研磨装置、研磨装置の制御方法、研磨装置の制御プログラム
【課題】補正研磨等を別途必要とすることなく、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。
【解決手段】サーボコントローラ３０の制御論理３１が不揮発メモリ３２に格納された加工データ３３に基づいて、横軸８および上軸６によって駆動されるワークホルダ２に支持された研磨対象物１に対して、揺動軸４に支持された研磨砥石３を相対的に変位させることで研磨対象物１の研磨加工を行う研磨装置１００において、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に対して各軸で発生する誤差を、横軸補正量１０、上軸補正量１３、揺動軸補正量１６として予め計測して不揮発メモリ３２に格納しておき、当該各補正量に基づいて研磨加工時に各サーボ指令を補正し、研磨砥石３の研磨対象物１に対する理想的な加工軌跡を実現し、加工精度を向上させつつ、別途の補正加工を不要にする。
【解決手段】サーボコントローラ３０の制御論理３１が不揮発メモリ３２に格納された加工データ３３に基づいて、横軸８および上軸６によって駆動されるワークホルダ２に支持された研磨対象物１に対して、揺動軸４に支持された研磨砥石３を相対的に変位させることで研磨対象物１の研磨加工を行う研磨装置１００において、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に対して各軸で発生する誤差を、横軸補正量１０、上軸補正量１３、揺動軸補正量１６として予め計測して不揮発メモリ３２に格納しておき、当該各補正量に基づいて研磨加工時に各サーボ指令を補正し、研磨砥石３の研磨対象物１に対する理想的な加工軌跡を実現し、加工精度を向上させつつ、別途の補正加工を不要にする。
【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摩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摩加工する荒研摩、中研摩、仕上研摩の各種 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摩補正、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、機械構成的に横軸と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。
このため、上述の特許文献１の場合には、粗研磨、中研磨、仕上げ研磨の各段階で、加工後に加工対象物であるレンズ素材の曲率半径等の計測を行って、研磨補正を行っているが、実際の研磨作業とは別に研磨補正の作業が必要になり、作業時間が長くなる等の技術的課題がある。
【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、補正研磨等を別途必要とすることなく、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であって、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々を制御する制御部と、
前記制御部から前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に発行される指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差である補正量が格納された記憶手段と、
前記制御部に備えられ、前記補正量に基づいて前記指令位置を補正する補正手段と、
を含む研磨装置を提供する。
【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であって、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々を制御する制御部と、
前記制御部から前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に発行される指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差分を計測する計測手段と、
前記制御部に備えられ、前記差分に基づいて前記指令位置を補正する補正手段と、
を含む研磨装置を提供する。
【０００９】
本発明の第３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、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に発行される指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差である補正量が格納された記憶手段を準備するステップと、
前記補正量に基づいて前記指令位置を補正するステップと、
を含む研磨装置の制御方法を提供する。
【００１０】
本発明の第４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、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に指令位置を発行するステップと、
前記指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差分を計測するステップと、
前記差分に基づいて前記指令位置を補正するステップと、
を含む研磨装置の制御方法を提供する。
【００１１】
本発明の第５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、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に発行される指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差である補正量が格納された記憶手段から前記補正量を読み出すステップと、
前記補正量に基づいて前記指令位置を補正するステップと、
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。
【００１２】
本発明の第６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、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に指令位置を発行するステップと、
前記指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差分を計測するステップと、
前記差分に基づいて前記指令位置を補正するステップと、
