JP2013521141A - 自動校正 - Google Patents

Abstract

本発明は、眼鏡のレンズのフレームを機械加工する装置のミリング、切削、または、研削の工具を校正するための方法に関し、ａ）第一機械加工工程において、前記ミリング、切削、または、研削の工具を用いて縁ないし面の形状ＲＦを形成する前に、光学測定装置を用いてレンズが測定され、ｂ）縁ないし面の形状ＲＦを形成することは、前記ミリング、切削、または、研削の工具によって実行され、ｃ）生成された縁ないし面の形状ＲＦは、前記光学測定装置を用いて測定され、ｄ）そのように製作された縁ないし面の形状ＲＦと、所望の縁ないし面の形状の目標値と、の間の変差が決定され、ｅ）前記工具は、少なくとも制御変数を調整することによって校正される。更に、本発明は、レンズの縁における縁取り、面取り、及び／または、溝彫りの初期加工のための装置に関し、レンズを機械加工する前及び／または後に、当該レンズの面ないし縁の形状ＲＦ及び／または稜線Ｋを測定するための光学測定システムが設けられている。

Description

本発明は、眼鏡レンズの縁を機械加工する装置のミリング、切削、または、研削の工具を校正するための方法に関する。

更に、本発明は、光学的に面ないし縁を測定する装置がミリング、切削、または研削の装置に設けられた状態で、切削の幾何学形状を有する少なくとも１つのミリング、切削、または、研削の工具を含む当該ミリング、切削、または、研削の装置を用いて、レンズの面ＲＦまたは縁の表面ＲＦを機械加工するための方法であって、回転軸の周りを回転するレンズの面ＲＦが、少なくとも１つのミリング、切削、または、研削の工具によって機械加工され、輪郭を描かれた面の形状が、前記レンズを前記回転軸の周りに回転させると共に前記ミリング、切削、または、研削の工具を径方向または軸方向に位置決めすることによって、前記レンズ上に生成され、更なる機械加工工程において、そのように生成された面の形状ＲＦが前記ワークピース上で前記面測定装置によって測定され、そのように生成された面の形状ＲＦと、所望の面の形状の値と、の間の変差の大きさが決定される方法に関する。

また、本発明は、レンズの縁において、稜線、面取り部、及び／または、溝条を形成するための装置に関する。

レンズ用の旋削工具（バイト）を自動校正するための方法は、文献ＤＥ６０２００５００３０１２Ｔ２によって既に知られている。その方法は、旋削工具を用いて非回転対称の幾何学形状を有するテストピースを旋削することと、当該ワークピースの旋回軸の周りの回転の方向に傾きを有する少なくとも１つの部分において当該テストピースの切削の幾何学形状を測定することと、そのようにして得られた測定データを解析することと、代償的調節を引き受けることと、を提供している。

文献ＵＳ６，０７１，１７６では、研削機械の駆動車軸のための校正方法が記載されており、そこでは、特定の軸を校正するという目的のために、または、特定の軸の誤差を測定するという目的のために、研削工具が２軸に沿って移動されると共に、溝条が生成され、機械加工された溝条の方向と、当該軸の特定の方向に対する所望の測定値と、の間の変差が評価される。

文献ＤＥ１９７３８６６８Ａ１によって知られるレンズ機械加工ユニットは、レンズの縁の完全な機械加工のためのエンドミルカッタを備えている。エンドミルカッタによってレンズの縁に周方向の溝条とキャップ用斜面（ｃａｐｐｉｎｇ ｂｅｖｅｌ）とが形成される。その代わりのものとして、軸継手上において様々な形状の様々な工具構成要素、例えばエンドミルカッタと研削用円盤、を有する複合工具が記載されている。様々な工具構成要素は、縁を機械加工するという目的のために、順々に使用される。

文献ＵＳ２００６／０２７６１０６Ａ１によって、レンズの縁を機械加工するための方法が知られており、そこでは、まず面取り部が形成され、続いてフレームの利用可能な幾何学形状と合致させるという目的のために、得られた幾何学形状が測定される。レンズを機械加工する前に当該レンズを測定することは行われない。同じことは、文献ＤＥ３８２７１２２Ａ１の場合に適用される。

文献ＤＥ１９８０４４５５Ｃ２は、必要な工具の移動を合致させるという目的のために、レンズを機械加工する前に、フレームと工具とを測定することを記載している。レンズを機械加工する前に、当該レンズを測定することは行われない。

文献ＤＥ１００４９３８２Ａ１は、眼鏡フレーム内に挿入するためにレンズを正しい方向に向けるという目的のために、三角測量方法に基づいて当該レンズの縁の幾何学形状を測定するための光電子測定装置を記載している。この種の測定は、レンズ（フレームを含む）が十分に機械加工された後に行われる。

