KR101593900B1 - Lens processing device - Google Patents
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Abstract
렌즈가공장치(1)에서는, 렌즈 홀더축(13)의 선단에 피봇 베어링기구(14)를 통하여 회전 및 요동 가능하도록 지지된 렌즈 홀더(12)에 렌즈(11)를 흡착지지하고, 렌즈(11)에 렌즈 가공구(31)를 가압한 상태에서 렌즈(11)와 렌즈 가공구(31)를 상대이동시켜서 렌즈 표면(11a)의 가공을 한다. Z축 이동기구(19), X축 이동기구(15)에 의하여, 직교하는 Z축, X축 방향으로의 렌즈 홀더(12)의 이송을 제어하여 렌즈(11)를, 이들 2축을 포함하는 수직 평면 상에 있어서 임의의 궤적을 따라 이동시킬 수 있다. θ축 선회기구(33)에 의하여 렌즈 가공구(31)의 원호 모양 가공면(31a)을 θ축(32)을 중심으로 하는 원 궤적을 따라 선회시킬 수 있다. 따라서 렌즈 가공구(31)의 원호 모양 가공면(31a)에 대하여 수평으로 렌즈(11)를 가압한 상태를 유지하면서 렌즈 표면(11a)을 가공할 수 있다.In the lens processing apparatus 1, the lens 11 is sucked and supported by the lens holder 12, which is rotatably and swingably supported by the tip of the lens holder shaft 13 via the pivot bearing mechanism 14, The lens 11 and the lens processing tool 31 are moved relative to each other while the lens processing tool 31 is being pressed against the lens surface 11a. The Z-axis moving mechanism 19 and the X-axis moving mechanism 15 control the feeding of the lens holder 12 in the Z-axis and X-axis directions orthogonal to each other to move the lens 11 in the vertical direction including these two axes It is possible to move along an arbitrary trajectory on a plane. the arc-shaped machining surface 31a of the lens machining tool 31 can be turned along the circular locus centered on the? axis 32 by the? Therefore, the lens surface 11a can be processed while maintaining the state in which the lens 11 is pressed horizontally with respect to the arcuate machining surface 31a of the lens processing tool 31. [
Description
본 발명은, 각종 가공방법에 의하여 렌즈 표면의 연마가공(硏磨加工), 연삭가공(硏削加工) 등을 할 수 있는 범용성이 높은 렌즈가공장치(lens 加工裝置)에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lens processing apparatus having high versatility capable of performing polishing, grinding, and the like of a lens surface by various processing methods.
종래에 있어서 렌즈 표면의 가공방법으로서는, 오스카식(Oscar-type), 사축식(斜軸式 : inclined-axis-type), 구심요동식(球心搖動式 : spherical-oscillation-type), 유성요동식(遊星搖動式 : planetary-oscillation-type) 등의 방법이 알려져 있다. 렌즈의 형상, 재질 등에 따라 이들 가공방법 중에서 최적의 가공방법이 선택되고, 선택된 가공방법으로 가공을 하는 전용(專用)의 렌즈가공장치(lens 加工裝置)를 사용하여 렌즈 표면을 가공하고 있다. 따라서 종래에 있어서는, 여러 가지 방식의 렌즈가공장치를 개별적으로 준비하여야 하기 때문에, 설비 비용 또는 설치 스페이스(設置 space)가 많이 필요하여 경제성이 나쁘다는 문제가 있다.Conventionally, as a method of processing the surface of a lens, there have been known methods of machining a surface of a lens such as an Oscar-type, an inclined-axis-type, a spherical-oscillation-type, And a planetary-oscillation-type method is known. An optimum processing method is selected from among these processing methods in accordance with the shape, materials, and the like of the lens, and the surface of the lens is processed by using a lens processing device (exclusive lens) for processing by the selected processing method. Therefore, in the prior art, since various types of lens processing apparatuses must be individually prepared, there is a problem that cost of equipment or a space for installation is large, resulting in poor economical efficiency.
본 출원인은 특허문헌1(일본국 특허 제3981326호 공보)에 있어서, 접시형, 컵형의 렌즈 가공구(lens 加工具)를 캠기구를 이용하지 않고, 임의의 궤적을 따라 정밀도 좋게 이동 가능한 것으로 하고, 각종 가공방식으로 렌즈 표면을 가공할 수 있는 렌즈가공장치를 제안하고 있다. 이 렌즈가공장치에서는, 상방으로 향하는 렌즈 가공구의 가공면에 있어서 상측으로부터 렌즈 홀더(lens holder)의 하방을 향하는 렌즈 지지면(lens 支持面)에 수평으로 흡착지지(吸着支持)되어 있는 가공대상의 렌즈에, 하측으로부터 렌즈 가공구의 가공면을 가압하여 가공을 하도록 되어 있다. 또한 렌즈 가공구의 Z축 방향(수직방향)으로의 이동, 그 X축 방향(수평방향)으로의 이동 및 그 Z축과 X축에 직교하는 θ축을 중심으로 하는 선회를 제어함으로써 각종의 렌즈가공방법으로 렌즈 표면을 가공할 수 있도록 되어 있다.
The applicant of the present invention has proposed in Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3981326) that a plate-shaped or cup-shaped lens processing tool can be moved accurately along an arbitrary trajectory without using a cam mechanism , And a lens processing apparatus capable of processing a lens surface by various processing methods. In this lens processing apparatus, on the processing surface of an upwardly facing lens processing tool, an image of an object to be processed, which is horizontally adsorbed and supported on a lens supporting surface (lens supporting surface) that faces downward from a lens holder, The processing surface of the lens processing tool is pressed on the lens from the lower side for processing. Further, by controlling the movement of the lens processing tool in the Z-axis direction (vertical direction), the movement in the X-axis direction (horizontal direction), and the turning around the? -Axis orthogonal to the Z- So that the lens surface can be processed.
