DE102006050425B4

DE102006050425B4 - Vorrichtung zum Fräsen und Drehen sowie Verfahren zum Bearbeiten eines Linsenrohlings

Info

Publication number: DE102006050425B4
Application number: DE102006050425A
Authority: DE
Inventors: Gunter Schneider; Helwig Buchenauer; Ulf BÖRNER; Klaus Krämer
Original assignee: Schneider GmbH and Co KG
Current assignee: Schneider & Co Kg De GmbH
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2026-10-21
Also published as: DE102006050425A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Linsenbearbeitungsmaschine 1 zum Fräsen und/oder Drehen von Werkstücken W1, W2, W3 mit einem ersten und mindestens einem zweiten Werkzeughalter 4, 5 und mit einem ersten und mindestens einem zweiten Werkstückhalter 2, 3 mit je einer eine Rotationsachse R2, R3 aufweisenden ersten und zweiten Spindel 2.1, 3.1, wobei der jeweilige Werkstückhalter 2, 3 eine rechtwinklig zur Rotationsachse R2, R3 verlaufende Translationsachse T2, T3 aufweist und mindestens der zweite Werkstückhalter 3 eine parallel zur Rotationsachse R3 verlaufende Oszillationsachse O3 aufweist, wobei ein gemeinsamer Arbeitsraum 8 vorgesehen ist, in dem die Werkstückhalter 2, 3 bewegbar sind und in dem die Werkzeughalter 4, 5 angeordnet sind, und mit einer Transporteinheit 9, die mit Bezug zur Translationsachse T2, T3 zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeughalter 4, 5 vorgesehen ist und eine Schwenkachse S1 und ein Halteteil 9.1 für Werkstücke W1 aufweist, wobei innerhalb des Arbeitsraums 8 eine erste bewegbare Trennwand 8.5 und mindestens eine zweite bewegbare Trennwand 8.6 vorgesehen sind, die den Arbeitsraum 8 in mindestens drei Funktionsabschnitte, einen ersten Bearbeitungsabschnitt 8.2, einen zweiten Bearbeitungsabschnitt 8.3 und einen Ladeabschnitt 8.1, trennen und das Halteteil 9.1 ein erstes und ein zweites Haltemittel 9.2, 9.3 sowie eine zweite Schwenkachse S2 aufweist, wobei das erste und das zweite Haltemittel 9.2, 9.3 rechtwinklig zueinander ausgerichtet ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Fräsen und/oder Drehen von Werkstücken W1, W2, W3 mit einem ersten und mindestens einem zweiten Werkzeughalter und mit einem ersten und mindestens einem zweiten Werkstückhalter mit je einer eine Rotationsachse R2, R3 aufweisenden ersten und zweiten Spindel, wobei der jeweilige Werkstückhalter eine rechtwinklig zur Rotationsachse R2, R3 verlaufende Translationsachse T2, T3 aufweist und mindestens der zweite Werkstückhalter eine parallel zur Rotationsachse R3 verlaufende Oszillationsachse O3 aufweist, wobei ein gemeinsamer zumindest teilweise über eine Schutzwand und ein Maschinenbett gegenständlich begrenzter Arbeitsraum vorgesehen ist, in dem die Werkstückhalter bewegbar sind und in dem die Werkzeughalter angeordnet sind, und mit einer Transporteinheit, die mit Bezug zur Translationsachse T2, T3 zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeughalter vorgesehen ist und eine Schwenkachse S1 und ein Halteteil für Werkstücke W1 aufweist.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Bearbeiten eines Linsenrohlings mit einer vorstehend beschriebenen Vorrichtung.
Es ist bereits eine Drehmaschine mit zwei gleichgerichtet parallel nebeneinander angeordneten, unabhängig voneinander in Richtung der X- und Z-Achse verschieblichen Werkstück spindeleinheiten aus der DE 203 14 702 U1 bekannt, wobei die Werkstückspindeleinheiten in X-Richtung jeweils zwischen einem äußeren Hauptarbeitsbereich, in welchem sie mit Werkzeugen eines Werkzeugträgers zusammenwirken, und wenigstens einer mittleren Stellung zwischen den beiden Arbeitsbereichen verfahrbar sind. Daneben ist eine Fördereinrichtung für die Zu- und Abfuhr der Teile vorgesehen. Die Fördereinrichtung erstreckt sich zwischen den Hauptarbeitsbereichen, wobei eine oder mehrere Spindeistellungen in dem Zwischenraum, in dem Rohteile von der Fördereinrichtung zu übernehmen und/oder Fertigteile an die Fördereinrichtung zu übergeben sind, im zur Verfügung stehenden Bewegungsraum beider Werkstückspindeleinheiten liegen.
Aus der DE 103 48 459 A1 ist eine Vorrichtung zum Fräsen und/oder Drehen von Werkstücken mit mindestens einem Maschinenbett bekannt, auf dem mindestens ein Werkzeughalter und ein Werkstückhalter mit einer Rotationsachse R1 angeordnet sind, wobei der Werkzeughalter mindestens einen Werkzeugantrieb mit einer parallel zur Rotationsachse R1 verlaufenden Oszillationsachse O1 aufweist, wobei die Werkstückhalter und der Werkzeughalter relativ zueinander in Richtung einer rechtwinklig zur Oszillationsachse O1 verlaufenden Translationsachse T1 verfahrbar sind. Die Rotationsachse R1 und die Oszillationsachse O1 sind in einer Ebene E1 angeordnet. Zudem ist ein Fräser mit einer Fräsachse vorgesehen, wobei die Fräsachse mit einer Flächennormalen N1 der Ebene Ei einen Winkel zwischen 10° und 45° einschließt.
Die DE 199 29 965 A1 beschreibt eine Schleifmaschine, die neben einer Bearbeitungsstation für die Schleifbearbeitung von Werkstücken wenigstens eine weitere Bearbeitungsstation für eine Trockenbearbeitung von Werkstücken aufweist. Die Bearbeitungsstationen sind in Arbeitsräumen untergebracht, die durch eine Trennwand voneinander getrennt sind. Die Trennwand weist einen beweglichen Wandabschnitt auf, der es erlaubt, die Trennwand zwischen den Arbeitsräumen zu öffnen, so dass ein Arbeitsschlitten mit einer Werkstückspanneinrichtung von einem Arbeitsraum in den anderen Arbeitsraum und zurück bewegt werden kann. Die so gebildete Schleifmaschine dient der Bearbeitung verschiedener Werkstücke, die je nach Form der Bearbeitung und je nach Werkstoff in den verschiedenen Bearbeitungsstationen schleifend oder trocken bearbeitet werden können.
