JP2011073114A

JP2011073114A - 眼鏡レンズ加工装置の較正用センサユニット

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Publication number: JP2011073114A
Application number: JP2009229114A
Authority: JP
Inventors: Hironari Nakako; 裕也中子
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-04-14
Anticipated expiration: 2029-09-30
Also published as: EP2305421B1; KR101768221B1; JP5500579B2; EP2305421A1; US20110074439A1; KR20110035914A; US8448343B2

Abstract

【課題】加工具が導電性に依らず、較正を精度良く行うことができる、眼鏡レンズ加工装置を較正するめの較正用センサユニットを提供する。
【解決手段】眼鏡レンズに代えてレンズチャック軸に取り付けられる固定部と、加工具に接触される接触部材と、固定部がレンズチャック軸に取りけられたときのレンズチャック軸方向である第１軸方向に対して直交する第２軸方向に接触部材を移動可能に支持する支持機構であって、第２軸方向で、且つ固定部に対して離れる側へ接触部材を付勢する付勢部材を持つ支持機構と、接触部材が前記加工具に接触したことを検知するために接触部材又は固定部に配置されたセンサであって、付勢部材に抗して固定部側へ微小距離だけ接触部ザが移動されたことを検知するセンサと、センサの検知信号を眼鏡レンズ加工装置の制御ユニットへ送信するための信号送信手段と、を備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、レンズチャック軸に保持された眼鏡レンズの周縁を加工具により加工する眼鏡レンズ加工装置を較正するための較正用センサユニットに関する。

眼鏡レンズを保持するレンズチャック軸と、レンズチャック軸回転機構と、眼鏡レンズの周縁を加工する加工具である砥石が取り付けられた加工具回転軸を回転する回転機構と、加工具とレンズとを相対的にレンズチャック軸方向（Ｘ軸方向）に移動させるＸ移動機構、レンズチャック軸と加工具回転軸との軸間距離を変える方向（Ｙ軸方向）にキャリッジを移動させるＹ移動機構と、を備えている眼鏡レンズ加工装置がある。この装置では、砥石等の加工具によって眼鏡レンズの周縁が正確に加工されるようにするために、各加工具とレンズチャック軸との関係（加工具のＹ軸方向及びＸ軸方向の位置）を較正する必要がある。

この較正技術として、眼鏡レンズに代えて、一部に円形輪郭を持つ較正テンプレートを一対のレンズチャック軸に保持させ、レンズチャック軸を回転可能に保持するキャリッジを下降させてテンプレートを砥石側に移動させていき、テンプレートが砥石に接触したときにキャリッジの移動が停止するので、このキャリッジの移動停止を、Ｙ移動機構が有するセンサで検知するものが提案されている（特許文献１参照）。また、砥石等の加工具の表面が導電性を持ち、テンプレートの保持部を電気的に絶縁し、テンプレートの表面を導電性部材として、加工具の表面とテンプレートの表面との間を流れる電流を検知することにより、加工具とテンプレートとの接触を電気的に検知する技術が提案されている（特許文献２参照）。

特開平８−３１８４５８号公報特開２０００−１２７０１５号公報

レンズチャク軸及び加工具回転軸の剛性は完全に強固でなく、荷重が掛かると撓む。特許文献１の技術においては、キャリッジの移動によってテンプレートが砥石に接触したことをキャリッジの下降停止に基づいて検知するため、レンズチャク軸及び加工具回転軸の撓みによって停止位置の誤差を含む。特に、小径の面取り砥石又は溝掘り加工具が取り付けられた加工具回転軸は、小型軽量のために剛性が弱く、加工具回転軸が撓んだ状態でテンプレートと砥石との接触が検知されるため、精度がさらに低下する。一方、特許文献２は、特許文献１の改良とし提案されたものであるが、砥石等の加工具が導電性を有することが必要とされ、導電性を有しない加工具には使用できない。また、加工具は加工具回転軸を回転可能に保持する軸受けを持つ回転機構によって高速回転されるが、軸受け等の回転機構が導電性を持たない場合にも、特許文献２の技術は使用できない。またさらに、軸受けの内部に配置されたボールが回転軸と接触する構成であり、必ずしも安定して電流が流れないこともある。加工具回転機構における電流の流れが不安定であると、正確に較正テンプレートと砥石との接触を検知できない。

