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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Linsenbearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten einer Oberfläche einer Linse.
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Im Stand der Technik sind viele verschiedene Verfahren zum Bearbeiten einer Oberfläche einer Linse bekannt, wie z.B. solche vom Oscar-Typ, Verfahren mit diagonaler Achse, sphärischer Schwenkbewegung und Planeten-Schwenkbewegung. Gemäß dem Stand der Technik wird das optimale Bearbeitungsverfahren unter diesen Verfahren in Abhängigkeit von der Formgebung der Linse, den Eigenschaften der Materialien sowie anderen Faktoren ausgewählt. Eine speziell ausgebildete Linsenbearbeitungsvorrichtung, die dem ausgewählten Linsenbearbeitungsverfahren entspricht, wird für die Bearbeitung der Linsenoberfläche verwendet. In der Patentveröffentlichung
JP-A-2004-17166 wird eine Bearbeitungsweise mit sphärischer Schwenkbewegung für die Bearbeitung einer Oberfläche einer Linse vorgeschlagen, wobei ein Nachfolge-Steuermodus unter Verwendung einer Steuerflächeneinrichtung und einer Steuerflächenrolle verwendet wird.
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Weitere Vorrichtungen zur Linsenbearbeitung sind aus
JP 2004 188 557 A und
JP 2000 127 016 A bekannt.
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Da im Stand der Technik das optimale Bearbeitungsverfahren unter einer großen Anzahl verschiedener Bearbeitungsverfahren ausgewählt wird und eine speziell ausgebildete Linsenbearbeitungsvorrichtung, die dem ausgewählten Bearbeitungsverfahren entspricht, zum Bearbeiten einer Oberfläche der Linse verwendet wird, besteht die Notwendigkeit, individuelle Linsenbearbeitungsvorrichtungen mit verschiedenen Betriebsweisen zur Verwendung in Abhängigkeit von der Formgebung der Linse sowie anderen Faktoren bereitzustellen. Daher ergeben sich Probleme dahingehend, dass ein beträchtlicher Aufwand an Einrichtungen und Platz für die Installation von Gerätschaften erforderlich ist, wobei dies wirtschaftlich nicht tragbar ist.
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Herkömmliche Linsenbearbeitungsvorrichtungen mit sphärischer Schwenkbewegung beinhalten solche, bei denen ein Schwenkpunkt-Halterungsmodus verwendet wird, zusätzlich zu solchen, bei denen der vorstehend beschriebene Nachfolge-Steuermodus verwendet wird; es gibt jedoch konstruktionsmäßige Einschränkungen hinsichtlich der gekrümmten Oberflächen, die im Schwenkpunkt-Halterungsmodus bearbeitet werden können. Im Gegensatz dazu ist es im Nachfolge-Steuermodus notwendig, die Steuerflächeneinrichtung in Abhängigkeit von der zu bearbeitenden Krümmungsfläche zu verändern; die Vorbereitungen für die Bearbeitung erfordern somit unweigerlich Zeit, und die Bearbeitungseffizienz insgesamt ist schlecht. Ferner kommt es zum Springen der Steuerflächen-Rolle, wenn Steuerflächenreibung Klappern verursacht, die Steuerfläche verschmutzt wird, Fremdstoffe in der Steuerflächeneinrichtung eingeschlossen werden oder andere ähnliche Probleme entstehen; aus diesem Grund kann die Genauigkeit der Trajektorie des Linsenbearbeitungswerkzeugs nicht aufrecht erhalten werden. Aus diesem Grund ist es notwendig, dass die Steuerflächeneinrichtung periodisch überprüft, repariert, ausgetauscht oder anderweitig behandelt werden muss, wobei die Erhaltung ein beträchtliches Ausmaß an Kosten und Zeit erforderlich macht. Auch müssen viele Arten von Steuerflächeneinrichtungen verfügbar sein, um eine Anpassung an die Krümmung der zu bearbeitenden Linse zu erzielen; aus diesem Grund ist ein hoher Aufwand an Gerätschaften erforderlich. Darüber hinaus ist ein Austausch der Steuerflächeneinrichtungen nicht einfach ausführbar, da die verwendeten Steuerflächeneinrichtungen groß und schwer sind. Beim Austausch der Steuerflächeneinrichtung besteht das Risiko, dass die Steuerflächeneinrichtung fallen gelassen wird oder eine andere Gefahr auftritt; daher ist es notwendig, eine spezielle Vorrichtung zum Austauschen der Steuerflächeneinrichtung zu verwenden. Ein weiteres Problem besteht darin, dass der Zustand, in dem die Steuerflächeneinrichtung angebracht wird, zu einem Bearbeitungsfehler führt, wobei dies wiederum einen nachteiligen Einfluss auf die Reproduzierbarkeit der Bearbeitungsgenauigkeit hat.
