JP2575960B2 - 自動レンズ研削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被加工レンズ等のワー
クを順次移送して自動的に研削加工する自動レンズ研削
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、被加工レンズの球面研削ある
いは非球面研削等を高精度でＮＣ加工するＮＣレンズ研
削装置がある。

【０００３】一方、被加工レンズの粗研削から精密研削
を複数の粗さの異なる砥石を順次変えて行うようにした
自動砥石交換式のレンズ研削装置も考えられている。

【０００４】この様なレンズ研削装置で研削された被加
工レンズの研削面の研削精度を測定する専用の測定装置
も考えられている。

【０００５】尚、この様な各機能はそれぞれ各装置単独
で用いられていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この様な被
加工レンズのレンズ研削装置への供給や排出，加工，測
定等を自動化して、レンズ研削の無人化を図ることによ
り、レンズ加工能力を向上させることが考えられる。

【０００７】本発明は、この点に鑑み、被加工レンズの
レンズ研削装置への供給や排出，加工，測定等を自動化
して、レンズ研削の無人化を図ることにより、レンズ加
工能力を向上させる様にした自動レンズ研削装置を提供
することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、第１スライダ駆動手段で駆動される第１
スライダと、前記第１スライダの駆動方向と直交する方
向に駆動する第２スライダと、前記第１スライダ上に保
持され、該第１スライダの移動方向に対して直交する方
向に軸線を向けて回転駆動されるワーク回転軸と、前記
ワーク回転軸の先端に一体に設けられ、吸気負圧で被加
工レンズを吸着するワーク吸着具と、前記第２スライダ
上に保持され、前記第１スライダの移動方向に対して直
交する方向に進退動可能に設けられた軸矯正部材と、前
記第２スライダ上に保持され、前記軸矯正部材の移動方
向と平行な方向に進退動可能に設けられ、前記被加工レ
ンズの研削面に当接する測定子を備えた測定手段とを有
し、前記各手段を予めセットされたプログラムに従って
制御し、前記被加工レンズを研削加工する自動レンズ研
削装置としたことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】この様な構成によれば、予めセットされたプロ
グラムに従って制御回路が各手段を順次制御して、被加
工レンズのレンズ研削装置への供給や排出，加工，測定
等を自動的に行う。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づき説
明する。

【００１１】図１において、１はベース(基台)、２，３
は図中左右に間隔をおいてベース１上に固定された固定
テーブル、４はＸ軸方向(図では上下方向)に移動自在に
固定テーブル２上に装着されたスライダ（第１スライ
ダ）、５はＺ軸方向(図では左右方向)に移動自在に固定
テーブル３上に装着されたスライダ（第２スライダ）で
ある。

【００１２】スライダ４は、スライダ進退駆動手段とし
てのパルスモータ６（第１スライダ駆動手段）と、この
パルスモータ６に連動する送りネジ(図示せず)によりＸ
軸方向に進退駆動されるようになっている。

【００１３】また、スライダ５は、スライダ進退駆動手
段及び矯正部材駆動手段としてのパルスモータ７（第２
スライダ駆動手段）と、このパルスモータ７に連動する
送りネジ(図示せず)によりＺ軸方向に進退駆動されるよ
うになっている。

【００１４】スライダ４上には軸受８と回転駆動手段と
してのパルスモータ９が並設固定され、軸受８にはワー
ク回転軸１０が回転自在に保持されている。このワーク
回転軸１０の軸線は、スライダ４の移動方向に対して直
交する水平方向、即ちＺ軸方向に向けられている。この
ワーク回転軸１０とパルスモータ９はベルト１１により
連動させられている。

【００１５】ワーク回転軸１０の先端には吸気負圧でワ
ークを吸着するワーク吸着具１２が図３〜図５に示した
様に一体に取り付けられている。このワーク吸着具１２
の先端の吸着面１２ａは、保持すべき被加工レンズＬの
形状に沿う形状、すなわち球面に形成されている。ま
た、ワーク吸着具１２には、図５に示した様に吸着面１
２ａに開口する複数の吸気孔１３が形成されている。

