ES2279931T3 - Procedimiento para fabricar lentes opticas. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de una superficie ópticamente activa de una pieza de trabajo con al menos una fase de mecanizado con una herramienta de corte, en donde la herramienta de corte, debido a la velocidad de avance, inicia en la pieza de trabajo ranuras situadas adyacentes discurriendo en dirección periférica, caracterizado por los siguientes pasos de procedimiento: a) en el primer paso de mecanizado se aumenta el número de revoluciones de la pieza de trabajo desde un valor inicial omegas al principio del mecanizado a un valor final omegae hacia el final del mecanizado, teniendo omegas un valor entre 750 rpm y 6.000 rpm o entre 750 rpm y 3.000 rpm, y omega un valor entre 750 rpm y 6.000 rpm, entre 750 rpm y 3.000 rpm o entre 1.500 rpm y 6.000 rpm, b) la distancia d de dos ranuras situadas una junto a otra cambia de un valor inicial ds al principio del mecanizado a un valor final de hacia el final del mecanizado de la pieza de trabajo, teniendo ds un valor entre 0, 05 mm y 0, 2 mm, 0, 05 mmm y0, 1 mm, o 0, 15 mm y 0, 2 mm, y de un valor entre 0, 05 mm y 0, 2 mm, 0, 05 mm y 0, 1 mm o 0, 15 mm y 0, 2 mm.
Description
Procedimiento para fabricar lentes ópticas.
El invento se refiere a un procedimiento para la
fabricación de una superficie ópticamente activa con al menos una
primera fase de mecanizado, en la que se efectúa al menos un primer
corte de mecanizado con una herramienta de corte, en donde la
herramienta de corte, debido a la velocidad de avance, inicia en la
pieza de trabajo ranuras situadas adyacentes.
Tal procedimiento es conocido por el documento
WO 01/66308. En esto se describe un procedimiento sustancialmente
de dos fases. En una primera fase se mecaniza la pieza de trabajo
con una herramienta de corte sobre una pista continua, presentando
ranuras generadas situadas una junto a otra y un ancho constante de
paso entre 0,1 mm y 3 mm, especialmente entre 0,03 mm y 0,0 mm.
Están también descritos un segundo y un tercer paso de
procedimiento, empleándose en el primer paso de procedimiento en
primer lugar un ancho de paso de la herramienta de 3 mm, en el paso
de procedimiento aquí siguiente un ancho de paso de 2 mm y
finalmente en el tercer paso de procedimiento un ancho de paso de 1
mm.
En la segunda fase la pieza de trabajo se mueve
sobre una pista continua, presentando dos tramos de trabajo,
situados uno junto a otro, un ancho constante de paso entre 0,2 mm
y 1,5 mm, o exactamente
0,625 mm.
0,625 mm.
En el documento EP 0 849 038 A2 está descrita
una máquina de alta velocidad para el torneado de superficies
ópticamente activas. El carro de herramienta es aquí movible en
dirección radial y axial respecto al eje de giro de la pieza de
trabajo. Según la reivindicación 2 el número de revoluciones sube
con un avance radial de la herramienta para garantizar una
velocidad de corte constante. No están descritas las zonas de
valores que se refieren al número de revoluciones y a la distancia
entre ranuras.
El documento US 6.074.281 describe un
procedimiento de pulido, en el que la pieza de trabajo y la
herramienta ejecutan para el pulido por una parte un movimiento de
avance una respecto a otra en dirección de un primer eje, y por
otra parte un movimiento rotatorio de cambio una respecto a otra
alrededor de un segundo eje no paralelo. No se da una indicación
sobre la distancia de las pistas de pulido aquí generadas.
La misión del invento se basa en configurar un
procedimiento para la fabricación de una superficie ópticamente
activa por mecanizado giratorio, de manera que esté garantizada una
calidad óptima de superficie.
La misión se soluciona según el invento por las
características de la reivindicación 1.
Además es ventajoso, que en un segundo paso de
mecanizado se ajuste o reduzca la distancia d a un valor entre
0,003 mm y 0,01 mm, especialmente entre 0,008 mm y 0,055 mm.
Partiendo del valor se reduce la distancia d en el primer paso de
mecanizado. De este modo se consigue una calidad muy alta de
superficie, que garantiza un coste de pulido pequeño.
Para esto es también ventajoso que la velocidad
S de avance (mm/s) se mantenga constante durante un paso de
mecanizado. La velocidad absoluta S de avance es constante y el
avance específico es inversamente proporcional a la velocidad
angular, es decir el avance específico (por vuelta) disminuye
con
velocidad angular creciente.
velocidad angular creciente.
