JP4873878B2

JP4873878B2 - 眼鏡レンズ周縁加工装置

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Publication number: JP4873878B2
Application number: JP2005104609A
Authority: JP
Inventors: 勝弘夏目; 洋一杉浦
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP2006281367A; US20060240747A1; US7322082B2

Description

本発明は、眼鏡レンズの周縁を加工する眼鏡レンズ加工装置に関する。

眼鏡レンズの周縁を眼鏡枠形状に合うように加工する眼鏡レンズ加工装置においては、レンズ周縁の加工具として砥石を使用したものが主流である（例えば、特許文献１参照）。この加工装置は、粗加工のための粗砥石、仕上げ加工のためのヤゲン溝を持つヤゲン仕上げ砥石が取り付けられた砥石回転軸を備える。さらに、加工装置はレンズの角部を面取りするための面取り砥石が取り付けられた砥石回転軸を備える。また、レンズ周縁を砥石により加工する周縁加工機構に加え、レンズ屈折面にリムレスフレーム（いわゆるツーポイントフレーム）を取り付けるための穴を加工する加工具を持つ穴あけ機構を設けた眼鏡レンズ加工装置が提案されている（特許文献２参照）。
特開２００１−１８１５４号公報特開２００３−１４５３２８号公報

しかし、砥石による周縁加工は、加工部分を冷却したり、加工粕を取り除いたりするために加工水（研削水）を必要とし、廃液や加工粕の処理に手間が掛かる問題、環境上の問題がある。また、粗加工、ヤゲン仕上げ加工、面取り加工等の加工目的に応じた砥石をそれぞれ用意する必要があり、一般にこの種の砥石は高価である。またさらに、穴あけ機構は砥石によるレンズ周縁加工の機構とは別に設けていたので、装置構成が複雑になる。

本発明は、上記従来技術に鑑み、加工水を使用せずに、ヤゲン形成を含むレンズ周縁のドライ加工を可能にする眼鏡レンズ加工装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を備えることを特徴とする。

（１）眼鏡レンズをレンズ回転軸で保持して回転するレンズ回転手段と、玉型形状データを入力する玉型データ入力手段と、入力された玉型形状データに基づいて眼鏡レンズのコバ位置を得るレンズコバ測定手段とを備え、レンズ周縁を玉型形状に基づいて加工するレンズ周縁加工装置において、
レンズ周縁を加工するためにエンドミル回転軸に取り付けられたエンドミルと、前記レンズ回転軸に対する前記エンドミル回転軸の傾斜角を変動する傾斜変動手段と、レンズ回転軸に保持されたレンズに対して前記エンドミルを相対的に移動する移動手段と、前記レンズコバ測定手段により測定されたコバ位置に基づいてレンズの周縁に形成するヤゲン軌跡を演算するヤゲン軌跡演算手段と、レンズ周縁にヤゲンを形成するためにレンズ前面側のヤゲン斜面の傾斜角、レンズ後面側のヤゲン斜面の傾斜角、ヤゲン高さ及びヤゲン肩の傾斜角を含むヤゲン形状データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたヤゲン高さ、ヤゲン肩の傾斜角のヤゲン形状データを変更する操作パネルを有する変更手段と、前記玉型データに基づいて前記移動手段を制御してレンズの周縁を前記エンドミルによって粗加工する粗加工制御手段と、前記粗加工制御手段によって粗加工されたレンズの周縁を、前記記憶手段に記憶されたヤゲン形状データ及び前記ヤゲン軌跡に基づいて前記傾斜変動手段及び移動手段を制御して前記エンドミルによってヤゲン加工するヤゲン加工制御手段であって、前記変更手段によるヤゲン形状データの変更があるときには、前記粗加工制御手段によって粗加工されたレンズの周縁を、変更されたヤゲン形状データに基づいて前記傾斜変動手段及び移動手段を制御して前記エンドミルによってヤゲン加工するヤゲン加工制御手段と、を備えることを特徴とする。
（２）（１）の眼鏡レンズ加工装置において、前記変更手段はさらに前記記憶手段に記憶されたレンズ前面側のヤゲン斜面の傾斜角及びレンズ後面側のヤゲン斜面の傾斜角をも変更可能であることを特徴とする。

本発明によれば、加工水を使用することなく、ヤゲン形成を含むレンズ周縁のドライ加工を行える。装置構成を複雑にすることなく、レンズ周縁加工と穴あけ加工を行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、眼鏡レンズ加工装置の加工部を正面から見たときの概略構成図である。メインベース１０にはサブベース１１が立設されており、メインベース１０及びサブベース１１の中央にはレンズ保持機構１００が設けられている。レンズ保持機構１００は、チャック下部機構１１０とチャック上部機構１２０とからなる。被加工レンズＬＥは、チャック下部機構１１０側のレンズ回転軸軸１１１とチャック上部機構１２０側のレンズ回転軸１２１とにより保持される。レンズ回転軸１１１は、ベース１０に固定されたホルダ１１２により回転可能に設けられており、ギヤ等の回転伝達機構を介してモータ１１５により回転される。レンズ回転軸１１１の上部には、レンズＬＥに固定された取り付け冶具のカップを挿入するためのカップホルダ１１３が取り付けられている。

