KR20080002930A

KR20080002930A - 경사진 마무리 그라인딩 휠이 구비된 광학 렌즈 그라인딩머신과 이에 대응하는 광학 렌즈

Info

Publication number: KR20080002930A
Application number: KR1020077025738A
Authority: KR
Inventors: 쟝 뮤니어; 브루로 비젯; 쟝-쟈크 베데콕
Original assignee: 브리옷 인터내셔널
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2008-01-04
Also published as: WO2006106200A1; FR2884163A1; CN101155664A; FR2884163B1; EP1866124A1; CN100558509C

Abstract

본 발명의 머신(11)은, 제1 축(A-A') 둘레로 렌즈(15)를 회전하도록 구동하는 수단(31)이 구비된 렌즈 홀더(19)와, 렌즈(15)의 둘레면(13) 상에 베벨 엣지(16)를 형성하는 둘레 그루브(55)가 구비되 마무리 그라인딩 휠(49)을 포함한다. 마무리 그라인딩 휠(49)은 제2 축(C-C') 둘레로 회전가능하도록 장착된다. 머신(11)은, 상기 마무리 그라인딩 휠(49)이 활동 베벨 가공 위치에 놓이도록, 렌즈 홀더(19)에 대하여 마무리 그라인딩 휠(49)을 변위시키는 수단(23)을 포함한다. 변위 수단(23)은 제1 축(A-A')에 대하여 제2 축(C-C')을 경사지게 하는 경사 수단(43)을 포함한다.

Description

경사진 마무리 그라인딩 휠이 구비된 광학 렌즈 그라인딩 머신과 이에 대응하는 광학 렌즈{OPTICAL LENS GRINDING MACHINE PROVIDED WITH AN INCLINED FINISHING GRINDING WHEEL AND A CORRESPONDING OPTICAL LENS}

본 발명은,

- 제1 축 둘레로 광학 렌즈를 회전시키는 수단이 구비된 광학 렌즈 지지부;

- 광학 렌즈의 둘레 표면에 베벨(bevel)을 형성하도록 된 둘레 그루브(groove)를 갖고, 제2 축 둘레로 회전할 수 있도록 장착된 마무리 그라인딩 휠; 및

- 마무리 그라인딩 휠을 활동(active) 베벨 가공 위치에 놓기 위해, 광학 렌즈 지지부에 대해 마무리 그라인딩 휠을 이동시키기 위한 상대적 변위 수단을 포함하는 유형의 광학 렌즈 그라인딩 머신에 관한 것이다.

EP-A-1 310 326은 거친(roughing) 그라인딩 휠과 원형 그루브가 구비된 마무리 그라인딩 휠을 가진 그라인딩 휠의 갱(gang)을 포함하는, 전술한 유형의 그라인딩 머신을 제시한다. 이 머신은, 하나의 둘레면에 베벨을 가진 렌즈 또는 광학 렌즈를 제작하는 것을 가능하게 한다. 이 베벨은, 프랑스어로 "드라게와(drageoir)"로 알려지고, 안경 프레임(spectacle frame)에 만들어진 대응하는 그루브에 수용된 다.

이러한 렌즈를 그라인딩하기 위해, 소재(blank)는, 프레임의 형상을 갖도록 거친 그라인딩 머신에서 그 둘레가 가공된다. 거친 가공이 이루어진 렌즈는 그 다음 베벨이 제작되는 마무리 그라인딩 휠로 옮겨진다.

이러한 머신은 완전히 만족스럽지는 못한데, 특히 예를 들어 정사각형 또는 직사각형의 각 형상의 크게 꺾인 렌즈의 그라인딩의 경우에 그렇다.

이는, 이러한 각진 부분에서의 렌즈의 곡률도가 크다는 것은 그라인딩 휠이 각진 영역을 통과하면서 렌즈가 마무리 그라인딩 휠의 서로 다른 영역과 접촉하게 됨을 의미하기 때문이다. 따라서 이러한 각진 영역에서의 베벨의 형상과 프로파일은 부정적인 영향을 받는다.

