(57)【要約】【課題】この曲面加工方法は，リニアモータで作動されるバイトを取り付けたスライダのストロークを短くし，スライダの高速高加速度を可能にする。【解決手段】この曲面加工方法は，工作物９を保持した主軸１４の回転とＺ軸テーブル３，スライダ１２及びＸ軸テーブル４の動きとを互いに同期させ，主軸１４の予め決められた所定の回転速度に，工作物９を保持した主軸１４のＺ軸方向への動き，バイトを取り付けたスライダ１２をリニアモータ１８によるＹ軸方向への動き，Ｘ軸テーブル４をＸ軸方向への動きを同期させ，バイト１５のＹ軸移動方向に直交する工作物９の対向面３１をバイト１５によって予め決められた所定の曲面に高速に且つ高精度に切削加工する。【選択図】        図１
2005001028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸台に回転可能に支持された工作物を保持する主軸，前記主軸をＺ軸方向に往復移動可能なＺ軸テーブル，前記主軸と対向する位置に配設され且つ前記Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向に往復移動可能なＸ軸テーブル，前記Ｘ軸テーブルに取り付けられたターナベース，前記ターナベース上で前記Ｚ軸方向に平行なＹ軸方向に往復移動可能でバイトを取り付けるスライダ，及び前記スライダを前記Ｙ軸方向に往復運動させる駆動装置を有するＮＣ加工機を用いて前記工作物を切削加工する加工方法において，
前記スライダを往復移動させる前記駆動装置をリニアモータで構成し，前記工作物を保持した前記主軸の予め決められた所定の回転速度の回転に，前記主軸の前記Ｚ軸方向への動き，前記バイトを固定した前記スライダの前記Ｙ軸方向への動き及び前記Ｘ軸テーブルの前記Ｘ軸方向へ動きを互いに同期させ，前記バイトの前記Ｙ軸移動方向に直交する前記工作物の対向面を前記バイトによって予め決められた所定の曲面に切削加工することを特徴とする工作物の曲面加工方法。
【請求項２】
前記リニアモータは前記スライダ及びターナベースのいずれか一方に組み込まれた界磁マグネットと他方に組み込まれた電機子コイルとから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の工作物の曲面加工方法。
【請求項３】
前記リニアモータを組み込んだ前記ターナベースには，前記スライダの位置を検出するためリニアスケールが装着されていることを特徴とする請求項２に記載の工作物の曲面加工方法。
【請求項４】
前記工作物を前記所定の曲面に切削加工する場合には，前記バイトを固定した前記スライダの前記Ｙ軸方向の往復移動のストロークは，前記工作物を保持した前記主軸の前記Ｚ軸方向の移動のストローク分だけ差し引いた値に設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の工作物の曲面加工方法。
【請求項５】
前記工作物に切削加工される前記所定の曲面がベースのＲ形状半径値と前記ベースに直交するクロスのＲ形状半径値から成るトーリック形状の場合には，前記工作物を保持した前記主軸の前記Ｚ軸方向への移動が前記ベースのＲ形状半径値に対応する移動量に設定され，前記バイトを固定した前記スライダの前記Ｙ軸方向への移動は前記クロスのＲ形状半径値に対応する移動量と前記ベースのＲ形状半径値に対応する移動量との差分に設定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の工作物の曲面加工方法。
【請求項６】
前記工作物に対する前記所定の曲面の切削加工は，予め決められた所定の加工指令値に前記工作物に対する実際の加工量を近づけるため，繰り返される指令を考慮する予見学習制御によって達成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の工作物の曲面加工方法。
【請求項７】
