JP6437337B2 - Grinding apparatus and grinding method - Google Patents
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Description
本発明は、研削装置に関し、特に軸対称非球面研削装置に関する。 The present invention relates to a grinding apparatus, and more particularly to an axisymmetric aspheric grinding apparatus.
光学レンズの多くは、機械加工又は金型を用いた成型によって生産される。光学レンズの材料としては、優れた光学特性及び耐環境性の観点からガラスを用いることが望ましい。しかし、ガラスは切削加工が困難な材料であるため、ガラスを材料として光学レンズを機械加工で生産する場合、研削加工が用いられる。 Many optical lenses are produced by machining or molding using a mold. As a material of the optical lens, it is desirable to use glass from the viewpoint of excellent optical characteristics and environmental resistance. However, since glass is a material that is difficult to cut, grinding is used when optical lenses are produced by machining using glass as a material.
また、光学レンズを成型によって生産する場合、金型として超硬合金が用いられる。超硬合金も切削加工が困難であるため、金型の加工にも研削加工が用いられる。 Further, when an optical lens is produced by molding, a cemented carbide is used as a mold. Since cemented carbide is difficult to cut, grinding is also used for machining the mold.
研削加工の場合、砥石内の砥粒の分布や砥石の弾性変形など、不確定要素が多く、製品への要求を満たす加工品質を得るために多くの検討がなされている。特に、高い加工品質が要求される非球面レンズの加工や、非球面レンズ用の金型の加工では、表面粗さや形状誤差を最小限に抑えることが重要である。 In the case of grinding, there are many uncertain factors such as the distribution of abrasive grains in the grindstone and the elastic deformation of the grindstone, and many studies have been made to obtain machining quality that satisfies the requirements for products. In particular, it is important to minimize surface roughness and shape error in the processing of aspherical lenses that require high processing quality and the processing of dies for aspherical lenses.
非球面レンズや非球面レンズ用の金型は回転対称性があることから、正面旋削を基本とし、ワークの赤道面上に沿って砥石を移動させる方法が用いられる（特許文献１）。この方法の場合、ワークの外周部と内周部では加工条件が異なる。このため、ワークの外周部と内周部で不均一な加工品質となり、高い品質の非球面レンズを生産する上で問題となる。 Since aspherical lenses and molds for aspherical lenses have rotational symmetry, a method of moving a grindstone along the equator plane of a workpiece is used based on front turning (Patent Document 1). In the case of this method, machining conditions are different between the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the workpiece. For this reason, it becomes non-uniform processing quality in the outer peripheral part and inner peripheral part of a workpiece | work, and becomes a problem when producing a high quality aspherical lens.
本発明が解決しようとする課題は、ワークの表面粗さや形状誤差を抑制する研削装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a grinding apparatus that suppresses surface roughness and shape error of a workpiece.
本発明の一態様の研削装置は、ワークを回転軸の周りに所望の回転数で回転させるワークスピンドルと、前記ワークを研削する砥石を回転させる工具スピンドルと、前記工具スピンドルが固定され、前記砥石を前記回転軸に対し直交する方向に所望の送り速度で移動させる移動手段と、前記回転数が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離が小さくなる程大きくなり、前記送り速度が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離が小さくなる程大きくなり、且つ、単位時間内に前記砥石が前記ワークに接触する面積が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離が小さくなる程大きくなるよう前記ワークスピンドル及び前記移動手段を制御する制御部と、を備え、前記制御部が、前記回転数が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離に反比例するよう前記ワークスピンドルを制御し、前記制御部が、前記送り速度が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離に反比例するよう前記移動手段を制御する。
A grinding apparatus according to an aspect of the present invention includes a work spindle that rotates a work around a rotation axis at a desired number of rotations, a tool spindle that rotates a grindstone that grinds the work, and the tool spindle that is fixed. Moving means in a direction perpendicular to the rotation axis at a desired feed rate, and the rotation speed increases as the distance from the rotation shaft to the contact point of the grindstone and the workpiece decreases. However, the smaller the distance from the rotating shaft to the contact point of the grindstone and the workpiece, the larger the area where the grindstone contacts the workpiece within a unit time. and a control unit for controlling the work spindle and the moving means so that the distance to the point is increased enough to be smaller, the control unit, the rotational speed is the The work spindle is controlled so as to be inversely proportional to the distance from the rotating shaft to the contact point of the grindstone and the workpiece, and the control unit sets the feed speed to the distance from the rotary shaft to the contact point of the grindstone and the workpiece. that controls the moving means so as inversely proportional to.
上記態様の装置において、前記制御部が、前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離が所定の距離以上の場合に、前記回転数が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離が小さくなる程大きくなり、前記送り速度が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離が小さくなる程大きくなり、且つ、単位時間内に前記砥石が前記ワークに接触する面積が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離が小さくなる程大きくなるよう前記ワークスピンドル及び前記移動手段を制御することが望ましい。 In the apparatus according to the aspect described above, when the distance from the rotation shaft to the contact point between the grindstone and the workpiece is equal to or greater than a predetermined distance, the control unit contacts the grindstone with the workpiece from the rotation shaft. The smaller the distance to the point is, the larger the feed rate is, and the smaller the distance from the rotating shaft to the contact point between the grindstone and the work is, the larger the grindstone is in contact with the work within a unit time. It is desirable to control the work spindle and the moving means so that the area to be increased increases as the distance from the rotating shaft to the contact point between the grindstone and the work decreases.
上記態様の装置において、前記制御部が、前記回転数を０．０１ｒｐｍ以下の精度で制御することが望ましい。 In the apparatus of the above aspect, it is desirable that the control unit controls the rotation speed with an accuracy of 0.01 rpm or less.
本発明の一態様の研削方法は、ワークを回転軸の周りに所望の回転数で回転させ、回転する砥石を前記ワークに接触させて前記ワークを研削し、前記砥石を前記回転軸に対し直交する方向に所望の送り速度で移動させ、前記回転数が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離が小さくなる程大きくなり、前記送り速度が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離が小さくなる程大きくなり、且つ、単位時間内に前記砥石が前記ワークに接触する面積が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離が小さくなる程大きくなるよう前記ワークを回転し、前記砥石を移動する研削方法であって、前記回転数が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離に反比例し、前記送り速度が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離に反比例する。
In the grinding method according to one aspect of the present invention, the workpiece is rotated at a desired number of rotations around the rotation axis, the rotating grindstone is brought into contact with the workpiece, the workpiece is ground, and the grindstone is orthogonal to the rotation axis. The rotational speed increases as the distance from the rotary shaft to the contact point between the grindstone and the workpiece decreases, and the feed speed increases from the rotary shaft to the grindstone and the workpiece. The smaller the distance to the contact point, the larger the area where the grindstone contacts the workpiece within a unit time. The smaller the distance from the rotary shaft to the contact point of the grindstone and the workpiece, the larger the area. wherein rotating the workpiece as, a grinding method for moving the grinding wheel, the rotational speed is in inverse proportion to the distance from the rotational axis to the contact point of the said grinding wheel workpiece, the feed rate is the rotation It is inversely proportional to the distance to the contact point of the said grindstone work from.
