JP2009066743A - Spectacle lens edging machining device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、眼鏡レンズの縁摺加工装置および縁摺加工方法に関するものである。 The present invention relates to an edging apparatus and a edging method for spectacle lenses.
眼鏡レンズの縁摺り加工装置は、通常レンズ回転軸と加工具回転軸とを備え、レンズ回転軸にレンズ保持手段を介して未加工の円形レンズ(以下、被加工レンズともいう)を装着し、加工具回転軸に取付けた研削砥石等の加工具によって被加工レンズの周面を加工し、眼鏡フレームの枠形状に適合する玉型形状に加工するようにしている。レンズ回転軸は、同軸に配置された第1、第2のレンズ回転軸とからなり、その対向端面にそれぞれ取付けられたレンズ保持手段(レンズホルダおよびレンズ押え)で被加工レンズの加工中心部を保持するようにしている(例えば、特許文献1〜5参照)。 An eyeglass lens edging apparatus usually includes a lens rotation axis and a processing tool rotation axis, and a lens rotation axis is attached with an unprocessed circular lens (hereinafter, also referred to as a lens to be processed) via a lens holding unit. The peripheral surface of the lens to be processed is processed by a processing tool such as a grinding wheel attached to the processing tool rotating shaft, and processed into a target lens shape that matches the frame shape of the spectacle frame. The lens rotation shaft is composed of first and second lens rotation shafts arranged coaxially, and the lens holding means (lens holder and lens presser) respectively attached to the opposite end surfaces of the processing center portion of the lens to be processed. It is made to hold | maintain (for example, refer patent documents 1-5).
レンズ保持手段によるレンズの保持圧力が弱いと加工具から受ける加工抵抗によってレンズがレンズ回転軸に対して軸ずれが起きる。例えば、従来より横長なフレーム枠(Aサイズ方向が大きい)に適合する玉型形状に加工する縁摺加工では加工時の保持部分が加工負荷によってずれてしまい、フレーム枠に装着するレンズの光学中心位置、アイポイント位置、ボクシングシステムの水平中心線等が適切に配置されなくなる(以下、軸ずれともいう)。そこで、従来はこのような軸ずれを防止するために、レンズに対して保持圧力を大きくしている。また、トルク制御によって保持圧力が一定になるように制御している。 When the holding pressure of the lens by the lens holding means is weak, the lens is displaced from the lens rotation axis due to the processing resistance received from the processing tool. For example, in the edging process that is processed into a lens shape that is suitable for a frame frame that is longer than the conventional frame (A size direction is large), the holding portion at the time of processing shifts due to the processing load, and the optical center of the lens mounted on the frame Position, eye point position, horizontal center line of boxing system, etc. are not properly arranged (hereinafter also referred to as axis misalignment). Therefore, conventionally, in order to prevent such an axial deviation, the holding pressure is increased with respect to the lens. Further, the holding pressure is controlled to be constant by torque control.
しかしながら、モータをトルク制御しているにもかかわらず保持圧力を大きくすると、レンズの光学面に形成している膜(例えば、反射防止膜、ハードコート膜、フォトクロ膜)にクラックが発生したり、レンズ自体が破損する頻度が高くなるという問題があった。 However, if the holding pressure is increased despite the torque control of the motor, cracks may occur in the film (for example, antireflection film, hard coat film, photochromic film) formed on the optical surface of the lens. There has been a problem that the frequency of damage to the lens itself increases.
そこで、モータを用いてレンズ保持手段をレンズの光学面に押し付け、所定の保持圧力P(例えば、P=55kg)になるように保持した場合の保持圧力の変化を測定した。 Therefore, the change in holding pressure when the lens holding means was pressed against the optical surface of the lens using a motor and held at a predetermined holding pressure P (for example, P = 55 kg) was measured.
上記したように、通常保持圧力が設定圧力と略等しくなるようにトルク制御しているため、測定に際してはレンズを本締めした直後に短時間ではあるが設定圧力を大幅に超えるような圧力増加(オーバーシュートともいう)が発生することは全く想定しておらず、また推測もしていなかった。また、通常トルク制御を1〜1/10秒程度の時間間隔で行なっているが、この程度の時間間隔で保持圧力を測定している限りにおいては、オーバーシュートを検出することができなかった。そこで、さらに測定間隔を1/100秒程度〜1/1000秒程度に狭めて測定した結果、図6に示すようにきわめて短時間ではあるが設定圧力を大幅に超えるオーバーシュートが発生していることが測定された。 As described above, since the torque is controlled so that the normal holding pressure is approximately equal to the set pressure, the pressure increase (which greatly exceeds the set pressure for a short time immediately after the lens is finally tightened) I did not assume or assumed any occurrence of overshoot). Further, although the normal torque control is performed at a time interval of about 1 to 1/10 seconds, overshoot could not be detected as long as the holding pressure was measured at this time interval. As a result, the measurement interval was further narrowed to about 1/100 second to 1/1000 second, and as a result, an overshoot that greatly exceeded the set pressure occurred as shown in FIG. Was measured.
図6は、レンズの保持に際して、所定の保持圧力Pより十分に低い圧力P1 (例えば、P1 =2.2kg)でレンズを仮締めした後、本締めし保持完了時の保持圧力Pが設定圧力Po(=55kg)と略等しくなるようにトルク制御したときの圧力変化を示す図である。 FIG. 6 shows that when holding the lens, after temporarily tightening the lens at a pressure P 1 (for example, P 1 = 2.2 kg) sufficiently lower than the predetermined holding pressure P, the holding pressure P at the time of completion of the final fastening is obtained. It is a figure which shows a pressure change when carrying out torque control so that it may become substantially equal to setting pressure Po (= 55kg).