前記バイトによって前記所定の曲面に切削加工される前記工作物は，めがね用レンズであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の工作物の曲面加工方法。
【請求項８】
前記主軸の１回転に対して前記スライダはＮ回往復移動するように設定されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の工作物の曲面加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，ＮＣ加工機を用いて樹脂製レンズ等の工作物をトーリック形状（円環面形状）等の予め決められた所定の曲面に切削加工する工作物の曲面加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学デバイスや情報機器デバイス等には，種々の種類の光学レンズが組み込まれている。光学レンズは一般に軸対称非球面をしており，ガラスの表面を成形又は加工し，仕上げとして研磨装置で研磨して製作される。軸対称非球面を製作するための研磨装置としては，従来から種々のものが開発されている。このような研磨装置は，面粗度を向上するための装置であり，仕上げ加工に向くという利点があるものの，工作物の回転速度が遅く，研磨速度が遅くなり，加工物の形状を創成することは不可能である。
【０００３】
従来，ＮＣ加工機を用いて，工作物に対してバイトによって短時間に且つ高精度に非軸対称非球面を加工する加工方法が知られている。該加工方法は，加工の際には主軸台を載置したＺ軸テーブルは移動しないように固定され，主軸のチャックには工作物が取り付けられ，工作物がスピンドルモータによって主軸回りに回転する。一方，バイトを保持したスライドはＮＣ制御装置によってＺ軸方向に往復運動し，また，スライドを載置したＸ軸テーブルはＸ軸方向に往復運動する。スライド及びＸ軸テーブルの往復運動は，工作物の回転に同期して行われると共に，スライド及びＸ軸テーブルは互いに同期して往復運動する（例えば，特許文献１参照）。
【０００４】
また，ＮＣ加工機において，Ｙ軸方向に往復動するスライダをリニアモータで駆動するものが知られている。該ＮＣ加工機は，ターナベースに設けたスライダをリニアモータでＺ軸方向に往復移動させ，高速高加速度に対応する切削加工を可能にするものであり，ターナベースに固定されたＸ軸方向に直交するＺ軸方向に延びる軌道レールを備えたスライドブロック，スライドブロックに対して軌道レールに沿って高速高加速度で往復移動するバイトを取り付けたスライダ，及びスライダをリニアガイドの軌道レールに沿って往復移動させる駆動装置を有する。駆動装置は，スライドブロックに固定されたリニアモータコイルとスライダに組み込まれたリニアモータ磁石板から構成され，スライダの移動量を検出するリニアスケールとリニアスケール検出器が設けられている（例えば，特許文献２参照）。
【０００５】
また，ＮＣ加工機を制御するため，学習制御装置における予見学習制御装置が知られている。該予見学習制御装置は，ｍ個の入力とｐ個の出力を持ち，状態空間表現で表される制御対象の出力ベクトルを，周期Ｌで同じパターンを繰り返す目標指令ベクトルに追従させるように，現在時刻において目標指令ベクトルと制御対象の出力ベクトル及び状態ベクトルを入力し，制御入力ベクトルを制御対象へ出力する学習制御装置において，目標指令ベクトルと出力ベクトルより偏差ベクトルを求める手段と，学習制御用定数行列を記憶する手段と，所定の評価関数が最小となるように現在時刻の制御入力ベクトルを決定する手段とを有するものである（例えば，特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３０９６０２号公報（第１，２頁，図１）
【特許文献２】
特開２００２−１２６９０７号公報（第１，２頁，図４）
【特許文献３】