여기에서 종래에 있어서의 렌즈의 곡면가공(曲面加工)을 하기 위하여 사용되고 있는 오스카식, 사축식, 유성요동식의 렌즈가공장치에서는, 렌즈 가공구의 회전축과 렌즈 홀더축이 소정의 각도로 경사져 있는 경우에는 렌즈를 수평상태로 유지할 수 없다. 렌즈는 가공 중에 있어서 렌즈 가공구의 회전에 추종하여 회전운동을 하고 있어, 회전에 의한 관성력에 의하여 항상 수평상태로 되돌아가려고 하는 힘이 렌즈에 작용하고 있다. 이 때문에 렌즈와 렌즈 가공구의 사이에 발생하는 가압응력이 균일하게 되지 않아, 렌즈 가공면의 가공 정밀도가 저하되는 경우가 있다.Here, in the conventional oscar-type, tetragonal-type, and oil-oscillating-type lens processing apparatus used for curving the lens (curved surface processing), when the rotation axis of the lens processing tool and the lens holder axis are inclined at a predetermined angle The lens can not be maintained in a horizontal state. The lens is subjected to rotation in accordance with the rotation of the lens processing tool during processing, and a force that is always going to return to the horizontal state due to the inertial force due to rotation acts on the lens. Therefore, the pressing stress generated between the lens and the lens processing tool is not uniform, and the processing accuracy of the lens processing surface may be lowered.
또한 렌즈 가공구의 회전축과 렌즈 홀더축이 경사져 있는 경우에는, 렌즈의 교환 시에 있어서, 렌즈 홀더축에 대한 가압력을 개방하여 렌즈 가공구에 대한 렌즈의 가압력을 해제하였을 때에, 렌즈가 렌즈 가공구의 가공면으로부터 미끄러져서 떨어지게 되어 파손될 위험이 있다.Further, when the rotation axis of the lens processing tool and the lens holder axis are inclined, when the pressing force against the lens holder shaft is released to release the pressing force of the lens with respect to the lens processing tool at the time of replacing the lens, There is a risk of slipping off from the surface and breaking it.
또한 가공완료 시점에서의 렌즈의 경사가 일정하지 않으면, 자동반송장치에 의한 렌즈의 착탈(着脫)이 곤란하게 되어, 수작업에 의한 렌즈 교환을 할 수밖에 없다. 이 때문에 렌즈 교환을 자동화하여 작업의 효율화를 도모할 수 없다.Further, if the inclination of the lens at the time of completion of processing is not constant, it is difficult to attach and detach the lens by the automatic transporting device, and the lens exchange by hand is inevitable. Therefore, it is not possible to automate the exchange of the lens and to improve the efficiency of the operation.
본 발명의 과제는, 이러한 점을 고려하여 렌즈 홀더축의 선단에 피봇 베어링을 통하여 회전 및 요동 가능하게 지지된 렌즈 홀더에 렌즈를 흡착지지하고, 이 렌즈에 렌즈 가공구를 가압한 상태에서 렌즈 및 렌즈 가공구를 상대적으로 이동시켜서 렌즈 곡면의 가공을 하는 렌즈가공장치에 있어서, 렌즈를 항상 수평으로 유지하면서 각종 가공방식에 의하여 렌즈 곡면을 가공할 수 있도록 하는 것에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the foregoing, it is an object of the present invention to provide a lens holder which is supported by a lens holder, which is rotatably and swingably supported via a pivot bearing, at the tip of a lens holder shaft, A lens processing apparatus for processing a lens curved surface by relatively moving a processing tool, wherein the lens curved surface can be processed by various processing methods while keeping the lens always horizontally.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 렌즈가공장치는,According to an aspect of the present invention,
수직방향으로 연장되는 렌즈 홀더축(lens holder軸)과,A lens holder shaft extending in the vertical direction,
상기 렌즈 홀더축의 하단에 피봇 베어링(pivot bearing)을 통하여 동축상태(同軸狀態)에서 하방을 향하여 부착되고, 상기 피봇 베어링을 중심으로 하여 회전(回轉 : ratation) 및 요동(搖動 : oscillation)이 가능한 렌즈 홀더(lens holder)와,The lens holder is attached to the lower end of the lens holder shaft in a coaxial state through a pivot bearing and rotates about the pivot bearing about a lens capable of oscillating and ratting, A lens holder,
상기 렌즈 홀더축을 수직방향인 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동기구(Z軸 移動機構)와,A Z-axis moving mechanism (Z-axis moving mechanism) for moving the lens holder axis in the vertical Z-axis direction,
상기 렌즈 홀더축을 수평방향인 X축 방향으로 이동시키기 위한 X축 이동기구(X軸 移動機構)와,An X-axis moving mechanism (X-axis moving mechanism) for moving the lens holder axis in a horizontal X-axis direction,
상기 렌즈 홀더에 지지된 렌즈를 가공하기 위하여 상방을 향하여 배치되고 볼록 모양 혹은 오목 모양의 원호 모양 가공면을 구비하고 있는 렌즈 가공구(lens 加工具)와,A lens processing tool having an arc-shaped machining surface of a convex or concave shape arranged to face upward to process a lens held by the lens holder,
상기 렌즈 가공구를 X축과 직교하는 수평방향으로 연장되는 θ축을 중심으로 하여 선회(旋回 : swivelling)시키기 위한 θ축 선회기구(θ軸 旋回機構)와,A? -Axis turning mechanism (? -Axis turning mechanism) for swiveling the lens processing tool about a? -Axis extending in a horizontal direction orthogonal to the X-axis,
상기 렌즈 가공구를, θ축을 지나는 상기 렌즈 가공구의 중심축선(中心軸線)을 중심으로 하여 회전시키는 렌즈 가공구 회전기구(lens 加工具 回轉機構)와,A lens processing tool rotating mechanism for rotating the lens processing tool about a central axis (central axis) of the lens processing tool passing through a? Axis,
상기 X축 이동기구, 상기 Z축 이동기구 및 상기 θ축 선회기구를 구동제어하여, 상기 렌즈 홀더축에 부착된 상기 렌즈 홀더의 X축 방향으로의 이동, 상기 렌즈 홀더의 Z축 방향으로의 이동 및 상기 렌즈 가공구의 상기 θ축을 중심으로 하는 선회를 제어함으로써 복수 종류의 렌즈가공모드를 실행하는 구동제어수단(驅動制御手段)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.Axis movement mechanism, the X-axis movement mechanism, the Z-axis movement mechanism, and the? -Axis rotation mechanism to move the lens holder in the X-axis direction attached to the lens holder shaft, move in the Z- And a drive control means (movement control means) for executing a plurality of kinds of lens processing modes by controlling the turning of the lens processing tool about the &thetas; axis.
