ES2225595T3

ES2225595T3 - Dispositivo para cargar y descargar piezas de trabajo opticas.

Info

Publication number: ES2225595T3
Application number: ES01965038T
Authority: ES
Inventors: Joachim Diehl; Herbert Groh; Bernd Becker
Original assignee: Loh Optikmaschinen AG
Current assignee: Satisloh GmbH
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2021-06-26
Also published as: US6808445B2; AU2001285781A1; EP1294533A1; DE10029966A1; DE10029966B4; WO2002000392A1; DE50103411D1; US20040033768A1; EP1294533B1

Abstract

Dispositivo para cargar y descargar piezas de trabajo ópticas, en especial lentes ópticas, para una máquina óptica (10), con un brazo de carga (24) accionado de forma pivotante alrededor de un eje (A), que puede pivotar en desarrollos de movimiento controlados entre un depósito (26, 28) para piezas de trabajo y la posición de mecanización en la máquina óptica (10) y está provisto, en su extremo exterior, de un mecanismo (30) para tomar y depositar piezas de trabajo, en el que el eje pivotante (A) del brazo de carga (24) es el eje central de un husillo (40) que se puede accionar mediante elementos de accionamiento (32, 34) de forma giratoria en ambas direcciones de giro (D+, D-) y con movimiento elevador lineal en ambas direcciones del eje (X+, X-) y está guiado en elementos de guía (36, 38) de forma giratoria y desplazable y en el que está sujeto el brazo de carga (24), para lo cual el husillo (40) está configurado tanto en forma de árbol estriado (chaveteros 80) como en forma de husillo roscado (rosca 82) y atraviesa dos elementos hembra (88, 90) que forman los elementos de guía (36, 38), dispuestos de forma estacionaria y apoyados de forma giratoria, de los cuales un elemento hembra engrana con el árbol estriado (chaveteros 80) y el otro elemento hembra con el husillo roscado (rosca 82), pudiéndose accionar los elementos hembra (88, 90) a través de los elementos de accionamiento (32, 34) por separado o simultáneamente, girando en el mismo sentido o en sentido contrario, y estando montado el husillo (40), con el brazo de carga (24), sus elementos de accionamiento (32, 34) y sus elementos de guía (36, 38), en un soporte de sistema autárquico (marco 42) que se puede acoplar a la máquina óptica (10) en posición definida y ajustable respecto al husillo portapieza (16) de la máquina óptica (10).

Description

Dispositivo para cargar y descargar piezas de trabajo ópticas.

Campo técnico

La presente invención se refiere, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, a un dispositivo para cargar y descargar piezas de trabajo ópticas, en especial lentes ópticas, para una máquina óptica, con un brazo de carga accionado de forma pivotante alrededor de un eje, que puede pivotar en desarrollos de movimiento controlados entre un depósito de piezas de trabajo y la posición de mecanización en la máquina óptica y está provisto, en su extremo exterior, de un mecanismo para tomar y depositar piezas de trabajo. Si bien en lo sucesivo se habla siempre de la carga o descarga de piezas de trabajo, el dispositivo también es adecuado igualmente para el cambio de herramienta.

Estado de la técnica

En vista de los crecientes costes de personal, los sistemas de carga automáticos para máquinas ópticas adquieren cada vez más importancia. Este tipo de sistemas de carga deben tener en cuenta una gran variedad de piezas de trabajo, elevadas exigencias de precisión y también pequeños tamaños de lote. Según el estado de la técnica se pueden distinguir tres conceptos de construcción diferentes, a saber, (1) dispositivos con brazos de carga controlados por levas, (2) dispositivos con brazos de carga accionados neumáticamente a través de cilindros y rotores pivotantes y (3) dispositivos que para cargar o descargar, aprovechan los ejes CNC presentes en las máquinas ópticas.

(1) Los brazos de carga controlados por levas se usan desde hace décadas (por ejemplo, documento DE-PS 1238802). Este tipo de sistemas de carga controlados por levas requieren un elevado coste de preparación y de ajuste, no ofrecen ninguna posibilidad para influir en la velocidad del movimiento, lo que es muy importante en el caso de piezas de trabajo de diferentes pesos, y sólo pueden adoptar posiciones de carga y descarga predeterminadas inalterables.

(2) Los brazos de carga accionados neumáticamente a través de cilindros y rotores pivotantes, con topes y amortiguadores mecánicos, se usan hasta la fecha en diversas máquinas ópticas. Los sistemas automatizados para máquinas ópticas (por ejemplo, documentos EP 0090752 A1, EP 0175431 B1, US 2.933.863) trabajan con elementos de accionamiento neumáticos de manera técnicamente costosa respecto al dispositivo y el mantenimiento. Estos sistemas presentan inconvenientes debido a la compresibilidad del aire comprimido y a los efectos de trabazones que aparecen en los cilindros neumáticos. Si bien en estos sistemas se puede limitar con relativa facilidad la fuerza con la que se pone en movimiento el sistema de carga limitando la presión del aire comprimido, aparecen problemas en el caso de un impedimento externo del movimiento del brazo de carga. Si se suprime este impedimento, resultan movimientos pivotantes o lineales muy rápidos que provocan la proyección de las piezas de trabajo, o al menos un desplazamiento de las piezas de trabajo, y, con ello, una alteración en la posición de las piezas de trabajo. Además, en los sistemas de carga accionados neumáticamente se desajustan los topes por desgaste y/o vibraciones. La velocidad del movimiento se ve afectada por influencias externas como, por ejemplo, el estado de lubricación de la mecánica y el aire comprimido, el ensuciamiento de los elementos mecánicos implicados o también por la altura de la presión del aire comprimido. Esto resulta especialmente crítico al cargar piezas de trabajo grandes y sensibles. En resumen se puede decir que la precisión y fiabilidad de la inserción de piezas de trabajo mediante este tipo de sistemas de carga son relativamente bajas. A ello se añade que también en estos sistemas el brazo de carga sólo puede adoptar unas pocas posiciones predeterminadas.

