TWM483137U - 透鏡加工裝置 - Google Patents

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TWM483137U
TWM483137U TW103205033U TW103205033U TWM483137U TW M483137 U TWM483137 U TW M483137U TW 103205033 U TW103205033 U TW 103205033U TW 103205033 U TW103205033 U TW 103205033U TW M483137 U TWM483137 U TW M483137U
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Taiwan
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lens
stage
cooling
processing apparatus
cooling medium
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Kimisuke Komai
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Nakamura Tome Precision Ind
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Description

透鏡加工裝置
本新型涉及一種運用於透鏡定心機及其他類似設備的透鏡加工裝置,尤指一種具備對以光軸爲基準被定心的透鏡進行固定和解除固定的透鏡固定構件的透鏡加工裝置。
對透鏡的表面和背面進行球面加工之後,以加工好的球面所確定的光軸爲基準對透鏡進行外周加工,將以該光軸爲基準對透鏡進行外周加工的裝置稱作定心機。一般的定心機具備:保持器,其保持透鏡並使透鏡旋轉;旋轉砂輪,其接近或遠離被該保持器保持的透鏡的外周;以及NC(Numerical Control:數控)裝置,其控制該旋轉砂輪的所述接近或遠離方向上的移動位置。該NC裝置以該保持器的軸心或旋轉中心爲基準設定該旋轉砂輪的位置,因此,要進行準確的外周加工,必須要準確地使被加工的透鏡的光軸與該保持器的旋轉中心一致(定心)來保持該透鏡。
現有作爲透鏡在保持器上的定心方法,一般是採用:由具有正圓邊緣的朝上和朝下的碗形的夾持體形成保持器,在用上、下的夾持體輕輕夾持透鏡的狀態下驅動上、下的夾持體同步旋轉的方法;或使保持透鏡的保持器每次旋轉規定的角度,用千分錶測量透鏡球面的周圍部分在各旋轉位置的高度的方法等。在後者的方法中,根據測量出的透鏡周圍部的高度計算出透鏡的光軸與保持器的軸心的偏心方向及偏心量,使偏心方向朝向外周磨削用的旋轉砂輪,利用該旋轉砂輪將透鏡推動與偏心量相當的量來進行定心。另外,本新型的申請人在日本專利申請2011-237377號中,提出了採用自動準直儀等光學測量器的新的定心方法。
