JP3452618B2 - レンズ芯取機およびレンズ芯取り方法 - Google Patents

レンズ芯取機およびレンズ芯取り方法

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  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被加工レンズの光学中
心軸に合わせて被加工レンズの外周部を所定寸法に研削
加工するレンズ芯取機およびレンズ芯取方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光学レンズの芯取り精度(レンズ
上下面のR中心を結んだ光軸に対するレンズ外周円の中
心軸のズレ度)は0.005mmから0.010mmが
必要とされている。しかしながら、現在の主力である上
下ベル軸の挟み込みによるベルクランプ方式では、被加
工レンズのZ値によっては充分に芯合わせのできないも
のがあった。
【0003】そこで、上記欠点を解決すべく、例えば特
開昭60−259365号公報記載の発明が提案されて
いる。上記発明は、図6に示す様に、中空な下軸(ベル
軸)71の軸線上を通るレーザーの光路72を有するレ
ーザー光源73と、下軸71上の被検レンズ74および
中空な上軸(ベル軸)75を通るレーザーの光路72上
に配置されたレーザーの光点の位置を出力する光点位置
検出器76と、該光点位置検出器76に接続され、検出
結果を演算処理して被検レンズ74位置の補正方向およ
び補正量を出力する演算表示装置77と、該演算表示装
置77に接続され、補正方向指令値および補正量指令値
を受けて被検レンズ74位置を補正する半径方向の補正
装置78および回転方向の補正装置79からなる芯合わ
せ装置とを設けたレンズ芯合わせを自動的に行うことの
できる芯取り機である。
【0004】上記構成の装置は、下軸71上の被検レン
ズ74の回転方向および量を補正して下軸71の軸心と
合致させた後、上軸75が下降して被検レンズ74を保
持する。次に、砥石軸80が横に移動して被検レンズ7
4の光軸と上下軸71,75の回転軸(=レーザーの光
路72)とを合致させたまま被検レンズ74の外周を加
工する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記従来技
術においてはベル軸上にて補正し、かつ加工するために
以下の様な欠点がある。すなわち、補正装置でベル軸上
のレンズのコバ面を押すため、補正値どおりにレンズが
動かない可能性がある(レンズのみですべってしま
う)。また、芯取り加工前のレンズのために、レンズ外
径にはバラツキがあり、補正装置の送り量が光軸のズレ
量だけでは決められない。従って、補正に時間がかかる
(レンズ加工前の外径を知らなければならない)。
【0006】さらに、補正して軸心を合致させても、加
工のために上軸(ベル軸)が下降してクランプする際、
再びレンズ光軸がズレてしまう可能性がある。また、芯
取り加工のスペースに補正装置が設けられているため、
構成が複雑となり、かつ加工時に飛散する研削液により
メンテナンス上非常に不利な構成となってしまう。
【0007】因って、本発明は前記従来技術における欠
点に鑑みて開発されたもので、コンパクトな構成で、か
つ被加工レンズの外径のバラツキに影響されることなく
短い時間で補正ができるレンズ芯取機およびレンズ芯取
り方法の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は、被
加工レンズを挟持する回転可能な中空の固定下ベル軸
と、該下ベル軸の同一軸線上に設けられた上下かつ回転
可能な中空の上ベル軸と、光源と、該光源よりの光線を
前記上下ベル軸の中空を通して被加工レンズに反射また
は透過させることにより偏芯を測定する偏芯測定器と、
該偏芯測定器に接続された演算装置と、前記下ベル軸を
回転駆動する回転駆動装置と、前記上下ベル軸と平行な
砥石軸に取り付けられた回転する砥石と、前記上下ベル
軸と砥石軸との軸間距離を変化させる移動駆動装置と、
