JPH09276762A - 自動レンズ墨塗り装置の教示方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 墨塗りするレンズの形状を入力し、墨塗りヘ
ッドの動作を自動的に決定する。 【解決手段】 吸着手段を有した回転軸にレンズを保持
したまま芯出しを行った後、墨塗りヘッドをレンズに接
近させ、レンズを回転しながらレンズ外周面および端面
に塗装する際、墨塗りするレンズの形状データを入力
し、予め設定されたプログラムにより上記形状データに
基づいて墨塗りヘッドを搭載したＸ−Ｙテーブルの複数
の移動位置データを計算し、該計算値に基づいて上記墨
塗りヘッドの動作を自動的に決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動レンズ墨塗り
装置に備えた墨塗りヘッドによりレンズの外周面及び端
面を墨塗りする際、墨塗りヘッドに対する複数の動作位
置データを、墨塗りするレンズの形状データから自動計
算して墨塗りヘッドの動作を決定する自動レンズ墨塗り
装置の教示方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動レンズ墨塗り装置の技術は、
特開平３−２９６４５９号公報で公開されている。この
技術では墨塗りヘッドの駆動にエアシリンダを用いてお
り、停止位置はストッパ位置を手動で調整することによ
り決定される。

【０００３】また、一般的に墨塗りヘッドの駆動に位置
決め制御可能なモータを使用することは容易に考えられ
る技術である。上記モータの動作位置を教示させるため
の一般的な方法としては、モータをＪＯＧ送りで回転さ
せることにより墨塗りヘッドを所望の位置へ移動させ、
その位置を記憶させる方法がある。または、上記所望の
位置を墨塗りヘッドの原点位置から人が計算、または計
測することにより求め、その求められたデータを入力
し、位置データとして記憶させる方法がある。上記のい
ずれの方法にあっても、新たに墨塗りヘッドの動作位置
データを教示させるには、人がストッパ位置の調整、ま
たはモータのＪＯＧ送りによる位置教示、または所望位
置の計算、計測結果の入力といったいずれかの作業を行
わなければならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】今日、あらゆる分野の
ほとんどの製品の生産形態は多品種少量生産であり、レ
ンズの場合も例外ではなく、日々形状の違うレンズが小
ロットで生産されている。こうした状況の中、自動レン
ズ墨塗り装置に要求されることは、複数の形状の違った
レンズに対応した墨塗りヘッドの動作位置データの複数
記憶機能と、その複数記憶された動作位置データからレ
ンズの形状に対応したデータを選択する選択機能はもち
ろんのこと、新規に墨塗りヘッドの動作位置を教示する
場合に於いて、いかに少ない作業で、迅速かつ正確に教
示を行えるかである。しかし、前記従来技術では、人が
墨塗りヘッドの停止位置を手動にて調整するか、或い
は、位置決め制御用モータのＪＯＧ送りという作業を経
て所望位置を決定するか、または、前記所望位置を計算
または計測により求めるという作業を経て入力しなけれ
ばならず大変面倒である。また人の介入時間に比例して
ミスする確率も増えてくる。

【０００５】そこで、本発明は上記した問題点に鑑みて
なされたもので、墨塗りするレンズの形状を入力するこ
とにより、墨塗りヘッドの動作を自動的に決定すること
が可能な自動レンズ墨塗りヘッド装置の教示方法及び装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、真空吸着手段を有した回転軸にレンズを
保持したまま芯出しを行った後、墨塗りヘッドをレンズ
に接近させ、レンズを回転しながらレンズ外周面および
端面に塗装する自動レンズ墨塗り装置の教示方法におい
て、墨塗りするレンズの形状データを入力し、予め設定
されたプログラムにより上記形状データに基づいて墨塗
りヘッドを搭載したＸ−Ｙテーブルの複数の移動位置デ
ータを計算し、該計算値に基づいて上記墨塗りヘッドの
動作を自動的に決定することを特徴とする。

