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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine sehr vielseitige Linsenbearbeitungsvorrichtung, die eine Linsenoberfläche unter Benutzung verschiedener Bearbeitungsverfahren polieren, schleifen oder anders bearbeiten kann.
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STAND DER TECHNIK
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Wohlbekannte konventionelle Verfahren zum Bearbeiten von Linsenoberflächen schließen Verfahren vom Oscar-Typ, vom Geneigte-Achsen-Typ, und Verfahren vom Planeten-Oszillations-Typ ein. Aus diesen Verarbeitungsverfahren wird in Abhängigkeit von der Form, dem Material und anderen Eigenschaften der Linse das optimale Verarbeitungsverfahren ausgewählt, und die Linsenoberfläche wird unter Benutzung einer Linsenbearbeitungsvorrichtung bearbeitet, die für die Bearbeitung mit der ausgewählten Bearbeitungsmethode spezialisiert ist. Herkömmlicherweise müssen daher Linsenbearbeitungsvorrichtungen verschiedenen Formats separat bereitgehalten werden und es bestehen daher Probleme dahingehend, dass die Kosten für die Ausrüstung und der zur Installation benötigte Raum zunehmen, was wirtschaftlich nachteilig ist.
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Im Patentdokument 1 (
Japanisches Patent Nr. 3981326 ) haben die aktuellen Anmelder eine Linsenbearbeitungsvorrichtung vorgeschlagen, die ein platten- oder tassenförmiges Linsenbearbeitungswerkzeug präzise entlang einer gewünschten Trajektorie bewegen kann, ohne einen Mitnehmermechanismus zu verwenden, und die eine Linsenoberfläche unter Benutzung verschiedener Bearbeitungsmethoden bearbeiten kann. In dieser Linsenbearbeitungsvorrichtung wird die nach unten orientierte Bearbeitungsfläche eines Linsenbearbeitungswerkzeugs von unten gegen die zu arbeitende Linse gedrückt und die Bearbeitung wird durchgeführt. Die Linse wird durch Saugen auf einer nach unten orientierten Linsenhaltefläche eines Linsenhalters gehalten und wird von oben in Bezug auf die Bearbeitungsfläche des nach oben orientierten Linsenbearbeitungswerkzeugs gehalten. Die Bewegung des Linsenbearbeitungswerkzeugs in Richtung einer Z-Achse (vertikale Richtung), die Bewegung in Richtung einer X-Achse (horizontale Richtung) und Schwenken um eine θ-Achse, die rechtwinklig zur Z-Achse und zur X-Achse ist, wird gesteuert, wodurch die Linsenfläche unter Benutzung verschiedener Linsenverarbeitungsverfahren bearbeitet werden kann.
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Dokumente des Standes der Technik
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 3981326
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
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In Linsenverarbeitungsvorrichtungen vom Oscar-Typ, vom Geneigte-Achsen-Typ und vom Planeten-Oszillations-Typ, wie sie herkömmlicherweise zum Bearbeiten gekrümmter Linsenoberflächen benutzt werden, kann die Linse nicht in einem horizontalen Zustand gehalten werden, wenn die Rotationsachse des Linsenbearbeitungswerkzeugs und die Linsenhalterwelle in einem vorgegebenen Winkel geneigt werden. Während der Bearbeitung bewegt sich die Linse der Rotation des Linsenbearbeitungswerkzeugs folgend in rotierender Art und Weise und aufgrund der aus der Rotation resultierenden Trägheitskraft tritt ständig eine Kraft auf, um die Linse in einen horizontalen Zustand zurück zu bewegen. Die Druckspannung, die zwischen der Linse und dem Linsenbearbeitungswerkzeug erzeugt wird, ist daher nicht gleichmäßig und die Präzision der Bearbeitungs der zu bearbeitenden Linsenoberfläche wird reduziert.
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Während des Austauschens der Linse, wenn die Rotationsachsen des Linsenbearbeitungswerkzeugs und der Linsenhalterwelle geneigt werden, kann die Linse von der Bearbeitungsfläche des Linsenbearbeitungswerkzeugs fallen und zerbrechen, wenn der Druck auf die Linsenhalterwelle gelöst wird und die Druckkraft der Linse auf das Linsenbearbeitungswerkzeug entfernt wird.
