(57)【要約】【課題】加工の途中で工具を廃棄したり、工具の修正を行わずに、所定の凹球面形状を創成可能な工具を選択することによって工作物に創成される凹球面形状を良好に安定化すること。【解決手段】工作物１に創成された凹球面形状の曲率半径を測定し、この測定結果を所定の凹球面形状と対比し、この対比結果に基づく曲率半径を持つ球体工具４６の選択指令に基づいて凹球面創成において用いる球体工具４６を交換する。【選択図】図１
2005279782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を用いて工作物に対して研削・研磨する研削・研磨工程により作成された工作物の形状を測定する測定工程と、
前記測定工程の測定結果と所定の形状と対比する対比工程と、
前記対比工程の対比結果に基づいて前記研削・研磨工程において前記工作物に前記所定の形状を形成可能な前記工具を選択する選択工程と、
を有することを特徴とする加工方法。
【請求項２】
工具を用いて工作物に対して凹球面を創成する球面創成工程により作成された工作物の凹球面形状を測定する測定工程と、
前記測定工程の測定結果を所定の凹球面形状と対比する対比工程と、
前記対比工程の対比結果に基づいて前記球面創成工程において前記所定の凹球面形状を形成可能な前記工具を選択する選択工程と、
を有することを特徴とする加工方法。
【請求項３】
工具を用いて工作物に対して凹球面を創成する球面創成工程と、この球面創成工程の後に前記凹球面が創成された前記工作物に対して研削又は研磨のうちいずれか一方又は両方を行う研削・研磨工程とを有する加工方法において、
前記工作物に創成された前記凹球面形状を測定する測定工程と、
前記測定工程の測定結果を所定の凹球面形状と対比する対比工程と、
前記対比工程の対比結果に基づいて前記球面創成工程において前記所定の凹球面形状を形成可能な前記工具を選択する選択工程と、
を有することを特徴とする加工方法。
【請求項４】
前記球面創成工程は、球体工具を用いてレンズ凹球面を創生することを特徴とする請求項２又は３記載の加工方法。
【請求項５】
工具を用いて工作物に対して研削・研磨された工作物の形状を測定する測定手段と、
前記測定手段の測定結果と所定の形状と対比する対比手段と、
前記対比手段による対比結果に基づいて前記工作物に対して前記研削・研磨して前記所定の形状を形成可能な前記工具を選択する選択手段と、
を具備したことを特徴とする加工装置。
【請求項６】
工具を用いて工作物に対して凹球面を創成された工作物の凹球面形状を測定する測定手段と、
前記測定手段の測定結果と所定の凹球面形状と対比する対比手段と、
前記対比手段の対比結果に基づいて前記工作物に対して凹球面を創成可能な前記工具を選択する選択手段と、
を具備したことを特徴とする加工装置。
【請求項７】
工具を用いて工作物に対して凹球面を創成し、この後に前記凹球面が創成された前記工作物に対して研削又は研磨のうちいずれか一方又は両方を行う加工装置において、
前記工具を用いて前記工作物に対して前記凹球面を創成された工作物の凹球面形状を測定する測定手段と、
前記測定手段の測定結果と所定の凹球面形状と対比する対比手段と、
前記対比手段の対比結果に基づいて前記工作物に対して前記所定の凹球面形状を創成可能な前記工具を選択する選択手段と、
を具備したことを特徴とする加工装置。
【請求項８】
前記選択手段は、それぞれ形状の異なる複数の前記工具を有し、これら工具の中から前記所定の凹球面形状を創成可能な前記工具を選択することを特徴とする請求項５乃至７のうちいずれか１項記載の加工装置。
【請求項９】
前記工具を用いて前記工作物に対して前記凹球面を創成する球面創成装置を備え、当該球面創成装置は、前記工具を球面創成工具軸部に対して装填、取り外し可能であり、
前記選択手段は、それぞれ形状の異なる複数の前記工具をそれぞれ収納する複数の工具容器を有し、前記球面創成工具軸部に装着されている前記工具を取り外し、この後、前記複数の工具の中から前記所定の凹球面形状を創成可能な前記工具を前記球面創成工具軸部に装填することを特徴とする請求項５乃至７のうちいずれか１項記載の加工装置。
【請求項１０】
前記球体工具を用いて前記工作物に対して前記凹球面を創成する球面創成装置を備え、当該球面創成装置は、前記球体工具を球面創成工具軸部に対して着脱可能であり、
前記選択手段は、それぞれ形状の異なる複数の前記球体工具をそれぞれ収納する複数の工具容器と、
これら工具容器からそれぞれ取り出された各１つの前記球体工具をそれぞれ保持する複数の工具装填部と、
これら工具装填部の中から前記所定の凹球面形状を創成可能な前記球体工具を保持する前記工具装填部を装填位置に移動させる装填位置移動制御部と、
前記球面創成工具軸部に装填着されている前記球体工具を取り外して排出する工具排出部とを有し、
前記球面創成工具軸部は、前記装填位置に移動して前記工具装填部に保持されている前記球体工具を装填する、
ことを特徴とする請求項５乃至７のうちいずれか１項記載の加工装置。
【請求項１１】
前記測定手段は、前記工作物の形状を自動測定してその測定結果を前記対比手段に送出し、
前記対比手段は、前記測定結果と所定の凹球面形状とを自動的に対比し、
前記選択手段は、前記対比手段の対比結果を受けて前記工作物に対して前記所定の凹球面形状を創成可能な前記工具を自動的に選択する、
ことを特徴とする請求項５乃至７のうちいずれか１項記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作物に対して例えば凹球面を創成する球面創成工程を有する加工方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば光学的なレンズの作成では、例えば樹脂やガラスにより成る工作物に対して凹球面を創成し球面創成加工を行い、この後、レンズ等のように光を透過させる性能を持たせるために凹球面の表面粗さを極めて小さな光沢面に仕上げるために研磨加工を行う。
【０００３】
このうち工作物に凹球面を創成する球面創成加工の技術としては、例えば特許文献１に開示されている。図１０はかかる特許文献１に開示されている超音波凹球面創成装置の全体構成図である。この超音波凹球面創成装置は、大きく分けて、工作物１に対して凹球面形状を創成するための球体工具２と、この球体工具２を取り付ける超音波発振器３と、工作物１に形成された凹球面形状の深さを測定する測定器４と、工作物１の凹球面創成部位にスラリー５を吐出するスラリー供給手段６と、超音波発振器３及びスラリー供給手段６をそれぞれ動作制御すると共に、測定器４により測定された工作物１の凹球面形状の深さを監視して工作物１に凹球面形状を創成させる演算制御手段７とを有する。
【０００４】
具体的に工作物１は、工作物台８の上部の工作物保持部材９に着脱自在に保持されることによって工作物台８上に固定される。この工作物台８は、超音波発振器３の昇降方向と同一方向に伸縮する加圧手段１０によって上下動する。
【０００５】
超音波発振器３は、昇降機構（図示省略）に取り付けられ、この昇降機構の駆動によって昇降可能である。この超音波発振器３の先端には、ホーン１１が取り付けられ、このホーン１１の先端に球体工具２が保持される。このホーン１１は、超音波発振器３から発生する超音波を増幅する。球体工具２は、例えば真球度が高い鋼球である。ホーン１１の先端には、球体工具２と同等の曲率を有する凹球面が形成されている。このホーン１１は、着磁されているので、球体工具２を凹球面に磁力により吸着し、回転可能に保持する。
【０００６】
超音波発振器３は、超音波制御器１２に接続され、この超音波制御器１２から供給される電力によって振動して超音波を発生する。この超音波制御器１２は、演算制御手段７に接続され、超音波発振器３に供給する電力を制御する。
【０００７】
測定器４は、上方に伸びる測定子１３を有し、この測定子１３を工作物台８のフランジ部１４に接触させている。これによって、測定器４は、工作物台８の昇降量を測定し、間接的に工作物１に形成される凹球面形状の深さを測定する。この測定器４は、アンプ１５を介して演算制御手段７に接続されている。測定器４から出力される測定値を示す信号は、アンプ１５により増幅されて演算制御手段７に送られる。
【０００８】
スラリー供給手段６は、スラリー５を工作物１の球面創成部位に吐出するノズル１６を備えている。このスラリー５は、非磁性で、一定以上の硬度を有し、かつ一定以下の粒径である砥粒を、非磁性の流体中に分散させて形成されている。砥粒の例としては、例えばダイヤモンド、ｃ−ＢＮ、ＳｉＣ、酸化セリウム、アルミナ、ジルコニア、ＧＣなどである。又、流体の例としては、例えば水やシリコンオイルなどである。
【０００９】
このスラリー供給手段６は、移動手段（図示省略）によって攪拌容器（図示省略）側と工作物１側との間に移動可能である。スラリー５は、攪拌容器内で攪拌される。これにより、砥粒は、流体中で均一に分散した状態になっている。このスラリー供給手段６は、攪拌容器側にあるときに内蔵するシリンジ（図示省略）によりスラリー５を吸入する。又、スラリー供給手段６は、工作物１側にあるときにスラリー制御部１７によってシリンジを動作させ、一定量のスラリー５をノズル１６から工作物１の凹球面創成部位に吐出する。
【００１０】
加工を行う際は、先ず、ホーン１１の凹球面に球体工具２を保持した状態で、超音波振動子３を下降させる。この下降により球体工具２と工作物台８上に固定された工作物１の上面１ａとが接触する位置で超音波振動子３の下降を停止する。このとき、加圧手段１０によって工作物台８は、上方に所定の荷重を与えられるので、工作物１と球体工具とは、荷重が付加されながら接触する。
【００１１】
