KR101778504B1 - 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법 - Google Patents

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Abstract

렌즈 가공기의 켈리브레이션에 있어서, 가공 장치의 공차를 보정하여 사용자가 목적하는 크기의 렌즈로 가공하는데 사용되는 렌즈 및 시간을 감소시킬 수 있는 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법이 개시된다. 상기 렌즈 가공기의 캘리브레이션 방법은 가공 치수를 입력하면, 입력된 가공 치수에 따라 소정 거리 이동하면서 렌즈를 연마하여 가공하는 가공 장치, 및 렌즈의 표면을 따라 이동하면서 이동 위치를 감지하여 렌즈의 형상을 측정하는 필러를 포함하는 렌즈 가공기에 있어서, 상기 렌즈 가공기에 소정의 가공 치수를 입력하여, 입력된 가공 치수에 따라 가공 장치를 소정 거리 이동시킴으로써 렌즈를 연마시켜 가공하는 단계; 상기 가공된 렌즈의 표면을 따라 필러를 이동시키면서, 상기 렌즈의 실제 가공 치수를 측정하는 단계; 및 상기 입력된 가공 치수와 실제 가공 치수의 차이에 따라, 상기 가공 치수에 해당하는 상기 가공 장치의 이동 거리를 자동 보정하는 단계를 포함한다.

Description

렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법{Method of automatic calibration the lens processing machine}
본 발명은 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 렌즈 가공기의 켈리브레이션에 있어서, 가공 장치의 공차를 보정하여 사용자가 목적하는 크기의 렌즈로 가공하는데 사용되는 렌즈 및 시간을 감소시킬 수 있는 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법에 관한 것이다.
안경 렌즈를 제조하기 위해서는, 렌즈 가공기를 이용하여, 상업적으로 시판되는 원형 렌즈(통상, "블랭크(blank) 렌즈"라 한다)를 목적하는 안경 렌즈의 형상으로 가공하여야 한다. 일반적으로, 렌즈 가공기는 패턴드 에져(patterned edger)라고 불리는 반자동 렌즈 가공기와 패턴리스 에져(patternless edger)라고 불리는 자동 렌즈 가공기로 분류된다. 반자동 렌즈 가공기는, 안경테에 장착된 더미 렌즈의 패턴(pattern)을 따라 원형 렌즈를 가공한다. 반면, 자동 렌즈 가공기는, 더미 렌즈를 이용하지 않고, 안경테의 형상 및 가공되는 블랭크 렌즈의 두께를 측정한 후, 측정된 안경테 형상 및 렌즈 두께 데이터를 이용하여, 렌즈를 안경테 형상으로 자동 가공한다. 통상적으로, 안경 렌즈 가공기에는, 렌즈의 곡률 및/또는 두께를 측정할 수 있는 장치가 설치되어 있으며, 상기 곡률 및/또는 두께 측정 장치를 통상 필러(feeler)라 하고, 상기 곡률 및/또는 두께 측정 동작을 필링(feeling)이라 한다(특허등록 10-0645779호, 특허출원 10-2012-0109622 등 참조).
상기 렌즈 가공기가 상기 블랭크 렌즈를 가공할 때, 상하, 좌우 축(Y, X 축) 및 회전 축(R 축) 설정 값은 눈금(calibration) 방법에 의하여 1차 조정을 하고, 실제로 렌즈를 가공하며, 2차 정밀 조정을 한다. 상기 2차 정밀 조정은 크게 사이즈, 마진 등 장비의 상하 이동 거리(Y 축)의 움직임을 조정하는 요소, 산각의 위치를 조정하는 좌우 이동 거리(X 축)의 이동 및 기타 축을 회전 각도(R 축)를 조정한다. 상기 상하, 좌우 이동 거리(Y, X 축) 및 회전 각도(R 방향)를 정밀 조정하기 위해서는 렌즈를 실제로 가공해 가면서, 사람이 육안으로 판단하여 설정 값을 수정하는데, 종래의 방법을 이용할 경우, 렌즈의 가공 비용 및 시간이 많이 소요된다. 따라서, 가공장치의 이동거리를 자동으로 설정함으로써, 사용자의 조작을 최소화 하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있고, 렌즈의 가공 비용 및 시간을 저감시킬 수 있는 렌즈 가공기의 캘리브레이션 방법이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 원형 렌즈의 가공에 있어서, 가공장치의 이동거리를 자동으로 보정함으로써, 렌즈가 부적절하게 가공되는 것을 방지할 수 있고, 장비의 유지 보수에 사용되는 인력 및 비용을 저감 시킬 수 있는 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 가공 치수를 입력하면, 입력된 가공 치수에 따라 소정 거리 이동하면서 렌즈를 연마하여 가공하는 가공 장치, 및 렌즈의 표면을 따라 이동하면서 이동 위치를 감지하여 렌즈의 형상을 측정하는 필러를 포함하는 렌즈 가공기에 있어서, 상기 렌즈 가공기에 소정의 가공 치수를 입력하여, 입력된 가공 치수에 