(57)【要約】 【課題】  回転砥石のような回転研削工具による被研削加工物の研削ポイントを一点に固定して、回転研削工具に加わる研削抵抗の位置と方向とを一定に保てるように制御することができる研削加工方法および研削加工装置を提供する。【解決手段】  回転研削工具１２をこれの回転中心軸が軸対称な形状の被研削加工物７の回転中心軸に対し所定の角度θに傾斜した相対配置で設け、回転研削工具１２の先端角部が被研削加工物７の被加工面７ａに当接した状態で目標加工形状に倣うように被研削加工物７または回転研削工具１２を相対移動させるのに加えて、回転研削工具１２の回転中心軸を、先端角部が被加工面７ａと当接する研削ポイントＥ，けに対する法線に、相対移動の移動平面に対し直交方向から見て常に合致させるように、被研削加工物７または回転研削工具１２の少なくとも一方を研削加工の進行に対応して回動制御することにより、被加工面７ａに非球面形状の凹面を研削加工する。【選択図】  図３
2005319554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状または円盤状の回転研削工具をこれの回転中心軸が軸対称な形状の被研削加工物の回転中心軸に対し所定の角度に傾斜した相対配置で設け、前記回転研削工具の先端角部が前記被研削加工物の端面である被加工面に当接した状態で目標加工形状に倣うように前記被研削加工物および前記回転研削工具を相対移動させることにより、前記被加工面に非球面形状の凹面を形成する研削加工方法において、
前記回転研削工具の回転中心軸を、前記先端角部が前記被加工面と当接する研削ポイントに対する法線に、相対移動の移動平面に対し直交方向から見て常に合致させるように、前記被研削加工物または前記回転研削工具の少なくとも一方を研削加工の進行に対応して回動制御することを特徴とする研削加工方法。
【請求項２】
回転研削工具の先端角部が被加工面に当接する研削ポイントにおける被研削加工物の回転方向に対し回転研削工具の回転方向が非平行となる状態を保持しながら、前記被研削加工物および前記回転研削工具を相対移動させるように移動制御するようにした請求項１に記載の研削加工方法。
【請求項３】
回転研削工具の先端角部が被加工面に当接する研削ポイントの移動軌跡が直線となるように被研削加工物および前記回転研削工具を相対移動させるように制御する請求項１または２に記載の研削加工方法。
【請求項４】
軸対称な形状の被研削加工物をこれの回転中心軸回りに回転駆動するワークスピンドルと、
円柱状または円盤状の回転研削工具をこれの回転中心軸が前記被研削加工物の回転中心軸に対し所定の角度で傾斜した配置で保持しながら回転駆動する研削スピンドルと、
前記被研削加工物と前記回転研削工具とを互いの接離方向およびこの接離方向に対し直交方向にそれぞれ移動させて互いの相対位置を制御する移動テーブルと、
前記回転研削工具および前記被研削加工物の少なくとも一方を、前記回転研削工具の先端角部が前記被加工面に当接する研削ポイントを支点として回動させることにより、前記回転研削工具および前記被研削加工物が相対移動する移動平面に対し直交方向から見て前記回転研削工具の回転中心軸が前記研削ポイントに対する法線と常に合致するように研削加工の進行に伴って回転制御される回転テーブルとを備えていることを特徴とする研削加工装置。
【請求項５】
回転研削工具と被研削加工物との接離方向に対し直交方向に移動する移動テーブル上に、鉛直な回転中心軸回りに回転する回転テーブルが設置され、
前記回転テーブル上に立設されたスピンドルホルダに、回転研削工具をこれの下方の先端角部が被研削加工物の被加工面に相対向して傾斜する配置で保持する研削スピンドルが、昇降テーブルを介して前記傾斜した配置を保持しながら鉛直上下方向に移動可能に設けられ、
