对尤其是眼镜镜片的旋光性表面进行精加工的装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种对尤其是眼镜镜片的旋光性表面进行精加工的装置（10），该装置具有主轴（32），所述主主轴具有工具安装部分（34）且被安装在主轴壳体（36）中以便主轴可以绕工具旋转轴（A）旋转；装置以及具有电动旋转驱动器（38），所述电动旋转驱动器具有转子（40）和定子（42），且与所述转子操作连接的所述主轴通过所述电动旋转驱动器被驱动主轴以绕所述工具旋转轴旋转，而所述工具安装部分可以在工具旋转轴的方向中轴向位移。此装置的特征在于所述转子和定子以及所述主轴被同轴布置在所述主轴壳体中，该主轴壳体在导管（44）内被引导以在工具旋转轴的方向中作限定的轴向位移，其中所述主主轴为空主轴的形式，通过该空主轴，可以对被配置成保持膜片夹头（46）的所述工具安装部分施加流体，这尤其能够实现非常紧凑的结构并且在精加工期间允许工具的快速轴向补偿运动。
【专利说明】对尤其是眼镜镜片的旋光性表面进行精加工的装置
【技术领域】
[0001]本发明一般涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的一种对旋光性表面进行精加工的装置。具体地说，本发明涉及一种对眼镜镜片的旋光性表面进行精加工的装置，如用于所谓“RX车间”中的，即根据处方制造各个眼镜镜片的生产车间。
[0002]如果在下文中，有关具有旋光性表面的工件，通过举例的方式提及“眼镜镜片”，该术语应当被理解为不仅包括矿物玻璃眼镜镜片，还包括所有其它常用材料的眼镜镜片，如聚碳酸酯，CR39，高折射率材料等，因而也包括塑料材料。
【背景技术】
[0003]通过机械加工对眼镜镜片的旋光性表面的加工大致可分为两个加工阶段，即最初的对旋光性表面的初步加工，用于按照处方生产宏观的几何形状，以及之后的对旋光性表面的精加工，用于消除初步加工的轨迹和获得预期的微观几何形态。对眼镜镜片的旋光性表面的初步加工依赖于眼镜镜片的材料等因素而通过磨、铣和/或车削来实施，然而在精加工的情况下眼镜镜片的旋光性表面通常会经过精磨、研磨和/或抛光加工，为此需要使用适当的设备。
[0004]具体地说，在RX车间中的手动装载抛光机通常被构建为“双机”，使得可以有利地同时精加工“RX工作”中的两个眼镜镜片，通常眼镜镜片的规格总是包括一对眼镜镜片。这样的“双”抛光机可从例如专利申请US-A-2007/0155286和US-A-2007/0155287中得知。
[0005]在此之前已知的抛光机中两个平行排列的工件主轴从下面伸入到工作空间中，其中每个工作主轴绕相应的旋转轴旋转驱动，否则它们被固定，在所述工作空间中所述两个工件主轴与两个抛光工具相反地设置，使得一个抛光工具与一个工件主轴相关联且另一个抛光工具与另一个工件主轴相关联。每个抛光工具通过球轴承的方式在各自相关的活塞/气缸结构的活塞杆自由旋转，所述活塞杆从上面伸入到所述工作空间中，所述活塞/气缸结构被设置在工作空间之上，通过所述活塞/气缸结构，各个抛光工具可以相对于相关的工件主轴单独地降低或升高。此外，所述两个活塞/气缸结构可以通过线性驱动器在垂直于工件主轴的旋转轴的方向中相对于抛光机的前端一起前后移动，而且可以通过枢转驱动器沿枢转轴共同倾斜，所述枢转轴同样垂直于所述工件主轴的旋转轴延伸但平行于所述抛光机的前端。通过所述枢转驱动器，在所述工具被所述活塞/气缸结构降低到所述工件上之前，所述工具和工件的旋转轴之间的角位置可以预置。在实际抛光过程中，工件被旋转驱动，在这种情况下，被设置为与工件加工结合的工具通过摩擦被旋转地带动，而线性驱动器可确保这些工具相对于抛光机的前端交替地前后移动，使得所述工具一直在所述工件上以相对较小的行程前后擦拭(所谓的“切向动力学”)。
[0006]这种“双”抛光机的优点包括，除其它外，它是在硬件方面以简单的方式由节省的元件构建的，它对于手动装载是非常符合人体工程学的，此外，凭藉其非常紧凑和非常窄的结构，它只需要在RX车间很小的设置面积。然而，如果其它抛光方法也可以在这样的抛光机上进行，这将是期望的。因此，举例来说，在专利申请EP-A-1 473 116，EP-A-1 698 432和EP-A-2 014 412中公开的灵活的抛光工具被设计用于以下的抛光方法，其中除工件之外，工具本身也是旋转驱动的，因此与其中工具仅仅由摩擦所带动的抛光方法相比较，抛光时间可以显著缩短。
[0007]DE-A-10250856形成了专利权利要求1的前序部分，它在这方面公开了一种抛光装置(见图5至图9)，所述抛光装置具有用于抛光工具的电动旋转驱动器和沿纵向轴轴向偏转抛光工具的气动活塞/气缸单元，所述电动旋转驱动器包括定子和转子。在这方面，旋转和轴向驱动器的结构是使得主轴子组件(在所述专利申请中称为“转子”)经由被电动旋转驱动器驱动的带齿皮带而被旋转驱动，所述主轴子组件安装在可绕旋转轴旋转的壳体中，并且通过其伸出所述壳体之外的端部携带实际的抛光工具，所述电动旋转驱动器被布置在所述壳体中以平行于所述旋转轴而横向位移；所述气动活塞/气缸单元和其相关的轴向引导件被集成在所述主轴子组件中，因此与之一起被旋转驱动，由于这个原因，所述活塞/气缸单元需要压缩空气旋转引入装置以输送压力媒质。该抛光装置需要相对地大量的安装空间，由于这个原因， 它不适于用在上述的“双”抛光机中。
