JP4036931B2

JP4036931B2 - Eyeglass lens grinding device

Info

Publication number: JP4036931B2
Application number: JP27042297A
Authority: JP
Inventors: 俊昭水野; 裕且大林
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1997-09-16
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2017-09-16
Also published as: JPH1190804A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性の材質の被加工レンズを眼鏡枠に合うように研削加工する眼鏡レンズ研削加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
眼鏡レンズの研削加工においては、レンズの材質がガラスやプラスチックの時にはその加工面に研削液を供給しつつ、レンズを回転させながら回転砥石に押圧して粗加工及び仕上げ加工を行っている。一方、レンズの材質が熱可塑性であるアクリルレンズでは、その材質の特性から、粗砥石による加工時には研削液を供給して加工を行うが、仕上砥石による加工時には研削液の供給を止め、レンズを回転させながら加工を行った後、再び研削液を供給して加工面を良好にする仕上げ加工を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようなアクリルレンズの仕上げ加工においては、粗加工時に使用した研削液がレンズ表面に付着したままとなるので、その水分により仕上げ加工時の熱が下げられる。このため、加工面の軟化が十分に行われず、レンズを１回転させただけでは削り残しの部分が多く現れるようになる。すべての部分を削り残しなく加工するためには、被加工レンズを何回も回転させなければならず、結果的に加工時間が長引くという問題があった。
【０００４】
また、アクリルレンズでは最後に研削液を供給して仕上げ加工を行う場合にも僅かに研削が行われるため、そのサイズ管理が適切でないと加工サイズの精度に影響する。
【０００５】
本発明は、加工時間を短縮し、また、加工サイズの精度を向上することができる眼鏡レンズ研削加工装置を提供することを技術課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を有することを特徴としている。
【０００７】
（１）被加工レンズを保持して回転させるレンズ回転手段と、眼鏡枠の枠形状データ及び眼鏡レンズを眼鏡枠に対してレイアウトするレイアウトデータを入力するデータ入力手段と、被加工レンズの各回転角に対して所期する量加工されたか否かを検知する加工終了検知手段とを持ち、熱可塑性のアクリルレンズを眼鏡枠に合うように研削加工する眼鏡レンズ研削装置において、加工条件であるレンズの材質としてアクリルレンズを指定する信号に応答して動作する加工制御手段であって、研削液をアクリルレンズに噴射しながら仕上げ加工代を残して粗加工砥石により粗加工する粗加工制御手段と、粗加工されたアクリルレンズを仕上げ加工砥石（ただし、鏡面加工砥石を含まない）により二段階に分けて仕上げ加工するための制御手段であって、アクリルレンズのある回転角について研削液を被加工レンズに噴射することなく、前記加工終了検知手段により第二段階の仕上げ加工代を残した補正仕上げ加工寸法の加工終了信号を得るまで加工した後、前記レンズ回転手段により所定の回転角だけ被加工レンズを回転させ次の回転角に移行して同様に加工して順次これを繰返すことにより全周を加工して、第一段階の仕上げ加工を行い、続いて同一の仕上げ加工砥石により研削液を被加工レンズに噴射しながら前記レンズ回転手段により被加工レンズを一定の回転速度で回転させて第二段階の仕上げ加工する仕上げ加工制御手段と、を含む加工制御手段を、備えることを特徴とする。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【００１２】
［装置全体の構成］
図１において、１はメインベ−ス、２はメインベ−ス１に固定されたサブベ−スである。１００はレンズチャック上部、１５０はレンズチャック下部であり、加工時にはそれぞれのチャック軸で被加工レンズを挟持する。また、レンズチャック上部１００の下方のサブベ−ス２の奥側には、レンズ厚測定部４００が収納されている。
【００１３】
３００Ｒ，３００Ｌはそれぞれの回転シャフトにレンズ研削用の砥石を持つレンズ研削部である。各レンズ研削部３００Ｒ，３００Ｌは、後述する移動機構によりそれぞれサブベ−ス２に対して上下方向、左右方向に移動可能に保持されている。レンズ研削部３００Ｒの回転シャフトには、図２に示すように、粗砥石３０、ヤゲン溝を持つ仕上砥石３１が取り付けられており、さらに仕上砥石３１の上端面には円錐面を持つ前面用の面取砥石３２が、粗砥石３０の下端面には後面用の面取砥石３３が同軸に取り付けられている。レンズ研削部３００Ｌの回転シャフトには、粗砥石３０、ヤゲン溝を持つ鏡面仕上砥石３４、円錐面を持つ前面鏡面用の面取砥石３５及び後面鏡面用の面取砥石３６が同軸に取り付けられている。実施例ではこれらの粗砥石としてプラスチック、ポリカーボネイト及びアクリルのレンズ材質を加工できる研削面を持つ砥石を使用している。また、これらの砥石群は、その直径が６０ｍｍ程の比較的小さなものを使用し、加工精度を向上するとともに砥石の耐久性も確保するようにしている。
【００１４】