本発明によれば、ワークの表面粗さや形状誤差を抑制する研削装置を提供することが可能になる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the grinding device which suppresses the surface roughness and shape error of a workpiece | work.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施形態の研削装置は、ワークを回転軸の周りに所望の回転数で回転させるワークスピンドルと、ワークを研削する砥石を回転させる砥石スピンドルと、砥石スピンドルが固定され、砥石を回転軸に対し直交する方向に所望の送り速度で移動させる移動手段と、回転数が回転軸から砥石とワークの接触点までの距離が小さくなる程大きくなり、送り速度が回転軸から砥石とワークの接触点までの距離が小さくなる程大きくなり、且つ、単位時間内に砥石がワークに接触する面積が回転軸から砥石とワークの接触点までの距離が小さくなる程大きくなるようワークスピンドル及び移動手段を制御する制御部と、を備える。 The grinding apparatus of the embodiment includes a work spindle that rotates a work at a desired number of rotations around a rotation axis, a grindstone spindle that rotates a grindstone that grinds the work, and a grindstone spindle that is fixed, and the grindstone is orthogonal to the rotation axis. Moving means at a desired feed rate in the direction of rotation, and the rotation speed increases as the distance from the rotary shaft to the contact point between the grindstone and the workpiece increases, and the feed rate increases from the rotary shaft to the contact point between the grindstone and the workpiece. Control that controls the workpiece spindle and moving means so that the area where the grindstone contacts the workpiece within a unit time increases as the distance decreases and the distance from the rotary shaft to the contact point between the grindstone and the workpiece increases as the distance decreases. A section.
実施形態の研削装置は、ワークを軸対称非球面の形状に加工する際に、特に有用である。実施形態の研削装置は、上記構成により、ワークを軸対称非球面の形状に加工する際に、ワークの外周部と中心付近の加工条件の差異を小さくし、ワークの表面粗さや形状誤差を抑制し、加工品質を向上させることが可能となる。また、加工品質を向上させつつ、加工時間を短縮することが可能となる。 The grinding apparatus of the embodiment is particularly useful when processing a workpiece into an axisymmetric aspherical shape. With the above configuration, the grinding device of the embodiment reduces the difference in machining conditions between the outer periphery and the center of the workpiece and suppresses the surface roughness and shape error of the workpiece when machining the workpiece into an axisymmetric aspheric shape. In addition, the processing quality can be improved. Further, it is possible to shorten the processing time while improving the processing quality.
図１は、実施形態の研削装置の一例を示す概略図である。実施形態の研削装置は、直交３軸加工機である。実施形態の直交３軸加工機は、ＮＣ超精密非球面研削盤である。
図１に示すように、実施形態の研削加工装置１００は、その主要な構成として、機台１０、Ｘ軸テーブル（移動手段）１２、Ｙ軸テーブル１４、Ｚ軸テーブル１６、ワークスピンドルユニット１８、ワークスピンドル１８ａ、ワークスピンドルモータ１８ｂ、ジグ１８ｃ、工具スピンドルユニット２０、工具スピンドル２０ａ、工具スピンドルモータ２０ｂ、砥石２２、数値制御部２４、Ｙ軸カラム２６を備える。
As shown in FIG. 1, the
Ｘ軸テーブル１２は、機台１０上に設けられる。Ｘ軸テーブル１２は、Ｘ軸方向に直線移動が可能である。Ｘ軸テーブル１２は、例えば、図示しないサーボモータにより駆動される。
The X-axis table 12 is provided on the
Ｚ軸テーブル１６は、機台１０上に設けられる。Ｚ軸テーブル１６は、Ｚ軸方向に直線移動が可能である。Ｚ軸テーブル１６は、例えば、図示しないサーボモータにより駆動される。
The Z-axis table 16 is provided on the
Ｚ軸テーブル１６上には、ワークスピンドルユニット１８が搭載されている。ワークスピンドルユニット１８は、ワークスピンドル１８ａ、ワークスピンドルモータ１８ｂ、及び、ジグ１８ｃを備える。
A
ワークスピンドル１８ａは、空気軸受けにより回転軸Ａの周りに回転可能である。ワークスピンドル１８ａは、ワークスピンドルモータ１８ｂにより回転駆動される。
The
ジグ１８ｃは、ワークスピンドル１８ａの先端部に固定される。ジグ１８ｃは、ワークＷを保持する。ワークスピンドル１８ａは、ワークＷを回転軸Ａの周りに所望の回転数で回転させる。
The
Ｙ軸カラム２６は、Ｘ軸テーブル１２上に固定される。Ｙ軸カラム２６は、Ｙ軸テーブル１４を支持している。Ｙ軸テーブル１４は、Ｙ軸方向（鉛直方向）に直線移動が可能である。Ｙ軸テーブル１４は、例えば、図示しないサーボモータにより駆動される。
The
Ｙ軸テーブル１４には、工具スピンドルユニット２０が固定されている。工具スピンドルユニット２０は、工具スピンドル２０ａ、及び、工具スピンドルモータ２０ｂを備える。
A
工具スピンドル２０ａは、空気軸受けにより回転軸Ｂの周りに回転可能である。工具スピンドル２０ａは、工具スピンドルモータ２０ｂにより回転駆動される。
The
工具スピンドル２０ａの先端に、工具としての砥石２２が取付られる。工具スピンドル２０ａにより砥石２２が回転される。回転する砥石２２により、ワークＷが研削される。
A
工具スピンドル２０ａは、Ｘ軸テーブル（移動手段）１２に間接的に固定される。Ｘ軸テーブル１２は、砥石２２を回転軸Ａに対し直交する方向に所望の送り速度で移動させる。
The
砥石２２は、例えば、円盤状のＶ型砥石である。砥石２２は、例えば、ダイヤモンド砥粒が樹脂で固められたレジンボンド系砥石である。
The
ワークＷは、例えば、半径が３ｍｍ以上３０ｍｍ以下の非球面レンズ、又は、非球面レンズ用の硝材である。 The workpiece W is, for example, an aspheric lens having a radius of 3 mm to 30 mm, or a glass material for an aspheric lens.
