JP4418652B2 - レンズ芯取機 - Google Patents

Description

この発明は、光軸を基準にしてレンズの外周加工を行うレンズ芯取機に関するもので、同軸上で同期回転する１組のワーク軸の対向端に装着されたカップ状のホルダで挟持されたレンズの外周を研削加工する装置に関するものである。

一般的な構造のレンズ芯取機は、図３に示すように、同一軸線上に配置した移動側ワーク軸１ａと固定側ワーク軸１ｂの対向端に取付けたカップ状のレンズホルダ３、４でレンズ５の球面を把持し、ワーク軸１ａ、１ｂを同期回転し、このワーク軸に隣接配置した砥石６をワーク軸と平行な方向（Ｚ方向）及びワークに近接離隔する方向（Ｘ方向）にサーボ制御して、レンズの外周加工を行うというものである。

レンズ芯取機には、加工前後のワークを貯留するワーク台７とローダ９とが設けられており、レンズをマトリックス状に搭載したパレット８をワーク台７上に搬入し、ローダ９がワーク台上のパレットとワーク軸１との間のレンズの搬入搬出を順次行って、多数のレンズの芯取加工を連続的に行っている。従来の芯取機は、レンズを１個ずつ加工する構造で、ワーク軸、砥石、ワーク台及びローダをそれぞれ１個ずつ（ワーク軸は固定側と移動側との一対）備えている。
特開昭５９−２０９７４９号公報 実開昭６３−１１３５５０号公報

写真機のフィルムカメラからデジタルカメラへの変化に伴い、ガラスからプラスチックへの材質の変化と共に、レンズの小径化と低コスト化が進行し、その結果、芯取機の小型化と設置面積の低減及びスループットの向上が強く要求されている。更に従来一工程で行われていた芯取加工が、粗加工と仕上加工との２工程で行われる例も増えている。
工作機械は、要求される加工精度を保証する剛性が必要であるため、ワークが小型になっても、機械の小型化には一定の限界がある。レンズ芯取機も同様であって、ワーク径が半分になっても、機械の設置面積を半分にすることはできない。一方、レンズの加工個数が増加したり、芯取りを２工程で行うようにすると、機械の設置台数が増えるから、１台あたりの設置スペースを小さくしたいという要求が生ずる。

この発明は、設置スペースの小さいレンズ芯取機を提供すること、及びレンズの芯取を２工程で行う場合でも同一機械上で加工ができる芯取機を提供することを課題としている。

この発明の芯取機は、機械フレーム上に１個のワーク台７及びローダ９を備えた芯取機に、上記機械フレームに形成した支持枠１３に支持されて互いに独立して動作する２組の加工ユニット１０ａ、１０ｂを設けたものである。２組の加工ユニット１０ａ、１０ｂで同一の加工を行うときは、当該２組の加工ユニットの加工サイクルに時間差を持たせて１台のローダ９で２組の加工ユニットにワークを供給及び排出し、２組の加工ユニット１０ａ、１０ｂで第１工程と第２工程の加工を行うときは、第１工程の加工ユニットから取り出したワークをそのまま第２工程の加工ユニットに搬入して、第１工程と第２工程の加工を連続的に行う。

加工前後のワークを待機させるワーク台７は、レンズ５がパレット８に搭載されて搬送されてくる関係上、ワーク（レンズ）５が小さくなってもそれほど小さくはならない。また、前述したように、精度と剛性を確保するために、機械フレームや砥石台は、ワークが小さくなってもそれほど小さくはならない。一方、ワークの加工スペースは、ワークが小さくなれば小さくなる。この発明のレンズ芯取機は、機械フレーム１３、ワーク台７及びローダ９を共有する２組の加工ユニット１０ａ、１０ｂを１台の機械に設けることによって、１個の加工ユニットしか持たない従来の芯取機とほぼ同等の設置面積で、２個のレンズを同時加工できる芯取機を実現している。

この発明のレンズ芯取機は、加工前後のワークを貯留する矩形のワーク台７と、当該ワーク台の短辺側に隣接する支持枠１３と、前記ワーク台にそれぞれを隣接させて前記支持枠の左右ないし上下両側に互いに平行に配置された２対のワーク軸１と、支持枠１３の前記両側に配置した前記ワーク軸と平行な方向及びこれと直交する方向に案内されている２個の砥石台１４と、当該砥石台にそれぞれ軸支されて前記ワーク軸の反ワーク台側に位置する砥石６とを備えている。ワーク軸１、砥石台１４及び砥石６は、支持枠１３の両側に対称な機器配置で設けられている。