なお、図２において、１７０は被加工レンズに研削水を噴射するノズルを示している。
【００１５】
装置の筐体前面には、加工情報等を表示する表示部１０、デ−タを入力したり装置に指示を行う入力部１１が設けられている。入力部１１はガラス、プラスティック、アクリル等の材質やフレ−ムの種類等を入力するスイッチを持つ。１２は開閉可能な扉である。
【００１６】
［主要な各部の構成］
＜レンズチャック部＞
図３はレンズチャック上部１００及びレンズチャック下部１５０を説明するための図である。サブベ−ス２に固定された固定ブロック１０１の上部には、取付け板１０２によりＤＣモ−タ１０３が取り付けられている。ＤＣモ−タ１０３の回転は、プ−リ１０４、タイミングベルト１０８、プ−リ１０７を介して送りネジ１０５に伝達され、送りネジ１０５が回転することにより固定ブロック１０１に固定されたガイドレ−ル１０９にガイドされてチャック軸ホルダ１２０が上下動する。チャック軸ホルダ１２０の上部にはパルスモ−タ１３０が固定されており、その回転はギヤ１３１、中継ギヤ１３２、ギヤ１３３へと伝達されてチャック軸１２１が回転するようになっている。１３５はフォトセンサ、１３６はチャック軸１２１に取り付けられた遮光板であり、フォトセンサ１３５はチャック軸１２１の回転基準位置を検出する。
【００１７】
下側のチャック軸１５２はメインベ−ス１に固定されたホルダ１５１に回転可能に保持され、パルスモ−タ１５６の回転が伝達されて回転される。１５７はフォトセンサ、１５８はギヤ１５５に取り付けられた遮光板であり、フォトセンサ１５７は下チャック軸１５１の回転基準位置を検出する。
【００１８】
＜レンズ研削部の移動機構＞
図４はレンズ研削部３００Ｒの移動機構を説明する図である。２０１は上下スライドベ−ス２０１であり、サブベ−ス２の前面に固着された２つのガイドレ−ル２０２に沿って上下に摺動可能である。サブベ−ス２の側面には、コの字型のスクリュ−ホルダ２０３が固着され、スクリュ−ホルダ２０３の上端にはパルスモ−タ２０４Ｒが固定されている。パルスモ−タ２０４Ｒの回転軸にはボ−ルネジ２０５がカップリングされており、ボ−ルネジ２０５が回転することにより、ナットブロック２０６に固定された上下スライドベ−ス２０１がガイドレ−ル２０２にガイドされて上下動する。サブベ−ス２と上下スライドベ−ス２０１との間にはバネ２０７が掛け渡されており、バネ２０７は上下スライドベ−ス２０１を上方へ付勢し、上下スライドベ−ス２０１の下方への荷重をキャンセルして上下の移動を容易にしている。２０８Ｒはフォトセンサ、２０９はナットブロック２０９に固定された遮光板であり、フォトセンサ２０８Ｒは遮光板２０９の位置を検出して上下スライドベ−ス２０１の上下移動の基準位置を決定する。
【００１９】
２１０はレンズ研削部３００Ｒが固定される左右スライドベ−スであり、上下スライドベ−ス２０１の固着された２つのガイドレ−ル２１１に沿って左右に摺動可能である。上下スライドベ−ス２０１の下端部にはコの字型のスクリュ−ホルダ２１２が固着され、スクリュ−ホルダ２１２の側部にはパルスモ−タ２１４Ｒが固定されており、その回転軸にはボ−ルネジ２１３がカップリングされている。ボ−ルネジ２１３にはナットブロック２１５が螺合しており、ナットブロック２１５は、図５に示すように、左右スライドベ−ス２１０の下部から伸びる突出部２１０ａとバネ２２０により連結されている（なお、図５に示す機構は、図４におけるナットブロック２１５の背後に収納されている）。バネ２２０は左右スライドベ−ス２１０をレンズチャック側に付勢している。パルスモ−タ２１４Ｒの回転によりボ−ルネジ２１３が回転されてナットブロック２１５が図５上の左側に移動すると、バネ２２０に引っ張られる左右スライドベ−ス２１０も左側に移動する。被加工レンズの加工時にバネ２２０の付勢力よりも強い研削圧がかかると、ナットブロック２１５が左側に移動しても左右スライドベ−ス２１０は移動せず、被加工レンズへのの研削圧が調整される。ナットブロック２１５が図上の右側に移動すると、ナットブロック２１５に突出部２１０ａが押され、左右スライドベ−ス２１０も右側に移動する。突出部２１０ａにはフォトセンサ２２１Ｒが取り付けられており、フォトセンサ２２１Ｒはナットブロック２１５に固定された遮光板２２２を検知すことにより、加工終了を検知する。
【００２０】
また、スクリュ−ホルダ２１２に固定されたフォトセンサ２１６Ｒは、ナットブロック２１５に固定された遮光板２１７の検出して左右スライドベ−ス２１０の左右移動の基準位置を決定する。
【００２１】
レンズ研削部３００Ｌの移動機構はレンズ研削部３００Ｒの移動機構と左右対称であるので、その説明は省略する。
【００２２】
＜レンズ研削部＞
図６はレンズ研削部３００Ｒの構成を示す側面断面図である。左右スライドベ−ス２１０にはシャフト支基３０１が固定されており、シャフト支基３０１の前部には、粗砥石３０等の砥石群を下方部に取付けた上下に伸びる回転シャフト３０４を回転可能に保持するハウジング３０５が固定されている。シャフト支基３０１の上部には、取付け板３１１を介してサ−ボモ−タ３１０Ｒが固定されており、サ−ボモ−タ３１０Ｒの回転はプ−リ３１２、ベルト３１３、プ−リ３０６を介して回転シャフト３０４に伝達されて砥石群が回転する。
【００２３】
レンズ研削部３００Ｌの構成は、レンズ研削部３００Ｒと左右対称に同じ構成を持つので、その説明は省略する。
【００２４】
＜レンズ厚測定部＞