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Wenn die Orientierung der Linse bei der Beendigung der Bearbeitung nicht festgelegt ist, treten Schwierigkeiten beim Befestigen und Lösen der Linse unter Benutzung automatischer Fördervorrichtungen auf, und die Linse muss unweigerlich von Hand ersetzt werden. Automatisches Ersetzen der Linse und Erhöhen der Betriebseffizienz ist daher unmöglich.
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Angesichts des zuvor Gesagten ist es eine Aufgabe der vorlegenden Erfindung, es zu ermöglichen, eine gekrümmte Linsenoberfläche unter Benutzung verschiedener Verarbeitungsverfahren zu bearbeiten, wobei die Linse immer in einem horizontalen Zustand in einer Linsenbearbeitungsvorrichtung gehalten wird, in der die Linse durch Saugen auf einem Linsenhalter gehalten wird, der so abgestützt ist, dass er eine Rotation und Oszillation durch ein an einem distalen Ende der Linsenhalterwelle eingefügten Schwenklager ermöglicht, und in dem die Linse und ein Linsenbearbeitungswerkzeug relativ zueinander bewegt werden und die bogenförmige Linsenoberfläche in einem Zustand bearbeitet wird, in dem das Linsenbearbeitungswerkzeug gegen die Linse gedrückt wird.
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MITTEL, DIE ZUM LÖSEN DER ZUVOR GENANNTEN AUFGABEN BENUTZT WERDEN
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Um die zuvor genannten Aufgaben zu lösen, ist eine Linsenbearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist:
eine sich in vertikaler Richtung erstreckende Linsenhalterwelle;
einen Linsenhalter, der in der Lage ist, um ein Schwenklager zu rotieren und zu oszillieren, wobei der Linsenhalter koaxial und in einer nach unten gerichteten Orientierung an einem unteren Ende der Linsenhalterwelle, in die das Schwenklager eingefügt ist, angebracht ist;
einen Z-Achsen-Bewegungsmechanismus, um die Linsenhalterwelle in Richtung einer Z-Achse zu bewegen, wobei die Richtung der Z-Achse die vertikale Richtung ist;
einen X-Achsen-Bewegungsmechanismus, um die Linsenhalterwelle in Richtung einer X-Achse zu bewegen, wobei die Richtung der X-Achse eine horizontale Richtung ist;
ein Linsenbearbeitungswerkzeug mit einer konvexen oder konkaven kreisbogenförmig ausgebildeten Bearbeitungsfläche, die in einer nach oben ausgerichteten Orientierung angeordnet ist, um eine von dem Linsenhalter gehaltene Linse zu bearbeiten;
einen θ-Achsen-Schwenkmechanismus, um zu bewirken, dass das Linsenbearbeitungswerkzeug um eine θ-Achse schwenkt, wobei sich die θ-Achse in einer horizontalen Richtung rechtwinklig zur X-Achse erstreckt;
einen Linsenbearbeitungswerkzeug-Rotationsmechanismus, um zu bewirken, dass das Linsenbearbeitungswerkzeug um eine Zentralachse des Linsenbearbeitungswerkzeugs rotiert, wobei die Zentralachse durch die θ-Achse verläuft;
Antriebssteuermittel, um das Antreiben des X-Achsen-Bewegungsmechanismus, des Z-Achsen-Bewegungsmechanismus und des θ-Achsen-Bewegungsmechanismus anzusteuern und um die Bewegung des an der Linsenhalterwelle befestigten Linsenhalters in Richtung der X-Achse, die Bewegung des Linsenhalters in Richtung der Z-Achse und das Schwenken des Linsenbearbeitungswerkzeugs um die θ-Achse anzusteuern, wodurch mehrere Arten von Linsenbearbeitungsmodi ausgeführt werden.