この状態で、超音波制御器１２の制御によって、超音波振動子３から超音波が発振されると、この超音波は、ホーン１１で増幅されて球体工具２に伝達する。これにより、球体工具２は、微視的、瞬間的に工作物１から離脱し、転動する。さらに、スラリー供給手段６は、スラリー５を工作物１と球体工具２との接触部位に供給するので、微視的、瞬間的に生じた工作物１と球体工具２との隙間にスラリー５に含まれる砥粒が介在する。そして、超音波振動によって球体工具２は、砥粒を工作物１に微視的に叩きつける。これによって、工作物１の上面の接触部位の微細な破片が除去されていき、球体工具２を転写した凹球面が工作物１に創成されていく。
【００１２】
工作物台８は、加圧手段１０によって上方に所定の荷重が付加されているので、凹球面の創成が進行するのに従って上方に変位する。この工作物台８の変位量は、測定器４により測定される。この工作物台８の変位量は、工作物１の凹球面の深さと介在する砥粒の直径との和に準ずる値となるので、工作物１に創成される凹球面の深さが目標の深さに達したことを読み取った時点で、演算制御手段７は、超音波振動子３からの超音波の発振を停止し、加工を終了する。
【００１３】
このように創成された工作物１の凹球面は、表面粗さが比較的大きいつや消し面となっている。工作物１が例えばレンズなど光を透過させる性能を要する場合、その凹球面を表面粗さが極めて小さい光沢面とする必要がある。この場合、工作物１に対して研磨加工を行う。
【００１４】
レンズ等の工作物１の凹球面に研磨加工を行う技術は、数々あり、例えば特許文献２に開示されている。図１１はかかる特許文献２に開示されている研磨装置の全体概略構成図である。この研磨装置は、例えばレンズ等の工作物１を保持する工作物ホルダ２０と、この工作物ホルダ２０を下端に有し、かつ上下方向に移動可能な上軸２１と、工作物１の加工時に上軸２１に対し加圧する加圧手段２２と、上軸２１の上方に同軸的に設けられ、上軸２１を回転させる回転駆動手段２３と、この回転駆動手段２３と上軸２１との間に設けられ、上軸２１の上下方向への移動を拘束することなく回転駆動手段２３の回転力を伝達する継手部２４と、これら上軸２１、加圧手段２２、回転駆動手段２３及び継手部２４等からなる上軸機構全体を揺動させる揺動手段２５と、工作物１と同程度の曲率で反対の形状である凸面を有する砥石２６と、この砥石２６を上方に保持し、駆動モータによって回転自在なスピンドル２７とを有する。
【００１５】
このような構成であれば、工作物１を保持した工作物ホルダ２０を、上軸２１の下端部にあるユニバーサル・ジョイント２８の先端に取り付ける。次に、加圧手段２２において、通気口２９から空圧装置（図示省略）によって圧縮空気を空隙３０に送り込む。これにより、上軸２１が下方向に押され、工作物１の凹球面が砥石２６の加工面に接触する。このとき、工作物１は、所定の圧力で下方向（砥石２６の方向）に加圧された状態にある。又、揺動手段２５の揺動軸３１の軸心上に工作物１の凹球面の曲率中心が位置するように設定される。
【００１６】
次に、駆動モータ（図示省略）の駆動によってスピンドル２７が回転し、これに伴なってスピンドル２７に保持された砥石２６が回転する。これと同時に、揺動手段２５は、揺動軸３１を中心にハウジング３２を揺動動作させる。さらに、モータ２３の回転駆動により、その回転力が継手部２４を介して上軸２１に伝達し、この上軸２１を回転させる。又、加工液供給装置（図示省略）によって工作物１と砥石２６との接触部位に加工液が供給される。これらの動作によって、工作物１の凹球面上で微細な凹凸形状が除去されていき、工作物１の凹球面は、表面粗さの極めて小さい光沢面になる。
【００１７】
以上のような球面創成加工と研磨加工とによって光沢面である凹球面を有する工作物が作成される。
【特許文献１】特開２０００−１５３４３４公報
【特許文献２】特開２０００−９４２８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上記一連の球面創成加工、研磨加工では、工作物１に作成される凹球面の曲率を常用ニュートンゲージで測定した本数（ＮＲ本数）で示すと、球面創成加工後においてマイナス２本程度であり、研磨加工後において０本程度とするのが望ましい。ここで、ＮＲ０本は、曲率半径が所望の仕上げ曲率半径と同一であることを示し、ＮＲマイナスは、曲率半径が所望の仕上げ曲率半径より小さいことを示す。
【００１９】
研磨加工では、工作物１を研磨加工する際、砥石２６の凸面も徐々に除去される。この砥石２６の凸面の曲率半径は、最初、所望の仕上げ曲率半径となっているが、研磨加工の進行と共に変化してずれることがある。この場合、砥石２６の回転動作や上軸２１に取り付けられた工作物１の回転動作の回転速度、揺動手段２５の揺動動作の揺動速度や揺動角度などの加工条件を変更することによって、砥石２６の凸面における工作物１と接触位置を修正し、砥石２６の凸面の曲率半径を所望の仕上げ曲率半径に作成する。
【００２０】
ところが、砥石２６の凸面の曲率半径は、所望の仕上げ曲率半径から大きくずれると、加工条件の変更のみでは、修正しきれなくなる。これに対する第１の対処方法として、使用している砥石２６を破棄し、所望の仕上げ曲率半径の凸面を有する新たな砥石２６に交換する方法がある。この方法では、砥石２６に研磨する充分な量だけ残っていても、砥石２６を破棄するので、砥石２６の材料代が無駄になり、砥石２６の廃棄量が増加し、環境へ大きな負荷を与えるおそれがある。
【００２１】
第２の対処方法として、砥石２６の凸面を研削し直し、所望の仕上げ曲率半径に修正する方法がある。この方法では、工作物１の加工を中断して、砥石２６の研削作業を行う。このため、加工装置の稼働率が低下したり、作業者に手間がかかるため、生産コストの上昇につながる。又、砥石２６の研削作業を行っても、曲率半径や砥粒の突き出し状態などを理想的な状態に復元できず、当該砥石２６によって加工した工作物１の品質が良好にならないおそれがある。さらに、砥石２６の研削作業を行うことは、かかる作業中に砥石２６を破損する危険性を有する。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、工具を用いて工作物に対して研削・研磨する研削・研磨工程により作成された工作物の形状を測定する測定工程と、測定工程の測定結果と所定の形状と対比する対比工程と、対比工程の対比結果に基づいて研削・研磨工程において工作物に所定の形状を形成可能な工具を選択する選択工程とを有する加工方法である。
【００２３】
本発明は、工具を用いて工作物に対して凹球面を創成する球面創成工程により作成された工作物の凹球面形状を測定する測定工程と、測定工程の測定結果を所定の凹球面形状と対比する対比工程と、対比工程の対比結果に基づいて球面創成工程において所定の凹球面形状を形成可能な工具を選択する選択工程とを有する加工方法である。
【００２４】
本発明は、工具を用いて工作物に対して研削・研磨された工作物の形状を測定する測定手段と、測定手段の測定結果と所定の形状と対比する対比手段と、対比手段による対比結果に基づいて工作物に対して研削・研磨して所定の形状を形成可能な工具を選択する選択手段とを具備した加工装置である。
【００２５】
本発明は、工具を用いて工作物に対して凹球面を創成された工作物の凹球面形状を測定する測定手段と、測定手段の測定結果と所定の凹球面形状と対比する対比手段と、対比手段の対比結果に基づいて工作物に対して凹球面を創成可能な工具を選択する選択手段とを具備した加工装置である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、加工の途中で工具を廃棄したり、工具の修正を行わずに、所定の凹球面形状を創成可能な工具を選択することによって工作物に創成される凹球面形状を良好に安定できる加工方法及びその装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は凹球面の加工装置における球面創成装置４０の分解斜視図を示す。この球面創成装置４０は、球面創成工具軸部４１を備える。この球面創成工具軸部４１は、超音波発振器４２と、装置架台（図示省略）に対し昇降動作を行う昇降機構４３と、これら超音波発振器４２や昇降機構４３、その他の各種制御を行う制御装置４４とを有する。
【００２９】
超音波発振器４２は、超音波振動子（図示省略）を内蔵する。この超音波振動子は、電力の供給により振動し、超音波を発生する。この超音波発振器４２は、発生した超音波を下方に向って放出する。
【００３０】
この超音波発振器４２の下端部には、磁性金属からなる軸体４２ａが一体的に固定されている。この軸体４２ａの下部には、磁性金属からなるホーン４２ｂが着脱可能に連結されている。このホーン４２ｂは、下部になるに従って直径が小さくなる円錐台状に形成されている。このホーン４２ｂの下端には、図２に示すように凹球面状の球体工具保持部４５が形成されている。この球体工具保持部４５は、鋼球からなる球体工具４６を装填、取り外し可能とする。軸体４２ａの外周には、コイル４７が巻回されている。このコイル４７には、制御装置４４の制御によって任意の電力が通電できるように配線が施されている。
【００３１】
昇降機構４３は、超音波発振器４２を上下方向（Ｚ方向）に昇降する。この昇降機構４３は、制御装置４４の制御により駆動するモータ４８を有する。このモータ４８には、ボールネジ４９が連結されている。このボールネジ４９は、装置架台の垂直方向を軸心として回転可能に設けられている。このボールネジ４９に対して直動ガイド５０が平行に設けられている。この直動ガイド５０には、当該直動ガイド５０に沿って上下方向（Ｚ方向）に直動するブラケット５１が設けられている。このブラケット５１は、ボールネジ４９に螺合する上部支持板５２と、超音波発振器４２を固定支持し、かつボールネジ４９に螺合する下部支持板５３と、これら上部支持板５２及び下部支持板５３を支持して直動ガイド５０に沿って直動する直動本体５４とを有する。このブラケット５１は、ボールネジ４９の回転によって直動ガイド５０に沿って上下方向に直動する。しかるに、超音波発振器４２は、モータ４８に対して制御装置４４により駆動制御されることにより上下方向（Ｚ方向）への昇降する。