(3) En la actualidad se intenta cada vez con más frecuencia efectuar la carga de las máquinas ópticas usando los ejes CNC de la máquina óptica presentes de por sí (por ejemplo, documento DE 19825922 A1). Los carros de los ejes de movimiento horizontales recorren trayectos más largos, extrayendo una disposición de émbolo / cilindro con aspirador montada en uno de los carros las piezas de trabajo de un depósito dispuesto fuera del espacio de mecanización de la máquina óptica. Esta concepción es flexible y trabaja con una relativa precisión de posición, pero se han de desplazar grandes masas por trayectos largos, lo que tiene como consecuencia unos tiempos de cambio relativamente largos. Además, los ejes CNC sólo se pueden usar para los procesos de carga una vez concluidos previamente los procesos reales de mecanización en la máquina óptica. No es posible posicionar previamente una de las lentes ópticas que se ha de mecanizar próxima al mandril del husillo portapieza durante la mecanización de otra lente. A ello se añade que los ejes lineales más largos necesarios aumentan considerablemente los costes de fabricación de este tipo de máquinas ópticas y conducen, además, a máquinas más grandes y, por lo tanto, más pesadas.

En relación con el estado de la técnica que no trata específicamente de máquinas ópticas son de mencionar finalmente también los documentos DE 4037773 A1, DE 19830365 C1 y US 5.901.624.

El documento DE 19830365 C1 da a conocer un accionamiento de doble movimiento con una unidad de accionamiento elevador que está acoplada a una unidad de accionamiento giratorio. La unidad de accionamiento elevador comprende en este caso un motor reductor dispuesto en una caja de accionamiento elevador para el accionamiento elevador de un husillo roscado y la unidad de accionamiento giratorio, un motor reductor dispuesto en una caja de accionamiento giratorio para el accionamiento giratorio de un árbol receptor, que están dispuestas coaxialmente entre sí y están unidas entre sí mediante una unidad de acoplamiento para la transmisión de la elevación al eje receptor. El eje receptor mismo puede estar unido a un brazo robot que porta un aspirador para tomar y depositar, por ejemplo, piezas de trabajo.

Por el documento DE 4037773 A1 se conoce un brazo giratorio robot con una unidad de doble movimiento que presenta una pinola y un alojamiento para un brazo pinza dispuesto en ella que puede girar alrededor de un eje de giro y se puede desplazar longitudinalmente en dirección vertical. En este estado de la técnica no se describen con más detalle los elementos de construcción que provocan los movimientos traslacional y rotatorio de la pinola.

Finalmente, el documento US 5.901.624 da a conocer un dispositivo para cargar y descargar piezas de trabajo, con un brazo de carga accionado de forma pivotante alrededor de un eje, que puede pivotar en desarrollos de movimiento controlados entre un depósito de piezas de trabajo y una posición de mecanización de piezas de trabajo y está provisto, en su extremo exterior, de un mecanismo para tomar y depositar piezas de trabajo. El eje pivotante del brazo de carga es, en este caso, el eje central de un husillo que se puede accionar mediante elementos de accionamiento de forma giratoria en ambas direcciones de giro y con movimiento elevador lineal en ambas direcciones del eje y está guiado en elementos de guía de forma giratoria y desplazable y en el que está sujeto el brazo de carga. Para ello, el husillo está configurado tanto en forma de árbol estriado (chaveteros) como en forma de husillo roscado (rosca) y atraviesa dos elementos hembra dispuestos de forma estacionaria, asignados a los elementos de guía y apoyados de forma giratoria, de los cuales un elemento hembra engrana con el árbol estriado (chaveteros) y el otro elemento hembra con el husillo roscado (rosca), pudiéndose accionar los elementos hembra a través de los elementos de accionamiento por separado o simultáneamente, girando en el mismo sentido o en sentido contrario.

La presente invención se basa en el objetivo de proporcionar un dispositivo para cargar y descargar piezas de trabajo ópticas, en especial lentes ópticas, que, evitando los inconvenientes expuestos de los sistemas actuales, posea una construcción compacta y sencilla, trabaje de forma fiable con una elevada precisión de carga y descarga y se pueda usar de forma flexible.

Este objetivo se alcanza mediante las características indicadas en la reivindicación 1. Variantes ventajosas o convenientes de la invención son objeto de las reivindicaciones 2 a 10.