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Die Linsenbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Linsenbearbeitungsmodi des Antriebssteuermittels einen Linsenbearbeitungsmodus zum Ansteuern des Antriebs des X-Achsen-Bewegungsmechanismus, des Z-Achsen-Bewegungsmechanismus und des θ-Achsen-Schwenkmechanismus derart aufweisen, dass die zu bearbeitende Linse in einem horizontalen Zustand von oben auf die kreisbogenförmig ausgebildete Bearbeitungsfläche des Linsenbearbeitungswerkzeugs gedrückt wird, die Linse auf der Linsenhaltefläche des Linsenhalters gehalten wird und das Linsenbearbeitungswerkzeug um die θ-Achse geschwenkt wird.
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Bei der Linsenbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann ein Arbeitsschritt zum Beschicken des Linsenhalters in zwei Richtungen, die in einem rechten Winkel zueinander (in Richtung der Z-Achse und in Richtung der X-Achse) angeordnet sind, benutzt werden, um eine zu bearbeitenden Linse entlang einer gewünschten Trajektorie in einer vertikalen Ebene, welche die Z-Achse und die X-Achse enthält, zu bewegen. Die Linse wird durch Saugen auf dem Linsenhalter gehalten. Die kreisbogenförmig ausgebildete Bearbeitungsfläche des Linsenbearbeitungswerkzeugs kann dazu gebracht werden, entlang einer kreisförmigen Trajektorie in der vertikalen Ebene um die θ-Achse zu schwenken. Es können daher Linsenverarbeitungsmodi implementiert werden, in denen die Linsenoberfläche bearbeitet wird, während die Linse weiterhin von oben in einem horizontalen Zustand auf die kreisbogenförmig ausgebildete Bearbeitungsfläche des Linsenbearbeitungswerkzeugs gedrückt wird.
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Die Linsenbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise einen Y-Achsen-Bewegungsmechanismus auf, um das Linsenbearbeitungswerkzeug in Richtung einer Y-Achse zu bewegen, wobei die Y-Achse parallel zur θ-Achse ist.
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Der Y-Achsen-Bewegungsmechanismus wird benutzt, um das Linsenbearbeitungswerkzeug in Richtung der Y-Achse in einer gewünschten Position zu halten. Der Linsenhalter wird in dieser Position durch den X-Achsen-Bewegungsmechanismus in Richtung der X-Achse vor und zurück bewegt, wodurch die Oberfläche der Linse unter Verwendung eines Linsenbearbeitungsmodus bearbeitet werden kann, der einem konventionellen Oscar-Format entspricht. Separates Ansteuern des X-Achsen-Bewegungsmechanismus, des Z-Achsen-Bewegungsmechanismus und des θ-Achsen-Schwenkmechanismus und Bewegen und Festhalten des Linsenhalters und des Linsenbearbeitungswerkzeugs an vorgegebenen Positionen erlaubt ist, die Oberfläche der Linse unter Verwendung eines Linsenbearbeitungsmodus zu bearbeiten, der einem konventionellen Geneigte-Achsen-Typ entspricht.
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WIRKUNG DER ERFINDUNG
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Mit der Linsenbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann Linsenbearbeitung unter Benutzung von Linsenbearbeitungsmodi durchgeführt werden, in denen die Oberfläche der Linse so bearbeitet wird, dass die Linse immer in einem horizontalen Zustand gehalten wird. In diesem Linsenbearbeitungsmodus ist die Druckspannung der Linse auf die kreisbogenförmig ausgebildete Bearbeitungsfläche des Linsenbearbeitungswerkzeugs in allen Bereiche der Oberfläche der Linse gleichförmig. Wenn die Druckkraft auf die Linsenhalterwelle entfernt wird und die Linse, die durch Saugen auf den Linsenhalter, der an einem Ende davon abgestützt wird, gehalten wird, fällt die Linse nicht von der kreisbogenförmig ausgebildeten Bearbeitungsfläche des Linsenbearbeitungswerkzeugs und zerbricht nicht. Die Position der Linse ist bei der Beendigung der Bearbeitung immer horizontal und daher kann die Tätigkeit des Ersetzens der Linse auf dem Linsenhalter effektiv unter Verwendung einer automatisierten Fördervorrichtung durchgeführt werden.