この図から明らかなように、本締めした直後の保持圧力Pは、設定圧力Pに対してごく短時間ではあるが極端に増大(1kg程度のオーバーシュートQ)している。しかしながら、この圧力増加は、きわめて短時間であるため、従来の測定間隔(1〜1/10秒単位)では全く測定されず、モータのトルク制御では圧力増加を抑えることができず、これに起因してレンズにクラックが生じたり破損することが判明した。したがって、トルク制御において、本締め時のオーバーシュートQを極力低減することが最重要課題であることが判明し、本発明にいたったものである。なお、図6は測定間隔を1/1000秒にしたときの測定結果である。 As is apparent from this figure, the holding pressure P immediately after the final tightening is extremely increased (overshoot Q of about 1 kg) with respect to the set pressure P for a very short time. However, since this pressure increase is extremely short, it is not measured at all at the conventional measurement interval (1 to 1/10 second unit), and the motor torque control cannot suppress the pressure increase. As a result, it was found that the lens was cracked or damaged. Therefore, in torque control, it has been found that reducing the overshoot Q during final tightening as much as possible is the most important issue, and the present invention has been achieved. FIG. 6 shows the measurement results when the measurement interval is 1/1000 second.
また、オーバーシュートQの値が設定圧力Poに対してどのような範囲内の値であればクラックや破損が生じないで縁摺加工することができるかについて実験したところ、設定圧力Pから当該設定圧力に10%程度増しの圧力範囲内の値、さらに好ましくは5%程度増しの値であればほとんどクラックが生じたり破損したりすることなく加工することができることが確認された。 Further, when an overshoot Q value is within a range with respect to the set pressure Po, an experiment was conducted to determine whether the edging can be performed without causing cracks or breakage. It was confirmed that if the value is within a pressure range of about 10% increase to the pressure, more preferably about 5%, it can be processed with almost no cracks or breakage.
本発明は上記した従来の問題および測定結果と知見に基づいてなされたもので、その目的とするところは、レンズを保持したときに発生するオーバーシュートを極力小さくし、クラックや破損が生じないようにした眼鏡レンズの縁摺加工装置および縁摺加工方法を提供することにある。 The present invention has been made on the basis of the above-described conventional problems and measurement results and knowledge, and the object of the present invention is to minimize overshoot that occurs when the lens is held so that cracks and breakage do not occur. An object of the present invention is to provide an edge-grinding apparatus and method for eyeglass lenses.
本発明は、上記目的を達成するために、レンズ回転軸にそれぞれ取付けられ被加工レンズの凸側と凸側の光学面をそれぞれ保持する一対のレンズ保持手段を備え、前記レンズ保持手段によるレンズ保持位置および保持圧力を含む制御をモータによって行ない、前記被加工レンズの周面を眼鏡フレームの枠形状に適合する玉型形状に加工する眼鏡レンズの縁摺加工装置において、前記レンズ保持手段が被加工レンズと接触し保持が完了するまでの保持圧力変化を1/100〜1/1000秒単位で測定する圧力測定装置と、前記保持圧力が所定の設定圧力に対して予め規定した値を超えないように前記保持圧力を制御する圧力制御手段とを備えたものである。 In order to achieve the above object, the present invention includes a pair of lens holding means that are respectively attached to the lens rotation shaft and hold the convex and convex optical surfaces of the lens to be processed, and the lens holding by the lens holding means. In an eyeglass lens edging apparatus that performs control including position and holding pressure by a motor to process the peripheral surface of the lens to be processed into a lens shape that matches the frame shape of the spectacle frame, the lens holding means is to be processed A pressure measuring device that measures a change in holding pressure in contact with the lens until the holding is completed in units of 1/100 to 1/1000 second, and the holding pressure does not exceed a predetermined value with respect to a predetermined set pressure. And a pressure control means for controlling the holding pressure.
また、本発明は、上記発明において、前記圧力制御手段がレンズ保持手段に設けられた電歪素子を含み、1/100〜1/1000秒単位で前記電歪素子の厚みを制御するものである。 Further, the present invention is the above invention, wherein the pressure control means includes an electrostrictive element provided in the lens holding means, and controls the thickness of the electrostrictive element in units of 1/100 to 1/1000 second. .
また、本発明は、上記発明において、前記圧力制御手段は、前記保持圧力が所定の設定圧力に対して予め規定した値を超えないように1/100〜1/1000秒単位で前記モータを駆動制御するものである。 In the present invention, the pressure control means drives the motor in units of 1/100 to 1/1000 second so that the holding pressure does not exceed a predetermined value with respect to a predetermined set pressure. It is something to control.
また、本発明は、上記発明において、前記レンズ回転軸は、軸線方向に移動自在に配設され被加工レンズの凸面を保持するレンズ保持手段が取付けられた第1のレンズ回転軸と、前記第1のレンズ回転軸と同軸にかつ軸線方向に移動自在に配設されて被加工レンズの凹面を保持するレンズ保持手段が取付けられ、レンズの保持時に前記モータの駆動によって前進することにより前記レンズ保持手段を被加工レンズの凹面に押し付ける第2のレンズ回転軸とからなり、前記圧力制御手段は、前記一対のレンズ保持手段による保持圧力が所定の設定圧力に対して予め規定した値を超えた場合、前記第1のレンズ回転軸を前記保持圧力が前記予め規定した値を超えないように前記被加工レンズから離間する方向に移動させるものである。 Further, the present invention is the above-mentioned invention, wherein the lens rotation shaft is disposed so as to be movable in the axial direction, and has a first lens rotation shaft to which lens holding means for holding the convex surface of the lens to be processed is attached. A lens holding means for holding the concave surface of the lens to be processed is mounted coaxially with the lens rotation axis of 1 and movably in the axial direction, and is moved forward by driving the motor when holding the lens. A second lens rotation shaft that presses the means against the concave surface of the lens to be processed, and the pressure control means is configured such that the holding pressure by the pair of lens holding means exceeds a predetermined value with respect to a predetermined set pressure. The first lens rotation shaft is moved in a direction away from the lens to be processed so that the holding pressure does not exceed the predetermined value.
また、本発明は、上記発明において、前記予め記載した値が前記設定圧力から当該設定圧力に10%増しの圧力範囲内の値としたものである。 Further, the present invention is the above invention, wherein the previously described value is a value within a pressure range of 10% increase from the set pressure to the set pressure.
