(57)【要約】【課題】球体の加工条件を評価できる球体加工条件評価方法等を提供する。【解決手段】球体加工条件評価方法は、球体２が自転軸を変動させながら自転するときの球体２の表面の計測点の速度ベクトルを計測する速度ベクトル計測工程と、速度ベクトル計測工程で計測する球体２の複数の計測速度ベクトルの中から基準となる基準速度ベクトルを選択する基準速度ベクトル選択工程と、速度ベクトル計測工程で計測する複数の計測速度ベクトル及び基準速度ベクトル選択工程で選択する基準速度ベクトルに基づいて、球体２の表面の計測点の姿勢変化を表す姿勢変化特性値を算出する姿勢変化特性値算出工程と、姿勢変化特性値算出工程で算出する姿勢変化特性値に基づいて、加工条件を評価する加工条件評価工程と、を備える。【選択図】図５
2019018261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸の中心軸線を有する第一研磨盤と第二研磨盤の間であって前記中心軸線回りに環状に球体を挟持し、前記第一研磨盤と前記第二研磨盤を前記中心軸線回りに相対回転させ、前記球体を研磨加工する際の加工条件を評価する球体加工条件評価方法であって、
前記球体が自転軸を変動させながら自転するときの前記球体の表面の計測点の速度ベクトルを計測する速度ベクトル計測工程と、
前記速度ベクトル計測工程で計測する前記球体の複数の計測速度ベクトルの中から基準となる基準速度ベクトルを選択する基準速度ベクトル選択工程と、
前記速度ベクトル計測工程で計測する前記複数の計測速度ベクトル及び前記基準速度ベクトル選択工程で選択する前記基準速度ベクトルに基づいて、前記球体の表面の前記計測点の姿勢変化を表す姿勢変化特性値を算出する姿勢変化特性値算出工程と、
前記姿勢変化特性値算出工程で算出する前記姿勢変化特性値に基づいて、前記加工条件を評価する加工条件評価工程と、
を備える、球体加工条件評価方法。
【請求項２】
前記加工条件評価工程は、前記加工条件として前記第一研磨盤と前記第二研磨盤の相対回転速度差を評価する、請求項１に記載の球体加工条件評価方法。
【請求項３】
前記加工条件評価工程は、前記加工条件として前記第一研磨盤と前記第二研磨盤に挟持される前記球体に掛ける荷重を評価する、請求項１又は２に記載の球体加工条件評価方法。
【請求項４】
前記加工条件評価工程は、前記加工条件に起因する前記球体の加工量を評価する、請求項２又は３に記載の球体加工条件評価方法。
【請求項５】
前記姿勢変化特性値算出工程は、前記基準速度ベクトル及び前記複数の計測速度ベクトルに基づいて、前記球体の表面の前記計測点の移動の単位時間当たりの変動量を前記姿勢変化特性値として算出する、請求項１−４の何れか一項に記載の球体加工条件評価方法。
【請求項６】
前記姿勢変化特性値算出工程は、前記基準速度ベクトル及び前記複数の計測速度ベクトルに基づいて、鉛直軸線に対する前記球体の表面の前記計測点の傾きの単位時間当たりの変動量を前記姿勢変化特性値として算出する、請求項１−４の何れか一項に記載の球体加工条件評価方法。
【請求項７】
請求項１−６の何れか一項に記載の球体加工条件評価方法における、前記加工条件評価工程で評価する前記球体の加工条件と、前記姿勢変化特性値算出工程で算出する前記姿勢変化特性値とを関連付けたデータベースを構築するデータベース構築工程を備える、球体加工のデータベース構築方法。
【請求項８】
請求項７に記載の球体加工のデータベース構築方法により構築される前記データベースに基づいて、前記球体の研磨加工を制御する研磨制御工程を備える、球体研磨方法。
【請求項９】
一方の面に中心軸線回りに環状に形成される第一研磨溝を有する第一研磨盤と、
前記第一研磨盤の中心軸線と同軸上の中心軸線回りに前記第一研磨盤に対して相対的に回転可能に設けられ、前記第一研磨盤の前記一方の面に対向する面に、前記中心軸線回りに環状に形成される第二研磨溝を有する第二研磨盤と、
前記第一研磨盤と前記第二研磨盤との対向領域に配置され、前記第一研磨溝と前記第二研磨溝との間に配置される複数の球体を保持する保持器と、
前記保持器に設けられ、前記保持器の回転とともに中心軸線回りに回転し、前記球体が前記保持器に保持された状態で自転する前記球体の画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部で取得する前記球体の画像に基づいて、研磨加工中の前記球体が自転軸を変動させながら自転するときの前記球体の表面の計測点の速度ベクトルを計測する速度ベクトル計測部と、
前記速度ベクトル計測部で計測する前記球体の複数の計測速度ベクトルの中から基準となる基準速度ベクトルを選択する基準速度ベクトル選択部と、
前記速度ベクトル計測部で計測する前記複数の計測速度ベクトル及び前記基準速度ベクトル選択部で選択する前記基準速度ベクトルに基づいて、前記球体の表面の前記計測点の姿勢変化を表す姿勢変化特性値を算出する姿勢変化特性値算出部と、
前記姿勢変化特性値算出部で算出する前記姿勢変化特性値に基づいて、前記第一研磨盤と前記第二研磨盤を前記中心軸線回りに相対回転させて前記球体を研磨加工する際の加工条件を評価する加工条件評価部と、
前記加工条件評価部で評価する前記加工条件に基づいて、前記球体の研磨加工を制御する研磨制御部と、
を備える、球体研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球体加工条件評価方法、球体加工のデータベース構築方法、球体研磨方法及び球体研磨装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、球体を研磨加工する球体研磨装置が記載されている。この球体研磨装置は、環状に形成される第一研磨溝を有する第一研磨盤と、第一研磨盤に対して相対的に回転可能に設けられ、第一研磨盤に対向する面に環状に形成される第二研磨溝を有する第二研磨盤と、環状に形成され、第一研磨盤と第二研磨盤との対向領域に配置される保持器とを備える。保持器は、第一研磨溝と第二研磨溝との間に配置される複数の球体を保持する複数のポケットを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２２１５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の球体研磨装置では、球体を満遍なく回転させることができるため、球体の真球度が向上する。この場合、球体の加工条件を評価できれば、最適な加工条件を選択してさらに球体の真球度を向上させることが可能となる。