図７はレンズ厚測定部４００を説明する図である。レンズ厚測定部４００は、２つのフィ−ラ５２３、５２４を持つ測定ア−ム５２７、測定ア−ム５２７を回転するＤＣモ−タ（図示せず）等の回転機構、測定ア−ム５２７の回転を検出してＤＣモ−タの回転を制御するセンサ−板５１０とホトスイッチ５０４，５０５、測定ア−ム５２７の回転量を検出してレンズ前面及び後面の形状を得るためのポテンショメ−タ５０６等からなる検出機構等から構成される。このレンズ厚測定部４００の構成は本願発明と同一出願人による特開平３−２０６０３号等と基本的に同様であるので、詳細はこれを参照されたい。なお、図７に示したレンズ厚測定部４００は、特開平３−２０６０３号と異なり、前後移動手段６３０により装置に対して前後方向（矢印方向）に移動され、その移動量はコバ加工デ−タに基づいて制御される。また、測定ア−ム５２７は下方の初期位置から回転上昇し、レンズ前面屈折面及びレンズ後面屈折面それぞれに対してフィ−ラ５２３、５２４を当接してレンズ厚を測定するので、測定ア−ム５２７の下方への荷重をキャンセルするコイルバネ等をその回転軸に取り付けることが好ましい。
【００２５】
レンズ厚（コバ厚）の測定は、前後移動手段６３０によりレンズ厚測定部４００を前後させ、測定ア−ム５２７を回転上昇させてフィ−ラ５２３をレンズ前面屈折面に当接させながらレンズを回転させることにより、レンズ前面屈折面の形状を得た後、次にフィ−ラ５２４をレンズ後面屈折面に当接させてその形状を得る。
【００２６】
＜制御部＞
図８は装置の制御系を示す概略ブロック図である。６００は装置全体の制御を行う制御部であり、表示部１０、入力部１１、マイクロスイッチ１１０、各フォトセンサが接続されている。また、ドライバ６２０〜６２８を介して移動用、回転用の各モ−タが接続されている。レンズ研削部３００Ｒ用のサ−ボモ−タ３１０Ｒ及びレンズ研削部３００Ｌ用のサ−ボモ−タ３１０Ｌに接続されたドライバ６２２、６２５は、加工時のサ−ボモ−タ３１０Ｒ，３１０Ｌの回転トルク量をそれぞれ検出して制御部６００にフィ−ドバックする。制御部６００はこの情報をレンズ研削部３００Ｒ，３００Ｌの移動制御や、レンズ回転の制御に利用する。６４０はノズル１７０から研削液を給水するための給水ポンプであり、６４１はそのドライバである。
【００２７】
６０１はデ−タの送受信に使用されるインタ−フェイス回路であり、レンズ枠形状測定装置６５０（特開平４−９３１６４号等参照）やレンズ加工情報を管理するコンピュ−タ６５１、バ−コ−ドスキャナ６５２等を接続することができる。６０２は装置を動作するためのプログラムが記憶された主プログラムメモリ、６０３は入力されるデ−タやレンズ厚測定デ−タ等を記憶するデ−タメモリである。
【００２８】
以上のような構成を持つ装置において、その動作を説明する。ここではアクリルレンズを加工する場合を説明する。加工者はレンズ枠形状測定装置６５０により測定した枠データをインタ−フェイス回路６０１を介して装置本体側に入力する。入力されたデータはデ−タメモリ６０３に転送記憶される。表示部１０には枠データに基づく玉型形状が表示されるので、加工者は装用者のＰＤ値、ＦＰＤ値、光学中心の高さ等のレイアウトデータ、加工するレンズの材質（ここではアクリルを指定する）、フレームの材質等の加工条件を入力部１１のスイッチにより入力する。加工条件の入力後、所定の処理が施された被加工レンズをチャック軸１２１、１５２によりチャッキングし、スタートスイッチを押して装置を動作させる。
【００２９】
制御部６００はスタ−ト信号の入力によりレンズ厚測定部４００、前後移動手段６３０を作動させ、枠データ及びレイアウトデータに基づくコバ位置情報を得る。その後、得られたコバ位置情報に基づき所定のプログラムに従ってレンズに施すヤゲン軌跡データ（ｒ_ｓδ_ｎ，ｒ_ｓθ_ｎ，Ｚ_ｎ）（ｎ＝１，２，３，……Ｎ）を得る。ヤゲン軌跡デ−タの算出については、前面カ−ブ及び後面カ−ブからカ−ブ値を求める方法、コバ厚を分割する方法やこれらを組み合わせる方法等が提案されている。例えば、本願発明と同一出願人による特開平５−２１２６６１号等に詳細に記載されているので、これを参照されたい。ヤゲン軌跡デ−タが得られたら、レンズ加工のためのレンズ回転軸と砥石回転軸との間の軸間距離データに変換した加工データ（Ｌ_ｉ，ξ_ｉ，Ｚ_ｉ）（ｉ＝１，２，３，……Ｎ）を求め、加工デ−タはデ−タメモリ６０３に記憶される。
【００３０】
次に、制御部６００は加工デ−タに基づいて粗加工を行う。制御部６００は、給水ポンプ６４０を駆動して給水ノズル１７０から研削液を噴射させるとともに、サ−ボモ−タ３１０Ｒ，３１０Ｌを駆動してレンズ研削部３００Ｒ，３００Ｌの両砥石群を回転させる。また、制御部６００は左右のパルスモ−タ２０４Ｒ，２０４Ｌを駆動して両側の上下スライドベ−ス２１０を下降移動し、左右の粗砥石３０が共に被加工レンズの高さ位置に来るようにする。その後、パルスモ−タ２１４Ｒ，２１４Ｌを回転してレンズ研削部３００Ｒ、３００Ｌをそれぞれ被加工レンズ側にスライド移動させるとともに、上下のパルスモ−タ１３０、１５６を同期して回転させてチャック軸１２１、１５２にチャッキングされた被加工レンズを回転する。左右の粗砥石３０は回転しながら被加工レンズ側へ移動することにより、レンズを２方向から徐々に研削する。粗砥石３０のレンズ側への移動量は、加工データに基づいて左右それぞれ独立して制御される。この加工時には、研削液の給水により加工面の研削粉が排除される。
【００３１】
粗加工が終了すると、仕上砥石３１による仕上げ加工に移る。アクリルレンズの仕上げ加工は、研削液の供給を止めて加工を行う第１仕上げ加工段階と、その後研削液を供給しながら加工を行うことにより加工面を滑らかにする第２仕上げ加工段階とに別れる。
【００３２】
