TECHNISCHES GEBIET
[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung zur Feinbearbeitung
von optisch wirksamen Flächen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Feinbearbeitung der optisch wirksamen
Flächen an Brillengläsern, wie sie in sogenannten "RX-Werkstätten", d.h. Produktionsstätten
zur Fertigung von individuellen Brillengläsern nach Rezept in großem Umfang zum Einsatz
kommen. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine flexible Fertigungszelle zur Bearbeitung
von Brillengläsern, welche eine solche Feinbearbeitungsvorrichtung umfasst.
STAND DER TECHNIK
[0002] Die spanende Bearbeitung der optisch wirksamen Flächen von Brillengläsern kann grob
in zwei Bearbeitungsphasen unterteilt werden, nämlich zunächst die Vorbearbeitung
der optisch wirksamen Fläche zur Erzeugung der rezeptgemäßen Makrogeometrie und sodann
die Feinbearbeitung der optisch wirksamen Fläche, um Vorbearbeitungsspuren zu beseitigen
und die gewünschte Mikrogeometrie zu erhalten. Während die Vorbearbeitung der optisch
wirksamen Flächen von Brillengläsern u.a. in Abhängigkeit vom Material der Brillengläser
durch Schleifen (bei Mineralglas), Fräsen und/oder Drehen (bei Kunststoffen, wie Polycarbonat,
CR 39, HI-Index, etc.) erfolgt, werden die optisch wirksamen Flächen von Brillengläsern
bei der Feinbearbeitung üblicherweise einem Feinschleif-, Läpp- und/oder Poliervorgang
unterzogen, wozu man sich einer entsprechenden Bearbeitungsvorrichtung bedient.
[0003] Vor allem handbeschickte Poliermaschinen in RX-Werkstätten werden hierbei meist als
"Zwillingsmaschinen" ausgeführt, so dass vorteilhaft die zwei Brillengläser eines
"RX-Jobs" - ein Brillenglasrezept besteht stets aus einem Brillenglaspaar - gleichzeitig
feinbearbeitet werden können. Eine solche "Zwillings"-Poliermaschine ist beispielsweise
aus der den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bildenden Druckschrift
US-A-2007/0155287 bekannt.
[0004] Bei dieser vorbekannten Poliermaschine ragen zwei parallel angeordnete, jeweils um
eine Rotationsachse drehangetriebene, ansonsten aber ortsfeste Werkstückspindeln von
unten in einen Arbeitsraum hinein, wo ihnen zwei Polierwerkzeuge gegenüberstehen,
so dass ein Polierwerkzeug der einen Werkstückspindel und das andere Polierwerkzeug
der anderen Werkstückspindel zugeordnet ist. Jedes Polierwerkzeug ist über ein Kalottenlager
frei drehbar an einer von oben in den Arbeitsraum hineinragenden Kolbenstange einer
jeweils zugeordneten, oberhalb des Arbeitsraums angeordneten Kolben-Zylinder-Anordnung
angebracht, mittels der das jeweilige Polierwerkzeug individuell bezüglich der zugeordneten
Werkstückspindel abgesenkt oder angehoben werden kann. Die beiden Kolben-Zylinder-Anordnungen
sind ferner mittels eines Linearantriebs gemeinsam in einer Richtung senkrecht zu
den Rotationsachsen der Werkstückspindeln bezüglich einer Frontseite der Poliermaschine
vor und zurück verfahrbar und außerdem mittels eines Schwenkantriebs gemeinsam um
eine Schwenkachse verkippbar, die ebenfalls senkrecht zu den Rotationsachsen der Werkstückspindeln,
jedoch parallel zur Frontseite der Poliermaschine verläuft. Vermittels des Schwenkantriebs
kann die Winkellage zwischen den Rotationsachsen der Werkzeuge und Werkstücke voreingestellt
werden bevor die Werkzeuge vermittels der Kolben-Zylinder-Anordnungen auf die Werkstücke
abgesenkt werden. Beim eigentlichen Poliervorgang werden die Werkstücke drehend angetrieben,
wobei die sich mit den Werkstücken in Bearbeitungseingriff befindenden Werkzeuge durch
Reibung drehend mitgenommen werden, während der Linearantrieb dafür sorgt, dass die
Werkzeuge bezüglich der Frontseite der Poliermaschine abwechselnd vor und zurück bewegt
werden (Oszillationsbewegung), wobei die Werkzeuge mit einem relativ kleinen Weg laufend
über die Werkstücke vor und zurück streifen (sogenannte "Tangential-Kinematik"). Außerdem
dient der Linearantrieb dazu, Werkzeuge und Werkstücke soweit auseinanderzufahren,
dass ein Wechsel möglich ist.
[0005] Wenngleich die vorbekannte Poliermaschine schon eine sehr schmal bauende Konstruktion
aufweist, benötigt sie in Tiefenrichtung aufgrund der langen horizontalen Verfahrwege
der Kolben-Zylinder-Anordnungen senkrecht zu den Rotationsachsen der Werkstückspindeln
eine relativ große Stellfläche, was etwa einem Einsatz in einer flexiblen Fertigungszelle
zur Brillenglasbearbeitung für kleinere RX-Werkstätten entgegensteht. Außerdem ist
die Zugänglichkeit dieser Poliermaschine insbesondere beim Wechsel der Werkstücke
und Werkzeuge und zum Reinigen des Arbeitsraums nicht optimal.
AUFGABENSTELLUNG
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Feinbearbeitung der
optisch wirksamen Flächen an insbesondere Brillengläsern zu schaffen, die eine vergleichsweise
geringe Stellfläche benötigt, so dass sie problemlos als Modul in einer flexiblen
Fertigungszelle für die Brillenglasbearbeitung integriert werden kann, und die zudem
gegenüber dem eingangs geschilderten Stand der Technik im Hinblick auf Werkstück-
und Werkzeugwechsel sowie Wartungs- und Reinigungsarbeiten ergonomischer gestaltet
ist. Die Erfindungsaufgabe umfasst ferner die Bereitstellung einer möglichst kostengünstig
ausgebildeten flexiblen Fertigungszelle für die Vor- und Feinbearbeitung von Brillengläsern.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[0007] Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 15 angegebenen Merkmale
gelöst. Vorteilhafte oder zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der Patentansprüche 2 bis 14.
[0008] Erfindungsgemäß ist bei einer Vorrichtung zur Feinbearbeitung der optisch wirksamen
Flächen an insbesondere Brillengläsern als Werkstücken, umfassend wenigstens eine
in einen Arbeitsraum hineinragende Werkstückspindel, über die ein zu bearbeitendes
Werkstück um eine Werkstück-Drehachse drehend antreibbar ist, wenigstens eine Zustelleinrichtung
für ein Werkzeug, mittels der das Werkzeug auf das Werkstück zu bzw. von diesem weg
bewegbar ist, eine Oszillationsantriebseinheit, mittels der die Zustelleinrichtung
in einer Oszillationsrichtung hin und her bewegbar ist, die bei der Bearbeitung im
Wesentlichen quer zu der Werkstück-Drehachse verläuft, und eine Schwenkantriebseinheit,
mittels der die Zustelleinrichtung um eine Schwenk-Stellachse schwenkbar ist, die
im Wesentlichen senkrecht zu der Werkstück-Drehachse und im Wesentlichen normal zu
der Oszillationsrichtung verläuft; ein Schwenkmechanismus vorgesehen, mittels dessen
die Zustelleinrichtung, die Oszillationsantriebseinheit und die Schwenkantriebseinheit
relativ zu der Werkstückspindel von einer Schließrelativstellung unter Öffnung des
Arbeitsraums in eine Öffnungsrelativstellung wegschwenkbar sind und umgekehrt.
[0009] Mit anderen Worten gesagt ist mittels des erfindungsgemäßen Schwenkmechanismus ein
die Zustelleinrichtung, die Oszillationsantriebseinheit und die Schwenkantriebseinheit
umfassender, werkzeugseitiger Hauptteil der Vorrichtung bezüglich eines die Werkstückspindel
umfassenden, werkstückseitigen Hauptteils der Vorrichtung oder, in einer Alternative,
der werkstückseitige Hauptteil der Vorrichtung bezüglich des werkzeugseitigen Hauptteils
der Vorrichtung oder, in einer weiteren Alternative, beide Hauptteile der Vorrichtung
von- bzw. zueinander wegschwenkbar und umgekehrt.
[0010] Infolgedessen können insbesondere die Verfahrwege der Oszillationsantriebseinheit
gegenüber dem oben geschilderten Stand der Technik erheblich verkürzt werden, ohne
den Werkstück- bzw. Werkzeugwechsel zu behindern, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung
deutlich kompakter baut und eine geringere Stellfläche benötigt. Werkstück- und Werkzeugwechsel
sind - ebenso wie Wartungs- und Reinigungsarbeiten an der Vorrichtung - gegenüber
dem eingangs beschriebenen Stand der Technik auch erleichtert, weil infolge des erfindungsgemäßen
Schwenks unter Öffnung des Arbeitsraums ein deutlich größerer Öffnungsquerschnitt
freigegeben wird, durch den eine Bedienperson und/oder ggf. automatisierte Greifer,
Reinigungswerkzeuge od.dgl. problemlos in die Vorrichtung hineinfassen bzw. hineingelangen
können. Außerdem kann der erfindungsgemäße Schwenk vorteilhaft so ausgestaltet werden,
dass es hierbei zu einem gewissen "Hinwenden" des jeweils verschwenkten Hauptteils
der Vorrichtung zum freigegebenen Öffnungsquerschnitt kommt, so dass die Werkzeuge
bzw. Werkstücke im Arbeitsraum nicht nur seitlich sondern auch von der Stirnseite
her und damit sicherer gegriffen werden können. Im Ergebnis hat die erfindungsgemäße
Vorrichtung nicht nur einen im Verhältnis geringen Platzbedarf sondern besitzt darüber
hinaus auch eine gute Zugänglichkeit zum Arbeitsraum, mithin eine sehr ergonomiegerechte
Gestaltung, was sie insgesamt insbesondere für den Einsatz in einer flexiblen Fertigungszelle
prädestiniert.
