JPH09309051A - レンズ加工装置およびレンズ加工方法 - Google Patents

レンズ加工装置およびレンズ加工方法

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Publication number
JPH09309051A
JPH09309051A JP12720596A JP12720596A JPH09309051A JP H09309051 A JPH09309051 A JP H09309051A JP 12720596 A JP12720596 A JP 12720596A JP 12720596 A JP12720596 A JP 12720596A JP H09309051 A JPH09309051 A JP H09309051A
Authority
JP
Japan
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lens
cutter
cutting
rotation
cut
Prior art date
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Pending
Application number
JP12720596A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Igarashi
尚 五十嵐
Shuichi Sato
修一 佐藤
Yoshihiro Makino
芳弘 牧野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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Publication date
Application filed by Hoya Corp filed Critical Hoya Corp
Priority to JP12720596A priority Critical patent/JPH09309051A/ja
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  • Milling Processes (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 眼鏡用のレンズの加工時間を短縮でき、ま
た、正確なヤゲンを形成できるようにする。 【解決手段】 加工作業の開始時には、カッタ131が
矢印X1 方向に回転し、レンズ16が回転しない状態で
カッタ131に接近する。そして、カッタ131がレン
ズ16に所定量切り込んだ状態からレンズ16が矢印X
2 方向に回転を開始する。このため、レンズ16に対す
るカッタ131の相対的な動きは、加工経路Laのよう
になる。こうして仕上げレンズ161の形状にレンズ1
6を切り取って、再び切り込んだ位置に戻ると、カッタ
131はレンズ16から離れる。これにより、レンズ1
6からは、切り落とし部分163が切り落ちて、仕上げ
レンズ161が出来上がる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は眼鏡用のレンズを加
工するレンズ加工装置およびレンズ加工方法に関し、特
に予め設定された形状データに従ってレンズを加工する
レンズ加工装置およびレンズ加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、眼鏡用のレンズを加工するレンズ
加工装置としては、レンズ保持ユニットによって被加工
用のレンズをレンズ面側から保持し、下方に設けられた
回転式の砥石の研削面に自重を利用してレンズの周縁部
を接触させるものが一般的である。このレンズ加工装置
では、レンズを低速で回転させる一方、予め設定された
形状データに基づいてレンズ保持ユニットを上下動させ
て切り込み量を制御し、これをレンズ全周にわたって繰
り返すことにより、最終的にレンズを形状データ通りに
加工している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなレ
ンズ加工装置では、レンズの周縁を徐々に削り取る方式
なので、加工時間がかかるために加工エネルギーの消耗
が多くなっていた。また、切り屑も多く発生するため、
研削液が汚れやすいという問題があった。
【0004】さらに、砥石の直径は通常120mm程度
と大きいので、その研削面に形成されたヤゲン加工溝
