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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung,
die einen Stanzvorgang auf einer Brillenlinse ausführt, um
einen randlosen Rahmen anzuordnen.
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Üblicherweise
wird ein Stanzvorgang (Bohrvorgang) auf einer Brillenlinse, der
ausgeführt
wird, um einen randlosen Rahmen, wie z. B. einen sogenannten Zweipunktrahmen,
anzuordnen, manuell durch eine Bohrmaschine ausgeführt. Jedoch
wird in letzter Zeit eine Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung
vorgeschlagen, die den Stanzvorgang automatisch ausführen kann
(siehe
EP 1310327 A (
japanische ungeprüfte veröffentlichte
Patentanmeldung Nr. 2003-145328 )).
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Der
Stanzvorgang umfasst einen Schritt zum Formen einer durchgehenden Öffnung,
Formen einer Plansenken-Öffnung
(nicht durchgehende Öffnung), und
dergleichen. In der Bearbeitungsvorrichtung werden ein Bohrer und
ein Schaftfräser
mit einem Durchmesser von ungefähr
1 nm als Stanzwerkzeug (Bohrwerkzeug) hinsichtlich des Innendurchmessers
einer in der Brillenlinse geformten Öffnung verwendet. Jedoch ist
das Stanzwerkzeug zerbrechlich. Wenn die Plansenken-Öffnung geformt
wird, muss insbesondere die Tiefe der Plansenken-Öffnung,
die durch das Stanzwerkzeug gebildet wird, eingestellt werden, so oft
das Stanzwerkzeug durch ein neues Stanzwerkzeug ersetzt wird. Dies
deshalb, weil die Position des vorderen Endes des Stanzwerkzeuges
in axialer Richtung infolge einer einzelnen Differenz in der Länge des
Stanzwerkzeuges selbst und des erzeugten Fehlers variiert, wenn
das Stanzwerkzeug an der Bearbeitungsvorrichtung angeordnet wird.
Ein Verfahren zum Einstellen der Tiefe der Plansenken-Öffnung wird üblicherweise
unter Verwendung der Versuchs- und Irrtums-Methode ausgeführt. Jedoch
ist diese Methode umständlich
und verbraucht viel Bearbeitungszeit.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung
zu schaffen, die eine Brillenlinse ohne manuelles Einstellen der
Tiefe der Plansenken-Öffnung
wirksam bearbeiten kann.
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Um
die zuvor erwähnte
Aufgabe zu lösen, wird
die Erfindung durch Aufweisen der folgenden Anordnung gekennzeichnet.
- (1) Eine Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung, die
folgendes aufweist:
eine Stanzvorrichtung mit einem Stanzwerkzeug zum
Ausstanzen einer Öffnung
in einer Brillenlinse;
eine erste Eingabevorrichtung, die Positionsdaten und
Tiefedaten von einer nicht durchgehenden Öffnung eingibt, die in einer
refraktiven Oberfläche
der Linse ausgebildet wird;
eine Erfassungsvorrichtung zum
Erfassen einer Position eines Vorderendes des Stanzwerkzeugs; und
eine
Steuer/Regelvorrichtung zum Steuern/Regeln eines Vorgangs zum Formen
der nicht durchgehenden Öffnung
auf der Basis der erfassten Vorderende-Positionsdaten, und der Eingabe-Positionsdaten
und Eingabe-Tiefedaten.
- (2) Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung gemäß (1), die
ferner Folgendes aufweist:
eine Speichervorrichtung, die die
Vorderende-Positionsdaten des Stanzwerkzeugs speichert; und
eine
Betriebsvorrichtung, die die Vorderende-Positionsdaten, die im Voraus
in der Speichervorrichtung gespeichert sind, auf der Basis des erfassten
Ergebnisses der Erfassungsvorrichtung korrigiert,
wobei die
Steuer/Regelvorrichtung den Vorgang des Formens der nicht durchgehenden Öffnung auf
der Basis der korrigierten Vorderende-Positionsdaten und der Eingabe-Positionsdaten
und Eingabe-Tiefedaten steuert/regelt.
- (3) Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung gemäß (1), die
ferner eine zweite Eingabevorrichtung zum Eingeben der Neigungswinkeldaten
der refraktiven Oberflä che
an einer Öffnungsposition der
Linse aufweist,
wobei die Steuer/Regelvorrichtung den Vorgang des
Formens der nicht durchgehenden Öffnung auf
der Basis der erfassten Vorderende-Positionsdaten, Eingabe-Positionsdaten
und Eingabe-Tiefedaten, und der Eingabe-Neigungswinkeldaten steuert/regelt.
- (4) Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung gemäß (1), die
ferner Folgendes aufweist:
eine Linsen-Haltevorrichtung zum
Halten und Drehen der Linse; und
eine erste Bewegungs-Werkzeugvorrichtung
zum relativen Bewegen des Stanzwerkzeugs bezüglich der Linse, die durch
die Linsen-Haltevorrichtung gehalten wird,
wobei die Steuer/Regelvorrichtung
die Drehung der Linse und die relative Bewegung des Stanzwerkzeugs
steuert/regelt.
- (5) Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung gemäß (1), wobei
die Erfassungsvorrichtung Folgendes aufweist:
ein Schaltschütz;
einen
Sensor, der die Bewegung des Schaltschütz erfasst; und
eine zweite
Bewegungs-Werkzeugvorrichtung zum relativen Bewegen des Stanzwerkzeugs
bezüglich
des Schaltschütz,
so dass das Schaltschütz
und das Vorderende des Stanzwerkzeugs miteinander in Kontakt kommen.
- (6) Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung gemäß (1), die
ferner eine Umfangsbearbeitungsvorrichtung mit einem Umfangsbearbeitungswerkzeug zum
Schleifen oder Spanabheben des Linsenumfangs aufweist,
wobei
die Steuer/Regelvorrichtung die Umfangsbearbeitungsvorrichtung und
Stanzvorrichtung bezüglich
der Linse sequentiell betreibt, die Erfassungsvorrichtung vor oder
nach dem Ausstanzen betreibt, und den Betrieb der Umfangsbearbeitungsvorrichtung
und der Stanzvorrichtung sperrt, wenn erfasst wird, dass das Stanzwerkzeug
gebrochen ist.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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1 stellt
eine schematische Anordnung eines Brillenlinsen- Bearbeitungssystems gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar.