【０００７】また、本発明の自動レンズ墨塗り装置の教
示装置は、レンズを吸着保持し回転する保持手段と、レ
ンズを保持したまま芯出しする芯出し手段と、芯出しし
たレンズの光軸方向と平行な面上を移動可能なＸ−Ｙテ
ーブルと、該Ｘ−ＹテーブルをＸ方向且つ、Ｙ方向に位
置決め動作可能にする２軸のサーボモータと、該２軸の
サーボモータを位置決め制御するサーボモータドライバ
と、上記２軸のサーボモータを指定位置へ動作させるた
め、上記サーボモータドライバに指定パルス列を送出
し、且つ、予め設定されたプログラムにより上記サーボ
モータを順次動作可能にするモータコントローラと、上
記Ｘ−Ｙテーブル上に固定され、レンズ外周面及び端面
に墨塗りを行うための１つ以上の墨塗りヘッドと、レン
ズの形状データを入力するための入力装置と、該入力装
置から入力されたレンズの形状データから、上記Ｘ−Ｙ
テーブルを動作させるための複数の移動位置データを計
算し、且つ、該計算結果を上記モータコントローラへ送
出する計算装置とを有し、レンズの形状データを入力す
ることにより墨塗りヘッドの動作を自動的に決定するこ
とを特徴とする。

【０００８】上記構成からなる本発明の作用を説明す
る。上記構成により、入力装置へ入力されたレンズ形状
データに基づき計算装置が、レンズ墨塗り用のデータ、
すなわち墨塗りヘッドの動作位置を計算する。さらにモ
ータコントローラは上記計算結果に従い、２軸のサーボ
モータを駆動させる。これによりＸ−Ｙテーブルはある
一平面上を平行移動し、加えてＸ−Ｙテーブル上の上記
墨塗りヘッドもある一平面上を平行移動する。この結
果、上記墨塗りヘッドはレンズの外周面及び端面に接近
する位置へ移動する。以上の作用によりレンズ外周面及
び端面の墨塗りを行える。

【０００９】さらに、新規に墨塗りヘッドの動作位置を
教示する場合に於いても、上記入力装置からレンズの形
状データを入力するだけで、上記計算装置が墨塗りヘッ
ドの動作位置データを計算し、その計算結果に基づいて
レンズの墨塗りを行える。すなわち、最小限の人の介入
により新規レンズに対する墨塗り動作の教示が行える。

【００１０】

【発明の実施の形態】先ず、本発明の実施形態によりレ
ンズの墨塗りを行う自動レンズ墨塗り装置の概略につい
て図１に基づいて説明する。図１は自動レンズ墨塗り装
置１の全体構成を示す斜視図である。

【００１１】上記自動レンズ墨塗り装置１は、基台２に
各構成ユニットであるレンズ吸着回転ユニット１０と墨
塗りユニット２０が組み付けられている。上記基台２
は、その表面に上記レンズ吸着回転ユニット１０と墨塗
りユニット２０が組み付けられてもそれらの荷重に耐
え、変形することの無い一様に平面な板である。

【００１２】上記レンズ吸着回転ユニット１０には、レ
ンズ１３を吸着するための、中空でかつ円筒状をした吸
着筒１１が、基台２の上面または表面と平行して取り付
けられ、その端面でレンズ１３を図１に示すように基台
２に対して垂直な向きに吸着保持する。この吸着筒１１
には、レンズ１３の吸着保持側とは反対側の端部にプー
リ１５ａが取り付けられている。このプーリ１５ａは、
ベルト１６とプーリ１５ｂを介してモータ１４に連結さ
れており、モータ１４が回転することにより上記吸着筒
１１もその軸線回りに回転可能となっている。また、上
記基台２の表面と垂直方向で、且つ、上記吸着筒１１を
挟んでそれぞれ上下動自在な芯出しヘッド１２ａ、１２
ｂが上下に対向配置されており、上記吸着筒１１に保持
されたレンズ１３を上下から挟み込むことにより芯出し
が可能となっている。上記芯出しヘッド１２ｂは、上記
レンズ１３の外周面と対向する先端にＶ字型の爪を有し
ており、その可動上限位置は、上記レンズ１３の外周面
が上記Ｖ字型の爪のＶ状になっている２面に接すると、
レンズ１３の中心軸と上記吸着筒１１の回転軸が一致す
るような位置に調整されている。すなわち、上記芯出し
ヘッド１２ｂの可動上限位置を調整することにより、上
記レンズ１３の径の変化に対応して芯出し動作が行え
る。

