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Title:
METHOD AND TOOL HEAD FOR MACHINING OPTICALLY ACTIVE SURFACES, PARTICULARLY SURFACES OF PROGRESSIVE SPECTACLE LENSES, WHICH ARE SYMMETRICAL IN PAIRS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/068120
Kind Code:
A2
Abstract:
A method and a too head (30) are used to machine optically active surfaces, particularly surfaces of progressive spectacle lenses, which are symmetrical in pairs. The spectacle lenses are rotated about a first axis and are displaced along said axis. A machining tool (38,48) is arranged and advanced in such a way that, when the spectacle lens is rotated, a cutting edge (39,60) of the tool (38,48) is guided along the surface about the first axis along a spiral path and along an elevation path defined by the form of the spectacle lens. In order to machine right spectacle lenses and left spectacle lenses, the right spectacle lenses are rotated about the first axis in a first direction of rotation and the left spectacle lenses are rotated in a second counter direction. The tool head (30) has clamping means (32,34) defining an axis (31) of the tool head (30), and is provided with a tool carrier section (36) on whose edge at least one pair (48R, 48L) of lathe tools (48R,48L) are provided. One lathe tool (48R,70R) of the pair (48R,48L) is oriented in one direction and the other lathe tool (48R,48L) of the pair (48R,48L) is oriented in the opposite direction. At least one of the lathe tools (48R,48L), preferably all of said tools, is provided with means of adjustment (52-57) which enable the point of engagement (62) of the rotary cutting edge (60) to be adjusted.