Descripción de la invención

De acuerdo con la invención, un dispositivo para cargar y descargar piezas de trabajo ópticas, en especial lentes ópticas, para una máquina óptica presenta un brazo de carga accionado de forma pivotante alrededor de un eje, que puede pivotar en desarrollos de movimiento controlados entre un depósito de piezas de trabajo y la posición de mecanización en la máquina óptica y está provisto, en su extremo exterior, de un mecanismo para tomar y depositar piezas de trabajo, en el que el eje pivotante del brazo de carga es el eje central de un husillo que se puede accionar mediante elementos de accionamiento de forma giratoria en ambas direcciones de giro y con movimiento elevador lineal en ambas direcciones del eje y está guiado en elementos de guía de forma giratoria y desplazable y en el que está sujeto el brazo de carga, para lo cual el husillo está configurado tanto en forma de árbol estriado (chaveteros) como en forma de husillo roscado (rosca) y atraviesa dos elementos hembra que forman los elementos de guía, dispuestos de forma estacionaria y apoyados de forma giratoria, de los cuales un elemento hembra engrana con el árbol estriado (chaveteros) y el otro elemento hembra con el husillo roscado (rosca), pudiéndose accionar los elementos hembra a través de los elementos de accionamiento por separado o simultáneamente, girando en el mismo sentido o en sentido contrario, y estando montado el husillo, con el brazo de carga, sus elementos de accionamiento y sus elementos de guía, en un soporte de sistema autárquico que se puede acoplar a la máquina óptica en posición definida y ajustable respecto al husillo portapieza de la máquina óptica.

Por lo tanto, es esencial para la invención el uso de un husillo especial dotado de varios grados de libertad de movimiento solapantes, cuyos desarrollos de movimiento se pueden programar libremente, preferentemente de forma independiente del control de los procesos de mecanización que transcurren en la máquina óptica. Este husillo guía y controla de forma compacta, sencilla y estable todos los movimientos del brazo de carga, es decir, tanto sus movimientos de elevación como los de rotación, sin usar topes que limiten el recorrido. De esta manera, el brazo de carga puede adoptar también todo tipo de posiciones intermedias en las que el dispositivo se puede dotar de mecanismos para procesos de trabajo adicionales, tales como centrado previo, inversión o giro, medición o lavado de la lente. Puesto que el brazo de carga se puede guiar en cualquier dirección a lo largo de trayectos pivotantes o elevadores largos o cortos, todos los desarrollos de movimiento se pueden llevar a cabo, por lo tanto, optimizados en cuanto al tiempo y al trayecto. Un husillo que se puede usar para los propósitos de la invención se puede adquirir en el mercado bajo la denominación de "Ball-Screw-Spline" del tipo BNS de la empresa THK Co., Ltd., Tokio, Japón. En este contexto cabe mencionar finalmente que en el caso del mecanismo que está previsto en el brazo de carga para tomar y depositar piezas de trabajo se puede tratar, por ejemplo, de un elemento aspirador accionado por vacío, que dado el caso se puede ajustar en altura por efecto de resorte para tomar lentes de diferente grosor, o de un elemento de pinzas o tensor accionado por aire comprimido.

El husillo, con el brazo de carga, sus elementos de accionamiento y sus elementos de guía, está montado asimismo en un soporte de sistema autárquico o marco que se puede acoplar a la máquina óptica en posición definida y ajustable respecto al husillo portapieza de la máquina óptica. El husillo portapieza de la máquina óptica se encuentra preferentemente en el círculo de giro del mecanismo del brazo de carga. De este modo, el dispositivo se puede usar como sistema de carga, también montado posteriormente, en cualquier máquina óptica como, por ejemplo, máquinas de esmerilado, pulidoras, máquinas de centrar o de mecanización del borde de las lentes. El marco del dispositivo se acopla preferentemente en la cara frontal de la máquina óptica correspondiente y puede llevar o contener como soporte de sistema autárquico todos los elementos mecánicos, así como el control electrónico, los elementos de control e indicadores (teclado/pantalla) y el sistema neumático para el mecanismo previsto en el brazo de carga para tomar y depositar piezas de trabajo. El marco del dispositivo también puede presentar, en construcción compacta, un manguito metálico cilíndrico que aloja los elementos hembra de acuerdo con la invención y, por lo tanto, los protege de la suciedad.

En el curso posterior del concepto de la invención, el marco se puede acoplar a la máquina óptica por su extremo inferior a través de un pivote y por su extremo superior a través de topes y tornillos ajustables para proporcionar de forma sencilla el paralelismo de ejes entre el husillo y el husillo portapieza de la máquina óptica. De este modo, tras soltar los tornillos, el dispositivo puede pivotar hacia delante de manera que, por ejemplo, el husillo portapieza de la máquina óptica es fácilmente accesible para fines de mantenimiento y reparación sin que el dispositivo lo impida. Como alternativa o adicionalmente, el marco también puede estar articulado con la máquina óptica de forma lateralmente pivotante. En este caso pueden estar previstos igualmente topes y tornillos ajustables que sirven para ajustar la distancia entre los ejes de giro del husillo y del husillo portapieza.

En una configuración conveniente del dispositivo, el primero de los dos elementos hembra está sujeto a la parte superior del marco mediante el soporte de apoyo correspondiente, mientras que el segundo elemento hembra está sujeto en alineación axial con el primer elemento hembra a la parte inferior del marco mediante el soporte de apoyo correspondiente, estando asignado a cada uno de los dos elementos hembra un motor de accionamiento, preferentemente un motor de paso a paso, sujeto al marco, que a través de una correa dentada se encuentra en unión de accionamiento con una polea de transmisión sujeta coaxialmente al elemento hembra correspondiente.

En el curso posterior de la invención, en el extremo inferior del husillo configurado de forma enteramente hueca puede estar colocado un distribuidor giratorio a través del cual se puede aplicar vacío al mecanismo del brazo de carga y/o se puede llevar aire comprimido a este mecanismo. Aprovechando el husillo mismo como órgano alimentador o conductor se lleva a cabo de manera sencilla la solicitación neumática del mecanismo del brazo de carga.

