JP4169923B2

JP4169923B2 - レンズ研削加工方法及びレンズ研削加工装置

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Publication number: JP4169923B2
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Inventors: 義行波田野
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Filing date: 2000-10-17
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼鏡レンズを挟持して回転するレンズ回転軸と、眼鏡レンズを眼鏡フレーム等の玉型形状に研削加工する研削砥石回転軸との軸間距離を調整して、眼鏡レンズを研削加工するためのレンズ研削加工方法及びレンズ研削加工装置に関し、特に眼鏡レンズを回転させるレンズ回転軸の回転速度の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の玉摺機すなわちレンズ研削加工装置には、キャリッジを後縁部を中心に上下回動可能に装置本体に装着し、左右に向けて同一軸線上に直列に配置した一対のレンズ回転軸を前記キャリッジの左右の軸取付突部にそれぞれ回転自在に保持させ、且つ一方のレンズ回転軸を他方のレンズ回転軸に対して進退調整可能に設けると共に、前記レンズ回転軸の回転駆動手段を設け、前記他方のレンズ回転軸を上下に回動駆動する昇降手段を設け、前記一対のレンズ回転軸間に挟持される被加工レンズの下方に位置させて研削砥石を前記装置本体に回転自在に保持させ、前記回転駆動手段及び前記昇降手段をメガネレンズ形状情報（ρ_n，_nΔθ）に基づいて駆動制御する演算制御回路を設けたものがある。
【０００３】
このメガネレンズ形状情報（ρ_n，_nΔθ）としてはメガネフレームのレンズ枠形状とリムレスフレームの玉型（レンズモデル）等があり、このメガネレンズ形状情報は通常フレームリーダー等のレンズ枠形状測定装置で測定されて玉摺機に転送される様になっている。尚、メガネレンズ形状は、円形ではなく、曲率がある円弧状部や直線状部あるいは凹状円弧部等が連続する複雑な形状を有している。
【０００４】
そして、玉摺機の演算制御回路は、前記回転駆動手段を駆動制御してレンズ回転軸を回転駆動させることにより、レンズ回転軸に保持された被加工レンズを回転させる一方、上述のメガネレンズ形状情報（ρ_n，_nΔθ）に基づいて昇降手段を作動制御して、キャリッジを昇降させようになっている。この制御により、被加工レンズの周縁が研削砥石でメガネレンズ形状に研削加工されるようになっている。
【０００５】
この際、図１３(a)に示した様にキャリッジの自重によるレンズ回転軸の最降下位置を昇降手段で回転角_nΔθ毎に調整させることにより、回転角_nΔθにおけるレンズ回転軸の回転軸線Ｏ₁と研削砥石Ｑの回転中心（回転軸線）Ｏ₂との間の軸間距離Ｌ_nを調整して、被加工レンズＬＥをメガネレンズ形状に研削加工するようになっている。
【０００６】
この様な研削加工において、上述のメガネレンズ形状情報（ρ_n，_nΔθ）の最大動径値ρ_maxでは、被加工レンズＬＥと研削砥石Ｑがレンズ回転中心Ｏ₁と研削砥石Ｑの回転中心Ｏ₂を結ぶ仮想直線Ｓ上で接触している。
【０００７】
しかし、被加工レンズの周縁の研削が進むにしたがって、被加工レンズＬＥと研削砥石Ｑが上述した仮想直線Ｓ上で接触することは少なくなる。特に、仕上砥石（研削砥石Ｑ）による仕上研削（研磨）時には被加工レンズＬＥの周縁が略メガネレンズ形状になっているので、直線状部Ｌａや凹状円弧部（図示せず）等では被加工レンズＬＥと研削砥石Ｑが図１３(b)のごとく上述した仮想直線Ｓ上の位置Ｐで接触するのはその略中間位置のみであり、その他では仮想直線Ｓから周方向にズレた位置Ｐ´で接触することになる。
【０００８】
即ち、被加工レンズＬＥの周縁のうち鋭角部分Ｌｂの場合には、被加工レンズの微小回転角の変化に拘らず、被加工レンズＬＥの周縁の研削砥石Ｑへの接触位置の移動量が大きく変化しない。しかし、直線部Ｌａや凹部においては、被加工レンズＬＥが僅かに回転しても、被加工レンズＬＥの周縁の研削砥石Ｑへの接触位置の移動量が大きく変化する。
【０００９】
従って、従来のようにレンズを一定回転速度で回転した場合には、研削砥石Ｑが被加工レンズＬＥに当っている時間がメガネレンズ形状によって異なるために、鋭角部分Ｌｂでは研削砥石Ｑの滞留時間が長くなり、直線状部Ｌａでは滞留時間が短くなる。このため、従来の研削加工方法では、正確なメガネレンズ形状情報（ρ_n，_nΔθ）を得ても、各周縁での研削条件（状態）の違いにより、このメガネレンズ形状情報（玉型形状データ）に基づく正確なメガネレンズ形状を得ることができなかった。
【００１０】
即ち、玉型形状データが円形の場合には、下降中のどの部分のを取ってみても、砥石と一定した速度で、一定のあたり方をしている。しかし、矩形形状を考えた場合には、各辺の頂点部分では、砥石との接触は、頂点として当たっているが、砥石上では、この接触部分が移動する事となり、接触時間が長くなる。一方、各辺の中央部分を考えると、辺全体が、砥石の周上を接触しながら、砥石上を回転するような形となり、砥石上の一点としか接触せず、接触時間は非常に短くなる。
【００１１】
