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Die
Erfindung betrifft eine Brillenglasrandschleifinaschine mit einer
das zu schleifende Brillenglas haltenden Brillenglashaltewelle,
wenigstens einer mit Bezug auf die Brillenglashaltewelle CNC-gesteuert
bewegbaren Schleifscheibe, und einer Einstellvorrichtung für den Schleifdruck
beim Randbearbeiten eines in der Brillenglashaltewelle gehaltenen Brillenglases.
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Aus
der
DE 196 16 536
A1 ist eine Brillenglasrandschleifmaschine der eingangs
erwähnten
Art entnehmbar, die wenigstens eine mit Bezug auf die Brillenglashaltewelle
durch einen Rechner gesteuert mittels eines elektrischen Stellmotors
zustellbare Schleifscheibe aufweist, bei der der Schleifdruck durch
Veränderung
des vom Stellmotor übertragenen Drehmoments
veränderbar
ist. Dabei kann es sich um einen drehmomentgeregelten Stellmotor
handeln, oder es kann eine drehmomentgeregelte Kupplung zwischen
dem Stellmotor und der zustellbaren Schleifscheibe angeordnet sein.
Mittels eines Wegaufnehmers für
die Zustellung der Schleifscheibe und einer Datenverbindung zum
Rechner lässt
sich der Schleifdruck in Abhängigkeit
vom augenblicklichen, die Schleifscheibe berührenden Radius des Brillenglases
steuern. Mit dieser bekannten Brillenglasrandschleifmaschine lässt sich
der Schleifdruck in Abhängigkeit
vom die Schleifscheibe berührenden
Radius des Brillenglases im Sinne einer Vergrößerung von einem großen Radius
zu einem kleinen Radius steuern. Zusätzlich kann beim Steuern des Schleifdrucks der
Winkel des augenblicklichen Anlagepunktes des Brillenglases an der
Schleifscheibe zu der die Drehachsen der Brillenglashaltewelle und
der Schleifscheibe verbindenden Geraden im Sinne einer Vergrößerung des
Schleifdrucks bei sich entgegengesetzt zu oder mit der Drehrichtung
der Schleifscheibe vergrößerndem
Winkel berücksichtigt
werden. Schließlich
ist auch noch möglich,
die Randbreite des Brillenglases im Bereich des Anlagepunktes des
Brillenglases an der Schleifscheibe im Sinne einer Vergrößerung des
Schleifdrucks bei größer werdender Randbreite
und einer Verkleinerung bei kleiner werdender Randbreite zu berücksichtigen.
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Diese
bekannte Brillenglasrandschleifmaschine erfordert einen genau drehmomentregelbaren Stellmotor
oder eine genau drehmomentregelbare Kupplung zwischen dem Stellmotor
und der zustellbaren Schleifscheibe, wodurch der Steuerungsaufwand
und die Herstellkosten vergrößert werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Brillenglasrandschleifmaschine
der eingangs erwähnten
Art zu schaffen, die mit einer vereinfachten Schleifkraftregelung
und entsprechend vereinfachten Bauelementen auskommt und dementsprechend kostengünstiger
in der Herstellung ist.
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Ausgehend
von dieser Aufgabenstellung wird eine Brillenglasrandschleifmaschine
mit einer das zu schleifende Brillenglas haltenden Brillenglashaltewelle
und wenigstens einer mit Bezug auf die Brillenglashaltewelle CNC-gesteuert
bewegbaren Schleifscheibe vorgeschlagen, die eine an einem Maschinengestell
der Brillenglasrandschleifmaschine befestigte Einstellvorrichtung
für den
Abstand zwischen der Schleifscheibe und der Brillenglashaltewelle,
eine durch die Einstellvorrichtung bewegbare, mit einem mit der
Brillenglashaltewelle oder der Schleifscheibe bewegungsgekoppelten
Bauteil zusammenwirkende Schubstange, wenigstens eine zwischen der
Schubstange und dem Bauteil angeordnete Feder und eine einen vorgebbaren
Abstand zwischen der Schubstange und dem Bauteil einstellenden oder
eine vorgebbare Federkraft einstellende Steuereinrichtung aufweist.
