加工方法

专利名称：加工方法
技术领域：
本发明涉及用立铣刀工具切断、分离塑料透镜等光学部件的加工方法。
背景技术：
作为完工塑料透镜的完工加工方法，为了用立铣刀工具切除塑料透镜成型时形成
的不需要的浇口，有摇动主轴头、使被加工面的半径大于等于透镜周边支撑用环状肋的外
周半径的方法(参照文献1等)。 专利文献1 :特开2003-103412号公报

发明内容
发明欲解决的课题 上述完工加工方法是切除透镜周边的浇口 ，而不是从透镜阵列切断或分离各个透 镜元件。 虽然也可以利用上述立铣刀工具的摇动或进给动作从透镜阵列切断并分离各个 透镜，但此时伴随切削在加工的最终部对分离的透镜元件有较大的力作用，透镜元件很可 能偏离当初的支撑位置。这种透镜元件的位置偏离、即退避，被分离的透镜元件上不可避免 地产生切剩部。 图15是切剩部形成的说明图。此时，通过立铣刀工具20的一周切削从工件W切 出透镜元件0E。在立铣刀工具20的圆形加工经路DP上的加工终了部DE，透镜元件0E受 立铣刀工具的作用而移动、退避，由于这种退避，在透镜元件OE外周的一部分上形成切剩 部RP。 但是可以考虑不一下子切出透镜元件，而是沿相同经路多行程地反复立铣刀工具 的进给动作，在深度方向慢慢切入，由此逐渐切出透镜元件。这样可以防止即将切开时对透 镜元件的作用力太大，避免被切开、分离的透镜元件上形成切剩部。 但是，由于以相同经路多行程地反复进给动作，所以加工工数增加，切断处理的处 理效率降低。 本发明的目的在于提供一种用来分离光学部件的加工方法，其中能够简单地防止 被分离的透镜元件上产生切剩部，能够抑制加工工数增加。
用来解决课题的手段 为了解决上述课题，本发明涉及的加工方法，是利用立铣刀工具切断光学部件的 加工方法，其特征在于，包括下述工序(a)附加工序，在被加工体的切断线上的所定位置 上形成薄部；(b)主工序，切断切断线上除薄部之外的其他部分；(C)完工工序，在附加工序 及主工序之后，切断在附加工序形成的薄部。 上述加工方法中，在附加工序及主工序之后的完工工序中，可以以较少的切削阻 力切断在附加工序时形成的薄部，所以可以通过切断薄部而从被加工体分离光学部件。这 样可以防止在除去薄部的完工工序时光学部件发生位置偏离，能够防止被分离的光学部件上形成切剩部。另外，虽然追加了附加工序和完工工序，但由于不需要沿相同经路多次反复 立铣刀工具的进给动作，所以能够较迅速地分离透镜等光学部件。 本发明的具体方式，是上述加工方法，其特征在于，在切断线上的加工开始部设薄 部。此时，可以在即将开始主工序时，进行形成薄部的附加工序。 本发明的另一方式，其特征在于，在切断线上的加工终了部设薄部。此时，可以在 主工序结束后马上进行形成薄部的附加工序。 本发明的又一方式，其特征在于，在切断线上的加工开始部和加工终了部之间的 中间部设薄部。可以在主工序的中途，进行形成薄部的附加工序。 本发明的又一方式，其特征在于，切断线是加工开始部和加工终了部离开的开放 线路。 本发明的又一方式，其特征在于，切断线是加工开始部和加工终了部邻接的封闭 环路。 本发明的又一方式，其特征在于，在附加工序中，通过调整立铣刀工具先端相对被 加工体的深度位置来形成薄部。此时，只要在沿切断线进行加工时，调整立铣刀工具先端的 深度位置，便能够简单地形成薄部。 本发明的又一方式，其特征在于，在主工序中，使立铣刀工具贯通被加工体并使立 铣刀工具对被加工体作进给动作，由此沿切断线渐次切断其余部分。此时，可以通过立铣刀 工具沿切断线的进给动作，迅速地进行主工序。 本发明的又一方式，其特征在于，从被加工体的阵列状树脂制品切出光学部件。此
时，能够从阵列状树脂制品迅速地切出没有切剩的光学部件。 本发明的又一方式，其特征在于，薄部的厚度为0. 1 0. 5mm。


