WO2001010588A1 - Dispositif de façonnage de verres, procede de façonnage de verres et procede de mesure de verres - Google Patents

Dispositif de façonnage de verres, procede de façonnage de verres et procede de mesure de verres Download PDF

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WO2001010588A1
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processed
processing
peripheral surface
cutting
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Takashi Igarashi
Shuichi Sato
Yoshihiro Kikuchi
Michio Arai
Satoshi Annaka
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Hoya Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a lens processing apparatus and a lens processing method for processing a peripheral edge of a lens to be processed into a predetermined shape in order to frame a lens to be processed such as an eyeglass lens in a lens frame.
  • a grinding wheel type lens processing apparatus for processing a lens peripheral edge into a predetermined shape by grinding the peripheral surface of the lens with a grinding stone has been generally used, but is limited to plastic lenses. Since cutting is possible in such cases, cutting-type lens processing equipment that cuts the lens peripheral surface with a cutting tool has recently been developed.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-310501 and Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 11-250650 disclose examples of this type of cutting lens processing apparatus.
  • H5-14156 disclose that the peripheral surface of a lens is ground by using a grindstone (a rotary machining tool for peripheral surface processing).
  • a technique for changing the grinding load of a grindstone in accordance with the lens peripheral thickness for the purpose of preventing the lens from cracking and performing appropriate processing efficiently when processing into a predetermined shape is disclosed. Have been.
  • the present invention provides a lens processing apparatus and lens processing capable of performing, from a measurement required for eyeglass lens processing to processing of various items, with a single chuck, and realizing high-precision processing. It aims to provide a method. Disclosure of the invention
  • a first invention is a lens processing apparatus that adds a peripheral edge of a lens to be processed for eyeglasses according to shape data, wherein the lens to be processed is held at a lens center portion, and the held lens to be processed is rotated around the lens center.
  • the lens to be processed held by the lens holding unit can be cut.
  • the peripheral surface cutting device can perform cutting of the lens peripheral surface, and the groove adding device performs groove processing on the lens peripheral surface.
  • the chamfering device can be used to chamfer the edge portion of the lens peripheral surface.
  • the lens surface shape and the lens surface position of the lens to be processed similarly held by the lens holding unit can be measured by the lens shape measuring device. Therefore, when beveling is required by measuring the lens shape and position while holding the lens to be processed with one chuck, the bevel can be formed with high precision by cutting the peripheral surface, and grooving is required. In such a case, a groove can be formed on the lens peripheral surface with high accuracy. Further, even when chamfering is performed, a chamfered portion can be accurately formed at the edge of the lens peripheral surface based on the measurement data and the processing content.
  • the cutting depth can be set freely as compared with grinding with a grindstone.
  • Process can be controlled freely. For example, it is possible to arbitrarily set a target such as how many times the lens is rotated to finish the work or how many seconds to finish the processing.
  • the peripheral surface cutting device, the grooving device, and the chamfering device according to the first invention are fixedly arranged, and by moving the lens holding unit with respect to these processing devices, It is equipped with a processing operation mechanism for performing a processing operation on the held lens to be processed.
  • the processing device is caused to perform a processing operation by moving the lens to be processed with respect to a tool of the processing apparatus. Therefore, the processing device only needs to rotate the tool, and the device configuration is simplified.
  • the peripheral surface cutting device and the grooving device are arranged adjacent to each other on the substrate, and the axis of the rotating tool of the grooving device is the lens. It is arranged in a direction perpendicular to the lens holding axis of the holding unit and in a direction parallel to the substrate, and furthermore, the axis of the rotating tool of the groove processing device and the axis of the rotating cutting tool of the peripheral surface cutting device.
  • the lens holding shaft is arranged at the same height as the axis of the lens holding shaft.
  • the peripheral surface cutting device and the grooving device are arranged adjacent to each other and the heights of their axes and the axis of the lens holding shaft are aligned, so that a compact processing device can be realized.
  • the lens holding unit includes a lens holding axis and a lens holding axis, and the lens holding axis is provided with a lens holder receiver for mounting the lens to be added at the tip.
  • the lens holding shaft side is arranged coaxially with the lens holding shaft, and is attached via an arm so as to be slidable in the lens holding shaft direction, and the lens holding shaft is an air cylinder. The lens moves to the lens holding shaft side under the pressure of, and the lens to be processed is pressed to the lens holding shaft side by the lens press at the tip, thereby clamping the processed lens between the lens holding shaft and the lens holding shaft.
  • the lens holding force (the so-called chuck pressure) can be freely adjusted according to the lens material. It can be adjusted.
  • the grooving device and the chamfer are provided.
  • the machining equipment is composed of a common pole end mill.
  • grooving and chamfering are performed with a small-diameter end mill for grooving, so that compared to conventional grinding stones, there is less interference with other parts and small chamfers are accurately finished. be able to.
  • one end mill is used for both grooving and chamfering, the number of tools can be reduced, contributing to cost reduction, and grooving and chamfering can be performed with one chuck. Since it can be performed almost continuously as it is, the processing time can be reduced.
  • since only one drive system is required because the tool is shared, the size of the apparatus can be reduced and the cost can be reduced. Also, since the number of tools is not increased, tool management becomes easier.
  • a lens to be processed for eyeglasses is held at the center of the lens, the peripheral surface of the held lens to be processed is scraped by a rotary processing tool for peripheral surface processing, and the lens to be processed is rotated around the lens center.
  • a lens processing method of shaving a peripheral surface over the entire circumference of a lens to be processed by rotating the lens, thereby processing a lens having a predetermined peripheral shape the lens to be processed is held by a lens holding unit. While maintaining the holding state of the lens, cutting of the peripheral surface of the lens including beveling, grooving of the peripheral surface of the lens, and chamfering of the edge where the lens peripheral surface intersects the lens surface It is characterized by performing.
  • an on-chuck for processing that requires particularly high processing accuracy, such as beveling, grooving, and chamfering, it is necessary to re-chuck each time it is processed, compared to the conventional case.
  • the lens to be processed is held at the center of the lens, the peripheral surface of the held lens to be processed is scraped by a rotary processing tool for peripheral surface processing, and the lens to be processed is rotated around the lens center.
  • the peripheral surface is cut according to the material type of the lens to be processed or the lens peripheral thickness. At least one of: the rotation speed of the rotary processing tool, the rotation speed of the lens to be processed during rotation, and the number of times of rotation of the lens to be processed for shaving a predetermined cutting allowance is changed.
  • the rotary machining tool for machining the peripheral surface there is a case where the peripheral surface of the lens to be processed is cut by a cutting blade provided on the outer periphery.
  • the lens peripheral thickness differs depending on the power. If this is processed under uniform processing conditions, the processing load will naturally differ depending on the hardness of the grade and the lens peripheral thickness, so the difference in processing load will cause variations in processing accuracy and affect processing efficiency. May come out. Therefore, in the seventh to ninth inventions, the processing conditions are changed according to the material type and the lens peripheral thickness.
  • the processing conditions in this case include the rotation speed of the rotary processing tool for cutting the peripheral surface such as a grinding wheel, the rotation speed at the time of rotation of the lens to be processed, and the processing speed of the lens to be cut by a predetermined amount. There is a number of laps, and at least one of these parameters is changed to set the machining conditions appropriately.
  • the peripheral shape of the lens is no longer circular, so the processing point from the center of rotation (the point where the tool interferes with the lens and the lens is actually cut off) radius up (radius), c that varies with the rotation angle of the lens to be processed Therefore, the angular velocity during rotation of the lens is controlled to make the peripheral speed of the processing point uniform by the rotation of the lens. By doing so, the moving speed of the lens with respect to the tool (moving speed of the processing point) becomes equal, so that the entire circumference can be processed under almost the same conditions.
  • a peripheral edge of the lens to be processed is formed by rotating the lens to be processed around the center of the lens while a rotating groove carving tool is pressed against the peripheral surface of the lens to be processed into a predetermined peripheral shape.
  • the lens processing method for forming grooves on the surface at least one of the rotation speed of the rotary groove carving tool and the rotation speed of the lens to be processed is changed according to the material type of the lens to be processed It is characterized by the following.
  • the eleventh aspect of the present invention is to rotate the lens to be processed around the center of the lens while pressing a rotating chamfering tool against an intersection edge between the lens surface and the peripheral surface of the lens to be processed into a predetermined peripheral shape.
  • a rotation speed of the rotating chamfering tool and a rotation speed of the lens to be processed is set according to a material type of the lens to be processed. It is characterized by changing.
  • Grooving and chamfering is not a process that removes a large amount of shaving, so turning the lens only once completes the process. Therefore, in the case of the peripheral surface processing, the number of lens revolutions is added as a parameter that can be changed, but here it is excluded from the parameter. Also, the groove engraving and the chamfering are not the processing items affected by the processing load due to the difference in the lens peripheral thickness, so the lens peripheral thickness is also excluded from the conditions. The condition is to leave only the grade of the lens to be processed, and the parameters are: The rotation speed of the rotary groove carving tool and chamfering tool and the rotation speed of the lens to be processed during rotation are changed.
  • a lens to be processed is held at the center of the lens, the peripheral surface of the held lens to be processed is shaved by a rotary processing tool for peripheral surface processing, and the lens to be processed is rotated around the lens center.
  • a rotary processing tool for peripheral surface processing for peripheral surface processing
  • the lens to be processed is rotated around the lens center.
  • a thirteenth invention is characterized in that, in the first invention, a cutting tool for cutting a peripheral surface of a lens to be processed by a cutting blade provided on an outer periphery is used as a rotary processing tool for peripheral surface processing.
  • a fifteenth invention is characterized in that, in the thirteenth invention, roughing and finishing are performed in the same cutting machine.
  • roughing is the process of removing the cutting allowance up to the point before finishing, so there is no need to achieve dimensional accuracy or finished surface accuracy, as long as the specified cutting allowance can be removed quickly. . Therefore, this can be achieved by increasing the feed speed (the rotational speed of the lens) or setting the cutting depth deep.
  • the grinding load should be increased in the case of grinding with a grinding stone, and the feed rate of the cutting depth method should be increased in the case of cutting with a cutting stone. Good.
  • finishing is a process to achieve dimensional accuracy and finished surface accuracy. It is common to increase the rotation speed of the rotary machining tool in the evening, etc., and reduce the feed speed.
  • both roughing and finishing can be performed by changing the rotation speed of the cutting tool.
  • the lens surface of the lens to be processed held by a lens holding unit has the lens frame shape data.
  • measurement data of a point at which the stylus is traced are given in advance. The position of the lens surface at a point separated from the traced point is determined using lens design data including lens surface information of the lens to be processed.
  • the lens design data includes all coordinate data (lens surface information) on a lens surface. Therefore, while holding the lens, trace the stylus on the lens surface according to the lens frame shape data.
  • the position data at any position on the lens surface can be determined based on the measured data and the separately provided lens design data. Therefore, for example, when beveling is performed, the position data of the edge portions at both ends of the edge in the bevel base is calculated by calculation, and beveling is performed based on the data, whereby the position of the bevel can be accurately finished.
  • the point separated from the traced point is an intersection edge between the lens surface of the lens to be processed after the peripheral surface finishing and the lens peripheral surface.
  • the point for finding the position of the lens surface is Since it is the intersection edge portion between the lens surface and the lens peripheral surface of the lens to be processed later, for example, when performing beveling, when performing groove processing on the lens peripheral surface, or when performing chamfering processing on the edge portion, It can be finished with high accuracy.
  • the stylus is traced on the lens surface at a position on an extension of a vertex vertex at the time of beveling the lens peripheral surface in the lens holding axis direction, and the traced point A further distant point is a crossed edge portion between the lens peripheral surface and the lens surface corresponding to the bevel base.
  • position data of an intersection edge portion between the lens peripheral surface and the lens surface corresponding to the bevel base portion is acquired, so that the beveled portion is obtained based on the data of the intersection edge portion.
  • the position can be finished with high accuracy.
  • the positions of the front and back lens surfaces are simultaneously measured by using the pair of styluses to trace the front and back lens surfaces of the lens to be processed. It is characterized by doing.
  • the edge thickness can be calculated from the data.
  • position data of the lens surface of the lens to be processed is acquired, and the circumference of the lens to be processed is obtained based on the data. Surface processing is performed.
  • a twenty-second invention is characterized in that, in the nineteenth invention, a bevel is formed on a lens peripheral surface during the peripheral surface processing.
  • the bevel position can be accurately finished.
  • a twenty-first invention is characterized in that, in the nineteenth invention, after the peripheral surface processing, a groove processing is performed on the peripheral surface using the acquired data.
  • the groove is formed on the peripheral surface of the lens based on the data obtained by the above-described measurement method, the position of the groove can be accurately finished.
  • a twenty-second invention is the invention according to any one of the nineteenth to twenty-first inventions, wherein the acquired data is used in an intersection edge portion between the lens peripheral surface and the lens surface after the peripheral processing. It is characterized by chamfering.
  • the chamfering process is performed on the edge of the intersection between the lens peripheral surface and the lens surface based on the data obtained by the above-described measurement method, so that the chamfered portion can be finished with high accuracy.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a lens processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing the overall configuration of the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front view showing the overall configuration of the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view showing a detailed configuration of a lens holding unit in the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 (a) is a plan view showing a detailed configuration of a cutting operation mechanism in the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 5 (b) is a Vb-Vb arrow of (a).
  • FIG. 6 is a side view of a measurement unit in the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention, wherein (a) shows a state where the measurement head is at an unload position, and (b) shows a state where the measurement head is at a load position. Indicates the status.
  • FIG. 7 is a plan view of a measurement unit in the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention, where (a) shows a state where the measurement head is at the unload position, and (b) shows a state where the measurement head is at the load position. Indicates the status.
  • FIG. 8 is a front view of a measurement unit in the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • Fig. 9 (a) is a principle configuration diagram of a measurement head of the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention, (b) is a side view showing details of a tip of the stylus, and (c) is a front view thereof. .
  • FIG. 10 is a plan view showing a state in which the measuring head of the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention has a lens attached to the lens.
  • FIG. 11 is a side view showing a state in which a measuring head of the measuring head of the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention is loaded on the lens.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of the shape data.
  • FIGS. 13A and 13B show the configuration of the cutting part of the cutting part rotating mechanism in the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention, wherein FIG. 13A is a half sectional view, FIG. 13B is a side view, and FIG. FIG.
  • FIG. 14 is a side view showing a state in which the lens is being machined by the cutter of the cutter rotating mechanism in the lens machining apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a plan view showing a state in which a lens is being machined by the cutting force of the cutter rotating mechanism unit in the lens machining apparatus according to the embodiment of the present invention
  • FIG. The end mill in the lens processing apparatus according to the embodiment It is a top view showing the state where chamfering is performed to the edge part of the lens end face.
  • FIG. 17 is a side view showing a state in which groove milling or chamfering is performed by an end mill in the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is an enlarged view used to explain the case where groove milling and chamfering are performed by an end mill in the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 18 (b) is an explanatory view showing chamfering when there is a bevel. It is.
  • FIG. 19 is an explanatory view of a lens holder in the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • (A) is a side view of the lens holder
  • (b) is a plan view of a lens holding surface of the lens holder
  • (c) ) Is a cross-sectional view of the fine unevenness formed on the lens holding surface
  • (d) is a cross-sectional view showing a state in which a pad is pressed against the fine unevenness
  • (e) is a cross-sectional view of the lens holding surface of the conventional lens holder.
  • FIG. 3 (f) is a cross-sectional view showing a state in which a pad is pressed against the fine irregularities.
  • FIG. 20 is a view showing a state where the lens 1 is held by the lens holder 19.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view used to explain the degree of adhesion based on the relationship between the lens holder and the curvature of the lens in the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a block diagram schematically showing an electrical configuration of the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a flowchart showing a processing process performed by the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • Fig. 25 shows the experimental results of the relationship between the maximum lens thickness and the number of cutting revolutions (number of machining rounds) when machining with predetermined accuracy is possible without any axis deviation or the like.
  • FIG. 26 is an explanatory diagram of a correction method for lens measurement performed by the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a flowchart of processing steps (a) and (b) that can be selected in the lens processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 is an explanatory view of the processing step (b) in FIG. 23, (a) is a front view of the lens, and (b) is a sectional view of the lens.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the lens processing apparatus of the embodiment
  • FIG. 2 is a plan view showing the overall configuration
  • FIG. 3 is a front view of the overall configuration seen from the front side of the apparatus.
  • the lens processing apparatus according to this embodiment is not a conventional grinding type in which the lens peripheral surface is ground with a grindstone, but a cutting type lens in which the lens peripheral surface is forcibly cut with a rotary cutting tool. It is a processing device. This type of cutting-type lens processing device is particularly effective for plastic lenses, and can improve processing efficiency.
  • the processing apparatus 10 is configured by mounting each mechanism unit to a base 11.
  • the substrate 11a of the base 11 is provided horizontally, and the substrate 11a is provided with a lens holding unit 12 and a cut-off rotating mechanism 13 for cutting the peripheral surface of the lens.
  • an end mill rotating mechanism section 14 for performing grooving and chamfering. These are laid out in substantially the same plane on the substrate 11a, the cut-off rotating mechanism 13 and the end mill rotating mechanism 14 are both arranged on the front side of the device, and the lens holding unit 12 is mounted. It is located on the back side of the device.
  • a measurement unit 15 is provided on the substrate 11a.
  • the measuring unit 15 has a measuring head 16 as a lens shape measuring device.
  • the measuring unit 16 has a cut-off rotating mechanism 13 and an end mill rotating mechanism 14. In order to avoid the interference of the shaft, it is installed in the empty space above the cut-off rotating mechanism 13 and the end mill rotating mechanism 14.
  • the lens holding unit 12 holds the lens to be processed 1 and rotates the lens to be processed 1 around the center of the lens in order to move the processing position in the lens circumferential direction.
  • the cutter rotating mechanism 13 has a cutter (rotary cutting tool) 13 1 for forcibly cutting the periphery of the lens 1 to be processed, and rotates the cutter 13 about a horizontal axis. This is for performing flat cutting and round cutting of the peripheral surface of the lens 1 to be processed.
  • the end mill rotation mechanism section 14 has a pole end mill (hereinafter simply referred to as “end mill”) 14 1 as a processing tool, and the end mill 14 1 is rotated around a horizontal axis to obtain a lens 1.
  • the measurement unit 15 has a measurement head 16 for measuring the edge thickness of the lens 1 and the lens position in the edge thickness direction. The head 16 can be turned up and down as needed.
  • the lens holding unit 12 is provided so as to be slidable in a direction parallel to the surface of the substrate 11a and perpendicular to the axis of the cutting board 131 (hereinafter referred to as the Y-axis direction) by a mechanism described later. At the same time, it is provided so as to be slidable in a direction parallel to the surface of the substrate 1 la and parallel to the axis of the force 13 1 (hereinafter referred to as Z-axis direction).
  • the cut-off rotating mechanism 13 is fixed on the substrate 11a.
  • the cut-off mechanism 13 of the cut-off rotation mechanism 13 is attached to the spindle 13, and the rotation of the power-rotating motor 13 is transmitted to the spindle 13 2 by the belt 13 4. And can be rotated around its own axis.
  • the substrate 11a is provided with a cutting operation mechanism 24.
  • Cutting operation mechanism (equivalent to machining operation mechanism) 24 moves the lens holding unit 12 in the Y-axis direction and cuts the lens 1 into the cut end 13 1 and the ball end mill 14 1 It is a mechanism to make it.
  • a duct (not shown) which constitutes a device for sucking and removing the processing powder is arranged, and the duct is passed through a cleaning port 993 opened in the substrate 11a. It is connected.
  • a plurality of air injection nozzles 992 as air injection devices are arranged above the cleaning port 993. These air injection nozzles 992 are arranged in the vicinity of the cutout 13 1 and in the vicinity of the end mill 141, and are used to cut the peripheral surface of the lens 1 to be processed attached to the lens holding unit 12.
  • the processing powder during processing, grooving or chamfering is blown off by the air injection nozzle 992, and the blown processing powder is sucked and removed from the cleaning port 993.
  • Each mechanism of the lens processing device 10 is electrically controlled by a control device (not shown) provided below the substrate 11a and the like.
  • a control device not shown
  • This Y table 20 is mounted on the board 1 so that it faces in the Y-axis direction.
