(57)【要約】【課題】研磨位置毎に異なる滞留時間、その基準となる滞留時間、調整すべき量または調整量等が視覚的に分かりやすい機能を追加した滞留時間制御型研磨機における滞留時間の調整方法を提供する。【解決手段】ワークの被研磨面と研磨部材とを互いに回転させ、かつ相対的に径方向に移動させて、被研磨面と研磨部材の相対移動速度を滞留時間として制御しながら研磨する滞留時間制御型研磨機における滞留時間の調整方法であって、上記被研磨面の径方向の複数位置における研磨工具の滞留時間を所定のグラフ化して表示する段階と、上記複数位置における滞留時間を全て、上記グラフ上で同一の値に変換する段階と、上記同一の値に変換した値のグラフを表示する段階を含む。【選択図】  図４
2007075919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの被研磨面と研磨部材とを互いに回転させ、かつ相対的に径方向に移動させて、被研磨面と研磨部材の相対移動速度を滞留時間として制御しながら研磨する滞留時間制御型研磨機における滞留時間の調整方法であって、
上記被研磨面の径方向の複数位置における研磨工具の滞留時間を所定のグラフ化して表示する段階と、
上記複数位置における滞留時間を全て、上記グラフ上で同一の値に変換する段階と、
上記同一の値に変換した値のグラフを表示する段階を含むことを特徴とする滞留時間制御型研磨機における滞留時間の調整方法。
【請求項２】
上記変換段階は、変換時の滞留時間を１００パーセントとしたパーセント表示の値に変換する請求項１記載の滞留時間制御型研磨機における滞留時間の調整方法。
【請求項３】
上記変換段階は、各位置における滞留時間の設計値を１００パーセントとしたパーセント表示の値に変換する請求項１記載の滞留時間制御型研磨機における滞留時間の調整方法。
【請求項４】
さらに、上記複数位置における滞留時間を変更する段階と、該変更段階によって滞留時間が変更された場合は、該変更後の滞留時間を、上記１００パーセントの値を基準としたパーセント表示の値に変換する段階と、変換したパーセント表示の値をグラフで表示する段階を含む請求項２または３記載の滞留時間制御型研磨機における滞留時間の調整方法。
【請求項５】
上記グラフは、各位置における滞留時間を折れ線グラフで表す請求項１乃至４のいずれか一項記載の滞留時間制御型研磨機における滞留時間の調整方法。
【請求項６】
上記滞留時間を変更する段階は、滞留時間を数値で入力する段階を含み、上記変換する段階は、該入力された数値を上記パーセント表示の値に変換する請求項４記載の滞留時間制御型研磨機における滞留時間の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非球面レンズ、非球面金型などの非球面の研磨に適した滞留時間制御型研磨機における滞留時間の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、滞留時間制御型研磨機における円形ワークの均等研磨、または修正研磨は、回転する円形ワークの被研磨面に回転する小径の研磨工具を当接させ、さらに研磨工具を非研磨面の径方向に走査させて行っている。このとき、ワークの被研磨面の直径方向各点での研磨量の調整は、研磨工具の滞留時間を制御することで行っている。滞留時間は、円形ワークの被研磨面と研磨工具の相対速度によって決まる量であって、円形ワークの回転数、研磨工具の走査速度、さらに研磨工具を回転させている場合は研磨工具の回転速度によって決まる。
【０００３】
従来、滞留時間は、制御装置、例えばパーソナルコンピュータで制御していて、設定された、複数の研磨位置毎の滞留時間をディスプレイ上に折れ線グラフで表示していた。このとき、基準となる滞留時間を１００パーセントとして表示していた。そうして作業者は、ディスプレイに表示された１００パーセントの折れ線グラフを基準として、その折れ線グラフの各点の縦軸方向の位置を見ながら滞留時間を調整することで、研磨量を調整していた。均等研磨の場合は、設計上はこのグラフが均一となる。なお、図５に示した折れ線グラフにおいて、縦軸は滞留時間、横軸は研磨工具の、直径方向中心からの距離を示している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の研磨方法で均等研磨を行う場合、滞留時間の大きさを示す折れ線グラフの点の位置（縦軸方向）が全ての点で等しくなるように設計されている。理論上はその設定で均等に研磨されるが、現実的には、ワーク形状によってはモータが理論値を追従することが難しい場合や、前加工形状の粗さが不均一であったり、荷重の掛かり方がワークの研磨場所によって微妙に変化するなどの理由から、非研磨面の形状が設計上の形状から微小に崩れてしまうことが少なくない。