JP5415152B2 - レンズ搬送装置およびレンズ加工システム - Google Patents

Description

本発明は、レンズを高速搬送可能なレンズ搬送装置、および当該レンズ搬送装置を備えたレンズ加工システムに関する。

レンズ搬送装置、例えばレンズ自動加工装置に用いられるレンズ搬送装置としては、本願出願人による特許文献１（特開２００９−４５７０８号公報）に開示されたものがある。ここに開示されているレンズ加工装置は、未加工レンズを真空吸引などの手段により上下搬送可能なレンズホルダーに保持し、レンズホルダーを降下させて未加工レンズを下側に配置されているレンズ加工具に押し付け、この状態でレンズ加工具を回転させると共に揺動運動などを行わせて、レンズ加工を行う。レンズ加工装置にはレンズ搬送装置が付設されており、前段処理工程から受け取った未加工レンズをレンズ加工位置に搬送し、加工後のレンズを次段処理工程に引き渡すようになっている。

このレンズ搬送装置は、３位置に旋回可能な３位置旋回アクチュエータと、この３位置旋回アクチュエータに搭載された直動テーブルと、この直動テーブルの先端に搭載された２位置に旋回可能な旋回アクチュエータと、この旋回アクチュエータに搭載された２個のレンズ搬送容器とを備えている。各レンズ搬送容器は、レンズホルダーの直下、前処理工程から排出されるレンズの受け渡しを行う前段側受渡装置の真下、および、加工後のレンズを次処理工程に引き渡すための次段側受渡装置の真下の３位置のそれぞれにおいて中心が一致するように、取付位置の調整が行われる。

特開２００９−４５７０８号公報

上記のレンズ搬送装置は、狭い加工槽を持つレンズ加工装置におけるレンズの受け渡し作業には最適である。しかしながら、レンズ搬送動作は、３位置旋回アクチュエータによる旋回動作、直動テーブルによる直線送り動作、および、２位置旋回アクチュエータによる旋回動作の組み合わせからなる。このため、レンズを一つの位置から別の位置に搬送する際に必要とされるレンズ搬送容器の動作回数が多く、搬送時間を短縮化できないという解決すべき課題がある。また、レンズ搬送容器は、３位置旋回アクチュエータ、直動テーブルおよび２位置旋回アクチュエータの組み合わせ機構に搭載されているので、３位置にレンズ搬送容器が正確に位置決めできるようにするための位置調整作業が容易でなく、長時間使用した場合に、位置ずれが発生しやすいという解決すべき課題がある。

本発明の課題は、このような問題点を解消したレンズ搬送装置、および、当該レンズ搬送装置を備えたレンズ加工システムを提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、未加工レンズをレンズ加工装置のレンズホルダーに供給し、前記レンズホルダーから加工済みレンズを排出するレンズ搬送装置において、
第１位置において上方から未加工レンズを受け取り、当該未加工レンズを第２位置に搬送し、当該第２位置において上方に位置するレンズホルダーに当該未加工レンズを引き渡すために用いる供給側レンズ搬送容器と、
前記第２位置において上方に位置する前記レンズホルダーから加工済みレンズを受け取り、当該加工済みレンズを第３位置に搬送し、当該第３位置において上方に当該加工済みレンズを引き渡すために用いる排出側レンズ搬送容器と、
前記供給側レンズ搬送容器および前記排出側レンズ搬送容器を、同一高さ位置において一定の距離だけ離れた位置関係を保持した状態で前記第１、第２および第３位置が位置する移動平面上を移動させる二軸送り機構とを有し、
前記移動平面上には、前記供給側レンズ搬送容器および前記排出側レンズ搬送容器が前記第１位置、前記第２位置および前記第３位置のいずれにも干渉しない供給側退避位置および排出側退避位置が設定されており、
前記二軸送り機構は、前記供給側レンズ容器を前記第１位置、前記第２位置および前記供給側退避位置の間で直線移動させ、前記排出側レンズ容器を前記第２位置、前記第３位置および前記排出側退避位置の間で直線移動させることを特徴としている。

