用于机加工光学工件的机床制造技术

本发明专利技术揭示了一种用于机加工光学工件（Ｌ），尤其是塑料眼镜片的机床（１０），该机床包括一工件主轴（２４）和一高速刀具装置（３６），该工件主轴能够围绕工件旋转轴线（Ｂ）旋转驱动工件，高速刀具装置能够在高速刀具运动平面（Ｘ－Ｆ１平面）内移动车刀（４８），其中，工件主轴和高速刀具装置还能够在包含工件旋转轴线的平面（Ｘ－Ｙ平面）内相对运动。按照本发明专利技术，相对于包含工件旋转轴线的平面（Ｘ－Ｙ平面）倾斜地（工作角α）对高速刀具运动平面（Ｘ－Ｆ１平面）定位，因此，提供了一种能够以特别简单的和高度准确的方式使车刀刀刃的加工点对准在工件主轴的旋转轴线上的机床。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于加工光学工件、尤其是塑料眼镜片的、按照权利要求1的前言部分的机床。
技术介绍
当机加工塑料眼镜片时，通常使用由塑料模注形成的、具有例如带球形或渐进的形状的标准的机加工外凸表面的一透镜“坯料”。根据所需的光学效果，通过切削机加工使内部的或配镜表面(prescription surface)(通常是凹面)成为一球面的、非球面、弯曲面的、非弯曲面的、渐进的或任意形式的几何形状(渐进的透镜表面)。当机加工内表面用典型的传统过程在将透镜片坯料放置成它的外表面位于一台座上时，进行切削或车削机加工，用于产生光学有效的形状，随后进行精磨或抛光加工，实现所需的表面质量。对于上述车加工过程，在现有技术中使用所述高速刀具车床，其中以高度动态方式以直线往复型式(例如见专利文件WO 02/06005 A1)或以旋转型式(例如参阅专利文件WO 99/33611 A1)能够运动一车刀，以致以车削方法可以形成非旋转对称的镜片表面。在这情况下，尤其当产生高精度光学表面时，车刀必须用它的切削刃的加工点(working point)以一高度准确方式对齐在工件主轴的旋转轴线上，以使在机加工的透镜表面的中心不会留下突出的未加工区。按照现有技术，因此要求依靠特定的调节轴线进行车刀的很准确的高度调节。为此，通常使用能够装载车刀或甚至整个高速刀具单元的挠性连接。通过调节-细牙螺杆，使车刀的相对侧上的整个挠性连接变形，造成车刀的切削刃的很细小的高度位移。例如在美国新罕布什尔州Keene市的Preciteck有限公司出版的机器手册“Precitech Nanoform 200/Nanoform350”，第14页和第15页上可以找到这一调节机构的图像和它的功能叙述。此外，还有具有用于车刀的适当高度调节能力的刀架和转盘。尤其是，已知具有适当的机械的高度调节机构的可互换的刀架(例如参见文件US5,245,896和DE 42 27 268 A1)。通常在该机器外部的刀具预设置单元中执行该高度对齐，同时由一十字台架使整个车刀刀架运动进入一装置到达代表主轴转动轴线的一调节部分。由一轮廓投影仪检测车刀切削刃的高度和位置，并且与调节件有关。但是，已知的机构完全由手工进行调节。为了甚至能在机加工机床的工作期间进行自动调节，必须设置一关联的CNC(计算机化数字控制)受控的调节主轴，它需要相当大的成本。在按照WO 02/06005A1的现有技术，本专利技术的目的是提供一种用于机加工光学工件，尤其是眼镜片的机器，该机器包括一高速刀具装置，在其中能够尽可能简单地以高度准确方式将车刀的切削刃的加工点对齐在工件主轴的旋转轴线上。由权利要求1限定的特征实现了该目的。本专利技术的有利的和/或合适的进一步演变形成了权利要求2至5的主题。
技术实现思路
按照本专利技术，在用于机加工光学工件，尤其是塑料眼镜片的、包括一工件主轴和一高速刀具(fast tool)装置的机床中，该工件主轴能够围绕一工件旋转轴线旋转驱动工件，高速刀具装置能使车刀在一高速刀具运动平面内运动，其中，工件主轴和高速刀具装置还能够在包含工件旋转轴线的一平面内相对运动，该快速刀具运动平面相对于包含工件旋转轴线的平面倾斜一工作角。按照本专利技术的高速刀具运动平面的倾斜位置是以这样一方式产生的，即，一预定大小的角度存在于这运动平面和包含工件旋转轴线的平面、因此和工件主轴的工件旋转轴线的平面之间。工件主轴的调节运动，任何情况下在该机床上、存在于含有工件旋转轴线的平面内、更确切地说在工件主轴的方向。借助于上述高速刀具运动平面的倾斜、连同工件主轴的调节运动，能够实现车刀刀刃在工件主轴的工件旋转轴线上的高精度的高度调节，而不需要车刀刀刃相对于高速刀具装置的高度位移。