数値制御部２４は、例えば、マイクロコントローラである。数値制御部２４を構成するマイクロコンピュータは、例えば、ＣＰＵ、メモリを備える。メモリには、ＮＣ加工プログラムが記憶される。
The
数値制御部２４は、Ｘ軸テーブル１２、Ｙ軸テーブル１４、及び、Ｚ軸テーブル１６をＮＣ加工プログラムに従って制御する。数値制御部２４は、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸の同時３軸制御を行う。
The
Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸の各制御軸に関しては、図示しないリニアスケール等が設けられ、フルクローズド方式による位置フィードバック制御が行われる。 For each of the X axis, Y axis, and Z axis control axes, a linear scale or the like (not shown) is provided, and position feedback control by a fully closed system is performed.
Ｘ軸テーブル１２、Ｙ軸テーブル１４、及び、Ｚ軸テーブル１６の位置を、１ｎｍ以下の精度で制御することが、非球面の加工精度を向上させる観点から望ましい。 It is desirable to control the positions of the X-axis table 12, the Y-axis table 14, and the Z-axis table 16 with an accuracy of 1 nm or less from the viewpoint of improving the processing accuracy of the aspheric surface.
また、数値制御部２４は、ＮＣ加工プログラムに従って、ワークスピンドルユニット１８、及び、工具スピンドルユニット２０を制御する。数値制御部２４は、ワークスピンドルモータ１８ｂの回転を制御することで、ワークＷの回転数を制御する。また、数値制御部２４は、工具スピンドルモータ２０ｂの回転を制御することで、砥石２２の回転数を制御する。
The
ワークＷの回転数は、例えば、１０ｒｐｍ以上３００ｒｐｍ以下である。ワークＷの回転数は、回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点（加工点）までの距離を関数として制御することが可能である。ワークＷの回転数を、０．０１ｒｐｍ以下の精度で制御することが、非球面の加工精度を向上させる観点から望ましい。 The number of rotations of the work W is, for example, 10 rpm or more and 300 rpm or less. The number of rotations of the workpiece W can be controlled as a function of the distance from the rotation axis A to the contact point (processing point) between the grindstone 22 and the workpiece W. Control of the rotational speed of the workpiece W with an accuracy of 0.01 rpm or less is desirable from the viewpoint of improving the processing accuracy of the aspheric surface.
砥石２２の回転数は、例えば、２００ｒｐｍ以上７０００ｒｐｍ以下である。
The rotation speed of the
図２は、実施形態の研削装置の制御を説明する図である。以下、ワークＷが非球面レンズ用の硝材であり、凸レンズを製造する場合を例に説明する。 Drawing 2 is a figure explaining control of the grinding device of an embodiment. Hereinafter, a case where the workpiece W is a glass material for an aspheric lens and a convex lens is manufactured will be described as an example.
実施形態の研削装置１００は、図２に示すように、ワークＷを回転軸Ａ（Ｚ軸）の周りに所望の回転数で回転させる。また、砥石２２を回転軸Ｂの周りに回転させる。
As shown in FIG. 2, the grinding
次に、砥石２２の外周を、ワークＷの凸部の外周縁部に接触させる。そして、砥石２２を凸部表面に沿って凸部の中心部まで所望の送り速度で移動させながらワークＷの研削加工を行う。砥石２２の送り速度は、例えば、１ｍｍ／ｍｉｎ以上１５ｍｍ／ｍｉｎ以下である。砥石２２によるワークＷの切り込み深さ（研削厚み）は、例えば、０．２５μｍ以上１０μｍ以下である。
Next, the outer periphery of the
ワークＷと砥石２２の相対移動は、数値制御部２４によるＸステージ１２、及び、Ｚステージ１６の制御により行われる。
The relative movement of the workpiece W and the
砥石２２とワークＷの接触点（加工点）を、図中Ｐで表す。また、時間ｔにおける回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点Ｐまでの距離を図中Ｒ（ｔ）で示す。
A contact point (processing point) between the grindstone 22 and the workpiece W is represented by P in the figure. Moreover, the distance from the rotating shaft A to the contact point P of the
実施形態の研削装置１００は、数値制御部２４が、回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点Ｐまでの距離Ｒ（ｔ）が小さくなる程、ワークＷの回転数が大きくなるようワークスピンドル１８ａを制御する。また、数値制御部２４が、回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点Ｐまでの距離Ｒ（ｔ）が小さくなる程、砥石２２の送り速度が大きくなるようＸステージ１２を制御する。更に、数値制御部２４が、回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点Ｐまでの距離が小さくなる程、単位時間内に砥石２２がワークＷに接触する面積が大きくなるようワークスピンドル１８ａ及びＸステージ１２を制御する。言い換えれば、回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点Ｐまでの距離が小さくなる程、単位時間内に砥石２２がワークＷを研削する面積が大きくなるようワークスピンドル１８ａ及びＸステージ１２を制御する。
In the
図３は、実施形態の研削装置の制御の一具体例の説明図である。この具体例では、数値制御部２４が、ワークＷの回転数が、回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点Ｐまでの距離Ｒ（ｔ）に反比例するようワークスピンドル１８ａを制御する。また、数値制御部２４が、砥石２２の送り速度が回転軸Ａから砥石２２とワークの接触点Ｐまでの距離Ｒ（ｔ）に反比例するようＸステージ１２を制御する。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a specific example of control of the grinding apparatus according to the embodiment. In this specific example, the
この具体例では、時間ｔにおける砥石２２の送り速度をＶｆ（ｔ）、回転数をＴ（ｔ）とすると、
Ｖｆ（ｔ）＝ａ／Ｒ（ｔ） ・・・（１）
Ｔ（ｔ）＝ｂ／Ｒ（ｔ） ・・・（２）
が成立する。ここで、ａとｂは定数である。
In this specific example, if the feed speed of the
Vf (t) = a / R (t) (1)
T (t) = b / R (t) (2)
Is established. Here, a and b are constants.
時間ｔにおけるワークＷの周速度をＶｗ（ｔ）とすると、
Ｖｗ（ｔ）＝２πＲ（ｔ）×Ｔ（ｔ）＝２πｂ ・・・（３）
となる。したがって、周速度Ｖｗ（ｔ）は、回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点Ｐまでの距離Ｒ（ｔ）に依存せず一定となる。
If the peripheral speed of the workpiece W at time t is Vw (t),
Vw (t) = 2πR (t) × T (t) = 2πb (3)
It becomes. Therefore, the peripheral speed Vw (t) is constant regardless of the distance R (t) from the rotation axis A to the contact point P between the grindstone 22 and the workpiece W.
また、ワークＷの一回転当たりの砥石２２の送り量（ピッチ）であるＶｆ（ｔ）／Ｔ（ｔ）は、
Ｖｆ（ｔ）／Ｔ（ｔ）＝ａ／ｂ ・・・（４）
となる。したがって、送り量Ｖｆ（ｔ）／Ｔ（ｔ）は、回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点Ｐまでの距離Ｒ（ｔ）に依存せず一定となる。
Further, Vf (t) / T (t), which is the feed amount (pitch) of the grindstone 22 per rotation of the workpiece W, is
Vf (t) / T (t) = a / b (4)
It becomes. Therefore, the feed amount Vf (t) / T (t) is constant regardless of the distance R (t) from the rotation axis A to the contact point P between the grindstone 22 and the workpiece W.