面の精度に関して、レンズの縁に関する要求は、光学的な面、すなわち、レンズの前面及び背面、に関する要求よりずっと少ない。従って、それらは、研削及び／またはミリングの工具によって、所望の幾何学形状を有する最終的な形状に成り得る。

適切に形成されたフレームによって受けられるという目的のために、レンズの縁は時には複雑な幾何学形状を有しており、これにより、特に前述のような古典的なミリング工具を用いて、いくつかの手順の工程が、そのような複雑な幾何学形状を製造するために要求される。また、機械加工時間を短縮するという目的のために、その幾何学形状が複雑な縁の形状ＲＦに少なくとも部分的に適合された研削工具が使用される。レンズはプラスチック製であるため、工具は非常に長い寿命を有する。軸の長さ、半径等のような、使用される工具の技術的な幾何学形状のデータは、知られており、または、取り付けの前に手作業で測定されており、これにより、クランプされる工具の相対位置がコンピュータによって決定され得る。レンズは、そのように生成された縁の面にわたって保持されなければならない。また、閉じられたフレームが通常適合され得て、プラスチックの場合には、レンズを挿入するという目的のために加熱され、これにより、縁の形状ＲＦに対する適合がなされる。縁の面の光学的な性質は考慮される必要がない。

本発明の目的は、最適な結果が保証されるようなやり方でレンズの縁を機械加工するための方法を発展させることである。

この目的は、特許請求の範囲の請求項１乃至４に記載された方法による発明によって達成される。

今までずっと、触角測定器具または表面キャリパー（ｃａｌｌｉｐｅｒ）が、使用される工具を校正するために使用されてきた。しかしながら、表面だけが表面キャリパーを用いて測定され得る。たとえ表面の縁の近くで測定がなされても、当該表面自身の直線状の縁の測定は不可能である。また、過去には、眼鏡フレームを適合させることが前提とされていたため、これを行う理由もなかった。ミリング、切削、または、研削の工具によって縁ないし面の形状ＲＦを形成する前の初期機械加工工程において、光学測定装置を用いてレンズが測定され、続いて、縁ないし面の形状ＲＦが、前記ミリング、切削、または、研削の工具によって形成され、そのように生成された縁ないし面の形状ＲＦ、特にそのように生成された稜線Ｋ、が前記光学測定装置を用いて測定される、という本発明による方法を適応することによって、そのように生成された面ないし縁の形状ＲＦと、所望の面ないし縁の形状の値と、の間の変差の大きさが決定され得て、これにより、前記工具が、少なくとも前記制御システムの目標値または制御変数を調整することによって校正され得る。このような方法で、縁を機械加工するときの最高精度が保証され、これにより、その後の調整工程が顕著に容易になる。

この手順は一方で、本発明による方法に基づいており、そこでは、機械加工工程に先行する初期工程において、ミリングまたは研削の工具によって面ないし縁の形状ＲＦを形成する前に、機械加工されるべきレンズまたは半完成品が面ないし縁を測定する装置によって測定され、面または稜線Ｋの実際の位置が決定される。続いて、工具の変化と、生成されるべき形状ＲＦの最適化と、を考慮するという目的のために、機械制御系の目標データが、変差の大きさに基づいて調整される。

その代わりに、個々の切削工具の幾何学形状が、光学的方法または触覚的方法のいずれかによって決定され得て、これにより、ワークピース上に生成され得る形状が、これに基づいて決定され得るであろう。しかしながら、そのような方法では、最終的に生成され得る形状における他の影響、例えば、切削負荷及び／または工具とワークピースとの両方に存在する振動の結果としての、当該ワークピースまたは当該工具の曲がりまたは変形、が考慮されないであろう。

本発明によれば、最終的に生成される面ないし縁の形状に影響を与える、工具に関するすべての要素が考慮され、これにより、最適な機械加工結果が得られる。形状またはチャックまたは位置における変化のようなワークピースに作用する要素が、この種の測定によって考慮され得る。また、個々の工具の配置過程に関して利点があり、それは、実際の工具の幾何学形状が知られているときに、より一層迅速に、かつ、特により正確になり得る。

他方、本発明によれば、レンズを機械加工する前及び／または後に測定することを保証する、レンズの面及び／または稜線Ｋを測定するための光学測定系を有する、レンズの縁において、稜線、面取り部、及び／または、溝条を形成するための装置、いわゆるエッジャ、を有することが必要である。特に利点があることは、利用可能な面の１つまたは少なくとも１部分の稜線Ｋを測定することであり、それは光学マイクロメータの原理に従って動作するシステムによって保証される。