Inventors:
KRAUSE WOLF (DE)
BIELKE ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/000412
Publication Date:
July 28, 2005
Filing Date:
January 18, 2005
Export Citation:
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Assignee:
ZEISS CARL AG (DE)
KRAUSE WOLF (DE)
BIELKE ANDREAS (DE)
International Classes:
B23B5/36; B23B29/24; B23C3/16; B23C5/00; B24B13/01; B24B13/06; (IPC1-7): B23C3/16; B23B5/36; B24B13/01; B24B13/06
Foreign References:
DE10143848A12003-03-27
Attorney, Agent or Firm:
Witte, Alexander (Weller & Partner Postfash 105462, Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. l.
2. Verfahren zum spanabhebenden Bearbeiten von paarweise symmetrischen, optisch wirksamen Oberflächen, insbesondere von Oberflächen (2) von GleitsichtBrillengläsern (1R, 1L), bei dem die Brillengläser (1R, 1L) um eine erste Ach se (4) gedreht und entlang der Achse (4) verschoben (z) werden, und ferner ein spanabhebendes Werkzeug (6 ; 38,48) vorgesehen ist, das derart angeordnet und zustellbar ist, dass eine Schneide (39,60) des Werkzeugs (6 ; 38,48) bei Drehung eines Brillenglases (1R, 1L) um die erste Achse (4) entlang einer spiraligen Bahn und eines durch die Formgebung des Brillenglases (1R, 1L) vorgegebenen Erhe bungsverlaufs (10,14 ; 20,24) über die Oberfläche (2) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bearbeiten von rechten Brillengläsern (1R) und von linken Brillengläsern (1L) die rechten Brillengläser (1R) in einem ersten Drehsinn (9) und die linken Brillengläser (1L) in einem zweiten, entgegengesetzten Drehsinn zu um die erste Achse (4) gedreht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bearbeiten von rechten Brillengläsern (1R) und von linken Brillengläsern (1L) gleicher Brechkraft die Bril lengläser (1R, 1L) in gleicher Weise entlang der Achse (4) verschoben (4) werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanabnahme durch Drehen erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brillengläser (1R, 1L) vor dem Drehen durch Fräsen vorbearbeitet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Drehen des rechten Brillenglases (1R) ein erstes Drehwerkzeug (48R, 70R) und beim Drehen des linken Bril lenglases (1L) ein zweites Drehwerkzeug (48L, 70L) verwen det wird, wobei die Drehwerkzeuge (48R, 48L, 70R, 70L) in Richtung der spiraligen Bahn entgegengesetzt orientiert sind.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwerkzeuge (48,70) hinsichtlich der Lage der Dreh schneide (60) eingestellt werden.
8. Werkzeugkopf zum spanabhebenden Bearbeiten spanabhebenden Bearbeiten von paarweise symmetrischen, optisch wirksamen Oberflächen, insbesondere von Oberflächen (2) von Gleit sichtBrillengläsern (1R, 1L), mit Spannmitteln (32,34), die eine Achse (31) des Werkzeugkopfs (30) definieren, und mit einem Werkzeugträgerabschnitt (36), an dessen Rand mindestens zwei Drehwerkzeuge (48R, 48L, 70R, 70L) vorhan den sind, die eine Drehschneide (60) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Drehwerkzeuge (48R, 48L, 70R, 70L), vorzugsweise alle, mit Einstellmit teln (5257) versehen ist, die eine Justierung eines Eingriffspunktes (62) der Drehschneide (60) gestatten.
9. Werkzeugkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellmittel (5256) eine Justierung des Eingriffs punktes (62) in Richtung der Achse (31) gestatten.
10. Werkzeugkopf nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich net, dass die Einstellmittel (57) eine Justierung des Ein griffspunktes (62) in Richtung senkrecht zur Achse (31) gestatten.
11. Werkzeugkopf zum spanabhebenden Bearbeiten von paarweise symmetrischen, optisch wirksamen Oberflächen, insbesondere von Oberflächen (2) von GleitsichtBrillengläsern (1R, 1L, mit Spannmitteln (32,34), die eine Achse (31) des Werk zeugkopfs (30) definieren, und mit einem Werkzeugträgerab schnitt (36), an dessen Rand mindestens zwei Drehwerkzeuge (48R, 48L, 70R, 70L) vorhanden sind, dadurch gekennzeich net, dass mindestens ein Paar (48R/48L, 70R/70L) von Dreh werkzeugen (48R, 48L, 70R, 70L) vorgesehen ist, und dass das eine Drehwerkzeug (48R, 70R) des Paares (48R/48L, 70R/70L) in Umfangsrichtung des Randes in der einen Rich tung und das andere Drehwerkzeug (48R, 48L) des Paares (48R/48L, 70R/70L) in der entgegengesetzten Richtung ori entiert ist.
12. Werkzeugkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Paare (48R/48L, 70R/70L) von Drehwerkzeugen (48R, 48L, 70R, 70L) vorgesehen sind.
13. Werkzeugkopf nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ferner Fräswerkzeuge (38) am Rand des Werkzeugträgerabschnitts (36) vorgesehen sind.
14. Werkzeugkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräserwerkzeuge (38) Frässchneiden (39) aufwei sen, deren Eingriffspunkt (40) auf einem um die Achse (31) verlaufenden Flugkreis (41) liegt, und dass Eingriffspunk te (62) der Drehschneiden (62) mit einem vorbestimmten Ab stand (d) innerhalb des Flugkreises liegen.
Description:
Verfahren und Werkzeugkopf zum spanabhebenden Bearbeiten von paarweise symmetrischen, optisch wirksamen Oberflächen, insbesondere von Oberflächen von Gleitsicht-Brillenqläsern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum spanabhebenden Bear- beiten von paarweise symmetrischen, optisch wirksamen Oberflä- chen, insbesondere von Oberflächen von Gleitsicht- Brillengläsern, bei dem die Brillengläser um eine erste Achse gedreht und entlang der Achse verschoben werden, und ferner ein spanabhebendes Werkzeug vorgesehen ist, das derart angeordnet und zustellbar ist, dass eine Schneide des Werkzeugs bei Dre- hung eines Brillenglases um die erste Achse entlang einer spi- raligen Bahn und eines durch die Formgebung des Brillenglases vorgegebenen Erhebungsverlaufs über die Oberfläche geführt wird.

Die Erfindung betrifft ferner einen Werkzeugkopf zum spanabhe- benden Bearbeiten von paarweise symmetrischen, optisch wirksa- men Oberflächen, insbesondere von Oberflächen von Gleitsicht- Brillengläsern, mit Spannmitteln, die eine Achse des Werkzeug- kopfs definieren, und mit einem Werkzeugträgerabschnitt, an dessen Rand mindestens zwei Drehwerkzeuge vorhanden sind, die eine Drehschneide aufweisen.