图1 :实施第1实施方式加工方法的加工装置，其构造概念性说明方框图。 图2 :被加工体工件的构造例平面示意图。 图3 :说明工件W与其支撑夹具的侧面放大剖面图。 图4 : (A) (E)是图1加工装置的一连串加工动作的说明图。 图5 : (A) (E)是图1加工装置的一连串加工动作的说明图。 图6 :与图4 (A) 、5 (C)等对应的第1变形例的说明图。 图7 :与图4 (A) 、5 (C)等对应的第2变形例的说明图。 图8 :第2实施方式中的被加工体工件的一部分放大平面图。 图9 :说明图8工件的支撑夹具的侧面剖面图。 图10 : (A) (G)是第2实施方式加工方法的说明图。 图11 : (A) (G)是第2实施方式加工方法的说明图。 图12 :与图11 (C) 、 11 (G)等对应的第1变形例的说明图。 图13 :与图11 (C) 、 11 (G)等对应的第2变形例的说明图。 图14 :第3实施方式加工方法对象工件W的构造说明侧面剖面图。 图15 :背景技术的说明参考图。 符号说明
10加工装置20立铣刀工具30工具驱动机构32XY台32a夹盘33头部33a旋转驱动装置33bZ驱动装置40驱动控制装置61夹具CP切断线DE加工终了部DS加工开始部G2、G3、G4 切断部
0E透镜元件RA水平旋转轴TP薄部
具体实施例方式
第1实施方式 以下参照附图，说明本发明第1实施方式涉及的加工方法。图l是用来实施本实 施方式加工方法的加工装置、其构造的概念性说明方框图。用图1所示的加工装置10，能够 从半陈品工件W切出光学元件陈品。 如图1所示，加工装置10备有工具驱动机构30，其使立铣刀工具20旋转并相对 工件W变位，由此进行切削；驱动控制装置40，其控制工具驱动机构30的动作。
工具驱动机构30是铣刀盘型驱动装置，在台座31上设有XY台32和头部33。 XY 台32通过夹盘32a支撑工件W，能够使该工件W在XY面内以所望的速度向所望的位置移 动。头部33内藏旋转驱动装置33a和Z驱动装置33b。旋转驱动装置33a能够使立铣刀工 具20以所望的速度绕平行于Z轴的水平旋转轴RA旋转。Z驱动装置33b能够使立铣刀工 具20与旋转驱动装置33a —起沿Z轴升降。 驱动控制装置40通过使内藏于工具驱动机构30的马达和位置传感等起动，使XY 台32、旋转驱动装置33a及Z驱动装置33b适当动作到目的状态。例如，通过一边由旋转驱 动装置33a使立铣刀工具20旋转， 一边由Z驱动装置33b使立铣刀工具20升降，能够在工 件W的所望位置上形成所望深度的孔。另外通过一边使立铣刀工具20旋转， 一边由Z驱动 装置33b使立铣刀工具20下降到必要的高度位置，并由XY台32使工件W在XY面内沿必 要的经路移动，能够在工件W上形成与上述经路相应的任意线状的切断部。
图2是被加工体工件W的构造例平面示意图。工件W是半陈品的透镜阵列，是具 有圆板状外形的塑料制品。工件W在圆板状轮廓内具有被2维配列的多个透镜元件0E。下 面作详细叙述，通过图l所示的加工装置IO，能够从工件W切出各个透镜元件OE制品。
5了保护透镜元件0E，工件W被较轻缓地固定在夹具61上。夹具61 上形成了支撑用的突起61a，支撑着透镜元件OE周围的间隙部63。夹具61上在与特定透 镜元件0E相对应的突起61a和与邻接透镜元件OE相对应的突起61a之间形成了凹部65， 立铣刀工具20能够贯通两透镜元件0E、 OE之间的间隙部63对它们进行切断。夹具61上 设有的突起61a的上面的面、与透镜元件OE上设有的间隙63的下面的面之间，有能够剥离 的粘结剂等，由立铣刀工具20切断、分离之后，各透镜元件OE能够从夹具61剥离。
图4、图5是图1所示加工装置10的一连串动作的说明图。图4(A)是说明第1工 序的放大平面图，图4(B)是沿图4(A)所示的切断线CP中央的剖面放大图。第1工序中， 使立铣刀工具20定位于设在透镜元件0E周围的封闭环路形状切断线CP上的一处加工开 始部DS上方，使铣刀工具20下降作切入加工，形成圆筒孔HI 。此时不使铣刀工具20贯通， 而是调整铣刀工具20的先端深度位置，在圆筒孔HI底部留下薄部TP。该第1工序是在工 件W切断线CP上形成薄部TP的附加工序。具体加工例是切断部分的厚度在1 5mm范围。 此时，通过使薄部TP厚度为0. 1 0. 5mm，便能够避免切剩部分的形成。