また、チャック上部機構１２０側のレンズ回転軸１２１は、回転軸ホルダ１２２に回転可能に保持されている。ホルダ１２２の上部には、レンズ回転軸１２１を回転するモータ１２４が取り付けられている。サブベース１１の上方には固定ブロック１２５が固定されており、固定ブロック１２５の前側に回転軸ホルダ１１２がスライドレール１２６に沿って上下移動可能に取り付けられている。固定ブロック１２５の上部にはモータ１２６が取り付けられており、このモータ１２６が送りネジ等を介して回転軸ホルダ１２２を上下移動させる。レンズ回転軸１２１の下端にはレンズ押さえ１２３が取り付けられている。レンズＬＥを保持するときは、モータ１２６によりホルダ１２２を下降させる。モータ１１５及びモータ１２４を同期して回転することにより、レンズ回転軸１１１及び１２１に保持されたレンズＬＥを回転する。なお、このレンズ保持機構１００は、特開平９−２５３９９９号公報に記載されたチャック機構と同じ構成を使用できるので、詳細はこれを援用する。

図１において、サブベース１１の左側には、その構造を後述するレンズ形状測定ユニット３００が配置されている。また、チャック下部機構１１０の下半部は傾斜したカバー１２で覆われ、レンズＬＥの加工カスがベース１０に設けられたトレイ１３に落ちるようになっている。また、レンズ回転軸１２１の左右両側には、エアーを噴出すノズル１５が配置されており、加工時にレンズＬＥに付着する加工カスがエアーにより吹き飛ばされる。

レンズ回転軸１１１，１２１の右側及び左側には、レンズの周縁を加工するための加工具をそれぞれ持つレンズ加工ユニット２００Ｒ，２００Ｌが備えられている。加工ユニット２００Ｒ，２００Ｌは、図２に示す左右・上下移動機構部２５０Ｒ，２５０Ｌによりそれぞれ左右方向（Ｘ方向）及び上下方向（Ｚ方向）に移動可能とされている。

図２は、レンズ加工ユニット２００Ｒ，２００Ｌの左右・上下移動機構部を説明する概略構成図である。左右・上下移動機構部２５０Ｒを、図２により説明する。メインベース１０の中央より右側に、上下に伸びる２本のシャフト２５１Ｒ，２５２Ｒが立設しており、このシャフト２５１Ｒ，２５２Ｒに沿って上下移動支基２５３Ｒが上下移動可能となっている。サブベース１１の上部部材１１aの右端上部に上下移動用のパルスモータ２５５Ｒが取り付けられている。モータ２５５Ｒの回転軸には、上下に延びる送りねじ２５７Ｒが連結されている。上下移動支基２５３Ｒの右端にはナットブロック２５８Ｒが固定されており、送りねじ２５７Ｒの回転によりナットブロック２５８Ｒと共に上下移動支基２５３Ｒが上下移動する。また、上下移動支基２５３Ｒの右には左右移動用のパルスモータ２６０Ｒが固定されている。モータ２６０Ｒの回転軸は、コの字状の上下移動支基２５３Ｒの間で左右方向に延びる送りねじ２６１Ｒと連結されている。また、送りねじ２６１Ｒが回転すると、送りナットが形成された左右移動支基２６５Ｒが左右に伸びるシャフト２６２Ｒにガイドされて左右方向に移動される。この左右移動支基２６５Ｒに、レンズ加工ユニット２００Ｒが取り付けブロック２６７Ｒを介して取り付けられている。

左右・上下移動機構部２５０Ｌは、基本的に左右・上下移動機構部２５０Ｒと左右対称であるので、各構成要素の説明は省略する。なお、図２において、移動機構部２５０Ｒ側に対応する移動機構部２５０Ｌの各構成要素には、移動機構部２５０Ｒの各構成部材に付した符号末尾の「Ｒ」を「Ｌ」に代えて図示している。

レンズ加工ユニット２００Ｒの構成を、図３、図４に基づいて説明する。図３は右側の加工ユニット２００Ｒを説明する斜視図であり、図４は右側の加工ユニット２００Ｒの回転機構を説明する断面図である。ユニット２００Ｒのベースとなる固定ブロック２０１Ｒは、図２で示した取り付けブロック２６７Ｒに固定されている。固定ブロック２０１Ｒには前後（Ｙ方向）に延びるレール２０２Ｒが取付けられ、レール２０２Ｒ上をスライダー２０３Ｒが摺動する。スライダー２０３Ｒには、移動支基２０４Ｒがネジ止めされている。移動支基２０４ＲのＹ方向の移動は、モータ２０５Ｒがボールネジ２０６Ｒを回転することによって行なわれる。モータ２０５ＲにはＹ方向の移動位置検知用のエンコーダ２０５ａＲが設けられている。

移動支基２０４Ｒには、回転支基２１０Ｒが軸受け２１１Ｒによって回転可能に軸支されている。また、軸受け２１１Ｒの片側にはギヤ２１３Ｒが回転支基２１０Ｒに固定されている。ギヤ２１３Ｒはアイドルギヤ２１４Ｒを介して移動支基２０４Ｒに取付けられたパルスモータ２１６Ｒの軸に固定されたギヤ２１５Ｒと繋がっている。パルスモータ２１６Ｒを回転させると、回転支基２１０Ｒが軸受け２１１Ｒの軸を中心として回転する。回転支基２１０Ｒの先端部には、加工具を保持する回転部２３０Ｒが設けられている。回転部２３０Ｒの回転角は、パルスモータ２１６Ｒに出力するパルス数により管理される。

