DE60017985T2

DE60017985T2 - Brillenglasbearbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60017985T2
Application number: DE60017985T
Authority: DE
Inventors: Ryoji Toyokawa-shi Shibata
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 1999-07-07
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2020-07-07
Also published as: JP2001018154A; EP1066918A2; JP2001018155A; JP4162332B2; DE60017985D1; EP1066918B1; ES2237368T3; EP1066918A3; JP4412801B2; US6478657B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten einer Umfangskante einer Brillenlinse (siehe z.B. US-A-5 148 637).
Eine Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten einer Umfangskante einer Brillenlinse in Übereinstimmung mit der Form eines Brillenrahmens ist bekannt. Bei dieser Art von Vorrichtung wird die Brillenlinse, nachdem sie grob bearbeitet wurde, einer Feinverarbeitung durch eine Feinschleifscheibe bzw. Finishschleifscheibe unterworfen, aber da die bearbeitete Linse Ecken auf beiden Seiten aufweist, werden die Ecken ferner einem Abfasungsvorgang unterworfen.
Herkömmlicherweise wird dieses Abfasen manuell von einem Bediener unter Verwendung eines sogenannten Handschleifers mit einer drehenden, konisch geformten Schleifscheibe durchgeführt. Weiterhin gibt es noch eine Art von Bearbeitungsvorrichtung, bei welcher eine Abfasungsschleifscheibe getrennt von der Schleifscheibe vorgesehen ist und das Abfasen durchgeführt wird, indem eine festgelegte Belastung zwischen der Abfasungsschleifscheibe und der Linse aufgebracht wird, während die Linse, die auf einer Linsendrehwelle (Linseneinspannwelle) gehalten wird, gedreht wird.
Jedoch ist das manuelle Abfasen unter Verwendung des Handschleifers nicht einfach durchzuführen und große Fachkenntnis ist erforderlich, um ein gewünschtes Ausmaß der Abfasung durchzuführen, so dass es für eine Person, die in dieser Bearbeitung nicht geübt ist, schwierig ist, eine zufrieden stellende Abfasung zu erhalten.
Außerdem gibt es bei der Vorrichtung, bei welcher eine festgelegte Belastung zwischen der Abfasungsschleifscheibe und der Linse aufgebracht wird, da die Drehgeschwindigkeit der Linse im Allgemeinen feststehend ist, Fälle, bei denen das Abfasen in einem gewünschten Ausmaß nicht durchgeführt werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Im Hinblick auf die oben erwähnten Probleme des Standes der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung vorzusehen, die es ermöglicht, eine zufrieden stellende Abfasung einfach durchzuführen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung vorzusehen, die gemeinsam mit einer Nutschleifvorrichtung verwendet wird und es ermöglicht, eine nützliche Abfasung durchzuführen.
Die vorliegende Erfindung sieht die folgenden Anordnungen vor:

(1) Eine Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines Umfangs einer Brillenlinse, umfassend: eine Linsendreheinrichtung zum Halten und Drehen der Linse; eine Abfasungsschleifscheiben-Drehwelle, die zumindest eine Abfasungsschleifscheibe axial lagert und eine Drehachse aufweist, die sich von einer Achse unterscheidet, um welche eine Grobschleifscheibe und eine Feinschleifscheibe bzw. Finish-Schleifscheibe drehbar sind; eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen der Abfasungsschleifscheibe zwischen einer zurückgezogenen Position und einer Bearbeitungsposition; eine Drängeinrichtung zum Drängen der Abfasungsschleifscheibe in Richtung zur Linse während der Abfasungsbearbeitung; eine Erfassungseinrichtung zum Erhalten von Positionsdaten eines Eckbereichs des Umfangs der Linse auf der Grundlage von Ziel-Linsenformdaten eines Brillenrahmens oder einer Schablone und Layoutdaten der Linse in Bezug auf eine Ziel-Linsenform; eine Recheneinrichtung zum Erhalten von Positionsdaten eines Kontaktpunkts zwischen der Linse und der Abfasungsschleifscheibe in Bezug auf einen Drehwinkel der Linse auf der Grundlage der so erhaltenen Positionsdaten des Eckbereichs des Umfangs und der Konfigurationsdaten einer Bearbeitungsoberfläche der Abfasungsschleifscheibe, und zum Erhalten von Linsendrehgeschwindigkeitsdaten, um eine Bewegungsgeschwindigkeit des Kontaktpunktes im Wesentlichen konstant zu halten, auf der Grundlage der so erhaltenen Positionsdaten des Kontaktpunktes; und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebs der Linsendreheinrichtung auf der Grundlage der so erhaltenen Linsendrehgeschwindigkeitsdaten.
(2) Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung nach (1), wobei die Abfasungsschleifscheiben-Drehwelle die Abfasungschleifscheibe und eine Nutschleifscheibe koaxial lagert.
(3) Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung nach (2), wobei die Abfasungsschleifscheiben-Drehwelle die Abfasungsschleifscheiben und die Nutschleifscheibe, die zwischen den Abfasungsschleifscheiben liegt, axial lagert, wobei jeder der Abfasungsschleifscheiben eine Bearbeitungsoberfläche aufweist, deren Durchmesser abnimmt je weiter sie von der Nutschleifscheibe entfernt ist.
(4) Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung nach (1), wobei die Abfasungsschleifscheiben-Drehwelle relativ zu einer Drehachse der Linsendreheinrichtung geneigt ist.
(5) Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung nach (4), wobei die Abfasungsschleifscheiben-Drehwelle um einen Winkel von ungefähr 8 Grad relativ zur Drehachse der Linsendreheinrichtung geneigt ist.
(6) Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung nach (1), wobei die Abfasungsschleifscheiben-Drehwelle die Abfasungsschleifscheibe und eine Nutschleifscheibe koaxial lagert und relativ zu einer Drehachse der Linsendreheinrichtung geneigt ist, so dass die Nutschleifscheibe sich entlang einer Krümmung einer optischen Ebene der Linse erstreckt.
(7) Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung nach (1), ferner umfassend: eine Eingabetaste zum Ändern des Abfasungsbetrags; wobei die Recheneinrichtung die Linsendrehgeschwindigkeitsdaten gemäß dem Abfasungsbetrag, der durch die Eingabetaste bestimmt wurde, erhält.
(8) Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung nach (1), ferner umfassend: eine Eingabetaste zum Ändern des Abfasungsbetrags; wobei die Steuereinrichtung die Anzahl der Drehungen der Linse steuert, die für den Abfasungsvorgang gemäß dem durch die Eingabtaste bestimmten Abfasungsbetrag erforderlich sind.
(9) Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung nach (1), ferner umfassend: eine Auswahleinrichtung zum Auswählen, ob der Abfasungsvorgang durchgeführt wird oder nicht.
(10) Brillenlinsen-Bearbeitungsvorgang nach (1), wobei: die Recheneinrichtung die Abfasungsbearbeitungsdaten auf der Grundlage von Radiusvektordaten und Umfangskantenpositionsdaten auf der Grundlage der Ziel-Linsenformdaten und der Layoutdaten erhält; und die Steuereinrichtung auf der Grundlage der so erhaltenen Abfasungsbearbeitungsdaten eine Achse-zu-Achse-Entfernung zwischen einer Drehachse der Linsendreheinrichtung und der Drehachse der Abfasungsschleifscheiben-Drehwelle und eine Bezugsposition der Linse in Bezug auf die Abfasungsschleifscheibe in einer Richtung der Drehachse der Linse steuert.
(11) Brillenlinsen-Verarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Abfasungsschleifscheiben-Drehwelle die Abfasungsschleifscheibe und eine Nutschleifscheibe koaxial lagert; die Recheneinrichtung Nutbearbeitungsdaten auf der Grundlage von Radiusvektordaten und Umfangskantenpositionsdaten auf der Grundlage der Ziel-Linsenformdaten und der Layoutdaten erhält; und die Steuereinrichtung auf der Grundlage der so erhaltenen Nutbearbeitungsdaten eine Achse-zu-Achse-Entfernung zwischen einer Drehachse der Linsendreheinrichtung und der Drehachse der Abfasungsschleifscheiben-Drehwelle und eine Relativposition der Linse in Bezug auf die Nutschleifscheibe in einer Richtung der Drehachse der Linse steuert.

