用于精加工尤其是眼镜片上的光学有效表面的装置和包括该装置的柔性制作单元的制作方法
【专利摘要】本发明涉及特别用于眼镜片(L)的抛光机(14)，包括：至少一个工件主轴(20)，所述工件主轴(20)突入工作空间(18)以绕工件旋转轴线(C1)旋转驱动眼镜片(L)；至少一个进给装置(22)，用于将抛光刀具(W)相对于所述眼镜片(L)降下或升起(Z1)；摆动驱动单元(24)，用于沿摆动方向(X)前后移动进给装置，在抛光过程中，所述摆动方向(X)基本横向于工件旋转轴线进行延伸；以及枢转驱动单元(26)，用于绕枢转调整轴线(B)进行枢转该进给装置，所述枢转调整轴线(B)沿基本垂直于所述工件旋转轴线并基本法向于所述摆动方向的方向延伸。为了提供非常紧凑且符合工效学涉及的抛光机，设置了枢转机构(28)，通过该枢转机构，进给装置、摆动驱动单元和枢转驱动单元相对于工件主轴从相对闭合位置枢转到相对打开位置，使工作空间向上打开，并且反之亦然(枢转运动S)。
【专利说明】用于精加工尤其是眼镜片上的光学有效表面的装置和包括该装置的柔性制作单元
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及如权利要求1的前序部分所述的用以精加工光学有效表面的装置。具体地，本发明涉及用于精加工眼镜片的光学有效表面的装置，如用于所谓“RX车间”，即用于根据验光结果大批量地制作单个眼镜片的制作设施。另外，本发明涉及用于加工眼镜片的柔性制作单元，该柔性制作单元包括此类精加工装置。
【背景技术】
[0002]通过机加工来加工眼镜片的光学有效表面可以大致分为两个加工阶段，即，首先，初步加工光学表面，以根据验光结果制作宏观几何形状，然后，将光学有效表面加工成最终状态，以消除初步加工的痕迹并且获得所需的微观几何形状。而尤其取决于眼镜片的材料，通过磨削(在矿物玻璃的情形下)、铣削和/或车削(在诸如聚碳酸酯、CR39 (哥伦比亚树脂第39号)、HI Index (高清超薄材料)等合成材料的情形下)，对眼镜片的光学有效表面进行初步加工，对于精加工，眼镜片的光学有效表面通常经受精磨、研磨和/或抛光处理，为此目的，需要使用相应的加工装置。
[0003]首先，此情形下，在RX车间中手动加载的抛光机通常构造为“成对机器”，使得有利地，“RX工作”的两个眼镜片一眼镜片验光结果总是包括一对眼镜片一可以同时进行加工。例如在专利文献US-A-2007/0155287中已知此类“成对”抛光机，该文献限定了权利要求I的前序部分。
[0004]在前述已知的抛光机中，两个平行布置的工件主轴分别绕旋转轴线被旋转地驱动，但其它时候都是静止的，这两个工件主轴从下方突出到工作空间中，在此工作空间处，两个抛光刀具与工件主轴相对，使得一个抛光刀具与一个工件主轴相关联，另一个抛光刀具与另一个工件主轴相关联。各抛光刀具通过位于各关联活塞缸装置的活塞杆上的球形轴承而安装成自由旋转，该球形活塞杆从上方突入该工作空间，该活塞缸装置设置在工作空间上方，并且通过该活塞缸装置，各抛光刀具可以相对于关联工件主轴独立地下降或上升。另外，两个活塞缸装置通常能够通过直线驱动器沿垂直于工件主轴旋转轴线的方向相对于抛光机的前侧而向上并向后移动，而且，两个活塞缸装置通常能够通过枢转驱动器而绕枢转轴线倾斜，类似地，该枢转轴线垂直于工件主轴的旋转轴线并且平行于抛光机的前侧而延伸。通过该枢转驱动器，在刀具和工件的旋转轴线之间的角度位置可以在通过活塞缸装置将刀具下降到工件上之前进行设定。在实际抛光过程中，旋转驱动工件，在此情形下，设置成与工件加工配合的刀具通过摩擦被旋转带动，而直线驱动器确保所述刀具相对于抛光机的前侧可替换地前后行进(摆动运动)，其中，在相对于较小的路径上运行的刀具在工具上前后移动(成为“切向运动”)。另外，直线驱动器用以将刀具和工件移动分开到可以进行更换的程度。
[0005]虽然以上已知的抛光机也具有非常小的构造，在深度方向上，由于活塞缸装置的垂直于工件主轴旋转轴线的较长水平行进路径，因此该抛光机需要相对较大的覆盖面积，该覆盖面积例如与在用于较小RX车间中进行眼镜片处理的柔性制作单元相冲突。另外，该抛光机的可进入性，特别是用于更换工件和刀具以及用于清洁工作空间的可进入性不是最优的。
【发明内容】
[0006]发明目的
[0007]本发明的目的是生产用以精加工特别是眼镜片的光学有效表面的装置，该装置需要相对较小的覆盖区域，使得能够在用于眼镜片加工的柔性制作单元中作为模块一体形成，而不会产生问题，并且另外，如介绍中所述，该装置在工件和刀具更换以及维护和清洁操作方面比现有技术更符合工效学设计。本发明的目的还包括提供柔性制作单元，该柔性制作单元以尽可能地经济的方式构造，以初步加工并精加工眼镜片。
[0008]通过权利要求1至15所述的特征实现该目的。本发明有利的或适当的发展是权利要求2至14所述的主题。
[0009]根据本发明，在用于可选地精加工特别是眼镜片作为工件的光学有效表面的装置中，该装置包括:至少一个工件主轴，所述工件主轴突入工作空间，并且通过所述工件主轴，待加工的工件能够被驱动以绕工件旋转轴线旋转；用于刀具的至少一个进给装置，通过所述进给装置，刀具能够朝向工件或远离工件进行移动；摆动驱动单元，通过所述摆动驱动单元，该进给装置能够在摆动方向上进行往复运动，在加工过程中，该摆动方向横向于工件旋转轴线进行延伸；以及枢转驱动单元，通过所述枢转驱动单元，进给装置能够绕枢转调整轴线进行枢转，该枢转调整轴线沿基本垂直于该工件旋转轴线并基本法向于该摆动方向的方向延伸——设置有枢转机构，通过该枢转机构，在打开工作空间的情况下，进给装置、摆动驱动单元和枢转驱动单元能够相对于工件主轴从相对闭合位置到相对敞开位置枢转以打开工作空间，并且能够逆向地枢转。
