(57)【要約】【課題】簡単な条件入力によって、金型表面の球面状セルを無人運転により研磨加工が可能な多軸制御の成形金型のセル自動研磨装置を提供するものである。【解決手段】本発明は、成形金型のセル形状を研磨する自動研磨装置であって、Ｄ軸廻りに回転しながら研磨する研磨工具ユニットは、各々直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の第１直交３次元制御軸方向に位置制御可能に構成されており、被研磨対象である金型はテーブルユニット上に載置されており、該テーブルユニットは、載置した金型を各々直交するＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸方向の第２直交３次元制御軸方向に位置制御可能とする移動テーブルと、該移動テーブルを載置して前記研磨工具の回転方向と反対方向のＣ軸廻りに回転する回転円盤とを備え、該テーブルユニット全体はスイングベッドに搭載されており、該スイングベッドをＡ軸廻りに揺動させる揺動機構を設けた揺動ユニットを備えている。【選択図】図１
2010005708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形金型のセル形状を研磨する自動研磨装置であって、
Ｄ軸廻りに回転しながら研磨する研磨工具ユニットは、前記成形金型のセル面に対して所定角度で傾設され、且つ、各々直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の第１直交３次元制御軸方向に位置制御可能に構成されており、
被研磨対象である前記成形金型は、テーブルユニット上に載置されており、
該テーブルユニットは、載置した金型を前記第１直交３次元制御軸方向とは独立した各々直交するＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸方向の第２直交３次元制御軸方向に位置制御可能とする移動テーブルと、該移動テーブルを載置して前記研磨工具の回転方向と反対方向のＣ軸廻りに回転する回転円盤とを備え、
該テーブルユニット全体は、スイングベッドに搭載されており、該スイングベッドをＡ軸廻りに揺動させる揺動機構を設けた揺動ユニットを備えていることを特徴とする多軸制御の成形金型のセル自動研磨装置。
【請求項２】
成形金型のセル形状を研磨する自動研磨装置であって、
Ｄ軸廻りに回転しながら研磨する研磨工具ユニットは、前記成形金型のセル面に対して所定角度で傾設され、且つ、各々直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の第１直交３次元制御軸方向に位置制御可能に構成されており、
被研磨対象である前記成形金型は、テーブルユニット上に載置されており、
該テーブルユニットは、載置した金型を前記第１直交３次元制御軸方向とは独立した各々直交するＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸方向の第２直交３次元制御軸方向に位置制御可能とする移動テーブルと、該移動テーブルを載置して前記研磨工具の回転方向と反対方向のＣ軸廻りに回転する回転円盤とを備え、
該テーブルユニット全体は、スイングベッドに搭載されており、該スイングベッドをＡ軸廻りに揺動させる揺動機構を設けた揺動ユニットを備え、
更には、前記研磨工具を加工するために、前記研磨される成形金型のセル面と前記Ｙ軸方向の位置を同一位置とし、且つ、前記Ａ軸中心から該研磨工具の半径だけの距離を離間して位置決めされている研磨工具加工用の刃物を備えており、前記研磨工具を前記研磨工具加工用の刃物に対して位置決めし、前記研磨工具加工用の刃物を切込み方向に移動することにより、前記研磨工具を前記成形金型のセル凹面の曲率に倣って加工する加工ユニットを備えていることを特徴とする多軸制御の成形金型のセル自動研磨装置。
【請求項３】
前記研磨工具ユニットを各々直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の第１直交３次元制御軸方向に位置制御可能に駆動するモータはサーボモータであり、前記テーブルセット上に載置した前記金型を前記第１直交３次元制御軸方向とは独立した各々直交するＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸方向の第２直交３次元制御軸方向に位置制御可能に駆動するモータはステッピングモータあるいはサーボモータであり、前記研磨工具をＤ軸廻りに回転させるモータはサーボモータであり、前記金型を載置した前記テーブルセットをＣ軸廻りに回転するモータはサーボモータであり、夫々のモータが独立して位置制御されることを特徴とする請求項１記載の多軸制御の成形金型のセル自動研磨装置。
【請求項４】
前記研磨工具ユニットを各々直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の第１直交３次元制御軸方向に位置制御可能に駆動するモータはサーボモータであり、前記テーブルセット上に載置した前記金型を前記第１直交３次元制御軸方向とは独立した各々直交するＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸方向の第２直交３次元制御軸方向に位置制御可能に駆動するモータはステッピングモータあるいはサーボモータであり、前記研磨工具をＤ軸廻りに回転させるモータはサーボモータであり、前記金型を載置した前記テーブルセットをＣ軸廻りに回転するモータはサーボモータであり、前記研磨工具加工用の刃物をＢ軸方向に移動するモータはサーボモータであり、夫々のモータが独立して位置制御されることを特徴とする請求項２記載の多軸制御の成形金型のセル自動研磨装置。
【請求項５】
前記第２直交３次元制御軸方向に位置制御可能に駆動するモータはステッピングモータであり、前記金型を前記テーブルセット上に載置する際には、予め用意した所定寸法のスペーサ手段を介して前記金型を載置するように構成し、前記予め用意した所定寸法のスペーサ手段は、所定厚さピッチで複数枚用意されてあることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の多軸制御の成形金型のセル自動研磨装置。
【請求項６】
成形金型のセル形状をＤ軸廻りに回転する研磨工具ユニットにより研磨する自動研磨方法であって、
該研磨工具ユニットは、前記成形被研磨対象物である金型のセル面に対して所定角度で傾設され、且つ、各々直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の第１直交３次元制御軸方向に位置制御可能とされ、テーブルセットに載置される前記成形金型は、移動テーブル上で前記第１直交３次元制御軸方向とは独立した各々直交するＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸方向の第２直交３次元制御軸方向に位置制御可能とされ、さらに前記金型は、回転円盤上で前記研磨工具の回転方向と反対の方向のＣ軸廻りに回転され、テーブルユニット全体はＡ軸廻りに揺動させるように構成して、
