JPH0819948A - 曲面加工装置及び断面形状評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 砥石断面形状がそのまま被加工物の加工精度
に影響を及ぼす研削方法において、小型の断面形状セン
サを加工装置に配置し、砥石外周部の断面形状データを
取り込んでこのデータに基づいて形状評価するためのデ
ータ処理方法を利用した曲面加工装置を提供する。 【構成】 回転砥石の幅方向の断面形状測定手段、及び
該回転砥石の外周部を成形する成形手段を、被加工物を
クランプして回転駆動する主軸機構に近接配置して搭載
したこと、上記回転砥石及び該回転砥石を回転駆動する
モータを支持するｘ，ｙ２軸直交スライダと、該砥石の
断面形状を測定するセンサを備えたこと、上記回転砥石
及び該回転砥石を回転駆動するモータを支持するｘ，
ｙ，ｚ３軸直交スライダと、該砥石の断面形状を測定す
るセンサを備えたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は非球レンズ、ミラーの成
形に用いる金型の高精度加工、或は、ガラスやセラミッ
クスから成る非球面ミラー、レンズの曲面加工を行う、
曲面加工装置に関し、特に直交方向で曲面形状が異なる
トーリックレンズ、ミラー等の加工方法の改良に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】トーリック面の加工方法としては、例え
ば図７(a) (b) に開示された方法がある。この方法は、
凹状トーリック面を形成した鉄、鋳鉄等から成る雌型工
具１００を所定の力Ｆで被加工物１０１に押しつけた状
態で加工面に緑系炭化けい素等の砥粒を供給しつつ、ホ
イール１０２を回転させ、雌型工具１００を被加工物回
転方向（(b) の矢印方向）と直交する方向に揺動させる
ラップ方式である。しかし、この方式は、作業者の熟練
度と、感によって結果が左右され、また能率が悪いとい
う欠点があった。この点を改善する為に特開平３−２９
４１６３号公報には、砥石による研削方法が開示されて
いる。即ち、図８に示すようにこの研削方法は、軸１０
５を中心として回転するホイール１０６によって保持し
た被加工物１０７を砥石１０８で研削するものである。
しかしこの方法では、被加工物の長手方向の曲率が大き
くなると、ホイール１０６も極めて大きくなるため、被
加工物の長手方向の曲率には制限が付されていた。

【０００３】このような不具合をなくするため、最近で
は、被加工物を固定すると共に、砥石外周部を所定の断
面形状（例えば円弧状）に成型し、総型研削を図９（特
開平４−２５３６５号公報）や、図１０のような円筒研
削盤によって実現する方式が採用されつつある。しか
し、図９の方式では、砥石断面形状がそのまま被加工物
の断面形状となり、また図１０の方式においても加工点
が砥石幅方向に移動する為、砥石の断面形状の精度が被
加工物の精度を支配する結果となっていた。この結果、
砥石の精度如何では被加工物の精度が悪化する不具合が
あった。このため、いずれの方法においても、砥石の断
面形状を正確に作り込むことが必要となることが判明し
ているが、従来用いられている砥石の断面形状の評価方
法は、一旦砥石を砥石軸から外して形状評価機により測
定する方法であるが、評価機によって正確な評価を行う
技術は確立されていなかった。また、砥石をクランプし
直すことで、数μｍ単位のずれが発生することは避けら
れず、これらの加工方式では十数μｍの加工形状精度を
確保することが限界とされていた。

【０００４】

【発明の目的】本発明は上記に鑑みてなされたものであ
り、砥石断面形状がそのまま被加工物の加工精度に影響
を及ぼす研削方法において、小型の断面形状センサを加
工装置に配置し、砥石外周部の断面形状データを取り込
んでこのデータに基づいて形状評価するためのデータ処
理方法を利用した曲面加工装置を提供することを目的と
している。

