KR100757627B1 - Lens grinding method and lens grinding apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는 절단재(切斷材)를 효율적으로 절삭가공하여, 곡률이 작은 구면 렌즈면을 높은 정밀도로 가공할 수 있는 렌즈 연삭 방법을 제안하는 데 있다.An object of the present invention is to propose a lens grinding method capable of efficiently cutting a cutting material and processing a spherical lens surface having a small curvature with high precision.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 렌즈 연삭(硏削) 장치(1)에서는, 연삭면(4a)이 구면(球面)으로 되어 있는 렌즈 연삭용 공구 트레이(4)를, 구면의 구심(球心)(O)을 지나는 회전 중심선(4A)을 중심으로 회전시킴과 동시에, 상기 회전 중심선(4A)이 구심(O)을 꼭지점으로 하는 원추면을 그리도록 구심 요동(搖動)시키며, 렌즈 소재(W)를, 구심(O)을 지나는 이송 방향(5A)으로 미리 결정된 이송 속도로 송출하여, 회전 및 구심요동하고 있는 공구 트레이 연삭면(4a)에 가압하고, 공구 트레이(4)에 가압된 렌즈 소재(W)를 미리 결정된 절삭(切削) 이송 속도로 송출하면서, 상기 렌즈 소재(W)를 연삭 가공하고, 절삭 이송 속도를 렌즈 소재의 송출량에 따라 변경한다.In order to solve the said subject, in the lens grinding apparatus 1 of this invention, the tool tray 4 for lens grinding in which the grinding surface 4a becomes a spherical surface is made into the spherical core ( It rotates about the rotation center line 4A passing through the ball (O), and at the same time, the rotation center line 4A causes the centripetal oscillation so as to draw a cone surface with the vertex as the vertex, and the lens material ( W) is sent out at a predetermined feed speed in the feed direction 5A passing through the centripet O, pressurized to the tool tray grinding surface 4a that is rotating and centripetally swinged, and the lens pressed on the tool tray 4. The lens material W is ground while the material W is fed at a predetermined cutting feed rate, and the cutting feed rate is changed according to the feeding amount of the lens material.
Description
도 1은 본 발명을 적용한 구면 유리 렌즈의 연삭 장치의 주요부분을 나타낸 개략적인 구성도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram which shows the principal part of the grinding apparatus of the spherical glass lens which applied this invention.
도 2는 도 1의 연삭 장치에 의한 연삭 동작을 나타낸 설명도이다. It is explanatory drawing which showed the grinding | polishing operation by the grinding apparatus of FIG.
도 3은 종래의 구면형성법에 의한 연삭을 나타낸 설명도이다. 3 is an explanatory diagram showing grinding by a conventional spherical formation method.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1 : 렌즈 연삭 장치 3 : 렌즈 홀더1: lens grinding device 3: lens holder
4 : 공구 트레이 4a : 구면 연삭면4: Tool Tray 4a: Spherical Grinding Surface
4A : 공구 트레이의 회전 중심선 5 : 렌즈 스핀들 축4A: center line of rotation of the tool tray 5: lens spindle axis
5A : 렌즈 회전 중심선 20 : 작업물 승강 기구5A: lens rotation center line 20: workpiece lifting mechanism
21 : 수평 아암 31 : 구심 요동체21: horizontal arm 31: centripetal oscillator
33 : 지지판 33a : 원환(圓環)형 내주면33:
33b : 압축공기 분출구멍 혹은 홈 35 : 요동폭 조정 유닛33b: compressed air jet hole or groove 35: swing width adjusting unit
36A : 회전 중심선 37 : 요동각 조정 유닛36A: rotation center line 37: swing angle adjustment unit
W : 렌즈 소재 O : 구심W: Lens Material O: Centripetal
본 발명은, 광학 구면 렌즈를 연삭가공하는 렌즈 연삭 방법 및 렌즈 연삭 장치에 관한 것이며, 더욱 자세하게는, 공구 트레이에 편마모(偏摩耗)를 발생시키지 않으면서 높은 정밀도로 구면 렌즈를 연삭 가공할 수 있으며, 게다가 단시간에 효율적으로 연삭 가공을 수행할 수 있는 렌즈 연삭 방법 및 렌즈 연삭 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
광학 구면 렌즈의 연삭 방법으로는, 컵형 숫돌에 의한 구면 형성 방법이 널리 알려져 있다. 이 방법에 따르면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 축선(100)을 중심으로 하여 회전하는 가공 대상이 되는 유리 소재(101)에, 축선(102)을 중심으로 하여 회전하는 컵형 숫돌(103)의 구면 연삭면(104)을 가압하면서 연삭 가공을 실시하여, 축선(100, 102)의 교점을 구심으로 하는 구면(105)을 형성한다. 이 가공 방법은 완전한 구면 형성 방법이지만, 컵형 숫돌(103)의 마모에 따른 곡률 오차나, 유리 소재(101)의 연삭면 중심부분에 미연삭 부분이 발생하는 등의 문제점이 있다.As a grinding method of an optical spherical lens, a spherical surface forming method using a cup grinding wheel is widely known. According to this method, as shown in FIG. 3, the spherical surface of the cup-
