CN1449889A

CN1449889A - 透镜加工装置

Info

Publication number: CN1449889A
Application number: CN03109523A
Authority: CN
Inventors: 和田丰治; 寒川正彦
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2003-10-22
Also published as: JP2003300139A; DE60306442T2; EP1352704A2; EP1352704B1; EP1352704A3; ATE331589T1; KR100496560B1; US6859336B1; KR20030081024A; DE60306442D1

Abstract

本发明是为了减少将镜架的形状数据转换成所需加工数据的时间，并降低生产成本。在本装置中，在透镜部件4中设有一个夹持轴41，当透镜1旋转的时候透镜部件4可以沿着垂直方向自由移动，夹持轴41位于主回转刀具50的主轴51的垂线上。本装置带有一个能在垂直方向上支撑透镜部件4的升降部件3。当透镜部件4被支撑的时候，升降部件3下降。在透镜1与主回转刀具50接触之后，升降部件3与透镜部件4分离，下降到被镜架的形状数据所决定的、位于垂直方向上的位置。加工量由该位置决定。由透镜夹持部件决定的加工压力被施加到透镜1上，开始进行加工。

Description

透镜加工装置

技术领域

本发明涉及一种加工透镜的设备，用于将例如眼镜镜片的透镜圆周加工成所需形状以便透镜可以安装在眼镜架上。

背景技术

迄今为止，当例如眼镜镜片的透镜被加工成便于安装在镜架上的时候，未切削的透镜的圆周表面被砂轮研磨或被刀具切削，未切削的透镜的圆周部分根据镜架的形状数据被形成所需的形状。

为了这种目的的公知的加工装置已经在日本专利申请公开文本No.2002-18686中所公开，在这些装置中，一回转刀具(砂轮)套装在一底座的轴上，回转刀具可自由转动，从而对透镜的圆周部分进行磨削；且可通过对支撑着透镜的轴进行驱动，来设定进行研磨或切削的部位，可利用一臂使透镜的支撑轴相对于回转刀具的轴自由地摆动，从而摆向回转刀具的轴，同时使透镜绕其转轴转动。

在这些装置中，加工深度是根据臂摆动角度决定的，研磨位置是根据透镜轴的旋转角度来得到的。透镜圆周部分是根据镜架形状数据进行加工的。

但是，在上述现有装置中，透镜加工深度必须转换成臂的摆动角度，将加工深度转换成臂的摆动角度的计算是由加工装置的控制部分沿着透镜的整个圆周部分上完成的。这种计算是有缺点的，因为包括很多浮点运算并且镜架的形状数据是三维数据，所以控制部分CPU(微处理器)的处理负担就很大，沿着透镜整个圆周的计算完成(开始处理所需要的数据量)所需的时间也非常多。因此，在加工透镜开始指令的时间(启动开关被打开的时间)和加工真正开始的时间之间有很大的时间滞后，包括这个时间滞后的加工时间增加。通过使用具有很强运算能力的CPU就可以减少上述时间滞后。但是，这样的缺点是使用例如高性能CPU的成本会大幅度增加，装置的生产成本也增加。

在上述现有装置中，透镜被臂的摆动压到回转刀具上进行加工。但是，上述装置的缺点在于，因为加工压力(在透镜和回转刀具之间的接触压力)随摆动角的不同有少量变化，所以必须在透镜整个圆周的每个部分都获得统一的加工压力，使得在每个摆动角度施加到臂上的力都可以被很好地控制，因为所需要的压力随透镜材料和圆周部分厚度不同而不同，所以控制部分的计算量会增加。

而且上述装置还有一个缺点是不同机构布置在一个水平面内，需要很大的安装区域。

发明内容

本发明就是要克服上述问题，其目的是降低生产成本的增加，并降低将镜架的形状数据转换成所需加工数据的时间，并且通过沿着透镜圆周保持统一的加工压力来提高加工精度。

本发明提供一种透镜加工装置，可以根据镜架的形状数据加工镜片的圆周部分。在该装置中有一个透镜夹持部件的夹持轴设置在用来加工装置的回转刀具主轴的垂直线上，透镜夹持部件可以沿着垂直方向自由移动，而透镜可以绕着水平轴自由旋转，一个升降部件可以在垂直方向的所需位置支撑透镜夹持部件。加工进行的步骤如下：透镜夹持部件在被升降部件支撑的时候下降；当透镜与加工装置的回转刀具接触的时候，升降部件与透镜夹持部件分离，继续下降到由加工量所决定的位于垂直方向上的位置上，加工量是根据夹持轴的特殊旋转角度和在特殊旋转角度上镜架的形状数据所决定的；在透镜夹持部件与升降部件分离之后，由透镜夹持部件自重所决定的载荷施加到透镜上，开始加工透镜，直到透镜夹持部件再次与升降部件接触。

根据本发明，当升降部件根据镜架形状数据在垂直方向被驱动的时候，被透镜夹持部件所支撑的透镜与加工装置的回转刀具在垂直方向上接触，而且透镜旋转，这样就可以对透镜的圆周部分进行加工。因为透镜的加工量是根据升降部件的位置确定的，升降部件的位置是根据夹持轴的特殊旋转角度和在特殊旋转角度上镜架的形状数据所决定的，所以将根据夹持轴的旋转角度(透镜的旋转角度)的镜架形状数据转换成加工所需的数据所需要的时间与现有装置中将切割量(加工深度)转换成支撑摆动透镜夹持轴的臂的摆动角度所需的时间相比减少了。因此加工透镜开始指令的时间和加工真正开始的时间之间的时间段缩短了，整个加工时间也缩短了。因此，由于计算量很小，就不需要具有较大处理能力的微处理器。这样，就抑制了生产成本的增加，而根据透镜夹持器形状数据的透镜加工精度增加了。

附图说明

图1是本发明中透镜加工装置的一个实施例的外观的透视图。

图2是内部结构主要部分的透视图。

图3是内部结构的主视图。

图4是内部结构的右视图。

图5是除去了测量部件和加工部件之后的内部结构的透视图。

图6是当加工开始的时候，在垂直方向上的升降部件和透镜部件的剖视图。

图7是当加工结束的时候，在垂直方向上的升降部件和透镜部件的剖视图。

图8是当透镜被透镜夹持轴夹持的时候，在水平方向上的升降部件和透镜部件的截面图。

图9是当透镜从透镜夹持轴松开的时候，在水平方向上的升降部件和透镜部件的截面图。

图10是松开线的数量和使用加工压力作为参数的透镜部件位置之间关系的表。

图11是测量部件的透视图。

图12是测量部件的示意图。

图13是在后退位置(等待位置)上抛光部件的透视图。

图14是在倒角过程中抛光部件的透视图。

图15是在倒角过程中抛光部件的放大主视图。

图16是冷却部件的示意图。

图17是控制部件结构的框图。

图18是控制部件控制加工过程的流程图。

图19是在加工过程中主回转刀具和透镜的放大透视图。

图20是在水平方向的透镜部件截面的卡盘机构的放大透视图。

1.透镜；2.底座部件；3.升降部件；4.透镜部件；5.回转刀具；6.测量部件；7.抛光部件；8.控制加工压力部件；9.控制部件；10.透镜加工装置；11.外壳；12.显示部分；13.操作部分；14.门；

具体实施方式

下面将参照附图介绍本发明的一个优选实施例。

图1表示的是用来加工透镜装置10的透视图。图3和4分别是装置内部结构的主视图和右视图。

在图1中，透镜加工装置10被容纳在矩形平行六面体的外壳11中，在透镜加工装置前面的右侧，有一个用来选择或输入加工透镜条件的操作部分13和一个用来显示例如镜架形状数据和加工数据等信息的显示部分12。操作部分13带有接触面板、接触开关、钥匙等。显示部分12带有LCD、CRT等。

