JP2875344B2 - Processing apparatus and processing method for toric and aspheric lenses - Google Patents

Processing apparatus and processing method for toric and aspheric lenses

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JP2875344B2 JP13384090A JP13384090A JP2875344B2 JP 2875344 B2 JP2875344 B2 JP 2875344B2 JP 13384090 A JP13384090 A JP 13384090A JP 13384090 A JP13384090 A JP 13384090A JP 2875344 B2 JP2875344 B2 JP 2875344B2
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workpiece
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健一 久貝
茂夫 森山
芳正 近藤
金子  豊
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、トーリックレンズならびに非球面レンズを
形成するのに好適なトーリック形状および非球面形状物
体の加工装置に関するものである。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for processing toric and aspherical objects suitable for forming a toric lens and an aspherical lens.

〔発明の背景〕[Background of the Invention]

従来、トーリックレンズの加工は、特開昭62−203744
に記載されているように、研磨皿を予め加工すべきレン
ズ形状と相反関係をなす形状に加工しておき、この研磨
皿をガラス素材に押しあて、砥粒を研磨皿とガラス素材
のすき間に供給し、こすり合わせる光学研磨法がとられ
ていた。
Conventionally, processing of a toric lens is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-203744.
As described in, the polishing dish is processed in advance to a shape that has a reciprocal relationship with the lens shape to be processed, the polishing dish is pressed against the glass material, and the abrasive grains are placed between the polishing dish and the glass material. An optical polishing method of supplying and rubbing was adopted.

上記従来技術は、第3図の破線で示されるようなトー
リック形状のみしか加工できないが、例えばレーザービ
ームプリンタなどの用途においては、トーリック形状か
ら同図の実線で示されるようなわずかに偏差をもたせた
面を有する変形トーリックレンズを用いることにより、
光学的な結像性能を向上できることがわかっている。第
2図は、そのトーリック面および非球面加工装置の構成
を示している。
The above prior art can process only a toric shape as shown by a broken line in FIG. 3, but in an application such as a laser beam printer, for example, a slight deviation as shown by a solid line in FIG. By using a deformed toric lens having a curved surface,
It has been found that optical imaging performance can be improved. FIG. 2 shows the configuration of the toric surface and aspherical surface processing device.

ワーク(被加工物)1は、モータ12により回転する回
転テーブル2に設けられ、該回転テーブル2は、前後に
移動可能な直進テーブル3上に設けられいる。この直進
テーブル3を駆動するために、ピエゾアクチュエータ4
が用いられる。一方、ワーク1を加工するために、砥石
5が用いられるが、この砥石5は、エアスピンドル6に
取付けられて、10,000rpmほどの回転数で、高精度に回
転する。また、エアスピンドル6は、その回転軸と平行
に設置されたエアスピンドル保持軸9を中心としてウォ
ーム7、ウォームホイール8により、円弧状に揺動でき
るように構成されている。エアスピンドル保持軸9は、
アンギュラコンタクト形ころがり軸受21を介して、支持
部材20a、20bにより、その両端が固定されている。
A work (workpiece) 1 is provided on a rotary table 2 that is rotated by a motor 12, and the rotary table 2 is provided on a rectilinear table 3 that can move back and forth. In order to drive the linear table 3, a piezo actuator 4
Is used. On the other hand, a grindstone 5 is used to process the work 1, and the grindstone 5 is attached to the air spindle 6 and rotates with high accuracy at a rotation speed of about 10,000 rpm. The air spindle 6 is configured to be able to swing in an arc shape by a worm 7 and a worm wheel 8 about an air spindle holding shaft 9 installed in parallel with its rotation axis. The air spindle holding shaft 9 is
Both ends are fixed by support members 20a and 20b via an angular contact type rolling bearing 21.

