CN101337281A - 用于加工处理光学工件、尤其是塑料镜片的机器 - Google Patents

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Abstract

本文揭示了一种用于加工处理光学工件(L)的机器(10)，该机器包括：工件心轴(12)，工件可通过工件心轴(12)围绕工件旋转轴线(B)旋转地驱动；至少一个加工处理单元(14、16、22)，其包括用其加工工件的刀具(19、21、25)；以及调节机构(26)，其用于使工件心轴和刀具之间相对移动以选择地进行工件的装载/卸载和加工处理。特有特征在于调节机构具有彼此叠置的直线驱动单元(28)和旋转驱动单元(30)，其中工件心轴可通过旋转驱动单元围绕旋转轴线(A)旋转，旋转轴线(A)垂直于工件旋转轴线，而工件心轴可通过直线驱动单元沿直线轴线(Y)移动，直线轴线(Y)具体地说垂直于旋转轴线并平行于工件旋转轴线。于是，就提供了一种可方便地包围工作空间的非常紧凑的机器。

Description

用于加工处理光学工件、尤其是塑料镜片的机器
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的用于加工处理光学工件的机器。本发明具体涉及由聚碳酸酯、CR39和称为“高指数”的材料之类的塑料材料制成的镜片的规定表面的工业制造。
背景技术
通常，在塑料镜片的制造中，使用通过塑料注模来生产的镜片坯件，也称为“坯件”，所述坯件包括标准精加工的凸外表面，所述凸外表面具有例如球形或渐进的形状。常用的凹陷内表面或规定表面各根据所要求的光学效果通过加工形成球形、非球形、准锥形、非锥形、渐进的或自由形式的几何形状(例如变焦镜)。用于加工处理内表面的典型的常规程序包括：用其外表面将镜片坯件封堵到堵塞件上，然后进行用于产生出光学作用形状的铣削或车削加工处理，通常接着是精细研磨或抛光加工处理，从而实现必要的表面质量。
用于制造出塑料镜片的光学作用形状的提案包括：
(A)专用于镜片的粗加工处理的纯研磨机器[EP-A-0758571]，
(B)用于镜片的精加工处理的、具有车削刀具的单纯快速刀具车床可高动态地移动，或者是，
(B.1)线性往复运动[WO-A-02/06005，EP-A-1719573]，或者是，
(B.2)旋转[WO-A-99/33611]，使得在车削加工工艺中可时产生相对于旋
转不对称的镜片表面，以及
(C)铣削和车削复合机器，具有
(C.1)铣削和车削复合刀具[EP-A-1291106]，或
(C.2)分开的铣削和(直线或旋转作业)车削单元，其中镜片，或者是
(C.2.1)串行加工处理[EP-A-1719585]——在机器的工作空间内对同一个镜片进行铣削并随后进行车削加工一或者是
(C.2.2)同时加工处理[EP-A-1719582]——在机器的工作空间内同时对不同的镜片进行作业，其中一个铣削而另一个车削加工。
尽管下文根据现有普通技术状态来描述根据(C.2.1)项的机器，但并不限于一种类型的机器，这里提出的机器的概念可用于几种类型的机器，尤其是根据(A)、(B.1)、(B.2)、(C.1)和(C.2.1)项的机器类型且也可能是其组合，例如(C.1)和(C.2.1)，即这样一种机器：该机器的(具有控制在其旋转角度内的铣削心轴)专门设计的铣削单元承载用于镜片粗加工的铣削和车削复合刀具，同时包括具有一个(或几个)快速刀具装置的车削单元，所述车削单元确保镜片的精加工。
因而，从根据形成专利权利要求1前序部分的EP-A-1719585的现有技术描述中，已知有一系列铣削和车削复合机器，所述机器通常包括以下组件：工件心轴，工件可通过该心轴围绕工件旋转轴线旋转；至少一个加工处理单元，该单元包括用来对保持在工件心轴上的工件进行加工的刀具；以及调节机构，其产生工件心轴和刀具之间相对运动，从而能够进行工件的装载/卸载或加工处理。