[0010]换句话说，通过根据本发明的枢转机构，该装置的包括进给装置、摆动驱动单元和枢转驱动单元并且位于刀具侧的主要部分，能够相对于该装置的包括工件主轴并位于工件侧的主体部分朝向并远离彼此进行枢转，并且能够逆向枢转，或者在替换实例中，该装置的位于工件侧的主要部分能够相对于该装置的位于刀具侧的主要部分朝向并远离彼此进行枢转，并且能够逆向枢转，或者在另一实例中，该装置的两个主要部分能够够朝向并远离彼此进行枢转，并且能够逆向枢转。
[0011]由此，特别地，相比于上面所述的现有技术，可以大大缩短摆动驱动单元的行进路径，而不会妨碍工件更换或刀具更换，使得根据本发明的装置具有大体更加紧凑的结构并且需要较少的覆盖面积。工件更换和刀具更换如同在该装置处的维护和清洁操作一相比于介绍中所述的现有技术也简化了，因为根据本发明在打开工作空间情况下的枢转，大幅增加的敞开横截面被释放，通过该横截面，操作性抓握者和/或可选的自动抓握装置、清洁刀具等可以进入该装置或获得进入装置的入口，而不会产生问题。另外，根据本发明的枢转可以有利地使得在此方面具有该装置的各枢转主要部分朝向被释放的敞开横截面的“转动”角度，使得不仅可以从侧部也可以从前部并因此更安全地抓握刀具或工件。由此，根据本发明的装置不仅对空间要求相对较小，而且还具有良好的工作空间可进入性，并因此在工效上为高度适合的设计，该设计总体上使得该装置特别适用于柔性制作单元。
[0012]应当另外解释的点是，该装置的运动设计原则上可以是就特别地带有摆动驱动机构的现有技术类别而言的在加工过程中，该摆动驱动单元能够将进给装置沿基本垂直于工件旋转轴线的轴向往复地移动并且具体是相对于该装置的操作者位置或者前侧前后移动。然而，摆动运动也可以以同样方式沿该装置前侧的纵向或基本平行于该装置前侧的而进行，和/或通过枢转运动而不是轴向运动而实现。根据本发明的枢转机构的使用是独立的。
[0013]原则上，可以考虑提供进给装置、摆动驱动单元和/或枢转驱动单元相对于工件主轴的独立枢转一在给定情形下，甚至绕不同的枢转轴线一以打开工作空间，然而，考虑到操作的简易性和较低的机械上的支出，优选的是，枢转机构具有用于进给装置、摆动驱动单元和枢转驱动单元的共同枢转轴线，进给装置、摆动驱动单元和枢转驱动单元能够绕该共同枢转轴线共同枢转远离工件主轴或靠近工件主轴。
[0014]另外，优选的是，枢转轴线位于工作空间的从操作者位置看去的后面。相比于枢转轴线位于工作空间的从操作者位置看去的右边或左边的类似可能的布置，该优选方案具有这样的优势，即，可以进行对称的双手无阻碍工作，使得该装置可以由惯用右手的人和惯用左手的人同样好地使用。
[0015]另外，对于在结构上较小且机械上简单的装置设计，优选的是，枢转机构的枢转轴线沿基本平行于枢转驱动单元的枢转调整轴线延伸。
[0016]有利地，该枢转机构可以包括具有抓握段的枢转架，通过该抓握段，进给装置、摆动驱动单元和枢转驱动单元可以被手动地枢转远离工件主轴并靠近工件主轴。此代表对同样可能的完全自动或电机辅助枢转运动的简单且经济的替换，完全自动或电机辅助枢转运动也需要合适的安全预防措施(保护系统、保护装置)。在优选实施例中，枢转架还承载有用以打开或关闭该装置的护罩。相比于同样构思的独立于枢转机构的护罩，该结构另外简化了对该装置的操作。
[0017]另外，枢转机构可以包括至少一个弹簧元件，该弹簧元件方便进给装置、摆动驱动单元和枢转驱动单元枢转远离工件主轴。所述至少一个弹簧元件(例如，一个或多个气体压缩弹簧)可以在此情形下设计成使得例如该弹簧元件基本上承受待枢转离开的零件重量，此不仅保证了高水平的工作方便性而且对于工作安全是有利的。
[0018]另外，可以设置定位和闭合机构，该定位和闭合机构在加工过程中将进给装置、摆动驱动单元和枢转驱动单元保持在其闭合位置，并且保证目前优选的线性延伸摆动方向相对于工件旋转轴线的基本垂直的定向。由此，该定位和闭合机构可以抵消在加工过程中引起的加工力(例如通过由进给装置所施加的抛光压力引起的加工力)，并且同时可以保证被移动的零件相对于彼此的所需相对位置，此在对切向运动的介绍中所提及的抛光处理的情形下对于保证可再现抛光结果上是特别重要的。在此方面，该定位和闭合结构可以有利地包括压力介质缸，例如气缸，以用于将进给装置、摆动驱动单元和枢转驱动单元保持在闭合位置，但是也可以使用枢转机构的机械强制锁定。另外，优选的是，该定位和闭合结构包括至少一个可调整的抵接部，该抵接部可选地包括减震器，并且通过该抵接部，能够相对于工作旋转轴线来调整摆动方向的定向。相比于原理上可能的固定抵接部，可调整的抵接部具体地具有这样的优势，即，由于可以进行简单的补偿，所以可以更容易地考虑制作公差。通过可选的现有减震器，在工作空间过度牢固地闭合的情形下，可以避免损害该装置。
[0019]在优选实施例中，该装置还具有基座体，该基座体界定工作空间并且支承工件主轴，承载枢转机构的枢转轴线的两个安装件紧固到该基座体，其中摆动驱动单元包括可枢转地安装在两个安装件之间的枢转轴线上的导引块。因此，有利地，摆动驱动单元的部件也用于该枢转机构。