現有的透鏡定心機在如上所述地在保持器上對透鏡定心後,將透鏡固定在保持器上,一邊使透鏡旋轉一邊利用旋轉砂輪對透鏡進行外周磨削,作爲將透鏡固定於保持器的構件,採用如設於透鏡上方的上述朝下的碗形的夾持體這樣的按壓部件夾持透鏡的構件,但是由於有可能損傷透鏡等因素,不能使夾持力過大,容易在加工中存在透鏡在保持器上移動而導致偏心的情况。
請參閱如日本特開2005-279901號專利案(專利文獻1)及日本特開2007-44778號專利案(專利文獻2)等現有的技術文獻,若使用自動準直儀等光學測量器,則能够高精度地檢測出保持器上的透鏡的光軸與支承透鏡的保持器的軸心或旋轉中心之間的偏差,但是這樣的光學測量器必須配置在透鏡的正上方,而且與透鏡的距離也存在限制,因此不能够將固定透鏡的按壓部件設在透鏡上方。
為解決現有透鏡加工裝置存在的不足及限制,本新型的主要目的在於提出一種具備對以光軸爲基準被定心的透鏡進行固定和解除固定的透鏡固定構件的透鏡加工裝置,提供特別適合於利用光學測量器測量透鏡在保持器上的偏心的結構的透鏡加工裝置的透鏡固定構件。
本新型解決技術問題所提出的透鏡加工裝置,包括:一承載台,其用以載置被加工的透鏡並繞鉛直軸線旋轉;一固定劑供給噴嘴,其向該承載台與載置於該承載台上的透鏡間的接觸部供給冷凍固定劑;以及一冷却加熱構件,其使供給至該承載台與透鏡間的接觸部的冷凍固定劑凝固和熔融。
所述的透鏡加工裝置,其中所述的承載台在旋轉的同時,所述固定劑供給噴嘴向該承載台上供給冷凍固定劑。
所述的透鏡加工裝置,其中所述的透鏡加工裝置在加工透鏡時一邊向其加工部供給冷却介質一邊進行加工,所述的冷却加熱構件具備一將該冷却介質冷却至冷凍固定劑的凝固溫度以下的溫度的冷却構件。
所述的透鏡加工裝置,其中所述的透鏡加工裝置進一步包括:一光學測量器,其配置於所述承載台的上方,並且對載置於該承載台上的透鏡的光軸與承載台的旋轉中心軸線之間的偏差進行檢測;以及一推動體,其修正檢測出的透鏡的偏心。
本新型的光學測量器使從載置於承載台的透鏡的上方投射出的光束在透鏡表面形成光點並反射,使其反射光在二維受光元件上成像,利用其成像位置測量出反射光相對於投射光的偏心方向及偏心量。
本新型關於冷凍固定劑,提出了如專利文獻1、2的各種方案,固定劑供給噴嘴向停止或旋轉的承載台每次供給規定的量的糊狀或液狀的冷凍固定劑;冷却加熱構件通過對承載台和載置於其上的透鏡進行冷却和加熱,來冷却凝固和加熱熔融冷凍固定劑,對透鏡進行固定和解除固定;冷凍固定劑使用熔點或凝固點接近常溫的物質。由此,抑制透鏡和承載台因冷却、加熱而産生的熱變形,防止這些熱變形所導致的加工精度的降低。
本新型的技術手段可獲得的功效增進為,本新型能够不損傷透鏡地將定心後的透鏡牢固地固定到承載台上,因此能够可靠地防止加工中的透鏡在承載台上的偏心,並且不再需要在透鏡的上方設置用於保持透鏡的按壓部件,因此能够將光學測量器配置在承載台的上方的最優位置,能够高精度地檢測出透鏡的偏心,而且通過利用配置於承載台1側方的推動體4進行定心,能够進行高精度的定心。
為能詳細瞭解本新型的技術特徵及實用功效,並可依照新型內容來實現,玆進一步以如圖式所示的較佳實施例,詳細說明如后:
圖1為本新型的透鏡加工裝置的較佳實施例的示意圖,揭示透鏡定心機的實施例的示意圖。在圖1中,對被加工的透鏡L進行固定的朝上的杯狀的承載台1,被固定在被驅動而繞鉛直方向的軸線(主軸軸線)a旋轉的主軸11的上端,該主軸11由主軸馬達12驅動而旋轉。