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Sowohl im Schwenkpunkt-Halterungsmodus als auch im Nachfolge-Steuermodus ist es notwendig, die Position der Bearbeitungswerkzeugklinge mit einem hohen Maß an Genauigkeit in Abhängigkeit von der Krümmung der zu bearbeitenden Linse einzustellen. Solche Einstellungen erfordern somit spezielle Techniken sowie ein beträchtliches Ausmaß an Zeit.
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In Anbetracht der vorstehend geschilderten Probleme besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Linsenbearbeitungsvorrichtung, mit der sich die genannten Probleme des Standes der Technik lösen lassen und bei der ein Linsenbearbeitungswerkzeug, mit dem eine Linse bearbeitet wird, mit einem hohen Maß an Genauigkeit entlang einer gewünschten Trajektorie bewegt werden kann, ohne dass hierbei ein Steuerflächenmechanismus verwendet werden muss, und bei der ferner eine Linsenoberfläche unter Verwendungung von vielen verschiedenen Bearbeitungsmoden bearbeitet werden kann.
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Gelöst werden die vorstehend geschilderten Probleme durch eine Linsenbearbeitungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1.
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Bei dem Bewegungsmechanismus der Linsenbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist die erste Spindel, die durch den zweiten Antriebsmechanismus in X-Achsen-Richtung bewegt werden kann, mit dem Halterungselement drehbar verbunden, und die zweite Spindel, die durch den dritten Antriebsmechanismus in unabhängiger Weise in X-Achsen-Richtung bewegt werden kann, ist mit dem Halterungselement drehbar sowie in Richtung von der ersten Spindel weg und auf diese zu beweglich verbunden. Ein Vorgang, in dem die erste Spindel und die zweite Spindel zur Ausführung einer unabhängigen Bewegung in der X-Achsen-Richtung veranlasst werden, ist somit von einer Rotationsbewegung des Halterungselements um eine zu der Y-Achse parallelen Achse begleitet, wobei der an dem Halterungselement vorgesehene erste Antriebsmechanismus sich zusammen mit dem Halterungselement dreht. Als Ergebnis hiervon befindet sich die zentrale Rotationsachse des an dem ersten Antriebsmechanismus vorgesehen Linsenbearbeitungswerkzeugs in einem geneigten Zustand relativ zu einer zentralen Achse des Linsenhalters (Z-Achse). Die Tatsache, dass die Aktion, durch die der erste Antriebsmechanismus das Linsenbearbeitungswerkzeug in Richtung der zentralen Rotationsachse bewegt, gemeinsam mit der Aktion stattfindet, durch die der zweite und der dritte Antriebsmechanismus die Orientierung des Linsenbearbeitungswerkzeugs ändern, erlaubt somit eine Bewegung des Linsenbearbeitungswerkzeugs entlang von vielen verschiedenen Trajektorien.
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Zum Beispiel kann der Bewegungsmechanismus vorzugsweise als Schwenkmechanismus zum Veranlassen des Linsenbearbeitungswerkzeugs zum Ausführen einer Schwenkbewegung um einen Punkt auf der zentralen Achse des Linsenhalters verwendet werden, und die Linse kann gemäß einen sphärischen Schwenkbewegungsmodus bearbeitet werden. Eine individuelle Steuerung des ersten, zweiten und dritten Antriebsmechanismus, eine Bewegung des Linsenbearbeitungswerkzeugs in eine vorbestimmte Position sowie eine Befestigung des Werkzeugs in dieser gestatten eine Bearbeitung der Linsenoberfläche mit einem Bearbeitungsverfahren, das der herkömmlichen Bearbeitungsweise mit diagonaler Achse entspricht. Eine einzige Linsenbearbeitungsvorrichtung ist somit in der Lage, eine große Anzahl von verschiedenen Bearbeitungsweisen auszuführen; somit kann eine äußerst universelle Linsenbearbeitungsvorrichtung realisiert werden, und die Gerätschaftskosten sowie der Montageraum lassen sich auf ein Minimum reduzieren.
