KR101725994B1 - 안경 렌즈 가공 장치 - Google Patents

Abstract

과제
경면 가공 후의 렌즈 가장자리면에 나타나는 세로 줄무늬 모양을 눈에 띄지 않게 하여, 외관이 양호한 경면 마무리면을 얻는다.
해결 수단
안경 렌즈 가공 장치는, 렌즈 척 축을 회전하는 렌즈 회전 유닛과, 경면 지석이 장착된 지석 회전축을 회전하는 지석 회전 유닛과, 렌즈 척 축과 지석 회전축의 축간 거리를 변경하는 축간 거리 변동 유닛과, 옥형 데이터를 입력하는 데이터 입력 유닛과, 경면 지석이 1 회전할 때에 지석 회전축의 회전 중심에 대한 경면 지석의 높이 변동에 의해, 소기하는 옥형의 렌즈의 피가공면의 1 둘레에 발생하는 주기적인 줄무늬 모양의 평균적인 간격이, 사람 눈의 분해능보다 작아지거나, 또는 2 ㎜ 보다 커지거나, 어느 쪽인가를 만족시키는 조건으로 설정되어 있는 렌즈의 회전 속도 Vl 및 경면 지석의 회전 속도 Vw 를 기억하는 메모리와, 경면 가공시에 적어도 렌즈의 최종 회전에서 메모리에 기억된 렌즈의 회전 속도 Vl 및 경면 지석의 회전 속도 Vw 에 기초하여 렌즈 회전 유닛 및 지석 회전 유닛을 제어하는 가공 제어 유닛을 구비한다.

Description

안경 렌즈 가공 장치 {APPARATUS FOR PROCESSING EYEGLASS LENS}

본 발명은, 렌즈의 둘레 가장자리를 경면 (鏡面) 으로 가공하는 안경 렌즈 가공 장치에 관한 것이다.

안경 프레임에 유지되는 안경 렌즈의 둘레 가장자리는, 안경 렌즈 가공 장치가 갖는 조 (粗) 가공구에 의해 조가공된 후, 마무리 가공구에 의해 마무리 가공된다. 최근에는, 안경 프레임의 경량화 및 디자인성의 향상에 의해, 가는 와이어에 의해 렌즈가 유지되는 타입의 프레임 및 림리스 타입의 프레임이 보급되어, 렌즈 가장자리면의 외관이 중시되게 되었다. 이 대응으로서, 마무리 가공된 흰 연마면의 가장자리면을, 추가로 경면 지석에 의해 경면 가공하여 투명화하는 가공이 실시되고 있다 (일본 공개특허공보 평11-90805호 (US6,074,280)).

일본 공개특허공보 평11-90805호 (US6,074,280)

경면 가공에서는, 마무리 지석보다 입도가 미세한 경면 지석이 사용된다. 이 때문에, 종래에는 가공시의 열의 지나친 상승에 의한 피가공면의 그을림 (렌즈의 투명도가 저하되는 상태) 을 방지하는 것을 주된 목적으로 하여, 렌즈의 회전 속도, 경면 지석의 회전 속도 등의 조건이 설정되었다. 그러나, 경면 가공된 피가공면에서의 광 반사에 의해, coin 의 가장자리면에 형성된 세로 줄무늬 모양과 같이, 단 (端) 의 두께 방향으로 미세한 간격의 세로 줄무늬 모양이 나타났다. 이 때문에, 경면 가공시에 외관의 면에서 더욱 개선의 필요가 있었다.

본 발명은, 상기 종래 기술의 문제점을 감안하여, 경면 가공 후의 렌즈 가장자리면에 나타나는 세로 줄무늬 모양을 눈에 띄지 않게 하여, 외관이 양호한 경면 마무리면을 얻을 수 있는 안경 렌즈 가공 장치를 제공하는 것을 기술 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하와 같은 구성을 구비하는 것을 특징으로 한다.

(1) 안경 렌즈의 둘레 가장자리를 가공하는 안경 렌즈 가공 장치는,

안경 렌즈를 유지하는 렌즈 척 축과, 렌즈 척 축을 회전하는 모터를 포함하는 렌즈 회전 유닛과,

경면 지석이 장착된 지석 회전축과, 지석 회전축을 회전하는 모터를 포함하는 지석 회전 유닛과,

렌즈 척 축과 지석 회전축의 축간 거리를 변경하는 모터를 포함하는 축간 거리 변동 유닛과,

옥형 (玉型) 데이터를 입력하는 데이터 입력 유닛과,

경면 지석이 1 회전할 때에 지석 회전축의 회전 중심에 대한 경면 지석의 높이 변동에 의해, 소기하는 옥형의 렌즈의 피가공면의 1 둘레에 발생하는 주기적인 줄무늬 모양의 평균적인 간격이, 사람 눈의 분해능보다 작아지거나, 또는 2 ㎜ 보다 커지거나, 어느 쪽인가를 만족시키는 조건으로 설정되어 있는 렌즈의 회전 속도 Vl 및 경면 지석의 회전 속도 Vw 를 기억하는 메모리와,

마무리 가공된 렌즈의 둘레 가장자리를 경면 지석에 의해 소정의 경면 가공대 분 (分) 만큼 가공하도록, 입력된 옥형에 기초하여 렌즈 회전 유닛, 지석 회전 유닛 및 축간 거리 변동 유닛을 제어하는 가공 제어 유닛으로서, 적어도 렌즈의 최종 회전에서 메모리에 기억된 렌즈의 회전 속도 Vl 및 경면 지석의 회전 속도 Vw 에 기초하여 렌즈 회전 유닛 및 지석 회전 유닛을 제어하는 가공 제어 유닛을 구비한다.

(2) (1) 의 안경 렌즈 가공 장치에 있어서,

렌즈의 회전 속도 Vl 및 경면 지석의 회전 속도 Vw 는, 평균적인 사이즈에 상당하는 둘레 길이를 갖는 옥형에서 렌즈를 경면 가공할 때의 줄무늬 모양의 평균적인 간격이, 사람 눈의 분해능보다 작아지거나, 또는 2 ㎜ 보다 커지거나, 어느 쪽인가를 만족시키는 조건으로 설정되어 있다.

(3) (1) 의 안경 렌즈 가공 장치에 있어서,

렌즈의 회전 속도 Vl 및 경면 지석의 회전 속도 Vw 는, 직경 30 ∼ 50 ㎜ 의 사이즈에 상당하는 둘레 길이를 갖는 옥형에서 렌즈를 경면 가공할 때의 줄무늬 모양의 평균적인 간격이, 사람 눈의 분해능보다 작아지거나, 또는 2 ㎜ 보다 커지거나, 어느 쪽인가를 만족시키는 조건으로 설정되어 있다.

(4) (1) 의 안경 렌즈 가공 장치에 있어서,

줄무늬 모양의 간격은,

N ＝ (렌즈의 회전 속도 Vl (시간/1 회전)) × (경면 지석의 회전 속도 Vw (회전수/시간))

의 식으로 구해지는 수 N 으로 소기하는 옥형의 둘레 길이를 분할하였을 때의 값이다.

(5) (4) 의 안경 렌즈 가공 장치에 있어서,

렌즈의 회전 속도 Vl 및 경면 지석의 회전 속도 Vw 는, 수 N 이 2520 개 이상 또는 63 개 이하를 만족시키는 조건으로 설정되어 있다.