【００３２】
次に、球面創成ワーク軸部６０について説明する。この球面創成ワーク軸部６０は、超音波発振器４２の下端側に設けられたホーン４２ｂの下端に装着された球体工具４６の下方に設けられている。この球面創成ワーク軸部６０は、レンズ等を作成するための工作物１を保持する。
【００３３】
具体的に球面創成ワーク軸部６０は、装置架台に固定された加圧シリンダ６１と、この加圧シリンダ６１の稼動部６２に支持された載置台６３とを有する。加圧シリンダ６１は、油圧によって稼動部６２を上下方向（Ｚ方向）に昇降可能である。この加圧シリンダ６１の油圧は、制御装置４４により制御される。
【００３４】
図２は超音波発振器４２及びワーク保持部６４を示す略断面図である。載置台６３の上面には、ワーク保持部６４が設けられている。このワーク保持部６４は、レンズ等を作成するための工作物１を貼り付けたレンズ貼付皿６５の下軸部６６を保持する。このワーク保持部６４は、載置台６３の上面中央に形成された円形の孔６７と、この孔６７の周囲の３方向に放射状に形成された各ガイド溝６８とを有する。これらガイド溝６８には、それぞれ各把持爪６９がそれぞれ摺動可能に設けられている。これら把持爪６９は、それぞれシリンダ（図示省略）に連結され、このシリンダの進退動作の駆動力が与えられてそれぞれレンズ貼付皿６５の下軸部６６に対して矢印ｆ１、ｆ２方向に進退する。
【００３５】
レンズ貼付皿６５は、下軸部６６と、大径のフランジ部７０と、レンズ貼付部７１とを同軸上に一体的に形成している。このレンズ貼付皿６５をワーク保持部６４で保持する際は、下軸部６６を孔６７に挿入し、フランジ部７０を載置台６３の上面に当接させて係止した後、各把持爪６９を前進させて下軸部６６を把持する。
【００３６】
測定器としての電気マイクロメータ７２が装置架台（図示省略）に固定されている。この電気マイクロメータ７２は、載置台６３のＺ方向の昇降移動量を測定するもので、測定子７３を載置台６３の下面に当接させている。
【００３７】
次に、球体工具供給部８０について説明する。図３は球体工具供給部８０の要部を示す略断面図を示す。球体工具供給部８０は、球体工具移動台８１上に工具容器８２を設けている。この工具容器８２は、例えば３つの容器部８２ａ、８２ｂ、８２ｃを有する。これら容器部８２ａ、８２ｂ、８２ｃは、それぞれ上面に各開口部８３を形成し、かつ底面を例えば円錐状に径を次第に細くして傾斜面を形成し、最底面の中心部に例えば球体工具４６を１個だけ通過させる垂直方向の各縦穴８５を形成している。これら容器部８２ａ、８２ｂ、８２ｃには、それぞれ曲率半径が異なる複数の球体工具４６が各容器部８２ａ、８２ｂ、８２ｃ別に充填されている。これら球体工具４６の各曲率半径は、例えば、工作物１のレンズ面１ｂの曲率半径と同一の曲率半径と、それよりやや大きい曲率半径と、それよりやや小さい曲率半径とを有する。
【００３８】
工具容器８２には、工具装填用部材８６が一体的に設けられている。この工具装填用部材８６には、各容器部８２ａ、８２ｂ、８２ｃの各位置に対応して各装填用開口部８７ａ、８７ｂ、８７ｃが設けられている。これら装填用開口部８７ａ、８７ｂ、８７ｃは、それぞれ例えば円柱状に形成され、その各底部に例えば円錐状に径を次第に細くして傾斜面を形成した各工具装填部位８８ａ、８８ｂ、８８ｃが設けられている。
【００３９】
これら装填用開口部８７ａ、８７ｂ、８７ｃと各縦穴８５との間には、それぞれ水平方向の各横穴８９が設けられ、各装填用開口部８７ａ、８７ｂ、８７ｃと各縦穴８５との間を連通している。これら横穴８９内には、それぞれ例えば圧縮空気で動作する各ピストンの各ロッド９０が矢印ｆ３方向に進退移動可能になっている。このロッド９０の進退移動により各容器部８２ａ、８２ｂ、８２ｃから横穴８９内に落下した１個の球体工具４６が各工具装填部位８８ａ、８８ｂ、８８ｃに押し出される。
【００４０】
曲率半径指示器９１は、工作物１に所望の曲率半径の凹球面を創成するための球体工具４６の曲率半径を指示するもので、例えば「標準」「マイナス」「プラス」の３個のボタンが設けられている。この曲率半径指示器９１は、「標準」のボタンを押し操作された場合、所定のレンズ面１ｂと同一の曲率半径を有する球体工具１６の選択指示を発する。又、曲率半径指示器９１は、「マイナス」のボタンを押し操作された場合、所定のレンズ面１ｂよりやや小さい曲率半径を有する球体工具１６の選択指示を発する。又、曲率半径指示器９１は、「プラス」のボタンを押し操作された場合、所定のレンズ面１ｂよりやや大きい曲率半径を有する球体工具１６の選択指示を発する。
【００４１】
球体工具移動台８１は、水平方向（ＸＹ方向）に移動可能に設けられている。この球体工具移動台８１は、例えば所望の曲率半径の凹球面を創成するための球体工具４６を保持する工具装填部位８８ａ、８８ｂ又は８８ｃを球面創成工具軸部４１のホーン４２ｂの直下に位置させる状態と、球面創成工具軸部４１と球面創成ワーク軸部６０とが干渉しない状態との間に移動可能である。
【００４２】
なお、工具装填部位８８ａ、８８ｂ又は８８ｃが球面創成工具軸部４１のホーン４２ｂの直下に位置する状態にあるとき、球面創成工具軸部４１を下降させ、ホーン４２ｂの球体工具保持部４５を球体工具４６に当接させ、コイル４７に電力を供給すると、球体工具４６はホーン４２ｂに対して磁力によって吸引される。
【００４３】
又、球体工具移動台８１上には、工具容器８２及び工具装填用部材８６に隣接して球面創成工具排出部９２が設けられている。この球面創成工具排出部９２は、上部に開口部を形成し、その内部に水、洗浄液などの液体を満たした工具排出容器９３と、この工具排出容器９３の上方に設けられ、例えば空気を吹き付けるエアブロー機構９４とを有する。
【００４４】
この球面創成工具排出部９２は、球体工具移動台８１の移動により、工具排出容器９３を球面創成工具軸部４１のホーン４２ｂの直下に位置させることも可能である。この状態で、球面創成工具軸部４１を下降させ、球体工具４６を磁力により保持するホーン４２ｂを工具排出容器９３内の液体に浸漬させ、超音波発振器４２から超音波を発振させることにより、球体工具４６がホーン４２ｂから離脱し、工具排出容器９３内に落下する。
【００４５】
次に、球面創成加工液供給部１００について説明する。この球面創成加工液供給部１００は、スラリ１０１等の加工液をレンズ等の工作物１に供給する。具体的に球面創成加工液供給部１００は、流体中にダイヤモンド砥粒を分散したスラリ１０１を収容する加工液容器１０２と、この加工液容器１０２内から工作物１に向けてスラリ１０１を供給するディスペンサ１０３とを有する。
【００４６】
加工液容器１０２内には、例えばマグネットスターラ（図示省略）が入れられており、このマグネットスターラを磁力によって回転させることによってスラリ１０１を攪拌する。ディスペンサ１０３は、内部にスラリ１０１を収容可能な円筒状に形成され、制御装置４４の制御によって任意の量、速度でスラリ１０１を吸入・吐出することが可能である。このディスペンサ１０３は、例えば移動手段（図示省略）によって、加工液容器１０２からスラリ１０１を吸入する位置と、工作物１に向ってスラリ１０１を吐出する位置との間に移動可能である。
【００４７】
次に、球面創成ワーク供給部１１０について説明する。この球面創成ワーク供給部１１０は、工作物１を球面創成ワーク軸部６０に供給する。具体的に球面創成ワーク供給部１１０は、レンズ等の工作物１を貼り付けたレンズ貼付皿６５を収納するワーク準備台１１１と、このワーク準備台１１１からレンズ貼付皿６５を球面創成ワーク軸部６０に搬送するワーク搬送ハンド１２２とを有する。ワーク搬送ハンド１１２は、基台１１３と、この基台１１３に対して上下方向（Ｚ方向）に昇降可能でかつ基台１１３を軸として矢印ｆ４方向に回転可能に設けられたアーム部１１４と、このアーム部１１４の先端部に設けられた吸着筒１１５とを有する。
【００４８】
吸着筒１１５は、内部の気圧を低くすることでレンズ貼付皿６５を吸着する。このワーク搬送ハンド１１２は、ワーク準備台１１１上に載置されたレンズ貼付皿６５を吸着筒１１３で吸着保持しながら、球面創成ワーク軸部６０のワーク保持部６４に移動可能である。
【００４９】
次に、凹球面の加工装置における研磨装置１２０について説明する。図４はかかる研磨装置１２０の分解斜視図である。この研磨装置１２０は、球面創成装置４０により凹球面が創成された工作物１に対して研磨を行う。具体的に研磨装置１２０は、研磨ワーク軸部１２１と、この研磨ワーク軸部１２１の全体を矢印ｆ５の方向に揺動させる揺動機構１２２とを備える。
【００５０】
研磨ワーク軸部１２１は、揺動機構１２２の上端部に支持体１２３を介して設けられた例えばモータ等を有する回転駆動機構１２４を備える。揺動機構１２２は、揺動用モータ１２２ａと、この揺動用モータ１２２ａの回転軸に連結されて揺動軸１２２ｂとを有する。この揺動軸１２２ｂの先端部には、上記支持体１２３を介して回転駆動機構１２４が設けられている。
【００５１】