[0011] Erwähnt werden soll an dieser Stelle noch, dass die kinematische Ausgestaltung der
Vorrichtung prinzipiell wie im gattungsbildenden Stand der Technik getroffen werden
kann, insbesondere mit einer Oszillationsantriebseinheit, welche bei der Bearbeitung
die Zustelleinrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Werkstück-Drehachse in einer
axialen Richtung hin und her zu bewegen vermag, und zwar bezüglich der Bedienerposition
bzw. der Frontseite der Vorrichtung vor und zurück. Gleichermaßen kann die Oszillationsbewegung
aber auch längs der oder im Wesentlichen parallel zur Frontseite der Vorrichtung erfolgen
und/ oder mit einer Schwenkbewegung anstelle einer Axialbewegung realisiert werden.
Der Einsatz des erfindungsgemäßen Schwenkmechanismus ist hiervon unabhängig.
[0012] Grundsätzlich ist es denkbar, eine separate Schwenkbarkeit von Zustelleinrichtung,
Oszillationsantriebseinheit und/oder Schwenkantriebseinheit relativ zu der Werkstückspindel
- ggf. auch um verschiedene Schwenkachsen - vorzusehen, um den Arbeitsraum zu öffnen.
Im Hinblick auf eine einfache Handhabung und einen geringen mechanischen Aufwand ist
es indes bevorzugt, wenn der Schwenkmechanismus eine gemeinsame Schwenkachse für die
Zustelleinrichtung, die Oszillationsantriebseinheit und die Schwenkäntriebseinheit
aufweist, um welche die Zustelleinrichtung, die Oszillationsantriebseinheit und die
Schwenkantriebseinheit gemeinsam bezüglich der Werkstückspindel wegschwenkbar sind
und umgekehrt.
[0013] Es ist ferner bevorzugt, wenn die Schwenkachse von einer Bedienerposition aus gesehen
hinter dem Arbeitsraum liegt. Gegenüber einer ebenfalls möglichen Anordnung, bei der
die Schwenkachse von der Bedienerposition aus gesehen rechts oder links des Arbeitsraums
liegt, hat dies den Vorteil, dass für die Bedienperson ein symmetrisches beidhändiges
ungehindertes Arbeiten möglich ist, so dass die Vorrichtung auch gleichermaßen gut
von Rechts- und Linkshändern zu bedienen ist.
[0014] Hinsichtlich einer schmal bauenden und mechanisch einfachen Ausgestaltung der Vorrichtung
ist es ferner bevorzugt, wenn die Schwenkachse des Schwenkmechanismus im Wesentlichen
parallel zur Schwenk-Stellachse der Schwenkantriebseinheit verläuft.
[0015] Vorteilhaft kann der Schwenkmechanismus einen Schwenkrahmen mit einem Griffabschnitt
aufweisen, über den die Zustelleinrichtung, die Oszillationsantriebseinheit und die
Schwenkantriebseinheit manuell bezüglich der Werkstückspindel wegschwenkbar sind und
umgekehrt. Dies stellt eine einfache und kostengünstige Alternative zu einer ebenfalls
möglichen vollautomatisierten oder motorisch unterstützten Schwenkbewegung dar, welche
auch geeignete Sicherheitsvorkehrungen (Schutzsysteme, Schutzeinrichtungen) erfordern
würde. In bevorzugter Ausgestaltung kann der Schwenkrahmen weiterhin eine Haube zum
Öffnen bzw. Verschließen der Vorrichtung tragen. Gegenüber einer auch denkbaren, vom
Schwenkmechanismus unabhängigen Haube vereinfacht dies erneut die Bedienung der Vorrichtung.
[0016] Weiterhin kann der Schwenkmechanismus wenigstens ein Federelement aufweisen, welches
das Wegschwenken der Zustelleinrichtung, der Oszillationsantriebseinheit und der Schwenkantriebseinheit
bezüglich der Werkstückspindel erleichtert. Das wenigstens eine Federelement (z.B.
ein oder mehrere Gasdruckfedern) kann hierbei beispielsweise so ausgelegt werden,
dass es das Gewicht der wegzuschwenkenden Teile im Wesentlichen gegenhält, was nicht
nur für einen hohen Bedienkomfort sorgt, sondern auch im Hinblick auf die Arbeitssicherheit
vorteilhaft ist.
[0017] Außerdem kann ein Positionier- und Schließmechanismus vorgesehen sein, der während
der Bearbeitung die Zustelleinrichtung, die Oszillationsantriebseinheit und die Schwenkantriebseinheit
in ihrer Schließstellung hält und eine im Wesentlichen senkrechte Ausrichtung der
- gegenwärtig bevorzugt - linear verlaufenden Oszillationsrichtung bezüglich der Werkstück-Drehachse
gewährleistet. Der Positionier- und Schließmechanismus kann somit vorteilhaft den
bei der Bearbeitung - etwa infolge der Aufbringung eines Polierdrucks durch die Zustelleinrichtungauftretenden
Prozesskräften entgegenwirken und zugleich die gewünschte Relativlage der bewegten
Teile zueinander gewährleisten, was insbesondere bei dem eingangs erwähnten Polierprozess
mit Tangential-Kinematik im Hinblick auf den Erhalt reproduzierbarer Polierergebnisse
wichtig ist. Hierbei kann der Positionier- und Schließmechanismus vorteilhaft einen
Druckmittelzylinder, z.B. einen Pneumatikzylinder zum Halten der Zustelleinrichtung,
der Oszillationsantriebseinheit und der Schwenkantriebseinheit in ihrer Schließstellung
umfassen, wenngleich auch eine formschlüssige Verriegelung des Schwenkmechanismus
zum Einsatz kommen könnte. Ferner ist es bevorzugt, wenn der Positionier- und Schließmechanismus
wenigstens einen einstellbaren, ggf. einen Stoßdämpfer aufweisenden Anschlag umfasst,
mittels dessen die Ausrichtung der Oszillationsrichtung bezüglich der Werkstück-Drehachse
justierbar ist. Gegenüber einem prinzipiell auch möglichen Festanschlag besitzt ein
einstellbarer Anschlag insbesondere den Vorteil, dass Fertigungstoleranzen leichter
in Kauf genommen, weil einfach ausgeglichen werden können. Durch den optional vorhandenen
Stoßdämpfer können Schäden an der Vorrichtung bei einem übermäßig festen Schließen
des Arbeitsraums vermieden werden.
[0018] In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt die Vorrichtung des Weiteren einen den
Arbeitsraum begrenzenden und die Werkstückspindel tragenden Grundkörper, an dem zwei
Halterungen befestigt sind, welche die Schwenkachse des Schwenkmechanismus tragen,
wobei die Oszillationsantriebseinheit einen Führungsblock aufweist, der zwischen den
Halterungen auf der Schwenkachse schwenkbar gelagert ist. Vorteilhaft wird somit ein
Bauteil der Oszillationsantriebseinheit auch für den Schwenkmechanismus genutzt.
[0019] Darüber hinaus kann die Oszillationsantriebseinheit zwei längsverschieblich in dem
Führungsblock gelagerte Führungsstangen, einen Führungskopf und eine Führungsplatte
aufweisen, wobei die Führungsstangen auf der einen Seite des Führungsblocks über den
Führungskopf miteinander verbunden sind, während sie auf der anderen Seite des Führungsblocks
über die Führungsplatte miteinander verbunden sind, und wobei der Führungskopf mittels
eines Gewindetriebs gegenüber dem Führungsblock verlagerbar ist. Insoweit kann die
Oszillationsantriebseinheit vorteilhaft durch eine handelsübliche lineare Stangenführung
ausgebildet werden, deren Schlitten als Führungsblock verschwenkbar an der Schwenkachse
des Schwenkmechanismus "festgesetzt" ist, mit hoher Funktionsintegration im Führungsblock.
Hierbei ist es im Hinblick auf eine weitere Funktionsintegration in der Oszillationsantriebseinheit
und eine geringe Bauteilanzahl ferner bevorzugt, wenn die Schwenkantriebseinheit ein
die Zustelleinrichtung tragendes Schwenkjoch hat, das schwenkbar am Führungskopf der
Oszillationsantriebseinheit gelagert ist, wobei zwischen der Führungsplatte der Oszillationsantriebseinheit
und dem Schwenkjoch ein Hubmodul angeordnet ist, mittels dessen das Schwenkjoch um
die Schwenk-Stellachse schwenkbar ist.
[0020] Im weiteren Verfolg des Erfindungsgedankens können zum Aufbau einer "Zwillings"-Maschine
zwei in den Arbeitsraum hineinragende Werkstückspindeln vorgesehen sein, die über
einen Riementrieb um die Werkstück-Drehachsen drehend antreibbar sind, der eine von
einem Drehantrieb drehbare Riemenscheibe, einen Riemen und eine Spann- und Umlenkrolle
für den Riemen hat, die zwischen den Werkstückspindeln sitzt und am Drehantrieb exzentrisch
zur Riemenscheibe gelagert ist, so dass der Riemen durch Verschwenken des Drehantriebs
spannbar ist. Auch diese Maßnahmen sind dem Erhalt einer sehr kompakten Bauform förderlich,
wobei zudem zum Spannen des Riemens keine zusätzlichen Bauteile notwendig sind, Letzteres
vielmehr durch bloßes Verdrehen bzw. Verschwenken des Drehantriebs möglich ist.
[0021] Soll die vorbeschriebene Vorrichtung als Einzelmaschine, d.h. nicht in einem Maschinenverbund
zum Einsatz kommen, so muss sie natürlich eine Einrichtung zur Mensch-Maschine-Kommunikation
und eine geeignete Steuerung, z.B. eine PC-basierte CNC-Steuerung haben, welche ihre
Antriebsmodule/Achsantriebe ansteuert. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst
eine flexible Fertigungszelle für die Vor- und Feinbearbeitung von Brillengläsern
indes (1.) eine Vorrichtung zur Vorbearbeitung der optisch wirksamen Flächen der Brillengläser
durch Fräsen, Drehen und/oder Schleifen, die gesteuerte oder geregelte Antriebsachsen
für Werkstück und/oder Werkzeug aufweist, mit jeweils zugeordnetem Antriebsmodul,
und (2.) eine Vorrichtung zur Feinbearbeitung der optisch wirksamen Flächen der Brillengläser
durch Polieren, nämlich die oben beschriebene Vorrichtung, welche gesteuerte oder
geregelte Antriebsachsen für Werkstück und/oder Werkzeug aufweist, mit jeweils zugeordnetem
Antriebsmodul, und die als Modul an die Vorrichtung für die Vorbearbeitung - wenigstens
elektrisch, ggf. auch mechanisch - angedockt ist, mit der weiteren Besonderheit, dass
nur die Vorrichtung für die Vorbearbeitung eine Einrichtung zur Mensch-Maschine-Kommunikation
und eine CNC-Steuerung hat, welche die Antriebsmodule beider Vorrichtungen ansteuert.