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。
【００１３】
すなわち、本発明は、研磨加工における被加工物と研磨工具との相対的な変位の制御において、たとえば、指令位置に対して実位置のズレをなくすために、指令位置に対するズレ量を事前に把握しておき、そのズレ量を指令する際に、補正してから指令を与えるように制御する。これにより、指令位置に対する実位置の差を少なくすることができ、研磨工具の被加工物に対する理想的な加工軌跡による研磨加工が可能になり、別途の補正加工等が不要になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、補正研磨等を別途必要とすることなく、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】
【００１５】
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一態様では、研磨機の軌跡制御を達成すべく、サーボコントローラの指令位置に対するサーボモータのエンコーダの実位置のズレ量を算出し一連の動作補正量を事前に把握しておく。このズレ量をサーボコントローラの補正指令として実行する。
【００１６】
また、本実施の形態の研磨技術の他の態様では、研磨機の軌跡制御を達成するべく、サーボコントローラの指令位置に対するサーボモータのエンコーダの実位置のズレ量を指令周期毎に算出し、サーボコントローラの補正指令として実行する。
【００１７】
研磨加工の軌跡制御において、従来のサーボモータのゲイン調整によっては実現できなかった上軸と揺動軸の理想軌跡に対する乖離の抑止に関して、上述の各態様によれば、サーボコントローラ側で補正指令を与えることで、より理想軌跡に近い形の制御を行うことができるようになる。この結果、時間のかかる別途の補正加工が不要ないしは最小限度に止めることができる。
【００１８】
このように、理想軌跡に近い制御を行うことで、サーボモータの負荷バランスが悪い装置でも、レンズの面精度や形状精度の向上につながり品質が安定する。
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。
（第１実施の形態）
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
また、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。
【００２３】
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には、プログラムやハードウェア回路等で実現される制御論理３１（補正手段）（制御プログラム）が設けられており、この制御論理３１が、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。
【００２４】
図２は、本実施の形態における各軸の補正量算出の概念図である。この図２では、簡単のため各軸の変位を時間軸に整合させるために纏めて示してあるが、各指令の原点は、それぞれ異なる。
【００２５】
図２の上段は、制御論理３１からの横軸サーボ指令９ａである横軸指令１１で指令したときの、横軸実動作１２と本来あるべき位置に持っていくための横軸補正量１０を示している。
【００２６】
図２の中段は、制御論理３１からの上軸サーボ指令７ａである上軸指令１４で指令したときの、上軸実動作１５と本来あるべき位置に持っていくための上軸補正量１３を示している。
【００２７】
図２の下段は、制御論理３１からの揺動軸サーボ指令５ａである揺動軸指令１７で指令したときの、揺動軸実動作１８と本来あるべき位置に持っていくための揺動軸補正量１６を示している。
【００２８】
本実施の形態では、この横軸補正量１０、上軸補正量１３、揺動軸補正量１６が予め測定されて不揮発メモリ３２に格納されている。
この横軸補正量１０、上軸補正量１３、揺動軸補正量１６の測定（決定）は、たとえば、ダミーの研磨対象物１を加工した後に当該ダミーの研磨対象物１の外形寸法等を計測することで行われる。
【００２９】
そして、制御論理３１は、加工データ３３によって決定される、横軸８、上軸６、揺動軸４の各軸の横軸指令１１、上軸指令１４、揺動軸指令１７に対して、横軸補正量１０、上軸補正量１３、揺動軸補正量１６を加えて得られる指令値を各軸に出力する。
【００３０】
図３は、本実施の形態のサーボコントローラ３０の制御論理３１による補正動作の概念図を示している。
図３の上段は、制御論理３１からの横軸サーボ指令９ａとして、横軸補正量１０を横軸指令１１に加えた横軸補正指令２０で研磨加工を実行したときの、横軸補正後の実動作２１を示している。
【００３１】
図３の中段は、制御論理３１からの上軸サーボ指令７ａとして、上軸補正量１３を上軸指令１４に加えた上軸補正指令２２で研磨加工を実行したときの、上軸補正後の実動作２３を示している。
【００３２】
図３の下段は、制御論理３１からの揺動軸サーボ指令５ａとして、揺動軸補正量１６を揺動軸指令１７に加えた揺動軸補正指令２４で研磨加工を実行したときの、揺動軸補正後の実動作２５を示している。
【００３３】
いずれの軸の場合も、横軸補正後の実動作２１、上軸補正後の実動作２３、揺動軸補正後の実動作２５は、理想である横軸指令１１、上軸指令１４、揺動軸指令１７の各々からの乖離が小さくなっていることが分かる。
【００３４】
次に、本実施の形態の研磨装置１００の軌跡制御の作用について説明する。
図４は、本実施の形態の研磨装置１００の作用を示すフローチャートである。
まず、横軸補正量１０として、横軸指令１１に対する横軸実動作１２の差分をあらかじめ計算しておく。同様に、上軸補正量１３として、上軸指令１４に対する上軸実動作１５の差分をあらかじめ計算しておく。同様に、揺動軸補正量１６として、揺動軸指令１７に対する揺動軸実動作１８の差分をあらかじめ計算しておく。
【００３５】
そして、これらの、横軸補正量１０、上軸補正量１３、揺動軸補正量１６は、不揮発メモリ３２に格納される。
その後、実際の研磨対象物１の研磨加工では、サーボコントローラ３０の制御論理３１は、加工データ３３に基づく研磨加工の実行に際して、サーボ周期の到来毎に（ステップ２０１）、横軸８、上軸６、揺動軸４の各々の変位の制御動作を並行して行う。
【００３６】
すなわち、横軸８の制御では、横軸補正量１０を使用して横軸指令１１を補正して得られた横軸補正指令２０を横軸サーボ指令９ａとして横軸サーボモータ９に出力して横軸８を動作させる。
【００３７】
同様に、上軸補正量１３を使用して上軸指令１４を補正して得られた上軸補正指令２２を上軸サーボ指令７ａとして上軸サーボモータ７に出力して上軸６を動作させる。
