眼鏡レンズ加工装置
【課題】 作業者の熟練度に拘わらず容易に良好な穴あけ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。
【解決手段】 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、被加工レンズを保持するレンズ回転軸と、被加工レンズに穴をあけるための穴あけ工具を回転する穴あけ工具回転軸と、前記レンズ回転軸に対する前記穴あけ工具回転軸の傾斜角を変更する傾斜角変更手段と、を備え、被加工レンズのフライス加工も行える。
【解決手段】 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、被加工レンズを保持するレンズ回転軸と、被加工レンズに穴をあけるための穴あけ工具を回転する穴あけ工具回転軸と、前記レンズ回転軸に対する前記穴あけ工具回転軸の傾斜角を変更する傾斜角変更手段と、を備え、被加工レンズのフライス加工も行える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡レンズの周縁を眼鏡枠形状に合うように研削具（砥石、切削カッター）により加工する眼鏡レンズ加工装置が知られている。いわゆるツーポイントフレーム（リムレス眼鏡）の場合、周縁加工後のレンズに穴あけ加工を行う。従来、穴あけ加工はボール盤等により作業者が手作業で行っていた。穴あけ方向は、通常、レンズ前面における穴位置の法線方向にしている。
【０００３】
また、穴あけ機構を眼鏡レンズ加工装置に設けたものもある。この装置ではレンズチャック軸に対して垂直な方向にのみ穴加工を行っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、穴あけ機構が設けられた従来の眼鏡レンズ加工装置においては、レンズコバに対する穴あけであり、適用できるツーポイントフレームが限定されている。
【０００５】
また、ボール盤等により手作業で穴あけすることは容易でなく、所望する穴あけ作業を行うには熟練を要し、加工に不慣れな作業者では良好な穴あけは難しかった。さらに、熟練した作業者においては、フレーム作成時のレンズのあおりを考慮し、穴あけ角度に手心を加えて行うこともある。特にカニ目レンズの場合、この傾向が強い。穴あけ方向はフレームの仕上がりに大きな影響があり、この方向が固定されてしまうと所望するフレームに仕上がらなくなる。
【０００６】
本発明は、上記従来技術に鑑み、作業者の熟練度に拘わらず容易に良好な穴あけ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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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） 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、被加工レンズを保持するレンズ回転軸と、被加工レンズに穴をあけるための穴あけ工具を回転する穴あけ工具回転軸と、前記レンズ回転軸に対する前記穴あけ工具回転軸の傾斜角を変更する傾斜角変更手段と、を備え、被加工レンズのフライス加工も行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、前記穴あけ工具はエンドミルに取替え可能であることを特徴とする。
（３） （２）の眼鏡レンズ加工装置は、前記レンズ回転軸に保持された被加工レンズと前記穴あけ工具とを相対的に移動する移動手段を有し、該移動手段は前記レンズ回転軸と垂直な第１方向に前記穴あけ工具を相対的に進退移動させる第１移動手段と、前記第１方向と垂直な面で前記レンズ回転軸を前記穴あけ工具に対して２次元的に相対的に移動させる第２移動手段とを備え、前記傾斜角変更手段は前記第１方向に垂直な方向に前記穴あけ工具の回転軸を回転する手段であることを特徴とする。
（４） （２）の眼鏡レンズ加工装置において、前記穴あけ工具の回転軸には溝堀り砥石又は面取り砥石の少なくとも１つが同軸に取り付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、作業者の熟練度に拘わらず容易に良好な穴あけ加工を行うことができる。穴あけ方向を自由に設定できるので、フレーム作成時のレンズのあおりを考慮したフレーム状態を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
(１)全体構成
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。１は眼鏡レンズ加工装置本体である。装置本体１には眼鏡枠測定装置２が接続されている。眼鏡枠測定装置２としては、例えば、本出願人による特開平５−２１２６６１号公報等に記載のものが使用できる。装置本体１上部には、加工情報等を表示するディスプレイ４１５、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４２０が配置されている。４０２は加工室用の開閉窓である。
【００１２】
図２は装置本体１の筐体内に配置される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が持つ回転軸（レンズチャック軸７０２Ｌ、７０２Ｒ）に挟持された被加工レンズＬＥは、砥石回転軸６０１ａに取り付けられた砥石群６０２により研削加工される。６０１は砥石回転用モータである。砥石群６０２はガラス用粗砥石６０２ａ、プラスチック用粗砥石６０２ｂ、ヤゲン及び平加工用の仕上げ砥石６０２ｃからなる。キャリッジ７０１の上方には、レンズ形状測定部５００、５２０が設けられている。キャリッジ部７００の後方には、穴あけ・面取り・溝掘り機構部８００が配置されている。
【００１３】
(２)各部の構成
（イ）キャリッジ部
キャリッジ部７００の構成を、図２に基づいて説明する。キャリッジ７０１は、レンズＬＥを２つのレンズチャック軸７０２Ｌ、７０２Ｒにチャッキングして回転させることができる。また、ベース１０に固定されて砥石回転軸６０１ａと平行に延びるキャリッジシャフト７０３、７０４に対して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６０１ａと平行に移動させる方向をＸ軸、キャリッジ７０１の移動によりレンズチャック軸（７０２Ｌ、７０３Ｒ）と砥石回転軸６０１ａ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Ｙ軸移動機構、キャリッジ７０１のＸ軸移動機構を説明する。
【００１４】
＜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にチャック軸７０２Ｌが、右腕７０１Ｒにチャック軸７０２Ｒが回転可能に同一軸線上で保持されている。右腕７０１Ｒの前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を介してプーリ７１３に伝わり、右腕７０１Ｒの内部で回転可能に保持されている図示なき送りネジ及び送りナットにより、チャック軸７０２Ｒが軸方向に移動することができ、レンズＬＥがチャック軸７０２Ｌ、７０２Ｒによって挟持される。
【００１５】
キャリッジ左腕７０１Ｌの左側端部にはレンズ回転用のモータ７２０が固定されている。モータ７２０の軸に取付けられたギヤ７２１がギヤ７２２と噛合い、ギヤ７２２と同軸のギヤ７２３がギヤ７２４と噛合い、ギヤ７２４とギヤ７２５が噛合っている。ギヤ７２５を回転することにより、チャック軸７０２Ｌへモータ７２０の回転が伝達される。
【００１６】
また、モータ７２０の回転は、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を介してキャリッジ右腕７０１Ｒ側に伝えられる。キャリッジ右腕７０１Ｒ右側端部には、キャリッジ左腕７０１Ｌの左側端部と同様なギヤ（キャリッジ左腕７０１Ｌの左側端部のギヤ７２１〜７２５と同様であるため詳細は省略）が設けられており、これらのギヤの回転はチャック軸７０２Ｒに伝えられる。この構成によりチャック軸７０２Ｌとチャック軸７０２Ｒは同期して回転する。