そこで、特願平８−８５４２９号におけるように、メガネレンズ形状に基づく被加工レンズと研削砥石との接触位置の周方向へのズレ量を考慮しながら、被加工レンズに対する研削砥石の滞留時間を調整することにより、正確にメガネレンズ形状に研削可能なレンズ研削加工方法及びその装置が考えられている。
【００１２】
このレンズ研削加工装置においては、レンズ形状測定手段で測定されたレンズ周縁加工のための玉型形状データ（ρ_n，_nΔθ）に基づいて、被加工レンズを回転させながら且つ回転角nΔθ毎に研削砥石に対して進退移動させ、前記被加工レンズの周縁を前記研削砥石でメガネレンズ形状に研削加工させる様にしている。しかも、玉型形状データ（ρ_n，_nΔθ）と研削砥石の曲率半径とから、回転角_nΔθ[ｎ＝０，１，２，３，……ｊ]の動径ρ_nにおける仮想加工点と回転角_nΔθにおける被加工レンズの研削砥石への実際の当接加工点とのズレ角ｄθ_nを求め、この回転角nΔθにおけるズレ角ｄθnに従い被加工レンズの回転角速度を制御して回転角nΔθにおける研削砥石の滞留時間が略一定となるようにしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
そして、このレンズ研削加工装置では、求めたズレ角ｄθ_nの大きさに応じた補正データを補正テーブルから呼出し、この補正データとレンズ回転軸の基準回転速度から被加工レンズの補正回転速度を求めて、この補正回転速度によりレンズ回転軸（被加工レンズ）の回転速度を制御するようにしていた。
【００１４】
しかしながら、従来は、ズレ角ｄθ_nの大きさに応じた補正データをレンズ材質毎に補正テーブルに予め記憶させておく必要があった。しかも、レンズ材質が多様化している今日、全てのレンズ材質に応じた補正データを求めてテーブル化するのは困難である。
【００１５】
この補正方法では、ｄθ_nに基づく補正値テーブルを定めたため、フレーム形状データにより、ｄθ_nが異なるため、補正回転を必要とする範囲、その量が一定せず、不必要に時間を要する場合が発生するという問題があった。
【００１６】
ところで、フレーム形状を有限個の動径情報として考える時、レンズのある動径が、砥石の中心を向く。この方向を表すためレンズ形状を極座標形で表した時の回転基準位置に対する方向を回転角と呼び、その時に砥石に接触しているレンズ形状を極座標系で表した時の回転基準位置に対する方向を接触角と呼び、この二つのなす角を加工角と呼ぶ事とする。ここで、頂点が接触している状態と、辺が接触している状態について考えると、頂点が接触している状態では、回転角が大きく変化する間に、接触角は、変化せず、結果的には、加工角は、回転角の変化に伴い、その符号を正から負へと変化させながら絶対値も大きく変化する。これに対して、辺が接触している状態では、回転角の変化よりも、接触角の変化が大きく、辺の中点を挟んで、接触角が、加工角を追い越して行くようなイメージとなる。加工角もこれと同様に、辺の中点で、０となるが、その前後で、その符号を負から正へと変化させその絶対値も大きく変化する。
ここで分かる事は、従来の加工角を基準とした補正時間の考え方は、加工角が増加するとその時間を増加させるように変化させているが、上述のように、頂点、辺と言った全く異なる加工条件となる所で、加工角が、それぞれ符号こそ反対ではあるが、0を挟んで変化している事から、本来最も速度の異なるべき頂点と、辺の中点とで、速度が一致してしまう事となる問題が有った。このため、各ポイントによる滞留時間の一定化が出来ていなかった。
【００１７】
本発明は、この問題点を解決し、各ポイントの滞留時間が安定化する回転速度を与える事と、更には、素材、加工工程の条件により、各ポイントにおける回転速度の安定化の度合いを変化させ得るレンズ研削方法及びその装置を提供する事を目的とする。
【００１８】
【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の発明のレンズ研削加工方法は、眼鏡レンズを一対のレンズ回転軸間に挟持させて前記レンズ回転軸の回転により回転させる一方、前記眼鏡レンズとこれに接触する研削砥石との軸間距離を前記研削砥石の砥石半径Ｒと極座標形式のメガネレンズ形状データ（ρ _n ， _n Δθ）に基づいて軸間調整手段で調整しながら、前記眼鏡レンズを前記研削砥石で研削加工するレンズ研削加工方法において、前記眼鏡レンズの回転基準位置に対する回転角が _n Δθのとき前記回転基準位置から前記研削砥石が前記眼鏡レンズに接触する位置までの角度を接触角τ _n とし、前記レンズ回転軸が一定速度で回転する前記レンズ回転軸の回転角の変化を回転角速度Ｓｒとし、前記接触角τ _n が速度一定で変化するときの回転速度を接触角速度Ｓｓとしたとき、前記レンズ回転軸を１／Ｓｔ＝１／Ｓｒ＋１／Ｓｓから得られる回転速度Ｓｔ＝Ｓｒ×Ｓｓ／（Ｓｒ＋Ｓｓ）で回転制御することを特徴とする。
【００１９】