따라 가공 장치를 소정 거리 이동시킴으로써 렌즈를 연마시켜 가공하는 단계; 상기 가공된 렌즈의 표면을 따라 필러를 이동시키면서, 상기 렌즈의 실제 가공 치수를 측정하는 단계; 및 상기 입력된 가공 치수와 실제 가공 치수의 차이에 따라, 상기 가공 치수에 해당하는 상기 가공 장치의 이동 거리를 자동 보정하는 단계를 포함하는 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법에 의하면, 렌즈 가공기를 조립한 후의 상기 렌즈 가공기의 설정 조건을 자동으로 설정함으로써, 사용자의 조작을 최소화하여, 사용자 편의성을 향상시킬 수 있고, 렌즈 가공기의 유지 보수에 사용되는 인력 및 비용을 절감 할 수 있어서 경제적일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법에 사용되는 필러를 이용하여 렌즈를 치수를 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법에 있어서, 렌즈 가공기를 이용하여 렌즈를 가공하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법의 가공장치의 상하 이동 거리를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법의 가공장치의 회전 각도 및 방향을 측정하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법의 가공장치의 회전 각도 및 방향을 측정하는 방법의 다른 예를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법의 가공장치의 좌우 이동 거리를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법의 가공 장치의 상하 이동 거리 보정을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법의 가공 장치의 회전 각도 보정을 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법의 가공 장치의 좌우 이동 거리 보정을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기 설명은 본 발명을 예시하기 위한 것으로써, 이하에서 가공 장치가 소정 거리 이동한다고 말하는 것은 렌즈가 소정 거리 이동하거나, 렌즈 및 가공장치가 둘 다 소정 거리 이동하는 방법도 포함하는 것이다.
통상 사용되는 렌즈 가공기에는 렌즈를 연마하여 가공하는 가공 장치 및 렌즈의 표면을 따라 이동하면서 이동 위치를 감지하여 렌즈의 형상을 측정하는 필러가 장착되어 있다.
상기 가공 장치는 렌즈 가공기에 가공 치수를 입력하면, 상기 입력된 가공 치수에 따라 소정 거리를 이동하면서 렌즈를 연마하여 가공하는 장치로써, 예를 들면, 다이아몬드 휠, DC 모터 등이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법에 사용되는 필러를 이용하여 렌즈를 치수를 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 필러(102, 104)는 렌즈(100)의 측면에 소정의 압력을 가하면서 밀착되어 있다. 상기 렌즈(100)가 상하 방향(Y 방향) 또는 전후 방향(Z 방향)으로 이동하면, 상기 필러(102, 104)가 렌즈(100)의 표면 곡률을 따라 좌우 방향(X 방향)으로 움직이며, 상기 렌즈(100)가 계속 이동하여 필러(102, 104)로부터 이탈하면, 상기 렌즈(100)를 누르던 압력에 의하여, 렌즈(100)가 위치하던 방향으로 필러(102, 104)가 불연속적으로 이동한다. 상기 렌즈(100)가 완전한 평면 렌즈인 경우, 상기 렌즈(100)가 상하(Y 방향) 또는 전후(Z 방향) 방향으로 이동하더라도, 상기 렌즈(100)가 이탈하기 전까지는, 상기 필러(102, 104)는 움직이지 않는다. 반면, 상기 렌즈(100)가 곡률을 가지면, 렌즈(100) 상하 방향(Y 방향) 또는 전후 방향(Z 방향)으로 이동할 때, 렌즈(100)의 곡률에 따라, 필러(102, 104)가 좌우 방향(X 방향)으로 미세하게 움직인다. 따라서, 상기 필러(102, 104)의 상하, 좌우, 전후 방향(Y, X, Z 방향)의 변위로부터, 상기 렌즈(100)의 크기 및 산각을 측정할 수 있다. 필러 구동 및 감지부(106)는 상기 필러(102, 104)를 렌즈(100) 방향으로 밀착시키는 구동력을 제공하고, 상기 필러(102, 104)의 좌우 방향(X 방향) 움직임을 검출하며, 연산 및 제어부(108)는 상기 필러 구동 및 감지부(106)에서 전송되는 필러(102, 104)의 위치 신호로부터, 상기 렌즈(100)의 크기 및 산각의 위치를 산출한다. 또한, 상기 연산 및 제어부(108)는 클램프 구동부(110)를 제어하여, 상기 클램프(112) 및 그에 고정된 렌즈(100)를 회전시키거나(R 방향), 상하, 좌우, 전후 방향으로 직선 이동시킨다(X, Y, Z 방향).