【００１７】
＜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、７０４にはその軸方向に摺動可能なＸ軸移動支基７４０が設けられており、Ｘ軸移動支基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。移動アーム７４０の後部には、シャフト７０３と平行に延びる図示なきボールネジが取り付けられており、このボールネジはベース１０に固定されたＸ軸移動用モータ７４５の回転軸に取り付けられている。これらの構成によりモータ７４５はＸ軸移動支基７４０と共にキャリッジ７０１をＸ軸方向に移動させることができる。
【００１８】
Ｘ軸移動支基７４０には、Ｙ軸方向に延びるシャフト７５６、７５７が固定されている。シャフト７５６、７５７にはキャリッジ７０１がＹ軸方向に移動可能取り付けられている。また、Ｘ軸移動支基７４０には取付板７５１によってＹ軸移動用モータ７５０が取り付けられており、モータ７５０の回転はプーリ７５２とベルト７５３を介して、取付板７５１に回転可能に保持されたボールネジ７５５に伝達される。ボールネジ７５５の回転によりキャリッジ７０１はＹ軸方向に移動する（すなわち、レンズチャック軸と砥石回転軸６０１ａとの軸間距離を変化させる）。
【００１９】
（ロ）レンズ形状測定部
図３はレンズ後面（レンズ後側屈折面）用のレンズ形状測定部５００の構成を説明する図である。ベース１０上に固設された支基ブロック１００に取付支基５０１が固定され、取付支基５０１に取付けられたレール５０２上をスライダー５０３が摺動可能に取付けられている。スライダー５０３にはスライドベース５１０が取付けられ、スライドベース５１０には測定子アーム５０４が固定されている。また、取付支基５０１の側面には、ボールブッシュ５０８が嵌められ、測定子アーム５０４のガタどりの役目をしている。測定子アーム５０４の先端部には、Ｌ型の測定子ハンド５０５が取付けられ、測定子ハンド５０５の先端部には円板状の測定子５０６が付けられている。レンズ形状を測定するために、測定子５０６はレンズＬＥの後面に接触される。
【００２０】
スライドベース５１０の下端部にはラック５１１が設けられている。ラック５１１は取付支基５０１側に固定されたエンコーダ５１３のピニオン５１２と噛み合っている。また、スライドベース５１０の移動はモータ５１６によって行なわれ、モータ５１６に取付けられたギヤ５１５、アイドルギヤ５１４、ピニオン５１２を介してモータ５１６の回転力がラック５１１に伝えられ、スライドベース５１０が左右に移動される。レンズ形状測定中、モータ５１６は常に一定の力で測定子５０６をレンズＬＥに押し当てている。エンコーダ５１３はスライドベース５１０の左右（Ｘ方向）の移動量（測定子５０６の移動位置）を検知する。この移動量とレンズチャック軸（７０２Ｌ、７０２Ｒ）の回転角度の情報により、レンズＬＥの後面形状が測定される。
【００２１】
レンズ前面用のレンズ形状測定部５２０は、レンズ形状測定部５００に対して左右対称であるのでその構成の説明は省略する。
【００２２】
（ハ）穴あけ・面取り・溝掘り機構部
穴あけ・面取り・溝掘り機構部８００の構成を図４〜６に基づいて説明する。図４は機構部８００の立体図、図５（ａ）は左側面図、図５（ｂ）は正面図、図６は図５（ｂ）におけるＡＡ断面図を示したものである。
【００２３】
支基ブロック１００には機構部８００のベースとなる固定板８０１が固定されている。固定板８０１にはＺ方向（ＸＹ軸平面に対して直交する方向）に延びるレール８０２が取付けられ、レール８０２上をスライダー８０３が摺動する。スライダー８０３には、移動支基８０４がネジ止めされている。移動支基８０４のＺ方向の移動は、モータ８０５がボールネジ８０６を回転することによって行なわれる。
【００２４】
移動支基８０４には、回転支基８１０が軸受け８１１によって回転可能に軸支されている。軸受け８１１は２個使用されており、２個の軸受け８１１の間隔を保つために、スペーサ８１２が入れられている。また、軸受け８１１の片側にはギヤ８１３が回転支基８１０に固定されている。ギヤ８１３はアイドルギヤ８１４を介して移動支基８０４に取付けられたモータ８１６の軸に固定されたギヤ８１５と繋がっている。つまり、モータ８１６を回転させると、回転支基８１０が軸受け８１１の軸を中心として回転する。
【００２５】
回転支基８１０の先端部には、穴あけ・面取り・溝掘り加工用の工具を保持する回転部８３０が設けられている。回転部８３０は前述したモータ８０５により、レンズチェック軸に対して進退移動される。回転部８３０の回転軸８３１の中央部にはプーリ８３２が付けられ、回転軸８３１は２つの軸受け８３４により回転可能に軸支されている。また、回転軸８３１の一端にはドリル８３５がチャック機構８３７により取付けられ、他端にはスペーサ８３８、砥石部８３６がナット８３９により取付けられている。砥石部８３６は面取砥石８３６ａと溝掘用砥石８３６ｂを一体的に形成して構成されている。溝掘用砥石８３６ｂの直径は約１５ｍｍ程で、面取砥石８３６ａは溝掘用砥石８３６ｂから先端側に向かって径が小さくなる円錐形状の加工斜面を持つ。面取砥石８３６ａは円筒形状であっても良い。
【００２６】
回転軸８３１を回転するためのモータ８４０は、回転支基８１０に取付けられた取付板８４１にネジ止めされている。モータ８４０の軸にはプーリ８４３が取付けられている。プーリ８３２とプーリ８４３の間には回転支基８１０内部でベルト８３３が掛けられ、モータ８４０の回転が回転軸８３１へ伝達される。
【００２７】
次に、以上のような構成を持つ装置において、その動作を図７の制御系ブロック図を使用して説明する。ここでは、穴あけ加工と溝掘り加工を中心に説明する。
【００２８】
まず、フレームの玉型形状（枠形状）を眼鏡枠測定装置２により測定する。リムレスフレームの場合、型板又はダミーレンズから玉型形状を得る。眼鏡枠測定装置２に得られた玉型形状データは、スイッチ４２１を押すことによりデータメモリ１６１に入力される。ディスプレイ４１５には玉型形状に基づく図形が表示され、加工条件を入力できる状態になる。操作者はスイッチパネル部４１０の各スイッチを操作して装用者のＰＤ、光学中心の高さ等の必要なレイアウトデータを入力する。また、加工するレンズの材質や加工モードを入力する。穴あけ加工を行う場合は、加工モード選択用のスイッチ４２２により穴あけ加工のモードを選択する。溝掘り加工を行う場合は、加工モード選択用のスイッチ４２３により溝掘り加工のモードを選択する。面取り加工を行う場合は、スイッチ４２４を操作して面取りモードを選択する。
【００２９】
必要な入力ができたら、レンズＬＥをレンズチャック軸７０２Ｌとレンズチャック軸７０２Ｒによりチャッキングした後、スタートスイッチ４２５を押して装置を作動させる。主制御部１６０は入力された玉型形状データとレイアウトデータとを基にして加工中心を中心とした動径情報を得た後、動径が砥石面に接する接触点の位置情報から加工補正情報を求め、これをメモリ１６１に記憶する。
【００３０】
続いて、主制御部１６０は、加工シーケンスプログラムに従って、レンズ形状測定部５００及び５２０を用いてレンズ形状の測定を実行する。主制御部１６０はモータ５１６を駆動して測定子アーム５０４を退避位置から測定位置に位置させる。主制御部１６０は動径情報に基づき、モータ７５０の駆動によりキャリッジ７０１を移動し、モータ５１６を駆動して測定子アーム５０４をレンズＬＥの後面屈折面に常に接触しているように軽い力で押さえつける。
【００３１】
