DE102014112702A1

DE102014112702A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Fertigung von Linsen aus einer Glasplatte

Info

Publication number: DE102014112702A1
Application number: DE102014112702.1A
Authority: DE
Inventors: Roland Mandler
Original assignee: Optotech Optikmaschinen GmbH
Current assignee: Optotech Optikmaschinen GmbH
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2016-03-03

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Werkstückhalter für Bearbeitungsmaschinen und zur Aufnahme einer optisch transparenten Platte. Dabei weist eine Registerplatte des Werkstückhalters erste Koppelmittel auf. Wenigstens vier Haltestücke haben jeweils ein zweites Koppelmittel, wobei jedes der Haltestücke mit seinem zweiten Koppelmittel an einem ersten Koppelmittel der Registerplatte ankoppelbar ist. Die Haltestücke haben jeweils eine Aufblockfläche zum Aufbringen eines Aufblockmittels zum Aufblocken einer optisch transparenten Platte. Hierbei bilden die mit ihren zweiten Koppelmitteln an einem ersten Koppelmittel der Registerplatte angekoppelten Haltestücke mit den Aufblockflächen Lagepunkte aus, welche in einer Aufnahmeebene liegen. Zudem betrifft die Erfindung eine Bearbeitungsmaschine mit einem solchen Werkstückhalter, ein Verfahren zum Umblocken von optischen Halbzeugen mit zwei solchen optischen Werkzeughaltern und ein Verfahren zur Herstellung von optischen Linsen aus optischem Halbzeug mit einem solchen Werkstückhalter.

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkstückhalter für Bearbeitungsmaschinen und zur Aufnahme einer optisch transparenten Platte gemäß Anspruch 1, eine Bearbeitungsmaschine mit einem solchen Werkstückhalter gemäß Anspruch 15, ein Verfahren zum Umblocken von optischen Halbzeugen mit zwei solcher optischen Werkzeughalter gemäß Anspruch 18 und ein Verfahren zur Herstellung von optischen Linsen aus optischem Halbzeug mit einem solchen Werkstückhalter gemäß Anspruch 19.
Aus DE 10 2009 048 590 A1 ist bekannt, einen Linsenrohling einzeln auf einen Werkstückhalter, insbesondere ein sogenanntes Blockstück, aufzublocken. Hierzu werden vorgeformte Linsenrohlinge verwendet, welche im Stand der Technik gegossen, aus zähflüssigem Rohglas gepresst oder mechanisch aus Blockglas herausgearbeitet sind. Als "Aufblocken" bzw. "Blocken" wird in der Optikfertigung allgemein der Vorgang bezeichnet, bei dem ein optisches Werkstück, z.B. ein Linsenrohling, mittels eines geeigneten Materials auf einem sogenannten "Blockstück" temporär befestigt wird. Als Aufblockmittel wird meist eine niedrig schmelzende Legierung, ein sogenanntes "Alloy" genutzt. Alternativ kommen auch Klebstoffe zum Einsatz. Statt eines zusätzlichen Blockstücks wird das Aufblockmittel in bestimmten Fällen selbst zu einem Blockstück geformt. Das Blockstück dient jeweils als Werkstückhalter, sodass das Werkstück in Bearbeitungsmaschinen und/oder Beschichtungsanlagen gehaltert werden kann. Zu den Bearbeitungsmaschinen zählen Dreh-, Fräs-, Schleif- und Poliermaschinen. In diesen eingespannt, wird die freiliegende Seite des Linsenrohlings bearbeitet.
Sobald die freiliegende Seite bearbeitet ist, wird der Linsenrohling zunächst abgeblockt. Dieser Vorgang heißt in der Optikfertigung "Abblocken". Hierbei wird das optische Werkstück nach dessen Bearbeitung und/oder Beschichtung wieder vom Blockstück/Blockmaterial getrennt.
Damit auch die unbearbeitete Seite des Linsenrohlings bearbeitbar ist, wird dieser anschließend mit der bearbeiteten Seite auf einen Werkstückhalter bzw. ein Blockstück aufgeblockt. Nachdem auch die zweite Seite fertig bearbeitet ist, wird die Linse abgeblockt und ggf. von Schutzbeschichtungen befreit.
Nachteilhaft ist die langsame Taktzeit bei der Bearbeitung der Linsenrohlinge. Es vergeht nämlich viel Zeit dabei, die Linsenrohlinge in den Bearbeitungsmaschinen einzuspannen und wieder zu entnehmen. Entsprechend hoch sind die Fertigungskosten pro Linsenrohling.
Ein weiterer Nachteil ist die notwendige hohe Anzahl an unterschiedlichen Linsenrohlingen, um individuelle Linsen herstellen zu können, z.B. Linsen zur Korrektur von individuellen Sehfehlern. Durch die Anzahl unterschiedlicher Linsenrohlinge versucht man einen Zielkonflikt zwischen geringen Lagerkosten, kurzen Fertigungszeiten und schnellen Lieferzeiten zu optimieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Erfindung bereitzustellen, mit der die Taktzeiten bzw. Durchlaufzeiten zur Herstellung von individuellen Linsen, die Fertigungskosten der Linsen sowie die Lagerhaltungskosten für Rohmaterialien gering sind. Die Erfindung soll zudem einfach, zuverlässig und kostengünstig sein.
Hauptmerkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 1, 15, 18 und 19 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 14, 16 bis 17 und 20 bis 27.
Die Erfindung betrifft einen Werkstückhalter für Bearbeitungsmaschinen und zur Aufnahme einer optisch transparenten Platte. Dabei weist eine Registerplatte des Werkstückhalters erste Koppelmittel auf. Wenigstens vier Haltestücke haben jeweils ein zweites Koppelmittel, wobei jedes der Haltestücke mit seinem zweiten Koppelmittel an einem ersten Koppelmittel der Registerplatte ankoppelbar ist. Die Haltestücke haben jeweils eine Aufblockfläche zum Aufbringen eines Aufblockmittels zum Aufblocken einer optisch transparenten Platte. Hierbei bilden die mit ihren zweiten Koppelmitteln an einem ersten Koppelmittel der Registerplatte angekoppelten Haltestücke mit den Aufblockflächen Lagepunkte aus, welche in einer Aufnahmeebene liegen.
Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Werkstückhalter ist, dass eine optisch transparente Platte als ganzes auf die Aufblockflächen aufblockbar ist, insbesondere wenn auf der Aufblockfläche der Haltestücke jeweils ein Aufblockmittel, z.B. ein Alloy, aufgebracht ist. Das Aufblocken ist hierdurch sehr schnell. Mit dem gesamten Werkstückhalter kann die optisch transparente Platte zu unterschiedlichen Bearbeitungsmaschinen bewegt werden. Optional können dort Bearbeitungen der gesamten Platte vorgenommen werden, indem die gesamte Registerplatte im Bearbeitungswerkzeug aufgespannt wird. Nach einem Durchtrennen der Platte zwischen den Haltestücken können jedoch auch Teilstücke der Platte mit einem einzelnen Haltestück aus der Registerplatte entnommen und einzeln bearbeitet werden. Mit dem Werkstückhalter werden so kurze Takt- und Durchlaufzeiten zur Herstellung von individuellen Linsen erreicht, sodass die Fertigungskosten der Linsen sowie die Lagerhaltungskosten für Rohmaterialien gering sind. Die Kosten für die Registerplatte sind gering und die Halterung der optisch transparenten Platte und/oder von Teilstücken der Platte gelingt zuverlässig und einfach.