Die Erfindung betrifft schließlich einen Werkzeugkopf zum span- abhebenden Bearbeiten von paarweise symmetrischen, optisch wirksamen Oberflächen, insbesondere von Oberflächen von Gleit- sicht-Brillengläsern, mit Spannmitteln, die eine Achse des Werkzeugkopfs definieren, und mit einem Werkzeugträgerab- schnitt, an dessen Rand mindestens zwei Drehwerkzeuge vorhanden sind.

Es versteht sich dabei, dass unter dem Begriff"paarweise sym- metrische, optisch wirksame Oberflächen"alle der artigen Flä- chen zu verstehen sind, also nicht nur die bereits beispielhaft erwähnten Gleitsicht-Brillengläser. Vielmehr kann die Erfindung in allen Fällen von optisch wirksamen Flächen eingesetzt wer- den, die paarweise Verwendung finden, also bei Linsen und Spie- geln für binokulare Anwendungen, wie sie z. B. auch bei Fernglä- sern, Mikroskopen usw. vorhanden sind.

Ein Verfahren und ein Werkzeugkopf der vorstehend genannten Art sind aus der DE 101 43 848 Al bekannt.

Bei dem bekannten Verfahren wird ein Werkzeugkopf verwendet, der einen im Wesentlichen konischen Grundkörper aufweist. Des- sen Achse fällt mit der Rotationsachse des Werkzeugkopfs zusam- men. Die größere Endfläche des Grundkörpers liegt am freien Ende des Werkzeugkopfs. Am Rand der größeren Endfläche befinden sich zwei um 180° zueinander versetzte, gleiche und in Umfangs- richtung des Randes gleich orientierte Drehwerkzeuge. Ferner sind am Rand insgesamt acht Fräswerkzeuge verteilt. Die Schnei- den all dieser Werkzeuge sind an ihren Positionen fest ver- schraubt. Einstellmittel zum Justieren der Lage der Schneiden sind nicht vorgesehen.

Das zu bearbeitende Brillenglas befindet sich an einem Halter, der in eine Werkstückspindel eingespannt ist. Die Werkstück- spindel dreht das Brillenglas um eine erste Achse und ist ent- lang dieser ersten Achse auch verschiebbar. Der Werkzeugkopf ist in einer Werkzeugspindel eingespannt, deren zweite Achse zur ersten Achse der Werkstückspindel geneigt ist. Das Werkzeug ist mit hoher Drehzahl um die zweite Achse drehbar. Die Werk- zeugspindel ist ferner entlang einer dritten Achse verschieb- bar, die zur ersten Achse senkrecht verläuft.

Zum Bearbeiten des Brillenglases wird in zwei Schritten vorge- gangen. Zunächst wird in einem ersten Arbeitsschritt mittels Fräsen der weitaus größere Anteil des Aufmaßes eines Brillen- glasrohlings entfernt. Dann wird in einem zweiten Arbeits- schritt mittels Drehen eine Feinbearbeitung und Formgebung der Oberfläche vorgenommen und damit die gewünschte optische Flä- che, also z. B. die Rezeptfläche erzeugt. Das Brillenglas kann dann noch in bekannter Weise poliert und vergütet werden.

Für den ersten Arbeitsschritt wird der Werkzeugkopf in Rotation um die zweite Achse versetzt. Durch Verfahren des Brillenglases entlang der ersten Achse und Verfahren der Werkstückspindel entlang der dritten Achse wird ein Eingriffspunkt des Fräsers an der Peripherie der zu bearbeitenden Oberfläche eingestellt.

Das Brillenglas wird in einer bestimmten Drehrichtung um die erste Achse gedreht und der Werkzeugkopf kontinuierlich entlang der dritten Achse verfahren, so dass sich der Eingriffspunkt entlang einer engen, spiraligen Bahn auf der Oberfläche zu einem zentralen Punkt hin bewegt. Das Material wird dabei durch Fräsen abgetragen. Durch Überlagerung einer Bewegung des Bril- lenglases entlang der ersten Achse kann dabei bereits eine grobe konvexe oder konkave Formgebung der Oberfläche erfolgen, nicht jedoch die exakte Formgebung der angestrebten Freiform- fläche.

