(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ固定用カップを介して眼鏡レンズが装着される第１レンズチャック軸と第１レンズチャック軸と同軸に配置され眼鏡レンズを押さえるためのレンズ押え部材が取り付けられた第２レンズチャック軸とを持ち、第１レンズチャック軸と第２レンズチャック軸を軸方向に相対移動させ眼鏡レンズをチャッキングするレンズチャック手段と、回転駆動手段により第１レンズチャック軸を回転させ挟持された眼鏡レンズを介して第２レンズチャック軸を従属的に回転させて眼鏡レンズを回転させる眼鏡レンズ回転手段と、を備え、研削砥石により眼鏡レンズの周縁を玉型形状に加工する眼鏡レンズ加工装置において、前記第２レンズチャック軸の回転角を検出する検出手段を有し、前記回転駆動手段による第１レンズチャック軸の回転角と第２レンズチャック軸の回転角ととのずれを検知する回転ずれ検知手段と、検知された回転ずれに基づいて研削砥石に対する被加工レンズの加工圧を変化させるか、又は前記回転駆動手段による回転を止めもしくは僅かに逆回転することにより負荷を軽減する加工制御手段と、を備えることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
【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研削加工する眼鏡レンズ加工装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
この種の装置としては、被加工レンズを２つのレンズ回転軸で挟持し、この２つのレンズ回転軸をプーリやギヤ、タイミングベルトを介して機械的に連結して同期回転することによりレンズを回転させ、レンズ回転軸を研削砥石に対して移動させることにより加工するものが知られている。
【０００３】
加工に際しては、被加工レンズ前面側に固定された吸着カップ等の取付け治具を一方のレンズ回転軸が持つカップホルダに装着した後、レンズ押えを持つもう片方のレンズ回転軸をカップホルダ側に移動して被加工レンズを押さえつけて挟持させる。加工中のレンズ回転角度の制御は、レンズ回転軸を同期して回転するパルスモータにより行っている。
【０００４】
ところで、２つのレンズ回転軸によりレンズを押さえつける力（チャック圧）が弱いと、レンズ回転角度に対して実際のレンズの軸角度がずれるという、いわゆる軸ずれが生じる。この軸ずれの主な原因は、レンズ加工時に砥石から受ける加工抵抗によって、取付け治具のゴムの部分が変形して加工誤差を生じたり、レンズ回転機構部の剛性不足により、レンズ回転の制御軸角度に対して誤差が生じることによる。軸ずれがあるとレンズの軸角度精度が悪くなるばかりか、仕上がり形状の再現性も悪くなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、軸ずれを減少させるためにはチャック圧を増し、これにより吸着カップのゴムに強い圧力をかけて変形量を少なくしていた。しかし、チャック圧を掛け過ぎると、レンズの表面に施されているコーティング膜を割ってしまったり、ガラスレンズなどの場合にはレンズ自体を破損させてしまう虞がある。
【０００６】
本発明は上記従来技術に鑑み、軸ずれやレンズ破損、コート割れを防止して、精度の高い加工を行うことができ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。
【０００７】
【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。
【０００８】