前記研磨工具を前記移動テーブル上で前記第１直交３次元制御軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向に位置制御し、前記金型を前記第１直交３次元制御軸の位置制御とは独立して前記第２直交３次元制御軸（Ｕ軸，Ｖ軸，Ｗ軸）方向に位置制御した後、前記研磨工具をＤ軸廻りに回転し、前記金型を載置したテーブルセットを前記研磨工具の回転方向と反対の方向にＣ軸廻りに回転し、それと共に、該テーブルセットをＡ軸廻りに揺動させながら成形金型のセル形状を研磨することを特徴とする多軸制御の成形金型のセル自動研磨方法。
【請求項７】
成形金型のセル形状をＤ軸廻りに回転する研磨工具ユニットにより研磨する自動研磨方法であって、
該研磨工具ユニットは、前記成形金型のセル面に対して所定角度で傾設され、且つ、各々直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の第１直交３次元制御軸方向に位置制御可能とされ、テーブルセットに載置される前記金型は、移動テーブル上で前記第１直交３次元制御軸方向とは独立した各々直交するＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸方向の第２直交３次元制御軸方向に位置制御可能とされ、さらに前記金型は、回転円盤上で前記研磨工具の回転方向と反対の方向のＣ軸廻りに回転され、テーブルユニット全体はＡ軸廻りに揺動させるように構成し、前記研磨工具を加工するための研磨工具加工用刃物を前記研磨される成形金型の加工セル面と前記Ｙ軸方向の位置を同一位置とし、且つ、前記Ａ軸中心から該研磨工具の半径だけの距離を離間して位置決めをして、
前記研磨工具を前記移動テーブル上で前記第１直交３次元制御軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向に位置制御し、前記金型を前記第１直交３次元制御軸の位置制御とは独立して前記第２直交３次元制御軸（Ｕ軸，Ｖ軸，Ｗ軸）方向に位置制御した後、前記研磨工具をＤ軸廻りに回転し、前記金型を載置したテーブルセットを前記研磨工具の回転方向と反対の方向にＣ軸廻りに回転し、それと共に、該テーブルセットをＡ軸廻りに揺動させながら成形金型のセル形状を研磨し、
所定の周期によって、研磨工具加工用刃物を加工するために、前記研磨工具ユニットを、前記第１直交３次元制御軸のＺ軸方向に所定量上昇して研磨すべきセルから離脱後にＸ軸方向に移動することにより位置決めをし、該研磨工具加工用刃物に対し切込み代としてＹ軸、Ｚ軸方向に移動することにより前記研磨工具を前記成形金型のセル凹面の曲率に倣って整形加工することを特徴とする多軸制御の成形金型のセル自動研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形金型表面の球面形状を仕上げるために、金型表面を自動的に研磨する装置及び方法に関し、特に、ガラスレンズをプレス成形する金型表面の球面状のセルを自動的に研磨する装置及び方法に関する。
【０００２】
さらに具体的には、本発明は、加工工具である研磨工具を第１座標軸の制御系により多軸制御し、それとは独立した第２座標軸の制御系により、被加工物である成形金型を多軸制御しながら、研磨工具と成形金型を夫々反対方向に回転しつつ、かつ、被加工物である成形金型を揺動させながら成形金型表面のセルを研磨するセル自動研磨装置、及びセル自動研磨方法に関する。
【０００３】
また、本発明は、同一の装置内の一連の工程内で、成形金型表面のセルを研磨する研磨工具の形状を加工することも可能にするものである。この研磨工具の形状を加工するとは、素材から研磨工具を成形加工すること、及び研磨工程で使用中の研磨工具のドレス加工（工具磨耗による再加工、或いは研磨工具表面のキズ等の自動補修）することも可能とする。
【０００４】
本発明は、より具体的には、主として半導体露光装置の照明光学系や液晶プロジェクター等に於いて、光を効率よく照射面へ導くとともに、照射面での照明光を均一に照射するために使用される、通称フライアイレンズと呼ばれるガラスレンズのプレス成形に適した金型のセル形状を研磨する方法及び装置に関する。さらに、本発明は、今後代替エネルギーの核と期待される太陽光発電や太陽電池に使用される集光型セル等のガラスレンズのプレス成形に適した金型のセル形状を研磨する方法及び装置にも適用が可能なものであり、大いに期待される発明となることは必至である。
【背景技術】
【０００５】
同じ単レンズを縦横マトリックス状に配列した結像素子をフライアイレンズと言い、ステッパーの照明系や、液晶プロジェクター照明光を均一に照射するための照明系として使用されている。このようなレンズにおいては、各レンズの両面の凸レンズ間の光軸の位置ズレが生じるとレンズの光学性能が問題視されるものである。そこで、最近では、安定した光学性能を維持し効率的にフライアイレンズを製作することを目的として、光学ガラス材料を加熱炉で加熱しこれを、金型中に移送しプレスすることにより、金型仕上げ面を光学ガラス材料の研磨面に加圧転写させるプレス成形加工の方法が提案されている（特許文献１）。
【０００６】
このようなフライアイレンズは、縦横の複数の両面凸状レンズを該レンズの面形状に合ったセル形状を有した金型によってガラスをプレス成形することによって製造されているので、その精度がこれを成形する金型のセル形状の表面精度に左右されることになる。従って、該金型を製造する際には、最終仕上げとして研磨剤を保持する媒体での研磨工具による研削加工が、熟練した作業員による手作業が必須となっているものである。
【０００７】
しかしながら、金型材料が超硬合金等の加工の難しい材料の場合は勿論のこと、研磨加工中に必要となる研磨工具の作業面に対する精密な整形処理（研磨動作や研磨剤の注入制御）を始めとして、熟練技能者であっても手磨きで対応するには、レンズ性能からの品質・精度には限界がある。更に、こうした緻密な形状を有する金型を高精度に仕上るには、研磨工具の作業面を金型の曲率に倣った形状にサブミクロンオーダに加工及び整形することが必要であるとされている。以上のような従来技術における要求が、従来技術における製造効率の低下はもとより、今後の熟練作業者の高齢化に伴い、熟練した高度な技能を持つ作業者の確保の面からも問題となって来ている。
【０００８】