前記昇降テーブルが、前記回転研削工具の先端角部が前記回転テーブルの回転中心軸の延長線上に合致し、且つ被研削加工物の被加工面の中心を通る水平面に合致する高さ位置に調整して前記スピンドルホルダに固定されている請求項４に記載の研削加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、軸対称で非球面形状の凹面を有する成形金型や光学レンズなどを研削加工により製作するための研削加工方法および研削加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学レンズは、レンズ成形金型を用いた成形加工により製作することが可能となり、それに伴って大量生産が可能になっている。上記レンズ成形金型は、一般に、超精密切削加工または研削加工の何れかの加工手段により製作されている。その中の研削加工は、特に、被加工物が超硬素材からなる場合に適しており、軸対称で非球面形状の所望の凹面を有する粗加工面を形成したのち、その粗加工面を研削加工により所望の形状精度と表面粗さに精密仕上げ加工する工程を経るものである。この研削加工としては２種の加工方法が存在し、この２種の加工方法について、図６を参照しながら説明する。
【０００３】
図６（ａ）は第１の研削加工方法による研削加工工程の切断平面図、同図（ｂ）はその切断側面図をそれぞれ示す。この第１の研削加工方法では、円柱状の被研削加工物６０の一端面である被加工面６０ａに、軸対称で非球面形状の凹面を有する粗加工面６０ｃを形成したのち、その粗加工面６０ｃを回転砥石６２による研削加工を行って所望の形状精度と表面粗さに仕上げ加工する工程を経るものである。この研削加工方法では、被研削加工物６０を図示矢印方向に回転させるとともに、この被研削加工物６０の回転中心軸６０ｂに対し自体の回転軸６１が直交する配置とされた回転砥石６２を、回転させながら、その周端面を被研削加工物６０の粗加工面６０ｃに対し図６（ａ）に矢印で示す軌跡に沿って移動させることにより、研削加工が実行される。
【０００４】
すなわち、第１の研削加工方法では、回転砥石６２が粗加工面６０ｃに当接する研削ポイントにおける被研削加工物６０の回転方向に対し回転砥石６２の回転方向が非平行となる状態を保持しながら、回転砥石６２を、被研削加工物６０の回転中心軸６０ｂを通る水平面に沿って移動させるものであり、そこで、この第１の研削加工方法を、以後において、クロス研削加工方法と称するものとする。
【０００５】
このクロス研削加工方法では、被研削加工物６０の粗加工面６０ｃを研削することにより、図６（ｃ）に示すように、回転中心軸６０ｂを中心とした放射線状の研削目を有する研削加工面に仕上げ加工される。このクロス研削加工方法では、研削目の粗い研削加工面に研削されるが、被研削加工物６０に目標加工形状を研削加工するための回転砥石６２の移動制御を簡単に行える利点がある。
【０００６】
一方、図６（ｄ）は第２の研削加工方法による研削加工工程の切断平面図、同図（ｅ）はその切断側面図をそれぞれ示す。この第２の研削加工方法では、回転砥石６２が、図６（ｅ）に矢印で示す移動軌跡のように、自体の回転軸６１に対し平行な方向に向けて移動される。すなわち、第２の研削加工方法では、回転砥石６２が粗加工面６０ｃに当接する研削ポイントにおける被研削加工物６０の回転方向に対し回転砥石６２の回転方向が平行となる状態を保持しながら、回転砥石６２を、回転軸６１に対し平行な鉛直方向に沿って移動させるものであり、そこで、この第２の研削加工方法を、以後において、パラレル研削加工方法と称するものとする。
【０００７】
上記パラレル研削加工方法では、被研削加工物６０の粗加工面６０ｃが、図６（ｆ）に示すように、回転中心軸６０ｂに対し多数の同心円の研削目を有する研削加工面に仕上げ加工される。このパラレル研削加工方法では、研削目の細かい良好な研削加工面に研削加工できる利点があるが、回転砥石６２の研削部分を正確な形状に形成し、且つその形状を維持するのが非常に難しい難点がある。
【０００８】
ところで、近年の光ディスク装置では、大容量化および高性能化に伴って、ＮＡ（開口率）の高い非球面の光学レンズが用いられる傾向にあり、このような光学レンズを形成加工するためのレンズ成形金型は、深さの大きな凹面を有する形状に形成する必要がある。さらに、光ディスク装置の小型化に伴って、この光ディスク装置に用いる光学レンズも小さくなってきている。したがって、近年では、小径で小曲率の非球面形状の凹面を有するレンズ形成金型が要望されている。
【０００９】
上述のように小径で小曲率の非球面形状の凹面を有するレンズ成形金型を研削加工するためには、回転砥石６２の径を加工形状の近似曲率半径よりも小さくする必要がある。このような径の小さい回転砥石６２では、これの回転軸６１も、被研削加工物６０の被加工面６０ａに接触しないように径を小さくする必要があるが、そのような径の小さい回転軸６１は剛性が低下して歪みが発生し易いから、研削加工中に振動が生じて被研削加工物６０の研削加工後の加工面の形状精度および表面粗さが悪化する。