（１）  レンズ固定用カップを介して眼鏡レンズが装着される第１レンズチャック軸と第１レンズチャック軸と同軸に配置され眼鏡レンズを押さえるためのレンズ押え部材が取り付けられた第２レンズチャック軸とを持ち、第１レンズチャック軸と第２レンズチャック軸を軸方向に相対移動させ眼鏡レンズをチャッキングするレンズチャック手段と、回転駆動手段により第１レンズチャック軸を回転させ挟持された眼鏡レンズを介して第２レンズチャック軸を従属的に回転させて眼鏡レンズを回転させる眼鏡レンズ回転手段と、を備え、研削砥石により眼鏡レンズの周縁を玉型形状に加工する眼鏡レンズ加工装置において、前記第２レンズチャック軸の回転角を検出する検出手段を有し、前記回転駆動手段による第１レンズチャック軸の回転角と第２レンズチャック軸の回転角ととのずれを検知する回転ずれ検知手段と、検知された回転ずれに基づいて研削砥石に対する被加工レンズの加工圧を変化させるか、又は前記回転駆動手段による回転を止めもしくは僅かに逆回転することにより負荷を軽減する加工制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
【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全体構成を示す斜視図である。本体ベース１には、研削砥石群２０を回転する砥石回転部２、２つのレンズチャック軸で挟持した被加工レンズを研削砥石群２０に圧接するキャリッジ部３、レンズ形状測定部４が配置されている。また、装置後方の上部には眼鏡枠測定部５が内蔵されており、装置筐体の前面側には測定結果や加工情報を表示する表示部６、各種の入力スイッチを持つ入力部７が配置されている。
【００１２】
図１〜４に基づいて主要な各部の構成を説明する。図２は砥石回転部２及びキャリッジ部３の構成を概略的に示した図であり、図３はキャリッジ部３を図１のＡ方向から見たときの図である。図４はレンズチャック機構を説明する図である。
【００１３】
＜砥石回転部＞
砥石群２０はガラス用粗砥石２０ａ、プラスチック用粗砥石２０ｂ、ヤゲン及び平加工用の仕上げ砥石２０ｃからなり、その砥石回転軸２１はベース１に固定されたスピンドルユニット２２に回転可能に保持されている。砥石回転軸２１の端部にはプーリ２３が取り付けられており、ベルト２４を介して砥石回転用のＡＣモータ２６の回転軸に取り付けられたプーリ２５と連結している。これによりＡＣモータ２６が回転すると砥石群２０が回転する。
【００１４】
＜キャリッジ部＞
略Ｈ字型の形状をしたキャリッジ３００は、被加工レンズＬを２つのレンズチャック軸３０２Ｌ、３０２Ｒにチャッキングして回転させることができ、また、ベース１に固定されて砥石回転軸２１と平行に延びるシャフト３５０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３００を砥石回転軸２１と平行に移動させる方向をＸ軸、キャリッジ３００の回転によりレンズチャック軸（３０２Ｌ、３０２Ｒ）と砥石回転軸２１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、レンズ回転機構、キャリッジ３００のＸ軸移動機構及びＹ軸移動機構を説明する。
【００１５】
（ａ）レンズチャック機構
図４に示すように、キャリッジ３００の左腕３０１Ｌに左チャック軸３０２Ｌが、右腕３０１ｂに右チャック軸３０２Ｒがそれぞれ回転可能に同一軸線上で保持されいる。被加工レンズＬの前面には固定治具である吸着カップ５０を軸打ちして固定し、この吸着カップ５０の基部を左チャック軸３０２Ｌが端部に有するカップ受け３０３に装着する。
【００１６】
右チャック軸３０２Ｒの後方には、右腕３０１Ｒの内部で送りネジ３１０が回転可能に保持されており、キャリッジ３００の中央に固定されたチャックモータ３１１の軸に付いているプーリ３１２の回転がベルト３１３を介して送りネジ３１０に伝達される。送りネジ３１０の内側にはネジ部が螺合する送りナット３１５が配置されており、送りナット３１５はネジガイド３１７に形成されたキー溝３１８により回転せず、送りネジ３１０の回転により軸方向に移動する。また、送りネジ３１０の先端には、右チャック軸３０２Ｒを回転自在に連結するカップリング３２０が取り付けられている。これにより右チャック軸３０２Ｒは、回転自在でかつ送りナット３１５によって軸方向に移動される。右チャック軸３０２Ｒの先端にはレンズ押え３２１が取り付けられており、図４上の左方向への移動力を受けることにより被加工レンズＬをレンズ押え３２１で押圧して、左チャック軸３０２Ｌとの共同によりチャッキングする。このときのチャック圧はチャックモータ３１１に流れる電流により検出され、必要なチャック圧に応じた電流を供給することによりチャック圧が制御される。