上記のような状況に対して、特許文献２においては、フライアイレンズ成形用金型の製造作業の効率化と製造コストの低減を図ることを課題として、フライアイレンズ成形用金型の精密仕上げに適した研磨装置を開示している。この研磨装置は、固体潤滑剤として黒鉛粉末を含む硬質のエポキシ樹脂から成るポリシャを有する研磨工具と、研磨対象のフライアイレンズ成形用金型を研磨工具に対して相対的に運動させる移動機構とを備えている。研磨工具は、所定の研磨圧が加えられつつ、装置に取付けられた揺動腕であるカンザシの先端に回転自在に保持されているので、研磨加工中には、研磨工具は、フライアイレンズ成形用金型の回転運動にひきつられて自由回転しながら、カンザシにより左右に揺動される。従って、その作業面は、フライアイレンズ成形用金型のインプレッションの凹面をまんべんなく摺動する。
【０００９】
この特許文献２に開示された研磨装置では、「面出し」という研磨工具の精密な整形処理効率化して研磨対象の成形金型を載置したテーブルの回転とＸＹ両軸の移動でのみでフライアイレンズ成形金型のインプレッションの凹面を満遍なく摺動するものである。
【００１０】
また、特許文献３では、球面形状だけでなく非球面形状のフライアイレンズ型の研磨も可能であり且つ一定時間当りの研磨量がより多く効率良く研磨が可能なフライアイレンズ成形型の加工装置および加工方法を提供することを目的とした研磨機が開示されている。この研磨機では、被加工体取り付けステージに取り付けた成形凹面とほぼ同じ曲率を持つ凸面の研磨工具を用い、最初に研磨を行う成形凹面の光軸にヘッド回転軸の回転中心が一致するようＸ方向ステージ及びＹ方向ステージで被加工体を移動させ、研磨工具を成形凹面に接触させ、工具回転軸で研磨工具を回転させつつ工具回転軸を光軸周りにヘッド回転軸で回転させて研磨を行う。一つの成形凹面の研摩が終了すると、Ｘ軸とＹ軸により次の成形凹面の光軸をヘッド回転軸の中心軸に一致するよう移動させ、同様に研摩を行う。これを成形凹面全部について順次行う。
【００１１】
【特許文献１】特開平６−１４４８４２号公報
【特許文献２】特開平９−１３６２５３公報
【特許文献３】特開２００７−１１８１１７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、高度な熟練した技能がなくとも簡単な条件入力によって、金型表面の球面状セルを無人運転により研磨加工が可能な多軸制御の成形金型のセル自動研磨装置、及び多軸制御の成形金型のセル自動研磨方法を提供するものである。本発明は、特に、多軸制御のレンズ成形金型のセル自動研磨装置、及びセル自動研磨方法を提供するものである。
【００１３】
従来の技術では、このような高精度の表面形状の研磨に使用される研磨工具の基本形状を作る研磨前加工（初期加工）における微妙な寸法的精度の不具合や、研磨工具の使用中にできた僅少な表面の傷の補修（ドレス加工）には相当の熟練がなければ対応が困難と考えられていた。更には、研磨工程においても、研磨剤の滴下のタイミング、研磨工具の清掃のタイミング及び、研磨工具のドレス加工のタイミング、そして作業精度等が熟練技術者の技術そのものとなっており、成形金型表面のセル形状の研磨品質は作業者の技量と下地加工の出来で決まり安定性に欠けていた。
【００１４】
本発明においては、このようなレンズ性状の安定化は、それを成形する金型の精度に起因することに鑑み、成形金型を研磨する研磨工具の基本形状製作（初期加工）はもとより、研磨加工時における熟練者のノウハウを、現場作業者によるＰＣからの簡単な加工条件入力操作によって実現可能とするものである。具体的には、研磨対象作業面の外寸・形状・表面傷に対して、研磨工具を第１直交３次元制御軸のＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に多軸制御し、それとは独立して、成形金型を載置したテーブルユニットを第２直交３次元制御軸のＵ軸，Ｖ軸，Ｗ軸方向に多軸制御して成形金型の表面を自動的に研磨加工する装置及び方法を提供するものである。また、本発明においては、２種類の粒度を配合したダイヤモンドペーストを介して機械的に定量研削で修正するように構成している。更に、これらの制御は予めの加工条件として設定することで、熟練技能者の作業全てを同一装置の中で、高度な熟練した技能がなくとも、ＰＣからの作業者の条件入力によって無人運転・無人研磨加工が可能な多軸制御の成形金型のセル自動研磨装置、及びセル自動研磨方法を提供する。
【００１５】
本発明は、各々直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の第１直交３次元制御軸方向に位置制御可能に構成された研磨工具ユニットの個別運動と、第１直交３次元制御軸とは独立したＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸方向の第２直交３次元制御軸方向に位置制御可能に構成されたレンズ成形用金型の個別運動と、研磨工具の回転（Ｄ軸）運動と、研磨工具の回転と反対方向の金型を載置したテーブルユニットの回転（Ｃ軸）運動と、金型を載置したテーブルユニット全体の揺動（Ａ軸）運動の各運動を各々制御し得る多軸制御の成形金型のセル自動研磨装置及びセル自動研磨方法を提供する。本発明は、その際に、二種類の粒度と配合を管理された研磨剤を制御されたタイミングで制御された量を供給しながら研磨を行う。
【００１６】
本発明は、上記課題を達成するために、専用アプリケーションを作成してプログラミングを簡素化し、加工の対象である成形金型の設計仕様により、基本的には、第１直交３次元制御軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）の加工座標（ｘ，ｙ，ｚ）及び成形用金型の型彫刻部分であるセルの加工Ｒを入力することにより加工動作のプログラムを自動的に作成できるようにし、現場作業者レベルでのプログラミングを簡素化し、熟練工がいなくともレンズと同一の面形状を有するインプレッションの形成を精度良く確実に且つ短時間に研磨する成形用金型表面のセル自動研磨装置及び方法を提供するものである。
【００１７】
本発明は、第１直交３次元制御軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）で位置決めされた研磨工具に対して、それとは独立して、成形金型を第２直交３次元制御軸（Ｕ軸，Ｖ軸，Ｗ軸）で位置決めし、ダイヤモンド研磨剤を所定量、所定のタイミングで研磨工具と成形金型表面のセルの圧接部分に滴下することにより、Ｄ軸廻りに回転する研磨工具の作業面を用いて、テーブルユニットの揺動運動（Ａ軸廻り）と垂直軸（Ｗ軸）の位置変化による積極的加圧により、研磨工具の形状の修正研磨を同時することを特徴とした装置と方法を提供するものである。
【００１８】