Una posibilidad adicional es, según un
perfeccionamiento, que la modificación de la distancia d de las
ranuras, así como la modificación del número de revoluciones sea
continua. La parte de velocidad de corte decreciente con el radio
se compensa con el aumento del número de revoluciones. Según sea el
aumento del número de revoluciones aumenta o se reduce aquí la
distancia de las ranuras. La modificación del número de revoluciones
garantiza un control sencillo del accionamiento referido a la
velocidad angular de la pieza de trabajo y al movimiento de
traslación de la herramienta que discurre en la dirección radial de
la pieza de trabajo.
Además es ventajoso, que la velocidad S_{c} de
corte, se mantenga aproximadamente constante durante un paso de
mecanizado, presentando S_{c} un valor entre 1 m/s y 24 m/s,
especialmente entre 8 m/s y 14 m/s, y manteniéndose la velocidad
S_{c} de corte constante sobre un radio parcial R_{T} de la
pieza de trabajo, valiendo R_{T} entre 0% y 87,5%, especialmente
entre 0% y 85% o entre 12,5% y 100% del radio total, medido desde
el centro de la pieza de trabajo. Con respecto al eje central de la
pieza de trabajo la velocidad angular debería ser infinitamente
grande para que la velocidad de corte se mantuviera constante. Por
consiguiente la velocidad de corte disminuye constantemente en la
zona del centro de la pieza de trabajo dentro de los últimos
milímetros.
También es ventajoso, que en una segunda fase de
mecanizado la pieza de trabajo se mecanice con una herramienta de
pulido, valiendo la distancia d_{p} de dos pistas de pulido
generadas una tras otra como máximo entre 1 mm y 20 mm,
especialmente entre 5 mm y 15 mm. La herramienta de pulido presenta
un diámetro de unos 30 mm, de modo que con vista posterior sobre la
curvatura de la superficie de la pieza de trabajo y con una
distancia d_{p} entre 1 mm y 20 mm está garantizada una
superposición de las pistas de pulido.
Según una forma de realización preferida de la
solución según el invento está finalmente previsto que se genere al
menos una pista continua de pulido sobre la pieza de trabajo,
cruzándose la pista de pulido en al menos un lugar K_{1} sobre la
pieza de trabajo y generándose varias pistas continuas de pulido
sobre la pieza de trabajo, cortándose las pistas de pulido en al
menos un lugar S_{1} sobre la pieza de trabajo. Por el cruce y el
corte de las distintas pistas de pulido se garantiza una calidad
óptima de pulido. Se generan los más distintos movimientos
relativos. Entre la herramienta de pulido y la superficie de la
pieza de trabajo, que garantizan el aplanado de las puntas de
rugosidad.
Además es ventajoso, que la herramienta de corte
se desplace en traslación durante el mecanizado en dirección de su
eje de giro y que la dirección del movimiento de traslación de la
herramienta de corte por vuelta de la pieza de trabajo se cambie al
menos una vez, siendo la frecuencia del movimiento de traslación
entre 12,5 Hz y 100 Hz, especialmente entre 30 Hz y 70 Hz. De este
modo se garantiza junto a la fabricación de superficies esféricas
también la fabricación de superficies esféricas de forma imperfecta
y la fabricación de superficies libres.
Para esto es ventajoso, que el movimiento de
traslación se realice como movimiento de subida y bajada. El avance
radial básico se efectúa aquí en dirección horizontal,
sobreponiéndose a este movimiento el movimiento de subida o
bajada.
Ulteriores ventajas y detalles del invento están
explicados en las reivindicaciones subordinadas y en la descripción,
y representados en las figuras. Se muestra:
la figura 1 el curso de dos pistas de
pulido,
la figura 2 una vista de la máquina,
la figura 3 un corte transversal por la
máquina.
La pista 21 de pulido representada en la figura
1 se origina por la colocación encima en el borde exterior de la
pieza rotatoria de trabajo de forma elíptica. Tras la colocación
encima de la herramienta se mueve ésta radialmente hacia el centro
24 de la pieza 23 de trabajo y sobre el centro 24 hacia fuera. La
superposición del movimiento de traslación de la cabeza de pulido
en dirección radial de la pieza 23 de trabajo y la rotación de la
pieza 23 de trabajo resulta en las pistas 21, 22 de pulido
representadas en la figura 1. La pista 21 de pulido presenta
consigo los puntos K_{1} y K_{2} de cruce. En dependencia de la
velocidad angular de la pieza 23 de trabajo y del movimiento de
traslación de la cabeza de pulido se generan diversas pistas de
pulido parecidas, como por ejemplo la pista de pulido 22.