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf den Gegenstand der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei. 11-193768 (eingereicht am 7. Juli 1999), welche durch diesen Verweis in ihrer Gesamtheit ausdrücklich hierin aufgenommen wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung, welche den äußeren Aufbau einer Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung darstellt;
2 ist eine perspektivische Ansicht der Anordnung eines Linsenbearbeitungsabschnitts, der in einem Gehäuse eines Hauptkörpers der Vorrichtung angeordnet ist;
3 ist eine schematische Darstellung der wesentlichen Bereiche eines Wagenabschnitts;
4 ist eine Ansicht des Wagenabschnitts, betrachtet von der Richtung des Pfeils E in 2;
5 ist eine Draufsicht auf einen Linsenform-Messabschnitt;
6 ist eine herausgehobene Ansicht der linken Seite der 5;
7 ist eine Ansicht, welche die wesentlichen Bereiche der rechten Oberfläche der 5 zeigt;
8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie F-F in 5;
9 ist eine schematische Darstellung, welche den Zustand der Links-Rechts-Bewegung des Linsenform-Messabschnitts erläutert;
10 ist eine herausgehobene Vorderansicht eines Abfasungs- und Nutschleifmechanismus-Abschnitts;
11 ist eine Draufsicht auf den Abfasungs- und Nutschleifmechanismus-Abschnitt;
12 ist eine herausgehobene Ansicht der linken Seite des Abfasungs- und Nutschleifmechanismus-Abschnitts;
13 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems der Vorrichtung;
14 ist eine schematische Darstellung, welche das Verhältnis der Bewegungsentfernung eines Kontaktpunktes zwischen der Linse und einer Schleifscheibe in Bezug auf die Drehung der Linse darstellt; und
15 ist ein Flussdiagramm, das die Berechnung der Information über die Winkeldrehgeschwindigkeit der Linse erläutert, um die Bewegungsgeschwindigkeit des Kontaktpunktes zwischen der Abfasungsschleifscheibe und der Linse im Wesentlichen konstant zu halten.
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
(1) Gesamtaufbau
1 ist eine schematische Darstellung, welche den Außenaufbau einer Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung darstellt. Eine Brillenrahmenform-Messvorrichtung 2 ist in einem oberen rechten Rückbereich eines Hauptkörpers 1 der Vorrichtung integriert. Als Rahmenform-Messvorrichtung 2 kann eine derjenigen, die in den US-Patenten 5,228,242, 5,333,412, 5,347,762 (Re. 35,898) usw. offenbart wird, deren Inhaberin die gleiche wie die der vorliegenden Erfindung ist, verwendet werden. Ein Schaltpultabschnitt 410 mit Schaltern zum Bedienen der Rahmenform-Messvorrichtung 2 und eine Anzeige 415 zum Anzeigen von Bearbeitungsinformationen und dergleichen sind vor der Rahmenform-Messvorrichtung 2 angeordnet. Weiterhin bezeichnet Bezugszeichen 420 einen Schaltpultabschnitt mit verschiedenen Schaltern zum Eingeben von Bearbeitungsbedingungen und dergleichen und zum Eingeben von Befehlen für die Bearbeitung, und Bezugszeichen 402 bezeichnet ein Fenster, das für eine Bearbeitungskammer geöffnet werden kann.
2 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Anordnung eines Linsenbearbeitungsabschnitts, der im Gehäuse des Hauptkörpers 1 angeordnet ist, darstellt. Eine Wageneinheit 700 ist auf einer Basis 10 montiert und eine zu bearbeitende Linse LE, die von einem Paar von Linseneinspannwellen eines Wagens 701 eingeklemmt ist, wird von einer Gruppe von Schleifscheiben 602, die an einer Drehwelle 601 befestigt ist, geschliffen. Die Gruppe von Schleifscheiben 602 umfasst eine Grobschleifscheibe 602a für Glaslinsen, eine Grobschleifscheibe 602b für Kunststofflinsen und eine Feinschleif- bzw. Finish-Schleifscheibe 602c für Schrägbearbeitung. und Flachbearbeitung. Die Drehwelle 601 ist drehbar an der Basis 10 über eine Spindel 603 befestigt. Eine Riemenscheibe 604 ist an einem Ende der Drehwelle 601 befestigt und über einen Riemen 605 mit einer Riemenscheibe 607, die an einer Drehwelle eines Schleifscheiben-Drehmotors 606 befestigt ist, verbunden.
Ein Linsenform-Messabschnitt 500 ist an der Rückseite des Wagens 701 vorgesehen. Ferner ist ein Abfasungs- und Nutschleifmechanismus-Abschnitt 800 an der Vorderseite vorgesehen.
(2) Aufbau der verschiedenen Abschnitte
(A) Wagenabschnitt
Bezug nehmend auf 2, 3 und 4 wird der Aufbau des Wagenabschnitts 700 beschrieben. 3 ist eine schematische Darstellung der wesentlichen Bereiche des Wagenabschnitts 700 und 4 ist eine Ansicht des Wagenabschnitts 700, betrachtet von der Richtung des Pfeils E in 2.
Der Wagen 701 kann die Linse LE drehen, während er sie zwischen zwei Linseneinspannwellen (Linsendrehwellen) 702L und 702R einklemmt, und ist drehbar gleitfähig in Bezug auf eine Wagenwelle 703, die an der Basis 10 befestigt ist und sich parallel zur Schleifscheiben-Drehwelle 601 erstreckt. Hierin wird später eine Linseneinspannvorrichtung und eine Linsendrehvorrichtung sowie eine X-Achsen-Bewegungsvorrichtung und eine Y-Achsen-Bewegungsvorrichtung des Wagens 701 beschrieben, wobei angenommen wird, dass die Richtung, in welcher der Wagen 701 parallel zur Schleifscheiben-Drehwelle 601 bewegt wird, die X-Achse ist und die Richtung zum Änden der Achse-zu-Achse-Entfernung zwischen den Einspannwellen (702L, 702R) und der Schleifscheiben-Drehwelle 601 durch die Drehung des Wagens 701 die Y-Achse ist.
< Linseneinspannvorrichtung und Linsendrehvorrichtung >
Die Einspannwelle 702L und die Einspannwelle 702R werden drehbar und koaxial von einem linken Arm 701L bzw. einem rechten Arm 701R auf dem Wagen 701 gehalten. Ein Einspannmotor 710 ist an der Mitte der oberen Fläche des rechten Arms 701R befestigt und die Drehung einer Riemenscheibe 711, die an der Drehwelle des Motors 710 befestigt ist, dreht eine Vorschubspindel 713, die drehbar innerhalb des rechten Arms 701R gehalten wird, mittels eines Riemens 712. Eine Vorschubmutter 714 wird in der axialen Richtung durch die Drehung der Vorschubspindel 713 bewegt. Dadurch kann die Einspannwelle 702R, die mit der Vorschubmutter 714 verbunden ist, in der axialen Richtung bewegt werden, so dass die Linse LE von den Einspannwellen 702L und 702R eingeklemmt wird.
Ein drehbarer Block 720 zum Befestigen eines Motors, der um die Achse der Einspannwelle 702L drehbar ist, ist am linken Endbereich des linken Arms 701L befestigt und die Einspannwelle 702L verläuft durch den Block 720, wobei ein Zahnrad 721 am linken Ende der Einspannwelle 702L befestigt ist. Ein Motor 722 zur Linsendrehung ist am Block 720 befestigt, und da der Motor 722 das Zahnrad 721 über das Zahnrad 724 dreht, wird die Drehung des Motors 720 auf die Einspannwelle 702L übertragen. Eine Riemenscheibe 726 ist an der Einspannwelle 702L innerhalb des linken Arms 701L befestigt. Die Riemenscheibe 726 ist mittels eines Synchronriemens 731a mit einer Riemenscheibe 703a, die an einem linken Ende einer Drehwelle 728 befestigt ist, verbunden, wobei die Drehwelle drehbar an der Rückseite des Wagens 701 gehalten wird. Weiterhin ist eine Riemenscheibe 703b, die an einem rechten Ende der Drehwelle 728 befestigt ist, mittels eines Synchronriemens 731b mit einer Riemenscheibe 733 verbunden, die an der Einspannwelle 702R derart befestigt ist, dass sie in der axialen Richtung der Einspannwelle 702R innerhalb des rechten Arms 701R gleitfähig ist. Dank dieser Anordnung werden die Einspannwelle 702L und die Einspannwelle 702R synchron gedreht.