본원의 출원인은 JP-A 2003-340702호 공보에서, 다이아몬드 공구 요동 회전식 렌즈 연삭 방법을 제안한 바 있다. 여기에 개시된 렌즈 연삭 방법을 채용하면, 컵형 숫돌에 의한 구면 형성 방법에서 발생하는 문제가 해소될 수 있다. 특히, 곡률이 큰 렌즈면의 연삭 가공시에, 얻어진 렌즈면에서의 곡률 편차를 비교적 작게 할 수 있는 이점도 있다.The applicant of the present application has proposed a diamond tool rocking rotary lens grinding method in JP-A 2003-340702. By employing the lens grinding method disclosed herein, the problem arising in the spherical surface formation method by the cup grinding wheel can be solved. In particular, when grinding the lens surface having a large curvature, there is also an advantage that the curvature deviation in the obtained lens surface can be made relatively small.
그러나, 곡률이 작은 렌즈면을 연삭 가공하는 경우에는, 곡률이 작은 만큼 곡률의 공차(公差) 범위도 좁다. 이 때문에, 본원의 출원인이 제안한 바 있는 상기의 렌즈 연삭 방법을 이용한 경우에도, 공구 트레이의 근소한 편마모에 기인하여, 렌즈면의 정밀도가 저하된다는 문제점이 있다.However, when grinding a lens surface with a small curvature, the tolerance of curvature is narrow as the curvature is small. For this reason, even when the said lens grinding method proposed by the applicant of this application is used, there exists a problem that the precision of a lens surface falls due to the slight uneven wear of a tool tray.
또한, 가공 대상인 렌즈 소재로서, 직사각형의 단면을 갖는 막대형상의 소재를 절단함으로써 얻어진 절단재를 이용할 경우에는, 연삭가공의 진행에 따라 절삭량이 대폭적으로 변화된다. 즉, 절삭가공의 초기에는 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 렌즈 소재의 양단만이 공구 트레이의 연삭면에 맞닿아 있으므로 절삭량이 근소하다. 절삭이 진행되면, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 렌즈 소재의 양단부분이 구면형상으로 절삭되어, 공구 트레이의 연삭면에 면접촉한 상태가 되므로, 절삭량이 증가한다. 절삭가공의 최종단계에서는, 도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이, 렌즈 소재의 가공면이 구면형상이 되어, 상기 가공면이 전체적으로 공구 트레이의 연삭면에 면접촉한 상태가 되므로, 절삭량이 최대가 된다. 그러나, 종래에는 동일한 절삭속도로 가공이 이루어지고 있으며, 이러한 점에 대해서는 아무런 고려도 되고 있지 않아, 가공 시간에 로스(loss)가 발생되고 있다.In addition, when using the cutting material obtained by cutting the rod-shaped material which has a rectangular cross section as a lens material to be processed, the cutting amount will change significantly with progress of grinding processing. That is, at the beginning of the cutting process, as shown in Fig. 2A, since only both ends of the lens material contact the grinding surface of the tool tray, the cutting amount is small. As cutting progresses, as shown in Fig. 2B, both end portions of the lens material are cut into spherical shapes, and the surface is brought into surface contact with the grinding surface of the tool tray, thereby increasing the cutting amount. In the final stage of cutting, as shown in Fig. 2C, the machining surface of the lens material becomes spherical, and the machining surface is brought into surface contact with the grinding surface of the tool tray as a whole. do. However, conventionally, machining is performed at the same cutting speed, and no consideration has been given to this point, and loss occurs in the machining time.
본 발명의 과제는, 이러한 점을 감안하여, 곡률이 작은 구면 렌즈면을 높은 정밀도로 가공할 수 있는 렌즈 연삭 방법 및 렌즈 연삭 장치를 제안하는 데 있다.Disclosure of the Invention An object of the present invention is to propose a lens grinding method and a lens grinding apparatus that can process a spherical lens surface having a small curvature with high precision.