【０００５】

【発明の構成】上記目的を達成するため、本発明は、回
転砥石の幅方向の断面形状測定手段、及び該回転砥石の
外周部を成形する成形手段を、被加工物をクランプして
回転駆動する主軸機構に近接配置して搭載したこと、上
記回転砥石及び該回転砥石を回転駆動するモータを支持
するｘ，ｙ２軸直交スライダと、該砥石の断面形状を測
定するセンサを備えたこと、上記回転砥石及び該回転砥
石を回転駆動するモータを支持するｘ，ｙ，ｚ３軸直交
スライダと、該砥石の断面形状を測定するセンサを備え
たこと、上記センサを円弧状の軌跡に沿って走査させる
回転走査用の回転ステージを備えたこと、上記センサ
は、レーザ光源を用いる非接触式の変位計であり、被加
工物の被測定面上において測定用ビームの直径を常に一
定に保持するオートフォーカス機構を備えていること、
上記センサは、レーザ光源を用いる非接触式の変位計で
あり、反射率が２％以上の被測定面の変位を検知できる
感度を備えていること、上記センサは、レーザ光源を用
いる非接触式の変位計であり、被測定面における測定用
ビームの直径が３μｍ以下であること、上記センサは、
被測定面に対して略直交方向に直動する触針機構を有す
る接触式変位センサであり、該触針の押し付け力は、１
００ｍｇ以下であること、上記センサは、被測定面に対
して略直交方向に直動する触針機構を有する接触式変位
センサであり、上記接触式変位センサの上記触針の先端
の曲率半径を１ｍｍ〜０．０１ｍｍとしたこと、請求項
２乃至９記載の上記センサにより測定された上記砥石の
断面曲線についてのデータから、最小２乗法を用いて求
めた最も近い近似円弧の成分を差し引くことによって求
めた誤差曲線の変動幅に基づいて、円弧状断面を有した
断面砥石の断面形状を測定すること、上記誤差曲線の変
動幅から高周波成分を除去することによって得られるう
ねり曲線に基づいて、円弧断面形状を有した砥石断面形
状を測定すること、上記誤差曲線の変動幅から低周波成
分を除去することによって得られる表面粗さ曲線に基づ
いて、砥石成形条件の良否を判定すること、上記方法に
よって得られた近似円弧の曲率半径値をもとに曲面加工
用のＮＣプログラムの工具軌跡を修正すること、上記方
法により作成したＮＣプログラムを用いたことを特徴と
する。

【０００６】以下、添付図面に示した好適な実施例によ
り本発明を詳細に説明する。

【０００７】図１は本発明の曲面加工装置の一例の全体
構成を示す図である。

【０００８】図１では樽形形状の被加工物１を加工する
場合を想定している。この樽形の被加工物１は部分的に
見れば直交方向で曲率の異なるトーリック面をなしてい
る。被加工物１はクランパ及び回転軸としての主軸機構
２によって軸方向両端部を支持されて回転駆動される。
加工用砥石（回転砥石）３は、回転軸４ａが主軸機構２
と平行となるように配置された砥石駆動用モータ４に取
付けられており、１０，０００〜６０，０００ｒｐｍの
回転が与えられる。砥石駆動用モータ４は、送り方向へ
の移動を可能とするｘ軸スライダ５と、切込み方向への
移動を可能とするｙ軸スライダ６とから成る２軸の直交
スライダ上に載置されており、ｘ，ｙ同時２軸のＮＣ制
御によって、０．１μｍの単位で任意の曲線上を移動可
能となっている。これらの構成要素は、制御部によって
制御される。

【０００９】砥石３とモータ４はワーク加工手段を構成
する。

【００１０】加工用砥石３のｘ軸方向への移動経路に沿
って配置されたツルーイング装置（ドレッシング装置＝
成形手段）７は、加工用砥石３の外周部のフレを除去す
ると共に、加工用砥石３の断面形状を所望の形に研削成
形するためのものである。このツルーイング装置７は駆
動モータ７ａとツルーイング工具７ｂとから成る。ツル
ーイング工具７ｂとしては、砥石タイプ、単位置ダイヤ
タイプ、ダイヤ多数個埋め込みタイプ等があり、どのタ
イプも適用可能であるが、本実施例ではダイヤ多数個埋
め込み式の回転方式による工具を用いる。即ち、この工
具７ｂは、算盤の玉の形状を有した金属ベース部の外周
縁部に粒径２ｍｍ程度のダイヤモンドを多数個埋め込み
固定したものであり、モータ７ａによってこれを回転駆
動してダイヤモンドから成る該周縁部を加工用砥石３に
押し当てることにより、加工用砥石４を摩滅させて成形
を行うものである。

