WO2009135689A1 - Vorrichtung zum blocken von werkstücken, insbesondere brillengläsern, für deren bearbeitung und/oder beschichtung - Google Patents

Vorrichtung zum blocken von werkstücken, insbesondere brillengläsern, für deren bearbeitung und/oder beschichtung Download PDF

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WO2009135689A1
WO2009135689A1 PCT/EP2009/003324 EP2009003324W WO2009135689A1 WO 2009135689 A1 WO2009135689 A1 WO 2009135689A1 EP 2009003324 W EP2009003324 W EP 2009003324W WO 2009135689 A1 WO2009135689 A1 WO 2009135689A1
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block
workpiece
station
block piece
blocking
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PCT/EP2009/003324
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Marc Savoie
Holger Schäfer
Steffen Wallendorf
Peter Jost
Jochen Wagner
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Satisloh Ag
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B24B13/005—Blocking means, chucks or the like; Alignment devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00423—Plants for the production of simple or compound lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00932—Combined cutting and grinding thereof
    • B29D11/00942—Combined cutting and grinding thereof where the lens material is mounted in a support for mounting onto a cutting device, e.g. a lathe, and where the support is of machinable material, e.g. plastics

Definitions

  • the present invention relates generally to a device for blocking workpieces for their (further) processing and / or (further) coating, according to the preamble of claim 1, wherein the resulting so-called "block” serves to clamp the workpiece in the respective processing machine and / or coating system to keep.
  • the invention relates to a device for blocking spectacle lenses which are to block in masses in so-called "RX workshops" before the respective blocked spectacle lens on its rear or front surface in terms of its optical effect and / or at the edge for Einpas - Sung in an associated spectacle frame with geometrically determined (milling / turning) or geometrically indefinite (grinding / polishing) cutting machined and / or on its back or front surface to achieve additional effects (increase in scratch resistance, anti-reflection properties, mirroring, hydrophobic properties, etc.) is coated.
  • the preferred field of application is generally referred to as "spectacle lenses", underneath are optical lenses or blanks for spectacles made of conventional materials, such as polycarbonate, mineral glass, CR 39, HI index, etc and with any (pre-) form of the peripheral edge of the lens or the lens blank, which before blocking already on one or both optically effective surface (s) and / or on the edge (pre) processed and / or (pre) coated but may not have to.
  • the lens can on its surface where it is blocked, with a film, a paint or the like. be provided to protect this surface from contamination and damage and / or to improve the adhesion properties between spectacle lens and block material, without being specifically mentioned below.
  • the operator orients the "real" image of the spectacle lens blank on the computer generated ideal image.
  • the desired position is determined by the computer on the basis of the various job data corresponding to those of the customer at the end desired recipe data were calculated.
  • the operator can move the lens blank forward or backward, and position it in any desired angular position on the imaging station. If the operator has aligned the lens blank correctly, it confirms this by pressing a button.
  • the system computer then moves the eyeglass pickup head by means of the two aforementioned axes of motion.
  • the recording head picks up the spectacle lens in the position that the imaging station has specified and moves it to the block station.
  • the block piece which has been inserted into the block station is thereby held in the block station in a fixed and known position relative to the machine coordinate system.
  • a block material can then flow in a liquid state into the blocking station, and the spectacle lens is placed in the liquid block material via the aforementioned movement axes.
  • the spectacle lens touches neither the block piece nor the casting mold, but is held only by the receiving head and can harden.
  • the pickup head may then release the eyeglass lens and the eyeglass lens blocked on the block piece may be removed from the block station.
  • the object of the invention based on the prior art according to US 2005/0173046 A1, is to provide a device for blocking workpieces, in particular spectacle lenses, for their processing and / or coating, which can be used as universally as possible, without requiring specific processing machines or specific processing instructions in the subsequent process.
  • the support for placing the workpiece to be blocked a block station, in which the workpiece by means of a temporarily deformable block material on a block piece is aufblockbar, and a holding head for the workpiece having transport means by means of a relative movement between the workpiece held on the holding head on the one hand and the support and the block station on the other hand generated
  • the transport device at least four position-controlled Movement axes, by means of which the workpiece, taking into account orientation and geometry information of the workpiece relative to a block located in the block block stationarily positioned and during the blocking in the defined relative position to the block piece, leaving a block material receiving gap between the workpiece and block piece durable ,
  • At least two (maximum four) additional position-controlled axes of motion are provided for the actual block operation in order to increase the total available degrees of freedom of the block device to six.
  • general block instructions e.g. To obtain a lab software system (host), and to block the lens exactly according to these instructions. There are then no further calculations or compensations in the subsequent process more necessary.
  • the subsequent processing machine can therefore treat a spectacle lens which has been blocked in the blocking device according to the invention without problems and without additional expenditure.
  • the spectacle lens can be held in the defined relative position to the block piece while blocking the block material receiving gap between spectacle lens and block piece ("spatial blocking"), the accuracy in blocking some problematic spectacle lenses can be increased. This applies, for example, to progressive lenses (PALs), where it can be very difficult to adjust them correctly when placed on conventional, circular "block rings". lays because the progressive power curve is not spherical and the lens is thus not completely or wobbling on the block ring seated. Finally, unwanted prismatic errors on the blocked spectacle lens can be reliably avoided with the block device according to the invention.
  • PALs progressive lenses
  • FIG. 1 is a perspective view of the block device from top left;
  • Fig. 2 is a perspective view of the block device from the top right;
  • Fig. 3 is a perspective detail view of the block device from the top right, with the metering device, the feeder, the magazine for the block material cartridges and the block magazine have been omitted for ease of illustration;
  • Fig. 4 is a perspective detail view of the block device from the top right, wherein the first and the second carriage of the transport device in a moved out of the housing of the block device transfer position for the workpiece or the block piece are;
  • FIG. 5 is a perspective view of essential parts of the transport device shown in isolation from the bottom left, namely the holding head, the cross table assembly and the lens clamping unit, illustrating five position-controlled axes of movement of the transport device.
  • FIG. 6 shows a perspective view, similar to FIG. 5, of essential parts of the transport device shown singularly from the top right;
  • FIG. 7 is a bottom view of the lens clamping unit shown in isolation
  • FIG. 8 shows a sectional view corresponding to the section line VIII-VIII in FIG. 7;
  • FIGS. 9 is a plan view of the block device according to FIGS. 1 and 2;
  • Fig. 10 is a sectional view taken along the line X-X in Fig. 9, wherein the loading unit has been omitted for simplicity of illustration;
  • FIG. 11 is a bottom view of parts of the block station shown in isolation, namely the clamping device thereof;
  • Fig. 12 is a sectional view of the jig of the block station shown in Fig. 11 corresponding to the sectional line XII-XII in Fig. 13;
  • Fig. 13 is a plan view of the tensioner of Fig. 11;
  • FIGS. 11 to 13 is a perspective view of the clamping device of the block station according to FIGS. 11 to 13;
  • Fig. 14B is an exploded view of the tensioner of Fig. 14A;
  • FIG. 15 is a perspective view of the block block magazine of the block device with the stack stack removed;
  • Fig. 16 is a partially broken plan view of the supply device shown in isolation
  • FIG. 17 is a sectional view of the feeder of FIG. 16 (rotated 90 ° counterclockwise in the drawing plane) corresponding to section line XVII-XVII in FIG. 16, with five block material cartridges in the magazine and one block material cartridge in the receiving space the feeder;
  • FIG. 18 is a perspective view similar to FIG. 1 of the block device from the top left, to illustrate the possibilities of movement of the handling and automation devices provided in addition to the transport device, namely the loading unit, the vertical unit and the
  • Spectacle lens and a piece of the block representing the movement degrees of freedom of the spectacle lens with respect to the block piece illustrated;
  • FIG. 20 is a sectional view of a spectacle lens blocked on a block piece
  • FIGS. 21 to 37 show perspective views of the block device according to the invention, illustrating a possible, fully automatic block process in its time sequence
  • FIGS. 11 to 14B shows a plan view of the clamping device of the block station in an alternative embodiment to FIGS. 11 to 14B, without a support ring for the block piece;
  • FIG. 39 is a sectional view of the alternative clamping device of the block station according to the section line XXXIX-XXXIX in Fig. 38, with a glass-supporting ring and a block piece inserted into the clamping device, which compared to that in Figs. 10, 12, 19 and 20 closer shown block piece is slightly modified;
  • FIGS. 16 and 17 are perspective views of a feed device for the block material, shown in isolation, in an alternative embodiment with barrel pump unit, in particular to FIGS. 16 and 17;
  • FIG. 41 shows a perspective view of a dosing device for the block material shown singly with the first carriage of the transport device in an alternative embodiment with particular reference to FIGS. 1, 4 and 10 with a stationary dosing head having a needle seat valve, FIG is connected via a flow meter by means of a hose to the supply device according to FIG. 40.
  • a device 10 for blocking spectacle lenses L for processing and / or coating a measuring station 12 for detecting the orientation and geometry information of the spectacle lens L to be blocked, a block station 14, in which the spectacle lens L by means of a temporarily deformable block material M aufblockbare on a block piece S, and a holding head 16 for the lens L having transport means 18, by means of a relative movement between the lens 16 held on the holding head lens L on the one hand and the measuring station 12 and the Blocksta- tion 14 on the other can be generated.
  • the temporarily deformable block material M is preferably a light-curing block material which is described in detail in EP 2 011 604 A1 of the present Applicant, to which reference is expressly made with regard to the nature and properties of the block material M.
  • the block piece S used is explained in detail in the earlier European patent application 08 003 335.0 of the present applicant, which is also expressly incorporated herein by reference to the structure and function of the block piece S. is referenced; As far as this block piece S has been slightly modified, this will be explained below with reference to FIG.
  • the transport device 18 of the block device 10 at least four, in the illustrated embodiment, six position-controlled (CNC) movement axes X, Y, Z, A, B, C (see Figs. 5, 6 and 10), namely three substantially perpendicular Position-controlled linear axes X, Y, Z and three rotationally controlled tilting axes A, B, C about the linear axes X, Y, Z, which are aligned with one another, by means of which the spectacle lens L is under consideration of - possibly in the measuring station 12 detected or otherwise known - Orientation and geometry information of the lens L relative to a located in the block station 14 block piece S positionable and during the blocking in the defined relative position to the block piece S, leaving a block material receiving gap G (Fig. 20) between lens L. and block piece S is durable.
  • FIG. 19 illustrates the relative movements between the spectacle lens L and the block piece S that are possible with the aid of the blocking device 10 before blocking.
  • the holding head 16 for the lens L is rotatable and tiltable (tilt axes A, B, axis of rotation C) formed in the space in the rotation angle. Due to the axis of rotation C, it is possible to align the spectacle lens L - possibly after detection in the measuring station 12 and detecting the position of the spectacle lens L - according to their angular position to the recipe torus axis. Regarding constructive details of the holding head 16 with regard to its adjustment possibilities, reference should firstly be made at this point to the document DE 39 30 503 A1.
  • the holding head 16 has an upper plate 80 which is movable relative to a lower plate 82 of the Holding head 16 is tilted controlled in the rotation angle, namely about the tilt axes A and B.
  • a Kugelkalottengelenk 84 is provided in the center of the lower plate 82.
  • Two arranged at 90 ° between the plates 80, 82 drives 86 serve the tilting (tilt axes A and B) of the upper plate 80 against the force of tension springs 88 which are stretched between the plates 80, 82 and of which in Fig. 6 a Tension spring 88 is shown as an example.
  • a further drive 90 is provided on the upper plate 80 and serves for the rotational angle controlled twisting of a hollow shaft 92 (axis of rotation C).
  • a lens clamping unit 66 shown in more detail in FIGS. 7 and 8, which has a suction lip 68 for sucking the lens L, which surrounds a pin Re 70, which adaptable to a contact surface F2 of the lens L and optionally can be clamped to support the lens L at its contact surface F2 as full as possible.
  • a lens clamping unit 66 shown in more detail in FIGS. 7 and 8, which has a suction lip 68 for sucking the lens L, which surrounds a pin Re 70, which adaptable to a contact surface F2 of the lens L and optionally can be clamped to support the lens L at its contact surface F2 as full as possible.
  • a centrally mounted conical expanding mandrel 94 is provided, which is axially displaceable via a pneumatic lifting cylinder 96.
  • the lifting cylinder 96 causes upon pressurization an axial movement of the conical expanding mandrel 94, which in turn exerts an inwardly directed radially outward force on the pins of the pin relief 70. Since all pins are tightly packed in a sleeve 98, this clamping force is transmitted from pin to pin. As a result, the pins jam in the sleeve 98 and are axially immovable. The pins are pushed down only by their own weight and can create in the unclamped state at the contact surface F2 of the lens L.
  • the holding head 16 for the spectacle lens L is by means of a cross table arrangement 20 of the transport device 18 in the direction of a located in the block station 14 block piece S and away (Z axis ) as well as transversely (X-axis) position-controlled movable.
  • the cross table assembly 20 consists of a base 100, a horizontal slide 102 and a vertical slide 104, which are arranged in front of each other.
  • the horizontal carriage 102 is guided to the base 100 via a pair of horizontally extending guide rails 106 and associated carriages, while the vertical carriage 104 is guided on the horizontal carriage 102 via a pair of vertically extending guide rails 108 and associated carriages.
  • Each of the carriages 102, 104 is assigned a drive 110, 112, for example a stepper motor with a ball screw drive, via which the respective carriage 102, 104 can be linearly displaced in a position-controlled manner (linear axes X and Z).
  • the required sensor technology rotary encoder, length measuring system, etc. is, as well as in the rotation or tilt axes A, B, C in the holding head 16, not shown in the figures.
  • the block station 14 is arranged on a first carriage 22 of the transport device 18, which is positionally movable transversely (Y-axis) to the holding head 16 for the spectacle lens L.
  • the sixth axis i. the position-controlled linear axis Y of the transport device 18 realized.
  • a drive, guides and associated sensors are of course provided, which are not shown in the figures.
