DE10114239A1

DE10114239A1 - Vorrichtung zur Randbearbeitung von optischen Linsen

Info

Publication number: DE10114239A1
Application number: DE10114239A
Authority: DE
Inventors: Steffen Wallendorf; Holger Schaefer
Original assignee: Loh Optikmaschinen AG
Current assignee: Satisloh GmbH
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2002-10-02
Also published as: EP1243380B1; EP1616663B1; ATE307007T1; ATE337889T1; EP1243380A3; US20020168920A1; US6712671B2; DE50204570D1; DE50208035D1; ES2250532T3; EP1243380A2; EP1616663A1; ES2271932T3

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Randbearbeitung einer optischen Linse (L), die zwischen zwei fluchtenden, um eine Werkstückdrehachse (R) drehbaren Haltewellen (10, 12) einspannbar ist, offenbart, mit einem Z-Schlitten (14), der an einem Grundgestell (16) in einer zur Werkstückdrehachse parallelen Z-Richtung längsverschieblich geführt ist, und einem eine Werkzeugspindel (20) mit einem Randbearbeitungswerkzeug (22) tragenden X-Schlitten (18), welcher an dem Z-Schlitten in einer zur Z-Richtung senkrechten X-Richtung derart längsverschieblich geführt ist, daß das Randbearbeitungswerkzeug mit der Linse in Bearbeitungseingriff bringbar ist. Für einen industriellen Einsatz der Vorrichtung ist erfindungsgemäß das Grundgestell im wesentlichen O-förmig ausgebildet und umgibt den Z-Schlitten, der ebenfalls im wesentlichen O-förmig ausgebildet ist und den X-Schlitten umgibt. In Ergänzung oder alternativ dazu ist vorgesehen, daß an dem X-Schlitten eine zusätzliche Bearbeitungseinrichtung (28) angebracht ist, die mindestens ein weiteres Randbearbeitungswerkzeug (30) aufweist, welches von einer Parkposition in eine Bearbeitungsposition zwischen der Linse und dem Randbearbeitungswerkzeug an der Werkzeugspindel bewegbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Randbearbeitung einer optische Linse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine für den industriellen Einsatz taugliche, CNC-gesteu erte Vorrichtung zur Randbearbeitung von Brillengläsern, die es gestattet, Brillengläser auch in größeren Stückzahlen mit der erforderlichen Genauigkeit in sehr kurzen Bearbeitungszei ten am Rand fertig zu bearbeiten.

Wenn nachfolgend von "Brillengläsern" die Rede ist, sind dar unter optische Linsen bzw. Linsenrohlinge für Brillen aus den gebräuchlichen Materialien, wie Polycarbonat, Mineralglas, CR 39, HI-Index, etc. und mit beliebiger Form des Umfangsrandes der Linse bzw. des Linsenrohlings zu verstehen, die vor der Bearbeitung ihres Randes bereits an einer oder beiden optisch wirksamen Fläche(n) bearbeitet sein können aber nicht müssen.

Auf dem Gebiet der Brillenglasrandbearbeitung, deren Ziel es ist, den Rand eines Brillenglases so fertig zu bearbeiten, daß das Brillenglas in ein Brillengestell eingesetzt werden kann, zeichnet sich neuerdings ein Trend ab, diese anspruchsvolle Bearbeitung insbesondere aus Rationalisierungsgründen von den Optikerwerkstätten weg hin zu den Brillenglasherstellern zu verlagern. Bei den Brillenglasherstellern erfordert dies Bril lenglasrandbearbeitungsmaschinen, auch "Edger" genannt, die ohne großen Rüstaufwand die verschiedensten Brillengläser mit der erforderlichen Genauigkeit schnell am Rand bearbeiten kön nen und über lange Zeiträume hinweg zuverlässig einsetzbar sind.

Im Stand der Technik fehlt es nicht an Vorschlägen, wie die Randbearbeitung von Brillengläsern beschleunigt werden kann. So offenbart die gattungsbildende EP-A-0 917 929 eine Randbe arbeitungsmaschine für Brillengläser, die zur Effizienzsteige rung bei der Bearbeitung zwei Werkzeugspindeln aufweist, die parallel zur vertikal verlaufenden Drehachse des am Rand zu bearbeitenden Brillenglases angeordnet und jeweils mit einem Schleifscheibenpaket ausgerüstet sind. Das eine Schleifschei benpaket umfaßt eine Grobschleifscheibe sowie eine mit ver schiedenen Nuten zum Facettieren versehene Zwischenschleif scheibe, während das andere Schleifscheibenpaket eine ebensol che Grobschleifscheibe sowie eine mit Facettiernuten versehene Feinschleifscheibe zur Endbearbeitung aufweist. Für jede Werk zeugspindel ist eine (X-Z-)Kreuzschlittenanordnung vorgesehen, mit einem Vertikalschlitten und einem Horizontalschlitten. Der Vertikalschlitten ist auf einer Seite an einem Maschinenge stell in vertikaler Richtung verschiebbar geführt, während an der anderen Seite des Vertikalschlittens der Horizontalschlit ten in horizontaler Richtung verschiebbar geführt ist. Auf der vom Vertikalschlitten abgewandten Seite trägt der Horizontal schlitten die jeweilige Werkzeugspindel. Mittels CNC-gesteuer ter Schlittenantriebe ist jedes Werkzeugpaket in bezüglich des zu bearbeitenden Brillenglases radialer Richtung und parallel zur Drehachse des Brillenglases bewegbar. Das zu bearbeitende Brillenglas ist dabei zwischen zwei koaxialen Brillenglashal tewellen eingespannt, von denen die untere Brillenglashalte welle ortsfest angeordnet ist, während die obere Brillenglas haltewelle lediglich in Richtung der Werkstückachse relativ zu der unteren Brillenglashaltewelle bewegt werden kann. Für jede Brillenglashaltewelle ist schließlich ein CNC-gesteuerter Drehantrieb vorgesehen, so daß die vorbekannte Randbearbei tungsmaschine in insgesamt 6 CNC-Achsen gesteuert ist. Die Drehantriebe sind hierbei für eine Simultanverdrehung des zu bearbeitenden Brillenglases CNC-technisch gekoppelt.

Auch wurde zur Beschleunigung der Randbearbeitung von Brillen gläsern eine Brillenglasrandschleifmaschine vorgeschlagen (US- A-4 179 851, DE-A-34 18 329), die in Umkehrung der obigen Ver hältnisse ein um eine horizontal verlaufende Drehachse drehba res, ansonsten aber ortsfestes Schleifscheibenpaket hat. Des weiteren weist diese Maschine zur gleichzeitigen Randbearbei tung von zwei Brillengläsern zwei Paare von koaxialen Brillen glashaltewellen auf, die parallel zur Werkzeugdrehachse ausge richtet sind. Jedem Paar von Brillenglashaltewellen ist hier eine (X-Y-)Kreuzschlittenanordnung zugeordnet, so daß das je weilige am Rand zu bearbeitende und zwischen den Brillenglas haltewellen eines Paares eingespannte Brillenglas in bezüglich des Schleifscheibenpakets radialer Richtung sowie parallel zur Drehachse des Schleifscheibenpakets bewegt werden kann.

Schließlich offenbart die DE-U-298 23 464 ein Konzept, bei dem zur beschleunigten Herstellung von linken und rechten Brillen gläsern für ein Brillengestell eine herkömmliche Bearbeitungs maschine zum Formbearbeiten des linken Brillenglases und eine weitere herkömmliche Bearbeitungsmaschine zum Formbearbeiten des rechten Brillenglases über eine Fördereinrichtung und ein Handhabungsgerät miteinander verkettet sind.

Zwar kann mit den oben beschriebenen bekannten Lösungen die Randbearbeitung von Brillengläsern prinzipiell beschleunigt werden. Für den industriellen Einsatz, bei dem über längere Zeiträume hinweg auch relativ große Stückzahlen zu bearbeiten sind, ohne daß Probleme bei der Bearbeitungsqualität auftre ten, scheinen die bekannten Lösungen insbesondere angesichts ihres mechanischen Aufbaus jedoch nur sehr bedingt geeignet.

