(57)【要約】【課題】多軸制御によって被加工物と研磨工具との相対的な加工軌跡を実現する場合に、理想的な加工軌跡による研磨加工を行う。【解決手段】上軸６および横軸８に支持されたワークホルダ２に研磨対象物１を保持させ、揺動軸４に支持された研磨砥石３を研磨対象物１に摺接させ、上軸６、横軸８、揺動軸４の三軸制御によって研磨対象物１の研磨加工を行う研磨装置１００において、揺動軸４を駆動する揺動軸サーボモータ５の揺動軸エンコーダ５ｂから出力される揺動軸位置情報５ｃに基づいて、サーボ周期毎に、上軸６および横軸８を駆動する上軸サーボモータ７および横軸サーボモータ９に対する上軸サーボ指令７ａおよび横軸サーボ指令９ａを補正することにより、研磨砥石３の理想的な加工軌跡を実現する。【選択図】  図１
2009083001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する複数の第１および第２直線駆動軸と揺動軸によって、被加工物に対する研磨工具の相対運動を行わせる研磨装置の制御方法であって、
前記揺動軸の実位置を検出する第１ステップと、
前記揺動軸の前記実位置に基づいて前記第１および第２直線駆動軸の各々の指令位置を補正する第２ステップと、
を含むことを特徴とする研磨装置の制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の研磨装置の制御方法において、
前記第１ステップでは、前記実位置の移動平均を算出し、前記第２ステップでは、前記移動平均に基づいて前記第１および第２直線駆動軸の各々の前記指令位置を補正することを特徴とする研磨装置の制御方法。
【請求項３】
請求項１記載の研磨装置の制御方法において、
前記第１ステップでは、前記揺動軸を所定のサーボ周期で駆動するサーボモータからフィードバックされた前記実位置から、当該揺動軸の次の前記サーボ周期での実位置を推測し、
前記第２ステップでは、推測された前記実位値を基に前記第１および第２直線駆動軸の各々の前記指令位置を補正することを特徴とする研磨装置の制御方法。
【請求項４】
請求項１記載の研磨装置の制御方法において、
前記第１ステップでは、前記揺動軸を駆動するサーボモータからフィードバックされた実位置を検出し、
前記第２ステップでは、前記揺動軸の前記実位置に基づいて生成された前記横軸および前記上軸の各々の前記指令位置に対して、当該指令位置に対する前記実位置の遅れ量を加算して、前記横軸および前記上軸の補正指令値として出力することを特徴とする研磨装置の制御方法。
【請求項５】
請求項４記載の研磨装置の制御方法において、
前記第２ステップでは、前記遅れ量の移動平均を算出し、当該移動平均を、前記揺動軸の前記実位置に基づいて生成された前記横軸および前記上軸の各々の前記指令位置に加算して前記補正成指令値として出力することを特徴とする研磨装置の制御方法。
【請求項６】
互いに直交する複数の第１および第２直線駆動軸と揺動軸によって、被加工物に対する研磨工具の相対運動を行わせる研磨装置の制御プログラムであって、
前記揺動軸の実位置を検出する第１ステップと、
前記揺動軸の前記実位置に基づいて前記第１および第２直線駆動軸の各々の指令位置を補正する第２ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする研磨装置の制御プログラム。
【請求項７】
請求項６記載の研磨装置の制御プログラムにおいて、
前記第１ステップでは、前記実位置の移動平均を算出し、前記第２ステップでは、前記移動平均に基づいて前記第１および第２直線駆動軸の各々の前記指令位置を補正することを特徴とする研磨装置の制御プログラム。
【請求項８】
請求項６記載の研磨装置の制御プログラムにおいて、
前記第１ステップでは、前記揺動軸を所定のサーボ周期で駆動するサーボモータからフィードバックされた前記実位置から、当該揺動軸の次の前記サーボ周期での実位置を推測し、
前記第２ステップでは、推測された前記実位値を基に前記第１および第２直線駆動軸の各々の前記指令位置を補正することを特徴とする研磨装置の制御プログラム。
【請求項９】
請求項６記載の研磨装置の制御プログラムにおいて、
前記第１ステップでは、前記揺動軸を駆動するサーボモータからフィードバックされた実位置を検出し、
前記第２ステップでは、前記揺動軸の前記実位置に基づいて生成された前記横軸および前記上軸の各々の前記指令位置に対して、当該指令位置に対する前記実位置の遅れ量を加算して、前記横軸および前記上軸の補正指令値として出力することを特徴とする研磨装置の制御プログラム。
【請求項１０】
請求項９記載の研磨装置の制御プログラムにおいて、