또한, 본 발명의 과제는, 절단재를 효율적으로 절삭가공하여, 곡률이 작은 구면 렌즈면을 높은 정밀도로 가공할 수 있는 렌즈 연삭 방법 및 렌즈 연삭 장치를 제안하는 데 있다. Another object of the present invention is to propose a lens grinding method and a lens grinding apparatus capable of efficiently cutting a cutting material and processing a spherical lens surface having a small curvature with high precision.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 렌즈 연삭 방법은,In order to solve the above problems, the lens grinding method of the present invention,
연삭면이 구면으로 되어 있는 렌즈 연삭용 공구 트레이를, 상기 구면의 구심을 지나는 회전 중심선을 중심으로 회전시킴과 동시에, 상기 회전 중심선이 상기 구심을 꼭지점으로 하는 원추면을 그리도록 구심요동시키며,A lens grinding tool tray having a grinding surface is spherical, is rotated about a rotation center line passing through the center of the sphere, and at the same time, the rotation center line pivots so as to draw a cone surface with the center as the vertex,
렌즈 소재를, 상기 구심을 지나는 이송 방향으로 미리 결정된 이송 속도로 송출하여, 회전 및 구심요동하고 있는 상기 공구 트레이의 연삭면에 가압하고,The lens material is sent out at a predetermined feed speed in the conveying direction passing through the centripet, pressurized to the grinding surface of the tool tray which is rotating and centripetal swinging,
상기 공구 트레이에 가압된 상기 렌즈 소재를 미리 결정된 절삭 이송 속도로 송출하면서, 상기 렌즈 소재를 연삭 가공하고,Grinding the lens material while feeding the lens material pressed into the tool tray at a predetermined cutting feed rate,
상기 절삭 이송 속도를, 상기 렌즈 소재의 송출량에 따라서 변경하는 것을 특징으로 하고 있다.The cutting feed speed is changed according to the feeding amount of the lens material.
본 발명의 렌즈 연삭 방법에서는, 구면 연삭면을 구비한 공구 트레이를, 그 회전 중심선이 구면 연삭면의 구심을 꼭지점으로 하는 원추면을 그리도록, 구심요동시키면서 렌즈 소재를 연삭 가공한다. 이와 같이 공구 트레이를 요동운동시킴으로써, 곡률이 작은 구면 렌즈면을 높은 정밀도로 가공할 수 있다. 또한, 절삭 이송 속도를, 렌즈 소재의 송출량에 따라 변경시키도록 하고 있다. 예를 들면, 직사각형의 단면을 갖는 절단재에 구면 렌즈면을 연삭 가공할 경우에는, 가공 초기에는 절삭량이 적으므로 빠른 이송 속도로 송출하고, 어느 정도 절삭이 진행된 후에는 그보다 느린 이송 속도로 송출하도록 하면, 효율적으로 가공할 수 있다.In the lens grinding method of the present invention, the lens material is ground with a tool tray having a spherical grinding surface, while the rotational center line draws a conical surface with the center of the spherical grinding surface as the vertex. By swinging the tool tray in this manner, the spherical lens surface having a small curvature can be processed with high precision. In addition, the cutting feed rate is changed according to the feeding amount of the lens material. For example, in the case of grinding a spherical lens surface on a cutting material having a rectangular cross section, the cutting amount is small at the beginning of the processing, so that it is sent out at a high feed rate, and after a certain amount of cutting has been carried out, it is sent out at a slower feed rate. If it does so, it can process efficiently.
여기서, 상기 절삭 이송 속도는, 이송량에 따라, 무단계로 감속시킬 수도 있고, 단계적으로 감속시킬 수도 있다. 일반적으로는, 상기 절삭 이송 속도를, 상기 송출량이 미리 결정된 양에 도달할 때까지는 제 1의 속도로 하고, 그 이후에는 제 1의 속도보다 느린 제 2의 속도로 전환하도록 하면 된다.In this case, the cutting feed speed may be steplessly decelerated or decelerated stepwise according to the feed amount. Generally, what is necessary is just to make the said cutting feed speed into a 1st speed until the said feed amount reaches a predetermined quantity, and to switch to a 2nd speed slower than a 1st speed after that.
이 경우, 연삭 가공에 앞서, 상기 렌즈 소재를 송출하여 상기 공구 트레이에 닿는 위치를 검출함으로써, 가공 개시 위치를 정확히 설정할 수 있다. 또, 상기 가공 개시 위치에 기초하여, 상기 절삭 이송 속도의 전환 위치를 설정함과 동시에, 상기 가공 개시 위치에 가공 여유를 가산하여 구한 위치를 가공 완료 위치로서 설정함으로써, 가공 시간의 낭비를 없애고, 효율적인 연삭 가공을 실현할 수 있다.In this case, the machining start position can be set accurately by sending out the lens material and detecting the position where it touches the tool tray prior to the grinding process. Moreover, based on the said processing start position, while setting the switching position of the said cutting feed speed, and setting the position calculated | required by adding a machining allowance to the said processing start position as a machining completion position, waste of processing time is eliminated, Efficient grinding can be realized.
