TWI233511B - Method for processing a lens tube - Google Patents

Description

1233511 玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 特別是指一種可於鏡 5 本發明是有關於一種加工方法， 筒的内周面上切削出溝槽的加工方法 【先前技術】 如圖1所示，習知一種變焦鏡頭包含一外套筒i、一 在内周面上形成有二凸輪導溝201的鏡筒2、一限位環3、 一具有一可與其中一凸輪導溝2〇1配合的導銷4〇ι的第一 鏡頭組4,及-具有-可與另一凸輪導溝2〇1配合的導銷 10 501的第二鏡頭組5。當該鏡筒2被驅動時，該鏡筒2的 凸輪導溝201可經該等導銷401、501推動該第一、二鏡 頭組4、5,而改變該第一、二鏡頭組4、5之間的相對二 離，進而產生變焦的效果。然而，由於該鏡筒2的凸輪導 溝201並無法藉由傳統的銑削方式加以切削成型，所以， 15 、知變焦鏡頭在完成光學设計與機構設計後，一般均是直 接將成型該鏡筒2所需的成型模具開模製出，以便於利用 成型模具射出成型具有該等凸輪導溝2〇1的鏡筒2，惟， 該鏡筒2的成型模具的開模不僅耗時費日且費用亦高， 且’若最初的光學設計與機構設計有所誤差，更會導致開 20 模後的成型模具需要反覆修模的問題，而進一步造成額外 的修模費用及實際生產時程的延宕。因此，此種鏡筒設計 完成後就直接開模製造成型模具的方式，往往會造成生產 成本提高及生產時程無法有效控制的問題。 【發明内容】 1233511 因此，本發明之目的，即在提供一種可於鏡筒的内周· 面上直接切削出溝槽的鏡筒的加工方法’以便於業者在開 模生產鏡筒前，可先製作出鏡筒的樣品而加以先行驗證鏡 筒的設計是否正確、無誤。 本發明鏡筒的加工方法，是可用於加工一鏡筒的一圍 繞一第一軸向而界定出一内孔的筒壁，包含：（A)準備 一沿該第一轴向設置的加工主軸，及一裝設於該加工主軸· 上而可繞一與該第一軸向垂直的加工軸向轉動的加工刀_ 具，該加工刀具在該加工軸向±的一刀具長度與該加工主籲 軸在該加工軸向上的一主軸寬度相加是小於該内孔的孔 徑。（B)使該加工主軸與該筒壁沿一與該第一軸向垂直 的第二轴向及一與該第一、二軸向垂直的第三軸向的至少 其中一者相對移動，以使該加工刀具在該加工軸向上與該 筒壁呈正父。（C )使該加工主軸與該筒壁沿該第一轴向 相對移動，以使該加工刀具鄰近該筒壁。使該加工 主軸與該筒壁沿該第二、三軸向的至少其中一者相對移 動，以使該加工刀具接觸該筒壁。（E)使該加工主軸與· 该筒壁沿一繞該第一軸向的轉動方向及該第一軸向的至 · 少其中一者相對移動，以使該加工刀具將該筒壁切削出一 連續溝槽。（F )使該加工主軸與該筒壁相對移動，以使 該加工刀具離開該筒壁。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之二較佳實施例的詳細說明中，將可清 6 1233511 楚的明白。 在提出詳細說明之前，要注意的是’在以下的說明 中，類似的元件是以相同的編號來表示。 參閱圖2、3、5，為本發明之鏡筒的加工方法的一第 一較佳實施例所欲加工的一鏡筒10,及所採用的〆加工機 20 〇 該鏡筒10具有一可圍繞一第一軸向Z而界定出一内 孔12的筒壁11。