前記演算装置の補正値に応答して前記回転駆動装置を制
御する回転制御装置と、前記上下ベル軸の回転に同期し
つつ演算装置の補正値に応答して前記移動駆動装置を制
御する移動制御装置とから構成したものである。
【0009】また、被加工レンズの芯取りを行うにあた
り、挟持された被加工レンズの光学中心軸とベル軸の回
転軸との偏芯量を測定し、該偏芯量から算出した補正値
に基づいて被加工レンズの回転量と同期させつつ砥石軸
を制御しながら移動させ、被加工レンズの光学中心軸に
対して同心円状の砥石加工面を形成する方法である。
【0010】図1は本発明を示す概念図である。軸回転
モーター5により回転位置決め自在な中空の下ベル軸3
と、下ベル軸3と対向して上方に位置し、回転および上
下動自在な中空の上ベル軸4と、該上ベル軸4の中央に
レーザー光を通してワークレンズ2上面の反射光によ
り、ワークレンズ2の上下ベル軸3,4への中心に対す
る偏芯を測定する偏芯測定器1と、該偏芯測定器1から
のデータを演算して補正の回転方向および量を算出する
演算装置6と、ワークレンズ2の側面に設けられて高速
回転する砥石8と、該砥石8を保持し、上下ベル軸3,
4の軸方向に対して垂直方向に移動自在な移動テーブル
10と、該移動テーブル10を駆動するテーブル駆動モ
ーター9と、演算装置6の演算結果に基づいてテーブル
駆動モーター9および軸回転モーター5を駆動するとと
もに、下ベル軸3の回転に同期させて砥石8の移動およ
び位置決めを行うモータードライバー7とから構成され
ている。
【0011】以下、本発明の作用を図1および図2a,
bを用いて説明する。前述した様に、上下ベル軸3,4
にクランプされたワークレンズ2はその球面の形状(Z
値)により上下ベル軸3,4の中心に精度良く芯出しさ
れる物もあるが、球面Rが大きいものやメニスカスなも
の等は上下ベル軸3,4に対して偏芯を持ったままクラ
ンプされてしまう(図2aおよびb参照)。
【0012】そこで、上下ベル軸3,4の中心に対する
ワークレンズ2の偏芯量を測定器1および演算装置6を
使用して得た数値データの方向および量に基づき、上下
ベル軸3,4の回転に同期させ、砥石8と上下ベル軸
3,4との距離をワークレンズ2の光学中心軸11を中
心として同心円(図2a,bに示す破線)を描くように
移動変化させることで、光学中心軸11に対して精度の
良い芯取り加工を行う。
【0013】
【実施例1】図3および図4は本実施例で用いる装置を
示し、図3は概略構成図、図4は変形例を示す部分断面
図である。3は円周部側面にベアリング14を具備して
回転自在に保持された中空形状の下ベル軸で、この下ベ
ル軸3の下端部にはギヤ15を介して下ベル軸3を回転
かつ位置制御自在に行える軸回転モーター5が接続され
ている。下ベル軸3の上方には上下動かつ回転自在な中
空形状の上ベル軸4が設置されており、ワークレンス2
を加圧クランプしてある程度の芯出しが行える構成にな
っている。なお、上下ベル軸3,4の軸芯は高精度に位
置出しがされており、上下ベル軸3,4どうしの軸ズレ
は1〜2μm程度になっている。
【0014】次に、上下ベル軸3,4の軸芯に対して垂
直方向かつワークレンズ2の側方位置に、ワークレンズ
2の外周を研削すべく、モーター(図示省略)により高
速回転する砥石8が設けられている。この砥石8は上下
ベル軸3,4の軸芯に対して垂直方向に駆動および位置
決めが自在となる様に移動テーブル10へ取り付けられ
ている。なお、移動テーブル10は、ガイドレール16
と、ガイドレール16と平行に設けられた送りネジ17
と、送りネジ17に直結されて砥石8の送り量を制御で
きるテーブル駆動モーター9とを具備している。
【0015】前記上ベル軸4の上方には、レーザー光を
下方に照射して上ベル軸4の中空を通し、ワークレンズ
2の上面に当てるレーザー光源18と、ワークレンズ2
の上面にて反射したレーザー光をハーフミラー13によ
り直角に曲げて受光するポジションセンサー12とを具
備した光軸偏芯測定器1が設置されている。光軸偏芯測