< X-Achsen-Bewegungsvorrichtung und Y-Achsen-Bewegungsvorrichtung des Wagens >
Die Wagenwelle 703 ist mit einem beweglichen Arm 740 versehen, der in ihrer axialen Richtung gleiten kann, so dass der Arm 740 in der X-Achsen-Richtung (in der axialen Richtung der Welle 703)zusammen mit dem Wagen 701 beweglich ist. Ferner ist der Arm 740 in seiner vorderen Position auf und entlang einer Führungswelle 741 gleitfähig, die an der Basis 10 in einer pa rallelen Positionsbeziehung zur Welle 703 befestigt ist. Eine Zahnstange 743, die sich parallel zur Welle 703 erstreckt, ist an einem hinteren Bereich des Arms 740 befestigt, und diese Zahnstange 743 greift in ein Ritzel 746 ein, das an einer Drehwelle eines Motors 745 befestigt ist, um den Wagen in der X-Achsen-Richtung zu bewegen, wobei der Motor 745 an der Basis 10 befestigt ist. Dank der oben beschriebenen Anordnung kann der Motor 745 den Wagen 701 zusammen mit dem Arm 740 in der axialen Richtung der Welle 703 (in der X-Achsen-Richtung) bewegen.
Wie in 3(b) gezeigt, ist ein schwenkbarer Block 750 am Arm 740 in einer solchen Weise befestigt, dass er um die Achse La, die mit dem Drehzentrum der Schleifscheiben 602 übereinstimmt, drehbar ist. Die Entfernung von der Mitte der Welle 703 zur Achse La und die Entfernung von der Mitte der Welle 703 zum Drehzentrum der Einspannwelle (702L, 702R) sind so festgelegt, dass sie gleich sind. Ein Y-Achsen-Bewegungsmotor 751 ist am schwenkbaren Block 750 befestigt und die Drehung des Motors 751 wird mittels einer Riemenscheibe 752 und einem Riemen 753 auf eine Schraube 755 mit Innengewinde übertragen, die drehbar im schwenkbaren Block 750 gehalten wird. Eine Vorschubspindel 756 wird in den Gewindebereich der Schraube 755 mit Innengewinde eingesetzt, um in diese einzugreifen und die Vorschubspindel 756 wird vertikal durch die Drehung der Schraube 755 mit Innengewinde bewegt.
Ein Führungsblock 760, der gegen eine untere Endfläche des Motorbefestigungsblocks 720 anstößt, ist an einem oberen Ende der Vorschubspindel 756 befestigt und der Führungsblock 760 bewegt sich entlang zweier Führungswellen 758a und 758b, die am schwenkbaren Block 750 eingesetzt sind. Wenn der Führungsblock 760 zusammen mit der Vorschubspindel 756 durch die Drehung des Motors 751 vertikal bewegt wird, ist es dementsprechend möglich, die vertikale Position des Blocks 720, der ge gen den Führungsblock 760 anstößt, zu verändern. Dadurch kann auch die vertikale Position des Wagens 701, der am Block 720 befestigt ist, verändert werden (der Wagen 701 dreht nämlich um die Welle 703, um die Achse-zu-Achse-Entfernung zwischen den Einspannwellen (702L, 702R) und der Schleifscheiben-Drehwelle 601 zu verändern). Eine Feder 762 erstreckt sich zwischen dem linken Arm 701L und dem Arm 740, so dass der Wagen 701 ständig nach unten gedrängt wird, um einen Bearbeitungsdruck auf die Linse LE aufzubringen. Obwohl die nach unten drängende Kraft auf den Wagen 701 wirkt, ist die Bewegung des Wagens 701 nach unten derart eingeschränkt, dass der Wagen 701 nur zu der Position abgesenkt werden kann, in welcher der Block 720 gegen den Führungsblock 760 stößt. Ein Sensor 764 zum Erfassen eines Bearbeitungsendes ist am Block 720 befestigt und der Sensor 764 erfasst das Bearbeitungsende (Schleifzustand) durch Erfassen der Position einer Sensorplatte 765, die am Führungsblock 760 befestigt ist.
(B) Linsenform-Messabschnitt
Bezug nehmend auf 5 bis 8 wird nun der Aufbau des Linsenform-Messabschnitts 500 beschrieben. 5 ist eine Draufsicht auf den Linsenform-Messabschnitt, 6 ist eine herausgehobene Ansicht der linken Seite der 5 und 7 ist eine Ansicht, welche die wesentlichen Bereiche der rechten Oberfläche der 5 darstellt. 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie F-F in 5.
Ein Stützblock 501 ist aufrecht auf der Basis 10 vorgesehen. Eine Gleitbasis 510 wird auf dem Stützblock 501 in einer solchen Weise gehalten, dass sie in der Links-Rechts-Richtung (in einer Richtung parallel zu den Einspannwellen) mittels eines Paars von oberen und unteren Führungsschienenbereichen 502a und 502b gleiten kann. Eine sich nach vorwärts erstreckende Seitenplatte 510a ist einstückig an einem linken Ende der Gleitbasis 510 ausgebildet und eine Welle 511 mit einer parallelen Positionsbeziehung zu den Einspannwellen 702L und 702R ist drehbar an den Seitenplatten 501a befestigt. Ein Fühlerarm 514 mit einem Fühler 515 zum Messen der Linsenrückfläche ist an einem rechten Endbereich der Welle 511 befestigt, während ein Fühlerarm 516 mit einem Fühler 517 zum Messen der Linsenvorderfläche an der Welle 511 an einer Position näher zu ihrer Mitte befestigt ist. Sowohl der Fühler 515 als auch der Fühler 517 hat eine hohle zylindrische Form, wobei ein distaler Endbereich jedes Fühlers schräg abgeschnitten ist, wie in 5 gezeigt, und die schräg abgeschnittene Spitze gelangt mit der Rückfläche oder der Vorderfläche der Linse LE in Kontakt. Kontaktpunkte des Fühlers 515 und des Fühlers 517 liegen einander gegenüber und der Abstand zwischen diesen ist so ausgelegt, dass er konstant ist. Übrigens befindet sich die Achse Lb, welche den Kontaktpunkt des Fühlers 515 und den Kontaktpunkt des Fühlers 517 verbindet, in einer vorbestimmten parallelen Positionsbeziehung zur Achse der Einspannwellen (702L, 702R) in der in 5 gezeigten Zustandsmessung. Außerdem weist der Fühler 515 einen geringfügig längeren hohlen zylindrischen Bereich auf und die Messung wird durchgeführt, indem veranlasst wird, dass seine Seitenoberfläche gegen eine Kantenoberfläche der Linse LE während der Messung des Außendurchmessers der Linse anstößt.
Ein kleines Zahnrad 520 ist an einem proximalen Bereich der Welle 511 befestigt und ein großes Zahnrad 521, das drehbar auf der Seitenplatte 510a vorgesehen ist, greift in das kleine Zahnrad 520 ein. Eine Feder 523 erstreckt sich zwischen dem großen Zahnrad 521 und einem unteren Bereich der Seitenplatte 510a, so dass das große Zahnrad 521 ständig in die Richtung einer Drehung im Uhrzeigersinn in 7 durch die Feder 523 gezogen wird. Die Arme 514 und 516 werden somit gedrängt, sich mittels des kleines Zahnrads 520 nach unten zu drehen.
Ein Schlitz 503 ist in der Seitenplatte 510a ausgebildet und ein Stift 527, der exzentrisch am großen Zahnrad 521 befestigt ist, verläuft durch den Schlitz 503. Eine erste Bewegungsplatte 528 zum Drehen des großen Zahnrads 521 ist am Stift 527 befestigt. Ein längliches Loch 528a ist im Wesentlichen in der Mitte der ersten Bewegungsplatte 528 ausgebildet und ein feststehender Stift 529, der an der Seitenplatte 510a befestigt ist, gelangt mit dem länglichen Loch 528a in Eingriff.
Weiterhin ist ein Motor 531 zur Armdrehung an einer Rückplatte 501a, die sich in der Rückseite des Stützblocks 501 erstreckt, befestigt, und ein exzentrischer Stift 533 an einer Position exzentrisch von der Drehwelle ist an einem Drehelement 532 befestigt, das auf einer Drehwelle des Motors 531 vorgesehen ist. Eine zweite Bewegungsplatte 535 zum Bewegen der ersten Bewegungsplatte 528 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung (in der Links-Rechts-Richtung in 6) ist am exzentrischen Stift 533 befestigt. Ein längliches Loch 535a ist im Wesentlichen in der Mitte der zweiten Bewegungsplatte 535 ausgebildet und ein feststehender Stift 537, der an der Rückplatte 501a befestigt ist, gelangt mit dem länglichen Loch 535a in Eingriff. Eine Walze 538 ist drehbar an einem Endbereich der zweiten Bewegungsplatte 535 befestigt.
