JP3953960B2 - 被加工レンズの挟持方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、生地レンズ（被加工レンズ）の光学特性の測定と、被加工レンズの研削加工を連続的に自動的に行い得るようにした被加工レンズの挟持方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の玉摺機等のレンズ研削装置では、同軸上で相対接近・離反駆動可能な一対のレンズ回転軸が設けられていると共に、レンズ吸着盤の取付軸部端面に設けた位置決溝が一対のレンズ回転軸の一方の端部に設けた凸部に係合するように、取付軸部を一方のレンズ回転軸の端部に係合させて、レンズ吸着盤に保持された被加工レンズに対して他方のレンズ回転軸を移動させ、他方のレンズ回転軸の吸着盤で被加工レンズを一方のレンズ回転軸に対して押えつけることにより、レンズ回転軸に対する被加工レンズの円柱軸（乱視軸）の向きが設定された状態で、被加工レンズが一対のレンズ回転軸間に保持される。
【０００３】
しかも、このレンズ研削装置では、眼鏡フレーム（メガネフレーム）のレンズ枠形状を測定してディジタルデータにし、このデータを基にレンズ枠幾何学中心に対する被加工レンズの光学中心の内寄せ量等の眼鏡装用者のデータを加えて補正し、この補正データを基に被加工レンズを高速回転させられる研削砥石でレンズ枠形状に研削加工した後、被加工レンズの周縁部にヤゲン付けを自動的に行うようにしている。
【０００４】
ところで、被加工レンズレンズを吸着盤に保持させる場合には、被加工レンズの光学中心をレンズ吸着盤の軸心に一致させると共に、被加工レンズの円柱軸の向きを位置決溝の向きに一致させるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来では、被加工レンズをレンズ研削装置のレンズ回転軸に装着する前に、レンズ吸着盤を被加工レンズに取り付けなければならず、作業が煩雑であった。
【０００６】
しかも、この被加工レンズをレンズ吸着盤に保持させる際には、レンズメータとは別体の専用の吸着治具取付装置等を用いて、被加工レンズの印点部を目安に吸着盤の位置決めを行っている。
【０００７】
この被加工レンズに対する印点作業と吸着盤の取付等の一連の作業は、レンズメータの操作や眼鏡レンズ自体の知識を必要とし、円柱軸（乱視軸）の角度方向への印点時や吸着盤の取付時に、誤差が生じ易いものであった。
【０００８】
この為、レンズ吸着盤に対する被加工レンズの取付位置を正確に出しにくいものであった。この結果、被加工レンズが取り付けられた吸着盤を玉摺機等のレンズ研削装置に保持させて、被加工レンズの研削加工を行っても、光学中心の位置及び円柱軸の向きを正確に設定することができないものであった。
【０００９】
しかも、上述した測定、印点作業、吸着盤の取付、被加工レンズが吸着された吸着盤のレンズ研削装置への取り付け等の一連の作業は、人手によって行われているため、容易ではなかった。
【００１０】
そこで、この発明は、この様な被加工レンズに対する吸着盤の取付や被加工レンズが吸着された吸着盤のレンズ研削装置への取り付け等の一連の作業を自動的に且つ正確に行うことができるレンズ挟持方法及びその装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１の発明は、互いに相対接近・離反可能に設けられ且つ互いに対向するＶ字状の保持面が設けられた一対のハンドを水平回転台及び該水平回転台上に上下回動可能に装着されたアームにより三次元方向に駆動可能なロボットハンドを用意する一方、少なくともレンズメータの測定光学系の光軸，玉摺機のレンズ回転軸の回転軸線，ロボットハンドの水平回転台の回転中心，前記レンズ回転軸の吸着盤の相対位置を予め求めておくと共に、
前記被加工レンズを前記ロボットハンドの一対のハンドの保持面間に保持させ、前記ロボットハンドの三次元方向の位置を検出しながら前記被加工レンズを前記ロボットハンドでレンズメータのレンズ載置部上に配設して、少なくとも前記レンズメータからの測定信号により前記被加工レンズの光学中心の位置を求める一方、前記被加工レンズを挟持させる一対のレンズ回転軸の対向端部にレンズ吸着盤及びレンズ押さえゴムをそれぞれ取り付けておいて、前記測定信号から前記被加工レンズの光学中心の位置及び円柱軸の向きのデータを求めて、前記被加工レンズの光学中心の位置及び前記ロボットハンドに対する前記円柱軸の向きのデータを基に前記ロボットハンドを作動制御させて、前記被加工レンズの光学中心と前記レンズ回転軸の回転軸線が一致し且つ前記円柱軸の向きを前記レンズ回転軸に対して所定の向きになるように、前記被加工レンズを前記レンズ吸着盤とレンズ押さえゴムとの間で挟持させる被加工レンズの挟持方法としたことを特徴とする。
【００１３】
さらに、上述の目的を達成するため、請求項２の発明は、互いに相対接近・離反可能に設けられ且つ互いに対向するＶ字状の保持面が設けられた一対のハンドを水平回転台及び該水平回転台上に上下回動可能に装着されたアームにより三次元方向に駆動可能なロボットハンドと、被加工レンズを挟持させるために一方が他方に対して進退駆動可能に設けられた一対のレンズ回転軸と、前記一対のレンズ回転軸の対向端部にそれぞれ取り付けられたレンズ吸着盤及びレンズ押さえゴムと、前記被加工レンズを保持して前記レンズ吸着盤とレンズ押さえゴムとの間に配置させるロボットハンドと、前記ロボットハンドを作動制御する制御手段を有し、少なくともレンズメータの測定光学系の光軸，玉摺機のレンズ回転軸の回転軸線，ロボットハンドの水平回転台の回転中心，前記レンズ回転軸の吸着盤の相対位置を予め求めておく被加工レンズの挟持装置であって、前記制御手段は、前記測定信号から前記被加工レンズの光学中心の位置及び円柱軸の向きのデータを求めて、前記被加工レンズの光学中心の位置及び前記ロボットハンドに対する前記円柱軸の向きのデータを基に前記ロボットハンドを作動制御させて、前記被加工レンズの光学中心と前記レンズ回転軸の回転軸線が一致し且つ前記円柱軸の向きを前記レンズ回転軸に対して所定の向きになるように、前記被加工レンズを前記レンズ吸着盤とレンズ押さえゴムとの間で挟持させる被加工レンズの挟持装置としたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