Die elektrische Verbindung zwischen der CNC-Steuerung und den Antriebsmodulen kann
hierbei mittels Einzelverdrahtung oder über ein Bussystem erfolgen. Somit kann die
Vorrichtung zur Feinbearbeitung ohne Einrichtung zur Mensch-Maschine-Kommunikation
und eigene CNC-Steuerung sehr kostengünstig ausgebildet werden und insbesondere in
kleineren RX-Werkstätten - ggf. auch nachträglich - ohne großen Aufwand als Modul
zu der Vorrichtung zur Vorbearbeitung ergänzt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[0022] Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die beigefügten, teilweise vereinfachten bzw. schematischen Zeichnungen
näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Ansicht einer flexiblen Fertigungszelle zur Bearbeitung von Brillengläsern
von schräg oben / vorne rechts, umfassend - links - eine Vorrichtung zur Vorbearbeitung
der Brillengläser (auch Generator genannt) und - rechts - eine daran angedockte, erfindungsgemäße
Vorrichtung zur anschließenden Feinbearbeitung der Brillengläser (Poliermaschine),
wobei zur Freigabe der Sicht in den Arbeitsraum der jeweiligen Maschine eine Schwenktür
des Generators und eine Haube der Poliermaschine hochgeschwenkt sind;
- Fig. 2
- eine im Maßstab gegenüber der Fig. 1 vergrößerte, perspektivische Ansicht der Poliermaschine
gemäß Fig. 1 von schräg oben / vorne rechts, die wesentliche Bauteile bzw. Baugruppen
der Maschine zeigt, wobei zur Vereinfachung der Darstellung insbesondere die Haube
und weitere Teile der Verkleidung, die Versorgungseinrichtungen (einschließlich Leitungen,
Schläuche und Rohre) für Strom, Druckluft und Poliermittel, der Poliermittelrücklauf
sowie die Mess-, Wartungs- und Sicherheitseinrichtungen weggelassen wurden;
- Fig. 3
- eine im Maßstab und Blickwinkel sowie bezüglich der Zeichnungsvereinfachungen der
Fig. 2 im Wesentlichen entsprechende perspektivische Ansicht der Poliermaschine gemäß
Fig. 1, bei der sich ein oberer Teil der Maschine in einer von einem unteren Teil
der Maschine weggeschwenkten Position befindet;
- Fig. 4
- eine am Maschinengehäuse abgebrochene, perspektivische Ansicht der Poliermaschine
gemäß Fig. 1 von schräg oben / vorne links in einem gegenüber den Fig. 2 und 3 vergrößerten
Maßstab, wobei ein in den Fig. 2 und 3 linker Werkzeugzylinder und eine zugeordnete,
flexible Arbeitsraumabdeckung weggelassen wurden, insbesondere um den Blick auf die
dahinter liegende Schwenkachse für den oberen Teil der Maschine freizugeben;
- Fig. 5
- eine im Maßstab und Blickwinkel sowie bezüglich der Zeichnungsvereinfachungen der
Fig. 4 im Wesentlichen entsprechende perspektivische Ansicht der Poliermaschine gemäß
Fig. 1, bei der sich der obere Teil der Maschine in einer von dem unteren Teil der
Maschine weggeschwenkten Position befindet;
- Fig. 6
- eine perspektivische Ansicht der Poliermaschine gemäß Fig. 1 im Maßstab der Fig. 4
und 5 von schräg oben / hinten rechts, wobei gegenüber der Darstellung in den Fig.
2 und 3 das Maschinengehäuse weggelassen wurde;
- Fig. 7
- eine im Maßstab und Blickwinkel sowie bezüglich der Zeichnungsvereinfachungen der
Fig. 6 im Wesentlichen entsprechende perspektivische Ansicht der Poliermaschine gemäß
Fig. 1, bei der sich der obere Teil der Maschine in einer von dem unteren Teil der
Maschine weggeschwenkten Position befindet;
- Fig. 8
- eine perspektivische Ansicht der Poliermaschine gemäß Fig. 1 im Maßstab der Fig. 6
und 7 von schräg oben / hinten links, wobei gegenüber der Darstellung in den Fig.
6 und 7 sämtliche Antriebsmechanismen und zugeordnete Teile für Werkstücke und Werkzeuge
weggelassen wurden (bis auf einen Führungsblock der Oszillationsantriebseinheit),
so dass der Schwenkmechanismus für den oberen Teil der Maschine besser zu erkennen
ist;
- Fig. 9
- eine im Maßstab und Blickwinkel sowie bezüglich der Zeichnungsvereinfachungen der
Fig. 8 im Wesentlichen entsprechende perspektivische Ansicht der Poliermaschine gemäß
Fig. 1, bei der sich der obere Teil der Maschine in einer von dem unteren Teil der
Maschine weggeschwenkten Position befindet;
- Fig. 10
- eine teilweise aufgebrochene Vorderansicht der Poliermaschine gemäß Fig. 1 im Maßstab
der Fig. 6 und 7 und mit deren Zeichnungsvereinfachungen;
- Fig. 11
- eine teilweise aufgebrochene Vorderansicht der Poliermaschine gemäß Fig. 1 ähnlich
der Fig. 10, bei der sich der obere Teil der Maschine in einer von dem unteren Teil
der Maschine weggeschwenkten Position befindet;
- Fig. 12
- eine Schnittansicht der Poliermaschine gemäß Fig. 1 entsprechend der Schnittverlaufslinie
XII-XII in Fig. 10, allerdings um 5° in der Zeichnungsebene gekippt, um frontal auf
den Antriebsmechanismus (Riementrieb) für die Werkstücke zu blicken;
- Fig. 13
- eine Seitenansicht der Poliermaschine gemäß Fig. 1 von links in Fig. 10, wobei - ähnlich
den Fig. 8 und 9 - gegenüber der Darstellung in den Fig. 6 und 7 von den Antriebsmechanismen
und zugeordneten Teilen für Werkstücke und Werkzeuge im oberen Teil der Maschine lediglich
ein Schwenkjoch der Schwenkantriebseinheit sowie der Führungsblock der Oszillationsantriebseinheit
mit Führungskopf, -stange und -platte gezeigt sind;
- Fig. 14
- eine Schnittansicht der Poliermaschine gemäß Fig. 1 entsprechend der Schnittverlaufslinie
XIV-XIV in Fig. 13, d.h. mit einer Schnittebene durch die Schwenkachse für den oberen
Teil der Maschine; und
- Fig. 15
- ein vereinfachtes Blockdiagramm zur CNC-Architektur der flexiblen Fertigungszelle
gemäß Fig. 1.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
[0023] In Fig. 1 ist eine flexible Fertigungszelle für die Vor- und Feinbearbeitung von
Brillengläsern L in RX-Werkstätten allgemein mit 10 beziffert. Die flexible Fertigungszelle
10 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zur Vorbearbeitung
der optisch wirksamen Flächen cc, cx (vgl. die Fig. 10 und 11) der Brillengläser L,
auch Generator 12 genannt, sowie eine Vorrichtung zur Feinbearbeitung der optisch
wirksamen Flächen cc, cx der Brillengläser L in Form einer Poliermaschine 14, die
als Modul an den Generator 12 mechanisch und elektrisch angedockt ist, wie später
noch näher beschrieben wird. Nachfolgend sollen vor allem Aufbau und Funktion der
Poliermaschine 14 erläutert werden, die im dargestellten Ausführungsbeispiel in "Zwillings"-Bauweise
ausgeführt ist, so dass zwei Brillengläser L gleichzeitig poliert werden können.
[0024] Zum Generator 12 sei an dieser Stelle lediglich noch erwähnt, dass dieser als reine
Fast-Tool-Drehmaschine oder kombinierte Fräs-Drehmaschine ausgebildet sein kann, wie
sie prinzipiell z.B. aus den Druckschriften
EP-A-1 719 573 und
EP-A-1 719 585 bekannt sind. Bei diesen Maschinen wird - ggf. nach einer fräsenden Vorbearbeitung
der Brillengläser L, wie etwa in der Druckschrift
EP-A-0 758 571 beschrieben - ein Drehmeißel 16 mittels eines Fast-Tool-Servos entweder linear reziprozierend
(Oszillationsachse F
D) oder rotativ hochdynamisch bewegt, um am Drehmeißel 16 für die Bearbeitung nicht-rotationssymmetrischer
Brillenglasflächen eine Zustellbewegung zu generieren, während das Brillenglas L unter
Erzeugung einer Schnittkraft drehend angetrieben wird (Werkstück-Drehachse B
D) und zugleich eine Relativbewegung zwischen Drehmeißel 16 und Brillenglas L quer
zur Oszillationsachse F
D erfolgt (Linearachse X
D), um einen Vorschub vom Brillenglasrand zur Brillenglasmitte oder umgekehrt zu bewirken.
[0025] Gemäß insbesondere den Fig. 2 bis 7, 10 und 11 besitzt die Poliermaschine 14 allgemein
(i) zwei hier von unten in einen Arbeitsraum 18 hineinragende Werkstückspindeln 20,
über die die zu bearbeitenden Brillengläser L um Werkstück-Drehachsen C1, C2 drehend
angetrieben werden können, (ii) zwei Zustelleinrichtungen 22 für jeweils ein Werkzeug
W, mittels der das jeweilige Werkzeug W hier von oben auf das zugeordnete Brillenglas
L zu bzw. von diesem weg bewegt werden kann (Linearbewegungen Z1, Z2), (iii) eine
Oszillationsantriebseinheit 24, mittels der die Zustelleinrichtungen 22 in einer Oszillationsrichtung
(lineare Oszillationsachse X) hin und her, d.h. im vorliegenden Fall bezüglich einer
Vorderseite der Poliermaschine 14 vor und zurück bewegt werden können, wobei die Oszillationsachse
X bei der Bearbeitung im Wesentlichen quer zu den Werkstück-Drehachsen C1, C2 verläuft,
und (iv) eine Schwenkantriebseinheit 26, mittels der die Zustelleinrichtungen 22 um
eine Schwenk-Stellachse B geschwenkt werden können, die im Wesentlichen senkrecht
zu den Werkstück-Drehachsen C1, C2 und im Wesentlichen normal zu der Oszillationsachse
X verläuft.