Der Vollständigkeit halber sei in diesem Zusammenhang noch er wähnt, daß es im Stand der Technik auch Vorschläge gibt, an einer Brillenglasrandbearbeitungsmaschine ein zusätzliches Werkzeug vorzusehen, welches dazu dient, Rillen auf dem Umfang des formbearbeiteten Brillenglases bzw. Bohrungen oder Nuten am Brillenglas anzubringen und/oder die Kanten des Brillengla ses anzufasen. Dieses zusätzliche Werkzeug macht ein Umsetzen bzw. erneutes Aufspannen des Brillenglases in eine(r) weite re(n) Bearbeitungsmaschine entbehrlich und beschleunigt inso fern ebenfalls die Randbearbeitung. Bekannt sind hier Lösun gen, bei denen (1) das zusätzliche Werkzeug bezüglich des mit tels einer Kreuzschlittenanordnung in zwei zueinander senk rechten Richtungen bewegbaren Hauptwerkzeugs ortsfest ist und von dem Drehantrieb des Hauptwerkzeugs mit angetrieben wird (DE-A-43 08 800), (2) das zusätzliche Werkzeug bezüglich eines ortsfesten Hauptwerkzeugs von einer Ruheposition in eine Bear beitungsposition verschwenkbar ist, um mit dem Hauptwerkzeug in Antriebsverbindung und dem Brillenglas in Bearbeitungsein griff zu gelangen (EP-A-0 820 837), sowie Lösungen, bei denen (3) das zusätzliche Werkzeug mit einem eigenen Drehantrieb versehen bezüglich eines ortsfesten Hauptwerkzeugs von einer Ruheposition in eine Bearbeitungsposition verschwenkbar ist, um mit dem Brillenglas in Bearbeitungseingriff zu kommen (DE- A-198 34 748).

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik gemäß der EP-A-0 917 929 die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfach und kompakt ausgebildete Vorrichtung zur Randbearbeitung einer optischen Linse, insbesondere eines Brillenglases zu schaffen, die hinsichtlich Durchsatzleistung und Bearbeitungsqualität industriellen Anforderungen genügt.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 bzw. 13 ange gebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte bzw. zweckmäßige Weiter bildungen der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 12 und 14 bis 20.

Bei einer Vorrichtung zur Randbearbeitung einer optischen Linse, insbesondere eines Brillenglases, die zwischen zwei fluchtenden, um eine Werkstückdrehachse drehbaren Haltewellen einspannbar ist, mit einem ersten Schlitten, der an einem Grundgestell in einer zur Werkstückdrehachse parallelen ersten Richtung längsverschieblich geführt ist, und einem eine Werk zeugspindel mit einem Randbearbeitungswerkzeug für die opti sche Linse tragenden zweiten Schlitten, welcher an dem ersten Schlitten in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung derart längsverschieblich geführt ist, daß das Rand bearbeitungswerkzeug mit der optischen Linse in Bearbeitungs eingriff bringbar ist, ist erfindungsgemäß das Grundgestell im wesentlichen O-förmig ausgebildet und umgibt den ersten Schlitten, wobei der erste Schlitten ebenfalls im wesentlichen O-förmig ausgebildet ist und den zweiten Schlitten umgibt.

Eine derart ausgestaltete Vorrichtung weist bei kompakter Bau weise infolge des durch die O-förmige Ausbildung des Grundge stells und des ersten Schlittens bedingten geschlossenen Kraftflusses eine sehr hohe Steifigkeit auf, die es gestattet, bei den Zustellbewegungen und - wo technologisch möglich - auch bei den Vorschubbewegungen höhere Geschwindigkeiten und Beschleunigungen zu fahren als dies bei herkömmlichen Randbe arbeitungsmaschinen möglich war. Untersuchungen der Anmelderin haben ergeben, daß die für die Randbearbeitung benötigten Zei ten durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung ge genüber den vorbekannten Randbearbeitungsmaschinen bei ver gleichbaren Randbearbeitungswerkzeugen (Schleifscheiben, Frä ser oder Kombinationen davon) signifikant reduziert und somit die Produktivität deutlich gesteigert werden kann, ohne daß dies der Bearbeitungsqualität abträglich wäre. Auch bei länge rem Einsatz, wie bei industrieller Fertigung üblich, wird eine gleichbleibend gute Bearbeitungsqualität erzielt, weil die O- förmige Ausbildung des Grundgestells und des ersten Schlittens ebenfalls für eine thermische Symmetrie sorgt, bei der sich die durch die Erwärmung der beteiligten Antriebs- und Bearbeitungskomponenten auftretenden Wärmedehnungen gegenseitig kom pensieren.

Die Patentansprüche 2 bis 5 geben insbesondere für ein ther misch invariantes Verhalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Randbearbeitungsvorrichtung wieder. So ist gemäß dem Patentan spruch 2 zu beiden Seiten des Grundgestells jeweils eine Li nearführung für den ersten Schlitten vorgesehen, wobei die Li nearführungen am Grundgestell parallel zueinander verlaufen. Der Patentanspruch 3 sieht vor, daß jede Linearführung für den ersten Schlitten eine am Grundgestell angebrachte Führungs schiene und zwei mit der Führungsschiene eingreifende Füh rungsschuhe aufweist, die in symmetrischer Anordnung am ersten Schlitten befestigt sind. Nach der Lehre des Patentanspruchs 4 ist zu beiden Seiten des ersten Schlittens jeweils eine Li nearführung für den zweiten Schlitten vorgesehen, wobei die Linearführungen am ersten Schlitten parallel zueinander ver laufen. Entsprechend dem Patentanspruch 5 weist schließlich jede Linearführung für den zweiten Schlitten eine am ersten Schlitten angebrachte Führungsschiene und zwei mit der Füh rungsschiene eingreifende Führungsschuhe auf, die in symmetri scher Anordnung am zweiten Schlitten befestigt sind.

Vorzugsweise ist der erste Schlitten und/oder der zweite Schlitten mittels eines Hohlwellen-Servomotors bewegbar, der eine drehbare Mutter aufweist, die mit einer drehfesten Kugel gewindespindel in Wirkeingriff steht, wie im Patentanspruch 6 angegeben. Diese Ausgestaltung der Vorrichtung gestattet in vorteilhafter Weise eine weitere Optimierung der Geschwindig keiten und Beschleunigungen der Zustell- und Vorschubbewegun gen, bei gleichzeitig guter linearer Positioniergenauigkeit und gegenüber bekannten Konstruktionen mit zusätzlichen Über tragungselementen, wie Antriebsriemen oder Kupplungen, verrin gertem Bauraumbedarf. Dieses Optimierungspotential bei den Zu stell- und Vorschubbewegungen ist in erster Linie darauf zurückzuführen, daß die drehfeste Anordnung der Kugelgewinde spindel, welche die bei drehenden Spindeln erforderlichen, die Axialkraft begrenzenden Endenlager entbehrlich macht, für eine erhöhte axiale Steifigkeit und eine höhere Torsionssteifigkeit der Kugelgewindespindel sorgt. Zudem tritt die Problematik biegekritischer Drehzahlen bei einer drehfesten Kugelgewinde spindel nicht auf. In der Summe sind höhere Geschwindigkeiten und Beschleunigungen möglich.

Gemäß dem Patentanspruch 7 ist der Hohlwellen-Servomotor für den ersten Schlitten am Grundgestell angebracht, während die Kugelgewindespindel vorzugsweise mittig am ersten Schlitten drehfest befestigt ist. Dies hat zum einen den Vorteil, daß der somit ortsfeste Hohlwellen-Servomotor bei Zustell- und Vorschubbewegungen nicht mit beschleunigt bzw. abgebremst wer den muß. Zum anderen sorgt der mittige Angriff der Kugelgewin despindel am ersten Schlitten in vorteilhafter Weise dafür, daß keine Kippmomente in den ersten Schlitten eingeleitet wer den, die u. a. der Leichtgängigkeit der Verstellbewegung ab träglich sein könnten. Entsprechendes gilt für die Ausgestal tung der Vorrichtung nach dem Patentanspruch 8, gemäß dem der Hohlwellen-Servomotor für den zweiten Schlitten vorzugsweise mittig am zweiten Schlitten angebracht ist, während die Kugel gewindespindel drehfest an einer Jochplatte befestigt ist, die mit dem ersten Schlitten fest verbunden ist.

Nach der Lehre des Patentanspruchs 9 weist die mit dem Hohl wellen-Servomotor für den zweiten Schlitten zusammenwirkende Kugelgewindespindel eine im Verhältnis zu üblichen Spindel steigungen, welche etwa 5 mm betragen, große Steigung auf, die zwischen 20 und 35 mm, mehr bevorzugt zwischen 25 und 30 mm liegt. Die Getriebewirkung aus dieser großen Steigung des Ku gelgewindetriebs ermöglicht es, daß der Umfangsrand des zu be arbeitenden Brillenglases rasch und ohne Gefahr des Zerbre chens oder Beschädigens des Brillenglases bearbeitet werden kann, wobei infolge der geringen über den Kugelgewindetrieb am zweiten Schlitten aufbringbaren Axialkraft auch ein Durchrut schen des zwischen den Haltewellen eingespannten Brillenglases bei der Bearbeitung zuverlässig vermieden wird. Ein solches Durchrutschen darf z. B. auf keinen Fall auftreten, wenn das zu bearbeitende Brillenglas ein bezüglich der optischen Achse winkelgenau ausgerichtetes Nahteil oder einen zylindrischen oder prismatischen Schliff aufweist, dessen Achslage in einer zur Lage des im Brillengestell montierten Brillenglases vorbe stimmten Beziehung stehen muß. Neben dieser Feinfühligkeit der Vorschubbewegung während der Bearbeitung, die der Beherrschung des Bearbeitungsprozesses förderlich ist, hat die Getriebewir kung der großen Steigung des Kugelgewindetriebs noch den Vor teil, daß die Zustellbewegungen des zweiten Schlittens sehr schnell erfolgen können.