この回転駆動機構１２４の回転軸には、継手部１２５を介して加圧機構１２６が設けられている。この加圧機構１２６には、主軸部１２７を介してワークホルダ１２８が設けられている。このワークホルダ１２８は、レンズ等の工作物１を貼り付けたレンズ貼付皿６５を保持する。主軸部１２７は、上下方向（Ｚ方向）に移動可能で、その下端に設けたワークホルダ１２８を上下方向（Ｚ方向）に昇降させる。加圧機構１２６は、工作物１の加工時に主軸部１２７に対して加圧する。継手部１２５は、主軸部１２７の上下方向への移動を拘束することなく、かつ回転駆動機構１２４による回転方向ｆ６の回転力を主軸部１２７に伝達する。なお、回転駆動機構１２４の回転軸は、主軸部１２７と同軸に設けられる。
【００５２】
次に、研磨工具軸部１３０について説明する。この研磨工具軸部１３０は、研磨工具１３１を任意の高さに上下方向（Ｚ方向）に昇降移動させる。研磨工具１３１は、工作物１に形成するレンズ面１ｂと同程度の曲率で、かつレンズ面１ｂと反対の凸面形状に形成された加工面１３１ａを有する。この研磨工具軸部１３０は、研磨工具１３１と、この研磨工具１３１を上方に保持し、図示しない駆動モータによって回転可能なスピンドル１３２と、当該研磨工具軸部１３０の全体をモータ（図示省略）によって任意の高さに上下方向（Ｚ方向）に昇降移動させる昇降機構１３３とを有する。
【００５３】
研磨工具１３１の加工面１３１ａは、例えば酸化セリウムやジルコニアなどの砥粒を、フェノールやポリイミドなどの樹脂に分散させて固めた固定砥粒砥石である。研磨工具１３１が固定砥粒砥石の場合、その砥粒は、レンズ等の工作物１のレンズ面１ｂを微細に除去することが可能な硬度と大きさを有する。又、上記フェノールやポリイミドなどの樹脂は、砥粒を保持するが、レンズ等の工作物１の除去加工が進行すると砥粒を脱落させるような材料である。
【００５４】
加工液供給機構１３４は、加工液１３５を貯蔵する容器（図示省略）と、加工液１３５を工作物１に吐出するノズルと、これら容器とノズルとを結ぶ配管（図示省略）と、この配管内で加工液１３５に配送する圧力を付与するポンプ（図示省略）とを有し、加工中の工作物１に供給する加工液１３５の有無や量を自在に設定可能である。又、研磨工具１３１が固定砥粒砥石である場合、加工液１３５は例えば水である。
【００５５】
研磨ワーク軸部１２１の加圧機構１２６において、図示しない通気口から空圧装置（図示省略）によって圧縮空気を空隙に送り込むと、主軸部１２７が下方向に押され、工作物１のレンズ面１ｂに接触させることが可能になる。このとき、工作物１は、所定の圧力で下方向（研磨工具１３１を配置側の方向）に加圧された状態となる。又、工作物１のレンズ面（被加工面）１ｂは、当該レンズ面１ｂの曲率中心を揺動機構１２２の軸心上に位置するように配置設定される。
【００５６】
次に、研磨装置搬送機構１４０について説明する。この研磨装置搬送機構１４０は、ワーク準備台１１１上に保持されているレンズ貼付皿６５を吸着保持し、このレンズ貼付皿６５を研磨ワーク軸部１２１のワークホルダ１２８に搬送し、かつワークホルダ１２８に装着されているレンズ貼付皿６５を吸着保持し、ワーク準備台１１１上の所定位置に搬送する。
【００５７】
具体的に研磨装置搬送機構１４０は、基台１４１と、この基台１４１で上下方向（Ｚ方向）に昇降可能な昇降軸１４２と、この昇降軸１４２の上部に矢印ｆ６方向に回転可能でかつ水平方向に設けられたアーム１４３と、このアーム１４３の先端部に矢印ｆ７方向に回転可能に設けられた反転機構１４４と、この反転機構１４４に設けられ、工作物１を貼り付けたレンズ貼付皿６５を真空吸引する容器状の吸着筒１４５とを有する。反転機構１４４は、矢印ｆ７方向に回転することにより吸着筒１４５に真空吸引された工作物１の姿勢の上下方向を反転する。
【００５８】
次に、制御装置４４について説明する。図５は凹球面の加工装置の制御系統を示すブロック構成図である。制御装置４４は、超音波発振器４２、コイル４７、モータ４８、加圧シリンダ６１、ロッド９０、エアーブロー機構９４、球体工具移動台８１、ワーク準備台１１１、ワーク搬送ハンド１１２、加圧機構１２６、回転駆動機構１２４、スピンドル１３２、昇降機構１３３、加工液供給機構１３４、研磨装置搬送機構１４０、アーム１４３、反転機構１４４及び吸着筒１４５に対して各駆動制御信号を送出し、かつ電気マイクロメータ７２から出力された測定信号及び曲率半径指示器９１から発せられる選択指令を取り込む。
【００５９】
この制御装置４４は、工作物１に対して凹球面の創成作業を実行し、この後に、凹球面が創成された工作物１に対して研磨作業を実行するための凹球面創成・研磨作業プログラムを予め格納し、この凹球面創成・研磨作業プログラムを実行することにより本発明装置の特徴とする動作、すなわち工作物１に創成された凹球面形状を電気マイクロメータ７２から出力された測定信号を取り込んで測定し、この測定結果を所定の凹球面形状と対比し、この対比結果又は曲率半径指示器９１から発せられた当該対比結果に基づく球体工具４６の選択指令に基づいて、球面創成作業において用いる曲率半径を有する球体工具４６に交換するための各駆動制御信号を球面創成装置４０及び球体工具供給部８０などに送出する。
【００６０】
次に、上記の如く構成された凹球面の加工装置によりレンズ等の工作物１に対する球面創成加工及び研磨加工の加工動作について説明する。
【００６１】
先ず、円筒形状の素材状態である工作物１がレンズ貼付皿６５上に熱可塑性接着剤等により貼り付けられる。このレンズ貼付皿６５は、球面創成ワーク供給部１１０のワーク準備台１１１上に載置される。
【００６２】
次に、制御装置４４は、凹球面創成・研磨作業プログラムを実行して以下の動作を制御する。球面創成装置４０が動作開始すると、球面創成ワーク供給部１１０は、ワーク搬送ハンド１１２を移動させ、吸着筒１１５の動作によりワーク準備台１１１上に載置されたレンズ貼付皿６５を１個吸着保持する。この球面創成ワーク供給部１１０は、レンズ貼付皿６５を吸着保持した状態で、ワーク搬送ハンド１１２を移動させ、レンズ貼付皿６５を図２に示すように球面創成装置４０のワーク保持部６４上に装填する。このとき、レンズ貼付皿６５は、下軸部６６を孔６７に挿入される。フランジ部７０は、ワーク保持部６４の上面に当接した状態で係止している。ここで、各把持爪６９を前進させることによりレンズ貼付皿６５の下軸部６６が把持される。
【００６３】
一方、球面創成球体工具供給部８０は、工具容器８２の各容器部８２ａ、８２ｂ、８２ｃ内にそれぞれ充填された各球体工具４６のうち１個が図３に示すように縦穴８５を通り、横穴８９に入り込む。ここで、ロッド９０を前進させ、球体工具４６を押し出し、各工具装填部位８８ａ、８８ｂ、８８ｃに装填する。
【００６４】
次に、球体工具移動台８１がＸＹ方向に移動し、所望の曲率半径を持つ球体工具４６を充填した例えば工具装填部位８８ａが球面創成工具軸部４１のホーン４２ｂの直下に移動する。この位置で球面創成工具軸部４１が下降し、ホーン４２ｂの球体工具保持部４５ａを球体工具４６に当接させる。次に、コイル４７に電力を供給すると、このコイル４７から磁力が発生する。これにより、球体工具４６は、磁力によってホーン４２ｂに吸引される。この後、球面創成工具軸部４１は、待機位置まで上昇する。これと共に、球体工具移動台８１は、移動し、当該球体工具移動台８１上に設置された球体工具供給部８０を球面創成工具軸部４１から離れた待機位置まで後退させる。
【００６５】
次に、球面創成工具軸部４１を下降させ、ホーン４２ｂで保持している球体工具４６を工作物１の上面１ａに当接させる。これと共に球面創成加工液供給部１００を前進させ、ディスペンサ１０３からスラリ１０１を工作物１と球体工具４６との当接部に吐出する。ここで、超音波発振器４２を動作させて超音波を発振させると、この超音波振動は、ホーン４２ｂにより増幅されて球体工具４６に伝達する。これにより、球体工具４６は、微視的、瞬間的に工作物１から離脱し、転動する。そして、球体工具４６と工作物１との隙間にスラリ１０１の砥粒が介在し、かつ砥粒が工作物１を叩きつけることで、工作物１における球体工具４６との接触部位で微細な破片が除去されていく。そうして工作物１の上面１ａには、球体工具４６を転写した凹球面状のレンズ面１ｂが創成される。
【００６６】
このような工作物１の凹球面創成加工の進行中、球面創成工具軸部４１は、上下方向（Ｚ方向）の移動を停止しているので、工作物１を載置している載置台６３は、球面創成ワーク軸部６０の加圧シリンダ６１の動作によりＺ方向に上昇する。この載置台６３の上昇量は、電気マイクロメータ７２により常時計測される。
【００６７】
この電気マイクロメータ７２は、載置台６３の上昇量の測定信号を制御装置４４に送出する。この制御装置４４は、電気マイクロメータ７２から出力された測定信号を取り込み、載置台６３が所定量だけ上昇したか否かを判定し、所定量だけ上昇したと判定すると、超音波発振器４２から発せられる超音波発振を停止させ、かつコイル４７に電力を供給して球体工具４６をホーン４２ｂに磁力吸着させる。
【００６８】
次に、昇降機構４３は、球面創成工具軸部４１を上昇させる。これと共に球体工具移動台８１は、移動動作し、球面創成工具排出部９２の工具排出容器９３を球面創成工具軸部４１のホーン４２ｂの直下に位置させる。この状態で、球面創成工具軸部４１は、下降する。これにより、球体工具４６を磁力保持するホーン４２ｂは、工具排出容器９３内の液体に浸漬される。そして、超音波発振器４２から超音波が発振されると、球体工具４６は、ホーン４２ｂから離脱し、工具排出容器９３内に落下する。
【００６９】
このように使い終わった球体工具４６は、工具排出容器９３内に落下して回収され、この回収作業が終了したところで、球体工具移動台８１は再び移動動作し、球面創成工具排出部９２を待機位置に移動させる。
【００７０】
