回転軸対称曲面の加工方法、回転軸対称曲面加工装置

【課題】軸非対称誤差のない高精度な軸対称非球面形状を短時間で加工することが可能な回転軸対称曲面加工技術を提供する。
【解決手段】Ｚ軸テーブル１１に搭載され、回転するＣ軸１２に加工対象物５０を保持させ、Ｘ軸テーブル１５上に搭載されたＷ軸１４に支持された加工工具１３によって軸対称非球面形状の加工を行う加工機１０において、Ｘ軸テーブル１５に搭載された機上計測器２０にて、加工後の軸対称非球面形状の測定を行い、Ｚ軸方向における前記理想形状との誤差ｄｚの分布を与える関数ｆ（ｘ，θ）を求め、本来の軸対称非球面形状を定義するｇ（ｘ）をもちいて、ｚ＝ｇ（ｘ）−ｆ（ｘ，θ）にて生成された加工プログラムを用いて補正加工を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸対称曲面の加工技術に関し、たとえば、軸対称非球面形状光学素子及び光学素子金型の軸非対称誤差に対する補正加工等に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年生産される光学素子などの超精密部品は更なる高精度な形状精度が要求されている。特に、軸対称非球面形状光学素子及び金型において、従来は断面形状にて形状評価を行ってきたが、加工機の特性などにより発生する軸非対称誤差についても性能劣化を起こす主要因として対策が求められている。
【０００３】
従来技術として、特許文献１によれば、（１）軸対称非球面形状の加工を行う、（２）加工機上で軸上の計測を行う、（３）誤差データから芯ずれ量、工具径の誤差量を解析する、（４）誤差量を補正する加工プログラムを作成し補正加工を行う、という工程を経て高精度な形状の加工面を得ようとしている。
【０００４】
また、特許文献２によれば、（１）金型を軸対称形状に製作する、（２）成型加工を行う、（３）成形形状から軸非対称形状誤差を算出する、（４）軸非対称形状誤差を自由曲面式に近似する、（５）軸対称形状と軸非対称誤差の自由曲面近似式からフライカット用補正加工プログラムを作成する、（６）フライカットにて補正加工を行う、という工程を経て高精度な形状の加工面を得ようとしている。
【特許文献１】特開平３−１０４５３６号公報
【特許文献２】特開２００５−１０４１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の従来技術には、以下のような技術的課題がある。以下、従来技術の問題点を図１２、図１３、図１４および図１５を用いて説明する。
図１２は軸対称非球面の計測状態を示す概念図である。図１３は理想非球面における誤差量の分布を示す線図である。図１４は、加工後の非球面における誤差量の分布を示す線図である。図１５は軸対称非球面の誤差量分布を示す三次元（３Ｄ）グラフである。
【０００６】
上述の特許文献１の技術では、図１２に示す様に軸上のみの計測を行い、軸上計測で表れる誤差量のみの補正加工を行うが、図１３に示す様な理想的な対称誤差である場合はほとんど無く、通常は図１４に示すように誤差が軸非対称となる。この理由は、加工機の主軸回転の偏芯等の加工機特性に由来する。この軸対称非球面形状の誤差量をＸＹ平面上に
３次元グラフで表すと図１５の様になる。この誤差量は特許文献１の技術にて補正加工することは困難である。
【０００７】
特許文献２の技術では、非軸対称で発生する誤差を補正加工するためには、計測原点及び計測軸方向と加工原点と加工軸方向とを厳密に合わせる必要がある。加工機及び計測装置からの金型の着脱時のずれが生じた場合には所望する形状とは異なった形状を加工する事となる。特許文献２では、加工機及び計測装置へ金型の着脱が必要となり厳密な合わせ込みが困難である。また、旋削に対してラスタスキャンによるフライカットの場合は加工時間が長くなる欠点がある。
【０００８】
