JP4468818B2 - 光学ガラスの製造方法および装置 - Google Patents

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Description

本発明は光学ガラスの製造方法であり、ガラスが成型工程の後で研磨およびマーキングされる方法に関する。
本発明は更に光学ガラスを製造する装置であって、ガラスが成型工程の後で研磨およびマーキングされる装置に関する。
前に述べたタイプの方法および装置は下記特許文献１で既知のものである。
以下、本発明を眼鏡レンズへの応用に関して説明する。しかし本発明が他の光学ガラスにも応用可能であることは言うまでもない。
いわゆる単焦点の眼鏡レンズが、２つの球面、または１つの球面と１つのトロイダル表面とによって規定されることはよく知られている。単焦点の眼鏡レンズの中央の厚みと周辺の厚みとを最適化するためには、レンズの両面のうち一方の球面またはトロイダル表面に回転対称の非球面関数を重ね合わせればよい。
それに対して、いわゆる累進屈折力レンズすなわち多焦点レンズは、最適化ソフトウェアによって計算された少なくとも１つの光学的自由曲面の表面を有する。自由曲面の表面は回転対称ではない。これは通常、眼鏡レンズの前面に配置されている。それに対して、いわゆる処方表面は眼鏡レンズの裏側のトロイダル面上に配置され、眼鏡のユーザーの光学的特性に合わせて調整される。
プラスティック製の累進屈折力レンズは鋳造（モールド）によって製造される。このタイプの製造の場合は、光学的自由曲面の表面は成形（成型）工程で既に作られてしまう。それに対してケイ酸塩で作られる眼鏡レンズは、研削および研磨の各工程の一連の繰り返しによって製造される。処方によるトロイダル面の処理は、従来周知の研削および研磨機械によって行われる。
更に従来技術では、眼鏡レンズの光学的特性が任意の眼鏡レンズについて個別に計算され、最適化される。従ってかかる従来の眼鏡レンズは、スプライン関数として個別に計算された少なくとも１つの光学的表面を有する。かかる個別の光学的表面の生成は従来、非回転対称のプラスティック材料製眼鏡レンズに対して、ダイヤモンド旋盤を利用して行われていた。そのような旋盤は下記特許文献２および下記特許文献３において既知のものである。これら従来のダイアモンド旋盤の運転は、眼鏡レンズをコンベアベルトで自動的に供給して行われる。眼鏡レンズはブロックに取り付けられ、注文箱の中に入れられて搬送される。
プラスティック製の累進屈折力レンズがダイアモンド旋盤によって表面を処理されると、旋盤加工の完了後に表面に規則的な溝構造を示す。この構造はｒｍｓで８０ｎｍ〜２００ｎｍの表面粗度を有する。ｒｍｓで１０ｎｍ未満という必要な最終的粗度を得るためには、これらの旋盤加工された光学的表面を更に研磨しなければならない。そして最後に、いわゆるマーキング（シグナチャー）をしなければならない。このマーキングすなわちラベリングは、ひとつには製品を識別するためと理解される。また一方、各眼鏡レンズに２つのマーキングをつけることで、光学的な軸を規定することができ、それにより眼鏡技術者がレンズを眼鏡フレーム内で正しい位置にはめこむときに役に立つ。
研磨工程では削り粉が発生するので、研磨された表面は後のマーキング工程に送られる前に洗浄して削り粉と研磨剤とを除去し、更にその後で乾燥しなければならない。
上記の工程で使用される研磨機械が下記特許文献４で説明されている。
旋盤加工または研削された自由曲面を研磨するには、実際には研磨工具が使用され、その場合研磨表面が使い捨ての研磨被覆（コーティング）として構成される。研磨表面は弾力性のあるフォーム（泡）構造によって支持され、研磨表面が眼鏡レンズの形状に適合するようになされる。研磨表面は、研磨する眼鏡レンズの表面が凹面か凸面かによって、凸面または凹面に成型される。
各研磨工程の後、摩耗した使い捨ての研磨被覆が研磨工具から取り外され、新しい研磨被覆に取り替えられる。摩耗した使い捨ての研磨被覆を取り外した後、研磨工具を洗浄および乾燥する。
その後の眼鏡レンズへのマーキング工程で、上記のマーキングは通常はレーザービームを使用して、点として、すなわちドットパターンで眼鏡レンズの表面に施される。
上で述べた研磨、洗浄およびマーキングのための従来の装置は全て、眼鏡レンズが個別に、またほとんどの場合に人手で供給されるという点で共通している。
下記特許文献５は、光学的加工品（ワークピース）を機械に装填し、また取り出すための装置を開示している。この従来の装置は、単体の光学的レンズのための研削機械と組み合わせて好適に使用される。この従来の装置では、眼鏡レンズの光学的表面に適用される吸引ヘッドによって眼鏡レンズが取り扱われる。空圧で作動する３本指のグリッパーの使用が同様に示されているが、後者は眼鏡レンズの中心出しにのみ使用されるものである。
下記特許文献６は、研磨工具を自動的に交換する方法を開示している。この従来技術の方法では、複数の研磨工具がマガジンバンク上に１列に使用可能な状態で載置される。ロボットが研磨工具の１つをつかみ、研磨機械の駆動要素におけるジンバル付きの研磨工具吊り具に取り付ける。研磨工程が完了すると、ロボットは研磨工具と共に移動して、２枚の金属板が水平面に対して傾いてそれらの間の隙間を取り囲むように配設された装置の中に入る。ロボットは研磨工具をこの隙間に入れてそれを脱落させる。すると摩耗した研磨工具は、装置によって構成された傾斜したシュートの中に落下して最後に容器の中に入る。
下記特許文献７は、研削または研磨機械で光学的レンズのトロイダル表面または球面を処理する間、加工物または工具を案内する装置を開示している。
この従来の装置では、スピンドルの下の自由端にローラーベローズが配設されており、このベローズが研磨ディスクを支持する。ローラーベローズで取り囲まれた空間内には空気の圧力を発生することができ、それにより研磨ディスクを軸方向に移動できるようになっている。更に研磨ディスクは、ボールジョイントを介して軸方向に作用するピストンによって支持されている。ローラーベローズは、作業中に回転すると研磨ディスクのトルクを伝達するようになされている。
この従来の装置には、ローラーベローズが比較的剛性の高い要素であり、そのため研磨ディスクがその適切な運動を非常に限定された範囲にのみ及ぼすという欠点がある。
下記特許文献８は別の類似の研磨ディスクを開示しており、この場合、研磨工具はバヨネットジョイントを介してアクチュエータに取り付けられる。
この従来の装置には、研磨工具を取り付けるときに、アクチュエータに関して正しい角度の方向に研磨工具を向けなければならないという欠点がある。
別の類似の装置が下記特許文献９に開示されている。
国際公開第０１／６６３０８号パンフレット 国際公開第９７／１３６０３号パンフレット 欧州特許第０７５８５７１号明細書 国際公開第０１／５６７４０号パンフレット 国際公開第０２／００３９２号パンフレット 米国特許第６２４７９９９号明細書 欧州特許出願公開第０５６７８９４号明細書 欧州特許出願公開第０９７４４２３号明細書 欧州特許出願公開第０９７４４２２号明細書 独国特許出願公開第１０１００８６０号明細書
そこで本発明の目的は、最初に述べたタイプの方法および装置を更に改良し、上記の問題を回避することである。
特に本発明により、従来必要とされてきた製造の複雑さを軽減することが可能になる。
最初に述べた方法では、研磨およびマーキングの各ステップが共通の処理セル内で実行されることにより、この目的が達成される。
最初に述べたタイプの装置では、研磨ステーション、洗浄ステーションおよびマーキングステーションが１つの共通の製造セル内に配設されている装置によって、上記の目的が達成される。
これにより本発明の目的は完全に達成される。
すなわち本発明は、成形工程に続く処方表面に対する全製造工程を、従来は旋盤または研削加工によって行われていたのに対して、初めて１つの完全に自動化されたセル内に集中し、それにより個別のステーション内で眼鏡レンズを装填および除去する際の面倒な手作業を回避できるようにしたものである。
大幅な生産コストの削減が実現することは明らかである。
本発明では、研磨およびマーキングの間、ガラスは同一のロボットによって取り扱われる。
この手段は、製造セル内での全ての動作に対して１台の取扱要素しか必要とせず、それによっても生産コストが削減できるという利点を有する。
