(57)【要約】  【課題】作業空間を効率よく活用し、製作時間を短縮させ、生産性、製品精密度及び表面粗度は向上させながら加工誤差は低下させ、製品の品質を向上させ、設備コストと人件費及び維持補修コストを節減するガラスレンズの回転式自動研磨装置を提供する。  【解決手段】ガラスレンズ素材の供給及び加工品の排出、研削、精削、精磨、洗浄及び曲率測定、超精磨、研磨及び超研磨の八つの工程を単一装置で実行することができるように、上部回転ロータリー式主軸２２のアーム２１、２１’に八つのレンズホルダーＨ、Ｈ’を装着し、下部の一側にＸ−Ｙ軸トランスファー１５と回転チャッキング部１４を設置し、時計方向に研削、精削、精磨用の歯工具を設置し、洗浄及び曲率測定用計測器及び超精磨、研磨及び超研磨歯工具を順次設置することで、主軸２２のアーム２１、２１’が回転しながら自動でガラスレンズを球面に加工することができるようにする。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスレンズＲの素材を自動で球面に成形することができる研磨装置Ａにおいて、
下端にキャスター１１、１１’とストッパー１２、１２’を備え、上部にベッド１３が設置されるフレームＦの中央に、多数のアーム２１、２１’が設置された主軸２２を挿入させ、主軸２２の下端被動プーリー２３をフレームＦの内側に装着された回転モーターＭの駆動プーリー２４で回転作動させ、前記多数のアーム２１、２１’には、それぞれ下端に真空吸着口２５、２５’が設置され、シリンダー２６、２６’によって昇降するレンズホルダーＨ、Ｈ’を装着させ、前記レンズホルダーＨ、Ｈ’に対応する下端ベッド１３の一側に回転チャッキング部１４を設置し、前端に設置されたＸ−Ｙ軸トランスファー１５でレンズ素材積載箱１６と加工素材積載箱１７に供給及び排出できるようにし、前記回転チャッキング部１４から時計方向に研削加工部３０、精削加工部３０ａ、精磨加工部３０ｂ、超精磨加工部３０ｃ、研磨加工部３０ｄ及び超研磨加工部３０ｅを順次設置し、各加工部は、搖動モーターＭ’によって搖れる揺動ハウジング３１の内部に歯工具モーターＭ”によって回転する歯工具３２を装着し、揺動ハウジング３１の一側に、切削油供給タンク３３から切削油を噴射させる切削油噴射ノズル３４を設置し、他側には水槽とコンプレッサー３５で水と空気を混合した水空気噴射ノズル３６を設置し、前記精磨加工部３０ｂと超精磨加工部３０ｃとの間に洗浄及び曲率測定部４０を設置し、計測室４１の下端にシリンダー４２の昇降作動によって開閉されるドア４３と計測センサー４４を設置し、計測室４１の一側に水噴射ノズル４５を、他側に空気噴射ノズル４６を設置したことを特徴とするガラスレンズの回転式自動研磨装置。
【請求項２】
前記研削加工部３０、前記精削加工部３０ａ、前記精磨加工部３０ｂ、前記超精磨加工部３０ｃ、前記研磨加工部３０ｄ及び前記超研磨加工部３０ｅは同じ構造に装着された歯工具３２の粒子大きさが相違した構成であることを特徴とする、請求項１に記載のガラスレンズの回転式自動研磨装置。
【請求項３】
前記レンズホルダーＨ、Ｈ’は、一側に緩衝リミット２７、２７’を備えることにより、レンズホルダーＨ、Ｈ’を制限し緩衝させるように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のガラスレンズの回転式自動研磨装置。
【請求項４】
前記加工部の上部には別途のカバー３７、３７’が設置され、前記カバー３７、３７’の内側に加工感知ＣＣＤ装置３８、３８’が設置されることにより、加工状態をモニタリングすることを特徴とする、請求項１に記載のガラスレンズの回転式自動研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタルカメラ、携帯電話及びＣＣＤＴＶなどのような画像記録分野の精密光学製品に使用されるガラスレンズを球面に加工するために、素材の供給及び排出、加工（研磨）と測定を自動化させたガラスレンズの回転式自動研磨装置に係り、より