(6) (1) 의 안경 렌즈 가공 장치에 있어서,

가공 제어 유닛은, 소정의 회전수에서 렌즈를 회전시켜 소정의 경면 가공대를 거의 연삭하는 제 1 단계와 최종 회전을 포함하는 소정의 회전수로 렌즈를 회전시켜 경면 가공을 실시하는 제 2 단계의 2 단계로 렌즈의 회전 속도 및 경면 지석의 회전 속도를 변경하여 경면 가공을 실시하고, 제 1 단계에서는 렌즈의 피가공면에 그을림을 발생시키지 않는 조건으로 설정되어 있는 렌즈의 회전 속도 및 경면 지석의 회전 속도에 기초하여 렌즈 회전 유닛 및 지석 회전 유닛을 제어하고, 제 2 단계에서는 메모리에 기억되어 있는 렌즈의 회전 속도 Vl 및 경면 지석의 회전 속도 Vw 에 기초하여 렌즈 회전 유닛 및 지석 회전 유닛을 제어한다.

(7) (1) 의 안경 렌즈 가공 장치에 있어서,

가공 제어 유닛은, 렌즈의 1 회전마다 미소한 가공대 분만큼 경면 가공을 실시하도록 축간 거리 변동 유닛을 제어함과 함께, 메모리에 기억되어 있는 렌즈의 회전 속도 Vl 및 경면 지석의 회전 속도 Vw 에 기초하여 렌즈 회전 유닛 및 지석 회전 유닛을 제어하고, 미소한 가공대가 소정의 경면 가공대가 될 때까지 렌즈를 회전시킨다.

(8) (1) 의 안경 렌즈 가공 장치에 있어서,

가공 제어 유닛은, 적어도 렌즈의 최종 회전에서, 메모리에 기억되어 있는 회전 속도 Vl 에 의해 등속으로 회전하도록 렌즈 회전 유닛을 제어한다.

(9) (1) 의 안경 렌즈 가공 장치에 있어서,

가공 제어 유닛은, 메모리에 기억되어 있는 회전 속도 Vl 을 만족시키고, 또한 경면 지석과 접촉하는 렌즈의 접촉점의 이동 속도가 거의 일정해지도록, 옥형 및 경면 지석의 직경에 기초하여 렌즈의 회전각마다의 속도 데이터를 구하고, 적어도 렌즈의 최종 회전에서, 구한 속도 데이터에 기초하여 렌즈 회전 유닛을 제어한다.

본 발명에 의하면, 경면 가공 후의 렌즈 가장자리면에 나타나는 세로 줄무늬 모양을 눈에 띄지 않게 할 수 있어, 외관이 양호한 경면 마무리면을 얻을 수 있다.

도 1 은 경면 지석의 1 회전에 의해 발생하는 가공면의 높이 변동의 설명도이다.
도 2 는 렌즈의 피가공면에 나타나는 주기적인 변동의 설명도이다.
도 3a 는 종래의 가공 조건에서, 피가공면의 높이 변동을 시뮬레이션한 결과의 모식도이다.
도 3b 는 제 1 방법의 가공 조건에서, 피가공면의 높이 변동을 시뮬레이션한 결과의 모식도이다.
도 3c 는 제 2 방법의 가공 조건에서, 피가공면의 높이 변동을 시뮬레이션한 결과의 모식도이다.
도 4 는 경면 가공시에 경면 지석과 접촉하는 렌즈의 접촉점을 나타내는 도면이다.
도 5 는 안경 렌즈 가공 장치의 가공 기구의 개략 구성도이다.
도 6 은 장치의 제어계 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 본 발명이 적용되는 안경 렌즈 가공 장치의 실시형태의 설명에 앞서, 경면 지석에 의한 경면 가공 후에 렌즈단의 두께 방향으로 나타나는 주기적인 세로 줄무늬 모양의 발생 이유를 설명한다.

도 1 은 경면 지석의 1 회전에 의해 발생하는 가공면의 높이 변동을 설명하는 도면이다. 도 1 에 있어서, 마무리 가공된 렌즈 (LE) 는, 척 중심 (LO) 을 중심으로 회전됨과 함께 Y 축 방향으로 이동되고, 경면 지석 (GW) 에 의해 둘레 가장자리가 경면 가공된다. 경면 지석 (GW) 은, 스핀들 (지석 회전축) 이 장착되고, 스핀들의 회전 중심 (DC) 을 중심으로 회전된다. 경면 지석 (GW) 이 1 회전되었을 때, 경면 지석 (GW) 의 가공면의 높이 (도 1 상의 Y 축 방향의 위치) 는 일정하지 않고, 적어도 미크론 오더에서는 Δh 로 상하로 변동된다. 이것은, 주로 스핀들의 회전 중심 (DC) 에 대한 경면 지석 (GW) 의 중심 (TC) 의 편심에서 기인한다. 경면 지석 (GW) 의 중심에는 스핀들이 통과되는 구멍 (GWa) 이 형성되어, 경면 지석 (GW) 이 스핀들에 고정된다. 그러나, 경면 지석 (GW) 에 대한 구멍 (GWa) 의 중심 위치 정밀도를 엄밀하게 확보하는 것은 매우 어려워, 적어도 미크론 오더에서는 편심되어 있다. 또, 경면 지석 (GW) 의 가공면의 높이 변동은, 경면 지석 (GW) 의 외경이 진원으로부터 편향되어 있는 요인, 스핀들이 회전될 때의 진동의 요인도 생각할 수 있다.

이와 같은 경면 지석 (GW) 의 가공면의 높이 변동이 있으면, 가장자리면을 일정한 높이에서 경면 가공하도록 렌즈 (LE) 의 높이 (Y 축 방향의 위치) 가 제어되더라도, 도 2 와 같이, 렌즈의 피가공면 (LEF) 은 주기적인 물결을 치도록 가공된다. 도 2 는 렌즈 (LE) 의 피가공면 (LEF) 에 나타나는 주기적인 변동의 설명도이다. 도 2 에 있어서, GS 는 반경 (R) 을 갖는 경면 지석 (GW) 의 가공면으로서 도시되어 있다.

도 2 에 있어서, 렌즈 (LE) 의 회전각 θ (θ1 ,θ2, θ3, …) 의 변화에 수반하여 경면 지석 (GW) 의 중심 (TC) 이 상대적으로 도 2 상의 우측 방향으로 이동하는 것으로 하고, 지석 (GW) 이 1 회전되었을 때, 그 중심 (TC) 의 높이 (Y 축 방향의 위치) 가 정현파 형상으로 변화하는 것으로 한다. 또한, 렌즈 (LE) 의 피가공면 (LEF) 은 근사적으로 직선적으로 가공되도록, 렌즈 (LE) 의 Y 축 방향의 위치가 제어되어 있는 것으로 한다.

여기서, 지석 (GW) 중심 (TC) 의 높이가 회전각 θ1 에 대하여 회전각 θ2, θ3, θ4, θ5 에서 순차적으로 내려간 경우, 가공면 (GS) 의 최상단 (最上端) 도 서서히 내려가기 때문에, 렌즈 (LE) 의 피가공면 (LEF) 은 서서히 내려가도록 가공된다. 그리고, 지석 (GW) 의 중심 (TC) 이 최하점에 위치하는 회전각 θ5 에서, 렌즈 (LE) 의 피가공면 (LEF) 도 가장 낮아진다. 다음으로, 지석 (GW) 중심 (TC) 의 높이가 회전각 θ6, θ7, θ8, θ9 에서 순차적으로 올라간 경우에는, 렌즈 (LE) 의 피가공면 (LEF) 도 다시 서서히 올라가도록 가공된다. 지석 (GW) 의 중심 (TC) 및 가공면 (GS) 의 최상단은 정현파 형상으로 변화하지만, 렌즈 (LE) 의 피가공면 (LEF) 은, 반경 (R) 을 갖는 가공면 (GS) 이 합성된 결과가 되어, 회전각 θ5 의 위치에서 뾰족한 산형 (山型) 형상으로 가공된다.