このような場合は、予め作業者がディスプレイ上の折れ線グラフ（滞留時間）の点の縦軸方向の位置を変わるように調整することで微調整することができるが、均等研磨時において折れ線グラフの各点の縦軸方向の位置が異なる、凹凸を生じることになる（図６）。さらに、この微調整状態で研磨しても設計上の曲面形状が得られなかった場合は修正研磨することになるが、修正研磨するときに図６に示した凹凸のあるグラフを見ながらの調整は、調整量の設定が非常に難しくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題に鑑みてなされたものであって、研磨位置毎に異なる滞留時間、その基準となる滞留時間、調整すべき量または調整量等が視覚的に分かりやすい機能を追加した滞留時間制御型研磨機における滞留時間の調整方法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】
かかる目的を達成する本発明は、ワークの被研磨面と研磨部材とを互いに回転させ、かつ相対的に径方向に移動させて、被研磨面と研磨部材の相対移動速度を滞留時間として制御しながら研磨する滞留時間制御型研磨機における滞留時間の調整方法であって、上記被研磨面の径方向の複数位置における研磨工具の滞留時間を所定のグラフ化して表示する段階と、上記複数位置における滞留時間を全て、上記グラフ上で同一の値に変換する段階と、上記同一の値に変換した値のグラフを表示する段階を含むことに特徴を有する。
【０００７】
好ましい実施形態では、上記変換段階は、変換時の滞留時間を１００パーセントとしたパーセント表示の値に変換する。上記変換段階は、各位置における滞留時間の設計値を１００パーセントとしたパーセント表示の値に変換してもよい。
【０００８】
より実際的には、さらに、上記複数位置における滞留時間を変更する段階と、該変更段階によって滞留時間が変更された場合は、該変更後の滞留時間を、上記１００パーセントの値を基準としたパーセント表示の値に変換する段階と、変換したパーセント表示の値をグラフで表示する段階を含む。
この滞留時間を変更する段階は、滞留時間を数値で入力する段階を含み、上記変換する段階は、該入力された数値を上記パーセント表示の値に変換する異が好ましい。
【０００９】
上記グラフは、各位置における滞留時間を折れ線グラフの各点の縦軸方向の位置で表すことが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
以上の通り本発明の滞留時間制御型研磨機における滞留時間の調整方法によれば、研磨位置毎の滞留時間を、同一の値を示すグラフ化して表示できるので、滞留時間を調整する際の基準が分かりやすく、調整が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態について図を参照して説明する。図１は、本発明を適用した、滞留時間制御型研磨機としての横型非球面研磨装置の実施形態を示す側面図である。
【００１２】
非球面研磨装置は、対向するワークユニット１０およびポリシャー（研磨）ユニット２０を備えている。ワークユニット１０は、ワーク４０を保持して回転させるワークスピンドルモータ部１１を、ポリシャーユニット２０はポリシャー５０を保持して回転させるポリシャースピンドルモータ部２１を備え、ポリシャーユニット２０はポリシャー５０を保持して回転させるポリシャースピンドル２２とポリシャースピンドルモータ部２１を備え、それぞれのユニット１０、２０が、互いの先端部を対向させた状態で水平方向に配置されている。
【００１３】
ワークスピンドルモータ部１１は、ポリシャースピンドルモータ部２１に対向する側の面から突出したワークスピンドル１２を備え、このワークスピンドル１２の先端部にワークチャック１３が装着されている。ワークチャック１３は、ワーク４０を軸合わせした状態で着脱自在に嵌合保持する公知の構成である。これらワークスピンドルモータ部１１およびワークチャック１３がワーク保持部を構成している。ワークスピンドル１２は、ワークスピンドルモータ部１１に内蔵されたスピンドルモータＭ１（図３参照）によって回転駆動される。
【００１４】
ワークユニット１０は、スライドテーブル１４上に固定されている。スライドテーブル１４は、スライドガイド１５に、ワークスピンドル１２の軸心Ｏ１と平行に移動自在に支持されている。スライドテーブル１４およびスライドガイド１５がスライドガイド機構を構成している。なお、スライドテーブル１４は、ワークスピンドル１２の軸心Ｏ１が水平になるように、かつ初期状態では直線移動方向がポリシャースピンドル２２の軸心Ｏ２と平行かつ交わるように設定されている。
【００１５】
