(57)【要約】【課題】補正工程を迅速に行うことができ、作業効率が向上されるワーク加工方法及び加工システムを提供する。【解決手段】設計非球面形状を表す非球面式を設定し、非球面式上において、少なくとも設計非球面形状の法線方向の変数を含む座標値を算出する工程と、座標値に基づき試し加工された実非球面形状を測定し、測定相似変形倍率を算出する工程と、設計非球面形状を測定相似変形倍率の逆数の相似変形倍率で相似変形することにより形成される形状と略同形状に設計非球面形状が補正されるように、座標値の少なくとも設計非球面形状の法線方向の変数に、測定相似変形倍率から既定の四則演算関数によって算出される補正値を加えることにより、座標値を補正する工程と、補正後の座標値に基づき、ワークを本加工する工程と、を有するワーク加工方法。【選択図】図４
2007015030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの加工目標となりワークの回転軸に対して対称な設計非球面形状を表す非球面式を設定し、前記非球面式上において、少なくとも前記設計非球面形状の法線方向の変数を含む座標値を算出する工程と、
前記座標値に基づき、前記設計非球面形状を加工目標としてワークを回転軸の軸回り方向に回転させながらワークの一部分を実非球面形状に試し加工する工程と、
前記実非球面形状を測定し、前記設計非球面形状を相似変形することにより形成され前記実非球面形状との全体的な形状の差が最小である測定非球面形状を形成するための前記設計非球面形状からの相似変形倍率である測定相似変形倍率を算出する工程と、
前記設計非球面形状を前記測定相似変形倍率の逆数の相似変形倍率で相似変形することにより形成される形状と略同形状に前記設計非球面形状が補正されるように、前記座標値の少なくとも前記設計非球面形状の法線方向の変数に、前記測定相似変形倍率から既定の四則演算関数によって算出される補正値を加えることにより、前記座標値を補正する工程と、
補正後の前記座標値に基づき、補正後の前記設計非球面形状を加工目標としてワークを回転軸の軸回り方向に回転させながらワークの一部分を実非球面形状に本加工する工程と、
を具備することを特徴とするワーク加工方法。
【請求項２】
前記試し加工する工程又は前記本加工する工程は、円盤状の砥石を用いて加工する工程を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のワーク加工方法。
【請求項３】
前記ワークには、光学素子が含まれる、
ことを特徴とする請求項１に記載のワーク加工方法。
【請求項４】
ワークを回転軸の軸回り方向に回転させながら加工する加工機と、
前記ワークの加工目標となりワークの回転軸に対して対称な設計非球面形状を表す非球面式を設定し、前記非球面式上において、少なくとも前記設計非球面形状の法線方向の変数を含む座標値を算出する演算装置と、
前記加工機を制御して、前記演算装置から入力された前記座標値に基づき、前記設計非球面形状を加工目標としてワークの一部分を実非球面形状に試し加工させる制御装置と、
前記実非球面形状を測定し、前記設計非球面形状を相似変形することにより形成され前記実非球面形状との全体的な形状の差が最小である測定非球面形状を形成するための前記設計非球面形状からの相似変形倍率である測定相似変形倍率を算出する測定装置と、
を具備し、
前記制御装置は、
前記設計非球面形状を前記測定相似変形倍率の逆数の相似変形倍率で相似変形することにより形成される形状と略同形状に前記設計非球面形状が補正されるように、前記座標値の少なくとも前記設計非球面形状の法線方向の変数に、前記測定装置で算出された前記測定相似変形倍率から既定の四則演算関数によって算出される補正値を加えることにより、前記座標値を補正すると共に、
前記加工機を制御して、補正後の前記座標値に基づき、補正後の前記設計非球面形状を加工目標としてワークを回転軸の軸回り方向に回転させながらワークの一部分に実非球面形状を本加工させる、
ことを特徴とするワーク加工システム。
