DE60303534T2

DE60303534T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Schleifen von Brillengläsern

Info

Publication number: DE60303534T2
Application number: DE60303534T
Authority: DE
Inventors: c/o Hoya Corporation Masahiro Tokyo Jinbo
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2023-05-24
Also published as: DE60303616T2; EP1366856A2; US6902467B2; ATE317744T1; US20040048555A1; EP1439030A1; DE60303534D1; EP1366856B1; JP2003340698A; KR20030093930A; EP1439030B1; DE60303616D1; EP1366856A3; KR100497034B1; ATE317745T1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Linsenbearbeitungsvorrichtung gemäß der Präambel von Anspruch 1. Ein Beispiel für eine solche Vorrichtung ist in EP 1155775 A offenbart.
STAND DER TECHNIK
Beim Bearbeiten eine Linse, wie beispielsweise eines Brillenglases, um die Linse in den Linsenrahmen eines Brillengestells einzupassen, wurde bisher die Umfangsfläche eines Linsenrohlings von einer Schleifeinrichtung beschliffen oder von einer Fräseinrichtung befräst, und der Linsenrohling erhält einen vorgabenmäßig geformten Umfangsabschnitt, der den Daten über die Form des Linsenrahmens des Brillengestells entspricht.
Beispiele für eine bekannte Bearbeitungsvorrichtung für diesen Zweck schließen, wie in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2002-18686 offenbart, Vorrichtungen ein, in denen ein Drehwerkzeug (eine Schleifmittel), das sich frei drehen kann und das die Umfangsfläche der Linse beschleift, um eine Welle auf einer Basis angeordnet ist, und die Schleif- oder Fräsposition dadurch eingestellt wird, dass eine Welle, die die Linse trägt und die relativ zur Welle des Drehwerkzeugs frei verschwungen werden kann, durch einen Arm in Richtung auf die Welle des Drehwerkzeugs gesteuert wird und dass die Linse um deren Achse gedreht wird.
Diese Vorrichtungen sind mit einem Steuerabschnitt ausgerüstet, in dem eine Auswahl unter Bearbeitungsarten, wie einer Planbearbeitung und einer Schrägbearbeitung, und eine Auswahl unter Bearbeitungsmodi, wie Grobbearbeitung, Feinbearbeitung, Polierung, Rillung und Fasung, getroffen werden und der Druck der Spanneinrichtungen und der Werkzeuge, die für die Bearbeitung verwendet werden, entsprechend dem Linsenmaterial (Gläser, Kunststoffe, Polycarbonate und Acrylharze) eingestellt wird. Der Umfangsabschnitt der Linse wird aufgrund der Daten über die Form des Linsenrahmens bearbeitet.
Seit einigen Jahren werden verschiedene Harzarten für die Linse verwendet, um den Brechungsindex zu erhöhen und die Schlagfestigkeit zu verbessern. Die Bearbeitungseigenschaften sind von Material zu Material verschieden.
In den oben beschriebenen herkömmlichen Vorrichtungen wird die Bearbeitung so durchgeführt, dass die Bearbeitungsbedingung, wie die Drehrichtung der Linsenachse (aufwärts und abwärts gerichtete Bearbeitung) und das Vorhandensein oder Fehlen einer Wasserzufuhr, entsprechend dem Linsenmaterial eingestellt wird. Wenn eine Linse, die aus einem neuen Material besteht, bearbeitet wird, reichen die Einstellungsmöglichkeiten für die Bearbeitungsbedingung manchmal nicht aus, und die Bearbeitung kann nicht problemlos durchgeführt werden.
Wie beispielsweise in den japanischen Patent-Offenlegungsschriften (als Nationale Phase unter PCT) Nr. 2000-511231 und 2002-504935 offenbart, besteht bei der Bearbeitung einer Linse, die eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit zeigt, beispielsweise einer Linse aus einem Harz auf Polyurethanbasis, die aus einem Polyurethanmaterial gebildet wird, das aus einer aliphatischen Diisocyanat-Verbindung, einer Hydroxylgruppen enthaltenden Vorläuferverbindung, die aus Polyesterglycolen, Polyetherglycolen und Mischungen dieser Glycole und einem Härtungsmittel aus einem aromatischen primären Diamin besteht, dahingehend Probleme, dass band- oder schnurförmige geschmolzene sowohl bei der Nassbearbeitung unter Verwendung von Kühlwasser als bei auch der Trockenbearbeitung ohne Verwendung von Kühlwasser hin und wieder am Umfangsabschnitt der bearbeiteten Linse haften und die Späne am Umfangsabschnitt der Linse nach Abschluss der Bearbeitung von Hand entfernt werden müssen. Dieses Verfahren erhöht den erforderlichen Zeit- und Arbeitsaufwand für die Bearbeitung der Linse.
Die Dokumente EP 0 839 604 A1 und US 5,993,294 offenbaren eine andere Vorrichtung und ein anderes Verfahren zum Beschleifen von Brillengläsern, welche es ermöglichen, den Umfangsabschnitt eines Brillenglases entsprechend den Daten eines Linsenrahmens zu bearbeiten.
Das Dokument EP 1 155 775 A2 , von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, offenbart eine Brillenglas-Bearbeitungsvorrichtung mit den Merkmalen der Präambel von Anspruch 1.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das oben genannte Problem zu überwinden, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zuverlässige Bearbeitungsdurchführung aufgrund der Daten über die Form des Linsenrahmens unabhängig vom Linsenmaterial zu realisieren.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 ebenso wie durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen definiert.
Die Linsenbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 verlagert eine Linse, die von einer Haltewelle getragen wird, relativ zu einer Hauptwelle, die mit einem Drehwerkzeug ausgestattet ist, und bearbeitet den Umfangsabschnitt eines Brillenglases entsprechend den Daten über die Form eines Linsenrahmens. Die Vorrichtung umfasst: ein Anpassungsmittel zur Lastanpassung, das den Druck ändert, mit dem die Linse an das Drehwerkzeug gedrückt wird; ein Antriebsmittel zum Antreiben einer Linsenwelle, welches die Drehzahl und die Drehrichtung der Haltewelle ändert; ein Kühlungsmittel, das eine Kühlflüssigkeit auf die Linse spritzt; ein Einstellmittel zum Einstellen der Bearbeitungsbedingungen, welches die Steuerbedingungen für das Anpassungsmittel zum Anpassen der Last, des Antriebsmittels zum Antreiben einer Linsenwelle und des Kühlungsmittels in jedem Schritt der Linsenbearbeitung einstellt; und ein Regelmittel, welches das Anpassungsmittel zum Anpassen der Last, das Antriebsmittel zum Antreiben der Linsenwelle und das Kühlungsmittel aufgrund der Steuerbedingungen, die vom Einstellmittel zum Einstellen der Bearbeitungsbedingungen eingestellt werden, steuert. Die Bearbeitung kann unter einer Last, relativen Drehrichtungen der Linse und des Drehwerkzeugs (aufwärts gerichtetes Bearbeiten oder abwärts gerichtetes Bearbeiten) und Kühlwasser-Spritzbedingung durchgeführt werden, die dem Linsenmaterial entsprechen und die von Fall zu Fall verschieden sein können.
Da die Last nach Wunsch eingestellt werden kann, können nicht nur herkömmliche Materialien, wie Gläser, CR-39 und Polycarbonate, sondern auch neue Materialien bearbeitet werden. Da die Bearbeitungsrichtung (aufwärts oder abwärts gerichtete Bearbeitung) und die Wasserzufuhrbedingung in jedem Bearbeitungsschritt, wie Grobschleifen und Feinbearbeiten, geändert werden kann, können Materialien, die in jedem Schritt unterschiedliche Bedingungen verlangen, zuverlässig verarbeitet werden.
Wenn es sich bei dem Linsenmaterial um ein Polyurethanmaterial handelt, das aus einer aliphatischen Diisocyanatverbindung, einer Hydroxylgruppen enthaltenden Vorläuferverbindung, die aus Polyesterglycolen, Polyetherglycolen und Mischungen aus den Glycolen ausgewählt ist, und einem Härtungsmittel aus aromatischem primärem Diamin besteht, wird das Schmelzen (Anhaften) von Schleifspänen verhindert und die Bearbeitung kann problemlos durch Andrücken der Linse an das Drehwerkzeug unter einer Last von mindestens 19,6 N (2 kgf) und unter 29,4 N (3 kgf) und durch aufwärts gerichtetes Bearbeiten, wobei die Drehung der Haltewelle und die Drehung der Hauptwelle gleichsinnig eingestellt sind, durchgeführt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine perspektivische Darstellung des Aussehens der Linsenbearbeitungsvorrichtung als Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Darstellung der Hauptabschnitte des inneren Aufbaus;
3 ist eine perspektivische Darstellung des inneren Aufbaus in der Lage, dass die Messeinheit und die Feinbearbeitungseinheit entfernt sind;
4 ist eine Ansicht des inneren Aufbaus von rechts;
5 ist eine Querschnittsansicht der Hebe- und Senkeinheit und der Linseneinheit in vertikaler Richtung zu Beginn der Bearbeitung;
6 ist eine Querschnittsansicht der Hebe- und Senkeinheit und der Linseneinheit in vertikaler Richtung nach Abschluss der Bearbeitung;
7 ist eine Querschnittsansicht der Hebe- und Senkeinheit und der Linseneinheit in horizontaler Richtung in der Lage, dass die Linse von den Linsenhaltewellen gehalten wird;
8 ist eine perspektivische Darstellung der Beziehung zwischen der Lastregelungseinheit und der Linseneinheit;
9 zeigt eine Tabelle, die die Beziehung zwischen dem Maß, in dem ein Draht abgewickelt ist, und der Position der Linseneinheit mit Hilfe der Last als Parameter beschreibt;
10 ist eine schematische Vorderansicht der Kühleinheit;
11 ist ein schematisches Diagramm, das den Steuerabschnitt zeigt;
12 ist ein Blockdiagramm, das den Bedienungsabschnitt und den Steuerabschnitt zeigt;
13 ist eine vergrößerte Darstellung der Linse und des Hauptdrehwerkzeugs während der Bearbeitung;
14 ist ein Diagramm, das die Linsenbearbeitungsschritte zeigt;
15 zeigt ein Beispiel für die Bearbeitungsbedingungstabelle entsprechend dem Linsenmaterial, wobei (A) die Tabelle für das Grobschleifen zeigt und (B) die Tabelle für das Feinbearbeiten zeigt; und
16 ist ein Diagramm, das den Unterschied der Bearbeitungsbedingungen gemäß dem Linsenmaterial anhand der Beziehungen zwischen der Drehzahl der Hauptwelle oder der Wasserzufuhrbedingung und der Zeit zeigt, wobei (A) das Diagramm für das Grobschleifens zeigt und (B) das Diagramm für das Feinbearbeiten zeigt.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine perspektivische Darstellung des Aussehens der Linsenbearbeitungsvorrichtung 10. 2 und 3 sind perspektivische Darstellungen des inneren Aufbaus der Vorrichtung. 4 ist eine Seitenansicht von rechts, die den inneren Aufbau der Vorrichtung darstellt.