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Bei dem Bewegungsmechanismus der vorliegenden Erfindung werden der erste, zweite und dritte Antriebsmechanismus zum Ausführen einer linearen Hin- und Herbewegung dafür verwendet, eine Schwenkbetätigung oder anderweitige Betätigung des Linsenbearbeitungswerkzeugs zu ermöglichen. Ein Antriebsmechanismus, wie er hierin beschrieben wird, kann einen Mechanismus mit hoher Steifigkeit aufweisen, der eine lineare Führung, einen Tisch oder dergleichen aufweisen; auf diese Weise ist es möglich, die Bewegungstrajektorie des Linsenbearbeitungswerkzeugs mit einem hohen Maß an Genauigkeit über eine längere Zeitdauer aufrecht zu erhalten. Daher ist es möglich, die Probleme hinsichtlich der Aufrechterhaltung der Genauigkeit zu überwinden, die in Verbindung mit dem Nachfolge-Steuermodus oder anderen sphärischer Schwenkbewegungs-Betriebsmoden bestehen.
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Darüber hinaus wird bei dem Bewegungsmechanismus der vorliegenden Erfindung kein Steuerflächenmechanismus verwendet, so dass Probleme in Verbindung mit dem Austausch der Steuerflächeneinrichtung sowie das Problem, dass viele verschiedene Steuerflächeneinrichtungen vorgesehen werden müssen, eliminiert werden.
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Der Bewegungsmechanismus der Linsenbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise einen vierten Antriebsmechanismus zum Veranlassen des Linsenbearbeitungswerkzeugs zum Ausführen einer linearen, hin und her gehenden Bewegung in der Y-Achsen-Richtung auf, wobei der vierte Antriebsmechanismus vorzugsweise an dem ersten Antriebsmechanismus vorgesehen ist. Eine Linsenbearbeitungseinrichtung wird durch den vierten Antriebsmechanismus in der Sollposition in Y-Achsen-Richtung positioniert, wobei es dem ersten, zweiten und dritten Antriebsmechanismus in dieser Position möglich ist, das Linsenbeabeitungswerkzeug zum Ausführen einer Schwenkbewegung oder einer anderen gewünschten Bewegung in einer zu der zentralen Rotationsachse des Werkzeugs parallelen Ebene zu veranlassen. Somit ist eine Bearbeitung der Linsenoberfläche unter Verwendung eines Bearbeitungsverfahrens möglich, das zu einem herkömmlichen Oscar-Modus äquivalent ist.
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Bei der Linsenbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann das Linsenbearbeitungswerkzeug zum Bearbeiten einer Linse veranlasst werden, sich entlang vieler verschiedener Trajektorien zu bewegen, ohne dass ein Steuerflächenmechanismus verwendet wird. Die Linsenbearbeitung, die herkömmlicherweise viele verschiedene Linsenbearbeitungsvorrichtungen erfordert hat, kann somit in einer einzigen Vorrichtung integriert werden; daher lassen sich die Investitionen für Gerätschaften, der Montageraum sowie stillstehende Maschinerie auf ein Minimum reduzieren.
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Auch ist eine dramatische Reduzierung der Vorbereitungszeit für die Bearbeitung möglich, die erforderlich ist, wenn Steuerflächeneinrichtungen ausgetauscht werden oder andere Vorgänge ausgeführt werden; auf diese Weise kann die Arbeitseffizienz verbessert werden. Es müssen keine schweren Steuerflächenmechanismen verwendet werden, und es ist somit kein Austausch von Steuerflächeneinrichtungen erforderlich, wobei dies zu einer Steigerung der Betriebssicherheit beiträgt. Ferner können Frauen oder schwächere Arbeiter die Vorbereitungen für die Bearbeitung ohne Verwendung spezieller Vorrichtungen ausführen.