更精确地说，已知机器具有带铣削心轴的铣削单元以及带有并排设置在工作空间一侧的两快速刀具装置的车削单元，其中设置在工作空间相对侧上的调节机构由支承工件心轴的十字滑动件装置形成，且保持在工件心轴上的工件通过该装置可平行于加工处理单元(X-轴线)并朝向或远离这些轴线(Y-轴线)移动。无可否认，该机器概念本身已经证明是可行的(该机器在市场上的名称是Satisloh AG生产的VFT Ultra)，但是看起来它还需要有如下所述的改进。
在根据规定制造塑料镜片时要加工工件的相当多的部分，同时还要供应大量的冷却剂，这使得有必要充分隔离或封闭工作空间以及确保碎屑的顺利去除。此外，在例如“高指标”材料的加工中会产生讨厌的蒸气，这些蒸气应当通过吸气和过滤来去除。
为了工作空间的封闭，在上述机器中设有用不锈钢板材料制成的喷射防护罩，该防护罩相当大而相当贵，因为X-轴线相对很长。因为防护罩必须能够使工件心轴沿长的X-轴线移动，所以在防护罩上设有用于工件心轴的细长开口。该开口由滑动滚动复合盖关闭，该盖与防护罩侧上的擦拭件协作。除了用这种盖实现的封闭不能总是令人满意之外，这些盖还经受相当大的磨损并引起摩擦，这在实际实践中对运动速度和机器沿X-轴线的定位精确度都是有害的。
发明目的
本发明旨在提供一种用于加工光学工件、尤其是塑料镜片的紧凑类型的机器，其中工作空间尤其可方便地封闭和密封。
发明内容
通过权利要求1中所述的特征来解决该目的。从权利要求2至14可以得到本发明的优点或功能的进一步扩展。
根据本发明，在用于加工处理光学工件、尤其是塑料镜片的普通机器中，调节机构包括彼此叠置的直线驱动单元和旋转驱动单元，其中工件心轴可由旋转驱动单元驱动围绕旋转轴线A旋转，旋转轴线A基本上垂直于工件旋转轴线B；而工件心轴可通过直线驱动单元沿直线轴线Y移动，轴线Y基本上垂直于旋转轴线A并基本上平行于工件旋转轴线B，或者，基本上平行于旋转轴线A并基本上垂直于工件旋转轴线B。
即使其中直线轴线Y基本上垂直于旋转轴线A并基本上平行于工件旋转轴线B的提出的第一个方案，与其中直线轴线Y基本上平行于旋转轴线A并基本上垂直于工件旋转轴线B的提出的第二方案相比，从工件移动的自由度数来看是较佳的，这是因为能以最低的成本实现带有几个加工处理单元的标准设计，第二方案完全适合于例如快速刀具车床的构造，在该车床中无论如何刀具具有受控制的(横向进给)位置，这可在大多数加工处理情况中补偿在工件方面相应的运动可能性的缺失。但是对于铣床的构造，第二方案较不适合，因为它需要有在刀具方面附加的位置受控的直线轴线，这在第一方案的铣削刀具中是不必要的。
与本领域普通技术相比，根据本发明，工件方面的直线轴线之一(X-轴线)实质上由旋转轴线(A-轴线)所“代替”，从该情况可得出几个优点。首先，与已知直线驱动单元相比旋转驱动单元可方便地“关闭”或“密封”，这就意味着旋转驱动单元未突出到机器的工作空间内的部分能够通过适当的旋转传动、具有市场可购得的唇密封的密封布置、施加压缩空气等方便地与工作空间分开和/或隔离，它们还有以可确保最小磨损和摩擦的标准来进行生产的共性。
此外，由于直线驱动单元和旋转驱动单元的叠置设置，根据本发明的机器具有非常紧凑的结构；只要能够得到(encounter)单个加工处理单元，在本领域普通技术中用于X-轴线所需要的长运动路径就不存在。这还可导致加工处理中加快速度，尤其是减少辅助加工处理时间，因为机器在工件方面的移动部件行进经过比本领域的普通技术要短的距离。
此外，直线驱动单元与旋转驱动单元的叠置设置能够使相应的导轨非常靠近地设置在一起，这可导致调节机构的高的刚度。这还有利于高的加工处理质量。
此外，本发明机器概念提供了机器的非常灵活的标准设计方案，其中可根据相应的加工处理要求、加工处理单元、操纵单元、测量工位等以预制机器部件的组装的方式进行选择并可围绕调节机构进行设置。最后，但并非不重要，根据本发明的机器概念从人体工程学的观点看是有利的；单个加工部件可方便地设置成可确保用于组装、维修保养和设置操作的优化的可通达性。