In 1 sind auf der rechten Seite der Front der Linsenbearbeitungsvorrichtung 10, die in einem Gehäuse untergebracht ist, das die Form eines rechteckigen Parallelepipeds 11 zeigt, ein Bedienabschnitt 13 zum Auswählen oder Eingeben der Linsenbearbeitungsbedingungen und ein Anzeigeabschnitt 12 zum Anzeigen von Bearbeitungsinformationen, wie Daten über die Form des Linsenrahmens und Daten für die Bearbeitung, angeordnet. Der Bedienabschnitt 13 besteht aus Touch Panels, Berührungsschaltern, Tasten oder dergleichen. Der Anzeigeabschnitt 12 besteht aus LCD, CRT oder dergleichen.
In der vorderen Mitte der Linsenbearbeitungsvorrichtung 10 ist eine Tür 14 angeordnet, die nach Wunsch geöffnet oder geschlossen werden kann und zum Einbringen oder Entnehmen einer Linse dient.
Nachdem die Vorrichtung als Ganzes beschrieben wurde, werden die Elemente und Abschnitte im Einzelnen beschrieben.
In 2 ist eine Basiseinheit 2, die parallel zu einer Hauptwelle 51, die ein Hauptdrehwerkzeug 50 (ein Hauptbearbeitungsmittel) aufweist, (in Richtung der X-Achse in der Figur) verlagert werden kann, weiter innen im Gehäuse 11 angeordnet. Die Basiseinheit 2 trägt eine Linseneinheit (eine Linsenhalteeinheit) 4, die in vertikaler Richtung (in Richtung der Z-Achse in den Figuren) verlagert werden kann.
In 2 ist die Querrichtung der Linsenbearbeitungsvorrichtung 10 der X-Achse zugeordnet, ist die vertikale Richtung (die Höhenrichtung der Vorrichtung) der Z-Achse zugeordnet und ist die Richtung von links nach rechts in 4 (die Richtung ins Innere der Vorrichtung) der Y-Achse zugeordnet. Es wird angenommen, dass diese Achsen einander orthogonal schneiden.
In der Linseneinheit 4 ist eine Linsenhaltewelle 41, die in zwei Abschnitte geteilt ist und die die Mitte der Linse 1 selektiv zwischen den beiden Abschnitten hält, solchermaßen angeordnet, dass die Linsenhaltewelle frei gedreht werden kann. Die Linsenhaltewelle 41 ist auf der Vertikalen des Hauptdrehwerkzeugs (einer Schleif- oder einer Fräseinrichtung) 50, das von einer Welle auf einer Basisplatte 15 getragen wird, angeordnet. Die Linsenhaltewelle 41 und die Hauptwelle 51 des Hauptdrehwerkzeugs 50 sind parallel zueinander entlang der X-Achse angeordnet. Die Linse 1 wird von der Linsenhaltewelle 41 solchermaßen gehalten, dass die Fläche der Linse 1 in einer Ebene angeordnet wird, die senkrecht zur axialen Linie der Linsenhaltewelle verläuft.
Eine Messeinheit 6, die Stifte 60 und 61 zum Vermessen von Positionen auf der konkaven Fläche bzw. der konvexen Fläche der Linse 1 umfasst, ist auf der Vertikalen der Linsenhaltewelle 41 angebracht.
Die Stifte 60 und 61 können parallel zur Linsenhaltewelle 41 verlagert werden. Um die Position der Linse 1 nach deren vollständiger Bearbeitung und die Dicke des Umfangsrands zu messen, werden die Stifte 60 und 61 bei angehobener Linseneinheit 4 mit beiden Flächen der Linse 1 in Berührung gebracht. Die Linseneinheit 4 wird entsprechend den Daten über die Form des Linsenrahmens angehoben oder abgesenkt, während die Linsenhaltewelle gedreht wird, und die Verlagerungen der Stifte 60 und 61 in der axialen Richtung werden von linearen Skalen oder dergleichen erfasst, die in den Figuren nicht dargestellt sind.
Zum Bearbeiten der Linse 1 wird die Linseneinheit 4, ausgehend von der in 2 dargestellten Lage, abgesenkt, nachdem das Hauptdrehwerkzeug 50 in Drehung versetzt wurde, und der Umfangsabschnitt (der Außenumfangsabschnitt) der Linse 1 wird dadurch in die vorgeschriebene Form geschliffen, dass die Linseneinheit 4 entsprechend den Daten über die Form des Linsenrahmens angehoben oder abgesenkt wird, während die Linsenhaltewelle 41 gedreht wird.
Durch Anheben oder Absenken der Linseneinheit aufgrund der Daten über die Form des Linsenrahmens, die dem Drehwinkel der Linsenhaltewelle 41 entsprechen, wird das Schleifen bis auf die Bearbeitungstiefe entsprechend dem Drehwinkel der Linse 1 kontinuierlich durchgeführt. Während der Bearbeitung wird die Kraft, mit der die Linse 1 an das Hauptdrehwerkzeug 50 gedrückt wird (der Bearbeitungsdruck) vom Gewicht der Linseneinheit 4 selbst bereitgestellt. Die Anpassung der Last entsprechend dem Material der Linse wird durch Tragen eines Teils des Gewichts der Linseneinheit 4 durch eine Lastregulierungseinheit 8, die oberhalb der Linseneinheit 4 positioniert ist, durchgeführt.
Der Berührungspunkt zwischen der Linse 1 und dem Hauptdrehwerkzeug 50 wird durch Verschieben der Grundeinheit 2 in Richtung der X-Achse in der Figur geändert, und es kann zwischen Planschleifen und Schrägschleifen gewählt werden. Der Wechsel zwischen Grobschleifen und Feinschleifen kann auf ähnliche Weise vorgenommen werden.
Eine Feinbearbeitungseinheit 7 (ein Mittel zur Feinbearbeitung), die ein Fasungs-Drehwerkzeug 70 und ein Rillungs-Drehwerkzeug 71 aufweist und in Richtung der Y-Achse (auf das Innere der Vorrichtung gerichtet) verlagert werden kann, ist oberhalb der Linseneinheit 4 positioniert. Wenn die Feinbearbeitungseinheit 7 sich in der ausgefahrenen Stellung befindet, sind das Fasungs-Drehwerkzeug 70 und das Rillungs-Drehwerkzeug 71 direkt oberhalb der Linsenhaltewelle 71 positioniert. Die Auswahl zwischen den Drehwerkzeugen 70 und 71 wird dadurch getroffen und die Bearbeitungsposition wird dadurch eingestellt, dass die Linseneinheit 4 angehoben wird und die Basiseinheit 2 in Richtung der X-Achse verfahren wird. Die Feinbearbeitung wird in dieser Lage durchgeführt.
Im Folgenden werden die Abschnitte ausführlicher beschrieben.
In 2 und 3 sind die Hauptwelle 51, in der das Drehwerkzeug 50 (eine Schleif- oder Fräseinrichtung mit Diamant oder dergleichen) angeordnet ist, und ein Motor 55 zum Antreiben der Hauptwelle 51 an der Basisplatte 15 weiter innen im Gehäuse 11 angebracht. Diese Elemente bilden die Hauptbestandteile der Hauptwelleneinheit.
Wie in 2 dargestellt, wird die Hauptwelle 51 von einer Welle auf der Basisplatte 15 entlang der X-Achse solchermaßen getragen, dass die Hauptwelle 51 frei gedreht werden kann und parallel zur Linsenhaltewelle 41 angeordnet ist.
Am Endabschnitt der Hauptwelle 51 ist ein Hauptdrehwerkzeug 50 zum mechanischen Bearbeiten der Linse 1 befestigt. Das Hauptdrehwerkzeug 50 ist in 2 in Richtung der X-Achse im mittleren Abschnitt und an der Vorderseite der Vorrichtung (unten links in der Figur) angeordnet. Der Basis-Endabschnitt der Hauptwelle (rechts in der Figur) wird von einem Motor 55 über einem Riemen 57 und Riemenscheiben angetrieben.
Im Hauptdrehwerkzeug 50, welches die Linse 1 mechanisch bearbeitet, sind, wie in 2 dargestellt, eine Grobschleifeinrichtung 50a, eine Feinschleifeinrichtung zum Planschleifen 50b, eine Feinschleifeinrichtung zum Schrägschleifen 50c und eine Schleifeinrichtung zum Polieren 50d hintereinander von der Vorderseite der Hauptwelle 51 (links in der Figur) her angeordnet. Je nach dem Material der Linse 1 wird eine elektrochemisch abgeschiedene Diamantscheibe oder eine gesinterte Diamantscheibe als Grobschleifeinrichtung 50a verwendet, wird eine gesinterte Diamantscheibe als Feinschleifeinrichtung zum Planschleifen 50b und als Feinschleifeinrichtung zum Schrägschleifen 50c verwendet und wird eine gesinterte Diamantscheibe als Schleifeinrichtung zum Polieren 50d verwendet. Die Arten und die Positionen dieser Schleifeinrichtungen können nach Bedarf vertauscht werden, indem diese aus- und eingebaut werden.
Eine Basiseinheit 2 zum Verfahren der Linseneinheit 4 in Richtung der X-Achse ist weiter innen von der Hauptwelle 51 in 2 (in Richtung der Y-Achse rechts in der Figur) positioniert.
Wie in 3 dargestellt, sind die Hauptbestandteile der Basiseinheit 2 eine Basis 20, die in Richtung der X-Achse verlagert werden kann, und ein Stellmotor 25 (nachstehend als X-Achsenmotor bezeichnet), der die Position durch Verfahren der Basis 20 in Richtung der X-Achse steuert.
Die Basis 20 ist auf Führungselementen 21 und 22, die auf der Basisplatte 15 in Richtung der X-Achse befestigt sind, solchermaßen angeordnet, dass die Basis 20 frei verlagert werden kann. Deshalb kann die Basis 20 frei in Richtung der X-Achse verlagert werden.
In 3 ist eine Innenschraube 23 unterhalb der Basis 20 zwischen den Führungselementen 21 und 22 solchermaßen positioniert, dass die Innenschraube 23 frei gedreht werden kann. Eine an der unteren Fläche der Basis 20 angeordnete Außenschraube 24 steht mit der Innenschraube 23 in Eingriff, und die Basis 20 wird durch Drehen der Schraube 23 in Richtung der X-Achse verfahren.