상기 가공 개시 위치를 높은 정밀도로 검출하기 위해서는, 상기 렌즈 소재를 송출하기 위한 작업물 이송 테이블을, 공구 트레이를 향해 조그(jog) 이송하여, 상기 렌즈 소재가 공구 트레이에 맞닿은 것을 확인한 후 작업물 이송 테이블의 조그 이송을 정지하고, 이후, 작업물 이송 스테이션을 공구 트레이로부터 이격되는 방향으로 초저속으로 되돌려, 렌즈 소재가 공구 트레이로부터 이격되는 순간의 위치를 가공 개시 위치로서 설정하면 된다.In order to detect the processing start position with high accuracy, the workpiece transfer table for dispensing the lens material is joged toward the tool tray, and after confirming that the lens material is in contact with the tool tray, the workpiece is transferred. The jog transfer of the table may be stopped, and then, the workpiece transfer station may be returned to the ultra low speed in the direction away from the tool tray, and the position at the moment when the lens material is separated from the tool tray may be set as the machining start position.
여기서, 상기 공구 트레이를, 구심 요동체에 의해 회전가능한 상태로 지지하고, 상기 구심 요동체의 외주면을 구면으로 하여, 상기 외주면을, 상기 공구 트레이의 연삭면의 구심을 구심으로 하는 구면형상의 지지면에 올려놓고, 상기 외주면과 지지면 사이에 압축공기를 공급하여 상기 구심 요동체를 부상시키고, 부상된 상태를 유지하면서 상기 구심 요동체를 구심요동시키는 것이 바람직하다.Here, the tool tray is supported in a rotatable state by a centripetal oscillator, and a spherical shape supporting the center of the grinding surface of the tool tray with the outer circumferential surface as the spherical surface of the spherical oscillator as a spherical surface. It is preferable to place on the surface, to supply the compressed air between the outer peripheral surface and the support surface to float the centripetal oscillator, and to maintain the injured state.
이와 같이, 압축공기에 의해 구심 요동체를 부상시키면, 그 요동시의 저항을 대폭 감소시킬 수 있고, 지지면의 마모도 억제할 수 있다. 따라서, 구심 요동체를 정확하면서도 원활하게 구심요동시킬 수 있고, 이에 따라, 거기에 지지되어 있는 공구 트레이를 정확하게 구심요동시킬 수 있으므로, 구면 렌즈면을 높은 정밀도로 가공할 수 있다.In this way, when the centrifugal oscillator is floated by the compressed air, the resistance during the oscillation can be greatly reduced, and the wear on the support surface can also be suppressed. Therefore, the centripetal oscillator can be smoothly and smoothly centripetally shaken. As a result, the tool tray supported thereon can be accurately centripetally shaken, so that the spherical lens surface can be processed with high precision.
한편, 본 발명은 상기의 연삭 방법에 의해 렌즈 소재를 연삭가공하는 렌즈 연삭 장치에 관한 것이며, 본 발명에 의한 렌즈 연삭 장치는,On the other hand, the present invention relates to a lens grinding device for grinding a lens material by the above grinding method, the lens grinding device according to the present invention,
구면형상의 연삭면을 구비한 공구 트레이와, A tool tray having a spherical grinding surface,
상기 공구 트레이를 상기 연삭면의 구심을 지나는 회전중심선 주위로 회전가능한 상태로 지지하고 있는 공구 트레이 스핀들과,A tool tray spindle supporting the tool tray in a rotatable state about a center of rotation passing through the center of the grinding surface;
상기 공구 트레이 스핀들을 지지하고 있는 구심 요동체와,A centrifugal oscillator supporting the tool tray spindle,
상기 공구 트레이의 회전 중심선이 상기 구심을 꼭지점으로 하는 원추면상을 회전하도록, 상기 구심 요동체를 구심요동시키기 위한 요동 기구와,A swinging mechanism for causing the centripetal oscillator to oscillate so that the center line of rotation of the tool tray rotates on a cone surface having the center as the vertex;
상기 공구 트레이 스핀들을 상기 회전중심선 주위로 회전시키기 위한 공구 트레이 회전기구와,A tool tray rotating mechanism for rotating the tool tray spindle about the center of rotation;
가공 대상인 렌즈 소재를 유지시키는 렌즈 홀더와,Lens holder which keeps lens material targeted for processing,
상기 렌즈 홀더를 상기 구심을 지나는 이송축선을 따라 송출하기 위한 작업물 이송기구와,A workpiece transfer mechanism for sending the lens holder along a transfer axis passing through the centroid;
상기 렌즈 홀더를 상기 이송축선 주위로 회전시키기 위한 작업물 회전기구와,A workpiece rotating mechanism for rotating the lens holder around the feed axis;
상기 작업물 이송기구에 의한 상기 렌즈 홀더의 이송 동작을 수치 제어하는 수치 제어부를 가지며,It has a numerical control unit for numerically controlling the transfer operation of the lens holder by the workpiece transfer mechanism,
상기 수치 제어부는, 상기 렌즈 홀더에 유지되어 있는 렌즈 소재의 절삭 이송 속도를, 상기 렌즈 소재의 송출량에 따라서 변경하는 것을 특징으로 하고 있다.The numerical control unit is characterized in that the cutting feed speed of the lens material held in the lens holder is changed in accordance with the feeding amount of the lens material.
