JP6051698B2 - 眼鏡レンズ加工装置 - Google Patents
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Description
(2) 眼鏡レンズを挟持するレンズチャック軸と該レンズチャック軸を回転可能に保持するレンズチャック軸保持部とを有し、前記レンズチャック軸を回転するレンズ回転手段と、加工具回転軸を回転可能に保持するスピンドル部と、眼鏡レンズの周縁を粗加工するために前記加工具回転軸に取り付けられた粗加工具であって、前記スピンドル部の外周径より小さい径を持つ粗加工具と、を有する粗加工具回転手段と、前記加工具回転軸と前記レンズチャック軸との位置関係を相対的に変化させる移動手段であって、前記加工具回転軸と前記レンズチャック軸との軸間距離を変化させる移動手段と、玉型を基にして得られた粗加工軌跡の動径データに基づいて前記レンズ回転手段及び前記移動手段を制御し、眼鏡レンズを前記粗加工具によって粗加工する制御手段と、を備える眼鏡レンズ加工装置において、前記加工具回転軸と前記レンズチャック軸との間の相対的な軸角度を変更する軸角度変更手段を備え、前記制御手段は、レンズチャック軸と加工具回転軸とが平行となるように軸角度を設定する第1制御と、少なくとも粗加工時の前記動径データに含まれる加工径に基づいて動径角毎の軸角度を設定する第2制御と、のいずれか一方の制御を前記加工径が基準値を下回るか否かに基づいて設定し、、設定された軸角度に基づいて前記軸角度変更手段を制御することを特徴とする。
本発明の装置は、複数のスピンドルを設け、眼鏡レンズと加工具との相対位置を移動させることによって、眼鏡レンズの加工を行う。これによって、容易に眼鏡レンズの加工を行うことができる。本発明では、粗加工時において、眼鏡レンズの加工径を小さくすることのできる装置について説明する。
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図1は、本件発明が適用される眼鏡レンズ加工装置の装置本体の概略構成図である。眼鏡レンズ加工装置1の上部には、レンズの加工を行うためのレンズ加工部10が設けられている。
レンズチャックユニット20は、眼鏡レンズLEを保持し、スピンドル保持ユニット30に対して、眼鏡レンズLEを移動させるためのものである。レンズチャックユニット20には、キャリッジ21、ベース24が備えられている。キャリッジ21は、眼鏡レンズLEを挟持するための一対のレンズチャック軸22(22L、22R)を備える。
図3は、レンズチャックユニット20の概略構成図である。キャリッジ21の表側には、レンズチャック軸22Lを回転可能に保持する保持アーム29Lが固定されている。キャリッジ21の裏面には、図示無き左右に延びる2本のガイドレール上を移動可能なチャックテーブル23が設けられている。チャックテーブル23は、レンズチャック軸22Rを回転可能に保持する保持アーム29Rが固定されている。また、チャックテーブル23には、チャックテーブル23をレンズチャック軸22に対して、平行移動するための図示無き圧力駆動源が設けられている。圧力駆動源は、エアポンプ、バルブ、ピストン等で構成される。エアポンプは、空気を圧送するために用いられる。ピストンは、チャックテーブル23に固定されている。バルブは、ピストンが配置された密閉空間に設けられている。そして、密閉空間への空気の導入がバルブの開閉によって調整される。圧力駆動源は、密閉空間において空気の導入を調整することによって、レンズチャック軸に対して、ピストンを平行移動させる。これにより、チャックテーブル23とともに、保持アーム29R及びレンズチャック軸22Rがキャリッジ21に設けられたレンズチャック軸22L側へ平行移動される。そして、レンズチャック軸22Lとレンズチャック軸22Rとで眼鏡レンズLEが挟持される。なお、レンズチャック軸22Lとレンズチャック軸22Rとは、同軸の関係に配置されている。