本発明の目的は、加工対象物を加工装置から取り外す事無く加工装置の特性等によって発生する軸非対称誤差を補正することが可能な回転軸対称曲面加工技術を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、軸非対称誤差のない高精度な軸対称非球面形状を短時間で加工することが可能な回転軸対称曲面加工技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の観点は、被加工物の回転と、加工工具の前記被加工物に対する相対的な変位とを組み合わせることで、前記被加工物に回転軸対称曲面を形成する第１工程と、
前記加工工具の前記被加工物に対する相対的な変位を制御する座標空間内で、前記回転軸対称曲面を計測し、前記回転軸対称曲面の理想形状からの誤差の分布を得る第２工程と、
前記誤差の分布を打ち消すように前記加工工具の軌跡を制御して、前記回転軸対称曲面を補正加工する第３工程と、
を含む回転軸対称曲面の加工方法を提供する。
【００１１】
本発明の第２の観点は、第１の観点に記載の回転軸対称曲面の加工方法において、
前記第１工程では、前記理想形状に基づいて生成された加工プログラムに基づいて前記回転軸対称曲面の加工を行い、
前記第２工程では、前記回転平面内での前記被加工物の回転角θと、前記被加工物の回転軸Ｃを通り前記回転平面に平行なＸ軸方向における変位ｘとに基づいて、前記回転平面に直交するＺ軸方向における前記理想形状との誤差ｄｚの分布を与える関数ｆ（ｘ，θ）を求め、前記Ｘ軸上での前記理想形状のＺ軸方向の成分を与える関数ｇ（ｘ）との差分に基づいて、前記誤差を打ち消すための補正加工量を求め、
前記第３工程では、前記誤差の分布を反映した加工プログラムに基づいて前記回転軸対称曲面を補正する回転軸対称曲面の加工方法を提供する。
【００１２】
本発明の第３の観点は、被加工物を回転させるＣ軸と、
前記Ｃ軸に平行なＺ軸方向に前記被加工物を変位させるＺ軸と、
前記Ｚ軸に平行な方向に加工工具を変位させるＷ軸と、
前記Ｗ軸に直交する方向に前記加工工具を変位させるＸ軸と、
前記Ｃ軸による前記被加工物の回転に同期して、前記Ｚ軸、前記Ｗ軸および前記Ｘ軸の少なくとも一つを用いた前記加工工具の前記被加工物に対する相対的な変位を制御することで、前記被加工物に回転軸対称曲面を形成する加工制御手段と、
前記加工工具とともに前記Ｘ軸に支持され、前記加工工具の前記被加工物に対する相対的な変位を制御する座標空間内で、前記回転軸対称曲面を計測する計測手段と、
前記計測手段から得られた計測結果から前記Ｚ軸方向における、前記回転軸対称曲面と理想形状との誤差の分布を算出し、前記加工制御手段を制御して前記誤差を補正するための補正加工を行わせる補正プログラムを生成するプログラミング手段と、
を含む回転軸対称曲面加工装置を提供する。
【００１３】
本発明の第４の観点は、第３の観点に記載の回転軸対称曲面加工装置において、
前記プログラミング手段は、前記Ｃ軸の回り前記被加工物の回転角θと、前記Ｘ軸方向における変位ｘとに基づいて、前記Ｚ軸方向における前記理想形状との誤差ｄｚの分布を与える関数ｆ（ｘ，θ）を求め、前記Ｘ軸上でのＺ軸方向の前記理想形状の成分ｚを与える関数ｇ（ｘ）との差分に基づいて、前記補正プログラムを生成する回転軸対称曲面加工装置を提供する。
【００１４】
本発明の第５の観点は、第３の観点に記載の回転軸対称曲面加工装置において、
前記計測手段は、前記Ｚ軸方向に変位し、先端部に接触子が固定された測定軸と、前記測定軸を前記被加工物に接近する方向に付勢する付勢手段と、前記Ｚ軸方向における前記測定軸の変位を計測するスケールと、を含む回転軸対称曲面加工装置を提供する。
【００１５】
本発明の第６の観点は、第３の観点に記載の回転軸対称曲面加工装置において、
前記加工工具は切削工具である回転軸対称曲面加工装置を提供する。