前記第２ステップでは、前記遅れ量の移動平均を算出し、当該移動平均を、前記揺動軸の前記実位置に基づいて生成された前記横軸および前記上軸の各々の前記指令位置に加算して前記補正成指令値として出力することを特徴とする研磨装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨技術に関し、たとえば、多軸制御によって被加工物と研磨工具との相対的な加工軌跡を実現する研磨技術等に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、特許文献１に開示されているように、曲面等の被加工面を有するレンズ等の光学素子の研磨では、光学素子を支持する複数の縦軸および横軸と、砥石を支持する揺動軸により、光学素子と砥石の相対運動を実現して研磨加工を行う技術が知られている。
【０００３】
すなわち、特許文献１の場合には、レンズ素材を所定の曲率半径と厚さに研磨加工する装置において、所定のプログラムの指示に従ってレンズ素材を研磨加工する荒研磨、中研磨、仕上研磨の各種 砥石を変換する砥石交換手段と、所定のプログラムの指示に従って、前記レンズ素材の曲率半径、厚さを測定、演算処理する計測手段と、前記計測手段の計測演算結果に基づいて、前記レンズ素材の研磨補正、砥石交換等を指示する制御手段とを有する構成が開示されている。
【０００４】
しかし、横軸と縦軸と揺動軸の構成で所望の曲率で研磨動作をさせた場合には、機械構造的に横軸および縦軸と揺動軸の負荷バランスが悪いため、揺動軸は、横軸や縦軸に比べ、指令位置に対する実位置の遅れが大きくなる傾向があり、所望の理想軌跡に対してズレが生じる懸念がある。
【０００５】
通常は、サーボモータのゲイン調整等を行い、理想軌跡（指令位置）に対する実位置の乖離を小さくする方法がとられるが、調整しきれない場合もある。
【特許文献１】特開平７−２４７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、多軸制御によって被加工物と研磨工具との相対的な加工軌跡を実現する場合に、理想的な加工軌跡による研磨加工を行うことが可能な研磨技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の観点は、互いに直交する複数の第１および第２直線駆動軸と揺動軸によって、被加工物に対する研磨工具の相対運動を行わせる研磨装置の制御方法であって、
前記揺動軸の実位置を検出する第１ステップと、
前記揺動軸の前記実位置に基づいて前記第１および第２直線駆動軸の各々の指令位置を補正する第２ステップと、
を含む研磨装置の制御方法を提供する。
【０００８】
本発明の第２の観点は、互いに直交する複数の第１および第２直線駆動軸と揺動軸によって、被加工物に対する研磨工具の相対運動を行わせる研磨装置の制御プログラムであって、
前記揺動軸の実位置を検出する第１ステップと、
前記揺動軸の前記実位置に基づいて前記第１および第２直線駆動軸の各々の指令位置を補正する第２ステップと、
をコンピュータに実行させる研磨装置の制御プログラムを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、多軸制御によって被加工物と研磨工具との相対的な加工軌跡を実現する場合に、理想的な加工軌跡による研磨加工を行うことが可能な研磨技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
最初に本実施の形態の研磨技術の概要を説明する。
本実施の形態の研磨技術の第１態様では、研磨装置の軌跡制御を達成するために、サーボコントローラ内部において、サーボモータの指令周期毎に、揺動軸を動作させているサーボモータのエンコーダからの実位置を基に、横軸と上軸の指令位置に対する実位置の遅れ量を揺動軸の指令位置に対する実位置の遅れ量と同じにするように、横軸と上軸の次の指令周期の指令を再生成し、指令を出す。
【００１１】
また、第２態様では、上述の第１態様における研磨装置の軌跡制御において、研磨装置のサーボコントローラ内部において、サーボモータの指令周期毎に、揺動軸を動作させているサーボモータのエンコーダからの実位置の移動平均した結果を基に、横軸と上軸の次の周期の指令を再生成し、指令を出す。
【００１２】
また、第３態様では、研磨機の軌跡制御を達成すべく、サーボモータコントローラ内部において、サーボモータの指令周期毎に、揺動軸を動作させているサーボモータのエンコーダからの実位置より、揺動軸の次周期の実位置を推測し、その推測した実位値を基に、横軸と上軸の次周期の指令を再生成し、指令を出す。
