置）を示し、Ｌ2はＬ1（実位置）
に基づいてＬ0（目標位置）を補正したＺ軸方向制御用
数値により定まる表面加工位置（補正目標位置）を示し
ている。前記補正したＺ軸方向制御用数値を使用して数
値制御加工を行うことにより、図４のＬ0に示す表面加
工位置を加工（研磨用工具の場合は研磨加工）すること
ができる。図４において、表面加工位置の目標位置のＺ
軸座標Ｚ0に対して実位置のＺ軸座標Ｚ1が検出された場
合、目標位置の補正値Ｚ2は例えば次式（１）で算出す
ることができる。 Ｚ2＝Ｚ0＋（Ｚ0−Ｚ1）＝２Ｚ0−Ｚ1 ……………………………………（１）

【００３３】図５のＺ軸制御用数値補正処理のフローチ
ャートは、加工装置の電源スイッチをオンすると処理が
開始される。ＳＴ1において、加工開始キーがオンされ
るか否か判断する。ノー（Ｎ）の場合はＳＴ1を繰り返
し実行し、イエス（Ｙ）の場合はＳＴ2に移る。ＳＴ2に
おいて、所定の加工ラインの加工開始位置か否か判断す
る。ノー（Ｎ）の場合はＳＴ2を繰り返し実行し、イエ
ス（Ｙ）の場合はＳＴ3に移る。ＳＴ3において、次の処
理を実行する。 （１）Ｚ軸方向駆動電圧積分開始 （２）タイマＴmに０．２ｓｅｃセットする

【００３４】ＳＴ4において、タイマＴmはタイムアップ
したか否か判断する。ノー（Ｎ）の場合はＳＴ4を繰り
返し実行し、イエス（Ｙ）の場合はＳＴ5に移る。ＳＴ5
において次の処理を実行する。 （１）Ｚ軸テーブル駆動モータＭzの出力電圧の積分値
からＺ軸テーブルの実位置（予測される実際の位置）を
算出する。なお、前記Ｚ軸テーブル駆動モータＭzの出
力電圧の積分値と前記実位置との関係は予め実験等によ
り求めておく。 （２）前記実位置（予測される実際の位置）に基づいて
Ｚ軸方向制御用数値を補正し、記憶する。前記Ｚ軸方向
制御用数値の補正は次のようにして行う。すなわち、補
正前のＺ軸方向制御用数値（設計した数値で図４の目標
位置Ｌ0に対応する数値）をＮ0、前記実位置（図４のＬ
1に対応する位置）に対応するＺ軸方向制御用数値をＮ1
とした場合に、補正したＺ軸方向制御用数値Ｎ2（図４
のＬ2に対応する数値）は次式（２）で算出する。 Ｎ2＝Ｎ0＋（Ｎ0−Ｎ1）＝２Ｎ0−Ｎ1 ……………………………………（２） なお、この式（２）の形は前記式（１）と同じである。 （３）タイマＴmにＴm＝０.２ｓｅｃをセットする。

【００３５】次にＳＴ6において、タイマＴmはタイムア
ップしたか否か判断する。ノー（Ｎ）の場合はＳＴ6を
繰り返し実行し、イエス（Ｙ）の場合はＳＴ7に移る。
ＳＴ7において、所定の加工ラインの加工が終了したか
否か判断する。ノー（Ｎ）の場合は前記ＳＴ5に戻り、
イエス（Ｙ）の場合はＳＴ8に移る。ＳＴ8において、Ｚ
軸方向駆動電圧積分値をリセットする。ＳＴ9におい
て、全加工ラインの加工が終了したか否か判断する。ノ
ー（Ｎ）の場合は前記ＳＴ2に戻り、イエス（Ｙ）の場
合は前記ＳＴ1に戻る。

【００３６】（テスト例１）図６は前記実施例１の作用
効果を調べるためのテスト例１の結果を示すグラフであ
り、補正無しは設計値通りのＺ軸方向制御用数値を使用
した場合、補正有りは実施例１の補正を行ったＺ軸方向
制御用数値を使用した場合の、表面形状およびＶＣＭＤ
（Velocity Comand、すなわち、速度指令）波形の測定
結果を示す図である。図６においてＳＲは被加工物（非
球面プラスチック金型入れ子、材質：超硬合金）表面の
曲率半径、Ｆは加工速度である。なお、前記被加工物を
加工に使用した工具Ｔはレジン砥石（＃２４００）であ
る。図６の形状のグラフの横軸は被加工物表面の加工ラ
インに沿うＸ軸、縦軸は被加工物表面の基準位置からの
凹凸量を示している。また、図６のＶＣＭＤ波形のグラ
フの横軸は時間（ｓｅｃ）、縦軸はＺ軸方向基準位置を
０としたＺ軸方向の位置（μｍ）を示すグラフである。
図６から分かるように、加工表面の突起量（凹部の底と
凸部の頂点との差）は、補正した実施例の場合は０.０
５μｍとなり、Ｚ軸方向制御用数値を補正しない場合の
０.１５μｍの１／３の大きさとなった。