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Die Linsenbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung erlaubt die Bearbeitung unter Verwendung des Oscar-Typs, des Geneigte-Achsen-Typs, des Planeten-Oszillationstyps und verschiedener anderer Typen von Linsenbearbeitungsmodi mit einer einzigen Maschine. Die Linsenbearbeitungsvorrichtung ist daher sehr vielseitig einsetzbar. Linsenbearbeitungsvorrichtungen verschiedener Formate müssen daher nicht separat vorgehalten werden. Daher können die Ausstattungskosten und der Installationsraum äußerst ökonomisch geplant werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine mechanistische Darstellung einer Linsenbearbeitungsvorrichtung, in der die vorliegende Erfindung benutzt wird;
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2 ist eine beschreibende Darstellung, die einen Linsenbearbeitungsmodus zeigt, in dem die Linse wie in der Linsenbearbeitungsvorrichtung aus 1 in einem horizontalen Zustand gehalten wird; und
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3 ist eine beschreibende Darstellung, das einen anderen Linsenbearbeitungsmodus der Linsenbearbeitungsvorrichtung aus 1 zeigt.
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ART, DIE ERFINDUNG AUSZUFÜHREN
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele einer Linsenbearbeitungsvorrichtung, in der die vorliegende Erfindung benutzt wird, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, hat eine Linsenbearbeitungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung eine obere Axialeinheit 10, eine untere Axialeinheit 30, die unmittelbar unterhalb der oberen Axialeinheit 10 angeordnet ist, eine Fördereinheit 50, die in einer Höhe zwischen der oberen Axialeinheit 10 und der unteren Axialeinheit 30 angeordnet ist, und eine Antriebssteuereinheit 70, welche die Antriebssteuerung der verschiedenen Teile ansteuert.
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Die obere Axialeinheit 10 hält einen Linsenhalter 12 in einem nach unten ausgerichteten Zustand, wobei es die Aufgabe des Linsenhalters ist, eine zu bearbeitende Linse 11 zu halten. Die untere Axialeinheit 30 hält ein Linsenbearbeitungswerkzeug 31 in einem nach oben ausgerichteten Zustand, wobei das Linsenbearbeitungswerkzeug benutzt wird, um die Oberfläche der Linse zu bearbeiten. Die Fördereinheit 50 liefert die zu bearbeitende Linse 11 an den Linsenhalter 12 und nimmt die Linse 11 nach Beendigung der Bearbeitung vom Linsenhalter 12 zurück.
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Die obere Axialeinheit 10 ist mit einer Linsenhalterwelle 13 versehen, die in einer vertikalen Richtung ausgerichtet ist. Der Linsenhalter 12 ist in einem nach unten ausgerichteten Zustand an einem unteren Ende der Linsenhalterwelle 13 angebracht, wobei dazwischen ein Schwenk-Wellenlagermechanismus 14 angeordnet ist. Die zu bearbeitende Linse 11 kann z. B. durch Saugen unter Nutzung eines Vakuums auf einer nach unten ausgerichteten Linsen-Haltefläche 12a des Linsenhalters 12 gehalten werden.
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Die obere Axialeinheit 10 ist mit einem X-Achsen-Bewegungsmechanismus 15, um die Linsenhalterwelle 13 entlang der Richtung einer X-Achse, die sich in einer horizontalen Richtung erstreckt, vorzuschieben, und einem Z-Achsen-Bewegungsmechanismus 19, um die Linsenhalterwelle 13 entlang der Richtung einer Z-Achse, die sich in einer vertikalen Richtung erstreckt, vorzuschieben, versehen. Im vorliegenden Beispiel ist der X-Achsen-Bewegungsmechanismus 15 mit einem X-Achsen-Vorschub 16, der sich in der horizontalen Richtung erstreckt; einer X-Achsen-Bühne 16a, die sich in Richtung der X-Achse entlang des X-Achsen-Vorschubs verschieben kann; einer X-Achsen-Vorschubschraube 17, zum Vorschieben der X-Achsen-Bühne 16a in Richtung der X-Achse; und einem X-Achsen-Servomotor 18 versehen, der als Antriebsquelle dient. Der Z-Achsen-Bewegungsmechanismus hat einen Z-Achsen-Vorschub 20, der sich in der vertikalen Richtung in einem rechten Winkel zur X-Achse erstreckt und der an der vorderen Fläche der X-Achsen-Bühne 16a befestigt ist; eine Z-Achsen-Bühne 20a, die sich frei in Richtung der Z-Achse entlang des Z-Achsen-Vorschubs 20 verschieben kann; eine Z-Achsen-Vorschubschraube 21, zum Vorschieben der Z-Achsen-Bühne 20a in Richtung der Z-Achse; und einen Z-Achsen-Servomotor 22, der als Antriebsquelle dient.