が、レンズ端面に線接触する。このため、本来形成され
るべきヤゲンの湾曲形状と干渉することになる。したが
って、ヤゲンを深く加工すると、加工切り上げ位置付近
のヤゲンが正確に形成できないという問題があった。
【0005】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、加工時間を短縮でき、正確にヤゲンを形成す
ることのできるレンズ加工装置およびレンズ加工方法を
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】本発明では上記課題を解
決するために、眼鏡用のレンズを形状データに従って加
工するレンズ加工装置において、前記レンズの取り代の
幅よりも小さい直径を有する回転式のカッタと、前記カ
ッタの回転軸とほぼ平行に設けられた保持軸によって、
前記レンズをレンズ面側から保持するレンズ保持ユニッ
トと、前記レンズ保持ユニットに設けられ、前記保持さ
れたレンズを正逆自在に回転させるレンズ回転機構部
と、前記レンズ保持ユニットをほぼ水平移動させて、前
記レンズの前記カッタへの切り込み動作を行う切り込み
動作機構部と、前記レンズ回転機構部を駆動することに
より、前記保持されたレンズを加工状況に応じて回転制
御するレンズ回転制御手段と、前記レンズの回転に同期
して前記切り込み動作機構部を駆動することにより、前
記レンズを前記カッタにより切り取り加工するように制
御する切り取り制御手段と、を有することを特徴とする
レンズ加工装置が提供される。
【0007】このようなレンズ加工装置では、レンズ回
転制御手段が、レンズ回転機構部を駆動することによ
り、レンズ保持ユニットに保持されたレンズを加工状況
に応じて回転制御する。また、切り取り制御手段が、レ
ンズの回転に同期して切り込み動作機構部を駆動するこ
とにより、取り代の幅よりも直径の小さいカッタに対し
てレンズを接触させ、レンズを切り取り加工する。
【0008】これにより、レンズは、カッタの軌道に沿
った形状通りに切り取り加工される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一形態を図面に基
づいて説明する。図2は本形態のレンズ加工装置の外観
構成を示す斜視図である。レンズ加工装置10は、各機
構部が基台11に取り付けられることにより構成されて
いる。基台11の基板11aは水平に設けられており、
この基板11a上には、レンズ保持ユニット12および
カッタ回転機構部13が設けられている。レンズ保持ユ
ニット12には、加工用のレンズ16が装着される。こ
こでは、レンズ16は、プラスのレンズであるとする。
レンズ保持ユニット12は、後述する機構により、基板
11aの面と平行で、かつカッタ131の軸と垂直な方
向(以後Y軸方向と呼ぶ)にスライド可能に設けられて
いる。また、レンズ保持ユニット12は、基板11aの
面と平行で、かつカッタ131の軸と平行な方向(以後
Z軸方向と呼ぶ)にスライド可能に設けられている。
【0010】カッタ回転機構部13は、基板11a上に
固定されている。カッタ回転機構部13のカッタ131
は、後述するように2枚刃で構成されており、図示され
ていないカッタ回転用モータの回転力をスピンドル13
2を介して受け取り、一定速度で回転する。
【0011】基板11aの下側には、切り込み動作機構
部14が取り付けられている。この切り込み動作機構部
14は、レンズ保持ユニット12をY軸方向に移動させ
て、レンズ16をカッタ131に対して切り込み動作さ
せる。
【0012】基板11aの下側には、ダクト15が設け
られている。ダクト15は、加工作業中、図示されてい
ない研削液噴射ホースからレンズ16やカッタ131に
向かって噴射された切削液を、基台11の下方に排出す
る。
【0013】レンズ加工装置10の各機構部は、基板1
1aの下側に設けられた後述の制御装置100によっ
て、電気的に制御される。図3はレンズ加工装置10の
上部の概略構成を示す平面図である。基台11の基板1
1a上には、Y軸方向に移動するYテーブル20が設け
られている。このYテーブル20は、Y軸方向に向くよ
うに基板11aに固定された2本のレール21,22上
に摺動可能に設けられている。各レール21,22の両
端部には、それぞれ蛇腹状のカバー211,212およ
びカバー221,222が取り付けられている。カバー
211,212は、それぞれ一端側がレール21の端部
に、他端側がYテーブル20に固定されている。一方、
カバー221,222は、それぞれ一端側がレール22