本発明の方法では、ロボットが下記の各動作を行う：
ａ）コンベアベルトからガラスを取り、
ｂ）前記ガラスを研磨ステーションに供給してそこに載置し、
ｃ）研磨工具を工具マガジンから取り、
ｄ）前記研磨工具によって前記ガラスを処理し、
ｅ）前記研磨工具を前記工具マガジンに納め、
ｆ）研磨ステーションから研磨されたガラスを取り、それらの研磨されたガラスを洗浄ステーションに供給してそれらの研磨されたガラスをそこに載置し、
ｇ）洗浄用具を前記工具マガジンから取り上げ、
ｈ）前記洗浄ステーションで前記ガラスを洗浄し、
ｉ）前記洗浄用具を前記工具マガジンに納め、
ｋ）前記洗浄ステーションから洗浄されたガラスを取り、それらの洗浄されたガラスをマーキングステーションに供給し、そして
ｌ）前記マーキングステーションからマーキングされたガラスを取ってそれらのマーキングされたガラスをコンベアベルトの上に載置する。
これらの手段は、全ての取扱動作、すなわち様々なステーションの間での搬送動作と、また部分的には処理工程も、１台のロボットで行えるという利点がある。
その意味で、ステップｋ）の実行とステップｌ）の実行との間に、ロボットが少なくとも１つの他のガラスに対してステップａ）〜ｉ）のうちの１つを行うことがより好ましい。
この手段には、ロボットが時間多重方式で作動でき、それにより別のガラスが別の処理を、特にマーキングステーション内で受けているときに、同時にあるガラスの処理を行えるという利点がある。
本発明の別の好適な実施形態では、ガラスが搬送箱の中に入れられてコンベアベルト上で搬送される。
この手段には、ガラスを所定の除去位置および装填位置に保持することができ、ここで搬送箱内でのガラスの配列のために、ガラスの規定された向きに従ってその処理が行えるという利点がある。
最後に、ガラスをその縁で保持するグリッパーによってロボットがガラスを保持することが、特に好適である。
この手段には、従来技術と異なり、ガラスの敏感な光学的表面に触れることがないために、これらの敏感な光学的表面へのいかなる悪影響も起こりえないという利点がある。
本発明の方法の上記の変形は、ガラスが所定の力で把持されるという点で、更にもっと洗練することができる。
更にまた、ガラスが対で搬送されることがもっと好適である。
この手段には、特定の注文者（患者）に帰属するガラスを一緒に、または相前後して搬送し、それらが間違えられる可能性が排除されるという利点がある。
更にまた、ガラスがブロック上に配列されて、取扱い、すなわち搬送および処理されることがもっと好適である。
この手段には、特に研磨中にガラスそのものを把持する必要がないという利点がある。
本発明の方法の特に好適な実施形態において、研磨中は研磨工具が第一の表面と共にガラスの第二の表面の上に置かれ、ここで前記第一の表面は前記第二の表面よりも小さく、更に各表面は同じ方向にまた実質的に同じ回転速度で回転させられ、また第一の表面は第二の表面の上を半径方向に案内される。ここで、振動運動がそれに垂直な半径方向の運動に重ね合わされることが、特に好適である。
研削されるガラスの表面上で平行な遠い経路に沿って研磨工具が案内される従来技術と異なり、この特徴は光学的に識別可能なパターンが生じないという利点を有する。研磨面の軌跡が人間の目には判別できないような表面が作られるのである。
このことは、半径方向の運動が第二の表面の直径に沿って案内される場合に、特に当てはまる。
その意味で、半径方向の運動と振動運動とが互いに関して調整され、その結果半径方向の往復運動の間、第一の表面の中心の軌跡が波打つ鏡面対象な線の形状を有するようにすることが好適である。
本発明の装置の実施形態では、コンベア、研磨ステーション、洗浄ステーションおよびマーキングステーションの間でガラスを取り扱うために１台だけのロボットが備えられているが、ここでロボットは研磨工程を遂行するように適合され、更にロボットは研磨工具および洗浄用具を操作するようになっている。

これらの手段には、全ての運動と処理動作とが１台の同じロボットによって遂行されるという利点がある。それぞれの処理（研磨および洗浄）の間、ガラスが静止しているが移動可能な保持ユニットによって保持され、一方ロボットがそれぞれ所要の道具（研磨工具または洗浄用具）を保持して動かすことが特に有利であることがわかった。
その意味で、ロボットがハンドを有し、前記ハンドが軸方向のアクチュエータによって２つの動作位置に交互に移動するようになされ、前記ハンドがガラスをつかむためのグリッパーと工具を取り付けるためのインターフェースとを有し、前記グリッパーが第一の動作位置ではガラスをつかんだり放したりするようになっており、また第二の動作位置では工具をつかんだり放したりするようになされていることが更に好適である。
この手段には、ロボットのハンドにグリッパーまたは工具ホルダーのための特別な交換ステップを備える必要がないので、処理セル内でのドアツードアタイムを更に短縮できるという利点がある。
この実施形態の好適な改良では、前記軸方向のアクチュエータはロータリーアクチュエータである。
この手段には、例えばある瞬間にはガラスを取り扱い、別の瞬間には工具を挿入するような場合に、ハンドが１８０°回転するという、特に単純な一連の運動が得られるという利点がある。
単独で使用できる本発明の装置の好適な改良においては、ロボットがガラスをその縁でつかむグリッパーを有する。特にこのことが所定の力で行われ、その場合は更に力のコントローラが好適に備えられる。
これらの手段には、ガラスをつかむときに眼鏡レンズの敏感な光学的表面に触れる必要がないという、既に述べた利点がある。
その意味で、グリッパーが互いに実質的に平行に配列された３本以上の指を有し、ガラスの縁と係合するようになっていることが特に好適である。
この手段には、指の数と位置とに応じて把持機能と中心出し機能とを遂行することができ、しかも取り扱うべきガラスの外周が円形か楕円形か、または他の一般的な形状かによって、指の数とタイプとを最適化できるという利点がある。
この実施形態の他の好適な変形によれば、指にはその周囲に柔らかい外被が備えられている。
この手段には、比較的強い把持力を用いたときでも、ガラスの周囲への損傷が避けられるという利点がある。
同様に単独で使用できる本発明の別の好適な実施形態では、ガラスの第一の表面を研磨するために、一方では第一の表面上で回転する第二の表面と共に接線方向に案内される、また他方では第一の表面内での高さの違いを補償するために、第一の表面と垂直な方向に送られる研磨工具が備えられている。これにより、回転および／または送り運動を起こすための要素は中空に構成される。
この手段には、研磨工程の間に移動しなければならない質量を非常に小さく維持できるという利点がある。その際、慣性を軽減でき、また研磨表面が研磨すべきガラスの表面に特に容易に追随でき、最小の力を及ぼすだけでよい。
前記要素はチューブであることが特に好適である。
この手段には、非常に単純かつ低コストの要素を使用できるという利点がある。
本実施形態の好適な改良では、前記チューブはローラーベアリングによって半径方向に支持された多角形のチューブである。
この手段には、ローラーベアリングが最小の摩擦で多角形チューブの半径方向の運動を防止するので、チューブがその軸方向の送りにおいてほとんど摩擦無しに送られるように支持されるという利点がある。
更に好適な方法では、前記チューブは回転駆動ユニットから研磨工具にトルクを伝達する。
その目的のために、チューブは既に述べたように多角形チューブとして形成することができ、または非円形チューブとして、もしくはスプライン歯などを有するチューブとして形成することができる。
本実施形態の別の改良では、前記要素はボールジョイントを備えた非トルク伝達性の伝動要素により直線変位ユニットに連結されている。
この手段には、研磨工具の軸方向における送り運動が、研磨工具に回転運動をさせるためのトルクの伝達とは独立に行えるという利点がある。従って軸方向の変位に必要な要素はトルクの伝達から切り離され、小さな摩擦で構成することができる。
前記直線変位ユニットは好適にはピストン・シリンダーユニットとして構成される。
この手段には、その有効性が証明された位置決めおよび制御要素を使用できるという利点がある。
その意味で、伝動要素が両端でボールジョイントによって結合された連結ロッドであることが更に好適である。
