JPH06210533A - Grinding device - Google Patents
Grinding deviceInfo
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- JPH06210533A JPH06210533A JP5004629A JP462993A JPH06210533A JP H06210533 A JPH06210533 A JP H06210533A JP 5004629 A JP5004629 A JP 5004629A JP 462993 A JP462993 A JP 462993A JP H06210533 A JPH06210533 A JP H06210533A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、研削加工装置に係り、
詳しくは、精密機械加工技術に適用することができ、特
に、円筒の内面のみならず平面、球面、非球面更には自
由曲面を鏡面研削加工することができる研削加工装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a grinding machine,
More specifically, the present invention relates to a precision machining technique, and more particularly to a grinding device capable of mirror-grinding not only an inner surface of a cylinder but also a flat surface, a spherical surface, an aspherical surface, and a free curved surface.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、高精度研削盤については、例えば
特開昭６３−２３７８６６号公報で報告されたものがあ
り、ここでは、圧電素子により砥石軸台を微移動させて
円筒研削を行い、加工前に形状を測定して切り込み補正
量を決めることについて記載されており、また、例えば
特開平４−２５３６５号公報で報告された研削装置で
は、電解ドレッシング研削加工において、加工物を微小
変位させ切り込みを与えて高精度鏡面研削を行うことに
ついて記載されている。2. Description of the Related Art Conventionally, there is a high-precision grinding machine reported in, for example, JP-A-63-237866, in which a grinding wheel headstock is finely moved by a piezoelectric element to perform cylindrical grinding. It is described that the shape is measured before machining to determine the depth of cut correction. Further, for example, in the grinding device reported in JP-A-4-25365, a workpiece is slightly displaced in electrolytic dressing grinding. It is described that a high precision mirror grinding is performed by giving a notch.
【０００３】例えば特開昭６２−２５５３号公報で報告
された微動装置では、変位計により微動機構の位置計測
をしてフィードバック制御により高精度位置決めをする
ことについて記載されており、また、例えば特開平３−
２５６６５１号公報で報告された加工装置では、高硬度
材料に高精度形状切削加工において、機械系の変位量を
測定し圧電素子により工具を位置決めすることについて
記載されている。For example, in the fine movement device reported in Japanese Patent Laid-Open No. 62-2553, it is described that the position of the fine movement mechanism is measured by a displacement gauge and high-precision positioning is performed by feedback control. Kaihei 3-
In the processing apparatus reported in Japanese Patent No. 2566651, it is described that in a high precision shape cutting process for a high hardness material, a displacement amount of a mechanical system is measured and a tool is positioned by a piezoelectric element.
【０００４】例えば特開平１−９２６８７号公報で報告
された微動装置では、２つの圧電素子を逆向きの力が発
生するように配置して剛性の高い機構とすることについ
て記載されており、また、例えば特開平１−２４６６０
９号公報で報告された微動装置では、目標変位に到達し
た後、クランプし確実に静止されて剛性を高めることに
ついて記載されている。For example, in the fine movement device reported in Japanese Patent Laid-Open No. 1-92687, it is described that two piezoelectric elements are arranged to generate forces in opposite directions to form a mechanism having high rigidity. , For example, JP-A-1-24660
The fine movement device reported in Japanese Patent Publication No. 9 discloses that after reaching the target displacement, it is clamped and reliably stopped to increase the rigidity.
【０００５】例えば特開平４−６６８９５号公報で報告
された微動ステージでは、１軸方向の剛性のみ高いヒン
ジを介して圧電素子をステージに取り付け高応答高剛性
にすることについて記載されており、また、例えば特開
昭６２−１２５４０８号公報で報告された微動機構で
は、切欠きリンク機構において圧電素子に対抗する弾性
体を設けることで、切欠き部の肉厚を厚くせずに高荷重
に耐えることについて記載されている。For example, in the fine movement stage reported in Japanese Patent Laid-Open No. 4-66895, it is described that a piezoelectric element is attached to the stage through a hinge having a high rigidity only in the uniaxial direction to provide a high response and high rigidity. For example, in the fine movement mechanism reported in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-125408, by providing an elastic body that opposes the piezoelectric element in the notch link mechanism, a high load can be endured without increasing the thickness of the notch portion. It is described about that.
【０００６】例えば特開平１−２６８０７７号公報で報
告された駆動装置では、複数のバイモルフ圧電素子を４
点で固定することで剛性が高く大重量のワークを搭載で
き共振周波数も高くできることについて記載されてお
り、また、例えば特開平１−２４４５１１号公報で報告
された微動機構では、平行ばねにひずみゲージを貼り工
具台の変位フィードバックを行うことで、バイトの高精
度切り込みを行うことについて記載されている。[0006] For example, in the drive device reported in Japanese Patent Laid-Open No. 1-268077, a plurality of bimorph piezoelectric elements are used.
It is described that by fixing at points, it is possible to mount a work of high rigidity and heavy weight and to increase the resonance frequency. Further, for example, in the fine movement mechanism reported in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-244511, strain gauges are attached to parallel springs. It is described that high precision cutting of the cutting tool is performed by applying the displacement feedback of the tool table.
【０００７】さて、上記特開昭６３−２３７８６６号公
報の高精度研削盤については、学会でも発表されてお
り、その公知文献は、文献Ａ：昭和６３年度精密工学会
秋季大会学術講演論文集，（１９８８），７０７、文献
Ｂ：１９８９年度精密工学会秋季大会学術講演論文集，
（１９８８），６０１である。また、加工微少位置決め
装置の公知文献としては、例えば精密工学会誌，５４，
７，（１９８８），１３７５等が挙げられる。The high-precision grinder disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-237866 has been announced at academic conferences, and the publicly known document is Document A: Proceedings of the Precision Engineering Society Autumn Meeting, 1988. (1988), 707, Literature B: Proceedings of 1989 Autumn Meeting of Precision Engineering Society,
(1988), 601. In addition, as the publicly known literatures for the machining fine positioning device, for example, Journal of Precision Engineering, 54,
7, (1988), 1375 and the like.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】圧電素子をアクチュエ
ータに用いた微小位置決め機構を、工具の切り込みに適
用した例は、上記特開平１−２４４５１１号公報を始
め、数多く開発されている。しかしながら、その殆どが
上記特開平１−２４４５１１号公報のように切削加工に
適用したものであるが、この方法では超硬合金等の高硬
度材料やセラミックス、ガラス等の硬脆材料の高精度加
工は極めて困難である。なお、これらの材料は通常研削
加工に用いられる。A number of examples of applying a minute positioning mechanism using a piezoelectric element to an actuator for cutting a tool have been developed, including Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-244511. However, most of them are applied to cutting work as in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 1-244511, but with this method, high-precision machining of high hardness materials such as cemented carbide and hard brittle materials such as ceramics and glass. Is extremely difficult. Note that these materials are usually used for grinding.
