JPH01295755A

JPH01295755A - 非金属材料の曲面加工方法

Info

Publication number: JPH01295755A
Application number: JP12206188A
Authority: JP
Inventors: Masao Otani; 大谷　正雄; Takashi Kondo; 隆近藤; Michio Numao; 道夫沼尾; Masahiro Okada; 全博岡田
Original assignee: Kyoritsu Seiki Corp
Current assignee: Kyoritsu Seiki Corp
Priority date: 1988-05-20
Filing date: 1988-05-20
Publication date: 1989-11-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、非金属材料の曲面加工方法に係わり、更に
詳しくはガラスレンズやプラスチックレンズ等のワーク
の凸面及び凹面を、人手を介することなくワークの交換
を自動的に行って効率良く加工することが出来る非金属
材料の曲面加工方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、レンズ等の球面を研摩する装置としては、例えば
−軸で加工を行う特公昭４４−３７５６号公報や、多軸
で加工を行う特公昭４４−２３２７７号公報等が知られ
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然しなから、このような従来の研摩装置にあっては、レ
ンズを装着するワーク軸を研摩工具を取付けたホイール
軸に対して進退させながら切り込む方式であり、１８０
”　（半球）以上の球面の研削加工を行うのが難しく、
また特に多頭球面研削盤の場合には、ホイールヘットが
二軸あるため、軸同志が干渉しないようにするためには
、ホイールヘットの旋回角度を４０°以下にすることが
出来ず、従って上記とは逆に漫画の球面の研削加工を行
うことが出来ないと言う問題があった。

また、従来の装置にあっては、被加工物であるレンズの
交換は、作業員が一々ワーク軸にレイズを取付けたり、
取外し作業を行っていたため、作業能率が掻めて悪いと
言う問題もあった。

この発明は、かかる従来の問題点に着目して案出された
もので、１８０”以上（半球）の球面加工及び多軸で加
工を行う場合であっても、漫画の凹凸した球面加工を行
うことが出来ると共に、ワークの交換を人手を介するこ
となく自動的に行うことが出来るようにした非金属材料
の曲面加工方法を提供することを目的とするものである
。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は上記目的を達成するため、ベツド上に、ワー
ク取付は軸を備えた上下及び前後方向に位置調整可能な
ワークヘットと、このワークヘットのワーク取付は軸に
対面し、かつベツド上を所定角度水平旋回可能に配設さ
れた少なくとも一台以上のホイールヘットとを設置し、
前記ホイールヘットは、ワークヘットに対して接近離反
可能に構成すると共に、回転駆動可能なホイール軸を備
え、前記ワークヘットの近傍にワークストック装置を設
置し、このワークストック装置とワーク取付は軸との間
に、ワーク交換アームを設け、ワーク取付は軸に装着さ
れたワークに対して、工具を取付けたホイール軸を進退
かつ旋回作動させることにより、半球面、即ち１８０°
以上の凹状の球面また凸状の球面及び旋回角度を制御装
置によって制御することにより、多軸球面研削盤の漫画
の加工を容易に行うことが出来るようにしたことを要旨
とするものである。

〔発明の作用〕

この発明は、上記のように構成された非金属材料の曲面
加工方法であって、ワークの凸面加工の場合には、予め
加工装置の制御装置に、ワークヘットの前進位置及びワ
ークの回転速度を設定するとともに、研摩工具を取付け
たホイールヘットの制御装置に遠進位置切込量と、切込
速度を設定し、このような状態で、凸面を有する複数個
のワークを収容しているワークストック装置からワーク
交換アームを介してワークを取出し、このワークをワー
ク取付は軸に自動的に装着し、そしてワークヘットをホ
イールヘットの近傍まで前進させた状態で、ワークを所
定の回転速度で回転させ、またホイールヘットを、前記
ワーク取付は軸に装着されているワークに前進させて、
所定の切込量に対応した速度により前進させながら所定
時間ワークの凸面の荒研削、中研削、仕上げ研削等を行
い、加工終了後、ワークヘット及びホイールヘットを原
点位置まで後退させ、この状態で、加工されたワークを
ワーク取付は軸から開放すると共に、該ワークをワーク
交換アームを介してワークストック装置に収容させるー
・方、未加工状態のワークをワーク取付は軸に自動的に
装着することを特徴とするとするものである。