基本上，能够以旋转驱动单元“安置”在直线驱动单元上或由直线驱动单元支承的方式形成直线驱动单元和旋转驱动单元的叠置设置，例如如果在上述第二方案的情况下(其中直线轴线Y基本上平行于旋转轴线A并基本上垂直于工件旋转轴线B)，直线驱动单元相对于车床单元以可产生工件和车刀沿工件旋转轴线(径向进给)方向相对自由移动的方式对齐。在该情况下，旋转驱动单元可尤其用于工件的互换。但是，其中直线驱动单元设置在旋转驱动单元上的设计方案是较佳的。这一方面使机器概念相对于可能的诸加工组成阶段更为灵活；另一方面使调节机构需要较少的结构空间并可更方便地密封直线驱动单元。
在本文中还较佳的是，借助于旋转驱动单元，可使工件心轴旋转角度可控制地、即以角度位置受控制的方式围绕旋转轴线A旋转。但是如果旋转驱动单元如上所述主要用于工件的互换，则可不用CNC-控制旋转轴线A，而仅提供工件心轴抵靠到端部止挡件的旋转可能性而不控制旋转角度就足够了。
在机器的非常紧凑且坚固的类型中，旋转驱动单元可包括摆动台，摆动台上安装有用于直线驱动单元的Y向滑动件的平行导轨，其中线性电动机设置在导轨之间，借助于线性电动机Y向滑动件相对于摆动台移动。此外，这种引导系统和线性电动机在市场上是可很经济地购得的。
此外，较佳的是，旋转驱动单元具有转矩电动机以产生围绕旋转轴线A的旋转运动。这导致齿轮系统产生可分配的旋转，因此可避免齿轮后冲，由此可实现工件心轴围绕旋转轴线A的旋转运动的高度精确且可重复精确的旋转运动，且因此可实现角度设定。
从开始就指出本发明的机器概念是如此地灵活的，以致至少一个加工处理单元可包括带有快速刀具装置的车削单元和/或带有刀具心轴的铣削单元，其中最典型的机器仅包含这些加工处理单元中的一个。
具体地说，较佳的是，承载工件心轴的调节机构设置在机器本体的中心部分处，而至少一个加工处理单元、用于装载/卸载工件的装载/卸载工位和至少一个另一单元或工位设置成围绕调节机构的星形(例如十字形、X形或Y形或也可以是相对于旋转轴线A的不同角度)，其中后者，即至少一个另一单元或工位选自包含以下单元和/或工位中的一组：具有快速刀具装置的车削单元、具有刀具心轴的铣削单元、用于对工件作标记的雕刻工位以及用于测量工件的测量工位。
如果在机器的一种可能构造中，设置各包括快速刀具装置的两车削单元为加工处理单元，则如果两快速刀具装置相对于调节机构设置在彼此相对的位置是有利的，从而快速刀具装置的作业方向F1、F2和旋转轴线A基本上在同一平面上。这样，可驱动快速刀具装置从而使得例如快速刀具装置之一通过往复运动(F1-轴线)车削加工旋转工件，而另一快速刀具装置相对于旋转轴线A沿与第一快速刀具装置相反的方向摆动，以通过摆动补偿来防止机器本体的过度摆动扰动。
此外，较佳的是，至少一个车削单元的快速刀具装置的作业方向F1(F2)相对于基本上垂直于旋转轴线A的平面倾斜，使得快速刀具装置从调节机构看沿径向向外方向倾斜。快速刀具装置的所述倾斜与刀具心轴在包含工件旋转轴线B(在根据本发明的第一方案中是Y-轴线)的平面上的进给运动(更精确地是沿工件心轴的方向)(如果机器中有的话)相结合，首先使固定到快速刀具装置的车削刀具的切割边缘相对于工件旋转轴线B能够非常精确地调节高度，而不必调节车削刀具切割边缘相对于快速刀具装置的高度，这使得用于车削刀具高度调节的机械调节系统等变得不必要。工件心轴沿其轴线(在根据本发明的第一方案中是Y-轴线)方向的进给运动量和因此产生的工件旋转轴线B和随其实现的车削切割边缘的工作点之间的高度补偿结果是垂直于旋转轴线A的平面和快速刀具装置的作业方向F1(F2)之间预定角度的正弦函数。除了快速刀具装置的倾斜使得快速刀具装置从调节机构看沿径向向外方向倾斜之外，还具有这样的优点：当快速刀具装置断电时，车削刀具可相对于机器的工作空间撤回到缩回位置，并在那里保持快速刀具装置的停电状态，因此降低机器操作者在设置操作等期间在机器的工作空间内在非常尖锐的车削切割边缘上切到自己的风险。
在本发明的其它概念中，盖罩可安装到旋转驱动单元的摆动台，该罩盖同时覆盖工件心轴和直线驱动单元，这具有无需分隔密封件或保护措施的优点。
在该情况下，盖罩可具有工件心轴可移动地延伸穿过其中的开口，其中波纹管设置在开口的内周界和工件心轴的外周界之间，波纹管从机器的工作空间密封盖罩的内部。这种波纹管是经济节约的、充分密封、并不易经受磨损且仅对工件心轴的直线运动提供非常小的阻力。