【００１６】この複数の吸気孔１３はワーク回転軸１０
内の負圧通路１４に連通し、この負圧通路１４は負圧供
給源としての真空ポンプ１５に電磁バルブ１６を介して
接続されている。

【００１７】この電磁バルブ１６には３つのポート(図
示せず)が設けられ、この３つのポートの内２つは真空
ポンプ１５及び負圧通路１４接続され、残りの一つのポ
ートは大気に開放している。そして、この電磁バルブ１
６は負圧通路１４を真空ポンプ１５と大気とのいずれか
一方に切替連通させるようになっている。

【００１８】スライダ５上にはＬ字状のブラケット１７
が固定され、ブラケット１７上にはパルスモータ１８が
Ｚ軸方向に向けて水平にスライド可能に保持され、パル
スモータ１８の出力軸１８ａの先端には筒状の軸矯正部
材１９が同軸に固定されている。このブラケット１７と
パルスモータ１８との間にはスプリング１７ａが介装さ
れていて、パルスモータ１８を図１中左方にバネ付勢し
ている。

【００１９】この軸矯正部材１９は先端がリング状でナ
イフエッジ状のワーク軸出部１９ａが設けられている。
この様な軸矯正部材１９は、パルスモータ１７を作動さ
せることにより、ワーク回転軸１０の軸線Ｏ１に対して
平行な方向に進退動させられる。

【００２０】スライダ５の下部には、ワーク吸着具１２
に保持された被加工レンズＬの加工形状や取付状態を測
定させる測定手段２０が保持されている。この測定手段
２０は、スライダ５の下部にＺ軸方向に向けて進退動自
在に保持されたスライド部材２０ａと、スライド部材２
０ａの先端に設けられた測定子２０ｂを有する。この測
定子２０ｂは、図４(b)に示した様に先端が鋭角に形成
されている。また、スライド部材２０ａはエアシリンダ
２０Ｃ等の駆動手段で進退駆動される。このスライド部
材２０ａの進退量は図示しないリニアセンサ等で計測さ
れる。

【００２１】また、スライダ５の上部には図２に示した
様に軸受２１がY軸方向(上下方向)に昇降可能に保持さ
れている。この軸受２１はパルスモータ(図示せず)等の
昇降手段で昇降駆動可能に設けられ、この軸受２１には
砥石保持軸２２が回転自在に保持されている。この砥石
保持軸２２は軸受２１上のモータ２３(砥石回転駆動手
段)で回転駆動される。

【００２２】この砥石保持軸２２には図３，図４に示し
た様に研削工具２４が着脱可能に保持されている。この
研削工具２４は、砥石軸２５と、この砥石軸２５に長手
方向に間隔をおいて設けられたフランジ状の粗砥石２
６，中砥石２７，精密砥石２８を有する。

【００２３】ベース１の側部にはワーク移送装置２９が
配設されている。このワーク移送装置２９は、ワーク移
送用のエンドレスコンベア３０と、エンドレスコンベア
３０を間欠駆動するパルスモータ３１(コンベア駆動手
段)を有する。

【００２４】エンドレスコンベア３０は、軸受３２，３
３と、軸受３２，３３に水平回転自在に保持されたスプ
ロケット３４，３５と、スプロケット３４，３５に掛け
渡されたエンドレスチエーン３６と、エンドレスチエー
ン３６上に等ピッチに取り付けられたＮ個のレンズ載置
台３７(レンズパレット)を有する。そして、スプロケッ
ト３４の回転軸３４ａにはウオームホイール３８が固定
され、このウオームホイール３８にはパルスモータ３１
の出力軸３１ａに取り付けられたウオームギヤ３９が噛
合させられている。

【００２５】ワーク移送装置２９は、エンドレスコンベ
ア３０とワーク吸着具１２との間で進退動させられるワ
ーク搬出入手段４０を有する。図７中、４１は固定台で
ある。