上記、加工装置において、トーリック形状および非球
面形状物体を加工するのに、荒加工と仕上加工の2工程
を行なう。この2工程間で、荒加工用砥石と仕上加工用
砥石を交換する時に起因する砥石とワークとの位置変動
が、仕上加工時の切込量ばらつきとなり、ワークの表面
形状の形状精度に影響をおよぼす。
In the above-described processing apparatus, two processes of roughing and finishing are performed to process the toric and aspherical objects. Between these two processes, the position fluctuation between the grindstone and the work caused when the roughing grindstone and the finish grindstone are exchanged results in a variation in the cutting amount during the finish work, which affects the shape accuracy of the surface shape of the work. Effect.

本発明は、荒加工から仕上加工への移行時に起因する
砥石とワークとの位置変動をなくし、砥石とワークとの
相対関係を常に一定に保たせることにより、形状精度の
高いトーリック面および非球面を加工するのに、好適な
トーリック形状および非球面形状レンズの加工装置を提
供することにある。
The present invention eliminates the positional fluctuation between the grindstone and the work caused by the transition from rough machining to finish machining, and keeps the relative relationship between the grindstone and the work always constant, so that the toric surface and the aspherical surface have high shape accuracy. An object of the present invention is to provide a suitable toric and aspherical lens processing apparatus for processing a lens.

〔発明の目的〕 上記目的を達成するために、本発明は、前述の装置に
おいて、荒加工用と仕上加工用の2枚実装回転砥石を用
いる手段と、上記砥石スピンドルを砥石スピンドル軸方
向に移動させ、荒加工から仕上加工までを自動運動させ
る手段を設けたものである。
[Object of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention relates to the above-described apparatus, wherein the means for using a two-piece rotating grindstone for roughing and finishing is used, and the grindstone spindle is moved in the grindstone spindle axial direction. And means for automatically moving from roughing to finishing.

〔発明の概要〕[Summary of the Invention]

前述の装置において、上記2枚実装回転砥石を用い、
この2枚実装回転砥石を同時ドレッシングすることによ
り、同一外径とする。まず、荒加工用砥石にて荒加工終
了後、上記砥石スピンドルを砥石スピンドル軸方向に移
動させ、仕上加工を開始させる。すると荒加工用砥石を
仕上加工用砥石に段取替することなく、砥石とワークと
の相対関係を変動することなく一定となるので、高い形
状精度を有するトーリック形状および非球面形状物体が
加工できる。
In the above-described apparatus, using the two-piece rotating grindstone,
The same outer diameter is obtained by simultaneously dressing the two mounted rotating grindstones. First, after the roughing is completed by the roughing grindstone, the above-mentioned grindstone spindle is moved in the direction of the grindstone spindle to start the finishing work. Then, without changing the grindstone for rough machining to a grindstone for finishing machining, the relative relationship between the grindstone and the work becomes constant and does not fluctuate, so that toric and aspheric shaped objects having high shape accuracy can be machined. .

〔発明の実施例〕(Example of the invention)

以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第1図は、本発明に係る非球面レンズの加工装置の構
成を示している。図中の番号は第2図のものと一致す
る。
FIG. 1 shows the configuration of an aspherical lens processing apparatus according to the present invention. The numbers in the figure correspond to those in FIG.

ワーク1を加工するために、荒加工用砥石5aと仕上加
工用砥石5bの2枚実装回転砥石5が用いられるが、この
砥石5はエアスピンドル6に取り付けられて、10,000rp
mほどの回転数で、高精度に回転する。この2枚実装回
転砥石5は、2枚同時レッシングされることにより同一
外径となる。また、エアスピンドル6は、その回転軸と
平行に設置されたエアスピンドル保持軸9を中心とし
て、ウォーム7、ウォームホイール8により、円弧状に
揺動できるように構成されている。エアスピンドル保持
軸9はアンギュラコンタクト形ころがり軸受21を介し
て、支持部材20a、20bにより、その両端が固定されてい
る。これらは、スピンドルベース30上に構成され、この
スピンドルベース30は、V溝すべり案内31を介し、スピ
ンドルベース送りモータ32にて、砥石スピンドル軸方向
に移動する。この時、位置の検出はフォトマイクロセン
サ33にて行なう。
In order to machine the workpiece 1, a rotary grindstone 5 mounted with two grinding wheels 5a for rough machining and a grindstone 5b for finish machining is used. The grindstone 5 is attached to an air spindle 6 and 10,000 rp.
It rotates with high precision at a rotational speed of about m. The two mounted rotating grindstones 5 have the same outer diameter by being simultaneously dressed. Further, the air spindle 6 is configured to be able to swing in an arc shape by a worm 7 and a worm wheel 8 around an air spindle holding shaft 9 installed in parallel with its rotation axis. Both ends of the air spindle holding shaft 9 are fixed by support members 20a and 20b via an angular contact type rolling bearing 21. These are configured on a spindle base 30, and this spindle base 30 is moved in the axial direction of the grinding wheel spindle by a spindle base feed motor 32 via a V-groove sliding guide 31. At this time, the position is detected by the photo microsensor 33.

