JP2005014168A - 球面加工装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】砥石磨耗による工具位置調整を必要としない球面加工装置を実現する。
【解決手段】球面を有するレンズ等ワークW1 を研削・研磨する総型の砥石13は、垂直に保持されて回転する上軸である工具軸11の下端に取り付けられ、エアシリンダ16によってワークW1 に押圧される。ワークW1 は、スペーサ23を介して下軸であるワーク軸21に保持され、傾斜したワーク軸21の揺動と回転する砥石13による連れ回りによって、ワークW1 と砥石13の摺り合わせが行われる。砥石13が磨耗すると工具軸11が垂直に下降するため、工具球心点O2 はワークW1 の球心位置からずれることがない。
【選択図】 図1
【解決手段】球面を有するレンズ等ワークW1 を研削・研磨する総型の砥石13は、垂直に保持されて回転する上軸である工具軸11の下端に取り付けられ、エアシリンダ16によってワークW1 に押圧される。ワークW1 は、スペーサ23を介して下軸であるワーク軸21に保持され、傾斜したワーク軸21の揺動と回転する砥石13による連れ回りによって、ワークW1 と砥石13の摺り合わせが行われる。砥石13が磨耗すると工具軸11が垂直に下降するため、工具球心点O2 はワークW1 の球心位置からずれることがない。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子として用いられるガラス、セラミックス等の高脆材料を球面形状に加工するための球面加工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
カメラ、ビデオ等に用いられる球面レンズ等の光学素子の加工は、ガラス、セラミックス等の高脆材料で作られたワーク(被加工物)を、凹凸が反転した表面形状を有する総型の研削・研磨用の加工工具に押しつけた状態で、加工工具を回転させ、かつ、ワークとの間に相対的な接線方向の揺動運動を与えることによって行われる。
【0003】
図2は、凹形状のガラスレンズW0 を製造する際の精研削加工において用いられる一般的な球面加工装置を示すもので、下軸である工具軸111と一体である工具支持体112上に、砥石113の支持部である工具基体113aが固定され、砥石113は、エポキシ系等の水分によって溶融しない接着剤を用いて工具基体113aに接着された、一般にペレットと呼ばれる精研削加工用に使用される総型または粒状のダイヤモンド砥石である。総型工具の場合は、ワークであるガラスレンズW0 と接するように、凹凸相反する形状で曲率半径の略一致する球状の工具表面を有する。
【0004】
砥石113の支持部である工具基体113aは、工具支持体112に対してネジ112aによって、工具軸111の中心軸Aを基準に、工具軸111の中心軸Aとワーク軸121の中心軸Bとの交点O1 と、工具表面の曲率中心である工具球心点O2 が略一致するように調整されて固定される。
【0005】
上軸であるワーク軸121はその下端にレンズホルダ122を保持し、ワーク軸121を中心軸Bに沿って降下させることによって、砥石113の工具表面とレンズホルダ122に保持されたガラスレンズW0 の加工面が適宜設定された押圧力で当接される。
【0006】
この状態で、工具支持体112と一体である工具軸111には、下方のプーリー114とベルト115を介して矢印T1で示すように図示しないモータから回転運動が与えられる。この回転運動により、ワーク軸121には矢印T2で示すように従属回転(連れ回り)運動が発生する。このとき、工具軸111には図示しない揺動機構により工具軸111の中心軸Aとワーク軸121の中心軸Bの交点O1 すなわち工具球心点O2 を中心とした矢印Yで示す揺動運動も与えられて加工が進行する。
【0007】
図示しない揺動機構は、工具軸111を回転自在に支持するスリーブを球心方向に進退移動させる移動手段を備えており、砥石113の表面が磨耗した分だけ工具軸111を移動手段を用いて移動させることで、砥石113の磨耗による加工精度の低下を防ぐように構成されている(特開平5−116062号公報参照)。
【0008】
また、特開2001−225251号公報によれば、図3に示すように、研磨皿213の球芯方向へ進退移動させる移動量を、研磨皿213の高さを検出する測定子230aを有する検出手段230により検出し、その検出手段230の検出値に基づいてモータ217によって駆動される移動手段218を制御して研磨皿213の高さを補正する制御手段219を設けた構成なども開示されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術によれば、工具軸の中心軸とワーク軸の中心軸の交点を工具球心点として揺動運動が与えられているため、加工を進めていると工具磨耗の進行に伴い工具球心点が移動してしまい、その結果、ワークの球面の曲率半径Rの中心であるワーク球心位置とずれてくることにより、高精度な球面創成が不可能となるという問題を効率的に解決することは難しかった。