En una configuración ventajosa del dispositivo, en el marco del dispositivo están montados preferentemente dos depósitos para piezas de trabajo brutas y acabadas, cuyas posiciones de extracción y deposición se encuentran en el círculo de giro del mecanismo del brazo de carga. En estos depósitos, las piezas de trabajo que se han de mecanizar o que ya están mecanizadas están colocadas de tal manera que se puedan conducir a la posición de extracción correspondiente o retirar de la posición de deposición. En el caso de ambos depósitos se trata preferentemente de depósitos de platos giratorios, dado el caso cambiables, que se encuentran en disposición simétrica lateralmente y, visto desde la cara frontal, delante del husillo, cuyos ejes de giro están orientados en paralelo al husillo y a los que está asignado respectivamente un accionamiento libremente programable e indizable sujeto al marco. De este modo se da ventajosamente una buena adaptabilidad a los más diversos tamaños y geometrías de las piezas de trabajo. Como alternativa a los depósitos puede estar dispuesta, según los requerimientos correspondientes, una cinta transportadora para bandejas de transporte de recetas o lentes de tal manera respecto al círculo de giro del mecanismo del brazo de carga que mediante el mecanismo del brazo de carga se puedan extraer o insertar las piezas de trabajo brutas o acabadas de o en una bandeja posicionada de forma correspondiente mediante la cinta transportadora.

Según los requerimientos correspondientes también puede estar montado en el marco, entre los dos depósitos antes mencionados, una estación de centrado para las piezas de trabajo, que se encuentra con su centro sobre el círculo de giro del mecanismo del brazo de carga. Con la ayuda de una estación de centrado de este tipo conocida en sí se pueden centrar previamente, tras la extracción del depósito de piezas brutas, piezas de trabajo que presentan tolerancia para permitir una inserción exacta de la pieza de trabajo en el mandril del husillo portapieza.

El dispositivo también puede presentar montado en el marco un mecanismo inversor de piezas de trabajo que se encuentra en el círculo de giro del mecanismo del brazo de carga. De este modo es posible usar el dispositivo también para cargar una máquina óptica para la mecanización de ambas superficies de la pieza de trabajo.

Finalmente, continuando con la idea de la invención, el brazo de carga puede estar configurado como brazo doble en forma de V, con mecanismos para tomar y depositar piezas de trabajo montados en los extremos de los brazos, que se encuentran sobre el mismo círculo de giro y se pueden unir independientemente con una fuente de vacío y/o de aire comprimido. Con esta medida se puede realizar un cambio especialmente rápido de las piezas de trabajo, por ejemplo de forma que el mecanismo que se encuentra en un extremo del brazo transporta una pieza de trabajo bruta y el mecanismo que se encuentra en el otro extremo del brazo, una pieza de trabajo acabada. En este caso se han de pasar a través del husillo, configurado preferentemente de forma hueca, dos conductos neumáticos separados para poder solicitar los dos mecanismos en los extremos de los brazos en momentos diferentes. Para este fin se puede introducir en el husillo un tubo, dado el caso en disposición concéntrica respecto al husillo, pudiéndose solicitar el espacio interior del tubo y el espacio anular entre la superficie circunferencial del tubo y la pared interior del husillo por separado con vacío y/o aire comprimido a través del distribuidor giratorio.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se explica con más detalle la invención mediante un ejemplo de realización preferido y haciendo referencia al dibujo esquemático adjunto. En él muestran:

La Fig. 1 una vista en corte vertical de un dispositivo de acuerdo con la invención a lo largo de la línea de corte I-I de la Fig. 2, que está acoplado a una máquina óptica de la cual únicamente está representada una zona parcial cortada,

la Fig. 2 una vista frontal parcialmente cortada del dispositivo según la Fig. 1, en el que el brazo de carga del dispositivo lleva en su extremo un mecanismo para tomar y depositar piezas de trabajo configurado de forma diferente que en la Fig. 1, y

la Fig. 3 una vista en planta cortada del dispositivo según la Fig. 1, en el que por encima de los depósitos está previsto adicionalmente un travesaño que soporta brazos ajustables para la orientación de productos a granel que se encuentran en el depósito izquierdo.

Descripción detallada de un ejemplo de realización

Las figuras muestran el uso de un dispositivo para cargar y descargar piezas de trabajo ópticas en la cara frontal de una máquina óptica 10, en el ejemplo de realización representado de una pulidora para lentes ópticas individuales. La máquina óptica 10 presenta, según las Fig. 1 y 3, un husillo portapieza 16 vertical que penetra con un alojamiento para piezas de trabajo o pinza portapieza 12 en una zona de mecanización 14 de la máquina óptica 10. El husillo portapieza 16, al igual que un husillo portaherramientas 18 que se encuentra enfrente del husillo portapieza 16 en la zona de mecanización 14, que en el ejemplo de realización representado lleva una herramienta hueca 20, está alojado en un bastidor de máquina 22 de la máquina óptica 10 de una manera no representada en las figuras.

