DE102006027275A1 - Optical component e.g. plastic progressive addition lens, manufacturing method, involves polishing optical components in polishing station, and cleaning optical components in station in separate cleaning system after polishing process - Google Patents

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Abstract

The method involves polishing optical components with a polishing tool in a polishing station, and cleaning the components with the polishing tool or a separate tool in the polishing station in a separate cleaning system after the polishing process. The polishing station is cleaned with water, compressed air or chemical cleaning agent between the polishing process and the cleaning process, where the polishing station is coated in the area of an outlet with a material such as Teflon(RTM: Polytetrafluoroethylene), which has an adhesion smaller than liquids.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung, insbesondere zur Politur und Reinigung optischer Komponenten. Üblicherweise werden optische Komponenten wie beispielsweise optische Gläser ausgehend von einem Rohling, welcher in einem Gießprozess hergestellt wird und bei dem eine Seite bereits fertig sein kann, durch einen Dreh-, Fräs- oder Schleifprozess und bei Bedarf einem Polierprozess mit anschließender Reinigung hergestellt. Bei einer Freiformflächenbearbeitung kann zusätzlich noch eine Signierung, z. B. durch Lasersignieren oder mechanisches Gravieren zur Positionierung auf die fertig bearbeitete Fläche aufgebracht werden.The The invention relates to a process for the preparation, in particular for Polishing and cleaning of optical components. Usually, optical Components such as optical glasses starting from a blank, which in a casting process and one page can already be finished, through a turning, milling or grinding process and, if necessary, a polishing process with subsequent cleaning produced. In a freeform surface processing can also have a Signing, z. B. by laser marking or mechanical engraving be applied to the finished surface for positioning.

Als Beispiel für ein derartiges Verfahren sei das in der Offenlegungsschrift DE 102 50 856 A1 beschriebene Verfahren zum Polieren, Reinigen und Signieren von Brillengläsern innerhalb einer Fertigungszelle genannt. Dieses Verfahren wird bei der Fertigung von individuellen Gleitsichtgläsern beispielsweise bei der Carl Zeiss Vision GmbH verwendet. Der innerhalb des Verfahrens eingesetzte Roboter wird dabei nicht nur zum Transport der optischen Gläser innerhalb der verschiedenen Bearbeitungsstationen in der Fertigungszelle verwendet, sondern auch zur Aufnahme des Polier- und des Reinigungswerkzeuges und zum Durchführen des Polier- und Reinigungsprozesses.As an example of such a method is in the published patent application DE 102 50 856 A1 described method for polishing, cleaning and signing of spectacle lenses within a manufacturing cell. This process is used in the manufacture of individual progressive lenses, for example at Carl Zeiss Vision GmbH. The robot used within the method is not only used for transporting the optical glasses within the various processing stations in the manufacturing cell, but also for receiving the polishing and cleaning tool and for performing the polishing and cleaning process.

Dadurch ist die gesamte Taktzeit der Fertigungszelle nicht nur durch die Polierzeit bestimmt, sondern auch durch die Zeit zum Reinigen und zum Transportieren der Gläser innerhalb der Fertigungszelle. Da der eingesetzte Polierroboter neben dem eigentlichen wertschöpfenden Polierprozess damit auch alle Handlingsaufgaben übernimmt, wird die mögliche Ausbringung bzw. Produktivität des Systems deutlich reduziert. Der ebenfalls beschriebene Signierprozess wird zur Zeit nicht in der Fertigungszelle durchgeführt. Die Gesamtproduktivität ist somit stark eingeschränkt, da der eigentlich wertschöpfende Prozess lediglich das Polieren ist (und das Signieren). Das in 1 als Stand der Technik dargestellte Prozessflussdiagramm veranschaulicht den bisherigen Fertigungsablauf innerhalb der Fertigungszelle.Thus, the total cycle time of the manufacturing cell is determined not only by the polishing time, but also by the time to clean and transport the glasses within the manufacturing cell. Since the polishing robot used in addition to the actual value-adding polishing process so that also handles all handling tasks, the possible output and productivity of the system is significantly reduced. The likewise described signing process is currently not performed in the manufacturing cell. The overall productivity is thus severely limited, since the actual value-adding process is merely polishing (and signing). This in 1 The prior art process flow diagram illustrates the previous manufacturing process within the manufacturing cell.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, durch das die zum Polieren und Reinigen einer optischen Komponente benötigte Zeit wirksam reduziert wird.It It is therefore an object of the present invention to specify a method by the time required to polish and clean an optical component effectively reduced.

Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren und die in Anspruch 12 angegebene Vorrichtung gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.These The object is achieved by the method specified in claim 1 and the solved in claim 12 device. The dependent claims relate advantageous embodiments and variants of the invention.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen optischer Komponenten werden die Komponenten in einer Polierstation mit einem Polierwerkzeug poliert und nachfolgend in der Polierstation gereinigt. Die Komponente verbleibt also nach dem Poliervorgang an ihrem Ort, der nach dem Stand der Technik zusätzlich notwendige Handlingschritt des Transfers der optischem Komponente von der Polierstation in eine zusätzliche Waschstation entfällt, was zu einer Verkürzung der gesamten Prozessdauer und damit zu einer Erhöhung der Produktivität führt.at the method according to the invention For manufacturing optical components, the components are in one Polishing station polished with a polishing tool and subsequently in the polishing station cleaned. So the component stays behind the polishing process in their place, which is additionally necessary according to the prior art Handling step of the transfer of the optical component from the polishing station in an additional Wash station is eliminated, what a shortening the entire process time and thus leads to an increase in productivity.

In einer ersten vorteilhaften Variante der Erfindung werden die Komponenten in der Polierstation mit dem Polierwerkzeug gereinigt. Dabei macht man sich die Tatsache zunutze, dass der Materialabtrag beim Polieren eines optischen Elements – soweit das optische Element aus Kunststoff besteht – ausschließlich von der Abrasivität des Poliermittels herrührt. Das Polierwerkzeug besteht in diesem Fall üblicherweise aus einem Trägerkörper und einem auf diesem aufgebrachten Polierpad aus einem weichen Material, das nicht abrasiv wirkt. Üblicherweise werden als Poliermittel Flüssigkeiten verwendet, die Polierkörper aus Aluminiumoxid enthalten. Wird also das Poliermittel gegen ein Reinigungsmittel (im einfachsten Fall Wasser) ausgetauscht, so braucht das Polierwerkzeug nicht gewechselt zu werden. Durch eine entsprechende Steuerung von Poliermittelzu- und -abfluss und Reinigungsmittelzu- und -abfluss ist zu gewährleisten, dass einerseits das Poliermittel nicht mit dem Reinigungsmittel verunreinigt und vermengt wird und dass andererseits möglichst wenig Poliermittel aus dem Poliermittelkreislauf entweicht. Dazu kann z. B. die Polierstation vor dem Umschalten von Polier- auf Reinigungsmittel oder von Reinigungs- auf Poliermittel mit Druckluft ausgeblasen werden und somit die jeweilige Flüssigkeit weitgehend aus der Polierstation entfernt werden. Auch eine Zwischenreinigung der Polierstation mit Wasser oder einem zusätzlichen chemischen Reinigungsmittel ist denkbar. Dazu ist die Ausführung des Ablaufes, d.h. des unteren Bereiches der Polierstation, aus Teflon besonders günstig, da Flüssigkeiten auf einer Teflonoberfläche besonders gut ablaufen. Auch die Verwendung anderer Materialien für den Ablauf wie beispielsweise nanostrukturierter Materialien, die den sogenannten Lotuseffekt zeigen, ist für den beschriebenen Zweck denkbar. Um die Qualität der polierten Oberflächen sicherzustellen und Schädigungen der optischen Komponenten durch die Verwendung verschlissener Polierpads weitgehend zu vermeiden, kann in der Anlage auch gespeichert werden, wie oft ein Polierwerkzeug bereits zum Polieren und Reinigen verwendet wurde. Nach dem Erreichen eines voreingestellten Maximalwertes kann das Werkzeug dann ausgeworfen und durch ein neues ersetzt werden. Im Ergebnis führt die beschriebene Maßnahme zu einer Verkürzung der gesamten Prozesszeit um die Zeit für das Abholen und Zurücklegen des Reinigungswerkzeuges.In A first advantageous variant of the invention, the components cleaned in the polishing station with the polishing tool. Doing it one takes advantage of the fact that the material removal during polishing an optical element - so far the plastic optical element consists solely of the abrasiveness of the polishing agent arises. The polishing tool in this case usually consists of a carrier body and a polishing pad made of a soft material applied thereto, that does not look abrasive. Usually are used as polishes liquids used, the polishing body made of alumina. So if the polish against Cleaning agent (in the simplest case water) exchanged, so needs the polishing tool not to be changed. By an appropriate Control of polishing agent supply and - Drain and detergent inflow and outflow must be ensured on the one hand, the polish does not come with the detergent contaminated and mixed and on the other hand as possible little polish escapes from the polishing agent circuit. To can z. B. the polishing station before switching from polishing to Detergent or from cleaning to polishing agent with compressed air are blown out and thus the respective liquid largely from the Polishing station to be removed. Also an intermediate cleaning of the polishing station with water or an extra chemical cleaning agent is conceivable. This is the execution of the Sequence, i. the lower part of the polishing station, made of teflon very cheap, there liquids on a teflon surface run particularly well. Also the use of other materials for the Process such as nanostructured materials, the so-called Lotus effect show is for the described purpose conceivable. To ensure the quality of the polished surfaces and damage of the optical components through the use of worn polishing pads to avoid largely, can also be stored in the plant, How many times a polishing tool is already used for polishing and cleaning has been. After reaching a preset maximum value can the tool then ejected and replaced with a new one. As a result leads the measure described a shortening the entire process time around the time for the pick up and return of the cleaning tool.