  • the measuring station 12 provided in the exemplary embodiment shown in another embodiment (eg by input or data transmission to the blocking device 10) receiving the corresponding data but unnecessary - measuring station 12 has an optical measuring device 40 for detecting the position of the spectacle lens L and one thereof spaced mechanical measuring device 42 for full-surface measurement of the workpiece surface to be blocked Fl, wherein the lens to be blocked L by means of the holding head 16 of the transport device 18 from the optical measuring device 40 to the mechanical measuring device 42 is transportable.
  • the optical measuring device 40 and also the mechanical measuring device 42 functionally correspond largely to the measuring devices described in the document US 2005/0173046 A1, so that they need not be described in detail at this point.
  • the camera (not shown), by means of which a shadow image of the spectacle lens L (contour, near portion and markings) can be seen, but without the use of a mirror box in the lower part of the measuring direction 40 is provided.
  • the fluoroscopy of the spectacle lens L is carried out from above by means of an LED lamp 114.
  • an infrared LED can be used, which offers the advantage of an exact and high-contrast representation of the respective lens L especially for highly tinted lenses.
  • the transport device 18 has a second carriage 44 which carries a transparent (ring) support 46 with a (parallel) gripper 48 for centering the spectacle lens L, the support 46 bearing the gripper 48 by means of the second carriage 44 for simplifying the loading process and for better protection of the measuring device 40 of the optical measuring device 40 like a drawer horizontally from a housing 38 of the block device 10 into a transfer position (Fig. 4), in which a lens L to be blocked with it Workpiece surface Fl is placed on the support 46, and vice versa to the optical measuring device 40 is movable back.
  • the second carriage 44 of the transport device 18 by means of a pneumatic cylinder against adjustable end stops movable.
  • the block station 14 can move horizontally from the housing 38 of the block device 10 into a transfer position in a drawer-like manner (FIG. 4) in which a block piece S can be inserted into the block station 14 or an eyeglass lens L blocked on a block S is removable from the block station 14.
  • automatically closing eg, spring biased
  • shutters 116 Figures 1 to 4 and 10
  • the flaps instead of the flaps, which allow the drawer-like retraction of the carriage out of the housing, and the associated housing wall but also a large swing-hood protective hood made of a suitable transparent plastic (eg
  • Makrolon ® from. Bayer may be provided that covers the entire upper part of the blocking device and allows better access to the interior of the blocking device.
  • This protective cover may expediently have on its inner side a coating which absorbs UV and infrared light, so that it
  • a metering device 24 by means of which the light-curing block material M can be applied to a block piece S located in the block station 14, and an exposure device 26 horizontally spaced from the metering device 24, by means of which the block material M is provided for curing, provided, wherein the
  • Block station 14 by means of the first carriage 22 of the transport device 18 of the metering device 24, in which the block material M can be applied to the block piece S centric or decentered, the exposure device 26 and vice versa is movable.
  • the metering device 24 and the exposure device 26 are spatially separated from one another, there is no risk that contamination due to excess or dripping block material M will impair the exposure by means of UV light. Thus, a possibly otherwise uneven polymerization and thus caused tensions of the blocked spectacle lens are avoided, which in turn can lead to significant inaccuracies of the machined surface after blocking.
  • the block material S is left in the exposure device 26 the exposure from below through the transparent block piece S by means of a UV illuminant (not shown), possibly taking place several exposure operations.
  • the metering device 24 has a metering head 28, which is movable towards and away from a block piece S located in the block station 14, in particular can be pivoted, so that in FIG a block position S close the position of the dosing head 28, the block material M can be fed and the supply of the block material M while moving away the dosing head 28 from the block piece S close position in a position remote from the block piece S position can be terminated.
  • the metering device 24 via a valve 30, namely a pneumatically actuated ball valve, connected to a feed device 32 for the block material M.
  • a predicted amount of block material M is applied to the block piece S, whereby the front curve of the spectacle lens L and any tilting of the spectacle lens L via the holding head 16 can be taken into account in the volume calculation.
  • the supply device 32 for the block material M has, according to FIGS. 2, 4, 16 and 17, a receiving space 34 for an exchangeable block material cartridge K, from which the block material M can be displaced by the compressed air applied to a cartridge piston P.
  • the compressed air is at a predetermined pressure constantly on the piston P of the block material cartridge K on.
  • the amount of block material M by means of pressure adjustment and Opening time setting (at the valve 30) are dosed.
  • the dosing head 28 is removed by pivoting quickly from the block piece S, whereby a tearing off of the block material M at the nozzle of the dosing head 28 is effected without the block material M drips.
  • the feed unit 32 for the block material M has a magazine 36 for receiving a plurality of block material cartridges K, from which in each case a block material cartridge K is replaced empty block material cartridge K automatically in the receiving space 34 of the feeder 32 is trackable.
  • a sufficient amount for a daily production amount of block material M can be stored and fed exactly metered.
  • the feed device 32 has a closure cylinder 118 for the cartridge clamping with an axially displaceable clamping section 120, by means of which the block material cartridge K is sealed on the rear side (sealing element 122 in FIG. 16) with its front side (left in FIG. 16).
  • a connecting piece 124 can be pressed against a connecting piece 124, wherein a front-side cartridge closure (such as a film or the like.) With suitable (sharp or sharp) design of the connecting piece 124 can be pierced / cut.
  • the compressed-air connection in the clamping section 120 is designated by 126 in FIG. 16.
  • An empty block material cartridge K can be pulled away from the connecting piece 124 by means of the locking cylinder 118 via spring-loaded locking elements 130 provided on its clamping section 120, whereupon the empty block material cartridge K falls downwards into a collecting container (not shown) due to gravity ,
  • an axially displaceable, angled wall portion 132 is provided which cooperates with a pawl 134, wherein the pawl 134 prevents that when the shutter cylinder 118 is open a full block material cartridge K in the Collecting container falls.
  • the wall section 132 is moved axially (in FIG.
  • FIG. 40 and 41 show an alternative embodiment of the block material supply to the above-described embodiment, more specifically the feeder 32 '(FIG. 40) and the metering device 24' (FIG. 41), without block material cartridges, associated receiving space and cartridge magazine and with a respect lent of the housing 38 fixed, ie non-pivotable dosing head 28 '.
  • the alternative supply device 32 ' which is intended to ensure operation of the block device 10 for several days without change of packaging, has a high-pressure drum pump unit 168 which is adapted with regard to the container size, as described for example under the trade name "AX 5 "from Dosier- undtician GmbH, Nördlingen, Germany.
  • the barrel pump unit 168 is in a receiving space 170 of the housing 38 in the lower part of Block device 10 is arranged and substantially comprises a ground-level, fixed base plate 172, on which a replaceable receptacle 174 for the block material M, such as a bucket or a large box can be placed, and a fixedly connected to the actual pump mechanism, relative to the housing 38th movable cover plate 176, at which also pressure regulator 178 and pressure gauge 180 of the barrel pump unit 168 are located. Between the base plate 172 and the cover plate 176, two pneumatic cylinders 182 are operatively arranged on diametrically opposite sides with respect to the longitudinal axis of the barrel pump unit 168 (only one of them can be seen in FIG.
  • the other is covered by the housing 38) serve to pull the cover plate 176 in the direction of the base plate 172, wherein at the pump head of the barrel pump unit 168, a follower plate 184, which is sealed by means of a flexible wiper ring (not shown) against the inner wall of the receptacle 174, for removal of the block material M from the receptacle 174 piston-like immersed in the receptacle 174.
  • the actual removal of the block material M takes place, for example, by means of a pneumatically controlled pump piston pump of the barrel pump unit 168.
  • the pump outlet 186 is connected via a preferably heated, flexible hose 188 to the metering device 24 '(see also Fig. 41).
  • the metering head 28 'of the alternative metering device 24' is mounted on a mounting bracket 190, which in turn is mounted on the housing 38 so that the metering head 28 'is fixed relative to the housing 38 at a defined height above the housing Block station 14 is located.
  • a needle seat valve 192 Arranged in the dosing head 28 'is a needle seat valve 192, which is actuatable by means of a pneumatic cylinder 194 in order to allow or interrupt the supply of block material M;
  • a commercially available valve-cylinder unit can be used, as for example, under the trade name "outlet valve 401.02.01" from Hilger u. Kern GmbH, Mannheim, Germany is available.
  • the nozzle opening on the valve head 196 is relatively small, so that the block material M in a relatively thin strand (indicated in phantom in Fig. 41) runs on the center of the block piece S in the block station 14 and forms a pile there.
  • the needle seat valve 192 Upon interruption of the supply by the needle seat valve 192, only a very thin, hairy approach to the block material heap is formed; If the viscosity of the block material M is suitably adjusted, neither dripping nor tearing occurs, so that the aforementioned pivotal movement of the dosing head is dispensable.
  • the drum pump unit 168 is only able to convey the block material M in an exactly metered quantity, as shown in FIG. 41 immediately before the needle seat valve 192 of the metering head 28 '- hydraulically between the needle seat valve 192 and the barrel pump unit 168 next hose 188 - another installed especially for highly viscous liquids flow meter 198 installed, as he eg under the trade designation "Flowmeter OG1-SS4-VHE-B-SAT" available from Titan Enterprises Ltd., Sherborne, Dorset, United Kingdom.
  • the volume flow measured herewith is processed in the control of the block device 10 and as a result used to control the needle seat valve 192 in such a way that only the amount of block material M required for the respective spectacle lens L to be blocked is supplied.
  • FIGS. 11 to 14B Further details of the block station 14 are shown in FIGS. 11 to 14B. Accordingly, the block station 14 has a first clamping ring 72 rotatably mounted on the first carriage 22 with radially inwardly projecting jaws 74 for engagement with associated clamping projections V to be held Biock Culture S (see FIGS. 11 to 14B).
  • the clamping device for the block piece S ' has only one fixed to the first carriage 22 fixed clamping ring 72', with a central recess 200 into which a preferably transparent support ring 202 is inserted from eg glass.
  • the leaf spring elements 204 ensure that the clamping projections V of the block piece S 1 inserted into the clamping device rest without clearance on the clamping jaws 74 'of the clamping ring 72'.
  • the slightly modified block piece S 'shown in FIG. 39 differs from the block piece S shown in particular in FIGS. 10, 12, 19 and 20, moreover only in that it has an annular web E on the outer edge the block piece S 'inserted into the clamping device of the block station 14, besides its "central" support with the annular reference surface R on the clamping ring 72', is also supported radially on the outside of the clamping ring 72 ', more precisely the bearing ring 202 held on the clamping ring 72' can.
  • This additional support of the block piece S 1 reliably prevents the block piece S 'from undesirably deforming when the lens L is pressed during the blocking process into the still liquid block material M applied to the block piece S 1 .
  • a loading unit 50 is provided in front of the housing 38 of the block device 10, by means of which both the lenses L and the block pieces S of the block device 10 can be fed and also on the Block pieces S blocked lenses L from the block device 10 can be removed. As can be seen in particular in FIG.
  • the loading unit 50 has a loading arm 52 with a longitudinal axis 54, on which a loading head 56 with at least one, in the illustrated embodiment two with respect to the longitudinal axis 54 diametrically opposed suckers 58 about the longitudinal axis 54 of the loading arm 52 is mounted rotatable by 180 °, wherein the loading arm 52 itself about a longitudinal axis 54 of the loading arm 52 perpendicular to the pivot axis 60 pivotally and along the pivot axis 60 linearly, ie in Fig. 18 is adjustable up and down.
  • the suckers 58 can be rotated about an axis extending through both suction 58, which in particular allows a correct position inserting the block piece S in the block station 14 and in a work box 140 which on a front of
  • Block device 10 arranged conveyor belt 142 is placed.
  • the rotation about the latter axis is accomplished by means of a stepper motor and gear transmission (both not shown).
  • the pivoting of the loading arm 52 about the pivot axis 60 likewise takes place by means of a stepping motor and gear transmission (both not shown).
  • Carriage 44 of the transport device 18 is provided.
  • the vertical unit 62 comprises two juxtaposed lifting cylinders 144, 146, of which one (in the illustrated embodiment, piston-free) lifting cylinder 144 is capable of carrying a relatively large stroke with the other lifting cylinder 146, whereas the other lifting cylinder 146 is capable of executing one smaller hubs is designed and carries a sucker 148 for holding the lens L.
  • a lens L turned by the loading unit 50 can be picked up by the loading unit 50 and then placed down on the support 46 by moving the lifting cylinders 144, 146. In this case, first the lifting cylinder 144 moves down to the end stop, after which the smaller lifting cylinder 146 slowly lowers the spectacle lens L onto the support 46 at low pressure.
  • the block device 10 has a block magazine 64 for receiving a plurality of possibly different block pieces S, from which a predetermined block piece S automatically singled and to the loading unit 50th can be transferred, whereupon the block piece S by means of the loading unit 50 in the in the transfer position (Fig. 4) located block station 14 on the first carriage 22 of the transport device 18 is used.
  • the block magazine 64 has in the illustrated embodiment play eight magazine bars 150, which may each have a differently arranged coding bar 152 (Fig. 15) for receiving different block pieces S (with different block surface radii).
  • the magazine bars 150 are rotatable and indexable in the block piece magazine 64 about a magazine axis 154 (arrow in FIG. 18).
  • the magazine bars 150 are provided with clamping springs 156 (FIG. 15) which prevent the block pieces S from slipping out of the respective magazine bar 150.
  • the magazine bars 150 may be pre-stocked and then hung in an associated T-slot 158 in a magazine bar carrier 160.
  • the removal of a respective block piece S takes place from below by means of a vertical pneumatic cylinder 162, which in turn sits on a horizontal pneumatic cylinder 164 and has a suction member 166 for the block piece S, wherein by means of the horizontal pneumatic cylinder 164 the suction member 166 held block piece S in a transfer position (Fig. 18) can be moved, in which the loading unit 50, the block piece S for transport into the block station 14 can receive.
  • the supply of block pieces S can also be fully automatic, whereby a sufficient amount of block pieces S can be stored by means of the block magazine 64.
  • a block device 10 in which an automatic supply of spectacle lens blanks L from work boxes 140, the automatic alignment in the block device 10 itself and also the supply of block material M and block pieces S can be done fully automatically.
  • the spectacle lens L can be oriented in front of the actual loan blocks, for example, for a prismatic blocking in space.