[0008]最后，同一 申请人:的专利申请DE-A-10 2009 041 442 (该专利申请后来才被公布)公开了一种对尤其是眼镜镜片的旋光性表面进行精加工的装置，所述装置设有主轴、电动旋转驱动器以及调节装置，其中所述主轴具有工具安装部分且被安装在主轴壳体中以便绕工具旋转轴旋转，所述电动旋转驱动器包括转子和定子，且与所述转子操作连接的所述主轴通过所述电动旋转驱动器被驱动以绕所述工具旋转轴旋转，通过所述调节装置使工具安装部分在所述工具旋转轴的方向中相对于所述主轴壳体轴向位移。该装置的特征在于所述转子和所述定子与所述主轴同轴地布置。在这种情况下，通过所述调节装置使至少所述转子与所述主轴一起在所述工具旋转轴的方向中相对于所述主轴壳体轴向位移，这尤其能够得到非常紧凑的结构。
[0009]然而，在非常大曲率的情况下或者在加工过的旋光性表面的圆周上的曲率变化较大的情况下，都需要工具有较大的轴向行程，这时无法使用该装置。由于所述主轴和转子具有不可忽视的质量，均需要伴随相应的轴向行程一起移动，因而不可能对工具作快速的轴向补偿运动，而该种补偿运动可能是需要的。
【发明内容】
[0010]本发明的目的是提供一种对尤其是眼镜镜片的旋光性表面进行精加工的装置，它具有尽可能简单和经济的构造，例如，通过它可以旋转地驱动和轴向位移抛光工具(在这种情况下，也应当能够对该工具执行快速的轴向补偿运动)，并且它是非常紧凑的，使其可以用于例如构造得非常狭窄的“双”抛光机中，例如上面所介绍的抛光机。
[0011]所述目的通过专利权利要求1中的特性实现。本发明的优点或有利的发展是专利权利要求2至10中的主题。
[0012]根据本发明，提供了一种对尤其是眼镜镜片的旋光性表面进行精加工的装置，它包括(i)主轴，其具有工具安装部分且被安装在主轴壳体中以便绕工具旋转轴旋转，以及(?)电动旋转驱动器，其包括转子和定子，且与转子操作连接的所述主轴通过所述电动旋转驱动器被驱动以绕所述工具旋转轴旋转，而工具安装部分在工具旋转轴的方向中轴向位移，所述电动旋转驱动器的所述转子和所述定子以及所述主轴被同轴布置在所述主轴壳体中，该主轴壳体在导管中被引导，以在所述工具旋转轴的方向中作限定的轴向位移(线性设置轴Z)，其中所述主轴被构造为空心轴，通过该空心轴，流体作用于设置为用于安装膜片夹头工具的所述工具安装部分。
[0013]由于以下的事实，即根据本发明，电动旋转驱动器的转子和定子与主轴一起被安排在同一个轴上，所述装置具有有利的紧凑结构。另外，主轴可以被直接旋转驱动，无需任何松动的或易于滑动的传动元件如齿轮、带齿皮带或类似部件，这整体降低了硬件的开支，显著地减小了对该驱动器的安装空间的要求，另外，避免了由于传输所导致的效率损失以及磨损。
[0014]对于工具的轴向调整的可能性，根据本发明近似地分成两方面:一方面，主轴壳体(即设置于所述主轴的工具安装部分)整体在导管中被引导，所述导管在工具旋转轴的方向中轴向移动，使得保持在工具安装部分中的膜片夹头工具可以在相对地大的轴向路径上移动(虽然较慢)并且可以相对于待加工的工件被定位。另一方面，所述工具安装部分被构造成用于安装膜片夹头工具，如从例如上述的专利申请EP-A-1 473 116，EP-A-1 698 432和EP-A-2 014 412中得知的，当例如对具有非常大的曲率或者在圆周上的曲率变化较大的工件进行加工时，可以通过空心主轴使流体或压力媒质作用于所述工具安装部分，使得例如保持在膜片夹头工具的抛光板能够对应于相应的加工要求执行快速或灵敏的轴向补偿运动。在这方面应当注意的是，例如，在将按照本发明的装置用于眼镜镜片的抛光机中时，抛光工具的轴向运动应当具有尽可能简单的动作。这一特征对于抛光与旋转对称高度大幅偏离的、具有环形、非环形或者渐进表面的眼镜镜片是特别重要的，从而使抛光工具始终完全地或平伏地靠在眼镜镜片上并且抛光力(或压力)设置了具有精细的灵敏度。具体地说，如果在其高速旋转运动过程中抛光工具失去与工件表面的表面接触，即使只是暂时的，则由于在抛光媒质中可能会出现的粗颗粒和结块，被抛光的眼镜镜片表面可能会发生划伤。
[0015]此外，用于相当长的轴向工具运动的轴向引导的同轴布置(在导管中的主轴壳体)和用于相当短的轴向工具补偿运动的压力媒质(在主轴壳体中的空心主轴)同样得到装置的非常紧凑结构。
[0016]因此，根据本发明的上述装置尤其适合于例如前面所介绍的“双”抛光机中，以便通过使用具有旋转驱动的抛光工具的其它抛光方法时，加工时间可以显著缩短(即，例如，除数为2)，而这种抛光机的低水平复杂度不会被过分增加，或者对抛光机的安装或设置空间的要求不会被过度增加。
[0017]原则上，所述主轴壳体可以在主轴与旋转驱动器的安装区域中由一个整体组成。然而，关于简单的生产和组装，所述主轴壳体优选包括电机壳体和轴壳体，所述旋转驱动器的转子和定子被布置在所述电机壳体中，而所述轴壳体法兰式安装在所述电机壳体上且所述主轴可转动地安装在所述轴壳体中。
[0018]在一个根据本发明的装置的有利的实施例中，所述电机壳体还可以由具有通孔的盖封闭，流体的旋转通道固定在所述通孔中，所述通道被设置成与所述空心主轴流体连接。在这方面，可以想象到以各种方法来固定旋转通道，例如螺钉连接。然而，旋转通道优选通过如廉价的市售的弹性电缆通道轴套摩擦固定在盖的通孔中。