  • Two rails 3 1 ⁇ on the upper surface of the Y table 20 are oriented in the Z-axis direction.
  • a Z table 30 is slidably provided on these rails 31, 31, a Z table 30 is slidably provided. The movement of the Z table 30 is controlled by a Z table moving mechanism (axis moving mechanism for moving the lens in the axial direction) 33 fixed on the Y table 20.
  • the Z-table moving unit 33 is provided with a Z-axis motor 331. Motor for Z axis 3
  • a ball screw 332 is connected to the rotation shaft 31, and a slide block 333 fixed to the Z table 30 is screwed into the ball screw 332.
  • the Z-axis motor 331 rotates in both forward and reverse directions in response to a command from a control device described later.
  • Z table 30 moves along rails 3 1 and 3 1 together with slide block 3 3 3.
  • the lens holding unit 12 is fixed to the upper surface of the Z table 30.
  • FIG. 4 is a plan view showing a detailed configuration of the lens holding unit 12.
  • the lens holding unit 12 has a lens holding axis 12 1 parallel to the axis of the cut 13 1 (see FIG. 2).
  • the lens holding shaft 122 is rotated by a rotation mechanism in the lens holding unit 12.
  • a lens holder receiver 1 2 1a is fixed to the tip of the lens holding shaft 1 2 1, and a lens holder 19 to which the lens 1 to be processed is fixed is mounted on the lens holder receiver 1 2 1a. It is attached detachably.
  • the lens holding unit 12 has a lens holding axis (also referred to as a lens holding axis) 12 2 coaxially with the lens holding axis 12 1 through an arm section 12 2 b. 1 2 Mounted so that it can slide in one direction.
  • the lens holding shaft 1 2 2 moves to the lens 1 side under the pressure of the air cylinder 1 2 3, and presses the lens 1 with the lens holding 1 2 a at the tip, and the lens holding shaft 1 2 1 Hold the lens 1 between them.
  • the convex side lens surface 1A of the lens 1 is adhered to the end face (formed in a concave shape) of the lens holder 19 via the double-sided adhesive pad 191, and the lens holder 1 22 a is pressed against the concave lens surface 1 B of the lens 1.
  • the lens holder 1 22 a is attached to the tip of the lens holder shaft 122 so as to be swingable in all directions, so that the lens holder 1 2 a is pressed against the concave lens surface 1 B of the lens 1 in a well-balanced manner. It has become.
  • the air cylinder 123 provided in the case 12 a of the lens holding unit 12 is supplied to the rod 1 by the pressure of air supplied from an air pump (not shown) provided outside.
  • 23 Move a in the Z-axis direction.
  • An arm 123b is fixed to the tip of the rod 123a, and is provided so as to move integrally with the rod 123a.
  • a guide table 123 c and an arm 122 b of a lens holding shaft 122 are fixed to the arm 123 b.
  • the lens pressing shaft 122 is provided so as to be movable along an elongated hole 12b formed in the case 12a and extending in the Z-axis direction.
  • a lens pressing 122a is provided so as to freely rotate forward and reverse around the Z axis.
  • the guide table 123c is slidably fitted to a rail 124a provided on the side surface of the rail base 124 so as to be parallel to the Z-axis direction.
  • a lens rotation module 125 is provided in the case 12a.
  • a small-diameter gear 125c is connected to a shaft 125a of the lens rotation motor 125 through a coupling 125b.
  • the gear 125c is connected to a large-diameter gear 125d.
  • a pulley 125e is provided coaxially with the gear 125d, and the pulley 125e is fixed on the shaft 122 via a belt 125f. It is linked to the tree 1 2 1b.
  • the lens rotation motor 125 when the lens rotation motor 125 is driven, the rotation of the shaft 125a is transmitted to the power coupling 125b and the gear 125c, and further reduced by the gear 125d.
  • the reduced rotation is transmitted to the lens holding shaft 121 via the burry 125 e, the belt 125 f, and the pulley 122 b, and the lens 1 rotates.
  • a slit plate 1 2 1 c is fixed to the lens holding shaft 1 2 1, and the rotation position of the slit plate 1 2 1 c is determined by the optical sensor 1 2 6 fixed inside the case 12 a. , The origin position of the lens 1 held on the lens holding shaft 1 2 1 is detected.
  • the lens rotation motor 1 25 is driven to rotate the lens holding shaft 1 2 1, thereby rotating the lens 1
  • the lens holder 122 also rotates integrally.
  • FIG. 5 (a) is a plan view showing a schematic configuration of a cutting operation mechanism section 24 as a Y-axis direction moving mechanism
  • FIG. 5 (b) is a view taken along a line Vb—Vb in FIG. 5 (a).
  • the notch operating mechanism 24 is fixed to the upper surface of the concave portion of the concave member 68 attached to the lower surface of the opening of the substrate 11a.
  • two bearing support members 61, 61 are provided at an interval, and a pole screw 62, which faces the Y-axis direction, rotates on these support members 61, 61. It is freely installed.
  • One end of the pole screw 62 is connected to a shaft of a cutting motor 63 fixed to the concave member 68.
  • the cutting motor 63 rotates in both forward and reverse directions in accordance with a command from a control device described later, and the pole screw 62 rotates in conjunction with the rotation of the cutting motor 63.
  • a moving block 64 is screwed into the ball screw 62, and the moving block 64 is connected to the Y table 20 described above. Therefore, the Y table 20 and the lens holding unit 12 move in the Y-axis direction integrally with the moving block 64 of the cutting operation mechanism 24. Thereby, the cutting operation of the lens 1 into the cutter 13 1 is performed.
  • the switch block 6 4 1 is attached to the moving block 6 4.
  • the switch piece 641 turns on the optical sensor 642 fixed to the concave member 68 when the moving block 64 is at the origin position serving as a reference for the cut amount measurement. Also, when the moving block 64 is at the limit position, the optical sensor 643 fixed to the concave member 68 is turned on. When the movable block 64 is at the other limit position, the optical sensor 64 4 fixed to the concave member 68 is turned on.
  • the end mill rotation mechanism 14 is disposed adjacent to the cutout rotation mechanism 13 of the cutout rotation mechanism 13.
  • the axis of the end mill 14 1 is placed on the substrate 11 a in the direction perpendicular to the lens holding axis 12 1 and the lens holding axis 12 2 of the lens holding unit 12 and the substrate 11 a It is fixed in the direction parallel to.
  • the axis of the end mill 14 1, the axis of the cut 13 1, the axis of the lens holding axis 12 1, and the axis of the lens holding axis 12 2 are located at the same height.
  • the end mill rotation mechanism section 14 is provided with a spindle motor 142 that drives the end mill 141 to rotate.
  • the measurement unit 15 has a measurement head 16 provided with a pair of styli 161, 162. .
  • the measurement head 16 is connected to two support walls 15 1, 15 1 erected at an interval on the substrate 11 a via a pivot shaft 15 2.
  • the revolving shaft 152 is arranged in parallel with the axis of the cutout 131, and is supported at a height near the upper end of the support walls 151, 151, so as to be rotatable in the vertical direction.
  • Two arms 16 3, 16 3 projecting below the measuring head 16 are fixed to the turning shaft 15 2.
  • the measuring head 16 is moved to the unloading position shown in FIGS. 6 (a) and 7 (a) (the retracted position when not used for measurement), and FIGS. 6 (b) and 7 (b) It is designed to rotate between the load position (the position used for measurement) shown in Fig.
  • One end of the revolving shaft 15 2 protrudes horizontally from one of the support walls 15 1, and this protruding end is fixed on the substrate 11 a via a stand 15 4. It is connected to the rotating shaft 1555a of the head rotating unit 1505 via a coupling 152a.
  • the measuring head 16 is moved to the unloading position and the loading position by the rotary drive of the air-driven rotary unit 155, so that the measuring head 16 is securely located at the unloading position and the loading position.
  • Stoppers 15 6 and 15 7 are provided to stop at (See Figure 6).
  • the stoppers 156 and 157 are provided on the members on the non-swirl side, that is, the brackets 156a and 157a fixed to the support wall 151, and these stoppers 156 and 157 are provided. When a specific portion of the measurement head 16 hits 157, the measurement head 16 is positioned.
  • the stopper 156 on the unloading position side does not need to exert a particularly accurate positioning function, but the stopper 157 on the loading position affects the measurement accuracy of the measurement head 16 To achieve this, a very accurate positioning function must be performed. Therefore, as the load-side stopper 157, a micro head (1/1) that can precisely adjust the positioning position
  • the stylus 16 1 and 16 2 of 16 are accurately held at the same height level as the center of rotation of the lens holding shaft 12 1 and the center of rotation of the cut 13 1. Also, the deviation from the initial positioning can be adjusted.
  • the bracket 16 fixed to the arm 16 3 of the measuring head 16 and the support wall 15 1 may have shock absorbers (shock absorbers) that perform shock absorption.
  • an optical sensor 160 is provided on a bracket 160a fixed to the support wall 151, and the measurement head 16 The presence or absence is detected.
  • the measuring head 16 By being configured to be pivotable between the loading position and the unloading position in this way, the measuring head 16 is supplied from above to a position to be measured (a head position) when necessary, and the measurement head 16 is not moved. When necessary, it can be evacuated to the upper evacuation position (unload position). Therefore, once the measurement head 16 is mounted so that it does not hinder the work of the cutting machine 13 1 and the end mill 14 1, once the lens 1 is held by the lens holding unit 12, Work can be carried out with one chuck without releasing the chuck from measurement to processing. Also, as a special case, when performing measurements as needed during the processing of lens 1, if the lens 1 is held as it is without releasing the chucking of lens 1, the edge thickness of lens 1, etc. Can be measured.
  • the measurement head 16 includes a pair of styli (a stylus) that contact the convex lens surface and the concave lens surface of the lens 1 to be processed held by the lens holding unit 12. ) 16 1 and 16 2 are provided.
  • the pair of styluses 16 1 and 16 2 are located on a straight line parallel to the lens thickness direction (the direction parallel to the rotation axis 15 2), and are arranged with their spherical tips facing each other. I have.
  • Fig. 9 (a) shows the principle configuration of the measurement head 17, Fig. 9 (b),
  • (c) is a diagram showing a tip configuration of the stylus 161.
  • the styluses 161 and 162 are attached to arms 164 and 165 arranged to translate in parallel by a guide mechanism (not shown).
  • Fig. 9 shows the stylus 16 1 (the other stylus 16 2 has the same configuration).
  • the tip of the rod-shaped stylus body 1 6 1a has a spherical steel ball (a super-steel steel ball of about 2 mm that is resistant to wear and shape deformation). 6 1b is attached.
  • a flat surface is formed on the side surface of the stylus body 161a, and the steel pole 161 is attached to the stylus body 161a by welding eccentrically to the flat surface side.
  • the linear encoders 16 6 and 16 7 electrically detect the moving positions of the movers 16 6 b and 16 7 b, and the stylus 16 1 by the linear encoders 16 6 and 16 7. , 16 2 are detected. As described above, the stylus 16 1 and 16 2 are urged in the closing direction by the springs 16 a and 16 67 a to automatically close, but in the opening direction, some drive mechanism is used. I have to move it.
  • a loop-shaped belt 173 wound around a pair of pulleys 171 and 172 is arranged above the arms 164 and 165, and the pulley 171 is used to open and close the stylus.
  • the belt 1703 By rotating the belt 1703 around the DC motor 1701 and rotating it around, the arms 1764a and 1673b provided on the belt 1773 can be connected to the arms 164 and 16b. 5 is hooked and moved in the opening direction.
  • the optical sensors 174 and 175 detect the position of the engagement piece 173a so that the stylus 161 and 162 can be detected as being open or closed. I'm sorry
  • the optical sensors 1776 and 1777 can detect whether or not each of the arms 164 and 165 is at the home position.
  • FIGS. 10 and 11 show the principle of measuring the lens position using the stylus 16 1 and 16 2 of the measuring head 16.
  • the styluses 16 1 and 16 2 oppose each other on the same straight line parallel to the lens holding shaft 12 1.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of the shape data.
  • the holding center point of the lens 1 held by the lens holding unit 12 is denoted by ⁇ c (here, set to the optical center).
  • any point S i on the trajectory S can be represented by radial information (pi, 0 i), which is polar coordinates with O c as the origin.
  • ⁇ i is the distance (radial length) from O c to an arbitrary point S i on trajectory S
  • 0 i is a straight line ⁇ c S i with respect to a reference line ⁇ c S o passing through O c.
  • the lens 1 has a radial angle ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ i with respect to the stylus 16 1 and 16 2. Can only be rotated. Since the tip of the stylus 16 1 and 16 2 traces on the convex lens surface 1 A and the concave lens surface 1 B of the lens 1, the amount of movement of the stylus 16 1 and 16 2 is linear encoder 1 6 By detecting at 6, 167, lens position data (Z i) in the edge thickness direction (Z-axis direction) corresponding to the radial information can be obtained.
  • the position data of the convex lens surface 1 A and the concave lens on the lens radial shape locus (, ⁇ i) are obtained.
  • the position data (pi, 6> i, Zi) of plane 1B can be obtained.
  • the lens thickness (edge thickness) on the lens radial shape locus (pi, i) can be calculated from the position data of the convex lens surface 1A and the position data of the concave lens surface 1B. .
  • FIG. 13 shows the configuration of the cutter 13.
  • This cutlet evening 1 3 1 As shown in Fig. 13 (b), it has two cutting blades 13 la protruding from the outer peripheral surface, and the cutting blades 13 1 a are circumferentially spaced by 180 degrees. It is provided.
  • the cutting edge 13a is composed of a layered chip obtained by sinter-bonding microcrystalline diamond and cemented carbide under ultra-high pressure.
  • the cutout 13 1 has a small cutout Y1 having a small groove Y1a (for example, for a metal frame) and a large cutout Y2a having a large groove Y2a.
  • a cut-out cutout Y2 for a plastic cell frame
  • a cut-off cutout HI without a cutout groove for a frame without a frame
  • the bevel grooves Y la and Y 2a are as shown in Fig. 13 (c).
  • the bevel angle is, for example, 110 to 125 degrees
  • the bevel height is, for example, 0 for a small bevel. 4 to 0.68 mm, for example, 0.7 to 0.9 mm.
  • the flat portion adjacent to the bevel grooves Yla and Y2a has a tapered surface of, for example, 3.5 to 5 degrees on one side only. This is to create an escape for the frame next to the bargain.
  • Fig. 14 shows the principle of cutting the peripheral edge of lens 1 by cutting 13 1.
  • Katsuyu 13 1 rotates from top to bottom
  • Lens 1 rotates from bottom to top.
  • the cutting blade 13 1 a of the cut 13 1 forcibly cuts the lens 1 by the set depth of cut at the interference portion.
  • Fig. 16, Fig. 17, Fig. 18 (a), (b) show the principle of groove engraving with an end mill 141 and chamfering of both edges of the edge (lens peripheral surface).
  • the rotating end mill 14 When carving a groove lb on the end surface (peripheral surface) of the shaped lens 1, as shown in Fig. 16 and Fig. 17, by controlling the movement of the lens 1, the rotating end mill 14 The approach of the lens end face to the tip is performed. When the approach is completed, the cutting amount is appropriately set by the cutting operation mechanism 24 while rotating the lens 1. Then, as the lens 1 rotates, a groove 1 b having a preset depth (cut amount) is continuously formed on the lens end face.
  • the distance between the end mill position where the end mill 14 1 is currently in contact and the center of the lens is calculated based on the shape data of the lens 1, and the position of the lens 1 in the Y-axis direction is calculated according to this distance. Control movement. Also, during processing, the specific position of the end surface, for example, the center position in the width direction (edge thickness direction) of the end surface, or the front surface of the lens based on the shape
  • the lens 1 is controlled to move in the Z-axis direction so that the tip of the end mill 144 is always located at a fixed distance from the (convex side lens surface 1A).
  • a groove 1b is formed on the lens end surface over the entire circumference of the lens.
  • the position of the lens 1 with respect to the end mill 14 1 is determined (for chamfering) using the position coordinates of the edges lc and 1 d.
  • the chamfer dimensions ( ⁇ , ⁇ ) are almost determined by the shape of the edge portions lc and 1d, the center position of the chamfering end mill 141, the radius of the R portion and the positions of the edge portions lc and 1d
  • the mutual positional relationship between the edges 1c, 1d of the lens 1 and the tip of the end mill 141 is set as a clearance Qll, Q12, Q21, Q2. 2 is decided.
  • the positions of the edge portions 1c and Id of the lens 1 to be controlled are determined.
  • the coordinate data can be determined, and based on the position coordinate data, the lens 1 is controlled in position in the Y-axis direction and the Z-axis direction and circulates, so that the lens 1 and the end mill 14 for proper chamfering are obtained.
  • the mutual positioning of 1 is performed.
  • FIG. 20 is a diagram showing the configuration of FIG. 9, and FIG.
  • the lens holder 19 is a fitting shaft part 1 fitted on the inner periphery of the cylindrical lens holder receiver 12 1 a shown in FIG. 9 3, the fitting shaft flange 1 94 corresponding to the end face of the lens holder receiver 1 2 1 a, and as shown in FIGS. 10 and 20.
  • It is a pipe-shaped member having a lens holding flange 196 pressed into contact with the adhesive pad 191.
  • the fitting shaft flange 1994 is formed with a rotation preventing notch 1995 that fits into a projection (not shown) on the lens holder receiver 121a side.
  • the fitting shaft portion 1993 has, for example, a length of 35 mm, an outer diameter of about 14 mm ⁇ , and a hole diameter of the center hole 7 of about 10 mm *.
  • the fitting shaft flange 1 94 defines the amount of fitting of the fitting shaft 1 93 to the lens holder receiver 121 a, and is about 5 mm thick. Outer diameter is 20 mm ⁇ It is about.
  • a notch groove 1995 is formed on the peripheral surface of the fitting shaft flange 1994 as a rotation preventing portion for preventing the rotation of the lens holder 19 with respect to the lens holder receiver 121a. .
  • This cutout groove 1 95 has an opening on the opposite side of the lens holding flange 1 96 from the lens holding flange. The taper opened outward to facilitate fitting into the lens holder receiver 1 2 1 a
  • the surface 195a is formed.
  • the lens holding flange 1996 is provided on the outer periphery of the distal end side of the fitting shaft portion 1993, and has a thickness and an outer diameter substantially equal to those of the fitting shaft portion flange 1994. The distance between them is about 5 mm.
  • the surface of the lens holding flange 196 to which the double-sided adhesive pad 191 is in close contact is a concave spherical lens holding surface 197 corresponding to the convex lens surface 1A of the lens 1. I have. If the radius of curvature of the lens holding surface 197 is larger than the radius of curvature of the convex lens surface 1 A, only the center of the lens holding surface 197 has the convex lens surface 1.
  • the outer peripheral part becomes non-contact, so it is unstable holding and conversely If it is small, only the outer peripheral portion of the lens holding surface 197 comes into contact with the convex lens surface 1A and the central portion is not in contact, so that relatively stable holding is possible and it is possible to prevent axial displacement, etc. If it is too small, the contact area becomes small and the holding becomes unstable. That is, it is considered that the radius of curvature of the lens holding surface 197 should be set to an appropriate size according to the radius of curvature of the convex lens surface 1A.
  • a base curve defined by the degree of curvature of the curved surface of the convex lens surface has an appropriate curve according to the power.
  • Several base curves with different radii of curvature are set so that can be selected.
  • ... curve To specify the base curve of the surface with each set radius of curvature, it is called “... curve”.
  • 12 types are prepared from a 0 curve to a 11 curve.
  • the approximated curve is a group, for example, a first lens group of 0 to 3 curves, a second lens group of 4 to 6 curves, and a third lens group of 7 to 11 curves.
  • a lens holder 19 having a different radius of curvature of the lens holding surface 197 is prepared for each lens group, and the one used for the first lens group of the above-described 0 to 3 curves has four curves.
  • the curve used for the second lens group with 4 to 6 curves is set to 7 curves
  • the curve used for the third lens group with 7 to 11 curves is set to 11 curves.
  • the lens holder 19 is composed of three types corresponding to the number of lens groups, and the lens holding surface 19 having a smaller radius of curvature than the convex lens surface 1 A of the lens 1 belonging to each lens group. 7 (however, the 11-curve lens has the same force as the lens holder) so that the convex surface 1A of the lens 1 is in contact with the outside.