Eine nähere Ausgestaltung des Werkstückhalters sieht vor, dass ein erstes Koppelmittel und ein zweites Koppelmittel eines der Haltestücke jeweils eine Kopplung ausbilden, die durch linear-senkrechte Annäherung des Haltestücks an die Registerplatte koppelbar und durch linear-senkrechtes Entfernen des Haltestücks von der Registerplatte entkoppelbar ist. Hierdurch wird eine einfache sowie einzelne Entnahme der Haltestücke aus der Registerplatte mit einem Teilstück der Platte ermöglicht.
In einer speziellen Ausgestaltung des Werkstückhalters bilden ein erstes Koppelmittel und ein zweites Koppelmittel eines der Haltestücke jeweils eine um die Ebenennormale der Registerplatte drehgehemmte und/oder drehfeste Kopplung aus. Hierdurch wird verhindert, dass sich die Haltestücke nach dem Trennen der Platte in Teilstücke während der Bearbeitung in der Registerplatte drehen. Dies ist insbesondere wichtig, wenn die freiliegende Seite eines Plattenteilstücks zu einer asphärischen Freiformfläche bearbeitet wird, die nicht rotationssymmetrisch ist.
Eine einfache Handhabbarkeit des Werkstückhalters gelingt, wenn die Lagepunkte flächig in der Aufnahmeebene verteilt angeordnet sind. Die Registerplatte und die aufzunehmende optisch transparente Platte bleiben so auch bei einer hohen Anzahl an Haltestücken kompakt und bei geringem Gesamtgewicht verwindungssteif. Bevorzugt sind die Lagepunkte in einem gleichverteilten Muster angeordnet. Es bietet sich an, die Lagepunkte in parallelen Reihen anzuordnen. Hierbei ist es günstig, die Lagepunkte in den parallelen Reihen rasterförmig oder versetzt zueinander anzuordnen. Materialeinsparungen pro herzustellende Linse ergeben sich bei kreisförmigen Linsen insbesondere bei einer versetzten Anordnung.
Gemäß einer optionalen Ausgestaltung des Werkstückhalters sind die ersten Koppelmittel von Löchern in der Registerplatte und die zweiten Koppelmittel jeweils als Steckstück an einem der Haltestücke ausgebildet. Nach dem Entfernen der Haltestücke ist die Registerplatte leicht zu reinigen und gut stapelbar. Außerdem sind die Herstellkosten gering, weil die Registerplatte aus einer ebenen (Stahl-)Platte ohne viel Verschnitt herstellbar ist.
In einer speziellen Ausgestaltung des Werkstückhalters ist vorgesehen, dass die Löcher jeweils eine Durchgangsöffnung durch die Registerplatte ausbilden. Damit kann sich im Loch kaum Schmutz absetzen, der die Ankopplung des Haltestücks blockieren könnte. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Haltestücke von der Rückseite der Registerplatte an letzterer festzulegen, bspw. durch rückseitige Schrauben, besonders bevorzugt jedoch durch Erzeugung eines Vakuums auf der Rückseite der Registerplatte bzw. in den Löchern. Durch die Befestigung wird auch bei zylindrischer oder kegelförmiger Ausgestaltung des Steckstücks und/oder des Lochs eine starke Drehhemmung zwischen dem Haltestück und der Registerplatte erreicht.
Damit die Haltestücke ihre Winkellage relativ zur Registerplatte nicht verändern können und die Position des Haltestücks in der Ebene der Registerplatte stets definiert und gleich ist, bietet sich eine Ausbildung des Werkstückhalters an, bei der die Steckstücke ein Passungsübermaß relativ zu den Löchern aufweisen. Entsprechend würde ein in eines der Löcher eingestecktes Steckstück mit diesem Loch eine Übermaßpassung ausbilden. Zum Ankoppeln sollten dann Einführschrägen an den Löchern und/oder den Steckstücken vorgesehen sein. Eine Anordnung der Einführschrägen nur am Steckstück ist zu bevorzugen, damit eine stabile radial einfassende Halterung in der Nähe der Aufblockfläche gegeben ist.
Besonders einfach zu handhaben ist eine Ausgestaltungsvariante des Werkstückhalters, bei der die Haltestücke Gleichteile sind. Damit entstehen geringe Lagerkosten und die Zuordnung der Haltestücke zu den Koppelmitten der Registerplatte ist einfach. Hierzu trägt insbesondere eine Ausgestaltung derart bei, dass die ersten Koppelmittel der Registerplatte baugleich sind sowie die zweiten Koppelmittel der Haltestücke baugleich sind. Jedes Haltestück ist somit an einem beliebigen ersten Koppelmittel der Registerplatte ankoppelbar. Bevorzugt sind die Haltestücke als einmal zu benutzende Verbrauchsteile ausgebildet. Hierfür eignet sich insbesondere eine Ausfertigung der Haltestücke aus Kunststoff.
In einer speziellen Konfiguration des Werkstückhalters ist vorgesehen, dass wenigstens neun Haltestücke vorgesehen sind, und vorzugsweise wenigstens sechzehn Haltestücke vorgesehen sind. Damit lässt sich eine verhältnismäßig hohe Anzahl an Linsen aus einer Platte fertigen, wobei die Registerplatte bei einer bevorzugten maximalen Anzahl an Haltestücken von 64 Haltestücken, weiter bevorzugt von 48 Haltestücken noch gut handhabbar ist.
Weiterhin besteht die Option, die Aufblockfläche der Haltestücke so auszugestalten, dass diese jeweils einen Auflagekranz und eine im Auflagekranz angeordnete Mulde aufweist. Der Auflagekranz kann hierdurch eine definierte Anlagefläche in der Auflageebene ausbilden. Das Aufblockmittel kann vor dem Auflegen der Platte in die Mulde eingebracht werden. Beim Auflegen der Platte verhindert der Auflagekranz zudem in seitliches Austreten des Aufblockmittels, wodurch ein aufwendiges Reinigen der Plattenoberfläche zu einem späteren Zeitpunkt vermieden wird.
Das Aufblocken ist besonders komfortabel und sicher, wenn durch jedes Haltestücke eine Durchgangsöffnung führt, die in die Mulde mündet. Überschüssiges Aufblockmittel kann so aus der Mulde in die Durchgangsöffnung entweichen. Es gelingt so, nahezu die gesamte Mulde mit Aufblockmittel zu füllen, ohne dass beim Auflegen der Platte Aufblockmittel zwischen dem Haltestück und der Platte entweicht. Die Platte ist so besonders gut mit dem Haltestück verbindbar. Optional kann das Aufblockmittel auch durch die Durchgangsöffnung in die Mulde eingebracht werden, insbesondere nachdem die Platte auf die Haltestücke aufgelegt ist.