[0019]为了以简单的方式防止在导管中的主轴壳体的引导被液体抛光媒质或类似物损害或破坏，可以将围绕所述主轴壳体的波纹管布置在远离所述旋转驱动器的导管的端部与远离所述旋转驱动器的主轴壳体的端部之间。同样地，可以将用于液体精加工媒质的离心盘安装在远离所述旋转驱动器的主轴的端部，从而以简单的方式保护在主轴壳体与主轴之间的旋转密封件(例如一对迷宫密封件和径向密封环)。
[0020]同样可以想象到以各种方法对在导管中的主轴壳体进行轴向引导，例如球形衬套或空气轴承衬套。然而，由于在这里不(不再)需要特别轻松的运动，这是因为快速工具(补偿)运动发生在膜片夹头工具本身，关于使用寿命长和成本，工具壳体优选通过滑动环在导管中被轴向引导。
[0021]此外，尤其有利的是在抛光机中采用双重结构的上述装置以同时抛光二个眼镜镜片，其中抛光机包括(i)限定工作空间的机器壳体；(ii)伸入到工作空间中的两个工件主轴，其中两个待抛光的眼睛镜片可通过所述两个工件主轴由一个共同的旋转驱动器驱动以绕基本上相互平行的工件旋转轴旋转；(iii)第一线性驱动单元，通过所述第一线性驱动单元，第一工具托架可沿线性轴移动，所述线性轴基本上垂直于所述工件旋转轴延伸；(iv)布置在所述第一工具托架上的枢转驱动单元，通过所述枢转驱动单元，一个枢转轭可以绕一个枢转设置轴枢转，所述枢转设置轴基本上垂直于所述工件旋转轴且基本上垂直于所述线性轴延伸；和(V )布置在所述枢转轭上的第二线性驱动单元，通过所述第二线性驱动单元，至少一个第二工具托架可沿线性设置轴移动，所述线性设置轴基本上垂直于所述枢转设置轴延伸，并且特别是采用以下方式:所述两个装置通过它们的工具安装部分伸入到工作空间中，每个所述工具安装部分与各自的工具主轴相关，并且通过在所述至少一个第二工具托架上的相应的主轴壳体被法兰式安装，而所述相应的导管则安装在所述枢转轭上，使得每个装置的工具旋转轴与相关工件主轴的工件旋转轴一起形成一个平面，在所述平面中各工具旋转轴相对于相关工件主轴的工件旋转轴可以轴向位移且可以倾斜。
[0022]以这样的方式构造和装备的一个“双”抛光机的特征不仅在于以下事实:它是非常紧凑的结构，因此在某种程度上也容易手动装载)，且以非常经济的方式使用众多的普遍驱动器，而且特别在于以下事实:与【背景技术】部分描述的现有技术相比，根据本发明的装置所提供的所述运动可能性，即安装在其上的抛光工具的主动的旋转运动的可能性，使得能够利用其它抛光方法的性能，这些其它抛光方尤其是更快速的和在时间上更有效率的。
[0023]在所述抛光机的一个特别简单和经济的实施例中，只需提供一个第二工具托架，通过第二线性驱动单元就可以实现两个主轴壳体的共同轴向运动。由于在相应的膜片夹头工具中能够轴向运动，仍然能够使每个工具个别地适应相应的已加工表面。
[0024]最后，再一次关于抛光机的一个简单和经济的实施例尤其有利的是不仅所述枢转驱动单元，而且所述第二线性驱动单元也是专有的线性模块，每个所述线性模块均具有活塞杆，所述活塞杆可以通过由直流电机驱动的主轴驱动器移入和移出。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]在下面通过优选实施例且参照后附的部分简化的或原理性的附图更详细地描述本发明，其中:
[0026]图1示出了从上方和右前方斜视的用于眼镜镜片的抛光机的透视图，其中含有两个平行布置的根据本发明的装置用于精加工眼镜镜片的旋光性表面，其中为了显示该机器的重要部件或子组件以及为了简化说明，省略了特别是控制单元和控制、外壳部件、门机构和窗格、工件和工具的存放、电流供应装置(包括线路、软管和管道)、压缩空气和抛光媒质、抛光媒质的返回以及测量、保养和安全装置；
[0027]图2示出了从上方和左前方斜视的根据图1的抛光机的透视图，它与图1比较被按比例放大，且从机架处折断，其中一方面省略了在图1左侧的根据本发明的装置和相关的柔性工作空间盖板以便说明在图1左侧的根据本发明的装置的连接情况，另一方面省略了用于限定工作空间的金属板壳体的侧壁和前壁从而显示两个平行布置的工件主轴，其中每个工件主轴与相应的一个根据本发明的装置相关；
[0028]图3示出了从上方和右后方斜视的根据图1的抛光机的透视图，它与图2比较按比例放大，其中与图2比较，还省略了机架；
[0029]图4示出了按照图3比例并与按照图3简化的根据图1的抛光机的前视图；
[0030]图5示出了从图4的右侧观看的根据图1的抛光机的侧视图，也按照图3比例并与按照图3简化，其中与图4相比，图中示出了带有抛光板的膜片夹头工具安装在根据本发明的装置上；
[0031]图6示出了在根据图1的抛光机中的根据本发明的装置的透视图，它与图1至5比较按比例放大，图中示出了不带抛光板的膜片夹头工具安装在根据本发明的装置上；
[0032]图7示出了图6中的根据本发明的装置的前视图；
[0033]图8示出了图6中的和从图7的上方观看的根据本发明的装置对应于图7中的剖面线VII1-VIII的剖视图，它与图6和7比较按比例放大；以及
[0034]图9示出了图6中的根据本发明的装置对应于图8中的剖面线IX-1X的打开的剖视图，其中，然而，图中示出了所述装置是处于移出状态，在该状态中，安装在所述装置上并设有抛光板的膜片夹头工具与眼镜镜片为加工接合设置，所述眼镜镜片通过以虚线表示的封堵件安装在工件主轴上。