さらに、本発明は、前記発明のうちのいずれか1つの眼鏡レンズの縁摺加工装置によって未加工レンズの周面を眼鏡フレームの枠形状に適合する玉型形状に加工する眼鏡レンズの縁摺加工方法であって、レンズ保持手段によって前記被加工レンズを所定の設定圧力以下の保持圧力で仮保持する第1の保持工程と、前記第1の保持工程で仮保持された前記被加工レンズを保持圧力が前記設定圧力になるように保持する第2の保持工程と、前記被加工レンズを縁摺り加工する工程とを備え、前記第2の保持工程において、保持完了時の保持圧力が前記設定圧力に対して予め規定した値を超えないように前記保持圧力を制御する方法である。 Furthermore, the present invention provides an edge-grinding process for an eyeglass lens in which the peripheral surface of the unprocessed lens is processed into a target lens shape that matches the frame shape of the eyeglass frame by any one of the above-described invention. A first holding step of temporarily holding the lens to be processed at a holding pressure equal to or lower than a predetermined set pressure by a lens holding means, and holding the lens to be temporarily held in the first holding step. A second holding step for holding the pressure so as to be the set pressure; and a step for edge-grinding the lens to be processed. In the second holding step, the holding pressure when the holding is completed is the set pressure. The holding pressure is controlled so as not to exceed a predetermined value.
本発明においては、レンズ保持手段が被加工レンズと接触し保持が完了するまでの保持圧力を1/100〜1/1000秒単位で測定しているので、保持直後に発生するきわめて短時間なオーバーシュートを測定することができる。また、本発明は保持圧力が設定圧力に対して予め規定した値(以下、閾値ともいう)を超えないように保持圧力を制御しているので、オーバーシュートによるクラックや破損を防止することができる。
設定圧力に対して予め規定した値(以下、閾値ともいう)は、オーバーシュートによるクラックや破損の発生しない範囲内であって、かつ通常の負荷変動に対して軸ずれせずレンズを確実に保持することができる値に設定される。なお、閾値は、レンズの中心厚、撥水膜層の有無等によって異なるため、各レンズ毎に設定される。
In the present invention, since the holding pressure until the lens holding means comes into contact with the lens to be processed and the holding is completed is measured in units of 1/100 to 1/1000 seconds, an extremely short overshoot that occurs immediately after holding is measured. A shoot can be measured. In addition, since the holding pressure is controlled so that the holding pressure does not exceed a predetermined value (hereinafter also referred to as a threshold) with respect to the set pressure, cracks and breakage due to overshoot can be prevented. .
The pre-defined value for the set pressure (hereinafter also referred to as the threshold) is within a range where cracks and breakage due to overshoot do not occur, and the lens is securely held without being misaligned with normal load fluctuations. Set to a value that can be. Note that the threshold value is set for each lens because it varies depending on the center thickness of the lens, the presence or absence of a water-repellent film layer and the like.
また、本発明においては、圧力制御手段が電歪素子の厚みを1/100〜1/1000秒単位で変化させ、レンズ押圧手段による保持圧力が閾値を超えないようにすることにより、オーバーシュートの発生を抑え、クラックや破損を防止する。 Further, in the present invention, the pressure control means changes the thickness of the electrostrictive element in units of 1/100 to 1/1000 seconds so that the holding pressure by the lens pressing means does not exceed the threshold value. Reduces occurrence and prevents cracks and breakage.
また、本発明においては、圧力制御手段が1/100〜1/1000秒単位でモータを駆動制御することにより、閾値を超えるオーバーシュートの発生を抑え、クラックや破損を防止する。 In the present invention, the pressure control means controls the drive of the motor in units of 1/100 to 1/1000 seconds, thereby suppressing the occurrence of overshoot exceeding the threshold and preventing cracks and breakage.
さらに、本発明においては、一対のレンズ保持手段による保持圧力が所定の設定圧力に対して予め規定した値を超えたとき、圧力制御手段が第1のレンズ回転軸を保持圧力が設定圧力になるように被加工レンズから離間する方向に移動させるようにしているので、閾値を超えるオーバーシュートの発生を抑え、クラックや破損を防止する。 Further, in the present invention, when the holding pressure by the pair of lens holding means exceeds a predetermined value with respect to the predetermined set pressure, the pressure control means sets the first lens rotation axis to the set pressure. As described above, since the lens is moved in a direction away from the lens to be processed, the occurrence of overshoot exceeding the threshold is suppressed, and cracks and breakage are prevented.