また、単位時間内に砥石２２がワークＷに接触する面積Ｓ（ｔ）は、Ｖｆ（ｔ）及びＶｗ（ｔ）がΔｔ秒間の平均速度とすると、近似的に、
Ｓ（ｔ）＝Ｖｆ（ｔ）Δｔ×Ｖｗ（ｔ）Δｔ ・・・（５）
と表される。
Further, the area S (t) where the grindstone 22 contacts the workpiece W within a unit time is approximately when Vf (t) and Vw (t) are average speeds of Δt seconds,
S (t) = Vf (t) Δt × Vw (t) Δt (5)
It is expressed.
実施形態の研削装置の制御では、ワークＷの内周部の回転数Ｔｉｎｓｉｄｅ、ワークＷの外周部の回転数Ｔｏｕｔｓｉｄｅ、ワークＷの内周部の送り速度Ｖｆｉｎｓｉｄｅ、ワークＷの外周部の送り速度Ｖｆｏｕｔｓｉｄｅ、ワークＷの内周部で単位時間内に砥石２２がワークＷに接触する面積Ｓｉｎｓｉｄｅ、ワークＷの外周部で単位時間内に砥石２２がワークＷに接触する面積Ｓｏｕｔｓｉｄｅが、下記式（６）、（７）、（８）を充足するようワークスピンドル１８ａ及びＸステージ１２が制御される。
Ｔｉｎｓｉｄｅ＞Ｔｏｕｔｓｉｄｅ ・・・（６）
Ｖｆｉｎｓｉｄｅ＞Ｖｆｏｕｔｓｉｄｅ ・・・（７）
Ｓｉｎｓｉｄｅ＞Ｓｏｕｔｓｉｄｅ ・・・（８）
In the control of the grinding apparatus according to the embodiment, the rotation speed T inside of the inner peripheral portion of the work W, the rotation speed T outside of the outer peripheral portion of the work W, the feed speed Vf inside of the inner peripheral portion of the work W, The feed rate Vfoutside , the area Sinside where the grindstone 22 contacts the workpiece W within the unit time at the inner peripheral portion of the workpiece W, and the area Soutside where the grindstone 22 contacts the workpiece W within the unit time at the outer peripheral portion of the workpiece W are The
T inside > T outside (6)
Vf inside > Vf outside (7)
S inside > S outside (8)
更に、図３に示す具体例の場合には、ワークＷの内周部の周速度Ｖｗｉｎｓｉｄｅ、ワークＷの外周部の周速度Ｖｗｏｕｔｓｉｄｅが、下記式（９）を充足するようワークスピンドル１８ａ及びＸステージ１２が制御される。
Ｖｗｉｎｓｉｄｅ＝Ｖｗｏｕｔｓｉｄｅ ・・・（９）
Further, in the case of the specific example shown in FIG. 3, the
Vw inside = Vw outside (9)
次に、実施形態の研削方法について簡単に説明する。実施形態の研削方法は、図１に示す研削装置１００を用いて実施される。以下、図１乃至図３を参照しつつ説明する。
Next, the grinding method of the embodiment will be briefly described. The grinding method of the embodiment is carried out using a
実施形態の研削方法は、ワークＷを回転軸Ａの周りに所望の回転数Ｔ（ｔ）で回転させる。そして、回転する砥石２２をワークＷに接触させてワークＷを研削し、砥石２２を回転軸Ａに対し直交する方向に所望の送り速度Ｖｆ（ｔ）で移動させる。ここで、回転数Ｔ（ｔ）が回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点までの距離Ｒ（ｔ）が小さくなる程大きくなり、送り速度Ｖｆ（ｔ）が回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点Ｐまでの距離が小さくなる程大きくなり、且つ、単位時間内に砥石２２がワークＷに接触する面積Ｓ（ｔ）が回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点Ｐまでの距離Ｒ（ｔ）が小さくなる程大きくなるよう、ワークＷを回転し、砥石２２を移動させる。
In the grinding method of the embodiment, the workpiece W is rotated around the rotation axis A at a desired rotation speed T (t). Then, the rotating
上記研削方法において、回転数Ｔ（ｔ）が回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点Ｐまでの距離Ｒ（ｔ）に反比例するよう、ワークＷを回転させることが望ましい。 In the above grinding method, it is desirable to rotate the workpiece W so that the rotation speed T (t) is inversely proportional to the distance R (t) from the rotation axis A to the contact point P between the grindstone 22 and the workpiece W.
また、上記研削方法において、送り速度Ｖｆ（ｔ）が回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点Ｐまでの距離Ｒ（ｔ）に反比例するよう、砥石２２を移動させることが望ましい。
In the grinding method, it is desirable to move the
次に、実施形態の研削装置及び研削方法の作用及び効果について説明する。図４は、第１の比較形態の研削装置の制御の説明図である。図５は、第２の比較形態の研削装置の制御の説明図である。 Next, operations and effects of the grinding apparatus and the grinding method of the embodiment will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram of the control of the grinding device of the first comparative embodiment. FIG. 5 is an explanatory diagram of the control of the grinding device of the second comparative embodiment.
第１の比較形態の研削装置の制御は、実施形態の研削装置の制御とは異なり、時間ｔにおける砥石２２の送り速度Ｖｆ（ｔ）、及び、回転数Ｔ（ｔ）が、時間に依存せず一定である。
The control of the grinding device of the first comparative form is different from the control of the grinding device of the embodiment, and the feed speed Vf (t) and the rotation speed T (t) of the
第１の比較形態の研削装置の制御では、Ｔｉｎｓｉｄｅ、Ｔｏｕｔｓｉｄｅ、Ｖｆｉｎｓｉｄｅ、Ｖｆｏｕｔｓｉｄｅ、Ｓｉｎｓｉｄｅ、Ｓｏｕｔｓｉｄｅ、Ｖｗｉｎｓｉｄｅ、Ｖｗｏｕｔｓｉｄｅが下記式（１０）〜（１３）を充足する。
Ｔｉｎｓｉｄｅ＝Ｔｏｕｔｓｉｄｅ ・・・（１０）
Ｖｆｉｎｓｉｄｅ＝Ｖｆｏｕｔｓｉｄｅ ・・・（１１）
Ｓｉｎｓｉｄｅ＜Ｓｏｕｔｓｉｄｅ ・・・（１２）
Ｖｗｉｎｓｉｄｅ＜Ｖｗｏｕｔｓｉｄｅ ・・・（１３）
In the control of the grinding apparatus according to the first comparative embodiment, T inside , T outside , Vf inside , Vf outside , S inside , S outside , Vw inside , and Vw outside satisfy the following formulas (10) to (13).