Gemäß dem Patentanspruch 10 befindet sich die Werkzeugspindel mit dem Randbearbeitungswerkzeug zweckmäßig im Arbeitsraum, der von dem das Grundgestell und die Schlitten umfassenden Achsenaufbau mittels eines am ersten Schlitten angebrachten Schiebers und eines den zweiten Schlitten umgebenden Roll- oder Faltenbalgs getrennt ist, welcher zwischen dem Schieber und der Werkzeugspindel angeordnet ist. Diese Trennmaßnahmen sind in vorteilhafter Weise der Leichtgängigkeit der Zustell- und Vorschubbewegungen förderlich.

Der Patentanspruch 11 sieht vor, daß die erste Richtung verti kal verläuft, während die zweite Richtung horizontal verläuft. Die infolge der Parallelität zwischen erster Richtung und Werkstückdrehachse vertikale Anordnung der Haltewellen für die zu bearbeitende optische Linse hat den Vorteil, daß sich ins besondere eine automatische Beschickung der Vorrichtung mit tels geeigneter Handhabungsgeräte, wie sie bei industrieller Fertigung zweckmäßig vorgesehen werden würden, leichter be werkstelligen läßt.

Nach der Lehre des Patentanspruchs 12 ist in vorteilhafter Weise zum Gewichtsausgleich für die Schlitten eine Gewichts ausgleicheinrichtung vorgesehen, deren eines Ende vorzugsweise mittig am Grundgestell abgestützt ist, während das andere Ende vorzugsweise mittig mit dem ersten Schlitten verbunden ist. Aufgrund dieser Ausgestaltung muß der Antrieb für den ersten Schlitten also nicht das gesamte Gewicht der Schlitten und der daran angebrachten Komponenten heben oder halten, was insbe sondere hinsichtlich der maximal möglichen Geschwindigkeiten und Beschleunigungen der Vertikalbewegungen von Vorteil ist. Die mittige Anordnung der Gewichtsausgleicheinrichtung bezüg lich des Grundgestells bzw. des ersten Schlittens verhindert wiederum in vorteilhafter Weise die Einleitung von Kippmomen ten in den ersten Schlitten, die der Leichtgängigkeit der Ver tikalbewegungen abträglich sein könnten. Als Gewichtsaus gleicheinrichtung kann z. B. ein Pneumatikzylinder, der über einen Druckregler wahlweise druckbeaufschlagbar ist, oder ein Federelement zum Einsatz kommen. Alternativ zu dieser Ausge staltung wäre auch ein Gegengewicht für die Schlitten mit ent sprechender Kraftumlenkung über beispielsweise einen Hebel denkbar; eine solche Ausgestaltung ist im Vergleich zu einer nur linear wirkenden Gewichtsausgleicheinrichtung aufgrund des größeren Bauraumbedarfs sowie wegen der höheren bewegten Massen hier aber weniger bevorzugt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei einer Vorrichtung zur Randbearbeitung einer optischen Linse, insbesondere eines Brillenglases, die zwischen zwei fluchten den, um eine Werkstückdrehachse drehbaren Haltewellen ein spannbar ist, mit einem ersten Schlitten, der an einem Grund gestell in einer zur Werkstückdrehachse parallelen ersten Richtung längsverschieblich geführt ist, und einem eine Werk zeugspindel mit einem (ersten) Randbearbeitungswerkzeug für die optische Linse tragenden zweiten Schlitten, welcher an dem ersten Schlitten in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung derart längsverschieblich geführt ist, daß das (erste) Randbearbeitungswerkzeug mit der optischen Linse in Bearbeitungseingriff bringbar ist, an dem zweiten Schlitten eine zusätzliche Bearbeitungseinrichtung angebracht, die min destens ein weiteres Randbearbeitungswerkzeug für die optische Linse aufweist, welches von einer Parkposition in eine Bear beitungsposition zwischen der optischen Linse und dem (ersten) Randbearbeitungswerkzeug an der Werkzeugspindel bewegbar ist.

Mit der zusätzlichen Bearbeitungseinrichtung können je nach Ausgestaltung des weiteren Randbearbeitungswerkzeugs in Ergän zung zum an der Werkzeugspindel vorgesehenen ersten Randbear beitungswerkzeug ggf. notwendige weitere Bearbeitungsvorgänge, wie das Anbringen von Bohrungen oder Rillen an einem Brillen glas, durchgeführt werden, ohne daß die optische Linse aus ihrer Aufspannung entfernt werden müßte, was die Randbearbei tung ebenfalls beschleunigt. Hierbei wird in vorteilhafter Weise der vorhandene, das Grundgestell und die Schlitten um fassende Achsenaufbau verwendet, d. h. zusätzliche gesteuerte Achsen für das weitere Randbearbeitungswerkzeug und die damit verbundenen Kosten sind entbehrlich. Erfolgt die Bearbeitung der optischen Linse mit dem an der Werkzeugspindel vorgesehe nen ersten Randbearbeitungswerkzeug befindet sich das weitere Randbearbeitungswerkzeug in seiner Parkposition. Für eine wei tere Bearbeitung der optischen Linse mit dem weiteren Randbe arbeitungswerkzeug wird dieses von seiner Parkposition in seine Bearbeitungsposition bewegt, in der es sich zwischen der optischen Linse und dem ersten Randbearbeitungswerkzeug an der Werkzeugspindel, d. h. in Richtung des Bearbeitungsvorschubs gesehen vor dem ersten Randbearbeitungswerkzeug befindet, so daß letzteres bei der weiteren Bearbeitung nicht im Wege ist. Es ist ersichtlich das nunmehr die Zustell- und Vorschubbewe gungen des weiteren Randbearbeitungswerkzeugs wie die Bewegun gen des ersten Randbearbeitungswerkzeugs gesteuert werden können, wobei lediglich der Abstand zwischen dem ersten Randbear beitungswerkzeug und dem weiteren Randbearbeitungswerkzeug steuerungstechnisch zu berücksichtigen ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem Patentanspruch 14 weist die zusätzliche Bearbeitungseinrichtung ein eigenes Gehäuse auf, welches am zweiten Schlitten angeflanscht ist. Durch diesen modularen Aufbau kann die Vorrichtung optional ohne Schwierigkeiten mit der zusätzlichen Bearbeitungseinrich tung nachgerüstet werden.

Der Patentanspruch 15 sieht vor, daß die zusätzliche Bearbei tungseinrichtung einen Schwenkmechanismus aufweist, mittels dessen das weitere Randbearbeitungswerkzeug von der Parkposi tion in die Bearbeitungsposition verschwenkbar ist. Ein sol cher Schwenkmechanismus gestattet in vorteilhafter Weise mit nur einem Freiheitsgrad eine Bewegung des weiteren Randbear beitungswerkzeugs in den Raum zwischen dem ersten Randbearbei tungswerkzeug und der zu bearbeitenden optischen Linse, d. h. eine Bewegung des weiteren Randbearbeitungswerkzeugs um das erste Randbearbeitungswerkzeug herum. Dabei hat der Schwenkme chanismus gemäß dem Patentanspruch 16 zweckmäßig einen am Ge häuse gelagerten Schwenkhebel sowie einen einfachen linearen Schwenkantrieb, der mit einem Ende am Gehäuse und mit seinem anderen Ende am Schwenkhebel angelenkt ist, wobei es sich bei dem linearen Schwenkantrieb vorzugsweise um einen Pneumatikzy linder handelt.