【０００５】
本発明は、球体の加工条件を評価できる球体加工条件評価方法、球体加工のデータベース構築方法、球体研磨方法及び球体研磨装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１．球体加工条件評価方法）
球体加工条件評価方法は、同軸の中心軸線を有する第一研磨盤と第二研磨盤の間であって前記中心軸線回りに環状に球体を挟持し、前記第一研磨盤と前記第二研磨盤を前記中心軸線回りに相対回転させ、前記球体を研磨加工する際の加工条件を評価する球体加工条件評価方法であって、前記球体が自転軸を変動させながら自転するときの前記球体の表面の計測点の速度ベクトルを計測する速度ベクトル計測工程と、前記速度ベクトル計測工程で計測する前記球体の複数の計測速度ベクトルの中から基準となる基準速度ベクトルを選択する基準速度ベクトル選択工程と、前記速度ベクトル計測工程で計測する前記複数の計測速度ベクトル及び前記基準速度ベクトル選択工程で選択する前記基準速度ベクトルに基づいて、前記球体の表面の計測点の姿勢変化を表す姿勢変化特性値を算出する姿勢変化特性値算出工程と、前記姿勢変化特性値算出工程で算出する前記姿勢変化特性値に基づいて、前記加工条件を評価する加工条件評価工程と、を備える。
【０００７】
球体の研磨加工においては、球体の姿勢変化、すなわち球体の自転軸の変動が大きいことが、球体の真球度の向上を図る上で望ましい。本発明の球体加工条件評価方法では、ある加工条件において球体が自転するときの球体の表面の計測点の速度ベクトルを計測し、当該計測速度ベクトルと基準速度ベクトルとを比較することで、球体の表面の計測点の姿勢変化を把握している。よって、把握した球体の表面の計測点の姿勢変化を姿勢変化特性値として、当該姿勢変化特性値が大きくなる加工条件を最適な加工条件として評価することで、球体の真球度を向上できる。
【０００８】
（２．球体加工のデータベース構築方法）
球体加工のデータベース構築方法は、上記球体加工条件評価方法における、前記加工条件評価工程で評価する前記球体の加工条件と、前記姿勢変化特性値算出工程で算出する前記姿勢変化特性値とを関連付けたデータベースを構築するデータベース構築工程を備える。球体の種々の加工条件に対してデータベースを構築することで、球体の真球度を高めることが可能な最適な加工条件を的確に見出すことが可能となる。
【０００９】
（３．球体研磨方法）
球体研磨方法は、上記球体加工のデータベース構築方法により構築される前記データベースに基づいて、前記球体の研磨加工を制御する研磨制御工程を備える。球体の研磨加工においては、データベースを参照することで、球体の真球度を向上できる加工条件を的確に選択できるので、生産効率を向上できる。
【００１０】
（４．球体研磨装置）
球体研磨装置は、一方の面に中心軸線回りに環状に形成される第一研磨溝を有する第一研磨盤と、前記第一研磨盤の中心軸線と同軸上の中心軸線回りに前記第一研磨盤に対して相対的に回転可能に設けられ、前記第一研磨盤の前記一方の面に対向する面に、前記中心軸線回りに環状に形成される第二研磨溝を有する第二研磨盤と、前記第一研磨盤と前記第二研磨盤との対向領域に配置され、前記第一研磨溝と前記第二研磨溝との間に配置される複数の球体を保持する保持器と、前記保持器に設けられ、前記保持器の回転とともに中心軸線回りに回転し、前記球体が前記保持器に保持された状態で自転する前記球体の画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部で取得する前記球体の画像に基づいて、研磨加工中の前記球体が自転軸を変動させながら自転するときの前記球体の表面の計測点の速度ベクトルを計測する速度ベクトル計測部と、前記速度ベクトル計測部で計測する前記球体の複数の計測速度ベクトルの中から基準となる基準速度ベクトルを選択する基準速度ベクトル選択部と、前記速度ベクトル計測部で計測する前記複数の計測速度ベクトル及び前記基準速度ベクトル選択部で選択する前記基準速度ベクトルに基づいて、前記球体の表面の前記計測点の姿勢変化を表す姿勢変化特性値を算出する姿勢変化特性値算出部と、前記姿勢変化特性値算出部で算出する前記姿勢変化特性値に基づいて、前記第一研磨盤と前記第二研磨盤を前記中心軸線回りに相対回転させて前記球体を研磨加工する際の加工条件を評価する加工条件評価部と、前記加工条件評価部で評価する前記加工条件に基づいて、前記球体の研磨加工を制御する研磨制御部と、を備える。
【００１１】
本発明の球体研磨装置では、上述の球体加工条件評価方法と同様の理由で姿勢変化特性値が大きくなる加工条件を最適な加工条件として評価できるので、球体の真球度が高い研磨加工を直ちに実行でき、加工効率を大幅に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の球体加工条件評価方法を実現する機能を有する球体研磨装置の構成を示す図である。
【図２】球体及びセンサユニットを保持する保持器の軸線方向断面図である。図３のII-II断面図である。
【図３】図２の保持器のIII方向から見た図である。
【図４】図１の球体研磨装置のセンサユニット及び制御装置の構成を示す図である。
【図５】球体加工条件評価方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】研磨加工中の球体の自転軸を示す図である。
【図７Ａ】球体の自転軸がある状態から起きた場合の状態を示す図である。
【図７Ｂ】球体の自転軸がある状態から倒れた場合の状態を示す図である。
【図８】計測点の移動の単位時間当たりの変動量を説明するため、計測点における計測した速度ベクトルを示す図である。
【図９】球体の自転軸の鉛直軸線（ｙ軸線）に対する傾斜角の単位時間当たりの変動量を説明するため、計測した自転軸の鉛直軸線（ｙ軸線）に対する傾斜角を示す図である。
【図１０】第一研磨盤の回転速度と第二研磨盤の回転速度の絶対値が等しく一定のときの球体の自転時の速度ベクトルの分布を示す図である。
【図１１】図１０の第一研磨盤の回転速度と第二研磨盤の回転速度の関係を示す図である。
