(57)【要約】【課題】加工後のレンズの玉型サイズを容易に確認でき、また、玉型サイズが大きい場合の再加工も容易に行える眼鏡レンズ加工装置を提供する。【解決手段】玉型形状データに基づいて眼鏡レンズの周縁を加工する眼鏡レンズ加工装置において、砥石にレンズを押し当てる加工圧を調整する加工圧調整手段と、レンズ回転軸と砥石回転軸との軸間距離を検出する軸間距離検出手段と、レンズの加工終了後に、砥石の回転を停止し、レンズを砥石に押し当てながらレンズを回転すると共に、その加工圧を加工時より減じるように加工圧調整手段を制御する制御手段と、該制御手段によって回転されるレンズの玉型サイズを前記軸間距離検出手段の出力信号に基づいて検知する玉型サイズ検知手段と、を備える。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工レンズを保持して回転するレンズ回転軸を持つレンズ回転手段と、レンズの周縁を加工する砥石を砥石軸の軸回りに回転する砥石回転手段と、レンズ回転軸と砥石回転軸との軸間距離を変える軸間距離変動手段とを備え、玉型形状データに基づいて眼鏡レンズの周縁を加工する眼鏡レンズ加工装置において、前記軸間距離変動手段により砥石にレンズを押し当てる加工圧を調整する加工圧調整手段と、前記レンズ回転軸と砥石回転軸との軸間距離を検出する軸間距離検出手段と、レンズの加工終了後に、砥石の回転を停止し、レンズを砥石に押し当てながらレンズを回転するように前記レンズ回転手段及び軸間距離変動手段を制御すると共に、その加工圧を加工時より減じるように前記加工圧調整手段を制御する制御手段と、該制御手段によって回転されるレンズの玉型サイズを前記軸間距離検出手段の出力信号に基づいて検知する玉型サイズ検知手段と、を備えることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
【請求項２】
請求項１の眼鏡レンズ加工装置において、前記玉型サイズ検知手段により検知された加工後の玉型サイズと加工に使用した玉型サイズとの差を演算する演算手段と、該演算結果に基づいてレンズを再加工する再加工制御手段と、を備えることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
【請求項３】
請求項２の眼鏡レンズ加工装置において、前記演算結果が所定の基準から外れているか否かを判定する判定手段を備え、演算結果が所定の基準から外れているときに、前記再加工制御手段により再加工を実行する構成としたことを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼鏡レンズの周縁を加工する眼鏡レンズ加工装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
被加工レンズをレンズ回転軸で挟持し、その挟持したレンズを回転させながら砥石に押し当ててレンズの周縁を加工する眼鏡レンズ加工装置が知られている。このような装置では、高速回転する砥石による加工時に、レンズの全周が加工データ通りに加工されたかを否かを検知する加工終了の検知機構が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２０５２５１号公報（第４頁、第４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、レンズの加工時には高速で回転する砥石に対してレンズの加工圧を掛けて加工するので、レンズに多少の歪みが発生する。特に、プラスチックレンズや薄いレンズではこの傾向が強い。また、レンズを保持するレンズ回転軸もその剛性により砥石に対して逃げる方向に僅かに撓む。このため、加工終了の検知機構により加工データ通りに加工できたとしても、加工後の実際のレンズ径（玉型サイズ）は少し大き目となる場合がある。玉型サイズが大き目に加工されたか否かかは、一旦レンズ回転軸から取り外して、別の計測機で測定するか、眼鏡枠に取り付けて確認する他なく、加工段階では分からなかった。また、一旦レンズ回転軸から取り外した後の再加工は手間であった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、加工後のレンズの玉型サイズを容易に確認でき、また、玉型サイズが大きい場合の再加工も容易に行える眼鏡レンズ加工装置を提供することを技術課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００７】
