JP4046789B2 - 眼鏡レンズ研削加工機及び眼鏡レンズ研削加工方法 - Google Patents
眼鏡レンズ研削加工機及び眼鏡レンズ研削加工方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼鏡レンズを眼鏡枠に枠入れ加工する眼鏡レンズ研削加工機及びその加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
眼鏡枠トレ−ス装置により眼鏡枠をトレ−スして得られる眼鏡枠形状デ−タに基づいて被加工レンズを研削加工する眼鏡レンズ研削加工機が知られている。装置は、高速回転されるレンズ研削用の砥石と、被加工レンズを回転軸で挟持し回転可能に保持するキャリッジとを有し、挟持した被加工レンズを回転させながら眼鏡枠形状デ−タに基づいてキャリッジを回旋させてレンズ回転軸と砥石回転軸の軸間距離を変化させることにより、被加工レンズのコバを砥石に当接させて研削加工する。このとき、キャリッジの回旋は砥石への研削圧をバネ力等により一定にし、レンズに所定以上の負荷が掛からないようようにしているので、被加工レンズは眼鏡枠に一致する形状となるまでに複数回の回転が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の装置は、加工中のレンズ形状の状態にかかわらず、レンズの回転速度は概ね一定の速度で回転するようになっていた。そのため、加工径の大きいところは少ない回転数で早く加工が終了するが、加工が終了した部分においても加工時と同じ回転速度であるため、全ての加工が終了するまでの加工時間に無駄があった。
【０００４】
また、レンズの回転速度が一定のときは、加工形状によりレンズと砥石との接触点での移動速度が異なる。例えば、図１３のような形状のレンズでは、レンズと砥石が接触するＡ点付近の移動速度は、Ｂ点付近に対して著しく早くなる。これは加工径の加工誤差になる。特に、これはプラスレンズのように中心部にいくに従ってコバが厚くなるレンズの場合に顕著に現れやすい。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の欠点に鑑み、被加工レンズの加工時間を短縮して加工効率の高め、また、精度良い加工を行うことができる眼鏡レンズ研削加工機及びその加工方法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） 玉型の形状データを入力する玉型形状データ入力手段と、玉型に対して眼鏡レンズをレイアウトするためのレイアウト情報を入力するレイアウト情報入力手段と、入力された玉型形状データ及びレイアウト情報に基づいて眼鏡レンズのコバ位置を得るコバ位置検知手段と、玉型形状データ、レイアウト情報及びコバ位置情報に基づいて加工データを求める加工データ演算手段と、を有し、眼鏡レンズの周縁を研削加工するレンズ研削加工装置において、眼鏡レンズを保持して回転させるレンズ回転手段の回転速度を可変させる回転速度可変手段と、粗加工後の眼鏡レンズに対してヤゲン加工又は平仕上加工を行うときに、眼鏡レンズとヤゲン加工又は平仕上加工の加工砥石とが接触する接触点が、粗加工された眼鏡レンズの外形に沿った方向の移動速度を略一定にするように、各加工部位に対応したレンズ回転手段の回転速度のデータを得て、回転速度データに基づいて前記回転速度可変手段の動作を制御して前記レンズ回転手段の回転速度を制御する演算制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
【実施例】
以下本発明の一実施例を図面に基いて詳細に説明する。
【００２０】
＜装置の全体構成＞
図１は本発明に係る眼鏡レンズ研削加工機の全体構成を示す斜視図である。１は装置のベースで本装置を構成する各部がその上に配置されている。２は装置上部に内蔵される眼鏡枠形状測定装置であり、眼鏡枠形状や型板の３次元形状デ−タを得ることができる。その前方には測定結果や演算結果等を文字またはグラフィックにて表示する表示部３と、データを入力したり装置に指示を行う入力部４が並んでいる。装置前部には未加工レンズの仮想コバ厚等を測定するレンズ形状測定装置５がある。
【００２１】
６はレンズ研削部で、ガラスレンズ用の粗砥石６０ａ、プラスティック用の粗砥石６０ｂ、ヤゲン及び平加工用の仕上げ砥石６０ｃ、鏡面加工用砥石６０ｄとから成る砥石群６０が回転軸６１に回転可能に取付けられている。回転軸６１はベース１にバンド６２で固定されている。回転軸６１の端部にはプーリ６３が取付けられている。プーリ６３はベルト６４を介してＡＣモータ６５の回転軸に取付けられたプーリ６６と連結されている。このためモータ６５が回転すると砥石６０が回転する。７はキャリッジ部で、７００はキャリッジである。
【００２２】
＜主要な各部の構成＞
（イ）キャリッジ部
図１〜図３に基いてその構造を説明する。図２はキャリッジの断面図、図３はキャリッジの駆動機構を示す矢視Ａ図である。キャリッジ７００は被加工レンズＬＥをチャッキングしてレンズＬＥを回転させることができ、かつ砥石回転軸６１に対するレンズＬＥの距離とレンズ回転軸方向の位置を変えることができるようになっている。なお、以下の説明では、回転軸６１とレンズ回転軸の軸間距離を変化させる方向の軸をＹ軸とし、レンズを回転軸６１と平行に移動させる軸をＸ軸と呼ぶものとする。
【００２３】
〔ａ：レンズチャック機構〕
ベース１に固定されたシャフト７０１にはキャリッジシャフト７０２が回転摺動自在に軸支されており、さらにそれにキャリッジ７００が回動自在に軸支されている。キャリッジ７００にはシャフト７０１と平行かつ距離不変にレンズ回転軸７０４ａ、７０４ｂが同軸かつ回転可能に軸支されている。レンズ回転軸７０４ｂはラック７０５に回転自在に軸支され、さらにラック７０５は軸方向に移動可能であり、モータ７０６の回転軸に固定されたピニオン７０７により軸方向に移動することができ、これによりレンズ回転軸７０４ｂは軸方向に移動されて開閉動作を行い、レンズＬＥを回転軸７０４ａ、７０４ｂに挟持しうる。
【００２４】
〔ｂ：レンズ回転機構〕
キャリッジ７００の左端には駆動板７１６が固定されており、駆動板７１６には回転軸７１７がシャフト７０１と平行かつ回転自在に取付けられている。回転軸７１７の右端にはギヤ７２０が取付けてあり、ギヤ７２０はパルスモータ７２１に付いているギヤと噛み合っている。パルスモータ７２１は駆動板７１６に回転軸７１７と同軸かつ回転自在に取り付けられたブロック７２２に固定されている。パルスモータ７２１が回転すると回転軸７１７の左端に取り付けられたプーリ７１８が回転し、その回転はタイミングベルト７１９、プーリ７０３ａを介してシャフト７０２に伝達される。さらに、シャフト７０２の回転は、シャフト７０２に固着されたプーリ７０３ｃ、７０３ｂと、レンズ回転軸７０４ａ、７０４ｂにそれぞれ取り付けられたプーリ７０８ａ、７０８ｂと、それらを繋ぐタイミングベルト７０９ａ、７０９ｂによりレンズチャック軸７０４ａ、７０４ｂに伝達される。従って、パルスモータ７２１の回転によりレンズチャック軸７０４ａ、７０４ｂは同期して回転する。
【００２５】
〔ｃ：Ｘ軸方向移動機構〕