Wenn der exzentrische Stift 533 von dem Zustand in 6 durch die Drehung des Motors 531 im Uhrzeigersinn gedreht wird, bewegt sich die zweite Bewegungsplatte 535 vorwärts (nach rechts in 6), wobei sie von dem feststehenden Stift 537 und dem länglichen Loch 535a geführt wird. Da die Walze 538 gegen die Endfläche der ersten Bewegungsplatte 528 anstößt, bewegt die Walze 538 die erste Bewegungsplatte 528 aufgrund der Bewegung der zweiten Bewegungsplatte 535 ebenfalls in der Vorwärtsrichtung. Durch diese Bewegung dreht die erste Bewegungsplatte 528 das große Zahnrad 521 mittels des Stiftes 527. Die Drehung des großen Zahnrads 521 wiederum veranlasst die Fühlerarme 514 und 516, die an der Welle 511 befestigt sind, sich zu einem senkrechten Zustand zurückzuziehen. Der Antrieb durch den Motor 531 zu dieser zurückgezogenen Position wird festgestellt, da ein nicht dargestellter Mikroschalter die Drehposition des Drehelements 532 erfasst.
Wenn der Motor 531 umgekehrt gedreht wird, wird die zweite Bewegungsplatte 535 zurückgezogen, das große Zahnrad 521 wird gedreht, indem es von der Feder 523 gezogen wird, und die Fühlerarme 514 und 516 werden in Richtung zur Vorderseite geneigt. Die Drehung des großen Zahnrads 521 ist beschränkt, da der Stift 527 mit einer Endfläche des Schlitzes 503, der in der Seitenplatte 510a ausgebildet ist, in Kontakt kommt, wodurch die Messpositionen der Fühlerarme 514 und 516 bestimmt werden. Die Drehung der Fühlerarme 514 und 516 hinauf zu diesen Messpositionen wird erfasst, da die Position einer Sensorplatte 525, die am großen Zahnrad 521 befestigt ist, von einem Sensor 524, der an der Seitenplatte 510a befestigt ist, erfasst wird, wie in 7 gezeigt.
Bezug nehmend auf 8 und 9 wird eine Links-Rechts-Bewegungsvorrichtung der Gleitbasis 510 (Fühlerarme 514, 515) beschrieben. 9 ist eine schematische Darstellung, die den Zustand der Links-Rechts-Bewegung darstellt.
Eine Öffnung 510b ist in der Gleitbasis 510 ausgebildet und eine Zahnstange 540 ist an einem unteren Ende der Öffnung 510b vorgesehen. Die Zahnstange 540 greift in ein Ritzel 543 eines Kodierers 542 ein, der am Stützblock 501 befestigt ist, und der Kodierer 542 erfasst die Richtung der Links-Rechts-Bewegung und das Ausmaß der Bewegung der Gleitbasis 510. Eine winkelförmige Antriebsplatte 551 und eine Antriebsplatte 553 mit umgekehrter Winkelform sind an einer Wandoberfläche des Stützblocks 501, die durch die Öffnung 510b in der Gleitbasis 510 freigelegt ist, derart befestigt, dass sie um eine Welle 552 bzw. eine Welle 554 drehbar sind. Eine Feder 555 mit Drängkräften in die Richtungen, in welche sich die Antriebsplatte 551 und die Antriebsplatte 553 einander annähern, erstreckt sich zwischen den zwei Antriebsplatten 551 und 553. Außerdem ist ein Begrenzungsstift 557 in der Wandoberfläche des Stützblocks 501 integriert und wenn eine externe Kraft nicht auf die Gleitbasis 510 wirkt, befindet sich sowohl eine obere Endfläche 551a der Antriebsplatte 551 als auch eine obere Endfläche 553a der Antriebsplatte 553 in einem Zustand, in dem sie gegen den Begrenzungsstift 557 anstoßen, und dieser Begrenzungsstift 557 dient als ein Ursprung der Links-Rechts-Bewegung.
In der Zwischenzeit wird ein Führungsstift 560 an einem oberen Bereich der Gleitbasis 510 an einer Position zwischen der oberen Endfläche 551a der Antriebsplatte 551 und der oberen Endfläche 553a der Antriebsplatte 553 befestigt. Wenn eine nach rechts gerichtete Bewegungskraft auf die Gleitbasis 510 wirkt, wie in 9(a) gezeigt, stößt der Führungsstift 560 gegen die obere Endfläche 553a der Antriebsplatte 553, wodurch verursacht wird, dass die Antriebsplatte 553 nach rechts geneigt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird, da die Antriebsplatte 551 durch den Begrenzungsstift 557 befestigt ist, die Gleitbasis 510 in die Richtung gedrängt, in der sie durch die Feder 555 zum Ursprung der Links-Rechts-Bewegung (in der Richtung nach links) zurückgestellt wird. Wenn andererseits eine nach links gerichtete Bewegungskraft auf die Gleitbasis 510 wirkt, wie in 9(b) gezeigt, stößt der Führungsstift 560 gegen die obere Endfläche 551a der Antriebsplatte 551, und die Antriebsplatte 551 wird nach links geneigt, aber die Antriebsplatte 553 wird vom Begrenzungsstift 557 fixiert. Dementsprechend wird die Gleitbasis 510 dieses Mal in die Richtung gedrängt, in welcher sie von der Feder 555 zum Ursprung der Links-Rechts-Bewegung (in der Richtung nach rechts) zurückgestellt wird. Aus dieser Bewegung der Gleitbasis 510 wird das Ausmaß der Bewegung des Fühlers 515 in Kontakt mit der Linsenrückfläche und des Fühlers 517 in Kontakt mit der Linsenvorderfläche (das Ausmaß der axialen Bewegung der Einspannwellen) durch einen einzelnen Kodierer 542 erfasst.
Es sei angemerkt, dass in 5 Bezugszeichen 50 eine wasserdichte Abdeckung bezeichnet und nur die Welle 511, die Fühlerarme 514 und 516 und die Fühler 515 und 517 in der wasserdichten Abdeckung 50 freigelegt sind. Bezugszeichen 51 bezeichnet ein Dichtungsmaterial zum Abdichten des Spaltes zwischen der wasserdichten Abdeckung 50 und der Welle 511.
Auch wenn ein Kühlmittel aus einer nicht dargestellten Düse während der Bearbeitung ausgestoßen wird, ist es möglich, da der Linsenform-Messabschnitt 500 in der Rückseite der Bearbeitungskammer angeordnet ist und aufgrund der oben beschriebenen Anordnung, eine Wasserdichtigkeit für die elektrischen Bauteile und die Bewegungsvorrichtung des Linsenform-Messabschnitts 500 vorzusehen, indem lediglich eine Abschirmung für die Welle 511, die in der wasserdichten Abdichtung 50 freigelegt ist, bereitgestellt wird, und der wasserdichte Aufbau ist somit vereinfacht.
(C) Abfasungs- und Nutschleifmechanismus-Abschnitt
Bezug nehmend auf 10 bis 12 wird der Aufbau des Abfasungs- und Nutschleifmechanismus-Abschnitts 800 beschrieben. 10 ist eine herausgehobene Ansicht der Vorderseite des Abfasungs- und Nutschleifmechanismus-Abschnitts 800; 11 ist eine Draufsicht und 12 ist eine herausgehobene Ansicht der linken Seite.
Eine feststehende Platte 802 zum Befestigen der verschiedenen Elemente ist an einem an der Basis 10 befestigten Stützblock 801 befestigt. Ein Pulsmotor 805 zum Drehen eines Arms 820 (der später beschrieben wird), um einen Schleifscheibenabschnitt 840 zu einer Bearbeitungsposition und einer zurückgezogenen Position zu bewegen, ist an einer unteren linken Seite der feststehenden Platte 802 durch vier Säulenabstandshalter 806 befestigt. Ein Halteelement 811 zum drehbaren Halten eines Armdrehelements 810 ist an einer zentralen Position der feststehenden Platte 802 befestigt und ein großes Zahnrad 813 ist am Armdrehelement 810, das sich zur linken Seite der feststehenden Platte 802 erstreckt, befestigt. Ein Zahnrad 807 ist an einer Drehwelle des Motors 805 befestigt und die Drehung des Zahnrads 807 durch den Motor 805 wird auf das große Zahnrad 813 über ein Zwischenzahnrad 815 übertragen, wodurch der am Armdrehelement 810 befestigte Arm 820 gedreht wird.