本発明のレンズ搬送装置では、二軸送り機構を用いて供給側レンズ搬送容器および排出側レンズ搬送容器を一体に直線状に移動させて、供給側レンズ搬送容器を第１位置、第２位置および供給側退避位置に位置決めすることができ、排出側レンズ搬送容器を第２位置、第３位置および排出側退避位置に位置決めすることができる。直線送りのみによって各容器の位置決めを行っているので、旋回アクチュエータを用いる場合とは異なり、少ない動作回数で短時間に搬送動作を行うことができ、位置決め調整も簡単になり、長時間使用した場合の位置決め誤差の発生も少ない。

また、本発明のレンズ搬送装置では、前記第１位置と、前記供給側退避位置、前記排出側退避位置、および前記第３位置を、この順序で直線状に配列し、前記第２位置を、前記第１位置および前記第３位置を結ぶ直線を底辺とする二等辺三角形の頂点に配置している。したがって、各容器を第１〜第３位置、および供給側退避位置、排出側退避位置に位置決めするための移動距離を短くでき、搬送時間を短縮できる。

さらに、本発明のレンズ搬送装置では、前記二軸送り機構は、前記供給側レンズ搬送容器および前記排出側レンズ搬送容器が搭載されている容器支持アームと、前記容器支持アームを前記第１位置および前記第３位置を結ぶ直線に直交する方向に直線送りするＹ軸テーブル機構と、前記Ｙ軸テーブル機構を前記第１位置および前記第３位置を結ぶ直線に沿って直線送りするＸ軸テーブル機構とを備えた構成とされている。

次に、本発明のレンズ加工システムは、レンズホルダーに保持されたレンズに対して加工を施すレンズ加工具を備えたレンズ加工装置と、未加工レンズを前記レンズ加工装置の前記レンズホルダーに供給し、前記レンズホルダーから加工済みレンズを排出するレンズ搬送装置とを有し、当該レンズ搬送装置として上記構成のレンズ搬送装置を用いることを特徴としている。

本発明においては、各容器を第１〜第３位置、供給側退避位置および排出側退避位置に搬送するために必要な動作回数が少なく、移動経路が短い直線経路となっているので、搬送時間を短くでき、レンズ搬送の高速化に有利である。また、各容器の位置調整も容易となり、長時間使用した場合の各容器の位置ずれも少ないという利点がある。

（ａ）は本発明の実施の形態に係るレンズ搬送装置が付設されているレンズ加工システムの例を示す概略構成図であり、（ｂ）は各部の配置関係を示す説明図である。 レンズ加工時のレンズホルダーおよびレンズ加工具を示す概略縦断面図である。 （ａ）は供給側レンズ搬送容器を示す概略縦断面図であり、（ｂ）は供給側レンズ搬送容器からレンズホルダーに未加工レンズを引き渡す状態を示す概略縦断面図である。 レンズ搬送装置によるレンズ搬送動作手順を示す説明図である。 レンズ搬送装置によるレンズ搬送動作手順を示す説明図である。

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態に係るレンズ加工システムを説明する。

図１（ａ）に示すように、レンズ加工システム１は、レンズ加工装置１０とレンズ搬送装置２０を有している。レンズ加工装置１０は、未加工レンズ２Ａを保持するレンズホルダー１１と、このレンズホルダー１１に保持された未加工レンズ２Ａのレンズ表面２ａに研磨加工などの加工を施すレンズ加工具１２とを備えている。

レンズ加工装置１０において、レンズホルダー１１は垂直に配置されているホルダースピンドル１３の下端に下向きに取り付けられており、ホルダースピンドル１３はホルダーシャフト１４によってその中心軸線１２ａ回りに回転自在の状態で支持されている。ホルダーシャフト１４はレンズ保持アーム１５に取り付けられており、レンズ保持アーム１５は昇降機構１６によって昇降するようになっている。

図２を参照して説明すると、レンズホルダー１１の下向きのレンズ保持面１１ａには真空吸引口１１ｂが開いている。真空吸引口１１ｂは、ホルダースピンドル１３の内部およびホルダーシャフト１４の内部を経由する吸引通路１７を介して不図示の真空吸引源に繋がっている。未加工レンズ２Ａはレンズ保持面１１ａに対して真空吸引により保持される。