[第１実施例]
図１〜図６はこの発明にかかるレンズ研削システムの第１実施例を示したものである。
【００１６】
図１において、レンズ研削加工システム１は、レンズメータ１０（レンズ光学特性検出手段），玉摺機２０（レンズ研削手段），多関節アームのロボットハンド４０（レンズ保持手段），ノートブックタイプのパーソナルコンピュータすなわちパソコン６０（制御手段）等を備えている。
[レンズメーター１０]
このレンズメーター１０の正面中央には、図１，図２に示した様に、測定光学系（図示せず）の収納部１１，１２が突設されている。この収納部１１には測定光学系の照明光投影光学系（図示せず）が収納され、収納部１２には図６の検出用のCCD１３（受光手段）と照明光投影光学系からの照明光をCCD１３（受光部）まで案内する照明光案内光学系を有する。尚、この収納部１２のレンズ載置部１２ａ上には測定対象となる被加工レンズＬが載置されるようになっている。尚、被加工レンズＬは、例えば非球面レンズ、累進多焦点レンズ等の様様々なレンズでもよい。
【００１７】
そして、収納部１１からの測定照明光を下方の被加工レンズＬに対して投影すると、被加工レンズＬを透過した光が収納部１２内の案内光学系によりCCD１３に投影し、このCCDから出力される測定信号を基に被加工レンズＬのＳ（球面屈折力），Ｃ（円柱屈折力），Ａ（円柱軸）等を表示部１４に表示させるようになっている。
【００１８】
この様なＳ，Ｃ，Ａの測定の具体的な構成としては、例えば、特願平１−２９６３３５号，特願平１−１４５７５号，特願平２−６７２２号等に開示された公知の構成を用いるので、その詳細な説明は省略する。
[玉摺機２０]
玉摺機２０は、図１，図３に示した様に、本体２１と、前側が後縁部を中心に上下回動可能且つ左右方向に移動可能に本体２１に装着されたコ字状のキャリッジ２２と、このキャリッジ２２の左右の支持部２２ａ，２２ｂに同軸に保持された一対のレンズ回転軸２３，２４と、本体２１に昇降駆動可能に設けられ且つレンズ回転軸２３の一端に設けた円板２３ａを受ける受け部材２５を有する。
【００１９】
尚、受け部材２５は図６のキャリッジ昇降駆動装置２６で昇降駆動制御されてキャリッジ２２の前端部を昇降させる様になっている。しかも、キャリッジ２２はパルスモータ２７で左右に駆動制御されるようになっており、レンズ回転軸２３，２４は図６のパルスモータ２８で軸線回りに回転駆動されるようになっている。
【００２０】
また、レンズ回転軸２４は図６のパルスモータ２９によりレンズ回転軸２３に対して進退駆動されて、レンズ回転軸２３，２４の対向端部間に被加工レンズＬを挟持可能に設けられている。
【００２１】
しかも、本体２１には被加工レンズＬを研削するための砥石３０が図６のモータ３１により回転駆動されるようになっている。尚、砥石３０は、被加工レンズＬをレンズ枠形状等に荒研削する荒研削砥石部３０ａとヤゲン加工するＶ溝付のヤゲン砥石部３０ｂを有する。また、３２，３３はレンズ回転軸２３，２４の対向端部にそれぞれ装着されたレンズ吸着盤およびレンズ押えゴムである。
【００２２】
この様な玉摺機２０としては、例えば特願平４−１６０１８号に開示されたようなレンズ加工機等の構成が用いられている。
[ロボットハンド４０]
ロボットハンド４０は、固定ベース４１と、固定ベース４１に水平回転駆動可能に設けられた水平回転台４２と、水平回転台４２に上下回動可能に装着された第１アーム４３と、第１アーム４３の先端に上下回動可能に装着された第２アーム４４を有する。
【００２３】
そして、水平回転台４２は駆動装置４５で水平回動駆動され、第１アーム４３は駆動装置４６で上下回動駆動され、第２アーム４４は駆動装置４７で上下回動駆動されるようになっている。
【００２４】
また、ロボットハンド４０は、第２アーム４４の先端部に装着された回転駆動装置４８と、この回転駆動装置４８により上下回転駆動させられる駆動装置４９と、駆動装置４９に回転可能に取り付けられたハンドケース５０と、ハンドケース５０の先端部に左右に相対接近・離反駆動可能に保持されたハンド５１，５２を有する。このハンド５１，５２は、ハンドケース５０内に収納された図６の駆動装置５３により、互いに相対接近・離反駆動されるようになっている。
【００２５】
ハンド５１，５２は図４に示した如く対向するレンズ保持面５１ａ，５２ａが鈍角のＶ字状に形成されている。そして、このレンズ保持面５１ａ，５２ａの谷線５１ｂ，５２ｂを通る仮想線をＰ１、左右のハンド５１，５２間の中心を通る仮想線をＰ２、このＰ１，Ｐ２の交点をハンド５１，５２間の中心Ｏ３とすると、このハンド５１，５２のレンズ保持面５１ａ，５２ａに被加工レンズＬを保持させたときに、被加工レンズＬの光学中心を略ハンド５１，５２間の中心Ｏ３に一致させることができる。尚、ハンド５１，５２のレンズ保持面５１ａ，５２ａは平坦に且つ互いに平行に形成することもできる。
