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JP4068177B2 - レンズ研削加工装置 - Google Patents

レンズ研削加工装置

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JP4068177B2
JP4068177B2 JP09822097A JP9822097A JP4068177B2 JP 4068177 B2 JP4068177 B2 JP 4068177B2 JP 09822097 A JP09822097 A JP 09822097A JP 9822097 A JP9822097 A JP 9822097A JP 4068177 B2 JP4068177 B2 JP 4068177B2
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俊昭 水野
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Nidek Co Ltd
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    • B24B9/00Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B24B9/02Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B24B51/00Arrangements for automatic control of a series of individual steps in grinding a workpiece

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼鏡枠に合うように被加工レンズを研削加工するレンズ研削加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
眼鏡枠にレンズを嵌合させるため、眼鏡枠の枠溝でレンズを支持するためのヤゲンをレンズ周縁部に形成するように研削加工するレンズ研削加工装置が知られている。
【0003】
この種の装置による加工では、眼鏡枠の枠形状に合わせたレンズ加工後のコバ位置に対してヤゲン位置をどの様に配置するかが重要である。このヤゲン位置を決定するためには、加工者の経験や勘に依存するところが大きく、良好なヤゲン形成を行うためには加工者の熟練を必要としていた。このため、加工後に予定されるコバ位置を測定し、その情報に基づいて予め設定された所定の比率でコバを分割するヤゲン位置を自動的に得た後、このヤゲン位置の情報に従って加工を行うオート加工の装置が実用化されるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、オート加工ではヤゲン位置を装置メーカーが一義的に定めているので、必ずしも加工者(眼鏡提供者)の方針に合ったヤゲン形成になっているとは限らなかった。このような場合、加工モードを強制加工モードにし、ヤゲン位置を変更するための情報を装置に入力することによりヤゲン位置の変更ができるようになっているが、加工ごとにヤゲン位置を調整することは煩わしい。
【0005】
また、眼鏡枠の材質がメタル(金属)とセル(樹脂)とでは眼鏡枠のリムの厚さが一般に異なるので、この場合にも眼鏡枠の材質に応じてヤゲン位置の変更を必要とすることがあった。
【0006】
本発明は、上記従来技術に鑑み、オート加工でのヤゲン形成を加工者自身が予め設定でき、効率良く加工が行えるレンズ研削加工装置を提供することを技術課題とする。また、眼鏡枠の材質に応じて適切なヤゲン形成を行えるレンズ研削加工装置を提供することを技術課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を備えることを特徴としている。
【0008】