の端部に、他端側がYテーブル20に固定されている。
カバー211,212およびカバー221,222は、
Yテーブルの移動に応じて伸縮し、レール21,22を
保護する。
【0014】Yテーブル20は、基板11aに形成され
た図示されていない開口部を介して、前述の切り込み動
作機構部14と連結されており、そのY軸方向への移動
が制御される。
【0015】Yテーブル20の上面には、Z軸方向に向
くように2本のレール31,32が固定されている。こ
のレール31,32には、Zテーブル30が摺動可能に
設けられている。各レール31,32の両端部には、そ
れぞれ蛇腹状のカバー311,312およびカバー32
1,322が取り付けられている。これらカバー31
1,312およびカバー321,322は、Yテーブル
のカバー211,212およびカバー221,222と
ほぼ同じ構造および機能を有するので、ここでは説明を
省略する。
【0016】Zテーブル30は、Yテーブル20上に固
定されたZテーブル移動機構部33によって移動制御さ
れる。Zテーブル移動機構部33には、Z軸用モータ3
31が設けられている。Z軸用モータ331の回転軸に
は、ボールネジ332が連結されており、このボールネ
ジ332には、Zテーブル30に固定された取り付け片
333が螺合している。Z軸用モータ331は、後述の
制御装置100からの指令に応じて、正逆両方向に回転
する。
【0017】Z軸用モータ331が回転することによ
り、ボールネジ332が回転する。そして、このボール
ネジ332の回転によって、取り付け片333が移動
し、取り付け片333と一体にZテーブル30がレール
31,32に沿って移動する。なお、Zテーブル30の
移動の向きは、Z軸用モータ331の回転方向によって
決まる。
【0018】Zテーブル30の上面には、レンズ保持ユ
ニット12が固定されている。レンズ保持ユニット12
は、カッタ131の軸と平行な軸121を有している。
軸121は、レンズ保持ユニット12内の回転機構部に
よって回転する。軸121の先端には、レンズホルダ受
け121aが固定されている。このレンズホルダ受け1
21aには、加工用のレンズ16が固定されたレンズホ
ルダ161が取り付けられる。
【0019】また、レンズ保持ユニット12には、レン
ズ押さえ軸122がレンズ16方向にスライド可能に取
り付けられている。レンズ押さえ軸122は、後述のエ
アシリンダの圧力を受けてレンズ16側に移動し、その
先端のレンズ押さえ122aによってレンズ16を押圧
し、軸121との間でレンズ16を保持する。
【0020】図4はレンズ保持ユニット12内部の構成
を示す平面図である。レンズ保持ユニット12のケース
12a内には、エアシリンダ123が設けられている。
エアシリンダ123は、外部に設けられた図示されてい
ないエアポンプから送られるエアの圧力に応じて、その
軸123aがZ軸方向に移動する。軸123aの先端に
は、アーム123bが固定され、軸123aと一体に移
動するように設けられている。このアーム123bに
は、ガイドテーブル123cおよびレンズ押さえ軸12
2が固定されている。レンズ押さえ軸122は、ケース
12aに形成されたZ軸方向に延びる長穴12bに沿っ
て移動できるように設けられている。レンズ押さえ軸1
22の先端には、レンズ押さえ122aがZ軸周りに正
逆回転自在に設けられている。
【0021】ガイドテーブル123cは、レール台12
4の側面にZ軸方向に平行となるように設けられたレー
ル124aに、摺動可能に嵌合している。これにより、
軸123aが移動すると、これと一体に、アーム123
b、ガイドテーブル123c、およびレンズ押さえ軸1
22がZ軸方向に移動する。
【0022】また、ケース12a内には、レンズ回転用
モータ125が設けられている。このレンズ回転用モー
タ125の軸125aには、カップリング125bを介
して小径のギア125cが連結されている。このギア1
25cは、大径のギア125dに連結されている。さら
にギア125dの同軸にはプーリ125eが設けられて
おり、このプーリ125eは、ベルト125fを介して
プーリ121bに連結されている。プーリ121bは、
軸121に固定されている。
【0023】これにより、レンズ回転用モータ125が
駆動すると、軸125aの回転がカップリング125
b、ギア125cに伝達され、さらにギア125dで減
速され、この減速された回転がプーリ125e、ベルト
125f、プーリ121bを介して軸121に伝達され
る。
