(57)【要約】  第１シェル型と第２シェル型とを位置合せする装置には、第１シェル型を保持するための第１グリッパ（１）、第２シェル型を保持するための第２グリッパ（２）、及びセンタリングステーション（３）を備える。両グリッパ（１、２）を、所定の軸（６）に沿って互いに対して、及びセンタリングステーションに対して変位可能にし、軸（６）の周りに、個別にだけでなく同期しても回転可能にする。センタリングステーション（３）には支持体を備え、該支持体により円に沿って配置したバネ要素を支持し、上記軸（６）は該円の中心を通過する。センタリングのために、シェル型をグリッパによってセンタリングステーション（３）内に移動させ、その後グリッパから取外し、それによりシェル型をバネ要素だけで保持する。バネ要素の半径方向力は均等にシェル型に全側面から作用しており、該半径方向力によりシェル型を力の重心に変位させる。その後、シェル型を再度グリッパで把持し、センタリングステーション（３）の外に移動させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１シェル型を保持するための第１グリッパ（１）及び第２シェル型を保持するための第２グリッパ（２）を互いに対して、及びセンタリングステーション（３）に対して所定の軸（６）に沿って移動可能にし、軸（６）上で個別にだけでなく同期させても回転可能にすること、センタリングステーション（３）には少なくとも１つのバネ要素を有し、それにより前記少なくとも１つのバネ要素により円形開口部（１３）を取囲むこと、及び軸（６）を円形開口部（１３）の中心を通過させること、を特徴とする第１シェル型と第２シェル型とをセンタリングステーション（３）を用いて位置合せする装置。
【請求項２】
センタリングステーション（３）には、円形開口部（１３）を形成し、溝（１５）を有する壁（１４）を有する本体（１２）を備えること、前記少なくとも１つのバネ要素を、弾力的に変形可能な材料製の閉Ｏリング（１６）又は切欠Ｏリング（１６）、管（１９）とし、該要素を溝（１５）に挿入すること、を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
リング（２３）上に配置した舌片（２４）によって形成する複数のバネ要素、を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
第１グリッパ（１）及び第２グリッパ（２）を共通のガイドレール（７）上に支承すること、を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の装置。
【請求項５】
第１グリッパ（１）を軸（６）に沿って移動させるための第１モータ（８）、第２グリッパ（２）を軸（６）に沿って移動させるための第２モータ（９）、第１グリッパ（１）を軸（６）周りに回転させるための第３モータ（１０）、及び第２グリッパ（１）を軸（６）周りに回転させるための第４モータ（１１）、を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の装置。
【請求項６】
テープ（５）を貼付けるための装置（４）を存在させ、それにより２つのシェル型を接合して複合体にすること、を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の装置。
【請求項７】
第１グリッパ（１）及び第２グリッパ（２）には支持体（２５）、該支持体（２５）内に配置してグリッパ（１又は２）とシェル型（２７）との間に形成する空洞部を密閉する密閉要素（２８）、及び密閉要素（２８）の軸（６）に沿った屈曲を可能にする経路吸収要素を備えること、を特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の序文で挙げた種類の２つのシェル型を位置合せする装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