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は本発明に係る眼鏡レンズの縁摺り加工方法に用いられる縁摺り加工装置の概略透視図、図2は被加工レンズをレンズ回転軸に装着した状態を示す図、図3はレンズ形状測定部によるレンズ形状の測定状態を示す図、図4は縁摺り加工装置のブロック図である。これらの図において、全体を符号1で示す眼鏡レンズの縁摺り加工装置は、未加工の円形レンズからなる被加工レンズ2の周面を縁摺り加工して所望の玉型形状の眼鏡レンズを製造するための装置であって、床面に設置された箱型の筐体3を備えている。この筐体3の内部には、被加工レンズ2が装着されるレンズ回転軸4と、このレンズ回転軸4を軸線方向(X方向)に移動させる第1のレンズ回転軸移動機構5と、同じくレンズ回転軸4を軸線と直交する水平な方向(Y方向)に移動させる第2のレンズ回転軸移動機構6と、被加工レンズ2を縁摺り加工する回転型の加工工具7と、この加工工具7の回転駆動機構8と、装置全体を制御する制御部9と、被加工レンズ2の凸側光学面2aと凹側光学面2bを測定するレンズ形状測定部10と、被加工レンズ2の面取り加工機構11と、レンズ保持手段であるレンズホルダ12とレンズ押え13とによるレンズの保持圧力を測定する圧力測定装置14等が組み込まれている。一方、筐体3の上面には、被加工レンズ2のレンズ情報、眼鏡フレームの情報、加工条件等を入力する各種操作ボタン、表示装置等を備えた操作パネル(図示せず)が設けられている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a schematic perspective view of an edging apparatus used in an edging process for spectacle lenses according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a state in which a lens to be processed is mounted on a lens rotation shaft, and FIG. The figure which shows the measurement state of the lens shape by a part, FIG. 4 is a block diagram of an edging apparatus. In these figures, the spectacle lens edging apparatus denoted as a whole by
前記被加工レンズ2は、注型重合法によって形成された円形(例えば、直径80φmm)のプラスチック製マイナス形状レンズからなり、表面全体に保護膜層と撥水膜層が積層形成されている。保護膜層は、レンズの光学特性、耐久性、耐擦傷性等を向上させるために形成されるもので、通常ハードコート膜層と反射防止膜層とで構成されている。撥水膜層は、上述したように光学面2a、2bの平滑度を高めて防汚性を向上させるとともに、水やけを防止するために形成されるもので、最近では滑り性のよい超撥水レンズが普及しつつある。撥水材としては、例えばフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を含む撥水原料等が用いられている。
The
前記レンズ回転軸4は、軸線を一致させて水平に配置された第1、第2のレンズ回転軸4A、4Bで構成され、レンズ保持ユニット15に配設されている。第1のレンズ回転軸4Aは、回転自在に配設され、軸線方向の移動は規制されている。一方、第2のレンズ回転軸4Bは、回転自在にかつ軸線方向に移動自在に配設されている。
The
前記レンズ保持ユニット15は、装置の左右方向(X方向)において対向する一対の支持部15a、15bを有し、一方の支持部15aによって第1のレンズ回転軸4Aを回転自在に軸支し、他方の支持部15bによって第2のレンズ回転軸4Bを回転自在にかつ軸線方向に移動自在に軸支している。第1、第2のレンズ回転軸4A、4Bの互いに対向する先端には、図2に示すように被加工レンズ2の光学面2a、2bを保持するレンズ保持手段としての前記レンズホルダ12と前記レンズ押え13がそれぞれ着脱自在に取付けられている。レンズホルダ12は、レンズ保持面にレンズ2の凸側光学面2aを保持する両面粘着テープ16が貼されている。レンズ押え13は、先端にゴム等の弾性部材17が取付けられている。
The
前記レンズ保持ユニット15の他方の支持部15bには、レンズ回転軸用駆動モータ18が固定されており、この駆動モータ18の回転がプーリ、歯付きベルト等の回転伝達手段19を介して第1、第2のレンズ回転軸4A、4Bにそれぞれ伝達されるように構成されている。したがって、第1、第2のレンズ回転軸4A、4Bは、同期して駆動する。レンズ回転軸用駆動モータ18としては、回転速度が可変でしかも正逆回転可能なステッピングモータが用いられる。また、レンズ保持ユニット15の他方の支持部15bの内部には、第2のレンズ回転軸4Bを第1のレンズ回転軸4Aに対して進退移動させる駆動モータ19(図4)が組み込まれている。
A lens rotation
前記第1のレンズ回転軸移動機構5は、筐体3の底板30上に平行に設置されたX方向に長い前後一対のX軸リニアガイド31と、これらのX軸リニアガイド31に沿ってX方向に移動自在なX方向テーブル32と、このX方向テーブル32をX軸リニアガイド31に沿って移動させるX方向テーブル用駆動モータ33等で構成されている。
The first lens rotation
前記第2のレンズ回転軸移動機構6は、前記X方向テーブル32の上面に平行に設置されたY方向に延在する左右一対のY軸リニアガイド35と、これらのY軸リニアガイド35に沿ってY方向に移動自在なY方向テーブル36と、このY方向テーブル36をY軸リニアガイド35に沿って移動させるY方向テーブル用駆動モータ37と、前記Y方向テーブル36上に設置された前記レンズ保持ユニット15等で構成されている。このため、レンズ回転軸4の動作は、3方向、すなわち軸線回りの回転と、軸線と直交する左右方向(X方向)および前後方向(Y方向)の移動である。これら3方向の動作は、前記制御部9により被加工レンズ2の形状加工データに基づいて数値制御される。また、この制御部9は、前記圧力測定装置14からの検出信号に基づいて前記駆動モータ19を駆動制御する圧力制御手段を構成している。
The second lens rotation
前記被加工レンズ2の周面2cを研削加工する加工工具7としては、図2に示すように円筒状に形成されたダイヤモンドホイール等の砥石が用いられ、前記回転駆動機構8の加工工具回転軸40に取付けられている。また、加工工具7は、一次加工用(荒加工用)の研削砥石7Aと、二次加工用(仕上げ加工用)の研削砥石7Bとで構成されている。二次加工用研削砥石7Bの外周面には、左右対称なV字状の環状溝からなるヤゲン用溝41が形成されている。
As the
前記加工工具7の回転駆動機構8は、前記筐体3の底板30上に設置されたフレーム44と、このフレーム44の上端に片持ち支持された前記加工工具回転軸40と、この加工工具回転軸40を回転させるインバータ形式の加工工具用駆動モータ45と、この加工工具用駆動モータ45の回転を前記加工工具回転軸44に伝達するプーリ、歯付きベルト等の回転伝達機構46等で構成されている。加工工具回転軸40は、レンズ回転軸4と平行でこれより前方に位置している。
The
前記レンズ形状測定部10は、図3に示すように、互いに対向して配設され被加工レンズ2の各光学面2a、2bをトレースする左右一対の測定子50A、50Bと、これらの測定子50A、50Bを接近離間させる駆動モータ(図示せず)と、測定子50A、50Bの軌跡から被加工レンズ2の各光学面2a、2bおよび周面2c、2d、2eの両端エッジ部、すなわち凸面側外周縁51A、52A、53Aと凹面側外周縁51B、52B、53Bの位置を演算処理し被加工レンズ2の形状情報を測定する演算処理装置(図示せず)とを備えている。なお、図3において、2cは被加工レンズ2を縁摺り加工する以前の周面、2dは一次加工後の周面、2eは二次加工後の周面である。