本発明の第７の観点は、第３の観点に記載の回転軸対称曲面加工装置において、
前記加工工具は研削工具である回転軸対称曲面加工装置を提供する。
【００１６】
本発明の第８の観点は、第３の観点に記載の回転軸対称曲面加工装置において、
前記加工制御手段は、数値制御装置である回転軸対称曲面加工装置を提供する。
上記した本発明は、一例として、以下のように作用する。
【００１７】
（１）軸対称非球面形状の加工を行う。
（２）加工工具と共にＸ軸上に配置された機上計測器等の測定手段にて、Ｘ，Ｚ，Ｃの
各軸の位置を検出しながら軸対称非球面の形状をＣ軸を回転させながらＸ軸上を走査して
、機上計測器により面形状の計測を行う。
【００１８】
（３）計測を行った軸対称非球面形状と理想形状との差分（ｄｚ）に対し、次式（式１）の近似を行う。ただし、Ｘ，θの点列的なデータ群を回帰させることで、（式１）に示す自由曲面多項式に近似させる。ここで、（式１）において、ｎは近似自由曲面次数である。一般的に７次または８次の自由曲面多項式として近似される。Ｃ__ijは、多項式の各次数における定数である。また、ｘは、Ｘ軸方向の位置（この場合、Ｃ軸を中心とする半径位置）、θは、Ｃ軸の回りの回転角である。
【００１９】
【数１】

（４）軸対称非球面形状に対して（式１）の補正を行う（式２）に従った補正加工プログラムを作成する。
【００２０】
【数２】

ここで、Ｚ＝ｇ（ｘ）は軸対称非球面形状定義関数である。
（５）作成した補正加工プログラムを使用して、計測加工を行う。
【００２１】
この発明によれば、加工対象物を加工機から取り外す事無くアスなどの軸非対称形状誤差を補正して加工することが出来、高精度な面形状を得る事ができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、加工対象物を加工装置から取り外す事無く加工装置の特性等によって発生する軸非対称誤差を補正することが可能となる。
また、軸非対称誤差のない高精度な軸対称非球面形状を短時間で加工することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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。
第１実施の形態の構成を図１、図２、図３、図４および図５Ａ、図５Ｂによって説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施の形態である回転軸対称曲面加工方法を実施する回転軸対称曲面加工装置を構成する加工機の構成の一例を示す斜視図である。図２は、本実施の形態の回転軸対称曲面加工装置の全体構成の概念図である。図３は、本実施の形態の回転軸対称曲面加工装置を構成する機上計測器の構成の一例を示す概念図である。図４は本実施の形態の加工機における加工状態の一例を示す平面図である。図５Ａは、本実施の形態の機上計測器における計測動作の一例を示す正面図、図５Ｂは、本実施の形態の機上計測器における計測動作の一例を示す平面図である。
【００２５】
図２に例示されるように、本実施の形態の回転軸対称曲面加工装置１００は、加工機１０、計測手段としての機上計測器２０、加工制御手段としてのＮＣ（数値制御）装置３０およびプログラミング手段としての解析／プログラミング装置４０を含んでいる。
【００２６】
図１に例示されるように、本実施の形態の加工機１０は、Ｚ軸テーブル１１、Ｃ軸１２、加工工具１３、Ｗ軸１４、Ｘ軸テーブル１５、および機上計測器２０を含んでいる。
加工機１０の直動軸はＸＺの左手座標系で構成されている。Ｘ、Ｚ、Ｃ、Ｗの各軸はＮ
Ｃ装置３０により同期制御する事ができる。
【００２７】
加工対象物５０はＣ軸１２に図示されていない取り付け治具により取り付けられている。Ｃ軸１２はＮＣ装置３０によりＺ軸を中心として回転制御が可能な回転軸である。また、Ｃ軸１２はＺ軸テーブル１１上に設置されている。