T inside = T outside (10)
Vf inside = Vf outside (11)
S inside <S outside (12)
Vw inside <Vw outside (13)
第１の比較形態の研削装置の制御では、研削条件がワークＷの内周部と外周部で、異なることから加工品質の不均一が生じる。具体的には、ワークＷの内周部と外周部で表面粗さや形状誤差が大きくなる。ここで、形状誤差とは、設計上の形状と、実際の加工形状との差分である。 In the control of the grinding apparatus according to the first comparative embodiment, the grinding conditions are different between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion of the workpiece W, so that non-uniform processing quality occurs. Specifically, the surface roughness and shape error increase at the inner and outer peripheral parts of the workpiece W. Here, the shape error is a difference between the designed shape and the actual machining shape.
加工品質の不均一が生じる要因として、ワークＷの内周部で単位時間内に砥石２２がワークＷに接触する面積Ｓｉｎｓｉｄｅと、ワークＷの外周部で単位時間内に砥石２２がワークＷに接触する面積Ｓｏｕｔｓｉｄｅが異なることが考えられる。
As factors that cause unevenness in machining quality, the area S inside where the grindstone 22 contacts the workpiece W within the unit time at the inner peripheral portion of the workpiece W, and the
そこで、第２の比較形態の研削装置の制御は、単位時間内に砥石２２がワークＷに接触する面積Ｓ（ｔ）が一定となるよう、砥石２２の送り速度Ｖｆ（ｔ）を制御する。すなわち、下記式（１４）が充足されるよう制御する。式（１４）が充足されることにより、ワークＷの内周部の送り速度Ｖｆ（ｔ）が外周部の送り速度Ｖｆ（ｔ）よりも大きくなる。
Ｖｆ（ｔ）＝ａ／Ｒ（ｔ） ・・・（１４）
Therefore, in the control of the grinding device of the second comparative form, the feed speed Vf (t) of the
Vf (t) = a / R (t) (14)
単位時間内に砥石２２がワークＷに接触する面積Ｓ（ｔ）は、Ｖｆ（ｔ）及びＶｗ（ｔ）がΔｔ秒間の平均速度とすると、近似的に、
Ｓ（ｔ）＝Ｖｆ（ｔ）Δｔ×Ｖｗ（ｔ）Δｔ ・・・（１５）
と表される。
The area S (t) where the grindstone 22 contacts the workpiece W within the unit time is approximately when Vf (t) and Vw (t) are average speeds of Δt seconds,
S (t) = Vf (t) Δt × Vw (t) Δt (15)
It is expressed.
ここで、
Ｖｆ（ｔ）＝ａ／Ｒ（ｔ） ・・・（１６）
Ｖｗ（ｔ）＝２πＲ（ｔ）×Ｔ（ｔ） ・・・（１７）
であるため、Ｖｆ（ｔ）×Ｖｗ（ｔ）は常に一定値となる。
here,
Vf (t) = a / R (t) (16)
Vw (t) = 2πR (t) × T (t) (17)
Therefore, Vf (t) × Vw (t) is always a constant value.
任意の時間、ｔ１及びｔ２における面積Ｓ（ｔ）は、それぞれ、
Ｓ（ｔ１）＝Ｖｆ（ｔ１）Δｔ×Ｖｗ（ｔ１）Δｔ ・・・（１８）
Ｓ（ｔ２）＝Ｖｆ（ｔ２）Δｔ×Ｖｗ（ｔ２）Δｔ ・・・（１９）
となる。
The area S (t) at any time, t 1 and t 2 , respectively,
S (t 1 ) = Vf (t 1 ) Δt × Vw (t 1 ) Δt (18)
S (t 2 ) = Vf (t 2 ) Δt × Vw (t 2 ) Δt (19)
It becomes.
Ｖｆ（ｔ１）×Ｖｗ（ｔ１）＝Ｖｆ（ｔ２）×Ｖｗ（ｔ２）＝ｐ ・・・（２０）
とすると、式（１８）及び式（１９）は、それぞれ、
Ｓ（ｔ１）＝ｐ（Δｔ）２ ・・・（２１）
Ｓ（ｔ２）＝ｐ（Δｔ）２ ・・・（２２）
となる。
Vf (t 1 ) × Vw (t 1 ) = Vf (t 2 ) × Vw (t 2 ) = p (20)
Then, Equation (18) and Equation (19) are respectively
S (t 1 ) = p (Δt) 2 (21)
S (t 2 ) = p (Δt) 2 (22)
It becomes.
式（２１）、（２２）より、
Ｓ（ｔ１）＝Ｓ（ｔ２）・・・（２３）
となり、第２の比較形態の制御では、式（１４）が充足されることにより、単位時間内に砥石２２がワークＷに接触する面積Ｓ（ｔ）が一定となることが分かる。
From equations (21) and (22),
S (t 1 ) = S (t 2 ) (23)
Thus, in the control of the second comparative form, it can be seen that the area S (t) where the grindstone 22 contacts the workpiece W within a unit time becomes constant by satisfying the expression (14).
第２の比較形態の研削装置の制御では、Ｔｉｎｓｉｄｅ、Ｔｏｕｔｓｉｄｅ、Ｖｆｉｎｓｉｄｅ、Ｖｆｏｕｔｓｉｄｅ、Ｓｉｎｓｉｄｅ、Ｓｏｕｔｓｉｄｅ、Ｖｗｉｎｓｉｄｅ、Ｖｗｏｕｔｓｉｄｅが下記式（２４）〜（２７）を充足する。
Ｔｉｎｓｉｄｅ＝Ｔｏｕｔｓｉｄｅ ・・・（２４）
Ｖｆｉｎｓｉｄｅ＞Ｖｆｏｕｔｓｉｄｅ ・・・（２５）
Ｓｉｎｓｉｄｅ＝Ｓｏｕｔｓｉｄｅ ・・・（２６）
Ｖｗｉｎｓｉｄｅ＜Ｖｗｏｕｔｓｉｄｅ ・・・（２７）
In the control of the grinding device of the second comparative embodiment, T inside , T outside , Vf inside , Vf outside , S inside , S outside , Vw inside , and Vw outside satisfy the following formulas (24) to (27).
T inside = T outside (24)
Vf inside > Vf outside (25)
S inside = S outside (26)
Vw inside <Vw outside (27)
ワークＷの内周部の送り速度Ｖｆ（ｔ）を外周部の送り速度Ｖｆ（ｔ）よりも大きくすることで、単位時間内に砥石２２がワークＷに接触する面積Ｓ（ｔ）が、ワークＷの内周部と外周部で等しくなる。しかしながら、第２の比較形態の制御では、第１の比較形態と比較して、ワークＷの内周部の加工品質が劣化することが明らかになっている。 By making the feed speed Vf (t) of the inner peripheral portion of the work W larger than the feed speed Vf (t) of the outer peripheral portion, the area S (t) where the grindstone 22 contacts the work W within the unit time is reduced. The inner circumference and the outer circumference of W are equal. However, in the control of the second comparative form, it is clear that the machining quality of the inner peripheral portion of the workpiece W is deteriorated as compared with the first comparative form.