【請求項５】
前記加工機は、前記ワークを加工するための円盤状の砥石を有する、
ことを特徴とする請求項４に記載のワーク加工システム。
【請求項６】
前記ワークには、光学素子が含まれる、
ことを特徴とする請求項４に記載のワーク加工システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子等のワークに、ワークの回転軸に対して対称な非球面形状を形成するためのワーク加工方法及び加工システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学素子等のワークに、ワークの回転軸に対して対称な非球面形状を形成することが行われている。特許文献１には、非球面形状を形成するためのワーク加工機が開示されている。また、特許文献２には、形成された非球面形状を評価するための評価方法及び評価装置が開示されている。
【０００３】
このような従来技術におけるワーク加工方法について、図５のフローチャートを用いて説明する。
【０００４】
初期計算（Ｓ１）  
図６を参照し、ワークに形成される実非球面形状ＦＲ０の加工目標となる設計非球面形状ＦＰ０は、ワークの回転軸Ｏを基準軸とする円筒座標系において、回転軸Ｏからの距離をＹ、設計非球面形状ＦＰ０の面頂からの深さをＸとして、以下の非球面式で表される。
【数１】
2007015030.tif 000003
【０００５】
ワークを実非球面形状ＦＲ０に加工する加工機に接続されているコンピュータによって、設計非球面形状ＦＰ０を表す非球面式上で任意に第１乃至第Ｎの点を設定し、これら第１乃至第Ｎの点の座標値を算出する。例えば、第１乃至第７の点５０ａ，５０ｂ，…，５０ｆ，５０ｇを設定する。
【０００６】
転送（Ｓ２）  
算出された各座標値をコンピュータから加工機へと転送し、各座標値を加工機によって記憶する。
【０００７】
試し加工（Ｓ３）  
加工機によって、ワークをその回転軸の軸回り方向に回転させながら、記憶された座標値に基づいて工具を第１の点から第Ｎの点へと順に移動するように制御して、ワークに実非球面形状ＦＲ０を形成する。
【０００８】
測定相似変形倍率測定（Ｓ４）  
ここで、形成された実非球面形状ＦＲ０について、設計非球面形状ＦＰ０に対する精度の評価項目としては、ＰＶ値、測定相似変形倍率等が用いられる。図７及び図８を用いて、ＰＶ値について説明する。図７では、設計非球面形状ＦＰ０について、ワークの回転軸Ｏに直交する所定の直径方向Ｄに対する回転軸Ｏ方向の位置が破線で示されている。同様に、実非球面形状ＦＲ０について、実線で示されている。ここで、直径方向Ｄの所定の位置において、設計非球面形状ＦＰ０と実非球面形状ＦＲ０との間のワークの回転軸Ｏ方向の距離を形状誤差ＥＲ０と称する。図８は、所定の直径方向Ｄに対する形状誤差ＥＲ０を示したものである。そして、所定の直径方向Ｄにわたる形状誤差ＥＲ０の最大値ＥＭＡＸと最小値ＥＭＩＮとの差ＰＶＲ０をＰＶ値と称する。
【０００９】
次に、図９及び図１０を用いて、測定相似変形倍率Ｍ０について説明する。設計非球面形状ＦＰ０を相似変形倍率Ｍで相似変形することにより、相似非球面形状ＦＭを形成する。相似変形倍率Ｍの相似非球面形状ＦＭの非球面式は、以下の式で表される。
【数２】
2007015030.tif 000004
【００１０】
図９では、図７と同様に、設計非球面形状ＦＰ０及び実非球面形状ＦＲ０について、所定の直径方向Ｄに対する回転軸Ｏ方向の位置が破線及び実線で夫々示されている。同様に、相似非球面形状ＦＭについて、一点鎖線で示されている。ここで、相似非球面形状ＦＭに対する実非球面形状ＦＲ０の誤差を相似形状誤差ＥＭと称する。図９は、所定の直径方向Ｄに対して、形状誤差ＥＲ０及び相似形状誤差ＥＭを実線及び破線で夫々示したものである。相似形状誤差ＥＭのＰＶ値（ＰＶＭ）が最小となるような相似変形倍率Ｍの値を、実非球面形状ＦＲ０についての測定相似変形倍率Ｍ０と称する。換言すると、設計非球面形状ＦＰ０を測定相似変形倍率Ｍ０で相似変形した形状は、設計非球面形状ＦＰ０を相似変形した形状の内、実非球面形状ＦＲ０との全体的な形状の差が最小となる形状である。