【００１７】
また、右チャック軸３０２Ｒは軸受けにより回転可能に保持されたプーリ３３０内で摺動自在に嵌挿される一方で、プーリ３３０にその回転力を伝達するようになっている。
【００１８】
（ｂ）レンズ回転機構
キャリッジ３００の左腕３０１Ｌ内で回転可能に保持された左チャック軸３０２Ｌには、プーリ３４０が取り付けられている。このプーリ３４０はベルト３４１を介して、キャリッジ左腕３０１Ｌの後方側に固定されたパルスモータ３４２のプーリ３４３と連結している。これによりパルスモータ３４２が回転すると左チャック軸３０２Ｌが回転し、左チャック軸３０２Ｌの回転力はカップ受け３０３、吸着カップ５０を介してチャキングされた被加工レンズＬに伝達される。チャキング時には、前述のように右チャック軸３０２Ｒはレンズ押え３２１を介して被加工レンズＬに押圧されているので、レンズの回転角に同期して従属的に回転する。右チャック軸３０２Ｒの回転は、キャリッジ右腕３０１Ｒの後方に取り付けられたエンコーダ３３３にプーリ３３０、ベルト３３１、プーリ３３２を介して伝達され、エンコーダ３３３はその回転角を検出する。
【００１９】
（ｃ）キャリッジのＸ軸移動機構
キャリッジ３００の中央下部は軸受け３５１、３５２を介して、ベース１に固定されたシャフト３５０に対して回転摺動自在になっており、左側の軸受け３５１の端部には中間板３６０が回転自在に固定されている。中間板３６０の後端の下方には、カムフォロア３６１が２個付いており、これがシャフト３５０と平行な位置関係でベース１に固定されたガイドシャフト３６２を挟んでいる。これによりキャリッジ３００は中間板３６０とともに、シャフト３５０及びガイドシャフト３６２にガイドされて横方向（Ｘ軸方向）に移動可能になっている。この移動はベース１に固定されたＸ軸用のパルスモータ３６３により行う。パルスモータ３６３の回転軸に取り付けられたプーリ３６４とベース１に固定された軸支されたプーリ３６５にはベルト３６６が掛け渡されており、このベルト３６６には中間板３６０とを連結する連結部材３６７が固定されている。この構成により、パルスモータ３６３はキャリッジ３００をＸ軸方向に移動させる。
【００２０】
（ｄ）キャリッジのＹ軸移動機構
中間板３６０にはシャフト３５０を中心にしてキャリッジ３００を回転するＹ軸用のサーボモータ３７０が固定されており、サーボモータ３７０は回転形位置検出のエンコーダ３７１を備える。サーボモータ３７０の回転軸にはギヤ３７２が取り付けられており、ギヤ３７２は軸受け３５１に固定されたギヤ３７３に噛合している。従ってサーボモータ３７０の回転駆動によりシャフト３５０を中心にしてキャリッジ３００を回転でき、レンズチャック軸と砥石回転軸との軸間距離（Ｙ軸移動）が制御される（図３参照）。Ｙ軸移動にサーボモータを使用したことにより、脱調を起こす可能性のあるパルスモータに比べて正確な移動量の制御、回転トルクの制御が可能になる。エンコーダ３７１はサーボモータ３７０による回転角から、キャリッジ３００のＹ軸方向の移動量を検出する。
【００２１】
また、キャリッジ３００の左腕３０１Ｌの後方には、センサ板３７５が取り付けられており、この位置を中間板３６０に固定されたセンサ３７６で検出することにより、キャリッジ３００の回転の原点位置を知ることができるようになっている。
【００２２】
次に、図５の制御系要部ブロック図を使用して、装置の動作を説明する。まず、枠入れする眼鏡枠の形状を眼鏡枠測定部５により測定する。入力部７の次データスイッチ７０１を押すと、測定データがデータメモリ１０１に記憶され、同時に表示部６のディスプレイ上にその玉型形状が表示される。加工者は装用者のＰＤ値、眼鏡のＦＰＤ値、光学中心の高さデータ等のレイアウトデータを入力部７のスイッチを操作して入力する。また、レンズの材質、フレームの材質、加工モード等の加工条件を入力する。
【００２３】