【具体实施方式】
[0035]“双”模式构造的即用于同时抛光两个眼镜镜片L的抛光机是用于精加工例如眼镜镜片L (参见图5)的工件的旋光性表面的装置10的优选使用情况或使用位置，其在后面更详细地描述，在图1至5中，眼镜镜片L以标号12表示。
[0036]抛光机12 —般包括:(i )用于限定工作空间14且安装在机架18上的机器壳体16 ;(ii)伸入到工作空间14中的两个工件主轴20，其中待抛光的两个眼镜镜片L可通过所述两个工件主轴20由一个共同的旋转驱动器(参见图3-5)驱动以绕基本上相互平行的工件旋转轴C1、C2 (图9中为C)旋转；(iii)第一线性驱动单元24，通过所述第一线性驱动单元，第一工具托架26可沿线性轴X移动，所述线性轴X基本上垂直于所述工件旋转轴Cl、C2延伸；(iv)被布置在所述第一工具托架26上的枢转驱动单元28，通过所述枢转驱动单元，枢转轭30可以绕枢转设置轴B枢转，所述枢转设置轴B基本上垂直于所述工件旋转轴Cl、C2且基本上垂直于所述线性轴X延伸；(V)被布置在所述枢转轭30上的第二线性驱动单元29，通过所述第二线性驱动单元，第二工具托架31可沿另一个线性设置轴Z移动，所述线性设置轴Z基本上垂直于所述枢转设置轴B延伸；以及最后(vi)两个以上所述的装置10。
[0037]正如以下参照图6至图9将要更详细解释的，每个所述装置10 —般包括:(a)主轴32，它具有工具安装部分34且被安装在主轴壳体36中以便绕工具旋转轴A1、A2(图6中为A)旋转；以及(b)电动旋转驱动器38 (见图8)，它包括转子40和定子42，且与转子40操作连接的所述主轴32可通过所述电动旋转驱动器被驱动以绕所述工具旋转轴Al、A2 (A)旋转。。在这方面，所述装置10的显著特征在于，所述电动旋转驱动器38的转子40和定子42以及所述主轴32可以节省空间的方式同轴布置在主轴壳体36中，主轴壳体36在导管44中被引导，以在工具旋转轴A1、A2 (A)的方向中作限定的轴向位移(线性设置轴Z)，其中主轴32被构造为空心轴，通过所述空心轴，流体作用于设置为用于安装膜片夹头工具46的工具安装部分34 (如在下文中类似地更详细介绍的)，使得例如安装在膜片夹头工具46的抛光板47能够快速执行相对地较小的轴向补偿运动(图6中的线性运动Z’ I, Z’ 2或线性运动 Z，)。
[0038]根据图1至5，现在所述装置10按照以下方式通过它们的主轴壳体36法兰式安装在抛光机12的第二工具托架31上并且通过相应的导管44固定到抛光机12的枢转轭30:装置10通过它们的工具安装部分34伸入到工作空间14中，所述工具安装部分34分别与工件主轴20相关。在该情况下，每个装置10的工具旋转轴A1、A2与相关工件主轴20的工件旋转轴Cl、C2形成一个想象的平面(垂直于图4的纸面且平行于图5的纸面)，在所述想象的平面中，各个工具旋转轴Al、A2相对于相关工件主轴20的工件旋转轴Cl、C2可以轴向位移(线性轴X，线性设置轴Z)和可以倾斜(枢转设置轴B)。然而，在图5中看不到主轴32的工具安装部分34，因为膜片夹头工具46安装在工具安装部分34上，如图6至图9所示。
[0039]特别是根据图2倾斜安装在机架18上的机器壳体16被构成为焊接的金属薄板壳体，具有底板48、顶板50、两个侧壁52、向形成在底板48中的出口 54倾斜的后壁56和前壁58，它们一起限定工作空间14。虽然侧壁52和前壁58中配备有窗口 60，用于使工件主轴20和旋转驱动器22的驱动轴61通过的圆形切口(未详细显示)设于底板48中，且用于使装置10通过进入工作空间14的细长切口 62 (见图2至图4)设于顶板50中。细长切口62也允许装置10在线性轴X的方向中，即在前壁58和由此处离开的方向中，轴向向前和向后运动，其中在所示的实施例中，包括滑动板63的各个波纹管盖64作为柔性的工作空间盖板被提供用于密封相对的工作空间14。在这方面，相应的装置10的导管44穿过在相应的滑动板63中的孔，其中卷动式波纹管65确保在导管44与滑动板63之间的倾斜地可动的密封。
[0040]如可以在特别是图4和图5中很容易看到的，工作空间14中的工件主轴20是从上面法兰式安装在底板48上的，并且每个工件主轴20通过套爪卡盘70的驱动轴66和致动机构68穿过底板48，通过套爪卡盘70可以将支撑在封堵件S上的眼镜镜片L轴向夹紧到各个工件主轴以便能够被旋转夹带(参见图5和图9)。固定在底板48下面的致动机构68的气缸以标号72表不,套爪卡盘70可以通过致动机构68的气缸以本身已知的方式打开和关闭。在后壁56后面，即在工作空间14以外，旋转驱动器22在所示的实施例中是速度可控的同步三相电机，类似地从上面法兰式安装在底板48上。此外，皮带轮74在底板48下面固定到旋转驱动器22的驱动轴61、66和旋转工件20，且通过V形带76操作连接，使得旋转驱动器22能够在同一时间以预定的转速旋转驱动两个工件主轴20 (工件旋转轴Cl、C2或C)。
[0041]如在图2至图4最佳显示的，图中所示的实施例中的第一线性驱动单元24包括滚珠丝杆80，所述滚珠丝杆通过伺服电机78经由离合器驱动且由引导箱82接收，所述引导箱是从上面固定在顶板50上，且第一工具托架26在所述引导箱上被引导。这种基本上水平延伸的线性轴X可接受CNC位置调整，但是，为了简化示意图，没有示出相关联的行程测量系统。