회전각 θ1 ∼ θ9 에서 지석 (GW) 이 1 회전되기 때문에, 이 주기로 렌즈의 가장자리면에 산형 형상의 피가공면이 출현하게 된다. 그리고, 피가공면의 주기적인 변화에 수반하여, 피가공면에서의 광의 반사 방향도 주기적으로 변화되기 때문에, 경면 가공 후의 가장자리면에는 단의 두께 방향으로 나타나는 주기적인 세로 줄무늬 모양으로서 관찰된다.

피가공면 (LEF) 의 높이 변동에 대해, 종래의 경면 가공 조건에서 확인하였다. 렌즈 (LE) 의 외경 형상을 직경 40 ㎜ 의 원형으로 하고, 마무리 가공 후의 경면 가공의 가공 조건은, 렌즈 회전 속도 Vl 을 15 초/1 회전으로 하고, 경면 지석 (GW) 의 회전 속도 Vw 를 2000 rpm (2000 회전/분) 으로 하였다. 또, 마무리 가공 후의 경면 가공대를 0.1 ㎜ 로 하고, 렌즈 (LE) 를 4 회전시켜 경면 가공대인 0.1 ㎜ 가 연삭되는 것으로 하였다. 이 조건은, 입도가 4000 번인 경면 지석에서, 렌즈의 피가공면에 그을림 및 미연마부를 발생시키지 않고, 가공 효율이 높아지도록 설정되고, 또 경면 가공의 가공 시간을 지연시키지 않도록 설정된 것이다. 이 조건에서 경면 가공된 피가공면의 산형 형상의 높이 및 간격을 현미경으로 확인한 결과, 높낮이 차이는 수 미크론이며, 세로 줄무늬 모양의 주기적인 간격은 평균적으로 0.3 ㎜ 정도였다. 이와 같은 간격의 세로 줄무늬 모양은, 단에서의 반사광이 강해지는 방향에서 보면, 눈에 띄게 관찰된다.

다음으로, 주기적인 세로 줄무늬 모양을 눈에 띄지 않게 하는 가공 조건의 설정 방법을 설명한다. 전술한 바와 같은 주기적인 세로 줄무늬 모양의 발생 원인의 구명에 의해, 렌즈의 회전 속도와 경면 지석 (GW) 의 회전 속도의 관계에서, 렌즈 1 회전당의 경면 지석 (GW) 의 회전수에 의해, 렌즈의 1 둘레에 출현하는 세로 줄무늬 모양의 개수 N 이 결정되는 것을 알 수 있었다. 즉, 렌즈의 1 회전당의 렌즈 회전 속도를 Vl (초/1 회전) 로 하고, 경면 지석의 회전 속도를 Vw (회전수/초) 로 하였을 때, 세로 줄무늬 모양의 개수 N 은 이하의 관계식으로 나타낸다.

N ＝ Vl × Vw … (식 1)

또한, 지석 회전 속도의 단위가 rpm (회전수/분) 으로 취급되는 경우에는, 상기의 관계식을 60 초로 나눔으로써 개수 N 이 구해진다. 또, 개수 N 은 렌즈 1 회전당의 경면 지석 (GW) 의 회전수이기도 하다.

예를 들어, 전술한 바와 동일하게, 렌즈 회전 속도 Vl 이 15 초/1 회전이고, 경면 지석 (GW) 의 회전 속도 Vw 가 2000 rpm (33.3 회전/초) 인 경우, 개수 N 은 500 개가 된다. 렌즈 (LE) 의 외경 형상 (옥형) 이 직경 40 ㎜ 의 원형인 경우, 렌즈 1 둘레분의 길이 약 126 ㎜ 를 N ＝ 500 으로 분할하면, 세로 줄무늬 모양의 간격은 약 0.25 ㎜ 로서 계산된다. 이것은, 전술한 확인 결과와 거의 동일한 값이다.

렌즈의 1 둘레에 출현하는 세로 줄무늬 모양을 눈에 띄지 않게 하기 위해, 다음의 2 가지 방법으로 해결할 수 있다. 제 1 방법은, 렌즈 둘레 가장자리에 나타나는 세로 줄무늬 모양의 간격 (도 3a ~ 도 3c 상의 거리 (I)) 을 사람 눈의 분해능보다 조밀하게 하도록, 세로 줄무늬 모양의 개수 N 을 증가시키는 방법이다. 제 2 방법은, 반대로 렌즈 둘레 가장자리에 나타나는 세로 줄무늬 모양의 간격을 성기게 하여, 미세한 간격으로서 신경 쓰이지 않도록, 세로 줄무늬 모양의 개수 N 을 줄이는 방법이다. 바꾸어 말하면, 경면 가공되는 렌즈의 어느 옥형 사이즈를 상정하고 (소기하는 직경을 갖는 렌즈를 상정하고), 그 렌즈 전체 둘레의 둘레 길이를 식 1 의 수 N 으로 분할하였을 때의 간격이, 사람 눈의 분해능보다 작아지거나, 또는 시각적으로 성기어 눈에 잘 띄지 않는 것으로서 상정한 거리 이상이 되거나, 어느 쪽인가를 만족시키도록 렌즈의 회전 속도 및 경면 지석의 회전 속도의 조건을 설정한다.

제 1 방법의 조건 설정을 설명한다. 0.1 ∼ 1.0 ㎜ 의 간격은, 통상적인 분해능을 갖는 눈에 의해 충분히 인식되는 간격이다. 사람 눈의 분해능 (근접한 2 점을 식별하는 능력) 은, 정상적인 눈의 경우, 명시 거리 250 ㎜ 에 있어서 0.06 ㎜ (시각 (視角) 50 초) 로 알려져 있다. 따라서, 세로 줄무늬 모양의 간격이 0.06 ㎜ 보다 작고, 0.05 ㎜ 이하이면 줄무늬 모양으로서 인식하기 어려워지고, 0.01 ㎜ 이하가 되면, 이미 눈으로는 인식할 수 없게 된다.

예를 들어, 경면 가공되는 렌즈 (LE) 의 옥형으로서, 평균적인 직경 40 ㎜ (회전 중심으로부터의 반경이 20 ㎜) 의 원형을 상정한 경우, 렌즈 전체 둘레의 둘레 길이는 약 1126 ㎜ 이고, 주기적인 세로 줄무늬 모양의 간격을 0.05 ㎜ 로 하는 경우의 개수 N 은 2520 개이다. 개수 N 이 2520 개가 되는 조건으로서, 렌즈 회전 속도 Vl 을 15 초/1 회전으로 한 경우, 지석 회전 속도 Vw 는 10080 rpm (회전수/분) 이 된다. 지석 회전 속도 Vw 를 6000 rpm (회전수/분) 으로 한 경우, 렌즈 회전 속도 Vl 은 25.2 초/1 회전이 된다.

또, 렌즈의 옥형이 상기와 동일하고, 보다 바람직하게, 주기적인 세로 줄무늬 모양의 간격을 0.01 ㎜ 로 하였을 때의 개수 N 은 12600 개이다. 개수 N 이 12600 개가 되는 조건으로서, 렌즈 회전 속도 Vl 을 15 초/1 회전으로 한 경우, 지석 회전 속도 Vw 는 50400 rpm (회전수/분) 이 된다. 지석 회전 속도 Vw 를 6000 rpm (회전수/분) 으로 한 경우, 렌즈 회전 속도 Vl 은 126 초/1 회전이 된다.