レンズチャックユニット20には、軸角度変更機構(軸角度変更手段)25が設けられている。軸角度変更機構25は、加工具の切り換えや眼鏡レンズ加工の際の眼鏡レンズと加工具との相対位置の調整に用いられる(詳細は後述する)。軸角度変更機構25は、駆動源(例えば、モータ等)26、プーリー27、タイミングベルト28で構成されている。プーリー27は、キャリッジ21が固定されている。モータ26が回転駆動されると、モータ26の回転がタイミングベルト28を介して、プーリー27へ伝達される。キャリッジ21は、プーリー27が回転されることによって、ベース24に対して、キャリッジ21の中心軸(A軸)を回転中心に回転駆動する。これによって、キャリッジ21の回転駆動とともに、レンズチャック軸22の軸角度がA軸を中心に変更(回転)される。なお、本実施例において、キャリッジ21の回転開始時の初期位置としては、レンズチャック軸22L、22Rによって眼鏡レンズを挟持した際に、レンズチャック軸22L、22Rの軸方向がY軸方向と平行軸となる位置に設定されている(図8(a)S参照)。このとき、レンズチャック軸22L、22Rにおいては、レンズチャック軸22Rが上側となり、レンズチャック軸22Lが下側となるように位置される。すなわち、眼鏡レンズLEの凹面(後面)が上側、眼鏡レンズの凸面(前面)が下側となる。レンズチャック軸22LがレンズLEの前面側となり、レンズチャック軸22RがレンズLEの後面側となる。
図4は、レンズチャックユニット20のX軸方向及Z軸方向の駆動機構について説明する図である。レンズチャックユニット20には、レンズチャックユニット20をスピンドル保持ユニット30に対して、X方向及びZ方向にそれぞれ移動させる各駆動機構(X軸駆動機構80、Z軸駆動機構85)が設けられている。
図2において、スピンドル保持ユニット30は、移動支基31、左右側面に第1加工具ユニット40、第2加工具ユニット45、レンズ形状検知ユニット50L、50Rが備えられている。移動支基31の左右側面には、第1加工具ユニット40及び第2加工具ユニット45が配置される。
図2に示されるように、第1加工具ユニット40は、移動支基31の左側面に配置されており、3つのスピンドル40a、40b、40cが備えられている。また、第2加工具ユニット45は、移動支基31の右側面に配置されており、3つのスピンドル45a、45b、45cが備えられている。第1加工具ユニット40のスピンドル40a、40b、40cはそれぞれ回転軸40a1,40b1、40c1を有し、その各回転軸と同軸に各加工具(ツール)60a、60b、60cが取り付けられる。また、第2加工具ユニット45のスピンドル45a、45b、45cはそれぞれ回転軸45a1、45b1、45c1を有し、その各回転軸に同軸に各加工具65a、65b、65cが取り付けられる。各加工具は、眼鏡レンズを加工するための加工具として用いられる。各スピンドルの回転軸は、各スピンドルの内部に配置された回転伝達機構を介し、各スピンドルの後方にそれぞれ配置された駆動源(例えば、モータ)により回転される。
図5は、スピンドル保持ユニット30のY軸方向の駆動機構について説明する図である。スピンドル保持ユニット30には、スピンドル保持ユニット30をレンズチャックユニット20に対して、Y軸方向に移動させる各駆動機構(Y軸駆動機構90)が設けられている。
図2において、キャリッジ21の上方には、レンズ形状検知ユニット(レンズコバ形状検知ユニット)50L、50R、レンズ形状検知ユニットの駆動機構55が設けられている。レンズ形状検知ユニット50Lは、レンズ前面の位置(玉型上のレンズ前面側の位置)を検知する。レンズ形状検知ユニット50Rは、レンズ後面の位置(玉型上のレンズ後面側の位置)を検知する。