加工条件の入力ができたら、加工者は吸着カップ５０が取り付けられた被加工レンズＬを左チャック軸３０２Ｌ側のカップホルダ３０３に装着した後、CHUCK スイッチ７０２を押す。制御部１００は、ドライバ１１０を介してモータ３１１を駆動することにより右チャック軸３０２Ｒを移動して被加工レンズＬをチャッキングする。このときのチャック圧はチャックモータ３１１に流れる電流により検出されるので、制御部１００はコート割れやレンズ破損を起こさないように設定された所定のチャック圧となるように、チャックモータ３１１に供給する電力を制御する。
【００２４】
加工の準備ができたらSTART スイッチ７０３を押して加工を開始する。制御部１００は入力されたデータ及び加工条件等に基づき加工シーケンスプログラムに従ってレンズ形状測定、指定された加工を順に行う。
【００２５】
制御部１００は入力された玉型データ及びレイアウトデータに基づき加工動径情報を得る（特開平５−２１２６６１号等参照）。続いて、制御部１００はレンズ形状測定部４によりレンズＬの形状測定、加工可否の判定を行う。ドライバ１１１に接続されたモータ３４２を駆動することによりレンズＬの回転を制御し、ドライバ１１３に接続されたサーボモータ３７０を駆動することによりキャリッジ３００のＹ軸方向の移動、及びドライバ１１２に接続されたモータ３６３を駆動することによりキャリッジのＸ軸方向の移動を制御し、レンズＬを測定位置に移動する。その後、レンズ形状測定部４を作動させ、加工動径情報に基づく形状情報を得る（レンズ形状測定部４の構成、及び測定動作については、特開平５−２１２６６１号等に記載されたものと基本的に同様）。
【００２６】
レンズ形状測定が終了すると、指定された加工モードに従って研削加工が実行される。まず、粗加工から加工がスタートする。制御部１００は指定されたレンズの材質に応じて、ガラス用粗砥石２０ａ又はプラスチック用粗砥石２０ｂの上に被加工レンズＬがくるようにキャリッジ３００をＸ軸モータ３６３により移動する。その後、サーボモータ３７０によりキャリッジ３００を回転する砥石側に移動し、レンズＬを回転しながら粗加工を行う。
【００２７】
制御部１００は加工動径情報により、レンズ回転角に対するレンズチャック軸と砥石回転軸との軸間距離データを得ているので、これに従ってサーボモータ３７０の回転によるキャリッジ３００のＹ軸方向の移動を制御する。キャリッジ３００の移動により、２つのレンズチャック軸にチャッキングされた被加工レンズＬを粗砥石に圧接して研削加工する。
【００２８】
レンズ加工時、レンズＬは左チャック軸３０２Ｌ側の回転駆動力により回転され、砥石からの加工抵抗を受けながら研削加工される。このとき、右チャック軸３０２Ｒによるチャック圧の保持力に対して加工抵抗が大きくなると、吸着カップ５０のゴム部分が変形し、レンズ回転用のモータ３４２の角度制御に対して実際のレンズ回転角がずれてくる。しかし、右チャック軸３０２ＲはレンズＬに押し付けられて、左チャック軸３０２Ｌに対しては従属的に回転するので、レンズの回転角に同期して回転する。この回転角がエンコーダ３３３により検出され、制御部１００は検出された回転角に従って加工形状を管理する。これにより、チャック圧を過剰に掛けることなく、吸着カップ５０に多少の変形があっても、軸ずれのない精度の良い加工が行える。
【００２９】
なお、モータ３４２による駆動軸側の回転角に対して従属軸である右チャック軸３０２Ｒの回転角に大きなずれ（所定以上の回転角のずれ）が生じた場合には、被加工レンズＬに過大な負荷が掛かったと判断し、キャリッジ３００を移動するサーボモータ３７０による加工圧を下げ、大きな負荷が掛からないように制御する。あるいは、モータ３４２の回転駆動を止めたり僅かに逆回転することにより、レンズＬに掛かった大きな負荷を取り除く。これにより、レンズ材質の違いによりチャック圧を変えることなく、そのレンズに合わせた最適な加工荷重を常に負荷することができる。したがって、加工精度を維持しながら、効率よく最短時間での加工が行える。
【００３０】
また、レンズ加工時、サーボモータ３７０の回転トルク（モータ負荷電流）はドライバ１１３により検出されて制御部１００にフィードバックされる。制御部１００はサーボモータ３７０に加える電力でその回転トルクを制御することにより、被加工レンズＬの研削砥石への加工圧を制御する。これにより、複雑な逃げ機構を設けることなく、レンズ破損を防止して常に適切な加工圧での加工が行える。