【００１３】上記墨塗りユニット２０の構成要素の一つ
にＸ−Ｙテーブル２３があり、Ｘ−Ｙテーブル２３の面
は上記基台２の面と平行に配置されている。Ｘ−Ｙテー
ブル２３の任意の表面上には、記吸着筒１１に保持され
たレンズ１３の外周面を墨塗りするための墨塗りヘッド
２４が上記吸着筒１１の位置する方向へ向くようにして
固定されている。墨塗りヘッド２４はチューブ２７ａを
介して、墨塗り用塗料が貯留された塗料カ−トリッジ２
５に接続されており、墨塗り用塗料の供給を受けてい
る。さらに、塗料カ−トリッジ２５は、チューブ２７ｂ
を介してディスペンサ２６に接続され、上記墨塗りヘッ
ド２４へ塗料を供給させるための圧力を受けている。上
記Ｘ−Ｙテーブル２３はＹ軸２１に取り付けられ、この
Ｙ軸２１はＸ軸２２に直交して取り付けられており、さ
らにＸ軸２２は上記基台２に固定されている。すなわ
ち、上記Ｘ−Ｙテーブル２３はＸ方向とＹ方向へ自由に
移動可能となっている。尚、上記Ｙ軸２１、Ｘ軸２２は
共にサーボモータ、カップリング、ボールネジ、ガイド
レール等（それぞれ図示省略）からなり、Ｙ軸２１、Ｘ
軸２２で、一般的なＸ−Ｙ直交座標型のロボットを構成
している。また、上記Ｘ−Ｙテーブル２３の表面上に
は、上記墨塗りヘッド２４の位置とは別の任意の位置２
８にも墨塗りヘッド２４と同等のものが取り付け可能と
なっており、レンズ１３の面取部分の墨塗りを行え得る
ようになっている。

【００１４】次に、上記構成からなる自動レンズ墨塗り
装置１の概略動作を説明する。先ず、吸着筒１１により
レンズ１３が保持され、保持されたレンズ１３が吸着筒
１１の中心軸線に一致するように、一対の芯出しヘッド
１２ａ、１２ｂによりレンズ１３の芯出しが行われ、そ
の後芯出しされたレンズ１３がモータ１４により吸着筒
１１と共に回転される。一方、Ｘ−Ｙテーブル２３は、
Ｙ軸２１、Ｘ軸２２の駆動により、墨塗りヘッド２４が
レンズ１３の外周面に当接する位置へ移動する。これに
より、レンズ１３の墨塗りが行われる。

【００１５】次に、本発明の実施形態の墨塗りヘッド２
４の動作を決定する教示装置を説明する。図２は、本発
明の特徴となる構成要素のブロック図であり、各構成要
素は図示するように電気的にそれぞれ接続されている。
入力装置３０は、数値データ及び文字列データの入力が
可能で、計算装置３１に入力結果を送出可能に接続され
ている。計算装置３１には、墨塗りするレンズ形状に応
じた計算式が複数プログラムされており、入力装置３０
から入力されたレンズ形状データと、上記計算式の指定
により、図１に示すＸ−Ｙテーブル２３の動作位置デー
タを計算する。さらに、計算装置３１は、計算の結果か
ら導き出された前記動作位置データを、モータコントロ
ーラ３２に送出可能に接続されている。モータコントロ
ーラ３２は、予め格納されているプログラムと、上記計
算装置３１からの上記動作位置データに基づいて、サー
ボモータ３４、３５を動作させるためのパルス列を、サ
ーボドライバ３３へ送出可能に接続されている。サーボ
ドライバ３３は、上記モータコントローラ３２からのパ
ルス列に応じて、サーボモータ３４、３５を駆動させる
ための電流を発生させている。サーボモータ３４、３５
は、それぞれ図１のＹ軸２１、Ｘ軸２２の構成部品であ
る。