Zur Fertigung kreisförmiger Linsen ist insbesondere eine Ausgestaltung geeignet, bei der die Haltestücke einen kreisförmigen Aufnahmeteller ausbilden. Damit die Haltestücke einfach von oben aus der Registerplatte entnommen werden können, eine definierte Auflageebene ausbilden und die Platte oder Teilstücke hiervon gut bearbeitbar sind ohne die Registerplatte zu beschädigen, sollte der Lagepunkt eines Haltestücks freistehend und beabstandet von der Registerplatte angeordnet sein, wenn das erste Koppelmittel der Registerplatte an dem zweiten Koppelmittel des Haltestücks angekoppelt ist.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Bearbeitungsmaschine mit einem Werkstückhalter wie er vorstehend beschrieben ist, wobei Verbindungskanäle ausgebildet sind, vorzugsweise in der Registerplatte, die von einem Bereich zwischen der Registerplatte und einer Aufspannplatte zu jeweils einem Hohlraum zwischen einem der Haltestücke und der Registerplatte führen, wobei eine Vakuumpumpe vorgesehen ist, mit der zum Aufspannen ein Unterdruck in dem Bereich zwischen der Registerplatte und der Aufspannplatte, in den Verbindungskanälen und in den Hohlräumen erzeugbar ist. Durch diese Vakuumvorrichtung wird ein besonders schnelles und komfortables Aufspannen und Sichern der Haltestücke an der Registerplatte erreicht. Ebenso schnell kann das Vakuum aufgelöst und die Registerplatte oder einzelne Haltestücke aus der Registerplatte entnommen werden. Dabei ist es auch möglich, die Registerplatte allein durch das Vakuum an der Aufspannplatte zu fixieren. Die Hohlräume werden beispielsweise von den Löchern bzw. den Durchgangsöffnungen in der Registerplatte ausgebildet.
Zur Bearbeitung der aufgeblockten Platte ist eine Variante der Bearbeitungsmaschine bevorzugt, bei der diese eine Kernbohrmaschine mit einem Kernbohrer aufweist, wobei der Innendurchmesser des Kernbohrers größer ist als der Durchmesser der Aufblockflächen der Haltestücke, und wobei eine Mobilitätseinrichtung vorgesehen ist, mit welcher der Kernbohrer über jeder der aufgespannten Aufblockflächen positionierbar ist. Mithin können Kernbohrungen über den Haltestücken vorgenommen werden, sodass anschließend einzelne Plattenteller jeweils auf einem Haltestück aufgeblockt sind. Die Mobilitätseinrichtung lagert insbesondere den Werkstückhalter und/oder den Kernbohrer relativ zueinander bewegbar. Bei koaxialer Ausrichtung des Kernbohrers zum Haltestück ist das Haltestück später problemlos in einer Drehmaschine aufspannbar.
Optional oder zusätzlich sieht eine Variante der Bearbeitungsmaschine vor, dass diese eine Fräsmaschine mit einem Fräskopf aufweist, wobei eine Mobilitätseinrichtung vorgesehen ist, mit welcher der Fräskopf über jeder der aufgespannten Aufblockflächen positionierbar ist. Ein Fingerfräser wäre grundsätzlich dazu geeignet am Umfang kreisförmige oder andersförmige Teilplatten über den einzelnen Haltestücken auszufräsen. Insbesondere eignet sich ein Fräser auch dazu, die freiliegende Oberfläche der Platte oder der Teilplatten mit einer Topografie zu versehen. Diese kann unter anderem sphärisch, asphärisch, rotationssymmetrisch oder eine Freiformfläche sein. Mit der Mobilitätseinrichtung wird erreicht, dass die fräsende Bearbeitung ohne Entnahme der Haltestücke aus der Registerplatte erfolgen kann. Kostenintensive Umspannzyklen entfallen hierdurch. Hierfür lagert die Mobilitätseinrichtung insbesondere den Werkstückhalter und/oder den Fräskopf relativ zueinander bewegbar. Zur Herstellung einer Topografie eignet sich insbesondere ein kugelförmiger Fräskopf.
Zur Feinbearbeitung kann die Registerplatte anschließend an einer anderen Maschine angestellt werden, wo die Haltestücke einzeln aus der Registerplatte entnommen werden und eine Einzelbearbeitung erfolgt.
Eine solche zweite Bearbeitungsmaschine weist vorzugsweise ein rotierendes (Spann-)futter für die Haltestücke auf. Als Werkzeuge zur Feinbearbeitung sind insbesondere Schleifmaschinen geeignet, z.B. Ringwerkzeuge oder Formwerkzeuge mit Schleifpartikeln. In der gleichen oder in einer weiteren Bearbeitungsmaschine ist anschließend eine Bearbeitung mit einem Polierwerkzeug möglich.
Zum Umblocken der halbfertigen Linsen können Haltestücke wie zuvor beschrieben eingesetzt werden. Die dann mit der Vorderseite aufgeblockten halbfertigen Linsen sind dann erneut mit der Registerplatte oder einer baugleichen zweiten Registerplatte aufnehmbar. Die Bearbeitungsschritte werden dann entsprechend für die Rückseite durchlaufen.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Umblocken von optischen Halbzeugen in einem Bearbeitungsverfahren zur Herstellung von optischen Linsen, wobei die optischen Halbzeuge eine Vorderseite und eine Rückseite haben, und mit zwei Werkstückhaltern wie sie als einzelner Werkstückhalter vorstehend beschrieben sind. Zur Durchführung des Verfahrens ist der erste Werkstückhalter in einer Ausgangsstellung derart ausgestaltet, dass jedes der Haltestücke mit seinem zweiten Koppelmittel an einem ersten Koppelmittel der Registerplatte angekoppelt ist, und an den Aufblockflächen der Haltestücke jeweils ein optisches Halbzeug auf seiner Rückseite mit einem Aufblockmittel aufgeblockt ist. Der zweite Werkstückhalter ist in der Ausgangsstellung derart ausgestaltet, dass jedes der Haltestücke mit seinem zweiten Koppelmittel an einem ersten Koppelmittel der Registerplatte angekoppelt ist. Bevorzugt sind die ersten Koppelmittel des ersten und des zweiten Werkstückhalters spiegelverkehrt über den Registerplatten verteilt. Verfahrensgemäß wird ein Aufblockmittel auf die Aufblockflächen der Haltestücke des zweiten Werkstückhalters aufgebracht. Davor oder danach wird der zweiten Werkstückhalter derart gegenüber dem ersten Werkstückhalter positioniert, dass das Aufblockmittel auf den Aufblockflächen der Haltestücke des zweiten Werkstückhalters in Kontakt mit der Vorderseite der optischen Halbzeuge tritt. Anschließend wird das Aufblockmittels zwischen den Aufblockflächen der Haltestücke des zweiten Werkstückhalters und der Vorderseite der optischen Halbzeuge ausgehärtet. Daraufhin erfolgt ein Ablösen der Haltestücke des ersten Werkstückhalters von der Registerplatte des ersten Werkstückhalters. Anschließend werden die Haltestücke des ersten Werkstückhalters von der Rückseite der optischen Halbzeuge abgelöst.
Man erkennt, dass durch dieses Umblockverfahren durch wenige Arbeitsschritte eine Mehrzahl von optischen Halbzeugen umgeblockt werden kann. Die Registerplatten der beiden Werkstückhalter ermöglichen ein exaktes Positionieren der Haltestücke des zweiten Werkstückhalters gegenüber von denen des ersten Werkstückhalters. Unmittelbar nach dem Abblocken stehen die am zweiten Werkstückhalter aufgenommenen optischen Halbzeuge für die Weiterbearbeitung bereit. Die neue Registerplatte ist als ganzes in Bearbeitungsmaschinen aufnehmbar oder die einzelnen Haltestücke können zur Bearbeitung der optischen Halbzeuge entnommen werden. Besonders bevorzugt sind zumindest die Registerplatten des ersten und des zweiten Werkstückhalters baugleich. Ohne weiteres kann der zweite Werkstückhalter dann von den gleichen Bearbeitungsmaschinen aufgenommen werden wie der erste Werkstückhalter.