  • the first stack 22 moves with the block piece S held in the block station 14 by the amount of decentration.
  • the cross table assembly 20 lowers the holding head 16 with the spectacle lens L on the block piece S, wherein the block material M of displaced inside out until the previously calculated distance between lens L and block piece S is reached.
  • the UV exposure of the block material M takes place from below, possibly with a plurality of light pulses, in order to produce the bond between the lens L and the block S, as shown in FIG.
  • Fig. 21 On the conveyor belt 142 in front of the block device 10 is a work box 140 in which there are two lenses L to be blocked.
  • the loading arm 52 of the loading unit 50 pivots about the pivot axis 60 until the loading head 56 is above the spectacle lens L to be blocked first.
  • the block piece magazine 64 rotates the magazine bar 150 with the block pieces S to be taken for this blocking operation into the removal position (not visible).
  • Fig. 22 The loading arm 52 moves down to suck the lens L by means of the sucker 58 on the charging head 56, and then moves with the sucked lens L back up.
  • the second carriage 44 moves forward in loading position, wherein the left flap 116 (see FIG. 21) in the housing 38 opens.
  • the vertical pneumatic cylinder 162 (see Fig. 15) pulls out a block piece S sucked on the sucker 166 downward from the block magazine 64 (not visible).
  • Fig. 23 The loading head 56 pivots 180 ° about the longitudinal axis 54 of the loading arm 52, so that the sucked lens L is at the top.
  • the loading arm 52 pivots about the pivot axis 60 in Transfer position under the lifting cylinder 146 of the vertical unit 62.
  • the lifting cylinder 146 moves down and the lens L is sucked by means of the sucker 148.
  • the block piece S held on the sucker 166 is moved by means of the horizontal pneumatic cylinder 164 and the vertical pneumatic cylinder 162 into transfer position onto the pivoting circle of the loading arm 52.
  • FIG. 24 The lifting cylinder 146 of the vertical unit 62 pulls up the spectacle lens L held on the teat 148.
  • the loading arm 52 pivots about the pivot axis 60 in the block transfer position in which the loading head 56 is above the block piece S held on the sucker 166.
  • FIG. 25 The large lifting cylinder 144 of the vertical unit 62 moves downwards, whereupon the small lifting cylinder 146 of the vertical unit 62 moves downwards with lower pressure in order to place the spectacle lens L on the support 46 on the second carriage 44.
  • the loading arm 52 moves down and the block piece S is sucked by means of the nipple 58.
  • Fig. 26 The lifting cylinders 144, 146 of the vertical unit 62 move upwards.
  • the spectacle lens L is centered by means of the (parallel) gripper 48 on the support 46, whereupon the second carriage 44 travels to the rear in the measuring position via the optical measuring device 40 of the measuring station 12, where the spectacle lens L is optically measured.
  • the loading arm 52 with the block piece S held on the teat 58 moves upwards.
  • FIG. 27 The holding head 16 of the transport device 18 is moved along the linear axis X via the optical measuring device 40 and the grippers 48 are opened (not shown).
  • the teat 166 (not shown, see Fig. 15) is moved by means of the vertical pneumatic cylinder 162 and the horizontal pneumatic cylinder 164 in block removal position below the block magazine 64 pieces.
  • the holding head 16 then moves with the sucked lens L along the linear axis Z upwards.
  • the first carriage 22 moves forward with the block station 14 in the transfer position (linear axis Y), the right-hand flap 116 (see FIG. 27) opening in the housing 38.
  • Fig. 29 The holding head 16 is moved along the linear axis X with the sucked spectacle lens L on the mechanical measuring device 42 of the measuring station 12.
  • the loading arm 52 with the sucked block piece S moves down to clamp the block piece S on the clamping ring 72 of the block station 14, whereupon the loading arm 52 without block piece S goes up again.
  • the loading arm 52 is free for the further lens L in the work box 140, with which as described above can be moved (which is therefore not shown in the following figures).
  • Fig. 30 The holding head 16 is moved along the linear axis Z down to bring the sucked lens L with the mechanical measuring device 42 of the measuring station 12 into contact (not visible).
  • the geometry of the workpiece surface Fl to be blocked on the spectacle lens L is now detected by means of the mechanical measuring device 42.
  • the first carriage 22 moves the block station 14 into a middle position, namely the metering position (linear axis Y), in which the block piece S clamped on the clamping ring 72 is located below the metering head 28 of the metering device 24.
  • Fig. 31 The holding head 16 is moved along the linear axis Z with the sucked lens L up.
  • the dosing head 28 of the dosing device 24 is pivoted over the block piece S (see the dot-dashed pivot axis in Fig. 9).
  • the sucker 166 is moved upwards by means of the vertical pneumatic cylinder 162, so that the next block piece S can be sucked in.
  • Fig. 32 The holding head 16 is moved along the linear axis X with the sucked spectacle lens L on the calculated (X) block position.
  • the block material M is applied by means of the dosing head 28 of the metering device 24 in a predetermined amount on the block piece S, after which the dosing head 28 is pivoted back.
  • the sucked by the sucker 166 next block S is moved by means of the vertical pneumatic cylinder 162 down.
  • the first carriage 22 with the block station 14 travels along the linear axis Y to the rear in the calculated (Y) block position in order to position the block piece S below the spectacle lens L held on the holding head 16.
  • the suctioned by means of the sucker 166 next block S is moved over the pneumatic cylinder 162, 164 in the transfer position.
  • the loading arm 52 pivots the loading head 56 about the pivot axis 60 to the transfer position for the next block piece S.
  • Fig. 34 The holding head 16 with the sucked-in spectacle lens L, which has possibly been angularly positioned in the space by tilting about the tilting axes A, B and rotating about the rotation axis C as calculated or now becomes (see in particular FIGS and 6 with accompanying description) is moved along the linear axis Z in the calculated (Z) block position, wherein the lens L is pressed with its workpiece surface Fl to be blocked, leaving the block material receiving gap G in the applied on the block piece S block material M. (please refer see also Fig. 20).
  • the exposure device 26 (see Fig. 10) is activated and the block material M is cured by means of UV light.
  • the loading arm 52 moves down to take over the next block S, and then moves up again, whereupon the loading head 56 is pivoted through 180 °, so that the sucked next block S is at the top.
  • Fig. 35 The vacuum in the holding head 16 is turned off to let the sucked lens L.
  • the holding head 16 is moved along the linear axis Z upwards.
  • the first carriage 22 drives the block station 14 forward into the transfer position out of the housing 38 (linear axis Y).
  • Fig. 36 The holding head 16 is moved along the linear axis X via the optical measuring device 40 of the measuring station 12.
  • the loading arm 52 moves down to remove the lens L blocked on the block piece S from the block station 14, and then moves up again, whereupon the loading head 56 is pivoted 180 degrees so that the blocked lens L is at the top.
  • the loading arm 52 then moves down again to deposit the next block S sucked on the loading head 56 in the block station 14, whereupon the loading arm 52 moves up again.
  • Fig. 37 The loading head 56 is pivoted by 180 °, so that the blocked on the block piece S lens L is down, whereupon the loading arm 52 is pivoted about the pivot axis 60 on the work box 140. The loading arm 52 then moves down and the vacuum is turned off to place the blocked lens L in the work box 140.
  • a light-curing block material has been explicitly mentioned above, it will be apparent to one skilled in the art that in principle other block materials may also be used.
  • a thermoplastic block material such as Polycaprolactone or the like (see US 5,763,075) so that the exposure means (at 26 in Fig. 10) would be dispensable. In this case, however, care should be taken to ensure that the block material feed is designed for a thermoplastic medium, which includes suitable heating of the metering and feeding devices for the block material and possibly cooling of the block station.
  • a device for blocking workpieces in particular spectacle lenses, for their processing and / or coating, comprising a support for placing the workpiece to be blocked, a blocking station in which the workpiece is mounted on a block piece by means of a temporarily deformable block material is aufblockbar, and a holding head for the workpiece having transport means by means of which a relative movement between the workpiece held on the holding head on the one hand and the support and the block station on the other hand can be generated.
  • the transport device has at least four position-controlled axes of movement (X, Y, Z, A, B, C), by means of which the workpiece, taking into account orientation and geometry information, relative to one in the block station Block piece defined positionable and while blocking in the defined relative to the block piece, leaving a block material receiving gap between the workpiece and block piece is durable.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (10) zum Blocken von Werkstücken, insbesondere Brillengläsern (L), für deren Bearbeitung und/oder Beschichtung offenbart, umfassend eine Auflage zum Auflegen des zu blockenden Werkstücks, eine Blockstation (14), in der das Werkstück mittels eines temporär verformbaren Blockmaterials auf einem Blockstück (S) aufblockbar ist, und eine einen Haltekopf (16) für das Werkstück aufweisenden Transporteinrichtung (18), mittels der eine Relativbewegung zwischen dem am Haltekopf gehaltenen Werkstück einerseits und der Auflage sowie der Blockstation andererseits erzeugbar ist. Um einen möglichst universellen Einsatz der Blockvorrichtung zu ermöglichen, weist die Transporteinrichtung mindestens vier lagegeregelte Bewegungsachsen (X, Y, Z, A, B, C) auf, mittels der das Werkstück unter Berücksichtigung von Orientierung und Geometrieinformationen relativ zu einem sich in der Blockstation befindenden Blockstück definiert positionierbar und während des Aufblockens in der definierten Relativlage zum Blockstück unter Belassung eines Blockmaterial-Aufnahmespalts zwischen Werkstück und Blockstück haltbar ist.

Description

VORRICHTUNG ZUM BLOCKEN VON WERKSTÜCKEN, INSBESONDERE BRILLENGLÄSERN, FÜR DEREN BEARBEITUNG UND/ODER BESCHICHTUNG
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung zum Blocken von Werkstücken für deren (weitere) Bear- beitung und/oder (weitere) Beschichtung, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wobei der resultierende sogenannte "Block" dazu dient, das Werkstück in der jeweiligen Bearbeitungsmaschine und/oder Beschichtungsanlage zu halten.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Blocken von Brillengläsern, die in sogenannten "RX- Werkstätten" massenweise zu blocken sind, bevor das jeweilige geblockte Brillenglas an seiner Rück- oder Frontfläche im Hinblick auf seine optische Wirkung und/oder am Rand zur Einpas- sung in ein zugeordnetes Brillengestell mit geometrisch bestimmter (Fräsen/Drehen) oder geometrisch unbestimmter (Schleifen/Polieren) Schneide spanend bearbeitet und/oder auf seiner Rück- oder Frontfläche zur Erzielung zusätzlicher Wirkungen (Erhöhung der Kratzfestigkeit, Antireflexionseigenschaften, Verspiegelung, hydrophobe Eigenschaften, etc.) beschichtet wird.
Wenn nachfolgend im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung als bevorzugtem Anwendungsgebiet allgemein von "Brillengläsern" die Rede ist, sind darunter optische Linsen bzw. Linsenrohlinge (Blanks) für Brillen aus den gebräuchlichen Materialien, wie Polycarbonat, Mineralglas, CR 39, HI-Index, etc. und mit beliebiger (Vor) Form des Umfangsrandes der Linse bzw. des Linsenrohlings zu verstehen, die vor dem Blocken bereits an einer oder beiden optisch wirksamen Fläche (n) und/oder am Rand (vor) bearbeitet und/oder (vor) beschichtet sein können aber nicht müssen. Auch kann das Brillenglas auf seiner Fläche, an der es geblockt wird, mit einer Folie, einem Lack od.dgl. ver- sehen sein, um diese Fläche vor Verunreinigung und Beschädigung zu schützen und/oder die Haftungseigenschaften zwischen Brillenglas und Blockmaterial zu verbessern, ohne dass dies im Folgenden jeweils eigens erwähnt wird.
STAND DER TECHNIK
Die Druckschriften US 5,919,080, US 6,012,965 sowie die den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bildende US 2005/0173046 Al beschreiben einen Brillenglasblocker, der zum Befestigen eines Brillenglases auf einem Blockstück entworfen wurde, ohne dass dabei das Brillenglas das Blockstück oder einen Blockring berührt. Diese Blockvorrichtungen verwenden eine manuelle Brillenglas-Abbild/Ausrichtstation, in Verbindung mit zwei Achsen für eine automatische Bewegungssteuerung für einen Brillenglas- Aufnahmekopf, um das Brillenglas in einer vorbestimmten Höhe und Lage über dem Blockstück zu positionieren. In der einfachsten Form dieser Vorrichtungen beginnt die Bedienperson (nach Eingabe der Job-Daten oder Download derselben von einem Host- Computer) damit, einen Brillenglas-Rohling auf der Abbildstation zu positionieren. Die Abbildstation projiziert eine Draufsicht des Brillenglas-Rohlings auf einen Computerbildschirm, während der Computer gleichzeitig ein Bild der gewünschten Lage und axialen Orientierung des Brillenglas-Rohlings auf dem glei- chen Bildschirm einblendet, um diese Bilder zu überlagern.
Die Bedienperson richtet das "echte" Bild des Brillenglas- Rohlings an dem vom Computer erzeugten Idealbild aus. Die gewünschte Position wird vom Computer auf der Grundlage der ver- schiedenen Job-Daten bestimmt, die entsprechend den vom Kunden am Ende gewünschten Rezeptdaten berechnet wurden. Die Bedienperson kann den Brillenglas-Rohling nach vorne oder hinten bewegen, und ihn in jede gewünschte Winkellage auf der Abbildstation positionieren. Wenn die Bedienperson den Brillenglas- Rohling korrekt ausgerichtet hat, bestätigt sie dies per Tastendruck.
Der Systemcomputer bewegt dann den Brillenglas-Aufnahmekopf vermittels der zwei vorgenannten Bewegungsachsen. Der Aufnahme- köpf nimmt das Brillenglas in der Position auf, die die Abbildstation vorgegeben hat und bewegt sie zur Blockstation. Das Blockstück, welches in die Blockstation eingesetzt wurde, wird dabei in der Blockstation in einer festgelegten und bekannten Position relativ zum Maschinenkoordinatensystem gehalten. Ein Blockmaterial kann dann in flüssigem Zustand in die Blockstation fließen, und das Brillenglas wird über die vorgenannten Bewegungsachsen in das flüssige Blockmaterial gesetzt. Das Brillenglas berührt dabei weder das Blockstück noch die Gießform, sondern wird nur durch den Aufnahmekopf gehalten und kann aus- härten. Der Aufnahmekopf kann das Brillenglas dann freigeben, und das auf dem Blockstück geblockte Brillenglas kann von der Blockstation entfernt werden.