【００２６】
水平回転台４２の水平回転位置は水平回転角検出用のロータリーエンコーダ５４で検出され、アーム４３の上下回動角はロータリーエンコーダ５５で検出され、アーム４３に対するアーム４４の上下回動角はロータリーエンコーダ５６で検出され、駆動装置４９のアーム４４に対する上下回動はロータリーエンコーダ５７で検出され、ハンドケース５０の駆動装置４９に対する回転位置はロータリーエンコーダ５８で検出されるようになっている。
[制御手段]
上述したパソコン６０には、図６に示した様に、エンコーダ５４〜５８からの信号及びCCD１３からの測定信号が入力されるようになっている。また、パソコン６０は、レンズメーター２０，キャリッジ昇降駆動装置２６，モータ２７，２８，２９，３１を作動制御すると共に、駆動装置４５，４６，４７，４８，４９，５３等を作動制御するようになっている。図１中、６１はパソコン６０の液晶ディスプレイ（表示部）、６２はパソコン６０のキーボードである。
【００２７】
次に、この様な構成のレンズ研削加工システムのパソコン６０による制御作用を説明する。
【００２８】
尚、レンズメーター１０の測定光学系の光軸をＯとし、玉摺機２０のレンズ回転時軸２３，２４の回転軸線をＯ１とし、ロボットハンド４０の水平回転台４２の回転中心をＯ２として制御作用を説明する。
【００２９】
ここで、光軸Ｏ，回転軸線Ｏ１，回転中心Ｏ２，レンズ回転軸２３の吸着盤３２等の三次元方向の相対位置は、レンズメーター１０，玉摺機２０，ロボットハンド４０等を配置したときに求めておくものとする。
【００３０】
この状態で、先ずキーボード６２を操作してパソコン６０によりロボットハンド４０の駆動装置４５，４６，４７，４８，４９，５３等を作動制御させ、ハンド５１，５２間に被加工レンズＬを保持させる。
【００３１】
この後、パソコン６０は、同様にロボットハンド４０の駆動装置４５を作動制御させてアーム４３，４４をレンズメーター２０側に向けさせ、駆動装置４６，４７，４８を作動制御させてアーム４３，４４及び駆動装置４９を上下に回動駆動制御し、駆動装置４９を駆動制御してハンド５１，５２に保持された被加工レンズＬを水平に向けさせると共に、被加工レンズＬをレンズメーター１０のレンズ載置部１２ａ上まで移動させて、各駆動装置４５，４６，４７，４８，４９等の作動を停止させる。この制御は、エンコーダ５４〜５８からの信号を基に被加工レンズのＬの三次元方向の位置を検出しながら行われる。
【００３２】
また、パソコン６０は、この様にして被加工レンズＬが図２の如くレンズメーター１０の測定光学系の光路途中すなわちレンズ載置部１２上に配置されると、レンズメーター１０を作動制御して、被加工レンズＬのＳ（球面屈折力），Ｃ（円柱屈折力），Ａ（円柱軸）等を測定させて、ＣＣＤ１３からの測定信号を基に表示部１４に表示させる。
【００３３】
この際、パソコン６０は、レンズメーター１０の測定光学系の光軸Ｏに対する被加工レンズＬの光学中心Ｏ１の位置及びハンド５１，５２に対する円柱軸向きをＣＣＤ１３からの測定信号から求める。
【００３４】
この後、パソコン６０はパルスモータ２９を作動制御してレンズ回転軸２３，２４の対向端部間の間隔を図５(b)の如く広げさせると共に、キャリッジ昇降駆動装置２６を作動制御して、キャリッジ２２の前端部を上昇させる。
【００３５】
一方、パソコン６０は、この様にして求められたレンズメーター１０の測定光学系の光軸Ｏに対する被加工レンズＬの光学中心Ｏ１の位置及びハンド５１，５２に対する円柱軸向きのデータを基に、ロボットハンド４０の駆動装置４５，４６，４７，４８，４９等を作動制御させて、水平回転台４２，アーム４３，４４，駆動装置４９，ハンドケース５０等を回動させることにより、図３のごとくハンド５１，５２間の被加工レンズＬを玉摺機２０のレンズ回転軸２３，２４間まで移動させ、被加工レンズＬの光学中心をレンズ回転軸２３，２４の回転軸線に一致させると共に、円柱軸の向きをレンズ回転軸２３，２４に対して所定の向きに向ける。
【００３６】
この後、パソコン６０は、パルスモータ２９を作動制御して、レンズ回転軸２９をレンズ回転軸２４側に移動させることにより、被加工レンズＬを図５(a)の如くレンズ回転軸２３，２４のレンズ吸着盤３２とレンズ押えゴム３３との間で挟持させる。
【００３７】
次に、駆動装置５３を作動させてハンド５１，５２の間隔を広げさせた後、駆動装置４５〜４９を作動制御して、ハンド５１，５２を玉摺機１０から離反させ初期位置まで戻させる。
【００３８】
そして、玉摺機１０のモータ３１を作動させて砥石３０を回転させる一方、図示しない形状測定装置から玉摺機１０に入力されるレンズ枠形状データを基に、キャリッジ昇降駆動装置２６を作動制御してキャリッジ２２を昇降制御して、被加工レンズＬをレンズ枠形状に研削加工させる。
【００３９】
また、ユーザー側のパソコンとオンラインで通信回線を結ぶことで、対話形式のニーズに対応でき、今後のレンズ研削加工システムを発展させることができる。
[第２実施例]
図７，図８は、この発明に係るレンズ研削加工加工システムの第２実施例を示したものである。
【００４０】
本実施例では、図１に示した構成に加えて、図７に示した様にパソコン６０にフレーム形状測定装置８０を接続して、このフレーム形状測定装置８０で測定されたレンズ枠形状データをパソコン６０に入力し、選択された径の被加工レンズＬの形状とレンズ枠形状２１１Ｒ又は２１１Ｌとを図８のようにパソコン６０の液晶ディスプレイ６１に表示させ、選択された径の被加工レンズＬからレンズ枠形状が取れるか否かをパソコン６０にで表示させるようにしてもよい。
【００４１】
