JPH03111701A - 工作物測定装置を備えた光学素子加工装置 - 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） 本発明は加工された光学素子の寸法精度を数値制御技術
を利用し自動的に確認するようにした工作物測定方法お
よび装置に関するものである。

（従来の技術） この種の光学素子の寸法精度、特にその中心厚さ、スラ
スト寸法および曲率半径は、第６〜８図及び光学工業技
術研究組合発行“レンズ・プリズム加工技術°８０”に
示すように、簡単な横置を使用し加工装置から取り外し
た後、個別に測定していた。

即ち、第６図はダイヤルゲージ等の簡単な測定器１２を
使用し、ワーク（レンズ）２の中心厚さを計測する装置
を示し、台１３の上面が測定器１２の垂直線上で凸面と
なっている。

又、第７図は台１３を平面としワーク２の平面部分にお
いてワークのイラスト寸法を計る手動測定装置を示す。

更に、第８図は球面環（リング）１４と測定器１２とを
用いてワーク（レンズ）２の曲率半径をマスターレンズ
との比較で計る手動測定装置を示す。

（発明が解決しようとする課題） この種光学素子の寸法精度、特に中心厚さ、スラスト寸
法および曲率半径は品質を維持管理するうえで重要な中
間検査（インライン計測）として行われているが、それ
ぞれを、各々特有の装置により測定しているため作業工
数がかかる欠点があった。

又、測定を人間の感覚で行うため、測定誤差が発生する
可能性が大きかった。

更に、測定時ワークを加工装置から外して抜取り検査で
行っているが、その結果がタイムリーにフィードバック
されないため、品質のバラツキが発生することがしばし
ばあった。

又、加工装置上に測定器を持込んで、寸法精度の確認を
行うことも可能であるが、確認に時間がかかり実質的で
なかった。

本発明はかかる従来の欠点を除去し、寸法精度の確認を
光学素子が加工装置に保持されている状態で行うととも
にその結果をその場で直ちにフィードバックできるよう
にした工作物測定方法及び装置を提供することを目的と
する。

（課題を解決するための手段および作用）本発明工作物
測定装置はワークの搬送を行うローディング装置と、こ
のローディング装置に付設したタッチセンサと、ワーク
を保持し直角方向に移動するＮＣ駆動装置と、その制御
装置とを備えるることを特徴とする。

また、本発明方法はワークの搬送を行うローディング装
置と、そのローディング装置に付設したタッチセンサと
、ワークを保持し直角方向に移動するＮＣ駆動装置と、
その制御装置とで構成された工作物測定装置を用い、加
工機にワークを保持した状態で前記ＮＣ駆動装置の移動
量および前記制御装置の計算機能によりワークの寸法及
び形状を求めるようにしたことを特徴とする。

第１図及び第２図に示す本発明工作物測定方法の概念図
において、１はＮＣ駆動する加工機本体を示し、ワーク
２を保持するコレットチャック１１とワーク軸３を備え
ている。

４はワークを搬送するローディング装置を示し、ワーク
チャック５とともにタッチセンサ６を備えている。

７はＮＣ制御装置を示し、ワーク軸３を２方向に駆動す
るサーボモータ８やローディング装置４のＹ方向位置制
御を行うサーボモータ９とともにタッチセンサ６に接続
されて演算処理を行った後、その出力を制御軸群１０に
供給して所望の制御指示を行い得るようにする。

尚、タッチセンサ６の移動接線は、第２図に示すように
ワーク軸３のＺ方向に対し直角方向であればいかなる方
向をもとり得るように配置する。

（第１実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明するが、以下
の図面において第１図に示した構成部分と同一部分には
同一符号を付して説明する。

第３図に示す本発明工作物測定方法を実施する装置にお
いて、１はＮＣ駆動する加工機本体でワーク２を保持す
るコレットチャック１１とワーク軸３とを有している。

ワークを搬送するローディング装置４はワークチャック
５とともにタッチセンサ６を備えている。

ＮＣ制御装置７はワーク軸３をＺ方向に駆動するサーボ
モータ８およびローディング装置４のＹ方向位置制御を
行うサーボモータ９と共にタッチセンサー６に接続され
て演算処理を行い、その出力を制御軸群１０に接続して
所望の制御指示を行い得るようにする。