レンズホルダー１１の下方には、レンズ加工具１２が上向き状態に配置されている。レンズ加工具１２は、不図示の回転機構によって、その中心軸線１２ａ回りに回転駆動されると共に、不図示の揺動機構などによって所定の移動軌跡に沿って移動可能となっている。

レンズホルダー１１に未加工レンズ２Ａを保持し、昇降機構１６によってレンズホルダー１１を降下させてレンズ加工具１２の加工面１２ｂに当接させる。この当接状態を維持しながら、レンズ加工具１２の回転および移動を行うことにより、レンズ表面２ａに対して研磨加工などが施される。

次に、図１を参照してレンズ搬送装置２０を説明する。レンズ搬送装置２０は、前段側の加工ステーションから受け取った未加工レンズ２Ａをレンズ加工装置１０のレンズホルダー１１に引き渡し、レンズホルダー１１から加工済みレンズ２Ｂを受け取り、次段側の加工ステーションに引き渡すための装置である。前段側および後段側に加工ステーションが無い場合には、新しいレンズ素材をレンズ加工装置１０に供給し、加工済みレンズをレンズ加工装置１０から排出して所定の収納場所に搬送するために用いられる。

レンズ搬送装置２０は、前段側の加工ステーション（図示せず）から未加工レンズ２Ａを受け取る供給側レンズ受渡装置２１と、加工済みレンズ２Ｂを次段側の加工ステーション（図示せず）に引き渡す排出側レンズ受渡装置２２と、供給側レンズ受渡装置２１から未加工レンズ２Ａを受け取り、レンズホルダー１１に引き渡すと共に、加工済みレンズ２Ｂをレンズホルダー１１から受け取り、排出側レンズ受渡装置２２に引き渡すレンズ搬送機構２３とを備えている。

図１（ｂ）には、レンズホルダー１１に対するレンズ受渡位置、供給側レンズ受渡装置２１によるレンズ引渡位置および排出側レンズ受渡装置２２によるレンズ受取位置の配置関係を示してある。この図に示すように、レンズホルダー１１に対するレンズ受渡位置である第２位置Ｐ２を頂点とする偏平な二等辺三角形の左右の角に供給側レンズ受渡装置２１によるレンズ引渡位置である第１位置Ｐ１および排出側レンズ受渡装置２２によるレンズ受取位置である第３位置Ｐ３が位置している。また、これらの位置Ｐ１〜Ｐ３は同一の水平面（移動平面）上に位置している。

レンズ搬送機構は、図１（ａ）に示すように、二軸送り機構２４と、この二軸送り機構２４によって水平面上を移動する供給側レンズ搬送容器２５および排出側レンズ搬送容器２６とを備えている。二軸送り機構２４は、容器搬送アーム２７と、この容器搬送アーム２７を水平面上におけるＹ軸方向に直線送りするＹ軸直動機構２８と、Ｙ軸直動機構２８を水平面上におけるＹ軸に直交するＸ軸方向に直線送りするＸ軸直動機構２９とを備えている。Ｘ軸方向は第１位置Ｐ１および第３位置Ｐ３を結ぶ直線Ｌ１に平行な方向であり、Ｙ軸方向はそれに直交する方向である。

容器搬送アーム２７は、Ｘ軸方向に延びるアーム部分２７ａと、このアーム部分２７ａにおけるＸ軸方向の中間位置からＹ軸方向に延びているアーム部分２７ｂとを備えており、Ｘ軸方向に延びるアーム部分２７ａにおける第１位置Ｐ１の側の端に供給側レンズ搬送容器２５が搭載されており、第３位置Ｐ３の側の端に排出側レンズ搬送容器２６が搭載されている。この容器搬送アーム２７はＹ軸直動機構２８によってＹ軸方向に直線往復移動可能であり、Ｙ軸直動機構２８はＸ軸直動機構２９によって支持されているので、供給側レンズ搬送容器２５および排出側レンズ搬送容器２６を、Ｘ軸およびＹ軸方向のストロークの範囲内において、水平面上における任意の位置に移動させることができる。