特開平７−１４１００４号公報（第１，２頁，図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，工作物の加工方法について，研磨による方法では加工に長時間を要するという問題があることから，工作物を非球面の曲面に短時間で加工することが求められていた。そこで，上記のように，ＮＣ加工機を用いて工作物の端面を非軸対称非球面に短時間で切削加工することが開発されたが，該加工方法は，主軸を往復移動させるＺ軸方向の移動を停止させて工作物の加工を行うものであり，また，Ｘ軸テーブルをＸ軸方向に往復移動させる駆動装置やターナをＹ軸方向に往復移動させる駆動装置が回転式サーボモータであったので，工作物の加工時間を更に短縮することが出来ないかの課題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は，上記課題を解決することであり，バイトを固定した往復移動のスライダをリニアモータの駆動装置を用いてＹ軸方向に往復移動させるタイプのＮＣ加工機を使用し，工作物を保持する主軸をその回転に同期して，主軸をＺ軸方向に移動させ，ターナベースを取り付けたＸ軸テーブルをＸ軸方向に移動させると共にバイトを取り付けたスライダをＹ軸方向に移動させて，樹脂製レンズ等の工作物を凹レンズ面，凸レンズ面，トーリックレンズ面，累進多焦点レンズ面等の曲面形状に切削加工し，主軸をＺ軸方向に移動させた分だけバイトのＹ軸方向の移動量を短くし，それによってスライダを小型にして慣性力の小さい高速高加速度の往復運動を可能にすると共に，リニアモータによる応答性をフルに活かして，工作物を予め決められた所定の曲面に高速高加速度に短時間で高精度に切削加工する工作物の曲面加工方法を提供することである。
【０００９】
この発明は，主軸台に回転可能に支持された工作物を保持する主軸，前記主軸をＺ軸方向に往復移動可能なＺ軸テーブル，前記主軸と対向する位置に配設され且つ前記Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向に往復移動可能なＸ軸テーブル，前記Ｘ軸テーブルに取り付けられたターナベース，前記ターナベース上で前記Ｚ軸方向に平行なＹ軸方向に往復移動可能でバイトを取り付けるスライダ，及び前記スライダを前記Ｙ軸方向に往復運動させる駆動装置を有するＮＣ加工機を用いて前記工作物を切削加工する加工方法において，前記スライダを往復移動させる前記駆動装置をリニアモータで構成し，前記工作物を保持した前記主軸の予め決められた所定の回転速度の回転に，前記主軸の前記Ｚ軸方向への動き，前記バイトを固定した前記スライダの前記Ｙ軸方向への動き及び前記Ｘ軸テーブルの前記Ｘ軸方向へ動きを互いに同期させ，前記バイトの前記Ｙ軸方向への移動方向に直交する前記工作物の対向面を前記バイトによって予め決められた所定の曲面に切削加工することを特徴とする工作物の曲面加工方法に関する。
【００１０】
前記リニアモータは前記スライダ及びターナベースのいずれか一方に組み込まれた界磁マグネットと他方に組み込まれた電機子コイルとから構成されている。また，前記リニアモータを組み込んだ前記ターナベースには，前記スライダの位置を検出するためリニアスケールが装着されている。
【００１１】
この曲面加工方法は，前記工作物を前記所定の曲面に切削加工する場合には，前記バイトを固定した前記スライダの前記Ｙ軸方向の往復移動のストロークは，前記工作物を保持した前記主軸の前記Ｚ軸方向の移動のストローク分だけ差し引いた値に設定されるものである。
【００１２】
この曲面加工方法は，前記工作物に切削加工される前記所定の曲面がベースのＲ形状半径値と前記ベースに直交するクロスのＲ形状半径値から成るトーリック形状の場合には，前記工作物を保持した前記主軸の前記Ｚ軸方向への移動が前記ベースのＲ形状半径値に対応する移動量に設定され，前記バイトを固定した前記スライダの前記Ｙ軸方向への移動は前記クロスのＲ形状半径値に対応する移動量と前記ベースのＲ形状半径値に対応する移動量との差分に設定される。或いは，前記トーリック形状に近似する形状の場合には，前記工作物を保持した前記主軸の前記Ｚ軸方向の移動が前記ベースのＲ形状半径値に対応する移動量に設定され，前記バイトを固定した前記スライダの前記Ｙ軸方向の移動は前記クロスのＲ形状半径値に対応する移動量と前記ベースのＲ形状半径値に対応する移動量との差分と独自分に設定される。