在加工透镜装置10的前面的中间，一个门14可以根据需要开关，用来插入或取出透镜。

在描述完整个装置后，将详细介绍不同的部件和部分。

<1.装置轮廓>

在图2、3和4中，在外壳11内有一个底座部件2，底座部件可以沿着平行于主轴51(在图2和3中是X轴方向)的方向移动。底座部件2支撑着透镜部件(透镜夹持部件)4，透镜部件可以沿着垂直方向(也就是在图中的Z轴方向)移动。

图3中从右向左的方向(加工透镜装置10的横向)是X轴方向，垂直方向(装置的高度方向)是Z轴，图4中从左向右的方向是Y轴(向装置内部的方向)。假设这些轴线都是互相垂直正交的。

在透镜部件4中，透镜夹持轴41被分成两个部分，在两个部分中间可选择地夹持透镜1的中心，透镜夹持轴设置得使它能够自由旋转。透镜夹持轴41设置在回转刀具(砂轮或切割器)5的垂直线上，旋转刀具5被在底板15上的一个轴支撑。透镜夹持轴41和主回转刀具50的主轴51沿着X轴平行设置。

如图2和3所示，为了加工透镜1，在上述能夹紧和松开的位置上，透镜1的中心被透镜夹持轴41的两个部分夹持住，在该位置，未切割透镜1的圆周部分和主回转刀具50之间有一定距离。在主回转刀具50旋转之后透镜部件4下降，透镜1的圆周部分(外圆周部分)通过旋转透镜夹持轴41而被研磨。

如图19所示，加工深度由于透镜夹持轴41(轴线41c)相对固定的主轴51沿着Z轴方向移动而改变，研磨位置由透镜夹持轴41旋转角度决定。通过根据透镜夹持器的形状数据来升降透镜部件4，可以连续进行研磨，获得根据透镜1旋转角度的加工深度。在加工过程中，透镜1向主回转刀具50的压力(加工压力)由透镜部件4的自重提供。

如图3所示，透镜1和主回转刀具50之间接触位置由于底座部件2沿着X轴方向的移动而改变，可以选择平面研磨(flat grinding)或削面(beveled grinding)。而且也可在粗磨和抛光研磨之间切换。

如图3所示，一个测量部件6的主要部件包括能在X轴方向上移动的探针60和61，测量部件固定在透镜部件4上方的位置上。为了测量透镜的位置，探针60或61在透镜部件4上升的时候分别与凹面1b或凸面1a接触，当透镜夹持轴41旋转的时候，透镜部件4上升或下降。

如图4所示，在测量部件6的内侧位置(图中的右侧)上有一个可以沿着Y轴方向移动的抛光部件7。回转刀具70和71设置在夹持轴41的垂直位置上然后被旋转驱动。通过上升透镜部件4和旋转透镜夹持轴41就可以对透镜1的圆周部分进行加工。

回转刀具70是用来倒角的球面切削刀具，回转刀具71是由用来开槽的端面铣刀构成的。

可以通过驱动底座部件2使透镜部件4在X轴方向上移动来选择不同刀具，且选择不同的加工位置。

下面将详细介绍这些部分。

<2.主轴部件>

在图2、3和4中，安装了回转刀具50(砂轮或金刚石切削刀具等)的主轴51和用来驱动主轴51的电机55固定在外壳11内侧的底板15上。主轴部件5和这些部件一起构成主要部分。

如图3和4所示，主轴51通过塔形的刀架63和支架54被一个轴沿着X轴方向支撑，这样主轴51可以绕着轴自由旋转。

在图3中，一个用来机械加工透镜1的主回转刀具50连接到从支架54上突起的主轴51上，支架54竖立在图中左侧的底板15上。主回转刀具50位于图3中X轴方向的中心部分上，并位于图4中装置的前面部分(在图4中是左侧)，且主轴沿着X轴设置。在主轴51中，外圆周在支架54一侧被主轴的外壳56覆盖，主轴51的轴承机构等被冷却液保护起来。

如图5所示，主轴的底座端部分(图中右侧)通过皮带57和皮带轮被电机55驱动。

如图5所示，在用于机械加工透镜1的主回转刀具50中，从主轴51顶端一侧(图中左侧)依次设置有一个用于平面研磨的粗砂轮50a、一个用于平面研磨的抛光砂轮50b、一个用于削面的粗砂轮50c和用于削面的抛光砂轮50d。可以使用切削工具代替砂轮作为回转刀具来完成研磨。

<3.底座部件>

在图4中主轴51的内侧装有一个底座部件2(在图中Y方向的右侧)，用来沿着X轴方向驱动透镜部件4。

如图2所示，底座部件2带有一个沿着X轴方向移动的底座20和一个伺服电机25(在下文中，是指X轴电机)，作为主要部件的伺服电机通过沿着X轴驱动底座20来控制定位。

底座20安装在导向部件21和22上，导向部件沿着X轴固定在底板15上，这样底座20可以自由移动。因此，底座20沿着X轴方向自由移动。

在图2中，在导向部件21和22之间、在底座20的下面有一个内丝杠23，丝杠23能绕着自身的轴自由旋转。在底座20的下表面上固定有一个与内丝杠23啮合的外螺纹24，底座20由丝杠23的旋转驱动沿着X轴方向驱动。

内丝杠23的一端和X轴电机25通过一个齿轮和齿牙皮带26彼此连接在一起，底座20根据X轴电机25的旋转角度在X轴方向上定位。

<4.升降部件>

如图2所示，四根柱401到404竖立在底座20上。在这些柱子中，两个柱401和402穿过透镜部件4的架子40，并在垂直方向(Z轴方向)引导透镜部件4，这样透镜部件4可以自由移动。

如图2和6所示，透镜部件4被升降部件3驱动沿着垂直方向定位，升降部件3在Z方向上移动。透镜部件4被底座部件2定位在X轴方向上。

如图2、6和8所示，升降部件3的主要部分包括一个丝杠31、一个定位部件34和一个伺服电机33(在下文中，是指Z轴电机)，丝杠31被底座20上的轴支撑在柱401和402之间，并沿着垂直方向穿过透镜部件4的架子40，定位部件34的内周部分与丝杠31啮合，并且能通过与透镜部件4的架子40上端接触来支撑透镜部件4，伺服电机33通过齿牙皮带32和齿轮连接到丝杠31的下端。升降部件3是固定在底座20上。

在升降部件3中，丝杠31是被Z轴电机33驱动的，带有能与丝杠31啮合的外螺纹35的定位部件34是沿着Z轴方向被驱动。因为圆周方向的旋转运动被下面将要说明的透镜部件4上的结构所限制，所以外螺纹35可以沿着Z轴方向移动。

如图6所示，定位部件34与在透镜部件4的架子40上的孔40A的内表面在垂直方向上相接触，这样定位部件34可以滑动，并在垂直方向上有相对位移。

在孔40A的上端，有一个连接到架子40上的顶板部分400。如图2和8所示，在定位部件34的外螺纹35的侧面，在Z轴的方向上有一个止动器36，这样止动器36能与顶板部分400的底面接触。

在图2中，从定位部件34上部分伸出的止动器36与顶板400的底面接触，顶板部分400施加到透镜部件4上的重量被包括止动器36和外螺纹35的定位部件34支撑。外螺纹35和止动器36通过底座340连接到彼此的底端上。

如图8所示，架子40的孔40A的截面形状使得定位部件34和止动器36在Z轴方向上(在垂直于图8平面的方向上)相互限制，就可以阻止由丝杠31旋转引起的外螺纹35的空转。换句话说，固定在外螺纹35侧面上的止动器36可以被孔40A挡住，这样就可以防止定位部件34旋转。这样，外螺纹35就可以根据丝杠31的旋转来升降，由于这个运动，使定位部件34在Z轴上移动。