본 발명의 목적은, 각진 형상의 꺾임이 심한 안경(opthalmic) 렌즈의 경우에도, 프레임에 형성된 대응하는 그루브에의 정확한 수용을 허용하는 단면 프로파일을 갖고 결코 광학 렌즈를 기계적으로 약화시키지 않는, 외관이 미적으로 만족스러운 둘레 베벨을 제작할 수 있는 베벨 가공 머신을 획득하는 것이다.

이러한 목적에서, 본 발명의 대상은, 상대적 변위 수단이 제1 축에 대하여 제2 축을 경사지게 하도록 설계된 경사 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전술한 유형의 머신이다.

본 발명에 따른 머신은 단독 또는 기술적으로 가능한 조합으로 취한, 하나 이상의 하기의 특징들을 가질 수 있다.

- 상대적 변위 수단은 제1 축에 대한 제2 축의 경사각을 조절하는 수단을 포함한다;

- 조절 수단은 둘레를 따라 광학 렌즈의 곡률 및/또는 반경의 함수로서 경사각을 계산하는 수단을 포함한다;

- 마무리 그라인딩 휠은 그루브가 개방되는, 실질적으로 실린더형인 마무리 둘레면을 갖고, 이 둘레면의 폭은 광학 렌즈의 둘레면의 최대 폭(e₂)보다 크다;

- 마무리 그라인딩 휠은 광학 렌즈에 역베벨 가공을 하도록 된, 적어도 하나의 모따기가 된(chamfered) 단부를 갖는다.

- 이 머신은 제1 축에 실질적으로 평행한 그라인딩 휠의 축 둘레로 회전하도록 장착된 그라인딩 휠 갱과, 추가적인 공구 홀더 조립체를 포함하고, 마무리 그라인딩 휠은 추가적인 공구 홀더 조립체 상에서 회전하도록 장착된다;

- 공구 홀더 조립체는 그루브 컷팅 디스크를 포함한다.

본 발명의 또 다른 대상은 상기의 머신을 사용하여 만들어진 광학 렌즈이다. 그 둘레에 베벨을 가진 이 광학 렌즈는, 적어도 광학 렌즈의 남북으로 가르는 반단면(meridian half-section)에서, 둘레면이 베벨의 각 측면에서 광학 렌즈의 광학 축에 대하여 경사진 것을 특징으로 한다.

한 실시예에서는, 상기 둘레면이 실질적으로 광학 렌즈의 전체 둘레에 걸쳐서 광학 축에 대하여 경사진다.

본 발명은 예시로써 주어지고 첨부된 도면을 참조하여 이루어진 이하의 설명을 읽어보면 더 잘 이해된다.

도 1은 본 발명에 따른 제1 그라인딩 머신의 관련 부분들에 대한 부분적인 개략적 높이이다.

도 2는 도 1에서 Ⅱ로 표기된 상세 부분의 확대도이다.

도 3은 본 발명에 따른 제1 머신에서 그라인딩이 이루어지도록 된 각진 형상의 렌즈의 사시도이다.

도 4는 그라인딩 휠의 갱을 포함하고 있는 본 발명에 따른 제2 그라인딩 머신의 부분 사시도이다.

도 1과 도 2에 도시된 본 발명에 따른 제1 그라인딩 머신(11)은 폴리싱(polishing)과 베벨 가공 작업을 이용하여 렌즈 또는 안경 렌즈(15)의 둘레면(13)을 마무리 그라인딩하도록 되어 있는데, 이 렌즈(15)는 이미 둘레 그라인딩으로 거친 가공이 이루어져 있다.

공정이 끝나면, 렌즈(15)는 둘레면(13)의 중앙 영역에서 연장하는, 방사상으로 돌출하는 베벨(16)을 갖는다. 베벨(16)의 프로파일은, 예를 들어 V자 형이다.