또한 본 발명의 렌즈가공장치에 있어서는, 상기 구동제어수단에 의한 상기 렌즈가공모드에는, 상기 θ축을 중심으로 하여 선회하는 상기 렌즈 가공구의 상기 원호 모양 가공면에 대하여, 상기 렌즈 홀더의 렌즈 지지면에 지지된 가공대상의 렌즈가 상측으로부터 수평으로 가압된 상태가 유지되도록, 상기 X축 이동기구, 상기 Z축 이동기구 및 상기 θ축 선회기구를 구동제어하는 렌즈가공모드가 포함되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.In the lens processing apparatus according to the present invention, in the lens processing mode by the drive control means, the lens processing surface of the lens processing surface of the lens processing hole pivoting about the &thetas; And a lens processing mode for driving and controlling the X-axis moving mechanism, the Z-axis moving mechanism, and the &thetas; -axis turning mechanism so that the lens of the supported object to be processed is maintained in a horizontally pressed state from the image side have.
본 발명의 렌즈가공장치에 있어서는, 렌즈 홀더에 흡착지지되어 있는 가공대상의 렌즈를, 직교하는 2축 방향(Z축 및 X축 방향)으로의 렌즈 홀더의 이송동작에 의하여 Z축 및 X축을 포함하는 수직 평면 상에 있어서 임의의 궤적을 따라 이동시킬 수 있다. 또한 상기 수직 평면 상에 있어서, 렌즈 가공구의 원호 모양 가공면을 θ축을 중심으로 하는 원 궤적을 따라 선회시킬 수 있다. 따라서 렌즈 가공구의 원호 모양 가공면에 대하여 상측으로부터 수평으로 렌즈를 가압한 상태를 유지하면서 렌즈 표면을 가공하는 렌즈가공모드를 실현할 수 있다.In the lens processing apparatus of the present invention, the lens to be processed, which is supported by being attracted and supported by the lens holder, is moved in the Z-axis direction and the X-axis direction by the movement of the lens holder in two orthogonal directions (Z- and X- It is possible to move along an arbitrary locus on the vertical plane. Further, on the vertical plane, the arc-shaped machined surface of the lens processing tool can be turned along a circular path around the θ axis. Therefore, it is possible to realize a lens processing mode in which the surface of the lens is processed while keeping the lens pressed horizontally from the upper side with respect to the arc-shaped processing surface of the lens processing tool.
본 발명의 렌즈가공장치에 있어서, 상기 렌즈 가공구를 상기 θ축과 평행한 Y축의 방향으로 이동시키는 Y축 이동기구(Y軸 移動機構)를 구비하고 있는 것이 바람직하다.In the lens processing apparatus of the present invention, it is preferable that the lens processing apparatus is provided with a Y-axis moving mechanism (Y-axis moving mechanism) for moving the lens processing tool in the Y-axis direction parallel to the θ-axis.
Y축 이동기구에 의하여 렌즈 가공구를 Y축 방향의 임의의 위치에 위치결정하고, 이 위치에 있어서 X축 이동기구에 의하여 렌즈 홀더를 X축 방향으로 왕복이동시킴으로써, 종래의 오스카 방식에 대응하는 렌즈가공모드에 의하여 렌즈 표면을 가공할 수 있다. 또한 X축 이동기구, Z축 이동기구 및 θ축 선회기구를 개별적으로 제어하여, 렌즈 홀더 및 렌즈 가공구를 소정의 위치로 이동시켜서 고정함으로써 종래의 사축 방식에 대응하는 렌즈가공모드에 의하여 렌즈 표면을 가공할 수 있다.
The lens processing tool is positioned at an arbitrary position in the Y axis direction by the Y axis moving mechanism and the lens holder is reciprocated in the X axis direction by the X axis moving mechanism at this position, The lens surface can be processed by the lens processing mode. Further, the X-axis moving mechanism, the Z-axis moving mechanism, and the &thetas; axis turning mechanism are individually controlled to move and fix the lens holder and the lens processing tool to a predetermined position, Can be processed.