回転部２３０Ｒはモータ２０５Ｒにより、前後方向（Ｙ方向）に進退移動される。回転部２３０Ｒの回転軸２３１Ｒの中央部にはプーリ２３２Ｒが付けられ、回転軸２３１Ｒは２つの軸受け２３４Ｒにより回転可能に軸支されている。回転軸２３１Ｒの一端には、レンズＬＥの周縁加工を可能にするエンドミル２３５Ｒが固定されている。エンドミル２３５Ｒの直径は３．０ｍｍ程である。また、このユニット２００Ｒにおける回転軸２３１Ｒの他方には、溝掘カッター２３６、穴あけ用の径を持つエンドミル２３９が同軸に取り付けられている。穴あけ用エンドミル２３９の直径は、この好ましくは１．０ｍｍ以下である。

回転軸２３１Ｒを回転するためのモータ２４０Ｒは、回転支基２１０Ｒに取付けられた取付板２４１Ｒに固定されている。モータ２４０Ｒの回転軸にはプーリ２４３Ｒが取付けられている。プーリ２３２Ｒとプーリ２４３Ｒの間には回転支基２１０Ｒ内部でベルト２３３Ｒが掛けられ、モータ２４０Ｒの回転が回転軸２３１Ｒへ伝達される。

図５は左側のレンズ加工ユニット２００Ｌの加工具の取り付け構成を示した断面図である。ユニット２００Ｌの構成は基本的にユニット２００Ｒと左右対称であるので、以下の説明では、ユニット２００Ｒと左右対称部分についてはその各構成要素に付した符号末尾の「Ｒ」を「Ｌ」に付け替え、説明は省略する。ユニット２００Ｌでは、ユニット２００Ｒ側の溝掘りカッター２３６に代えて、回転軸２３１Ｌに鏡面仕上げ用の軟質バフ２３８が取り付けられている。回転軸２３１Ｌの他方には、エンドミル２３５Ｒと同じ、直径３．０ｍｍ程のエンドミル２３５Ｌが固定されている。

図６は、レンズＬＥのコバ位置を検知するレンズ形状測定ユニット３００の概略構成図である。測定ユニット３００は、第１アーム３０１の先端に取り付けられた第１測定子３０３と、第２測定アーム３０５の先端に取り付けられた第２測定子３０７を備える。第１測定子３０３はレンズＬＥの前側屈折面に接触し、第２測定子３０７はレンズＬＥの後側屈折面に接触する。第１アーム３０１が固定された第１アーム支基３０２及び第２測定アーム３０５が固定された第２アーム支基３０６は、スライドベース３１２の上下方向に支持されたレール３１０に沿って上下方向に移動可能とされている。第１アーム３０１と第２測定アームとの間には引っ張りバネ３０９が張り渡され、第１測定子３０３と第２測定子３０７との間隔が縮まる方向に常時付勢されている。スライドベース３１２の下方には、測定アーム移動用のモータ３１５が固定されており、その回転軸には上下に延びる第１の送りネジ３１７が連結されている。送りネジ３１７はレール３１０に沿って移動可能な第１移動ブロック３１８に形成された雌ネジ部が噛み合い、送りネジ３１７の回転により第１移動ブロック３１８が上下移動される。また、送りネジ３１７にはギヤ３１９が固定されており、ギヤ３１７は上下に延びる第２の送りネジ３２１に固定されたギヤ３２３と噛み合っている。モータ３１５により送りネジ３１７が回転されると、第２の送りネジ３２１はギヤ３１７及びギヤ３２３を介して送りネジ３１７とは逆回りに回転される。送りネジ３２１はレール３１０に沿って移動可能な第２移動ブロック３２２に形成された雌ネジ部が噛み合い、送りネジ３２１の回転により第２移動ブロック３２２が上下移動される。例えば、モータ３１５を正回転させると、第１移動ブロック３１８が下方に移動して第１アーム支基３０２を押し下げると共に、第２移動ブロック３２２が上方に移動して第２アーム支基３０６を上に押し上げる。これにより、第１アーム３０１及び第２測定アーム３０５の間隔が広がる。一方、モータ３１５を正回転させると、第１移動ブロック３１８及び第２移動ブロック３２２が互いに共に間隔の狭まる方向に移動し、これにより引っ張りバネ３０９に引っ張られる第１アーム３０１及び第２測定アーム３０５も間隔が狭まる方向に同時に移動する。

第１アーム支基３０２の後方にラック３２５が固定されており、このラック３２５の移動はスライドベース３１２に固定されたポテンショメータ等の第１検知器３２７により検知される。また、第２アーム支基３０６の後方にもラック３３１が固定されており、このラック３３１の移動位置は第２検知器３３３により検知される。すなわち、第１検知器３２７によりレンズＬＥの前面コバ位置が検知され、第２検知器３３３によりレンズＬＥの後面コバ位置が検知される。３３５は第１測定アーム３０１の過重をキャンセルするゼンマイである。第２測定アーム３０５も図示を略するゼンマイにより過重がキャンセルされる。