【００１３】
前記工作物に対する前記所定の曲面の切削加工は，予め決められた所定の加工指令値に前記工作物に対する実際の加工量を近づけるため，繰り返される指令を考慮する予見学習制御によって達成されている。
【００１４】
前記バイトによって前記所定の曲面に切削加工される前記工作物は，めがね用レンズである。また，この曲面加工方法は，前記主軸の１回転に対して前記スライダはＮ回往復移動するように設定されている。例えば，工作物に切削加工される所定の曲面が，トーリックレンズ面の場合には２往復し，また，累進多焦点レンズ面の場合には往復回数が特定できず，累進多焦点レンズ状態に応じて複数回即ちＮ回往復移動するように設定される。
【００１５】
この曲面加工方法は，上記のように構成されているので，樹脂製レンズのレンズ面等の工作物の対向面をトーリック形状に切削加工する場合に，レンズ面に直交する方向（Ｚ軸方向とＹ軸方向）のＹ軸ストロークは工作物に切削加工される曲面形状分必要になるが，バイトを取り付けたスライダをＹ軸方向に移動させると共に主軸をＺ軸方向に同期させて移動させる時に，切削加工する工作物の形状がトーリック形状の曲面であって，ベースのＲ形状半径値ＲＬがそれに直交するクロスのＲ形状半径値ＲＳより大きいとすると，Ｙ軸方向移動のスライダは，ベースのＲ形状半径値ＲＬに対応する移動量ＲＢとクロスのＲ形状半径値ＲＳに対応する移動量ＲＣとの差分（ＲＢ−ＲＣ）だけ移動すればよいことになり，スライダのストロークが主軸を固定した場合より短く設計できる。この時，スライダをＹ軸方向に移動させる駆動装置をリニアモータで構成した場合には，スライダのストロークが短くなる分だけリニアモータ自体を小型に設計でき，可動側のスライダを小型化でき，スライダの質量も小さく設計できる。リニアモータは，可動物の質量と出力によって可動物の加速度が決定されるため，可動物即ちスライダをできるだけ軽量にすることが加速度を上げることができ，スライダの移動の応答性を良好にして有利である。
【００１６】
この曲面加工方法は，制御指令と実際の動き量との差が限りなく零になるように制御する必要があるので，制御指令の繰り返し性を利用する学習制御装置や予見学習制御装置を用いて制御することが好ましい。この曲面加工方法では，制御指令がどれだけ繰り返し性が良いかによっても，最終の曲面加工形状の誤差量が変ってくる。従って，この曲面加工方法は，主軸の回転に同期して，主軸をＺ軸方向に移動させつつバイトをＹ軸方向に移動させると共にターナベースをＸ軸方向に移動してレンズ面等の工作物の対向面をトーリック形状に切削加工することによって，工作物の対向面に渦巻き状の加工軌跡を描かせながら，制御指令の繰り返し性が向上し，また，制御指令と実加工量との誤差量が一定になり，工作物に対してより高精度で高速に曲面加工することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して，この発明による工作物の曲面加工方法の実施例を説明する。図１〜図４を参照して，この発明による曲面加工方法を実施する際に用いられるＮＣ加工機について説明する。
【００１８】
この発明による工作物の曲面加工方法を達成するためのＮＣ加工機１は，加工機ベース２に設けられたＺ軸ベース４６上で主軸１４の長手方向であるＺ軸方向に往復移動可能なＺ軸テーブル３と，加工機ベース２に設けられたＸ軸ベース４７上でＺ軸方向に直交するＸ軸方向に往復移動可能なＸ軸テーブル４とを備えている。Ｚ軸テーブル３には，主軸台５が設置されている。Ｚ軸テーブル３は，Ｚ軸ベース４６に取り付けられたサーボモータ６によって駆動されてＺ軸方向に往復移動する。また，主軸台５には，主軸１４を回転させるスピンドルモータ７が組み込まれている。主軸１４の先端にはチャック８が設けられ，チャック８には工作物９が保持される。また，Ｚ軸テーブル３のＺ軸方向に直交するＸ軸方向に往復移動可能なＸ軸テーブル４は，主軸１４のチャック８に取り付けられた工作物９と対向する位置に配置されている。Ｘ軸テーブル４には，直接或いは刃物台テーブルを介在してターナ１１が固定されると共に，主軸１４の工作物９に対向して各種のバイト４４を取り付けるための刃物台４３が設置されている。