【００１１】図１には砥石を保持する手段として、ｘ，
ｙ２軸方向に動く直交スライダを示したが、これにｚ方
向への動作を加えた３軸直交スライダを用いてもよい。
この３軸直動スライダを用いる場合には、被加工物１を
固定し（したがってクランプ、回転させる主軸機構では
なく、ベッドを用いる）、砥石を回転させつつ３次元方
向に移動させて加工を行うことになる。このため、任意
のトーリック面を加工可能となる。特に、２軸直交スラ
イダを用いた場合には、樽型の被加工物１の軸方向の加
工はともかく、短手方向の曲率半径が大きいもの（太い
もの）を加工することは困難であるが、３軸直交スライ
ダを用いた場合には、太い部分の加工も容易となる。

【００１２】符号８は、砥石形状センサであり、ツルー
イングを経た加工用砥石３の形状精度をこの砥石形状セ
ンサ８によって測定する。測定データは評価手段に出力
される。この砥石形状センサ８は、レーザ光源を用いる
非接触式の変位計であり、縦分解能が０．１μｍ以下、
横分解能１０μｍ以下という仕様であり、断面形状と同
時に砥石の表面粗さも測定できる機能を有する。前記断
面形状センサ８は、レーザビームを光源とし、対物レン
ズを高速駆動してビーム径を常に一定にして、ビーム焦
点を常に被測定表面に位置付けるダイナミックフォーカ
スタイプの非接触変位センサであり、そのビームスポッ
トは測定面上では常に絞られており、ビーム径は一定で
ある。ここでは、横分解能を向上させる為に、ビーム径
が３μｍ以下のものを用いている。また、このセンサ
は、被測定面の反射率が２％以上であれば変位を検知で
きる程度の感度を有するものであれば良い。センサ８
と、評価手段は、断面形状測定手段を構成している。

【００１３】また、上記センサとしては、ビーム式の非
接触変位計のみならず、被測定面３ａに対して略直交す
る方向に直動する触針機構を有する接触式変位センサを
用いてもよい。この際、触針の押しつけ力は、１００ｍ
ｇ以下に設定する。また、その測定子の先端の曲率半径
を１ｍｍ〜０．０１ｍｍ程度に設定することが好まし
い。

【００１４】図１に示した装置により樽形状の被加工物
１を加工する手順を示せば次のとうりである。 (1) まず、ツルーイング装置７により加工用砥石３の外
周部３ａを円弧断面に成形する。 (2) 反対側に位置する断面形状センサ８によってビーム
をツルーイング後の砥石３の外周部３ａに照射して、砥
石３の断面形状、フレ、並びに表面粗さを測定する。目
標の値に満たない場合は、上記工程(1) をやり直す。つ
まり、ツルーイング装置による成形をやり直す。 (3) 円弧断面データに基づいて、後述する手法により曲
率半径を算出する。 (4) (3) において得られた曲率半径を基に、加工用ＮＣ
オフセットプログラムにオフセットを与える。このオフ
セット量とは、加工点の移動を考慮したツールパスの修
正量である。 (5) (4) で得られたＮＣプログラムにより、主軸２にチ
ャックされ回転駆動される被加工物１の研削加工を行
う。 (6) 所定の仕上げ面粗さが得られるまで、砥石をメッシ
ュの細かいものに順次交換して行き、上記(1) 〜(5) の
工程を繰り返す。

【００１５】このように本実施例では、ツルーイング工
程及び砥石の断面形状、フレ、表面粗さの評価を、同一
加工装置を用いて行うことを可能としているので、従来
方法のように砥石を一旦チャックから離脱させてから最
後クランプし直す必要が無くなり、その結果格段の精度
向上を実現できる。即ち、長手方向１２０ｍｍの被加工
物を研削した後の形状精度が１０〜２０μｍ程度であっ
たものが、本発明装置によれば２〜６μｍに向上するこ
とができた。

【００１６】次に、図２、図３、図４に基づいて砥石形
状センサによる砥石断面曲線の取り込み方法と得られた
データの評価方法の詳細について説明する。

【００１７】図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は測定センサによ
る測定方法を示す図、図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は図２の
評価方法により得られた断面曲線の処理手順を示した
図、図４（Ａ）（Ｂ）は砥石断面を多点で取り込んだ際
の処理方法を示す図である。

【００１８】上記測定センサ８は、上述の用にレーザ光
源を用いたダイナミックフォーカス方式の変位センサで
あり、「被測定面の傾き：３０°以下、測定可能な最大
変位量（ｈ）：５００μｍ以下」という仕様を有するも
のである。