Zusätzlich ist ein Schleifscheiben-Drehmotor 821 an einer Rückseite (linke Seite in 10) des großen Zahnrads 813 befestigt und der Motor 821 dreht zusammen mit dem großen Zahnrad 813. Eine Drehwelle des Motors 821 ist mit einer Welle 823 verbunden, die drehbar innerhalb des Armdrehelements 810 gehalten wird, und eine Riemenscheibe 824 ist am anderen Ende der Welle 823, die sich zum Inneren des Arms 820 erstreckt, befestigt. Weiterhin ist ein Halteelement 831 zum drehbaren Halten einer Schleifscheiben-Drehwelle 830 an einem distalen Ende des Arms 820 befestigt und eine Riemenscheibe 832 ist an einem linken Ende (linke Seite in 11) der Schleifscheiben-Drehwelle 830 befestigt. Die Riemenscheibe 832 ist mit der Riemenscheibe 824 über einen Riemen 835 verbunden, so dass die Drehung des Motors 821 zur Schleifscheiben-Drehwelle 830 übertragen wird.
Der Schleifscheibenabschnitt 840 ist am rechten Ende der Schleifscheiben-Drehwelle 830 montiert. Der Schleifscheibenabschnitt 840 ist so aufgebaut, dass eine Abfasungsschleifscheibe 840a für eine Linsenrückfläche, eine Abfasungsschleifscheibe 840b für eine Linsenvorderfläche und eine Nutschleifscheibe 840c, die zwischen den zwei Abfasungsschleifscheiben 840a und 840b vorgesehen ist, einstückig ausgebildet sind. Der Durchmesser der Nutschleifscheibe 840c beträgt ungefähr 30 mm, und die Abfasungsschleifscheiben 840a und 840b haben auf beiden Seiten schräge Oberflächen, so dass ihre Durchmesser in Richtung zu ihren Außenseiten allmählich kleiner werden, mit der Nutschleifscheibe 840c als Zentrum.
Es sei angemerkt, dass die Schleifscheiben-Drehwelle 830 in einer solchen Weise angeordnet ist, dass sie um ungefähr 8 Grad in Bezug auf die axiale Richtung der Einspannwellen 702L und 702R geneigt ist, so dass die Nut einfach entlang der Linsenkrümmung durch die Nutschleifscheibe 840c gebildet werden kann. Zusätzlich ist die geneigte Oberfläche der Abfasungsschleifscheibe 840a und die geneigte Oberfläche der Abfasungsschleifscheibe 840b so ausgelegt, dass die Abfasungswinkel für die Kantenecken der Linse LE, die von den Einspannwellen 702L und 702R eingeklemmt ist, jeweils auf 55 Grad bzw. 40 Grad festgelegt sind.
Ein Block 850 ist an dieser Seite an der linken Seite (diese Seite auf der linken Seite in 10) der feststehenden Platte 802 befestigt und ein Kugelplungerkolben 851 mit einer Feder 851a ist innerhalb des Blocks 850 vorgesehen. Weiterhin ist eine Begrenzungsplatte 853, die mit einer Kugel 851b des Kugelplungerkolbens 851 in Kontakt kommt, am großen Zahnrad 813 befestigt. Zum Zeitpunkt des Starts des Nutschleif- und Abfasungsvorgangs wird der Arm 820 zusammen mit dem großen Zahnrad 813 durch die Drehung des Motors 805 gedreht, so dass der Schleifscheibenabschnitt 840 an der in 12 gezeigten Bearbeitungsposition angeordnet ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Begrenzungsplatte 853 zu einer Anschlagposition gegen die Kugel 851b gebracht. Da der Nutschleif- und Abfasungsvorgang erfolgt, während die Linse LE gegen den Schleifscheibenabschnitt 840 gedrückt wird, wird der Schleifscheibenabschnitt 840 nach unten in der Richtung des Pfeils 845 in 12 gedrückt und das große Zahnrad 813 dreht sich. Da diese Drehung die Begrenzungsplatte 853 veranlasst, die Feder 851a mittels der Kugel 851b zusammenzudrücken, wird eine Drängkraft, die in der Richtung zur Linse LE (in einer Richtung zur Rückkehr zur Bearbeitungsposition) wirkt, auf den Schleifscheibenabschnitt 840 aufgebracht. Der Schleifscheibenabschnitt 840 kann sich zu der Position, an welcher die Kugel 851b hineingedrückt ist, bewegen, und die Bewegungsentfernung wird auf ungefähr 5 mm festgelegt.
In 12 ist ein Sensor 855 zum Erfassen des Ursprungs der Bearbeitungsposition unterhalb des Blocks 850 befestigt. Der Sensor 855 erfasst den lichtabgeschirmten Zustand einer Sensorplatte 856, die am großen Zahnrad 813 befestigt ist, um so den Ursprung der Bearbeitungsposition des Schleifscheibenabschnitts 840 zu erfassen, d.h. die Position, in welcher die Begrenzungsplatte 853 gegen die Kugel 851b stößt, ohne dass die Drängkraft aufgrund des Kugelplungerkolbens 851 aufgebracht wird.
Außerdem ist ein Sensor 858 zum Erfassen der zurückgezogenen Position auf einer Oberseite des Blocks 850 befestigt. Wenn der Sensor 858 eine Sensorplatte 859, die am großen Zahnrad 813 befestigt ist, erfasst, erfasst der Sensor 858 die zurückgezogene Position des Schleifscheibenabschnitts 840, der zusammen mit dem Arm 820 in der Richtung des Pfeils 846 gedreht wird. Die zurückgezogene Position des Schleifscheibenabschnitts 840 ist auf eine Position festgelegt, die nach rechts von einer vertikalen Richtung in 12 versetzt ist.
Es sei angemerkt, dass es beim Aufbringen einer feststehenden Belastung zwischen der Linse und der Abfasungsschleifscheibe vorstellbar ist, eine Anordnung zu übernehmen, in welcher die Position der Abfasungsschleifscheibe während der Bearbeitung feststehend ist und eine Belastung durch eine Feder, die auf dem Wagenmechanismus vorgesehen ist, aufgebracht wird. Jedoch bringt die Feder auf der Seite des Wagenmechanismus eine übermäßig große Belastung auf und ist deshalb ungeeignet für das Abfasen einer kleinen Menge, was Faden- oder Feinabfasung genannt wird. Auch wenn eine Einstellung vorgenommen wird, um die Belastung klein zu halten, ist die Bewegung des Wagens, da der Wagenmechanismus ein Gewicht aufweist, schwach, so dass die Steuerung des Abfasungsbetrages äußerst schwierig wird. Im Gegensatz dazu kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Steuerung des Abfasungsbetrages vereinfacht werden, indem eine feststehende Belastung auf die Linse von der Seite der Abfasungsschleifscheibe, die leichtgewichtig ist, aufgebracht wird.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf das Steuerblockdiagramm in 13 die Funktionsweise der Vorrichtung mit dem obigen Aufbau beschrieben. Hierbei wird ein Fall beschrieben, bei dem eine Nutschleifbearbeitung und eine Abfasungsbearbeitung durchgeführt werden.
Die Form eines Brillenrahmens (oder einer Schablone) zum Einpassen der Linse wird von der Linsenform-Messvorrichtung 2 gemessen und die gemessenen Ziel-Linsenformdaten werden in einen Datenspeicher 161 durch Drücken eines Schalters 421 eingegeben. Die Ziel-Linsenform auf der Grundlage der Ziel-Linsenformdaten wird graphisch auf der Anzeige 415 dargestellt, unter deren Bedingung die Bearbeitungsdaten eingegeben werden können. Durch Betätigen von Schaltern auf dem Schaltpultabschnitt 410 gibt der Bediener notwendige Layoutdaten ein, wie z.B. den Pupillenabstand des Brillenträgers, die Höhe des optischen Zentrums und dergleichen. Außerdem gibt der Bediener das Material der zu bearbeitenden Linse und den Bearbeitungsmodus ein. In dem Fall, wenn eine Nutschleifbearbeitung durchgeführt werden soll, wird der Modus für die Nut schleifbearbeitung durch einen Schalter 423 für die Bearbeitungsmodusauswahl ausgewählt. In dem Fall, wenn die Abfasung durchgeführt werden soll, wird ein Schalter 425 betätigt, um den Abfasungsmodus zu wählen. Mit dem Schalter 425 ist es möglich auszuwählen, ob eine Abfasung durchgeführt werden soll oder nicht und das Ausmaß der Abfasung. Jedes Mal, wenn der Schalter 425 gedrückt wird, wechselt der Modus, der auf der Anzeige 415 dargestellt wird, nacheinander in der Reihenfolge „kein Abfasen", „geringes Abfasen", „mittleres Abfasen" und „starkes Abfasen". Zum Beispiel wird „geringes Abfasen" festgelegt, um eine Abfasung von 0,1 mm zu bewirken, „mittleres Abfasen" für eine Abfasung von 0,2 mm und „starkes Abfasen" für ein Abfasen von 0,3 mm.