【図１２】図１０に示す球体の自転時の計測速度ベクトルの分布に対応する傾斜角の変動幅の経時変化を示す図である。
【図１３】第一研磨盤の回転速度と第二研磨盤の回転速度の絶対値の差が所定値のときの球体の自転時の速度ベクトルの分布を示す図である。
【図１４】図１３の第一研磨盤の回転速度と第二研磨盤の回転速度の関係を示す図である。
【図１５】球体の加工条件として球体の第一研磨盤（第二研磨盤）における公転速度と、球体の姿勢変化特性値との関係を示す図である。
【図１６】球体の加工条件として第一研磨盤及び第二研磨盤により球体に掛かる荷重と、球体の姿勢変化特性値との関係を示す図である。
【図１７】第一研磨盤及び第二研磨盤により球体に掛かる荷重と、球体における加工速度（単位時間当たりの加工量）との関係を示す図である。
【図１８】球体の姿勢変化特性値として球体の自転軸の鉛直軸線（ｙ軸線）に対する傾斜角の導出を説明するため、イメージセンサの撮像エリアにおける球体の二次元画像において、任意のセンサ座標を示す図である。
【図１９】球体の姿勢変化特性値として球体の自転軸の鉛直軸線（ｙ軸線）に対する傾斜角の導出を説明するため、図１８の任意のセンサ座標と球体の自転軸との関係を示す図である。
【図２０】図１の球体研磨装置のセンサユニット及び制御装置の別構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（１．球体加工条件評価方法を実現する機能を有する球体研磨装置の構成）
本実施形態の球体加工条件評価方法を実現する機能を有する装置として球体研磨装置を例に図を参照して説明する。
【００１４】
図１に示すように、球体研磨装置１は、基台１１、コラム１２、第一移動体１３、第二移動体１４、上下駆動機構１５、荷重センサ１６、保持器１７及び制御装置１８（図４参照）を備える。
【００１５】
基台１１は、床面に設置され、中央に上下方向への貫通孔１１ａを備える。コラム１２は、基台１１の上面に固定される。コラム１２の側面には、上下方向に延びるガイドレール１２ａ，１２ｂが設けられる。
【００１６】
第一移動体１３は、基台１１の上面及び貫通孔１１ａに配置される。第一移動体１３は、第一本体部２１、第一研磨盤支持体２２、第一盤として第一研磨盤２３、第一静圧軸受２４及び第一モータ２５を備える。
【００１７】
第一本体部２１は、中央孔２１ａを有する円盤状に形成される。第一本体部２１は、中央孔２１ａが基台１１の貫通孔１１ａと同軸上に位置するように、基台１１の上面に固定される。中央孔２１ａの中心軸線は、Ｌ１であり、鉛直軸方向に一致する。
【００１８】
第一研磨盤支持体２２は、第一本体部２１に対して、中心軸線Ｌ１の回りに回転可能に設けられる。第一研磨盤支持体２２は、第一本体部２１の中央孔２１ａを貫通する軸部２２ａ、第一本体部２１の上面及び下面に対向する円盤状のフランジ部２２ｂ，２２ｃを備える。
【００１９】
第一研磨盤２３は、第一研磨盤支持体２２の上側のフランジ部２２ｂの上面に一体的に固定される。つまり、第一研磨盤２３は、第一本体部２１に対して中心軸線Ｌ１の回りに回転可能に設けられる。第一研磨盤２３は、環状に形成される。
【００２０】
さらに、第一研磨盤２３は、一方の面（上面）に中心軸線Ｌ１の回りに環状に形成される第一研磨溝２３ａを有する。第一研磨溝２３ａの断面形状は、円弧凹状に形成される。第一研磨溝２３ａは、研磨対象である球体２を研磨する。
【００２１】
第一静圧軸受２４は、第一本体部２１に保持され、第一研磨盤２３に一体的に固定される第一研磨盤支持体２２を、第一本体部２１に対してラジアル方向及びスラスト方向に支持する。
【００２２】
詳細には、第一静圧軸受２４は、第一本体部２１の中央孔２１ａに保持され、軸部２２ａの外周面に対して流体圧により支持するラジアル軸受２４ａを備える。さらに、第一静圧軸受２４は、第一本体部２１の上面及び下面に保持され、フランジ部２２ｂ，２２ｃに対して流体圧により支持するスラスト軸受２４ｂ，２４ｃを備える。
【００２３】
第一静圧軸受２４に供給される流体は、共通の流体供給源から供給され、ラジアル軸受２４ａ、スラスト軸受２４ｂ，２４ｃに分岐される。第一静圧軸受２４は、さらにオリフィス絞り２４ｄ（図４参照）を備える。
【００２４】
オリフィス絞り２４ｄは、ラジアル軸受２４ａ、スラスト軸受２４ｂ，２４ｃのそれぞれに設けられる。ここで、第一静圧軸受２４を構成するオリフィス絞り２４ｄの位置は可変であるため、流体圧は可変とされる。第一モータ２５は、第一本体部２１に支持され、第一研磨盤支持体２２を回転駆動する。
【００２５】
第二移動体１４は、コラム１２に対して上下方向に移動可能に配置される。第二移動体１４は、第二本体部３１、第二研磨盤支持体３２、第二盤として第二研磨盤３３、第二静圧軸受３４及び第二モータ３５を備える。
【００２６】
第二本体部３１は、円筒状に形成され、下円盤部及び上円盤部には中央孔３１ａ，３１ｂを有する。第二本体部３１の中央孔３１ａ，３１ｂの中心軸線は、Ｌ２であり、第一本体部２１の中央孔２１ａの中心軸線Ｌ１に一致する。
【００２７】
第二本体部３１の円筒部は、コラム１２の側面のガイドレール１２ａ，１２ｂに摺動可能に設けられる。つまり、第二本体部３１は、コラム１２に対して上下方向に移動可能である。
【００２８】
第二研磨盤支持体３２は、第二本体部３１に対して、中心軸線Ｌ２の回りに回転可能に設けられる。第二研磨盤支持体３２は、第二本体部３１の下円盤部の中央孔３１ａを貫通する軸部３２ａ、第二本体部３１の下円盤部の下面及び上面に対向する円盤状のフランジ部３２ｂ，３２ｃを備える。
【００２９】
第二研磨盤３３は、第二研磨盤支持体３２の下側のフランジ部３２ｂの下面に一体的に固定される。つまり、第二研磨盤３３は、第二本体部３１に対して中心軸線Ｌ２の回りに回転可能に設けられる。第二研磨盤３３は、環状に形成される。
【００３０】
さらに、第二研磨盤３３は、一方の面（下面）に中心軸線Ｌ２の回りに環状に形成される第二研磨溝３３ａを有する。第二研磨溝３３ａの断面形状は、円弧凹状に形成される。第二研磨溝３３ａは、研磨対象である球体２を研磨する。
【００３１】
第二研磨盤３３の第二研磨溝３３ａ側の面は、第一研磨盤２３の第一研磨溝２３ａ側の面に対向する。第二研磨溝３３ａの環状径は、第一研磨溝２３ａの環状径と同径に形成される。さらに、第二研磨溝３３ａの断面円弧径は、第一研磨溝２３ａの断面円弧径と同径に形成される。
