JP2004306190A - Curvature setting device for polishing tool - Google Patents

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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a curvature setting device for a polishing tool, accurately measuring the height of a vertex of a dome part of a polishing tool in a simple structure. <P>SOLUTION: A height measuring device 75 is fitted to a slider 16 elevated by a stepping motor 162. The height measuring device 75 is composed of a freely vertically elevated height detection means 88, a detection means 170 and a zero point adjusting mechanism 171. The height detection means 88 is composed of a rod 174 and a contact terminal 175, and the contact terminal 175 is pushed up by expansion of the dome part 25A. The detection means 170 uses a photo sensor composed of a light emitting diode 181a and a photo transistor 181b, detects the rod 174 when the contact terminal 175 is pushed up by the dome part 25A, and transmits the detection signal to a control part. The zero point adjusting mechanism 171 includes an adjusting screw 185, wherein a holding member 178 is moved up and down by the adjusting screw 185, thereby adjusting the height of the height measuring device 75 so that the detection means 170 detects the height detection means 88. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨治具用曲率設定装置に関し、特に、プラスチックレンズのトーリック面、非球面、非トーリック面、任意の自由曲面形状等からなる凹面を研磨する研磨装置に用いられる研磨治具のバルーン部材のドーム状表面の曲率をレンズの研磨したい面の形状に応じて自動的に設定する研磨治具用曲率設定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、NC制御のカーブジェネレータで球面やトーリック面形状に切削されたレンズの凹面を研磨装置によって研磨するには、研磨したい凹面の形状に略一致する凸面を有する金属製の研磨治具に研磨パッドを貼付け、これを研磨したい凹面に押し付けた状態で研磨治具とレンズを相対的に摺動させることにより行っていた。したがって、このような研磨方法では研磨したいレンズの凹面の形状毎に異なった研磨治具を用意する必要がある。例えば、乱視矯正用のトーリックレンズの場合、トーリック面(円弧を、その円弧と同一面内にあり円弧の曲率中心を通らない軸の回りに回転させて得られる面の一部)が3000〜4000種類にも及ぶため、その数だけの研磨治具を用意する必要があった。このため、研磨治具の製造コストが嵩むばかりか、多数の研磨治具を整然と保管するために広い収納スペースを必要とし、またその管理も煩雑であった。
【0003】
また、球面やトーリック面だけではなく、非球面(頂点から周辺にかけて曲率が連続的に変化する回転面の一部)形状、非トーリック面(曲率が異なる互いに垂直な主経線をもつ面で、少なくとも一方の主経線の断面が円ではない面)形状、累進多焦点レンズのような自由曲面形状など複雑な形状の凹面を形成する場合があり、このような場合には従来の研磨治具を用いた研磨方法では、研磨できないという問題があった。そこで、このような問題を解決するための方法として、例えば特許文献1に記載された研磨装置とその研磨治具が提案されている。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−117604号公報
【0005】
上記特開2000−117604号公報に開示された研磨装置は、被研磨物を保持する保持具と、空気圧によってドーム状に膨らまされる可撓性シートを有する研磨治具と、前記可撓性シートの表面に貼付けられる研磨パッドとを備え、前記保持具の左右および前後往復運動と、前記研磨治具の首振り旋回運動により研磨の軌跡が1周毎に少しずつずれる無軌道研磨軌跡で前記被研磨物の被研磨面を、前記研磨パッドと前記被研磨面との間に供給される研磨剤によって研磨するようにしたものである。
【0006】
このように、空気圧によってドームの曲率を変化させると、1つの治具で広い範囲の凹面形状に対応できるため、凹面の形状毎に異なった研磨治具を用意する必要がなく、研磨治具の数を大幅に削減することができる利点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記した研磨治具の使用に当たっては、作業性を向上させる上でドームの曲率設定作業を被研磨面の曲率に応じて自動的に行い得るようにした装置の開発が望まれている。
【0008】
上記した特開2000−117604号公報に開示された研磨装置は、可撓性シートの内圧を変えることによってドーム部の曲率を設定しているが、圧力の変動量に対するドーム部の変形量が大きい場合には曲率に応じた圧力調整が難しい場合があり、また可撓性シートの劣化により同じ圧力であっても所望の曲率が得られなくなる場合もある。
【0009】
そこで、本発明者らは、予めドーム部の頂点高さと曲率との相関を測定しておき、エアの供給によりバルーン部材のドーム部を、その頂点高さが所望の曲率に相応する高さになるまで膨張させてドーム部の形状を設定する方法を用いることを考えた。
【0010】
かかる方法を用いた装置の実用化に当たっては、頂点高さを簡便な操作で正確に測定でき、また簡単な構造で安価な装置であることが望まれる。また、測定精度を維持するためには定期的な調整が必要になるが、その調整作業も容易であることが望まれる。
【0011】
本発明は上記した従来の課題および要請に応えるべくなされたもので、その目的とするところは、曲率が異なる種々のドーム部の頂点高さを比較的簡単な構造で正確に測定することができ、また曲率設定作業の操作も簡便な研磨治具用曲率設定装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第1の発明は、研磨治具のバルーン部材にエアを供給することにより前記バルーン部材の表面をドーム状に膨張させて所定の曲率に設定する研磨治具用曲率設定装置であって、前記研磨治具のバルブが接続されるエア注入口を有し前記研磨治具が設置される設置台と、スライダを昇降させるステッピングモータと、前記バルーン部材の高さ測定位置の上方に位置するように前記スライダに取付けられ前記バルーン部材のドーム部表面の頂点高さを測定する高さ測定装置と、前記ステッピングモータにパルス信号を送り制御する制御部と、前記制御部に前記バルーン部材の表面の頂点高さのデータを入力する高さ入力手段とを備え、前記高さ入力手段から入力された前記頂点高さデータに対応した高さに前記高さ測定装置を位置させ、エアの供給によって膨張した前記バルーン部材の表面の頂点高さを前記高さ測定装置が検知することによりエアの供給を停止して前記バルーン部材の表面の曲率を設定するものである。
【0013】
第1の発明においては、バルーン部材にエアを供給するとその表面がドーム状に膨張する(以下、このドーム状に膨張する部分をドーム部という)。ドーム部の頂点高さと曲率との間には相関があるため、この相関を予め測定しておき、ドーム部の頂点高さを高さ測定装置によって測定することにより、ドーム部が所定の曲率になったか否かを判定することができる。
実際の測定に当たっては、ステッピングモータによって高さ測定装置を所定の高さに移動させるようにしているので、曲率が異なる種々のドーム部であっても、0.1mm程度の微小な高さの変化の測定が可能である。高さ測定装置がドーム部の頂点高さを検知すると、その検知信号は制御部に送出される。制御部はこの検知信号が入力されることによりドーム部の曲率が所定の曲率になったと判定する。また、制御部は当該制御部に入力されたデータに対応する高さと前記高さ測定装置で検出された高さとが等しくなると、エアの供給を停止させる。
【0014】
第2の発明は、上記第1の発明において、前記高さ測定装置が、前記バルーン部材のドーム状表面の頂点に接触する上下動自在な高さ検出手段と、この高さ検出手段がバルーン部材によって押し上げられると、当該高さ検出手段を検知する検知手段とを備えているものである。
【0015】
第2の発明においては、エアの供給によってドーム部を膨張させると高さ検出手段がドーム部によって押し上げられる。この高さ検出手段が一定量上昇すると、検知手段は高さ検出手段を検知する。
【0016】
第3の発明は、上記第2の発明において、前記高さ検出手段を検知する前記検知手段がフォトセンサであるものである。
【0017】
第3の発明においては、フォトセンサを用いているので、構造が簡単で安価な検知手段が得られる。
【0018】
第4の発明は、上記第1、第2または第3の発明において、前記高さ測定装置がゼロ点調整機構を介してスライダに高さ調整自在に取付けられているものである。
【0019】
第4の発明においては、ゼロ点調整機構が高さ測定装置のゼロ点調整を行う。ゼロ点調整は、基準面からの高さを正確に検知できるようにスライダに対する高さ測定装置の高さを調整することである。
【0020】
第5の発明は、上記第4の発明において、スライダを所定の高さまで上昇させた位置を原点位置とし、前記原点位置から所定のパルス数のパルス信号を前記制御部より前記ステッピングモータに送って前記スライダをこのパルス数に応じた距離だけ下降させた位置をゼロ点調整位置とし、前記原点位置から前記高さデータに対応する高さ位置まで降下するのに必要なパルス数のパルス信号を前記制御部から前記ステッピングモータに送り、前記スライダを降下させるものである。
【0021】
第5の発明においては、ステッピングモータによってスライダを原点位置から所要のパルス数に相応する距離だけ降下させると、高さ測定装置は高さ入力手段から入力された頂点高さデータに対応した高さに位置する。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係る研磨治具用曲率設定装置の一実施の形態を示す正面図、図2は同じく曲率設定装置を示す側断面図、図3は設置台に研磨治具を設置した状態を示す平面図、図4は図3のIV−IV線における拡大断面図、図5はエア注入口部の構造とバルブを示す断面図、図6はエア供給時のカバー部材の状態を示す断面図、図7は高さ測定装置の断面図である。図8は同じく曲率設定装置が用いられる研磨装置の概略構成図、図9は研磨パッドが取付けられた研磨治具を示す平面図、図10は同じく研磨治具を示す底面図、図11は図9のXI−XI線断面図、図12は研磨治具の高さとバルーン部材のドーム部の曲率半径との関係を示す図、図13は研磨パッドを示す平面図、図14は研磨パッドの締付部材を示す斜視図、図15(a)、(b)は無軌道研磨軌跡を示す図、図16(a)、(b)、(c)は高さ測定装置のゼロ点調整とドーム部の頂点高さの測定を説明するための図、図17は曲率設定装置によるバルーン部材の曲率設定操作の手順を示すフローチャート、図18は高さ測定装置の取付構造の他の実施の形態を示す図、図19は曲率設定装置のブロック図である。
【0023】
本発明に係る研磨治具用曲率設定装置は、眼鏡レンズの凹面を研磨するための研磨装置に用いられるものである。本実施の形態においては、乱視矯正用のプラスチックレンズのトーリック面からなる凹面を研磨する場合に適用した例を示す。研磨するレンズとしては、ウレタン系またはエピチオ系の樹脂からなる凸面だけが仕上げられたセミフィニッシュレンズを使用した。
【0024】
先ず、本発明に係る研磨治具用曲率設定装置を説明する前に研磨装置と、この研磨装置に用いられる研磨治具の構成等について概略説明する。
図8において、全体を符号1で示す眼鏡レンズの研磨装置は、床面に設置された装置本体2と、この装置本体2に紙面において左右方向に移動自在でかつ水平な軸3を中心として紙面と直交する方向に回動自在に配設された門型のアーム4と、このアーム4を左右方向に往復移動させるとともに紙面と直交する方向に回動させる図示しないアーム用駆動装置と、前記アーム4に設けられレンズ5がレンズ保持体7を介して取付けられるレンズ取付部6と、このレンズ取付部6の下方に位置するように前記装置本体2に配設され、図示しない治具用駆動装置により垂直な軸線Kを中心として首振り旋回運動(自転はしない)を行う揺動装置8等を備えている。また、前記揺動装置8上に着脱自在に設けられた研磨治具9、この研磨治具9に着脱自在に取付けられた研磨パッド10、前記レンズ取付部6を昇降させるレンズ用昇降装置11等を備えている。前記揺動装置8は、垂直な回転軸21に対して揺動角度α(例えば、5°)で首振り旋回運動するように傾斜して取付けられ、上面に前記研磨治具9が設置されている。
【0025】
このような研磨装置1は、研磨治具9の構造が新しい点を除いて従来から広く使用されているもので、例えば一般に市販されているLOH社製の汎用の研磨装置(TORO−X2SL)がレンズ5を研磨するために用いられている。
【0026】
前記レンズ5は、凸面5aだけが仕上げられたセミフィニッシュレンズからなり、予め3次元NC制御を行うカーブジェネレータによって凹面5bが所定のトーリック面形状に切削加工されている(加工精度3μm以内:レンズ径50mm、最大表面粗さRy0.3〜0.5μm)。このカーブジェネレータおよび前記研磨装置1にレンズ5を取付けるため、予めレンズ凸面5aには、例えばLOH社製のレイアウトブロッカーと呼ばれる装置によって前記レンズ保持体7が取付けられる。
【0027】
前記レンズ保持体7は、工具鋼等からなるヤトイ13と、このヤトイ13とレンズ5を接着する接着剤16とで構成されている。接着剤16としては、通常低融点合金、例えばビスマス、鉛、錫、インジウム、ガリウムからなる合金(融点約49℃)が用いられる。
【0028】
研磨装置1によるレンズ5の凹面研磨は、アーム4のレンズ取付部6に凹面5bが切削加工されたレンズ5をレンズ保持体7を介して装着し、研磨パッド10が取付けられた研磨治具9を揺動装置8に取付け、レンズ用昇降装置11によってレンズ5を下降させて凹面5bを研磨パッド10の表面に押し付ける。この状態で研磨剤を研磨パッド10の表面に供給するとともに、アーム4を左右および前後方向に往復運動させながら揺動装置8を首振り旋回運動させる。これらの運動により、研磨の軌跡が図15(a)または(b)に示すように1周毎に少しずつずれる無軌道研磨軌跡でレンズ5の凹面5bを前記研磨パッド10と研磨剤とによって研磨し、所望のトーリック面に仕上げる。研磨代は5〜9μm程度である。研磨剤としては、例えば酸化アルミナ、ダイヤモンドパウダー等の研磨材(砥粒)を研磨液(例えば、硝酸水溶液)に分散させた溶液状のものが用いられる。
【0029】