測定子５０５が後側屈折面に当接した状態で、モータ７２０によりレンズＬＥを回転するとともに、加工形状データである動径情報を基にモータ７５０を駆動してキャリッジ７０１を上下させる。こうしたレンズＬＥの回転及び移動に伴い、測定子５０５はレンズ後面形状に沿って左右方向に移動する。この移動量はエンコーダ５１３により検出されレンズＬＥの後面屈折面形状が計測される。レンズ形状の測定終了後は、主制御部１６０はモータ５１６を駆動させて測定子アーム５０４を退避させる。
【００３２】
同様に、レンズ形状測定部５２０によってレンズＬＥの前側屈折面の形状が測定される。レンズの前側屈折面形状及び後側屈折面形状が得られると、両者からコバ厚情報を得ることができる。
【００３３】
レンズ形状の測定が完了すると、主制御部１６０は加工条件の入力データに従ってレンズＬＥの加工を実行する。主制御部１６０は粗砥石６０２ｂ上にレンズＬＥがくるようにキャリッジ７０１をモータ７２０により移動させた後、モータ７５０によりキャリッジ７０１を上下移動させて粗加工を行う。次に、仕上げ砥石６０２ｃの平坦部分にレンズＬＥを移動し、同様にキャリッジ７０１を上下移動させて仕上げ加工を行う。
【００３４】
仕上げ加工が終了した後、穴あけ加工をする場合は、穴あけ・面取り・溝掘り機構部８００を駆動して穴あけ加工に移る。
【００３５】
穴あけ加工について説明する。図８（ａ）はレンズチャック軸（７０２Ｌ、７０２Ｒ）と平行な方向に穴あけする場合の例である。この場合、モータ８１５の駆動により、ドリル８３５の軸（回転軸８３１）をレンズチャック軸と平行（Ｘ方向）に位置させる。また、モータ７５０によるキャリッジ７０１の上下（Ｙ方向）移動、モータ８０５によるドリル８３５の前後（Ｚ方向）移動、モータ７２０によるレンズチャック軸（７０２Ｌ、７０２Ｒ）の回転により、レンズＬＥの穴あけ位置Ｐ１にドリル８３５の先端を位置させる。その後、ドリル８３５をモータ８４０によって回転させ、モータ７４５によりレンズＬＥをチャック軸方向（Ｘ軸方向）のドリル８３５側に移動することによって、穴あけ加工をする。
【００３６】
なお、穴あけ位置Ｐ１の位置データは予めスイッチパネル部４２０のスイッチを操作して入力し、メモリ１６１に記憶しておく。穴あけ位置Ｐ１の位置データは、例えば、図１０に示すように、型板又はダミーレンズの幾何中心Ｏ（叉はレンズＬＥの光学中心）に対する極座標（Δθ、Δｄ）として測定する。Δθの基準は眼鏡フレームを装用した状態での水平方向Ｈとする。位置データは直交座標系としても良い。主制御部１６０は、この穴あけ位置データを装置のＸ，Ｙ，Ｚの各方向データに変換し、ドリル８３５の先端を位置させる。
【００３７】
レンズＬＥに任意の方向に穴あけする場合は次のようにする。レンズＬＥに任意の方向で穴をあけるには、穴あけ方向に応じてレンズチャック軸（７０２Ｌ、７０２Ｒ）の回転によりレンズＬＥの配置角度を変える。例えば、図９（ａ）は、レンズＬＥの水平方向Ｈ（図１０と同じく、眼鏡フレームを装用した状態での水平方向）が、装置のＹ方向に一致するようにレンズＬＥを回転させた場合である。この状態で、図８（ｂ）に示すように、装置のＸ方向に対して角度α１だけドリル８３５の回転軸を傾斜させれば、レンズＬＥの水平方向Ｈと同じ方向に角度α１だけ傾けた穴あけが行える。
【００３８】
図９（ｂ）はレンズＬＥの水平方向Ｈが装置のＺ方向に一致するようにレンズＬＥを回転させた場合である。この状態で、図８（ｂ）と同じように、角度α１だけドリル８３５の回転軸を傾斜させれば、レンズＬＥの水平方向Ｈと直交する方向に角度α１だけ傾けた穴あけが行える。
【００３９】
図９（ｃ）は、図９（ａ）に対して反時計方向に角度θ１だけレンズＬＥを回転した場合である。この場合、レンズＬＥの回転角θ１方向に、上記と同じくドリル８３５の回転軸の角度α１だけ傾けた穴あけを行えることになる。なお、図９（ｂ）の場合には、図９（ａ）に対して反時計方向に角度θ１＝９０°だけ回転したものとなる。
【００４０】
穴あけ方向のデータは、ドリル８３５の回転軸の角度α１とレンズＬＥの回転角θ１とにより管理することができる。この穴あけ方向のデータと穴あけ位置Ｐ１の位置データは、予めスイッチパネル部４２０のスイッチを操作して入力することにより、メモリ１６１に記憶される。また、穴あけデータはツーポイントフレームの設計データを得ることで、これをパーソナルコンピュータ等の通信手段により入力して利用することもできる。
【００４１】
穴あけ加工時には、主制御部１６０は穴あけ方向のデータに基づいてモータ７２０によりレンズＬＥの回転角を制御すると共に、モータ８１６の回転によりドリル８３５の角度α１を制御する。また、穴あけ位置のデータに基づいてモータ７５０によりキャリッジ７０１の上下（Ｙ方向）移動、モータ８０５によるドリル８３５の前後（Ｚ方向）移動を制御し、レンズＬＥの穴あけ位置Ｐ１にドリル８３５の先端を位置させる。その後、ドリル８３５をモータ８４０によって回転させ、キャリッジ７０１をモータ７４５によりＸ軸方向、及びモータ７５０によりＹ軸方向に移動することによって、穴あけ加工をする。すなわち、ドリル８３５の回転軸の軸方向（傾斜角α１方向）にキャリッジ７０１をＸＹ移動することにより、穴あけ加工を行う。本実施形態の装置では、キャリッジ７０１のＹ軸方向を直線移動の機構としたので、回旋移動の場合に比べて穴あけ加工の制御が容易となる。
【００４２】
次に、レンズ前面の法線方向に穴あけする場合を説明する。この場合は、図１１に示すように、穴あけ位置Ｐ１の周囲のポイントＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４（少なくとも３点）をレンズ形状測定部５２０により測定する。この測定結果から穴あけ位置Ｐ１における接平面が近似的に求まり、法線方向はＰ１における接平面Ｓの垂直方向として算出される（図１１（ｂ）参照）。算出された穴あけ方向のデータはメモリ１６１に記憶される。なお、レンズ前面形状が予め分かっている場合はそのデータを通信手段を介して入力しておき、これと穴あけ位置データとにより法線方向が算出できる。穴あけ加工時には、この法線方向のデータに基づいてドリル８３５の回転軸の角度とレンズＬＥの回転を設定する。レンズＬＥの穴あけ位置Ｐ１にドリル８３５の先端を位置させた後、キャリッジ７０１のＸＹ方向移動によってレンズＬＥを移動させることにより、レンズＬＥの位置Ｐ１における法線方向の穴あけ加工が行われる。
【００４３】
なお、以上説明したような穴あけ加工の方法を利用し、ドリル８３５をエンドミルに取替えることにより、レンズＬＥにフライス加工や長穴等の加工をすることができる。例えば、長穴の場合、長穴の長軸方向に合わせて、レンズ加工中にキャリッジ７０１をＸＹ方向、又はエンドミルの回転部８３０をＺ方向に移動することによって長穴を加工することができる。
【００４４】
また、砥石群６０２によるレンズ研削中は、加工室の中はレンズの破片が飛散するので、ドリル８３５を保護することが好ましい。そのため、レンズの破片が飛散しても当たらない様に退避位置でドリル８３５にカバーを設けるか、図１４に示すように、退避位置で穴あけ・面取り・溝掘り加工をする回転部８３０を格納する凹状格納部９００を加工室壁面に設けている。
【００４５】
次に、溝掘り加工について説明する。主制御部１６０はキャリッジ７０１を上昇させた後、退避位置に置かれている溝掘砥石８３６ｂが加工位置に来るようにモータ８０５を回転させる。その後、キャリッジ７０１の上下（Ｙ方向）移動と軸方向（Ｘ方向）への移動、及びモータ８１６による溝掘用砥石８３６ｂの回転により、図１２に示す様にレンズＬＥを溝掘用砥石８３６ｂ上に位置させ、溝掘り加工用データに基づいてキャリッジ７０１の移動、レンズＬＥの回転、及び溝掘用砥石８３６ｂの回転軸の傾斜角度βを制御して加工を行う。
【００４６】
溝加工用データは、レンズＬＥの動径情報とレンズ形状の測定結果とから予め主制御部１６０が求めておく。キャリッジ７０１のＹ方向移動及びＸ方向移動の制御データは、溝掘軌跡データに基づいて行う。溝掘軌跡データとは溝掘り加工されるレンズＬＥにおける加工溝の描く軌跡であり、玉型形状から溝深さを加味した動径情報（動径角、動径長）とレンズチャック軸方向の位置情報とで現される。レンズチャック軸方向の位置データは、レンズ形状の測定データによる前側屈折面形状及び後側屈折面形状からコバ厚が分かるので、これに基づきヤゲン位置の決定方法と同じ要領で決定することができる。例えば、レンズコバ厚をある比率で定める他、溝位置をレンズ前面のコバ位置より一定量後面側にずらし、レンズ前面カーブに沿わせるようにする等の各種の方法で行うことができる。