Nach der Lehre des Patentanspruchs 17 ist das weitere Randbe arbeitungswerkzeug mittels eines Drehantriebs um eine Rota tionsachse drehangetrieben. Bei einem rotierenden weiteren Randbearbeitungswerkzeug kann es sich hier beispielsweise um einen Bohrer oder Fingerfräser zur Ausbildung von Bohrungen bzw. Nuten im Randbereich eines Brillenglases handeln, die zur Befestigung des Brillenglases in einem Brillengestell benötigt werden. Auch Schleifscheiben zur Anbringung von Dachfacetten und/oder Sicherheitsfasen am Brillenglasrand sind denkbar; des weiteren Werkzeuge zur Anbringung von Rillen oder Nuten am Um fangsrand des Brillenglases, mit geometrisch unbestimmten Schneiden, wie gesinterte Diamantscheiben, oder geometrisch bestimmten Schneiden, wie Sägeblätter oder Scheibenfräser. Ge mäß dem Patentanspruch 18 verläuft hierbei die Rotationsachse des weiteren Randbearbeitungswerkzeugs zweckmäßig parallel zu der Rotationsachse des an der Werkzeugspindel vorgesehenen ersten Randbearbeitungswerkzeugs.

Entsprechend dem Patentanspruch 19 ist der Drehantrieb für das weitere Randbearbeitungswerkzeug am Schwenkhebel angebracht, was die Übertragung des Drehmoments auf das weitere Randbear beitungswerkzeug erleichtert, wobei die Rotationsachse des Drehantriebs senkrecht zur Rotationsachse des weiteren Randbe arbeitungswerkzeugs verläuft. Letzteres ist einer kompakten Bauweise förderlich, wobei eine Umlenkung des Drehmoments auf einfache Weise mittels beispielsweise einer Kegelradpaarung oder einer biegsamen Welle erfolgen kann.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung gemäß dem Patentanspruch 20 hat die zusätzliche Bearbeitungseinrichtung schließlich eine mittels des Drehantriebs drehangetriebene Werkzeugaufnahme, die einen ersten Spannmechanismus zum radia len Spannen eines Randbearbeitungswerkzeugs sowie einen zwei ten Spannmechanismus zum axialen Spannen mindestens eines Randbearbeitungswerkzeugs aufweist. Durch Vorsehen dieser ver schiedenen Spannmechanismen können sowohl z. B. Bohrer oder Fingerfräser radial gespannt als auch z. B. Schleifscheiben, Sägeblätter oder Scheibenfräser, ggf. auch in Kombination, axial gespannt werden, so daß die zusätzliche Bearbeitungsein richtung entsprechend den jeweiligen Erfordernissen der beab sichtigten Randbearbeitung ausgerüstet werden kann.

An dieser Stelle sei noch erwähnt, daß der oben beschriebene Aufbau der Vorrichtung mit einer Werkzeugspindel für ein erstes Randbearbeitungswerkzeug und einer zusätzlichen Bear beitungseinrichtung für mindestens ein weiteres Randbearbei tungswerkzeug die verschiedensten Werkzeugkombinationen und somit die Durchführung unterschiedlichster Bearbeitungsverfah ren gestattet. So kann z. B. als erstes Randbearbeitungswerk zeug ein Kombinationswerkzeug mit einem genuteten Fräser zur Herstellung der Umfangskontur und ggf. einer Dachfacette eines Brillenglases sowie einer Schleifscheibe zum Polieren des ggf. mit einer Dachfacette versehenen Brillenglasumfangs vorgesehen sein, während die zusätzliche Bearbeitungseinrichtung wie oben beschrieben mit Werkzeugen zur Ausbildung von Bohrungen, Nu ten, Rillen und/oder Fasen im Randbereich des Brillenglases ausgerüstet sein kann. Auch ist es denkbar, die Herstellung der Umfangskontur von Brillengläsern auf die zusätzliche Bear beitungseinrichtung zu verlagern, wobei als weiteres Randbear beitungswerkzeug auch Laser- oder Wasserstrahlschneidköpfe einsetzbar sind, die insbesondere der Durchführung von Trenn schnitten zur Ausbildung der Umfangskontur dienen. Die Facet ten- und Polierbearbeitung des Brillenglasumfangs sowie die Ausbildung von Fasen könnte in diesem Fall mittels des ersten Randbearbeitungswerkzeugs erfolgen. Nicht zuletzt diese Flexi bilität hinsichtlich der verwendbaren Werkzeuge und der durch führbaren Verfahren macht die hier beschriebene Vorrichtung für den industriellen Einsatz besonders attraktiv.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Aus führungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte, teil weise schematische Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung von seitlich/oben,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 von vorne/oben, wobei zur Veranschaulichung gegenüber der Darstellung in Fig. 1 einige Komponenten weggelassen worden sind, so daß im wesentlichen das Grundgestell, der erste und der zweite Schlitten sowie die zum ersten Schlitten gehörenden Führungs- und An triebskomponenten der Vorrichtung gezeigt sind,

Fig. 3 eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 von hinten/oben, wobei zur Vereinfachung der Darstellung gegenüber Fig. 1 der Antrieb für den ersten Schlitten, die am zweiten Schlitten befestigte Werkzeugspindel für das erste Randbearbeitungswerkzeug sowie die von unten an den zweiten Schlitten angeflanschte zusätzliche Bearbei tungseinrichtung weggelassen worden sind,

Fig. 4 eine teilweise geschnittene und abgebrochene Seitenan sicht der Vorrichtung, die Details der Antriebskompo nenten für den zweiten Schlitten in einem gegenüber den Fig. 1 bis 3 vergrößerten Maßstab zeigt,

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der vom zweiten Schlitten abgenommenen zusätzlichen Bearbei tungseinrichtung, deren Randbearbeitungswerkzeuge sich in ihrer Parkposition befinden, wobei auch die Werk zeugspindel für das erste Randbearbeitungswerkzeug an gedeutet und ein zwischen den Haltewellen eingespann tes, zu bearbeitendes Brillenglas gezeigt ist,

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung des Details VI in Fig. 5,

Fig. 7 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf die zu sätzliche Bearbeitungseinrichtung gemäß Fig. 5, wobei sich deren Randbearbeitungswerkzeuge in ihrer Park position befinden, und

Fig. 8 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf die zu sätzliche Bearbeitungseinrichtung gemäß Fig. 5, wobei sich deren Randbearbeitungswerkzeuge in ihrer Bearbei tungsposition befinden.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine Vorrichtung zur Randbearbeitung einer optischen Linse L in Form eines Brillenglases gezeigt, das für seine Bearbeitung zwischen zwei lediglich schematisch dargestellten, axial fluchtenden, d. h. koaxialen Haltewellen 10, 12 eingespannt ist, die um eine CNC-gesteuerte Werkstück drehachse R drehbar sind. Die Vorrichtung hat einen ersten bzw. Z-Schlitten 14, der an einem Grundgestell 16 in einer zur Werkstückdrehachse R parallelen ersten Richtung - im darge stellten Ausführungsbeispiel die vertikale Richtung Z - längs verschieblich geführt ist. Ferner weist die Vorrichtung einen zweiten bzw. X-Schlitten 18 auf, der eine allgemein als Werk zeugspindel 20 bezeichnete Bearbeitungseinrichtung trägt, an der ein lediglich in Fig. 1 schematisch dargestelltes erstes Randbearbeitungswerkzeug 22 für die optische Linse L montiert ist. Dieser Schlitten 18 ist an dem Z-Schlitten 14 in einer zur ersten Richtung Z senkrechten zweiten Richtung - im darge stellten Ausführungsbeispiel die horizontale Richtung X - längsverschieblich geführt. Es ist ersichtlich, daß das erste Randbearbeitungswerkzeug 22 mittels einer Bewegung der Schlit ten 18 und 14 in bezüglich der zu bearbeitenden optischen Linse L radialer Richtung bzw. parallel zur Drehachse R der optischen Linse L bewegt werden kann, um einen bestimmten Längsabschnitt des ersten Randbearbeitungswerkzeugs 22 mit der optischen Linse L in Bearbeitungseingriff zu bringen.

Wie am besten in Fig. 2 zu erkennen ist, ist das Grundgestell 16 im Querschnitt gesehen im wesentlichen O-förmig ausgebildet und umgibt bzw. umschließt den Z-Schlitten 14, so daß dieser in einer im wesentlichen O-förmigen Öffnung 24 des Grundge stells 16 in der vertikalen Richtung Z, d. h. auf- und abbewegt werden kann. Der Z-Schlitten 14 ist seinerseits im Querschnitt gesehen im wesentlichen O-förmig ausgebildet und umgibt bzw. umschließt den X-Schlitten 18, so daß dieser in einer im we sentlichen O-förmigen Aussparung 26 des Z-Schlittens 14 in der horizontalen Richtung X, d. h. vor- und zurückbewegt werden kann. Durch die im wesentlichen O-förmige Ausbildung des Grundgestells 16 und des Z-Schlittens 14 wird eine infolge des somit gegebenen geschlossenen Kraftflusses hohe Steifigkeit sowie eine aufgrund der im Ergebnis vorhandenen Symmetrien sehr gute Thermostabilität erzielt, was die hier beschriebene Vorrichtung für den industriellen Einsatz prädestiniert.