在本文中，如果工件心轴具有气动静止轴承也是有利的。同时这种轴承的排出空气即用作防止冷却润滑剂等通过可能的空隙或狭缝从机器的工作空间进入盖罩或工件心轴的封堵空气。
在机器的另一较佳发展形式中，可相对于机器本体枢转的机器上部设置成与机器本体一起限制机器的工作空间，其中机器上部具有当机器上部关闭时完全配合到机器本体内基本上环形的指定凹槽内的、下部基本上环形圆柱形边缘。这样，一方面能够通过将机器的上部翻转上去而打开机器的整个工作空间来进行维护、修理和/或设置操作，这使得相应的机器部件非常易于触及，而另一方面机器上部在下降时能通过如上所述与机器本体配合而将工作空间与周围可靠地密封隔开或关闭工作空间。
最后，机器本体较佳地由还称为矿物铸件的聚合物混凝土的实心块形成。该材料是复合材料，包括矿物填充混合物和在反应树脂基部上的粘结材料，其中该材料质量高且热膨胀系数低、并非常坚硬且阻尼性能良好，这在使用具有快速刀具装置的车削单元时是尤其有利的，因为它可避免由快速刀具装置产生的振动通过机器本体不利地转移到调节机构上并因此转移到工件心轴上。
附图说明
在下文中，将部分地参照附图使用较佳实施例来进一步解释本发明，其中相同的标号代表相同或相似的部件。附图中：
图1是根据本发明的用于加工处理光学工件、尤其是塑料镜片的机器从机器的前上方看的立体图，没有机器的上部(该部分被去除以更好地观察机器的内部)，其刀具设备包括具有刀具心轴的铣削单元和各具有一个快速刀具装置的两车削单元；
图2是从图1的机器上方看的根据图1的机器的平面图；
图3是沿图2中的线III-III的根据图1的机器的局部剖视图，其中与图1和2相比简化了画法，省略了机器的控制室和运输装置；
图4是沿图2的线IV-IV的机器的局部剖视图，其中与图1和2相比简化了画法，省略了机器的控制室；
图5是从支承根据图1的机器的工件心轴的中心调节机构的图3和4的剖面按比例放大的纵向剖视图，其包括设置在其上的旋转驱动单元和直线驱动单元；
图6是支承根据图1的机器的工件心轴的中心调节机构的沿图5的线VI-VI的剖面的一部分；
图7是根据图1的机器从机器前上方看的立体图，机器上部处于关闭、下降位置，其中与图1相比简化了画法，省略了机器的运输装置；
图8是沿图7的线VIII-VIII剖切的、根据图1的机器在机器本体和机器上部彼此相邻的区域按比例放大的、局部剖视图；
图9是类似于图7的从根据图1的机器的前上方角度看的立体图，其中可凹入机器本体的、在机器前部处的滑门是打开的，从而使操作者能够触及机器的工作空间；以及
图10是从根据图1的机器的前上方看的立体图，打开的机器上部位置上升，其中与图1相比简化了画法，省略了机器的运输装置和装载/卸载工位。
具体实施方式
在图1至4、7、9和10中，尤其用于加工处理塑料镜片L的表面的CNC控制机器用标号10表示。机器10通常具有：
(a)工件心轴12，镜片L可通过该工件心轴12围绕工件旋转轴线B旋转地驱动，
(b)至少一个(在所示实施例中是三个)用于加工保持在工件心轴12上的透镜的加工处理单元，即两个车削单元14、16，各包括：用于使分别指定为刀具的车削刀具19、21沿方向F1或F2的直线运动的快速刀具装置18、20；以及铣削单元22，其具有用于使铣削刀具25围绕刀具旋转轴线C旋转运动的刀具心轴24；以及
(c)调节机构，总体用标号26表示，用于使工件心轴12和相应刀具19、21、25之间相对运动，从而(至少)能够选择地装载/卸载或加工处理镜片L。
如下文中将更清楚的那样，调节机构26具有彼此叠置的直线驱动单元28以及旋转驱动单元30(见图3至6)是很重要的，其中工件心轴12可通过旋转驱动单元30围绕旋转轴线A枢转，旋转轴线A基本上垂直于工件旋转轴线，而工件心轴12可通过直线驱动单元28沿直线轴线Y移动，在所示实施例中，直线轴线Y基本上垂直于旋转轴线A并基本上平行于工件旋转轴线B。