第１仕上げ段階の加工では、制御部６００はヤゲン加工データをデ−タメモリ６０３から読取り、第２仕上げ段階での加工代α（例えばレンズの径方向に０．２ｍｍ）を残すものとして、前述のヤゲン軌跡データ（ｒ_ｓδ_ｎ，ｒ_ｓθ_ｎ，Ｚ_ｎ）に加工代αを加えてサイズ補正後の仕上げ加工データ（Ｌ´_ｉ，ξ_ｉ，Ｚ_ｉ）（ｉ＝１，２，３，……Ｎ）を求める（この計算は、前述のヤゲン計算の後に行う）。ここで、Ｌ´_ｉは被加工レンズの回転角ξ_ｉでのレンズ回転軸であるチャック軸１２１（１５２）と仕上砥石３１の回転シャフト３０４との軸間距離であり、Ｚ_ｉはチャック軸方向のヤゲン位置である。なお、実施例での加工代αの量は、第２仕上げ段階の加工でレンズを１回転したときに見込まれる研削量により決定している。
【００３３】
制御部６００はサイズ補正後の仕上げ加工データに基づき、仕上砥石３１のヤゲン溝がレンズに施すヤゲンの高さ位置になるように移動させた後、モータ２１４Ｒを駆動制御して仕上砥石３１をレンズ方向に移動させて加工を行う。このとき、被加工レンズは初期回転角（ξ₁）に位置させ、その回転を停止したまま加工を行う。
【００３４】
回転する仕上砥石３１を移動すことにより、被加工レンズは徐々に研削される。この加工中、制御部６００はドライバ６２２を介して得られるモ−タ３１０Ｒの回転トルク量（モ−タ負荷電流）を監視する。モ−タ３１０Ｒに所定のトルクがかかるようになると、仕上砥石３１のレンズ側への移動を停止する（あるいは少し戻す）。モ−タ３１０Ｒの回転トルク量が所定のトルクアップ許可レベルになれば、レンズ側への移動を許可する。そして、被加工レンズの回転角ξ₁に対応した加工点の加工終了がフォトセンサ２２１Ｒにより検知されるまで、被加工レンズの回転を停止したまま研削を行う。これにより、粗加工時に使用した研削液がレンズ表面に付着していても、回転する仕上砥石３１と被加工レンズとの圧接によって発生する熱により付着した研削液の水分が蒸発し、仕上砥石３１は加工熱を十分にしてアクリルレンズを軟化させて加工を行うことができる。なお、実施例の装置のように、被加工レンズの後面を上にしてチャックする構成では、レンズ後面の窪んだ部分に粗加工で供給した研削液が溜まりやすいが、加工終了が得られるまでレンズ回転を行わないことにより、加工面の水分を容易に取り除いて加工できる。
【００３５】
回転角ξ₁での加工点の加工終了が得られると、制御部６００はモータ１３０、１５６を駆動して被加工レンズを回転角ξ₂まで回転させるとともに、軸間距離Ｌ´_ｉをＬ´₂まで、ヤゲン位置Ｚ_ｉをＺ₂まで移動させる。この回転角ξ₂においても、フォトセンサ２２１Ｒにより加工終了が検知されるまで、被加工レンズの回転を停止したまま研削を行う。以上の加工動作を連続して（Ｌ´_ｉ，ξ_ｉ，Ｚ_ｉ）（ｉ＝１，２，３，……Ｎ）に基づき、全周のわたって行う。これにより、被加工レンズの全周の加工点は１回転でサイズ補正後の仕上げ加工データの形状に加工される。
【００３６】
続いて第２仕上げ段階の加工に移る。制御部６００は給水ポンプ６４０を駆動して給水ノズル１７０から研削液を供給する。第２仕上げ段階の仕上げ加工では、被加工レンズを所定の回転速度で回転させながら、初めに算出した仕上げ加工データ（Ｌ_ｉ，ξ_ｉ，Ｚ_ｉ）に基づき仕上砥石３１を移動して加工を行い、被加工レンズを１回転して終了する。アクリルレンズの仕上げ加工では、研削液を給水しながら加工すると加工面の熱が下げられるので、艶を持つ良好な加工面になる。また、第１仕上げ段階と異なり、被加工レンズを連続して回転させながら加工を行うことにより、滑らかな加工面を得ることができる。また、前述のように加工代αを見込むことにより、１回のレンズ回転でほぼ仕上げ加工データ通りの加工サイズを得ることができる。なお、加工サイズの精度をさらに必要とするときには、レンズの回転数を多くしても良い。この場合には、すでに加工終了が得られた部分は被加工レンズの回転速度を速めるようにすると、高精度を確保しつつ加工時間も短縮できる。
【００３７】
以上ような加工方法は、アクリル材質のレンズに限らず、ポリカーボネイトや他の材質のレンズにも応用できるこというまでもない。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加工時間を短縮し、また、仕上がりサイズのバラつきを抑え、良好な加工が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の装置の全体構成を示す図である。
【図２】砥石構成及び研削水を噴射するノズルを示す図である。
【図３】レンズチャック上部及びレンズチャック下部の構成を説明する図である。
【図４】レンズ研削部３００Ｒの移動機構を説明する図である。
【図５】レンズ研削部３００Ｒの左右の移動と加工終了検出の機構を説明する図である。
【図６】レンズ研削部３００Ｒの構成を示す側面断面図である。
【図７】レンズ厚測定部４００を説明する図である。
【図８】装置の制御系を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
１０表示部
１１入力部
１００レンズチャック上部
１２１チャック軸
１５０レンズチャック下部
１５２チャック軸
１７０ノズル
３００Ｒ，３００Ｌレンズ研削部
２２１Ｒ，２２１Ｌフォトセンサ
６００制御部
６４０給水ポンプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spectacle lens grinding apparatus that grinds a workpiece lens made of a thermoplastic material so as to fit a spectacle frame.