さて、トーリック形状および非球面形状物体の加工に
おいて、荒加工終了後、スピンドルベース送りモータ32
にて砥石スピンドルを砥石スピンドル軸方向に移動さ
せ、仕上加工を開始することができる。このことにより
荒加工用砥石を仕上加工用砥石に交換することなく、砥
石とワームとの相対関係を変動させることなく一定とな
るので、高い形状精度を有するトーリック形状および非
球面形状物体が加工できる。
Now, in the processing of toric and aspherical objects, after roughing is completed, the spindle base feed motor 32
Then, the grinding wheel spindle can be moved in the grinding wheel spindle axial direction to start the finishing process. This makes it possible to replace the roughing grindstone with the finishing grindstone without changing the relative relationship between the grindstone and the worm. .

ここでは、砥石5を荒加工用砥石5aと仕上加工用砥石
5bの2枚実装回転砥石に本発明を適用したが、数枚実装
回転砥石および1枚の回転砥石での数ヵ所使用等におい
ても、本発明を適用できる。
Here, the grindstone 5 is composed of a roughing grindstone 5a and a finishing grindstone 5a.
Although the present invention is applied to the two-piece rotating grindstone of 5b, the present invention can also be applied to the use of several rotating grindstones and several rotating grindstones at several places.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、形状精度の高いトーリック形状およ
び非球面形状物体の荒加工から仕上加工までの自動加工
が可能となり、このようなレンズ加工の実用化を可能と
することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, automatic processing from rough processing to finish processing of a toric shape and an aspherical-shaped object with high shape precision is attained, and such lens processing can be put into practical use.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の非球面レンズ加工装置を示す斜視
図、第2図は、非球面レンズ加工装置を示す斜視図、第
3図は、非球面レンズの形状を示す斜視図である。 図において、1はワーク、2は回転テーブル、3は直進
テーブル、4はピエゾアクチュエータ、5aは荒加工用砥
石、5bは仕上加工用砥石、6はエアスピンドル、7はウ
ォーム、8はウォームホイール、9はスピンドル保持
軸、11は加工データ、12はモータ、13はロータリエンコ
ーダ、14はパルスモータ、15は非接触変位計、16はレン
ズ、20a、20bは支持部材、21はアンギュラコンタクト形
ころがり軸受、30はスピンドルベース、31はV溝ずべり
案内、32はスピンドルベース送りモータ、33はフォトマ
イクロセンサである。
FIG. 1 is a perspective view showing an aspheric lens processing apparatus of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing an aspheric lens processing apparatus, and FIG. 3 is a perspective view showing the shape of an aspheric lens. In the drawing, 1 is a work, 2 is a rotary table, 3 is a linear table, 4 is a piezo actuator, 5a is a grinding wheel for roughing, 5b is a grinding wheel for finishing, 6 is an air spindle, 7 is a worm, 8 is a worm wheel, 9 is a spindle holding shaft, 11 is machining data, 12 is a motor, 13 is a rotary encoder, 14 is a pulse motor, 15 is a non-contact displacement meter, 16 is a lens, 20a and 20b are support members, and 21 is an angular contact type rolling bearing , 30 is a spindle base, 31 is a V-groove sliding guide, 32 is a spindle base feed motor, and 33 is a photomicrosensor.

