JP5456550B2 - レンズ加工装置 - Google Patents

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この発明は、レンズ加工装置に係わり、更に詳しくは種々の大きさ(径,厚さ等)のレンズ素材を研削砥石等の研削工具に押圧させて曲面加工する際に、レンズ素材を保持するワークホルダを研削工具の研削面に対して一定の押圧力(荷重)により押圧させながら旋回運動、揺動運動及び上下運動をさせて加工するレンズ加工装置に関するものである。
従来、レンズ加工装置として、レンズを半円弧状の研削砥石の研削工具(ダイヤモンドペレット、ウレタンパッド等)を使用して精研削加工、研磨加工を行う装置として、オスカー式研磨機や、球心式研磨機が知られている。
しかしながら、上記のようなレンズ加工装置は、加工するレンズの形状により加工出来ないものがあるため、あらゆるレンズに対応できるレンズ加工機が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上記のレンズ加工装置は、直線ガイドの組合せで揺動運動や旋回運動をさせているため、構造及び動きが複雑で、装置も大型化して高価となる問題があった。
特開2009−45686号公報
この発明はかかる従来の課題に着目し、固定された研削工具の研削面に対してワークホルダに装着されたレンズ素材を一定の押圧力で押圧させながら直線運動と回転運動とを組合せて揺動,旋回運動及び上下運動をさせながら曲面加工を行うので、レンズ素材の大きさや形状等に制限を受けることなく、容易に加工することが出来、しかも機械サイズがコンパクトなレンズ加工装置を提供することを目的とするものである。
この発明は上記目的を達成するため、ホイールヘッドに研削工具を着脱可能に装着した少なくとも一軸以上のスピンドルと、該スピンドルと同一軸線上にレンズ素材を着脱可能に装着するワークホルダを備えたワーク軸と、このワーク軸を保持するワーク軸ベース部材と、前記ワーク軸ベース部材を旋回させると同時に左右に揺動運動させる旋回・揺動駆動装置及びワーク軸ベース部材を上下運動させる上下駆動装置とから成り、前記旋回・揺動駆動装置を、ワーク軸ベース部材に連結された旋回シャフトを回転駆動させる旋回駆動モータと、旋回シャフトに連結されたロータに揺動シャフトを介して回転駆動させる揺動駆動モータとで構成し、前記ワークホルダに装着したレンズ素材を研削工具の研削面に対して揺動運動,旋回運動,上下運動をさせながら一定の荷重で押圧させて曲面加工を行うことを要旨とするものである。
ここで、記上下駆動装置は、ワーク軸と並列に吊設されたベースプレート上にガイド手段を介して旋回シャフトと揺動シャフトをスライド可能に係合し、前記ベースプレートの上部に昇降駆動モータを設置し、この昇降駆動モータの回転駆動軸に、前記旋回シャフトと揺動シャフトとの支持部材を螺嵌させ、前記昇降駆動モータの正転または逆転の回転駆動により旋回シャフトと揺動シャフトをガイド手段に沿って上下動させ、ワーク軸ベース部材及びワークホルダを介してワークホルダに装着されたレンズ素材を研削工具の研削面に対して上下運動させるように構成したものである。
更に、前記ワークホルダに、緩衝部材を介してワークWを吸着保持する吸着手段を接続して構成するものである。