여기서, 상기 수치 제어부는, 상기 절삭 이송 속도를 상기 송출량이 미리 결정된 양에 도달할 때까지는 제 1의 속도로 하고, 그 이후에는 제 1의 속도보다 느린 제 2의 속도로 전환하는 것을 특징으로 하고 있다.The numerical control unit is characterized in that the cutting feed rate is set to the first speed until the feed amount reaches a predetermined amount, and thereafter, the numerical control unit switches to the second speed which is slower than the first speed. have.
또, 본 발명의 렌즈 연삭 장치는, 상기 구심 요동체를 요동가능한 상태로 지지하고 있는 지지판과, 압축공기 공급기구를 가지고 있으며, 상기 구심 요동체는 구면형상의 외주면을 구비하고,In addition, the lens grinding apparatus of the present invention includes a support plate for supporting the centrifugal oscillator in a state capable of oscillation, and a compressed air supply mechanism, wherein the centrifugal oscillator has a spherical outer circumferential surface,
상기 지지판은, 상기 공구 트레이의 연삭면의 구심을 구심으로 하는 구면형상의 원환형 내주면을 구비하고 있으며, 상기 외주면과 상기 원환형 내주면 사이에 상기 압축공기 공급기구에 의해 압축공기가 공급되어, 상기 구심 요동체가, 상기 지지판의 상기 원환형 내주면으로부터 부상된 상태로 유지되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.The support plate has a spherical annular inner circumferential surface centered on the center of the grinding surface of the tool tray, and compressed air is supplied between the outer circumferential surface and the annular inner circumferential surface by the compressed air supply mechanism. A centripetal oscillator is held in a state of being floated from the annular inner circumferential surface of the support plate.
이하에서는, 도면을 참조하면서, 본 발명을 적용한 광학 구면 렌즈의 연삭 장치의 실시 형태에 대해 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of the grinding apparatus of the optical spherical lens to which this invention is applied is described, referring drawings.
도 1은, 본 실시형태에 따른 광학 구면 렌즈의 연삭 장치의 주요부분을 나타낸 개략적인 구성도이다. 본 도면을 참조하여 설명하면, 연삭장치(1)는, 가공 대상이 되는 렌즈 소재(W)를 유지시키기 위한 렌즈 홀더(3)와, 렌즈 홀더(3)에 유지되어 있는 렌즈 소재(W)를 연삭 가공하는 구면 연삭면(4a)을 구비한 공구 트레이 (4)를 가지고 있다.1 is a schematic configuration diagram showing a main part of a grinding device of an optical spherical lens according to the present embodiment. Referring to this drawing, the grinding
렌즈 홀더(3)는 그 유지면(3a)이 하측을 향하도록 수평으로 유지된 상태로, 수직인 렌즈 축 스핀들(5)의 하단에 고정되어 있다. 렌즈 축 스핀들(5)의 중심에는 그 축선방향으로 연장되는 흡인 통로(5a)가 형성되어 있고, 그 하단은 렌즈 홀더(3)의 유지면(3a)의 중심으로 개구되어 있으며, 그 상단은 회전 조인트(6) 및 에어 필터(7)를 경유하여 진공발생기(8)의 흡인측과 통하도록 연결되어 있다. 진공발생기(8)에 의해 흡인 통로(5a)를 진공흡인함으로써, 렌즈 홀더(3)의 유지면(3a)에 렌즈 소재(W)가 흡착 유지된다.The lens holder 3 is fixed to the lower end of the vertical