【００１１】
本工程では、試し加工を施されたワークを加工機から取り外し、測定装置により、実非球面形状ＦＲ０を測定して測定相似変形倍率Ｍ０を算出する。
【００１２】
補正計算（Ｓ５）  
図１１を参照し、式（１）で表される設計非球面形状ＦＰ０を加工目標として加工した結果、測定相似変形倍率Ｍ０の実非球面形状ＦＲ０が形成されたのであるから、設計非球面形状ＦＰ０を相似変形倍率１／Ｍ０で相似変形して補正した補正後設計非球面形状ＦＰ１を加工目標として加工することにより、より設計値に近い実非球面形状ＦＲ１が得られると想定される。
【００１３】
本工程では、コンピュータに測定相似変形倍率Ｍ０を入力し、コンピュータによって、補正後設計非球面形状ＦＰ１を表し、式（２）にＭ＝１／Ｍ０を代入した補正後非球面式上で、再び第１乃至第Ｎの点を設定して補正後の座標値を算出する。
【００１４】
転送（Ｓ６）  
補正後の各座標値をコンピュータから加工機へと転送し、補正後の各座標値を加工機によって記憶する。
【００１５】
本加工（Ｓ７）  
加工機によって、補正後の各座標値に基づいて、ワークに実非球面形状ＦＲ１を形成する。
【００１６】
以後、ワークに同形状の実非球面形状ＦＲ１を形成する場合には、本加工（Ｓ７）を連続して行う。再び補正工程を行う場合には、相似変形倍率測定（Ｓ４）に戻り、再び補正計算（Ｓ５）、転送（Ｓ６）を行ってから本加工（Ｓ７）を行う。
【特許文献１】特開２００３−２５２０７号公報
【特許文献２】特開平１１−２９５０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
従来のワーク加工方法では、補正計算が複雑であるため、補正計算をコンピュータで行う必要があり、コンピュータから補正後の座標値を加工機へと転送する必要がある。この転送中は、通常、作業者は待機するだけとなるため、無駄な時間が発生して、作業効率が低下してしまう。
【００１８】
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、補正工程を迅速に行うことができ、作業効率が向上されるワーク加工方法及び加工システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１の発明は、ワークの加工目標となりワークの回転軸に対して対称な設計非球面形状を表す非球面式を設定し、前記非球面式上において、少なくとも前記設計非球面形状の法線方向の変数を含む座標値を算出する工程と、前記座標値に基づき、前記設計非球面形状を加工目標としてワークを回転軸の軸回り方向に回転させながらワークの一部分を実非球面形状に試し加工する工程と、前記実非球面形状を測定し、前記設計非球面形状を相似変形することにより形成され前記実非球面形状との全体的な形状の差が最小である測定非球面形状を形成するための前記設計非球面形状からの相似変形倍率である測定相似変形倍率を算出する工程と、前記設計非球面形状を前記測定相似変形倍率の逆数の相似変形倍率で相似変形することにより形成される形状と略同形状に前記設計非球面形状が補正されるように、前記座標値の少なくとも前記設計非球面形状の法線方向の変数に、前記測定相似変形倍率から既定の四則演算関数によって算出される補正値を加えることにより、前記座標値を補正する工程と、補正後の前記座標値に基づき、補正後の前記設計非球面形状を加工目標としてワークを回転軸の軸回り方向に回転させながらワークの一部分を実非球面形状に本加工する工程と、を具備することを特徴とするワーク加工方法である。
【００２０】
請求項２の発明は、前記試し加工する工程又は前記本加工する工程は、円盤状の砥石を用いて加工する工程を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のワーク加工方法である。
【００２１】
請求項３の発明は、前記ワークには、光学素子が含まれる、ことを特徴とする請求項１に記載のワーク加工方法である。