[0002]
[Prior art]
In the grinding process of eyeglass lenses, when the lens material is glass or plastic, a grinding liquid is supplied to the processed surface, and the rotating grindstone is pressed while rotating the lens to perform roughing and finishing. On the other hand, in the case of an acrylic lens whose lens material is thermoplastic, due to the characteristics of the material, the grinding fluid is supplied when processing with a roughing grindstone. After processing while rotating, finishing processing is performed to supply the grinding liquid again to improve the processing surface.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the finishing process of the acrylic lens as described above, the grinding liquid used during the roughing process remains attached to the lens surface, and the water during the finishing process is lowered by the moisture. For this reason, the processed surface is not sufficiently softened, and many uncut parts appear only by rotating the lens once. In order to process all the parts without being left uncut, the lens to be processed must be rotated many times, resulting in a problem that the processing time is prolonged.
[0004]
In addition, in the case of an acrylic lens, grinding is slightly performed even when finishing processing is performed by supplying a grinding liquid at the end. Therefore, if the size management is not appropriate, the accuracy of the processing size is affected.
[0005]
An object of the present invention is to provide a spectacle lens grinding apparatus capable of reducing the processing time and improving the processing size accuracy.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration.
[0007]
(1) Lens rotation means for holding and rotating the lens to be processed, data input means for inputting frame shape data of the spectacle frame and layout data for laying the spectacle lens on the spectacle frame, and each rotation of the lens to be processed A lens which is a processing condition in a spectacle lens grinding apparatus which has a processing end detection means for detecting whether or not a desired amount has been processed with respect to a corner and which grinds a thermoplastic acrylic lens to fit the spectacle frame. A processing control means that operates in response to a signal that designates an acrylic lens as a material of the rough processing control means for roughing with a roughing grindstone while leaving a finishing cost while injecting a grinding liquid onto the acrylic lens, A control means for finishing a rough-processed acrylic lens in two stages with a finishing grindstone (excluding a mirror-finishing grindstone) Then, without spraying the grinding liquid onto the lens to be processed at a certain rotation angle of the acrylic lens, processing is performed until the processing end detection means obtains a processing end signal of the corrected finishing processing dimension that leaves the second stage finishing processing allowance. After that, the lens rotating means rotates the lens to be processed by a predetermined rotation angle, shifts to the next rotation angle, processes it in the same way, and repeats this sequentially to process the entire circumference, thereby completing the first stage finish. Finishing processing control means for performing the second stage finishing by rotating the processing lens at a constant rotational speed by the lens rotating means while performing the processing and then spraying the grinding liquid onto the processing lens with the same finishing grindstone When the machining control means comprising, characterized in that it comprises.
[0011]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
[Configuration of the entire device]
In FIG. 1, 1 is a main base and 2 is a sub-base fixed to the main base 1. Reference numeral 100 denotes an upper portion of the lens chuck, and reference numeral 150 denotes a lower portion of the lens chuck. The workpiece lens is clamped by each chuck shaft during processing. A lens thickness measurement unit 400 is housed in the back side of the sub-base 2 below the lens chuck upper part 100.
[0013]
Reference numerals 300R and 300L denote lens grinding portions each having a grinding wheel for lens grinding on each rotary shaft. Each of the lens grinding parts 300R and 300L is held so as to be movable in the vertical direction and the horizontal direction with respect to the sub-base 2 by a moving mechanism described later. As shown in FIG. 2, a roughing grindstone 30 and a finishing grindstone 31 having a bevel groove are attached to the rotating shaft of the lens grinding portion 300R, and the finishing grindstone 31 has a conical surface on the upper end surface. A chamfering grindstone 32 for the rear surface is coaxially attached to the lower end surface of the chamfering grindstone 32. A rough grindstone 30, a mirror-finishing grindstone 34 having a bevel groove, a chamfering grindstone 35 for a front mirror surface having a conical surface, and a chamfering grindstone 36 for a rear mirror surface are coaxially attached to the rotating shaft of the lens grinding unit 300L. Yes. In the embodiment, a grindstone having a grinding surface capable of processing a lens material such as plastic, polycarbonate and acrylic is used as the rough grindstone. Moreover, these grindstone groups use the comparatively small thing whose diameter is about 60 mm, and it is trying to ensure the durability of a grindstone while improving a processing precision.
[0014]
In FIG. 2, reference numeral 170 denotes a nozzle that injects grinding water onto the lens to be processed.
[0015]
A display unit 10 for displaying machining information and the like, and an input unit 11 for inputting data and instructing the apparatus are provided on the front surface of the casing of the apparatus. The input unit 11 has a switch for inputting a material such as glass, plastic, acrylic, or the type of frame. Reference numeral 12 denotes a door that can be opened and closed.