しかも、本実施例でも、第１実施例と同様に、ハンド５１，５２は図４に示した如く対向するレンズ保持面５１ａ，５２ａが鈍角のＶ字状に形成されている。そして、このレンズ保持面５１ａ，５２ａの谷線５１ｂ，５２ｂを通る仮想線をＰ１、左右のハンド５１，５２間の中心を通る仮想線をＰ２、このＰ１，Ｐ２の交点をハンド５１，５２間の中心Ｏ３とすると、このハンド５１，５２のレンズ保持面５１ａ，５２ａに被加工レンズＬを保持させたときに、被加工レンズＬの光学中心を略ハンド５１，５２間の中心Ｏ３に一致させることができる。
【００４２】
この様に被加工レンズＬをハンド５１，５２間に保持させたときに、被加工レンズＬの光学中心とハンド５１，５２間の中心Ｏ３が略一致するので、ハンド５１，５２間の中心Ｏ３に対する被加工レンズＬの光学中心の位置を求めることなく、この中心Ｏ３と玉摺機２０のレンズ回転軸２３，２４の回転軸線Ｏ１との差を基にロボットハンド４０を第１実施例と同様に作動制御して、被加工レンズＬの光学中心を回転軸線Ｏ１と一致させて、この被加工レンズＬを玉摺機２０のレンズ回転軸２３，２４間に保持させることができる。
【００４３】
その上、フレーム形状測定装置８０からのレンズ枠形状データ（フレーム形状データ）を基に、ＦＰＤ（左右レンズ枠の幾何学中心間距離）、ＰＤ（被検者の左右眼の瞳孔間距離）、ＵＰ（上寄せ量）等の情報を基に、所望のフレーム形状（レンズ枠形状）のレンズが研削できるか否かをパソコン６０の液晶ディスプレイ６１上で容易に判別できる。この判別のための具体的な構成作用は、例えば、特願平１−２８４３０６号に開示された玉摺機の加工可否判定装置を用いることができる。
【００４４】
尚、図８中の符号は次の通りである。すなわち、２１０は作業手順や警告等の表示をするメッセージ表示部、２１１Ｌ，２１１Ｒは左右のレンズ枠画像、２１２Ｌ，２１２Ｒは左右のレンズ枠画像２１１Ｌ，２１１Ｒの幾何学中心を表すレンズ枠中心指標、２１３Ｌ，２１３Ｒは吸着盤Ｃ（レンズ吸着盤３２の画像）の外形画像、２１４Ｌ，２１４Ｒは吸着盤Ｃ（レンズ吸着盤３２の画像）の中心（レンズ回転軸２３，２４の中心Ｏ１と同じ）の吸着盤指標、２１５Ｌ，２１５Ｒは被加工レンズＬの円柱軸角度線である。
【００４５】
また、図８中、２２１ａは「ＦＰＤ」の表示部，２２１ｂはＦＰＤの数値表示部、２２２ａは「ＰＤ」の表示部，２２２ｂはＰＤの数値表示部、２２３ａは「ＵＰ」の表示部，２２３ｂはＵＰの数値表示部、２２４ａは「レンズ径」の表示部，２２４ｂはレンズ径の数値表示部、２２５ａは「最小径」の表示部，２２５ｂは最小径の数値表示部、２２６ａは左眼「Ｌ」の表示部，２２６ｂは左眼Ｌの円柱角度α数値表示部、２２７ａは右眼「Ｒ」の表示部，２２６ｂは右眼Ｒの円柱角度α数値表示部である。
【００４６】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成したので、被加工レンズに対する吸着盤の取付や被加工レンズが吸着された吸着盤のレンズ研削装置への取り付け等の一連の作業をなくすことができ、眼鏡加工の作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる被加工レンズ挟持装置を備えるレンズ研削加工システムの第１実施例を示す説明図である。
【図２】図１に示したレンズメーターとロボットハンドとの関係を示す説明図である。
【図３】図１に示したロボットハンドと玉摺機との関係を示す説明図である。
【図４】図１に示したロボットハンドのハンド部分の拡大説明図である。
【図５】 (a)，(b)は、図３に示したレンズ回転軸と被加工レンズの装着状態を示す説明図である。
【図６】図１に示したレンズ研削加工システムの制御回路図である。
【図７】この発明にかかる被加工レンズ挟持装置を備えるレンズ研削加工システムの第２実施例を示す説明図である。
【図８】図７のレンズ枠形状測定装置により測定されたレンズ枠形状と被加工レンズのとの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
２３，２４…レンズ回転軸
３２…レンズ吸着盤
３３…レンズ押さえゴム
４０…ロボットハンド
６０…パソコン（制御手段）
Ｌ…被加工レンズ
【発明の属する技術分野】
この発明は、生地レンズ（被加工レンズ）の光学特性の測定と、被加工レンズの研削加工を連続的に自動的に行い得るようにした被加工レンズの挟持方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の玉摺機等のレンズ研削装置では、同軸上で相対接近・離反駆動可能な一対のレンズ回転軸が設けられていると共に、レンズ吸着盤の取付軸部端面に設けた位置決溝が一対のレンズ回転軸の一方の端部に設けた凸部に係合するように、取付軸部を一方のレンズ回転軸の端部に係合させて、レンズ吸着盤に保持された被加工レンズに対して他方のレンズ回転軸を移動させ、他方のレンズ回転軸の吸着盤で被加工レンズを一方のレンズ回転軸に対して押えつけることにより、レンズ回転軸に対する被加工レンズの円柱軸（乱視軸）の向きが設定された状態で、被加工レンズが一対のレンズ回転軸間に保持される。
【０００３】
しかも、このレンズ研削装置では、眼鏡フレーム（メガネフレーム）のレンズ枠形状を測定してディジタルデータにし、このデータを基にレンズ枠幾何学中心に対する被加工レンズの光学中心の内寄せ量等の眼鏡装用者のデータを加えて補正し、この補正データを基に被加工レンズを高速回転させられる研削砥石でレンズ枠形状に研削加工した後、被加工レンズの周縁部にヤゲン付けを自動的に行うようにしている。
【０００４】