【００１３】
また、第４態様では、研磨機の軌跡制御を達成すべく、サーボモータコントローラ内部において、サーボモータの指令周期毎に、揺動軸を動作させているサーボモータのエンコーダからの実位置を基に、横軸と上軸の指令位置に対する実位置の遅れ量を揺動軸の指令位置に対する実位置の遅れ量と同じにするように、横軸と上軸の次周期の指令を再生成する。その時に、横軸と上軸の再生成指令値に対する実位置の差（遅れ量）を横軸と上軸を動作させている各サーボモータの各エンコーダからの各実位置と各再生成指令値より算出し、算出した各再生成指令値に対する実位置の差（遅れ量）と再生成指令値を加算し、横軸と上軸の補正指令値として最終的に指令を出す。
【００１４】
また、第５態様では、研磨機の軌跡制御を達成すべく、サーボモータコントローラ内部において、サーボモータの指令周期毎に、揺動軸を動作させているサーボモータのエンコーダからの実位置を基に、横軸と上軸の指令位置に対する実位置の遅れ量を揺動軸の指令位置に対する実位置の遅れ量と同じにするように、横軸と上軸の次周期の指令を再生成する。その時に、横軸と上軸の再生成指令値に対する実位置の差（遅れ量）を横軸と上軸を動作させている各サーボモータの各エンコーダからの各実位置と各再生成指令値より算出し、算出した各再生成指令値に対する実位置の差（遅れ量）を移動平均し、移動平均した結果と再生成指令値を加算し、横軸と上軸の補正指令値として最終的に指令を出す。
【００１５】
本実施の形態の各態様によれば、互いに直交する２軸（横軸と上軸）と揺動軸の理想軌跡に対して、サーボモータのゲイン調整を行う方法では乖離を小さくするのが困難だったものが、サーボコントローラ側で揺動軸のフィードバックされた実位置を基に、横軸と上軸の指令値を再生成し指令を出すことで、乖離を小さくすることが可能となり、理想軌跡に近い加工軌跡の制御が実現する。
【００１６】
さらに、必要に応じて、再生成した再生成指令と再生成指令に対する実位置の差（遅れ量）をなくすために、再生成指令と再生成指令に対する実位置の差（遅れ量）を加算して補正指令として出すことで、理想軌跡に対する実際の加工軌跡の乖離を小さくすることが可能となり、理想軌跡に近い加工軌跡の制御が実現される。
【００１７】
このような軌跡制御を行うことで、サーボモータの負荷バランスが悪い研磨装置でも、面精度や形状精度の高い光学レンズを研磨することができ、また品質の安定につながる。
以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態である研磨装置の制御方法を実施する研磨装置の構成の一例を示す概念図であり、図２および図３は、その作用の一例を示す線図である。
【００１８】
本実施の形態の研磨装置１００は、ワークホルダ２、研磨砥石３、揺動軸４、揺動軸サーボモータ５、上軸６（第１の直線駆動軸）、上軸サーボモータ７、横軸８（第２の直線駆動軸）、横軸サーボモータ９、サーボコントローラ３０、不揮発メモリ３２を備えている。
【００１９】
横軸８および上軸６は互いに直交する方向に変位し、その変位は、横軸サーボモータ９および上軸サーボモータ７によって行われる。
上軸６の下端には、光学素子等の研磨対象物１を保持するワークホルダ２が固定されており、上軸６と横軸８の変位の組合せにより、ワークホルダ２は、図１の紙面内で二次元的な変位が可能になっている。
【００２０】
また、揺動軸４は、ワークホルダ２を支持する上軸６の回りにおける揺動変位を行い、この揺動変位は、揺動軸サーボモータ５によって行われる。
この揺動軸４の先端には、研磨砥石３が固定されており、揺動軸４の変位により、この研磨砥石３は、ワークホルダ２に保持された研磨対象物１に対する揺動変位を行う。
【００２１】
このように、横軸８および上軸６と、揺動軸４の相対的な位置関係の制御により、研磨対象物１に対する研磨砥石３による所望の曲率による研磨を実現している。
換言すれば、横軸８と上軸６と揺動軸４で補間をしながらワークホルダ２で研磨対象物１を保持し、研磨砥石３にて研磨対象物１を研磨する。
【００２２】
すなわち、本実施の形態の場合、コンピュータ等で構成されるサーボコントローラ３０は、不揮発メモリ３２に格納された制御プログラム３１を実行し、不揮発メモリ３２に格納された加工データ３３を読み出して、上軸サーボ指令７ａ、揺動軸サーボ指令５ａ、横軸サーボ指令９ａを生成して、上軸サーボモータ７、横軸サーボモータ９、揺動軸サーボモータ５にそれぞれ出力することで、上軸６、横軸８、揺動軸４の変位の制御を行う。
【００２３】