本件発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、加工具及び加工具回転機構が導電性を有するか否かに拘わらず、加工具とレンズチャック軸との関係の較正を精度良く行うことができる、眼鏡レンズ加工装置を較正するめの較正用センサユニットを提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１）眼鏡レンズを保持する一対のレンズチャック軸を回転するチャック軸回転手段と、眼鏡レンズの周縁を加工する加工具が取り付けられた加工具回転軸を回転する加工具回転手段と、レンズチャック軸と加工具回転軸との軸間距離を変動させる軸間距離変動手段と、チャック軸回転手段の回転動作及び軸間距離変動手段の移動動作を制御する制御ユニットと、を備える眼鏡レンズ加工装置を較正するために使用される、眼鏡レンズ加工装置の較正用センサユニットは、眼鏡レンズに代えて前記レンズチャック軸に取り付けられる固定部と、加工具に接触される接触部材と、前記固定部がレンズチャック軸に取りけられたときのレンズチャック軸方向である第１軸方向に対して直交する第２軸方向に前記接触部材を移動可能に支持する支持機構であって、前記第２軸方向で、且つ前記固定部に対して離れる側へ前記接触部材を付勢する付勢部材を持つ支持機構と、前記接触部材が前記加工具に接触したことを検知するために前記接触部材又は固定部に配置されたセンサであって、前記付勢部材に抗して前記固定部側へ微小距離だけ前記接触部ザが移動されたことを検知するセンサと、該センサの検知信号を前記制御ユニットへ送信するための信号送信手段と、
を備えることを特徴とする。
（２）（１）の眼鏡レンズ加工装置の較正用センサユニットにおいて、
前記付勢部材は、前記接触部材が加工具に接触して前記固定部側へ移動されるときに、前記加工具回転軸及びレンズチャック軸を所定の許容量以上に撓ませないだけの付勢力を持つことを特徴とする。
（３）（２）の眼鏡レンズ加工装置の較正用センサユニットにおいて、前記付勢部材は、前記接触部材が上向きにされたときに、前記接触部材の自重によって前記固定部側へ移動されず、前記センサが反応しないだけの付勢力を持つことを特徴とする。
（４）（１）〜（３）の何れかの眼鏡レンズ加工装置の較正用センサユニットにおいて、
前記接触部材は、前記軸間距離変動方向に対して所定の角度関係でセットされた状態で、且つ加工具に接触しない距離に離された状態で、前記固定部がレンズチャック軸の軸回りの第１回転方向に回転されたときに加工具に接触する第１接触部位と、第１回転方向とは逆方向である第２回転方向に回転されたときに加工具に接触する第２接触部位と、前記所定の角度関係でセットされた状態で加工具側へ移動されたときに加工具と接触する第３接触部と、を持ち、前記第１接触部位、第２接触部位及び第３接触部位は、それぞれ直線形状に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、加工具及び加工具回転機構が導電性を有するか否かに拘わらず、加工具とレンズチャック軸との関係の較正を精度良く行うことができる。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本件発明が適用される眼鏡レンズ加工装置の構成例である。

加工装置１のベース１７０上には、一対のレンズチャック軸１０２Ｌ，１０２Ｒを回転可能に保持するキャリッジ１０１が搭載されている。チャック軸１０２Ｌ，１０２Ｒに挟持された被加工レンズＬＥの周縁は、スピンドル（加工具回転軸）１６１ａに同軸に取り付けられた砥石群１６８の各砥石に圧接されて加工される。砥石群１６８は、プラスチック用の粗砥石１６２、ヤゲン形成用のＶ溝及び平加工面を持つ仕上げ砥石１６３、高カーブレンズの前ヤゲン形成用の前ヤゲン加工面及び後ヤゲン形成用の後ヤゲン加工面を持つ仕上げ砥石１６４、ヤゲン形成用の溝及び平加工面を持つ鏡面砥石１６５から構成される。砥石スピンドル１６１ａは、モータ１６０により回転される。これらにより、砥石回転ユニットが構成される。粗加工具及び仕上げ加工具としては、カッターが使用されても良い。

レンズチャック軸１０２Ｒは、キャリッジ１０１の右腕１０１Ｒに取り付けられたモータ１１０によりレンズチャック軸１０２Ｌ側に移動される。また、レンズチャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌは、左腕１０１Ｌに取り付けられたモータ１２０により、ギヤ等の回転伝達機構を介して同期して回転される。モータ１２０の回転軸には、レンズチャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌの回転角を検知するエンコーダ１２０ａが取り付けられている。これらによりチャック軸回転ユニットが構成される。

キャリッジ１０１は、Ｘ軸方向に延びるシャフト１０３，１０４に沿って移動可能な支基１４０に搭載され、モータ１４５の回転によりＸ軸方向（チャック軸の軸方向）に直線移動される。モータ１４５の回転軸には、チャック軸のＸ軸方向の移動位置を検知するエンコーダ１４６が取り付けられている。これらによりＸ軸方向移動ユニットが構成される。また、支基１４０には、Ｙ軸方向（チャック軸１０２Ｌ、１０２Ｒと砥石スピンドル１６１ａの軸間距離が変動される方向）に延びるシャフト１５６，１５７が固定されている。キャリッジ１０１はシャフト１５６，１５７に沿ってＹ軸方向に移動可能に支基１４０に搭載されている。支基１４０にはＹ軸移動用モータ１５０が固定されている。モータ１５０の回転はＹ軸方向に延びるボールネジ１５５に伝達され、ボールネジ１５５の回転によりキャリッジ１０１はＹ軸方向に移動される。モータ１５０の回転軸には、チャック軸のＹ軸方向の移動位置を検知するエンコーダ１５８が取り付けられている。これらにより、Ｙ軸方向移動ユニット（軸間距離変動ユニット）が構成される。

図１において、キャリッジ１０１の上方には、レンズコバ位置検知ユニット３００Ｆ、３００Ｒが設けられている。検知ユニット３００Ｆ、３００Ｒの構成は、基本的に特開２００３−１４５３２８号公報に記載されたものを使用できる。