Al bastidor de máquina 22 está acoplado, de manera todavía no descrita, el dispositivo para cargar y descargar piezas de trabajo ópticas, que presenta un brazo de carga 24 accionado de forma pivotante alrededor de un eje A. El brazo de carga 24 puede pivotar en desarrollos de movimiento controlados entre al menos un, en el ejemplo de realización representado dos depósitos 26, 28 y la posición de mecanización en la máquina óptica 10, es decir, una posición que se encuentra en la zona de mecanización 14 entre el husillo portapieza 16 y el husillo portaherramientas 18. En el extremo exterior del brazo de carga 24 está previsto un mecanismo 30 para tomar y depositar piezas de trabajo, que puede presentar, como se representa en la Fig. 1, un elemento aspirador accionado por vacío o también, como se muestra en la Fig. 2, un elemento de pinzas o tensor accionado por aire comprimido. Estos elementos son conocidos en principio y por ello no se describen con más detalle. Es esencial que el eje pivotante A del brazo de carga 24 sea el eje central de un husillo 40 que se puede accionar mediante elementos de accionamiento 32, 34 de forma giratoria en ambas direcciones de giro D^{+} y D^{-} (véase la Fig. 3) y con movimiento elevador lineal en ambas direcciones del eje X^{+} y X^{-} (véanse las Fig. 1 y 2) y está guiado en elementos de guía 36, 38 de forma giratoria y desplazable y en cuyo extremo superior está sujeto el brazo de carga 24, como se explicará con más detalle.

Según se desprende claramente de las Fig. 1 y 2, el dispositivo, en este caso de construcción modular, presenta un marco 42 configurado como construcción soldada, en el que está montado el husillo 40 con el brazo de carga 24, sus elementos de accionamiento 32 ó 34 y sus elementos de guía 36 ó 38. El marco 42 se puede acoplar como soporte de sistema autárquico a cualquier máquina óptica 10 en posición definida respecto al husillo portapieza 16 de la máquina óptica 10 de tal manera que el eje central del husillo portapieza 16 de la máquina óptica 10 se encuentre sobre el círculo de giro K del mecanismo 30 del brazo de carga 24.

Según las Fig. 1 y 2, el marco 42 configurado de forma extremadamente estable presenta una pared 44 vertical que se extiende a lo largo de toda la anchura del marco 42, que en la Fig. 2 está soldada por ambos lados respectivamente con un costado 46. La pared 44 está soldada también, por su extremo superior en las Fig. 1 y 2, con un segmento de brida 48, entre otras cosas para el elemento de accionamiento 32 superior del husillo 40, que se extiende desde la pared 44 horizontalmente hacia delante, que discurre a lo largo de toda la anchura del marco 42, mientras que en el extremo inferior de la pared 44 está soldado un segmento de brida 50 estrecho para el elemento de accionamiento 34 inferior del husillo 40, que también se extiende horizontalmente hacia delante. En la cara posterior de la pared 44 está soldado también, cerca del extremo superior o inferior de la pared 44, un segmento de brida 52 ó 54 para el elemento de guía 36, 38 superior o inferior del husillo 40, que discurre también horizontalmente, que está representado en la Fig. 2 con una línea discontinua. La pared 44 está arriostrada finalmente con nervios de refuerzo 56.

Los extremos inferiores más estrechos de los costados 46, arriostrados en la pared 44 respecto a los nervios de refuerzo 56 inferiores mediante elementos de arriostramiento 58 que en la Fig. 2 discurren en diagonal, están provistos, para la formación de cojinetes giratorios en el extremo inferior del marco 42, de segmentos de manguito 60 que son atravesados por pivotes 62. Los pivotes 62 están apoyados de forma giratoria en caballetes 64 que están unidos fijamente mediante tornillos 66 con el bastidor de máquina 22 de la máquina óptica 10. En los segmentos de manguito 60 están sujetos finalmente unos topes 68 que cooperan con los listones 70 montados en los caballetes 64, para evitar que el marco 42 pivote adicionalmente alrededor del pivote 62 en sentido contrario a las agujas del reloj en la Fig. 1 cuando el marco 42 ya se pivotó a una posición esencialmente horizontal, por ejemplo para trabajos de mantenimiento en el husillo portapieza 16.

Como muestra la Fig. 2, en el extremo superior del marco 42 están previstos a ambos lados segmentos de oreja 72 que están sujetos al costado 46 correspondiente y están reforzados respecto a éste respectivamente con un elemento de arriostramiento 74. Para proporcionar el paralelismo de ejes, que se aprecia en la Fig. 1, entre el husillo 40 y el husillo portapieza 16 de la máquina óptica 10 están presentes unos topes ajustables en forma de tornillo de ajuste 76 que están atornillados en taladros roscados asignados en los segmentos de oreja 72. Para fijar la posición del marco 42 tras ajustar los tornillos de ajuste 76, los segmentos de oreja 72 están atornillados con el bastidor de máquina 22 de la máquina óptica 10 mediante tornillos 78. Se puede apreciar que, tras soltar los tornillos 78, el marco 42 puede pivotar, por ejemplo para fines de mantenimiento en la máquina óptica 10, hacia delante alrededor de los pivotes 62 o, en la Fig. 1, en sentido contrario a las agujas del reloj hacia fuera del bastidor de máquina 22, hasta que, como ya se mencionó anteriormente, los topes 68 del marco 42 toquen los listones 70 de los caballetes 64.