在该第1工序中，通过使立铣刀工具20作半径较小的圆周运动，可以增大圆筒孔 HI的半径。 图4(C)是说明第2工序的放大平面图，图4(D)与图4(C)相对应，是沿切断线CP 中央的剖面放大图。第2工序中，使立铣刀工具20沿着切断线CP作顺时针进给动作，一直 移动到邻接薄部TP的位置上。这样圆筒孔H1横向伸展，形成沿着切断线CP延伸的槽Gl。 该第2工序与第1工序相同是附加工序。在该第2工序中，通过增加立铣刀工具20的进给 动作量，可以调节薄部TP的长度。 图4(E)是说明第3工序的放大平面图，图4(F)与图4(E)相对应，是沿切断线CP 中央的剖面放大图。第3工序中，使立铣刀工具20的进给动作在邻接薄部TP的位置上横向 停止，并在该状态下使立铣刀工具20下降进行切入加工，与薄部TP邻接地形成贯通孔H2。 从该第3工序起主工序开始，(渐次)切断切断线CP上除薄部TP之外的其余部分。
图5(A)是说明第4工序的放大平面图，图5(B)与图5(A)相对应，是沿切断线CP 中央的剖面放大图。第4工序中，使立铣刀工具20沿着切断线CP进一步按顺时针作进给 动作。由此，图4(E)所示的槽G1和贯通孔H2在横向伸展，沿着切断线CP圆弧形地延伸， 能够形成贯通工件W的切断部G2。 图5(C)是说明第5工序的放大平面图，图5(D)与图5(C)相对应，是沿切断线CP 中央的剖面放大图。第5工序中，使立铣刀工具20沿着切断线CP按顺时针作进给动作，一 直移动到加工终了部DE。这样留下薄部TP并沿着切断线CP环状地形成切断部G2，主工序结束。 图5(E)是说明第6工序的放大平面图，图5(F)与图5(E)相对应，是沿切断线CP 中央的剖面放大图。第6工序中，使立铣刀工具20沿着切断线CP按顺时针作立铣刀工具 20直径程度的进给动作。由此可以完全除去薄部TP，切断线CP的切削除去结束，作为产 品可以得到透镜元件OE、即单体塑料透镜。该第6工序是完工工序，切断、除去在第1及第 2工序相应的附加工序中形成的薄部TP。通过该完工工序可以从工件W切开透镜元件0E。 此时作为完工工序，通过用较小的切削阻力切断薄部TP，能够防止在完工工序中对透镜元 件OE有较大的力作用，能够防止透镜元件OE发生位置偏离。因此能够防止分离的透镜元件0E上形成切剩部，可以防止不良品。 图6对应于图4(A)、图5(C)等，是第1变形例的说明图。图6所示的第1变形例 的情况时，在切断线CP的加工终了部形成薄部TP，在形成环状切断部G2、大致完成切断线 CP的主工序后，实行形成薄部TP的附加工序。在完工工序中，使立铣刀工具20下降到贯通 位置并向逆时针方向反转，除去薄部TP。 图7对应于图4(A)、图5(C)等，是第2变形例的说明图。图7所示的第2变形例 的情况时，在切断线CP的中间部形成薄部TP，在形成环状切断部G2、大致完成切断线CP的 主工序中，实行形成薄部TP的附加工序。在完工工序中，使立铣刀工具20移动到邻接薄部 TP的位置并使立铣刀工具20下降到贯通位置。然后使立铣刀工具20在例如顺时针方向作 进给动作，除去薄部TP。
第2实施方式 以下参照附图，说明第2实施方式涉及的加工方法。第2实施方式的加工方法是 第1实施方式加工方法的变形。 图8是被加工体工件W(阵列状树脂制品)的放大平面图。此时，通过在工件W上 形成格子状的切断部G3、 G4来得到各个透镜元件0E。附图表示横向AB切断部G3的切断 工序已经完成的状态，切断部G3的切断工序是以透镜元件0E排成一列的块BK单位进行切 断，所以即使由立铣刀工具20作一次进给动作来加工各切断部G3，各块BK上也不会形成切 剩部。但是，沿纵向CD延伸的各切断线CP的切断工序是分离各个透镜元件OE，所以，如果 用立铣刀工具20的一次进给动作形成各切断部G4的话，各透镜元件OE上有可能形成切剩 部。因此，通过下面说明的特别加工方法，实施沿各切断线CP的切断。
