JPH01295756A - 非金属材料の曲面加工装置 - Google Patents

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装置に係わり、更に
詳しくはガラスやプラスチック等のレンズ材料を球面加
工する球面研削盤等の加工装置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
が二輪あるため、軸同志が干渉しないようにするために
は、ホイールヘットを旋回角度を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、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為、作業能率が極めて悪いと言う
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’　　（半球）以上の球面加工及び多軸
で加工を行う場合であっても、桟面の球面加工を容易に
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るようにした非金属材
料の曲面加工装置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、ベント上に、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、かつベット上を所定旋回角度で水平旋回可能に
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には、回転駆動可能なホイー
ル軸を備え、かつワークヘットに対して接近離反可能に
構成し、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旋回可能に設けることによ
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
加工装置であって、ワークストック装置に収容されてい
る凹面または凸面のレンズ材料を、交換アームを介して
ワーク取付は軸に自動的に脱着させ、そしてワーク取付
は軸に装着されたワークを、同一平面上において旋回す
る少なくとも一台以上のホイールヘットに装着したカッ
タ工具により回転駆動させると共に、前進させてワーク
を、１８０”以上及び桟面の凹状の球面また凸状の球面
の加工するようにしたことを特徴とするものである。

〔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１０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１４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１．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
１９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、前記作動ロフト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、
また他端側にプーリ２５が取付けられている。このプー
リ２５ば、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２６は
、ワークヘラ）−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が回転駆動するとブーＵ　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へット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ット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、ホイールヘット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
多段状のプーリ４０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４大のプーリ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はホイールヘット５ａ、５ｂの支持チー・プ
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はアンギャラーヘソド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５，３
を備えたエンドレス状のチェーン５４も所定方向に１ピ
ン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、１８００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、ワークへ・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９
２ａ、９２ｂを各々配設し、この検出手段９２ａ。

９２ｂと前記駆動装Ｗ、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ｌ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、ナツト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２９０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に速
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Ｊ９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
イールヘラ）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、次に、ホイールへント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９．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、ホイールヘット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
イールヘラ）５ｂを介して旋回さ廿（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°ζ、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。

（ｂｌ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。

次に、制御装置１ｆ９０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
に速進位置切込量と、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、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、ホイールヘラ）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３鶴手前位置まで前
進させた状態で、ワークヘット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）５ａを３鶴程度後退させた後、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、ホイールヘラｌ−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、ホイールへット５ｂを３　＋ｎ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漫画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、上記のようにベット上に、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
つベツド上を所定旋回角度で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
ホイールヘットには、回転駆動可能なホイール軸を備え
、かつワークヘットに対して接近離反可能に構成し、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
ーク交換アームを旋回可能に設けたため、多軸で加工を
行う場合であっても、１８０°以上の球面加工及び波面
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。 １・・・ベット、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 (1)

【特許請求の範囲】
1. ベット上に、ワーク取付け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
   ワーク取付け軸に対面し、かつベット上を所定旋回角度
   で水平旋回可能に配設された少なくとも一台以上のホィ
   ールヘットとを設置し、前記ホィールヘットには、回転
   駆動可能なホィール軸を備え、かつワークヘットに対し
   て接近離反可能に構成し、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
   ワーク取付け軸との間に、ワーク交換アームを旋回可能
   に設けたことを特徴とする非金属材料の曲面加工装置。