  • the curvature of the lens holding surface 1997 of the lens holder 19 is made deeper than the convex lens surface 1A of the lens 1 for each lens group, as shown in FIG. 1 9 7 outer edge Can be held in the department.
  • the curvature of the lens holding surface 1997 is different, and the other structure of the lens holder 19 is completely the same.
  • the lens holding surface 197 made of the concave spherical surface has fine irregularities 198 for increasing the tight bonding force with the double-sided adhesive pad 191. It is formed radially in the circumferential direction, and each peak and valley of the minute unevenness 198 extends at a substantially constant angle in the radial direction of the annular lens holding surface 197.
  • FIGS. 19 (c) and (d) show the cross-sectional shape of the fine unevenness 198 formed on the lens holding surface 1997 of the present lens holder 19 and the pad 1 corresponding to the fine unevenness 198.
  • Fig. 19 (e) a diagram showing the state where 9
  • (f) is a diagram showing, as a comparative example, a cross-sectional shape of the fine unevenness 19 9 in the conventional lens holder and a state in which the pad 19 1 is adhered to the fine unevenness 19 9, respectively. .
  • Each of them has a cross-sectional shape in which the microscopic unevenness 1980 and 199 are continuously arranged in the circumferential direction of the lens holding surface 1997.
  • the cross-sectional shape of the micro unevenness 19 9 is made into a single-sided slope considering the direction of rotation, and the pad 19
  • the biting effect on 1 maintained the bonding force with the pad 19 1. That is, the wall 1199 b on the front side in the direction of rotation is constituted by a vertical surface, and the opposite side is located at the peak 1199 a of the peak of the small unevenness 1 9 9
  • the wall 199 c was composed of a slope.
  • the present lens holder 19 ( ⁇ 20), a thicker adhesive pad is used, and the cross-sectional shape of the concave and convex 198 of the lens holding surface 197 is changed as shown in FIGS. 19 (c) and (d). ), It is formed on both slopes. That is, at the peak 1980a of the unevenness 1980, the wall 1998b on the front side in the direction of rotation and the wall 1198c on the opposite side have the same inclination angle (45 degrees). It consists of slopes.
  • the diameter of the lens holding flange 196 can be reduced. This has the advantages described below.
  • the number of types of lens holders that are prepared according to the lens type can be reduced (weakness and strength. Or add one or two types in between).
  • a plurality of types of lens holders 19 are prepared in which the curvature of the lens holding surface 197 is changed stepwise so that the lens holder can be properly used according to the lens curve. In that case, it is not practical to prepare lens holders according to all lens curves.
  • FIG. 21 shows the relationship between the lens holding surface 197 having a certain curvature and the lens surface 1A.
  • the curvature of the lens surface 1A is larger than the curvature of the lens holding surface 197, the outer peripheral edge of the lens holding surface 197 hits the lens surface 1A, and the curve of the lens holding surface 197 and the lens surface 1A There is a depth difference F between the curve and the curve. If the depth difference F is large, the degree of adhesion between the lens holding surface 197 and the lens surface 1A will be low, so prepare a lens holder corresponding to the lens surface 1A so that the difference does not increase. You can choose.
  • the outer diameter of the lens holding surface 1997 (lens holding flange 1996) is reduced, the above-mentioned depth difference F can be reduced. It can correspond to the lens of. Therefore, according to the lens holder having a small diameter, the range of lens curves that can be covered can be widened, and as a result, the types of lens holders can be reduced.
  • the cross-sectional shape of the minute unevenness 198 formed on the lens holding surface 1997 is a mountain shape, but it may be a smooth wave shape by making the peak or the bottom of the mountain an R shape.
  • the peaks and valleys of the minute unevenness 1980 are continuously extended in the radial direction of the annular lens holding surface 197, but the minute unevenness is dispersed throughout the lens holding surface 197. May be arranged.
  • FIG. 22 is a block diagram showing an electrical connection relationship centering on a control device in the lens processing apparatus 10. However, only the main components are shown here.
  • the control device comprises a thermometer control unit 1001 and an I / ⁇ control unit 1002.
  • the two control units 1001 and 1002 exchange data with each other, and also exchange data with a host computer (not shown).
  • Lens shape data (including radial information, convex lens surface shape, concave lens surface shape, lens thickness, outer diameter, etc.) and processing information are sent from the host computer that manages the entire processing system.
  • step 02 necessary processing is performed on the lens based on the transmitted shape data and processing information.
  • the servo motor control unit 1001 includes an X-axis servo motor (lens rotation motor 125), a Y-axis servo motor (cutting operation motor 63), and a Z-axis servo motor (Z Performs drive control of the direction movement module 3 3 1). Also,
  • Z O control unit 100 2 is a motor for rotating the cutter of the power rotation unit 13 (Motor for T OOL) 1 3 3 ⁇ Chamfering motor (end mill rotation mechanism 1
  • Drive control is performed via 26 to perform necessary operations. At that time, signals from various sensors are used for control.
  • the IZ ⁇ control unit 1002 is a linear encoder for measurement 16 6, 1
  • the detection signal of 7 is counted and taken in by the counter unit 103 0. Further, necessary display is performed on the display operation unit 110, and an operation signal is fetched. It also sends necessary signals to the dust collector interface and the transport robot interface.
  • control units 100 1 and 100 0 The flow of the control performed in step 2 will be described.
  • the measurement locus data sent from the host computer is input (step S1).
  • the measuring head 16 is lowered to position it at the load position (step S2), the stylus 161, 162 is loaded on the lens 1 (step S3), and the lens position is measured. (Step S4), and sends the measurement data to the host computer (Step S5).
  • step S 6 When the measurement is completed for the entire circumference of the lens, the styluses 16 1 and 16 2 are unloaded from the lens 1 (step S 6), and the measurement head 16 is raised to the unload position (step S 7).
  • step S 8 input the machining locus data from the host computer (step S8), rotate the motor (TOOL motor) 13 3 of the cut-off rotary mechanism 13 and start air blow (step S8).
  • step S9 the dust collector is operated (step S10).
  • step S 11 rough cutting is performed by forcible cutting by turning the cutting machine 13 1 at a predetermined number of revolutions (step S 11), and then changing the rotation speed of the cutting machine 13 for cutting. (Step S 12), and finishing is performed by forced cutting by the same way as in the case of cutting 13 (Step S 13).
  • Step S 12 rough cutting is performed by forcible cutting by turning the cutting machine 13 1 at a predetermined number of revolutions (step S 11), and then changing the rotation speed of the cutting machine 13 for cutting.
  • Step S 12 finishing is performed by forced cutting by the same way as in the case of cutting 13 (Step S 13).
  • Step S 13 select the bevel cut Y l, ⁇ 2 and perform processing.
  • step S 14 When the finishing is completed, the cut 1 3 1 is stopped (step S 14), the chamfer mode 14 2 is rotated (step S 15), and the convex lens surface and the concave side are rotated by the end mill 14 1. Chamfer the edge of the lens surface
  • Step S17 Before that, if grooving on the lens peripheral surface is required instead of beveling, turn the end mill 1 4 1 in the chamfering mode 1 4 2 Perform groove carving (Step S16). When the chamfering is completed over the entire circumference, the chamfering mode 142 and the air blow are stopped (step S18), the dust collector is also stopped (step S19), and the processing of one lens is completed.
  • the above roughing and finishing are performed with the same cutting edge.
  • continuous processing can be performed with one chuck without moving the process, and the processing time and the size of the apparatus can be reduced.
  • the space for arranging tools can be reduced, and tool management becomes easier.
  • the lens 1 is forcibly cut with the cut 1 3 1, cutting can be performed while setting the cutting depth appropriately. Therefore, the process up to the finished shape can be determined by the optimum machining conditions for the shape data. For example, it is possible to arbitrarily set the target of how many rotations to complete the cutting and how many seconds to complete the cutting, so that it is possible to shorten the processing time and improve the processing accuracy.
  • a force cutter 1 3 1 as a processing apparatus Place the measurement head 16 for performing the lens measurement above the end mill 14 1, tilt the measurement head 16 forward only when necessary, and hold the measurement head 16 on the lens holding unit 12. Since the measurement of the lens 1 can be performed, the measurement head 16 can be mounted on the processing apparatus 10 without excessively laying out. In addition, since the measurement head 16 is mounted on the processing device 10 by effectively using the empty space above the cutting machine 13 1 and the end mill 141, the plane area of the processing device 10 is reduced. It is not necessary to enlarge, and the size of the processing apparatus 10 can be reduced. In addition, since the entire series of steps from measurement to processing can be performed while holding the lens in the lens holding unit 12, there is no need to change the lens to move the process. There is no need to worry about a drop in processing accuracy, and the lens shape can be accurately finished.
  • power rotation speed tool rotation speed
  • lens holding shaft rotation speed feed speed
  • the cutting speed can be made uniform by changing the rotation speed of the cutting tool and the rotation angle of the lens, so that the machining surface can be finished in a uniform state.
  • end mill rotation speed tool rotation speed
  • the top column in the item column on the left column of the table is a column for specifying the type of lens, and the upper item in this column, ⁇ HY 1 ⁇ speed '', corresponds to the lens material
  • numbers 1 and 2 are described to the right of the item column in this column.
  • This number 1 indicates that the lens material is diethylene glycol bisarylca one-ponate (n d 1.5 0) or polyurethane (especially preferred).
  • Numeral 2 indicates that the lens material is an epipic resin.
  • code “02” is “22 seconds per rotation”
  • code “03” is “30 seconds per rotation”
  • code “04” "Means” 38 seconds per rotation ".
  • the code “05” is “960 rpm”
  • the code “04” is “800 rpm”.
  • the material specified by the number 1 is processed under the same processing conditions even if the wall thickness is different, but the material specified by the number 2 has the material strength of the number 1 Since it is more brittle than that of, the processing time is slow and the processing conditions are slightly different depending on the wall thickness.
  • Fig. 25 shows the experimental results of the relationship between the maximum lens thickness and the number of cutting revolutions (number of machining rounds) in rough machining when machining with predetermined accuracy is possible without axis deviation or the like. It is a graph. In the figure, the vertical axis Y is the number of cutting revolutions (the number of machining rounds), and the horizontal axis X is the maximum lens thickness (unit: mm).
  • the maximum thickness is the maximum thickness of the outer diameter of the lens in the case of a minus lens, and the maximum thickness in the lens frame shape in the case of a plus lens.
  • the lens holding shaft rotation speed feed speed
  • the condition is that the peripheral speed is constant and no axis deviation occurs, for example, about 22 seconds per rotation with rough shear.
  • the number of processing rounds is the number of rounds in which the power is cut along a spiral trajectory for a circular lens, and the last round for adjusting the shape to leave a uniform finish. And is added.
  • the straight line 1 is a polyurethane lens having an intermediate cutting property (for example, a refractive index n d of about 1.56 to 1.74) as the lens material type (material type). ).
  • the lens processing apparatus 10 is provided with an arithmetic function described below in order to accurately obtain lens position data required for bevel processing. This will be described with reference to FIG.
  • the stylus 16 1 and 16 2 of the measurement head should be
  • Traces are made on A and IB, and the positions le and If of the lens surfaces are measured by detecting the position of each stylus 161, 162 at each point of the locus.
  • the trace positions of stylus 16 1 and 16 2 in this case are This is on the extension line ST of the vertex of the bevel 1a formed when the lens 1 is beveled in the lens holding axis direction.
  • the bevel processing is performed as it is based on the position data (the coordinate data of 1e and 1f) obtained in this way, there is a problem that the position of the bevel la cannot be accurately finished. That is, in order to accurately determine the position of the bevel 1a on the lens peripheral surface in the processed state with reference to both edge portions lc and 1d of the lens peripheral surface, actual beveling is performed at the both edge portions 1 The measurement is performed based on the data measured at the positions le and 1 f on the outer peripheral side of the positions c and 1 d on the outer peripheral side by the distance height SH. Therefore, the finish 1a is not finished with high precision.
  • both end edges of the lens peripheral surface in the state after processing are traced. It has been considered that the positions of 1 c and I d are measured in advance, and bevel processing is performed based on the position data.
  • the stylus 16 1 and 16 2 must be traced on the lens center side from the position specified by the lens shape data, so that the stylus 16 1 and 16 2 are traced. Must be created in advance separately from the lens shape data.
  • contact marks of the stylus 16 1 and 16 2 may be left in the range of the lens surfaces 1 A and IB that may be finally used.
  • the coordinate values of the points lc and Id are calculated based on the coordinate measurement data of the points 1e and If and the design data of the lens 1 separately given.
  • the design data of lens 1 includes lens physical property data (refractive power, Abbe number, specific gravity, etc.), prescription-related data (lens power, astigmatism axis, addition power, Prism, basal direction, eccentricity, outer diameter, PD for distance, PD for near, lens thickness, VR value (CR value + VC value)), frame defocus (shape, DBL, FPD, frame curve, frame curve, etc.) , Frame forward inclination, bevel type, and other processing designation data.
  • the design data of the lens 1 includes the radial data, the convex lens surface shape data, the concave lens surface shape data, the lens thickness data, and the outer diameter data.
  • the measurement head 16 for measuring the lens shape and the lens position is provided, as required, with respect to the lens 1 held by the lens holding unit 12, as a shelter. Since it is possible to approach from before, in addition to measurement before processing, in special cases, it is also possible to measure the lens shape and lens position during processing. Next, an example in which measurement is performed during such a process will be described.
  • FIG. 27 shows an example of a processing step.
  • (A) shows the processing steps in a normal case, and (b) shows the processing steps in a special case.
  • the processing step (a) measures the lens at the stage of the unprocessed lens, and the processing step (b) measures the lens during the roughing stage.
  • the processing step (a) (b) The processing step or is selected to perform the processing.
  • the reason for providing the special processing step (b) as an option in this way is that, depending on the lens, there may be a difference in the lens measurement values between the stage of the unprocessed lens and the stage of the rough processing. If the case of (a) is unified with the normal machining process of (a), the bevel position may not be accurately finished in the final finishing machining.
  • the lens is measured first. Next, roughing is performed, then finishing is performed, and finally, chamfering is performed to obtain a lens having the final shape. Roughing is performed to the point where the cutting allowance for finishing is left, and the final machining removes the last cutting allowance and finishes to the final dimensions.
  • the primary roughing is performed first, and then the lens measurement is performed. As shown in Fig. 28 (a) and (b), the primary roughing is performed up to the finished dimension, leaving the measurable width SK. Roughing in the normal machining process leaves only the remaining cutting allowance, but it is difficult to trace the stylus 161, 162 within this range of cutting allowance. Therefore, in this processing step, the primary roughing is performed until the width of the measurable range (for example, about 1.5 to 1.8 mm) is left.
  • the holding state of the lens may change, such as with special lenses. That is, depending on the holding state of the lens, at the stage of the unprocessed lens, the part to be removed by rough processing exerts a reinforcing effect to balance the holding and keep the deformation from appearing in the surface However, when the part is removed by roughing, the reinforcing effect may be lost and retaining deformation may appear on the surface.
  • the lens measurement value is obtained at the stage of the unprocessed lens, the position data of the original lens will change at the stage after the actual rough processing, and the reliability will decrease. It is. For example, a bifocal lens with small beads or a lens with a thick edge is used.
  • the lens measurement is performed at the stage of performing the primary roughing, and lens information including the edge thickness is obtained in a state where the lens is not deformed by holding the lens.
  • the finishing process is carried out and the chamfering process is finally carried out in the same way as in the normal working process, to obtain the final shaped lens.
  • a lens to be processed for eyeglasses is held at the center of the lens, the peripheral surface of the held lens to be processed is scraped by a rotary processing tool for peripheral surface processing, and the lens to be processed is a lens.
  • the peripheral surface is scraped over the entire circumference of the lens to be processed, and when processing a lens having a predetermined peripheral shape, the lens to be processed is held by the lens holding unit.