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2 stellt
eine schematische Anordnung einer Umfangsbearbeitungsvorrichtung
dar.
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3 stellt
eine schematische Anordnung einer Linsenform-Messvorrichtung dar.
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4 stellt
eine schematische Anordnung einer Linsen-Haltevorrichtung in einer
Stanzvorrichtung dar.
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5 stellt
schematische Anordnungen der vertikalen und horizontalen Bewegungsvorrichtungen
in der Stanzvorrichtung dar.
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6 stellt
eine schematische Anordnung einer Stanzeinheit dar.
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7 ist
eine Querschnittsansicht, die die schematische Anordnung der Stanzeinheit
darstellt.
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8 stellt
eine schematische Anordnung einer Vorderende-Positionserfassungseinheit eines Schaftfräsers dar.
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9 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines Steuer/Regelsystems eines
Brillenlinsen-Bearbeitungssystems.
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10 stellt
ein Beispiel eines Vorgangs zum Formen einer Plansenken-Öffnung in
einer Brillenlinse dar.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Nachstehend
wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gemäß der beigefügten Zeichnung
beschrieben. 1 stellt eine schematische Anordnung
eines Brillenlinsen-Bearbeitungssystems gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar.
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Das
Brillenlinsen-Bearbeitungssystem 1 umfasst eine Brillenlinsen-Bearbeitungsvorrichtung 100 zum
Schleifen oder Spanabheben (in der vorliegenden Ausführungsform
Schleifen) des Umfangs einer Brillenlinse LE, Linsen-Beförderungsvorrichtung 200 (Roboterhandvorrichtung)
zum Befördern
der Linse LE, Stanzvorrichtung 300 (Bohrvorrichtung) zum Stanzen
(Formen) einer Öffnung
in der Linse LE, Linsen-Bevorratungsvorrichtung 400, die
die Linsenfächer 401 zum
Aufnehmen mehrerer Paare von linken und rechten Linsen LE bevorratet,
und eine Systemsteuer/regeleinheit 600 zum Steuern/Regeln
von jeder Vorrichtung. Die Systemsteuer/regeleinheit 600 ist
mit einem Hostrechner 620 (Host-PC) zum Verwalten der Anforderungsdaten
verbunden. Eine Warnlampe 610, die mit der Systemsteuer/regeleinheit 600 verbunden
ist, meldet, dass ein anormaler Zustand in der jeweiligen Vorrichtung,
wie z. B. das Brechen eines Stanzwerkzeuges (Bohrwerkzeuges), erzeugt
wird.
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Die
Bevorratungsvorrichtung 400 umfasst einen Zulieferabschnitt 410 und
Empfangsabschnitt 420, in dem die Fächer 401 in vertikaler
Richtung (Z-Richtung) angeordnet sind, Bewegungseinrichtung 412 zum
Bewegen des Abschnitts 410 in vertikaler Richtung, Bewegungseinrichtung 422 zum
Bewegen des Abschnitts 420 in vertikaler Richtung, Einspannarmeinrichtung 430 zum
Halten und Bewegen des Faches 401 vom Abschnitt 410 zum
Abschnitt 420, und Barcodeleser 440 zum Lesen
eines Barcodes einer Arbeitsvorgangsnummer, die am Fach 401 angebracht
ist. Weil zehn Fächer 401 im
Abschnitt 410 und 420 befestigt werden können, kann ein
Zehnersatz von Linsen LE nacheinander bearbeitet werden.
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Die
Umfangsbearbeitungsvorrichtung 100 und Stanzvorrichtung 300 sind
auf einem Tisch 20 des Systems 1 befestigt. Die
Beförderungsvorrichtung 200 ist
zur Bewegung in horizontaler Richtung (X-Richtung) entlang eines
Beförderungsweges
in der Umfangsbearbeitungsvorrichtung 100, Stanzvorrichtung 300 und
Bevorratungsvorrichtung 400 vorgesehen. Die Beförderungsvorrichtung 200 ist
mit einer vertikalen Gleiteinrichtung 214 versehen, die
sich in vertikaler Richtung bewegen kann, wobei die vertikale Gleiteinrichtung 214 mit
einem ersten Armbereich 216, der sich in horizontaler Richtung
drehen kann, versehen, und der erste Armbereich 216 ist
mit einem zweiten Armbereich 218 versehen, der sich in horizontaler
Richtung drehen kann. Zusätzlich
ist das Vorderende des zweiten Armbereichs 218 mit einem Anordnungsbereich 222 zum
Anordnen und Halten der Linse LE versehen. Der Anordnungsbereich 222 ist
mit einer Luftpumpe verbunden und ordnet die Linse LE durch Betreiben
der Luftpumpe an und hält
sie. Die Beförderungsvorrichtung 200 entnimmt
die nicht bearbeitete Linse LE vom Fach 401, befördert die nicht
bearbeitete Linse LE sequentiell in die Umfangsbearbeitungsvorrichtung 100 und
Stanzvorrichtung 300, und bringt die bearbeitete Linse
LE zum gleichen (Ursprungs-)Fach 401 zurück.
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2 stellt
eine schematische Anordnung der Umfangsbearbeitungsvorrichtung 100 dar.
Die Linse LE wird durch die Einspannwellen 111 und 112 gehalten,
die sich in vertikaler Richtung (Z-Richtung) erstrecken. Die obere
Einspannwelle 111 bewegt sich in vertikaler Richtung durch
eine Bewegungs-Werkzeugeinrichtung 110, die am Mittelpunkt einer
auf einer Hauptbasis 101 errichteten Subbasis 102 vorgesehen
ist, und dreht sich durch einen Motor 115. Die untere Einspannwelle 112 wird
durch einen Halter 120, der an der Hauptbasis 101 befestigt
ist, drehbeweglich gehalten und dreht sich durch einen Motor 123 synchron
mit der Einspannwelle 111.