【００１６】次に、本発明の実施形態１の教示方法にお
いて入力するレンズ形状データ及び墨塗り位置等を図
３、図４に基づいて説明する。図３は吸着筒１１に両面
とも凹面のレンズ１３が吸着されている例であり、図中
のアルファベットについて説明する。Ｃは吸着筒１１と
レンズ１３の接触している面の径であり、Ｄはレンズ１
３の吸着されている面の曲率半径である。Ｅはレンズ１
３の吸着されていない面の曲率半径であり、Ｆはレンズ
１３の中肉厚である。さらに、Ｇはレンズ１３の外径で
あり、Ｈはレンズ１３の総肉厚である。Ｐは、図１のＸ
−Ｙテーブル２３が原点復帰したときの、墨塗りヘッド
２４の位置であり、Ｐを図３のＸ−Ｙ座標の基準点
（０，０）とする。点（Ｉ，Ｊ）は吸着筒１１の中心軸
線Ｔと、レンズ１３が吸着筒１１と接した線（点線Ｓ）
との交点の座標であり、上記Ｐ点を原点とする座標であ
る。Ｋは、点（Ｉ，Ｊ）からレンズ１３の、吸着筒１１
に吸着されている側の外周面端点までの、ｙ方向の距離
であり、Ｌは、点（Ｉ，Ｊ）からレンズ１３の、吸着さ
れていない面の外周面端点までのＹ方向の距離である。
図４は、図３と同じ様子を表し、図４中の点、点は
図１の墨塗りヘッド２４の墨塗り動作位置である。

【００１７】次に図１、図２、図３、図４を用いて本実
施形態の教示方法を説明する。図３、図４のような両面
凹面レンズ１３の外周面を墨塗りする場合、Ｘ−Ｙテー
ブル２３は、墨塗りヘッド２４が原点位置Ｐ点から点
へ、さらに点へ移動するよう動作する。そのための、
点、点のＸ，Ｙ座標を求めるために、先ずレンズ１
３の形状データである中肉厚Ｆ、外径Ｇ、両面の曲率半
径Ｄ、Ｅと、吸着筒１１のレンズ接触面径Ｃを入力装置
３０から入力する。さらに、入力装置３０から、墨塗り
するレンズ１３が両面凹面レンズであるということを入
力する。入力装置３０は、前記入力事項を計算装置３１
に送出する。すると計算装置３１では、与えられた上記
レンズ１３の形状データに基づいて、両面凹面レンズ用
の数１の計算を行う。

【００１８】

【数１】

【００１９】以上の計算結果により、点のＸ座標Ｍ、
Ｙ座標Ｎと、点のＸ座標Ｑ、Ｙ座標Ｒが導き出され
る。尚、上記Ｉ、Ｊは、吸着筒１１のＹ方向の長さが変
わらなければ、半固定的に決まった定数である。計算装
置３１は、上記計算結果をモータコントローラ３２に送
出し、それを受けてコントローラ３２は、点、のＸ
座標、Ｙ座標に応じたパルス列をサーボドライバ３３へ
順次送出し、さらにそれを受けてサーボドライバ３３
は、サーボモータ３４、３５を駆動し、結果的に墨塗り
ヘッド２４を制御する。

【００２０】次に、両面凹面レンズについての計算例
と、動作について図１、図２、図５、図６を用いて説明
する。尚、図中のアルファベットの意味は図３、４と同
じである。図５、図６のようなレンズ１３の外周面を墨
塗りする場合、Ｘ−Ｙテーブル２３は、墨塗りヘッド２
４が原点位置Ｐ点から点へ、さらに点へ移動するよ
う動作する。そのための、点、点のＸ，Ｙ座標を求
めるために、先ずレンズ１３の形状データである中肉厚
Ｆ、外径Ｇ、両面の曲率半径Ｄ、Ｅと、吸着筒１１のレ
ンズ接触面径Ｃを入力装置３０から入力する。さらに入
力装置３０から、レンズ１３が両面凸面レンズであると
いうことを入力する。入力装置３０は、前記入力事項を
計算装置３１に送出する。すると計算装置３１では、与
えられた上記レンズ１３の形状データに基づいて、両面
凸面レンズ用の数２の計算を行う。