[0042]根据图1至图4，基本上U形的枢转轭30通过其支臂枢转地连接到在图1和图2的前侧的第一工具托架26的端部，以便它可以绕枢转设置轴B枢转。枢转驱动单元28枢转地连接到在图2的背侧或在图5的右侧的第一工具托架26的端部，使其可以绕轴84枢转。在图中所示的实施例中枢转驱动单元28是专有的线性模块，例如是SKF公司的名称为“冲程气缸CARE33”。这些线性模块已被大量使用作为例如自动开窗装置或用于医院病床的调整，具有通过由直流电机88驱动的主轴驱动器(未显示进一步的细节)可以移出或移入的活塞杆86。在这方面，主轴驱动器的自锁定的程度使得当直流电机88关断时，活塞杆86本身所处的位置是它已被驱动进入的位置，在更大的轴向负荷下也不需要用于该目的的刹车或类似物。现在枢转驱动单元28的活塞杆86通过其远离直流电机88的端部在U形枢转轭30的中心区域枢转，所述中心区域位于图1至图4的顶部，使得活塞杆86可以相对于枢转轭30绕另一个轴90 (参见图1和图2)枢转。很明显，到了这个程度，在上述构造的铰接链中活塞杆86作限定的轴向移出或移入的结果是枢转轭30以限定的方式绕枢转设置轴B枢转。
[0043]特别是图 1至图3进一步示出了线性导向架92安装在枢转轭30的两侧上且于枢转轭30的端部面向枢转驱动单元28并且分别与相关联的线性导轨94配合，所述线性导轨安装在基本上V形的第二工具托架31的两侧上，所述第二工具托架位于远离枢转驱动单元28的端部。用于所述第二线性驱动单元29的保持架96被固定到第二工具托架31的端部(其在图1至图5的上部)。在所示的实施例中，第二线性驱动单元29 (如在枢转驱动单元28的情况般)类似地为专有的线性模块，具有活塞杆86’，所述活塞杆86’可以通过由直流电机88’驱动的主轴驱动器(未显示进一步的细节)移入或移出。现在第二线性驱动单元29的活塞杆86’通过其远离直流电机88’的端部与两个相对的保持架98枢转连接，所述两个相反的保持架98固定到U形枢转轭30的中心区域。某程度很明显的是，活塞杆86’的轴向移入或移出的结果是于枢转轭30被引导的第二工具托架31相对于枢转轭30，特别是沿线性设置轴Z，作限定的轴向上移或下移。
[0044]特别是根据图2和3第一工具托架31最终在所述两侧的每一侧上具有相应的侧颊100，相应的装置10的主轴壳体36被法兰式安装于所述侧颊。此外，在接近枢转设置轴B的枢转轭30的任一侧将固定支架102安装在枢转轭30上，其中，相应的装置10的导管44安装在所述固定支架102上，如在后面更详细地描述。
[0045]在考虑安装在装置10上的膜片夹头工具46的运动可能性的情况下，在这一点上所建立的是，装置10的电动旋转驱动器38 (在所示的实施例中为同步三相电机)作限定的转速控制(工具旋转轴A1，A2或A)。安装在装置10上的膜片夹头工具46在方向Z的线性运动由第二线性驱动单元29通过第二工具托架31产生，与设定运动相反。这一运动可能性主要用于以下目的:(I)在实际抛光加工之前将膜片夹头工具46定位在眼镜镜片L对面(线性设置轴Z)，于是通过空心主轴32由膜片夹头工具46的压力媒质装载使安装在膜片夹头工具46上的抛光板47与眼镜镜片L接触(在图5中的线性运动Z’ 1、Z’ 2或者图6中的线性运动Z)并且在抛光加工过程中预定的力在眼镜镜片L的方向中按压膜片夹头工具46以便产生抛光压力，以及(2)在抛光加工之后将膜片夹头工具46升回远离眼镜镜片L。
[0046]因此，上述的抛光机12使例如下面的过程成为可能，因为各个“RX工作”中第二个眼镜镜片L将以类似的方式并在同一时间被抛光加工,其中只有一个眼镜镜片L被描述。在将膜片夹头工具46和抛光板47以及将待加工的眼镜镜片L装在抛光机12上之后，根据眼镜镜片L将被加工的几何形状，通过枢转驱动单元28，将工具旋转轴Al、A2或A相对于工件旋转轴C1、C2或C的入射角最初设置为预定的角度值(枢转设置轴B)。该入射角在实际抛光加工过程中不会被改变。然后通过第一线性驱动单元24将膜片夹头工具46移动到眼镜镜片L对面的位置(线性轴X)，。之后，将膜片夹头工具46通过第二线性驱动单元29在眼镜镜片L的方向中(线性设置轴Z)轴向位移和定位，于是通过空心主轴32由膜片夹头工具46的压力媒质装载使抛光板47与眼镜镜片L接触(线性运动Z’ 1、Z’ 2或Z’)。现在接通抛光媒质的供应，且膜片夹头工具46与抛光板47以及眼镜镜片L被设置为通过电动旋转驱动器38或旋转驱动器22旋转(工具旋转轴Al、A2或A ;工件旋转轴Cl或C2或C)。优选地，工具和工件在这里发生同步运动；然而，也可以按相反的方式驱动工具和工件和/或允许它们以不同的转速旋转。膜片夹头工具46现在通过第一线性驱动单元24在眼镜镜片L上有相对较小的行程(线性轴X)进行往复移动，使得抛光板47被引导在眼镜镜片L的不同区域上。在这方面，在抛光的眼镜镜片L的(非圆形)几何形状之后，抛光板47也可以稍微向上和向下移动(线性运动Z’1、Z’2或Z’)。最后，在抛光媒质的供应被关断且工具和工件的旋转运动停止之后(工具旋转轴A1、A2或A ;工件旋转轴C1、C2或C)，以及通过空心主轴32释放膜片夹头工具46的压力媒质之后，通过第二线性驱动单元29 (线性设置轴Z)将膜片夹头工具46升回远离眼镜镜片L。最后，通过第一线性驱动单元24将膜片夹头工具46移入允许从抛光机12移除眼镜镜片L或更换膜片夹头工具46和/或抛光板47的位置(线性轴X)。