Unabhängig davon ist des weiteren wichtig, daß an dem zweiten bzw. X-Schlitten 18 eine zusätzliche Bearbeitungseinrichtung 28 angebracht ist - wie insbesondere unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 8 nachfolgend noch näher beschrieben werden wird - die mindestens ein weiteres, im dargestellten Ausführungsbei spiel mehrere weitere Randbearbeitungswerkzeuge 30 für die op tische Linse L aufweist, welche von einer in den Fig. 1, 5 und 7 gezeigten Parkposition oder Ruhestellung in eine in Fig. 8 dargestellte Bearbeitungsposition bewegt werden können, in der sich die weiteren Randbearbeitungswerkzeuge 30 zwischen der optischen Linse L und dem ersten Randbearbeitungswerkzeug 22 bzw. der Werkzeugspindel 20 befinden. Somit kann die Zustell- und Vorschubbewegung der weiteren Randbearbeitungswerkzeuge 30 in bezüglich der zu bearbeitenden optischen Linse L radialer Richtung bzw. parallel zur Drehachse R der optischen Linse L mit der für das erste Randbearbeitungswerkzeug 22 vorgesehenen X-Z-Achsensteuerung erfolgen, d. h. ohne großen zusätzlichen Steuerungsaufwand für die weiteren Randbearbeitungswerkzeuge 30.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung ist Bestandteil einer Linsenrandbearbeitungsmaschine, deren weitere Komponen ten hier zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt sind. So ist das als Schweiß- oder Gußkonstruktion ausgeführte Grundgestell 16 über in den Fig. 1 bis 3 dargestellte, beid seitig des Grundgestells 16 vorgesehene Flanschabschnitte 32 mittels geeigneter Befestigungselemente, wie Schrauben, an einem Maschinengestell (nicht gezeigt) angebracht. Am Maschi nengestell ist ferner eine Werkstückantriebs- und Spannvor richtung für die zu bearbeitende optische Linse L befestigt, von der in den Fig. 1 und 5 nur die Haltewellen 10 und 12 schematisch dargestellt sind, die synchron um die Werkstück drehachse R angetrieben werden können und zum Spannen der op tischen Linse L mittels einer Hubeinrichtung in axialer Rich tung relativ zueinander verstellbar sind. Des weiteren trägt das Maschinengestell die komplette Verkleidung der Linsenrand bearbeitungsmaschine, eine Bedieneinheit mit Eingabeeinrich tungen (z. B. Tastatur, Datenlesegeräte, etc.) und Ausgabeein richtungen (z. B. Bildschirm, Drucker, usw.) sowie ggf. Handha bungs- bzw. Transportgeräte oder -systeme für die zu bearbei tenden bzw. bearbeiteten optischen Linsen L, wie sie z. B. in der älteren deutschen Patentanmeldung 100 29 966.0-22 der An melderin beschrieben werden. Schließlich ist am Maschinenge stell ein Schaltschrank zur Aufnahme einer üblichen Industrie steuerung befestigt, die sämtliche Bewegungen der Linsenrand bearbeitungsmaschine steuert.

Gemäß Fig. 1 weist die Werkzeugspindel 20 ein Spindelgehäuse 34 auf, mit dem die Werkzeugspindel 20 an eine am besten in Fig. 2 zu erkennende Stirnfläche 36 des X-Schlittens 18 ange flanscht ist, so daß die Rotationsachse C₁ des Randbearbei tungswerkzeugs 22 parallel zu der Werkstückdrehachse R ver läuft. Im Spindelgehäuse 34 ist eine Werkzeugwelle drehbar ge lagert, an der das erste Randbearbeitungswerkzeug 22 befestigt ist und die mittels eines Drehantriebs 38 angetrieben werden kann, der am in Fig. 1 oberen Ende des Spindelgehäuses 34 am Spindelgehäuse 34 angeflanscht ist. Das erste Randbearbei tungswerkzeug 22 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Kombinationswerkzeug mit verschiedenen Bearbeitungsabschnitten ausgebildet, die Fräs-, Schleif- und/oder Polierabschnitte um fassen können. Die hier möglichen Werkzeuge und die damit durchführbaren Randbearbeitungsverfahren sind dem Fachmann hinlänglich bekannt und sollen deshalb an dieser Stelle nicht näher beschrieben werden.

Weiterhin ist in Fig. 1 eine Düsenanordnung 40 gezeigt, die am Spindelgehäuse 34 befestigt ist und dazu dient, während der Bearbeitung der optischen Linse L Kühlflüssigkeit in den Be reich zwischen der optischen Linse L und dem ersten Randbear beitungswerkzeug 22 zu sprühen, um Werkzeug und Werkstück zu kühlen sowie Späne bzw. den Bearbeitungsabrieb abzuführen.

Die die optische Linse L einspannenden Haltewellen 10, 12 ra gen in einen Arbeitsraum hinein, in dem sich auch die Werk zeugspindel 20 mit dem ersten Randbearbeitungswerkzeug 22 be findet und der nach außen durch die in den Figuren nicht ge zeigte Verkleidung der Linsenrandbearbeitungsmaschine getrennt ist. Von dem das Grundgestell 16 und die Schlitten 14, 18 um fassenden Achsenaufbau ist der Arbeitsraum mittels eines am Z- Schlitten 14 angebrachten Teleskopblechs oder Schiebers 42 so wie eines den X-Schlitten 18 und die zusätzliche Bearbeitungs einrichtung 28 umgebenden Faltenbalgs 44 getrennt. Der Falten balg 44 ist in der horizontalen Richtung X gesehen zwischen dem Schieber 42 und der Werkzeugspindel 20 angeordnet und mit seinen Enden am Schieber 42 bzw. am Spindelgehäuse 34 der Werkzeugspindel 20 befestigt. In Fig. 1 ist der Faltenbalg 44 aufgebrochen dargestellt, um ein Gehäuse 46 der zusätzlichen Bearbeitungseinrichtung 28 zu zeigen, welches von unten an den X-Schlitten 18 angeflanscht ist. Die weiteren Randbearbei tungswerkzeuge 30 der zusätzlichen Bearbeitungseinrichtung 28 stehen schließlich auch in ihrer Parkposition durch eine ent sprechende Aussparung im Spindelgehäuse 34 der Werkzeugspindel 20 in den Arbeitsraum hinein vor. Es sind hier geeignete Dichtmaßnahmen getroffen, um zu verhindern, daß die im Ar beitsraum während der Bearbeitung herumspritzende Kühlflüssig keit in das Gehäuse 46 der zusätzlichen Bearbeitungseinrich tung 28 eindringt.

Wie insbesondere den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, ist zu beiden Seiten der O-förmigen Öffnung 24 des Grundgestells 16 jeweils eine vertikal angeordnete Linearführung 48 für den als Schweiß- oder Gußkonstruktion ausgebildeten Z-Schlitten 14 vorgesehen. Die Linearführungen 48 verlaufen in symmetrischer Anordnung am Grundgestell 16 parallel zueinander. Jede der Li nearführungen 48 für den Z-Schlitten 14 hat eine am Grundge stell 16 mittels beispielsweise Schrauben befestigte Führungs schiene 50 und zwei mit der Führungsschiene 50 eingreifende Wagen bzw. Führungsschuhe 52. Die Führungsschuhe 52 sind ih rerseits in symmetrischer Anordnung unten und oben mit Hilfe von z. B. Schrauben am Z-Schlitten 14 befestigt.

Ferner ist zu beiden Seiten des Z-Schlittens 14 jeweils eine Linearführung 54 für den als Schweiß- oder Gußkonstruktion ausgebildeten X-Schlitten 18 vorgesehen. Die Linearführungen 54 verlaufen in symmetrischer Anordnung am Z-Schlitten 14 par allel zueinander und in einer zum Verlauf der Linearführungen 48 am Grundgestell 16 senkrechten Richtung. Jede der Linear führungen 54 für den X-Schlitten 18 weist eine am durch Rippen zusätzlich ausgesteiften Z-Schlitten 14 von unten mittels z. B. Schrauben befestigte Führungsschiene 56 und zwei mit der Füh rungsschiene 56 eingreifende Wagen bzw. Führungsschuhe 58 auf. Die Führungsschuhe 58 sind ihrerseits in symmetrischer Anord nung von oben am X-Schlitten 18 mit Hilfe von beispielsweise Schrauben befestigt.