【００２６】ワーク搬出入手段４０は、固定台４１上に
固定されたブラケット４２と、ブラケット４２に上下動
自在に保持された昇降台４３と、ブラケット４２に固定
されて昇降台４３を昇降駆動するエアシリンダ４４を有
する。

【００２７】また、ワーク搬出入手段４０は、昇降台４
３の水平部４３ａに固定された軸受４５と、Ｚ軸方向に
進退動可能に軸受４５に保持されたスライド軸４６と、
スライド軸４６の先端に固定されたシリンダ保持部材４
７と、水平部４３ａに固定されてシリンダ保持部材４７
をＺ軸方向に進退駆動するエアシリンダ４８を有する。

【００２８】さらに、ワーク搬出入手段４０は、図１０
(a)，(b)に示した様に、Ｘ軸方向に向けてシリンダ保持
部材４７に固定したエアシリンダ４９と、エアシリンダ
４９のピストンロッド４９ａの先端に固定されたブラケ
ット５０と、エアシリンダ４９の後端をシリンダ保持部
材４７に支持する支持部材４９ｂと、ブラケット５０に
設けられた回動規制板５１と、ピストンロッド４９ａと
同軸にブラケット５０に固定されたパルスモータ５２
と、パルスモータ５２により回動させられる吸着具５３
を有する。この吸着具５３は、Ｌ字状のブラケット５３
ａと、ブラケット５３ａの先端に設けられた吸着カップ
５３ｂを有する。

【００２９】回動規制板５１は、シリンダ保持部材４７
のスリット４７ａ内を支持部材４９ｂに沿ってＸ軸方向
に進退動し、ピストンロッド４９ａの軸周り方向への回
動を規制する。吸着カップ５３ｂの吸気孔(図示せず)に
はバルブ５４及びスパイラル状の伸縮ホースＨを介して
真空ポンプ１５´が接続されている。

【００３０】尚、バルブ５４及び真空ポンプ１５´は装
置本体内部のブラケット４２内に設けられており、伸縮
ホースＨはピストンロッド４９ａ及びブラケット５０，
５３ａ等からなるアームに沿って吸着具５３まで延びて
いる。第８図では、説明の関係上、見やすいように図示
している。

【００３１】固定台４１上には、シリンダの５５の作動
により互いに接近・離反させられるレンズ位置決部材５
６，５７が装着されている。

【００３２】上述した各手段は、予めセットされた制御
プログラムに従って制御回路５８(マシン制御装置)によ
り制御される。尚、制御プログラムはパーソナルコンピ
ュータ５９等から制御回路５８に入力される。次に、こ
の制御回路５８による制御を説明する。

【００３３】この様な構成においては、エンドレスコン
ベア３０のＮ個の各レンズ受台３７上に被加工レンズＬ
を夫々載置する。

【００３４】ステップＳ１ そして、図１１のステップＳ１で、パルスモータ３１を
間欠作動させることにより、このパルスモータ３１の回
転をウオームギヤ３９，ウオームホイール３８を介して
エンドレスチェーン３６に伝達させると、エンドレスチ
エーン３６が所定量間欠駆動され、エンドレスコンベア
３０の被加工レンズＬの一つがレンズ位置決位置に移動
させられる。

【００３５】次に、パルスモータ６を作動させて、ワー
ク回転軸１０をワーク移送装置２９側に移動させる。ま
た、シリンダ５５を作動させることにより、レンズ位置
決位置の被加工レンズＬが載置されたレンズ受台３７を
図８(ｂ)の如くレンズ位置決部材５６，５７で挟持し
て、レンズ受渡し位置を正確に位置決する。

【００３６】一方、シリンダ４４，４８を伸長させると
共に、吸着具５３を下方に向けた状態でエアシリンダ４
９を縮小させ、吸着具５３をレンズ位置決位置の被加工
レンズＬ上に配置する。この後、シリンダ４４を縮小さ
せることにより昇降台４３を降下させて、吸着具５３を
レンズ位置決部材５６，５７間の被加工レンズＬ上に当
接させる。