また、この発明では、ワークの凹面加工を行う場合には
、予め加工装置の制御装置に、ワークヘットの前進速度
及びワークの回転速度を設定するとともに、研摩工具を
取付けたホイールヘットの制御装置に遠進位置切込量と
、切込速度を設定し、このような状態で、凹面を有する
複数個のワークを収容しているワークストック装置から
ワーク交換アームを介してワークを取出し、このワーク
をワーク取付は軸に自動的に装着し、そしてホイールヘ
ットをワークの研削加工開始位置の手前まで前進させた
状態で、ワークヘットをホイールヘットの近傍まで前進
させ、この状態でワークを所定の回転速度で回転させる
と共にホイールヘットを、前記ワークに前進させて、所
定の切込量に対応した速度により前進させながら所定時
間ワークの凹面の荒研削、中研削、仕上げ研削等を行い
、加工終了後、ワークヘット及びホイールヘットを原点
位置まで後退させ、この状態で、加工されたワークをワ
ーク取付は軸から開放すると共に、該ワークをワーク交
換アームを介してワークストック装置に収容させる一方
、未加工状態のワークをワーク取付は軸に自動的に装着
することを特徴としている。

〔発明の実施例〕

以下添付図面に基いて、この発明の詳細な説明する。

第１図は、この発明を実施した球面研削盤の正面図、第
２図は側面図、第３図は平面図であって、この球面研削
盤は、ベツド１上に、ワーク取付は軸２を備えた進退自
在で、かつ昇降可能なワークヘット３と、前記ワーク取
付は軸２に対面して水平方向に旋回自在に設置されたホ
イール軸４を備えた二台のホイールヘット５ａ。

５ｂとが設置が設置され、またワークヘット３の上部に
は、ワークストック装置６が設置されている。

前記、ワークヘット３は、第１図〜第３図に示すように
ベット１上に設置されたガイド部材７に、支持台８を介
して摺動可能に載置され、そして第４図に示すような移
動機構９により前後方向に移動可能に構成されている。

移動機構９は、第４図に示すように、ネジ軸１０と、こ
れに螺嵌するナツト１１と、ネジ軸ｌＯを回転させるハ
ンドル１２とで構成され、ナツト１１は、ベット１に固
定されている。

従って、ネジ軸１０をハンドル１２により回転させると
、ワークヘット３は、ナツト１１を介してガイド部材７
に沿って前後に摺動する。

なお、移動機構９を自動化させるために、例えば移動機
構を、ボールスクリューと、このボールスクリューに螺
嵌するナツトと、ボールスクリューを回転駆動するパル
スモータとで構成し、このナツトは、ベット１に固定す
るようにしても良い。

また、ワークヘット３は、支持台８に設けられた昇降手
段１４を介して、上下方向に移動調整可能に支持され、
この昇降手段工４としては支持台８上に植設された回転
駆動可能な調整ナツト１５に、ワークヘット３に設けら
れたネジ１６が螺嵌し、調整ナツト１５を回転操作する
ことで、ワークヘット３が上下方向に移動し、ワーク取
付は軸２の軸芯を調整し得るように構成されている。

なお、１７はワークヘット３の軸芯の位置を常に検出す
るために設置したマイクロメータ等の検出器であって、
加工時には、芯出し等に利用するものである。

次に、ワーク取付は軸２は、第４図〜第６図に示すよう
に、ワークヘット３の中心部に軸受１８を介して水平方
向に回転自在に収容され、ワーク取付は軸２の先端には
、ワークＷをクランプするチャック１９が取付けられ、
また後端側には、チャック１９を開閉する開閉手段２０
と、ワーク取付は軸２を所定の回転速度で回転させる回
転駆動装置２１が設けられている。

前記、開閉手段２０は、チャック１９と連結された作動
ロッド２２の後端側に、該作動ロッド２２を前後に移動
させるエアーシリンダー２３が連結され、このエアーシ
リンダー２３を伸縮作動させることによってチャック１
９を開閉させることによりワークＷをチャッキングした
り、開放させるように構成されている。