この発明の芯取機によれば、従来の１台分の設置スペースに２台分の加工能率を持った機械を設置することができ、設置スペースを従来のおよそ半分にすることが可能である。即ち、上述したこの発明の構造によれば、実用的な大きさの平面矩形のワーク台７の一側に、当該ワーク台の幅内に収まる機器配置で２組の加工ユニット１０を配置することができ、１個のワーク台７及びローダ９と、２対のワーク軸１及び２個の砥石６を備えたレンズ芯取機を、平面視で略矩形の機械に収めることができ、設置面積を大きくするようなフレームや筐体の出っ張り部分も生じない。

特に多数のレンズ芯取機を配置するときに、床面に無駄が生ずることがなく、またワーク台上へのレンズを搭載したパレットの装脱作業も従来と同様に行うことができる。従って、工場全体として、レンズ芯取機の設置台数を半分にすることができ、機械設置面積の大幅な低減が図れる。

更にレンズを２工程で芯取りする場合には、同一機械上で第１工程と第２工程を連続して行うことができるから、第１工程の機械から第２工程の機械へとパレットを搬送する手間が省け、省力化と生産性の向上を図ることができる。

図１は実施例装置の概略全体平面図、図２は機械の正面左側（図１の矢印Ａ方向）から見た機械全体の斜視図、図３は加工ユニットの作動部材を示す図、図４は加工ユニットの要部側面図、図５は２組の加工ユニットの平面図である。

図１、２において、７はワーク台、８はワーク台７に搭載されたパレットで、加工前後のレンズ５は、各パレットにマトリックス状に設けた受台に保持されている。９はローダで、ワーク台７の図１で上下方向（Ｙ方向）のガイド３９に案内されて、ワーク台７の直上を走行する。ローダ９には、ローダ９の長手方向、即ち図１の左右方向（Ｘ方向）に走行する真空吸引型のハンド４０が設けられており、当該ハンドでレンズ５を１個ずつ吸着保持して、加工ユニット１０に設けられているワーク軸の位置へと搬送する。１１は操作盤、１２は操作盤を支持している門形の架台である。１０は図３ないし図５に詳細を示す加工ユニットで、２個の加工ユニット１０ａ、１０ｂがこれらを支持するコラム（支持枠）１３の両側に略対称に配置されている。

図３は、１個の加工ユニットの作動機器の構成を模式的に示した図で、具体的な装置の外観が図４及び図５に示されている。図中、１３はコラム、１ａ及び１ｂは同一垂直線上に配置された上下のワーク軸、６は砥石、１４は砥石台、１５はＺスライドである。

下ワーク軸１ｂは、コラム１３に回転自在かつ上下動不能に軸支されている。下ワーク軸１ｂの上端には、上向きカップ状の下ホルダ４が装着され、下端には下従動歯車１８が固定されている。上ワーク軸１ａは、上下方向の直動ガイドを介してコラム１３に上下移動自在に装着された軸受ケース１７に軸支されており、下端には下向きカップ状の上ホルダ３が装着され、上端には上従動歯車１６が固定されている。

コラム１３の上部には、プーリ１９、２０が軸支され、当該プーリにはワイヤ２１が下向きコの字状に掛け回され、当該ワイヤ２１の一端に前記軸受ケース１７が連結され、他端にバランス錘２２が連結されて、上ワーク軸１ａを上方に軽く付勢している。上従動歯車１６の軸心上部には、スラスト軸受が内蔵され、その上方にクランプシリンダ２３が配置されている。このクランプシリンダの下向きのロッド２４が伸長して、前記スラスト軸受を押圧することにより、上ワーク軸１ａが下降して、上ホルダ３と下ホルダ４との間でレンズ５を挟持する。

クランプシリンダ２３は、コラム１３に旋回軸２５回りに揺動可能なブラケット２６の先端に装着されており、図示しないロック装置に連係されたロックレバー２７を操作して、ブラケット２６を旋回軸２５回りに回動させることにより、クランプシリンダ２３を上ワーク軸１ａの軸線上から退避させて、上ワーク軸１ａを上方へ引き抜くことができるようになっている。

ワーク軸１（１ａ、１ｂ）に隣接して駆動軸２８が平行に軸支されており、この駆動軸の下端がサーボモータ２９に連結されている。駆動軸２８には、上下に駆動歯車３０、３１が固定されており、それぞれ上下の従動歯車１６、１８に噛合している。上従動歯車１６は、歯幅を大きくしてあり、レンズ５の装脱の際に上ワーク軸１ａが上動したときも、上駆動歯車３０との噛合が外れないようになっている。

