JP2014046366A

JP2014046366A - レンズ加工装置

Info

Publication number: JP2014046366A
Application number: JP2012188290A
Authority: JP
Inventors: Akira Nishine; 嗣西根; Hideaki Okajima; 英昭岡島
Original assignee: Kyoritsu Seiki Corp
Current assignee: Kyoritsu Seiki Corp
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2014-03-17

Abstract

【課題】レンズ加工の加工時間の短縮と、複数組の加工ステージを一人の作業員の作業領域内で受け持つことが出来、更に一台の制御装置により複数組の加工ステージの作業を同時に制御する。
【解決手段】機台１上に設置されたフレーム２に、先端にワークホルダ３ａ，３ｂをそれぞれ着脱可能に装着すると共に、同一軸線上に昇降かつ回転駆動可能な上下一対のワーク軸４ａ，４ｂと、前記ワークホルダ３ａ，３ｂに保持されるワーク（レンズ）に対して水平方向に接近，離反し、かつワークの外周面を研削加工する研削砥石５ａを備えたホィール軸５とで構成される二組の第１，第２の加工ステージ６Ａ，６Ｂが並設してある。また加工ステージの背面側には、多数のワークを整列させた状態で貯留するワーク貯留装置が設置され、ワーク台上には、ワークローディング装置と、二組の加工ステージ６Ａ，６Ｂの作動を数値制御する制御装置１２とで構成される。
【選択図】図１

Description

この発明は、レンズの球面によって定まる光軸を基準にしてレンズの外周加工を行う２軸タイプのレンズ加工装置（またはレンズ心取機とも呼称される）に係わり、更に詳しくは２軸加工によるレンズ加工の加工時間の短縮と、複数組の加工ステージを一人の作業員の作業領域内で受け持つことが出来、更に一台の制御装置により複数組の加工ステージの作業を同時に制御することが出来るレンズ加工装置に関するものである。

近年、デジタルカメラや携帯電話に搭載される小型カメラの目ざましい発展にともなってこれらのカメラにそれぞれ使用されるカメラレンズもガラスレンズからプラスチックレンズへの材質が変化すると共に、レンズの小型化や低コスト化が要望され、その結果、レンズ加工装置（またはレンズ心取機とも呼称される）の小型化と設置面積の低減化、更には加工時間の短縮化と省人化が要望されていた。

従来、レンズ心取機としては、例えば、移動側のワーク軸（上側の軸）と固定側のワーク軸（下側の軸）とを同一軸線上に配設し、この相対向する上下のワーク軸端に設けたカップ状のワーク（レンズ）ホルダでワークの球面の表裏面を把持し、前記移動側のワーク軸と固定側のワーク軸とを同期回転させると共に、このワーク軸に隣接して配設した回転自在なホィール軸に装着した研削砥石を、前記ワークホルダに保持されるワークに対して水平方向に接近，離反させることでワークの外周面を研削加工するものである。

またレンズ心取機の背面側には、加工前後の多数のワーク（レンズ）を貯留するためのワーク貯留装置が設置され、このワーク貯留装置のパレット上に載置された多数のワーク（レンズ）をワークローディング装置のローディングアームに設けた吸着手段により吸着保持して、前記ワーク軸のワークホルダに対して供給，収納等のローディング作業を行うように構成されている（例えば、特許文献１参照、特許文献２参照）。

ところで、上記のような従来のレンズ加工装置は、ワーク軸が１軸であるために、ワークの加工時間よりもワーク搬送時間の方が短くなり、ワークローディング装置のローダ停止時間が発生し、この結果、加工時間の短縮化を図ることが出来ない上に作業能率を高めることが出来ないと言う問題が発生し、また１軸機での加工時間の短縮化には限界があった。

また、ワーク軸を前後の対称位置または左右の対称位置に配設する２軸タイプのレンズ加工装置も考えられているが、一人の作業員の作業移動範囲が長く、一人で作業しても作業能率を向上させることが出来ない上に、装置の設置スペースも広く必要となり、更にワーク軸のワークホルダに対してワークの供給，収納を行うワークローディング装置の設置場所にも配慮が必要となっていた。