詳しくはガラスレンズ素材の供給及び加工品の排出、研削、精削、精磨、洗浄及び曲率測定、超精磨、研磨及び超研磨の八つの工程を単一装置で実行することができるように、上部回転ロータリー式主軸のアームに八つのレンズホルダーを装着させ、下部の一側にＸ−Ｙ軸トランスファーと回転チャッキング部を設置し、時計方向に研削、精削、精磨用の歯工具を設置し、洗浄及び曲率測定用計測器及び超精磨、研磨及び超研磨歯工具を順次設置することで、主軸のアームが回転しながら自動でガラスレンズを球面に加工することができるようにしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レンズの加工は、レンズ素材を移送する装置、レンズを固定させる装置、及びレンズを研磨する装置によって半球形に曲面処理された球面レンズ（凹レンズ、凸レンズ）を自動または受動で供給及び固定させ、前記レンズの研磨装置でレンズの面を一定形状に研磨、加工して成形させている。
【０００３】
従来のガラスレンズ成形装置は、レンズ素材を加工する研削装置、精削装置及び研磨装置の３台の装備をそれぞれ設置し、別途の計測器で曲率を測定しながら研磨、加工した。
【０００４】
前記装置の加工方法は、３台の装備（研削、精削、研磨）において、加工素材を上側に固定させ、下側で自転及び搖運で研削、精削、超精削、研磨の４工程を自動または受動で行ってレンズを成形及び加工し、前記各工程で加工されたレンズを別途の測定器によって受動で計測し、次の工程に移送して加工した。
【０００５】
前述した従来の加工装置及び方法は、３台の装備を設置するため、作業空間の占有率が高くて作業空間を効果的に活用することができなく、５人以上の熟練した作業人員が要求されて設備コスト（１億２１００万ウォン）と人件費が上昇し、加工と測定の工程で自動と受動が繰り返されるにしたがって製作時間の遅延と生産性が低下するだけでなく、加工誤差が発生して製品品質の信頼度が低下するなどの問題点があった。
【０００６】
また、従来の装置は、加工素材の規格φ５．０以上を加工することができ、生産条件はＲ：５．０−４５．０、Ｔ：０．５以上であり、表面粗度はＰＶ：０．３ｎｍ、Ｒｍｓ：０．０３ｎｍ以上であるが、加工すべきレンズ素材の選択幅が狭くて精密度及び粗度が低いなどの問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明は前記のような従来の問題点を解決するためになされたもので、上部の回転ロータリー式アームに八つのレンズホルダーを装着し、下部一側にレンズ素材の供給及び排出部を設置し、時計方向に研削、精削、精磨加工部、計測部、超精磨、研磨、超研磨加工部を順次設置した単一装置でレンズ素材を球面に自動生産することができるようにして、作業空間の活用度を向上させて製作時間を短縮させ、製品の加工誤差を減らして製品の品質を向上させることができ、無人作業または１人作業で自動生産するので、人件費と維持補修コストを節減することができるようにした研磨装置を提供することにその目的がある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、単一装置の装備によって、設備コスト（約８５００万ウォン）を節減し、加工素材の規格φ２．０以上を加工することができ、レンズの生産条件はＲ：１．５〜２５．０、Ｔ：０．３以上、表面粗度はＰＶ：０．２ｎｍ、Ｒｍｓ：０．０２ｎｍ以上であり、加工すべきレンズ素材の選択幅を拡張させ、レンズの精密度及び表面粗度を向上させることができるようにした研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は、ガラスレンズの素材を自動で球面に成形することができる研磨装置において、下端にキャスターとストッパーを備え、上部にベッドが設置されるフレームの中央に、多数のアームが設置された主軸を挿入させ、主軸の下端被動プーリーをフレームの内側に装着された回転モーターの駆動プーリーで回転作動させ、前記多数のアームには、