図4、図5、図9〜図11において、前記研磨治具9は、弾性材料によってカップ状に形成された背面側が開放するバルーン部材25と、このバルーン部材25の下面側開口部を閉塞し内部を気密に保持する固定具26と、前記バルーン部材25の内部にエア23を供給するバルブ27とで構成されている。
【0030】
前記バルーン部材25は、正面視形状が略楕円形で表面が扁平または緩やかな凸曲面からなるドーム部25Aと、このドーム部25Aの外周より下方に向かって一体に延設された略楕円形の筒部25Bと、この筒部25Bの後端に一体に延設された環状の内フランジ25Cとで構成されている。
【0031】
バルーン部材25の材質としては、例えば硬度が20〜50度(JIS)の天然ゴムに近い合成ゴム(例えば、IIR)または天然ゴムが用いられる。バルーン部材25の厚さTは全体にわたって略均一で、約0.5〜2mm(通常1mm程度の等厚)である。バルーン部材25の大きさは、研磨するレンズ5の大きさや研磨したい面の形状に応じて複数種類用意することが好ましい。
【0032】
図4および図11において、前記固定具26は、積層配置される内側固定具29と外側固定具30の2部材からなり、これらによってバルーン部材25の前記筒部25Bの下端部と内フランジ25Cを内側と外側から挟持することにより、バルーン部材25の下面側開口部を気密に封止している。
【0033】
前記内側固定具29は、バルーン部材25の筒部25Bの内側の形状と略同一の大きさの楕円板からなり、前記バルーン部材25のドーム部25Aとともに密閉空間32を形成している。
【0034】
前記外側固定具30は、上方に開放する楕円形のカップ状に形成した本体30Aと、この本体30Aの下面に一体に突設された突条体30Bとで構成され、本体30Aの凹陥部36に前記内側固定具29が前記バルーン部材25の筒部25Bとともに嵌挿され、複数個の止めねじ37によって固定されている。これにより、バルーン部材25の内フランジ25Cは凹陥部36の底面に押し付けられ、バルーン部材25の密閉空間32を気密に保持している。
【0035】
外側固定具30の突条体30Bは、外側固定具30の凹陥部36の長径方向において本体30A下面の全長にわたって延在し、この突条体30Bの下面には2つの係合凹部38,39と、本体30Aの上面に開放する貫通孔42(図10、図11)が形成され、左右両側面には係合溝40(図4、図10)がそれぞれ全長にわたって形成されている。
【0036】
図5において、前記バルブ27は、上端部が前記内側固定具29に設けたねじ孔41に螺合し、下端部が前記外側固定具30の貫通孔42内に位置するバルブ本体43を備え、このバルブ本体43内にはボール44、円錐コイルばね45,46、排気用ピン47、受座48およびEリング49が組み込まれている。
【0037】
前記バルブ本体43の内部は、仕切壁50によって上下2つの室51a,51bに仕切られており、これら両室を仕切壁50に設けた連通孔52によって連通可能にしている。前記ボール44は、上側の室51aに収納され、円錐コイルばね45によって下方に付勢されることにより、通常前記連通孔52の上側開口部に形成した弁座53に着座することにより連通孔52を閉塞している。
【0038】
前記排気用ピン47は、前記下側の室51bに上下動自在に配設されて前記受座48とEリング49を貫通し、円錐コイルばね46によって下方に付勢されることにより通常前記受座48に押し付けられている。排気用ピン47の上端47aは前記連通孔52に遊挿されて前記ボール44と近接して対向し、下端部47bが前記バルブ本体43の下方に突出している。
【0039】
図9、図10、図13および図14において、前記レンズ5の凹面5bの研磨に用いられる前記研磨パッド10は、例えばポリウレタン、フェルト、または不織布等の繊維性の布や合成樹脂等を材料とするシート材によって形成されたもので、前記バルーン部材25のドーム部25Aの正面視形状と略同一の大きさの楕円形に形成された研磨部55(図13)と、この研磨部55の周縁から外側に伸びる複数本の固定片56とで構成されている。研磨部55は、外周より中心に向かって形成された複数の溝57により放射状に分割形成された8個の花弁片58で構成されている。前記固定片56は、前記8個の花弁片58のうち、長軸方向と短軸方向に位置する4つの花弁片58の外縁を径方向にそれぞれ延設することにより形成されている。
【0040】
このような研磨パッド10は、ばね材によってリング状に形成された図14に示す締付部材60によって前記研磨治具9に着脱自在に取付けられる。研磨パッド10の取付けに際しては、予めエア23の供給によってバルーン部材25のドーム部25Aを所定の形状に膨張させた後、このドーム部25Aの上に研磨パッド10の研磨部55を載置する。次に、締付部材60の両端部60a,60bを指で挟んでその間隔を狭めることにより締付部材60を拡径化させ、この状態で締付部材60を固定片56に上方から押しつけて下方に折り曲げ外側固定具30の外周に嵌着する。そして、両端部60a,60bから指を離すと、締付部材60は元の小径な形状に復帰するため固定片56を締付けて外側固定具30の外周に押し付け、もって研磨パッド10の取付けが終了する。
【0041】
次に、本発明に係る研磨治具用曲率設定装置の構造等について説明する。
図1〜図7および図19において、全体を符号70で示す研磨治具用曲率設定装置は、作業台71上に設置された箱型の筐体72と、この筐体72の上面後端部で幅方向中央に立設された縦長箱型のカバー73とを備え、また筐体72の一側には、前記バルーン部材25にエア23を供給する前記エア供給装置(エアコンプレッサー)77が配設されている。
【0042】
前記筐体72の上面中央には、前記研磨治具9を前後方向に往復移動させる研磨治具搬送装置74が設置され、前面には操作部80が設けられ、内部には制御部82が配設されている。筐体72の上面板72Aは、前記研磨治具搬送装置74が設置される基台を形成している。
【0043】
前記カバー73は前面下部が開放して前記研磨治具搬送装置74の後半部を収納しており、内部上方には前記バルーン部材25のドーム部25Aの頂点高さを測定する高さ測定装置75と、この高さ測定装置75を昇降させる昇降装置76が配設されている。
【0044】
前記操作部80には、電源スイッチ81、レンズ5の指示書にしたがってバルーン部材25のドーム部25Aの頂点高さを前記制御部82に入力するための高さデータ入力手段83、スタート釦84、一時停止釦85等が設けられている。この場合、本実施の形態においては、高さデータ入力手段83として操作釦を用いた例を示しているが、これに限らず例えばキーボード、バーコードリーダ、外部に接続されたコンピュータ、ネットワーク経由でのデータ入力等であってもよい。
【0045】
前記研磨治具搬送装置74は、上方および下方に開放した前後方向に長い箱型の固定ケース90と、この固定ケース90の上面開口部の一部を覆うように当該ケース90内に前後方向に移動自在に配設され前記研磨治具9が設置される設置台91と、この設置台91を治具装着位置C と高さ測定位置C との2位置間において往復移動させる駆動装置92等で構成されている。治具装着位置C は、研磨治具搬送装置74の上面前方位置であり、高さ測定位置C は研磨治具搬送装置74の上面後方位置で、高さ測定装置75の真下の位置である。
【0046】
前記固定ケース90は、前記筐体72の基台72A上に前後に対向して設置された2枚の端板94,94(図2)と、これらの端板94,94を連結する左右対称的な一対の外枠96,96(図4)とで構成されている。外枠96は、金属板の折曲加工によってコ字状に形成されることにより、垂直板96aと、上側水平片96bおよび下側水平片96cとで構成されている。また、上側水平片96bは、図3に示すように全長にわたって幅が一定ではなく、前半部96b−1の幅が後半部96b−2の幅より狭く設定されており、左右の外枠96,96の上側水平片96bの前半部96b−1間の間隔D が前記外側固定具30の突条体30Bの幅より僅かに広く設定されている。一方、後半部96b−2間の間隔D は、前半部96b−1間の間隔D より狭く設定され、その対向する内側先端部196c,196cは研磨治具9が高さ測定位置C に移動したとき、前記突条体30Bの係合溝40(図4)に係入することにより、バルーン部材25へのエア供給時における研磨治具9のエア23による浮き上がりを規制している。そして、内側先端部分196cの前端部分196eは、係合溝40への係入がスムーズに行くようにするために切り溝196dの形成によって上方に適宜角度をもって折り曲げられている。
【0047】
各外枠96の下側水平片96cは、前記基台72Aの上面から離間しており、適宜な隙間Gが設定されている。この隙間Gは、固定ケース90の上方側開放部から研磨剤がケース内部に浸入した場合、ケース外部への研磨剤の流出を可能にしている。なお、外枠96の前後両端は前後の端板94の内側面に取付けた支持部材154によって支持されている。
【0048】
前記設置台91は、フッ素樹脂等の摩擦係数の小さい材料によって矩形板状に形成され、上面中央には前記外側固定具30の突条体30Bが嵌合する嵌合溝97(図4)が形成されている。また、嵌合溝97の底面は、バルーン部材25のドーム部25Aの頂点高さを測定するときの基準面(H)を形成しており、エア注入口部95と、前後一対の位置決め用ピン99a,99b(図11)が設けられている。一方、設置台91の下面両側部寄りには、それぞれ前後2つずつ合計4つからなる駆動力伝達用の係合部100(図4)が形成されている。係合部100は、水平断面円形(または矩形)の凹部によって形成されている。このような設置台91は、通常前記研磨治具搬送装置74の前記治具装着位置C に停止した状態で上方から前記研磨治具9が設置される。設置台91が高さ測定位置C に位置している状態での嵌合溝97の上面と前記上側水平片96bの後半部96b−2の内側先端部196c下面との高さ間隔は、前記外側固定具30の突条体30Bの係合溝40より下の部分の高さと同じになるように構成されているので、研磨治具9が高さ測定位置C に移動すると、突条体30Bの下面と嵌合溝97の上面(高さ測定の基準面)とが接触した状態で研磨治具9が固定される。
【0049】
図5および図6において、前記研磨治具用曲率設定装置70のエア注入口部95は、前記注入口部材98と、この注入口部材98を覆うカバー部材102とで構成されている。
【0050】
前記注入口部材98は、円板状の本体98Aと、この本体98Aの下面中央に一体に突設された雄ねじ部98Bとからなり、本体98Aの上面中央に凹部103が形成され、内部にはエア注入口104が形成されている。前記凹部103の内径は、前記排気用ピン47の下端部47bの外径より大きく設定され、排気用ピン47の遊嵌を可能にしている。前記エア注入口104は、本体98Aの中心を通る径方向に形成された横孔104Aと、上端が前記横孔104Aに連通し下端が前記雄ねじ部98Bの下面に開放する垂直な縦孔104Bとによって形成され、横孔104Aの両端の開口部104aが本体98Aの外周面にそれぞれ開放している。なお、横孔104Aはこれに限らず、例えば図5に2点鎖線105で示すように斜めに形成し、本体98Aの上面外周部に形成した斜面106に開口させてもよい。
【0051】
前記雄ねじ部98Bは、内部に前記縦孔104Bを有する筒状に形成され、外周に前記設置台91の上面に形成したねじ孔111に螺合する雄ねじが形成されている。前記ねじ孔111は前記エア23の供給通路を形成し、前記エア供給装置77に配管112(図1)を介して接続されている。
【0052】
前記カバー部材102は、ゴム等の弾性材料によってカップ状に形成されることにより、中央に丸い開口115を有する円板状の弾性変形部102Aと、この弾性変形部102Aの外周に一体に連設され前記本体98Aの外周を取り囲む円筒部102Bとで構成されている。前記弾性変形部102Aは、エア供給時以外は図5に示すように注入口部材98の上面116に密着しており、研磨剤がエア注入口104に浸入するのを防止している。
【0053】
前記円筒部102Bは、前記弾性変形部102Aより厚肉に形成されて下端部が前記注入口部材98の本体98Aの外周面下端部に溶着等によって固定されている。また、円筒部102Bの内周面と前記本体98Aの外周面との間には、環状の隙間120が形成されており、この隙間120に前記エア注入口104が連通している。また、円筒部102Bは、外径が前記外側固定具30の貫通孔42の孔と同程度か若干小さく設定されることにより、貫通孔42への嵌合を容易にしているが、エア23の供給によってカバー部材102内の圧力、すなわち前記隙間120内の圧力が高くなると、外側に弾性変形して前記貫通孔42の内壁に押し付けられるように構成されている。
【0054】
前記エア供給装置77からエア23を注入口部材98に供給すると、エア23はエア注入口104を通って隙間120に導かれ、カバー部材102内の圧力を上昇させる。このため、弾性変形部102Aは図6に示すように上方に弾性変形して注入口部材98の上面116から離間し、バルブ本体43の下面43aに密着し、エア注入口104とバルブ27の下側の室51b(図5)とを連通させる。エア23が下側の室51bに供給されると、下側の室51bの圧力が上昇するため、この圧力によってボール44が円錐コイルばね45に抗して押し上げられて連通孔52を開く。したがって、エア23は連通孔52を通ってバルーン部材25内に注入され、ドーム部25Aを膨張させる。
【0055】
ドーム部25Aの頂部が所定の高さになり、エア23の供給を停止すると、エア注入口104内の圧力が低下するため、弾性変形部102Aは、元の状態に弾性復帰し、注入口部材98の上面116に密着する。また、エア23の注入停止により、下側の室51b内の圧力も低下するため、ボール44が円錐コイルばね45のばね力によって下降して連通孔52を閉塞し、もってバルーン部材25へのエア23の注入が終了する。なお、バルーン部材25の内部を大気圧に戻すときは、排気用ピン47によってボール44を押し上げてバルブ27の連通孔52を開き、バルーン部材25の密閉空間32を大気に開放させればよい。
【0056】
図2および図4において、前記設置台91を前後方向に直線往復移動させる前記駆動装置92としては、市販のロッドレスエアシリンダが用いられる。このロッドレスエアシリンダ92は、前後方向に長いシリンダ本体150と、このシリンダ本体150によって前後方向に直線往復移動される可動部材151とで構成されている。シリンダ本体150は、上面がガイド部材152によって覆われ、下面側に開口部が長手方向の略全長にわたって形成され、内部に図示しないピストンが摺動自在に組み込まれており、前後端が前記各端板94,94にそれぞれ固定されている。
【0057】
前記可動部材151は、金属板の折曲げ加工によって正面視形状が上方に開放するコ字状に形成されることにより、底部151Aと、左右方向に対向する一対の側部151B,151Cとで構成されている。底部151Aは、前記シリンダ本体150の下方に位置し、シリンダ本体150内のピストンに対して連結部材153を介して固定されている。また、底部151Aは前記基台72Aの上面から離間している。
【0058】
前記各側部151B,151Cは、上端面の前後端に上方に向かって一体に突設された係合部155a(図2)をそれぞれ有している。各側部151B,151Cの係合部155aは、前記設置台91の係合部100に下方からそれぞれ係入されており、これらの係合部100と155aとで前記シリンダ本体150の駆動力を前記設置台91に伝達する駆動力伝達部を形成している。すなわち、ロッドレスエアシリンダ92の駆動時に係合部155aが係合部100の内壁を押圧するため、設置台91は可動体151と一体に移動する。なお、係合部155aの上端は係合部100に接触していない。これは、駆動力伝達部が単に駆動力を伝達するだけで、研磨治具9を含む設置台91の重量を支持しないようにするためである。支持した場合は、その重量によって設置台91や可動部材151が歪み、設置台91の円滑な移動が得られなくなる。
【0059】