Die DE 41 36 916 A1 beschreibt eine Werkzeugmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 mit zwei Werkstückspindeln, wobei die Übergabe des Werkstücks von der einen Werkstückspindel an eine Transporteinheit unabhängig von der Position der anderen Werkstückspindel ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Fräsen und Drehen von Werkstücken derart auszubilden, dass eine möglichst schnelle Bearbeitung und Beladung derselben gewährleistet ist.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass innerhalb des Arbeitsraums eine erste automatisch bewegbare Trennwand und mindestens eine zweite automatisch bewegbare Trennwand vorgesehen sind, die den Arbeitsraum in mindestens drei Funktionsabschnitte, einen ersten Bearbeitungsabschnitt, einen zweiten Bearbeitungsabschnitt und einen Ladeabschnitt, trennen und das Halteteil ein erstes und ein zweites Haltemittel sowie eine zweite Schwenkachse S2 aufweist, wobei das erste und das zweite Haltemittel rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind und gemeinsam um die Schwenkachse S2 schwenkbar ausgebildet sind. Hierdurch wird erreicht, dass während des Bestückens bzw. Be- und Entladens der Vorrichtung mit Werkstücken der eine Arbeitspro zess betreffend den ersten Werkstückhalter fortgeführt werden kann, während das bearbeitete Werkstück des zweiten Werkstückhalters entnommen und derselbe mit einem zu bearbeitenden Werkstück bestückt werden kann. Die erfindungsgemäßen Trennwände dienen dem Schutz vor umherfliegenden bzw. umhergeschleuderten Spänen, so dass diese im Bereich des jeweiligen Bearbeitungsabschnitts verbleiben und eine Beschädigung oder Verschmutzung des zu bestückenden Werkstückhalters bzw. der hierfür vorgesehenen Transporteinheit verhindert wird. Über den so gebildeten Ladeabschnitt, in dem beide Werkstückhalter nacheinander in einer, vorzugsweise in der selben Position platzierbar sind, kann während des Betriebs ein Werkstückaustausch erfolgen, so dass die damit entstehenden Wartezeiten bei der Werkstückübergabe auf ein Minimum reduziert werden. Die Transporteinheit benötigt lediglich zwei Haltemittel für zwei Werkstücke, so dass das bearbeitete Werkstück jeweils entnommen werden kann und in derselben Position durch Verschwenkung des Halteteils um die Schwenkachse S2 sofort an die den nächsten Bearbeitungsprozess vornehmende Werkstückspindel abgegeben werden kann bzw. von dieser abgenommen werden kann. Die Haltemittel sind dabei als pneumatische Saugnäpfe ausgebildet, die die Linse festhalten können. Die Abgabebewegung bzw. die Aufnahmebewegung erfolgt dabei entweder über das Halteteil bzw. die Transportvorrichtung oder über die Werkstückwelle.
Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass die Trennwand in eine Richtung parallel zu einer Oszillationsachse O2, O3 zwischen einer den Spanschutz gewährleistenden Position I und mindestens einer weiteren die Bewegung des Werkstückhalters gewährleistenden Position II bewegbar ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Trennwand schottet den Ladeabschnitt gegen das Eindringen von Spänen aus dem jeweiligen Bearbeitungs abschnitt ab. Hierzu sind die vorzusehenden Spalte zwischen der jeweiligen Trennwand und den angrenzenden Bauteilen im Arbeitsraum, insbesondere der gekapselte Linearmotor, für die translatorischen Achsen T2 und T3 entsprechend klein ausgebildet. Damit das Verfahren des jeweiligen Werkzeughalters inklusive seiner Spindel von dem jeweiligen Bearbeitungsabschnitt in den Ladeabschnitt trotzdem gewährleistet werden kann, ist die jeweilige Trennwand erfindungsgemäß bewegbar bzw. verschiebbar. In diesem Zusammenhang ist es auch vorgesehen, die jeweilige Trennwand unverschiebbar zu positionieren und die erforderlichen Spalte bzw. Durchtrittsöffnungen für den Werkzeughalter und seine Spindel über entsprechende Schleusenelemente wie flexible Gummielemente oder dergleichen zu gewährleisten, die grundsätzlich das Eindringen von Spänen erfindungsgemäß verhindern und zum anderen das Bewegen bzw. Verfahren des Werkstückhalters und der Spindel gewährleisten.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass die erste Trennwand zumindest zwischen der ersten Spindel und dem Halteteil bzw. Ladeabschnitt und die zweite Trennwand zwischen dem Halteteil bzw. Ladeabschnitt und der zweiten Spindel positionierbar ist, dass der Arbeitsraum von einer Schutzwand umgeben und nach unten hin durch einen Boden begrenzt ist, dass die Trennwand zumindest teilweise mit Abstand zum Boden angeordnet ist und unterhalb der Trennwand ein Spantransportraum vorgesehen ist, der durch den Boden nach unten begrenzt ist. Die Trennwand ist als Spanschutz ausgebildet ist und gewährleistet die Zirkulation von Luft und Kühlmittel innerhalb des Arbeitsraums und des Spantransportraums. Die Funktionsabschnitte weisen somit einen gemeinsamen Span-, Kühlmittel- und Spülmitteltransportraum auf, der nach unten durch den Boden begrenzt wird und an den sich nach oben der Arbeitsraum anschließt.
Der Aufbau der Bearbeitungsmaschine ist dem Grunde nach so wie der Aufbau für einen gemeinsamen Arbeitsraum ohne Trennwände ausgebildet. Der Kühl- und Spülmittelabfluss sowie der Spanabtransport erfolgt in dem gemeinsamen Arbeitsraum gemeinsam, so dass eine aufwendige Abschottung der jeweiligen Abschnitte, also die Bildung von unabhängigen Arbeitsräumen, nicht unbedingt notwendig ist.
Vorteilhaft ist es auch, dass eine Transporteinheit zum Transport der Werkstücke W1, W2, W3 zwischen einem Transportband und dem im Ladeabschnitt befindlichen Werkstückhalter vorgesehen ist, wobei die Transporteinheit mindestens ein Halteteil für das Werkstück W1, W2, W3 aufweist und diese durch die Schutzwand in den Ladeabschnitt hinein führt, und neben bzw. seitlich zum dem Arbeitsraum ein Transportband für Werkstücke W1', W2' vorgesehen ist und das Halteteil mittels der Transporteinheit zwischen einer ersten Position I unmittelbar oberhalb bzw. über dem Transportband und mindestens einer zweiten Position II an bzw. im Bereich des im Ladeabschnitt befindlichen Werkstückhalter bewegbar ist. Somit kann der Werkstückaustausch für beide Werkstückhalter an genau einer definierten Position innerhalb des Ladeabschnitts gewährleistet werden. Da die beiden Werkstückhalter bzw. die beiden Bearbeitungsabschnitte unterschiedliche und unabhängige Bearbeitungszeiten für die Werkstücke aufweisen, ist lediglich eine Transporteinheit notwendig und ausreichend, um den Werkstückhalter mit neuen Werkstücken zu versorgen, der den ersten vorrangehenden Bearbeitungsprozess beendet hat, während sich der andere Werkstückhalter noch in dem zweiten, nachgeschalteten Bearbeitungsprozess befindet.
Dabei ist es vorteilhaft, dass das Halteteil innerhalb des Ladeabschnitts mittels der Transporteinheit zwischen einer Position IIa an dem Werkstückhalter und einer Position IIb an dem Werkstückhalter in der jeweiligen Werkstückwechselposition W bewegbar ist. Da der Boden eine erste Bodenfläche und eine durch einen Spalt getrennte zweite Bodenfläche aufweist, ist das Anfahren einer gemeinsamen Werkstückwechselposition W für beide Werkstückhalter bzw. Werkstückspindeln nicht möglich. Die erste Bodenfläche und die zweite Bodenfläche sind durch eine Abdeckung verbunden, so dass der gemeinsame Arbeitsraum bzw. Boden erhalten bleibt.
Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass die Transporteinheit mindestens eine parallel zur Schwenkachse S1 angeordnete Translationsachse T9h aufweist und die Transporteinheit mindestens eine rechtwinklig zur Translationsachse T9h angeordnete zweite Translationsachse T9s aufweist, wobei die Translationsachse T9s bezüglich der Schwenkachse S1 überlagert ist. Die Schwenkachse S1 dient der grundsätzlichen Positionierung des Halteteils im Bereich des Transportbandes einerseits und im Bereich des Ladeabschnitts andererseits. Die Translationsachse T9h verläuft in Transportrichtung des Transportbandes und dient der Bewegung der Transporteinheit in eben dieser Richtung, um bei der Aufnahme bzw. Abgabe der Werkstücke vom Transportband die entsprechende Position bezüglich der Bewegungsrichtung F des Transportbandes zu gewährleisten. Die zweite Translationsachse T9s, die über die Schwenkachse S1 verschwenkbar ist, dient sozusagen der Verlängerung des so gebildeten Schwenkarms, so dass die unmittelbare Aufnahme- bzw. Abgabebewegung beim Einlegen in die Werkstückaufnahme bzw. beim Ablegen auf das Transportband bzw. in den Ablagekasten mit dem Linsenlager gewährleistet ist. Dadurch, dass die Translationsachse T9s über die Schwenkachse S1 verschwenkbar ist, ist die vorgenannte Einlegebewegung sowohl in horizontaler Richtung als auch nach dem Verschwenken in vertikaler Richtung möglich.