実施形態の研削装置の制御は、送り速度Ｖｆ（ｔ）の制御に加え、周速度Ｖｗ（ｔ）も制御する。具体的には、まず、第２の比較形態同様、ワークＷの内周部の送り速度Ｖｆ（ｔ）を外周部の送り速度Ｖｆ（ｔ）よりも大きくする。 The grinding apparatus according to the embodiment controls the peripheral speed Vw (t) in addition to the control of the feed speed Vf (t). Specifically, first, as in the second comparative embodiment, the feed speed Vf (t) of the inner peripheral portion of the work W is set larger than the feed speed Vf (t) of the outer peripheral portion.
加えて、ワークＷの内周部の回転数Ｔ（ｔ）を外周部の回転数Ｔ（ｔ）よりも大きくする。仮に、ワークＷの外周部の周速度Ｖｗ（ｔ）が第２の比較形態と等しいとすると、ワークＷの内周部の周速度Ｖｗ（ｔ）が第２の比較形態よりも大きくなる。更に、ワークＷの内周部の単位時間内に砥石２２がワークＷに接触する面積Ｓ（ｔ）が、ワークＷの外周部の単位時間内に砥石２２がワークＷに接触する面積Ｓ（ｔ）よりも大きくなるよう制御する。 In addition, the rotation speed T (t) of the inner peripheral portion of the workpiece W is set larger than the rotation speed T (t) of the outer peripheral portion. If the peripheral speed Vw (t) of the outer peripheral part of the workpiece W is equal to that of the second comparative form, the peripheral speed Vw (t) of the inner peripheral part of the work W becomes larger than that of the second comparative form. Furthermore, the area S (t) where the grindstone 22 contacts the workpiece W within the unit time of the inner peripheral portion of the workpiece W is equal to the area S (t) where the grindstone 22 contacts the workpiece W within the unit time of the outer circumferential portion of the workpiece W. ) To be larger than.
実施形態の研削装置の制御は、上記構成により、ワークＷの内周部の研削条件と、外周部の研削条件との均質性が高まる。したがって、加工品質の均一性が向上する。具体的には、ワークＷの表面粗さや形状誤差が小さくなる。 In the control of the grinding apparatus according to the embodiment, the homogeneity between the grinding condition of the inner peripheral portion of the workpiece W and the grinding condition of the outer peripheral portion is increased by the above configuration. Therefore, the uniformity of processing quality is improved. Specifically, the surface roughness and shape error of the workpiece W are reduced.
また、実施形態の研削装置の制御は、ワークＷの内周部の送り速度Ｖｆ（ｔ）を外周部の送り速度Ｖｆ（ｔ）よりも大きくし、且つ、ワークＷの内周部の回転数Ｔ（ｔ）を外周部の回転数Ｔ（ｔ）よりも大きくすることで、例えば、第１の比較形態に比べ、加工品質を向上させつつ、加工時間を短縮することが可能となる。 Further, the control of the grinding apparatus of the embodiment is such that the feed speed Vf (t) of the inner peripheral portion of the work W is made larger than the feed speed Vf (t) of the outer peripheral portion, and the rotation speed of the inner peripheral portion of the work W is set. By making T (t) larger than the rotational speed T (t) of the outer peripheral portion, for example, it is possible to shorten the machining time while improving the machining quality as compared with the first comparative embodiment.
なお、図３の具体例で示すように、回転数Ｔ（ｔ）が回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点Ｐまでの距離Ｒ（ｔ）に反比例するよう制御することが、ワークＷの表面粗さや形状誤差を小さくする観点から望ましい。また、送り速度Ｖｆ（ｔ）が回転軸Ａから砥石２２とワークの接触点Ｐまでの距離Ｒ（ｔ）に反比例するよう制御することが、ワークＷの表面粗さや形状誤差を小さくする観点から望ましい。 As shown in the specific example of FIG. 3, it is possible to control the rotational speed T (t) to be inversely proportional to the distance R (t) from the rotational axis A to the contact point P between the grindstone 22 and the workpiece W. It is desirable from the viewpoint of reducing the surface roughness and the shape error. Further, controlling the feed rate Vf (t) to be inversely proportional to the distance R (t) from the rotating shaft A to the contact point P between the grindstone 22 and the workpiece from the viewpoint of reducing the surface roughness and shape error of the workpiece W. desirable.
図３の具体例では、上述のように、ワークＷの周速度Ｖｗ（ｔ）が一定となり、且つ、ワークＷの一回転当たりの砥石２２の送り量Ｖｆ（ｔ）／Ｔ（ｔ）が一定となる。この加工条件で加工することにより、更に、ワークＷの表面粗さや形状誤差が小さくなる。 In the specific example of FIG. 3, as described above, the peripheral speed Vw (t) of the workpiece W is constant, and the feed amount Vf (t) / T (t) of the grindstone 22 per rotation of the workpiece W is constant. It becomes. By processing under these processing conditions, the surface roughness and shape error of the workpiece W are further reduced.
なお、実施形態の制御において、例えば、図３の具体例のように、
Ｖｆ（ｔ）＝ａ／Ｒ（ｔ） ・・・（２８）
Ｔ（ｔ）＝ｂ／Ｒ（ｔ） ・・・（２９）
を、充足させようとする場合、砥石２２がワークＷの中心部近傍に来ると、送り速度Ｖｆ（ｔ）や、回転数Ｔ（ｔ）が極めて大きくなり、安定した加工制御が困難となる。このため、加工品質が劣化する恐れがある。
In the control of the embodiment, for example, as in the specific example of FIG.