更に、従来のワークローディング装置の左右，前後（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向）への水平移動可能なローディングアームは固定式のものであったために、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向の可動範囲外での無駄なスペースが多くなり、装置全体の設置スペースが広くなり、また作業効率を考慮してワーク貯留装置のパレット上のワークストック数を多くすると、上記のＸ軸方向，Ｙ軸方向へのローディングアームの移動ストロークをその分多くする必要がある上に、ワークストック数の増加に伴ってワーク貯留装置（ストッカ本体とも呼称される）も大きくなると言う問題があった。

特許第４４１８６５２号公報特許第４２９８４１６号公報

この発明はかかる従来の課題に着目し、２軸加工によるレンズ加工の加工時間の短縮と、複数組の加工ステージを一人の作業員の作業領域内で受け持つことが出来、更に一台の制御装置により複数組の加工ステージの作業を同時に制御することが出来るレンズ加工装置を提供することを目的とするものである。

この発明は上記目的を達成するため、先端にワークホルダをそれぞれ着脱可能に装着すると共に、同一軸線上に昇降かつ回転駆動可能な上下一対のワーク軸と、このワーク軸に隣接して、前記ワークホルダに保持されるワークに対して水平方向に接近，離反し、ワークの外周面を研削加工する研削砥石を備えたホィール軸とで構成される二組の加工ステージを機台上に並設し、この二組の加工ステージの背面側に配設されたワーク台上に、パレット上に載置された複数個のワークを吸着手段により吸着保持して、二組の加工ステージの背面側から前記ワーク軸のワークホルダに対して供給，収納を行うワークローディング装置と、前記二組の加工ステージの作動を数値制御する制御装置とから成るレンズ加工装置であって、前記二組の加工ステージは、装置正面側から二組の加工ステージの中心背面側に向かって所定の傾斜角度で順次狭くなるように配設したことを要旨とするものである。

ここで、前記二組の加工ステージは、加工装置正面側中心に対して対称位置に設置すると共に、加工装置正面側から二組の加工ステージの中心背面側に向かって６０°〜１２０°の角度領域で順次狭くなるように設置し、前記一台の制御装置により二組の加工ステージを同時に数値制御するものである。

また、前記二組の加工ステージを装置正面側から二組の加工ステージの中心背面側に向かって６０°〜１２０°の角度領域に設置して、二組の加工ステージの間にワークローディング装置のローディングアームが出入り可能な空間を設け、前記ワークローディング装置のローディングアームは、ワーク台上のパレットからワークを吸着保持してワーク軸のワークホルダに対してワークを供給する供給アームと、加工終了したワークをワーク軸のワークホルダから取り出してワーク台上のパレットに戻す収納アームとで構成するものである。

このように構成することで、２軸加工によるレンズ加工の加工時間の短縮と、複数組の加工ステージを一人作業で受け持つことが出来るものである。

この発明は、上記のように先端にワークホルダをそれぞれ着脱可能に装着すると共に、同一軸線上に昇降かつ回転駆動可能な上下一対のワーク軸と、このワーク軸に隣接して、前記ワークホルダに保持されるワークに対して水平方向に接近，離反し、ワークの外周面を研削加工する研削砥石を備えたホィール軸とで構成される二組の加工ステージを機台上に並設し、この二組の加工ステージの背面側に配設されたワーク台上に、パレット上に載置された複数個のワークを吸着手段により吸着保持して、二組の加工ステージの背面側から前記ワーク軸のワーク軸のワークホルダに対して供給，収納を行うワークローディング装置と、前記二組の加工ステージの作動を数値制御する制御装置とから成るレンズ加工装置であって、前記二組の加工ステージは、装置正面側から二組の加工ステージの中心背面側に向かって所定の傾斜角度で順次狭くなるように配設したので、以下のような優れた効果を奏するものである。

（ａ）．２軸加工によるレンズ加工の加工時間の短縮化を図ることが出来る。
（ｂ）．複数組の加工ステージを一人の作業員の作業領域内で受け持つことが出来る。
（ｃ）．一台の制御装置により複数組の加工ステージの作業を同時に制御することが出来る。
（ｄ）．装置の設置スペースも減少させることが出来る。
（ｅ）．二組の加工ステージの間にワークローディング装置のローディングアームが出入
り可能な空間を設け、前記ワークローディング装置のローディングアームは、ワーク台上のパレットからワークを吸着保持してワーク軸のワークホルダに対してワークを供給する供給アームと、加工終了したワークをワーク軸のワークホルダから取り出してワーク台上のパレットに戻す収納アームとで構成するので、ワーク軸のワークホルダに対してワークの供給，収納を行うワークローディング装置の設置場所にも配慮の必要がない。

