DE102005057725B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten einer Linse - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum Bearbeiten einer Linse (1) mit einer um eine Rotationsachse R1 rotierenden Werkstückspindel (2) zur Aufnahme der Linse (1), wobei die Werkstückspindel (2) zumindest in Richtung der Rotationsachse R1 und in Richtung einer rechtwinklig dazu angeordneten Translationsachse T1 bewegbar gelagert ist, mit mindestens einem Fräswerkzeug (3) mit einer Fräsachse F1 und mit mindestens einem Drehwerkzeug (4), das in Richtung einer Oszillationsachse O1 alternierend bewegbar gelagert ist, wobei ein Maschinenbett (11) vorgesehen ist, auf dem die Werkstückspindel (2), das Fräswerkzeug (3) und das Drehwerkzeug (4) gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein auf dem Maschinenbett (11) angeordnetes Polierwerkzeug (5) für die an der Werkstückspindel (2) befindliche Linse (1) vorgesehen ist, wobei das Polierwerkzeug (5) mindestens eine Polierspindel (5.1) zur Aufnahme eines Polierelements (5.2) aufweist, die um eine Polierachse P1 rotierbar gelagert ist, und das Polierwerkzeug (5) und die Werkstückspindel (2) in eine Richtung einer Oszillationsachse O2 und einer Oszillationsachse 03 relativ zueinander bewegbar und derart auf dem Maschinenbett (11) gelagert sind, dass sie über die Translationsachse T1 und die Oszillationsachsen O2, O3 relativ zueinander in mindestens eine den Poliervorgang gewährleistende Position P bringbar sind, wobei die Polierspindel (5.1) um eine rechtwinklig zu den Oszillationsachsen O2, O3 und rechtwinklig zur Translationsachse T1 angeordnete Schwenkachse S1 schwenkbar gelagert ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer Linse mit einer um eine Rotationsachse R1 rotierenden Werkstückspindel zur Aufnahme der Linse, wobei die Werkstückspindel zumindest in Richtung der Rotationsachse R1 und in Richtung einer rechtwinklig dazu angeordneten Translationsachse T1 bewegbar gelagert ist, mit mindestens einem Fräswerkzeug mit einer Fräsachse F1 und mit mindestens einem Drehwerkzeug, das in Richtung einer Oszillationsachse 01 alternierend bewegbar gelagert ist, wobei ein Maschinenbett vorgesehen ist, auf dem die Werkstückspindel, das Fräswerkzeug und das Drehwerkzeug gelagert sind.
  • Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Bearbeiten einer Linse mit einer derartigen Vorrichtung.
  • Es ist bereits eine Vorrichtung zum Polieren von Linsen aus der EP 0 937 542 bekannt. Die Vorrichtung weist zwei Werkzeugspindeln sowie eine Werkstückspindel und eine Abrichtspindel auf. Neben dem trockenen Polieren des Werkstücks mittels eines Polierstiftes ist ein Abrichten des Polierwerkzeugs möglich.
  • Die EP 1 323 497 A2 beschreibt eine Hochgeschwindigkeitsdrehmaschine, mit einem auf dem Maschinenbett gelagerten Werkzeughalter, der drei Werkzeuge aufweist, ein Drehwerkzeug zum Bearbeiten der Kontur, ein Drehwerkzeug zum Anarbeiten von Fasen und ein als Polierstift ausgebildetes Polierwerkzeug. Alternativ sind zum Polieren auch angetriebene (rotierende) Werkzeuge genannt.
  • Die EP 1 436 119 B1 beschreibt ein Linsenbearbeitungsverfahren zur zweiseitigen Bearbeitung von Linsen sowie einen Bearbeitungsprozess, bei dem neben einer Schneid- und Fräseinheit unter anderem auch eine separate Poliereinheit zwecks Ergänzung einer Bearbeitungslinie vorgesehen ist. Ein in der Schneid- und Fräseinheit integriertes Polierwerkzeug ist nicht beschrieben, so dass das Polierwerkzeug und die Werkstückspindel eben gerade nicht derart auf dem Maschinenbett gelagert sind, dass sie relativ zueinander in mindestens eine den Poliervorgang gewährleistende Position P bringbar sind.