主軸11是中空軸,其中空孔13與承載台1的杯部內連通,主軸11的中空孔13的下端與使透鏡L浮在承載台1上的空氣壓供給裝置5連結,該空氣壓供給裝置5具備壓力設定器51,通過該壓力設定器51的空氣通過切換閥52、旋轉接頭53和主軸11的中空孔13而被供給到承載台1內。
在承載台1的側上方設有透鏡L的搬入搬出裝置15,該搬入搬出裝置15利用負壓吸附透鏡L的上表面,在儲料器(圖中未繪出)與承載台1之間搬入和搬出透鏡L。在圖1中,將搬入搬出裝置15畫在承載台1的左側,但實際上位於圖1的近前側,並且在承載台1的側方,以筒口接近承載台1的上緣的方式配置有供給冷凍固定劑的固定劑供給噴嘴16,該固定劑供給噴嘴16位於圖1的裏側。
對承載台1上的透鏡L的外周進行加工的旋轉砂輪2被軸支承於搭載在橫向進給台22上的縱向進給台25,橫向進給台22由水平方向的橫向導向件(圖中未繪出)引導成能够自由移動,並且橫向進給台22與由橫向進給馬達(伺服馬達)23驅動而旋轉的橫向進給螺桿24螺合,縱向進給台25以能够自由移動的方式被安裝於鉛直方向(即與主軸11平行的方向)的縱向導向件(圖中未繪出),該縱向導向件被固定於橫向進給台22,並且縱向進給台25與由縱向進給馬達26驅動而旋轉的縱向進給螺桿27螺合。
鉛直方向的旋轉砂輪軸21借助軸承28以與主軸11平行的方式被軸支承於縱向進給台25,在該旋轉砂輪軸的下端安裝有旋轉砂輪2,旋轉砂輪軸21由旋轉砂輪驅動馬達(圖中未繪出)驅動而旋轉,在縱向進給台25上安裝有在加工透鏡L時向磨削部供給冷却介質(切削液)的上、下的冷却介質噴嘴6。
如圖5所示,在冷却介質噴嘴6上連接有輸送冷却槽61f內的冷却介質f的冷却泵62f和輸送加熱槽61h的冷却介質h的加熱泵62h,冷却槽61f內的冷却介質f被冷却裝置(圖中未繪出)保持在比從固定劑供給噴嘴16供給的冷凍固定劑的凝固點低的溫度(例如攝氏0度~10度),加熱槽61h內的冷却介質h被加熱裝置(圖中未繪出)保持在比從固定劑供給噴嘴16供給的冷凍固定劑g的凝固點高的溫度(例如攝氏20度~25度)。
如圖1所示,在承載台1的正上方配置有光學測量器3。在圖1中示意地揭示光學測量器(自動準直儀)3的內部結構,自動準直儀3具備:聚光燈32,其沿主軸軸線a方向朝向承載台1上的透鏡L投射光束31;以及二維受光元件35,利用半透半反鏡34呈直角地反射來自透鏡L的反射光33並由該二維受光元件35受光,從聚光燈32投射出的光束以在主軸軸線a上在透鏡L的表面形成光點(焦點)的方式照射,其反射光33在二維受光元件35的感光面上成像,將其位置信息作爲電信號輸出。
當透鏡L的光軸與承載台1的軸心偏心時,如圖3所示,會造成透鏡L傾斜,與承載台1的圓形邊緣14抵接的透鏡下表面的曲率越大,該傾斜越大,凸面上和凹面上的傾斜的方向相反。在透鏡L的光軸中心,透鏡面與光軸垂直,向這裏投射的光束31向入射方向反射。當透鏡L偏心而傾斜時,反射光33偏離入射方向,如圖4所示,二維受光元件35上的受光點s的位置偏離光軸中心,通過承載台1的旋轉,受光點s描繪出圓軌迹c,該圓軌迹c的中心p是感光面上的與主軸軸線a對應的點,如果以該中心點p爲原點測量出受光點s的偏心方向並根據圓的半徑測量出偏心量e,則即使光學測量器3的感光面的原點o偏離承載台1的旋轉中心,也能够測量出準確的偏心方向和偏心量,在外周加工中,即承載台1的旋轉中,無法測量受光點s的偏心方向,但能够測量出偏心量e,因此通過在外周加工中監視偏心量e,當加工中引起偏心時能够立刻檢測出來。