机器10包含由聚合物混凝土制成的实心机器本体32，该实心机器本体32从上侧34开始设有环形通道状空隙36，并从下部和侧面限制机器10的工作空间38。在空隙36的中心设有用于调节机构26的轴承孔40。在图2中，在空隙36的底部可以看到相对于轴承孔40直径相对设置的用于去除冷却剂和碎屑的两个排泄管42。从上侧34开始，有几个凸缘饰面44以围绕空隙36的星形布置嵌入机器本体32中，其用于安装加工处理单元14、16、22和其它单元或工位，这会在下文中进行描述。此外，图1和2示出沿机器本体32安装的用于运输作业托盘48的运输装置46，其中可在作业托盘运输需要加工处理或已加工处理的镜片L。最后，在机器本体32上还安装有控制室，该舱室包含有必要的控制和电源组件。
在图3至6中可以看出调节机构26的细节。首先可以看出直线驱动单元28设置在旋转驱动单元30的顶部。旋转驱动单元30通过分成两部分并包括下部54和上部56的轴承凸缘52安装到机器本体32的轴承孔40内。
旋转驱动单元30具有扭矩电动机58，就像所有机器10的其它主要驱动器一样用水冷却(未进一步示出)并用于通过旋转角度的CNC-控制使工件心轴12围绕旋转轴线A枢转。根据图5和6，转矩电动机58的定子60固定在轴承凸缘52的下部54内，而扭矩电动机58的转子62通过轴向/径向滚针轴承装置64在轴承凸缘52的下部54内枢转。作为替代方式，还可使用空气静力轴承或液压静力轴承用于转子62。
在轴承凸缘52的下部54和上部56之间设有环形行进测量系统66，该系统围绕转矩电动机58的转子62，且可通过该测量系统探测转子62相对于定子60的角度位置进行转矩电动机58的角度位置控制。作为其替代方式，还可考虑中空轴旋转编码器。
在轴承凸缘的上部56上方，摆动台68安装到转矩电动机58的转子62，其中在摆动台68和轴承凸缘52的固定上部56之间设有垫圈70，该垫圈抵靠机器的工作空间38而密封旋转驱动单元30。除此之外，人们还可提供压缩空气源(未示出)，这也可避免冷却剂泄漏到旋转驱动单元30内。
关于旋转驱动单元30还应当注意到所有的电缆和信号线以及空气和冷却剂管都延伸穿过转子62的中空轴以到达安装在摆动台68上的子组件(未进一步示出)。
尤其是说，图5和6还示出用于直线驱动单元28的Y向滑动件74的两导轨72以平行设置方式安装在摆动台68上。这里Y向滑动件74通过总共四个、且具体地说在旋转驱动单元30的轴向/径向滚针轴承装置64的附近的引导车架可滑动地引导在导轨72上。
在两导轨72之间设有线性电动机78，可通过该电动机来使Y滑动件74相对于摆动台68、具体地说是沿Y轴线的两方向受控的CNC位置移动和调节(为了简化未示出指定的行进测量系统)。而线性电动机78的定子80固定到摆动台68，线性电动机78的滑动件/行进件82安装到Y向滑动件74，工件心轴12又固定到Y向滑动件74。
工件心轴12本身是已知的，且因此不需要在此进行任何进一步的说明。但是必须指出工件心轴12具有空气静力轴承(未进一步示出)，其排出空气有利地有助于相对于工作空间38密封，并装备有用于卡盘86的运行的双活塞气缸装置84(见图5)，借助于该卡盘，可将封堵在封堵件(未示出)上的镜片L可夹紧到工件心轴12。在工件心轴12的电动机88的帮助下，最终可使镜片L围绕工件旋转轴线B旋转地驱动，其角度位置受到CNC控制(为了简化附图而再次省略指定的行进测量系统)。
从图3至6尤其可以看出，盖罩90附连到旋转驱动单元30的摆动台68，盖罩覆盖工件心轴12和直线驱动单元28，其中，通过设置在盖罩90和摆动台68之间的密封轮廓94来将盖罩90的内部92相对于机器10的工作空间38密封隔开。在图5的右侧，盖罩90具有开口96，工件心轴12可移动地延伸穿过该开口，从而使其上夹紧有镜片L的卡盘86定位在机器10的工作空间38内。在开口96的内周界和工件心轴12的外周界之间设有波纹管98，波纹管98适当地固定到工件心轴12和盖罩90，并(还)具有将盖罩90内部92相对于机器10的工作空间38密封隔开的功能。