  • Aus der DE 103 48 459 A1 ist eine Vorrichtung zum Drehen und Fräsen von Linsen mit einer Werkstückspindel, einer Frässpindel und einem Werkzeughalter für ein Drehwerkzeug bekannt. Ein Polierwerkzeug des Werkstücks ist nicht vorgesehen. Aufgrund der mit dem Poliermittel einhergehenden Verschmutzung des Maschinenumfeldes ist das Polieren als weiterer mechanischer Bearbeitungsschritt innerhalb einer Dreh- und/oder Fräsmaschine nicht ohne weiteres möglich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten einer Linse derart auszubilden und anzuordnen, dass eine umfängliche mechanische Bearbeitung eines Linsenrohlings gewährleistet ist.
  • Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Hierdurch wird erreicht, dass die Linse neben der fräsenden und drehenden Bearbeitung in der Maschine abschließend auch noch poliert werden kann, wobei eine Übergabe der Linse von einem Werkstückhalter zu einem anderen Werkstückhalter einer zusätzlichen Poliermaschine nicht notwendig ist. Alle Ist-Werte der spanend bearbeiteten Linse stehen ohne Übergabeverluste zur Verfügung, so dass ein optimaler Polierprozess gewährleistet werden kann.
  • Die Werkstückspindel ist zumindest durch Verfahren in Richtung der Translationsachse T1 in die Position P bringbar. Vorzugsweise ist die Spindel mit der Linse zwecks Gewährleistung der einzelnen Bearbeitungsschritte zwischen den einzelnen Werkzeugen bzw. deren Positionen verfahrbar. Eine Übergabe der Linse von einer Werkstückspindel zu einer anderen ist nicht notwendig.
  • Beim Polieren ist eine Anpassung des Polierelements an die Krümmung der Linsenoberfläche notwendig, die ergänzend oder alternativ zur Oszillationsachse 03 auch durch ein entsprechendes Schwenkgelenk gewährleistet werden kann.
  • Dadurch, dass die Werkstückspindel in Richtung einer Oszillationsachse 02, rechtwinklig zu der Translationsachse T1 bewegbar gelagert ist, ist die für den Fräs-, Spül- und Poliervorgang notwendige Axialbewegung der Linse gewährleistet. Während des Fräsvorgangs erfolgt die Axialbewegung ausschließlich durch die Werkstückspindel. Beim Polieren erfolgt durch die Werkstückspindel lediglich der Anfahrprozess, während die Relativbewegung beim Poliervorgang durch das Polierwerkzeug gewährleistet wird.
  • Dadurch, dass die Polierspindel zumindest in Richtung einer Oszillationsachse 03 parallel zur Polierachse P1 bewegbar gelagert ist, kann der Poliervorgang mit Rücksicht auf die meist torische Grundform der zu polierenden Linsenoberfläche gewährleistet werden. Die Lagerung und Führung in Richtung der Oszillationsachse 03 erfolgt dabei vorzugsweise nahezu reibungsfrei und luftfederunterstützt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest eine erste Oberfläche der in der Werkstückspindel befindlichen Linse mit dem Fräswerkzeug bearbeitet wird und zumindest die erste Oberfläche der Linse nach der fräsenden Bearbeitung mit dem Drehwerkzeug bearbeitet wird, wobei zumindest die erste Oberfläche der Linse nach der drehenden Bearbeitung mittels eines eine Polierspindel zur Aufnahme eines Polierelements aufweisenden Polierwerkzeugs poliert wird, wobei die Polierspindel um die rechtwinklig zu den Oszillationsachsen 02, 03 und rechtwinklig zur Translationsachse T1 angeordnete Schwenkachse S1 geschwenkt wird und die Werkstückspindel zwecks Gewährleistung der vorgenannten Bearbeitungsschritte in Richtung der Translationsachse T1 zwischen einer Position F am Fräswerkzeug, einer Position D am Drehwerkzeug und der Position P am Polierwerkzeug verfahren wird, wobei die Linse während der vorgenannten Bearbeitungsschritte in derselben Werkstückspindel aufgenommen ist. Somit ist eine durchgängige Bearbeitung der Linse vom Linsenrohling bis zur polierten Linse mit der einhergehenden Präzision gewährleistet. Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass die Linse während der gesamten Bearbeitung in der Werkstückspindel verbleibt. Somit ist kein Werkstückwechsel erforderlich, der eine Übergabe von Lageparametern voraussetzen würde.