Bei den Linearführungen 48 für den Z-Schlitten 14 und den Li nearführungen 54 für den X-Schlitten 18 kann es sich um im Handel erhältliche Zukaufbaugruppen bzw. -teile handeln, wobei die Führungsschuhe 52 bzw. 58 jeweils mit geschmierten Kugel ketten ausgerüstet sein können, die in Längsrichtung leicht gängig und in Querrichtung spielarm in jeweils zugeordneten Längsnuten eines im Querschnitt schwalbenschwanzförmigen Ab schnitts der entsprechenden Führungsschiene 50 bzw. 56 laufen.

Zur Erzeugung der Linearbewegungen der Schlitten 14 und 18 sind CNC-gesteuerte Hohlwellen-Servomotore 60 bzw. 62 vorgese hen, die jeweils eine hier nicht dargestellte drehbare Mutter aufweisen, welche mit einer jeweils zugeordneten, endseitig drehfest eingespannten Kugelgewindespindel 64 bzw. 66 in Wirk eingriff steht. Wie insbesondere die Fig. 2 zeigt, ist der Hohlwellen-Servomotor 60 für den Z-Schlitten 14 oben am Grund gestell 16 angeflanscht. Die zugeordnete Kugelgewindespindel 64 ist drehfest am Z-Schlitten 14 befestigt. Dabei greift im dargestellten Ausführungsbeispiel die Kugelgewindespindel 64 am Z-Schlitten 14 in einer zu den X- und Z-Richtungen senk rechten Richtung gesehen mittig an.

Der Hohlwellen-Servomotor 62 für den X-Schlitten 18 ist, wie die Fig. 3 zeigt, im dargestellten Ausführungsbeispiel in einer zu den X- und Z-Richtungen senkrechten Richtung gesehen mittig am X-Schlitten 18 montiert, so daß der Hohlwellen-Ser vomotor 62 zusammen mit dem X-Schlitten 18 verfahren kann. Die dem Hohlwellen-Servomotor 62 zugeordnete Kugelgewindespindel 66 ist mittels einer Mutter 68 drehfest an einer Jochplatte 70 befestigt, die sich in einer zu den X- und Z-Richtungen senk rechten Richtung an dem von der Werkzeugspindel 20 abgewandten Ende des X-Schlittens 18 brückenartig über den X-Schlitten 18 erstreckt und mit diesem fest verbunden ist.

Während die Kugelgewindespindel 64 für die Linearbewegung des Z-Schlittens 14 eine übliche Gewindesteigung von z. B. 5 mm Hub pro Umdrehung aufweist, hat, wie die Fig. 4 zeigt, die Kugel gewindespindel 66 für die Linearbewegung des X-Schlittens 18 eine demgegenüber deutlich größere Steigung, die zwischen 20 und 35 mm Hub pro Umdrehung betragen kann und im hier darge stellten Ausführungsbeispiel bei etwa 30 mm Hub pro Umdrehung liegt, so daß aufgrund der Getriebewirkung der Kugelgewinde spindel 66 über den Hohlwellen-Servomotor 62 nur relativ ge ringe Kräfte in X-Richtung aufgebracht werden können.

Wie am besten in Fig. 3 zu erkennen ist, ist zum Gewichtsaus gleich für die Schlitten 14 und 18 sowie die daran angebrach ten Komponenten eine hier linear wirkende Gewichtsausgleich einrichtung 72 vorgesehen, deren eines Ende über ein am Grund gestell 16 befestigtes Schweißgestell 74 mittig am Grundge stell 16 abgestützt ist, während das andere Ende der Gewichts ausgleicheinrichtung 72 über einen am Z-Schlitten 14 ange brachten Lagerbock 76 mittig mit dem Z-Schlitten 14 verbunden ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Gewichtsausgleicheinrichtung 72 um eine in paralleler An ordnung zum Hohlwellen-Servomotor 60 für den Z-Schlitten 14 angeordnete Gaszugfeder. Anstelle einer Gaszugfeder ist aber auch der Einsatz eines Pneumatikzylinders denkbar, der über einen Druckregler wahlweise mit Druck beaufschlagt werden kann, um die Schlitten 14 und 18 den jeweiligen Erfordernissen entsprechend variabel zu bremsen bzw. zu halten.

Zu den Fig. 1 bis 4 ist an dieser Stelle schließlich noch an zumerken, daß auch Signalgeber 78 dargestellt sind, die im Zu sammenwirken mit hier nicht gezeigten Drehgebern an den Hohl wellen-Servomotoren 60 und 62 der Lageerfassung und -regelung der Schlitten 14 und 18 dienen.

Den Fig. 5 bis 8 sind Einzelheiten der zusätzlichen Bearbei tungseinrichtung 28 zu entnehmen, deren Gehäuse 46 am in Fig. 5 linken Ende eine Anschlagfläche 80 aufweist, mit der die zu sätzliche Bearbeitungseinrichtung 28 bei Montage am X-Schlit ten 18 an einer in Fig. 3 gezeigten Anschlagfläche 82 am X- Schlitten 18 zur Anlage gelangt, um die zusätzliche Bearbei tungseinrichtung 28 in X-Richtung definiert am X-Schlitten 18 zu positionieren.

Gemäß insbesondere den Fig. 7 und 8 hat die zusätzliche Bear beitungseinrichtung 28 einen Schwenkmechanismus 84, mittels dessen die weiteren Randbearbeitungswerkzeuge 30 von ihrer in Fig. 7 gezeigten Parkposition in die in Fig. 8 dargestellte Bearbeitungsposition verschwenkt werden können. Der Schwenkme chanismus 84 weist einen Schwenkhebel 86 auf, der mit einem Ende an der in den Fig. 7 und 8 rechten oberen Ecke des im we sentlichen quaderförmigen Gehäuses 46 schwenkbar um eine Schwenkachse 5 gelagert ist, die in Z-Richtung verläuft. An seinem anderen Ende ist der Schwenkhebel 86 gemäß Fig. 7 zur Aufnahme eines Drehantriebs 88 für die weiteren Randbearbei tungswerkzeuge 30 ausgebildet, der über ein Antriebsgehäuse 90 an den Schwenkhebel 86 angeflanscht ist. Die Rotationsachse D des Drehantriebs 88, bei dem es sich um einen elektrisch oder pneumatisch angetriebenen Motor handeln kann, verläuft senk recht zur Schwenkachse S.

Zwischen der Schwenkachse S und dem Drehantrieb 88 ist am Schwenkhebel 86 ein linearer Schwenkantrieb 92 mit seinem einen Ende angelenkt, während das andere Ende des Schwenkan triebs 92 im wesentlichen mittig an der in den Fig. 5, 7 und 8 linken Wandung des Gehäuses 46 der zusätzlichen Bearbeitungs einrichtung 28 angelenkt ist. Bei dem Schwenkantrieb 92 han delt es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um einen Pneumatikzylinder, dessen Zylindergehäuse 94 am Gehäuse 46 der zusätzlichen Bearbeitungseinrichtung 28 und dessen längenverstellbare Kolbenstange 96 am Schwenkhebel 86 gelenkig ange bracht ist. Es ist ersichtlich, daß die Kolbenstange 96 durch über Anschlüsse 98 erfolgende, wahlweise gegensinnige Druckbe aufschlagung des im Zylindergehäuse 94 aufgenommenen Kolbens aus dem Zylindergehäuse 94 aus- und einfahrbar ist, um den Schwenkhebel 86 durch eine Öffnung 100 im Gehäuse 46 der zu sätzlichen Bearbeitungseinrichtung 28 aus der Parkposition in die Bearbeitungsposition und umgekehrt zu verschwenken.

Zum Schwenkmechanismus 84 ist schließlich noch anzumerken, daß in der Nähe der Schwenkachse S ein Arm 102 am Schwenkhebel 86 angebracht ist, der endseitig einen Stoßdämpfer 104 trägt, dessen Gehäuse längenverstellbar bzw. justierbar am Arm 102 befestigt ist. Der Stoßdämpfer 104 kann bei einem Verschwenken des Schwenkhebels 86 aus der Parkposition in die Bearbeitungs position mit einer am Gehäuse 46 der zusätzlichen Bearbei tungseinrichtung 28 vorgesehenen Anschlagfläche 106 zur Anlage gelangen. Als der die Bearbeitungsposition des Schwenkhebels 86 zusammen mit der Anschlagfläche 106 bestimmende Endanschlag dient eine auf das Gehäuse des Stoßdämpfers 104 aufgeschraubte Gewindehülse 108. Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß der Stoß dämpfer 104 in der Parkposition des Schwenkhebels 86 aus der Gewindehülse 108 vorsteht, damit der Stoßdämpfer 104 bei einem Verschwenken des Schwenkhebels 86 in die Bearbeitungsposition den Anschlag der Gewindehülse 108 an der Anschlagfläche 106 dämpfen kann.