【００３２】
第二静圧軸受３４は、第二本体部３１の下円盤部に保持され、第二研磨盤３３に一体的に固定される第二研磨盤支持体３２を、第二本体部３１に対してラジアル方向及びスラスト方向に支持する。詳細には、第二静圧軸受３４は、第二本体部３１の下円盤部の中央孔３１ａに保持され、軸部３２ａの外周面に対して流体圧により支持するラジアル軸受３４ａを備える。
【００３３】
さらに、第二静圧軸受３４は、第二本体部３１の下円盤部の上面及び下面に保持され、フランジ部３２ｂ，３２ｃに対して流体圧により支持するスラスト軸受３４ｂ，３４ｃを備える。
【００３４】
第二静圧軸受３４に供給される流体は、共通の流体供給源から供給され、ラジアル軸受３４ａ、スラスト軸受３４ｂ，３４ｃに分岐される。第二静圧軸受３４は、さらにオリフィス絞り３４ｄ（図４参照）を備える。オリフィス絞り３４ｄは、ラジアル軸受３４ａ、スラスト軸受３４ｂ，３４ｃのそれぞれに設けられる。
【００３５】
ここで、第二静圧軸受３４を構成するオリフィス絞り３４ｄの位置は可変であるため、流体圧は可変とされる。また、第二静圧軸受３４に流体を供給する流体供給源は、第一静圧軸受２４に流体を供給する流体供給源と共通して設けられる。第二モータ３５は、第二本体部３１に支持され、第二研磨盤支持体３２を回転駆動する。
【００３６】
上下駆動機構１５は、コラム１２に対して第二本体部３１を上下移動させる。上下駆動機構１５は、コラム１２の上端に固定されるモータ４１と、モータ４１の出力軸に連結されるボールねじ４２と、ボールねじ４２に螺合する第二本体部３１の上円盤部の中央孔３１ｂに固定されるボールねじナット４３とを備える。
【００３７】
荷重センサ１６は、例えばロードセルであり、第一本体部２１と基台１１の間に配置される。この荷重センサ１６は、第一研磨盤２３と第二研磨盤３３との間で発生する荷重、すなわち球体２に掛ける荷重を計測する。
【００３８】
（２．保持器の構成）
次に、保持器１７の構成について、図を参照して説明する。図２及び図３に示すように、保持器１７は、環状に形成され、本体部１７ａと、つば部１７ｂと、保持部１７ｃとを備える。
【００３９】
本体部１７ａは、環状で、且つ、円盤状に形成される。本体部１７ａの内径は、第一研磨溝２３ａの内径より小さく、本体部１７ａの外径は、第一研磨溝２３ａの外径より大きい。さらに、本体部１７ａの厚み（軸線方向幅）は、球体２の外径より小さい。本体部１７ａは、第一研磨盤２３における第二研磨盤３３に対向する側の面、すなわち第一研磨盤２３の上面に載置される。
【００４０】
本体部１７ａは、周方向に等角度間隔で複数（本実施形態では、１２個）の円形状の第一ポケット１７ｄを備える。各第一ポケット１７ｄは、中心軸線Ｌ３方向に貫通している。
【００４１】
１２個の第一ポケット１７ｄのうち９０度間隔の４個の第一ポケット１７ｄは、保持器１７の本体部１７ａの面上において球体２を全周に亘って囲んでおらず、径方向に開口する開口部１７ｄａが設けられる。第一ポケット１７ｄの開口部１７ｄａは、保持器１７の本体部１７ａの外周面に開口する。
【００４２】
また、第一ポケット１７ｄの開口部１７ｄａの周方向長さは、球体２の直径より小さく形成される。そのため、球体２が第一ポケット１７ｄに配置された状態において、球体２が第一ポケット１７ｄの開口部１７ｄａから抜け出すことが規制される。つまり、保持器１７の本体部１７ａは、球体２の径方向移動及び周方向移動を規制する。
【００４３】
つば部１７ｂは、本体部１７ａの内周縁から中心軸線Ｌ３方向に延在し、第一研磨盤２３に対する径方向移動を規制する。すなわち、つば部１７ｂは、第一ポケット１７ｄの開口部１７ｄａとは反対側に形成される。つば部１７ｂは、周方向に断続して複数形成されるが、周方向全周に亘って形成してもよい。つば部１７ｂの外径は、第一研磨盤２３の内径と同程度に形成される。
【００４４】
保持部１７ｃは、開口部１７ｄａを有する４個の第一ポケット１７ｄに対応して保持器１７の径方向の最も外側にそれぞれ突出するように設けられる。保持部１７ｃは、矩形状に形成され、第一ポケット１７ｄの開口部１７ｄａと連通する矩形状の第二ポケット１７ｅを備える。各第二ポケット１７ｅは、中心軸線Ｌ３方向に貫通している。
【００４５】
各第二ポケット１７ｅには、球体加工条件評価方法を実現する機能の一部が組み込まれたセンサユニット６０が挿入され保持部１７ｃの上面に設けられるブラケット１７ｃａで保持される。
【００４６】
センサユニット６０は、保持器１７の径方向の最も外側に設けられるので、大きなスペースを確保でき、センサユニット６０を保持器１７に容易に配置できる。球体加工条件評価方法を実現する機能の他部は、後述する制御装置１８に組み込まれており、詳細は後述する。
【００４７】
（３．センサユニットの構成）
次に、センサユニット６０の構成について、図を参照して説明する。図４に示すように、センサユニット６０は、球体加工条件評価方法を実現する機能の一部として、画像取得部６１と、速度ベクトル計測部６２と、角度計測部６３と、送信部６４とを備える。画像取得部６１は、発光部６５と、イメージセンサ６６と、電源６７とを備える。
【００４８】
発光部６５は、例えばＬＥＤ等（図示省略）を有し、保持器１７の第一ポケット１７ｄに保持される球体２に対し光を開口部１７ｄａを通して照射する。発光部６５には、画像取得部６１に付設される電源６７により電力が供給される。電源６７は、例えば充電可能な電池であり、発光部６５に電力を供給する。これにより、外部電源の確保が不要となる。
【００４９】
イメージセンサ６６は、例えばＣＣＤもしくはＣＭＯＳ等の受光素子及び光学系（いずれも図示省略）を有し、球体２からの反射光を入射して球体２の表面の所定の撮像エリアＧ（本例では、格子状に区画される矩形状の撮像エリア）の二次元画像（静止画像もしくは動画像）を取り込む。
【００５０】
このイメージセンサ６６は、イメージセンサ６６の光学系の中心と受光素子の受光エリア中心とを結ぶ光軸ＬＬが、球体２の中心Ｃを通るＺ軸線に平行な直線Ｌに対し角度αだけ下方に傾斜するように配置される。すなわち、撮像エリアＧの中心は、球体の中心Ｃを通るＺ軸線に平行な直線Ｌに対し角度αだけ下方に傾斜した位置となる。
【００５１】