  • Daneben ist es vorteilhaft, dassdie Poliereinheit und ggf. die Wascheinheit zumindest teilweise von einer Spritzschutzeinrichtung umgeben ist, die das Fräs- und/oder Drehwerkzeug gegen Verschmutzung durch Poliermittel schützt, und die Spritzschutzeinrichtung zumindest teilweise schwenk- und/oder verschiebbar gelagert ist bzw. eine Spritzschutzwand aufweist, die in Richtung einerTranslaltionsachse T2 zwischen einer den Bearbreitungsraum verschließenden Position Z und einer den Bearbeitungsraum nach oben hin freigebenden Position A verschiebbar gelagert ist. Somit ist zumindest die Poliereinheit bezüglich des einzusetzenden Poliermittels relativ zum Fräswerkzeug und/oder zum Drehwerkzeug abschottbar. Eine Verschmutzung von Antriebs- und Getriebeteilen der Fräs- und Drehwerkzeuge durch das beim Polieren verwendete Poliermittel bzw. das beim Reinigen verwendete Waschmittel wird verhindert. Durch die Schwenk- und/oder Verschiebbarkeit der Spritzschutzeinrichtung oder zumindest eines Teils bzw. einer Wand davon kann beim Polierprozess die Bewegung der Werkstückspindel in Richtung der Translationsachse T1 gewährleistet werden. Vorzugsweise weist die entsprechende Wand, durch die das Werkstück mittels der Spindel eingebracht wird, eine entsprechende Ausnehmung auf, die so groß ausgestaltet ist, dass vorgenannte Translation der Spindel gewährleistet ist, wobei zwecks Abschottung ein Faltenbalg vorgesehen ist, der den Spalt zwischen der Werkstückspindel und der Ausnehmung in der Wand weitestgehend verschließt. Alternativ kann der Teil der Wand, der die Ausnehmung aufweist, elastisch ausgebildet und/oder verschiebbar gelagert sein, so dass die Spritzschutzfunktion erfüllt ist. Vorteilhaft ist es auch, dass eine Wechselvorrichtung für das Polierelement vorgesehen ist, über die das Polierwerkzeug mit einem Polierelement bestückbar ist, und dass die Wechselvorrichtung zumindest in Richtung einer Oszillationsachse 04 parallel zur Oszillationsachse 02 der Werkstückspindel und/oder in Richtung der Oszillationsachse 03 der Polierachse verfahrbar ist, wobei die Wechselvorrichtung und die Werkstückspindel gemeinsam und/oder gleichzeitig in Richtung der Translationsachse T1 und/oder parallel dazu verfahrbar sind. Aufgrund des angestellten Maschinenbetts ist die Zugänglichkeit der Polierstation begrenzt. Beim Werkstückwechsel kann gleichzeitig mit der Linse auch das Polierelement der mitverfahrenden Wechselvorrichtung gewechselt werden. Die Bestückung des Polierwerkzeugs mit dem neuen Polierelement bzw. die Abnahme desselben erfolgt dann automatisch. Die Wechselvorrichtung und die Werkstückspindel sind vorzugsweise auf dem selben Translationsschlitten bzw. dem selben Aktor angeordnet.
  • Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dasseine Waschstation für die in der Werkstückspindel befindliche Linse vorgesehen ist unddie Werkstückspindel zumindest in Richtung der Translationsachse T1 in eine das Waschen gewährleistende Position W bringbar ist. Die Linse kann somit zwecks Vorbereitung des Poliervorgangs von Grobschmutz etc. gereinigt werden, so dass ein optimaler Polierprozess gewährleistet ist.
  • Außerdem ist es vorteilhaft, dass die Waschstation mit Bezug zur Richtung der Translationsachse T1 zwischen dem Polierwerkzeug und dem Fräswerkzeug oder zwischen dem Polierwerkzeug und dem Drehwerkzeug angeordnet ist. Somit ist zwischen der Poliereinheit und der Frässtation ein gewisser Grundabstand gewährleistet, der ohne weitere Schutzelemente einen gewissen Spritzschutz gewährleistet. Die Waschstation ist insoweit unempfindlich, da durch den Waschprozess der Linse auch die Waschstation selbst einer Reinigung von eventuell verspritztem Poliermittel unterliegt.