如图7所示，当止动器36没有与顶板部分400接触的时候，被透镜部件4支撑的透镜1就与主回转刀具50接触，透镜部件4的自重可以提供加工压力。定位部件34的上端面34A和顶板部分400的底面彼此不接触，就可以形成上述的间隙。

在顶板部分400下面朝着间隙的位置上，沿着图中Y轴方向有一个孔421，里面插入了一个用来探测在透镜部件上加工完成程度(垂直方向上)的传感器臂300的一端，这样孔421就通过孔40A穿过架子40。

如图6和7所示，传感器臂是整体形成的倒L形臂，包括一个伸向图左侧(Y轴方向)的臂301和一个沿着图中下面的方向(Z轴方向)伸展的臂302，臂301被插入到孔421中。臂301和302基本彼此垂直。臂302在垂直方向上的长度大于臂301在水平方向上的长度。

在倒L形的传感器臂300的中间有一个弯曲部分303，该弯曲部分被设置在透镜部件4的顶板部分400上的轴420支撑，这样弯曲部分303就可以绕着轴420自由摆动，因此，传感器臂可以绕着X轴摆动。

在沿着Z轴方向伸展的传感器臂302和顶板部分400之间有一个弹簧310，沿着图6和7下方向(图中为逆时针方向)推动沿着Y轴方向伸展的传感器臂301。

因为插入孔421中的传感器臂301沿着Y轴方向穿过孔40A，所以就形成了一个丝杠31贯穿其中的插入部分，对着孔40A内表面的传感器臂301的下表面可以与定位部件34的上端面34A接触或分开。

因为传感器臂300被弹簧310沿着图中逆时针方向推动，如图6所示，传感器臂301的顶端301A与孔421的下端接触，并且在定位部件34的上端面34A和传感器臂301彼此分开(在止动器36与顶板400分开的条件下)的条件下停留在那里。

另一方面，如图7所示，在定位部件34的止动器36与透镜部件4的顶板400接触的条件下(在止动器36与顶板部分400接触的条件下)，换句话说，在定位部件34支撑透镜部件4的条件下，定位部件34的上端面34A沿着向上的方向推动传感器臂301。在该条件下，传感器臂300旋转，沿着Z轴方向伸展的传感器臂302位于预定位置上(例如，在垂直方向的位置上)。

在架子40上设置有一个沿着传感器臂300(传感器臂302)的下部伸出的支架422。在支架422的面对绕着X轴线摆动的传感器臂302的下端的上述位置上，设置有一个传感器320，通过探测绕着X轴摆动的传感器臂302的自由端来检测加工是否完成。用来探测加工完成程度的传感器320带有一个光传感器，例如可以是光遮断器，如图7所示，当摆动臂302到达上述位置(在垂直方向上的位置)，传感器切换到ON状态。

从摆动轴线420到用于检测加工完成程度的传感器320的位置(检测臂302的位置)(见图6)的距离L2大于从摆动轴线420到臂301与定位部件34的上端面34A接触的位置(见图6)的距离L1。臂301探测在透镜部件4和定位部件34之间相对位移，臂301的移动量按照L2与L1的比(在下文中，是指杠杆比：L2/L1)被放大了，臂302下端的移动量为放大后的位移量。

如上所述，透镜部件4的自重作为透镜1的加工压力。透镜部件4被柱401和402引导，以便在垂直方向上移动。如图6所示，当定位部件34下降，并将透镜部件4留在下方的时候，透镜1与主回转刀具50接触。透镜部件4的自重施加到透镜上，研磨开始。

当丝杠31旋转并且定位部件34下降到达规定加工深度的位置的时候，如图6所示，在定位部件34的上端面34A和臂301的下表面之间形成了一个间隙，透镜1的轴线慢慢靠近主回转刀具50，而透镜1在透镜部件4的自重下进行研磨。在这种情况下，传感器臂300被沿着逆时针方向推动，臂301就被孔421下表面挡住。臂302的下端处在与探测加工程度的传感器320分开的位置上，探测加工程度的传感器320显示OFF。

当研磨继续进行，透镜1被研磨到如图7所示的规定深度的时候，定位部件34的上端面34A沿着向上的方向推动臂301，传感器臂300沿着逆时针方向旋转。臂302穿过探测加工程度的传感器320，探测加工程度的传感器320被切换到ON。

如上所述，因为在臂302摆动的过程中，透镜部件4在垂直方向的位置和定位部件34在垂直方向的位置(加工深度)的差别被上述杠杆比放大了，所以探测加工程度的传感器320在检测规定的加工深度的时候有很高的精确度。

升降部件3在上升方向上支撑透镜部件4。在透镜部件4开始加工透镜1后，根据升降部件3在Z轴方向上的位置来确定加工深度(加工量)

<5.透镜部件>

如图2所示，透镜部件4被升降部件3推动沿着Z轴方向移动，并被竖立在底座20上的柱401和402在垂直方向(Z轴的方向)上导向，这样透镜部件就可以自由移动，透镜部件还带有一个被分成两个部分的透镜夹持轴41、一个用于驱动透镜、带动透镜夹持轴41一起旋转的电机45和一个用于透镜卡盘的电机46，透镜卡盘是用来改变透镜夹持轴对透镜1的压力，这些是主要部件。

如图4所示，能夹持和旋转透镜1的透镜夹持轴41的位置是在主回转刀具50的正上方。连接透镜夹持轴41的轴线和主轴51轴线的方向是在垂直方向上。

如图2和8所示，在透镜部件4的架子40上，设有向装置前面的方向(图2中的左下侧)上伸出的臂410和411，架子40和臂410和411形成一个有三条边的矩形，另一边是开口的。臂410和411支撑着透镜夹持轴41。

在图3和8中，透镜夹持轴41从中心被分成两个部分，轴41R被臂410支撑，轴41L被臂411支撑。在图8中轴41L的左侧被臂411支撑，这样臂41L就可以自由旋转。图8中轴41R的右侧被臂410支撑，这样臂41R就可以自由旋转，并且可以在轴向(在X轴方向上)移动。

轴41L和41R被电机45驱动旋转，并通过齿牙皮带47、48和49驱动透镜。齿牙皮带47和48通过轴430彼此连接在一起，轴41L和41R的旋转角度是同步的。

为了这个目的，在轴41L上固定着一个与齿牙皮带47啮合的齿轮432，在轴41R上固定着一个与齿牙皮带48啮合的齿轮431。这样轴41R就可以在X轴方向上相对臂410移动，轴41R可以被位于轴41R和齿轮431内圆周之间的键433在旋转方向上限制，另一方面，也可以在X轴方向上相对移动。

在图8中，一个被透镜卡盘电机46驱动的卡盘机构固定在轴41R的端部(位于图中的右侧)。

如图9所示，在卡盘机构中，与齿牙皮带440啮合的齿轮441内圆周上有一个外螺纹442。外螺纹422与驱动部件461上的内螺纹部分443啮合，驱动部件在轴向上与轴41R接触。

轴41R的旋转位置通过齿牙皮带48由驱动透镜的电机45决定。至于轴41R在轴向的位置，如下所述齿轮441由透镜卡盘46电机的旋转驱动，与外螺纹442啮合的驱动部件461的内螺纹部分443可以沿着轴向移动。由于这种移动，轴41R被驱动部件461沿着X轴推动，轴41R的端部与透镜1接触。轴41R和41L夹持透镜的压力(夹持压力)可以被透镜卡盘电机46设定成所需值。在本实施例中，透镜1的夹持压力由透镜卡盘电机46的电流值来设定。