図6は、眼鏡レンズ加工装置の制御ブロック図である。制御部(制御手段)70には、モータ26、モータ110、モータ120、モータ81、モータ86、モータ91、図示無き各スピンドルの内部に配置されたモータ、図示無き圧力駆動源、レンズ形状検知ユニット50L、50R、とが接続されている。
以下、本実施例における眼鏡レンズ加工装置1の制御動作について説明する。眼鏡レンズの加工は、ホストコンピュータ1000から入力された玉型等の加工条件データに応じて、種々の加工ステップが選択されることによって行われる。以下の説明においては、種々の加工ステップとして、粗加工及び仕上げ加工を例に挙げて説明する。
粗加工時においては、粗加工後の他の加工を考慮して眼鏡レンズの切削を行う必要がある。図9は、粗加工及び仕上げ加工の加工軌跡について説明する図である。眼鏡レンズは、粗加工が完了すると、加工具65bによって仕上げ加工され、仕上げ加工の最終的なレンズLEの加工径は入力された玉型である仕上げ加工軌跡L1とされる。なお、レンズLEの粗加工及び仕上げ加工の基礎として用いられる玉型は、レンズチャック軸22のチャック中心(加工中心)Oを基準にした動径データ(rn、θn)(n=1,2,3,・・・,N)に変換される。rnは動径長であり、θnは動径角である。Nは、例えば、1000ポイントである。
これにより、レンズチャック軸22に保持されたレンズLEから第1切削部分DAが切り落とされる。
以下、レンズチャック軸22の軸角度変更について説明する。図12は、加工径Rnと軸角度αの関係について説明する図である。図12(a)は、加工径Rnが加工径RS以上の場合のレンズチャック軸22と加工具60aとの関係を示す図である。また、図12(b)は、加工径Rnが加工径RSより小さい場合のレンズチャック軸22と加工具60aとの関係を示す図である。
スピンドル40aと保持アーム29Lとが干渉しない軸角度αは、制御部70による計算やシミュレーション等によって、加工径Rnと、レンズ後面位置情報と、に基づいて、設定(算出)される。なお、加工径Rn及びレンズ後面位置情報に応じた軸角度αが軸角度相関テーブルとして、メモリ3に記憶されている。もちろん、制御部70は、軸角度αの算出プログラムを備え、加工の際に、加工径Rn及び眼鏡レンズ後面位置情報から軸角度を算出する構成としてもよい。
以下、粗加工時の具体的な加工制御について説明する。粗加工を行う場合、制御部70は、モータ81を駆動させ、レンズチャックユニット20をX軸方向に後退させる。制御部70は、粗加工を行うための加工具60aの位置に眼鏡レンズLEが来るように、Y軸駆動機構90及びZ軸駆動機構85の駆動を制御し、YZ軸方向の位置を調整する。また、制御部70は、レンズ形状測定によって取得されてメモリ3に記憶された眼鏡レンズ後面位置情報、及び粗加工用の動径長情報である加工径Rnに基づいて、動径角毎の軸角度を設定する。そして、設定された軸角度に基づいて軸角度変更機構25の駆動を制御し、レンズチャック軸22の軸角度を調整し、粗加工を行うための加工具60aの位置に眼鏡レンズLEが来るようにする(図8(b)参照)。
粗加工完了後、制御部70は、仕上げ加工を行う。制御部70は、モータ81を駆動させ、レンズチャックユニット20をX軸方向に後退させる。制御部70は、上記記載と同様にして、YZ軸方向の位置調整及びレンズチャック軸22の軸角度を調整し、仕上げ加工を行うための加工具65bの位置に眼鏡レンズLEが来るようにする(図9(c)参照)。
鏡面加工が設定されている場合、制御部70は、鏡面加工を行う。制御部70は、モータ81を駆動させ、レンズチャックユニット20をX軸方向に後退させる。制御部70は、上記粗加工及び仕上げ加工時と同様にして、YZ軸方向の位置調整及びレンズチャック軸22の軸角度を調整し、鏡面加工を行うための加工具65aの位置に眼鏡レンズLEが来るようにする。
なお、その他の加工においても、上記記載と同様にして、各加工具の位置に眼鏡レンズLEが来るように、YZ軸方向の位置調整及びレンズチャック軸22の軸角度を調整する。