これらの手段には、前記の非トルク伝達性の連結を実現することができ、その際に研磨対象の表面が斜めに配置されること結果として、ピストンがシリンダー内でひっかかることを、ボールジョイントが防止するという利点がある。
やはり単独で使用できる本発明の更に好適な実施形態では、ガラスの第一の表面を研磨するために、一方では第一の表面上で回転する第二の表面と共に接線方向に案内され、他方では第一の表面内での高さの違いを補償するために第一の表面と垂直な方向に送られる研磨工具が備えられ、第二の表面の送りのためにシリンダー内に空気マウントされたピストンを有するピストン・シリンダーユニットが備えられる。
この手段には、ピストンがシリンダー内で空気ベアリングを介して案内されるため、摩擦を特に小さくできるという利点がある。その結果、研磨工具が接触する力、すなわち研磨力を特に繊細に設定することができる。
その意味で、シリンダーがガラスシリンダーであり、ピストンがグラファイトピストンであることが特に好適である。
この手段には、広い温度範囲で作動可能な最適摩擦マッチングが得られるという利点がある。
このとき、圧縮空気を収容して第一の所定の容積を有する作動タンクにピストン・シリンダーユニットが連結され、前記ピストンがその動作の両端の位置の間でシリンダー内に第二の所定の容積を規定し、前記第一の容積が前記第二の容積よりもはるかに大きく、好適には第二の体積の少なくとも１００倍、特に少なくとも１０００倍であり、そして最も好適には、第一の容積が約１ｃｍ3のときに第二の容積が約３０００ｃｍ3である場合に、特に良好な結果が得られる。
この手段には、作動シリンダー内の容積の変化が圧力タンク内の容積と比較して大幅に小さいので、ピストンの全作動ストロークにわたってシステムが非常に高い直線性を有して作動するという利点がある。
やはり単独で使用できる本発明の別の好適な実施形態では、ガラスの第一の表面を研磨するために、一方では第一の表面上で回転する第二の表面と共に接線方向に案内され、他方では前記第一の表面内での高さの違いを補償するために、第一の表面と垂直な方向に送られる研磨工具が備えられ、送り運動を行うために伝動要素が備えられ、前記伝動要素がハウジングに関して直線的に移動させられ、かつハウジングの一端から一部が振動的に突出し、第一のベローズが前記一端と前記突出部との間に配設されている。
この手段には、侵入するほこりから振動運動をする伝動要素を最もよく保護できるという利点がある。ガラスの表面を研磨するときに多大な汚れが生じて、振動する伝動要素の案内が研磨工具の摩耗により詰まってしまうことがあるので、このことは本発明の応用にとって特に有利である。
本実施形態の特に好適な実際的な実施形態では、前記突出部が環状のフランジを有し、第一のベローズがフランジと端部とを結合している。
この手段には、特に単純で機械的に信頼性の高い構成が得られるという利点がある。
同様に単独で使用できる本発明の別の好適な実施形態では、ガラスの第一の表面を研磨するために、一方では第一の表面上で回転する第二の表面と共に接線方向に案内され、他方では前記第一の表面内での高さの違いを補償するために、前記第一の表面と垂直な方向に送られる研磨工具を備え、送り運動を行うために伝動要素が備えられ、前記伝動要素がハウジングに関して直線的に移動させられ、かつハウジングの一端から一部が振動的に突出し、ハウジングに結合された保護スリーブによって前記突出部が取り囲まれている。
この手段には、伝動要素の振動しながら突出する部分への予期せぬ損傷が明確に防止されるという利点がある。
本実施形態の好適な改良においては、前記保護スリーブは前記第一のベローズを取り囲んでおり、この保護機能が第一のベローズにまで及ぶ。
同様に単独で使用できる本発明の更に別の好適な実施形態では、ガラスの第一の表面を研磨するために、一方では第一の表面上で回転する第二の表面と共に接線方向に案内され、他方では前記第一の表面内での高さの違いを補償するために、前記第一の表面と垂直な方向に送られる研磨工具が備えられ、前記研磨工具が旋回可能に伝動要素内に支持され、前記伝動要素が軸に沿って送り方向に移動可能であり、タンブリングディスクが備えられ、前記タンブリングディスクがボールジョイントを介して前記伝動要素に結合され、前記タンブリングディスクが前記研磨工具に連結されるようになされている。
この手段には、ガラスの研磨すべき表面の高さの違いに完璧に追随することを、ボールジョイントで支持されたタンブリングディスクが可能にするという利点がある。このことは、従来のジンバル付き吊り具（上記特許文献６）、また特にローラーベローズによるベアリング（上記特許文献７）との比較において特に言えることであり、また球状アレンジョイント（上記特許文献４，上記特許文献１０）と比較したときにもそうである。
本発明の上で説明した実施形態との関連で、前記伝動要素が末端にボールヘッドを有し、前記研磨工具がボールソケットを備え、前記研磨工具が前記伝動要素の上に弾性的に保持され、前記ボールヘッドがボールソケット内で弾性的に保持され、それにより前記研磨工具が伝動要素に関してタンブリング運動を行えるようになされる。
この手段には、一方では研磨工具のタンブリング運動が可能となり、他方では弾性的な支持によって必要なトルクが研磨工具に伝達され、しかも同時にボールジョイントが全て必要な支持力で保持されるという利点がある。
この実施形態の好適な改良においては、前記伝動要素は軸方向の末端に指を有し、前記ボールヘッドは指の自由端に配設されている。
この手段には、ボールヘッドとボールソケットとを有するボールジョイントの片持ちはり構成のために、特に振幅の大きなタンブリング運動が可能とるという利点がある。
更にこの実施形態では、研磨工具を弾性的に保持するために、第二のトルク伝達ベローズが前記伝動要素と前記研磨工具との間に配設されていることが好ましい。
この手段には、一方ではボールジョイントが研磨工程の間に起きる汚れに対して上で説明した仕方で信頼性高く保護され、他方では前記弾性的支持、従ってまたトルクの伝達およびボールジョイント内での保持力も、特に単純かつ低コストの要素、すなわちベローズによって保証されるという利点がある。
前記第二のベローズが指を取り囲むならば、このことは好適な仕方において真実であると言える。
最後に、その意味でボールソケットが円錐形に構成されていることが好ましい。
この手段には、ボールヘッドとボールソケットとの間には非常に狭い接触面、理想的にはただの接触線しか存在せず、それによりジョイントの摩擦が非常に小さいという利点がある。
やはり単独で使用できる本発明の好適な実施形態では、ガラスの第一の表面を研磨するために研磨工具が備えられ、前記研磨工具が磁気クラッチを介して駆動ユニットに連結されている。
この手段には、研磨工具をその駆動ユニットに結合するのに機械的クラッチを開閉する必要がないという利点がある。その代わりに磁気クラッチを単純な仕方で開閉できる。これは電気的に、または磁気的に連結した要素に引っ張り力を加えることでそれらを互いに分離することで行える。
本実施形態の好適な改良においては、磁気クラッチは永久磁石を備えている。
この手段には、電流を流さずにクラッチを操作できるという利点がある。永久磁石は、１対の永久磁石でも、または１個の永久磁石と１個の対応する軟鉄片との組み合わせであってもよい。
この実施形態において更に好適な実施形態は、前記研磨工具が一方では第一の表面上で回転する第二の表面と共に接線方向に案内され、他方では第一の表面内での高さの違いを補償するために、前記第一の表面と垂直な方向に送られ、研磨工具が旋回可能に伝動要素内に支持され、前記伝動要素が軸に沿って送り方向に移動可能であり、タンブリングディスクが備えられ、前記タンブリングディスクがボールジョイントを介して伝動要素に結合され、そして前記タンブリングディスクが磁気クラッチを介して研磨工具に連結されるようになされている。
この手段には、実際的な実施形態において、前記研磨工具を最も単純な仕方でその対応する駆動ユニット、すなわちタンブリングディスクに連結し、またそれから切り離すことができ、そのため研磨工具の構成に研磨ディスクと研磨皮膜とだけしか必要としないという利点がある。
上記の例ではまた、前記伝動要素が末端にボールヘッドを有し、前記研磨工具がボールソケットを備え、そして前記研磨工具が前記伝動要素の上に弾性的に保持され、ここで前記ボールヘッドがボールソケット内で弾性的に保持され、それにより研磨工具が伝動要素に関してタンブリング運動を行えるようにすることが好適である。