【０００９】そこで近年、特開昭６３−２３７８６６号
公報及び特開平４−２５３６５号公報で示した研削加工
が可能な微小位置決め工具台も考案された。しかしなが
ら、特開平４−２５３６５号公報における研削加工用の
微小位置決め装置は、被加工物を位置決めする構造とな
っており、被加工物を回転軸（主軸）に取り付けて加工
を行う場合には適しておらず、また圧電素子を複数（３
個）用いるため、制御が複雑化している。一方、上記特
開昭６３−２３７８６６号公報においては、砥石軸台を
移動して研削加工を行っているが、円筒の内面（内筒）
のみを加工対象としており、また上記文献Ａ、Ｂから判
るように、表面粗さ０．１μｍＲｍａｘの超精密鏡面が
得られていない。Therefore, in recent years, a fine positioning tool base capable of grinding, which is disclosed in JP-A-63-237866 and JP-A-4-25365, has been devised. However, the fine positioning device for grinding in JP-A-4-25365 has a structure for positioning a workpiece, and is suitable when the workpiece is attached to a rotary shaft (spindle) for machining. And a plurality of piezoelectric elements (3
Control) is complicated because it is used. On the other hand, in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 63-237866, the grinding wheel headstock is moved to perform grinding, but the inner surface of the cylinder (inner cylinder)
However, as can be seen from the above-mentioned documents A and B, no ultra-precision mirror surface having a surface roughness of 0.1 μmRmax has been obtained.
【００１０】以上のように、従来では、超精密研削用の
工具（研削砥石）微小位置決め装置として満足できるも
のはなく、超硬合金等の高硬度材料やセラミックス、ガ
ラス等の硬脆材料を鏡面（表面粗さ５０μｍＲｍａｘ以
下）に仕上げるのが非常に困難であるうえ、円筒の内面
のみならず、平面、球面、非球面更には自由曲面を創成
することができるのが非常に困難であるという問題を残
していた。As described above, conventionally, there is no satisfactory micro positioning device for a tool (grinding stone) for ultra-precision grinding, and a high hardness material such as cemented carbide or hard brittle material such as ceramics or glass is used as a mirror surface. It is very difficult to finish (surface roughness 50 μm Rmax or less), and it is very difficult to create not only the inner surface of a cylinder but also a flat surface, a spherical surface, an aspherical surface, and a free-form surface. Was left.
【００１１】そこで、本発明は、高硬度材料や硬脆材料
を鏡面に容易に仕上げることができるうえ、円筒の内面
のみならず平面、球面、非球面更には自由曲面を鏡面研
削加工することができる研削加工装置を提供することを
目的としている。Therefore, according to the present invention, a high hardness material or a hard and brittle material can be easily finished into a mirror surface, and in addition to the inner surface of the cylinder, a flat surface, a spherical surface, an aspherical surface and a free curved surface can be mirror-ground. It is an object of the present invention to provide a grinding processing device that can be used.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
被加工物を研削する研削砥石を有する研削砥石スピンド
ルと、該研削砥石スピンドルをサブミクロン（μｍ）以
下の分解能で微小位置決めする位置決め装置とを有する
ことを特徴とするものである。請求項２記載の発明は、
上記請求項１記載の発明において、前記位置決め装置
は、剛性２０ｋｇｆ／μｍ以上の圧電素子からなるアク
チュエータを有することを特徴とするものである。The invention according to claim 1 is
The present invention is characterized by having a grinding wheel spindle having a grinding wheel for grinding a workpiece, and a positioning device for finely positioning the grinding wheel spindle with a resolution of submicron (μm) or less. The invention according to claim 2 is
In the invention described in claim 1, the positioning device has an actuator formed of a piezoelectric element having a rigidity of 20 kgf / μm or more.
【００１３】請求項３記載の発明は、上記請求項１乃至
２記載の発明において、前記位置決め装置は、該装置の
案内機構となる平行ばね機構を有し、前記研削砥石スピ
ンドルの搭載に耐えられる剛性を有することを特徴とす
るものである。請求項４記載の発明は、上記請求項１乃
至３記載の発明において、前記研削砥石スピンドルは、
高硬度材料及び硬脆材料を鏡面に仕上げるように構成し
てなることを特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, in the above-mentioned first and second aspects of the present invention, the positioning device has a parallel spring mechanism serving as a guide mechanism of the device, and can withstand the mounting of the grinding wheel spindle. It is characterized by having rigidity. According to a fourth aspect of the invention, in the invention of the first to third aspects, the grinding wheel spindle is
It is characterized in that the high hardness material and the hard brittle material are configured so as to be mirror-finished.
【００１４】請求項５記載の発明は、上記請求項１乃至
４記載の発明において、前記位置決め装置に、加工力測
定装置と該位置決め装置の変形量及び前記研削砥石ある
いは研削砥石軸の変位量を測定する変位量測定装置を設
けることを特徴とするものである。請求項６記載の発明
は、上記請求項５記載の発明において、前記変位量測定
装置のセンシング信号を前記位置決め装置にフィードバ
ックする研削加工制御装置を有することを特徴とするも
のである。According to a fifth aspect of the present invention, in the above first to fourth aspects, the positioning device is provided with a processing force measuring device, a deformation amount of the positioning device, and a displacement amount of the grinding wheel or a grinding wheel shaft. It is characterized in that a displacement amount measuring device for measuring is provided. The invention according to claim 6 is characterized in that, in the invention according to claim 5, there is provided a grinding control device for feeding back a sensing signal of the displacement amount measuring device to the positioning device.
【００１５】請求項７記載の発明は、上記請求項１乃至
６記載の発明において、前記研削砥石スピンドルは、鏡
面研削加工を行うように構成してなることを特徴とする
ものである。請求項８記載の発明は、上記請求項１乃至
７記載の発明において、公知の研削加工機に較べて前記
研削砥石スピンドルを切り込ませる部分の質量を小さく
することを特徴とするものである。A seventh aspect of the present invention is characterized in that, in the first to sixth aspects of the present invention, the grinding wheel spindle is configured to perform mirror surface grinding. The invention according to claim 8 is characterized in that, in the invention according to any one of claims 1 to 7, the mass of a portion where the grinding wheel spindle is cut is made smaller than in a known grinding machine.
【００１６】請求項９記載の発明は、上記請求項１乃至
８記載の発明において、前記研削砥石スピンドルに回転
式切削工具を装着することを特徴とするものである。A ninth aspect of the invention is characterized in that, in the first to eighth aspects of the invention, a rotary cutting tool is mounted on the grinding wheel spindle.