본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법은 렌즈 가공기를 이용하여 렌즈를 가공함에 있어서, 상기 렌즈 가공기에 가공 치수를 입력하면, 상기 입력된 가공 치수에 따라 렌즈를 가공하는 가공 장치가 소정 거리 이동함으로써 렌즈를 가공하는데, 상기 렌즈 가공기의 공차에 의하여 정확도가 떨어지는 것을 캘리브레이션하여 공차를 제거하는 방법으로써, 상기 렌즈 가공기에 소정의 가공 치수를 입력하여, 입력된 가공 치수에 따라 가공 장치를 소정 거리 이동시킴으로써 렌즈를 연마시켜 가공하는 단계, 상기 가공된 렌즈의 표면을 따라 필러를 이동시키면서 상기 렌즈의 실제 가공 치수를 측정하는 단계 및 상기 입력된 가공 치수와 실제 가공 치수의 차이에 따라, 상기 가공 치수에 해당하는 상기 가공 장치의 이동 거리를 자동 보정하는 단계, 바람직하게는 상기 입력된 가공 치수와 실제 가공 치수가 동일해지도록 보정하는 단계를 포함한다. 여기서 입력된 가공 치수와 실제 가공 치수가 동일해진다는 것은 사용자가 목적하는 용도로 사용 가능할 만큼 상기 입력된 가공 치수와 상기 실제 가공 치수의 차이를 보정하는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법에 있어서, 렌즈 가공기를 이용하여 렌즈를 가공하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈(100)를 가공하는 단계는 사용자가 상기 렌즈 가공기에 입력한 가공 치수에 따라, 상기 렌즈 가공기에 장착되어 클램프(112)에 고정되어 있는 렌즈(100) 및 모터(204)에 의하여 회전하는 가공장치(예를 들면, 다이아몬드 휠, 202)가 상기 렌즈(100)와 마주보도록 위치시키고, 이동시켜, 상기 렌즈(100)에 상기 가공장치(202)가 맞닿도록 함으로써, 상기 가공장치(202)에 맞닿은 부위의 상기 렌즈(100)가 연마되고, 상기 연마 과정을 상기 가공장치(202)를 렌즈(100)의 둘레로 이동시키면서, 상기 렌즈(100) 전체 둘레에 대하여 수행함으로써, 소정의 형성을 가지는 입력된 가공 치수에 따른 렌즈를 가공할 수 있다. 상기 입력된 가공 치수의 렌즈를 가공하기 위하여, 상기 입력된 가공 치수의 렌즈보다 약간 큰 형태로 1차 가공하는 초벌 가공 단계, 상기 초벌 가공된 렌즈를 입력된 가공 치수의 렌즈 형태와 동일하게 정밀 가공하는 마무리 가공 단계, 렌즈의 광택 가공 단계, 렌즈 측면의 홈파기 및 면치기 가공 단계 등으로 이루어진다.
상기 실제 가공된 렌즈의 가공 치수를 측정하는 단계는 상기 렌즈를 가공하는 단계에서 가공되는 렌즈의 형태에 따라 가공 치수를 측정하는 방법이 다를 수 있다. 예를 들면, 상기 렌즈를 도형의 형태로 가공하면, 상기 가공된 렌즈의 가공 치수는 상기 가공된 렌즈의 표면을 따라 이동하면서 이동 위치를 감지하는 필러를 이용하여 측정할 수 있으며, 상기 렌즈를 산각의 형태로 가공하면, 상기 가공된 렌즈의 표면을 따라 이동하면서 이동 위치를 감지하는 한쌍의 필러의 좌측 필러와 우측 필러의 거리 차이로 측정할 수 있다. 구체적으로는, 상기 렌즈 가공기에 입력된 가공 치수에 따라 이동하는 상기 가공장치의 상하 이동 거리를 측정하는 방법, 상기 렌즈 가공기에 입력된 가공 치수에 따라 이동하는 상기 가공장치의 회전 각도 및 방향을 측정하는 방법 및 상기 렌즈 가공기에 입력된 가공 치수에 따라 이동하는 상기 가공장치의 좌우 이동 거리를 측정하는 방법을 포함한다.