（１）  被加工レンズを保持して回転するレンズ回転軸を持つレンズ回転手段と、レンズの周縁を加工する砥石を砥石軸の軸回りに回転する砥石回転手段と、レンズ回転軸と砥石回転軸との軸間距離を変える軸間距離変動手段とを備え、玉型形状データに基づいて眼鏡レンズの周縁を加工する眼鏡レンズ加工装置において、前記軸間距離変動手段により砥石にレンズを押し当てる加工圧を調整する加工圧調整手段と、前記レンズ回転軸と砥石回転軸との軸間距離を検出する軸間距離検出手段と、レンズの加工終了後に、砥石の回転を停止し、レンズを砥石に押し当てながらレンズを回転するように前記レンズ回転手段及び軸間距離変動手段を制御すると共に、その加工圧を加工時より減じるように前記加工圧調整手段を制御する制御手段と、該制御手段によって回転されるレンズの玉型サイズを前記軸間距離検出手段の出力信号に基づいて検知する玉型サイズ検知手段と、を備えることを特徴とする。
（２）  （１）の眼鏡レンズ加工装置において、前記玉型サイズ検知手段により検知された加工後の玉型サイズと加工に使用した玉型サイズとの差を演算する演算手段と、該演算結果に基づいてレンズを再加工する再加工制御手段と、を備えることを特徴とする。
（３）  （２）の眼鏡レンズ加工装置において、前記演算結果が所定の基準から外れているか否かを判定する判定手段を備え、演算結果が所定の基準から外れているときに、前記再加工制御手段により再加工を実行する構成としたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る眼鏡レンズ加工装置の外観構成を示す図である。本体１の上部右奥には、眼鏡枠形状測定装置２が内蔵されている。眼鏡枠形状測定装置２としては、本出願人による特開平４−９３１６４号公報、特開平５−２１２６６１号公報等に記載のものが使用できる。眼鏡枠測定装置２の前方には、眼鏡枠形状測定装置２を操作するためのスイッチを持つスイッチパネル部４１０、加工情報等を表示するディスプレイ４１５が配置されている。また、４２０は加工条件等の入力や加工のための指示を行う各種のスイッチを持つスイッチパネル部であり、４０２は加工室用の開閉窓である。
【０００９】
図２は装置本体１の筐体内に配置されるレンズ加工部の構成を示す斜視図である。ベース１０上にはキャリッジ部７００が搭載され、キャリッジ７０１が持つ２つのレンズ回転軸７０２Ｌ，７０２Ｒに保持された被加工レンズＬＥは、砥石回転軸６０１に取り付けられた砥石群６０２により研削加工される。砥石群６０２はプラスチック用粗砥石６０２ａ、ガラス用粗砥石６０２ｂ、ヤゲン及び平加工用の仕上げ砥石６０２ｃからなる。回転軸６０１はスピンドル６０３によりベース１０に回転可能に取り付けられている。回転軸６０１の端部にはプーリ６０４が取り付けられており、プーリ６０４はベルト６０５を介して砥石回転用モータ６０６の回転軸に取り付けられたプーリ６０７と連結されている。キャリッジ７０１の後方には、レンズ形状測定部５００が設けられている。
【００１０】
キャリッジ部７００の構成を、図２〜図４に基づいて説明する。図３はキャリッジ部７００の概略構成図であり、図４は図２におけるキャリッジ部７００をＥ方向から見たときの図である。
【００１１】
キャリッジ７０１は、レンズＬＥを２つのレンズ回転軸７０２Ｌ、７０２Ｒにチャッキングして回転させることができ、また、ベース１０に固定され、且つ砥石回転軸６０１と平行に延びるキャリッジシャフト７０３に対して回転摺動自在になっている。以下では、キャリッジ７０１を砥石回転軸６０１と平行に移動させる方向をＸ軸、キャリッジ７０１の回転によりレンズ回転軸（７０２Ｌ、７０３Ｒ）と砥石回転軸６０１との軸間距離を変化させる方向をＹ軸として、レンズチャック機構及びレンズ回転機構、キャリッジ７０１のＸ軸移動機構及びＹ軸移動機構を説明する。
【００１２】
＜レンズチャック機構及びレンズ回転機構＞