キャリッジ７００の左側には中間板７１０が回転自在に固定されている。中間板７１０にはラック７１３がシャフト７０１と平行な位置関係でベース１に固定されたキャリッジ移動用モータ７１４の回転軸に取付けられたピニオン７１５と噛み合っている。また、中間板７１０の奥側にはカムフォロア７１１が２個付いており、それがシャフト７０１と平行な位置関係でベース１に固定されたガイドシャフト７１２を挟んでいる。これらの構造によりモータ７１４はキャリッジ７００をシャフト７０１の軸方向（Ｘ軸方向）に移動させることができる。
【００２６】
〔ｄ：Ｙ軸方向移動機構及び加工終了検出機構〕
キャリッジ７００のＹ軸はパルスモータ７２８により変化させる。パルスモータ７２８はブロック７２２に固定されており、パルスモータ７２８の回転軸７２９に固定されたピニオン７３０が丸ラック７２５と噛み合っている。丸ラック７２５は、回転軸７１７と中間板７１０に固定されたシャフト７２３との軸間を結ぶ最短の線分に平行に位置するとともに、シャフト７２３に回転自在に固定された補正ブロツク７２４とブロック７２２との間である程度の自由度をもって摺動可能に保持されている。丸ラック７２５にはストッパ７２６が固定されており、補正ブロック７２４の当接位置より下方にしか摺動できないようになっている。これにより、パルスモータ７２８の回転に応じて回転軸７１７とシャフト７２３の軸間距離ｒ´を制御することができ、このｒ´と直線的相関関係をもつレンズチャック軸７０４ａ，７０４ｂと砥石回転軸との軸間距離ｒを制御することができる（特開平5-212661号等を参照）。
【００２７】
また、キャリッジ７００に固定された駆動板７１６にはバネ７３１のフックが掛かっており、反対側のフックにはワイヤ７３２が掛かっている。中間板７１０に固定されたモータ７３３の回転軸にはドラムが付いており、ワイヤ７３２を巻き上げることによりバネ７３１のバネ力が調整できる。キャリッジ７００はバネ７３１により砥石軸方向に引っ張られ、ストッパ７２６が補正ブロック７２４に当接するまでＹ軸方向に移動可能である。しかし、レンズの加工途中では、キャリッジ７００が砥石の反力により押し上げられるため、パルスモータ７２８の回転により制御されるＹ軸方向の必要な加工が終了するまで、ストッパ７２６は補正ブロック７２４に当接しない。この当接状態は中間板７１０に設けられたセンサ７２７が確認し、これによりレンズの加工終了を検出する。
【００２８】
（ロ）眼鏡枠形状測定部
図４は眼鏡枠形状測定装置２が持つ形状測定部２ｂの斜視図である。形状測定部２ｂは、水平方向に移動可能な可動ベ−ス２１と、回転ベ−ス２１に回転自在に軸されパルスモ−タ３０により回転される回転ベ−ス２２と、回転ベ−ス２２に垂設された保持板３５ａ，３５ｂに支持される２本のレ−ル３６ａ，３６ｂ上を移動可能な移動ブロック３７と、移動ブロック３７の中央に挿通されて回転自在にかつ上下動可能な測定子軸２３と、測定子軸２３の上端に取り付けられその先端が測定子軸２３上の軸心上にある測定子２４と、測定子軸２３の下端に回転自在に取り付けられるとともに移動ブロック３７から垂直に伸びるピン４２に固定されたア−ム４１と、ア−ム４１の先端に取り付けられ、図５に示すように、垂直なスリット２６及び４５度の傾斜角度を持つスリット２７が形成された遮光板２５と、遮光板２５を挟むように回転ベ−ス２２に取り付けられた一対の発光ダイオ−ド２８及びリニアイメ−ジセンサ２９と、回転ベ−ス２２に回転自在に軸支されたドラム４４に取り付けられ、移動ブロック３７を常時測定子２４の先端側へ引っ張る定トルクバネ４３と、を備える。
【００２９】
また、移動ブロック３７には型板測定のときに使用する測定ピン５０を挿入する取り付け穴５１が設けられている。
【００３０】
このよな構成の形状測定部２ｂにより、眼鏡枠形状は次のようにして測定する。まず、眼鏡枠を図示なき眼鏡保持部（特開平5-212661号等を参照）に固定し、測定子２４の先端を眼鏡枠の内溝に当接させる。続いて、パルスモ−タ３０を予め定めた単位回転パルス数ごとに回転させる。このとき測定子２４と一体の測定子軸２３は眼鏡枠の動径にしたがってレ−ル３６ａ，３６ｂを移動し、また眼鏡枠のカ−ブにしたがって上下する。これらの動きにしたがって、遮光板２５は発光ダイオ−ド２８とリニアイメ−ジセンサ２９との間を上下左右に移動し、発光ダイオ−ド２８からの光を遮光する。遮光板２５に形成されたスリット２６、２７を通過した光がリニアイメ−ジセンサ２９の受光部に達し、その移動量が読み取られる。移動量は、図５に示すように、スリット２６の位置を動径ｒとして読み取り、スリット２６とスリット２７の位置の差を眼鏡枠の高さ情報ｚとして読み取る。このようにしてＮ点計測することにより、眼鏡枠形状が（ｒn ，θn ，ｚn ）（n ＝１，２，…，Ｎ）として計測される。なお、この眼鏡枠形状測定装置は、本出願人と同一の出願である特開平4-105864号公報に記載したものと基本的に同様であるので、これを参照されたい。
【００３１】
また、型板を測定する場合は、型板を型板保持部（特開平5-212661号等を参照）に固定するとともに、測定ピン５０を取り付け穴５１に取り付ける。眼鏡枠形状のときと同様に、型板の動径にしたがって測定ピン５０がレ−ル３６ａ，３６ｂを移動するので、リニアイメ−ジセンサ２９が検出するスリット２６の位置が動径情報として計測される。
【００３２】
（ハ）被加工レンズ形状測定部
図６は被加工レンズ形状測定部全体の概略図、図７は被加工レンズの形状測定部５の断面図、図８は平面図である。
【００３３】
フレーム５００に軸５０１が軸受５０２によって回動自在に、またＤＣモータ５０３、ホトスイッチ５０４、５０５、ポテンションメータ５０６がそれぞれ組付けられている。軸５０１には、プーリー５０７が回転自在に、またプーリー５０８、フランジ５０９がそれぞれ組付けられている。プーリー５０７にはセンサ板５１０とバネ５１１が組付けられている。
【００３４】
プーリー５０８には図９に示すようにバネ５１１がピン５１２を挟むように組付けられている。このため、バネ５１１がプーリー５０７の回転とともに回転した場合、バネ５１１は回転自在なプーリー５０８に組付けられているピン５１２を回転させるバネ力を持ち、ピン５１２がバネ５１１とは無関係に例えば矢印方向に回転した場合にはピン５１２を元の位置に戻そうとする力を加える。
【００３５】
モーター５０３の回転軸にはプーリー５１３が取付けられ、プーリー５０７との間に掛けられているベルト５１４によりモータ５０３の回転がプーリー５０７に伝達される。モーター５０３の回転はプーリー５０７に取付けられたセンサ板５１０によってホトスイッチ５０４、５０５が検出して制御する。
【００３６】
プーリー５０７の回転によりピン５１２が組付けられたプーリー５０８が回転し、ポテンションメータ５０６の回転軸にプーリー５２０との間に掛けられたロープ５２１によってプーリー５０８の回転はポテンションメータ５０６に検出される。このときプーリー５０８の回転と同時に軸５０１とフランジ５０９が回転する。
【００３７】
フィーラー５２３、５２４はピン５２５、５２６によってそれぞれ測定用アーム５２７に回転自在に組付けられ、測定用アーム５２７はフランジ５０９に取付けられている。ホトスイッチ５０４により測定用アーム５２７の初期位置と測定終了位置とを検出する。またホトスイッチ５０５はレンズ前面屈折面、レンズ後面屈折面それぞれに対してフィーラー５２３、５２４の逃げの位置と測定の位置とをそれぞれ検出する。
【００３８】