該筒壁11具有一内周面in，及一外周 · 面112 〇 馨 該加工機具20有一可沿該第一軸向Z移動的第一主 轴頭21、一沿該第一軸向z裝設於該第一主軸頭21上的 第一主軸22、一裝設於該第一主軸22上而可繞該第一軸 向Z轉動的第一刀具23、一固設於該第一主軸頭21上而 可隨該第一主軸頭21移動的加工主軸頭24、一沿該第一 軸向z裝設於該加工主軸頭24上的加工主軸25、一裝設 於該加工主軸25上而可繞一與該第一軸向z垂直的加工 軸向B轉動的加工刀具26、一可沿一與該第一軸向z垂 · 直的第二軸向X及一與該第一、二軸向ζ、χ垂直的第三 · 軸向Υ移動的工作台單元27，及一裝設於工作台單元27 上的工件夾頭28。該工件夾頭28具有一可繞該第三軸向 Υ轉動的轉動座281，及二裝設於該轉動座281上的定位 筒282 ’该等定位筒282是可供該鏡筒1〇安裝定位，且在 錯直狀態的定位筒282是可沿一繞該第一軸向以勺轉動方 向㈣動’而在水平狀態的定位筒282則可繞該第二轴向 7 1233511 X轉動。 參閱圖4，利用上綠；& 达的加工機20對該鏡筒1〇進行加 工’本發明之鏡筒的加工 方去的第一較佳實施例是包含以 下步驟： 步驟一、準備該鏡筒1 门ί0與該加工機20:參閱圖3、5， 準備該加工機20，並將锫η 壯 竹鏡商10裝設定位於該工件夾頭28 的定位筒282上。如圖5所 所不，该加工刀具26在該加工 10 軸向Β上的一刀具長度[與該加工主軸25在該加工軸向 主轴寬度W相加是小於該鏡筒1G的内孔12的孔 徑D。 、步驟二、正交：參閱圖5、6，使該工作台單元27分 丨 第—軸向X、Y移動而同步帶動該工件夾頭28， 以使該定位筒282可帶動該筒壁卩沿該第二、三軸向X、 Υ相對該加工主軸25盎每· -r «τ» « ?、以加工刀具26移動至該加工軸向 15 Β對正該内孔12的圓心，逸 運而使该加工刀具26在該加工 軸向Β上與該筒壁u的内周面iu呈正交。 步驟三、下刀：參閱圖7,使該第一主軸頭21帶動該 加工主軸頭24沿該第—軸向z向下移動，以使該加工主 軸25與該加工刀具26相斟呤锊雜u , 相對違缚壁11向下移動至該内孔 20 12内，進而使該加工刀具26鄰近該筒壁u的内周面m。

步驟四、進刀••參間圖S 阋圚8使该工作台單元27沿該第 三軸向γ移動而同步帶動該工件夾頭28,以使該定位筒 282可帶動該筒壁u沿該第三軸向丫相對該加工主軸25 與該加工刀具26移動’進而使該加卫刀具26接觸並鑽入 8 1233511 5 10 15 20 該筒壁11的内周面111。 辟切削參閱圖9 ’使該定位筒282帶動該筒 :二二方向_該加工主轴25與該加工刀具26 並使。亥第一主車由頭21帶# a #上 一軸向1帶動该加工主軸頭24沿該第 二向下移動，而使該加工主軸25與該加工刀具26 相對該筒壁11向下蒋勤， 如此，在該筒壁11的轉動速度 配合该加工刀且ώΑ nr你+山 ^ 〇下移速度的情形下，即可使該加卫 刀具26將該筒壁u 乂加工 丰_ 的内周面111切削出一連續溝槽113。 篦一^ v 10，使該工作台單元27沿該 第一軸向γ移動而同 9β9 . τ動忒工件夾頭28,以使該定位筒 282可帶動該筒壁丨丨 你分丄 亥第二軸向Y相對該加工主軸乃 與该加工刀具26移動， 進而使該加工刀具26脫離該筒壁 11的内周面111。 