머신(11)은 베드(17), 렌즈 지지부(19), 공구 홀더 조립체(21), 지지부(19)에 대한 조립체(21)의 상대적인 축 및 방사상 위치 조정을 위한 상대적 위치 조정 수단(23), 및 제어 장치(25)를 포함한다.

렌즈 지지부(19)는, 베드(17) 상에서 선회하도록 장착되고, 렌즈(15)를 붙잡 도록 설계된 두 개의 하프 샤프트(half-shaft)(29A, 29B)가 구비된 캐리지(carriage)(27)와 렌즈(15)를 회전시키는 모터(31)를 포함한다.

캐리지(27)는 베드(17)에 대하여 길이 방향의 후부 엣지(28)를 통해 실질적으로 수평인 선회 축 X-X' 둘레에 연결된다.

두 개의 하프 샤프트(29A, 29B)는 캐리지(27)의 길이 방향 전부(front) 엣지(32)를 따라 장착된다. 이 하프 샤프트들(29A, 29B)은 축 X-X'에 평행한, 실질적으로 수평인 제1 축 A-A'을 따라 연장한다.

하프 샤프트들(29A, 29B)은, 서로 마주보고 놓이고, 렌즈(15)를 지지하도록 설계된 자유 단부(33A, 33B)를 각각 갖는다.

렌즈(15)를 구동하는 모터(31)는 동력전달 기구(미도시)를 통해 하프 샤프트들(29A, 29B)을 제1 축 A-A' 둘레로 서서히 회전시킨다.

도 1에 도시된 바와 같이, 공구 홀더 조립체(21)는, 지지부(35), 지지부(35)로부터 돌출하는 커넥팅 암(37), 공구 홀더 샤프트(39), 공구 홀더 샤프트(39)를 빠르게 회전시키는 모터(41), 및 지지부(35)에 대하여 공구 홀더 샤프트(39)를 경사지게 하는 수단(43)을 포함한다.

커넥팅 암(37)은 지지부(21) 상의 제1 단부(45)를 통해 제1 축 A-A'에 실질적으로 수직한 수평 선회 축 B-B' 둘레에 연결된다.

공구 홀더 샤프트(39)는 커넥팅 암(37)에 실질적으로 수직한 제2 축 C-C' 둘레로 회전하도록 커넥팅 암의 자유 단부(47)에 장착된다.

샤프트(39)는 마무리 그라인딩 휠(49)과 그루브 컷팅 디스크(51)를 구비하고 있다. 이것은 그 자유 단부에 드릴 공구(53)도 구비하고 있다. 이 부재들(49, 51, 53)은 공통 축으로서 축 C-C'을 갖는다.

도 2에 도시된 바와 같이, 마무리 그라인딩 휠(49)은, 원형 그루브(55)가 형성되어 있는, 실린더형의 마무리 또는 폴리싱 둘레면(54)을 포함한다. 그루브(55)는 렌즈(15) 상에 제작되는 베벨(16)의 프로파일과 상보적인(complement) 프로파일을 갖는다.

축 C-C'에 평행하게 측정된 그라인딩 휠(49)의 실린더형 부분의 폭(e₁)은 엣지면을 따라 측정된 렌즈(15)의 둘레면(13)의 최대 폭(e₂)보다 크다.

도 1에 도시된 실시예에서, 폭(e₁)은 실질적으로 일정하고, 4 내지 18 mm로 측정된다.

그루브 컷팅 디스크(51)는 두께가 작다. 도 1에 도시된 실시예에서, 이 디스크(51)의 두께는 실질적으로 일정하고, 0.5 내지 1.6 mm로 측정된다.

그루브 컷팅 디스크(51)와 마무리 그라인딩 휠(49)이 공구 홀더 조립체(21) 상에 존재하는 사실은, 베벨(16)이 있는 렌즈(15), 즉 둘레면(13)에서 반대로 그루브를 갖는 렌즈를 제작하기 위해 동일한 머신(11)이 바람직하게 사용되는 것을 허용한다.

