KR100269220B1 - 광학렌즈의가공방법및그가공장치 - Google Patents

Abstract

광학 렌즈의 가공작업시 가공완료 시기를 제어할 수 있도록 한 광학 렌즈의 가공방법 및 그 가공장치에 대해 개시한다. 렌즈(100)를 연마하는 스핀들부(250)의 동력원이 되는 모터부(200)에 걸리는 미세한 부하 변화량을 감지하여 제어 유니트(500)에서 미리 설정된 렌즈(100)의 가공 완료 설정신호와 비교하여 동일치일때만 가공완료를 지시하는 신호를 콘트롤부(600)로 출력한다. 이후에 렌즈(100)를 고정하는 홀더부(150)를 이송시켜 가공작업을 완료한다. 따라서 렌즈의 가공작업이 용이하고, 가공 준비시간이 단축되며 렌즈의 정밀도를 향상하는 유용한 효과를 갖는다.

Description

광학 렌즈의 가공방법 및 그 가공장치{Working method of optical lens and working apparatus the same}

본 발명은 광학렌즈의 가공방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 광학 렌즈의 가공시 모터에서 발생되는 부하(전류)를 감지 및 이를 증폭시켜 그 신호를 제어 유니트에서 미리 설정된 렌즈의 가공 수치와 비교 분석하여 가공 완료시기를 제어하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 광학 렌즈의 초점거리는 렌즈 표면의 곡율에 의해 결정되므로, 초점거리를 짧게 할수록 광학 렌즈의 형상은 구체에 가깝게 된다. 따라서 광학 렌즈의 곡률정밀도를 향상시키기 위한 종래의 광학 렌즈의 가공방법은 다이알 게이지 등의 외부 측정장치를 이용한 자동가공 완료시기 결정과 타이머를 이용한 자동가공 완료시기를 결정하는 방법이 있다.

종래의 광학 렌즈 가공장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 광학 렌즈(10)를 고정하여 상, 하로 이송하는 홀더부(20)와, 이 홀더부(20)의 하측에 렌즈(20)를 가공하는 연마기(32)가 선단에 설치되어 좌우 요동 및 회전하는 스핀들부(30)와, 상기 스핀들부(30)의 동력원이 되는 모터부(40)로 구비되는 구조로 되어 있다.

이러한 종래의 광학 렌즈 가공장치의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 미 가공된 광학 렌즈(10)를 홀더부(20)에서 고정한 다음에 스핀들부(30)의 연마기(32)에 근접하도록 하측으로 하강시킨다. 이후 상기 광학 렌즈(10)가 스핀들부(30)의 연마기(32)위에 안착되면 상기 광학 렌즈(10)는 홀더부(20)에 내장된 스프링 또는 공압 실린더(미도시)등의 압력으로 상측에서 하측으로 누르는 힘과 상기 스핀들부(30)가 모터부(40)의 전원을 받아 회전하는 회전력과 좌우방향으로 요동하는 힘에 의해 마찰력이 발생하여 그 힘으로 렌즈(10)가 가공된다.

이와 같은 렌즈의 가공이 완료되는 시기를 렌즈 표면의 곡률을 측정하는 다이얼 게이지 등의 외부 측정장치를 이용하거나, 또는 타이머를 이용하여 가공 완료시기를 결정하는 방법이 사용되었다.

한편, 상기한 렌즈의 가공완료 시기결정중 시간에 의한 방법은 공구 및 렌즈의 재질에 따라 가공시간이 각각 틀려질 수 있으므로 요구하는 렌즈의 곡면오차가 발생할 수 있고, 외부 측정장치에 의한 방법은 작업자의 초기 세팅작업의 실수로 인해 대량 불량품이 생산될 가능성이 있으며, 세팅작업의 번거로움으로 인한 가공시간이 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 렌즈의 재질이나 작업자의 숙련도에 관계없이 일정한 품질을 갖고, 불필요한 가공시간을 단축할 수 있도록 한 광학 렌즈의 가공방법 및 그 가공장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 광학렌즈의 가공장치의 작동상태도.

도 2은 본 발명의 따른 광학렌즈 각공방법의 원리를 도시한 그래프.

도 3는 본 발명에 따른 광학 렌즈 가공장치를 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 광학렌즈 가공장치의 작동상태를 도시한 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 광학 렌즈 150 : 홀더부

200 : 모터부 250 : 스핀들부

252 : 연마기 300 : 감지기

400 : 증폭기 500 : 제어 유니트

600 : 콘트롤부 700 : 입력부

800 : 부하 표시부

상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 광학렌즈 가공방법은, 광학 렌즈를 고정하는 단계와, 상기 광학 렌즈를 이송시켜 연마기에 접촉시키는 단계와, 상기 연마기를 모터부의 동력으로 회전시키면서 렌즈를 연마하는 단계와, 상기 렌즈의 연마단계시에 발생되는 모터부의 부하변화량을 전류신호로 감지하고 이 감지된 신호를 증폭기로 증폭하여 제어 유니트로 입력하는 단계와, 상기 제어 유니트에서 상기 측정전류신호와 미리 설정된 설정신호와 비교 분석하여 렌즈의 가공완료시기를 결정하는 단계를 포함하여 이루어진 것으로, 광학 렌즈의 가공작업시 발생되는 부하(전류)의 값을 기준치와 동일할 때만 렌즈의 연마를 완료하도록 하는 데 그 특징이 있다.

