JP2006212735A - レンズ研削方法及びレンズ研削加工装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レンズ研削方法及びそのレンズ研削加工装置は、リムレスフレームのダミーレンズの玉型形状データおよび眼鏡レンズのレンズ形状データに基いて眼鏡レンズMLを研削加工する。しかも、このレンズ研削方法においては、リムレスフレームの反り角の数値を入力して、眼鏡レンズの研削加工を行うようにしている。
【選択図】 図13
Description
[構成]
図1において、1は眼鏡フレームFのレンズ枠形状やその型板或いは型板モデル等から玉型形状データであるレンズ形状情報(θi,ρi,Zi)又は(θi,ρi)を読み取るフレーム形状測定装置(玉型形状測定装置)、2はフレーム形状測定装置1から送信等によって入力された眼鏡フレームの玉型形状データに基づいて眼鏡レンズを研削加工するレンズ研削加工装置(玉摺機)である。尚、フレーム形状測定装置1には周知のものを用いることができるので、その詳細な構成やデータ測定方法等の説明は省略する。尚、フレーム形状(レンズ枠形状)には光軸方向の移動量データZiがあるが、型板やダミーレンズの測定によるレンズ形状情報には光軸方向の移動量データZiがないのでレンズ形状情報は(θi,ρi)となる。
このレンズ研削加工装置2は、図1に示すように、装置本体3の前面寄りに設けられた加工室4と、この加工室4を開閉するカバー5を有する。また、この加工室4内には図2に示したように加工用主要部品が配置されている。また、加工室4の外側には、加工用主要部品の一部を保持するキャリッジ(図示せず)と、加工用主要部品及びキャリッジの駆動系(モータ等)が配置されている。このキャリッジは、前後に延びる左右一対のアーム部とアーム部の後端部を連設する連設部から、平面視形状がコの字状に形成されている。また、キャリッジは、左右動可能に且つ連設部の後縁部を中心にアーム部が上下動可能に設けられている。
上述の加工室4内に配置された加工用主要部品としては、図2に示すように、装置本体3の左右に延びると共にスリット4c、4cを貫通する左右一対のレンズ回転軸9、10がある。尚、スリット4c、4cはレンズ回転軸9、10と一体に移動する図示しないカバーで閉成されている。
加工用主要部品の駆動系としては、上述のキャリッジ(図示せず)と、このキャリッジをパルスモータ等の駆動モータを用いて上下回転させる上下動手段(図2では図示せず)と、キャリッジを左右動させるパルスモータ等の駆動モータ(図2では図示せず)と、レンズ回転軸9、10を回転駆動させるパルスモータ等の駆動モータ(図2では図示せず)と、キャリッジの上下回動に伴いレンズ回転軸9、10間に保持された眼鏡レンズMLを研削加工する際に研削砥石11を回転させる駆動モータ(図2では図示せず)等を有する。
(コバ厚測定装置)
コバ厚測定装置(コバ厚測定手段)はコバ厚測定部材19を有する。このコバ厚測定部材19は、互いに離間状態で対向する一対のフィーラ19a、19bを備える。このフィーラ19a、19bは作用右方向に延びる測定軸19cに一体に設けられている。この測定軸19cは、加工室4の側壁4bを左右に貫通していると共に、左右に移動可能となっている。また、測定軸19cは、フィーラ19a、19bが加工室4の後縁部の略中央に位置するように、図示しないスプリングで保持されている。従って、フィーラ19a、19b及び測定軸19cは、左右方向への移動力を解除すると、加工室4の後縁部の略中央に戻されるようになっている。
操作パネル6は、図3(A)に示すように、眼鏡レンズをレンズ回転軸9、10によりクランプするための『クランプ』スイッチ6aと、眼鏡レンズの右眼用・左眼用の加工の指定や表示の切換え等を行う『左』スイッチ6b、『右』スイッチ6cと、砥石を左右方向に移動させる『砥石移動』スイッチ6d、6eと、眼鏡レンズの仕上加工が不十分である場合や試し摺りする場合の再仕上又は試し摺り加工するための『再仕上/試』スイッチ6fと、レンズ回転モード用の『レンズ回転』スイッチ6gと、ストップモード用の『ストップ』スイッチ6hとを備えている。
操作パネル7は、図3(B)に示すように、液晶表示器8の表示状態を切り換える『画面』スイッチ7aと、液晶表示器8に表示された加工に関する設定等を記憶する『メモリー』スイッチ7bと、レンズ形状情報(θi,ρi)を取り込むための『データ要求』スイッチ7cと、数値補正等に使用されるシーソー式の『−+』スイッチ7d(『−』スイッチと『+』スイッチとを別々に設けても良い)と、カーソル式ポインタ移動用の『▽』スイッチ7eとを液晶表示器8の側方には配置している。また、ファンクションキーF1〜F6が液晶表示器8の下方に配列されている。