Bei dem oben beschriebenen Stand der Technik können im Blocker nur vier Freiheitsgrade berücksichtigt werden, um das Brillenglas auf dem Blockstück zu positionieren. Zwei dieser Freiheitsgrade werden von der Bedienperson durch manuelle Einstellung an der Abbildstation bestimmt, während die anderen zwei Freiheitsgrade durch die zwei Bewegungsachsen bereitgestellt werden. Es sind jedoch sechs Freiheitsgrade (drei translatorische und drei rotatorische) erforderlich, um ein Objekt vollständig in einem beliebigen 3D-Koordinatensystem zu positionieren. Demnach fehlen bei dem geschilderten Stand der Technik zwei Freiheitsgrade, um das Brillenglas bezüglich des Block- Stücks vollständig zu positionieren, wie es in einem herkömmli- chen Blockverfahren mit Blockring zur Auflage des Brillenglases erwartet werden kann.
Im obigen Stand der Technik werden diese "Fehler" kompensiert, indem diese, wenn nicht bekannt, zunächst bestimmt werden, und sodann Korrekturdaten an die nachfolgenden Bearbeitungsmaschinen gesendet werden. Das Bewegungssteuerungssystem dieser nachfolgenden Bearbeitungsmaschinen muss dann die im Blocker fehlenden Freiheitsgrade besitzen, damit die obigen, vom Blocker identifizierten "Fehler" kompensiert werden können. Somit muss die Bearbeitungsmaschine zum Blocker "passen", oder an diesen "angepasst" werden, was den Einsatz dieser Blocker beschränkt.
AUFGABENSTELLUNG
Demgemäß liegt der Erfindung ausgehend vom Stand der Technik gemäß der US 2005/0173046 Al die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Blocken von Werkstücken, insbesondere von Brillen- gläsern, für deren Bearbeitung und/oder Beschichtung zu schaffen, die möglichst universell eingesetzt werden kann, ohne bestimmte Bearbeitungsmaschinen oder bestimmte Bearbeitungsvorgaben im Folgeprozess zu erfordern.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte oder zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 16.
Erfindungsgemäß weist bei einer Vorrichtung zum Blocken von Werkstücken, insbesondere Brillengläsern, für deren Bearbeitung und/oder Beschichtung, die eine Auflage zum Auflegen des zu blockenden Werkstücks, eine Blockstation, in der das Werkstück mittels eines temporär verformbaren Blockmaterials auf einem Blockstück aufblockbar ist, und eine einen Haltekopf für das Werkstück aufweisende Transporteinrichtung umfasst, mittels der eine Relativbewegung zwischen dem am Haltekopf gehaltenen Werk- stück einerseits und der Auflage sowie der Blockstation andererseits erzeugbar ist, die Transporteinrichtung mindestens vier lagegeregelte Bewegungsachsen auf, mittels der das Werkstück unter Berücksichtigung von Orientierung und Geometrieinformationen des Werkstücks relativ zu einem sich in der Block- Station befindenden Blockstück definiert positionierbar und während des Aufblockens in der definierten Relativlage zum Blockstück unter Belassung eines Blockmaterial-Aufnahmespalts zwischen Werkstück und Blockstück haltbar ist.
Somit werden erfindungsgemäß wenigstens zwei (maximal vier) zusätzliche lagegeregelte Bewegungsachsen für den eigentlichen Blockvorgang vorgesehen, um die insgesamt verfügbaren Freiheitsgrade der Blockvorrichtung auf sechs zu erhöhen. Bei korrekter Konfiguration der Blockvorrichtung ist es dann möglich, allgemeine Block-Instruktionen von z.B. einem Lab-Software- System (Host) zu erhalten, und das Brillenglas genau gemäß diesen Instruktionen zu blocken. Es sind dann keine weiteren Kalkulationen oder Kompensationen im Folgeprozess mehr notwendig. Die nachfolgende Bearbeitungsmaschine kann daher ein Brillen- glas, das in der erfindungsgemäßen Blockvorrichtung geblockt wurde, problemlos und ohne Mehraufwand behandeln.
Da darüber hinaus während des Aufblockens das Brillenglas in der definierten Relativlage zum Blockstück unter Belassung des Blockmaterial-Aufnahmespalts zwischen Brillenglas und Blockstück gehalten werden kann ("spatial blocking"), kann die Genauigkeit beim Aufblocken einiger problematischer Brillengläser erhöht werden. Dies betrifft z.B. Gleitsichtgläser (PALs), bei denen es sehr schwierig sein kann, diese richtig einzustellen, wenn man sie auf herkömmliche, kreisförmige "Blockringe" auf- legt, weil die Gleitsichtkurve nicht sphärisch ist und das Brillenglas somit nicht vollständig bzw. wackelnd auf dem Blockring aufsitzt. Schließlich können mit der erfindungsgemäßen Blockvorrichtung auch unerwünschte prismatische Fehler an dem aufgeblockten Brillenglas zuverlässig vermieden werden.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der erfindungsgemäßen Blockvorrichtung ergeben sich für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungs- beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten, teilweise schematischen Zeichnungen näher erläutert, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. entsprechende Teile kennzeichnen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Blockvorrichtung von links oben;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Blockvorrichtung von rechts oben;
Fig. 3 eine perspektivische Detailansicht der Blockvorrichtung von rechts oben, wobei zur Vereinfachung der Darstellung die Dosiereinrichtung, die Zufuhreinrichtung, das Magazin für die Blockmaterial- Kartuschen und das Blockstückmagazin weggelassen wurden;
Fig. 4 eine perspektivische Detailansicht der Blockvorrichtung von rechts oben, wobei sich der erste und der zweite Schlitten der Transporteinrichtung in einer aus dem Gehäuse der Blockvorrichtung herausgefahrenen Übergabeposition für das Werkstück bzw. das Blockstück befinden;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht wesentlicher Teile der vereinzelt dargestellten Transporteinrichtung von links unten, nämlich des Haltekopfs, der Kreuztischanordnung und der Linsen-Spanneinheit, zur Veranschaulichung von fünf lagegeregelten Bewe- gungsachsen der Transporteinrichtung;
Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche perspektivische Ansicht wesentlicher Teile der vereinzelt dargestellten Transporteinrichtung von rechts oben;
Fig. 7 eine Unteransicht auf die vereinzelt dargestellte Linsen-Spanneinheit ;
Fig. 8 eine Schnittansicht entsprechend der Schnittver- laufslinie VIII-VIII in Fig. 7;
Fig. 9 eine Draufsicht auf die Blockvorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2;
Fig. 10 eine Schnittansicht entsprechend der Schnittverlaufslinie X-X in Fig. 9, wobei die Ladeeinheit zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen wurde;
Fig. 11 eine Unteransicht auf vereinzelt dargestellte Teile der Blockstation, nämlich deren Spanneinrichtung;
Fig. 12 eine Schnittansicht der in Fig. 11 gezeigten Spanneinrichtung der Blockstation entsprechend der Schnittverlaufslinie XII-XII in Fig. 13; Fig. 13 eine Draufsicht auf die Spanneinrichtung von Fig. 11;
Fig. 14A eine perspektivische Darstellung der Spanneinrich- tung der Blockstation gemäß den Fig. 11 bis 13;
Fig. 14B eine Explosionsdarstellung der Spanneinrichtung von Fig. 14A;
Fig. 15 eine perspektivische Darstellung des vereinzelt gezeigten Blockstückmagazins der Blockvorrichtung mit abgenommenem Stapelspeicher;
Fig. 16 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf die vereinzelt dargestellte Zufuhreinrichtung der
Blockvorrichtung gemäß dem Detail XVI in Fig. 9;
Fig. 17 eine (in der Zeichnungsebene um 90° gegen den Uhrzeigersinn gedrehte) Schnittansicht der Zufuhrein- richtung von Fig. 16 entsprechend der Schnittverlaufslinie XVII-XVII in Fig. 16, mit fünf Blockmaterial-Kartuschen im Magazin und einer Blockmaterial-Kartusche im Aufnahmeraum der Zufuhreinrichtung;
Fig. 18 eine der Fig. 1 ähnliche perspektivische Ansicht der Blockvorrichtung von links oben, zur Veranschaulichung der Bewegungsmöglichkeiten der zusätzlich zur Transporteinrichtung vorgesehenen Handha- bungs- und Automatisierungseinrichtungen, nament- lieh der Ladeeinheit, der Vertikaleinheit und des
Blockstückmagazins;
Fig. 19 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines
Brillenglases und eines Blockstücks, die die Bewe- gungsfreiheitgrade des Brillenglases bezüglich des Blockstücks illustriert;
Fig. 20 eine Schnittansicht eines auf einem Blockstück ge- blockten Brillenglases;
Fig. 21 bis Fig. 37 perspektivische Ansichten der erfindungsgemäßen Blockvorrichtung, die einen möglichen, vollautomatischen Blockprozess in dessen zeitlichen Ab- lauf illustrieren;
Fig. 38 eine Draufsicht auf die Spanneinrichtung der Blockstation in einer zu den Fig. 11 bis 14B alternativen Ausgestaltung, ohne Auflagering für das Block- stück;
Fig. 39 eine Schnittansicht der alternativen Spanneinrichtung der Blockstation entsprechend der Schnittverlaufslinie XXXIX-XXXIX in Fig. 38, mit einem glä- sernen Auflagering und einem in die Spanneinrichtung eingesetzten Blockstück, welches gegenüber dem in den Fig. 10, 12, 19 und 20 näher gezeigten Blockstück geringfügig modifiziert ist;
Fig. 40 eine perspektivische Darstellung einer vereinzelt gezeigten Zufuhreinrichtung für das Blockmaterial in einer zu insbesondere den Fig. 16 und 17 alternativen Ausgestaltung mit Fasspumpeneinheit; und
Fig. 41 eine perspektivische Darstellung einer mit dem ersten Schlitten der Transporteinrichtung vereinzelt gezeigten Dosiereinrichtung für das Blockmaterial in einer zu insbesondere den Fig. 1, 4 und 10 alternativen Ausgestaltung mit einem feststehenden, ein Nadelsitzventil aufweisenden Dosierkopf, der über einen Durchflussmesser vermittels eines Schlauchs an der Zufuhreinrichtung gemäß Fig. 40 angeschlossen ist.
In den Figuren, die gleiche Teile auch in verschiedenen Massstäben zeigen, sind zur Vereinfachung der Darstellung Teile der Blockvorrichtung, die für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich sind, wie z.B. Verkleidungen, Bedieneinheit mit Bildschirm und Eingabemöglichkeiten, etc. weggelas- sen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Gemäß insbesondere den Fig. 1 bis 4 umfasst eine Vorrichtung 10 zum Blocken von Brillengläsern L für deren Bearbeitung und/oder Beschichtung, eine Messstation 12 zum Erfassen der Orientierung und von Geometrieinformationen des zu blockenden Brillenglases L, eine Blockstation 14, in der das Brillenglas L mittels eines temporär verformbaren Blockmaterials M auf einem Blockstück S aufblockbar ist, und eine einen Haltekopf 16 für das Brillenglas L aufweisende Transporteinrichtung 18, mittels der eine Relativbewegung zwischen dem am Haltekopf 16 gehaltenen Brillenglas L einerseits und der Messstation 12 sowie der Blocksta- tion 14 andererseits erzeugbar ist.
Bei dem temporär verformbaren Blockmaterial M handelt es sich bevorzugt um ein lichtaushärtendes Blockmaterial, welches in der EP 2 011 604 Al der vorliegenden Anmelderin ausführlich beschrieben wird, auf die hiermit hinsichtlich Beschaffenheit und Eigenschaften des Blockmaterials M ausdrücklich verwiesen wird. Das verwendete Blockstück S hingegen ist in der älteren europäischen Patentanmeldung 08 003 335.0 der vorliegenden Anmelderin ausführlich erläutert, auf die hiermit hinsichtlich Struktur und Funktion des Blockstücks S ebenfalls ausdrücklich verwiesen wird; soweit dieses Blockstück S noch geringfügig modifiziert wurde, wird dies nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 39 noch erläutert werden.
Wesentlich ist, dass die Transporteinrichtung 18 der Blockvorrichtung 10 mindestens vier, im dargestellten Ausführungsbeispiel sechs lagegeregelte (CNC) Bewegungsachsen X, Y, Z, A, B, C (siehe die Fig. 5, 6 und 10) , nämlich drei im wesentlichen senkrecht zueinander stehende lagegeregelte Linearachsen X, Y, Z und drei im Drehwinkel geregelte Dreh- bzw. Kippachsen A, B, C um die Linearachsen X, Y, Z, aufweist, mittels der das Brillenglas L unter Berücksichtigung der - ggf. in der Messstation 12 erfassten oder anderweitig bekannten - Orientierung und Geometrieinformationen des Brillenglases L relativ zu einem sich in der Blockstation 14 befindenden Blockstück S definiert positionierbar und während des Aufblockens in der definierten Relativlage zum Blockstück S unter Belassung eines Blockmaterial- Aufnahmespalts G (Fig. 20) zwischen Brillenglas L und Blockstück S haltbar ist. Die Fig. 19 illustriert hierbei die mit Hilfe der Blockvorrichtung 10 möglichen Relativbewegungen zwischen dem Brillenglas L und dem Blockstück S vor dem Aufblocken.
Der Haltekopf 16 für das Brillenglas L ist dabei im Raum im Drehwinkel geregelt dreh- und kippbar (Kippachsen A, B, Drehachse C) ausgebildet. Durch die Drehachse C ist es möglich, das Brillenglas L - ggf. nach Erfassung in der Messstation 12 und Erkennen der Lage des Brillenglases L - gemäß ihrer Winkellage zur Rezept-Torusachse auszurichten. Bezüglich konstruktiver De- tails des Haltekopfs 16 im Hinblick auf dessen Verstellmöglichkeiten soll an dieser Stelle zunächst ausdrücklich auf die Druckschrift DE 39 30 503 Al verwiesen werden.