[0047]虽然上述在B和Z轴中的运动被描述为纯设置运动，为了在实际抛光加工之前在角度方面或者在相对于相关的工件主轴20的轴向方向中对相应的膜片夹头工具46进行定位的目的，为了该目的而提供的驱动单元(枢转驱动单元28、第二线性驱动单元29)明显地可以例如连续地移动相应的膜片夹头工具46，甚至在实际抛光加工过程中(如果这是必需的或期望的情况下)。
[0048]以下参考图6至图9更详细地描述装置10的构造和功能中。
[0049]尤其是根据图8和图9，主轴壳体36是包括多个部分的构造，具有基本上立方体形的电机壳体106以及套筒形的轴壳体108，在图8中，电机壳体106的顶部由盖104封闭，且电动旋转驱动器38的转子40和定子42布置在电机壳体106中，其中轴壳体108法兰式安装在电机壳体106上且主轴32通过两个轴承110可转动地安装在轴壳体108中。如图2和图3所示，电机壳体106通过在图6和图7中后面的和图8中右面的侧壁112通过螺钉(未示出)法兰式安装于第二工具托架31的侧颊100。用于旋转驱动器38的电力供给的插头连接件116以及相关的信号/传感器电缆设置在电机壳体106的侧壁114，所述侧壁114位于图6和图7中的前面以及在图8中的左面。
[0050]可以在图6至图8的下部看到空心圆柱形导管44。所述导管在其端部(即附图的上部)通过例如胶粘剂和/或夹钳连接的方式与具有通孔的固定板118连接，固定板118通过螺钉120从上与相关的固定支架102在抛光机12的枢转轭30螺钉连接(如图6和8所示)，以将导管44固定到枢转轭30，如图1、2、4和5所示。
[0051]將由塑料材料制成的滑动环或导向环124插入在图8和图9中的下部的导管44的端部附近的导管44的径向槽122中，其中所述径向槽122设置在内圆周侧，滑动环或导向环124与轴壳体108的圆柱形外圆周表面126配合，以便在基本上没有径向间隙的导管44中轴向引导主轴壳体36。
[0052]将环形部分128推到在图8和图9中的下部的延伸穿过导管44的轴壳体108的端部，该环形部分通过平头螺钉130 (图8)箝住轴壳体108的外圆周表面126，其中O形环132在轴壳体108的外圆周表面126与环形部分128的内圆周表面之间密封。此外，围绕主轴壳体36的轴壳体108的波纹管134被布置在远离旋转驱动器38的即在图8和图9中的下部的导管44的端部与远离旋转驱动器38的即在图8和图9中的下部的轴壳体108的端部之间。在这种情况下，于波纹管134的每一个轴向端将波纹管134通过夹环136或固定夹固定在导管44或环形部分128的外圆周表面。
[0053]此外，用于液体抛光剂的作为离心密封件的离心盘138被安装在远离延伸穿过轴壳体108的主轴32的旋转驱动器38的即在图8和图9的下部的端部，以及特别是同样通过平头螺钉140 (图6至图8)夹紧。在这方面，离心盘138在内圆周侧保持径向密封环142，径向密封环142与轴壳体108的环形端面144 (图9)或者环形部分128的内圆周表面密封地配合，并且另外与环形部分128的斜端面146形成类似于图9的小间隙148。
[0054]电动旋转驱动器38的定子42与电机壳体106 —起铸造且位于电机壳体106内部，其绕组在图8中示出。具有大的、无级可控的转速范围的电动旋转驱动器38是空气冷却的，并且为此具有在转子40的上部区域中的扇风机风轮(未示出)。在其位于图8的上部且伸入到电机壳体106中的端部，主轴32承载转子40，转子40与主轴32以合适的方式稳固连接以防止它们之间相对旋转，例如通过环形夹紧元件150或其它已知的轴/毂连接。相关的夹紧螺钉152在这种情况下同时用于紧固扇风机风轮(未示出)。
[0055]在图8中，在主轴32的上方，电机壳体106的盖104设有中央通孔154，作用于膜片夹头工具46的流体或压力媒质的专有的旋转通道156 (旋转插头螺钉连接)固定在中央通孔154中，旋转通道156被设置成与空心主轴32流体连接。在这种情况下，旋转通道156通过专有的弹性电缆通道轴套158摩擦固定在盖104的通孔154中。
[0056]主轴32具有带三个圆柱形孔部分162、164、166的连续的台阶状孔160，其在图8中直径从顶部向底部增加。旋转通道156插入到上面的孔部分162。中间的孔部164将上面的孔部分162与下面的孔部分166连接，其中中间的孔部164在轴向方向中基本上在主轴32的轴承110之间延伸。最后，下面的孔部分166形成用于膜片夹头工具46的工具安装部分34，并且设有用于接收O形环170的径向槽168，O形环170确保主轴32与膜片夹头工具46之间的密封。
[0057]最后，如在图6至图9中以示例性的方式示出，膜片夹头工具46通过平头螺钉172(图8)保持在主轴32的工具安装部分34。这在原则上对应于已经在前面提到的专利申请EP-A-1 473 116,EP-A-1 698 432和EP-A-2 014 412中公开的抛光工具，关于膜片夹头工具46的构造和功能这方面可以快速参考上述的专利申请。