도 3은 본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법의 가공장치의 상하 이동 거리를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가공 장치의 상하 이동 거리는 렌즈 가공기에 입력된 가공 장치의 상하 이동 거리에 따라 상기 가공 장치가 상하 이동을 하고, 그에 따라 가공된 렌즈(302)의 크기를 측정함으로써 알 수 있다. 상기 가공된 렌즈(302)의 크기는 상기 가공된 렌즈(302)의 표면을 따라 이동하면서 이동 위치를 감지하는 필러를 이용하여 측정할 수 있는데, 구체적으로는, 가공 장치가 원형의 렌즈를 가공하도록, 상기 렌즈 가공기에 사용자가 원하는 크기를 입력하고, 상기 입력된 크기에 따라 가공 장치(예를 들면, 다이아몬드 휠)가 렌즈로 이동되어 상기 렌즈를 가공하고, 가공된 렌즈(302)의 크기를 측정하는데, 상기 가공된 렌즈(302)의 크기는 상기 원형으로 가공된 렌즈(302)를 렌즈의 표면을 따라 이동하는 필러와 렌즈의 초기 접촉점이 가공된 렌즈(302) 상의 임의의 지점(b1)일 경우, 상기 초기 접촉점(b1)의 위치와 상기 초기 접촉점으로부터 필러가 상기 가공된 렌즈(302)를 이탈한 외곽점(B1)까지의 거리로부터, 필러가 상기 가공된 렌즈(302)를 이탈하는 외곽점을 감지한다. 여기서, 렌즈의 중심점(A)과 상기 초기 접촉점(b1)의 위치는 필러의 위치로부터 알려진 값이고, 상기 필러가 이탈할 때까지의 상기 가공된 렌즈(302)의 이동 방향 및 이동 거리도 알려져 있으므로, 상기 필러가 이탈한 외곽점(B1)의 위치가 결정될 수 있다. 이와 같이, 둘레의 외곽점(B1)의 좌표를 얻은 다음, 가공된 렌즈(302)를 소정 각도 회전시키고, 다른 임의의 초기 접촉점(b2)을 설정한 다음, 상기한 바와 같은 방법으로, 다른 외곽점(B2)을 산출하는 방법을 반복하여, 가공된 렌즈(302) 둘레에 위치하는 3개 이상의 외곽점(B1, B2, B3)의 좌표를 얻으면, 이로부터 가공된 렌즈(302)의 둘레에 해당하는 원의 크기를 측정할 수 있다. 상기 3개 이상의 초기 접촉점(b1, b2, b3)의 위치는, 그 위치를 알 수 있고, 상기 3개 이상의 초기 접촉점(b1, b2, b3)이 가공된 렌즈(302)의 회전 중심(A)으로부터 서로 다른 각도로 위치하여, 가공된 렌즈(302) 둘레에 위치하는 3개의 외곽점(B1, B2, B3)을 측정할 수 있으면, 임의로 설정될 수 있다. 이때, 필요에 따라, 가공된 렌즈(302) 둘레에 위치하는 4개 이상의 점의 좌표를 얻으면, 원의 크기 및 위치를 측정하는데 있어서, 오차를 감소시킬 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법의 가공장치의 회전 각도 및 방향을 측정하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 가공 장치의 회전 각도 및 방향은 렌즈 가공기에 입력된 가공 장치의 회전 각도 및 방향에 따라 상기 가공 장치가 렌즈의 둘레를 회전하고, 그에 따라 가공된 렌즈의 회전 각도 및 방향을 측정함으로써 알 수 있다. 상기 가공된 렌즈의 회전 각도 및 방향은 상기 가공된 렌즈의 표면을 따라 이동하면서 이동 위치를 감지하는 필러를 이용하여 측정할 수 있는데, 구체적으로는, 가공 장치가 하나 이상의 꼭지점, 바람직하게는 둘 이상의 꼭지점이 있는 형태(예를 들면,
Figure 112015017447036-pat00001
,
Figure 112015017447036-pat00002
,
Figure 112015017447036-pat00003
, ◇ 등), 바람직하게는 다이아몬드 모양(◇)으로 렌즈를 가공하도록 상기 렌즈 가공기에 사용자가 원하는 회전 각도 및 방향을 입력하는데 상기 각 있는 위치는 상부 방향, 바람직하게는 꼭지점 방향으로 입력한다. 상기 입력된 회전 각도 및 방향에 따라 가공 장치(예를 들면, 다이아몬드 휠)가 렌즈로 이동되어 상기 렌즈를 가공하고, 상기 가공된 렌즈의 임의의 점, 바람직하게는 중심점(402)에서부터 상기 필러가 이탈할 때까지의 이동 거리(외곽 거리, 404)를 상기 필러를 이용하여 측정한다. 상기 렌즈를 소정의 각도로 회전시키고 상기 과정을 반복하여 상기 가공 장치의 회전 각도 및 방향을 결정할 수 있다. 구체적으로는, 렌즈 가공기의 가공 장치를 이용하여 하나 이상의 꼭지점, 바람직하게는 둘 이상의 꼭지점을 가지도록 렌즈를 가공한 후, 가공된 렌즈의 임의의 점, 바람직하게는 중심점(402)에서부터 꼭지점까지의 거리를 필러를 이용하여 측정한다. 