[0016]
[Configuration of main parts]
<Lens chuck part>
FIG. 3 is a view for explaining the lens chuck upper portion 100 and the lens chuck lower portion 150. A DC motor 103 is attached to the upper part of the fixed block 101 fixed to the sub-base 2 by a mounting plate 102. The rotation of the DC motor 103 is transmitted to the feed screw 105 through the pulley 104, the timing belt 108, and the pulley 107, and the guide rail fixed to the fixed block 101 by the rotation of the feed screw 105. 109, the chuck shaft holder 120 moves up and down. A pulse motor 130 is fixed to the upper portion of the chuck shaft holder 120. The rotation is transmitted to the gear 131, the relay gear 132, and the gear 133 so that the chuck shaft 121 rotates. 135 is a photo sensor, 136 is a light shielding plate attached to the chuck shaft 121, and the photo sensor 135 detects the rotation reference position of the chuck shaft 121.
[0017]
The lower chuck shaft 152 is rotatably held by a holder 151 fixed to the main base 1, and the rotation of the pulse motor 156 is transmitted and rotated. 157 is a photo sensor, 158 is a light shielding plate attached to the gear 155, and the photo sensor 157 detects the rotation reference position of the lower chuck shaft 151.
[0018]
<Lens grinding part moving mechanism>
FIG. 4 is a diagram illustrating a moving mechanism of the lens grinding unit 300R. An upper and lower slide base 201 is slidable up and down along two guide rails 202 fixed to the front surface of the sub base 2. A U-shaped screw holder 203 is fixed to the side surface of the sub-base 2, and a pulse motor 204 </ b> R is fixed to the upper end of the screw holder 203. A ball screw 205 is coupled to the rotation shaft of the pulse motor 204R, and the vertical slide base 201 fixed to the nut block 206 is guided to the guide rail 202 by the rotation of the ball screw 205. Move up and down. A spring 207 is stretched between the sub-base 2 and the upper and lower slide bases 201. The spring 207 urges the upper and lower slide bases 201 upward and applies a load downward to the upper and lower slide bases 201. Canceled to make it easier to move up and down. 208 R photosensor, 209 denotes a light shielding plate fixed to the nut block 209, the photosensor 208 R vertically to detect the position of the light shielding plate 209 Suraidobe - determining a reference position of the vertical movement of the scan 201.
[0019]
Reference numeral 210 denotes a left / right slide base to which the lens grinding portion 300R is fixed, and is slidable to the left and right along the two guide rails 211 to which the upper / lower slide base 201 is fixed. A U-shaped screw holder 212 is fixed to the lower end portion of the upper and lower slide bases 201, and a pulse motor 214R is fixed to the side portion of the screw holder 212. 213 is coupled. A nut block 215 is screwed into the ball screw 213, and the nut block 215 is connected by a spring 220 and a protrusion 210a extending from the lower part of the left and right slide base 210 as shown in FIG. 5 is housed behind the nut block 215 in FIG. 4). The spring 220 urges the left and right slide base 210 toward the lens chuck. When the ball screw 213 is rotated by the rotation of the pulse motor 214R and the nut block 215 is moved to the left side in FIG. 5, the left and right slide bases 210 pulled by the spring 220 are also moved to the left side. If a grinding pressure stronger than the urging force of the spring 220 is applied during processing of the lens to be processed, the left and right slide bases 210 will not move even if the nut block 215 moves to the left, and the grinding pressure to the lens to be processed is adjusted. Is done. When the nut block 215 moves to the right side in the figure, the protrusion 210a is pushed by the nut block 215, and the left and right slide bases 210 also move to the right side. A photo sensor 221R is attached to the protruding portion 210a, and the photo sensor 221R detects the end of processing by detecting the light shielding plate 222 fixed to the nut block 215.
[0020]
The photo sensor 216R fixed to the screw holder 212 detects the light shielding plate 217 fixed to the nut block 215 and determines the reference position for the left / right movement of the left / right slide base 210.
[0021]
Since the moving mechanism of the lens grinding unit 300L is symmetrical with the moving mechanism of the lens grinding unit 300R, description thereof is omitted.
[0022]
<Lens grinding part>
FIG. 6 is a side sectional view showing the configuration of the lens grinding part 300R. A shaft support base 301 is fixed to the left and right slide bases 210, and a rotary shaft 304 extending vertically is attached to a front portion of the shaft support base 301 and a grindstone group such as a rough grindstone 30 is attached to a lower portion. A holding housing 305 is fixed. A servo motor 310R is fixed to the upper part of the shaft support base 301 via a mounting plate 311. The servo motor 310R is rotated via a pulley 312, a belt 313, and a pulley 306. Then, the wheel is transmitted to the rotating shaft 304 and the grindstone group rotates.
[0023]
The configuration of the lens grinding unit 300L has the same configuration as that of the lens grinding unit 300R in the left-right direction, and thus the description thereof is omitted.
[0024]
<Lens thickness measurement part>
FIG. 7 is a diagram illustrating the lens thickness measurement unit 400. The lens thickness measuring unit 400 includes a measuring arm 527 having two fillers 523 and 524, a rotating mechanism such as a DC motor (not shown) for rotating the measuring arm 527, and a measuring arm 527. A potentiometer for obtaining the shape of the front and rear surfaces of the lens by detecting the rotation amount of the sensor plate 510, the photo switches 504 and 505, and the measurement arm 527 for detecting the rotation of the DC motor and controlling the rotation of the DC motor. -It is comprised from the detection mechanism etc. which consist of data 506 etc. The configuration of the lens thickness measuring unit 400 is basically the same as that disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-20603 by the same applicant as the present invention, so refer to this for details. The lens thickness measuring unit 400 shown in FIG. 7 is moved in the front-rear direction (arrow direction) with respect to the apparatus by the front-rear moving means 630, unlike Japanese Patent Laid-Open No. 3-20603, and the amount of movement is the edge processing data. Is controlled based on the data. Further, the measurement arm 527 rotates and rises from the initial position below and measures the lens thickness by contacting the fillers 523 and 524 against the lens front refractive surface and the lens rear refractive surface, respectively. It is preferable to attach a coil spring or the like that cancels the downward load on the rotary shaft 527 to the rotating shaft.