Nach Beendigung der notwendigen Eingabe wird die Linse LE von der Einspannwelle 702L und der Einspannwelle 702R eingeklemmt und der Startschalter 423 wird dann gedrückt, um die Vorrichtung in Betrieb zu setzen. Auf der Grundlage der eingegebenen Ziel-Linsenformdaten und der Layoutdaten erhält eine Hauptsteuereinheit 160 Radiusvektorinformationen (rδn, rθn) (n = 1, 2, ..., N) mit der Bearbeitungsmitte als Zentrum, bestimmt die Bearbeitungskorrekturinformation aus der Positionsinformation über einen Kontaktpunkt, an welchem der Radiusvektor gegen die Schleifscheibenoberfläche anstößt (siehe Re. 35,898 (US-Patent 5,347,762)), und speichert dies im Speicher 161.
Nachfolgend führt die Hauptsteuereinheit 160 die Linsenformmessung unter Verwendung des Linsenform-Messabschnitts 500 gemäß einem Bearbeitungsablaufprogramm durch. Die Hauptsteuereinheit 160 treibt den Motor 531 an, um die Welle 511 zu drehen, wodurch die Fühlerarme 514 und 516 von der zurückgezogenen Position zur Messposition positioniert werden. Auf der Grundlage der Radiusvektordaten (rσn, rθn) bewegt die Hauptsteuereinheit 160 den Wagen 701 vertikal, um so den Ab stand zwischen der Achse der Einspannwellen (702L, 702R) und der Achse Lb, welche den Fühler 515 und den Fühler 517 verbindet, zu verändern und verursacht, dass die eingespannte Linse LE zwischen dem Fühler 515 und dem Fühler 517 angeordnet ist, wie in 5 gezeigt. Nachfolgend wird der Wagen 701 um einen vorbestimmten Betrag in Richtung zur Seite des Fühlers 517 bewegt, indem der Motor 745 so angetrieben wird, dass der Fühler 517 gegen die vordere Refraktionsoberfläche der Linse LE anstößt. Die anfängliche Messposition der Linse LE auf der Seite des Fühlers 517 liegt an einer im Wesentlichen mittleren Position im Bewegungsbereich der Gleitbasis 510 nach links und eine Kraft wirkt ständig auf den Fühler 517 durch die Feder 555, so dass der Fühler 517 gegen die vordere Refraktionsoberfläche der Linse LE anstößt.
In dem Zustand, in dem der Fühler 517 gegen die vordere Refraktionsoberfläche anstößt, wird die Linse LE vom Motor 722 gedreht und der Wagen 701 wird durch Antreiben des Motors 751 auf der Grundlage der Radiusvektorinformationen, d.h. der Bearbeitungsformdaten, vertikal bewegt. In Verbindung mit einer solchen Drehung und Bewegung der Linse LE bewegt sich der Fühler 517 in der Links-Rechts-Richtung entlang der Form der Linsenvorderfläche. Das Ausmaß dieser Bewegung wird vom Kodierer 542 erfasst und die Form der vorderen Refraktionsoberfläche der Linse LE (der Pfad der vorderseitigen Kantenposition) wird gemessen.
Bei Fertigstellung der Vorderseite der Linse LE bewegt die Hauptsteuereinheit 160 den Wagen 701, so wie er ist, nach rechts und veranlasst den Fühler 515, gegen die hintere Refraktionsoberfläche der Linse LE anzustoßen, um die Messoberfläche zu wechseln. Die anfängliche Messposition der Rückseitenmessung liegt in ähnlicher Weise an einer im Wesentlichen mittleren Position im Bewegungsbereich der Gleitbasis 510 nach rechts und eine Kraft wirkt ständig auf den Fühler 515, so dass der Fühler 515 gegen die hintere Refraktionsoberfläche der Linse LE anstößt. Während die Linse LE veranlasst wird, eine Umdrehung vorzunehmen, wird nachfolgend die Form der hinteren Refraktionsoberfläche (der Pfad der rückseitigen Kantenposition) aufgrund des Ausmaßes der Bewegung des Fühlers 515 gemessen, in der gleichen Weise wie bei der Messung der vorderen Refraktionsoberfläche. Wenn die Form der vorderen Refraktionsoberfläche und die Form der hinteren Refraktionsoberfläche der Linse erhalten werden kann, kann die Kantendickeinformation aus den zwei Punkten der Informationen erhalten werden. Nach Beendigung der Linsenformmessung treibt die Hauptsteuereinheit 160 den Motor 531 an, um die Fühlerarme 514 und 516 zurückzuziehen.
Nach Beendigung der Messung der Linsenform führt die Hauptsteuereinheit 160 die Bearbeitung der Linse LE gemäß den eingegebenen Daten der Bearbeitungsbedingungen durch. In einem Fall, wenn die Linse LE eine Kunststofflinse ist, bewegt die Hauptsteuereinheit 160 den Wagen 701 mittels des Motors 745, so dass die Linse LE über die Grobschleifscheibe 602b gebracht wird, und bewegt den Wagen 701 vertikal auf der Grundlage der Bearbeitungskorrekturinformation, um die Grobbearbeitung durchzuführen. Als Nächstes wird die Linse LE zum planen Be- reich der Feinschleifscheibe 602c bewegt und der Wagen 701 wird vertikal in ähnlicher Weise bewegt, um die Feinbearbeitung durchzuführen.
Nach Beendigung der Feinbearbeitung geht der Vorgang dann weiter zur Nutschleifbearbeitung mit dem Abfasungs- und Nutschleifmechanismus-Abschnitt 800. Nach Anheben des Wagens 701 dreht die Hauptsteuereinheit 160 den Motor 805 eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen, so dass der Schleifscheibenabschnitt 840, der an der zurückgezogenen Position liegt, in die Bearbeitungsposition gelangt.
Während der Wagen 701 vertikal und in der axialen Richtung der Einspannwelle bewegt wird, wird die Linse LE nachfolgend auf der Nutschleifscheibe 840c, die vom Motor 821 gedreht wird, positioniert und die Bearbeitung wird durch Steuerung der Bewegung des Wagens 701 auf der Grundlage der Nutbearbeitungsdaten durchgeführt.
Die Nutbearbeitungsdaten werden im Voraus durch die Hauptsteuereinheit 160 aus den Radiusvektorinformationen und den Messergebnissen der Linsenform bestimmt. Die Daten zum vertikalen Bewegen des Wagens 701 werden erhalten, indem zuerst der Abstand zwischen der Schleifscheibe 840c und der Linseneinspannwelle relativ zum Winkel der Linsendrehung aus den geschätzten Radiusvektorinformationen (rσn, rθn) und dem Durchmesser der Schleifscheibe 840c bestimmt wird, in der gleichen Weise wie für die Gruppe von Schleifscheiben 602, und dann durch Integrieren der Information über die Nuttiefe. Zusätzlich können, wie für die Daten über die Nutposition in der axialen Position der Einspannwelle, da die Kantendicke aus der Form der vorderen Refraktionsoberfläche und der Form der hinteren Refraktionsoberfläche auf der Grundlage der gemessenen Daten der Linsenform bekannt sein kann, die Daten über die Nutposition in der axialen Position der Einspannwelle auf der Grundlage dieser Kantendicke in einem Vorgang ähnlich zu dem für die Bestimmung der Abschrägungsposition festgelegt werden. Zum Beispiel ist es zusätzlich zu einem Verfahren, bei dem die Linsenkantendicke bei einem bestimmten Verhältnis bestimmt wird, möglich, verschiedene Verfahren anzuwenden, einschließlich eines Verfahrens, bei dem die Nutposition um einen feststehenden Betrag von der Kantenposition der Linsenvorderfläche in Richtung zur Rückfläche versetzt ist und sich entlang der vorderen Oberflächenkrümmung erstreckt.