ところで、被加工レンズレンズを吸着盤に保持させる場合には、被加工レンズの光学中心をレンズ吸着盤の軸心に一致させると共に、被加工レンズの円柱軸の向きを位置決溝の向きに一致させるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来では、被加工レンズをレンズ研削装置のレンズ回転軸に装着する前に、レンズ吸着盤を被加工レンズに取り付けなければならず、作業が煩雑であった。
【０００６】
しかも、この被加工レンズをレンズ吸着盤に保持させる際には、レンズメータとは別体の専用の吸着治具取付装置等を用いて、被加工レンズの印点部を目安に吸着盤の位置決めを行っている。
【０００７】
この被加工レンズに対する印点作業と吸着盤の取付等の一連の作業は、レンズメータの操作や眼鏡レンズ自体の知識を必要とし、円柱軸（乱視軸）の角度方向への印点時や吸着盤の取付時に、誤差が生じ易いものであった。
【０００８】
この為、レンズ吸着盤に対する被加工レンズの取付位置を正確に出しにくいものであった。この結果、被加工レンズが取り付けられた吸着盤を玉摺機等のレンズ研削装置に保持させて、被加工レンズの研削加工を行っても、光学中心の位置及び円柱軸の向きを正確に設定することができないものであった。
【０００９】
しかも、上述した測定、印点作業、吸着盤の取付、被加工レンズが吸着された吸着盤のレンズ研削装置への取り付け等の一連の作業は、人手によって行われているため、容易ではなかった。
【００１０】
そこで、この発明は、この様な被加工レンズに対する吸着盤の取付や被加工レンズが吸着された吸着盤のレンズ研削装置への取り付け等の一連の作業を自動的に且つ正確に行うことができるレンズ挟持方法及びその装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１の発明は、互いに相対接近・離反可能に設けられ且つ互いに対向するＶ字状の保持面が設けられた一対のハンドを水平回転台及び該水平回転台上に上下回動可能に装着されたアームにより三次元方向に駆動可能なロボットハンドを用意する一方、少なくともレンズメータの測定光学系の光軸，玉摺機のレンズ回転軸の回転軸線，ロボットハンドの水平回転台の回転中心，前記レンズ回転軸の吸着盤の相対位置を予め求めておくと共に、
前記被加工レンズを前記ロボットハンドの一対のハンドの保持面間に保持させ、前記ロボットハンドの三次元方向の位置を検出しながら前記被加工レンズを前記ロボットハンドでレンズメータのレンズ載置部上に配設して、少なくとも前記レンズメータからの測定信号により前記被加工レンズの光学中心の位置を求める一方、前記被加工レンズを挟持させる一対のレンズ回転軸の対向端部にレンズ吸着盤及びレンズ押さえゴムをそれぞれ取り付けておいて、前記測定信号から前記被加工レンズの光学中心の位置及び円柱軸の向きのデータを求めて、前記被加工レンズの光学中心の位置及び前記ロボットハンドに対する前記円柱軸の向きのデータを基に前記ロボットハンドを作動制御させて、前記被加工レンズの光学中心と前記レンズ回転軸の回転軸線が一致し且つ前記円柱軸の向きを前記レンズ回転軸に対して所定の向きになるように、前記被加工レンズを前記レンズ吸着盤とレンズ押さえゴムとの間で挟持させる被加工レンズの挟持方法としたことを特徴とする。
【００１３】
さらに、上述の目的を達成するため、請求項２の発明は、互いに相対接近・離反可能に設けられ且つ互いに対向するＶ字状の保持面が設けられた一対のハンドを水平回転台及び該水平回転台上に上下回動可能に装着されたアームにより三次元方向に駆動可能なロボットハンドと、被加工レンズを挟持させるために一方が他方に対して進退駆動可能に設けられた一対のレンズ回転軸と、前記一対のレンズ回転軸の対向端部にそれぞれ取り付けられたレンズ吸着盤及びレンズ押さえゴムと、前記被加工レンズを保持して前記レンズ吸着盤とレンズ押さえゴムとの間に配置させるロボットハンドと、前記ロボットハンドを作動制御する制御手段を有し、少なくともレンズメータの測定光学系の光軸，玉摺機のレンズ回転軸の回転軸線，ロボットハンドの水平回転台の回転中心，前記レンズ回転軸の吸着盤の相対位置を予め求めておく被加工レンズの挟持装置であって、前記制御手段は、前記測定信号から前記被加工レンズの光学中心の位置及び円柱軸の向きのデータを求めて、前記被加工レンズの光学中心の位置及び前記ロボットハンドに対する前記円柱軸の向きのデータを基に前記ロボットハンドを作動制御させて、前記被加工レンズの光学中心と前記レンズ回転軸の回転軸線が一致し且つ前記円柱軸の向きを前記レンズ回転軸に対して所定の向きになるように、前記被加工レンズを前記レンズ吸着盤とレンズ押さえゴムとの間で挟持させる被加工レンズの挟持装置としたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
[第１実施例]
図１〜図６はこの発明にかかるレンズ研削システムの第１実施例を示したものである。
【００１６】
図１において、レンズ研削加工システム１は、レンズメータ１０（レンズ光学特性検出手段），玉摺機２０（レンズ研削手段），多関節アームのロボットハンド４０（レンズ保持手段），ノートブックタイプのパーソナルコンピュータすなわちパソコン６０（制御手段）等を備えている。
[レンズメーター１０]
このレンズメーター１０の正面中央には、図１，図２に示した様に、測定光学系（図示せず）の収納部１１，１２が突設されている。この収納部１１には測定光学系の照明光投影光学系（図示せず）が収納され、収納部１２には図６の検出用のCCD１３（受光手段）と照明光投影光学系からの照明光をCCD１３（受光部）まで案内する照明光案内光学系を有する。尚、この収納部１２のレンズ載置部１２ａ上には測定対象となる被加工レンズＬが載置されるようになっている。尚、被加工レンズＬは、例えば非球面レンズ、累進多焦点レンズ等の様様々なレンズでもよい。