図１において、装置本体の手前側に面取りユニット２００が配置されている。図２は面取りユニット２００の構成図である。アーム２２０に回転可能に取り付けられた砥石回転軸（加工具回転軸）２３０に、面取り加工具としてのレンズ前面用面取り砥石２２１ａ、レンズ後面用面取り砥石２２１ｂ、レンズ前面用鏡面面取り砥石２２３ａ及びレンズ後面用鏡面面取り砥石２２３ｂが同軸に取り付けられている。回転軸２３０は、アーム２２０内のベルト等の回転伝達機構を介してモータ２２１により回転される。モータ２２１は、支基ブロック２０１から延びる固定板２０２に固定されている。また、固定板２０２にアーム回転用のモータ２０５が固定され、モータ２０５の回転により回転軸２３０が退避位置から、図２に示す加工位置に移動される。回転軸２３０の加工位置は、レンズ回転軸１０２Ｒ，１０２Ｌと砥石回転軸１６１ａとの間で、両回転軸が位置する平面上（Ｘ軸とＹ軸の平面上）の位置である。砥石１６８によるレンズ周縁加工と同様に、モータ１５０によりＹ軸方向にレンズＬＥを移動させ、また、モータ１４５によりＸ軸方向にレンズＬＥを移動させることにより、レンズ周縁に面取り加工が行われる。

キャリッジ部１００の後方には、穴加工・溝掘りユニット４００が配置されている。図３はユニット４００の概略構成図である。ユニット４００のベースとなる固定板４０１は、図１のベース１７０に立設されたブロック３００ａに固定されている。固定板４０１にはＺ軸方向（ＸＹ方向に対して直交する方向）に延びるレール４０２が固定され、レール４０２に沿って移動支基４０４が摺動可能に取り付けられている。移動支基４０４は、モータ４０５がボールネジ４０６を回転することによってＺ軸方向に移動される。移動支基４０４には、回転支基４１０が回転可能に保持されている。回転支基４１０は、回転伝達機構を介してモータ４１６によりその軸回りに回転される。

回転支基４１０の先端部には、回転部４３０が取り付けられている。回転部４３０には回転支基４１０の軸方向に直交する回転軸４３１が回転可能に保持されている。回転軸４３１の一端に穴加工工具としてのエンドミル４３５と、溝掘り加工具としてのカッター４３６が同軸に取付けられ、回転軸４３１の他端にヤゲン斜面又はヤゲン肩を修正加工するための加工具としてのステップベベル砥石４３７が同軸に取付けられている。回転軸４３１は、回転部４３０及び回転支基４１０の内部に配置された回転伝達機構を介し、移動支基４０４に取り付けられたモータ４４０により回転される。

図１において、レンズチャック軸１０２Ｒ側の上側の後方に、レンズ外径検知ユニット５００が配置されている。図４は、レンズ外径検知ユニット５００の概略構成図である。アーム５０１の一端に眼鏡レンズＬＥのエッジに接触される円柱状の測定子５２０が固定され、アーム５０１の他端に回転軸５０２が固定されている。測定子５２０の中心軸５２０ａ及び回転軸５０２の中心軸５０２ａは、レンズチャック軸１０２Ｌ，１０２Ｒ（Ｘ軸方向）に平行な位置関係に配置されている。回転軸５０２は中心軸５０２ａを中心に回転可能に保持部５０３に保持されている。保持部５０３は図１のブロック３００ａに固定されている。また、回転軸５０２に扇状のギヤ５０５が固定され、ギヤ５０５はモータ５１０に回転される。モータ５１０の回転軸には、ギヤ５０５と噛みあうピニオンギヤ５１２が取り付けられている。また、モータ５１０の回転軸にはエンコーダ５１１が取り付けられている。

レンズＬＥの外径の検知時には、図５のように、レンズチャック軸１０２Ｌ，１０２Ｒが所定の測定位置（回転軸５０２を中心にして回転される測定子５２０の中心軸５２０ａの移動軌跡５３０上）に移動される。モータ５１０によってアーム５０１が回転されることにより、退避位置に置かれていた測定子５２０がレンズＬＥ側に移動され、測定子５２０の円柱部５２１がレンズＬＥのコバに接触される。また、モータ５１０によって測定子５２０に所定の測定圧が掛けられる。そして、チャック軸１０２Ｌ，１０２Ｒが１回転されることによりレンズＬＥも１回転される。レンズＬＥが所定の微小角度ステップ毎で回転され、このときの測定子５２０の移動がエンコーダ５１１によって検知されることにより、チャック軸を中心にしたレンズＬＥの外径（チャック軸を中心にしたレンズＬＥの半径）が計測される。

図６は、眼鏡レンズ加工装置の制御ブロック図である。レンズチャック軸を回転及び移動させるモータ１２０、１４５及び１５０、砥石群１６２を回転させるモータ１６０、レンズコバ位置検知ユニット３００Ｆ、３００Ｒ、面取りユニット２００、穴加工・溝掘りユニット４００、レンズ外径検知ユニット５００は制御ユニット５０に接続されている。また、制御ユニット５０には、加工条件のデータ入力用のタッチパネル機能を持つディスプレイ５、加工スタートスイッチ等が設けられたスイッチ部７、メモリ５１、眼鏡枠形状測定装置（図示を略す）等が接続されている。また、スイッチ部７には、後述する較正用センサユニット６００を使用した較正モードの較正プログラムをスタートさせるスイッチ７ａが設けられる。メモリ５１には、較正モードの較正プログラムが記憶されている。較正用センサユニット６００の通信ユニットである通信ケーブル６５０は、通信ポート５３に接続される。