Die Nutbearbeitung wird durchgeführt, während die Linse LE von der vertikalen Bewegung des Wagens 701 veranlasst wird, gegen die Schleifscheibe 840c anzustoßen. Während der Bearbeitung entfernt sich die Schleifscheibe 840c vom Ursprung der Bearbeitungsposition in die Richtung des Pfeils 845 in 12, aber da eine Belastung durch den Kugelplungerkolben 851 auf den Schleifscheibenabschnitt 840 aufgebracht wird, wird die Linse LE sanft geschliffen. Ob die Nutbearbeitung nach unten bis zu einer vorbestimmten Tiefe durchgeführt wurde oder nicht, wird vom Sensor 858 überwacht, und die Linsendrehung wird ausgeführt, bis die Vollendung der Bearbeitung des gesamten Umfangs erfasst wird.
Nach Beendigung der Nutbearbeitung bewirkt die Hauptsteuereinheit 160 die Abfasung durch Steuern der Bewegung des Wagens auf der Grundlage der Abfasungsdaten.
Die Berechnung der Bearbeitungsdaten zum Zeitpunkt des Abfasens wird beschrieben. Wenn eine Abfasung für die hintere Oberflächenseite und die vordere Oberflächenseite der Linse vorgesehen ist, werden die entsprechenden Bearbeitungsdaten berechnet. Hierin wird eine Beschreibung gegeben, indem als ein Beispiel der Fall der hinteren Oberflächenseite der Linse angeführt wird.
Ein Maximalwert von L wird bestimmt, indem die Radiusvektorinformationen (rσn, rθn) (n = 1, 2, ..., N) in die nachfolgende Gleichung eingesetzt werden. R stellt den Radius der Abfasungsschleifscheibe 840a an der Position dar, an welcher eine Kante der hinteren Oberfläche der Linse anstößt (z.B. eine mittlere Position der Schleifscheibenoberfläche) und L stellt den Abstand zwischen dem Rotationszentrum der Schleifscheibe und dem Bearbeitungszentrum der Linse dar.
[Gleichung 1]

L = rσn·cosrθn + [R2 – (rσn·sinrθn)2]½ (n = 1, 2, 3, ..., N)

Als Nächstes wird die Radiusvektorinformation (rσn, rθn) um einen sehr kleinen Winkel mit arbiträrer Einheit um das Bearbeitungszentrum gedreht und ein Maximalwert von L zu diesem Zeitpunkt wird in gleicher Weise wie oben beschrieben bestimmt. Dieser Rotationswinkel wird festgelegt als ξi(i = 1, 2, ..., N). Indem diese Berechnung über den gesamten Umfang durchgeführt wird, kann die Abfasungskorrekturinformation in der Radiusvektorrichtung erhalten werden als (ξi, Li, Θi), wobei ein Maximalwert von L am jeweiligen ξi als Li festgelegt wird und rθn zu diesem Zeitpunkt wird als Θi festgelegt.
Zusätzlich wird die Bearbeitungsinformation in der Richtung der Achse der Einspannwelle beim Abfasen der hinteren Oberflächenseite der Linse erhalten, indem die Information über die Form der Linsenrückfläche, erhalten durch die Linsenformmessung, in eine Beziehung mit dem Drehwinkel ξi gesetzt wird.
Wenn hier die Winkeldrehgeschwindigkeit der Linse während der Abfasung feststehend ist, verändert sich die Bewegungsgeschwindigkeit am Kontaktpunkt zwischen der Linse und der Abfasungsschleifscheibe in Abhängigkeit von der Linsenform und eine einheitliche Abfasung ist schwierig. Wenn z.B. die Linse LE mit einer Abfasungsschleifscheibe PL mit einem Radius Ra bearbeitet wird, wie in 14 gezeigt, wird die Ortskurve der relativen Bewegung der Mitte der Schleifscheibe PL in Bezug auf die Linsendrehung durch die mit Doppelpunkten unterbrochene Linie dargestellt. Wenn der Bereich zwischen P1 und P2 bearbeitet ist, dreht die Linse LE um θ1, und wenn ein spitzwinkliger Bereich zwischen P2 und P3 bearbeitet ist, dreht die Linse LE um θ2. Zu diesem Zeitpunkt ist der Bearbeitungsbereich zwischen P2–P3 viel kleiner als der Bearbeitungsbereich zwischen P1–P2, auch wenn θ2 größer ist als θ1 im Hinblick auf den Drehwinkel. Wenn nämlich die Linse LE mit einer feststehenden Geschwindigkeit gedreht wird, wird die Bewegungsgeschwindigkeit der Schleifscheibe PL für den Bereich zwischen P2–P3 langsamer als für den Bereich zwischen P1–P2. Im Falle des Bereichs, in dem die Bewegungsgeschwindigkeit gering ist, wird die Zeit des Kontakts mit der Schleifscheibe PL dementsprechend länger. Wenn die Abfasung durch Aufbringen einer feststehenden Belastung auf die Linse LE durch die Schleifscheibe PL bewirkt wird, wird somit die Belastung von der Schleifscheibe PL stark auf den Bereich aufgebracht, in dem die Kontaktzeit lang ist, mit dem Ergebnis, dass dieser Bereich um einen größeren Betrag abgefast wird.
Deshalb wird in der Erfindung die Winkeldrehgeschwindigkeit der Linse so gesteuert, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Kontaktpunktes zwischen der Abfasungsschleifscheibe und der Linse im Wesentlichen konstant wird. Die Daten der Winkeldrehgeschwindigkeit werden von der Hauptsteuereinheit 160 in der nachfolgend beschriebenen Weise bestimmt (siehe das Flussdiagramm in 15).
In der vorgenannten Berechnung der Abfasungskorrekturinformation (ξi, Li, Θi), wenn die Radiusvektorlänge rδn als Δi angenommen wird, wenn der Maximalwert von L bei einem Einheitsdrehwinkel ξi Li ist, wird die Kontaktpunkt-Positionsinformation als (ξi, Δi, Θi) (i = 1, 2, ..., N) erhalten. Als Nächstes wird der Abstand di zwischen zwei benachbarten Punkten bei ξi und ξ(i + 1) hintereinander bestimmt (dieser Abstand kann durch eine Transformation in orthogonale Koordinaten bestimmt werden). Dann wird das Abstandsverhältnis ei des Abstands di zum Bewegungsabstand D pro Zeiteinheit, welche die Bewegungsgeschwindigkeit des Kontaktpunktes ist, hintereinander bestimmt. Nachfolgend ist es möglich, durch Multiplizieren der Differenz zwischen ξi und ξ(i + 1) (d.h. dem Einheitsdrehwinkel) mit dem Kehrwert des Abstandsverhält nisses ei die Information über die Winkeldrehgeschwindigkeit pro Einheit Drehwinkel V_Di(i = 1, 2, ..., N) zu erhalten, um die Bewegungsgeschwindigkeit zwischen den jeweiligen zwei Punkten konstant zu halten. Es sei angemerkt, dass, auch wenn die Winkeldrehgeschwindigkeit V_Di genau für jeden Abstand zwischen zwei benachbarten Kontaktpunkten bestimmt werden kann, die Winkeldrehgeschwindigkeit V_Di durch Verringerung der Anzahl der Kontaktpunkte bis zu einem gewissen Grad bestimmt werden kann.
Während der Abfasung steuert die Hauptsteuereinheit 160 die vertikale Bewegung des Wagens 701 auf der Grundlage der Abfasungskorrekturinformation (ξi, Li, Θi) und steuert die Links-Rechts-Bewegung der Einspannwelle auf der Grundlage der Information über die Linsenrückfläche in Bezug auf den Drehwinkel ξi. Außerdem steuert die Hauptsteuereinheit 160 die Drehgeschwindigkeit der Linse durch den Motor 722 auf der Grundlage der Winkeldrehgeschwindigkeit V_Di. Zu diesem Zeitpunkt, da die hintere Oberflächenecke der Linse LE gegen die Schleifscheibe 840a gedrückt werden muss, wird der Wagen 701 vertikal bewegt, so dass die Anschlagoberfläche der Schleifscheibe 840a, die an der Bearbeitungsposition liegt, mit einem Extrabetrag von z.B. 1 mm gedrückt wird. Folglich entfernt sich die Schleifscheibe 840a in der Richtung des in 12 gezeigten Pfeils 845 und die Abfasung wird durchgeführt, während eine feststehende Belastung auf die Ecke der Linsenkante aufgebracht wird. Wenn die Linse in diesem Zustand einer Drehung unterzogen wird, wird eine einheitliche Abfasung über den gesamten Umfang der Linse bewirkt.