【００１９】従って、図２（Ａ）の如く変位量ｈの値が
５００μｍ以下である場合には、センサ８又は砥石３を
ｘ軸に沿って直線状に走査することにより断面曲線につ
いてのデータを取り込むことができる。被測定面の傾斜
角度が３０°であっても、最大変位量ｈが５００μｍ以
下である場合には、図２（Ｂ）に示すようにツルーリン
グ時に当初目標としていた円弧形状に添うようにセンサ
８をｘ，ｙの２軸制御で走査する。また、曲率半径が小
さいために測定面の傾斜が３０°を越える場合には、図
２（Ｃ）に示す用にセンサ８が測定面３ａに対して常に
法線方向に指向するように、測定面曲率中心９を中心と
して回転させるように移動させる。なお、測定面曲率中
心９からセンサ８までの距離はセンサ８のワーキングデ
ィスタンスに応じて調整する。（Ｃ）の方式において
は、図１に示した装置の構成要素に加えて、センサ８を
回転走査させるための回転ステージを付加する必要があ
る。

【００２０】なお、センサとして上記以外の仕様のセン
サヘッドを用いた場合には、当該センサヘッドの仕様に
より、上記の傾斜角と最大変位量の違いに応じて走査方
式を（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の何れかに使い分けることによ
り、断面曲線の取り込みが可能となる。

【００２１】図３に基づいて取り込んだ断面曲線の処理
手順を説明すると、図２（Ａ）の直線走査方式により取
り込んだ断面曲線はデータ形式として図３（Ａ）に示し
たものとなる。そして、この断面曲線にベストフィット
する円弧ラインを最小２乗法により求め、当該円弧の曲
率半径を砥石断面の曲率とする。図３（Ｂ）は図３
（Ａ）よりこの円弧成分を差し引いたデータを示し、真
円からの誤差曲線である。次に、センサ走査方式として
図２（Ｂ）及び（Ｃ）の各方式を用いた場合には、セン
サ８自体が加工面３ａに沿って走査するので、取り込ま
れるデータは図３（Ｂ）に示した形式となる。この際、
ツルーイング精度は、曲線幅である形状誤差ＰＶの大き
さをもって判断することができる。この形状誤差の値が
当初の狙いの値以下であれば、被加工物に対する加工工
程に進むが、該値を越える場合にはツルーイング工程を
やり直し、砥石の断面曲線が形状誤差の値以下になるま
でこれを繰り返す。

【００２２】また、ツルーイング精度評価において、砥
石３の表面粗さレベルの空間周波数値が高いものを問題
視する必要がない場合には、図３（Ｂ）のデータにロー
パスフィルタ等を用いて高周波成分を除去し、図３
（Ｃ）のようなうねり成分のみを取り出して形状誤差評
価を行うことも可能である。この結果、砥石表面にゴミ
やポアが存在した場合の、断面曲線の乱れや測定におけ
るノイズ成分を除去し、信頼性の高い砥石形状評価方法
を実現できる。

【００２３】また、ハイパスフィルタを用いて低周波成
分を除去することによって得られる表面粗さ曲線をもっ
て砥石成形条件の良否を判断してもよい。このように砥
石の表面粗さを評価することが可能となるので、ツルー
イングあるいはドレス条件の良否、ツルーイング工具の
寿命等の判断基準となり、また砥粒切れ先端の状態も定
量的に定量的に把握することが可能となるので、被加工
曲面の鏡面加工を実現できるようになる。

【００２４】ところで、砥石の断面曲線は、厳密には断
面位置によって一様でない。従って、一つの断面データ
のみによる評価では信頼性にかける為、複数の断面デー
タを評価のためのデータとして採用することが好まし
い。図４（Ａ）（Ｂ）は４つの断面データに基づいて平
均的な断面曲線を求める手法を示している。即ち、図４
（Ａ）は、砥石３を９０度づつ経典させることにより、
Ａ〜Ｄまでの４つの対向する位置における断面曲線を取
り込んでいる状態を示している。図４（Ｂ）は、（Ａ）
において得られた４本の断面曲線を示している（便宜
上、２本の断面曲線のみ示している）。