앞서 기술한 본 발명에 따른 방법을 실시하는 데 적합한 광학렌즈 가공장치는 렌즈의 표면을 연마하는 작업시 모터부로 발생되는 미세전류를 감지하는 감지기와, 이 감지기에서 출력되는 전류를 증폭시켜 제어 유니트로 출력하는 증폭기와, 상기 증폭기에서 입력받은 전류신호의 수치를 미리 설정된 설정신호와 서로 비교 분석하여 렌즈의 가공 완료시기를 결정하는 제어 유니트와, 상기 제어 유니트에서 출력신호를 입력받아 홀더부의 위치를 제어하는 콘트롤부를 포함함으로써, 렌즈의 가공작업이 용이하도록 하는 것이 본 발명의 또 다른 특징이다.

이하 본 발명에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 렌즈 가공장치의 작동원리를 도식적으로 나타낸 그래프로서, 미 가공된 광학 렌즈를 홀더부에서 진공의 부압력으로 흡착하여 고정하는 단계와, 상기 홀더부가 급하강하여 스핀들부의 연마기위에 안착시키는 단계와, 상기 스핀들부가 모터부의 동력을 받아 회전하고 홀더부가 하강함으로써 생성되는 마찰력으로 렌즈를 연마하는 단계와, 상기 렌즈의 연마단계시에 모터부로 미세하게 전류가 상승하므로 이 미세전류를 감지기에서 감지하여 증폭기로 출력하는 단계와, 상기 감지기에서 출력한 전류를 입력하여 증폭기에서 소정 비율로 증폭시켜 제어 유니트로 입력하는 단계와, 상기 제어 유니트에 광학 렌즈의 가공정도를 일정한 기준을 미리 설정한 설정신호를 입력하는 단계와, 상기 제어 유니트에서 설정된 설정신호와 상기 증폭기로부터 입력받은 전류신호와 비교 분석하여 가공완료 시기를 결정하는 단계를 포함하여 이루어진다.

또한 도 2는 가공시간의 경과에 따라 렌즈를 고정하고 있는 홀더부의 이송량과 모터부에 미세전류가 상승하는 상승량을 도식적으로 표현한 것으로, 홀더부의 급하강이 이루어지는 A단계에서는 모터부에 걸리는 부하가 0이며, B단계에서 렌즈가 연마기위에 안착되어 정삭 및 연마가 시작되어 모터부에 걸리는 부하(즉 전류)가 상승하게 된다.

C단계에서는 렌즈의 이송이 완료됨과 동시에 부하가 감소되고, D단계에서는 렌즈를 고정하는 홀더부가 상승하여 렌즈의 연마작업이 완료되는 단계이다.

도 3는 본 발명에 따른 광학 렌즈의 가공장치를 개략적으로 도시한 구성도로서, 광학 렌즈(100)의 연마작업시 상기 모터부(200)에 걸리는 부하의 미세한 변화량을 감지하도록 모터부(200)의 출력측에 설치되는 감지기(300)와, 상기 감지기(300)의 출력단에 접속되어 상기 감지기(300)에서 감지한 전류를 소정의 비율로 증폭시키는 증폭기(400)와, 상기 증폭기(400)에서 출력한 전류신호를 미리 렌즈(100)의 가공정도를 전류신호로 환산 설정한 설정신호와 비교 분석하여 콘트롤부(600)로 출력 제어하는 제어 유니트(500)와, 상기 제어 유니트(500)에서 출력한 신호를 입력받아 홀더부(150)의 위치를 제어하는 콘트롤부(600)를 포함하여 이루어진다.

또한 상기한 광학 렌즈의 가공장치는 렌즈(100)의 가공 수치를 미리 설정하여 전류 등의 가공조건을 상기 제어 유니트(500)로 입력하는 입력부(700)와, 상기 입력부(700)에서 그 가공 수치와 대응되는 부하의 수치를 작업자가 서로 비교하여 시각적으로 인식할 수 있도록 부하 표시부(800)를 구비한다.