また、上記目的を達成するため、請求項2の発明のレンズ研削加工装置は、眼鏡レンズを挟持し回転させるためのレンズ回転軸と、前記レンズ回転軸を回転駆動させる回転駆動手段と、レンズ回転軸を駆動させる駆動手段と、眼鏡レンズを研削加工するための研削砥石と、前記レンズ回転軸と研削砥石との軸間距離を制御するための軸間調整手段と、前記回転駆動手段及び前記軸間調整手段を制御する演算制御回路とを備えると共に、前記演算制御回路は、前記研削砥石の砥石半径Ｒと極座標形式のメガネレンズ形状データ（ρ _n ， _n Δθ）に基づいて前記軸間調整手段を制御して前記軸間距離を調整しながら、前記眼鏡レンズを前記研削砥石で研削加工させるレンズ研削加工装置において、前記眼鏡レンズの回転基準位置に対する回転角が _n Δθのとき前記回転基準位置から前記研削砥石が前記眼鏡レンズに接触する位置までの角度を接触角τ _n とし、前記レンズ回転軸が一定速度で回転する前記レンズ回転軸の回転角の変化を回転角速度Ｓｒとし、前記接触角τ _n が速度一定で変化するときの回転速度を接触角速度Ｓｓとしたとき、前記演算制御回路は、前記レンズ回転軸を１／Ｓｔ＝１／Ｓｒ＋１／Ｓｓから得られる回転速度Ｓｔ＝Ｓｒ×Ｓｓ／（Ｓｒ＋Ｓｓ）で回転制御することを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を説明する。
[概略]
この発明は、以下の(1.1)〜(1.5)に説明したような内容を基本的な考えとして有する。
（1.1）フレーム形状の有限個の動径情報がある場合において、レンズのある動径が砥石の中心を向く。この方向を表すためレンズ形状を極座標系で表した時の回転基準位置に対する方向を回転角と呼び、その時に砥石に接触しているレンズ形状を極座標系で表した時の回転基準位置に対する方向を接触角と呼び、この二つのなす角を加工角と呼ぶ事とする。ここで、頂点が接触している状態と、辺が接触している状態について考えると、頂点が接触している状態では、回転角が大きく変化する間に、接触角は、変化せず、結果的には、加工角は、回転角の変化に伴い変化する。これに対して、辺が接触している状態では、加工角の変化よりも、接触角の変化が大きく、辺の中点を挟んで、接触角が、加工角を追い越して行くようなイメージとなる。加工角もこれと同様に、辺の中点で、０となるが、その前後で、正逆反対方向となる。
（1.2）回転角は、砥石を含めた全体の空間座標系を考えた場合にも、加工中のレンズの回転そのもの表すものとなるが、回転角が、単位角変化する間に接触角が、変化しない部分、逆に接触角が大きく変化する部分と生じている事に成る。回転角が変化しても、接触角が変化しないという事は、レンズを回転させても、砥石と接触している位置に変化がないという事であり、結果的に同じ位置を長時間加工する事となる。このような部分では、回転を速めて、無駄のないようにする必要が有り、逆に、回転角に対して、接触角が大きく変化するような部分では、回転の量にも増して、接触している位置が移動している事となり、砥石による充分な加工が進まない結果となる。
（1.3）これまで、制御データ（X方向）を求めるに当たり、いわゆるρL変換を用いていたが、ρL変換では、回転角を基準に、Lデータ（X方向）を定めていた。このLデータを求める過程で、加工角、及び、その時のρデータをLデータ算出に使用していた。接触角は、回転角に対して、加工角離れた位置となっているので、この変化を見る事で、接触角の変化も見る事が出来る。
（1.4）この考え方を実現する方法として、回転角、接触角の各部分での変化を考え、それぞれの変化同士の比率を考える。つまり、接触角比＝（接触角変化）／（回転角変化）であるが、この比率の逆数に回転速度を比例させれば、どの部分を捉えても一定に接触となるが、実際には、接触角変化がほぼ0となる部分から、非常に大きな部分までが有るため、接触角比の変化は大きい。この逆数はほぼ0から、無限大までの変化となるため、完全には比例させる事は出来ない。
（1.5）これを克服するため、各部分での回転速度を、接触を安定させるための部分と、単純回転させるための部分との合成により決定する事とする。
回転速度＝接触安定部分＋単純回転部分
この合成比を各種の加工条件（素材、加工工程）により変化させる事で、より積極的にレンズ回転速度を変化させる事を特徴とする。
[構成]
以上のことを、図面に基づいて詳述することとする。
＜研削加工部＞
図２において、１はレンズ周縁加工装置（玉摺機）の筺体状の本体、２は本体１の前側上部に設けられた傾斜面、３は傾斜面２の左側半分に設けられた液晶表示部、４は傾斜面２の右側に設けられたキーボード部である。
【００２４】
このキーボード４は、ＦＰＤ入力モード用のスイッチ４ａ，ＰＤ入力モード用のスイッチ４ｂ，ブリッジ幅入力モード用のスイッチ４ｃ，レンズ材質選択用のスイッチ４ｄ，モード切換用のスイッチ４ｅ、測定開始スイッチ４ｆ、加工スイッチ４ｇ、テンキー５等を有する。
【００２５】
また、本体１の中央及び左側部近傍の部分には凹部１ａ，１ｂが設けられていて、凹部１ａには本体１に回転自在に保持された研削砥石６（研削砥石車）が配設されている。この研削砥石６は、粗研削砥石６ａ，Ｖ溝研削砥石（ヤゲン砥石）６ｂ及び仕上砥石（細砥粒研削砥石）６ｃを備え、図１に示したモータ７で回転駆動される様になっている。
【００２６】
本体１内には、図３に示した様に、キャリッジ支持用の支持台９が固定されている。この支持台９は、左右の脚部９ａ，９ｂと、脚部９ｂ側に偏らせて脚部９ａ，９ｂ間に配設した中間脚部９ｃと、脚部９ａ〜９ｃの上端部を連設している取付板部９ｄを有する。
【００２７】
しかも、取付板部９ｄの両側部には軸取付用のブラケット１０，１１が突設され、取付板部９ｄの中間部には軸支持突起１２が突設されている。このブラケット１０，１１及び軸支持突起１２は図２に示した平面形状がコ字状のカバー１３で覆われている。このブラケット１０，１１には軸支持突起１２を貫通する支持軸１４の両端部が固定されている。
＜キャリッジ＞