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Wenn
die Linse LE durch die Einspannwellen 111 und 112 gehalten
wird, wird eine Schale 390, die eine Bearbeitungs-Spannvorrichtung
ist, an der Linse LE durch ein Klebeband angeordnet. Ein Schalenhalter 113 zum
Einsetzen eines Basisbereichs der Schale 390 wird auf dem
oberen Ende der Einspannwelle 112 angeordnet. Außerdem wird
ein Linsen-Anpresselement 114 auf dem unteren Ende der
Einspannwelle 111 angeordnet.
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Die
durch die Einspannwellen
111 und
112 gehaltene
Linse LE wird aus zwei Richtungen durch die Umfangsbearbeitungseinrichtungen
150R und
150L geschliffen,
in denen jeweils Schleifsteine
150 an ihren Drehwellen
angeordnet sind. Der Schleifstein umfasst einen groben Schleifstein,
ebenen Endbearbeitungsschleifstein, Fasen-Endbearbeitungs-(Fasen-)Schleifstein
und Anfasschleifstein. Die Umfangsbearbeitungseinrichtungen
150R und
150L sind
beidseitig symmetrisch und bewegen sich durch die an der Subbasis
102 vorgesehenen
Bewegungs-Werkzeugeinrichtungen
in vertikaler Richtung (Z-Richtung) und horizontaler Richtung (X-Richtung). Zusätzlich ist
die Anordnung der Umfangsbearbeitungsvorrichtung
100 ähnlich der
der Vorrichtung, die im
US-Patent
Nr. 5716256 (
japanische
ungeprüfte veröffentlichte
Patentanmeldung Nr. 9-2593999 ) veröffentlicht ist.
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3 stellt
eine schematische Anordnung einer Linsenform-Messeinrichtung 160 dar.
Die Linsenform-Messeinrichtung 160 ist am Mittelpunkt der Subbasis 102 (siehe 2)
aufgenommen. Die Linsenform-Messeinrichtung 160 umfasst
einen Fühler 162 (Schaltschütz), der
am Vorderende eines Messarms 161 angeordnet und mit einer
vorderen refraktiven Fläche
der Linse LE in Kontakt ist, Bewegungs-Abstützbasis 165 zum
Halten des Messarms 161, der in vertikaler Richtung (Z-Richtung) zu bewegen
ist, Motor 167 zum Bewegen des Messarms 161 in
vertikaler Richtung, Feder 168 zum ständigen Vorspannen des Messarms 161 in
vertikaler Richtung, Detektor 170 zum Erfassen der Position
des Messarms 161 in vertikaler Richtung, wie z. B. ein
Potentiometer, Abstützbasis 172 zum
Halten der Bewegungs-Abstützbasis 165,
die in Querrichtung (Y-Richtung) zu bewegen ist, und Motor 174 zum
Bewegen der Bewegungs-Abstützbasis 165 in
Querrichtung.
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Wenn
die Form der vorderen refraktiven Fläche der Linse LE auf der Basis
der Radiusinformation einer Ziel-Linsenform (nachgeführte Umrissform)
gemessen wird, dreht sich die Linse LE durch den Motor 115 und 123 und
der Fühler 162 (der
Messarm 161 und die Bewegungs-Abstützbasis 165) bewegt
sich durch die Motoren 167 und 174. Weil der Fühler 162 mit
der vorderen refraktiven Fläche
der Linse LE durch die Feder 168 in Kontakt kommt, wird
die Position des Fühlers 162 in
vertikaler Richtung durch den Detektor 170 erfasst. Zusätzlich dreht
sich die Linse LE einmal, während
der Fühler 162 mit
der vorderen refraktiven Fläche
der Linse LE in Kontakt gebracht wird, und der Fühler 162 bewegt sich
in Querrichtung auf der Basis der Radiusinformation der Ziel-Linsenform.
Hierbei wird die Position des Fühlers 162 in
vertikaler Richtung durch den Detektor 170 erfasst. Zum Zeitpunkt
des Stanzens wird der Fühler 162 an
einer bestimmten Öffnungsposition
positioniert und die Position davon wird in vertikaler Richtung
durch den Detektor 170 erfasst. Wenn der Neigungswinkel
der vorderen refraktiven Fläche
der Linse LE erforderlich ist, wird ein ungefährer Neigungswinkel durch das
Positionieren des Fühlers 162 an
zwei Positionen der bestimmten Öffnungsposition
und einer Position, die extern von der bestimmten Öffnungsposition
durch einen vorbestimmten Abstand (z. B. 0,5 mm) beabstandet ist,
und Erfassen der Positionen davon in vertikaler Richtung durch den
Detektor 170 erhalten.
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Im Übrigen umfasst
die Linsenform-Messeinrichtung 160 einen Fühler zum
Messen der Form einer hinteren refraktiven Fläche der Linse LE. Jedoch ist
der Fühler
für die
hintere refraktive Fläche
der Linse LE grundsätzlich
entgegengesetzt zum Fühler
für das
Messen der Form der vorderen refraktiven Fläche der Linse LE und somit
wird die Beschreibung weggelassen.
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Als
Nächstes
wird die Anordnung der Stanzvorrichtung 300 bezüglich der 4 bis 8 beschrieben. 4 stellt
eine schematische Anordnung einer Linsen-Haltevorrichtung in der Stanzvorrichtung 300 dar,
wenn die Innenseite der Vorrichtung 300 an der Vorderseite
davon betrachtet wird. Die Linse LE wird durch die Einspannwellen 311 und 321 gehalten,
die sich in vertikaler Richtung (Z-Richtung) erstrecken. Die obere
Einspannwelle 321 wird durch den Halter 322 gehalten
und durch einen auf dem Halter 322 vorgesehenen Motor 323 gedreht.