【００２２】
請求項４の発明は、ワークを回転軸の軸回り方向に回転させながら加工する加工機と、前記ワークの加工目標となりワークの回転軸に対して対称な設計非球面形状を表す非球面式を設定し、前記非球面式上において、少なくとも前記設計非球面形状の法線方向の変数を含む座標値を算出する演算装置と、前記加工機を制御して、前記演算装置から入力された前記座標値に基づき、前記設計非球面形状を加工目標としてワークの一部分を実非球面形状に試し加工させる制御装置と、前記実非球面形状を測定し、前記設計非球面形状を相似変形することにより形成され前記実非球面形状との全体的な形状の差が最小である測定非球面形状を形成するための前記設計非球面形状からの相似変形倍率である測定相似変形倍率を算出する測定装置と、を具備し、前記制御装置は、前記設計非球面形状を前記測定相似変形倍率の逆数の相似変形倍率で相似変形することにより形成される形状と略同形状に前記設計非球面形状が補正されるように、前記座標値の少なくとも前記設計非球面形状の法線方向の変数に、前記測定装置で算出された前記測定相似変形倍率から既定の四則演算関数によって算出される補正値を加えることにより、前記座標値を補正すると共に、前記加工機を制御して、補正後の前記座標値に基づき、補正後の前記設計非球面形状を加工目標としてワークを回転軸の軸回り方向に回転させながらワークの一部分に実非球面形状を本加工させる、ことを特徴とするワーク加工システムである。
【００２３】
請求項５の発明は、前記加工機は、前記ワークを加工するための円盤状の砥石を有する、ことを特徴とする請求項４に記載のワーク加工システムである。
【００２４】
請求項６の発明は、前記ワークには、光学素子が含まれる、ことを特徴とする請求項４に記載のワーク加工システムである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のワーク加工方法によれば、補正計算が四則演算のみとなっているため、補正計算をワークの加工手段を制御する制御手段で行うことができ、補正工程において制御手段と他の手段との間で通信を行う必要がないため、補正工程が迅速に行われ、作業効率を向上することが可能となっている。
【００２６】
本発明のワーク加工システムでは、補正計算が四則演算のみとなっているため、補正計算を制御装置で行うことができ、補正工程において制御装置と演算装置との間で通信を行う必要がないため、補正工程が迅速に行われ、作業効率を向上することが可能となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態を図１乃至図４を参照して説明する。本実施形態では、ワークとして略円柱形状の光学ガラスを用いる。
【００２８】
図１及び図２を参照して、本実施形態のワーク加工システム２０を説明する。このワーク加工システム２０の加工機２４は、ワーク２２をその中心軸を回転軸（以下、ワーク回転軸Ｏ１と称する）として軸回り方向に回転させるワーク回転機構２６ａを有する（図１矢印Ｂ１参照）。このワーク回転機構２６ａは、先端部にワーク２２が共軸に着脱自在に装着される略円柱形状のワークホルダ２８を有する。このワークホルダ２８の基端部は、ワークスピンドル３０ａの先端部に共軸に連結されている。このワークスピンドル３０ａは、自身の中心軸の軸周り方向に回転自在に支持されている。このワークスピンドル３０ａの基端部には第１のプーリ３２ａが配設されており、この第１のプーリ３２ａは、駆動ベルト３３を介して、第１の回転用モータ３４の出力軸に連結されている第２のプーリ３２ｂに接続されている。即ち、第１の回転用モータ３４によって、ワーク２２、ワークホルダ２８及びワークスピンドル３０ａがワーク回転軸Ｏ１の軸回り方向に一体的に回転される。
【００２９】