【００１９】
この発明による曲面加工方法は，概して，主軸１４を回転支持する主軸台５，主軸１４をＺ軸方向に往復移動させるＺ軸テーブル３，主軸１４に保持された工作物９と対向する位置に配設され且つＺ軸方向に直交するＸ軸方向に往復移動可能なＸ軸テーブル４，Ｘ軸テーブル４に設置されたターナ１１を構成するターナベース１６，ターナベース１６上でＺ軸方向に平行なＹ軸方向に往復移動し且つ一端にバイト１５が固定されるスライダ１２，及びスライダ１２をＹ軸方向に往復運動させる駆動装置であるリニアモータ１８を有するＮＣ加工機１を用いることによって達成される。
【００２０】
この曲面加工方法は，特に，主軸１４の回転とＺ軸テーブル３，スライダ１２及びＸ軸テーブル４の動きとを互いに同期させたものであり，工作物９を保持した主軸１４の予め決められた回転速度の回転に，主軸１４のＺ軸方向への動き，バイト１５を固定したスライダ１２のＹ軸方向への動き，Ｘ軸テーブル４のＸ軸方向への動きを互いに同期させ，バイト１５のＹ軸方向の移動方向に直交する工作物９の対向面３１をバイト１５によって予め決められた所定の曲面に切削加工することを特徴としている。主軸１４の予め決められる所定の回転速度は，加工効率を最高にするため，スライダ１２が出し得る最高加速度を基準にして決定されている。工作物９がレンズの場合には，対向面３１は，凹レンズ面，凸レンズ面，トーリックレンズ面，累進多焦点レンズ面，凹レンズ面又は凸レンズ面とトーリックレンズ面及び／又は累進多焦点レンズ面との複合レンズ面等のレンズ面である。この曲面加工方法は，工作物９の対向面３１をトーリック形状等の曲面に切削加工する場合には，バイト１５を固定したスライダ１２のＹ軸方向の往復移動のストロークは，工作物９を保持して主軸１４のＺ軸方向の移動のストローク分だけ差し引いた値に設定され，スライダ１２のストロークは主軸１４を固定した場合に比較して短くなる。
【００２１】
図５は，この曲面加工方法で切削加工される工作物９がレンズの場合を示す斜視図である。図６は，この曲面加工方法おけるＺ軸方向とＹ軸方向の移動関係を示すグラフである。図６のグラフ（Ａ）において，縦軸をレンズ厚さとし，横軸をレンズの半径とすると，符号Ｘは光学軸であって主軸１４の回転軸心に対応している。図６のグラフ（Ａ）はＺ軸方向のＺ軸テーブル３を固定した場合であり，図６のグラフ（Ｂ）はＺ軸方向のＺ軸テーブル３を符号ＲＢ軌跡で移動させた場合であり，図６のグラフ（Ｃ）はグラフ（Ａ）のグラフの曲線中心線ＲＯを直線で示した関係を示している。各グラフにおける陰影部分は，（Ｂ）と（Ｃ）ではＹ軸方向であるスライダ１２の移動量を示し，（Ｃ）ではＺ軸を符号ＲＯ軌跡で移動した場合のスライダ１２のＹ軸方向の移動量を示している。
【００２２】
この曲面加工方法は，例えば，工作物９が樹脂製レンズであり，図５に示すように，工作物９に切削加工される曲面がベースのＲ形状半径値ＲＬとベースに直交するクロスのＲ形状半径値ＲＳから成るトーリック形状の場合には，ＲＢが大きい半径ＲＬで且つＲＣが小さい半径ＲＳ（ＲＬ＞ＲＳ）であるとすると，図６の（Ａ）に示す半径ＲＢの球の軌跡を加工する動きをＺ軸テーブル３に移動させると，図６の（Ｂ）に示すように，バイト１５を固定したスライダ１２のＹ軸方向の移動はクロスのＲ形状半径値ＲＳに対応する移動量ＲＣとベースのＲ形状半径値に対応する移動量ＲＢとの差分（ＲＣ−ＲＢ）に設定される。従って，縦軸にはバイト１５を取り付けたスライダ１２の移動量（例えば，ＲＣ）と工作物９を取り付けた主軸１４の移動量（例えば，ＲＢ）とすると，スライダ１２に取り付けたバイト１５の移動量は，差分（ＲＣ−ＲＢ）となり，レンズ面の切削加工のためのバイト１５の移動距離はＺ軸テーブル３の固定の場合に比較して短くなる。