液晶表示器8の上部には、『レイアウト』タブTB1、『加工中』タブTB2、『加工済』タブTB3、『メニュー』タブTB4が表示されている。そして、この『レイアウト』タブTB1、『加工中』タブTB2、『加工済』タブTB3、『メニュー』タブTB4を選択することにより、液晶表示器8の表示が切り替えられるようになっている。
このファンクションキーF1〜F6は、眼鏡レンズの加工に関する設定時に使用されるのか、加工工程で液晶表示器8に表示されたメッセージに対する応答・選択用として用いられる。
[制御回路]
レンズ研削加工装置2は、図4に示すように、演算制御回路40を有する。CPUを有する演算制御回路40には、操作パネル6,7、記憶手段としてのROM41、記憶手段としてのデータメモリ42、RAM43が接続されていると共に、補正値メモリ44が接続されている。また、演算制御回路40には、表示用ドライバ45を介して液晶表示器8が接続され、パルスモータドライバ46を介して駆動系の各種駆動モータ(パルスモータ)47a…47nが接続されていると共に、通信ポート48を介して図1のフレーム形状測定装置1が接続されている。
[作用]
次に、この様な構成の演算制御回路40を有するレンズ研削加工装置の作用を図11,図12のフローチャート及び図13〜図15に基づいて説明する。
ステップS1
スタート待機状態からメイン電源がオンされると、演算制御回路40は加工操作開始の状態となる。そして、演算制御回路40は、フレーム形状測定装置(フレームリーダー)1からのデータ読み込みのために待機する。
ステップS2
そして、演算制御回路40は、レンズ形状情報(θi,ρi,Zi)又は(θi,ρi)のデータが読み込まれると、図6に示したレイアウト設定の為の表示内容を液晶表示器8に表示させ、ステップS3に移行する。
<液晶表示器8のレイアウト表示>
レイアウト設定時には、図6に示したような通常の面取加工の内容が液晶表示器8に演算制御回路40により表示される。即ち、液晶表示器8の表示エリアE2には、「レンズ:プラ」、「コース:オート」が表示されると共に、ヤゲン及び面取加工のための表示20がされる。また、表示エリアE3には、フレーム幾何学中心間距離FPD、眼鏡装用者の瞳孔間距離PD、寄せ量UP、サイズ「SIZE」及びその数値が表示される。図6では、規定値(標準値)としてFPDが72.5、PDが64.0、UPが+2.0、SIZEが+0.00となっている。また、表示エリアE3には、「SIZE」の下方に位置させて「吸着位置:光学中心」の表示がされている。
ステップS3
<レイアウト入力>
このステップS3において、カーソル式ポインタ移動用の『▽』スイッチ7eや数値入力に使用されるシーソー式の『−+』スイッチ7dを用いて、フレーム幾何学中心間距離FPD,瞳孔間距離PD,寄せ量UP,SIZE(又はサイズ)等を入力する。
ステップS4
<加工条件入力>
このステップS4においては、ファンクションキーF1〜F6やカーソル式ポインタ移動用の『▽』スイッチ7eを用いて、図6のレンズタイプ,レンズ(レンズ材質),フレーム(フレーム材質),面取,鏡面,コースやレンズ吸着治具の眼鏡レンズへの吸着位置等のレイアウト条件を入力(選択)する。
このステップS5において演算制御回路40は、フレーム形状測定装置(フレームリーダー)1から読み込んだレンズ形状情報がパターン板(型板)又はダミーレンズの等の測定データであるか否かを判断する。この判断は、レンズ形状情報が(θi,ρi,Zi)であるか(θi,ρi)で判断できる。
ステップS6
このステップS6において演算制御回路40は、図13のレイアウト画面を表示させて待機する。この図13では、表示エリアE2にフレーム反り角の入力のための枠50を表示させると共にレンズ(レンズ材質)やコース等を表示させている。また、枠50内には「フレーム反り角」の表示がされる。
ステップS7
このステップS7において演算制御回路40は、レンズクランプの為の『クランプ』スイッチ6a及び加工スタートの為の『左』スイッチ6b又は『右』スイッチ6cが操作されると、『加工中』タブTB2を表示して、ステップS8に移行する。
ステップS8
このステップS8において演算制御回路40は、眼鏡レンズMLのレンズ形状情報(θi,ρi)に対応する位置のコバ厚Wiをレンズコバ測定データとしてコバ厚測定装置(全体図示せず)のコバ厚測定部材19を用いて予備測定し、ステップS9に移行する。
ステップS9
このステップS9において演算制御回路40は、図13のレイアウト画面の枠50内にフレーム反り角の入力があった場合、PD補正を実行し、ステップS10に移行する。