또 달리, 도 2에서 쇄선으로 나타낸 것과 같이, 렌즈의 전후 엣지도 역으로 베벨 가공이 이루어질 수 있도록, 그라인딩 휠(49)의 각 단부에 모따기를 할 수도 있다.

도 1을 보면, 암(37)과 이에 따른 공구 홀더 샤프트(39)는 축 B-B' 둘레로 적어도 30°, 바람직하게는 180°로 각 회전을 할 수 있고, 이 때문에 특히 제2 축 C-C'이 제1 축 A-A'에 실질적으로 평행한 상부 수직 위치와, 제2 축 C-C'이 제1 축 A-A'에 대하여 경사진 여러 경사 위치를 택할 수 있다.

도 1에 도시된 실시예에서, 공구 홀더 샤프트(39)는 축 B-B' 둘레 상의 그 위치와 무관하게 제1 축 A-A'을 통과하는 수직 평면에 실질적으로 유지된다.

공구 홀더 샤프트(39)를 회전시키는 모터(41)는 커넥팅 암(37)에 고정된다. 이것은 암(37)에 수용된 동력전달 수단(59)에 의해 샤프트(39)에 연결된다.

공구 홀더 샤프트(39)의 경사각을 조절하는 수단(43)은 웜(worm)(63)과 커넥팅 암(37)에 단단히 장착된 접선 방향의 이빨을 가진 휠(65)을 구동하는 모터(61)를 포함한다. 웜(63)은 제1 축 A-A'에 실질적으로 평행한 방향으로 이어진다.

이빨을 가진 휠(65)은 그 자유 단부(45)에서 커넥팅 암(37)에 고정된다. 이 휠은 제1 축 A-A'과 제2 축 C-C'에 의해 정의되는 평면에 실질적으로 평행한 평면에 있다.

렌즈 지지부(19)에 대한 공구 홀더 조립체(21)의 상대적인 축 및 방사상 위치 조정을 위한 상대적 위치 조정 수단(23)은, 예를 들어 선회 축 X-X' 둘레로 캐리지(27)를 선회시키는 수단(71)과, 제1 축 A-A'에 평행한 축 D-D' 상의 공구 홀더 조립체(21)의 축 이동을 위한 수단(73) 을 포함한다.

제어 장치(25)는, 한편으로 축 D-D' 상의 공구 홀더 조립체(21)의 운동을 조절하고, 다른 한편으로 축 X-X' 둘레로의 캐리지(19)의 운동을 조절한다. 후자의 운동은 제1 축 A-A'에 수직한 축 상의 의사병진(pseudo-translational) 운동에 비유할 수 있다.

제어 장치(25)는, 또 렌즈(15)의 둘레(13)와 접촉하는 그라인딩 휠(49, 51)과 드릴 공구(53)를 선택적으로 위치시키기 위해 축 및 방사상 위치 조정 수단(23)의 피드백 제어를 한다.

제어 장치(25)는, 제1 축 A-A'에 대한 제2 축 C-C'의 경사를 조절하기 위해 제1 방향 또는 제1 방향에 대한 그 반대 방향으로의 웜(63)의 회전을 제어하도록, 경사 수단(43)을 구동하는 모터(61)에 연결된다.

제어 장치(25)는 뒤에서 설명하는 바와 같이 마무리 그라인딩 휠(49)의 하나 또는 각각의 경사각을 계산할 수 있는 컴퓨터(77)에 연결된다.

이제 본 발명에 따른 베벨 가공 방법의 한 예를 도 2와 도 3을 참조하여 설명한다.

이 방법은, 베벨의 윤곽선을 선택하는 단계, 이 베벨 윤곽선에 대응하는 하나 또는 각각의 처리 각도를 계산하는 단계, 거친 가공이 된 렌즈(15)에 대한 마무리 그라인딩 휠(49)의 경사각을 조절하는 단계, 및 베벨(16)을 그라이딩하는 단계를 포함한다.