図１（ｂ）から分かるように、供給側レンズ搬送容器２５および排出側レンズ搬送容器２６は、第１位置Ｐ１および第２位置Ｐ２の間隔よりも狭い間隔で容器搬送アーム２７のアーム部分２７ａに搭載されている。これら第１位置Ｐ１および第３位置Ｐ３の間隔を適切に設定することにより、供給側レンズ搬送容器２５および排出側レンズ搬送容器２６は、図１において実線で示すように、水平面上において、第１〜第３位置Ｐ１〜Ｐ３のいずれにも干渉しない供給側退避位置Ｐ０（２５）および排出側退避位置Ｐ０（２６）に同時に位置決め可能となっている。

図１（ａ）および図３（ａ）に示すように、供給側レンズ搬送容器２５は、シャーレ状の容器本体２５ａと、この容器本体２５ａの上面に形成した円形の凹部２５ｂとを備えており、凹部２５ｂの円形内周面には、真上から円形輪郭の未加工レンズ２Ａを乗せることのできる円環状段部２５ｃが形成されている。この円環状段部２５ｃには、未加工レンズ２Ａが、その加工対象のレンズ表面２ａが下向きの状態で乗せられる。他方の排出側レンズ搬送容器２６も同一構造であるので、その説明を省略する。

図３（ｂ）に示すように、供給側レンズ搬送容器２５が第２位置Ｐ２に位置決めされた状態で、真上からレンズホルダー１１が降下して、未加工レンズ２Ａが当該レンズホルダー１１のレンズ保持面１１ａに吸着保持される。他方の排出側レンズ搬送容器２６の場合には、第２位置Ｐ２に位置決めされた状態で、真上からレンズホルダー１１が降下し、そのレンズ保持面１１ａから加工済みレンズ２Ｂが解放されて排出側レンズ搬送容器２６に乗せられる。

同様に、供給側レンズ受渡装置２１は、第１位置Ｐ１に位置決めされた供給側レンズ搬送容器２５の真上から降下して、そこに吸着保持されている未加工レンズ２Ａを供給側レンズ搬送容器２５に乗せるようになっている。排出側レンズ受渡装置２２は、第３位置Ｐ３に位置決めされた排出側レンズ搬送容器２６に乗っている加工済みレンズ２Ｂを、真上から降下して真空吸着して取り出すようになっている。

（搬送動作手順の説明）
図４および図５を参照して、レンズ加工システム１におけるレンズの搬送および加工動作を説明する。まず、図４（ａ）に示すように、二軸送り機構２４のＸ軸直動機構２９を駆動して、供給側レンズ搬送容器２５を退避位置Ｐ０（２５）から供給側レンズ受渡装置２１の真下の第１位置Ｐ１までＸ軸方向に直線状に移動させ、第１位置Ｐ１に位置決めする。この後に、供給側レンズ受渡装置２１から未加工レンズ２Ａを供給側レンズ受渡装置２１に引き渡す。

次に、二軸送り機構２４のＸ軸およびＹ軸直動機構２８、２９を駆動して、図４（ａ）に示す直線経路Ｓ１に沿って供給側レンズ搬送容器２５を第２位置Ｐ２に移動し、図４（ｂ）に示すように、供給側レンズ搬送容器２５を第２位置Ｐ２に位置決めする。この状態において、レンズ保持アーム１５を降下させてレンズホルダー１１により、供給側レンズ搬送容器２５に乗っている未加工レンズ２Ａを上方に取り出して吸着保持する（図３（ｂ）参照）。

この後は、レンズ保持アーム１５を上昇させてレンズホルダー１１を供給側レンズ搬送容器２５から上方に退避させる。次に、二軸送り機構２４のＸ、Ｙ軸直動機構２９、２８を駆動して、図４（ｂ）に示す直線経路Ｓ２に沿って供給側レンズ搬送容器２５を退避位置Ｐ０（２５）に退避させ、図４（ｃ）の状態にする。

この状態で、レンズ保持アーム１５を降下させて、レンズ加工具１２の加工面１２ｂにレンズホルダー１１に保持されている未加工レンズ２Ａのレンズ表面２ａを押圧してレンズ表面２ａの加工動作を行う（図２参照）。

