TWI335852B - - Google Patents

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1335852 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於將硏磨工具等之加工具壓附於加 之透鏡素材之狀態，實施擺動運動等之既定之運動 球面加工等之透鏡加工裝置。 【先前技術】 • 透鏡加工裝置，例如，對透鏡實施曲面加工之 磨裝置時，利用凸輪機構使硏磨工具對加工對象之 材實施擺動運動。利用凸輪機構之球面硏磨裝置如 獻1所記載。 此處所示之硏磨裝置係具備：具有圓筒曲面狀 面之基準凸輪；沿著基準凸輪之圓筒曲面移動之2 從動件、支撐於凸輪從動件之擺動體、以及支撐於 之硏磨皿。利用驅動裝置使一方之驅動側之凸輪從 ® 著凸輪面移動，而使另一方之凸輪從動件追隨驅動 輪從動件之動作而沿著凸輪面移動，藉此，擺動體 血可對應凸輪面之形狀而沿著擺動軌跡進行擺動。 - [專利文獻1]日本特公平7-6 1 606號公報 【發明內容】 利用凸輪之擺動機構時，因爲擺動體及硏磨皿 軌跡係對應於凸輪面之形狀而決定，爲了以超越該 擺動角度、或沿著不同之擺動軌跡來擺動硏磨皿， 工對象 來進行 透鏡硏 透鏡素 專利文 之凸輪 個凸輪 擺動體 動件沿 側之凸 及硏磨 之擺動 軌跡之 必須實 -4- 1335852 以同軸狀裝設於該工具轉軸之前端之硏磨工具等之 工具； 用以使前述第IX軸工作台於前述X軸方向移動之 1驅動手段； 用以使前述第1Y軸工作台於前述Y軸方向移動之 2驅動手段；以及 用以使前述第2X軸工作台及前述第2Y軸工作台 一方於該工作台之可移動方向之前述X軸或前述Y軸 方向移動之第3驅動手段。 本發明之透鏡加工裝置時，配置著2組之X軸工 台及Y軸工作台，Y軸工作台連結於連結工作台。因此 利用第1〜第3驅動手段，使各組之X軸工作台及Y軸 作台在X軸及Y軸方向移動，可使連結工作台上之一 沿著平行於X軸及Y軸之平面上之任意曲線軌跡移動 亦即，裝設於連結工作台所配載之朝Z軸方向之工具轉 之加工具，可以沿著平行於X軸及Y軸之平面上之任 曲線移動。因此，無需使用凸輪機構，可使加工具擺動 實施透鏡之球面加工等。此外，藉由以各驅動手段變更 組之X軸工作台及Y軸工作台之移動量及移動時序， 以變更加工具之移動軌跡。例如，可藉由NC控制方式 設定或變更加工具所描繪之對應於透鏡面之最終形狀之 動軌跡，而無需實施如利用凸輪機構之擺動機構時之凸 更換作業。 此處，爲了使裝設於工具轉軸之加工具於既定之角 加 第 第 之 之 作 > 工 點 〇 軸 意 來 各 可 ) 移 輪 度 -6- 1335852 式 方 施 之 置 裝 Η 加 鏡 透 之 明 發 本 用 適 對 針 面 圖 照 參 下 以 明 說 行 進 態 形 施 全 第 硏 面 球 之 用 磨 硏 鏡 透 面 球 學 光 之 明 發 本 用 )適 成係 構圖 體1 磨裝置之主要部份之槪略構成圖。球面硏磨裝置〗具有用 以保持加工對象之透鏡素材W之透鏡保持具2，該透鏡保 持具2以朝下方式裝設於垂直配置之透鏡軸3之下端。透 鏡軸3藉由旋轉自如之狀態之昇降式之透鏡軸臂4進行保 持。 於透鏡保持具2之下方，以朝上方式配置著對保持於 該透鏡保持具2之透鏡素材W實施球面硏磨加工之硏磨 工具5。硏磨工具5具備凹狀之球面硏磨面5a，該硏磨工 具5裝設於工具轉軸6之上端。工具轉軸6係利用加工軸 馬達7實施旋轉驅動。此外，工具轉軸6藉由以下所述之 擺動機構10，以位於透鏡保持具2之透鏡旋轉中心線2a 之延長線上之擺動中心爲中心實施既定角度範圍之擺動。 此外，藉由擺動機構1〇之工具轉軸6之擺動運動，以 及，裝設於其前端之硏磨工具5之擺動運動，可以利用 NC控制盤50來進行控制。 (擺動機構） 1335852 擺動機構10，於未圖示之裝置框之垂直面，具備介 由上下一對之X軸線性導引機構11' 12以可於X軸方向 滑動之方式裝設之第IX軸工作台13及第2X軸工作台 14 軸於本例時，爲水平軸，第1及第2X軸工作台 1 3、1 4並以左右並列方式配置。第1、第 2X軸工作台 13、14爲同一形狀，係於一定厚度之上下方向較長之長 方形之板。X軸線性導引機構11、12具備公知之導引 軌、及沿著該導引軌滑動之滑塊。 於第IX軸工作台13之垂直表面13a，介由於垂直方 向延伸之Y軸線性導引機構15裝設著可於Y軸方向滑動 之第1Y軸工作台16。同樣地，於第2X軸工作台14之垂 直表面14a，亦介由於垂直方向延伸之γ軸線性導引機構 17裝設著可於Y軸方向滑動之第2Y軸工作台18。第1、 第2Y軸工作台16、18爲同一形狀，係一定厚度之上下 方向較長之長方形之板。Y軸線性導引機構15、17亦使 用公知之機構者。 該等第1、第2Y軸工作台16、18藉由連結工作台 19互相連結。連結工作台19爲大致五角形之一定厚度之 板，於對稱軸之兩側之對稱位置，分別介由第1連結軸 23及第2連結軸24連結著第1Y軸工作台16及第2Y軸 工作台】8。第1、第2連結軸23'24垂直固定於第1、 第2Y軸工作台16、18之各垂直表面16a、18a，該等之 軸端’介由軸承25、26’以旋轉自如之狀態連結於連結 工作台1 9。第1連結軸23及第2連結軸24之中心軸線 -9- 1335852 23a、24a，在垂直相交於X軸及Y軸之Z軸方 因此，介由第1連結軸23、由軸承25所構成之 部23A、以及第2連結軸24、由軸承26所構成 結部24A，連結工作台19以可於中心軸線23a、 可旋轉自如之狀態連結於第1、第2Y軸工作台1 於連結工作台19之垂直表面19a’裝設著 罩27，工具轉軸6以旋轉自如之狀態保持於轉 27。此外，加工軸馬達7裝設於轉軸保持罩27 本例時，工具轉軸6係以其旋轉中心線6a位於 連結部23A之中心軸線23a及第2連結部24A 線24a之連線L之中點0之該線段之垂線爲一 裝設。 此處，於第1、第2X軸工作台13、14之X 引機構11、12，具備使第2X軸工作台14於X 動之之單一之X軸馬達31。相對於此，於第1Y 16及第2Y軸工作台18之Y軸線性導引15 ' ：Π 備可個別於Υ軸方向移動之Υ軸馬達32、33。 此外，第1圖係擺動機構〗〇之中立狀態之 立狀態時，左右之第1、第2Χ軸工作台13、14 之透鏡旋轉中心線2a以一定間隔位於左右對稱 此外，左右之第1、第2Y軸工作台16、18配置 度之位置，配載於連結該等之連結工作台19之 6之旋轉中心線6a爲垂直延伸（Y軸方向延伸）， 旋轉中心線2a爲一致。 向延伸。 第1連結 之第2連 24a周圍 6 ' 1 8 ° 轉軸保持 軸保持罩 之側面。 通過第1 之中心軸 致之方式 軸線性導 軸方向移 軸工作台 ，分別具 位置。中 夾著垂直 之位置》 於同一高 工具轉軸 而與透鏡 -10- 1335852 如以下之說明所示，藉由利用N C控制盤5 Ο 軸馬達31、γ軸馬達32、33，使第2Χ軸工作台 軸方向移動，使第1、第2Υ軸工作台16、18分別 ，向移動，可以使工具轉軸6以擺動中心爲中心進行 動’藉此，可使裝設於工具轉軸6之上端之硏磨工 球面硏磨面5a進行擺動運動，而對透鏡素材W實 硏磨加工。 (擺動機構之動作） 第2圖及第3圖係藉由擺動機構10使硏磨工 平行於X軸及Y軸之垂直面上進行擺動運動時 圖。 首先，參照第2圖進行說明，P0及P2係用以 結工作台1 9之第2連結軸2 4之中心軸線2 4 a及第 軸23之中心軸線23a之位置之點。符號T係該等! ® P2之擺動軌跡。該擺動軌跡T之擺動中心爲P’ 半徑爲R。如前面所述，工具轉軸6之旋轉中心鶴 與垂直相交於P0及P2之連線L’此外，與通過該 之中點〇之直線0P爲一致。2A係中心軸線23a、 . 之距離，直線OP之長度B’亦即’擺動中心？之 對應加工曲面之形狀來設定。 