상기 가공된 렌즈의 외곽거리(406)와 상기 렌즈 가공기에 입력된 거리(404)가 다르면, 상기 렌즈를 - 30 ° 내지 + 30 °, 바람직하게는 - 15 ° 내지 + 15 °, 더욱 바람직하게는 - 10 ° 내지 + 10 °를 1 내지 4 °의 간격, 바람직하게는 2 내지 3 °의 간격으로 회전시켜 동일한 거리가 나오도록 측정하는데, 구체적으로는, 렌즈 가공기에 입력된 외곽 거리(704)가 30 mm인데, 가공된 렌즈를 측정하였을 때, 25 mm가 측정 된다면, 상기 가공된 렌즈를 회전시키면서 약 30 mm가 나오는 위치를 찾고, 상기 위치에서는 0.1 내지 2 °, 바람직하게는 0.2 내지 1 °의 간격으로 회전시켜 상기 렌즈에 입력된 외곽거리(704)와 상기 가공된 렌즈의 외곽거리(706)가 일치되는 위치를 찾아서 그 회전 각도 및 회전 방향을 측정할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법의 가공장치의 회전 각도 및 방향을 측정하는 방법의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 렌즈 가공기의 가공 장치를 이용하여 하나 이상의 꼭지점, 바람직하게는 둘 이상의 꼭지점이 있는 형태, 예를 들면, 삼각형, 사각형, 오각형 등, 바람직하게는 정사각형으로 가공된 렌즈의 임의의 위치, 바람직하게는 중심점(502)에 필러를 위치시키고, 상기 임의의 위치(502)에서 가공된 렌즈의 표면을 따라 이동하는 필러를 상하 및 전후 방향(Y, Z 방향)으로 이동시켜 상기 필러가 상기 가공된 렌즈로부터 이탈할 때까지의 거리, 즉 외곽 거리(506)를 측정한다. 상기 외곽 거리(506)는 하나 이상의, 바람직하게는 둘 이상의 외곽 거리(506)를 측정하는 것이 바람직하다. 상기 렌즈 가공기에 입력된 외곽거리(504)와 상기 필러를 이용하여 측정한 외곽 거리(506)의 차이를 렌즈 가공기에 저장한다. 상기 외곽거리의 차이를 통하여 렌즈의 회전 각도를 구할 수 있고, 상기 회전 각도로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시켜 상기 과정을 다시 한번 반복한다. 상기 과정을 반복하여 가공된 렌즈의 외곽길이(506)와 렌즈 가공기에 입력된 외곽거리(504)가 일치하면 상기 가공된 렌즈의 회전 각도 및 회전 방향을 측정할 수 있고, 반대 방향으로 회전 시킨 것으로 판단되면, 상기 회전 방향과 반대 방향으로 회전시킴으로써 회전 각도 및 회전 방향을 측정할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법의 가공장치의 좌우 이동 거리를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 가공 장치의 좌우 이동 거리는 렌즈 가공기에 입력된 가공 장치의 좌우 이동 거리에 따라 상기 가공 장치가 좌우 이동을 하고, 그에 따라 가공된 렌즈의 산각을 측정함으로써 알 수 있다. 상기 가공된 렌즈의 산각은 상기 가공된 렌즈의 표면을 따라 이동하면서 위치를 감지하는 필러를 이용하여 측정할 수 있는데, 구체적으로는, 가공 장치(예를 들면, DC 모터)가 산각의 형태를 가지는 렌즈를 가공하도록, 렌즈 가공기에 사용자가 원하는 산각의 형태를 입력하고, 상기 입력된 산각에 따라, 상기 가공장치가 상기 렌즈 가공기에 입력된 만큼의 좌우 이동하여 상기 렌즈를 가공하고, 상기 가공된 렌즈(600)의 표면을 따라 이동하면서 위치를 감지하는 한쌍의 필러(102, 104)의 좌측 필러(102) 및 우측 필러(104) 간의 거리가 작아지기 직전의 거리(X)와 좌측 필러(102) 및 우측 필러(104) 간의 거리가 작아지기 직전의 거리(X)에서 렌즈의 좌측 단부 엣지에서 산각까지의 거리(X'), 즉 X에서 좌측 및 우측 필러(102, 104)가 맞닿을 때까지의 거리(X')의 차이(X - X')에 의하여 측정할 수 있다. 예를 들면, 상기 좌측 필러(102)와 우측 필러(104) 간의 거리(X)를 측정하기 위하여, 상기 필러(102, 104)는 뾰족한 형태의 필러가 사용될 수 있다. 구체적으로는, 상기 산각(606)을 측정하는 경우, 예를 들어, 필러(102, 104)는 렌즈(600)의 측면에 소정의 압력을 가하면서 밀착되어 있고, 상기 렌즈(600)가 상하 방향(Y 방향)으로 이동하면 상기 필러(102, 104)가 렌즈(600)의 표면을 따라 좌우 방향(X 방향)으로 움직이며, 상기 렌즈(600)가 계속 이동하다가, 상기 산각(606)이 위치한 곳에 도달하면 상기 렌즈(600)의 표면을 따라 이동하던 필러(102, 104)의 좌우 방향(X 방향) 변위가 작아지기 직전의 좌측 필러(102) 및 우측 필러(104) 간의 거리(X)와 상기 필러(102, 104)가 상기 가공된 렌즈(600)로부터 이탈할 때 거리(X')의 차이(X - X')로 측정할 수 있다. 상기 렌즈(600)에는 상기 산각(606) 뿐만 아니라, 통상적으로 렌즈에 가공되는
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등의 형태를 가지는 홈도 있을 수 있으나, 상기의 방법으로는 측정할 수 없기 때문에, 별도의 방법, 즉, 본 출원인의 다른 발명(대한민국 실용신안등록 출원번호 20-2014-0000815)에 따른 렌즈 측정자를 이용하여 측정할 수 있다.