As shown in FIG. 3, the lens
レンズ形状測定部10による被加工レンズ2の形状測定に際しては、被加工レンズ2を回転させ、左右の測定子50A、50Bを互いに接近させて被加工レンズ2の各光学面2a、2bに押し付け、この状態でレンズ保持ユニット15を前後方向に移動させると、被加工レンズ2の面形状を測定することができる。レンズ形状測定部10によって測定されたレンズ情報は、前記制御部9に送られる。
When measuring the shape of the
前記面取り機構11は、被加工レンズ2の二次加工後の各エッジ部53A、53Bを面取り加工するもので、左右一対の面取り用加工工具60、60と、これらの面取り用加工工具60を駆動する面取り用駆動モータ61と、この駆動モータ61の回転を各面取り用加工工具60に伝達するプーリ、ベルト等の回転伝達機構62等で構成されている。面取り用加工工具60としては、ダイヤモンドホイール等の研削ツールが用いられる。
The
前記圧力測定装置14は、前記レンズホルダ12とレンズ押え13が被加工レンズ2を保持し始めてから保持が完了するまでの保持圧力を測定し、その測定値を前記制御部9に送るように構成されている。測定の時間間隔は、レンズホルダ12とレンズ押え13でレンズを所定の設定圧力になるように保持したとき、きわめて短時間ではあるが保持圧力が設定圧力よりも増大するため、このオーバーシュートを測定することができる時間間隔とされる。具体的には、1/100〜1/1000秒の間隔であれば測定することが可能であり、このような範囲で測定可能な圧力測定装置14を選択すればよい。1/100秒より長い時間間隔であると、オーバーシュートを測定できないため好ましくない。1/1000秒より短い時間間隔の場合は、圧力測定装置14の選択が制約されたり、モータ19の駆動制御をきわめて短時間に行わなければならなくなることから好ましくない。
The
上記のような時間間隔の測定が可能な圧力測定装置14としては、例えばティアック株式会社製のロードセル(STC-SR1KN756051SPC)が用いられる。測定に際しては、圧力測定装置14の測定部を縁摺加工装置1のチャック部で挟持し、レンズホルダ12とレンズ押え13のレンズに対する保持圧力を上記の時間間隔で測定する。圧力測定装置14によって測定された測定データは、増幅器を経てパーソナルコンピュータ(以下、PCと称する)70に記憶される。PC70と前記制御部9とは電気的に接続されている。
As the
制御部9は、PC70から保持圧力の測定データが送られてくると、そのデータが所定の設定圧力に対して予め規定した閾値を超えているか否かを判断し、超えているときは保持圧力が閾値以下になるように駆動モータ19を駆動制御する。具体的には、駆動モータ19に供給される電流をドライバ71を介して制御し、駆動トルクを小さくする。
When the measurement data of the holding pressure is sent from the
レンズに対する設定圧力は、レンズの材質、中心厚、撥水層の有無等によって異なるため、予め各種レンズについて保持圧力を測定し、レンズが軸ずれしたり、またレンズにクラックが生じたり破損したりするときの圧力以下で、かつ確実に保持することができる圧力とされる。 Since the set pressure for the lens varies depending on the lens material, center thickness, presence / absence of a water-repellent layer, etc., the holding pressure is measured in advance for each lens, the lens is misaligned, and the lens is cracked or damaged. The pressure is equal to or lower than the pressure at which the pressure is maintained and can be reliably held.
閾値は、保持圧力が設定圧力を超えてもレンズにクラックが生じたり破損したりすることがなく、また通常の過負荷に対してレンズが軸ずれしない保持圧力の限界値に近い値であり、設定圧力に対して10%程度、好ましくは5%程度増大した値に設定される。軸ずれ、クラック、破損に対する安全度を見込んだ値である。具体的には、前記設定圧力に10%増し以下の圧力を加えた範囲内の値を閾値とする。言い換えれば、設定圧力は、これに10%増しの値が軸ずれ、クラックまたは破損が生じるときの圧力以下になるように決定される。このような閾値であれば、加工時における通常の負荷変動に対して軸ずれせず、またレンズを保持した直後の圧力増加によるクラックや破損を略完全に防止することができる。閾値が設定圧力に10%増しの圧力とした理由は、上記したようにレンズを保持した直後に、設定圧力に対して15〜18%程度圧力が増加すると、これによりクラックが生じたり破損が生じるため、これよりも低い値としたものである。 The threshold value is close to the limit value of the holding pressure at which the lens does not crack or break even when the holding pressure exceeds the set pressure, and the lens does not shift its axis with respect to a normal overload, It is set to a value increased by about 10%, preferably about 5% with respect to the set pressure. It is a value that allows for safety against misalignment, cracks, and breakage. Specifically, a value within a range in which the set pressure is increased by 10% and the following pressure is applied is set as the threshold value. In other words, the set pressure is determined so that a value increased by 10% is equal to or less than the pressure at which an axis deviation, crack or breakage occurs. With such a threshold value, the axis does not deviate from a normal load fluctuation during processing, and cracks and breakage due to an increase in pressure immediately after holding the lens can be almost completely prevented. The reason why the threshold is set to a pressure that is 10% higher than the set pressure is that if the pressure increases by 15 to 18% with respect to the set pressure immediately after holding the lens as described above, this causes cracking or breakage. Therefore, the value is set lower than this.