【００１７】
そして、収納部１１からの測定照明光を下方の被加工レンズＬに対して投影すると、被加工レンズＬを透過した光が収納部１２内の案内光学系によりCCD１３に投影し、このCCDから出力される測定信号を基に被加工レンズＬのＳ（球面屈折力），Ｃ（円柱屈折力），Ａ（円柱軸）等を表示部１４に表示させるようになっている。
【００１８】
この様なＳ，Ｃ，Ａの測定の具体的な構成としては、例えば、特願平１−２９６３３５号，特願平１−１４５７５号，特願平２−６７２２号等に開示された公知の構成を用いるので、その詳細な説明は省略する。
[玉摺機２０]
玉摺機２０は、図１，図３に示した様に、本体２１と、前側が後縁部を中心に上下回動可能且つ左右方向に移動可能に本体２１に装着されたコ字状のキャリッジ２２と、このキャリッジ２２の左右の支持部２２ａ，２２ｂに同軸に保持された一対のレンズ回転軸２３，２４と、本体２１に昇降駆動可能に設けられ且つレンズ回転軸２３の一端に設けた円板２３ａを受ける受け部材２５を有する。
【００１９】
尚、受け部材２５は図６のキャリッジ昇降駆動装置２６で昇降駆動制御されてキャリッジ２２の前端部を昇降させる様になっている。しかも、キャリッジ２２はパルスモータ２７で左右に駆動制御されるようになっており、レンズ回転軸２３，２４は図６のパルスモータ２８で軸線回りに回転駆動されるようになっている。
【００２０】
また、レンズ回転軸２４は図６のパルスモータ２９によりレンズ回転軸２３に対して進退駆動されて、レンズ回転軸２３，２４の対向端部間に被加工レンズＬを挟持可能に設けられている。
【００２１】
しかも、本体２１には被加工レンズＬを研削するための砥石３０が図６のモータ３１により回転駆動されるようになっている。尚、砥石３０は、被加工レンズＬをレンズ枠形状等に荒研削する荒研削砥石部３０ａとヤゲン加工するＶ溝付のヤゲン砥石部３０ｂを有する。また、３２，３３はレンズ回転軸２３，２４の対向端部にそれぞれ装着されたレンズ吸着盤およびレンズ押えゴムである。
【００２２】
この様な玉摺機２０としては、例えば特願平４−１６０１８号に開示されたようなレンズ加工機等の構成が用いられている。
[ロボットハンド４０]
ロボットハンド４０は、固定ベース４１と、固定ベース４１に水平回転駆動可能に設けられた水平回転台４２と、水平回転台４２に上下回動可能に装着された第１アーム４３と、第１アーム４３の先端に上下回動可能に装着された第２アーム４４を有する。
【００２３】
そして、水平回転台４２は駆動装置４５で水平回動駆動され、第１アーム４３は駆動装置４６で上下回動駆動され、第２アーム４４は駆動装置４７で上下回動駆動されるようになっている。
【００２４】
また、ロボットハンド４０は、第２アーム４４の先端部に装着された回転駆動装置４８と、この回転駆動装置４８により上下回転駆動させられる駆動装置４９と、駆動装置４９に回転可能に取り付けられたハンドケース５０と、ハンドケース５０の先端部に左右に相対接近・離反駆動可能に保持されたハンド５１，５２を有する。このハンド５１，５２は、ハンドケース５０内に収納された図６の駆動装置５３により、互いに相対接近・離反駆動されるようになっている。
【００２５】
ハンド５１，５２は図４に示した如く対向するレンズ保持面５１ａ，５２ａが鈍角のＶ字状に形成されている。そして、このレンズ保持面５１ａ，５２ａの谷線５１ｂ，５２ｂを通る仮想線をＰ１、左右のハンド５１，５２間の中心を通る仮想線をＰ２、このＰ１，Ｐ２の交点をハンド５１，５２間の中心Ｏ３とすると、このハンド５１，５２のレンズ保持面５１ａ，５２ａに被加工レンズＬを保持させたときに、被加工レンズＬの光学中心を略ハンド５１，５２間の中心Ｏ３に一致させることができる。尚、ハンド５１，５２のレンズ保持面５１ａ，５２ａは平坦に且つ互いに平行に形成することもできる。
【００２６】
水平回転台４２の水平回転位置は水平回転角検出用のロータリーエンコーダ５４で検出され、アーム４３の上下回動角はロータリーエンコーダ５５で検出され、アーム４３に対するアーム４４の上下回動角はロータリーエンコーダ５６で検出され、駆動装置４９のアーム４４に対する上下回動はロータリーエンコーダ５７で検出され、ハンドケース５０の駆動装置４９に対する回転位置はロータリーエンコーダ５８で検出されるようになっている。
[制御手段]
上述したパソコン６０には、図６に示した様に、エンコーダ５４〜５８からの信号及びCCD１３からの測定信号が入力されるようになっている。また、パソコン６０は、レンズメーター２０，キャリッジ昇降駆動装置２６，モータ２７，２８，２９，３１を作動制御すると共に、駆動装置４５，４６，４７，４８，４９，５３等を作動制御するようになっている。図１中、６１はパソコン６０の液晶ディスプレイ（表示部）、６２はパソコン６０のキーボードである。
【００２７】
次に、この様な構成のレンズ研削加工システムのパソコン６０による制御作用を説明する。
【００２８】
尚、レンズメーター１０の測定光学系の光軸をＯとし、玉摺機２０のレンズ回転時軸２３，２４の回転軸線をＯ１とし、ロボットハンド４０の水平回転台４２の回転中心をＯ２として制御作用を説明する。
【００２９】
ここで、光軸Ｏ，回転軸線Ｏ１，回転中心Ｏ２，レンズ回転軸２３の吸着盤３２等の三次元方向の相対位置は、レンズメーター１０，玉摺機２０，ロボットハンド４０等を配置したときに求めておくものとする。