因此从以上说明很明显，工件心轴12可借助于调节机构26通过CNC位置控制(A-轴线、Y-轴线)在垂直于旋转轴线A的平面上移动，调节机构26包括直线驱动单元28和旋转驱动单元30，而镜片L可围绕工件旋转轴线B旋转，旋转角度受到CNC位置控制(B-轴线)。因此，镜片L可从一个加工处理单元等转移到下一个加工处理单元等(A-轴线)、可相对于一个加工处理单元等横向移动(A-轴线，可能与Y-轴线组合，具体用于进给运动)、和/或可沿朝向或远离一个加工处理单元等(Y-轴线，具体是用于进给运动)相对于该单元等移动。当与具有十字滑动件装置以移动工件心轴的系统(这样的系统需要相对较长的直线引导件)相比时，该概念不仅使机器10的结构紧凑，而且增加加工处理的精确度。
尤其是，图1和2就示出了围绕调节机构26设置成星形的各种单元和工位，调节机构26设置在机器本体32的中心位置并承载工件心轴12。在图1至3中，工件心轴12面向车削单元14。在与调节机构直径相对的机器本体32的侧面设置有车削单元16，使得相对定位的快速刀具装置18、20的作业方向F1、F2和旋转轴线A基本上在同一平面上，这可通过快速刀具装置18、20的适当的控制件来用作摆动补偿。由本申请人在文件EP-A-1779967中更详细地描述了这里给出的快速刀具装置18、20的内部设计和功能，在本文中对其进行参照以避免重复。
在图3中，具体可以看出设置在机器本体32上用于快速刀具装置18、20的凸缘饰面44是倾斜的，从而它们从机器10的工作空间开始就沿径向向外方向倾斜。这导致安装在凸缘饰面44上的快速刀具装置18、20的作业方向F1、F2相应地相对于基本上垂直于旋转轴线A延伸的平面倾斜。本申请人在文件EP-A-1719585中描述了这种倾斜的原因和功能，在本文中对其进行参照以避免重复。由于用于快速刀具装置18、20的凸缘饰面44相对于工作空间38倾斜，还实现了快速刀具装置18、20的在停电状态的车削刀具19、20撤回到相对于工作空间38缩回的位置并保持在该位置。
具体根据图1和2，并围绕旋转轴线A逆时针方向看，装载/卸载工位100在车削单元14之后，用于将镜片L装载到机器10或从其卸载。装载/卸载工位100具有装载机构102，该装载机构102在其运动自由度和其夹持能力方面非常适合，使得它可将镜片L从工作托盘48去除并在机器本体32上设置的门104打开后将镜片放置到机器10的工作空间38内，以将封堵的镜片L夹紧到工件心轴12上，反之亦然。
在装载/卸载工位100之后，再围绕旋转轴线A沿逆时针方向看，接下来是铣削单元22(具体见图4，其中工件心轴12已由调节机构26移动到使得夹紧在工件心轴12上的镜片L面向静止设置在机器本体32上的铣削单元22)。本申请人在文件EP-A-0758571中更详细地描述了铣削单元22的设计和功能，在本文中对其进行参照以避免重复。
之后接下来是第二车削单元16。该单元原理上相当于第一车削单元14，但可装有根据相应加工处理要求的另一车削刀具21，还可能装有雕刻刀具，如本申请人在现有德国专利申请10 2006 026 524.6中描述的那样，在本文中对其进行参照以避免重复。
为了雕刻镜片L或对其作标记，如果需要可使用另一装置，例如由就像触针那样的空气静力轴承支承并通过音圈驱动器驱动的激光或雕刻刀具，其中音圈驱动器的尺寸可设置成比本文所述快速刀具装置18、20小得多。这种装置可例如安装到机器本体32的静止松套凸缘饰面44(见图1前左和图2下左)。
最后，围绕旋转轴线沿逆时针方向看，在第二车削单元16之后接着是用于测量镜片L的测量工位106。在该情况下能够使用本身已知的形状探测器，使用该探测其可在原位测量镜片L。还可考虑使用用于非接触计量的装置，例如镜片L的光学测量。如果存在有这种测量工位106，就能够自动校准机器10(具体是其车削单元14、16)，如本申请人在文件EP-A-1 719 584中更详细地所述那样。
在机器本体32上还可设有附加的框架心轴，该心轴具有突出到工作空间38内的铣削刀具以(预)加工镜片L的边缘(未示出)，其旋转轴线较佳地位于与工件旋转轴线B相同的平面上，如从本申请人的文件EP-A-1 719 573中已知的那样。