同様に、揺動軸補正量１６を使用して揺動軸指令１７を補正した得られた揺動軸補正指令２４を、揺動軸サーボ指令５ａとして揺動軸サーボモータ５に出力して揺動軸４を動作させる。
【００３８】
すなわち、サーボコントローラ３０の制御論理３１は、加工データ３３に基づく研磨加工の実行に際して、サーボ周期の到来毎に（ステップ２０１）、横軸８、上軸６、揺動軸４の各々において、指令値（横軸指令１１、上軸指令１４、揺動軸指令１７）の演算を実行し（ステップ２１１、ステップ２２１、ステップ２３１）、各指令値に対応した横軸補正量１０、上軸補正量１３、揺動軸補正量１６を不揮発メモリ３２から読み出し（ステップ２１２、ステップ２２２、ステップ２３２）、これらの各補正値を用いて補正後の横軸補正指令２０、上軸補正指令２２、揺動軸補正指令２４を決定し（ステップ２１３、ステップ２２３、ステップ２３３）、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、対応する横軸サーボモータ９、上軸サーボモータ７、揺動軸サーボモータ５に出力することで、横軸８、上軸６、揺動軸４の各軸を変位させる（ステップ２１４、ステップ２２４、ステップ２３４）。
【００３９】
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）。
これにより、図３に例示されるように、横軸補正後の実動作２１が本来の理想的な横軸指令１１に近似した波形を示すように制御することができる。また、上軸補正後の実動作２３が本来の理想的な上軸指令１４に近似した波形を示すように制御することができる。また、揺動軸補正後の実動作２５が本来の理想的な揺動軸指令１７に近似した波形を示すように制御することができる。
【００４０】
すなわち、横軸８、上軸６、揺動軸４の各軸の変位による研磨対象物１と研磨砥石３の相対変位が理想軌跡に近い形で実現された状態で、研磨砥石３による研磨対象物１の研磨動作が可能となる。
【００４１】
この結果、たとえば、上軸６、横軸８、揺動軸４の各軸のサーボモータの負荷バランスが比較的悪く、各軸の変位誤差が大きくなる可能性のある研磨装置１００の場合でも、研磨対象物１としてのレンズの面精度や形状精度が向上し、光学素子等の研磨製品の品質が安定する。
【００４２】
また、研磨加工後において、研磨対象物１の形状補正のために、冗長な別途の補正加工も不要になり、研磨対象物１の研磨加工工程の所要時間も短縮される。
（第２実施の形態）
図５は、本発明の他の実施の形態にかかる研磨装置の構成例を示す概念図である。
【００４３】
この第２実施の形態の研磨装置１０１では、横軸８、上軸６、揺動軸４の各軸の実際の変位を検出する横軸変位センサ４１（計測手段）、上軸変位センサ４２（計測手段）、揺動軸変位センサ４３（計測手段）が設けられている。そして、上述の予め設定される横軸補正量１０、上軸補正量１３、揺動軸補正量１６を用いる代わりに、加工中に実時間で、これらの変位センサから出力される横軸実変位量４１ａ、上軸実変位量４２ａ、揺動軸実変位量４３ａを用いて各軸の指令値を補正する機能を有する制御論理３４（補正手段）（制御プログラム）が、サーボコントローラ３０に設けられている点が、上述の研磨装置１００と異なっており、他の構成は共通である。
【００４４】
なお、本実施の形態の研磨装置１０１においても、各軸の実際の指令に対する誤差は、上述の図２に例示したものと同様の位置誤差の特性を有するものとする。
すなわち、横軸８（上軸６）（揺動軸４）では、横軸指令１１（上軸指令１４）（揺動軸指令１７）に対して横軸実動作１２（上軸実動作１５）（揺動軸実動作１８）のような誤差を含む変位が発生するものとする。
【００４５】
したがって、本実施の形態の場合、後述の横軸８に関する横軸実変位量４１ａは、上述の横軸実動作１２に相当する値として検出され、上軸６に関する上軸実変位量４２ａは、上述の上軸指令１４に相当する値として検出され、揺動軸４に関する揺動軸実変位量４３ａは、上述の揺動軸実動作１８に相当する値として検出されことになる。
【００４６】
次に、図６のフローチャート等を参照して、本実施の形態の研磨装置１０１における軌跡制御の作用例について説明する。
サーボコントローラ３０の制御論理３４は、不揮発メモリ３２に格納された加工データ３３を読み出して横軸８、上軸６、揺動軸４の各軸の変位を並行して制御し、横軸８および上軸６に支持されたワークホルダ２に保持された研磨対象物１に対して、揺動軸４に支持された研磨砥石３の相対変位を発生させることで、研磨砥石３による研磨対象物１の研磨動作を行わせる。
【００４７】
すなわち、横軸８の制御では、制御論理３４は、サーボ周期にあわせて、横軸指令１１に対する横軸実動作１２の差分を、横軸変位センサ４１によって横軸実変位量４１ａとして検出し、この上軸実変位量４２ａを補正するように、横軸サーボモータ９に対して横軸サーボ指令９ａとして、図３の上段に例示されるように横軸補正指令２０を出力して横軸８を動作させる。これにより、横軸補正後の実動作２１は本来の理想的な横軸指令１１に近似した波形を示す状態となる。
【００４８】
同様に、上軸６の制御では、制御論理３４は、サーボ周期にあわせて、上軸指令１４に対する上軸実動作１５の差分を、上軸変位センサ４２から上軸実変位量４２ａとして検出し、この上軸実変位量４２ａを補正するような上軸補正指令２２を上軸サーボ指令７ａとして上軸サーボモータ７に出力する。これにより、上軸補正後の実動作２３は本来の理想的な上軸指令１４に近似した波形を示す状態となる。
【００４９】
同様に、揺動軸４の制御では、制御論理３４は、サーボ周期にあわせて揺動軸指令１７に対する揺動軸実動作１８の差分を、揺動軸変位センサ４３から揺動軸実変位量４３ａとして検出し、この揺動軸実変位量４３ａを補正するように揺動軸補正指令２４を揺動軸サーボ指令５ａとして揺動軸サーボモータ５に出力する。これにより、揺動軸補正後の実動作２５が本来の理想的な揺動軸指令１７に近い形の波形を示す状態となる。
【００５０】
すなわち、図６のフローチャートに例示されるように、本実施の形態の制御論理３４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に基づいて本来の横軸指令１１、上軸指令１４、揺動軸指令１７を算出し（ステップ２４１、ステップ２５１、ステップ２６１）、各軸の横軸サーボモータ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２４２、ステップ２５２、ステップ２６２）。
【００５１】
そして、この本来の指令に対して各軸で発生した変位（の誤差）を横軸変位センサ４１、上軸変位センサ４２、揺動軸変位センサ４３の各々にて、横軸実変位量４１ａ、上軸実変位量４２ａ、揺動軸実変位量４３ａとして検出し（ステップ２４３、ステップ２５３、ステップ２６３）、各軸での補正量を演算し（ステップ２４４、ステップ２５４、ステップ２６４）、補正後の横軸補正指令２０、上軸補正指令２２、揺動軸補正指令２４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）。