同様に単独に使用できる本発明の別のグループの実施形態では、工具マガジンが備えられ、前記工具マガジン内に複数の研磨工具が収納され、前記研磨工具がロボットの動作区域内に配置されている。
この手段には、工具交換、特に研磨工具の交換を自動化できるという利点がある。特に摩耗した研磨工具を新しい研磨工具に交換できる。更に後で寸法の異なるガラスを処理する場合に、寸法の異なる研磨工具を次々と交換することが可能になるという利点がある。
好適な方法では、前記工具マガジンは複数のシュートを有し、研磨工具がその研磨面の半径に従って選り分けられてシュート内に保管される。
更に、シュートが水平面に対して傾いており、かつ研磨工具のための滑り通路が備えられていることが好適である。
この手段には、工具が下端で回収されると同時にシュート内を滑って上方に移動し、それによりコンベアを別途設置しなくても毎回新しい工具が自動的に取り出し位置に使用可能な状態で載置されるという利点がある。
その場合、滑り通路の下端にストッパーが備えられることが好ましい。
本発明の更に別の利点が、以下の説明および添付の図面から明らかになるであろう。
上で説明した特徴および以下で説明する特徴は、具体的に示した組み合わせだけでなく、本発明の範囲から逸脱することなく他の組み合わせで、または単独で使用可能であることは、言うまでもない。
本発明の実施形態を図面に図示し、その後の記述において説明する。
図１において、参照符号１０は従来技術による作業工程を説明するフローチャートを全体として示す。眼鏡レンズの旋盤加工または研削加工（ブロック１２）の後で、眼鏡レンズと研磨工具とが手動で研磨機械に送られる（ブロック１４）。すると研磨機械は研磨工程を実行する（ブロック１６）。研磨された眼鏡レンズは取り出され、研磨工具が取り外される（ブロック１８）。
ここで眼鏡レンズを手作業で、または特殊な洗浄装置で洗浄しなければならず（ブロック２０）、また研磨工具および／もしくは洗浄用具を手作業で、または特殊な装置を使用して再処理しなければならない（ブロック２２）。眼鏡レンズは次に手動でマーキングステーションに送られ（ブロック２４）、そこでマーキングがされる（ブロック２６）。この時点ではじめて、眼鏡レンズを手動で取り出し（ブロック２８）、そして外部に搬送できる。
上記の説明から、従来の工程では時間がかかるだけでなく失敗の原因にもなる多くの手動ステップを実行しなければならないので、多大な時間を要することが明らかである。
これに対して、図２は旋盤加工または研削加工（ブロック３２）によって眼鏡レンズの自動的な成形プロセスを通常の仕方でたどるブロック図３０を示すが、ここでその後の研磨、洗浄およびマーキングの各ステップが、手作業が介入する必要無しに全て完全に自動的に行われる（ブロック３４）。以下、これを説明する。
図３および４において、参照符４０はハウジングフレーム４１を有する処理セルを示す。研磨、洗浄およびマーキングの各工程は、処理セル４０内で完全に自動的に行われる。
レンズは通常の旋盤または研削機械４２から矢印４３の方向にコンベアベルト４４に送られ、それにより矢印４６で示されるコンベアの方向に沿って処理セル４０に搬送される。
コンベアベルト４４上での搬送には搬送箱４８が使用される。搬送箱４８の各々は、それぞれ特定の患者または顧客のための１対のレンズ５０ａ、５０ｂを受け取る。更に以下で説明するように（図１２）、レンズ５０は、それ自体公知であるように、ブロック５１上に配設され、処理中により容易に保持および移動（回転）できるようにする。
図示した実施形態では、処理セル４０内でコンベアベルト４０の上に４つの取扱位置５２ａ、５２ｂ、５２ｃおよび５２ｄが示される。これらの取扱位置５２ａ〜５２ｄにおいて、一度に１つの搬送箱４８を停止させることができる。これによりレンズ５０を所定の位置に使用可能な状態で載置することができ、異なる搬送箱４８からのレンズ５０を処理セル４０の異なるステーションで平行して処理することが可能となる。
処理セル４０は研磨ステーション５４，洗浄ステーション５６、マーキングステーション５８および中央制御ユニット６０を備えている。ロボット６２が中央作業ユニットとして処理セル４０内に備えられている。ロボット６２は工具マガジン６４と協働する。
ロボット６０はベース７０の上に立っている。ロボット６０が行える様々な動作を矢印７２および７４で示す。本発明の好適な実施形態では、ロボット６２は６本アームのロボットである。
ロボット６２は、自由端にハンド７８を有するアーム７６を備えている。ハンド７８は別の矢印８２で示されるように、アーム７６に沿って延びる軸８０の回りに回転するようになっている。
処理セル４０は以下のように作動する。
処理動作のはじめにロボット６２が起動され、アーム７８上に配設されたグリッパーが搬送箱４８からレンズ５０を取り出す。グリッパーの詳細については、図５および図１２〜図１７を参照して以下で更に説明する。
次にロボット６２はレンズ５０を研磨ステーション５４内の研磨スピンドル８４に搬送する。レンズ５０はそのブロック５１と共に研磨スピンドル８４のソケット内に挿入され、レンズ５０が回転できるようになされる。
研磨スピンドル８４内でレンズ５０を放したのち、ロボット６２はハンド７８を工具マガジン６４に移動する。ここでは研磨工具８８がシュート８６内に保管されている。例えば異なる寸法の研磨工具８８を、異なるシュート８６内に選り分けることができる。工具マガジン６４の更に詳細な説明を、図１８〜図２０を参照してもっと後で述べる。
研磨工具８８は、処理工程の後で再処理する必要のある摩耗性の部品であるから、工具マガジン６４内に十分に多数の、例えば１日の操業に必要な数の研磨工具８８を、使用可能な状態で保管する必要がある。
研磨工具８８を受け取るために、ロボット６２のハンド７８は、軸８０のまわりに回転してそれぞれの研磨工具８８を受け取れるようになっている。その詳細は図５〜図１１を参照して、後で更に述べる。
ハンド７８に研磨工具８８を有するロボット６２は、次に研磨ステーション８４に戻り、研磨工具８８の研磨面が研磨すべきレンズ５０の表面と接触するまで、研磨スピンドル８４を取り囲むコラーの中に移動する。研磨工程の更に詳細な説明を、特に図２１を参照してもっと後で述べる。
研磨工程が完了すると同時に、ハンド７８は研磨工具８８と共に研磨スピンドル８４から出る。これにより研磨工具８８は排出マガジン９０に移送される。ここで研磨工具８８をカットバックストッパーの背後で前方に押しやり、次にハンド７８を研磨工具８８から後退させることで、研磨工具８８はハンド７８からはぎ取られる（外される）。すると研磨工具８８は排出マガジン９０内の洗浄液で満たされたコンテナーの中に落下する。
ここでロボット６２はハンド７８と共に研磨ステーション５４に戻り、研磨工程の間に研磨されたが汚れたレンズ５０を取り、これを洗浄ステーション５４、すなわちその中に配設されたホルダー９４の中に移送する。
ここでロボット６２はハンド７８をレンズ５０から離し、その後で研磨されたレンズ５０を洗浄するために洗浄ステーション５６の洗浄槽９６内に配置されたスポンジ９８を取り上げる。そのために、レンズ５０はホルダー９４内で固定されていてもよいし、また動かされてもよい。
洗浄工程の完了後、スポンジ９８は再度洗浄槽９６の収納ユニット１００内に納められる。これもまたカットバックストッパーとハンドのはぎ取り運動によって行える。
洗浄工程を補助するために、複数のジェットが備えられているが、その１つを図４の１０２で示す。洗浄液、例えば水、およびそれに続いて乾燥流体、例えば圧縮空気をジェット１０２を通して供給できる。
スポンジ９８を収納した後、ロボット６２はハンド７８を洗浄および乾燥されたレンズ５０に再度移動して、それをホルダー９４から取り出す。そしてロボット６２はレンズ５０をマーキングステーション５８内のマーキングホルダー１０４に移送する。ここでレンズ５０は、例えばレーザーによりマーキングが施される、すなわち製造番号が記入されるが、後で眼鏡技術者がレンズを眼鏡フレームの正確にはめこむことができるように、光学的表面にマーキングをしてもよい。
研磨ステーション内および洗浄ステーション内では、その中で行われる研磨および洗浄工程の処理にロボット６２が能動的に参加するが、マーキングステーション５８ではレンズ５０をマーキングホルダー１０４内に収納するだけで、マーキング工程そのものはロボット６２が関与せずに自動的に行われるので、そのようなロボットの活動は必要がない。