在图9中，一个透镜夹持器的接收器141固定在透镜夹持轴41的左侧轴41L的顶端。在透镜夹持器的接收器上还连接有一个透镜夹持器16，透镜1固定在透镜夹持器上。透镜夹持器16可自由连接或拆卸。

另一方面，与轴41L同轴线设置的轴41R沿着X轴方向移动，顶端夹持着透镜。换句话说，轴41R被透镜卡盘电机46驱动朝着透镜1移动，并通过设置在顶端的加压器142压住透镜1。透镜1被压向透镜夹持轴41L，被夹持在两个轴之间。透镜加压器142是由弹性树脂例如橡胶制成的。

在形成为凹面形状的透镜夹持器16端面上，透镜1的凸面1a通过双面粘接片161同轴地连接在呈凹面的透镜夹持器16的端面上，透镜加压器142压住透镜1的凹面1b。透镜加压器142连接到夹持了透镜的轴41R的顶端，这样透镜加压器可以在任何方向上摆动，透镜1的凹面1b受到均匀的压力而没有压力集中。

如图9所示，从固定有透镜1的透镜夹持器16连接到轴41L的条件开始，透镜1按照下列步骤被透镜加压器142夹持：透镜卡盘电机46沿着预定方向(正向)驱动；由于这种运动，齿轮441正向旋转；通过齿轮441内圆周上的外螺纹442和轴41R内螺纹部分443的相对转动，轴41R向图9的左侧移动。

下面将参照附图20介绍通过压力夹持透镜1的透镜卡盘机构。

顶端带有透镜加压器142的轴41R的固定端在旋转方向上与齿轮431的内圆周啮合，齿轮通过键443和键槽被透镜驱动电机45驱动，轴41R被支撑的方式使得轴41R可以相对齿轮431在X轴方向上移动。

在图中齿轮431的右侧，在臂410上设有一个透镜卡盘电机46驱动的齿轮441，齿轮441可以绕着轴旋转。在齿轮441的内圆周上，有外螺纹442(参见图9)，一个圆柱形的驱动部件461通过形成在其外圆周上的内螺纹443与外螺纹442啮合。

有一个小直径的轴部分470与驱动部件461的内圆周啮合，轴部分470安装在轴41R的右端，并向图的右侧伸出。轴部分470穿过驱动部件461的内圆周，伸向图的右侧，并且向图中右侧的相对移动被安装在顶端外圆周上的卡环471所限制。

在轴41R上形成的轴部分470的直径小于轴41R的直径。当驱动部件461朝着图中左侧(朝着透镜1一侧)移动并且轴41R向透镜1移动的时候，驱动部件461与位于轴41R和轴部分470之间的台阶部分472接触。

当驱动部件461朝着图中右侧移动的时候，被卡环471限制的轴部分470和轴41R向图中的右侧移动，轴41R根据驱动部件461在轴向的移动而被驱动。

在驱动部件461的内圆周上，有一个弹簧463朝透镜1推动轴41R，透镜被弹簧463暂时支撑。换句话说，在如图20和9所示的透镜放松的条件下，轴41R和轴部分470可以相对于驱动部件461沿着轴向在很小范围内移动。轴41R被弹簧463推动，从齿轮431向外伸出一定的距离。

当驱动部件461移动到图中的左侧，并且透镜加压器142与透镜1接触的时候，轴41R和轴部分470沿着轴向的移动就停止了。弹簧463在台阶部分472和驱动部件461之间被压缩，可以向透镜1提供暂时的夹持压力。

当驱动部件461继续向图中的左侧移动，驱动部件461就与台阶部分472接触，轴41R就到达一个位置使得轴41R被驱动部件461直接推动。透镜1就被夹持在轴41R和轴41L之间，所受到的暂时夹持压力是根据弹簧的463的压缩量来形成的。

为了探测暂时夹持的位置，在轴部分470的顶端有一个传感器杆473，并沿着轴向伸出。传感器杆473插入到驱动部件461顶端的板437的内圆周和板437上的光传感器465的内圆周中。因为传感器杆473插入到光传感器465中的上述位置，当弹簧463完成压缩的时候，光传感器465就探测到驱动部件461是否处于暂时夹持的位置。

当驱动部件461从暂时夹持位置向图中的左侧移动的时候，轴41R通过台阶部分472使弹性材料制成的透镜加压器142变形，增大了透镜1的夹持压力。光传感器465包括一个光阻断续器等。

当驱动部件461如上所述移动到图中的左侧的时候，透镜1在被弹簧463的压力暂时夹持，然后驱动部件461直接推动轴41R以增加夹持压力。另一方面，当驱动部件461向图中的左侧移动的时候，轴41R被设置在轴部分470顶端外圆周上的弹簧471拉向图中的右侧，移动到上述等待位置(图9中所示的位置)。

驱动部件461通过在其外圆周上的内螺纹443与齿轮441内圆周上的外螺纹442啮合，旋转就被安装在驱动部件461顶端的板437限制。

换句话说，板437是从驱动部件461顶端沿着Y轴方向伸出的，并且在其顶端有一个朝透镜1伸出的杆状滑动部件436沿着X轴固定的。

滑动部件436的杆的一部分与限制旋转板417上的通孔418啮合，限制旋转板417固定在臂410上。由于通孔418绕着驱动部件461的轴线与滑动部件436接触，所以就可以阻止驱动部件461的旋转，与齿轮441的外螺纹442啮合的驱动部件461可以单独沿着X轴移动，并根据透镜卡盘电机46正转或反转按需要来驱动轴41R。

当透镜卡盘电机46从暂时夹持位置继续旋转的时候，透镜的压力增加，透镜卡盘电机46消耗的电流增加。透镜夹持压力可以通过检测电流设定在所需值。

另一方面，当加工完成之后，透镜卡盘电机46就反向旋转，轴41R就沿着图8的右侧驱动。透镜加压器142就与透镜1分离，在透镜1和透镜加压器142之间就形成一个预定的间隙，如图9所示。轴41R移动到等待位置，在该位置就可以连接和拆卸透镜1和透镜夹持器16。

因为透镜夹持轴41的轴41R沿着X轴的方向移动，所以必须找到轴41R的位置。当轴41R朝着透镜1移动的时候，通过监视透镜卡盘电机46的电流就可以探测到透镜夹持轴41与透镜1是否接触。当轴41R朝着图9所示左侧的等待位置移动的时候，预定的等待位置就被安装在透镜部件4的臂410上的限位开关435探测到。

在图9和20中，限位开关435固定在支撑了齿轮441的臂410的位置上。

在限制驱动部件461转动的滑动部件436的端部上，有一个探测部分437c，与在预定的等待位置的限位开关435接触。

当轴41R向图中的右侧移动的时候，固定在轴41R上的滑动部件436也向右侧移动。如图9所示，探测部分437a与限位开关435所接触的位置就是轴41R的等候位置，在这个位置，限位开关435被切换到ON状态。

然后，如图19所示，为了根据透镜1的旋转角度来确定加工深度，轴41L穿过臂411，并且在穿过臂411的端部上固定有一个狭缝板143。通过固定在臂411的光传感器145(透镜位置传感器，探测角度的装置)探测狭缝板143旋转位置，被透镜夹持轴41L夹持的透镜1的位置(旋转角度)就可以检测出来。

在具有上述结构的透镜部件4中，当透镜1固定在透镜夹持器的接收器141上面的时候，透镜卡盘电机46就被驱动，透镜夹持轴41R就移动到图9中的左侧。透镜1在透镜加压器142的压力下被固定。

在加工透镜1和在测量透镜圆周方向加工是否完成的过程中，透镜夹持轴41L和41R被透镜驱动电机45驱动而旋转，透镜1也随着一起旋转。

如图3所示，主回转刀具50固定在底板15上，不能移动。通过升降部件3在Z轴方向上移动，被透镜部件4支撑的透镜1相对于主回转刀具50在垂直方向上移动，因此就可以获得所需的加工深度。