Gemäß insbesondere den Fig. 5 und 6 weist der Haltekopf 16 eine obere Platte 80 auf, die relativ zu einer unteren Platte 82 des Haltekopfs 16 im Drehwinkel geregelt verkippbar ist, und zwar um die Kippachsen A und B. Hierfür ist im Zentrum der unteren Platte 82 ein Kugelkalottengelenk 84 vorgesehen. Zwei unter 90° zwischen den Platten 80, 82 angeordnete Antriebe 86 dienen der Verkippung (Kippachsen A und B) der oberen Platte 80 gegen die Kraft von Zugfedern 88, die zwischen die Platten 80, 82 gespannt sind und von denen in Fig. 6 eine Zugfeder 88 exemplarisch dargestellt ist. Ein weiterer Antrieb 90 ist auf der oberen Platte 80 vorgesehen und dient zum im Drehwinkel geregelten Verdrehen einer Hohlwelle 92 (Drehachse C) .
In der Hohlwelle 92 befestigt ist eine in den Fig. 7 und 8 näher gezeigte Linsen-Spanneinheit 66, die eine Saugerlippe 68 zum Ansaugen des Brillenglases L aufweist, welche ein Stiftre- lief 70 umschließt, das einer Kontaktfläche F2 des Brillenglases L anpassbar und wahlweise klemmbar ist, um das Brillenglas L an dessen Kontaktfläche F2 möglichst vollflächig abzustützen. Auf diese Weise ist es möglich, das gespannte Brillenglas L in zwei Achsen (A, B) zu verkippen und in einer weiteren Achse (C) zu verdrehen.
Zur Klemmung des Stiftreliefs 70 ist ein zentral angebrachter konischer Spreizdorn 94 vorgesehen, welcher über einen pneumatischen Hubzylinder 96 axial verschiebbar ist. Der Hubzylinder 96 bewirkt bei Druckbeaufschlagung eine axiale Bewegung des konischen Spreizdorns 94, die ihrerseits eine von innen nach außen gerichtete radiale Kraft auf die Stifte des Stiftreliefs 70 ausübt. Da alle Stifte dicht gepackt in einer Hülse 98 geführt sind, wird diese Klemmkraft von Stift zu Stift übertragen. Hierdurch verklemmen sich die Stifte in der Hülse 98 und werden axial unbeweglich. Die Stifte werden dabei lediglich durch ihr Eigengewicht nach unten geschoben und können sich im ungeklemm- ten Zustand an der Kontaktfläche F2 des Brillenglases L anlegen. Hierdurch ist es den Stiften möglich, sich an beliebige Topografien von Brillenglasflächen anzupassen und diese abzu- stützen, indem der gesamte Haltekopf 16 axial auf das Brillenglas L zu bewegt wird, bis ein Unterdruckschalter (nicht dargestellt) feststellt, dass die Saugerlippe 68 an der Kontaktfläche F2 des Brillenglases L anliegt. In dieser Position wird der Axialvorschub (Linearachse Z) für den Haltekopf 16 abgeschaltet und der Hubzylinder 96 mit Druck beaufschlagt. Nach dem Klemmen des Stiftreliefs 70 ist das angesaugte Brillenglas L ortsfest zur Linsen-Spanneinheit 66 fixiert, wobei auch größere axiale oder radiale Kräfte auf das Brillenglas L ausgeübt werden kön- nen, ohne dessen räumliche Lage gegenüber der Linsen-Spanneinheit 66 zu verändern. Durch diese besondere Ausgestaltung des Haltekopfs 16 können Brillengläser L mit beliebiger Geometrie angesaugt und unter Beibehaltung ihrer Position mittels der Transporteinrichtung 18 transportiert werden, wobei auch größe- re Kräfte, die z.B. beim Aufblockvorgang auf das Brillenglas L einwirken, übertragen werden können.
Wie des weiteren den Fig. 1 bis 6 zu entnehmen ist, ist der Haltekopf 16 für das Brillenglas L vermittels einer Kreuztisch- anordnung 20 der Transporteinrichtung 18 in Richtung auf ein sich in der Blockstation 14 befindendes Blockstück S zu und davon weg (Z-Achse) sowie quer dazu (X-Achse) lagegeregelt bewegbar. Die Kreuztischanordnung 20 besteht aus einer Basis 100, einem Horizontalschlitten 102 und einem Vertikalschlitten 104, die voreinander angeordnet sind. Der Horizontalschlitten 102 ist über ein Paar horizontal verlaufender Führungsschienen 106 und zugeordneten Wagen an der Basis 100 geführt, während der Vertikalschlitten 104 über ein Paar vertikal verlaufender Führungsschienen 108 und zugeordneten Wagen am Horizontalschlitten 102 geführt ist. Jedem der Schlitten 102, 104 ist ein Antrieb 110, 112, z.B. ein Schrittmotor mit Kugelgewindetrieb, zugeordnet, über den der jeweilige Schlitten 102, 104 lagegeregelt linear verschiebbar ist (Linearachsen X und Z) . Die hierfür erforderliche Sensorik (Drehgeber, Längenmesssystem, etc.) ist, wie auch bei den Dreh- bzw. Kippachsen A, B, C im Haltekopf 16, in den Figuren nicht gezeigt.
Wie insbesondere die Fig. 1, 3, 4 und 10 zeigen, ist die Block- Station 14 auf einem ersten Schlitten 22 der Transporteinrichtung 18 angeordnet, der quer (Y-Achse) zum Haltekopf 16 für das Brillenglas L lagegeregelt bewegbar ist. Hierdurch wird die sechste Achse, d.h. die lagegeregelte Linearachse Y der Transporteinrichtung 18 realisiert. Für den ersten Schlitten 22 sind natürlich gleichermaßen ein Antrieb, Führungen und eine zugeordnete Sensorik vorgesehen, die in den Figuren aber nicht dargestellt sind. Beim Blocken kann mit dieser Achse (und/oder der Linearachse X) das Brillenglas L optional dezentriert geblockt werden.
Gemäß insbesondere den Fig. 1 bis 4 weist die - im dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehene, bei anderweitigem (z.B. durch Eingabe oder Datenübertragung an die Blockvorrichtung 10) Erhalt der entsprechenden Daten aber entbehrliche - Messstation 12 eine optische Messeinrichtung 40 zur Lageerkennung des Brillenglases L und eine hiervon beabstandete mechanische Messeinrichtung 42 zum vollflächigen Messen der zu blockenden Werkstückfläche Fl auf, wobei das zu blockende Brillenglas L vermittels des Haltekopfs 16 der Transporteinrichtung 18 von der optischen Messeinrichtung 40 zur mechanischen Messeinrichtung 42 transportierbar ist.
Die optische Messeinrichtung 40 und auch die mechanische Messeinrichtung 42 entsprechen funktional weitgehend den in der Druckschrift US 2005/0173046 Al beschriebenen Messeinrichtungen, so dass sie an dieser Stelle nicht näher beschrieben werden müssen. Bei der optischen Messeinrichtung 40 ist die Kamera (nicht gezeigt) , mittels der ein Schattenbild des Brillenglases L (Kontur, Nahteil und Markierungen) erkennbar ist, jedoch ohne Verwendung eines Spiegelkastens im unteren Teil der Messein- richtung 40 vorgesehen. Die Durchleuchtung des Brillenglases L indes erfolgt von oben mittels einer LED-Lampe 114. Hier kann auch eine Infrarot LED zum Einsatz kommen, was insbesondere bei stark getönten Brillengläsern L den Vorteil einer exakten und kontrastreichen Darstellung des jeweiligen Brillenglases L bietet.
Weiterhin hat die Transporteinrichtung 18 gemäß insbesondere den Fig. 1 bis 4 und 9 einen zweiten Schlitten 44, der eine transparente (Ring) Aufläge 46 mit einem (Parallel) Greifer 48 zum zentrierenden Fassen des Brillenglases L trägt, wobei die Auflage 46 mit dem Greifer 48 vermittels des zweiten Schlittens 44 zur Vereinfachung des Ladevorgangs und zum besseren Schutz der Messeinrichtung 40 von der optischen Messeinrichtung 40 schubladenartig horizontal aus einem Gehäuse 38 der Blockvorrichtung 10 hinaus in eine Übergabeposition (Fig. 4), in der ein Brillenglas L mit seiner zu blockenden Werkstückfläche Fl auf die Auflage 46 auflegbar ist, und umgekehrt zur optischen Messeinrichtung 40 zurück bewegbar ist. Anders als der erste Schlitten 22 der Transporteinrichtung 18 ist der zweite Schlitten 44 der Transporteinrichtung 18 mittels eines Pneumatikzylinders gegen justierbare Endanschläge verfahrbar.
Gleichermaßen kann die Blockstation 14 insbesondere zur Verein- fachung des Ladevorgangs vermittels des ersten Schlittens 22 der Transporteinrichtung 18 schubladenartig horizontal aus dem Gehäuse 38 der Blockvorrichtung 10 heraus in eine Übergabeposition verfahren (Fig. 4), in der ein Blockstück S in die Blockstation 14 einsetzbar oder ein auf ein Blockstück S geblocktes Brillenglas L aus der Blockstation 14 herausnehmbar ist. Bei beiden Schlitten 22, 44 schützen automatisch (z.B. federvorgespannt) schließende Klappen 116 (Fig. 1 bis 4 und 10) die Blockvorrichtung 10 und den Bediener. In einer hierzu alternativen Ausgestaltung (nicht dargestellt) kann anstelle der Klappen, die das schubladenartige Herausfahren der Schlitten aus dem Gehäuse ermöglichen, und der zugeordneten Gehäusewand aber auch eine große hochschwenkbare Schutz- haube aus einem geeigneten transparenten Kunststoff (z.B.
Makrolon® der Fa. Bayer) vorgesehen sein, die den gesamten oberen Teil der Blockvorrichtung abdeckt und einen besseren Zugang zum Inneren der Blockvorrichtung ermöglicht. Diese Schutzhaube kann auf ihrer Innenseite zweckmäßig eine Beschichtung besit- zen, die UV- und Infrarot-Licht absorbiert, so dass diese
Strahlung den Bediener nicht gefährdet, Letzterer gleichwohl auch im Betrieb der Blockvorrichtung freie Sicht auf die wesentlichen Teile bzw. Baugruppen der Blockvorrichtung hat.
Ferner sind gemäß insbesondere Fig. 10 eine Dosiereinrichtung 24, mittels der das lichtaushärtende Blockmaterial M auf ein sich in der Blockstation 14 befindendes Blockstück S aufbringbar ist, und eine von der Dosiereinrichtung 24 horizontal beab- standete Belichtungseinrichtung 26, mittels der das Blockmate- rial M zum Aushärten belichtbar ist, vorgesehen, wobei die
Blockstation 14 vermittels des ersten Schlittens 22 der Transporteinrichtung 18 von der Dosiereinrichtung 24, in der das Blockmaterial M auf das Blockstück S zentrisch oder dezentriert aufgebracht werden kann, zur Belichtungseinrichtung 26 und um- gekehrt bewegbar ist.
Da die Dosiereinrichtung 24 und die Belichtungseinrichtung 26 örtlich voneinander getrennt sind, besteht nicht die Gefahr, dass Verschmutzungen durch überschüssiges oder nachtropfendes Blockmaterial M die Belichtung mittels UV-Licht beeinträchtigen. Somit werden eine anderenfalls ggf. ungleichmäßige Polymerisation und dadurch hervorgerufene Verspannungen des geblockten Brillenglases vermieden, die wiederum nach dem Abblocken zu erheblichen Ungenauigkeiten der bearbeiteten Fläche führen kön- nen. Nachdem das Brillenglas L vermittels des Haltekopfs 16 der Transporteinrichtung 18 definiert im Raum positioniert auf das sich über der Belichtungseinrichtung 26 in der Blockstation 14 befindende, mit dem Blockmaterial M versehene Blockstück S unter Belassung des Blockmaterial-Aufnahmespalts G aufgedrückt wurde, erfolgt in der Belichtungseinrichtung 26 die Belichtung von unten her durch das transparente Blockstück S hindurch mittels eines UV Leuchtmittels (nicht gezeigt), wobei ggf. mehrere Belichtungsvorgänge stattfinden.
Wie insbesondere in den Fig. 1, 4 und 10 zu erkennen ist, weist die Dosiereinrichtung 24 einen Dosierkopf 28 auf, der in Richtung auf ein sich in der Blockstation 14 befindendes Blockstück S zu und davon weg bewegbar, namentlich verschwenkbar ist, so dass in einer dem Blockstück S nahen Position des Dosierkopfs 28 das Blockmaterial M zuführbar und die Zufuhr des Blockmaterials M unter Wegbewegen des Dosierkopfs 28 aus der dem Blockstück S nahen Position in eine vom Blockstück S entfernte Posi- tion beendbar ist. Dabei ist die Dosiereinrichtung 24 über ein Ventil 30, und zwar ein pneumatisch betätigtes Kugelventil, an eine Zufuhreinrichtung 32 für das Blockmaterial M angeschlossen. Durch die Dosiereinrichtung 24 wird eine vorherberechnete Menge an Blockmaterial M auf das Blockstück S aufgebracht, wo- bei bei der Volumenberechnung die Frontkurve des Brillenglases L und eine etwaige Verkippung des Brillenglases L über den Haltekopf 16 berücksichtigt werden kann.
Die Zufuhreinrichtung 32 für das Blockmaterial M weist gemäß den Fig. 2, 4, 16 und 17 einen Aufnahmeraum 34 für eine auswechselbare Blockmaterial-Kartusche K auf, aus der das Blockmaterial M durch Druckluftbeaufschlagung eines Kartuschenkolbens P verdrängbar ist. Die Druckluft liegt mit vorbestimmtem Druck ständig an dem Kolben P der Blockmaterial-Kartusche K an. Somit kann die Menge an Blockmaterial M mittels Druckeinstellung und Öffnungszeiteinstellung (am Ventil 30) dosiert werden. Nach dem Dosieren des Blockmaterials M entfernt sich der Dosierkopf 28 durch Verschwenken schnell vom Blockstück S, wodurch ein Abreißen des Blockmaterials M an der Düse des Dosierkopfs 28 bewirkt wird, ohne dass das Blockmaterial M nachtropft.