レンズ形状の測定は、フィーラー５２３をレンズ前面屈折面に（フィーラー５２４をレンズ後面屈折面に）当接させながらレンズを回転させることにより、プーリー５０８の回転量をポテンションメータ５０６が検出して、その形状を得る。
【００３９】
（ニ）表示部及び入力部
図１０は表示部３及び入力部４の外観図で、両者は一体に形成されている。入力部４には、被加工レンズの材質がプラスチックかガラスかを指示するレンズスイッチ４０２、フレームの材質がセルかメタルかを指示するフレームスイッチ４０３、加工モード（ヤゲン加工、平加工または平鏡面加工）を選択するモードスイッチ４０４、被加工レンズが左眼用か右眼用か選択するＲ／Ｌスイッチ４０５、加工の開始及び停止を行うスタート・ストップスイッチ４１１、レンズチャック開閉用のスイッチ４１３、レンズ枠、型板トレースの指示をするトレーススイッチ４１６、レンズ枠及び型板形状測定部２で測定したデータを転送させる次データスイッチ４１７等がある。
【００４０】
表示部３は液晶ディスプレイにより構成されており、加工情報の設定値、ヤゲン位置やヤゲンとレンズ枠との嵌合状態をシュミレーションするヤゲンシュミレーションや基準設定値等を後述する主演算制御回路の制御により表示する。
【００４１】
（ホ）装置の電気制御系
図１１は装置の電気制御系ブロック図の要部を示す図である。主演算制御回路１００は例えばマイクロプロセッサで構成され、その制御は主プログラムメモリ１０１に記憶されているシーケンスプログラムで制御される。主演算制御回路１００はシリアル通信ポート１０２を介して、ＩＣカード、検眼システム装置等とデータの交換を行うことが可能である。また、眼鏡枠形状測定装置２のトレーサ演算制御回路２００とデータ交換・通信を行う。眼鏡枠形状デ−タはデ−タメモリ１０３に記憶される。
【００４２】
主演算制御回路１００には表示部３、入力部４、音声再生装置１０４、レンズ形状測定装置５の測定用のホトスイッチ５０４、５０５、ＤＣモ−タ５０３、ポテンショメータ５０６が接続されている。ポテンショメータ５０６はＡ／Ｄコンバータに接続され、変換された結果が主演算制御回路１００に入力される。主演算制御回路１００で演算処理されたレンズの計測データはデータメモリ１０３に記憶される。キャリッジ移動モータ７１４、パルスモータ７２８、７２１はパルスモータドライバ１１０、パルス発生器１１１を介して主演算制御回路１００に接続されている。パルス発生器１１は主演算制御回路１００からの指令を受けて、それぞれのパルスモータへ何Ｈｚの周期で何パルス出力するかにより各モータの動作をコントロールする。
【００４３】
以上のような構成を持つ装置の動作を図１２のフロ−チャ−トを使用して説明する。まず、眼鏡枠（または型板）を眼鏡枠形状測定装置２にセットし、トレ−ススイッチ４１６を押してトレ−スする。形状測定部２ａにより得られた眼鏡枠の動径情報は眼鏡枠形状測定装置２内のトレ−スデ−タメモリ２０２に記憶される。トレ−スしたデ−タは次データスイッチ４１７を押すことにより、装置本体に転送入力されてデ−タメモリ１０３に記憶される。同時に表示部３の画面上には眼鏡枠デ−タに基づく枠形状図形が表示され、加工条件を入力できる状態になる。なお、デ−タメモリ１０３に記憶されるデ−タはＩＣカ−ド等のような記憶媒体に記憶されているデ−タでも、あるいは別途接続されたコンピュ−タからのオンラインによるデ−タ転送でも良い。
【００４４】
次に、操作者は、表示部３に表示される画面を見ながら入力部４により装用者のＰＤ値、ＦＰＤ値、光学中心の高さ等のレイアウトデ−タを入力する。続いて、加工するレンズの材質、フレームの材質、被加工レンズが左眼用か右眼用かを入力する。また、ヤゲン加工、平加工、平鏡面加工の加工モ−ドをモードスイッチ４０４により選択する。以下、ヤゲン加工モ−ドと平鏡面加工モ−ドを選択した場合について説明する。
【００４５】
〔ヤゲン加工モ−ド〕
加工条件の入力後、被加工レンズに所定の処理（吸着カップの軸打ち等）を施し、レンズ回転軸７０４ａ、７０４ｂにより被加工レンズをチャッキングする。その後、スタート・ストップスイッチ４１１を押して装置を作動させる。
【００４６】
装置は、スタート信号の入力により、まず入力されたデ−タに基づく加工補正（砥石径補正）の演算処理（特開平５−２１２６６１号等参照）を行い、続いてレンズ形状測定を行う。まず、レンズ回転軸モ−タ７２１を回転させ、レンズ枠形状デ−タによる動径情報（ｒs δn ，ｒs θn ）の動径角度ｒs θn が砥石回転中心方向に向くようにレンズ軸７０４ａ、７０４ｂを回転させる。次に、キャリッジ７００側のモータ７１４を回転させてキャリッジ７００をキャリッジストロークの左端にある測定基準位置に移動させる。その後、レンズ形状測定装置５を使用して動径情報に基づくレンズ前面及び後面の屈折面形状を測定する。
【００４７】
被加工レンズの形状（コバ位置）が得られたら、これに基づいてヤゲンを立てるためのヤゲン頂点位置を求めるヤゲン計算を行い、ヤゲン加工デ−タを得る。う。ヤゲン頂点位置の計算は、レンズコバ厚をあるレシオ（比率）を定める方法や、ヤゲン頂点位置をレンズ前面のコバ位置より一定量後面側にずらし、前面カ−ブと同一のヤゲンカ−ブを立てるようにする等各種の方法（特開平５−２１２６６１号等の方法等）で行うことができる。
【００４８】
ヤゲン計算が完了すると、表示部３には枠形状表示３１の横に最小コバ厚における位置のヤゲン形状が表示される（コバの位置は移動することができる）ので、操作者は表示されたヤゲン形状を確認し、問題なければ再度スタ−ト・ストップスイッチ４１１を押すことにより加工が開始する（勿論、再度スタ−ト・ストップスイッチ４１１を押すことなく、加工をスタ−トすることもできる）。
【００４９】
装置は眼鏡枠形状デ−タ、ヤゲン計算による加工デ−タに基づきキャリッジ部７、レンズ研削部６を制御して粗加工を行う。装置はレンズの材質の入力に従い、所定の粗砥石の上に被加工レンズがくるようにモータ７１４を駆動してキャリッジ７００を移動する。次に、砥石群６０を回転させるとともに、パルスモータ７２８によりＹ軸を動作させる。Ｙ軸の変化量は加工デ−タに基づいて決定され、主演算制御回路１００はレンズが所定の形状になるようにパルスモータ７２８を駆動する。レンズはバネ７３１のバネ力により砥石に押し当てられて研削される。主演算制御回路１００は回転基準位置におけるＹ軸の動作信号をパルスモータ７２８に出力した後、パルスモータ７２１を駆動させてレンズの回転角度を微小角度回転させる。同時に、これに同期してＹ軸も加工デ−タに基づいて変化させる動作信号をパルスモータ７２８に出力する。主演算制御回路１００は、加工デ−タに基づいて微小角度ごとの回転によるＹ軸の移動制御を連続して順次行い、レンズを研削する。
【００５０】
研削中は前述したＹ軸方向移動機構によりレンズが砥石に押しつけられ過ぎないようバネ圧で押しつけられつつ逃げるようになっている。各微小角度ごと位置での加工が終了したかどうかはセンサ７２７が監視する。バネの逃げにより所定形状の加工が終了していない部分はセンサ７２７はOFF となる。レンズの回転にともないレンズには部分的な加工終了が表れるようになる。微小角回転の各位置での加工終了が確認されると、主演算制御回路１００はレンズの回転速度（レンズチャック軸７０４ａ、７０４ｂの回転速度）を通常の研削加工の速度に対して高速回転するようにパルスモータ７２１を駆動制御する。再び加工終了が確認できなくなると、回転速度を通常の研削加工の速度に戻す。このようにして加工デ−タに基づき動径角度ごとの加工終了を確認し、加工終了が確認できたか否かによりレンズ回転の速度を変化させながら被加工レンズを１回転して研削加工する。