スライドベース３１２は、固定ベース３４０の下に固定されたレール３４１にブロック３４３を介して、図６上の左右方向へ移動可能に吊り下げ保持されている。固定ベース３４０にはモータ３４５が固定されており、その回転軸には送りネジ３４７が連結されている。ブロック３４３には送りネジ３４７に噛み合う雌ネジが形成されており、送りネジ３４７の回転いより、ブロック３４３を介してスライドベース３１２が左右方向に移動される。

レンズＬＥの屈折面形状の測定時は、玉型形状データに基づいて測定子３０３及び３０７を左右方向の測定位置に位置させた後、モータ３１５の駆動により測定子３０３及び３０７をそれぞれ屈折面に当接させる。この状態でレンズＬＥを回転させると共に玉型の動径情報に基づいてスライドベース３１２を左右方向に移動させる。このとき、測定子３０３の上下方向（レンズ回転軸方向）の移動位置が検知器３２７で検知され、レンズ前側屈折面のコバ位置が得られる。同時に、測定子３０７の上下方向の移動位置が検知器３３３で検知され、レンズ後側屈折面のコバ位置が得られる。

図７は本加工装置の制御系ブロック図である。制御部５０にはレンズ保持機構１００、左右・上下移動機構部２５０Ｒ，２５０Ｌ、加工ユニット２００Ｒ，２００Ｌ、レンズ形状測定ユニット３００等が接続され、制御部５０は各機構、ユニットの動作を制御する。また、制御部５０には、玉型形状を記憶するメモリ５１、加工シーケンスの制御プログラムを記憶するメモリ５２、眼鏡枠形状測定装置２０、玉型情報やレイアウト情報を表示するディスプレイを持つタッチパネル４０、加工スタートスイッチ等を持つ操作パネル３０、等が接続されている。眼鏡枠形状測定装置２０としては、特開平５−２１２６６１号公報等に記載された周知のものが使用できるので、その構成の説明は省略する。

次に、上記のような構成の眼鏡レンズ加工装置の動作を説明する。まず、眼鏡枠形状測定装置２０により眼鏡の左右の玉型形状を測定し、そのデータを入力する。リムレスフレームの場合は、型板や眼鏡フレームに取り付けられたダミーレンズの形状を測定して玉型データを得る。眼鏡枠形状測定装置２０からの玉型データはメモリ５１に記憶される。玉型データが入力されると、タッチパネル４０の画面には、玉型形状に基づく玉型図形４１が表示される。操作者は、タッチパネル４０に表示されたタッチキーを操作して、ＦＰＤ（レンズ枠の中心間距離）、装用者のＰＤ（瞳孔間距離）、玉型形状の幾何中心に対する光学中心高さ等のレイアウトデータを入力する。各レイアウトデータの数値は、「ＰＤ」キー等を押すことにより表示されるテンキー画面で入力する。また、キー４０１〜４０４により、レンズＬＥの材質、フレームの種類、加工モード、鏡面加工の有無、面取り加工の有無、等を選択する。加工モードは、キー４０３を押すとメニュー画面が表示されるので、そのメニューからヤゲン加工モード、平加工モード、溝掘り加工モード、穴あけ加工モード等の加工条件を選択できる。

初めにヤゲン加工モードを説明する。レイアウトデータ等の必要な入力ができたら、レンズＬＥをレンズ回転軸１１１、１２１によりチャッキングして保持させ、スタートスイッチ３０ａを押して加工装置を作動させる。制御部５０は、初めにレンズ形状測定ユニット３００を作動させ、入力された玉型形状に基づいてレンズＬＥの前側屈折面及び後側屈折面のコバ位置をそれぞれ得る。ヤゲン加工モードの場合、コバ位置測定は、例えば、同一経線方向のヤゲン頂点位置Ｃ１とヤゲン底位置Ｃ２の２箇所とする（図８参照）。

レンズ形状の測定が完了すると、粗加工に移る。制御部５０は、左右・上下移動機構部２５０Ｒ、加工ユニット２００Ｒのモータ２０５Ｒ及びモータ２１６Ｒを制御し、図９のように、加工ユニット２００Ｒのエンドミル２３５Ｒの回転軸をレンズ回転軸１１１，１２１の右側で平行に位置させる。また、制御部５０は、左右・上下移動機構部２５０Ｌ、加工ユニット２００Ｌのモータ２０５Ｌ及びモータ２１６Ｌを制御して、加工ユニット２００Ｌのエンドミル２３５Ｌの回転軸をレンズ回転軸１１１，１２１の左側で平行に位置させる。すなわち、エンドミル２３５Ｒの回転軸とエンドミル２３５Ｌの回転軸を、レンズ回転軸１１１，１２１を挟んで対称に位置させる。この状態で、制御部５０はレンズＬＥを回転しながら玉型形状の動径データに基づいてモータ２６０Ｒ及び２６０Ｌを制御し、レンズＬＥの周縁を２つのエンドミル２３５Ｒ，２３５Ｌの側部によって左右両側から同時に粗加工する。レンズＬＥは、ほぼ半回転で粗加工されるので、１軸で加工する場合に比べて加工時間が半分となる。