【００２３】
工作物９の対向面３１に対する予め決められた所定の曲面の切削加工は，例えば，めがね用レンズであり，バイト１５によって凹レンズ面，凸レンズ面，トーリックレンズ面，累進多焦点レンズ面，凹レンズ面又は凸レンズ面とトーリックレンズ面及び／又は累進多焦点レンズ面との複合レンズ面等のレンズ面を切削加工するものであり，予め決められた所定の加工指令値に工作物９に対する実際の加工量に近づけるため，繰り返される指令を考慮する予見学習制御によって達成されている。
【００２４】
ＮＣ加工機１では，特に，Ｘ軸テーブル４は，工作物９と対向する位置にＺ軸テーブル３に直交して設置され，サーボモータ１０によって駆動されてＸ軸方向に往復移動する。また，Ｘ軸テーブル４にはターナ１１が設置されている。ターナ１１は，Ｘ軸テーブル４に支持ピン３５を介して設定して固定されたスライドベース１３に取り付けられたターナベース１６，ターナベース１６上でＹ軸方向に往復運動するスライダ１２，スライダ１２をＹ軸方向に往復移動させる駆動装置であるリニアモータ１８から構成されている。スライダ１２は，先端部にバイトホルダ２８を有し，バイトホルダ２８にはバイト１５が取り付けられる。また，駆動装置は，Ｘ軸テーブル４に取り付けられたスライドベース１３上に設置されたターナ１１に組み込まれたリニアモータ１８から構成されている。スライダ１２は，その下面に設けられたスライドガイド３３を介してＺ軸方向に移動可能に支持する軸受を構成する軌道レール１７上を往復移動する。
【００２５】
工作物９の対向面３１をバイト１５で切削加工する時には，工作物９は，主軸台５の主軸（Ｃ軸）の先端に設けられたチャック８によって保持され，スピンドルモータ７によってＣ軸回りに，例えば，３００ｒｐｍ以上の回転速度で回転するものであり，ここでは，加工効率を最適にするため，スライダの最高加速度に対応するように，主軸１４の回転速度が所定の回転速度に設定されている。工作物９としては，樹脂材（プラスチック）や非金属が好適である。工作物９を保持した主軸１４は，その回転に同期してサーボモータ６の駆動によってＺ軸方向に往復移動しつつ，スライダ１２の先端に取り付けられたバイト１５は，スライダ１２の往復運動に伴ってＺ軸方向に往復運動すると共にＸ軸テーブル４と一緒にＸ軸方向にも往復運動する。ＮＣ加工機１は，スライダ１２の重量やターナ１１を載置したＸ軸テーブル４の質量がそれぞれかなり小さく構成できるので，スライダ１２の慣性力も小さくなり，スライダ１２を高加速度で往復運動させることができる。
【００２６】
ＮＣ加工機１による工作物９に対する切削加工は，数値データに基づいて主軸回転駆動用のスピンドルモータ７及びＸ軸テーブル４を駆動するサーボモータ１０を制御することにより行われるが，刻々変化する主軸１４の回転角は高分解能のロータリエンコーダによって連続的に検出される。スライダ１２を駆動するリニアモータ１８について，スライダ１２の往復運動によるバイト１５の刻々変わる実際の移動量は，リニアモータ１８に設けられたリニアスケール２１により連続的に検出され，該検出値はリニアモータ１８のフィードバックによる制御に使用されている。ＮＣ制御装置は，工作物９の対向面３１を所定の形状に切削加工するため，各種の情報に基づいてサーボモータ６，１０，リニアモータ１８及びスピンドルモータ７を作動するように制御している。また，Ｘ軸テーブル４の位置もパルスコーダによって検出され，Ｘ軸テーブル駆動用のサーボモータ１０がＮＣ制御される。
【００２７】
ＮＣ加工機１は，樹脂材から成るレンズ面加工等の切削加工を行うバイト１５を取り付けた高速高加速度に対応できるターナ１１を備えている。スライダ１２は，コントローラによって主軸１４の回転運動に同期すると共に，Ｚ軸テーブル３及びＸ軸テーブル４の往復移動に同期して往復移動し，外部データ入力等に追従して制御されて高速高加速度で往復移動可能であり，バイト１５で工作物９のレンズ面等の対向面３１を高速に且つ高加速度に切削加工するのに適用されている。