【００５１】
１回転して加工終了が確認できない部分があるときは、さらにレンズを１回転する。この場合、加工が終了した部分は多くなっているので、この加工終了部分に対するレンズの回転速度を早めることにより、常に一定速度で回転させて加工するときに比べてその加工をさらに短時間で行うことができる。このようにして微小角度ごとに全周分の加工終了が全て確認されると、加工デ−タに基づき仕上げしろを残した必要形状に加工される。
【００５２】
粗加工が終了したら仕上げ加工に移る。モ−タ７２８によりレンズを粗砥石から離脱させてＹ軸を原点に戻した後、キャリッジ移動モ−タ７１４により仕上げ砥石６０ｃのヤゲン溝とヤゲン加工デ−タの位置が一致するようにＸ軸を移動する。続いて、Ｙ軸の移動によりレンズを砥石に押しつけてヤゲン加工を行う。ヤゲン加工のときには、装置はヤゲン加工デ−タに基づいて微小角度ごとにパルスモータ７２８によりＹ軸を、モータ７１４によりＸ軸を同時に制御しながら加工を行う。このときも粗加工と同様に、レンズはバネ７３１のバネ力により砥石に押し当てられながら研削され、各微小角度ごとの位置での加工が終了したかどうかがセンサ７２７により確認される。そして、加工終了が確認されるとレンズの回転速度が通常の加工速度に対して早く回転するようにパルスモータ７２１が制御され、加工終了が確認できなくなると回転速度が通常に速度に戻される。これにより、仕上げ加工においても加工終了部分に対してレンズの回転速度が早められるので、加工時間を短くすることができる。
【００５３】
また、仕上げ加工のときには、装置は予定するレンズ形状と砥石の接触点の移動速度に依存してレンズの回転速度を変化させるように制御する。例えば、図１３のような四角形状にレンズを加工するものとした場合、レンズの回転速度を一定にすると、砥石の接触点に対する移動速度は、図１４に示すように直線部分の中心付近（Ａ点付近）が相対的に最も速くなる。接触点の移動速度が速すぎると、その部分には削れ残しが多く発生しやすくなる。逆に、コ−ナ部（Ｂ点付近）を見てみると移動速度は極端に遅くなる。必要以上に移動速度が遅い場合は、加工時間を長引かせることになりムダが多い。そこで、本実施例の装置は、レンズの回転速度を一定にするのではなく、予定するレンズ形状（加工後のレンズ形状）と砥石との接触点の移動速度に応じてレンズの回転速度を変化させる。例えば、砥石との接点の移動速度が一定、もしくは一定に近付くようにレンズの回転速度を制御する。こうすると削れ残しを防止しつつ全体の加工時間を短くすることができる。移動速度の設定は削り残しが許容範囲に収まるように、諸条件を勘案して適宜設定する。なお、接触点の移動速度は、ヤゲン加工デ−タや眼鏡枠形状デ−タ等の（ｒs δn ，ｒs θn ）による各デ−タ間の距離に基づいて求めることができる。
【００５４】
〔平鏡面加工モ−ド〕
平鏡面加工モ−ドを選択した場合について説明する。ヤゲン加工のときと同様にレンズをチャッキングしてスイッチ４１１を押すと、装置は加工補正計算を行った後にレンズ形状測定を行う。続いて粗加工を行う。平鏡面加工モ−ドでの粗加工も前述と同様、加工デ−タに基づき動径角度ごとの加工終了を確認し、加工終了が確認できたか否かによりレンズ回転の速度を変化させながら加工を行う。
【００５５】
粗加工が終了したら仕上げ加工に移る。ヤゲン加工モ−ドと同じようにレンズと砥石の接触点の移動速度に応じてレンズの回転速度が制御され、削れ残しを防止しつつ全体の加工時間を短くして加工が行われる。
【００５６】
続いて鏡面加工に移る。レンズが鏡面加工用砥石６０ｄの上にくるようにキャリッジが移動され、加工デ−タに基づいてＹ軸の移動が制御されてレンズが砥石に押しつけられる。鏡面加工のときは前述のレンズ形状測定により得られるコバ厚デ−タの変化量に基づき、コバ厚が厚くなるに従いレンズの回転速度を遅くするように制御する。こうすると加工面のムラがなく、均一な鏡面に仕上げることができるようになる。逆に、コバ厚が薄くなるに従いレンズの回転速度を速くするようにしても良い。この場合は鏡面加工における加工時間を短くすることができる。
【００５７】
以上の実施例は種々の変容が可能である。例えば、粗加工においては、加工終了部分を砥石が通過するときにレンズ回転を速める制御に加え、砥石が研削加工を行う部分ではレンズと砥石の移動速度を一定にするようにレンズ回転を制御するようしても良い。さらには、コバ厚の変化量に応じてレンズ回転の速度を変化させる制御を組み合わせることもできる。なお、このような制御は粗加工に限らずヤゲン仕上げ加工や平仕上げ加工のときも同様に種々の組み合わせができる。また、これらの速度変化の制御は、加工するレンズの材質、加工の段階、二度摺りを行う時等、レンズ研削の種々の諸条件を考慮して組み合わせるようにするとさらに都合が良い。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レンズ研削加工のムダな動作をはぶくことにより加工速度の向上を実現できた。
【００５９】
また砥石接触点の移動速度やレンズコバ厚に依存してレンズを回転させることにより、加工面の向上を図ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る眼鏡レンズ研削加工機の全体構成を示す斜視図である。
【図２】キャリッジの断面図である。
【図３】キャリッジの駆動機構を示す矢視Ａ図である。
【図４】眼鏡枠形状測定装置が持つ形状測定部の斜視図である。
【図５】形状測定部が持つ遮光板とリニアイメ−ジセンサの位置関係を示す説明図である。
【図６】被加工レンズ形状測定部全体の概略図である。
【図７】被加工レンズ形状測定部の断面図である。
【図８】被加工レンズ形状測定部を説明する平面図である。
【図９】バネとピンの作動を説明する図である。
【図１０】表示部及び入力部の外観図である。
【図１１】装置全体の電気制御系ブロック図の要部を示す図である。
【図１２】装置の動作を説明ずるフロ−チャ−トである。
【図１３】砥石の接触点の移動速度を説明するためのレンズ形状の例を示す図である。
【図１４】図１３に示したレンズ形状のおける、レンズ回転角度と砥石の接触点の移動速度との関係を示す図である。
【符号の説明】
２ 眼鏡枠形状測定装置
３ 表示部
４ 入力部
５ レンズ形状測定装置
６０ 砥石群
６１ 回転軸
１００ 主演算制御回路
７００ キャリッジ
７０４ａ、７０４ｂ レンズ回転軸
７２１ パルスモータ
７２７ センサ
７２８ パルスモータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼鏡レンズを眼鏡枠に枠入れ加工する眼鏡レンズ研削加工機及びその加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