Die Einstellvorrichtung für
den Abstand zwischen der Schleifscheibe und der Brillenglashaltewelle
und die Steuerung eines vorgebbaren Abstands zwischen der Einstellvorrichtung und
der Brillenglashaltewelle oder einer vorgebbaren Federkraft zwischen
der Einstellvorrichtung und der Schleifscheibe oder der Brillenglashaltewelle
sind einfache Bauteile, die sich kostengünstig herstellen lassen und
deren Steuerung durch die Steuereinrichtung keinen großen Aufwand
erfordert.
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Zum
Einstellen der vorgebbaren Federkraft kann an der Feder oder zwischen
der Schubstange und dem Bauteil ein Kraftsensor angeordnet sein.
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Zum
Einstellen eines vorgebbaren Abstands zwischen der Schleifscheibe
und der Brillenglashaltewelle kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
je ein Weggeber im Bereich der Schubstange und im Bereich des Bauteils
angeordnet sein, aus deren Signalen der Abstand ermittelt und auf
den vorgebbaren Wert eingestellt wird.
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Durch
die Kraftanlenkung der Feder an der Schubstange der Einstellvorrichtung
wird erreicht, dass unabhängig
von der ausgefahrenen Position der Schubstange immer die voreingestellte
Schleifkraft wirkt. Diese Schleifkraft wirkt somit glasformunabhängig.
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Durch
das getrennte Erfassen der Verfahrbewegungen der Schubstange der
Einstellvorrichtung und der Schleifscheibe oder der Brillenglashaltewelle mittels
der beiden Weggeber lässt
sich die Bearbeitungsfähigkeit
des Glasmaterials kontrollieren. Ist die Geschwindigkeit, mit der
die Schubstange auf den glasformabhängigen radialen Endwert fährt zu hoch, so
entsteht ein Spalt zwischen der Schubstange und dem damit zusammenwirkenden
Bauteil. Die Spaltgröße wird für die Bewegungssteuerung
der Schubstange benutzt, wobei die Spaltbreite die Federspannung
und damit den Schleifdruck bestimmt. Wird die Spaltbreite konstant
gehalten, ergibt sich unabhängig von
der Schneidfähigkeit
der Schleifscheibe und der Bearbeitungsfähigkeit des Brillenglasmaterials
eine konstante Schleifkraft, die unabhängig vom Abstand zwischen der
Brillenglashaltewelle und der Schleifscheibe ist. Erst bei Erreichen
der Endform sinkt die Spaltbreite auf Null ab, woraus sich ein Signal
für das Ende
des Bearbeitungsvorgangs ergibt.
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Mittels
der Steuereinrichtung ist es möglich, die
Spaltbreite in Abhängigkeit
vom augenblicklichen, mit der Schleifscheibe in Berührung stehenden Brillenglasradius
einzustellen, das heißt,
die Schleifkraft bei kleiner werdendem Radius zu vergrößern. Ebenso
lässt sich
die augenblickliche Randbreite des Brillenglases bei der Steuerung
des Schleifdrucks über
die Einstellung der Spaltbreite berücksichtigen.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung, kann an der Schubstange
eine Einstellvorrichtung für
die Federvorspannung angeordnet sein, die vorzugsweise an einem
Halter an der Schubstange befestigt ist und mit einem verschiebbaren
Bauteil zusammenwirkt, an dem die Feder befestigt ist. Die Einstellung
der Federvorspannung wird in Abhängigkeit
vom Brillenglasmaterial verändert
und bleibt während
der Bearbeitung des jeweiligen Brillenglases konstant.
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Um
auf einfache Weise die Federvorspannung um große Werte verändern zu
können – beim Fertigschleifen
oder Polieren wird eine erheblich geringere Schleifkraft benötigt als
bei der Grobbearbeitung, während
beim Vermessen der Brillenglasform durch Anlegen des Brillenglases
an ein mit der Brillenglasschleifscheibe bewegungsgekoppelten Auflager
die Messkraft noch erheblich kleiner sein muss – können zwei parallele Federn
zwischen der Schubstange und dem Bauteil angeordnet sein und eine
in der Stellung des größten Abstandes
zwischen der Brillenglashaltewelle und der Schleifscheibe mit einer der
Federn in Eingriff bringbare, am Maschinengestell befestigte Haltevorrichtung
vorgesehen sein. Hierdurch läßt sich
eine der Federn unwirksam machen und die Schleif- oder Messkraft
wird allein durch die zweite Feder aufgebracht, die vorzugsweise
eine kleinere Federkonstante als die erste Feder aufweisen kann.