所加工的透镜1的位置可以通过改变驱动透镜的电机46的旋转角度来改变，透镜的外圆周都可以被加工到所需的深度。

通过底座20在X轴方向上的移动，用于加工的刀具可以通过改变位于透镜1和主回转刀具50之间的接触位置来改变。

<6.控制加工压力的部件>

下面将介绍控制加工压力的部件8(调节载荷)，其用来控制将透镜部件4所支撑的透镜1压到主回转刀具50上的压力。

如图5所示，控制加工压力的部件8固定在上底座200上，上底座设置在底板2上竖立起来的柱401到404的上端，控制加工压力的部件可以与透镜部件4一起沿着X轴方向移动。

在图5中，控制加工压力的部件8包括由控制加工压力电机81(致动器)驱动的皮带轮82和82、缠绕在皮带轮82上的线83和将线83连接到透镜部件4的架子40上的弹簧(弹性部件)84，这些部件作为主部件。控制加工压力的电机81和皮带轮82和82通过蜗轮87连接在一起。

在图中，透镜部件4与一对皮带轮82(缠绕部件)、线(吊挂部件)83和弹簧84一起吊挂起来。线83和弹簧84的数目可以按照需要选择。

将透镜1压到主回转刀具上的力(加工压力；研磨压力)是透镜部件4的自重。但是因为加工压力(表面压力)必须根据所加工的透镜的材料(玻璃或树脂)和圆周部分的厚度不同而变化，所以透镜部件4的一部分重量被弹簧84的张力支撑，透镜部件4施加给透镜1的载荷是可以调整的。

因为在透镜部件4垂直移动的时候加工透镜，所以不管透镜部件4的位置如何，必须保持大致不变的加工压力。

因此，松开的线83的数量可以由控制加工压力电机81根据透镜部件沿着Z轴方向的移动来调整，这样弹簧84的张力就大致保持不变了。

在图5中，松开的线83的数量是根据旋转角度和皮带轮82的旋转圈数来控制的，旋转圈数是由与皮带轮82同轴安装的狭缝板85和探测狭缝的通过的光传感器86来探测的。

透镜部件4在Z轴方向的位置，可以通过直接测量透镜部件4或透镜夹持轴41沿Z轴的位置而得到的数值或使用Z轴电机42的驱动量(例如，伺服电机的编码器的输出和步进电机的步进数目)。

关于在松开线83的数量(或者是控制加工压力电机81的驱动量)和施加到透镜1的加工压力之间的关系，当松开线83的数量增加时，弹簧84的张力减小而加工压力增加，当松开线83的数量减少时，弹簧84的张力增加而加工压力减少。

关于透镜部件4在Z轴方向上的位置和松开线83的数量之间的关系，当透镜部件上升到较高位置时，松开线的数量减少，当使用图10所示的线形图或表而由透镜部件4进行加工时，松开线83的数量会增加。

因为如上所述，所需要的加工压力根据透镜1的圆周部分的材料和厚度不同而变化，如下所述，加工压力可以基于图10所表示的很多特性选择，这些特性基于输入的材料和圆周部分的厚度或者是通过计算得到的松开线的数量和透镜部件4位置之间的关系。

因为圆周部分的厚度根据加工位置的不同而变化，所以所选择的特性可以根据透镜夹持轴41的旋转角度(透镜的加工位置)而变化。

透镜部件在Z轴方向上的位置由上述升降部件3所决定。如图19所示，因为随着被透镜夹持轴41支撑的透镜1旋转而进行加工，所以在Z轴方向上的位置也总是在改变。如图6和7所示，在加工开始时候透镜部件4的位置与在结束时候的位置相差加工深度的量。

根据透镜1旋转角度或加工深度的变化来控制松开线83的数量时，由于要探测加工的精确位置而使得控制和装置都变得复杂。

通过在线83和透镜部件4的架子40之间设置弹簧84，可以通过改变弹簧84的长度来获得接近设定值的加工压力，即使当松开线83的数量不能随透镜部件4位置的变化而变化时，也是如此。因此，用于控制所需的计算负荷就可以大大减少。

<7.测量部件>

在图3和4中，测量部件6包括一对探针60和61，测量部件位于透镜夹持轴41的正上方。测量部件6固定在刀架53的上部。

一对探针60和61仅沿着透镜夹持轴41正上方(垂直线上)的X轴方向移动。在探针60和61上分别连接有测量在X轴方向上移动的线形刻度600和601。探针60和61可以由探针驱动电机62驱动从图3所示的等待位置沿着使探针60和61互相接触的方向移动。

当测量透镜1圆周部分的抛光位置(或圆周部分的厚度)的时候，透镜部件4根据镜架的形状数据上升到预定的高位，然后探针60和61被探针电机62驱动与透镜1接触。

从此以后，透镜部件4可以根据镜架的形状数据上升或下降，而透镜夹持轴旋转，并读取在每个旋转角度线形刻度600和601的测量值。以这种方式，透镜圆周部分的位置(在三维坐标中，透镜的旋转角度，在X轴方向上的位置和在X轴方向上的位置)可以在透镜抛光(加工完成)之后通过描绘透镜圆周部分的轨迹来测得。在这种测量中，由线形刻度所测量的数值可以作为X轴方向的位置，由Z轴电机33的驱动量或透镜部件4的位置可以作为Z轴方向的位置。

如图11所示，测量部件6连接到矩形的架子63上，该矩形有三个边，朝下方向开口(朝着主轴51一侧)，并固定在如图3所示的刀架53上。

在装置主视图中，架子63的左右两侧上设有壁面部分631和632，沿着Y轴方向竖立。在左右两壁631和632之间，沿着X轴方向固定了一个导轴64。分别带有探针60和61的移动部件610和611向下突起，与导轴64啮合，并沿着X轴方向被引导，这样移动部件610和611就可以自由移动了。

在壁面部分631和632上，固定有一个与导轴64平行设置的轴65。移动部件610和611也与轴65啮合，这样移动部件可以被限制而不会绕着X轴自由旋转。

在架子63的上部分63a上，在Y轴方向的每个轴周围都设有一对皮带轮66和67。皮带轮67被探针电机62驱动。线68位于皮带轮66和67之间，成椭圆形，并由探针电机62驱动沿着椭圆形线旋转。

如图11和12所示，在线68的下部位置固定有一个止动器部件681，其用来限制移动部件610向图中的左侧移动，在线68的上部位置固定有一个止动器部件682，其用来限制移动部件611向图中的右侧移动。在移动部件610和611之间有一个弹簧69，弹簧69拉动移动部件610和611彼此靠近，以便移动部件610和611总是被彼此拉得更近。

因此，如图12所示，当探针电机62被驱动，使得线68沿着椭圆顺时针旋转，则止动器部件681向左侧移动，止动器部件682向图中右侧移动。当止动器部件681和682彼此相遇的时候，探针60和61彼此接触，并且能在X轴方向上自由移动。

当透镜部件4这时保持在上升位置的时候，探针60接触凹面1b，探针61接触透镜1的凸面1a，探针60和61都可以根据透镜1的形状沿着X轴方向移动，在X轴方向上的移动不受止动器部件681和682的限制。

通过在透镜夹持轴41旋转一周的时候根据镜架的形状升降透镜部件4，则探针60和61可以描绘透镜1两个表面的抛光轨迹，透镜1圆周部分的抛光位置可以由旋转一周中线形刻度测量。

当测量完成的时候，探针电机62被驱动以便线68沿着椭圆逆时针旋转，由于止动器部件681和682，移动部件610和611沿着彼此分离的方向移动。移动部件移动到如图12中点划线所表示的等待位置。探针60和61移动到等待位置，这样探针60和61不会干扰抛光部件7所进行的倒角和开槽加工，这将在后面作解释。