この発明は、上記のようにホイールヘッドに研削工具を着脱可能に装着した少なくとも一軸以上のスピンドルと、該スピンドルと同一軸線上にレンズ素材を着脱可能に装着するワークホルダを備えたワーク軸と、このワーク軸を保持するワーク軸ベース部材と、前記ワーク軸ベース部材を旋回させると同時に左右に揺動運動させる旋回・揺動駆動装置及びワーク軸ベース部材を上下運動させる上下駆動装置とから成り、前記旋回・揺動駆動装置は、ワーク軸ベース部材に連結された旋回シャフトを回転駆動させる旋回駆動モータと、旋回シャフトに連結されたロータに揺動シャフトを介して回転駆動させる揺動駆動モータとで構成し、前記上下駆動装置は、ワーク軸と並列に吊設されたベースプレート上にガイド手段を介して旋回シャフトと揺動シャフトをスライド可能に係合し、前記ベースプレートの上部に昇降駆動モータを設置し、この昇降駆動モータの回転駆動軸に、前記旋回シャフトと揺動シャフトとの支持部材を螺嵌させ、前記昇降駆動モータの正転または逆転の回転駆動により旋回シャフトと揺動シャフトをガイド手段に沿って上下動させ、ワーク軸ベース部材及びワークホルダを介してワークホルダに装着されたレンズ素材を研削工具の研削面に対して上下運動させるように構成し、前記ワークホルダに装着したレンズ素材を研削工具の研削面に対して揺動運動,旋回運動,上下運動をさせながら一定の荷重で押圧させて曲面加工を行うようにしたので、レンズ素材の大きさや形状等に制限を受けることなく、しかも機械サイズをコンパクトにすることが出来る効果がある。
この発明を実施したレンズ加工装置全体の平面図である。 図1のレンズ加工装置の正面図である。 図2の左側面図である。 図2のA−A矢視拡大断面図である。 図2のX部の一部拡大断面図である。 ワーク加工工程の説明図で、ワークのセット位置の正面図である。 ワーク加工工程の説明図で、ワークホルダに装着されたワークを所定角度旋回させた状態の説明図である。 ワーク加工工程の説明図で、ワークを砥石の研削面に所定の荷重で押圧しながら当接させた状態の説明図である。 ワーク加工工程の説明図で、ワークを砥石の研削面に揺動,回転、かつ上下動させながら加工している状態の説明図である。 ワーク加工工程の説明図で、図9と同様にワークを砥石の研削面に揺動,回転、かつ上下動させながら加工している状態の説明図である。 ワーク加工工程の説明図で、加工が完了したワークを下降させて待機位置に移動させる工程の説明図である。 ワーク加工工程の説明図で、ワークホルダを定位置に戻した状態の説明図である。
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。
図1は、この発明を実施した二軸タイプのレンズ加工装置全体の平面図、図2は図1のレンズ加工装置全体の正面図、図3は図2の左側面図、図4は図2のA−A矢視拡大断面図を示し、前記レンズ加工装置1は、レンズ加工装置1の機台2上に、中空方形状のレンズ加工室3a,3bが設置され、レンズ加工室3a,3bの上部前面側には、レンズ加工装置1の操作盤4と、加工室3a,3bの扉5a,5bを上方に開放させる開閉シリンダー6とが設置されている。
前記レンズ加工室3a,3b内には図4, 図5に示すように、ホイールヘッド7に円弧状の研削面を備えた砥石等の研削工具8を着脱可能に装着した少なくとも少なくとも一軸以上のスピンドル9と、該スピンドル9と同一軸線上にレンズ素材Wを着脱可能に装着するワークホルダ10を備えた回転アダプター11a及びワーク軸11と、このワーク軸11を保持するワーク軸ベース部材12とが設けられ、このレンズ加工室3a,3bの背面側には、前記ワーク軸ベース部材12を旋回させると同時に左右に揺動運動させる旋回・揺動駆動装置13及びワーク軸ベース部材12を上下運動させる上下駆動装置14とが設置され、この発明のレンズ加工装置1は、前記ワークホルダ10に装着したレンズ素材Wを研削工具8の研削面8xに対して揺動運動,旋回運動,上下運動をさせながら一定の押圧力で押圧させて所定の曲率の曲面加工を行うものである。
前記旋回・揺動駆動装置13は、図4及び図5に示すようにワーク軸ベース部材12に旋回シャフト19aの先端が連結され、この旋回シャフト19aの後端側には、旋回シャフト19aを回転駆動させるステッピングモータ等の旋回軸駆動モータ15が連結されている。