前記ガイド部材152は、前記シリンダ本体150の上面全体を覆っており、上面に前記設置台91が前後方向にスライド自在に載置されている。また、ガイド部材152は、左右両側端に下方にそれぞれ折り曲げ形成された折曲片152a,152aを一体に有している。ガイド部材152はシリンダ本体150の上面に必要により介在部材156を介して載置され、ガイド部材152の前後両端は、前後の端板94の内側面に取付けた支持板157によって支持されている。そして、ガイド部材153はシリンダ本体の上面を覆っているので、固定ケース90上方の開口から侵入した研磨剤がシリンダ本体に直接降りかかるのを防止している。
【0060】
図2において、前記昇降装置76は、前記カバー73の背面板に垂直に取付けられたZ軸ガイド160と、前記高さ測定装置75が搭載されたスライダ161と、このスライダ161を前記Z軸ガイド160に沿って昇降させる駆動装置162等で構成されている。この駆動装置162には、ステッピングモータを使用した。
【0061】
ステッピングモータは、1パルス信号当たりのステップ角度が決まっており、入力パルス信号に応じて所定のステップ角度ずつ運動するモータであり、1ステップ当たりの角度誤差が少なく高精度な駆動制御が行え、しかも連続的に回転させた場合でも誤差は累積されず、また、停止中もその位置の自己保持力があるため位置制御に適したモータである。このようなステッピングモータを研磨治具用曲率設定装置70の駆動装置162に適用することにより簡易な構造で高精度な高さ測定が可能である。ここで、本実施の形態では、基本ステップ角度0.72度のステッピングモータを使用しているが、さらに微小な位置調整を可能とするために、後述する駆動回路196により回転角度を20分割してマイクロステップさせ、1パルス当たり0.036度の回転角度で駆動させている。なお、ステッピングモータはこれに限らず、例えばリニアステッピングモータを用いてもよい。
【0062】
前記高さ測定装置75は、図7に示すように前記高さ検出手段88と、この高さ検出手段88を検知する検知手段170と、前記検知手段170が設置台91の基準面H(図16)からの高さを検知できるように検知手段170の高さを手動で調整するゼロ点調整機構171とで構成されている。
【0063】
前記高さ検出手段88は、筒体172にベアリング173を介して摺動自在に嵌挿されたロッド174と、このロッド174の下端に取付けられた接触端子175と、ロッド174の上端部に嵌合されビス176によって固定された抜け止めリング177とで構成されている。前記抜け止めリング177は、前記筒体172の上端部を支持する保持部材178の上面に載置されており、これによりロッド174が筒体172から落下するのを防止している。接触端子175の下面は平坦面に形成されており、ドーム部25Aの頂点Pと接触する。
【0064】
前記検知手段170は、発光部(発光素子としては例えば発光ダイオード)181aと、受光部(受光素子としては例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトIC)181bとからなるフォトセンサが用いられ、ホルダー180に取付けられている。本実施の形態では、発光素子が発光ダイオード、受光素子がフォトトランジスタからなるフォトセンサを使用している。ホルダー180は、前記保持部材178の上方に位置するように連結板182を介して保持部材178に取付けられており、先端部が前記ロッド174の上方に位置している。また、このホルダー180は、前記ロッド174の上端部が挿入可能が貫通孔(または凹部)183を有し、この貫通孔183の内壁に前記発光ダイオード181aとフォトトランジスタ181bが互いに対向するように周方向に180°離間して埋設されている。フォトトランジスタ181bは、発光ダイオード181aから出た光を受光して電気信号に変換し、前記制御部82に送出するように構成されている。前記ロッド174が上昇して発光ダイオード181aの光を遮るとフォトトランジスタ181bの出力信号が変化し、これにより高さ検出手段88が検知手段17によって検知される。
【0065】
前記ゼロ点調整機構171は、前記筒体172を保持する保持部材178と、この保持部材178を上下動させる調整用ねじ185と、この調整用ねじ185が取付けられたねじ用支持部材186等で構成されている。
【0066】
調整用ねじ185は、前記保持部材178が螺合され、上端につまみ185Aを一体に有し、またこのつまみ185Aと前記ねじ用支持部材186との間の部分にはロックナット190が螺合している。一方、調整用ねじ185の下端側にはリング191が取付けられており、このリング191と前記保持部材178との間には圧縮コイルばね192が弾装され、前記保持部材178のバックラッシュによるがたつきを防止している。前記ねじ用支持部材186は、前記スライダ161の下面に固定されている。
【0067】
前記制御部82は、入力された頂点高さのデータに応じて高さ測定装置75の高さを変えるように駆動装置162を制御する機能と、検知手段170からの検知信号に応じて前記配管112の途中に設けたバルブ166(図1)を開閉しエア23の供給を制御する機能等を有している。
【0068】
次に、曲率設定方法および研磨治具用曲率設定装置70によるバルーン部材25の曲率設定操作の手順を図16および図17に基づいて説明する。
先ず、以下の手順にしたがって高さ測定装置75のゼロ点調整を行う。
ゼロ点調整とは、高さ測定装置75が基準面Hからの高さを正確に検出できるようにするために行うもので、高さ測定装置75が基準面Hの高さをゼロとして検知するように、スライダ161に対する高さ測定装置75の高さ位置を調整することである。
このゼロ点調整を行なう際には、スライダ161を図16(a)に示すように最下点位置(ゼロ点調整位置Q )に位置させる。このゼロ点調整位置Q は、高さゼロを検知する場合の位置であり、予め設定されているスライダ161の原点位置Q から所定のパルス数(本実施例では20,000パルス)のパルス信号をステッピングモータ162に送り下降させた位置である。
【0069】
原点位置Q は、高さ測定装置75の高さや研磨治具の高さ測定範囲等を考慮して所定の高さに設定されている。本実施例では、スライダ161を上昇させたときに原点位置決めセンサ163による検知信号によりスライダ161がZ軸ガイド上の所定の高さでとまるようしてあり、その位置を原点位置Q としている。なお、以下の説明では、スライダ161のZ軸ガイド上の位置をパルス数で表す場合は、スライダ161を上昇させるパルスをプラス、下降させるパルスをマイナスとしてカウントし、原点位置Q の位置をパルス数20,000とし、ゼロ点調整位置Q をパルス数ゼロとしている。
【0070】
スライダ161をゼロ点調整位置Q に下降させた状態において、接触端子175は下面が基準面Hに接触し、抜け止めリング177が保持部材178の上面に接触または上方に離間し、ロッド174の上端が検知手段170より上方または下方のいずれに位置していてもよいが、図16(a)においては抜け止めリング177が保持部材178から離間し、ロッド174の上端が検知手段170より下方に位置し、発光ダイオード181aの光を遮らない状態を示している。
【0071】
次に、調整ねじ185を回転させて保持部材178を徐々に下降させ、発光ダイオード181aから出た光をロッド174が遮りフォトセンサ170が検知した瞬間に調整ねじ185の回転を止め、その位置で保持部材178を固定し、高さ測定装置75のゼロ点調整を終了する(この状態を二点鎖線で示す)。この時、ゼロ点調整位置Q において、接触端子175が基準面Hに接触し、かつ検知手段170が高さ検出手段88を検出した状態であり、パルス数ゼロのときに高さ測定装置75によって検知される高さがゼロに調整されたことになる。
【0072】
なお、スライダ161をゼロ点調整位置Q にしたとき、接触端子175が基準面Hに当たった状態で、ロッド174の上端が検知手段170より上方に位置するときは、ロッド174が発光ダイオード181aの光を遮らないようになるまで保持部材178を上昇させた後、上記した方法でゼロ点調整すればよい。
【0073】
また、スライダ161をゼロ点調整位置Q にした時に、接触端子175が基準面Hに接触しない場合は、接触端子175が基準面Hに当接するまで調整ねじ185を回して保持部材178を下降させた後、上記した方法でゼロ点調整すればよい。
また、ゼロ点調整機構の調整範囲内で、接触端子175を基準面Hに接触させることができない場合や、ロッド174の上端を検知手段170より下方に位置させることができない場合は、原点位置Q を変更したり、原点位置Q からゼロ点調整位置Q まで下降させるパルス数を変更して、ゼロ点調整可能にすればよい。
ゼロ点調整機構は、スライダ161に対する高さ測定装置の高さ位置を微調整することができれば特にその構造は限定されず、例えば図18のように調整ねじ185を上下反転させて、保持部材178を支持部材186の上側に上下動可能に取付けてもよい。
【0074】
次に、電源スイッチ81をONにし(図17のステップ200)、設置台91を治具装着位置C に移動復帰させる(ステップ201)。また、ステップ202でステッピングモータ162にパルス信号を送りスライダ161を原点位置Q まで上昇させ、高さ測定装置を上方に待機させる(図16(b))。スライダ161が所定の位置まで上昇すると原点位置決めセンサ163がスライダ161を検知し、その検知信号が制御部に送られると制御部によりステッピングモータ162の駆動が停止され、原点位置Q にスライダ161が停止する。
【0075】
次ぎに、研磨すべきレンズ5の指示書の加工指示欄に記載されている研磨治具9を選択して設置台91に設置する(ステップ203)。この時、バルーン部材25には研磨パッド10が未だ取付けられていない。研磨治具9を設置台91に設置するには、図5に示すように研磨治具9を設置台91に載置して注入口部材98を貫通孔42にカバー部材102を介して嵌挿するとともに、図11に示す位置決め用凹部38,39と位置決めピン99a,99bを係合させることにより、研磨治具9を設置台91に対して前後左右方向に位置決めすればよい。この状態において、バルブ本体43の下面43aが図5に示すようにカバー部材102の弾性変形部102Aの上面と僅かな隙間を保って対向し、排気用ピン47の下端部が凹部103内に遊挿され、バルーン部材25へのエア23の供給が可能な状態となる。
【0076】
次に、設置台91に設置された研磨治具9のバルーン部材25の頂点高さのデータを指示書にしたがって確認し、そのデータを高さデータ入力手段83により制御部82に入力する(ステップ204)。
【0077】
データ入力と研磨治具9の設置台91への設置が終了すると、スタート釦84を操作する(ステップ205)。これにより、制御部82が入力されたデータに基づいて演算処理し、ステッピングモータ162を所定のパルス数だけ駆動してスライダ161を原点位置Q から図16(c)に示すように所定量下降させ、高さ測定装置75を入力データに応じた所定の高さ位置に保持する(ステップ206)。
【0078】
ステッピングモータ162の制御について図19によりさらに詳しく説明すると、制御部82に入力され頂点高さデータ記憶部193に記憶されている頂点高さデータを、演算処理部194においてパルス数に換算して、スライダ161の原点位置Q のパルス数からこの頂点高さのパルス数を引いたパルス数を算出し、そのパルス数のパルス信号をパルス発振器195から発生させ、駆動回路196にてステッピングモータ駆動信号に変換してステッピングモータ162に送り、ステッピングモータ162を駆動させスライダ161を下降させる。
【0079】
例えば、ゼロ点調整位置Q から原点位置Q までの高さh を100mm(パルス数20,000)とし、バルーン部材25のドーム部25Aのエア注入後の頂点高さWを28mm(パルス数5600)とすると、スライダ161を初期位置から72mm(100−28、パルス数14,400)だけ下降させる。
【0080】
また、高さ測定装置75の下降開始と略同時にエアシリンダ92が駆動して設置台91が治具装着位置C から高さ測定位置C へ移動を開始する(ステップ207)。この設置台91の移動は、ロッドレスエアシリンダ92の可動部材151がシリンダ本体150によって移動されると、可動部材151の係合部155a(図4)が設置台91の係合部100を可動部材151の移動方向に押圧し、設置台91をガイド部材152の上面に沿って移動させることにより行われる。高さ測定装置75と設置台91のそれぞれの移動速度は、設置台91の高さ測定位置C への到着が高さ測定装置75の所定位置到着より先になるように設定されている。
【0081】
高さ測定装置75と研磨治具9が所定位置に移動し、その移動完了が確認されると(ステップ208)、制御部82からの信号によってバルブ166を開き、エア供給装置77からエア23を注入口部材98に供給し、バルーン部材25への注入を開始する(ステップ209)。バルーン部材25にエア23が供給されると、ドーム部25Aは密閉空間32内の圧力上昇に伴い徐々に膨張して頂点P(図7)の高さが高くなる。そして、頂点高さが所定の高さ、すなわち制御部82に入力した値と等しくなると、頂点Pが接触端子175の下面に接触してこれを押し上げる。このため、ロッド174の上端部が貫通孔183に下方から挿入されて発光ダイオード181aから出ている光を遮り、頂点高さが所定の高さになったことを検知する(ステップ210)。
【0082】
ロッド174が発光ダイオード181aから出ている光を遮ると、フォトトランジスタ181bが発光ダイオード181aからの光を受光しなくなるため、検知手段170の出力信号が変化し、この出力信号の変化に基づいて制御部82がドーム部25Aの曲率が所定の曲率になったと判定し、バルブ166を閉じることによりエア供給装置77からのエア23の供給を停止させる(ステップ211)。
【0083】
前記密閉空間32にエア23を注入し、ドーム部25Aを膨張させると、ドーム部25Aの中心軸を含む断面の曲率半径が楕円の短軸方向(図9Y方向)で最小となり、長軸方向(図9X方向)で最大となるトーリック面に近い形状が形成される。この場合、ドーム部25Aの曲率半径は、図12に示すようにドーム部25Aの中央高さ(頂点高さ)に応じて変化するため、高さ測定装置75によってドーム中央の高さを測定し調整することにより、ドーム部25Aの曲率半径を所望の曲率半径にすることができる。なお、図12はドーム部25Aの長軸が90mmφ、長軸に対する短軸の比率が0.9のバルーン部材25を備えた研磨治具9における治具高さ(研磨治具底面からドーム部中央までの高さ)とドーム部25Aの曲率半径の関係を示す図である。
【0084】
バルーン部材25に対するエア23の注入が終了すると、高さ測定装置75を原点位置Q に復帰させ(ステップ212)、設置台91を治具装着位置C に復帰させ(ステップ213)、さらに研磨治具9を設置台91から取外すと(ステップ214)、研磨治具用曲率設定装置70によるバルーン部材25の曲率設定操作が終了し(ステップ215)、電源スイッチをOFFにする(ステップ216)。さらに、他のバルーン部材25の曲率設定操作を継続して行う場合は、上記ステップ203以下の操作を繰り返し行う。
【0085】
バルーン部材25にエア23が注入された研磨治具9は、設置台91から取外された後、研磨パッド10が取付けられ、図8に示した研磨装置1の揺動装置8に装着されることにより、レンズ5の凹面研磨に供される。
【0086】
このような研磨治具用曲率設定装置70においては、高さ測定装置75を昇降させる駆動装置162としてステッピングモータを用いているので、高さ測定装置75の高さをステッピングモータ162の1パルス当たりの回転角度に対応する高さずつ変化させることができ、ドーム部の曲率が微妙に異なる各種のバルーン部材25の頂点高さを正確に測定することができる。
【0087】
また、高さ測定装置75は、上下動自在な接触型の高さ検出手段88と、高さ検出手段88を検知する検知手段170とを備えているので、直接バルーン部材の頂点高さを測定する場合のような複雑な構造や高価な高さ検出手段を必要とせず、構造が簡単で安価である。