レンズ５は、上ワーク軸１ａが上動した状態で、ローダ９のハンド４０で上面を真空吸着されて、下ホルダ４上に置かれる。ハンド４０が退避した後、クランプシリンダ２３に低圧の空気圧が供給され、レンズ５を上下のホルダ３、４で軽く挟持する。この状態でサーボモータ２９を高速回転させると、上下のワーク軸が高速同期回転し、レンズ５はその球面の曲率に従って安定位置に移動し、光軸がワーク軸１ａ、１ｂの軸心に一致する。そこでクランプシリンダ２３に所定圧の空気圧を供給してレンズ５をクランプし、サーボモータ２９を所定の回転数で回転して、砥石６によりレンズ５の外周加工を行う。外周加工が終了したら、サーボモータ２９を停止し、クランプシリンダ２３の空気圧を開放し、上ワーク軸１ａを上動させて、前記フィンガ４０の真空吸着により、加工済レンズをワーク台上のパレット８の所定位置に搬出する。

図４、５において、砥石６は、砥石台１４に垂直軸回りに自由回転可能に軸支されている。砥石台１４は、直動ガイド３３とＸ方向送りモータ３５で回転駆動される送りねじ３４とで砥石６の切り込み方向（Ｘ方向）に移動位置決め自在にして、Ｚスライド１５に装着されている。Ｚスライド１５は、垂直方向の直動ガイド３６及びＺ方向送りモータ３８で回転駆動される送りねじ３７で垂直方向（Ｚ方向）に移動位置決め自在にして、コラム１３に装着されている。Ｘ方向及びＺ方向の送りモータ３５、３８は、ＮＣ装置によって制御されるサーボモータである。

図３、４に示した上記構造の加工ユニット１０が、図５に示すように、コラム１３の両側に対称な機器配置で設けられている。即ち、コラム１３の正面側（オペレータ側）と背面側とにＺスライド１５及び砥石台１４を介して砥石６が配置されており、コラム１３のワーク台側の正面側と背面側とに、それぞれ上下一対のワーク軸１が配置されている。ワーク軸１の位置及び砥石６の位置は、コラム１３の中心面に対して対称であり、ローダ９や砥石６の制御も対称な座標上で行うことができる。

上記のような構造を備えたこの発明の芯取機の２つの加工ユニット１０ａ、１０ｂで同一の加工を行うときは、２つの加工ユニットの加工サイクルに時間差を持たせて、レンズのロード及びアンロードのタイミングをずらして、１台のローダで加工ユニットに待機時間の無駄を生じさせることなく、レンズを供給及び排出する。２つの加工ユニットに第１工程と第２工程の加工を行わせるときは、第１工程の加工ユニットから取り出したレンズをそのまま第２工程の加工ユニットに搬入して、第１工程と第２工程の加工を連続的に行う。

装置全体を模式的に示す平面図 図１の矢印Ａ方向から見た図１の装置の斜視図 １個の加工ユニットを模式的に示した側面図 図１の装置の加工ユニットの要部側面図 図１の装置の加工ユニットの平面図

符号の説明

１ ワーク軸
６ 砥石
７ ワーク台
９ ローダ
13 コラム
14 砥石台
15 Ｚスライド
26 ブラケット
36 直動ガイド

Claims (1)

1. 加工前後の多数のワークを貯留する１個のワーク台(7)と、
   互いに独立して動作する２組の加工ユニット(10a,10b)と、
   当該２組の加工ユニットと前記ワーク台の間でワークの上面を吸着して搬送する１台のローダ(9)と、
   制御器と
   を備え、
   前記２組の加工ユニット(10a,10b)のそれぞれは、上端にワークホルダを備えて垂直軸回りに回転するワーク軸(1)と、当該ワーク軸と平行な方向及びこれと直交する方向に案内されて前記ワーク軸の反ワーク台側に配置された砥石台(14)と、当該砥石台に軸支されて垂直軸回りに回転する砥石(6)とを備え、
   前記２組の加工ユニット(10a,10b)は、矩形の前記ワーク台の短辺側に隣接する支持枠の両側に対称な機器配置でかつ当該ワーク台の幅内に収まる機器配置で設けられ、
   前記制御器は、
   前記２組の加工ユニットが同一の加工動作を行うときは、当該２組の加工ユニットの加工サイクルに時間差を持たせて１台のローダで２組の加工ユニットにワークを供給及び排出させ、２組の加工ユニットが第１工程と第２工程の加工を行うときは、第１工程の加工ユニットから取り出したワークをそのまま第２工程の加工ユニットに搬入して、第１工程と第２工程の加工を連続的に行わせる
   ことを特徴とする、レンズ芯取機。

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