速度ベクトル計測部６２は、イメージセンサ６６からの球体２の二次元画像に基づいて、球体２が自転するときの球体２の表面の計測点Ｐ（図６参照）の速度ベクトルを計測する。なお、球体２の自転時の速度ベクトルの計測については後述する。
【００５２】
角度計測部６３は、イメージセンサ６６からの球体２の二次元画像に基づいて、球体２に対するイメージセンサ６６の配置角度を計測する。なお、イメージセンサ６６の配置角度の計測については後述する。
【００５３】
送信部６４は、無線送信可能に構成され、速度ベクトル計測部６２からの球体２の自転時の球体２の表面の計測点Ｐの速度ベクトル及び角度計測部６３からのイメージセンサ６６の配置角度を無線で制御装置１８に送信する。
【００５４】
（４．制御装置の構成）
次に、制御装置１８の構成について、図を参照して説明する。図４に示すように、制御装置１８は、球体加工条件評価方法を実現する機能の他部として、受信部８１と、基準速度ベクトル選択部８２と、姿勢変化特性値算出部８３と、加工条件評価部８４と、記憶部８８とを備え、研磨加工の機能として、研磨制御部８５と、モータ制御部８６と、流体圧調整部８７とを備える。
【００５５】
受信部８１は、無線受信可能に構成され、センサユニット６０の送信部６４から送信されてくる球体２の自転時の球体２の表面の計測点Ｐの速度ベクトル及びイメージセンサ６６の配置角度を無線で受信する。そして、受信する球体２の自転時の球体２の表面の計測点Ｐの速度ベクトル及びイメージセンサ６６の配置角度を記憶部８８に記憶する。
【００５６】
基準速度ベクトル選択部８２は、記憶部８８に記憶される球体２の自転時の複数の計測速度ベクトルの中から基準となる基準速度ベクトルを選択して記憶部８８に記憶する。なお、基準速度ベクトルの選択については後述する。
【００５７】
姿勢変化特性値算出部８３は、記憶部８８に記憶される球体２の自転時の複数の計測速度ベクトル及び基準速度ベクトルに基づいて、球体２の表面の計測点Ｐの姿勢変化を表す姿勢変化特性値を算出して記憶部８８に記憶する。なお、姿勢変化特性値の算出については後述する。
【００５８】
加工条件評価部８４は、記憶部８８に記憶される姿勢変化特性値に基づいて、加工条件を評価して記憶部８８に記憶する。なお、加工条件の評価については後述する。
研磨制御部８５は、記憶部８８に記憶される加工条件、荷重センサ１６からの検出荷重及び各モータ２５，３５，４１に備えられる図略のエンコーダからの検出速度に基づいて、球体２の研磨加工を制御する。
【００５９】
モータ制御部８６は、研磨制御部８５からの制御指令に基づいて、各モータ２５，３５，４１を制御する。つまり、モータ制御部８６が第一モータ２５を回転駆動することにより、第一研磨盤２３が回転する。また、モータ制御部８６が第二モータ３５を回転駆動することにより、第二研磨盤３３が回転する。また、モータ制御部８６がモータ４１を回転駆動することにより、第二移動体１４が上下動する。
【００６０】
流体圧調整部８７は、各オリフィス絞り２４ｄ，３４ｄの絞り量を調整する。流体圧調整部５２が第一オリフィス絞り２４ｄの位置を移動させることにより、第一静圧軸受２４の剛性が変化する。また、流体圧調整部８７が第二オリフィス絞り３４ｄの位置を移動させることにより、第二静圧軸受３４の剛性が変化する。
【００６１】
第一オリフィス絞り２４ｄは、ラジアル軸受２４ａ、スラスト軸受２４ｂ，２４ｃの流体圧全てを同時に調整する。つまり、第一オリフィス絞り２４ｄが調整されることで、ラジアル軸受２４ａによる剛性、及び、スラスト軸受２４ｂ，２４ｃによる剛性が調整される。同時に、第一静圧軸受２４によるモーメント剛性が調整される。
【００６２】
第二オリフィス絞り３４ｄは、ラジアル軸受３４ａ、スラスト軸受３４ｂ，３４ｃの流体圧全てを同時に調整する。つまり、第二オリフィス絞り３４ｄが調整されることで、ラジアル軸受３４ａによる剛性、及び、スラスト軸受３４ｂ，３４ｃによる剛性が調整される。同時に、第二静圧軸受３４によるモーメント剛性が調整される。
【００６３】
なお、第一オリフィス絞り２４ｄをラジアル軸受２４ａ、スラスト軸受２４ｂ，２４ｃのそれぞれに設けることで、ラジアル軸受２４ａ、スラスト軸受２４ｂ，２４ｃのそれぞれの流体圧を独立して調整することも可能である。また、第二オリフィス絞り３４ｄについても同様である。
【００６４】
また、第一，第二オリフィス絞り２４ｄ，３４ｄの位置を可変とすることにより、第一，第二静圧軸受２４，３４の流体圧を可変とした。この他に、流体圧調整部５２は、第一，第二静圧軸受２４，３４への流体供給源による供給される流体圧を調整することもできる。
【００６５】
（５．球体の姿勢変化特性値）
次に、球体２の姿勢変化特性値について、図を参照して説明する。上述の球体研磨装置１においては、第一研磨盤２３と第二研磨盤３３を互いに逆方向に回転させて球体２を研磨加工する。このとき、図６に示すように、球体２は、球体２の自転軸Ａが水平（ｚ軸線方向）より立ち上がった位置（ｙ軸線（鉛直軸線）に対する傾斜角θ＜９０度）にて一定の回転方向に自転する。
【００６６】
そして、球体２の自転軸Ａがある状態から起きた場合（θが小さくなった場合）は、図７Ａに示すように、イメージセンサ６６の撮像エリアＧでの球体２の表面の計測点Ｐの回転半径ｒａは大きくなり、イメージセンサ６６による１サンプリング時間で球体２がイメージセンサ６６の前を通過する移動の変動量ｍａは大きくなる。
【００６７】
よって、イメージセンサ６６の撮像エリアＧでの球体２の自転時の球体２の表面の計測点Ｐの速度ベクトルのｘ方向成分Ｖｘは大きくなる。そして、球体２の自転時の球体２の表面の計測点Ｐの速度ベクトルのｙ方向成分Ｖｙも同様に大きくなる。
【００６８】
一方、球体２の自転軸Ａがある状態から倒れた場合（θが大きくなった場合）は、図７Ｂに示すように、イメージセンサ６６の撮像エリアＧでの球体２の表面の計測点Ｐの回転半径ｒｂは小さくなり、イメージセンサ６６による１サンプリング時間で球体２がイメージセンサ６６の前を通過する移動の変動量ｍｂは小さくなる。
【００６９】
よって、イメージセンサ６６の撮像エリアＧでの球体２の自転時の球体２の表面の計測点Ｐの速度ベクトルのｘ方向成分Ｖｘは小さくなる。そして、球体２の自転時の球体２の表面の計測点Ｐの速度ベクトルのｙ方向成分Ｖｙも同様に小さくなる。
【００７０】