眼鏡枠トレ−ス装置により眼鏡枠をトレ−スして得られる眼鏡枠形状デ−タに基づいて被加工レンズを研削加工する眼鏡レンズ研削加工機が知られている。装置は、高速回転されるレンズ研削用の砥石と、被加工レンズを回転軸で挟持し回転可能に保持するキャリッジとを有し、挟持した被加工レンズを回転させながら眼鏡枠形状デ−タに基づいてキャリッジを回旋させてレンズ回転軸と砥石回転軸の軸間距離を変化させることにより、被加工レンズのコバを砥石に当接させて研削加工する。このとき、キャリッジの回旋は砥石への研削圧をバネ力等により一定にし、レンズに所定以上の負荷が掛からないようようにしているので、被加工レンズは眼鏡枠に一致する形状となるまでに複数回の回転が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の装置は、加工中のレンズ形状の状態にかかわらず、レンズの回転速度は概ね一定の速度で回転するようになっていた。そのため、加工径の大きいところは少ない回転数で早く加工が終了するが、加工が終了した部分においても加工時と同じ回転速度であるため、全ての加工が終了するまでの加工時間に無駄があった。
【０００４】
また、レンズの回転速度が一定のときは、加工形状によりレンズと砥石との接触点での移動速度が異なる。例えば、図１３のような形状のレンズでは、レンズと砥石が接触するＡ点付近の移動速度は、Ｂ点付近に対して著しく早くなる。これは加工径の加工誤差になる。特に、これはプラスレンズのように中心部にいくに従ってコバが厚くなるレンズの場合に顕著に現れやすい。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の欠点に鑑み、被加工レンズの加工時間を短縮して加工効率の高め、また、精度良い加工を行うことができる眼鏡レンズ研削加工機及びその加工方法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） 玉型の形状データを入力する玉型形状データ入力手段と、玉型に対して眼鏡レンズをレイアウトするためのレイアウト情報を入力するレイアウト情報入力手段と、入力された玉型形状データ及びレイアウト情報に基づいて眼鏡レンズのコバ位置を得るコバ位置検知手段と、玉型形状データ、レイアウト情報及びコバ位置情報に基づいて加工データを求める加工データ演算手段と、を有し、眼鏡レンズの周縁を研削加工するレンズ研削加工装置において、眼鏡レンズを保持して回転させるレンズ回転手段の回転速度を可変させる回転速度可変手段と、粗加工後の眼鏡レンズに対してヤゲン加工又は平仕上加工を行うときに、眼鏡レンズとヤゲン加工又は平仕上加工の加工砥石とが接触する接触点が、粗加工された眼鏡レンズの外形に沿った方向の移動速度を略一定にするように、各加工部位に対応したレンズ回転手段の回転速度のデータを得て、回転速度データに基づいて前記回転速度可変手段の動作を制御して前記レンズ回転手段の回転速度を制御する演算制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
【実施例】
以下本発明の一実施例を図面に基いて詳細に説明する。
【００２０】
＜装置の全体構成＞
図１は本発明に係る眼鏡レンズ研削加工機の全体構成を示す斜視図である。１は装置のベースで本装置を構成する各部がその上に配置されている。２は装置上部に内蔵される眼鏡枠形状測定装置であり、眼鏡枠形状や型板の３次元形状デ−タを得ることができる。その前方には測定結果や演算結果等を文字またはグラフィックにて表示する表示部３と、データを入力したり装置に指示を行う入力部４が並んでいる。装置前部には未加工レンズの仮想コバ厚等を測定するレンズ形状測定装置５がある。
【００２１】
６はレンズ研削部で、ガラスレンズ用の粗砥石６０ａ、プラスティック用の粗砥石６０ｂ、ヤゲン及び平加工用の仕上げ砥石６０ｃ、鏡面加工用砥石６０ｄとから成る砥石群６０が回転軸６１に回転可能に取付けられている。回転軸６１はベース１にバンド６２で固定されている。回転軸６１の端部にはプーリ６３が取付けられている。プーリ６３はベルト６４を介してＡＣモータ６５の回転軸に取付けられたプーリ６６と連結されている。このためモータ６５が回転すると砥石６０が回転する。７はキャリッジ部で、７００はキャリッジである。
【００２２】
＜主要な各部の構成＞
（イ）キャリッジ部
図１〜図３に基いてその構造を説明する。図２はキャリッジの断面図、図３はキャリッジの駆動機構を示す矢視Ａ図である。キャリッジ７００は被加工レンズＬＥをチャッキングしてレンズＬＥを回転させることができ、かつ砥石回転軸６１に対するレンズＬＥの距離とレンズ回転軸方向の位置を変えることができるようになっている。なお、以下の説明では、回転軸６１とレンズ回転軸の軸間距離を変化させる方向の軸をＹ軸とし、レンズを回転軸６１と平行に移動させる軸をＸ軸と呼ぶものとする。
【００２３】
〔ａ：レンズチャック機構〕
ベース１に固定されたシャフト７０１にはキャリッジシャフト７０２が回転摺動自在に軸支されており、さらにそれにキャリッジ７００が回動自在に軸支されている。キャリッジ７００にはシャフト７０１と平行かつ距離不変にレンズ回転軸７０４ａ、７０４ｂが同軸かつ回転可能に軸支されている。レンズ回転軸７０４ｂはラック７０５に回転自在に軸支され、さらにラック７０５は軸方向に移動可能であり、モータ７０６の回転軸に固定されたピニオン７０７により軸方向に移動することができ、これによりレンズ回転軸７０４ｂは軸方向に移動されて開閉動作を行い、レンズＬＥを回転軸７０４ａ、７０４ｂに挟持しうる。
【００２４】
〔ｂ：レンズ回転機構〕
キャリッジ７００の左端には駆動板７１６が固定されており、駆動板７１６には回転軸７１７がシャフト７０１と平行かつ回転自在に取付けられている。回転軸７１７の右端にはギヤ７２０が取付けてあり、ギヤ７２０はパルスモータ７２１に付いているギヤと噛み合っている。パルスモータ７２１は駆動板７１６に回転軸７１７と同軸かつ回転自在に取り付けられたブロック７２２に固定されている。パルスモータ７２１が回転すると回転軸７１７の左端に取り付けられたプーリ７１８が回転し、その回転はタイミングベルト７１９、プーリ７０３ａを介してシャフト７０２に伝達される。さらに、シャフト７０２の回転は、シャフト７０２に固着されたプーリ７０３ｃ、７０３ｂと、レンズ回転軸７０４ａ、７０４ｂにそれぞれ取り付けられたプーリ７０８ａ、７０８ｂと、それらを繋ぐタイミングベルト７０９ａ、７０９ｂによりレンズチャック軸７０４ａ、７０４ｂに伝達される。従って、パルスモータ７２１の回転によりレンズチャック軸７０４ａ、７０４ｂは同期して回転する。
【００２５】
〔ｃ：Ｘ軸方向移動機構〕
キャリッジ７００の左側には中間板７１０が回転自在に固定されている。中間板７１０にはラック７１３がシャフト７０１と平行な位置関係でベース１に固定されたキャリッジ移動用モータ７１４の回転軸に取付けられたピニオン７１５と噛み合っている。また、中間板７１０の奥側にはカムフォロア７１１が２個付いており、それがシャフト７０１と平行な位置関係でベース１に固定されたガイドシャフト７１２を挟んでいる。これらの構造によりモータ７１４はキャリッジ７００をシャフト７０１の軸方向（Ｘ軸方向）に移動させることができる。
【００２６】
〔ｄ：Ｙ軸方向移動機構及び加工終了検出機構〕