かように構成された本発明工作物測定装置の作動を加工
装置と関連させて説明する。

自動ガラス研削機で加工するワーク（レンズの被測定物
）２は、まずコンベア等（図示せず）の位置からローデ
ィング装置４に装着したワークチャック５により保持し
、ワーク軸３の下側に移送後、加工機のコレットチャッ
ク１１により把持し、加工工具（図示せず）に押当てる
ことにより、加工される。本発明はその加工後のワーク
２を測定する方法である。

ローディング装置４は、サーボモータ９とＮＣ制御装置
７によりミクロンオーダで任意に位置決めできる構造と
なっており、かつ、ワーク軸３のＺ方向に対し直角方向
であればいかなる方向をもとり得るように配置されてい
るため、これに装着しているタッチセンサ６もワーク２
の中心を通るように構成されている。

このタッチセンサ６としては、作動感知の繰返し再現性
が一ミクロン以下の高精度のセンサを使用するのがこう
できである。

ワーク軸３はサーボモータ８とＮＣ制御装置７によりミ
クロンオーダでＺ方向に移動し位置決め、検出ができる
構造とする。

この第１実施例では、ワーク２の中心厚さを計測する場
合の動作を順をおって説明する。

加工終了後のワーク軸３はＺ方向の原点位置に移動し停
止している。次にタッチセンサー６がワーク軸線上に移
動後停止する。なお、Ｚ方向の原点位置はワーク２の裏
面が接するコレットチャック■１のあてつけ面であり、
この基準点からタッチセンサ６の作動点までの距離ａを
予め基準寸法としてＮＣ制御装置７に記憶させておく。

次にワーク軸３をサーボモーター８により動かしワーク
２の面でタッチセンサー６が作動するまでの距離すはＮ
Ｃ制御装置７により係数されているので正確に測定され
る。従ってワーク２の中心厚さＣは次式の簡単な計算で
求めることができる。

中心厚さＣ＝基基準寸法−ワーク軸移動量すこの計算は
ＮＣ制御装置７で自動的に行われ表示されると共に公差
より外れた場合には次のワークにフィードバックさせる
べく制御軸群１０に自動指令される。

このようにワークが加工機に保持された状態で自動加工
するのに必要な既存のユニットを利用しワーク２の中心
厚さを自動計測および処理するため、費用及び作業工数
がかからず、又、タイムリにフィードバックが掛かるた
め品質の安定を図ることができる。

（第２実施例） 第４図に本発明工作物測定方法を実施する装置の第２実
施例を示す。図中第３図に示す構成部材と同一部材には
同一符号を付して示し、その説明を省略する。従って本
例では構成の説明は省略し、ワーク２のスラスト計測を
行う場合の作動を順を追って説明する。

本実施例が第１実施例と相違する所はタッチセンサ６の
停止位置がワーク２の下向き平面位置に移動している点
である。

７−り２（以下レンズと称する）のスラスト寸法は裏面
（この場合は平面）の基準位置から表面の平面までの厚
さであり、しかるも裏面基準位置はコレットチャックの
あてつけ面である。従って、この基準点からタッチセン
サ６の作動点までの距離をａ、レンズの下向き平面位置
が下降しタッチセンサ６が作動するまでの距離をｂとす
れば、レンズスラスト寸法Ｃは次式で求めることができ
る。

スラスト寸法Ｃ＝基準寸法ａ−ワーク軸移動量ｂ タッチセンサ６の停止位置はＺ軸線上＋ｄ寸法であるが
、この６寸法は図面より求めることができるため、この
値をあらかじめＮＣ制御装置７に入れておくと計算し停
止位置を決めてくれる。この計算及びこれ以降の処理も
第１実施例と同一であるためその説明を省略する。

従って、ローディング装置４に装着したタッチセンサ６
の位置を僅か移動するだけで上述した所と同様の動作に
よりスラスト寸法を測定することができる。

（第３実施例） 第５図に本発明工作物測定方法を実施する装置の第３実
施例を示す。第５図において第３図に示す構成部材と同
一部材には同一符号を付して示し、その説明を省略する
。従って本例では構成の説明は省略し、ワーク２の曲率
半径の計測を行う場合の作動を順を追って説明する。