[0026] Wie nachfolgend noch ausführlich beschrieben werden wird besitzt die Poliermaschine
14 zudem einen Schwenkmechanismus 28, mittels dessen die Zustelleinrichtungen 22,
die Oszillationsantriebseinheit 24 und die Schwenkantriebseinheit 26 relativ zu den
Werkstückspindeln 20 von einer Schließrelativstellung (Fig. 2, 4, 6, 8, 10 und 12
bis 14) unter Öffnung des Arbeitsraums 18 in eine Öffnungsrelativstellung (Fig. 1,
3, 5, 7, 9 und 11) weggeschwenkt werden können und umgekehrt, nämlich entsprechend
dem Pfeil S (Schwenkbewegung) in den Fig. 4 bis 9, 13 und 14. Hierbei erfolgt im dargestellten
Ausführungsbeispiel die Schwenkbewegung S für die Zustelleinrichtungen 22, die Oszillationsantriebseinheit
24 und die Schwenkantriebseinheit 26 gemeinsam, und zwar um eine gemeinsame Schwenkachse
30 (siehe insbesondere Fig. 14) des Schwenkmechanismus 28, die von einer Bedienerposition
aus gesehen hinter dem Arbeitsraum 18 liegt und im Wesentlichen parallel zur Schwenk-Stellachse
B verläuft.
[0027] Gemäß den Fig. 1 bis 5 weist die Poliermaschine 14 ein als Schweißkonstruktion aus
Blechen zusammengesetztes Maschinengestell 32 auf, welches zugleich einen Teil eines
Maschinengehäuses bildet, in dem neben den hier sichtbaren Antriebseinheiten und Mechanismen
auch die Versorgungseinrichtungen, Steuerungskomponenten, etc. (nicht gezeigt) aufgenommen
sind. In Fig. 1 nach oben und vorne wird das Maschinengehäuse komplettiert durch Verkleidungsteile
34 sowie eine Haube 36, die wenigstens teilweise aus Plexiglas (PMMA) besteht und
durchsichtig ist und ebenfalls vermittels des Schwenkmechanismus 28 gegenüber dem
Maschinengestell 32 verschwenkt werden kann. In das Maschinengehäuse eingesetzt ist
ein ebenfalls als Schweißkonstruktion aus Blechen zusammengefügter Grundkörper 38,
der den Arbeitsraum 18 insbesondere nach unten in den Figuren begrenzt und dort die
Werkstückspindeln 20 trägt. Der Grundkörper 38 weist seitlich abgewinkelte Flanschabschnitte
40 auf, die auf zugeordneten Lagerflächen 42 des Maschinengestells 32 aufgesetzt und
mit diesen verschraubt sind (nicht dargestellt), um den Grundkörper 38 in der Poliermaschine
14 zu befestigen. Wie die Fig. 1 zeigt ist das Maschinengehäuse der Poliermaschine
14 hinsichtlich seiner Form an das Maschinengehäuse des Generators 12 angepasst, so
dass die flexible Fertigungszelle 10 insgesamt ein äußeres Erscheinungsbild "wie aus
einem Guss" besitzt. Mechanisch ist hierbei das Maschinengestell 32 der Poliermaschine
14 mit dem Maschinengestell des Generators 12 verschraubt (nicht dargestellt).
[0028] Weitere Details des Schwenkmechanismus 28 sind insbesondere den Fig. 8, 9, 13 und
14 zu entnehmen. Demgemäß sind an einer Rückwand 44 des Grundkörpers 38 auf gleicher
vertikaler Höhe aber mit horizontalem Abstand voneinander zwei Halterungen 46 von
hinten befestigt. Jede Halterung 46 besitzt eine Halterungsbasis 48, mit der die jeweilige
Halterung 46 am Grundkörper 38 festgeschraubt ist (nicht dargestellt), und zwei sich
von der Halterungsbasis 48 noch oben wegerstreckende Halterungsarme in von Halterung
zu Halterung spiegelsymmetrischer Anordnung, nämlich einen kürzeren - bezogen auf
den Zwischenraum zwischen den Halterungen 46 - "inneren" Halterungsarm 50 und einen
längeren "äußeren" Halterungsarm 52.
[0029] Diese Halterungen 46 tragen zunächst die Schwenkachse 30, wie den Fig. 13 und 14
zu entnehmen ist. Genauer gesagt sind gemäß Fig. 14 zwei Schrauben 54 vorgesehen,
von denen jede eine im jeweiligen inneren Halterungsarm 50 nahe der Halterungsbasis
48 ausgebildete Durchgangsbohrung 56 durchgreift und in eine zugeordnete, stirnseitig
eingebrachte Gewindebohrung 58 der Schwenkachse 30 eingeschraubt ist, um die Schwenkachse
30 zwischen den Halterungen 46 festzusetzen. Auf der Schwenkachse 30 ist zwischen
den Halterungen 46 ein Führungsblock 60 der Oszillationsantriebseinheit 24 über zwei
Lagerelemente 62 schwenkbar gelagert, die in einer von der Schwenkachse 30 durchgriffenen,
gestuften Durchgangsbohrung 64 im Führungsblock 60 montiert sind.
[0030] Des Weiteren weist der Schwenkmechanismus 28 im dargestellten Ausführungsbeispiel
zwei Federelemente, hier Gasdruckfedern 66 auf, welche das Wegschwenken des die Zustelleinrichtungen
22, die Oszillationsantriebseinheit 24 und die Schwenkantriebseinheit 26 umfassenden
oberen, werkzeugseitigen Hauptteils der Poliermaschine 14 bezüglich der Werkstückspindeln
20 erleichtern. Hierfür sind die Gasdruckfedern 66 jeweils mit einem Ende am freien
Ende des äußeren Halterungsarms 52 der jeweils zugeordneten Halterung 46 angelenkt,
wie am besten in den Fig. 8 bis 10 und 14 zu erkennen ist. Das andere Ende der jeweiligen
Gasdruckfeder 66 ist an einem jeweils zugeordneten unteren Fortsatz 68 des Führungsblocks
60 der Oszillationsantriebseinheit 24 angelenkt. Die Federkraft der Gasdruckfedern
66 und deren den Hebelarm um die Schwenkachse 30 bestimmenden Anlenkpunkte sind dabei
so gewählt, dass das durch das Gewicht der verschwenkten Bauteile bzw. -gruppen um
die Schwenkachse 30 erzeugte Drehmoment im Wesentlichen gegengehalten wird.
[0031] Darüber hinaus ist dem Schwenkmechanismus 28 ein Positionier- und Schließmechanismus
70 zugeordnet, der während der Bearbeitung den oberen, werkzeugseitigen Hauptteil
mit den Zustelleinrichtungen 22, der Oszillationsantriebseinheit 24 und der Schwenkantriebseinheit
26 in der Schließstellung hält und eine im Wesentlichen senkrechte Ausrichtung der
Oszillationsachse X bezüglich der Werkstück-Drehachsen C1, C2 gewährleistet. Der Positionier-
und Schließmechanismus 70 umfasst zunächst einen Druckmittelzylinder, genauer einen
Pneumatikzylinder 72 zum Halten der um die Schwenkachse 30 verschwenkbaren Bauteile
in ihrer Schließstellung, der ein Zylindergehäuse 74 und eine mit einem Kolben des
Pneumatikzylinders 72 verbundene Kolbenstange 76 aufweist, die sich aus dem Zylindergehäuse
74 hinaus erstreckt. Dabei ist das Zylindergehäuse 74 des Pneumatikzylinders 72 an
einer Konsole 78 angelenkt, die ihrerseits auf der Halterungsbasis 48 der in den Fig.
6 bis 9 linken Halterung 46 befestigt ist, und zwar über hier nicht dargestellte Schrauben.
Die Kolbenstange 76 des Pneumatikzylinders 72 hingegen ist an dem in den Fig. 8 und
9 linken, unteren Fortsatz 68 des Führungsblocks 60 angelenkt. Insbesondere aus den
Fig. 8 und 13 ist ersichtlich, dass bei einer Druckbeaufschlagung des Pneumatikzylinders
72, infolge der die Kolbenstange 76 bestrebt ist, aus dem Zylindergehäuse 74 herauszufahren,
in der Schließstellung der mittels des Schwenkmechanismus 28 verschwenkbaren Bauteile
bzw. -gruppen um die Schwenkachse 30 ein Drehmoment erzeugt wird (im Uhrzeigersinn
in Fig. 13), welches besagte Bauteile bzw. -gruppen in Richtung der Werkstückspindeln
20 drückt.
[0032] Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Positionier- und Schließmechanismus
70 ferner zwei längeneinstellbare Anschläge 80, die jeweils einen Stoßdämpfer 82 (in
der einfachsten Form z.B. einen Gummipuffer) aufweisen und dazu dienen, in der Schließstellung
die Ausrichtung der Oszillationsachse X bezüglich der Werkstück-Drehachsen C1, C2
zu justieren, und hierfür z.B. ein Gewinde aufweisen können, welches mit einem Gegengewinde
zusammenwirkt (nicht gezeigt). Wie am besten in den Fig. 8 und 9 zu erkennen ist sind
die einstellbaren Anschläge 80 mit dem jeweiligen Stoßdämpfer 82 an den freien Enden
der inneren Halterungsarme 50 der Halterungen 46 montiert, und zwar derart, dass jeder
Stoßdämpfer 82 in der Schließstellung an einer zugeordneten Anschlagsfläche 84 zur
Anlage gelangen kann, die an einem weiteren seitlichen, oberen Fortsatz 86 des Führungsblocks
60 ausgebildet ist. Insoweit ist der Führungsblock 60 mit seinen unteren Fortsätzen
68 und seinen oberen Fortsätzen 86 bezüglich einer Mittelachse spiegelsymmetrisch
geformt. Hierbei können die Fortsätze 68, 86 einstückig mit dem Rest des Führungsblocks
60 ausgebildet oder daran auf geeignete Weise befestigt sein.