在图11和12中，用来测量X轴方向位置的线形刻度600和601带有传感器，例如磁应变型传感器。传感器杆602和603沿着X轴方向固定到移动部件610和611上。穿过传感器杆602和603的探测器604和605固定到架63上。探测器604和605的输出数据被输入到控制部分9中。

接触透镜1上半部分(图12中透镜夹持轴的轴线41c以上的部分)的探针的形状使得朝着透镜1的端部的上表面有倾斜部分60a和61a楔形。特别是，与透镜1的凹面1b接触的探针60的倾斜部分60a形成这样的形状，其具有的倾斜角小，以形成尖锐的端部，这样端部即使在凹面1b的大曲率表面上也可光滑移动。

<8.抛光部件>

在图3和4中，一个能沿着Y轴方向(向装置内的方向)移动的抛光部件7设置在刀架53的上部和测量部件6的内侧(图4的右侧)。

如图4和13所示，抛光部件7包括一个设置在刀架53上方位置、能沿着Y轴方向移动的底座74、一个能对透镜1圆周部分进行倒角的回转刀具70、一个在透镜1的圆周表面上开槽的回转刀具71、一个驱动这些回转刀具70和71的抛光电机72，还有一个用来驱动底座74沿着Y轴方向移动从而驱动抛光部件的电机73。回转刀具70和71竖立于Z轴方向上，彼此单独设置在下述位置，即沿着透镜夹持轴41的X轴方向间隔一预定距离，并且每个回转刀具都由底座上的轴74支撑。

在图13中，一对导轴701和702固定在刀架53上，它们的位置沿着Y轴方向间隔了一预定距离，这样轴701和702彼此平行设置。导轴701和702分别穿过止动部件74a和74b上的通孔，止动部件74a和74b位于底座74的左右两侧，底座74的左右两侧被如此地支撑使得底座74可以沿着Y轴方向移动。

在图13右侧，一个丝杠75由平行于导轴701的轴所支撑，其位于刀架53的一侧(图中下部)。丝杠75由驱动抛光部件的电机73驱动。在被导轴701穿过的止动部件74a上，固定有一个与丝杠75外部啮合的驱动部件77，丝杠的表面上有外螺纹。当驱动部件77由于丝杠75的旋转而沿着Y轴方向移动的时候，底座74沿着Y轴方向被驱动。

用于给透镜1倒角的回转刀具70带有一个球形砂轮(或切削工具)。如图13所示，用于倒角的回转刀具71固定在垂直方向上的轴703的下端。轴703由底座74上的轴承704所支撑。在轴703的上端固定了一个皮带轮705。皮带轮705通过皮带706(传动装置)连接到抛光电机72的皮带轮720上，并旋转。

用来在透镜1上开槽的回转刀具71包括一个带有尖端的端铣刀。如图13所示，回转刀71固定在沿着垂直方向设置的轴713的下端。轴713由底座74上的轴承714所支撑。在轴713的上端固定了一个皮带轮715。皮带轮715通过皮带716连接到抛光电机72的皮带轮720上，并旋转。

因为两个皮带都缠绕在抛光电机72的皮带轮720上，皮带706和716处于Z轴方向的偏移位置。在图13中，用来驱动端铣刀的皮带716是缠绕在皮带轮720的上部。用来驱动具有球形形状的回转刀具70的皮带706缠绕在皮带轮720的下部。两个回转刀具70和71都由一个电机72驱动。

在图4和13中，抛光部件7处于没有进行加工的预定等待位置。这时，两个回转刀具70和71都位于相对透镜1和探针60和61处于装置中的内侧位置(图3中的右侧)。如图14所示，当抛光(倒角或开槽)完成之后，两个回转刀具70和71被驱动抛光部件的电机73驱动移动到位于透镜夹持轴41正上方的位置上。

这时，因为测量部件6处于等待位置，所以回转刀具70和71就继续前进到位于探针60和61之间的位置上。探针60和61以及回转刀具70和71处于X轴方向的一条直线上的位置是抛光部件7的加工位置。

当底座74到达图14所示的前进位置上的时候，抛光就可以进行了。例如，当要对凸面1a进行倒角的时候，底座部件2在X轴方向上移动，这样凸面1a的外圆周就位于半球形回转刀具70侧面的正下方。抛光电机72旋转，如图15所示，通过根据上述测量装置6所测量的透镜1的圆周部分的位置来升高透镜部件4，使得透镜1的圆周部分与半球形回转刀具70的侧面接触。

随着透镜夹持轴41旋转并且底座部件2沿着X轴方向移动的时候，透镜部件4根据测量装置6所测量的圆周部分的位置上升或下降。这样就可以对透镜1的圆周部分进行倒角加工。因为用来研磨或切削的回转刀具是半球形的，所以倒角的角度可以通过改变与回转刀具70所接触的圆周部分的位置来改变。

当进行开槽加工之后，底座部件2根据所测量的透镜的位置沿着X轴方向移动，透镜部件4根据旋转角度沿着Z轴方向移动。这样，带有端铣刀的回转刀具71就朝向透镜1的圆周面，并且进行加工以获得预定的加工深度。

当抛光完成的时候，底座74回到等待位置，抛光电机72停止，透镜部件4移动到能连接和断开的预定位置。这样，加工过程就完成了。

<9.冷却部件>

下面将描述在透镜的加工过程中提供冷却液的冷却部件。冷却部件用来冷却未切割的透镜1和刀具，并去除切屑。在本实施例中，所使用的冷却液主要成分是水。

如图16和3所示，冷却部件包括一个盒状的防水外壳101，其中容纳了主回转刀具50、由透镜夹持轴41支撑的透镜1、探针60和61和抛光部件7的回转刀具70和71，还包括一个向由透镜夹持轴41支持的透镜1边缘喷射冷却液的喷嘴102，一个设置在防水外壳101下面的水箱103和一个将水箱103中的冷却液压力输送到喷嘴102的泵104。

在防水外壳101中，有一个可开关的门14(见图1)。当门14打开的时候，透镜可以被固定或被拆卸。当门关闭的时候，防水外壳101的内部就是完全密封的，可以防止主轴51的轴承、电机、电源和电路被从防水外壳101中喷射出来的冷却液弄湿。

用来在加工过程中冷却透镜1和回转刀具的冷却液可以回到水箱103中，被吸入泵104中，并进行循环。因为用来冷却透镜1的冷却液包括了加工透镜1时产生的切屑，在水箱103上连接有开闭的排水管，这样切削产生的切屑就可以被排掉，冷却液就可以换成新的冷却液。

<10.控制部件>

加工透镜的装置10包括上述很多机构(部件)，还包括一个用来控制这些部件的控制部件9，如图17所示。

在图17中，控制部件9包括一个微处理器(CPU)90、一个存储装置(内存、硬盘等)91和一个连接到电机上的I/O控制部分(一个接口)92和传感器，这些是主要部件。控制部件9读取从测量架子形状的装置900传送的镜架形状数据，测量装置900位于外面。控制部件9还读取来自不同传感器的数据，然后驱动不同电机，这样就可以根据由操作部分13所设定的透镜1的特性(材料、硬度等)来进行预定加工过程。可以采用日本专利申请公开文本平成6-47656所公开的装置作为测量架子形状的装置。

控制部件9包括一个伺服电机控制部分93，通过驱动底座部件2的X轴电机25和升降部件3的Z轴电机42在X轴和Z轴方向上定位透镜部件4。

驱动主回转刀具50的电机55、驱动回转刀具70和71的抛光电机72和冷却部件的泵104通过驱动部分901、902和903分别连接到I/O控制部分92上，旋转状态和旋转速度由微处理器90控制。