【００１７】[0017]
【作用】まず、請求項１、４記載の発明の作用について
説明する。前述した如く、従来では、超精密研削用の工
具（研削砥石）微小位置決め装置として満足できるもの
はなく、超硬合金等の高硬度材料やセラミックス、ガラ
ス等の硬脆材料を鏡面（表面粗さ５０μｍＲｍａｘ以
下）に仕上げるのが非常に困難であるうえ、円筒の内面
のみならず、平面、球面、非球面更には自由曲面を創成
するのが非常に困難であった。First, the operation of the invention according to claims 1 and 4 will be described. As described above, conventionally, there is no satisfactory micro positioning device for ultra-precision grinding (grinding wheel), and high hardness materials such as cemented carbide and hard brittle materials such as glass are used as mirror surfaces (surface roughness). 50 μm Rmax or less), and it was very difficult to create not only the inner surface of the cylinder but also a flat surface, a spherical surface, an aspheric surface, and a free-form surface.
【００１８】そこで請求項１記載の発明では、被加工物
を研削する研削砥石を有する研削砥石スピンドルと、該
研削砥石スピンドルをサブミクロン（μｍ）以下の分解
能で微小位置決めする位置決め装置とを有するように構
成するため、研削砥石スピンドルをサブμｍ以下の分解
能で微小位置決めすることができる。このため、砥石を
被加工物に対してサブμｍ以下の分解能で切り込ませる
ことができるので、平面、球面、非球面更には自由曲面
を容易に鏡面研削加工することができる。Therefore, according to the first aspect of the invention, there is provided a grinding wheel spindle having a grinding wheel for grinding a workpiece, and a positioning device for finely positioning the grinding wheel spindle with a resolution of submicron (μm) or less. With this configuration, the grinding wheel spindle can be finely positioned with a resolution of sub μm or less. For this reason, the grindstone can be cut into the work piece with a resolution of sub-μm or less, so that a flat surface, a spherical surface, an aspherical surface, and a free-form surface can be easily mirror-ground.
【００１９】また、請求項４記載の発明では、前記研削
砥石スピンドルを、高硬度材料及び硬脆材料を鏡面に仕
上げるように構成している。このため、難削材とされて
いる高硬度材料及び硬脆材料を容易に鏡面（表面粗さ５
０μｍＲｍａｘ以下）に仕上げることができるので、後
工程として必要とされる磨き加工を省略することがで
き、多大な経済的効果を得ることができる。Further, in the invention according to claim 4, the grinding wheel spindle is constructed so that the high hardness material and the hard and brittle material are mirror-finished. Therefore, high hardness materials and hard brittle materials, which are difficult-to-cut materials, can be easily mirror-finished (surface roughness 5
Since it can be finished to 0 μmRmax or less), it is possible to omit a polishing process required as a post-process and obtain a great economic effect.
【００２０】次に、請求項２記載の発明の作用について
説明する。研削加工においては、単なる位置決めと異な
り加工力が外乱として作用し、また切削加工と異なり加
工力が大きいため、通常の微小位置決め装置以上に高い
剛性が必要とされる。微小位置決め装置の剛性を高める
手段として、従来技術としては上記特開平１−９２６８
７号公報、上記特開平１−２４６６０９号公報、上記特
開平４−６６８９５号公報、上記特開昭６２−１２５４
０８号公報等が挙げられる。しかしながら、上記特開平
１−９２６８７号公報では圧電素子を２個も用い、制御
も複雑となり、上記特開平１−２４６６０９号公報では
クランプ動作を行うため、高剛性を保ちつつ連続的に位
置決めを行うことができない。上記特開平４−６６８９
５号公報、上記特開昭６２−１２５４０８号公報におい
ては、機構（案内機構）自身が高い剛性を有するように
構成している。しかしながら、実際には、アクチュエー
タとして用いる圧電素子自身が高い剛性を有していなけ
れば、位置決め装置の剛性を高めることはできない。Next, the operation of the invention according to claim 2 will be described. In the grinding process, the machining force acts as a disturbance unlike the mere positioning, and the machining force is large unlike the cutting process, and therefore the rigidity is required to be higher than that of a normal minute positioning device. As a conventional technique for increasing the rigidity of the micro positioning device, the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 1-9268 has been proposed.
7, JP-A-1-246609, JP-A-4-66895, and JP-A-62-1254.
No. 08 publication etc. are mentioned. However, in the above-mentioned JP-A-1-92687, two piezoelectric elements are used, and the control becomes complicated. In JP-A-1-246609, the clamp operation is performed, so that the positioning is continuously performed while maintaining high rigidity. I can't. JP-A-4-6689
In Japanese Patent Laid-Open No. 5 and Japanese Patent Laid-Open No. 62-125408, the mechanism (guide mechanism) itself is configured to have high rigidity. However, in reality, the rigidity of the positioning device cannot be increased unless the piezoelectric element itself used as the actuator has high rigidity.
【００２１】そこで請求項２記載の発明では、位置決め
装置を、剛性２０ｋｇｆ／μｍ以上の圧電素子からなる
アクチュエータを有するように構成している。このた
め、微小位置決め装置において、剛性２０ｋｇｆ／μｍ
以上の高剛性の圧電素子をアクチュエータとして用いる
ので、大きな研削加工力に対して装置全体が十分な剛性
を有することができ、高硬度材料や硬脆材料を鏡面研削
加工することができる。In view of this, in the second aspect of the invention, the positioning device is configured to have an actuator composed of a piezoelectric element having a rigidity of 20 kgf / μm or more. Therefore, in the micro positioning device, the rigidity is 20 kgf / μm.
Since the above-mentioned high-rigidity piezoelectric element is used as an actuator, the entire device can have sufficient rigidity against a large grinding force, and high-hardness materials and hard-brittle materials can be mirror-ground.
【００２２】次に、請求項３記載の発明の作用について
説明する。研削砥石スピンドルという２〜６ｋｇｆの重
量物を微少移動させる必要があるが、このような従来技
術として重量物の微少移動に関するものは上記特開平１
−２６８０７７号公報しかない。しかしながら、これは
複数のバイモルフ圧電素子を用いて複雑な構造となって
おり、また搭載物がベースに接触移動するようになり、
高精度な位置決めが困難である。Next, the operation of the invention according to claim 3 will be described. It is necessary to make a minute movement of a grindstone spindle, which is a heavy object of 2 to 6 kgf, and such a conventional technique relating to the minute movement of a heavy object is described in the above-mentioned JP-A-1.
Only -268077 publication is available. However, this has a complicated structure using a plurality of bimorph piezoelectric elements, and the mounting object comes to move in contact with the base,
High-precision positioning is difficult.