粗加工が終了すると、ヤゲン仕上げ加工の工程に移る。図８はレンズＬＥの周縁に形成するヤゲン形状を説明する図である。本装置ではヤゲン加工もエンドミル２３５Ｒ，２３５Ｌを使用して行う。このため、レンズ前面側のヤゲン斜面の傾斜角度αｆ、レンズ後面側のヤゲン斜面の傾斜角度αｒ、ヤゲン頂点ＶＴからヤゲン底までのヤゲン高さＶｈがヤゲン形状データとしてメモリ５２に予め記憶してある。図８において、傾斜角度αｆ及びαｒは、Ｚ軸に直交する方向に対する角度である。例えば、ヤゲン頂点ＶＴを基準に振り分けた角度αｆ及びαｒは５５°である。ヤゲン高さＶｈは、レンズ前面側及び後面側とも同じとしており、例えば、Ｖｈ＝０．９mmである。また、レンズ前面側のヤゲン底ＶＦからレンズ前面に至るヤゲン肩部分（フラット部分）のＺ軸方向に対する角度βｆ（例えばβｆ＝５°）、レンズ後面側のヤゲン底ＶＲからレンズ後面に至るヤゲン肩部分（フラット部分）のＺ軸方向に対する角度βｒ（例えばβｒ＝２．５°）も、ヤゲン形状データとしてメモリ５２に予め記憶してある。

また、ヤゲン加工においては、制御部５０は、レンズ形状測定によるレンズ前面及び後面のコバ位置検知データに基づいて、図８に示すヤゲン加工データとしてのヤゲン頂点の軌跡ＶＴｉ（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）（ｉ＝１，２，３，…，Ｎ）を求める。ヤゲン軌跡は、例えば、ヤゲン頂点位置でのコバ厚をある比率（３：７等）で分割する他、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、レンズ前面カーブ及び後側面カーブからカーブ値を求める方法等、各種の方法がある。ヤゲン頂点軌跡ＶＴｉが求められれば、レンズ前面側のヤゲン底軌跡ＶＦｉ（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）（ｉ＝１，２，３，…，Ｎ）、レンズ後面側のヤゲン底軌跡ＶＲｉ（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）（ｉ＝１，２，３，…，Ｎ）も、傾斜角度αｆ，αｒ及びヤゲン高さＶｈから求められる。

粗加工後のヤゲン仕上げ加工について説明する。図１０（ａ）に示すように、制御部５０は、レンズ後面側のヤゲン斜面の傾斜角度αｒに基づいて加工ユニット２００Ｒのモータ２１６Ｒを駆動してエンドミル２３５Ｒの傾斜角を制御しつつ、ヤゲン軌跡データに基づいてモータ２５５Ｒ，２６０Ｒ及びモータ２０５Ｒを駆動してエンドミル２３５Ｒの位置を制御し、レンズＬＥを粗加工時よりも遅い回転速度で回転しながらレンズ後面側のヤゲン斜面をエンドミル２３５Ｒの側部で仕上げ加工する。また、同時にレンズ前面側のヤゲン斜面の傾斜角度αｆに基づいて加工ユニット２００Ｌのモータ２１６Ｌを駆動してエンドミル２３５Ｌの傾斜角を制御しつつ、ヤゲン軌跡データに基づいてモータ２５５Ｌ，２６０Ｌ及びモータ２０５Ｌを駆動してエンドミル２３５Ｌの位置を制御してレンズ前面側のヤゲン斜面を仕上げ加工する。レンズ前面側のヤゲン底ＶＦからレンズ前面（前側屈折面）にかけてのヤゲン肩部分については、図１０（ｂ）に示すように、角度βｆに基づいてエンドミル２３５Ｒの傾斜角を制御しつつ、ヤゲン底軌跡ＶＦｉに基づいてエンドミル２３５Ｒの位置を制御し、レンズＬＥを粗加工時よりも遅い回転速度で回転しながら仕上げ加工する。レンズ後面側のヤゲン底ＶＲからレンズ後面にかけてのヤゲン肩部分については、同時に角度βｒに基づいてエンドミル２３５Ｌの傾斜角を制御しつつ、ヤゲン底軌跡ＶＲｉに基づいてエンドミル２３５Ｌの位置を制御して仕上げ加工する。これにより、ヤゲン加工専用の砥石やカッターを使用せずに、粗加工や穴あけ加工を行うエンドミル２３５Ｒ，２３５Ｌでヤゲン仕上げ加工が行える。また、２つのエンドミル２３５Ｒ，２３５Ｌで同時にヤゲン斜面、ヤゲン肩を加工するので、１つのエンドミルで加工する場合に比べて加工時間が短くなる。さらに、高カーブレンズ（例えば、６カーブ以上）のヤゲン加工の場合、ヤゲン砥石では干渉によるヤゲン痩せの問題が発生しがちであったが、ヤゲン砥石より小径のエンドミルによる加工であるので、ヤゲン痩せを抑えた加工を行える。

なお、本装置では２つの加工ユニット２００Ｒ，２００Ｌによって同時に加工することで加工時間を短縮できるが、何れか一方による加工であっても良い。ヤゲン斜面やヤゲン肩の加工は、エンドミル２３５Ｒ，２３５Ｌの側部でなく、先端側で加工しても良い。エンドミルの先端側で加工すれば、レンズ回転軸１１１等の加工ユニット２００Ｒ，２００Ｌの干渉の可能性を低減することができる。