【００１０】
そこで、従来では、小径の円柱状被研削加工物の被加工面に、小径で小曲率の非球面形状の凹面を高精度に研削加工できるように図った研削加工装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この研削加工装置は、図５（ａ）に示すように、台板４０上に設けられたワークスピンドル４１により被研削加工物４２を保持して回転駆動させ、台板４０上に設置されて互いに直交するＸ方向およびＹ方向に移動されるＸＹテーブル４３上に、ワークスピンドル４１つまり被研削加工物４２の回転中心軸４２ａに対して所定角度に傾斜する傾斜面４４ａを有する傾斜台４４が、ワークスピンドル４１に相対向する配置で設けられている。この傾斜台４４には、移動台４７が傾斜面４４ａに沿って移動可能に設けられ、その移動台４７に、回転砥石４８を保持して回転駆動させる研削スピンドル４９が固定されている。回転砥石４８は、円柱状であって、鋭いエッジ形状またはアール形状に形成された先端の周端部により被研削加工物４２を研削加工するようになっている。
【００１１】
この研削加工装置では、円柱状の回転砥石４８を、これの回転中心軸４８ａが被研削加工物４２の回転中心軸４２ａに対して所定角度に傾斜する配置で設けたことにより、回転軸５０を太く設定することができるから、剛性が向上し、被研削加工物４２の被加工面に、小径で小曲率の非球面形状の研削粗加工面を形成することが可能になっている。
【００１２】
図５（ｂ）は上記研削加工装置における粗加工面４２ｂに対する研削加工開始時時の切断平面図、（ｃ），（ｄ）は研削加工完了時の切断平面図および切断側面図をそれぞれ示す。この研削加工装置では、先ず、移動台４７を傾斜台４４の傾斜面４４ａに沿って移動させることにより、研削スピンドル４９に保持された回転砥石４８の先端の周端部が被研削加工物４２の回転中心軸４２ａに合致するように研削スピンドル４９を位置決めして固定する。
【００１３】
つぎに、ＸＹテーブル４３をＸ方向に移動させて、被研削加工物４２の回転中心軸４２ａを通る水平線と回転砥石４８の回転中心軸４８ａとがＸ軸上で一致するように調整するとともに、ＸＹテーブル４３をＹ方向に移動させて、図４（ａ）に示すように、回転砥石４８の先端の周端部が被研削加工物４２の被加工面に形成された粗加工面４２ｂの一端部に当接した時点から研削工程を開始する。
【００１４】
そののち、予め作成されたＮＣプログラムに基づきＸＹテーブル４３がＸ方向およびＹ方向に移動制御されることにより、研削スピンドル４９により回転される回転砥石４８が、被研削加工物４２の被加工面の粗加工面４２ｂに沿って移動するように制御される。すなわち、回転砥石４８は、図５（ｂ）の位置から同図（ｃ）の位置まで粗加工面４２ｂに沿って水平方向に移動され、この回転砥石４８によるクロス研削加工方法により、被研削加工物４２の被加工面に目標加工形状の研削面が研削加工される。
【００１５】
この研削加工装置では、径が小さく、且つ回転中心軸４８ａ方向に長い円柱状の回転砥石４８を用いることにより、小径の円柱状被研削加工物４２の被加工面に予め形成された、小径で小曲率の非球面形状の凹面を有する加工面を容易に研削加工することができるとともに、回転砥石４８の回転中心軸４８ａを被研削加工物４２の回転中心軸４２ａに対して所定角度に傾斜させて研削加工するので、回転砥石４８の回転軸５０が被研削加工物４２の被加工面と位置的に干渉することがないため、回転軸５０の径を太くすることができるから、回転砥石４８の回転軸５０が歪んで研削加工中に振動が生じると言ったことがない。
【特許文献１】特開平８−２２９７９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記研削加工装置による研削加工方法では、回転砥石４８が被研削加工物４２に当接する研削ポイントが、被研削加工物４２の被加工面の外周付近を加工する研削加工開始時に、図５（ｂ）に示すように、上方から見て回転砥石４８の側方のＡ点にあるが、被研削加工物４２の中心を加工する研削加工完了時に、図５（ｃ）に示すように、上方から見て回転砥石４８の回転中心軸４８ａに対応するＢ点に移動している。また、上記研削ポイントは、図５（ｄ）に太線矢印で示す研削ポイントの移動軌跡Ｃのように、側方から見た場合に回転砥石４８の回転中心軸４８ａに対応する位置から上端エッジ部に移動している。さらに、被研削加工物４２では、図５（ｅ）に太線矢印で示す研削ポイントの移動軌跡Ｄのように、回転砥石４８が回転しながら水平方向に移動されるにも拘わらず、回転砥石４８が当接する接触ポイントが水平方向に向け直線的に変位していない。