また、エアーチャックを使用してワークＷをチャッキン
グすることも可能である。

回転駆動装置２１は、前記作動ロッド２２を覆うワーク
取付は軸２の一端に、前記チャック１９が取付けられ、
また他端側にブーＩＪ　２５が取付けられている。この
プーリ２５は、駆動モータ２６の出力軸に設けられたプ
ーリ２７とベルト２８を介して連結され、駆動モータ２
６は、ワークヘット３の支持台８の後端側に取付けられ
ている。

従って、駆動モータ２６が回転駆動するとプーリ２７→
ベルト２８→プーリ２５を介してワーク取付は軸２が回
転駆動され、これと同時にチャック１９に保持されたワ
ークＷが回転駆動するものである。

次に、ワーク取付は軸２に対面して水平方向に旋回自在
に設置された二台のホイールヘット５ａ、５ｂは、第７
図及び第８図に示すようにベツド１上に設置された旋回
軸２１を中心にして旋回するアンギュラ−ヘッド３０に
係合する夫々の支持テーブル３１を介して、夫々旋回可
能に載置されている。また、各支持テーブル３１に載置
されているホイールヘラ）５ａ、５ｂは、支持テーブル
３１内に組み込まれたボールネジ３２とナツト３３を介
して連結され、このボールネジ３２は、パルスモータ３
４により回転駆動されるようになっている。

従って、ボールネジ３２がパルスモータ３４により回転
駆動されると、ナツト３３を介してホイールヘット５ａ
、５ｂがワークヘット３側に所定距離進退移動するもの
である。

前記、ホイールへット５ａ、５ｂに設けられたホイール
軸４は、先端に研摩工具Ｑが着脱自在に取付けられ、後
端には多段状のプーリ３６が取付けられている。また、
ホイールヘット５ａ、５ｂ上には、回転駆動モータ３７
が設置され、この回転駆動モータ３７の出力軸３８には
前記多段状のプーリ３６とベルト３９を介して連結する
多段状のブーＩＪ４０が取付けられている。

従って、回転駆動モータ３７が回転駆動すると多段状の
プーリ４０−ベルト３９−多段状のブーＵ　３６を介し
てホイール軸４が所定の速度で回転し、その先端に取付
けられている研摩工具Ｑを回転駆動するのである。

なお、４１はホイールへット５ａ、５ｂの支持テーブル
３１をアンギャラーヘッド３０に固定するハンドルであ
り、また４２はアンギャラーヘッド３０をベツド１に対
して回転させる駆動手段でけある。

次に、またワークヘット３の上部に設置されたワークス
トック装置６は、第９図〜第１２図に示すように、駆動
スプロケット５１と従動スプロケット５２とが所定の間
隔を隔てて水平に配設され、この駆動スプロケット５１
と従動スプロケット５２とは、複数のワークホルダー５
３を備えたエンドレス状のチェーン５４が掛は廻されて
いる。

前記、駆動スプロケット５１の駆動軸５５の下端部には
、第９図及び第１０図に示すように、アーム５６を介し
てエアーシリンダー５７のロッド５８が連結され、エア
ーシリンダー５７の１ストロークで駆動スプロケット５
１が１ピッチ回転し、これによりワークホルダー５３を
備えたエンドレス状のチェーン５４も所定方向に１ピッ
チ回転するようになっている。

また、５９は従動スプロケット５２に係合するストッパ
装置であり、エアーシリンダー等の駆動装置によりスト
ッパロッド６０が突出して従動スプロケット５２に係合
し、ワーク交換時の位置決めを行っている。

前記、ワークストック装置６と、ワークヘット３のワー
ク取付は軸２との間には、ワーク交換アーム７０が配設
されている。

このワーク交換アーム７０は、第１図、第１１図、第１
２図に示すように、ワークヘット３上に設置された支持
装置７１に、軸受７２を介して旋回軸７３が水平に保持
され、この旋回軸７３の後端側は、駆動シリンダー（図
示せず）と歯車機構を介して接続され、また先端側には
、保持部材７４を介してワークチャック部材７５の中央
部が取付けられている。