次に、上記構造からなる眼鏡レンズの縁摺り加工装置1による被加工レンズ2の縁摺り加工について説明する。
予め、被加工レンズ2の保持開始から完了までのレンズに加えられる圧力変化を圧力測定装置14によって測定してテーブルAを作成する。また、実際に加えられた圧力と保持を行う駆動モータ19のトルクとの関係を測定しテーブルBを作成する。
Next, the edging process of the
The table A is created by measuring in advance the pressure change applied to the lens from the start to the end of holding the
加工に際しては、先ず被加工レンズ2をレンズ回転軸4に装着する。レンズ回転軸4への装着に際しては、レンズホルダ12で被加工レンズ2の凸側光学面2aの加工中心部を保持する。被加工レンズ2の加工中心O(図3)は、眼鏡枠のフレームセンターまたは被加工レンズ2の光学中心であるが、例えば累進屈折力レンズにおけるプリズム測定基準点または単焦点レンズにおける光学中心と略同一位置となる幾何学中心等も好適である。
In processing, first, the
次に、被加工レンズ2を保持しているレンズホルダ12を第1のレンズ回転軸4Aに装着する。レンズホルダ12の装着は、レンズホルダ12を第1のレンズ回転軸4Aの先端面に形成されている凹陥部に嵌合することにより行なうことができる。
Next, the
次に、駆動モータ19によって第2のレンズ回転軸4Bを前進させて当該回転軸の先端に取付けられているレンズ押え13を被加工レンズ2の凹側光学面2bに弾性部材17(図2)を介して押し付けることにより、被加工レンズ2を仮締めする。この仮締め時の保持圧力は、本締め時の保持圧力(=55kg)より十分に小さい圧力(例えば、8kg程度)とされる。仮締めは、仮締めしないでいきなり大きな保持圧力で保持したときレンズがずれるのを防止するために必要とされる。圧力測定装置14は、レンズホルダ12とレンズ押え13による保持圧力を1/10〜1/1000秒間隔、例えば1/1000秒間隔で測定し、PC70かその測定データを制御部9に送る。
Next, the second
さらに第2のレンズ回転軸4Bを前進させて被加工レンズ2をレンズホルダ12とレンズ押え13により本締めし、所定の保持圧力で保持する。このときの第2のレンズ回転軸4Bは、仮締め時よりも遅い移動速度に切替えられる。また、移動速度に加えて加減速(加速度)を制御したり、移動速度の代わりに加速度を制御してもよい。
Further, the second
制御部9は、PC70から測定データを受け取ると、保持圧力が予め設定した閾値を超えているか否かを判定し、超えている場合はテーブルAとテーブルBに基づき駆動モータ19のトルクを変化させて、本締め時のオーバーシュートが閾値を超えないように駆動モータ19を駆動制御し、最終保持圧力が設定圧力になるようにする。駆動モータ19の制御は、圧力測定装置14による測定間隔(1/1000秒)と同じ時間間隔で行う。
When the
図5は、レンズホルダ12とレンズ押え13により被加工レンズ2を比較的小さい保持圧力、例えば7〜8kgで仮保持(第1の保持工程)した後、引き続き駆動モータ19の駆動によりレンズ押え13を被加工レンズ2に押し付けて(第2の保持工程)保持圧力が所定の設定圧力(50kg)になるように駆動モータ19を駆動制御したときの保持圧力の変化を示す図である。図から明らかなように、駆動モータ19を1/5000〜1/7000秒の間で5回駆動制御したため、オーバーシュートのピークが5つ生じたが、いずれも極端なピークとはならず閾値以下に抑えることができていることが確認された。
In FIG. 5, the
このようにレンズ保持時の圧力変化を1/100〜1/1000秒単位で測定し、保持圧力が所定の設定圧力に対して予め規定した閾値を超えないように駆動モータ19を1/100〜1/1000秒単位で駆動制御すると、保持終了時に発生する極端に短時間ではあるが急激な圧力増加を抑えることができるため、レンズにクラックが生じたり破損したりするのを防止することができた。
Thus, the pressure change at the time of holding the lens is measured in units of 1/100 to 1/1000 seconds, and the
また、従来より反射防止膜が破断しないように保持圧力を調整していたが、保持圧力調整は実際には定常状態での圧力に基づいて行われていた。ところが、本発明者らが明らかにしたところ反射防止膜の破断は定常状態での保持圧力超過のみならず短時間ではあるが定常状態の保持圧力を大きく超える保持初期の圧力のピークによって発生することがある。本発明では保持初期の圧力ピークを回避しているため結果的に定常状態の保持圧力を大きくして軸ずれを回避することが容易になった。 Conventionally, the holding pressure is adjusted so that the antireflection film does not break. However, the holding pressure is actually adjusted based on the pressure in a steady state. However, as the present inventors have clarified, the antireflection film breaks not only in excess of the holding pressure in the steady state but also in a short time but a peak in the initial holding pressure that greatly exceeds the holding pressure in the steady state. There is. In the present invention, since the pressure peak at the initial stage of holding is avoided, as a result, it is easy to avoid the axial deviation by increasing the holding pressure in the steady state.