以下、PD補正演算方法として、レンズの突出量の求め方が異なる2通りの方法について説明する。
(A)レンズ前面のカーブ算出によるレンズ突出量を求める方法
(B)フレーム水平基準方向についての表面データ2ヶ所からレンズ突出量を求める方法。
<(A)レンズ前面のカーブ算出によるレンズ突出量を求める方法>
ステップ8の予備測定で、最終的なフレーム加工形状に一致した位置を測定して得られる眼鏡レンズMLの前側屈折面(レンズ前面)のコバ位置データの4ポイントからレンズの前面カーブを求める。また動径方向への移動測定を行なうことによって、動径上の2ポイントからレンズ前面カーブを求めることもできる。
DCN=DCT+DCH (1)
として求められる。また、DCTは、フレーム幾何学中心間距離FPDと瞳孔間距離PDを用いると、
DCT={(FPD−PD)/2}/cosθ (2)
となる。
次に、DCHは、円弧、各直線交点の距離にsinθを乗じた値として求める。
レンズ表面を示す円弧は、2点(0,0)(BWXcosθ, BWXsinθ)の2点を通るので、
円弧の中心座標(A,B)は、以下の式で表される。
B=BWXsinθ±[BW2×(sinθ)2−{BW2−4R2×(cosθ)2}]/2
また、開口基準平面を表す直線の式は
Y=tanθ×X (4)
更に、PD(視軸線)を表す直線の式は、
X=(PD−DBW)/2 (5)
となる。
(4),(5)式の直線の交点のY座標値は、
Y45=(PD−DBW)×tanθ/2
また、(3),(5)式の円と直線との交点のY座標値は、
Y35=±[R2−{(PD−DBW)/2−A}2]+B
となる。そして、DCHは、これらのY座標値の差に、sinθを乗じたもので
DCH=(Y45−Y35)×sinθ
となる。
<(B)フレーム水平基準方向についての表面データ2ヶ所からレンズ突出量を求める方法>
(A)の場合と同様にDCNを求める必要があるが、DCHについては、レンズの取付状態を考慮してレンズの水平方向での前面測定値とレンズ頂点の予測から求める。
カップ受けCrの部分では、カップ本体Craに両面テープTを介してレンズ(眼鏡レンズML)は保持されている。このレンズ保持の位置は、保持されるレンズに寄らずほぼ一定位置と考えられる。
これを考えていく上での変数を以下のように設定する。例えば、図25において、
row_msr 測定位置の動径ρ サンプルデータ 35
rds_cphldr カップ受けCrの半径
サンプルデータ 12.5
thck_cp カップと両面テープの厚さTc 〃 1.2
thck_row 測定値 〃 4.5
tp_lns レンズ頂点位置 〃 0.723105
とする。そして、測定値が、カップ本体Craと両面テープTの厚さの予測値より小さい場合には、中心Ocがレンズ前面(眼鏡レンズMLの前側屈折面)の前側となり、エラーとなる。
・また、2点(Sa,Sb)を結ぶ傾斜線Lbの傾きtiltは、
tilt=(row_msr−rds_cphldr)/
(thck_row−thck_cp)
から求めることができる。
・更に、2点(Sa,Sb)を結ぶ線(傾斜線)Lbと2等分線(直線La)との交点をSc、カップ受けCrの半径上の点(Sa)を通り且つレンズ軸中心線Oaと平行な平行仮想線をLp、交点Scから平行仮想線Lp及びレンズ軸中心線Oaに対して垂直に垂直仮想線をLv、垂直仮想線Lvの平行仮想線Lp及びレンズ軸中心線Oaへの交点をそれぞれSd,Seとすると、点(Sa),Sc,Sdを結ぶ三角形と点Sc,Sd,中心Ocを結ぶ三角形は相似する。この相似の三角形の比を考えると、レンズ軸中心線Oa上の交点Seから中心Ocまでの距離lngtglは、
lngtgl=(row_msr+rds_cphldr)/2/
tilt
として求めることができる。
・また、2点(Sa,Sb)を結ぶ傾斜線Lcの交点Scが傾斜線Lcの半分であるので、カップ受けCrの半径上の点(Sa)から交点Sdまでの距離(長さ)L0は、
L0=(thck_row−thck_cp)/2
となる。、
・そして、レンズ軸中心線Oa上における両面テープTから中心Ocまでの距離(長さ)lngth2は、カップ受けCrの半径上の点(Sa)から交点Sdまでの距離(長さ)L0と、交点Seから中心Ocまでの距離(長さ)lngtglを加えた値になる。
lngth2 =lngth1+L0
=(row_msr+rds_cphldr)/ 2 /tilt+(thck_row−thck_cp)/ 2
となる。
・レンズの半径
また、レンズ(眼鏡レンズML)の半径rds_lns_frntは、
・レンズ頂点位置
更に、レンズ頂点位置tp_lnsは、