通过改变透镜夹持轴41的轴41R的长度来控制透镜1夹持压力的透镜卡盘电机46通过驱动部分911连接到I/O控制部分92上，控制部分根据驱动电流来控制夹持压力。

透镜驱动电机45通过驱动部分912连接到I/O控制部分92上，控制部分能控制透镜夹持轴41(透镜1)的旋转角度。微处理器90根据测量架子形状的装置900所获得的镜架形状的数据来指导加工透镜1的位置，并通过探测透镜位置的传感器145来检测透镜1的旋转角度，并驱动Z轴电机，这样就可以获得与根据镜架形状数据的旋转角度对应的加工深度。

当达到预定加工深度的时候，下面将要介绍的用来探测加工程度的传感器320被切换到ON状态，加工的实际位置反馈给微处理器90。

沿着Y轴方向驱动抛光部分7的抛光部分驱动电机73、用来驱动测量部件6的探针60和61的探针电机62和用来控制加工压力部件8的加工压力控制电机81分别通过驱动部分913、914和915连接到I/O控制部分92上，控制部分用来控制定位。

连接到测量部件6的探针60和61的线性刻度600和601的输出值被输入到计数器920中。微处理器90在计数器920中读取这些值，然后测量透镜1圆周部分的位置(抛光部分的位置)。

加工压力控制部件8的光传感器86(线位置传感器)探测皮带轮82的旋转角度。微处理器90驱动控制加工压力电机81，使得加工压力根据在Z轴方向上透镜部件4的位置来设定。

设置在透镜加工装置10外壳前面的操作部分13连接到I/O控制部分92上，并且将操作者的指令(透镜1的材料，是否使用削面加工或者是否开槽)传送给微处理器90。微处理器90通过驱动部分921向显示部分12输出对加工内容的指令和信息的反映。

<11.加工过程概要>

下面参照附图18介绍使用上述控制部分的透镜加工装置10的加工过程。

在图18中，表示的是在透镜1被安装到透镜夹持部件41上之后，控制部分9所进行的步骤。在镜架形状数据被从镜架形状的测量装置900中读取之后，加工过程就开始了，加工条件的指令(透镜1的材料，是否使用削面加工或者是否开槽)从操作部分13被接收，并且从操作部分13输入开始加工的指令。

在步骤S1中，当下达了开始加工的指令，透镜夹持轴41的推动轴41R通过驱动透镜卡盘电机46的驱动移动到能夹持透镜的位置，如图8所示，夹持压力根据材料来设定，镜架形状数据从镜架形状数据测量装置900中保存到存储装置91的存储器中。在步骤S2中，透镜4上升，到达为测量而设定的位置。

在步骤S3中，探针60和61被探针电机62驱动分别与透镜1的凸面1a和凹面1b接触(见图12)。此后，透镜1被透镜电机46驱动旋转。透镜部件4根据镜架形状数据(透镜1圆周部分的数据)所确定的透镜1的旋转角度上升或下降到合适位置(在透镜的圆周部分能完成加工的位置)，可以测量在透镜1上完成加工的位置并且被存储到存储装置91中。

当测量了在透镜的整个圆周部分完成加工的位置之后，在步骤S5中，探针电机62沿着等待位置方向驱动，探针60和61移动到预定的等待位置。

在步骤S6中，加工数据(例如在透镜1的每个旋转角度的加工深度)根据从镜架形状测量装置900上读取的镜架的形状数据计算出来，在步骤S7以及随后的步骤中，对透镜1进行加工。

在步骤S7中，主回转刀具50由电机55驱动旋转，冷却液由泵104喷射到透镜1上。

在步骤S8中，透镜部件4下降，底座部件2沿着X轴方向移动，所处的位置使得透镜1的圆周部分朝向主回转刀具50的用于平面研磨的粗砂轮50a。在步骤S9中，在透镜由透镜电机45驱动旋转的时候，加工深度由升降部件3所决定，粗磨达到在透镜夹持轴41每个旋转角度上计算出的加工深度上。

当探测上述透镜部件4加工程度的传感器320在整个外圆周都显示ON的时候，研磨就结束了。

当粗加工结束的时候，在步骤S10中，透镜部件4暂时上升。底座部件2沿着X轴方向移动，所到的位置使得透镜1朝向主回转刀具50的平面研磨的抛光砂轮50b。在步骤S11中，研磨是根据加工深度和在每个旋转角度计算出来的抛光研磨、以电机55的旋转速度进行的。

当抛光研磨结束之后，在步骤S12中，通过升高透镜部件4使透镜1与主回转刀具50分离，电机55停止。在步骤S13中，透镜部件4朝抛光部件7升高。

在步骤S14中，回转刀具70和71被抛光部件驱动电机73驱动继续前进到预定的加工位置。

在步骤S15中，确定是否需要开槽。如果需要，在步骤S16中进行开槽。如果不需要，在步骤17中进行倒角。

在开槽步骤S16中，抛光电机72被驱动，透镜1的外圆周表面被压到带有端铣刀的回转刀具71的顶端。透镜部件4到达的位置使得透镜1的外圆周表面朝着被底座部件2沿着X轴方向驱动到回转刀具71。然后，由端铣刀在透镜外圆周表面部分上开槽，同时透镜部件4被沿着Z轴方向升高，并根据透镜1的圆周形状沿着X轴方向移动(在步骤S2中测量的位置)来提供预定的加工深度。

在倒角步骤S17中，如图14和15所示，抛光电机72被驱动，透镜1圆周部分的凸面一侧或凹面一侧被压到半球形回转刀具70的侧部上。通过驱动透镜部件4根据透镜1的凸面一侧或凹面一侧的圆周形状(在步骤S2中测量的位置)在X轴线方向和Z轴方向上移动进行研磨以获得上述加工深度(倒角角度)。当在透镜1的凸面一侧或凹面一侧之一中完成倒角之后，透镜部件4暂时下降，然后被底座部件2沿着X轴方向驱动(向图3右侧)，这样可以用透镜部件4加工另一个表面。然后，透镜部件4再次上升，对透镜的另一个表面进行倒角。

当倒角完成之后，在步骤S18中，抛光部件7回到预定的等待位置，抛光电机72停止。在步骤19中，透镜部件4下降到预定连接和断开位置，停止泵104使冷却液的喷射停止。

在最后的步骤S20中，通过驱动透镜卡盘电机46使透镜夹持轴41的推动轴41R移动到上述图9所示的连接和断开位置，加工完成。

<12.根据本发明的加工方式>

如上所述，根据本发明，夹持了透镜1的透镜部件4沿着固定在底板上的主回转刀具50的垂线升降，而且透镜1的圆周部分随着透镜夹持轴41的旋转根据镜架形状数据而被加工成形。在上述步骤S6的计算加工数据过程中，加工深度是根据透镜1与主回转刀具50的接触位置确定的。升降部件3到达位于Z轴方向上的位置以提供所需的加工深度。因此，将镜架形状数据转换成所需的加工数据所需要的时间与现有装置中将加工深度转换成支撑摆动透镜夹持轴的臂的摆动角度所需的时间相比减少了。因此加工透镜开始指令的时间到加工真正开始的时间之间的时间段缩短了，整个加工时间也缩短了。

为了确定透镜1的加工深度，如图19所示，因为当透镜夹持轴41的旋转角度是0度的时候，根据镜架形状数据的圆周位置1’是位于连接了主轴的轴线51c和透镜夹持轴的轴线41c的直线上，所以加工深度由主轴的轴线51c和透镜夹持轴的轴线41c所决定的。

但是，当主轴的轴线51c旋转了90度的时候，因为透镜1的外圆周与主回转刀具50在图中所示的位置m互相接触，所以通过计算就可以修正偏离连接了两个轴线41c和51c的直线的接触位置m上的加工深度。