Grundsätzlich können sich die Haltestücke des zweiten Werkstückhalters von denen des ersten Werkstückhalters unterscheiden. Insbesondere kann die Topografie der Aufnahmefläche abweichen. Hierdurch ist die Aufnahmefläche besser an die Topografie der Vorderseite des optischen Halbzeugs anpassbar. Bevorzugt sind jedoch die Haltestücke des ersten und zweiten Werkstückhalters baugleich. Dies lässt sich insbesondere durch eine Ausgestaltung der Haltestücke erreichen, bei der die Aufblockfläche der Haltestücke so ausgestaltet ist, dass diese jeweils einen Auflagekranz und eine im Auflagekranz angeordnete Mulde aufweist. Damit können ebene, konkave oder konvexe optische Halbzeuge aufgeblockt werden. Diese werden jeweils entlang des Auflagekranzes stabil gestützt.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von optischen Linsen aus optischem Halbzeug, mit einem Werkstückhalter wie er vorstehend beschrieben wurde. Verfahrensgemäß sind die Haltestücke jeweils mit ihrem zweiten Koppelmittel an einem ersten Koppelmittel der Registerplatte angekoppelt und als optisches Halbzeug ist eine optisch transparente Platte vorgesehen, die eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist, wobei die optisch transparente Platte an der Rückseite mit einem Aufblockmittel auf die Haltestücke, insbesondere auf deren Auflageflächen, aufgeblockt wird. Anschließend werden aus der Platte (einzelne) Tellerplatten ausgeschnitten, wobei jeweils eine der Tellerplatten an einem der Haltestücke aufgeblockt ist. Während und/oder nach dem Ausschneiden der Tellerplatten werden durch spanende Bearbeitung Krümmungen auf der Vorderseite hergestellt. Daraufhin erfolgt eine Separation von wenigstens einem der Haltestück mit einer aufgeblockten Tellerplatte von der Registerplatte. Anschließend wird das separierte Haltestück in einer Feinbearbeitungsmaschine aufgenommen und mit der Feinbearbeitungsmaschine eine Feinbearbeitung der an diesem separierten Haltestück aufgeblockten Tellerplatte auf der Vorderseite durchgeführt.
Vorteilhaft an dem Verfahren ist, dass nur während der Feinbearbeitung ein einzelnes Aufspannen der Haltestücke erfolgt. Die gesamte gröbere Bearbeitung wird hingegen zeitsparend mit dem gesamten Werkstückhalter durchgeführt. Zur Herstellung der Krümmungen wird vorzugsweise ein Raster oder eine Spirale von einem Spanwerkzeug abgefahren. Geeignet für die spanende Bearbeitung zur Herstellung der Krümmungen auf der Vorderseite ist insbesondere ein Fräsen. Während der spanenden Bearbeitung sollten die Platte und/oder die einzelnen Tellerplatten drehfest gehalten werden, insbesondere durch eine drehgehemmte oder drehfeste Kopplung zwischen den Haltestücken und der Registerplatte.
Der Werkstückhalter ist durch seine Koppelmittel bevorzugt für eine automatisierte Entnahme der einzelnen Haltestücke ausgelegt. Damit kann das Verfahren ein automatisiertes Entnehmen und Ankoppeln von Haltestücken umfassen. Das Wiederankoppeln entnommener Haltestücke kann an einer neuen Registerplatte oder wieder an der alten erfolgen. Dies kann anhand der Anforderungen an die anschließenden Arbeitsschritte festgelegt werden.
In einer speziellen Verfahrensausgestaltung ist vorgesehen, dass das Ausschneiden der Tellerplatten und die spanende Bearbeitung zur Herstellung der Krümmungen in einer einzigen Werkzeugmaschine durchgeführt werden, vorzugsweise voll automatisiert. Damit ist kein Umspannen der Registerplatte zwischen den Arbeitsschritten notwendig. Hierdurch wird Zeit eingespart. Zudem sind die Positionen der Haltestücke unverändert, sodass eine hohe Präzision bei der Bearbeitung der optischen Oberflächen erreicht wird, ohne aufwendige Positionsbestimmungen und/oder Ausrichtungen bei einer erneuten Einspannung vornehmen zu müssen.
Optional kann nach der spanenden Bearbeitung zur Herstellung der Krümmungen auf der Vorderseite und nach dem Ausschneiden der Tellerplatten eine Zentrierung der Tellerplatten relativ zu dem jeweils verbundenen Haltestück dadurch erfolgt, dass der Umfang der Tellerplatten spanend und/oder schleifend nachbearbeitet wird. Dies ist insbesondere für anschließende Arbeitsschritte von Vorteil, bei denen die Haltestücke in einem Drehfutter aufgenommen und rotiert werden. Die Vermeidung von Unwuchten trägt maßgeblich zu einer hohen Oberflächenpräzision und -güte bei. Es besteht die Möglichkeit, dass die Zentrierung in der Werkzeugmaschine durchgeführt wird, von welcher auch das Ausschneiden der Tellerplatten und die spanende Bearbeitung zur Herstellung der Krümmungen durchgeführt werden, vorzugsweise voll automatisiert. Damit ist kein Umspannen zwischen den Zentrierungen der einzelnen Tellerplatten notwendig.
In einer speziellen Ausgestaltung des Verfahrens wird das Ausschneiden der Tellerplatten mit einem Kernbohrer durchgeführt. Dies ist besonders schnell und eignet sich vor allem zur Herstellung kreisrunder Tellerplatten.
Weiterhin sieht eine nähere Verfahrenskonfiguration vor, dass das separierte Haltestück mit der verbundenen Tellerplatte bei der Feinbearbeitung rotiert wird. Durch die Rotation wird die Tellerplatte in Ihrer Position und hinsichtlich Vibrationen stabilisiert. Gleichzeitig kann das Feinbearbeitungswerkzeug präzise geführt werden und es kann eine hohe Relativgeschwindigkeit zwischen der Tellerplatte und dem Feinbearbeitungswerkzeug erreicht werden. Bevorzugt umfasst die Feinbearbeitung ein Feinschleifen und/oder ein Feinstschleifen und/oder ein Polieren. Teil der Feinbearbeitung kann ein Polieren in einer separaten Poliermaschine sein.
Ergänzt kann das Verfahren dadurch sein, dass nach der Feinbearbeitung der bearbeiteten Vorderseite ein Umblocken dadurch erfolgt, dass die Tellerplatten jeweils mit einem Aufblockmittel auf ein anderes Haltestück aufgeblockt und auf der Rückseite vom bisherigen Haltestück abgeblockt werden. Damit ist auch die Rückseite bearbeitbar. Zu dieser Bearbeitung der Rückseite können die gleichen Verfahrensschritte durchgeführt werden wie sie vorstehend im Zusammenhang mit der Vorderseite beschrieben sind.
In einem speziellen Verfahrensablauf wird das Umblocken wie vorstehend beschrieben durchgeführt, nämlich insbesondere mit zwei Werkstückhaltern.
Im Anschluss an das Umblocken sind die neuen Haltestücke jeweils mit ihrem zweiten Koppelmittel an einem ersten Koppelmittel einer Registerplatte ankoppelbar bzw. angekoppelt. Jetzt kann gemäß optionaler Verfahrensausgestaltung eine Herstellung von Krümmungen auf der Rückseite durch spanende Bearbeitung erfolgen. Anschließend erfolgt eine Separation von wenigstens einem der Haltestück mit einer aufgeblockten Tellerplatte von der Registerplatte, woraufhin eine Aufnahme des separierten Haltestücks in einer Feinbearbeitungsmaschine und eine Feinbearbeitung der an diesem separierten Haltestück aufgeblockten Tellerplatte auf der Rückseite mit der Feinbearbeitungsmaschine durchgeführt wird. Anschließend wird die Tellerplatte vom Haltestück abgeblockt.