Eine Alternative zum Reinigen der optischen Komponente mit dem Polierwerkzeug besteht darin, dass die Komponenten in der Polierstation mit einem separaten Werkzeug gereinigt werden. Auch in diesem Fall wird das optische Element nach dem Polieren in der Polierstation belassen. Für den eigentlichen Reinigungsprozess wird, nachdem das Polierwerkzeug in seiner Ablageposition abgelegt wurde, dann das Reinigungswerkzeug aus seiner Ablageposition beispielsweise von einem Robotergreifer aufgenommen, in die Reinigungsstation geführt und die optische Komponente unter Zuführen des Reinigungsmittels mit dem Reini gungswerkzeug gereinigt. Dabei kann sowohl das Reinigungswerkzeug rotieren und über eine frei programmierbare Bahn über die optische Komponente bewegt werden als auch zusätzlich die optische Komponente rotieren, um die Reinigungswirkung zu intensivieren und die Prozesszeit zu minimieren. Nach dem Reinigen wird das Reinigungswerkzeug zurück an seine Ablageposition gebracht und abgelegt und das Glas mit Druckluft und eventuell zusätzlich durch Rotation des optischen Glases getrocknet. Danach wird mit dem Prozessablauf fortgefahren.A Alternative to cleaning the optical component with the polishing tool is that the components in the polishing station with a separate Tool to be cleaned. Also in this case, the optical Leave element in the polishing station after polishing. For the actual Cleaning process is after the polishing tool in its storage position was stored, then the cleaning tool from its storage position for example, picked up by a robot gripper, in the cleaning station guided and the optical component while supplying the cleaning agent cleaned with the cleaning tool. It can both the cleaning tool rotate and over a freely programmable path over the optical component are moved as well as the Rotate optical component to intensify the cleaning effect and to minimize the process time. After cleaning, the cleaning tool becomes back brought to its storage position and stored and the glass with compressed air and possibly in addition dried by rotation of the optical glass. After that is with the process flow continued.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Komponenten in der Polierstation in einem separaten Reinigungssystem gereinigt werden. Dabei kann das Reinigungssystem innerhalb oder aus Platzgründen außerhalb der Polierstation angeordnet sein. Das Reinigungssystem kann dabei sehr einfach mit pneumatischen Elementen aufgebaut sein und ebenfalls das Reinigungswerkzeug aufnehmen. Dabei kann das Reinigungswerkzeug auch auf dem Reinigungssystem verbleiben. Eine Rotation des Reinigungswerkzeuges ist nicht unbedingt erforderlich und kann aus Kostengründen auch entfallen; in diesem Fall muss das optische Element in der Polierstation während des Reinigungsprozesses rotieren. Durch diese Möglichkeit wird ein gegebenenfalls vorhandener Polierroboter von der gesamten Reinigungsaufgabe entbunden und kann parallel z. B. bereits das nächste Polierwerkzeug aus einem Polierwerkzeugmagazin aufnehmen. Diese Maßnahme würde die gesamte Prozesszeit am deutlichsten verkürzen.A further advantageous embodiment of the Invention is that the components in the polishing station be cleaned in a separate cleaning system. It can the cleaning system is located outside of the polishing station within or for reasons of space be. The cleaning system can be very easily with pneumatic Be constructed elements and also take the cleaning tool. The cleaning tool can also be used on the cleaning system remain. A rotation of the cleaning tool is not necessarily required and can be omitted for cost reasons; in this Case, the optical element in the polishing station during the Rotate cleaning process. This option becomes an optional existing polishing robot released from the entire cleaning task and can parallel z. B. already the next polishing tool from a Pick up the polishing tool magazine. This measure would take the entire process time shorten the most.