更に本発明は、研磨加工途中での研磨工具の表面状態の改善と整形を目的としてドレス加工することに加えて、回転機器にチャックされる金属シャフト部の先端に圧入・接着した研磨工具の正方形断面の４角柱形状の素材を、金型表面のセル曲率に倣った形状に自動運転で高精度整形して、研磨工具の研磨面を加工する初期形状の加工においても所定の制御にて達成できる研磨装置及び研磨方法を提供するものである。この研磨工具の材質は、一般的には樹脂製が用いられているが、木材質からなる研磨工具を用いるのが好ましい。本発明において、研磨工具の加工のためには、研磨工具をＸ軸方向に移動して既に位置決めされた該研磨工具加工用刃物を有すドレス加工ユニットに対して位置決めし、自動回転制御された研磨工具により予め設定した条件にて加工する装置及び方法を提供するものである。
【００１９】
このようにして、本発明は、通常の作業者が扱える簡素化したプログラミングへの加工条件入力による専用アプリケーションにより、フライアイレンズ成形金型の精密仕上げに適したフライアイレンズ成形金型用自動研磨装置を提供するものである。そして、成形金型表面のセル形状の研磨はもとより、成形金型の品質を決める研磨工具の初期形状の成形加工、研磨の加工途中での研磨工具の整形処理（ドレス加工）をも、設定した加工条件により自動的に処理し、熟練技能と単純な繰返し長作業に対し、所謂、生産現場でプログラムの作成、修正を行う事で加工のノウハウをプログラムの中に注入可能で、さらにそれを保存できるという「技能のデジタル化」による次世代への技能継承を可能にするフライアイレンズ成形金型用自動研磨装置を提供するものである。これにより、段取り以外は自動・無人運転を行う事で作業者の負担を軽減し、夜間等の非活用時間も生かす事が可能となり、フライアイレンズ成形用金型の製造作業の高精度化と生産性の向上を図る。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、成形金型のセル形状を研磨する自動研磨装置であって、Ｄ軸廻りに回転しながら研磨する研磨工具ユニットは、前記成形金型のセル面に対して所定角度で傾設され、且つ、各々直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の第１直交３次元制御軸方向に位置制御可能に構成されており、被研磨対象である前記成形金型は、テーブルユニット上に載置されており、該テーブルユニットは、載置した金型を前記第１直交３次元制御軸方向とは独立した各々直交するＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸方向の第２直交３次元制御軸方向に位置制御可能とする移動テーブルと、該移動テーブルを載置して前記研磨工具の回転方向と反対方向のＣ軸廻りに回転する回転円盤とを備え、該テーブルユニット全体は、スイングベッドに搭載されており、該スイングベッドをＡ軸廻りに揺動させる揺動機構を設けた揺動ユニットを備えていることを特徴とする。
【００２１】
本発明は、成形金型のセル形状を研磨する自動研磨装置であって、Ｄ軸廻りに回転しながら研磨する研磨工具ユニットは、前記成形金型のセル面に対して所定角度で傾設され、且つ、各々直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の第１直交３次元制御軸方向に位置制御可能に構成されており、被研磨対象である前記成形金型は、テーブルユニット上に載置されており、該テーブルユニットは、載置した金型を前記第１直交３次元制御軸方向とは独立した各々直交するＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸方向の第２直交３次元制御軸方向に位置制御可能とする移動テーブルと、該移動テーブルを載置して前記研磨工具の回転方向と反対方向のＣ軸廻りに回転する回転円盤とを備え、該テーブルユニット全体は、スイングベッドに搭載されており、該スイングベッドをＡ軸廻りに揺動させる揺動機構を設けた揺動ユニットを備え、更には、前記研磨工具を加工するために、前記研磨される成形金型のセル面と前記Ｙ軸方向の位置を同一位置とし、且つ、前記Ａ軸中心から該研磨工具の半径だけの距離を離間して位置決めされている研磨工具加工用の刃物を備えており、前記研磨工具を前記研磨工具加工用の刃物に対して位置決めし、前記研磨工具加工用の刃物を切込み方向に移動することにより、前記研磨工具を前記成形金型のセル凹面の曲率に倣って加工する加工ユニットを備えていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の多軸制御の成形金型のセル自動研磨装置は、前記研磨工具ユニットを各々直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の第１直交３次元制御軸方向に位置制御可能に駆動するモータはサーボモータであり、前記テーブルセット上に載置した前記金型を前記第１直交３次元制御軸方向とは独立した各々直交するＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸方向の第２直交３次元制御軸方向に位置制御可能に駆動するモータはステッピングモータあるいはサーボモータであり、前記研磨工具をＤ軸廻りに回転させるモータはサーボモータであり、前記金型を載置した前記テーブルセットをＣ軸廻りに回転するモータはサーボモータであり、夫々のモータが独立して位置制御されることを特徴とする。
【００２３】
本発明の多軸制御の成形金型のセル自動研磨装置は、前記研磨工具ユニットを各々直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の第１直交３次元制御軸方向に位置制御可能に駆動するモータはサーボモータであり、前記テーブルセット上に載置した前記金型を前記第１直交３次元制御軸方向とは独立した各々直交するＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸方向の第２直交３次元制御軸方向に位置制御可能に駆動するモータはステッピングモータあるいはサーボモータであり、前記研磨工具をＤ軸廻りに回転させるモータはサーボモータであり、前記金型を載置した前記テーブルセットをＣ軸廻りに回転するモータはサーボモータであり、前記研磨工具加工用の刃物をＢ軸方向に移動するモータはサーボモータであり、夫々のモータが独立して位置制御されることを特徴とする。
【００２４】
さらに、本発明の多軸制御の成形金型のセル自動研磨装置は、前記第２直交３次元制御軸方向に位置制御可能に駆動するモータはステッピングモータであり、前記金型を前記テーブルセット上に載置する際には、予め用意した所定寸法のスペーサ手段を介して前記金型を載置するように構成し、前記予め用意した所定寸法のスペーサ手段は、所定厚さピッチで複数枚用意されてあることを特徴とする。
【００２５】