Zusätzlich
ist ein Block 330 an der oberen Seite der Subbasis 302,
die auf der Basis 301 errichtet ist, fixiert, und der Halter 322 ist
an der Vorderseite des Blocks 330 befestigt, um entlang
einer Gleitschiene 331 in vertikaler Richtung bewegt zu
werden. Der Halter 322 bewegt sich in vertikaler Richtung
durch einen auf dem Block 330 vorgesehenen Motor 333.
Folglich bewegt sich die Einspannwelle 321 in vertikaler
Richtung. Die untere Einspannwelle 311 wird durch einen
an der Basis 301 fixierten Halter 312 drehbeweglich
gehalten und dreht sich durch einen Motor 315 synchron mit
der Einspannwelle 321.
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Ein
Schalenhalter 313 zum Einsetzen eines Basisbereichs der
Schale 390, die an der Linse LE fixiert ist, wird auf dem
oberen Ende der Einspannwelle 311 befestigt. Ein Linsen-Anpresselement 325 ist auf
dem oberen Ende der Einspannwelle 321 befestigt.
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Eine
Stanzeinheit 800 (Bohreinheit) wird durch eine Bewegungs-Werkzeugeinrichtung 350 in vertikaler
Richtung (Z-Richtung) und horizontaler Richtung (X-Richtung) bewegt. 5 stellt
die schematischen Anordnungen der vertikalen und horizontalen Bewegungseinrichtungen
in der Stanzvorrichtung 300 dar, wenn sie im Inneren der
Vorrichtung 300 an der hinteren Seite davon betrachtet
werden. Zwei Wellen 351, die sich in vertikaler Richtung
erstrecken, sind auf der Hauptbasis 301 errichtet, und eine
Bewegungs-Abstützbasis 353 ist
angeordnet, um entlang der Wel len 351 in vertikaler Richtung
bewegt zu werden. Ein Block 355 ist an der oberen Seite
der Subbasis 302 fixiert, und die Drehwelle eines auf dem
Block 355 vorgesehenen Motors 357 ist mit einer
Vorschubspindel 359 verbunden, die sich in vertikaler Richtung
erstreckt. Ein Gewindeblock 360 ist an der hinteren Fläche der
Bewegungs-Abstützbasis 353 fixiert,
wobei sich die Bewegungs-Abstützbasis 353 zusammen
mit dem Gewindeblock 360 in vertikaler Richtung durch die
Drehung der Vorschubspindel 359 bewegt.
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Der
Motor 357 ist mit einem Impulsgeber 358 versehen,
und die Position der Bewegungs-Abstützbasis 353 in vertikaler
Richtung, d. h. die Position der Stanzeinheit 800 in vertikaler
Richtung, wird durch den Impulsgeber 358 erfasst. Eine
Ursprungspunktposition der Stanzeinheit 800 in vertikaler
Richtung wird durch eine Lichtabschirmungsplatte 354a,
die an der Bewegungs-Abstützbasis 353 befestigt
ist, und einen Fotosensor 354b, der an der Subbasis 302 fixiert
ist, erfasst.
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Die
Drehwelle des an der Bewegungs-Abstützbasis 353 fixierten
Motors 363 ist mit einer Vorschubspindel 365 verbunden,
die sich in horizontaler Richtung erstreckt. Wenn sich die Vorschubspindel 365 dreht,
wird ein mit einer Vorschubmutter gebildeter Bewegungsblock 370 in
horizontaler Richtung durch die Welle 369 geführt, die
sich in horizontaler Richtung erstreckt. Die Stanzeinheit 800 wird
am Bewegungsblock 370 durch eine Befestigungsplatte 373 angeordnet.
Somit bewegt sich die Stanzeinheit 800 in vertikaler Richtung
durch die Vorwärts/Rückwärtsdrehung
des Motors 357 und in horizontaler Richtung durch die Vorwärts/Rückwärtsdrehung
des Motors 363.
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Der
Motor 363 ist mit einem Impulsgeber 364 versehen,
und die Position des Bewegungsblocks 370 in horizontaler
Richtung, d. h. die Position der Stanzeinheit 800 in horizontaler
Richtung, wird durch den Impulsgeber 364 erfasst. Eine
Ursprungspunktposition der Stanzeinheit 800 in horizontaler
Richtung wird durch eine Lichtabschirmungsplatte 368a, die
am Bewegungsblock 370 fixiert ist, und einen Fotosensor 368b,
der an der Bewegungs-Abstützbasis 353 fixiert
ist, erfasst.
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6 stellt
eine schematische Anordnung der Stanzeinheit 800, und 7 eine
Querschnittsansicht dar, die die schematische Anordnung der Stanzeinheit 800 darstellt.
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Die
Befestigungsplatte 373 der Bewegungseinrichtung 350 ist
mit einer Fixierplatte 801 fixiert, die die Basis der Stanzeinheit 800 wird.
Die Fixierplatte 801 ist mit einer Schiene 802,
die sich in Querrichtung (Y-Richtung) erstreckt, angeordnet, und
ein Gleiter 803 ist auf der Schiene 802 gleitbeweglich vorgesehen.
Der Gleiter 803 ist mit einer Bewegungs-Abstützbasis 804 fixiert,
und ein an der Fixierplatte 801 fixierter Motor 805 dreht
eine Kugelumlaufspindel 806, so dass die Bewegungs-Abstützbasis 804 sich
in Querrichtung bewegt. Der Motor 805 ist mit einem Impulsgeber 805a versehen,
und die Position der Bewegungs-Abstützbasis 804 in Querrichtung,
d. h. die Position der Stanzeinheit 800 in Querrichtung,
wird durch den Impulsgeber 805a erfasst. Zusätzlich wird
eine Ursprungspunktposition der Bewegungs-Abstützbasis 804 in Querrichtung
durch eine Lichtabschirmungsplatte und einen Fotosensor (nicht dargestellt)
erfasst.