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Description

明 細 書 レンズ加工装置、 レンズ加工方法及びレンズ測定方法 技術分野
本発明は、 眼鏡レンズ等の被加工レンズをレンズ枠に枠入れするため に、 該被加工レンズの周縁を所定形状に加工するレンズ加工装置及びレ ンズ加工方法に関する。 背景技術
この種のレンズ加工装置として、 従来では、 砥石でレンズの周面を研 削することにより、 レンズ周縁を所定形状に加工する砥石式レンズ加工 装置が一般的であつたが、 プラスチックレンズに限った場合、 切削加工 が可能であることから、 最近では、 カツ夕でレンズ周面を切削する切削 式レンズ加工装置が開発されてきている。 特開平 9 一 3 0 9 0 5 1号公 報ゃ特開平 1 1 一 0 2 8 6 5 0号公報等にこの種の切削式レンズ加工装 置の例が開示されている。 また、 特開平 — 3 1 5 5 6 3号公報ゃ特開 平 5— 4 1 5 6号公報に、 砥石 (周面加工用の回転加工工具) でレンズ の周面を研削してレンズ周縁を所定形状に加工する場合に、 レンズの割 れを防いだり、 適切な加工を効率良く行ったりすることを目的として、 レンズ周縁厚さに応じて、 砥石の研削荷重を設定変更する技術が開示さ れている。
ところで、 上記特開平 9 一 3 0 9 0 5 1号公報ゃ特開平 1 1— 0 2 8 6 5 0号公報に記載されている切削式レンズ加工装置では、 眼鏡レンズ に要求される全ての加工メニューを、 1台の装置でワンチャック (=異 なる装置間でのレンズの移動のない 1回のレンズ保持動作) で実行する ことまではできなかった。 即ち、 通常の眼鏡レンズの加工メニューとし ては、
①レンズ周面の切削加工 (ャゲン加工を含む)
②レンズ周面への溝彫り加工
③レンズ周面とレンズ面との交差エツジ部への面取り加工
が揚げられるが、 これら全ての項目を 1台の装置でワンチャックでこな せるものはなかった。 特に、 ャゲン加工、 溝彫り加工、 面取り加工は、 高い加工精度が要求されるため、 加工対象のレンズ形状やレンズ位置の 測定までを含めてワンチャックで行えるのが理想であるが、 それを実現 できるものがなかった。 また、 特開平 4 - 3 1 5 5 6 3号公報ゃ特開平 5 - 4 1 5 6号公報に記載の技術のように、 砥石の研削荷重をレンズ周 緑厚さに応じて設定変更するだけでは、 必ずしも精度の良い加工や良好 な仕上げ面を有する加工を行うことができなかった。
本発明は、 上記事情を考慮し、 眼鏡レンズ加工に要求される測定から 各種項目の加工までをワンチャックで実行することができ、 しかも、 高 精度な加工を実現可能なレンズ加工装置及びレンズ加工方法を提供する ことを目的とする。 発明の開示
第 1の発明は、 眼鏡用の被加工レンズの周縁を形状データに従って加 ェするレンズ加工装置において、 前記被加工レンズをレンズ中心部で保 持し、 保持した被加工レンズをレンズ中心回りに回転させるレンズ保持 ユニッ トと、 該レンズ保持ュニッ 卜に保持された被加工レンズの周面を 回転切削工具により所定断面形状に切削する周面切削加工装置と、 前記 レンズ保持ュニッ 卜に保持され且つ前記周面切削加工装置により周面切 削された被加工レンズの周面に溝加工を施す溝加工装置と、 前記レンズ 保持ュニッ トに保持され且つ前記周面切削加工装置により周面切削され た被加工レンズの周面とレンズ面との交差エツジ部に面取りを施す面取 り加工装置と、 前記レンズ保持ュニッ トに保持された被加工レンズのレ ンズ面形状及びレンズ面位置を測定するレンズ形状測定装置と、 を具備 したことを特徴とする。
この装置では、 レンズ保持ュニッ 卜で保持した被加工レンズに対して. 周面切削加工装置によりレンズ周面の切削加工を施すことができ、 溝加 ェ装置によりレンズ周面への溝加工を施すことができ、 面取り加工装置 によりレンズ周面エツジ部の面取り加工を施すことができる。 しかも、 同じく前記レンズ保持ュニッ 卜で保持した被加工レンズのレンズ面形状 とレンズ面位置を、 レンズ形状測定装置により計測することができる。 従って、 ワンチャックで被加工レンズを保持した状態のまま、 レンズ形 状及び位置の計測により、 ャゲン加工が必要な場合は、 周面切削により 精度良くャゲンを形成することができ、 溝加工が必要な場合は、 精度良 くレンズ周面に溝を形成することができる。 また、 面取りを行う場合に も、 前記の計測データや加工内容に基づき、 レンズ周面エッジ部に精度 良く面取り部を形成することができる。
また、 本発明のように回転切削工具でレンズの周面を切削加工するよ うにした場合は、 砥石による研削と比較して、 切り込み量を自由に設定 することができるので、 仕上げ形状に至るまでの過程を自在に制御する ことができる。 例えば、 何回レンズを回転させて仕上げまで行うかとか, 何秒で加工を終わらせるかとかの目標設定が任意にできる。
第 2の発明は、 第 1の発明における周面切削加工装置、 溝加工装置、 面取り加工装置が固定的に配されており、 これら加工装置に対して前記 レンズ保持ユニッ トを移動することにより、 保持した被加工レンズに対 する加工動作を行わせる加工動作機構部を備えていることを特徴とする < この装置では、 被加工レンズ側を、 加工装置の工具に対して移動する ことにより、 加工装置に加工動作を行わせる。 従って、 加工装置側は単 に工具を回転させるだけでよくなり、 装置構成が簡単になる。
第 3の発明は、 第 1又は第 2の発明において、 周面切削加工装置と溝 加工装置とが基板上に隣接して配置され、 且つ、 前記溝加工装置の回転 工具の軸線が、 前記レンズ保持ュニッ 卜のレンズ保持軸と垂直な方向で 前記基板と平行な方向に向けて配置され、 しかも、 前記溝加工装置の回 転工具の軸線と前記周面切削加工装置の回転切削工具の軸線と前記レン ズ保持軸の軸線とが同じ高さに配置されていることを特徴とする。
この装置では、 周面切削加工装置と溝加工装置とを隣接配置している 上、 それらの軸線とレンズ保持軸の軸線の高さを揃えているので、 コン パク トな加工装置を実現できる。
第 4の発明は、 第 1〜第 3の発明において、 レンズ保持ユニッ トが、 レンズ保持軸とレンズ押さえ軸とを備え、 レンズ保持軸には先端に被加 ェレンズを装着するレンズホルダ受けが設けられ、 一方、 レンズ押さえ 軸側は、 レンズ保持軸と同軸に配されると共に、 アーム部を介してレン ズ保持軸方向にスライ ド可能に取り付けられており、 しかも、 該レンズ 押さえ軸はエアシリンダの圧力を受けてレンズ保持軸側に移動し、 その 先端のレンズ押さえによって被加工レンズをレンズ保持軸側に押圧し、 それにより、 レンズ保持軸とレンズ押さえ軸間に被加工レンズを挟持す るものであることを特徴とする。
この装置では、 レンズ保持力を得るための駆動源にエアを使用してい るので、 レギユレ一夕の圧力設定を変えることにより、 レンズ材質等に 応じてレンズ保持力 (いわゆるチャック圧) を自由に調節することがで きる。
第 5の発明は、 第 1〜第 4の発明において、 前記溝加工装置及び面取 り加工装置が共通のポールェンドミルで構成されていることを特徴とす る。
この装置によれば、 溝加工及び面取り加工を溝彫り用の小径のェンド ミルで行うので、 従来の砥石に夜加工に比べて、 他の箇所との干渉が少 なく、 小さな面取りを正確に仕上げることができる。 また、 1個のェン ドミルを溝彫り加工と面取り加工に兼用するので、 工具数を減らすこと ができてコスト削減に寄与することができるし、 溝彫り加工と面取り加 ェとを、 ワンチャックのままほぼ連続して行うことができるため、 加工 時間の短縮も図れる。 また、 工具の兼用により駆動系が 1つで済むため, 装置の小型化及びコストの削減を図ることができる。 また、 工具の数を 増やさないため、 工具の管理も楽になる。
第 6の発明は、 眼鏡用の被加工レンズをレンズ中心部で保持し、 保持 した被加工レンズの周面を周面加工用の回転加工工具により削り取ると 共に、 被加工レンズをレンズ中心回りに周回させることにより、 被加工 レンズの全周にわたって周面を削り取り、 それにより所定の周縁形状の レンズを加工するレンズ加工方法において、 前記被加工レンズをレンズ 保持ュニッ 卜によって保持し、 このレンズ保持ュニッ トによる保持状態 を維持したままで、 ャゲン加工を含むレンズ周面の切削加工と、 レンズ 周面への溝彫り加工と、 レンズ周面とレンズ面との交差エツジ部への面 取り加工とを行うことを特徴とする。
この方法は、 眼鏡レンズに要求される全ての加工メニューを、 1台の 装置でワンチヤック (=異なる装置間でのレンズの移動のない 1回のレ ンズ保持動作) で実行するものである。 すなわち、 ャゲン加工、 溝彫り 加工、 面取り加工のように、 特に高い加工精度が要求される加工を、 ヮ ンチャックで行うことにより、 加工のたびにチャックし直す必要があつ た従来の場合に比較して、 高い精度で行うことを可能にする。 第 7及び第 8の発明は、 被加工レンズをレンズ中心部で保持し、 保持 した被加工レンズの周面を周面加工用の回転加工工具により削り取ると 共に、 被加工レンズをレンズ中心回りに周回させることにより、 被加工 レンズの全周にわたって周面を削り取り、 それにより所定の周縁形状の レンズを加工する方法において、 被加工レンズの材種またはレンズ周縁 厚さに応じて、 周面切削用の回転加工工具の回転速度と、 被加工レンズ の周回時の回転速度と、 所定削り代だけ削り取るための被加工レンズの 周回数との少なくともいずれかを設定変更することを特徴とする。
前記周面加工用の回転加工工具としては、 被加工レンズの周面を外周 に設けた切削刃で切削するカツ夕の場合がある。
例えばプラスチックレンズの場合、 軟らかい材種と硬い材種がある。 また、 眼鏡レンズの場合、 度数によりレンズ周縁厚さ (コバ厚) が異な る。 これを一様な加工条件で加工すると、 材種の硬さやレンズ周縁厚さ に応じて当然加工負荷が異なってくるので、 加工負荷の違いにより加工 精度にバラツキが出る上、 加工能率にも影響が出る可能性がある。 そこ で、 第 7〜第 9の発明では、 材種ゃレンズ周縁厚さに応じて、 加工条件 を設定変更するようにしている。
この場合の加工条件としては、 力ッ夕ゃ砥石等の周面切削用回転加工 工具の回転速度と、 被加工レンズの周回時の回転速度と、 所定削り代だ け削り取るための被加工レンズの周回数とがあり、 少なくともこれらの パラメ一夕のうちの 1つを設定変更することにより、 加工条件の適切化 を図る。
例えば、 眼鏡レンズの場合、 最終的な仕上げ形状に近づくにつれて、 レンズ周縁形状が円形ではなくなるので、 回転中心から加工ボイント (工具をレンズに干渉させて、 実際にレンズを削り取つているポイン ト) までの動径 (半径) が、 被加工レンズの回転角度によって変化する c そこで、 レンズの回転による加工ポイントの周速を均一にするべく、 レ ンズの回転時の角速度を制御する。 そうすることにより、 工具に対する レンズの移動速度 (加工ポイントの移動速度) が等しくなるので、 全周 をほぼ等しい条件で加工することができる。
また、 レンズの回転角速度は変化させずに、 回転加工工具側の回転速 度を加工ポイントの移動に従って変化させることにより、 全周をほぼ等 しい条件で加工することもできる。
第 1 0の発明は、 所定の周縁形状に加工された被加工レンズの周面に 回転溝彫り工具を突き当てながら、 被加工レンズをレンズ中心回りに周 回させることにより、 被加工レンズの周面に溝を形成するレンズ加工方 法において、 被加工レンズの材種に応じて、 回転溝彫り工具の回転速度 と、 被加工レンズの周回時の回転速度との少なくともいずれかを設定変 更することを特徴とする。
第 1 1の発明は、 所定の周縁形状に加工された被加工レンズの周面と レンズ面との交差エッジ部に回転面取り工具を押し当てながら、 被加工 レンズをレンズ中心回りに周回させることにより、 前記エツジ部に面取 りを施すレンズ加工方法において、 被加工レンズの材種に応じて、 回転 面取り工具の回転速度と、 被加工レンズの周回時の回転速度との少なく ともいずれかを設定変更することを特徴とする。
溝彫りと面取りは、 大きな削り代を削り取る加工ではないので、 1回 だけレンズを周回させれば、 加工を完了する。 従って、 周面加工の場合 にはレンズの周回数を設定変更可能なパラメ一夕として加えていたが、 ここではそれをパラメ一夕から外している。 また、 溝彫り加工と面取り 加工は、 レンズ周縁厚さの違いによって加工負荷に影響を受ける加工項 目ではないので、 レンズ周縁厚さについても条件から外してある。 そし て、 条件としては被加工レンズの材種だけを残し、 パラメータとして、 回転溝彫り工具や面取り工具の回転速度と、 被加工レンズの周回時の回 転速度とを設定変更するようにしている。
このように、 2つのパラメ一夕のうちの少なくとも 1つを、 被加エレ ンズの材種に応じて設定変更することにより、 加工条件の適切化を図る ことができる。
第 1 2の発明は、 被加工レンズをレンズ中心部で保持し、 保持した被 加工レンズの周面を周面加工用の回転加工工具により削り取ると共に、 被加工レンズをレンズ中心回りに周回させることにより、 被加工レンズ の全周にわたって周面を削り取り、 それにより所定の周縁形状のレンズ を加工する方法において、 前記被加工レンズの周面を荒加工するときと. その後に仕上げ加工するときとで、 前記周面切削用の回転加工工具の回 転速度と、 被加工レンズの周回時の回転速度との少なくともいずれか一 方を設定変更することを特徴とする。
第 1 3の発明は、 第 1 2の発明において、 周面加工用の回転加工工具 として、 被加工レンズの周面を外周に設けた切削刃で切削するカツ夕を 用いることを特徴とする。
第 1 4の発明は、 第 1 3の発明において、 荒加工と仕上げ加工とを同 じカツ夕で行うことを特徴とする。
一般的に荒加工は、 仕上げ加工を行う手前までの削り代を取り除くェ 程であるから、 寸法的な精度や仕上げ面精度を出す必要はなく、 早く所 定の削り代を取り除くことができればよい。 そこで、 送りスピード (レ ンズの周回回転速度) を上げたり、 削り込み深さを深く設定することで, それを実現する。 ここで、 削り込み深さを深くするには、 砥石による研 削の場合は研削荷重を大にすればよいし、 カツ夕による切削の場合は切 削深さ方法の送り速度を大きく設定すればよい。 一方、 仕上げ加工は、 寸法的な精度や仕上げ面精度を出すための工程であるから、 砥石や力ッ 夕等の回転加工工具の回転速度を上げて、 送りスピードを遅くするのが 一般的である。
その際、 カツ夕で周面切削する場合は、 カツ夕の回転速度を変えるこ とで、 荒加工と仕上げ加工の両方を行うことができる。
第 1 5の発明は、 眼鏡用の被加工レンズの周縁をレンズ枠形状デ一夕 に従って加工するにあたり、 レンズ保持ュニッ 卜によって保持された前 記被加工レンズのレンズ面に、 前記レンズ枠形状データに従ってスタイ ラスをトレースさせ、 該スタイラスのレンズ厚み方向の変位を検出する ことで、 前記レンズ面の位置を測定するレンズ測定方法において、 前記 スタイラスをトレースさせた点の測定データと、 予め与えられた被加工 レンズのレンズ面情報を含むレンズ設計デ一夕とを用いて、 前記トレー スした点より離間した点におけるレンズ面の位置を割り出すことを特徴 とする。
第 1 5の発明において、 前記レンズ設計データには、 レンズ面に関す る全座標デ一夕 (レンズ面情報) が含まれている。 従って、 レンズを保 持した状態でレンズ枠形状データに従ってレンズ面にス夕ィラスをトレ
—スさせてレンズ面の位置を実測すれば、 その実測データと、 別途与え られるレンズ設計データとに基づいて、 レンズ面の任意の位置の位置デ 一夕を割り出すことができる。 従って、 例えばャゲン加工する場合には, ャゲン基部におけるコバの両端エツジ部の位置データを演算で割り出し て、 そのデータに基づいてャゲン加工することにより、 ャゲンの位置を 精度良く仕上げることができる。
第 1 6の発明は、 第 1 5の発明において、 前記トレースした点より離 間した点を、 周面仕上げ加工後の被加工レンズのレンズ面とレンズ周面 との交差エッジ部としたことを特徴とする。
第 1 6の発明の場合、 レンズ面の位置を求める点を、 周面仕上げ加工 後の被加工レンズのレンズ面とレンズ周面との交差エッジ部としたので, 例えばャゲン加工する場合、 レンズ周面に溝加工する場合、 あるいは、 前記エツジ部に面取り加工を施す場合、 それらを精度よく仕上げること ができる。
第 1 7の発明は、 第 1 6の発明において、 前記スタイラスを、 レンズ 周面にャゲン加工する際のャゲン頂点のレンズ保持軸方向の延長線上の 位置でレンズ面にトレースさせ、 該トレースした点より離間した点を、 ャゲン基部に相当するレンズ周面とレンズ面との交差エツジ部としたこ とを特徴とする。
第 1 7の発明では、 ャゲン加工する場合に、 ャゲン基部に相当するレ ンズ周面とレンズ面との交差エツジ部の位置データを取得するので、 そ の交差エツジ部のデータに基づいてャゲンの位置を精度良く仕上げるこ とができる。
第 1 8の発明は、 第 1 5〜第 1 7のいずれかの発明において、 前記ス タイラスを一対用いて、 被加工レンズの表裏レンズ面にトレースさせる ことで、 表裏レンズ面の位置を同時に測定することを特徴とする。
第 1 8の発明では、 一対のスタイラスで表裏レンズ面の位置を同時に 測定するので、 それらのデータからコバ厚を算出することができる。 第 1 9の発明は、 第 1 5〜第 1 8のいずれかの発明のレンズ測定方法 を用いて、 被加工レンズのレンズ面の位置データを取得し、 該データに 基づいて被加工レンズの周面加工を行うことを特徴とする。
第 1 9の発明では、 前述の測定方法で取得したデータに基づいてレン ズの周面加工を行うので、 周面の加工精度を高くすることができる。 第 2 0の発明は、 第 1 9の発明において、 前記周面加工の際にレンズ 周面にャゲンを形成することを特徴とする。
第 2 0の発明では、 前述の測定方法で取得したデ一夕に基づいて、 レ ンズの周面にャゲンを形成するので、 ャゲン位置を精度良く仕上げるこ とができる。
第 2 1の発明は、 第 1 9の発明において、 前記周面加工の後に、 該周 面に対して前記取得したデータを利用して溝加工を施すことを特徴とす る。
第 2 1の発明では、 前述の測定方法で取得したデータに基づいて、 レ ンズの周面に溝を形成するので、 溝の位置を精度良く仕上げることがで さる。
第 2 2の発明は、 第 1 9〜第 2 1のいずれかの発明において、 前記周 面加工の後に、 該レンズ周面とレンズ面との交差エッジ部に、 前記取得 したデータを利用して面取り加工を施すことを特徴とする。
第 2 2の発明では、 前述の測定方法で取得したデータに基づいて、 レ ンズ周面とレンズ面との交差エツジ部に面取り加工を施すので、 面取り 部を精度良く仕上げることができる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置の全体構成を示す斜視 図である。
第 2図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置の全体構成を示す平面 図である。
第 3図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置の全体構成を示す正面 図である。
第 4図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置におけるレンズ保持ュ ニッ 卜の詳細構成を示す平面図である。
第 5図の (a ) は本発明の実施形態のレンズ加工装置における切り込 み動作機構部の詳細構成を示す平面図、 (b ) は (a ) の V b— V b矢 視図である。
第 6図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置における測定ュニッ 卜 の側面図であり、 ( a ) は測定ヘッ ドがアンロード位置にある状態を示 し、 (b ) はロード位置にある状態を示す。
第 7図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置における測定ユニッ ト の平面図であり、 ( a ) は測定ヘッ ドがアンロード位置にある状態を示 し、 (b ) はロード位置にある状態を示す。
第 8図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置における測定ュニッ 卜 の正面図である。