こうしたシェル型は、光学レンズの製造に使用されている。その際、モノマーを２つのシェル型及びシールによって境されるキャビティ内で成型し、その後重合して、それによりレンズを生産する。米国特許第５，１７８，８０１号から、前シェル型と後シェル型を其々１つのセンタリング装置でセンタリングし、その後該両シェル型を所定距離で共通軸上に配置し、該両型を、テープを用いて互いに接合して複合体にすることが、知られている。このセンタリング装置では、シェル型の光軸を位置合せする。該センタリング装置は、２枚のセンタリングプレートから成り、各プレートには２つのＶ字型アームを有し、該アームの内縁部は互いに対して斜めになっている。シェル型をセンタリングする際には、２枚のセンタリングプレートを互いに押圧し、そうすることで、シェル型をリムの内縁部に沿って位置合せする。この装置の欠点は、センタリング装置が過剰決定する点だが、これはシェル型の位置を、３接点で充分であるにもかかわらず、４接点によって決定するためである。更なる欠点は、センタリング後、シェル型を運搬し、共通軸で位置合せした後に、該型をテープで互いに接合可能にする必要がある点である。
【発明の開示】
【０００３】
本発明の目的は、高いセンタリング精度を可能にする、２つのシェル型を相互に位置合せ及び位置決めする装置を開発することである。
【０００４】
上に挙げた課題について、本発明に従い請求項１の特徴によって解決する。
【０００５】
本発明に従う装置には、第１シェル型を保持するための第１グリッパ及び第２シェル型を保持するための第２グリッパ及びセンタリングステーションを備える。  ２つのグリッパを互いに対して、及びセンタリングステーションに対して、所定の軸に沿って移動可能にし、該軸上で個別にだけでなく、同期させても回転可能にする。センタリングステーションは支持体から成り、該支持体では円に沿って配置した少なくとも１つのバネ要素を支持し、該円の中心を軸が通過する。センタリングのために、シェル型をセンタリングステーション内にグリッパにより移動させ、それにより１つのバネ要素又は複数のバネ要素が、該要素の実際の構造に従い屈曲又は変形され、シェル型をその後グリッパから解放すると、それによりシェル型だけが１つのバネ要素又は複数のバネ要素によって保持される。１つのバネ要素又は複数のバネ要素からの半径方向力を均等にシェル型に全側面から作用させるが、該半径方向力は、シェル型を力の重心に移動させ、それによりシェル型を軸に対してセンタリングする効果を有する。シェル型を、その後グリッパによって再び把持し、センタリングステーションの外に移動させる。本発明に従う装置には、２つのグリッパがセンタリングステーションのセンタリング軸を共通軸として有するという、利点がある。
【０００６】
第１実施例によれば、支持体を、その中心を軸が通る円形開口部を形成する壁を有する立体とする。壁には、溝を有する。弾力的に変形可能な材料製のＯリング、紐、管等を、溝に挿入する。この例では、溝を環状とし、円に沿って均等にＯリング、紐又は管を支持する。Ｏリングは、伝統的な閉Ｏリングの他に、丸紐とも呼ばれる切欠Ｏリングを意味する。Ｏリング、紐又は管は、１つ単独のバネ要素又は、連続的に結合する多数のバネ要素とも考えられる。Ｏリング又は丸紐はシェル型にその周辺部に沿って接触し、半径方向力はシェル型に全側面から均等に作用して、シェル型の中心を力の重心に移動させる効果がある。
【０００７】
管を使用する場合、必要に応じて、管の直径及び／又は硬度を、圧縮空気を管に印加することによって増大可能である。シェル型を中及び外に移動させるのに、圧縮空気を管から排気し、それによりシェル型と管との間の摩擦を減少させる。センタリングのために、圧縮空気を管に印加する。
【０００８】
溝には、幾つかの凹部を備えられる。シェル型のセンタリングを、その結果もはや全側面から均等に行わず、溝の非陥凹領域からのみ行う。この設計では、Ｏリング、紐又は管の一部のみで、バネ要素、即ち、凹部に逃げ込めない部分、を形成する。
【０００９】
異なる実施例では、支持体をリングにし、多数のバネ要素を、リングの開口部に沿って互いに隣同士に配置するバネ舌片によって形成する。リング及び舌片を、好適にはバネ鋼と同様な機械的特性を有する材料の１片から作製する。シェル型を中に移動させると、舌片はそれらの中立位置から屈曲され、その結果シェル型の縁部に対して力を及ぼす。シェル型をグリッパから解放した直後に、個々の舌片によって発生した力の均等化が起こり：シェル型を、力の重心の方へ移動させる。