すなわち、横軸サーボモータ９には、横軸８の実変位を横軸位置情報９ｃとして検出する横軸エンコーダ９ｂが設けられており、サーボコントローラ３０（後述の制御プログラム３１）は、横軸サーボ指令９ａと、この横軸サーボ指令９ａによって発生する横軸８の変位を横軸位置情報９ｃとして検出する閉ループ制御により、横軸８の変位を制御する。
【００２４】
同様に、上軸サーボモータ７には、上軸６の実変位を上軸位置情報７ｃとして検出する上軸エンコーダ７ｂを備えており、サーボコントローラ３０（後述の制御プログラム３１）は、上軸サーボ指令７ａと、この上軸サーボ指令７ａによって発生する上軸６の変位を上軸位置情報７ｃとして検出する閉ループ制御により、上軸６の変位を制御する。
【００２５】
同様に、揺動軸サーボモータ５には、揺動軸４の実変位を揺動軸位置情報５ｃとして検出する揺動軸エンコーダ５ｂが備えられ、サーボコントローラ３０（後述の制御プログラム３１）は、揺動軸サーボ指令５ａによって発生する揺動軸４の実変位を揺動軸位置情報５ｃとして検出する閉ループ制御により、揺動軸４の変位を制御する。
【００２６】
そして、本実施の形態の場合には、図２および図３に例示されるように、制御プログラム３１は、揺動軸４の制御における揺動軸位置情報５ｃに基づいて、上軸６を制御するための上軸サーボ指令７ａ、および横軸８を制御するための横軸サーボ指令９ａを補正（再生成）する動作を行う。
【００２７】
すなわち、図２の横軸８の制御例では、横軸サーボ指令である横軸指令１０で指令した時の、横軸実動作１１と揺動軸４の実位置（揺動軸位置情報５ｃ）を基に再生成した横軸再生成指令１２を示している。
【００２８】
同様に、図２の上軸６の制御例では、上軸サーボ指令である上軸指令１３で指令した時の、上軸実動作１４と揺動軸４の実位置（揺動軸位置情報５ｃ）を基に再生成した上軸再生成指令１５を示している。
【００２９】
同様に、図２の揺動軸４の制御例では、揺動軸サーボ指令である揺動軸指令１６で指令した時の、揺動軸実動作１７を示している。
図３は、この図２に例示されるような、揺動軸位置情報５ｃに基づく、横軸８および上軸６の補正（再生成）後の位置指令に基づく実動作を示している。
【００３０】
すなわち、図３における横軸８の制御では、揺動軸位置情報５ｃに基づいて補正された横軸サーボ再生成指令である横軸再生成指令２０を実行した時の、再生成後の横軸実動作２１を示している。
【００３１】
また、図３における上軸６の制御では、揺動軸位置情報５ｃに基づいて補正された上軸サーボ再生成指令である上軸再生成指令２２を実行した時の、再生成後の上軸実動作２３を示している。
【００３２】
また、図３の揺動軸４の制御では、揺動軸サーボ指令の揺動軸実動作２４を示している。
次に、本実施の形態の研磨装置１００における研磨加工の軌跡制御の作用について説明する。
【００３３】
図２に例示された横軸再生成指令１２は、揺動軸４の揺動軸エンコーダ５ｂからフィードバックされた実位置である揺動軸実動作１７（揺動軸位置情報５ｃ）を基に、元の横軸指令１０に対しての実位置が揺動軸指令１６に対しての揺動軸実動作１７と同じ遅れを持つように指令値の再生成を行ったものである。この横軸再生成指令１２を実行した結果が、図３に例示される再生成後の横軸実動作２１となる。
【００３４】
同様に、図２に例示された上軸再生成指令１５は、揺動軸４の揺動軸エンコーダ５ｂからフィードバックされた実位置である揺動軸実動作１７（揺動軸位置情報５ｃ）を基に、元の上軸指令１３に対しての実位置が揺動軸指令１６に対しての揺動軸実動作１７と同じ遅れを持つように指令値の再生成を行ったものである。この上軸再生成指令１５を実行した結果が、図３に例示された再生成後の上軸実動作２３である。
【００３５】
図４は、この図２および図３に例示される制御を実現する制御プログラム３１の動作を示すフローチャートである。
本実施の形態の制御プログラム３１は、横軸８、上軸６、揺動軸４の各軸の制御において、サーボ周期の到来毎に（ステップ２０１）、加工データ３３に基づいて本来（たとえば、研磨対象物１の設計上）の横軸指令１０、上軸指令１３、揺動軸指令１６を算出する。
【００３６】
そして、揺動軸サーボモータ５の揺動軸エンコーダ５ｂにて揺動軸位置情報５ｃを検出し（ステップ２６３）（第１ステップ）、この揺動軸位置情報５ｃに基づいて、横軸８、上軸６の各軸での補正量を演算し（ステップ２４４、ステップ２５４）（第２ステップ）、補正後の横軸再生成指令１２、上軸再生成指令１５、揺動軸指令１６を横軸サーボモータ９、上軸サーボモータ７、揺動軸サーボモータ５の各々に、横軸サーボ指令９ａ、上軸サーボ指令７ａ、揺動軸サーボ指令５aとして出力する（ステップ２４５、ステップ２５５、ステップ２６５）。