それぞれ下端に真空吸着口が設置され、シリンダーによって昇降するレンズホルダーを装着させ、前記レンズホルダーに対応する下端ベッドの一側に回転チャッキング部を設置し、前端に設置されたＸ−Ｙ軸トランスファーでレンズ素材積載箱と加工素材積載箱に供給及び排出できるようにし、前記回転チャッキング部から時計方向に研削加工部、精削加工部、精磨加工部、超精磨加工部、研磨加工部及び超研磨加工部を順次設置し、各加工部は、搖動モーターによって搖れる揺動ハウジングの内部に歯工具モーターによって回転する歯工具を装着し、揺動ハウジングの一側に、切削油供給タンクから切削油を噴射させる切削油噴射ノズルを設置し、他側には水槽とコンプレッサーで水と空気を混合した水空気噴射ノズルを設置し、前記精磨加工部と超精磨加工部との間に洗浄及び曲率測定部を設置し、計測室の下端にシリンダーの昇降作動によって開閉されるドアと計測センサーを設置し、計測室の一側に水噴射ノズルを、他側に空気噴射ノズルを設置したガラスレンズの回転式自動研磨装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明は、ガラスレンズの球面加工のために、回転ロータリー式主軸のアームにレンズホルダーを設置し、フレームに供給及び排出、研削、精削、精磨、洗浄及び曲率測定、超精磨、研磨及び超研磨装置を設置した単一装置によって無人自動で運転して作業空間を効率よく活用することができ、製作時間を短縮させ、加工すべきレンズの選択幅を拡張させて生産性、製品精密度及び表面粗度は向上させながらも加工誤差は低下させて、製品の品質を向上させることができ、設備コストと人件費及び維持補修コストを節減させることができるなどの効果があるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の構成及び作用を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の全体構造を示す概略図で、上部の回転ロータリー式アームに八つのレンズホルダーが装着され、その下部レンズ素材の供給及び排出部、研削加工部、精削加工部、精磨加工部、計測部、超精磨加工部、研磨加工部、超研磨加工部が順次設置され、前記レンズ素材の供給及び排出部の先端両側にレンズ素材積載箱と加工素材積載箱が設置された構成を概略的に示すものであり、図２は本発明の部分切開された状態の正面構造図で、回転ロータリーアームに装着されたレンズホルダーとその下部両側のレンズ素材加工部（精削、研磨）を詳細に示すものであり、図３は本発明の部分切開された状態の側面構造図で、回転ロータリーアームに装着されたレンズホルダーとその下部一側に装着されたレンズ素材供給及び排出部、他側に装着された計測部を詳細に示すものであり、図４は本発明の素材供給及び排出部の詳細構造図で、レンズ素材積載箱（加工素材積載箱）からＸ−Ｙ軸トランスファーと回転チャッキング部へのレンズの供給及び排出の作動を説明するものであり、図５は本発明の加工部の詳細構造図で、研削、精削、精磨、超精磨、研磨及び超研磨加工部の加工する作動状態を説明するものであり、図６は本発明の計測部の詳細構造図で、加工されるレンズ素材、すなわち球面の曲率を測定する状態を示すものである。
【００１３】
本発明のガラスレンズの回転式自動研磨装置は、ガラスレンズＲの素材を自動で球面に成形することができる研磨装置Ａにおいて、下端にキャスター１１、１１’とストッパー１２、１２’を備え、上部にベッド１３が設置されるフレームＦの中央に、多数のアーム２１、２１’が設置された主軸２２を挿入させ、主軸２２の下端被動プーリー２３をフレームＦの内側に装着された回転モーターＭの駆動プーリー２４で回転作動させ、前記多数のアーム２１、２１’には、それぞれ下端に真空吸着口２５、２５’が設置され、シリンダー２６、２６’によって昇降するレンズホルダーＨ、Ｈ’を装着させ、前記レンズホルダーＨ、Ｈ’に対応する下端ベッド１３の一側に回転チャッキング部１４を設置し、前端に設置されたＸ−Ｙ軸トトランスファー１５でレンズ素材積載箱１６と加工素材積載箱１７に供給及び排出できるようにし、前記回転チャッキング部１４から時計方向に研削加工部３０、精削加工部３０ａ、精磨加工部３０ｂ、超精磨加工部３０ｃ、研磨加工部３０ｄ及び超研磨加工部３０ｅを順次設置し、各加工部は、搖動モーターＭ’によって搖れる揺動ハウジング３１の内部に歯工具モーターＭ”によって回転する歯工具３２を装着し、揺動ハウジング３１の一側に、切削油供給タンク３３から切削油を噴射させる切削油噴射ノズル３４を設置し、他側には水槽とコンプレッサー３５で水と空気を混合した水空気噴射ノズル３６を設置し、前記精磨加工部３０ｂと超精磨加工部３０ｃとの間に洗浄及び曲率測定部４０を設置し、計測室４１の下端にシリンダー４２の昇降作動によって開閉されるドア４３と計測センサー４４を設置し、計測室４１の一側に水噴射ノズル４５を、他側に空気噴射ノズル４６を設置した構造である。
【００１４】
前記加工部、つまり研削加工部３０、精削加工部３０ａ、精磨加工部３０ｂ、超精磨加工部３０ｃ、研磨加工部３０ｄ及び超研磨加工部３０ｅは同じ構造に装着された歯工具３２の粒子大きさが相違した構成である。
【００１５】
前記レンズホルダーＨ、Ｈ’は、一側に緩衝リミット２７、２７’を設置することで、レンズホルダーＨ、Ｈ’を制限し緩衝させることができるように構成された。
【００１６】
前記加工部の上部には別途のカバー３７、３７’を設置し、カバー３７、３７’の内側に加工感知ＣＣＤ装置３８、３８’を設置して、加工状態をモニタリングすることができるようにした。
【００１７】
図面で、未説明符号３２ａは歯工具駆動プーリー、３２ｂは歯工具被動プーリー、３９は揺動ハウジング３１の揺動軸調節取っ手である。
【００１８】
このように構成された本発明は、図１に示すように、フレームＦのベッド１３上に設置されたチャッキング部１４から時計方向に研削加工部３０、精削加工部３０ａ、精磨加工部３０ｂ、洗浄及び曲率測定部４０、超精磨加工部３０ｃ、研磨加工部３０ｄ及び超研磨加工部３０ｅが順次設置され、その上部の八つのアーム２１、２１’に装着されたレンズホルダーＨ、Ｈ’がレンズ素材積載箱１６からガラスレンズ（レンズ素材）９を受け、主軸２２の回転作動によってベッド１３を３６０゜回転しながら球面レンズに成形して加工素材積載箱１７に排出させる全工程を無人自動化で作業することができる単一研磨装置Ａを提供する。
【００１９】
図３及び図４に示すように、レンズ素材積載箱１６に積載されたレンズ素材Ｒを供給するために、Ｘ−Ｙ軸トランスファー１５が前記積載箱１６に前進してレンズ素材Ｒを吸着してから後進して回転チャッキング部１４に移動した後、Ｘ−Ｙ軸トランスファー１５を１８０゜反転させてチャッキング部１４に安置させれば、回転チャッキング部１４が１８０゜反転する。この時、主軸２２のアーム２１に装着されたレンズホルダーＨがシリンダー２６の作動によって下降し、先端の吸着口２５でレンズ素材Ｒを吸着した後、シリンダー２６の作動によって上昇する。
【００２０】
前記レンズホルダーＨの下降作動の際、レンズホルダーＨの一側に設置された緩衝リミット２７によって吸着口２５の下限作動を規制して、後述する歯工具３２との衝突を防止し、さらにレンズホルダーＨ自体に伝達される衝撃を防止することができるものである。
【００２１】
前述した作動の後、図２及び図５に示すように、主軸２２の下端の被動プーリー２３を回転モーターＭの作動による駆動プーリー２４によって回転させる。
【００２２】
前記レンズホルダーＨは４５゜の角度にワンステップで移動して研削加工部３０上に位置し、その右側に装着されたレンズホルダーＨ’は回転チャッキング部１４に位置する。
【００２３】
前記レンズホルダーＨは下降して研削加工部３０の歯工具３２に位置して研削作動を待機し、レンズホルダーＨ’は回転チャッキング部１４上に待機する。
【００２４】
