JPH0818235B2

JPH0818235B2 - レンズ周縁加工機の型板半径測定装置

Info

Publication number: JPH0818235B2
Application number: JP1614388A
Authority: JP
Inventors: 進萩原; 章本田; 徹高須; 泉梅村
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1988-01-27
Filing date: 1988-01-27
Publication date: 1996-02-28
Anticipated expiration: 2011-02-28
Also published as: JPH01193161A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、メガネレンズの周縁にヤゲンを自動的につ
けることのできるレンズ周縁加工機に関し、特に型板半
径を正確に測定することのできる型板半径測定装置に関
する。なお、上記ヤゲンとは、レンズ周縁に枠入れのた
めに形成する凸状部を指す他に、レンズ周縁に溝を形成
する場合の溝をも含むものとする。

（従来の技術）粗摺の終了したメガネレンズの周縁にヤゲンを形成す
る場合、メガネフレームのカーブにヤゲンを合わせるた
めに、メガネレンズを回転しつつ、ヤゲン砥石により研
削している半径位置に応じた量だけ、メガネレンズを軸
方向へ位置制御しながら、ヤゲンを形成していく。

その場合、メガネレンズにメガネフレームのカーブ値
により定まる球面を想像上重ねて考えたときに、この球
面の通るメガネレンズの周縁位置にヤゲンを形成するこ
とが理想であって、このようにヤゲンを形成すれば、ヤ
ゲンは前記球面に完全に乗り、メガネレンズとメガネフ
レームの間には何ら不自然な力が働かず、メガネレンズ
はきれいにメガネフレームに嵌まり込むことになる。

しかしながら、メガネフレームのカーブ値をそのまま
扱うと、複雑になるばかりで実際的ではないため、特開
昭58−177256号公報の第１図に記載されているように、
メガネフレームのカーブ値に対応の半径Ｒ上でかつメガ
ネレンズの半径ｒの平均値rmeanの位置での接線を近似
ならい直線とし、この近似ならい直線に基づいて、メガ
ネレンズの半径に対するヤゲンの軸方向移動量を求めて
も十分実用的である。

ところで、従来のこの種の装置では、メガネレンズの
半径を型板に基づいて求めている。すなわち、メガネレ
ンズを保持したレンズ回転軸に型板を固設し、砥石と同
じ曲率を持つ型受面にヘッドフレームの重さで型板を当
接させ（正確には、粗摺は型板が型受面に当接するまで
メガネレンズが研削されて終了する）、レンズ回転軸の
回転によって型板を回転させ、レンズ回転軸の回転角度
に対するヘッドフレームの変位量から、レンズ回転軸の
回転角度に対するメガネレンズの半径を求めている。

（発明が解決しようとする問題点）上記の如き従来の技術においては、メガネレンズの変
曲点以外の点を加工しようとした場合、砥石が有限径の
ため、実際には砥石の頂点ではなく、ある量離れた点で
加工される。

従って、メガネレンズの半径を測定する場合、第６図
に示したように、型板１と型受面２との接点Ｂがメガネ
レンズの加工点に相当する。型板１の中心O₁（これはレ
ンズ回転軸の中心に一致する）、と接点Ｂとの距離ｒ
は、第６図の加工点における真の半径である。しかしな
がら、型板１が型受面２に接することで定まるヘッドフ
レームの上昇量は、型板１の中心O₁と型受面２の曲率中
心Ｏ（これは砥石３の回転中心に一致する）を結ぶ縁が
型受面２と交差するＡと、型板１の中心O₁の距離ｒ′に
依存している。

換言すれば、加工点に相当する接点Ｂが接点Ａから離
れていると（第６図ではこの量をｄで示す）、測定され
る半径は真の半径と異なってしまう。

そのため、レンズ回転軸の一回転により測定された半
径データから再現した型板の形状は、第７図に示したよ
うに、実際の型板の形状（実線で示す）とは異なった形
状（破線で示す）となる。なお、第６図において、測定
により得られた型板の形状と実際の型板の形状とが一致
している点は、ここでの法線が型板の中心Ｏを通るため
に、半径が正確に測定できる点である。

従って、従来装置では、横移動の変化量が不正確な半
径ｒ′に基づいているため、実際にメガネレンズの周縁
に形成されるヤゲンは、滑らかなものとはならず、つま
り、メガネフレームのリムカーブに対してヤゲンカーブ
が沿っておらず、特に、近年はやりの特殊な形状の玉型
の場合には、無理に枠入れすると、レンズがリムに対し
て局部的に応力集中を起こし、ガラスレンズでは割れ易
く、プラスチックレンズでは歪を生ずるという欠点があ
った。