【００２１】

【数２】

【００２２】以上の計算結果により、点のＸ座標Ｍ、
Ｙ座標Ｎと、点のＸ座標Ｑ、Ｙ座標Ｒが導き出され
る。尚上記Ｉ、Ｊは、吸着筒１１のＹ方向の長さが変わ
らなければ、半固定的に決まった定数である。また、総
肉厚Ｈは中肉厚Ｆと同じとなる。計算装置３１は、上記
計算結果をモータコントローラ３２に送出し、それを受
けてコントローラ３２は、点、のＸ座標、Ｙ座標に
応じたパルス列をサーボドライバ３３へ順次送出し、さ
らにそれを受けてサーボドライバ３３は、サーボモータ
３４、３５を駆動し、結果的に墨塗りヘッド２４を制御
する。

【００２３】次に、両面凹面かつスラスト面を有するレ
ンズについての計算例と、動作について図１、図２、図
７、図８を用いて説明する。このレンズ１３の場合、図
１の墨塗りヘッド２４を墨塗りヘッドＡとすると、それ
と同様に、Ｘ−Ｙテーブル２３上の位置２８に設置され
た墨塗りヘッドを墨塗りヘッドＢとし、墨塗りヘッド
Ａ、Ｂの２つのヘッドを用いて墨塗りを行う。尚、設置
方向は墨塗りヘッドＡが図１においてＹ方向に平行なら
ば、墨塗りヘッドＢはＸ方向に平行となるように設置す
る。これにより、本実施形態では墨塗りヘッドＡでレン
ズ１１の外周面を、墨塗りヘッドＢでスラスト面をそれ
ぞれ墨塗りする。

【００２４】すなわち、図７、図８のようなレンズ１３
の外周面及びスラスト面を墨塗りする場合、Ｘ−Ｙテー
ブル２３は、先ず墨塗りヘッドＡが原点位置Ｐ点から点
へ、さらに点へ移動させるため動作し、次に墨塗り
ヘッドＡをレンズ外周面から逃がし、墨塗りヘッドＢが
点へ直線移動できる位置点へ移動させ、引き続きレ
ンズ１３のスラスト面の墨塗りを行うため、墨塗りヘッ
ドＢを点から点へ移動させるために動作する。その
ための、点、点、点、点、点のそれぞれのＸ
座標、Ｙ座標を求めるために、先ずレンズ１３の形状デ
ータである中肉厚Ｆ、外径Ｇ、スラスト面内径Ｔ、両面
の曲率半径Ｄ、Ｅと、吸着筒１１のレンズ接触面径Ｃを
入力装置３０から入力する。さらに入力装置３０から、
レンズ１３が両面凹面かつスラスト面有りのレンズであ
るということを入力する。入力装置３０は、前記入力事
項を計算装置３１に送出する。すると計算装置３１で
は、与えられた上記データに基づいて、両面凹面かつス
ラスト面有りのレンズ用の数３の計算を行う。

【００２５】

【数３】

【００２６】以上の計算結果により、墨塗りヘッドＡの
移動位置点のＸ座標Ｍ、Ｙ座標Ｎと、点のＸ座標
Ｑ、Ｙ座標Ｒと、墨塗りヘッドＢの移動位置点のＸ座
標Ｕ、Ｙ座標Ｖと、点のＸ座標Ｗ、Ｙ座標Ｘが導き出
される。尚、上記Ｉ、Ｊは、吸着筒１１のＹ方向の長さ
が変わらなければ、半固定的に決まって定数である。上
記Ｈはレンズ１３の総肉厚、Ｙ、Ｚは墨塗りヘッドＡと
墨塗りヘッドＢとの取付位置の違いによる移動ポイント
の補正値である。点の座標は、その座標を（Ｓ，Ｖ）
とすると、墨塗りヘッドＡ、Ｂともレンズ１３に接触せ
ず墨塗りヘッドＢの塗り開始位置点へ直線移動でき
る。計算装置３１は、上記計算結果をモータコントロー
ラ３２に送出し、それを受けてコントローラ３２は、点
、、、、のＸ座標、Ｙ座標に応じたパルス列
をサーボドライバ３３へ順次送出し、さらにそれを受け
てサーボドライバ３３は、サーボモータ３４、３５を駆
動し、結果的に墨塗りヘッドＡを制御する。