【００１７】
このように回転砥石４８による被研削加工物４２の研削ポイントが研削加工開始時から研削加工完了時までの間に回転砥石４８において移動するため、回転砥石４８に加わる研削抵抗の位置と方向は、被研削加工物４２の被加工面の外周付近を加工する研削加工開始時と被研削加工物４２の中心を加工する研削加工完了時とで大きく異なるから、回転砥石４８に不安定な撓みなどが発生し易く、被研削加工物４２の被加工面に、所望の目標加工形状を所定の形状精度を得られるように高精度に形成することが困難となる。
【００１８】
本発明は前記従来の問題に鑑みてなされたもので、回転砥石のような回転研削工具による被研削加工物の研削ポイントを一点に固定して、回転研削工具に加わる研削抵抗の位置と方向とを一定に保てるように制御することができる研削加工方法および研削加工装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成するために、請求項１に係る発明の研削加工方法は、円柱状または円盤状の回転研削工具をこれの回転中心軸が軸対称な形状の被研削加工物の回転中心軸に対し所定の角度に傾斜した相対配置で設け、前記回転研削工具の先端角部が前記被研削加工物の端面である被加工面に当接した状態で目標加工形状に倣うように前記被研削加工物および前記回転研削工具を相対移動させることにより、前記被加工面に非球面形状の凹面を形成する研削加工方法において、前記回転研削工具の回転中心軸を、前記先端角部が前記被加工面と当接する研削ポイントに対する法線に、相対移動の移動平面に対し直交方向から見て常に合致させるように、前記被研削加工物または前記回転研削工具の少なくとも一方を研削加工の進行に対応して回動制御することを特徴としている。
【００２０】
請求項２に係る発明は、請求項１の発明の研削加工方法において、回転研削工具の先端角部が被加工面に当接する研削ポイントにおける被研削加工物の回転方向に対し回転研削工具の回転方向が非平行となる状態を保持しながら、前記被研削加工物および前記回転研削工具を相対移動させるように移動制御するようにした。
【００２１】
請求項３に係る発明は、請求項１または２の発明の研削加工方法において、回転研削工具の先端角部が被加工面に当接する研削ポイントの移動軌跡が直線となるように被研削加工物および前記回転研削工具を相対移動させるように制御するようにした。
【００２２】
請求項４に係る発明の研削加工装置は、軸対称な形状の被研削加工物をこれの回転中心軸回りに回転駆動するワークスピンドルと、円柱状または円盤状の回転研削工具をこれの回転中心軸が前記被研削加工物の回転中心軸に対し所定の角度で傾斜した配置で保持しながら回転駆動する研削スピンドルと、前記被研削加工物と前記回転研削工具とを互いの接離方向およびこの接離方向に対し直交方向にそれぞれ移動させて互いの相対位置を制御する移動テーブルと、前記回転研削工具および前記被研削加工物の少なくとも一方を、前記回転研削工具の先端角部が前記被粗加工面に当接する研削ポイントを支点として回動させることにより、前記回転研削工具および前記被研削加工物が相対移動する移動平面に対し直交方向から見て前記回転研削工具の回転中心軸が前記研削ポイントに対する法線と常に合致するように研削加工の進行に伴って回転制御される回転テーブルとを備えていることを特徴としている。
【００２３】