本体１上にはキャリッジ１５が配設されている。このキャリッジ１５は、キャリッジ本体１５ａと、このキャリッジ本体１５ａの両側に前方に向けて一体に設けられた互いに平行なアーム部１５ｂ，１５ｃと、キャリッジ本体１５ａの両側に後方に向けて突設された突起１５ｄ，１５ｅを有する。
【００２８】
この突起１５ｄ，１５ｅは、図３に示した様に軸支持突起１２を挟む位置に配設されていると共に、支持軸１４の軸線回りに回動可能に且つ支持軸１４の長手方向（左右）に移動自在に支持軸１４に保持されている。これによりキャリッジ１５の前端部が支持軸１４を中心に上下回動できるようになっている。
【００２９】
このキャリッジ１５のアーム部１５ｂにはレンズ回転軸１６が回転自在に保持され、キャリッジ１５のアーム部１５ｃにはレンズ回転軸１６と同軸上に配設されたレンズ回転軸１７が回転自在に且つレンズ回転軸１６に対して進退調整可能に保持されていて、このレンズ回転軸１６，１７の対向端間（一端部間）には被加工レンズＬＥが挟持される様になっている。また、レンズ回転軸１６の他端部には図示を省略した固定手段により円板Ｔが着脱可能に取り付けられている。この固定手段の構造は周知のものを用いている。
【００３０】
このレンズ回転軸１６，１７は軸回転駆動装置（軸回転駆動手段）で回転駆動されるようになっている。この軸回転駆動装置は、キャリッジ本体１５ａ内に固定されたパルスモータ１８（回転駆動手段）と、パルスモータ１８の回転をレンズ回転軸１６，１７に伝達する動力伝達機構（動力伝達手段）１９を有する。
【００３１】
この動力伝達機構１９は、レンズ回転軸１６，１７にそれぞれ取り付けられたプーリ２０，２０と、キャリッジ本体１５ａに回転自在に保持された回転軸２１と、回転軸２１の両端部にそれぞれ固定されたプーリ２２，２２と、プーリ２０，２２に掛け渡されたタイミングベルト２３と、回転軸２１に固定されたギヤ２４と、パルスモータ１８の出力用のピニオン２５等から構成されている。
【００３２】
また、支持軸１４には、本体１の凹部１ａに配設した支持アーム２６の後部が左右動自在に保持されている。この支持アーム２６は、キャリッジ１５に対して相対回転自在に且つ左右方向には一体的に移動可能に保持されている。尚、支持アーム２６の中間部は本体１に図示しない軸で左右動自在に保持されている。
【００３３】
この支持アーム２６とブラケット１０との間には支持軸１４に巻回したスプリング２７が介装され、本体１とブラケット１１との間にはスプリング２８が介装されている。そして、キャリッジ１５はスプリング２７，２８のバネ力がバランスする位置で停止し、この停止位置ではレンズ回転軸１６，１７間に保持された被加工レンズＬＥが粗研削砥石６ａ上に位置するようになっている。
＜キャリッジ横移動手段＞
このキャリッジ１５はキャリッジ横移動手段２９で左右に移動駆動可能に設けられている（図３，図４，図５参照）。
【００３４】
このキャリッジ横移動手段２９は、支持アーム２６の前面に固定されたコ字状のブラケット３０と、ブラケット３０内に位置させて支持アーム２６の前面に固定されたバリアブルモータ３１と、バリアブルモータ３１の支持アーム２６を貫通する出力軸３１ａに固定されたプーリ３２と、支持台９の脚部９ｂ，９ｃ間に両端が固定され且つプーリ３２に捲回されたワイヤ３３を有する。
【００３５】
また、キャリッジ横移動手段２９は、ブラケット３０に固定されたロータリーエンコーダ３４（検出手段）と、ロータリーエンコーダ３４の回転軸３４ａとバリアブルモータ３１の出力軸３１ｂとを連結するカップリング３５を有する。尚、バリアブルモータ３１は通電を停止させると、出力軸３１ｂが自由回転し得る状態となる。
＜キャリッジ昇降手段＞
円板Ｔに対応する位置の下方には図３に示した様にキャリッジ昇降手段３６が軸間調整手段として配設されている。
【００３６】
このキャリッジ昇降手段３６は、自由端部が上下回動可能に基端部を枢軸３７ａ，３７ａで支持アーム２６に回動自在に取り付けたリンク３７，３７と、リンク３７，３７の自由端部に枢軸３７ｂ，３７ｂで回動自在に取り付けたリンク３８と、リンク３８に上方に向けて突設した支持ロッド３９と、支持ロッド３９の上端に設けられた板状の型受台４０を有する。
【００３７】
また、キャリッジ昇降手段３６は、支持ロッド３９とは直角に前側に向けて突設された軸部材４１と、キャリッジ１５の移動方向に延びて軸部材４１を支持する軸受部材４２と、軸受部材４２と一体に設けられ且つ周方向に回転不能且つ上下動可能に図示しない位置で本体１に保持された雌ネジ筒４３と、雌ネジ筒４３に螺合された雄ネジ４４と、本体１に固定され且つ雄ネジ４４を回転駆動するパルスモータ４５を有する。
＜メガネレンズ形状測定部（メガネレンズ形状測定装置）＞
装置本体１の正面にはリッド１ｃが設けられていて、リッド１ｃを開くことにより、装置本体１内に配設したメガネレンズ形状測定手段としてのメガネレンズ形状測定部４６が出し入れ可能となっている。
【００３８】
このメガネレンズ形状測定部４６は、図１(a)に示したように、パルスモータ４７と、パルスモータ４７の出力軸４７ａに取り付けられた回転アーム４８と、回転アーム４８に保持されたレール４９と、レール４９に沿って長手方向に移動可能なフィーラ支持体５０と、フィーラ支持体５０に装着されたフィーラ５１（接触子）と、フィーラ支持体５０の移動量を検出するエンコーダ５２と、フィーラ支持体５０を一方向に付勢しているスプリング５３を有する。このエンコーダ５２には、マグネスケールやリニアエンコーダ等を用いることができる。