次に、ワーク搬送ハンド１１２は、移動動作して吸着筒１１５を球面創成ワーク軸部６０上にあるレンズ貼付皿６５上に配置し、さらに吸着筒１１５によりレンズ貼付皿６５を覆う。次に、吸着筒１１５は、その内部の気圧を低めることによってレンズ貼付皿６５を吸着保持する。
【００７１】
次に、ワーク搬送ハンド１１２は、移動動作して吸着筒１１５により吸着保持するレンズ貼付皿６５をワーク準備台１１１の所定位置に搬送する。その後、吸着筒１１５は、吸着動作を停止してレンズ貼付皿６５の吸着を解除し、ワーク搬送ハンド１１２を待避させる。これによって、球面創成加工を終えた工作物１を貼り付けたレンズ貼付皿６５は、ワーク準備台６５上に載置される。
【００７２】
次に、工作物１の研磨加工に移る。研磨装置搬送装置１４０の反転機構１４４は、吸着筒１４５の開口部を下向きとする。この状態で、研磨装置搬送装置１４０は、アーム１４３を移動させ、吸着筒１４５の開口部をワーク準備台１１１に載置されたレンズ貼付皿６５に当接させ、吸着筒１４５内部の気圧を低下させてレンズ貼付皿６５を吸着保持する。
【００７３】
次に、研磨装置搬送装置１４０は、アーム１４３を移動させながら反転機構１４４によって吸着筒１４５を回転させて開口部を上向きに設定し、かつ吸着筒１４５に吸着保持しているレンズ貼付皿６５を研磨ワーク軸部１２１０のワークホルダ１２８に挿入する。そして、吸着筒１４５の吸着動作を解除すると、レンズ貼付皿６５は、ワークホルダ１２８に対して磁力によって保持される。その後、研磨装置搬送装置１４０は、アーム１４３を移動させて研磨搬送機構１４０全体を研磨加工部位から待避させる。
【００７４】
次に、研磨ワーク軸部１２１の加圧機構１２６は、主軸部１２７を下方向（Ｚ方向）に加圧する。これと共に研磨工具軸部１３０の昇降機構１３３は、研磨工具１３１の工具面１３１ａの高さ位置を所定の位置に設定する。これにより、研磨ワーク軸部１２１により保持されているレンズ貼付皿６５に貼り付けられた工作物１のレンズ面１ｂと研磨工具軸部１３０の研磨工具１３１の工具面１３１ａとが当接する。
【００７５】
この当接部に加工液供給機構１３４は、加工液１３５を供給する。これと共に、回転駆動機構１２４は、研磨ワーク軸部１２１により保持されている工作物１を回転させ、かつ揺動機構１２２は、研磨ワーク軸部１２１の全体を揺動させる。これらの動作によって、工作物１のレンズ面１ｂ上で微細な凹凸形状が除去され、レンズ面１ｂは表面粗さが極めて小さくなっていき、やがて光沢面となる。
【００７６】
工作物１に対する研磨加工が終了すると、研磨ワーク軸部１２１は、回転駆動機構１２４による工作物１の回転と、揺動機構１２２による研磨ワーク軸部１２１の揺動とを停止する。これと共に加圧機構１２６は、主軸部１２７に対する加圧を解除し、昇降機構１３３は、研磨工具１３１を下方向へ待避させる。そして、研磨装置搬送手段１４０は、レンズ貼付皿６５を研磨ワーク軸部１２１に装着するのと反対の動作で、レンズ貼付皿６５をワーク準備台１１１の所定位置に搬送する。
【００７７】
これにより、工作物１に対する凹球面創成加工と凹球面研磨加工との一連の流れが終了し、光学のレンズである工作物１が作成される。
【００７８】
次に、レンズ貼付皿６５に貼り付けられた工作物１のレンズ面１ｂの曲率半径が例えば常用ニュートンゲージなどを用いて測定される。なお、他の工作物１についても所定の曲率半径である場合、当該他の工作物１についても同じ加工を継続する。
【００７９】
今回加工した工作物１のレンズ面１ｂの曲率半径の測定の結果、当該レンズ面１ｂの曲率半径が所定の曲率半径よりも小さければ、すなわち常用ニュートンゲージによる測定結果がマイナスであれば、曲率半径指示器９１における「プラス」ボタンが作業者によって押し操作される。制御装置４４は、曲率半径指示器９１から発せられた「プラス」ボタンの選択指令を受けると、球体工具供給部８０に対して３つの容器部８２ａ，８２ｂ，８３ｃのうち曲率半径がやや大きい球体工具４６を充填する容器部、例えば容器部８２ｂをこれ以降の球面創成加工に用いる指令を発する。
【００８０】
従って、次の工作物１に対する凹球面創成加工では、先ず、球体工具移動台８１がＸＹ方向に移動し、制御装置４４から発せられた指令に基づき、例えば曲率半径がやや大きい球体工具４６を充填する例えば容器部８２ｂの工具装填部位８８ｂが球面創成工具軸部４１のホーン４２ｂの直下に移動する。この位置で球面創成工具軸部４１が下降し、ホーン４２ｂの球体工具保持部４５ａを球体工具４６に当接させる。次に、コイル４７に電力を供給することにより、コイル４７から磁力が発生し、例えば曲率半径がやや大きい球体工具４６が磁力によってホーン４２ｂに吸引される。
【００８１】
これ以降、工作物１に加工されるレンズ面１ｂは、球面創成加工を施された曲率半径がやや大きい凹球面に形成される。次に、当該凹球面に倣った研磨加工が行われるので、研磨加工後のレンズ面１ｂの曲率半径は、ほぼ予定どおりに修正される。
【００８２】
これとは反対に、レンズ面１ｂの曲率半径の測定の結果、当該レンズ面１ｂの曲率半径が所定の曲率半径よりも大きければ、すなわち常用ニュートンゲージによる測定結果がプラスであれば、曲率半径指示器９１における「マイナス」ボタンが作業者によって押し操作される。制御装置４４は、曲率半径指示器９１から発せられた「マイナス」ボタンの選択指令を受けると、球体工具供給部８０に対して３つの容器部８２ａ，８２ｂ，８２ｃのうち曲率半径がやや小さい球体工具４６を充填する容器部、例えば容器部８２ｃをこれ以降の球面創成加工に用いる指令を発する。
【００８３】
これにより、曲率半径のやや小さい球体工具４６を充填する例えば容器部８２ｃの工具装填部位８８ｃが球面創成工具軸部４１のホーン４２ｂの直下に移動されることにより、上記同様に曲率半径のやや小さい球体工具４６がホーン４２ｂに吸引される。
【００８４】
これ以降、工作物１に加工されるレンズ面１ｂは、球面創成加工を施された曲率半径がやや小さい凹球面に形成され、当該凹球面に倣った研磨加工が行われるので、研磨加工後のレンズ１の曲率半径は、ほぼ予定どおりに修正される。
【００８５】
又、レンズ面１ｂの曲率半径の測定の結果、当該レンズ面１ｂの曲率半径が所定の曲率半径と略同一であれば、曲率半径指示器９１における「標準」ボタンが作業者によって押し操作される。制御装置４４は、曲率半径指示器９１から発せられた「標準」ボタンの選択指令を受けると、前回と同一の球体工具４６を充填する容器部、例えば容器部８２ａをこれ以降の球面創成加工に用いる指令を発する。
【００８６】
このように曲率半径が前回と同一の球体工具４６を装着する場合は、当該球体工具４６を充填する例えば容器部８２ａの工具装填部位８８ａを球面創成工具軸部４１のホーン４２ｂの直下に移動することにより、上記同様に球体工具４６がホーン４２ｂに吸引される。
【００８７】
これにより、これ以降、工作物１に加工されるレンズ面１ｂは、球面創成加工を施された曲率半径が前回と同一の曲率半径を有する凹球面に形成され、当該凹球面に倣った研磨加工が行われるので、研磨加工後のレンズ１の曲率半径は、ほぼ予定どおりに修正される。
【００８８】
このように上記第１の実施の形態によれば、工作物１に創成された凹球面形状の曲率半径を測定し、この測定結果を所定の凹球面形状と対比し、この対比結果に基づく曲率半径を持つ球体工具４６の選択指令に基づいて凹球面創成において用いる球体工具４６を交換するので、研磨加工の条件変更のみでは変化しにくいレンズ１の曲率半径が容易かつ短時間に所望の曲率半径に変化させることができる。レンズ凹球面の曲率半径を修正する場合も、真球度が高い球体工具４６を用いるので、レンズ凹球面の真球度も常に高く保てる効果がある。又、レンズ凹球面の曲率半径を容易に変更できるので、球面創成加工と研磨加工とを一連のラインとすることができる。
【００８９】
レンズ凹球面が微小である場合、旧来、極細径のカップホイールを用いていたが、レンズ凹球面の曲率半径を修正する際、カップホイールの微妙な位置調整が必要であり、また、折損しやすいという問題があったが、本発明装置では、これらの問題から開放される効果がある。
【００９０】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１乃至図３と同一部分については同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００９１】
本実施の形態における凹球面の加工装置は、上記図１に示す球面創成装置４０及び上記図４に示す研磨装置１２０に加えて、図６に示す研削装置１５０を追加している。
【００９２】
同図は当該研削装置１５０の分解斜視図であり、この研削装置１５０は、図４に示す研磨装置１２０と略同一構成であり、同一部分に付いては符号を援用し、相違するところについて説明する。すなわち、研削装置１５０は、研削ワーク軸部１５１、揺動機構１５２、支持体１５３、回転駆動機構１５４、継手部１５５、加圧機構１５６、主軸部１５７、ワークホルダ１５８、研削工具軸部１５９、研削工具１６０、スピンドル１６１、昇降機構１６２、加工液供給機構１６３、加工液１６４、研削装置搬送機構１６５、基台１６６、昇降軸１６７、アーム１６８、反転機構１６９、吸着筒１７０を有する。
【００９３】
研削工具１６０は、例えばダイヤモンドからなる砥粒を樹脂からなる結合材で固めた砥石である。加工液１６４は、例えばエチレングルコール系の研削液である。
【００９４】