請求項５に係る発明は、請求項４の発明の研削加工装置において、回転研削工具と被研削加工物との接離方向に対し直交方向に移動する移動テーブル上に、鉛直な回転中心軸回りに回転する回転テーブルが設置され、前記回転テーブル上に立設されたスピンドルホルダに、回転研削工具をこれの下方の先端角部が被研削加工物の被粗加工面に相対向して傾斜する配置で保持する研削スピンドルが、昇降テーブルを介して前記傾斜した配置を保持しながら鉛直上下方向に移動可能に設けられ、前記昇降テーブルが、前記回転研削工具の先端角部が前記回転テーブルの回転中心軸の延長線上に合致し、且つ被研削加工物の被粗加工面の中心を通る水平面に合致する高さ位置に調整して前記スピンドルホルダに固定されている。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１の発明では、円柱状または円盤状の回転研削工具および被研削加工物を相対移動させる２軸の直線移動制御に加えて、上記相対移動の移動平面に対し直交方向から見て、例えば上方から見て、回転研削工具の回転中心軸が、回転研削工具と被研削加工物との研削ポイントに対する法線に常に合致するように、回転研削工具または被研削加工物の少なくとも一方を回動制御する１軸の回動制御を行っていることにより、例えば、上方から見た被研削加工物に対する回転砥石の研削ポイントが、研削加工開始時から研削加工完了時までの間において常に回転研削工具の回転中心軸上の一点に存在するよう維持される。したがって、回転研削工具に加わる研削抵抗の位置および方向は、研削加工開始時から研削加工完了時まで常に一定に保たれるので、回転研削工具に不安定な撓みなどが発生するおそれがない。しかも、研削抵抗の位置および方向は回転研削工具における最も安定な回転中心軸に合致しているため、回転研削工具を一層安定に回転駆動することができる。これにより、この研削加工方法では、小径の円柱状被研削加工物の被加工面に目標加工形状の研削加工面を高精度な形状および面精度に確実に研削加工することが可能となる。
【００２５】
請求項２の発明では、回転研削工具の先端角部が被加工面に当接する研削ポイントにおける被研削加工物の回転方向に対し回転研削工具の回転方向が非平行となる状態を保持しながら、被研削加工物および回転研削工具を相対移動させるクロス研削加工方法を採用しているので、被研削加工物の被加工面には、研削目が比較的粗い研削面が研削されるが、被研削加工物に目標加工形状を研削加工するための回転研削工具の制御を容易に行える利点がある。特に、この研削加工方法では、回転研削工具と被研削加工物との相対位置を２軸の直線移動制御により制御するのに加えて、回転研削工具または被研削加工物を回動させる１軸の回動制御を行うことから、制御が簡単なクロス研削加工方法を採用するメリットが大きい。
【００２６】
請求項３の発明では、被研削加工物の被加工面における回転研削工具による研削ポイントの移動軌跡を、例えば、被研削加工物の中心を通る水平線に沿った直線となるように設定することができ、回転研削工具に不安定な撓みなどが発生するのを一層確実に防止することができ、例えば、小径の円柱状被研削加工物の被加工面に、小径で小曲率の非球面形状を研削加工する場合であっても、目標加工形状の研削加工面を極めて高精度な形状および面精度に確実に研削加工することができる。
【００２７】
請求項４の発明では、被研削加工物および回転研削工具の相対位置を制御する移動テーブルに加えて、回転研削工具または被研削加工物の少なくとも一方を回動制御する回転テーブルを備えているので、本発明の研削加工方法を忠実に具現化して、研削加工方法の効果を確実に得ることができる。
【００２８】
請求項５の発明では、回転研削工具における被研削加工物の被加工面に当接させる先端角部を回転テーブルの回転中心軸の延長線上に合致させる調整を容易、且つ確実に行うことができるとともに、回転研削工具を、先端角部を支点として回転テーブルの回転に伴い回動させることができるから、本発明の研削加工方法を簡単な構成で一層忠実に具現化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の最良の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る研削加工方法を具現化した研削加工装置を示す側面図、図２はその平面図である。この研削加工装置は、台板１上に設置されたＸ方向移動テーブル２およびＹ方向移動テーブル３と、Ｙ方向移動テーブル３上に設置されて円柱状の被研削加工物７を水平の回転中心軸４ａ回りに回転駆動するワークスピンドル４と、Ｘ方向移動テーブル２上に設置されて鉛直な回転中心軸８ａ回りに回転される回転テーブル８と、この回転テーブル８上の外周近傍箇所に鉛直な配置で立設されたスピンドルホルダ９と、このスピンドルホルダ９に鉛直上下方向に移動可能に取り付けられた昇降テーブル１０と、被研削加工物７に向けて下り勾配に傾斜する配置で前記昇降テーブル１０に保持された研削スピンドル１１と、この研削スピンドル１１に保持されて回転中心軸１１ａ回りに回転駆動される回転砥石１２とを備えて構成されている。