Como se puede apreciar bien en la Fig. 1, el husillo 40 está configurado a lo largo de su recorrido enteramente tanto en forma de árbol estriado (chaveteros 80) como en forma de husillo roscado (rosca 82) y atraviesa dos elementos hembra 88 y 90 diferentes, montados de forma estacionaria con distancia vertical mutua mediante soportes de apoyo 84, 86, que forman los elementos de guía 36 ó 38 y están apoyados de forma giratoria en sus soportes de apoyo 84 u 86. Aquí engrana uno de los elementos hembra 88, 90 en el árbol estriado (chaveteros 80), mientras que el otro elemento hembra 88, 90 engrana en el husillo roscado (rosca 82), pudiéndose accionar los elementos hembra 88, 90 individual o simultáneamente, girando en el mismo sentido o en sentido contrario, a través de elementos de accionamiento 32, 34 separados. Dependiendo de si los elementos hembra 88, 90 se accionan individual o simultáneamente en el mismo sentido o en sentido contrario, se produce un movimiento axial de elevación (X^{+}) o de descenso (X^{-}), un movimiento pivotante radial en el sentido de las agujas del reloj (D^{+}) o en sentido contrario a las agujas del reloj (D^{-}) o un movimiento solapado, es decir, un movimiento en espiral del brazo de carga 24 sujeto fijamente en el extremo superior del husillo 40. Este accionamiento ofrece así al mismo tiempo las funciones de un tornillo sin fin con bolas circulantes y de guía para el árbol estriado.

Según las Fig. 1 y 2, el primero 88 de los dos elementos hembra 88, 90 está sujeto mediante el soporte de apoyo 84 correspondiente a la parte superior del marco 42, esto es, al segmento de brida 52, mientras que el segundo elemento hembra 90 está sujeto en alineación axial con el primer elemento hembra 88 mediante el soporte de apoyo 86 correspondiente a la parte inferior del marco 42, esto es, al segmento de brida 54. A cada uno de los dos elementos hembra 88, 90 está asignado un motor de accionamiento 92, 94 sujeto en el marco 42, concretamente en el segmento de brida 48 ó 50 del marco 42, que forma el elemento de accionamiento 32, 34 correspondiente y en cuyo caso se trata preferentemente de un motor de paso a paso. A través de una correa dentada 96 el motor de accionamiento 92, 94 correspondiente se encuentra en unión de accionamiento con una polea de transmisión 98 sujeta coaxialmente al elemento hembra 88 ó 90 correspondiente. Cabe mencionar en este contexto que por debajo de la polea de transmisión 98 inferior en las Fig. 1 y 2 está sujeto un disco de levas 100 al que está asignado un palpador inductivo 104 montado en el segmento de brida 54 del marco 42 mediante una chapa de soporte 102, que, para el control del dispositivo, sirve para hallar un valor de referencia para la posición angular del husillo 40.

En el extremo inferior del husillo 40 configurado de forma enteramente hueca está montado un distribuidor giratorio 106 a través del cual, dependiendo de la conformación del mecanismo 30 previsto en el brazo de carga 24 para tomar y depositar piezas de trabajo, se puede aplicar vacío al mecanismo 30 y/o se puede llevar aire comprimido a este mecanismo 30. Enfrente del distribuidor giratorio 106 se encuentra otro palpador inductivo 108 sujeto a la chapa de soporte 102 que, para el control del dispositivo, sirve para hallar un valor de referencia para la posición de elevación del husillo 40.

Como muestra concretamente la Fig. 3, en el marco 42 están montados los dos depósitos 26, 28 para las piezas de trabajo brutas y acabadas, cuyas posiciones de extracción y deposición se encuentran sobre el círculo de giro K del mecanismo 30 del brazo de carga 24. Ambos depósitos 26, 28 para piezas de trabajo están configurados en forma de depósitos de platos giratorios, con platos de depósito 110 dado el caso cambiables, que en cada caso constan esencialmente de una hoja de chapa fina, cortada con láser, que se puede fabricar de forma económica adaptada al diámetro correspondiente de las piezas de trabajo. Cada plato de depósito 110 está sujeto a un árbol 112 que está alojado de forma giratoria en una caja del cojinete 114 asignada mediante cojinetes no representados, como muestra concretamente la Fig. 2. Las cajas del cojinete 114 mismas están sujetas por bridas en la parte superior del segmento de brida 48 del marco 42 de tal manera que los depósitos 26, 28 para las piezas de trabajo se encuentran en disposición simétrica lateralmente y, visto desde la cara frontal, delante del husillo 40, mientras que los ejes de giro B de los depósitos 26, 28 para las piezas de trabajo están orientados en paralelo al husillo 40. A cada depósito 26, 28 para piezas de trabajo está asignado un accionamiento 116, 118 libremente programable e indizable, sujeto en la cara inferior del segmento de brida 48 del marco 42, con el que el árbol 112 correspondiente está en unión activa a través de un acoplamiento no representado en detalle, que es accesible a través de una entalladura 120 en la caja del cojinete 114 correspondiente.

En la Fig. 3 están representadas dos realizaciones diferentes de los depósitos 26, 28 para piezas de trabajo. Mientras que en el depósito 28 para piezas de trabajo derecho previsto para tomar piezas de trabajo acabadas está asignada a las piezas de trabajo acabadas una posición de deposición 122 definida, el depósito 26 para piezas de trabajo izquierdo previsto para tomar piezas de trabajo brutas está configurado como depósito para productos a granel. En él se cargan lentes pequeñas no orientadas que son conducidas, por un giro del plato de depósito 110 mediante brazos de rechazo o de orientación 124 que están sujetos de forma ajustable a un travesaño 126 alojado en los árboles 112, a un círculo de extracción S en el plato de depósito 110 para el posicionamiento previo para la extracción por medio del mecanismo 30 del brazo de carga 24. El experto apreciará que como consecuencia de la flexibilidad del husillo 40, es decir, de su capacidad para adoptar con el brazo de carga 24 una posición cualquiera sobre el círculo de giro K, se pueden usar también otros depósitos para piezas de trabajo, por ejemplo depósitos más grandes.