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Eine
Drehabstützbasis 810 wird
an der Bewegungs-Abstützbasis 804 durch
ein Wellenlager 811 drehbar abgestützt. Außerdem wird an einer Seite
des Wellenlagers 811 ein Zahnrad 813 an der Drehabstützbasis 810 fixiert.
Das Zahnrad 813 ist mit einem Zahnrad 815 verbunden,
das an der Drehwelle eines Schrittmotors 816 angeordnet
ist, der an der Bewegungs-Abstützbasis 804 durch
ein Zwischenrad 814 fixiert ist. Mit anderen Worten dreht
sich die Dreh-Abstützbasis 810 um
die Welle des Wellenlagers 811 durch die Drehung des Motors 816 herum. Der
Drehwinkel der Dreheinrichtung 830 wird durch eine Pulszahlausgabe
vom Schrittmotor 816 gelenkt.
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Eine
Dreheinrichtung 830 zum Halten eines Stanz-(Bohr-)/Nutwerkzeugs
ist auf dem vorderen Ende der Drehabstützbasis 810 vorgesehen.
Die Dreheinrichtung 830 bewegt sich durch den Motor 805 in
Querrichtung. Eine Riemenscheibe 832 ist am Mittelpunkt
der Drehwelle 831 der Dreheinrichtung 830 angeordnet,
und die Drehwelle 831 wird durch zwei Wellenlager 834 drehbar
abgestützt.
Außerdem ist
ein Ende der Drehwelle 831 mit einem Schaftfräser 835,
welcher das Stanzwerkzeug ist, durch einen Einspannbereich 837,
und das andere Ende davon mit einem Abstandshalter 838 und
einem Nutenfräser 836,
welcher das Nutwerkzeug ist, durch eine Mutter 839 angeordnet.
Außerdem
beträgt
der Durchmesser des Schaftfräsers 835 ungefähr 0,8 mm.
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Ein
Motor 840 zum Drehen der Drehwelle 831 ist an
einer Befestigungsplatte 841 fixiert, die an der Drehabstützbasis 810 angeordnet
ist. Die Drehwelle des Motors 840 ist an einer Riemenscheibe 843 angeordnet.
Ein Riemen 833 erstreckt sich über die Riemenscheibe 832 und
Riemenscheibe 843 in der Drehabstützbasis 810, so dass
die Drehung des Motors 840 an die Drehwelle 831 abgegeben
wird.
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8 stellt
eine schematische Anordnung einer Vorderende-Positionserfassungseinrichtung 850 des
Schaftfräsers 835 dar.
Die Erfassungseinrichtung 850 kann das Brechen des Schaftfräsers 835 erfassen.
Eine Welle 853 wird in einer Abstützbasis 851 der Erfassungseinrichtung 850 durch
ein Gleitwellenlager 852 gehalten, das in vertikaler Richtung
(Z-Richtung) zu bewegen ist. Die untere Fläche 853a der Welle 853 steht
von der Abstützbasis 851 abwärts hervor
und wird ein Schaltschütz,
das mit dem Schaftfräser 835 in
Kontakt kommt. Die Welle 853 wird immer abwärts durch
eine Feder 854 vorgespannt. Eine obere Seite 853b,
die von der oberen Seite der Abstützbasis 851 aufwärts hervorsteht,
ist mit einer Lichtabschirmungsplatte 855 fixiert. Zusätzlich wird
die obere Seite der Abstützbasis 851 mit
einem Fotosensor 857 durch eine Befestigungsplatte 856 fixiert.
Der Fotosensor 857 ist an einer Position zum Erfassen der
Lichtabschirmungsplatte 855 positioniert, wobei die Welle 853 durch
mindestens einen vorbestimmten Abstand nach oben gedrückt wird.
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In
einem Fall, bei dem der Schaftfräser 835 nicht
gebrochen ist, wenn sich die an einer Ursprungsposition positionierte
Dreheinrichtung 830 um einen vorbestimmten Abstand aufwärts bewegt, kommt
das Vorderende des Schaftfräsers 835 mit
der unteren Fläche 853a der
Welle 853 in Kontakt, um die Welle 853 aufwärts zu drücken. Die
Lichtabschirmungsplatte 855 bewegt sich auch aufwärts, indem die
Welle 853 aufwärts
bewegt wird, und wird durch den Fotosensor 857 erfasst.
Dann erfasst der Impulsgeber 358 die Position der Dreheinrichtung 830 in vertikaler
Richtung, wenn der Fotosensor 857 die Lichtabschirmungsplatte 855 erfasst,
so dass die Position des Vorderendes des Schaftfräsers 835 erfasst wird.
In einem Fall, bei dem der Schaftfräser 835 gebrochen
ist, obwohl sich die Dreheinrichtung 830 um den vorbestimmten
Abstand aufwärts
bewegt, kommt außerdem
das Vorderende des Schaftfräsers 835 nicht
mit der unteren Fläche 853a der
Welle 853 in Kontakt und somit kann der Fotosensor 857 die
Lichtabschirmungsplatte 855 nicht erfassen. Folglich ist es
möglich,
den Bruch des Schaftfräsers 835 zu
erfassen.
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Zusätzlich ist
die Abstützbasis 851 an
der oberen Seite einer Abtrennung 305 zum Ausbilden einer
Bearbeitungskammer 303 der Stanzvorrichtung 300 versehen.
Die untere Fläche 853a der
Welle 853 ist in der Bearbeitungskammer 303 angeordnet,
aber die Lichtabschirmungsplatte 855 und der Fotosensor 857,
der ein elektrisches Element ist, sind an der Außenseite der Bearbeitungskammer 303 angeordnet. In
der Bearbeitungskammer 303 wird zum Zeitpunkt des Stanzens
der Linse LE Luft, die von einer Luftpumpe 306 zugeführt wird,
von einer Düse 307 ausgestoßen, so
dass der Schnittabfall (Bearbeitungsabfall), der der Linse LE anhaftet,
weggeblasen wird. Außerdem
wird zum Zeitpunkt des Nutens der Linse LE oder nach dem Stanzen
der Linse LE das Wasser, das von einer Wasser-(Reinigungsflüssigkeits-)zuführeinrichtung 309 zugeführt wird,
von einer Düse 308 ausgestoßen. Folglich
fliegt der Schnittabfall oder fließt das Wasser in die Bearbeitungskammer 303.