図７、図８及び図９は、眼鏡レンズ加工装置を較正するための較正用センサユニット６００の概略構成図である。図７は較正用センサユニット６００の外観斜視図、図８は較正用センサユニット６００の側面図、図９は図８のＡ１−Ａ１断面図である。

較正用センサユニット６００は、レンズチャック軸に取り付けられる固定部６１０と、加工具に接触される接触部材（可動部）６２０と、固定部６１０に対して接触部材６２０を所定方向に移動可能に支持する支持機構（支持部）６３０と、接触部材６２０の移動を検知するセンサ（タッチセンサ）６４０と、センサ６４０の検知信号を加工装置１側の制御ユニット５０に送信するケーブル６５０と、を備える。

固定部６１０は、ベース６１１と、ベース６１１をレンズチャック軸１０２Ｌに対して所定の位置関係に取り付けるための部置決め部としての取付け部６１２と、を備える。レンズチャック軸１０２Ｌの先端部１０２Ｌａには、２つのピン１０２Ｌｂが固定されている。先端部１０２Ｌａ及びピン１０２Ｌｂは、レンズＬＥに固定されたカップを保持するカップホルダ１０５が取り付けられるものである。センサユニット６００を使用するときには、カップホルダ１０５が取り外される。取付け部６１２には、先端部１０２Ｌａが挿入される穴６１２ａと、ピン１０２Ｌｂが嵌め込まれる２つの凹部６１２ｂが形成されている。凹部６１２ｂがピン１０２Ｌｂに嵌め込まれることにより、レンズチャック軸１０２Ｌの回転角に対するベース６１１の位置が一定の関係とされる。また、ベース６１１を挟んで取付け部６１２の反対側には、レンズチャック軸１０２Ｒの先端に取り付けられたレンズ押さえ部材１０６が当接される平坦部６１５が形成されている。取付け部６１２がレンズチャック軸１０２Ｌに取り付けられ、レンズＬＥのチャッキング時と同様に、レンズチャック軸１０２Ｒがレンズチャック軸１０２Ｌ側に移動されることにより、ベース６１１が２つのレンズチャック軸１０２Ｌ，１０２Ｒによってチャッキングされる。

接触部材６２０は、ベース６１１がレンズチャック軸１０２Ｌに保持されるＸ軸方向に対して直交する方向（以下、これをＹａ方向とする）に移動可能に、後述する支持機構６３０によって支持されている。接触部材６２０が上向きにされた時、図８のように、接触部材６２０の側面形状は略Ｔ字状である。図８において、接触部材６２０の右上端には、仕上げ砥石１６３、面取り砥石２２１ａ，２２１ｂ等に接触される突部６２２が形成されている。突部６２２は、仕上げ砥石１６３が持つヤゲン形成用のＶ溝内に入る大きさの山型形状を持つ。山型形状の傾斜面６２２ａ及び６２２ｂの傾斜角α１及びα２は、ヤゲン形成用Ｖ溝の前ヤゲン加工斜面及び後ヤゲン加工斜面よりも小さくされている。また、平坦面６２４に対する突部６２２の高さＴは、ヤゲン形成用Ｖ溝の深さよりも大きくされている。これにより、突部６２２はヤゲン形成用Ｖ溝に入れられた時に、傾斜面６２２ａの頂点６２２Ｐａ又は傾斜面６２２ｂの頂点６２２Ｐｂが、ヤゲン形成用Ｖ溝の前ヤゲン加工斜面又は後ヤゲン加工斜面に接触することが可能にされる。また、図８において、接触部材６２０の平坦面６２４には、溝掘り加工具のカッター４３６が入れられる大きさのＶ溝６２３が形成されている。突部６２２の頂点６２２Ｐａ，６２２Ｐｂ、Ｖ溝６２３の中心及び平坦面６２４はそれぞれ直線形状とされ、ベース６１１のチャック中心（Ｘ軸）に対する突部６２２の頂点６２２Ｐａ，６２２Ｐｂ、Ｖ溝６２３の中心及び平坦面６２４の距離は、それぞれ設計的に既知の値で形成されている。

センサ６４０は、図９の例では、接点式プランジャ形タッチセンサが使用され、ベース６１１に配置されている。接点式プランジャ形タッチセンサは、例えば、メトロール社から提供されているもが好適に使用可能である。このセンサ６４０は、検出体に接触される測定軸６４２を本体部６４１内で摺動可能に保持する機構と、測定軸６４２を検出体側に常時付勢するバネ６４５と、バネ６４５の付勢力に抗して測定軸６４２が検出体によって押されたことを検知するスイッチ回路６４６と、を概略的に備える。センサ６４０が持つ測定軸６４２の先端はベース６１１に対する接触部材６２０の対向面６２５に対向する位置に配置され、センサ６４０の検知方向は接触部材６２０が移動されるＹａ方向に一致されている。なお、センサ６４０は、測定軸６４２を軸方向に進退移動させて接触部材６２０の微小距離の移動を調整するための調整機構である螺合部６４７を備える。螺合部６４７は、本体部６４１とベース６１１とで互いに螺合するネジ山を備える。微小距離の調整は、センサ６４０を回転させ、接触部材６３０側に前進させる。スイッチ回路６４６にて測定軸６４２と接触部材６２０の接触が検知されたら、センサ６４０を所定量逆回転させて、接触部材６２０の微小距離を調整する。センサ６４０を逆回転させる量は、前述の接触部材６２０の移動を微小距離とするように定められ、例えば、センサ６４０の１回転で、０．５ｍｍ前進する場合、センサ６４０を３．６度分逆回転させると、センサ６４０が５μｍ後退する。このようにして、接触部材６２０の移動の微小距離を調整する。なお、螺合部６４７にて接触部材６２０の微小距離が調整された後に、図示なきセットビスにて、螺合部６４７に進退移動が固定される。

