JP2006312236A - 光学的なワークピースを加工するための旋盤 - Google Patents

Abstract

【課題】ファスト・ツールによって発生された妨害的な振動の、ベッドへの伝達が、容易かつ安価な方法で防止されてなる旋盤を提供すること。
【解決手段】ベッド（１１）および上部（１２）は、ポリマーコンクリートからなる一体式のフレーム（１０）を形成しており、すべての機能表面および機能空間を形成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載の、光学的なワークピース、特に眼鏡レンズを加工するための旋盤に関する。

非回転対称的な眼鏡レンズの非常に精密な旋削加工の際には、いわゆるファスト・ツールが用いられる。このようなファスト・ツールは、旋削バイトを直線状に往復動式または回転式にガイドするための駆動装置を有する、非常に動力学的に動かされることができる旋削バイトホルダとして形成されている。このような眼鏡レンズの加工の最中に、最大限約３０ｍｍのストローク長さおよび最大限約２０ｇの極めて高い加速度での旋削バイトのストローク運動が生じる。交互の運動方向でのこのような高い加速度によって、揺れが発生される。これらの揺れは振動としてフレームに伝達される。これらの振動は非常に望ましくない。何故ならば、このことによって、加工される光学的なワークピース面にフォーム誤差が生じるからである。

妨害的な揺れがベッドに伝達されることができないように、ファスト・ツールの動く質量を、反対方向に揺れる相応の補償質量による質量補償によって、補償することが、既に提案された。例えば、旋削加工に活動的に関与するツールに対して反対方向に揺れる複数のファスト・ツール装置（特許文献１）が使用される。他の公知の加工機（特許文献２）の場合、リニアドライブの加速度によって引き起こされた反力が、第２のリニアドライブによって動力学的に補償され、この第２のリニアドライブは、第１のリニアドライブに同一直線上に設けられており、第２のリニアドライブのハウジングまたはステータが、ベッドを介して、第１のリニアドライブのハウジングまたはステータに結合されており、第２のリニアドライブが、第１のリニアドライブに対し反対方向に起動されることが提案されている。知られたタイプの質量補償の欠点は、同期式の質量補償運動を発生させるための、高い、機械的、電気的、制御技術的な出費である。
米国特許公開第2003/0118350 A1号公報 欧州特許第854 769 B1号公報

本発明の課題は、ファスト・ツールによって発生された妨害的な振動の、ベッドへの伝達が、容易かつ安価な方法で防止されてなる、請求項１の前提部分に記載のタイプの旋盤を提供することである。

本発明では、上記課題は、請求項１に記載の特徴によって解決される。本発明の好都合なまたは適切な実施の形態は、以下に同様に詳述されている従属請求項から明らかである。

本発明の基本思想では、良好な吸振特性を有しかつポリマーコンクリートからなる重くて硬いベッドが提案される。このベッドは、ポリマーコンクリートからなり一体的に形成されている上部を有し、この上部では、ベッドに取着されることができる旋盤の要素、特にファスト・ツール装置およびワークピーススピンドル装置が容易に取り付けられかつ調整されることができる。

従来の技術では、このような旋盤の上部は、薄板または繊維強化材製の軽量の装着可能なフードのみからなる。これに対し、本発明では、旋盤の上部は、ポリマーコンクリートからなる肉厚の重い複数の壁部分によって形成されている。これら壁部分は、ベッドと共に、ポリマーコンクリートからなる一体式のフレームを形成する。発明の思想の実施の形態では、ファスト・ツール装置の可動部分の質量と、フレームの質量との間の出来る限り高い質量比が望ましい。例えば、ファスト・ツール装置の可動部分の質量が、１．２ｋｇの質量を有することができる。他方、旋盤の、ポリマーコンクリートからなる固定部分すなわちフレームおよび他の構成成分は、１２００ｋｇの質量を有することができる。この場合、質量比は１：１０００である。ポリマーコンクリートからなるフレームの、本発明に基づく一体式のデザインによって、ファスト・ツール装置によって発生される妨害的な振動が、フレームに従ってまたワークピーススピンドルに伝達されないので、ワークピースの加工される光学面にフォーム誤差が生じることがないことが、明らかになった。

ポリマーコンクリートからなるフレームの一体式の製造は、すべての機能表面、機能空間およびその他の空隙を既に製造の際に正確な寸法に成形する好都合な可能性を生む。例えば、請求項２に記載のように、機能表面は、ファスト・ツール装置と、横方向キャリッジ装置を有するワークピーススピンドル装置と、場合によっては追加のカッタスピンドル装置とのための取付面ならびに制御盤のための支持面および載置面とを含み、他方、機能空間は、例えば、作業空間と、旋盤の複数の空気圧要素のためのキャビネット空間と、旋盤の電気的または電子的素子のためのキャビネット空間とを含む。