【００４７】
ここで、溝掘用砥石８３６ｂの回転軸の傾斜角度βを固定のままレンズ全周の溝掘り加工を行うと、溝幅が広く加工されてしまう部分が現われる。そこで、この対応として次のようにする。図１３に示すように、溝掘軌跡のカーブから仮定される球面を求め、溝掘り軌跡の各加工点における法線方向を求める。図１３上のＮ１，Ｎ２は、それぞれ加工点Ｋ１，Ｋ２における法線方向を示す。そして、この法線方向に溝掘用砥石８３６ｂの回転軸を傾けることにより、各加工点の動径角に対応させて溝掘用砥石８３６ｂの回転軸の傾斜角度βのデータを得る。各加工点は、溝掘軌跡のカーブから仮定される球面に砥石外周が全て接するという条件の下に、砥石径補正（特開平５−２１２６６１号等を参照）を立体的に行って求める。これにより溝幅の広がりを抑えることができる。
【００４８】
なお、図１３における溝掘用砥石８３６ｂの進退移動位置は、溝掘軌跡のカーブから仮定される球の中心がレンズチャック軸上にあるものとし、レンズチャック軸が移動するＸＹ軸平面上に溝掘用砥石８３６ｂの回転軸を位置させた場合である。溝掘軌跡のカーブから仮定される球の中心がレンズチャック軸から偏位している場合には、その偏位に応じてＺ方向における溝掘用砥石８３６ｂの進退移動の位置を変えるようにモータ８０５を制御することにより、溝幅が広く加工されることを抑えることが可能となる。
【００４９】
また、溝掘砥石の外径が大きすぎると、溝掘砥石幅よりも幅広く加工されてしまう傾向にある。本装置では、溝掘用砥石８３６ｂの外径が１５ｍｍ程度としているので、溝掘砥石幅よりも幅広く加工されてしまうことが避けられる。
【００５０】
溝加工は、それぞれの加工点における溝掘用砥石８３６ｂの傾斜角度を変えると共に、キャリッジ７０１のＹ軸方向及びＸ軸方向の移動により、レンズＬＥを回転しながら、回転する溝掘用砥石８３６ｂに押し当てて行われる。
【００５１】
面取りモードにした場合、穴あけ加工又は溝加工が終了すると、主制御部１６０は面取り加工データに基づいてキャリッジ７０１、穴あけ・面取り・溝掘り機構部８００を移動制御して面取り加工を行う。面取り加工は、砥石部８３６の面取砥石８３６ａをレンズコバの角部に当てて研削する。この面取加工においても、面取砥石８３６ａを備える回転軸８３１の傾斜角度を変えることができるので、レンズコバの角部に施す面取角が任意に設定可能である。さらに、図１５に示すように、面取砥石８３６ａの加工面を角度Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３にて傾け、面取角を複数段階に変化させることにより、同一動径角のレンズ角部に複数段の斜面角度加工を実現することができる。
【００５２】
加工時は、溝掘り加工と同様な加工位置に面取砥石８３６ａを配置し、面取角の設定に応じて回転軸８３１の傾斜角度βを制御する。レンズコバの角部の位置は、玉型形状に基づくレンズ形状の測定から得ることができる。面取砥石８３６ａの加工面を角度Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３毎に傾けたときのそれぞれの加工データを算出し、その加工データに応じてＹ軸方向又はＸ軸方向のキャリッジの移動を制御する。多段の斜面角度加工を行うときは、各角度設定毎にレンズＬＥを回転させる。こうした複数段の斜面角度加工を利用すれば、レンズコバの角部をデザイン的な形状に仕上げることもできる。
【００５３】
以上説明した実施形態においては、被加工レンズＬＥを挟持して回転するチャック軸を持つキャリッジ７０１をＸＹ方向に移動するタイプの装置について説明したが、特開平９−２５３９９９号公報に示されたように、周縁加工用の砥石側をＸＹ方向に移動して加工するタイプの装置であっても良い。こうした装置の場合、ＸＹ方向へのレンズＬＥの移動を行わないので、穴あけ・面取り・溝掘り機構部８００側を相対的にＸＹ方向に移動する移動機構を設けた構成とする。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】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。
【図２】装置本体の筐体内に配置される加工部の構成を示す斜視図である。
【図３】レンズ形状測定部を正面から見たときの図である。
【図４】穴あけ・面取り・溝掘り機構部の構成を示す斜視図である。
【図５】穴あけ・面取り・溝掘り機構部の構成を示す正面図、左側面図である。
【図６】穴あけ・面取り・溝掘り機構部の構成を示す断面図である。
【図７】本装置の制御系ブロック図である。
【図８】ドリルを任意の角度でレンズに穴あけ加工することを示す図である。
【図９】任意の角度でレンズに穴あけすることを説明する図である。
【図１０】穴あけ位置の位置データを説明する図である。
【図１１】レンズ前面の法線方向に穴あけすることを説明する図である。
【図１２】レンズに溝掘り加工することを示す図である。
【図１３】溝掘り軌跡のカーブから仮定される球面を求め、各加工点における法線方向に溝掘り用砥石の回転軸を傾けることを説明する図である。
【図１４】穴あけ・面取り・溝掘り加工をする回転部が格納されていることを示す図である。
【図１５】面取り角を複数段階に変化させて、多段の面取り加工することを説明する図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 眼鏡レンズ加工装置本体
１６０ 主制御部
１６１ メモリ
５００ レンズ形状測定部
５２０ レンズ形状測定部
６０２ 砥石群
７００ キャリッジ部
７０１ キャリッジ
７２０ モータ
７４０ Ｘ軸移動支基
７４５ Ｘ軸移動用モータ
７５０ Ｙ軸移動用モータ
７５５ ボールネジ
８００ 穴あけ・面取り・溝掘り機構部
８０５ モータ
８０６ モータ
８１３ ギヤ
８１４ アイドルギヤ
８１５ ギヤ
８１６ モータ
８３０ 回転部
８３１ 回転軸
８３５ ドリル
８３６ 砥石部
８３６ａ 面取砥石
８３６ｂ 溝掘用砥石
８４０ モータ
９００ 凹状格納部
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡レンズの周縁を眼鏡枠形状に合うように研削具（砥石、切削カッター）により加工する眼鏡レンズ加工装置が知られている。いわゆるツーポイントフレーム（リムレス眼鏡）の場合、周縁加工後のレンズに穴あけ加工を行う。従来、穴あけ加工はボール盤等により作業者が手作業で行っていた。穴あけ方向は、通常、レンズ前面における穴位置の法線方向にしている。
【０００３】
また、穴あけ機構を眼鏡レンズ加工装置に設けたものもある。この装置ではレンズチャック軸に対して垂直な方向にのみ穴加工を行っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、穴あけ機構が設けられた従来の眼鏡レンズ加工装置においては、レンズコバに対する穴あけであり、適用できるツーポイントフレームが限定されている。
【０００５】
また、ボール盤等により手作業で穴あけすることは容易でなく、所望する穴あけ作業を行うには熟練を要し、加工に不慣れな作業者では良好な穴あけは難しかった。さらに、熟練した作業者においては、フレーム作成時のレンズのあおりを考慮し、穴あけ角度に手心を加えて行うこともある。特にカニ目レンズの場合、この傾向が強い。穴あけ方向はフレームの仕上がりに大きな影響があり、この方向が固定されてしまうと所望するフレームに仕上がらなくなる。
【０００６】