定器1はベルクランプされたワークレンズ2のレンズ光
学中心軸11と上下ベル軸3,4の回転中心とのズレ量
を計測する。なお、前記レーザー光の光軸も上下ベル軸
3,4に精度良く合致すべく調整されている。
【0016】次に、ポジションセンサー12により得ら
れた変位量の出力は、軸回転モーター5より得られる下
ベル軸3回転方向位置データ出力と合わせて演算装置6
によりワークレンズ2の光学中心軸のズレ量と方向とに
算出される。モータードライバー7は演算装置6の算出
結果を受け、軸回転モーター5とテーブル駆動モーター
9とへ補正命令を出力する。
【0017】以上の構成から成る装置を用いてのレンズ
芯取り方法は、まず加工対象であるワークレンズ2が機
械もしくは人手により下ベル軸3の上端に搬送されて載
置される。次に、上ベル軸4が下降してワークレンズ2
の上面に当接し、かつ適度な加圧によりワークレンズ2
をクランプする。その時、ワークレンズ2はクランプさ
れることにより上下ベル軸3,4の端面に沿ってスライ
ドし、ワークレンズ2のレンズ光学中心軸11は上下ベ
ル軸3,4の軸芯に比較的近い位置までよる(このよる
程度は前記Z値により決まってしまう)。
【0018】次に、ワークレンズ2はクランプされたま
ま駆動回転モーター5の駆動により上下ベル軸3,4と
ともに回転する。この回転と同時に、光軸偏芯測定器1
からワークレンズ2の上面に照射されて反射したレーザ
ー光により、上下ベル軸3,4に対するワークレンズ2
のレンズ光学中心軸11の偏芯量がポジションセンサー
12で得られる。ポジションセンサー12で得られた入
力と、軸回転モーター5より得られる下ベル軸3の回転
角度データとに基づき、演算装置6はレンズ光学中心軸
11の偏芯の方向データと量データとを算出する。
【0019】続いて、レンズ光学中心軸11の偏芯方向
および量のデータに基づいてモータードライバー7はテ
ーブル駆動モーター9と軸回転モーター5とに送りと回
転の移動量の出力データを送る。移動量のデータにより
上下ベル軸3,4の回転(ワークレンズの回転)に同期
させ、上下ベル軸3,4の軸芯に対して垂直方向に砥石
8が取り付けられた移動テーブル10を駆動する。これ
により、上下ベル軸3,4の一回転でワークレンズ2の
外周面が加工できる。この時、砥石8の送り量(研削
量)を少なくし、上下ベル軸3,4を複数回転させて加
工しても良い。
【0020】上記同期とは、通常の芯取り加工において
は砥石がスライドしてワークレンズ外周面に当接し、加
工シロまで食い込んだ位置で位置決めされ、上下ベル軸
が回転することで上下ベル軸の回転中心に対して同心円
状にワークレンズの外周を加工する。これに対し、本実
施例では上下ベル軸3,4の回転に対して砥石8が移動
(図3中、左右方向)することで、上下ベル軸3,4の
回転中心より偏芯しているワークレンズ2のレンズ光学
中心軸11の中心に対して同心円状に加工を行うもので
ある。
【0021】本実施例によれば、従来の全んどのNCタ
イプの芯取り機に偏芯測定器および演算装置を付加する
ことができ、シンプルな構成でかつ安価に目的を達成で
きる。また、加工エリアに特別な物が無くメンテナンス
が有利である。
【0022】尚、本実施例ではワークレンズ2の上面に
て反射したレーザー光を受光して偏芯量を測定したが、
本発明はこれに限定するものではなく、図4に示す如
く、上方からはレーザー光源18より出射されるレーザ
ー光のみとし、下方にポジションセンサー12を配して
の透過光線でも充分に偏芯量を測定することができる。
【0023】
【実施例2】図5は本実施例で用いる装置の概略構成図
である。本実施例では、前記実施例1と同様な構成部分
に同一番号を付してその説明を省略する。本実施例は、
偏芯測定器1,ワークレンズ2,上下ベル軸3,4,軸
回転モーター5,ベアリング14およびギヤ15を全て
一つの移動テーブル21の側面に配設した。移動テーブ
ル21は上下ベル軸3,4の軸芯に対して垂直方向に移
動かつ位置決め自在となるように、ガイドレール22お
よび送りネジ23と、送りネジ23に連結したテーブル