Ein Ende der Innenschraube 23 und der X-Achsenmotor 25 sind über ein Zahnrad und einen Zahnriemen 26 miteinander verbunden, und die Basis 20 wird entsprechend dem Drehwinkel des X-Achsenmotors 25 in Richtung der X-Achse angeordnet.
Wie in 2 dargestellt, stehen zwei Säulen 401 und 402 auf der Basis 20, gehen durch einen Rahmen 40 der Linseneinheit 4 hindurch und führen die Linseneinheit 4 in vertikaler Richtung (in Richtung der Z-Achse) solchermaßen, dass die Linseneinheit 4 frei verlagert werden kann.
Wie in 3 und 5 dargestellt, wird die Linseneinheit 4 durch die Hebe- und Senkeinheit 3, die in Richtung der Z-Achse verlagert wird, in vertikaler Richtung verfahren und in vertikaler Richtung positioniert. Die Linseneinheit 4 wird von der Basiseinheit 2 in Richtung der X-Achse positioniert. Die Linseneinheit 4, welche die Linse 1 trägt, wird relativ zur Hauptwelle 51 in Richtung der X-Achse und der Z-Achse verfahren.
Wie in 3, 4 und 5 dargestellt, sind die Hauptbestandteile der Hebe- und Senkeinheit 3 eine Schraube 31, die von einer Welle auf der Basis 20 zwischen den Säulen 401 und 402 getragen wird und die den Rahmen 40 der Linseneinheit 4 in vertikaler Richtung durchdringt, ein Positionierungselement 34, das mit der Schraube 31 am Innenumfangsabschnitt in Eingriff steht und die Linseneinheit 4 durch Berühren des Rahmens 40 der Linseneinheit am oberen Ende tragen kann, und ein Stellmotor 33 (im Folgenden als Z-Achsenmotor bezeichnet), der mit dem unteren Ende der Schraube 31 über einen Zahnriemen 32 und ein Zahnrad verbunden ist. Die Hebe- und Senkeinheit 3 ist auf der Basis 20 angeordnet.
In der Hebe- und Senkeinheit 3 wird die Schraube 31 durch Antreiben des Z-Achsenmotors 33 gedreht, und das Positionierungselement 34, dessen Außenschraube 35 mit der Schraube 31 in Eingriff steht, wird in Richtung der Z-Achse verfahren. Die Außenschraube 35 wird in Richtung der Z-Achse verlagert, da die Drehbewegung in Umfangsrichtung von einem Mechanismus an der Linseneinheit 4, wie später dargestellt, beschränkt wird.
Wie in 5 dargestellt, berührt das Positionierungselement 34 den Innenumfang eines Öffnungsabschnitts 40A, der im Rahmen 40 der Linseneinheit 4 in vertikaler Richtung ausgebildet ist, solchermaßen, dass das Positionierungselement 34 gleiten kann und in vertikaler Richtung eine relative Verlagerung bewirken kann.
Am oberen Ende des Öffnungsabschnitts 40A ist ein mit dem Rahmen 40 verbundener Deckenabschnitt 400 angeordnet. Wie in 3 und 6 dargestellt, ist seitlich von der Außenschraube 35 des Positionierungselements 34 ein Arretierungselement 36, das in Richtung der Z-Achse vorsteht, so positioniert, dass das Arretierungselement 36 die Unterseite des Deckenabschnitts 400 berühren kann.
In 3 berührt das Arretierungselement 36, das vom oberen Abschnitt des Positionierungselements 34 nach oben übersteht, die Unterseite des Deckenabschnitts 400, und die Last, die vom Deckenabschnitt 400 auf die Linseneinheit 4 angelegt wird, wird vom Positionierungselement 34, welches das Arretierungselement 36 und die Außenschraube 35 umfaßt, getragen. Die Außenschraube 35 und das Arretierungselement 36 sind jeweils am Basisabschnitt über eine Basis 340 miteinander verbunden.
Wie in 6 dargestellt, weist der Öffnungsabschnitt 40A des Rahmens 40 eine solche Querschnittsform auf, dass das Positionierungselement 34 und das Arretierungselement 36 einander um die Z-Achse (in Richtung senkrecht zur Ebene von 6) gegenseitig aufhalten und der Leerlauf der Außenschraube 35 durch die Drehung der Schraube 31 verhindert wird. Mit anderen Worten wird das seitlich von der Außen schraube 35 befestigte Arretierungselement 36 vom Öffnungsabschnitt 40A festgelegt, und die Drehung des Positionierungselements 34 wird verhindert. Somit wird die Außenschraube 35 durch Drehung der Schraube 31 angehoben oder abgesenkt, und das Positionierungselement 34 wird aufgrund dieser Bewegung in Richtung der Z-Achse verlagert.
Wenn das Arretierungselement 36 den Deckenabschnitt 400 nicht berührt, wie in 5 dargestellt, kommt die von der Linseneinheit 4 getragene Linse 1 mit dem Hauptdrehwerkzeug 50 in Berührung, und das Gewicht der Linseneinheit 4 selbst wird als Last angelegt. Die obere Stirnfläche 34A des Positionierungselements 34 und die untere Fläche des Deckenabschnits 400 stehen nicht miteinander in Berührung und eine vorgeschriebene Lücke wird ausgebildet.
An einer Stelle unterhalb des Deckenabschnitts 400, der auf die Lücke gerichtet ist, ist ein Öffnungsabschnitt 421, wo ein Ende eines Sensorarms 300 (eines Mittels zum Verstärken einer relativen Verlagerung) zum Erfassen des Abschlusses der Linseneinheitsbearbeitung (in vertikaler Richtung) eingefügt ist, entlang der Y-Achse der Figur solchermaßen angeordnet, dass der Öffnungsabschnitt 421 den Rahmen 40 über den ganzen Abschnitt 40A durchläuft.
Wie in 5 und 6 dargestellt, ist der Sensorarm ein einstückig ausgebildeter Arm, der die Form eines umgekehrten L aufweist, welches aus einem Arm 301, der in den Figuren nach links (in Richtung der Y-Achse) verläuft und in den Öffnungsabschnitt 421 eingefügt ist, und einem Arm 302, der in der Figur nach unten (in Richtung der Z-Achse, zur Basis 20 hin) verläuft, besteht. Der Arm 301 und der Arm 302 sind etwa senkrecht zueinander angeordnet. Die Länge des Arms 302 in der vertikalen Richtung ist länger festgesetzt als die des Arms 301 in der horizontalen Richtung.
Eine Beugungsabschnitt 303 in der Mitte des Sensorarms 300, der die Form eines umgekehrten L aufweist, wird von einer Welle 420, die am Deckenabschnitt 400 der Linseneinheit 4 angeordnet ist, solchermaßen getragen, dass der Beugungsabschnitt 303 frei um die Welle 420 schwingen kann und somit der Sensorarm um die X-Achse schwingen kann.
Zwischen dem Arm 302, der in Richtung der Z-Achse verläuft, und dem Deckenabschnitt 400 ist eine Feder 310 angeordnet, die den Arm 301, der in Richtung der Y-Achse verläuft, in 5 und 6 nach unten (in Richtung gegen den Uhrzeigersinn in den Figuren) anschiebt.
Da der in den Öffnungsabschnitt 421 eingeführte Arm 301 den Öffnungsabschnitt 40A in Richtung der Y-Achse kreuzt, ist ein Durchgangsabschnitt, durch den die Schraube 31 eingeführt wird, ausgebildet, und die untere Fläche des Arms 301, die auf den Innenumfang des Öffnungsabschnitts 40A gerichtet ist, kann mit der oberen Stirnfläche 34A des Positionierungselements 34 in Kontakt gebracht oder von dieser getrennt werden.
Da der Sensorarm 300 in den Figuren von der Feder 310 in Richtung gegen den Uhrzeigersinn angeschoben wird, wie in 5 dargestellt, wird die Spitze 301A des Arms 301 mit der Unterseite des Öffnungsabschnitts 421 in Berührung gebracht und dort in der Lage aufgehalten, dass die obere Stirnfläche 34A des Positionierungselements 34 und der Arm 301 voneinander getrennt sind (in der Lage, dass das Arretierungselement 36 von der Decke 400 getrennt ist).
Wie in 6 dargestellt, schiebt andererseits in der Lage, dass das Arretierungselement 36 des Positionierungselements 34 den Deckenabschnitt 400 der Linseneinheit 4 berührt (in der Lage, dass das Arretierungselement 36 den Deckenabschnitt 400 berührt, wie in 3 dargestellt), anders ausgedrückt, in der Lage, dass das Positionierungselement 34 die Linseneinheit 4 trägt, die obere Stirnfläche 34A des Positionierungselements 34 den Arm 301 nach oben. In dieser Lage dreht sich der Sensorarm 300, und der Arm 302, der in Richtung der Z-Achse verläuft, wird in der vorgegebenen Position (beispielsweise einer Position in vertikaler Richtung wie in 6 dargestellt) angeordnet.
Eine Halterung 422, die entlang des unteren Abschnitts des Sensorarms 300 (des Arms 302) übersteht, ist am Rahmen 40 angeordnet. An der vorgeschriebenen Stelle der Halterung 422, die auf das untere Ende des Arms 302 gerichtet sein kann, der um die X-Achse schwingt, ist ein Bearbeitungsabschluss-Erfassungssensor (ein Erfassungsmittel) 320 angeordnet, der den freien Endabschnitt des Arms 302, der um die X-Achse schwingt, erfasst. Der freie Endabschnitt bedeutet den Endabschnitt des Sensorarms 300, der vom Bearbeitungsabschluss-Erfassungssensor 320 erfasst wird, und ist in der vorliegenden Ausführungsform der Endabschnitt des Arms 302.
Der Bearbeitungsabschluss-Erfassungssensor 320 besteht beispielsweise aus einem Lichtsensor, wie einem Lichtunterbrecher. Wie in 6 dargestellt, wird, wenn der schwingende Arm 302 die vorgeschriebene Position (die Position in der Vertikalen, wo die Linseneinheit 4 und das Positionierungselement 34 miteinander in Berührung kommen) erreicht das Licht des Lichtunterbrechers des Bearbeitungsabschluss-Erfassungssensors unterbrochen wird, der Sensor auf EIN geschaltet und der Abschluss der Bearbeitung wird erfasst.
Die Hebe- und Senkeinheit 3 stützt die Linseneinheit 4 in Aufwärtsrichtung. Nachdem die Linseneinheit 4 mit der Bearbeitung der Linse 1 begonnen hat, wird die Bearbeitungstiefe (den Bearbeitungsumfang) entsprechend der Position der Hebe- und Senkeinheit 3 in Richtung der Z-Achse bestimmt. Wenn die vorgeschriebene Bearbeitungstiefe erreicht wird, wird der Bearbeitungsabschluss-Erfassungssensor 320 auf EIN geschaltet. Auf diese Weise kann der Bearbeitungsfortschritt bei jedem Drehwinkel der Linse 1 erfasst werden, und wenn das Ausgangssignal des Bearbeitungsabschluss-Erfassungssensors am gesamten Umfangsabschnitt der Linse 1 EIN anzeigt, wird entschieden, dass die Bearbeitung am gesamten Umfangsabschnitt der Linse 1 abgeschlossen wurde.