【００１０】
本発明の核心は一方では、センタリングステーションに関して提示した性質にあり、他方では、２つのグリッパを所定の軸に沿って移動可能にし、この軸周りに回転可能にする点にある。構造的に、２つのグリッパの直線運動とそれらの回転運動を、様々な方法で達成できる。
【００１１】
特に効果的な解決方法では、本装置には、第１グリッパを所定の軸に沿って移動させるための第１モータと、第２グリッパを軸に沿って移動させるための第２モータと、第１グリッパを軸周りに回転させるための第３モータと、第２グリッパを軸周りに回転させるための第４モータとを備え、センタリングステーションを固設する。軸は、センタリングステーションの円中心を通過する。軸は、従って、センタリングステーションのセンタリング軸となる。第１グリッパ及び第２グリッパを、好適には、軸と平行に走る共通のガイドレール上に再配置可能に支承する。
【００１２】
一方、片方のグリッパを定置し、他方のグリッパとセンタリングステーションのみを軸に沿って再配置可能に配置可能でもある。２つのグリッパ間及び該グリッパとセンタリングステーションとの間の相対的運動のみが重要であり、これらのどのユニットを移動可能にするかは重要ではない。好適には、センタリングステーションを固設して、２つのグリッパを可動に配置する。しかしながら、１構成として、例えば片方のグリッパを固定し、第２グリッパ及びセンタリングステーションを再配置可能にした構成も可能である。
【００１３】
２つのシェル型を、センタリングステーションによってセンタリングし、それらの相互回転位置及びそれらの距離を、２つのグリッパの移動及び回転によってレンズ処方に応じて調節する。２つのシェル型を、その後位置合せし、互いに接合させて密閉要素によって複合体にする。
【００１４】
好適には、テープとして当該技術で既知の粘着テープを、密閉要素として用いる。テープは、２つのシェル型を接合する要素であり、該要素には、一方で低剛性を有し、それにより該要素を２つのシェル型に容易に貼れ、他方で十分な剛性を有し、それにより形成した複合体を充分に安定させる。テープによって確実に、２つのシェル型の互いに対するアライメントを、複合体が、そこでモノマーを注型してレンズを作製する充填ステーションに運搬する際に、変化しない、又は極僅かだけ変化するようにする。
【００１５】
或いは、モノマーで充填可能な２つのシェル間の空洞部を形成するのに、任意の他の密閉要素も使用可能である。密閉要素を、例えばゴム製のリングとし、該リングを２つのシェル型の周囲に配設可能である。この場合、モノマーを好適にはその場で注入する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下では、本発明について実施例に基づき、及び図面に基づいて、更に詳細に説明する。
【００１７】
図１及び図２では、第１シェル型と第２シェル型の光軸を互いに対して位置合せし、それらを所定の距離で位置決めし、その後２つのシェル型縁部に沿ってテープを貼ることにより、それらを互いに接合して１つの複合体にする役割を果たす装置の透視図を示す。図１では、テープを貼付ける装置を有する装置全体を示す。図２では、説明を簡潔にする理由で、テープを貼付ける装置無しで、同装置を示している。この装置には、第１シェル型を保持するグリッパ１、第２シェル型を保持するグリッパ２、センタリングステーション３及びテープ５を供給及び貼付ける装置４を備える。２つのグリッパ１及び２を、所定の軸６に沿って移動可能で、軸６上で個別だけでなく同時にも回転可能にする。２つのグリッパ１及び２を、好適には共通のガイドレール７に支承する。軸６は、ガイドレール７と平行に走る。第１モータ８はガイドレール７に沿って第１グリッパ１を移動させる役目を果たし、第２モータ９はガイドレール７に沿って第２グリッパ２を移動させる役目を果たし、第３モータ１０は軸６を中心に第１グリッパ１を回転させる役目を果たし、第４モータ１１は軸６の周りに第２グリッパ２を回転させる役目を果たす。本例で固設するセンタリングステーション３は、対称軸又はシェル型の光軸を位置合せし、それにより該軸６と一致させる役目を果たす。２つのシェル型の各々には、その縁部にマーク（所謂ターボマーク）を有し、該マークはシェル型の回転位置を示す。モータ８〜１１及びテープ５を貼付ける装置４を、制御装置によって制御する。