  • Außerdem ist es vorteilhaft, dass mit Bezug zur Richtung der Translationsachse T1 der Abstand zwischen der Waschstation und dem Polierwerkzeug so groß ist wie der Abstand zwischen der Werkstückspindel und der Wechselvorrichtung. Während sich die Werkstückspindel an bzw. in der Waschstation an ihrer Position W befindet, ist die Wechselvorrichtung für das Polierelement im Bereich des Polierwerkzeugs positioniert, so dass das Waschen und der Polierelementwechsel gleichzeitig erfolgen können. Mit Abstand ist dabei der Prozessabstand, also der Abstand zwischen den beiden Oszillationsachsen O2 und O4 einerseits sowie der Abstand zwischen der Polierachse P1 und der Linsenposition beim Waschen, bezeichnet.
  • Ferner ist es vorteilhaft, dass mit Bezug zur Richtung der Translationsachse T1 das Fräswerkzeug zwischen der Waschstation und dem Drehwerkzeug oder das Drehwerkzeug zwischen der Waschstation und dem Fräswerkzeug vorgesehen ist. Somit ist der Abstand zwischen der Polierstation und dem Drehwerkzeug maximal.
  • Dabei ist es von Vorteil, dass der Oszillationsachse 01 des Schneidwerkzeugs ein Oszillationsantrieb zugeordnet ist, der mit einer Oszillationsfrequenz zwischen 25 Hz und 300 Hz oder zwischen 75 Hz und 150 Hz bewegbar und/oder steuerbar ist. Insbesondere bei hochfrequenten Linsendrehmaschinen ist eine größtmögliche Präzision erforderlich. Diese Präzision wird durch den integrierten Einsatz der Poliereinheit, der Fehler bei einer Werkstückübergabe ausschließt, unterstützt.
  • Letztlich ist es von Vorteil, dass die Linse vor dem Polieren, nach dem Drehen, nach dem Fräsen und/oder nach dem Polieren in der Waschstation gewaschen wird. Die Linse ist somit optimal für den Polierprozess bzw. den sich anschließenden Beschichtungsprozess vorbereitet.
  • Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass vor und/oder nach dem Bearbeiten der ersten Oberfläche der Linse mindestens eine weitere Oberfläche fräsend oder drehend bearbeitet wird. Neben der Bearbeitung der ersten Oberfläche, also der optischen Fläche, wird in der Regel auch die weitere Fläche, also eine Randfläche bzw. der Rand der Linse bearbeitet. Diese Bearbeitung der Randfläche erfolgt jeweils fräsend und/oder drehend an der entsprechenden Werkzeugposition F, D der Linse. Poliert wird aber in der Regel nur die erste Oberfläche.
  • Schließlich ist es von Vorteil, dass während des Waschens der Linse das Polierelement mittels der Wechselvorrichtung an das Polierwerkzeug übergeben oder vom Polierwerkzeug entnommen wird. Somit wird für den Wechsel des Polierelements bzw. für das Waschen der Linse keine zusätzliche Prozesszeit beansprucht. Beide Prozesse laufen parallel ab.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigen:
    • 1 bis 6 eine perspektivische Ansicht einer Bearbeitungsmaschine mit Schneid-, Fräs- und Polierwerkzeug.
  • Die gemäß 1 dargestellte Bearbeitungsmaschine weist ein Maschinenbett 11 auf, auf dem eine in Richtung einer Translationsachse T1 verfahrbare Werkstückspindel 2, ein Drehwerkzeug 4, ein Fräswerkzeug 3 sowie ein Polierwerkzeug 5 angeordnet sind. Die Werkstückspindel 2 befindet sich dabei in ihrer den Ladevorgang gewährleistenden Position L.
  • Die Werkstückspindel 2 weist eine Rotationsachse R1 auf und ist über einen als Linearantrieb ausgebildeten Translationsantrieb 2.2 in Richtung der Translationsachse T1 verfahr- und positionierbar. Der Linearantrieb 2.2 ist dabei aus einem Stator bzw. Sekundärteil 2.3 und einem Aktor bzw. Primärteil 2.4 gebildet und auf dem Maschinenbett 11 über eine als Schienenpaar ausgebildete Führung 2.1 gelagert. Die Werkstückspindel 2 dient der Aufnahme einer Linse 1 zwecks Bearbeitung einer ersten und mindestens einer weiteren Oberfläche 1.1, 1.2 in den vorgesehenen Bearbeitungsstationen bzw. mit den vorgesehenen Werkzeugen 3, 4 und 5. Zudem weist der Translationsantrieb 2.2 bzw. der Aktor 2.4 eine Oszillationsachse O2 auf, die rechtwinklig zur Translationsachse T1 verläuft. Über die Oszillationsachse O2 kann die Spindel 2 mit der Linse 1, insbesondere bei der fräsenden Bearbeitung, mit dem Fräswerkzeug 3 in axialer Richtung zur Linse 1 hin und her bewegt werden. Daneben ist der Einsatz dieser Oszillationsachse O2 auch zum Anfahren des Polierwerkzeugs 5 vorgesehen.