Da die relative Entfernung zwischen der Position der Linseneinheit 4 in der Vertikalen und der Position des Positionierungselements 34 in der Vertikalen (die Bearbei tungstiefe) durch die oben beschriebene Hebelübersetzung im Schwung des Arms 302 verstärkt wird, wird vom Bearbeitungsabschluss-Erfassungssensor 320 mit großer Genauigkeit erfasst, dass die vorgeschriebene Bearbeitungstiefe erreicht wurde. Wie oben beschrieben, stützt die Hebe- und Senkeinheit 3 die Linseneinheit 4 in Aufwärtsrichtung, und nachdem die Bearbeitung der Linse 1 durch die Linseneinheit 4 begonnen wurde, wird die Bearbeitungstiefe (der Bearbeitungsumfang) entsprechend der Position der Hebe- und Senkeinheit 3 in Richtung der Z-Achse bestimmt.
Wie in 2 und 7 dargestellt, wird die Linseneinheit 4, die von der Hebe- und Senkeinheit 3 in Richtung der Z-Achse verlagert wird, von den beiden Säulen 401 und 402, die auf der Basis 20 in vertikaler Richtung (in Richtung der Z-Achse) stehen, solchermaßen geführt, dass die Linseneinheit frei verlagert werden kann, und ihre Hauptbestandteile sind die Linsenhaltewelle 41, die in zwei Teile geteilt ist, ein Linsenantriebsmotor 45, welcher die Linsenhaltewelle 41 dreht, und ein Linsenspannermotor 46, der den Druck, mit dem die Linsenhaltewelle 41 die Linse 1 hält, ändert.
Wie in 4 dargestellt, ist die Linsenhaltewelle 41, welche die Linse 1 hält und dreht, direkt oberhalb des Hauptdrehwerkzeugs 50 positioniert. Die Verbindungsrichtung zwischen der axialen Linie der Linsenhaltewelle 41 und der axialen Linie der Hauptwelle 51 ist vertikal.
Wie in 2 und 7 dargestellt, sind am Rahmen 40 der Linseneinheit 4 Arme 410 und 411, die in Richtung der Vorrichtungsvorderseite (nach unten links in 2) vorstehen, angeordnet, und der Rahmen 40 und die Arme 410 und 411 bilden ein Rechteck mit drei Seiten, das zu einer Seite hin offen ist. Die Arme 410 und 411 tragen die Linsenhaltewelle 41.
In den 3 und 8 ist die Linsenhaltewelle 41 in der Mitte in zwei Teile geteilt, d.h. eine Welle 41R, die vom Arm 410 getragen wird, und eine Welle 41L, die vom Arm 411 getragen wird. Der Arm 41L wird vom Arm 411 links in der 8 solchermaßen getragen, dass der Arm 41L sich frei dreht. Der Arm 41R wird vom Arm 410 rechts in 8 solchermaßen getragen, dass der Arm 41L sich frei dreht und in axialer Richtung (in Richtung der X-Achse) verlagert werden kann.
Die Wellen 41L und 41R werden vom Linsenantriebsmotor 45 über Zahnriemen 47, 48 und 49 gedreht. Die Zahnriemen 47 und 48 sind über eine Welle 430 miteinander verbunden, und die Drehwinkel der Wellen 41L und 41R werden synchronisiert.
Zu diesem Zweck ist ein mit dem Zahnriemen 47 in Eingriff stehendes Zahnrad 432 an der Welle 41L befestigt, und ein mit dem Zahnriemen 48 in Eingriff stehendes Zahnrad 431 ist an der Welle 41R befestigt. Damit die Welle 41R relativ zum Arm 410 in Richtung der X-Achse verlagert werden kann, wird die Welle 41R in Drehrichtung durch den Keil 433, der zwischen der Welle 41R und dem Innenumfang des Zahnrads 431 angeordnet ist, festgelegt und kann andererseits in Richtung der X-Achse relativ verlagert werden.
In 7 ist ein von einem Linsenspannermotor 46 angetriebener Spannmechanismus am Endabschnitt der Welle 41R (rechts in der Figur) angeordnet.
Um dann die Bearbeitungstiefe entsprechend dem Drehwinkel der Linse 1 zu bestimmen, geht die Welle 41L durch den Arm 411 hindurch, und eine geschlitzte Platte 143 ist am Endabschnitt angebracht, der über den Arm 411 hinausragt. Durch Erfassen der Drehstellung der geschlitzten Platte 143 durch einen Lichtsensor 145 (einen Linsenpositionssensor, ein Mittel zum Erfassen des Winkels), der am Arm 411 angebracht ist, wird die Position (der Drehwinkel) der Linse 1, die von der Linsenhaltewelle 41L gehalten wird, erfasst.
In der wie oben aufgebauten Linseneinheit 4 wird, wenn die Linse 1 in der Aufnahme des Linsenhalters 141 befestigt wird, der Linsenspannermotor 46 angetrieben und die Linsenhaltewelle 41R wird nach links in 9 bewegt. Die Linse 1 wird dadurch befestigt, dass die Linse 1 von der Linsenbefestigungseinrichtung 142 unter Druck gehalten wird.
Wenn die Linse 1 bearbeitet wird oder wenn die endgültige Position des Umfangsabschnitts der Linse 1 gemessen wird, werden die Linsenhaltewelle 41L und 41R durch Antreiben des Linsenantriebsmotors 45 gedreht, und die Linse 1 wird gedreht.
Wie in 3 dargestellt, ist das Hauptdrehwerkzeug 50 an der Basisplatte 15 befestigt und wird nicht verlagert. Die von der Linseneinheit 4 getragene Linse 1 wird durch die Verlagerung der Hebe- und Senkeinheit 3 in Richtung der Z-Achse in vertikaler Richtung relativ zum Hauptdrehwerkzeug 50 verlagert, und die Bearbeitung kann bis zur gewünschten Tiefe durchgeführt werden.
Die Bearbeitungsposition der Linse 1 kann durch Ändern des Drehwinkels des Linsenantriebsmotors 46 geändert werden, und der Umfangsabschnitt der Linse 1 kann auf die gewünschte Bearbeitungstiefe bearbeitet werden.
Das für die Bearbeitung verwendete Werkzeug kann durch Ändern des Berührungspunkts zwischen der Linse 1 und dem Hauptdrehwerkzeug 50 durch Verlagerung der Basis 20 in Richtung der X-Achse geändert werden.
Nun wird die Lastregulierungseinheit (zum Anpassen der Last) 8 beschrieben, die den Druck steuert, mit dem die Linse 1, die von der Linsenhalteeinheit 4 gehalten wird, an das Hauptbearbeitungswerkzeug gedrückt wird.
Wie in 4 und 8 dargestellt, ist die Bearbeitungsdruck-Regulierungseinheit 8 an einer oberen Basis 200 befestigt, die an den oberen Enden von Säulen 401 bis 404 angeordnet ist, welche auf der Basisplatte 2 stehen, und wird zusammen mit der Linseneinheit 4 in Richtung der X-Achse verlagert.
In 4 und 8 sind die Hauptelemente der Lastregulierungseinheit 8 Riemenscheiben 82 und 82, die von einem Lastregulierungsmotor 81 (einem Stellglied) angetrieben werden, Drähte 83, die um die Riemenscheiben 82 gewickelt sind, und Federn (ein elastisches Element) 84, welche die Drähte 83 mit dem Rahmen 40 der Linseneinheit 4 verbinden. Der Motor zum Steuern der Last 81 und die Riemenscheiben 82 und 82 sind über einen Schneckentrieb 87 miteinander verbunden.
In der Fig. ist die Linseneinheit 4 an Riemenscheibenpaaren 82 (Wicklungselementen), den Drähten 83 (Aufhängungselementen) und den Federn 84 aufgehängt. Die Anzahl der Drähte 83 und der Federn 84 kann nach Wunsch gewählt werden.
Die Kraft, mit der die Linse 1 an das Hauptdrehwerkzeug gedrückt wird (die Schleiflast, der Schleifdruck) ist das Gewicht der Linseneinheit 4 selbst. Da es jedoch erforderlich ist, die Last (den Oberflächendruck) entsprechend dem Material der zu bearbeitenden Linse (einem Glas oder einem Harz) und der Dicke des Umfangsabschnitts zu ändern, wird das Gewichts der Linse 4 teilweise von den gespannten Federn 84 getragen und die Last der Linseneinheit 4, die an die Linse 1 angelegt wird, wird angepasst.
Da die Linse bearbeitet wird, während die Linseneinheit 4 vertikal verlagert wird, ist es notwendig, eine ungefähr konstante Last unabhängig von der Position der Linseneinheit 4 anzulegen.
Deshalb wird das Maß, in dem die Drähte 83 abgewickelt werden, vom Lastregulierungsmotor 81 entsprechend der Verlagerung der Linseneinheit in Richtung der Z-Achse angepasst, so dass die Spannung der Federn 84 ungefähr konstant gehalten wird.
In 8 wird das Maß, in dem die Drähte 83 abgewickelt werden, entsprechend dem Drehwinkel und der Drehzahl der Riemenscheiben 82 reguliert, welche von der geschlitzten Platte 85, die koaxial mit den Riemenscheiben 82 angeordnet ist, und einem Lichtsensor 86 erfasst werden, der den Vorbeigang des Schlitzes erfasst.
Als Position der Linseneinheit 4 in Richtung der Z-Achse kann das Maß, in dem der Z-Achsenmotor 42 angetrieben wird (zum Beispiel das Ausgangssignal eines Encoders im Falle eines Stellmotors und die Zahl der Schritte im Falle eines Schrittmotors), oder ein Wert, der durch direkte Messung der Position der Linseneinheit 4 oder der Linsenhaltewelle 41 entlang der Z-Achse erhalten wird, verwendet werden.
Was die Beziehung zwischen dem Maß, in dem die Drähte 83 abgewickelt werden (oder dem Maß, in dem der Lastregulierungsmotor 81 angetrieben wird), und der Last, die auf die Linse 1 angelegt wird, betrifft, so nimmt die Spannung der Federn 84 ab und die Last nimmt zu, wenn das Maß, in dem die Drähte 83 abgewickelt werden, zunimmt, und die Spannung der Federn 84 nimmt zu und die Last nimmt ab, wenn das Maß, in dem die Drähte 83 abgewickelt werden, abnimmt.