Mit wenigen Arbeitsschritten, insbesondere wenigen Aufspann- und Entnahmeschritten sind auf diese Weise optische Linsen mit einer Vorderseite und einer Rückseite herstellbar, wobei die Vorder- und die Rückseite jeder optischen Linse eine (individuelle) Topografie aufweisen kann. Dabei kann die spanende Bearbeitung der Rückseite in der gleichen Werkzeugmaschine erfolgen wie die spanende Bearbeitung der Vorderseite. Auch besteht die Möglichkeit, dass die Feinbearbeitung der Rückseite in der gleichen Feinbearbeitungsmaschine erfolgt wie die Feinbearbeitung der Vorderseite.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Werkstückhalters mit aufgeblockter optisch transparenter Platte;
2 einen Schnitt durch einen Werkstückhalter mit aufgeblockter optisch transparenter Platte und durch einen Teil einer Kernbohrmaschine;
3 einen Schnitt durch einen Werkstückhalter mit aufgeblockter optisch transparenter Platte und durch einen Teil einer Fräsmaschine;
4 einen Schnitt durch eine Bearbeitungsmaschine, wobei ein Werkstückhalter mit aufgeblockten Tellerplatten aufgespannt ist, und wobei eine der Tellerplatte mit einem Zentrierwerkzeug bearbeitet wird;
5 eine perspektivische Ansicht eines Werkstückhalters mit aufgeblockten Tellerplatten, deren Vorderseite bereits bearbeitet ist;
6 einen Schnitt durch ein Drehfutter, in dem ein Haltestück mit aufgeblockter Tellerplatte eingespannt ist, wobei die Tellerplatte mit einem Ringwerkzeug bearbeitet wird;
7 einen Schnitt durch ein Drehfutter, in dem ein Haltestück mit aufgeblockter Tellerplatte eingespannt ist, wobei die Tellerplatte mit einem Formwerkzeug bearbeitet wird;
8 einen Schnitt durch eine Haltevorrichtung, in der ein Haltestück mit aufgeblockter Tellerplatte eingespannt ist, wobei die Tellerplatte mit einem Polierwerkzeug bearbeitet wird; und
9 einen Schnitt durch einen zweiten Werkstückhalter, wobei Tellerplatten mit der bearbeiteten Vorderseite auf Haltestücke aufgeblockt sind.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Werkstückhalters 1 mit aufgeblockter optisch transparenter Platte 100. Der Werkstückhalter 1 setzt sich zusammen aus einer Registerplatte 10 und mehreren Haltestücken 20, hier insbesondere aus sechzehn Haltestücken 20. Diese Haltestücke 20 sind wie beispielsweise in 2 zu sehen ist, jeweils mit einem zweiten Koppelmittel 21 an einem ersten Koppelmittel 11 der Registerplatte 10 angekoppelt. Außerdem verfügen die Haltestücke 20 jeweils über eine Aufblockfläche 22, auf der ein Aufblockmittel aufgebracht ist. Mit den Aufblockflächen 22 bilden die Haltestücke 22 Lagepunkte aus, welche in einer Aufnahmeebene E (vgl. hierzu 2) liegen. Diese Auflageebene E liegt in der gleichen Ebene wie eine Rückseite 102 der optisch transparenten Platte 100. Man sieht, dass die aufgenommene Platte 100 im Wesentlichen die gleiche Umfangsgeometrie wie die Registerplatte 10 aufweist. Außerdem ist zu erkennen, dass die Lagepunkte flächig in der Aufnahmeebene E verteilt angeordnet sind, nämlich gleichverteilt in rasterförmigen, parallelen Reihen.
In 2 ist ein Schnitt durch einen Werkstückhalter 1 mit aufgeblockter optisch transparenter Platte 100 (wie es in 1 dargestellt ist) und durch einen Teil einer Kernbohrmaschine 60 zu sehen.
Zunächst erkennt man in 2 die spezielle Ausgestaltung der Haltestücke 20 sowie die Ankopplung der Haltestücke 20 an die Registerplatte 10. Die Haltestücke 20 bilden jeweils einen kreisförmigen Aufnahmeteller 27 aus. Insbesondere weisen die Haltestücke 20 hierfür eine Aufblockfläche 22 auf, die sich aus einem Auflagekranz 24 und eine im Auflagekranz 24 angeordnete Mulde 25 zusammensetzt. Der Auflagekranz 24 steht in Kontakt zur Platte 100. In die Mulde 25 ist ein Aufblockmittel M eingebracht, welches am Haltestück 20 und an der Rückseite 102 der Platte 100 haftet. Man sieht, dass die von den Auflagekränzen 27 ausgebildeten Lagepunkte der Haltestücke 20 freistehend und beabstandet von der Registerplatte 10 angeordnet sind.
Die zweiten Koppelmittel 21 der Haltestücke 20 sind jeweils als Steckstück 28 ausgebildet, insbesondere als zylindrisches Steckstück 28 mit optionaler Einführschräge.
Durch jedes der Haltestücke 20 führt eine Durchgangsöffnung 26, insbesondere auch durch das Steckstück 28, und mündet in die Mulde 25. Ein Teil des Aufblockmittels M kann so innerhalb der Durchgangsöffnung 26 angeordnet sein. Es besteht auch die Möglichkeit, das Aufblockmittel M durch diese Durchgangsöffnung 26 in die Mulde 25 einzubringen, insbesondere, wenn bereits ein optisches Halbzeug auf dem Auflagekranz 27 aufliegt.
Die Haltestücke 20 sind als Gleichteile ausgeführt. Vorzugsweise bestehen diese aus Kunststoff. Optional besteht die Möglichkeit, die Haltestücke 20 als einmal zu benutzende Verbrauchsteile auszugestalten bzw. zu nutzen.
Die Registerplatte 10 weist als erste Koppelmittel 11 Löcher 13 in der Registerplatte 10 auf. Diese sind insbesondere perpendikular zur Registerplatte 10 ausgerichtet und zylindrisch ausgeführt. Man erkennt, dass die Löcher 13 jeweils eine Durchgangsöffnung durch die Registerplatte 10 ausbilden. Die zweiten Koppelmittel 21 bzw. die Löcher 13 sind baugleich ausgeführt.
Durch die gezeigte Ausgestaltung bilden ein erstes Koppelmittel 11 und ein zweites Koppelmittel 21 jeweils eine Kopplung aus, die durch linear-senkrechte Annäherung des Haltestücks 20 an die Registerplatte koppelbar und durch linear-senkrechtes Entfernen des Haltestücks 20 von der Registerplatte 10 entkoppelbar ist. Insbesondere wird hierbei das Steckstück 28 entweder in ein Loch 13 eingesteckt oder aus diesem herausgezogen. Um eine definierte Einstecktiefe zu erreichen, haben die Steckstücke 28 einen Anschlag. Dieser ist als umlaufender Kragenring ausgebildet. Dieser liegt nach dem Einstecken auf der Oberseite der Registerplatte 10 auf.
Zur Herstellung einer spielfreien und drehgehemmten Kopplung zwischen den ersten und den zweiten Koppelmitteln 11, 21 haben die Steckstücke 28 ein Passungsübermaß relativ zu den Löchern 13, sodass eine Übermaßpassung ausgebildet ist.