そして、加工機２４は、ワーク２２をワーク回転軸Ｏ１方向に移動させるワーク移動機構３６ａを有する（図１矢印Ｃ１参照）。即ち、ワークスピンドル３０ａ及び第１の回転用モータ３４は、ワーク移動機構３６ａの第１の移動テーブル３８ａに載置されている。この第１の移動テーブル３８ａは、ワーク回転軸Ｏ１方向に並設されている一対の第１のガイド４０ａによってワーク回転軸Ｏ１方向に摺動自在に支持されている。そして、第１の移動テーブル３８ａには第１の送りねじ４２ａが連結されており、この第１の送りねじ４２ａは第１の移動用モータ４４ａに連結されている。即ち、第１の移動用モータ４４ａによって第１の送りねじ４２ａを回転、停止させることにより、第１の移動テーブル３８ａがワーク回転軸Ｏ１方向に移動、位置決めされる。
【００３０】
一方、ワーク２２を加工するための砥石４６は、外周面に砥石面が形成されている円盤形状となっている。加工機２４は、砥石４６をその中心軸を回転軸（以下、砥石回転軸Ｏ２と称する）として軸回り方向に回転させる砥石回転機構２６ｂを有する（図１矢印Ｂ２参照）。即ち、砥石４６は、砥石回転機構２６ｂの略円柱形状の砥石スピンドル３０ｂの先端部に共軸に連結されており、この砥石スピンドル３０ｂは、第２の回転モータによって例えば１０，０００乃至７０，０００ｒｐｍの回転速度で高速回転される。
【００３１】
そして、加工機２４は、砥石４６を砥石回転軸Ｏ２に垂直な方向に移動させる砥石移動機構３６ｂを有する（図１矢印Ｃ２参照）。この砥石移動機構３６ｂは、ワーク移動機構３６ａと同様な構成であり、砥石回転機構２６ｂの砥石スピンドル３０ｂが載置されている第２の移動テーブル３８ｂに加えて、第２のガイド４０ｂ、第２の送りねじ４２ｂ、第２の移動用モータ４４ｂを有する。
【００３２】
さらに、加工機２４は、砥石４６を所定の旋回中心Ｏ３を中心として旋回させる砥石旋回機構３６ｃを有する（図１矢印Ｄ１参照）。即ち、砥石移動機構３６ｂの第２のガイド４０ｂは、砥石旋回機構３６ｃの旋回ベース３８ｃに載置されている。この旋回ベース３８ｃは、旋回用モータ４４ｃによって所定の旋回中心Ｏ３を中心として回動される。
【００３３】
なお、旋回中心Ｏ３は、加工機２４に固定されている一点であり、ワーク回転機構２６ａ及びワーク移動機構３６ａのワーク回転軸Ｏ１は旋回中心Ｏ３を通るように配置されている。
【００３４】
ワーク移動機構３６ａの第１の移動用モータ４４ａ、砥石移動機構３６ｂの第２の移動用モータ４４ｂ、及び、砥石旋回機構３６ｃの旋回用モータ４４ｃは、制御装置４７に接続されている。この制御装置４７には、演算装置としてのコンピュータ４８が接続され、さらに、測定相似変形倍率を算出する測定装置４９が接続されている。制御装置４７は、コンピュータ４８及び測定装置４９と協同し、第１の移動用モータ４４ａ、第２の移動用モータ４４ｂ及び旋回用モータ４４ｃを駆動して第１の移動テーブル３８ａ、第２の移動テーブル３８ｂ及び旋回ベース３８ｃを操作して、砥石回転機構２６ｂによって回転状態にある砥石４６の砥石面をワーク回転機構２６ａによって回転状態にあるワーク２２に当接させて、ワーク２２を試し加工及び本加工する。
【００３５】
次に、本実施形態のワーク加工方法について、図３のフローチャートを用いて説明する。なお、本明細書に記載した従来技術と同様な手順については詳細な説明を省略する。
【００３６】
初期計算（Ｓ１）  
本実施形態の加工方法では、ワーク移動機構３６ａによるワーク２２の移動量、砥石移動機構３６ｂによる砥石４６の移動量、砥石旋回機構３６ｃによる砥石４６の旋回量に基づく座標系を採用する。即ち、図２を参照し、旋回中心Ｏ３とワークスピンドル３０ａの先端面３１との間の距離をＷ、旋回中心Ｏ３と砥石回転軸Ｏ２との間の距離をＴ、旋回中心Ｏ３を中心とする旋回ベース３８ｃの回動角度をＳとして、座標系（Ｗ，Ｔ，Ｓ）を採用する。なお、Ｓについては、ワーク２２の先端面と砥石４６の先端面とが略平行に対面されるような位置に旋回ベース３８ｃがある場合にＳ＝π／２とし、Ｓ＝π／２の状態から旋回ベース３８ｃが半時計回りにπ／２だけ移動された場合をＳ＝０、旋回ベース３８ｃが時計回りにπ／２だけ移動された場合をＳ＝πとする。
【００３７】