Was die Beziehung zwischen der Position der Linseneinheit 4 in Richtung der Z-Achse und dem Maß, in dem die Drähte 83 abgewickelt werden, betrifft, so kann das Abwicklungsmaß verringert werden, wenn die Linseneinheit in eine höhere Position gehoben wird, und das Maß, in dem die Drähte 83 abgewickelt werden, kann erhöht werden, wenn die Bearbeitung durch die Linseneinheit 4 fortschreitet, wobei eine lineare Tabelle oder das in 9 dargestellte Kennfeld verwendet wird.
Da die erforderliche Last je nach dem Material und der Dicke des Umfangsabschnitts der Linse 1 variiert, wie oben beschrieben, kann die Last, wie später beschrieben wird, aufgrund einer Vielzahl von Eigenschaften, die in 9 dargestellt sind, aufgrund des Materials, das als Information eingegeben wird, und der Dicke des Umfangsabschnitts ausgewählt werden, oder die Beziehung zwischen dem Abwicklungsmaß und der Position der Linseneinheit 4 (einer proportionalen Beziehung) wird durch Berechnen erhalten.
Da die Dicke des Umfangsabschnitts je nach der Bearbeitungsposition variiert, können verschiedene Eigenschaften entsprechend dem Drehwinkel der Linsenhaltewelle 41 (der Linsenbearbeitungsposition) gewählt werden.
Die Position der Linseneinheit in Richtung der Z-Achse wird von der oben beschriebenen Hebe- und Senkeinheit 3 bestimmt. Da die Bearbeitung, wie in 13 dargestellt, durchgeführt wird, während die Linse 1, die von der Linsenhaltewelle 41 getragen wird, sich dreht, ändert sich die Position in Richtung der Z-Achse ständig. Wie in 5 und 6 dargestellt, unterscheidet sich die Position der Linseneinheit 4 zu Beginn der Bearbeitung von der am Ende durch die Bearbeitungstiefe.
Wenn das Maß, in dem die Drähte 83 abgewickelt werden, entsprechend der Änderung des Drehwinkels der Linse 1 oder der Bearbeitungstiefe geregelt wird, werden die Regelung und der Mechanismus aufgrund der Erfassung der aktuellen Bearbeitungsposition kompliziert.
Durch Anordnen von Federn 84 zwischen den Drähten 83 und dem Rahmen 40 der Linseneinheit 4 kann eine Last, die nahe am Sollwert liegt, durch Ändern der Länge der Federn 83 aufrechterhalten werden, auch wenn das Maß, in dem die Drähte 83 abgewickelt werden, der Änderung der Position der Linseneinheit 4 nicht folgen kann. Daher kann der Berechnungsaufwand, der für die Regelung erforderlich ist, erheblich vermindert werden.
Im Folgenden wird die Kühleinheit beschrieben, die während der Linsenbearbeitung Kühlflüssigkeit zuführt. Die Kühleinheit wird zum Kühlen des Linsenrohlings 1 und der Werkzeuge verwendet und entfernt Schleifspäne. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Kühlflüssigkeit verwendet, deren Hauptbestandteil Wasser ist.
Wie in 10 und 2 dargestellt, besteht die Kühleinheit aus einem wasserdichten Gehäuse 101, das die Form eines Kastens aufweist und das Hauptdrehwerkzeug 50, die von der Linsenhaltewelle 41 gehaltene Linse 1, die Stifte 60 und 61 und die Drehwerkzeuge 70 und 71 der Feinbearbeitungseinheit umgibt, einer Düse 102, die Kühlflüssigkeit in die Nähe der von der Linsenhaltewelle 41 gehaltenen Linse 1 spritzt, einem Tank 103, der unterhalb des wasserfesten Gehäuses 101 positioniert ist, und einer Pumpe 104, die die Kühlflüssigkeit im Tank 103 unter Druck zur Düse 102 liefert.
Am wasserdichten Gehäuse 101 ist eine Tür 14 angeordnet, die geöffnet und geschlossen werden kann (siehe 1). Wenn die Tür 14 offen ist, wird die Linse eingesetzt oder herausgenommen. Wenn die Tür geschlossen ist, ist das Innere des wasserfesten Gehäuses 101 fest verschlossen und ein Benetzen des Lagers der Hauptwelle 51, der Motoren, der Leistungsquelle und der elektrischen Schaltungen mit verspritzter Kühlflüssigkeit, die in das wasserfeste Gehäuse 101 gespritzt wird, wird verhindert.
Die Kühlflüssigkeit, die während der Bearbeitung zum Kühlen der Linse 1 und der Drehwerkzeuge verwendet wird, kehrt in den Tank 103 zurück, wird in die Pumpe 104 gesaugt und umgewälzt. Da die Kühlflüssigkeit, die zum Kühlen der Linse 1 verwendet wird, Späne enthält, die durch die Bearbeitung der Linse 1 entstehen, ist eine Ableitung, die geöffnet und geschlossen werden kann, am Tank 103 befestigt, so dass die Späne, die durch das Bearbeiten bzw. Fräsen entstehen, entfernt werden können und die Kühlflüssigkeit durch frische Kühlflüssigkeit ausgetauscht werden kann.
Die Linsenbearbeitungsvorrichtung 10 besteht aus den verschiedenen oben beschriebenen Mechanismen (Einheiten) und weist einen Steuerabschnitt 9 auf um die Mechanismen zu steuern, wie in 11 dargestellt.
In 11 sind die Hauptbestandteile des Steuerabschnitts 9 ein Mikrorechner (eine CPU) 90, eine Speichereinrichtung (einem Speicher, eine Festplatte und dergleichen) 91 und ein I/O-Steuerabschnitt (einer Schnittstelle) 92, die mit den Motoren und Sensoren verbunden ist. Der Steuerabschnitt 9 liest die Daten über die Form des Linsenrahmens, die von der externen Rahmenform-Messeinrichtung 900 gesendet werden. Der Steuerabschnitt 9 liest auch die Daten von verschiedenen Sensoren und steuert die verschiedenen Motoren an, so dass die vorgeschriebene Bearbeitung aufgrund der Eigenschaften (des Materials, der Härte und dergleichen) der Linse 1, die vom Bedienungsabschnitt 13 eingestellt werden, durchgeführt wird. Als Rahmenform-Mess einrichtung kann eine Einrichtung wie die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Heisei 6 (1994)-47656 offenbarte Vorrichtung verwendet werden.
Der Steuerabschnitt 9 umfasst einen Stellmotor-Steuerabschnitt 93, der die Linseneinheit 4 in den Richtungen der X-Achse und der Z-Achse durch Ansteuern des X-Achsenmotors 25 der Basiseinheit 2 und des Z-Achsenmotors 42 der Hebe- und Senkeinheit 3 positioniert.
Der Motor 55 zum Antreiben der Hauptdreheinheit 50, der Feinbearbeitungsmotor 72, der die Drehwerkzeuge 70 und 71 antreibt, und die Pumpe 104 der Kühleinheit sind jeweils über Ansteuerungseinheiten 901, 902 bzw. 903 mit dem I/O-Steuerabschnitt 92 verbunden, und die Drehbedingung oder die Drehzahl wird entsprechend der Anweisung vom Mikrorechner 90 reguliert. Der Ansteuerungsabschnitt 901 des Hauptwellenmotors 55 beispielsweise besteht aus einem Wechselrichter und das Hauptdrehwerkzeug 50 wird mit der gewünschten Drehzahl angetrieben.
Der Linsenspannermotor 46, der den Haltedruck, der an die Linse 1 angelegt wird, dadurch steuert, dass er die Länge der Welle 41R der Linsenhaltewelle 41 ändert, ist über einen Ansteuerungsabschnitt 911, der den Haltedruck entsprechend dem elektrischen Antriebsstrom reguliert, mit dem I/O-Steuerabschnitt verbunden.
Der Linsenantriebsmotor 45 ist mit dem I/O-Steuerabschnitt 92 über einen Ansteuerungsabschnitt 912 verbunden, der den Drehwinkel der Linsenhaltewelle 41 (der Linse 1) reguliert. Der Mikrorechner 90 gibt die Bearbeitungsposition der Linse 1 aufgrund der Daten über die Form des Linsenrahmens, die von der Linsenrahmenform-Messeinrichtung 900 erhalten werden, ein, erfasst den Drehwinkel der Linse 1 durch den Linsenpositions-Erfassungssensor 145 und steuert den Z-Achsenmotor 42 so an, dass die Bearbeitungstiefe entsprechend dem Drehwinkel aufgrund der Daten über den Linsenrahmen erreicht wird.
Wenn die vorgeschriebene Bearbeitungstiefe erreicht ist, wird ein später beschriebener Bearbeitungsabschluss-Erfassungssensor 320 auf EIN geschaltet und die aktuelle Bearbeitungsposition wird an den Mikrorechner 90 zurückgemeldet.
Der Feinbearbeitungseinheit-Antriebsmotor 73, der die Feinbearbeitungseinheit 7 in Richtung der Y-Achse verfährt, der Stiftverfahrmotor 62, der die Stifte 60 und 61 der Messeinheit 6 verfährt, und der Bearbeitungsdruck-Steuermotor 81 der Lastregulierungseinheit 9 sind jeweils über Ansteuerungsabschnitte 913, 914 bzw. 915, welche die Positionierung steuern, mit dem I/O-Steuerabschnitt 92 verbunden.
Die Ausgangssignale von linearen Skalen 600 und 601, die mit den Stiften 60 bzw. 61 der Messeinheit 6 verbunden sind, werden in eine Zähleinrichtung 920 eingegeben. Der Mikrorechner 90 liest die Werte in der Zähleinrichtung 920 und misst die Position des Umfangsabschnitts (die Position des fertigen Abschnitts) der Linse 1.
Ein Lichtsensor 86 (ein Sensor für die Position des Drahts) der Lastregulierungseinheit 8 erfasst den Drehwinkel der Riemenscheibe 82. Der Mikrorechner 90 steuert den Lastregulierungsmotor 81 solchermaßen an, dass die Last, die entsprechend der Position der Linseneinheit 4 in Richtung der Z-Achse eingestellt wurde, beibehalten wird.
Der an der Vorderseite der Abdeckung der Linsenbearbeitungsvorrichtung 10 angeordnete Bedienabschnitt 13 ist mit dem I/O-Steuerabschnitt 92 verbunden und überträgt die Anweisungen von der Bedienperson (das Material der Linse 1 und die Bearbeitung mit oder ohne Schrägbearbeitung oder Rillung) an den Mikrorechner 90. Der Mikrorechner 90 gibt die Antwort auf die Anweisungen und die Informationen über den Inhalt der Bearbeitung über den Ansteuerungsabschnitt 921 an den Anzeigeabschnitt 12 aus.
Im Folgenden werden eine Ausführungsform des Bedienabschnitts 13 und der Inhalt der Bearbeitung beschrieben.