【００５２】
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）。
これにより、横軸８、上軸６、揺動軸４の各軸において、上述のように、本来の横軸指令１１、上軸指令１４、揺動軸指令１７の各々に良好に近似した横軸補正後の実動作２１、上軸補正後の実動作２３、揺動軸補正後の実動作２５を得ることができ、理想の加工軌跡に近い加工軌跡によって研磨砥石３による研磨対象物１の研磨動作が可能となる。
【００５３】
この結果、上述の第１実施の形態と同様の効果を得ることができるとともに、予め横軸補正量１０、上軸補正量１３、揺動軸補正量１６の決定する作業や、不揮発メモリ３２における格納領域が不要となり、研磨加工全体の所要時間を短縮できるとともに、不揮発メモリ３２の記憶容量の低減による研磨装置１０１の低コスト化を実現できる。
【００５４】
以上説明したように、本発明の各実施の形態によれば、横軸８と上軸６と揺動軸４の各々の軌跡を、本来の理想的な軌跡に近づけて研磨対象物１および研磨砥石３の相対変位による研磨加工を実現でき、研磨対象物１としての光学素子や金型の表面の加工精度を向上させることができる。また、別作業の補正研磨等を不要にすることができる。
【００５５】
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、研磨対象物１としての光学素子や金型を加工する研磨装置１００、研磨装置１０１だけでなく、複数の制御軸を駆動するサーボモータの負荷が不均衡な一般の加工装置等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【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における各軸の補正量算出の概念図である。
【図３】本発明の一実施の形態である研磨装置の制御方法および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方法および研磨装置の作用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にかか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にかかる研磨装置の作用の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
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
６ 上軸
７ 上軸サーボモータ
７ａ 上軸サーボ指令
８ 横軸
９ 横軸サーボモータ
９ａ 横軸サーボ指令
１０ 横軸補正量
１１ 横軸指令
１２ 横軸実動作
１３ 上軸補正量
１４ 上軸指令
１５ 上軸実動作
１６ 揺動軸補正量
１７ 揺動軸指令
１８ 揺動軸実動作
２０ 横軸補正指令
２１ 横軸補正後の実動作
２２ 上軸補正指令
２３ 上軸補正後の実動作
２４ 揺動軸補正指令
２５ 揺動軸補正後の実動作
３０ サーボコントローラ
３１ 制御論理
３２ 不揮発メモリ
３３ 加工データ
３４ 制御論理
４１ 横軸変位センサ
４１ａ 横軸実変位量
４２ 上軸変位センサ
４２ａ 上軸実変位量
４３ 揺動軸変位センサ
４３ａ 揺動軸実変位量
１００ 研磨装置
１０１ 研磨装置
【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摩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摩加工する荒研摩、中研摩、仕上研摩の各種 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摩補正、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、機械構成的に横軸と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。
このため、上述の特許文献１の場合には、粗研磨、中研磨、仕上げ研磨の各段階で、加工後に加工対象物であるレンズ素材の曲率半径等の計測を行って、研磨補正を行っているが、実際の研磨作業とは別に研磨補正の作業が必要になり、作業時間が長くなる等の技術的課題がある。
【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、補正研磨等を別途必要とすることなく、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であって、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々を制御する制御部と、
前記制御部から前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に発行される指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差である補正量が格納された記憶手段と、
前記制御部に備えられ、前記補正量に基づいて前記指令位置を補正する補正手段と、
を含む研磨装置を提供する。
【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であって、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々を制御する制御部と、
前記制御部から前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に発行される指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差分を計測する計測手段と、
前記制御部に備えられ、前記差分に基づいて前記指令位置を補正する補正手段と、
を含む研磨装置を提供する。
【０００９】
本発明の第３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、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に発行される指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差である補正量が格納された記憶手段を準備するステップと、
前記補正量に基づいて前記指令位置を補正するステップと、
を含む研磨装置の制御方法を提供する。
【００１０】