본 발명의 렌즈가공장치에 의하면, 항상 렌즈가 수평으로 유지된 상태에서 렌즈 표면이 가공되는 렌즈가공모드에 의하여 렌즈가공을 할 수 있다. 이 렌즈가공모드에서는, 렌즈 가공구의 원호 모양 가공면에 대한 렌즈의 가압응력이 그 렌즈 표면의 각 부분에서 균일하게 된다. 또한 렌즈 홀더축의 가압력을 해제하고, 그 앞에 지지되어 있는 렌즈 홀더에 흡착지지되어 있는 렌즈를 해제하였을 때에, 렌즈가 렌즈 가공구의 원호 모양 가공면을 따라 미끄러져 떨어져서 파손되지 않는다. 또한 가공완료 시점에서의 렌즈의 자세는 항상 수평상태이기 때문에, 자동반송장치를 사용하여 렌즈 홀더에 대한 렌즈의 교환작업을 효율적으로 할 수 있다.According to the lens processing apparatus of the present invention, the lens processing can be performed by the lens processing mode in which the lens surface is processed while the lens is always held horizontally. In this lens processing mode, the pressing stress of the lens with respect to the arc-shaped working surface of the lens processing tool becomes uniform in each portion of the lens surface. Further, when the pressing force of the lens holder shaft is canceled and the lens held by the lens holder supported in front of the lens holder is released, the lens slips along the arc-shaped processing surface of the lens processing hole and is not damaged. In addition, since the posture of the lens at the time of completion of machining is always in the horizontal state, it is possible to efficiently perform the lens exchange operation with respect to the lens holder by using the automatic transfer device.
또한 본 발명의 렌즈가공장치는, 이것 1대에 의하여 오스카식, 사축식, 유성요동식 등 많은 종류의 렌즈가공모드에 의한 가공을 할 수 있기 때문에 범용성이 높다. 따라서 여러 가지 방식의 렌즈가공장치를 개별적으로 준비하여 둘 필요가 없기 때문에, 설비 비용, 설치 스페이스가 적게 들어서 매우 경제적이다.
Further, the lens processing apparatus according to the present invention can be processed in many kinds of lens processing modes such as an Oscar type, a biaxial type, and a planetary oscillating type by one lens, so that the versatility is high. Therefore, since it is not necessary to prepare lens processing apparatuses of various types individually, facility cost and installation space are reduced, which is very economical.
도1은 본 발명을 적용한 렌즈가공장치의 기구도이다.
도2는 도1의 렌즈가공장치에 의한 렌즈를 수평으로 유지한 상태에서 이루어지는 렌즈가공모드를 나타내는 설명도이다.
도3은 도1의 렌즈가공장치에 의한 별도의 렌즈가공모드를 나타내는 설명도이다.1 is a schematic view of a lens processing apparatus to which the present invention is applied.
Fig. 2 is an explanatory view showing a lens processing mode in a state in which the lens is horizontally held by the lens processing apparatus of Fig. 1. Fig.
3 is an explanatory view showing a separate lens processing mode by the lens processing apparatus of FIG.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 렌즈가공장치(lens 加工裝置)의 실시형태에 대하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a lens processing apparatus (lens processing apparatus) to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
도1 및 도2를 참조하여 설명하면, 본 실시형태에 관한 렌즈가공장치(1)는, 상축 유닛(上軸 unit)(10)과, 이 상축 유닛(10)의 바로 하측위치에 배치되어 있는 하축 유닛(下軸 unit)(30)과, 이들 상축 유닛(10) 및 하축 유닛(30)의 사이의 높이위치에 배치되어 있는 콘베이어 유닛(conveyor unit)(50)과, 각 부의 구동제어를 담당하는 구동제어 유닛(驅動制御 unit)(70)을 구비하고 있다.1 and 2, the
상축 유닛(10)은, 가공대상인 렌즈(lens)(11)를 지지하기 위한 렌즈 홀더(lens holder)(12)를 하방을 향한 상태에서 지지하고 있다. 하축 유닛(30)은, 렌즈 표면 가공용의 렌즈 가공구(lend 加工具)(31)를 상방을 향한 상태에서 지지하고 있다. 콘베이어 유닛(50)은 가공대상인 렌즈(11)를 렌즈 홀더(12)에 공급함과 아울러, 가공종료 후의 렌즈(11)를 렌즈 홀더(12)로부터 회수하기 위한 것이다.The
상축 유닛(10)은, 수직방향으로 배치되어 있는 렌즈 홀더축(lens holder軸)(13)을 구비하고 있고, 이 렌즈 홀더축(13)의 하단에, 피봇 베어링기구(pivot bearing 機構)(14)를 통하여 렌즈 홀더(12)가 하방을 향한 상태에서 부착되어 있다. 렌즈 홀더(12)에 있어서 하방을 향한 렌즈 지지면(lens 支持面)(12a)에는, 가공대상인 렌즈(11)가 예를 들면 진공처리에 의하여 흡착지지(吸着支持) 가능하도록 되어 있다.The