【００３９】
なお、レンズ枠形状測定部４６をレンズ加工装置と一体に構成するか、これをレンズ加工装置と別体に構成し両者を電気的に接続する代わりに、レンズ加工装置と別体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データをフロッピーディスクやICカードに一旦入力し、レンズ加工装置にはこれら記憶媒体からデータを読み取る読取装置を設けるように構成してもよいし、眼鏡フレームメーカーからオンラインでレンズ枠形状データをレンズ加工装置に入力できるように構成してもよい。
【００４０】
また、図１(a)では、フィーラ５１として算盤玉状のものがフレーム枠（レンズ枠）の形状測定用として用いているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、図１(b)に示したように、フィーラ５１の代わりに、蒲鉾状のフィーラ５１´をリムレスフレームの型板（玉型）５０のレンズ形状測定用としてフィーラ支持体５０に装着してもよいし、この両フィーラ５１，５１´をフィーラ支持体５０に設けてもよい。更に、フレーム枠（レンズ枠）の形状測定に用いるフィーラとしては、算盤玉状のものの他に平板状のものであってもよい。この両フィーラ５１，５１´をフィーラ支持体５０に設けた構造としては、特願平７−１０６３３号に開示された様な構造を採用できる。また、メガネレンズ形状測定装置としては、特願平７−１０６３３号に開示された様な玉摺機とは別体のメガネレンズ形状測定装置を用いることもできる。
＜制御回路＞
制御回路は、演算制御回路１００（制御手段）を有する。この演算制御回路１００には、液晶表示部３，ＦＤＰ入力モード用のスイッチ４ａ，ＰＤ入力モード用のスイッチ４ｂ，ブリッジ幅入力モード用のスイッチ４ｃ，レンズ材質選択用のスイッチ４ｄ，その他のモード切換用のスイッチ４ｅ、測定開始スイッチ４ｆ、加工開始スイッチ４ｇ、テンキー５等が接続されている。
【００４１】
また、演算制御回路１００には、ロータリエンコーダ３４，ドライブコントローラ１０１，フレームデータメモリ１０２が接続されている。このドライブコントローラ１０１には、上述の研削加工部のモータ７，パルスモータ１８，バリアブルモータ３１，パルスモータ４５等が接続されていると共に、パルス発生器１０３が接続されている。このパルス発生器１０３にはパルスモータ４７が接続され、メガネレンズ形状測定部４６のエンコーダ５２はフレームデータメモリ１０２に接続されている。
【００４２】
更に、演算制御回路１００には、レンズ加工データメモリ１０４，補正テーブルメモリ（補正データ用メモリ）１０５，レンズ回転軸用の基準回転速度用メモリ１０６，形状情報メモリ１０７，軸間距離用のメモリ１０８、ズレ角メモリ１０９が接続されている。
【００４３】
次に、上述した演算制御回路１００の機能を作用と共に説明する。
(1).レンズ周縁加工用データ（玉型形状データ）の算出
（ｉ）．メガネレンズ形状測定
図示しない電源をオンさせた後、スイッチ４ｅを操作して、メガネフレーム（眼鏡フレーム）Ｆのレンズ枠形状（レンズ枠に枠入れされるメガネレンズのレンズ形状）又はリムレスフレームの玉板（又は型板）の形状（メガネレンズ形状）等のメガネレンズ形状測定モードにする。一方、リッド１ｃを開いて、装置本体１内のメガネレンズ形状測定部４６を引き出して、メガネフレームＦ又は玉板を所定位置にセットして、測定開始スイッチ４ｆを押して測定を開始させる。
【００４４】
これにより、演算制御部１００は、ドライブコントローラ１０１を作動制御して、パルス発生器１０６から駆動パルスを発生させることにより、このパルスでパルスモータ４７を作動させて回転アーム４８を回転させる。これにより、フィーラ５１が眼鏡フレームＦ（眼鏡枠）のレンズ枠RFまたはLFの内周に沿って移動させられる。
【００４５】
この際、上述したフィーラ５１の移動量はエンコーダ５２で検出され動径長ρ_nとしてフレームデータメモリ１０２（メガネレンズ形状データメモリ）に入力され、パルス発生器１０６からパルスモータ４７に供給されたと同じパルスが回転アーム４８の回転角すなわち動径角_nΔθとしてフレームデータメモリ１０２に入力される。しかも、この動径ρ_nと動径角_nΔθは、メガネレンズ形状データ(ρ_n，_nΔθ)[ここでｎ＝０，１，２，３………ｊ]としてフレームメモリ１０２に記憶される様になっている。本実施例では、ｉを１，０００として、回転角度Δθを一回転の１，０００分の１（３６０゜／１，０００）の０．３６゜としている。
(ii)．ズレ角ｄθ_nの算出
演算制御回路１００は、メガネレンズ（眼鏡レンズ）形状測定部４６で測定されたレンズ周縁加工のための極座標形式のメガネレンズ形状データ（ρ_n，_nΔθ）と研削砥石の曲率半径Ｒとから、回転角_nΔθの動径ρ_nにおける仮想加工点と回転角_nΔθにおける被加工レンズの研削砥石への実際の当接加工点とのズレ角ｄθ_nを図６のフローに従って求める。
ステップ１：
フレーム形状測定手段としてのフレーム形状測定部（フレーム形状測定装置）４６によりフレームのレンズ枠Ｆまたはそれから倣い加工された型板、或はリムレスフレームのレンズモデル（玉型）のメガネレンズ形状すなわち動径情報（ρ_n，_nΔθ）（ｎ＝１，２，３，…Ｎ）を求め、この情報をフレームデータメモリ１０２に記憶する。
ステップ２：
フレームデータメモリ１０２からの動径情報（ρ_n，_nΔθ）をもとに、その情報の中で最大の動径長ρ₀をもつ動径情報（ρ₀，₀Δθ）を求める。