Wie insbesondere den Fig. 5 und 6 zu entnehmen ist, ist an das Antriebsgehäuse 90 ein Winkelkopf 110 angeflanscht, der zwei miteinander verbundene Bohrungsabschnitte 112 und 114 auf weist, deren Mittelachsen einen rechten Winkel einschließen. In den Bohrungsabschnitt 112 ragt eine Welle 116 des Drehan triebs 88 hinein, die endseitig mit einem Kegelrad 118 verse hen ist. Das Kegelrad 118 kämmt mit einem Kegelrad 120 glei chen Durchmessers, welches an einem Ende einer in dem Bohrungsabschnitt 114 drehbar gelagerten Welle 122 angebracht ist. Das Festlager 124 der Welle 122 ist mittels eines in einen Gewindeabschnitt 126 des Bohrungsabschnitts 114 einge schraubten Ringteils 128 gegen eine Ringschulter 130 des Boh rungsabschnitts 114 verspannt. Die zwei Loslager 132 der Welle 122 sind mittels einer auf einen kegelradseitigen Gewindeab schnitt 134 der Welle 122 aufgeschraubten Wellenmutter 136 über eine Distanzhülse 138 mit dem Festlager 124 verspannt. Die Welle 122 erstreckt sich schließlich mittels eines Dicht elements 140 am Ringteil 128 abgedichtet durch dieses hin durch.

An dem in Fig. 6 unteren Ende der Welle 122 ist eine über die Welle 116, die Kegelradpaarung 118, 120 sowie die Welle 122 vom Drehantrieb 88 um die Rotationsachse C₂ der Welle 122 drehangetriebene Werkzeugaufnahme 142 für die weiteren Randbe arbeitungswerkzeuge 30 angebracht. Aus den Fig. 5 bis 8 ist ersichtlich, daß die Rotationsachse C₂ der weiteren Randbear beitungswerkzeuge 30 unter einem rechten Winkel zur Rotations achse D des Drehantriebs 88 sowie parallel zur Rotationsachse C₁ des ersten Randbearbeitungswerkzeugs 22 und somit parallel zur Drehachse R der optischen Linse L verläuft. Wie sich fer ner aus einem Vergleich der Fig. 7 und 8 ergibt, können die weiteren Randbearbeitungswerkzeuge 30 mittels des Schwenkme chanismus 84 von der Parkposition quasi um die Werkzeugspindel 20 bzw. das erste Randbearbeitungswerkzeug 22 herum in die Be arbeitungsposition geschwenkt werden, in der die Rotationsach sen C₁ und C₂ der Werkzeuge 22, 30 sowie die Drehachse R der optischen Linse L in einer Ebene liegen, die sich parallel zu einer durch die X- und Z-Richtungen aufgespannten Ebene er streckt.

Die Werkzeugaufnahme 142 hat einen ersten Spannmechanismus 144 zum radialen Spannen eines der weiteren Randbearbeitungswerk zeuge 30 sowie einen davon unabhängigen zweiten Spannmechanismus 146 zum axialen Spannen mindestens eines anderen der wei teren Randbearbeitungswerkzeuge 30, wie abschließend noch be schrieben werden soll.

Der erste Spannmechanismus 144 hat eine Spannzange 148, die ausgehend von ihrem in Fig. 6 unteren, mit einem Längsschlitz 150 versehenen Ende außenumfangsseitig einen Schlüsselflächen abschnitt 152, einen konischen Flächenabschnitt 154 und einen Gewindeabschnitt 156 aufweist sowie innenumfangsseitig mit einer Bohrung versehen ist, die zur Aufnahme des hier als Fin gerfräser 158 ausgebildeten weiteren Randbearbeitungswerkzeugs 30 dient. Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß beim Einschrauben des Gewindeabschnitts 156 der Spannzange 148 in einen Gegenge windeabschnitt eines Grundkörpers 160 der Werkzeugaufnahme 142 der konische Flächenabschnitt 154 der Spannzange 148 an einer konischen Gegenfläche am Innenumfang des Grundkörpers 160 zur Anlage gelangt. Bei einem weiteren Einschrauben der Spannzange 148 in den Grundkörper 160 gestattet der sich in axialer Rich tung über den konischen Flächenabschnitt 154 hinweg er streckende Längsschlitz 150 eine nach radial innen gerichtete Verformung der Spannzange 148, wodurch der Fingerfräser 158 radial eingespannt wird. Anstelle des Fingerfräsers 158 kann hier den jeweiligen Erfordernissen der Randbearbeitung ent sprechend auch ein anderes Werkzeug, z. B. ein Bohrer einge setzt werden.

Der zweite Spannmechanismus 146 wird durch eine Ringschulter 162 am Grundkörper 160, ggf. Distanzscheiben 164 sowie einen Gewindering 166 gebildet, der am Innenumfang mit einem Gewin deabschnitt versehen auf einen außenumfangsseitigen Gegenge windeabschnitt am in Fig. 6 unteren Ende des Grundkörpers 160 aufgeschraubt werden kann. Es ist ersichtlich, daß ein oder mehrere weitere Randbearbeitungswerkzeuge 30, im dargestellten Ausführungsbeispiel eine gesinterte Diamantscheibe 168, die zwischen den Distanzscheiben 164 angeordnet ist, axial gespannt werden kann, indem der/das aus den Distanzscheiben 164 und der Diamantscheibe 168 bestehende Sandwich bzw. Paket durch Aufschrauben des Gewinderings 166 auf den Gegengewinde abschnitt des Grundkörpers 160 gegen die Ringschulter 162 des Grundkörpers 160 gespannt wird. Anstelle der Diamantscheibe 168 kann hier den jeweiligen Erfordernissen der Randbearbei tung entsprechend auch ein anderes Werkzeug, z. B. ein Säge blatt oder ein Scheibenfräser axial gespannt werden. In diesem Zusammenhang sollte noch Erwähnung finden, daß die Distanz scheiben 164 im vorliegenden Fall als Schleifscheiben ausge bildet sind, d. h. außenumfangsseitig mit Schleifkörpern 170 versehen sind, die eine konische Außenumfangsfläche bilden. Mittels der Schleifkörper 170 können Fasen am Rand der op tischen Linse L angebracht werden.

Für den Fachmann ist ersichtlich, daß mit nur geringem Rüst aufwand mittels der beschriebenen weiteren Randbearbeitungs werkzeuge 30 den jeweiligen Erfordernissen entsprechend Boh rungen, Nuten, Rillen und/oder Fasen im Randbereich der opti schen Linse L angebracht werden können. Anstelle von rotieren den Werkzeugen sind als weitere Randbearbeitungswerkzeuge auch Schneidköpfe zum Laser- oder Wasserstrahlschneiden denkbar, die am Schwenkhebel 86 angebracht werden könnten.

Es wird eine Vorrichtung zur Randbearbeitung einer optischen Linse, die zwischen zwei fluchtenden, um eine Werkstückdreh achse drehbaren Haltewellen einspannbar ist, offenbart, mit einem Z-Schlitten, der an einem Grundgestell in einer zur Werkstückdrehachse parallelen Z-Richtung längsverschieblich geführt ist, und einem eine Werkzeugspindel mit einem Randbe arbeitungswerkzeug tragenden X-Schlitten, welcher an dem Z- Schlitten in einer zur Z-Richtung senkrechten X-Richtung der art längsverschieblich geführt ist, daß das Randbearbeitungs werkzeug mit der Linse in Bearbeitungseingriff bringbar ist. Für einen industriellen Einsatz der Vorrichtung ist erfindungsgemäß das Grundgestell im wesentlichen O-förmig ausgebil det und umgibt den Z-Schlitten, der ebenfalls im wesentlichen O-förmig ausgebildet ist und den X-Schlitten umgibt. In Ergän zung oder alternativ dazu ist vorgesehen, daß an dem X-Schlit ten eine zusätzliche Bearbeitungseinrichtung angebracht ist, die mindestens ein weiteres Randbearbeitungswerkzeug aufweist, welches von einer Parkposition in eine Bearbeitungsposition zwischen der Linse und dem Randbearbeitungswerkzeug an der Werkzeugspindel bewegbar ist.