【００１８】
図３では、センタリングステーション３の詳細な透視図を示す。センタリングステーション３には、壁１４で形成する円形開口部１３を有する本体１２から成る。該壁１４には、Ｏリング１６を挿入する溝１５を含む（図４）。溝１５によりＯリング１６を支持する。Ｏリング１６を、弾力的に変形可能な材料製（例えばゴム又は任意の他のエラストマー）とする。溝１５は軸６に直交する平面Ｅに存在し、本体１２を軸６に対して位置付け及び調節し、それにより円形開口部１３の中心を軸６上に存在させる。シェル型をセンタリングするために、シェル型をセンタリングステーション３内に、対応するグリッパ１又は２によって、該型がＯリング１６によって強固に保持されるまで、押圧する。グリッパをその後一時的にシェル型から解放し、それによりシェル型をＯリング１６だけで保持する。Ｏリング１６からシェル型に全側面から均等に作用する半径方向力には、シェル型を力の重心に移動させる、即ち、シェル型をセンタリングし、理想的な事例では、その光軸が軸６と一致する、という効果がある。その後、シェル型を再度グリッパによって把持する。
【００１９】
溝１５又はＯリング１６の直径を、シェル型をセンタリングステーション３に導入すると、Ｏリング１６を圧迫するよう寸法取する。Ｏリング１６の内径を、従って如何なる場合でも、シェル型の最小予想直径より小さくする。シェル型の直径とＯリング１６の内径との差分量により、半径及び軸に作用する力の強さは影響を受ける。この差分が増大するにつれて、軸方向に位置合せする力が増大し、その結果シェル型を導入する際に、Ｏリング１６とシェル型との間に作用する摩擦も増大する。
【００２０】
Ｏリング１６の内径に関する不可避公差の影響を除くために、有利には、Ｏリング１６を切削する、即ちＯリング１６を丸紐に変形させる。この丸紐の長さを、溝１５の円周より若干短くし、それにより丸紐を容易に溝１５に挿入可能にする。不連続となる箇所を、円周に関して小さくし、シェル型のセンタリングに影響しない、又は極僅かに影響するのみにする。溝１５に挿入する丸紐の決定的な内径を、溝１５の円周及び丸紐の直径で決定する。用語Ｏリング１６は、閉Ｏリング１６だけでなく丸紐に切開を入れたＯリング１６も意味する。
【００２１】
本体１２は、好適には、溝１５に通じる少なくとも１つのドリル孔１７を有する。ドリル孔１７は、容易にＯリング１６を、該リングを交換するために、本体１２から取外す役目を果たす。
【００２２】
図４では、Ｏリング１６を挿入した溝１５を有する壁１４の横断面図を示す。溝１５には、丸みを持つ縁部１８を有し、それによりシェル型を内外に移動させる際に、Ｏリング１６が該縁部１８で損傷を受けるのを防止する。壁１４を、好適にはテープ５を貼付ける装置４（図１）に対向する側に斜角を付ける、即ち、外側領域を軸６に対して角度αだけ斜めにして、それにより壁１４に関する予センタリングを、シェル型がグリッパに関して一定限度の偏芯アライメントを超えた場合に備えて、シェル型を挿入する際に、前もって行う。
【００２３】
図５では、管１９をＯリングの代わりに挿入した溝１５を有する壁１４の横断面図を示す。任意に、圧縮空気を管１９に印加可能である。
【００２４】
図６では、軸６（図１）と直角を成す本体１２の断面図を示すが、該軸は溝１５、即ち平面Ｅを貫通する。溝１５には幾つかの凹部２０を有する。該凹部によってＯリング１６又は管１９を、シェル型を挿入する際に、部分的に逃がせる。これにより、摩擦力が減少する。シェル型のセンタリングを、その結果凹部２０が存在しない溝１５のかかる領域によってのみ行なう。別の解決方法として、Ｏリングを細かく切断して、そうした細片体の幾つかを互いに間隔を開けてキャリアに貼付け、その結果該キャリアを本体１２の溝１５に挿入する方法がある。
【００２５】