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Die vier Antriebsmechanismen weisen Führungen, Tische oder dergleichen auf; außerdem handelt es sich bei ihnen um Mechanismen mit hoher Steifigkeit zum Ausführen einer linearen hin und her gehenden Bewegung. Diese Mechanismen sind somit in der Lage, das Linsenbearbeitungswerkzeug ohne Erzeugung von Vibrationen zu bewegen. Die Bewegungstrajektorie des Linsenbearbeitungswerkzeugs kann somit über eine längere Zeitdauer exakt gehalten werden, und es kann eine äußerst zuverlässige Bearbeitung durchgeführt werden.
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Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine Perspektivansicht unter Darstellung einer schematischen Konstruktion eines Hauptteils einer Linsenbearbeitungsvorrichtung, bei der die vorliegende Erfindung Anwendung findet; und
- 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Betriebsbeispiels für einen Fall, in dem ein Linsenbearbeitungswerkzeug der Linsenbearbeitungsvorrichtung der 1 zur Ausführung einer sphärischen Schwenkbewegung veranlasst wird.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele einer Linsenbearbeitungsvorrichtung, bei der die vorliegende Erfindung angewendet wird, unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben.
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1 zeigt eine Perspektivansicht unter Darstellung einer schematischen Konstruktions eines Hauptteils einer Linsenbearbeitungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Eine Linsenbearbeitungsvorrichtung 1 besitzt eine obere Schafteinheit 2, eine untere Schafteinheit 3, die unterhalb von der oberen Schafteinheit 2 angeordnet ist, sowie einen Steuerteil 4, der einen Microcomputer oder eine andere Vorrichtung zum Ausführen von verschiedenen Steuervorgängen an der Linsenbearbeitungsvorrichtung 1 aufweist. Die obere Schafteinheit 2 weist einen Linsenhalter 7 zum Halten einer Linse 6 auf, deren Oberfläche bearbeitet werden soll, und die untere Schafteinheit 3 weist ein Linsenbearbeitungswerkzeug 8 zum Bearbeiten der von dem Linsenhalter 7 gehaltenen Linse 6 auf.
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Die obere Schafteinheit 2 besitzt einen Halter-Schaft 7a, der an einem oberen Ende des Linsenhalters 7 lösbar angebracht ist; eine Halterungshülse 11, die den Halter-Schaft 7a drehbar haltert; einen Bewegungsblock 12, in dem die Halterungshülse 11 befestigt ist und der in der Lage ist, sich in Vertikalrichtung zu bewegen; sowie eine Führungsschiene 13 zum Führen des Bewegungsblocks 12 bei der Bewegung nach oben und nach unten. Der Bewegungsblock 12 wird mittels einer Förderschnecke 15 die Führungsschiene 13 entlang bewegt. Die Förderschnecke 15 wird durch einen Servomotor 16 rotationsmäßig angetrieben. Der Halter-Schaft 7a ist durch eine Feder 17 nach unten vorgespannt und ist derart ausgebildet, dass die Druckbeaufschlagungskraft der Feder 17 unter Verwendung einer Einstellschraube 18 eingestellt werden kann. Der Halter-Schaft 7a kann anstelle der Feder 17 durch ein Gewicht, einen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder oder eine andere ähnliche Technik nach unten vorgespannt sein.
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Der Linsenhalter 7 hält die Linse 6, so dass die zu bearbeitende Oberfläche der Linse 6 nach unten weist. Beispielsweise hält der Linsenhalter 7 die Linse 6 unter Verwendung eines Spannfutters (nicht gezeigt) oder durch Vakuum-Ansaugen. Jedoch ist es auch möglich, das Spannfutter oder den Vakuum-Ansaugzustand während der Linsenbearbeitung auf einen gelösten Zustand umzuschalten. Bei Bearbeitung im gelösten Zustand wird die Linse 6 bearbeitet, während sie gemeinsam mit dem Linsenbearbeitungswerkzeug 8 eine Rotationsbewegung erfährt. Der Linsenhalter 7 kann unter Verwendung eines Motors (nicht gezeigt) zum Ausführen einer Rotationsbewegung veranlasst werden. Bei dem vorliegenden Beispiel ist der Halter-Schaft 7a vertikal angeordnet, der Linsenhalter 7 ist an einem unteren Ende von diesem angebracht, und eine zentrale Achse 7a des Linsenhalters 7 verläuft in Vertikalrichtung (Z-Achsen-Richtung).