초기에(도 1), 최종 아웃라인을 가진 거친 가공이 된 렌즈(15)는 이 렌즈(15)에 위치한 적절한 아답터에 의해 하프 샤프트(29A, 29B)의 두 단부(33A, 33B) 사이에 고정된다. 축 A-A'은, 예를 들어 렌즈의 광학 축과 일치한다.

도 3을 보면, 윤곽선을 선택하는 단계에서, 광학기사는 렌즈(15)의 축 A-A' 에 대해 선정된 수많은 지점들(111)에 대해 둘레(13) 상의 베벨의 위치를 정함으로써 소정의 베벨 윤곽선(109)을 선택한다. 각 지점(111)은 제1 축 A-A' 둘레의 렌즈(15)의 각 위치(angular position)에 해당한다.

지점들(111)의 이 수는, 예를 들어 128개 내지 1024개 사이이며, 특히 512개이다.

베벨의 윤곽선(109)은, 특히 광학 렌즈의 형상과 이 광학 렌즈에 대해 선정된 프레임에 달려있다.

계산 단계에서는, 컴퓨터(77)가 외형(109) 상의 광학 렌즈의 곡률 및/또는 반경에 따른 처리 각도를 계산한다.

이 처리 각도는 제1 축 A-A' 둘레의 렌즈(15)의 각 위치에 대응하는 각 지점(111)에 대해 변할 수도 있고, 프랑스 출원 04 05427에 설명되어 있는 것과 같이 일정한 값을 유지할 수도 있다.

그 다음, 조절 단계에서는, 제1 축 A-A'과 제2 축 C-C'에 의해 형성된 각 α가 제1 베벨 지점(111)에 대응하는 처리 각도와 일치할 때까지 웜(63)을 회전시키고, 그 결과로 지지 암(37)을 회전시키기 위해 모터(61)가 구동된다.

그라인딩 단계에서는, 변위 수단(23)에 의해 마무리 그라인딩 휠(49)이 렌즈(15)의 둘레(13)와 접촉하게 된다. 그 다음, 렌즈(15)를 회전시키는 모터(31)가 구동되고, 제1 축 A-A' 둘레의 렌즈(15)의 각 각도 위치에 대해 제1 축 A-A'에 대한 제2 축 C-C'의 경사각 α를 변화시키거나 변화시키지 않고 윤곽선(109)을 따라 렌즈(15)의 둘레(13)에 베벨(16)이 형성된다.

본 발명에 따른 머신(11)은, 고려되는 각 렌즈(15)에 대해, 대응하는 안경 프레임에 만들어진 대응하는 형상의 그루브에 정확히 수용되기에 만족스러운 단면 프로파일과 미적 외관을 갖는 베벨(16)을 제작하는 것을 가능하게 한다.

제작된 베벨(16)은, 렌즈(13)의 각진 부분에서도 실질적으로 일정한 횡 프로파일을 갖는다. 또한, 광학 렌즈의 엣지의 연속에서처럼 그 기계적 강도에 역영향을 미치지 않는다.

렌즈의 둘레면(13)은 축 A-A'에 대하여 경사지게 되는데, 이는 다양한 유형의 프레임, 특히 큰 곡률도를 가진 프레임에서 광학 렌즈가 단단히 지지될 수 있음을 의미한다.

도 4에 도시된 또 다른 형태에서는, 그라인딩 머신(11)이, 예를 들어 거친 가공 그라인딩 휠(203), 마무리 그라인딩 휠(205), 및 폴리싱 그라인딩 휠(207)을 포함하는 그라인딩 휠(201)의 갱을 더 포함한다. 그라인딩 휠(201)의 갱은, 지지부(35)를 가진 휠로서 이동을 하도록 장착되고, 공구 홀더 조립체(21)는 축 B-B' 둘레로의 회전에 의해 그라인딩 휠(201)의 갱 아래로 쑥 들어갈 수 있다.