Das beschriebene Verfahren eignet sich besonders zur Endbearbeitung optischer Gläser, insbesondere von Kunststoff-Gleitsichtgläsern.The The method described is particularly suitable for finishing optical glasses, in particular of plastic progressive lenses.

Dabei besteht ein weiterer Vorteil der Erfindung darin, dass die Notwendigkeit entfällt, innerhalb einer Fertigungszelle eine zusätzliche Waschstation zur Reinigung der optischen Komponenten vorzusehen; durch die Doppelfunktionalität der Polierstation als Polier- und Waschstation kann Raum innerhalb der Fertigungszelle eingespart werden und diese damit insge samt kompakter realisiert werden.there Another advantage of the invention is that the need does not apply within a manufacturing cell an additional washing station for cleaning to provide the optical components; by the dual functionality of the polishing station as Polishing and washing station can space within the manufacturing cell can be saved and realized this total compact become.

Nachfolgend werden zwei Varianten der Erfindung anhand der in den 2 und 3 dargestellten Flussdiagramme exemplarisch beschrieben.Hereinafter, two variants of the invention with reference to the in 2 and 3 flowcharts described by way of example.

2 zeigt eine erste Variante der Erfindung, bei der die optische Komponente mittels eines separaten Reinigungswerkzeuges gereinigt wird, 2 shows a first variant of the invention, in which the optical component is cleaned by means of a separate cleaning tool,

3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die optische Komponente mit einem Polierwerkzeug gereinigt wird 3 shows a further embodiment in which the optical component is cleaned with a polishing tool

In 2 ist als Flussdiagramm der Ablauf für den Fall dargestellt, dass die optische Komponente mittels eines separaten Reinigungswerkzeuges gereinigt wird. In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Komponente mit einem Roboter aus einem Werkstückträger aufgenommen und nachfolgend in die Polierstation eingelegt. Nachfolgend nimmt der Roboter das Polierwerkzeug auf und beginnt mit der Politur des Glases. Wenn die eingestellte Polierzeit abgelaufen ist, wirft der Roboter das Polierwerkzeug ab und nimmt in einem nächsten Schritt das Reinigungswerkzeug auf. Es schließt sich der Vorgang der Reinigung mit dem Reinigungswerkzeug an; nach erfolgter Reinigung wird das Reinigungswerkzeug mit dem Roboter zurückgelegt. Abschließend entnimmt der Roboter die optische Komponente aus der Polierstation und legt sie in den Werkstückträger ab.In 2 is shown as a flow chart, the process in the event that the optical component is cleaned by means of a separate cleaning tool. In a first step of the method according to the invention, the component is picked up by a robot from a workpiece carrier and subsequently inserted into the polishing station. Subsequently, the robot picks up the polishing tool and starts to polish the glass. When the set polishing time has expired, the robot drops the polishing tool and in a next step picks up the cleaning tool. This is followed by the process of cleaning with the cleaning tool; After cleaning, the cleaning tool is covered with the robot. Finally, the robot removes the optical component from the polishing station and places it in the workpiece carrier.