  • An den Linearantrieb 2.2 ist zudem eine Wechselvorrichtung 7 für ein Polierelement 5.2 gekoppelt. Das Polierelement 5.2 wird dabei über einen Wechselkopf 7.1 der Wechselvorrichtung 7 gehalten und vor dem Polierprozess gemäß 6 an das Polierwerkzeug 5 bzw. eine Polierelementaufnahme 5.3 übergeben. Zwecks Übergabe des Polierelementes 5.2 weist die Wechselvorrichtung 7 eine Oszillationsachse O4 auf, die parallel zur Oszillationsachse 02 angeordnet ist.
  • Neben der Werkstückspindel 2 sind das Drehwerkzeug 4, das Fräswerkzeug 3, eine Waschstation 8 sowie das Polierwerkzeug 5 auf dem Maschinenbett 11 angeordnet.
  • Ausgehend von der Ladeposition L der Werkstückspindel 2 wird diese zusammen mit der daran angeordneten Linse 1 zwecks Ausführung der ersten Bearbeitungsstufe an bzw. in den Bereich des Fräswerkzeugs 3 in die Fräsposition F verfahren. Das Fräswerkzeug 3 weist eine Frässpindel 3.2 mit einem Fräskopf 3.1 auf. Die Frässpindel 3.2 bzw. der Fräskopf 3.1 sind in Richtung einer Fräsachse F1 ausgerichtet, die mit Bezug zu einer nicht dargestellten Flächennormalen des Maschinenbetts 11 geneigt verlaufend angeordnet ist. Zwecks Bearbeitung der Linse 1 rotiert diese um die Rotationsachse R1 der Werkstückspindel 2 und wird in Richtung der Translationsachse T1 bewegt, so dass der sich drehende Fräskopf 3.1 radial von außen nach innen eine in der Regel torische erste Oberfläche 1.1 der Linse 1 spanend vorbearbeitet. Daneben wird die weitere Oberfläche 1.2, die Außenfläche der Linse 1 durch den Fräskopf 3.1 bearbeitet.
  • Ausgehend von der Ladeposition L der Werkstückspindel 2 gemäß 1 ist die die fräsende Bearbeitung gewährleistende Position F die zweite Position während des Bearbeitungsprozesses der Linse 1.
  • Nach dem fräsenden Bearbeiten gemäß 2 wird die Werkstückspindel 2 gemäß 3 in eine die drehende Bearbeitung gewährleistende dritte Position D verfahren. Zwecks drehender Bearbeitung rotiert die Linse 1 wiederum um die Rotationsachse R1 der Werkstückspindel 2, während die in der Regel torische Form der ersten Oberfläche 1.1 durch entsprechend hochfrequente Oszillationsbewegungen des Werkzeuges 4 bzw. seiner Oszillationsachse 01 generiert wird. Die erste Oberfläche 1.1 wird dabei ebenfalls von außen nach innen bearbeitet, was durch eine entsprechende translatorische Bewegung der Werkstückspindel 2 über die Translationsachse T1 erreicht wird.
  • Die Bearbeitungszone für die fräsende und die drehende Bearbeitung innerhalb dieser Bearbeitungsmaschine wird durch eine Trennwand 10 sowie eine Spritzschutzwand 12 begrenzt. Nach unten wird dieser Bearbeitungsraum durch das Maschinenbett 11 bzw. einen hier nicht weiter dargestellten Spanraum 11.1 begrenzt. Die Spritzschutzwand 12 ist dabei in Richtung einer Translationsachse T2 zwischen einer den Bearbeitungsraum verschließenden Position Z und einer den Bearbeitungsraum nach oben hin freigebenden Position A gemäß 4 verschiebbar.