[0058]然而，在有效驱动主轴32的情况下，在膜片夹头工具46的旋转夹带(rotationalentrainment)以不同的方式实现，特别是，不是使用膜片夹头工具46的波纹管174，而是使用在膜片夹头工具46中轴向位移的导向元件176。在这方面，导向元件176在其端部(即在图8和图9中的上部)通过横向销178支承在两个纵向销180，所述两个纵向销180固定在膜片夹头工具46的基体182。类似地，导向元件176在其球头端184 (即在图8和图9中的下部)设有横向销186，所述横向销186通过相关的切口 188 (图9)接合在球头轴承190中。最后，抛光板47通过接口 192可交换地保持在膜片夹头工具46上的方式。这种抛光板可以从例如专利申请DE-A-10 2007 026 841得知；而接口 192基本上对应于专利申请DE-A-10 2009 036 981中显示和描述的接口。至此在这方面可以参考上述的专利申请。
[0059]在本文中使用的一般术语“流体”，应当被理解为诸如压缩空气的气体，或者诸如可以用作压力媒质的油的液体。
[0060]本申请公开了一种对尤其是眼镜镜片的旋光性表面进行精加工的装置，包括:主轴，其具有工具安装部分且被安装在主轴壳体中以便可绕工具旋转轴旋转，以及电动旋转驱动器，其包括转子和定子，且与转子操作连接的主轴通过所述电动旋转驱动器被驱动以绕所述工具旋转轴旋转，而工具安装部分在工具旋转轴的方向中轴向位移。该装置的特征在于，所述转子和定子以及所述主轴被同轴布置在所述主轴壳体中，该主轴壳体在导管中被引导，以在所述工具旋转轴的方向中作限定的轴向位移，其中所述主轴被构造为空心轴，通过所述空心轴，流体作用于设置为用于安装膜片夹头工具的工具安装部分，这尤其能够得到非常紧凑的结构，并且在进行精加工的情况下能够对工具作快速的轴向补偿运动。
[0061]参考标记列表[0062]10装置[0063]12抛光机[0064]14工作空间[0065]16机器壳体[0066]18机架[0067]20工件主轴[0068]22旋转驱动器[0069]24第一线性驱动单元[0070]26第一工具托架[0071]28枢转驱动单元[0072]29第二线性驱动单元[0073]30枢转轭[0074]31第二工具托架[0075]32主轴[0076]34工具安装部分[0077]36主轴壳体[0078]38电动旋转驱动器[0079]40转子[0080]42定子[0081]44导管[0082]46膜片夹头工具[0083]47抛光板[0084]48底板[0085]50顶板[0086]52侧壁[0087]54出口[0088]56后壁[0089]58前壁[0090]60窗口[0091]61驱动轴[0092]62切口[0093]63滑动板[0094]64波纹管盖[0095]65卷动式波纹管[0096]66驱动轴[0097]68驱动机构[0098]70套爪卡盘[0099]72气缸[0100]74皮带轮[0101]76V形带[0102]78伺服电机[0103]80滚珠丝杆[0104]82引导箱[0105]84轴[0106]86、86’活塞杆[0107]88、88’直流电机[0108]90轴[0109]92线性导向架[0110]94线性导轨[0111]96保持架[0112]98相反的保持架[0113]100侧颊[0114]102固定支架[0115]104盖[0116]106电机壳体[0117]108轴壳体[0118]110轴承[0119]112侧壁[0120]114侧壁[0121]116插头连接件[0122]118固定板[0123]120螺钉[0124]122径向槽[0125]124滑动环[0126]126外圆周表面[0127]128环形部分[0128]130平头螺钉[0129]1320形环[0130]134波纹管[0131]136夹环[0132]138离心盘[0133]140平头螺钉[0134]142径向密封环[0135]144端面[0136]146端面[0137]148间隙[0138]150环形夹紧元件[0139]152夹紧螺钉[0140]154通孔[0141]156旋转通道[0142]158电缆通道轴套[0143]160台阶状孔[0144]162孔部分[0145]164孔部分[0146]166孔部分[0147]168径向槽[0148]1700形环[0149]172平头螺钉[0150]174波纹管[0151]176导向元件[0152]178横向销[0153]180纵向销[0154]182基体[0155]184球头端[0156]186横向销[0157]188 切 口[0158]190球头轴承[0159]192 接口[0160]A总指工具旋转轴(速度控制的)0161]Al右边工具旋转轴(速度控制的)0162]A2左边工具旋转轴(速度控制的)0163]B工具的枢转设置轴0164]C总指工件旋转轴(速度控制的)0165]Cl右边工件旋转轴(速度控制的)0166]C2左边工件旋转轴(速度控制的)0167]CC第二旋光性表面0168]CX第一旋光性表面0169]L眼镜镜片0170]M堵料0171]S封堵件0172]X第一工具托架的线性轴(闭环位置控制)0173]Z第二工具托架的线性设置轴0174]Z’总指工具的线性运动(未受控制的)0175]Z’ I右边工具的线性运动(未受控制的)0176]Z’ 2左边工具的线性运动(未受控制的)