Weil der Fotosensor 857, der das elektrische Element ist,
vor dem Schnittabfall oder Wasser geschützt werden muss, wird der Fotosensor 857 an der
Außenseite
der Bearbeitungskammer 303 angeordnet. Außerdem sind
ein Bereich der Vorderseite der Drehabstützbasis 810 und die
Dreheinrichtung 830 in der Bearbeitungskammer 303 angeordnet, aber
die hintere Seite der Drehabstützbasis 810 ist durch
eine Membran 309 mit einer dehnbaren Faltstruktur abgedeckt.
Folglich ist die Bewegungseinrichtung der Stanzeinheit 800 von
der Bearbeitungskammer 303 weit entfernt, die vor dem Schnittabfall
oder dem Wasser zu schützen
ist.
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Als
Nächstes
wird ein Betrieb des Brillenlinsen-Bearbeitungssystems mit der oben
erwähnten Anordnung
unter Verwendung eines schematischen Blockdiagramms eines Steuer/Regelsystems,
das in 9 dargestellt ist, beschrieben.
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Wenn
zuerst der Schaftfräser 835 durch
einen neuen Schaftfräser
infolge der Hubspanne oder der Beschädigung davon ersetzt wird,
wird ein Wartungsbildschirm durch Betätigen einer bestimmten Taste
auf einem Berührungsanzeigefeld 381 angezeigt
und danach ein Stanzwerkzeug-Austauschmodus festgelegt. Wenn der
Stanzwerkzeug-Austauschmodus festgelegt ist, steuert/regelt eine
Steuer/Regeleinheit 380 die jeweiligen Motoren der Bewegungseinrichtung 350 und
der Stanzeinheit 800 und positioniert die Dreheinrichtung 830 an
einer vorbestimmten Austauschposition. Ein Bediener ersetzt den
Schaftfräser 835,
der am Einspannbereich 837 angeordnet ist, durch einen
neuen Schaftfräser 835 und
betätigt
dann einen Rückstellungsschalter
des Anzeigefelds 381, um ein Initialisierungssignal an
die Vorrichtung einzugeben. Wenn das Initialisierungssignal eingegeben
ist, steuert/regelt die Steuer/Regeleinheit 380 die jeweiligen
Motoren der Bewegungseinrichtung 350 und der Stanzeinheit 800 und
positioniert die Dreheinrichtung 830 tiefer als die untere Fläche 853a der
Welle 853, so dass sich die Welle des Schaftfräsers 835 parallel
zur vertikalen Richtung (Y-Richtung),
d. h., vertikal erstreckt. Anschließend wird der Motor 357 gesteuert/geregelt,
so dass sich der Schaftfräser 835 zusammen
mit der Dreheinrichtung 830 aufwärts bewegt. Durch diese Bewegung
kommt das Vorderende des Schaftfräsers 835 mit der unteren
Fläche 853a der
Welle 853 in Kontakt und die Welle 853 wird aufwärts gedrückt. Somit
erfasst der Fotosensor 857 die Lichtabschirmungsplatte 855.
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Die
Steuer/Regeleinheit 380 liest die Position der Dreheinrichtung 830 in
vertikaler Richtung, wenn das erfasste Signal des Fotosensors 857 erhalten
wird, von der Ausgabe des Impulsgebers 358, und erhält die Vorderendeposition
des Schaftfräsers 835.
Ein Datenspeicher 383 speichert die Vorderende-Positionsdaten
des Schaftfräsers 835 vor
dem Austausch, und die Steuer/Regeleinheit 380 korrigiert
(aktualisiert) die Vorderende-Positionsdaten, die schon im Datenspeicher 383 gespeichert
worden sind, auf die neuen Vorderende-Positionsdaten. Die Vorderende-Positionsdaten
werden als Unterschied von einer vorbestimmten Bezugsposition verwaltet (einschließlich eines
Verfahrens, das die Vorderende-Positionsdaten als Unterschied von
vorherigen Vorderende-Positionsdaten verwaltet). Die Steuer/Regeleinheit 380 verwendet
die Vorderende-Positionsdaten, die neu im Datenspeicher 383 gespeichert
sind, als Öffnungstiefe-Einstellwert
für das Stanzen.
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Als
Nächstes
wird die Bearbeitung des Umfangs der Linse LE und das Stanzen der
Linse LE beschrieben. Der Bediener erhält ein Paar von nicht bearbeiteten
Linsen LE in einem Fach 401 und rüstet zehn Fächer auf dem Abschnitt 410 der
Bevorratungsvorrichtung 400 in vertikaler Richtung als
Arbeitsvorgangsvorbereitung aus. Die im Fach 401 aufgenommene
Linse LE wird vorab mit der Schale 390 fixiert. Der Bediener
betätigt
einen Arbeitsvorgangsschalter der Systemsteuer/regeleinheit 600,
um das Bearbeitungssystem zu betreiben.
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Zuerst
ist die Bevorratungsvorrichtung 400 in Betrieb und die
Arbeitsvorgangsnummer, die am obersten Fach 401 angebracht
ist, wird durch das Lesegerät 440 gelesen.
Die Systemsteuer/regeleinheit 600 liest die Ziel-Linsenformdaten
gemäß der Arbeitsvorgangsnummer
und Daten, die sich auf das Stanzen beziehen (Öffnungspositionsdaten, Öffnungsdurchmesserdaten, Öffnungsrichtungsdaten, Öffnungstiefedaten,
und dergleichen) vom Host-PC 620 und überträgt die für jeden Vorgang notwendigen Daten
zur Umfangsbearbeitungsvorrichtung 100 und Stanzvorrichtung 300.