如圖2所示,光學測量器3借助保持件36固定於升降缸體30的缸體主體37,缸體主體37由主軸軸線a方向的缸體引導件38引導成升降自如,其桿的末端39連結於設備支架的不動位置,即通過向升降缸體30供給液壓,缸體主體37升降,固定於缸體主體37的光學測量器3升降,在搬入搬出承載台1時,光學測量器3向上方退避,在測量偏心時下降至測量位置。通過利用止擋件調整缸體主體37的下降位置,能够調整焦點。
在圖1的透鏡加工裝置中設有推動體4,推動體4在承載台1上方沿半徑方向推壓透鏡L以修正偏心,透鏡推動體4是合成樹脂製成的,隔著壓電元件44搭載在移動台41上,移動台41借助被進給馬達(伺服馬達)43驅動而旋轉的進給螺桿42朝向承載台1上的透鏡外周進退。
設於透鏡加工裝置的NC裝置(圖中未繪出)根據光學測量器3的檢測信號和預先輸入的透鏡下表面的凹凸(偏心方向相差180度)的不同,檢測出透鏡L的光軸相對於承載台1的旋轉中心的偏心方向,以使該偏心方向朝向推動體4的方式控制主軸馬達12的旋轉角,基於光學測量器3的偏心量e的測量值控制移動台41的進出行程。
接下來,請參閱圖1及圖6所示,對透鏡加工裝置的透鏡加工動作進行說明,首先,使固定劑供給噴嘴16前進至其筒口接近承載台1的上緣的位置,一邊使主軸11緩慢旋轉一邊從固定劑供給噴嘴16供給液狀的冷凍固定劑g,供給的冷凍固定劑g附著在承載台1的上緣(支承透鏡的圓形的邊緣部分)[圖6的(a)]。
接下來,利用搬入搬出裝置15將透鏡L搬入到承載台1上,透鏡L被搬入到承載台1上後,光學測量器3將光束31照射到該透鏡L上,利用二維受光元件35接收其反射光。接下來使主軸11緩慢旋轉,在二維受光元件35上使受光點s描繪出圓軌迹c,根據該圓的半徑測量出透鏡L相對於承載台1的旋轉中心的偏心量。接下來使主軸11停止,根據所述圓的中心與停止承載台1時的受光點s之間的相對位置關係,檢測出偏心方向[圖6的(b)]。
透鏡加工裝置的NC裝置(圖中未繪出)以使檢測出的偏心方向朝向推動體4的方式對主軸馬達12發出旋轉指令。接下來,NC裝置對進給馬達43發出前進指令,在該前進行程中,當從光學測量器3接收到受光點s的移動開始信號時,判斷爲推動體4與透鏡L的外周抵接,開始測量,進而在從開始測量時的推動體4的位置使推動體4前進測量出的偏心量e後的位置處,使進給馬達43停止[圖6的(c)]。
當利用推動體4推壓透鏡L時,通過根據需要使壓電元件44振動,能够選擇振動進給。當透鏡L較重時,通過從空氣壓供給裝置5向承載台1供給空氣壓,能够降低推動透鏡L時的摩擦載荷,振動進給在防止透鏡L由於所謂的粘滑(stick slip)現象而移動越過其停止位置的方面是有效的。
完成透鏡L的定心後,根據需要進一步向透鏡L周緣與承載台1上緣的接觸部供給冷凍固定劑g[圖6的(d)],一邊使承載台1緩慢旋轉一邊驅動冷却泵62f,從冷却介質噴嘴6朝向承載台1的側面和透鏡外周部噴射冷却槽61f內的冷却介質f。此時,當透鏡L有可能在承載台1上移動時,從空氣壓供給裝置5向主軸的中空孔13供給負壓,能够將透鏡L輕輕地吸附於承載台1,利用冷却後的冷却介質f,塗敷在承載台1的上緣的冷凍固定劑g凝固,固定住承載台1上的透鏡L[圖6的(e)]。