Hierzu ist es von Vorteil, dass die Translationsachse T9h zwischen zwei Stellungen i und ii um eine Verfahrlänge G in eine Richtung parallel zu einer Oberfläche des Maschinenbetts verfahrbar ist, wobei der horizontal verlaufende Anteil dieser Verfahrlänge G dem 2-fachen Abstand L zwischen zwei Linsenlagern eines Ablagekastens entspricht. Der Verfahrweg der Translationsachse T9h ist aufgrund des Anstellwinkels α des Maschinenbetts um den Faktor 1/cosα größer als der doppelte Abstand L zwischen zwei Linsenlagern eines Ablagekastens. Zum einen sind damit die Stellungen IIa und IIb des Halteteils in Bezug auf die Anstellung des Maschinenbetts gewährleistet und zum anderen ist die Entnahme bzw. Ablage von Linsen am Transportband gewährleistet. Da maximal drei Linsen bearbeitet werden, ist der 2-fache Abstand L ausreichend.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass der Werkstückhalter in Richtung der jeweiligen Translationsachsen T2, T3 zwischen bzw. von dem jeweiligen Bearbeitungsabschnitt und dem bzw. in den Ladeabschnitt bewegbar bzw. verfahrbar ist.
Ferner ist es vorteilhaft, dass der erste Werkzeughalter im Bereich des ersten Bearbeitungsabschnitts und der zweite Werkzeughalter im Bereich des zweiten Bearbeitungsabschnitts positionierbar ist. Betreffend die Positionierung innerhalb des Ladeabschnitts überschneiden sich die beiden Verfahrwege der beiden Translationsachsen T2 und T3, wobei die beiden Werkzeughalter ihren jeweiligen Bearbeitungsabschnitten fest zugeordnet sind. Dabei kann das Fräswerkzeug entweder der ersten oder der zweiten Werkstückspindel zugeordnet sein während das Drehwerkzeug der jeweils anderen Werkstückspindel zugeordnet ist.
Dabei ist es von Vorteil, dass zumindest der erste Werkzeughalter zur Aufnahme eines Drehwerkzeugs dient und einen Werkzeugantrieb mit einer parallel zur Rotationsachse R2 verlaufenden Oszillationsachse O4 aufweist. Zwecks Bearbeitung von optischen Linsenflächen, insbesondere torischen Flächen und Freiformflächen ist eine entsprechende Oszillationsachse des Werkzeugs notwendig.
Schließlich ist es von Vorteil, dass für die Bewegung der Werkstückhalter in Richtung der jeweiligen Translationsachsen T2, T3 ein Linearantrieb vorgesehen ist und der Linearantrieb als Linearmotor und/oder als Gewindespindel ausgebildet ist und zwei an den jeweiligen Werkstückhalter gekoppelte Aktoren und ein gemeinsamer Stator für den Antrieb der beiden Werkstückhalter vorgesehen sind. Die beiden Aktoren, die das jeweilige Primärteil, also die Wicklung des so gebildeten Linearmotors enthalten, können die gesamte Länge des Stators, der als Magnet ausgebildet ist, nutzen. Die Ansteuerung der beiden Aktoren erfolgt dabei über diese Aktoren selbst, so dass diese unabhängig voneinander verfahren werden können.
Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass der erste Werkstückhalter eine parallel zur Rotationsachse R2 verlaufende Oszillationsachse O2 aufweist. Bei der Bearbeitung von optischen Linsen, insbesondere Freiformlinsen, kann eine zusätzliche Oszillationsachse O2, die parallel zu der zuvor genannten Oszillationsachse O4 verläuft, notwendig sein, damit der entsprechende relative Hub zwischen Werkstück und Werkzeug gewährleistet ist. Die Lagerung des ersten Werkstückhalters wird dadurch zwar weicher, jedoch ist diese zusätzliche Oszillationsachse O2 beim Werkstückwechsel von Vorteil, da dadurch der Einsatz der pneumatischen Transporteinheit vermieden und die Werkstückwechselzeit verkürzt werden kann.
Vorteilhaft ist es, dass die Translationsachsen T2, T3 und/oder die Rotationsachsen R2, R3 parallel zueinander angeordnet sind. Somit ist der vorgenannte gemeinsamer Antrieb der beiden Werkstückhalter über den gemeinsamen Stator gewährleistet.
Vorteilhaft ist es ferner, dass für die Bewegung des Werkstückhalters in Richtung der Oszillationsachse O2, O3 ein als Gewindespindelantrieb und/oder als Linearmotor ausgebildeter Linearantrieb vorgesehen ist. Der Spindelantrieb stellt dabei die günstige Antriebsvariante dar. Zugleich ist er auch langsamer als die Alternative eines Linearmotors.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass zumindest ein Werkzeughalter eine Frässpindel mit einer Fräsachse F5 und einem Fräser aufweist. Insbesondere bei der Herstellung von optischen Linsen ist die kombinierte Bearbeitung durch einen Fräser und ein Drehwerkzeug von Vorteil, wobei die fräsende Bearbeitung aufgrund der Vorformung der Linsenoberfläche und der höheren Abtragungsrate den ersten, vorangeschalteten Bearbeitungsschritt darstellt, wohingegen die drehende Bearbeitung anschließend daran den zweiten, nachgeschalteten Bearbeitungsschritt zur vollständigen Bearbeitung einer Linsenfläche bildet.
Hierbei ist es vorgesehen, dass die Frässpindel, also der Werkzeugantrieb starr am Maschinenbett befestigt ist. Hierdurch wird eine besonders steife Anbindung der Frässpindel gewährleistet, so dass sehr hohe Drehzahlen des Fräsers bei gleichzeitiger Unterdrückung der auftretenden Schwingungen möglich sind. Aufgrund der damit einhergehenden Abtragungsraten kann eine optimale Bearbeitungszeit mit optimaler Oberflächenqualität gewährleistet werden. Die zur Bearbeitung notwendige, koaxial zur Rotationsachse R1 des Werk stücks angeordnete Translationsachse T3 ist werkstückseitig vorgesehen.
In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, dass der Fräser mit Bezug zur Ebene E1 unterhalb der Rotationsachse R3 am Maschinenbett gelagert ist. Die Lagerung des Fräsers weist somit die maximal mögliche Steifigkeit mit Rücksicht auf die gewünschte Drehzahl und Abtragungsrate auf. Jede andere Lagerposition des Fräsers, insbesondere eine oberhalb der Ebene E1 angeordnete, würde zusätzliche Anbaumaßnahmen am Maschinenbett und somit einen Verlust der Steifigkeit mit sich führen.
Schließlich ist es von Vorteil, dass die Ebene E1 mit der Horizontalen einen Winkel zwischen 0° und 70°, insbesondere 0° oder zwischen 30° und 40° einschließt. Dies gewährleistet optimale Raumverhältnisse für den Spantransport, insbesondere mit Rücksicht auf die den Transport unterstützende Schräglage des Maschinenbetts bzw. des darunter angeordneten Spantransportraums. Ein optimaler Spantransport gewährleistet optimale Bearbeitungszeiten.