[0020]另外，摆动驱动单元可以包括:两个导引杆，这两个导引杆纵向可移位地支撑在导引块中；导引头；和导引板，其中导引杆借助于导引头在导引块的一侧上连接在一起，而在导引块的另一侧上，所述导引杆借助于导引板连接在一起，并且其中，导引头能够借助于螺纹驱动器相对于导引块进行移位。在此意义上，该摆动驱动单元可以有利地由专用线性杆导引件构造，作为导引块的该导引件的滑动部可枢转地固定到枢转机构的枢转轴线，由此在导引块中具有高水平地功能整合。在此方面，对于摆动驱动单元中的进一步功能整合和减少零件数量，另外优选的是该枢转驱动单元具有枢转轭，该枢转轭承载进给装置并且支撑在摆动驱动单元的导引头上，其中，行程模块布置在摆动驱动单元和枢转轭之间，通过该行程模块，枢转轭能够绕枢转调整轴线枢转。
[0021]在本发明的另一构思中，对于“成对”模式机器，可以设置两个工件主轴，所述两个工件主轴突入工作空间并且能够由皮带传动器驱动以绕工件旋转轴线旋转，该皮带传动器包括由旋转驱动器驱动旋转的皮带轮、皮带和用于皮带的张紧和返回轮，该张紧和返回轮座置在工件主轴之间并且以偏离于皮带轮的方式安装在旋转驱动器上，使得该皮带也可以通过旋转驱动器的枢转而被张紧。这些措施对实现非常紧凑的构造形式也是有利的，其中，另外，不需要其它部件用于张紧皮带。而是，只通过旋转驱动器的旋转或枢转就可以实现后者。
[0022]如果上述装置用作个体机器，例如不是用于机器组合中，那么明显的是，该装置必须具有用于人机交互的装置和合适的控制器，例如基于PC的数控中心控制器，该控制器控制驱动模块和其轴向驱动。根据本发明的另一方面，由此用于初步加工和精加工眼镜片的柔性制作单元包括:(I)用于通过铣削、车削和/或磨削而初步加工眼镜片的光学有效表面的装置，该装置具有用于工件和/或刀具的调节驱动轴线或受控驱动轴线，并具有相关联的驱动模块，和(2)用于通过抛光精加工眼镜片的光学有效表面的装置，例如上述装置，该装置具有用于工件和/或刀具的调节驱动轴线或受控驱动轴线，并具有相关联的驱动模块，并且该装置作为模块至少电气联接并可选地也机械联接到用于初步加工的装置，其具有其它特征，即，仅用于初步加工的装置具有控制两个装置的驱动模块的人机交互设备和数控中心控制器。在数控中心控制器和驱动模块之间的电气联接可以在此情形下由各单独电线或由总线系统进行作用。没有用于人机交互的设备和个体数控中心控制器的用于精加工的装置因此可以以非常经济的方式构造，并且具体地，在较小的RX车间中可以将该精加工装置作为模块添加一在给定情形下也可以随后添加(而不会有大的花费)到用于初步加工的装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]以下参照附图通过优选实施例来详细解释本发明，所述附图被部分简化了，并且是示意性的，其中:
[0024]图1示出了用于加工眼镜片的柔性制作单元的倾斜地从上方和右前方看而得到的立体立体图，该柔性制作单元包括:在左边，用于初步加工眼镜片的装置(也称为产生器)以及在右边，根据本发明与产生器联接以对眼镜片进行连续精加工的装置(抛光机)，其中，为了显不各相应机器的工作空间，产生器的枢转门和抛光机的护罩已被向上枢转；
[0025]图2示出了根据图1的抛光机的倾斜地从上方和右前方看而得到的立体图，该抛光机的立体图比图1在比例上放大了，该立体图示出了抛光机的部件或子组件，其中，为了简化说明，特别地，省略了护罩和盖子的其它零件、供电装置(包括线路、软管和管路)、压缩空气和抛光介质、抛光介质返回装置以及测量装置、维护装置和安全装置；
[0026]图3示出了根据图1的抛光机的立体图，该立体图在比例和观测角度以及简化说明上与图2基本对应，其中，抛光机的上部设置在这样的位置上，即该位置枢转远离抛光机的下部；
[0027]图4示出了根据图1的抛光机的倾斜地从上方和左前方看而得到的立体图，该抛光机的立体图比图2和图3在比例上放大了，且该立体图在机器壳体处被分离，其中，省略了图2和图3中位于左边的刀具缸和关联的柔性空间盖，特别地使得显示出设置在其后的用于抛光机上部的枢转轴线的视图；
[0028]图5示出了根据图1的抛光机的立体图，该立体图在比例和观测角度以及简化说明上与图4基本对应，其中，抛光机的上部设置在这样的位置上，即该位置枢转远离抛光机的下部；
[0029]图6示出了根据图1的抛光机的倾斜地从上方和右后方看而得到的立体图，该抛光机的立体图与图4和图5在比例上相同，其中，对比图2和图3所示，省略了抛光机壳体；
[0030]图7示出了根据图1的抛光机的立体图，该立体图在比例和观测角度以及简化说明上与图6基本对应，其中，抛光机的上部设置在这样的位置上，即该位置枢转远离抛光机的下部；
[0031]图8示出了根据图1的抛光机的倾斜地从上方和左后方看而得到的立体图，该抛光机的立体图与图6和图7在比例上相同，其中，对比图6和图7中所示，省略了所有驱动机构和用于工件和刀具的关联零件(直到摆动驱动单元的导引块)，使得可以更好地看到用于抛光机的上部的枢转机构；
[0032]图9示出了根据图1的抛光机的立体图，该立体图在比例和观测角度以及简化说明上与图8基本对应，其中，抛光机的上部设置在这样的位置上，即该位置枢转远离抛光机的下部；
[0033]图10示出了根据图1的抛光机的部分剖切正视图，该视图在比例以及简化说明上与图6和图7相同。
[0034]图11示出了根据图1的与图10相似的抛光机的部分剖切正视图，其中，抛光机的上部设置在这样的位置上，即该位置枢转远离抛光机的下部；
[0035]图12示出了根据图1的抛光机的截面图，该截面图对应于图10中的截面线XI1-XII，但是在绘制平面中倾斜5°，以提供用于工件的驱动机构(皮带传动)的正视图；