렌즈 스핀들 축(5)은, 상단이 봉쇄되어 있는 원통형상의 수직유지통(9)의 내부에 동축상태로 배치되고, 상하 한 쌍의 베어링(10, 11)을 통해 회전가능한 상태로 상기 수직유지통(9)에 의해 지지되어 있다. 또한, 렌즈 스핀들 축(5)은, 렌즈 축 회전용 전동기(12)에 의해, 그 수직중심선인 렌즈 회전 중심선(5A)을 중심으로 회전구동되도록 되어 있다. 수직유지통(9)의 상단에는 에어 실린더(13)가 연결되어 있으며, 상기 에어 실린더(13)는, 상단이 봉쇄되어 있는 지지 원통(14)의 내부에 고정되어 있다. 에어 실린더(13)에 의해 수직유지통(9)이 하측으로 미리 결정된 힘에 의해 가압되도록 되어 있다.The
렌즈 스핀들 축(5)은, 작업물 이송기구(20)에 의해 승강하도록 되어 있다. 작업물 이송기구(20)는, 수평 아암(21)을 구비하고 있으며, 이 수평 아암(21)의 선단에 부착시킨 수직원통부(22)에, 동축상태로 수직유지통(9)이 삽입되고, 지지 원통(14)은 수평 아암(21)의 상부면에 고정되어 있다. 수평 아암(21)은 이송 나사 (23), 너트(24) 및 서보 모터(25)를 구비한 승강 기구에 의해, 수직 리니어 가이드(26)를 따라 승강된다.The
여기서, 에어 실린더(13)를 통해 렌즈 스핀들 축(5)을 지지하고 있는 지지 원통(14)에는, 그 내측에 장착되어 있는 수직유지통(9)의 상단(9a)을 검출하기 위한 근접 센서(27)가 부착되어 있다. 통상적으로는, 상기 근접 센서(27)는 오프(off) 상태로 있으며, 수직유지통(9)이 지지 원통(14)에 대해 상대적으로 상승하면, 그 상단(9a)이 근접 센서(27)에 의해 검출되어, 상기 센서 출력이 온(on)으로 전환된다.Here, in the
다음으로, 렌즈 홀더(3)의 하측에 배치되어 있는 공구 트레이(4)는, 그 구면 연삭면(4a)의 구심(O)이 렌즈 홀더(3)측 렌즈 회전 중심선(5A)의 연장선상에 위치하도록 배치되어 있다. 상기 공구 트레이(4)의 뒷면에는 스핀들(4b)이 일체로 형성되고 있고, 상기 스핀들(4b)은, 구심 요동체(31)에 의해 회전가능한 상태로 지지되어 있다. 여기서, 공구 트레이(4)의 회전 중심선(4A)이, 구심(O)에 있어서, 수직으로 연장되는 렌즈 회전 중심선(5A)에 대해 예각(θ)으로 교차하도록, 스핀들(4b)이 구심 요동체(31)에 의해 지지되어 있다.Next, as for the
구심 요동체(31)는, 반구형의 컵 부분(31a)과, 이 컵 부분(31a)의 바닥 중심의 외주면 부분으로부터 반경방향 외측으로 돌출되어 있는 원통부분(3lb)을 구비하고 있으며, 원통부분(3lb)에 동축상태로 스핀들(4b)이 회전가능한 상태로 부착되어 있다. 또한, 원통부분(3lb)의 하단부로부터는 가로방향으로 플랜지(31c)가 연장되어 있고, 여기에, 스핀들 구동용 전동기(32)가 탑재되어 있다.The
구심 요동체(31)의 컵 부분(31a)은, 지지판(33)에 형성된 원환형 내주면(33a)에 의해 구심요동이 가능한 상태로 지지되어 있다. 원환형 내주면(33a)은, 구심(O)을 구심으로 하는 구면이며, 이 원환형 내주면(33a)에 올려놓은 외주면(31d)이 구면인 컵 부분(31a)은, 구심(O)을 중심으로 하여 요동이 가능하다. 본 예에서는, 원환형 내주면(33a)에는 압축공기 분출구멍 혹은 홈(33b)이 형성되어 있고, 여기에, 압축공기 공급로(33c)를 통해 압축공기가 공급되도록 되어 있다. 따라서, 컵 부분(31a)은 원환형 내주면(33a)으로부터 부상(浮上)한 상태로 유지된다. 따라서, 구심 요동체(31)를, 구심(O)을 중심으로 하여 원활하게 요동시킬 수 있다.The
구심 요동체(31)의 하단은 링크 조인트(34) 및 요동폭 조정 유닛(35)을 통해, 전동기(36)의 출력축에 연결되어, 링크 조인트(34), 요동폭 조정 유닛(35) 및 전동기(36)가 요동체(31)의 요동에 관여하는 요동기구를 구성한다. 구심 요동체(31)와 링크 조인트(34)의 연결점(34a)은 공구 트레이 회전 중심선(4A)의 연장선상에 위치하고 있으며, 전동기(36)의 회전 중심선(36A)은 항상 구심(O)을 향하는 상태로 유지되어 있다. 요동폭 조정 유닛(35)의 조정 손잡이(35a)를 조작하면, 연결점(34a)과 전동기(36)의 회전중심선(36A)의 간격이 변화된다. 따라서, 구심 요동체(31)의 요동운동의 요동 폭을 조정할 수 있다.The lower end of the