可从图7和10得到机器10的工作空间38的封闭的其它细节。在图7的前部，标号108表示滑门，滑门可滑动地引导在机器本体32上并可凹入其中(图9和10)，从而使操作员能够触及机器10的工作空间38。放置或附连到机器本体32的盖110尤其覆盖车削单元14和测量工位106；在测量工位106和工作空间38之间也可安装可选择地打开和关闭的门(未示出)，从而保护测量工位106。在图7、8和10中具有一体式控制屏的操作面板112设置在左侧盖110上。
此外，机器具有通过控制室50的区域内的铰链116铰接到机器本体32上并可围绕其在下部关闭位置(图7和9)与上部打开位置(图10)之间枢转的机器上部114，在下部关闭位置机器10的工作空间38密封关闭。机器上部114具有椭圆形窗口118，当机器上部114处于关闭位置时，该窗口使操作员能够无障碍地观察机器10的工作空间38内。窗口118的倾斜安装确保在加工处理过程中喷射到窗口118内侧的冷却润滑剂的排泄功能。根据图8，机器上部114最终具有下部基本上环形的圆柱形边缘120，当机器上部114关闭时，该边缘完全配合到机器本体32内基本上环形的指定凹槽122内。为了进一步密封，在机器上部114的边缘120和机器本体32的指定凹槽122之间设有环绕的密封件124(见图8)。
揭示了一种用于加工处理光学工件的机器，包括：工件心轴，工件由该心轴围绕工件旋转轴线(B)旋转地驱动；至少一个加工处理单元，其包括工件用其加工的刀具；以及调节机构，其用于使工件心轴和刀具之间相对运动以能够选择地装载/卸载和加工处理工件。特有特征在于调节机构具有彼此叠置的直线驱动单元和旋转驱动单元，其中工件心轴可通过旋转驱动单元围绕旋转轴线(A)旋转，旋转轴线(A)垂直于工件旋转轴线，而工件心轴可通过直线驱动单元沿直线轴线(Y)移动，直线轴线(Y)具体地说垂直于旋转轴线并平行于工件旋转轴线。于是，就提供了一种可方便地包围工作空间的非常紧凑的机器。
标号
10机器
12工件心轴
14车削单元
16车削单元
18快速刀具装置
19车削刀具
20快速刀具装置
21车削刀具
22铣削单元
24刀具心轴
25铣削刀具
26调节机构
28直线驱动单元
30旋转驱动单元
32机器本体
34上侧
36空隙
38工作空间
40轴承孔
42排泄管
44凸缘饰面
46运输装置
48工作托盘
50控制室
52轴承凸缘
54下部
56上部
58转矩电动机
60定子
62转子
64轴向/径向滚针轴承装置
66行进测量系统
68摆动台
70垫圈
72导轨
74Y向滑动件
76引导车架
78线性电动机
80定子
82滑动件/行进件
84活塞-气缸装置
86卡盘
88电动机
90盖罩
92内部
94密封轮廓
96开口
98波纹管
100装载/卸载工位
102装载机构
104门
106测量工位
108滑门
110盖
112操作面板
114机器上部
116铰链
118窗口
120边缘
122凹槽
124密封件
A旋转轴线
B件旋转轴线
C刀具旋转轴线
F1第一快速刀具装置的直线轴线
F2第二快速刀具装置的直线轴线
L镜片
Y直线轴线

Claims (14)

1.一种用于加工处理光学工件(L)、尤其是塑料眼镜片的机器(10)，所述机器包括：
工件心轴(12)，所述工件(L)可通过所述工件心轴(12)围绕工件旋转轴线(B)旋转地驱动，
至少一个加工处理单元(14、16、22)，所述加工处理单元包括刀具(19、21、25)，可用所述刀具加工保持在所述工件心轴(12)上的所述工件(L)，以及
调节机构(26)，所述调节机构用于使所述工件心轴(12)和所述刀具(19、21、25)之间相对运动，以能够进行所述工件(L)的装载/卸载或加工处理，
其特征在于，所述调节机构(26)包括彼此叠置的直线驱动单元(28)和旋转驱动单元(30)，其中，所述工件心轴(12)可通过所述旋转驱动单元(30)围绕旋转轴线(A)旋转，所述旋转轴线(A)基本上垂直于所述工件旋转轴线(B)，而所述工件心轴(12)可通过所述直线驱动单元(28)沿直线轴线(Y)移动，所述直线轴线(Y)基本上垂直于所述旋转轴线(A)并基本上平行于所述工件旋转轴线(B)，或者基本上平行于所述旋转轴线(A)并基本上垂直于所述工件旋转轴线(B)。