(1) 眼鏡枠の枠形状データ及びレイアウトデータに基づいて加工されるレンズのコバ位置を検知する検知手段と、少なくとも1つのパラメータを有する演算式を持ち、検知されたコバ位置のデータに基づいてオートヤゲン加工モードでのヤゲン加工データを作成するヤゲン加工データ演算手段と、を備えるレンズ研削加工装置において、パラメータを変更する変更画面を表示する表示手段と、前記ヤゲン加工データ演算手段のパラメータの少なくとも1つについて、変更画面の表示にしたがって予め設定されている標準値を変更するとともに変更されたパラメータを記憶するパラメータ変更手段と、を有し、変更されたパラメータに基づいてオートヤゲン加工モードでのヤゲン加工データとして修正ヤゲン加工データを得る修正ヤゲン加工データ演算手段と、オートヤゲン加工モードのときは修正ヤゲン加工データに基づいてヤゲン加工する制御手段と、強制ヤゲン加工モードのときは、前記修正ヤゲン加工データ演算手段により得られた修正ヤゲン加工データを初期値として、この初期値をさらに変更する入力手段を有し、変更されたヤゲン加工データをヤゲンの強制加工データとする強制加工データ演算手段と、を備えたことを特徴とする
【0015】
【実施例】
以下本発明の一実施例を図面に基いて詳細に説明する。図1は本発明に係るレンズ研削加工装置の全体構成を示す斜視図である。1は装置のベースで本装置を構成する各部がその上に配置されている。2は装置上部に内蔵される眼鏡枠形状測定部であり、眼鏡枠形状や型板の3次元形状デ−タを得ることができる。その前方には測定結果や演算結果等を文字またはグラフィックにて表示する表示部3と、データを入力したり装置に指示を行う入力部4が並んでいる。装置前部には被加工レンズの形状(コバ厚)を測定するレンズ形状測定部5がある。
【0016】
6はレンズ研削部で、ガラスレンズ用の粗砥石60a、プラスティック用の粗砥石60b、ヤゲン及び平加工用の仕上げ砥石60cとから成る砥石群60が、ベース1aに固定されたスピンドルユニット61の回転軸61aに回転可能に取付けられている。65は砥石回転用のACモータであり、回転軸61aに取り付けられたプーリ63、ベルト64、プーリ66を介してその回転が砥石群60に伝達される。7はキャリッジ部で、700はキャリッジである。
【0017】
<主要な各部の構成>
次に、装置の主要な各部の構成を説明する。
【0018】
(イ)キャリッジ部
図1〜図3に基いてその構造を説明する。図2はキャリッジの断面図、図3はキャリッジの駆動機構を示す矢視A図である。
【0019】
ベース1に固定されたシャフト701にはキャリッジシャフト702が回転摺動自在に軸支されており、さらにそれにキャリッジ700が回動自在に軸支されている。キャリッジ700にはシャフト701と平行にレンズ回転軸704a、704bが同軸かつ回転可能に軸支されている。レンズ回転軸704bはラック705に回転自在に軸支され、ラック705はモータ706の回転軸に固定されたピニオン707により軸方向に移動することができ、これによりレンズ回転軸704bは軸方向に移動されて開閉動作を行い、レンズLEを回転軸704a、704bで挟持しうる。
【0020】
キャリッジ700の左端には駆動板716が固定されており、駆動板716には回転軸717がシャフト701と平行かつ回転自在に取付けられている。また駆動板716にはブロック722によりパルスモータ721が固定されており、パルスモータ721の回転は、回転軸717の右端に取り付けられたギヤ720、回転軸717の左端に取り付けられたプーリ718、タイミングベルト719、プーリ703aを介してシャフト702に伝達される。さらに、シャフト702の回転は、タイミングベルト709a、709b等を介してレンズ回転軸704a、704bに伝達され、これによりレンズ回転軸704a、704bは同期して回転する。
【0021】
中間板710にはラック713が固定さており、キャリッジ移動用モータ714の回転軸に取付けられピニオン715と噛み合うピニオン715の回転により、キャリッジ700がシャフト701の軸方向に移動する。
【0022】
キャリッジ700はパルスモータ728により回旋する。パルスモータ728はブロック722に固定されており、パルスモータ728の回転軸729に固定されたピニオン730が丸ラック725と噛み合っている。丸ラック725は、回転軸717と中間板710に固定されたシャフト723との軸間を結ぶ最短の線分に平行に位置するとともに、シャフト723に回転自在に固定された補正ブロツク724とブロック722との間である程度の自由度をもって摺動可能に保持されている。丸ラック725にはストッパ726が固定されており、補正ブロック724の当接位置より下方にしか摺動できないようになっている。これにより、パルスモータ728の回転に応じて回転軸717とシャフト723の軸間距離r´を制御することができ、このr´と直線的相関関係をもつレンズ回転軸704a,704bと砥石の回転軸61aとの軸間距離rを制御することができる。