【0010】
すなわち、特開平5−116062号公報や特開2001−225251号公報に開示された方法では、下軸である工具軸を上下動させる機能や制御手段を付加せねばならず、装置価格が跳ね上がり、また精度維持のための保守点検にも手間が掛かるという未解決の課題がある。
【0011】
本発明は上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、上軸側の球心である工具球心点に下軸側の球心であるワークの球心位置を合致させ、その球心を中心に下軸を揺動させて加工を進めるという構成にすることで、工具磨耗による球心位置ずれの発生を防ぎ、工具軸の位置調整等を必要とすることなく、常に安定した高精度な加工を行うことができる球面加工装置を提供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の球面加工装置は、球面を有するワークを保持する保持手段を備えた下軸と、垂直に支持された上軸と、前記上軸の下端に固定された加工工具と、前記上軸を回転駆動する上軸回転駆動手段と、前記上軸を下向きに加圧する加圧手段と、前記上軸に対して所定の傾斜角度で前記下軸を回転自在に支持し揺動させる揺動機構とを有し、前記加工工具が前記上軸の中心軸上に工具球心点を有し、前記加工工具を回転させながら前記工具球心点に前記ワークの球心位置を一致させて前記下軸を揺動させ、前記加工工具と前記ワークを摺り合わせることにより、前記ワークを研削・研磨することを特徴とする。
【0013】
【作用】
ワークの加工数が増えて加工工具の加工面が磨耗すると、磨耗した分だけ垂直に上軸が下降するため、加工工具の工具球心点はワークの球心位置からずれることなく、従って、工具磨耗に伴う加工工具の高さ調整等の調整作業を必要としない。
【0014】
これによって、加工効率が高く、しかも複雑な調整機構を必要としない高性能な球面加工装置を実現できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0016】
図1は一実施の形態による球面加工装置を示すもので、垂直に支持された上軸である工具軸11と一体である工具支持体12に、加工工具である砥石13の支持部である工具基体13aが固定され、砥石13は、エポキシ系等の水分によって溶融しない接着剤を用いて工具基体13aに接着された、一般にペレットと呼ばれる精研削加工用に使用される総型または粒状のダイヤモンド砥石である。総型工具の場合は、ガラスレンズ等のワークW1 と接するように、凹凸相反する形状で曲率半径の略一致する工具表面を有する。
【0017】
砥石13の支持部である工具基体13aは、工具支持体12に対してネジ12aによって、垂直に支持された工具軸11の中心軸Bを基準に、工具軸11の中心軸Bと下軸であるワーク軸21の中心軸Aの交点O1 と、砥石13の工具球心点O2 が略一致するように調整されて固定される。
【0018】
ワーク軸21はその上端に保持手段であるレンズホルダ22を保持し、工具軸11を中心軸Bに沿って垂直に降下させることで、砥石13の工具表面がレンズホルダ22に保持されたワークW1 の加工面に対して押圧・当接される。
【0019】
この状態で、工具支持体12と一体である工具軸11はプーリー14とベルト15を介して矢印T1で示すように図示しない上軸回転駆動手段であるモータから回転運動が与えられ、この与えられた回転運動によりワーク軸21には矢印T2で示すように従属回転(連れ回り)運動が発生する。
【0020】
工具軸11は加圧手段であるエアシリンダ16によって常時下向きに所定の加圧力で押圧されており、ワーク軸21には図示しない揺動機構により、傾斜したワーク軸21の中心軸Aと垂直な工具軸11の中心軸Bの交点O1 すなわち工具球心点O2 を中心とした矢印Yで示す揺動運動も与えられて加工が進行する。
【0021】
なお、ワーク軸21の回転は従属回転に限らず、工具軸11の回転数に対し50〜100%の範囲の比率で強制的に回転運動を与える下軸回転駆動手段を設けてもよい。
【0022】
曲率半径が異なるレンズを加工する際にはレンズホルダ22とワーク軸21の間に介在された調整手段であるスペーサ23の厚さをそのレンズの曲率半径の中心と工具球心点O2 が略一致するように適宜設定されたものに交換する。
【0023】
また、万一、砥石13の偏磨耗等により砥石13の工具球心点O2 が工具軸11の中心軸Bから大きくずれた場合は、装置から砥石13を取り外すことなく、固定ネジ12aを緩めて、砥石13の工具球心点O2 を工具軸11の中心軸Bに合致させる位置調整を簡単に行うことができる。
【0024】