ステップ３：
最大動径情報（ρ₀，₀Δθ）を動径を加工するときのレンズ回転軸１６，１７の軸Ｏ₂と、研削砥石６の回転軸Ｏ₁との軸間距離をとする（図７参照）。ここで、Ｌ₀は既知の砥石半径Ｒと動径長ρ₀とからＬ₀＝ρ₀＋Ｒとして求められる。さらに、加工情報（Ｌ₀，ρ₀，₀Δθ）をメモリ１０８へ入力し記憶させる。
ステップ４：
次にレンズＬＥを単位回転角Δθ回転したとき、最大動径長ρ₀の動径が研削砥石６と接する加工点Ｆ₀における軸間距離Ｌ1を求める。ここでＬ1は、
【００４６】
【数１】

として求められる。
ステップ５：
最大動径ρ₀が加工点Ｆ₀に位置する状態で、フレームデータメモリ１０２の動径情報（ρ_n，_nΔθ）に基づいて、最大動径から、予め定めたＩ番目までの動径情報（ρ₁，₁Δθ）、（ρ₂，₂Δθ）、…（ρ_i，_iΔθ）、…（ρ_I，_IΔθ）の仮想加工点Ｆ₁、Ｆ₂、…Ｆ_i、…Ｆ_Iを求め、さらに、それぞれの加工点を加工するための仮想砥石半径Ｒ₁、Ｒ₂、…Ｒ_i、…Ｒ_Iを求める（図８参照）。
ステップ６：
実際の研削砥石６の半径Ｒと、上記ステップ５により求められた半径Ｒ_i（ｉ＝１、２、３、…Ｉ）とを比較する。Ｒ≦Ｒ_iであれば、加工点Ｆ₀において最大動径（ρ₀，₀Δθ）に基づくレンズ研削をしても、他の動径の仮想加工点Ｆ_i（ｉ＝１、２、３、…ｉ、…Ｉ）と研削砥石６との接触はないので、ズレ角ｄθ_iは生じることはなく、「砥石の干渉」は発生しないと判定され、このときの加工情報（Ｌ₁，ρ₁，₁Δθ）をステップ１０においてメモリ１０８へ入力して記憶させ、その後ステップ１１へ移行する。また、Ｒ＞Ｒ_iであれば、ステップ７へ進む。
ステップ７：
ステップ６でＲ＞Ｒ_iと判定されたときは、図９に示すように、仮想加工点Ｆiで「砥石の干渉」によるズレ角ｄθ_iが発生する。この場合は、仮想（干渉）加工点Ｆ_iを半径Ｒの砥石で加工するための軸間距離Ｌ₁（Ｆ_i）を、
【００４７】
【数２】

から求める（図１０参照）。
ステップ８：
ステップ７で求められた軸間距離Ｌ₁（Ｆ_i）で加工される加工点Ｆ_iを基準として、ステップ５と同様予め定めた。Ｉ番目までの動径についてそれぞれの仮想加工点を求め、それぞれの仮想砥石Ｒ_i（Ｆ_i）を求める。
ステップ９：
ステップ６と同様に、軸間距離Ｌ₁（Ｆ_i）の場合の砥石半径Ｒと、ステップ８の仮想砥石半径Ｒ_i（Ｆ_i）とを比較する。Ｒ≦Ｒ_i（Ｆ_i）であれば、ステップ１０へ移行する。Ｒ＞Ｒ_i（Ｆ_i）であれば、この新たな干渉点“ζ”における軸間距離を求めるべくステップ７へ戻る。
ステップ１０：
ステップ９で、Ｒ≦Ｒ_i（Ｆ_i）となったとき、加工情報（Ｌ₁（Ｆ_i），ρ₁，₁Δθ）をメモリ１０８へ入力し、これを記憶させる。
ステップ１１：
上記のステップ３ないしステップ１０により、（ρ₁，₁Δθ）の動径情報について「砥石の干渉」が発生するか否かを調べ、発生すると判断された場合にはこれを発生させない加工情報（Ｌ₁，ρ₁，₁Δθ）または（Ｌ₁（Ｆ_i），ρ₁，₁Δθ）がえられたことになる。続いて、次の動径（ρ₂，₂Δθ）についてもステップ３ないしステップ１０を実行し、さらに残りの全動径についてもこれらのステップを実行する。
ステップ１２：
_nΔθ＝３６０°すなわち全動径情報について上述のような「砥石の干渉」によるズレ角ｄθ_n（ｎ＝０，１，２，３，…ｉ，…Ｉ）が発生するか否かを調べ、かつ発生すると判断された場合にはこれを発生させない加工情報（Ｌ_n，ρ_n，_nΔθ）が得られたか否かを判定する。この様にして求められた加工情報（Ｌ_n，ρ_n，_nΔθ）はメモリ１０８に記憶される
また、演算制御回路１００は、この様にして加工情報（Ｌ_n，ρ_n，_nΔθ）を求める際に、ズレ角ｄθ_nを求め、求めたズレ角ｄθ_nをズレ角メモリ１０９に加工情報（Ｌ_n，ｄθ_n，ρ_n，_nΔθ）として記憶させる。
(2)．接触角τ_nにおける軸間距離
（ｉ）．軸間距離
通常のρL（動径ρ−軸間距離Ｌ）変換方では、図１１，図１２に示したように角度θ_i＝_nΔθに対する動径ρ_nのときの研削砥石６と被加工レンズＬＥとの軸間距離L_nを演算により求めているが、ズレ角ｄθ_nがある場合に研削砥石６と被加工レンズＬＥとの接触位置が角度θ_i＝_nΔθからズレ角ｄθ_nだけずれて、接触位置の動径がρ_jになる。この場合、角度_nΔθにおける演算上の軸間距離Ｌ_nは、実際の軸間距離Ｌ_i′に対してΔＬ分だけ誤差が生ずる。この際の接触角τ_nにおける動径をρ_nとすると、角度_nΔθにおいてズレ角ｄθ_nがある場合、被加工レンズＬＥを研削砥石６で加工すべき実際の軸間距離Ｌ_n′は、
Ｌ_n′＝Ｌ_n＋ΔＬ
として求められる。
(ii)．接触角τ_nにおける速度制御
ところで、演算制御回路１００は、この様にして求めたズレ角ｄθ_nを用いて、以下に説明するような、パルスモータ１８を作動制御して、被加工レンズ（未加工の円形の眼鏡レンズ）ＬＥの回転速度制御を行う。
【００４８】
接触角τ_nの算出
上述したように角度_nΔθのときに、被加工レンズ（眼鏡レンズ）ＬＥが研削砥石６にズレ角ｄθ_nで接触しているとすると、被加工レンズＬＥが研削砥石６に実際に接触するときの接触角τ_nは、τ_n＝_nΔθ＋ｄθ_nで求められる。この求められた接触角τ_nを接触角メモリに加工情報（L_n、τ_n、ρ_n、_nΔθ）として極座標形式でメモリ１０５に記憶させる。尚、図１１，図１２から明らかなように角度 _n Δθは、被加工レンズＬの基準回転位置からの回転角が _n Δθであることを意味している。また、接触角τ _n は、τ _n ＝ _n Δθ＋ｄθ _n とあるように角度 _n Δθを用いて求めるようになっているので、被加工レンズＬＥが研削砥石６に実際に接触する位置も被加工レンズＬの基準回転位置から得られることも分かる。