本発明の第４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、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に指令位置を発行するステップと、
前記指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差分を計測するステップと、
前記差分に基づいて前記指令位置を補正するステップと、
を含む研磨装置の制御方法を提供する。
【００１１】
本発明の第５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、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に発行される指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差である補正量が格納された記憶手段から前記補正量を読み出すステップと、
前記補正量に基づいて前記指令位置を補正するステップと、
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。
【００１２】
本発明の第６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、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に指令位置を発行するステップと、
前記指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差分を計測するステップと、
前記差分に基づいて前記指令位置を補正するステップと、
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。
【００１３】
すなわち、本発明は、研磨加工における被加工物と研磨工具との相対的な変位の制御において、たとえば、指令位置に対して実位置のズレをなくすために、指令位置に対するズレ量を事前に把握しておき、そのズレ量を指令する際に、補正してから指令を与えるように制御する。これにより、指令位置に対する実位置の差を少なくすることができ、研磨工具の被加工物に対する理想的な加工軌跡による研磨加工が可能になり、別途の補正加工等が不要になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、補正研磨等を別途必要とすることなく、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】
【００１５】
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一態様では、研磨機の軌跡制御を達成すべく、サーボコントローラの指令位置に対するサーボモータのエンコーダの実位置のズレ量を算出し一連の動作補正量を事前に把握しておく。このズレ量をサーボコントローラの補正指令として実行する。
【００１６】
また、本実施の形態の研磨技術の他の態様では、研磨機の軌跡制御を達成するべく、サーボコントローラの指令位置に対するサーボモータのエンコーダの実位置のズレ量を指令周期毎に算出し、サーボコントローラの補正指令として実行する。
【００１７】
研磨加工の軌跡制御において、従来のサーボモータのゲイン調整によっては実現できなかった上軸と揺動軸の理想軌跡に対する乖離の抑止に関して、上述の各態様によれば、サーボコントローラ側で補正指令を与えることで、より理想軌跡に近い形の制御を行うことができるようになる。この結果、時間のかかる別途の補正加工が不要ないしは最小限度に止めることができる。
【００１８】
このように、理想軌跡に近い制御を行うことで、サーボモータの負荷バランスが悪い装置でも、レンズの面精度や形状精度の向上につながり品質が安定する。
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。
（第１実施の形態）
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
また、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。
【００２３】
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には、プログラムやハードウェア回路等で実現される制御論理３１（補正手段）（制御プログラム）が設けられており、この制御論理３１が、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。
【００２４】
図２は、本実施の形態における各軸の補正量算出の概念図である。この図２では、簡単のため各軸の変位を時間軸に整合させるために纏めて示してあるが、各指令の原点は、それぞれ異なる。
【００２５】
図２の上段は、制御論理３１からの横軸サーボ指令９ａである横軸指令１１で指令したときの、横軸実動作１２と本来あるべき位置に持っていくための横軸補正量１０を示している。
【００２６】
図２の中段は、制御論理３１からの上軸サーボ指令７ａである上軸指令１４で指令したときの、上軸実動作１５と本来あるべき位置に持っていくための上軸補正量１３を示している。
【００２７】
図２の下段は、制御論理３１からの揺動軸サーボ指令５ａである揺動軸指令１７で指令したときの、揺動軸実動作１８と本来あるべき位置に持っていくための揺動軸補正量１６を示している。
【００２８】
本実施の形態では、この横軸補正量１０、上軸補正量１３、揺動軸補正量１６が予め測定されて不揮発メモリ３２に格納されている。
この横軸補正量１０、上軸補正量１３、揺動軸補正量１６の測定（決定）は、たとえば、ダミーの研磨対象物１を加工した後に当該ダミーの研磨対象物１の外形寸法等を計測することで行われる。
【００２９】
そして、制御論理３１は、加工データ３３によって決定される、横軸８、上軸６、揺動軸４の各軸の横軸指令１１、上軸指令１４、揺動軸指令１７に対して、横軸補正量１０、上軸補正量１３、揺動軸補正量１６を加えて得られる指令値を各軸に出力する。
【００３０】
図３は、本実施の形態のサーボコントローラ３０の制御論理３１による補正動作の概念図を示している。
図３の上段は、制御論理３１からの横軸サーボ指令９ａとして、横軸補正量１０を横軸指令１１に加えた横軸補正指令２０で研磨加工を実行したときの、横軸補正後の実動作２１を示している。
【００３１】
図３の中段は、制御論理３１からの上軸サーボ指令７ａとして、上軸補正量１３を上軸指令１４に加えた上軸補正指令２２で研磨加工を実行したときの、上軸補正後の実動作２３を示している。
【００３２】
図３の下段は、制御論理３１からの揺動軸サーボ指令５ａとして、揺動軸補正量１６を揺動軸指令１７に加えた揺動軸補正指令２４で研磨加工を実行したときの、揺動軸補正後の実動作２５を示している。