駆動モーター24とを具備している。また、砥石8は逆
に別の構造体へ固定されており、回転駆動モーター(図
示省略)により高速回転のみする様になっている。
【0024】以上の構成から成る装置を用いてのレンズ
芯取り方法は、前記実施例1と同様な作用にてワークレ
ンズ2の偏芯の方向および量をデータとして得る。その
後、上下ベル軸3,4の回転に同期してテーブル駆動モ
ーター24を駆動し、移動テーブル21を移動(図5
中、左右方向)する。砥石8と上下ベル軸3,4との相
対的な位置制御は前記実施例1と同様である。
【0025】本実施例によれば、高速回転する砥石は移
動させずに固定とし、ゆっくり回転する上下ベル軸まわ
りの構成を移動させるので、不要な振動やヒビによる送
り誤差等を防ぐことができ、高精度な芯取りレンズを得
ることができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係るレンズ
芯取機およびレンズ芯取り方法によれば、クランプした
状態での偏芯を計測し、そのままメカニカルな動作制御
のみで、偏芯を除去した状態で加工を行うことにより、
補正値どおりにレンズを加工できる。また、レンズ光学
中心軸のズレのみを基準として補正加工するので、コバ
面を押圧してレンズ光学中心軸の調整をする必要がない
ために加工が短時間ですむ。さらに、クランプしたまま
測定および加工をするので、レンズがズレない。また、
従来のNCタイプの芯取り機に偏芯測定器および演算装
置のみを付加する構成で実現でき、簡素かつメンテナン
ス上も有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を示す概念図である。
【図2】aおよびbは本発明を示す部分平面図および部
分断面図である。
【図3】実施例1を示す概略構成図である。
【図4】実施例1の変形例を示す部分断面図である。
【図5】実施例2を示す概略構成図である。
【図6】従来例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1 光軸偏芯測定器 2 ワークレンズ 3 下ベル軸 4 上ベル軸 5 軸回転モーター 6 演算装置 7 モータードラバー 8 砥石 9 テーブル駆動モーター 10 移動テーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24B 9/14 B24B 49/04 B24B 49/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加工レンズを挟持する回転可能な中空
    の固定下ベル軸と、該下ベル軸の同一軸線上に設けられ
    た上下かつ回転可能な中空の上ベル軸と、光源と、該光
    源よりの光線を前記上下ベル軸の中空を通して被加工レ
    ンズに反射または透過させることにより偏芯を測定する
    偏芯測定器と、該偏芯測定器に接続された演算装置と、
    前記下ベル軸を回転駆動する回転駆動装置と、前記上下
    ベル軸と平行な砥石軸に取り付けられた回転する砥石
    と、前記上下ベル軸と砥石軸との軸間距離を変化させる
    移動駆動装置と、前記演算装置の補正値に応答して前記
    回転駆動装置を制御する回転制御装置と、前記上下ベル
    軸の回転に同期しつつ演算装置の補正値に応答して前記
    移動駆動装置を制御する移動制御装置とから構成したこ
    とを特徴とするレンズ芯取機。
  2. 【請求項2】 被加工レンズの芯取りを行うにあたり、
    挟持された被加工レンズの光学中心軸とベル軸の回転軸
    との偏芯量を測定し、該偏芯量から算出した補正値に基
    づいて被加工レンズの回転量と同期させつつ砥石軸を制
    御しながら移動させ、被加工レンズの光学中心軸に対し
    て同心円状の砥石加工面を形成することを特徴とするレ
    ンズ芯取り方法。
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