Gemäß den Fig. 1, 2, 4, 9, 16 und 17 weist die Zufuhreinrichtung 32 für das Blockmaterial M ein Magazin 36 zur Aufnahme einer Mehrzahl von Blockmaterial-Kartuschen K auf, aus dem je- weils eine Blockmaterial-Kartusche K zum Ersatz einer leeren Blockmaterial-Kartusche K automatisch in den Aufnahmeraum 34 der Zufuhreinrichtung 32 nachführbar ist. Somit kann eine für eine Tagesproduktion ausreichende Menge an Blockmaterial M bevorratet und exakt dosiert zugeführt werden. Gemäß Fig. 16 be- sitzt die Zufuhreinrichtung 32 einen Verschlusszylinder 118 für die Kartuschenklemmung mit einem axial verschiebbaren Klemmabschnitt 120, mittels dessen die Blockmaterial-Kartusche K rückseitig abgedichtet (Dichtelement 122 in Fig. 16) mit ihrer Vorderseite (links in Fig. 16) an einen Anschlussstutzen 124 ge- drückt werden kann, wobei auch ein vorderseitiger Kartuschen- verschluss (etwa eine Folie od.dgl.) bei geeigneter (spitzer oder scharfer) Ausbildung des Anschlussstutzens 124 durchstochen/durchschnitten werden kann. In Fig. 16 mit 126 bezeichnet ist der Druckluftanschluss im Klemmabschnitt 120. Mittels eines Sensors 128 ist die axiale Position des Kolbens P der Blockmaterial-Kartusche K erfassbar und damit erkennbar, wann die Blockmaterial-Kartusche K leer ist. Eine leere Blockmaterial- Kartusche K kann mittels des Verschlusszylinders 118 über an dessen Klemmabschnitt 120 vorgesehene, federvorgespannte Rast- elemente 130 von dem Anschlussstutzen 124 weggezogen werden, worauf die leere Blockmaterial-Kartusche K infolge der Schwerkraft nach unten in einen Auffangbehälter (nicht gezeigt) fällt. Zur Vereinzelung der Blockmaterial-Kartuschen K aus dem Magazin 36 der Zufuhreinrichtung 32 ist ein axial verschiebbarer, abgewinkelter Wandabschnitt 132 vorgesehen, der mit einer Sperrklinke 134 zusammenwirkt, wobei die Sperrklinke 134 verhindert, dass bei geöffnetem Verschlusszylinder 118 eine volle Blockmaterial-Kartusche K in den Auffangbehälter fällt. Zum Bestücken des Aufnahmeraums 34 mit einer vollen Blockmaterial-Kartusche K wird der Wandabschnitt 132 axial (in Fig. 17 nach unten) unter Anheben der an der nächsten Blockmaterial-Kartusche K anliegen- den Sperrklinke 134 verfahren, wobei der Wandabschnitt 132 zum einen die Öffnung des Aufnahmeraums 34 zum Auffangbehälter hin verschließt und zum anderen das Nachrutschen einer weiteren Blockmaterial-Kartusche K aus dem Magazin 36 verhindert. In der Folge kann die in den Aufnahmeraum 34 eingeführte volle Block- material-Kartusche K mittels des Verschlusszylinders 118 gegen den Anschlussstutzen 124 gespannt werden, worauf der Wandabschnitt 132 (in Fig. 17 nach oben) zurückgezogen wird und die nächste Blockmaterial-Kartusche K nachrutscht.
Die Fig. 40 und 41 zeigen eine zu der vorbeschriebenen Ausgestaltung alternative Ausführung der Blockmaterial-Versorgung, genauer der Zufuhreinrichtung 32' (Fig. 40) und der Dosiereinrichtung 24' (Fig. 41), ohne Blockmaterial-Kartuschen, zugeordnetem Aufnahmeraum und Kartuschenmagazin und mit einem bezüg- lieh des Gehäuses 38 feststehenden, d.h. nicht verschwenkbaren Dosierkopf 28' .
Gemäß Fig. 40 weist die alternative Zufuhreinrichtung 32', die einen Betrieb der Blockvorrichtung 10 über mehrere Tage ohne Gebindewechsel gewährleisten soll, eine im Hinblick auf die Gebindegröße angepasste, ansonsten aber handelsübliche Hochdruck- Fasspumpeneinheit 168 auf, wie sie etwa unter der Handelsbezeichnung "AX 5" von der Dosier- und Prüftechnik GmbH, Nördlin- gen, Deutschland erhältlich ist. Die Fasspumpeneinheit 168 ist in einem Aufnahmeraum 170 des Gehäuses 38 im unteren Teil der Blockvorrichtung 10 angeordnet und umfasst im Wesentlichen eine bodennahe, ortsfeste Grundplatte 172, auf der ein auswechselbarer Aufnahmebehälter 174 für das Blockmaterial M, wie ein Eimer oder eine große Dose plazierbar ist, und eine mit dem eigentli- chen Pumpenmechanismus fest verbundene, gegenüber dem Gehäuse 38 bewegliche Deckplatte 176, an der sich auch Druckregler 178 und Manometer 180 der Fasspumpeneinheit 168 befinden. Zwischen der Grundplatte 172 und der Deckplatte 176 sind auf bezüglich der Längsachse der Fasspumpeneinheit 168 diametral gegenüber- liegenden Seiten zwei Pneumatikzylinder 182 betätigungswirksam angeordnet (in Fig. 40 ist hiervon nur einer zu erkennen, der andere wird von dem Gehäuse 38 verdeckt) , die dazu dienen, die Deckplatte 176 in Richtung der Grundplatte 172 zu ziehen, wobei am Pumpenkopf der Fasspumpeneinheit 168 eine Folgeplatte 184, die mittels eines flexiblen Wischrings (nicht gezeigt) gegenüber der Innenwand des Aufnahmebehälters 174 abgedichtet ist, für eine Entnahme des Blockmaterials M aus dem Aufnahmebehälter 174 kolbenartig in den Aufnahmebehälter 174 eintaucht. Die eigentliche Entnahme des Blockmaterials M erfolgt z.B. mittels einer pneumatisch gesteuerten Schöpfkolbenpumpe der Fasspumpeneinheit 168. Der Pumpenausgang 186 ist über einen vorzugsweise beheizten, flexiblen Schlauch 188 an die Dosiereinrichtung 24' angeschlossen (siehe auch Fig. 41) .
Wie in Fig. 41 zu erkennen ist, ist der Dosierkopf 28' der alternativen Dosiereinrichtung 24' an einem Befestigungswinkel 190 montiert, der seinerseits am Gehäuse 38 angebracht ist, so dass sich der Dosierkopf 28' ortsfest bezüglich des Gehäuses 38 in definierter Höhe über der Blockstation 14 befindet. Im Do- sierkopf 28' ist ein Nadelsitzventil 192 angeordnet, welches mittels eines Pneumatikzylinders 194 betätigbar ist, um den Zu- fiuss von Blockmaterial M zu gestatten bzw. zu unterbrechen; hierfür kann eine handelsübliche Ventil-Zylinder-Einheit zum Einsatz kommen, wie sie z.B. unter der Handelsbezeichnung "Aus- lassventil 401.02.01" von der Hilger u. Kern GmbH, Mannheim, Deutschland erhältlich ist. Die Düsenöffnung am Ventilkopf 196 ist relativ klein, so dass das Blockmaterial M in einem verhältnismäßig dünnen Strang (in Fig. 41 mit strichpunktierter Linie angedeutet) auf die Mitte des Blockstücks S in der Block- Station 14 läuft und dort ein Häufchen bildet. Bei Unterbrechung der Zufuhr durch das Nadelsitzventil 192 entsteht lediglich ein sehr dünner, haarartiger Ansatz am Blockmaterial-Häufchen; bei geeignet eingestellter Viskosität des Blockmaterials M kommt es weder zu einem Nachtropfen noch einem Abreißen des- selben, so dass die zuvor erwähnte Schwenkbewegung des Dosierkopfs entbehrlich ist.
Da die Fasspumpeneinheit 168 schließlich nur bedingt in der Lage ist, das Blockmaterial M in exakt dosierter Menge zu för- dern, ist gemäß Fig. 41 unmittelbar vor dem Nadelsitzventil 192 des Dosierkopfs 28' - hydraulisch zwischen dem Nadelsitzventil 192 und dem von der Fasspumpeneinheit 168 kommenden Schlauch 188 - noch ein speziell für hochviskose Flüssigkeiten entwickelter Durchflussmesser 198 installiert, wie er z.B. unter der Handelsbezeichnung "Flowmeter OG1-SS4-VHE-B-SAT" von der Titan Enterprises Ltd., Sherborne, Dorset, Großbritannien verfügbar ist. Der hiermit gemessene Volumenstrom wird in der Steuerung der Blockvorrichtung 10 verarbeitet und im Ergebnis dazu benutzt, dass Nadelsitzventil 192 so anzusteuern, dass nur die für das jeweils zu blockende Brillenglas L erforderliche Menge an Blockmaterial M zugeführt wird.
Weitere Details der Blockstation 14 sind den Fig. 11 bis 14B zu entnehmen. Demgemäß besitzt die Blockstation 14 einen drehfest auf dem ersten Schlitten 22 befestigten ersten Spannring 72 mit radial nach innen vorstehenden Spannbacken 74 zum Angriff an zugeordnete Spannvorsprünge V am zu haltenden Biockstück S (siehe Fig. 19 und 20) und einen unterhalb des ersten Spannrings 72 angeordneten, bezüglich des ersten Spannrings 72 gegen Federvorspannung (Zugfedern 136) verdrehbaren und am ersten Spannring 72 anliegenden zweiten Spannring 76, der radial verlaufende Spannvorsprünge 78 aufweist, über die die im aufgenommenen Zustand des Blockstücks S an den Spannbacken 74 des ersten Spannrings 72 anliegenden Spannvorsprünge V des Blockstücks S klemmbar sind. An den Spannvorsprüngen 78 des zweiten Spannrings 76 (und als Einführhilfe ggf. auch an den Spannbacken 74 des ersten Spannrings 72) sind Schrägflächen 138 ausgebildet, über die beim Eindrücken eines Blockstücks S in die Blockstation 14 eine Drehung des zweiten Spannrings 76 relativ zum ersten Spannring 72 bewirkt wird.
Die Fig. 38 und 39 zeigen eine gegenüber der Vorbeschreibung alternative, insbesondere im Hinblick auf einen möglichst großen Lichtdurchfall von der Belichtungseinrichtung 26 auf das Blockstück S' (vgl. Fig. 10), d.h. eine möglichst geringe Abschattung optimierte Ausgestaltung der Spanneinrichtung der Blockstation 14. Demgemäß besitzt die Spanneinrichtung für das Blockstück S' lediglich einen am ersten Schlitten 22 ortsfest angebrachten Spannring 72', mit einer zentralen Aussparung 200, in die ein vorzugsweise transparenter Auflagering 202 aus z.B. Glas eingesetzt ist. Anstelle des drehbeweglichen zweiten Spannrings sind drei Blattfederelemente 204 vorgesehen, und zwar ist jedem Spannbacken 74' des Spannrings 72' ein am Spannring 72' auf geeignete Weise befestigtes Blattfederelement 204 so zugeordnet, dass sie einen geringfügig "auffederbaren" Spalt 206 für den jeweiligen Spannvorsprung V des Blockstücks S1 (vgl. die Fig. 19 und 20) begrenzen. Im Ergebnis sorgen die Blattfederelemente 204 dafür, dass die Spannvorsprünge V des in die Spanneinrichtung eingesetzten Blockstücks S1 spielfrei an den Spannbacken 74' des Spannrings 72' anliegen.
Das in Fig. 39 dargestellte, geringfügig modifizierte Blockstück S' unterscheidet sich von dem insbesondere in den Fig. 10, 12, 19 und 20 gezeigten Blockstück S im Übrigen nur dahin- gehend, dass es am Außenrand einen Ringsteg E aufweist, über den sich das in die Spanneinrichtung der Blockstation 14 eingesetzte Blockstück S' - neben seiner "zentralen" Abstützung mit der ringförmigen Referenzfläche R am Spannring 72' - auch radial außen am Spannring 72', genauer dem am Spannring 72' ge- haltenen Auflagering 202 abstützen kann. Mit dieser zusätzlichen Abstützung des Blockstücks S1 wird zuverlässig vermieden, dass sich das Blockstück S' in unerwünschter Weise verformt, wenn das Brillenglas L während des Blockvorgangs in das auf das Blockstück S1 aufgebrachte, noch flüssige Blockmaterial M ge- drückt wird.
Zur weiteren Automatisierung der Blockvorrichtung 10 ist gemäß den Fig. 1 bis 4, 9 und 18 eine Ladeeinheit 50 vor dem Gehäuse 38 der Blockvorrichtung 10 vorgesehen, mittels der sowohl die Brillengläser L als auch die Blockstücke S der Blockvorrichtung 10 zuführbar und zudem die auf die Blockstücke S geblockten Brillengläser L aus der Blockvorrichtung 10 entnehmbar sind. Wie insbesondere in Fig. 18 zu erkennen ist, weist die Ladeeinheit 50 einen Ladearm 52 mit einer Längsachse 54 auf, an dem ein Ladekopf 56 mit wenigstens einem, im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei bezüglich der Längsachse 54 diametral gegenüberliegenden Saugern 58 um die Längsachse 54 des Ladearms 52 um 180° verdrehbar montiert ist, wobei der Ladearm 52 selbst um eine zur Längsachse 54 des Ladearms 52 senkrecht verlaufende Schwenkachse 60 schwenkbar und entlang der Schwenkachse 60 linear, d.h. in Fig. 18 nach oben und unten verstellbar ist. Darüber hinaus können die Sauger 58 um eine durch beide Sauger 58 verlaufende Achse gedreht werden, was insbesondere ein lagerichtiges Einlegen des Blockstücks S in die Blockstation 14 und in einen Arbeitskasten 140 erlaubt, der auf einem vor der
Blockvorrichtung 10 angeordneten Förderband 142 plaziert ist. Die Drehung um letztere Achse wird mittels Schrittmotor und Zahnradgetriebe (beides nicht gezeigt) bewerkstelligt. Der Schwenk des Ladearms 52 um die Schwenkachse 60 erfolgt eben- falls mittels Schrittmotor und Zahnradgetriebe (beides nicht dargestellt) . Die Hubbewegung des Ladearms 52 (hoch/runter) erfolgt hingegen pneumatisch mittels eines druckgeregelten Zylinders (nicht gezeigt) .