Vf (t) = a / R (t) (28)
T (t) = b / R (t) (29)
When the
したがって、数値制御部２４が、回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点Ｐまでの距離Ｒ（ｔ）が所定の距離以上の場合に、回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点Ｐまでの距離Ｒ（ｔ）が小さくなる程、ワークＷの回転数が大きくなり、回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点Ｐまでの距離Ｒ（ｔ）が小さくなる程、砥石２２の送り速度が大きくなり、回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点Ｐまでの距離が小さくなる程、単位時間内に砥石２２がワークＷに接触する面積が大きくなるようワークスピンドル１８ａ及びＸステージ１２を制御することが望ましい。
Accordingly, when the distance R (t) from the rotation axis A to the contact point P between the grindstone 22 and the workpiece W is equal to or greater than a predetermined distance, the
例えば、距離Ｒ（ｔ）が０．５ｍｍ以上、より望ましくは１ｍｍ以上の場合に、ワークスピンドル１８ａ及びＸステージ１２を上記条件で制御することが望ましい。また、例えば、距離Ｒ（ｔ）が０．５ｍｍ以上、より望ましくは１ｍｍ以上の場合に、ワークＷの回転数及び砥石２２の送り速度が一定値となるよう、ワークスピンドル１８ａ及びＸステージ１２を上記条件で制御することが望ましい。
For example, when the distance R (t) is 0.5 mm or more, more desirably 1 mm or more, it is desirable to control the
（第１の変形例）
図６は、実施形態の第１の変形例の制御を説明する図である。ワークＷが非球面レンズ用の硝材であり、凹レンズを製造する場合である。砥石２２の外周を、ワークＷの凹部の外周縁部に接触させる。そして、砥石２２を凹部表面に沿って凹部の中心部まで所望の送り速度で移動させながらワークＷの研削加工を行う。上記以外の制御は、実施形態と同様である。
(First modification)
FIG. 6 is a diagram illustrating the control of the first modification of the embodiment. This is a case where the workpiece W is a glass material for an aspheric lens and a concave lens is manufactured. The outer periphery of the
（第２の変形例）
図７は、実施形態の第２の変形例の制御を説明する図である。ワークＷが非球面レンズ用の超硬合金の金型であり、凸レンズ用の金型を製造する場合である。砥石２２の外周を、ワークＷの凹部の外周縁部に接触させる。そして、砥石２２を凹部表面に沿って凹部の中心部まで所望の送り速度で移動させながらワークＷの研削加工を行う。上記以外の制御は、実施形態と同様である。
(Second modification)
FIG. 7 is a diagram illustrating the control of the second modification example of the embodiment. This is a case where the workpiece W is a cemented carbide mold for an aspheric lens and a mold for a convex lens is manufactured. The outer periphery of the
（第３の変形例）
図８は、実施形態の第３の変形例の制御を説明する図である。ワークＷが非球面レンズ用の超硬合金の金型であり、凹レンズ用の金型を製造する場合である。ワークＷが異なる以外は、実施形態と同様の制御を行う。
(Third Modification)
FIG. 8 is a diagram illustrating the control of the third modification example of the embodiment. This is a case where the workpiece W is a cemented carbide mold for an aspheric lens and a mold for a concave lens is manufactured. The same control as in the embodiment is performed except that the workpiece W is different.
以下、本発明の実施例を説明する。 Examples of the present invention will be described below.
（実施例）
実施形態の研削方法を用いて、半径１５ｍｍの非球面レンズ用の硝材を研削加工し、凸レンズを製造した。砥石２２の送り速度が、ワークＷの回転軸Ａから砥石２２とワークＷの接触点Ｐまでの距離（以下、中心からの距離）に反比例するように制御した。また、ワークＷの回転数が、中心からの距離に反比例するように制御した。
(Example)
Using the grinding method of the embodiment, a glass material for an aspherical lens having a radius of 15 mm was ground to produce a convex lens. The feed rate of the
図９は、実施例の加工条件を示す図である。図９（ａ）は中心からの距離と、送り速度の関係を示す図である。図９（ｂ）は中心からの距離と、ワークＷの回転数の関係を示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating the processing conditions of the example. FIG. 9A shows the relationship between the distance from the center and the feed rate. FIG. 9B is a diagram showing the relationship between the distance from the center and the number of rotations of the workpiece W.
図９（ａ）に示すように、送り速度は、１ｍｍ／ｍｉｎから１５ｍｍ／ｍｉｎの範囲で変化させた。中心近傍の加工を安定させるため、中心からの距離が１ｍｍまでは、送り速度は１５ｍｍ／ｍｉｎで一定とした。 As shown in FIG. 9A, the feed rate was changed in the range of 1 mm / min to 15 mm / min. In order to stabilize the processing near the center, the feed rate was constant at 15 mm / min up to a distance of 1 mm from the center.
図９（ｂ）に示すように、ワークＷの回転数は、１０ｒｐｍから１５０ｒｐｍの範囲で変化させた。中心近傍の加工を安定させるため、中心からの距離が１ｍｍまでは、ワークＷの回転数は１５０ｒｐｍで一定とした。 As shown in FIG. 9B, the rotation speed of the workpiece W was changed in the range of 10 rpm to 150 rpm. In order to stabilize the machining in the vicinity of the center, the rotation speed of the workpiece W was constant at 150 rpm until the distance from the center was 1 mm.
砥石２２の回転数は、７０００ｒｐｍとした。また、Ｘ軸テーブル１２、Ｙ軸テーブル１４、及び、Ｚ軸テーブル１６の位置を、１ｎｍ以下の精度で制御した。また、ワークＷの回転数を、０．０１ｒｐｍ以下の精度で制御した。
The rotational speed of the
（比較例１）
第１の比較形態の研削方法を用いて、半径１５ｍｍの非球面レンズ用の硝材を研削加工し、凸レンズを製造した。砥石２２の送り速度は、１ｍｍ／ｍｉｎで一定とした。ワークＷの回転数は、１０ｒｐｍで一定とした。砥石２２の回転数は、７０００ｒｐｍとした。また、Ｘ軸テーブル１２、Ｙ軸テーブル１４、及び、Ｚ軸テーブル１６の位置を、１ｎｍ以下の精度で制御した。また、ワークＷの回転数を、０．０１ｒｐｍ以下の精度で制御した。
(Comparative Example 1)
Using the grinding method of the first comparative embodiment, a glass material for an aspheric lens having a radius of 15 mm was ground to produce a convex lens. The feed speed of the
（比較例２）
第２の比較形態の研削方法を用いて、半径１５ｍｍの非球面レンズ用の硝材を研削加工し、凸レンズを製造した。砥石２２の送り速度が、中心からの距離に反比例するように制御した。送り速度は、１ｍｍ／ｍｉｎから６ｍｍ／ｍｉｎの範囲で変化させた。中心近傍の加工を安定させるため、中心からの距離が２．５ｍｍまでは、送り速度は６ｍｍ／ｍｉｎで一定とした。ワークＷの回転数は、１０ｒｐｍで一定とした。砥石２２の回転数は、７０００ｒｐｍとした。また、Ｘ軸テーブル１２、Ｙ軸テーブル１４、及び、Ｚ軸テーブル１６の位置を、１ｎｍ以下の精度で制御した。また、ワークＷの回転数を、０．０１ｒｐｍ以下の精度で制御した。
(Comparative Example 2)
Using the grinding method of the second comparative embodiment, a glass material for an aspheric lens having a radius of 15 mm was ground to produce a convex lens. The feed speed of the
図１０は、実施例と比較例１の表面粗さの測定結果を示す図である。表面粗さは、算術平均粗さ（Ｒａ）である。実施例は比較例１とくらべ、ワークの外周部でのＲａが小さくなっている。実施例のＲａの平均値は４．２ｎｍであった。比較例１のＲａの平均値は４．８ｎｍであった。なお、Ｒａが小さくなることによって、形状誤差も小さくなる。 FIG. 10 is a diagram showing the measurement results of the surface roughness of the example and the comparative example 1. The surface roughness is an arithmetic average roughness (Ra). Compared with Comparative Example 1, the example has a smaller Ra at the outer periphery of the workpiece. The average value of Ra in the examples was 4.2 nm. The average value of Ra in Comparative Example 1 was 4.8 nm. In addition, when Ra becomes small, a shape error also becomes small.