ワーク加工数が増えて、砥石13の加工面が磨耗すると、エアシリンダ16によって常時押圧されている工具軸11が砥石13の磨耗量だけ下降するため、工具球心点O2 の位置は変わらず、従って、定位置で連れ回りや揺動を行うワークW1 の球面との相対位置も変化しない。
【0025】
【発明の効果】
砥石の偏磨耗等により砥石の球心点が工具軸の中心軸から大きくずれない限り、砥石磨耗の影響を受けることなく自動的に砥石の位置が調整されるため、従来例のような調整機構や調整作業を必要とせず、研削・研磨の加工効率等を大きく向上させることができる。
【0026】
このような球面加工装置を用いることで、高品質のレンズ等光学素子等を高い生産効率で製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施の形態による球面加工装置を示す模式図である。
【図2】一従来例を示す模式図である。
【図3】別の従来例を示す図である。
【符号の説明】
11 工具軸
12 工具支持体
13 砥石
14 プーリー
15 ベルト
16 エアシリンダ
21 ワーク軸
22 レンズホルダ
23 スペーサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子として用いられるガラス、セラミックス等の高脆材料を球面形状に加工するための球面加工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
カメラ、ビデオ等に用いられる球面レンズ等の光学素子の加工は、ガラス、セラミックス等の高脆材料で作られたワーク(被加工物)を、凹凸が反転した表面形状を有する総型の研削・研磨用の加工工具に押しつけた状態で、加工工具を回転させ、かつ、ワークとの間に相対的な接線方向の揺動運動を与えることによって行われる。
【0003】
図2は、凹形状のガラスレンズW0 を製造する際の精研削加工において用いられる一般的な球面加工装置を示すもので、下軸である工具軸111と一体である工具支持体112上に、砥石113の支持部である工具基体113aが固定され、砥石113は、エポキシ系等の水分によって溶融しない接着剤を用いて工具基体113aに接着された、一般にペレットと呼ばれる精研削加工用に使用される総型または粒状のダイヤモンド砥石である。総型工具の場合は、ワークであるガラスレンズW0 と接するように、凹凸相反する形状で曲率半径の略一致する球状の工具表面を有する。
【0004】
砥石113の支持部である工具基体113aは、工具支持体112に対してネジ112aによって、工具軸111の中心軸Aを基準に、工具軸111の中心軸Aとワーク軸121の中心軸Bとの交点O1 と、工具表面の曲率中心である工具球心点O2 が略一致するように調整されて固定される。
【0005】
上軸であるワーク軸121はその下端にレンズホルダ122を保持し、ワーク軸121を中心軸Bに沿って降下させることによって、砥石113の工具表面とレンズホルダ122に保持されたガラスレンズW0 の加工面が適宜設定された押圧力で当接される。
【0006】
この状態で、工具支持体112と一体である工具軸111には、下方のプーリー114とベルト115を介して矢印T1で示すように図示しないモータから回転運動が与えられる。この回転運動により、ワーク軸121には矢印T2で示すように従属回転(連れ回り)運動が発生する。このとき、工具軸111には図示しない揺動機構により工具軸111の中心軸Aとワーク軸121の中心軸Bの交点O1 すなわち工具球心点O2 を中心とした矢印Yで示す揺動運動も与えられて加工が進行する。
【0007】
図示しない揺動機構は、工具軸111を回転自在に支持するスリーブを球心方向に進退移動させる移動手段を備えており、砥石113の表面が磨耗した分だけ工具軸111を移動手段を用いて移動させることで、砥石113の磨耗による加工精度の低下を防ぐように構成されている(特開平5−116062号公報参照)。
【0008】
また、特開2001−225251号公報によれば、図3に示すように、研磨皿213の球芯方向へ進退移動させる移動量を、研磨皿213の高さを検出する測定子230aを有する検出手段230により検出し、その検出手段230の検出値に基づいてモータ217によって駆動される移動手段218を制御して研磨皿213の高さを補正する制御手段219を設けた構成なども開示されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術によれば、工具軸の中心軸とワーク軸の中心軸の交点を工具球心点として揺動運動が与えられているため、加工を進めていると工具磨耗の進行に伴い工具球心点が移動してしまい、その結果、ワークの球面の曲率半径Rの中心であるワーク球心位置とずれてくることにより、高精度な球面創成が不可能となるという問題を効率的に解決することは難しかった。
【0010】