【００２５】これらの曲線から、平均的な断面曲線を求
めるための式が図４（Ｂ）の下方に記した算術平均式で
ある。この式は、平均的な断面曲線を構成する点の座標
を（Ｘｎ，Ｙｎ）とし、断面曲線Ａ〜Ｄを構成する点を
各々（Ｘｎ，ＹＡｎ）（Ｘｎ，ＹＢｎ）（Ｘｎ，ＹＣ
ｎ）（Ｘｎ，ＹＤｎ）として、この時のＹｎの値を前記
算術平均値で代表させるものである。なお、算術平均式
に限らず、他の平均化方法を用いることも勿論可能であ
る。また、断面データの数は４個に限る訳ではなく、こ
れを増加させることにより、平均的な断面曲線の信頼性
を高いものとすることができる。

【００２６】次に、図５（Ａ）（Ｂ）、図６（Ａ）
（Ｂ）は、上記実施例による砥石のツルーイング方法
（特に、３軸直交スライダを用いた場合）によってツル
ーイングした砥石を用いて、凸と凹、２タイプのトーリ
ック面を備えた被加工物を加工する場合の模式図であ
る。図５はピックフィードを与える方式による凸トーリ
ック面の加工例であり、図６は総型研削方式による凹ト
ーリック面の加工例を示す図である。

【００２７】本発明装置によりツルーリングを施した砥
石は、砥石の断面形状の精度が目的とする状態に達する
まで繰り返しツルーリングを受けており、しかも断面形
状の評価時に砥石をクランプから外し、評価後に再びク
ランプし直すという作業が行われないので、クランプし
直しに起因した数μｍ単位のずれが発生することが防止
され、得られた砥石の断面形状はその精度が極めて高い
ものとなる。その結果、この砥石を用いて研削された被
加工物のトーリック面は、高い加工精度を有したものと
なる。

【００２８】以上のように本発明の曲面加工装置によれ
ば、一つの加工装置上に、加工手段の他に砥石の外面の
成形手段、断面形状評価手段を配置したので、評価のた
めに砥石を固定位置から取りはずしてチャックし直す必
要がなくなる。従来のように評価のために砥石を一旦取
りはずしてから評価を行い、評価後に再チャックをする
と、数μｍのチャック位置のずれを避けることはでき
ず、これが曲面研削における形状精度及び表面粗さ劣化
の一因をなしていた。本発明では、砥石の着脱を不要と
して高い精度で砥石形状を測定できるようにしているの
で、曲面研削作業における形状精度、表面粗さの精度を
格段に高め、曲面の鏡面研削をも可能とする。

【００２９】砥石の成形手段、断面形状評価手段等を用
いて、砥石の形状精度、表面粗さの精度を高めた上で、
加工を行うので、例えば樽型形状被加工物（トーリック
面）の研削、加工が可能となり、光学部品レベルに求め
られる高い精度のトーリック面の加工が可能となる。

【００３０】被加工物をクランプ手段に固定した状態
で、３軸スライダに支持された砥石により加工を行うの
で、任意のトーリック面の加工が可能となる。特に、被
加工物の短手方向の曲率半径が大きい場合にも、制約な
く凹面、凸面のトーリック面を可能である。また、自由
曲面さえも容易に加工可能となる。

【００３１】ツルーイングを受けた砥石の曲面の傾き
や、最大変位量が用いるセンサの仕様を越える程度に大
きい場合においても、このセンサを曲面に沿って回転走
査させるための回転ステージを設けたので、砥石断面の
曲率半径が小さく、両端の傾斜が強い場合であっても、
曲面からの形状誤差曲線を取り込むことができる。ま
た、センサとしてビーム光源を用いた被接触式の変位計
を用いる場合には、ビームスポット径を一定にすること
により、測定レンジ内において一定した横分解能を得る
ことができ、砥石断面曲線評価の信頼性を向上できる。
反射率が２％程度の低反射率である被測定表面の測定を
可能とすることにより、ダイヤモンド砥粒等から成る透
明砥粒の砥石であっても、光学的非接触変位センサを用
いて断面評価を行うことが可能となる。該ビーム径を３
μｍ以下とすることによって、横分解能を１０μｍ程度
にまで高め、砥石表面の表面粗さのように空間周波数の
高いデータまでも取り込むことができ、粗さと形状精度
の両面から砥石状態の評価を行うことが可能となる。

【００３２】センサ８として触針機構を有する接触式変
位センサ（本体により針が進退可能に支持されたもの）
を用い、直動式でかつ１００ｍｇ以下の押し付け力、触
針先端半径を所定の規定することにより、触針の摩耗を
防止すると共に、測定時に砥石に引っ掻き傷をつける等
の事態の発生を防止できる。その結果、レジンボンド砥
石の如き軟質（低弾性）結合材の砥石においても、接触
方式により断面測定を行うことが可能となる。また、レ
ーザ変位センサに比して安価でもある。