キャリッジ７００のＹ軸はパルスモータ７２８により変化させる。パルスモータ７２８はブロック７２２に固定されており、パルスモータ７２８の回転軸７２９に固定されたピニオン７３０が丸ラック７２５と噛み合っている。丸ラック７２５は、回転軸７１７と中間板７１０に固定されたシャフト７２３との軸間を結ぶ最短の線分に平行に位置するとともに、シャフト７２３に回転自在に固定された補正ブロツク７２４とブロック７２２との間である程度の自由度をもって摺動可能に保持されている。丸ラック７２５にはストッパ７２６が固定されており、補正ブロック７２４の当接位置より下方にしか摺動できないようになっている。これにより、パルスモータ７２８の回転に応じて回転軸７１７とシャフト７２３の軸間距離ｒ´を制御することができ、このｒ´と直線的相関関係をもつレンズチャック軸７０４ａ，７０４ｂと砥石回転軸との軸間距離ｒを制御することができる（特開平5-212661号等を参照）。
【００２７】
また、キャリッジ７００に固定された駆動板７１６にはバネ７３１のフックが掛かっており、反対側のフックにはワイヤ７３２が掛かっている。中間板７１０に固定されたモータ７３３の回転軸にはドラムが付いており、ワイヤ７３２を巻き上げることによりバネ７３１のバネ力が調整できる。キャリッジ７００はバネ７３１により砥石軸方向に引っ張られ、ストッパ７２６が補正ブロック７２４に当接するまでＹ軸方向に移動可能である。しかし、レンズの加工途中では、キャリッジ７００が砥石の反力により押し上げられるため、パルスモータ７２８の回転により制御されるＹ軸方向の必要な加工が終了するまで、ストッパ７２６は補正ブロック７２４に当接しない。この当接状態は中間板７１０に設けられたセンサ７２７が確認し、これによりレンズの加工終了を検出する。
【００２８】
（ロ）眼鏡枠形状測定部
図４は眼鏡枠形状測定装置２が持つ形状測定部２ｂの斜視図である。形状測定部２ｂは、水平方向に移動可能な可動ベ−ス２１と、回転ベ−ス２１に回転自在に軸されパルスモ−タ３０により回転される回転ベ−ス２２と、回転ベ−ス２２に垂設された保持板３５ａ，３５ｂに支持される２本のレ−ル３６ａ，３６ｂ上を移動可能な移動ブロック３７と、移動ブロック３７の中央に挿通されて回転自在にかつ上下動可能な測定子軸２３と、測定子軸２３の上端に取り付けられその先端が測定子軸２３上の軸心上にある測定子２４と、測定子軸２３の下端に回転自在に取り付けられるとともに移動ブロック３７から垂直に伸びるピン４２に固定されたア−ム４１と、ア−ム４１の先端に取り付けられ、図５に示すように、垂直なスリット２６及び４５度の傾斜角度を持つスリット２７が形成された遮光板２５と、遮光板２５を挟むように回転ベ−ス２２に取り付けられた一対の発光ダイオ−ド２８及びリニアイメ−ジセンサ２９と、回転ベ−ス２２に回転自在に軸支されたドラム４４に取り付けられ、移動ブロック３７を常時測定子２４の先端側へ引っ張る定トルクバネ４３と、を備える。
【００２９】
また、移動ブロック３７には型板測定のときに使用する測定ピン５０を挿入する取り付け穴５１が設けられている。
【００３０】
このよな構成の形状測定部２ｂにより、眼鏡枠形状は次のようにして測定する。まず、眼鏡枠を図示なき眼鏡保持部（特開平5-212661号等を参照）に固定し、測定子２４の先端を眼鏡枠の内溝に当接させる。続いて、パルスモ−タ３０を予め定めた単位回転パルス数ごとに回転させる。このとき測定子２４と一体の測定子軸２３は眼鏡枠の動径にしたがってレ−ル３６ａ，３６ｂを移動し、また眼鏡枠のカ−ブにしたがって上下する。これらの動きにしたがって、遮光板２５は発光ダイオ−ド２８とリニアイメ−ジセンサ２９との間を上下左右に移動し、発光ダイオ−ド２８からの光を遮光する。遮光板２５に形成されたスリット２６、２７を通過した光がリニアイメ−ジセンサ２９の受光部に達し、その移動量が読み取られる。移動量は、図５に示すように、スリット２６の位置を動径ｒとして読み取り、スリット２６とスリット２７の位置の差を眼鏡枠の高さ情報ｚとして読み取る。このようにしてＮ点計測することにより、眼鏡枠形状が（ｒn ，θn ，ｚn ）（n ＝１，２，…，Ｎ）として計測される。なお、この眼鏡枠形状測定装置は、本出願人と同一の出願である特開平4-105864号公報に記載したものと基本的に同様であるので、これを参照されたい。
【００３１】
また、型板を測定する場合は、型板を型板保持部（特開平5-212661号等を参照）に固定するとともに、測定ピン５０を取り付け穴５１に取り付ける。眼鏡枠形状のときと同様に、型板の動径にしたがって測定ピン５０がレ−ル３６ａ，３６ｂを移動するので、リニアイメ−ジセンサ２９が検出するスリット２６の位置が動径情報として計測される。
【００３２】
（ハ）被加工レンズ形状測定部
図６は被加工レンズ形状測定部全体の概略図、図７は被加工レンズの形状測定部５の断面図、図８は平面図である。
【００３３】
フレーム５００に軸５０１が軸受５０２によって回動自在に、またＤＣモータ５０３、ホトスイッチ５０４、５０５、ポテンションメータ５０６がそれぞれ組付けられている。軸５０１には、プーリー５０７が回転自在に、またプーリー５０８、フランジ５０９がそれぞれ組付けられている。プーリー５０７にはセンサ板５１０とバネ５１１が組付けられている。
【００３４】
プーリー５０８には図９に示すようにバネ５１１がピン５１２を挟むように組付けられている。このため、バネ５１１がプーリー５０７の回転とともに回転した場合、バネ５１１は回転自在なプーリー５０８に組付けられているピン５１２を回転させるバネ力を持ち、ピン５１２がバネ５１１とは無関係に例えば矢印方向に回転した場合にはピン５１２を元の位置に戻そうとする力を加える。
【００３５】
モーター５０３の回転軸にはプーリー５１３が取付けられ、プーリー５０７との間に掛けられているベルト５１４によりモータ５０３の回転がプーリー５０７に伝達される。モーター５０３の回転はプーリー５０７に取付けられたセンサ板５１０によってホトスイッチ５０４、５０５が検出して制御する。
【００３６】
プーリー５０７の回転によりピン５１２が組付けられたプーリー５０８が回転し、ポテンションメータ５０６の回転軸にプーリー５２０との間に掛けられたロープ５２１によってプーリー５０８の回転はポテンションメータ５０６に検出される。このときプーリー５０８の回転と同時に軸５０１とフランジ５０９が回転する。
【００３７】
フィーラー５２３、５２４はピン５２５、５２６によってそれぞれ測定用アーム５２７に回転自在に組付けられ、測定用アーム５２７はフランジ５０９に取付けられている。ホトスイッチ５０４により測定用アーム５２７の初期位置と測定終了位置とを検出する。またホトスイッチ５０５はレンズ前面屈折面、レンズ後面屈折面それぞれに対してフィーラー５２３、５２４の逃げの位置と測定の位置とをそれぞれ検出する。
【００３８】
レンズ形状の測定は、フィーラー５２３をレンズ前面屈折面に（フィーラー５２４をレンズ後面屈折面に）当接させながらレンズを回転させることにより、プーリー５０８の回転量をポテンションメータ５０６が検出して、その形状を得る。
【００３９】
（ニ）表示部及び入力部
図１０は表示部３及び入力部４の外観図で、両者は一体に形成されている。入力部４には、被加工レンズの材質がプラスチックかガラスかを指示するレンズスイッチ４０２、フレームの材質がセルかメタルかを指示するフレームスイッチ４０３、加工モード（ヤゲン加工、平加工または平鏡面加工）を選択するモードスイッチ４０４、被加工レンズが左眼用か右眼用か選択するＲ／Ｌスイッチ４０５、加工の開始及び停止を行うスタート・ストップスイッチ４１１、レンズチャック開閉用のスイッチ４１３、レンズ枠、型板トレースの指示をするトレーススイッチ４１６、レンズ枠及び型板形状測定部２で測定したデータを転送させる次データスイッチ４１７等がある。