また、レンズ前面側のヤゲン斜面の傾斜角度αｆ、レンズ後面側のヤゲン斜面の傾斜角度αｒ、ヤゲン高さＶｈ、レンズ前面側のヤゲン肩の角度βｆ、レンズ後面側のヤゲン肩の角度βｒ等は、メモリ５２に記憶した値をタッチパネル４０の操作によるパラメータ設定で変更することにより、所望のヤゲン形状で加工可能となる。

面取り加工が指定されているときは、ヤゲン仕上げ加工後に面取り加工に移る。面取り加工が指定されている場合、制御部５０はレンズ形状測定ユニット３００によるコバ検知情報と予め指定される面取り量に基づいて、レンズ前面側及び後面側の面取り軌跡を演算する。この面取り加工においても、図１１に示すように、レンズ後面側の面取り傾斜角度γｒ、レンズ前面側の面取り傾斜角度γｆがメモリ５２に記憶されている。制御部５０は、レンズ後面側の面取り傾斜角度γｒに基づいてエンドミル２３５Ｒの軸傾斜角を制御しつつ、レンズ後面側の面取り軌跡データに基づいてエンドミル２３５ＲのＸ位置又はＺ位置を制御しつつ、レンズＬＥを粗加工時よりも遅い回転速度で回転しながらレンズ後面側のコバ部を面取り加工する（図１１（ａ）参照）。同時に、制御部５０は、レンズ前面側の面取り傾斜角度γｆに基づいてエンドミル２３５Ｌの軸傾斜角を制御しつつ、レンズ前面側の面取り軌跡データに基づいてエンドミル２３５ＬのＸ位置又はＺ位置を制御しつつ、レンズＬＥを粗加工時よりも遅い回転速度で回転するレンズ前面側のコバ部を面取り加工する（図１１（ｂ）参照）。レンズ前面側及び後面側を同時に加工することで、加工時間が短縮できる。なお、傾斜角度γｒ，γｆ及び面取り量については、タッチパネル４０の操作によるパラメータ設定でメモリ５２に記憶した値を任意に変更可能であり、面取り傾斜角度を自由に設定できる。

鏡面加工が指定されているときは、仕上げ加工及び面取り加工後に鏡面加工に移る。鏡面加工は、ユニット２００Ｌ側の回転軸２３１Ｌに取り付けられた軟質バフ２３８を使用して行う。制御部５０は、軟質バフ２３８を高速回転させ、軟質バフ２３８の面が加工面に沿うように回転軸２３１Ｌの傾斜角を制御しつつ、ヤゲン仕上げや面取りの軌跡データに基づいて、軟質バフ２３８の位置を制御し、加工面を鏡面仕上げ加工する。軟質バフ２３８の幅に対して加工面の幅が大きいときは、複数回に分けて鏡面加工する。

次に、平加工モード及び溝掘り加工モードが指定されている場合を説明する。上記と同じように、制御部５０は、レンズ形状測定ユニット３００によりレンズＬＥの前側屈折面及び後側屈折面のコバ位置をそれぞれ得た後、加工ユニット２００Ｒのエンドミル２７３Ｒ及び加工ユニット２００Ｌのエンドミル２３５Ｌにより粗加工を行う。その後、エンドミル２７３Ｒ又は２７３Ｌ（あるいは両方）の回転軸の傾斜角を平仕上げ角度に制御すると共に、レンズＬＥの回転速度を粗加工時より遅く回転しながら平仕上げ加工の動径情報に基づいてエンドミル２７３Ｒ又は２７３Ｌの側面の位置を制御し、レンズＬＥの周縁を平げ加工する。

溝掘り加工が指定されている場合、制御部５０はレンズ形状測定により検知されたレンズ前面及び後面のコバ位置に基づいて溝掘り軌跡データを演算する。溝掘り軌跡データは、ヤゲン軌跡と同じ要領で決定することができる。例えば、レンズコバ厚をある比率で分割する他、溝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、レンズ前面カーブに沿わせる等の方法である。また、制御部５０は加工ユニット２００Ｒの回転軸２３１Ｒに取り付けられた溝掘カッター２３６により溝掘り加工を行うため、図１２に示すように、溝掘り軌跡を基に溝掘カッター２３６の回転軸２３１Ｒの傾斜角τのデータを、レンズ回転による各加工点の動径角に対応させて求める。例えば、傾斜角τは、溝掘り軌跡のカーブから仮定される球面を求め、各加工点で溝掘り軌跡カーブの法線方向となるように求める。また、溝掘り軌跡に基づいてレンズ回転角に対応する溝掘りカッター２３６の移動位置を求める。制御部５０は、レンズ回転角に対応した傾斜角τに基づいて回転軸２３１Ｒの傾斜を制御すると共に、溝掘り軌跡データに基づいて溝掘りカッター２３６の移動位置を制御し、レンズＬＥを回転させながら溝掘り加工する。