そこで、本発明の目的は、型板の正確な半径を求める
ことのできるレンズ周縁加工機の型板半径測定装置を得
ることにある。

（問題点を解決する為の手段）本発明は、メガネレンズ（50）と型板（１）とを保持
するレンズ回転軸（51、52）と、前記レンズの周縁にヤ
ゲンを形成するための砥石（18）と、前記型板が当接さ
れ、前記砥石と同曲率の曲面を有する型受（19′）と、
前記型板と前記型受との相対移動から前記レンズ回転軸
（51、52）の半径方向への変位量を測定する変位測定装
置（45、14、44）と、を有し、前記変位測定装置（45、
14、44）が測定した前記変位量に基づいて前記メガネレ
ンズ（50）の砥石（18）に対する軸方向位置を制御し、
メガネレンズ（50）の周縁にヤゲンを形成するようにな
したレンズ周縁加工機において、前記レンズ回転軸の所
定回転角度毎の前記変位量に依存した測定値を記憶する
記憶手段（17、46、58、18）と、前記記憶手段に記憶さ
れた前記測定値のそれぞれを複数の測定値から前記ヤゲ
ン加工時の型板半径に変換する変換手段（17）と、を有
することを特徴とする型板半径測定装置である。

〔作用〕

本発明では、所定回転角度の変位量に依存した測定値
に複数の測定値を加味してほぼ正確な半径を計算により
類推したもので、この半径によりメガネレンズの砥石に
対する横移動の変位もほぼ正確に得られ、ヤゲンが滑ら
かとなる。

（実施例）第１図は本発明の一実施例を用いられるレンズ周縁加
工機の斜視図、第２図は第１図の背面図に相当し、ヘッ
ドフレームの水平移動に係る部分を説明するための簡略
化した説明図、第３図は第１図、第２図と共に用いられ
る制御系のブロック図、第４図は第３図の制御装置のフ
ローチャートである。

第１図において、本体フレーム10に固着した支持軸受
20に支持軸30を支承せしめ、この支持軸30にヘッドフレ
ーム40を回動自在（矢印Ａ）かつ軸方向（矢印Ｂ）へ水
平移動自在に取り付ける。ヘッドフレーム40にはメガネ
レンズ50をチャッキングするための凹所を形成し、この
凹所にヘッドフレーム40の両側からレンズ押え軸51とレ
ンズ受け軸52とを貫通させ、レンズ押え軸51の一端に
は、軸51を軸心方向に駆動せしめるモーター等の駆動装
置53を連結せしめ、他端には図中示してはいないが、メ
ガネレンズ50を直接押えるためのゴム等を設けてある。

一方、レンズ受け軸52の一端にはメガネフレームのリ
ム形状を形どった型板１が押え部材54によってレンズ受
け軸52の軸方向へ押圧され取付けられている。型板１が
レンズ受け軸52と共に回転するように、押え部材54の型
板１との当接部材は、押え部材54本体に対し回転自在と
なっている。レンズ受け軸52には基準位置を示す切欠が
形成された基準板55が固定され、ヘッドフレーム40に
は、基準板55の切欠を読むセンサ56が設けられている。

レンズ押え軸51とレンズ受け軸52（以下レンズ回転軸
51、52という）は、ギア列41、ベルト42等の伝達装置を
介してレンズ回転用パルスモータ43により回転される。

従って、レンズ回転軸51、52の一回転毎に、センサ56
から基準信号が得られることになる。

第２図に示したように、本体フレーム10には支持軸30
の軸方向へ移動するようにタイミングベルト11が設けら
れ、このタイミングベルト11はモータ12によって移動さ
れる。タイミングベルト11には支持軸30に沿って移動す
る連結部材13が設けられている。ヘッドフレーム40と連
結部材13とは支持軸30の軸方向へは一体に、また、ヘッ
ドフレーム40は連結部材13との接触面を滑って回転しう
るようになっている。その結果、連結部材13の支持軸30
の軸方向への移動によって、ヘッドフレーム40は支持軸
30の軸方向（水平方向Ｂ）へ移動する。また、ヘッドフ
レーム40の支持軸30のまわりの回転は、連結部材13によ
り妨害されることはない。