【0023】
なお、このキャリッジ部の構成は、本出願人による特開平5-212661号等のものと基本的に同様であるので、詳細はこれを参照されたい。
【0024】
(ロ)眼鏡枠形状測定部
図4は眼鏡枠形状測定部2が持つ形状測定部2aの斜視図である。形状測定部2aは、水平方向に移動可能な可動ベース21と、可動ベース21に回転可能に軸支されパルスモータ30により回転される回転ベース22と、回転ベース22に垂設された保持板35a,35bに支持される2本のレール36a,36b上を移動可能な移動ブロック37と、移動ブロック37に挿通されて回転自在にかつ上下動可能な測定子軸23と、測定子軸23の上端に取り付けられその先端が測定子軸23上の軸心上にある測定子24と、測定子軸23の下端に回転自在に取り付けられるとともに移動ブロック37から垂直に伸びるピン42に固定されたアーム41と、アーム41の先端に取り付けられ、垂直なスリット26及び45度の傾斜角度を持つスリット27が形成された遮光板25と、遮光板25を挟むように回転ベース22に取り付けられた一対の発光ダイオード28及びリニアイメージセンサ29と、回転ベース22に回転自在に軸支されたドラム44に取り付けられ、移動ブロック37を常時測定子24の先端側へ引っ張る定トルクバネ43と、を備える。
【0025】
また、移動ブロック37には型板測定のときに使用する測定ピン50を挿入する取り付け穴51が設けられている。
【0026】
このよな構成の形状測定部2aにより、眼鏡枠形状は次のようにして測定する。まず、眼鏡枠を図示なき眼鏡保持部(特開平5-212661号等を参照)に固定し、測定子24の先端を眼鏡枠の内溝に当接させる。続いて、パルスモータ30を予め定めた単位回転パルス数ごとに回転させる。このとき測定子24と一体の測定子軸23は眼鏡枠の動径にしたがってレール36a,36bを移動し、また眼鏡枠のカーブにしたがって上下する。これらの動きにしたがって、遮光板25は発光ダイオード28とリニアイメージセンサ29との間を上下左右に移動し、発光ダイオード28からの光を遮光する。遮光板25に形成されたスリット26、27を通過した光がリニアイメージセンサ29の受光部に達し、その移動量が読み取られる。移動量は、スリット26の位置を動径rとして読み取り、スリット26とスリット27の位置の差を眼鏡枠の高さ情報zとして読み取る。このようにしてN点計測することにより、眼鏡枠形状が(rn ,θn ,zn )(n =1,2,…,N)として計測される。なお、この眼鏡枠形状測定部は、本出願人と同一の出願である特開平4-105864号公報に記載したものと基本的に同様であるので、これを参照されたい。
【0027】
また、型板を測定する場合は、型板を型板保持部(特開平5-212661号等を参照)に固定するとともに、測定ピン50を取り付け穴51に取り付ける。眼鏡枠形状のときと同様に、型板の動径にしたがって測定ピン50がレール36a,36bを移動するので、リニアイメージセンサ29が検出するスリット26の位置が動径情報として計測される。
【0028】
(ハ)レンズ形状測定部
図5はレンズ形状測定部5の断面図、図6はその平面図である。レンズ形状測定部5は、2つのフィーラー523、524を持つ測定アーム527、測定ア−ム527を回転するDCモ−タ503、プーリ513、ベルト514、プーリ507、軸501、プーリー508等の回転機構、測定アーム527の回転を検出してDCモータ503の回転を制御するセンサー板510とホトスイッチ504,505、測定アーム527の回転量を検出してレンズ前面及び後面の形状を得るためのポテンショメータ506等からなる検出機構等から構成される。このレンズ形状測定部5の構成は本願発明と同一出願人による特開平3−20603号等と基本的に同様であるので、詳細はこれを参照されたい。
【0029】