제 2 방법의 조건 설정을 설명한다. 제 2 방법에서는, 가능한 한 세로 줄무늬 모양의 간격 (도 3a ~ 도 3c 상의 거리 (I)) 을 넓게 하기 위해, 렌즈의 회전 속도 Vl 을 높이고, 지석 회전 속도 Vw 를 늦춘다. 단, 렌즈의 회전 속도 Vl 을 지나치게 빠르게 하면, 회전 중심으로부터의 동경 (動徑) 길이가 급격하게 변화한 경우 (예를 들어, 옥형이 방형인 경우), Y 축 방향의 렌즈의 이동을 따라잡지 못하여, 렌즈의 가공 형상의 정밀도를 확보할 수 없게 될 우려가 있다. 또, 지석 회전 속도 Vw 를 지나치게 느리게 하면, 경면 지석의 안정적인 회전을 확보할 수 없게 될 가능성이 있다. 이 때문에, 가공 조건으로서, 예를 들어 렌즈의 가공 형상의 정밀도를 안정적으로 확보할 수 있는 렌즈 회전 속도 Vl 을 4 초/1 회전으로 하고, 또 경면 지석의 안정적인 회전을 확보할 수 있는 지석 회전 속도 Vw 를 500 rpm 으로 한 경우, 개수 N 은 약 33 개이다. 옥형 사이즈로서 직경 40 ㎜ 를 상정한 경우, 렌즈의 둘레 길이는 약 126 ㎜ 이며, N ＝ 33 에 의해 분할되는 간격은 약 3.8 ㎜ 가 된다.

본 발명자의 실험에 의하면, 주기적인 세로 줄무늬 모양의 간격이 0.1 ∼ 1 ㎜ 인 경우에는 세로 줄무늬 모양이 눈에 띄지만, 간격이 2 ㎜ 이면 세로 줄무늬 모양으로서 인식하기 어려워지는 것을 알 수 있었다. 간격이 3 ㎜ 이상인 경우에는, 광의 반사에 의해 나타나는 세로 줄무늬 모양은 관찰할 수 없을 정도가 되었다. 따라서, 적어도 간격이 2 ㎜ 보다 커지면, 세로 줄무늬 모양으로서 눈에 띄지 않게 되어, 종래보다 외관이 양호한 경면이 얻어진다. 보다 바람직하게는 간격이 3 ㎜ 이상이면, 외관이 매우 양호한 경면 마무리면을 얻을 수 있다.

예를 들어, 옥형 사이즈가 직경 40 ㎜ 에서, 간격이 2 ㎜ 가 되는 개수 N 은 63 개이며, 간격이 3 ㎜ 가 되는 개수 N 은 약 42 개이다. 개수 N 이 42 개가 되는 조건으로서, 지석 회전 속도 Vw 를 500 rpm 으로 한 경우, 렌즈의 회전 속도 Vl 은 약 5 초/1 회전이 되어, 가공 정밀도를 확보할 수 있다. 또, 개수 N 이 42 개가 되는 조건으로서, 렌즈의 회전 속도 Vl 을 4 초/1 회전으로 한 경우, 지석 회전 속도 Vw 는 630 rpm 이 되어, 안정적인 회전을 확보할 수 있다.

또한, 제 1 방법의 조건 설정에서 세로 줄무늬 모양의 간격을 0.05 ㎜ 로 하는 경우에도, 렌즈 회전 속도 Vl 을 종래와 동일한 15 초/1 회전으로 하기 위해서는, 지석 회전 속도 Vw 로서 10080 rpm (회전수/분) 이 필요해진다. 이를 위해서는, 지석 회전용 모터로서 회전 능력이 높은 것 (또는 회전 속도를 높이는 회전 전달 기구) 이 필요해지며, 이것은 고가이고, 장치가 대형화되는 불리한 점이 있다. 6000 rpm 의 회전 속도가 상한인 모터를 사용하는 경우에는, 렌즈 회전 속도 Vl 은 25.2 초/1 회전이 되어, 종래보다 가공 시간을 길게 필요로 한다. 이에 대하여, 제 2 방법의 조건을 적용하는 경우에는, 모터의 회전 능력으로서 큰 것을 사용하지 않고, 또한 경면 가공 시간을 지연시키지 않고 경면 가공을 실시할 수 있다.

도 3 은 종래의 가공 조건, 제 1 방법의 가공 조건 및 제 2 방법의 가공 조건에서, 피가공면 (LEF) 의 높이 변동을 시뮬레이션한 결과의 모식도이다. 도 3a 는 종래의 가공 조건에 의한 것이며, 도 2 와 동일하게, 피가공면 (LEF) 에는 높이 Δh1 에서 뾰족한 부분을 갖는 산형 형상의 변동이 나타나 있다. 도 3b 는 제 1 방법의 조건에서 주기적인 세로 줄무늬 모양의 간격 (거리 (I)) 을 조밀하게 한 경우이다. 이 경우, 피가공면 (LEF) 의 변동 높이 Δh2 는, 도 3a 의 Δh1 보다 낮게 되어 있다. 따라서, 도 3a 의 경우보다, 세로 줄무늬 모양이 눈에 잘 띄지 않게 되는 것으로 생각된다. 도 3c 는 제 2 방법의 조건에서 주기적인 세로 줄무늬 모양의 간격 (거리 (I)) 을 성기게 한 경우이다. 이 경우, 피가공면 (LEF) 의 변동 높이 Δh3 은 도 3a 의 Δh1 보다 높게 되어 있지만, 주기가 길어진 만큼, 뾰족한 산형 형상의 변동은 완화되어, 완만한 변동으로 되어 있다. 이 때문에, 도 3a 의 경우보다, 세로 줄무늬 모양이 눈에 잘 띄지 않게 되는 것으로 생각된다.

또한, 상기의 제 1 방법 또는 제 2 방법에 있어서, 렌즈 회전 속도 Vl 로 렌즈의 미소한 회전각마다의 회전 속도를 등속으로 하고, 옥형이 원형이 아닌 경우에는 부분적으로 세로 줄무늬 모양의 간격이 상이하다. 그러나, 평균적인 간격이 전술한 바와 같은 조건을 만족시킴으로써, 전체적으로는 종래보다 세로 줄무늬 모양을 눈에 띄지 않게 할 수 있어, 외관이 양호한 경면 마무리면을 얻을 수 있다.

옥형이 원형이 아닌 경우에는, 렌즈의 회전각 θi (i ＝ 1, 2, 3, …, N) 마다의 회전 속도에 대해서는, 등속으로 하는 것이 아니라, 다음과 같이 하면, 보다 마무리 정밀도가 높은 경면을 얻을 수 있다. 즉, 도 4 와 같이, 경면 지석 (GW) 과 접촉하는 렌즈 (LE) 의 접촉점 (Pi) 의 이동 속도 (렌즈의 외형을 따른 방향의 이동 속도) 를 거의 일정하게 하도록, 렌즈의 회전각 θi 마다의 회전 속도 데이터를 구하고, 이로써 렌즈 회전용 모터를 제어한다. 예를 들어, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 렌즈 (LE) 의 옥형이 대략 방형인 경우, 가령 렌즈의 회전각 θi 마다의 회전 속도가 등속이라고 하면, 직선적인 영역 (T1) 에서의 접촉점 (Pi) 의 이동 속도에 대하여, 옥형의 동경 길이가 급격하게 변화하는 영역 (T2) 에서의 접촉점 (Pi) 의 이동 속도는 느려진다. 이 경우, 접촉점 (Pi) 의 이동 속도에 따라, 이동 속도가 빠른 영역 (T1) 의 부분에 대하여, 이동 속도가 느린 영역 (T2) 의 부분에서는 세로 줄무늬 모양의 간격이 조밀해진다. 이에 대하여, 접촉점 (Pi) 의 이동 속도를 거의 일정하게 하도록, 렌즈의 회전각 θi 마다의 회전 속도를 제어하면, 세로 줄무늬 모양의 간격도 거의 일정해져, 보다 외관이 양호한 경면 마무리면을 얻을 수 있다.