【0088】
また、ゼロ点調整機構171を備え、設置台91の研磨治具9が設置される面を基準面Hとし、この基準面Hに接触端子175を接触させることにより、高さ測定装置75のゼロ点調整を行うようにしているので、実際に研磨治具を取付ける面でゼロ点調整しているので正確に調整でき、しかも調整も容易なので、測定精度を維持できる。また、制御部82にバルーン部材25の頂点高さのデータを指示書にしたがって入力するだけで、高さ測定装置75を入力データに応じた所定の高さ位置に自動的にセットすることができ、装置の取り扱いが容易で作業者の負担を軽減することができる。
【0089】
また、パルス数カウントの原点位置を上方に設け、ゼロ点調整位置Q を原点位置Q から所定パルス数下方に位置させ、ゼロ点調整時に高さ測定装置75を最下点位置まで下降させ、基準面Hに対して調整するようにしているため、原点位置Q とゼロ点調整位置Q が違っていても基準面に対する高さを正確に測定できる。また、正確に高さを測定するためにはスライダ161を一度原点位置Q に戻し、原点位置Q から所定のパルス数送るようにすることが重要であるが、原点位置Q を上方に位置させているため、スライダ161を原点位置Q に戻す際に、研磨治具9と高さ測定装置75とをぶつける心配がない。
【0090】
なお、上記した実施の形態では検知手段170としてギャップ型のフォトセンサを用いたが、これに限らず反射型のフォトセンサを用いてもよい。
また、本実施の形態では、設置台91が治具装着位置C と高さ測定位置C 間を移動して研磨治具9を搬送する例を示したが、これに限らず設置台91を高さ測定装置75の真下に位置するように高さ測定位置C に固定配置してもよい。
【0091】
次に、第2の実施の形態として、スライダ161のゼロ点調整位置Q と原点位置Q とを同じ高さにした場合について、図20、図21を参照して説明する。図20は第2の実施の形態にかかる曲率設定装置によるバルーン部材の曲率設定操作の手順を示すフローチャートであり、図21(a)、(b)、(c)は第2の実施の形態における高さ測定装置のゼロ点調整とドーム部の頂点高さの測定を説明する図である。
この第2の実施の形態は、スライダの最下点位置をゼロ点調整位置Q およびパルス数カウントの原点位置Q とし、この原点位置Q から所定パルス数上昇させた位置を初期位置Q としている以外は第1の実施の形態と同じである。
【0092】
ゼロ点調整を行なう際には、スライダ161を図21(a)に示すように最下点位置(ゼロ点調整位置Q 、原点位置Q )に位置させる。このゼロ点調整位置(原点位置)は、ゼロ点調整機構によりゼロ点調整可能な任意の位置に設定すればよく、この位置をパルス数ゼロ位置として、第1の実施例と同様の方法によりゼロ点調整を行う。
【0093】
次に曲率設定操作の手順について、第1の実施の形態と相違する点について説明する。
第2の実施の形態においてはステップ202’でステッピングモータ162にパルス信号を送り、スライダ161を初期位置Q まで上昇させ、高さ測定装置を上方に待機させる(図21(b))。この初期位置Q は前記したとおり原点位置Q から所定のパルス数(第2の実施の形態においてはパルス数20,000)上昇させた位置としている。
【0094】
ステップ206では、制御部が入力されたデータに基づいて演算処理しステッピングモータ162を所定のパルス数だけ駆動してスライダ161を初期位置Q から図21(c)に示すように所定量下降させ、高さ測定装置75を入力データに応じた所定の高さ位置に保持する。例えば、ゼロ点調整位置Q (原点位置Q )から初期位置Q までの高さh を100mm(パルス数20,000)とし、バルーン部材25のドーム部25Aのエア注入後の頂点高さをWを28mm(パルス数5,600)とすると、スライダ161を初期位置から72mm(100−28、パルス数14,400)だけ下降させる。
【0095】
ステップ212’では、バルーン部材25に対するエア23の注入が終了すると、高さ測定装置75を初期位置に復帰させる。
【0096】
上記した以外のステップは第1の実施の形態と同じなので説明を省略する。
この第2の実施の形態の場合は、ゼロ点調整位置(原点位置)をゼロ点調整可能な任意の位置に設定し、この位置のパルス数をゼロと設定すればよいため、第1の実施例のように所定の原点位置にスライダ161を位置させるための特別な構造を必要としないという利点を有する。
【0097】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る研磨治具用曲率設定装置によれば、曲率が異なる各種のバルーン部材の頂点高さを自動的に測定することができ、曲率設定作業を自動化することができる。また、高さ測定装置を搭載したスライダの駆動装置としてステッピングモータを用いているので、構造簡易にして高精度な制御が可能でバルーンの頂点高さを高精度に測定することができ、安価な曲率設定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る研磨治具用曲率設定装置の一実施の形態を示す正面図である。
【図2】同じく曲率設定装置を示す側断面図である。
【図3】設置台に研磨治具を設置した状態を示す平面図である。
【図4】図3のIV−IV線における拡大断面図である。
【図5】エア注入口部の構造とバルブを示す断面図である。
【図6】エア供給時の弾性部材の状態を示す断面図である。
【図7】高さ測定装置の断面図である。
【図8】同じく曲率設定装置が用いられる研磨装置の概略構成図である。
【図9】研磨パッドが取付けられた研磨治具を示す平面図である。
【図10】同じく研磨治具を示す底面図である。
【図11】図9のXI−XI線断面図である。
【図12】研磨治具の高さとバルーン部材のドーム部の曲率半径との関係を示す図である。
【図13】研磨パッドを示す平面図である。
【図14】研磨パッドの締付部材を示す斜視図である。
【図15】(a)、(b)はそれぞれ研磨装置の無軌道研磨軌跡を示す概念図である。
【図16】(a)、(b)、(c)は高さ測定装置のゼロ点調整とドーム部の頂点高さの測定を説明するための図である。
【図17】曲率設定装置によるバルーン部材の曲率設定操作の手順を示すフローチャートである。
【図18】高さ測定装置の取付構造の他の実施の形態示す図である。
【図19】曲率設定装置のブロック図である。
【図20】第2の実施の形態にかかる曲率設定装置によるバルーン部材の曲率設定操作の手順を示すフローチャートである。
【図21】(a)、(b)、(c)は第2の実施の形態における高さ測定装置のゼロ点調整とドーム部の頂点高さの測定を説明する図である。
【符号の説明】
1…研磨装置、5…レンズ、5a…凸面、5b…凹面、9…研磨治具、23…エア、25…バルーン部材、25A…ドーム部、27…バルブ、70…研磨治具用曲率設定装置、74…研磨治具搬送装置、75…高さ測定装置、77…エア供給装置、83…高さデータ入力手段、88…高さ検出手段、91…設置台、170…検知手段、162…ステッピングモータ、170…検知手段(フォトセンサ)、171…ゼロ点調整機構、174…ロッド、175…接触端子、181a…発光ダイオード、181b…フォトトランジスタ、C …治具装着位置、C …高さ測定位置、H…基準面。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a curvature setting device for a polishing jig, and in particular, a balloon of a polishing jig used for a polishing device for polishing a concave surface having a toric surface, an aspheric surface, a non-toric surface, and an arbitrary free-form surface shape of a plastic lens. The present invention relates to a curvature setting device for a polishing jig that automatically sets the curvature of a dome-shaped surface of a member according to the shape of a surface of a lens to be polished.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to polish a concave surface of a lens which has been cut into a spherical surface or a toric surface shape by an NC control curve generator using a polishing apparatus, a metal polishing jig having a convex surface substantially matching the shape of the concave surface to be polished is provided with a polishing pad. And the polishing jig and the lens are relatively slid while being pressed against the concave surface to be polished. Therefore, in such a polishing method, it is necessary to prepare a different polishing jig for each concave shape of the lens to be polished. For example, in the case of a toric lens for correcting astigmatism, a toric surface (a part of a surface obtained by rotating an arc around an axis that is in the same plane as the arc and does not pass through the center of curvature of the arc) is 3000 to 4000. Since there are many types, it was necessary to prepare as many polishing jigs. For this reason, not only the manufacturing cost of the polishing jig is increased, but also a large storage space is required for orderly storing a large number of polishing jigs, and the management thereof is complicated.
[0003]
In addition to spherical and toric surfaces, aspheric surfaces (parts of the rotating surface whose curvature continuously changes from the vertex to the periphery) and non-toric surfaces (surfaces having mutually perpendicular principal meridians with different curvatures, at least In some cases, a concave surface having a complicated shape such as a shape in which the cross section of one main meridian is not a circle or a free-form surface such as a progressive multifocal lens may be formed. In such a case, a conventional polishing jig is used. The conventional polishing method has a problem that it cannot be polished. Therefore, as a method for solving such a problem, for example, a polishing apparatus and a polishing jig described in Patent Document 1 have been proposed.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-117604 A
[0005]
The polishing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-117604 includes a holder for holding an object to be polished, a polishing jig having a flexible sheet that is expanded in a dome shape by air pressure, and the flexible sheet. A polishing pad attached to the surface of the polishing tool, wherein the polishing target is reciprocally moved back and forth and back and forth by the holding jig, and the polishing locus is slightly shifted every rotation by the swinging movement of the polishing jig. The surface to be polished of the object is polished by an abrasive supplied between the polishing pad and the surface to be polished.
[0006]
As described above, when the curvature of the dome is changed by air pressure, a single jig can cope with a wide range of concave shapes. Therefore, it is not necessary to prepare a different polishing jig for each concave shape, and the polishing jig is not required. There is an advantage that the number can be greatly reduced.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In using the above-mentioned polishing jig, it is desired to develop a device capable of automatically performing a dome curvature setting operation according to the curvature of the surface to be polished in order to improve workability.