一方、マーキング工程が多少の時間を要することを考慮すると、本発明の好適な改良においてはロボット６２はその間に次のレンズ５０をその搬送箱４８から取り出し、それに対して上で説明した研磨および洗浄工程を行ってもよい。同様に、最初のレンズに対するマーキングが完了してロボット６２によってマーキングホルダーから取り出されてその搬送箱４８内に戻されるまで、次の１つのレンズを取扱、処理することもできる。
完全に処理が済んだレンズ５０の入った搬送箱４８はここで、図３に示した矢印１０６の方向にコンベアバンド４４に乗って処理セル４０から出る。
図５〜図１７は、ハンド７８上に配設された要素を更に詳細に示す。
図５の側面図は、図６に垂直に延びるアーム７６の軸８０と、ハンド７８の矢印８２で示される好適には各々１８０°の軸支運動とを示す。この時点で、ハンド７８にはもっと小さな角度の増分でもっと多数のユニットを備えることができることは自明であろう。
図５で、複数の指１１２を有するグリッパー１１０がハンド７８の上端に配設されている。ハンド７８の下端には研磨ヘッド１１４が、研磨工具８８のための回転駆動ユニット１１６、および研磨工具８８を長手方向の軸１２０に沿って軸方向に変位させるためのピストン・シリンダーユニット１１８と共に備えられている。
この時点で、図示した各要素は模式的のみ理解すべきであり、他のタイプの回転駆動または直線駆動も同様に使用可能であることは言うまでもない。
図６は、ハンド７８の下端を拡大してもっと詳しく示す。この下端はハウジング１２８によって完全に取り囲まれている。
ハウジング１２８の内部で回転駆動ユニット１１６の下には、それによって駆動される第一のピニオン１３０が配設され、歯付きベルト１３４を介して第二のピニオン１３２と結合されており、第二のピニオン１３２は軸１２０のまわりに回転する。第二のピニオン１３２はハウジングに対して静止した受け座１３７内で複数のベアリングを介して支持されたローター１３６を駆動する。
ローター１３６はその下端にスリーブ１３８を備え、その中では多角形チューブ１４０が回転しないが軸方向に変位可能に配設されている。多角形チューブ１４０はローラーベアリング１４２を介してスリーブ１３８内で半径方向に支持されている。従って多角形チューブ１４０はスリーブ１３８と共に回転するが、スリーブ１３８内でほとんど摩擦無しに軸方向に移動できる。
ローター１３６は下方において下端１４２内で終端し、そこに半径方向の閉鎖平面を形成している。多角形チューブ１４０の先細り部分１４５は前記閉鎖平面を通って延び、外に向かって突出している。その自由端にはタンブリングディスク１４４が配設されているが、そのさらなる詳細を以下、図８を参照して説明する。
第一のベローズ１４６はその上縁でローター１３６の下端１４３に取り付けられ、下縁で多角形チューブ１４０の突出部１４５の下部を取り囲むフランジ１４７に取り付けられている。これにより、突出部１４５の軸方向の運動の間、下端１４３によって規定される開口の中で、多角形チューブ１４０の領域内に、また特にローラーベアリング１４２領域内に、外部からいかなる塵埃も侵入しない効果が得られている。
最後に、取り囲む保護スリーブ１４８が第一のベローズ１４６の周囲に配設されている。
多角形チューブ１４０は所定の力／変位関数に従って、軸１２０の方向に変位することができる。前述のピストン・シリンダーユニット１１８は、その目的のために使用される。
ピストン・シリンダーユニット１１８は好適には空圧によって作動する。その目的のために、ピストン・シリンダーユニット１１８の上端に圧縮空気の回転継ぎ手１５０が備えられ、ローター１３６と共に作動する際に回転するピストン・シリンダーユニット１１８に圧縮空気を供給できるようにされている。ダクト１５２がロータリージョイント１５０を圧縮空気溜め１５４に結合されている。図６では、圧縮空気溜めの容積をＶR、作動圧力をＰRで示す。
ピストン・シリンダーユニット１１８は、いわゆるエアシリンダー１６０を備えている。図７からよく分かるように、エアシリンダー１６０はガラスシリンダー１６２を備えており、その中でピストン１６４が最小の空隙（エアギャップ）１６６をもって動く。ピストン１６４と多角形チューブ１４０の上部フランジ１７２との間で、連結ロッド１６８を介して軸方向に力を伝達する接続が形成され、連結ロッド１６８の上端と下端とにはボールヘッドが備えられ、上端は図７において１７０で示される。
実際的な実施形態では、ピストン１６４は直径が１６mmでストロークが５mmである。従って、ピストン１６４の動作位置の両端の間の、図７ではVAで示される作動容積は約１ｃｍ3である。
それに対して、圧縮空気溜め１５４の容積ＶRは約３０００ｃｍ3であり、従ってその場合の容積比は３０００：１となる。作動圧力ＰRは、例えば４barから５barの間である。その結果、５０N〜１００Nの範囲のピストン１６４の作動力が発生される。
既に述べたように、シリンダー１６２は好適にはガラスで形成されている。ピストン１６４は好適にはグラファイトで形成され、それにより摩擦に関して最適なマッチングが創り出され、広い温度範囲にわたって最小の摩擦係数を実現する。小さな空隙１６６のために、ピストン１６４とシリンダー１６２との間に空気ベアリングが形成され、ピストン１６４はほとんど摩擦無しにガラスシリンダー１６２内で動く。
回転駆動ユニット１１６により、ローター１３６の例えば毎分１０００回の回転運動が引き起こされる。同じ速度で、また好適には同じ回転方向に回転するレンズ５０の高さの変化に対して、研磨工具８８がタンブリングディスク１４４の下側で追随できるようにするために、研磨工具８８は５０Hzよりも高い周波数で一定の接触力をもって、回転する眼鏡レンズの表面に追随する。
直線駆動を行う各要素、特に中空の多角形チューブ１４０の摩擦の低さと軽さとにより、極めて小さな慣性力で精密な位置決め制御が可能になる。
図８はタンブリングディスク１４４を更に詳細に示す。
多角形チューブ１４０の突出部１４５の下端１８０は第一のディスク１８２内で終端するが、第一のディスクは、固定装置として、ボルトで互いに結合できる上プレート１８３ａと下プレート１８３ｂとを備えている。第二のベローズ１８６の上縁１８４はこれらのプレート１８３ａ、１８３ｂの間に固定され、第二のベローズ１８６は第一のベローズ１４６と同様に軸１２０のまわりに回転対称に配設されている。
第二のベローズ１８６の下縁１８８は第二のディスク１９０内に保持されているが、この第二のディスクも同様に上プレート１９１ａと下プレート１９１ｂとを備えた固定装置として構成されている。
第二のベローズ１８６はボールジョイントを取り囲む。ボールジョイントは、下端１８０の延長として下に向かって延び、かつその自由端１８０ａに中心１９６を有するボールヘッド１９４を備えた軸方向の指１９２によって構成されている。
ボールジョイントに対応するものが、上プレート１９１ａ内の円錐形開口１９８と下プレート１９１ｂ内のボールソケット２００とによって構成されている。ボールソケット２００は好適には、下プレート１９１ｂ内のインサート２０２の中に円錐形部材として構成されている。
図８から容易に理解できるように、第二のディスク１９０は第一のディスク１８２に対して相対的にタンブリング運動を行うことができ、その間はボールソケット２００がボールヘッド１９４の回りに回動する。
第二のベローズ１８６は下記の３つの機能を有する。
先ず、後で更に説明するように、第二のベローズ１８６は、多角形チューブ１４０から下端１８０を介してトルクを研磨工具８８が取り付けられた第二のディスク１９０に伝達するようになされている。
第二のベローズ１８６は、第二のディスク１９０を弾性的に上に引っ張る軸方向の引っ張り力を発生し、その結果ボールヘッド１９４がボールソケット２００内に弾性的に保持される。第二のディスク１９０はこのように、大きな角度範囲にわたって第一のディスク１８２に対して相対的にタンブリング運動を行うことができる。
最後に、第二のベローズ１８６はボールジョイントを汚れに対して保護する役割を果たす。
研磨工具８８を下からタンブリングディスク１４４に取り付けることを可能にするために、下記の手段が採用された。