於連結軸24' 23之位置位於P〇、P2之位置之 使連結工作台1 9以擺動中心P爲中心旋轉角度1 軸24、25移動至P1及P3。如此，藉由可以連結! 驅動X 14於X 於Y方 擺動運 具5之 施球面 具5在 之說明 表示連 1連結 點P0、 其擺動 t 6a係 連線L 24a間 位置係 狀態， ，連結 Ifh 24 ' -11 - 1335852 23在以P爲中心之半徑R之擺動軌跡T上移動之方式， 使連結工作台1 9移動，可使連結工作台1 9進行與傳統所 使用之利用具有半徑R之圓弧狀之凸輪面之基準凸輪之硏 磨裝置，於凸輪面上設置與連結工作台19爲相同形狀之 擺動構件來使裝設於與連結軸24、23爲相同之位置之2 個凸輪從動件沿著凸輪面移動時相同之動作。 此處，參照第3圖進行說明，使連結工作台1 9以擺 動中心Ρ爲中心旋轉角度δ時之連結軸24' 23之移動I 量，相當於使χγ座標旋轉角度δ而成爲座標之 座標變換。變換後之X y /座標，如以下之（1)、（2)式所 ΤΓν ° X = X c 〇 s δ + y s i η δ …（1 ) y " = - χ s i η δ + y c ο s δ ... (2) • 第2圖所示之變數代入該等式’ pi之座標變 成如以下之（3)、（4)式所示。 - xl=Acos5-Bsin5 …（3) • yl = -Asin6-Bcos5 ...(4) 同樣地，P3之座標（x2,y2)變成以下之（5) ' (6)式所 不 。 x2 = -Acos5-Bsin5 ... (5) -12- 1335852 y2 = Asin5-Bcos6...(6) 因此，以使連結軸24、23從？〇及？2移動至1>1 P3之方式，使連結工作台19進行擺動時之連結軸24 X軸方向及Y軸方向之移動量（ΔχΙΔν1)如以下之（7) (8 )式所示。 Δ X 1 = - A + A c 〇 s δ - B s i η δ ... ( 7 ) Δ y 1 = Β - A s i η δ - Β c ο s δ ... ( 8 ) 同樣地，連結軸23之X軸方向及Υ軸方向之移動 (△ χ2, △ y2)如以下之（9)、（1 0)式所示。 Δ X 2 = -A +Aco s δ -B siη δ ... (9) Δ y 2 = Β - A s i η δ - Β co s δ ... (1 0) 此處，連結軸24、23分別連結著第2Υ軸工作 18、第1Υ軸工作台16。依據第2、第1Υ軸工作台18 1 6之驅動控制實施連結工作台1 9之擺動中心P爲中心 旋轉時，首先，使第2Y軸工作台18側之連結軸24從 移動至Pl，其可以利用X軸馬達3]、Y軸馬達33使 2Y軸工作台18於X軸及Y軸方向移動來實現。另一 面，爲了使第1 γ軸工作台16側之連結軸23從p2移 至P3 ,可以利用Y軸馬達32使第1Y軸工作台16於 及 之 量

台 > 之 P0 第 方 動 Y -13- 1335852 軸方向移動，而使連結軸23之中心之Y座標與（6)式所示 之y2成爲一致。該連結軸23之中心之X座標係由第IX 軸工作台1 3之從動所決定。 針對連結軸2 3之中心之X座標由從動所決定之點進 行詳細說明。首先，第1 γ軸工作台〗6之連結軸23之中 心之Y座標移動至y2時，第1'第2Y軸工作台16、18 之 Y軸方向之距離（連結軸24、23之 Y軸方向之距離 D)，依據上述（4)、（6)式，以下之（11)(12)式所示之關係 成立。 D = Asin6-Bcos5-(-Asin5-Bcos5)...(l 1) sin6 = D/ 2A...(12) 此處，參照第2圖及（12)式，距離2A係連結軸24、 23間之距離之既定値。此外，藉由使第1Y軸工作台16 之座標移動至y2，可使連結軸24、23之連線l旋轉角度 δ。藉此，第2、第1Y軸工作台18、16之X軸方向之距 離（連結軸24、23之X軸方向之距離C)’以下之（13)式所 示之關係成立。