前記研削加工部３０において、レンズホルダーＨがレンズ素材Ｒを吸着している状態で、搖動モーターＭ’と歯工具モーターＭ”が作動して揺動ハウジング３１を主軸２２の外周縁から主軸２２の方向に揺動させながら歯工具３２を回転させることでレンズ素材Ｒを研削作業し、作業中、揺動ハウジング３１の一側に設置された切削油噴射ノズル３４は切削油供給タンク３３から切削油を受けて切削油を研削部位に噴射させる。
【００２５】
前記研削作業が終われば、揺動ハウジング３１の他側に設置された水空気噴射ノズル３４から水槽とコンプレッサー３５によって水空気を噴射して洗浄する。
【００２６】
このようにレンズ素材Ｒを洗浄した後、シリンダー２６の作動でレンズホルダーＨを上昇させるとともに、右側のレンズホルダーＨ’もシリンダー２６’の作動で回転チャッキング部１４からレンズ素材Ｒを吸着して一緒に上昇する。
【００２７】
前記作動の後、主軸２２がさらにワンステップで４５゜回転することにより、先行レンズホルダーＨは精削加工部３０ａに、後行レンズホルダーＨ’は研削加工部３０に位置し、レンズホルダーＨ’の右側に設置されたレンズホルダーＨ’は回転チャッキング部１４に位置する。
【００２８】
前記レンズホルダーＨは下降して精削加工部３０ａの歯工具３２に位置して精削作動を待機し、レンズホルダーＨ’は下降して研削加工部３０の歯工具３２に位置して研削作動を待機し、レンズホルダーＨ’の右側レンズホルダーＨ’は回転チャッキング部１４上に待機する。
【００２９】
前記精削加工部３０ａ及び研削加工部３０において、レンズホルダーＨ、Ｈ’がレンズ素材Ｒを吸着している状態で、搖動モーターＭ’と歯工具モーターＭ”が作動して揺動ハウジング３１を主軸２２の外周縁から主軸２２の方向に揺動させながら歯工具３２を回転させることでレンズ素材Ｒを精削及び研削の作業を行い、作業中、揺動ハウジング３１の一側に設置された切削油噴射ノズル３４は切削油供給タンク３３から切削油を受けて切削油を精削及び研削部位に噴射させる。
【００３０】
前記精削及び研削作業が終われば、揺動ハウジング３１の他側に設置された水空気噴射ノズル３４から水槽とコンプレッサー３５によって水空気を噴射して洗浄する。
【００３１】
このようにレンズ素材Ｒを洗浄した後、シリンダー２６、２６’の作動でレンズホルダーＨ、Ｈ’を上昇させるとともに、レンズホルダーＨ’の右側のレンズホルダーＨ’もシリンダー２６’の作動で回転チャッキング部１４からレンズ素材Ｒを吸着して一緒に上昇する。
【００３２】
前記作動の後、主軸２２がさらにワンステップで４５゜回転することにより、先行レンズホルダーＨは精磨加工部３０ｂに、後行レンズホルダーＨ’は精削加工部３０ａに、後行レンズホルダーＨ’の右側レンズホルダーＨ’は研削加工部３０に位置し、レンズホルダーＨ’の右側に設置されたレンズホルダーＨ’は回転チャッキング部１４に位置し、それぞれ前述した加工作業と同様な方法で作動して、加工及びレンズ素材Ｒを吸着して昇降を繰り返しながら進行する。
【００３３】
前述したように、八つのアーム２１、２１’に設置された八つのレンズホルダーＨ、Ｈ’は同じ方法によってレンズ素材Ｒを吸着して回転及び昇降の作動を行い、チャッキング部１４ではＸ−Ｙトランスファー１５によってレンズ素材Ｒを受け、研削加工部３０、精削加工部３０ａ及び精磨加工部３０ｂも同一の構造及び方法によってそれぞれの研削、精削及び精磨作業を行うが、ただそれぞれの設置された歯工具３２の粒子大きさを異にしてそれぞれの作業を行うものである。
【００３４】
前記のような方法で進んで、先行レンズホルダーＨが、図６に示すように、洗浄及び曲率測定部４０に到逹すれば、レンズホルダーＨが下降して計測室４１に入れば、計測室４１の一側に設置された水噴射ノズル４５から水を噴射してレンズ素材Ｒを洗浄し、他側の空気噴射ノズル４６から空気を噴射して乾燥させた後、計測室４１の下端に設置されたシリンダー４２が上昇するとともに、ドア４３が開放し、シリンダーの上端に設置された計測センサー４４が上昇してレンズ素材Ｒの曲率を測定し、その測定値をコントローラーに伝送する。
【００３５】