キャリッジ７０１の左腕７０１Ｌにレンズ回転軸７０２Ｌが、右腕７０１Ｒにレンズ回転軸７０２Ｒがそれぞれ回転可能に同一軸線上で保持されている。回転軸７０２Ｌの端部にはカップ受け３０３が取り付けられている。一方、回転軸７０２Ｒの端部にはレンズ押え３０４が取り付けられている。右腕７０１Ｒの中央上面にはチャック用モータ７１０が固定されており、モータ７１０の回転軸に付いているプーリ７１１の回転がベルト７１２を介して、右腕７０１Ｒの内部で回転可能に保持されている送りネジ７１３を回転させる。送りネジ７１３の回転により送りナット７１４が軸方向に移動される。これにより、送りナット７１４に連結した回転軸７０２Ｒが軸方向に移動することができる。加工に際しては、図５に示すように、レンズＬＥの前面屈折面には固定治具であるカップ５０を取付けておき、そのカップ５０の基部を回転軸７０２Ｌ側のカップ受け３０３に装着する。カップ５０としては、吸着タイプと粘着テープを介在させて取り付けるタイプがある。モータ７１０を回転駆動することにより回転軸７０２Ｒが回転軸７０２Ｌ側に移動され、レンズＬＥが回転軸７０２Ｌ、７０２Ｒによって挟持される。
【００１３】
左腕７０１Ｌの左側端部にはモータ取付用ブロック７２０が取り付けられており、回転軸７０２Ｌはブロック７２０を通ってその左端にはギヤ７２１が固着されている。ブロック７２０にはレンズ回転用のモータ７２２が固定されている。モータ７２２の回転はギヤ７２４、７２１を介して回転軸７０２Ｌに伝達される。モータ７２２にはサーボモータを使用しており、その回転軸には回転角度を検出できるエンコーダ７２２ａが備えられている。サーボモータ７２２は、その回転軸に負荷が加わるとトルクが発生する。
【００１４】
左腕７０１Ｌの内部では回転軸７０２Ｌにプーリ７２６が取り付けられている。プーリ７２６はキャリッジ７０１の後方で回転可能に保持されている回転軸７２８の左端に固着されたプーリ７０３ａとタイミングベルト７３１ａにより繋がっている。また、回転軸７２８の右端に固着されたプーリ７０３ｂは、キャリッジ右腕７０１Ｒ内で回転軸７０２Ｒの軸方向に摺動可能に取付けられたプーリ７３３と、タイミングベルト７３１ｂにより繋がっている。この構成により回転軸７０２Ｌと回転軸７０２Ｒとは同期して回転する。
【００１５】
＜キャリッジのＸ軸移動機構、Ｙ軸移動機構＞
キャリッジシャフト７０３にはその軸方向に摺動可能な移動アーム７４０が設けられており、移動アーム７４０はキャリッジ７０１と共にＸ軸方向（シャフト７０３の軸方向）に移動するように取り付けられている。また、移動アーム７４０の前方は、シャフト７０３と平行な位置関係でベース１０に固定されたガイドシャフト７４１上を摺動可能にされている。移動アーム７４０の後部には、シャフト７０３と平行に延びるラック７４３が取り付けられており、このラック７４３にはキャリッジＸ軸移動用モータ７４５の回転軸に取り付けられたピニオン７４６が噛み合っている。モータ７４５はベース１０に固定されており、モータ７４５の回転駆動により移動アーム７４０と共にキャリッジ７０１をＸ方向に移動させることができる。
【００１６】
移動アーム７４０には揺動ブロック７５０が、図３（ｂ）のように、砥石回転軸６０１の回転中心と一致する軸線Ｌａを中心に回動可能に取り付けられている。また、シャフト７０３の中心からこの軸線Ｌａまでの距離と、シャフト７０３の中心からレンズ回転軸７０２Ｌ，７０２Ｒの回転中心までの距離とは同じになるように設定されている。揺動ブロック７５０にはＹ軸モータ７５１が取り付けられている。このモータ７５１にはサーボモータを使用しており、その回転軸には回転角度を検出できるエンコーダ７５１ａが備えられている。モータ７５１の回転はプーリ７５２とベルト７５３を介して、揺動ブロック７５０に回転可能に保持された雌ネジ７５５に伝達される。雌ネジ７５５内のネジ部には送りネジ７５６が噛み合わされて挿通されており、雌ネジ７５５の回転により送りネジ７５６が上下移動する。
【００１７】
送りネジ７５６の上端はモータ取付用ブロック７２０に固定されている。モータ７５１の回転により送りネジ７５６が上下移動することにより、ブロック７２０に取付けられたキャリッジ７０１もその上下位置を変化させることができる。すなわち、キャリッジ７０１はシャフト７０３を回転中心に回旋し、レンズ回転軸７０２Ｌ、７０２Ｒと砥石回転軸６０１との軸間距離Ｌを変化させることができる。レンズＬＥの加工圧（砥石に対する押し当て圧力）はモータ７５１の回転トルクの制御により発生される。モータ７５１の回転トルクはモータ７５１によ付与する電圧により調整され、加工圧も調整される。なお、キャリッジ７０１の下への荷重を軽減するように、例えば、左腕７０１Ｌと移動アーム７４０との間に圧縮バネ等を設けることが好ましい。加工圧の調整機構としては、キャリッジ７０１を砥石側に引っ張るバネとそのバネ力を変える機構で構成することもできる。