これに対し、変差の大きさを決定することが、個々のミリング、切削、または研削の工具に対して別々に実行され得るならば、有利であり得る。これにより、いくつかの工具の変化の蓄積の事象において困難であり得る、いかなる起こり得る変差も、各工具に対して別々に決定され得る。

また、工具に対して変差の大きさを決定することが、ミリング、切削、または、研削の機械に挿入した後に１回だけ、または、１日に２回、１日に１回、２日毎、または、所定の数のワークピースが機械加工された後、繰り返されるならば、利点があり得る。これにより、生成された形状ＲＦまたは縁の形状ＲＦにおける他の影響、例えば工具の摩損の兆候、が検出され得る。

また、面ないし縁の形状ＲＦと望ましい形状との間に存在する変差が、以下の原因に関して特定されるならば、利点があり得る：
１）工具及び／またはワークピースの振動、
２）移動軸の誤差、
３）工具のまたは切削工具の存在する摩損、または、切削または研削の幾何学形状の存在する摩損、
４）チャックの結果としてのレンズの変形。

もし全体の生成された形状ＲＦとレンズとの間の相対位置に変化があるならば、これは、項目２）によれば、１つ以上の移動軸の誤差にその起源を有するであろう。もし形状ＲＦの様々な幾何学的構成要素に限定され得る、生成された溝条または面取り部が、波打ちを有するならば、これはタイプ１）の原因を示している。また、タイプ３）の原因も、各場合で使用される工具が摩損の兆候を有しているため、形状ＲＦの１つ以上の幾何学的構成要素における変差を結果的にもたらす。特に、生成される角または内側の縁が要求に応じたものではなく、すなわち、工具の縁が過大な摩損を被っているため、内径が過大に大きい。もしタイプ４）の原因が生じれば、軸方向のチャックの範囲内でレンズが変形されるため、最も大きく曲げられる幾何学的構成要素に特に変化があるであろう。

「切削工具の摩損」という原因を特定するという目的のために、表面の粗さが少なくとも部分的に記録または決定され、表面粗さの所定の閾値が超過されるならば、工具が「研磨を必要としている」または「交換」とみなされる、という規定が有利に設けられ得る。工具の角を例外として、前述の形状ＲＦまたは幾何学的構成要素の評価によって、切削工具の摩損を決定することは容易ではないであろう。表面粗さの評価は、これを行うことの、より十分に試験された手法である。

また、レンズまたはテストディスクがワークピースとして使用される、または、テストディスクが円筒状を有する、ということが有利であり得る。生成されるべき縁の形状ＲＦの輪郭は、円筒のフラットな周方向の幾何学形状によって２次元である。すなわち、ワークピースの回転軸と平行な方向における工具と当該ワークピースとの間の相対移動が、この場合、欠けている。これは、フラットな円筒状のために、形成された幾何学形状における所望の形状からの存在する変差がより容易に評価され得るため、縁の形状ＲＦの単純化された記録または評価を伴っている。しかしながら、より容易な評価は、例えば相応に円環状の縁の面を有する、より単純な幾何学形状を有するレンズを用いて可能である。しかしながら、原理的に、空間的に曲げられた面ＲＦまたは縁の形状ＲＦを有するレンズの場合にも評価が可能である。

本発明の他の利点及び詳細は、特許請求の範囲及び詳細な説明にて説明されると共に、図面に示されている。

図１ａ−図１ｄは、様々な誤差の根底にある原理の様々な概略図を示している。

形状ＲＦの具体的な一種は、回転軸２を有するレンズ１の縁の形状ＲＦである。図１ａまたは図１ｂ−図１ｄによる縁の形状ＲＦは、４つの表面形状または幾何学的構成要素１．１−１．４を有しており、それらは、各場合において稜線Ｋによって限定されている。稜線Ｋは、個々の面または縁の形状ＲＦの一部である。縁上の第一面取り部１．１、第一同軸表面構成要素１．２、溝条１．３、及び、第二面取り部１．２。図示に反して、縁を機械加工した後では、レンズ１は通常回転対称ではない
図１ｂによれば、全体としての、すなわち全ての幾何学的構成要素１．１−１．４を有する、縁の形状ＲＦ'の相対位置は、各場合に稜線Ｋから測定された径方向における変差Δ１及び軸方向における変差Δ２を有している。これは、前述のセクションにおけるタイプ２）の原因に起因し得て、それによれば、誤差が移動軸に存在している。利用可能な略図は、概要的な性質のものである。ただ１つの軸における誤差及びこれに起因する変化もあり得る。

図１ｃによれば、縁の形状ＲＦ'の幾何学構成要素１．３、すなわち溝条１．３は、軸方向において、外周にわたる変差Δ１及びΔ２を有しており、それは最終的に外周にわたる溝条の側面における波打ちの原因であり、タイプ１）の原因、すなわち軸方向における工具の振動、に起因し得る。