步驟七、複你•会 、閱圖11，使該第-主軸頭21帶動 該加工主軸頭24 ;儿兮牮 , 主轴25盘〜轴向2向上移動，以使該加工 i2，進而工刀具％相對該筒壁U向上移出該内孔 以加工刀具26遠離該筒壁u 〇 如此，如圖U所示，利用本發明的加工方法即可在該 鏡筒1〇的筒壁1丨的内周面m ^ 、 周面U1上形成與習知凸輪導溝201 具相同作用的溝槽1 1 7 ，而如圖12所示，在切削出該溝槽 113 ’本發明當然亦可 以相冋步驟而在該鏡筒10的筒壁11 的内周面111切削出 ^ 力H籌槽叫。同理，本發明亦 可以類似的步驟（在牛 β ,驟五夺疋僅使該加工刀具26相對 以3 土口下移動）而在該鏡筒10的筒壁u的外周面 參 9 1233511 112上切削出多數呈間隔分佈的鉛直溝槽115，如此，在任’ 兩溝槽115之間即可形成一輪齒116，該等輪齒116即可. 在該鏡筒10的筒壁U的外周面丨12上構成一被驅動齒環。 經由以上的說明，可再將本發明的優點歸納如下： 5 10 15 20 一、在實際大量開模生產具有溝槽113、；Π4的鏡筒 ίο之前’業者利用本發明即可先行製作出具有溝槽η3、 114的鏡筒1〇的樣品，如此，業者在開模生產前即可先行 · 驗證該鏡筒1〇最初的光學設計與機構設計是否有所誤 · 差，而據以避免開模製出不正確的成型模具，因此，利用馨 本發明不僅可使業者提早在製作成型模具之前，即可先行 快速地進行小量試產，以確認該鏡筒10的光學設計與機 構設計是否正確，而藉以得到最佳的設計參數，更可避免 因錯誤的設計而製作出不符需求的成型模具，以事先預防 成型模具在開模後可能需要反覆修模的問題，如此，即可 有效減少額外的修模費用，並可避免生產時程的延忘。 二、本發明在利用該加工刀具26對該鏡筒1〇完成加 工後，亦可進一步利用該第，23進行其他的相關加# 工:而由於在兩道加工之間，該鏡筒1〇均是定位於該定· 位筒282上而保持相同的定位狀態，因此，本發明可有效 確保整體的加工精度。 值得-提的是，本發明除了可在該鏡筒1〇的筒壁^ 的内周面⑴上切削出該等溝槽113、114外，亦可用於在 相、外周面m、112上切削出齒輪、刻字或其他形狀的 構造與標記。 10 1233511 5 10 15 20 參閱圖13至18，Λ*欢。。 咕^ 為本發明的一第二較佳實施例，該 第一較佳實施例是類r 在於： 疋類似於該較佳實施例，其差異之處 該第二較佳實施例是包含以下步驟·· 步驟：、準備該鏡筒10與該加工機2〇:相同於上述 第較佳貫施例的步驟一。 、 、步驟=、正交：參_ 13、14，使社作台單元27 刀U弟一、三軸向χ、γ移動而同步帶動該工件 :以=定位筒282可帶動該筒壁W該第二'三轴 ° 相對該加工主軸25與該加工刀且26移動准而 你吃τ η « 々一 移動’進而 具26的一投影線V與該筒壁U呈正交。 今力Hr、下刀：參閱圖15,使該第_主軸頭21帶動 該加工主軸頭24沿該第一軸向ζ 主軸25盥嗜加工^目^ + 内下移動，以使該加工 ㈣力 刀具26相對該筒壁η向下移動，進而 刀具26接觸該筒壁11的-朝向該加工刀且26 的端面117。 -i i步::：削:參閱圖16 ’使該定位筒282帶動該筒 土 11 >〇该轉動方向Θ相對該加工 ± 轴25與该加工刀具26 Π 21帶動該加工主軸頭24沿該第 :軸向ζ向下移動，而使該加工主轴25與該加工… 壁u向下移動’如此’在該筒壁u的轉動速度 刀Π:二具26的下咖 的連=U的内周面U1切削出-頂端呈開放狀 的連續溝槽118。 _ 11 1233511 步驟五、退刀：參閱圖17，相同於上述第一較佳實施· 例的步驟六’而使該加工刀具2 6脫離該筒壁11的内周面 11卜 5 步驟六、復位：參閱圖18，相同於上述第一較佳實施 例的步驟七，而使該加工刀具26遠離該筒壁11。 如此，該第二較佳實施例亦可達到與上述第一較佳實 施例相同的目的與功效。 β 10 歸納上述，本發明之鏡筒的加工方法，不僅可於鏡筒 · 的内周面上直接切削出溝槽，以便於業者在開模生產鏡筒馨 月1J ’可先製作出鏡筒的樣品而加以先行驗證鏡筒的設計是 否正確、無誤，並可避免因錯誤的設計而製作出不符需求 的成型模具，以有效降低額外的修模費用並避免生產時程 的延宕，故確實能違到發明之目的。 15 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及創作說明書内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆 、 仍屬本發明專利涵蓋之範圍内。 · 20 12 1233511 【圓式簡單說明】 圖1是習知一種變焦鏡頭的立體分解圖 圖2是本發明之鏡筒的加工方法_第— 採用的一加工機的立體示意圖； 5 較佳實施例所 圖3是该加工機的局部立體示意圖； 圖4疋该第一較佳實施例的流程圖； 的俯視示意圖，說明該加工機的一加工刀 具在一加工軸向上與該鏡筒的筒壁呈正交； 圖7是一類似圖5的視圖，說明第-較佳實施例的一 下刀步驟； 15 圖8是一類似圖5的視圖 進刀步驟； 圖9是一類似圖5的視圖 切削步驟； 說明第一較佳實施例的一 說明第一較佳實施例的一 圖10是一類似圖5的視圖，說明第-較佳實施例的 一退刀步驟； 20 圖11是一類似圖5的視圖，說明第一較佳實施例的 一復位步驟； 圖12是-類似圖5的視圖，說明該加工刀具在該鏡 筒的筒壁内周面上切削出二連續溝槽，並在該鏡筒的筒壁 外周面上切削出一齒環； 圖13是-類似圖5的視圖，說明本發明之鏡筒的加 13 1233511 工方法一第二較佳實施例的一正交步驟是使該加工刀具 的一投影線與該筒壁呈正交； 圖14是圖13的俯視示意圖； 圖15是一類似圖13的視圖，說明第二較佳實施例的 5 一下刀步驟； 圖16是一類似圖13的視圖，說明第二較佳實施例的 一切削步驟； 圖17是一類似圖13的視圖，說明第二較佳實施例的 一退刀步驟；及 10 圖18是一類似圖13的視圖，說明第二較佳實施例的 一復位步驟。 14 1233511 【圖式之主要元件代表符號簡單說明】 1 · * * 外套筒 24 · · 加工主軸頭 2 ·… hiu 鏡闾 25 · · 加工主轴 201 * 凸輪導溝 26 · · 加工刀具 3 ·… 限位環 27 * * 工作台單元 /| * * · 第一鏡頭組 28 · · 工件夾頭 401 · 導銷 281 · 轉動座 5 ·… 第二鏡頭組 282 * 定位筒 501 · 導銷 Ζ* * * 第一轴向 10 · · hiL. Jtst£ 鏡ίή X·… 第二轴向 11 · · 筒壁 γ... 