【００３０】
この状態で、先ずキーボード６２を操作してパソコン６０によりロボットハンド４０の駆動装置４５，４６，４７，４８，４９，５３等を作動制御させ、ハンド５１，５２間に被加工レンズＬを保持させる。
【００３１】
この後、パソコン６０は、同様にロボットハンド４０の駆動装置４５を作動制御させてアーム４３，４４をレンズメーター２０側に向けさせ、駆動装置４６，４７，４８を作動制御させてアーム４３，４４及び駆動装置４９を上下に回動駆動制御し、駆動装置４９を駆動制御してハンド５１，５２に保持された被加工レンズＬを水平に向けさせると共に、被加工レンズＬをレンズメーター１０のレンズ載置部１２ａ上まで移動させて、各駆動装置４５，４６，４７，４８，４９等の作動を停止させる。この制御は、エンコーダ５４〜５８からの信号を基に被加工レンズのＬの三次元方向の位置を検出しながら行われる。
【００３２】
また、パソコン６０は、この様にして被加工レンズＬが図２の如くレンズメーター１０の測定光学系の光路途中すなわちレンズ載置部１２上に配置されると、レンズメーター１０を作動制御して、被加工レンズＬのＳ（球面屈折力），Ｃ（円柱屈折力），Ａ（円柱軸）等を測定させて、ＣＣＤ１３からの測定信号を基に表示部１４に表示させる。
【００３３】
この際、パソコン６０は、レンズメーター１０の測定光学系の光軸Ｏに対する被加工レンズＬの光学中心Ｏ１の位置及びハンド５１，５２に対する円柱軸向きをＣＣＤ１３からの測定信号から求める。
【００３４】
この後、パソコン６０はパルスモータ２９を作動制御してレンズ回転軸２３，２４の対向端部間の間隔を図５(b)の如く広げさせると共に、キャリッジ昇降駆動装置２６を作動制御して、キャリッジ２２の前端部を上昇させる。
【００３５】
一方、パソコン６０は、この様にして求められたレンズメーター１０の測定光学系の光軸Ｏに対する被加工レンズＬの光学中心Ｏ１の位置及びハンド５１，５２に対する円柱軸向きのデータを基に、ロボットハンド４０の駆動装置４５，４６，４７，４８，４９等を作動制御させて、水平回転台４２，アーム４３，４４，駆動装置４９，ハンドケース５０等を回動させることにより、図３のごとくハンド５１，５２間の被加工レンズＬを玉摺機２０のレンズ回転軸２３，２４間まで移動させ、被加工レンズＬの光学中心をレンズ回転軸２３，２４の回転軸線に一致させると共に、円柱軸の向きをレンズ回転軸２３，２４に対して所定の向きに向ける。
【００３６】
この後、パソコン６０は、パルスモータ２９を作動制御して、レンズ回転軸２９をレンズ回転軸２４側に移動させることにより、被加工レンズＬを図５(a)の如くレンズ回転軸２３，２４のレンズ吸着盤３２とレンズ押えゴム３３との間で挟持させる。
【００３７】
次に、駆動装置５３を作動させてハンド５１，５２の間隔を広げさせた後、駆動装置４５〜４９を作動制御して、ハンド５１，５２を玉摺機１０から離反させ初期位置まで戻させる。
【００３８】
そして、玉摺機１０のモータ３１を作動させて砥石３０を回転させる一方、図示しない形状測定装置から玉摺機１０に入力されるレンズ枠形状データを基に、キャリッジ昇降駆動装置２６を作動制御してキャリッジ２２を昇降制御して、被加工レンズＬをレンズ枠形状に研削加工させる。
【００３９】
また、ユーザー側のパソコンとオンラインで通信回線を結ぶことで、対話形式のニーズに対応でき、今後のレンズ研削加工システムを発展させることができる。
[第２実施例]
図７，図８は、この発明に係るレンズ研削加工加工システムの第２実施例を示したものである。
【００４０】
本実施例では、図１に示した構成に加えて、図７に示した様にパソコン６０にフレーム形状測定装置８０を接続して、このフレーム形状測定装置８０で測定されたレンズ枠形状データをパソコン６０に入力し、選択された径の被加工レンズＬの形状とレンズ枠形状２１１Ｒ又は２１１Ｌとを図８のようにパソコン６０の液晶ディスプレイ６１に表示させ、選択された径の被加工レンズＬからレンズ枠形状が取れるか否かをパソコン６０にで表示させるようにしてもよい。
【００４１】
しかも、本実施例でも、第１実施例と同様に、ハンド５１，５２は図４に示した如く対向するレンズ保持面５１ａ，５２ａが鈍角のＶ字状に形成されている。そして、このレンズ保持面５１ａ，５２ａの谷線５１ｂ，５２ｂを通る仮想線をＰ１、左右のハンド５１，５２間の中心を通る仮想線をＰ２、このＰ１，Ｐ２の交点をハンド５１，５２間の中心Ｏ３とすると、このハンド５１，５２のレンズ保持面５１ａ，５２ａに被加工レンズＬを保持させたときに、被加工レンズＬの光学中心を略ハンド５１，５２間の中心Ｏ３に一致させることができる。
【００４２】
この様に被加工レンズＬをハンド５１，５２間に保持させたときに、被加工レンズＬの光学中心とハンド５１，５２間の中心Ｏ３が略一致するので、ハンド５１，５２間の中心Ｏ３に対する被加工レンズＬの光学中心の位置を求めることなく、この中心Ｏ３と玉摺機２０のレンズ回転軸２３，２４の回転軸線Ｏ１との差を基にロボットハンド４０を第１実施例と同様に作動制御して、被加工レンズＬの光学中心を回転軸線Ｏ１と一致させて、この被加工レンズＬを玉摺機２０のレンズ回転軸２３，２４間に保持させることができる。
【００４３】
その上、フレーム形状測定装置８０からのレンズ枠形状データ（フレーム形状データ）を基に、ＦＰＤ（左右レンズ枠の幾何学中心間距離）、ＰＤ（被検者の左右眼の瞳孔間距離）、ＵＰ（上寄せ量）等の情報を基に、所望のフレーム形状（レンズ枠形状）のレンズが研削できるか否かをパソコン６０の液晶ディスプレイ６１上で容易に判別できる。この判別のための具体的な構成作用は、例えば、特願平１−２８４３０６号に開示された玉摺機の加工可否判定装置を用いることができる。