[0033] Gemäß insbesondere den Fig. 2 bis 11 und 13 hat der Schwenkmechanismus 28 ferner
einen Schwenkrahmen 88, bei dem es sich um ein mehrfach gebogenes und nach oben abgewinkeltes
Blechteil handelt. Der Schwenkrahmen 88 ist auf hier nicht gezeigte Art und Weise
von unten am Führungsblock 60 der Oszillationsantriebseinheit 24 befestigt. In einem
in den Fig. 2 bis 5 vorderen Bereich ist am Schwenkrahmen 88 ein Griffabschnitt 90
angebracht, über den aufgrund der festen Verbindung des Schwenkrahmens 88 zum Führungsblock
60 die Oszillationsantriebseinheit 24 und die hiervon getragenen Bauteile bzw. -gruppen,
insbesondere die Schwenkantriebseinheit 26 und Zustelleinrichtungen 22 manuell um
die Schwenkachse 30 bezüglich der Werkstückspindeln 20 weggeschwenkt werden können
und umgekehrt. Neben einigen Abdeckungen und Abdichtungen, von denen in den Figuren
z.T. eine Gummischürze 92 als Spritzschutz im Bereich der Schwenkachse 30 und zwei
Faltenbalgabdeckungen 94 mit Blechschieber 96 und Gummimanschette 98 (siehe die Fig.
6, 7 und 11) für den zum Arbeitsraum 18 hin abgedichteten Durchtritt der Zustelleinrichtungen
22 dargestellt sind, trägt der Schwenkrahmen 88 auch die in Fig. 1 gezeigte Haube
36 zum Öffnen bzw. Verschließen der Poliermaschine 14.
[0034] Weitere Details der Oszillationsantriebseinheit 24 sind insbesondere den Fig. 6 bis
9, 13 und 14 zu entnehmen. Demgemäß hat der Führungsblock 60 eine zentrale, bezogen
auf die Vorderseite der Poliermaschine 14 hintere Aussparung 100 für die Aufnahme
und Befestigung eines Servomotors 102 am Führungsblock 60. Ausgehend von der Aussparung
100 erstreckt sich eine zentrale, gestufte Durchgangsbohrung 104 durch den Führungsblock
60 hindurch, durch die eine vom Servomotor 102 drehend antreibbare Gewindespindel
106 eines Kugelgewindetriebs gelagert hindurch verläuft. Der Führungsblock 60 weist
ferner zu beiden Seiten der Durchgangsbohrung 104 jeweils eine durchgehende Lagerbohrung
108 auf, die parallel zur Durchgangsbohrung 104 verläuft und der Aufnahme eines Kugelbuchsenpaars
(nicht näher gezeigt) dient. In den Lagerbohrungen 108 sind mittels der Kugelbuchsenpaare
zwei Führungsstangen 110 im Führungsblock 60 längsverschieblich gelagert. Auf der
Motorseite (Servomotor 102) des Führungsblocks 60 sind die Führungsstangen 110 endseitig
über eine Führungsplatte 112 miteinander verbunden, die eine zentrale Aussparung für
den Durchtritt des Servomotors 102 aufweist (vgl. die Fig. 4 und 6), während die Führungsstangen
110 auf der anderen Seite des Führungsblocks 60 endseitig über einen Führungskopf
114 miteinander verbunden sind. Im Führungskopf 114 ist gemäß den Fig. 4 und 10 eine
Mutter 116 des Kugelgewindetriebs befestigt, mit der die Gewindespindel 106 eingreift.
Insoweit ist ersichtlich, dass der Führungskopf 114 mit den Führungsstangen 110 und
der Führungsplatte 112 mittels des vom Servomotor 102 angetriebenen Kugelgewindetriebs
106, 116 gegenüber dem Führungsblock 60 axial verlagerbar ist.
[0035] Am Führungskopf 114 ist ein Mitnehmer 118 für die Blechschieber 96 der Faltenbalgabdeckungen
94 befestigt. Außerdem ist am Führungskopf 114 eine Schwenkwelle 120 drehbar gelagert,
an der ein Schwenkjoch 122 der Schwenkantriebseinheit 26 befestigt ist. Die Schwenkantriebseinheit
26 weist ferner ein Hubmodul 124 auf, welches in der Druckschrift
EP-A-2 298 498 näher beschrieben ist, auf die bezüglich Aufbau und Funktion des Hubmoduls 124 zur
Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird. Das Hubmodul 124 ist mit seinem einen
Ende an der Führungsplatte 112 der Oszillationsantriebseinheit 24 angelenkt, während
es mit seinem anderen Ende mit Abstand zur Schwenkwelle 120 am Schwenkjoch 122 angelenkt
ist. Im Ergebnis kann das schwenkbar am Führungskopf 114 der Oszillationsantriebseinheit
24 gelagerte Schwenkjoch 122 durch Betätigung des Hubmoduls 124, bei der sich dessen
Länge ändert, in definierter Weise um die Schwenkwelle 120 verschwenkt werden (Schwenk-Stellachse
B).
[0036] Das Schwenkjoch 122 der Schwenkantriebseinheit 26 trägt des Weiteren die Zustelleinrichtungen
22. Genauer gesagt weist das im Wesentlichen U-förmige Schwenkjoch 122 gemäß insbesondere
den Fig. 4, 5 und 13 zu beiden Seiten an seinen Schenkeln Aufnahmeabschnitte 126 auf,
an denen die Zustelleinrichtungen 22 befestigt sind, so dass die Zustelleinrichtungen
22 gemeinsam mit dem Schwenkjoch 122 um die Schwenkwelle 120 verschwenkt werden können
(Schwenk-Stellachse B). Die Zustelleinrichtungen 22 umfassen im dargestellten Ausführungsbeispiel
zweiseitig wirkende, pneumatische Werkzeugzylinder 128 - manchmal auch als "Pinolen"
bezeichnet - die an sich bekannt sind und insofern keiner näheren Beschreibung bedürfen.
Bei diesen Werkzeugzylindern 128 sind an den freien Enden ihrer Kolbenstangen die
ebenfalls an sich bekannten Polierwerkzeuge W freilaufend und schwenkbar gehalten.
Somit kann das Polierwerkzeug W durch geeignete Druckbeaufschlagung des Werkzeugzylinders
128 vom Brillenglas L abgehoben oder auf das Brillenglas L abgesenkt und gegen dieses
gedrückt werden (Linearbewegungen Z1, Z2), wobei das Polierwerkzeug W vom Brillenglas
L drehmitgenommen wird. Eine andere Ausgestaltung der Zustelleinrichtungen- ggf. auch
mit Drehantrieb für das Polierwerkzeug, wie in der Druckschrift
EP-A-2 298 498 beschrieben - ist indes ebenfalls denkbar.
[0037] Wie insbesondere in den Fig. 10 bis 12 gut zu erkennen ist sind die Werkstückspindeln
20 im Arbeitsraum 18 von oben auf dem Grundkörper 38 angeflanscht und durchgreifen
diesen jeweils mit einer Antriebswelle 130 und einem Betätigungsmechanismus für eine
Spannzange bei 132, mittels der ein auf einem Blockstück (nicht näher gezeigt) aufgeblocktes
Brillenglas L axial fest und drehmitnahmefähig an der jeweiligen Werkstückspindel
20 gespannt werden kann. Von den Betätigungsmechanismen sind in den Figuren vor allem
Pneumatikzylinder 134 zu erkennen, die dazu dienen, die Spannzangen 132 auf an sich
bekannte Weise zu öffnen bzw. zu schließen.
[0038] Unterhalb des Grundkörpers 38, d.h. außerhalb des Arbeitsraums 18 ist ferner ein
Drehantrieb 136 - im dargestellten Ausführungsbeispiel ein drehzahlgesteuerter Asynchron-Drehstrommotor
- mit einem Motorflansch 138 angeflanscht. Die in den Arbeitsraum 18 hineinragenden
Werkstückspindeln 20 sind von dem Drehantrieb 136 gemeinsam über einen Riementrieb
140 mit vorbestimmter Drehzahl um die Werkstück-Drehachsen C1, C1 drehend antreibbar.
Hierbei umfasst der Riementrieb 140 gemäß den Fig. 6, 7 und insbesondere 10 und 12
neben Riemenscheiben 142 an den Werkstückspindeln 20 eine von dem Drehantrieb 136
angetriebene Riemenscheibe oder -ritzel 144, einen Riemen 146 - bei dem es sich im
dargestellten Ausführungsbeispiel um einen Zahnriemen handelt - und eine Spann- und
Umlenkrolle 148 für den Riemen 146. Die Spann- und Umlenkrolle 148 sitzt zwischen
den Werkstückspindeln 20 und ist am Drehantrieb 136, genauer dessen Motorflansch 138
exzentrisch zur Riemenscheibe 144 gelagert, so dass der Riemen 146 durch Verschwenken
des Drehantriebs 136 um seine Drehachse gespannt werden kann. Der Drehantrieb 136
selbst ist hierbei mit dem Grundkörper 38 unter Zuhilfenahme von Schrauben (und ggf.
Muttern; beides nicht gezeigt) verschraubt, die im Motorflansch 138 oder im Grundkörper
38 ausgebildete, gekrümmte Langlöcher (ebenfalls nicht dargestellt) durchgreifen,
welche das Verschwenken des Drehantriebs 136 zum Spannen des Riemens 146 vor dem Anziehen
der Schraubverbindung gestatten.