先ず第二のディスク１９０の下側に、軸１２０に沿って突出してその下端にテーパー２０６を有するピン２０４が備えられている。次に、第二のディスク１９０の下側に、図１１によく示されるように、外周の方向に互いに約１２０°離して配列された３つの永久磁石２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃが備えられている。
図９は、研磨工具８８が外周に環状のフランジ２１１を有する第三のディスク２１０を有することを示すが、このことは工具マガジンの説明に関連して後で述べる（図１８〜図２０）。
第三のディスク２１０の下方には弾性の層２１２，好適には柔らかいスポンジがある。かかる工具２１４は層２１２の下側に取り付けられ、一般に研磨シェルと呼ばれる。その下側の表面２１６が研磨表面を構成し、凹レンズの表面を研磨するための図９に示される実施形態では凸型に形成されている。表面２１６は言うまでもなく、凹レンズの表面を処理するために凸型に形成されていてもよい。
第三のディスク２１０の中央には位置決め穴２１８があり、穴２１８はタンブリングディスク１４４のピン２０４と相補的な関係にある。特に、穴２１８はピン２０４のテーパー部２０６と協調するようになされたテーパー部をその上端に有する。
更に第三のプレート２１０は、図１０に最も明確に示されるように、互いに約１８０°離して配列された３つの永久磁石２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃが備えられている。
容易に理解できるように、研磨工具８８は図８および図９に示される各要素を軸方向に組み立てることで、タンブリングディスク１４４と単純に結合される。次にピン２０４が穴２１８に入り、磁石２０８／２２２が互いに引き合って必要な保持力を発生する。図示した実施形態では、磁石２０８／２２２が更にキャッチとして構成され、それにより磁石２０８が挿入されている穴２２４に磁石２２２が入ることで、タンブリングディスク１４４と研磨工具８８との間にトルクを伝達する結合が生じるようになされる。
ここで、永久磁石２０８，２２２は単なる例に過ぎないことが明らかであろう。電気的に作動する磁石、または磁石と軟鉄部材との組み合わせを使用しても、同じ結果が得られる。
図１２および図１７はグリッパー１１０をより詳細に示す。
図１２は、グリッパー１１０の指１１２が、コア２３０と外被２３２とで構成されていることを示すが、コア２３０は機械的に安定で硬く構成され、外被２３２は好適には柔らかく構成される。
グリッパー１１０の指１１２がレンズ５０をその外周２３６のみで把持し、その結果従来技術と異なり、レンズ５０の光学的表面に接触しないことが重要である。
図１３は、上から見ると円形をなすレンズが４本の指１１２ａ〜１１２ｄによって保持された状態を示すが、図１４によれば上から見て楕円形のレンズでもこれが可能である。
図１５および１６に図示されるように、３本の指１１２ａ〜１１２ｃを使用した場合でもこれは同じように可能である。
最後に図１７は、不規則な形状をしたレンズ５０’を上から見た様子を示すが、これもまた３本の指で保持できる。
図１８〜図２０は工具マガジン６４を更に詳細に示す。
工具マガジン６４は、各々のシュート８６に２本の平行なレール２４０ａ、２４０ｂを備えている。レール２４０ａ、２４０ｂには各々長手方向に延設された滑り溝２４２ａ、２４２ｂが互いに向き合って備えられている。図１８および図１９に示すように、滑り溝２４２ａ、２４２ｂの左端にはバネ付勢されたピン２４４ａ、２４４ｂが備えられ、その解放状態では滑り溝２４２ａ、２４２ｂの中に延びている。
レール２４０ａ、２４０ｂは、図１８において角度αで示されるように、水平マウント２４６に関して傾斜した向きに配設されている。
研磨工具８８の第三のディスク２１０の前述の環状のフランジ２１１が滑り溝２４２ａ、２４２ｂ（図９参照）の中で走るようにすることにより、研磨工具８８はレール２４０ａ、２４０ｂ内に保持されている。研磨工具は図１８に示すように、自重によりレール２４０ａ、２４０ｂの左端に自然に滑って移動する。バネ付勢されたピン２４４ａ、２４４ｂにより、下端の研磨工具８８はそこに保持される。
図８および図９からよく分かるように、タンブリングディスク１４４の下端にある第二のディスク１９０は、図１９に上から見た様子が示される研磨工具８８の上側にある第三のディスク２１０よりも直径がはるかに小さい。従ってロボット６２は図５の動作位置において、そのハンド７８を工具マガジン６４の区域内に入れて第二のディスク１９０をレール２４０ａとレール２４０ｂとの間の間隙に挿入し、第二のディスク１９０を第三のディスク２１０の上に載置することができ、するとディスク１９０および２１０は磁石２０８，２２２の作用で互いに付着する。ここでロボット６２はそれぞれのシュート８６の軸方向にハンド７８を移動して、それぞれの先端の研磨工具がバネ付勢されたピン２４４ａ、２４４ｂの保持力に打ち勝って滑り溝２４２ａ、２４２ｂから引き出されるようにする。すると次の研磨工具８８が自重で滑って上昇する。
図２１に眼鏡レンズの表面２５０を極座標で示す。主要な軸をｘおよびｙで示す。
矢印２５２はレンズ５０の、従ってまたレンズ５０が研磨ステーション５４の研磨スピンドル８４内に配置されたときの表面２５０の、回転方向を示す。
図２１において研磨工具８８の表面２１６も、眼鏡レンズの表面２５０の上に置かれた状態で示されている。表面２１６の中心は参照符２５４で示されている。研磨面２１６は矢印２５８で示されるように、眼鏡レンズの表面２５０と同じ方向に回転する。回転速度は実質的に同じである。
図２１における参照符２５６は、本発明の研磨工程の間の研磨面２１６の中心２５４の運動の軌跡を示す。
明確に理解されるように、軌跡２５６は２つの周期的運動の重ね合わせによって生じる。最初の運動は眼鏡レンズの表面２５０の直径２６０に沿って、すなわち図２１でｙ方向における移動である。第一の運動に重ね合わされる第二の運動は、ｘ方向での振幅の小さな振動である。ｙ方向およびｘ方向でのこれらの運動の振動数の比は、図示した実施形態では１：３である。従って従来の等距離の直線ではなく、鏡面対象な波打つ線となる。
最後に図２２は、処理セル４０内での前述した一連の工程を示す第三のフローチャート２７０である。ブロック上に配設されて搬送箱４８に入れられたレンズ５０は、下記のプロセスで処理される。
マーキングステーション５８がフリーでなければ、マーキングされたレンズ５０を搬送箱４８内に戻す。
洗浄ステーション５６がフリーであれば、洗浄されたレンズ５０をマーキングステーション５８内に搬送する。
研磨ステーション５４がフリーであれば、研磨されたレンズ５０を洗浄ステーション５６に搬送する。
処理されていないレンズ５０があれば、レンズ５０を研磨ステーション５４に搬送する。
処理が終わった搬送箱４８があれば、コンベアベルト４４を起動する。
そうでなければ研磨に移る。
搬送箱４８が見つかったら、右のレンズ５０と左のレンズ５０とに対して個別に研磨工程と研磨工具８８とを計算し、工具マガジン６４内に研磨工具８８があるかどうかチェックする。
新しい搬送箱が見つからなければ開始機能を起動する。
スタートボタンが押されたら研磨に移る。
研磨ステーション５４がフリーでなければ、計算プログラムに従ってレンズ５０を研磨する（研磨工具８８を取り、研磨し、研磨工具８８を排出マガジン９０に収納する）。
マーキングステーション５８がフリーでなければ、所定のデータに従ってレンズ５０にマーキングを行う。
研磨の後、レンズ５０を洗浄ステーション５６内に搬送する。
レンズ５０を洗浄する。
プログラムのスタートに行く。