本発明は、成形金型のセル形状をＤ軸廻りに回転する研磨工具ユニットにより研磨する自動研磨方法であって、該研磨工具ユニットは、前記成形被研磨対象物である金型のセル面に対して所定角度で傾設され、且つ、各々直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の第１直交３次元制御軸方向に位置制御可能とされ、テーブルセットに載置される前記成形金型は、移動テーブル上で前記第１直交３次元制御軸方向とは独立した各々直交するＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸方向の第２直交３次元制御軸方向に位置制御可能とされ、さらに前記金型は、回転円盤上で前記研磨工具の回転方向と反対の方向のＣ軸廻りに回転され、テーブルユニット全体はＡ軸廻りに揺動させるように構成して、前記研磨工具を前記移動テーブル上で前記第１直交３次元制御軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向に位置制御し、前記金型を前記第１直交３次元制御軸の位置制御とは独立して前記第２直交３次元制御軸（Ｕ軸，Ｖ軸，Ｗ軸）方向に位置制御した後、前記研磨工具をＤ軸廻りに回転し、前記金型を載置したテーブルセットを前記研磨工具の回転方向と反対の方向にＣ軸廻りに回転し、それと共に、該テーブルセットをＡ軸廻りに揺動させながら成形金型のセル形状を研磨することを特徴とする。
【００２６】
本発明は、成形金型のセル形状をＤ軸廻りに回転する研磨工具ユニットにより研磨する自動研磨方法であって、該研磨工具ユニットは、前記成形金型のセル面に対して所定角度で傾設され、且つ、各々直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の第１直交３次元制御軸方向に位置制御可能とされ、テーブルセットに載置される前記金型は、移動テーブル上で前記第１直交３次元制御軸方向とは独立した各々直交するＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸方向の第２直交３次元制御軸方向に位置制御可能とされ、さらに前記金型は、回転円盤上で前記研磨工具の回転方向と反対の方向のＣ軸廻りに回転され、テーブルユニット全体はＡ軸廻りに揺動させるように構成し、前記研磨工具を加工するための研磨工具加工用刃物を前記研磨される成形金型の加工セル面と前記Ｙ軸方向の位置を同一位置とし、且つ、前記Ａ軸中心から該研磨工具の半径だけの距離を離間して位置決めして、前記研磨工具を前記移動テーブル上で前記第１直交３次元制御軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向に位置制御し、前記金型を前記第１直交３次元制御軸の位置制御とは独立して前記第２直交３次元制御軸（Ｕ軸，Ｖ軸，Ｗ軸）方向に位置制御した後、前記研磨工具をＤ軸廻りに回転し、前記金型を載置したテーブルセットを前記研磨工具の回転方向と反対の方向にＣ軸廻りに回転し、それと共に、該テーブルセットをＡ軸廻りに揺動させながら成形金型のセル形状を研磨し、所定の周期によって、研磨工具加工用刃物を加工するために、前記研磨工具ユニットを、前記第１直交３次元制御軸のＺ軸方向に所定量上昇して研磨すべきセルから離脱後にＸ軸方向に移動することにより位置決めをし、該研磨工具加工用刃物に対し切込み代としてＹ軸、Ｚ軸方向に移動することにより前記研磨工具を前記成形金型のセル凹面の曲率に倣って整形加工することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、以上のような構成により、本発明による成形金型用の自動研磨装置と方法によれば、緻密な形状を有する金型表面のセルの形状を精密に且つ効率的に磨き仕上ることができる。更には、研磨工具の表面性状を修正しながら成形金型の研磨作業を一連の作業として行うことが可能となる。従って、成形用金型の製造作業の効率化と成形用金型の製造コストの低減化を図ることができる。特に、フライアイレンズ等のガラス製のレンズの成形用金型の製造作業の効率化と製造コストの低減化を図ることができる。
【００２８】
また、これに携わる作業者の技能の如何によらず、磨き経験の無い作業者でも機械操作を覚えれば自動で磨き作業を行える。しかも、その成形金型で成形した製品の性状も品質的に安定し、手仕上げ以上の精度と形状、面粗度（超硬面で最良Ｒａ２ｎｍ）をもたらし、今まで熟練作業者により何十時間もかかっていた品物の磨きも、段取り以外は自動、無人運転を行う事で作業者の負担を著しく軽減し、夜間等の非活用時間も生かす事が可能となる。特に、フライアイレンズの成形用金型の研磨作業においては、生産性の向上に大きく寄与するとともに安定的供給が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明を実施するための最良の形態の自動研磨装置では、成形用金型の研磨作業として、具体的にはフライアイレンズの成形用金型の多軸制御のセル自動研磨装置、及びセル自動研磨方法を例にして説明するが、このことが、本発明がフライアイレンズの成形用金型の多軸制御のセル自動研磨装置、及びセル自動研磨方法に限定されるとするものではない。
【００３０】
本発明の実施例においては、現場作業者レベルでのＰＣ入力によるプログラミングを駆使し、研磨工具ユニットを第１直交３次元制御軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向に位置制御可能な第１の直交３次元駆動機構と、研磨工具を該第１直交３次元制御軸系内で傾設されたＤ軸廻りに回転制御可能な回転駆動機構と、金型表面にフライアイレンズと同一の面形状の多数のセルを有したフライアイレンズ成形用金型を載置する第２直交３次元制御軸（Ｕ軸，Ｖ軸，Ｗ軸）方向に位置制御可能な第２の直交３次元駆動機構と、フライアイレンズ成形用金型を研磨工具の回転方向と反対方向のＣ軸廻りに回転制御可能な回転駆動機構と、フライアイレンズ成形用金型を載置するテーブルユニット全体を前記第１直交３次元制御軸のＸ軸と平行なＡ軸廻りに揺動制御可能な揺動駆動機構とを備えている。
【００３１】
本発明の実施例では、上記課題を達成するために、専用アプリケーションを作成し、加工の対象を絞る事によりプログラミングを簡素化している。この加工動作のプログラムは、基本的には加工座標（Ｕ，Ｖ，Ｗ軸）及び該成形用金型の型彫刻部分であるセルの加工Ｒを最低限入力することにより作成できる。第１直交３次元制御軸系（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）と第２直交３次元制御軸系（Ｕ軸，Ｖ軸，Ｗ軸）とは、固定的な状態で制御されるのではなく夫々独立に制御されるが、研磨工程時及び研磨工具の加工時には、該第１直交３次元制御軸系のＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向と、第２直交３次元制御軸Ｕ軸，Ｖ軸，Ｗ軸方向とは、実質的に夫々平行状態において制御される。