【００３７】次に、バルブ５４を開いて真空ポンプ１５
´の吸気負圧を吸着具５３に作用させて、被加工レンズ
Ｌを吸着具５３に吸着保持させる。

【００３８】この状態で、シリンダ５５を作動させるこ
とにより、レンズ位置決部材５７，５８を被加工レンズ
Ｌから離反させた後、シリンダ４４を伸長させることに
より昇降台４３及びエアシリンダ４９を上昇させ、被加
工レンズＬをレンズ載置台３７から上方に取り出す。

【００３９】そして、エアシリンダ４９を伸長させるこ
とにより、吸着具５３をワーク回転軸１０と軸矯正部材
１９との間に移動させる一方、パルスモータ５２を作動
させて吸着具５３をピストンロッド４９ａの軸線回りに
９０゜回動させて、吸着具５３の被加工レンズＬをワー
ク回転軸１０のワーク吸着具１２に対向させる。

【００４０】この後、エアシリンダ４８を縮小させるこ
とにより、シリンダ保持部材４７，エアシリンダ４９を
図８中左方に移動させて、被加工レンズＬをワーク吸着
具１２に当接させる。

【００４１】次に、電磁バルブ１６を作動制御して真空
ポンプ１５と負圧通路１４とを連通させることにより、
吸気負圧で被加工レンズＬをワーク吸着具１２に吸着保
持させる。一方、バルブ５４を作動させることにより、
吸着具５３と真空ポンプ１５の連通を遮断させると共
に、吸着具５３の吸気孔(図示せず)をバルブ５４を介し
て大気に開放させ、吸着具５３による吸着保持状態を解
除する。

【００４２】この解除後は、エアシリンダ４９を伸長さ
せて吸着具５３をワーク吸着具１２の被加工レンズＬか
ら離反させ、次にエアシリンダ４９を縮小させて吸着具
５３をワーク吸着具１２と軸強制部材１９との間からワ
ーク移送装置２９側に退避させることにより、被加工レ
ンズＬのワーク吸着具１２へのローディングが完了す
る。

【００４３】尚、この様な移動させられる各部材の停止
位置等は、図示しないマイクロスイッチや近接スイッ
チ，光センサ等その他のセンサで検知して、制御回路４
８に制御情報として入力される。この様な構成は周知で
あるので、その説明は省略した。

【００４４】ステップＳ２ この様なローディング後は、パルスモータ７を作動させ
てスライダ５をワーク吸着具１２側に変位させることに
より、軸強制部材１９の先端の軸出部１９ａをワーク吸
着具１２の被加工レンズＬに当接させる。この状態で
は、スプリング１７ａのバネ力で軸出部１９ａは被加工
レンズＬに軽圧接させられる。次に、電磁バルブ１６を
作動させることにより、負圧通路１４と真空ポンプ１５
との連通を遮断すると共に、負圧通路１４を大気に開放
して、ワーク吸着具１２による被加工レンズＬの吸着保
持力を除去し、更にパルスモータ１８を１回転させる。

【００４５】この際、被加工レンズＬの光軸Ｏ２がワー
ク回転軸１０の軸線Ｏ１に対して傾斜している場合に
は、筒状の軸出部１９ａのリング状ナイフエッジの作用
により、被加工レンズＬに軸出部１９ａが全周にわたっ
て当接するまで被加工レンズＬがワーク吸着具１２の吸
着面１２ａに対して回動させられる。

【００４６】そして、軸出部１９ａが全周にわたって被
加工レンズＬに当接した状態では、被加工レンズＬの光
軸Ｏ２がワーク回転軸１０の軸線Ｏ１に一致させられ
る。

【００４７】この後、電磁バルブ１６を作動させること
により、負圧通路１４と大気との連通を遮断すると共
に、負圧通路１４を真空ポンプ１５連通させて、ワーク
吸着具１２に被加工レンズＬの吸着保持させる。一方、
パルスモータ７を作動させることにより、スライダ５及
び軸強制部材１９を原状に復帰させる。