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Auf der Z-Achsen-Bühne 20a des Z-Achsen-Bewegungsmechanismus ist eine Halterwellenbasis 23 befestigt. Die Halterwellenbasis 23 stützt die Linsenhalterwelle 13 in einem vertikalen Zustand drehbar ab. Die Linsenhalterwelle 13 wird durch eine Halterdruckfeder 24 immer nach unten gedrückt. Die Anpresskraft der Halterdruckfeder 24 kann mit einem Druckeinstellbolzen 25 eingestellt werden. Anstelle einer Feder kann die Druckmethode auch ein Gewicht, einen pneumatischen Zylinder oder einen hydraulischen Zylinder verwenden. Die Linsenhalterwelle 13 kann auch unter Benutzung eines Halterwellenantriebsmotors 26, der an der Halterwellenbasis 23 befestigt ist, dazu gebracht werden, um ihre Zentralachse 13a zu rotieren.
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Verschiedene Arten von Konstruktionen können als Schwenk-Wellenlagermechanismus 14 zwischen der Linsenhalterwelle 13 und dem Linsenhalter 12 verwendet werden. Der Linsenhalter 12 sollte in einem Zustand angebracht werden, der Schwingung um eine Rückflächenposition 12b, die durch die Linsenhalterwelle 13 abgestützt wird, und eine Rotation um die Zentralachse 13a erlaubt. Wenn die Linse 11 unter Nutzung eines Vakuums durch Saugen auf der Linsen-Haltefläche 12a des Linsenhalters 12 gehalten wird, muss die Vakuumsaugleitung, die vorgesehen ist, um das Vakuumsaugen auf die Linse 11 auszuüben, so ausgebildet sein, dass sie durch die Linsenhalterwelle 13 und den Schwenkwellenlagermechanismus 14 verläuft und sich auf der Linsen-Haltefläche 12a des Linsenhalters 12 öffnet. Der verwendete Schwenk-Wellenlagermechanismus 14 sollte geeignet sein, eine solche Vakuumsaugleitung auszubilden.
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Die untere Axialeinheit 30 hat einen θ-Achsen-Schwenkmechanismus 33, um zu bewirken, dass das Linsenbearbeitungswerkzeug 31 um eine θ-Achse 32 schwenkt, die sich horizontal in einer Vorwärts- und Rückwärts-Richtung erstreckt, die sowohl zur X-Achse als auch zur Z-Achse rechtwinklig ist; und einen Y-Achsen-Bewegungsmechanismus 36, um zu bewirken, dass sich das Linsenbearbeitungswerkzeug 31 in einer horizontalen Richtung bewegt, die parallel zur θ-Achse 32 ist. Der θ-Achsen-Schwenkmechanismus 33 hat einen θ-Achsen-Servomotor 34 mit einer Rotationswelle 34a, die um eine Zentralachse der θ-Achse 32 rotiert; und einen L-förmigen θ-Ausleger 35, der an einem distalen Ende der Rotationswelle 34a angebracht ist. Der Y-Achsen-Bewegungsmechanismus 36 hat ein Spindelgehäuse 37 und einen Y-Achsen-Mikrokopf 38, der die Position des Spindelgehäuses 37 in Richtung der Y-Achse festlegt. Das Spindelgehäuse 37 ist in einem Zustand an dem θ-Ausleger 35 befestigt, der eine Bewegung in Richtung der Y-Achse ermöglicht.
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Eine Spindel 39 ist rotierbar im Spindelgehäuse 37 abgestützt. Die Spindel 39 wird unter Benutzung eines Spindelantriebsmotors 40 rotierend angetrieben. Das Linsenbearbeitungswerkzeug 31 ist in einer nach oben ausgerichteten Orientierung koaxial am oberen Ende der Spindel 39 befestigt. Durch das Spindelgehäuse 37, die Spindel 39 und den Spindelantriebsmotor 40 wird ein Rotationsmechanismus 41 des Linsenbearbeitungswerkzeugs 31 gebildet.