【００３３】また、図１の評価手段、あるいは制御部
は、本発明の加工装置を構成するセンサ８により取り込
んだ砥石の断面曲線に関するデータに対して、最小２乗
法を用いて最も近い近似円弧を求め、上記断面曲線デー
タからこの円弧成分を差し引くことにより求めた誤差曲
線の変動幅により、円弧断面砥石の断面形状誤差を求め
るようにしたので、断面曲線データから定量値として形
状誤差量を求めることが可能となり、砥石精度評価及び
閾値の設定を容易に行うことが可能となる。

【００３４】また、上記誤差曲線の変動幅より、ローパ
スフィルタ等を用いて高周波成分を除去し、図３（Ｃ）
のようなうねり成分のみを取り出して形状誤差評価を行
えば、砥石表面にゴミやポアが存在した場合の、断面曲
線の乱れや測定におけるノイズ成分を除去し、信頼性の
高い砥石形状評価方法を実現できる。

【００３５】また、ハイパスフィルタを用いて低周波成
分を除去することによって得られる表面粗さ曲線をもっ
て砥石成形条件の良否を判断すれば、砥石の表面粗さを
評価することが可能となるので、ツルーイングあるいは
ドレス条件の良否、ツルーイング工具の寿命等の判断基
準となり、また砥粒切れ先端の状態も定量的に定量的に
把握することが可能となるので、被加工曲面の鏡面加工
を実現できるようになる。

【００３６】また、非接触、或は接触式の変位センサを
用いて得られた近似円弧の曲率半径値を元に、曲面加工
のＮＣプログラムの工具軌跡を修正するＮＣプログラム
を作成するので、工具のチャック誤差、スピンドルの回
転誤差を除いた状態での正確なツールパスを実現でき、
曲面研削における形状精度及び表面粗さ精度を向上させ
ることができる。

【００３７】なお、砥石の断面形状を測定する技術は、
特開平５−３２９７７１号公報において既に開示されて
いる。この技術は、初期の砥石の断面形状に関するデー
タに基づいて、加工後の砥石の摩耗の程度を比較測定
し、工具軌跡を修正するものである。本発明は、砥石断
面形状を計測するという点では上記従来技術と同じであ
るが、同一の装置上で予め砥石を円弧形状等に正確に成
形することによって、被加工物の曲面（トーリック面）
の精度を従来技術によってはなし得なかった程度に向上
させるということを目的としている。また、上記従来技
術では砥石の摩耗量を定量的にとらえることを目的とし
ているのに対し、本発明では、ツルーイングにより砥石
を円弧形状、或は総形形状に成形した際の形状精度及び
その粗さ評価を目的としている点が異なっている。ま
た、測定用のセンサに関して、従来技術においては、い
かなるタイプのいかなる仕様のセンサを用いてどのよう
に形状測定を行うのか不明であるが、本発明では、目的
とする高い精度を得るために必要となるセンサのタイ
プ、仕様までもが明確である。更に、本発明では、測定
された砥石の形状に関するデータに基づいて砥石状態評
価を行う手法までも開示しているので、その独創性の高
さは明らかである。

【００３８】なお、本発明装置、及び方法は、自由曲面
を有する金型加工に対しても適用可能であり、例えば、
複写機、カメラなどの外装カバー類の加工にも適用可能
である。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、砥石断面
形状がそのまま被加工物の加工精度に影響を及ぼす研削
方法において、小型の断面形状センサを加工装置に配置
し、砥石外周部の断面形状データを取り込んでこのデー
タに基づいて形状評価するためのデータ処理方法を利用
した曲面加工装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の曲面加工装置の一例の構成
説明図。

【図２】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はセンサの使用方法を示す
図。

【図３】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はセンサに得られた断面曲
線データと、その評価方法を示す図。