連結部材13にはワイヤ14がその一端を固定され、ヘッ
ドフレーム40に固定した回転検出用のエンコーダ44の回
転軸に固設したプーリ45にワイヤ14の他端が固定されて
いる。従って、ヘッドフレーム40の支持軸30のまわりの
回転角、すなわち、ヘッドフレーム40の上下位置はエン
コーダ44の出力信号から検出しうる。エンコーダ44とし
ては、ヘッドフレーム40の上下位置の絶対量を出力する
アブソリュート式エンコーダでも良いし、ヘッドフレー
ム40の上昇しきった基準位置において基準信号の出力さ
れるインクリメンタル式エンコーダでも良い。

また、本体フレーム10には、砥石18、型板１の上下動
装置19が設けられている。上下動装置19の部材19′は型
板１の載置される型受であって、砥石18と同じ曲率を有
している。

第３図において、ヘッドフレーム水平移動装置15はタ
イミングベルト11、モータ12、連結部材13を含み、制御
装置からの駆動信号に応じてヘッドフレーム40を支持軸
30に沿って水平方向へ移動させる。ヘッドフレーム水平
位置検出装置16は、不図示のエンコーダを含み、具体的
には、モータ12の回転角度を検出するロータリーエンコ
ーダを用いることができる。モータとしてパルスモータ
を用いた場合には、モータ12に印加されたパルスの数の
計数によってヘッドフレーム40の水平位置を検出するこ
ともできる。

ヘッドフレーム上下位置検出装置47は、ワイヤ14、エ
ンコーダ44を含み、ヘッドフレーム40の上下位置の検出
信号を出力する。

レンズ回転軸駆動装置46は、ギヤ列41、ベルト42等の
伝達装置、パルスモータ43を含み、レンズ回転軸51、52
を回転する。レンズ回転軸51、52の回転初期位置検出器
57は、基準板52、センサ56を含み、レンズ回転初期位置
信号を出力する。

型板の回転角検出装置装置58は、不図示のエンコーダ
等により、レンズ回転軸51、52の回転角度を直接測定し
ても良いが、上述のように、レンズ回転軸駆動装置46に
パルスモータを用いた場合には、パルスモータに印加し
たパルス数を計数することでレンズ回転軸51、52の回転
角度を検出することもできる。

制御装置17は、ヘッドフレーム水平位置検出装置16、
ヘッドフレーム上下位置検出装置47、レンズ回転軸の回
転初期位置検出器57、型板の回転角検出装置58からの信
号を入力し、ヘッドフレーム水平移動装置15、レンズ回
転軸駆動装置46に制御信号を入力する。また、制御装置
17には、データ記憶のための記憶装置18が記憶されてい
る。

以下、制御装置17のフローチャートである第４図と共
に、型板半径の測定手順について説明する。

制御装置17は、未加工メガネレンズの粗摺が終了した
か否かを判断し（ステップ170）、粗摺が終了していれ
ば、レンズ回転軸駆動装置46に、レンズ回転軸の回転初
期位置検出器57から初期位置信号が得られるまで駆動信
号（パルス）を出力する（ステップ171）。そして、再
びレンズ回転軸駆動装置46にレンズ回転軸51、52を所定
角度θ（例えば１度）回転するように駆動信号を出力す
る（ステップ172）。そして、そのときのヘッドフレー
ム40の上下位置をヘッドフレーム上下位置検出装置47か
ら入力し（ステップ173）て型板の測定半径を求め、型
板の回転角検出装置58からの型板の回転角度に対応させ
て記憶装置18に記憶させる（ステップ174）。ステップ1
74が終了すると再びステップ172に戻って、レンズ回転
軸51、52を再び所定角度θ回転し、ステップ173、174を
行なう。そして、レンズ回転軸51、52を１回転（360
度）、すなわち、型板１の全周の測定、記憶が終了する
と（ステップ175）、角度に対応させて記憶装置18に記
憶された測定半径データから演算を行ない、各各度毎に
真の半径を演算する（ステップ176）。

この演算は以下のような原理に基づいている。すなわ
ち、型受19′に対して型板１を回転させているのを、考
え易くするために、型板１に対して型受19′が回転して
いく様子を示したのが第５図であるが、第５図に示した
ように、制御装置17はまず、型板の回転角度検出装置58
によって角度θ毎に測定された型板の半径ｒ′_(n)に、
型受19′の半径（砥石18と型受19′）とは同じ半径であ
る）Ｒを加えた値l_n、とその両隣りの角度の測定値につ
いても同様の値l_(n-1)とl_(n+1)を求める。