[0039] Im Ergebnis ermöglicht die vorbeschriebene Poliermaschine 14 beispielsweise das folgende
Vorgehen, welches nur für ein Brillenglas L beschrieben werden soll, weil das zweite
Brillenglas L des jeweiligen "RX-Jobs" in analoger Weise und zugleich polierbearbeitet
wird. Nach Bestücken der Poliermaschine 14 mit den Polierwerkzeugen W und den zu bearbeitenden
Brillengläsern L, wofür der obere Teil der Poliermaschine 14 um die Schwenkachse 30
hoch- und sodann wieder heruntergeschwenkt wurde, um den Zugang zum Arbeitsraum 18
zu erleichtern, wird zunächst mittels der Schwenkantriebseinheit 26 der Anstellwinkel
der Zustelleinrichtungen 22 und damit der Polierwerkzeuge W bezüglich der Werkstück-Drehachsen
C1, C2 in Abhängigkeit von der zu bearbeitenden Geometrie am Brillenglas L auf einen
vorbestimmten Wert eingestellt (Schwenk-Stellachse B). Dieser Anstellwinkel wird bei
der eingangs schon erwähnten "Tangential-Kinematik" während der eigentlichen Polierbearbeitung
nicht verändert (alternativ hierzu könnte der Anstellwinkel indes auch im Sinne einer
"Radial-Kinematik" dynamisch verändert werden). Sodann wird das Polierwerkzeug W mittels
der Oszillationsantriebseinheit 24 in eine Position verfahren, in der es dem Brillenglas
L gegenüberliegt (Oszillationsachse X). Hierauf wird das Polierwerkzeug W vermittels
der Zustelleinrichtung 22 in Richtung auf das Brillenglas L axial abgesenkt bis es
mit diesem in Kontakt gelangt (Linearbewegung Z1, Z2). Jetzt wird die Poliermittelzufuhr
eingeschaltet, und das Brillenglas L wird mittels des elektrischen Drehantriebs 136
in Drehung versetzt (C1, C2), wobei es das anliegende Polierwerkzeug W mitnimmt. Sodann
wird das Polierwerkzeug W mittels der Oszillationsantriebseinheit 24 mit relativ kleinen
Hüben über das Brillenglas L oszillierend bewegt (Oszillationsachse X), so dass das
Polierwerkzeug W über unterschiedliche Flächenbereiche des Brillenglases L geführt
wird. Hierbei bewegt sich das Polierwerkzeug W der (Unrund)Geometrie am polierten
Brillenglas L folgend auch geringfügig auf und ab (Linearbewegung Z1, Z2). Schließlich
wird das Polierwerkzeug W mittels der Zustelleinrichtung 22 vom Brillenglas L abgehoben
(Linearbewegung Z1, Z2), nachdem die Poliermittelzufuhr abgeschaltet und die Drehbewegung
des Brillenglases L gestoppt wurde (Werkstück-Drehachsen C1, C2). Letztendlich wird
das Polierwerkzeug W mittels der Oszillationsantriebseinheit 24 in eine hintere Parkposition
gefahren (Oszillationsachse X), worauf der obere Teil der Poliermaschine 14 um die
Schwenkachse 30 hochgeschwenkt (Schwenkbewegung S) und das Brillenglas L leicht aus
der Poliermaschine 14 herausgenommen werden kann. Die vom Positionier- und Schließmechanismus
70, genauer dessen Pneumatikzylinder 72 wahrgenommene Schließ- bzw. Haltefunktion
kann im Übrigen mit einem Sicherheits-Endschalter (nicht gezeigt) abgesichert sein,
der dafür sorgt, dass der Poliervorgang nur bei geschlossenem, d.h. heruntergeschwenktem
Maschinenoberteil gestartet werden kann.
[0040] In Fig. 15 ist schließlich in schematischer Weise eine besonders kostengünstige Steuerungsarchitektur
der flexiblen Fertigungszelle 10 gemäß Fig. 1 dargestellt. Demgemäß ist die Poliermaschine
14 über elektrische Verbindungen 150 (z.B. ein Bussystem) als Modul an den Generator
12 angeschlossen. Hierbei besitzt aber nur der Generator 12 eine Einrichtung zur Mensch-Maschine-Kommunikation
HMI und eine CNC-Steuerung, im dargestellten Ausführungsbeispiel in der Form einer
PC-basierten Steuerung, welche die Antriebsmodule (Servoverstärker/Umrichter) sowohl
des Generators 12 als auch der Poliermaschine 14 ansteuert. Salopp gesagt besitzt
die Poliermaschine 14 hier keine eigene "Intelligenz", sondern nur die zur Erzeugung
der eigentlichen Fahrbefehle für die gesteuerten bzw. geregelten Achsen - d.h. die
lagegeregelte Oszillationsachse X der Oszillationsantriebseinheit 24 für die Polierwerkzeuge
W (kurz: X-Achse), die Schwenk-Stellachse B der Schwenkantriebseinheit 26 für die
Polierwerkzeuge W (kurz: B-Achse) und die drehzahlgesteuerte Drehachse C1, C2 der
die Brillengläser L haltenden und über den Drehantrieb 136 angetriebenen Werkstückspindeln
20 (kurz: C-Achse) - erforderlichen elektrischen Komponenten.
[0041] Eine Poliermaschine für insbesondere Brillengläser umfasst wenigstens eine in einen
Arbeitsraum hineinragende Werkstückspindel für einen Drehantrieb des Brillenglases
um eine Werkstück-Drehachse, wenigstens eine Zustelleinrichtung zum Absenken bzw.
Anheben eines Polierwerkzeugs bezüglich des Brillenglases, eine Oszillationsantriebseinheit
zum Hin- und Herbewegen der Zustelleinrichtung in einer Oszillationsrichtung, die
bei der Polierbearbeitung im Wesentlichen quer zu der Werkstück-Drehachse verläuft,
und eine Schwenkantriebseinheit zum Schwenken der Zustelleinrichtung um eine Schwenk-Stellachse,
die im Wesentlichen senkrecht zu der Werkstück-Drehachse und im Wesentlichen normal
zu der Oszillationsrichtung verläuft. Um eine sehr kompakte und ergonomiegerechte
Poliermaschine bereitzustellen, ist ein Schwenkmechanismus vorgesehen, mittels dessen
die Zustelleinrichtung, die Oszillationsantriebseinheit und die Schwenkantriebseinheit
relativ zu der Werkstückspindel von einer Schließrelativstellung unter Öffnung des
Arbeitsraums in eine Öffnungsrelativstellung wegschwenkbar sind und umgekehrt.
BEZUGSZEICHENLISTE
[0042]
- 10
- flexible Fertigungszelle
- 12
- Generator
- 14
- Poliermaschine
- 16
- Drehmeißel
- 18
- Arbeitsraum
- 20
- Werkstückspindel
- 22
- Zustelleinrichtung
- 24
- Oszillationsantriebseinheit
- 26
- Schwenkantriebseinheit
- 28
- Schwenkmechanismus
- 30
- Schwenkachse
- 32
- Maschinengestell
- 34
- Verkleidungsteil
- 36
- Haube
- 38
- Grundkörper
- 40
- Flanschabschnitt
- 42
- Lagerfläche
- 44
- Rückwand
- 46
- Halterung
- 48
- Halterungsbasis
- 50
- innerer Halterungsarm
- 52
- äußerer Halterungsarm
- 54
- Schraube
- 56
- Durchgangsbohrung
- 58
- Gewindebohrung
- 60
- Führungsblock
- 62
- Lagerelement
- 64
- Durchgangsbohrung
- 66
- Gasdruckfeder
- 68
- unterer Fortsatz
- 70
- Positionier- und Schließmechanismus
- 72
- Pneumatikzylinder
- 74
- Zylindergehäuse
- 76
- Kolbenstange
- 78
- Konsole
- 80
- einstellbarer Anschlag
- 82
- Stoßdämpfer
- 84
- Anschlagsfläche
- 86
- oberer Fortsatz
- 88
- Schwenkrahmen
- 90
- Griffabschnitt
- 92
- Gummischürze
- 94
- Faltenbalgabdeckung
- 96
- Blechschieber
- 98
- Gummimanschette
- 100
- Aussparung
- 102
- Servomotor
- 104
- Durchgangsbohrung
- 106
- Gewindespindel
- 108
- Lagerbohrung
- 110
- Führungsstange
- 112
- Führungsplatte
- 114
- Führungskopf
- 116
- Mutter
- 118
- Mitnehmer
- 120
- Schwenkwelle
- 122
- Schwenkjoch
- 124
- Hubmodul
- 126
- Aufnahmeabschnitt
- 128
- Werkzeugzylinder
- 130
- Antriebswelle
- 132
- Spannzange
- 134
- Pneumatikzylinder
- 136
- Drehantrieb
- 138
- Motorflansch
- 140
- Riementrieb
- 142
- Riemenscheibe
- 144
- Riemenscheibe
- 146
- Riemen
- 148
- Spann- und Umlenkrolle
- 150
- elektrische Verbindungen
- B
- Schwenk-Stellachse Werkzeug (Poliermaschine)
- BD
- Werkstück-Drehachse (winkellagegeregelt; Generator)
- C1
- Werkstück-Drehachse rechtes Werkstück (drehzahlgesteuert; Poliermaschine)
- C2
- Werkstück-Drehachse linkes Werkstück (drehzahlgesteuert; Poliermaschine)
- cc
- zweite optisch wirksame Fläche
- cx
- erste optisch wirksame Fläche
- FD
- Oszillationsachse Werkzeug (lagegeregelt; am Fast-Tool-Servo des Generators)
- HMI
- Einrichtung zur Mensch-Maschine-Kommunikation
- L
- Werkstück / Brillenglas
- W
- Werkzeug / Polierwerkzeug (Poliermaschine)
- S
- Schwenkbewegung (Poliermaschine)
- X
- Oszillationsachse Werkzeug (lagegeregelt; Poliermaschine)
- XD
- Linearachse Werkstück (lagegeregelt; Generator)
- Z1
- Linearbewegung rechtes Werkzeug (ungesteuert; Poliermaschine)
- Z2
- Linearbewegung linkes Werkzeug (ungesteuert; Poliermaschine)
1. Vorrichtung (14) zur Feinbearbeitung der optisch wirksamen Flächen (cc, cx) an insbesondere
Brillengläsern als Werkstücke (L), mit
wenigstens einer in einen Arbeitsraum (18) hineinragenden Werkstückspindel (20), über
die ein zu bearbeitendes Werkstück (L) um eine Werkstück-Drehachse (C1, C2) drehend
antreibbar ist,
wenigstens einer Zustelleinrichtung (22) für ein Werkzeug (W), mittels der das Werkzeug
(W) auf das Werkstück (L) zu bzw. von diesem weg bewegbar ist (Z1, Z2),
einer Oszillationsantriebseinheit (24), mittels der die Zustelleinrichtung (22) in
einer Oszillationsrichtung (X) hin und her bewegbar ist, die bei der Bearbeitung im
Wesentlichen quer zu der Werkstück-Drehachse (C1, C2) verläuft, und
einer Schwenkantriebseinheit (26), mittels der die Zustelleinrichtung (22) um eine
Schwenk-Stellachse (B) schwenkbar ist, die im Wesentlichen senkrecht zu der Werkstück-Drehachse
(C1, C2) und im Wesentlichen normal zu der Oszillationsrichtung (X) verläuft,
gekennzeichnet durch einen Schwenkmechanismus (28), mittels dessen die Zustelleinrichtung (22), die Oszillationsantriebseinheit
(24) und die Schwenkantriebseinheit (26) relativ zu der Werkstückspindel (20) von
einer Schließrelativstellung unter Öffnung des Arbeitsraums (18) in eine Öffnungsrelativstellung
wegschwenkbar sind und umgekehrt (S).