상기 부하 표시부(800)는 렌즈(100)의 가공수치와 상기 모터부(200)에 걸리는 부하의 정도를 작업자가 서로 비교하여 쉽게 인식할 수 있도록 아날로그 방식으로 함이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 4에 도시한 바와 같이, 광학 렌즈(100)를 고정하고 있는 홀더부(150)가 스핀들부(250)의 하측으로 이송되면, 광학 렌즈(100)가 스핀들부(250)의 연마기(252)에 접촉된다. 이후에 상기 홀더부(150)가 정해진 캠의 궤적에 따라 좌 우 요동함에 따라, 이에 대응되도록 스핀들부(250)가 모터부(200)의 전원으로 회전 및 좌 우로 요동함으로써, 렌즈(100)의 표면과 연마기(252)에서 마찰력이 발생하여 렌즈(100)의 표면이 연마된다.

상기한 렌즈(100)의 연마작업시 스핀들부(250)에 전원을 공급하는 모터부(200)에는 렌즈(100)의 가공으로 인한 부하가 걸리게 되는 데, 이 때 모터부(200)에서는 부하의 변화량에 따라 미세한 전류가 상승 및 감소하게 된다. 상기 모터부(200)에서 발생하는 미세한 전류의 변화량을 감지기(300)에서 감지한다. 이 감지기(300)에서 감지한 미세전류는 극히 미세하므로 증폭기(400)에서 소정의 비율로 증폭시켜 제어 유니트(500)로 출력한다. 한편 제어 유니트(500)에서는 가공조건 입력부(700)에서 미리 렌즈(100)의 재질 및 연마기(252)의 가공특성을 감안하여 가공 수치를 미리 설정하게 되는 데, 상기한 증폭기(400)에서 보내온 전류신호의 수치와 비교 분석한다.

상기한 모터부(200)에서 감지한 전류신호의 수치는 렌즈(100)의 연마에 따라 차츰 감소하게 된다. 이 때 가공조건 입력부(700)는 연마작업 초기치의 미세전류를 "100"으로 잡고 렌즈(100)의 연마가 완료되는 시점의 미세전류를 "0"으로 잡아서 렌즈(100)의 곡률에 따른 표면 공차를 부하의 정도와 1:1 비율로 대응시켜 입력한다.

이러한 미세전류가 "0"에 근접하면 상기 제어 유니트(500)에서 입력부(700)로부터 미리 설정된 신호와 비교하여 콘트롤부(600)로 신호를 출력하게 되고, 콘트롤부(600)에서는 이 신호를 입력받아 홀더부(150)를 상측으로 이송시켜 연마기(252)와 렌즈(100)의 마찰이 일어나지 않도록 함으로써, 렌즈(100)의 연마작업이 완료된다.

또한 상기 부하 표시부(800)에서는 작업자가 작업중에도 시각적으로 인식하면서 렌즈(100)를 보다 정밀하게 가공할 수가 있으므로, 렌즈(100)의 곡률 공차를 감소할 수가 있다.

본 발명은 광학 렌즈의 가공완료 시기결정을 외부측정장치 또는 타이머에 의존하는 것이 아니라, 직접적으로 렌즈 가공작업시 발생되는 모터부의 부하 변화량으로 가공완료 시기를 결정함으로써, 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 작업자의 숙련도에 관계없이 미숙련자라도 용이하게 렌즈의 가공오차가 감소하도록 작업이 가능하다.

둘째, 렌즈 가공작업시 부하의 변화량을 작업자가 시각적으로 인식이 가능하므로 작업상태를 관리할 수가 있다.

셋째, 불필요한 가공시간을 단축하여 생산성을 향상한다.

이상에서 설명한 본 발명은 앞서 기술한 실시예에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술적 사상의 범주에 해당되는 다른 실시예도 포함되는 것이 당연하다.

Claims (2)

1. 광학 렌즈를 홀더부에 고정하는 단계와, 상기 홀더부를 하강시켜 스핀들부의 연마기에 렌즈를 접촉시키는 단계와, 상기 연마기를 모터부의 동력으로 회전시키면서 렌즈를 연마하는 단계와, 상기 렌즈의 연마단계시에 모터부의 부하를 전류신호로 감지하여 증폭기로 증폭하고 렌즈 가공 완료수치의 설정신호가 입력된 제어 유니트로 입력하는 단계와, 상기 제어 유니트에 입력된 설정 신호와 감지된 측정전류신호를 비교 분석하고 렌즈의 가공완료를 결정하여 제어하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광학 렌즈의 가공방법.
2. 광학 렌즈가 고정되는 홀더부와, 이 렌즈가 접촉되는 연마기를 가지며 모터부의 동력으로 회전되는 스핀들부를 구비하는 광학 렌즈의 가공장치에 있어서,

   상기 렌즈와 연마기의 접촉에 따른 상기 모터부의 부하를 전류신호로 감지하는 감지기와, 상기 감지기에서 감지된 전류신호를 증폭시키는 증폭기와, 상기 증폭기로부터 측정된 전류신호를 미리 입력된 설정신호와 비교 분석하여 신호를 출력하는 제어 유니트와, 상기 제어 유니트에서 출력신호를 입력받아 홀더부의 위치를 제어하는 콘트롤부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광학 렌즈 가공장치.

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