12 zeigt ein Blockschema, das die Funktion des Bedienabschnitts 13 und des Steuerabschnitts 9 darstellt. Der Bedienabschnitt 13 umfasst ein Manuelleinstellungsmittel 13 zum manuellen Einstellen der Bearbeitungsbedingungen und ein Voreinstellmittel 13B, in dem die vorab eingestellten Bearbeitungsbedingungen im Hinblick auf das Material klassifiziert sind.
Das Manuelleinstellmittel 13A besteht aus einem Bearbeitungsmodus-Einstellabschnitt 130, der den Bearbeitungsschritt aus Schritten wie der Grobbearbeitung, der Feinbearbeitung (der Planbearbeitung oder der Schrägbearbeitung) und der Polierung (der Flachpolierung oder der Schrägpolierung) auswählt, einem Hauptwellendrehzahl-Einstellabschnitt 131, der die Drehzahl der Hauptwelle 51 einstellt oder auswählt, einem Linsendrehzahl-Einstellabschnitt 132, der die Drehzahl der Linsenhaltewelle 41 einstellt oder auswählt, einem Lasteinstellabschnitt 133, der die Last (kgf), die von der Linseneinheit 4 an die Linse 1 angelegt wird, einstellt oder auswählt, und einem Wasserzufuhrbedingungs-Einstellabschnitt 134, der die Bedingung für die Verwendung des Kühlwassers einstellt oder auswählt.
Am Bearbeitungsmodus-Einstellabschnitt 130 wird beispielsweise die Grobbearbeitung, die Feinbearbeitung (die Planbearbeitung und die Schrägbearbeitung), die Polierung (die Planpolierung und die Schrägpolierung), die Fasung oder die Rillung unter Verwendung von zehn Tasten oder Berührungsschaltern ausgewählt. Der Wert, der am Bearbeitungsmodus-Einstellabschnitt 130 eingestellt wird, wird in einen Abschnitt im Steuerabschnitt 9 eingegeben, der das Werkzeug auswählt, und die Position der Linseneinheit 4 in Richtung der X-Achse wird so eingestellt, dass die Linse 1 an der Position in Stellung gebracht wird, die dem Werkzeug für den ausgewählten Bearbeitungsmodus entspricht.
Am Hauptwellendrehzahl-Einstellabschnitt 131 wird eine gewünschte Drehzahl (UpM) mittels zehn Tasten eingegeben, oder eine gewünschte Drehzahl wird aus einer Vielzahl von vorab eingestellten Geschwindigkeiten (wie hoch, mittel und niedrig) mittels Berührungsschaltern eingestellt. Der Wert, der am Hauptwellendrehzahl-Einstellabschnitt 131 eingestellt wird, wird in einen Hauptwellendrehzahl-Einstellabschnitt 941 des Steuerabschnitts 9 eingegeben, und der Steuerparameter wird so eingestellt, dass der Motor auf den eingestellten Wert geregelt wird.
Am Linsenwellendrehzahl-Einstellabschnitt 132 wird mittels zehn Tasten eine gewünschte Drehzahl (UpM) eingegeben, oder es wird eine gewünschte Drehzahl aus einer Vielzahl von vorab eingestellten Geschwindigkeiten mittels Berührungsschaltern ausgewählt. Der Wert, der am Linsenwellendrehzahl-Einstellabschnitt 132 eingestellt wird, wird in einen Linsendrehzahl-Einstellabschnitt 942 im Steuerabschnitt 9 eingegeben, und der Steuerparameter wird so eingestellt, dass der Linsenantriebsmotor 45 auf den eingestellten Wert geregelt wird.
Am Linsenwellendrehzahl-Einstellabschnitt 132 kann auch die Drehrichtung (positiv oder negativ) der Linsenhaltewelle 41 eingestellt werden. Wenn die Drehrichtung beispielsweise positiv ist, werden die Linsenhaltewelle 41 und die Hauptwelle 51 in derselben Richtung gedreht, und das Schleifen wird mit aufwärts gerichteter Schneidrichtung durchgeführt, und wenn die Drehrichtung negativ ist, werden die Linsenhaltewelle 41 und die Hauptwelle 51 in verschiedenen Richtungen gedreht und das Schleifen wird mit abwärts gerichteter Schneidrichtung durchgeführt. Bei aufwärts gerichteter Schneidrichtung werden beispielsweise, wie in 13 dargestellt, die Linsenhaltewelle 41 und die Hauptwelle 51 beide im Uhrzeigersinn gedreht und die Linse 1 und das Drehwerkzeug 50 an der Hauptwelle 51 werden in verschiedenen Richtungen an der Schleifposition verlagert. Bei abwärts gerichteter Bearbeitung werden die Bewegungen umgekehrt und die Linse 1 und das Drehwerkzeug 50 an der Hauptwelle 51 werden in derselben Richtung an der Schleifposition verlagert.
Am Lasteinstellabschnitt 133 wird eine gewünschte Last (kgf) mittels zehn Tasten eingegeben oder eine gewünschte Last wird aus einer Vielzahl von voreingestellten Lasten (wie hoch, mittel und niedrig) mittels Berührungsschaltern ausgewählt. Der Wert, der am Lasteinstellabschnitt 133 eingestellt wird, wird in einen Eigenschaftsbe stimmungsabschnitt 943 im Steuerabschnitt 9 eingegeben, und das Ansteuerungsmuster des Lastregulierungsmotors 81 wird so eingestellt, dass die Last auf den eingestellten Wert geregelt wird, wie in 9 dargestellt.
Am Wasserzufuhrbedingungs-Einstellabschnitt 134 wird ein Wasserzufuhrmuster aus einer Vielzahl von voreingestellten Wasserzufuhrmustern unter Verwendung von Berührungsschaltern eingestellt. Beispielsweise wird ein Wasserzufuhrmuster aus gar keiner Wasserzufuhr (Trockenbearbeitung), kontinuierlicher Wasserzufuhr (Nassbearbeitung) und während der Bearbeitung einsetzender Wasserzufuhr ausgewählt. Der Wert, der am Wasserzufuhrbedingungs-Einstellabschnitt 134 eingestellt wird, wird in einen Musterbestimmungsabschnitt 944 im Steuerabschnitt 9 eingegeben, und das Pumpenansteuerungsmuster 104 wird so eingestellt, dass die Wasserzufuhr entsprechend dem eingestellten Wasserzufuhrmuster gesteuert wird.
Mittels des Voreinstellmittels 13B wird das Bearbeitungsmuster vorab entsprechend dem Material der Linse 1 eingestellt. Zum Beispiel sind ein Schalter zum Wählen von Glas 135, ein Schalter zum Wählen eines im Allgemeinen verwendeten Harzes, wie CR-39 136 (Kunststoff 1 in der Figur), ein Schalter zum Wählen eines harten Harzes für Linsen, wie Polycarbonate 137 (Kunststoff 2 in der Figur) und ein Schalter 138 zum Wählen eines Harzes, das geschmolzene Schleifspäne erzeugt, wie unter Problem, das von der Erfindung zu lösen ist, beschrieben (Kunststoff 3 in der Figur), angeordnet. Wenn einer dieser Schalter 135 bis 138 gewählt wird, werden die Drehzahl der Hauptwelle, die Drehzahl der Linsenwelle, die Last und das Muster der Wasserzufuhr für jeden Bearbeitungsmodus in eine Tabelle 945 im Steuerabschnitt eingesetzt.
Die Feinanpassung kann für jeden Bearbeitungsmodus dadurch vorgenommen werden, dass eine Auswahl mittels des Manuelleinmittels 13A getroffen wird, nachdem einer der Wählschalter 135 bis 138 in dem Voreinstellmittel 13B entsprechend dem Linsenmaterial gedrückt wurde.
Die Bearbeitung, die von der Manuelleinstelleinrichtung 13A oder der Voreinstelleinrichtung 13B gewählt wurde, kann durch Drücken eines Startknopfs, der in der Figur nicht dargestellt ist, gestartet werden.
Obwohl in der Figur nicht dargestellt, kann der Bedienabschnitt 13 ferner einen Abschnitt zum Einstellen des Spanneinrichtungsdrucks, der die Antriebsleistung des Linsenspannermotors 46 einstellt, und einen Abschnitt zum Regulieren des Spanndrucks, der die Steuerparameter entsprechend dem eingestellten Wert reguliert, aufweisen, so dass der Druck, mit dem die Linse 1 gehalten wird, nach Wunsch geändert werden kann.
Die Abläufe bei der Bearbeitung durch die Linsenbearbeitungsvorrichtung 10 unter Verwendung des oben beschriebenen Steuerabschnitts werden im Folgenden mit Bezug auf 14 beschrieben.
In 14 werden die Abläufe, die vom Steuerabschnitt 9 nach Einsetzen der Linse 1 in die Linsenhaltewelle 41 ausgeführt werden, dargestellt. Die Daten über die Form des Linsenrahmens werden an der Rahmenform-Messeinrichtung 900 gemessen und die Schleifposition wird berechnet. Nachdem die am Bedienabschnitt 13 eingestellten Bedingungen gelesen wurden, wird in Schritt S1 die Welle 41R der Linsenhaltewelle 41 durch Ansteuern des Linsenspannermotors 46 in die Linsenhalteposition verlagert, und die Linse 1 wird unter einem Druck festgehalten, der dem Material der Linse 1 entspricht. Die Linseneinheit 4 wird entsprechend den Daten über die Form des Linsenrahmens angehoben oder gesenkt und an der vorgeschriebenen Messposition angeordnet.
In Schritt S2 werden die Stifte 60 und 61 durch Ansteuern des Stiftverfahrmotors 62 mit der konvexen Fläche 1a bzw. der konkaven Fläche 1b der Linse 1 in Berührung gebracht. Die Linse 1 wird durch Ansteuern des Linsenverfahrmotors 45 gedreht. Die Linseneinheit 4 wird aufgrund der Daten über die Form des Linsenrahmens (der Daten über den Umfangsabschnitt der Linse 1) in die Position gehoben oder gesenkt, die dem Drehwinkel der Linse 1 entspricht (die Position für den Abschluss der Bearbeitung des Linsenumfangsabschnitts), und die Position des Abschlusses der Bearbeitung der Linse 1 wird gemessen und im Speichermittel 91 hinterlegt.
Nach Abschluss der Messung wird in Schritt S3 das Grobschleifen durchgeführt. Die Linseneinheit 1 wird durch Verfahren der Basiseinheit 2 und der Hebe- und Senkeinheit 3 in die vorgeschriebene Position relativ zum Hauptdrehwerkzeug 50 gebracht (beispielsweise in die Position direkt oberhalb der Grobschleifeinrichtung 50a in 2). Das Grobschleifen wird durch Ansteuern des Motors 55 mit der vorgeschriebenen Drehzahl durchgeführt, und die Linse 1 wird in etwa die gleiche Form wie die des Linsenrahmens gebracht. Während der Verarbeitung werden die Last, die Drehzahl der Linsenwelle und das Wasserzufuhrmuster aufgrund der eingestellten Werte reguliert.