レンズ加工中において、供給側レンズ受渡装置２１が前段側の加工ステーションから未加工レンズ２Ａを受け取って引き渡し待機中になると、二軸送り機構２４のＸ軸直動機構２９を駆動して、図４（ｃ）に示す直線経路Ｓ３に沿って供給側レンズ搬送容器２５を第１位置Ｐ１に移動し、ここに位置決めして、図４（ｄ）に示す状態にする。この後は供給側レンズ受渡装置２１から未加工レンズ２Ａを受け取る。しかる後に、Ｘ軸直動機構２９を駆動して、図４（ｄ）に示す直線経路Ｓ４に沿って供給側レンズ搬送容器２５を供給側退避位置Ｐ０（２５）に移動し、図４（ｅ）に示す状態にし、この状態でレンズ加工の終了を待つ。

レンズ加工が終了してレンズ保持アーム１５を上昇させた後は、二軸送り機構２４のＸ、Ｙ直動機構２８、２９を駆動して、図４（ｅ）に示す直線経路Ｓ５に沿って排出側レンズ搬送容器２６を第２位置Ｐ２に移動して、図５（ａ）の状態にする。この状態で、レンズ保持アーム１５を降下させてレンズホルダー１１に保持されている加工済みレンズ２Ｂを排出側レンズ搬送容器２６に引き渡す。

この後は、レンズ保持アーム１５を上昇させてレンズホルダー１１を上方に退避させた後に、二軸送り機構２４のＸ軸直動機構２９を駆動して、図５（ａ）に示す直線経路Ｓ６に沿って供給側レンズ搬送容器２５を移動させ、当該供給側レンズ搬送容器２５を第２位置Ｐ２に位置決めして、図５（ｂ）の状態にする。この状態において、供給側レンズ搬送容器２５に乗っている未加工レンズ２Ａをレンズホルダー１１に引き渡す。

次に、二軸送り機構２４のＸ、Ｙ軸直動機構２８、２９を駆動して、図５（ｂ）に示す直線経路Ｓ７に沿って、加工済みレンズ２Ｂが乗っている排出側レンズ搬送容器２６を移動させて、第３位置Ｐ３に位置決めして、図５（ｃ）の状態を形成する。

この状態で、レンズ加工装置の側（第２位置）では、レンズ保持アーム１５を降下させて、レンズ加工具１２に未加工レンズ２Ａを押圧して加工を開始する。また、レンズ搬送装置の側では、第３位置Ｐ３に位置決めした排出側レンズ搬送容器２６から加工済みレンズ２Ｂを排出側レンズ受渡装置２２に引き渡し、引き渡しが終了した後は、Ｘ軸直動機構２９を駆動して、図５（ｃ）に示す直線経路Ｓ８に沿って、排出側レンズ搬送容器２６および供給側レンズ搬送容器２５を排出側退避位置Ｐ０（２６）、供給側退避位置Ｐ０（２５）に戻し、図５（ｄ）の状態に移行する。

この後は、図４（ｄ）〜図５（ｄ）までの動作を繰り返すことにより、レンズ２Ａ、２Ｂの搬送および加工が繰り返し行われる。

１ レンズ加工システム
２Ａ 未加工レンズ
２ａ レンズ表面
２Ｂ 加工済みレンズ
１０ レンズ加工装置
１１ レンズホルダー
１１ａ レンズ保持面
１２ レンズ加工具
１２ａ 中心軸線
１２ｂ 加工面
１３ ホルダースピンドル
１４ ホルダーシャフト
１５ レンズ保持アーム
１６ 昇降機構
２０ レンズ搬送装置
２１ 供給側レンズ受渡装置
２２ 排出側レンズ受渡装置
２３ レンズ搬送機構
２４ 二軸送り機構
２５ 供給側レンズ搬送容器
２６ 排出側レンズ搬送容器
２７ 容器搬送アーム
２７ａ、２７ｂ アーム部分
２８ Ｙ軸直動機構
２９ Ｘ軸直動機構
Ｐ０（２５） 供給側退避位置
Ｐ０（２６） 排出側退避位置
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置
Ｐ３ 第３位置

Claims (3)