【００３３】
いずれの軸の場合も、横軸補正後の実動作２１、上軸補正後の実動作２３、揺動軸補正後の実動作２５は、理想である横軸指令１１、上軸指令１４、揺動軸指令１７の各々からの乖離が小さくなっていることが分かる。
【００３４】
次に、本実施の形態の研磨装置１００の軌跡制御の作用について説明する。
図４は、本実施の形態の研磨装置１００の作用を示すフローチャートである。
まず、横軸補正量１０として、横軸指令１１に対する横軸実動作１２の差分をあらかじめ計算しておく。同様に、上軸補正量１３として、上軸指令１４に対する上軸実動作１５の差分をあらかじめ計算しておく。同様に、揺動軸補正量１６として、揺動軸指令１７に対する揺動軸実動作１８の差分をあらかじめ計算しておく。
【００３５】
そして、これらの、横軸補正量１０、上軸補正量１３、揺動軸補正量１６は、不揮発メモリ３２に格納される。
その後、実際の研磨対象物１の研磨加工では、サーボコントローラ３０の制御論理３１は、加工データ３３に基づく研磨加工の実行に際して、サーボ周期の到来毎に（ステップ２０１）、横軸８、上軸６、揺動軸４の各々の変位の制御動作を並行して行う。
【００３６】
すなわち、横軸８の制御では、横軸補正量１０を使用して横軸指令１１を補正して得られた横軸補正指令２０を横軸サーボ指令９ａとして横軸サーボモータ９に出力して横軸８を動作させる。
【００３７】
同様に、上軸補正量１３を使用して上軸指令１４を補正して得られた上軸補正指令２２を上軸サーボ指令７ａとして上軸サーボモータ７に出力して上軸６を動作させる。
同様に、揺動軸補正量１６を使用して揺動軸指令１７を補正した得られた揺動軸補正指令２４を、揺動軸サーボ指令５ａとして揺動軸サーボモータ５に出力して揺動軸４を動作させる。
【００３８】
すなわち、サーボコントローラ３０の制御論理３１は、加工データ３３に基づく研磨加工の実行に際して、サーボ周期の到来毎に（ステップ２０１）、横軸８、上軸６、揺動軸４の各々において、指令値（横軸指令１１、上軸指令１４、揺動軸指令１７）の演算を実行し（ステップ２１１、ステップ２２１、ステップ２３１）、各指令値に対応した横軸補正量１０、上軸補正量１３、揺動軸補正量１６を不揮発メモリ３２から読み出し（ステップ２１２、ステップ２２２、ステップ２３２）、これらの各補正値を用いて補正後の横軸補正指令２０、上軸補正指令２２、揺動軸補正指令２４を決定し（ステップ２１３、ステップ２２３、ステップ２３３）、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、対応する横軸サーボモータ９、上軸サーボモータ７、揺動軸サーボモータ５に出力することで、横軸８、上軸６、揺動軸４の各軸を変位させる（ステップ２１４、ステップ２２４、ステップ２３４）。
【００３９】
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）。
これにより、図３に例示されるように、横軸補正後の実動作２１が本来の理想的な横軸指令１１に近似した波形を示すように制御することができる。また、上軸補正後の実動作２３が本来の理想的な上軸指令１４に近似した波形を示すように制御することができる。また、揺動軸補正後の実動作２５が本来の理想的な揺動軸指令１７に近似した波形を示すように制御することができる。
【００４０】
すなわち、横軸８、上軸６、揺動軸４の各軸の変位による研磨対象物１と研磨砥石３の相対変位が理想軌跡に近い形で実現された状態で、研磨砥石３による研磨対象物１の研磨動作が可能となる。
【００４１】
この結果、たとえば、上軸６、横軸８、揺動軸４の各軸のサーボモータの負荷バランスが比較的悪く、各軸の変位誤差が大きくなる可能性のある研磨装置１００の場合でも、研磨対象物１としてのレンズの面精度や形状精度が向上し、光学素子等の研磨製品の品質が安定する。
【００４２】
また、研磨加工後において、研磨対象物１の形状補正のために、冗長な別途の補正加工も不要になり、研磨対象物１の研磨加工工程の所要時間も短縮される。
（第２実施の形態）
図５は、本発明の他の実施の形態にかかる研磨装置の構成例を示す概念図である。
【００４３】
この第２実施の形態の研磨装置１０１では、横軸８、上軸６、揺動軸４の各軸の実際の変位を検出する横軸変位センサ４１（計測手段）、上軸変位センサ４２（計測手段）、揺動軸変位センサ４３（計測手段）が設けられている。そして、上述の予め設定される横軸補正量１０、上軸補正量１３、揺動軸補正量１６を用いる代わりに、加工中に実時間で、これらの変位センサから出力される横軸実変位量４１ａ、上軸実変位量４２ａ、揺動軸実変位量４３ａを用いて各軸の指令値を補正する機能を有する制御論理３４（補正手段）（制御プログラム）が、サーボコントローラ３０に設けられている点が、上述の研磨装置１００と異なっており、他の構成は共通である。
【００４４】
なお、本実施の形態の研磨装置１０１においても、各軸の実際の指令に対する誤差は、上述の図２に例示したものと同様の位置誤差の特性を有するものとする。
すなわち、横軸８（上軸６）（揺動軸４）では、横軸指令１１（上軸指令１４）（揺動軸指令１７）に対して横軸実動作１２（上軸実動作１５）（揺動軸実動作１８）のような誤差を含む変位が発生するものとする。
【００４５】
したがって、本実施の形態の場合、後述の横軸８に関する横軸実変位量４１ａは、上述の横軸実動作１２に相当する値として検出され、上軸６に関する上軸実変位量４２ａは、上述の上軸指令１４に相当する値として検出され、揺動軸４に関する揺動軸実変位量４３ａは、上述の揺動軸実動作１８に相当する値として検出されことになる。
【００４６】
次に、図６のフローチャート等を参照して、本実施の形態の研磨装置１０１における軌跡制御の作用例について説明する。
サーボコントローラ３０の制御論理３４は、不揮発メモリ３２に格納された加工データ３３を読み出して横軸８、上軸６、揺動軸４の各軸の変位を並行して制御し、横軸８および上軸６に支持されたワークホルダ２に保持された研磨対象物１に対して、揺動軸４に支持された研磨砥石３の相対変位を発生させることで、研磨砥石３による研磨対象物１の研磨動作を行わせる。
【００４７】
すなわち、横軸８の制御では、制御論理３４は、サーボ周期にあわせて、横軸指令１１に対する横軸実動作１２の差分を、横軸変位センサ４１によって横軸実変位量４１ａとして検出し、この上軸実変位量４２ａを補正するように、横軸サーボモータ９に対して横軸サーボ指令９ａとして、図３の上段に例示されるように横軸補正指令２０を出力して横軸８を動作させる。これにより、横軸補正後の実動作２１は本来の理想的な横軸指令１１に近似した波形を示す状態となる。
【００４８】