In 3 ist der Prozessablauf für den Fall dargestellt, dass zum Reinigen der optischen Komponente das Polierwerkzeug verwendet wird, d. h. die Schritte des Aufnehmens des Reinigungswerkzeuges mit dem Roboter und des Ablegens des Reinigungswerkzeuges mit dem Roboter nach dem Reinigungsvorgang entfallen. Damit wird die Verkürzung des Prozesses für diesen Fall gegenüber dem Einsatz eines separaten Reinigungswerkzeuges deutlich.In 3 the process flow is shown in the case where the polishing tool is used for cleaning the optical component, ie the steps of picking up the cleaning tool with the robot and depositing the cleaning tool with the robot after the cleaning process are omitted. Thus, the shortening of the process for this case compared to the use of a separate cleaning tool is clear.

Claims (13)

Verfahren zum Herstellen optischer Komponenten, wobei die Komponenten in einer Polierstation mit einem Polierwerkzeug poliert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten nach dem Poliervorgang in der Polierstation gereinigt werden.A method for producing optical components, wherein the components are polished in a polishing station with a polishing tool, characterized in that the components are cleaned after the polishing process in the polishing station. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten in der Polierstation mit dem Polierwerkzeug gereinigt werden.Method according to claim 1, characterized in that that the components in the polishing station with the polishing tool getting cleaned. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten in der Polierstation mit einem separaten Werkzeug gereinigt werden.Method according to claim 1, characterized in that that the components in the polishing station with a separate tool getting cleaned. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten in der Polierstation in einem separaten Reinigungssystem gereinigt werden.A method according to claim 1, characterized gekenn records that the components in the polishing station are cleaned in a separate cleaning system. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Polieren ein Polierroboter verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a polishing robot is used for polishing. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polierstation zwischen den Verfahrensschritten "Polieren" und "Reinigen" gereinigt wird.Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the polishing station between the steps "polishing" and "cleaning" is cleaned. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reinigung der Polierstation Wasser verwendet wird.Method according to Claim 6, characterized that water is used to clean the polishing station. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reinigung der Polierstation Druckluft verwendet wird.Method according to Claim 6, characterized that compressed air is used to clean the polishing station. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reinigung der Polierstation ein chemisches Reinigungsmittel verwendet wird.Method according to Claim 6, characterized that for cleaning the polishing station, a chemical cleaning agent is used. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dass es sich bei den optischen Komponenten um optische Gläser handelt.Method according to one or more of the preceding Claims, that the optical components are optical glasses. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den optischen Komponenten um Gleitsichtgläser, insbesondere um Kunststoff-Gleitsichtgläser handelt.Method according to claim 10, characterized in that that it is the optical components to progressive lenses, in particular to plastic progressive lenses is. Fertigungszelle zum Polieren und Reinigen optischer Komponenten mit einer Polierstation, dadurch gekennzeichnet, dass die Polierstation Mittel zur Reinigung der optischen Komponenten nach dem Poliervorgang zeigt.Manufacturing cell for polishing and cleaning optical Components with a polishing station, characterized in that the polishing station means for cleaning the optical components after the polishing process shows. Fertigungszelle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Polierstation einen Ablauf für Polier- und/oder Reinigungsmittel zeigt und die Polierstation im Bereich des Ablaufes mit einem Material mit geringer Adhäsion gegenüber Flüssigkeiten, insbesondere mit Teflon, beschichtet ist.Production cell according to claim 12, characterized in that that the polishing station a process for polishing and / or cleaning agents shows and the polishing station in the area of the drain with a material with low adhesion across from Liquids, especially with Teflon coated.
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