この発明を実施したレンズ加工装置の全体を示す正面図である。図１の右側面図である。図１の平面図である。図１の背面図である。ワーク貯留装置の正面図である。ワークローディング装置の右側ローディングアームの平面図である。ワークローディング装置の左側ローディングアームの平面図である。ワークローディング装置のローディングアームの拡大右側面図である。図８の正面図である。ワークローディング装置のローディングアームの拡大平面図である。（ａ）〜（ｋ）は、ワークローディング装置によるワーク加工工程の説明図である。

以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。
図１はこの発明を実施したレンズ加工装置の全体を示す正面図、図２は図１の右側面図、図３は図１の平面図、図４は図１の背面図を示し、この発明のレンズ加工装置は、機台１上に設置されたフレーム２に、先端にワークホルダ３ａ，３ｂをそれぞれ着脱可能に装着すると共に、同一軸線上に昇降かつ回転駆動可能な上下一対のワーク軸４ａ，４ｂと、このワーク軸４ａ，４ｂに隣接して、前記ワークホルダ３ａ，３ｂに保持されるワークＷ（レンズ）に対して水平方向に接近，離反し、かつワークＷの外周面を研削加工する研削砥石５ａを備えたホィール軸５とで構成される二組の第１，第２の加工ステージ６Ａ，６Ｂが並設してある。

また、前記二組の第１，第２の加工ステージ６Ａ，６Ｂの背面側には、多数のワークＷを整列させた状態で貯留するワーク貯留装置７が設置され、このワーク貯留装置７のワーク台８上には、パレット９上に載置された複数個のワークＷの球面状の表裏面をバキュームパッド等の吸着手段１０により吸着保持して、前記二組の第１，第２の加工ステージ６Ａ，６Ｂの背面側から前記ワーク軸４ａ，４ｂのワークホルダ３ａ，３ｂに対して供給，収納を行うワークローディング装置１１と、前記二組の第１，第２の加工ステージ６Ａ，６Ｂの中央上部に設置され、二組の加工ステージ６Ａ，６Ｂの作動を数値制御する制御装置１２とで構成されている。

なお、吸着手段１０はバキュームパッド等に限定されず、ワークＷを把持するチャッキング装置を使用しても良い。

前記二組の第１，第２の加工ステージ６Ａ，６Ｂは、図３に示すように、装置正面側（図左側）から二組の加工ステージ６Ａ，６Ｂの中心背面側（図右側）に向かって所定の傾斜角度αで順次狭くなるように配設してあり、このように配設することで、二組の加工ステージ６Ａ，６Ｂの間にワークローディング装置１１のローディングアーム１３が出入り可能な空間Ｓを設けるものである。

前記ワークローディング装置１１のローディングアーム１３は、後述するように、ワーク台８上のパレット９からワークＷを吸着保持してワーク軸４ａ，４ｂのワークホルダ３ａ，３ｂに対してワークＷを供給する供給アーム１４と、加工終了したワークＷをワーク軸４ａ，４ｂのワークホルダ３ａ，３ｂから取り出してワーク台８上のパレット９に戻す収納アーム１５とで構成するものである。

ここで、前記二組の加工ステージ６Ａ，６Ｂは、加工装置正面側中心に対して対称位置に設置すると共に、加工装置正面側から二組の加工ステージ６Ａ，６Ｂの中心背面側に向かって６０°〜１２０°の角度領域で順次狭くなるように設置するのが好ましく、この傾斜角度αは、複数組の加工ステージ６Ａ，６Ｂを一人の作業員Ｑの作業領域内で受け持つことが出来る好適な範囲で任意に設定するものである。

前記二組の第１，第２の加工ステージ６Ａ，６Ｂは、全く同様の対称構造をなすものであって、一方の第１の加工ステージ６Ａを説明して、他方の第２の加工ステージ６Ｂについては同一符号を付して説明を省略する。