ところで両隣りの型受19′の曲軸率中心O_(n+1)とO
_(n-1)を結ぶ線と直角となるよう測定対象位置の型受1
9′の曲率中心O_(n)より線を引き、O_(n)を中心とする半
径Ｒの円と交わる点B_nが真の型板半径を求めようとする
位置（測定半径ｒ′_(n)）における加工点である。その
時の型板１の中心Ｏ′から加工点B_nまでの距離をf_(n)と
すれば、f_(n)が真の型板半径を求めようとする位置にお
けるほぼ正確な半径となる。但し、O_(n)がO_(n+1)とO
_(n-1)を結ぶ線に対して離れるほど誤差が大きくなる
が、測定角度θを小さくすれば、実用上差し支えない程
度に誤差は小さくなる。

真の半径f_(n)を求めるには、Ｏ′、O_(n)、B_nの間の角
度αを求める必要がある。この角度αは、点O_(n-1)よ
り、Ｏ′、O_(n)を結ぶ線に直交するの間の角度に等しい。

そこで、よりとなり、αは求められる。

そこで、三角形の第２余弦法則により、が求められる。

このようにして得られた真の半径f_(n)は角度に対応さ
せて再び記憶装置18に記憶される（ステップ177）。

これらのことを、全周にわたって行なえば各l_(n)に対
するf_(n)が求まり、ほぼ正確な半径が得られる（ステッ
プ178）。勿論、前述したように、θを細かくすればす
るほど、正確な半径に近いものとなる。

このようにして得られた型板半径データに基づいてヤ
ゲン形成のための軸方向位置を決定することは、先に示
した従来技術（特開昭58−177256号公報）と全く同じで
あるので、説明は省略する。

なお、以上の説明では、測定値から真の半径を演算で
求めていたが、多くの複雑な演算は時間を要するので、
あらかじめ対応表を作成しておくことにより、当て嵌め
によって真の半径を求めることもできる。すなわち、あ
る値を基準に、その前後に生じうる種々の組み合わせか
ら、ある値の真の半径を測定しておき、ある測定値とそ
の前後の値の当て嵌まる組み合せを探していき、該当す
る組み合せの示す真の半径をある測定値の真の半径とす
るのである。この手法によれば、演算時間を短縮でき
る。また、第３図の型板の回転角検出装置58は、制御装
置17自身がレンズ回転軸駆動装置46に出力パルスモータ
制御のためのパルスにより、レンズ回転軸51、52の回転
角を予測できるので、制御装置17が型板の回転角検出装
置58の機能を兼用しうる。

〔発明の効果〕

以上の様に本発明では、型板の正しい半径が得られる
ため、それに基づく横移動量が滑らかとなり、つまり、
ヤゲンも滑らかになるため、メガネフレームへの枠入れ
がし易くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に用いられるレンズ周縁加工
機の斜視図、第２図は第１図の背面図に相当し、ヘッド
フレームの水平移動に係る部分を説明するための簡略化
した説明図、第３図は第１図、第２図と共に用いられる
制御系のブロック図、第４図は第３図の制御装置のフロ
ーチャート、第５図は本発明の原理を説明するための
図、第６図は従来の型板と型受との関係を説明するため
の図、第７図は従来の測定された型板と実際の型板との
関係を示す図で、である。〔主要部分の符号の説明〕１……型板、 17……制御装置、 18……記憶装置、 46……レンズ回転軸駆動装置、 51、52……レンズ回転軸、 58……型板の回転角検出装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者梅村泉神奈川県横浜市栄区長尾台町471番地日本光学工業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献特開昭62−292353（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メガネレンズと型板とを保持するレンズ回
転軸と、前記レンズの周縁にヤゲンを形成するための砥
石と、前記型板が当接され、前記砥石と同曲率の曲面を
有する型受と、前記型板と前記型受との相対移動から前
記レンズ回転軸の半径方向への変位量を測定する変位測
定装置と、を有し、前記変位測定装置が測定した前記変
位量に基づいて前記メガネレンズの前記砥石に対する軸
方向位置を制御し、前記メガネレンズの周縁にヤゲンを
形成するようになしたレンズ周縁加工機において、前記レンズ回転軸の所定回転角度毎の前記変位量に依存
した測定値を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶
された前記測定値のそれぞれを複数の測定値から前記ヤ
ゲン加工時の型板半径に変換する変換手段と、を有する
ことを特徴とする型板半径測定装置。