以上のことから、球体２の研磨加工における球体２の表面の計測点Ｐの姿勢変化としては、球体２の自転軸Ａの変動に伴う計測点Ｐの移動の単位時間当たりの変動量、もしくは球体２の自転軸Ａの鉛直軸線（ｙ軸線）に対する傾斜角θの単位時間当たりの変動量で捉えることができる。なお、球体２が、自転軸を一定の傾斜角を保持した状態で自転する場合、及び球体２が、自転軸を一定の傾斜角を保持した状態で保持器１７の回転に伴って公転する場合は、球体２の表面の計測点Ｐの姿勢変化として捉えないものとする。
【００７１】
球体２の自転軸Ａの変動に伴う計測点Ｐの移動の単位時間当たりの変動量Δｍ、は、図８に示すように、計測点Ｐにおける計測したｘ方向成分Ｖｘとｙ方向成分Ｖｙを合成した速度ベクトル（計測速度ベクトル）Ｖｋを求めるとともに、計測速度ベクトルＶｋの中から基準となるｘ方向成分Ｖｘとｙ方向成分Ｖｙを合成した速度ベクトル（基準速度ベクトル）Ｖｏを求める。そして、式（１）に示すように、計測速度ベクトルＶｋと基準速度ベクトルＶｏの差Ｖｋ−Ｖｏの絶対値の累積値を、計測時間Ｔｋ−Ｔｏで割ることで求められる。
【００７２】
【数１】
2019018261.tif 000003
【００７３】
また、球体２の自転軸Ａの鉛直軸線（ｙ軸線）に対する傾斜角θの単位時間当たりの変動量Δθは、図９に示すように、計測した自転軸Ａｋの鉛直軸線（ｙ軸線）に対する傾斜角（計測傾斜角）θｋを求めるとともに、計測傾斜角θｋの中から基準となる自転軸Ａｏの鉛直軸線（ｙ軸線）に対する傾斜角（基準傾斜角）θｏを求める。そして、式（２）に示すように、計測傾斜角θｋと基準傾斜角θｏの差θｋ−θｏの絶対値の累積値を、計測時間Ｔｋ−Ｔｏで割ることで求められる。
【００７４】
【数２】
2019018261.tif 000004
【００７５】
以下、具体的に説明する。図１０は、球体２が最も安定して転がる第一研磨盤２３の回転速度Ｎ１と第二研磨盤３３の回転速度Ｎ２の絶対値が等しく一定のとき（図１１参照）、すなわち球体２が公転しないときの、イメージセンサ６６からの球体２の二次元画像に基づいて計測した球体２の自転時の計測速度ベクトルの分布を示す。
【００７６】
図１０では、球体２の自転時の速度ベクトルのｘ方向成分Ｖｘを横軸、ｙ方向成分Ｖｙを縦軸にとり、計測頻度によって四角形内の色（模様）を変化させている。黒色の四角形は、計測頻度が最も高い計測速度ベクトルであり、球体２の基準となる自転軸Ａｏの計測速度ベクトルと考えることができる。これを基準速度ベクトルＶｏとすると、その他の計測速度ベクトルＶｋが計測されたときに、球体２の姿勢変化が発生していると考えられる。
【００７７】
図１２は、図１０に示す基準速度ベクトルＶｏ及び計測速度ベクトルＶｋから求めた自転軸Ａｋの鉛直軸線（ｙ軸線）に対する基準傾斜角θｏ及び計測傾斜角θｋの経時変化を示す。球体２の自転軸Ａの鉛直軸線（ｙ軸線）に対する傾斜角θｋの単位時間当たりの変動量Δθは、この図から求まる計測傾斜角θｋと基準傾斜角θｏの差θｋ−θｏの絶対値の累積値を、計測時間Ｔｋ−Ｔｏで割ることで求められる。
【００７８】
また、図１３は、第一研磨盤２３の回転速度Ｎ１と第二研磨盤３３の回転速度Ｎ２の絶対値の差ΔＮが所定値のとき（図１４参照）、すなわち球体２が上記差ΔＮ／２の速度で公転しているときの、球体２の自転時の計測速度ベクトルの分布を示す。この場合の計測速度ベクトルは、大きくばらついており、球体２の大きな姿勢変化が発生していると考えられる。なお、図１３の表示は、図１０と同様である。
【００７９】
以上のように、球体２の研磨加工においては、球体２の表面の計測点Ｐの姿勢変化、すなわち球体２の自転軸Ａの変動に伴う球体２の表面の計測点Ｐの移動の単位時間当たりの変動量、もしくは球体２の自転軸Ａの鉛直軸線（ｙ軸線）に対する傾斜角θの単位時間当たりの変動量が大きい方が、球体を満遍なく回転させることができるため、球体２の真球度の向上を図る上で望ましい。
【００８０】
上述の球体研磨装置１では、ある加工条件において球体２の自転時の球体２の表面の計測点Ｐの速度ベクトルを計測し、当該計測速度ベクトルと基準速度ベクトルとを比較することで、球体２の表面の計測点Ｐの姿勢変化を把握している。よって、把握した球体２の表面の計測点Ｐの姿勢変化を姿勢変化特性値として、当該姿勢変化特性値が大きくなる加工条件を最適な加工条件として評価することで、球体２の真球度が高い研磨加工を直ちに実行でき、加工効率を大幅に向上できる。
【００８１】
図１５は、球体２の加工条件として球体２の第一研磨盤２３（第二研磨盤３３）における公転速度と、球体２の姿勢変化特性値（図では、球体２の自転軸の変動に伴う球体２の表面の計測点Ｐの移動の単位時間当たりの変動量を示す）との関係を示す。なお、このときの第一研磨盤２３及び第二研磨盤３３により球体２に掛かる荷重は一定値である。
【００８２】
図１５から明らかなように、球体２の第一研磨盤２３（第二研磨盤３３）における公転速度が大きくなるにつれて球体２の姿勢変化特性値は高くなる。よって、球体２の第一研磨盤２３（第二研磨盤３３）における公転速度を大きくすることで、球体２の真球度を向上できる。
【００８３】
図１６は、球体２の加工条件として第一研磨盤２３及び第二研磨盤３３により球体２に掛かる荷重と、球体２の姿勢変化特性値（図では、球体２の自転軸の変動に伴う球体２の表面の計測点Ｐの移動の単位時間当たりの変動量を示す）との関係を示す。なお、このときの球体２の第一研磨盤２３（第二研磨盤３３）における公転速度は一定値である。
【００８４】
図１６から明らかなように、第一研磨盤２３及び第二研磨盤３３により球体２に掛かる荷重が大きくなるにつれて球体２の姿勢変化特性値は小さくなる。よって、第一研磨盤２３及び第二研磨盤３３により球体２に掛かる荷重を小さくすることで、球体２の真球度を向上できる。
【００８５】
ここで、図１７は、加工条件に起因する球体２の加工量、すなわち、第一研磨盤２３及び第二研磨盤３３により球体２に掛かる荷重と、球体２における加工速度（単位時間当たりの加工量）との関係を示す。図１７から明らかなように、第一研磨盤２３及び第二研磨盤３３により球体２に掛かる荷重が大きくなるにつれて球体２における加工速度は大きくなる。
【００８６】
よって、第一研磨盤２３及び第二研磨盤３３により球体２に掛かる荷重を大きくすることで、球体２の加工効率を向上できる。よって、図１６及び図１７から、球体２の真球度と球体２の加工効率の兼ね合いで、第一研磨盤２３及び第二研磨盤３３により球体２に掛かる荷重を選択する必要がある。