2. Vorrichtung (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkmechanismus (28) eine gemeinsame Schwenkachse (30) für die Zustelleinrichtung
(22), die Oszillationsantriebseinheit (24) und die Schwenkantriebseinheit (26) aufweist,
um welche die Zustelleinrichtung (22), die Oszillationsantriebseinheit (24) und die
Schwenkantriebseinheit (26) gemeinsam bezüglich der Werkstückspindel (20) wegschwenkbar
sind und umgekehrt (S).
3. Vorrichtung (14) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (30) von einer Bedienerposition aus gesehen hinter dem Arbeitsraum
(18) liegt.
4. Vorrichtung (14) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (30) im Wesentlichen parallel zur Schwenk-Stellachse (B) verläuft.
5. Vorrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkmechanismus (28) einen Schwenkrahmen (88) mit einem Griffabschnitt (90)
hat, über den die Zustelleinrichtung (22), die Oszillationsantriebseinheit (24) und
die Schwenkantriebseinheit (26) manuell bezüglich der Werkstückspindel (20) wegschwenkbar
sind und umgekehrt (S).
6. Vorrichtung (14) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkrahmen (88) eine Haube (36) zum Öffnen bzw. Verschließen der Vorrichtung
(14) trägt.
7. Vorrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkmechanismus (28) wenigstens ein Federelement (66) aufweist, welches das
Wegschwenken (S) der Zustelleinrichtung (22), der Oszillationsantriebseinheit (24)
und der Schwenkantriebseinheit (26) bezüglich der Werkstückspindel (20) erleichtert.
8. Vorrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Positionier- und Schließmechanismus (70), der während der Bearbeitung die Zustelleinrichtung
(22), die Oszillationsantriebseinheit (24) und die Schwenkantriebseinheit (26) in
ihrer Schließstellung hält und eine im Wesentlichen senkrechte Ausrichtung der linear
verlaufenden Oszillationsrichtung (X) bezüglich der Werkstück-Drehachse (C1, C2) gewährleistet.
9. Vorrichtung (14) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionier- und Schließmechanismus (70) einen Druckmittelzylinder (72) zum Halten
der Zustelleinrichtung (22), der Oszillationsantriebseinheit (24) und der Schwenkantriebseinheit
(26) in ihrer Schließstellung umfasst.
10. Vorrichtung (14) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionier- und Schließmechanismus (70) wenigstens einen einstellbaren, ggf.
einen Stoßdämpfer (82) aufweisenden Anschlag (80) umfasst, mittels dessen die Ausrichtung
der Oszillationsrichtung (X) bezüglich der Werkstück-Drehachse (C1, C2) justierbar
ist.
11. Vorrichtung (14) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, gekennzeichnet durch einen den Arbeitsraum (18) begrenzenden und die Werkstückspindel (20) tragenden Grundkörper
(38), an dem zwei Halterungen (46) befestigt sind, welche die Schwenkachse (30) tragen,
wobei die Oszillationsantriebseinheit (24) einen Führungsblock (60) aufweist, der
zwischen den Halterungen (46) auf der Schwenkachse (30) schwenkbar gelagert ist.
12. Vorrichtung (14) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillationsantriebseinheit (24) zwei längsverschieblich in dem Führungsblock
(60) gelagerte Führungsstangen (110), einen Führungskopf (114) und eine Führungsplatte
(112) aufweist, wobei die Führungsstangen (110) auf der einen Seite des Führungsblocks
(60) über den Führungskopf (114) miteinander verbunden sind, während sie auf der anderen
Seite des Führungsblocks (60) über die Führungsplatte (112) miteinander verbunden
sind, und wobei der Führungskopf (114) mittels eines Gewindetriebs (106, 116) gegenüber
dem Führungsblock (60) verlagerbar ist.
13. Vorrichtung (14) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkantriebseinheit (26) ein die Zustelleinrichtung (22) tragendes Schwenkjoch
(122) hat, das schwenkbar am Führungskopf (114) der Oszillationsantriebseinheit (24)
gelagert ist, wobei zwischen der Führungsplatte (112) der Oszillationsantriebseinheit
(24) und dem Schwenkjoch (122) ein Hubmodul (124) angeordnet ist, mittels dessen das
Schwenkjoch (122) um die Schwenk-Stellachse (B) schwenkbar ist.
14. Vorrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei in den Arbeitsraum (18) hineinragende Werkstückspindeln (20), die über einen
Riementrieb (140) um die Werkstück-Drehachsen (C1, C1) drehend antreibbar sind, der
eine von einem Drehantrieb (136) drehbare Riemenscheibe (144), einen Riemen (146)
und eine Spann- und Umlenkrolle (148) für den Riemen (146) hat, die zwischen den Werkstückspindeln
(20) sitzt und am Drehantrieb (136) exzentrisch zur Riemenscheibe (144) gelagert ist,
so dass der Riemen (146) durch Verschwenken des Drehantriebs (136) spannbar ist.
15. Flexible Fertigungszelle (10) für die Vor- und Feinbearbeitung von Brillengläsern
(L), mit
einer Vorrichtung (12) zur Vorbearbeitung der optisch wirksamen Flächen (cc, cx) der
Brillengläser (L) durch Fräsen, Drehen und/oder Schleifen, die gesteuerte oder geregelte
Antriebsachsen (BD, FD, XD) für Werkstück und/oder Werkzeug aufweist, mit jeweils zugeordnetem Antriebsmodul,
und
einer Vorrichtung (14) zur Feinbearbeitung der optisch wirksamen Flächen (cc, cx)
der Brillengläser (L) durch Polieren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche
gesteuerte oder geregelte Antriebsachsen (B, C1, C2, X) für Werkstück und/oder Werkzeug
aufweist, mit jeweils zugeordnetem Antriebsmodul, und die als Modul an die Vorrichtung
(12) für die Vorbearbeitung angedockt ist,
wobei nur die Vorrichtung (12) für die Vorbearbeitung eine Einrichtung zur Mensch-Maschine-Kommunikation
(HMI) und eine CNC-Steuerung hat, welche die Antriebsmodule beider Vorrichtungen (12,
14) ansteuert.
1. Device (14) for the finish-processing of optically effective surfaces (cc, cx) of,
in particular, spectacle lenses as workpieces (L), comprising
at least one workpiece spindle (20), which projects into a working space (18) and
by way of which a workpiece (L) to be processed is drivable to rotate about a workpiece
axis (C1, C2) of rotation,
at least one feed device (22) for a tool (W), by means of which the tool (W) is movable
towards the workpiece (L) and away therefrom (Z1, Z2),
an oscillatory drive unit (24), by means of which the feed device (22) is reciprocatingly
movable in a direction (X) of oscillation which when processing takes place extends
substantially transversely to the workpiece axis (C1, C2) of rotation, and
a pivot drive unit (26), by means of which the feed device (22) is pivotable about
a pivot adjusting axis (B) extending substantially perpendicularly to the workpiece
axis (C1, C2) of rotation and substantially normal to the direction (X) of oscillation,
characterized by a pivot mechanism (28) by means of which the feed device (22), the oscillatory drive
unit (24) and the pivot drive unit (26) are pivotable relative to the workpiece spindle
(20) from a closed relative position to an open relative position with opening of
the working space (18) and conversely (S).
2. Device (14) according to claim 1, characterized in that the pivot mechanism (28) has for the feed device (22), the oscillatory drive unit
(24) and the pivot drive unit (26) a common pivot axis (30) about which the feed device
(22), the oscillatory drive unit (24) and the pivot drive unit (26) are pivotable
away in common with respect to the workpiece spindle (20) and conversely (S).
3. Device (14) according to claim 2, characterized in that the pivot axis (30) lies behind the working space (18) as seen from an operator position.
4. Device (14) according to claim 2 or 3, characterized in that the pivot axis (30) extends substantially in parallel to the pivot adjusting axis
(B).
5. Device (14) according to any one of the preceding claims, characterized in that the pivot mechanism (28) has a pivot frame (88) with a grip section (90), via which
the feed device (22), the oscillatory drive unit (24) and the pivot drive unit (26)
are manually pivotable away with respect to the workpiece spindle (20) and conversely
(S).
6. Device (14) according to claim 5, characterized in that the pivot frame (88) carries a hood (36) for opening and closing the device (14).
7. Device (14) according to any one of the preceding claims, characterized in that the pivot mechanism (28) comprises at least one spring element (66), which facilitates
pivotation (S) away of the feed device (22), the oscillatory drive unit (24) and the
pivot drive unit (26) with respect to the workpiece spindle (20).
8. Device (14) according to any one of the preceding claims, characterized by a positioning and closing mechanism (70) which during the processing holds the feed
device (22), the oscillatory drive unit (24) and the pivot drive unit (26) in their
closed position and ensures a substantially perpendicular alignment of the linearly
extending oscillation direction (X) with respect to the workpiece axis (C1, C2) of
rotation.
9. Device (14) according to claim 8, characterized in that the positioning and closing mechanism (70) comprises a pressure-medium cylinder (72)
for holding the feed device (22), the oscillatory drive unit (24) and the pivot drive
unit (26) in their closed position.
10. Device (14) according to claim 8 or 9, characterized in that the positioning and closing mechanism (70) comprises at least one adjustable abutment
(80), which optionally comprises a shock absorber (82) and by means of which the orientation
of the oscillation direction (X) with respect to the workpiece axis (C1, C2) of rotation
is adjustable.
11. Device (14) according to any one of claims 2 to 10, characterized by a base body (38), which bounds the working space (18) and supports the workpiece
spindle (20) and to which two mounts (46) supporting the pivot axis (30) are fastened,
wherein the oscillatory drive unit (24) comprises a guide block (60) pivotably mounted
on the pivot axis (30) between the mounts (46).