Zudem wird die Aufgabe verfahrensgemäß dadurch gelöst, dass der zweite Werkstückhalter zwecks Wechsel des teilweise bearbeiteten Werkstücks W3 (Halbzeug) über die Translationsachse T3 in eine Werkzeugwechselposition W im Ladeabschnitt gebracht wird und die Transporteinheit über das erste Haltemittel das Werkstück W3 aus dem Werkstückhalter bzw. der Frässpindel entnimmt und über das zweite Haltemittel das zu bearbeitende neue Werkstück W1 bzw. den Rohling an die Frässpindel abgibt und die so bestückte Frässpindel in die Bearbeitungsposition B in dem Bearbeitungsabschnitt zurück verfährt und der Bearbeitungsprozess startet, wobei der erste Werkstückhalter bzw. die Drehspindel zwecks Wechsel des fertig bearbeiteten Werkstücks W2 über die Transla tionsachse T2 in die Werkzeugwechselposition W im Ladeabschnitt gebracht wird und die Transporteinheit über das zweite Haltemittel das fertig bearbeitete Werkstück W2 aus der Drehspindel entnimmt und das zu bearbeitende Werkstück W3 über das erste Haltemittel an die Drehspindel abgibt, wobei die so bestückte Drehspindel in die Bearbeitungsposition B in dem Bearbeitungsabschnitt zurück verfährt und der Bearbeitungsprozess startet, wobei die Transporteinheit zum Transportband hin über die Schwenkachse S1 verschwenkt, das zweite Haltemittel das fertig bearbeitete Werkstück W2 an das Transportband abgibt, ein neues zu bearbeitendes Werkstück W1' bzw. einen Rohling aufnimmt und zum Ladeabschnitt zurück verfährt. Beim Werkstückwechsel zwischen dem Werkstückhalter und dem Halteteil bzw. Haltemittel wird die eigentliche Entnahmebewegung bzw. Einlegebewegung, die zum Ab- bzw. Ankoppeln des Werkstücks an der jeweiligen Werkstückspindel erforderlich ist, durch eine lineare Bewegung des Halteteils oder des jeweiligen Werkstückhalters entlang seiner Oszillationsachse O2, O3 ausgeführt.
Dabei ist es von Vorteil, dass die jeweilige Trennwand zum Bewegen des jeweiligen Werkstückhalters in Richtung der jeweiligen Translationsachse T2, T3 von der Position Z in die Position A gebracht wird und die jeweilige Trennwand spätestens zu Beginn der Bearbeitung des jeweiligen Werkstücks W1, W3 in die Position Z gebracht wird. Der Werkstückhalter kann an der Trennwand nur vorbeigeführt werden, wenn diese in der Position A geöffnet ist. Andererseits sollte die jeweilige Trennwand bei laufendem Bearbeitungsprozess, also beim Fräsen und/oder Drehen in der Position Z geschlossen sein.
Schließlich ist es von Vorteil, dass nach der vorgehend beschriebenen Aufnahme des bearbeiteten Werkstücks W3, W2 das Halteteil und die Haltemittel um die Schwenkachse S2 verschwenkt werden.
Letztlich ist es von Vorteil, dass zwecks Abgabe des Werkstücks W2 an das Transportband die Transporteinheit über die Translationsachse T9h und/oder die Translationsachse T9s bewegt wird. Die Translationsachse T9h dient dabei der relativen Positionierung der Transporteinrichtung bzw. des Halteteils mit Bezug auf eine Förderrichtung F des Transportbandes. Alternativ hierzu kann auch das Förderband bewegt werden. Die Translationsachse T9s bzw. ein die Translationsachse T9s aufweisender Haltearm gewährleistet dabei die eigentliche Absetz- bzw. Einsetzbewegung, die erforderlich ist, um die Linse auf bzw. in das Transportband bzw. den darauf stehenden Ablagekasten mit dem Linsenlager in vertikaler Richtung abzulegen oder aber das Werkstück bzw. die Linse in die entsprechende Werkstückaufnahme in horizontaler Richtung abzugeben bzw. einzulegen oder aufnehmen bzw. herauszunehmen. Die beiden letztgenannten Bewegungsvarianten betreffen die Entnahme- bzw. Einlegebewegung für das Werkstück und erfolgen in vertikaler oder in horizontaler Richtung, wobei durch das Verschwenken der Translationsachse T9s um die Schwenkachse S1 der hierfür notwendige Wechsel zwischen der horizontalen und der vertikalen Ausrichtung, also einer den Werkstückaustausch mit dem jeweiligen Werkstückhalter gewährleistenden horizontalen Position H und einer den Werkstückaustausch mit dem Transportband gewährleistenden vertikalen Position V möglich wird.
Aufgrund der weiteren Ausführungsform ist es in diesem Zusammenhang von Vorteil, dass die Translationsachse T9h aus der Stellung i in die Stellung ii und zurück bewegt und somit die Transporteinheit mit dem Halteteil zum Werkstückhalter bzw. zu der Drehspindel gefahren wird, bevor die Transporteinheit über das zweite Haltemittel das fertig bearbeitete Werkstück W2 aus dem Werkstückhalter bzw. der Drehspindel entnimmt und das zu bearbeitende Werkstück W3 (Halbzeug) über das erste Haltemittel an den Werkstückhalter bzw. die Drehspindel abgibt. Denn aufgrund des Spaltes und der damit einhergehenden räumlichen Trennung der jeweiligen Werkstückwechselposition W der jeweiligen Werkstückspindel ist dieser zusätzliche Verfahrweg der Translationsachse T9h zwischen den Stellungen i und ii notwendig.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt.
Es zeigen 1 bis 5 eine Linsenbearbeitungsmaschine in perspektivischer Darstellung in verschiedenen Bearbeitungspositionen der Werkstückaufnahmen.
Eine in 1 dargestellte Vorrichtung bzw. Linsenbearbeitungsmaschine 1 weist ein bezüglich der Horizontalen angestelltes Maschinenbett 1.1 mit einer einen Arbeitsraum 8 teilweise begrenzenden Schutzwand 8.7 auf, in dem zwei Werkstückhalter 2, 3 mit jeweils einem Linearantrieb 2.2, 3.2 und jeweils einer Werkstückspindel 2.1, 3.1 sowie zwei Werkzeughalter 4, 5 mit entsprechendem Werkzeugantrieb 4.2, 5.2 teilweise angeordnet sind. Daneben ist eine Transporteinheit 9 auf dem Maschinenbett 1.1 angeordnet, die verschiedene Werkstücke W1, W1', W2, W2', W2'' zwischen den Werkstückhaltern 2, 3 im Arbeitsraum 8 und einem seitlich vom Maschinenbett 1.1 angeordneten Transportband 10 transportiert.
Der jeweilige Werkstückhalter 2, 3 weist jeweils eine Werkstückspindel 2.1, 3.1 mit einer Rotationsachse R2, R3 auf. Daneben weist der Jeweilige Werkstückhalter 2, 3 jeweils einen Linearantrieb 2.2, 3.2 auf, der eine Bewegung des Werkstückhalters 2, 3 in Richtung einer Oszillationsachse O2, O3, die jeweils parallel zur Rotationsachse R2, R3 angeordnet ist, gewährleistet.