第三軸向 111 * 内周面 Β# * 加工轴向 112 · 外周面 Θ · · 轉動方向 113 · 溝槽 L · · · 刀具長度 114 · 溝槽 W ·· 主轴寬度 115 · 溝槽 D * * * 孔徑 116 · 輪齒 V .. 投影線 117 · 端面 118 * 溝槽 12 · · 内孑L 20 · · 加工機 21 . · 第一主軸頭 22 · · 第一主軸 23 . · 第一刀具

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Claims (1)

1233511 拾、申請專利範圍： 1· 一種鏡筒的加工方法，是可用於加工一鏡筒的一圍繞一第 一軸向而界定出一内孔的筒壁，包含： (A)準備一沿該第一軸向設置的加工主軸，及一裝 設於該加工主軸上而可繞一與該第一軸向垂直的加工軸向 轉動的加工刀具，該加工刀具在該加工軸向上的一刀具長 度與该加工主軸在該加工軸向上的一主軸寬度相加是小於 該内孔的孔徑； (B )使該加工主軸與該筒壁沿一與該第一軸向垂直 的第一軸向及一與該第一、二軸向垂直的第三軸向的至少 其中一者相對移動，以使該加工刀具在該加工軸向上與該 筒壁呈正交； (C) 使該加工主軸與該筒壁沿該第一轴向相對移 動，以使該加工刀具鄰近該筒壁； (D) 使該加工主軸與該筒壁沿該第二、三轴向的至 夕其中一者相對移動，以使該加工刀具接觸該筒壁； (E) 使該加工主軸與該筒壁沿一繞該第一軸向的轉 動方向及该第一轴向的至少其中一者相對移動，以使該加 工刀具將該筒壁切削出一連續溝槽；及 (F )使該加工主軸與該筒壁相對移動，以使該加工 16 1233511 刀具離開該筒壁。 2·根據申請專利範圍第1項之鏡筒的加工方法，其中，在步 驟（B )中’使該加工刀具在該加工軸向上與該筒壁的内 周面呈正交。 3. 根據申請專利範圍第2項之鏡筒的加工方法，其中，在步 驟（C)中，使該加工刀具移動至該鏡筒的内孔内，而鄰 近該筒壁的内周面。 4. 根據申請專利範圍第3項之鏡筒的加工方法，其中，在步 驟（D)中，使該加工刀具接觸該筒壁的内周面。 5·根據申請專利範圍第4項之鏡筒的加工方法，其中，在步 驟⑻中，使該加工刀具將該筒壁的内周面切削出該連 續溝槽。 6. 根據申請專利範圍第5項之鏡筒的加工方法 (F)包括一步驟（F1)及一步驟（F2)， ’其中，步驟 在步驟（F1 ) 中’使該加卫主軸與該筒壁沿該第二、三㈣的至少μ -者相對移動，以使該加工刀具脫離該筒壁的内周面，而， 在步驟（F2)中，使該加工主轴盘 "4疴壁沿該第一軸向相 對移動，以使該加工刀具遠離該筒壁。 工方法，其中，在步 轴向上與該筒壁的外 7·根據申請專利範圍第1項之鏡筒的加 驟（B)中，使該加工刀具在該加工 周面呈正交。 8·根據申請專利範圍第广 、％间的加工方法，苴由 士 驟（c)中，使該加工刀具鄰近該筒壁的外周面、。… 17 1233511 1據申請專利範圍第8項之鏡筒的加工方法，其中，在步 / D)中’使該加工刀具接觸該筒壁的外周面。 〇據申請專利範圍第9項之鏡筒的加工方法’其中，在步 續溝Γ。中’使該加工刀具將該筒壁的外周面切削出該連 據申請專利範圍第i。