【００４０】
表示部３は液晶ディスプレイにより構成されており、加工情報の設定値、ヤゲン位置やヤゲンとレンズ枠との嵌合状態をシュミレーションするヤゲンシュミレーションや基準設定値等を後述する主演算制御回路の制御により表示する。
【００４１】
（ホ）装置の電気制御系
図１１は装置の電気制御系ブロック図の要部を示す図である。主演算制御回路１００は例えばマイクロプロセッサで構成され、その制御は主プログラムメモリ１０１に記憶されているシーケンスプログラムで制御される。主演算制御回路１００はシリアル通信ポート１０２を介して、ＩＣカード、検眼システム装置等とデータの交換を行うことが可能である。また、眼鏡枠形状測定装置２のトレーサ演算制御回路２００とデータ交換・通信を行う。眼鏡枠形状デ−タはデ−タメモリ１０３に記憶される。
【００４２】
主演算制御回路１００には表示部３、入力部４、音声再生装置１０４、レンズ形状測定装置５の測定用のホトスイッチ５０４、５０５、ＤＣモ−タ５０３、ポテンショメータ５０６が接続されている。ポテンショメータ５０６はＡ／Ｄコンバータに接続され、変換された結果が主演算制御回路１００に入力される。主演算制御回路１００で演算処理されたレンズの計測データはデータメモリ１０３に記憶される。キャリッジ移動モータ７１４、パルスモータ７２８、７２１はパルスモータドライバ１１０、パルス発生器１１１を介して主演算制御回路１００に接続されている。パルス発生器１１は主演算制御回路１００からの指令を受けて、それぞれのパルスモータへ何Ｈｚの周期で何パルス出力するかにより各モータの動作をコントロールする。
【００４３】
以上のような構成を持つ装置の動作を図１２のフロ−チャ−トを使用して説明する。まず、眼鏡枠（または型板）を眼鏡枠形状測定装置２にセットし、トレ−ススイッチ４１６を押してトレ−スする。形状測定部２ａにより得られた眼鏡枠の動径情報は眼鏡枠形状測定装置２内のトレ−スデ−タメモリ２０２に記憶される。トレ−スしたデ−タは次データスイッチ４１７を押すことにより、装置本体に転送入力されてデ−タメモリ１０３に記憶される。同時に表示部３の画面上には眼鏡枠デ−タに基づく枠形状図形が表示され、加工条件を入力できる状態になる。なお、デ−タメモリ１０３に記憶されるデ−タはＩＣカ−ド等のような記憶媒体に記憶されているデ−タでも、あるいは別途接続されたコンピュ−タからのオンラインによるデ−タ転送でも良い。
【００４４】
次に、操作者は、表示部３に表示される画面を見ながら入力部４により装用者のＰＤ値、ＦＰＤ値、光学中心の高さ等のレイアウトデ−タを入力する。続いて、加工するレンズの材質、フレームの材質、被加工レンズが左眼用か右眼用かを入力する。また、ヤゲン加工、平加工、平鏡面加工の加工モ−ドをモードスイッチ４０４により選択する。以下、ヤゲン加工モ−ドと平鏡面加工モ−ドを選択した場合について説明する。
【００４５】
〔ヤゲン加工モ−ド〕
加工条件の入力後、被加工レンズに所定の処理（吸着カップの軸打ち等）を施し、レンズ回転軸７０４ａ、７０４ｂにより被加工レンズをチャッキングする。その後、スタート・ストップスイッチ４１１を押して装置を作動させる。
【００４６】
装置は、スタート信号の入力により、まず入力されたデ−タに基づく加工補正（砥石径補正）の演算処理（特開平５−２１２６６１号等参照）を行い、続いてレンズ形状測定を行う。まず、レンズ回転軸モ−タ７２１を回転させ、レンズ枠形状デ−タによる動径情報（ｒs δn ，ｒs θn ）の動径角度ｒs θn が砥石回転中心方向に向くようにレンズ軸７０４ａ、７０４ｂを回転させる。次に、キャリッジ７００側のモータ７１４を回転させてキャリッジ７００をキャリッジストロークの左端にある測定基準位置に移動させる。その後、レンズ形状測定装置５を使用して動径情報に基づくレンズ前面及び後面の屈折面形状を測定する。
【００４７】
被加工レンズの形状（コバ位置）が得られたら、これに基づいてヤゲンを立てるためのヤゲン頂点位置を求めるヤゲン計算を行い、ヤゲン加工デ−タを得る。う。ヤゲン頂点位置の計算は、レンズコバ厚をあるレシオ（比率）を定める方法や、ヤゲン頂点位置をレンズ前面のコバ位置より一定量後面側にずらし、前面カ−ブと同一のヤゲンカ−ブを立てるようにする等各種の方法（特開平５−２１２６６１号等の方法等）で行うことができる。
【００４８】
ヤゲン計算が完了すると、表示部３には枠形状表示３１の横に最小コバ厚における位置のヤゲン形状が表示される（コバの位置は移動することができる）ので、操作者は表示されたヤゲン形状を確認し、問題なければ再度スタ−ト・ストップスイッチ４１１を押すことにより加工が開始する（勿論、再度スタ−ト・ストップスイッチ４１１を押すことなく、加工をスタ−トすることもできる）。
【００４９】
装置は眼鏡枠形状デ−タ、ヤゲン計算による加工デ−タに基づきキャリッジ部７、レンズ研削部６を制御して粗加工を行う。装置はレンズの材質の入力に従い、所定の粗砥石の上に被加工レンズがくるようにモータ７１４を駆動してキャリッジ７００を移動する。次に、砥石群６０を回転させるとともに、パルスモータ７２８によりＹ軸を動作させる。Ｙ軸の変化量は加工デ−タに基づいて決定され、主演算制御回路１００はレンズが所定の形状になるようにパルスモータ７２８を駆動する。レンズはバネ７３１のバネ力により砥石に押し当てられて研削される。主演算制御回路１００は回転基準位置におけるＹ軸の動作信号をパルスモータ７２８に出力した後、パルスモータ７２１を駆動させてレンズの回転角度を微小角度回転させる。同時に、これに同期してＹ軸も加工デ−タに基づいて変化させる動作信号をパルスモータ７２８に出力する。主演算制御回路１００は、加工デ−タに基づいて微小角度ごとの回転によるＹ軸の移動制御を連続して順次行い、レンズを研削する。
【００５０】
研削中は前述したＹ軸方向移動機構によりレンズが砥石に押しつけられ過ぎないようバネ圧で押しつけられつつ逃げるようになっている。各微小角度ごと位置での加工が終了したかどうかはセンサ７２７が監視する。バネの逃げにより所定形状の加工が終了していない部分はセンサ７２７はOFF となる。レンズの回転にともないレンズには部分的な加工終了が表れるようになる。微小角回転の各位置での加工終了が確認されると、主演算制御回路１００はレンズの回転速度（レンズチャック軸７０４ａ、７０４ｂの回転速度）を通常の研削加工の速度に対して高速回転するようにパルスモータ７２１を駆動制御する。再び加工終了が確認できなくなると、回転速度を通常の研削加工の速度に戻す。このようにして加工デ−タに基づき動径角度ごとの加工終了を確認し、加工終了が確認できたか否かによりレンズ回転の速度を変化させながら被加工レンズを１回転して研削加工する。
【００５１】
１回転して加工終了が確認できない部分があるときは、さらにレンズを１回転する。この場合、加工が終了した部分は多くなっているので、この加工終了部分に対するレンズの回転速度を早めることにより、常に一定速度で回転させて加工するときに比べてその加工をさらに短時間で行うことができる。このようにして微小角度ごとに全周分の加工終了が全て確認されると、加工デ−タに基づき仕上げしろを残した必要形状に加工される。