図７は凹球面の加工装置の制御系統を示すブロック構成図である。なお、図５と同一部分は、煩雑さを避けるために省略してある。制御装置４４は、上記第１の実施の形態と同様に、超音波発振器４２、コイル４７、モータ４８、加圧シリンダ６１、ロッド９０、エアーブロー機構９４、球体工具移動台８１、ワーク準備台１１１、ワーク搬送ハンド１１２、加圧機構１２６、回転駆動機構１２４、スピンドル１３２、昇降機構１３３、加工液供給機構１３４、研磨装置搬送機構１４０、アーム１４３、反転機構１４４及び吸着筒１４５に対して各駆動制御信号を送出し、かつ電気マイクロメータ７２から出力された測定信号及び曲率半径指示器９１から発せられる選択指令を取り込む。
【００９５】
これに加えて制御装置４４は、研削装置１５０における加圧機構１５６、回転駆動機構１５４、スピンドル１６１、昇降機構１６２、加工液供給機構１６３、研削装置搬送機構１６５、アーム１６８、反転機構１６９及び吸着筒１７０に対して各駆動制御信号を送出する。
【００９６】
この制御装置４４は、上記第１の実施の形態における凹球面創成・研磨作業プログラムにおいて、凹球面の創成作業の後に、凹球面が創成された工作物１に対して研削作業を実行し、この後に研磨作業を実行させる凹球面創成・研削・研磨作業プログラムを予め格納する。
【００９７】
次に、上記の如く構成された凹球面の加工装置によりレンズ等の工作物１に対する球面創成加工、研削作業及び研磨加工の加工動作について説明する。
【００９８】
先ず、工作物１に対する球面創成加工が図１に示す球面創成装置４０により行なわれる。この球面創成加工は、上記第１の実施の形態と同様なのでその説明は省略する。
【００９９】
次に、球面創成加工終了後の工作物１に対して研削加工が行なわれる。図６に示すように研削装置搬送装置１６５の反転機構１６９は、吸着筒１７０の開口部を下向きとする。この状態で、研削装置搬送機構１６５は、アーム１６８を移動させ、吸着筒１７０の開口部をワーク準備台１１１に載置されたレンズ貼付皿６５に当接させ、吸着筒１７０内部の気圧を低下させてレンズ貼付皿６５を吸着保持する。
【０１００】
次に、研削装置搬送機構１６５は、アーム１６８を移動させながら反転機構１６９によって吸着筒１７０を回転させて開口部を上向きに設定し、かつ吸着筒１７０に吸着保持しているレンズ貼付皿６５を研削ワーク軸部１５１のワークホルダ１５８に挿入する。そして、吸着筒１７０の吸着動作を解除すると、レンズ貼付皿６５は、ワークホルダ１５８に対して磁力によって保持される。その後、研削装置搬送機構１６５は、アーム１６８を移動させて研削装置搬送機構１６５の全体を研削加工部位から待避させる。
【０１０１】
次に、研削ワーク軸部１５１の加圧機構１５６は、主軸部１５７を下方向（Ｚ方向）に加圧する。これと共に研削工具軸部１５９の昇降機構１６２は、研削工具１６０の工具面１６０ａの高さ位置を所定の位置に設定する。これにより、研削ワーク軸部１５１により保持されているレンズ貼付皿６５に貼り付けられた工作物１のレンズ面１ｂと研削工具軸部１５９の研削工具１６０の工具面１６０ａとが当接する。
【０１０２】
加工液供給機構１６３は、工作物１のレンズ面１ｂと研削工具１６０の工具面１６０ａとの当接部に加工液１６４を供給する。これと共に、回転駆動機構１５４は、研削ワーク軸部１５１により保持されている工作物１を矢印ｆ６方向に回転させ、かつ揺動機構１５２は、研削ワーク軸部１５１の全体を矢印ｆ５方向に揺動させる。これらの動作によって、工作物１のレンズ面１ｂ上で微細な凹凸形状が除去され、レンズ面１ｂは表面粗さが極めて小さくなっていき、やがて光沢面に準じた面となる。
【０１０３】
工作物１に対する研削加工が終了すると、研削ワーク軸部１５１は、回転駆動機構１５４による工作物１の回転と、揺動機構１５２による研削ワーク軸部１５１の揺動とを停止する。これと共に加圧機構１５６は、主軸部１５７に対する加圧を解除し、昇降機構１６２は、研削工具１６０を下方向へ待避させる。そして、研削装置搬送機構１６５は、レンズ貼付皿６５を研削ワーク軸部１５１に装着するのと反対の動作で、レンズ貼付皿６５をワーク準備台１１１の所定位置に搬送する。
【０１０４】
次に、研磨加工終了後の工作物１に対して研磨加工が図４に示す研磨装置１２０により行なわれる。この研磨加工は、上記第１の実施の形態と同様なのでその説明は省略する。
【０１０５】
以上のような工作物１に対する凹球面創成加工、凹球面研削加工及び凹球面研磨加工の一連の流れによって、レンズである工作物１が作成される。
【０１０６】
上記加工工程のうち球面創成加工後又は研削加工後の工作物１のレンズ面１ｂについて、当該レンズ面１ｂの曲率半径が球面径などを用いて測定される。この測定結果からレンズ面１ｂの曲率半径が所定の値であれば、他の工作物１の素材についても上記同様の凹球面創成、研削加工、研磨加工を継続する。
【０１０７】
一方、今回測定した工作物１のレンズ面１ｂの曲率半径が所定より小さい場合、すなわち球面計で測定したΔｈ値がマイナスの場合であれば、曲率半径指示器９１における「プラス」ボタンが作業者によって押し操作される。制御装置４４は、曲率半径指示器９１から発せられた「プラス」ボタンの選択指令を受けると、球体工具供給部８０に対して３つの容器部８２ａ，８２ｂ，８２ｃのうち曲率半径がやや大きい球体工具４６を充填する容器部、例えば容器部８２ｂをこれ以降の球面創成加工に用いる指令を発する。この指令により上記第１の実施の形態と同様に、球面創成工具軸部４１におけるホーン４２ｂの球体工具保持部４５ａに例えば曲率半径がやや大きい球体工具４６が磁力によって吸引される。
【０１０８】
これ以降、工作物１に加工されるレンズ面１ｂは、球面創成加工を施された曲率半径がやや大きい凹球面に形成される。次に、当該凹球面に倣った研磨加工が行われるので、研磨加工後のレンズ面１ｂの曲率半径は、ほぼ予定どおりに修正される。
【０１０９】
これとは反対に、今回測定した工作物１のレンズ面１ｂの曲率半径が所定より大きい場合、すなわち球面計で測定したΔｈ値がプラスの場合であれば、曲率半径指示器９１における「マイナス」ボタンが作業者によって押し操作される。制御装置４４は、曲率半径指示器９１から発せられた「マイナス」ボタンの選択指令を受けると、球体工具供給部８０に対して３つの容器部８２ａ，８２ｂ，８２ｃのうち曲率半径がやや小さい球体工具４６を充填する容器部、例えば容器部８２ｃをこれ以降の球面創成加工に用いる指令を発する。この指令により上記第１の実施の形態と同様に、球面創成工具軸部４１におけるホーン４２ｂの球体工具保持部４５に例えば曲率半径がやや小さい球体工具４６が磁力によって吸引される。
【０１１０】
これ以降、工作物１に加工されるレンズ面１ｂは、球面創成加工を施された曲率半径がやや小さい凹球面に形成される。次に、当該凹球面に倣った研磨加工が行われるので、研磨加工後のレンズ１の曲率半径は、ほぼ予定どおりに修正される。
【０１１１】
又、レンズ面１ｂの曲率半径の測定の結果、当該レンズ面１ｂの曲率半径が所定の曲率半径と略同一であれば、曲率半径指示器９１における「標準」ボタンが作業者によって押し操作される。制御装置４４は、曲率半径指示器９１から発せられた「標準」ボタンの選択指令を受けると、前回と同一の球体工具４６を充填する容器部、例えば容器部８２ａをこれ以降の球面創成加工に用いる指令を発する。この指令により球面創成工具軸部４１におけるホーン４２ｂの球体工具保持部４５には、前回と同一の曲率半径を持つ球体工具４６が磁力によって吸引される。
【０１１２】
これにより、これ以降、工作物１に加工されるレンズ面１ｂは、球面創成加工を施された曲率半径が前回と同一の曲率半径を有する凹球面に形成され、当該凹球面に倣った研磨加工が行われるので、研磨加工後のレンズ面１ｂの曲率半径は、ほぼ予定どおりに修正される。
【０１１３】
このように上記第２の実施の形態によれば、凹球面研削加工後の工作物１のレンズ面１ｂの曲率半径を測定し、この測定結果に基づいて凹球面創成加工で用いる球体工具４６の曲率半径を変更することができるので、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる上、さらに研削加工の条件変更のみでは変化しにくいレンズ面１ｂの曲率半径を、容易かつ短時間に所望の曲率を有する凹球面形状に修正することができる。
【０１１４】
研磨加工前の工作物１に形成された凹球面の曲率半径を一定に保つことができるので、研磨加工で工具の形状が不安定に変化することがなく、研磨加工後のレンズ面１ｂの品質を安定化できる。
【０１１５】
又、工作物１から作成されたレンズの凹球面の曲率半径を容易に変更できるので、球面創成加工、研削加工、研磨加工とを一連のラインとすることができる。
【０１１６】
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０１１７】
図８は上記第１及び第２の実施の形態において、球面創成加工、研削加工又は研磨加工のうち例えば研磨加工後に工作物１のレンズ面１ｂの曲率半径を測定する干渉計１８０と、球面精度を解析する形状解析装置１８１とを示す。干渉計１８０は、レーザ光を工作物１のレンズ面１ｂに照射し、このレンズ面１ｂからの反射光と内蔵する参照レンズからの参照光とにより発生する干渉縞に基づいてレンズ面１ｂの形状を測定する。
【０１１８】
形状解析装置１８１は、干渉計１８０から出力されるレンズ面１ｂの測定結果を受け取り、この測定結果を解析することにより工作物１のレンズ面１ｂの曲率半径を算出する。又、形状解析装置１８１は、算出したレンズ面１ｂの曲率半径を制御装置４４に送出する。
【０１１９】
この制御装置４４は、形状解析装置１８１により算出された工作物１のレンズ面１ｂの曲率半径に基づいて球面創成作業において用いる曲率半径を有する球体工具４６に交換するための各駆動制御信号を球面創成装置４０及び球体工具供給部８０などに送出する。
【０１２０】