このように、洗浄及び曲率測定部４０を通過した先行レンズホルダーＨは超精磨加工部３０ｃ、研磨加工部３０ｄ及び超研磨加工部３０ｅを順次通過しながら、前記研削、精削及び精磨加工部３０、３０ａ、３０ｂと同様な方法で、それぞれ超精磨、研磨及び超研磨作業を行う。
【００３６】
前記のように、レンズ素材Ｒが供給され、研削、精削、精磨、洗浄及び曲率測定、超精磨、研磨及び超研磨の工程を通過して３６０゜だけ１回転すれば、加工されたレンズ素材Ｒは最初に供給されたチャッキング部１４に安置され、安置されたレンズＲはＸ−Ｙ軸トランスファー１５によって加工素材積載箱１７に移送されるもので、主軸２２が１回転しながら自動でレンズを加工し、このような方法で繰り返して加工することができるものである。
【００３７】
また、前記加工部である研削加工部３０、精削加工部３０ａ、精磨加工部３０ｂ、超精磨加工部３０ｃ、研磨加工部３０ｄ及び超研磨加工部３０ｅの揺動ハウジング３１の上部には別途のカバー３７、３７’を装着することで、素材の加工中に切削油と洗浄水などが飛散することを防止し、その内側に加工感知ＣＣＤ装置３８、３８’を設置することにより、コントローラーで作業進行状況をモニタリングすることができるようにした。
【００３８】
本発明は前述した特定の好適な実施例に限定されないもので、請求範囲で請求する本発明の要旨から逸脱せずに、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者であれば誰でも多様な変形実施が可能であることはもちろん、そのような変更は請求範囲記載の範囲内にあるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、主軸のアームが回転しながら自動でガラスレンズを球面に加工するガラスレンズの回転式自動研磨装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の全体構造を示す概略図である。
【図２】本発明の部分切開された状態の正面構造図である。
【図３】本発明の部分切開された状態の側面構造図である。
【図４】本発明素材供給及び排出部の詳細構造図である。
【図５】本発明の加工部（研削、精削、精磨、超精磨、研磨及び超研磨）の詳細構造図である。
【図６】本発明の計測部の詳細構造図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１、１１’    キャスター
１２、１２’    ストッパー
１３    ベッド
１４    チャッキング部
１５    Ｘ−Ｙ軸トトランスファー
１６    レンズ素材積載箱
１７    加工素材積載箱
２１、２１’    アーム
２２    主軸
２３    被動プーリー
２４    駆動プーリー
２５、２５’    吸着口
２６、２６’    シリンダー
２７、２７’    緩衝リミット
３０    研削加工部
３０ａ    精削加工部
３０ｂ    精磨加工部
３０ｃ    超精磨加工部
３０ｄ    研磨加工部
３０ｅ    超研磨加工部
３１    揺動ハウジング
３２    歯工具
３３    切削油供給タンク
３４    切削油噴射ノズル
３５    コンプレッサー
３６    水空気噴射ノズル
３７、３７’    カバー
３８、３８’    加工感知ＣＣＤ装置
４０    洗浄及び曲率測定部
４１    計測室
４２    シリンダー
４３    ドア
４４    計測センサー
４５    水噴射ノズル
４６    空気噴射ノズル
Ａ    研磨装置
Ｆ    フレーム
Ｈ、Ｈ’    レンズホルダー
Ｍ、Ｍ’、Ｍ”    モーター
Ｒ    ガラスレンズ
【図１】
2008114360.tif 000003
【図２】
2008114360.tif 000004
【図３】
2008114360.tif 000005
【図４】
2008114360.tif 000006
【図５】
2008114360.tif 000007
【図６】
2008114360.tif 000008