접촉점 (Pi) 의 이동 속도를 거의 일정하게 하는 회전각 θi 마다의 회전 속도 데이터는, 다음과 같이 구할 수 있다. 먼저, 렌즈 1 회전에서의 회전 속도가 설정된 렌즈 회전 속도 Vl (초/1 회전) 을 만족시키도록, 렌즈 회전 속도 Vl (초/1 회전) 에 기초하여, 렌즈의 회전각 θi (i ＝ 1, 2, 3, …, N) 마다의 회전 속도를 등속으로 한 경우의 평균 속도 Vav 를 구한다. 또, 렌즈 (LE) 의 최종 형상인 옥형 데이터에 기초하여 렌즈 전체 둘레의 둘레 길이를 구하고, 회전각 θi 의 토탈 분할수에 기초하여 회전각 θi 의 평균 이동 거리 Dav 를 구한다. 평균 이동 거리 Dav 에 대하여, 회전각 θi 마다 이웃하는 접촉점 (Pi) 간의 이동 거리의 변화율 ΔD 를 구한다. 또한, 회전각 θi 마다의 접촉점 (Pi) 의 위치는, 옥형 데이터와 경면 지석 (GR) 의 반경 (R) 에 기초하여, 주지의 방법으로 구할 수 있다. 그리고, 구한 변화율 ΔD 에 따라, 각 회전각 θi 에서의 평균 속도 Vav 를 변화시킴으로써, 각 회전각 θi 에서의 회전 속도를 결정한다. 단, 각 회전각 θi 에서 회전 속도를 급격하게 변화시킬 수 없는 시점에서는, 서서히 회전 속도를 변화시킨다. 이로써, 렌즈 회전 속도 Vl (초/1 회전) 로 접촉점 (Pi) 의 이동 속도를 거의 일정하게 한 가공을 실시할 수 있다.

이상은 소기하는 옥형으로서, 평균적인 사이즈인 직경 40 ㎜ (둘레 길이 126 ㎜) 를 상정하였지만, 실용적으로 사용되는 사이즈의 옥형을 상정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 옥형의 사이즈로서, 직경 30 ∼ 50 ㎜ 의 사이즈에 상당하는 둘레 길이를 갖는 옥형을 상정한 경우, 그 둘레 길이는 94 ∼ 157 ㎜ 이다. 직경 50 ㎜ 를 상정한 옥형의 둘레 길이 157 ㎜ 에 있어서, 세로 줄무늬 모양의 평균적인 간격이 사람 눈의 분해능보다 작아지는 조건으로 렌즈의 회전 속도 Vl 및 경면 지석의 회전 속도 Vw 가 설정되어 있으면, 둘레 길이 157 ㎜ 보다 작은 옥형에서는, 세로 줄무늬 모양의 평균적인 간격은 더욱 작아진다. 직경 30 ㎜ 를 상정한 옥형의 둘레 길이 94 ㎜ 에 있어서, 세로 줄무늬 모양의 평균적인 간격이 2.0 ㎜ 보다 커지는 조건으로 렌즈의 회전 속도 Vl 및 경면 지석의 회전 속도 Vw 가 설정되어 있으면, 둘레 길이 94 ㎜ 보다 큰 옥형에서는, 세로 줄무늬 모양의 평균적인 간격은 더욱 커진다.

다음으로, 본 발명에 관련된 안경 렌즈 가공 장치의 실시형태를 설명한다. 도 5 는 안경 렌즈 가공 장치의 가공 기구의 개략 구성도이다.

가공 장치 본체 (1) 의 베이스 (170) 상에는 캐리지부 (100) 가 탑재되어 있다. 캐리지 (101) 가 갖는 렌즈 척 축 (102L, 102R) 사이에 끼워진 피가공 렌즈 (LE) 의 둘레 가장자리는, 스핀들 (지석 회전축) (161a) 에 동축으로 장착된 원기둥 형상의 지석군 (162) 의 각 지석에 가압 접촉되어 가공된다. 지석군 (162) 은, 플라스틱용의 조 (粗) 지석 (163), 약연 형성용의 홈 및 평가공면을 갖는 마무리 지석 (164), 약연 형성용의 홈 및 평가공면을 갖는 경면 지석 (165) 으로 구성된다. 스핀들 (161a) 은 모터 (160) 에 의해 회전된다. 이들에 의해 지석 회전 유닛이 구성된다.

경면 지석 (165) 은 마무리 지석 (164) 에 의해 마무리 가공된 렌즈단의 연마면에 대하여, 더욱 광택을 내고 투명화시키기 위해 사용된다. 예를 들어, 마무리 지석 (164) 의 입도가 400 번이고, 경면 지석 (165) 의 입도는 4000 번 정도인 것이 적용된다. 또한, 렌즈 가장자리면의 경면 가공구로는 지석이 바람직하게 사용되지만, 조가공구 및 마무리 가공구로는, 지석에 한정되지 않고, 커터가 사용되어도 된다.

캐리지 (101) 의 좌완 (101L) 에 렌즈 척 축 (102L) 이, 우완 (101R) 에 렌즈 척 축 (102R) 이 각각 회전 가능하게 동축에 유지되고 있다. 렌즈 척 축 (102R) 은, 우완 (101R) 에 장착된 모터 (110) 에 의해 렌즈 척 축 (102L) 측으로 이동된다. 또, 렌즈 척 축 (102R, 102L) 은 좌완 (101L) 에 장착된 모터 (120) 에 의해, 기어 등의 회전 전달 기구를 통하여 동기하여 회전된다. 이들에 의해 렌즈 회전 수단 (렌즈 회전 유닛) 이 구성된다.

캐리지 (101) 는, X 축 방향으로 연장되는 샤프트 (103, 104) 를 따라 이동할 수 있는 지지 베이스 (140) 에 탑재되고, 모터 (145) 의 회전에 의해 X 축 방향 (렌즈 척 축의 축 방향) 으로 직선 이동된다. 이들에 의해 X 축 방향 이동 수단이 구성된다. 또, 지지 베이스 (140) 에는, Y 축 방향 (렌즈 척 축 (102L, 102R) 과 스핀들 (161a) 의 축간 거리가 변동되는 방향) 으로 연장되는 샤프트 (156, 157) 가 고정되어 있다. 캐리지 (101) 는 샤프트 (156, 157) 를 따라 Y 축 방향으로 이동 가능하게 지지 베이스 (140) 에 탑재되어 있다. 지지 베이스 (140) 에는 Y 축 이동용 모터 (150) 가 고정되어 있다. 모터 (150) 의 회전은 Y 축 방향으로 연장되는 볼 나사 (155) 에 전달되고, 볼 나사 (155) 의 회전에 의해 캐리지 (101) 는 Y 축 방향으로 이동된다. 이들에 의해, Y 축 방향 이동 수단 (축간 거리 변동 유닛) 이 구성된다.