すなわち、特開平5−116062号公報や特開2001−225251号公報に開示された方法では、下軸である工具軸を上下動させる機能や制御手段を付加せねばならず、装置価格が跳ね上がり、また精度維持のための保守点検にも手間が掛かるという未解決の課題がある。
【0011】
本発明は上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、上軸側の球心である工具球心点に下軸側の球心であるワークの球心位置を合致させ、その球心を中心に下軸を揺動させて加工を進めるという構成にすることで、工具磨耗による球心位置ずれの発生を防ぎ、工具軸の位置調整等を必要とすることなく、常に安定した高精度な加工を行うことができる球面加工装置を提供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の球面加工装置は、球面を有するワークを保持する保持手段を備えた下軸と、垂直に支持された上軸と、前記上軸の下端に固定された加工工具と、前記上軸を回転駆動する上軸回転駆動手段と、前記上軸を下向きに加圧する加圧手段と、前記上軸に対して所定の傾斜角度で前記下軸を回転自在に支持し揺動させる揺動機構とを有し、前記加工工具が前記上軸の中心軸上に工具球心点を有し、前記加工工具を回転させながら前記工具球心点に前記ワークの球心位置を一致させて前記下軸を揺動させ、前記加工工具と前記ワークを摺り合わせることにより、前記ワークを研削・研磨することを特徴とする。
【0013】
【作用】
ワークの加工数が増えて加工工具の加工面が磨耗すると、磨耗した分だけ垂直に上軸が下降するため、加工工具の工具球心点はワークの球心位置からずれることなく、従って、工具磨耗に伴う加工工具の高さ調整等の調整作業を必要としない。
【0014】
これによって、加工効率が高く、しかも複雑な調整機構を必要としない高性能な球面加工装置を実現できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0016】
図1は一実施の形態による球面加工装置を示すもので、垂直に支持された上軸である工具軸11と一体である工具支持体12に、加工工具である砥石13の支持部である工具基体13aが固定され、砥石13は、エポキシ系等の水分によって溶融しない接着剤を用いて工具基体13aに接着された、一般にペレットと呼ばれる精研削加工用に使用される総型または粒状のダイヤモンド砥石である。総型工具の場合は、ガラスレンズ等のワークW1 と接するように、凹凸相反する形状で曲率半径の略一致する工具表面を有する。
【0017】
砥石13の支持部である工具基体13aは、工具支持体12に対してネジ12aによって、垂直に支持された工具軸11の中心軸Bを基準に、工具軸11の中心軸Bと下軸であるワーク軸21の中心軸Aの交点O1 と、砥石13の工具球心点O2 が略一致するように調整されて固定される。
【0018】
ワーク軸21はその上端に保持手段であるレンズホルダ22を保持し、工具軸11を中心軸Bに沿って垂直に降下させることで、砥石13の工具表面がレンズホルダ22に保持されたワークW1 の加工面に対して押圧・当接される。
【0019】
この状態で、工具支持体12と一体である工具軸11はプーリー14とベルト15を介して矢印T1で示すように図示しない上軸回転駆動手段であるモータから回転運動が与えられ、この与えられた回転運動によりワーク軸21には矢印T2で示すように従属回転(連れ回り)運動が発生する。
【0020】
工具軸11は加圧手段であるエアシリンダ16によって常時下向きに所定の加圧力で押圧されており、ワーク軸21には図示しない揺動機構により、傾斜したワーク軸21の中心軸Aと垂直な工具軸11の中心軸Bの交点O1 すなわち工具球心点O2 を中心とした矢印Yで示す揺動運動も与えられて加工が進行する。
【0021】
なお、ワーク軸21の回転は従属回転に限らず、工具軸11の回転数に対し50〜100%の範囲の比率で強制的に回転運動を与える下軸回転駆動手段を設けてもよい。
【0022】
曲率半径が異なるレンズを加工する際にはレンズホルダ22とワーク軸21の間に介在された調整手段であるスペーサ23の厚さをそのレンズの曲率半径の中心と工具球心点O2 が略一致するように適宜設定されたものに交換する。
【0023】
また、万一、砥石13の偏磨耗等により砥石13の工具球心点O2 が工具軸11の中心軸Bから大きくずれた場合は、装置から砥石13を取り外すことなく、固定ネジ12aを緩めて、砥石13の工具球心点O2 を工具軸11の中心軸Bに合致させる位置調整を簡単に行うことができる。
【0024】
ワーク加工数が増えて、砥石13の加工面が磨耗すると、エアシリンダ16によって常時押圧されている工具軸11が砥石13の磨耗量だけ下降するため、工具球心点O2 の位置は変わらず、従って、定位置で連れ回りや揺動を行うワークW1 の球面との相対位置も変化しない。