【００３１】
さらに、制御部１００はサーボモータ３７０に備えられたエンコーダ３７１から入力される検出信号によりキャリッジ３００の移動量（レンズチャック軸と砥石回転軸との軸間距離）を得て、これによりレンズ回転角に対する加工途中の形状を知る。そして、この加工途中の形状に応じて加工圧（回転トルクの設定値）を変更する。レンズチャック軸から加工完了部分までの距離が離れている場合、キャリッジ３００の下降による加工圧を弱くして加工を開始し、加工完了までの距離が短くなるに従って徐々に加工圧を上げる。レンズ加工径が大きな時には、レンズチャック軸への抵抗が大きくなるが、このようにレンズ加工径によって加工圧を変化させることによっても、チャック時の保持力に対しての軸ずれを抑制した加工を行うことができる。
【００３２】
同時に制御部１００は、エンコーダ３７１から入力される検出信号によりキャリッジ３００の移動量を得ることにより、これと加工動径情報による粗加工加工完了までの移動量から、レンズ回転角に対して未加工部分がどの程度あるか（未加工量）を得る。未加工量を定量的に知ることにより、未加工量が多いところでは重点的に加工を行い、未加工量が少ないところではレンズ回転の速度を早くして加工を行う。これにより、全体の加工時間を短くした加工が可能になる。
例えば、レンズＬを回転しながら、図６のような玉型形状に加工していくとき、所定の基準より未加工量が少ない範囲Ｂのようなところ（１回の回転で加工完了が得られるくらい十分に未加工量が少ないところ）では、初めの速度に比べてレンズ回転速度を速くする。また、部分的に加工完了が得られるようになったら（又は１回の回転で加工完了が得られるくらい十分に未加工量が少ないところが得られるようになったら）、その他の未加工量が多い範囲Ｃのところでは、レンズ回転の方向を変更して加工していく。これにより、研削加工が伴わないレンズの回転が少なくなるので、レンズ回転に対する研削加工の効率化が図られ、全体の加工時間が短くなる。
【００３３】
粗加工が終了したら仕上げ砥石２０ｃによる仕上げ加工に移る。このときも、エンコーダ３３３により検出される右チャック軸３０２Ｒの回転角に基づいて、加工形状が制御される。また、仕上げ加工においても、粗加工時と同様に加工途中のレンズ形状と未加工量に応じて、加工圧やレンズ回転の方向及び速度を変更することにより、精度良く効率的な加工を行うことができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、実際に回転する被加工レンズの軸角度をモニタしながら加工を制御するので、軸ずれの可能性が極めて少ない加工が可能になる。
また、駆動軸と被加工レンズのずれ角度をモニタすることにより、レンズに合わせた最適な負荷加工が可能になり、加工精度を維持しながら、効率よく最短時間で加工を行うことができる。
また、チャック圧を下げることも可能になり、レンズ破損、コート割れを防止した加工を行うことができる
【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全体構成を示す斜視図である。
【図２】砥石回転部及びキャリッジ部の構成を概略的に示した図である。
【図３】キャリッジ部を図１のＡ方向から見たときの図である。
【図４】レンズチャック機構を説明する図である
【図５】制御系の要部ブロック図を示す。
【図６】未加工量に応じたレンズ回転の変更動作を説明する図である。
【符号の説明】
２  砥石回転部
３  キャリッジ部
５０  吸着カップ
２１  砥石回転軸
１００  制御部
３０２Ｌ  左チャック軸
３０２Ｒ  右チャック軸
３１１  チャックモータ
３３３  エコーダ
３４２  パルスモータ
【図１】
0003730409.tif 000002
【図２】
0003730409.tif 000003
【図３】
0003730409.tif 000004
【図４】
0003730409.tif 000005
【図５】
0003730409.tif 000006
【図６】
0003730409.tif 000007