도 1 에 있어서, 캐리지 (101) 의 상방에는, 렌즈단 위치 측정부 (렌즈단 위치 검지 유닛) (200F, 200R) 가 형성되어 있다. 렌즈단 위치 측정부 (200F) 는, 렌즈 (LE) 의 전면 (前面) 에 접촉되는 측정자를 갖고, 렌즈단 위치 측정부 (200R) 는 렌즈 (LE) 의 후면에 맞닿는 측정자를 갖는다. 양 측정자가 각각 렌즈 (LE) 의 전면 및 후면에 접촉된 상태에서, 옥형 데이터에 기초하여 캐리지 (101) 가 Y 축 방향으로 이동되고, 렌즈 (LE) 가 회전됨으로써, 렌즈 둘레 가장자리 가공을 위한 렌즈 전면 및 렌즈 후면의 단 위치가 동시에 측정된다. 렌즈단 위치 측정부 (200F, 200R) 의 구성은, 기본적으로 일본 공개특허공보 2003-145328호 (US6,790,124) 에 기재된 것을 사용할 수 있다.

또, 가공 장치 본체 (1) 의 앞쪽에 모따기 기구부 (300) 가 배치되어 있다. 모따기 기구부 (300) 의 상세한 내용은 생략하지만, 모따기 기구부 (300) 는, 모터에 의해 회전되는 지석 회전축을 구비하고, 지석 회전축에는 렌즈 전면 및 렌즈 후면용의 마무리 모따기 지석 및 경면 모따기 지석이 장착되어 있다. 모따기 기구부 (300) 의 지석 회전축은, 모따기 가공시에 퇴피 위치에서 소정의 가공 위치로 이동된다.

도 6 은 장치의 제어계 블록도이다. 제어부 (50) 에는, 안경 프레임 형상 측정부 (2) (일본 공개특허공보 평4-93164호 (US5,333,412) 등에 기재된 것을 사용할 수 있다), 스위치부 (7), 메모리 (51), 렌즈단 위치 측정부 (200F, 200R), 터치 패널식의 표시 수단 및 입력 수단으로서의 디스플레이 (5), 렌즈 (LE) 의 둘레 가장자리 가공시에 노즐을 통하여 렌즈 (LE) 의 가공면에 연삭수를 공급하는 연삭수 공급 유닛 (52) 등이 접속되어 있다. 메모리 (51) 에는, 조가공, 마무리 가공 및 경면 가공의 각 가공 단계에 있어서의 렌즈 회전 속도 및 지석 회전 속도의 조건이 기억되어 있다. 제어부 (50) 는, 디스플레이 (5) 가 갖는 터치 패널 기능에 의해 입력 신호를 받아, 디스플레이 (5) 의 도형 및 정보의 표시를 제어한다. 또, 제어부 (50) 에는 각 모터 (110, 145, 160, 120, 150) 및 모따기 기구부 (300) 가 접속되어 있다.

다음으로, 경면 가공을 중심으로 한 본 장치의 동작을 설명한다. 안경 프레임 형상 측정부 (2) 의 측정에 의해 얻어진 렌즈 프레임의 옥형 데이터 (rn, ρn) (n ＝ 1, 2, 3, …, N) 는, 스위치부 (7) 가 갖는 스위치가 눌러짐으로써 입력되고, 메모리 (51) 에 기억된다. ρn 은 동경각이고, rn 은 동경 길이이다. 디스플레이 (5) 의 화면 (500a) 에는, 입력된 옥형 데이터에 기초한 옥형 도형 (FT) 이 표시된다. 장용자 (裝用者) 의 좌우 동공간 거리 (PD 값), 안경 프레임 (F) 의 좌측 림 및 우측 림의 중심간 거리 (FPD 값), 옥형의 기하 중심 (FC) 에 대한 광학 중심 (OC) 의 높이 등의 레이아웃 데이터가 입력 가능한 상태로 된다. 레이아웃 데이터는, 화면 (500b) 에 표시되는 소정의 터치 키를 조작함으로써 입력된다. 또, 터치 키 (510, 511, 512, 513) 등에 의해 렌즈의 재질, 프레임의 종류, 가공 모드 (약연 가공, 평마무리 가공 등의 가공 조건) 가 설정된다. 렌즈의 재질은, 터치 키 (510) 에 의해 플라스틱 렌즈 및 폴리카보네이트 렌즈 등을 선택할 수 있다. 또, 터치 키 (512) 에 의해, 렌즈 둘레 가장자리의 마무리를 경면 마무리로 할지의 여부를 선택할 수 있다. 이하에서는, 렌즈의 재질로서 플라스틱 렌즈가 선택되고, 가공 모드로서 평마무리 가공이 선택되고, 추가로 경면 마무리가 선택된 경우를 설명한다.

렌즈 척 축에 렌즈 (LE) 가 유지된 후, 스위치부 (7) 의 스타트 스위치가 눌러지면, 제어부 (50) 에 의해 렌즈단 위치 측정부 (200F, 200R) 가 작동되어, 옥형 데이터에 기초한 렌즈 전면 및 후면의 단 위치가 측정된다. 렌즈의 단 위치 측정에 의해, 옥형에 대하여 미가공된 렌즈 (LE) 의 직경이 부족한지의 여부가 확인된다. 약연 가공이 설정되어 있는 경우, 렌즈 전면 및 후면의 단 위치 데이터에 기초하여, 단에 형성되는 약연 궤적이 연산된다.

렌즈단 위치 측정의 완료 후, 조가공으로 이행된다. 제어부 (50) 는, X 축 이동용 모터 (145) 의 구동을 제어하여, 렌즈 (LE) 를 조지석 (163) 상에 위치시킨다. 그 후, 제어부 (50) 는 최종적인 옥형에 대하여, 마무리 지석 (165) 에 의한 마무리대 (代) (예를 들어, 1.0 ㎜) 와 경면 지석 (165) 에 의한 경면 마무리대 (예를 들어, 0.1 ㎜) 를 남기도록 연산된 조가공 데이터에 기초하여, 렌즈 (LE) 를 모터 (120) 에 의해 회전시키면서, Y 축 이동용 모터 (150) 의 구동을 제어한다. 렌즈 (LE) 의 둘레 가장자리는, 렌즈 (LE) 의 복수 회의 회전에 의해 조가공된다. 조가공시의 렌즈 회전 속도는, 예를 들어 8 초/1 회전으로 설정되어 있다. 또, 조가공시의 조지석 (163) 은 조지석 (163) 의 가공 성능을 충분히 살리도록, 모터 (160) 가 안정적으로 회전할 수 있는 가장 빠른 속도로 설정되어 있다. 본 장치에서는, 조지석 (163) 은 6000 rpm 의 회전 속도로 회전된다.

조가공이 완료되면, 마무리 가공으로 이행된다. 제어부 (50) 는, X 축 이동용 모터 (145) 의 구동을 제어하여, 렌즈 (LE) 를 마무리 지석 (164) 의 평가공면 상에 위치시킨다. 그 후, 경면 가공의 소정의 마무리대 (0.1 ㎜) 를 남기도록 연산된 마무리 가공 데이터에 기초하여 Y 축 이동용 모터 (150) 를 제어하고, 마무리 지석 (164) 에 의해 마무리 가공을 실시한다. 마무리 가공시에도, 렌즈의 회전 속도는 8 초/1 회전으로 설정되어 있다. 또, 마무리 지석 (164) 의 회전 속도는 조가공시와 동일하게, 모터 (160) 가 안정적으로 회전할 수 있는 가장 빠른 속도인 6000 rpm 으로 설정되어 있다. 또한, 조가공시 및 마무리 가공시의 렌즈 (LE) 의 회전 속도 및 각 지석의 회전 속도의 조건은, 메모리 (51) 에 미리 기억되어 있다.