【００２８】
加工工具１３はＺ軸と平行に直動するＷ軸１４上に設置されている。Ｗ軸１４はＮＣ装置３０により直線変位を制御する事ができる。Ｗ軸１４はＸ軸テーブル１５上に設置され
ている。機上計測器２０は、Ｗ軸１４と共通に、Ｘ軸テーブル１５上に設置されている。

機上計測器２０は、加工対象物５０に当接する接触子２１、接触子２１を支持するプローブ２２、プローブ２２に固定されたスケールヘッド２３、スケールヘッド２３の位置（接触子２１のＺ変位２３ａ）を測定するためのスケール２４、プローブ２２を加工対象物５０に当接させる方向に付勢する付勢手段としての押圧ばね２５、を備えている。
【００２９】
ＮＣ装置３０は加工プログラムに従ってＸＺＷＣ軸を制御して加工機１０を動作させる
事ができる。従って、ＮＣ装置３０はＮＣプログラムに従ってＸ、Ｚ、Ｃ、Ｗの各軸を制
御し、図４に示す様に加工対象物５０と加工工具１３を相対的に所望形状に動作させて所望の形状に加工対象物５０を除去加工する。これにより、軸対称非球面形状５１（軸対称曲面形状）を創成することができる。
【００３０】
解析／プログラミング装置４０は数式に従って加工プログラムを作成できる。また、解析／プログラミング装置４０はＮＣ装置３０からＸ、Ｚ、Ｃの各軸の加工工具１３や接触
子２１等の位置情報（各軸座標１０ａ）と機上計測器２０内のスケールヘッド２３から接触子２１の位置情報（Ｚ変位２３ａ）を読み取る事ができる。
【００３１】
更に、解析／プログラミング装置４０は、ＮＣ装置３０とスケールヘッド２３から読み取った位置情報（Ｚ変位２３ａ）から形状解析を行うことができる。ここで、形状解析とは計測された軸対称非球面形状と理想形状とを比較し、Ｘ軸、Ｃ軸の座標空間内の位置の
誤差量ｄｚを算出すること、および座標と誤差量から誤差量関数ｄｚ＝ｆ（ｘ，θ）に近似を行うことである。
【００３２】
上述のように、機上計測器２０の内部では、加工対象物５０に接触させるプローブ２２にスケールヘッド２３が固定されている。プローブ２２及びスケールヘッド２３は図示されていないガイドに従ってＺ軸に平行にスケール２４上を摺動することができる。
【００３３】
プローブ２２は押圧ばね２５により、加工対象物５０に接近する方向に付勢されている。その為、図５Ａおよび図５Ｂに示す様にプローブ２２を加工対象物５０に押し当て、Ｘ軸方向に移動させると、プローブ２２の先端が加工対象物５０の表面を倣い、プローブ２２の押し込み量（Ｚ変位２３ａの変化量）によって、相対的なＺ軸方向の形状をスケール２４から読み取ることができる。
【００３４】
本実施の形態の回転軸対称曲面加工装置１００の作用の一例を図４、図５Ａ、図５Ｂ、図６、図７、図８、図９、および図１０のフローチャートに従って説明する。
図７は、補正なし形状の加工用のＮＣプログラム４１の一部である。図８はＷ軸制御による補正加工用ＮＣプログラム４２の一部である。図９はＺ軸制御による補正加工用ＮＣプログラム４３の一部である。
【００３５】
まず、解析／プログラミング装置４０は、加工対象物５０に対して、図４に示す軸対称非球面形状５１を加工するＮＣプログラム４１を作成する。ここで、一般的に非球面形状は（式３）に従う。
【００３６】
【数３】

ただし、（式３）において、ｘ：Ｘ座標、Ｒ：参照半径、ｋ：円錐定数、Ａ４，Ａ６，
...：非球面係数、である。
【００３７】
この一例が、上述の関数ｇ（ｘ）である。
作成されたＮＣプログラム４１をＮＣ装置３０に転送する。ＮＣ装置３０は転送されたＮＣプログラム４１に従い、図４に示す様に加工対象物５０と加工工具１３を相対移動させ軸対称非球面形状５１の加工を行う（ステップ２０１）。
【００３８】