従来技術で説明したように、設計非球面形状ＦＰ０を表す非球面式は、ワーク回転軸Ｏ１を基準軸とする円筒座標系（Ｘ，Ｙ）において式（１）のように表される。このワーク２２における座標系（Ｘ，Ｙ）を、加工機２４における座標系（Ｗ，Ｔ，Ｓ）に変換する。即ち、非球面式上の任意の点（Ｘｎ，Ｙｎ）は、以下のように変換される。
【数３】
2007015030.tif 000005
【００３８】
ここで、ｔはワークスピンドル３０ａの先端面と設計非球面形状ＦＰ０の面頂との間の距離、Ｄｔは砥石４６の直径である。
【００３９】
本工程では、コンピュータ４８によって、設計非球面形状ＦＰ０を表す非球面式上で、設計非球面形状ＦＰ０の面頂に対応する点Ｕ０を設定し、面頂に近い順に点Ｕ１，…，Ｕｎ，…，ＵＮを設定して、各点Ｕ０，…，ＵＮの座標値Ｕ０（Ｘ０，Ｙ０），…，ＵＮ（ＸＮ，ＹＮ）を算出する。そして、ワーク２２における座標系（Ｘ，Ｙ）を加工機２４における座標系（Ｗ，Ｔ，Ｓ）に変換して、各点Ｕ０，…，ＵＮを各点Ｖ０，…，ＶＮに変換し、各点Ｖ０，…，ＶＮの座標値Ｖ０（Ｗ０，Ｔ０，Ｓ０），…，ＶＮ（ＷＮ，ＴＮ，ＳＮ）を算出する。
【００４０】
転送（Ｓ２）  
本工程では、コンピュータ４８によって算出した変換後の各座標値をコンピュータ４８から制御装置４７へと転送する。
【００４１】
試し加工（Ｓ３）  
本工程では、ワーク２２をワークホルダ２８に装着し、ワーク回転機構２６ａを作動してワーク２２を回転状態に保持すると共に、砥石回転機構２６ｂを作動して砥石４６を回転状態に保持する。続いて、制御装置４７によって、第１の移動用モータ４４ａ、第２の移動用モータ４４ｂ及び旋回用モータ４４ｃを駆動して第１の移動テーブル３８ａ、第２の移動テーブル３８ｂ及び旋回ベース３８ｃを操作して、砥石４６の砥石面を点Ｖ０（Ｗ０，Ｔ０，Ｓ０）へと移動させる。続いて、砥石面を点Ｖ０（Ｗ０，Ｔ０，Ｓ０）から点Ｖ１（Ｗ１，Ｔ１，Ｓ１）まで移動させて、ワーク２２を試し加工する。この際、Ｗ，Ｔ，Ｓが同時にＷ１，Ｔ１，Ｓ１に到達するように第１の移動用モータ４４ａ等を制御する。なお、砥石面は、常に設計非球面形状ＦＰ０の法線方向に直交するように制御される。以下同様に、砥石面を点Ｖ１（Ｗ１，Ｔ１，Ｓ１）から点ＶＮ（ＷＮ，ＴＮ，ＳＮ）まで移動させて、ワーク２２を試し加工する。このようにして、ワーク２２に実非球面形状ＦＲ０が形成される。
【００４２】
測定相似変形倍率測定（Ｓ４）  
本工程では、従来技術と同様に、測定装置４９によって試し加工後のワーク２２の実非球面形状ＦＲ０を測定し、測定相似変形倍率Ｍ０（以下では、単にＭと表す）を算出する。
【００４３】
補正計算（Ｓ５）  
本工程では、制御装置４７において、設計非球面形状ＦＰ０が、設計非球面形状ＦＰ０を相似変形倍率１／Ｍで相似変形することにより形成される形状と略同形状である補正後設計非球面形状ＦＰ１に補正されるように、座標値Ｖｎ（Ｗｎ，Ｔｎ，Ｓｎ）を補正する。即ち、以下の式（４）及び式（５）に基づき、座標値Ｖｎ（Ｗｎ，Ｔｎ，Ｓｎ）を座標値Ｖｎ’（Ｗｎ’，Ｔｎ’，Ｓｎ’）に補正する。
【数４】
2007015030.tif 000006
【００４４】
【数５】
2007015030.tif 000007
【００４５】
ここで、補正係数ｋは、予め算出されて制御装置４７に記憶されている。以下、補正係数ｋの算出方法を説明する。まず、ワーク２２の径ｄに基づいて相似変形倍率の上限値ＭＵ及び下限値ＭＬを設定する。この上限値ＭＵ及び下限値ＭＬに基づき、以下の式（６）によってＭｌ（ｌは整数）の値を算出する。
【数６】
2007015030.tif 000008
【００４６】
そして、各ｌについて、式（２）及び式（３）によって、各定数Ｒ，Ｐ，Ａｉの値を用いて、Ｍ＝Ｍｌとして座標値Ｖｎ（Ｗｎ，Ｔｎ，Ｓｎ）を算出し、Ｍ＝１として対応する座標値Ｖｎ’（Ｗｎ’，Ｔｎ’，Ｓｎ’）を算出する。そして、式（４）によって、座標値Ｖｎ（Ｗｎ，Ｔｎ，Ｓｎ）及び座標値Ｖｎ’（Ｗｎ’，Ｔｎ’，Ｓｎ’）からＴ（Ｍ）を算出する。ここで、ＭとＴ（Ｍ）とは完全な比例関係ではないが、式（５）で表されるように比例関係で近似できるため、各Ｍｌに対するＴ（Ｍ）を算出して、最小二乗法によってｋの値を算出する。