마무리 가공이 완료되면, 경면 가공으로 이행된다. 제어부 (50) 는, X 축 이동용 모터 (145) 의 구동을 제어하여, 렌즈 (LE) 를 경면 지석 (165) 의 평가공면 상에 위치시킨다. 그 후, 경면 가공의 마무리대 (0.1 ㎜) 를 연삭하도록 연산된 경면 가공 데이터에 기초하여 Y 축 이동용 모터 (150) 를 제어하고, 렌즈 (LE) 의 둘레 가장자리를 경면 지석 (165) 에 의해 경면 가공한다. 또한, 경면 가공 데이터는 최종 형상의 옥형 데이터와 경면 지석 (165) 의 반경 (R) 에 기초하여, 렌즈 (LE) 를 미소한 회전각 θi (i ＝ 1, 2, 3, …, N) 마다 회전시키고, 각 회전각 θi 에서 옥형이 경면 지석 (165) 의 가공면에 접할 때의 렌즈 척 축 (102R, 102L) 의 중심 (LO) 과 스핀들 (지석 회전축) (161a) 의 중심 (DC) 의 축간 거리 (YDi) 를 구함으로써 연산되어, (YDi, θi) (i ＝ 1, 2, 3, …, N) 로서 얻어진다 (도 4 참조). 여기서는, 평마무리 가공을 예로 하고 있지만, 약연 가공이 설정되어 있는 때의 경면 가공 데이터는, 추가로 약연 궤적 데이터에 기초하여 X 축 방향 성분의 이동 데이터 XDi (i ＝ 1, 2, 3, …, N) 가 더해져, (YDi, XDi, θi) (i ＝ 1, 2, 3, …, N) 로서 얻어진다.

이 경면 가공시, 마무리 가공 후의 경면 가공대 (0.1 ㎜) 가 렌즈 (LE) 의 복수 회의 회전으로 연삭되는데, 적어도 최종의 렌즈 회전 단계에서는, 전술한 바와 같이, 주기적인 세로 줄무늬 모양의 발생을 억제하는 조건으로 설정되고, 메모리 (51) 에 기억된 렌즈 회전 속도 Vl 및 지석 회전 속도 Vw 에 기초하여 각 모터 (120 및 160) 의 구동이 제어된다. 또한, 바람직하게는 경면 지석 (165) 과 렌즈 (LE) 의 접촉점 (Pi) 의 이동 속도를 거의 일정하게 하도록, 옥형 데이터, 경면 지석 (165) 의 반경 (R) 및 렌즈 회전 속도 Vl 에 기초하여 회전각 θi 마다의 렌즈 회전 속도가 구해지고, 모터 (120) 의 구동이 제어된다.

렌즈 (LE) 의 복수 회의 회전으로 경면 가공대 (0.1 ㎜) 를 가공할 때에는, 다음의 2 가지 제어 방법이 있다. 경면 가공시의 제 1 제어예를 설명한다. 제 1 제어예는, 렌즈 (LE) 의 복수 회의 회전으로 경면 가공대 (0.1 ㎜) 가 연삭될 때, 렌즈의 회전 속도와 경면 지석 (165) 의 회전 속도가 변경된 2 단계로 실시되는 예이다. 처음의 제 1 단계에서는, 주로 경면 가공대 (0.1 ㎜) 의 대부분을 효율적으로 연삭하도록 설정된 렌즈 회전 속도와 지석 회전 속도에 의해 각 모터 (120 및 160) 의 구동이 제어된다 (이 조건도 메모리 (51) 에 기억되어 있다). 최종적인 렌즈의 회전을 포함하는 제 2 단계는, 전술한 제 1 방법 또는 제 2 방법으로 설정된 렌즈 회전 속도와 지석 회전 속도에 의해 각 모터 (120 및 160) 의 구동이 제어된다.

제 1 단계의 가공 조건은, 입도가 4000 번인 경면 지석 (165) 에서, 렌즈 (LE) 의 피가공면에 그을림을 발생시키지 않고, 가공 효율이 높아지도록 설정된 조건이다. 예를 들어, 지석 회전 속도 Vw 가 2000 rpm 이고, 렌즈 회전 속도 Vl 이 15 초/1 회전이다. 이 제 1 단계의 가공 조건으로 렌즈 (LE) 가 2 회전됨으로써, 경면 가공대 (0.1 ㎜) 의 대부분이 연삭된다. 다음의 제 2 단계에서는, 미연마부를 없앰과 함께, 주기적인 세로 줄무늬 모양의 발생을 억제하기 위해, 전술한 제 1 방법 또는 제 2 방법으로 설정된 조건으로 렌즈 회전 속도와 지석 회전 속도가 변경되고, 렌즈가 2 회전되어 경면 가공이 실시된다. 본 장치에서는, 모터 (160) 의 대형화 및 고비용화를 피하기 위해, 회전 능력이 6000 rpm 인 모터가 사용되고 있다. 또, 경면 가공시의 가공 시간을 지연시키지 않기 위해, 주기적인 세로 줄무늬 모양의 발생을 억제하는 방법으로서, 제 2 방법으로 설정된 조건의 렌즈 회전 속도 Vl 및 지석 회전 속도 Vw 가 메모리 (51) 에 기억되어 있다. 예를 들어, 렌즈 회전 속도 Vl 이 4 초/1 회전이고, 지석 회전 속도 Vw 가 500 rpm 이다. 이 조건으로 렌즈가 2 회전됨으로써, 주기적인 세로 줄무늬 모양이 눈에 띄지 않는 경면 가공면이 얻어져, 경면 마무리의 품질이 향상된다.

또한, 제 1 단계에서 제 2 단계의 렌즈 회전 속도 Vl 및 지석 회전 속도 Vw 로 변경될 때, 급격한 변경이 어려운 경우에는, 렌즈의 1/2 또는 1/4 회전에서는, 속도가 서서히 변경되는 변천 영역으로서 형성해 두면 된다. 제 2 단계에서의 렌즈의 회전수는 적어도 1 회전이면 되지만, 미연마부를 가능한 한 배제하기 위해서는, 렌즈가 2 회전되도록 설정되어 있는 것이 바람직하다.

제 2 제어예를 설명한다. 제 2 제어예는, 주기적인 세로 줄무늬 모양의 발생을 억제하도록 전술한 제 1 방법 또는 제 2 방법으로 설정된 조건에서, 경면 가공의 초기 단계부터 실시하는 제어 방법이다. 이 경우, 렌즈 1 회전당의 경면 가공대가 지나치게 많으면, 렌즈의 피가공면에 그을림이 발생할 가능성이 높아지기 때문에, 제어부 (50) 는 렌즈 1 회전마다 미소한 경면 가공대가 연삭되도록 연산된 경면 가공 데이터에 기초하여 Y 축 방향 이동 수단의 모터 (150) 의 구동을 제어하고, 미소한 가공대 분이 전체의 경면 가공대가 될 때까지 렌즈를 회전시킨다. 예를 들어, 렌즈 1 회전마다의 미소한 가공대를 0.01 ㎜ 로 하여, 렌즈가 10 회전됨으로써, 전체의 경면 가공대 0.1 ㎜ 가 가공된다.