スライドガイド１５は、ワーク揺動テーブル１６上に固定されている。ワーク揺動テーブル１６は、ポリシャーユニット２０側の端部近傍において軸心Ｏ１と直交する鉛直方向に設置された揺動軸（図示せず）を介してワークモータ部１７に揺動自在に枢支されている。ワーク揺動テーブル１６の後端部は、揺動軸の揺動軸心Ａを中心とした円弧ローラ１８に摺動自在に支持されている。図示しないが、ワークモータ部１７内には、ワーク揺動テーブル１６を揺動駆動する揺動モータが内蔵されている。そうしてワークモータ部１７、円弧ローラ１８は、基台３０上に固定されている。
【００１６】
ポリシャースピンドルモータ部２１は、ワークスピンドルモータ部１１に対向する側の端面から突出したポリシャースピンドル２２を備え、このポリシャースピンドル２２の先端部に、ポリシャー５０が、その軸部５１を介して軸合わせされた状態で着脱自在に装着されている。ポリシャー５０は、軸部の先端に球形部が固定され、この球形部を研磨布で包んだ公知の構成である。
【００１７】
このポリシャースピンドルモータ部２１は、ポリシャースライドテーブル２３に、ポリシャースピンドル２２の軸心Ｏ２方向に平行移動自在に装着され、さらにポリシャースライドテーブル２３がスライドガイド２４に、揺動軸心Ａおよび軸心Ｏ２と直交する方向に平行移動自在に支持されている。つまりポリシャースピンドルモータ部２１は、軸心Ｏ２と平行な方向かつ直交する方向に移動自在に支持されている。そうしてスライドガイド２４は、軸心Ｏ２が水平となり、ポリシャースピンドルモータ部２１が軸心Ｏ２と直交方向かつ水平方向に移動するようにポリシャー台２５を介して基台３０に固定されている。ポリシャースピンドルモータ部２１には、ポリシャースピンドル２２を備えたスピンドルモータＭ３が内蔵されている。
【００１８】
なお、図示しないが、ポリシャーユニット２０は、常時ワークスピンドルモータ部１１に接近する方向に所定の付勢力で付勢されて進退動し、かつ水平横方向には自由状態とされている。
【００１９】
ワークユニット１０およびポリシャースピンドルユニット２０が、それぞれの軸Ｏ１、Ｏ２が軸合わせした状態で対向配置される。すると、ポリシャー５０は、付勢手段によって非球面４１に向かって移動付勢された状態になり、常に一定の圧力で非球面４１に接触する。
【００２０】
この状態で、パーソナルコンピュータ６０は、予め記憶されている研磨プログラムに従って、スピンドルモータＭ１、Ｍ２を駆動制御してワーク４０およびポリシャー５０を回転させ、さらにワーク台１７内蔵の揺動モータＭ３を駆動して、ポリシャー５０をワーク４０の被研磨面４１を半径方向に走査して、被研磨面４１の各位置を所定の滞留時間で研磨する。ワーク４０およびポリシャー５０の相対回転および揺動モータＭ３によるワーク４０の水平方向の揺動による合成運動により、ポリシャー５０は非球面４１上を所定の軌跡で移動して研磨する。
【００２１】
図３には、この非球面研磨装置の制御系の構成を示した。各モータＭ１、Ｍ２、Ｍ３は、それぞれドライバ６１、６２、６３を介して、マイコンを内蔵した制御装置、例えばパーソナルコンピュータ６０によって制御される。パーソナルコンピュータ６０は公知の通り、予め設定された、非球面研磨プログラムを読み込んで、ドライバ６１、６２、６３を介して各モータＭ１、Ｍ２、Ｍ３を駆動制御する機能を有する。
【００２２】
パーソナルコンピュータ６０に接続されたディスプレイ６４には、非球面研磨プログラムに従って所定の情報が表示される。図５に表示例を示した。各点で所定の滞留時間を付与することにより均等に研磨する場合の実施例である。この実施形態では、設計上の滞留時間が各点で同一であると設定し、各滞留時間を、基準値を１００パーセントとする折れ線グラフとして示し、さらに、その座標値、滞留時間（パーセント）、リセット、終了等に関する釦が表示されている。これら画面に表示されるデータ、釦等は、作業者により入力手段６５を介して操作される。入力手段６５には、例えばキーボード、マウス等が含まれる。
【００２３】
しかしながら、図６に示したように、設計上の滞留時間が各点において異なる場合、あるいは各滞留時間を一定として研磨した結果、さらに修正研磨が必要となった場合は、グラフに凹凸が現れる。本発明の実施形態は、このようにグラフに凹凸が現れた場合の問題を解決する制御方法および制御装置である。本実施形態について、さらに図４に示したフローチャートおよび図７乃至図９を参照して説明する。
【００２４】
本実施の形態の滞留時間調整方法は、パーソナルコンピュータ６０にインストールされたプログラムによりそのパーソナルコンピュータ６０の制御下で実行される。先ず、各位置の滞留時間を入力する（Ｓ１１）。入力は、予めデータとして設定され、記憶媒体に記憶されたものを読み込むか、作業者が入力手段６５により入力する。
【００２５】