[0025]
The lens thickness (edge thickness) is measured by moving the lens thickness measuring unit 400 back and forth by the back-and-forth moving means 630, rotating the measuring arm 527 up and bringing the filler 523 into contact with the lens front refractive surface. After obtaining the shape of the lens front refractive surface by rotating, the filler 524 is then brought into contact with the lens rear refractive surface to obtain the shape.
[0026]
<Control unit>
FIG. 8 is a schematic block diagram showing the control system of the apparatus. A control unit 600 controls the entire apparatus, and is connected to the display unit 10, the input unit 11, the micro switch 110, and each photosensor. Further, motors for movement and rotation are connected through drivers 620 to 628. The drivers 622 and 625 connected to the servo motor 310R for the lens grinding unit 300R and the servo motor 310L for the lens grinding unit 300L are rotational torque amounts of the servo motors 310R and 310L during processing. Are respectively detected and fed back to the control unit 600. The control unit 600 uses this information for movement control of the lens grinding units 300R and 300L and control of lens rotation. 640 is a water supply pump for supplying the grinding fluid from the nozzle 170, and 641 is a driver thereof.
[0027]
Reference numeral 601 denotes an interface circuit used for data transmission / reception, such as a lens frame shape measuring device 650 (see Japanese Patent Laid-Open No. 4-93164), a computer 651 for managing lens processing information, and a bar code. A scanner 652 or the like can be connected. A main program memory 602 stores a program for operating the apparatus, and a data memory 603 stores input data, lens thickness measurement data, and the like.
[0028]
The operation of the apparatus having the above configuration will be described. Here, a case where an acrylic lens is processed will be described. The processor inputs the frame data measured by the lens frame shape measuring apparatus 650 to the apparatus main body side via the interface circuit 601. The input data is transferred and stored in the data memory 603. Since the target lens shape based on the frame data is displayed on the display unit 10, the operator can use the wearer's PD value, FPD value, optical center height layout data, etc. The processing conditions such as the frame material and the like are input by the switch of the input unit 11. After inputting the processing conditions, the lens to be processed that has undergone predetermined processing is chucked by the chuck shafts 121 and 152, and the start switch is pressed to operate the apparatus.
[0029]
The control unit 600 operates the lens thickness measuring unit 400 and the forward / backward moving unit 630 in response to the input of the start signal to obtain edge position information based on the frame data and the layout data. Then, the bevel path data to be applied to the lens in accordance with a predetermined program based on the obtained edge position information _{_{_{(, r s δ n, r}}} s θ n Z n) (n = 1,2,3, ...... N) obtained. For the calculation of the bevel trajectory data, a method for obtaining a curve value from the front curve and the rear curve, a method for dividing the edge thickness, a method for combining them, and the like have been proposed. For example, it is described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-212661 by the same applicant as the present invention. When the bevel locus data is obtained, the machining data (L _i , ξ _i , Z _i ) (i = 1, 1) converted into the inter-axis distance data between the lens rotation axis and the grindstone rotation axis for lens processing. 2, 3,... N), and the machining data is stored in the data memory 603.
[0030]
Next, the control unit 600 performs rough machining based on the machining data. The control unit 600 drives the water supply pump 640 to inject the grinding fluid from the water supply nozzle 170 and drives the servo motors 310R and 310L to rotate both the grindstone groups of the lens grinding units 300R and 300L. Further, the controller 600 drives the left and right pulse motors 204R and 204L to move the upper and lower slide bases 210 downward so that the left and right rough grindstones 30 are both at the height position of the lens to be processed. Thereafter, the pulse motors 214R and 214L are rotated to slide the lens grinding portions 300R and 300L toward the lens to be processed, and the upper and lower pulse motors 130 and 156 are rotated synchronously to chuck shafts 121 and 152. Rotate the workpiece lens that is chucked. The left and right rough grindstones 30 move toward the lens to be processed while rotating, thereby gradually grinding the lens from two directions. The amount of movement of the rough grindstone 30 toward the lens is controlled independently on the left and right sides based on the processing data. At the time of this processing, grinding powder on the processed surface is eliminated by supplying the grinding liquid.
[0031]
When the roughing is finished, the process proceeds to finishing with the finishing grindstone 31. The finishing process of the acrylic lens is divided into a first finishing process stage in which the supply of the grinding fluid is stopped and the second finishing process stage in which the processing surface is smoothed by performing the processing while supplying the grinding liquid. .
[0032]
In the processing in the first finishing stage, the control unit 600 reads the beveling data from the data memory 603 and leaves the processing allowance α (for example, 0.2 mm in the lens radial direction) in the second finishing stage as described above. bevel path data finishing data after size correction by adding the machining allowance α to the _{_{_{(r s δ n, r s}}} θ n, Z n) (L'i, ξ i, Z i) (i = 1,2,3 ,... N) (this calculation is performed after the above-mentioned bevel calculation). Here, L ′ _i is the inter-axis distance between the chuck shaft 121 (152) that is the lens rotation axis at the rotation angle ξ _i of the lens to be processed and the rotation shaft 304 of the finishing grindstone 31, and Z _i is the chuck axis direction. The position of the bevel. The amount of machining allowance α in the embodiment is determined by the amount of grinding expected when the lens is rotated once in the second finishing stage.