다음으로 전동기(36)는 요동각 조정 유닛(37)에 의해 지지되어 있다. 요동각 조정 유닛(37)은, 고정된 위치에 배치된 활형상의 캠(38)을 구비하고 있으며, 이 캠(38)은 구심(O)을 중심으로 하는 원호형상을 하고 있다. 상기 캠(38)을 따라 슬라이딩 가능한 상태로, 지지부재(39)가 부착되어 있고, 여기에, 전동기(36)가 부착되어 있다. 지지부재(39)에는 너트(40)가 고정되고 있고, 너트(40)에는 이송나 사(41)가 나사결합되어 있다. 이송나사(41)의 단부(端部)는 핸들(42)에 연결되어 있다.Next, the
핸들(42)을 돌리면 지지부재(39)가 캠(38)을 따라 이동한다. 즉, 구심 요동체(31)에 의해 지지되어 있는 공구 트레이 스핀들(4b)이 구심(O)을 중심으로 하여 미리 결정된 양 만큼 요동한다. 따라서, 요동각 조정 유닛(37)에 의해, 수직인 렌즈 회전 중심선(5A)에 대한 공구 트레이(4)의 회전 중심선(4A)이 이루는 각도(θ), 즉, 요동 중심선의 각도를 변경할 수 있다.When the
여기서, 각 부분의 구동 제어는 수치 제어용 컨트롤러(50)에 의해 행해진다. 또한, 컨트롤러(50)에는 입력장치(51)가 접속되어 있다. 입력장치(51)를 통해, 수동조작으로 렌즈 소재를 송출하는 동작이 가능하며, 또한, 절삭량의 설정 등을 행하는 것이 가능하게 되어 있다.Here, drive control of each part is performed by the numerical-
도 2를 참조하여, 본 구성의 렌즈 연삭 장치(1)의 동작에 대해 설명한다. 우선, 렌즈 소재(W)를 렌즈 홀더(3)에 흡착하여 유지시킨다. 그런 다음, 수동조작에 의해, 서보 모터(25)를 구동하여, 공구 트레이(4)를 향해 렌즈 소재(W)를 조그(JOG) 이송한다. 렌즈 소재(W)가 공구 트레이(4)에 접하면, 렌즈 축 스핀들(5)의 하강이 정지된다. 그 다음은, 조그 이송에 의해 수평 아암(21)(작업물 이송 테이블)만이 하강한다. 그 결과, 렌즈 축 스핀들(5) 및, 이를 회전가능하게 지지하고 있는 수직유지통(9)이 수평 아암(21)에 대해 상대적으로 상승하고, 근접 센서(27)가 수직유지통(9)의 상단(9a)을 검출하여 온(on)으로 전환된다.With reference to FIG. 2, the operation | movement of the
근접 센서(27)가 온으로 전환된 것을 확인한 후에는, 일단, 조그 이송을 중 지한다. 그런 다음, 서보 모터(25)의 이송 속도를 초저속으로 하여, 수평 아암(21)을 상승시킨다. 수평 아암(21)이 상승하면, 정지되어 있는 렌즈 스핀들 축(5) 및 수직유지통(9)이 상대적으로 근접 센서(27)에 대해 하강한다. 그 결과, 수직유지통의 상단(9a)이 근접 센서(27)의 검출 위치로부터 벗어나, 근접 센서(27)가 다시 오프로 되돌아간다. 상기 오프로 전환된 순간의 위치를, 컨트롤러(50)는 가공 개시 위치로서 기억한다.After confirming that the
컨트롤러(50)는, 상기 가공 개시 위치로부터 가공 여유를 가산하여 가공 완료 위치를 설정한다. 또, 가공 개시 위치에 제 1 절삭량만큼을 가산하여, 속도 변경점을 설정한다. 이와 같이 각 점을 설정한 후, 가공 개시 명령이 입력되면, 공구 트레이(4) 및 렌즈 홀더(3)에 흡착 고정시킨 렌즈 소재(W)의 회전을 개시한다. 그런 다음, 빠른 속도로 가공 개시 위치까지 렌즈 소재(W)를 송출한다.The
가공 개시 위치에 도달한 후에는, 속도를 제 1 절삭 속도로 전환하고, 이 속도로 렌즈 소재(W)를 송출하면서 연삭을 한다. 도 2의 (a)는 연삭을 개시할 때의 상태를 나타내고 있다.After the machining start position is reached, the speed is switched to the first cutting speed, and grinding is performed while feeding the lens material W at this speed. FIG.2 (a) has shown the state at the time of starting grinding.