被加工レンズ2の装着、保持が完了すると、被加工レンズ2の縁摺り加工を行なう。
被加工レンズ2の縁摺り加工は、荒加工である第1の加工工程と、仕上げ加工である第2の加工工程ととからなる。縁摺り加工に際しては、レンズ回転軸4と加工工具回転軸40を回転させるとともに、レンズ回転軸4をY方向に移動させることにより加工工具7を被加工レンズ2の周面に押し付けて研削するため、加工軌跡は、第1、第2の加工工程とも外周から中心に向かうスパイラル状の加工軌跡となる。スパイラル間隔は、例えば、2〜10mm程度である。
When the mounting and holding of the
The edging process of the
第1の加工工程は、レンズ回転軸4と加工工具回転軸40を回転させ、一次加工用研削砥石7Aによって周面2cを加工形状データに基づいて荒研削し、被加工レンズ2を加工する工程である。第2の加工工程は、二次加工用研削砥石7Bによって周面2d(図3)を加工形状データに基づいて研削し、眼鏡フレームの枠形状に適合する玉型形状に加工する工程である。
In the first processing step, the
研削加工中において、常に加工工具用駆動モータ45の回転数を検知し、回転数が所定値以下になったとき、すなわち加工負荷が増大したときはレンズ回転軸4の回転を低速に切り替えて研削量を減らす。これにより加工負荷が減少するため駆動モータ45の回転数を元の回転数に復帰させる。そして、レンズ回転軸4の回転数を徐々に大きくして研削を継続する。
During grinding, the rotational speed of the machining
また、加工負荷が非常に大きくなり研削砥石7Aまたは7Bの回転数が大きく落ちた場合は、上述したようにレンズ回転軸4の回転数を落とすとともに、レンズ回転軸4を後方に移動させて加工工具回転軸40との軸間距離を大きくする。これにより加工負荷が減少するため、駆動モータ45の回転数を元の回転数に復帰させる。そして、レンズ回転軸4の回転数を徐々に大きくして研削を継続する。これによりレンズの軸ずれを防止することができる。
Further, when the processing load becomes very large and the rotational speed of the
二次加工が終了すると面取り機構11によって玉型形状になったレンズの面取り加工を行なう。面取り加工は、レンズをレンズ回転軸4とともに回転させ、周面2e(図3)のエッジ部53A、53Bに面取り用加工工具60(図1)を押し当てると、面取り加工することができる。
When the secondary processing is completed, the
面取り加工が終了すると、レンズをレンズ回転軸4から取り外し、光学性能および外観検査を行う。
When the chamfering process is completed, the lens is removed from the
上記した実施の形態では、レンズに対する保持圧力の変化を予め測定し、駆動モータ19のトルクを示す電流値と前記保持圧力との関係を示すテーブルを作成し、このテーブルに基づいて駆動モータ19の電流値を1/100〜1/1000秒単位で制御することにより、保持圧力が設定圧力に対して予め設定した閾値を超えないようにしたが、これに限らず例えば以下に列記する他の実施の形態(a)〜(c)により保持圧力が設定圧力に対して予め規定した値以下になるように制御してもよい。
(a)保持圧力をモニタリングし、モータ19にフィードバックすることで圧力制御する
(b)レンズ押え13の弾性部材17の厚みを制御する
(c)第1のレンズ回転軸を軸線方向に移動自在に設け、保持圧力が設定圧力より高くなったとき、第1のレンズ回転軸を被加工レンズから離間する方向に移動させて保持圧力が設定圧力を超えないようにする
(d)レンズ回転軸にダンパー機構を設け、保持圧力が閾値を超えないようにする
In the above-described embodiment, a change in the holding pressure with respect to the lens is measured in advance, a table showing the relationship between the current value indicating the torque of the
(A) The holding pressure is monitored and the pressure is controlled by feeding back to the motor 19 (b) The thickness of the
上記(a)に示す他の実施の形態においては、圧力制御手段としての制御部9は必ずしも圧力測定装置14と同等の時間間隔で駆動モータ19を駆動制御する必然性はない。例えば前記圧力測定装置14により予め測定され、規定の圧力を超過しないことが保証される他の圧力制御方法でもよい。例えば1秒間隔で制御される制御部9において、前記圧力測定装置14により規定の圧力を超えないことが保証される圧力制御パターンを特定して前記制御パターンを制御部9のテーブルに記録し、加工ごとに圧力制御を前記パターンにしたがって制御することも可能である。前記圧力制御の具体的な例として、株式会社三明社製ステッピングモータ(TS3617N371S04 )により保持を行う制御方法について説明する。保持の制御パターンは、前記制御部9により予め実験的に選択決定する。実験的に求めた本実施例の制御部9は、(I) レンズ保持手段がレンズから離れた位置にある状態でモータをトルク(トルクは100%の設定)、または移動速度を最大とし、レンズと接触するまでモータの最大速度で移動する。(II)レンズ保持手段がレンズと接触するとセンサーが前記接触を感知する。(III) センサーの接触信号によりモータを停止させる。(IV) 停止後は予め弾性体と接続されたレンズ回転軸、またはレンズ保持手段に含まれる弾性体の弾性力によってレンズの仮止めを行う。(V) 仮止め(第一の保持)完了後モータのトルクを規定の値に相当する値(本発明で18.3〜23.3%の設定が保持圧力50kgのトルクに相当)に設定する。(VI)設定後モータは本締め(第2の保持)のための移動を行い規定の圧力を超えずに保持を完了する。
In another embodiment shown in the above (a), the
上記(I)〜(VI)の圧力制御は制御部9に記録され、加工ごとに参照する。すなわち、本実施例の圧力制御は前記圧力測定装置14によって予め測定されており、規定の設定圧力を超えないことが保証される。したがって、制御部9により保証がなされる限りにおいて公知である任意のモータおよび制御方法が適用可能である。
The pressure controls (I) to (VI) are recorded in the
上記(b)に示す他の実施の形態としては、レンズ押え13の弾性部材17に例えば電歪素子を埋設し、この電歪素子の厚みを制御部9によって圧力測定装置14からの測定データに基づいて制御することにより、レンズ2に対して保持圧力を予め規定した値を超えないようにすればよい。
As another embodiment shown in (b) above, for example, an electrostrictive element is embedded in the
上記(c)に示す他の実施の形態としては、レンズホルダ12が取付けられる第1のレンズ回転軸4Aを、第2のレンズ回転軸4Bと同様に軸線方向に移動自在に設けるとともに、この第1のレンズ回転軸4Aを進退移動させるモータを設け、第2のレンズ回転軸4Bを前進させてレンズ押え13をレンズ2の凹面2bに押し付け、レンズをレンズホルダ12とレンズ押え13によって保持したとき、その保持圧力が所定の設定圧力に対して予め規定した値を超えた場合、前記モータを制御部によって圧力測定装置14からの測定データに基づいて駆動制御することにより、前記第1のレンズ回転軸4Aを前記保持圧力が前記予め規定した値以下になるように前記被加工レンズから離間する方向に移動させるようにすればよい。
As another embodiment shown in (c) above, the first
なお、駆動モータ19としてステッピングモータを用いたが、サーボモータやDCモータを用いてもよい。DCモータを用いる場合は、パルス幅変調(Pulse Width Modulation)方式のDCモータを用いればよい。
Although a stepping motor is used as the
1…縁摺り加工装置、2…被加工レンズ、4…レンズ回転軸、4A…第1のレンズ回転軸、4B…第2のレンズ回転軸、7…加工工具、9…制御部、12…レンズホルダ、13…レンズ押え、14…圧力測定装置、19…駆動モータ。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記レンズ保持手段が被加工レンズと接触し保持が完了するまでの保持圧力変化を1/100〜1/1000秒単位で測定する圧力測定装置と、
前記保持圧力が所定の設定圧力に対して予め規定した値を超えないように前記保持圧力を制御する圧力制御手段とを備えたことを特徴とする眼鏡レンズの縁摺加工装置。 A pair of lens holding means that are respectively attached to the lens rotation shafts and hold the convex and convex optical surfaces of the lens to be processed, and control including a lens holding position and holding pressure by the lens holding means is performed by a motor; In the eyeglass lens edging apparatus for processing the peripheral surface of the lens to be processed into a target lens shape that matches the frame shape of the spectacle frame,
A pressure measuring device that measures a holding pressure change in units of 1/100 to 1/1000 second until the lens holding means comes into contact with the lens to be processed and the holding is completed;
A spectacle lens edging apparatus comprising: pressure control means for controlling the holding pressure so that the holding pressure does not exceed a predetermined value with respect to a predetermined set pressure.