【００４９】
尚、図１の演算制御回路１００は、パルスモータ（回転駆動手段）を駆動制御して、レンズ回転軸１６，１７を回転させることにより、レンズ回転軸１６，１７に挟持された被加工レンズＬＥをレンズ回転軸１６，１７と一体に回転駆動させる。この際、演算制御回路１００は次の条件で被加工レンズの回転制御を行う。
ここで、先ず、被加工レンズの回転角が変化する速度を一定のまま（回転角速度Sr）で1回転する時間をTｒ、被加工レンズの研削砥石への接触角の変化の速度を一定のまま（回転速度すなわち接触角速度 Ss）で1回転する時間をTsとする。この際、この二つの速度成分を併せ持った速度で、被加工レンズを回転させるようにする。この時の回転速度は、1/St＝1/Sr＋1/Ssで表される速度Stとすることにより、1回転する為のトータル時間は、Tｔ＝Tr+Tsで表すことができる。このように被加工レンズの回転角速度が一定の成分と、被加工レンズの研削砥石への接触角の変化の速度が一定の接触角速度の成分との合成比率を変化させる事で、トータルの1回転の時間を変化させずに接触を安定化させる為の接触角の速度成分を高める事が出来る。
【００５０】
この比率は、回転角速度が一定の成分として、機械的に回転し得る回転速度の速い方の限界を超えない速度を設定する必要が有る。これは、接触角の速度（接触角速度）は部分的には、0となり得る為で、接触角の速度成分には、条件はなく設定する事が出来る。
【００５１】
接触角の速度成分比を増す事で、接触の安定化度は増す事が出来る。回転角と接触角の速度成分比（回転角速度成分と接触角速度成分の比）は、レンス゛素材条件、加工工程条件の違いにより設定できるようにする。その一例を記載する。
【００５２】
回転角速度成分：接触角速度成分（時間比率）
レンズ素材名粗加工仕上加工鏡面加工溝掘加工面取加工鏡面面取ガラス 10:0 5:5 5:5 5:5 4:6 4:6
CR-39 8:2 4:6 4:6 5:5 3:7 3:7 ハイインデックス 7:3 3:7 2:8 5:5 3:7 2:8 ポリカーボネイト 8:2 3:7 2:8 5:5 3:7 2:8
アクリル 8:2 3:7 2:8 5:5 3:7 2:8
例えば、CR-39を、仕上げ加工する場合には、速度成分比率4:6の為、速度を決定する為の回転時間を4:6の比率に設定し、この場合に1回転のトータル時間を１０sとすれば、回転角速度成分では、4s、接触角速度成分では、6sとなり、これと、加工情報としてメモリーされている_nΔθ、τ_nの各部分での変化量から、その部分に対する速度を決定する。
【００５３】
例えば、分割数ｎが、1000の場合であれば、データ数は、1000有り、それぞれの変化量をそれぞれの角速度成分で振り分けた時間を分割数で除した時間で変化させる事となる。
【００５４】
回転角速度＝（₂Δθ―₁Δθ）／（4／1000）＝（₂Δθ―₁Δθ）／0.004
接触角速度＝（τ₂−τ₁）／（6／1000）＝（τ₂−τ₁）／0.006
が一例であり、他の点についても同様にして求める。
【００５５】
上述したように、この発明のレンズ研削加工方法では、眼鏡フレームの玉型形状情報、眼鏡レンズの材質等の眼鏡レンズ情報、及び眼鏡レンズの加工に必要な種々の眼鏡加工情報により、眼鏡レンズを研削加工する際のレンズ回転速度を変化させている。
【００５６】
また、この発明のレンズ研削加工方法では、眼鏡フレームの玉型形状を極座標形式で表現したときの回転基準位置に対する所定角度を回転角とし、そのときに研削砥石に接触している玉型形状を極座標形式で表現したときの回転基準位置に対する角度を接触角とするとき、眼鏡レンズを保持するレンズ回転軸の所定時間当たりの回転角の変化を回転角速度として求め、所定時間当たりの接触角の変化を接触角速度として求め、前記レンズ回転軸の回転速度は、回転角が一定速度で回転する速度成分と、接触角が一定速度で回転する速度成分との合成により得られる速度でレンズ回転軸を回転制御する様にしている。
【００５７】
更に、この発明のレンズ研削加工方法では、眼鏡フレームの玉型形状を極座標形式で表現したときの回転基準位置に対する所定角度を回転角とし、そのときに研削砥石に接触している玉型形状を極座標形式で表現したときの回転基準位置に対する角度を接触角とするとき、眼鏡レンズを保持するレンズ回転軸の所定時間当たりの回転角の変化を回転角速度として求め、所定時間当たりの接触角の変化を接触角速度として求め、前記レンズ回転軸の回転速度は、回転角が一定速度で回転する速度成分と、接触角が一定速度で回転する速度成分との合成比を任意の比率で変化可能である様にしている。
【００５８】
また、この発明のレンズ研削加工装置は、眼鏡レンズを挟持し回転させるためのレンズ回転軸と、レンズ回転軸を駆動させる駆動手段と、眼鏡レンズを研削加工するための研削砥石と、レンズ回転軸と研削砥石との軸間距離を制御するための軸間調整手段とを有し、眼鏡フレームの玉型形状を極座標形式で表現したときの回転基準位置に対する所定角度を回転角とし、そのときの研削砥石に接触している玉型形状を極座標形式で表現したときの回転基準位置に対する角度を接触角とするとき、所定時間当たりの回転角の変化を回転角速度として求め、所定時間当たりの接触角の変化を接触角変化として求めて、レンズ回転軸の回転速度は、回転角が一定速度で回転する速度成分と、接触角が一定速度で回転する速度成分との合成により得られる速度でレンズ回転軸を回転制御するための演算制御手段とを有する様にしている。