即ち、一方の第１の加工ステージ６Ａは、上述したように、先端にワークホルダ３ａ，３ｂをそれぞれ着脱可能に装着すると共に、同一軸線上に昇降かつ回転駆動可能な上下一対のワーク軸４ａ，４ｂと、このワーク軸４ａ，４ｂに隣接して、前記ワークホルダ３ａ，３ｂに保持されるワークＷ（レンズ）に対して水平方向に接近，離反し、かつワークＷの外周面を研削加工する研削砥石５ａを備えたホィール軸５とで構成され、前記機台１上に設置されたフレーム２には、ワーク軸４ａ，４ｂの回転駆動用モータ１６、ワーク軸４ａ，４ｂの上下昇降用シリンダ１７、上下バランス用シリンダ１８と、ホィール軸回転駆動用モータ１９、ホィール昇降用モータ２０、ホィールヘッドクロス用モータ２１とがそれぞれ設置してあり、これらの回転及び昇降作動は、制御装置１２により数値制御するように構成されている。なお、加工ステージ６Ｂについても全く同様の構成である。

次に、ワークローディング装置１１は、図２〜図４に示すように、複数のワークＷを整列配置した複数組のパレット９を載置するワーク貯留装置７のワーク台８の前後端側の少なくとも一方（この実施形態では二組の第１，第２の加工ステージ６Ａ，６Ｂに対面する前側であるが後側に設置することも可能である）と、左右端側の少なくとも一方（この実施形態では装置正面側から見て左側であるが、右側に設置することも可能である）とに、それぞれ直交する向きでワークローディング装置１１の二本のガイドレール２２，２３がそれぞれ配設してある。

そして、このガイドレール２２，２３に沿ってＸ軸方向（図３において左右方向）及びＹ軸方向（図３において上下方向）に移動可能なワーク搬送ロボット２４を載置し、このワーク搬送ロボット２４は、先端にバキュームパッド等の吸着手段１０（ワークＷを把持するチャッキング装置を使用しても良い）を備えた供給アーム１４と収納アーム１５とを並列に配設したローディングアーム１３を備え、このローディングアーム１３は、図８〜図１０に示すように、ワーク台８上のパレット９に載置されたワークＷに対して鉛直方向に昇降し，かつ基端部に設けた旋回中心軸２６を支点として水平方向に旋回可能に構成するものである。

前記ローディングアーム１３は、旋回用アクチュエータ２７の駆動制御により旋回軸中心軸を支点として１８０度旋回可能に構成されると共に、昇降シリンダ２８を介して昇降可能に構成されている。

なお、前記ローディングアーム１３の供給アーム１４及び収納アーム１５は、シリンダ等を介して軸方向に伸縮可能に構成することも可能であり、供給アーム１４と収納アーム１５とを反対にして使用することも可能である。また２９はローディングアーム１３の位置決めユニットを示している。

次に、図１１（ａ）〜（ｋ）を参照しながらレンズ加工装置におけるワークローディング装置１１のワーク加工工程について説明する。

まず、予め複数個（この実施形態ではタテ，ヨコ、５×３の１５個であるが数には限定されない）の未加工のワークＷを整列配置した複数組のパレット９をワーク貯留装置７のワーク台８上の所定位置に載置して準備しておく。そして、図１１（ａ）に示すように、ローディングアーム１３を構成する供給アーム１４をパレット９の近傍まで移動させて、供給アーム１４の吸着手段１０（またはチャッキング装置）によりワークＷの球面状の表裏面の一方をバキュームパッド等で吸着保持して上昇させると共に取り出す。

次に、図１１（ｂ）に示すように、位置決めユニット２９によりワークＷをつかみ直し、図１１（ｃ），（ｄ）に示すように、第１の加工ステージ６Ａのワーク軸４ａのワークホルダ３ａから加工完了したワークＷを収納アーム１５のバキュームパッド等で吸着保持して取り出すと共に、供給アーム１４により吸着保持していた未加工のワークＷを第１の加工ステージ６Ａのワーク軸４ａのワークホルダ３ａに供給する。

次に、図１１（ｅ）に示すように、第１の加工ステージ６Ａから取り出したワークＷをパレット９の収納位置に戻し、次のワークＷをパレット９の近傍まで移動させて、供給アーム１４の吸着手段１０によりワークＷの球面状の表裏面の一方をバキュームパッド等で吸着保持して取り出し、位置決めユニット２９によりワークＷをつかみ直す。

次に、図１１（ｆ）に示すように、第２の加工ステージ６Ｂのワーク軸４ｂのワークホルダ３ｂから加工完了したワークＷを収納アーム１５のバキュームパッド等で吸着保持して取り出すと共に、供給アーム１４により吸着保持していた未加工のワークＷを第２の加工ステージ６Ｂのワーク軸４ｂのワークホルダ３ｂに供給する。