【００２３】そこで、請求項３記載の発明では、位置決
め装置は、該装置の案内機構となる平行ばね機構を有
し、前記研削砥石スピンドルの搭載に耐えられる剛性を
有するように構成している。具体的には、高精度な微小
移動を実現するため、案内機構として平行ばね機構を用
い、そのばねの可撓部の厚みを厚くする等して、移動方
向のみならず、重量物搭載に対しても十分な剛性を有す
るようにする。このため、位置決め装置の案内機構とし
て平行ばね機構を用いるので、高運動精度及び高剛性を
実現することができる他、重量物の搭載に耐えられる剛
性を有するので、一般に２〜６ｋｇの重量のある研削砥
石スピンドルを容易に位置決めすることができる。Therefore, in the invention according to claim 3, the positioning device has a parallel spring mechanism serving as a guide mechanism of the device, and is configured to have a rigidity that can withstand the mounting of the grinding wheel spindle. Specifically, in order to realize highly precise minute movement, a parallel spring mechanism is used as a guide mechanism, and the flexible part of the spring is made thicker so that not only in the moving direction but also for loading heavy objects. However, it should have sufficient rigidity. For this reason, since the parallel spring mechanism is used as the guide mechanism of the positioning device, high motion accuracy and high rigidity can be realized, and in addition, since the rigidity is sufficient to mount heavy objects, it generally weighs 2 to 6 kg. The grinding wheel spindle can be easily positioned.
【００２４】次に、請求項５記載の発明の作用について
説明する。圧電素子を用いた微小位置決め装置において
は、高精度な位置決めを実現するために、位置のフィー
ドバック制御を行う必要があるが、装置の位置計測を行
うものとして、上記特開昭６２−２５５３号公報、上記
特開平３−２５６６５１号公報等のような方法が挙げら
れる。また、上記特開平１−２４４５１１号公報におい
ては、位置の直接計測の替わりに歪みゲージを装置に取
り付けている。しかしながら、何れも装置の変位あるい
は装置に加わる力の何れか一方を測定するようになって
いる。Next, the operation of the invention described in claim 5 will be described. In a minute positioning device using a piezoelectric element, it is necessary to perform position feedback control in order to realize highly accurate positioning. However, as a device for measuring the position of the device, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-2553. Methods such as those disclosed in JP-A-3-256651 can be used. Further, in the above-mentioned JP-A-1-244511, a strain gauge is attached to the device instead of the direct measurement of the position. However, both of them measure either the displacement of the device or the force applied to the device.
【００２５】そこで請求項５記載の発明では、前記位置
決め装置に、加工力測定機と前記位置決め装置の変形量
及び前記研削砥石あるいは研削砥石軸の変位量を測定す
る変位量測定装置を設けて構成している。具体的には、
装置の変位及び装置に加わる外力（加工力）を同時に測
定するのみならず、研削砥石（あるいは研削砥石軸）自
身の変位も測定する。このため、研削加工中に加工力と
位置決め装置及び研削砥石あるいは研削砥石軸の変位量
を測定することができるので、研削加工プロセス全体を
詳細にセンシングすることができ、これにより砥石の交
換時期を知ることができ、より高い加工精度を達成する
ための情報を得ることができる。Therefore, in the invention according to claim 5, the positioning device is provided with a processing force measuring device and a displacement amount measuring device for measuring the deformation amount of the positioning device and the displacement amount of the grinding wheel or the grinding wheel shaft. is doing. In particular,
Not only the displacement of the device and the external force (processing force) applied to the device are simultaneously measured, but also the displacement of the grinding wheel (or the grinding wheel shaft) itself is measured. For this reason, it is possible to measure the processing force and the amount of displacement of the positioning device and the grinding wheel or the grinding wheel axis during the grinding process, so that the entire grinding process can be sensed in detail, which allows the replacement time of the whetstone. It is possible to know and obtain information for achieving higher processing accuracy.
【００２６】次に、請求項６記載の発明の作用について
説明する。上述したように、従来の圧電素子を用いた微
小位置決め装置においては、装置の変位あるいは装置に
加わる力の何れか一方の値を基に位置決め制御を行う
が、請求項６記載の発明では、変位量測定装置のセンシ
ング信号を位置決め装置にフィードバックする研削加工
制御装置を有するように構成している。具体的には複数
の研削加工プロセスのセンシング信号を基に研削加工制
御を行う。このため、請求項５で述べた加工プロセスの
センシング情報を、研削砥石スピンドルの位置決め装置
にフィードバックすることができるので、砥石の切り込
み制御等の研削加工制御を行うことができ、より高い加
工精度を達成することができる。Next, the operation of the invention described in claim 6 will be described. As described above, in the minute positioning device using the conventional piezoelectric element, the positioning control is performed based on the value of either the displacement of the device or the force applied to the device. It is configured to have a grinding control device that feeds back the sensing signal of the quantity measuring device to the positioning device. Specifically, the grinding processing control is performed based on the sensing signals of a plurality of grinding processing processes. Therefore, since the sensing information of the machining process described in claim 5 can be fed back to the positioning device of the grinding wheel spindle, it is possible to perform the grinding processing control such as the cutting control of the grinding wheel and the higher processing accuracy. Can be achieved.
【００２７】次に、請求項７記載の発明の作用について
説明する。鏡面研削加工が可能な微小位置決め装置（駆
動工具台）に関しては、他に例がないため、従来技術は
ない。そこで、請求項７記載の発明では、研削砥石スピ
ンドルを、鏡面研削加工を行うように構成している。こ
のため、装置自身がコンパクトなため、一般に市販され
ている機械加工機に対して改造を施すことなくそのテー
ブル上に搭載するだけで、鏡面研削加工を行うことがで
きるので、実用性及び汎用性に優れる。Next, the operation of the invention described in claim 7 will be described. There is no other conventional micro-positioning device (drive tool table) capable of mirror-surface grinding, and therefore, there is no conventional technique. Therefore, in the invention according to claim 7, the grinding wheel spindle is configured to perform mirror surface grinding. For this reason, since the device itself is compact, mirror grinding can be performed simply by mounting it on the table of a commercially available machine without modifying it, making it practical and versatile. Excellent in.