Für den zweiten Arbeitsschritt wird der Werkzeugkopf lediglich ein mal um einen endlichen Winkel verdreht, bis sich ein Ein- griffspunkt des Drehwerkzeugs an einer gewünschten Umfangsposi- tion befindet, das sich dann nicht mehr dreht. Das Brillenglas wird nun erneut in einer bestimmten Drehrichtung um die erste Achse gedreht und der Werkzeugkopf kontinuierlich entlang der dritten Achse verfahren, so dass sich der Eingriffspunkt wie- derum entlang einer engen, spiraligen Bahn auf der Oberfläche zu deren Mittelpunkt hin bewegt. Das Material wird nun durch Drehen abgetragen. Bei diesem zweiten Arbeitsschritt wird durch überlagertes Verfahren des Brillenglases entlang der ersten Achse ein Erhebungsverlauf entlang der spiraligen Bahn einge- stellt, der der gewünschten Freiform der optischen Fläche ent- spricht.

Bei der Herstellung dieser Brillengläser ist so, dass die Frei- formflächen für ein rechtes und ein linkes Brillenglas gleicher Brechkraft im Wesentlichen klappsymmetrisch sind. Bei herkömm- lichen Produktionsprozessen erfolgt die Bearbeitung aller Bril- lengläser, also sowohl der rechten wie auch der linken Brillen- gläser, in der gleichen Vorrichtung der vorstehend beschriebe- nen Art und in gleicher Weise, d. h. immer in dem selben Dreh- sinn des Brillenglases um die erste Achse.

Beim spanabhebenden Bearbeiten von Brillengläsern stellen sich systematisch Formfehler deswegen ein, weil das Bearbeitungs- system, bestehend aus den Spindeln, Halterungen usw., nach- giebig ist und daher bei Lageänderungen Stellfehler infolge der Massenträgheit der bewegten Elemente auftreten. Dies gilt ins- besondere für die Einstellung des Erhebungsverlaufs. Die Bril- lengläser werden nämlich in der Praxis mit Drehzahlen im Be- reich von so hohen Drehzahlen (typischerweise einige 100 U/min) um die erste Achse gedreht, so dass sich nicht unerhebliche Formfehler aufgrund mangelnder Dynamik einstellen, wenn das Brillenglas während dieser Drehung zugleich entlang der ersten Achse bewegt wird.

Das Bearbeitungssystem ist nicht symmetrisch in dem Sinne auf- gebaut, dass gleiche Formfehler mit umgekehrtem Vorzeichen auftreten, wenn der selbe Erhebungsverlauf in umgekehrter Rich- tung durchfahren wird. Dies führt beim herkömmlichen Bearbeiten von Brillengläsern, wie es oben beschrieben wurde, in der Pra- xis dazu, dass bei rechten und bei linken Brillengläsern unter- schiedliche Formfehler auftreten. Diesen muss mit aufwendigen Korrekturmaßnahmen, nämlich kompliziert zu berechnenden Form- vorhalten, vorgebeugt werden.

Bei dem bekannten Werkzeug ist ferner von Nachteil, dass durch die feste Anordnung der Werkzeuge am Werkzeugkopf keine ausrei- chend definierten Eingriffsbedingungen hergestellt werden kön- nen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Werkzeugkopf der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die vorstehend genannten Nachteile vermie- den werden. Insbesondere soll eine einfache Herstellung von rechten und von linken Brillengläsern möglich werden, bei denen die im Stand der Technik auftretenden systematisch unterschied- lichen Formfehler infolge des klappsymmetrischen Erhebungs- verlaufes der Freiformflächen vermieden werden.

Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Auf- gabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zum Bearbeiten von rechten Brillengläsern und von linken Brillengläsern die rech- ten Brillengläser in einem ersten Drehsinn und die linken Bril- lengläser in einem zweiten, entgegengesetzten Drehsinn um die erste Achse gedreht werden.

Bei einem Werkzeugkopf der eingangs als erstes genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindes- tens eines der Drehwerkzeuge, vorzugsweise alle, mit Einstell- mitteln versehen ist, die eine Justierung eines Eingriffspunk- tes der Drehschneide gestatten.

Bei einem Werkzeugkopf der eingangs als zweites genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindes- tens ein Paar von Drehwerkzeugen vorgesehen ist, und dass das eine Drehwerkzeug des Paares in Umfangsrichtung des Randes in der einen Richtung und das andere Drehwerkzeug des Paares in der entgegengesetzten Richtung orientiert ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird damit vollkom- men gelöst.