第 9図の ( a ) は本発明の実施形態のレンズ加工装置の測定ヘッ ドの 原理構成図、 (b ) はスタイラスの先端部の詳細を示す側面図、 (c ) は同正面図である。
第 1 0図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置の測定へッ ドのス夕 イラスをレンズに口一ディングした状態を示す平面図である。
第 1 1図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置の測定ヘッ ドのス夕 イラスをレンズにローディングした状態を示す側面図である。
第 1 2図は、 形状データの説明図である。
第 1 3図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置におけるカツ夕回転 機構部のカツ夕の構成を示し、 (a ) は半断面図、 (b ) は側面図、 ( c ) はャゲンカツ夕の要部拡大図である。
第 1 4図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置におけるカツ夕回転 機構部のカツ夕でレンズを加工している状態を示す側面図である。
第 1 5図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置におけるカツ夕回転 機構部のャゲン力ッ夕でレンズを加工している状態を示す平面図である, 第 1 6図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置におけるエンドミル 回転機構部のェンドミルでレンズ端面に溝彫りを行っている状態及びレ ンズ端面のエツジ部に面取りを行っている状態を示す平面図である。 第 1 7図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置におけるエンドミル で溝彫りまたは面取りを行っている状態を示す側面図である。
第 1 8図は、 ( a ) は本発明の実施形態のレンズ加工装置におけるェ ンドミルで溝彫り及び面取りを行う場合の説明に用いる拡大図、 (b ) はャゲンのある場合の面取りの説明図である。
第 1 9図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置におけるレンズホル ダの説明図で、 ( a ) はレンズホルダの側面図、 (b ) は同レンズホル ダのレンズ保持面の平面図、 ( c ) は前記レンズ保持面に形成されてい る微小凹凸の断面図、 (d ) はその微小凹凸にパッ ドを圧接させた状態 を示す断面図、 (e ) は従来のレンズホルダのレンズ保持面に形成され ている微小凹凸の断面図、 ( f ) はその微小凹凸にパッ ドを圧接させた 状態を示す断面図である。
第 2 0図は、 レンズホルダ 1 9によってレンズ 1を保持する様子を示 す図である。
第 2 1図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置におけるレンズホル ダとレンズの曲率の関係による密着度の説明に用いる断面図である。 第 2 2図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置の電気的構成の概略 を示すプロック図である。
第 2 3図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置で行われる加工プロ セスを示すフローチヤ一トである。
第 2 4図は、 加工工程の種類別に応じて定められたパラメータ (カツ 夕回転速度 =工具回転速度、 レンズ保持軸回転速度 =送りスピード) の 実例を示す表である。
第 2 5図は、 軸ずれ等がなく所定の精度の加工が可能な場合のレンズ の最大肉厚と切削回転数 (加工周回数) との関係を実験的に求めた結果 を示すグラフである。
第 2 6図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置で行われるレンズ測 定の補正方法の説明図である。
第 2 7図は、 本発明の実施形態のレンズ加工装置で選択可能な加工ェ 程 ( a) 、 (b) の流れ図である。
第 2 8図は、 第 2 3図の (b) の加工工程の説明図で、 ( a) はレン ズの正面図、 (b) はレンズの断面図である。
1…レンズ、 1 2…レンズ保持ユニッ ト、 1 2 1…レンズ保持軸、 1 2 1 a…レンズホルダ受け、 1 2 2…レンズ押さえ軸、 1 2 2 a…レ ンズ押さえ、 1 2 3…エアシリンダ、 1 3…カツ夕回転機構部 (周面切 削加工装置) 、 1 3 1…カツ夕 (回転切削工具) 、 1 4…エンドミル回 転機構部 (溝加工装置、 面取り加工装置) 、 1 4 1…エンドミル (回転 工具) 、 1 5…測定ユニッ ト、 1 6…測定ヘッ ド、 1 6 1, 1 6 2…ス タイラス、 1 9…レンズホルダ、 9 9 2…空気噴射ノズル (空気噴射装 置) 、 9 9 3…掃除口 (吸引除去装置) 発明を実施するための最良の形態
第 1図は実施形態のレンズ加工装置の全体構成を示す斜視図、 第 2図 は同全体構成を示す平面図、 第 3図は同全体構成を装置手前側から見た 正面図である。 以下、 これらの図面を参照にしながら、 本発明の実施形 態にかかるレンズ加工装置及びレンズ加工方法を説明する。 なお、 この 実施の形態にかかるレンズ加工装置は、 従来一般的であった、 砥石でレ ンズ周面を研削する研削式のものではなく、 回転切削工具でレンズ周面 を強制切削する切削式レンズ加工装置である。 この種の切削式レンズ加 ェ装置は、 プラスチックレンズの場合に特に有効であり、 加工効率の向 上を図ることができる。 これらの図において、 加工装置 1 0は、 各機構部が基台 1 1に取り 付けられることにより構成されている。 基台 1 1の基板 1 1 aは水平に 設けられており、 この基板 1 1 a上には、 レンズ保持ユニッ ト 1 2と、 レンズの周面切削加工を行うカツ夕回転機構部 1 3と、 溝加工並びに面 取り加工を行うエンドミル回転機構部 1 4とが設けられている。 これら は、 基板 1 1 a上のほぼ同じ平面内にレイアウトされ、 カツ夕回転機構 部 1 3とエンドミル回転機構部 1 4とが、 共に装置の手前側に配置され, レンズ保持ュニッ ト 1 2が装置に奥側に配置されている。
また、 基板 1 1 aには測定ュニッ ト 1 5が設けられている。 測定ュ ニッ ト 1 5は、 レンズ形状測定装置としての測定ヘッ ド 1 6を有してお り、 該測定ュニッ ト 1 6は、 カツ夕回転機構部 1 3とエンドミル回転機 構部 1 4との干渉を避けるために、 カツ夕回転機構部 1 3とエンドミル 回転機構部 1 4の上方の空きスペースに配設されている。
レンズ保持ユニッ ト 1 2は、 被加工レンズ 1を保持すると共に、 レン ズ周方向の加工位置を移動するために、 被加工レンズ 1をレンズ中心回 りに周回させるものである。 カツ夕回転機構部 1 3は、 被加工レンズ 1 の周縁を強制切削するカツ夕 (回転切削工具) 1 3 1を有しており、 該 カツ夕 1 3 1を水平な軸回りに回転させることで、 被加工レンズ 1の周 面の平切削並びにャゲン切削を行うものである。 ェンドミル回転機構部 1 4は、 加工工具としてポールエンドミル (以下、 単に 「エンドミル」 という) 1 4 1を有しており、 該エンドミル 1 4 1を水平な軸回りに回 転させることで、 レンズ 1の周面に溝 (この溝は、 リムレスフレームに レンズを装着する際にナイロンなどの糸を通すためのもの) を形成した り、 被加工レンズ 1の周面とレンズ面との交差エツジ部に面取りを施し たりするものである。 測定ユニッ ト 1 5は、 レンズ 1のコバ厚及びコバ 厚方向のレンズ位置を測定する測定へッ ド 1 6を有しており、 該測定 ヘッ ド 1 6を必要に応じて上下方向に旋回させることのできるものであ る。
レンズ保持ュニッ ト 1 2は、 後述する機構により、 基板 1 1 aの面と 平行で且つカツ夕 1 3 1の軸と垂直な方向 (以後 Y軸方向と呼ぶ) にス ライ ド可能に設けられると共に、 基板 1 l aの面と平行で且つ力ッ夕 1 3 1の軸と平行な方向 (以後 Z軸方向と呼ぶ) にスライ ド可能に設けら れている。
カツ夕回転機構部 1 3は、 基板 1 1 a上に固定されている。 カツ夕回 転機構部 1 3のカツ夕 1 3 1はスピンドル 1 3 2に取り付けられており , 力ッ夕回転用モー夕 1 3 3の回転をベルト 1 3 4でスピンドル 1 3 2に 伝えることで、 自身の軸芯回りに回転させられる。
基板 1 1 aには切り込み動作機構部 2 4が設けられている。 切り込み 動作機構部 (加工動作機構部に相当) 2 4は、 レンズ保持ユニッ ト 1 2 を Y軸方向に移動させて、 レンズ 1をカツ夕 1 3 1やボールエンドミル 1 4 1に対して切り込み動作させる機構である。
基板 1 1 aの下側には、 加工粉の吸引除去装置を構成する図示略のダ ク 卜が配されており、 そのダク トが、 基板 1 1 aに開口された掃除口 9 9 3に接続されている。 掃除口 9 9 3の上方には、 空気噴射装置として のエアー噴射ノズル 9 9 2が複数配されている。 これらエアー噴射ノズ ル 9 9 2は、 カツ夕 1 3 1の近傍及びェンドミル 1 4 1の近傍に配され ており、 レンズ保持ュニッ ト 1 2に装着された被加工レンズ 1に対して 周面切削加工や溝彫り加工あるいは面取り加工を行っているときの加工 粉をエアー噴射ノズル 9 9 2で吹き飛ばし、 吹き飛ばした加工粉を掃除 口 9 9 3から吸引除去するようになっている。
レンズ加工装置 1 0の各機構部は、 基板 1 1 a下側等に設けられた後 述の制御装置 (図示略) によって、 電気的に制御される。 基台 1 1の基板 1 1 a上には、 Y軸方向に移動する Yテーブル 2 0が 設けられている。 この Yテーブル 2 0は、 Y軸方向に向くように基板 1
1 aに固定された平行な 2本のレール 2 1 、 2 1上に摺動可能に設けら れると共に、 前述の切り込み動作機構部 2 4と連結されており、 該切り 込み動作機構部 2 4により Y軸方向へ移動制御される。
Yテーブル 2 0の上面には、 Z軸方向に向くように 2本のレール 3 1■
3 1が固定されている。 これらレール 3 1 、 3 1には、 Zテーブル 3 0 が摺動可能に設けられている。 Zテーブル 3 0は、 Yテーブル 2 0上に 固定された Zテーブル移動機構部 (レンズをその軸芯方向に移動させる 軸芯方向移動機構部) 3 3によって移動制御される。 Zテーブル移動機 構部 3 3には、 Z軸用モータ 3 3 1が設けられている。 Z軸用モータ 3
3 1の回転軸には、 ボールネジ 3 3 2が連結されており、 このボールネ ジ 3 3 2には、 Zテ一ブル 3 0に固定されたスライ ドブロック 3 3 3が 螺合している。 Z軸用モー夕 3 3 1は、 後述の制御装置からの指令に応 じて、 正逆両方向に回転する。
Z軸用モータ 3 3 1が回転することにより、 ポールネジ 3 3 2が回転 する。 そして、 このポールネジ 3 3 2の回転によってスライ ドブロック
3 3 3が移動し、 スライ ドブロック 3 3 3と一体に Zテーブル 3 0が、 レール 3 1 , 3 1に沿って移動する。 Zテーブル 3 0の上面には、 レン ズ保持ユニッ ト 1 2が固定されている。
第 4図はレンズ保持ュニッ ト 1 2の詳細構成を示す平面図である。 レンズ保持ュニッ ト 1 2は、 カツ夕 1 3 1 (第 2図参照) の軸と平行 なレンズ保持軸 1 2 1を有している。 レンズ保持軸 1 2 1は、 レンズ保 持ュニッ ト 1 2内の回転機構部によって回転させられる。 レンズ保持軸 1 2 1の先端には、 レンズホルダ受け 1 2 1 aが固定され、 レンズホル ダ受け 1 2 1 aには、 被加工レンズ 1が固定されたレンズホルダ 1 9が 着脱自在に取り付けられている。
また、 レンズ保持ュニッ ト 1 2には、 前記レンズ保持軸 1 2 1 と同軸 に、 レンズ押さえ軸 (これもレンズ保持軸と言える) 1 2 2がアーム部 1 2 2 bを介してレンズ保持軸 1 2 1方向にスライ ド可能に取り付けら れている。 レンズ押さえ軸 1 2 2は、 エアシリンダ 1 2 3の圧力を受け てレンズ 1側に移動し、 その先端のレンズ押さえ 1 2 2 aによってレン ズ 1を押圧し、 レンズ保持軸 1 2 1 との間でレンズ 1を挟み込んで保持 する。
この場合、 レンズホルダ 1 9の端面 (凹面状に形成されている) に、 両面接着パッ ド 1 9 1を介して、 レンズ 1の凸側レンズ面 1 Aが接着さ れており、 レンズ押さえ 1 2 2 aは、 レンズ 1の凹側レンズ面 1 Bに圧 接する。 また、 レンズ押さえ 1 2 2 aは、 レンズ押さえ軸 1 2 2の先端 に全方向揺動自在に取り付けられており、 レンズ 1の凹側レンズ面 1 B に片当たりせずに、 バランスよく圧接するようになっている。
レンズ保持ュニッ ト 1 2のケース 1 2 a内に設けられた前記エア一シ リンダ 1 2 3は、 外部に設けられた図示されていないエアーポンプから 送られるエア一の圧力によって、 そのロッ ド 1 2 3 aを Z軸方向に移動 させる。 ロッ ド 1 2 3 aの先端には、 アーム 1 2 3 bが固定され、 ロッ ド 1 2 3 aと一体に移動するように設けられている。 このアーム 1 2 3 bには、 ガイ ドテーブル 1 2 3 c及びレンズ押さえ軸 1 2 2のアーム部 1 2 2 bが固定されている。 レンズ押さえ軸 1 2 2は、 ケース 1 2 aに 形成された Z軸方向に延びる長穴 1 2 bに沿って移動できるように設け られている。 レンズ押さえ軸 1 2 2の先端には、 レンズ押さえ 1 2 2 a が Z軸周りに正逆自由回転できるよう設けられている。
ガイ ドテーブル 1 2 3 cは、 レール台 1 2 4の側面に Z軸方向に平行 となるように設けられたレール 1 2 4 aに摺動可能に嵌合している。 こ れにより、 エア一シリンダ 1 2 3のロッ ド 1 2 3 aが移動すると、 これ と一体にアーム 1 2 3 b、 ガイ ドテーブル 1 2 3 c、 及びレンズ押さえ 軸 1 2 2が Z軸方向に移動して、 レンズ押さえ 1 2 2 aがレンズ 1に対 して圧接したり、 離間したりする。
また、 ケース 1 2 a内には、 レンズ回転用モ一夕 1 2 5が設けられて いる。 このレンズ回転用モー夕 1 2 5の軸 1 2 5 aには、 カツプリング 1 2 5 bを介して小径のギア 1 2 5 cが連結されている。 このギア 1 2 5 cは、 大径のギア 1 2 5 dに連結されている。 さらにギア 1 2 5 dの 同軸にはプ一リ 1 2 5 eが設けられており、 このプーリ 1 2 5 eは、 ベ ルト 1 2 5 f を介して、 前記軸 1 2 1上に固定されたプ一リ 1 2 1 bに 連結されている。
これにより、 レンズ回転用モータ 1 2 5が駆動されると、 軸 1 2 5 a の回転が力ップリング 1 2 5 b、 ギア 1 2 5 cに伝達され、 さらに、 ギ ァ 1 2 5 dで減速され、 この減速された回転がブーリ 1 2 5 e、 ベルト 1 2 5 f 、 プーリ 1 2 1 bを介してレンズ保持軸 1 2 1に伝達され、 レ ンズ 1が回転する。
また、 レンズ保持軸 1 2 1にはスリッ ト板 1 2 1 cが固定されており , このスリッ ト板 1 2 1 cの回転位置を、 ケース 1 2 a内に固定された光 センサ 1 2 6が検出することにより、 レンズ保持軸 1 2 1に保持された レンズ 1の原点位置が検出される。
このような構成のレンズ保持ュニッ ト 1 2では、 レンズホルダ受け 1
2 1 aにレンズ 1が固定されると、 エアシリンダ 1 2 3が駆動して、 レ ンズ押さえ軸 1 2 2が図面左側に移動する。 そして、 レンズ 1をレンズ 押さえ 1 2 2 aによって押圧することにより、 レンズ 1が固定される。 レンズ 1の加工時及びレンズ測定時は、 レンズ回転用モータ 1 2 5が駆 動して、 レンズ保持軸 1 2 1が回転し、 それによりレンズ 1が回転する また、 レンズ 1が回転することにより、 レンズ押さえ 1 2 2 aも一体に 回転する。
第 5図 ( a ) は Y軸方向移動機構としての切り込み動作機構部 2 4の 概略構成を示す平面図、 第 5図 (b ) は ( a ) 図の V b— V b矢視図で ある。 切り込み動作機構部 2 4は、 基板 1 1 aの開口下面に取り付けた 凹形部材 6 8の凹部上面に固定されている。 凹形部材 6 8の凹部上面に は、 間隔をおいて 2つの軸受支持部材 6 1 、 6 1が設けられ、 これら支 持部材 6 1 、 6 1に Y軸方向を向いたポールネジ 6 2が回転自在に取り 付けられている。 ポールネジ 6 2の一端は、 凹形部材 6 8に固定された 切り込み用モータ 6 3の軸と連結されている。
切り込み用モー夕 6 3は、 後述の制御装置からの指令に従って正逆両 方向に回転し、 この切り込み用モータ 6 3の回転と連動してポールネジ 6 2が回転する。 ボールネジ 6 2には、 移動ブロック 6 4が螺合されて おり、 この移動ブロック 6 4が、 前述した Yテーブル 2 0に連結されて いる。 よって、 Yテーブル 2 0及びレンズ保持ュニッ ト 1 2は、 切り込 み動作機構部 2 4の移動ブロック 6 4と一体に Y軸方向に移動する。 こ れにより、 レンズ 1のカツタ 1 3 1への切り込み動作が行われる。
移動ブロック 6 4にはスィッチ片 6 4 1が取り付けられている。 この スィッチ片 6 4 1は、 移動ブロック 6 4が切り込み量計測の基準となる 原点位置にあるときに、 凹形部材 6 8に固定された光センサ 6 4 2をォ ンにする。 また、 移動ブロック 6 4がー方のリミッ ト位置にあるときに. 凹形部材 6 8に固定された光センサ 6 4 3をオンにする。 また、 移動ブ ロック 6 4が他方のリミッ ト位置にあるときに、 凹形部材 6 8に固定さ れた光センサ 6 4 4をオンにする。
次に、 エンドミル回転機構部 1 4について説明する。 エンドミル回転 機構部 1 4は、 カツ夕回転機構部 1 3のカツ夕 1 3 1に隣接して配設さ れており、 基板 1 1 aの上に、 エンドミル 1 4 1の軸線を、 レンズ保持 ユニッ ト 1 2のレンズ保持軸 1 2 1及びレンズ押さえ軸 1 2 2と垂直な 方向で且つ基板 1 1 aと平行な方向に向けて固定されている。 しかも、 エンドミル 1 4 1の軸線とカツ夕 1 3 1の軸線とレンズ保持軸 1 2 1及 びレンズ押さえ軸 1 2 2の軸線は、 同じ高さに位置している。 エンドミ ル回転機構部 1 4には、 エンドミル 1 4 1を回転駆動するスピンドルモ 一夕 1 4 2が設けられている。
次に、 第 6図〜第 8図を参照して測定ュニッ ト 1 5について説明する, 測定ユニッ ト 1 5は、 一対のスタイラス 1 6 1, 1 6 2を備えた測定 ヘッ ド 1 6を有する。 第 8図に示すように、 測定へッ ド 1 6は、 基板 1 1 a上に間隔をおいて立設した 2つの支持壁 1 5 1 , 1 5 1に、 旋回軸 1 5 2を介して取り付けられている。 旋回軸 1 5 2は、 カツ夕 1 3 1の 軸と平行に配されており、 支持壁 1 5 1 , 1 5 1の上端近くの高さに、 上下方向回動可能に支持されている。 この旋回軸 1 5 2には、 測定へッ ド 1 6の下方に突設した 2本のアーム 1 6 3, 1 6 3が固定されており . これにより、 旋回軸 1 5 2を回すことで、 測定ヘッド 1 6が、 第 6図 ( a ) 及び第 7図 ( a ) に示すアンロード位置 (測定に供しないときの 待避位置) と、 第 6図 (b ) 及び第 7図 (b ) に示すロード位置 (測定 に供するときの位置) との間で回動するようになっている。