[0008]
In the polishing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-117604, the curvature of the dome portion is set by changing the internal pressure of the flexible sheet, but the deformation amount of the dome portion with respect to the fluctuation amount of the pressure is large. In such a case, it may be difficult to adjust the pressure according to the curvature, or the desired curvature may not be obtained even at the same pressure due to deterioration of the flexible sheet.
[0009]
Then, the present inventors previously measured the correlation between the apex height and the curvature of the dome portion, and supplied air to move the dome portion of the balloon member to a height where the apex height corresponded to the desired curvature. We considered using a method of setting the shape of the dome by expanding it to the extent possible.
[0010]
In practical use of an apparatus using such a method, it is desired that the apparatus be capable of accurately measuring the height of the apex by a simple operation and be inexpensive with a simple structure. In addition, periodic adjustment is required to maintain the measurement accuracy, and it is desired that the adjustment work is easy.
[0011]
The present invention has been made in response to the above-mentioned conventional problems and demands, and an object of the present invention is to be able to accurately measure the apex heights of various dome portions having different curvatures with a relatively simple structure. Another object of the present invention is to provide a curvature setting device for a polishing jig in which the operation of the curvature setting operation is simple.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a polishing jig curvature setting in which a surface of the balloon member is inflated into a dome shape by supplying air to the balloon member of the polishing jig to set a predetermined curvature. An apparatus, having an air injection port to which a valve of the polishing jig is connected, an installation table on which the polishing jig is installed, a stepping motor for raising and lowering a slider, and a height measurement position of the balloon member. A height measuring device attached to the slider so as to be located above and a vertex height of a surface of the dome portion of the balloon member for measuring a vertex height; a control unit for sending and controlling a pulse signal to the stepping motor; and Height input means for inputting data of vertex height of the surface of the balloon member, wherein the height measurement is performed at a height corresponding to the vertex height data input from the height input means. The height measurement device detects the height of the apex of the surface of the balloon member inflated by the supply of air, and stops the supply of air to set the curvature of the surface of the balloon member. is there.
[0013]
In the first aspect, when air is supplied to the balloon member, the surface of the balloon member expands in a dome shape (hereinafter, the portion expanding in the dome shape is referred to as a dome portion). Since there is a correlation between the apex height of the dome and the curvature, the correlation is measured in advance, and the apex height of the dome is measured by a height measuring device, so that the dome has a predetermined curvature. It can be determined whether or not it has become.
In the actual measurement, the height measuring device is moved to a predetermined height by a stepping motor, so that even in various dome portions having different curvatures, a slight change in height of about 0.1 mm is possible. Can be measured. When the height measuring device detects the height of the top of the dome, the detection signal is sent to the control unit. The control unit determines that the curvature of the dome has reached a predetermined curvature by receiving the detection signal. When the height corresponding to the data input to the control unit is equal to the height detected by the height measuring device, the control unit stops the supply of air.
[0014]
In a second aspect based on the first aspect, the height measuring device includes a vertically movable height detecting unit that contacts a vertex of a dome-shaped surface of the balloon member, and the height detecting unit includes a balloon member. And a detecting means for detecting the height detecting means when pushed up.
[0015]
In the second aspect, when the dome is inflated by supplying air, the height detecting means is pushed up by the dome. When the height detecting means rises by a certain amount, the detecting means detects the height detecting means.
[0016]
In a third aspect based on the second aspect, the detecting means for detecting the height detecting means is a photo sensor.
[0017]
In the third aspect, since a photosensor is used, a simple and inexpensive detecting means can be obtained.
[0018]
In a fourth aspect based on the first, second, or third aspect, the height measuring device is attached to the slider via a zero-point adjusting mechanism so that the height can be adjusted.
[0019]
In the fourth invention, the zero point adjustment mechanism performs zero point adjustment of the height measuring device. Zero point adjustment is to adjust the height of the height measuring device with respect to the slider so that the height from the reference plane can be accurately detected.
[0020]
In a fifth aspect based on the fourth aspect, the position at which the slider is raised to a predetermined height is set as the origin position, and a pulse signal of a predetermined number of pulses from the origin position is sent from the control unit to the stepping motor. A position where the slider is lowered by a distance corresponding to the number of pulses is defined as a zero point adjustment position, and a pulse signal of the number of pulses required to descend from the origin position to a height position corresponding to the height data is transmitted. It is sent from the control unit to the stepping motor to lower the slider.
[0021]
In the fifth invention, when the slider is lowered from the origin position by a distance corresponding to the required number of pulses by the stepping motor, the height measuring device outputs the height corresponding to the vertex height data input from the height input means. Located in.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings.
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a curvature setting device for a polishing jig according to the present invention, FIG. 2 is a side sectional view showing the same curvature setting device, and FIG. FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 3, FIG. 5 is a sectional view showing the structure of the air inlet port and the valve, and FIG. 6 is a sectional view showing the state of the cover member during air supply. FIG. 7 is a sectional view of the height measuring device. 8 is a schematic configuration diagram of a polishing apparatus using the same curvature setting device, FIG. 9 is a plan view showing a polishing jig to which a polishing pad is attached, FIG. 10 is a bottom view showing the same polishing jig, and FIG. 9 is a sectional view taken along the line XI-XI of FIG. 9, FIG. 12 is a view showing the relationship between the height of the polishing jig and the radius of curvature of the dome portion of the balloon member, FIG. 13 is a plan view showing the polishing pad, and FIG. 15 (a) and (b) are diagrams showing trackless polishing trajectories, and FIGS. 16 (a), (b) and (c) are diagrams showing zero point adjustment and height adjustment of the dome portion of the height measuring device. FIG. 17 is a diagram for explaining the measurement of the vertex height, FIG. 17 is a flowchart showing a procedure of a curvature setting operation of the balloon member by the curvature setting device, and FIG. 18 is a diagram showing another embodiment of the mounting structure of the height measurement device. FIG. 19 is a block diagram of a curvature setting device.
[0023]
The curvature setting device for a polishing jig according to the present invention is used for a polishing device for polishing a concave surface of an eyeglass lens. In this embodiment, an example is shown in which the present invention is applied to a case where a concave surface formed of a toric surface of a plastic lens for correcting astigmatism is polished. As a lens to be polished, a semi-finished lens having only a convex surface made of a urethane-based or epithio-based resin was used.
[0024]
First, before describing a curvature setting device for a polishing jig according to the present invention, a polishing device and a configuration of a polishing jig used in the polishing device will be schematically described.
In FIG. 8, a spectacle lens polishing apparatus generally designated by the reference numeral 1 includes an apparatus main body 2 installed on a floor surface, and an apparatus main body 2 which is movable in the left-right direction on the plane of the paper and has a horizontal axis 3 as a center. A gate-shaped arm 4 rotatably arranged in a direction perpendicular to the paper, an arm driving device (not shown) for reciprocating the arm 4 in the left-right direction and rotating the arm 4 in a direction perpendicular to the paper surface, 4 and a lens mounting portion 6 to which a lens 5 is mounted via a lens holder 7, and a jig driving device (not shown) disposed on the device main body 2 so as to be located below the lens mounting portion 6. The swinging device 8 and the like perform a swing motion (does not rotate) around a vertical axis K. Also, a polishing jig 9 removably provided on the swinging device 8, a polishing pad 10 removably mounted on the polishing jig 9, a lens elevating device 11 for elevating the lens mounting portion 6, and the like. It has. The oscillating device 8 is attached to be inclined so as to swing and swing at an oscillating angle α (for example, 5 °) with respect to a vertical rotation axis 21, and the polishing jig 9 is installed on the upper surface. I have.
[0025]
Such a polishing apparatus 1 is widely used from the past except that the structure of the polishing jig 9 is new. For example, a general-purpose polishing apparatus (TORO-X2SL) manufactured by LOH, which is generally commercially available, is used. It is used for polishing the lens 5.
[0026]
The lens 5 is a semi-finished lens having only the convex surface 5a finished, and the concave surface 5b is previously cut into a predetermined toric surface shape by a curve generator that performs three-dimensional NC control (processing accuracy: 3 μm or less: lens diameter). 50 mm, maximum surface roughness Ry 0.3 to 0.5 μm). In order to attach the lens 5 to the curve generator and the polishing apparatus 1, the lens holder 7 is attached to the lens convex surface 5a in advance by an apparatus called a layout blocker manufactured by LOH Corporation.
[0027]
The lens holder 7 includes a toy 13 made of tool steel or the like, and an adhesive 16 for bonding the toy 13 and the lens 5. As the adhesive 16, a low-melting alloy, for example, an alloy (melting point of about 49 ° C.) composed of bismuth, lead, tin, indium, and gallium is generally used.
[0028]
The polishing of the concave surface of the lens 5 by the polishing apparatus 1 is performed by mounting the lens 5 having the concave surface 5 b cut on the lens mounting portion 6 of the arm 4 via the lens holder 7 and the polishing jig 9 to which the polishing pad 10 is mounted. Is attached to the rocking device 8, and the lens 5 is lowered by the lens lifting / lowering device 11 to press the concave surface 5 b against the surface of the polishing pad 10. In this state, the abrasive is supplied to the surface of the polishing pad 10, and the swinging device 8 is swung while the arm 4 is reciprocated in the left-right and front-rear directions. By these movements, the concave surface 5b of the lens 5 is polished by the polishing pad 10 and the abrasive with a trackless polishing locus whose polishing locus slightly shifts every one turn as shown in FIG. 15 (a) or (b). And finish to the desired toric surface. The polishing allowance is about 5 to 9 μm. As the abrasive, for example, a solution in which an abrasive (abrasive) such as alumina oxide or diamond powder is dispersed in a polishing liquid (for example, an aqueous nitric acid solution) is used.
[0029]
4, 5, and 9 to 11, the polishing jig 9 closes a balloon member 25 formed in a cup shape of an elastic material and having an open back surface side, and an opening on the lower surface side of the balloon member 25. It comprises a fixture 26 for keeping the inside airtight, and a valve 27 for supplying air 23 to the inside of the balloon member 25.
[0030]
The balloon member 25 has a dome portion 25A having a substantially elliptical front view shape and a flat or gentle convex surface, and a substantially elliptical shape integrally extending downward from the outer periphery of the dome portion 25A. It is composed of a cylindrical portion 25B and an annular inner flange 25C integrally extended from the rear end of the cylindrical portion 25B.
[0031]
As a material of the balloon member 25, for example, synthetic rubber (for example, IIR) or natural rubber having a hardness of 20 to 50 degrees (JIS) close to natural rubber is used. The thickness T of the balloon member 25 is substantially uniform throughout, and is about 0.5 to 2 mm (usually equal thickness of about 1 mm). It is preferable to prepare a plurality of types of balloon members 25 according to the size of the lens 5 to be polished and the shape of the surface to be polished.
[0032]
4 and 11, the fixing device 26 is composed of two members, an inner fixing device 29 and an outer fixing device 30, which are arranged in a stacked manner. With these components, the lower end portion of the tubular portion 25B of the balloon member 25 and the inner flange 25C are connected. By sandwiching the balloon member 25 from the inside and the outside, the opening on the lower surface side of the balloon member 25 is hermetically sealed.
[0033]
The inner fixture 29 is formed of an elliptical plate having substantially the same size as the inner shape of the cylindrical portion 25B of the balloon member 25, and forms a closed space 32 together with the dome portion 25A of the balloon member 25.
[0034]
The outer fixture 30 is composed of a main body 30A formed in an elliptical cup shape that opens upward, and a ridge 30B integrally protruding from the lower surface of the main body 30A. The inner fixing tool 29 is fitted and inserted together with the cylindrical portion 25B of the balloon member 25, and is fixed by a plurality of set screws 37. As a result, the inner flange 25C of the balloon member 25 is pressed against the bottom surface of the concave portion 36, and the closed space 32 of the balloon member 25 is kept airtight.
[0035]
The ridge 30B of the outer fixture 30 extends over the entire length of the lower surface of the main body 30A in the longitudinal direction of the concave portion 36 of the outer fixture 30, and two engagement recesses 38, 39 are provided on the lower surface of the ridge 30B. A through hole 42 (FIGS. 10 and 11) is formed on the upper surface of the main body 30A, and engagement grooves 40 (FIGS. 4 and 10) are formed on both left and right sides over the entire length.
[0036]
In FIG. 5, the valve 27 includes a valve body 43 having an upper end screwed into a screw hole 41 provided in the inner fixture 29 and a lower end located in the through hole 42 of the outer fixture 30. A ball 44, conical coil springs 45 and 46, an exhaust pin 47, a receiving seat 48, and an E-ring 49 are incorporated in the valve body 43.
[0037]
The inside of the valve body 43 is divided into two upper and lower chambers 51 a and 51 b by a partition wall 50, and these two chambers can be communicated by a communication hole 52 provided in the partition wall 50. The ball 44 is housed in the upper chamber 51a and is urged downward by the conical coil spring 45, so that the ball 44 normally sits on the valve seat 53 formed in the upper opening of the communication hole 52, thereby forming the communication hole 52. Is closed.
[0038]
The exhaust pin 47 is vertically movably disposed in the lower chamber 51b, penetrates through the receiving seat 48 and the E-ring 49, and is normally urged downward by a conical coil spring 46 so that the receiving pin 47 can be moved. It is pressed against the seat 48. An upper end 47a of the exhaust pin 47 is loosely inserted into the communication hole 52 and is opposed to and close to the ball 44, and a lower end 47b protrudes below the valve body 43.