상기 가공 장치의 이동 거리를 자동 보정하는 단계는 사용자가 렌즈 가공기에 입력한 렌즈의 가공 치수와 렌즈를 가공 장치로 실제로 가공한 렌즈의 크기를 비교하여 렌즈의 이동변위를 보정해주는 단계로써, 가공 장치의 상하 이동거리(Y 축) 보정 과정, 회전 각도(R 축) 보정 과정 및 좌우 이동 거리(X 축) 보정 과정을 포함한다.
도 7은 본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법의 가공 장치의 상하 이동 거리 보정을 설명하기 위한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 가공 장치의 상하 이동 거리 보정은 렌즈 가공기에 사용자가 렌즈의 크기를 입력하고(S10), 상기 입력된 렌즈의 크기에 따라 가공 장치(예를 들면, 다이아몬드 휠)가 상하로 이동하여 렌즈를 초벌 가공 단계, 마무리 가공 단계, 광택 단계 등의 가공 단계를 거쳐서 가공한다(S12). 상기 실제 가공된 렌즈의 가공 크기를 상기 가공된 렌즈의 표면을 따라 이동하면서 위치를 감지하는 필러가 상기 가공된 렌즈를 이탈할 때까지의 이동거리를 이용하여 측정한 후(S14), 렌즈 가공기에 입력된 렌즈의 가공 크기와 실제 가공 장치가 이동하여 가공한 렌즈의 가공 크기를 비교하고, 그 오차 값이 렌즈 가공기에 자동 저장되며(S16), 상기 저장된 오차 값에 따라 가공 장치의 상하 이동거리가 자동 보정된다(S18). 예를 들면, 사용자가 렌즈 가공기에 입력한 렌즈의 크기가 50 mm의 크기일 경우, 렌즈를 가공 단계, 예를 들면, 초벌 가공 단계, 마무리 가공 단계, 광택 가공 단계 등을 거쳐서 가공된 렌즈를 상기 크기 측정 방법(도 3 참조)을 이용하여 가공된 렌즈의 크기를 측정하고, 상기 측정된 렌즈의 크기가 50.1 mm 일 경우, 상기 가공 장치가 0.1 mm 덜 이동하였다는 것을 의미한다. 상기 0.1 mm의 차이가 발생한다는 것을 렌즈 가공기에 자동 입력되어, 다음 가공부터는 사용자가 렌즈 가공기에 렌즈의 크기를 50 mm로 입력하면, 입력되어 있는 0.1 mm의 차이를 반영하여 렌즈 가공기의 가공 장치는 50.1 mm에 해당하는 만큼 가공 장치의 상하 이동 거리를 보정하여 렌즈를 가공한다.