그라인딩 휠(203, 205, 207)은, 제1 축 A-A'에 평행한 그라인딩 휠 축 E-E' 둘레로 지지부(35)에 대하여 회전할 수 있도록 장착된다. 축 E-E'은 실질적으로 제1 축 A-A'을 통과하는 수직 평면에서 연장한다.

따라서 본 방법은 베벨(16)을 그라인딩하는 단계에 앞서 렌즈(13)에 거친 가공을 하는 단계를 포함한다.

Claims

- 제1 축(A-A') 둘레로 광학 렌즈(15)를 회전시키는 수단(31)이 구비된 광학 렌즈 지지부(19);

- 상기 광학 렌즈(15)의 둘레면(13)에 베벨(bevel)(16)을 형성하도록 된 둘레 그루브(55)를 갖고, 제2 축(C-C') 둘레로 회전할 수 있도록 장착되며, 상기 제2 축(C-C') 둘레로 회전할 수 있는 공구 홀더 샤프트에 달린 마무리 그라인딩 휠(49); 및

- 상기 마무리 그라인딩 휠(49)을 활동 베벨 가공 위치에 놓기 위해 상기 광학 렌즈 지지부(19)에 대하여 상기 마무리 그라인딩 휠(49)을 이동시키는 상대적 변위 수단(23)을 포함하는 유형의 광학 렌즈 그라인딩 머신(11)으로서,

상기 상대적 변위 수단(23)은 상기 제1 축(A-A')에 대하여 상기 제2 축(C-C')을 경사지게 하도록 설계된 경사 수단(43)을 포함하고, 상기 공구 홀더 샤프트는 상기 제1 축(A-A')에 대한 상기 제2 축(C-C')의 경사와 무관하게 상기 제1 축(A-A')을 통과하는 평면에 실질적으로 유지되는 것을 특징으로 하는 머신(11).
청구항 1에 있어서,

상기 상대적 변위 수단(23)은 상기 제1 축(A-A')에 대한 상기 제2 축(C-C')의 경사각을 조절하는 수단(43)을 포함하는 것을 특징으로 하는 머신(11).
청구항 2에 있어서,

상기 조절 수단(43)은, 그 둘레 상의 상기 광학 렌즈(15)의 곡률 및/또는 반경의 함수로서 경사각을 계산하는 수단(77)을 포함하는 것을 특징으로 하는 머신(11).
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 마무리 그라인딩 휠(49)은 상기 그루브(55)가 개방되는, 실질적으로 실린더형인 마무리 둘레면(54)을 갖고, 이 둘레면(54)의 폭(e₁)은 상기 광학 렌즈(15)의 상기 둘레면(13)의 최대 폭(e₂)보다 큰 것을 특징으로 하는 머신(11).
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

상기 마무리 그라인딩 휠(49)은 상기 광학 렌즈에 역베벨 가공을 하도록 된 적어도 하나의 모따기가 된 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 머신(11).
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 축(A-A')에 실질적으로 평행한 그라인딩 휠 축(E-E') 둘레로 회전하도록 장착된 그라인딩 휠(201)의 갱과, 추가적인 공구 홀더 조립체(21)를 포함하고, 상기 마무리 그라인딩 휠(49)은 상기 추가적인 공구 홀더 조립체(21) 상에 회전하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 머신(11).
청구항 6에 있어서,

상기 추가적인 공구 홀더 조립체(21)는 그루브 컷팅 디스크(51)를 포함하는 것을 특징으로 하는 머신(11).
둘레에 베벨(16)을 가진 광학 렌즈(15)로서, 상기 광학 렌즈의 적어도 하나의 남북으로 가르는 반단면에서 상기 베벨의 각 측면 상의 상기 둘레면(13)이 상기 광학 렌즈의 광학 축(A-A')에 대하여 경사지는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
청구항 8에 있어서, 상기 둘레면(13)은 상기 광학 렌즈의 실질적으로 전 둘레에 걸쳐서 상기 광학 축에 대하여 경사지는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.