1. 未加工レンズ（２Ａ）をレンズ加工装置（１０）のレンズホルダー（１１）に供給し、前記レンズホルダー（１１）から加工済みレンズ（２Ｂ）を排出するレンズ搬送装置（２０）において、
   第１位置（Ｐ１）において上方から未加工レンズ（２Ａ）を受け取り、当該未加工レンズ（２Ａ）を第２位置（Ｐ２）に搬送し、当該第２位置（Ｐ２）において上方に位置するレンズホルダー（１１）に当該未加工レンズ（２Ａ）を引き渡すために用いる供給側レンズ搬送容器（２５）と、
   前記第２位置（Ｐ２）において上方に位置する前記レンズホルダー（１１）から加工済みレンズ（２Ｂ）を受け取り、当該加工済みレンズ（２Ｂ）を第３位置（Ｐ３）に搬送し、当該第３位置（Ｐ３）において上方に当該加工済みレンズ（２Ｂ）を引き渡すために用いる排出側レンズ搬送容器（２６）と、
   前記供給側レンズ搬送容器（２５）および前記排出側レンズ搬送容器（２６）を、同一高さ位置において一定の距離だけ離れた位置関係を保持した状態で前記第１、第２および第３位置（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が位置する移動平面上を移動させる二軸送り機構（２４）とを有し、
   前記移動平面上には、前記供給側レンズ搬送容器（２５）および前記排出側レンズ搬送容器（２６）が前記第１位置（Ｐ１）、前記第２位置（Ｐ２）および前記第３位置（Ｐ３）のいずれにも干渉しない供給側退避位置（Ｐ０（２５））および排出側退避位置（Ｐ０（２６））が設定されており、
   前記第１位置（Ｐ１）、前記供給側退避位置（Ｐ０（２５））、前記排出側退避位置（Ｐ０（２６））、および前記第３位置（Ｐ３）は、この順序で直線上に位置し、前記第２位置（Ｐ２）は、前記第１位置（Ｐ１）および前記第３位置（Ｐ３）を結ぶ直線を底辺とする二等辺三角形の頂点に配置されており、
   前記二軸送り機構（２４）は、前記供給側レンズ搬送容器（２５）および前記排出側レンズ搬送容器（２６）が搭載されている容器支持アーム（２７）と、前記容器支持アーム（２７）を前記第１位置（Ｐ１）および前記第３位置（Ｐ３）を結ぶ直線（Ｘ）に直交する方向（Ｙ）に直線送りするＹ軸テーブル機構（２８）と、前記Ｙ軸テーブル機構（２８）を前記第１位置（Ｐ１）および前記第３位置（Ｐ３）を結ぶ直線（Ｘ）に沿って直線送りするＸ軸テーブル機構（２９）とを備えており、
   前記供給側レンズ搬送容器（２５）を前記第１位置（Ｐ１）および前記第２位置（Ｐ２）の間、並びに、前記第２位置（Ｐ２）および前記供給側退避位置（Ｐ０（２５））の間で、それぞれ直線移動させ、前記排出側レンズ搬送容器（２６）を前記第２位置（Ｐ２）および前記第３位置（Ｐ３）の間、並びに、前記第３位置（Ｐ３）および前記排出側退避位置（Ｐ０（２６））の間で、それぞれ直線移動させることを特徴とするレンズ搬送装置（２０）。
2. 前記第１位置（Ｐ１）に位置決めされた前記供給側レンズ搬送容器（２５）に上方から未加工レンズ（２Ａ）を引き渡す供給側レンズ受渡装置（２１）と、
   前記第３位置（Ｐ３）に位置決めされた前記排出側レンズ搬送容器（２６）から上方に加工済みレンズ（２Ｂ）を取り出す排出側レンズ受渡装置（２２）とを有していることを特徴とする請求項１に記載のレンズ搬送装置（２０）。
3. レンズホルダー（１１）に保持されたレンズ（２Ａ）に対して加工を施すレンズ加工具（１２）を備えたレンズ加工装置（１０）と、
   未加工レンズ（２Ａ）を前記レンズ加工装置（１０）の前記レンズホルダー（１１）に供給し、前記レンズホルダー（１１）から加工済みレンズ（２Ｂ）を排出するレンズ搬送装置とを有し、
   前記レンズ搬送装置は請求項１または２に記載のレンズ搬送装置（２０）であることを特徴とするレンズ加工システム（１）。

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