tp_lns =thck_cp +lngth2 −rds_lns_frnt
・測定平面からの高さ
hght =thck_row−tp_lns
尚、lngth2,レンズの半径,レンズ頂点位置,測定平面からの高さ等のサンプルデータを以下に一例として示す
lngth2 サンプルデータ 163.5818
レンズの半径 サンプルデータ 164.0587
レンズ頂点位置 サンプルデータ 0.723105
測定平面からの高さ サンプルデータ 3.776895
最終的には、この高さデータに、平均的ヤゲン位置(1.5mm)を加えた数値に、フレームの傾き角のsinを乗じた数値が、PDの補正値となる。なお、両眼分とするため、2倍する必要がある。
上記の考え方を水平方向の2点について適用して、その平均値としてレンズ頂点の位置を求める。
ステップS10
このステップS10において演算制御回路40は、ステップS9におけるPD補正演算により求められた補正データに基づいて眼鏡レンズのコバ厚の本測定を実行し、ステップS11に移行する。この本測定も、ステップS8におけるようにコバ厚測定装置(全体図示せず)のコバ厚測定部材19を用いて眼鏡レンズMLのコバ厚Wiを測定し、ステップS11に移行する。尚、コバ厚Wiの測定は上述した構成の説明の(コバ厚測定装置)のところで説明しているので、ここではその詳細な説明は省略する。
ステップS11
このステップS11において演算制御回路40は、図10に示したようなヤゲンシミュレーション画面を表示する。
[ヤゲン加工及び面取の為のシミュレーション画面]
<眼鏡レンズのコバ端及びコバ端のヤゲン形状表示>
このステップS11において、ヤゲン加工のためのシミュレーションの場合には、玉型形状情報であるレンズ形状情報(θi,ρi,Zi)に基づいて未加工の眼鏡レンズのコバ厚形状(レンズ形状)をコバ厚測定部材19を有するコバ厚測定装置(コバ厚測定手段)で測定した後、ヤゲン山部Yの裾部(あるいはヤゲン肩部)が含まれるコバ端部の形状を図10に示したような液晶表示器8のシミュレーション画面に表示させる。
ステップS12
<粗研削加工、ヤゲン加工>
ステップS11において、シミュレーション操作をしない場合には『オート』を選択することで、演算制御回路40は粗研削加工に移行する。但し、加工中の表示は、シミュレーション画面となる。
ステップS13
<仕上加工>
更に、演算制御回路40は、このような粗研削加工及びヤゲン加工が終わると、面取砥石13,14により眼鏡レンズMLのコバ端部に面取を施すと共に、眼鏡レンズMLの周縁部を研削砥石11の仕上砥石11cにより仕上加工して、終了する。
PD…瞳孔間距離
7d…『−+』スイッチ(入力手段)
11…研削砥石(研削加工手段)
40…演算制御回路(演算手段)
Claims (4)
- リムレスフレームのダミーレンズの玉型形状データおよび眼鏡レンズのレンズ形状データに基いて眼鏡レンズを研削加工するレンズ研削方法において、
リムレスフレームの反り角の数値を入力して、眼鏡レンズの研削加工を行うことを特徴とするレンズ研削方法。 - リムレスフレームの玉型形状データおよび眼鏡レンズのレンズ形状データに基いて眼鏡レンズを研削加工するレンズ研削加工装置において、
リムレスフレームの反り角の数値を入力する入力手段を有し、眼鏡レンズを研削加工するための研削加工手段とを有することを特徴とするレンズ研削加工装置。 - リムレスフレームのダミーレンズの玉型形状データおよび眼鏡レンズのレンズ形状データに基いて眼鏡レンズを研削加工するレンズ研削方法において、
リムレスフレームの反り角の数値を入力して、リムレスフレームから眼鏡レンズの突出量を求め、眼鏡装用者の眼の瞳孔間距離PDを補正し、補正したPD値に基いて眼鏡レンズの研削加工を行うことを特徴とするレンズ研削方法。 - リムレスフレームの玉型形状データおよび眼鏡レンズのレンズ形状データに基いて眼鏡レンズを研削加工するレンズ研削加工装置において、
リムレスフレームの反り角の数値を入力する入力手段を有し、リムレスフレームから眼鏡レンズの突出量を求め、眼鏡装用者の眼の瞳孔間距離PDを補正する演算手段と、補正したPD値に基いて眼鏡レンズを研削加工するための研削加工手段とを有することを特徴とするレンズ研削加工装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005027836A JP2006212735A (ja) | 2005-02-03 | 2005-02-03 | レンズ研削方法及びレンズ研削加工装置 |
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