12. Device (14) according to claim 11, characterized in that the oscillatory drive unit (24) comprises two guide rods (110), that are longitudinally
displaceably supported in the guide block (60), a guide head (114) and a guide plate
(112), wherein the guide rods (110) are connected together on one side of the guide
block (60) by way of the guide head (114), whereas they are connected together on
the other side of the guide block (60) by way of the guide plate (112), and wherein
the guide head (114) is displaceable relative to the guide block (60) by means of
a threaded drive (106, 116).
13. Device (14) according to claim 12, characterized in that the pivot drive unit (26) has a pivot yoke (122), which carries the feed device (22)
and which is pivotably supported on the guide head (114) of the oscillatory drive
unit (24), wherein arranged between the guide plate (112) of the oscillatory drive
unit (24) and the pivot yoke (122) is a stroke module (124) by means of which the
pivot yoke (122) is pivotable about the pivot adjusting axis (B).
14. Device (14) according to any one of the preceding claims, characterized by two workpiece spindles (20), which project into the working space (18) and which
are drivable for rotation about the workpiece axes (C1, C2) of rotation by way of
a belt drive (140) comprising a belt pulley (144) rotatable by a rotary drive (136),
a belt (146) and a tensioning and return pulley (148) for the belt (146), which is
seated between the workpiece spindles (20) and mounted on the rotary drive (136) eccentrically
with respect to the belt pulley (144) so that the belt (146) is tensionable by pivotation
of the rotary drive (136).
15. Flexible production cell (10) for the preliminary-processing and finish-processing
of spectacle lenses (L), comprising:
a device (12) for the preliminary-processing of optically effective surfaces (cc,
cx) of the spectacle lenses (L) by milling, turning and/or grinding, which comprises
regulated or controlled drive axes (BD, FD, XD) for workpiece and/or tool, with respectively associated drive module, and
a device (14) for the finish-processing of the optically effective surfaces (cc, cx)
of the spectacle lenses (L) by polishing, according to any one of the preceding claims,
which comprises regulated or controlled drive axes (B, C1, C2, X) for workpiece and/or
tool, with respectively associated drive modules, and which is coupled as a module
to the device (12) for the preliminary-processing,
wherein only the device (12) for the preliminary-processing has equipment for man/machine
communication (HMI) and a CNC control, which controls the drive modules of both devices
(12, 14).
1. Dispositif (14) pour l'usinage de finition de surfaces (cc, cx) produisant une action
sur le plan optique, notamment sur des verres de lunettes en guise de pièce d'oeuvre
(L), comprenant
au moins une broche porte-pièce (20) s'engageant dans un espace de travail (18), et
par l'intermédiaire de laquelle une pièce (L) à usiner peut être entraînée en rotation
autour d'un axe de rotation de pièce (C1, C2),
au moins un dispositif d'avance (22) pour un outil (W), au moyen duquel l'outil (W)
peut être déplacé en direction de la pièce (L) et éloigné de celle-ci (Z1, Z2),
une unité d'entraînement d'oscillation (24) au moyen de laquelle le dispositif d'avance
(22) peut être déplacé en va-et-vient dans une direction d'oscillation (X), qui, lors
de l'usinage, s'étend sensiblement de manière transversale par rapport à l'axe de
rotation de pièce (C1, C2), et
une unité d'entraînement de pivotement (26) au moyen de laquelle le dispositif d'avance
(22) peut pivoter autour d'un axe de déplacement de pivotement (B), qui s'étend sensiblement
de manière perpendiculaire à l'axe de rotation de pièce (C1, C2) et sensiblement de
manière normale à la direction d'oscillation (X), caractérisé par un mécanisme de pivotement (28) au moyen duquel le dispositif d'avance (22), l'unité
d'entraînement d'oscillation (24) et l'unité d'entraînement de pivotement (26) peuvent
être pivotés par rapport à la broche porte-pièce (20) en s'en éloignant, d'une position
relative de fermeture à une position relative d'ouverture avec ouverture de l'espace
de travail (18), et inversement (S).
2. Dispositif (14) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de pivotement (28) présente pour le dispositif d'avance (22), l'unité
d'entraînement d'oscillation (24) et l'unité d'entraînement de pivotement (26), un
axe de pivotement commun (30) autour duquel le dispositif d'avance (22), l'unité d'entraînement
d'oscillation (24) et l'unité d'entraînement de pivotement (26) peuvent être pivotés
par rapport à la broche porte-pièce (20) en s'en éloignant et inversement (S).
3. Dispositif (14) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe de pivotement (30) est situé, vu à partir de la position d'un utilisateur de
service, derrière l'espace de travail (18).
4. Dispositif (14) selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que l'axe de pivotement (30) s'étend sensiblement de manière parallèle à l'axe de déplacement
de pivotement (B).
5. Dispositif (14) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme de pivotement (28) comporte un cadre de pivotement (88) avec un tronçon
formant poignée (90), par l'intermédiaire duquel le dispositif d'avance (22), l'unité
d'entraînement d'oscillation (24) et l'unité d'entraînement de pivotement (26) peuvent
être pivotés manuellement par rapport à la broche porte-pièce (20) en s'en éloignant
et inversement (S).
6. Dispositif (14) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le cadre de pivotement (88) porte un capot (36) pour ouvrir et respectivement fermer
le dispositif (14).
7. Dispositif (14) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme de pivotement (28) comporte au moins un élément de ressort (66), qui
facilite le pivotement (S) du dispositif d'avance (22), de l'unité d'entraînement
d'oscillation (24) et de l'unité d'entraînement de pivotement (26) par rapport à la
broche porte-pièce (20) en s'en éloignant.
8. Dispositif (14) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par un mécanisme de positionnement et de fermeture (70), qui, pendant l'usinage, maintient
le dispositif d'avance (22), l'unité d'entraînement d'oscillation (24) et l'unité
d'entraînement de pivotement (26) dans leur position de fermeture, et garantit une
orientation sensiblement perpendiculaire de la direction d'oscillation (X) s'étendant
linéairement, par rapport à l'axe de rotation de pièce (C1, C2).
9. Dispositif (14) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le mécanisme de positionnement et de fermeture (70) comprend un vérin à fluide de
pression (72) pour assurer le maintien du dispositif d'avance (22), de l'unité d'entraînement
d'oscillation (24) et de l'unité d'entraînement de pivotement (26) dans leur position
de fermeture.
10. Dispositif (14) selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce que le mécanisme de positionnement et de fermeture (70) comprend au moins une butée réglable
(80) présentant le cas échéant un amortisseur (82), au moyen de laquelle il est possible
d'ajuster l'orientation de la direction d'oscillation (X) par rapport à l'axe de rotation
de pièce (C1, C2).
11. Dispositif (14) selon l'une des revendications 2 à 10, caractérisé par un corps ou bâti de base (38) délimitant l'espace travail (18) et portant la broche
porte-pièce (20), et sur lequel sont fixés deux supports (46), qui portent l'axe de
pivotement (30), l'unité d'entraînement d'oscillation (24) comportant un bloc de guidage
(60), qui est monté entre les supports (46) de manière à pouvoir pivoter autour de
l'axe de pivotement (30).
12. Dispositif (14) selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'unité d'entraînement d'oscillation (24) comporte deux tiges de guidage (110) montées
en coulissement longitudinal dans le bloc de guidage (60), une tête de guidage (114)
et une plaque de guidage (112), les tiges de guidage (110) étant reliées l'une à l'autre,
sur un côté du bloc de guidage (60), par l'intermédiaire de la tête de guidage (114),
tandis que sur l'autre côté du bloc de guidage (60), elles sont reliées mutuellement
par la plaque de guidage (112), et la tête de guidage (114) peut être déplacée par
rapport au bloc de guidage (60) au moyen d'un entraînement à vis (106, 116).
13. Dispositif (14) selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'unité d'entraînement de pivotement (26) possède un berceau de pivotement (122),
qui porte le dispositif d'avance (22) et est monté pivotant sur la tête de guidage
(114) de l'unité d'entraînement d'oscillation (24), un module de course de déplacement
(124) étant agencé entre la plaque de guidage (112) de l'unité d'entraînement d'oscillation
(24) et le berceau de pivotement (122), au moyen duquel le berceau de pivotement (122)
peut pivoter autour de l'axe de déplacement de pivotement (B).
14. Dispositif (14) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par deux broches porte-pièce (20) s'engageant dans l'espace de travail (18) et pouvant
être entraînées en rotation autour des axes de rotation de pièce (C1, C2) par l'intermédiaire
d'un ensemble d'entraînement à courroie (140), qui possède une poulie de courroie
(144) pouvant tourner sous l'effet d'un entraînement de rotation (136), une courroie
(146) et une poulie de renvoi et de tension (148) pour la courroie (146), qui est
placée entre les broches porte-pièce (20) et est montée sur l'entraînement de rotation
(136) de façon excentrée par rapport à la poulie de courroie (144) de manière à ce
que la courroie (146) puisse être tendue par pivotement de l'entraînement de rotation
(136).
15. Cellule de fabrication flexible (10) pour l'usinage d'ébauche et de finition de verres
de lunettes (L), comprenant
un dispositif (12) pour l'usinage d'ébauche par fraisage, tournage et/ou rectification,
des surfaces (cc, cx) produisant une action sur le plan optique, des verres de lunettes
(L), qui présente des axes d'entraînement commandés ou régulés (BD, FD, XD) pour la pièce et/ou l'outil, avec un module d'entraînement respectivement associé,
et
un dispositif (14) pour l'usinage de finition par polissage, des surfaces (cc, cx)
produisant une action sur le plan optique, des verres de lunettes (L), selon l'une
des revendications précédentes, qui présente des axes d'entraînement commandés ou
régulés (B, C1, C2, X) pour la pièce et/ou l'outil, avec un module d'entraînement
respectivement associé, et qui est arrimé, en tant que module, au dispositif (12)
pour l'usinage d'ébauche,
seul le dispositif (12) pour l'usinage d'ébauche possédant un système pour la communication
homme-machine ou interface homme-machine (HMI) et une commande numérique CNC, qui
pilote les modules d'entraînement des deux dispositifs (12, 14).