Según la figura 1 está prevista la segunda pista
22 de pulido, que presenta consigo varios puntos S_{1}, S_{2},
S_{3} y S_{4} de corte con la primera pista 21 de pulido.
Con el dispositivo descrito a continuación se
ejecuta el procedimiento según el invento.
Las distintas posibilidades de compensación de
masas no se han representado, del mismo modo tampoco las
posibilidades adicionales de equipamiento del carro 17 de
herramienta.
Todos los movimientos de la máquina se controlan
y regulan por un sistema electrónico de alto rendimiento. Los tres
ejes (C, X y Z) de máquina están combinados uno con otro.
El cuerpo de máquina consiste en una bancada
inferior 1 de máquina sobre la que se montan a derecha e izquierda
dos partes laterales verticales 2. En la bancada 1 de máquina está
soportado el husillo 3 de pieza de trabajo, que en su extremo
superior presenta un alojamiento 4 para la pieza 5 de trabajo. El
husillo 3 de pieza de trabajo es accionado por un motor eléctrico 6
y puede a elección girar continuamente o también cambiarse por
conmutación de eje a un eje controlado redondo (eje C).
Las dos partes laterales 2 llevan en su extremo
superior dos tubos 7 de guía situados horizontales uno tras otro,
sobre los que marchan las guías 8 de transmisión por bolas. Éstas
hacen posible el movimiento radial (eje X) de la herramienta y
llevan el travesaño 9. En el travesaño 9 está sujeto en cada caso a
derecha e izquierda un tubo 10 de guía, y además lleva la pieza
intermedia 11 para el alojamiento de la parte primaria 12 del motor
lineal con los bobinados del estator.
El travesaño 9 está además unido con un vástago
13 de acoplamiento, que produce la unión a un accionamiento
convencional 14 de avance. Con este accionamiento convencional 14 de
avance se impulsa (eje X) el avance radial de la herramienta (en
dirección horizontal).
En los tubos verticales 10 de guía marchan en
cada caso a derecha e izquierda dos guías 15 de transmisión por
bolas, que por su parte llevan la parte secundaria 16 del motor
lineal y de este modo hacen posible el movimiento axial (eje Z). En
la parte secundaria 16 del motor lineal está sujeto el carro 17 de
herramienta, que en el ejemplo representado lleva tres
herramientas. La herramienta derecha 18 sirve para el mecanizado
del contorno de la pieza 5 de trabajo, mientras la herramienta
izquierda 19 sirve para la formación de biseles en la pieza 5 de
trabajo. La herramienta central 20 es la herramienta de pulido.
La función de la máquina es como sigue:
La pieza 5 de trabajo se pone en vuelta rápida
por medio del husillo 3 de pieza de trabajo. A continuación el
carro 17 de herramienta se mueve verticalmente hacia abajo en el eje
Z por medio de la parte secundaria 16 del motor lineal, y
horizontalmente en el eje X por medio del accionamiento 14 de
avance, hasta que la punta de herramienta 18 haga justo contacto
con el borde exterior de la pieza 5 de trabajo. Mientras a
continuación del accionamiento 14 de avance cuida de un movimiento
homogéneo de avance del carro 17 de herramienta y de la herramienta
18 en dirección horizontal, es decir radial (eje X), el carro 17 de
herramienta con la herramienta 18 se mueve oscilante por la parte
secundaria 16 del motor lineal en dirección vertical (eje Z), de
modo que se origine el contorno deseado en la pieza 5 de trabajo.
Esta marcha de trabajo puede - caso de que sea necesario -
repetirse a continuación con gran velocidad de corte en movimientos de avance muy pequeños en el eje X, para conseguir la calidad deseada de superficie. A continuación se mecaniza la lente en la periferia con la herramienta 19 y se pule con la herramienta 20. Todos los movimientos en los tres ejes están combinados uno con otro, es decir dependen uno de otro.
repetirse a continuación con gran velocidad de corte en movimientos de avance muy pequeños en el eje X, para conseguir la calidad deseada de superficie. A continuación se mecaniza la lente en la periferia con la herramienta 19 y se pule con la herramienta 20. Todos los movimientos en los tres ejes están combinados uno con otro, es decir dependen uno de otro.
- 1
- bancada de máquina
- 2
- parte lateral
- 3
- husillo de pieza de trabajo
- 4
- alojamiento de pieza de trabajo
- 5
- pieza de trabajo
- 6
- motor eléctrico
- 7
- tubo de guía
- 8
- guía de transmisión por bolas
- 9
- travesaño
- 10
- tubo de guía
- 11
- pieza intermedia
- 12
- parte primaria
- 13
- vástago de acoplamiento
- 14
- accionamiento de avance
- 15
- guía de transmisión por bolas
- 16
- parte secundaria
- 17
- carro de herramienta
- 18
- herramienta
- 19
- herramienta
- 20
- herramienta
- 21
- pista de pulido
- 22
- pista de pulido
- 23
- pieza de trabajo
- 24
- punto central.