図７では、かかるキャリア２１の平面図を示すが、弾力的に変形可能な材料製の細片体２２をキャリアに貼付け、それにより分離したバネ要素を形成している。
【００２６】
図８では、舌片２４として形成した複数のバネ要素を有するリング２３を示す。リング２３は、バネ鋼と同様な機械的特徴を有する材料から成る。リング２３を、本体１２の開口部１３（図３）に挿入する。シェル型を挿入すると、舌片２４はそれらの長手方向と直角に又はセンタリング軸６と直角に屈曲される。リング２３及び本体１２の開口部１３の寸法を、舌片２４が、該舌片２４の屈曲が一定限度に達した場合に、壁１４に接触しない又は壁１４に若干接触するように、互いに構成する。
【００２７】
Ｏリング１６を有する解決方法と比較すると、リング２３を有する解決方法の１効果として、シェル型をセンタリングステーション３（図１）に挿入する際に摩擦力がより低い点、及びリングの摩耗が軽減する点がある。
【００２８】
バネ要素に関するこの２実施例は、組合せ可能である。
【００２９】
２つのグリッパ１及び２を、同一に構成する。グリッパの構成について、図９に基づき、更に詳細に記述する。グリッパには、シェル型２７の受動側を載置する支持体２５の他に、該支持体２５内に配置する環状の変形可能な密閉要素２８を含み、それによりシェル型２７とグリッパとの間に形成する空洞部２９を密閉し、該空洞部を真空処理できる。支持体２５を、対称軸３０に直交する平面に設置する。シェル型２７に面する支持体２５の面を、環状面とする。密閉要素２８をプレート３１に固着するが、該プレートを経路吸収要素、好適にはベローズ３２を用いて、支持体２５を担持するプラットホーム３３に連結する。ベローズ３２により、密閉要素の比較的大きな屈曲を、グリッパの対称軸３０に沿って可能にすると共に、支持体２５の円環面で境する内部で変動も可能にし、それにより異なる形状のシェル型を把持できる。対称軸３０はグリッパの回転軸、従って、軸６（図１）と一致する。グリッパがシェル型を把持しなかった場合、その結果ベローズ３２はその中立位置となり、密閉要素２８は典型的には支持体２５の端部より上に数ミリメートル突出する。
【００３０】
ワークステーション（図１）の動作原理を、次に、バネ要素としてＯリング１６を含むセンタリングステーション３の例に基づいて説明する：
‐図示しないロボット又はオペレータにより、第１シェル型を第１グリッパ１に渡す。その際に、ベローズ３２を、第１シェル型が第１グリッパ１の支持体２５に載置されるまで圧縮する。真空処理を、第１グリッパ１とシェル型との間に形成した空洞部に対して行う。
‐第１モータ８により第１グリッパ１を軸６に沿って、第１シェル型をセンタリングステーション３内に位置するまで、移動させる。第１シェル型が既にかなり正確にセンタリングされている場合、その後センタリングステーション３へ移動した際に、該シェル型はＯリング１６に接触するだけとなる。一方、第１シェル型が不正確にセンタリングされている場合、その後センタリングステーション３へ移動した際に、該シェル型は面取りした壁１４と接触し、そうすることで予センタリング、即ち第１シェル型を支持体２５上で変位させ、それにより軸６に対するセンタリング度を増大させる。その際、密閉要素２８は、更に変形可能である。
‐第１シェル型と第１グリッパ１との間の空洞部２９内の真空を解除し、第１グリッパ１を、第１グリッパ１が第１シェル型から分離されるまで、後退させる。第１グリッパ１側では、密閉要素２８及びベローズ３２の如何なる変形も無くなり：密閉要素２８及びベローズ３２はそれらの中立位置となる。第１シェル型を、次にセンタリングステーション３のＯリング１６によってのみ保持する。Ｏリング１６からの半径方向力は、シェル型に全側面から均等に作用して、シェル型を力の重心に移動させる効果を有する。該シェル型はこの時点でセンタリングされる。
‐第１グリッパ１を再び第１シェル型に、シェル型が再び支持体２５に載置されるまで、移動させ、真空解除した空洞部２９を、再び真空処理する。
‐第１グリッパ１を、センタリングステーション３の外にシェル型と共に移動させる。
‐第３モータ１０は第１グリッパ１を軸６の周りに、第１シェル型のマークが所定の回転角θ１に来るまで、回転させる。