도 8은 본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법의 가공 장치의 회전 각도 보정을 설명하기 위한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 가공 장치의 회전 각도 보정은 렌즈 가공기에 사용자가 렌즈의 회전 각도를 입력하고(S20), 상기 입력된 렌즈의 회전 각도에 따라 가공장치(예를 들면, 다이아몬드 휠)가 회전 이동하여 렌즈를 초벌 가공 단계, 마무리 가공 단계, 광택 단계 등의 가공단계를 거쳐서 가공한다(S22). 상기 실제 가공된 렌즈의 회전 각도를 상기 가공된 렌즈의 표면을 따라 이동하면서 위치를 감지하는 필러를 이용하여 임의의 점에서 상기 필러가 렌즈로부터 이탈할 때까지의 이동거리(외곽거리)를 이용하여 측정한 후(S24), 렌즈 가공기에 입력된 렌즈의 회전 각도와 실제 가공 장치가 이동하여 가공한 렌즈의 회전 각도를 비교하고, 그 오차 값이 렌즈 가공기에 자동 저장되며(S26), 상기 저장된 오차 값에 따라 가공 장치의 회전 각도 및 방향이 자동 보정 된다(S28). 예를 들면, 사용자가 렌즈 가공기에 입력한 렌즈의 회전 각도가 30 °일 경우, 렌즈를 가공 단계, 예를 들면, 초벌 가공 단계, 마무리 가공 단계, 광택 가공 단계 등을 거쳐서 가공된 렌즈를 상기 크기 측정 방법(도 4 및 도 5 참조)을 이용하여 가공된 렌즈의 회전 각도를 측정하고, 상기 측정된 렌즈의 회전 각도가 29 °일 경우, 상기 가공 장치가 1 ° 덜 회전하였다는 것을 의미한다. 상기 1 °의 차이가 발생한다는 것을 렌즈 가공기에 자동 입력되어, 다음 가공부터는 사용자가 렌즈 가공기에 렌즈의 회전 각도를 30 °로 입력하면, 입력되어 있는 1 °의 차이를 반영하여 렌즈 가공기의 가공 장치는 31 °에 해당하는 만큼 가공 장치의 회전 각도 및 방향을 보정하여 렌즈를 가공한다.
도 9는 본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법의 가공 장치의 좌우 이동 거리 보정을 설명하기 위한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 가공 장치의 좌우 이동 거리 보정은 렌즈 가공기에 사용자가 렌즈의 산각의 위치를 입력하고(S30), 상기 입력된 렌즈의 산각 위치에 따라 가공 장치(예를 들면, DC 모터)가 좌우로 이동하여 렌즈를 초벌 가공 단계, 마무리 가공 단계, 광택 단계 등의 가공 단계를 거쳐서 가공한다(S32). 상기 실제 가공된 렌즈의 산각의 위치를 상기 가공된 렌즈의 표면을 따라 이동하면서 위치를 감지하는 한쌍 필러의 좌측 필러와 우측 필러 간의 이동변위를 이용하여 측정한 후(S34), 렌즈 가공기에 입력된 렌즈의 산각의 위치와 실제 가공 장치가 이동하여 가공한 렌즈의 산각 위치를 비교하고, 그 오차 값이 렌즈 가공기에 자동 저장되며(S36), 상기 저장된 오차 값에 따라 가공 장치의 좌우 이동거리가 자동 보정된다(S18). 예를 들면, 사용자가 렌즈 가공기에 입력한 산각의 위치가 30 mm 일 경우, 렌즈를 가공 단계, 예를 들면, 초벌 가공 단계, 마무리 가공 단계, 광택 가공 단계 등을 거쳐서 가공된 렌즈를 상기 크기 측정 방법(도 2 참조)을 이용하여 가공된 렌즈의 산각의 위치를 측정하고, 상기 측정된 렌즈의 산각의 위치가 30.1 mm 일 경우, 상기 가공 장치가 0.1 mm 덜 이동하였다는 것을 의미한다. 상기 0.1 mm의 차이가 발생한다는 것은 렌즈 가공기에 자동 입력되어, 다음 가공부터는 사용자가 렌즈 가공기에 렌즈의 산각 위치를 30 mm로 입력하면, 입력되어 있는 0.1 mm의 차이를 반영하여 렌즈 가공기의 가공 장치는 30.1 mm에 해당하는 만큼 가공 장치의 좌우 이동 거리를 보정하여 렌즈를 가공한다.
또한, 상기 필러를 이용하여 크기를 측정할 때 사용하는 렌즈 가공기에 따라, 필러에도 공차가 발생하여 렌즈 가공기마다 측정되는 크기가 다를 수 있다. 따라서, 렌즈 가공기의 필러를 보정하는 과정을 더욱 포함할 수 있다. 상기 필러를 보정하는 과정은 플라스틱, 알루미늄, 스틸 등의 크기를 알고 있는 둘 이상의, 바람직하게는 셋 이상의 크기가 서로 다른 표준 시료를 이용한다. 상기 표준 시료의 크기를 렌즈 가공기의 필러를 이용하여 측정하면, 오차 값이 발생하는데 상기 오차 값을 렌즈 가공기에 저장하여 상기 필러를 보정한다. 예를 들면, 50 mm 크기의 표준시료를 렌즈 가공기의 필러를 이용하여 필링한 결과, 51 mm의 크기가 측정되면, 상기 렌즈 가공기의 필러는 1 mm의 오차가 발생하고, 상기 오차 값을 렌즈 가공기에 저장한 뒤, 크기가 다른 표준 시료로 상기 과정을 거쳐서 나온 오차 값을 저장하면, 렌즈 가공기의 필러를 보정할 수 있다.