当要对圆形的未切割透镜1根据镜架形状数据(数字数据)进行加工的时候，加工数据通过上述计算获得。因为在偏离接触位置m的修正计算经常需要浮点运算，所以在控制部分9的微处理器90的计算量增加。

当透镜夹持轴的臂象现有技术中一样的摆动的时候，加工深度还可以转换成摆动角度。因此，微加工器90的计算量进一步增加，由于摆动角度误差，抛光精度变差。

相反，根据本发明，当接触位置是位于主轴和透镜夹持轴轴线上的时候，加工深度可以设定成与透镜4的移动量相同，这样微处理器90的计算量就变小。因为透镜夹持轴41只是沿着主轴的轴线51c的垂线升降，所以与控制摆动角度的方法相比，可以得到更容易和更精确的定位。在不使用高加工性能的微处理器的情况下，透镜1根据镜架形状数据的加工精度可以增加，并且抑制成本的增加。

因为透镜夹持轴41和探针60和61位于底板15的主回转刀具50的轴线的垂线(Z轴)上，而且倒角回转刀具70和开槽回转刀具71可以自由前进到主轴的垂线或从主轴的垂线后退，所以可以通过升降透镜部件4在主加工、抛光和测量之间切换。因此，各种机构的移动可以减少到最小，更容易控制。特别是，抛光部件7可以仅仅通过前进和后退就在加工位置和等待位置之间切换。通过探测限位开关等的位置就足以实现定位，并且不需要复杂控制就可以有很高的定位精度。

如图6所示，施加到透镜1上的压力是透镜部件4自重提供的，其可以通过将定位部件34下降到透镜1与主回转刀具50接触位置的下面来得到。被加工压力控制部件8支撑的透镜部件4所施加的载荷可以根据弹簧84的张力来调整。

因为将控制加工压力调整到所需值的加工压力控制部件8根据透镜部件4的升降来工作，最合适的加工压力是适合于透镜1圆周部分的材料和厚度的大致保持不变的值。因此，虽然加工时间减少了，但抛光的精度增加了。

在近些年，透镜1所用的材料多样化。除了玻璃基的材料和树脂基材料之外，还增加有其他的树脂基的材料例如塑料透镜(CR基透镜)、聚碳酸酯基透镜和尿烷基透镜。这种情况引起的问题是，除非加工压力完全适应材料的变化，否则在研磨或切割过程中所产生的切屑就不能有合适的值，抛光表面的质量(粗糙度和所出现的缺陷)就降低了。

如图10所示，当相对于透镜部件4在Z轴方向上的位置的松开的线83的数量(换句话说，弹簧84的张力＝透镜部件4自重减掉所述载荷)和所加工的透镜1材料之间关系可以提前根据透镜1的材料设定，并且在加工透镜1之前可以从图10所表示的特性中选择合适的材料或者从操作部分13中输入，这样就可以获得最适合透镜1材料的加工压力和良好的抛光表面。

通过将透镜部件4设置在能沿着X轴方向即主轴51轴向移动的底座部件2上，就可以在刀具50a到50d之间切换，也可以在倒角回转刀具70和开槽回转刀具71之间切换，并且在需要倒角的透镜的凸面1a和凹面1b之间切换。由于这些操作，跟每个部件都移动的情况相比，定位精度可以大大提高。

当每个部件都移动的时候，每个部件都会有不同的间隙和定位误差，所以很难提高整个装置的精度。相反，根据本发明，因为透镜部件4是设置在底座部件2上，所以在X轴方向上的定位精度是由底座部件2的定位精度决定的。因此，加工精度提高，透镜1的抛光精度也提高。

因为透镜夹持轴41和测量部件6是布置在底板15上主回转刀具50的轴线51的垂线上，并且抛光部件7可以自由前进到主轴51的垂线或从主轴51的垂线后退，所以部件可以在垂直方向布置而构成整个装置。因此，装置的安装区域变小，整个装置可以更小。

在上述实施例中，在加工压力控制部件8中，透镜部件4的自重可以根据弹簧84的张力调整。或者，可以将弹性材料用作线83来代替弹簧84。

在上述实施例中，加工压力控制部件8的结构使得透镜部件4被吊挂在高处。可选择地透镜部件4也可以从低处推到向上方向。

在上述实施例中，加工压力控制部件8的结构中，透镜部件4的一部分重量是被弹簧84支撑的。可选择地，透镜部件也可以被线83直接吊挂起来，施加到透镜1上的加工压力可以根据电机81的驱动力或驱动量来调整。

在上述实施例中，抛光部件7可以在Y轴方向上自由转动。可选择地，抛光部件7可以固定在透镜夹持轴41的垂线上。这时，测量部件可以沿着Y轴方向自由移动。

上述实施例都是示范性的，本发明并没有被这些实施例所限定。本发明的范围不是对实施例的说明所表示的，而是用权利要求来表示。在权利要求范围内的变化或等同替换都包含在本发明中。

Claims

1.一种透镜加工装置，可以根据镜架的形状数据加工眼镜镜片的圆周部分，该装置包括：

一个沿着垂直方向自由移动的透镜夹持部件，其包括一个能夹持透镜的夹持轴，透镜可以绕着水平方向设置的轴自由旋转，还有一个检测夹持轴旋转角度的角度测量装置；

一个设置在夹持轴下方的加工装置，可以加工透镜的圆周部分；

一个升降部件，当部件上升的时候，升降部件夹持透镜夹持部件，当部件下降的时候，与透镜夹持部件保持接触或分离，并且升降部件可以沿着垂直方向移动到根据加工量所确定的位置上，加工量是根据夹持轴旋转角度和镜架的形状数据得到的；其特征在于：

当透镜夹持部件下降直到透镜与加工装置接触的时候，升降部件与透镜夹持部件分离，继续下降到由加工量所决定的在垂直方向上的位置上，加工量是根据夹持轴的特殊旋转角度值和镜架的形状数据获得的，透镜夹持部件根据透镜夹持部件自重所决定的载荷将透镜压到垂直方向上的加工装置上，直到透镜夹持部件再次与升降部件接触。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于加工装置包括一个设置在底板上的主轴，主轴与夹持轴在夹持轴的垂线方向上平行，在主轴上设置有很多回转刀具；升降部件被工作台支撑，工作台能在底板上沿着主轴的轴向移动。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于在夹持轴上方的位置上固定有一个测量装置，其可以测量透镜在夹持轴轴线方向的位置。

4.如权利要求1到3所述的装置，其特征在于在夹持轴上方的位置上设有一个抛光部件来对透镜进行抛光。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于抛光部件是以这样的方式支撑的，即抛光部件设置在垂直于夹持轴的水平方向上。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于在工作台上设有一个控制加工压力的装置，其可以支撑透镜夹持部件的一部分重量。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于控制加工压力的装置包括一个支撑载荷装置，其能随着透镜夹持部件在垂直方向上移动，并且连续支撑预设的载荷。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于支撑载荷装置包括一个弹性部件，所支撑的载荷是根据弹性部件的张力设定的。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于支撑载荷装置包括一个自由缠绕的线和一个能自由缠绕和松开线的缠绕装置，弹性部件连接线和透镜夹持部件。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于缠绕装置包括一个可缠绕线的皮带轮和一个驱动皮带轮的致动器，皮带轮和致动器通过蜗轮副连接。

11.如权利要求7到10的任一项所述的装置，其特征在于包括一个透镜加工条件输入装置，一个根据透镜加工条件提前设定加工压力的装置和一个控制装置，根据加工压力来控制被加工压力控制装置所支撑的载荷。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于控制装置可以根据透镜加工条件和透镜夹持部件的位移保持加工压力。