旋回軸 1 5 2は一端が片方の支持壁 1 5 1から水平方向に突出してお り、 この突出端が、 基板 1 1 a上に架台 1 5 4を介して固定されたエア 駆動式の測定へッ ド回転ァクチユエ一夕 1 5 5の回転軸 1 5 5 aに、 カップリング 1 5 2 aを介して連結されている。 測定へッ ド 1 6は、 ェ ァ駆動式の回転ァクチユエ一夕 1 5 5によってアンロード位置とロード 位置とに移動させられるので、 アンロード位置とロード位置には、 測定 ヘッ ド 1 6が確実に止まるように、 ストッパ 1 5 6、 1 5 7が設けられ ている (第 6図参照) 。 ストッパ 1 5 6 、 1 5 7は、 非旋回側の部材、 つまり支持壁 1 5 1に固定されたブラケッ ト 1 5 6 a 、 1 5 7 aに設け られており、 これらのストツバ 1 5 6 、 1 5 7に測定ヘッ ド 1 6の特定 箇所が当たることで、 測定へッ ド 1 6の位置決めが行われるようになつ ている。
アンロード位置側のストツパ 1 5 6は、 特に正確な位置決め機能を発 揮する必要のないものであるが、 ロード位置側のストッパ 1 5 7は、 測 定へッ ド 1 6による計測精度に影響を及ぼすため、 きわめて正確な位置 決め機能を発揮する必要がある。 そのため、 ロード側のストッパ 1 5 7 としては、 位置決め位置を精度よく調整できるマイクロヘッ ド ( 1 / 1
0 0 0 m m ) が用いられている。 このマイクロヘッ ド式のストッパ 1 5
7で位置決めすることにより、 ロード位置に移動させられた測定へッ ド
1 6のスタイラス 1 6 1 、 1 6 2は、 レンズ保持軸 1 2 1の回転中心や カツ夕 1 3 1の回転中心と同一の高さレベルに正確に保持される。 また 初期の位置決めに対するズレも調整できるようになっている。
また、 回転ァクチユエ一夕 1 5 5で測定へッ ド 1 6をアンロード位置 またはロード位置に移動したとき、 ストッパ 1 5 6 、 1 5 7に測定へッ ド 1 6の特定箇所が衝突すると衝撃が生じるおそれがあるので、 測定 ヘッ ド 1 6のアーム 1 6 3及び支持壁 1 5 1に固定されたブラケッ ト 1 5 6 aには、 衝撃吸収作用を果たす緩衝器 (ショックアブソーバー) 1
5 8 、 1 5 9が設けられている。 これらの緩衝器 1 5 8 、 1 5 9は、 測 定ヘッ ド 1 6がストッパ 1 5 6 、 1 5 7に当たる直前に、 相手側部材に 当接して緩衝作用を発揮し、 ストツバ 1 5 6 、 1 5 7への測定ヘッド 1
6の当たりを軟らかくする役目を果たす。
また、 測定ヘッ ド 1 6をロード位置に移動したときには、 ロード位置 に測定へッ ド 1 6が倒れていることを確認しておく必要があるので、 第 6図、 第 7図に示すように、 ロード位置側には、 支持壁 1 5 1に固定さ れたブラケッ ト 1 6 0 aに光学センサ 1 6 0を設けて、 測定へッ ド 1 6 の有無を検出するようにしている。
このようにロード位置とアンロード位置間で旋回可能に構成されるこ とで、 測定ヘッ ド 1 6は、 必要なときに、 上方から測定すべき位置 (口 ード位置) に供給され、 不必要なときには、 上方の待避位置 (アンロー ド位置) へ待避することができようになっている。 従って、 こうして カツ夕 1 3 1やエンドミル 1 4 1による作業の邪魔にならないように測 定ヘッ ド 1 6が搭載されていることにより、 一旦、 レンズ保持ユニッ ト 1 2によりレンズ 1を保持したら、 測定から加工までチヤッキングを解 かずに、 ワンチャックで作業を進めることができる。 また、 特殊な場合 として、 レンズ 1の加工途中で必要に応じて測定を実行する場合にも、 レンズ 1のチヤッキングを解かずに、 そのままレンズ 1を保持した状態 で、 レンズ 1のコバ厚等を測定することができる。
次に、 測定へッ ド 1 6の具体的な構成を述べる。 第 2図や第 7図
( a ) に示すように、 測定へッ ド 1 6には、 レンズ保持ュニッ ト 1 2に 保持された被加工レンズ 1の凸側レンズ面及び凹側レンズ面に接触する 一対のスタイラス (測定子) 1 6 1 , 1 6 2が設けられている。 一対の スタイラス 1 6 1 、 1 6 2は、 レンズ厚み方向 (旋回軸 1 5 2と平行な 方向) に平行な一直線上に位置しており、 互いに球状の先端部を対向さ せて配されている。
第 9図 ( a ) は測定へッ ド 1 7の原理構成を示す図、 第 9図 (b ) 、
( c ) はスタイラス 1 6 1の先端構成を示す図である。
各スタイラス 1 6 1 、 1 6 2は、 図示しない案内機構により平行移動 するように配されたアーム 1 6 4、 1 6 5に取り付けられている。 ス夕 ィラス 1 6 1 (もう一方のスタイラス 1 6 2も同じ構成) は、 第 9図 (b) 、 ( c ) に詳細を示すように、 棒状のスタイラス本体 1 6 1 aの 先端に、 真球状のスチールボール (摩耗や形状変形に強い超鋼製の 2 ψ 程度の鋼球) 1 6 1 bを取り付けた構造のものである。 スタイラス本体 1 6 1 aの側面には平坦面が形成されており、 スチールポール 1 6 1 は、 その平坦面側に寄せてスタイラス本体 1 6 1 aに偏心して溶接によ り取り付けられている。
この場合、 スタイラス本体の真ん中にスチールポールを取り付けるこ とがまず考えられるが、 そうすると取付誤差や加工誤差により実際は真 ん中から外れた位置にスチールボールが付いてしまうおそれが大きく、 そうするとスタイラスの中心座標のずれ補正が難しい。 この点、 前記の ようにスタイラス本体 1 6 1 aの側面に平坦面を形成し、 その平坦面の 延長面上にスチールポール 1 6 1 bの外周が接するようにスチールボー ル 1 6 1 bを取り付けるようにすれば、 スチールポール 1 6 1 bの中心 位置は、 スタイラス本体 1 6 1 aの平坦面からスチールポール 1 6 1 b の半径分の距離のところに配置されることになる。 従って、 正確にスチ —ルポール 1 6 1 bの中心位置座標を把握することができるようになり . それを測定に反映させることができる。
このようなスタイラス 1 6 1、 1 6 2を取り付けたアーム 1 64、 1
6 5は、 平行移動することにより、 相互の間隔を開いたり閉じたりする < アーム 1 6 4、 1 6 5は、 バネ (図示例では圧縮バネ) 1 6 6 a, 1 6
7 aを内蔵したリニアエンコーダ 1 6 6、 1 6 7の可動子 1 6 6 b、 1 6 7 bに連結されおり、 パネ 1 6 6 a, 1 6 7 aによって互いに閉じ方 向に付勢されている。 リニアエンコーダ 1 6 6、 1 6 7は、 可動子 1 6 6 b、 1 6 7 bの移動位置を電気的に検出するもので、 各リニアェンコ ーダ 1 6 6、 1 6 7によりスタイラス 1 6 1 , 1 6 2の位置が検出され る。 上記のようにスタイラス 1 6 1、 1 6 2は、 バネ 1 6 6 a, 1 6 7 a によって閉じ方向に付勢されていて自動的に閉じるが、 開き方向には何 らかの駆動機構で動かしてやらなければならない。 そこで、 アーム 1 6 4、 1 6 5の上方には、 一対のプーリ 1 7 1、 1 7 2に巻回されたルー プ状のベルト 1 7 3が配され、 プーリ 1 7 1をスタイラス開閉用 D Cモ 一夕 1 7 0で回転させてベルト 1 7 3を周回動させることにより、 ベル ト 1 7 3に設けた係合片 1 7 3 a、 1 7 3 bで、 アーム 1 64, 1 6 5 を引っ掛けて、 開き方向に動かすようになつている。
なお、 この場合も、 光センサ 1 74、 1 7 5で係合片 1 7 3 aの位置 を検出することにより、 スタイラス 1 6 1、 1 6 2が開いているか閉じ ているかを検出できるようになつている。 また、 光センサ 1 7 6、 1 7 7によって、 各アーム 1 64、 1 6 5が原点位置にあるか否かを検出で きるようになつている。
第 1 0図、 第 1 1図に測定へッド 1 6のスタイラス 1 6 1、 1 6 2に よるレンズ位置の測定の原理を示す。 スタイラス 1 6 1、 1 6 2は、 レ ンズ保持軸 1 2 1 と平行な同一直線上で対向している。 ここで、 第 9図 のベルト 1 7 3を駆動して、 スタイラス 1 6 1、 1 6 2を開いた状態で, 両スタイラス 1 6 1、 1 6 2の先端間にレンズ 1を移動し、 ベルト 1 7 3を反対側に戻すと、 リニアエンコーダ 1 6 6、 1 6 7内のバネ 1 6 6 a、 1 6 7 aの作用で、 スタイラス 1 6 1、 1 6 2が閉じて、 第 1 0図 に示すように、 一方のスタイラス 1 6 1はレンズ 1の凸側レンズ面 1 A に先端が当接し、 他方のス夕ィラス 1 6 2はレンズ 1の凹側レンズ面 1 Bに先端が当接する。
今、 レンズ枠形状データ (=形状データ) に基づいてレンズ 1を移動 制御すると、 第 1 1図に示すように、 スタイラス 1 6 1、 1 6 2は、 形 状データに沿った軌跡 Sをトレースする。 第 1 2図は形状データの説明図である。 第 1 2図において、 レンズ保 持ュニッ ト 1 2により保持されたレンズ 1の保持中心点を〇 c (ここで は光学中心に設定する) とする。 そうすると、 軌跡 S上の任意の点 S i は、 O cを原点とする極座標である動径情報 ( pi, 0 i ) で表すことが できる。 ここで、 ιθ i は、 O cから軌跡 S上の任意の点 S i までの距離 (動径長) 、 0 i は O cを通る規準線〇 c S oに対して直線〇 c S iが なす角度 (動径角) である。 形状データがこのような方法で与えられて いる場合、 動径長 P i に基づく量だけ切り込み動作機構部 2 4を制御す ることで、 レンズ 1がスタイラス 1 6 1、 1 6 2に対してレンズ半径方 向に移動し、 スタイラス 1 6 1、 1 6 2が、 レンズ保持軸 1 2 1の中心 軸線から動径長 P iの位置に位置付けられる。 また、 動径角 6> i に基づ く量だけレンズ保持ュニッ ト 1 2のレンズ回転機構部を制御することで. レンズ 1がスタイラス 1 6 1、 1 6 2に対して動径角 Θ iだけ回転させ られる。 スタイラス 1 6 1、 1 6 2の先端は、 レンズ 1の凸側レンズ面 1 A及び凹側レンズ面 1 B上をトレースするので、 スタイラス 1 6 1、 1 6 2の移動量をリニアエンコーダ 1 6 6、 1 6 7で検出することによ り、 動径情報に対応したコバ厚方向 (Z軸方向) のレンズ位置データ (Z i ) を得ることができる。 そして、 この検出動作を動径情報 (|0 i, Θ i ) の全てについて実行することで、 レンズ動径形状軌跡 ( ,θ i ) 上における凸側レンズ面 1 Aの位置データ及び凹側レンズ面 1 Bの 位置データ (pi,6> i , Z i ) を得ることができる。 そして、 これら凸 側レンズ面 1 Aの位置データ及び凹側レンズ面 1 Bの位置データにより , レンズ動径形状軌跡 (pi, i ) 上におけるレンズ厚さ (コバ厚) を算 出することができる。
次にカツ夕回転機構部 1 3のカツ夕 1 3 1について説明する。
第 1 3図はカツタ 1 3 1の構成を示している。 このカツ夕 1 3 1は、 第 1 3図 ( b) に示すように、 外周面に突出した形の 2枚の切削刃 1 3 l aを有しており、 切削刃 1 3 1 aは円周方向に 1 8 0度間隔で設けら れている。 切削刃 1 3 1 aは、 微細結晶ダイヤモンドと超硬合金を超高 圧下で焼結接合した層状のチップで構成されている。 カツ夕 1 3 1は、 第 1 3図 ( a) に示すように、 小ャゲン溝 Y 1 aを有する小ャゲンカツ 夕 Y 1 (例 : メタルフレーム用) と、 大ャゲン溝 Y 2 aを有する大ャゲ ンカツ夕 Y 2 (例 : プラスチックセルフレーム用) と、 ャゲン溝のない 平削り用カツ夕 H I (例 : 緣無しフレーム用) との 3つのカツ夕を同一 軸線上に並べて一体に連結したものであり、 加工種目に応じて各力ッ夕 部分を使い分けられるようになつている。
ャゲン溝 Y l a、 Y 2 aは、 第 1 3図 (c ) に示すようになっている < ャゲン角度は例えば 1 1 0〜 1 2 5度、 ャゲン高さは、 小ャゲンの場合 は例えば 0. 4〜 0. 6 8 mm、 大ャゲンの場合は例えば 0. 7〜 0. 9mmになっている。 また、 ャゲン溝 Y l a、 Y 2 aの隣りの平面部は, 片側のみ例えば 3. 5〜 5度のテーパ面となっている。 これは、 ャゲン の隣りにフレームに対する逃げを作るためである。
第 1 4図にカツ夕 1 3 1によるレンズ 1の周縁切削の原理を示す。 カツ夕 1 3 1 とレンズ 1の干渉部位で見ると、 カツ夕 1 3 1は上から 下に回転し、 レンズ 1は下から上に回転する。 そして、 干渉部位でカツ 夕 1 3 1の切削刃 1 3 1 aがレンズ 1を、 設定された切り込み量だけ強 制切削する。 今、 レンズ枠形状データ (=形状データ) に基づいて加工 プログラムを作成し、 その加工プログラムに従ってレンズ 1を移動制御 すると、 カツ夕 1 3 1はレンズ 1の移動内容に応じてレンズ 1の周面を 削っていく。
平削りの場合は、 平削り用カツ夕 H 1の前の適正位置にレンズ 1を位 置決めして、 カツ夕 1 3 1を回転させながら、 切り込み動作機構部 24 を駆動することにより加工を行う。 また、 ャゲン加工の場合は、 第 1 5 図に示すように、 ャゲンカツ夕 Y l 、 Υ 2の前の適正位置にレンズ 1を 位置決めして、 Ζテーブル移動機構部 3 3の Ζ軸方向の移動と合わせて. カツ夕 1 3 1を回転させながら、 切り込み動作機構部 2 4を駆動するこ とにより加工を行う。 図において、 l aはャゲンを示す。
第 1 6図、 第 1 7図、 第 1 8図 ( a ) 、 (b ) に、 エンドミル 1 4 1 による溝彫りとコバ (レンズ周面) の両端エッジ部の面取りの原理を示 す。 形状加工されたレンズ 1の端面 (周面) に溝 l bを彫る場合は、 第 1 6図、 第 1 7図に示すように、 レンズ 1を移動制御することで、 回転 するエンドミル 1 4 1の先端に対するレンズ端面のアプローチを行う。 アプローチが完了したら、 レンズ 1を回転させながら、 切り込み量を 切り込み動作機構部 2 4により適当に設定する。 そうすると、 レンズ 1 の回転にともなって、 レンズ端面に、 予め設定された深さ (切り込み 量) の溝 1 bが連続形成される。 加工中は、 レンズ 1の形状データに基 づいて、 エンドミル 1 4 1が現在接触している端面位置とレンズ中心と の距離を計算し、 この距離に応じてレンズ 1の Y軸方向の位置を移動制 御する。 また、 加工中は、 形状デ一夕に基づいて、 端面の特定の位置、 例えば端面の幅方向 (コバ厚方向) の中心位置、 あるいは、 レンズ前面
(凸側レンズ面 1 A ) から一定距離の位置にェンドミル 1 4 1の先端が 常に位置するように、 レンズ 1を Z軸方向に移動制御する。
このような制御を継続してレンズ 1が 1回転することにより、 レンズ 端面には溝 1 bがレンズ全周にわたって形成される。 エンドミル 1 4 1 は、 元の開始点に戻ると、 アプローチのときとは逆方向に移動してレン ズ 1から離れる。
また、 コバの両端エッジ部 (レンズ周面とレンズ面との交差エッジ 部) に割れや欠け防止のための糸面取りを施す場合は、 第 1 8図に示す ように、 エンドミル 1 4 1の先端の R部を利用する。 図 ( a) はレンズ 周面に溝 1 bを加工したものについて面取りを行う場合、 図 (b) はレ ンズ周面にャゲン 1 aを加工したものについて面取りを行う場合をそれ ぞれ示している。 凸面側のエツジ部 1 cや凹面側のエツジ部 1 dをェン ドミル 1 4 1の先端で落とす場合、 エンドミル 1 4 1の先端 R部の肩部 分を利用する。
このとき、 エッジ部 l c、 1 dの位置座標デ一夕を利用して、 エンド ミル 1 4 1に対するレンズ 1の位置出し (面取りのための) を行う。 つ まり、 エッジ部 l c、 1 dの形状等により面取り寸法 (Δ Ζ, ΔΥ) が ほぼ決まるから、 面取りを行うエンドミル 1 4 1の中心位置及び R部の 半径とエッジ部 l c, 1 dの位置データとを計算に入れることで、 レン ズ 1のエッジ部 1 c、 1 dとエンドミル 1 4 1の先端間の相互位置関係 である、 取り代 Q l l、 Q 1 2、 Q 2 1、 Q 2 2が決まる。 よって、 ェ ンドミル 1 4 1の中心の座標と、 前記取り代 Q l l、 Q 1 2、 Q 2 1、 Q 2 2のデータにより、 制御すべきレンズ 1のエッジ部 1 c、 I dの位 置座標データを決定することができ、 その位置座標データに基づいて、 レンズ 1を Y軸方向及び Z軸方向に位置制御すると共に周回動作させる ことにより、 適正な面取りのためのレンズ 1 とエンドミル 1 4 1の相互 位置出しが行われる。 つまり、 レンズ 1を Y軸方向及び Z軸方向に移動 し且つ周回動作させることにより、 加工すべきエッジ部 1 c、 I dを、 固定位置で回転駆動されているェンドミル 1 4 1の先端 R部に対して正 確に位置出しすることができる。 これは、 エンドミル 1 4 1の形状及び 位置情報とレンズ 1の位置情報とを正確に把握していることからできる ことである。 なお、 凸面側の面取りと凹面側の面取りは、 それぞれェン ドミル 1 4 1に対するレンズ 1のアプローチを含めて独立して行われる - 第 1 9図は、 この加工装置 1 0において使用しているレンズホルダ 1 9の構成を示す図、 第 2 0図はレンズホルダ 1 9によってレンズ 1を保 持する様子を示す図である。 第 1 9図 ( a ) 及び第 2 0図に示すように. レンズホルダ 1 9は、 第 4図に示した筒状のレンズホルダ受け 1 2 1 a の内周に嵌まる嵌合軸部 1 9 3と、 レンズホルダ受け 1 2 1 aの端面に 当たる嵌合軸部フランジ 1 9 4と、 第 1 0図及び第 2 0図に示すように. レンズ 1の凸側レンズ面 1 Aに両面接着パッ ド 1 9 1を介して圧接する レンズ保持用フランジ 1 9 6とを有したパイプ状のものである。 嵌合軸 部フランジ 1 9 4には、 レンズホルダ受け 1 2 1 a側の突起 (図示略) に嵌まる回り止め用切欠 1 9 5が形成されている。 嵌合軸部 1 9 3は、 例えば長さが 3 5 m m、 外径が 1 4 m m φ程度、 中心孔 7の穴径が 1 0 m m *程度である。 嵌合軸部フランジ 1 9 4は、 レンズホルダ受け 1 2 1 aへの嵌合軸部 1 9 3の嵌合量を規定するもので、 厚さが 5 m m程度. 外径が 2 0 m m φ程度である。 また、 嵌合軸部フランジ 1 9 4の周面に は、 前記レンズホルダ受け 1 2 1 aに対するレンズホルダ 1 9の回転を 防止する回転防止部としての切欠き溝 1 9 5が形成されている。 この切 欠き溝 1 9 5のレンズ保持用フランジ 1 9 6側とは反対側の開放部には. レンズホルダ受け 1 2 1 aへの嵌合を容易にするために外側に開いたテ ーパ面 1 9 5 aが形成されている。
レンズ保持用フランジ 1 9 6は、 嵌合軸部 1 9 3の先端側外周に設け られて嵌合軸部フランジ 1 9 4と厚さおよび外径が略等しく、 嵌合軸部 フランジ 1 9 4との間に 5 m m程度の間隔が設定されている。 このレン ズ保持用フランジ 1 9 6の両面接着パッ ド 1 9 1が密接される面は、 レ ンズ 1の凸側レンズ面 1 Aに対応した凹球面状のレンズ保持面 1 9 7と されている。 レンズ保持面 1 9 7の曲率半径は、 凸側レンズ面 1 Aの曲 率半径より大きいとレンズ保持面 1 9 7の中心部のみが凸側レンズ面 1
Aに接触して外周部が非接触となるため、 不安定な保持となり、 反対に 小さいとレンズ保持面 1 9 7の外周部のみが凸側レンズ面 1 Aに接触し て中心部が非接触となるため比較的安定した保持となって軸ずれ等を防 止可能になるが、 小さすぎると接触面積等が小さくなって保持が不安定 になる。 すなわち、 レンズ保持面 1 9 7の曲率半径は、 凸側レンズ面 1 Aの曲率半径に応じて適切な大きさに設定すべきものと考えられる。