Wenn das oberste Fach 401 der Bevorratungsvorrichtung 400 an
einer vorbestimmten Übergabeposition
positioniert wird, hält
die Beförderungsvorrichtung 200 die
Linse LE durch den Anordnungsbereich 222 und fördert die
Linse LE zur Umfangsbearbeitungsvorrichtung 100.
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In
der Umfangsbearbeitungsvorrichtung 100 wird die Linse LE
durch die Einspannwellen 111 und 112 gehalten,
und die Formen der vorderen refraktiven Fläche und der hinteren refraktiven
Fläche
der Linse LE wird auf der Basis der Ziel-Linsenformdaten durch den Betrieb der
Linsenform-Messeinrichtung 160 gemessen. Diese gemessenen
Daten werden zur Bearbeitung des Umfangs der Linse LE verwendet.
Wenn das Stanzen in einer Arbeitsvorgangsanweisung existiert, werden
zwei Positionen von einer bestimmten Öffnungsposition und einer Position,
die außerhalb
von der bestimmten Öffnungsposition
in X-Richtung durch einen vorbestimmten Abstand (z. B. 0,5 mm) beabstandet
sind, auf der Basis der Öffnungspositionsdaten
(z. B. die XY-Koordinatenposition vom Mittelpunkt der Ziel-Linsenform)
gemessen und die Positionen in Z-Richtung davon erhalten. Wenn die
Messung beendet ist, werden die gemessenen Daten von der Steuer/Regeleinheit
der Umfangsbearbeitungsvorrichtung 100 zur Steuer/Regeleinheit 380 der
Stanzvorrichtung 300 übertragen (eingegeben).
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Wenn
die Messdaten der Form der Linse LE erhalten werden, wird der Umfang
der Linse LE durch die Umfangsschleifeinrichtungen 150R und 150L geschliffen.
Wenn die Umfangsbearbeitung beendet ist, wird die Linse LE außerdem von
der Umfangsbearbeitungsvorrichtung 100 durch die Beförderungsvorrichtung 200 entnommen
und in die Stanzvorrichtung 300 befördert. In der Stanzvorrichtung 300,
wenn die Linse LE auf der Einspannwelle 31 befestigt ist,
wird der Motor 333 durch die Steuerung/Regelung der Steuer/Regeleinheit 380 angetrieben
und die Einspannwelle 321 bewegt sich abwärts und
hält die
Linse LE.
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Nun
wird das Stanzen beschrieben. Die Stanzdaten (Bearbeitungsdaten)
werden durch die Steuer/Regeleinheit 380 bestimmt, die
auf den Daten, die sich auf das Stanzen (Öffnungspositionsdaten, Öffnungsdurchmesserdaten, Öffnungsrichtungsdaten, Öffnungstiefedaten,
oder dergleichen) beziehen, die vom Host-PC 620 eingegeben
werden, und die Formdaten der vorderen refraktiven Fläche der Linse
LE, die durch die Linsenform-Messeinrichtung 160 der Umfangsbearbeitungsvorrichtung 100 erhalten
werden, basieren. Wie in 10 dargestellt,
wird z. B. angenommen, dass eine Plansenken-Öffnung Co1 mit einer Tiefe
De1 und einem Durchmesser Si1 mittig auf einer Öffnungsposition Ph1 einer durchgehenden Öffnung H1
ausgebildet wird. Es wird angenommen, dass die Öffnungsrichtungen der Plansenken-Öffnung Co1
und der durchgehenden Öffnung H1
in normaler Richtung der vorderen refraktiven Fläche der Linse LE festgelegt
sind. Die Positionsdaten der Z-Richtung der Position Ph1 und Positionsdaten der
Z-Richtung einer Position M1, die nach außen von der Position Ph1 durch
einen vorbestimmten Abstand beabstandet ist, werden von der Umfangsbearbeitungsvorrichtung 100 eingegeben.
Die Steuer/regeleinheit 380 erhält eine Tangente T der vorderen refraktiven
Fläche
der Linse LE an einer Position Ph1 und den Neigungswinkel α1 davon,
die auf jeder Positionsdatengröße der Position
Ph1 und Position M1 in Z-Richtung basieren. Weil die Tiefe De1 senkrecht zur
Tangente T ist, erhält
die Steuer/regeleinheit 380 die Stanzdaten durch Festlegen
des Neigungswinkels mit der Welle des Schaftfräsers 835 auf α1 und bewegt
das Vorderende des Schaftfräsers 835 durch den
Durchmesser Si1 und Tiefe De1 in eine Richtung senkrecht zur Tangente
T.
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Wenn
die Stanzdaten erhalten werden, steuert/regelt die Steuer/Regeleinheit 380 die
Motoren 315 und 323, um die Linse LE zu drehen,
und steuert/regelt danach die entsprechenden Motoren der Stanzeinheit 800,
um den Schaftfräser 835 bezüglich der
Z-Achse durch den Winkel α1
zu neigen, wie in 10 dargestellt. Während in
diesem Zustand der Schaftfräser 835 gedreht
wird, werden die Motoren 357, 363 und 805 auf
der Basis der Stanzdaten, wie z. B. den Durchmesser Si1 und Durchmesser
De1, mittig auf der Position Ph1 gesteuert/geregelt, um das Vorderende
des Schaftfräsers 835 zu
bewegen, so dass die Plansenken-Öffnung
Co1 präzise
ausgebildet werden kann. Hier kann die Steuer/Regeleinheit 803 die
Vorderendposition des Schaftfräsers 835 auf
der Basis der Vorderende-Positionsdaten, die im Datenspeicher 383 gespeichert
sind, steuern/regeln, um die Plansenken-Öffnung mit der Tiefe De zu
formen. Zusätzlich
kann eine durchgehende Öffnung
H1 durch Bewegen des Vorderendes des Schaftfräsers 835, das an der
Position Ph1 positioniert ist, in eine Richtung, die den Winkel α1 mit der
Z-Achse aufweist, bewegt werden.