同様に、上軸６の制御では、制御論理３４は、サーボ周期にあわせて、上軸指令１４に対する上軸実動作１５の差分を、上軸変位センサ４２から上軸実変位量４２ａとして検出し、この上軸実変位量４２ａを補正するような上軸補正指令２２を上軸サーボ指令７ａとして上軸サーボモータ７に出力する。これにより、上軸補正後の実動作２３は本来の理想的な上軸指令１４に近似した波形を示す状態となる。
【００４９】
同様に、揺動軸４の制御では、制御論理３４は、サーボ周期にあわせて揺動軸指令１７に対する揺動軸実動作１８の差分を、揺動軸変位センサ４３から揺動軸実変位量４３ａとして検出し、この揺動軸実変位量４３ａを補正するように揺動軸補正指令２４を揺動軸サーボ指令５ａとして揺動軸サーボモータ５に出力する。これにより、揺動軸補正後の実動作２５が本来の理想的な揺動軸指令１７に近い形の波形を示す状態となる。
【００５０】
すなわち、図６のフローチャートに例示されるように、本実施の形態の制御論理３４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に基づいて本来の横軸指令１１、上軸指令１４、揺動軸指令１７を算出し（ステップ２４１、ステップ２５１、ステップ２６１）、各軸の横軸サーボモータ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２４２、ステップ２５２、ステップ２６２）。
【００５１】
そして、この本来の指令に対して各軸で発生した変位（の誤差）を横軸変位センサ４１、上軸変位センサ４２、揺動軸変位センサ４３の各々にて、横軸実変位量４１ａ、上軸実変位量４２ａ、揺動軸実変位量４３ａとして検出し（ステップ２４３、ステップ２５３、ステップ２６３）、各軸での補正量を演算し（ステップ２４４、ステップ２５４、ステップ２６４）、補正後の横軸補正指令２０、上軸補正指令２２、揺動軸補正指令２４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）。
【００５２】
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）。
これにより、横軸８、上軸６、揺動軸４の各軸において、上述のように、本来の横軸指令１１、上軸指令１４、揺動軸指令１７の各々に良好に近似した横軸補正後の実動作２１、上軸補正後の実動作２３、揺動軸補正後の実動作２５を得ることができ、理想の加工軌跡に近い加工軌跡によって研磨砥石３による研磨対象物１の研磨動作が可能となる。
【００５３】
この結果、上述の第１実施の形態と同様の効果を得ることができるとともに、予め横軸補正量１０、上軸補正量１３、揺動軸補正量１６の決定する作業や、不揮発メモリ３２における格納領域が不要となり、研磨加工全体の所要時間を短縮できるとともに、不揮発メモリ３２の記憶容量の低減による研磨装置１０１の低コスト化を実現できる。
【００５４】
以上説明したように、本発明の各実施の形態によれば、横軸８と上軸６と揺動軸４の各々の軌跡を、本来の理想的な軌跡に近づけて研磨対象物１および研磨砥石３の相対変位による研磨加工を実現でき、研磨対象物１としての光学素子や金型の表面の加工精度を向上させることができる。また、別作業の補正研磨等を不要にすることができる。
【００５５】
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、研磨対象物１としての光学素子や金型を加工する研磨装置１００、研磨装置１０１だけでなく、複数の制御軸を駆動するサーボモータの負荷が不均衡な一般の加工装置等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【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における各軸の補正量算出の概念図である。
【図３】本発明の一実施の形態である研磨装置の制御方法および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方法および研磨装置の作用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にかか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にかかる研磨装置の作用の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
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
６ 上軸
７ 上軸サーボモータ
７ａ 上軸サーボ指令
８ 横軸
９ 横軸サーボモータ
９ａ 横軸サーボ指令
１０ 横軸補正量
１１ 横軸指令
１２ 横軸実動作
１３ 上軸補正量
１４ 上軸指令
１５ 上軸実動作
１６ 揺動軸補正量
１７ 揺動軸指令
１８ 揺動軸実動作
２０ 横軸補正指令
２１ 横軸補正後の実動作
２２ 上軸補正指令
２３ 上軸補正後の実動作
２４ 揺動軸補正指令
２５ 揺動軸補正後の実動作
３０ サーボコントローラ
３１ 制御論理
３２ 不揮発メモリ
３３ 加工データ
３４ 制御論理
４１ 横軸変位センサ
４１ａ 横軸実変位量
４２ 上軸変位センサ
４２ａ 上軸実変位量
４３ 揺動軸変位センサ
４３ａ 揺動軸実変位量
１００ 研磨装置
１０１ 研磨装置
【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であって、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々を制御する制御部と、
前記制御部から前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に発行される指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差である補正量が格納された記憶手段と、
前記制御部に備えられ、前記補正量に基づいて前記指令位置を補正する補正手段と、
を含むことを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
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であって、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々を制御する制御部と、
前記制御部から前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に発行される指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差分を計測する計測手段と、
前記制御部に備えられ、前記差分に基づいて前記指令位置を補正する補正手段と、
を含むことを特徴とする研磨装置。