‐第２グリッパ２を、センタリングステーション３を通して移動させる。
‐ロボットにより、第２シェル型を第２グリッパ２に渡す。
‐第２シェル型のセンタリングを、今度も同様に、第２グリッパ２により第２シェル型をセンタリングステーション３に移動させ、該グリッパ２を一旦第２シェル型から解放して、それによりシェル型にそれ自体をセンタリングさせ、該グリッパ２によりシェル型を再び把持し、装置４のテープ５を供給し貼付ける方向に移動させて、これを行う。
‐第４モータ１１により第２グリッパ２を軸６の周りに、第２シェル型のマークが所定の回転角θ２に来るまで、回転させる。２つのシェル型の回転角を、次にレンズ処方に応じて互いに対して調節する。
‐２つのグリッパ１及び２を、互いに間隔を置いて、レンズ処方に応じて、位置決めする。２つのシェル型は、この時点で、互いに対してセンタリングされ、位置合せされている。
‐装置４のプレスローラにより、次にテープ５の端部を２つのシェル型の縁部に押圧する。モータ１０及び１１により、２つのグリッパ１及び２を同期させて軸６の周りに回転させ、それによりプレスローラの下に走るテープを、２つの回転するシェル型の縁部に貼付け、最後に切離す。このようにして、２つのシェル型を、テープによって互いに接合させて、複合体にする。
−第２グリッパ２をシェル型から解放し、離隔させる。複合体を、次に該複合体を運搬するロボット又はオペレータが、充填ステーションに運び、該ステーションで、モノマーを２つのシェル型とテープとで境される空洞部内に注入する。
【００３１】
記述した装置により、２つのシェル型の完全自動センタリング及び位置合せを可能にし、及びシェル型をテープを用いて接合させて複合体にすることを可能にする。
【００３２】
同じ装置だが、テープを貼付けるための装置４（図１）の無い装置も使用して、それにより相互に２つのシェル型を位置合せし、その後該シェル型を他の密閉要素で接合して、レンズ用空洞部を含む複合体にすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】２つのシェル型を位置合せし、該シェル型とテープから複合体を形成する装置で、テープを貼付ける装置を含む装置を示す。
【図２】テープを貼付ける装置の無い、図１による装置を示す。
【図３】シェル型の光軸を調節するセンタリングステーションを示す。
【図４】Ｏリングを有するセンタリングステーションの横断面図を示す。
【図５】管を有するセンタリングステーションの横断面図を示す。
【図６】センタリングステーションの詳細を示す。
【図７】幾つかのバネ要素を有するキャリアを示す。
【図８】バネ要素を有するリングを示す。
【図９】グリッパを示す。
【符号の説明】
【００３４】
１，２    グリッパ
３        センタリングステーション
４        装置
５        テープ
６        軸
７        ガイドレール
８，９，１０  モータ
１２      本体
１３      開口部
１４      壁
１５      溝
１６      Ｏリング
１７      ドリル孔
１９      管
２０      凹部
２１      キャリア
２２      細片体
２３      リング
２４      舌片
２５      支持体
２７      シェル型
２８      密閉要素
２９      空洞部
３０      対称軸
３１      プレート
３２      ベローズ
３３      プラットホーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008504156.tif 000007
【図６】
2008504156.tif 000008
【図７】
2008504156.tif 000009
【図８】
2008504156.tif 000010
【図９】
2008504156.tif 000011
【国際調査報告】
2008504156.tif 000012
2008504156.tif 000013
2008504156.tif 000014
2008504156.tif 000015