【００３７】
この動作を、加工データ３３の終了まで反復する（ステップ２０２）。
このように本実施の形態によれば、再生成後の横軸実動作２１と再生成後の上軸実動作２３が揺動軸実動作１７と同じ遅れ量を持つことにより、横軸８および上軸６の加工軌跡と、揺動軸４の加工軌跡との乖離を小さくする事が可能となり、理想軌跡に近い加工軌跡による研磨動作が実現する。
（実施の形態２）
図５は、本発明の他の実施の形態である研磨装置の制御方法を実施する研磨装置の構成例を示す概念図である。
【００３８】
この実施の形態２では、複数のサーボ周期における揺動軸位置情報５ｃの移動平均を用いて、横軸８および上軸６の変位を補正する点が上述の実施の形態１と異なり、他は同様である。従って、同一の要素には同一符号を付して、研磨装置１００等の構成要素の重複した説明は割愛する。
【００３９】
この実施の形態２の場合、研磨装置１００の不揮発メモリ３２には、揺動軸位置情報５ｃの移動平均を計算するための変数ｙ、変数ｘ、変数ｘ１、変数ｘ２、変数ｘ３等を格納するための変数格納領域３４が設けられている。
【００４０】
また、制御プログラム３５は、複数のサーボ周期の各々で得られた複数の揺動軸位置情報５ｃの移動平均を計算する機能を備えている。
本実施の形態２の場合も、研磨装置１００の動作特性は、上述の図２および図３と同様とする。
【００４１】
次に、本実施の形態２の研磨装置１００の研磨加工軌跡の制御の作用について説明する。
本実施の形態２の研磨装置１００の制御プログラム３５では、横軸再生成指令１２と上軸再生成指令１５を、揺動軸実動作１７（揺動軸位置情報５ｃ）に基づいて再生成する場合に、現在および過去の複数のサーボ周期の各々で得られた揺動軸位置情報５ｃ（揺動軸実動作１７）の移動平均を行いて平滑化させてから使用する。
【００４２】
この実施の形態２における制御プログラム３５の作用を、図６および図７のフローチャートに例示する。
この図６のフローチャートに例示される制御プログラム３５の動作は、上述の図４に例示したフローチャートのステップ２６３で示される揺動軸位置情報５ｃの検出処理の後に、複数の揺動軸位置情報５ｃの移動平均を算出するためのステップ３００を実行し、このステップ３００で得られた移動平均を用いて、横軸８および上軸６の変位の補正（横軸再生成指令１２と上軸再生成指令１５の生成）を行う点が異なっている。
【００４３】
図７は、図６のフローチャートのステップ３００における移動平均の算出処理の一例を示すフローチャートである。
この実施の形態２では、一例として、現在と過去の３回の合計で４回分の揺動軸位置情報５ｃの移動平均を算出する例を示す。
【００４４】
すなわち、最終的な移動平均は変数ｙに格納され、変数ｘにはステップ２６３で検出された現在のサーボ周期における揺動軸位置情報５ｃの値が格納され、変数ｘ１には前回のサーボ周期の揺動軸位置情報５ｃが格納され、変数ｘ２には前々回のサーボ周期で検出された揺動軸位置情報５ｃが可能され、変数ｘ３には、３回前のサーボ周期で検出された揺動軸位置情報５ｃが格納される。
【００４５】
制御プログラム３５は、変数ｘに格納されている現在のサーボ周期の揺動軸位置情報５ｃを変数ｙに格納する（ステップ３０１）。
その後、変数ｙに、過去の３回のサーボ周期の揺動軸位置情報５ｃを加算し（ステップ３０２、ステップ３０３、ステップ３０４）、加算した結果の変数ｙの値を４（すなわち揺動軸位置情報５ｃの総計測回数）で除す（ステップ３０５）。
【００４６】
これにより、変数ｙには、現在と過去の３回の全部で４回分の揺動軸位置情報５ｃの移動平均が格納された状態となる。
さらに、制御プログラム３５は、変数ｘ２の前々回の揺動軸位置情報５ｃを変数ｘ３に上書きし（ステップ３０６）、前回の揺動軸位置情報５ｃを前々回の変数ｘ２に上書きし（ステップ３０７）、変数ｘの今回の揺動軸位置情報５ｃを前回の変数ｘ１に上書きして（ステップ３０８）、次回の移動平均の算出に備える。
【００４７】
そして、制御プログラム３５は、ステップ３０５で変数ｙに格納されている揺動軸位置情報５ｃの移動平均を用いて、上述のステップ２４４における横軸再生成指令１２の算出、および上述のステップ２５４における上軸再生成指令１５の算出を実行する。
【００４８】
これにより、本実施の形態２の場合には、現在および過去の複数のサーボ周期で検出された複数の揺動軸位置情報５ｃの移動平均を用いることで、平滑化された滑らかな横軸再生成指令１２と上軸再生成指令１５を生成することができ、再生成後の横軸実動作２１と再生成後の上軸実動作２３も滑らかな動作になり、理想軌跡により近い形で研磨動作が可能となる。