ここで、 レンズ 1が単焦点レンズの場合、 一般的に対応する度数範囲 が広いので、 凸側レンズ面の曲面の曲率の度合で規定されるベースカー ブとして度数に応じて適切なカーブのものが選べるように、 曲率半径の 異なるベースカーブがいくつか設定されており、 その設定されているそ れぞれの曲率半径の曲面のベースカーブを特定するために 「…カーブ」 と称している。 例えば、 一般的な単焦点レンズの場合、 0カーブから 1 1カーブまで 1 2種類用意されている。 いま、 カーブの近似したものを 一群とする複数のレンズ群、 例えば 0〜 3カーブの第 1 レンズ群、 4〜 6カーブの第 2 レンズ群および 7〜 1 1カーブの第 3 レンズ群に分類す る。 本実施の形態においては、 レンズ保持面 1 9 7の曲率半径が異なる レンズホルダ 1 9を各レンズ群毎に用意し、 上記した 0〜 3カーブの第 1 レンズ群に用いられるものは 4カーブに、 4〜 6カーブの第 2レンズ 群に用いられるものは 7カーブに、 7〜 1 1カーブの第 3レンズ群に用 いられるものは 1 1カーブに設定している。 すなわち、 レンズホルダ 1 9は、 レンズ群の数と対応する数の種類 ( 3種類) からなり、 各レンズ 群に属するレンズ 1の凸側レンズ面 1 Aより曲率半径が小さいレンズ保 持面 1 9 7を有し (ただし、 1 1カーブのレンズについては、 同一の力 ーブのレンズホルダとなる) 、 レンズ 1の凸側レンズ面 1 Aに対して外 当たりになるようにしている。 このように、 各レンズ群毎にレンズホル ダ 1 9のレンズ保持面 1 9 7の曲率をレンズ 1の凸側レンズ面 1 Aより 深くすると、 第 1 9図 (b ) に示すようにレンズ保持面 1 9 7の外周縁 部で重点的に保持することができる。 ただし、 レンズ保持面 1 9 7の曲 率のみが異なるだけで、 レンズホルダ 1 9の他の構造は全く同一である < なお、 凸側レンズ面 1 Aとレンズ保持面 1 9 7 との曲率半径の差が大き いと、 これら両面の密着度が低くなるため、 差は小さいことが望ましい < また、 本実施の形態においては、 レンズホルダ 1 9が必ず外当たりす るようにレンズ 1の凸側レンズ面 1 Aとレンズ保持面 1 9 7とのカーブ 差を少なくとも 1カーブ以上設定したが、 同一カーブもしくは ± 1カー ブぐらいまでは両面接着パッ ド 1 9 1の厚さや特性によりカバーするこ とが可能である。
また、 第 1 9図 (b ) に示すように、 前記凹球面よりなるレンズ保持 面 1 9 7には、 両面接着パッ ド 1 9 1 との密着結合力を増すための微小 凹凸 1 9 8が周方向に放射状に形成されており、 微小凹凸 1 9 8の各山 と谷は、 環状のレンズ保持面 1 9 7の半径方向にほぼ一定の角度で延び ている。
第 1 9図 ( c ) 、 ( d ) は、 本レンズホルダ 1 9のレンズ保持面 1 9 7に形成した微小凹凸 1 9 8の断面形状と、 該微小凹凸 1 9 8に対して パッ ド 1 9 1を密着させた状態をそれぞれ示す図、 第 1 9図 ( e ) 、
( f ) は、 比較例として、 従来のレンズホルダにおける微小凹凸 1 9 9 の断面形状と、 該微小凹凸 1 9 9に対してパッ ド 1 9 1を密着させた状 態をそれぞれ示す図である。 いずれも、 レンズ保持面 1 9 7の周方向に 微小凹凸 1 9 8 、 1 9 9の山が連なった断面形状をなしている。
従来のレンズホルダでは、 第 1 9図 ( e ) 、 ( f ) に示すように微小 凹凸 1 9 9の断面形状を、 回転方向を考慮した片斜面形にし、 回転で生 じるパッ ド 1 9 1への食い込み作用により、 パッ ド 1 9 1 との結合力を 維持するようになっていた。 即ち、 微小凹凸 1 9 9の山の頂点 1 9 9 a を境に、 その回転方向前側の壁面 1 9 9 bが垂直面で構成され、 反対側 の壁面 1 9 9 cが斜面で構成されていた。
しかし、 このような片斜面形の微小凹凸 1 9 9をレンズ保持面 1 9 7 に形成した場合、 パッ ド 1 9 1に対する食い込み作用でパッ ド 1 9 1 と の結合力が得られるものの、 第 1 9図 ( f ) に示すようにパッ ド 1 9 1 との密着度が低くなるので、 必ずしも高いレンズ保持力を発揮できない という問題があった。 また、 片斜面形であるため、 パッ ド 1 9 1 との間 に圧接力が作用した際に、 パッ ド厚が厚い場合などはアンバランスな回 転力を与えてしまい、 パッ ド 1 9 1が僅かに回転方向へずれることで、 高精度のレンズ保持に影響が出るおそれがある。
それに対し、 本レンズホルダ 1 9 ( φ 2 0 ) では、 厚めの接着パッ ド を使用すると共にレンズ保持面 1 9 7の凹凸 1 9 8の断面形状を、 第 1 9図 ( c ) 、 ( d ) に示すように両斜面形に形成している。 即ち、 凹凸 1 9 8の山の頂点 1 9 8 aを境に、 その回転方向前側の壁面 1 9 8 bと. 反対側の壁面 1 9 8 c とを、 同じ傾斜角度 (4 5度) の斜面で構成して いる。
従って、 第 1 9図 (d ) に示すように、 パッ ド 1 9 1を微小凹凸 1 9 8に圧接させた際に、 両方の斜面に均等にパッ ド 1 9 1が密着すること になり、 接触面積の増大により、 パッ ドの適度な可撓性や変形性が生か され、 レンズ保持力の増大が図れる。 また、 同じ傾斜角度の両斜面に均 等にパッ ド 1 9 1が圧接するので、 アンバランスな回転力が相殺されて 発生しなくなり、 従ってパッ ド 1 9 1が回転ずれして、 レンズの保持精 度が低下するようなこともなくなる。
また、 レンズ保持力の増大が図れることにより、 レンズ保持用フラン ジ 1 9 6の小径化を図ることもできる。 このことは、 以下に述べる利点 を生む。
まず、 径の小さいレンズの加工が可能になる。 この他に、 レンズ力一 ブに応じて用意していたレンズホルダの種類を少なくする (弱度と強度. もしくはその中間に 1種か 2種を加える程度にする) ことができる。 つ まり、 一般的には、 レンズカーブに応じて使い分けができるように、 レ ンズ保持面 1 9 7の曲率を段階的に変えた複数種のレンズホルダ 1 9を 用意している。 その場合、 全てのレンズカーブに応じてレンズホルダを 用意するのは現実的ではないため、 1種のレンズホルダで、 何種類か
(弱度、 強度、 もしくはその中間の度数用) のレンズカーブの範囲を力 バーするようにしている。
第 2 1図は、 ある曲率のレンズ保持面 1 9 7と、 レンズ面 1 Aの関係 を示している。 レンズ保持面 1 9 7の曲率よりレンズ面 1 Aの曲率が大 きい場合、 レンズ保持面 1 9 7の外周縁がレンズ面 1 Aに当たり、 レン ズ保持面 1 9 7のカーブとレンズ面 1 Aのカーブとの間に深さの差 Fが できる。 この深さの差 Fが大きいと、 レンズ保持面 1 9 7とレンズ面 1 Aの密着度が低くなるため、 その差が大きくならないように、 レンズ面 1 Aに対応したレンズホルダを用意して選択できるようにしている。 ところが、 同じカーブの場合でも、 レンズ保持面 1 9 7 (レンズ保持 用フランジ 1 9 6 ) の外径の小径化を図ると、 前述の深さの差 Fを減ら すことができ、 多くのカーブのレンズに対応できるようになる。 従って, 小径化したレンズホルダによれば、 カバーできるレンズカーブ範囲を広 げることができ、 結果として、 レンズホルダの種類を減らすことができ る。
なお、 上記の例では、 レンズ保持面 1 9 7に形成した微小凹凸 1 9 8 の断面形状を山形にしているが、 山の頂点や谷の底を R形状にして滑ら かな波形状としてもよい。 また、 上記の例では、 微小凹凸 1 9 8の山と 谷を環状のレンズ保持面 1 9 7の半径方向に連続的に延ばしているが、 微小凹凸をレンズ保持面 1 9 7全体に分散的に配置してもよい。 第 2 2図はレンズ加工装置 1 0における制御装置を中心とした電気的 な接続関係を示すブロック図である。 ただし、 ここでは、 主要な構成の みを示す。 制御装置は、 サーポモー夕制御部 1 0 0 1 と I /〇制御部 1 0 0 2とからなる。 両制御部 1 0 0 1 、 1 0 0 2は互いにデ一夕のやり とりを行い、 且つ、 図示略のホストコンピュータともデ一夕のやりとり を行う。 加工システム全体を管理するホストコンピュータからは、 レン ズの形状データ (動径情報、 凸側レンズ面形状、 凹側レンズ面形状、 レ ンズ厚、 外径等を含む) や加工情報等が送られ、 制御部 1 0 0 1 、 1 0
0 2は、 この送られた形状デ一夕や加工情報に基づいて、 レンズに対し 必要な加工を施す。
サ一ボモー夕制御部 1 0 0 1は、 X軸サーポモ一夕 (レンズ回転用モ 一夕 1 2 5 ) 、 Y軸サ一ボモータ (切り込み動作用モ一夕 6 3 ) 、 Z軸 サーポモータ (Z方向移動用モ一夕 3 3 1 ) の駆動制御を行う。 また、
1 Z O制御部 1 0 0 2は、 力ッ夕回転機構部 1 3のカツ夕回転用モータ ( T O O L用モ一夕) 1 3 3、 面取りモータ (エンドミル回転機構部 1
4のスピンドルモータ 1 4 2 ) 、 レンズチャックエア一シリンダ 1 2 3 , 測定ヘッド用回転ァクチユエ一夕 1 5 5、 冷却用エアブロー 1 0 1 0 、 スタイラス開閉用 D Cモータ 1 7 0を、 制御部や電磁弁 1 0 2 1 〜 1 0
2 6を介して駆動制御し、 必要な動作を行わせる。 その際、 各種センサ の信号を制御に利用する。
また、 I Z〇制御部 1 0 0 2は、 測定用リニアエンコーダ 1 6 6 、 1
6 7の検出信号をカウンタュニッ ト 1 0 3 0でカウントして取り込む。 更に、 表示操作部 1 1 0 0に対して必要な表示を行うと共に、 操作信号 を取り込む。 また、 集塵機イン夕一フェースや搬送ロボッ トインター フェースに必要な信号を送る。
次に第 2 3図のフローチャートに従って、 制御部 1 0 0 1及び 1 0 0 2で行われる制御の流れを説明する。
被加工レンズ 1をレンズ保持ュニッ ト 1 2にセッ トしてスタートの操 作を行うと、 最初に、 ホストコンピュータより送られて来る測定軌跡デ 一夕を入力する (ステップ S 1 ) 。 次いで、 測定ヘッ ド 1 6を下降させ てロード位置に位置決めし (ステップ S 2 ) 、 スタイラス 1 6 1, 1 6 2をレンズ 1に対してローデイングし (ステップ S 3 ) 、 レンズ位置を 測定して (ステップ S 4) 、 その測定デ一夕をホストコンピュータへ送 る (ステップ S 5 ) 。
レンズの全周について測定が完了すると、 スタイラス 1 6 1、 1 6 2 をレンズ 1からアンローディングし (ステップ S 6 ) 、 測定へッ ド 1 6 をアンロード位置に上昇させる (ステップ S 7 ) 。 次に、 ホストコン ピュー夕より加工軌跡データを入力し (ステップ S 8 ) 、 カツ夕回転機 構部 1 3のモータ (TOOLモー夕) 1 3 3を回転させると共に、 エア 一ブローを開始し (ステップ S 9 ) 、 集塵機を運転する (ステップ S 1 0) 。
そして、 所定回転数でカツ夕 1 3 1を回すことで荒加工を強制切削に より実施し (ステップ S 1 1 ) 、 次にカツ夕用のモー夕 1 3 3の回転速 度を変更して (ステップ S 1 2 ) 、 仕上げ加工を同じくカツ夕 1 3 1に よる強制切削で行う (ステップ S 1 3 ) 。 このとき、 ャゲン加工が必要 な場合は、 ャゲンカツ夕 Y l、 Υ 2を選択して加工を行う。
仕上げ加工が終了すると、 カツ夕 1 3 1を停止し (ステップ S 1 4) , 面取りモー夕 1 4 2を回転して (ステップ S 1 5) 、 エンドミル 1 4 1 により凸側レンズ面及び凹側レンズ面のエツジ部に対する面取りを行う
(ステップ S 1 7 ) 。 その前に、 ャゲン加工の代わりに、 レンズ周面に 対する溝彫り加工が必要な場合には、 面取り加工に先立って、 面取りモ 一夕 1 4 2でェンドミル 1 4 1を回して、 レンズ端面の溝彫りを実行す る (ステップ S 1 6 ) 。 面取りが全周にわたり完了したら、 面取りモー 夕 1 4 2及びエア一ブローを停止し (ステップ S 1 8 ) 、 集塵機も停止 して (ステップ S 1 9 ) 、 1個のレンズの加工を終了する。
上記の荒加工及び仕上げ加工は同じカツ夕で行う。 即ち、 平削りの場 合は平削りカツ夕 H I、 小ャゲンの場合は小ャゲンカツ夕 Y 1、 大ャゲ ンの場合は大ャゲン力ッ夕 Y 2を選択し、 同一力ッ夕で荒加工から仕上 げ加工まで行う。 従って、 工程移動を行わずにワンチャックで連続的な 加工が可能であり、 加工時間の短縮や装置の小型化を実現することがで きる。 また、 荒加工用と仕上げ加工用の工具を別に用意しなくてよいの で、 工具の配置スペースを小さくできる上、 工具の管理も楽になる。
また、 カツ夕 1 3 1でレンズ 1を強制切削するので、 切り込み量を適 当に設定しながら切削を進めることができる。 従って、 仕上げ形状に至 るまでの過程を、 形状データに最適な加工条件で決めることができる。 例えば、 何回の回転で切削を完了するかとか、 何秒で切削を完了するか とかの目標設定が任意にできるようになるので、 加工時間の短縮と加工 精度の向上を図ることができる。
また、 面取り加工を溝彫り用の小径のェンドミル 1 4 1の先端の R部 で行うので、 砥石に比べて、 他の箇所との干渉が少なく、 小さな面取り を正確に仕上げることができる。 特に、 1個のエンドミル 1 4 1を溝彫 り加工と面取り加工に兼用するので、 工具数を減らすことができてコス ト削減に寄与することができるし、 溝彫り加工と面取り加工を、 ワン チヤックのままほぼ連続して行うことができるため、 加工時間の短縮も 図れる。 また、 工具の兼用により駆動系が 1つで済むため、 装置の小型 化及びコストの削減を図ることができる。 また、 工具の数を増やさない ため、 工具の管理も楽になる。
また、 本レンズ加工装置 1 0の場合、 加工装置としての力ッタ 1 3 1 ゃェンドミル 1 4 1の上方に、 レンズ測定を行う測定へッ ド 1 6を配置 し、 必要なときにだけ、 測定ヘッ ド 1 6を前に倒して、 レンズ保持ュ ニッ ト 1 2に保持されたレンズ 1の測定が行えるようにしているので、 測定ヘッ ド 1 6を無理なレイァゥトをせずに加工装置 1 0上に搭載する ことができる。 また、 カツ夕 1 3 1やエンドミル 1 4 1の上方の空きス ペースを有効利用して測定へッ ド 1 6を加工装置 1 0上に搭載している ので、 加工装置 1 0の平面面積を拡大せずに済み、 加工装置 1 0の小型 化を図ることができる。 また、 レンズ保持ユニッ ト 1 2にレンズを保持 した状態で、 測定から加工までの一連の工程を全てこなすことができる ので、 工程移動のためのレンズの持ち替えが全くなくなり、 レンズの持 ち替えによる加工精度の低下の心配もなくなって、 レンズ形状を正確に 仕上げることができる。
次に、 加工精度の向上や加工効率等の向上を図るために、 本レンズ加 ェ装置 1 0において実行される各種方法について説明する。
まず、 このレンズ加工装置 1 0では、 カツ夕 1 3 1の回転速度 (=ェ 具回転速度) 、 カツ夕 1 3 1による周面切削時のレンズ保持軸 1 2 1の 回転速度 (=送りスピード) 、 周面切削加工のためのレンズ 1の周回数 ( =切削回転数) 、 溝彫り時や面取り時のエンドミル 1 4 1の回転速度 ( =工具回転速度) 、 そのときのレンズ保持軸 1 2 1の回転速度 (送り スピード) 等を変更可能なパラメ一夕として持っており、 レンズ 1の材 種 (硝種 =ここではプラスチックの種類) や度数 (コバ厚 =レンズ肉 厚) 、 仕上げ加工と荒加工の加工工程の別などに応じて、 それらパラメ 一夕の設定を行うことにより、 最適な加工条件を選べるようになってい る。
例えば、 レンズ 1の材種 (硝種) や度数 (コバ厚) に応じてパラメ一 タ (カツ夕回転速度 =工具回転速度、 レンズ保持軸回転速度 =送りスピ —ド、 加工周回数 =切削回転数) を変えることにより、 レンズ 1の材種 や度数によらず、 加工負荷を揃えることができるようになって、 レンズ サイズやレンズ形状 (ャゲン位置を含む) を正確に均一に仕上げること ができるし、 加工箇所をきれいに仕上げることができる。 また、 適正な 加工条件の選択により、 加工応力の低減を図ってレンズ軸のずれを少な くできるし、 工具寿命を延ばしたり、 加工時間を短縮したりすることも できる。
また、 仕上げ加工と荒加工の加工工程の別に応じて、 パラメ一夕 (力ッ夕回転速度 =工具回転速度、 レンズ保持軸回転速度 =送りスピー ド) を変えることにより、 同じカツ夕で加工しながらも、 仕上げ面を良 好にすることができるし、 レンズサイズやレンズ形状 (ャゲン位置を含 む) を正確に仕上げることができる。 また、 適正な加工条件の選択によ り、 加工応力の低減を図ってレンズ軸のずれを少なくできるし、 工具寿 命を延ばすこともできる。
また、 同じ加工工程において、 カツ夕 1 3 1の回転速度やレンズの回 転角速度を変えることで、 切削速度の均一化を図ることができるので、 加工面を均質な状態に仕上げることができる。
また、 エンドミル 1 4 1による溝彫り加工時あるいは面取り加工時に も、 レンズ 1の材種 (=材質の種類 =硝種 =ここではプラスチックの種 類) に応じて、 パラメータ (エンドミル回転速度 =工具回転速度、 レン ズ保持軸回転速度 =送りスピード) を変えることにより、 レンズ 1の材 種によらず、 精度良く溝や面取り部を形成することができる。 また、 適 正な加工条件の選択により、 工具寿命を延ばしたり、 加工時間を短縮し たりすることもできる。
第 2 4図は加工工程の種類別に応じて定められたパラメータ (カツ夕 回転速度 =工具回転速度、 レンズ保持軸回転速度 =送りスピード) の実 例を示す表である。
第 2 4図において、 表の左欄の項目欄における最上欄がレンズの種類 を特定する欄であり、 この欄の上段の項目である 「HY 1→加エスピー ド」 は、 レンズの材質に対応して定まる加工スピードを区別する段であ る。 すなわち、 この段の項目欄の右に数字 1、 2が記載されている欄が あるが、 この数字 1は、 レンズの材質がジエチレンギリコールビスァリ ルカ一ポネート系 (nd力 1. 5 0 ) やポリウレタン系 (特に好まし い) であることを示す。 また、 数字 2は、 レンズの材質がェピチォ系樹 脂であることを示す。 この数字 1の欄の下の欄に 「厚」 「薄」 が記載さ れている欄があるが、 これはレンズ肉厚を厚い場合と薄い場合との 2つ に分類してそれぞれにパラメータを付与するためのものである。
さらに、 上記 「厚」 「薄」 が記載されている欄の下の欄に記載されて いる 「0 0」 「 0 2」 「0 5」 等の数値は、 それぞれの数値がある段と 同じ段における項目欄で指定される加工の種類ごとで区別される加エス ピードの種類毎に定義される速度を表す記号 (コード) である。
例えば、 「周面荒加工の送りスピード」 では、 コード 「 0 2」 は 「 1 回転 2 2秒」 であること、 コード 「0 3」 は 「 1回転 3 0秒」 であるこ と、 コード 「 04」 は 「 1回転 3 8秒」 であることをそれぞれ表す。 また、 「周面荒加工の工具回転速度」 では、 コード 「 0 5」 は 「 9 6 0 0 r pm」 であること、 コード 「 0 4」 は 「 8 0 0 0 r pm」 である ことをそれぞれ表す。
さらに、 「周面仕上げ加工の送りスピード」 では、 コード 「 0 5」 は
「 1回転 4 6秒」 であることを表す。 「周面仕上げ加工の工具回転速 度」 では、 コード 「0 0」 は 「 2 0 0 0 r pm」 であること、 コード 「0 2」 は 「 3 8 0 0 r pm」 であることをそれぞれ表す。
「溝彫り加工の送りスピード」 では、 コード 「0 2」 は 「 1回転 2 2 秒」 、 コード 「04」 は 「 1回転 3 8秒」 ( 「周面荒加工の送りスピー ド J の場合と同じ) であることを表し、 「溝彫り加工の工具回転速度」 では、 コード 「0 1」 は 「 2 8 0 0 0 r pm」 であること、 コード 「 0 0」 は 「 2 0 0 0 0 r pm」 であることをそれぞれ表す。
「面取り加工の送りスピ一ド」 では、 コード 「 0 2」 は 「 1回転 2 2 秒」 、 コード 「 04」 は 「 1回転 3 8秒」 ( 「周面荒加工の送りスピ一 ド J の場合と同じ) であることを表し、 「面取り加工の工具回転速度」 では、 コード 「 0 0」 は 「 2 0 0 0 0 r pm」 、 コード 「 0 1」 は 「 2 8 0 0 0 r pm」 であることをそれぞれ表す。