【００４７】
図４を参照し、補正後設計非球面形状ＦＰ１は、補正前設計非球面形状ＦＰ０から補正前設計非球面形状ＦＰ０の法線方向にＴ（Ｍ）だけ離間している。なお、Ｔについてのみ補正すると、補正前後で設計非球面形状の面頂の位置が変化するため、面頂の位置が変化しないようにＷについても補正する。
【００４８】
本加工（Ｓ６）  
補正後の各点の座標値Ｖｎ’（Ｗｎ’，Ｔｎ’，Ｓｎ’）に基づき、試し加工と同様に、ワーク２２を本加工して実非球面形状ＦＲ１を形成する。
【００４９】
以後、ワーク２２に同形状の実非球面形状ＦＲ１を形成する場合には、本加工（Ｓ７）を連続して行う。再び補正工程を行う場合には、相似変形倍率測定（Ｓ４）に戻り、再び補正計算（Ｓ５）を行ってから本加工（Ｓ７）を行う。
【００５０】
従って、本実施形態のワーク加工システム２０は次の効果を奏する。本実施形態では、より設計値に近い実非球面形状ＦＲ１を得るために補正計算を行っているが、この補正計算は、式（４）及び式（５）で表されるように四則演算のみとなっている。このため、加工機２４を制御する制御装置４７において補正計算を行うことができ、補正工程において制御装置４７とコンピュータ４８との間で通信を行う必要がないため、補正工程が迅速に行われ、作業効率を向上することが可能となっている。
【００５１】
次に、本出願の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。  
記  
（付記項１）ワークを回転させながら、その回転軸を含む平面上を加工工具が移動することによって軸対称非球面形状の創成を行う加工方法での、ワークの形状補正において、前記形状補正前のワークの形状測定結果から補正値を１つだけ計算し、前に加工した非球面形状の各地点から法線方向に補正値分だけ移動させた曲線を次に加工するワークの非球面形状とする、非球面形状の補正方法。
【００５２】
（付記項２）付記項１記載の補正方法において、加工工具が円盤状の砥石である補正方法。
【００５３】
（付記項３）付記項１記載の補正方法において、ワークが光学素子である補正方法。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、補正工程を迅速に行うことができ、作業効率が向上される、光学素子等のワークに、ワークの回転軸に対して対称な非球面形状を形成するためのワーク加工方法及び加工システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態のワーク加工システムを示す概略図。
【図２】本発明の一実施形態のワーク加工システムの加工機を示す上面図。
【図３】本発明の一実施形態のワーク加工方法のフローチャートを示す図。
【図４】本発明の一実施形態のワーク加工方法における、補正前後の設計非球面形状を示す模式図。
【図５】従来のワーク加工方法のフローチャートを示す図。
【図６】従来のワーク加工方法における、ワークの加工工程を説明するための模式図。
【図７】従来のワーク加工方法における、形状誤差を説明するための模式図。
【図８】従来のワーク加工方法における、ＰＶ値を説明するための模式図。
【図９】従来のワーク加工方法における、形状誤差及び相似形状誤差を説明するための模式図。
【図１０】従来のワーク加工方法における、測定相似変形倍率を説明するための模式図。
【図１１】従来のワーク加工方法における、補正前後の設計非球面形状を示す模式図。
【符号の説明】
【００５６】
２０…ワーク加工システム、２２…ワーク、２４…加工機、４７…制御装置、４８…演算装置、４９…測定装置。
【図１】
2007015030.tif 000009
【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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