【0024】軸121には、スリット板121cが固定
されており、このスリット板121cの回転位置を、ケ
ース12a内に固定された光センサ126が検出するこ
とにより、軸121に固定されたレンズの原点位置が検
出される。
【0025】このような構成のレンズ保持ユニット12
では、図3で示したようにレンズホルダ受け121aに
レンズ16が固定されると、エアシリンダ123が駆動
して、レンズ押さえ軸122が図面左側に移動する。そ
して、レンズ16をレンズ押さえ122aによって押圧
することにより、レンズ16が固定される。レンズ16
の加工時は、レンズ回転用モータ125が駆動して、軸
121が回転し、これと同時にレンズ16が回転する。
また、レンズ16が回転することにより、レンズ押さえ
122aも一体に回転する。
【0026】図5はカッタ131の具体的な構成を示す
図であり、(A)は刃部の端部側から見た図、(B)は
側面図である。カッタ131は、主に軸部51と刃部5
2とから構成されている。刃部52の周面520には、
軸芯方向に沿う2枚の刃521,522が取り付けられ
ている。刃521,522は、上下対称に取り付けられ
ている。刃521,522としては、微細結晶粒ダイヤ
モンドと超硬合金とを超高圧下で焼結接合した層状のチ
ップ、具体的には、タングステンカーバイドの台に人工
ダイヤモンドを焼結したものが好ましい。
【0027】これら刃521,522には、それぞれヤ
ゲン形成用の切り欠き521a,522aが形成されて
いる。切り欠き521a,522aの鉛直線に対する左
右の開き角θ1 ,θ2 は、ほぼ同じに設定されている。
この開き角θ1 ,θ2 は、それぞれ60°程度が好まし
い。また、刃521,522の軸部51側には、傾斜部
521b,522bが形成されている。傾斜部521
b,522bの鉛直線に対する角度θ3 は、86°程度
が好ましい。
【0028】また、刃部52の周面520には、切り欠
き521a,522a間にわたるヤゲン用溝520aが
形成されている。このような構成のカッタ131は、全
長L1 は85mm程度、刃部52の軸方向の長さL2
18〜25mm程度、刃部52の直径r1 は6〜10m
m程度が好ましい。
【0029】図6は切り込み動作機構部14の概略構成
を示すため縁摺り加工装置10を一部断面にした右側面
図である。切り込み動作機構部14は、ボード60の上
に設けられている。このボード60は、パイプ60a,
60b等を介して基板11aの下側に取り付けられてい
る。ボード60上には、取り付け部材61a,61bを
介して、Y軸方向に向くレール61が固定されている。
【0030】また、ボード60上には、レール61と平
行に図示されていないレールが固定されている。また、
ボード60上で、レール61と図示されていないレール
との中間位置には、これらと平行に、取り付け部材62
a,62bを介してボールネジ62が取り付けられてい
る。ボールネジ62は、取り付け部材62a,62bに
対して正逆回転自在になっている。ボールネジ62の一
端部は、ボード60上に固定された切り込み用モータ6
3の軸と連結されている。切り込み用モータ63は、後
述の制御装置100からの指令に従って正逆両方向に回
転する。この切り込み用モータ63の回転と連動して、
ボールネジ62も回転する。
【0031】レール61、図示されていないレール、お
よびボールネジ62には、案内部材71,72等を介し
てテーブル70がスライド可能に取り付けられている。
案内部材71は、レール61等に対しては摺動し、ボー
ルネジ62に対しては螺合するように取り付けられてい
る。一方、案内部材72は、ボールネジ62とは独立し
ており、レール61等に対して摺動するように取り付け
られている。このように設けられたテーブル70は、ボ
ールネジ62が回転することにより、その回転方向に応
じて、図面の右方向または左方向に移動する。
【0032】案内部材71,72には、それぞれスイッ
チ片711,721が取り付けられている。スイッチ片
711は、テーブル70が切り込み量計測の基準となる
原点位置にあるときに、ボード60に固定された光セン
サ712をオンにする。一方、スイッチ片721は、テ
ーブル70が図面右側のリミット位置にあるときに、ボ
ード60に固定された光センサ722をオンにする。ま
た、スイッチ片721は、テーブル70が図面左側のリ
ミット位置にあるときに、ボード60に固定された光セ
ンサ723をオンにする。
【0033】このような切り込み動作機構部14のテー
ブル70上には、固定部材73を介してYテーブル20