Wenn das Grobschleifen abgeschlossen ist, wird die Feinbearbeitung oder die Schrägbearbeitung entsprechend dem Vorhandensein oder dem Fehlen einer Schräge unter Verwendung des Hauptdrehwerkzeugs 50 aufgrund der eingestellten Werte durchgeführt (Schritte S4 und S8).
Wenn die Feinbearbeitung abgeschlossen ist, wird die Polierung unter Verwendung des Hauptdrehwerkzeugs 50 aufgrund der eingestellten Werte durchgeführt (Schritte S5 und S9).
Wenn es sich bei dem oben genannten Schleifen um ein Planschleifen handelt, wird die Rillung der Umfangsfläche der Linse unter Verwendung des Drehwerkzeugs 71 durchgeführt (Schritt S6). Im letzten Schritt wird die Fasung des Umfangsabschnitts der Linse mit Hilfe des Drehwerkzeugs 70 durchgeführt (Schritt S7). Eine Reihe von Verarbeitungsschritten wird abgeschlossen wie oben beschrieben.
Die Einstellung der Bearbeitungsbedingungen durch den Bedienabschnitt 13 und den Steuerabschnitt 9, die oben beschrieben sind, wird im Folgenden beschrieben.
15 zeigt ein Beispiel für die Einrichtung der in 12 dargestellten Tabelle. 15(A) zeigt eine Tabelle für das Grobschleifen und 15(B) zeigt eine Tabelle für die Feinbearbeitung.
Für Glas, CR-39 (Kunststoff 1) und Polycarbonate (Kunststoff 2), bei denen es sich um bekannte Materialien handelt, werden die Bearbeitungsbedingungen vorab wie folgt eingestellt: Schleifgeschwindigkeit: 1000 m/min; Drehzahl der Linsenwelle: 5 bis 6 UpM; Schleifrichtung: abwärts gerichtet; Last: 34,3 bis 39,2 N (3,5 bis 4 kgf); Trockenbearbeitung ohne Wasserzufuhr beim Grobschleifen; und Nassbearbeitung mit kontinuierlicher Wasserzufuhr bei der Feinbearbeitung. (Wenn der Wert von einem Bereich dargestellt wird, wird der mittlere Wert für die Einstellung verwendet.)
Wie unter Aufgabe, die von der Erfindung zu lösen ist, beschrieben, konnte im Falle eines neuen Linsenmaterials, wie eines Linsenmaterials aus duroplastischem Harz, das einen hohen Schleifwiderstand zeigt, aufgrund der gelegentlichen Anhaftung von Schleifspänen in Form von Bändern oder Schnüren am Umfangsabschnitt der Linse bei der Trocken- oder der Nassbearbeitung nach dem Grobschleifen bisher keine zufriedenstellende Bearbeitung erreicht werden, wenn Werte für herkömmliche Materialien, wie die Werte für Glas oder Kunststoff 2, die in Tabelle 15(A) dargestellt sind, verwendet wurden.
Im Falle einer Linse, die eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit zeigt und die aus einem Polyurethanmaterial gebildet ist, das aus einer aliphatischen Diisocyanatverbindung, einem Hydroxylgruppen enthaltenden Vorläufer, der ausgewählt ist aus Polyesterglycolen, Polyetherglycolen und Mischungen dieser Glycole, und einem primären aromatischen Diamin-Härtungsmittel besteht, wie in den japanischen Patent-Offenlegungsschriften (Nationale Phase unter PCT) Nr. 2000-511231 und 2002-504935 offenbart, wie unter Aufgabe, die von der Erfindung zu lösen ist, beschrieben, besteht das Problem, dass die geschmolzenen Schleifspäne, die band- oder schnurförmig sind, hin und wieder am Umfangsabschnitt der bearbeiteten Linse haften, wenn die Bearbeitung unter Verwendung einer herkömmlichen Einrichtung durchgeführt wird, und die Bearbeitung, die nach dem obigen Schritt durchgeführt wird, wie eine Feinbearbeitung, Fasung und Rillung, gelegentlich beeinträchtigt ist.
Die Schleifspäne, die vom Umfangsabschnitt der Linse entfernt werden, haften gelegentlich am Innenumfang der Einrichtung und sammeln sich dort an, was die Bewegung der Werkzeuge und der Linse beeinträchtigt.
Ein Beispiel für die oben beschriebene Linse ist aus Polyurethan gebildet, das durch Umsetzen eines Polyesterglycols oder eines Polyetherglycols mit einem massegemittelten Molekulargewicht von etwa 600 bis etwa 1200 mit 4,4'-Methylenbis(cyclohexylisocanat) in relativen Mengen, die 2,5 bis 4,5 NCO pro OH und vorzugsweise 3 bis 3,5 NCO pro OH entsprechen, erhalten wird, um ein Prepolymer zu bilden, gefolgt von der Umsetzung des gebildeten Prepolymers mit einem Härtungsmittel aus einem aromatischen Diamin in relativen Mengen, die 0,95 bis 1,02 NH₂/1,0 NCO und vorzugsweise 0,96 bis 1,0 NH₂/1,0 NCO entsprechen. Die Linse, die aus dem Harz mit der obigen Zusammensetzung besteht, wird als Polyurethanlinse bezeichnet, die schwierig zu beschleifen ist.
In der oben beschriebenen herkömmlichen Einrichtung kann die Last nach Wunsch eingestellt werden. Auch wenn die Last geändert werden kann, kann die Last in Richtung einer Erhöhung der Last ausgehend vom Normalwert (etwa 34 bis 39 N (etwa 3,5 bis 4,0 kgf)) geändert werden, d.h. in Richtung einer Verkürzung der Bearbeitungszeit, beispielsweise in eine Last von 39 N (4,0 kgf) oder mehr, kann aber nicht auf einen Wert geändert werden, der kleiner ist als der Normalwert (34 N (3,5 kgf)). Daher findet sich bei der Bearbeitung der Polyurethanlinse, die schwierig zu beschleifen ist, keine Bedingung, die die Bildung von Spänen in Form von Bändern oder Schnüren verhindert.
Als Ergebnis des Schleifversuchs unter Verwendung der Linsenbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, dass, wenn die Polyurethanlinse, die schwierig zu beschleifen ist, unter Schleiflasten bearbeitet wurde, die unter dem normalen Wert (etwa 34 bis 39 N (3,5 bis 4,0 kgf)) lagen, wie in der folgenden Tabelle dargestellt, es nicht zu einem Anhaften von geschmolzenen Schleifspänen kam und die Späne unter Lasten unterhalb von 29 N (3 kgf) zu Pulver wurden. Unter der oben genannten Bedingung konnte eine ausgezeichnete feinbearbeitete Fläche erhalten werden. Das Schmelzen der Späne konnte verhindert werden, und die Größe der Späne nahm ab, wenn die Last weiter vermindert wurde. Jedoch nahm die Bearbeitungszeit aufgrund der Verminderung der Last zu. Im Versuch zeigte sich, dass sowohl die Bearbeitbarkeit als auch die Bearbeitungszeit zufriedenstellend waren, wenn die Last bei 19 N (2 kgf) lag, was unter dem üblichen Wert liegt. Tabelle 1

(Grobschleifen, Trockenbearbeitung und aufwärts gerichtete Bearbeitung)

Es zeigte sich auch, dass eine aufwärts gerichtete Bearbeitung und eine Trockenbearbeitung als Bedingungen in Tabelle 1 notwendig waren. Sowohl beim abwärts gerichteten Schneiden als auch bei der Nassbearbeitung kam es zu einem Schmelzen der Schleifspäne. Als das oben verwendete Drehwerkzeug 50 war eine elektrochemisch abgeschiedene Diamantscheibe einer gesinterten Diamantscheibe aufgrund der besseren Schleifeigenschaften überlegen.
Da die Last der Linsenbearbeitungsvorrichtung von der Lastanpassungseinheit 8 nach Wunsch verändert werden kann und eine große Bandbreite von Materialien durch den Bedienabschnitt 13 behandelt werden können, kann eine Polyurethanlinse, die schwierig zu beschleifen ist, zuverlässig bearbeitet werden, wenn die Drehzahl der Hauptwelle, die Drehzahl der Linsenwelle, die Schleifrichtung (Drehrichtung der Linsenwelle), die Last und das Wasserzufuhrmuster nach Wunsch eingestellt werden.
In der Steuertabelle für die Lastregulierungseinheit 8, die in 9 dargestellt ist, entspricht die Kennlinie L1 einer Last von 39 N (4 kgf), die Kennlinie L2 entspricht einer Last von 34 N (3,5 kgf) und die Kennlinie L3 entspricht einer Last von 2 kgf.
Wenn die in 15(A) und 15(B) dargestellten Werte im Schalter 138 der Voreinstelleinrichtung als Kunststoff 3 eingestellt werden, kann die Linse, die schwierig zu beschleifen ist, leichter bearbeitet werden.
Beim Grobschleifen der Linse, die schwierig zu beschleifen ist, kann das Schmelzen von Schleifspänen zuverlässig verhindert werden, wenn die Last auf einen Wert unter 3 kgf eingestellt wird, die Trockenbearbeitung unter der Bedingung einer aufwärts gerichtete Bearbeitung durchgeführt wird, die Schleifgeschwindigkeit auf einen Wert erhöht wird, der um mindestens 10 % über dem herkömmlichen Wert liegt, und die Drehzahl der Linsenhaltewelle auf einen Wert erhöht wird, der etwa doppelt so hoch ist wie der herkömmliche Wert. Die Schleifgeschwindigkeit ändert sich abhängig von den Drehzahlen der Hauptwelle und der Linsenwelle. In den obigen Ausführungen wurde die Drehzahl der Linsenwelle vernachlässigt, da die Drehzahl der Linsenwelle viel geringer ist als die Drehzahl der Hauptwelle. Zum Einstellen einer exakten Schleifgeschwindigkeit werden die Drehzahl der Linsenwelle und die Drehrichtung (die Schleifrichtung) berücksichtigt. Wenn der Außendurchmesser Φ des Hauptdrehwerkzeugs konstant ist, kann die Drehzahl der Hauptwelle in der Tabelle statt der Schleifgeschwindigkeit aufgeführt werden.