更に、図１１（ｇ）に示すように、第２の加工ステージ６Ｂのワーク軸４ｂのワークホルダ３ｂから取り出したワークＷをパレット９の収納位置に戻し、図１１（ｈ）に示すように、次のワークＷをパレット９の近傍まで移動させて、供給アーム１４の吸着手段１０によりワークＷの球面状の表裏面の一方をバキュームパッド等で吸着保持して取り出し、位置決めユニット２９によりワークＷをつかみ直し、また元の工程に戻る（図１１（ｈ）〜図１１（ｋ））。

このような（ａ）〜（ｋ）の加工工程を繰り返し行うことで、２軸加工によるレンズ加工の加工時間の短縮化を図ることが出来、また二組の第１，第２の加工ステージ６Ａ，６Ｂは、装置正面側から二組の加工ステージ６Ａ，６Ｂの中心背面側に向かって所定の傾斜角度αで順次狭く（扇状）になるように配設したので、第１，第２の加工ステージ６Ａ，６Ｂを一人の作業員の作業領域内で受け持つことが出来るものである。

更に、二組の加工ステージ６Ａ，６Ｂの間にワークローディング装置１１のローディングアーム１３の供給アーム１４と収納アーム１５の出入り可能な空間を設けて、ワーク台上のパレット９からワークＷを吸着保持してワーク軸４ａ，４ｂのワークホルダ３ａ，３ｂに対してワークＷを供給，収納するように構成するので、ワークローディング装置１１の設置場所にも配慮の必要がなく、省スペース化を図ることが出来るのである。

１機台
２フレーム
３ａ，３ｂワークホルダ
４ａ，４ｂワーク軸
５ホィール軸
５ａ研削砥石
６Ａ第１の加工ステージ
６Ｂ第２の加工ステージ
７ワーク貯留装置
８ワーク台
９パレット
１０吸着手段（またはチャッキング装置）
１１ワークローディング装置
１２制御装置
１３ローディングアーム
１４供給アーム
１５収納アーム
１６回転駆動用モータ
１７上下昇降用シリンダ
１８上下バランス用シリンダ
１９ホィール軸回転駆動用モータ
２０ホィール昇降用モータ
２１ホィールヘッドクロス用モータ
２２，２３ガイドレール
２４ワーク搬送ロボット
２６旋回中心軸
２７旋回用アクチュエータ
２８昇降シリンダ
２９位置決めユニット
Ｗワーク
α 所定の傾斜角度

Claims

先端にワークホルダをそれぞれ着脱可能に装着すると共に、同一軸線上に昇降かつ回転駆動可能な上下一対のワーク軸と、このワーク軸に隣接して、前記ワークホルダに保持されるワークに対して水平方向に接近，離反し、ワークの外周面を研削加工する研削砥石を備えたホィール軸とで構成される二組の加工ステージを機台上に並設し、この二組の加工ステージの背面側に配設されたワーク台上に、パレット上に載置された複数個のワークを吸着手段により吸着保持して、二組の加工ステージの背面側から前記ワーク軸のワークホルダに対して供給，収納を行うワークローディング装置と、前記二組の加工ステージの作動を数値制御する制御装置とから成るレンズ加工装置であって、前記二組の加工ステージは、装置正面側から二組の加工ステージの中心背面側に向かって所定の傾斜角度で順次狭くなるように配設したことを特徴とするレンズ加工装置。
前記二組の加工ステージは、加工装置正面側中心に対して対称位置に設置すると共に、加工装置正面側から二組の加工ステージの中心背面側に向かって６０°〜１２０°の角度領域で順次狭くなるように設置した請求項１に記載のレンズ加工装置。
前記一台の制御装置により二組の加工ステージを同時に数値制御する請求項１または２に記載のレンズ加工装置。
前記二組の加工ステージを装置正面側から二組の加工ステージの中心背面側に向かって６０°〜１２０°の角度領域に設置して、二組の加工ステージの間にワークローディング装置のローディングアームが出入り可能な空間を設けた請求項１，２または３に記載のレンズ加工装置。
前記ワークローディング装置のローディングアームは、ワーク台上のパレットからワークを吸着保持してワーク軸のワークホルダに対してワークを供給する供給アームと、加工終了したワークをワーク軸のワークホルダから取り出してワーク台上のパレットに戻す収納アームとで構成した請求項１，２，３または４に記載のレンズ加工装置。