Las Fig. 1 y 3 muestran finalmente también que, según los requerimientos correspondientes, puede estar montada en el marco 42 o en una cubierta de chapa 130 unida fijamente con el marco 42, entre los dos depósitos 26, 28 para piezas de trabajo, una estación de centrado 128 para las piezas de trabajo cuyo centro se encuentra sobre el círculo de giro K del mecanismo 30 del brazo de carga 24. En este caso puede tratarse de un brazo pinza con 3 dedos comercial, accionado neumáticamente, cuyo estado (abierto o cerrado) se puede controlar para el control del dispositivo mediante un palpador inductivo 132 mostrado en la Fig. 1. Según la Fig. 3 también puede estar montado en el marco 42 o en la cubierta de chapa 130 del marco 42 un mecanismo inversor 134 de las piezas de trabajo, que se encuentra sobre el círculo de giro K del mecanismo 30 del brazo de carga 24 y permite una inversión de la lente que se ha de mecanizar, es decir, un giro de 180º, para la mecanización de ambas superficies. Este tipo de mecanismos inversores son suficientemente conocidos en el estado de la técnica, de manera que no es necesario describir aquí con más detalle su construcción.

La programación del dispositivo anterior, controlado preferentemente por CNC en todos los movimientos, se lleva a cabo de manera sencilla mediante un control de programa almacenado con menú conversacional, teclado e indicador (no representado). De este modo se pueden almacenar y volver a llamar en cualquier momento diferentes procesos de carga o descarga programados una vez preferentemente en régimen "teach in". En principio es posible registrar también la altura de la lente en régimen "teach in" con un sensado correspondiente mediante el par que se produce en el accionamiento e introducir la altitud correspondiente para, por ejemplo, tomar la lente. En suma, el dispositivo configurado según se ha descrito permite optimizar, con un control correspondiente, todas las rampas de aceleración y deceleración de los movimientos de carga y descarga aplicados a lo largo del tiempo en función del peso correspondiente de las piezas de trabajo y de las fuerzas de sujeción correspondientes del mecanismo del brazo de carga, por medio de lo cual se puede garantizar tanto un proceso de carga muy rápido como una carga o descarga exacta, fiable y repetible. De la posibilidad, creada por el marco, de insertar el dispositivo descrito también posteriormente en diferentes máquina ópticas resulta asimismo una muy alta flexibilidad respecto al tamaño de las piezas de trabajo (así, por ejemplo, se pueden cargar y descargar sin problemas lentes de menos de 1 mm de diámetro a más de 100 mm de diámetro) y, con ello, un muy amplio campo de aplicación tanto en pequeños tamaños de lote como en la producción a gran escala.

Se da a conocer un dispositivo para cargar y descargar piezas de trabajo ópticas, en especial lentes ópticas, para una máquina óptica. El dispositivo presenta un brazo de carga accionado de forma pivotante alrededor de un eje, que puede pivotar en desarrollos de movimiento controlados entre un depósito de piezas de trabajo y la posición de mecanización en la máquina óptica y está provisto, en su extremo exterior, de un mecanismo para tomar y depositar piezas de trabajo. De acuerdo con la invención, el eje pivotante del brazo de carga es el eje central de un husillo que se puede accionar mediante elementos de accionamiento de forma giratoria en ambas direcciones de giro y con movimiento elevador lineal en ambas direcciones del eje y está guiado en elementos de guía de forma giratoria y desplazable y en el que está sujeto el brazo de carga. El husillo está configurado tanto en forma de árbol estriado como en forma de husillo roscado y atraviesa dos elementos hembra que forman los elementos de guía, dispuestos de forma estacionaria y apoyados de forma giratoria, de los cuales un elemento hembra engrana con el árbol estriado y el otro elemento hembra con el husillo roscado, pudiéndose accionar los elementos hembra a través de los elementos de accionamiento por separado o simultáneamente, girando en el mismo sentido o en sentido contrario. En consecuencia se crea un dispositivo que, evitando los inconvenientes de los sistemas de carga actuales, posee una construcción compacta y sencilla y trabaja de forma rápida y fiable con una elevada precisión de carga y descarga.

Lista de símbolos de referencia

10: Máquina óptica

12: Alojamiento para piezas de trabajo

14: Zona de mecanización

16: Husillo portapieza

18: Husillo portaherramientas

20: Herramienta hueca

22: Bastidor de máquina

24: Brazo de carga

26: Depósito para piezas de trabajo

28: Depósito para piezas de trabajo

30: Mecanismo para tomar/depositar piezas de trabajo

32: Elemento de accionamiento

34: Elemento de accionamiento

36: Elemento de guía

38: Elemento de guía

40: Husillo

42: Marco

44: Pared

46: Costado

48: Segmento de brida

50: Segmento de brida

52: Segmento de brida

54: Segmento de brida

56: Nervio de refuerzo

58: Elemento de arriostramiento

60: Segmento de manguito

62: Pivote

64: Caballete

66: Tornillo

68: Tope

70: Listón

72: Segmento de oreja

74: Elemento de arriostramiento

76: Tornillo de ajuste

78: Tornillo

80: Chavetero

82: Rosca

84: Soporte de apoyo

86: Soporte de apoyo

88: Elemento hembra

90: Elemento hembra

92: Motor de accionamiento

94: Motor de accionamiento

96: Correa dentada

98: Polea de transmisión

100: Disco de levas

102: Chapa de soporte

104: Palpador inductivo

106: Distribuidor giratorio

108: Palpador inductivo

110: Plato de depósito

112: Árbol

114: Caja del cojinete

116: Accionamiento

118: Accionamiento

120: Entalladura

122: Posición de deposición

124: Brazo de orientación

126: Travesaño

128: Estación de centrado

130: Cubierta de chapa

132: Palpador inductivo

134: Mecanismo inversor de piezas de trabajo

	A = Eje pivotante	B = Eje de giro
	D^{+} = Dirección de giro	D^{-} = Dirección de giro
	K = Círculo de giro	S = Círculo de extracción
	X^{+} = Dirección del eje	X^{-} = Dirección del eje