  • Nach dem drehenden Bearbeiten der Linse 1 gemäß 3 wird die Werkstückspindel 2 bei geöffneter Spritzschutzwand 12 in den Bereich einer unmittelbar hinter der Spritzschutzwand 12 angeordneten Waschstation 8 verfahren. Die Waschstation 8 weist eine Waschdüse 8.1 mit einer Waschmittelleitung 8.2 auf und ist über eine eine Waschkammer bildende Spritzschutzeinrichtung 9 innerhalb der Bearbeitungsmaschine gekapselt. Die Waschkammer 9 weist mehrere Spritzschutzwände auf, wobei eine der Werkstückspindel 2 zugewandte Wand 9.2 eine runde Ausnehmung 9.1 aufweist, durch die die Linse 1 bzw. die Werkstückspindel 2 einbringbar ist. Zwecks Gewährleistung des Waschens der Linse 1 wird diese über die Oszillationsachse 02 der Werkstückspindel 2 in den Bereich bzw. auf die Höhe der Waschdüse 8.1 gebracht.
  • In dieser den Waschvorgang gewährleistenden vierten Position W der Werkstückspindel 2 befindet sich die ebenfalls auf dem Translationsantrieb 2.2 angeordnete Wechselvorrichtung 7 auf Höhe des Polierwerkzeugs 5. Über die Oszillationsachse 04 wird das am Wechselkopf 7.1 befindliche Polierelement 5.2 an das Polierwerkzeug 5 bzw. eine Polierelementaufnahme 5.3 der Polierspindel 5.1 übergeben.
  • Nach dem Waschen der Linse 1 in der Waschstation 8 wird die Werkstückspindel 2 in eine den Polierprozess gewährleistende fünfte Position P im Bereich des Polierwerkzeugs 5 verfahren. Über die Oszillationsachse 02 wird die Linse 1 in den Bearbeitungsbereich bzw. in eine Polierkammer 6 gebracht. Die Polierkammer 6 wird im Wesentlichen durch eine mehrere Spritzschutzwände aufweisende Spritzschutzeinrichtung gebildet, die den Polierprozess von den zuvor genannten Bearbeitungsprozessen abschottet.
  • Das Polierwerkzeug 5 weist eine Oszillationsachse 03 auf, die beim Polierprozess die in axialer Richtung notwendigen Polierbewegungen auf der um die Rotationsachse R1 rotierenden Linse 1 bzw. deren ersten Oberfläche 1.1 gewährleistet. Darüber hinaus weist das Polierwerkzeug 5 eine Schwenkachse S1 auf, die rechtwinklig zur Oszillationsachse 03 angeordnet ist und im Wesentlichen die radiale Bewegung des Polierwerkzeugs 5 auf der ersten Oberfläche 1.1 gewährleistet. Zudem weist das Polierwerkzeug 5 eine Polierachse P1 auf, um die das Polierelement 5.2 rotiert. Die Rotation um die Polierachse P1 und die Schwenkbewegung um die Schwenkachse S1 bilden die Polierbewegung des Polierwerkzeugs 5, wobei die Oszillation in Richtung der Oszillationsachse 03 die Anlage des Polierwerkzeugs 5 auf der Linsenoberfläche gewährleistet. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann die Linse 1 um die Rotationsachse R1 der Werkstückspindel 2 rotieren und/oder in Richtung der Translationsachse T1 verfahren. Die Überlagerung vorgenannter Bewegungen des Polierwerkzeugs 5 einerseits und der Linse 1 andererseits bilden die Polierbewegung.
  • Die Polierkammer bzw. Spritzschutzeinrichtung 6 weist ebenso wie die Spritzschutzeinrichtung 9 in einer der Werkstückspindel 2 zugewandten Seite bzw. Wand 6.2 eine Ausnehmung 6.1 auf, durch die die Linse 1 bzw. die Werkstückspindel 2 in die Polierkammer 6 eingebracht wird. Der Spalt zwischen der Ausnehmung 6.1, 9.1 und der Werkstückspindel 2 wird durch einen nicht dargestellten Faltbalg verschlossen, der eine den Polierprozess bzw. Waschprozess gewährleistende Translation der Werkstückspindel 2 in Richtung der Translationsachse T1 zulässt und den Spalt zwischen der Werkstückspindel 2 und der Wand 6.2, 9.2 weitestgehend verschließt.