Des Weiteren erkennt man in 2, dass der Werkstückhalter 1 auf einer Aufspannplatte 51 einer Bearbeitungsmaschine 50 aufgespannt ist. Verbindungskanäle 12 führen von einem Bereich zwischen der Registerplatte 10 und der Aufspannplatte 51 zu jeweils einem Hohlraum H zwischen einem der Haltestücke 20 und der Registerplatte 10. Insbesondere sind die Hohlräume H von dem nicht belegten Teil der Löcher 13 ausgebildet. Die Verbindungskanäle 12 sind mit einer Vakuumpumpe 52 verbunden. Dadurch wird ein Aufspannen mittels eines Unterdrucks in dem Bereich zwischen der Registerplatte 10 und der Aufspannplatte 51 ermöglicht, insbesondere indem in den Verbindungskanälen 12 und in den Hohlräumen H ein Unterdruck erzeugt wird. Gleichzeitig werden die Haltestücke 20 in den Löchern 13 festgesaugt. Die so erzeugte Reibkraft im Bereich des Anschlags führt zu einer starken Drehhemmung der Haltestücke 20 um die Ebenennormale der Registerplatte 10.
Gemäß 2 wird die Platte 100 mit einer Werkzeugmaschine 91 der Bearbeitungsmaschine 50 bearbeitet. Die Werkzeugmaschine 91 ist eine Kernbohrmaschine 60 mit einem Kernbohrer 61. Ein Innendurchmesser D1 des Kernbohrers 61 ist größer ist als ein Durchmesser D2 der Aufblockflächen 22 der Haltestücke 20. Mittels einer Mobilitätseinrichtung 70 ist der Kernbohrer 61 über einer der Aufblockflächen 22 positioniert. Man sieht, wie durch Absenken des Kernbohrers 61 (auch Bohrkrone genannt) eine Tellerplatte 103 aus der Platte 100 ausgeschnitten, insbesondere ausgebohrt wird. Die Tellerplatte 103 bleibt dabei an einem der Haltestücke 20 aufgeblockt. Die Vorderseite 101 der Platte 100 ist hier noch unbearbeitet, insbesondere eben.
In 3 wird ein Schnitt durch einen Werkstückhalter 1 mit aufgeblockter optisch transparenter Platte 100 und durch einen Teil einer Fräsmaschine 80 gezeigt. Man erkennt insbesondere, wie die gemäß 2 ausgeschnittene Tellerplatte 103 mit der Fräsmaschine 80 bearbeitet wird während die Haltestücke 20 weiterhin an der Registerplatte 10 angekoppelt sind. Die Fräsmaschine 80 hat einen Fräskopf 81, mit dem die Vorderseite 101 der Tellerplatte 103 spanend bearbeitet wird. Insbesondere wird eine konvexe Krümmung auf der Vorderseite 101 der Tellerplatte 103 erzeugt. Der Durchmesser des Fräskopfs 81 ist kleiner als der Durchmesser der Tellerplatte 103. Mittels einer Mobilitätseinrichtung 70 wird der Fräskopf 81 über die Vorderseite 101 der Tellerplatte 103 bewegt, bevorzugt rasterförmig oder spiralförmig. Mit der Mobilitätseinrichtung 70 ist der Fräskopf 81 zur Bearbeitung der Vorderseite 101 über jeder der aufgespannten Aufblockflächen 22 positionierbar. Das Ausschneiden der Tellerplatten 103 nach 2 und die spanende Bearbeitung zur Herstellung der Krümmungen nach 3 werden in einer einzigen Werkzeugmaschine 91 durchgeführt, insbesondere voll automatisiert. Mit der Herstellung von Krümmungen auf der Vorderseite 101 durch spanende Bearbeitung kann bereits während dem Ausschneiden der Tellerplatten 103 begonnen werden. Hinsichtlich der weiteren technischen Merkmale wird auf die entsprechenden Erläuterungen zu 2 verwiesen.
In 4 sieht man einen Schnitt durch eine Bearbeitungsmaschine 50, wobei ein Werkstückhalter 1 mit aufgeblockten Tellerplatten 103 aufgespannt ist, und wobei eine der Tellerplatte 103 mit einem Zentrierwerkzeug 87 bearbeitet wird. Die Vorderseite 101 der Tellerplatten 103 ist bereits mit einer Krümmung versehen, insbesondere mittels eines Fräskopfes 81, wie er in 3 zu sehen ist. Auch das Zentrierwerkzeug 87 ist an die Mobilitätseinrichtung 70 angebunden und kann so über jede Aufblockfläche 22 gefahren werden. Das Zentrierwerkzeug 87 ist Teil der gleichen Werkzeugmaschine 91, wie die Kernbohrmaschine 60 nach 2 und die Fräsmaschine 80 nach 3. Das Zentrieren mit dem Zentrierwerkzeug 87 erfolgt bei an die Registerplatte 10 angekoppelten Haltestücken 20. Mit dem Zentrierwerkzeug 87 können bereits Tellerplatten 103 zentriert werden, während andere Tellerplatten 103 noch ausgeschnitten oder spanend auf der Vorderseite 101 bearbeitet werden. Hinsichtlich der weiteren technischen Merkmale wird auf die entsprechenden Erläuterungen zu 2 verwiesen.
Nach Abschluss der Verfahrensschritte Ausschneiden, Fräsen und Zentrieren, wie Sie in den 2, 3 und 4 angedeutet sind, erhält man einen Werkstückhalter 1 mit Tellerplatten 103, deren Vorderseite 101 bereits bearbeitet ist und die mit Ihrer Rückseite auf den Haltestücken 20 aufgeblockt sind. Der Werkstückhalter 1 kann dann als ganzes aus der Bearbeitungsmaschine 50 entnommen werden. Ein solcher entnommener Werkstückhalter 1 ist in 5 in einer perspektivischen Ansicht zu sehen.
Daraufhin können aus dem Werkstückhalter 1 bzw. der Registerplatte 10 einzelne Haltestücke 20 entnommen werden und zur Feinbearbeitung in einer Feinbearbeitungsmaschine 92, wie sie zum Beispiel von 6 gezeigt wird, aufgenommen werden. In 6 ist ein einzelnes Haltestück 20 mit dem zweiten Koppelmittel 21 bzw. dem Steckstück 28 in einem Drehfutter 83 eingespannt. Die Tellerplatte 103 ist nach wie vor mit der Rückseite 102 auf dem Haltestück 20 aufgeblockt. Die Vorderseite 101 wird mit einem schleifenden Ringwerkzeug 82 bearbeitet. Das Ringwerkzeug 82 wird rotierend angetrieben und weist eine Mobilitätseinrichtung 70 auf. Mit dieser ist das Ringwerkzeug 82 gegenüber der Tellerplatte 103 verstell- und im Winkel anstellbar. Neben der Tellerplatte 103 ist ein hinreichend großer Freiraum, damit das Ringwerkzeug 82 die Vorderseite 101 bis an den Rand der Tellerplatte 103 bearbeiten kann.
7 unterscheidet sich von 6 durch das eingesetzte Werkzeug. Hier kommt anstelle des in 6 eingesetzten Ringwerkzeugs 82 ein Formwerkzeug 84 zum Einsatz. Zur Feinbearbeitung einer konvexen Oberfläche weist das Formwerkzeug 84 eine konkave Schleiffläche auf. Bei der Bearbeitung von konkaven Oberflächen ist ein konvex ausgestaltetes Formwerkzeug 84 einzusetzen.