【００２８】次に、請求項８記載の発明の作用について
説明する。鏡面研削加工が可能な微小位置決め装置（駆
動工具台）に関しては、他に例がないため、従来技術は
ない。一般に市販されている研削加工機では、送りテー
ブルがそのまま研削砥石の切り込み装置となるため、質
量が大きく、応答性を高めることが困難である。そこ
で、請求項８記載の発明では、通常の研削加工機に較べ
て研削砥石スピンドルを切り込ませる部分の質量を小さ
くするように構成する。このため、一般に市販されてい
る研削加工機に較べて、研削砥石スピンドルを切り込ま
せる部分の質量を小さくすることができるので、切り込
み動作の応答性を１００Ｈｚまで高めることができ、よ
り精密な砥石の切り込み制御及び研削加工制御を行うこ
とができ、より高い加工精度を得ることができる。Next, the operation of the invention described in claim 8 will be described. There is no other conventional micro-positioning device (drive tool table) capable of mirror-surface grinding, and therefore, there is no conventional technique. In a grinding machine that is generally commercially available, since the feed table directly serves as a cutting device for the grinding wheel, the mass is large and it is difficult to improve the responsiveness. In view of this, the invention according to claim 8 is configured so that the mass of the portion where the grinding wheel spindle is cut is smaller than that of a normal grinding machine. Therefore, the mass of the portion where the grinding wheel spindle is cut can be made smaller than that of a grinding machine that is generally commercially available, so that the responsiveness of the cutting operation can be increased to 100 Hz, and a more precise grinding wheel can be used. The cutting control and the grinding control can be performed, and higher processing accuracy can be obtained.
【００２９】次に、請求項９記載の発明の作用について
説明する。研削砥石スピンドルのような回転スピンドル
を微小位置決めする装置（微動工具台）において、上記
特開昭６３−２３７８６６号公報では、回転軸の軸方向
を加工面とすることができないため、ボールエンドミル
等を研削砥石の代わりに装着することができず、従来技
術はない。Next, the operation of the invention according to claim 9 will be described. In a device (fine tool stand) for finely positioning a rotary spindle such as a grinding wheel spindle, in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 63-237866, a ball end mill or the like is used because the axial direction of the rotary shaft cannot be used as a machining surface. It cannot be installed in place of a grinding wheel and there is no prior art.
【００３０】そこで、請求項９記載の発明では、研削砥
石スピンドルに回転式切削工具を装着するように構成し
ている。このため、微小位置決め装置に搭載する研削砥
石スピンドルに研削砥石の代わりに、ボールエンドミル
等の回転式切削工具を装着することができるので、容易
に切削加工することができ、平面、球面、非球面更には
自由曲面を高精度に切削創成することができる。Therefore, according to the invention of claim 9, the rotary cutting tool is mounted on the grinding wheel spindle. For this reason, a rotary cutting tool such as a ball end mill can be attached to the grinding wheel spindle mounted on the micro positioning device instead of the grinding wheel, so that cutting can be easily performed, and a flat surface, a spherical surface, an aspherical surface can be used. Furthermore, a free-form surface can be cut and created with high precision.
【００３１】[0031]
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。 （実施例１）図１は本発明（請求項１，５〜９）の実施
例１に則した研削加工装置の構成を示す図である。本実
施例では、アクチュエータである圧電素子は図中には示
していないが、微小位置決め装置３の内部に挿入する。
例えば、後述の図３に示す如く、微小位置決め装置３内
部に挿入する。この圧電素子を伸ばすことにより、微小
位置決め装置３は矢印方向に変位し、その上に搭載され
た研削砥石スピンドル１も同時に変位する。この動作に
より、回転する研削砥石２も矢印方向に変位し、被加工
物に対する切り込みが生じる。ここで圧電素子において
は容易にｎｍオーダの位置決め分解能が得られるため、
サブμｍ以下の分解能で研削砥石の切り込みを実現する
ことができる。本実施例では、砥石回転軸を切り込み方
向に対して４５°に傾け、研削砥石２のエッジを用いた
加工例を示しているが、この微小位置決め装置３を加工
面に対して適切に移動させることにより（詳しくは後述
の図２に示す）、平面、球面、非球面更には自由曲面を
創成することができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a diagram showing the construction of a grinding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention (claims 1, 5 to 9). In this embodiment, the piezoelectric element, which is an actuator, is not shown in the figure, but is inserted inside the micro positioning device 3.
For example, as shown in FIG. 3, which will be described later, the micro positioning device 3 is inserted. By extending this piezoelectric element, the minute positioning device 3 is displaced in the direction of the arrow, and the grinding wheel spindle 1 mounted thereon is also displaced at the same time. By this operation, the rotating grinding wheel 2 is also displaced in the direction of the arrow, and a cut is generated in the workpiece. Here, since positioning resolution on the order of nm can be easily obtained in the piezoelectric element,
The cutting of the grinding wheel can be realized with a resolution of sub μm or less. In the present embodiment, an example of processing in which the grindstone rotation axis is tilted at 45 ° with respect to the cutting direction and the edge of the grinding wheel 2 is used is shown, but this fine positioning device 3 is appropriately moved with respect to the machined surface. As a result (details will be shown in FIG. 2 described later), a flat surface, a spherical surface, an aspherical surface, and a free curved surface can be created.
【００３２】次に、微小位置決め装置３の下には、加工
力測定装置４を設置することで加工中の研削力を測定す
る。また、微小位置決め装置３の移動方向に変位量測定
装置５を設置して微小位置決め装置３の変位量を測定
し、更に研削砥石２に対しては変位量測定装置６を設置
することで研削砥石２の変位量を測定する。これら測定
装置４〜６の出力信号は各アンプ７〜９を通して制御装
置11に取り込まれる。なお、７は変位量測定装置５用ア
ンプであり、８は変位量測定装置６用アンプであり、９
は加工力測定装置４用アンプである。そして、その各測
定装置４〜６の出力信号を基に研削砥石２の切り込み量
を制御装置11内で計算し、その切り込み量に相当する分
だけ圧電素子ドライバ10に電圧指令を与え、フィードバ
ック制御を行う。Next, a grinding force measuring device 4 is installed below the minute positioning device 3 to measure the grinding force during grinding. Further, the displacement amount measuring device 5 is installed in the moving direction of the fine positioning device 3 to measure the displacement amount of the fine positioning device 3, and the displacement amount measuring device 6 is further installed to the grinding wheel 2 so that the grinding wheel The displacement amount of 2 is measured. The output signals of these measuring devices 4 to 6 are taken into the control device 11 through the amplifiers 7 to 9, respectively. In addition, 7 is an amplifier for the displacement amount measuring device 5, 8 is an amplifier for the displacement amount measuring device 6, and 9
Is an amplifier for the processing force measuring device 4. Then, the cutting amount of the grinding wheel 2 is calculated in the control device 11 based on the output signals of the respective measuring devices 4 to 6, and a voltage command is given to the piezoelectric element driver 10 by an amount corresponding to the cutting amount, and feedback control is performed. I do.