ワーク２（以下レンズと称する）の曲率半径は従来例の
球面計で計る方法からも明らかなように決められたレン
ゲ径ＣＤ）が被計測レンズアール面に接する底面からレ
ンズ頂点までの高さをｈとすると、曲率半径Ｒは次式で
求めることができる。

Ｒ＝　（Ｄ／２）　２＋ｈ２／２ｈ 一方、本例の構成素子を使ってレンズの曲率半径を計測
する場合には、第１実施例の方法によりタッチセンサ６
の作動点とレンズ頂点までの距離すとを求め、レンゲ径
に相当するＤの１／２、つまり、ｆ値を決め、Ｚ軸線上
よりタッチセンサ６を移動させ、再度ワーク軸３を下降
しタッチセンサ６が作動するまでの距離ｄを求める。こ
の計測により上式の高さｈを次式から求めることができ
る。

ｈ＝ｂ−ｄ 従って曲率半径Ｒは次式により求めることができる。

Ｒ＝ｆ２＋ｈ２／２ｈ 尚ｆ値は図面より求められるので、これを予めＮＣ制御
装置７に入れておくと、これが自動的に計算し停止位置
を決めることができる。

かように、これらの一連の計算と動作はＮＣ制御装置７
で自動的に行われ表示されると共に公差より外れた場合
には次ワークにフィードバックさせるべく制御軸群１０
に自動指令されることは前記実施例の場合と同様である
。

本例は第１実施例と組合わせて実行することも容易であ
り、従って自動測定が一層短時間で行なえ、その効果は
大なるものである。

又、本例によれば基準リング等の特定治具を使うことな
く曲率半径Ｒの絶対値が計測できるため、汎用性が高（
なる。

（発明の効果） 上述したように、本発明工作物測定方法および装置によ
れば以下に示す効果を呈することができる。

ガラスの自動加工に必要な既存のユニットを利用し、こ
れにタッチセンサを付設しただけで、レンズの中心厚さ
、スラスト寸法、曲率半径が自動計測できるため、設備
費および治工具の費用がかからない。

３種類の検査項目が１回で自動計測し、処理できるため
品質の安定化が向上する。

ＮＣ制御装置によりタイムリにフィードバックを行うこ
とができるため、品質の安定化を一層向上させることが
できる。

ワークが加工機に保持された状態で自動測定を行うため
、人によるバラツキが発生せず、品質管理を行うのが容
易となる。

制御装置に数値データを入力するだけで計測できるため
汎用性が高くなる。。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明工作物測定方法の概念を示す説明図、 第２図は本発明工作物測定方法の制御軸の位置関係を示
す説明図、 第３図は中心厚さの測定を行う本発明工作物測定方法を
実施する装置の第１実施例を示す説明図、第４図はスラ
ストの測定を行う本発明工作物測定方法を実施する装置
の第２実施例を示す説明図、第５図は曲率半径の測定を
行う本発明工作物測定方法を実施する装置の第３実施例
を示す説明図、第６図は中心厚さの測定を行う従来の工
作物測定方法を実施する装置を示す説明図、 第７図はスラストの測定を行う従来の工作物測定方法を
実施する装置を示す説明図、 第８図は曲率半径の測定を行う従来の工作物測定方法を
実施する装置を示す説明図である。 加工機本体 ワーク ワーク軸 ローディング装置 ワークチャック タッチセンサ ＮＣ制御装置 サーボモータ サーボモータ 制御軸群 コレットチャック 測定器 台 基準環（リング）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ワークの搬送を行うローディング装置と、このロー
   ディング装置に付設したタッチセンサと、ワークを保持
   し直角方向に移動するＮＣ駆動装置と、その制御装置と
   を備えるることを特徴とする工作物測定装置。 ２、ワークの搬送を行うローディング装置と、そのロー
   ディング装置に付設したタッチセンサと、ワークを保持
   し直角方向に移動するＮＣ駆動装置と、その制御装置と
   で構成された工作物測定装置を用い、加工機にワークを
   保持した状態で前記ＮＣ駆動装置の移動量および前記制
   御装置の計算機能によりワークの寸法及び形状を求める
   ようにしたことを特徴とする工作物測定方法。