工件主轴在它的轴线方向的调节运动的长度和因此在工件主轴的工件旋转轴线和车刀刀刃的加工点之间所实现的高度补偿取决于该预定角度的正弦函数。因此，不需要在现有技术中设置的任何机械调节系统，该系统不像本专利技术、不允许在机加工操作期间进行车刀刀刃的自动的高度调节。因此与现有技术比较，也减轻了高速刀具装置必须移动的诸质量的重量，即减轻了在现有技术中、在车刀和高速刀具装置的往复器之间设置的诸机械调节件的重量，以致高速刀具装置的动态性能和误差范围不受过大的运动质量的限制。这使高速刀具装置所车削的表面具有较高的形状精度，并也导致了较短的机加工时间。依据本专利技术，不仅省去了一个完全调节的轴线和将所需的运动轴线的数量限制到最少，而且可以有利地将刀具(快速刀具装置)和工件(工件主轴)的调节运动分开。例如，能够使用工件主轴的调节运动来产生一镜片的旋转对称部分，也就是说该表面的球形部分，而透镜的非旋转对称部分，例如在复曲面的表面、棱柱表面、非复曲面的表面或任意形状表面的情况下存在的，则通过高速刀具装置的调节运动产生。因此，还可以使用带有一较短行程和从而较大刚度(由于较短的刀杆)的高速刀具装置，这又有利于所产生的表面质量。关于车刀刀刃相对于工件旋转轴线的高度调节的精细特点，如果高速刀具运动平面和包含工件旋转轴线的平面包围2°到10°之间的工作角，那么这个特点是较佳的。虽然它是较佳的，尤其是使用关于在控制运动轴线时所使用的尽可能最简单的数学，如果依靠高速刀具装置以一可控制定位的方式在轴向能够调节车刀，那么也能够在带有旋转的高速刀具装置的机器上实现本专利技术的基本概念，即相对于包含工件转动轴线的平面的高速刀具运动平面的角度调节，例如从WO99/33611 A1已知的那样。在这情况下，高速刀具运动平面垂直于转动的高速刀具的枢转轴线。附图说明以下将在一较佳实施例的基础上参照所附的、部分示意的图较详细地叙述本专利技术，在附图中图1示出了按照本专利技术的、用于机加工光学工件，尤其是塑料眼镜片的一台机床的、从前上方倾斜观察的立体图，该机床在刀具方面装备有一刀具单元和两个快速刀具装置(fast tool arrangement)；图2示出了按照图1的机床的、从后上方倾斜地观察的立体图；图3是按照图1的机床的、在底部折断的正视图；图4是按照图1的机床的、在底部折断的不同于图3的视图的正视图，其中所示的刀具单元的刀具主轴被局部折断了，以便可看到位于它后方的快速刀具装置；图5是按照图1的机床的、从图3和4的上方观察的平面图；图6示出了按照图1的机床的工件主轴的前方示意图，在该主轴上安装有一镜片，所述镜片被示出在横剖面中和被快速刀具装置的车刀机加工，其中图6的顶部示出了车刀相对于工件主轴的工件旋转轴线的不正确高度调节，而图6的底部示出了车刀相对于工件旋转轴线的正确高度调节。具体实施例方式图1至5示意地在直角笛卡儿坐标系统中示出了尤其用于机加工塑料眼镜片L的表面的CNC-受控的机床10，其中小写字母x、y、和z代表机器10的宽度方向(x)、长度方向(y)和高度方向(z)。如图1至5所示，机床10包括确定一机加工区域14的一机架12。在图1中固定于机加工区域14的左手侧、在图1中的机架12的上安装表面17上的是相互在(水平的)宽度方向x平行延伸的两导轨16。在导轨16上可移动地安装的是由关联的诸CNC驱动和控制元件(未示出)以CNC可控制定位方式在X轴线的两个方向可以调节的一X滑板。在图1中相互平行地在(同样水平的)长度方向y延本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机加工光学工件（Ｌ），尤其是塑料眼镜片的机床（１０），该机床包括一工件主轴（２４）和一高速刀具装置（３６），该工件主轴能够围绕一工件旋转轴线（Ｂ）旋转驱动工件（Ｌ），该高速刀具装置能够在一高速刀具运动平面（Ｘ－Ｆ１平面）内移动一车刀（４８），其中，工件主轴（２４）和高速刀具装置（３６）还能够在包含该工件旋转轴线（Ｂ）的一平面（Ｘ－Ｙ平面）内相对运动，其特征在于，高速刀具运动平面（Ｘ－Ｆ１平面）相对于包含工件旋转轴线（Ｂ）的平面（Ｘ－Ｙ平面）被倾斜地（工作角α）定位。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M萨冯，E麦克帕森，
申请(专利权)人：萨特隆有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]