图9是说明图8工件W的支撑夹具161的侧面剖面图。与图3的情况相同，工件 W通过能够分离的粘结剂等被较轻缓地固定在夹具161上。夹具161上形成了支撑用的突 起61a，支撑着透镜元件OE周围的间隙部63。夹具161上在与特定透镜元件OE相对应的 突起61a和与邻接透镜元件OE相对应的突起61a之间形成了凹部65，立铣刀工具20能够 贯通间隙部63对它们进行切断。 图10及图11是本实施方式加工方法的一连串动作说明图。图10(A)是说明第1 工序的放大平面图，图10(B)是沿图10(A)所示的切断线CP中央的剖面放大图。第l工序 中，使立铣刀工具20移动到切断线CP的延长线上接近工件W侧面的位置。此时，设在工件 W上的切断线CP是开放的线路状。 图10(C)是说明第2工序的放大平面图，图10(D)与图10(C)相对应，是沿切断线 CP中央的剖面放大图。第2工序中，使立铣刀工具20沿切断线CP向工件W侧作进给动作， 开始形成贯通工件W的切断部G4。在该状态下，立铣刀工具20被配置在切断线CP上的加 工开始部DS。 图10(E)是说明第3工序的放大平面图，图10(F)与图10(E)相对应，是沿切断线 CP中央的剖面放大图。第3工序中，使立铣刀工具20进一步沿切断线CP作进给动作。于 是贯通工件W的切断部G4沿着切断线CP直线状延伸，渐渐伸展。 图10(G)是说明第4工序的放大平面图，图10(H)与图10(G)相对应，是沿切断线 CP中央的剖面放大图。第4工序中，使立铣刀工具20进一步沿着切断线CP作进给动作，一 直移动到切断线CP上加工终了部DE的前面。至此为止的第1至第4工序是主工序，(渐次)切断切断线CP上除后述薄部TP之外的其余部分。 图11(A)是说明第5工序的放大平面图，图11(B)与图11(A)相对应，是沿切断线 CP中央的剖面放大图。第5工序中，使立铣刀工具20上升，调整立铣刀工具20在切断部 G4中的先端深度位置。 图11(C)是说明第6工序的放大平面图，图11(D)与图11(C)相对应，是沿切断线 CP中央的剖面放大图。第6工序中，使立铣刀工具20再次沿着切断线CP作进给动作并穿 过工件W。由此可以在切断线CP的加工终了部DE形成薄部TP。上述第5及第6工序是附 加工序，用来在工件W的切断线CP上形成薄部TP。 图11(F)是说明第7工序的放大平面图，图11(G)与图11(F)相对应，是沿切断线 CP中央的剖面放大图。第7工序中，使立铣刀工具20下降，使立铣刀工具20的先端位置位 于工件W下面之面的下面。 图11(G)是说明第8工序的放大平面图，图11(H)与图11(G)相对应，是沿切断线 CP中央的剖面放大图。第8工序中，使立铣刀工具20沿着切断线CP向相反方向作进给动 作，除去薄部TP。上述第7及第8工序是完工工序，切断、除去在第5及第6工序相应的附 加工序中形成的薄部TP。此时，是以切断薄部TP作为完工工序，所以能够防止在完工工序 中对透镜元件0E有较大的力作用，能够防止透镜元件OE发生位置偏离。这样能够防止分 离的透镜元件OE上形成切剩部，可以防止不良品。 图12对应于图11(C)、图11(G)等，是第l变形例的说明图。图12所示的第l变 形例的情况时，在切断线CP的加工开始部形成薄部TP，在形成直线状的切断部G4、大致完 成切断线CP的主工序之前，实行形成薄部TP的附加工序。在完工工序中，通过使立铣刀工 具20深度方向的位置保持贯通状态作进给动作，使立铣刀工具20沿着切断线CP回到加工 开始部，除去薄部TP。 图13对应于图11(C)、图11(G)等，是第2变形例的说明图。图13所示的第2变 形例的情况时，在切断线CP的中间部形成薄部TP，在形成直线状的切断部G4、大致完成切 断线CP的主工序中，实行形成薄部TP的附加工序。在完工工序中，通过使立铣刀工具20 深度方向的位置保持贯通状态作进给动作，使立铣刀工具20沿着切断线CP回到薄部TP，除 去薄部TP。 第3实施方式 以下说明第3实施方式涉及的加工方法。第3实施方式的加工方法是第2实施方 式加工方法的变形。 图14是第3实施方式加工方法对象工件W的结构说明侧方剖面图。工件W具有 叠层透镜阵列Al、镜筒阵列A2、光圈阵列A3之结构，各阵列A1、A2、A3通过紫外线固化树脂 等相互粘结。透镜阵列A1由多个透镜元件0E构成，镜筒阵列A2由多个镜筒BE构成，光圈 阵列A3由多个光圈元件SE构成。