Neben der jeweiligen Rotationsachse R2, R3 und der jeweiligen Oszillationsachse O2, O3 weisen die beiden Werkstückhalter 2, 3 einen in soweit gemeinsamen Linearantrieb 6 auf, der die Bewegung der beiden Werkstückhalter 2, 3 in Richtung einer rechtwinklig zur Oszillationsachse O2, O3 angeordneten Translationsachse T2, T3 gewährleistet. Der Linearantrieb 6 ist aus einem gemeinsamen Stator bzw. Sekundärteil 6.1 und zwei dem jeweiligen Werkstückhalter 2, 3 zugeordneten Aktoren bzw. Primärteilen 6.2, 6.3 gebildet. Die Ansteuerung dieses Linearantriebs 6 erfolgt dabei über den jeweiligen Aktor 6.2, 6.3, wobei die beiden Aktoren 6.2, 6.3 auf dem gemeinsamen Stator 6.1 in Richtung der Translationsachse T2, T3 verfahren. Die beiden Translationsachsen T2, T3 sind dabei parallel und koaxial zueinander angeordnet, wobei zwecks Führung der beiden Werkstückhalter 2, 3 ein gemeinsames Führungsschienenpaar 6.4 vorgesehen ist. Der jeweilige Werkstückhalter 2, 3 kann zwischen seiner Bearbeitungsposition B und der Werkstückwechselposition W verfahren werden.
Die oszillierende Bewegung der zuvor genannten Linearantriebe 2.2, 3.2 in Richtung der Oszillationsachsen O2, O3 ist dabei der Bewegung in Richtung der Translationsachse T2, T3 überlagert. Die beiden Werkstückhalter 2, 3 sind somit unabhängig voneinander auf der gesamten Länge des Sekundärteils 6.1 verfahrbar.
Die jeweilige Werkstückspindel 2.1, 3.1 ist dabei mit einem Werkstück W2, W3 bestückt.
Dem ersten Werkstückhalter 2 ist der Werkzeughalter 4 mit dem als Drehstahl ausgebildeten Werkzeug 4.1 zugeordnet.
Der Werkzeughalter 4 ist in Richtung einer parallel zur Rotationsachse R2 angeordneten Oszillationsachse O4 translatorisch bewegbar. Hierzu weist der Werkzeughalter 4 einen nicht näher dargestellten Werkzeugantrieb 4.2 auf, der als Linearmotor ausgebildet ist. Der so angetriebene Drehstahl 4.1 bewegt sich zwecks Generierung einer torischen Oberfläche bzw. einer Freiformfläche auf die sich um die Rotationsachse R2 drehende Linse zu bzw. von dieser weg, während der Werkstückhalter 2 in Richtung seiner Translationsachse T2 verfährt.
Der Werkzeughalter 5 weist ein als Fräser ausgebildetes Werkzeug 5.1 auf. Dem Fräser 5.1 ist als Werkzeugantrieb die Frässpindel 5.2 mit einer Fräsachse F5 zugeordnet. Der Werkzeughalter 5 ist stationär am Maschinenbett 1.1 gelagert. Das in der Werkstückspindel 3.1 aufgenommene Werkstück W3 rotiert um die Rotationsachse R3 und kann in Richtung der Oszillationsachse O3 sowie in Richtung der Translationsachse T3 relativ zum Fräser 5.1 bewegt werden. Die beiden Rotationsachsen R2, R3 sowie die Oszillationsachse O4 spannen eine nicht dargestellte Ebene E1 auf, wobei die Fräsachse F5 bezüglich einer nicht dargestellten Flächennormalen dieser Ebene E1 einen Anstellungswinkel von etwa 20° aufweist.
Den beiden Werkstückspindeln 2.1, 3.1 sowie den beiden Werkzeugen 4.1, 5.1 ist der gemeinsame nach außen geschlossener Arbeitsraum 8 zugeordnet, an den sich nach unten, in Richtung des Maschinenbettes 1.1 ein gemeinsamer Span-, Kühlmittel- und Spülmitteltransportraum 8.4 anschließt, der durch einen Boden 8.8 begrenzt ist. Dieser Span-, Kühlmittel- und Spülmitteltransportraum 8.4 fällt im oberen Bereich entsprechend der Anstellung des Maschinenbettes 1.1 relativ zur Horizontalen ab, wobei im unteren Bereich ein erhöhter Abfallwinkel vorgesehen ist, so dass die Späne und das Kühl- bzw. Spülmittel nach unten in das Maschinenbett 1.1 hinein abfallen bzw. abrutschen können. Der so gebildete Arbeitsraum 8 wird im oberen Bereich zwischen den Werkzeugen 4.1, 5.1 bzw. zwischen den Werkstückspindeln 2.1, 3.1 durch eine erste Trennwand 8.5 und eine zweite Trennwand 8.6 in drei Abschnitte 8.1, 8.2, 8.3 unterteilt. Der erste und zweite Abschnitt 8.2, 8.3 bilden dabei den jeweiligen Bearbeitungsabschnitt betreffend die Bearbeitung durch das entsprechende Werkzeug 4.1, 5.1, wohingegen der mittlere Abschnitt 8.1 den Ladeabschnitt bildet, in dem der Werkstückwechsel zwischen den Werkstückspindeln 2.1, 3.1 und der Transporteinheit 9 erfolgt. Die beiden Trennwände 8.5, 8.6 weisen dabei jeweils eine Verschiebeachse V1, V2 auf, über die die jeweilige Trennwand 8.5, 8.6 in eine Richtung parallel zu der Rotationsachse R2, R3 zwischen zwei Positionen I, II bewegt bzw. verfahren werden kann.
Die Transporteinheit 9 weist ein Halteteil 9.1 für Werkstücke auf, das stirnseitig an einem Haltearm 9.4 angeordnet ist. Der Haltearm 9.4 ist in Richtung einer Translationsachse T9s verschiebbar. Überlagert zu dieser Translationsachse T9s ist eine Schwenkachse S1 vorgesehen, die rechtwinklig zur Translationsachse T9s angeordnet ist. Über diese Schwenkachse S1 ist der Haltearm 9.4 mit dem stirnseitig angeordneten Halteteil 9.1 ausgehend von der dargestellten horizontalen Position H entgegen dem Uhrzeigersinn um 90° in eine vertikale Position V verschwenkbar. Zusätzlich ist eine weitere Translationsachse T9h vorgesehen, die die so gebildete Anordnung inklusive der Schwenkachse S1 und der Translationsachse T9s in horizontaler Richtung parallel zu einer Förderrichtung F des Transportbandes 10 bewegt. Das Halteteil 9.1 ist somit über die Transporteinheit 9 zwischen einer ersten Position I oberhalb des Transportban des 10 und einer zweiten Position II an dem im Ladeabschnitt 8.1 befindlichen Werkstückhalter 2, 3 bewegbar.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird alternativ das entsprechend Transportband 10 in Förderrichtung F oder entgegen hierzu bewegt. Die Translationsachse T9s ist dann nicht erforderlich.
Das seitlich zum Maschinenbett 1.1 angeordnete Förderband 10 ist in Richtung der Förderrichtung F bewegbar. Auf dem Förderband 10 sind drei Ablagekästen 11, 12, 13 angeordnet, die jeweils zwei Linsenlager 11.1 bis 13.1 aufweisen. In dem Ablagekasten 11 an der vordersten Position sind zwei fertig bearbeitete Linsen W2', W2'' in dem jeweiligen Linsenlager 11.1 platziert. In dem dahinter angeordneten Ablagekasten 12 sind keine Linsen vorhanden. Diese Linsen W2, W3 sowie eine Linse W1 des hinteren Ablagekastens 13 befinden sich innerhalb der Maschine 1 im Bearbeitungsprozess, also in einer der beiden Werkstückspindeln 2.1, 3.1 bzw. am Halteteil 9.1. In dem hinteren Ablagekasten 13 ist noch eine zu bearbeitende Linse W1', also ein Rohling, platziert.