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Die untere Schafteinheit 3 beinhaltet das Linsenbearbeitungswerkzeug 8 zum Bearbeiten der an dem Linsenhalter 7 gehaltenen Linse 7, einen Rotationsantriebsmechanismus 9 zum rotationsmäßigen Antreiben des Linsenbearbeitungswerkzeugs 8 um eine zentrale Rotationsachse 3a von diesem sowie einen Bewegungsmechanismus 10 zum Veranlassen des Linsenbearbeitungswerkzeugs 8 zum Ausführen einer Bewegung relativ zu dem Linsenhalter 7. Das Linsenbearbeitungswerkzeug 8 ist an einem oberen Ende einer Spindelwelle 21 in einem nach oben weisenden Zustand angebracht. Die Spindelwelle 21 ist durch einen Halteblock 22 drehbar gehaltert. Ein Spindelmotor 23 zum rotationsmäßigen Antreiben der Spindelwelle 21 ist an dem Halteblock 22 vorgesehen. Die Spindelwelle 21, der Halteblock 22 und der Spindelmotor 23 bilden den Rotationsantriebsmechanismus 9.
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Wie in 1 gezeigt ist, hält in einem vorgegebenen Zustand bzw. Standardzustand der Antriebsmechanismus 10 des Linsenbearbeitungswerkzeugs 8 das Linsenbearbeitungswerkzeug 8 in einer Position, in der die zentrale Rotationsachse 3a der Spindelwelle 21 der unteren Schafteinheit 3 mit der zentralen Achse 2a des Linsenhalters 7 der oberen Schafteinheit 2 ausgerichtet ist. Der Bewegungsmechanismus 10 weist eine Positionseinstellschraube 25 (einen vierten Antriebsmechanismen) sowie einen ersten, zweiten und dritten Antriebsmechanismus 30, 50, 60 auf.
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Im Spezielleren weist der Bewegungsmechanismus 10 eine Blockhalterungsplatte 24 auf, die einen Halteblock 12 des Linsenbearbeitungswerkzeugs 8 derart hält, dass dieser zur Ausführung einer linearen Hin- und Herbewegung in Richtung der horizontalen Y-Achse in der Lage ist. Es ist möglich, die Position des Halteblocks 22 in der Y-Achsen-Richtung relativ zu der Blockhalterungsplatte 24 unter Verwendung der Positionseinstellschraube 25 bzw. des vierten Antriebsmechanismus einzustellen bzw. zu verstellen. Anstelle der Positionseinstellschraube 24 kann ein Antriebsmechanismus zum Hervorrufen einer linearen Hin- und Herbewegung des Halteblocks 12 in Richtung der Y-Achse vorgesehen sein, wobei der Antriebsmechanismus einen Motor, eine Förderschnecke und eine lineare Führung aufweist.
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Die Blockhalterungsplatte 24, an der der Halteblock 22 gehaltert ist, ist an dem ersten Antriebsmechanismus 30 vorgesehen. Der erste Antriebsmechanismus 30 besitzt Führungsschienen 32a, 32b, die an einer in einer vertikalen Ausrichtung vorgesehenen Halterungsplatte 31 vorgesehen sind und die parallel und mit einer feststehenden Beabstandung voneinander auf einer Oberfläche der Halterungsplatte 31 angeordnet sind; eine gleitend verschiebbare Platte bzw. Gleitplatte 33, die entlang der Führungsschienen 32a, 32b verschiebbar ist; eine Förderschnecke 34 zum Veranlassen einer Verschiebebewegung der Gleitplatte 33; sowie einen Servomotor 35 zum rotationsmäßigen Antreiben der Förderschnecke 34. Die Blockhalterungsplatte 24 ist an einer Oberfläche der Gleitplatte 33 vorgesehen, und bei der Bewegungsrichtung der Gleitplatte 33 handelt es sich um eine Richtung, die mit der Richtung der zentralen Rotationsachse 3a des Linsenbearbeitungswerkzeugs 8 ausgerichtet ist.