請求項３に記載のように、旋盤の質量の重心が、ほぼ、ファスト・ツール装置の移動面に、あるように、旋盤が形成されていることは好ましい。このことによって、ファスト・ツール運動によって引き起こされる傾斜モーメントが重心の周りに生じることはない。このことは、静かな加工操作を保証する。

ファスト・ツール装置と、横方向キャリッジ装置を有するワークピーススピンドル装置と、場合によっては追加のカッタスピンドル装置とを取り付けるためのスムーズな平面を形成するために、請求項４に記載のように、これらの装置に割り当てられている取付面の凹凸が、エポキシ樹脂で埋められていることができる。

以下、実施の形態を示す図面を参照して、本発明の他の詳細を詳述する。図示された一体式に形成されたフレーム１０は、旋盤の構造のために適切なポリマーコンクリートから注入成形されている。ポリマーコンクリートは、鉱物性の充填剤混合物と、反応樹脂をベースにした結合剤とからなる複合材料であり、その組成に基づいて、鉱物注入成形物とも呼ばれる。反応樹脂として、エポキシ樹脂が用いられる。何故ならば、エポキシ樹脂は、鉱物性注入成形物への主な要求、すなわち、高い弾性係数、良好な吸振作用、低い内部応力、高い成形精度のための最小限の減少および低い熱膨張係数を最善に満たすからである。

フレーム１０は、ベッド１１およびこのベッドと一体式に注入成形された上部１２を有する。ベッド１１には、図３から最も良く見て取れるように、ファスト・ツール装置１３が直接におよびワークピーススピンドル装置１４が横方向キャリッジ装置１５を介して、螺着によって固定されている。図示した実施の形態では、ファスト・ツール装置１３の隣には、眼鏡レンズの縁部加工のために用いられるカッタスピンドル装置１６が位置している。

ベッド１１は、肉厚のデザインおよびポリマーセメントの特異性の故に、非常に硬くて、耐振動性を有する。旋盤の質量の中心の、ほぼ、ファスト・ツール装置１３の移動面への、望ましい移動は、フレーム１０としっかり結合されている機能部分の質量、主として、ファスト・ツール装置１３の、ワークピーススピンドル装置１４のおよびカッタスピンドル装置１６の質量を考慮すれば、ベッドのおよび上部１２の適切な構成によって、すなわち、ベッド１１と上部１２との間の質量の適切な分配によって、デザインの点で容易に達成される。

すべての機能表面および機能空間ならびにフレーム１０における他の空隙は、ポリマーコンクリートの注入成形の際に、注入成形用金型の適切なデザインによって形成されることができる。機能表面は、ファスト・ツール装置１３およびカッタスピンドル装置１６のための、および横方向キャリッジ装置１５を有するワークピーススピンドル装置１４のための、ベッド１１に形成されている取付面１７および１８と、制御盤２０（図５）のための支持面１９と、載置面（Ablageflaeche）２１とを含む。

機能空間は、旋盤の実際の作業空間２２を含む。この作業空間では、ＣＮＣによって制御されるワークピーススピンドル装置１４によって駆動される眼鏡レンズブランクの加工が、ファスト・ツールによっておよび場合によっては同時にカッタスピンドル装置１６の縁部加工用切れ刃によってなされる。作業空間２２と接続されており、カッタスピンドル装置１６を有するファスト・ツール装置１３およびワークピーススピンドル装置１４を夫々収容するために用いられる、上部１２に形成された空隙２３および２４も、フレーム１０の機能空間の一部である。最後に、ベッド１１に位置している、複数の空気圧要素のためのキャビネット空間２５と、ベッド１１から機械上部１２まで延びている、電気的または電子的素子のためのキャビネット空間２６とも、機能空間に含められる。

図４から最も良く見て取れるように、作業空間２２には、下方に、他の機能空として、加工個所に供給される冷却剤のための溜め空間２７が続いている。溜め空間２７に達する冷却剤は、開口部２８（図６）を通って外に排出される。

図５および６から見て取れるように、旋盤が完全に組み立てられているときは、キャビネット空間２５および２６は、夫々、扉２９および３０によって閉じられる。作業空間２２は、頂部および前部で、切屑除け用カバー３１によって覆われることができる。図５から明らかなように、切屑除け用カバーには、覗き窓３２を有し、ワークピースの交換のために自動的に開くフラップが設けられている。