【請求項３】
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、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に発行される指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差である補正量が格納された記憶手段を準備するステップと、
前記補正量に基づいて前記指令位置を補正するステップと、
を含むことを特徴とする研磨装置の制御方法。
【請求項４】
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、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に指令位置を発行するステップと、
前記指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差分を計測するステップと、
前記差分に基づいて前記指令位置を補正するステップと、
を含むことを特徴とする研磨装置の制御方法。
【請求項５】
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、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に発行される指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差である補正量が格納された記憶手段から前記補正量を読み出すステップと、
前記補正量に基づいて前記指令位置を補正するステップと、
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、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に指令位置を発行するステップと、
前記指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差分を計測するステップと、
前記差分に基づいて前記指令位置を補正するステップと、
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であって、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々を制御する制御部と、
前記制御部から前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に発行される指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差である補正量が格納された記憶手段と、
前記制御部に備えられ、前記補正量に基づいて前記指令位置を補正する補正手段と、
を含むことを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
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であって、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々を制御する制御部と、
前記制御部から前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に発行される指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差分を計測する計測手段と、
前記制御部に備えられ、前記差分に基づいて前記指令位置を補正する補正手段と、
を含むことを特徴とする研磨装置。
【請求項３】
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、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に発行される指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差である補正量が格納された記憶手段を準備するステップと、
前記補正量に基づいて前記指令位置を補正するステップと、
を含むことを特徴とする研磨装置の制御方法。
【請求項４】
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、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に指令位置を発行するステップと、
前記指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差分を計測するステップと、
前記差分に基づいて前記指令位置を補正するステップと、
を含むことを特徴とする研磨装置の制御方法。
【請求項５】
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、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に発行される指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差である補正量が格納された記憶手段から前記補正量を読み出すステップと、
前記補正量に基づいて前記指令位置を補正するステップと、
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、
前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々に指令位置を発行するステップと、
前記指令位置と、前記第１および第２直線駆動軸と前記揺動軸の各々の実位置との差分を計測するステップと、
前記差分に基づいて前記指令位置を補正するステップと、
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。
【図１】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−６６６７１（Ｐ２００９−６６６７１Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３４７６６（Ｐ２００７−２３４７６６）
【出願日】平成１９年９月１０日（２００７．９．１０）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１０日（２００７．９．１０）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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