次に、平仕上げモード及び穴あけ加工モードが指定されている場合を説明する。レイアウトデータを入力した後、穴あけ加工モードを指定した場合は、メニューより穴位置データを入力するための穴位置編集画面を選択する。図１３は穴位置編集画面の例である。穴あけは、鼻側に穴Ｈo1及び耳側に穴Ｈo2を１つずつあけるものとする。穴位置データは、玉型形状４１の幾何中心ＦＣを基準として左右方向をｘ軸、上下方向（眼鏡装用時の左右上下をいう）をｙ軸とする直交座標系にて入力するものとする。穴Ｈo1及び穴Ｈo2の位置データの入力は、タッチパネル４０の穴番号をキー４１１ａで指定した後、ｘ軸位置データ欄４１２ａ及びｙ軸位置データ欄４１２ｂを押すことにより表示されるテンキーで、それぞれの寸法を入力する。穴Ｈo1のｘ軸位置は中心ＦＣを基準にした寸法ｘc1として入力し、穴Ｈo1のｙ軸位置は中心ＦＣを基準にした寸法ｙc1として入力する。また、穴径は穴径欄４１３ａで入力できる。座繰り加工する場合は、穴径欄４１３aと穴深さ欄４１４ａで入力できる。各寸法は、各入力欄を押すことで表示されるテンキーで入力できる。また、穴あけ方向については、レンズ前側の屈折面の法線方向にあける場合、穴方向欄４１５ａでオート加工を選択する。穴方向は任意の角度にすることも可能である。

穴位置データ等の必要なデータを入力した後、レンズＬＥをレンズ回転軸１１１、１２１によりチャッキングして保持させ、スタートスイッチ３０ａを押して加工装置を作動させる。制御部５０は、レンズ形状測定ユニット３００を作動させ、玉型形状に基づいてレンズＬＥの前側屈折面及び後側屈折面のコバ位置をそれぞれ得る。また、穴加工モードでは、図１４に示すように、入力された穴位置データに基づいて穴Ｈo1のレンズ前面側のコバ位置Ｑ１と、同じ経線方向で僅かに外側（０．５mm外側）のコバ位置Ｑ２を測定する。そして、制御部５０はコバ位置Ｑ１及びＱ２とによりレンズ前面の傾斜角を求め、これと直交する法線方向の角度ρ１を穴Ｈo1の穴あけ角度して求める。穴Ｈo2についても同様に、レンズ前面側のコバ位置、及び同じ経線方向で外側のコバ位置の２箇所をレンズ形状測定ユニット３００により測定し、２箇所のコバ位置からレンズ前面の傾斜角を求め、これと直交する法線方向の角度ρ２を穴Ｈo2の穴あけ角度して求める。

穴あけ角度が演算できると、制御部５０は、前述と同様に、加工ユニット２００Ｒ，２００Ｌのエンドミル２３５Ｒ，２３５Ｌにより左右方向から同時に粗加工及び平仕上げ加工を行う。レンズＬＥの周縁を加工後、制御部５０は穴あけ用エンドミル２３９を角度ρ１の穴あけ角度に制御する。また、穴Ｈo1の穴位置Ｑ１データに基づいてレンズＬＥを回転させることでＸ軸上に穴位置Ｑ１を位置させ、左右・上下移動機構部２５０Ｒのモータ２５５Ｒ，２６０Ｒ及びモータ２０５Ｒを制御して穴位置Ｑ１にエンドミル２３９の先端を位置させる。その後、左右・上下移動機構部２５０Ｒを制御して高速回転するエンドミル２３９の先端が角度ρ１の方向に進むようにして穴あけ加工を行う。レンズ前面側の座繰り加工の場合は、穴位置Ｑ１の位置を基準に穴深さデータに基づいてエンドミル２３９の先端位置を制御して加工する。また、レンズ後面側の座繰りについても、レンズ後面の穴位置でのコバ位置及び外側のコバ位置とを測定し、レンズ後面の傾斜角を求めることにより座グリ角度を決定することができる。加工ユニット２００Ｒがレンズ回転軸１２１との干渉をしない許容範囲であれば、後面側も座繰り加工できる。穴Ｈo2についても、同様に穴あけ角度ρ２とその穴位置データに基づいてエンドミル２３９により穴あけ加工する。穴あけ加工は、加工ユニット２００Ｌ側にもエンドミル２３９を取り付けて行っても良い。

平仕上げ加工後の溝掘り加工及び穴あけ加工においても、面取り加工の指定があれば、ヤゲン仕上げ後の加工と同様にエンドミル２３５Ｒ，２３５Ｌの傾斜角度を制御することで、面取り加工が行える。鏡面加工の指定がある場合は、軟質バフ２３８により鏡面仕上げ加工することができる。

以上のように、砥石による加工のように研削水を必要とせずに、エンドミル２３５Ｒ，２３５Ｌによって粗加工、ヤゲン仕上げ加工、平仕上げ加工、面取り加工を行える。加工時には、エアーポンプ５５の駆動によりノズル１５からエアーが噴射され、レンズＬＥに付着する加工カスが吹き飛ばされる。下に落下した加工カスは、トレイ１３で受けることができ、研削水を使用していないので容易に廃棄処理できる。また、研削水の循環等の研削水供給装置が不要となり、装置構成を簡略化できる。また、エンドミル２３５Ｒ，２３５Ｌは砥石に比べて安価な加工具であるので、コスト的にも有利である。