【0025】
【発明の効果】
砥石の偏磨耗等により砥石の球心点が工具軸の中心軸から大きくずれない限り、砥石磨耗の影響を受けることなく自動的に砥石の位置が調整されるため、従来例のような調整機構や調整作業を必要とせず、研削・研磨の加工効率等を大きく向上させることができる。
【0026】
このような球面加工装置を用いることで、高品質のレンズ等光学素子等を高い生産効率で製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施の形態による球面加工装置を示す模式図である。
【図2】一従来例を示す模式図である。
【図3】別の従来例を示す図である。
【符号の説明】
11 工具軸
12 工具支持体
13 砥石
14 プーリー
15 ベルト
16 エアシリンダ
21 ワーク軸
22 レンズホルダ
23 スペーサ
Claims (3)
- 球面を有するワークを保持する保持手段を備えた下軸と、垂直に支持された上軸と、前記上軸の下端に固定された加工工具と、前記上軸を回転駆動する上軸回転駆動手段と、前記上軸を下向きに加圧する加圧手段と、前記上軸に対して所定の傾斜角度で前記下軸を回転自在に支持し揺動させる揺動機構とを有し、前記加工工具が前記上軸の中心軸上に工具球心点を有し、前記加工工具を回転させながら前記工具球心点に前記ワークの球心位置を一致させて前記下軸を揺動させ、前記加工工具と前記ワークを摺り合わせることにより、前記ワークを研削・研磨することを特徴とする球面加工装置。
- 下軸が、ワークの高さ位置を調整するための調整手段を備えていることを特徴とする請求項1記載の球面加工装置。
- 下軸を回転駆動する下軸回転駆動手段を備えていることを特徴とする請求項1または2記載の球面加工装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003183756A JP2005014168A (ja) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | 球面加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003183756A JP2005014168A (ja) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | 球面加工装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005014168A true JP2005014168A (ja) | 2005-01-20 |
Family
ID=34183714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003183756A Pending JP2005014168A (ja) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | 球面加工装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005014168A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101537588B (zh) * | 2008-03-17 | 2013-03-13 | 尼斯可光机株式会社 | 球面研磨装置 |
CN105773344A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-07-20 | 淮安市岽盛光电仪器有限公司 | 一种球面环抛机 |
CN112276724A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-29 | 深圳市强鸿电子有限公司 | 一种安防摄像头镜头智能处理设备 |
-
2003
- 2003-06-27 JP JP2003183756A patent/JP2005014168A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101537588B (zh) * | 2008-03-17 | 2013-03-13 | 尼斯可光机株式会社 | 球面研磨装置 |
CN105773344A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-07-20 | 淮安市岽盛光电仪器有限公司 | 一种球面环抛机 |
CN112276724A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-29 | 深圳市强鸿电子有限公司 | 一种安防摄像头镜头智能处理设备 |
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