Weiterhin ist zwischen dem Gehäuse 38 der Blockvorrichtung 10 und dem Förderband 142 gemäß den Fig. 1 bis 4, 9 und 18 eine Vertikaleinheit 62 zur Übernahme eines zu blockenden Brillenglases L von der Ladeeinheit 50 und Übergabe des zu blockenden Brillenglases L an die sich in der Übergabeposition (Fig. 4) befindende Auflage 46 mit dem Greifer 48 auf dem zweiten
Schlitten 44 der Transporteinrichtung 18 vorgesehen. Die Vertikaleinheit 62 umfasst gemäß Fig. 18 zwei nebeneinander angeordnete Hubzylinder 144, 146, von denen der eine (im dargestellten Ausführungsbeispiel kolbenlose) Hubzylinder 144 mit dem anderen Hubzylinder 146 einen im Verhältnis großen Hub auszuführen vermag, während der andere Hubzylinder 146 zur Ausführung eines demgegenüber kleineren Hubs ausgelegt ist und einen Sauger 148 zum Halten des Brillenglases L trägt. Mittels des Saugers 148 kann ein durch die Ladeeinheit 50 gewendetes Brillenglas L von der Ladeeinheit 50 entgegengenommen und sodann nach Verfahren der Hubzylinder 144, 146 nach unten auf der Auflage 46 abgelegt werden. Hierbei fährt zunächst der Hubzylinder 144 bis Endanschlag nach unten, wonach der kleinere Hubzylinder 146 das Brillenglas L mit geringem Druck langsam auf die Auflage 46 ab- senkt.
Gemäß den Fig. 1, 2, 9 und 18, insbesondere aber Fig. 15 weist die Blockvorrichtung 10 ein Blockstückmagazin 64 zur Aufnahme einer Mehrzahl von ggf. auch verschiedenen Blockstücken S auf, aus dem ein vorbestimmtes Blockstück S automatisch vereinzelbar und an die Ladeeinheit 50 übergebbar ist, worauf das Blockstück S vermittels der Ladeeinheit 50 in die sich in der Übergabeposition (Fig. 4) befindende Blockstation 14 auf dem ersten Schlitten 22 der Transporteinrichtung 18 einsetzbar ist. Das Blockstückmagazin 64 besitzt im dargestellten Ausführungsbei- spiel acht Magazinstangen 150, die eine jeweils unterschiedlich angeordnete Kodierungsleiste 152 (Fig. 15) zur Aufnahme verschiedener Blockstücke S (mit unterschiedlichen Blockflächenradien) aufweisen können. Die Magazinstangen 150 sind im Block- Stückmagazin 64 um eine Magazinachse 154 dreh- und indexierbar (Pfeil in Fig. 18) . An ihrem unteren Ende sind die Magazinstangen 150 mit Klemmfedern 156 (Fig. 15) versehen, die ein Herausrutschen der Blockstücke S aus der jeweiligen Magazinstange 150 verhindern. Die Magazinstangen 150 können vorab bestückt und sodann in einer zugeordneten T-Nut 158 in einem Magazinstangenträger 160 eingehängt werden. Die Entnahme jeweils eines Blockstücks S erfolgt von unten mittels eines Vertikal-Pneumatik- zylinders 162, der seinerseits auf einem Horizontal-Pneumatik- zylinder 164 sitzt und einen Sauger 166 für das Blockstück S aufweist, wobei mittels des Horizontal-Pneumatikzylinders 164 das am Sauger 166 gehaltene Blockstück S in eine Übergabeposition (Fig. 18) bewegt werden kann, in der die Ladeeinheit 50 das Blockstück S für den Transport in die Blockstation 14 entgegennehmen kann. Somit kann auch die Zuführung von Blockstü- cken S vollautomatisch erfolgen, wobei eine ausreichende Menge an Blockstücken S mittels des Blockstückmagazins 64 bevorratet werden kann.
Im Ergebnis wird eine Blockvorrichtung 10 geschaffen, bei der eine automatische Zuführung von Brillenglas-Rohlingen L aus Arbeitskästen 140, deren automatische Ausrichtung in der Blockvorrichtung 10 selbst und auch die Zuführung von Blockmaterial M und Blockstücken S vollautomatisch erfolgen kann. Mittels der Transporteinrichtung 18 kann das Brillenglas L vor dem eigent- liehen Blocken, z.B. für ein prismatisches Blocken im Raum orientiert werden. Bei etwa einem dezentrierten Blocken verfährt z.B. der erste Schütten 22 mit dem in der Blockstation 14 gehaltenen Blockstück S um den Betrag der Dezentration. Die Kreuztischanordnung 20 senkt den Haltekopf 16 mit dem Brillen- glas L auf das Blockstück S ab, wobei das Blockmaterial M von innen nach außen verdrängt wird, bis der vorher berechnete Abstand zwischen Brillenglas L und Blockstück S erreicht ist. Es erfolgt die UV-Belichtung des Blockmaterials M von unten her, ggf. mit mehreren Lichtimpulsen, um den Verbund zwischen Bril- lenglas L und Blockstück S herzustellen, wie er in Fig. 20 gezeigt ist.
Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf die Fig. 21 bis 37 ein möglicher, vollautomatischer Blockvorgang mit der Blockvorrich- tung 10 gemäß den Fig. 1 bis 18 in seinem zeitlichen Ablauf stichpunktartig beschrieben werden, wobei in den Figuren nur diejenigen Bezugszeichen verwendet wurden, die hierbei angesprochene Bauteile bzw. Baugruppen kennzeichnen.
Fig. 21: Auf dem Förderband 142 vor der Blockvorrichtung 10 steht ein Arbeitskasten 140, in dem sich zwei zu blockende Brillengläser L befinden. Der Ladearm 52 der Ladeeinheit 50 schwenkt um die Schwenkachse 60 bis sich der Ladekopf 56 über dem als Erstes zu blockenden Brillenglas L befindet. Das Block- Stückmagazin 64 dreht die Magazinstange 150 mit den für diesen Blockvorgang herzunehmenden Blockstücken S in die Entnahmeposition (nicht sichtbar) .
Fig. 22: Der Ladearm 52 fährt nach unten, um das Brillenglas L mittels des Saugers 58 am Ladekopf 56 anzusaugen, und fährt sodann mit dem angesaugten Brillenglas L wieder nach oben. Der zweite Schlitten 44 fährt nach vorne in Beladeposition, wobei sich die linke Klappe 116 (siehe Fig. 21) im Gehäuse 38 öffnet. Der Vertikal-Pneumatikzylinder 162 (vgl. Fig. 15) zieht ein am Sauger 166 angesaugtes Blockstück S nach unten aus dem Blockstückmagazin 64 heraus (nicht sichtbar) .
Fig. 23: Der Ladekopf 56 schwenkt um 180° um die Längsachse 54 des Ladearms 52, so dass sich das angesaugte Brillenglas L oben befindet. Der Ladearm 52 schwenkt um die Schwenkachse 60 in Übergabeposition unter den Hubzylinder 146 der Vertikaleinheit 62. Der Hubzylinder 146 fährt nach unten und das Brillenglas L wird mittels des Saugers 148 angesaugt. Das am Sauger 166 gehaltene Blockstück S wird mittels des Horizontal-Pneumatikzy- linders 164 und des Vertikal-Pneumatikzylinders 162 in Übergabeposition auf den Schwenkkreis des Ladearms 52 gefahren.
Fig. 24: Der Hubzylinder 146 der Vertikaleinheit 62 zieht das am Sauger 148 gehaltene Brillenglas L nach oben. Der Ladearm 52 schwenkt um die Schwenkachse 60 in Blockstück-Übergabeposition, in der sich der Ladekopf 56 über dem am Sauger 166 gehaltenen Blockstück S befindet.
Fig. 25: Der große Hubzylinder 144 der Vertikaleinheit 62 fährt nach unten, worauf der kleine Hubzylinder 146 der Vertikaleinheit 62 mit geringerem Druck nach unten fährt, um das Brillenglas L auf der Auflage 46 auf dem zweiten Schlitten 44 abzulegen. Der Ladearm 52 fährt nach unten und das Blockstück S wird mittels des Saugers 58 angesaugt.
Fig. 26: Die Hubzylinder 144, 146 der Vertikaleinheit 62 fahren nach oben. Das Brillenglas L wird mittels der (Parallel) Greifer 48 auf der Auflage 46 zentriert, worauf der zweite Schlitten 44 nach hinten in Messposition über die optische Messeinrichtung 40 der Messstation 12 fährt, wo das Brillenglas L optisch vermessen wird. Der Ladearm 52 mit dem am Sauger 58 gehaltenen Blockstück S fährt nach oben.
Fig. 27: Der Haltekopf 16 der Transporteinrichtung 18 wird ent- lang der Linearachse X über die optische Messeinrichtung 40 gefahren und die Greifer 48 werden geöffnet (nicht gezeigt) . Der Sauger 166 (nicht dargestellt; vgl. Fig. 15) wird mittels des Vertikal-Pneumatikzylinders 162 und des Horizontal-Pneuma- tikzylinders 164 in Blockentnahmeposition unterhalb des Block- stückmagazins 64 gefahren. Fig. 28: Der Haltekopf 16 wird entlang der Linearachse Z nach unten gefahren, wobei die Linsen-Spanneinheit 66 mit dem Stiftrelief 70 auf der Kontaktfläche F2 des Brillenglases L aufsetzt (nicht gezeigt; vgl. Fig. 10). Ist Vakuum an der Saugerlippe 68 der Linsen-Spanneinheit 66 vorhanden, wird das Stiftrelief 70 geklemmt (vgl. die Fig. 7 und 8 mit zugehöriger Beschreibung) . Der Haltekopf 16 fährt sodann mit dem angesaugten Brillenglas L entlang der Linearachse Z nach oben. Der erste Schlitten 22 fährt mit der Blockstation 14 in Übergabeposition nach vorne (Linearachse Y) , wobei sich die rechte Klappe 116 (siehe Fig. 27) im Gehäuse 38 öffnet.
Fig. 29: Der Haltekopf 16 wird entlang der Linearachse X mit dem angesaugten Brillenglas L über die mechanische Messeinrichtung 42 der Messstation 12 gefahren. Der Ladearm 52 mit dem angesaugten Blockstück S fährt nach unten, um das Blockstück S am Spannring 72 der Blockstation 14 zu klemmen, worauf der Ladearm 52 ohne Blockstück S wieder hoch fährt. Nun ist der Ladearm 52 frei für das weitere Brillenglas L im Arbeitskasten 140, mit welchem wie vorbeschrieben verfahren werden kann (was daher in den folgenden Figuren nicht weiter gezeigt ist) .
Fig. 30: Der Haltekopf 16 wird entlang der Linearachse Z nach unten gefahren, um das angesaugte Brillenglas L mit der mechanischen Messeinrichtung 42 der Messstation 12 in Kontakt zu bringen (nicht zu sehen) . Die Geometrie der zu blockenden Werkstückfläche Fl am Brillenglas L wird nun mittels der mechanischen Messeinrichtung 42 erfasst. Der erste Schlitten 22 fährt die Blockstation 14 in eine mittlere Stellung, nämlich die Dosierposition (Linearachse Y) , in der sich das am Spannring 72 geklemmte Blockstück S unterhalb des Dosierkopfs 28 der Dosiereinrichtung 24 befindet. Fig. 31: Der Haltekopf 16 wird entlang der Linearachse Z mit dem angesaugten Brillenglas L nach oben gefahren. Der Dosierkopf 28 der Dosiereinrichtung 24 wird über das Blockstück S geschwenkt (vgl. die strichpunktierte Schwenkachse in Fig. 9) . Der Sauger 166 wird mittels des Vertikal-Pneumatikzylinders 162 nach oben gefahren, so dass das nächste Blockstück S angesaugt werden kann.
Fig. 32: Der Haltekopf 16 wird entlang der Linearachse X mit dem angesaugten Brillenglas L über die berechnete (X-) Blockposition gefahren. Das Blockmaterial M wird mittels des Dosierkopfs 28 der Dosiereinrichtung 24 in vorbestimmter Menge auf das Blockstück S aufgebracht, worauf der Dosierkopf 28 zurück geschwenkt wird. Das durch den Sauger 166 angesaugte nächste Blockstück S wird mittels des Vertikal-Pneumatikzylinders 162 nach unten gefahren.
Fig. 33: Der erste Schlitten 22 mit der Blockstation 14 fährt entlang der Linearachse Y nach hinten in die berechnete (Y-) Blockposition, um das Blockstück S unterhalb des am Haltekopf 16 gehaltenen Brillenglases L zu positionieren. Das mittels des Saugers 166 angesaugte nächste Blockstück S wird über die Pneumatikzylinder 162, 164 in Übergabeposition gefahren. Der Ladearm 52 schwenkt den Ladekopf 56 um die Schwenkachse 60 auf Übergabeposition für das nächste Blockstück S.
Fig. 34: Der Haltekopf 16 mit dem angesaugten Brillenglas L, welches ggf. durch Verkippen um die Kippachsen A, B und Drehen um die Drehachse C wie berechnet winkelmäßig im Raum positio- niert wurde oder jetzt wird (vgl. insbesondere die Fig. 5 und 6 mit zugehöriger Beschreibung) , wird entlang der Linearachse Z in die berechnete (Z-) Blockposition gefahren, wobei das Brillenglas L mit seiner zu blockenden Werkstückfläche Fl unter Belassung des Blockmaterial-Aufnahmespalts G in das auf dem Blockstück S aufgebrachte Blockmaterial M gedrückt wird (siehe hierzu auch Fig. 20) . Die Belichtungseinrichtung 26 (vgl. Fig. 10) wird aktiviert und das Blockmaterial M wird mittels UV- Licht ausgehärtet. Der Ladearm 52 fährt nach unten, um das nächste Blockstück S zu übernehmen, und fährt sodann wieder nach oben, worauf der Ladekopf 56 um 180° geschwenkt wird, so dass sich das angesaugte nächste Blockstück S oben befindet.