2.如权利要求1所述的机器(10)，其特征在于，所述直线驱动单元(28)设置在所述旋转驱动单元(30)上。
3.如权利要求1或2所述的机器(10)，其特征在于，所述工件心轴(12)可通过所述旋转驱动单元(30)围绕所述旋转轴线(A)旋转并控制旋转角度。
4.如前述权利要求中任一项所述的机器(10)，其特征在于，所述旋转驱动单元(30)包括摆动台(68)，所述摆动台上安装有用于所述直线驱动单元(28)的Y向滑动件(74)的平行导轨(72)，其中线性电动机(78)设置在所述导轨(72)之间，Y向滑动件(74)可通过所述线性电动机(78)相对于所述摆动台(68)移动。
5.如前述权利要求中任一项所述的机器(10)，其特征在于，所述旋转驱动单元(30)具有转矩电动机(58)。
6.如前述权利要求中任一项所述的机器(10)，其特征在于，所述机器具有至少一个加工处理单元(14、16、22)，所述加工处理单元是具有快速刀具装置(18、20)的车削单元(14、16)和/或具有刀具心轴(24)的铣削单元(22)。
7.如前述权利要求中任一项所述的机器(10)，其特征在于，承载所述工件心轴(12)的所述调节机构(26)设置在机器本体(32)的中心部分，而所述至少一个加工处理单元(14、16、22)、用于装载/卸载工件(L)的装载/卸载工位(100)和至少一个其它单元或工位围绕所述调节机构(26)设置成星形，其中所述至少一个其它单元或工位选自包含以下单元和/或工位中的一组：具有快速刀具装置(18、20)的车削单元(14、16)、具有刀具心轴(24)的铣削单元(22)、用于对所述工件(L)作标记的雕刻工位以及用于测量所述工件(L)的测量工位(106)。
8.如前述权利要求中任一项所述的机器(10)，其特征在于，设置各包括有快速刀具装置(18、20)的两个车削单元(14、16)作为加工处理单元，所述加工处理单元相对于所述调节机构(26)设置在彼此相对的位置，使得所述快速刀具装置(18、20)的作业方向(F1、F2)和所述旋转轴线(A)基本上在同一平面上。
9.如权利要求6至8中任一项所述的机器(10)，其特征在于，所述至少一个车削单元(14、16)的所述快速刀具装置(18、20)的所述作业方向(F1、F2)相对于基本上垂直于所述旋转轴线(A)的平面倾斜，从而使所述快速刀具装置(18、20)从所述调节机构(26)看沿径向向外方向倾斜。
10.如前述权利要求中任一项所述的机器(10)，其特征在于，盖罩(90)安装到所述旋转驱动单元(30)的摆动台(68)，所述盖罩覆盖所述工件心轴(12)和所述直线驱动单元(28)。
11.如权利要求10所述的机器(10)，其特征在于，所述盖罩(90)具有开口(96)，所述工件心轴(12)可移动地延伸穿过所述开口(96)，其中，波纹管(98)设置在所述开口(96)的内周界和所述工件心轴(12)的外周界之间，所述波纹管将所述盖罩(90)的内部(92)与所述机器(10)的工作空间(38)密封隔开。
12.如前述权利要求中任一项所述的机器(10)，其特征在于，所述工件心轴(12)具有空气静力轴承。
13.如前述权利要求中任一项所述的机器(10)，其特征在于，所述机器包括可相对于所述机器本体(32)枢转并与所述机器本体(32)一起限定所述机器(10)的工作空间(38)的机器上部(114)，其中，所述机器上部(114)具有下部基本上为环形、圆柱形的边缘(120)，当所述机器上部(114)关闭时所述边缘完全配合在所述机器本体(32)中的基本上环形的指定凹槽(122)内。
14.如前述权利要求中任一项所述的机器(10)，其特征在于，所述机器包括由聚合物混凝土实心块所形成的机器本体(32)。
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