ＮＣプログラム４１は、ｘ座標値４１ａと、対応するｚ座標値４１ｂを含んでいる。図７の場合、ｘ座標値４１ａの漸減（一方向への移動）とともに、ｚ座標値４１ｂが漸減（加工対象物５０に接近または離間する方向への連続して移動）していく部分が示されている。
【００３９】
その後、図５Ａおよび図５Ｂに示す様に、加工された加工対象物５０に機上計測器２０のプローブ２２を接触させＣ軸を回転させながらＸ軸方向に移動させる。解析／プログラ
ミング装置４０は機上計測器２０の移動中のＸ、Ｚ、Ｃ軸の位置データ（各軸座標１０ａ
）及びスケール２４の位置データ（接触子２１のＺ変位２３ａ）を全て読み取る（ステップ２０２）。
【００４０】
読み取った位置データから、図６に示す様に理想形状との誤差量を算出する。算出した誤差量に対して、最小自乗法などの近似法により（式１）に近似させ、誤差量を数式（（ｘ，θ）の座標空間内における誤差の分布を示す関数ｆ）とする（ステップ２０３）。
【００４１】
解析／プログラミング装置４０は（式２）に従い、加工工具１３のＸ軸方向の位置（ｘ
）とＣ軸方向の位置（θ）に従って、加工工具１３の、Ｘ軸方向の位置（ｘ）およびＣ軸
方向の位置（θ）に対応したＺ軸方向の位置（ｚ）（または、Ｗ軸方向の位置（ｗ））を決定して、図８または図９に示す加工プログラムを作成しＮＣ装置３０に加工プログラムを転送する（ステップ２０４）。
【００４２】
ここでＷ軸１４を制御して補正加工を行う場合は、図８の補正加工用ＮＣプログラム４２を使用し、Ｚ軸（Ｚ軸テーブル１１）を制御して補正加工を行う場合は、図９の補正加工用ＮＣプログラム４３を使用して補正加工を行う（ステップ２０５）。
【００４３】
図８の場合、補正加工用ＮＣプログラム４２は、ｘ座標値４２ａ、ｚ座標値４２ｂ、θ座標値４２ｃ、ｗ座標値４２ｄ、を含んでおり、当該図８の部分は、ｘ座標値４２ａ、ｚ座標値４２ｂが一定で、θ座標値４２ｃの増加に応じてｗ座標値４２ｄを増減している。
【００４４】
すなわち、この図８の部分では、加工対象物５０の径方向の一定の位置で、加工工具１３を、加工対象物５０に対して接近または離間させるように変位させて、軸対称非球面形状５１の形状を補正する制御例が示されている。
【００４５】
図９の補正加工用ＮＣプログラム４３は、ｘ座標値４３ａ、ｚ座標値４３ｂ、θ座標値４３ｃを含んでいる。
この図９の部分では、ｘ座標値４３ａは漸減し、θ座標値４３ｃは漸増し、これに同期してｚ座標値４３ｂは漸減している。
【００４６】
すなわち、Ｘ軸方向にＸ軸テーブル１５を移動させつつ、θ座標値４３ｃの漸増に同期して、Ｚ軸方向に加工対象物５０を加工工具１３に接近する方向に移動させることで、軸対称非球面形状５１の補正加工が行われる制御例を示している。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態によれば軸非対称誤差ｄｚが発生している軸対称非球面形状５１であっても加工機１０から加工対象物５０を外すこと無く、機上計測器２０による軸対称非球面形状５１の計測評価及び補正加工を行うことが出来、短時間で高精度な軸対称非球面形状５１を得ることができる。
【００４８】
また、本実施の形態によれば、（式２）にて表現される自由曲面形状の加工及び補正加工を行うことができる。
次に、図１１を参照して、本発明の第２実施の形態について説明する。第１実施の形態との構成の違いを図１１によって説明する。
【００４９】
第１実施の形態との作用の違いは加工対象物５０を加工するのに切削ではなく研削を用いる点にある。すなわち、上述の第１実施の形態では、加工工具１３に切削バイトを使用していたが、この第２実施の形態では研削砥石を使用する。
【００５０】
すなわち、Ｘ軸テーブル１５上に、Ｗ軸方向に変位する研削スピンドル６１を配置し、この研削スピンドル６１の先端部に加工工具として研削砥石６２を固定している。
そして、この研削砥石６２を研削スピンドル６１にて回転駆動して、加工対象物５０に対して、Ｗ軸方向、またはＺ軸方向に押圧することで、研削加工を行い、軸対称非球面形状５１を創成するものである。