【００４８】ステップＳ３ このステップＳ３では、パルスモータ６を作動させるこ
とにより、スライダ５を図１中ワーク移送装置２９から
離反する方向に移動させて、ワーク吸着具１２の被加工
レンズＬを測定手段２０に対向させる。

【００４９】この状態で、スライド部材２０ａを図１中
左方に移動させて、スライド部材２０ａのナイフエッジ
状の先端を被加工レンズＬに当接させ、スライド部材２
０ａの左方への移動量を測定させる。この測定は、パル
スモータ９でワーク回転軸１０を数度ずつ回転させて、
各角度位置毎にレンズ端部高さ(スライド部材２０ａ側
への突出量)を測定する。例えば、ワーク回転軸１０を
１２０゜ずつ回転させて、各角度位置毎にレンズ端部高
さを測定する。測定後は、スライド部材２０ａを原状に
復帰させる。

【００５０】そして、この数箇所の測定結果が所定の誤
差範囲内でなければステップＳ４に移行し、測定結果が
所定の誤差範囲内であればステップＳ５に移行する。

【００５１】ステップＳ４ このステップＳ４では、被加工レンズＬの光軸傾斜矯正
後におけるワーク吸着具１２の吸着回数(クランプ回数)
を電磁バルブ１６の作動から検知して、クランプ回数が
１回であればステップＳ２，３の光軸傾斜矯正及び測定
を再度実行し、クランプ回数が２回目であれば装置全体
の作動を停止させる。

【００５２】ステップＳ５ このステップＳ５では、砥石保持軸２２をモータ２３で
回転させると共に、パルスモータ９でワーク回転軸１０
を回転させる一方、軸受２１をパルスモータ(図示せず)
で下降させて、砥石軸２５の粗砥石２６を被加工レンズ
Ｌに臨ませる。

【００５３】次に、パルスモータ６を作動させてスライ
ダ４をＸ軸方向に進退制御すると共に、パルスモータ７
を作動させてスライダ５を図１中左右に進退制御して、
粗砥石２６による被加工レンズＬの球面研削あるいは非
球面研削を行わせる。この様な研削は、軸受２１を昇降
制御させて、中砥石２７，精密砥石２８でも行わせた
後、軸受２１を上昇させて研削工具２４を上方に退避さ
せ、ステップＳ６に移行させる。

【００５４】ステップＳ６ このステップＳ６では、パルスモータ６を作動させるこ
とにより、スライダ５を図１中Ｘ軸方向に進退移動させ
て、ワーク吸着具１２の被加工レンズＬを測定手段２０
に対向させる。

【００５５】この状態で、スライド部材２０ａを図１中
左方に移動させて、スライド部材２０ａのナイフエッジ
状の測定子２０ｂの先端を被加工レンズＬに当接させ、
スライド部材２０ａの左方への移動量を測定させる。こ
の測定は、パルスモータ６の作動制御によりスライダ４
をＸ軸方向に進退制御させて、被加工レンズＬの形状に
沿わせて半径方向の複数箇所で行う。測定後は、スライ
ド部材２０ａを原状に復帰させる。

【００５６】そして、この３箇所の測定結果が所定の誤
差範囲内でなければステップＳ７に移行し、測定結果が
所定の誤差範囲内であればステップＳ８に移行する。

【００５７】ステップＳ７ このステップＳ７では、被加工レンズＬの測定回数を測
定手段２０の制御作動から検知して、測定回数が１回目
であればステップＳ６の形状測定を再度実行し、測定回
数が２回目であれば装置全体の作動を停止させ、または
測定値を制御データとしてフィードバックし、補正した
後再加工しても良い。

【００５８】ステップＳ８ ステップＳ８では、各部材をステップＳ１とは逆に作動
させて、研削された被加工レンズＬをワーク移送装置２
９に取り出して、ステップＳ９に移行する。