が固定されている。よって、Yテーブル20およびレン
ズ保持ユニット12は、切り込み動作機構部14のテー
ブル70と一体にY軸方向に移動する。これにより、レ
ンズ16のカッタ131への切り込み動作が行われる。
【0034】図7は本形態のレンズ加工装置10におけ
る制御装置100を中心とした電気的な接続関係を示す
ブロック図である。ただし、ここでは、主要な構成のみ
を示す。制御装置100は、レンズ保持ユニット12の
エアシリンダ123内の電磁弁に駆動信号を送り、眼鏡
レンズ16の保持を行う。エアシリンダ123が駆動し
ているか否かの判断は、磁力センサ123dからの検知
信号によって判断する。制御装置100は、ドライバ1
27を介してレンズ回転用モータ125を駆動する。眼
鏡レンズ16の原点位置は、レンズ回転センサ126か
らのパルス信号に基づいて判断する。砥石131の回転
は、インバータ134を介して砥石回転用モータ133
を駆動することにより行う。
【0035】Zテーブル30の移動は、ドライバ334
を介してZ軸用モータ331を駆動することにより行
う。Zテーブル30の移動量は、Z軸用モータ331の
軸に取り付けられたセンサ331aによって検出され
る。
【0036】Yテーブル20の切り込み量の制御は、ド
ライバ631を介して切り込み用モータ63を駆動する
ことにより行う。Yテーブル20の移動量は、切り込み
用モータ63の軸に取り付けられたセンサ63aによっ
て検出される。
【0037】制御装置100には、切り込み動作機構部
14内の各センサ、例えば図6で示した光センサ71
2,722,723からの検出信号が送られる。制御装
置100は、これら各センサからの検出信号に基づいて
切り込み動作機構部14全体を制御する。
【0038】制御装置100は、加工システム全体を管
理するホストコンピュータ101と接続されている。こ
のホストコンピュータ101からは、加工開始前に仕上
げの形状データが送られ、制御装置100は、この送ら
れた形状データに基づいて眼鏡レンズ16の加工を行
う。
【0039】また、制御装置100には、操作盤102
が接続されている。操作盤102により、加工方法の選
択や、加工開始、停止等の指令がなされる。また、操作
盤102に表示装置を設けることにより、加工形状の表
示やアラーム表示等を行うことができる。
【0040】次に、このような構成を有する本形態のレ
ンズ加工装置10によるレンズ加工方法の具体例を説明
する。図1は本形態のレンズ加工方法の一例を示す図で
ある。ここでは、レンズ16の未加工時の直径R0 を7
5mm、仕上げレンズ161の直径R1 を40mmとす
る。また、カッタ131は、取り代の幅=(R0
1 )/2よりも小さい直径r1 =10mmのものが使
用される。また、カッタ131の回転数は40000r
pmとする。
【0041】まず、加工作業の開始時には、カッタ13
1が矢印X1 方向に回転し、レンズ16が回転しない状
態でカッタ131に接近する。そして、カッタ131が
レンズ16に所定量切り込んだ状態からレンズ16が矢
印X2 方向に回転を開始する。このため、レンズ16に
対するカッタ131の相対的な動きは、加工経路Laの
ようになる。
【0042】こうして仕上げレンズ161の形状にレン
ズ16を切り取って、再び切り込んだ位置に戻ると、カ
ッタ131はレンズ16から離れる。これにより、レン
ズ16からは、切り落とし部分163が切り落ちて、仕
上げレンズ161が出来上がる。この場合、加工時間は
110secである。また、レンズ16の厚みを均等な
t(単位はmm)とすると、切削部分162の全量は、
1646・t(mm3)となる。
【0043】これに対し、従来の砥石による研削加工で
は、砥石の直径を120mm、回転数を3000rpm
とした場合、加工時間は180secかかり、切削量も
図1の切削部分162および切り落とし部分163を合
わせた量3161・t(mm 3 )となり、本形態の加工
方法よりも2倍近い量になる。
【0044】このように、本形態では、レンズ16を取
り代の幅よりも小さいカッタ131で切り取り加工する
ようにしたので、切削量を大幅に減らすことができ、加
工時間を短縮できる。よって、加工エネルギーの消耗も
少なくでき、経済的である。また、カッタ131の直径
も小さいので、ヤゲン用の切り欠き521a,522a
がレンズ16端面に形成されたヤゲンと干渉することを
低減でき、より正確にヤゲンを形成することができる。
【0045】なお、図1では、レンズ16を1回の切り
込み動作で仕上げレンズ161を切り取るようにした