レンズ形状(コバ厚)の測定は、フィーラー523をレンズ前面の屈折面に当接させながら被加工レンズを回転させることにより、プーリー508の回転量をポテンショメータ506が検出してレンズ前面屈折面の形状を得た後、次にフィーラー524をレンズ後面の屈折面に当接させて同様にその形状を得る。
【0030】
(ニ)表示部及び入力部
図7は表示部3及び入力部4の外観図である。表示部3は液晶ディスプレイにより構成されており、パラメータ設定画面、レイアウト情報を入力できるレイアウト画面、玉型形状に対するヤゲン位置やヤゲン断面状態をシュミレーションする画面等を後述する主演算制御回路の制御により表示する。
【0031】
入力部4には、被加工レンズの材質を指示するスイッチ402、フレームの材質(メタル、セル)を指示するスイッチ403、加工モード(ヤゲンのオート加工、強制ヤゲン加工、平加工または平鏡面加工)を選択するモードスイッチ404、被加工レンズの左右を選択するR/Lスイッチ405、表示部3に表示する画面(レイアウト画面、メニュー画面、パラメータ設定画面)を切換えるスイッチ407、表示部3に表示されるカーソルや矢印を移動して入力項目を選択する移動スイッチ408、データの数値入力等に「+」スイッチ409a及び「−」スイッチ409b、レイアウトデータの入力方式の変更等に使用するスイッチ410、加工の開始及び停止を行うスタート・ストップスイッチ411、レンズチャック開閉用のスイッチ413、レンズ枠又は型板のトレースを指示するトレーススイッチ416、トレースしたデータを転送する次データスイッチ417等がある。
【0032】
(ホ)装置の電気制御系
図8は装置の電気制御系ブロック図の要部を示す図である。主演算制御回路100は例えばマイクロプロセッサで構成され、その制御は主プログラムメモリ101に記憶されているシーケンスプログラムで制御される。主演算制御回路100はシリアル通信ポート102を介して、ICカード、検眼システム装置等とデータの交換を行うことが可能である。また、眼鏡枠形状測定部2のトレーサ演算制御回路200とデータ交換・通信を行う。眼鏡枠形状データはデータメモリ103に記憶される。
【0033】
主演算制御回路100には表示部3、入力部4、音声再生装置104、レンズ形状測定部5が接続されている。主演算制御回路100で演算処理されたレンズの計測データ等はデータメモリ103に記憶される。キャリッジ移動モータ714、パルスモータ728、721はパルスモータドライバ110、パルス発生器111を介して主演算制御回路100に接続されている。パルス発生器11は主演算制御回路100からの指令を受けて、それぞれのパルスモータへ何Hzの周期で何パルス出力するかにより各モータの動作をコントロールする。
【0034】
以上のような構成を持つ装置の動作を説明する。レンズコバにヤゲン形成を行うヤゲン加工モードには、予め装置に記憶させたパラメータに基づく演算式によりヤゲン計算を行って自動的にヤゲン加工を行うオート加工モードと、レンズを加工する都度に加工者がオート加工モードで用いるヤゲンデータをさらに変更して加工を行う強制加工モードがある。ここでは、オート加工モードによる加工を中心に説明する。
【0035】
オート加工モードでの加工にあたり、レンズコバに形成するヤゲン形状に関するパラメータを加工者自身が予め設定しておくことができる。この設定は次のように行う。画面切換スイッチ407を操作して表示部3上にメニュー画面を呼び出した後、その中からヤゲン位置調整の項目を選択すると、表示部3上には図9のようなヤゲンパラメータ変更画面が表示される。ヤゲンパラメータの変更項目としては、眼鏡枠がメタルの場合のヤゲン頂点位置の配置において、全周のコバ厚を所望の比率で分割するための比率を入力する項目351と、その比率で分割するヤゲン頂点位置をレンズ前面側または後面側に平行移動するオフセット量を入力する項目352が用意されている。さらに、眼鏡枠がセルの場合において、同様に所望の比率を入力する項目353と、ヤゲン頂点位置のオフセット量を入力する項目354が用意されている。変更したい項目は、項目の左横に表示される矢印マーク350を移動スイッチ408で上下に移動することにより選択する。選択した項目の入力は、スイッチ409a、409bにより加工項目の右横に表示されている数値表示361〜364の数値を増減変更して入力する。各項目の数値は記憶された標準値が表示されるので、これを変更するようになっている。