前記圧力制御手段は、レンズ保持手段に設けられた電歪素子を含み、1/100〜1/1000秒単位で前記電歪素子の厚みを制御することを特徴とする眼鏡レンズの縁摺加工装置。 In the eyeglass lens edging apparatus according to claim 1,
The pressure control means includes an electrostrictive element provided in the lens holding means, and controls the thickness of the electrostrictive element in units of 1/100 to 1/1000 seconds. .
前記圧力制御手段は、前記保持圧力が所定の設定圧力に対して予め規定した値を超えないように1/100〜1/1000秒単位で前記モータを駆動制御することを特徴とする眼鏡レンズの縁摺加工装置。 In the eyeglass lens edging apparatus according to claim 1,
The pressure control unit drives and controls the motor in units of 1/100 to 1/1000 seconds so that the holding pressure does not exceed a predetermined value with respect to a predetermined set pressure. Edging machine.
前記レンズ回転軸は、軸線方向に移動自在に配設され被加工レンズの凸面を保持するレンズ保持手段が取付けられた第1のレンズ回転軸と、前記第1のレンズ回転軸と同軸にかつ軸線方向に移動自在に配設されて被加工レンズの凹面を保持するレンズ保持手段が取付けられ、レンズの保持時に前記モータの駆動によって前進することにより前記レンズ保持手段を被加工レンズの凹面に押し付ける第2のレンズ回転軸とからなり、
前記圧力制御手段は、前記一対のレンズ保持手段による保持圧力が所定の設定圧力に対して予め規定した値を超えた場合、前記第1のレンズ回転軸を前記保持圧力が前記予め規定した値を超えないように前記被加工レンズから離間する方向に移動させることを特徴とする眼鏡レンズの縁摺加工装置。 In the eyeglass lens edging apparatus according to claim 1,
The lens rotation shaft is disposed so as to be movable in the axial direction, and has a first lens rotation shaft to which lens holding means for holding the convex surface of the lens to be processed is attached, and is coaxial with the first lens rotation shaft and has an axis line A lens holding means that is disposed so as to be movable in a direction and holds the concave surface of the lens to be processed is attached, and the lens holding means is pressed against the concave surface of the lens to be processed by moving forward by driving the motor when holding the lens. Consisting of two lens rotation axes,
When the holding pressure by the pair of lens holding means exceeds a predetermined value with respect to a predetermined set pressure, the pressure control means sets the first lens rotation axis to the predetermined value. An eyeglass lens edging apparatus characterized by moving in a direction away from the lens to be processed so as not to exceed.
前記予め記載した値が前記設定圧力から当該設定圧力に10%増しの圧力範囲内の値であることを特徴とする眼鏡レンズの縁摺加工装置。 In the eyeglass lens edging apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The spectacle lens edging apparatus according to claim 1, wherein the previously described value is a value within a pressure range of 10% from the set pressure to the set pressure.
レンズ保持手段によって前記被加工レンズを所定の設定圧力以下の保持圧力で仮保持する第1の保持工程と、
前記第1の保持工程で仮保持された前記被加工レンズを保持圧力が前記設定圧力になるように保持する第2の保持工程と、
前記被加工レンズを縁摺り加工する工程とを備え、
前記第2の保持工程において、保持完了時の保持圧力が前記設定圧力に対して予め規定した値を超えないように前記保持圧力を制御することを特徴とする眼鏡レンズの縁摺加工方法。 6. A spectacle lens rim for processing a peripheral surface of an unprocessed lens into a target lens shape adapted to a frame shape of the spectacle frame by the spectacle lens edging apparatus according to claim 1. A processing method,
A first holding step of temporarily holding the lens to be processed by a lens holding means at a holding pressure equal to or lower than a predetermined set pressure;
A second holding step for holding the workpiece lens temporarily held in the first holding step so that a holding pressure becomes the set pressure;
A step of edging the lens to be processed,
In the second holding step, the holding pressure at the completion of holding is controlled so that the holding pressure does not exceed a predetermined value with respect to the set pressure.
前記第1の保持工程の前工程として、
前記保持にかかる該保持圧力が1/100〜1/1000秒単位の保持圧力測定により規定の圧力を超えない圧力制御を選択する圧力制御決定工程と、
前記圧力制御を記録する圧力制御記録工程と、
前記圧力制御のデータを圧力制御手段に送る工程と、
をさらに含むことを特徴とする眼鏡レンズの縁摺加工方法。 In the edge-grinding method of the spectacle lens according to claim 6,
As a pre-process of the first holding process,
A pressure control determination step of selecting pressure control in which the holding pressure for the holding does not exceed a specified pressure by holding pressure measurement in units of 1/100 to 1/1000 second;
A pressure control recording step for recording the pressure control;
Sending the pressure control data to a pressure control means;
An edge-grinding method for a spectacle lens, further comprising:
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---|---|---|---|---|
WO2014156635A1 (en) | 2013-03-28 | 2014-10-02 | Hoya株式会社 | Shape splitting method, shape splitting program, data processing device, lens data processing method, lens machining method, and lens data processing program |
-
2007
- 2007-09-18 JP JP2007240732A patent/JP2009066743A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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