上記表で掲げた例では、 数字 1で指定される材質では、 肉厚が異なつ ても同一の加工条件で行うようにしているが、 数字 2で指定される材質 では、 材料強度が数字 1のものより脆いため、 ゆっく り時間をかけた加 ェにするとともに、 肉厚によつても多少加工条件を異ならしめている。
このような制御により、 レンズ 1の材種ゃ度数によらず、 加工負荷を 揃え、 レンズサイズやレンズ形状 (ャゲン位置を含む) を正確に均一に 仕上げるとともに、 加工箇所をきれいに仕上げるためには、 上述の送り スピード (レンズ軸回転速度) や工具回転速度を適切なものにするほか に、 加工周回数 (切削回転数) を適切に設定することが重要である。 第 2 5図は軸ずれ等がなく所定の精度の加工が可能な場合の荒加工に おけるレンズの最大肉厚と切削回転数 (加工周回数) との関係を実験的 に求めた結果を示すグラフである。 図において、 縦軸 Yが切削回転数 (加工周回数) であり、 横軸 Xがレンズの最大肉厚 (単位; mm) であ る。
ここで、 最大肉厚とは、 マイナスレンズの場合には、 レンズの外径の 最大コバ厚であり、 プラスレンズの場合は、 レンズ枠形状での最大肉厚 である。 また、 この場合のレンズ保持軸回転速度 (送りスピード) は、 周速が一定で軸ずれが発生しない条件、 例えば、 荒ずりで 1回転 2 2秒 程度を基準とする。 加工周回数は円形のレンズに対して力ッ夕一がスパ ィラル状の軌跡で切り込まれていく周回数と均一に仕上げ加工分が残さ れた形状に調整加工する最後の 1周回 (定数) とを加えたものである。 第 2 5図において、 直線 1はレンズの材種 (材質の種類) として、 中 間的な切削性を有するポリウレタン系レンズ (例えば、 屈折率 ndが 1. 5 6〜 1. 7 4程度のもの) を想定したものである。
このグラフから、 最大肉厚が 5. 9mmを超える場合には、 ポリウレ タン系レンズにおいては、 Y= 0. 8 X - 3. 1 + 1 (定数) の関係を 示している (四捨五入) 。 ここで、 例えば材質が異なるェピチォ系樹脂 レンズにおいては、 Υ= 0. 8 7 X - 3. 1 + 1 (定数) の関係を用い ることができる。 また、 最大肉厚が 5. 9 mm以下の場合には、 Yの値 が Xに依存せずに一律に 2とする。 なお、 この場合、 トータルの切削回 転数のうち、 最終の 1回転を除いては切削の際の切り込み軌跡がスパイ ラル状であることは後述する通りである (例えば、 第 2 8図 ( a) 等参 照) 。
上述のグラフ等を用いることにより、 レンズの肉厚に応じて加工周回 数 (切削回転数) を適切な値に設定することができる。
また、 このレンズ加工装置 1 0では、 ャゲン加工の際に必要なレンズ 位置データを正確に得るために、 次に述べるような演算機能を備えてい る。 第 2 6図を用いて説明する。
通常、 レンズ面 1 A、 1 Bの位置データを得るためには、 測定ヘッ ド のスタイラス 1 6 1、 1 6 2を、 レンズ形状デ一夕に従ってレンズ面 1
A、 I B上で卜レースさせ、 その軌跡の各点において各スタイラス 1 6 1、 1 6 2の位置を検出することにより、 レンズ面の位置 l e、 I f を 計測している。 この場合のスタイラス 1 6 1、 1 6 2のトレース位置は, レンズ 1がャゲン加工されたときに形成されるャゲン 1 aの頂点のレン ズ保持軸方向の延長線 S T上である。
しかし、 そのようにして求めた位置データ ( 1 e 、 1 f の座標デ一 夕) に基づいて、 そのままャゲン加工をすると、 ャゲン l aの位置を正 確に仕上げることができないという問題がある。 即ち、 加工した状態で のレンズ周面におけるャゲン 1 aの位置を、 レンズ周面の両端エッジ部 l c 、 1 dを基準にして精度良く出したいのに、 実際のャゲン加工は、 両端エッジ部 1 c 、 1 dの位置よりャゲン高さ S H分だけ外周側の位置 l e 、 1 f で測定したデータに基づいて行っている。 従って、 ャゲン 1 aが高精度に仕上がらない。
そこで、 予めレンズ形状データで規定される位置からャゲン高さ S H を引いた位置で、 スタイラス 1 6 1 、 1 6 2をトレースさせることによ り、 加工後の状態におけるレンズ周面の両端エッジ部 1 c 、 I dの位置 を予め計測して、 その位置データに基づいてャゲン加工することが考え られている。
しかし、 そうすると、 スタイラス 1 6 1 、 1 6 2を、 レンズ形状デ一 夕で規定される位置よりもレンズ中心側でトレースさせなくてはならな いため、 スタイラス 1 6 1 、 1 6 2をトレースさせるためのデ一夕を、 予めレンズ形状データとは別に作成しなくてはならない。 また、 レンズ 中心側でトレースさせるため、 最終的に利用可能性のあるレンズ面 1 A, I Bの範囲に、 スタイラス 1 6 1 、 1 6 2の接触痕が残るおそれもある < そこで、 本レンズ加工装置 1 0では、 点 1 e 、 I f の座標測定データ と、 別途与えられるレンズ 1の設計データに基づいて、 点 l c 、 I dの 座標値を算出するようにしている。
ここで、 レンズ 1の設計データとは、 レンズ物性データ (屈折力、 アッベ数、 比重等) 、 処方関連データ (レンズ度数、 乱視軸、 加入度、 プリズム、 基底方向、 偏心、 外径、 遠用 P D、 近用 P D、 レンズ厚、 V R値 (C R値 + VC値) ) 、 フレームデ一夕 (形状、 D B L、 F P D、 フレームカーブ、 フレームカーブ等) 、 フレーム前傾角、 ャゲン種、 そ の他加工指定データである。 この場合のレンズ 1の設計データには、 動 径デ一夕、 凸側レンズ面形状データ、 凹側レンズ面形状デ一夕、 レンズ 厚データ、 外径データが含まれており、 この中には凸側レンズ面 1 A及 び凹側レンズ面 1 Bの形状を規定する有限数の座標データ ( p i , Θ i , Z i ) が含まれていて、 非球面レンズの場合にも、 凸側レンズ面 1 A及 び凹側レンズ面 1 Bの任意の点の座標を取り出すことができる。 従って, ャゲン頂点のレンズ保持軸方向の延長線 S H上のトレース点において測 定した実測データと、 この設計データを利用することにより、 点 l c、 1 dの位置を精度良く算出することができ、 これらの点 l c、 I dの座 標デ一夕を用いることで、 ャゲン 1 aを精度良く加工することができる < なお、 設計データは、 ホストコンピュータのレンズ設計プログラムデー 夕から与えられるようになつている。
また、 本レンズ加工装置 1 0では、 レンズ形状やレンズ位置を測定す る測定ヘッ ド 1 6を、 必要に応じて、 レンズ保持ュニッ ト 1 2に保持さ れたレンズ 1に対して、 待避場所からアプローチすることができるよう になっているので、 加工前の計測の他に、 特別な場合には、 加工途中で, レンズ形状やレンズ位置を計測することもできる。 次に、 そのような加 ェ途中で測定を実施する場合の例について説明する。
第 2 7図は加工工程の例を示す。 ( a) は通常の場合の加工工程、 (b) は特別な場合の加工工程を示す。 ( a) の加工工程は、 未加エレ ンズの段階でレンズ測定を行うもの、 (b) の加工工程は、 荒加工の途 中の段階でレンズ測定を行うものである。 本レンズ加工装置 1 0では、 レンズの材種 (硝種) や度数 (コバ厚) に応じて、 ( a) の加工工程か、 ( b ) の加工工程か、 を選択して加工を実施するようにしている。 この ように (b ) の特別な加工工程を選択肢に設けている理由は、 レンズに より、 未加工レンズの段階と荒加工の途中の段階でのレンズ測定値に差 が出る場合があり、 全ての場合を ( a ) の通常の加工工程で統一すると 最終仕上げ加工でャゲン位置が正確に仕上がらないことがあるためであ る。
( a ) に示す通常の加工工程の場合は、 最初にレンズの測定を行う。 次に荒加工を実施し、 その後、 仕上げ加工を実施し、 最後に面取り加工 を実施して、 最終形状のレンズを得る。 荒加工は、 仕上げ用の削り代を 残したところまで行い、 仕上げ加工で最後の削り代を取り除いて最終寸 法に仕上げる。
一方、 (b ) に示す特別な加工工程の場合は、 最初に 1次荒加工を実 施し、 その後でレンズの測定を実施する。 第 2 8図 ( a ) 、 ( b ) に示 すように、 1次荒加工は、 仕上げ寸法に対して測定可能幅 S Kを残した 寸法まで行う。 通常の加工工程における荒加工では、 残りの仕上げ用の 削り代のみを残すが、 この程度の削り代の範囲にスタイラス 1 6 1 、 1 6 2をトレースさせるのは難しい。 そこで、 この加工工程では、 敢えて 1次荒加工により、 測定できる範囲の幅 (例えば 1 . 5 〜 1 . 8 m m程 度) を残したところまで加工するのである。
何故そうするかというと、 前述したように、 未加工レンズから一気に 仕上げ用の削り代を残したところまで荒加工すると、 特殊レンズの場合 など、 レンズの保持状態が変化する場合がある。 即ち、 レンズの保持状 態によっては、 未加工レンズの段階では、 これから荒加工で取り除こう とする部分が補強効果を発揮して保持バランスをとり、 変形を表に現れ ないように留めていたものが、 荒加工でその部分が取り除かれることに より、 補強効果がなくなって、 保持変形が表に現れる場合がある。 従つ て、 そのような場合、 未加工レンズの段階でレンズ測定値を求めても、 実際に荒加工した後の段階ではその当初のレンズの位置データが変わつ てしまい信頼性が低下してしまうからである。 例えば、 小玉のついたバ ィフォーカルレンズやレンズのコバ厚が厚いレンズなどである。
このように、 1次荒加工を行った段階でレンズ測定を実施し、 レンズ 保持の変形を受けない状態でコバ厚を含むレンズ情報を得たら、 その後 で 2次荒加工により、 仕上げ用の削り代を残した段階まで取り除き、 後 は通常の場合の加工工程と同様に、 仕上げ加工を実施し、 最後に面取り 加工を実施して、 最終形状のレンズを得る。
このように荒加工の途中の段階でレンズ測定を実施することにより、 信頼性の高いレンズ測定値を得ることができるので、 その後の仕上げ加 ェをそのレンズ測定値を用いて行うことにより、 レンズ形状及びャゲン 形状を正確に仕上げることができる。 本実施例では、 工具としてカツ夕 を用いた例を掲げたが、 カツ夕と同程度の制御が維持できれば、 カツ夕 のかわりに砥石を用いてもよい。 産業上の利用可能性
以上説明したように、 本発明は、 眼鏡用の被加工レンズをレンズ中心 部で保持し、 保持した被加工レンズの周面を周面加工用の回転加工工具 により削り取ると共に、 被加工レンズをレンズ中心回りに周回させるこ とにより、 被加工レンズの全周にわたって周面を削り取り、 それにより 所定の周縁形状のレンズを加工する場合に、 被加工レンズをレンズ保持 ュニッ 卜によって保持し、 このレンズ保持ュニッ 卜による保持状態を維 持したままで、 ャゲン加工を含むレンズ周面の切削加工と、 レンズ周面 への溝彫り加工と、 レンズ周面とレンズ面との交差エッジ部への面取り 加工とを行うようにしたもので、 これにより、 眼鏡レンズ加工に要求さ れる測定から各種項目の加工までをワンチヤックで実行することができ しかも、 高精度な加工を実現可能なレンズ加工装置及びレンズ加工方法 を提供することを可能にしている。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 眼鏡用の被加工レンズの周縁を形状デ一夕に従って加工するレンズ 加工装置において、
前記被加工レンズをレンズ中心部でレンズ保持軸によって保持し、 保 持した被加工レンズをレンズ中心回りに回転させるレンズ保持ュニッ ト と、
該レンズ保持ュニッ トに保持された被加工レンズの周面を回転切削ェ 具により所定断面形状に切削する周面切削加工装置と、
前記レンズ保持ュニッ トに保持され且つ前記周面切削加工装置により 周面切削された被加工レンズの周面に溝加工を施す溝加工装置と、 前記レンズ保持ュニッ 卜に保持され且つ前記周面切削加工装置により 周面切削された被加工レンズの周面とレンズ面との交差エツジ部に面取 りを施す面取り加工装置と、
前記レンズ保持ュニッ 卜に保持された被加工レンズのレンズ面形状及 びレンズ面位置を測定するレンズ形状測定装置と、
を具備することを特徴とするレンズ加工装置。
2 . 前記周面切削加工装置、 溝加工装置、 面取り加工装置が固定的に配 されており、 これら加工装置に対して前記レンズ保持ュニッ トを移動す ることにより、 保持した被加工レンズに対する加工動作を行わせる加工 動作機構部を備えていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のレン ズ加工装置。
3 . 前記周面切削加工装置と前記溝加工装置とが基板上に隣接して配置 され、 且つ、 前記溝加工装置の回転工具の軸線が、 前記レンズ保持ュ ニッ 卜のレンズ保持軸と垂直な方向で前記基板と平行な方向に向けて配 置され、 しかも、 前記溝加工装置の回転工具の軸線と前記周面切削加工 装置の回転切削工具の軸線と前記レンズ保持軸の軸線とが同じ高さに配 置されていることを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項記載のレ ンズ加工装置。
4 . 前記レンズ保持ユニッ トが、 レンズ保持軸とレンズ押さえ軸とを備 え、 レンズ保持軸には先端に被加工レンズを装着するレンズホルダ受け が設けられ、 一方、 レンズ押さえ軸側は、 レンズ保持軸と同軸に配され ると共に、 アーム部を介してレンズ保持軸方向にスライ ド可能に取り付 けられており、 しかも、 該レンズ押さえ軸はエアシリンダの圧力を受け てレンズ保持軸側に移動し、 その先端のレンズ押さえによって被加エレ ンズをレンズ保持軸側に押圧し、 それにより、 レンズ保持軸とレンズ押 さえ軸間に被加工レンズを挟持するものであることを特徴とする請求の 範囲第 1項〜第 3項のいずれかに記載のレンズ加工装置。
5 . 前記溝加工装置及び面取り加工装置が共通のポールェンドミルで構 成されていることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 4項記載のレンズ 加工装置。
6 . 眼鏡用の被加工レンズをレンズ中心部で保持し、 保持した被加エレ ンズの周面を周面加工用の回転加工工具により削り取ると共に、 被加工 レンズをレンズ中心回りに周回させることにより、 被加工レンズの全周 にわたつて周面を削り取り、 それにより所定の周縁形状のレンズを加工 するレンズ加工方法において、
前記被加工レンズをレンズ保持ュニッ 卜によって保持し、 このレンズ 保持ュニッ トによる保持状態を維持したままで、 ャゲン加工を含むレン ズ周面の切削加工と、 レンズ周面への溝彫り加工と、 レンズ周面とレン ズ面との交差エツジ部への面取り加工とを行うことを特徴とするレンズ 加工方法。
7 . 眼鏡用の被加工レンズをレンズ中心部で保持し、 保持した被加エレ ンズの周面を周面加工用の回転加工工具により削り取ると共に、 被加工 レンズをレンズ中心回りに周回させることにより、 被加工レンズの全周 にわたつて周面を削り取り、 それにより所定の周縁形状のレンズを加工 するレンズ加工方法において、
前記被加工レンズの材種に応じて、 前記周面切削用の回転加工工具の 回転速度と、 被加工レンズの周回時の回転速度と、 所定削り代だけ削り 取るための被加工レンズの周回数との少なくともいずれかを設定変更す ることを特徴とするレンズ加工方法。
8 . 眼鏡用の被加工レンズをレンズ中心部で保持し、 保持した被加エレ ンズの周面を周面加工用の回転加工工具により削り取ると共に、 被加工 レンズをレンズ中心回りに周回させることにより、 被加工レンズの全周 にわたつて周面を削り取り、 それにより所定の周縁形状のレンズを加工 するレンズ加工方法において、
前記被加工レンズの周縁厚さに応じて、 前記周面切削用の回転加工ェ 具の回転速度と、 被加工レンズの周回時の回転速度と、 所定削り代だけ 削り取るための被加工レンズの周回数との少なくともいずれかを設定変 更することを特徴とするレンズ加工方法。
9 . 前記周面加工用の回転加工工具が、 被加工レンズの周面を外周に設 けた切削刃で切削するカツ夕であることを特徴とする請求の範囲第 7項 または第 8項記載のレンズ加工方法。
1 0 . 所定の周縁形状に加工された眼鏡用の被加工レンズの周面に回転 溝彫り工具を突き当てながら、 被加工レンズをレンズ中心回りに周回さ せることにより、 被加工レンズの周面に溝を形成するレンズ加工方法に おいて、
前記被加工レンズの材種に応じて、 前記回転溝彫り工具の回転速度と, 被加工レンズの周回時の回転速度との少なくともいずれかを設定変更す ることを特徴とするレンズ加工方法。
1 1 . 所定の周縁形状に加工された眼鏡用の被加工レンズの周面とレン ズ面との交差エツジ部に回転面取り工具を押し当てながら、 被加工レン ズをレンズ中心回りに周回させることにより、 前記エッジ部に面取りを 施すレンズ加工方法において、
前記被加工レンズの材種に応じて、 前記回転面取り工具の回転速度と. 被加工レンズの周回時の回転速度との少なくともいずれかを設定変更す ることを特徴とするレンズ加工方法。
1 2 . 眼鏡用の被加工レンズをレンズ中心部で保持し、 保持した被加工 レンズの周面を周面加工用の回転加工工具により削り取ると共に、 被加 ェレンズをレンズ中心回りに周回させることにより、 被加工レンズの全 周にわたって周面を削り取り、 それにより所定の周縁形状のレンズを加 ェする方法において、
前記被加工レンズの周面を荒加工するときと、 その後に仕上げ加工す るときとで、 前記周面切削用の回転加工工具の回転速度と、 被加工レン ズの周回時の回転速度との少なくともいずれか一方を設定変更すること を特徴とするレンズ加工方法。
1 3 . 前記周面加工用の回転加工工具として、 被加工レンズの周面を外 周に設けた切削刃で切削するカツ夕を用いることを特徴とする請求の範 囲第 1 2項記載のレンズ加工方法。
1 4 . 前記荒加工と仕上げ加工とを同じカツ夕で行うことを特徴とする 請求の範囲第 1 2項記載のレンズの加工方法。
1 5 . 眼鏡用の被加工レンズの周縁をレンズ枠形状データに従って加工 するにあたり、 レンズ保持ュニッ 卜によって保持された前記被加工レン ズのレンズ面に、 前記レンズ枠形状デ一夕に従ってスタイラスをトレ一 スさせ、 該スタイラスのレンズ厚み方向の変位を検出することで、 前記 レンズ面の位置を測定するレンズ測定方法において、
前記スタイラスをトレースさせた点の測定データと、 予め与えられた 被加工レンズのレンズ面情報を含むレンズ設計データとを用いて、 前記 トレースした点より離間した点におけるレンズ面の位置を割り出すこと を特徴とするレンズ測定方法。
1 6 . 前記トレースした点より離間した点を、 周面仕上げ加工後の被加 ェレンズのレンズ面とレンズ周面との交差エッジ部としたことを特徴と する請求の範囲第 1 5項記載のレンズ測定方法。
1 7 . 前記スタイラスを、 レンズ周面にャゲン加工する際のャゲン頂点 のレンズ保持軸方向の延長線上の位置でレンズ面にトレースさせ、 該ト レースした点より離間した点を、 ャゲン基部に相当するレンズ周面とレ ンズ面との交差エッジ部としたことを特徴とする請求の範囲第 1 6項記 載のレンズ測定方法。
1 8 . 前記スタイラスを一対用いて、 被加工レンズの表裏レンズ面にト レースさせることで、 表裏レンズ面の位置を同時に測定することを特徴 とする請求の範囲第 1 5項〜第 1 7項のいずれかに記載のレンズ測定方 法。
1 9 . 請求の範囲第 1 5項〜第 1 8項のいずれかに記載のレンズ測定方 法を用いて、 被加工レンズのレンズ面の位置データを取得し、 該デ一夕 に基づいて被加工レンズの周面加工を行うことを特徴とするレンズ加工 方法。
2 0 . 前記周面加工の際にレンズ周面にャゲンを形成することを特徴と する請求の範囲第 1 9項記載のレンズ加工方法。
2 1 . 前記周面加工の後に、 該周面に対して前記取得したデータを利用 して溝加工を施すことを特徴とする請求の範囲第 1 9項記載のレンズ加 ェ方法。
2 2 . 前記周面加工の後に、 該レンズ周面とレンズ面との交差エッジ部 に、 前記取得したデータを利用して面取り加工を施すことを特徴とする 請求の範囲第 1 9項〜第 2 1項のいずれかに記載のレンズ加工方法。
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