上下叠层后的透镜元件0E、镜筒BE、光圈元件SE构成镜 头单元、即光学部件0U被组装到手机、便携相机的摄像装置中。 与图9的情况相同，为各阵列A1、A2、A3接合体的工件W通过可以分离的粘结剂等 被较轻缓地固定在夹具161上。夹具161上在与特定光学部件0U相对应的突起61a和与 邻接光学部件0U相对应的突起61a之间形成了凹部65，立铣刀工具20能够贯通两光学部 件0U、0U之间的间隙部63对它们进行切断。此时，也可以通过附加工序形成图11(C)等所示的薄部TP，在完工工序中切断薄部TP，迅速地切出光学部件OU，分离的光学部件0U上没 有切剩部，能够防止不良品。 以上通过实施方式对本发明作了说明，但本发明并不局限于上述实施方式。 例如第l实施方式中，是用圆形切断线CP来切断及分离透镜元件OE的，但也可以
用由矩形及其它任意曲线或线段构成的切断线CP来切断透镜元件OE。 另外第2实施方式中，是用直线切断线CP来切断及分离透镜元件OE的，但也可以
用由圆弧及其它任意曲线或线段构成的切断线CP来切断透镜元件OE。 另外，上述实施方式中，在附加工序仅在一处设薄部TP，但也可以在2处以上设薄
部TP。 另外，上述实施方式中，在切断切断线CP上除后述薄部TP之外的其余部分的主工 序中，是以立铣刀工具20的一次进给动作、即单一的移动经路、以单向移动的行程进行切 断线CP的切断的，但也可以以同一经路、用往复的多个行程进行切断线CP的切断。此时， 通过在完工工序切断薄部TP也可以迅速地切出透镜元件OE等，能够防止分离的透镜元件 OE等上形成切剩部成为不良品。 另外，上述实施方式中，是进行透镜元件OE的切断及分离，但也可以是从过滤母 材切出过滤元件等，作这种切出时，也可以用完工工序切断上述实施方式中形成的薄部TP。
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权利要求
一种加工方法，是利用立铣刀工具切断、分离光学部件的加工方法，其特征在于，包括下述工序附加工序，在被加工体的切断线上的所定位置上形成薄部；主工序，切断所述切断线上除所述薄部之外的其他部分；完工工序，在所述附加工序及所述主工序之后，切断在所述附加工序形成的所述薄部。
2. 如权利要求l中记载的加工方法，其特征在于，在所述切断线上的加工开始部，设所 述薄部。
3. 如权利要求l中记载的加工方法，其特征在于，在所述切断线上的加工终了部，设所 述薄部。
4. 如权利要求1中记载的加工方法，其特征在于，在所述切断线上的加工开始部和加 工终了部之间的中间部，设所述薄部。
5. 如权利要求1至4的任何一项中记载的加工方法，其特征在于，所述切断线是加工开 始部和加工终了部离开的开放线路。
6. 如权利要求1至4的任何一项中记载的加工方法，其特征在于，所述切断线是加工开 始部和加工终了部邻接的封闭环路。
7. 如权利要求1至6的任何一项中记载的加工方法，其特征在于，在所述附加工序中， 通过调整所述立铣刀工具先端相对被加工体的深度位置来形成所述薄部。
8. 如权利要求1至7的任何一项中记载的加工方法，其特征在于，在所述主工序中，通 过使所述立铣刀工具贯通被加工体、并使所述立铣刀工具对被加工体作进给动作，由此沿 所述切断线渐次切断所述其余部分。
9. 如权利要求1至8的任何一项中记载的加工方法，其特征在于，从为被加工体的阵列 状树脂制品，切出光学部件。
10. 如权利要求1至9的任何一项中记载的加工方法，其特征在于，所述薄部的厚度为 0. 1 0. 5mm。
全文摘要
一种分离光学部件的加工方法，通过以最后切断薄部TP作为完工工序，可以防止在完工工序中对透镜元件OE有较大的力作用，能够防止透镜元件OE发生位置偏离。因此，能够防止被分离的透镜元件OE上形成切剩部而不成为不良品。
文档编号B23C3/14GK101772392SQ20088010210
公开日2010年7月7日 申请日期2008年7月17日 优先权日2007年8月10日
发明者松田裕之 申请人:柯尼卡美能达精密光学株式会社