[0036]图13示出了从图10的左侧看去而得到的根据图1的抛光机的侧视图，其中，与图8和图9类似并与图6和图7中所示对比，只示出了机器的上部中用于工件和刀具的驱动机构和关联零件中的枢转驱动单元的枢转轭和具有导引头、导引杆和导引板的摆动驱动单元的导引块；
[0037]图14示出了根据图1的抛光机的截面图，该截面图对应于图13中的截面线XIV-XIV，即对应于贯穿用于抛光机上部的枢转轴线的截面；以及
[0038]图15示出了根据图1的柔性制作单元的数控加工中心(CNC)构架的简化框图。
【具体实施方式】
[0039]图1中用标记10总体上表示在RX车间中用于初步加工和精加工眼镜片L的柔性制作单元。在所示实施例中，柔性制作单元10包括用以初步加工眼镜片L的光学有效表面Ce, cx (参照图10和图11)的装置，该装置也称作产生器12，并且柔性制作单元10也包括用以将加工眼镜片L的光学有效表面cc、cx加工成最终状态的装置，其形式是抛光机14，该抛光机14在机械上和电气上都作为模块连接到产生器12，后面将详细描述。下面，主要解释抛光机14的构造和作用，在所示实施例中，该抛光机14实现为“成比”模式构造，使得可以同时抛光两个眼镜片L。
[0040]关于产生器12，在此处仅提到该产生器12可以构造为单纯的快速刀具车床或者组合的铣/车床，其原理如从文献EP-A-1719573和EP-A-1719585中已知。在这些机器中，可选地，在通过例如文献EP-A-0758571所述的铣削来初步加工眼镜片L后，借助快速刀具伺服系统，使车刀16线性往复(摆动轴线Fd)运动或高速动态旋转，以在车刀16处产生进给运动，以加工非对称旋转的眼镜片表面，而眼镜片表面L被旋转驱动，产生切割力(刀具的旋转轴线BD)，同时车刀16和眼镜片L之间横向于摆动轴线Fd(线性轴线Xd)的相对运动发生，以产生从眼镜片边缘到眼镜片中部或者从眼镜片中部到眼镜片边缘的行进。
[0041]具体地，根据图2至图7、图10和图11，抛光机14 一般包括:(i)两个工件主轴20，该工件主轴20从下突入工作空间18，并且借助于所述工件主轴20，待加工的眼镜片L可以被驱动以绕工件旋转轴线C1、C2旋转；(ii)两个进给装置22，每个都用于各刀具W，通过进给装置22，各刀具W可以从上方移动到关联眼镜片L上，并且从关联眼镜片L移开(直线性运动Z1、Z2)摆动驱动单元24，借助于该摆动驱动单元24，进给装置22可以沿摆动方向(线性摆动轴线X)往复运动，即，在该情形下，相对于抛光机14的前侧向前和向后运动，其中，在加工期间摆动轴线X基本横向于工件旋转轴线C1、C2延伸；以及(iv)枢转驱动单元26，借助于枢转驱动单元26，进给装置22可以绕枢转调整轴线B枢转，枢转调整轴线B沿基本垂直于工件旋转轴线Cl、C2并且基本法向于该摆动轴线X的方向延伸。
[0042]如下面将更详细地描述的，抛光机14另外包括枢转机构28，借助于该枢转机构28，进给装置22、摆动驱动单元24和枢转驱动单元26可以相对于工件主轴20随着工作空间18的打开而从相对闭合位置(图2、4、6、8、10、和12至14)枢转到相对敞开位置(图1、
3、5、7、9和11)，并且可从相对敞开位置枢转到相对闭合位置，即按照图4到图9、图13和14中的箭头S枢转。在该情形下，在所示实施例中，用于进给装置22、摆动驱动单元24和枢转驱动单元26的枢转运动S共同发生并且特别地绕枢转机构28的枢转轴线30 (特别参见图14)进行，如从操作者位置看去，该枢转轴线30位于工作空间18后部并且基本平行于枢转调整轴线B延伸。
[0043]根据图1至图5，抛光机14包括机架32，该机架32组装为由金属板制成的焊接构造，并且同时该机架32形成机器壳体的一部分，该机器壳体中，除了在此能看到的驱动单元和机构外，还接纳了供电装置、控制组件等(未示出)。在图1中，该机器壳体通过盖部34以及护罩36向上并向前部而实现，护罩至少部分包括“树脂玻璃”(PMMA，聚甲基丙烯酸甲酯)，并且是透明的，且可以以类似方式借助于枢转结构28相对于机架32而枢转。基座体38插入机器壳体中，该基座体38类似地接合为由金属板制成的焊接构造，并且该基座体38特别地沿图中向下的方向界定工作空间18，并且支撑工件主轴20。该基座体38具有侧向倾斜的法兰段40，法兰段40放置在机架32的关联支承表面42上，并且与该支承表面42螺钉连接(未不出)，以将基座体固定在抛光机14中。如图1所不,抛光机14的机器壳体的形状适配于产生器12的机器壳体，使得柔性制作单元10总体上具有“如同单个铸件”的外观。在该情形下，抛光机14的机架32与产生器12的机器壳体机械上螺钉连接(未示出)。
[0044]可以特别地从图8、图9、图13和图14中看到枢转机构28的其他细节。由此，从后方将两个安装件46紧固到位于同一竖直高度上的基座体38的后壁44，但是彼此之间水平隔开。各安装件46具有:安装底部48，通过该安装底部48，相应的安装件46与基座体38牢固地螺钉连接(未示出)；两个安装臂，它们在两个安装件之间以镜像对称的方式布置，所述安装臂向上朝远离安装底部48的方向延伸，即较短(指两个安装件46之间的中部空间)的“内”安装臂50和较长的“外”安装臂52。
[0045]在第一实例中，这些安装件46支撑枢转轴30，如可从图13和图14中看到的。更精确地，根据图14，设置有两个螺钉54，各个螺钉接合穿过通孔56，并且被旋入枢转轴30的关联螺纹孔58，以将枢转轴30固定在两个安装件46之间，其中该通孔56形成在安装底部48附近的各内安装臂50内，螺纹孔58形成在前侧。摆动驱动单元的导引块60借助于两个轴承元件62可枢转地安装在两个安装件46之间的枢转轴30上，轴承元件62安装在导引块60内的台阶式通孔64中，该通孔64贯穿枢转轴30。