本発明は、上記従来技術に鑑み、作業者の熟練度に拘わらず容易に良好な穴あけ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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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） 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、被加工レンズを保持するレンズ回転軸と、被加工レンズに穴をあけるための穴あけ工具を回転する穴あけ工具回転軸と、前記レンズ回転軸に対する前記穴あけ工具回転軸の傾斜角を変更する傾斜角変更手段と、を備え、被加工レンズのフライス加工も行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、前記穴あけ工具はエンドミルに取替え可能であることを特徴とする。
（３） （２）の眼鏡レンズ加工装置は、前記レンズ回転軸に保持された被加工レンズと前記穴あけ工具とを相対的に移動する移動手段を有し、該移動手段は前記レンズ回転軸と垂直な第１方向に前記穴あけ工具を相対的に進退移動させる第１移動手段と、前記第１方向と垂直な面で前記レンズ回転軸を前記穴あけ工具に対して２次元的に相対的に移動させる第２移動手段とを備え、前記傾斜角変更手段は前記第１方向に垂直な方向に前記穴あけ工具の回転軸を回転する手段であることを特徴とする。
（４） （２）の眼鏡レンズ加工装置において、前記穴あけ工具の回転軸には溝堀り砥石又は面取り砥石の少なくとも１つが同軸に取り付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、作業者の熟練度に拘わらず容易に良好な穴あけ加工を行うことができる。穴あけ方向を自由に設定できるので、フレーム作成時のレンズのあおりを考慮したフレーム状態を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
(１)全体構成
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。１は眼鏡レンズ加工装置本体である。装置本体１には眼鏡枠測定装置２が接続されている。眼鏡枠測定装置２としては、例えば、本出願人による特開平５−２１２６６１号公報等に記載のものが使用できる。装置本体１上部には、加工情報等を表示するディスプレイ４１５、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４２０が配置されている。４０２は加工室用の開閉窓である。
【００１２】
図２は装置本体１の筐体内に配置される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が持つ回転軸（レンズチャック軸７０２Ｌ、７０２Ｒ）に挟持された被加工レンズＬＥは、砥石回転軸６０１ａに取り付けられた砥石群６０２により研削加工される。６０１は砥石回転用モータである。砥石群６０２はガラス用粗砥石６０２ａ、プラスチック用粗砥石６０２ｂ、ヤゲン及び平加工用の仕上げ砥石６０２ｃからなる。キャリッジ７０１の上方には、レンズ形状測定部５００、５２０が設けられている。キャリッジ部７００の後方には、穴あけ・面取り・溝掘り機構部８００が配置されている。
【００１３】
(２)各部の構成
（イ）キャリッジ部
キャリッジ部７００の構成を、図２に基づいて説明する。キャリッジ７０１は、レンズＬＥを２つのレンズチャック軸７０２Ｌ、７０２Ｒにチャッキングして回転させることができる。また、ベース１０に固定されて砥石回転軸６０１ａと平行に延びるキャリッジシャフト７０３、７０４に対して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６０１ａと平行に移動させる方向をＸ軸、キャリッジ７０１の移動によりレンズチャック軸（７０２Ｌ、７０３Ｒ）と砥石回転軸６０１ａ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Ｙ軸移動機構、キャリッジ７０１のＸ軸移動機構を説明する。
【００１４】
＜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にチャック軸７０２Ｌが、右腕７０１Ｒにチャック軸７０２Ｒが回転可能に同一軸線上で保持されている。右腕７０１Ｒの前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を介してプーリ７１３に伝わり、右腕７０１Ｒの内部で回転可能に保持されている図示なき送りネジ及び送りナットにより、チャック軸７０２Ｒが軸方向に移動することができ、レンズＬＥがチャック軸７０２Ｌ、７０２Ｒによって挟持される。
【００１５】
キャリッジ左腕７０１Ｌの左側端部にはレンズ回転用のモータ７２０が固定されている。モータ７２０の軸に取付けられたギヤ７２１がギヤ７２２と噛合い、ギヤ７２２と同軸のギヤ７２３がギヤ７２４と噛合い、ギヤ７２４とギヤ７２５が噛合っている。ギヤ７２５を回転することにより、チャック軸７０２Ｌへモータ７２０の回転が伝達される。
【００１６】
また、モータ７２０の回転は、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を介してキャリッジ右腕７０１Ｒ側に伝えられる。キャリッジ右腕７０１Ｒ右側端部には、キャリッジ左腕７０１Ｌの左側端部と同様なギヤ（キャリッジ左腕７０１Ｌの左側端部のギヤ７２１〜７２５と同様であるため詳細は省略）が設けられており、これらのギヤの回転はチャック軸７０２Ｒに伝えられる。この構成によりチャック軸７０２Ｌとチャック軸７０２Ｒは同期して回転する。
【００１７】
＜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、７０４にはその軸方向に摺動可能なＸ軸移動支基７４０が設けられており、Ｘ軸移動支基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。移動アーム７４０の後部には、シャフト７０３と平行に延びる図示なきボールネジが取り付けられており、このボールネジはベース１０に固定されたＸ軸移動用モータ７４５の回転軸に取り付けられている。これらの構成によりモータ７４５はＸ軸移動支基７４０と共にキャリッジ７０１をＸ軸方向に移動させることができる。
【００１８】
Ｘ軸移動支基７４０には、Ｙ軸方向に延びるシャフト７５６、７５７が固定されている。シャフト７５６、７５７にはキャリッジ７０１がＹ軸方向に移動可能取り付けられている。また、Ｘ軸移動支基７４０には取付板７５１によってＹ軸移動用モータ７５０が取り付けられており、モータ７５０の回転はプーリ７５２とベルト７５３を介して、取付板７５１に回転可能に保持されたボールネジ７５５に伝達される。ボールネジ７５５の回転によりキャリッジ７０１はＹ軸方向に移動する（すなわち、レンズチャック軸と砥石回転軸６０１ａとの軸間距離を変化させる）。
【００１９】
（ロ）レンズ形状測定部
図３はレンズ後面（レンズ後側屈折面）用のレンズ形状測定部５００の構成を説明する図である。ベース１０上に固設された支基ブロック１００に取付支基５０１が固定され、取付支基５０１に取付けられたレール５０２上をスライダー５０３が摺動可能に取付けられている。スライダー５０３にはスライドベース５１０が取付けられ、スライドベース５１０には測定子アーム５０４が固定されている。また、取付支基５０１の側面には、ボールブッシュ５０８が嵌められ、測定子アーム５０４のガタどりの役目をしている。測定子アーム５０４の先端部には、Ｌ型の測定子ハンド５０５が取付けられ、測定子ハンド５０５の先端部には円板状の測定子５０６が付けられている。レンズ形状を測定するために、測定子５０６はレンズＬＥの後面に接触される。
【００２０】