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Wenn
die Schleifscheibe und ihr Antrieb gemäß einer Ausführungsform
der Brillenglasrandschleifmaschine mittels eines Kreuzschlittens
am Maschinengestell gelagert ist, kann die Feder an einem in Richtung
der Brillenglashaltewelle verfahrbaren Bauteil des Kreuzschlittens
angreifen.
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Das
mit der Einstellvorrichtung zusammenwirkende, verschiebbare Bauteil,
an dem die Feder befestigt ist, kann aus einem auf der Schubstange verschiebbaren,
mit einer Gewindebohrung versehenen Halter für die Feder bestehen, wobei
eine durch die Einstellvorrichtung drehbare Gewindestange in die
Gewindebohrung eingreift. Auf diese Weise lässt sich die Federvorspannung
auf einfache Weise entsprechend dem Material des zu bearbeitenden
Brillenglases einstellen, ohne dass sich diese voreingestellte Federvorspannung
während
der Bearbeitung verändert.
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Um
eine der Federn in der Stellung des größten Abstandes zwischen der
Brillenglashaltewelle und der Schleifscheibe unwirksam zu machen,
kann an einem in Richtung der Brillenglashaltewelle verfahrbaren
Bauteil ein Halter für
die Federn mit einer Durchtrittsöffnung
für eine
der Federn, die an einem am Halter anlegbaren Winkelstück befestigt
ist, angeordnet sein, wobei das Winkelstück eine Öffnung für den Eingriff eines Rasthebels
der Haltevorrichtung aufweist. Wird der Rasthebel mit dem Winkelstück in Eingriff gebracht,
wird die damit verbundene Feder außer Eingriff mit dem Halter
am in Richtung der Brillenglashaltewelle verfahrbaren Bauteil gebracht
und damit unwirksam, so dass nur noch die zweite, schwächere Feder
die Kraft zum Verfahren der Schleifscheibe in Richtung der Brillenglashaltewelle
aufbringt. Diese verringerte Federkraft wird beim Polieren des Brillenglasrandes
und beim Vermessen eines Brillenglases benötigt.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
des Näheren
erläutert.
Die Zeichnung zeigt eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt,
einer erfindungsgemäßen Brillenglasrandschleifmaschine.
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An
einem Maschinengestell 1 ist ein Kreuzschlitten 2 angeordnet,
dessen Schlittenteil 3 Führungsstangen 4 aufweist,
die in Bohrungen 5 von Ansätzen 6 des Schlittenteils 7 radial
zu einer Brillenglashaltewelle 14 mit einem davon gehaltenen,
formzuschleifenden Rohglas 25 verschiebbar gelagert sind.
Das Schlittenteil 7 ist über Führungsschienen 8 zum
Maschinengestell 1 in einer Richtung parallel zur Brillenglashaltewelle 14 und
einer Welle 10 für
eine Vorschleifscheibe 11 und eine dazu koaxial angeordnete
Fertig- und/oder Facettenschleifscheibe 12 angeordnet.
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Die
Welle 10 ist mittels Lagerstützen 9 am Schlittenteil 3 gelagert.
Die Schleifscheiben 11, 12 und das Rohglas 25 mit
ihren Wellen 10, 14 sind von einem Gehäuse l3 umgeben,
das unten eine im Einzelnen nicht dargestellte Wanne aufweist, die
verhindert, dass Kühlflüssigkeit
und Schleifabrieb in den Bereich des Kreuzschlittens 2 gelangt.
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Mit
der Brillenglashaltewelle 14 ist ein Winkelgeber 15 verbunden,
der über
eine Signalleitung 44 mit einem Rechner 16 in
Verbindung steht. Ein Wegaufnehmer 17 ist am Maschinengestell 1 im
Bereich eines mit dem Schlittenteil 7 in Verbindung stehenden
Bauteils 27 angeordnet und nimmt die Radialverschiebung
des Schlittenteils 3 bezüglich der Brillenglashaltewelle 14 auf.
Dieser Weggeber 17 ist über
eine Signalleitung 39 ebenfalls mit dem Rechner 16 verbunden.