또한 상축 유닛(10)은, 렌즈 홀더축(13)을 수평방향으로 연장되는 X축 방향으로 보내기 위한 X축 이동기구(X軸 移動機構)(15)와, 렌즈 홀더축(13)을 수직방향으로 연장되는 Z축 방향으로 보내기 위한 Z축 이동기구(19)를 구비하고 있다. 본 예에서는, X축 이동기구(15)는, 수평방향으로 연장되는 X축 가이드(X軸 guide)(16)와, 이 X축 가이드(16)를 따라 X축 방향으로 슬라이드 가능한 X축 테이블(X軸 table)(16a)과, X축 테이블(16a)을 X축 방향으로 보내기 위한 X축 이송나사(X軸 移送screw)(17)와, 구동원인 X축 서보모터(X軸 servo motor)(18)를 구비하고 있다. Z축 이동기구(19)는, X축 테이블(16a)의 표면에 부착되고 X축과 직교하며 수직방향으로 연장되는 Z축 가이드(20)와, 이 Z축 가이드(20)를 따라 Z축 방향으로 슬라이드 가능한 Z축 테이블(20a)과, Z축 테이블(20a)을 Z축 방향으로 보내기 위한 Z축 이송나사(21)와, 구동원인 Z축 서보모터(22)를 구비하고 있다.The
Z축 이동기구의 Z축 테이블(20a)에는 홀더축 베이스(holder軸 base)(23)가 고정되어 있고, 이 홀더축 베이스(23)에 의하여 렌즈 홀더축(13)이 회전 가능한 상태에서 수직으로 지지되어 있다. 렌즈 홀더축(13)은, 항상 홀더가압스프링(holder 加壓 spring)(24)에 의하여 하방으로 가압되고 있다. 홀더가압스프링(24)에 의한 가압력은 가압조정볼트(25)에 의하여 조정할 수 있다. 가압의 방법은, 스프링 이외에 추(錘), 공기압력실린더, 유압실린더에 의한 것도 가능하다. 또한 렌즈 홀더축(13)은, 홀더축 베이스(23)에 탑재되어 있는 홀더축 구동모터(holder軸 驅動motor)(26)에 의하여 그 중심축선(中心軸線)(13a)을 중심으로 하여 회전할 수 있다.A
또 렌즈 홀더축(13)과 렌즈 홀더(12)의 사이의 피봇 베어링기구(14)로서는 각종 구조를 채용할 수 있고, 렌즈 홀더(12)가, 렌즈 홀더축(13)에 의하여 지지되고 있는 배면위치(背面位置)(12b)를 중심으로 하여 요동(搖動 : oscillation) 가능하고 또한 중심축선(13a)을 중심으로 하여 회전(回轉 : ratation) 가능한 상태에서 부착되어 있으면 좋다. 렌즈 홀더(12)의 렌즈 지지면(12a)에 렌즈(11)를 진공흡인에 의하여 흡착지지하는 경우에는, 렌즈(11)를 진공흡인하기 위한 진공흡인로(眞空吸引路)를, 렌즈 홀더축(13) 및 피봇 베어링기구(14)를 경유하도록 인출하여 렌즈 홀더(12)의 렌즈 지지면(12a)에 개구(開口)하도록 형성하여야 한다. 이러한 진공흡인로를 형성하는 것에 적합한 피봇 베어링기구(14)를 채용하는 것이 바람직하다.Various structures can be employed as the
다음에 하축 유닛(30)은, 렌즈 가공구(31)를 X축 및 Z축의 쌍방과 직교하고 전후방향으로 수평으로 연장되는 θ축(32)을 중심으로 하여 선회(旋回 : swivelling)시키는 θ축 선회기구(θ軸 旋回機構)(33)와, 렌즈 가공구(31)를 θ축(32)과 평행한 수평방향으로 이동시키기 위한 Y축 이동기구(36)를 구비하고 있다. θ축 선회기구(33)는, θ축(32)을 중심축선으로 하는 회전축(回轉軸)(34a)을 구비한 θ축 서보모터(34)와, 회전축(34a)의 선단에 부착된 L형의 θ브래킷(θ bracket)(35)을 구비하고 있다. Y축 이동기구(36)는 스핀들 케이스(spindle case)(37)와, 이 스핀들 케이스(37)의 Y축 방향의 위치를 규정하는 Y축 마이크로헤드(Y軸 micro head)(38)를 구비하고 있다. 스핀들 케이스(37)는 Y축 방향으로 이동 가능한 상태에서 θ브래킷(35)에 탑재되어 있다.Next, the lowering
스핀들 케이스(37)에는 스핀들(spindle)(39)이 회전하도록 지지되고, 이 스핀들(39)은 스핀들 구동모터(40)에 의하여 회전구동된다. 스핀들(39)의 상단에는 렌즈 가공구(31)가 동축상태(同軸狀態)에서 상방을 향하여 부착되어 있다. 이들 스핀들 케이스(37), 스핀들(39) 및 스핀들 구동모터(40)에 의하여 렌즈 가공구(31)의 회전기구(回轉機構)(41)가 구성되어 있다.A
한편 콘베이어 유닛(50)은, 렌즈 케이스(lens case)(51)를 반송하는 콘베이어(52)와, 콘베이어(52)를 회전구동시키기 위한 콘베이어 구동모터(53)를 구비하고 있다. 이들 콘베이어(52) 및 콘베이어 구동모터(53)는, 콘베이어 전후실린더(conveyor 前後 cylinder)(54)에 의하여 상축 유닛(10) 및 하축 유닛(30)의 사이의 위치와, 여기에서 Y축 방향으로 대피한 위치로 이동할 수 있다.On the other hand, the
콘베이어(52)에 의한 렌즈반송동작의 예에 대하여 설명한다. 콘베이어(52)는, 그 대피위치에 있어서, 렌즈 케이스(51)를 반송하여 가공이 종료되어 렌즈가 들어 있는 렌즈 케이스(51)와 미가공의 렌즈가 들어 있는 렌즈 케이스(51)를 교환하고, 콘베이어(52)의 단부(端部)에 도착한 렌즈 케이스(51)를 다음 공정의 콘베이어로 이송하고, 이전 공정의 콘베이어에서 배출되는 렌즈 케이스(51)를 받는다.An example of the lens conveyance operation by the
이렇게 한 후에 콘베이어(52)는 전진하여 렌즈 케이스(51)를 상축 유닛(10)의 하방에 위치시키고, 렌즈 홀더(12)에 렌즈(11)를 공급하거나 또는 렌즈 홀더(12)로부터 가공이 완료된 렌즈(11)를 받아서 후퇴위치까지 이동된다.After this, the
상축 유닛(10)은, 전진한 콘베이어(52)에 실려있는 렌즈 케이스(51)의 바로 위에 렌즈 홀더(12)를 위치시키고, 렌즈 홀더(12)에 렌즈 케이스(51)의 렌즈를 예를 들면 진공처리에 의하여 흡착하여 일단 대피시킨다. 렌즈 케이스(51)가 콘베이어(52)와 함께 후퇴한 후에는, 렌즈 홀더(12)에 지지된 렌즈(11)를 접시형 혹은 컵형의 렌즈 가공구(31)에 의한 가공위치까지 이동시킨다.The
접시형, 컵형의 렌즈 가공구(31)에 의한 가공이 종료된 후에는, 렌즈 홀더(12)에 의하여 렌즈(11)를 렌즈 가공구(31)로부터 후퇴시키고, 콘베이어(52)가 전진하여 렌즈 케이스(51)가 하방에 위치하는 것을 기다려서, 렌즈 케이스(51)의 바로 위에 있어서, 렌즈 홀더(12)는 예를 들면 흡착을 해제하여 렌즈(11)를 렌즈 케이스(51)에 낙하시켜서 여기에 수납한다. 이 후에 렌즈 홀더(12)를 대피시킨다.The
(동작예)(Operation example)