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Eine erste Spindel 41 und eine zweite Spindel 42 sind mit einer Rückseite der Halterungsplatte 31 des ersten Antriebsmechanismus 30 verbunden. Die erste Spindel 41 ist mit einem Bereich an einem oberen Ende der Rückseite der Halterungsplatte 31 derart verbunden, dass sie um eine erste Achse 41a drehbar ist, die in einer Richtung verläuft, die zu einer Ebene senkrecht ist, die die zentrale Rotationsachse 3a enthält, d.h. in einer zu der Y-Achse parallelen Richtung. Ein Verschiebemechanismus 43, der an der Rückseite der Halterungsplatte 31 angebracht ist, stützt die zweite Spindel 42 in einem Zustand ab, in dem diese auf die erste Spindel 41 zu und von dieser weg verschiebbar ist, wobei die zweite Spindel 42 in einer von der ersten Spindel 41 versetzten und nach unten (in Z-Achsen-Richtung) verlagerten Position an der Rückseite der Halterungsplatte 31 gehaltert ist. Die zweite Spindel 42 ist an dem Verschiebemechanismus 43 in einem derartigen Zustand angebracht, dass sie um eine zu der Y-Achse parallele, zweite Achse 42a drehbar ist.
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Die erste Spindel 41 ist an dem zweiten Antriebsmechanismus 50 vorgesehen, und der zweite Antriebsmechanismus 50 ermöglicht der ersten Spindel 41 eine lineare hin und her gehende Bewegung in der X-Achsen-Richtung, die zu der Y-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung senkrecht ist. Der zweite Antriebsmechanismus 50 besitzt eine Gleitplatte 51, an der die erste Spindel 41 befestigt ist, eine Führungsschiene 52 zum Führen der Gleitplatte 51 in Richtung der X-Achse, eine Förderschnecke 53 zum Veranlassen der Gleitplatte 51 zum Ausführen einer Bewegung entlang der Führungsschiene 52, sowie einen Servomotor 54 zum rotationsmäßigen Antreiben der Förderschnecke 53. In ähnlicher Weise ist die zweite Spindel 42 an dem dritten Antriebsmechanismus 60 vorgesehen, und der dritte Antriebsmechanismus 60 ermöglicht der zweiten Spindel 42 eine lineare Hin- und Herbewegung in der X-Achsen-Richtung. Der dritte Antriebsmechanismus 60 besitzt eine Gleitplatte 61, an der die zweite Spindel 42 befestigt ist, eine Führungsschiene 62 zum Führen der Gleitplatte 61 in Richtung der X-Achse, eine Förderschnecke 63 zum Veranlassen der Gleitplatte 61 zum Ausführen einer Bewegung entlang der Führungsschiene 62, sowie einen Servomotor 64 zum rotationsmäßigen Antreiben der Förderschnecke 63. Die Führungsschienen 52, 62 sind an einem Sockel (nicht gezeigt) befestigt, der für die Linsenbearbeitungsvorrichtung 1 verwendet wird.
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Der Steuerteil 4 sorgt für den Antrieb und die Steuerung des Servomotors 16 der oberen Schafteinheit 2, des Spindelmotors 23 des Rotationsantriebsmechanismus 9 und der Servomotoren 35, 54, 54 des ersten, zweiten und dritten Antriebsmechanismus 30, 50, 60. Das Antreiben und Steuern der Servomotoren 35, 54, 64 jeweils in voneinander unabhängiger Weise ermöglicht die Bewegung des Linsenbearbeitungswerkzeugs 8 entlang einer vorbestimmten Trajektorie sowie eine Bearbeitung der Oberfläche der an dem Linsenhalter 7 gehaltenen Linse 6.