また、前記旋回シャフト19aにベアリングケースやベアリング等の軸受け部材16を介してロータ17が旋回可能に連結され、このロータ17にベアリングケースやベアリング等の軸受け部材18を介して連結された揺動シャフト19bの後端側には、揺動シャフト19bを回転駆動させるステッピングモータ等の揺動軸駆動モータ20が取付られている。なお、21A,21Bは、ワーク軸ベース部材12及びロータ17の原点センサを示している。
また、前記上下駆動装置14は、図4に示すように、ワーク軸11と並列に吊設されたベースプレート22上に平行に敷設されたレール等のガイド手段23に前記旋回シャフト19aと揺動シャフト19bとがスライド可能に係合し、また前記ベースプレート22の上部に昇降駆動モータ24が設置されている。
そして、前記昇降駆動モータ24の回転駆動軸25(ボールネジ等)に、前記旋回シャフト19aと揺動シャフト19bとの支持部材26がナット部材等(図示せず)を介して螺嵌し、前記昇降駆動モータ24の正転または逆転の回転駆動により回転駆動軸25及び支持部材26を介して旋回シャフト19aと揺動シャフト19bをガイド手段23に沿って上下動させ、ワーク軸ベース部材12及びワークホルダ10を介して、該ワークホルダ10に装着されたレンズ素材Wを研削工具8の研削面8xに対して上下運動させるように構成してある。
ウレタン等の緩衝部材を介してレンズ素材Wを吸着保持するワークホルダ10は、図5に示すように、ワーク軸11内に形成されたバキューム通路29を介して接続されるバキューム装置等の吸着手段30により吸着保持するように構成されている。
次に、上記のようなレンズ加工装置1を使用して例えば、直径15mm〜直径80mmのガラス等の素材からレンズWを加工する方法について、図6〜図12を参照しながら説明する。
〔実施例〕
(a).ワークの大きさ:φ15mm〜φ80mmのガラス板 (b).砥石の大きさ :15mm〜160mmをワークの種類に応じて選択する
(c).砥石の種類:1500番のダイヤモンドペレット、またはウレタンパッド
(d).加工時間:(1分〜2分)
(e):砥石へのワーク荷重:0.5Kg〜12Kg、段階的に変化させる
まず、レンズ加工装置1の操作盤4に加工するワークWの加工条件のデータを入力しておき、上下駆動装置14によりワークホルダ10のワークへッド28が下降限にいる状態で、ワークホルダ10には、図6に示すように、緩衝部材を介して所定の大きさのレンズ素材Wをバキューム装置等の吸着手段30により吸着保持させておく。
この状態から、図7に示すように、旋回・揺動駆動装置13を駆動させてワーク軸ベース部材12及びワークホルダ10を反時計方向に所定の角度(ワークWの大きさとアールにより0度〜45度の範囲で振る)旋回させ、ワークホルダ10に装着されたレンズ素材Wを研削工具8の研削面8xに対して所定の角度傾斜させる。
次に、図8に示すように、上下駆動装置14の昇降駆動モータ24を回転駆動させて回転駆動軸25を回転駆動し、支持部材26を介して旋回シャフト19aと揺動シャフト19bとをガイド手段23に沿って移動させ、ワーク軸ベース部材12及びワークホルダ10を介して、該ワークホルダ10に装着されたレンズ素材Wを研削工具8の研削面8xに対して所定の圧力により当接させる。
そして、図9及び図10に示すように、旋回・揺動駆動装置13の旋回軸駆動モータ15、揺動軸駆動モータ20をそれぞれ駆動させて旋回シャフト19aと揺動シャフト19bとを旋回及び揺動させると共に、前記上下駆動装置14の昇降駆動モータ24を回転駆動させて回転駆動軸25を回転駆動させることで旋回シャフト19aと揺動シャフト19bとを昇降作動させ、このように旋回シャフト19aと揺動シャフト19b及び昇降用の回転駆動軸25の3軸を同時に制御しながらワークWを加工する。
このように研削面8xに当接しているワークWを回転運動,揺動運動、上下運動させて所定時間(この実施例では1〜2分程度であるが、ワークの種類に応じて任意に設定する)繰り返すことで、目的としたレンズ加工が終了するまで行うものである。