図５および６には、フレーム１０に設けられており、かつ眼鏡レンズブランクのデータを検知するために用いられるバーコード・リーダ３３が示されている。すべての図面から明らかなように、フレーム１０の４つの下の角に、高さ調整可能な据付け用足部３４が設けられている。

ファスト・ツール装置およびワークピーススピンドル装置を有し、光学的なワークピース、特に眼鏡レンズを加工するための旋盤が提案される。旋盤は、ポリマーセメントから一体式に注入成形されたフレームを有し、このフレームには、すべての機能表面、機能空間および他の空隙が、注入成形中に、正確な寸法で形成されている。一体式に注入成形されたフレームの上部は、同時に、カバーフードのように、ファスト・ツール装置およびワークピーススピンドル装置従ってまたベッドを覆う。ポリマーコンクリートからなる一体式のフレームは、コンパクトな寸法であり、非常に硬い吸振性のベッドを有し、ファスト・ツール装置の動きの速い諸要素に比較して、重心の高い非常に大きな質量を有する。この質量は、ファスト・ツールの移動から生じる妨害的な振動の、ベッドへの従ってまたワークピーススピンドル装置への伝達を防止する。かくして形成された旋盤は、安価に製造され、最高の形状精度および表面の最高の質を有する、任意の眼鏡レンズの光学面の製造を可能にする。光学面の達成可能な質は、可撓性のあるまたは適合可能な研磨用ツールによる直接的な研磨を可能にする。このことによって、後続工程においてかなりの節約が可能となる。カッタスピンドル装置が適切に備わっているときは、眼鏡レンズの縁部加工がなされることができる。

旋盤の複数の機能要素の実質的にまだ取付前の、ポリマーコンクリートからなる一体成形されたフレームの、前面斜視図を示す。 図１に示すフレームの後面斜視図を示す。 取付が済んだ旋盤の上部が、ほぼ、ファスト・ツール装置およびワークピーススピンドル装置の高さで切断されていてなる水平断面斜視図を示す。 図１の切断線ＩＶ−ＩＶに沿った垂直断面斜視図を示す。 図１に類似の、但し、旋盤の取付が済んでいる前面斜視図を示す。 図５に示した旋盤の後面斜視図を示す。

符号の説明

１０ フレーム
１１ ベッド
１２ 旋盤の上部
１３ ファスト・ツール装置
１４ ワークピーススピンドル装置
１５ 横方向キャリッジ装置
１６ カッタスピンドル装置
１７ 取付面
１８ 取付面
１９ 支持面
２０ 操作盤
２１ 載置面
２２ 作業空間
２３ 空隙
２４ 空隙
２５ キャビネット空間
２６ キャビネット空間
２７ 溜め空間
２８ 開口部
２９ 扉
３０ 扉
３１ 切屑除け用カバー
３２ 覗き窓
３３ バーコード・リーダ
３４ 据付け用足部

Claims (4)

1. 硬いベッド（１１）に取り付けられておりかつ上部（１２）によって覆われているファスト・ツール装置（１３）およびワークピーススピンドル装置（１４）を具備し、光学的なワークピース、特に眼鏡レンズを加工するための旋盤において、
   前記ベッド（１１）および前記上部（１２）は、ポリマーコンクリートからなる一体式のフレーム（１０）を形成しており、すべての機能表面および機能空間を形成することを特徴とする旋盤。
2. 前記機能表面は、前記ファスト・ツール装置（１３）と、横方向キャリッジ装置（１５）を有する前記ワークピーススピンドル装置（１４）と、場合によっては追加のカッタスピンドル装置（１６）とのための取付面（１７，１８）ならびに制御盤（２０）のための支持面（１９）および載置面（２１）を含むこと、および前記機能空間は、作業空間（２２）と、前記旋盤の複数の空気圧要素のためのキャビネット空間（２５）と、前記旋盤の電気的または電子的素子のためのキャビネット空間（２６）とを含むことを特徴とする請求項１に記載の旋盤。
3. 前記旋盤の質量の重心は、ほぼ、前記ファスト・ツール装置（１３）の移動面に、あることを特徴とする請求項１または２に記載の旋盤。
4. 前記ファスト・ツール装置（１３）と、前記横方向キャリッジ装置（１５）を有する前記ワークピーススピンドル装置（１４）と、場合によっては追加のカッタスピンドル装置（１６）とのための前記取付面（１７，１８）の凹凸が、エポキシ樹脂で埋められて、スムーズな表面が形成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１に記載の旋盤。

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