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Beispiel der Arbeitsweise des Linsenbearbeitungswerkzeugs
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels in einem Fall, in dem der Bewegungsmechanismus 10 der Linsenbearbeitungsvorrichtung 1 das Linsenbearbeitungswerkzeug veranlasst, in einer sphärischen Schwenkbewegung zu arbeiten. Im Spezielleren bezieht sich das Beispiel auf einen Fall, in dem das Linsenbearbeitungswerkzeug 8 dazu veranlasst wird, sich in oszillierender Weise nach links und nach rechts um einen Mittelpunkt ○ des Bearbeitungsradius zu bewegen, der sich auf der zentralen Achse 2a des Linsenhalters 7 befindet, und zwar in einem Zustand, in dem die zentrale Rotationsachse 3a des Linsenbearbeitungswerkzeugs 8 innerhalb einer Ebene angeordnet ist, die die zentrale Achse 2a beinhaltet. Bei einem Schwenkpunkt A in der Zeichnung handelt es sich um das Zentrum der ersten Spindel 41, und bei einem Schwenkpunkt B handelt es sich um das Zentrum der zweiten Spindel 42.
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In einem Fall, in dem die Bearbeitung in einer sphärischen Schwenkbewegung ausgeführt wird, werden das Bewegungsausmaß ΔXA des Schwenkpunkts A und das Bewegungsausmaß ΔXB des Schwenkpunkts B in der nachfolgend ausgeführten Weise vorgegeben, wobei R ein Bearbeitungsradius der Linse 6 ist, LO eine Distanz zwischen dem Mittelpunkt ○ des Bearbeitungsradius und dem Schwenkpunkt A ist, LT eine Differenz zwischen einer Distanz von dem Mittelpunkt ○ des Bearbeitungsradius bis zu dem Schwenkpunkt B und dem Bearbeitungsradius R ist und θ eine Neigung der zentralen Rotationsachse 3a des Linsenbearbeitungswerkzeugs 8 relativ zu der Z-Achse ist.
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Ein Fehler ΔZ in Bezug auf den Bearbeitungsradius R tritt dann auf, wenn der Schwenkpunkt A und der Schwenkpunkt B sich bewegen, wie dies in
2 gezeigt ist; das Ausmaß der Bewegung ΔZ in der Richtung der zentralen Rotationsachse 3a, wie diese durch den ersten Antriebsmechanismus 30 ausgeführt wird, wird somit folgendermaßen vorgegeben.
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In dem vorgegeben Zustand beträgt der Winkel θ 0°, wobei die zentrale Achse 2a des Linsenhalters 7 und die zentrale Rotationsachse 3a des Linsenbearbeitungswerkzeugs 8 zu diesem Zeitpunkt miteinander fluchten.
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Bei der Bearbeitung der Linse 6 berechnet der Steuerteil 4 ΔXA, ΔXB und ΔZ und er nimmt gleichzeitig sehr geringfügige Änderungen an dem Winkel θ vor, bis ein vorbestimmter Wert erreicht ist. Der Steuerteil 4 synchronisiert und steuert die Servomotoren 35, 54, 64 auf der Basis der berechneten Werte für ΔXA, ΔXB und ΔZ. Der Bewegungsmechanismus 10 der Linsenbearbeitungsvorrichtung 1 bewegt das Linsenbearbeitungswerkzeug 8 nach Maßgabe der Berechnungen und der Steuerung, wie diese von dem Steuerteil 4 ausgeführt werden, in einer Schwenkbewegung um den Mittelpunkt ○ des Bearbeitungsradius, und die Linse 6 wird in einer sphärischen Schwenkbewegung bearbeitet.
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In einem Fall, in dem ein Bereich einer möglichen Bewegung des ersten Antriebsmechanismus 30 in der Z-Achsen-Richtung innerhalb eines Bereichs des Bearbeitungsradius R liegt, kann eine Bearbeitung der Linse 6 in einer sphärischen Schwenkbewegung durch Immobilisieren des Schwenkpunkts A und Bewegen nur des Schwenkpunkts B und Vorgeben des Winkels θ sowie durch Einstellen der Position des Linsenbearbeitungswerkzteugs 8 in der Z-Achsen-Richtung unter Verwendung des ersten Antriebsmechanismus 30 erfolgen.
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Eine Diagonalachsen-Bearbeitung der Linse 6 kann erzielt werden, solange des Linsenbearbeitungswerkzeug 8 in einer vorbestimmten Position und in einem vorbestimmten Winkel festgelegt ist, die obere Schafteinheit 2 zum Ausführen einer Bewegung in Vertikalrichtung veranlasst wird und die Linse 6 bearbeitet wird, ohne dass die Servomotoren angetrieben werden.