フロントページの続き (72)発明者 森山 茂夫 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 近藤 芳正 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 金子 豊 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−8280(JP,A) 特開 昭60−228063(JP,A) 特開 昭61−8270(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B24B 13/00 Continued on the front page (72) Inventor Shigeo Moriyama 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Yutaka Kaneko 1-280, Higashi-Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-61-8280 (JP, A) JP-A-60-228063 (JP, A) JP-A-61-8270 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B24B 13/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被加工物の回転装置と、該被加工物を加工
する回転砥石を備えた砥石スピンドリルと、該砥石スピ
ンドルの軸を円弧運動させる手段と、上記加工物の回転
軸と上記砥石スピンドルの円弧運動の中心軸間の距離を
変化させる手段と、上記被加工物の回転角位置を検出す
る検出器と、上記砥石スピンドルの円弧運動の角位置を
検出する手段と、これら検出された2つの角位置信号に
対応させて、予め蓄積手段に蓄積された制御データを読
み出し、該読み出された制御データにもとづいて上記の
軸間距離を変化すべく構成した制御装置を有するトーリ
ック形状および非球面形状レンズの加工装置において、
荒加工用と仕上加工用の2枚実装回転砥石を用いる手段
と、上記砥石スピンドルを砥石スピンドル軸方向に移動
させ、荒加工から仕上加工までを自動運転させる手段を
設けたことを特徴とするトーリック形状および非球面形
状レンズの加工装置。
A rotating device for rotating a workpiece, a grinding wheel spin drill provided with a rotating grindstone for processing the workpiece, a means for causing an axis of the grinding wheel spindle to perform an arc movement; Means for changing the distance between the central axes of the circular motion of the grinding wheel spindle, a detector for detecting the rotational angular position of the workpiece, and means for detecting the angular position of the circular motion of the grinding wheel spindle; A toric shape having a control device configured to read control data previously stored in storage means in accordance with the two angular position signals and to change the inter-axis distance based on the read control data. And aspherical lens processing equipment,
A toric comprising means for using two mounted rotary grindstones for roughing and finishing, and means for automatically moving from roughing to finishing by moving the grinding wheel spindle in the axial direction of the grinding wheel spindle. Shape and aspheric lens processing equipment.
【請求項2】被加工物を保持して回転させる回転装置
と、該被加工物を加工する回転砥石を備えた砥石スピン
ドルと、該砥石スピンドルの軸を円弧運動させる手段
と、上記被加工物の回転軸と上記砥石スピンドルの円弧
運動の中心軸の軸間距離を変化させる手段と、上記被加
工物の回転角位置を検出する検出器と、上記砥石スピン
ドルの円弧運動の角位置を検出する手段と、これら検出
された二つの角位置信号に対応させて、あらかじめ蓄積
手段に蓄積された制御データを読みだし、この読みださ
れた制御データに基づいて上記軸間距離を変化すべく構
成した性お御装置を有するトーリック形状および非球面
形状レンズの加工装置において、荒加工用と仕上加工用
の二枚の回転砥石を前記砥石スピンドルに実装した後同
時にドレッシングして同一外形とし、荒加工用砥石によ
り被加工物を荒加工した後上記砥石スピンドルを軸方向
に移動させ仕上加工することを特徴とするトーリック形
状および非球面形状レンズの加工方法。
2. A rotating device for holding and rotating a workpiece, a grindstone spindle provided with a rotating grindstone for machining the workpiece, means for causing the axis of the grindstone spindle to perform an arc motion, and the workpiece. Means for changing the center distance between the rotation axis of the wheel spindle and the center axis of the circular motion of the grinding wheel spindle, a detector for detecting the rotational angle position of the workpiece, and detecting the angular position of the circular motion of the grinding wheel spindle. Means, and the control data stored in the storage means in advance corresponding to the two detected angular position signals are read, and the inter-axis distance is changed based on the read control data. In a processing device for toric and aspherical lenses having a control device, two rotating grindstones for roughing and finishing are simultaneously dressed after being mounted on the grindstone spindle. Toric shape and working method of the aspheric lens, characterized in that as one contour, which finishing work is moved the grindstone spindle after roughing a workpiece in the axial direction by the roughing grindstone.
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