Mittels des Fräsers 5.1 wird ein Linsenrohling bis zum halbfertigen Werkstück bearbeitet, d. h. dort wird der Großteil des notwendigen Materialauftrags hinsichtlich der Durchmessergenerierung und hinsichtlich der Werkstückdicke sowie der Ausbildung der Werkstück- bzw. Linsenoberfläche bewerkstelligt. Gemäß 1 erreicht das Werkstück W3 diesen halbfertigen Zustand.
Mittels des Drehwerkzeugs 4.1 wird das halbfertige Werkstück in der drehenden Bearbeitung soweit fertig gestellt, dass dieses anschließend nur noch poliert werden muss. Gemäß 1 befindet sich das Werkstück W2 in der Werk stückspindel 2.1 und erreicht den fertigen Bearbeitungszustand.
Das Halteteil 9.1 weist zwei Haltemittel 9.2, 9.3 auf. Das Halteteil 9.1 ist über eine Schwenkachse S2 um 180° verschwenkbar. Die Schwenkachse S2 ist dabei rechtwinklig zur Schwenkachse S1 angeordnet und schließt mit der Translationsachse T9s einen Winkel von 45° ein. Die Translationsachse T9s ist dabei ebenfalls rechtwinklig zur Schwenkachse S1 angeordnet. An dem Haltemittel 9.3 ist ein Werkstückrohling W1 befestigt bzw. wird über den nicht näher dargestellten Saugnapf gehalten. Der Rohling W1 wurde zuvor in der gemäß 5 dargestellten Arbeitsstellung vom Transportband 10 entnommen.
Gemäß 2 ist der fräsende Bearbeitungsprozess am Fräser 5.1 beendet. Der drehende Bearbeitungsprozess am Drehstahl 4.1 dauert noch an. Die zweite Trennwand 8.6 wurde über die Verschiebeachse V2 in die hier dargestellte, den zweiten Bearbeitungsabschnitt 8.3 freigebende Position A verfahren. Anschließend wurde der Werkstückhalter 3 über seine Translationsachse T3 nach unten bewegt, so dass die Werkstückspindel 3.1 mit dem darin angeordneten Werkstück W1 innerhalb des Ladeabschnitts 8.1 an einer definierten Position platziert ist. Der Werkstückhalter 3 ist über seine Oszillationsachse O3 an das Haltemittel 9.3 heran gefahren, so dass das halbfertige Werkstück W1 von dem Haltemittel 9.3 aufgenommen bzw. angesaugt werden kann.
Ausgehend von der Position gemäß 2 verfährt der Werkstückhalter 3 ohne das Werkstück W1 über seine Oszillationsachse O3 nach links bzw. das Halteteil 9.1 über die Translationsachse T9s nach rechts zurück, wobei anschließend das Halteteil 9.1 über die Schwenkachse S2 geschwenkt wird, so dass der Rohling W3 in die durch die Werkstückspindel 3.1 aufnehmbare Position gemäß 2 gebracht ist. Der Werkstückhalter 3 verfährt anschließend gemäß 3 wieder in seine Bearbeitungsposition B im Bereich des Fräsers 5.1, so dass der fräsende Bearbeitungsprozess nach Schließen der zweiten Trennwand 8.6 gestattet werden kann.
Gemäß 3 ist nunmehr der untere Werkstückhalter 2 ausgehend von seiner Bearbeitungsposition B nach oben hin in seine Werkstückwechselposition W verfahren, in der das vorher frei gewordene Haltemittel 9.3 das drehend bearbeitete Werkstück W2 aufgenommen. Nach der Verschwenkung um die Schwenkachse S2 wurde über das Haltemittel 9.2 nunmehr das halbfertige Werkstück W3 an die Werkstückspindel 2.1 abgegeben. Zwecks Bewegung des Werkstückhalters 2 von seiner Betriebsposition B in die Werkstückwechselposition W wurde in entsprechender Weise die erste Trennwand 8.5 in ihre den ersten Bearbeitungsabschnitt 8.2 freigebende, hintere Position A verfahren.
Anschließend wird der Werkstückhalter 2 gemäß 4 in seine untere Betriebsposition zurück bewegt, wonach unmittelbar nach dem Verschließen der ersten Trennwand 8.5 der drehende Bearbeitungsprozess gestartet wird.
Gemäß 4 ist das Halteteil 9.1 nach Abgabe des halbfertigen Werkstücks W3 an die Werkstückspindel 2.1 aus der Position II über die Translationsachse T9s nach rechts verfahren, um die Schwenkachse S1 verschwenkt und wiederum über die Translationsachse T9s nach unten in Richtung zum Transportband 10 in die Position I bzw. dem dort vorbehaltenen Ablagekasten 12 verfahren. Das fertige Werkstück W2 wird in das dafür vorgesehene Linsenlager 12.1 abgelegt und gemäß 5 wird das Förderband um die Länge, die dem Abstand zweier benachbarter Linsenlager entspricht, in Förderrichtung F weiter bewegt. Gemäß 5 ist der Ablage kasten 11 vom Transportband 10 entnommen und das Halteteil 9.1 wurde über die Translationsachse T9h bis auf die Höhe des neuen Rohlings W1' bewegt. Der neue Rohling W1' wird über das Haltemittel 9.3 aufgenommen und in einem weiteren Verfahrensschritt (nicht dargestellt) in den Ladeabschnitt 8.1 transportiert bzw. dort vorgehalten, um diesen dann entsprechend 2 an die Werkstückspindel 3.1 abzugeben.
Über die Translationsachse T9h wird das Halteteil 9.1 zwischen dem vordersten und dem hintersten der drei freien Linsenlager 12.2, 13.1, 13.2 zwecks Ablage eines fertigen Bauteils oder zwecks Aufnahme eines Rohlings bewegt. Alternativ kann das Transportband bewegt werden. Das jeweils mittlere Linsenlager 12.1, 13.1 bleibt leer, da das dritte im Umlauf befindliche Werkstück, das halbfertige Werkstück, unmittelbar von der Werkstückspindel 3.1 nach der fräsenden Bearbeitung an die Werkstückspindel 2.1 für die drehende Bearbeitung abgegeben wird.
Im Unterschied zu einer in 1 dargestellten Linsenbearbeitungsmaschine 1 weist die Linsenbearbeitungsmaschine 1 gemäß 6 und 7 ein geteiltes Maschinenbett 1.1 mit einem ersten Maschinenbettteil 1.1 und einem durch einen Spalt 1.3 getrennten zweiten Maschinenbettteil 1.2 auf. Ein gemeinsamer Arbeitsraum 8 mit einer gemeinsamen seitlich begrenzenden Schutzwand 8.7 weist einen gemeinsamen Boden 8.8 auf. Der gemeinsame Boden 8.8 weist neben nicht näher gekennzeichneten Seitenwänden eine erste Bodenfläche 8.9a und eine durch den Spalt 1.3 getrennte zweite Bodenfläche 8.9b auf. Zwischen der ersten Bodenfläche 8.9a und der zweiten Bodenfläche 8.9b ist eine den Spalt 1.3 überbrückende Abdeckung 8.9c vorgesehen, so dass die im Bereich des ersten Maschinenbettteils 1.1 anfallenden Späne und Kühlschmierstoffe der Rutschbewegung im Bereich der ersten Bodenfläche 8.9a nach über den Spalt 1.3 hinweg zur zweiten Bodenfläche 8.9b des zweiten Maschinenbettteils 1.2 und somit zum gemeinsamen Spanaustritt in einem ersten Bearbeitungsabschnitt 8.2 transportiert werden können.