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Zum
Zeitpunkt des Stanzens wird Luft von der Düse 307 ausgestoßen und
der Schnittabfall, der an der Öffnung
der Linse LE und des Schaftfräsers 835 anhaftet,
wird weggeblasen. Zusätzlich
wird nach dem Stanzen Wasser von der Düse 308 ausgestoßen, um
die Linse LE zu reinigen.
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Wenn
das Stanzen beendet ist, wird die Linse LE von der Stanzvorrichtung 300 durch
die Fördervorrichtung 200 entnommen
und kehrt zur Ursprungsposition desselben (Ursprungs-)Fachs 401 zurück. Anschließend wird
die andere Linse LE, die im selben Fach 401 aufgenommen
ist, ebenso befördert
und der Umfangsbearbeitung unter Verwendung der Umfangsbearbeitungsvorrichtung 100 und
dem Stanzen unter Verwendung der Stanzvorrichtung 300 unterzogen.
Wenn der Arbeitsvorgang vom Paar der Linsen LE, das im Fach 401 aufgenommen
ist, beendet ist, bewegt sich das Fach 401, in dem die
bearbeiteten Linsen aufgenommen sind, zum Abschnitt 420 durch
die Einspannarmeinrichtung 430 und wird auf dem Abschnitt 420 aufgenommen.
Um die im nächsten
Fach 401 aufgenommene Linse LE zu bearbeiten, bewegt sich
danach ein zweites Fach 401 zu einer bestimmten Übergabeposition
und die im Fach 401 aufgenommene Linse LE wird in die Umfangsbearbeitungsvorrichtung 100 und
Stanzvorrichtung 300 durch die Beförderungseinrichtung 200 befördert und
dann demselben Arbeitsvorgang unterzogen.
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Weil
außerdem
der Schaftfräser 835 dünn wie ein
Durchmesser von 0,8 mm ist, kann der Schaftfräser 835 während der
Bearbeitung einer Mehrzahl von Linsen LE brechen. Weil der Schaftfräser 835 einen
gleichartigen Durchmesser vom Fuß bis zum Vorderende davon
aufweist, wird der Schaftfräser 835 am
Fuß in
der Anordnung brechen. Um durch die Erfassungseinrichtung 850 zu
erfassen, ob der Schaftfräser 835 gebrochen
ist, bevor das Stanzen ausgeführt
wird, ordnet die Steu er/Regeleinheit 380 den Schaftfräser 835 an
einer Ursprungsposition unter der unteren Fläche 853a der Welle 853 an
und bewegt den Schaftfräser
mit einem bestimmten Abstand durch das Antreiben des Motors 357 aufwärts. Wenn
der Schaftfräser 835 gerade
beim vorhergehenden Vorgang gebrochen ist, obwohl sich der Schaftfräser 835 mit
dem vorbestimmten Abstand aufwärts
bewegt, kann die Welle 853 nicht aufwärts gedrückt werden und somit wird der
Fotosensor 857 nicht eingeschaltet. Wenn erfasst wird,
dass der Schaftfräser 835 gebrochen
ist, stoppt (sperrt) die Steuer/Regeleinheit 380 den Vorgang
und zeigt eine Fehlermeldung auf dem Anzeigefeld 381 an.
Außerdem
wird ein Fehlersignal, das anzeigt, dass der Schaftfräser 835 gebrochen
ist, zur Systemsteuer/regeleinheit 600 übertragen. Die Systemsteuer/regeleinheit 600 schaltet
die Warnlampe 610 ein, um dem Bediener den anormalen Zustand
des Systems zu melden und sperrt (stoppt) den Betrieb der Umfangsbearbeitungsvorrichtung 100 und
Beförderungsvorrichtung 200.
Der Bediener kann erkennen, dass der Schaftfräser 835 durch den
Zustand EIN der Warnlampe 610 und der Fehlermeldung auf
dem Anzeigefeld 381 gebrochen ist und tauscht den Schaftfräser 835 durch
einen neuen Schaftfräser
aus. Folglich ist es möglich,
die Linsenbearbeitungsstörung,
die in großer
Anzahl infolge des Brechens des Schaftfräsers 835 erzeugt wird,
zu unterdrücken.
Alternativ kann der Betrieb der Erfassungseinheit nach dem Stanzen,
nicht vor dem Stanzen, ausgeführt
werden.
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Die
oben erwähnte
Ausführungsform
kann verschiedenartig modifiziert werden. Obwohl sich zum Beispiel
in der in 8 dargestellten Erfassungseinrichtung 850 der
Schaftfräser 835 durch
die Bewegungs-Werkzeugeinrichtung 350 aufwärts bewegt
und die Welle 853 aufwärts
gedrückt
wird, kann die relative Bewegung dazu entgegengesetzt sein. Mit
anderen Worten, durch ein Werkzeug zum Bewegen der Erfassungseinrichtung 850 zu
einer Position, die mit dem Vorderende des Schaftfräsers 835 in Kontakt
ist, kann der Sensor 857 eingeschaltet werden, wenn der
Schaftfräser 835 nicht
gebrochen ist.
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Obwohl
in der oben erwähnten
Ausführungsform
die Stanzeinheit
800 und die Erfassungseinrichtung
850 unabhängig von
den Umfangsbearbeitungseinrichtungen
150R und
150L vorgesehen
sind, können
die Stanzeinheit
800 und Erfassungseinrichtung
850 in
der Umfangsbearbeitungsvorrichtung
100 vorgesehen werden,
wie in der
EP 1 310
327 A (
japanische
ungeprüfte
veröffentlichte
Patentanmeldung Nr. 2003-145328 ) offenbart. Außerdem kann die
Umfangsbearbeitungseinrichtung die Linse LE in eine Richtung, nicht
in zwei Richtungen, schleifen. Zusätzlich kann ein Förderband
als Anordnung zum sukzessiven Zuführen der im Fach
401 aufgenommenen
Linse LE verwendet werden. Im Übrigen
ist das Stanzwerkzeug nicht auf den Schaftfräser beschränkt, und bekannte Bohrer und
dergleichen können
ebenfalls als Stanzwerkzeug verwendet werden.