[0033]
Based on the finishing data after the size correction, the control unit 600 moves the bevel groove of the finishing grindstone 31 to a bevel height position applied to the lens, and then drives and controls the motor 214R to cause the finishing grindstone 31 to move to the lens. Move in the direction and process. At this time, the lens to be processed is positioned at the initial rotation angle (ξ ₁ ), and processing is performed while the rotation is stopped.
[0034]
The lens to be processed is gradually ground by moving the rotating finishing grindstone 31. During this processing, the controller 600 monitors the rotational torque amount (motor load current) of the motor 310R obtained via the driver 622. When a predetermined torque is applied to the motor 310R, the movement of the finishing grindstone 31 to the lens side is stopped (or slightly returned). When the rotational torque amount of the motor 310R reaches a predetermined torque increase permission level, the movement to the lens side is permitted. Then, the grinding is performed while the rotation of the lens to be processed is stopped until the processing end of the processing point corresponding to the rotation angle ξ ₁ of the lens to be processed is detected by the photosensor 221R. Thereby, even if the grinding fluid used at the time of rough machining adheres to the lens surface, the water of the grinding fluid adhered by the heat generated by the pressure contact between the rotating finishing grindstone 31 and the lens to be processed evaporates, and the finishing grindstone 31 Can be processed by softening the acrylic lens with sufficient processing heat. In the configuration in which the rear surface of the lens to be processed is chucked as in the apparatus of the embodiment, the grinding liquid supplied by roughing tends to accumulate in the recessed portion of the rear surface of the lens, but the lens is not processed until processing is completed. By not performing the rotation, it is possible to easily remove the moisture on the processed surface.
[0035]
When processing of the processing point at the rotation angle ξ ₁ is completed, the control unit 600 drives the motors 130 and 156 to rotate the lens to be processed to the rotation angle ξ _2, and sets the inter-axis distance L ′ _i to L ′. up to _2, to move the bevel position _{Z i} to Z _2. Even at this rotation angle ξ ₂ , grinding is performed while the rotation of the lens to be processed is stopped until the end of processing is detected by the photosensor 221R. The above machining operations are continuously performed over the entire circumference based on (L ′ _i , ξ _i , Z _i ) (i = 1, 2, 3,... N). As a result, the processing points on the entire circumference of the lens to be processed are processed into the shape of the finishing data after size correction by one rotation.
[0036]
Subsequently, the process proceeds to the second finishing stage. The controller 600 drives the water supply pump 640 to supply the grinding liquid from the water supply nozzle 170. In the finishing process in the second finishing stage, the finishing grindstone 31 is moved and processed based on the finishing process data (L _i , ξ _i , Z _i ) calculated first while rotating the lens to be processed at a predetermined rotation speed. This is done by rotating the lens to be processed once. In finishing the acrylic lens, if the processing is performed while supplying the grinding liquid, the heat of the processed surface is lowered, so that the processed surface has a good gloss. Further, unlike the first finishing stage, a smooth processed surface can be obtained by performing processing while continuously rotating the lens to be processed. In addition, by considering the machining allowance α as described above, it is possible to obtain a machining size almost according to the finishing machining data with one lens rotation. Note that when the accuracy of the processing size is further required, the number of rotations of the lens may be increased. In this case, the processing time can be shortened while ensuring high accuracy by increasing the rotational speed of the lens to be processed at the part where the processing has already been completed.
[0037]
It goes without saying that the processing method as described above can be applied not only to acrylic lenses but also to polycarbonate and other lenses.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to shorten the processing time, suppress the variation in the finished size, and perform favorable processing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of an apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a grindstone configuration and a nozzle for injecting grinding water.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an upper part of a lens chuck and a lower part of a lens chuck.
FIG. 4 is a diagram illustrating a moving mechanism of a lens grinding unit 300R.
FIG. 5 is a diagram for explaining a mechanism for detecting left and right movement of the lens grinding section 300R and processing completion.
FIG. 6 is a side cross-sectional view showing a configuration of a lens grinding section 300R.
FIG. 7 is a diagram illustrating a lens thickness measuring unit 400. FIG.
FIG. 8 is a schematic block diagram showing a control system of the apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Display part 11 Input part 100 Lens chuck upper part 121 Chuck shaft 150 Lens chuck lower part 152 Chuck axis 170 Nozzle 300R, 300L Lens grinding part 221R, 221L Photo sensor 600 Control part 640 Water supply pump

Claims

Lens rotation means for holding and rotating the lens to be processed, data input means for inputting frame shape data of the spectacle frame and layout data for laying the spectacle lens on the spectacle frame, and each rotation angle of the lens to be processed As a lens material that is a processing condition in a spectacle lens grinding apparatus that has a processing end detection means for detecting whether or not a desired amount has been processed, and grinds a thermoplastic acrylic lens to fit the spectacle frame A processing control means that operates in response to a signal for designating an acrylic lens, the roughing control means for roughing with a roughing grindstone while injecting a grinding liquid onto the acrylic lens and leaving a finishing cost, and rough processing Control means for finishing the acrylic lens in two stages with a finishing grindstone (but not including a mirror-finishing grindstone) After processing until obtaining a processing end signal of the corrected finishing processing size leaving the second stage finishing processing cost by the processing end detection means without spraying the grinding liquid to the processing lens for a certain rotation angle of the acrylic lens, The lens rotation means rotates the lens to be processed by a predetermined rotation angle, shifts to the next rotation angle, processes in the same way, and repeats this sequentially to process the entire circumference, and performs the first stage finishing process. followed the finishing control means for finishing the second stage by rotating the subject lens at a constant rotational speed by the lens rotating means while spraying a grinding fluid to a subject lens by the same finishing grindstone, a An eyeglass lens grinding apparatus comprising processing control means including the eyeglass lens grinding apparatus.