이 구성의 렌즈가공장치(1)에 의한 동작예에 대하여 설명한다. 도2는, 렌즈(11)를 수평으로 유지한 상태에서 가공을 하는 렌즈가공모드(lens 加工 mode)를 나타내는 설명도이다. 이동의 조건으로서, 가공반경(r(m)), 좌측 이동량(L(m)), 우측 이동량(R(m))을 설정한다. 또한 렌즈 가공구(31)의 가공면(加工面)(31a)은 볼록 원호 모양 가공면이며, 이 가공면(31a)의 정점(頂點)(3lb)이 θ축(32) 상에 위치하도록 렌즈 가공구(31)가 스핀들(39)의 상단에 부착되어 있고, 초기위치에 있어서는 렌즈 홀더축(13)의 중심축선(13a)과 렌즈 가공구(31)의 회전중심선(31c)이 일치되어 있는 것으로 한다.An example of the operation by the
도2의 파선으로 나타나 있는 초기위치에 있는 상축 유닛(10)측의 좌표위치를, X축 방향에 있어서 Xo(m), Z축 방향에 있어서 Zo(m)로 하고, 하축 유닛(30)측의 선회각도를 θo(도)로 한다. 이 경우에 렌즈(11)를 수평상태로 유지한 채 렌즈 가공구(31)의 볼록 원호 모양 가공면(31a)에 가압한 상태에서, 렌즈(11)의 렌즈 표면(11a) 및 볼록 원호 모양 가공면(31a)을 슬라이딩 시키기 위하여 X축 방향의 이송량(Xd)을 따라 Z축 방향의 이송량(Zd)과 θ축 둘레의 선회량(θd)을 다음과 같이 설정한다.(M) in the X-axis direction and Zo (m) in the Z-axis direction, and the coordinate position on the side of the
X = Xd(m)X = Xd (m)
θd = sin-1(Xd/r)(도)? d = sin -1 (Xd / r) (degrees)
Zd = r(1-cosθd)(m)Zd = r (1 - cos? D) (m)
X축 방향의 이송량(Xd)을 점점 증가시켜서 초기위치(Xo)로부터 L(m)까지 이동시킨다. 이송량(Xd)에 따른 Z축 방향의 이송량(Zd(m)) 및 선회각(θd(도))을 산출하여, X축 방향의 이송에 동기(同期)시켜서 Z축 방향의 이송동작 및 θ축 둘레의 선회동작을 한다. 이송량(Xd)이 L(m)이 된 후에는 반대로 이송량(Xd)을 점점 감소시켜서 초기위치(Xo)로부터 부(負)측으로 R(m)까지 이동시킨다. 이 때에도 X축 방향의 이송에 연동시켜서, Z축 방향의 이송동작 및 θ축 둘레의 선회동작을 한다. 이에 따라 렌즈(11)를 수평으로 유지한 상태에서, 그 렌즈 표면(11a)의 가공을 할 수 있다.The feed amount Xd in the X-axis direction is gradually increased to move from the initial position Xo to L (m). The feed amount Zd (m) and the turning angle d (degree) in the Z axis direction according to the feed amount Xd are calculated and are synchronized with the feed in the X axis direction, Thereby performing the turning operation around the periphery. After the feed amount Xd becomes L (m), on the contrary, the feed amount Xd is gradually decreased to move from the initial position Xo to the negative side to R (m). Also in this case, the feeding operation in the Z-axis direction and the turning operation about the? -Axis are performed in conjunction with the feeding in the X-axis direction. Thus, the
렌즈 표면의 가공동작에 있어서는, 렌즈 가공구 회전기구(41)에 의하여 렌즈 가공구(31)를 그 회전중심선(31c)을 중심으로 하여 회전시킨다. 렌즈 가공구(31)의 가공면(31a)에는 상측으로부터 렌즈(11)의 렌즈 표면(11a)이 가압되고 있기 때문에, 렌즈(11)는 렌즈 가공구(31)의 회전에 따라 회전된다. 가공동작은, 렌즈(11)를 렌즈 홀더(12)의 렌즈 지지면(12a)에 진공흡착한 상태 또는 진공흡착을 해제한 상태에서 이루어진다.In the processing operation of the lens surface, the
여기에서 렌즈 홀더축(13)의 Z축 방향의 이동 스트로크가 Z축 방향으로의 이송량의 최대값보다 큰 경우에는, Zd의 산출 및 Z축 이동기구의 구동제어를 생략할 수 있다.Here, when the moving stroke of the
또한 가공반경(r)에 정(正)의 값을 부여함으로써 도2에 나타나 있는 바와 같이 볼록면으로 되어 있는 렌즈 표면(11a)의 가공을 할 수 있고, 부의 값을 부여함으로써 렌즈 오목면의 가공을 할 수 있다.Further, by giving a positive value to the machining radius r, it is possible to process the
한편 가공반경(r)을 무한대로 하면 가로이동(X축 방향의 이송)만이 발생하기 때문에, Y축 방향의 이동과 합치면 오스카식(Oscar-type)의 렌즈가공모드를 실현할 수 있다. 또한 X축, Z축 및 Y축 방향의 이동을 저지하고 또한 θ축 둘레의 선회를 저지하여, 임의의 위치 및 각도의 상태에서 렌즈(11)와 렌즈 가공구(31)를 고정시켜서 가공을 하면, 사축식(斜軸式 : inclined-axis-type)의 렌즈가공모드를 실현할 수 있다.On the other hand, when the working radius r is infinite, transverse movement (transfer in the X-axis direction) only occurs. Thus, when combined with movement in the Y-axis direction, an Oscar-type lens processing mode can be realized. In addition, when the
또한 도3에 나타나 있는 바와 같이 렌즈 가공구(31)를 수직상태로 고정하고, 이 상태에서 렌즈 가공구 회전기구(41)에 의하여 회전시키고, Z축 이동기구(19) 및 X축 이동기구(15)를 구동하여, 렌즈 가공구(31)의 렌즈가공면(31a)을 따라 렌즈(11)를 슬라이딩 시킴으로써 렌즈 표면(11a)의 가공을 하는 것도 가능하다.As shown in Fig. 3, the