【００５９】
更に、この発明のレンズ研削加工装置は、眼鏡レンズを挟持し回転させるためのレンズ回転軸と、レンズ回転軸を駆動させる駆動手段と、眼鏡レンズを研削加工するための研削砥石と、レンズ回転軸と研削砥石との軸間距離を制御するための軸間調整手段とを有し、眼鏡フレームの玉型形状を極座標形式で表現したときの回転基準位置に対する所定角度を回転角とし、そのときの研削砥石に接触している玉型形状を極座標形式で表現したときの回転基準位置に対する角度を接触角とするとき、所定時間当たりの回転角の変化を回転角速度として求め、所定時間当たりの接触角の変化を接触角変化として求めて、前記レンズ回転軸の回転速度は、回転角が一定速度で回転する速度成分と、接触角が一定速度で回転する速度成分との合成比を任意の比率で変化可能制御するための演算制御手段とを有する様にしている。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したこの発明のレンズ研削加工方法及び装置によれば、各ポイントの滞留時間が安定化する回転速度を与える事と、更には、素材、加工工程の条件により、各ポイントにおける回転速度の安定化の度合いを変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】(a)はこの発明に係るレンズ研削装置の制御回路の説明図、(b)は(a)に示した形状測定手段の他の例を示す説明図である。
【図２】図１に示した制御回路を備える玉摺機の概略斜視図である。
【図３】図１に示したキャリッジの取付部の説明図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う部分断面図である。
【図５】図１に示したキャリッジの部分平面図である。
【図６】図１に示したレンズ周縁研削装置のフローチャートである。
【図７】図６のフローチャートによる説明のためのメガネレンズの動径と研削砥石の径との関係を示す説明図である。
【図８】図６のフローチャートによる説明のためのメガネレンズの動径と研削砥石の径との関係を示す説明図である。
【図９】図６のフローチャートによる説明のためのメガネレンズの動径と研削砥石の径との関係を示す説明図である。
【図１０】図６のフローチャートによる説明のためのメガネレンズの動径と研削砥石の径との関係を示す説明図である。
【図１１】この発明の作用説明図である。
【図１２】図１１の要部拡大説明図である。
【図１３】 (a)は従来の被加工レンズの研削加工説明図、(b)は(a)における被加工レンズが回転した位置での拡大説明図である。
【符号の説明】
１・・・本体、
４・・・キーボード
４ａ〜４ｇ・・・スイッチ
６・・・研削砥石
１６，１７・・・レンズ回転軸
１８・・・パルスモータ（駆動手段）
３６・・・キャリッジ昇降手段（軸間調整手段）
１００・・・演算制御回路（制御手段）

Claims

眼鏡レンズを一対のレンズ回転軸間に挟持させて前記レンズ回転軸の回転により回転させる一方、前記眼鏡レンズとこれに接触する研削砥石との軸間距離を前記研削砥石の砥石半径Ｒと極座標形式のメガネレンズ形状データ（ρ _n ， _n Δθ）に基づいて軸間調整手段で調整しながら、前記眼鏡レンズを前記研削砥石で研削加工するレンズ研削加工方法において、
前記眼鏡レンズの回転基準位置に対する回転角が _n Δθのとき前記回転基準位置から前記研削砥石が前記眼鏡レンズに接触する位置までの角度を接触角τ _n とし、前記レンズ回転軸が一定速度で回転する前記レンズ回転軸の回転角の変化を回転角速度Ｓｒとし、前記接触角τ _n が速度一定で変化するときの回転速度を接触角速度Ｓｓとしたとき、
前記レンズ回転軸を１／Ｓｔ＝１／Ｓｒ＋１／Ｓｓから得られる回転速度Ｓｔ＝Ｓｒ×Ｓｓ／（Ｓｒ＋Ｓｓ）で回転制御することを特徴とするレンズ研削加工方法。
眼鏡レンズを挟持し回転させるためのレンズ回転軸と、前記レンズ回転軸を回転駆動させる回転駆動手段と、レンズ回転軸を駆動させる駆動手段と、眼鏡レンズを研削加工するための研削砥石と、前記レンズ回転軸と研削砥石との軸間距離を制御するための軸間調整手段と、
前記回転駆動手段及び前記軸間調整手段を制御する演算制御回路とを備えると共に、前記演算制御回路は、前記研削砥石の砥石半径Ｒと極座標形式のメガネレンズ形状データ（ρ _n ， _n Δθ）に基づいて前記軸間調整手段を制御して前記軸間距離を調整しながら、前記眼鏡レンズを前記研削砥石で研削加工させるレンズ研削加工装置において、
前記眼鏡レンズの回転基準位置に対する回転角が _n Δθのとき前記回転基準位置から前記研削砥石が前記眼鏡レンズに接触する位置までの角度を接触角τ _n とし、前記レンズ回転軸が一定速度で回転する前記レンズ回転軸の回転角の変化を回転角速度Ｓｒとし、前記接触角τ _n が速度一定で変化するときの回転速度を接触角速度Ｓｓとしたとき、
前記演算制御回路は、前記レンズ回転軸を１／Ｓｔ＝１／Ｓｒ＋１／Ｓｓから得られる回転速度Ｓｔ＝Ｓｒ×Ｓｓ／（Ｓｒ＋Ｓｓ）で回転制御することを特徴とするレンズ研削加工装置。