【００３７】（テスト例２）図７は前記実施例１の作用
効果を調べるためのテスト例２の結果を示すグラフであ
る。図７に示したテスト結果の加工条件は、次に示す以
外は前記テスト例１と同じである。 Ｆ＝２４０ｍｍ／ｍｉｎ 図７から分かるように、加工表面の突起量は、補正した
実施例の場合は０.１３μｍとなり、Ｚ軸方向制御用数
値を補正しない場合の０.３７μｍの約１／３の大きさ
となった。

【００３８】（テスト例３）図８は前記実施例１の作用
効果を調べるためのテスト例３の結果を示すグラフであ
る。図８に示したテスト結果の加工条件は、次に示す以
外は前記テスト例１と同じである。 ＳＲ＝５７８ｍｍ 図８から分かるように、加工表面の突起量は、補正した
実施例の場合は０.０５μｍとなり、Ｚ軸方向制御用数
値を補正しない場合の０.１μｍの１／２の大きさとな
った。 （テスト例４）図９は前記実施例１の作用効果を調べる
ためのテスト例４の結果を示すグラフである。図９に示
したテスト結果の加工条件は、次に示す以外は前記テス
ト例１と同じである。 ＳＲ＝５７８ｍｍ Ｆ＝２４０ｍｍ／ｍｉｎ 図９から分かるように、加工表面の突起量は、補正した
実施例の場合は０.０５μｍとなり、Ｚ軸方向制御用数
値を補正しない場合の０.１μｍの１／２の大きさとな
った。

【００３９】（変更例）以上、本発明の実施例を詳述し
たが、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内
で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更
実施例を下記に例示する。 （Ｈ01）前記Ｚ移動量検出手段ＣＺ2は、前記被加工物
ＷのＺ軸方向移動量として、前記Ｘ軸方向制御用数値お
よびＺ軸方向制御用数値に基づいて前記Ｘ軸テーブル駆
動モータＭxおよびＺ軸テーブル駆動モータＭzを回転駆
動したときのＺ軸テーブル駆動モータＭzの回転量や前
記Ｚ軸テーブル駆動モータＭzの出力電圧を検出するこ
とが可能である。

【００４０】

【発明の効果】前述の本発明の数値制御による被加工物
表面加工装置および方法は、下記の効果を奏することが
できる。 （Ｅ01）表面加工作業中に制御用数値を補正することに
より、試し加工を行うことなく、高精度の表面加工を行
うことができる。

【００４１】

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の実施例１の表面加工装置の概
略斜視図である。

【図２】 図２は同実施例１の表面加工装置を使用して
被加工物表面を加工する方法の説明図である。

【図３】 図３は前記図１に示す表面加工装置の制御部
分のブロック線図である。

【図４】 図４はＺ軸制御用数値を補正せずに設計値通
りに加工した場合の加工形状と補正したＺ軸制御用数値
により加工した場合の加工形状の説明図である。

【図５】 図５はＺ軸制御用数値補正処理のフローチャ
ートである。

【図６】 図６は前記実施例１の作用効果を調べるため
のテスト例１の結果を示すグラフであり、補正無しは設
計値通りのＺ軸方向制御用数値を使用した場合、補正有
りは実施例１の補正を行ったＺ軸方向制御用数値を使用
した場合の、表面形状およびＶＣＭＤ（Velocity Coman
d、すなわち、速度指令）波形の測定結果を示す図であ
る。

【図７】 図７は前記実施例１の作用効果を調べるため
のテスト例２の結果を示すグラフである。

【図８】 図８は前記実施例１の作用効果を調べるため
のテスト例３の結果を示すグラフである。

【図９】 図９は前記実施例１の作用効果を調べるため
のテスト例４の結果を示すグラフである。

【図１０】 図１０は設計した形状に加工できない場合
を示す図で、図１０Ａは被加工物表面の全体形状を示す
図、図１０Ｂは前記図１０Ａの矢印ＸＢで示す部分の拡
大図である。