Wenn nämlich die Richtung der Drehung um die erste Achse beim Bearbeiten des rechten und des linken Brillenglases jeweils entgegengesetzt eingestellt wird, folgt die Schneide des Werk- zeugs dem Erhebungsverlauf in der selben Richtung, so dass die Formfehler in beiden Fällen gleich sind und daher nur ein mal, nämlich durch einen für beide Brillengläser gleichen Form- vorhalt, korrigiert werden müssen.

Das Vorsehen von Einstellmitteln hat den Vorteil, dass die Eingriffsverhältnisse bei mehreren Schneiden definiert sind, wenn einerseits für rechte Brillengläser mit dem ersten Dreh- werkzeug im ersten Drehsinn und andererseits zu einem anderen Zeitpunkt für linke Brillengläser mit dem zweiten Drehwerkzeug im entgegengesetzten Drehsinn gearbeitet wird.

Das Vorsehen von Paaren von Drehwerkzeugen mit entgegengesetz- ter Orientierung hat den Vorteil, dass durch einfaches Verdre- hen des Werkzeugkopfs um einen bestimmten Winkel ein mal rechte und das andere mal linke Brillengläser mit entgegengesetztem Drehsinn bearbeitet werden können.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden zum Bearbeiten von rechten Brillengläsern und von linken Brillen- gläsern gleicher Brechkraft die Brillengläser in gleicher Weise entlang der Achse verschoben.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass Datensätze für die Erhe- bungskurven nur ein mal erstellt werden müssen.

Besonders bevorzugt ist, wenn in an sich bekannter Weise die Spanabnahme durch Drehen erfolgt und wenn vorzugsweise ferner in ebenfalls an sich bekannter Weise die Brillengläser vor dem Drehen durch Fräsen vorbearbeitet werden.

Dies Maßnahmen haben den Vorteil, dass bekannte Fertigungs- verfahren und-einrichtungen verwendet werden können.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass beim Drehen des rechten Brillenglases ein erstes Drehwerkzeug und beim Drehen des linken Brillenglases ein zweites Drehwerkzeug verwendet wird, wobei die Drehwerkzeuge in Richtung der spiraligen Bahn entgegengesetzt orientiert sind.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Ver- fahren mit besonders einfachen Werkzeugen ausführbar ist.

In diesem Falle ist besonders bevorzugt, wenn die Drehwerkzeuge hinsichtlich der Lage der Drehschneide eingestellt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugkopfes gestatten die Einstellmittel eine Justierung des Eingriffspunktes in Richtung der Achse.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass alle Eingriffspunkte in eine gemeinsame Radialebene gelegt werden können.

Ferner können die Einstellmittel auch eine Justierung des Ein- griffspunktes in Richtung senkrecht zur Achse gestatten.

Bei weiteren Ausführungsformen der Erfindung können zwei Paare von Drehwerkzeugen vorgesehen sein.

Diese Maßnahme hat zum einen den Vorteil, dass bei unterschied- lichen Paaren von Drehwerkzeugen unterschiedliche Linsen mit dem selben Werkzeugkopf bearbeitet werden können, z. B. Linsen aus einem ersten Werkstoff mit dem ersten Paar und Linsen aus einem zweiten Werkstoff mit dem zweiten Paar. Zum anderen kön- nen die Paare von Drehwerkzeugen aber auch baugleich sein, wobei das zweite Paar eingesetzt wird, wenn das erste Paar verschlissen oder beschädigt ist, ohne dass dann der Werkzeug- kopf ausgetauscht werden müsste.