(기타의 실시형태)(Other Embodiments)
워크(렌즈)가 소수인 경우 혹은 외경이 큰 경우 또는 저렴하여 간이한 수단을 구축하기 위해서는, 콘베이어 유닛(50)을 대신하여 전동 및 에어 인덱스 등에 의하여 회전하는 턴테이블(turntable)을 배치하여 워크의 공급 및 회수를 하더라도 좋다. 물론 워크교환장치를 사용하지 않고 수작업(手作業)으로 워크를 착탈하더라도 좋다.In order to construct a simple means by which the work (lens) is small in number or the outer diameter is large or inexpensive, a turntable that rotates by electric and air indexes is arranged in place of the
또한 하축 유닛(30)의 Y축 마이크로헤드(38)를, 이송나사와 서보모터로 이루어지는 Y축 이동기구로 치환하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 상기 Y축 이동기구와 X축 이동기구를 동시에 구동시킴으로써 유성방식(遊星方式)에 의한 렌즈면 가공을 실현할 수 있다.
It is also possible to replace the Y-
1 : 렌즈가공장치
10 : 상축 유닛
11 : 렌즈
11a : 렌즈 표면
12 : 렌즈 홀더
13 : 렌즈 홀더축
13a : 중심축선
14 : 피봇 베어링기구
15 : X축 이동기구
16 : X축 가이드
16a : X축 테이블
17 : X축 이송나사
18 : X축 서보모터
19 : Z축 이동기구
20 : Z축 가이드
20a : Z축 테이블
21 : Z축 이송나사
22 : Z축 서보모터
23 : 홀더축 베이스
24 : 홀더가압스프링
25 : 가압조정볼트
30 : 하축 유닛
31 : 렌즈 가공구
31a : 가공면
3lb : 정점
31c : 회전중심선
32 : θ축
33 : θ축 선회기구
34 : θ축 서보모터
34a : 회전축
35 : θ브래킷
37 : 스핀들 케이스
38 : Y축 마이크로헤드
39 : 스핀들
40 : 스핀들 구동모터
41 : 렌즈 가공구 회전기구
50 : 콘베이어 유닛
51 : 렌즈 케이스
52 : 콘베이어
53 : 콘베이어 구동모터
70 : 구동제어 유닛1: Lens processing device
10:
11: Lens
11a: lens surface
12: Lens holder
13: Lens holder shaft
13a: center axis
14: Pivot bearing mechanism
15: X-axis moving mechanism
16: X-axis guide
16a: X-axis table
17: X-axis feed screw
18: X axis servo motor
19: Z-axis moving mechanism
20: Z-axis guide
20a: Z-axis table
21: Z-axis feed screw
22: Z axis servo motor
23: Holder shaft base
24: Holder pressure spring
25: Pressure adjusting bolt
30: Lowering unit
31: Lens processing tool
31a:
3lb: Vertex
31c: rotation center line
32: theta axis
33: Theta-axis turning mechanism
34: θ axis servo motor
34a:
35: θ Bracket
37: Spindle case
38: Y-axis micro head
39: Spindle
40: Spindle drive motor
41: Lens processing tool rotation mechanism
50: Conveyor unit
51: Lens case
52: Conveyor
53: Conveyor drive motor
70: drive control unit
Claims (3)
상기 렌즈 홀더축의 하단에 피봇 베어링(pivot bearing)을 통하여 동축상태(同軸狀態)에서 하방을 향하여 부착되고, 상기 피봇 베어링을 중심으로 하여 회전(回轉 : ratation) 및 요동(搖動 : oscillation)이 가능한 렌즈 홀더(lens holder)와,
상기 렌즈 홀더축을 수직방향인 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동기구(Z軸 移動機構)와,
상기 렌즈 홀더축을 수평방향인 X축 방향으로 이동시키기 위한 X축 이동기구(X軸 移動機構)와,
상기 렌즈 홀더에 지지된 렌즈를 가공하기 위하여 상방을 향하여 배치되고 볼록 모양 혹은 오목 모양의 원호 모양 가공면을 구비하고 있는 렌즈 가공구(lens 加工具)와,
상기 렌즈 가공구를 X축과 직교하는 수평방향으로 연장되는 θ축을 중심으로 하여 선회(旋回 : swivelling)시키기 위한 θ축 선회기구(θ軸 旋回機構)와,
상기 렌즈 가공구를, θ축을 지나는 상기 렌즈 가공구의 중심축선(中心軸線)을 중심으로 하여 회전시키는 렌즈 가공구 회전기구(lens 加工具 回轉機構)와,
상기 X축 이동기구, 상기 Z축 이동기구 및 상기 θ축 선회기구를 구동제어하여, 상기 렌즈 홀더축에 부착된 상기 렌즈 홀더의 X축 방향으로의 이동, 상기 렌즈 홀더의 Z축 방향으로의 이동 및 상기 렌즈 가공구의 상기 θ축을 중심으로 하는 선회를 제어함으로써 복수 종류의 렌즈가공모드를 실행하는 구동제어수단(驅動制御手段)을
구비하고,
상기 구동제어수단에 의한 상기 렌즈가공모드에는, 상기 θ축을 중심으로 하여 선회하는 상기 렌즈 가공구의 상기 원호 모양 가공면에 대하여, 상기 렌즈 홀더의 렌즈 지지면에 지지된 가공대상의 렌즈가 상측으로부터 수평으로 가압된 상태가 유지되도록, 상기 X축 이동기구, 상기 Z축 이동기구 및 상기 θ축 선회기구를 구동제어하며, 렌즈를 수평으로 유지한 상태에서 가공을 하는 렌즈가공모드가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈가공장치(lens 加工裝置).
A lens holder shaft extending in the vertical direction,
The lens holder is attached to the lower end of the lens holder shaft in a coaxial state through a pivot bearing and rotates about the pivot bearing about a lens capable of oscillating and ratting, A lens holder,