ワークチャック部材７５は、ワークＷを保持する凹状の
保持部材７６と、保持部材７６に対して出没可能なロン
ド状の固定部材７７とから構成され、この固定部材７７
は、シリンダー７８を介して出没するように構成されて
いる。

前記、旋回軸７３は、１８０″または９０゜等の任意な
角度に旋回出来るようになっており、この発明の実施例
では、ワーク交換アーム７０にストックされているワー
クＷと、ワーク取付は軸２に取付けられたワークＷとを
交換するために、１８０’及び９０”に旋回するように
構成されている。

なお、第１図〜第３図において、８０はこの装置の制御
装置を示している。

また、第１３図は、ワークヘット３のワーク取付は軸２
の軸芯と、ホイール軸４の軸芯とが加工時や、温度変化
等でずれた場合に、自動的に補正する装置の他の実施例
である。

この実施例は、ワークヘット３に、パルスモータ等の駆
動装置９０を介してワーク取付は軸２の昇降機構９１を
設け、またベット１上に、ベット上面からワーク取付は
軸２の軸芯までの距離と、ホイールヘット５ａ、５ｂの
ホール軸４の軸芯までの距離とを検出する検出手段９２
ａ、９２ｂを各々配設し、この検出手段９２ａ。

９２ｂと前記駆動装置９０とを制御装置９３を介して接
続し、前記検出手段９２ａ、９２ｂにより検出したベツ
ド１からの距離を制御装置９３で比較演算し、制御信号
を駆動装置９０に出力する。そして、昇降機構９１を介
してワーク取付は軸２の軸芯とホイール軸４の軸芯とを
一致させるように補正制御するようにしたのである。

昇降機構９１としては、上記実施例と同様にボールスク
リュー９１ａと、ナンド９１ｂとで構成され、ボールス
クリュー９１ａは駆動装置９０により回転駆動されるも
のである。

以上のように構成することで、ワーク取付は軸２の軸芯
とホイール軸４の軸芯とがずれた場合、人手を介するこ
となく自動的に補正して、加工精度の向上を図ることが
出来ると共に、作業性、生産性の向上を図ることが出来
るのである。

次に、ワークＷの曲面加工方法を、凸面加工する場合と
、凹面を加工する場合について説明する。但し、ワーク
ヘット前後移動機構９及びホイールヘット旋回用は、パ
ルスモータがついているものとして説明する。

（ａｌワークＷの凸面を加工する方法。

まず、ホイールヘット５ａ、５ｂのホイール４Ａ、４Ｂ
の旋回角度を設定し、制御装置８０に記憶させる。即ち
、ホイール４Ｂを、ホイール４Ａに干渉しない位置に、
ホイールヘット５ｂを旋回させ、ホイール４Ａは、加工
位置に旋回させる。また、ホイール４Ａとホイール４Ｂ
とが干渉しない加工の場合には、ホイール４Ａ。

ホイール４Ｂは、共に加工位置に旋回させる。

次に、制御装置９０に、ワークヘット３の前進位置及び
ワークＷの回転速度を設定するとともに、研摩工具Ｑを
取付けたホイールヘット５ａ、５ｂの制御装置８０に遠
進位置切込量と、切込速度を設定する。

このような状態で、ワーク取付は軸２のチャック１９を
開閉手段２０により開状態にし、凸面を有する複数個の
ワークＷを収容しているワークストック装置６からワー
ク交換アーム７０を介してワークＷを取出し、このワー
クＷをワーク取付は軸２に自動的に装着してチャック１
９を閉操作してクランプさせる。

次に、ワークへット３を移動機構９を介して加工位置ま
で前進させた状態で、ワークＷを回転駆動装置２１を介
して所定の回転速度で回転させる。一方、ホイールヘラ
）５ａを、パルスモータ３４及びボールネジ３２を介し
て前記ワーク取付は軸２に装着されているワークＷ側に
前進させ、更に回転駆動モータ３７によりホイール軸４
Ａに取付けられている研削工具Ｑの回転駆動を開始させ
る。このような状態で加工動作を開始し、所定の切込量
に対応した速度により前進させながら、所定時間ワーク
の凸面の荒研削、中研削、仕上げ研削等を行う。