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Weitere Ausführungsbeispiele
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In einem Fall, in dem ein Y-Achsen-Antriebsmechanismus mit einer Förderschnecke und einem Servomotor anstatt der in Y-Achsen-Richtung ausgerichteten Positionseinstellschraube 25 als vierter Antriebsmechanismus verwendet wird, kann die Linse in einem planetenartigen Modus bearbeitet werden, wobei die vier Antriebsmechanismen zum Steuern der Bewegungsposition des Linsenbearbeitungswerkzeugs 8 verwendet werden. Eine Linse kann in einem sogenannten Oscar-Modus bearbeitet werden, indem die Bewegung des Linsenbearbeitungswerkzeugs 8 in der Y-Achsen-Richtung, die unter Verwendung des vierten Antriebsmechanismus stattfindet, und die Bewegung des Linsenbearbeitungswerkzeugs 8 in der X-Achsen-Richtung, die unter Verwendung des zweiten und des dritten Antriebsmechanismus stattfindet, miteinander kombiniert werden. Durch Ändern der Gleichung für ΔXA, ΔXB und ΔZ ist ferner nicht nur eine Bearbeitung ausschließlich von sphärischen Linsen sondern auch von asphärischen Linsen sowie auch anderen mehrfach gekrümmten Oberflächen möglich.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel handelt es sich um ein Beispiel eines Falles, in dem die zentrale Achse 2a der oberen Schafteinheit 2 und die zentrale Rotationsachse 3a der unteren Schafteinheit 3 im Standardzustand in einer linearen Anordnung angeordnet sind. Es versteht sich, dass es sich bei dem Standardzustand auch um einen handeln kann, in dem die zentrale Achse 2a und die zentrale Rotationsachse 3a sich an dem Mittelpunkt ○ des Bearbeitungsradius in einem vorbestimmten Winkel schneiden.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel ist der Linsenhalter 7 an einer Oberseite angeordnet, und das Linsenbearbeitungswerkzeug 8 ist an einer Unterseite angeordnet; die Positionen können jedoch auch umgekehrt vorliegen, so dass der Linsenhalter 7 unten angeordnet ist und das Linsenbearbeitungswerkzeug 8 oben angeordnet ist. Ferner gibt es auch Fälle, in denen der Linsenhalter 7 und das Linsenbearbeitungswerkzeug 8 einander horizontal zugewandt gegenüberliegend angeordnet sein können oder diese in einer anderen Richtung als der horizontalen und der vertikalen Richtung einander zugewandt gegenüberliegend angeordnet sein können. Wenn sie einander in der horizontalen Richtung gegenüberliegen, können der Linsenhalter 7 und das Linsenbearbeitungswerkzeug 8 beispielsweise derart angeordnet sein, dass die Z-Achse in 1 zu der horizontalen Achse wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Linsenbearbeitungsvorrichtung
- 2
- obere Schafteinheit
- 2a
- zentrale Achse
- 3
- untere Schafteinheit
- 3a
- zentrale Rotationsachse
- 4
- Steuerteil
- 6
- Linse
- 7
- Linsenhalter
- 7a
- Halter-Schaft
- 8
- Linsenbearbeitungswerkzeug
- 9
- Rotationsantriebsmechanismus
- 10
- Bewegungsmechanismus
- 21
- Spindelwelle
- 22
- Halteblock
- 23
- Spindelmotor
- 24
- Blockhalterungsplatte
- 25
- Positionseinstellschraube
- 30
- erster Antriebsmechanismus
- 31
- Halterungsplatte
- 32a, 32b
- Führungsschiene
- 33
- Gleitplatte
- 34
- Förderschnecke
- 35
- Servomotor
- 41
- erste Spindel
- 41a
- erste Achse
- 42
- zweite Spindel
- 42a
- zweite Achse
- 43
- Verschiebemechanismus
- 50
- zweiter Antriebsmechanismus
- 51
- Gleitplatte
- 52
- Führungsschiene
- 53
- Förderschnecke
- 54
- Servomotor
- 60
- dritter Antriebsmechanismus
- 61
- Gleitplatte
- 62
- Führungsschiene
- 63
- Förderschnecke
- 64
- Servomotor