[0039]
9, 10, 13 and 14, the polishing pad 10 used for polishing the concave surface 5 b of the lens 5 is made of, for example, a fibrous cloth such as polyurethane, felt, or non-woven fabric, or a synthetic resin. A polishing portion 55 (FIG. 13) formed of a sheet material to be formed and having an elliptical shape having substantially the same size as the shape of the dome portion 25A of the balloon member 25 when viewed from the front, and a peripheral edge of the polishing portion 55. And a plurality of fixing pieces 56 extending outward from the fixing member 56. The polishing portion 55 is composed of eight petal pieces 58 radially divided by a plurality of grooves 57 formed from the outer periphery toward the center. The fixing piece 56 is formed by extending the outer edges of four petals 58 located in the long axis direction and the short axis direction among the eight petals 58 in the radial direction.
[0040]
Such a polishing pad 10 is detachably attached to the polishing jig 9 by a tightening member 60 shown in FIG. 14 formed in a ring shape by a spring material. When the polishing pad 10 is attached, the dome portion 25A of the balloon member 25 is inflated into a predetermined shape by supplying air 23 in advance, and then the polishing portion 55 of the polishing pad 10 is placed on the dome portion 25A. Next, the both ends 60a and 60b of the tightening member 60 are sandwiched between fingers to reduce the distance therebetween, thereby increasing the diameter of the tightening member 60. In this state, the tightening member 60 is pressed against the fixing piece 56 from above. It is bent downward and fitted to the outer periphery of the outer fixture 30. Then, when the finger is released from both ends 60a and 60b, the fastening member 60 returns to the original small diameter shape by fastening the fixing piece 56 and pressing the fixing piece 56 against the outer periphery of the outer fixing tool 30, thereby completing the mounting of the polishing pad 10. I do.
[0041]
Next, the structure and the like of the curvature setting device for a polishing jig according to the present invention will be described.
1 to 7 and FIG. 19, a curvature setting device for a polishing jig generally denoted by reference numeral 70 includes a box-shaped housing 72 installed on a work table 71 and a rear end portion of an upper surface of the housing 72. And a vertically long box-shaped cover 73 erected at the center in the width direction. The air supply device (air compressor) 77 that supplies the air 23 to the balloon member 25 is provided on one side of the housing 72. Is established.
[0042]
At the center of the upper surface of the housing 72, a polishing jig transporting device 74 for reciprocating the polishing jig 9 in the front-rear direction is installed, an operation unit 80 is provided on the front surface, and a control unit 82 is provided inside. Is established. The upper surface plate 72A of the housing 72 forms a base on which the polishing jig transport device 74 is installed.
[0043]
The cover 73 has a lower front surface opened to accommodate the rear half of the polishing jig transporting device 74, and a height measuring device 75 for measuring the height of the apex of the dome portion 25 </ b> A of the balloon member 25 above the inside. And an elevating device 76 for elevating the height measuring device 75.
[0044]
The operation unit 80 includes a power switch 81, a height data input unit 83 for inputting the apex height of the dome portion 25A of the balloon member 25 to the control unit 82 according to the instruction of the lens 5, a start button 84, A pause button 85 and the like are provided. In this case, in the present embodiment, an example is shown in which an operation button is used as the height data input means 83, but not limited to this, for example, a keyboard, a barcode reader, an externally connected computer, Data input or the like.
[0045]
The polishing jig conveying device 74 includes a box-shaped fixed case 90 that is open upward and downward and is long in the front-rear direction, and is inserted into the case 90 in the front-rear direction so as to cover a part of the upper opening of the fixed case 90. An installation table 91 which is movably disposed and on which the polishing jig 9 is installed; 1 And height measurement position C 2 And a driving device 92 that reciprocates between the two positions. Jig mounting position C 1 Is a front position on the upper surface of the polishing jig transport device 74, and the height measurement position C 2 Denotes a rear position on the upper surface of the polishing jig transport device 74 and a position directly below the height measuring device 75.
[0046]
The fixed case 90 is provided with two end plates 94 and 94 (FIG. 2) installed on the base 72A of the housing 72 so as to face front and rear, and a left-right symmetrical connecting these end plates 94 and 94. And a pair of outer frames 96, 96 (FIG. 4). The outer frame 96 includes a vertical plate 96a, an upper horizontal piece 96b, and a lower horizontal piece 96c, which are formed in a U shape by bending a metal plate. The width of the upper horizontal piece 96b is not constant over the entire length as shown in FIG. 3, and the width of the front half 96b-1 is set to be smaller than the width of the rear half 96b-2. The distance D between the first half 96b-1 of the upper horizontal piece 96b of the 96 1 Is set slightly wider than the width of the ridge 30B of the outer fixture 30. On the other hand, the interval D between the latter half 96b-2 2 Is the distance D between the first half 96b-1 1 The inner jigs 196c and 196c are set to be narrower, and the polishing jig 9 is positioned at the height measurement position C. 2 By moving into the engagement groove 40 (FIG. 4) of the ridge 30B, the floating of the polishing jig 9 by the air 23 during the supply of air to the balloon member 25 is restricted. The front end portion 196e of the inner front end portion 196c is bent upward at an appropriate angle by forming a cut groove 196d in order to smoothly engage the engagement groove 40.
[0047]
The lower horizontal piece 96c of each outer frame 96 is separated from the upper surface of the base 72A, and an appropriate gap G is set. The gap G allows the abrasive to flow out of the case when the abrasive enters the inside of the case from the upper open portion of the fixed case 90. The front and rear ends of the outer frame 96 are supported by support members 154 attached to the inner surfaces of the front and rear end plates 94.
[0048]
The mounting table 91 is formed in a rectangular plate shape with a material having a small coefficient of friction such as fluororesin, and a fitting groove 97 (FIG. 4) into which the ridge 30B of the outer fixing tool 30 fits is formed in the center of the upper surface. Is formed. The bottom surface of the fitting groove 97 forms a reference surface (H) for measuring the height of the apex of the dome portion 25A of the balloon member 25, and includes an air inlet 95 and a pair of front and rear positioning pins. 99a and 99b (FIG. 11) are provided. On the other hand, four engaging portions 100 (FIG. 4) for transmitting the driving force are formed on the lower side of the installation table 91 on both sides of the mounting table 91, two in front and two in front of each other. The engaging portion 100 is formed by a concave portion having a circular (or rectangular) horizontal cross section. Such a mounting table 91 is usually located at the jig mounting position C of the polishing jig transport device 74. 1 The polishing jig 9 is installed from above in a state where the polishing jig 9 is stopped. The mounting table 91 is at the height measurement position C 2 The height interval between the upper surface of the fitting groove 97 and the lower surface of the inner tip portion 196c of the rear half portion 96b-2 of the upper horizontal piece 96b in the state of being located at Since the height of the portion below the engagement groove 40 is the same as the height of the portion, the polishing jig 9 is positioned at the height measurement position C. 2 Then, the polishing jig 9 is fixed in a state where the lower surface of the ridge 30B and the upper surface of the fitting groove 97 (the reference surface for height measurement) are in contact with each other.
[0049]
5 and 6, an air injection port 95 of the polishing jig curvature setting device 70 includes the injection port member 98 and a cover member 102 that covers the injection port member 98.
[0050]
The inlet member 98 is composed of a disk-shaped main body 98A and a male screw portion 98B integrally protruding at the center of the lower surface of the main body 98A. A concave portion 103 is formed at the center of the upper surface of the main body 98A. An air inlet 104 is formed. The inner diameter of the recess 103 is set to be larger than the outer diameter of the lower end 47b of the exhaust pin 47 so that the exhaust pin 47 can be loosely fitted. The air inlet 104 has a horizontal hole 104A formed in a radial direction passing through the center of the main body 98A, and a vertical vertical hole 104B having an upper end communicating with the horizontal hole 104A and a lower end opening to the lower surface of the male screw portion 98B. The openings 104a at both ends of the lateral hole 104A are open to the outer peripheral surface of the main body 98A. The lateral hole 104A is not limited to this, and may be formed obliquely, for example, as shown by a two-dot chain line 105 in FIG. 5, and may be opened on a slope 106 formed on the outer periphery of the upper surface of the main body 98A.
[0051]
The male screw portion 98B is formed in a cylindrical shape having the vertical hole 104B therein, and has a male screw screwed into a screw hole 111 formed on the upper surface of the installation table 91 on the outer periphery. The screw hole 111 forms a supply passage for the air 23, and is connected to the air supply device 77 via a pipe 112 (FIG. 1).
[0052]
The cover member 102 is formed in a cup shape by an elastic material such as rubber, and is provided integrally with a disk-shaped elastic deformation portion 102A having a round opening 115 at the center and an outer periphery of the elastic deformation portion 102A. And a cylindrical portion 102B surrounding the outer periphery of the main body 98A. The elastically deforming portion 102A is in close contact with the upper surface 116 of the inlet member 98 as shown in FIG. 5 except when air is supplied, thereby preventing the abrasive from entering the air inlet 104.
[0053]
The cylindrical portion 102B is formed thicker than the elastically deforming portion 102A, and has a lower end fixed to the lower end of the outer peripheral surface of the main body 98A of the inlet member 98 by welding or the like. An annular gap 120 is formed between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 102B and the outer peripheral surface of the main body 98A, and the air injection port 104 communicates with the gap 120. The outer diameter of the cylindrical portion 102 </ b> B is set to be approximately the same as or slightly smaller than the diameter of the through hole 42 of the outer fixture 30, so that the cylindrical portion 102 </ b> B is easily fitted into the through hole 42. When the pressure in the cover member 102, that is, the pressure in the gap 120 is increased by the supply, the pressure is elastically deformed outward and pressed against the inner wall of the through hole 42.
[0054]
When the air 23 is supplied from the air supply device 77 to the inlet member 98, the air 23 is guided to the gap 120 through the air inlet 104 and increases the pressure inside the cover member 102. For this reason, the elastically deforming portion 102A elastically deforms upward as shown in FIG. 6, separates from the upper surface 116 of the inlet member 98, adheres closely to the lower surface 43a of the valve body 43, and is located below the air inlet 104 and the valve 27. Side chamber 51b (FIG. 5). When the air 23 is supplied to the lower chamber 51b, the pressure in the lower chamber 51b rises, and the pressure causes the ball 44 to be pushed up against the conical coil spring 45 to open the communication hole 52. Therefore, the air 23 is injected into the balloon member 25 through the communication hole 52, and inflates the dome portion 25A.
[0055]
When the top of the dome portion 25A reaches a predetermined height and the supply of the air 23 is stopped, the pressure in the air inlet 104 is reduced, and the elastically deforming portion 102A elastically returns to the original state, and the inlet member It closely adheres to the upper surface 116 of the panel 98. Further, since the pressure in the lower chamber 51b is also reduced by stopping the injection of the air 23, the ball 44 is lowered by the spring force of the conical coil spring 45 to close the communication hole 52, and the air to the balloon member 25 is thereby reduced. The injection of 23 ends. When the inside of the balloon member 25 is returned to the atmospheric pressure, the ball 44 is pushed up by the exhaust pin 47 to open the communication hole 52 of the valve 27, and the closed space 32 of the balloon member 25 may be opened to the atmosphere.
[0056]
2 and 4, a commercially available rodless air cylinder is used as the driving device 92 for linearly reciprocating the installation table 91 in the front-rear direction. The rodless air cylinder 92 includes a cylinder body 150 that is long in the front-rear direction, and a movable member 151 that is linearly reciprocated in the front-rear direction by the cylinder body 150. The upper surface of the cylinder body 150 is covered with the guide member 152, the opening is formed on the lower surface over substantially the entire length in the longitudinal direction, and a piston (not shown) is slidably incorporated therein. It is fixed to the plates 94, 94, respectively.
[0057]
The movable member 151 includes a bottom portion 151A and a pair of side portions 151B and 151C that are opposed to each other in the left-right direction by being formed in a U-shape whose front view is opened upward by bending a metal plate. Have been. The bottom 151A is located below the cylinder body 150 and is fixed to a piston in the cylinder body 150 via a connecting member 153. The bottom 151A is separated from the upper surface of the base 72A.
[0058]
Each of the side portions 151B and 151C has an engaging portion 155a (FIG. 2) integrally protruding upward from front and rear ends of an upper end surface. The engaging portions 155a of the side portions 151B and 151C are respectively engaged with the engaging portions 100 of the installation table 91 from below, and the driving force of the cylinder body 150 is controlled by these engaging portions 100 and 155a. A driving force transmitting portion for transmitting the driving force to the installation table 91 is formed. That is, when the rodless air cylinder 92 is driven, the engaging portion 155a presses the inner wall of the engaging portion 100, so that the mounting table 91 moves integrally with the movable body 151. Note that the upper end of the engaging portion 155a is not in contact with the engaging portion 100. This is to prevent the driving force transmission unit from merely transmitting the driving force and not supporting the weight of the mounting table 91 including the polishing jig 9. When supported, the mounting table 91 and the movable member 151 are distorted due to the weight thereof, so that the mounting table 91 cannot be moved smoothly.
[0059]
The guide member 152 covers the entire upper surface of the cylinder body 150, and the installation table 91 is mounted on the upper surface so as to be slidable in the front-rear direction. Further, the guide member 152 integrally has bent pieces 152a, 152a which are bent downward at both left and right ends. The guide member 152 is mounted on the upper surface of the cylinder body 150 via an intervening member 156 as necessary. Both front and rear ends of the guide member 152 are supported by support plates 157 attached to the inner surfaces of the front and rear end plates 94. Since the guide member 153 covers the upper surface of the cylinder main body, the abrasive that has entered through the opening above the fixed case 90 is prevented from directly falling on the cylinder main body.