従来の光学ガラスを製造する方法を説明するフローチャートである。 図１に類似しているが、本発明による方法の実施形態のフローチャートである。 本発明による装置の実施形態の、非常に模式的な上面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線による側面図である。 図３および４の装置で使用できるロボットのハンドの、部分的に破断した側面図を、大幅に拡大して示す。 図５のハンドをさらに詳細に説明するために、その一部を更に拡大して示す図である。 空気シリンダーを示す図６の更に拡大した詳細図である。 タンブリングディスクを示す図６の詳細を更に拡大して示す。 研磨工具を示す図６の更に拡大した詳細図である。 図８および９に示したタンブリングディスクおよび研磨工具の斜視図である。 図８および９に示したタンブリングディスクおよび研磨工具の斜視図である。 図５のロボットのハンドで使用できるグリッパーの、部分的に破断した側面図であって、大幅に拡大して模式的に示す図である。 図１２の構成の実施形態の模式的上面図である。 図１２の構成の実施形態の模式的上面図である。 図１２の構成の実施形態の模式的上面図である。 図１２の構成の実施形態の模式的上面図である。 図１２の構成の実施形態の模式的上面図である。 図３および図４の装置で使用できる工具マガジンの非常に模式的な側面図である。 図１８の工具マガジンの上面図である。 図１９のＸＸ−ＸＸ線による断面図である。 本発明の方法によって処理されるガラスの非常に拡大した上面図である。 本発明によるプロセスを説明する詳細なフローチャートである。

Claims (55)

  1. ガラス（５０）が成形工程に続いて研磨およびマーキングが施される光学ガラス（５０）を製造する方法であって、 前記研磨およびマーキングの各ステップが共通の処理セル（４０）内で行われ、
    研磨およびマーキングの間、前記光学ガラス（５０）が同じロボット（６２）によって取り扱われ、
    前記ロボット（６２）が、
    ａ）コンベアベルト（４４）から前記ガラス（５０）を取り、
    ｂ）前記ガラス（５０）を研磨ステーション（５４）に供給してそこに載置し、
    ｃ）研磨工具（８８）を工具マガジン（６４）から取り、
    ｄ）前記研磨工具（８８）によって前記ガラス（５０）を処理し、
    ｅ）前記研磨工具（８８）を、前記工具マガジン（６４）に納め、
    ｆ）前記研磨ステーション（５４）から研磨されたガラス（５０）を取り、この研磨されたガラス（５０）を洗浄ステーション（５６）に供給して、この研磨されたガラス（５０）をそこに載置し、
    ｇ）洗浄用具（８８）を、前記工具マガジン（６４）から取り、
    ｈ）前記洗浄ステーション（５６）で前記ガラス（５０）を洗浄し、
    ｉ）前記洗浄用具（８８）を、前記工具マガジン（６４）に納め、
    ｋ）前記洗浄ステーション（５６）から洗浄されたガラス（５０）を取り、この洗浄されたガラス（５０）をマーキングステーション（５８）に供給し、そして
    ｌ）前記マーキングステーション（５８）からマーキングされたガラス（５０）を取って、このマーキングされたガラス（５０）を前記コンベアベルト（４４）の上に載置する
    各動作を行う方法。
  2. 前記ロボット（６２）が前記ステップｋ）の実行と前記ステップｌ）の実行との間に、少なくとも１つの他のガラス（５０）に対して前記ステップａ）からｉ）までの１つ以上を実行する、請求項１記載の方法。
  3. 前記ガラス（５０）が搬送箱（４８）内に入れられて前記コンベアベルト（４４）によって搬送される、請求項１または２記載の方法。
  4. 前記ロボット（６２）が前記ガラス（５０）をその外周（２３６）で把持するグリッパー（１１０）によって前記ガラス（５０）を保持する、請求項１〜３いずれかに記載の方法。
  5. 前記ガラス（５０）が所定の力で把持される、請求項４記載の方法。
  6. 前記ガラス（５０）が対で搬送される、請求項１〜４いずれかに記載の方法。
  7. 前記ガラス（５０）が取扱い、すなわち搬送および処理のために、ブロック（５１）の上に配置される、請求項１〜６いずれかに記載の方法。
  8. 研磨中に研磨工具（８８）の第一の表面（２１６）が前記ガラス（５０）の第二の表面（２５０）の上に置かれる、請求項１〜７いずれかに記載の方法であって、
    前記第一の表面（２１６）は前記第二の表面（２５０）よりも小さく、前記表面（２１６，２５０）は更に同じ方向（２５２，２５８）に、また実質的に同じ回転速度で回転させられ、また前記第一の表面（２１６）は前記第二の表面（２５０）の上を半径方向（ｙ）に案内され、振動運動がそれに垂直な半径方向の運動に重ね合わされる方法。
  9. 前記半径方向の運動が前記第二の表面（２５０）の直径（２６０）に沿って案内される、請求項８記載の方法。
  10. 前記半径方向の運動と前記振動運動とが互いに関して調整され、半径方向の往復運動を行う間、前記第一の表面（２１６）の中心（２５４）の軌跡（２５６）が波打った鏡面対象な線の形状を示す、請求項８または９記載の方法。
  11. 成形工程に続いて研磨およびマーキングが施される光学ガラス（５０）の製造装置であって、研磨ステーション（５４）、洗浄ステーション（５６）およびマーキングステーション（５８）が共通の処理セル（４０）内に配設されており、
    コンベア、前記研磨ステーション（５４）、前記洗浄ステーション（５６）および前記マーキングステーション（５８）の間で前記ガラス（５０）を取り扱うために、１台のロボット（６２）が備えられており、
    前記ロボット（６２）が更に研磨工程を実行するようになっており、
    前記ロボット（６２）が研磨工具（８８）を操作するようになっている装置。
  12. 前記ロボット（６２）が更に洗浄工程を実行するようになっている、請求項１１に記載の装置。
  13. 前記ロボット（６２）が洗浄工具（９８）を操作するようになっている、請求項１２記載の装置。
  14. 前記ロボット（６２）がハンド（７８）を有し、前記ハンド（７８）がアクチュエータ（８０）によって２つの作動位置に交互に移動させられるようになされており、前記ハンド（７８）がガラス（５０）を把持するためのグリッパー（１１０）と工具（８８，９８）を取り付けるためのインターフェースとを有し、前記グリッパー（１１０）が第一の動作位置ではガラス（５０）をつかんだり放したりするようになされており、また第二の動作位置では工具（８８，９８）をつかんだり放したりするようになされている、請求項１１〜１３いずれかに記載の装置。
  15. 前記アクチュエータ（８０）がロータリーアクチュエータ（８２）である、請求項１４記載の装置。
  16. 前記ロボット（６２）が前記ガラス（５０）をその外周（２３６）で把持するグリッパー（１１０）を有する、請求項１１〜１５いずれかに記載の装置。
  17. 前記グリッパー（１１０）が前記ガラス（５０）を所定の力で把持する、請求項１６記載の装置。
  18. 前記グリッパー（１１０）が前記ガラス（５０）を把持する力を制御するコントローラが備えられている、請求項１７記載の装置。
  19. 前記グリッパー（１１０）が、互いに実質的に平行に配設されておりまたガラス（５０）の外周（２３６）と係合するようになされている３本以上の指（１１２）を有する、請求項１６〜１８いずれかに記載の装置。
  20. 前記指（１１２）がその外周に柔らかい外被（２３２）を備えている、請求項１９記載の装置。
  21. ガラス（５０）の第一の表面（２５０）を研磨するために研磨工具（８８）が備えられ、この研磨工具（８８）が一方では前記第一の表面（２５０）の上で回転する第二の表面（２１６）と共に接線方向に案内され、他方では前記第一の表面（２５０）内での高さの違いを補償するために、前記第一の表面（２５０）と垂直な方向に送られ、回転および／または送り運動を発生するための要素が中空に形成されている、請求項１１〜２０いずれかに記載の装置。
  22. 前記要素がチューブ（１４０）である、請求項２１記載の装置。
  23. 前記チューブ（１４０）が多角形チューブであり、前記多角形チューブがローラーベアリング（１４２）によって半径方向に支持されている、請求項２２記載の装置。
  24. 前記チューブ（１４０）が回転駆動ユニット（１１６）から前記研磨工具（８８）にトルクを伝達する、請求項２２または２３記載の装置。
  25. 前記要素がボールジョイントによる非トルク伝達性の伝動要素によって直線変位ユニットに結合されている、請求項２１〜２４のいずれかに記載の装置。
  26. 前記直線変位ユニットがピストン・シリンダーユニット（１１８）として構成されている、請求項２５記載の装置。
  27. 前記伝動要素が連結ロッド（１６８）である、請求項２５または２６記載の装置。
  28. 前記連結ロッドが両端でボールジョイントにより支持されている、請求項２７記載の装置。