【符号の説明】

ＣＹ1，ＣＸ1，ＣＺ1…制御用数値記憶手段、ＣＺ2…Ｚ
移動量検出手段、ＣＺ3…Ｚ軸方向実位置検出手段、Ｃ
Ｚ4…Ｚ軸方向制御用数値補正手段、Ｔ…工具、Ｗ…被
加工物、Ｗa…被加工物表面、Ｍy…Ｙ移動用モータ（Ｙ
軸テーブル駆動モータ）、Ｍx…Ｘ移動用モータ（Ｘ軸
テーブル駆動モータ）、Ｍz…Ｚ移動用モータ（Ｚ軸テ
ーブル駆動モータ）、（Ｃ＋Ｄx＋Ｄz）…数値制御装
置。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物または工具のＸ軸方向目標位置
   に対応するＸ軸方向制御用数値に基づいて制御されるＸ
   移動用モータおよびＺ軸方向目標位置に対応するＺ軸方
   向制御用数値に基づいて制御されるＺ移動用モータによ
   り、被加工物または工具をＸ軸方向および前記Ｚ軸方向
   に移動させて前記被加工物表面を加工する数値制御によ
   る被加工物表面加工方法において、 前記Ｘ軸方向制御用数値およびＺ軸方向制御用数値に基
   づいて前記Ｘ移動用モータおよびＺ移動用モータを回転
   駆動したときの前記被加工物または工具のＺ軸方向移動
   量を検出し、 前記Ｚ軸方向移動量に基づいて前記被加工物または工具
   の実際のＺ軸方向の現在位置であるＺ軸方向実位置を検
   出し、 前記Ｚ軸方向実位置が前記Ｚ軸方向目標位置と一致する
   ように前記Ｚ軸方向制御用数値を補正しながら前記被加
   工物表面を加工する数値制御による被加工物表面加工方
   法。
2. 【請求項２】 前記被加工物表面に沿う前記Ｘ軸方向お
   よび前記被加工物表面に垂直な前記Ｚ軸方向に移動させ
   て前記被加工物表面を加工する請求項１記載の数値制御
   による被加工物表面加工方法。
3. 【請求項３】 次の要件（Ａ01）〜（Ａ05）を備えた数
   値制御による被加工物表面加工装置、（Ａ01）工具およ
   び被加工物が互いに垂直なＸ軸方向およびＺ軸方向に相
   対的に移動するように前記工具または被加工物表面を移
   動させるＸ移動用モータおよびＺ移動用モータ、（Ａ0
   2）前記被加工物または工具のＸ軸方向目標位置に対応
   するＸ軸方向制御用数値およびＺ軸方向目標位置に対応
   するＺ軸方向制御用数値を記憶する制御用数値記憶手段
   を有し、前記制御用数値に基づいて前記Ｘ移動用モータ
   およびＺ移動用モータを回転駆動する数値制御装置、
   （Ａ03）前記Ｘ軸方向制御用数値およびＺ軸方向制御用
   数値に基づいて前記Ｘ移動用モータおよびＺ移動用モー
   タを回転駆動したときの前記被加工物または工具のＺ軸
   方向移動量を検出するＺ移動量検出手段、（Ａ04）前記
   Ｚ軸方向移動量に基づいて前記被加工物または工具の実
   際のＺ軸方向の現在位置であるＺ軸方向実位置を検出す
   るＺ軸方向実位置検出手段、（Ａ05）前記Ｚ軸方向実位
   置が前記Ｚ軸方向目標位置と一致するように前記Ｚ軸方
   向制御用数値を補正するＺ軸方向制御用数値補正手段。
4. 【請求項４】 次の要件（Ａ06）を備えた請求項３記載
   の数値制御による被加工物表面加工装置、（Ａ06）前記
   被加工物表面に沿う前記Ｘ軸方向および前記被加工物表
   面に垂直な前記Ｚ軸方向に相対的に移動するように前記
   工具または被加工物表面を移動させる前記Ｘ移動用モー
   タおよび前記Ｚ移動用モータ、
5. 【請求項５】 次の要件（Ａ07）を備えた請求項３また
   は４記載の数値制御による被加工物表面加工装置、（Ａ
   07）前記Ｘ軸方向制御用数値およびＺ軸方向制御用数値
   に基づいて前記Ｘ移動用モータおよびＺ移動用モータを
   回転駆動したときのＺ移動用モータの回転量を前記Ｚ軸
   方向移動量として検出するＺ移動用モータ回転量検出手
   段により構成された前記Ｚ移動量検出手段。
6. 【請求項６】 次の要件（Ａ08）を備えた請求項３また
   は４記載の数値制御による被加工物表面加工装置、（Ａ
   08）前記Ｘ軸方向制御用数値およびＺ軸方向制御用数値
   に基づいて前記Ｘ移動用モータおよびＺ移動用モータを
   回転駆動したときのＺ移動用モータの駆動電圧を前記Ｚ
   軸方向移動量として検出するＺ移動用モータ駆動電圧検
   出手段により構成された前記Ｚ移動量検出手段。