【0036】
項目351及び353における比率は、ヤゲン頂点位置をレンズ前面と同じ位置にする場合を0%とし、レンズ後面と同じ位置である場合を100%としている。すなわち比率30%とした場合は、コバ厚の前側:後側=3:7で分割するようにヤゲン頂点位置を配置することを意味する。項目352及び354におけるオフセット量は、例えば、「+2.0 mm」と入力すると比率に基づくヤゲン頂点位置を後面側に2.0 mm平行移動することを意味する。
【0037】
また、眼鏡枠の材質がメタルかセルかの違いにより、ヤゲン位置の配置を分けて設定できるようになっているので、オート加工に際してもそれぞれの材質に応じて適切なヤゲン位置を設定することができる。一般にメタルフレームはリム厚が薄く、セルフレームはリム厚が厚いので、メタルフレームの場合にはヤゲン頂点位置を前面に近くに、セルフレームの場合にはヤゲン頂点位置を中心よりにずらすように設定すると、レンズを眼鏡枠に嵌合したときに見栄えが良くなる。これは、オフセット量により変更できる。
【0038】
変更入力が完了したら、変更スイッチ410で表示画面をメニュー画面に戻すことにより、ヤゲン計算のプログラムの標準値が書き換え記憶される。
【0039】
次に、実際の加工動作について説明する。まず、眼鏡枠(または型板)を眼鏡枠形状測定部2にセットし、トレーススイッチ416を押してトレースする。形状測定部2aにより得られた眼鏡枠の動径情報は眼鏡枠形状測定部2内のトレースデータメモリ202に記憶される。トレースしたデータは次データスイッチ417を押すことにより、装置本体に転送入力されてデータメモリ103に記憶される。同時に表示部3の画面上には眼鏡枠データに基づく枠形状図形が表示され、加工条件を入力できる状態になる。
【0040】
次に、加工者は、表示部3に表示される画面を見ながら入力部4により装用者のPD値、FPD値、光学中心の高さ等のレイアウトデータを入力する。装置は眼鏡枠の動径情報及び入力されたレイアウトデータに基づき新たな動径情報(rs δn ,rs θn )を得る。
【0041】
続いて、加工者は、加工するレンズの材質、フレームの材質、レンズが左眼用か右眼用かを入力する。また、モードスイッチ404によりオート加工モードを選択する。加工条件の入力後、被加工レンズに所定の処理(吸着カップの軸打ち等)を施し、レンズ回転軸704a、704bにより被加工レンズをチャッキングする。その後、スタート・ストップスイッチ411を押して装置を作動させる。
【0042】
装置は、スタート信号の入力により、まず入力されたデータに基づく加工補正(砥石径補正)の演算処理(特開平5−212661号等参照)を行い加工補正情報を得る。続いてレンズ形状測定部5を作動させてレンズ形状測定を行い、動径情報に対応させた前面側及び後面側のヤゲン頂点ないしヤゲン肩のコバ位置情報(lZn ,rZn )を得る。そして、このコバ位置情報と、スイッチ403により指定された眼鏡枠の材質(メタルまたはセル)による前述のヤゲン形成の比率条件に基づき、
lZn +(rZn −lZn )R/100 =yZn
からヤゲン頂点位置yZn を求める。ここで、Rはヤゲンパラメータで入力されたコバ厚を分割する比率である。また、オフセット量が入力されているときは、そのオフセット量を加算し、動径情報に対応したヤゲン頂点位置を求めて、これをヤゲンデータとする。なお、ヤゲン計算は、コバ位置情報から前面カーブと後面カーブを求め、前面カーブがある幅の中にあるときは、ヤゲン頂点位置をレンズ前面のコバ位置より一定量後面側にずらし、前面カーブと同一のヤゲンカーブを立てるようにしても良い(特開平5−212661号等参照)。
【0043】
オート加工モードでは、スタート信号の入力により粗加工が開始する。装置は被加工レンズの材質の指定に応じた粗砥石にチャッキングしたレンズを移動し、加工補正情報に基づいて各モータを駆動制御して被加工レンズを加工する。この粗加工中、表示部3にはヤゲン計算により求められたヤゲンデータに基づくヤゲン断面図が全周に亘って順次自動的に表示されるので、この間にヤゲン状態を確認できる。
【0044】
粗加工が終了すると、続いて仕上げ加工に移る。装置は粗砥石から被加工レンズを離脱させた後、これを仕上げ砥石60cが持つヤゲン溝の上に位置させ、ヤゲン加工情報に基づき各モータを駆動制御してヤゲン形成を行う。