Es sei angemerkt, dass die Bewegungsgeschwindigkeit in Bezug auf einen gewünschten Abfasungsbetrag von der Körnergröße der Abfasungsschleifscheibe und der Drängkraft des Kugelplungerkolbens 851 beeinträchtigt wird, die Bewegungsgeschwindigkeit kann auf der Grundlage von Versuchsergebnissen bestimmt werden.
Zusätzlich kann der Abfasungsbetrag durch Verändern der Bewegungsgeschwindigkeit des Kontaktpunkts, die während der Bearbeitung im Wesentlichen konstant gehalten wird, d.h. die Bewegungsentfernung D des Kontaktpunktes pro Zeiteinheit, gesteuert werden. Zum Beispiel kann der Abfasungsbetrag während einer Drehung der Linse LE verändert werden, indem die Bewegungsgeschwindigkeit so festgelegt wird, dass unter Verwendung der Bewegungsgeschwindigkeit der geringen Abfasung (0,1 mm) als Referenz die Bewegungsgeschwindigkeit während der mittleren Abfasung (0,2 mm) auf die Hälfte der Referenzgeschwindigkeit gesetzt wird, und die Bewegungsgeschwindigkeit während der starken Abfasung (0,3 mm) wird auf ein Drittel der Referenzgeschwindigkeit gesetzt. Alternativ kann der Abfasungsbetrag durch Verändern der Anzahl der Drehungen der Linse LE gesteuert werden, während die Bewegungsgeschwindigkeit des Kontaktpunktes während der Bearbeitung auf einen festen Wert festgelegt wird. Zum Beispiel wird in einem Fall, wenn eine Anordnung für eine geringe Abfasung (0,1 mm) vorgesehen ist, die durch eine Drehung der Linse bewirkt werden soll, die Abfasung durchgeführt, indem die Linse zwei Umdrehungen während der mittleren Abfasung (0,2 mm) und drei Umdrehungen während der starken Abfasung (0,3 mm) unterworfen wird.
Auch wenn der Fall beschrieben wurde, in dem die Einstellung des Abfasungsbetrages durch den Schalter 425 aus vorbestimmten Beträgen ausgewählt wurde, kann eine Anordnung bereitgestellt werden, so dass ein gewünschter Betrag über einen Bildschirm zum Einstellen der Abfasungsparameter festgelegt werden kann. In diesem Fall wählt die Hauptsteuereinheit 160 die best mögliche Bedingung des Verhältnisses zwischen Bewegungsgeschwindigkeit des Kontaktpunktes und der Anzahl der Drehungen der Linse aus.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der Erfindung möglich, eine zufrieden stellende Abfasung einfach durchzuführen, ungeachtet des Grades der Geschicklichkeit des Bedieners.

Claims

Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines Umfangs einer Brillenlinse, umfassend: eine Linsendreheinrichtung (702) zum Halten und Drehen der Linse; eine Abfasungsschleifscheiben-Drehwelle (830), die zumindest eine Abfasungsschleifscheibe (840) axial lagert und eine Drehachse aufweist, die sich von einer Achse unterscheidet, um welche eine Grobschleifscheibe (602a) und eine Feinschleifscheibe (602c) drehbar sind; eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen der Abfasungsschleifscheibe zwischen einer zurückgezogenen Position und einer Bearbeitungsposition; eine Drängeinrichtung zum Drängen der Abfasungsschleifscheibe in Richtung zur Linse während der Abfasungsbearbeitung; eine Erfassungseinrichtung zum Erhalten von Positionsdaten eines Eckbereichs des Umfangs der Linse auf der Grundlage von Ziel-Linsenformdaten eines Brillenrahmens oder einer Schablone und Layoutdaten der Linse in Bezug auf eine Ziel-Linsenform; gekennzeichnet durch eine Recheneinrichtung zum Erhalten von Positionsdaten eines Kontaktpunkts zwischen der Linse und der Abfasungsschleifscheibe in Bezug auf einen Drehwinkel der Linse auf der Grundlage der so erhaltenen Positionsdaten des Eckbereichs des Umfangs und der Konfigurationsdaten einer Bearbeitungsoberfläche der Abfasungsschleifscheibe, und zum Erhalten von Linsendrehgeschwindigkeitsdaten, um eine Bewegungsgeschwindigkeit des Kontaktpunktes im Wesentlichen konstant zu halten, auf der Grundlage der so erhaltenen Positionsdaten des Kontaktpunktes; und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebs der Linsendreheinrichtung auf der Grundlage der so erhaltenen Linsendrehgeschwindigkeitsdaten.
Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Abfasungsschleifscheiben-Drehwelle (830) die Abfasungschleifscheibe (840) und eine Nutschleifscheibe koaxial lagert.
Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Abfasungsschleifscheiben-Drehwelle die Abfasungsschleifscheiben und die Nutschleifscheibe, die zwischen den Abfasungsschleifscheiben liegt, axial lagert, wobei jeder der Abfasungsschleifscheiben eine Bearbeitungsoberfläche aufweist, deren Durchmesser abnimmt je weiter sie von der Nutschleifscheibe entfernt ist.
Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Abfasungsschleifscheiben-Drehwelle (830) relativ zu einer Drehachse der Linsendreheinrichtung geneigt ist.
Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Abfasungsschleifscheiben-Drehwelle um einen Winkel von ungefähr 8 Grad relativ zur Drehachse der Linsendreheinrichtung geneigt ist.
Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Abfasungsschleifscheiben-Drehwelle (830) die Abfasungsschleifscheibe (840) und die Nutschleifscheibe koaxial lagert und relativ zu einer Drehachse der Linsendreheinrichtung geneigt ist, so dass die Nutschleifscheibe sich entlang einer Krümmung einer optischen Ebene der Linse erstreckt.
Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Eingabetaste zum Ändern des Abfasungsbetrags; wobei die Recheneinrichtung die Linsendrehgeschwindigkeitsdaten gemäß dem Abfasungsbetrag, der durch die Eingabetaste bestimmt wurde, erhält.
Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Eingabetaste zum Ändern des Abfasungsbetrags; wobei die Steuereinrichtung die Anzahl der Drehungen der Linse steuert, die für den Abfasungsvorgang gemäß dem durch die Eingabtaste bestimmten Abfasungsbetrag erforderlich sind.
Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Auswahleinrichtung zum Auswählen, ob der Abfasungsvorgang durchgeführt wird oder nicht.
Brillenlinsen-Bearbeitungsvorgang nach Anspruch 1, wobei: die Recheneinrichtung die Abfasungsbearbeitungsdaten auf der Grundlage von Radiusvektordaten und Umfangskantenpositionsdaten auf der Grundlage der Ziel-Linsenformdaten und der Layoutdaten erhält; und die Steuereinrichtung auf der Grundlage der so erhaltenen Abfasungsbearbeitungsdaten eine Achse-zu-Achse-Entfernung zwischen einer Drehachse der Linsendreheinrichtung und der Drehachse der Abfasungsschleifscheiben-Drehwelle (830) und eine Bezugsposition der Linse in Bezug auf die Abfasungsschleifscheibe (840) in einer Richtung der Drehachse der Linse steuert.
Brillenlinsen-Verarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Abfasungsschleifscheiben-Drehwelle (830) die Abfasungsschleifscheibe und eine Nutschleifscheibe koaxial lagert; die Recheneinrichtung Nutbearbeitungsdaten auf der Grundlage von Radiusvektordaten und Umfangskantenpositionsdaten auf der Grundlage der Ziel-Linsenformdaten und der Layoutdaten erhält; und die Steuereinrichtung auf der Grundlage der so erhaltenen Nutbearbeitungsdaten eine Achse-zu-Achse-Entfernung zwischen einer Drehachse der Linsendreheinrichtung und der Drehachse der Abfasungsschleifscheiben-Drehwelle (830) und eine Relativposition der Linse in Bezug auf die Nutschleifscheibe in einer Richtung der Drehachse der Linse steuert.