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Die Fördereinheit 50 hat ein Förderband 52, um Linsenbehälter 51 zu fördern, und einen Förderbandantriebsmotor 53, um das Förderband 52 rotierend anzutreiben. Ein Förderband-Vorschub-und-Rückzug-Zylinder 54 erlaubt es, das Förderband 52 und den Förderbandantriebsmotor 53 zwischen einer Position zwischen der oberen Axialeinheit 10 und der unteren Axialeinheit 30 und einer in Richtung der Y-Achse davon zurückgezogenen Position zu bewegen.
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Es wird ein Beispiel eines Vorgangs zum Fördern von Linsen unter Benutzung des Förderbandes 52 beschrieben. In der zurückgezogenen Position fördert das Förderband 52 die Linsenbehälter 51, ersetzt den Linsenbehälter 51, der eine bearbeitete Linse enthält, durch den Linsenbehälter 51, der eine nicht bearbeitete Linse enthält, übergibt den Linsenbehälter 51, der das Ende des Förderbandes 52 erreicht hat, an ein Förderband der nächsten Stufe und erhält den Linsenbehälter 51, der von einem Förderband der vorherigen Stufe ausgegeben worden ist.
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Das Förderband 52 bewegt sich dann nach vorne, bewirkt, dass das Linsengehäuse 51 unter der oberen Axialeinheit 10 positioniert ist, gibt die Linse 11 an den Linsenhalter 12 ab oder erhält die bearbeitete Linse 11 von dem Linsenhalter 12 und bewegt sich in eine rückwärtige Position.
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Die obere Axialeinheit 10 positioniert den Linsenhalter 12 direkt oberhalb des Linsenbehälters 51, der sich auf dem Förderband 52, das sich nach vorne bewegt hat, befindet, benutzt z. B. ein Vakuum, um die Linse aus dem Linsenbehälter 51 auf den Linsenhalter 12 zu saugen und zieht sich vorübergehend zurück. Nachdem sich der Linsenbehälter 51 zusammen mit dem Förderband 52 nach hinten bewegt hat, wird die Linse 11, die auf dem Linsenhalter 12 gehalten wird, in eine Position zur Bearbeitung durch das plattenförmige oder tassenförmige Linsenbearbeitungswerkzeug 31 bewegt.
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Nachdem die Bearbeitung durch das plattenförmige oder tassenförmige Linsenbearbeitungswerkzeug 31 abgeschlossen ist, bewirkt der Linsenhalter 12, dass die Linse 11 von dem Linsenbearbeitungswerkzeug 31 zurückbewegt wird. Der Linsenhalter 12 wartet, bis sich das Förderband 52 nach vorne bewegt hat und der Linsenbehälter 51 darunter positioniert ist, beendet dann, wenn er direkt über dem Linsenbehälter 51 ist, z. B. das Saugen und lässt die Linse 11 in den Linsenbehälter 51 fallen, in dem die Linse aufbewahrt wird. Der Linsenhalter 12 wird dann zurückgezogen.
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Betriebsbeispiel
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Es wird ein Beispiel des Betriebs der derart aufgebauten Linsenbearbeitungsvorrichtung 1 beschrieben. 2 ist ein beschreibendes Diagramm, das einen Linsenbearbeitungsmodus zeigt, in dem die Linse 11 bearbeitet wird, während sie in einem horizontalen Zustand gehalten wird. Ein Bearbeitungsradius r(m), eine Links-Bewegungsgröße L(m) und eine Rechts-Bewegungsgröße R(m) werden als Bewegungskoordinaten festgelegt. Eine Bearbeitungsfläche 31a des Linsenbearbeitungswerkzeugs 31 hat eine konvexe kreisbogenförmige Form. Das Linsenbearbeitungswerkzeug 31 ist an einem oberen Ende der Spindel 39 angebracht, so dass ein Scheitelpunkt 31b der Bearbeitungsfläche 31a auf der θ-Achse 32 positioniert ist. In der Ausgangsposition sind die Zentralachse 13a der Linsenhalterwelle 13 und eine Rotationszentralachse 31c des Linsenbearbeitungswerkzeugs 31 aufeinander ausgerichtet.