또한, 제 2 제어예에 있어서, 주기적인 세로 줄무늬 모양을 조밀하게 하는 제 1 방법에 의해 설정된 조건에서도, 주기적인 세로 줄무늬 모양이 눈에 띄지 않는 경면 가공면을 얻을 수 있다. 그러나, 예를 들어, 지석 회전 속도 Vw 가 6000 rpm 으로 설정되고, 렌즈 회전 속도 Vl 이 25.2 초/1 회전으로 설정되어 있는 경우, 렌즈가 10 회전되는 가공에서는 가공 시간이 길어진다. 이 때문에, 제 2 제어예에 있어서는, 주기적인 세로 줄무늬 모양을 성기게 하는 제 2 방법에 의해 설정된 조건을 적용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 지석 회전 속도 Vw 가 500 rpm 으로 설정되고, 렌즈 회전 속도 Vl 이 5 초/1 회전으로 설정되어 있는 경우에는, 렌즈의 10 회전이어도 50 초의 가공 시간으로 실시할 수 있어, 종래에 비해 가공 시간을 지연시키지 않고 완료된다.

이상의 제 1 제어 또는 제 2 제어에 의해, 렌즈 (LE) 의 둘레 가장자리의 경면 가공이 양호한 정밀도로 실시된다. 모따기 가공이 설정되어 있는 경우에도, 모따기의 경면 가공시에는 상기 서술과 동일한 조건으로 설정된 렌즈 회전 속도 Vl 및 지석 회전 속도 Vw 로 경면 모따기 지석을 회전시키는 모터가 제어된다.

또, 터치 키 (510) 에 의해 폴리카보네이트 렌즈가 선택되고, 터치 키 (512) 에 의해 경면 가공이 선택된 경우, 렌즈의 둘레 가장자리가 조지석 (163) 에 의해 조가공되고, 마무리 지석 (165) 으로 마무리 가공된다. 폴리카보네이트 렌즈의 조가공 및 마무리 가공의 단계에서는, 연삭수 공급 유닛 (52) 에 의한 연삭수의 공급은 정지된다. 마무리 가공 종료 후, 경면 지석 (165) 에 의한 경면 가공으로 이행된다. 폴리카보네이트 렌즈의 경면 가공에서는, 연삭수가 공급되지 않고 가공되는 제 1 단계와, 연삭수가 공급되면서 가공되는 제 2 단계에 의해 가공이 제어된다. 경면 가공대는 플라스틱인 경우와 동일하게, 예를 들어 0.1 ㎜ 로 설정되어 있다.

경면 가공의 제 1 단계에서는, 전술한 제 1 제어예가 적용된다. 즉, 경면 가공대 (0.1 ㎜) 의 대부분을 효율적으로 연삭하도록 설정된 렌즈 회전 속도와 지석 회전 속도에 의해 각 모터 (120 및 160) 의 구동이 제어된다. 예를 들어, 지석 회전 속도 Vw 가 2000 rpm 이고, 렌즈 회전 속도 Vl 이 15 초/1 회전이다.

경면 가공의 제 2 단계에서는, 연삭수가 공급됨과 함께, 주기적인 세로 줄무늬 모양을 눈에 띄지 않게 하도록 설정된 조건의 지석 회전 속도 Vw 및 렌즈 회전 속도 Vl 에 의해 모터 (321) 및 모터 (120) 의 구동이 제어된다. 폴리카보네이트 렌즈의 경면 가공에서는, 연삭수가 공급됨으로써 피가공면의 열이 내려가고, 피가공면이 광택을 갖도록 가공된다. 이 때, 전술한 조건의 지석 회전 속도 Vw 및 렌즈 회전 속도 Vl 이 적용됨으로써, 주기적인 세로 줄무늬 모양이 눈에 띄지 않게 되어, 외관이 양호한 경면 마무리면을 얻을 수 있다.

Claims (9)

1. 안경 렌즈의 둘레 가장자리를 가공하는 안경 렌즈 가공 장치로서,
   상기 안경 렌즈를 렌즈 척 축에 유지하여 회전시키는 렌즈 회전 유닛과,
   지석 회전축에 장착된 경면 지석을 회전시키는 지석 회전 유닛과,
   상기 렌즈 척 축과 상기 지석 회전축의 축간 거리를 변동시키는 축간 거리 변동 유닛과,
   옥형 (玉型) 데이터를 입력하는 데이터 입력 유닛과,
   상기 경면 지석이 1 회전할 때에 상기 지석 회전축의 회전 중심에 대한 상기 경면 지석의 높이 변동에 의해, 소기하는 옥형의 렌즈의 피가공면의 1 둘레에 발생하는 주기적인 줄무늬 모양의 평균적인 간격이, 0.06 mm 미만이 되거나 또는 2 ㎜ 보다 커지거나, 어느 쪽인가를 만족시키는 조건으로 설정되어 있는 렌즈의 회전 속도 및 상기 경면 지석의 회전 속도를 기억하는 메모리와,
   마무리 가공된 상기 렌즈의 둘레 가장자리를 상기 경면 지석에 의해 소정의 경면 가공대 분 (分) 만큼 가공하도록, 입력된 옥형에 기초하여 상기 렌즈 회전 유닛, 상기 지석 회전 유닛 및 상기 축간 거리 변동 유닛을 제어하는 가공 제어 유닛으로서, 적어도 렌즈의 최종 회전에서 상기 메모리에 기억된 상기 렌즈의 회전 속도 및 상기 경면 지석의 회전 속도에 기초하여 상기 렌즈 회전 유닛 및 상기 지석 회전 유닛을 제어하는 가공 제어 유닛을 구비하는 안경 렌즈 가공 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 렌즈의 회전 속도 및 상기 경면 지석의 회전 속도는, 직경 30 ∼ 50 ㎜ 의 사이즈에 상당하는 둘레 길이를 갖는 옥형에서 상기 렌즈를 경면 가공할 때의 줄무늬 모양의 평균적인 간격이, 0.06 mm 미만이 되거나 또는 2 ㎜ 보다 커지거나, 어느 쪽인가를 만족시키는 조건으로 설정되어 있는 안경 렌즈 가공 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 가공 제어 유닛은, 소정의 회전수에서 상기 렌즈를 회전시켜 소정의 경면 가공대를 거의 연삭하는 제 1 단계와 최종 회전을 포함하는 소정의 회전수로 상기 렌즈를 회전시켜 경면 가공을 실시하는 제 2 단계의 2 단계로 상기 렌즈의 회전 속도 및 상기 경면 지석의 회전 속도를 변경하여 경면 가공을 실시하고, 상기 제 1 단계에서는 상기 렌즈의 피가공면에 그을림을 발생시키지 않는 조건으로 설정되어 있는 상기 렌즈의 회전 속도 및 상기 경면 지석의 회전 속도에 기초하여 상기 렌즈 회전 유닛 및 상기 지석 회전 유닛을 제어하고, 상기 제 2 단계에서는 상기 메모리에 기억되어 있는 상기 렌즈의 회전 속도 및 상기 경면 지석의 회전 속도에 기초하여 상기 렌즈 회전 유닛 및 상기 지석 회전 유닛을 제어하는 안경 렌즈 가공 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 가공 제어 유닛은, 상기 메모리에 기억되어 있는 회전 속도를 만족시키고, 또한 상기 경면 지석과 접촉하는 상기 렌즈의 접촉점의 이동 속도가 거의 일정해지도록, 옥형 및 상기 경면 지석의 직경에 기초하여 상기 렌즈의 회전각마다의 속도 데이터를 구하고, 적어도 상기 렌즈의 최종 회전에서, 구한 속도 데이터에 기초하여 상기 렌즈 회전 유닛을 제어하는 안경 렌즈 가공 장치.
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