【００５１】
上述の第１実施の形態では加工可能な加工対象物５０の材料として、Ｐ−Ｎｉ、樹脂、銅等、比較的硬度の低い材質に制限されるが、本第２実施の形態では超硬その他、難切削材料からなる加工対象物５０を加工できる利点がある。
【００５２】
以上の説明から明らかなように、本実施の形態によれば、加工対象物５０を加工機１０から取り外すこと無く、加工機１０の特性等によって発生する軸非対称誤差ｄｚを評価及び補正加工し、高精度な軸対称非球面形状５１を短時間で加工することができる。
【００５３】
従って、たとえば、加工対象物５０が、光学素子の成形金型の場合、低コストにて、光軸対称性の良好な高品質の光学素子を製造することが可能になる。
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。
（付記１）
軸対称非球面加工機において、主軸回転制御機構（以下、Ｃ軸と記す）に同期しＺ軸に対して平行に移動するＷ軸もしくはＣ軸と同期するＺ軸とＸＺＣ軸の位置を読み取ること
のできる機上計測装置とＸＺＣ軸と計測結果から軸対称非球面形状の面解析ができ、理想
形状との誤差をｄｚ＝ｆ（Ｘ，θ）関数に近似できる解析装置と非球面加工プログラムに
理想形状との誤差を補正するデータを加えることができるプログラミング装置とを有することを特徴とした軸対称非球面加工機。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施の形態である回転軸対称曲面加工方法を実施する回転軸対称曲面加工装置を構成する加工機の構成の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態である回転軸対称曲面加工装置の全体構成の概念図である。
【図３】本発明の一実施の形態である回転軸対称曲面加工装置を構成する機上計測器の構成の一例を示す概念図である。
【図４】本発明の一実施の形態である加工機における加工状態の一例を示す平面図である。
【図５Ａ】本発明の一実施の形態である機上計測器における計測動作の一例を示す正面図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施の形態である機上計測器における計測動作の一例を示す平面図である。
【図６】理想形状と加工形状との誤差量を示す三次元グラフである。
【図７】補正なし形状の加工用のＮＣプログラムの一部を示す説明図である。
【図８】Ｗ軸制御による補正加工用ＮＣプログラムの一部を示す説明図である。
【図９】Ｚ軸制御による補正加工用ＮＣプログラムの一部を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態である回転軸対称曲面の加工方法の作用の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施の形態である加工機の変形例を示す概念図である。
【図１２】本発明の参考技術における軸対称非球面の計測状態を示す概念図である。
【図１３】理想非球面における誤差量の分布を示す線図である。
【図１４】加工後の非球面における誤差量の分布を示す線図である。
【図１５】軸対称非球面の誤差量分布を示す三次元グラフである。
【符号の説明】
【００５５】
１０加工機
１０ａ各軸座標
１１Ｚ軸テーブル
１２Ｃ軸
１３加工工具
１４Ｗ軸
１５Ｘ軸テーブル
２０機上計測器
２１接触子
２２プローブ
２３スケールヘッド
２３ａＺ変位
２４スケール
２５押圧ばね
３０ＮＣ装置
４０解析／プログラミング装置
４１ＮＣプログラム
４１ａｘ座標値
４１ｂｚ座標値
４２補正加工用ＮＣプログラム
４２ａｘ座標値
４２ｂｚ座標値
４２ｃ θ座標値
４２ｄｗ座標値
４３補正加工用ＮＣプログラム