【0045】
以上のように、加工者はオート加工に際しもヤゲン頂点位置の配置を予め設定できるので、加工者の方針に沿ったヤゲン形成を行うことができるようになる。また、眼鏡枠の材質に応じたヤゲン形成を設定できるので、材質の指定を行うことによりそれぞれに適したオート加工を行うことができる。
【0046】
強制加工モードにおいては、変更されたパラメータを用いて演算したヤゲンデータを表示部3に表示し(ヤゲンシュミレーション)、入力部4のキ−を使って上記ヤゲンデータをさらに変更することにより、加工者の方針に合ったヤゲンを効率良く得ることができる。
【0047】
上記で説明したヤゲン形成の方法では、コバ厚を分割する所望の比率を設定し、設定された比率に基づいて行うものとしたが、被加工レンズのレンズパワーによってコバ厚が変化するので、入力され又は計算されたレンズパワー(レンズパワーは、レンズ基材の屈折率及び前面カーブと後面カーブによって決定されるが、コバ位置情報から前面カーブと後面カーブを得てこれに基づいてもよい)に応じてコバ厚を分割する比率を可変にするようにしても良い。比率の変化は、レンズパワーにより所定の範囲ではリニアに変化させてもよいし、階段状に変化させ、又は両者を組み合わせてもよい。前面カーブがきついプラスレンズは、略50%となるようにすると、ヤゲンカーブを緩やかにすることができ、眼鏡枠へのフィット感が良くなる。このヤゲン形成方法によるオート加工モードのためのヤゲンパラメータの設定時は、変化点の入力とその比率を指定するようにすると、都合がよい。
【0048】
また、同様にレンズパワーやコバ位置情報から得られる最小コバ厚によってオフセット量を変化させるようにしてもよい。ヤゲンパラメータの設定は、予め準備された組み合わせの中から加工者が選択できるようにしても良い。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ヤゲン形成を自動的に行う場合においても、加工者自身がヤゲン形成に関する条件を容易に設定できるので、加工者の方針に合ったヤゲン形成を効率良く行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレンズ研削加工装置の全体構成を示す斜視図である。
【図2】キャリッジの構成を説明する断面図である。
【図3】キャリッジの駆動機構を示す図1の矢視A図である。
【図4】眼鏡枠形状測定部が持つ形状測定部の斜視図である。
【図5】レンズ形状測定部の構成を説明する断面図である。
【図6】レンズ形状測定部の構成を説明する平面図である。
【図7】表示部及び入力部の外観図である。
【図8】装置の電気制御系ブロック図の要部を示す図である。
【図9】ヤゲンパラメータ変更画面の例を示す図である。
【符号の説明】
2 眼鏡枠形状測定部
3 表示部
4 入力部
5 レンズ形状測定部
100 主演算制御回路

Claims (1)

  1. 眼鏡枠の枠形状データ及びレイアウトデータに基づいて加工されるレンズのコバ位置を検知する検知手段と、少なくとも1つのパラメータを有する演算式を持ち、検知されたコバ位置のデータに基づいてオートヤゲン加工モードでのヤゲン加工データを作成するヤゲン加工データ演算手段と、を備えるレンズ研削加工装置において、パラメータを変更する変更画面を表示する表示手段と、前記ヤゲン加工データ演算手段のパラメータの少なくとも1つについて、変更画面の表示にしたがって予め設定されている標準値を変更するとともに変更されたパラメータを記憶するパラメータ変更手段と、を有し、変更されたパラメータに基づいてオートヤゲン加工モードでのヤゲン加工データとして修正ヤゲン加工データを得る修正ヤゲン加工データ演算手段と、オートヤゲン加工モードのときは修正ヤゲン加工データに基づいてヤゲン加工する制御手段と、強制ヤゲン加工モードのときは、前記修正ヤゲン加工データ演算手段により得られた修正ヤゲン加工データを初期値として、この初期値をさらに変更する入力手段を有し、変更されたヤゲン加工データをヤゲンの強制加工データとする強制加工データ演算手段と、を備えたことを特徴とする眼鏡レンズ研削加工装置。
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