次に、刃長の短い加工具60であっても適切な粗加工を可能にする制御動作を説明する。なお、以下では、レンズチャック軸22の軸方向を、説明の便宜上、H軸方向として説明する。
5 ディスプレイ
7 スイッチ部
21 回転ベース(キャリッジ)
22L、22R レンズチャック軸
25 軸角度変更手段
40 第1加工具ユニット
40a スピンドル部
40a1 加工具回転軸
45 第2加工具ユニット
50L、50R レンズ形状検知ユニット
60a 粗加工具
70 制御部
80 X軸駆動機構
85 Z軸駆動機構
90 Y軸駆動機構
Claims (2)
- 眼鏡レンズを挟持するレンズチャック軸と該レンズチャック軸を回転可能に保持するレンズチャック軸保持部とを有し、前記レンズチャック軸を回転するレンズ回転手段と、
加工具回転軸を回転可能に保持するスピンドル部と、眼鏡レンズの周縁を粗加工するために前記加工具回転軸に取り付けられた粗加工具であって、前記スピンドル部の外周径より小さい径を持つ粗加工具と、を有する粗加工具回転手段と、
前記加工具回転軸と前記レンズチャック軸との位置関係を相対的に変化させる移動手段であって、前記加工具回転軸と前記レンズチャック軸との軸間距離を変化させる移動手段と、
玉型を基にして得られた粗加工軌跡の動径データに基づいて前記レンズ回転手段及び前記移動手段を制御し、眼鏡レンズを前記粗加工具によって粗加工する制御手段と、
を備える眼鏡レンズ加工装置において、
前記加工具回転軸と前記レンズチャック軸との間の相対的な軸角度を変更する軸角度変更手段と、
前記レンズチャック軸に保持された眼鏡レンズの前面及び後面の屈折面の内、前記粗加工具の先端側に位置する屈折面の位置情報であって、少なくとも粗加工時の前記動径データに含まれる加工径に対応した前記レンズチャック軸方向の位置情報を記憶する記憶手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記加工径が所定の基準値を下回る動径角範囲においては、前記スピンドル部と前記レンズチャック軸保持部との干渉を避けるように、前記加工径及び前記記憶手段に記憶された位置情報に基づいて動径角毎の軸角度を設定し、設定された軸角度に基づいて前記軸角度変更手段を制御することを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。 - 眼鏡レンズを挟持するレンズチャック軸と該レンズチャック軸を回転可能に保持するレンズチャック軸保持部とを有し、前記レンズチャック軸を回転するレンズ回転手段と、
加工具回転軸を回転可能に保持するスピンドル部と、眼鏡レンズの周縁を粗加工するために前記加工具回転軸に取り付けられた粗加工具であって、前記スピンドル部の外周径より小さい径を持つ粗加工具と、を有する粗加工具回転手段と、
前記加工具回転軸と前記レンズチャック軸との位置関係を相対的に変化させる移動手段であって、前記加工具回転軸と前記レンズチャック軸との軸間距離を変化させる移動手段と、
玉型を基にして得られた粗加工軌跡の動径データに基づいて前記レンズ回転手段及び前記移動手段を制御し、眼鏡レンズを前記粗加工具によって粗加工する制御手段と、
を備える眼鏡レンズ加工装置において、
前記加工具回転軸と前記レンズチャック軸との間の相対的な軸角度を変更する軸角度変更手段を備え、
前記制御手段は、レンズチャック軸と加工具回転軸とが平行となるように軸角度を設定する第1制御と、少なくとも粗加工時の前記動径データに含まれる加工径に基づいて動径角毎の軸角度を設定する第2制御と、のいずれか一方の制御を前記加工径が基準値を下回るか否かに基づいて設定し、設定された軸角度に基づいて前記軸角度変更手段を制御することを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
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