【００２８】
ターナ１１は，長手方向に延びる凹部４０Ａ，４０Ｂをそれぞれ備えた一対のターナベース部材１６Ａ，１６Ｂから成るターナベース１６，及びターナベース１６上で往復移動するスライダ１２から構成されている。ターナベース１６は，スライドベース１３上にターナベース部材１６Ａ，１６Ｂの凹部４０Ａ，４０Ｂを互いに対向状態に配置し，一方のターナベース部材１６Ａをスライドベース１３に形成された係止段部２７に当接させ，ターナベース部材１６Ａの対向面４１Ａに他方のターナベース部材１６Ｂの対向面４１Ｂを当接させてスライドベース１３に設けた幅決めブロック２６で固定することによって組み立てられ，スライドベース１３に固定されている。
【００２９】
ターナベース部材１６Ａ，１６Ｂの長手方向の凹部４０Ａ，４０Ｂを対向させてスライドベース１３に固定することによって，ターナベース部材１６Ａとターナベース部材１６Ｂと間に凹部４０Ａ，４０Ｂによってスライダ１２の収容室４２が形成される。ターナベース部材１６Ａ，１６Ｂの上端部には上蓋２４が取り付けられ，収容室４２の上部が閉鎖されている。ターナベース１６の収容室４２には，スライダ１２がＺ軸方向に往復移動可能に配設されている。収容室４２の側方に形成された開口部からスライダ１２が突出し，その先端部にバイト取付部材４５が固定されている。スライダ１２の先端部に取り付けられたバイト取付部材４５には，バイトホルダ２８が取り付けられている。バイト１５は，バイトホルダ２８に交換可能にセットされるように構成されている。バイト１５は，スライダ１２に直接取り付けたバイトホルダ２８にセットするように構成することもできる。
【００３０】
ＮＣ加工機１は，スライダ１２をターナベース１６に対してＹ軸方向（Ｚ軸方向と同一方向）に往復移動させる駆動装置がリニアモータ１８で構成されている。この実施例では，スライダ１２を往復移動させるリニアモータ１８は，ターナベース１６に固定された電機子コイルでなるリニアモータコイル１９と，スライダ１２に設けられた界磁マグネットでなるリニアモータ磁石板２０とから構成されたマグネット移動型リニアモータに構成されている。勿論，電機子コイルが移動するコイル移動型リニアモータに構成することもできる。ターナベース１６には，スライドベース１３上に固定されたＸ軸方向に直交するＹ軸方向（Ｚ軸方向と同一方向）に延びるリニアガイドを構成する軌道レール１７が複数箇所に固定されている。スライダ１２には，スライドガイド３３が固定されており，スライダ１２は，ターナベース１６に設けた軌道レール１７に沿ってスライドガイド３３を往復移動させることによって高速高加速度で往復移動することができる。
【００３１】
スライダ１２の往復移動範囲即ちストロークについて，リニアモータコイル１９に沿って延びるリニアスケール２１とリニアスケール検出器２２が設けられている。従って，スライダ１２のターナベース１６に対する移動量は，リニアスケール検出器２２によって直ちに検出され，その移動量の情報はコントローラにフィードバックされ，次のスライダ１２の移動制御に反映される学習制御機能と予見学習制御機能によって制御されるように構成されている。更に，ターナベース１６とリニアスケール２１との間には，リニアスケール２１の位置決めのためスケール部ライナ３９が設けられている。コントローラは，予め決められた加工指令値に基づいてスライダ１２に設けたバイト１５によって工作物９の対向面３１，工作物９がレンズであればレンズ面を切削加工するように制御し，その際に，切削加工情報をフィードバックさせ，切削加工情報と加工指令値との差を零に近づける制御をし，工作物９に対する次の切削加工に活かす学習制御機能や予見学習制御機能を備えている。
【００３２】