（実施の形態３）
上述の実施の形態１の変形例として、揺動軸４の実位置の推測値を用いる例を実施の形態３として説明する。
【００４９】
装置構成は、上述の実施の形態１と同じであるが、制御プログラム３１の機能が以下のように異なっている。
次に、本実施の形態３の作用について説明する。
【００５０】
実施の形態３の研磨装置１００の制御プログラム３１は、上述の実施の形態１と同様に、横軸再生成指令１２と上軸再生成指令１５は揺動軸実動作１７を基に再生成を行っており、さらに、制御プログラム３１は、この揺動軸実動作１７より次のサーボ周期の実位置を推測し、この推測した実位置の値を、横軸サーボモータ９および上軸サーボモータ７の指令値の補正に使用する。そうすることによって１周期分の遅れのない横軸再生成指令１２と上軸再生成指令１５を生成することができ、再生成後の横軸実動作２１と上軸実動作２３も１周期分の遅れがない状態になり、理想軌跡により近い研磨砥石３による研磨加工軌跡によって研磨対象物１の研磨動作が可能となる。
（実施の形態４）
本実施の形態４の装置構成は、上述の実施の形態１の場合と同様である。
【００５１】
すなわち、横軸８、上軸６と揺動軸４があり、これらの位置関係で所望の曲率を作っている。また、制御軸には、横軸サーボモータ９と上軸サーボモータ７と揺動軸サーボモータ５が用いられている。横軸８と上軸６と揺動軸４で補間をしながらワークホルダ２で研磨対象物１を保持し、研磨砥石３にて研磨対象物１を研磨している。
【００５２】
図８は、本実施の形態４にかかる補正指令算出の経過の一例を概念図である。
図８の上段の線図は、横軸８に対してサーボコントローラ３０から横軸指令４０で指令した時の、横軸実動作４１と揺動軸の実位置を基に再生成した横軸再生成指令４２と横軸再生成指令４２を指令した時の、再生成後の横軸動作５０と横軸再生成指令４２と再生成後の横軸動作５０の差（遅れ量ΔＨ）を横軸再生成指令４２に加算した横軸補正指令５１を示している。
【００５３】
また、図８の中段の線図は、上軸６に対してサーボコントローラ３０から上軸指令４３で指令した時の、上軸実動作４４と揺動軸の実位置を基に再生成した上軸再生成指令４５と上軸再生成指令４５を指令した時の、再生成後の上軸動作５２と上軸再生成指令４５と再生成後の上軸動作５２の差（遅れ量ΔＵ）を上軸再生成指令４５に加算した上軸補正指令５３を示す。
【００５４】
また、図８の下段の線図は、揺動軸４に対してサーボコントローラ３０から揺動軸指令４６で指令した時の、揺動軸実動作４７を示している。
図９は、本実施の形態４の補正後の実動作の一例を示す概念図である。
【００５５】
図９の上段の線図は、横軸８に対するサーボコントローラ３０からの再生成指令である横軸再生成指令６０と横軸サーボコントローラ補正指令である横軸補正指令６１を実行した時の、補正指令後の横軸実動作６２を示している。
【００５６】
図９の中段の線図は、上軸６に対するサーボコントローラ３０からの再生成指令である上軸再生成指令６３と上軸サーボコントローラ補正指令である上軸補正指令６４を実行した時の、補正指令後の上軸実動作６５を示している。
【００５７】
図９の下段の線図は、揺動軸４に対するサーボコントローラ３０からの指令による揺動軸実動作６６を示している。
次に、本実施の形態４の作用について説明する。
【００５８】
横軸補正指令６１は、サーボコントローラ３０が、揺動軸４の揺動軸エンコーダ５ｂからフィードバックされた実位置（揺動軸位置情報５ｃ）である揺動軸実動作４７を基に、元の横軸指令４０に対しての実位置が揺動軸指令４６に対して揺動軸実動作４７と同じ遅れを持つように、指令値の再生成を行った横軸再生成指令４２と横軸再生成指令４２を実行した時の再生成後の横軸動作５０の差（遅れ量ΔＨ）を横軸再生成指令４２に加算したものである。
【００５９】
この横軸補正指令６１を実行した結果が補正指令後の横軸実動作６２となり、この横軸実動作６２は、揺動軸４の揺動軸エンコーダ５ｂからフィードバックされた実位置を基に再生成した横軸再生成指令６０に近い軌跡になり、理想的な加工軌跡を描く。
【００６０】
同様に、上軸補正指令６４は、サーボコントローラ３０が、揺動軸４の揺動軸エンコーダ５ｂからフィードバックされた実位置である揺動軸実動作４７を基に、元の上軸指令４３に対しての実位置が揺動軸指令４６に対して揺動軸実動作４７と同じ遅れを持つように、指令値の再生成を行った上軸再生成指令４５と上軸再生成指令４５を実行した時の再生成後の上軸動作５２の差（遅れ量ΔＵ）を上軸再生成指令４５に加算したものである。
【００６１】