【００３３】このように本実施例では、被加工物を研削
する研削砥石２を有する研削砥石スピンドル１と、この
研削砥石スピンドル１をサブミクロン（μｍ）以下の分
解能で微小位置決めする位置決め装置３とを有するよう
に構成するため、研削砥石スピンドル１をサブμｍ以下
の分解能で微小位置決めすることができる。このため、
砥石を被加工物に対してサブμｍ以下の分解能で切り込
ませることができるので、平面、球面、非球面更には自
由曲面を容易に鏡面研削加工することができる。また、
位置決め装置３に、加工力測定装置４と、位置決め装置
３の変形量及び研削砥石２（あるいは研削砥石軸）の変
位量を測定する変位量測定装置５、６を設けて構成して
いる。このため、研削加工中に加工力と位置決め装置３
及び研削砥石２（あるいは研削砥石軸）の変位量を測定
することができるので、研削加工プロセス全体を詳細に
センシングすることができ、これにより砥石の交換時期
を知ることができ、より高い加工精度を達成するための
情報を得ることができる。As described above, in this embodiment, the grinding wheel spindle 1 having the grinding wheel 2 for grinding the workpiece and the positioning device 3 for finely positioning the grinding wheel spindle 1 with a resolution of submicron (μm) or less. Since the grinding wheel spindle 1 is configured to have the above, it is possible to finely position the grinding wheel spindle 1 with a resolution of sub μm or less. For this reason,
Since the grindstone can be cut into the work piece with a resolution of sub μm or less, it is possible to easily perform mirror grinding on a flat surface, a spherical surface, an aspherical surface, and a free curved surface. Also,
The positioning device 3 is provided with a processing force measuring device 4 and displacement amount measuring devices 5 and 6 for measuring the deformation amount of the positioning device 3 and the displacement amount of the grinding wheel 2 (or the grinding wheel shaft). Therefore, during the grinding process, the machining force and the positioning device 3
Since the amount of displacement of the grinding wheel 2 (or the grinding wheel shaft) can be measured, the entire grinding process can be sensed in detail, which allows the time for exchanging the grinding wheel to be known and higher processing accuracy. Can get the information to achieve.
【００３４】更に、変位量測定装置５、６のセンシング
信号を位置決め装置３にフィードバックする研削加工制
御装置11を有するように構成している。このため、上記
加工プロセスのセンシング情報を、研削砥石スピンドル
１の位置決め装置３にフィードバックすることができる
ので、砥石の切り込み制御等の研削加工制御を行うこと
ができ、より高い加工精度を達成することができる。Further, a grinding control device 11 for feeding back the sensing signals of the displacement amount measuring devices 5 and 6 to the positioning device 3 is provided. Therefore, the sensing information of the machining process can be fed back to the positioning device 3 of the grinding wheel spindle 1, so that grinding control such as cutting control of the grinding wheel can be performed and higher processing accuracy can be achieved. You can
【００３５】また、本実施例では、研削砥石スピンドル
１を、鏡面研削加工を行うように構成している。このた
め、装置自身がコンパクトなため、一般に市販されてい
る機械加工機に対して改造を施すことなくそのテーブル
上に搭載するだけで、鏡面研削加工を行うことができる
ので、実用性及び汎用性に優れる。また、通常の研削加
工機に較べて研削砥石スピンドル１を切り込ませる部分
の質量を小さくするように構成している。このため、一
般に市販されている研削加工機に較べて研削砥石スピン
ドル１を切り込ませる部分の質量を小さくすることがで
きるので、切り込み動作の応答性を１００Ｈｚまで高め
ることができ、より高精度な砥石の切り込み制御及び研
削加工制御を行うことができ、より高い加工精度を得る
ことができる。Further, in the present embodiment, the grinding wheel spindle 1 is constructed so as to perform mirror surface grinding. For this reason, since the device itself is compact, mirror grinding can be performed simply by mounting it on the table of a commercially available machine without modifying it, making it practical and versatile. Excellent in. In addition, the mass of the portion where the grinding wheel spindle 1 is cut is made smaller than that of a normal grinding machine. Therefore, the mass of the portion where the grinding wheel spindle 1 is cut can be made smaller than that of a commercially available grinding machine, so that the responsiveness of the cutting operation can be increased up to 100 Hz, and higher precision can be achieved. The cutting control of the grindstone and the grinding processing control can be performed, and higher processing accuracy can be obtained.
【００３６】なお、上記実施例においては、後述の実施
例２と同様研削砥石スピンドル１に回転式切削工具を装
着するように構成してもよく、この場合、微小位置決め
装置３に搭載する研削砥石スピンドル１に研削砥石の代
わりに、ボールエンドミル等の回転式切削工具を装着す
ることができるので、切削加工することができ、平面、
球面、非球面更には自由曲面を高精度に切削創成するこ
とができる。In the above embodiment, a rotary cutting tool may be mounted on the grinding wheel spindle 1 in the same manner as in the second embodiment described later. In this case, the grinding wheel mounted on the fine positioning device 3 is mounted. A rotary cutting tool such as a ball end mill can be mounted on the spindle 1 instead of a grinding wheel, so that cutting can be performed on a flat surface,
Spherical surface, aspherical surface, and free curved surface can be created with high precision.
【００３７】（実施例２）次に、図２は本発明（請求項
１，９）の実施例２に則した研削加工装置の構成を示す
図である。図２において、図１と同一符号は同一又は相
当部分を示す。図２（ａ）は、研削砥石スピンドル１を
切り込み方向に対し45°に傾け、研削砥石２のエッジを
用いて被加工物12を研削する例であるが、この方法では
砥石の一点を加工に用いるため、高精度な形状を創成す
ることができる。(Embodiment 2) Next, FIG. 2 is a diagram showing the construction of a grinding apparatus according to Embodiment 2 of the present invention (claims 1 and 9). 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts. FIG. 2 (a) shows an example in which the grinding wheel spindle 1 is tilted at 45 ° with respect to the cutting direction and the workpiece 12 is ground using the edge of the grinding wheel 2. In this method, one point of the grinding wheel is processed. Since it is used, a highly precise shape can be created.
【００３８】図２（ｂ）は、研削砥石スピンドル１を切
り込み方向と同方向に搭載し、研削砥石２の端面を用い
て被加工物12を研削する例であるが、この方法では砥石
の面を加工に用いるため、高精度な形状を創成にはあま
り適していないが、良好な表面粗さを得やすいという利
点を有する。なお、ボールエンドミルを用いた切削加工
ではこの方法を用いる。FIG. 2 (b) shows an example in which the grinding wheel spindle 1 is mounted in the same direction as the cutting direction and the workpiece 12 is ground using the end surface of the grinding wheel 2. In this method, the surface of the grinding wheel is Since it is used for processing, it is not suitable for creating a highly accurate shape, but it has an advantage that it is easy to obtain good surface roughness. This method is used for cutting using a ball end mill.