【００１８】
次に、図６の制御系ブロック図を使用して本装置の動作を説明する。枠入れする眼鏡枠の玉型形状を眼鏡枠形状測定装置２により測定した後、パネル部４２０のデータ入力スイッチを押すと、玉型形状データがメモリ１２０に記憶される。ディスプレイ４１５には玉型形状が図形表示されるので、操作者はパネル部４２０のスイッチ操作により、装用者のレイアウトデータを入力する。必要な入力ができたら、レンズＬＥを回転軸７０２Ｌ、７０２Ｒによりチャッキングして加工を行う。
【００１９】
パネル部４２０の加工スタートスイッチを押すと、制御部１００は入力されたレイアウトデータを基にレンズＬＥのチャッキング中心を加工中心とした玉型形状データの動径情報（ｒδｎ，ｒθｎ）を求める。ｒδｎは動径長、ｒθｎは動径角である。その後、動径情報（ｒδｎ，ｒθｎ）（ｎ＝１，２，３，…，Ｎ）を以下の式に代入して、Ｌの最大値を求める。Ｒは砥石の半径、Ｌはレンズ回転軸７０２Ｌ、７０２Ｒと砥石回転軸６０１との軸間距離である。
【００２０】
【数１】
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次に動径情報（ｒδｎ，ｒθｎ）を微小な任意の単位角度だけ加工中心を中心に回転させ、前述と同様にその時のＬの最大値を求める。この回転角をξｉ（ｉ＝１，２，……，Ｎ）とし、全周に亘ってこの計算を行うことにより、ぞれぞれのξｉにおけるＬの最大値をＬｉ、その時のｒθｎをΘｉとする。このときの（ξｉ，Ｌｉ，Θｉ）（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を、軸間距離Ｌに関連させた加工補正データとしてメモリ１０２に記憶する。
【００２１】
この計算ができたら、この加工補正データに基づいて制御部１００はレンズ形状測定部５００を作動させ、レンズ前面及び後面のレンズ形状の測定を実行する。その後、制御部１００は加工補正データを基に所定のプログラムに従って粗加工データ及び仕上げ加工データを求める。ヤゲン加工を行う場合は、測定部５００により得られたレンズ形状を基にヤゲン位置の軌跡データを求める。ヤゲン軌跡は、例えば、コバ厚をある比率で分割する方法、前面カーブ及び後面カーブからカーブ値を求める方法、これらを組み合わせる方法がある。その後、制御部１００はモータ６０６により砥石６０２を高速回転させ、粗加工と仕上げ加工を順に実行する。
【００２２】
レンズＬＥがプラスチックの場合、制御部１００は粗砥石６０２ａの上に来るようにモータ７４５を駆動し、キャリジ７０１を移動する。次に、粗加工データに従って、モータ７２２の駆動によりレンズＬＥを回転させると共に、モータ７５１を駆動してキャリッジ７０１をＹ軸方向に移動し、回転する粗砥石６０２ａにレンズＬＥを押し当てて粗加工を行う。制御部１００は、加工補正データ（ξｉ，Ｌｉ，Θｉ）の内の（ξｉ，Ｌｉ）に基づいてモータ７２２及びモータ７５１を駆動制御する。レンズＬＥの回転角ξｉは、モータ７２２に備えられたエンコーダ７２２ａにより検出される。キャリッジ７０１のＹ軸方向の移動位置となる軸間距離Ｌｉは、モータ７５１に備えられたエンコーダ７５１ａにより検出される。なお、粗加工データ用の加工補正データは仕上げ加工代を加味して求められている。
【００２３】
レンズＬＥの加工時、制御部１００はドライバ１１７が持つ電流検出回路により検出されるモータ負荷電流からモータ７５１の回転トルクを監視している。モータ７５１の回転トルクが所定の上限トルク以上になった場合は、レンズＬＥの回転を止めると共に、モータ７５１によりキャリッジ７０１を下降移動する力、すなわち、レンズＬＥの加工圧（砥石に対するレンズＬＥの押し当て圧力）を減少する。これによりレンズＬＥに掛かる過負荷を防止する。そして、モータ７５１の回転トルクがトルクアップ許可レベルになれば、再びキャリッジ７０１の下降移動を許可し、レンズＬＥに加工圧を掛けて研削加工する。
【００２４】
粗加工が終了したら、制御部１００はキャリジ７０１の移動制御し、レンズＬＥを仕上げ砥石６０２ｃに移動する。その後、加工補正データ（ξｉ，Ｌｉ，Θｉ）による仕上げ加工データに従って、モータ７２２によりレンズＬＥを回転させると共に、モータ７５１によりキャリッジ７０１をＹ軸方向に移動し、回転する仕上げ砥石６０２ｃにレンズＬＥを押し当てて仕上げ加工を行う。ヤゲン加工の場合は、仕上げ砥石６０２ｃが持つヤゲン溝にレンズＬＥを位置させ、ヤゲン軌跡データに従ってキャリッジ７０１をＸ軸方向に移動する。仕上げ加工時も、制御部１００はモータ７５１の回転トルクを監視し、レンズＬＥに負荷が掛かり過ぎないように、その加工圧を調整する。