接触部材６２０をＹａ方向に移動可能に支持する支持機構６３０は、接触部材６２０に取り付けられてＹａ方向に延びる２つのガイドシャフト６２４と、各ガイドシャフト６２４をＹａ方向に移動可能にガイドするために、ベース６１１内に取り付けられた軸受け６３１と、ベース６１１に対する接触部材６２０の抜けを防止するための２つの固定ネジ６３２と、を備える。また、接触部材６１１をベース６１１に対してＹａ方向に沿って離れる方向に付勢するための付勢部材として、センサ６４０内に配置されたバネ６４５が利用される。

センサ６４０は、接触部材６２０がベース６１１側に微小距離Δｙａだけ移動されたことを検知する。その微小距離Δｙａは、レンズＬＥの外径の許容精度（５０μｍ）よりも小さく設定されている。例えば、検出精度が５μｍであるセンサが使用される。そして、センサ６４０が５μｍの微小距離の移動を検出できるように、センサ６４０の調整機構のネジ込み量が調整される。

バネ６４５の付勢力は、接触部材６２０が加工具に接触されたときに、レンズチャック軸１０２Ｌ，１０２Ｒ及び加工具の回転軸（砥石スピンドル１６１ａ、面取り砥石の回転軸２３０、カッター４３６の回転軸４３１）を撓ませない程度とされている。また、バネ６４５の付勢力は、接触部材６２０が上向きにされた場合にも、接触部材６２０の自重によってセンサ６４０が反応しない（接触部材６２０がベース側に移動されない）だけの付勢力とされている。例えば、加工具の回転軸が撓むことのない許容荷重が１．０Ｎ（＝１００ｇ重）であり、接触部材６２０を含む移動体の重さを４０ｇとした場合、バネ６４５の付勢力（センサ６４０の検出荷重）が０．５Ｎ（＝５０ｇ重）であるものを使用することにより、加工具と接触部材６２０とが接触したことを精度よく検出できる。

なお、加工具に対して接触部材６２０が接触されたときに、接触部材６２０の微小距離の移動を検知するセンサ６４０としては、接触部材６２０の移動を検知する光学式のエンコーダや、ギヤ等を利用したエンコーダ、あるいは、静電容量センサ等の各種のセンサが使用できる。また、センサ６４０が小型軽量のものであれば、センサ６４０を接触部材６２側に配置することもできる。

また、接触部材６２０をベース６１１に対して離れる側に常時付勢するために支持機構６３０を構成する付勢部材（バネ６４５）として、上記ではセンサ６４０が持つものを利用したが、専用のものを接触部材６２０又はベース６１１に、あるいは接触部材６２０とベース６１１との間に設けてもよい。付勢部材は、バネで構成される他、ゴムや、粘弾性物質等の各種の弾性体が使用できる。

次に、較正用センサユニット６００を用いた眼鏡レンズ加工装置の較正動作の例を説明する。作業者は、センサユニット６００をレンズチャック軸１０２Ｌに固定し、レンズＬＥのチャック時と同様に、チャック軸１０２Ｒをセンサユニット６００側へ移動させ、２つのチャック軸１０２Ｌ、１０２Ｒによってセンサユニット６００をチャッキングする。また、作業者は、センサユニットのケーブル６５０を装置１に通信ポート５３に接続する。較正スタートスイッチ７ａが押されると、制御ユニット５０により較正用プログラムが実行される。

始めに、レンズ外径検知ユニット５００を利用して、センサユニット６００が持つ接触部材６２０の基準面の角度補正と、チャック中心に対する基準面の距離が取得される。制御ユニット５０は、図１０に示されるように、接触部材６２０（突部６２２）の基準面がＹ軸方向と平行になるように、較正前の回転制御データによりチャック軸１０２Ｌ，１０２Ｒを回転させる。次に、制御ユニット５０は、レンズ外径検知ユニット５００を駆動して測定子５２０を接触部材６２０に接触させ、この状態でチャック軸１０２Ｌ，１０２ＲをＹ軸方向に一定距離ΔＹ（例えば、２０ｍｍ）だけ移動させる。このときの測定子５２０の変動量がエンコーダ５１１により検知され、エンコーダ５１１の検知データに基づいて、センサユニット６００の回転角と接触部材６２０の基準面との関係が取得される。測定子５２０の変動量がゼロであれば、接触部材６２０の基準面はＹ軸方向に平行であり、回転制御データの補正は不要となる。一方、チャック軸１０２Ｌ，１０２ＲがＹ軸方向に一定距離ΔＹだけ移動されたときに、測定子５２０の変動量がΔｄであった場合、補正角データ（Δθ）は、tan(Δθ）＝Δｄ／ΔＹによって得られる。