然後,一邊繼續供給冷却後的冷却介質f,一邊利用主軸馬達12使主軸11旋轉以使透鏡L繞定心後的光軸旋轉。然後,使旋轉砂輪2旋轉,以使透鏡L的外周形狀成爲規定的形狀的方式,利用橫向進給馬達23使橫向進給台22前進,由此進行以透鏡L的光軸爲基準的透鏡的外周加工[圖6的(f)]。
完成外周加工後,使橫向進給台22稍稍退避以使旋轉砂輪2從透鏡L離開,停止冷却泵62f,驅動加熱泵62h。由此,從冷却介質噴嘴6噴射出加熱後的冷却介質h,對承載台1外周和透鏡L周緣部進行加熱,使已凝固的冷凍固定劑熔融,解除對透鏡L的固定[圖6的(g)]。
接下來使光學測量器3向上方退避,利用搬入搬出裝置15搬出完成加工的透鏡L[圖6的(h)]。進而簡言之,利用來自空氣噴嘴(圖中未繪出)的空氣噴射i,清掃殘留在承載台1的上緣的冷凍固定劑[圖6的(i)],向該上緣供給新的固定劑並搬入接下來要加工的透鏡L。通過重複以上動作,連續地進行透鏡L的外周加工。
圖7是揭示使用糊狀的冷凍固定劑的情况下的實施例的說明圖,在該實施例中向朝上的杯狀的承載台1的上表面的凹處供給冷凍固定劑g。首先,使固定劑供給噴嘴16的筒口進入至承載台1的上表面中央,供給規定的量的糊狀的冷凍固定劑g[圖7的(a)]。接下來將透鏡L供給到承載台1上,與圖6的情况相同地利用光學測量器3檢測被搬入的透鏡L的偏心[圖7的(b)]並進行定心[圖7的(c)]。
然後,一邊使承載台1旋轉一邊從冷却介質噴嘴6朝向承載台1和透鏡L噴出冷却後的冷却介質f而使冷凍固定劑g凝固,由此固定透鏡L[圖7的(d)]。然後,一邊從冷却介質噴嘴6供給冷却後的冷却介質f,一邊利用旋轉砂輪2對透鏡進行外周加工[圖7的(e)]。完成加工後使旋轉砂輪2離開,從冷却介質噴嘴6向透鏡L和承載台1噴出加熱後的冷却介質h,使冷凍固定劑g熔融[圖7的(f)],搬出完成加工的透鏡。
在以上的實施例中,顯示出借助冷却的冷却介質和加熱後的冷却介質來冷却和加熱透鏡L及承載台1而進行冷凍固定劑的凝固和熔融的實施例,但如圖8所示,也可以在承載台1的外周設置框套63,通過使冷却水和加熱水在該套中交替流動,對承載台1冷却和加熱來進行冷凍固定劑的凝固和熔融。框套63設在止轉的狀態,利用設於框套63與承載台外周的接觸部的O型環64,防止框套63內的冷却水或加熱水漏出。
以上所述,僅是本新型的較佳實施例,並非對本新型作任何形式上的限制,任何所屬技術領域中具有通常知識者,若在不脫離本新型所提技術特徵的範圍內,利用本新型所揭示技術內容所作出局部更動或修飾的等效實施例,均仍屬於本新型技術特徵的範圍內。
1‧‧‧承載台
11‧‧‧主軸
12‧‧‧主軸馬達
13‧‧‧中空孔
14‧‧‧邊緣
15‧‧‧搬入搬出裝置
16‧‧‧固定劑供給噴嘴
2‧‧‧旋轉砂輪
21‧‧‧旋轉砂輪軸
22‧‧‧橫向進給台
23‧‧‧橫向進給馬達
24‧‧‧橫向進給螺桿
25‧‧‧縱向進給台
26‧‧‧縱向進給馬達
27‧‧‧縱向進給螺桿
28‧‧‧軸承
3‧‧‧光學測量器(自動準直儀)
30‧‧‧升降缸體