【００８７】
（６．球体の姿勢変化特性値の導出方法）
以下では、球体２の姿勢変化特性値として球体２の自転軸Ａの鉛直軸線（ｙ軸線）に対する傾斜角θの導出について説明する。図１８に示すように、イメージセンサ６６の撮像エリアＧにおける球体２の二次元画像において、任意のセンサ座標Ｐ（Ｘｈ，Ｙｈ，Ｚｈ）を求める。具体的には、センサ座標ＰのＸｈ，Ｙｈは、上記二次元画像から求まる。センサ座標ＰのＺｈは、球体２の半径Ｒｓ（図１９参照）を含む式（３）を変形した式（４）で求める。
【００８８】
【数３】
2019018261.tif 000005
【００８９】
【数４】
2019018261.tif 000006
【００９０】
そして、図１９に示すように、イメージセンサ６６の配置角度αを求める。具体的には、配置角度αは、センサ座標ＰのＺｈ及び球体２の半径Ｒｓを含む式（５）で求める。
【００９１】
【数５】
2019018261.tif 000007
【００９２】
また、球体２の自転速度ωｓを求める。具体的には、自転速度ωｓは、第一研磨盤２３の回転速度Ｎ１、第二研磨盤３３の回転速度Ｎ２、第一研磨溝２３ａ（第二研磨溝３３ａ）の溝中心を通る環状径Ｄ（図１参照）及び球体２の半径Ｒｓを含む理論式である式（６）で求める。
【００９３】
【数６】
2019018261.tif 000008
【００９４】
また、センサ座標Ｐ（Ｘｈ，Ｙｈ，Ｚｈ）における球体２の自転時の速度ベクトル（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）を求める。具体的には、速度ベクトルのｖｘ，ｖｙは、イメージセンサ６６からの球体２の二次元画像に基づいて計測した球体２の自転時の速度ベクトルのｘ方向成分Ｖｘ、ｙ方向成分Ｖｙであり、速度ベクトルのｖｚは、速度ベクトルのｖｘ，ｖｙ及びセンサ座標Ｐ（Ｘｈ，Ｙｈ，Ｚｈ）を含む理論式である式（７）を変形した式（８）で求める。
【００９５】
【数７】
2019018261.tif 000009
【００９６】
【数８】
2019018261.tif 000010
【００９７】
そして、球体２の自転軸Ａとセンサ座標Ｐ（Ｘｈ，Ｙｈ，Ｚｈ）の距離ｒωを求める。具体的には、球体２の自転時の速度ベクトル（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）及び球体２の自転速度ωｓを含む理論式である式（９）を変形した式（１０）で求める。
【００９８】
【数９】
2019018261.tif 000011
【００９９】
【数１０】
2019018261.tif 000012
【０１００】
そして、球体２の自転軸Ａの鉛直軸線（ｙ軸線）に対する傾斜角θを求める。具体的には、球体２の自転軸Ａとセンサ座標Ｐ（Ｘｈ，Ｙｈ，Ｚｈ）との距離ｒω、球体２の半径Ｒｓ及びイメージセンサ６６の配置角度αを含む式（１１）で求める。
【０１０１】
【数１１】
2019018261.tif 000013
【０１０２】
（７．球体の加工条件の評価方法）
次に、球体２の加工条件の評価方法について、図５を参照して説明する。先ず、球体研磨装置１において球体２の加工条件を評価するために、球体２の研磨が可能な状態に準備する（図５のステップＳ１）。
【０１０３】
具体的には、流体圧調整部８７は、第一、第二静圧軸受２４，３４の流体圧が球体２の研磨を行うときに使用する流体圧となるように、オリフィス絞り２４ｄ，３４ｄを設定しておく。そして、モータ制御部８６は、モータ４１を駆動して、第二移動体１４を上方へ移動させておく。
【０１０４】
この状態で、作業者は、保持器１７を第一研磨盤２３と第二研磨盤３３の対向領域に配置する。具体的には、保持器１７を第一研磨盤２３の上面に載置する。つまり、保持器１７のつば部１７ｂが第一研磨盤２３の内周側に入り込む状態となるように、且つ、保持器１７の本体部１７ａが第一研磨盤２３の上面に接触する状態となるようにする。
【０１０５】
そして、計測対象である複数の球体２を、保持器１７のそれぞれの第一ポケット１７ｄに配置し、且つ、第一研磨盤２３の第一研磨溝２３ａに配置する。続いて、モータ制御部８６は、モータ４１を駆動して、第二移動体１４を下方へ移動させて、第二研磨盤３３の第二研磨溝３３ａが球体２に接触する状態とする。つまり、第一研磨盤２３と第二研磨盤３３の間であって中心軸線Ｌ１，Ｌ２回りに環状に球体２を挟持する。以上により、球体２の研磨が可能な状態になる。
【０１０６】
次に、球体研磨装置１において球体２の研磨を開始する（図５のステップＳ２）。具体的には、モータ制御部８６は、荷重センサ１６で計測した計測荷重が所定値になるまでモータ４１を低速で駆動して、第二移動体１４を下方へ徐々に移動させる。
【０１０７】
そして、モータ制御部８６は、荷重センサ１６で計測した計測荷重が所定値に達したら、第一モータ２５及び第二モータ３５を制御して、所定の回転速度で第一研磨盤２３の回転及び第二研磨盤３３の回転を制御する。
【０１０８】
この球体２の研磨中において、画像取得部６１は、回転する球体２の二次元画像を取得する。具体的には、画像取得部６１は、発光部６５で光を球体２に照射し、球体２の表面から反射してくる光をイメージセンサ６６で入射して球体２の表面の二次元画像を取り込む（図５のステップＳ３、画像取得工程）。
【０１０９】
速度ベクトル計測部６２は、画像取得部６１からの球体２の二次元画像に基づいて、球体２の自転時の速度ベクトル（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）を計測し、計測速度ベクトル（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）を送信部６４及び受信部８１を介して記憶部８８に記憶する（図５のステップＳ４、速度ベクトル計測工程）。
【０１１０】
角度計測部６３は、画像取得部６１からの球体２の二次元画像に基づいて、球体２に対するイメージセンサ６６の配置角度αを計測し、送信部６４及び受信部８１を介して記憶部８８に記憶する（図５のステップＳ５）。
【０１１１】