In an sich bekannter Weise können ferner Fräswerkzeuge am Rand des Werkzeugträgerabschnitts vorgesehen sein. Insbesondere kön- nen die Fräserwerkzeuge Frässchneiden aufweisen, deren Ein- griffspunkt auf einem um die Achse verlaufenden Flugkreis liegt, wobei Eingriffspunkte der Drehschneiden mit einem vorbe- stimmten Abstand innerhalb des Flugkreises liegen.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschrei- bung und der beigefügten Zeichnung.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nach- stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge- stellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher er- läutert. Es zeigen : Fig. 1 eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Brillengläsern nach dem Stand der Technik ; Fig. 2A einen Erhebungsverlauf einer Umdrehung für ein rechtes zu bearbeitendes Brillenglas nach dem Stand der Technik ; Fig. 2B einen Erhebungsverlauf einer Umdrehung für ein linkes zu bearbeitendes Brillenglas gleicher Brechkraft wie in Fig. 2A nach dem Stand der Technik ; Fig. 3A eine Seitenansicht, teilweise entlang der Linie II-II von Fig. 3B aufgebrochen, eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Werkzeugkopfs ; Fig. 3B eine weiter schematisierte Draufsicht auf den Werk- zeugkopf gemäß Fig. 3A ; Fig. 4A einen Erhebungsverlauf einer Umdrehung für ein rech- tes zu bearbeitendes Brillenglas gemäß der Erfindung ; und Fig. 4B einen Erhebungsverlauf einer Umdrehung für ein linkes zu bearbeitendes Brillenglas gleicher Brechkraft wie in Fig. 4A gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt den Stand der Technik mit einem Brillenglas 1, das auf einer Oberfläche 2, z. B. auf seiner Rückseite, mit einer Rezept-bzw. Freiformfläche versehen werden soll. Das Brillen- glas kann ein rechtes Brillenglas 1R oder ein linkes Brillen- glas 1L sein.

Es versteht sich, dass unter dem in der vorliegenden Anmeldung verwendeten Begriff"paarweise symmetrische, optisch wirksame Oberflächen"alle derartigen Flächen zu verstehen sind, also nicht nur die bereits beispielhaft erwähnten Gleitsicht- Brillengläser. Vielmehr kann die Erfindung in allen Fällen von optisch wirksamen Flächen eingesetzt werden, die paarweise Verwendung finden, also bei Linsen und Spiegeln für binokulare Anwendungen, wie sie z. B. auch bei Ferngläsern, Mikroskopen usw. vorhanden sind. Nur aus Gründen der Anschaulichkeit wird daher die Erfindung nachstehend am Beispiel von Gleitsicht- Brillengläsern, kurz"Brillengläser"genannt, erläutert.

Das Brillenglas 1 ist als zunächst noch unbearbeiteter Rohling auf einer Aufspannvorrichtung 3 gehalten, die Teil einer Werk- stückspindel ist. Die Aufspannvorrichtung 3 ist mit definiertem Winkel ç bzw. in definierten Winkelschritten um eine erste Achse 4 drehbar. Die Aufspannvorrichtung 3 ist ferner um defi- nierte Wege Z bzw. Schritte entlang der ersten Achse 4 verfahr- bar.

Ein drehbarer Werkzeugkopf 5 weist im Bereich seines freien Endes ein Fräswerkzeug 6 auf, das an einem vorbestimmten Punkt mit der Oberfläche 2 in Eingriff steht. In der Praxis sind mehrere, über den Umfang verteilte derartige Fräswerkzeuge vorgesehen, die vorzugsweise nur aus einer Frässchneide beste- hen. Der Werkzeugkopf 5 ist zum Fräsen um eine zweite Achse 7 mit hoher Drehzahl von beispielsweise ca. 10.000 U/min drehbar, wie mit einem Pfeil C angedeutet. Die zweite Achse 7 ist in an sich bekannter Weise zur ersten Achse 4 um einen Winkel a von z. B. etwa 105° geneigt. Es ist ferner um definierte Wege X bzw.

Schritte entlang einer dritten Achse 8 verfahrbar, die quer zu der ersten Achse 4 verläuft und sich auch senkrecht zur Zei- chenebene der Fig. 1 erstrecken kann.

Mittels der Verfahrbewegungen Z, (p und X lässt sich in einem ersten Arbeitsschritt ein erster Eingriffspunkt des Fräswerk- zeugs 6 am Rand der Oberfläche 2 einstellen. Das Brillenglas 1 wird dann durch Drehen um die erste Achse 4 in einem vorbe- stimmten Drehsinn verdreht (cep) und der Werkzeugkopf 5 zugleich entlang der dritten Achse 8 zugestellt (X). Dies führt zu einer spiraligen Bahn des Eingriffspunktes der Schneide des Fräswerk- zeugs 6 an der Oberfläche 2, wobei die spiralige Bahn eng ein- gestellt wird. Durch das Fräsen wird das Glas bis auf ein ge- ringes Drehaufmaß bearbeitet.