【図４】（Ａ）（Ｂ）は砥石断面形状に関するデータを
多点で求めた場合の処理方法を示す図。

【図５】（Ａ）（Ｂ）は本発明の砥石のツルーイング方
法によってツルーイングした砥石を用いて、凸タイプの
トーリック面を備えた被加工物を加工する場合の模式
図。

【図６】（Ａ）（Ｂ）は本発明の砥石のツルーイング方
法によってツルーイングした砥石を用いて、凹タイプの
トーリック面を備えた被加工物を加工する場合の模式
図。

【図７】（Ａ）（Ｂ）は従来例によるトーリック面の加
工方法を示す図。

【図８】（Ａ）（Ｂ）は他の従来例によるトーリック面
の加工方法を示す図。

【図９】他の従来例によるトーリック面の加工方法を示
す図。

【図１０】他の従来例によるトーリック面の加工方法を
示す図。

【符号の説明】

１ 被加工物、２ 主軸機構、３ 加工用砥石、４ 砥
石駆動用モータ、４ａ回転軸，ｘ軸スライダ，６ ｙ軸
スライダ，７ ツルーイング装置，７ａ 駆動モータ，
７ｂ ツルーイング工具，８ 砥石形状センサ。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転砥石の幅方向の断面形状測定手段、
   及び該回転砥石の外周部を成形する成形手段を、被加工
   物をクランプして回転駆動する主軸機構に近接配置して
   搭載したことを特徴とする曲面加工装置。
2. 【請求項２】 上記回転砥石及び該回転砥石を回転駆動
   するモータを支持するｘ，ｙ２軸直交スライダと、該砥
   石の断面形状を測定するセンサを備えたことを特徴とす
   る請求項１記載の曲面加工装置。
3. 【請求項３】 上記回転砥石及び該回転砥石を回転駆動
   するモータを支持するｘ，ｙ，ｚ３軸直交スライダと、
   該砥石の断面形状を測定するセンサを備えたことを特徴
   とする請求項１記載の曲面加工装置。
4. 【請求項４】 上記センサを円弧状の軌跡に沿って走査
   させる回転走査用の回転ステージを備えたことを特徴と
   する請求項２又は３記載の曲面加工装置。
5. 【請求項５】 上記センサは、レーザ光源を用いる非接
   触式の変位計であり、被加工物の被測定面上において測
   定用ビームの直径を常に一定に保持するオートフォーカ
   ス機構を備えていることを特徴とする請求項２乃至４記
   載の曲面加工装置。
6. 【請求項６】 上記センサは、レーザ光源を用いる非接
   触式の変位計であり、反射率が２％以上の被測定面の変
   位を検知できる感度を備えていることを特徴とする請求
   項２乃至５記載の曲面加工装置。
7. 【請求項７】 上記センサは、レーザ光源を用いる非接
   触式の変位計であり、被測定面における測定用ビームの
   直径が３μｍ以下であることを特徴とする請求項２乃至
   ６記載の曲面加工装置。
8. 【請求項８】 上記センサは、被測定面に対して略直交
   方向に直動する触針機構を有する接触式変位センサであ
   り、該触針の押し付け力は、１００ｍｇ以下であること
   を特徴とする請求項２乃至４記載の曲面加工装置。
9. 【請求項９】 上記センサは、被測定面に対して略直交
   方向に直動する触針機構を有する接触式変位センサであ
   り、上記接触式変位センサの上記触針の先端の曲率半径
   を１ｍｍ〜０．０１ｍｍとしたことを特徴とする請求項
   ２、３又は４記載の曲面加工装置。
10. 【請求項１０】 請求項２乃至９記載の上記センサによ
    り測定された上記砥石の断面曲線についてのデータか
    ら、最小２乗法を用いて求めた最も近い近似円弧の成分
    を差し引くことによって求めた誤差曲線の変動幅に基づ
    いて、円弧状断面を有した断面砥石の断面形状を測定す
    ることを特徴とする断面形状評価方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の誤差曲線の変動幅か
    ら高周波成分を除去することによって得られるうねり曲
    線に基づいて、円弧断面形状を有した砥石断面形状を測
    定することを特徴とする断面形状評価方法。
12. 【請求項１２】 請求項１０記載の誤差曲線の変動幅か
    ら低周波成分を除去することによって得られる表面粗さ
    曲線に基づいて、砥石成形条件の良否を判定することを
    特徴とする砥石状態評価方法。
13. 【請求項１３】 請求項１０に記載の方法によって得ら
    れた近似円弧の曲率半径値をもとに曲面加工用のＮＣプ
    ログラムの工具軌跡を修正することを特徴とするＮＣプ
    ログラムの作成方法。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の方法により作成し
    たＮＣプログラムを用いたことを特徴とする研削加工方
    法。