【００３０】
上記研削スピンドル１１は、これの回転中心軸１１ａが水平のワークスピンドル４の回転中心軸４ａに対し任意の傾斜角度θ、例えば４５°の傾斜角度θで傾斜する配置で昇降テーブル１０に固定されており、昇降テーブル１０の上下動に伴い上記傾斜角度θを保持しながら鉛直上下方向に上下動される。また、研削スピンドル１１は、自体に保持している回転砥石１２における被研削加工物７に当接する突出先端部が回転テーブル８の回転中心軸８ａの上方延長線上に一致するようにセッティングされている。一方、被研削加工物７は、自体の回転中心軸がワークスピンドル４の回転中心軸４ａと一致する配置でワークスピンドル４に取り付けられている。さらに、回転砥石１２の突出先端部は、上述のように回転テーブル８の回転中心軸８ａの上方延長線に一致するとともに、ワークスピンドル４の回転中心軸４ａを通る水平面に一致するように、昇降テーブル１０の上下動により高さ位置が調整されている。
【００３１】
つぎに、上記研削加工装置により被研削加工物７を研削加工する工程について説明する。図３（ａ）は上記研削加工装置における研削加工開始時の要部の切断平面図、（ｂ），（ｃ）は研削加工完了時の要部の切断平面図および要部の切断側面図をそれぞれ示す。被研削加工物７の被加工面７ａには、この研削加工装置による被研削加工物７の研削加工に先立って、所定の非球面形状の凹面を有する粗加工面７ｂが予め形成されており、上記研削加工装置では、その粗加工面７ｂに対し回転砥石１２により研削加工を行って、目標加工形状になるように高精度に仕上げ加工する。
【００３２】
まず、上記研削加工装置では、上述した研削加工の開始に先立って、傾斜した配置の回転砥石１２における被研削加工物７に当接される突出先端部が、回転テーブル８の回転中心軸８ａの上方延長線上に一致するようにセッティングされ、さらに昇降テーブル１０の上下動により研削スピンドル１１の高さの位置調整が行われて、回転砥石１２の突出先端部は、ワークスピンドル４の回転中心軸４ａを通る水平面つまり被研削加工物７の回転中心軸を通る水平面に一致するように位置決めされることになる。
【００３３】
そののち、研削加工装置では、図３（ａ）に示すように、Ｘ方向移動テーブル２がＸ方向における図２の手前側に向け移動されるとともに、Ｙ方向移動テーブル３がＹ方向における図２の右方に向け移動されて、回転砥石１２の突出先端部が、被研削加工物７の被加工面７ａに形成された粗加工面７ｂの一端部に向けて移動されていく。
【００３４】
さらに、回転テーブル８が図２のＬ矢印方向に回転されることにより、この回転テーブル８上のスピンドルホルダ９に研削スピンドル１１および昇降テーブル１０を介して保持されている回転砥石１２は、研削スピンドル１１の回転中心軸１１ａつまり回転砥石１２の回転中心軸が、回転砥石１２の突出先端部と被研削加工物７の一端部とが接触する研削ポイントＥを通る接線Ｇに対し上方から見て直角となる配置に、つまり上方から見て回転砥石１２の回転中心軸が研削ポイントＥの法線と合致する配置になるように回転制御される。
【００３５】
このようにして回転砥石１２の突出先端部が被研削加工物７の被加工面７ａにおける粗加工面７ｂの一端に当接された時点から、ワークスピンドル４により回転駆動されている被研削加工物７の粗加工面７ｂを、研削スピンドル１１により回転駆動されている回転砥石１２により研削する研削加工が開始される。そののち、研削加工装置では、予め作成されたＮＧプログラムに基づいて、Ｘ方向移動テーブル２およびＹ方向移動テーブル３が移動制御され、且つ回転テーブル８が図２のＲ矢印方向に向け徐々に回転制御される。
【００３６】