【００３９】図２（ｃ）は、被加工物12を回転させた状
態で、研削砥石２を微小位置決め装置３により切り込み
を与え、微小位置決め装置３を加工面に対して移動させ
ることにより、軸対称の平面や球面、非球面を創成する
ときの研削加工例を示している。なお、被加工物12を回
転させずに適切に移動させることにより、自由曲面を創
成することもできる。FIG. 2 (c) shows that when the workpiece 12 is rotated, the grinding stone 2 is cut by the fine positioning device 3 and the fine positioning device 3 is moved with respect to the machined surface. An example of grinding processing when creating symmetrical planes, spherical surfaces, and aspherical surfaces is shown. A free-form surface can be created by appropriately moving the workpiece 12 without rotating it.
【００４０】このように本実施例では、被加工物12を研
削する研削砥石２を有する研削砥石スピンドル１と、こ
の研削砥石スピンドル１をサブミクロン（μｍ）以下の
分解能で微小位置決めする位置決め装置とを有するよう
に構成するため、研削砥石スピンドル１をサブμｍ以下
の分解能で微小位置決めすることができる。このため、
砥石を被加工物12に対してサブμｍ以下の分解能で切り
込ませることができるので、平面、球面、非球面更には
自由曲面を鏡面研削加工することができる。また、研削
砥石スピンドル１に回転式切削工具を装着するように構
成している。このため、微小位置決め装置３に搭載する
研削砥石スピンドル１に研削砥石２の代わりに、ボール
エンドミル等の回転式切削工具を装着することができる
ので、切削加工することができ、平面、球面、非球面更
には自由曲面を高精度に切削創成することができる。As described above, in the present embodiment, the grinding wheel spindle 1 having the grinding wheel 2 for grinding the workpiece 12 and the positioning device for finely positioning the grinding wheel spindle 1 with a resolution of submicron (μm) or less. Since the grinding wheel spindle 1 is configured to have the above, it is possible to finely position the grinding wheel spindle 1 with a resolution of sub μm or less. For this reason,
Since the grindstone can be cut into the workpiece 12 with a resolution of sub-μm or less, it is possible to perform mirror grinding on a flat surface, a spherical surface, an aspherical surface and a free curved surface. Further, a rotary cutting tool is mounted on the grinding wheel spindle 1. For this reason, a rotary cutting tool such as a ball end mill can be mounted on the grinding wheel spindle 1 mounted on the fine positioning device 3 in place of the grinding wheel 2, so that cutting can be performed, and a flat surface, a spherical surface, It is possible to cut and create spherical surfaces and free-form surfaces with high precision.
【００４１】（実施例３）次に、図３は本発明（請求項
２，３）の実施例３に則した研削加工装置の構成を示す
図である。図３において、図１と同一符号は同一又は相
当部分を示し。13は圧電素子であり、14は薄肉ばねであ
る。本実施例では、微小位置決め装置３の機構としては
如何なるものでもよいが、高い運動精度（運動にガタが
ない、真直度がよい等）を実現するために、平行ばね機
構を用いる。図３（ａ）においては、圧電素子13が伸縮
することにより薄肉ばね14が撓み、微小位置決め装置３
が矢印方向に移動する。また図３（ｂ）は上記文献：精
密工学会誌，５４，７，（１９８８），１３７５で述べ
られている位置決め機構であるが、圧電素子13は内部に
挿入されており、それが伸縮することにより薄肉ばね14
が撓み、微小位置決め装置３が矢印方向に移動する。こ
こで、鏡面研削加工を行うには研削砥石２の切り込み装
置の剛性を上げることが必要とされるが、微小位置決め
装置３において、薄肉ばね14を中心とした位置決め機構
の剛性も必要とされるが、当然圧電素子13自身の高い剛
性も必要とされる。また、研削砥石スピンドル１という
重量物を搭載するため、位置決め機構の支柱や薄肉ばね
14の厚みを十分厚くすることも必要とされる。(Embodiment 3) Next, FIG. 3 is a diagram showing the construction of a grinding apparatus according to Embodiment 3 of the present invention (claims 2 and 3). 3, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts. Reference numeral 13 is a piezoelectric element, and 14 is a thin spring. In the present embodiment, any mechanism may be used as the mechanism of the fine positioning device 3, but a parallel spring mechanism is used in order to achieve high motion accuracy (movement is stable, straightness is good, etc.). In FIG. 3A, when the piezoelectric element 13 expands and contracts, the thin spring 14 bends, and the fine positioning device 3
Moves in the direction of the arrow. Further, FIG. 3 (b) shows a positioning mechanism described in the above-mentioned reference: Journal of Precision Engineering, 54, 7, (1988), 1375, but the piezoelectric element 13 is inserted inside, and it expands and contracts. By thin spring 14
Bends, and the minute positioning device 3 moves in the direction of the arrow. Here, in order to perform the mirror surface grinding, it is necessary to increase the rigidity of the cutting device of the grinding wheel 2, but in the minute positioning device 3, the rigidity of the positioning mechanism centered on the thin spring 14 is also required. However, naturally, the high rigidity of the piezoelectric element 13 itself is also required. In addition, since a heavy load such as the grinding wheel spindle 1 is mounted, the support of the positioning mechanism and the thin spring
It is also necessary to make 14 thick enough.
【００４２】このように本実施例では、位置決め装置３
を、剛性２０ｋｇｆ／μｍ１上の圧電素子からなるアク
チュエータを有するように構成している。このため、微
小位置決め装置３において、剛性２０ｋｇｆ／μｍ以上
の高剛性の圧電素子13をアクチュエータとして用いるの
で、大きな研削加工力に対して十分な剛性を有すること
ができ、高硬度材料や硬脆材料を鏡面研削加工すること
ができる。As described above, in this embodiment, the positioning device 3
Is configured to have an actuator composed of a piezoelectric element having a rigidity of 20 kgf / μm1. Therefore, in the micropositioning device 3, since the piezoelectric element 13 having a high rigidity of 20 kgf / μm or more is used as an actuator, it is possible to have a sufficient rigidity for a large grinding processing force, and a high hardness material or a hard brittle material. Can be mirror-ground.
【００４３】また、本実施例では、位置決め装置３の案
内機構として平行ばね機構を有し、研削砥石スピンドル
１の搭載に耐えられる剛性を有するように構成してい
る。このため、位置決め装置３の案内機構として平行ば
ね機構を用いるので、高運動精度及び高剛性を実現する
ことができる他、重量物の搭載に耐えられる剛性を有す
るので、一般に２〜６ｋｇの重量のある研削砥石スピン
ドル１を容易に位置決めすることができる。Further, in this embodiment, a parallel spring mechanism is provided as a guide mechanism of the positioning device 3 and is structured so as to have a rigidity that can withstand the mounting of the grinding wheel spindle 1. For this reason, since the parallel spring mechanism is used as the guide mechanism of the positioning device 3, it is possible to realize high motion accuracy and high rigidity, and also to have the rigidity to withstand the loading of heavy objects. A certain grinding wheel spindle 1 can be easily positioned.