31‧‧‧光束
32‧‧‧聚光燈
33‧‧‧反射光
34‧‧‧半透半反鏡
35‧‧‧二維受光元件
36‧‧‧保持件
37‧‧‧缸體主體
4‧‧‧推動體
41‧‧‧移動台
42‧‧‧進給螺桿
43‧‧‧進給馬達
44‧‧‧壓電元件
5‧‧‧空氣壓供給裝置
51‧‧‧壓力設定器
52‧‧‧空氣通過切換閥
53‧‧‧旋轉接頭
6‧‧‧冷却介質噴嘴
60‧‧‧冷却加熱構件
61f‧‧‧冷却槽
61h‧‧‧加熱槽
62f‧‧‧冷却泵
62h‧‧‧加熱泵
63‧‧‧框套
64‧‧‧O型環
L‧‧‧透鏡
a‧‧‧軸線
c‧‧‧圓軌迹
e‧‧‧偏心量
f‧‧‧冷却後的冷却介質
g‧‧‧冷凍固定劑
h‧‧‧加熱後的冷却介質
o‧‧‧原點
p‧‧‧中心
s‧‧‧受光點
圖1是本新型的透鏡加工裝置的較佳實施例的示意圖。 圖2是圖1的透鏡加工裝置的光學測量器的外觀的示意圖。 圖3是誇張的揭示透鏡的偏心和反射光的偏斜的示意圖。 圖4是光學測量器的二維受光元件上的受光點的說明圖。 圖5是冷却加熱構件的框體的示意圖。 圖6是加工動作的實施例的說明圖。 圖7是加工動作的其他實施例的說明圖。 圖8是冷却加熱構件的其他實施例的示意圖。
1‧‧‧承載台
11‧‧‧主軸
12‧‧‧主軸馬達
13‧‧‧中空孔
15‧‧‧搬入搬出裝置
16‧‧‧固定劑供給噴嘴
2‧‧‧旋轉砂輪
21‧‧‧旋轉砂輪軸
22‧‧‧橫向進給台
23‧‧‧橫向進給馬達
24‧‧‧橫向進給螺桿
25‧‧‧縱向進給台
26‧‧‧縱向進給馬達
27‧‧‧縱向進給螺桿
28‧‧‧軸承
3‧‧‧光學測量器
31‧‧‧光束
32‧‧‧聚光燈
33‧‧‧反射光
34‧‧‧半透半反鏡
35‧‧‧二維受光元件
4‧‧‧推動體
41‧‧‧移動台
42‧‧‧進給螺桿
43‧‧‧進給馬達
44‧‧‧壓電元件
5‧‧‧空氣壓供給裝置
51‧‧‧壓力設定器
52‧‧‧空氣通過切換閥
53‧‧‧旋轉接頭
6‧‧‧冷却介質噴嘴
L‧‧‧透鏡
a‧‧‧軸線

Claims (4)

  1. 一種透鏡加工裝置,包括:   一承載台,其用以載置被加工的透鏡並繞鉛直軸線旋轉;   一固定劑供給噴嘴,其向該承載台與載置於該承載台上的透鏡間的接觸部供給冷凍固定劑;以及   一冷却加熱構件,其使供給至該承載台與透鏡間的接觸部的冷凍固定劑凝固和熔融。
  2. 如請求項1所述的透鏡加工裝置,其中所述的承載台在旋轉的同時,所述固定劑供給噴嘴向該承載台上供給冷凍固定劑。
  3. 如請求項1所述的透鏡加工裝置,其中所述的透鏡加工裝置在加工透鏡時一邊向其加工部供給冷却介質一邊進行加工,所述的冷却加熱構件具備一將該冷却介質冷却至冷凍固定劑的凝固溫度以下的溫度的冷却構件。
  4. 如請求項1至3中任一項所述的透鏡加工裝置,其中所述的透鏡加工裝置進一步包括:   一光學測量器,其配置於所述承載台的上方,並且對載置於該承載台上的透鏡的光軸與承載台的旋轉中心軸線之間的偏差進行檢測;以及   一推動體,其修正檢測出的透鏡的偏心。
TW103205033U 2013-03-28 2014-03-25 透鏡加工裝置 TWM483137U (zh)

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