[0060]
2, the elevating device 76 includes a Z-axis guide 160 vertically mounted on the back plate of the cover 73, a slider 161 on which the height measuring device 75 is mounted, and the Z-axis guide 160. The driving device 162 is configured to move up and down along the axis 160. The driving device 162 used a stepping motor.
[0061]
The stepping motor is a motor in which a step angle per one pulse signal is determined and moves by a predetermined step angle in accordance with an input pulse signal. The stepping motor has a small angle error per one step and can perform high-precision drive control. The error is not accumulated even when the motor is continuously rotated, and the motor has a self-holding force at the position even when the motor is stopped, so that the motor is suitable for position control. By applying such a stepping motor to the driving device 162 of the polishing jig curvature setting device 70, a highly accurate height measurement can be performed with a simple structure. Here, in this embodiment, a stepping motor having a basic step angle of 0.72 degrees is used. However, in order to enable finer position adjustment, the rotation angle is divided into 20 by a drive circuit 196 described later. And micro-stepping is performed to drive at a rotation angle of 0.036 degrees per pulse. The stepping motor is not limited to this, and for example, a linear stepping motor may be used.
[0062]
The height measuring device 75 includes, as shown in FIG. 7, the height detecting means 88, a detecting means 170 for detecting the height detecting means 88, and the detecting means 170 having a reference surface H (see FIG. 16) and a zero point adjusting mechanism 171 for manually adjusting the height of the detecting means 170 so that the height from the point 16) can be detected.
[0063]
The height detecting means 88 includes a rod 174 slidably inserted into the cylinder 172 via a bearing 173, a contact terminal 175 attached to a lower end of the rod 174, and an upper end of the rod 174. And a retaining ring 177 fixed by screws 176. The retaining ring 177 is mounted on the upper surface of a holding member 178 that supports the upper end of the cylindrical body 172, thereby preventing the rod 174 from dropping from the cylindrical body 172. The lower surface of the contact terminal 175 is formed as a flat surface, and contacts the vertex P of the dome portion 25A.
[0064]
As the detection means 170, a photo sensor including a light emitting unit (for example, a light emitting diode as a light emitting element) 181a and a light receiving unit (for example, a photodiode, a phototransistor, a photo IC) 181b as a light receiving element is used. Mounted on. In this embodiment mode, a photosensor including a light emitting diode as a light emitting element and a phototransistor as a light receiving element is used. The holder 180 is attached to the holding member 178 via the connecting plate 182 so as to be located above the holding member 178, and the tip is located above the rod 174. The holder 180 has a through-hole (or a concave portion) 183 into which the upper end of the rod 174 can be inserted, and the inner wall of the through-hole 183 is provided so that the light emitting diode 181a and the phototransistor 181b face each other. It is embedded 180 ° apart in the direction. The phototransistor 181b is configured to receive light emitted from the light emitting diode 181a, convert the light into an electric signal, and send the electric signal to the control unit 82. When the rod 174 rises and blocks the light of the light emitting diode 181a, the output signal of the phototransistor 181b changes, whereby the height detecting means 88 is detected by the detecting means 17.
[0065]
The zero point adjusting mechanism 171 includes a holding member 178 for holding the cylindrical body 172, an adjusting screw 185 for vertically moving the holding member 178, a screw supporting member 186 to which the adjusting screw 185 is attached, and the like. It is configured.
[0066]
The adjusting screw 185 is screwed with the holding member 178 and integrally has a knob 185A at the upper end. A lock nut 190 is screwed into a portion between the knob 185A and the screw supporting member 186. ing. On the other hand, a ring 191 is attached to the lower end side of the adjusting screw 185, and a compression coil spring 192 is elastically mounted between the ring 191 and the holding member 178. Prevents rattling. The screw support member 186 is fixed to the lower surface of the slider 161.
[0067]
The control unit 82 has a function of controlling the driving device 162 so as to change the height of the height measuring device 75 according to the input data of the vertex height, and the piping unit according to a detection signal from the detecting unit 170. It has a function of opening and closing a valve 166 (FIG. 1) provided in the middle of 112 to control the supply of air 23 and the like.
[0068]
Next, a procedure of a curvature setting method and a curvature setting operation of the balloon member 25 by the polishing jig curvature setting device 70 will be described with reference to FIGS. 16 and 17.
First, the zero point adjustment of the height measuring device 75 is performed according to the following procedure.
The zero point adjustment is performed so that the height measuring device 75 can accurately detect the height from the reference surface H. The height measuring device 75 detects the height of the reference surface H as zero. Thus, the height position of the height measuring device 75 with respect to the slider 161 is adjusted.
When performing this zero point adjustment, the slider 161 is moved to the lowest point position (zero point adjustment position Q) as shown in FIG. 1 ). This zero point adjustment position Q 1 Is the position at which the height is detected to be zero, and the origin position Q of the slider 161 is set in advance. 0 Is a position where a pulse signal of a predetermined number of pulses (20,000 pulses in this embodiment) is sent to the stepping motor 162 and lowered.
[0069]
Home position Q 0 Is set to a predetermined height in consideration of the height of the height measuring device 75, the height measurement range of the polishing jig, and the like. In this embodiment, when the slider 161 is raised, the slider 161 is stopped at a predetermined height on the Z-axis guide by a detection signal from the origin positioning sensor 163. 0 And In the following description, when the position of the slider 161 on the Z-axis guide is represented by the number of pulses, the pulse for raising the slider 161 is counted as plus, and the pulse for lowering the slider 161 is counted as minus. 0 Is set to 20,000 pulses and the zero point adjustment position Q 1 Is the pulse number of zero.
[0070]
Move the slider 161 to the zero point adjustment position Q. 1 When the contact terminal 175 is lowered, the lower surface of the contact terminal 175 contacts the reference surface H, the retaining ring 177 contacts or separates upward from the upper surface of the holding member 178, and the upper end of the rod 174 is above or below the detecting means 170. 16 (a), the retaining ring 177 is separated from the holding member 178, the upper end of the rod 174 is located below the detecting means 170, and the light of the light emitting diode 181a is This shows a state in which no interruption occurs.
[0071]
Next, the adjusting screw 185 is rotated to gradually lower the holding member 178. The light emitted from the light emitting diode 181a is blocked by the rod 174, and the rotation of the adjusting screw 185 is stopped at the moment when the photo sensor 170 detects the light. The holding member 178 is fixed, and the zero point adjustment of the height measuring device 75 is completed (this state is indicated by a two-dot chain line). At this time, the zero point adjustment position Q 1 In this state, the contact terminal 175 is in contact with the reference plane H, and the detecting means 170 has detected the height detecting means 88. When the pulse number is zero, the height detected by the height measuring device 75 becomes zero. It has been adjusted.
[0072]
Note that the slider 161 is moved to the zero point adjustment position Q. 1 When the upper end of the rod 174 is located above the detecting means 170 in a state where the contact terminal 175 is in contact with the reference plane H, the holding member is kept until the rod 174 does not block the light of the light emitting diode 181a. After raising 178, the zero point may be adjusted by the method described above.
[0073]
Further, the slider 161 is moved to the zero point adjustment position Q. 1 If the contact terminal 175 does not contact the reference surface H at the time when the holding member 178 is turned by turning the adjusting screw 185 until the contact terminal 175 contacts the reference surface H, the zero point is adjusted by the above-described method. do it.
If the contact terminal 175 cannot be brought into contact with the reference plane H or the upper end of the rod 174 cannot be located below the detection means 170 within the adjustment range of the zero point adjustment mechanism, the origin position Q 0 Or change the origin position Q 0 To zero point adjustment position Q 1 The number of pulses to be lowered may be changed so that the zero point can be adjusted.
The structure of the zero-point adjusting mechanism is not particularly limited as long as the height position of the height measuring device with respect to the slider 161 can be finely adjusted. For example, as shown in FIG. May be mounted on the upper side of the support member 186 so as to be vertically movable.
[0074]
Next, the power switch 81 is turned on (Step 200 in FIG. 17), and the mounting table 91 is moved to the jig mounting position C. 1 (Step 201). In step 202, a pulse signal is sent to the stepping motor 162 to move the slider 161 to the origin position Q. 0 And the height measuring device stands by upward (FIG. 16B). When the slider 161 moves up to a predetermined position, the origin positioning sensor 163 detects the slider 161. When a detection signal is sent to the control unit, the driving of the stepping motor 162 is stopped by the control unit, and the origin position Q 0 Then, the slider 161 stops.
[0075]
Next, the polishing jig 9 described in the processing instruction column of the instruction for the lens 5 to be polished is selected and set on the mounting table 91 (step 203). At this time, the polishing pad 10 has not been attached to the balloon member 25 yet. In order to install the polishing jig 9 on the installation table 91, as shown in FIG. 5, the polishing jig 9 is placed on the installation table 91, and the injection member 98 is inserted into the through hole 42 via the cover member 102. At the same time, the polishing jig 9 may be positioned in the front-rear and left-right directions with respect to the installation table 91 by engaging the positioning recesses 38 and 39 and the positioning pins 99a and 99b shown in FIG. In this state, the lower surface 43a of the valve body 43 faces the upper surface of the elastically deforming portion 102A of the cover member 102 with a small gap as shown in FIG. Thus, the air 23 is supplied to the balloon member 25.
[0076]
Next, the vertex height data of the balloon member 25 of the polishing jig 9 set on the setting table 91 is confirmed according to the instruction, and the data is input to the control unit 82 by the height data input means 83 (step). 204).
[0077]
When the data input and the installation of the polishing jig 9 on the installation table 91 are completed, the start button 84 is operated (step 205). As a result, the control unit 82 performs arithmetic processing based on the input data, drives the stepping motor 162 by a predetermined number of pulses, and moves the slider 161 to the origin position Q. 0 Then, as shown in FIG. 16 (c), the height is lowered by a predetermined amount, and the height measuring device 75 is held at a predetermined height position according to the input data (step 206).
[0078]
The control of the stepping motor 162 will be described in more detail with reference to FIG. 19. The vertex height data input to the control unit 82 and stored in the vertex height data storage unit 193 is converted into the number of pulses by the arithmetic processing unit 194. Origin position Q of slider 161 0 The number of pulses is calculated by subtracting the number of pulses at the apex height from the number of pulses of the stepping motor 162. A pulse signal having the number of pulses is generated from the pulse oscillator 195, and the driving circuit 196 converts the pulse signal into a stepping motor driving signal. To drive the stepping motor 162 to lower the slider 161.
[0079]
For example, the zero point adjustment position Q 1 To origin position Q 0 Height h 1 Is 100 mm (the number of pulses is 20,000), and the apex height W of the dome portion 25A of the balloon member 25 after air injection is 28 mm (the number of pulses is 5600), the slider 161 is moved 72 mm (100-28, pulse number) from the initial position. (Equation 14,400).
[0080]
Also, almost simultaneously with the start of the lowering of the height measuring device 75, the air cylinder 92 is driven to move the installation table 91 to the jig mounting position C 1 Height measurement position C 2 Starts moving (step 207). When the movable member 151 of the rodless air cylinder 92 is moved by the cylinder body 150, the engaging portion 155a of the movable member 151 (FIG. 4) moves the engaging portion 100 of the installing table 91. This is performed by pressing the member 151 in the moving direction and moving the installation table 91 along the upper surface of the guide member 152. The moving speed of each of the height measuring device 75 and the mounting table 91 is the height measurement position C of the mounting table 91. 2 It is set so that the arrival at the vehicle comes before the arrival of the height measuring device 75 at the predetermined position.
[0081]
The height measuring device 75 and the polishing jig 9 are moved to predetermined positions, and when it is confirmed that the movement has been completed (step 208), the valve 166 is opened by a signal from the control unit 82, and the air 23 from the air supply device 77 The gas is supplied to the inlet member 98 and injection into the balloon member 25 is started (step 209). When the air 23 is supplied to the balloon member 25, the dome portion 25A gradually expands as the pressure in the sealed space 32 increases, and the height of the vertex P (FIG. 7) increases. When the height of the vertex becomes equal to the predetermined height, that is, the value input to the control unit 82, the vertex P contacts the lower surface of the contact terminal 175 and pushes it up. For this reason, the upper end of the rod 174 is inserted into the through hole 183 from below to block light emitted from the light emitting diode 181a, and detects that the vertex height has reached a predetermined height (step 210).
[0082]
When the rod 174 blocks light emitted from the light emitting diode 181a, the phototransistor 181b stops receiving light from the light emitting diode 181a, so that the output signal of the detecting means 170 changes, and control is performed based on the change in the output signal. The portion 82 determines that the curvature of the dome portion 25A has reached a predetermined curvature, and stops the supply of the air 23 from the air supply device 77 by closing the valve 166 (step 211).
[0083]
When the air 23 is injected into the closed space 32 and the dome portion 25A is inflated, the radius of curvature of the cross section including the central axis of the dome portion 25A is minimized in the minor axis direction of the ellipse (Y direction in FIG. 9) and the major axis direction (Y direction). A shape close to the toric surface which is maximum in the direction (X direction in FIG. 9) is formed. In this case, since the radius of curvature of the dome portion 25A changes according to the center height (vertex height) of the dome portion 25A as shown in FIG. 12, the height of the dome center is measured by the height measuring device 75. By adjusting, the radius of curvature of the dome portion 25A can be set to a desired radius of curvature. FIG. 12 shows the jig height of the polishing jig 9 provided with the balloon member 25 in which the major axis of the dome portion 25A is 90 mmφ and the ratio of the minor axis to the major axis is 0.9 (from the bottom of the polishing jig to the center of the dome portion). FIG. 9 is a diagram showing a relationship between the height of the dome portion and a radius of curvature of the dome portion 25A.