亦即，第1Υ軸工作台16之X座標爲既 定。此外，該（13)式之値，與利用上述（3)式、（5)式計算 時之C之値爲一致。 C = 2Acos6...(l 3) -14- 1335852 如此，第1Y軸工作台16只要實施Y軸方向之獨立 驅動即可，X軸方向之座標則由其他座標及構件尺寸等所 決定。 (其他實施形態） 上述實施形態時，具備1台之X軸馬達31;及獨立 移動第1'第2Υ軸工作台16'18之2台之Υ軸馬達 32、33。亦可以配置獨立移動第1、第2Χ軸工作台13、 14之2台之X軸工作台；及移動第1、第2Υ軸工作台 16、】8之一方之1台之Υ軸工作台。 上述之實施形態，係將本發明應用於透鏡球面加工裝 »者。本發明亦可以應用於實施球面以外之曲面加工之透 _加工裝置。例如，可藉由使加工具沿著圓錐面移動，對 透鏡素材 W實施圓錐面加工。此外，與曲線產生器相 胃’可實施非球面加工。 【圖式簡單說明】 第1圖係應用本發明之透鏡硏磨裝置之槪略構成圖。 第2圖係第1圖之透鏡硏磨裝置之擺動機構之動作之 說明圖。 第3圖係第1圖之擺動機構之動作之說明圖。 【主要元件符號說明】 1 :球面硏磨裝置 -15- 1335852 2 :透鏡保持具 2 a :透鏡旋轉中心線 3 :透鏡軸 _ 4 :透鏡軸臂 5 :硏磨工具 6 :工具轉軸 6 a :旋轉中心線 φ 7 :加工軸馬達 1 〇 :擺動機構 1 1、12 : X軸線性導引機構 1 3 :第1 X軸工作台 14 :第2X軸工作台 15、17 : Y軸線性導引機構 1 6 :第1 Y軸工作台 1 8 :第2Y軸工作台 Φ 1 9 :連結工作台 2 3 :第1連結軸 24 :第2連結軸 - 23A :第1連結部 . 24A :第2連結部 23a' 24a:中心軸線 2 5、2 6 :軸承 2 7 :轉軸保持罩 3 1 : X軸馬達 -16- 1335852

32、33: Y軸馬達 5 Ο : Ν C控制盤 P :擺動中心 W :透鏡素材 -17

Claims (1)

1335852 十、申請專利範圍 ]· 一種透鏡加工裝置，其特徵爲具有： 可於X軸方向移動之第1 X軸工作台及第2X 台； 以與前述X軸垂直相交且可於γ軸方向移動 配載於前述第1 X軸工作台之第1 γ軸工作台； 以可於前述Y軸方向移動之狀態配載於前述 軸工作台之第2Y軸工作台； 具備相對於前述第1Y軸工作台爲可以於垂直 前述X軸及前述Y軸之Z軸方向延伸之第1中心 圍進行旋轉之狀態進行連結之第1連結部、及相對 第2 Y軸工作台爲可以於前述z軸方向延伸之第2 線周圍進行旋轉之狀態進行連結之第2連結部之連 台； 以於垂直相交於前述Z軸之方向延伸之狀態配 述連結工作台之工具轉軸； 以同軸狀裝設於該工具轉軸之前端之硏磨工具 工具； 用以使前述第IX軸工作台於前述X軸方向移 1驅動手段； 用以使前述第1Y軸工作台於前述Y軸方向移 2驅動手段；以及 用以使前述第2X軸工作台及前述第2Y軸工 一方於該工作台之可移動方向之前述X軸或前述 軸工作 之狀態 第 2 X 相交於 軸線周 於前述 中心軸 結工作 載於前 等之加 動之第 動之第 作台之 Y軸之 -18- 1335852 方向移動之第3驅動手段。 2-如申請專利範圍第1項所記載之透鏡加工裝置， 其中 前述工具轉軸之旋轉中心線係與通過前述連結工作台 之前述第1中心軸線及前述第2中心軸線所連結之線段之 中點之該線段之垂線爲一致。 3.如申請專利範圍第2項所記載之透鏡加工裝置， 其中 具有：驅動控制前述第1〜第3驅動手段，使前述工 具轉軸以該工具轉軸之旋轉中心線之延長線上之點爲擺動 中心進行擺動之控制手段；及 用以將加工對象之透鏡素材推壓向前述加工具之透鏡 保持具；且 前述擺動中心位於該透鏡保持具之旋轉中心線上。

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