図１１は、比較例１と比較例２の表面粗さの測定結果を示す図である。比較例２は、比較例１に比べ、ワークの内周部の表面粗さが極めて大きくなった。比較例２のＲａの平均値は、２８．５ｎｍであった。 FIG. 11 is a diagram showing the measurement results of the surface roughness of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. In Comparative Example 2, compared with Comparative Example 1, the surface roughness of the inner peripheral portion of the work became extremely large. The average value of Ra in Comparative Example 2 was 28.5 nm.
以上の結果より、実施例により、ワークの表面粗さや形状誤差が抑制できることが明らかになった。また、実施例の加工時間は２４０分、比較例１の加工時間は３７８分、比較例２の加工時間は２４３分であった。実施例の加工時間は、比較例１の加工時間から３７％短縮された。したがって、実施例により、ワークの表面粗さや形状誤差を抑制しつつ、加工時間も短縮できることが明らかになった。 From the above results, it was clarified that the surface roughness and shape error of the workpiece can be suppressed by the example. Moreover, the processing time of the Example was 240 minutes, the processing time of Comparative Example 1 was 378 minutes, and the processing time of Comparative Example 2 was 243 minutes. The processing time of the example was shortened by 37% from the processing time of Comparative Example 1. Therefore, it has been clarified that the machining time can be shortened while suppressing the surface roughness and the shape error of the workpiece.
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態及び実施例について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。実施形態においては、研削装置、研削方法等で、本発明の説明に直接必要としない部分については記載を省略したが、必要とされる研削装置、研削方法等に関わる要素を適宜選択して用いることができる。 The embodiments and examples of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. In the embodiment, the description of the parts that are not directly necessary for the description of the present invention in the grinding apparatus, the grinding method, etc. is omitted, but the elements related to the required grinding apparatus, the grinding method, etc. are appropriately selected and used. be able to.
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての研削装置、研削方法は、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物の範囲によって定義されるものである。 In addition, all grinding apparatuses and grinding methods that include the elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention. The scope of the present invention is defined by the appended claims and equivalents thereof.
例えば、実施形態では、ワークＷとして、非球面レンズ用の硝材や非球面レンズ用の超硬合金の金型である場合を例に説明した。ワークＷは、非球面レンズ用のプラスチックであっても構わない。 For example, in the embodiment, the case where the workpiece W is a glass material for an aspheric lens or a cemented carbide mold for an aspheric lens has been described as an example. The workpiece W may be a plastic for an aspheric lens.
１０ 機台
１２ Ｘ軸テーブル（移動手段）
１４ Ｙ軸テーブル
１６ Ｚ軸テーブル
１８ ワークスピンドルユニット
１８ａ ワークスピンドル
１８ｂ ワークスピンドルモータ
１８ｃ ジグ
２０ 工具スピンドルユニット
２０ａ 工具スピンドル
２０ｂ 工具スピンドルモータ
２２ 砥石
２４ 数値制御部
２６ Ｙ軸カラム
１００ 研削装置
10 Machine stand 12 X-axis table (moving means)
14 Y-axis table 16 Z-axis table 18
Claims (4)
前記ワークを研削する砥石を回転させる工具スピンドルと、
前記工具スピンドルが固定され、前記砥石を前記回転軸に対し直交する方向に所望の送り速度で移動させる移動手段と、
前記回転数が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離が小さくなる程大きくなり、前記送り速度が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離が小さくなる程大きくなり、且つ、単位時間内に前記砥石が前記ワークに接触する面積が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離が小さくなる程大きくなるよう前記ワークスピンドル及び前記移動手段を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部が、前記回転数が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離に反比例するよう前記ワークスピンドルを制御し、
前記制御部が、前記送り速度が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離に反比例するよう前記移動手段を制御する研削装置。 A work spindle for rotating the work around a rotation axis at a desired number of rotations;
A tool spindle for rotating a grindstone for grinding the workpiece;
Moving means for fixing the tool spindle and moving the grindstone in a direction perpendicular to the rotation axis at a desired feed rate;
The rotational speed increases as the distance from the rotating shaft to the contact point between the grindstone and the workpiece increases, and the feed rate increases as the distance from the rotating shaft to the contact point between the grindstone and the workpiece decreases. And the work spindle and the moving means are controlled so that the area where the grindstone contacts the work within a unit time becomes larger as the distance from the rotary shaft to the contact point of the grindstone and the work becomes smaller. A control unit;
Equipped with a,
The control unit controls the work spindle such that the rotational speed is inversely proportional to a distance from the rotation axis to a contact point between the grindstone and the work;
Grinding apparatus wherein the control unit, that controls the moving means so as the feed rate is inversely proportional to the distance from the rotational axis to the contact point of the said grinding wheel workpiece.
回転する砥石を前記ワークに接触させて前記ワークを研削し、
前記砥石を前記回転軸に対し直交する方向に所望の送り速度で移動させ、
前記回転数が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離が小さくなる程大きくなり、前記送り速度が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離が小さくなる程大きくなり、且つ、単位時間内に前記砥石が前記ワークに接触する面積が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離が小さくなる程大きくなるよう前記ワークを回転し、前記砥石を移動する研削方法であって、
前記回転数が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離に反比例し、前記送り速度が前記回転軸から前記砥石と前記ワークの接触点までの距離に反比例する研削方法。
Rotate the workpiece around the rotation axis at the desired number of revolutions,
A rotating grindstone is brought into contact with the workpiece to grind the workpiece,
Moving the grindstone at a desired feed rate in a direction perpendicular to the rotation axis;
The rotational speed increases as the distance from the rotating shaft to the contact point between the grindstone and the workpiece increases, and the feed rate increases as the distance from the rotating shaft to the contact point between the grindstone and the workpiece decreases. And moving the grindstone so that the area where the grindstone contacts the work within a unit time increases as the distance from the rotating shaft to the contact point of the grindstone with the work increases. A grinding method for
A grinding method in which the rotational speed is inversely proportional to the distance from the rotating shaft to the contact point of the grindstone and the workpiece, and the feed rate is inversely proportional to the distance from the rotating shaft to the contact point of the grindstone and the workpiece .
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