このようにして、ホイール軸４Ａによる加工終了後、ホ
イールへッ）５ａを原点位置まで後退させ、ホイール軸
４Ａを旋回させて、ホイール軸４Ｂと干渉しない位置に
移動させ、１次に、ホイールヘット５ｂを加工位置まで
旋回させて（ホイール軸４Ａとホイール軸４Ｂとが干渉
しない加工の場合には、旋回させる必要はない。）ホイ
ール軸４Ｂに取付けられている研削工具Ｑにより、上記
と同様な作動によりワークＷの凸面加工を行う。

そして、ホイールヘラ）５ａを原点位置まで後退させ、
ホイール軸４Ｂをホイール軸４Ａに干渉しない位置にホ
イールヘット５ｂを介して旋回させ（ホイール軸４Ａと
ホイール軸４Ｂとが干渉しない加工の場合には、旋回さ
せる必要はない。）、このようにして、ホイール軸４Ａ
。

４Ｂによる加工が全て終了した段階で、加工されたワー
クＷをワーク取付は軸２のチャック１９から開放すると
共に、該ワークＷをワーク交換アーム７０を介してワー
クストック装置６に収容させる一方、次の未加工状態の
ワークＷをワーク取付は軸２に自動的に装着して、上記
の加工作動を繰返し行うことにより、ワークＷの凸面加
工を行うのである。

（ｂ）ワークＷの凹面を加工する場合。

まず、ホイールヘット５ａ、５ｂのホイール４Ａ、４Ｂ
の旋回角度を設定し、制御装置８０に記憶させる。即ち
、ホイール４Ｂを、ホイール４Ａに干渉しない位置に、
ホイールヘット５ｂを旋回させ、ホイール４Ａは、加工
位置に旋回させる。また、ホイール４Ａ、４Ｂとが干渉
しない加工の場合には、ホイール４Ａ、４Ｂ共に、加工
位置に旋回させる。

このような状態で、ワーク取付は軸２のチャック１９を
開閉手段２０により開状態にし、凹面を有する複数個の
ワークＷを収容しているワークストック装置６からワー
ク交換アーム７０を介してワークＷを取出し、このワー
クＷをワ一り取付は軸２に自動的に装着してチャック１
９を閉操作してクランプさせる。

次に、ホイールヘラ１−５ａを、駆動装置３４を介して
ワークＷの研削加工開始位置近傍、約３１１手前位置ま
で前進させた状態で、ワークへット３を加工位置まで前
進させ、ワークＷを回転駆動装置２１を介して所定の回
転速度で回転させる。そしてホイールヘット５ａを、パ
ルスモータ３４及びボールネジ３２を介して前記ワーク
取付は軸２に装着されているワークＷ側に前進させ、更
に回転駆動モータ３７によりホイール軸４Ａに取付けら
れている研削工具Ｑの回転駆動を開始させる。このよう
な状態で加工動作を開始し、所定の切込量に対応した速
度により前進させながら、所定時間ワークの凹面の荒研
削、中研削、仕上げ研削等を行う。

このようにして、ホイール軸４Ａによる加工終了後、ホ
イールヘラｌ−５ａを３ｗ程度後退させた後、ワークヘ
ット３．ホイールヘット５ａの順で原点位置まで後退さ
せ、ホイール軸４Ａを旋回させて、ホイール軸４Ｂと干
渉しない位置に移動させ、次に、ホイールヘット５ｂを
加工位置まで旋回させて（ホイール軸４Ａとホイール軸
４Ｂとが干渉しない加工の場合には、旋回させる必要は
ない。）、ホイール軸４Ｂに取付けられている研削工具
Ｑにより、上記と同様な作動によりワークＷの凹面加工
を行う。

そして、ホイールヘット５ｂを３１ｍ程度後退させた後
、ワークヘット３．ホイールヘット５ａの順で原点位置
まで後退させ、ホイール軸４Ｂをホイール軸４Ａに干渉
しない位置にホイールへ・ノド５ｂを介して旋回させ（
ホイール軸４Ａとホイール軸４Ｂとが干渉しない加工の
場合には、旋回させる必要はない。）、このようにして
、ホイール軸４Ａ、４Ｂによる加工が全て終了した段階
で、加工されたワークＷをワーク取付は軸２のチャック
１９から開放すると共に、該ワークＷをワーク交換アー
ム７０を介してワークストック装置６に収容させる一方
、次の未加工状態のワークＷをワーク取付は軸２に自動
的に装着して、上記の加工作動を繰返し行うことにより
、ワークＷの凹面加工を行うのである。