【００５２】
粗加工が終了したら仕上げ加工に移る。モ−タ７２８によりレンズを粗砥石から離脱させてＹ軸を原点に戻した後、キャリッジ移動モ−タ７１４により仕上げ砥石６０ｃのヤゲン溝とヤゲン加工デ−タの位置が一致するようにＸ軸を移動する。続いて、Ｙ軸の移動によりレンズを砥石に押しつけてヤゲン加工を行う。ヤゲン加工のときには、装置はヤゲン加工デ−タに基づいて微小角度ごとにパルスモータ７２８によりＹ軸を、モータ７１４によりＸ軸を同時に制御しながら加工を行う。このときも粗加工と同様に、レンズはバネ７３１のバネ力により砥石に押し当てられながら研削され、各微小角度ごとの位置での加工が終了したかどうかがセンサ７２７により確認される。そして、加工終了が確認されるとレンズの回転速度が通常の加工速度に対して早く回転するようにパルスモータ７２１が制御され、加工終了が確認できなくなると回転速度が通常に速度に戻される。これにより、仕上げ加工においても加工終了部分に対してレンズの回転速度が早められるので、加工時間を短くすることができる。
【００５３】
また、仕上げ加工のときには、装置は予定するレンズ形状と砥石の接触点の移動速度に依存してレンズの回転速度を変化させるように制御する。例えば、図１３のような四角形状にレンズを加工するものとした場合、レンズの回転速度を一定にすると、砥石の接触点に対する移動速度は、図１４に示すように直線部分の中心付近（Ａ点付近）が相対的に最も速くなる。接触点の移動速度が速すぎると、その部分には削れ残しが多く発生しやすくなる。逆に、コ−ナ部（Ｂ点付近）を見てみると移動速度は極端に遅くなる。必要以上に移動速度が遅い場合は、加工時間を長引かせることになりムダが多い。そこで、本実施例の装置は、レンズの回転速度を一定にするのではなく、予定するレンズ形状（加工後のレンズ形状）と砥石との接触点の移動速度に応じてレンズの回転速度を変化させる。例えば、砥石との接点の移動速度が一定、もしくは一定に近付くようにレンズの回転速度を制御する。こうすると削れ残しを防止しつつ全体の加工時間を短くすることができる。移動速度の設定は削り残しが許容範囲に収まるように、諸条件を勘案して適宜設定する。なお、接触点の移動速度は、ヤゲン加工デ−タや眼鏡枠形状デ−タ等の（ｒs δn ，ｒs θn ）による各デ−タ間の距離に基づいて求めることができる。
【００５４】
〔平鏡面加工モ−ド〕
平鏡面加工モ−ドを選択した場合について説明する。ヤゲン加工のときと同様にレンズをチャッキングしてスイッチ４１１を押すと、装置は加工補正計算を行った後にレンズ形状測定を行う。続いて粗加工を行う。平鏡面加工モ−ドでの粗加工も前述と同様、加工デ−タに基づき動径角度ごとの加工終了を確認し、加工終了が確認できたか否かによりレンズ回転の速度を変化させながら加工を行う。
【００５５】
粗加工が終了したら仕上げ加工に移る。ヤゲン加工モ−ドと同じようにレンズと砥石の接触点の移動速度に応じてレンズの回転速度が制御され、削れ残しを防止しつつ全体の加工時間を短くして加工が行われる。
【００５６】
続いて鏡面加工に移る。レンズが鏡面加工用砥石６０ｄの上にくるようにキャリッジが移動され、加工デ−タに基づいてＹ軸の移動が制御されてレンズが砥石に押しつけられる。鏡面加工のときは前述のレンズ形状測定により得られるコバ厚デ−タの変化量に基づき、コバ厚が厚くなるに従いレンズの回転速度を遅くするように制御する。こうすると加工面のムラがなく、均一な鏡面に仕上げることができるようになる。逆に、コバ厚が薄くなるに従いレンズの回転速度を速くするようにしても良い。この場合は鏡面加工における加工時間を短くすることができる。
【００５７】
以上の実施例は種々の変容が可能である。例えば、粗加工においては、加工終了部分を砥石が通過するときにレンズ回転を速める制御に加え、砥石が研削加工を行う部分ではレンズと砥石の移動速度を一定にするようにレンズ回転を制御するようしても良い。さらには、コバ厚の変化量に応じてレンズ回転の速度を変化させる制御を組み合わせることもできる。なお、このような制御は粗加工に限らずヤゲン仕上げ加工や平仕上げ加工のときも同様に種々の組み合わせができる。また、これらの速度変化の制御は、加工するレンズの材質、加工の段階、二度摺りを行う時等、レンズ研削の種々の諸条件を考慮して組み合わせるようにするとさらに都合が良い。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レンズ研削加工のムダな動作をはぶくことにより加工速度の向上を実現できた。
【００５９】
また砥石接触点の移動速度やレンズコバ厚に依存してレンズを回転させることにより、加工面の向上を図ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る眼鏡レンズ研削加工機の全体構成を示す斜視図である。
【図２】キャリッジの断面図である。
【図３】キャリッジの駆動機構を示す矢視Ａ図である。
【図４】眼鏡枠形状測定装置が持つ形状測定部の斜視図である。
【図５】形状測定部が持つ遮光板とリニアイメ−ジセンサの位置関係を示す説明図である。
【図６】被加工レンズ形状測定部全体の概略図である。
【図７】被加工レンズ形状測定部の断面図である。
【図８】被加工レンズ形状測定部を説明する平面図である。
【図９】バネとピンの作動を説明する図である。
【図１０】表示部及び入力部の外観図である。
【図１１】装置全体の電気制御系ブロック図の要部を示す図である。
【図１２】装置の動作を説明ずるフロ−チャ−トである。
【図１３】砥石の接触点の移動速度を説明するためのレンズ形状の例を示す図である。
【図１４】図１３に示したレンズ形状のおける、レンズ回転角度と砥石の接触点の移動速度との関係を示す図である。
【符号の説明】
２ 眼鏡枠形状測定装置
３ 表示部
４ 入力部
５ レンズ形状測定装置
６０ 砥石群
６１ 回転軸
１００ 主演算制御回路
７００ キャリッジ
７０４ａ、７０４ｂ レンズ回転軸
７２１ パルスモータ
７２７ センサ
７２８ パルスモータ
Claims (1)
- 玉型の形状データを入力する玉型形状データ入力手段と、玉型に対して眼鏡レンズをレイアウトするためのレイアウト情報を入力するレイアウト情報入力手段と、入力された玉型形状データ及びレイアウト情報に基づいて眼鏡レンズのコバ位置を得るコバ位置検知手段と、玉型形状データ、レイアウト情報及びコバ位置情報に基づいて加工データを求める加工データ演算手段と、を有し、眼鏡レンズの周縁を研削加工するレンズ研削加工装置において、眼鏡レンズを保持して回転させるレンズ回転手段の回転速度を可変させる回転速度可変手段と、粗加工後の眼鏡レンズに対してヤゲン加工又は平仕上加工を行うときに、眼鏡レンズとヤゲン加工又は平仕上加工の加工砥石とが接触する接触点が、粗加工された眼鏡レンズの外形に沿った方向の移動速度を略一定にするように、各加工部位に対応したレンズ回転手段の回転速度のデータを得て、回転速度データに基づいて前記回転速度可変手段の動作を制御して前記レンズ回転手段の回転速度を制御する演算制御手段と、を備えることを特徴とするレンズ研削加工装置。
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