複雑な自由曲面光学プリズムの高精度ミーリング問題に対して、HNC-808DiG制御システムをベースとした専用高精度ミーリングマシンを研究した。本機は、碗形砥石の「Z軸回転＋Z軸方向の制御直線運動」とワークピースの「B軸制御回転＋X軸制御直線運動」を連動制御し、多面連続ミーリングを実現する。カスタムマクロプログラムによる三軸連動非同心円弧角軌跡生成アルゴリズムを採用し、各平面間の滑らかな遷移曲面ミーリング加工を実現した。五角形および三角形という典型的な複雑自由曲面光学プリズムのミーリング実験により理論研究の有効性と精度を検証した。実験結果は以下の通りである。五角プリズムの寸法誤差≤0.02 mm、角度誤差≤20.5″、エッジ誤差≤0.008 mm；三角プリズムの寸法誤差≤0.03 mm、角度誤差≤26.5″、エッジ誤差≤0.012 mm；各遷移円弧角半径の寸法一貫性が良好で、表面は滑らかかつ連続しており、組立要件を満たしている。実験結果は、本稿で開発したHNC-808DiG標準制御システムに基づく専用プリズムミーリング機が、複雑自由曲面光学プリズムの高精度ミーリング加工問題をうまく解決できることを示しており、国内の複雑自由曲面光学プリズムの高精度ミーリング加工に対する実現可能な工学的解決策を提供している。

複雑自由曲面光学プリズム; 碗形砥石; 三軸連動ミーリング; 非同心円弧角; 軌跡モデリングと検証