スライドベース５１０の下端部にはラック５１１が設けられている。ラック５１１は取付支基５０１側に固定されたエンコーダ５１３のピニオン５１２と噛み合っている。また、スライドベース５１０の移動はモータ５１６によって行なわれ、モータ５１６に取付けられたギヤ５１５、アイドルギヤ５１４、ピニオン５１２を介してモータ５１６の回転力がラック５１１に伝えられ、スライドベース５１０が左右に移動される。レンズ形状測定中、モータ５１６は常に一定の力で測定子５０６をレンズＬＥに押し当てている。エンコーダ５１３はスライドベース５１０の左右（Ｘ方向）の移動量（測定子５０６の移動位置）を検知する。この移動量とレンズチャック軸（７０２Ｌ、７０２Ｒ）の回転角度の情報により、レンズＬＥの後面形状が測定される。
【００２１】
レンズ前面用のレンズ形状測定部５２０は、レンズ形状測定部５００に対して左右対称であるのでその構成の説明は省略する。
【００２２】
（ハ）穴あけ・面取り・溝掘り機構部
穴あけ・面取り・溝掘り機構部８００の構成を図４〜６に基づいて説明する。図４は機構部８００の立体図、図５（ａ）は左側面図、図５（ｂ）は正面図、図６は図５（ｂ）におけるＡＡ断面図を示したものである。
【００２３】
支基ブロック１００には機構部８００のベースとなる固定板８０１が固定されている。固定板８０１にはＺ方向（ＸＹ軸平面に対して直交する方向）に延びるレール８０２が取付けられ、レール８０２上をスライダー８０３が摺動する。スライダー８０３には、移動支基８０４がネジ止めされている。移動支基８０４のＺ方向の移動は、モータ８０５がボールネジ８０６を回転することによって行なわれる。
【００２４】
移動支基８０４には、回転支基８１０が軸受け８１１によって回転可能に軸支されている。軸受け８１１は２個使用されており、２個の軸受け８１１の間隔を保つために、スペーサ８１２が入れられている。また、軸受け８１１の片側にはギヤ８１３が回転支基８１０に固定されている。ギヤ８１３はアイドルギヤ８１４を介して移動支基８０４に取付けられたモータ８１６の軸に固定されたギヤ８１５と繋がっている。つまり、モータ８１６を回転させると、回転支基８１０が軸受け８１１の軸を中心として回転する。
【００２５】
回転支基８１０の先端部には、穴あけ・面取り・溝掘り加工用の工具を保持する回転部８３０が設けられている。回転部８３０は前述したモータ８０５により、レンズチェック軸に対して進退移動される。回転部８３０の回転軸８３１の中央部にはプーリ８３２が付けられ、回転軸８３１は２つの軸受け８３４により回転可能に軸支されている。また、回転軸８３１の一端にはドリル８３５がチャック機構８３７により取付けられ、他端にはスペーサ８３８、砥石部８３６がナット８３９により取付けられている。砥石部８３６は面取砥石８３６ａと溝掘用砥石８３６ｂを一体的に形成して構成されている。溝掘用砥石８３６ｂの直径は約１５ｍｍ程で、面取砥石８３６ａは溝掘用砥石８３６ｂから先端側に向かって径が小さくなる円錐形状の加工斜面を持つ。面取砥石８３６ａは円筒形状であっても良い。
【００２６】
回転軸８３１を回転するためのモータ８４０は、回転支基８１０に取付けられた取付板８４１にネジ止めされている。モータ８４０の軸にはプーリ８４３が取付けられている。プーリ８３２とプーリ８４３の間には回転支基８１０内部でベルト８３３が掛けられ、モータ８４０の回転が回転軸８３１へ伝達される。
【００２７】
次に、以上のような構成を持つ装置において、その動作を図７の制御系ブロック図を使用して説明する。ここでは、穴あけ加工と溝掘り加工を中心に説明する。
【００２８】
まず、フレームの玉型形状（枠形状）を眼鏡枠測定装置２により測定する。リムレスフレームの場合、型板又はダミーレンズから玉型形状を得る。眼鏡枠測定装置２に得られた玉型形状データは、スイッチ４２１を押すことによりデータメモリ１６１に入力される。ディスプレイ４１５には玉型形状に基づく図形が表示され、加工条件を入力できる状態になる。操作者はスイッチパネル部４１０の各スイッチを操作して装用者のＰＤ、光学中心の高さ等の必要なレイアウトデータを入力する。また、加工するレンズの材質や加工モードを入力する。穴あけ加工を行う場合は、加工モード選択用のスイッチ４２２により穴あけ加工のモードを選択する。溝掘り加工を行う場合は、加工モード選択用のスイッチ４２３により溝掘り加工のモードを選択する。面取り加工を行う場合は、スイッチ４２４を操作して面取りモードを選択する。
【００２９】
必要な入力ができたら、レンズＬＥをレンズチャック軸７０２Ｌとレンズチャック軸７０２Ｒによりチャッキングした後、スタートスイッチ４２５を押して装置を作動させる。主制御部１６０は入力された玉型形状データとレイアウトデータとを基にして加工中心を中心とした動径情報を得た後、動径が砥石面に接する接触点の位置情報から加工補正情報を求め、これをメモリ１６１に記憶する。
【００３０】
続いて、主制御部１６０は、加工シーケンスプログラムに従って、レンズ形状測定部５００及び５２０を用いてレンズ形状の測定を実行する。主制御部１６０はモータ５１６を駆動して測定子アーム５０４を退避位置から測定位置に位置させる。主制御部１６０は動径情報に基づき、モータ７５０の駆動によりキャリッジ７０１を移動し、モータ５１６を駆動して測定子アーム５０４をレンズＬＥの後面屈折面に常に接触しているように軽い力で押さえつける。
【００３１】
測定子５０５が後側屈折面に当接した状態で、モータ７２０によりレンズＬＥを回転するとともに、加工形状データである動径情報を基にモータ７５０を駆動してキャリッジ７０１を上下させる。こうしたレンズＬＥの回転及び移動に伴い、測定子５０５はレンズ後面形状に沿って左右方向に移動する。この移動量はエンコーダ５１３により検出されレンズＬＥの後面屈折面形状が計測される。レンズ形状の測定終了後は、主制御部１６０はモータ５１６を駆動させて測定子アーム５０４を退避させる。
【００３２】
同様に、レンズ形状測定部５２０によってレンズＬＥの前側屈折面の形状が測定される。レンズの前側屈折面形状及び後側屈折面形状が得られると、両者からコバ厚情報を得ることができる。
【００３３】
レンズ形状の測定が完了すると、主制御部１６０は加工条件の入力データに従ってレンズＬＥの加工を実行する。主制御部１６０は粗砥石６０２ｂ上にレンズＬＥがくるようにキャリッジ７０１をモータ７２０により移動させた後、モータ７５０によりキャリッジ７０１を上下移動させて粗加工を行う。次に、仕上げ砥石６０２ｃの平坦部分にレンズＬＥを移動し、同様にキャリッジ７０１を上下移動させて仕上げ加工を行う。
【００３４】
仕上げ加工が終了した後、穴あけ加工をする場合は、穴あけ・面取り・溝掘り機構部８００を駆動して穴あけ加工に移る。
【００３５】
穴あけ加工について説明する。図８（ａ）はレンズチャック軸（７０２Ｌ、７０２Ｒ）と平行な方向に穴あけする場合の例である。この場合、モータ８１５の駆動により、ドリル８３５の軸（回転軸８３１）をレンズチャック軸と平行（Ｘ方向）に位置させる。また、モータ７５０によるキャリッジ７０１の上下（Ｙ方向）移動、モータ８０５によるドリル８３５の前後（Ｚ方向）移動、モータ７２０によるレンズチャック軸（７０２Ｌ、７０２Ｒ）の回転により、レンズＬＥの穴あけ位置Ｐ１にドリル８３５の先端を位置させる。その後、ドリル８３５をモータ８４０によって回転させ、モータ７４５によりレンズＬＥをチャック軸方向（Ｘ軸方向）のドリル８３５側に移動することによって、穴あけ加工をする。
【００３６】
なお、穴あけ位置Ｐ１の位置データは予めスイッチパネル部４２０のスイッチを操作して入力し、メモリ１６１に記憶しておく。穴あけ位置Ｐ１の位置データは、例えば、図１０に示すように、型板又はダミーレンズの幾何中心Ｏ（叉はレンズＬＥの光学中心）に対する極座標（Δθ、Δｄ）として測定する。Δθの基準は眼鏡フレームを装用した状態での水平方向Ｈとする。位置データは直交座標系としても良い。主制御部１６０は、この穴あけ位置データを装置のＸ，Ｙ，Ｚの各方向データに変換し、ドリル８３５の先端を位置させる。
【００３７】