項之鏡筒的加工方法，其中，步 中F)包括一步驟（F1)及一步驟（F2)，在步驟（⑴ 使該加工主軸與該筒壁沿該第二、三軸向的至少其中 :者相對移動，以使該加卫刀具脫離該筒壁的外周面/而， =⑽中’使該加工主軸與該筒壁沿該第一轴向相 對移動，以使該加工刀具遠離該筒壁。 以根據申請專利範圍帛i項之鏡筒的加工方法，並中，在步 驟（A)中’更準備一加工機，該加工機具有一可沿該第 一軸向移動的第-主軸頭、—沿該第—抽向裝設於該第一 主軸頭上的第-主軸、一裝設於該第一主轴上而可繞該第 一軸向轉動的第一刀具、-設置於該第-主軸頭上而可隨 該第-主軸頭移動的加工主抽頭、一可沿該第二、三轴向 移動的工作台單元’及-裝設於該工作台單元上的工件夾 頭，該加工主軸是沿該第一軸向裝設於加工主轴頭上，而， 該工件夾頭具有一可繞該第三軸向轉動的轉動座’及至少 -裝設於該轉動座上而可沿該轉動方向轉動的定位筒，該 定位筒是可供該鏡筒安裝定位。 Μ !3.-種鏡筒的加工方法’是可用於加工一鏡筒的一圍繞—第 一軸向而界定出一内孔的筒壁，包含·· 18 1233511 (A )準備一沿該第一軸向設置的加工主軸，及一裝 設於該加工主軸上而可繞一與該第一軸向垂直的加工軸向 轉動的加工刀具，該加工刀具在該加工軸向上的一刀具長 度與該加工主軸在該加工軸向上的一主軸寬度相加是小於 該内孔的孔徑； (B) 使該加工主軸與該筒壁沿一與該第一轴向垂直 的第一軸向及一與該第一、二軸向垂直的第三軸向的至少 其中-者相對移動，以使該加工刀具的一投影線與該筒壁 呈正交； (C) 使該加工主軸與該筒壁沿該第一軸向相對移 動，以使該加工刀具接觸該筒壁的-朝向該加工刀具的端 面； … 頌眾一神问 動方向及該第一軸向的至少1 /、中一者相對移動，以使· 工刀具將該筒壁切削出一連續溝槽；及 ⑻使該加工主軸與該筒壁相對移動，以使該; 刀具離開該筒壁。 14·根據申請專利範圍第13 s 弟項之鏡筒的加工方法，i中 騍（E)包括一步驟（E1)及—牛 /、中 v驟（E2 )，在步驟f ，使該加工主軸與該筒壁沿該 — 弟一、二軸向的至少； 19 1233511 一者相對移動，以使該加工刀具脫離該筒壁， ?在步驟 (E2 )中，使該加工主軸與該筒壁沿該第一 平田句相對轉 動，以使該加工刀具遠離該筒壁。 15_—種加工裝置，是可用於加工一鏡筒的一圍— 昂~車由向 而界定出一内孔的筒壁，包含： 一第一主軸頭，是可沿該第一軸向移動； 一第一主軸，是沿該第一軸向裝設於該第一主轴頭 上； 第刀具，疋裝☆於該第一主軸上而可繞該第一軸 向轉動； 一加工主軸頭，是設置於該第一主軸頭上而可隨該第 一主軸頭移動； 一加工主軸，是沿該第一軸向裝設於加工主軸頭上； 及 ， 一加工刀具，是裝設於該加工主軸上，而可繞一與該 第一軸向垂直的加工軸向轉動，該加工刀具在該加工軸向 上的一刀具長度與該加工主軸在該加工軸向上的一主軸寬 度相加是小於該内孔的孔徑。 16 ·如申明專利範圍第1 $項所述的加工裝置，更包含一可沿 一與該第一軸向垂直的第二軸向及一與該第一、二軸向垂 直的第三軸向移動的工作台單元，及一裝設於該工作台單 元上的工件夾頭。 17·如申請專利範圍第16項所述的加工裝置，其中，該工件 失頭具有一可繞該第三軸向轉動的轉動座，及至少一裝設 20 1233511 於該轉動座上而可沿一繞該第一軸向的轉動方向轉動的定 位筒，該定位筒是可供該鏡筒安裝定位。 21