が、図8に示すように、加工経路M1 ,M2 によって2
回に分けて切り取るようにすれば、図1で示したように
切り落とし部分163がリング状にならず、2つの切り
落とし部分164,165に分けることができる。この
ため、切り落とし部分が図3で示したレンズ押さえ軸1
22等に引っ掛かることが防止でき、取り除く作業が不
要になる。よって、作業効率が向上する。
【0046】また、図1、図8の説明では、仕上げレン
ズ161の周囲を1回の加工で切り取って仕上げるよう
にしたが、まず荒加工として大きめに切り取った後に、
仕上げ加工としてもう1回切削を行うようにしてもよ
い。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、取り代
の幅よりも直径の小さいカッタでレンズを切り取り加工
するようにしたので、レンズをカッタの軌道に沿った形
状通りに切り取り加工することができ、切削量を大幅に
減らすことができ、加工時間を短縮できる。よって、加
工エネルギーの消耗も少なくでき、経済的となる。
【0048】また、カッタの直径も小さくできるので、
カッタに形成されたヤゲン用の切り欠きがレンズ端面に
形成されたヤゲンと干渉することが低減でき、より正確
にヤゲンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本形態のレンズ加工方法の一例を示す図であ
る。
【図2】本形態のレンズ加工装置の外観構成を示す斜視
図である。
【図3】レンズ加工装置の上部の概略構成を示す平面図
である。
【図4】レンズ保持ユニット内部の構成を示す平面図で
ある。
【図5】カッタの具体的な構成を示す図であり、(A)
は刃部の端部側から見た図、(B)は側面図である。
【図6】切り込み動作機構部の概略構成を示すため縁摺
り加工装置を一部断面にした右側面図である。
【図7】本形態のレンズ加工装置における制御装置を中
心とした電気的な接続関係を示すブロック図である。
【図8】本発明の他の加工方法を示す図である。
【符号の説明】
10 レンズ加工装置 11 基台 11a 基板 12 レンズ保持ユニット 13 カッタ回転機構部 14 切り込み動作機構部 16 レンズ 20 Yテーブル 30 Zテーブル 122 レンズ押さえ軸 122a レンズ押さえ 131 カッタ 52 刃部 161 仕上げレンズ 162 切削部分 163,164,165 切り落とし部分

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 眼鏡用のレンズを形状データに従って加
    工するレンズ加工装置において、 前記レンズの取り代の幅よりも小さい直径を有する回転
    式のカッタと、 前記カッタの回転軸とほぼ平行に設けられた保持軸によ
    って、前記レンズをレンズ面側から保持するレンズ保持
    ユニットと、 前記レンズ保持ユニットに設けられ、前記保持されたレ
    ンズを正逆自在に回転させるレンズ回転機構部と、 前記レンズ保持ユニットをほぼ水平移動させて、前記レ
    ンズの前記カッタへの切り込み動作を行う切り込み動作
    機構部と、 前記レンズ回転機構部を駆動することにより、前記保持
    されたレンズを加工状況に応じて回転制御するレンズ回
    転制御手段と、 前記レンズの回転に同期して前記切り込み動作機構部を
    駆動することにより、前記レンズを前記カッタにより切
    り取り加工するように制御する切り取り制御手段と、 を有することを特徴とするレンズ加工装置。
  2. 【請求項2】 前記切り取り制御手段は、1回の切り取
    り動作で前記レンズを前記形状データ通りに切り取るよ
    うに構成されていることを特徴とする請求項1記載のレ
    ンズ加工装置。
  3. 【請求項3】 前記切り取り制御手段は、複数回の切り
    取り動作で前記レンズを前記形状データ通りに切り取る
    ように構成されていることを特徴とする請求項1記載の
    レンズ加工装置。
  4. 【請求項4】 前記切り取り制御手段は、荒加工と仕上
    げ加工の2回に分けて前記切り取り動作を行うように構
    成されていることを特徴とする請求項1記載のレンズ加
    工装置。
  5. 【請求項5】 前記カッタの直径は、6mm〜10mm
    であることを特徴とする請求項1記載のレンズ加工装
    置。
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