[0046]另外，所示实施例中的枢转机构28包括两个弹簧元件，在此为气体压缩弹簧66，弹簧66方便抛光机14的上主体部相对于工件主轴20的枢转运动，该上主体部包括进给装置22、摆动驱动单元24和枢转驱动单元26，并且位于刀具侧。为此目的，气体压缩弹簧66都在一端铰接到相应关联的安装件46的外安装臂52，如图8至图10和图14可以最佳看到的。各相应的安装件46的另一端铰接到摆动驱动单元24的导引块60的相应关联的下突出部68。在此情形下，气体压缩弹簧66的弹簧力和其决定绕枢转轴线30的杠杆臂的铰接点选择成使得绕枢转轴线30的枢转部件或子组件的重量所产生的扭矩被很大程度地抵消。
[0047]另外，与枢转机构28相关联的是定位和闭合机构70，该定位和闭合机构70在加工期间保持位于刀具侧处的具有进给装置22、摆动驱动单元24和枢转驱动单元26的上主体部处于闭合位置，并且确保摆动轴线X相对于工件旋转轴线Cl、C2基本垂直的定向。在第一实例中，该定位和闭合机构70包括压力介质缸——更精确地说，气缸72，该压力介质缸用于将那些能够绕枢转轴线30枢转的部件保持在其闭合位置，该气缸包括缸壳74和活塞杆76，活塞杆76与气缸72的活塞连接并且延伸出缸壳74。在此情形下，气缸72的缸壳74可枢转地与托架78连接，该托架78又紧固在图6至图9中左边的安装件46的安装底部48上，特别地，通过螺钉(在此未示出)进行紧固。另一方面，气缸72的活塞杆76可枢转地与导引块60的下突出部68连接，该下突出部68位于图8和图9中的左边。特别地，从图8和图13明显的是，在压力加载气缸72的情形下，活塞杆76由此会努力移出缸壳74，在处于能够借助于枢转机构38枢转的部件和子组件的闭合位置时，会产生围绕枢转轴线30的扭矩(以图13中的顺时针方向)，该扭矩沿工件主轴20的方向推动所述部件和子组件。
[0048]在所示实施例中，定位和闭合机构70另外包括两个可调长度的抵接部80，所述抵接部的每个都包括减震器82 (以最简单的形式，例如，橡胶缓冲器)，并且用以调整在闭合位置时摆动轴线X相对于工件旋转轴线C1、C2的定向，为此目的，所述抵接部可以具有例如与配合螺纹协作的螺纹(未示出)。如可以在图8和图9中最佳看到的，具有相应减震器82的可调整抵接部80安装在安装件46的内安装臂50的自由端，并且特别地，以使得处于闭合位置的各减震器82可以接触关联抵接表面84，抵接表面84形成在导引块60的另一侧向上突出部86处。在此意义上，导引块60由相对于中心轴线镜像对称的下突出部68和上突出部86形成。在此情形下，突出部68、86可以与导引块60的其余部分一体地形成或者以合适的方式紧固到其余部分。
[0049]具体地，根据图2至图11以及图13，枢转机构28还具有枢转架88，枢转架88可以是多处弯曲且向上倾斜的金属板件。枢转架88以未示出的模式和方式从下方紧固到摆动驱动单元24的导引块60。抓握段90安装在图2至图5前部的区域中的枢转架88上，通过该抓握段90，由于枢转架88与导引块60的固定连接，摆动驱动单元24和由其承载的部件和子组件，特别是枢转驱动单元24和进给装置22，可以绕枢转轴线30被手动枢转离开工件主轴20，或者靠近工件主轴20。除了一些盖和密封，附图中还部分示出了在枢转轴线30的区域中作为喷射保护的橡胶裙件92和具有金属板滑件96和橡胶套筒98的两个波纹盖94(参见图6、图7和图11)，该套筒98用以进给装置22穿过，同时相对于工作空间18密封，枢转架88也承载图1所不的用于打开和关闭抛光机14的护罩36。
[0050]摆动驱动单元24的其他细节从图6至图9、图13和图14中可以看到。由此，导引块60具有中部开口 100，该开口处在相对于抛光机14前侧的后部，用以接收伺服电动机102并将伺服电动机102紧固在导引块60处。从开口 100处开始，中部台阶式通孔104延伸穿过导引块60，滚珠丝杠的螺杆106被安装以延伸通过该通孔104，该主轴106可由伺服电动机102旋转驱动。导引块60在通孔104的各侧上还具有相应的连续支承孔108，支承孔108平行于通孔104并用以接收球套对(未更详细地示出)。在导引孔108中，两个导引杆110通过可纵向移位的球套对而安装在导引块60中。在导引块60的电机侧(伺服电机102)，各导引杆110通过导引板112在端部连接在一起，导引板112具有用于伺服电机102穿过的中部开口(参见图4和图6)，而各导引杆110通过导引头114在导引块60的另一侧上的端部连接在一起。根据图4和图10，与螺杆106啮合的滚珠丝杠的螺母116紧固在导引头114中。在此意义上，明显的是，导引头114与导引杆110和导引板112 —起通过由伺服电机102驱动的滚珠丝杠106、116而相对于导引块60进行轴向移位。
[0051]用于波纹盖94的金属板滑片96的携带件118附连到导引头114。另外，枢转轴120可旋转地安装在导引头114上，枢转驱动单元26的枢转轭122紧固到该枢转轴120。枢转驱动单元26还包括文献EP-A-2 298 498中更详细描述的行程模块124，关于行程模块124的构造和作用，以避免重复描述，请参照所述文献。行程模块124通过其一端与摆动驱动单元24的导引板112可枢转地连接，而其另一端在与枢转轴120隔开处与枢转轭122可枢转地连接。因此，可枢转地支撑在摆动驱动单元24的导引头114上的枢转轭122可以通过行程模块124的致动而以限定的方式绕枢转轴120(枢转调整轴线B)枢转，其中，行程模块124的长度改变。