入力された各位置における滞留時間を、基準値を１００パーセントするパーセント表示値に変換し（Ｓ１２）、変換したパーセント表示値をディスプレイ６２に表示する（Ｓ１３）。ここでは、図６に示したように凹凸のある折れ線グラフとして表示されたものとする。
【００２６】
使用者が、変換指示をパーソナルコンピュータ６０に与える。この実施形態では、使用者が、ディスプレイ６２に表示された初期化釦を、入力手段６５を使用して押す。この選択操作を受けたパーソナルコンピュータ６０は、「滞留時間をフラットにしますか？」というメッセージを選択釦付きでディスプレイ６２に表示する（図７）。そうして使用者が、ディスプレイ６２に表示された「はい」選択釦を入力手段６５を介して選択操作したときに、変換指示有りが確定する（Ｓ１４；ＹＥＳ）。
【００２７】
パーソナルコンピュータ６０は、現在の各位置の滞留時間を１００パーセントの表示値に変換し（Ｓ１５）、変換した１００パーセントの表示値をディスプレイ６４に表示する（Ｓ１６、図８）。
【００２８】
図９には、非球面の形状誤差を折れ線グラフで示した。同グラフにおいて、横軸は中心からの距離、縦軸は設計値からの誤差量を示している。この折れ線グラフは、設計上は、フラット、つまり中心からの距離にかかわらず誤差は一定となるが、図９に示したように、中心からの距離によって誤差量が相違する場合がある。かかる場合に、本発明の実施形態によって滞留時間をフラットにしておけば、各位置における滞留時間を、誤差の折れ線グラフに基づいて容易に設定することができる（図１０）。
【００２９】
このように、均等研磨できるように設定した滞留時間に関する折れ線グラフの点を、全て均一の位置（縦軸方向）に変換できるので、修正研磨するときにその均一な、フラットな折れ線グラフを基準に考えることが可能になる。したがって、作業者は、現状の誤差グラフを見て、単純に研磨量が不足している部分はグラフの点の位置を上方向に移動させ、研磨量を少なくする部分はグラフの点の位置を下方向に移動させることで、容易に設計形状に近づけることができる。
【００３０】
本発明の実施形態では、滞留時間を折れ線グラフ化して示したがこれに限定されず、棒グラフなど、変化を視認しやすいグラフで示すことが好ましい。本発明を適用できる滞留時間制御型研磨機も図示の非球面研磨装置に限定されず、公知の滞留時間制御型研磨機に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態を適用した非球面研磨装置の側面図である。
【図２】同非球面研磨装置の動作状態を示す平面図である。
【図３】同非球面研磨装置の制御系の主要部の概略をブロックで示す図である。
【図４】同実施形態の動作概要をフローチャートで示す図である。
【図５】同実施形態の処理過程において、滞留時間と研磨位置との関係を折れ線グラフ化した表示態様の一例を示す図である。
【図６】同実施形態の処理過程において、滞留時間と研磨位置との関係を折れ線グラフ化した表示態様の一例を示す図である。
【図７】同実施形態の処理過程において、滞留時間と研磨位置との関係を折れ線グラフ化した表示態様の一例を示す図である。
【図８】同実施形態の処理過程において、滞留時間と研磨位置との関係を折れ線グラフ化した表示態様の一例を示す図である。
【図９】被研磨面の誤差を折れ線グラフ化して示す図である。
【図１０】被研磨面を修正研磨する場合に作業者によって設定された滞留時間を折れ線グラフ化した表示態様の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  ワークユニット
１１  ワークスピンドルモータ部
１２  ワークスピンドル
１３  ワークチャック
１４  スライドテーブル
１４ａ  マイクロメータ
１４ｂ  ハンドル
１５  スライドガイド
１６  ワーク揺動テーブル
１７  ワーク台
２０  ポリシャーユニット
２１  ポリシャースピンドルモータ部
２２  ポリシャースピンドル
２３  ポリシャースライドテーブル
２４  スライドガイド
２５  ポリシャー台
３０  基台
４０  ワーク
４１  非球面
５０  ポリシャー
６０  パーソナルコンピュータ
６４  ディスプレイ
６５  入力手段
【図１】
2007075919.tif 000003
【図２】
2007075919.tif 000004
【図３】
2007075919.tif 000005
【図４】
2007075919.tif 000006
【図５】
2007075919.tif 000007
【図６】
2007075919.tif 000008
【図７】
2007075919.tif 000009
【図８】
2007075919.tif 000010
【図９】
2007075919.tif 000011
【図１０】
2007075919.tif 000012