Claims (9)
1. Procedimiento para la fabricación de una
superficie ópticamente activa de una pieza de trabajo con al menos
una fase de mecanizado con una herramienta de corte, en donde la
herramienta de corte, debido a la velocidad de avance, inicia en la
pieza de trabajo ranuras situadas adyacentes discurriendo en
dirección periférica, caracterizado por los siguientes pasos
de procedimiento:
a) en el primer paso de mecanizado se aumenta el
número de revoluciones de la pieza de trabajo desde un valor
inicial \omega_{s} al principio del mecanizado a un valor final
\omega_{e} hacia el final del mecanizado, teniendo
\omega_{s} un valor entre 750 rpm y 6.000 rpm o entre 750 rpm y
3.000 rpm, y \omega_{e} un valor entre 750 rpm y 6.000 rpm,
entre 750 rpm y 3.000 rpm o entre 1.500 rpm y 6.000 rpm,
b) la distancia d de dos ranuras situadas una
junto a otra cambia de un valor inicial d_{s} al principio del
mecanizado a un valor final d_{e} hacia el final del mecanizado de
la pieza de trabajo, teniendo d_{s} un valor entre 0,05 mm y 0,2
mm, 0,05 mm y 0,1 mm, o 0,15 mm y 0,2 mm, y d_{e} un valor entre
0,05 mm y 0,2 mm, 0,05 mm y 0,1 mm o 0,15 mm y 0,2 mm.
2. Procedimiento para la fabricación de una
superficie ópticamente activa según la reivindicación 1,
caracterizado porque en un segundo paso de mecanizado la
distancia de dos ranuras situadas una junto a otra, se ajusta a un
valor entre 0,003 mm y 0,01 mm o entre 0,008 mm y 0,055 mm.
3. Procedimiento para la fabricación de una
superficie ópticamente activa según las reivindicaciones 1 o 2,
caracterizado porque la velocidad S de avance se mantiene
constante en la dirección radial de la pieza de trabajo.
4. Procedimiento para la fabricación de una
superficie ópticamente activa según las reivindicaciones 1, 2 o 3,
caracterizado porque la modificación de la distancia d de las
ranuras es constante.
5. Procedimiento para la fabricación de una
superficie ópticamente activa según las reivindicaciones 1, 2, 3 o
4, caracterizado porque:
a) la velocidad S_{c} de corte se mantiene
aproximadamente constante durante un paso de mecanizado, presentando
S_{c} un valor entre 1 m/s y 24 m/s, especialmente entre 5 m/s y
12 m/s,
b) la velocidad S_{c} de corte se mantiene
constante desde fuera hacia dentro sobre un radio parcial R_{T} de
la pieza de trabajo, valiendo R_{T} entre el 0% y el 87,5% o entre
el 0% y el 85% del radio total.
6. Procedimiento para la fabricación de una
superficie ópticamente activa según las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado porque en una segunda fase de mecanizado de la
pieza (23) de trabajo se mecaniza con una herramienta de pulido,
valiendo en dirección radial la distancia d_{p} de dos pistas
contiguas (21, 22), generadas una tras otra, como máximo entre 1 mm
y 20 mm o entre 5 mm y 15 mm.
7. Procedimiento para la fabricación de una
superficie ópticamente activa según las reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado porque:
a) se genera al menos una pista continua (21) de
pulido sobre la pieza (23) de trabajo, cruzándose la pista (21) de
pulido en al menos un lugar K_{1} sobre la pieza de trabajo,
b) se generan varias pistas continuas (21, 22)
de pulido sobre la pieza (23) de trabajo, cortándose las pistas (21,
22) de pulido en al menos un lugar S_{1} sobre la pieza (23) de
trabajo.
8. Procedimiento para la fabricación de una
superficie ópticamente activa según las reivindicaciones 1, 2 o 3,
caracterizado porque:
a) la herramienta de corte se mueve en
traslación durante el mecanizado en dirección de su eje de giro,
b) la dirección del movimiento de traslación de
la herramienta de corte por vuelta de la pieza de trabajo se
modifica al menos una vez,
c) la frecuencia del movimiento de traslación es
de entre 12,5 Hz y 100 Hz o entre 30 Hz y 70 Hz.
9. Procedimiento para la fabricación de una
superficie ópticamente activa según la reivindicación 8,
caracterizado porque
el movimiento de traslación se ejecuta como
movimiento de subida o bajada.
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