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In
einem Sollwert-Speicher 20 des Rechners 16 lassen
sich Umfangskonturwerte für
die verschiedensten Brillenglasformen als Polarkoordinaten eingeben
und speichern und zum Steuern des Formschleifens des Rohglases 25 verwenden,
bis die mit der Bezugsziffer 43 bezeichnete fertige Brillenglasform
erreicht ist.
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Eine
Einstellvorrichtung 18 für den Abstand zwischen der
Brillenglashaltewelle 14 und der Schleifscheibe 11 oder 12 ist
am Maschinengestell 1 befestigt. Diese Einstellvorrichtung 18 ist über eine Steuerleitung 36 mit
dem Rechner 16 verbunden, der entsprechend der Form des
fertigen Brillenglases 43 eine Schubstange 19 verstellt.
Diese Schubstange 19 ist koaxial zur Führungsstange 4 angeordnet.
Die Führungsstange 4 wird
mittels der Feder 29, 30 gegen die Schubstange 19 gezogen.
Zu diesem Zweck ist an der Führungsstange 4 ein
Halter 27 befestigt, an dem die Feder 30 direkt
angreift. Die zweite Feder 29 ist am Halter 27 durch
eine Durchtrittsöffnung 28 geführt und
an einem Winkelstück 31 befestigt.
Das Winkelstück 31 weist
eine Öffnung 32 auf,
in die ein mittels einer Betätigungsvorrichtung 33 betätigbarer Rasthebel 34 eingreifen
kann.
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An
der Schubstange 19 ist eine Einstellvorrichtung 42 mittels
eines Halters 22 befestigt. Mittels der Einstellvorrichtung 42 lässt sich
eine Gewindestange 24 drehen, die in eine Gewindebohrung
eines Halters 23 für
die Federn 29, 30 eingereift. Dieser Halter 23 ist
auf der Schubstange 19 verschiebbar geführt, so dass er sich beim Drehen
der Gewindestange 24 nicht verdrehen kann. Durch Drehen
der Gewindestange 24 mittels der Einstellvorrichtung 42 lässt sich
die Federvorspannung der Federn 29, 30 unabhängig von
der Bewegung der Schubstange 19 einstellen. Das Einstellen
der Federvorspannung mittels der Einstellvorrichtung 42 dient dazu,
das Brillenglasmaterial beim Einstellen des Schleifdrucks zu berücksichtigen.
Die Einstellvorrichtung 42 wird durch den Rechner 16 über eine
Steuerleitung 37 verstellt.
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Die
Lage des Halters 23 und damit der Schubstange 19 bezüglich des
Maschinengestells 1 wird mittels eines Weggebers 35 aufgenommen
und über
eine Signalleitung 41 an den Rechner 16 geleitet.
Des Weiteren wird die Lage der Führungsstangen 4 und
damit der Schleifscheiben 11, 12 bezüglich des Maschinengestells 1 über einen
Weggeber 17 aufgenommen und über eine Signalleitung 39 an
den Rechner 16 geleitet.
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Im
Gehäuse 13 ist
im Bereich des Rohglases 25 ein Messwertaufnehmer 26 für die Brillenglasbreite
angeordnet, der über
eine Signalleitung 40 mit dem Rechner 16 verbunden
ist.
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Zum
Schleifen einer vorgebbaren Brillenglasumfangskontur 25 wird
ein im Allgemeinen kreisförmiges
Rohglas 25 in die Brillenglashaltewelle 14 eingespannt
und mit der Vorschleifscheibe 11 in Berührung gebracht. Die Brillenglashaltewelle 14 mit
dem darin eingespannten Rohglas 25 wird in bekannter Weise
in Drehung versetzt, wobei die Drehgeschwindigkeit üblicherweise
10 bis 13 U/min beträgt.
Der Winkelgeber 15 übermittelt
dem Rechner 16 in gleichen Winkelabständen, z. B. in Inkrementen
von je 6 Grad, einen Impuls, wodurch der Rechner 16 veranlasst
wird, den dazugehörigen,
zu schleifenden Radius der Umfangskontur 24 über die
Einstellvorrichtung 18 mit der Schubstange 19 einzustellen.