본 발명에 따른 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법은 렌즈의 재질 및 가공된 렌즈가 사용되는 용도에 따라, 예를 들면, 테가 있는 안경의 렌즈로 사용되는지, 테가 없는 안경의 렌즈로 사용되는지, 광택이 있는 렌즈인지, 광택이 없는 렌즈인지 등에 따라 반복될 수 있고, 상기 과정에서 측정된 렌즈 재질 등에 따른 오차 값은 상기 렌즈 가공기에 저장된다.

Claims (9)

  1. 가공 치수를 입력하면, 입력된 가공 치수에 따라 소정 거리 이동하면서 렌즈를 연마하여 가공하는 가공 장치, 및 렌즈의 표면을 따라 이동하면서 이동 위치를 감지하여 렌즈의 형상을 측정하는 필러를 포함하는 렌즈 가공기에 있어서,
    상기 렌즈 가공기에 소정의 가공 치수를 입력하여, 입력된 가공 치수에 따라 가공 장치를 소정 거리 이동시킴으로써 렌즈를 연마시켜 가공하는 단계;
    상기 가공된 렌즈의 표면을 따라 필러를 이동시키면서, 상기 렌즈의 실제 가공 치수를 측정하는 단계; 및
    상기 입력된 가공 치수와 실제 가공 치수의 차이에 따라, 상기 가공 치수에 해당하는 상기 가공 장치의 이동 거리를 자동 보정하는 단계를 포함하며,
    상기 가공 장치의 회전 각도에 따라, 가공되는 렌즈의 클램프 축의 각도가 가변되며, 상기 필러를 이용하여 가공된 렌즈의 꼭지점 위치를 측정하여, 상기 회전 각도를 보정하고,
    상기 가공 장치의 회전 각도는 렌즈 가공기에 하나 이상의 꼭지점을 가지는 도형을 가공하도록 회전 각도를 입력하여 가공하고, 상기 입력된 렌즈의 회전 각도에 따른 임의의 위치와 렌즈의 외곽점까지의 거리 및 상기 가공된 렌즈의 회전 각도에 따른 상기 임의의 위치와 렌즈의 외곽점까지의 거리를 상기 필러를 이용하여 그 차이를 소정의 각도로 상기 렌즈를 계속적으로 회전시켜 상기 회전 각도 및 방향이 상기 렌즈 가공기에 저장되어, 상기 저장된 회전 각도 및 방향에 해당하는 만큼 상기 가공장치의 회전 각도가 조절되어 자동 보정하는 것인, 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가공 장치의 상하 이동 거리에 따라, 가공되는 렌즈의 크기가 가변되며, 상기 필러를 이용하여 가공된 렌즈의 크기를 측정하여, 상기 상하 이동 거리를 보정하는 것인, 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 가공 장치의 상하 이동 거리는 렌즈 가공기에 원형 렌즈를 가공하도록 크기를 입력하여 가공하고, 상기 입력된 렌즈의 크기와 가공된 렌즈의 실제 크기를 상기 필러를 이용하여 측정하고 그 차이가 상기 렌즈 가공기에 저장되어, 상기 차이에 해당하는 만큼 상기 가공장치의 상하 이동 거리가 조절되어 자동 보정하는 것인, 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 가공 장치의 좌우 이동 거리에 따라, 가공되는 렌즈의 산각이 가변되며, 상기 필러를 이용하여 가공된 렌즈의 산각을 측정하여, 상기 좌우 이동 거리를 보정하는 것인, 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 가공 장치의 좌우 이동 거리는 렌즈 가공기에 산각 형태의 렌즈를 가공하도록 산각의 위치를 입력하여 가공하고, 상기 입력된 렌즈의 산각의 위치와 가공된 렌즈의 실제 산각의 위치를 상기 필러를 이용하여 측정하고 그 차이가 상기 렌즈 가공기에 저장되어, 상기 차이에 해당하는 만큼 상기 가공장치의 좌우 이동 거리가 조절되어 자동 보정하는 것인, 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 가공 장치의 이동 변위 보정은 가공하려는 렌즈의 재질에 따라 상기 과정이 반복되는 것인, 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 필러는 크기를 알고 있는 둘 이상의 표준 시료의 크기를 측정하고, 알고 있는 표준 시료의 크기와 상기 측정된 표준 시료의 크기 차이를 비교하여 그 차이가 보정되는 것인, 렌즈 가공기의 자동 캘리브레이션 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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