  • Nach dem Polieren der Linse 1 wird diese gemäß 6 noch einmal innerhalb der Waschstation 8 gewaschen. Während des abschließenden Wachvorgangs wird das benutzte Polierelement 5.2 über den Wechselkopf 7.1 von der Polierspindel 5.1 entnommen. Anschließend wird die Spindel 2 in die Position L gemäß 1 verfahren, so dass dort die fertig bearbeitete Linse 1 entnommen, ein neuer Linsenrohling in der Werkstückspindel angeordnet und das Polierelement 5.2 am Wechselkopf 7.1 ausgetauscht bzw. befestigt werden kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Linse
    1.1
    erste Oberfläche
    1.2
    weitere Oberfläche, Außenfläche
    2
    Werkstückspindel
    2.1
    Führung, Schiene
    2.2
    Translationsantrieb, Linearantrieb
    2.3
    Stator, Sekundärteil
    2.4
    Aktor, Primärteil
    3
    Fräswerkzeug
    3.1
    Fräskopf
    3.2
    Frässpindel
    4
    Drehwerkzeug
    4.1
    Oszillationsantrieb
    4.2
    Drehmeißel
    5
    Polierwerkzeug
    5.1
    Polierspindel
    5.2
    Polierelement
    5.3
    Polierelementaufnahme
    6
    Spritzschutzeinrichtung, Polierkammer
    6.1
    Aussparung
    6.2
    Seite, Wand
    7
    Wechselvorrichtung
    7.1
    Wechselkopf
    8
    Waschstation
    8.1
    Waschdüse
    8.2
    Waschmittelleitung
    9
    Spritzschutzeinrichtung, Waschkammer
    9.1
    Aussparung
    9.2
    Seite, Wand
    10
    Trennwand
    11
    Maschinenbett
    11.1
    Spanraum
    12
    Spritzschutzwand
    F1
    Fräsachse
    O1
    Oszillationsachse Schneidwerkzeug
    O2
    Oszillationsachse Werkstückspindel
    O3
    Oszillationsachse Polierwerkzeug
    O4
    Oszillationsachse Wechselvorrichtung
    P1
    Polierachse
    R1
    Rotationsachse
    S1
    Schwenkachse
    T1
    Translationsachse, Spindel
    T2
    Translationsachse, Spritzschutzwand
    A
    Position Spritzschutzwand
    D
    Position Drehen
    F
    Position Fräsen
    L
    Position Laden
    P
    Position Polieren
    W
    Position Waschen
    Z
    Position Spritzschutzwand

Claims (17)

  1. Vorrichtung zum Bearbeiten einer Linse (1) mit einer um eine Rotationsachse R1 rotierenden Werkstückspindel (2) zur Aufnahme der Linse (1), wobei die Werkstückspindel (2) zumindest in Richtung der Rotationsachse R1 und in Richtung einer rechtwinklig dazu angeordneten Translationsachse T1 bewegbar gelagert ist, mit mindestens einem Fräswerkzeug (3) mit einer Fräsachse F1 und mit mindestens einem Drehwerkzeug (4), das in Richtung einer Oszillationsachse O1 alternierend bewegbar gelagert ist, wobei ein Maschinenbett (11) vorgesehen ist, auf dem die Werkstückspindel (2), das Fräswerkzeug (3) und das Drehwerkzeug (4) gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein auf dem Maschinenbett (11) angeordnetes Polierwerkzeug (5) für die an der Werkstückspindel (2) befindliche Linse (1) vorgesehen ist, wobei das Polierwerkzeug (5) mindestens eine Polierspindel (5.1) zur Aufnahme eines Polierelements (5.2) aufweist, die um eine Polierachse P1 rotierbar gelagert ist, und das Polierwerkzeug (5) und die Werkstückspindel (2) in eine Richtung einer Oszillationsachse O2 und einer Oszillationsachse 03 relativ zueinander bewegbar und derart auf dem Maschinenbett (11) gelagert sind, dass sie über die Translationsachse T1 und die Oszillationsachsen O2, O3 relativ zueinander in mindestens eine den Poliervorgang gewährleistende Position P bringbar sind, wobei die Polierspindel (5.1) um eine rechtwinklig zu den Oszillationsachsen O2, O3 und rechtwinklig zur Translationsachse T1 angeordnete Schwenkachse S1 schwenkbar gelagert ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polierwerkzeug (5) zumindest teilweise von einer Spritzschutzeinrichtung (6) umgebbar ist und das Fräs- und/oder Drehwerkzeug (3, 4) gegen Verschmutzung durch Poliermittel schützbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzschutzeinrichtung (6) eine Spritzschutzwand (12) aufweist, die in Richtung einer Translationsachse T2 zwischen einer