レンズＬＥに任意の方向に穴あけする場合は次のようにする。レンズＬＥに任意の方向で穴をあけるには、穴あけ方向に応じてレンズチャック軸（７０２Ｌ、７０２Ｒ）の回転によりレンズＬＥの配置角度を変える。例えば、図９（ａ）は、レンズＬＥの水平方向Ｈ（図１０と同じく、眼鏡フレームを装用した状態での水平方向）が、装置のＹ方向に一致するようにレンズＬＥを回転させた場合である。この状態で、図８（ｂ）に示すように、装置のＸ方向に対して角度α１だけドリル８３５の回転軸を傾斜させれば、レンズＬＥの水平方向Ｈと同じ方向に角度α１だけ傾けた穴あけが行える。
【００３８】
図９（ｂ）はレンズＬＥの水平方向Ｈが装置のＺ方向に一致するようにレンズＬＥを回転させた場合である。この状態で、図８（ｂ）と同じように、角度α１だけドリル８３５の回転軸を傾斜させれば、レンズＬＥの水平方向Ｈと直交する方向に角度α１だけ傾けた穴あけが行える。
【００３９】
図９（ｃ）は、図９（ａ）に対して反時計方向に角度θ１だけレンズＬＥを回転した場合である。この場合、レンズＬＥの回転角θ１方向に、上記と同じくドリル８３５の回転軸の角度α１だけ傾けた穴あけを行えることになる。なお、図９（ｂ）の場合には、図９（ａ）に対して反時計方向に角度θ１＝９０°だけ回転したものとなる。
【００４０】
穴あけ方向のデータは、ドリル８３５の回転軸の角度α１とレンズＬＥの回転角θ１とにより管理することができる。この穴あけ方向のデータと穴あけ位置Ｐ１の位置データは、予めスイッチパネル部４２０のスイッチを操作して入力することにより、メモリ１６１に記憶される。また、穴あけデータはツーポイントフレームの設計データを得ることで、これをパーソナルコンピュータ等の通信手段により入力して利用することもできる。
【００４１】
穴あけ加工時には、主制御部１６０は穴あけ方向のデータに基づいてモータ７２０によりレンズＬＥの回転角を制御すると共に、モータ８１６の回転によりドリル８３５の角度α１を制御する。また、穴あけ位置のデータに基づいてモータ７５０によりキャリッジ７０１の上下（Ｙ方向）移動、モータ８０５によるドリル８３５の前後（Ｚ方向）移動を制御し、レンズＬＥの穴あけ位置Ｐ１にドリル８３５の先端を位置させる。その後、ドリル８３５をモータ８４０によって回転させ、キャリッジ７０１をモータ７４５によりＸ軸方向、及びモータ７５０によりＹ軸方向に移動することによって、穴あけ加工をする。すなわち、ドリル８３５の回転軸の軸方向（傾斜角α１方向）にキャリッジ７０１をＸＹ移動することにより、穴あけ加工を行う。本実施形態の装置では、キャリッジ７０１のＹ軸方向を直線移動の機構としたので、回旋移動の場合に比べて穴あけ加工の制御が容易となる。
【００４２】
次に、レンズ前面の法線方向に穴あけする場合を説明する。この場合は、図１１に示すように、穴あけ位置Ｐ１の周囲のポイントＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４（少なくとも３点）をレンズ形状測定部５２０により測定する。この測定結果から穴あけ位置Ｐ１における接平面が近似的に求まり、法線方向はＰ１における接平面Ｓの垂直方向として算出される（図１１（ｂ）参照）。算出された穴あけ方向のデータはメモリ１６１に記憶される。なお、レンズ前面形状が予め分かっている場合はそのデータを通信手段を介して入力しておき、これと穴あけ位置データとにより法線方向が算出できる。穴あけ加工時には、この法線方向のデータに基づいてドリル８３５の回転軸の角度とレンズＬＥの回転を設定する。レンズＬＥの穴あけ位置Ｐ１にドリル８３５の先端を位置させた後、キャリッジ７０１のＸＹ方向移動によってレンズＬＥを移動させることにより、レンズＬＥの位置Ｐ１における法線方向の穴あけ加工が行われる。
【００４３】
なお、以上説明したような穴あけ加工の方法を利用し、ドリル８３５をエンドミルに取替えることにより、レンズＬＥにフライス加工や長穴等の加工をすることができる。例えば、長穴の場合、長穴の長軸方向に合わせて、レンズ加工中にキャリッジ７０１をＸＹ方向、又はエンドミルの回転部８３０をＺ方向に移動することによって長穴を加工することができる。
【００４４】
また、砥石群６０２によるレンズ研削中は、加工室の中はレンズの破片が飛散するので、ドリル８３５を保護することが好ましい。そのため、レンズの破片が飛散しても当たらない様に退避位置でドリル８３５にカバーを設けるか、図１４に示すように、退避位置で穴あけ・面取り・溝掘り加工をする回転部８３０を格納する凹状格納部９００を加工室壁面に設けている。
【００４５】
次に、溝掘り加工について説明する。主制御部１６０はキャリッジ７０１を上昇させた後、退避位置に置かれている溝掘砥石８３６ｂが加工位置に来るようにモータ８０５を回転させる。その後、キャリッジ７０１の上下（Ｙ方向）移動と軸方向（Ｘ方向）への移動、及びモータ８１６による溝掘用砥石８３６ｂの回転により、図１２に示す様にレンズＬＥを溝掘用砥石８３６ｂ上に位置させ、溝掘り加工用データに基づいてキャリッジ７０１の移動、レンズＬＥの回転、及び溝掘用砥石８３６ｂの回転軸の傾斜角度βを制御して加工を行う。
【００４６】
溝加工用データは、レンズＬＥの動径情報とレンズ形状の測定結果とから予め主制御部１６０が求めておく。キャリッジ７０１のＹ方向移動及びＸ方向移動の制御データは、溝掘軌跡データに基づいて行う。溝掘軌跡データとは溝掘り加工されるレンズＬＥにおける加工溝の描く軌跡であり、玉型形状から溝深さを加味した動径情報（動径角、動径長）とレンズチャック軸方向の位置情報とで現される。レンズチャック軸方向の位置データは、レンズ形状の測定データによる前側屈折面形状及び後側屈折面形状からコバ厚が分かるので、これに基づきヤゲン位置の決定方法と同じ要領で決定することができる。例えば、レンズコバ厚をある比率で定める他、溝位置をレンズ前面のコバ位置より一定量後面側にずらし、レンズ前面カーブに沿わせるようにする等の各種の方法で行うことができる。
【００４７】
ここで、溝掘用砥石８３６ｂの回転軸の傾斜角度βを固定のままレンズ全周の溝掘り加工を行うと、溝幅が広く加工されてしまう部分が現われる。そこで、この対応として次のようにする。図１３に示すように、溝掘軌跡のカーブから仮定される球面を求め、溝掘り軌跡の各加工点における法線方向を求める。図１３上のＮ１，Ｎ２は、それぞれ加工点Ｋ１，Ｋ２における法線方向を示す。そして、この法線方向に溝掘用砥石８３６ｂの回転軸を傾けることにより、各加工点の動径角に対応させて溝掘用砥石８３６ｂの回転軸の傾斜角度βのデータを得る。各加工点は、溝掘軌跡のカーブから仮定される球面に砥石外周が全て接するという条件の下に、砥石径補正（特開平５−２１２６６１号等を参照）を立体的に行って求める。これにより溝幅の広がりを抑えることができる。
【００４８】
なお、図１３における溝掘用砥石８３６ｂの進退移動位置は、溝掘軌跡のカーブから仮定される球の中心がレンズチャック軸上にあるものとし、レンズチャック軸が移動するＸＹ軸平面上に溝掘用砥石８３６ｂの回転軸を位置させた場合である。溝掘軌跡のカーブから仮定される球の中心がレンズチャック軸から偏位している場合には、その偏位に応じてＺ方向における溝掘用砥石８３６ｂの進退移動の位置を変えるようにモータ８０５を制御することにより、溝幅が広く加工されることを抑えることが可能となる。
【００４９】
また、溝掘砥石の外径が大きすぎると、溝掘砥石幅よりも幅広く加工されてしまう傾向にある。本装置では、溝掘用砥石８３６ｂの外径が１５ｍｍ程度としているので、溝掘砥石幅よりも幅広く加工されてしまうことが避けられる。
【００５０】
溝加工は、それぞれの加工点における溝掘用砥石８３６ｂの傾斜角度を変えると共に、キャリッジ７０１のＹ軸方向及びＸ軸方向の移動により、レンズＬＥを回転しながら、回転する溝掘用砥石８３６ｂに押し当てて行われる。
【００５１】