Beim Feinbearbeiten der Linse, die schwierig zu beschleifen ist, werden, wie von Kunststoff 3 in 15(B) dargestellt, die Schleifgeschwindigkeit und die Drehzahl der Linsenwelle in die üblichen Werte (Glas ~ Kunststoff 2) geändert, und die Wasserzufuhrbedingung wird von Trockenbearbeitung in während der Bearbeitung einsetzende Nassbearbeitung geändert, während die Last und die Schleifrichtung die gleichen bleiben wie beim Grobschleifen. Unter diesen Bedingungen kann eine ausgezeichnete Feinbearbeitung erreicht werden.
Vorzugsweise liegt der Zeitpunkt, zu dem während der Bearbeitung die Trockenbearbeitung in die Nassbearbeitung geändert wird, im letzten Schritt oder in einem der späteren Schritte der Bearbeitung. Zum Beispiel kann die Trockenbearbeitung in die Nassbearbeitung geändert werden, wenn der noch zu beschleifende Rand in radialer Richtung 0,1 bis 0,2 mm beträgt. Für die Feinbearbeitung der Linse, die schwierig zu beschleifen ist, kann eine auf herkömmliche Weise gesinterte Diamantschleifeinrichtung für die Feinbearbeitung als Drehwerkzeug 50 verwendet werden. Vorzugsweise werden die Schleifgeschwindigkeit und die Drehzahl der Linsenwelle geändert, wenn das Drehwerkzeug 50 gewechselt wird.
Wenn die oben genannten Bearbeitungsbedingungen am Wählschalter 138 der Voreinstelleinrichtung eingestellt werden und das Grobschleifen und die Feinbearbeitung der Linse 1 durchgeführt werden, sind die Beziehungen zwischen der Schleifgeschwindigkeit (der Drehzahl der Hauptwelle) oder der Wasserzufuhrbedingung und der Zeit wie in 16 dargestellt.
Für das Grobschleifen wird die Trockenbearbeitung bei hoher Schleifgeschwindigkeit (beispielsweise 1256 m/min) durchgeführt, wie in 16(A) dargestellt. Wenn das Grobschleifen beendet ist, wird, wie in 16(B) dargestellt, die Schleifgeschwindigkeit gesenkt und die Feinbearbeitung wird entsprechend der Trockenbearbeitung gestartet. Zum Zeitpunkt t im letzten Feinbearbeitungsschritt wird die Wasserzufuhr gestartet und die Kühlflüssigkeit wird auf die Linse 1 gespritzt. Somit wird die Bearbeitung im späteren Feinbearbeitungsstadium in die Nassbearbeitung geändert.
Da von der Lastregulierungseinheit 8 die gewünschte Last eingestellt werden kann, dann die Bearbeitung nicht nur für herkömmliche Materialien, wie Gläser, CR-39 und Polycarbonate, sondern auch für neue Materialien durchgeführt werden. Da die Bearbeitungsrichtung (aufwärts oder abwärts gerichtete Bearbeitung) in jedem Schritt, wie Grobschleifen oder Feinbearbeitung, geändert werden kann, kann die Bearbeitung auch dann zuverlässig durchgeführt werden, wenn die Bearbeitungsbedingungen der einzelnen Schritte sich unterscheiden, wie für die Linse, die schwierig zu beschleifen ist, gezeigt.
In der oben genannten Ausführungsform wird das Gewicht der Linseneinheit 4 entsprechend der Spannung der Feder 84 in der Lastregulierungseinheit 8 eingestellt. Alternativ kann ein elastisches Material als Draht 83 statt der Feder 84 verwendet werden.
In der oben genannten Ausführungsform ist die Bearbeitungsdruck-Regulierungseinheit 8 so aufgebaut, dass die Aufhängung der Linseneinheit 4 sich über dieser befindet. Alternativ kann die Linseneinheit 4 aus einer unteren Position in eine obere Position geschoben werden.
In der obigen Ausführungsform trägt die Lastregulierungseinheit 8 einen Teil des Gewichts der Linseneinheit 4 über die Feder 84. Alternativ kann die Linseneinheit 4 direkt am Draht 83 aufgehängt sein, und die an die Linse 1 angelegte Last kann entsprechend der Antriebskraft oder dem Ansteuerungsmaß des Motors 81 angepasst werden.
In der oben genannten Ausführungsform handelt es sich bei der Linsenbearbeitungsvorrichtung um die sogenannten vertikal bewegte Vorrichtung, welche die Bearbeitung unter Verlagerung der Linse 1 in vertikaler Richtung durchführt. Die vorliegende Erfindung kann auch auf eine Vorrichtung angewendet werden, welche die Bearbeitung dadurch durchführt, dass die Linse von einem Arm getragen wird, der auf herkömmliche Weise in Bezug auf die Hauptwelle schwingt, durchführt.

1: Eine Linse
2: Eine Basiseinheit
3: Eine Hebe- und Senkeinheit
4: Eine Linseneinheit
8: Eine Lastregulierungseinheit
9: Ein Steuerabschnitt
10: Eine Linsenbearbeitungsvorrichtung
12: Ein Anzeigeabschnitt
13: Ein Bedienabschnitt

Claims

Vorrichtung (10) zum Bearbeiten einer Linse (1), die eine Linse (1), die von einer Haltewelle (41) getragen wird, relativ zu einer Hauptwelle (51), die mit einem Drehwerkzeug (50) versehen ist, verfährt und die einen Umfangsabschnitt einer Linse für eine Brille gemäß Daten über die Form einer Linsenfassung bearbeitet, wobei die Vorrichtung folgendes umfasst: eine Anpassungseinrichtung (8) zum Anpassen einer Kraft, das die Kraft ändert, mit der die Linse (1) an das Drehwerkzeug (50) gepresst wird; eine Kühleinrichtung, die eine Kühlflüssigkeit auf die Linse (1) spritzt; eine Einstelleinrichtung (13) zum Einstellen von Bearbeitungsbedingungen, die Steuerbedingungen für die Anpassungseinrichtung (8) zum Anpassen der Kraft in jedem Bearbeitungsschritt für die Linse (1) einstellt; und eine Steuereinrichtung (9), die die Anpassungseinrichtung (8) zum Anpassen der Kraft aufgrund der Steuerbedingungen, die von der Einstelleinrichtung (13) zum Einstellen der Bearbeitungsbedingungen eingestellt werden, steuert; dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner folgendes aufweist: eine Antriebseinrichtung (45) zum Antreiben einer Linsenwelle, die die Drehzahl und die Drehrichtung der Haltewelle (41) ändert; wobei die Einstelleinrichtung (13) auch der Einstellung von Steuerbedingungen für sowohl die Antriebseinrichtung (45) zum Antreiben der Linsenwelle als auch die Kühleinrichtung in jedem Bearbeitungsschritt für die Linse (1) dient; und wobei die Steuereinrichtung auch die Antriebseinrichtung (45) zum Antreiben der Linsenwelle und die Kühleinrichtung aufgrund der Steuerbedingungen, die von der Einstelleinrichtung (13) zum Einstellen der Bearbeitungsbedingungen eingestellt werden, steuert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einstelleinrichtung (13) zum Einstellen von Bearbeitungsbedingungen in jedem Bearbeitungsschritt die Steuerbedingungen für jedes Material für die Linse (1) im Voraus einstellt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Steuereinrichtung (9) eine Einrichtung zum Umschalten einer Kühlbedingung aufweist, die während der Bearbeitung zwischen Durchführung und Unterbrechung der Einspritzung von Kühlflüssigkeit durch die Kühleinrichtung umschaltet, und die Einstelleinrichtung zum Einstellen der Bearbeitungsbedingungen in jedem Bearbeitungsschritt eine Durchführung oder Unterbrechung der Einspritzung einstellt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Vorrichtung ferner folgendes aufweist: eine Einrichtung zum Antreiben einer Hauptwelle (51), die die Drehzahl der Hauptwelle (51) ändert; und die Einstelleinrichtung (13) zum Einstellen der Bearbeitungsbedingungen die Drehzahl der Hauptwelle (51) in jedem Bearbeitungsschritt für die Linse (1) einstellt und die Steuereinrichtung (9) die Antriebseinrichtung (55) zum Antreiben der Hauptwelle (51) aufgrund der Drehgeschwindigkeit, die von der Einstelleinrichtung (13) zum Einstellen der Bearbeitungsbedingungen eingestellt wird, steuert.
Verfahren zum Bearbeiten einer Linse (1) unter Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1, welches das Verfahren einer Brillenlinse (1), die von der Haltewelle (41) gehalten wird, relativ zur Hauptwelle (51), die das Drehwerkzeug (50) aufweist, und das Bearbeiten eines Umfangsabschnitts des Linse (1) gemäß den Daten über die Form der Linsenfassung in einer Vielzahl von Schritten umfasst, wobei das Verfahren folgendes umfasst: Einstellen einer Kraft mittels der Anpassungseinrichtung (8), die die Last ändert, mit der die Linse (1) an das Drehwerkzeug (50) gedrückt wird; Antreiben der Linsenwelle mittels der Antriebseinrichtung (45), die die Drehzahl und die Drehrichtung der Haltewelle (41) ändert; Spritzen einer Kühlflüssigkeit auf die Linse (1) mittels der Kühleinrichtung; Einstellen von Bearbeitungsbedingungen mittels der Einstelleinrichtung (13), die Steuerbedingungen für sowohl die Einstelleinrichtung (8) zum Einstellen der Kraft, die Antriebseinrichtung (45) zum Antreiben der Linsenwelle als auch die Kühleinrichtung in jedem Bearbeitungsschritt für die Linse (1) einstellt, und Steuern der Anpassungseinrichtung (8) zum Anpassen der Kraft, der Antriebseinrichtung (45) zum Antreiben der Linsenwelle und der Kühleinrichtung durch die Steuereinrichtung aufgrund von Steuerbedingungen, die von der Einstelleinrichtung (13) zum Einstellen der Bearbeitungsbedingungen eingestellt wurden.
Verfahren nach Anspruch 5, welches umfasst: einen Grobschleifschritt, in dem die Linse (1) mit einer zuvor eingestellten Kraft an das Drehwerkzeug (50) gedrückt wird, um die Linse grob zu schleifen, und einen Feinbearbeitungsschritt, in dem die Linse (1) mit einer zuvor eingestellten Kraft an das Drehwerkzeug gedrückt wird, die Feinbearbeitung der Linse (1) ohne Einspritzen einer Kühlflüssigkeit begonnen wird, mit dem Einspritzen von Kühlflüssigkeit während der Feinbearbeitung begonnen wird und die Feinbearbeitung unter Einspritzen von Kühlflüssigkeit abgeschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Kräfte je nach dem Material der Linse (1) verändert werden.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Linse (1) mit einem Harz auf Polyurethanbasis gebildet wird, die Kräfte auf einen Wert von 19,6 N (2 kgf) oder größer und kleiner als 29,4 N (3 kgf) eingestellt werden und die Drehung der Haltewelle (41) und die Drehung der Hauptwelle (51) gleichsinnig eingestellt werden.