【权利要求】
1.一种对尤其是眼镜镜片(L)的旋光性表面(cc、cx)进行精加工的装置(10)，包括主主轴(32 )，所述主轴(32 )具有工具安装部分(34)且被主轴安装在主轴壳体(36 )中以便绕工具旋转轴(A)旋转；以及电动旋转驱动器(38)，所述电动旋转驱动器(38)包括转子(40)和定子(42)，且与所述转子(40)操作连接的所述主轴(32)通过所述电动旋转驱动器(38)被驱动以绕所述工具旋转轴(A)旋转，而工具安装部分(34)在工具旋转轴(A)的方向中轴向位移，其特征在于，所述电动旋转驱动器(38 )的所述转子(40 )和所述定子(42 )以及所述主轴(32)被同轴布置在所述主轴壳体(36)中，该主轴壳体(36)在导管(44)中被引导以在所述工具旋转轴(A)的方向中作限定的轴向位移(线性设置轴Z)，其中所述主轴(32)被构造为空心轴，通过所述空心轴，流体作用于设置为用于安装膜片夹头工具(46)的工具安装部分(34)。
2.根据权利要求1所述的装置(10)，其特特征在于，所述主轴壳体(36)包括电机壳体(106 )和轴壳体(108 )，所述旋转驱动器(38 )的所述转子(40 )和所述定子(42 )被布置在所述电机壳体(106)中，而所述轴壳体(108)法兰式安装在所述电机壳体上且所述主轴(32)可转动地安装在所述轴壳体(108)中。
3.根据权利要求2所 述的装置(10)，其特征在于，所述电机壳体(106)由具有通孔(154)的盖(104)封闭，流体的旋转通道(156)固定在所述通孔(154)中，所述通道与所述空心主轴(32)流体连接。
4.根据权利要求3所述的装置(10)，其特征在于，所述旋转通道(156 )通过弹性电缆通道轴套(158)摩擦固定在所述盖(104)的所述通孔(154)中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其特征在于，围绕所述主轴壳体(36)的波纹管(134)被布置在远离所述旋转驱动器(38)的所述导管(44)的端部与远离所述旋转驱动器(38)的所述主轴壳体(36)的端部之间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其特征在于，用于液体精加工媒质的离心盘(138)安装在远离所述旋转驱动器(38)的所述主轴(32)的端部上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其特征在于，所述主轴壳体(36)通过滑动环(124 )在所述导管(44 )中被轴向引导。
8.用于同时抛光两个眼镜镜片(L)的抛光机(12),包括:用于限定工作空间(14)的机器壳体(16)；伸入工作空间(14)中的两个工件主轴(20)，其中待抛光的两个眼镜镜片(L)通过所述两个工件主轴被共同的旋转驱动器(22)驱动以围绕基本上相互平行延伸的工件旋转轴(C1、C2)旋转；第一线性驱动单元(24)，第一工具托架(26)通过所述第一线性驱动单元(24)沿基本上垂直于所述工件旋转轴(Cl、C2)延伸的线性轴(X)移动；设于所述第一工具托架(26)上的枢转驱动单元(28)，枢转轭(30)通过所述枢转驱动单元(28)绕枢转设置轴(B)枢转，所述枢转设置轴基本上垂直于工件旋转轴(C1、C2)且基本上垂直于所述线性轴(X)延伸；设于所述枢转轭(30)上的第二线性驱动单元(29)，至少一个第二工具托架(31)通过所述第二线性驱动单元(29)沿线性设置轴(Z)移动，所述线性设置轴(Z)基本上垂直于所述枢转设置轴(B)延伸；以及两个根据前述权利要求中任一项的装置(10)，其中所述装置(10)通过它们的工具安装部分(34)伸入所述工作空间(14)中，每个所述工具安装部分(34)与相应的一个工件主轴(20)相关联，所述主轴的相应的主轴壳体(36)法兰式安装在所述至少一个第二工具托架(31)上，而相应的导管(44)安装在所述枢转轭(30)上，使得每个装置(10)的工具旋转轴(Al、A2)与相关的工件主轴(20)的工件旋转轴(Cl、C2)形成一个平面，在所述平面中，相关的工具旋转轴(Al、A2)相对于相关的工件主轴(20)的工件旋转轴(Cl、C2)可以轴向位移(线性轴X，线性设置轴Z)且可以倾斜(枢转设置轴B)。
9.根据权利要求8所述的抛光机(12)，其特征在于，只提供一个第二工具托架(31)，通过所述第二线性驱动单元(29)实现所述两个主轴壳体(36)的共同轴向运动(线性设置轴Z)。
10.根据权利要求8或9所述的抛光机(12)，其特征在于，枢转驱动单元(28)和所述第二线性驱动单元(29)中的每一个均是专有的线性模块，所述线性模块具有通过由直流电机(88、88’)驱动的主轴驱·动器可以移入和移出的活塞杆(86、86’)。
【文档编号】B24B41/04GK103429386SQ201280013480
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年3月15日 优先权日:2011年3月17日
【发明者】H·谢弗, S·沃伦道夫, U·费德勒 申请人:萨特隆股份公司