Dabei wird die Schubstange 19 durch die Einstellvorrichtung 18, gesteuert
durch den Rechner 16 langsam in der Weise bewegt, dass
sich zwischen dem Ende der Schubstange 19 und dem Ende
der Führungsstange 4 ein vorgebbarer
Spalt einstellt, der konstant bleibt, wenn die Schleifkraft unabhängig vom
augenblicklichen Radius des Rohglases 25 konstant bleiben
soll. Diese Schleifkraft entspricht der mittels der Einstellvorrichtung 42 voreingestellten
Vorspannkraft der beiden Federn 29, 30, da die
Feder 30 mit den Haltern 23 und 27 fest verbunden
ist und die Feder 29 mit dem Halter 23 fest verbunden
ist und das Winkelstück 31 am
Halter 27 anliegt, wenn der Rasthebel 34, wie
dargestellt, außer
Eingriff mit der Öffnung 32 ist.
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Der
Abstand zwischen dem Ende der Schubstange 19 und der Führungsstange 4 wird
durch den Rechner 16 auf Grund einer Sollwerteingabe und
der durch die Weggeber 17 und 35 übermittelten
Signale konstant gehalten.
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Soll
der Schleifdruck in Abhängigkeit
von der augenblicklichen Randbreite des zu bearbeitenden Rohglases 25 und
des augenblicklichen Radius veränderbar
sein, lässt
sich dies durch eine entsprechende Programmierung des Rechners 16 bewirken. So
kann der Schleifdruck bei großer
Randbreite sowie abhängig
vom augenblicklichen Radius des zu bearbeitenden Rohglases 25 in
dem Sinne verändert werden,
dass der Schleifdruck bei großer
Randbreite und kleinem Radius vergrößert wird, ohne dass die Gefahr
einer Verlagerung des Rohglases 25 bezüglich der Brillenglashaltewelle 14 besteht,
wobei dennoch das Formschleifen des Rohglases 25 mit der größtmöglichen
Geschwindigkeit erfolgt.
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Zum
Umsetzen des zu bearbeitenden Brillenglases von der Vorschleifscheibe 11 auf
die Fertig- und/oder
Facettenschleifscheibe 12 und zum dreidimensionalen Anschleifen
einer Facette lässt
sich der Schlittenteil 7 in Richtung der Führungsschienen 8 durch
den Rechner 16 gesteuert verschieben. Zu diesem Zweck ist
ein nicht dargestellter Antrieb über eine
Steuerleitung 21 mit dem Rechner 16 verbunden.
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Soll
die zwischen den Schleifscheiben 11, 12 und der
Brillenglashaltewelle 14 wirkende Federkraft in größerem Maße verändert werden,
beispielsweise, wenn ein Poliervorgang durchgeführt wird, oder wenn ein Rohglas 25 oder
ein fertiges Brillenglas 43 durch Aufsetzen auf ein mit
dem Schlittenteil 3 bewegungsgekoppelten Auflager 45 vermessen
werden soll, wird die Federkraft dadurch erheblich herabgesetzt,
dass die Feder 29, die eine erheblich höhere Federkonstante als die
Feder 30 aufweist unwirksam gemacht wird. Dies geschieht
dadurch, dass die Führungsstange 4 mittels
der Einstellvorrichtung 18 und der Schubstange 19 in
die in der Zeichnung dargestellte Stellung gebracht wird, in der
die Öffnung 31 im
Winkelstück 31 mit
dem Rasthebel 34 fluchtet. Durch Auslösen der Betätigungsvorrichtung 33 über die
Steuerleitung 38 wird der Rastheber 34 in Eingriff mit
der Öffnung 32 gebracht.
Wenn nunmehr die Schubstange durch die Einstellvorrichtung 18 nach links
gefahren wird, wirkt auf die Führungsstange 4 nur
noch die erheblich schwächere
Federkraft der Feder 30, da der Halter 27 vom
durch den Rasthebel 34 gehaltenen Winkelstück 31 abhebt
und die Feder 29 somit unwirksam ist.
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Im
dargeführten
Ausführungsbeispiel
sind die Schleifscheiben 11, 12 auf dem Kreuzschlitten 2 gelagert,
jedoch erstreckt sich die Erfindung auch auf die umgekehrte Ausführungsform,
bei der die Schleifscheiben 11, 12 drehbar aber
ansonsten unverschiebbar am Maschinengestell 1 gelagert
sind, während
die Brillenglashaltewelle 14 bezüglich der Schleifscheiben 11, 12,
beispielsweise auf einem Kreuzschlitten, gelagert sein kann.