【００３２】
更に、本発明の実施例の自動研磨装置は、二種類の粒度の研磨剤を所定の配合比に配合管理された研磨剤を用いて、回転機器にチャックされる金属シャフト部の先端に圧入接着された研磨工具の正方形断面の４角柱形状の素材を、金型セルの曲率に倣った図面形状になるように自動運転にて高精度整形し、研磨工具の作業面を加工して初期形状の加工を行うものである。この研磨工具の材質は、一般的には樹脂製が用いられているが、木材質からなる研磨工具を用いるのが好ましい。更に、研磨加工途中において、研磨工具の表面状態の改善と整形を目的としてのドレス加工をも所定の制御にて実現する。つまり、自動回転制御された研磨工具をドレス加工ユニットに対してＸ軸方向に位置決めし、予め設定した切込み代としてＹ軸、Ｚ軸方向に同量移動することで、該研磨工具を前記成形金型の前記セルの凹面の曲率に倣った条件にて加工する。これにより、研磨工具に対して位置決めされた成形金型を、ダイヤモンド研磨剤を所定の量及びタイミングで研磨工具と成形金型のセルの圧接部分に滴下することで、研磨工具の作業面を用いて、テーブルユニットのＺ軸の位置変化による積極的加圧により、研磨工具形状の修正と成形金型のセル研磨を同時することを特徴とした方法と装置を提供する。
【実施例】
【００３３】
以下、添付の図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。最初に、図１、図２を参照しながら、本実施例に係わるフライアイレンズ成形金型用自動研磨装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施例に係わる自動研磨装置の全体構成斜視図であり、図２は図１のテーブルセット周りの構成を説明するための図である。
【００３４】
本発明の自動研磨装置の全体構成は図１の通りであり、研磨工具ユニット１と、テーブルユニット４と、揺動ユニット６と、研磨工具の加工ユニット７とから構成されている。研磨工具ユニット１は、研磨工具１ｂを第１直交３次元制御軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向に位置制御可能な第１の直交３次元駆動機構を備えている。該第１の直交３次元駆動機構は、研磨工具１ｂを各Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に位置制御するために、サーボモータ１ｘ、１ｙ及び１ｚを備えている。夫々のサーボモータ１ｘ、１ｙ及び１ｚにはネジ軸が直結されており、夫々のネジ軸にはナットが回転しないように嵌め込まれており、ネジ軸の回転によってナットの軸方向の位置が制御されるように構成されている。研磨工具１ｂの垂直方向（Ｚ軸方向）の位置を制御するサーボモータ１ｚのネジ軸に嵌め込まれたナットには、垂直方向のＺ軸に対し４５°傾斜してシャフト１ａが設けられている。このシャフト１ａの先端には研磨工具１ｂが取り付けられ、研磨工具ホルダー１ｆに内蔵されているサーボモータによりＤ軸廻りに回転可能に構成されている。これにより、回転研磨工具１ｂは、載置されたレンズ成形用金型Ａに対して相対的に回転運動する。このＤ軸は、第１直交３次元制御軸系（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）内で所定の角度で傾設されており、この状態でＤ軸廻りに研磨工具１ｂを回転させることにより、研磨すべき成型金型のセル表面に対して相対的な回転速度がゼロの部分を作らないようにしている。
【００３５】
本実施例の自動研磨装置の駆動機構の構成は、テーブルセット２に載置されたレンズ成形用金型Ａを、第２直交３次元制御軸（Ｕ軸，Ｖ軸，Ｗ軸）方向に位置制御可能な第２の直交３次元駆動機構を備えている。この第２直交３次元制御軸（Ｕ軸，Ｖ軸，Ｗ軸）方向の位置制御系は、第１直交３次元制御軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向の位置制御系とは独立した直交３次元位置制御系として制御可能とされている。つまり、第１のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸と、第２のＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸とは、必ずしも同じ方向（縦横垂直方向）の軸として制御されない場合があることを前提とした独立制御が行われている。これは、テーブルセット２に載置されたレンズ成形用金型Ａを揺動させることが前提となった制御だからである。ただし、研磨加工を実行している際、或いは研磨工具の加工の際には、第１直交３次元制御軸のＸ軸方向と第２直交３次元制御軸のＵ軸方向は平行になるように設定されるのが望ましい。
【００３６】
テーブルセット２の第２の直交３次元駆動機構は、Ｕ軸、Ｖ軸、Ｗ軸の直行軸方向に各々移動制御可能な移動テーブル２ａ、２ｂ、２ｃを備えている。該第２の直交３次元駆動機構は、テーブルセット２に載置されたレンズ成形用金型Ａを各Ｕ軸、Ｖ軸及びＷ軸方向に位置制御するために、ステッピングモータ２ｕ、２ｖ及び２ｗを備えている。このステッピングモータ２ｕ、２ｖ及び２ｗの回転により移動テーブル２ａ、２ｂ、２ｃが各々の軸方向への移動位置が制御される。テーブルセット２は、レンズ成形用金型Ａを載置した状態で、Ｃ軸（Ｗ軸と平行）廻りにて、前記研磨工具１ｂの回転方向（Ｄ軸廻りの回転方向）と反対の方向に回転する機能を有する回転円盤３から成る。このテーブルセット２と回転円盤３からテーブルユニット４が構成される。
【００３７】
このレンズ成形用金型Ａをテーブルセット２上に載置する際には、予め用意した所定寸法のスペーサ手段２Ｐを介してレンズ成形用金型Ａを載置するように構成する。また、この予め用意した所定寸法のスペーサ手段２Ｐは所定厚さピッチで複数枚用意されてある。具体的には、２．５ｍｍピッチで５ｍｍから３５ｍｍまでの複数枚のスペーサ手段２Ｐを用意しておく（複数枚用意した点は特に図示はしない）。これは、ステッピングモータ２ｗの移動制御距離が小さいためであり、多種の成形金型に対しても研磨加工を良好に達成可能とするためである。従って、移動制御距離の大きなサーボモータ等を用いれば、スペーサ手段２Ｐを複数枚用意する必要はない。
【００３８】
テーブルユニット４全体は、スイングベッド５，５に搭載されており、該スイングベッド５，５をＡ軸（Ｘ軸に平行）廻りに揺動させる揺動機構８，８を設けた揺動ユニット６を備えている。なお、成形金型表面のセル形状を研磨する際に、研磨工具１ｂ（Ｄ軸廻り）と回転円盤３（Ｃ軸廻り）を各々対向する方向に回転させる。さらに、揺動ユニット６（Ａ軸廻り）を揺動させる場合は、第１直交３次元制御軸方向のＸ軸とＹ軸は、第２直交３次元制御軸方向のＵ軸とＶ軸が各々平行状態となっていることが望ましい。ここで、各移動テーブルを駆動するのにステッピングモータを用いた理由は、テーブルユニット４全体を揺動させることから、テーブルセットを軽くするためであり、設計によってはサーボモータを採用することは可能である。