図１ｄによれば、縁の形状ＲＦ'の生成された内側の角が、不明確であり、かつ、過度に大きい。これは、タイプ３）の原因を示しており、それによれば、ミリングまたは研削の工具が角の領域において摩損の兆候を有している。

例示の手法によって前述された変差は、様々な部分的な組み合わせにおいても生じ得る。それに応じて、付随する変差のパターンが取って代わられる。

１ レンズ
１．１ 第一面取り部
１．２ 第一同軸面構成要素
１．３ 溝条、第二同軸面構成要素
１．４ 第二面取り部
２ 回転軸
Ｋ 稜線
Ｒ 半径
ＲＦ 形状、縁の形状、面の形状、縁の面
ＲＦ' 形状、変差Δ１及びΔ２を有する縁の形状
Δ１ 変差
Δ２ 変差

Claims (12)

1. 眼鏡レンズの縁を機械加工する装置のミリング、切削、または、研削の工具を校正するための方法であって、
   ａ）初期機械加工工程において、前記ミリング、切削、または、研削の工具によって縁ないし面の形状ＲＦを形成する前に、光学測定装置を用いてレンズが測定され、
   ｂ）縁ないし面の形状ＲＦが、前記ミリング、切削、または、研削の工具によって形成され、
   ｃ）生成された縁ないし面の形状ＲＦが、前記光学測定装置を用いて測定され、
   ｄ）そのように生成された面ないし縁の形状ＲＦと、所望の面ないし縁の形状の値と、の間の変差が決定され、
   ｅ）前記工具は、少なくとも制御変数を調整することによって校正される
   ことを特徴とする方法。
2. レンズの縁を測定するのに適切な測定装置が使用される
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 光学マイクロメータが使用される
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 光学測定装置がミリング、切削、または、研削の装置に設けられた状態で、切削の幾何学形状を有する少なくとも１つのミリング、切削、または、研削の工具を含む当該ミリング、切削、または、研削の装置を用いて、レンズ（１）の面ＲＦを機械加工するための方法であって、
   ａ）回転軸の周りを回転するレンズ（１）の面ＲＦが、少なくとも１つのミリング、切削、または、研削の工具によって機械加工され、輪郭を描かれた面の形状が、前記レンズ（１）を前記回転軸の周りに回転させると共に前記ミリング、切削、または、研削の工具を径方向または軸方向に位置決めすることによって、前記レンズ（１）上に生成され、
   ｂ）更なる機械加工工程において、前記ワークピース上のそのように生成された面の形状ＲＦが、前記面測定装置によって測定され、
   ｃ）そのように生成された面ないし縁の形状ＲＦと、所望の面ないし縁の形状の値と、の間の変差の大きさが決定され、
   ｄ）前記機械加工工程に先行する初期工程において、前記ミリング、切削、または、研削の工具によって縁ないし面の形状ＲＦを形成する前に、前記測定装置を用いて前記レンズが測定され、
   ｅ）前記工具の変化を考慮すると共に生成されるべき縁ないし面の形状ＲＦを最適化するという目的のために、前記機械の制御系の目標値が前記決定された変差に基づいて調整される
   ことを特徴とする方法。
5. 前記変差の大きさは、個々のミリング、切削、または、研削の工具に対して別々に決定される
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
6. 個々のミリング、切削、または、研削の工具に対して前記変差の大きさを決定する工程は、
   ・ミリング、切削、または、研削の機械において、個々のミリング、切削、または、研削の工具を挿入した後に１回だけ、または、
   ・１日に２回、１日に１回、２日毎、または、所定の数のレンズ（１）が機械加工された後、
   繰り返される
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
7. 前記面ないし縁の形状ＲＦと前記所望の形状との間に存在する前記変差は、以下の原因に関して特定される：
   ・前記工具及び／またはレンズ（１）の振動、
   ・移動軸の誤差、
   ・工具の存在する摩損、及び／または、
   ・チャックの結果としてのレンズ（１）の変形、
   ということを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
8. 前記面ないし縁の面の表面粗さも、「切削工具の摩損」という原因を特定する目的のために、少なくとも部分的に決定され、前記工具の表面粗さに対する所定の閾値が超過されたときに、当該工具は「研磨されるべきである」または「交換されるべきである」とみなされる
   ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. レンズ（１）またはテストディスクが、ワークピースとして使用される
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
10. 前記テストディスクは、円筒状である
    ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. レンズの縁において、稜線、面取り部、及び／または、溝条を形成するための装置であって、
    前記レンズを機械加工する前及び／または後に、当該レンズの面ないし縁の形状ＲＦ及び／または稜線Ｋを測定するための光学測定系が設けられている
    ことを特徴とする装置。
12. 前記光学測定系は、光学マイクロメータである
    ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。

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