Demnach ist kein gemeinsamer Linearantrieb, sondern es sind zwei getrennte Linearantriebe 6, 6a vorgesehen, die jeweils die Bewegung der beiden Werkstückhalter 2, 3 in Richtung einer rechtwinklig zur Oszillationsachse O2, O3 angeordneten Translationsachse T2, T3 gewährleisten. Der jeweilige Linearantrieb 6, 6a ist aus je einem Stator bzw. Sekundärteil 6.1, 6.1a und zwei dem jeweiligen Werkstückhalter 2, 3 zugeordneten Aktoren bzw. Primärteilen 6.2, 6.3 gebildet. Die beiden Translationsachsen T2, T3 sind dabei parallel und koaxial zueinander angeordnet, wobei zwecks Führung der beiden Werkstückhalter 2, 3 je ein Führungsschienenpaar 6.4, 6.4a vorgesehen ist. Der jeweilige Werkstückhalter 2, 3 kann zwischen seiner Bearbeitungsposition B und der jeweiligen Werkstückwechselposition W verfahren werden.
Eine weitere Translationsachse T9h der Transporteinheit 9 verläuft in eine Richtung parallel zu einer Oberfläche 1.4 des Maschinenbetts 1.1, also in entsprechender Anstellung gegenüber der Horizontalen bzw. gegenüber der Förderrichtung F. Sie ist somit zwischen einer Stellung i und einer zweiten Stellung ii in vorgehend beschriebener Richtung verfahrbar. Der Verfahrweg der Translationsachse T9h ist aufgrund eines Anstellwinkels ☐ des Maschinenbetts 1.1 um den Faktor 1/cos☐ größer als ein doppelter Abstand L zwischen zwei Linsenlagern 12.1, 12.2 eines Ablagekastens 12. Da maximal drei Linsen W1, W2, W3 in Bearbeitung sind, ist zwecks Abgabe und Aufnahme der Linse von einem Transportband 10 bzw. den jeweiligen Ablagekästen 12, 13 der doppelte Abstand L ausreichend.
Ein Halteteil 9.1 ist somit zusätzlich innerhalb einer Position II in einem Ladeabschnitt 8.1 zwischen einer Stellung a und einer Stellung b bewegbar, so dass beide Werkstückspindeln 2.1, 3.1 in ihrer jeweiligen Wechselposition W erreichbar sind. Aufgrund des Spaltes 1.3 können die beiden Werkstückspindeln 2.1, 3.1 bzw. deren Translationsachsen T2, T3 im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 5 keine gemeinsame Wechselposition W anfahren.

1: Vorrichtung, Linsenbearbeitungsmaschine
1.1: Maschinenbett, erster Maschinenbettteil
1.2: zweiter Maschinenbettteil
1.3: Spalt
1.4: Oberfläche des Maschinenbetts
2: Werkstückhalter
2.1: Spindel, Werkstückspindel
2.2: Antrieb, Linearantrieb
3: Werkstückhalter
3.1: Spindel, Werkstückspindel
3.2: Antrieb, Linearantrieb
4: Werkzeughalter
4.1: Werkzeug, Drehwerkzeug
4.2: Werkzeugantrieb
5: Werkzeughalter
5.1: Werkzeug, Fräser
5.2: Werkzeugantrieb, Frässpindel
6: Linearantrieb
6a: Linearantrieb
6.1: Stator, Sekundärteil
6.1a: Stator, Sekundärteil
6.2: Aktor, Primärteil
6.3: Aktor, Primärteil
6.4: Führungsschiene, Führungsschienenpaar
6.4a: Führungsschiene, Führungsschienenpaar
7.2: Linearantrieb
7.3: Linearantrieb
8: Arbeitsraum
8.1: Ladeabschnitt
8.2: erster Bearbeitungsabschnitt
8.3: zweiter Bearbeitungsabschnitt
8.4: Span-, Kühlmittel-, Spülmitteltransportraum
8.5: erste Trennwand
8.6: zweite Trennwand
8.7: Schutzwand
8.8: Boden
8.9a: erste Bodenfläche
8.9b: zweite Bodenfläche
8.9c: Abdeckung
9: Transporteinheit
9.1: Halteteil
9.2: erstes Haltemittel
9.3: zweites Haltemittel
9.4: Haltearm
10: Transportband
11: Ablagekasten
11.1: Linsenlager
12: Ablagekasten
12.1: Linsenlager
12.2: Linsenlager
13: Ablagekasten
13.1: Linsenlager
13.2: Linsenlager
I: Position des Halteteils
II: Position des Halteteils
IIa: Position des Halteteils
IIb: Position des Halteteils
A: offene Position
B: Bearbeitungsposition
E1: Ebene
F: Förderrichtung, Bewegungsrichtung
F5: Fräsachse
G: Verfahrlänge
H: horizontale Position
i: Stellung der T9h
ii: Stellung der T9h
L: Abstand
N1: Flächennormale
O2: Oszillationsachse
O3: Oszillationsachse
O4: Oszillationsachse
R2: Rotationsachse
R3: Rotationsachse
S1: Schwenkachse
S2: Schwenkachse
T2: Translationsachse
T3: Translationsachse
T9h: Translationsachse
T9s: Translationsachse
☐: vertikale Position
V1: Richtung, Verschiebeachse
V2: Richtung, Verschiebeachse
W: Werkstückwechselposition
W1: Werkstück, Rohling
W1': Werkstück, Rohling
W2: Werkstück, fertig
W2': Werkstück, fertig
W2'': Werkstück, fertig
W3: Werkstück, Halbzeug
Z: geschlossene Position
α: Anstellwinkel

Claims

Linsenbearbeitungsmaschine (1) zum Fräsen und/oder Drehen von Werkstücken W1, W2, W3, insbesondere Linsen mit einem ersten und mindestens einem zweiten Werkzeughalter (4, 5) und mit einem ersten und mindestens einem zweiten Werkstückhalter (2, 3) mit je einer um eine Rotationsachse R2, R3 rotierenden ersten und zweiten Spindel (2.1, 3.1), wobei der jeweilige Werkstückhalter (2, 3) rechtwinklig zur Rotationsachse R2, R3 in Richtung einer Translationsachse T2, T3 verstellbar und mindestens der zweite Werkstückhalter (3) parallel zur Rotationsachse R3 in Richtung einer Oszillationsachse O3 bewegbar ist, wobei ein gemeinsamer, zumindest teilweise gegenständlich begrenzter Arbeitsraum (8) vorgesehen ist, in dem die Werkstückhalter (2, 3) bewegbar sind und in dem die Werkzeughalter (4, 5) angeordnet sind, und mit einer Transporteinheit (9), die mit Bezug zur Translationsachse T2, T3 zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeughalter (4, 5) vorgesehen ist und eine Schwenkachse S1 und ein Halteteil (9.1) für Werkstücke W1 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Arbeitsraums (8) eine erste bewegbare Trennwand (8.5) und mindestens eine zweite bewegbare Trennwand (8.6) vorgesehen sind, die den Arbeitsraum (8) in mindestens drei Funktionsabschnitte, einen ersten Bearbeitungsabschnitt (8.2), einen zweiten Bearbeitungsabschnitt (8.3) und einen Ladeabschnitt (8.1), trennen und das Halteteil (9.1) ein erstes und ein zweites Haltemittel (9.2, 9.3) sowie eine zweite Schwenkachse S2 aufweist, wobei das erste und das zweite Haltemittel (9.2, 9.3) rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind und gemeinsam um die Schwenkachse S2 schwenkbar ausgebildet sind.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (8.5, 8.6) in einer Richtung zwischen einer den Spanschutz gewährleistenden Position I und mindestens einer weiteren die Bewegung des Werkstückhalters (2, 3) gewährleistenden Position II verschiebbar gelagert ist.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (8.5, 8.6) in Richtung parallel zu einer Oszillationsachse O2, O3 verschiebbar gelagert ist.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Trennwand (8.5) zumindest zwischen der ersten Spindel (2.1) und dem Halteteil (9.1) und die zweite Trennwand (8.6) zwischen dem Halteteil (9.1) und der zweiten Spindel (3.1) positionierbar ist.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsraum (8) von einer Schutzwand (8.7) umgeben und nach unten hin durch einen Boden (8.8) begrenzt ist.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (8.5, 8.6) zumindest teilweise mit Abstand zum Boden (8.8) angeordnet ist und unterhalb der Trennwand (8.5, 8.6) ein Spantransportraum (8.4) vorgesehen ist, der durch den Boden (8.8) nach unten begrenzt ist.