以上の実施形態においては、レンズ回転軸１１１，１２１を上下に配置し、左右・上下移動機構部２５０Ｒ，２５０Ｌにより加工ユニット２００Ｒ，２００ＬをレンズＬＥに対して移動させるものとしたが、特開２００３−１４５３２８号公報のように、レンズ回転軸１１１，１２１を水平方向に配置したキャリッジタイプであっても良い。この場合、レンズ回転軸１１１，１２１を水平方向に保持するキャリッジを上下・左右に移動することで、左右・上下移動機構部２５０Ｒ，２５０Ｌを省略できる。

また、上記の実施形態ではレンズＬＥの外周加工用のエンドミル２３５Ｒ，２３５Ｌは、加工能力を上げるために穴あけ用のエンドミル２３９より直径が大きなものを使用し、穴あけ加工と分けた構成としたが、エンドミル２３５Ｒ，２３５Ｌの直径を１．０ｍｍ程とし、ヤゲン加工を含む外周加工用及び穴あけ加工用に兼用する構成としてもよい。

また、上記の玉型形状は一般の凸形状を例にとって説明したが、本装置では比較的大きな径を必要とする砥石に比べて小径のエンドミル２３５Ｒ，２３５Ｌによって外形加工を行うので、凹形状等の多彩なデザインにも対応できる。さらに小径の穴あけ用のエンドミル２３９を使用して外周加工すれば、より細かな外形加工を行うことができ、デザインの自由度が上がる。

眼鏡レンズ加工装置の加工部を正面から見たときの概略構成図である。加工ユニットの左右・上下移動機構部を説明する概略高製図である。右側の加工ユニットを説明する斜視図でる。右側の加工ユニットの回転機構を説明する断面図である。左側のレンズ加工ユニットの加工具の取り付け構成を示した断面図である。レンズ形状測定ユニットの概略構成図である。本加工装置の制御系ブロック図である。レンズＬＥの周縁に形成するヤゲン形状を説明する図である。２つのエンドミルによる粗加工を説明する図である。２つのエンドミルによるヤゲン仕上げ加工を説明する図である。エンドミルによる面取り加工を説明する図である。溝掘り加工を説明する図である。穴位置データを入力するための穴位置編集画面の例である。穴あけ加工を説明する図である。

符号の説明

２０眼鏡枠形状測定装置
３０操作パネル
４０タッチパネル
５０制御部
５１，５２メモリ
レンズ保持機構１００
１１１，１２１レンズ回転軸軸
２００Ｒ，２００Ｌレンズ加工ユニット
２０５Ｒ，２０５Ｌモータ
２１６Ｒ，２１６Ｌパルスモータ
２３０Ｒ，２３０Ｌ回転部
２３１Ｒ，２３１Ｌ回転軸
２３５Ｒ，２３５Ｌエンドミル
２３６溝掘カッター
２３８軟質バフ
２３９エンドミル
２４０Ｒ，２４０Ｌモータ
２５０Ｒ，２５０Ｌ左右・上下移動機構部

Claims

眼鏡レンズをレンズ回転軸で保持して回転するレンズ回転手段と、玉型形状データを入力する玉型データ入力手段と、入力された玉型形状データに基づいて眼鏡レンズのコバ位置を得るレンズコバ測定手段とを備え、レンズ周縁を玉型形状に基づいて加工するレンズ周縁加工装置において、
レンズ周縁を加工するためにエンドミル回転軸に取り付けられたエンドミルと、前記レンズ回転軸に対する前記エンドミル回転軸の傾斜角を変動する傾斜変動手段と、レンズ回転軸に保持されたレンズに対して前記エンドミルを相対的に移動する移動手段と、前記レンズコバ測定手段により測定されたコバ位置に基づいてレンズの周縁に形成するヤゲン軌跡を演算するヤゲン軌跡演算手段と、レンズ周縁にヤゲンを形成するためにレンズ前面側のヤゲン斜面の傾斜角、レンズ後面側のヤゲン斜面の傾斜角、ヤゲン高さ及びヤゲン肩の傾斜角を含むヤゲン形状データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたヤゲン高さ、ヤゲン肩の傾斜角のヤゲン形状データを変更する操作パネルを有する変更手段と、前記玉型データに基づいて前記移動手段を制御してレンズの周縁を前記エンドミルによって粗加工する粗加工制御手段と、前記粗加工制御手段によって粗加工されたレンズの周縁を、前記記憶手段に記憶されたヤゲン形状データ及び前記ヤゲン軌跡に基づいて前記傾斜変動手段及び移動手段を制御して前記エンドミルによってヤゲン加工するヤゲン加工制御手段であって、前記変更手段によるヤゲン形状データの変更があるときには、前記粗加工制御手段によって粗加工されたレンズの周縁を、変更されたヤゲン形状データに基づいて前記傾斜変動手段及び移動手段を制御して前記エンドミルによってヤゲン加工するヤゲン加工制御手段と、を備えることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
請求項１の眼鏡レンズ加工装置において、前記変更手段はさらに前記記憶手段に記憶されたレンズ前面側のヤゲン斜面の傾斜角及びレンズ後面側のヤゲン斜面の傾斜角をも変更可能であることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。