次に、制御ユニット５０は、得られた補正角データ（Δθ）に基づいてセンサユニット６００の接触部材６２０の基準面をＹ軸方向と平行にした後、再び、レンズ外径検知ユニット５００を動作させて測定子５２０を接触部材６２０に接触させる。このときのエンコーダ５１１の検知データに基づき、チャック軸１０２Ｌ，１０２Ｒのチャック中心に対する接触部材６２０の基準面の距離Ｄが得られる。

以上のように、レンズ外径検知ユニット５００を利用することにより、接触部材６２０の基準面の制御角度と距離Ｄが取得されるため、接触部材６２０の基準面の角度及びチャック中心に対する距離の関係を高精度に製作せずとも、センサユニット６００を使用した加工装置１の較正を精度よく行える。

次に、加工装置１のＹ軸に対する加工具の回転中心の偏心量の算出工程に移行される。レンズＬＥの外径加工においては、チャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌが移動されるＹ軸方向と砥石１６３等の加工具の回転中心とが設計的に所定の関係にあることを前提として加工形状が管理される。本装置においては、Ｙ軸上に加工具の回転中心が位置するものと設計されている。しかし、Ｙ軸に対して加工具の回転中心が許容量を超えて偏心している場合には、これを較正しておく必要がある。

図１１（ａ）、（ｂ）は、Ｙ軸に対する加工具の回転中の偏心量の算出を説明する図であり、図１１では仕上げ砥石１６３を例にしている。制御ユニット５０は、接触部材６２０の基準面がＹ軸と直角になるようにチャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌを回転させると共に、仕上げ砥石１６３の平加工面上（砥石の既知の半径Ｒｇ上）に接触部材６２０（突部６２２）が位置するように、チャック軸１０２Ｒ，１０２ＬをＸ軸方向に移動させる。その後、チャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌ（センサユニット６００）を砥石１６３側に移動させ、砥石１６３に接触部材６２０が接触しない位置Ｙ１（設計的に設定された位置）でＹ軸方向の移動を停止させる。この状態で、図１１（ａ）に示すように、始めに、チャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌ（センサユニット６００）を矢印Ｂ１方向にゆっくり回転させる。この回転に伴って、接触部材６２０（第１接触部位）が砥石１６３に接触されると、接触部材６２０がベース６１１側に微小距離Δｙａだけ移動され、これがセンサ６４０により検知される。

制御ユニット５０は、センサ６４０からの接触検知信号が入力されると、チャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌの回転を即座に停止し、このときのチャック軸の回転角から位置Ｙ１を基準にしたＹ軸に対する偏角θ１を得る。次に、制御ユニット５０は、矢印Ｂ１方向とが逆方向に、チャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌ（センサユニット６００）を矢印Ｂ２方向にゆっくり回転させ、接触部材６２０（第１接触部位）が砥石１６３に接触したことがセンサ６４０により検知されると、このときのチャック軸の回転角から位置Ｙ１を基準にしたＹ軸に対する偏角θ２を得る。

図１１（ａ）において、砥石の回転中心をＧＣとし、位置Ｙ１と砥石中心ＧＣとを通る直線をＬｃとし、位置Ｙ１を基準としてＹ軸に対する直線Ｌｃの偏角をθｃとすると、
θｃ＝（θ１−θ２）／２（式１）
となる。

次に、制御ユニット５０は、図１１（ｂ）のよういに、接触部材６２０が直線Ｌｃに対して直交した位置となるように、偏角θｃを基にセンサユニット６００を回転させる。制御ユニット５０は、チャック軸１０２Ｒ，１０２ＬをＹ軸方向に沿って砥石側に移動させ、接触部材６２０（第３接触部位）が砥石６１４に接触したことがセンサ６４０により検知されたら、Ｙ軸方向の移動を停止し、このときのＹ軸上におけるチャック中心の位置Ｙ２をエンコーダ１５８からの検知信号によって得る。ここで、位置Ｙ１と位置Ｙ２のＹ軸方向の距離をΔｙ、砥石６１４の半径をＲｇ、チャック中心に対する接触部材６２０の基準面の距離をＤ、砥石中心Ｇｃから位置Ｙ１までの直線Ｌｃ方向の距離をＡｙとすると、距離Ａｙは以下の式で求められる。

Ａｙ＝Δｙ・cosθc＋Ｄ＋Ｒｇ（式２）
また、Ｙ軸に対する砥石中心ＧＣの偏心量をΔＺとすると、
ΔＺ＝Ａｙ・sinθc （式３）
となる。偏心量ΔＺは、メモリ５１に記憶される。砥石６１４によるレンズＬＥの外径加工に際しては、チャック軸のＹ軸方向の制御データと偏心量ΔＺに基づいて、レンズＬＥと砥石６１４との接触点が演算される。