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In der durch die unterbrochene Linie in 1 gezeigte Ausgangsposition sind die Koordinatenpositionen der oberen Axialeinheit 10 Xo(m) in Richtung der X-Achse und Zo(m) in Richtung der Z-Achse, und der Schwenkwinkel der unteren Axialeinheit 30 ist θo (Grad). Eine Vorschubgröße Zd in Richtung der Z-Achse und eine Schwenkgröße θd um die θ-Achse werden in diesem Fall gemäß einer Vorschubgröße Xd in Richtung der X-Achse, wie im Folgenden gezeigt, so festgelegt, dass eine Linsenoberfläche 11a der Linse 11 und die kreisbogenförmige Bearbeitungsfläche 31a des Linsenbearbeitungswerkzeuges 31 in einem Zustand aneinander vorbei gleiten, in dem die Linse 11, während sie in einem horizontalen Zustand gehalten wird, gegen die kreisbogenförmige Arbeitsfläche 31a gedrückt wird. X = Xd(m) θd = sin–1(Xd/r)(Grad) Zd = r(1 – cos θd)(m)
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Die Vorschubgröße Xd in Richtung der X-Achse wird allmählich vergrößert und eine Bewegung von der Ausgangsposition Xo nach L(m) wird ausgeführt. Die Vorschubgröße Zd (m) und die Schwenkgröße θd(Grad) werden in Abhängigkeit von der Vorschubgröße Xd berechnet und die Vorgänge für den Vorschub in Richtung der Z-Achse und das Schwenken um die θ-Achse werden synchron mit dem Vorschub in Richtung der X-Achse durchgeführt. Nachdem die Vorschubgröße Xd L(m) erreicht hat, wird die Vorschubgröße Xd umgekehrt und allmählich verringert, und von der Ausgangsposition Xo nach R(m) wird eine Rückwärtsbewegung durchgeführt. Die Vorgänge des Vorschiebens in Richtung der Z-Achse und des Schwenkens um die θ-Achse werden auch an diesem Punkt in Übereinstimmung mit dem Vorschub in Richtung der X-Achse durchgeführt. Die Linsenoberfläche 11a kann dabei bearbeitet werden, während die Linse 11 in einem horizontalen Zustand gehalten wird.
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Während des Vorgangs zum Bearbeiten der Linsenoberfläche bewirkt der Rotationsmechanismus 41 des Linsenbearbeitungswerkzeugs 31, dass das Linsenbearbeitungswerkzeug 31 um die Rotationszentralachse 31c rotiert. Die Linsenoberfläche 11a der Linse 11 wird von oben auf die Bearbeitungsfläche 31a des Linsenbearbeitungswerkzeugs 31 gedrückt und daher rotiert die Linse 11, indem sie der Rotation des Linsenbearbeitungswerkzeugs 31 folgt. Der Vorgang des Bearbeitens wird in einem Zustand durchgeführt, in dem die Linse 11 mit Vakuum auf die Linsen-Haltefläche 12a des Linsenhalters 12 gesaugt wird, oder in einem Zustand, in dem das Vakuumsaugen abgeschaltet worden ist.
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Wenn der Bewegungshub der Linsenhalterwelle 13 in Richtung der Z-Achse größer als der Maximalwert der Vorschubgröße in Richtung der Z-Achse ist, können die Berechnung von Zd und die Antriebssteuerung für den Z-Achsen-Bewegungsmechanismus weggelassen werden.
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Ein positiver Wert des Bearbeitungsradius r erlaubt es, eine Linsenoberfläche 11a mit einer konvexen Oberfläche zu bearbeiten, wie in 2 gezeigt. Bei einem negativen Wert können konkave Linsen bearbeitet werden.