以上のような操作を繰返し行うことで、ワークＷの１８
０’以上の球面加工及び桟面の球面加工を容易に行うこ
とが出来るのである。

〔発明の効果〕

この発明は、上記のように構成されているため、ワーク
を多軸で加工を行う場合であっても、１８０°以上及び
桟面の凹凸した球面加工を容易に行うことが出来ると共
に、ワークの交換を人手を介することなく自動的に行う
ことが出来、従ってワークの曲面加工の作業効率を著し
く向上させることが出来ると共に、生産性の向上を図る
ことが出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を実施した球面研削盤の正面図、第
２図は側面図、第３図は平面図、第４図はワー・クヘッ
トの一部拡大断面図、第５図は第４図のワークヘットの
左側面図、第６図はワーク取付は軸の一部拡大断面図、
第７図はホイールヘットの拡大縦断正面図、第８図はホ
イールヘットの側面図、第９図はワークストック装置の
拡大平面図、第１０図は第９図の正面図、第１１図はワ
ーク交換アームの一部縦断拡大側面図、第１２図はワー
ク交換アームの正面図、第１３図はワーク取付は軸の軸
芯と、ホイール軸の軸芯とを自動的に調整する他の実施
例を示す概略構成図である。 ■・・・ベツド、２・・・ワーク取付は軸、３・・・ワ
ークヘット、４・・・ホイール軸、５ａ、５ｂ・・・ホ
イールヘット、６・・・ワークストック装置、７０・・
・ワーク交換アーム、Ｗ・・・ワーク、Ｑ・・・研削工
具。代理人　弁理士　小　川　信　−

Claims

【特許請求の範囲】１、予め加工装置の制御装置に、ワークヘットの前進位
置及びワークの回転速度を設定するとともに、研摩工具
を取付けたホィールヘットの制御装置に遠進位置切込量
と、切込速度を設定し、このような状態で、凸面を有す
る複数個のワークを収容しているワークストック装置か
らワーク交換アームを介してワークを取出し、このワー
クをワーク取付け軸に自動的に装着し、そしてワークヘ
ットをホィールヘットの近傍まで前進させた状態で、ワ
ークを所定の回転速度で回転させ、またホィールヘット
を、前記ワーク取付け軸に装着されているワークに前進
させて、所定の切込量に対応した速度により前進させな
がら所定時間ワークの凸面の荒研削、中研削、仕上げ研
削等を行い、加工終了後、ワークヘット及びホィールヘ
ットを原点位置まで後退させ、この状態で、加工された
ワークをワーク取付け軸から開放すると共に、該ワーク
をワーク交換アームを介してワークストック装置に収容
させる一方、未加工状態のワークをワーク取付け軸に自
動的に装着することを特徴とする非金属材料の曲面加工
方法。２、予め加工装置の制御装置に、ワークヘットの前進位
置及びワークの回転速度を設定するとともに、研摩工具
を取付けたホィールヘットの制御装置に遠進位置切込量
と、切込速度を設定し、このような状態で、凹面を有す
る複数個のワークを収容しているワークストック装置か
らワーク交換アームを介してワークを取出し、このワー
クをワーク取付け軸に自動的に装着し、そしてホィール
ヘットをワークの研削加工開始位置の手前まで前進させ
た状態で、ワークヘットをホィールヘットの近傍まで前
進させ、この状態でワークを所定の回転速度で回転させ
ると共にホィールヘットを、前記ワークに前進させて、
所定の切込量に対応した速度により前進させながら所定
時間ワークの凹面の荒研削、中研削、仕上げ研削等を行
い、加工終了後、ワークヘット及びホィールヘットを原
点位置まで後退させ、この状態で、加工されたワークを
ワーク取付け軸から開放すると共に、該ワークをワーク
交換アームを介してワークストック装置に収容させる一
方、未加工状態のワークをワーク取付け軸に自動的に装
着することを特徴とする非金属材料の曲面加工方法。