基準速度ベクトル選択部８２は、球体２の速度ベクトル（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）の計測が所定回数行われたか否かを判断し（図５のステップＳ６）、球体２の速度ベクトル（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）の計測が所定回数行われていないときはステップＳ３に戻って上述の処理を繰り返す。
【０１１２】
一方、ステップＳ６において、球体２の速度ベクトル（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）の計測が所定回数行われたときは、記憶部８８に記憶されている球体２の複数の計測速度ベクトルの中から基準となる基準速度ベクトルを選択して記憶部８８に記憶する（図５のステップＳ７、基準速度ベクトル選択工程）。
【０１１３】
姿勢変化特性値算出部８３は、記憶部８８に記憶されている球体２の複数の計測速度ベクトル及び基準速度ベクトルに基づいて、球体２の姿勢変化特性値を算出する（図５のステップＳ８、姿勢変化特性値算出工程）。
【０１１４】
そして、算出した球体２の姿勢変化特性値及び現在の球体２の加工条件を互いに関連付けてデータベースを構築し記憶部８８に記憶する（図５のステップＳ９、データベース構築工程）。このようなデータベース構築方法により、球体２の種々の加工条件に対してデータベースを構築することで、球体２の真球度を高めることが可能な最適な加工条件を的確に見出すことが可能となる。
【０１１５】
加工条件評価部８４は、球体２の所定の加工条件について球体２の姿勢変化特性値を算出したか否かを判断し（図５のステップＳ１０）、所定の球体２の加工条件について球体２の姿勢変化特性値を算出していない場合は、ステップＳ３に戻って上述の処理を繰り返す。
【０１１６】
ここで、球体２の所定の加工条件とは、球体２の第一研磨盤２３（第二研磨盤３３）における公転速度や、第一研磨盤２３及び第二研磨盤３３により球体２に掛かる荷重等を変化させて研磨加工を行うときの加工条件である。
【０１１７】
一方、加工条件評価部８４は、所定の球体２の加工条件について球体２の姿勢変化特性値を算出したときは、記憶部８８に記憶されているデータベースの中から姿勢変化特性値が高い加工条件を最適な加工条件と評価して記憶部８８に記憶する（図５のステップＳ１１、加工条件評価工程）。
【０１１８】
以上により、球体２の加工条件の評価処理が完了する。そして、モータ制御部８６は、第一モータ２５及び第二モータ３５を停止して、モータ４１を駆動して第二移動体１４を上方へ移動させて研磨加工を停止し（図５のステップＳ１２）、全ての処理を終了する。
【０１１９】
その後、研磨制御部８５は、記憶部８８から最適な加工条件を読み出し、球体２の研磨加工を制御する（研磨制御工程）。この球体の研磨方法においては、データベースを参照することで、球体２の真球度を向上できる加工条件を的確に選択できるので、生産効率を向上できる。
【０１２０】
上述の球体加工条件評価方法では、ある加工条件において球体２が自転するときの速度ベクトルを計測し、当該計測速度ベクトルと基準速度ベクトルとを比較することで、球体２の自転軸の変動を把握している。よって、把握した球体２の自転軸の変動を姿勢変化特性値として、当該姿勢変化特性値が大きくなる加工条件を最適な加工条件として評価することで、球体２の真球度を向上できる。
【０１２１】
（８．その他）
上述の実施形態では、センサユニット６０は、球体加工条件評価方法を実現する機能の一部として、画像取得部６１と、速度ベクトル計測部６２と、角度計測部６３と、送信部６４とを備え、制御装置１８は、球体加工条件評価方法を実現する機能の他部として、受信部８１と、基準速度ベクトル選択部８２と、姿勢変化特性値算出部８３と、加工条件評価部８４と、記憶部８８とを備える構成とした。
【０１２２】
しかし、図１８に示すように、センサユニット６０Ａが、球体加工条件評価方法を実現する機能の全て、すなわち送受信部６４，８１を備えず、画像取得部６１と、速度ベクトル計測部６２と、角度計測部６３と、基準速度ベクトル選択部８２と、姿勢変化特性値算出部８３と、加工条件評価部８４と、記憶部８８とを備える構成としてもよい。
【０１２３】
これにより、球体２の加工条件評価後に、センサユニット６０Ａを保持器１７から取り出し、離れた場所等に設置されている別の球体研磨加工装置に対して、記憶部８８に記憶されているデータベースから最適な球体２の加工条件を読み出させて研磨加工を行わせることができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１：球体研磨装置、  ２：球体、  １６：荷重センサ、  １７：保持器、  １８：制御装置、  ６０，６０Ａ：センサユニット、  ６１：画像取得部、  ６２：速度ベクトル計測部、  ６３：角度計測部、  ６４：送信部、  ６５：発光部、  ６６：イメージセンサ、  ６７：電源、  ８１：受信部、  ８２：基準速度ベクトル選択部、  ８３：姿勢変化特性値算出部、  ８４：加工条件評価部、  ８５：研磨制御部、  ８６：モータ制御部、  ８７：流体圧調整部、  ８８：記憶部
【図１】
2019018261.tif 000014
【図２】
2019018261.tif 000015
【図３】
2019018261.tif 000016
【図４】
2019018261.tif 000017
【図５】
2019018261.tif 000018
【図６】
2019018261.tif 000019
【図７Ａ】
2019018261.tif 000020
【図７Ｂ】
2019018261.tif 000021
【図８】
2019018261.tif 000022
【図９】
2019018261.tif 000023
【図１０】
2019018261.tif 000024
【図１１】
2019018261.tif 000025
【図１２】
2019018261.tif 000026
【図１３】
2019018261.tif 000027
【図１４】
2019018261.tif 000028
【図１５】
2019018261.tif 000029
【図１６】
2019018261.tif 000030
【図１７】
2019018261.tif 000031
【図１８】
2019018261.tif 000032
【図１９】
2019018261.tif 000033
【図２０】
2019018261.tif 000034