このような構成であれば、上記研磨装置１２０により研磨加工を終了して工作物１は、そのレンズ面１ｂが清浄されて干渉計１８０の測定部に取り付けられる。この干渉計１８０及び形状解析装置１８１が作動すると、干渉計１８０は、レンズ面１ｂの形状を測定してその測定結果を形状解析装置１８１に送出する。
【０１２１】
この形状解析装置１８１は、干渉計１８０から出力されるレンズ面１ｂの測定結果を受け取り、この測定結果を解析してレンズ面１ｂの曲率半径を算出し、この算出結果を制御装置４４に送出する。
【０１２２】
ここで、レンズ面１ｂの曲率半径の算出の結果、工作物１のレンズ面１ｂの曲率半径測定値がほぼ目標どおり、例えば目標値±１μｍ以内である場合、制御装置４４は、他の工作物１の素材についても同じ加工を継続する各駆動制御信号を球面創成装置４０及び球体工具供給部８０などに送出する。
【０１２３】
これに対して工作物１のレンズ面１ｂの曲率半径測定値が目標値に対しやや小さく、例えば目標値−５μｍ以上−１μｍ未満である場合、制御装置４４は、球体工具供給部８０に対して３つの容器部８２ａ，８２ｂ，８２ｃのうち曲率半径がやや大きい球体工具４６、例えば曲率半径が所定値＋３μｍである球体工具４６を充填する容器部、例えば容器部８２ｂをこれ以降の球面創成加工に用いる指令を発する。この後、工作物１のレンズ面１ｂは、球面創成加工が行われた曲率半径がやや大きい凹球面に形成され、それに倣った研磨加工が行われるので、研磨加工後のレンズ面１ｂの曲率半径はほぼ所定どおりに修正される。
【０１２４】
これとは反対に、工作物１のレンズ面１ｂの曲率半径測定値が目標値に対しやや大きい、例えば目標値＋１μｍ超過＋５μｍ以下である場合、制御装置４４は、球体工具供給部８０に対して３つの容器部８２ａ，８２ｂ，８２ｃのうち曲率半径がやや大きい球体工具４６、例えば曲率半径が所定値−３μｍである球体工具１６を充填する容器部、例えば容器部８２ｃをこれ以降の球面創成加工に用いる指令を発する。この後、工作物１のレンズ面１ｂは、球面創成加工が行われた曲率半径がやや小さい凹球面に形成され、それに倣った研磨加工が行われるので、研磨加工後のレンズ面１ｂの曲率半径は、ほぼ所定どおりに修正される。
【０１２５】
さらに、工作物１のレンズ面１ｂの曲率半径測定値が目標値から大きく離れる、例えば目標値−５μｍ未満又は目標値＋５μｍ超過である場合、制御装置４４は、異常と判断して、以降の球面創成加工を中断し、作業者に向け警告を発する。
【０１２６】
このように上記第３の実施の形態によれば、例えば研磨加工後に工作物１のレンズ面１ｂの曲率半径を干渉計１８０により測定し、球面精度を形状解析装置１８１により自動的に解析するので、作業者が常用ニュートンゲージによって測定する熟練度を持たなくても、的確にレンズ面１ｂの曲率半径を判定し、凹球面創成加工への修正指令を行うことができる。
【０１２７】
干渉計１８０によってレンズ面１ｂの曲率半径を数値として算出するので、客観的に、球面創成加工への修正指令を行うことができる。又、研磨加工後のレンズ面１ｂの曲率半径が目標から異常に外れた場合、直ちに球面創成加工を中断し、不良品の発生を最小限に抑えることができる。
【０１２８】
次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０１２９】
図９は上記第２の実施の形態において凹球面創成加工後又は研削加工後に工作物１のレンズ面１ｂの曲率半径を測定する曲率半径測定機構１９０を示す略断面図である。
【０１３０】
この曲率半径測定機構１９０は、移動可能なアーム１９１を有する。このアーム１９１の先端部には、リング１９２と測長器１９３とを備える。このアーム１９１は、リング１９２及び測長器１９３を、球面創成ワーク供給部１１０のワーク準備台１１１上にある工作物１のレンズ１ｂ上に当接する位置と、この位置から待避した位置との間で移動させる。
【０１３１】
リング１９２は、工作物１のレンズ面１ｂの外径よりやや小さい径の環状形状に形成されている。
【０１３２】
測長器１９３は、リング１９２の中心部で突出する突出端子１９４を備える。この測長器１９３の出力端は、表示器１９５に接続されている。従って、測長器１９３により測定された突出端子１９４の進退量は、表示器１９５に表示される。すなわち、リング１９２を工作物１のレンズ面１ｂに当接させると、突出端子１９４がレンズ面１ｂの面長に当接し、当該突出端子１９４が測長器１９３の内部に引っ込む。この測長器１９３は、突出端子１９４の引っ込む量からレンズ面１ｂの曲率半径を換算するΔｈ値（曲率半径の換算値）を計算する。このΔｈ値は、表示器１９５に表示される。
【０１３３】
制御装置４４は、アーム１９１と表示器１９５に接続され、アーム１９１の移動を制御し、かつ表示器１９５に表示される情報、すなわちレンズ面１ｂの曲率半径を換算するΔｈ値に基づいて、球面創成作業において用いる曲率半径を有する球体工具４６に交換するための各駆動制御信号を球面創成装置４０及び球体工具供給部８０などに送出する。
【０１３４】
このような構成であれば、凹球面創成加工又は研削加工を終えた工作物１を貼り付けたレンズ貼付皿６５は、球面創成ワーク供給部１１０のワーク準備台１１１に載置されている。
【０１３５】
この状態で、曲率半径測定機構１９０は、アーム１９１を動作させて、工作物１のレンズ面１ｂにに対してリング１９２と測長器１９３の突出端子１９４とを当接させる。これにより、突出端子１９４が測長器１９３の内部に引っ込んだ量から、測長器１９３は、レンズ面１ｂの曲率半径を換算するΔｈ値、すなわち測定対象のレンズ面１ｂを測定したときの突出端子１９４の引っ込み量から基準レンズを測定したときの突出端子１９４の引っ込み量を引いた差であるΔｈ値を算出し、このΔｈ値を表示器１９５に表示する。
【０１３６】
この結果、Δｈ値がほぼ目標どおり、例えば、±１μｍ以内である場合、制御装置４４は、他の工作物１の素材についても同じ加工を継続する。
【０１３７】
Δｈ値がややマイナス、例えば−３μｍ以上−１μｍ未満である場合、制御装置４４は、球体工具供給部８０に対して３つの容器部８２ａ，８２ｂ，８２ｃのうち曲率半径がやや大きい球体工具４６、例えば曲率半径が所定値＋３μｍである球体工具１６を充填する容器部、例えば容器部８２ｃをこれ以降の球面創成加工に用いる指令を発する。この後加工される工作物１のレンズ面１ｂは、球面創成加工が行われた曲率半径がやや大きい凹球面に形成され、それに倣った研磨加工が行われるので、研磨加工後のレンズ面１ｂの曲率半径がほぼ所定どおりに修正される。
【０１３８】
これとは反対に、Δｈ値がややプラス、例えば＋１μｍ超過＋３μｍ以下である場合、制御装置４４は、球体工具供給部８０に対して３つの容器部８２ａ，８２ｂ，８２ｃのうち曲率半径がやや小さい球体工具４６、例えば曲率半径が所定値−３μｍである球体工具１６を充填する容器部、例えば容器部８２ｃをこれ以降の球面創成加工に用いる指令を発する。この後加工される工作物１のレンズ面１ｂは、球面創成加工が行われた曲率半径がやや小さい凹球面に形成され、それに倣った研磨加工が行われるので、研磨加工後のレンズ面１ｂの曲率半径がほぼ所定どおりに修正される。
【０１３９】
さらに、Δｈ値が、目標値から大きく離れる、例えば−５μｍ未満又は＋５μｍ超過である場合、制御装置４４は、異常と判断して、以降の球面創成加工を中断し、作業者に向け警告を発する。
【０１４０】
このように上記第４の実施の形態によれば、曲率半径測定機構１９０によってレンズ面１ｂのΔｈ値を自動的に算出するので、作業者が手動により球面計等を用いて測定する熟練度を持たなくても、的確にレンズ面１ｂの曲率半径を判定し、球面創成加工への修正指令を行うことができる。
【０１４１】
レンズ面１ｂのΔｈ値を数値として算出するので、客観的に、球面創成加工への修正指令を行うことができる。
【０１４２】
球面創成加工後又は研削加工後のレンズ面１ｂの曲率半径が目標値から異常に外れた場合には、直ちに球面創成加工を中断し、不良品の発生を最小限に抑えることができる。
【０１４３】
球面創成加工後又は研削加工後のレンズ面１ｂのΔｈ値が一連の加工工程の途中で自動的に測定され、球面創成加工でのレンズ面１ｂの曲率半径が自動的に修正できるので、加工、測定に関する作業を大幅に削減できる。
【０１４４】
なお、本発明は、上記第１乃至第４の実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【０１４５】
例えば、球体工具４６は、鋼球としたが、セラミック球など必要な硬度と真球度を有する他の材料を用いてもよい。
【０１４６】
工作物１は、ガラスからなるレンズとしたが、凹球面を形成させるものであれば、例えば金属、セラミック、結晶材、非晶材などの材料を用いてもよい。
【０１４７】
球面創成装置４０は、工作物１に接触した球体工具４６に超音波を付与し、この球体工具４６を転写した凹球面を工作物１に創成するものであれば、他の構成としてもよい。
【０１４８】
球面創成加工、研削加工、研磨加工との一連のラインは、これら工程を個々に実行し、作業者が手扱いで各工程間に工作物１を移動させる構成としてもよい。又、これら工程間では、工作物１を例えばベルトコンベアを用いて搬送する構成としてもよい。
【０１４９】
レンズ面１ｂの凹球面の曲率半径は、常用ニュートンゲージを用いて測定したが、他の方法によって測定してもよい。
【０１５０】
球面創成工程と研磨工程との２工程の実施に限らず、球面創成工程以後に適宜、研削工程や研磨工程を挿入した複数工程としてもよい。
【０１５１】
研磨工程は、凸球面状の加工面を有する工具を工作物１の凹球面に接触させながら相対運動を行い、これにより凹球面の表面粗さを低減し、光沢面に仕上げしてもよく、他の構成としてもよい。
【０１５２】