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Wenn der Bearbeitungsradius r unendlich ist, wird nur eine laterale Bewegung (Vorschub in Richtung der X-Achse) erzeugt, und daher kann ein Linsenbearbeitungsmodus vom Oscar-Typ implementiert werden, wenn die Bewegung in Übereinstimmung mit der Bewegung in Richtung der Y-Achse gebracht wird. Eine Linsenbearbeitung vorn Geneigte-Achsen-Typ kann implementiert werden, wenn eine Bewegung in Richtung der X-Achse, der Z-Achse und der Y-Achse verhindert wird, Schwenken um die θ-Achse verhindert wird, die Linse 11 und das Linsenbearbeitungswerkzeug 31 an gewünschten Positionen und Winkeln festgehalten werden und die Bearbeitung durchgeführt wird.
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Die Linsenoberfläche 11a kann auch wie in 3 gezeigt bearbeitet werden, wobei das Linsenbearbeitungswerkzeug 31 in einem vertikalen Zustand festgehalten wird und in diesem Zustand durch den Rotationsmechanismus 41 des Linsenbearbeitungswerkzeugs zur Rotation gebracht wird, der Z-Achsen-Bewegungsmechanismus 19 und der X-Achsen-Bewegungsmechanismus 15 angetrieben werden und die Linse 11 dazu gebracht wird, über die Bearbeitungsfläche 31a des Linsenbearbeitungswerkzeugs 31 zu gleiten.
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Andere Ausführungsbeispiele
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Wenn eine geringe Anzahl an Werkstücken (Linsen) vorhanden ist, der äußere Durchmesser groß ist, oder um ein einfaches und kostengünstiges Herstellungsmittel bereitzustellen, kann ein Drehtisch, der durch elektrische Kraft, Luftindizierung oder andere Mittel rotiert wird, die Fördereinheit 50 ersetzen und die Werkstücke werden dadurch bereitgestellt und entnommen. Es ist auch offensichtlich, dass die Werkstücke durch manuelle Arbeit angebracht und entfernt werden können, ohne eine Vorrichtung zum Ersetzen der Werkstücke zu verwenden.
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Der Y-Achsen-Mikrokopf 38 der unteren Axialeinheit 30 kann auch durch einen Y-Achsen-Bewegungsmechanismus ersetzt werden, der eine Vorschubschraube und einem Servomotor aufweist. Gleichzeitiges Antreiben des Y-Achsen-Bewegungsmechanismus und des X-Achsen-Bewegungsmechanismus erlaubt es in diesen Fällen, eine Linsenbearbeitung gemäß der Planetenmethode zu implementieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Linsenbearbeitungsvorrichtung
- 10
- obere Axialeinheit
- 11
- Linse
- 11a
- Linsenoberfläche
- 12
- Linsenhalter
- 13
- Linsenhalterwelle
- 13a
- Zentralachse
- 14
- Schwenk-Wellenlagermechanismus
- 15
- X-Achsen-Bewegungsmechanismus
- 16
- X-Achsenführung
- 16a
- X-Achsen-Bühne
- 17
- X-Achsen-Vorschubschraube
- 18
- X-Achsen-Servomotor
- 19
- Z-Achsen-Bewegungsmechanismus
- 20
- Z-Achsenführung
- 20a
- Z-Achsen-Bühne
- 21
- Z-Achse-Vorschubschraube
- 22
- Z-Achsen-Servomotor
- 23
- Halterwellenbasis
- 24
- Halter-Druckfeder
- 25
- Druckeinstellbolzen
- 30
- untere Axialeinheit
- 31
- Linsenbearbeitungswerkzeug
- 31a
- Bearbeitungsfläche
- 31b
- Scheitelpunkt
- 31c
- Rotationzentralsachse
- 32
- θ-Achse
- 33
- θ-Achsen-Schwenkmechanismus
- 34
- θ-Achsen-Servomotor
- 34a
- Rotationsachse
- 35
- θ-Ausleger
- 37
- Spindelgehäuse
- 38
- Y-Achsen-Mikrokopf
- 39
- Spindel
- 40
- Spindel-Antriebsmotor
- 41
- Rotationsmechanismus des Linsenbearbeitungswerkzeugs
- 50
- Fördereinheit
- 51
- Linsenbehälter
- 52
- Förderband
- 53
- Förderbandantriebsmotor
- 70
- Antriebssteuereinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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