In 8 sieht man einen Schnitt durch eine Haltevorrichtung 86 einer Feinbearbeitungsmaschine 92, insbesondere einer Poliermaschine, in der ein Haltestück 20 eingespannt ist, auf dem eine Tellerplatte 103 mit der Rückseite 102 aufgeblockt ist. Die Haltevorrichtung 86 fixiert das Haltestück 20 am zweiten Koppelmittel 21 bzw. dem Steckstück 28 und zusätzlich die Tellerplatte 103 am Umfang. Die Vorderseite 101 der Tellerplatte 103 wird mit einem Polierwerkzeug 85 poliert. Dieses verfügt über eine Mobilitätseinrichtung 70, mit der das Polierwerkzeug 85 gegenüber der Tellerplatte 103 positionier- und ausrichtbar ist.
Nach dem Polieren ist die Vorderseite 101 der Tellerplatte 103 zumindest soweit fertiggestellt, dass mit der Bearbeitung der Rückseite 102 begonnen werden kann. Hierzu werden die Tellerplatten 103 umgeblockt. Nach dem Umblocken können die Tellerplatten 103 wie in 9 dargestellt in einem zweiten Werkstückhalter 1b aufgenommen sein. Die Erläuterungen zu der Werkstückaufnahme 1 gemäß 1, insbesondere zu der Registerplatte 1 und den Haltestücken 20 treffen auf die zweite Werkstückaufnahme 1b zu. Die Haltestücke 20b und die Haltestücke 20 nach 1 sind Gleichteile und sind mit Steckstücken 28b in eine zweite Registerplatte 10b eingesteckt. Man erkennt, wie die bearbeitete konvexe Vorderseite 101 der Tellerplatten 103 auf dem Auflagekranz 24b aufliegt. Die Vorderseite 101 ragt hierdurch in die Mulde 25b hinein. In der Mulde 25b ist ein Aufblockmittel M eingebracht, welches an der Vorderseite 101 und dem Haltestück 20b haftet. Der Werkstückhalter 1b mit den umgeblockten Tellerplatten 103 kann nunmehr Bearbeitungsmaschinen zugeführt werden, um die nun freiliegende Rückseite 102 zu bearbeiten. Hierfür kann die Registerplatte 10b in den Bearbeitungsmaschinen nach den 3 und 4 aufgespannt werden. Auch sind die Haltestücke 20b in den Einzelbearbeitungsmaschinen nach den 6, 7 und 8 einspannbar.
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.
Insbesondere können die Tellerplatten auch eine im Verhältnis zum Durchmesser größere Höhe aufweisen, sodass durch die Bearbeitung eher stabförmige als scheibenförmige Linsen erhalten werden.
Weiterhin sind der Werkstückhalter und die Verfahren auch dazu geeignet, beidseitig konvexe Linsen oder beidseitig konkave Linsen herzustellen.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste

1, 1b: Werkstückhalter
10, 10b: Registerplatte
11, 11b: erstes Koppelmittel
12: Verbindungskanal
13, 13b: Loch (in Registerplatte)
20, 20b: Haltestück
21, 21b: zweites Koppelmittel
22, 22b: Aufblockfläche
24, 24b: Auflagekranz
25, 25b: Mulde
26, 26b: Durchgangsöffnung
27, 27b: Aufnahmeteller
28, 28b: Steckstück (an Haltestück)
50: Bearbeitungsmaschinen
51: Aufspannplatte
52: Vakuumpumpe
60: Kernbohrmaschine
61: Kernbohrer
70: Mobilitätseinrichtung
80: Fräsmaschine
81: Fräskopf
82: Ringwerkzeug
83: Drehfutter
84: Formwerkzeug
85: Polierwerkzeug
86: Haltevorrichtung
87: Zentrierwerkzeug
91: Werkzeugmaschine
92: Feinbearbeitungsmaschine
100: optisch transparente Platte
101: Vorderseite
102: Rückseite
103: Tellerplatte
D1: Innendurchmesser (Kernbohrer)
D2: Durchmesser (Aufblockfläche)
E: Aufnahmeebene
H: Hohlraum (Haltestück/Registerplatte)
M: Aufblockmittel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009048590 A1 [0002]

Claims

Werkstückhalter (1, 1b) für Bearbeitungsmaschinen (50) und zur Aufnahme einer optisch transparenten Platte (100) mit folgenden Merkmalen: • eine Registerplatte (10, 10b) weist erste Koppelmittel (11) auf; • wenigstens vier Haltestücke (20, 20b) weisen jeweils ein zweites Koppelmittel (21, 21b) auf; • jedes Haltestücke (20, 20b) ist mit seinem zweiten Koppelmittel (21, 21b) an einem ersten Koppelmittel (11, 11b) der Registerplatte (10, 10b) ankoppelbar; • die Haltestücke (20, 20b) haben jeweils eine Aufblockfläche (22, 22b) zum Aufbringen eines Aufblockmittels (M) zum Aufblocken einer optisch transparenten Platte (100); • die mit ihren zweiten Koppelmitteln (21, 21b) an einem ersten Koppelmittel (11, 11b) der Registerplatte (10, 10b) angekoppelten Haltestücke (20, 20b) bilden mit den Aufblockflächen (22, 22b) Lagepunkte aus, welche in einer Aufnahmeebene (E) liegen.
Werkstückhalter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Koppelmittel (11, 11b) und ein zweites Koppelmittel (21, 21b) eines der Haltestücke (20, 20b) jeweils eine Kopplung ausbilden, die durch linear-senkrechte Annäherung des Haltestücks (20, 20b) an die Registerplatte (10, 10b) koppelbar und durch linear-senkrechtes Entfernen des Haltestücks (20, 20b) von der Registerplatte (10, 10b) entkoppelbar ist.
Werkstückhalter (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Koppelmittel (11, 11b) und ein zweites Koppelmittel (21, 21b) eines der Haltestücke (20, 20b) jeweils eine um die Ebenennormale der Registerplatte (10, 10b) drehgehemmte und/oder drehfeste Kopplung ausbilden.
Werkstückhalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagepunkte flächig in der Aufnahmeebene (E) verteilt angeordnet sind.
Werkstückhalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Koppelmittel (11, 11b) von Löchern (13, 13b) in der Registerplatte (10, 10b) und die zweiten Koppelmittel (21, 21b) jeweils als Steckstück (28, 28b) an einem der Haltestücke (20, 20b) ausgebildet sind.
Werkstückhalter (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (13, 13b) eine Durchgangsöffnung durch die Registerplatte (10, 10b) ausbilden.
Werkstückhalter (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckstücke (28, 28b) ein Passungsübermaß relativ zu den Löchern (13, 13b) aufweisen.
Werkstückhalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestücke (20, 20b) Gleichteile sind.
Werkstückhalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Koppelmittel (11, 11b) der Registerplatte (10, 10b) baugleich sind sowie die zweiten Koppelmittel (21, 21b) der Haltestücke (20, 20b) baugleich sind.
Werkstückhalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens neun Haltestücke (20, 20b) vorgesehen sind, vorzugsweise wenigstens sechzehn Haltestücke (20, 20b) vorgesehen sind.
Werkstückhalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufblockfläche (22, 22b) der Haltestücke (20, 20b) jeweils einen Auflagekranz (24, 24b) und eine im Auflagekranz (24, 24b) angeordnete Mulde (25, 25b) aufweist.
Werkstückhalter (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch jedes Haltestücke (20, 20b) eine Durchgangsöffnung (26, 26b) führt, die in die Mulde (25, 25b) mündet.
Werkstückhalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestücke (20, 20b) einen kreisförmigen Aufnahmeteller (27, 27b) ausbilden.
Werkstückhalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagepunkt eines Haltestücks (20, 20b) freistehend und beabstandet von der Registerplatte (10, 10b) angeordnet ist, wenn das erste Koppelmittel (11, 11b) der Registerplatte (10, 10b) an dem zweiten Koppelmittel (21, 21b) des Haltestücks (20, 20b) angekoppelt ist.
Bearbeitungsmaschine (50) mit einem Werkstückhalter (1, 1b) nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungskanäle (12) ausgebildet sind, die von einem Bereich zwischen der Registerplatte (10, 10b) und einer Aufspannplatte (51) zu jeweils einem Hohlraum (H) zwischen einem der Haltestücke (20, 20b) und der Registerplatte (10, 10b) führen, wobei eine Vakuumpumpe (52) vorgesehen ist, mit der zum Aufspannen ein Unterdruck in dem Bereich zwischen der Registerplatte (10, 10b) und der Aufspannplatte (51), in den Verbindungskanälen (12) und in den Hohlräumen (H) erzeugbar ist.
Bearbeitungsmaschine (50) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Kernbohrmaschine (60) mit einem Kernbohrer (61) aufweist, wobei der Innendurchmesser (D1) des Kernbohrers (61) größer ist als der Durchmesser (D2) der Aufblockflächen (22, 22b) der Haltestücke (20, 20b), und wobei eine Mobilitätseinrichtung (70) vorgesehen ist, mit welcher der Kernbohrer (61) über jeder der aufgespannten Aufblockflächen (22, 22b) positionierbar ist.
Bearbeitungsmaschine (50) nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Fräsmaschine (80) mit einem Fräskopf (81) aufweist, wobei eine Mobilitätseinrichtung (70) vorgesehen ist, mit welcher der Fräskopf (81) über jeder der aufgespannten Aufblockflächen (22, 22b) positionierbar ist.
Verfahren zum Umblocken von optischen Halbzeugen in einem Bearbeitungsverfahren zur Herstellung von optischen Linsen, wobei die optischen Halbzeuge eine Vorderseite (101) und eine Rückseite (102) haben, und mit zwei Werkstückhaltern (1, 1b) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der erste Werkstückhalter (1) in einer Ausgangsstellung wie folgt ausgestaltet ist: • jedes der Haltestücke (20) ist mit seinem zweiten Koppelmittel (21) an einem ersten Koppelmittel (11) der Registerplatte (10) angekoppelt, • an den Aufblockflächen (22) der Haltestücke (20) ist jeweils ein optisches Halbzeug auf seiner Rückseite (102) mit einem Aufblockmittel (M) aufgeblockt, und wobei der zweite Werkstückhalter (1b) in der Ausgangsstellung wie folgt ausgestaltet ist: • jedes der Haltestücke (20b) ist mit seinem zweiten Koppelmittel (21b) an einem ersten Koppelmittel (11b) der Registerplatte (10b) angekoppelt, und wobei folgende Schritte ausgeführt werden: • Aufbringen eines Aufblockmittels (M) auf die Aufblockflächen (22b) der Haltestücke (20b) des zweiten Werkstückhalters (1b); • vorhergehendes oder anschließendes Positionieren des zweiten Werkstückhalters (1b) derart gegenüber dem ersten Werkstückhalter (1), dass das Aufblockmittel (M) auf den Aufblockflächen (22b) der Haltestücke (20b) des zweiten Werkstückhalters (1b) in Kontakt mit der Vorderseite (101) der optischen Halbzeuge tritt; • anschließendes Aushärten des Aufblockmittels (M) zwischen den Aufblockflächen (22b) der Haltestücke (20b) des zweiten Werkstückhalters (1b) und der Vorderseite (101) der optischen Halbzeuge; • anschließendes Ablösen der Haltestücke (20) des ersten Werkstückhalters (1) von der Registerplatte (10) des ersten Werkstückhalters (1); • anschließendes Ablösen der Haltestücke (20) des ersten Werkstückhalters (1) von der Rückseite (102) der optischen Halbzeuge.
Verfahren zur Herstellung von optischen Linsen aus optischem Halbzeug, mit einem Werkstückhalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend die folgenden Schritte: • die Haltestücke (20) sind jeweils mit ihrem zweiten Koppelmittel (21) an einem ersten Koppelmittel (11) der Registerplatte (10) angekoppelt und als optisches Halbzeug ist eine optisch transparente Platte (100) vorgesehen, die eine Vorderseite (101) und eine Rückseite (102) aufweist, wobei die optisch transparente Platte (100) an der Rückseite (102) mit einem Aufblockmittel (M) auf die Haltestücke (20) aufgeblockt wird; • anschließendes Ausschneiden von Tellerplatten (103) aus der Platte (100), wobei jeweils eine der Tellerplatten (103) an einem der Haltestücke (20) aufgeblockt ist; • Herstellung von Krümmungen auf der Vorderseite (101) durch spanende Bearbeitung vor, während und/oder nach dem Ausschneiden der Tellerplatten (103); • anschließende Separation von wenigstens einem der Haltestück (20) mit einer aufgeblockten Tellerplatte (103) von der Registerplatte (10); • anschließende Aufnahme des separierten Haltestücks (20) in einer Feinbearbeitungsmaschine (92) und Feinbearbeitung der an diesem separierten Haltestück (20) aufgeblockten Tellerplatte (103) auf der Vorderseite (101) mit der Feinbearbeitungsmaschine (92).
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausschneiden der Tellerplatten (103) und die spanende Bearbeitung zur Herstellung der Krümmungen in einer einzigen Werkzeugmaschine (91) durchgeführt werden, vorzugsweise voll automatisiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass nach der spanenden Bearbeitung zur Herstellung der Krümmungen auf der Vorderseite (101) und nach dem Ausschneiden der Tellerplatten (103) eine Zentrierung der Tellerplatten (103) relativ zu dem jeweils verbundenen Haltestück (20) dadurch erfolgt, dass der Umfang der Tellerplatten (103) spanend und/oder schleifend nachbearbeitet wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierung in der Werkzeugmaschine (91) nach Anspruch 20 durchgeführt wird, vorzugsweise voll automatisiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausschneiden der Tellerplatten (103) mit einem Kernbohrer (61) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das separierte Haltestück (20) mit der verbundenen Tellerplatte (103) bei der Feinbearbeitung rotiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Feinbearbeitung der bearbeiteten Vorderseite (101) ein Umblocken dadurch erfolgt, dass die Tellerplatten (103) jeweils mit einem Aufblockmittel (M) auf ein anderes Haltestück (20b) aufgeblockt und auf der Rückseite (102) vom bisherigen Haltestück (20) abgeblockt werden.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Umblocken gemäß Anspruch 18 durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Umblocken: • die neuen Haltestücke (20b) jeweils mit ihrem zweiten Koppelmittel (21b) an einem ersten Koppelmittel (11b) einer Registerplatte (10b) angekoppelt sind; • eine Herstellung von Krümmungen auf der Rückseite (102) der Tellerplatten (103) durch spanende Bearbeitung erfolgt; • anschließend eine Separation von wenigstens einem der Haltestück (20b) mit einer aufgeblockten Tellerplatte (103) von der Registerplatte (10b) erfolgt; • anschließend eine Aufnahme des separierten Haltestücks (20b) in einer Feinbearbeitungsmaschine (92) und eine Feinbearbeitung der an diesem separierten Haltestück (20b) aufgeblockten Tellerplatte (103) auf der Rückseite (102) mit der Feinbearbeitungsmaschine (92) erfolgt; • anschließend ein Abblocken der Tellerplatte (103) vom Haltestück (20b) erfolgt.