【００３９】
更に、本実施例の自動研磨装置は、研磨工具１ｂを、レンズ成形用金型ＡのセルＣの凹面の曲率に倣った凸形状を精密に加工するための加工ユニット７を備えている。ここに言う「加工」とは、研磨工具の形状を加工することであり、素材から研磨工具を成形加工すること、及び研磨工程で使用中の研磨工具のドレス加工（工具磨耗による再加工、或いは研磨工具表面のキズ等の自動補修）することも含むものである。研磨工具１ｂは加工ユニット７に対して、一旦、Ｚ方向に退避してからＸ軸方向の移動により位置決めされ、予め工具半径（セル半径）に合致したＡ軸中心からの距離に位置決め設置された刃物（超硬バイト）７ａに対し切込み方向にＹ軸、Ｚ軸方向に切り込み代分だけ同量移動することで該研磨工具を前記成形金型の前記セルの凹面の曲率よって形状が制御される。ここで、加工ユニット７はテーブルユニット４に設けられており、その位置は、刃物７ａが、研磨加工されるべき成形金型のセル表面位置とＹ軸方向の位置及びＺ軸方向の高さ位置が一致するように設けられている。それによって、上記したように、研磨工具１ｂを、一旦、Ｚ方向に退避（上昇）させてから、Ｘ軸方向へ移動させ、再度Ｚ方向に移動（下降）させることにより、加工ユニット７に対して位置決めすることができる。このように、研磨工具１ｂを加工ユニット７に対して位置決めした後に、テーブルユニット４全体を揺動（±４５°の振幅）させながら、刃物（超硬バイト）７ａを、切込み方向（Ｙ軸、Ｚ軸方向）に切り込み代分だけ同量移動することにより、研磨工具１ｂの曲面を加工することができる。以上のように、本実施例の自動研磨装置は、テーブルユニット４と、揺動ユニット６と、ドレス加工ユニット７の大きく分けて３ユニットを備えている。
【００４０】
これにより、本実施例の自動研磨装置の動作においては、テーブルユニット４全体のＡ軸回りの揺動運動が、レンズ成形用金型Ａを載置したテーブルセット２のＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸方向の相対運動に加担することになる。つまり、本発明の自動研磨装置の加工システムは、研磨工具のＤ軸廻りの回転運動に加えて、Ｕ軸、Ｖ軸、Ｗ軸方向の移動テーブル２ａ，２ｂ，２ｃからなるテーブルセット２による相対運動と、回転円盤３からなるテーブルユニット４によるＣ軸廻りの回転運動と、研磨加工の作業軸芯を中心にＡ軸回りに所定の角度内で揺動するスイングベッド５から構成されている。また、回転研磨工具１ｂ自身も、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動制御する機能と回転運動（垂直軸に対して４５°傾斜し、テーブルユニット４の回転と逆方向のＤ軸廻りの回転運動）機能を有している。
【００４１】
更に、各ユニットを詳細に説明する。レンズ成形用金型Ａを載置したテーブルセット２は、予め設定した条件にてＵ軸方向に移動制御可能なテーブル２ａと、Ｖ軸方向に移動制御可能なテーブル２ｂとを備え、このテーブル２ａとテーブル２ｂにより回転研磨工具１ｂを基準に被加工面球芯（レンズ成形用金型Ａ表面のセルのＲ中心線）に対して平面位置決めをし、更に、テーブル２ａ及び２ｂの位置を維持しながら、テーブル２ｃをＷ軸方向への上昇運動を制御して研削代が定量設定される。Ｕ軸、Ｖ軸、Ｗ軸方向への移動制御は、それぞれステッピングモータ２ｕ、２ｖ、２ｗによって駆動制御される。
【００４２】
そして、テーブルセット２は、レンズ成形用金型Ａを載置してＵ軸方向及びＶ軸方向の平面位置決めが維持され、テーブルユニット４は、研磨工具１ｂのＤ軸廻りの回転と反対方向にＣ軸廻りに回転し、スイングベッド５は、Ａ軸廻りに揺動（±１０°の振幅）して、レンズ成形用金型Ａの表面のセルの研磨を始め、切り込み量とその位置での研磨時間を設定しておき、所定切込み量の到達にてセル単位での研磨作業を終了する。
【００４３】
次に研磨工具ユニット１は、支持シャフト１ａの先端に成形金型の曲率に倣った形状の研磨工具１ｂを設けている。研磨工具１ｂの素材からの形状加工、及び金型研磨作業の後の工具表面の状態改善と整形処理のために、加工ユニット７の位置まで研磨工具ユニット１を、第１直交３次元制御軸のＸ軸方向に位置制御可能な第１の直交３次元駆動機構によって移動し、所定の位置決めをする。
【００４４】
また、加工ユニット７は前記した両ユニットのＮＣ専用アプリケーションでの方法と装置機能と同様に該装置の大きな特徴である研磨工具１ｂの、該金型Ａの曲率に倣った形状を維持する目的で研磨工具ユニット１と密接に連動関係にあり次に図７、図８を参照して下記に述べる説明での方法及び機能も自動制御されるものである。
【００４５】
即ち図７、図８、図９にて重要な研磨工具１ｂの初期形状の加工及び研磨加工途中でのドレス加工に付き説明する。
【００４６】
研磨工具１ｂは、図７に示すように、切削バイト７ａによって素材Ｄから初期形状の研磨工具１ｂが削り出される。まず、研磨工具１ｂは、初期形状円弧径の寸法に合致した一辺から成る断面正方形の角柱（素材）を機械加工により製作して芯出しし、シャフト１に圧入・接着し、本発明の研磨装置の研磨工具ユニット１として斜設する。研磨工具ユニット１は、第１の直交３次元駆動機構によって、一旦、Ｚ軸方向に退避（上昇）してからＸ軸方向へ移動し、再度Ｚ軸方向への移動制御（下降）により、切削バイト７ａの研磨工具先端を素材Ｄのエッジに位置決めさせる。この位置決め操作の後に、研磨工具の加工作業が所定のプログラム（又は手動操作でも可）によって実行される。この加工動作は、研磨工具１ｂの回転（Ｄ軸廻り）と、テーブルユニット６のスイングベッド５によるＡ軸（Ｙ軸に平行）廻りの揺動運動（±４５°の振幅）によって達成されるものである。
【００４７】
次に、研磨工具ユニット１を、加工バイト７ａに対して図９の様に、切込み方向にＹ軸、Ｚ軸方向に切り込み代分だけ同量移動することで図７の７ｂ部分の切削除去部が決まり、この加工により研磨工具１ｂの半径ｒ（曲率）が設定される。勿論、これは金型表面のセル形状の凹面の曲率がすべて同一の場合、つまり、球面レンズ成形用金型の場合である。また残る角形部分７ｃの幅ａが、次に説明するドレス加工の許容範囲（研磨工具の寿命）を示すことになる。
【００４８】