【００２５】
仕上げ加工が終了すると、加工サイズ計測モードに移行する（このモードに移行するか否かは、予めパネル部４２０のスイッチにより選択できる）。制御部１００は、キャリッジ７０１を上昇して仕上げ砥石６０２ｃからレンズＬＥを一旦離脱させた後、砥石６０２の回転を停止する。砥石６０２の回転を停止した状態で、モータ７５１を駆動してキャリッジ７０１を下降させ、再びレンズＬＥを加工時と同じ状態で仕上げ砥石６０２ｃに押し当てる。ヤゲン加工の場合は、形成したヤゲンをヤゲン溝に入れる。
【００２６】
加工サイズ計測モードでは、制御部１００はモータ７５１の制御により加工圧を加工時よりも減少させる。例えば、加工時の加工圧４．５〜５Ｋｇに対して、計測モードでは加工圧を０．５〜１Ｋｇに調整する。加工圧は、前述と同様にモータ７５１の回転トルクの検知結果からコントロールできる。制御部１００はこの加工圧の状態で、レンズＬＥをモータ７２２により回転させる。このとき、砥石６０２ｃの回転が停止しているため、レンズＬＥの周縁は加工されない。制御部１００は、レンズＬＥの各回転角における軸間距離Ｌの値をエンコーダ７５１ａの出力信号から読み取ることにより、加工後の玉型サイズを検知する。
【００２７】
次に、制御部１００は加工後の玉型サイズと加工データに使用した玉型サイズとのサイズ差を演算する。このサイズ差はレンズ回転軸の各回転角ξｉにおける両者の軸間距離Ｌの差（ξｉ，ΔＬｉ）（ｉ＝１，２，……，Ｎ）として計算できる。制御部１００はサイズ差（ξｉ，ΔＬｉ）が、所定の基準値に比して大きいか否かを判定する。なお、ヤゲンが形成されている場合は、加工時に使用したヤゲン軌跡の周長と、加工サイズの計測から求められる加工後のヤゲン軌跡の周長と、の差により加工サイズが大きく仕上がったか否かを判定すると良い。サイズ差が大きいときは、そのサイズ差に基づいて再加工する信号を自動的に発して、再加工を実行する。あるいは、サイズ差が基準に比して大きいか否かの判定結果をディスプレイ４１５に表示し、スイッチパネル部４２０からの再加工を指令するスイッチ信号の入力により再加工を実行する。
【００２８】
再加工の実行時には、制御部１００は、再び砥石６０２をモータ６０６により回転させ、レンズＬＥを仕上げ砥石６０２ｃに位置させる。そして、サイズ差（ξｉ，ΔＬｉ）に基づいて軸間距離Ｌを変化させると共に、モータ７５１による加工圧を加工用に調整する。この再加工により、玉型サイズが修正される。
【００２９】
なお、上記の加工サイズ計測モードを使用する場合は、砥石摩耗の影響を排除するための加工サイズの調整を予め行っておくことが好ましい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加工後のレンズの玉型サイズを容易に確認できる。また、玉型サイズが大きい場合の再加工も容易に行え、レンズ度数やレンズ材質による加工サイズへの影響を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る眼鏡レンズ加工装置の外観構成図である。
【図２】装置本体の筐体内に配置されるレンズ加工部の構成を示す斜視図である。
【図３】キャリッジ７００の概略構成図である。
【図４】図２におけるキャリッジ部をＥ方向から見たときの図である。
【図５】２つのレンズ回転軸によるレンズＬＥのチャッキングを示す図である。
【図６】本装置に掛かる制御系ブロック図である。
【符号の説明】
１００  制御部
１１５  ドライバ
１１７  ドライバ
６０２  砥石群
６０１  砥石回転軸
７０１  キャリッジ
７０２Ｌ，７０２Ｒ  レンズ回転軸
７２２  モータ
７２２ａ  エンコーダ
７５１  モータ
７５１ａ  エンコーダ
【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】
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【図６】
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