【００４４】
尚、図８中の符号は次の通りである。すなわち、２１０は作業手順や警告等の表示をするメッセージ表示部、２１１Ｌ，２１１Ｒは左右のレンズ枠画像、２１２Ｌ，２１２Ｒは左右のレンズ枠画像２１１Ｌ，２１１Ｒの幾何学中心を表すレンズ枠中心指標、２１３Ｌ，２１３Ｒは吸着盤Ｃ（レンズ吸着盤３２の画像）の外形画像、２１４Ｌ，２１４Ｒは吸着盤Ｃ（レンズ吸着盤３２の画像）の中心（レンズ回転軸２３，２４の中心Ｏ１と同じ）の吸着盤指標、２１５Ｌ，２１５Ｒは被加工レンズＬの円柱軸角度線である。
【００４５】
また、図８中、２２１ａは「ＦＰＤ」の表示部，２２１ｂはＦＰＤの数値表示部、２２２ａは「ＰＤ」の表示部，２２２ｂはＰＤの数値表示部、２２３ａは「ＵＰ」の表示部，２２３ｂはＵＰの数値表示部、２２４ａは「レンズ径」の表示部，２２４ｂはレンズ径の数値表示部、２２５ａは「最小径」の表示部，２２５ｂは最小径の数値表示部、２２６ａは左眼「Ｌ」の表示部，２２６ｂは左眼Ｌの円柱角度α数値表示部、２２７ａは右眼「Ｒ」の表示部，２２６ｂは右眼Ｒの円柱角度α数値表示部である。
【００４６】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成したので、被加工レンズに対する吸着盤の取付や被加工レンズが吸着された吸着盤のレンズ研削装置への取り付け等の一連の作業をなくすことができ、眼鏡加工の作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる被加工レンズ挟持装置を備えるレンズ研削加工システムの第１実施例を示す説明図である。
【図２】図１に示したレンズメーターとロボットハンドとの関係を示す説明図である。
【図３】図１に示したロボットハンドと玉摺機との関係を示す説明図である。
【図４】図１に示したロボットハンドのハンド部分の拡大説明図である。
【図５】 (a)，(b)は、図３に示したレンズ回転軸と被加工レンズの装着状態を示す説明図である。
【図６】図１に示したレンズ研削加工システムの制御回路図である。
【図７】この発明にかかる被加工レンズ挟持装置を備えるレンズ研削加工システムの第２実施例を示す説明図である。
【図８】図７のレンズ枠形状測定装置により測定されたレンズ枠形状と被加工レンズのとの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
２３，２４…レンズ回転軸
３２…レンズ吸着盤
３３…レンズ押さえゴム
４０…ロボットハンド
６０…パソコン（制御手段）
Ｌ…被加工レンズ
Claims (2)
- 互いに相対接近・離反可能に設けられ且つ互いに対向するＶ字状の保持面が設けられた一対のハンドを水平回転台及び該水平回転台上に上下回動可能に装着されたアームにより三次元方向に駆動可能なロボットハンドを用意する一方、少なくともレンズメータの測定光学系の光軸，玉摺機のレンズ回転軸の回転軸線，ロボットハンドの水平回転台の回転中心，前記レンズ回転軸の吸着盤の相対位置を予め求めておくと共に、
前記被加工レンズを前記ロボットハンドの一対のハンドの保持面間に保持させ、前記ロボットハンドの三次元方向の位置を検出しながら前記被加工レンズを前記ロボットハンドでレンズメータのレンズ載置部上に配設して、少なくとも前記レンズメータからの測定信号により前記被加工レンズの光学中心の位置を求める一方、
前記被加工レンズを挟持させる一対のレンズ回転軸の対向端部にレンズ吸着盤及びレンズ押さえゴムをそれぞれ取り付けておいて、
前記測定信号から前記被加工レンズの光学中心の位置及び円柱軸の向きのデータを求めて、前記被加工レンズの光学中心の位置及び前記ロボットハンドに対する前記円柱軸の向きのデータを基に前記ロボットハンドを作動制御させて、前記被加工レンズの光学中心と前記レンズ回転軸の回転軸線が一致し且つ前記円柱軸の向きを前記レンズ回転軸に対して所定の向きになるように、前記被加工レンズを前記レンズ吸着盤とレンズ押さえゴムとの間で挟持させることを特徴とする被加工レンズの挟持方法。 - 互いに相対接近・離反可能に設けられ且つ互いに対向するＶ字状の保持面が設けられた一対のハンドを水平回転台及び該水平回転台上に上下回動可能に装着されたアームにより三次元方向に駆動可能なロボットハンドと、
被加工レンズを挟持させるために一方が他方に対して進退駆動可能に設けられた一対のレンズ回転軸と、前記一対のレンズ回転軸の対向端部にそれぞれ取り付けられたレンズ吸着盤及びレンズ押さえゴムと、前記被加工レンズを保持して前記レンズ吸着盤とレンズ押さえゴムとの間に配置させるロボットハンドと、前記ロボットハンドを作動制御する制御手段を有し、
少なくともレンズメータの測定光学系の光軸，玉摺機のレンズ回転軸の回転軸線，ロボットハンドの水平回転台の回転中心，前記レンズ回転軸の吸着盤の相対位置を予め求めておく被加工レンズの挟持装置であって、
前記制御手段は、前記測定信号から前記被加工レンズの光学中心の位置及び円柱軸の向きのデータを求めて、前記被加工レンズの光学中心の位置及び前記ロボットハンドに対する前記円柱軸の向きのデータを基に前記ロボットハンドを作動制御させて、前記被加工レンズの光学中心と前記レンズ回転軸の回転軸線が一致し且つ前記円柱軸の向きを前記レンズ回転軸に対して所定の向きになるように、前記被加工レンズを前記レンズ吸着盤とレンズ押さえゴムとの間で挟持させることを特徴とする被加工レンズの挟持装置。
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