Claims

1. Dispositivo para cargar y descargar piezas de trabajo ópticas, en especial lentes ópticas, para una máquina óptica (10), con un brazo de carga (24) accionado de forma pivotante alrededor de un eje (A), que puede pivotar en desarrollos de movimiento controlados entre un depósito (26, 28) para piezas de trabajo y la posición de mecanización en la máquina óptica (10) y está provisto, en su extremo exterior, de un mecanismo (30) para tomar y depositar piezas de trabajo, en el que el eje pivotante (A) del brazo de carga (24) es el eje central de un husillo (40) que se puede accionar mediante elementos de accionamiento (32, 34) de forma giratoria en ambas direcciones de giro (D^{+}, D^{-}) y con movimiento elevador lineal en ambas direcciones del eje (X^{+}, X^{-}) y está guiado en elementos de guía (36, 38) de forma giratoria y desplazable y en el que está sujeto el brazo de carga (24), para lo cual el husillo (40) está configurado tanto en forma de árbol estriado (chaveteros 80) como en forma de husillo roscado (rosca 82) y atraviesa dos elementos hembra (88, 90) que forman los elementos de guía (36, 38), dispuestos de forma estacionaria y apoyados de forma giratoria, de los cuales un elemento hembra engrana con el árbol estriado (chaveteros 80) y el otro elemento hembra con el husillo roscado (rosca 82), pudiéndose accionar los elementos hembra (88, 90) a través de los elementos de accionamiento (32, 34) por separado o simultáneamente, girando en el mismo sentido o en sentido contrario, y estando montado el husillo (40), con el brazo de carga (24), sus elementos de accionamiento (32, 34) y sus elementos de guía (36, 38), en un soporte de sistema autárquico (marco 42) que se puede acoplar a la máquina óptica (10) en posición definida y ajustable respecto al husillo portapieza (16) de la máquina óptica (10).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que un marco (42) que forma el soporte de sistema autárquico se puede acoplar a la máquina óptica (10) de tal manera que el husillo portapieza (16) de la máquina óptica (10) se encuentre sobre el círculo de giro (K) del mecanismo (30) del brazo de carga (24).

3. Dispositivo según la reivindicación 2, en el que el marco (42) se puede acoplar a la máquina óptica (10) por su extremo inferior a través de pivotes (62) y por su extremo superior a través de topes (76) y tornillos (78) ajustables para proporcionar el paralelismo de ejes entre el husillo (40) y el husillo portapieza (16) de la máquina óptica (10).

4. Dispositivo según la reivindicación 2 ó 3, en el que el primero de los elementos hembra (88) está sujeto a la parte superior del marco (42) mediante un soporte de apoyo (84) correspondiente, mientras que el segundo elemento hembra (90) está sujeto en alineación axial con el primer elemento hembra (88) a la parte inferior del marco (42) mediante un soporte de apoyo (86) correspondiente, estando asignado a cada uno de los dos elementos hembra (88, 90) un motor de accionamiento (92, 94), preferentemente un motor de paso a paso, sujeto al marco (42), que a través de una correa dentada (96) se encuentra en unión de accionamiento con una polea de transmisión (98) sujeta coaxialmente al elemento hembra (88, 90) correspondiente.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, en el que en el extremo inferior del husillo (40) configurado de forma enteramente hueca está montado un distribuidor giratorio (106) a través del cual se puede aplicar vacío en el mecanismo (30) del brazo de carga (24) y/o se puede llevar aire comprimido a este mecanismo (30).

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 2 a 5, en el que están montados en el marco (42) dos depósitos (26, 28) para piezas de trabajo brutas y acabadas cuyas posiciones de extracción y deposición se encuentran sobre el círculo de giro (K) del mecanismo (30) del brazo de carga (24).

7. Dispositivo según la reivindicación 6, en el que los dos depósitos (26, 28) están configurados en forma de depósitos de platos giratorios, dado el caso cambiables, que se encuentran en disposición simétrica lateralmente y, visto desde la cara frontal, delante del husillo (40), cuyos ejes de giro (B) están orientados en paralelo al husillo (40) y a los que está asignado respectivamente un accionamiento (116, 118) libremente programable e indizable sujeto al marco (42).

8. Dispositivo según la reivindicación 6 ó 7, en el que entre los dos depósitos (26, 28) está montada en el marco (42) una estación de centrado (128) para las piezas de trabajo cuyo centro se encuentra sobre el círculo de giro (K) del mecanismo (30) del brazo de carga (24).

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 2 a 8, en el que está montado en el marco (42) un mecanismo inversor (134) de piezas de trabajo que se encuentra sobre el círculo de giro (K) del mecanismo (30) del brazo de carga (24).

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el brazo de carga está configurado como brazo doble en forma de V con mecanismos para tomar y depositar piezas de trabajo montados en los extremos de los brazos, que se encuentran sobre el mismo círculo de giro y se pueden unir independientemente con una fuente de vacío y/o de aire comprimido.