  29. ガラス（５０）の第一の表面（２５０）を研磨するために、研磨工具（８８）が、一方では前記第一の表面（２５０）上で回転する第二の表面（２１６）と共に接線方向に案内され、他方では前記第一の表面（２５０）内での高さの違いを補償するために、前記第一の表面（２５０）と垂直な方向に送られ、前記第二の表面（２１６）を送るためにピストン・シリンダーユニット（１１８）が備えられ、前記ピストン・シリンダーユニット（１１８）がシリンダー（１６２）内に空気マウントされたピストン（１６４）を有する、請求項１１〜２８いずれかに記載の装置。
  30. 前記シリンダー（１６２）がガラス製シリンダーであり、前記ピストン（１６４）がグラファイト製ピストンである、請求項２９記載の装置。
  31. 前記ピストン・シリンダーユニット（１１８）が圧縮空気を収容し第一の所定の容積（ＶR）を有する作動タンク（１５４）に結合され、前記ピストン（１６４）がその両端の動作位置の間にシリンダー（１６２）内の第二の所定の容積（ＶA）を規定しており、前記第一の容積（ＶR）が前記第二の容積（ＶA）よりもはるかに大きい、請求項２９または３０記載の装置。
  32. 前記第一の容積（ＶR）が前記第二の容積（ＶA）の少なくとも１００倍大きい、請求項３１記載の装置。
  33. 前記第一の容積（Ｖ R ）が前記第二の容積（Ｖ A ）の少なくとも１０００倍大きい、請求項３１記載の装置。
  34. 前記第一の容積（ＶR）が実質的に１ｃｍ3であり、前記第二の体積が実質的に３０００ｃｍ3である、請求項３２または３３に記載の装置。
  35. ガラス（５０）の第一の表面（２５０）を研磨するために、研磨工具（８８）が、一方では前記第一の表面（２５０）の上で回転する第二の表面（２１６）と共に接線方向に案内され、他方では前記第一の表面（２５０）内での高さの違いを補償するために、前記第一の表面（２５０）と垂直な方向に送られ、この送り運動を実行するために伝動要素が備えられ、前記伝動要素がハウジング（１２８，１３７，１４３）に関して直線的に移動させられ、かつ振動的な仕方でハウジング（１２８，１３７，１４３）の端部（１４３）から突出する部分（１４５）を有し、第一のベローズ（１４６）が前記端部（１４３）と前記突出する部分（１４５）との間に配設されている、請求項１１〜３４いずれかに記載の装置。
  36. 前記突出部（１４５）が環状フランジ（１４７）を有し、また前記第一のベローズ（１４６）が前記フランジ（１４７）を前記一端（１４３）と結合している、請求項３５記載の装置。
  37. ガラス（５０）の第一の表面（２５０）を研磨するために、研磨工具（８８）が、一方では第一の表面（２５０）の上で回転する第二の表面（２１６）と共に接線方向に案内され、他方では前記第一の表面（２５０）内での高さの違いを補償するために、前記第一の表面（２５０）と垂直な方向に送られ、この送り運動を行うための伝動要素が備えられ、前記伝動要素がハウジング（１２８，１３７，１４３）に関して直線的に移動させられ、かつ振動的な仕方で前記ハウジング（１２８，１３７，１４３）の一端（１４３）から突出し、前記突出部（１４５）が前記ハウジング（１２８，１３７，１４３）に結合した保護スリーブ（１４８）によって取り囲まれている、請求項１１〜３６いずれかに記載の装置。
  38. 前記保護スリーブ（１４８）が前記第一のベローズ（１４６）を取り囲んでいる、請求項３７記載の装置。
  39. ガラス（５０）の第一の表面（２５０）を研磨するために、研磨工具（８８）が、一方では前記第一の表面（２５０）上で回転する第二の表面（２１６）と共に接線方向に案内され、他方では前記第一の表面（２５０）内での高さの違いを補償するために、前記第一の表面（２５０）と垂直な方向に送られ、前記研磨工具が旋回可能に伝動要素内に支持され、前記伝動要素が軸（１２０）に沿って送り方向に移動可能であり、タンブリングディスク（１４４）が備えられ、前記タンブリングディスク（１４４）がボールジョイント（１９４，２００）を介して前記伝動要素に結合され、かつ前記タンブリングディスク（１４４）が前記研磨工具（８８）に連結されるようになされている、請求項１１〜３８いずれかに記載の装置。
  40. 前記伝動要素が末端部にボールヘッド（１９４）を有し、前記研磨工具（８８）がボールソケット（２００）を備え、前記研磨工具（８８）が前記伝動要素の上に弾性的に保持され、また前記ボールヘッド（１９４）が前記ボールソケット（２００）内で弾性的に保持され、それにより前記研磨工具（８８）が前記伝動要素に対して相対的にタンブリング運動を行えるようになされている、請求項３９記載の装置。
  41. 前記伝動要素が軸方向の末端部に指（１９２）を備え、前記ボールヘッド（１９４）が前記指（１９２）の自由端に配設されている、請求項４０記載の装置。
  42. 前記研磨工具（８８）を弾性的に保持するために、第二のトルク伝達性のベローズ（１８６）が前記伝動要素と前記研磨工具（８８）との間に配設されている、請求項３９〜４１いずれかに記載の装置。
  43. 前記第二のベローズ（１８６）が前記指（１９２）を取り囲んでいる、請求項４１または４２記載の装置。
  44. 前記ボールソケット（２００）が円錐形に形成されている、請求項４０〜４３いずれかに記載の装置。
  45. ガラス（５０）の第一の表面（２５０）を研磨するために研磨工具（８８）が備えられ、前記研磨工具（８８）が磁気クラッチ（２０８，２２２）を介して駆動ユニットに連結されている、請求項１１〜４４いずれか１項に記載の装置。
  46. 前記磁気クラッチ（２０８，２２２）が永久磁石を備えている、請求項４５記載の装置。
  47. 前記研磨工具（８８）が、一方では前記第一の表面（２５０）の上で回転する第二の表面（２１６）と共に接線方向に案内され、他方では前記第一の表面（２５０）内での高さの違いを補償するために、前記第一の表面（２５０）と垂直な方向に送られ、前記研磨工具が旋回可能に伝動要素内に支持され、前記伝動要素が軸（１２０）に沿って送り方向に移動可能であり、タンブリングディスク（１４４）が備えられ、前記タンブリングディスク（１４４）がボールジョイント（１９４，２００）を介して前記伝動要素に結合され、かつ前記タンブリングディスク（１４４）が磁気クラッチ（２０８，２２２）を介して前記研磨工具（８８）に連結されるようになされている、請求項４５または４６記載の装置。
  48. 前記伝動要素が末端部にボールヘッド（１９４）を備え、前記研磨工具（８８）がボールソケット（２００）を備え、前記研磨工具（８８）が前記伝動要素の上に弾性的に保持され、前記ボールヘッド（１９４）が前記ボールソケット（２００）内で弾性的に保持され、それにより前記研磨工具（８８）が前記伝動要素に対して相対的にタンブリング運動を行えるようになされている、請求項４７記載の装置。
  49. 工具マガジン（６４）が備えられ、複数の研磨工具（８８）が前記工具マガジン（６４）内に収納され、前記工具マガジン（６４）がロボット（６２）の作動領域内に配置されている、請求項１１〜４８いずれかに記載の装置。
  50. 前記工具マガジン（６４）が複数のシュート（８６）を備えて構成され、前記研磨工具（８８）がそれらの研磨面（２１６）の半径に従って選り分けられて前記シュート（８６）内に保管されるようになっている、請求項４９記載の装置。
  51. 前記シュート（８６）が水平面に対して傾斜（α）しており、前記研磨工具（８８）のための滑り通路（２４０，２４２）が備えられている、請求項５０記載の装置。
  52. 前記滑り通路（２４０，２４２）の下端にストップ（２４４）が付けられている、請求項５１記載の装置。
  53. 前記ガラス（５０ａ、５０ｂ）が対で前記コンベア上に載置されるようになっている、請求項１１〜５２いずれかに記載の装置。
  54. 前記ガラス（５０）がブロック（５１）上に載置されて搬送および処理される、請求項１１〜５３いずれかに記載の装置。
  55. 研磨中に研磨工具（８８）が第二の表面（２１６）と共にガラス（５０）の第一の表面（２５０）上に置かれ、前記第二の表面（２１６）は前記第一の表面（２５０）よりも小さく、更に各表面（２１６，２５０）は同じ方向にまた実質的に同じ回転速度で回転させられ、また前記第二の表面（２１６）は前記第一の表面（２５０）の上を半径方向に案内され、振動運動をそれに垂直な半径方向の運動に重ね合わせる手段を備えている、請求項１１〜５４いずれかに記載の装置。
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