A Z-axis moving mechanism (Z-axis moving mechanism) for moving the lens holder axis in the vertical Z-axis direction,
An X-axis moving mechanism (X-axis moving mechanism) for moving the lens holder axis in a horizontal X-axis direction,
A lens processing tool having an arc-shaped machining surface of a convex or concave shape arranged to face upward to process a lens held by the lens holder,
A? -Axis turning mechanism (? -Axis turning mechanism) for swiveling the lens processing tool about a? -Axis extending in a horizontal direction orthogonal to the X-axis,
A lens processing tool rotating mechanism for rotating the lens processing tool about a central axis (central axis) of the lens processing tool passing through a? Axis,
Axis movement mechanism, the X-axis movement mechanism, the Z-axis movement mechanism, and the? -Axis rotation mechanism to move the lens holder in the X-axis direction attached to the lens holder shaft, move in the Z- And a drive control means (movement control means) for executing a plurality of kinds of lens processing modes by controlling the turning of the lens processing tool about the &thetas;
Respectively,
Wherein the lens processing mode by the drive control means is such that a lens to be processed supported on the lens supporting surface of the lens holder is moved horizontally from the upper side to the arcuate machining surface of the lens processing aperture pivoting about the & Axis driving mechanism, the X-axis moving mechanism, and the &thetas; -axis turning mechanism so that the X-axis moving mechanism, the Z-axis moving mechanism, and the & And a lens processing device (lens processing device).
상기의 렌즈를 수평으로 유지한 상태에서 가공을 하는 렌즈가공모드에 있어서는,
이동의 조건으로서, 가공반경(r(m)), X축 방향의 좌측 이동량(L(m)), X축 방향의 우측 이동량(R(m))을 설정하고,
초기위치에 있어서는 상기 렌즈 홀더축의 중심축선과 상기 렌즈 가공구의 회전중심선을 일치시키며,
상기 초기위치에 있는 상기 렌즈 홀더의 좌표위치를, X축 방향에 있어서 Xo(m), Z축 방향에 있어서 Zo(m)로 하고, 상기 렌즈 가공구의 선회각도를 θo(도)로 하면, 상기 렌즈 홀더의 X축 방향의 이송량 X = Xd(m)을 따라 상기 렌즈 홀더의 Z축 방향의 이송량(Zd)과 상기 렌즈 가공구의 θ축 둘레의 선회량(θd)을, 각각
θd = sin-1(Xd/r)(도)
Zd = r(1-cosθd)(m)
로 설정하는 렌즈가공장치.
The method according to claim 1,
In the lens processing mode in which processing is performed in a state in which the above-mentioned lens is held horizontally,
The leftward movement amount L (m) in the X-axis direction and the rightward movement amount R (m) in the X-axis direction are set as conditions for movement,
In the initial position, the center axis of the lens holder shaft and the rotation center line of the lens processing tool are aligned with each other,
Wherein the coordinate position of the lens holder at the initial position is defined as Xo (m) in the X-axis direction and Zo (m) in the Z-axis direction, and the turning angle of the lens processing tool is? The feed amount Zd of the lens holder in the Z-axis direction along the feed amount X = Xd (m) in the X-axis direction of the lens holder and the turning amount? D around the?
? d = sin -1 (Xd / r) (degrees)
Zd = r (1 - cos? D) (m)
Lens machining apparatus as set.
상기 렌즈 가공구를 상기 θ축과 평행한 Y축의 방향으로 이동시키는 Y축 이동기구(Y軸 移動機構)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 렌즈가공장치. 3. The method according to claim 1 or 2 ,
And a Y-axis moving mechanism (Y-axis moving mechanism) for moving the lens processing tool in a Y-axis direction parallel to the θ-axis.
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