４３ａｘ座標値
４３ｂｚ座標値
４３ｃ θ座標値
５０加工対象物
５１軸対称非球面形状
６１研削スピンドル
６２研削砥石
１００回転軸対称曲面加工装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の回転と、加工工具の前記被加工物に対する相対的な変位とを組み合わせることで、前記被加工物に回転軸対称曲面を形成する第１工程と、
前記加工工具の前記被加工物に対する相対的な変位を制御する座標空間内で、前記回転軸対称曲面を計測し、前記回転軸対称曲面の理想形状からの誤差の分布を得る第２工程と、
前記誤差の分布を打ち消すように前記加工工具の軌跡を制御して、前記回転軸対称曲面を補正加工する第３工程と、
を含むことを特徴とする回転軸対称曲面の加工方法。
【請求項２】
請求項１記載の回転軸対称曲面の加工方法において、
前記第１工程では、前記理想形状に基づいて生成された加工プログラムに基づいて前記回転軸対称曲面の加工を行い、
前記第２工程では、前記回転平面内での前記被加工物の回転角θと、前記被加工物の回転軸Ｃを通り前記回転平面に平行なＸ軸方向における変位ｘとに基づいて、前記回転平面に直交するＺ軸方向における前記理想形状との誤差ｄｚの分布を与える関数ｆ（ｘ，θ）を求め、前記Ｘ軸上での前記理想形状のＺ軸方向の成分を与える関数ｇ（ｘ）との差分に基づいて、前記誤差を打ち消すための補正加工量を求め、
前記第３工程では、前記誤差の分布を反映した加工プログラムに基づいて前記回転軸対称曲面を補正することを特徴とする回転軸対称曲面の加工方法。
【請求項３】
被加工物を回転させるＣ軸と、
前記Ｃ軸に平行なＺ軸方向に前記被加工物を変位させるＺ軸と、
前記Ｚ軸に平行な方向に加工工具を変位させるＷ軸と、
前記Ｗ軸に直交する方向に前記加工工具を変位させるＸ軸と、
前記Ｃ軸による前記被加工物の回転に同期して、前記Ｚ軸、前記Ｗ軸および前記Ｘ軸の少なくとも一つを用いた前記加工工具の前記被加工物に対する相対的な変位を制御することで、前記被加工物に回転軸対称曲面を形成する加工制御手段と、
前記加工工具とともに前記Ｘ軸に支持され、前記加工工具の前記被加工物に対する相対的な変位を制御する座標空間内で、前記回転軸対称曲面を計測する計測手段と、
前記計測手段から得られた計測結果から前記Ｚ軸方向における、前記回転軸対称曲面と理想形状との誤差の分布を算出し、前記加工制御手段を制御して前記誤差を補正するための補正加工を行わせる補正プログラムを生成するプログラミング手段と、
を含むことを特徴とする回転軸対称曲面加工装置。
【請求項４】
請求項３記載の回転軸対称曲面加工装置において、
前記プログラミング手段は、前記Ｃ軸の回り前記被加工物の回転角θと、前記Ｘ軸方向における変位ｘとに基づいて、前記Ｚ軸方向における前記理想形状との誤差ｄｚの分布を与える関数ｆ（ｘ，θ）を求め、前記Ｘ軸上でのＺ軸方向の前記理想形状の成分ｚを与える関数ｇ（ｘ）との差分に基づいて、前記補正プログラムを生成することを特徴とする回転軸対称曲面加工装置。
【請求項５】
請求項３記載の回転軸対称曲面加工装置において、
前記計測手段は、前記Ｚ軸方向に変位し、先端部に接触子が固定された測定軸と、前記測定軸を前記被加工物に接近する方向に付勢する付勢手段と、前記Ｚ軸方向における前記測定軸の変位を計測するスケールと、を含むことを特徴とする回転軸対称曲面加工装置。
【請求項６】
請求項３記載の回転軸対称曲面加工装置において、
前記加工工具は切削工具であることを特徴とする回転軸対称曲面加工装置。
【請求項７】
請求項３記載の回転軸対称曲面加工装置において、
前記加工工具は研削工具であることを特徴とする回転軸対称曲面加工装置。
【請求項８】
請求項３記載の回転軸対称曲面加工装置において、
前記加工制御手段は、数値制御装置であることを特徴とする回転軸対称曲面加工装置。

【図１】