この上軸補正指令６４を実行した結果が補正指令後の上軸実動作６５となり、この上軸実動作６５は、揺動軸４の揺動軸エンコーダ５ｂからフィードバックされた実位置を基に再生成した上軸再生成指令６３に近い軌跡になり、理想的な加工軌跡を描く。
【００６２】
上述のように、サーボコントローラ３０が、補正指令後の横軸実動作６２と補正指令後の上軸実動作６５が揺動軸実動作１７と同じ遅れ量を持つように制御し、横軸８および上軸６が、再生成した横軸再生成指令６０および上軸再生成指令６３に近い軌跡を描くことで、理想軌跡からの乖離を小さくする事が可能となる。
【００６３】
この結果、研磨対象物１に対する研磨砥石３の変位を、上軸６、横軸８および揺動軸４の変位を組み合わせて制御する研磨加工において、上軸６、横軸８および揺動軸４の各々の加工軌跡が、理想軌跡に近い形で研磨動作を行うことができる。
（実施の形態５）
この実施の形態５の装置構成は上述の実施の形態４（すなわち、実施の形態１）と同じであり、サーボコントローラ３０の機能が異なる。
【００６４】
すなわち、この実施の形態５では、サーボコントローラ３０は、ΔＨおよびΔＵの移動平均を算出し、ΔＨおよびΔＵの値の推移を平滑化させてから横軸８および上軸６の指令位置の補正に使用する。そうすることによって平滑化された滑らかな横軸補正指令６１と上軸補正指令６４を生成することができ、補正指令後の横軸実動作６２と補正指令後の上軸実動作６５も滑らかな動作になり、理想軌跡により近い形で研磨動作が可能となる。
【００６５】
次に、本実施の形態５の作用について説明する。
この実施の形態５の場合における上述の横軸補正指令６１は、サーボコントローラ３０が、揺動軸４の揺動軸エンコーダ５ｂからフィードバックされた実位置（揺動軸位置情報５ｃ）である揺動軸実動作４７を基に、元の横軸指令４０に対しての実位置が揺動軸指令４６に対して揺動軸実動作４７と同じ遅れを持つように、指令値の再生成を行った横軸再生成指令４２と横軸再生成指令４２を実行した時の再生成後の横軸動作５０の差（遅れ量ΔＨ）に対して、移動平均を行い、平滑化させた後の遅れ量ΔＨの値を横軸再生成指令４２に加算して得られたものである。
【００６６】
このように、平滑化された後の遅れ量ΔＨの値を加算することで、平滑化された滑らかな横軸補正指令６１が出力される。
この横軸補正指令６１を実行した結果が補正指令後の横軸実動作６２も平滑化した動作になり、この横軸実動作６２は、揺動軸４の揺動軸エンコーダ５ｂからフィードバックされた実位置を基に再生成した横軸再生成指令６０により近い軌跡になり、理想的な軌跡を描く。
【００６７】
同様に、上軸補正指令６４は、サーボコントローラ３０が、揺動軸のエンコーダからのフィードバックした実位置である揺動軸実動作４７を基に、元の上軸指令４３に対しての実位置が揺動軸指令４６に対して揺動軸実動作４７と同じ遅れを持つように、指令値の再生成を行った上軸再生成指令４５と上軸再生成指令４５を実行した時の再生成後の上軸動作５２の差（遅れ量ΔＵ）に対して、移動平均を行い、平滑化させた後のΔＵの値を上軸再生成指令４５に加算したものである。平滑化された後のΔＵの値を加算することで、平滑化された滑らかな上軸補正指令６４が出力される。
【００６８】
この上軸補正指令６４を実行した結果が補正指令後の上軸実動作６５も平滑化した動作になり、この上軸実動作６５は、揺動軸４の揺動軸エンコーダ５ｂからフィードバックされた実位置を基に再生成した上軸再生成指令６３により近い軌跡になり、理想的な軌跡を描く。
【００６９】
上述のように、サーボコントローラ３０において、横軸８および上軸６の各々の指令値の補正において、各々における前記遅れ量ΔＨおよびΔＵの移動平均を用いることで、横軸実動作６２および上軸実動作６５の各々の理想軌跡からの乖離をより小さくする事が可能となり、理想軌跡に近い軌跡で研磨砥石３による研磨対象物１の研磨動作が実現する。
【００７０】
以上説明したように、本発明の各実施の形態によれば、互いに直交する２軸（横軸と上軸）と揺動軸の軌跡を理想軌跡に近づけ、光学素子や金型の研磨加工において、加工面の面精度や形状精度を向上させることができる。
【００７１】
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
たとえば、光学素子や金型を研磨加工する研磨装置だけでなく、各軸のサーボモータの負荷が不均衡な装置の制御に適用することもできる。
（付記１）
互いに直交する２軸（横軸と上軸）と揺動軸で構成されている研磨装置において、揺動軸のサーボモータからのフィードバックされた実位置を基に、横軸と上軸の動作を制御する指令値を生成し、指令する研磨装置における軌跡の補間制御方法。