面取りモードにした場合、穴あけ加工又は溝加工が終了すると、主制御部１６０は面取り加工データに基づいてキャリッジ７０１、穴あけ・面取り・溝掘り機構部８００を移動制御して面取り加工を行う。面取り加工は、砥石部８３６の面取砥石８３６ａをレンズコバの角部に当てて研削する。この面取加工においても、面取砥石８３６ａを備える回転軸８３１の傾斜角度を変えることができるので、レンズコバの角部に施す面取角が任意に設定可能である。さらに、図１５に示すように、面取砥石８３６ａの加工面を角度Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３にて傾け、面取角を複数段階に変化させることにより、同一動径角のレンズ角部に複数段の斜面角度加工を実現することができる。
【００５２】
加工時は、溝掘り加工と同様な加工位置に面取砥石８３６ａを配置し、面取角の設定に応じて回転軸８３１の傾斜角度βを制御する。レンズコバの角部の位置は、玉型形状に基づくレンズ形状の測定から得ることができる。面取砥石８３６ａの加工面を角度Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３毎に傾けたときのそれぞれの加工データを算出し、その加工データに応じてＹ軸方向又はＸ軸方向のキャリッジの移動を制御する。多段の斜面角度加工を行うときは、各角度設定毎にレンズＬＥを回転させる。こうした複数段の斜面角度加工を利用すれば、レンズコバの角部をデザイン的な形状に仕上げることもできる。
【００５３】
以上説明した実施形態においては、被加工レンズＬＥを挟持して回転するチャック軸を持つキャリッジ７０１をＸＹ方向に移動するタイプの装置について説明したが、特開平９−２５３９９９号公報に示されたように、周縁加工用の砥石側をＸＹ方向に移動して加工するタイプの装置であっても良い。こうした装置の場合、ＸＹ方向へのレンズＬＥの移動を行わないので、穴あけ・面取り・溝掘り機構部８００側を相対的にＸＹ方向に移動する移動機構を設けた構成とする。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】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。
【図２】装置本体の筐体内に配置される加工部の構成を示す斜視図である。
【図３】レンズ形状測定部を正面から見たときの図である。
【図４】穴あけ・面取り・溝掘り機構部の構成を示す斜視図である。
【図５】穴あけ・面取り・溝掘り機構部の構成を示す正面図、左側面図である。
【図６】穴あけ・面取り・溝掘り機構部の構成を示す断面図である。
【図７】本装置の制御系ブロック図である。
【図８】ドリルを任意の角度でレンズに穴あけ加工することを示す図である。
【図９】任意の角度でレンズに穴あけすることを説明する図である。
【図１０】穴あけ位置の位置データを説明する図である。
【図１１】レンズ前面の法線方向に穴あけすることを説明する図である。
【図１２】レンズに溝掘り加工することを示す図である。
【図１３】溝掘り軌跡のカーブから仮定される球面を求め、各加工点における法線方向に溝掘り用砥石の回転軸を傾けることを説明する図である。
【図１４】穴あけ・面取り・溝掘り加工をする回転部が格納されていることを示す図である。
【図１５】面取り角を複数段階に変化させて、多段の面取り加工することを説明する図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 眼鏡レンズ加工装置本体
１６０ 主制御部
１６１ メモリ
５００ レンズ形状測定部
５２０ レンズ形状測定部
６０２ 砥石群
７００ キャリッジ部
７０１ キャリッジ
７２０ モータ
７４０ Ｘ軸移動支基
７４５ Ｘ軸移動用モータ
７５０ Ｙ軸移動用モータ
７５５ ボールネジ
８００ 穴あけ・面取り・溝掘り機構部
８０５ モータ
８０６ モータ
８１３ ギヤ
８１４ アイドルギヤ
８１５ ギヤ
８１６ モータ
８３０ 回転部
８３１ 回転軸
８３５ ドリル
８３６ 砥石部
８３６ａ 面取砥石
８３６ｂ 溝掘用砥石
８４０ モータ
９００ 凹状格納部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、被加工レンズを保持するレンズ回転軸と、被加工レンズに穴をあけるための穴あけ工具を回転する穴あけ工具回転軸と、前記レンズ回転軸に対する前記穴あけ工具回転軸の傾斜角を変更する傾斜角変更手段と、を備え、被加工レンズのフライス加工も行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、前記穴あけ工具はエンドミルに取替え可能であ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は、前記レンズ回転軸に保持された被加工レンズと前記穴あけ工具とを相対的に移動する移動手段を有し、該移動手段は前記レンズ回転軸と垂直な第１方向に前記穴あけ工具を相対的に進退移動させる第１移動手段と、前記第１方向と垂直な面で前記レンズ回転軸を前記穴あけ工具に対して２次元的に相対的に移動させる第２移動手段とを備え、前記傾斜角変更手段は前記第１方向に垂直な方向に前記穴あけ工具の回転軸を回転する手段であることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
【請求項４】
請求項２の眼鏡レンズ加工装置において、前記穴あけ工具の回転軸には溝堀り砥石又は面取り砥石の少なくとも１つが同軸に取り付けられていることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
【請求項１】
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、被加工レンズを保持するレンズ回転軸と、被加工レンズに穴をあけるための穴あけ工具を回転する穴あけ工具回転軸と、前記レンズ回転軸に対する前記穴あけ工具回転軸の傾斜角を変更する傾斜角変更手段と、を備え、被加工レンズのフライス加工も行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、前記穴あけ工具はエンドミルに取替え可能であ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は、前記レンズ回転軸に保持された被加工レンズと前記穴あけ工具とを相対的に移動する移動手段を有し、該移動手段は前記レンズ回転軸と垂直な第１方向に前記穴あけ工具を相対的に進退移動させる第１移動手段と、前記第１方向と垂直な面で前記レンズ回転軸を前記穴あけ工具に対して２次元的に相対的に移動させる第２移動手段とを備え、前記傾斜角変更手段は前記第１方向に垂直な方向に前記穴あけ工具の回転軸を回転する手段であることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
【請求項４】
請求項２の眼鏡レンズ加工装置において、前記穴あけ工具の回転軸には溝堀り砥石又は面取り砥石の少なくとも１つが同軸に取り付けられていることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−３８４０７（Ｐ２００７−３８４０７Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３００８６２（Ｐ２００６−３００８６２）
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【分割の表示】特願２００１−３４３７２６（Ｐ２００１−３４３７２６）の分割
【原出願日】平成１３年１１月８日（２００１．１１．８）
【出願人】（０００１３５１８４）株式会社ニデック (745)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【分割の表示】特願２００１−３４３７２６（Ｐ２００１−３４３７２６）の分割
【原出願日】平成１３年１１月８日（２００１．１１．８）
【出願人】（０００１３５１８４）株式会社ニデック (745)
【Ｆターム（参考）】
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