[0084]
When the injection of the air 23 into the balloon member 25 is completed, the height measuring device 75 is moved to the origin position Q. 0 (Step 212), and the mounting table 91 is moved to the jig mounting position C. 1 (Step 213), and when the polishing jig 9 is removed from the mounting table 91 (Step 214), the curvature setting operation of the balloon member 25 by the polishing jig curvature setting device 70 is completed (Step 215). The switch is turned off (step 216). Further, when the curvature setting operation of another balloon member 25 is to be performed continuously, the operation of step 203 and subsequent steps is repeated.
[0085]
The polishing jig 9 in which the air 23 has been injected into the balloon member 25 is detached from the installation table 91, and then has the polishing pad 10 attached thereto, and is attached to the swinging device 8 of the polishing apparatus 1 shown in FIG. Thereby, the concave surface of the lens 5 is provided.
[0086]
In such a curvature setting device 70 for a polishing jig, since a stepping motor is used as the driving device 162 that moves the height measuring device 75 up and down, the height of the height measuring device 75 is set to one pulse of the stepping motor 162. Can be changed by the height corresponding to the rotation angle of the dome portion, and the apex height of various balloon members 25 having slightly different curvatures of the dome portion can be accurately measured.
[0087]
Further, since the height measuring device 75 includes the contact type height detecting means 88 which can move up and down and the detecting means 170 which detects the height detecting means 88, the height of the apex of the balloon member is directly measured. It does not require a complicated structure and expensive height detecting means as in the case of the above, and the structure is simple and inexpensive.
[0088]
Further, a zero point adjusting mechanism 171 is provided, and the surface of the mounting table 91 on which the polishing jig 9 is installed is set as a reference surface H. By bringing the contact terminals 175 into contact with the reference surface H, the zero of the height measuring device 75 is Since the point adjustment is performed, the zero point adjustment is performed on the surface where the polishing jig is actually mounted, so that the adjustment can be performed accurately, and the adjustment is easy, so that the measurement accuracy can be maintained. Further, the height measuring device 75 can be automatically set at a predetermined height position according to the input data only by inputting the data of the vertex height of the balloon member 25 to the control unit 82 according to the instruction. In addition, the handling of the device is easy and the burden on the operator can be reduced.
[0089]
In addition, the origin position of the pulse number count is provided above and the zero point adjustment position Q 1 To the origin position Q 0 , The height measuring device 75 is lowered to the lowest point position at the time of zero point adjustment, and is adjusted with respect to the reference plane H. Therefore, the origin position Q 0 And zero point adjustment position Q 1 The height with respect to the reference plane can be accurately measured even if the height is different. In order to accurately measure the height, the slider 161 must be once moved to the origin position Q. 0 To the origin position Q 0 It is important to send a predetermined number of pulses from 0 Is positioned upward, the slider 161 is moved to the origin position Q. 0 There is no need to hit the polishing jig 9 and the height measuring device 75 when returning to.
[0090]
In the above-described embodiment, a gap-type photosensor is used as the detection unit 170. However, the present invention is not limited to this, and a reflection-type photosensor may be used.
In the present embodiment, the mounting table 91 is located at the jig mounting position C. 1 And height measurement position C 2 Although the example in which the polishing jig 9 is transported while moving between the positions has been described, the height measuring position C is not limited to this, and the mounting table 91 is positioned directly below the height measuring device 75. 2 May be fixedly arranged.
[0091]
Next, as a second embodiment, the zero point adjustment position Q of the slider 161 is set. 1 And origin position Q 0 20 and 21 will be described with reference to FIGS. FIG. 20 is a flowchart showing the procedure of the curvature setting operation of the balloon member by the curvature setting device according to the second embodiment, and FIGS. 21 (a), (b) and (c) show the procedure in the second embodiment. It is a figure explaining zero point adjustment of a height measuring device, and measurement of the vertex height of a dome part.
In the second embodiment, the lowermost point position of the slider is set to the zero point adjustment position Q. 1 And origin position Q of pulse count 0 And this origin position Q 0 From the initial position Q 2 This is the same as the first embodiment except for the following.
[0092]
When performing the zero point adjustment, the slider 161 is moved to the lowest point position (zero point adjustment position Q) as shown in FIG. 1 , Origin position Q 0 ). The zero point adjustment position (origin position) may be set to an arbitrary position at which the zero point can be adjusted by the zero point adjustment mechanism, and this position is set as the pulse number zero position, and the zero point is adjusted by the same method as in the first embodiment. Perform point adjustment.
[0093]
Next, a procedure of the curvature setting operation, which is different from the first embodiment, will be described.
In the second embodiment, a pulse signal is sent to the stepping motor 162 in step 202 'to move the slider 161 to the initial position Q. 2 And the height measuring device is made to stand by upward (FIG. 21B). This initial position Q 2 Is the origin position Q as described above. 0 From the predetermined pulse number (20,000 in the second embodiment).
[0094]
In step 206, the control unit performs arithmetic processing based on the input data, drives the stepping motor 162 by a predetermined number of pulses, and moves the slider 161 to the initial position Q. 2 Then, as shown in FIG. 21 (c), the height is lowered by a predetermined amount, and the height measuring device 75 is held at a predetermined height position according to the input data. For example, the zero point adjustment position Q 1 (Origin position Q 0 ) To the initial position Q 2 Height h 1 Is 100 mm (pulse number 20,000) and the height of the apex of the dome portion 25A of the balloon member 25 after air injection is W 28 mm (pulse number 5,600), the slider 161 is moved 72 mm (100− 28, the number of pulses 14,400).
[0095]
In step 212 ', when the injection of the air 23 into the balloon member 25 is completed, the height measuring device 75 is returned to the initial position.
[0096]
Steps other than those described above are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will not be repeated.
In the case of the second embodiment, the zero point adjustment position (origin position) may be set to an arbitrary position where the zero point can be adjusted, and the number of pulses at this position may be set to zero. There is an advantage that a special structure for positioning the slider 161 at a predetermined origin position as in the example is not required.
[0097]
【The invention's effect】
As described above, according to the curvature setting device for a polishing jig according to the present invention, the heights of the vertices of various balloon members having different curvatures can be automatically measured, and the curvature setting operation can be automated. . In addition, since a stepping motor is used as a drive device of a slider equipped with a height measuring device, the structure can be simplified, high-precision control can be performed, and the vertex height of the balloon can be measured with high accuracy, and the cost can be reduced A curvature setting device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a curvature setting device for a polishing jig according to the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view showing the curvature setting device.
FIG. 3 is a plan view showing a state where a polishing jig is installed on an installation table.
FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a structure of an air inlet and a valve.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a state of an elastic member when air is supplied.
FIG. 7 is a sectional view of the height measuring device.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a polishing apparatus using the same curvature setting device.
FIG. 9 is a plan view showing a polishing jig to which a polishing pad is attached.
FIG. 10 is a bottom view showing the polishing jig.
FIG. 11 is a sectional view taken along line XI-XI in FIG. 9;
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the height of the polishing jig and the radius of curvature of the dome portion of the balloon member.
FIG. 13 is a plan view showing a polishing pad.
FIG. 14 is a perspective view showing a fastening member of the polishing pad.
FIGS. 15A and 15B are conceptual diagrams showing trackless polishing trajectories of the polishing apparatus.
FIGS. 16 (a), (b), and (c) are diagrams for explaining zero point adjustment of the height measuring device and measurement of the vertex height of the dome portion.
FIG. 17 is a flowchart showing a procedure of a curvature setting operation of the balloon member by the curvature setting device.
FIG. 18 is a view showing another embodiment of the mounting structure of the height measuring device.
FIG. 19 is a block diagram of a curvature setting device.
FIG. 20 is a flowchart illustrating a procedure of a curvature setting operation of the balloon member by the curvature setting device according to the second embodiment;
FIGS. 21 (a), (b), and (c) are diagrams illustrating zero point adjustment and measurement of a vertex height of a dome portion of the height measuring device according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Polishing device, 5 ... Lens, 5a ... Convex surface, 5b ... Concave surface, 9 ... Polishing jig, 23 ... Air, 25 ... Balloon member, 25A ... Dome part, 27 ... Valve, 70 ... Polishing jig curvature setting device 74, a polishing jig conveying device, 75, a height measuring device, 77, an air supply device, 83, height data input means, 88, height detecting means, 91, installation table, 170, detecting means, 162, stepping Motor, 170 detecting means (photo sensor), 171 zero point adjusting mechanism, 174 rod, 175 contact terminal, 181a light emitting diode, 181b phototransistor, C 1 … Jig mounting position, C 2 ... Height measurement position, H ... Reference plane.

Claims (5)

研磨治具のバルーン部材にエアを供給することにより前記バルーン部材の表面をドーム状に膨張させて所定の曲率に設定する研磨治具用曲率設定装置であって、
前記研磨治具のバルブが接続されるエア注入口を有し前記研磨治具が設置される設置台と、
スライダを昇降させるステッピングモータと、
前記バルーン部材の高さ測定位置の上方に位置するように前記スライダに取付けられ前記バルーン部材のドーム部表面の頂点高さを測定する高さ測定装置と、
前記ステッピングモータにパルス信号を送り制御する制御部と、
前記制御部に前記バルーン部材の表面の頂点高さのデータを入力する高さ入力手段とを備え、
前記高さ入力手段から入力された前記頂点高さデータに対応した高さに前記高さ測定装置を位置させ、
エアの供給によって膨張した前記バルーン部材の表面の頂点高さを前記高さ測定装置が検知することによりエアの供給を停止して前記バルーン部材の表面の曲率を設定することを特徴とする研磨治具用曲率設定装置。
A curvature setting device for a polishing jig for inflating the surface of the balloon member into a dome shape by supplying air to a balloon member of the polishing jig and setting the curvature to a predetermined curvature,
An installation table having an air injection port to which a valve of the polishing jig is connected and on which the polishing jig is installed,
A stepping motor for raising and lowering the slider,
A height measuring device attached to the slider so as to be located above the height measuring position of the balloon member, and measuring a vertex height of a dome surface of the balloon member;
A control unit that sends and controls a pulse signal to the stepping motor,
Height control means for inputting data of the vertex height of the surface of the balloon member to the control unit,
Positioning the height measuring device at a height corresponding to the vertex height data input from the height input means,
A polishing jig, wherein the height measuring device detects the apex height of the surface of the balloon member expanded by the supply of air, whereby the supply of air is stopped and the curvature of the surface of the balloon member is set. Tool curvature setting device.
請求項1記載の研磨治具用曲率設定装置において、
前記高さ測定装置は、前記バルーン部材のドーム状表面の頂点に接触する上下動自在な高さ検出手段と、この高さ検出手段がバルーン部材によって押し上げられると、当該高さ検出手段を検知する検知手段とを備えていることを特徴とする研磨治具用曲率設定装置。
The curvature setting device for a polishing jig according to claim 1,
The height measuring device includes a vertically movable height detecting unit that contacts a vertex of the dome-shaped surface of the balloon member, and detects the height detecting unit when the height detecting unit is pushed up by the balloon member. A curvature setting device for a polishing jig, comprising: a detection unit.
請求項2記載の研磨治具用曲率設定装置において、
前記高さ検出手段を検知する前記検知手段がフォトセンサであることを特徴とする研磨治具用曲率設定装置。
The curvature setting device for a polishing jig according to claim 2,
A curvature setting device for a polishing jig, wherein the detecting means for detecting the height detecting means is a photo sensor.
請求項1,2または3記載の研磨治具用曲率設定装置において、
前記高さ測定装置はゼロ点調整機構を介してスライダに高さ調整自在に取付けられており、前記ゼロ点調整機構は研磨治具が設置される基準面に対してゼロ点調整されることを特徴とする研磨治具用曲率設定装置。
The curvature setting device for a polishing jig according to claim 1, 2, or 3,
The height measuring device is attached to the slider via a zero-point adjusting mechanism so that the height can be adjusted, and the zero-point adjusting mechanism performs zero-point adjustment with respect to a reference surface on which a polishing jig is installed. Characteristic curvature setting device for polishing jig.
請求項4記載の研磨治具用曲率設定装置において、
スライダを所定の高さまで上昇させた位置を原点位置とし、
前記原点位置から所定のパルス数のパルス信号を前記制御部より前記ステッピングモータに送って前記スライダをこのパルス数に応じた距離だけ下降させた位置をゼロ点調整位置とし、
前記原点位置から前記高さデータに対応する高さ位置まで降下するのに必要なパルス数のパルス信号を前記制御部から前記ステッピングモータに送り、前記スライダを降下させることを特徴とする研磨治具用曲率設定装置。
The curvature setting device for a polishing jig according to claim 4,
The position where the slider is raised to a predetermined height is set as the origin position,
A position where the pulse signal of a predetermined number of pulses is sent from the control unit to the stepping motor from the origin position and the slider is lowered by a distance corresponding to the number of pulses is a zero point adjustment position,
A polishing jig, wherein a pulse signal of a pulse number required for descending from the origin position to a height position corresponding to the height data is sent from the control unit to the stepping motor to lower the slider. Curvature setting device.
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