研磨工具１３１は、砥粒である酸化セリウムを、結合材である樹脂中に分散させ固めた固定砥粒砥石としたが、砥粒や結合材の材質を制限するものではない。又、研磨工具１３１は、固定砥粒砥石ではなく、フェルトなどの弾性を有する材料からなるポリシャを用いてもよい。
【０１５３】
研磨の加工液１３５は水としたが、これに限らず、例えば冷却や潤滑などの作用を有する他の液体としてもよい。又、研磨工具１３１でポリシャを用いる場合、研磨の加工液１３５は、例えば酸化セリウムやジルコニアなどの砥粒を分散させた液体としてもよい。
【０１５４】
レンズ面１ｂの凹球面の曲率半径の測定は、球面計を用いているが、他の方法によって当該凹球面の曲率半径を測定してもよい。
【０１５５】
研削工程は、凸球面状の加工面を有する工具を工作物１の凹球面に接触させながら相対運動を行い、これにより凹球面の表面粗さを削減するようにしてもよく、他の構成としてもよい。
【０１５６】
研削工具１６０の砥粒は、ダイヤモンドとしたが、ｃ−ＢＮ、ＳｉＣ、アルミナなどの研削加工に有効な硬度と大きさを有する他の材料を用いてもよい。又、研削工具１６０の結合材は、樹脂としたが、金属など、砥粒を保持できる他の材料を用いてもよい。
【０１５７】
研削の加工液１６４は、エチレングリコール系の研削液としたが、冷却や潤滑などの作用を有する他の液体を用いてもよい。
【０１５８】
干渉計１９０及び形状解析装置１９５と制御装置４４との間は接続せず、干渉計１９０及び形状解析装置１９５による測定・解析結果に基づき、作業者が、球面創成工程にて使用する球体工具４６を選択し、加工装置に指示してもよい。
【０１５９】
工作物１の凹球面の曲率半径の測定は、干渉計１９０及び形状解析装置１９５に限らず、他の測定装置を用いて測定してもよい。
【０１６０】
工作物１の凹球面の曲率半径の測定は、リング１９２と測長器１９３とを有する曲率半径測定機構１９０を用いているが、これに限らず、工作物１の凹球面の曲率半径を測定できる他の装置を用いてよい。
【０１６１】
以下、本発明の他の特徴のところについて説明する。
【０１６２】
第１の本発明は、工作物に接触した球体工具に超音波を付与し、球体工具を転写した凹球面を工作物に創成する球面創成工程を有する、凹球面の加工方法において、球面創成工程で、曲率半径の異なる複数種類の球体工具を使い分けることを特徴とする凹球面の加工方法である。
【０１６３】
第２の本発明は、工作物に接触した球体工具に超音波を付与し、球体工具を転写した凹球面を工作物に創成する球面創成工程と、凸球面状の加工面を有する工具を工作物の凹球面に接触させながら、相対運動を行い、凹球面の表面粗さを低減する研削工程とを有する、凹球面の加工方法において、球面創成工程で、曲率半径の異なる複数種類がある球体工具を使い分けることを特徴とする凹球面の加工方法である。
【０１６４】
第３の本発明は、工作物に接触した球体工具に超音波を付与し、球体工具を転写した凹球面を工作物に創成する球面創成工程と、凸球面状の加工面を有する工具を工作物の凹球面に接触させながら、相対運動を行い、凹球面の表面粗さを低減し、光沢面に仕上げる研磨工程とを有する、凹球面の加工方法において、球面創成工程で、曲率半径の異なる複数種類がある球体工具を使い分けることを特徴とする凹球面の加工方法である。
【０１６５】
第４の本発明は、球面創成工程後の工作物凹球面の曲率半径を測定することと、その結果に基づき、以降の球面創成工程で用いる球体工具の曲率半径を変更することを特徴とする、第１〜３の本発明のいずれかに記載の凹球面の加工方法である。
【０１６６】
第５の本発明は、研削工程後の工作物凹球面の曲率半径を測定することと、その結果に基づき、以降の球面創成工程で用いる球体工具の曲率半径を変更することを特徴とする第２の本発明に記載の凹球面の加工方法である。
【０１６７】
第６の本発明は、研磨工程後の工作物凹球面の曲率半径を測定することと、その結果に基づき、球面創成工程で用いる球体工具の曲率半径を変更することを特徴とする第３の本発明に記載の凹球面の加工方法である。
【０１６８】
第７の本発明は、工作物に接触した球体工具に超音波を付与し、球体工具を転写した凹球面を工作物に創成する球面創成工程を少なくとも行う、凹球面加工装置において、曲率半径が異なる複数種類の球体工具と、複数種類の球体工具の中から選択して、球面創成工程に供給する工具供給手段とを具備することを特徴とする凹球面加工装置である。
【０１６９】
第８の本発明は、工作物に接触した球体工具に超音波を付与し、球体工具を転写した凹球面を工作物に創成する球面創成工程と、凸球面状の加工面を有する工具を工作物の凹球面に接触させながら、相対運動を行い、凹球面の表面粗さを低減していく研削工程とを行う、凹球面加工装置において、曲率半径が異なる複数種類の球体工具と、研削工程後の工作物凹球面の曲率半径を測定した結果に基づいて、複数種類の球体工具の中から選択して、球面創成工程に供給する工具供給手段とを具備することを特徴とする凹球面加工装置である。
【０１７０】
第９の本発明は、工作物に接触した球体工具に超音波を付与し、球体工具を転写した凹球面を工作物に創成する球面創成工程と、凸球面状の加工面を有する工具を工作物の凹球面に接触させながら、相対運動を行い、凹球面の表面粗さを低減し、光沢面に仕上げる研磨工程とを行う、凹球面加工装置において、曲率半径が異なる複数種類の球体工具と、研磨工程後の工作物凹球面の曲率半径を測定した結果に基づいて、複数種類の球体工具の中から選択して、球面創成工程に供給する工具供給手段とを具備することを特徴とする凹球面加工装置である。
【０１７１】
第１０の本発明は、第１乃至第９の本発明において、工作物はガラスや樹脂からなるレンズであることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】本発明に係る凹球面の加工装置の第１の実施の形態における球面創成装置を示す分解斜視図。
【図２】同装置における球面創成装置の超音波発振器及びワーク保持部を示す略断面図。
【図３】同装置における球体工具供給部の要部を示す略断面図。
【図４】同加工装置における研磨装置の分解斜視図。
【図５】同加工装置における制御系統を示すブロック構成図。
【図６】本発明に係る凹球面の加工装置の第２の実施の形態における研削装置の分解斜視図。
【図７】同加工装置における制御系統を示すブロック構成図。
【図８】本発明に係る凹球面の加工装置の第３の実施の形態における干渉計及び形状解析装置を示す図。
【図９】本発明に係る凹球面の加工装置の第４の実施の形態における曲率半径測定機構の構成図。
【図１０】従来の超音波凹球面創成装置の全体構成図。
【図１１】従来の研磨装置の要部を示す略断面図。
【符号の説明】
【０１７３】
１：工作物、４０：球面創成装置、４１：球面創成工具軸部、４２：超音波発振器、４３：昇降機構、４４：制御装置、４２ａ：軸体、４２ｂ：ホーン、４５：球体工具保持部、４６：球体工具、４７：コイル、４８：モータ、４９：ボールネジ、５０：直動ガイド、５１：ブラケット、５２：上部支持板、５３：下部支持板、５４：直動本体、６０：球面創成ワーク軸部、６１：加圧シリンダ、６２：稼動部、６３：載置台、６４：ワーク保持部、６５：レンズ貼付皿、６６：下軸部、６７：孔、６８：ガイド溝、６９：把持爪、７０：フランジ部、７１：レンズ貼付部、７２：電気マイクロメータ、７３：測定子、８０：球体工具供給部、８１：球体工具移動台、８２：工具容器、８２ａ，８２ｂ，８２ｃ：容器部、８３：開口部、８５：縦穴、８６：工具装填用部材、８７ａ，８７ｂ，８７ｃ：装填用開口部、８８ａ，８８ｂ，８８ｃ：工具装填部位、８９：横穴、９０：ロッド、９１：曲率半径指示器、９２：球面創成工具排出部、９３：工具排出容器、９４：エアブロー機構、１００：球面創成加工液供給部、１０１：スラリ、１０２：加工液容器、１０３：ディスペンサ、１１０：球面創成ワーク供給部、１１１：ワーク準備台、１１２：ワーク搬送ハンド、１１３：基台、１１４：アーム部、１１５：吸着筒、１２０：研磨装置、１２１：研磨ワーク軸部、１２２：揺動機構、１２２ａ：揺動用モータ、１２２ｂ：揺動軸、１２３：支持体、１２４：回転駆動機構、１２５：継手部、１２６：加圧機構、１２７：主軸部、１２８：ワークホルダ、１３０：研磨工具軸部、１３１：研磨工具、１３１ａ：加工面、１３２：スピンドル、１３３：昇降機構、１３４：加工液供給機構、１３５：加工液、１４０：研磨装置搬送機構、１４１：基台、１４２：昇降軸、１４３：アーム、１４４：反転機構、１４５：吸着筒、１５０：研削装置、１５１：研削ワーク軸部、１５２：揺動機構、１５３：支持体、１５４：回転駆動機構、１５５：継手部、１５６：加圧機構、１５７：主軸部、１５８：ワークホルダ、１５９：研削工具軸部、１６０：研削工具、１６１：スピンドル、１６２：昇降機構、１６３：加工液供給機構、１６４：加工液、１６５：研削装置搬送機構、１６６：基台、１６７：昇降軸、１６８：アーム、１６９：反転機構、１７０：吸着筒、１８０：干渉計、１８１：形状解析装置、１９０：曲率半径測定機構、１９１：アーム、１９２：リング、１９３：測長器、１９４：突出端子、１９５：表示器。
【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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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年5月13日(2004.5.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
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