렌즈 소재(W)가 제 1 절삭량만큼 절삭되어, 제 1 절삭위치에 도달한 후, 즉, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같은 절삭상태에 도달한 후에는, 구심 요동체(31)의 요동을 개시하여, 제 1 절삭속도보다도 느린 마무리 속도로 렌즈 소재(W)를 송출하면서 절삭을 행한다. 그 결과, 렌즈 소재(W)가 연삭되어, 도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이 구형 렌즈면(Wa)이 형성된다.After the lens material W is cut by the first cutting amount to reach the first cutting position, that is, after reaching the cutting state as shown in Fig. 2B, the swinging of the
가공 완료 위치에 도달한 것이 확인되면, 구심 요동체(31)에 의한 요동을 정 지한 후, 수평 아암(21)을 상단위치까지 상승시킨다. 그런 다음, 공구 트레이(4) 및 렌즈 소재(W)의 회전을 멈춘다.When it is confirmed that the machining completion position has been reached, the shaking by the
본 발명의 렌즈 연삭 방법 및 렌즈 연삭 장치에서는, 구면 연삭면을 구비한 공구 트레이를, 그 회전 중심선이 구면 연삭면의 구심을 꼭지점으로 하는 원추면을 그리도록 구심요동시키면서 렌즈 소재를 연삭 가공한다. 이와 같이 공구 트레이를 요동운동시킴으로써, 곡률이 작은 구면 렌즈면을 높은 정밀도로 가공할 수 있다.In the lens grinding method and the lens grinding apparatus of the present invention, the lens material is subjected to a centripetal fluctuation while the tool tray including the spherical grinding surface draws a concentric surface whose center of rotation is the vertex of the spherical grinding surface. By swinging the tool tray in this manner, the spherical lens surface having a small curvature can be processed with high precision.
또한, 절삭 이송 속도를, 렌즈 소재의 송출량에 따라 변경시키도록 하고 있다. 예를 들면, 직사각형의 단면을 갖는 절단재에 구면 렌즈면을 연삭 가공할 경우에는, 가공 초기에는 절삭량이 적으므로 빠른 이송 속도로 송출하고, 어느 정도 절삭이 진행된 후에는 그보다 느린 이송 속도로 송출하도록 하고 있다. 따라서, 가공 시간에 낭비가 발생하지 않고, 효율적으로 구면 렌즈면을 절삭가공할 수 있다.In addition, the cutting feed rate is changed according to the feeding amount of the lens material. For example, in the case of grinding a spherical lens surface on a cutting material having a rectangular cross section, the cutting amount is small at the beginning of the processing, so that it is sent out at a high feed rate, and after a certain amount of cutting has been carried out, it is sent out at a slower feed rate. Doing. Therefore, no waste is generated in machining time, and the spherical lens surface can be efficiently cut.
또한, 절삭가공의 개시 위치를 정확히 파악하고, 이에 기초하여, 절삭 이송 속도의 전환 시점 및 절삭 완료 시점을 설정하고 있다. 이에 따라서도, 가공 시간의 낭비를 없애고, 효율적으로 구면 렌즈면을 절삭가공할 수 있게 된다.In addition, the starting position of cutting process is correctly grasped | ascertained and based on this, the switching time point of a cutting feed speed and the cutting completion time point are set. As a result, the spherical lens surface can be efficiently cut without wasting processing time.
그리고, 공구 트레이를 회전가능하게 지지하고 있는 구심 요동체를 압축공기에 의해 부상시킨 상태로 지지하고 있다. 따라서, 구심 요동체의 요동시의 저항을 대폭적으로 감소시킬 수 있으며, 그 지지면의 마모도 억제할 수 있다. 따라서, 구심 요동체에 지지되어 있는 공구 트레이를 정확하게 구심요동시킬 수 있으므로, 이 에 따라서도, 구면 렌즈면을 높은 정밀도로 가공할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.And the centrifugal oscillator which supports the tool tray rotatably is supported in the state which floated by the compressed air. Therefore, the resistance at the time of oscillation of a centrifugal oscillator can be reduced significantly, and the abrasion of the support surface can also be suppressed. Therefore, since the tool tray supported by the centrifugal oscillator can be precisely centripetally oscillated, the effect of machining the spherical lens surface with high accuracy can be obtained according to this.
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