【００４４】次に、本発明においては、研削砥石スピン
ドル１を、高硬度材料及び硬脆材料を鏡面に仕上げるよ
うに構成してもよく、この場合、難削材とされている高
硬度材料及び硬脆材料を鏡面（表面粗さ５０μｍＲｍａ
ｘ以下）に仕上げることができるので、後工程として必
要とされる磨き加工を省略することができ、多大な経済
的効果を得ることができる。具体的には、本発明による
研削砥石スピンドルの微小位置決め装置により、＃３０
００のレジンボンドダイヤモンド砥石を用いて、超硬合
金を加工したところ、図４に示されるような磨き加工仕
上げレベルの鏡面（３８ｎｍＲａｘ）を得ることができ
た。Next, in the present invention, the grinding wheel spindle 1 may be configured so that the high hardness material and the hard and brittle material are mirror-finished. In this case, the high hardness material and the difficult-to-cut material are used. Mirror surface of hard and brittle materials (surface roughness 50 μm Rma
Since it can be finished to x or less), it is possible to omit a polishing process required as a post-process and obtain a great economic effect. Specifically, with the fine positioning device for the grinding wheel spindle according to the present invention, # 30
When the cemented carbide was processed using the resin bond diamond grindstone of No. 00, the mirror surface (38 nmRax) of the polishing finish level as shown in FIG. 4 was able to be obtained.
【００４５】[0045]
【発明の効果】本発明によれば、高硬度材料や硬脆材料
を鏡面仕上げすることができるうえ、円筒の内面のみな
らず平面、球面、非球面更には自由曲面を鏡面研削加工
することができるという効果がある。According to the present invention, a high hardness material or a hard and brittle material can be mirror-finished, and not only the inner surface of a cylinder but also a flat surface, a spherical surface, an aspherical surface and a free-form surface can be mirror-ground. The effect is that you can do it.
【図１】本発明の実施例１に則した研削加工装置の構成
を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a grinding apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例２に則した研削加工装置の構成
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a grinding apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施例３に則した研削加工装置の構成
を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a grinding apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図４】磨き加工仕上げレベルの鏡面結果を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a mirror surface result of a polishing processing finishing level.
１ 研削砥石スピンドル ２ 研削砥石 ３ 微小位置決め装置 ４ 加工力測定装置 ５ 変位量測定装置 ６ 変位量測定装置 ７ 変位量測定装置用アンプ ８ 変位量測定装置用アンプ ９ 加工力測定装置用アンプ 10 圧電素子ドライバ 11 制御装置 12 被加工物 13 圧電素子 14 薄肉ばね 1 Grinding wheel spindle 2 Grinding wheel 3 Micro positioning device 4 Machining force measuring device 5 Displacement amount measuring device 6 Displacement amount measuring device 7 Displacement amount measuring device amplifier 8 Displacement amount measuring device amplifier 9 Machining force measuring device amplifier 10 Piezoelectric element Driver 11 Controller 12 Workpiece 13 Piezoelectric element 14 Thin spring
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２４Ｂ 49/00 9135−3Ｃ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location B24B 49/00 9135-3C
Claims (9)
砥石スピンドルと、該研削砥石スピンドルをサブミクロ
ン（μｍ）以下の分解能で微小位置決めする位置決め装
置とを有することを特徴とする研削加工装置。1. A grinding apparatus comprising: a grinding wheel spindle having a grinding wheel for grinding a workpiece; and a positioning device for finely positioning the grinding wheel spindle with a resolution of submicron (μm) or less. .
ｍ以上の圧電素子からなるアクチュエータを有すること
を特徴とする請求項１記載の研削加工装置。2. The positioning device has a rigidity of 20 kgf / μ.
The grinding apparatus according to claim 1, further comprising an actuator including a piezoelectric element of m or more.
なる平行ばね機構を有し、前記研削砥石スピンドルの搭
載に耐えられる剛性を有することを特徴とする請求項１
乃至２記載の研削加工装置。3. The positioning device has a parallel spring mechanism serving as a guide mechanism of the device, and has a rigidity that can withstand the mounting of the grinding wheel spindle.
The grinding apparatus according to any one of claims 1 to 3.
び硬脆材料を鏡面に仕上げるように構成してなることを
特徴とする請求項１乃至３記載の研削加工装置。4. The grinding apparatus according to claim 1, wherein the grinding wheel spindle is configured to finish a high-hardness material and a hard-brittle material into a mirror surface.
位置決め装置の変形量及び前記研削砥石あるいは研削砥
石軸の変位量を測定する変位量測定装置を設けることを
特徴とする請求項１乃至４記載の研削加工装置。5. The positioning device is provided with a processing force measuring device and a displacement amount measuring device for measuring the deformation amount of the positioning device and the displacement amount of the grinding wheel or the grinding wheel shaft. 4. The grinding apparatus according to 4.
記位置決め装置にフィードバックする研削加工制御装置
を有することを特徴とする請求項５記載の研削加工装
置。6. The grinding processing apparatus according to claim 5, further comprising a grinding processing control device which feeds back a sensing signal of the displacement amount measuring device to the positioning device.
を行うように構成してなることを特徴とする請求項１乃
至６記載の研削加工装置。7. The grinding apparatus according to claim 1, wherein the grinding wheel spindle is configured to perform mirror surface grinding.
ピンドルを切り込ませる部分の質量を小さくすることを
特徴とする請求項１乃至７記載の研削加工装置。8. The grinding apparatus according to claim 1, wherein a mass of a portion where the grinding wheel spindle is cut is made smaller than that of a known grinding machine.
を装着することを特徴とする請求項１乃至８記載の研削
加工装置。9. The grinding apparatus according to claim 1, wherein a rotary cutting tool is mounted on the grinding wheel spindle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5004629A JPH06210533A (en) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | Grinding device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5004629A JPH06210533A (en) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | Grinding device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06210533A true JPH06210533A (en) | 1994-08-02 |
Family
ID=11589322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5004629A Pending JPH06210533A (en) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | Grinding device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH06210533A (en) |
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| JP2023079156A (en) * | 2021-11-26 | 2023-06-07 | 青島理工大学 | Multi-energy-field nano lubricant micro-scale bone grinding machining measuring system |
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1993
- 1993-01-14 JP JP5004629A patent/JPH06210533A/en active Pending
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2023079156A (en) * | 2021-11-26 | 2023-06-07 | 青島理工大学 | Multi-energy-field nano lubricant micro-scale bone grinding machining measuring system |
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