上記のような接触部材６２０と砥石６１４との接触の検知に際しては、接触部材６２０が砥石１６３に接触すると、接触部材６２０がベース６１１側に微小距離Δｙａだけ移動され、これがセンサ６４０により検知される。接触部材６２０を砥石側に押し付けるバネ６４５の付勢力は、チャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌ及びスピンドル１６１ａが撓むことの無い力である。このため、砥石１６３と接触部材６２０との接触が精度よく検知される。また、本装置のセンサユニット６００は、加工具との通電状態を検知するものでないため、砥石１６３及びスピンドル１６１ａ内の軸受けが導電性を有しなくても、精度良く加工具との接触を検知できる。

次に、仕上げ砥石１６３が持つヤゲン形成用のＶ溝のＸ軸方向の位置及びＹ軸方向の位置の較正を説明する。制御ユニット５０は、図１２に示すように、チャック軸１０２Ｒ，１０２ＬをＸ軸方向に移動させ、接触部材６２０の突部６２２を砥石１６３のＶ溝１６３ｖ上に位置させる。また、制御ユニット５０は、接触部材６２０の基準面がＹ軸と垂直になる状態とする。次に、制御ユニット５０は、較正前のＶ溝１６３ｖのＸ軸位置データに基づき、突部６２２の頂点６２２ＰａがＶ溝１６３ｖの前ヤゲン加工面の複数の測定位置に接触するように、Ｘ軸方向に０．１ｍｍ等の一定距離毎に移動させると共に、各測定位置でＹ軸方向にチャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌを下降させる。各測定位置で頂点６２２ＰａがＶ溝１６３ｖの前ヤゲン加工面に接触したことがセンサ６４０に検知され、その時のチャック中心のＹ軸位置がエンコーダ１５８により検知される。

同様に、制御ユニット５０は、突部６２２の頂点６２２ＰｂがＶ溝１６３ｖの後ヤゲン加工面の複数の測定位置に接触するように、チャック軸をＸ軸方向へ一定距離毎に移動させると共に、各測定位置でＹ軸方向にチャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌを下降させる。各測定位置で頂点６２２ＰｂがＶ溝１６３ｖの後ヤゲン加工面に接触したことがセンサ６４０に検知され、その時のチャック中心のＹ軸位置がエンコーダ１５８により検知される。

制御ユニット５０は、頂点６２２ＰａとＶ溝１６３ｖの前ヤゲン加工面との接触で得られたＹ軸位置及びＸ軸位置の制御データに基づき前ヤゲン加工面の傾斜を演算し、同様に、頂点６２２ＰｂとＶ溝１６３ｖの後ヤゲン加工面との接触で得られたＹ軸位置及びＸ軸位置の制御データに基づき後ヤゲン加工面の傾斜を演算する。そして、Ｘ軸方向の両者の交点がＶ溝１６３ｖの中心位置として得られ、これがＶ溝のＸ軸方向の較正データとしてメモリ５１に記憶される。

Ｖ溝１６３ｖのＸ軸方向の位置が得られれば、制御ユニット５０はＶ溝１６３ｖの中心に接触部材６２０の突部６２２の中心が位置するようにＸ軸方向にセンサユニット６００を移動させた後、チャック軸をＶ溝１６３ｖに移動させる。そして、接触部材６２０がＶ溝１６３ｖに接触したことがセンサ６４０に検知されることにより、Ｙ軸方向の位置の較正データ得られる。

次に、面取りユニット２００の較正工程に移行される。面取りユニット２００に取り付けられた面取り砥石２２１ａ等においても、前述した図１１（ａ）、図１１（ｂ）と同様な方法により、面取り砥石２２１ａ等の回転中心の偏心量を較正データが得られる。また、面取り砥石２２１ａ、２２１ｂの傾斜面のＸ軸位置及びＹ軸位置は、仕上げ砥石１６３のＶ溝と同様な方法により得られる。面取りユニット２００の回転軸２３０は、大径の仕上げ砥石１６３の砥石スピンドル１６１ａに対して小型であるため、回転軸２３０の剛性は砥石スピンドル１６１ａの剛性よりも弱く、撓みやすい。上記で説明したセンサユニット６００は、この小型の加工具の回転軸２３０に対しても、回転軸２３０が撓むことが無い接触圧で加工具との接触を検知できるので、チャック軸と各加工具との位置関係を精度よく検出できる。

穴加工・溝掘りユニット４００の較正を簡単に説明する。溝掘り加工具のカッター４３６の較正を行うときは、チャック軸１０２Ｌ，１０２Ｒの回転より、接触部材６２０が上向きに向けられる。穴加工・溝掘りユニット４００の回転軸４３１は、Ｘ軸と平行となるように制御される。接触部材６２０の平坦面６２４をカッター４３６に接触させる位置とし、図１１（ａ）、（ｂ）と同様な方法により、カッター４３６の加工中心のＹ軸に対する偏心量の較正データが得られる。この補正データに基づいて、穴加工・溝掘りユニット４００の加工基準位置（Ｚ軸上の加工基準位置）を補正する。また、センサユニット６００をＸ軸方向に順次移動させ、接触部材６２０のＶ溝６２３にカッター４３６が入る位置を検知することにより、カッター４３６のＸ軸位置及びＹ軸位置の較正データが得られる。