すなわち、Ｘ方向移動テーブル２は、回転砥石１２の突出先端部が被研削加工物７の粗加工面７ｂに当接しながら、この粗加工面７ｂの一端部から中心まで水平方向に変位するようにＸ方向に移動制御される。また、Ｙ方向移動テーブル３は、Ｘ方向に向け水平移動する回転砥石１２における突出先端部が被研削加工物７の粗加工面７ｂの一端部から中心までの凹面形状に沿って倣いながら常時接触するようにＹ方向に移動制御される。さらに、回転テーブル８は、研削スピンドル１１の回転中心軸１１ａつまり回転砥石１２の回転中心軸が上方から見て回転砥石１２と被研削加工物７との研削ポイントの法線に常に合致するように、回転砥石１２を上記研削ポイントＥ，Ｆの変位に対応して図３（ａ）の向きから同図（ｂ）の向きとなる範囲で徐々に回転される。
【００３７】
このようにして、回転砥石４８を、予め作成されたＮＧプログラムに基づき被研削加工物７の粗加工面７ｂに沿って移動制御および回動制御することにより、回転砥石１２を図３（ａ）の位置から同図（ｂ）の位置まで水平方向に移動させ、且つ図２のＲ矢印方向に回動させて、回転砥石１２によるクロス研削加工方法によって被研削加工物７の被加工面７ａの粗加工面７ｂが目標加工形状の研削粗加工面に研削加工される。
【００３８】
この研削加工方法では、回転砥石１２をＸ方向に移動制御し、且つ被研削加工物７をＹ方向に移動制御する２軸の直線移動制御に加えて、上方から見て研削スピンドル１１の回転中心軸１１ａつまり回転砥石１２の回転中心軸が、回転砥石１２と被研削加工物７との研削ポイントＥ，Ｆの接線Ｇ，Ｈに対し常に直角になるように、つまり研削ポイントＥ，Ｆに対する法線に常に合致するように回転砥石１２を回動制御する１軸の回動制御を行っていることにより、図３（ａ）および同図（ｂ）に示すように、上方から見た被研削加工物７に対する回転砥石１２の研削ポイントＥ，Ｆは、研削加工開始時から研削加工完了時までの間において常に研削スピンドル１１の回転中心軸１１ａつまり回転砥石１２の回転中心軸上の一点に存在するよう維持される。
【００３９】
また、回転砥石１２は回動されながら水平方向に移動されるから、図３（ｃ）に示すように、側方から見たときの回転砥石１２における研削ポイントの移動規制は、回転砥石１２における回転中心軸の真上の突出先端部の一点に存在するように維持される。したがって、図３（ｄ）に太線矢印で示すように、被研削加工物７の被加工面７ａにおける回転砥石１２による研削ポイントの移動軌跡Ｉは、被研削加工物７の中心を通る水平線に沿った直線となる。
【００４０】
上述のように、回転砥石１２を、被研削加工物７に対する研削ポイントＥ，Ｆが自体の回転中心軸上の一点に固定し、且つ直線の移動軌跡となるように制御することから、回転砥石１２に加わる研削抵抗の位置および方向は、研削加工開始時から研削加工完了時まで常に一定に保たれるので、回転砥石１２に不安定な撓みなどが発生するおそれがない。しかも、研削抵抗の位置および方向は回転砥石１２における最も安定な回転中心軸に合致しているため、回転砥石１２を一層安定に回転駆動することができる。これにより、この研削加工装置では、小径の円柱状被研削加工物７の被加工面７ａに目標加工形状の研削加工面を高精度な形状および面精度に確実に研削加工することが可能となる。
【００４１】
また、上記研削加工装置では、回転砥石１２の回転中心軸１１ａを被研削加工物７の回転中心軸４ａに対して任意の角度に傾斜させて研削加工するので、小径の円柱状被研削加工物７の被加工面７ａに、小径で小曲率の非球面形状を研削加工する場合であっても、径が小さく、且つ回転中心軸方向に長い円柱状の回転砥石１２を用いることにより、回転砥石１２が被研削加工物７の被加工面７ａと位置的に干渉することがないので、回転砥石１２が歪んで研削加工中に振動が生じると言ったことがない。これにより、被研削加工物７の被加工面７ａに所要の研削加工面を一層高精度に研削加工することができる。
【００４２】
さらに、上記研削加工装置では、回転砥石１２を、粗加工面７ｂに当接する研削ポイントにおける被研削加工物７の回転方向に対し回転砥石１２の回転方向が非平行となる状態を保持しながら、被研削加工物７および回転砥石１２を相対移動させるクロス研削加工方法を採用しているので、被研削加工物７の被加工面７ａには、研削目が比較的粗い研削面が研削されるが、被研削加工物７に目標加工形状を研削加工するための回転砥石１２の制御を容易に行える利点がある。特に、上記研削加工方法では、回転砥石１２をＸ軸方向に移動制御し、且つ被研削加工物７をＹ軸方向に移動制御する２軸の直線移動制御に加えて、回転砥石１２を回動させる１軸の回動制御を行うことから、回転砥石１２の制御が簡単なクロス研削加工方法を採用するメリットが大きい。
【００４３】