[0052]枢转驱动单元26的枢转轭122还承载进给装置22。更精确地，特别地根据图4、图5和图13，基本成U形的枢转轭122在其翼部的两侧上都具有接收段126，进给装置22被固定在接收段126处，使得进给装置22可以通过枢转轭122绕枢转轴120 (枢转调整轴线B)共同枢转。在所示实施例中，进给装置22包括双作用刀具气缸128——也经常成为“主轴套筒/顶尖套筒(Pinolen) ”——所述气缸128本身是已知的，并且在此意义上，不需要做更详细地描述。在这些刀具气缸128的情形下，类似本身已知的抛光刀具W安装成自由运行并且在其活塞杆的自由端处是可枢转的。因此，通过对刀具气缸128的合适的压力加载，抛光刀具W因此可以被抬离眼镜片L或者下降到眼镜片L上，并且压靠眼镜片L (直线性运动Z1、Z2)，在此情形下，抛光刀具W由眼镜片L旋转带动。然而，同样可想到的是进给装置的不同形式——可选地也具有如文献EP-A-2 298 498中所述的用于抛光刀具的旋转驱动器。
[0053]如特别地在图10至图12中可以容易看到的，各工件主轴20在工作空间18中从上方法兰联接在基座体38上，并且每个工件主轴20都通过驱动轴130和用于弹簧夹头132的致动机构而延伸穿过该工作空间，通过该弹簧夹头132，在阻塞构件(未更详细地示出)上阻塞的眼镜片L可以夹持到工件主轴以进行轴向固定并能够旋转带动。可以从附图中看到致动机构的主要的气缸134,气缸134用于以本身已知的方式打开和关闭弹簧夹头132。
[0054]另外，在基座体38下方，即工作空间18外部，旋转驱动器136——在所示实施例中，是调速异步三相电机——通过电机法兰138进行法兰联接。突入工作空间18的各工件主轴20可以由旋转驱动器136通过皮带传动器140而被共同驱动，以绕工件旋转轴线Cl、C2按预定旋转速度旋转。在此情形下，根据图6、图7并特别地根据图10和图12，除位于工件主轴20处的皮带轮142外，皮带传动器140还包括由旋转驱动器136驱动的皮带轮或皮带齿轮144、在所示实施例中为齿形皮带的皮带146以及用于皮带146的张紧和返回轮148。张紧和返回轮148座置在工件主轴20之间，并且安装在旋转驱动器136上，更精确地，安装在电机法兰138上，与皮带轮144偏离，使得皮带146可以通过旋转驱动器136绕其旋转轴线的枢转而被张紧。在此情形下，旋转驱动器136借助于螺钉(可选地，螺母，二者都未示出)而与基座体38螺钉连接，螺钉延伸穿过弯槽(类似地也未示出)，该弯槽形成在电极法兰138中或基座体38中，并且该弯槽允许旋转驱动器136枢转以在拧紧螺纹连接之前张紧皮带146。
[0055]因此，上述抛光机14可以使例如以下程序成为可能，所述程序只是对一个眼镜片L的描述，因为相应的“RX工作”的第二眼镜片L通过类似的方式同时通过抛光而被加工。为了将抛光刀具W和待加工的眼镜片L装配在将抛光机14上，抛光机14的上部绕枢转轴30向上枢转，并接着再向下枢转，从而便于达到工作空间18，在与抛光刀具W和待加工的眼镜片L装配在一起后，首先借助于枢转驱动单元26，将进给装置22以及抛光刀具W相对于工件旋转轴线Cl、C2的倾角根据眼镜片L(枢转调整B轴线)的待处理的几何形状而设定为预定值。在已于介绍中进行解释的“切向运动”的情形下，在实际抛光过程中不改变该倾角(可替换地，然而，在“径向运动”的意义上，也可以动态改变该倾角)。然后，借助于摆动驱动单元24，将抛光刀具W移动到该抛光刀具W与眼镜片L相对的位置(摆动轴线X)。因此，借助于进给装置22将抛光刀具W轴向下降到眼镜片L上，直到其接触到眼镜片L (直线性运动Zl、Z2)。现在启动抛光介质进给，并且通过电子旋转驱动器136 (Cl、C2)将眼镜片L设定为旋转状态，在此情形下，眼镜片带动所接触的抛光刀具W。然后，借助于摆动驱动单元24将抛光刀具W在眼镜片L上摆动移动相对较小的行程(摆动轴线X)，使得在眼镜片L的不同表面区域上导引抛光刀具W。在此情形下，抛光刀具也跟随被抛光的眼镜片L的几何形状(非圆形)稍稍地前后移动(直线性运动Z1、Z2)。最后，在停止抛光介质的进给并停止眼镜片的旋转运动(工件旋转轴线C1、C2)后，借助于进给装置22将抛光刀具W升起离开眼镜片L (直线性运动Zl、Z2)。最终，通过摆动驱动单元24将抛光刀具W移入后方停靠位置(摆动轴线X)，此时，将抛光机的上部绕枢转轴30向上枢转(枢转运动S)，并且可以容易地从抛光机14移除眼镜片L。由定位和闭合机构70，更精确地，该机构的气缸72执行的关闭或保持作用可以另外通过安全限位开关(未示出)保证，该安全限令开光保证抛光过程仅可以在抛光机上部闭合时即枢转下来时才能开始。
[0056]最后，图15示意性示出了根据图1的柔性制作单元10的特别经济的控制架构。根据此架构，抛光机14借助于电连接件150 (例如，总线系统)作为模块与产生器12连接。然而，在此方面，只有产生器12具有用于人机通信HMI (人机接口)和数控中心控制的设备，在所示实施例中，该设备形式为基于PC的控制器，该控制器不仅控制产生器12的驱动模块也控制抛光机14的驱动模块(伺服放大器/转化器)。简单来说，抛光机14在此不具有个体“智能”，而只有用于产生实际行进指令所需要的电气部件，这些指令用于被调整或控制的轴线，即用于抛光刀具W的摆动驱动单元24的位置控制摆动轴线X(简称X轴线)、用于抛光刀具W的枢转驱动单元26的枢转调整轴线B (简称B轴线)和保持眼镜片L并通过旋转驱动器36将眼镜片进行驱动的工件主轴20的调速轴线Cl、C2 (简称C轴线)。