上記のように、接触部材６２０が上向きに向けられた場合であっても、センサユニット６００の支持機構６３０が持つバネ６４５には、接触部材６２０の自重によってセンサ６４０が反応しないだけの付勢力を持たせているため、誤検知を防ぐことができる。また、ユニット４００の回転軸４３１も、砥石スピンドル１６１ａの剛性よりも弱く、撓みやすいが、回転軸４３１が撓むことが無い接触圧で加工具との接触を検知できるので、チャック軸と各加工具との位置関係を精度よく検出できる。

以上のようにして、加工具及び加工具回転機構が導電性を有するか否かに拘わらず、加工具とレンズチャック軸との関係の較正を精度良く行うことができる、また、加工具等に接触する部材の付勢力が加工具の剛性に比べて小さいため、加工具等を撓ませることなく較正できる。

なお、以上説明した本実施形態では、接触部材６２０は、直線的に形成され、かつ、接触部がタッチセンサ６４０の移動方向に対して直交する位置関係として保持される構成としたが、センサユニットのチャック軸と接触部材（接触部）との位置関係が定められれば、上記の直交関係に限定されるものではない。

なお、以上説明した本実施形態では、接触部材６２０が、直線的な形状とされたが、タッチセンサ６４０と接触部との位置関係を定めることができれば、接触部材（接触部）は曲線状であってもよい。その場合、接触部材６２０はチャック中心を中心とした同一半径の円弧形状であることが好ましい。同一半径の円弧形状であれば、円弧形状の何れの位置に加工具の表面が接触しても、Ｙ軸方向のチャック中心に対する距離は変わらない。

本発明の実施形態である眼鏡レンズ加工装置の概略構成図である。面取りユニットの構成図である。穴加工・溝掘りユニットの構成図である。レンズ外径検知ユニットの概略構成図レンズの外径の検知を説明する図である。眼鏡レンズ加工装置の制御系のブロック図である。較正用センサユニットの外観斜視図である。較正用センサユニットの側面図である。図８のＡ１−Ａ１断面図である。センサユニットが持つ接触部材の基準面の角度補正と、チャック中心に対する基準面の距離の取得を説明する図である。Ｙ軸に対する加工具の回転中の偏心量の算出を説明する図である。ヤゲン形成用のＶ溝のＸ軸方向の位置及びＹ軸方向の位置の較正を説明する図である。

１００キャリッジ部
２００面取りユニット２００
３００レンズコバ位置検知ユニット
４００穴加工・溝掘りユニット
５００レンズ外径検知ユニット
６００センサユニット
６１０固定部
６２０接触部材
６２２突部
６２３Ｖ溝
６４０タッチセンサ

Claims

眼鏡レンズを保持する一対のレンズチャック軸を回転するチャック軸回転手段と、眼鏡レンズの周縁を加工する加工具が取り付けられた加工具回転軸を回転する加工具回転手段と、レンズチャック軸と加工具回転軸との軸間距離を変動させる軸間距離変動手段と、チャック軸回転手段の回転動作及び軸間距離変動手段の移動動作を制御する制御ユニットと、を備える眼鏡レンズ加工装置を較正するために使用される、眼鏡レンズ加工装置の較正用センサユニットは、
眼鏡レンズに代えて前記レンズチャック軸に取り付けられる固定部と、
加工具に接触される接触部材と、
前記固定部がレンズチャック軸に取りけられたときのレンズチャック軸方向である第１軸方向に対して直交する第２軸方向に前記接触部材を移動可能に支持する支持機構であって、前記第２軸方向で、且つ前記固定部に対して離れる側へ前記接触部材を付勢する付勢部材を持つ支持機構と、
前記接触部材が前記加工具に接触したことを検知するために前記接触部材又は固定部に配置されたセンサであって、前記付勢部材に抗して前記固定部側へ微小距離だけ前記接触部ザが移動されたことを検知するセンサと、
該センサの検知信号を前記制御ユニットへ送信するための信号送信手段と、
を備えることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置の較正用センサユニット。
請求項１の眼鏡レンズ加工装置の較正用センサユニットにおいて、
前記付勢部材は、前記接触部材が加工具に接触して前記固定部側へ移動されるときに、前記加工具回転軸及びレンズチャック軸を所定の許容量以上に撓ませないだけの付勢力を持つことを特徴とする眼鏡レンズ加工装置の較正用センサユニット。
請求項２の眼鏡レンズ加工装置の較正用センサユニットにおいて、
前記付勢部材は、前記接触部材が上向きにされたときに、前記接触部材の自重によって前記固定部側へ移動されず、前記センサが反応しないだけの付勢力を持つことを特徴とする眼鏡レンズ加工装置の較正用センサユニット。
請求項１〜３の何れかの眼鏡レンズ加工装置の較正用センサユニットにおいて、
前記接触部材は、前記軸間距離変動方向に対して所定の角度関係でセットされた状態で、且つ加工具に接触しない距離に離された状態で、前記固定部がレンズチャック軸の軸回りの第１回転方向に回転されたときに加工具に接触する第１接触部位と、第１回転方向とは逆方向である第２回転方向に回転されたときに加工具に接触する第２接触部位と、前記所定の角度関係でセットされた状態で加工具側へ移動されたときに加工具と接触する第３接触部と、を持ち、前記第１接触部位、第２接触部位及び第３接触部位は、それぞれ直線形状に形成されていることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置の較正用センサユニット。