そして、レンズ加工が完了したら、旋回・揺動駆動装置13の旋回軸駆動モータ15及び揺動軸駆動モータ20を停止させ、図11に示すように、上下駆動装置14の昇降駆動モータ24を回転駆動させて回転駆動軸25を回転駆動させて支持部材26を介して旋回シャフト19aと揺動シャフト19bとをガイド手段23に沿って下降移動させ、加工が完了したワークWを元の位置まで下降させ、図12に示すように傾いていたワークホルダ10に装着されたレンズ素材Wを旋回・揺動駆動装置13の旋回軸駆動モータ15及び揺動軸駆動モータ20を駆動させて鉛直向きにし、最初のワークWの取付け、取り外し位置に戻すしワンサイクルの加工を完了する。
なお、加工時間や、揺動運動、上下運動は、ワークWの大きさ、形状に対応して予めレンズ加工装置1の操作盤4にそのデータを入力しておくことで連続した加工を行うことが出来るのである。
以上のように、ワークホルダ10に装着したレンズのワークWを研削工具8の研削面8xに対して揺動運動,回転運動,上下運動をさせながら一定の荷重で押圧させて曲面加工を行うので、レンズ素材Wの大きさや形状等に制限を受けることなく加工することが出来る。
この発明では、ガラスの原料または樹脂材料の原料を研磨加工して精度の高いレンズ研磨加工を行うことが出来る。
1 レンズ加工装置
2 機台
3a,3b レンズ加工室
4 操作盤
5a,5b 扉
6 開閉シリンダー
7 ホイールヘッド
8 研削工具
8x 研削面
9 スピンドル
10 ワークホルダ
11 ワーク軸
12 ワーク軸ベース部材
13 旋回・揺動駆動装置
14 上下駆動装置
15 旋回軸駆動モータ
16 軸受け部材
17 ロータ
18 軸受け部材
19a 旋回シャフト
19b 揺動シャフト
20 揺動軸駆動モータ
21A,21B 原点センサ
22 ベースプレート
23 ガイド手段
24 昇降駆動モータ
25 回転駆動軸(ボールネジ等)
26 支持部材
28 ワークへッド
29 バキューム通路
30 吸着手段

Claims (3)

  1. ホイールヘッドに研削工具を着脱可能に装着した少なくとも一軸以上のスピンドルと、該スピンドルと同一軸線上にレンズ素材を着脱可能に装着するワークホルダを備えたワーク軸と、このワーク軸を保持するワーク軸ベース部材と、前記ワーク軸ベース部材を旋回させると同時に左右に揺動運動させる旋回・揺動駆動装置及びワーク軸ベース部材を上下運動させる上下駆動装置とから成り、前記旋回・揺動駆動装置を、ワーク軸ベース部材に連結された旋回シャフトを回転駆動させる旋回駆動モータと、旋回シャフトに連結されたロータに揺動シャフトを介して回転駆動させる揺動駆動モータとで構成し、前記ワークホルダに装着したレンズ素材を研削工具の研削面に対して揺動運動,旋回運動,上下運動をさせながら一定の荷重で押圧させて曲面加工を行うことを特徴とするレンズ加工装置。
  2. 前記上下駆動装置は、ワーク軸と並列に吊設されたベースプレート上にガイド手段を介して旋回シャフトと揺動シャフトをスライド可能に係合し、前記ベースプレートの上部に昇降駆動モータを設置し、この昇降駆動モータの回転駆動軸に、前記旋回シャフトと揺動シャフトとの支持部材を螺嵌させ、前記昇降駆動モータの正転または逆転の回転駆動により旋回シャフトと揺動シャフトをガイド手段に沿って上下動させ、ワーク軸ベース部材及びワークホルダを介してワークホルダに装着されたレンズ素材を研削工具の研削面に対して上下運動させるように構成した請求項1記載のレンズ加工装置。
  3. 前記ワークホルダに、緩衝部材を介してレンズ素材を吸着保持する吸着手段を接続した請求項1またはに記載のレンズ加工装置。
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