[0057]—种抛光机，特别用于眼镜片，该抛光机包括:至少一个工件主轴，所述工件主轴突入工作空间以将眼镜片绕工件旋转轴线进行旋转驱动；至少一个进给装置，用以相对于眼镜片下降和上升抛光刀具；摆动驱动单元，用于使该进给装置在摆动方向上进行往复运动，在抛光过程中，该摆动方向基本横向于工件旋转轴线进行延伸；以及枢转驱动单元，用以使该进给装置绕枢转调整轴线进行枢转，该枢转调整轴线沿基本垂直于该工件旋转轴线并基本法向于该摆动方向的方向延伸。为了提供非常紧凑且工效上合适的抛光机，提供了枢转机构，通过该枢转机构，在打开工作空间的情况下，进给装置、摆动驱动单元和枢转驱动单元能够相对于工件主轴从相对闭合位置到相对敞开位置移动，并且反之亦然。
[0058]附图标记清单:
[0059]10柔性制作单元
[0060]12产生器
[0061]14抛光机
[0062]16 车刀
[0063]18工作空间
[0064]20工件主轴
[0065]22进给装置
[0066]24摆动驱动单元
[0067]26枢转驱动单元
[0068]28枢转机构
[0069]30枢转轴线/轴
[0070]32 机架
[0071]34 盖件
[0072]36 护罩
[0073]38基座体
[0074]40法兰段
[0075]42支承表面
[0076]44 后壁
[0077]46安装件
[0078]48安装底部
[0079]50内安装臂
[0080]52外安装臂
[0081]54 螺钉
[0082]56 通孔
[0083]58螺纹孔
[0084]60导引块
[0085]62支承元件
[0086]64 通孔
[0087]66气体压缩弹簧
[0088]68下突出部
[0089]70定位和闭合机构
[0090]72 气缸
[0091]74 缸壳
[0092]76活塞杆
[0093]78 托架
[0094]80可调整抵接部
[0095]82减震器
[0096]84抵接表面
[0097]86上突出部
[0098]88枢转架
[0099]90抓握段
[0100]92橡胶裙边
[0101]94波纹盖
[0102]96金属板滑件
[0103]98橡胶套筒
[0104]100 开口
[0105]102伺服电机
[0106]104 通孔
[0107]106 螺杆
[0108]108支承孔
[0109]110导引杆
[0110]112导引板
[0111]114导引头
[0112]116 螺母
[0113]118携带件
[0114]120枢转轴
[0115]122枢转轭
[0116]124行程模块
[0117]126接收段
[0118]128刀具缸
[0119]130驱动轴
[0120]132弹簧夹头
[0121]134 气缸
[0122]136旋转驱动器
[0123]138电机法兰
[0124]140皮带传动
[0125]142皮带轮
[0126]144皮带轮
[0127]146 皮带
[0128]148张紧和返回轮
[0129]150电气连接件
[0130]B 刀具的枢转调整轴线(抛光机)
[0131]Bd工件旋转轴线(成角度地定位控制；产生器)
[0132]Cl右边刀具的工件旋转轴线(旋转速度能调；抛光机)
[0133]C2左边刀具的工件旋转轴线(旋转速度能调；抛光机)
[0134]cc第二光学有效表面
[0135]cx第一光学有效表面
[0136]Fd刀具摆动轴线(定位控制；在产生器的快速刀具伺服系统处)
[0137]HMI用于人机交互的设备
[0138]L工件/眼镜片
[0139]W刀具/抛光刀具(抛光机)
[0140]S枢转运动(抛光机)
[0141]X刀具的摆轴线(定位控制；抛光机)
[0142]Xd工件的直线轴线(定位控制；产生器)
[0143]Zl右手刀具的直线运动(未控制；抛光机)
[0144]Z2右手刀具的直线运动(未控制；抛光机)。
【权利要求】
1.一种用于精加工光学有效表面(cc、cx)的装置(14),所述光学有效表面(cc、cx)特别地为工件(L)的眼镜片的光学有效表面，包括: 至少一个工件主轴(20)，所述工件主轴(20)突入工作空间(18)，并且通过所述工件主轴(20)，待加工的工件(L)能够被驱动以绕工件旋转轴线(C1、C2)旋转； 用于刀具(W)的至少一个进给装置(22)，通过所述进给装置(22)，所述刀具(W)能够朝向所述工件(L)或远离所述工件(L)进行移动(Z1、Z2)； 摆动驱动单元(24)，通过所述摆动驱动单元(24)，所述进给装置(22)能够在摆动方向(X)上进行往复运动，在加工过程中，所述摆动方向基本横向于所述工件旋转轴线(C1、C2)进行延伸；以及 枢转驱动单元(26)，通过所述枢转驱动单元(26)，所述进给装置(22)能够绕枢转调整轴线(B)进行枢转,所述枢转调整轴线(B)沿基本垂直于所述工件旋转轴线(Cl、C2)并基本法向于所述摆动方向(X)的方向延伸， 其特征在于，枢转机构(28)，通过所述枢转机构(28)，在打开所述工作空间(18)的情况下，所述进给装置(22)、所述摆动驱动单元(24)和所述枢转驱动单元(26)能够相对于所述工件主轴(20)从相对闭合位置(图2)到相对敞开位置枢转(图3)以打开工作空间(18)，并且能够逆向地枢转(S)。