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinheit (9) zum Transport der Werkstücke W1, W2, W3 außerhalb des Arbeitsraums (8) vorgesehen ist und die Transporteinheit (9) durch die Schutzwand (8.7) in den Ladeabschnitt (8.1) hinein führt, wobei die Transporteinheit (9) mindestens ein Halteteil (9.1) für das Werkstück W1, W2, W3 aufweist.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Arbeitsraum (8) ein Transportband (10) für Werkstücke W1', W2' vorgesehen ist und das Halteteil (9.1) mittels der Transporteinheit (9) zwischen der ersten Position I oberhalb des Transportbandes (10) und mindestens der zweiten Position II an dem im Ladeabschnitt (8.1) befindlichen Werkstückhalter (2, 3) bewegbar ist.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach Anspruch 8 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (9.1) innerhalb des Ladeabschnitts (8.1) mittels der Transporteinheit (9) zwischen einer Position IIa an dem Werkstückhalter (3) und einer Position IIb an dem Werkstückhalter (2) bewegbar ist.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach Anspruch 7, 8, oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinheit (9) mindestens eine parallel zur Schwenkachse S1 angeordnete Translationsachse T9h aufweist.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Translationsachse T9h zwischen zwei Stellungen i und ii um eine Verfahrlänge G in eine Richtung parallel zu einer Oberfläche (1.4) eines Maschinenbetts (1.1) verfahrbar ist, wobei der horizontal verlaufende Anteil dieser Verfahrlänge G einem 2-fachen Abstand L zwischen zwei Linsenlagern (12.1, 12.2) eines Ablagekastens (12) entspricht.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinheit (9) mindestens eine rechtwinklig zur Translationsachse T9h angeordnete zweite Translationsachse T9s aufweist, wobei die Translationsachse T9s der Schwenkachse S1 überlagert ist.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückhalter (2, 3) in Richtung der jeweiligen Translationsachsen T2, T3 von dem jeweiligen Bearbeitungsabschnitt (8.2, 8.3) in den Ladeabschnitt (8.1) verfahrbar ist.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkzeughalter (4) im Bereich des ersten Bearbeitungsabschnitts (8.2) und der zweite Werkzeughalter (5) im Bereich des zweiten Bearbeitungsabschnitts (8.3) positionierbar ist.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der erste Werkzeughalter (4) zur Aufnahme eines Drehwerkzeugs (4.1) dient und einen Werkzeugantrieb (4.2) mit einer parallel zur Rotationsachse R2 verlaufenden Oszillationsachse O4 aufweist.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bewegung der Werkstückhalter (2, 3) in Richtung der jeweiligen Translationsachsen T2, T3 ein Linearantrieb (6) vorgesehen ist und der Linearantrieb (6) als Linearmotor oder als Gewindespindel ausgebildet ist und zwei an den jeweiligen Werkstückhalter (2, 3) gekoppelte Aktoren (6.2, 6.3) und ein gemeinsamer Stator (6.1) für den Antrieb der beiden Werkstückhalter (2, 3) vorgesehen sind.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkstückhalter (2) die parallel zur Rotationsachse R2 verlaufende Oszillationsachse O2 aufweist.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Translationsachsen T2, T3 und/oder die Rotationsachsen R2, R3 parallel zueinander angeordnet sind.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bewegung des Werkstückhalters (2, 3) in Richtung der Oszillationsachse O2, O3 ein als Gewindespindelantrieb und/oder als Linearmotor ausgebildeter Linearantrieb (7.2, 7.3) vorgesehen ist.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Werkzeughalter (5) eine Frässpindel (5.2) mit einer Fräsachse F5 und einem Fräser (5.1) aufweist.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maschinenbett (1.1) vorgesehen ist und die Frässpindel (5) starr am Maschinenbett (1.1) befestigt ist.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Frässpindel (5.2) mit Bezug zu einer durch eine Oberfläche (1.4) des Maschinenbetts (1.1) aufgespannten Ebene E1 unterhalb der Rotationsachse R3 am Maschinenbett (1.1) gelagert ist.
Linsenbearbeitungsmaschine (1) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene E1 mit der Horizontalen einen Winkel zwischen 0° und 70°, insbesondere 0° oder zwischen 30° und 50° einschließt.
Verfahren zum Bearbeiten eines Linsenrohlings mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass a) der zweite Werkstückhalter (3) zwecks Wechsel des bearbeiteten Werkstücks W3 über die Translationsachse T3 in eine Werkzeugwechselposition W im Ladeabschnitt (8.1) gebracht wird; b) die Transporteinheit (9) über das erste Haltemittel (9.2) das bearbeitete Werkstück W3 aus dem Werkstückhalter (3) entnimmt und über das zweite Haltemittel (9.3) das zu bearbeitende Werkstück W1 an den Werkstückhalter (3) abgibt; c) der so bestückte Werkstückhalter (3) in seine Bearbeitungsposition B in dem Bearbeitungsabschnitt (8.3) zurück verfährt und der Bearbeitungsprozess startet; d) der erste Werkstückhalter (2) zwecks Wechsel des bearbeiteten Werkstücks W2 über die Translationsachse T2 in die Werkzeugwechselposition W im Ladeabschnitt (8.1) gebracht wird; e) die Transporteinheit (9) über das zweite Haltemittel (9.3) das bearbeitete Werkstück W2 aus dem Werkstückhalter (2) entnimmt und das zu bearbeitende Werkstück W3 über das erste Haltemittel (9.2) an den Werkstückhalter (2) abgibt, f) der so bestückte Werkstückhalter (2) in seine Bearbeitungsposition B in dem Bearbeitungsabschnitt (8.2) zurück verfährt und der Bearbeitungsprozess startet; g) die Transporteinheit (9) zum Transportband (10) hin über die Schwenkachse S1 verschwenkt, das zweite Haltemittel (9.3) das bearbeitete Werkstück W2 an das Transportband (10) abgibt, ein zu bearbeitendes Werkstück W1' aufnimmt und zum Ladeabschnitt (8.1) zurück verfährt.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass a) die jeweilige Trennwand (8.5, 8.6) zum Bewegen des jeweiligen Werkstückhalters (2, 3) in Richtung der jeweiligen Translationsachse T2, T3 von einer geschlossenen Position Z in eine offene Position A gebracht wird; b) die jeweilige Trennwand (8.5, 8.6) spätestens zu Beginn der Bearbeitung des jeweiligen Werkstücks W1, W3 in die Position Z gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt b) und e) nach der Aufnahme des bearbeiteten Werkstücks W3, W2 das Halteteil (9.1) und die Haltemittel (9.2, 9.3) um die Schwenkachse S2 verschwenkt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt d) zwecks Abgabe des Werkstücks W2 an das Transportband (10) die Transporteinheit (9) über die Translationsachse T9h und/oder die Translationsachse T9s bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt e) die Translationsachse T9h aus der Stellung i in die Stellung ii bewegt und somit die Transporteinheit (9) mit dem Halteteil (9.1) an den Werkstückhalter (2) gefahren wird.