Bezugszeichenliste

10

obere Haltewelle

12

untere Haltewelle

14

Z-Schlitten

16

Grundgestell

18

X-Schlitten

20

Werkzeugspindel

22

erstes Randbearbeltungswerkzeug

24

Öffnung

26

Aussparung

28

zusätzliche Bearbeitungseinrichtung

30

weitere Randbearbeitungswerkzeuge

32

Flanschabschnitt

34

Spindelgehäuse

36

Stirnfläche

38

Drehantrieb

40

Düsenanordnung

42

Schieber

44

Faltenbalg

46

Gehäuse

48

Linearführung

50

Führungsschiene

52

Führungsschuh

54

Linearführung

56

Führungsschiene

58

Führungsschuh

60

Hohlwellen-Servomotor

62

Hohlwellen-Servomotor

64

Kugelgewindespindel

66

Kugelgewindespindel

68

Mutter

70

Jochplatte

72

Gewichtsausgleicheinrichtung

74

Schweißgestell

76

Lagerbock

78

Signalgeber

80

Anschlagfläche

82

Anschlagfläche

84

Schwenkmechanismus

86

Schwenkhebel

88

Drehantrieb

90

Antriebsgehäuse

92

Schwenkantrieb

94

Zylindergehäuse

96

Kolbenstange

98

Anschlüsse

100

Öffnung

102

Arm

104

Stoßdämpfer

106

Anschlagfläche

108

Gewindehülse

110

Winkelkopf

112

Bohrungsabschnitt

114

Bohrungsabschnitt

116

Welle

118

Kegelrad

120

Kegelrad

122

Welle

124

Festlager

126

Gewindeabschnitt

128

Ringteil

130

Ringschulter

132

Loslager

134

Gewindeabschnitt

136

Wellenmutter

138

Distanzhülse

140

Dichtelement

142

Werkzeugaufnahme

144

erster Spannmechanismus

146

zweiter Spannmechanismus

148

Spannzange

150

Längsschlitz

152

Schlüsselflächenabschnitt

154

konischer Flächenabschnitt

156

Gewindeabschnitt

158

Fingerfräser

160

Grundkörper

162

Ringschulter

164

Distanzscheibe

166

Gewindering

168

Diamantscheibe

170

Schleifkörper
C₁

Rotationsachse des ersten Randbearbeitungswerk zeugs
C₂

Rotationsachse der weiteren Randbearbeitungswerk zeuge
D Rotationsachse des Drehantriebs

88

L optische Linse
R CNC-gesteuerte Werkstückdrehachse
S Schwenkachse
X CNC-gesteuerte horizontale Achse
Z CNC-gesteuerte vertikale Achse

Claims

1. Vorrichtung zur Randbearbeitung einer optischen Linse (L), insbesondere eines Brillenglases, die zwischen zwei fluchtenden Haltewellen (10, 12) einspannbar ist, welche um eine Werkstückdrehachse (R) drehbar sind, mit einem ersten Schlitten (14), der an einem Grundgestell (16) in einer zur Werkstückdrehachse (R) parallelen ersten Richtung (Z) längs verschieblich geführt ist, und einem eine Werkzeugspindel (20) mit einem Randbearbeitungswerkzeug (22) für die optische Linse (L) tragenden zweiten Schlitten (18), welcher an dem ersten Schlitten (14) in einer zur ersten Richtung (Z) senkrechten zweiten Richtung (X) derart längsverschieblich geführt ist, daß das Randbearbeitungswerkzeug (22) mit der optischen Linse (L) in Bearbeitungseingriff bringbar ist, dadurch gekennzeich net, daß das Grundgestell (16) im wesentlichen O-förmig ausge bildet ist und den ersten Schlitten (14) umgibt, der ebenfalls im wesentlichen O-förmig ausgebildet ist und den zweiten Schlitten (18) umgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des Grundgestells (16) jeweils eine Linear führung (48) für den ersten Schlitten (14) vorgesehen ist, wo bei die Linearführungen (48) am Grundgestell (16) parallel zu einander verlaufen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Linearführung (48) für den ersten Schlitten (14) eine am Grundgestell (16) angebrachte Führungsschiene (50) und zwei mit der Führungsschiene (50) eingreifende Führungsschuhe (52) aufweist, die in symmetrischer Anordnung am ersten Schlitten (14) befestigt sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des ersten Schlittens (14) jeweils eine Linearführung (54) für den zweiten Schlitten (18) vorgesehen ist, wobei die Linearführungen (54) am ersten Schlitten (14) parallel zueinander verlaufen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Linearführung (54) für den zweiten Schlitten (18) eine am ersten Schlitten (14) angebrachte Führungsschiene (56) und zwei mit der Führungsschiene (56) eingreifende Führungsschuhe (58) aufweist, die in symmetrischer Anordnung am zweiten Schlitten (18) befestigt sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der erste Schlitten (14) und/oder der zweite Schlitten (18) mittels eines Hohlwellen-Servomotors (60, 62) bewegbar ist, der eine drehbare Mutter aufweist, die mit einer drehfesten Kugelgewindespindel (64, 66) in Wirkein griff steht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlwellen-Servomotor (60) für den ersten Schlitten (14) am Grundgestell (16) angebracht ist, während die Kugelgewinde spindel (64) vorzugsweise mittig am ersten Schlitten (14) drehfest befestigt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich net, daß der Hohlwellen-Servomotor (62) für den zweiten Schlitten (18) vorzugsweise mittig am zweiten Schlitten (18) angebracht ist, während die Kugelgewindespindel (66) drehfest an einer Jochplatte (70) befestigt ist, die mit dem ersten Schlitten (14) fest verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die mit dem Hohlwellen-Servomotor (62) für den zweiten Schlitten (18) zusammenwirkende Kugelgewindespin del (66) eine im Verhältnis große Steigung aufweist, die zwischen 20 und 35 mm, mehr bevorzugt zwischen 25 und 30 mm liegt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß sich die Werkzeugspindel (20) mit dem Randbearbeitungswerkzeug (22) in einem Arbeitsraum befin det, der von dem das Grundgestell (16) und die Schlitten (14, 18) umfassenden Achsenaufbau mittels eines am ersten Schlitten (14) angebrachten Schiebers (42) und eines den zweiten Schlit ten (18) umgebenden Roll- oder Faltenbalgs (44) getrennt ist, welcher zwischen dem Schieber (42) und der Werkzeugspindel (20) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die erste Richtung (Z) vertikal ver läuft, während die zweite Richtung (X) horizontal verläuft.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zum Gewichtsausgleich für die Schlitten (14, 18) eine Ge wichtsausgleicheinrichtung (72) vorgesehen ist, deren eines Ende vorzugsweise mittig am Grundgestell (16) abgestützt ist, während das andere Ende vorzugsweise mittig mit dem ersten Schlitten (14) verbunden ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zweiten Schlitten (18) eine zusätzliche Bearbei tungseinrichtung (28) angebracht ist, die mindestens ein wei teres Randbearbeitungswerkzeug (30) für die optische Linse (L) aufweist, welches von einer Parkposition (Fig. 7) in eine Be arbeitungsposition (Fig. 8) zwischen der optischen Linse (L) und dem Randbearbeitungswerkzeug (22) an der Werkzeugspindel (20) bewegbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Bearbeitungseinrichtung (28) ein Gehäuse (46) aufweist, welches am zweiten Schlitten (18) angeflanscht ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn zeichnet, daß die zusätzliche Bearbeitungseinrichtung (28) einen Schwenkmechanismus (84) aufweist, mittels dessen das weitere Randbearbeitungswerkzeug (30) von der Parkposition (Fig. 7) in die Bearbeitungsposition (Fig. 8) verschwenkbar ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkmechanismus (84) einen am Gehäuse (46) gelagerten Schwenkhebel (86) sowie einen linearen Schwenkantrieb (92) hat, der mit einem Ende am Gehäuse (46) und mit seinem anderen Ende am Schwenkhebel (86) angelenkt ist, wobei es sich bei dem linearen Schwenkantrieb (92) vorzugsweise um einen Pneumatik zylinder handelt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Randbearbeitungswerkzeug (30) mittels eines Drehantriebs (88) um eine Rotationsachse (C₂) drehangetrieben ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsachse (C₂) des weiteren Randbearbeitungswerkzeugs (30) parallel zu der Rotationsachse (C₁) des an der Werkzeug spindel (20) vorgesehenen Randbearbeitungswerkzeugs (22) ver läuft.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn zeichnet, daß der Drehantrieb (88) für das weitere Randbear beitungswerkzeug (30) am Schwenkhebel (86) angebracht ist, wo bei die Rotationsachse (D) des Drehantriebs (88) senkrecht zur Rotationsachse (C₂) des weiteren Randbearbeitungswerkzeugs (30) verläuft.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Bearbeitungseinrichtung (28) eine mittels des Drehantriebs (88) drehangetriebene Werk zeugaufnahme (142) hat, die einen ersten Spannmechanismus (144) zum radialen Spannen eines Randbearbeitungswerkzeugs so wie einen zweiten Spannmechanismus (146) zum axialen Spannen mindestens eines Randbearbeitungswerkzeugs aufweist.