2.如权利要求1所述的装置(14)，其特征在于，所述枢转机构(28)具有用于所述进给装置(22)、所述摆动驱动单元(24)和所述枢转驱动单元(26)的共同枢转轴线(30)，所述进给装置(22)、所述摆动驱动单元(24)和所述枢转驱动单元(26)能够绕所述共同枢转轴线(30)共同枢转远离所述工件主轴(20)或靠近所述工件主轴(S)。
3.如权利要求2所述的装置(14)，其特征在于，从操作者的位置看去，所述枢转轴线(30)位于所述工作空间(18)的后面。
4.如权利要求2或3所述的装置(14)，其特征在于，所述枢转轴线(30)沿基本平行于所述枢转调整轴线(B)的方向延伸。
5.如前述权利要求中任一项所述的装置(14)，其特征在于，所述枢转机构(28)具有带抓握段(90)的枢转架(88)，通过所述抓握段(90)，所述进给装置(22)、所述摆动驱动单元(24)和所述枢转驱动单元(26)能够被手动地枢转远离所述工件主轴(20)以及能够逆向地枢转⑶。
6.如权利要求5所述的装置(14)，其特征在于，所述枢转架(88)承载用于打开和关闭所述装置(14)的护罩(36)。
7.如前述权利要求中任一项所述的装置(14)，其特征在于，所述枢转机构(28)包括至少一个弹簧元件(66)，所述弹簧元件￠6)方便所述进给装置(22)、所述摆动驱动单元(24)和所述枢转驱动单元(26)枢转远离所述工件主轴(20)。
8.如前述权利要求中任一项所述的装置(14)，其特征在于，定位和闭合机构(70)，所述定位和闭合机构(70)在加工过程中将所述进给装置(22)、所述摆动驱动单元(24)和所述枢转驱动单元(26)保持在其闭合位置，并且保证线性延伸摆动方向(X)相对于所述工件旋转轴线(C1、C2)基本垂直对齐。
9.如权利要求8所述的装置(14)，其特征在于，所述定位和闭合机构(70)包括压力介质缸(72)，所述压力介质缸(72)用以将所述进给装置(22)、所述摆动驱动单元(24)和所述枢转驱动单元(26)保持在其闭合位置。
10.如权利要求8或9所述的装置(14)，其特征在于，所述定位和闭合机构(70)包括至少一个可调抵接部(80)，所述可调抵接部(80)可选地包括减震器(82)，并且通过所述可调抵接部(80)，摆动方向(X)相对于所述工件旋转轴线(C1、C2)的定向可以得到调整。
11.如权利要求2至10中任一项所述的装置(14)，其特征在于，基座体(38)，所述基座体(38)界定所述工作空间(18)并且支承所述工件主轴(20)，支撑所述工件轴线(30)的两个安装件(46)紧固到所述基座体(38)，其中，所述摆动驱动单元(24)包括可枢转地安装在两个安装件(46)之间的枢转轴线(30)上的导引块(60)。
12.如权利要求11所述的装置(14)，其特征在于，所述摆动驱动单元(24)包括:两个导引杆(110)，所述两个导引杆(110)纵向可移位地支撑在导引块(60)中；导引头(114)；和导引板(112)，其中所述导引杆(110)借助于所述导引头(114)在所述导引块(60)的一侧上连接在一起，而在所述导引块￠0)的另一侧上，所述导引杆(110)借助于所述导引板(112)连接在一起，并且其中，所述导引头(114)能够借助于螺纹驱动器(106、116)相对于所述导引块￠0)进行移位。
13.如权利要求12所述的装置(14)，其特征在于，所述枢转驱动单元(26)具有枢转轭(122)，所述枢转轭(122)承载所述进给装置(22)并且可枢转地支撑在所述摆动驱动单元(24)的所述导引头(114)上，其中，在所述摆动驱动单元(24)和所述枢转轭(122)之间布置有行程模块(124)，通过所述行程模块(124)，所述枢转轭(122)能够绕所述枢转调整轴线⑶枢转。
14.如前述权利要求中任一项所述的装置(14)，其特征在于，两个工作主轴(20)，所述两个工件主轴(20)突入所述工作空间(18)并且能够由皮带传动器(140)驱动以绕所述工件旋转轴线(Cl、C2)旋转,所述皮带传动器(140)包括由旋转驱动器(136)驱动旋转的皮带轮(144)、皮带(146)和用于皮带的张紧和返回轮(148)，所述张紧和返回轮(148)座置在所述工件主轴(20)之间并且以偏离于所述皮带轮(144)的方式安装在所述旋转驱动器(136)上，使得所述皮带(146)也能够通过所述旋转驱动器(136)的枢转而被张紧。
15.一种柔性制作单元(10)，用于初步加工和精加工眼镜片(L)，包括: 用于通过铣削、车削和/或磨削而初步加工所述眼镜片(L)的光学有效表面(cc、cx)的装置(12)，所述装置(12)包括用于所述工件和/或刀具的调节驱动轴线或受控驱动轴线(Bd> Fd、Xd),并具有相关联的驱动|旲块，和 具体根据前述权利要求的用于通过抛光而精加工所述眼镜片(L)的光学有效表面(cc.cx)的装置(14)，所述装置(14)包括用于工件和/或刀具的调节驱动轴线或受控驱动轴线(B、C1、C2、X)，并具有相关联的驱动模块，并且所述装置作为模块联接到用于初步加工的所述装置(12)， 其中，仅用于初步加工的装置(12)具有控制两个装置(12)、(14)的所述驱动模块的人机交互设备(HMI)和数控中心控制器。
【文档编号】B24B13/00GK104169045SQ201380013472
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年1月29日 优先权日:2012年3月10日
【发明者】S·沃伦道夫, H·谢弗 申请人:萨特隆股份公司