なお、上記実施の形態では、回転砥石１２を回転テーブル８の回転により回動させる構成を例示して説明したが、Ｙ方向移動テーブル３上に回転テーブル８を設置して、その回転テーブル８上にワークスピンドル４を設けることにより、上方から見て研削スピンドル１１の回転中心軸１１ａが回転砥石１２と被研削加工物７との研削ポイントに対する法線に合致するように被研削加工物７を回動制御する構成としても、上述したと同様の効果を得ることができる。その場合、研削スピンドル１１はＸ方向移動テーブル２上に設けて、回転砥石１２をＸ方向のみに移動制御することになる。但し、制御上からは、上記実施の形態のように、回転砥石１２を回転テーブル８によって回動させる方が有利である。
【００４４】
図４は、本発明の他の実施の形態に係る研削加工方法を具現化した研削加工装置を示し、同図（ａ）は研削加工開始時時の要部の切断平面図、同図（ｂ）は切削加工時の切断側面図であり、図３と同一若しくは実質的に同等のものに同一の符号を付してある。この実施の形態では、一実施の形態の円柱状の回転砥石１２に代えて、そろばん玉形状のような形状を有する円盤状の回転砥石１３を回転軸１４の先端に固着して用いている。この回転砥石１３は、一実施の形態と同様に移動制御および回動制御される。したがって、この実施の形態においても、一実施の形態で説明したと同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
この発明は、被研削加工物の端面の被粗加工面に凹状の研削粗加工面を形成するに際して、回転砥石による被研削加工物の研削ポイントを、研削加工開始時から研削加工完了時まで所定の一点になるように制御することにより、研削加工時に回転砥石に加わる研削抵抗の位置および方向を一定に保って、極めて安定した研削加工を行うことができるので、近い将来において、小径で、小曲率の非球面形状の凹面を有するレンズ成形金型の製作が要望された場合にも、そのようなレンズ成形金型を高精度な形状および面精度に研削加工できるように対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る研削加工方法を具現化した研削加工装置を示す側面図。
【図２】同上の研削加工装置の平面図。
【図３】（ａ）は同上の研削加工装置の研削加工開始時時の要部の切断平面図、（ｂ），（ｃ）は研削加工完了時の要部の切断平面図および切断側面図、（ｄ）は被研削加工物における回転砥石による研削ポイントの移動軌跡を示す説明図。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る研削加工方法を具現化した研削加工装置を示し、（ａ）は研削加工開始時時の要部の切断平面図、（ｂ）は切削加工時の切断側面図。
【図５】従来の研削加工装置を示す斜視図、（ｂ）は研削加工開始時時の切断平面図、（ｃ），（ｄ）は研削加工完了時の切断平面図および切断側面図、（ｅ）は被研削加工物における回転砥石による研削ポイントの移動軌跡を示す説明図。
【図６】（ａ），（ｂ）はクロス研削加工方法による研削工程の切断平面図および切断側面図、（ｃ）はクロス研削加工方法により研削加工された被研削加工物の粗加工面を示す図、（ｄ），（ｅ）はパラレル研削加工方法による研削工程の切断平面図および切断側面図、（ｆ）はパラレル研削加工方法により研削加工された被研削加工物の粗加工面を示す図。
【符号の説明】
【００４７】
２  Ｘ方向移動テーブル（移動テーブル）
３  Ｙ方向移動テーブル（移動テーブル）
４  ワークスピンドル
４ａ  ワークスピンドルの回転中心軸（被研削加工物の回転中心軸）
７  被研削加工物
７ａ  被粗加工面
８  回転テーブル
８ａ  回転テーブルの回転中心軸
９  スピンドルホルダ
１０  昇降テーブル
１１  研削スピンドル
１１ａ  研削スピンドルの回転中心軸（回転研削工具の回転中心軸）
１２，１３  回転砥石（回転研削工具）
θ  傾斜角度
Ｅ，Ｆ  研削ポイント
Ｉ  研削ポイントの移動軌跡
【図１】
2005319554.tif 000003
【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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