ターナベース１６には，リニアモータコイル１９を冷却するための冷却プレート２３が設けられている。リニアモータコイル１９には，リニアモータ磁石板２０がスライダ１２の往復移動に伴って磁力を切るが，その時に熱が発生し，高温になる。冷却プレート２３は，リニアモータコイル１９に発生した熱を冷却するため設けられている。また，スライドベース１３のターナ軸とＺ軸テーブル３のＺ軸との平行度を調整するため基準ブロック３２がＸ軸テーブル４に取り付けられている。スライドベース１３には，調節ブロック３６が設けられているので，調節ブロック３６に設けた調整ねじ３７によって，スライドベース１３を基準ブロック３２に対して調整し，ターナ軸とＺ軸との平行度が調整される。
【００３３】
また，ターナベース１６と軌道レール１７との間には，スライダ１２のターナベース１６に対する移動範囲の位置決めをするためＬＭ部ライナ３８が設けられている。ターナベース１６には，スライダ１２のストロークを規制するためのストッパ２９，３０が設けられている。スライダ１２には，ストッパ２９，３０に当接してスライダ１２の移動範囲を規制するストッパ当接部材３４が設けられている。ターナ１１に設けられた駆動装置に接続される動力線，信号線等の配線，及び前記ターナのための冷却等の配管は，スライダ１２の移動に伴って屈曲可能なガイドカバー２５，被覆部材等に収容されている。
【００３４】
【発明の効果】
この発明による工作物の曲面加工方法は，上記のように構成されているので，工作物を取り付けら主軸をＺ軸方向に移動させる分だけバイトを取り付けたスライダの移動量のストロークを短くでき，リニアモータで往復動するスライダを小型に構成できるので，スライダの質量を小さく構成でき，スライダの慣性力を低減し，スライダを高速高加速度に往復移動させることができ，主軸の高速回転にスライダの往復移動を追従させることができ，レスポンスを向上させて工作物に対するトーリック形状等の曲面を高精度に加工することができる。また，可動物であるスライダが同一加速度で移動する場合に，スライダの質量によって反力が決まり，その反力の大きさによって，反力を受ける固定物（ターナベースとそれを取り付けたＸ軸テーブル）の剛性，減衰性，質量等が決定されるので，可動物によって発生する反力が小さい方が装置自体もシンプルに小型化になり，装置自体の質量を大きくする必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による工作物の曲面加工方法を達成するためのＮＣ加工機を説明する概略平面図である。
【図２】図１のＮＣ加工機におけるターナを示す正面図である。
【図３】図２のターナを示す平面図である。
【図４】図２のターナを示し，ターナからバイトを取外した状態を示す側面図である。
【図５】この曲面加工方法によって切削加工される工作物のレンズを示す斜視図である。
【図６】この曲面加工方法おけるＺ軸方向とＹ軸方向の移動関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１    ＮＣ加工機
２    加工機ベース
３    Ｚ軸テーブル
４    Ｘ軸テーブル
５    主軸台
６    サーボモータ
７    スピンドルモータ
９    工作物
１０  サーボモータ
１１  ターナ
１２  スライダ
１３  スライドベース
１４  主軸
１５  バイト
１６  ターナベース
１６Ａ，１６Ｂ  ターナベース部材
１７  軌道レール（リニアガイド）
１８  リニアモータ
１９  リニアモータコイル（電機子コイル）
２０  リニアモータ磁石板（界磁マグネット）
２１  リニアスケール
２２  リニアスケール検出器
２８  バイトホルダ
３１  対向面（レンズ面）
４３  刃物台
４４  バイト
【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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