【００２７】以上のことにより、本発明の実施形態によ
れば、レンズ１３の形状データを入力するだけで、形状
が両凹面でも両凸面あるいはスラスト面があっても、計
算結果から墨塗りヘッド２４あるいは墨塗りヘッド２
４、２８の動作位置データを教示することが可能とな
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明の自動レンズ墨塗り装置の教示方
法及び装置によれば、入力装置からレンズの形状データ
を入力するだけで、墨塗りヘッドの動作位置データを計
算装置が自動で計算し、且つ、モータコントローラにそ
の計算結果を送出することで墨塗りヘッドの動作位置を
決定する教示を行うことができる。すなわち、少ない作
業で迅速、且つ、正確に自動レンズ墨塗り装置の教示を
行うことができる。また、多品種少量の墨塗りを効率良
く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に使用する自動レンズ墨塗り
装置を示す斜視図である。

【図２】本発明の実施形態を示すブロック図である。

【図３】本発明の実施形態に用いるレンズの形状データ
を示す断面図である。

【図４】本発明の実施形態の墨塗り位置を示す断面図で
ある。

【図５】本発明の実施形態に用いるレンズの形状データ
を示す断面図である。

【図６】本発明の実施形態の墨塗り位置を示す断面図で
ある。

【図７】本発明の実施形態に用いるレンズの形状データ
を示す断面図である。

【図８】本発明の実施形態の墨塗り位置を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１１ 吸着筒 １２ａ、１２ｂ 芯出しヘッド １３ レンズ ２１ Ｙ軸 ２２ Ｘ軸 ２３ Ｘ−Ｙテーブル ２４ 墨塗りヘッド ３０ 入力装置 ３１ 計算装置 ３２ モータコントローラ ３３ サーボドライバ ３４、３５ サーボモータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸着手段を有した回転軸にレンズを保持
   したまま芯出しを行った後、墨塗りヘッドをレンズに接
   近させ、レンズを回転しながらレンズ外周面および端面
   に塗装する自動レンズ墨塗り装置の教示方法において、
   墨塗りするレンズの形状データを入力し、予め設定され
   たプログラムにより上記形状データに基づいて墨塗りヘ
   ッドを搭載したＸ−Ｙテーブルの複数の移動位置データ
   を計算し、該計算値に基づいて上記墨塗りヘッドの動作
   を自動的に決定することを特徴とする自動レンズ墨塗り
   装置の教示方法。
2. 【請求項２】 吸着手段を有した回転軸にレンズを保持
   したまま芯出しを行った後、墨塗りヘッドをレンズに接
   近させ、レンズを回転しながらレンズ外周面および端面
   に塗装する自動レンズ墨塗り装置の教示装置において、
   レンズの光軸方向と平行な面上を移動可能なＸ−Ｙテー
   ブルと、該Ｘ−ＹテーブルをＸ方向且つ、Ｙ方向に位置
   決め動作可能にする２軸のサーボモータと、該２軸のサ
   ーボモータを位置決め制御するサーボモータドライバ
   と、上記２軸のサーボモータを指定位置へ動作させるた
   め、上記サーボモータドライバに指定パルス列を送出
   し、且つ、予め設定されたプログラムにより上記サーボ
   モータを順次動作可能にするモータコントローラと、上
   記Ｘ−Ｙテーブル上に固定され、レンズ外周面及び端面
   に墨塗りを行うための１つ以上の墨塗りヘッドと、レン
   ズの形状データを入力するための入力装置と、該入力装
   置から入力されたレンズの形状データから上記Ｘ−Ｙテ
   ーブルを動作させるための複数の移動位置データを計算
   し、且つ、該計算結果を上記モータコントローラへ送出
   する計算装置とを有し、レンズの形状データを入力する
   ことにより、墨塗りヘッドの動作を自動的に決定するこ
   とを特徴とする自動レンズ墨塗り装置の教示装置。