【００５９】ステップＳ９ ステップＳ９では、上述した研削加工の回数が所定回数
であるか否かを判断し、所定回数でなければ、上述した
ステップＳ１〜Ｓ８の動作を繰り返す。

【００６０】一方、所定回数であると判断すれば、ワー
ク移送装置２９上の被加工レンズＬが全て研削加工され
たと判断して、装置の作動を停止させる。

【００６１】

【効果】この発明は、以上説明したように構成したの
で、被加工レンズのレンズ研削装置への供給や排出，加
工，測定等を自動化して、レンズ研削の無人化を図るこ
とにより、レンズ加工能力を向上させることができる。
また、被加工レンズをワーク回転軸に保持した状態でレ
ンズの形状を測定することができるので、レンズの加工
が正確に行われたか否かを加工直後に直ちに計測でき
る。しかも、この計測の結果、加工が不充分であること
が分かった場合には、この計測データを基に直ちに加工
を再開できるので、加工を迅速且つ正確に行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明に係る自動レンズ研削装置の
概略説明図である。

【図２】図２は、図１に示した装置をワーク回転軸の側
面側から見た説明図である。

【図３】図３は、図１に示した研削工具による被加工レ
ンズの研削加工の説明図である。

【図４】図４の(a)は被加工レンズの測定説明図、図４
の(b)は図４の(a)の部分拡大説明図である。

【図５】図５は、被加工レンズの光軸の傾斜矯正を示す
説明図である。

【図６】図６は、図１に示したワーク移送装置の概略斜
視図である。

【図７】図７は、図６に示したワーク移送装置のコンベ
ア等の説明図である。

【図８】図８の(a)は図６のワーク移送装置の概略平面
図、図８の(b)はワーク位置決装置の作動説明図であ
る。

【図９】図９は、図７のエアシリンダ周囲の平面図であ
る。

【図１０】図１０の(a)は図７のエアシリンダの拡大平
面図、図１０の(b)は図１０の(a)の側面図である。

【図１１】図１１は、自動レンズ研削装置の作動制御を
説明するフローチャートである。

【符号の説明】

４，５…スライダ ６…パルスモータ(スライダ進退駆動手段) ７…パルスモータ(スライダ進退駆動手段，矯正部材駆
動手段) ９…パルスモータ(回転駆動手段) １０…ワーク回転軸 １２…ワーク吸着具 １５…真空ポンプ(負圧供給源) １９…軸矯正部材 ２０…スライド部材 ２３…モータ ２４…研削工具 ２５…砥石軸 ２６…粗砥石 ２７…中砥石 ２８…精密砥石 ３０…エンドレスコンベア ３１…パルスモータ ４０…ワーク搬出入手段 ５３…吸着具 ５８…制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早坂勝 東京都板橋区蓮沼町75−１株式会社トプ コン内 (72)発明者 岩崎眞 東京都板橋区蓮沼町75−１株式会社トプ コン内 (56)参考文献 特開 昭61−8280（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−8270（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−161193（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−306164（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−15844（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−113549（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１スライダ駆動手段で駆動される第１
   スライダと、 前記第１スライダの駆動方向と直交する方向に駆動する
   第２スライダと、 前記第１スライダ上に保持され、該第１スライダの移動
   方向に対して直交する方向に軸線を向けて回転駆動され
   るワーク回転軸と、 前記ワーク回転軸の先端に一体に設けられ、吸気負圧で
   被加工レンズを吸着するワーク吸着具と、前記第２スライダ上に保持され、前記第１スライダの移
   動方向に対して直交する 方向に進退動可能に設けられた
   軸矯正部材と、前記第２スライダ上に保持され、前記軸矯正部材の移動
   方向と平行な方向に進退動可能に設けられ、前記被加工
   レンズの研削面に当接する測定子を備えた測定手段とを
   有し、 前記各手段を予めセットされたプログラムに従って制御
   し、前記被加工レンズを研削加工することを特徴とする
   自動レンズ研削装置。