（付記２）
揺動軸のサーボモータからのフィードバックされた実位置に対して移動平均を行い、その平均結果を基に制御を行う付記１記載の研磨装置における軌跡の補間制御方法。
（付記３）
揺動軸のサーボモータからのフィードバックされた実位置により、揺動軸の次周期の実位置を推測し、その推測した実位値を基に制御を行う付記１記載の研磨装置における軌跡の補間制御方法。
【００７２】
（付記４）
揺動軸のサーボモータからのフィードバックされた実位置を基に、再生成した横軸と上軸の再生成指令値に対する実位置の遅れ量と各軸の再生成指令値を加算し、横軸と上軸の補正指令値として出力する付記１記載の研磨装置における軌跡の補間制御方法。
【００７３】
（付記５）
付記４記載の横軸と上軸の制御において、揺動軸のサーボモータからのフィードバックされた実位置を基に、再生成した横軸と上軸の再生成指令値に対する実位置の遅れ量に移動平均等を行い、平均結果と各軸の再生成指令値を加算し、横軸と上軸の補正指令値として出力する付記１記載の研磨装置における軌跡の補間制御方法。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施の形態である研磨装置の制御方法を実施する研磨装置の構成の一例を示す概念図である。
【図２】本発明の一実施の形態である研磨装置の制御方法を実施する研磨装置の作用の一例を示す線図である。
【図３】本発明の一実施の形態である研磨装置の制御方法を実施する研磨装置の作用の一例を示す線図である。
【図４】本発明の一実施の形態である研磨装置の制御方法を実施する研磨装置の作用の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施の形態である研磨装置の制御方法を実施する研磨装置の構成例を示す概念図である。
【図６】本発明の他の実施の形態である研磨装置の制御方法を実施する研磨装置の作用の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施の形態である研磨装置の制御方法を実施する研磨装置の作用の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明のさらに他の実施の形態にかかる補正指令算出の経過の一例を概念図である。
【図９】本発明のさらに他の実施の形態にかかる補正実動作の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  研磨対象物
２  ワークホルダ
３  研磨砥石
４  揺動軸
５  揺動軸サーボモータ
５ａ  揺動軸サーボ指令
５ｂ  揺動軸エンコーダ
５ｃ  揺動軸位置情報
６  上軸
７  上軸サーボモータ
７ａ  上軸サーボ指令
７ｂ  上軸エンコーダ
７ｃ  上軸位置情報
８  横軸
９  横軸サーボモータ
９ａ  横軸サーボ指令
９ｂ  横軸エンコーダ
９ｃ  横軸位置情報
１０  横軸指令
１１  横軸実動作
１２  横軸再生成指令
１３  上軸指令
１４  上軸実動作
１５  上軸再生成指令
１６  揺動軸指令
１７  揺動軸実動作
２０  横軸再生成指令
２１  再生成後の横軸実動作
２２  上軸再生成指令
２３  再生成後の上軸実動作
２４  揺動軸実動作
３０  サーボコントローラ
３１  制御プログラム
３２  不揮発メモリ
３３  加工データ
３４  変数格納領域
３５  制御プログラム
４０  横軸指令
４１  横軸実動作
４２  横軸再生成指令
４３  上軸指令
４４  上軸実動作
４５  上軸再生成指令
４６  揺動軸指令
４７  揺動軸実動作
５０  再生成後の横軸実動作
５１  横軸補正指令
５２  再生成後の上軸実動作
５３  上軸補正指令
６０  横軸再生成指令
６１  横軸補正指令
６２  補正指令後の横軸実働作
６３  上軸再生成指令
６４  上軸補正指令
６５  補正指令後の上軸実働作
６６  揺動軸実動作
１００  研磨装置
【図１】
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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２】
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【図３】
2009083001.tif 000009
【図８】
2009083001.tif 000010
【図９】
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