den Bearbeitungsraum verschließenden Position Z und einer den Bearbeitungsraum nach oben hin freigebenden Position A verschiebbar gelagert ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wechselvorrichtung (7) für das Polierelement (5.2) vorgesehen ist, über die das Polierwerkzeug (5) mit dem Polierelement (5.2) bestückbar ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung (7) zumindest in Richtung einer Oszillationsachse O4 parallel zur Oszillationsachse O2 der Werkstückspindel (2) und/oder in Richtung der Oszillationsachse O3 der Polierachse P1 bewegbar gelagert ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung (7) und die Werkstückspindel (2) gemeinsam und/oder gleichzeitig in Richtung der Translationsachse T1 und/oder parallel dazu verfahrbar sind.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Waschstation (8) für die in der Werkstückspindel (2) befindliche Linse (1) vorgesehen ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückspindel (2) zumindestin Richtung der Translationsachse T1 in eine das Waschen gewährleistende Position W bringbar ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Waschstation (8) mit Bezug zur Richtung der Translationsachse T1 zwischen dem Polierwerkzeug (5) und dem Fräswerkzeug (3) oder dem Drehwerkzeug (4) angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit Bezug zur Richtung der Translationsachse T1 der Abstand zwischen der Waschstation (8) und dem Polierwerkzeug (5) so groß ist wie der Abstand zwischen der Werkstückspindel (2) und der Wechselvorrichtung (7).
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit Bezug zur Richtung der Translationsachse T1 das Fräswerkzeug (3) zwischen der Waschstation (8) und dem Drehwerkzeug (4) oder das Drehwerkzeug (4) zwischen der Waschstation (8) und dem Fräswerkzeug (3) vorgesehen ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillationsachse O1 des Drehwerkzeugs (4) ein Oszillationsantrieb (4.1) zugeordnet ist, der mit einer Oszillationsfrequenz zwischen 25 Hz und 300 Hz oder zwischen 75 Hz und 150 Hz bewegbar und/oder steuerbar ist.
  13. Verfahren zum Bearbeiten einer Linse (1) mit einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass: a) zumindest eine erste Oberfläche (1.1) der in der Werkstückspindel (2) befindlichen Linse (1) mit dem Fräswerkzeug (3) bearbeitet wird; b) zumindest die erste Oberfläche (1.1) der Linse (1) nach der fräsenden Bearbeitung mit dem Drehwerkzeug (4) bearbeitet wird; c) zumindest die erste Oberfläche (1.1) der Linse (1) nach der drehenden Bearbeitung mittels eines eine Polierspindel (5.1) zur Aufnahme eines Polierelements (5.2) aufweisenden Polierwerkzeugs (5) poliert wird, wobei die Polierspindel (5.1) um die rechtwinklig zu den Oszillationsachsen O2, O3 und rechtwinklig zur Translationsachse T1 angeordnete Schwenkachse S1 geschwenkt wird; d) die Werkstückspindel (2) zwecks Gewährleistung der vorgenannten Bearbeitungsschritte in Richtung der Translationsachse T1 zwischen einer Position F am Fräswerkzeug (3), einer Position D am Drehwerkzeug (4) und der Position P am Polierwerkzeug (5) verfahren wird; e) die Linse (1) während der vorgenannten Bearbeitungsschritte in derselben Werkstückspindel (2) aufgenommen ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (1) während der gesamten Bearbeitung in der Werkstückspindel (2) verbleibt.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (1) vor dem Polieren, nach dem Drehen, nach dem Fräsen und/oder nach dem Polieren in der Waschstation (8) gewaschen wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder nach dem Bearbeiten der ersten Oberfläche (1.1) der Linse (1) mindestens eine weitere Oberfläche (1.2) fräsend oder drehend bearbeitet wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass während des Waschens der Linse (1) das Polierelement (5.2) mittels der Wechselvorrichtung (7) an das Polierwerkzeug (5) übergeben oder vom Polierwerkzeug (5) entnommen wird.
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