従来周知のように、研磨工具は加工していく中で確実に形状崩れを起こすものであり、ダイヤモンドの抱込み等の加工特性の劣化は免れない。本実施例の研磨装置に使用する研磨工具１ｂでは、図８に示す様に、最初は実線Ｋの曲面だった研磨工具１ｂを使用の後に、整形のために一点鎖線Ｅまで研磨工具を切削して整形すると仮定すると、曲率を決めた切削バイト７ａの位置は実線Ｋの曲面に固定した状態に置かれる。更に、拡大した図９において説明すると、切削バイト７ａは、研磨工具ユニット１のＸ軸及びＹ軸を含む平面内に垂直（Ｚ軸方向）で、研磨工具１ｂの作業面ＫはＺ軸から４５°傾設した軸心線Ｐとの交点Ｍに位置決めされる。研磨工具１ｂがドレス加工完成の一点鎖線Ｅ曲線上の点Ｈに到達するには図９での三角形ＭＮＨは頂角が９０°の二等辺三角形の性質より、Ｆ辺＝Ｇ辺となり、即ち、研磨工具ユニット１は、Ｚ軸方向の移動量と同量のＹ軸方向の移動量が達成されることにより、前記予定した一点鎖線Ｅの曲面位置に到達し、当該位置Ｈまで削り込むことでドレス加工が完成したこととなる。この過程は、通常１０〜５０μｍのドレス量にて対応可能であり、テーブルユニット６のスイングベッド５の揺動も、通常は３〜５往復であるが、１０往復以下が望ましい。
【００４９】
本実施例の自動研磨装置は、基本的には成形用金型により異なるが、回転研磨工具１ｂの回転数、回転円盤の回転数、テーブルユニットの各位置決めの移動速度、スイングベッド５の揺動速度が固定条件となっている。
【００５０】
次に、本実施例の自動研磨装置を、フライアイレンズ成形用金型Ａの最終仕上げに導入することによる実際の利用形態の説明をする。
【００５１】
図３に示す様に、フライアイレンズ成形用金型Ａにより、硝子若しくは樹脂材にてフライアイレンズＢがプレス成形方式により製作されるのであるが、成形金型の表面形状と面粗度はそのまま製品レンズの品質となる。
【００５２】
こうしたフライアイレンズは、図４に示す様に、複数のレンズ機能をセルＣを単位に構成して格子上に多数配列したものであり、今まで述べてきた自動研磨加工後の検査によって、特に、面粗度或いは傷等の研磨不具合についてはその修正プログラムにより、不具合セル番号の指定（複数箇所可能）入力し、再設定加工条件の入力により、上記と同様の自動連続稼動にも対応することが可能でもある。
【００５３】
本実施例の自動研磨装置による成形金型内のレンズセルＣの研磨加工の詳細図を図６に示す。図６には、研磨工具ユニット１ａの作業面周辺と、ダイヤモンドペーストＣ’の塗布位置及び塗布状況、更には、各レンズセルＣの研磨加工直後のエアーブロー１ｄ及び吸引ダクト１ｅの配置位置が示されている。
【００５４】
本実施例の自動研磨装置においては、レンズ成形用金型ＡのセルＣに対して、研磨工具ユニット１ａの工具作業面の圧接部Ｐに２種類の粒度のダイヤモンドペーストを所定の割合で配合して、ポンプ駆動（図示せず）にて成形用金型ＡのセルＣ近傍に配置された配管ホース１ｃから滴下（Ｃ’）させる。各レンズセルの研磨加工終了のタイミングにて、圧縮空気源（図示せず）からの圧縮空気をホース１ｄから吹き付け、吸引ダクト１ｅから吸引する。その際、例えば、ダイヤモンドペーストの滴下は２０秒毎に１０ｃｃの様に凡て予め設定された研磨加工条件で制御されて自動加工される。
【００５５】
本実施例の自動研磨装置においては、具体的には、ステンレス製の金型（５０×５０×４０ｈ）を対象として、図１０に示す基本加工条件にて設定し、またダイヤモンドペーストは市販品のものを所定の割合で配合したものを用いた。
【００５６】
以上の条件にて、研磨・形状修正加工にて最終製品であるフライアイレンズ成型用金型の球面原器を用いたニュートンリング検査の結果、プレス成形品であるフライアイレンズの光学性能に影響を与える最終的な各凹面（縦５ｍｍ、横５ｍｍ）の曲率のバラツキは、熟練技能者の手仕上げの３〜１０μに対し、１．８μ以下の範囲に抑えられていることが確認された。このように、本実施例の自動研磨装置の導入による最終仕上げにおいては、従来、達成不可能とされていた品質を有するフライアイレンズ成形用金型が得られた。
【００５７】
従って、このフライアイレンズ成形用金型によりプレス成形したフライアイレンズは、本実施例の本自動研磨装置を用いる方法により、従来の方法・工具・装置で加工したフライアイレンズよりも優れた光学的性能を発揮すると共に、簡単な加工条件の入力操作にて自動研磨が出来て、しかも無人化も可能となり安価なコストで、製作され、これらフライアイレンズから構成された各照明系において得られる照明光の均質性を比較することでその品質をも確認が出来るものである。
【００５８】
以上のとおり、本実施例の自動研磨装置は、回転する研磨工具と、滴下量とタイミングを制御された２種の粒度を配合したダイヤモンドペーストを介し、研磨対象のフライアイレンズ成形用金型の研磨工具に対して、相対的に運動させる機構を備えている。この研磨工具の材質は、一般的には樹脂製が用いられているが、木材質からなる研磨工具を用いるのが好ましい。この研磨工具は、工具回転軸底の不動ポイント（回転体の軸心は理論的には回転してない）の発生を防ぐために、研磨対象のフライアイレンズ金型平面に対しＹ軸方向にＺ軸（垂線）方向に対し４５度傾斜させて装置の正面側に傾設し、金型を載置したテーブルセットの所定量の垂直軸（Ｗ軸）方向の上昇により、金型セルと研磨工具との圧接での研磨圧が加えられつつ、金型を載置したテーブルセットが、研磨工具の回転に対しての反対方向の回転が与えられ、且つ、Ａ軸廻りに揺動運動（±１０°）をすることにより研磨対象のフライアイレンズ成形金型のセルの凹面を万遍なく摺動し、高精度・高生産性の研磨作業を行う。更に、事前の設定条件にて研磨工具の所定のドレス（整形）加工を行う。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施例に係わる自動研磨装置の全体構成斜視図
【図２】図１のテーブルセット周りの詳細構成図
【図３】フライアイレンズと成形金型との関係図
【図４】ａ  成形金型のレンズセル配列を示す平面図、ｂ  成形金型のレンズセル配列を示す側面図
【図５】スイングベッドの揺動範囲説明図
【図６】成形金型内のレンズセルの研磨加工を示す詳細図
【図７】研磨工具の素材形状からの初期加工状況説明図
【図８】ドレス加工の状態と超硬チップバイトの位置関係図
【図９】ドレス加工における切削代の２次元説明図
【図１０】基本加工条件
【符号の説明】
【００６０】
１・・研磨工具ユニット、１ａ・・研磨工具のシャフト、１ｂ・・研磨工具
１ｃ・・ダイヤモンドペースト滴下チューブ
１ｄ・・エアーブローホース、１ｅ・・・吸引ダクト
２・・テーブルセット、
２ａ・・Ｘ軸移動テーブル
２ｂ・・Ｙ軸移動テーブル
２ｃ・・Ｚ軸移動テーブル
３・・回転円盤、４・・テーブルユニット、５・・スイングベッド
６・・・揺動ユニット、７・・加工ユニット
Ａ・・フライアイレンズ成形用金型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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