Fig. 35: Das Vakuum im Haltekopf 16 wird ausgeschaltet, um das angesaugte Brillenglas L loszulassen. Der Haltekopf 16 wird entlang der Linearachse Z nach oben gefahren. Der erste Schlitten 22 fährt die Blockstation 14 nach vorne in die Übergabeposition aus dem Gehäuse 38 heraus (Linearachse Y) .
Fig. 36: Der Haltekopf 16 wird entlang der Linearachse X über die optische Messeinrichtung 40 der Messstation 12 gefahren. Der Ladearm 52 fährt nach unten, um das auf dem Blockstück S geblockte Brillenglas L aus der Blockstation 14 zu entnehmen, und fährt sodann wieder nach oben, worauf der Ladekopf 56 um 180° geschwenkt wird, so dass sich das geblockte Brillenglas L oben befindet. Der Ladearm 52 fährt dann wieder nach unten, um das am Ladekopf 56 angesaugte nächste Blockstück S in der Blockstation 14 abzulegen, worauf der Ladearm 52 wieder nach oben fährt .
Fig. 37: Der Ladekopf 56 wird um 180° geschwenkt, so dass sich das auf dem Blockstück S geblockte Brillenglas L unten befindet, worauf der Ladearm 52 um die Schwenkachse 60 über den Arbeitskasten 140 geschwenkt wird. Der Ladearm 52 fährt sodann nach unten und das Vakuum wird ausgeschaltet, um das geblockte Brillenglas L im Arbeitskasten 140 abzulegen.
Wenngleich oben ein lichtaushärtendes Blockmaterial explizit angesprochen wurde, ist es für den Fachmann ersichtlich, dass grundsätzlich auch andere Blockmaterialien zum Einsatz kommen können. So könnte z.B. ein thermoplastisches Blockmaterial wie Polycaprolacton od. dgl. (vgl. US 5,763,075) verwendet werden, so dass die Belichtungseinrichtung (bei 26 in Fig. 10) entbehrlich wäre. Es wäre in diesem Fall allerdings dafür Sorge zu tragen, dass die Blockmaterialzuführung für ein thermoplasti- sches Medium ausgelegt ist, was eine geeignete Beheizung der Dosier- und Zufuhreinrichtungen für das Blockmaterial und ggf. eine Kühlung der Blockstation beinhaltet.
Es wird eine Vorrichtung zum Blocken von Werkstücken, insbeson- dere Brillengläsern, für deren Bearbeitung und/oder Beschich- tung offenbart, umfassend eine Auflage zum Auflegen des zu blockenden Werkstücks, eine Blockstation, in der das Werkstück mittels eines temporär verformbaren Blockmaterials auf einem Blockstück aufblockbar ist, und eine einen Haltekopf für das Werkstück aufweisenden Transporteinrichtung, mittels der eine Relativbewegung zwischen dem am Haltekopf gehaltenen Werkstück einerseits und der Auflage sowie der Blockstation andererseits erzeugbar ist. Um einen möglichst universellen Einsatz der Blockvorrichtung zu ermöglichen, weist die Transporteinrichtung mindestens vier lagegeregelte Bewegungsachsen (X, Y, Z, A, B, C) auf, mittels der das Werkstück unter Berücksichtigung von Orientierung und Geometrieinformationen relativ zu einem sich in der Blockstation befindenden Blockstück definiert positionierbar und während des Aufblockens in der definierten Relativ- läge zum Blockstück unter Belassung eines Blockmaterial-Aufnahmespalts zwischen Werkstück und Blockstück haltbar ist.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 Blockvorrichtung
12 Messstation 14 Blockstation
16 Haltekopf
18 Transporteinrichtung
20 Kreuztischanordnung
22 erster Schlitten 24, 24' Dosiereinrichtung
26 Belichtungseinrichtung
28, 28' Dosierkopf
30 Ventil
32, 32' Zufuhreinrichtung 34 Aufnähmeräum
36 Magazin
38 Gehäuse
40 optische Messeinrichtung
42 mechanische Messeinrichtung 44 zweiter Schlitten
46 Auflage
48 Greifer
50 Ladeeinheit
52 Ladearm 54 Längsachse
56 Ladekopf
58 Sauger
60 Schwenkachse
62 Vertikaleinheit 64 Blockstückmagazin
66 Linsen-Spanneinheit
68 Saugerlippe
70 Stiftrelief
72, 72' erster Spannring / Spannring 74, 74' Spannbacken 76 zweiter Spannring
78 Spannvorsprung
80 obere Platte
82 untere Platte
84 Kuge1kaIottengelenk
86 Antrieb
88 Zugfeder
90 Antrieb
92 Hohlwelle
94 Spreizdorn
96 Hubzylinder
98 Hülse
100 Basis
102 Horizontalschlitten
104 Vertikalschlitten
106 Führungsschiene
108 Führungsschiene
110 Antrieb
112 Antrieb
114 LED-Lampe
116 Klappe
118 Verschlusszylinder
120 Klemmabschnitt
122 Dichtelement
124 Anschlussstutzen
126 Druckluftanschluss
128 Sensor
130 Rastelement
132 Wandabschnitt
134 Sperrklinke
136 Zugfeder
138 Schrägfläche
140 Arbeitskästen
142 Förderband
144 Hubzylinder 146 Hubzylinder
148 Sauger
150 Magazinstange
152 Kodierungsleiste
154 Magazinachse
156 Klemmfeder
158 T-Nut
160 Magazinstangenträger
162 Vertikal-Pneumatikzylinder
164 Horizontal-Pneumatikzylinder
166 Sauger
168 Fasspumpeneinheit
170 Aufnahmeräum
172 Grundplatte
174 Aufnahmebehälter
176 Deckplatte
178 Druckregler
180 Manometer
182 Pneumatikzylinder
184 Folgeplatte
186 Pumpenausgang
188 Schlauch
190 Befestigungswinkel
192 Nadelsitzventil
194 Pneumatikzylinder
196 Ventilkopf
198 Durchflussmesser
200 Aussparung
202 Auflagering
204 Blattfederelement
206 Spalt
A Kippachse
B Kippachse C Drehachse
X Linearachse
Y Linearachse Z Linearachse
E Ringsteg
Fl zu blockende Werkstückfläche
F2 Kontaktfläche
G Blockmaterial-Aufnahmespalt L Werkstück / Brillenglas
K Blockmaterial-Kartusche
M Blockmaterial
P Kolben der Blockmaterial-Kartusche
R Referenzfläche S, S1 Blockstück
V Spannvorsprung

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Vorrichtung (10) zum Blocken von Werkstücken, insbesondere Brillengläsern (L) , für deren Bearbeitung und/oder Beschich- tung, mit einer Auflage (46) zum Auflegen des zu blockenden Werk- Stücks (L) , einer Blockstation (14), in der das Werkstück (L) mittels eines temporär verformbaren Blockmaterials (M) auf einem Blockstück (S) aufblockbar ist, und einer einen Haltekopf (16) für das Werkstück (L) aufwei- senden Transporteinrichtung (18), mittels der eine Relativbewegung zwischen dem am Haltekopf (16) gehaltenen Werkstück (L) einerseits und der Auflage (46) sowie der Blockstation (14) andererseits erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (18) mindestens vier lagegeregelte Bewegungsachsen (X, Y, Z, A, B, C) aufweist, mittels der das Werkstück (L) unter Berücksichtigung von Orientierung und Geometrieinformationen des Werkstücks (L) relativ zu einem sich in der Blockstation (14) befindenden Blockstück (S) definiert positionierbar und während des Auf- blockens in der definierten Relativlage zum Blockstück (S) unter Belassung eines Blockmaterial-Aufnahmespalts (G) zwischen Werkstück (L) und Blockstück (S) haltbar ist.
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (18) insgesamt sechs lagegeregelte Bewegungsachsen aufweist, nämlich drei im wesentlichen senkrecht zueinander stehende lagegeregelte Linearachsen (X, Y, Z) und drei im Drehwinkel geregelte Dreh- bzw. Kippachsen (A, B, C) um die Linearachsen (X, Y, Z) .
3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekopf (16) für das Werkstück (L) im Raum im Drehwinkel geregelt dreh- und kippbar (Kippachsen A, B, Drehachse C) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekopf (16) für das Werkstück (L) vermittels einer Kreuztischanordnung (20) der Transporteinrichtung (18) in Richtung auf ein sich in der Blockstation (14) befindendes Blockstück (S) zu und davon weg (Z-Achse) sowie quer dazu (X-Achse) lagegeregelt bewegbar ist.
5. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockstation (14) auf einem ersten Schlitten (22) der Transporteinrichtung (18) angeordnet ist, der quer (Y-Achse) zum Haltekopf (16) für das Werkstück (L) lagegeregelt bewegbar ist.
6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Dosiereinrichtung (24, 24'), mittels der ein lichtaushärtendes Blockmaterial (M) auf ein sich in der Blockstation (14) befindendes Blockstück (S) aufbringbar ist, und eine von der Dosiereinrichtung (24, 24') beabstandete Belichtungseinrichtung (26) , mittels der das Blockmaterial (M) zum Aushärten belichtbar ist, wobei die Blockstation (14) vermittels des ersten Schlit- tens (22) der Transporteinrichtung (18) von der Dosiereinrichtung (24, 24') zur Belichtungseinrichtung (26) und umgekehrt bewegbar ist.
7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung (24) einen Dosierkopf (28) aufweist, der in Richtung auf ein sich in der Blockstation (14) befindendes Blockstück (S) zu und davon weg bewegbar, vorzugsweise verschwenkbar ist, so dass in einer dem Blockstück (S) nahen Position des Dosierkopfs (28) das Blockmaterial (M) zuführbar und die Zufuhr des Blockmaterials (M) unter Wegbewegen des Do- sierkopfs (28) aus der dem Blockstück (S) nahen Position in eine vom Blockstück (S) entfernte Position beendbar ist.
8. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung (24 ') einen Dosierkopf (28') aufweist, der ein Nadelsitzventil (192) umfasst, welches über einen Durchflussmesser (198) an eine Zufuhreinrichtung (32 ') für das Blockmaterial (M) angeschlossen ist, die ihrerseits eine Fasspumpeneinheit (168) aufweist, um das Blockmaterial (M) aus einem auswechselbaren Aufnahmebehälter (174) zu fördern.
9. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockstation (14) vermittels des ersten Schlittens (22) der Transporteinrichtung (18) in eine Übergabeposition verfahrbar ist, in der ein Blockstück (S) in die Blockstation (14) einsetzbar oder ein auf ein Blockstück (S) geblocktes Werkstück (L) aus der Blockstation (14) herausnehmbar ist.
10. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Messstation (12) mit einer optischen Messeinrichtung (40) zur Lageerkennung des Werkstücks (L) und einer hiervon beabstandeten mechanischen Messeinrichtung (42) zum vollflächigen Messen der zu blockenden Werkstückfläche (Fl) , wobei das zu blockende Werkstück (L) vermittels des Haltekopfs (16) der Transporteinrichtung (18) von der optischen Messeinrichtung (40) zur mechanischen Messeinrichtung (42) transportierbar ist.
11. Vorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (18) einen zweiten Schlitten (44) aufweist, der die Auflage (46) mit einem Greifer (48) zum zentrierenden Fassen des Werkstücks (L) trägt, wobei die Auflage (46) mit dem Greifer (48) vermittels des zweiten Schlittens (44) von der optischen Messeinrichtung (40) in eine Übergabepo- sition, in der ein Werkstück (L) auf die Auflage (46) auflegbar ist, und umgekehrt zur optischen Messeinrichtung (40) zurück bewegbar ist.
12. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ladeeinheit (50), mittels der sowohl die Werkstücke (L) als auch die Blockstücke (S) der Vorrichtung (10) zuführbar und zudem die auf die Blockstücke (S) geblockten Werkstücke (L) aus der Vorrichtung (10) entnehmbar sind.
13. Vorrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinheit (50) einen Ladearm (52) mit einer Längsachse (54) aufweist, an dem ein Ladekopf (56) mit wenigstens einem Sauger (58) um die Längsachse (54) des Ladearms (52) um 180° verdrehbar montiert ist, wobei der Ladearm (52) selbst um eine zur Längsachse (54) des Ladearms (52) senkrecht verlaufende Schwenkachse (60) schwenkbar und entlang der Schwenkachse (60) linear verstellbar ist.
14. Vorrichtung (10) nach den Ansprüchen 11 und 12 oder 11 und 13, gekennzeichnet durch eine Vertikaleinheit (62) zur Übernahme eines zu blockenden Werkstücks (L) von der Ladeeinheit (50) und Übergabe des zu blockenden Werkstücks (L) an die sich in der Übergabeposition befindende Auflage (46) mit dem Greifer (48) auf dem zweiten Schlitten (44) der Transporteinrichtung (18) .
15. Vorrichtung (10) nach Anspruch 9 und einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch ein Blockstückmagazin (64) zur Aufnahme einer Mehrzahl von ggf. verschiedenen Blockstücken
(S) , aus dem ein vorbestimmtes Blockstück (S) automatisch vereinzelbar und an die Ladeeinheit (50) übergebbar ist, worauf das Blockstück (S) vermittels der Ladeeinheit (50) in die sich in der Übergabeposition befindende Blockstation (14) auf dem ersten Schlitten (22) der Transporteinrichtung (18) einsetzbar ist .
16. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekopf (16) für das Werkstück (L) eine Linsen-Spanneinheit (66) mit einer Saugerlippe (68) zum Ansaugen des Werkstücks (L) aufweist, die ein Stiftrelief (70) umschließt, welches einer Kontaktfläche (F2) des Werkstücks (L) anpassbar und wahlweise klemmbar ist, um das Werkstück (L) an dessen Kontaktfläche (F2) möglichst vollflächig abzustützen.
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