In einem zweiten Arbeitsschritt wird für eine Feinbearbeitung der Oberfläche 2 ein ebenfalls am Werkzeugkopf 5 befindliches Drehwerkzeug (in Fig. 1 nicht dargestellt), das gegenüber dem Flugkreis des Fräswerkzeugs 6 etwas zurückgesetzt ist, an einem zweiten Eingriffspunkt an die Oberfläche 2 angesetzt. Das Dreh- werkzeug wird hierzu um einen bestimmten Winkelschritt ver- dreht, bis eine Schneide des Drehwerkzeugs sich an dem vorbe- stimmten zweiten Eingriffspunkt befindet, und rotiert dann nicht mehr.

Durch den gleichen Bewegungsablauf wird nun auch die Schneide des Drehwerkzeugs entlang einer spiraligen Bahn über die Ober- fläche 2 geführt. Während sich die Schneide des Drehwerkzeugs entlang der spiraligen Bahn bewegt, wird das Brillenglas 1 zusätzlich kontinuierlich entlang der ersten Achse 4 verstellt (Z), so dass ein Erhebungsverlauf entsteht, der der gewünschten Formgebung der Oberfläche 2, beispielsweise der Freiformfläche entspricht.

Fig. 2 A zeigt mit ZR=f (pR) einen ersten Erhebungsverlauf 10 über eine Umdrehung für ein rechtes Brillenglas 1R. Man er- kennt, dass der Erhebungsverlauf 10 bei dem gewählten Drehsinn des Brillenglases 1R in einer ersten Bearbeitungsrichtung durchlaufen wird, die mit einem Pfeil 12 symbolisiert ist.

Fig. 2B zeigt einen Bearbeitungsvorgang ZL=f (91) für ein linkes Brillenglas 1L gleicher Brechkraft wie in Fig. 2A. Der Erhe- bungsverlauf 14 ist dabei im Wesentlichen klappsymmetrisch zu dem Erhebungsverlauf 10 für das rechte Brillenglas 1R. Die zugehörige zweite Bearbeitungsrichtung 16 ist bei unverändertem Drehsinn des Brillenglases 1L ebenfalls unverändert. Dies hat zur Folge, dass bei der herkömmlichen Herstellung von rechten Brillengläsern 1R und von linken Brillengläsern 1L gleicher Brechkraft die Bereiche der Erhebungsverläufe 10 und 14 mit unterschiedlicher Steigung in jeweils umgekehrter Richtung durchlaufen werden. Das führt zu unterschiedlichen Formfehlern, die differenziert mittels unterschiedlicher Formvorhalte kom- pensiert werden müssen. Ein positiver Gradient in einem be- stimmten Punkt des ersten Erhebungsverlaufs 10 bewirkt nämlich eine Beschleunigung der zugehörigen Verfahreinheit, während am entsprechenden Punkt des zweiten Erhebungsverlaufs 14 ein nega- tiver Gradient, also ein im Betrag gleicher Gradient mit umge- kehrtem Vorzeichen, vorliegt, der zu einer Verzögerung der selben Verfahreinheit führt. Dies führt zu unterschiedlichen Formfehlern.

Die Figuren 3A und 3B zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeugkopfs 30.

Der Werkzeugkopf 30 hat eine Drehachse 31 und weist einen Spannkonus 32 mit einem axialen Anschlag 34 auf. Das freie Ende des Werkzeugkopfs 30 wird durch einen Werkzeugträgerabschnitt 36 gebildet, dessen Endfläche 37 Werkzeuge trägt, wie besonders deutlich aus Fig. 3B zu erkennen ist. Die Werkzeuge sind dabei aus Vereinfachungsgründen lediglich in Form von geometrischen Symbolen dargestellt, was nicht ihrer tatsächlichen Formgebung entspricht. Dies gilt auch für die Verteilung der Werkzeuge über den Rand der Endfläche 37.

Links in Fig. 3A ist ein kreisscheibenförmiges Fräswerkzeug 38 mit einer Frässchneide 39 zu erkennen. Das Fräswerkzeug 38 besteht dabei bevorzugt nur aus der Frässchneide 39. Diese hat einen radial außen liegenden Eingriffspunkt 40, an dem im Ein- satz die Spanabnahme an der Oberfläche 2 erfolgt. Wenn sich der Werkzeugkopf 30 beim Fräsen um die Achse 31 dreht, bewegt sich der Eingriffspunkt 40 auf einem Flugkreis 41 mit dem Radius rF.

Wie Fig. 3B zeigt, ist das Fräswerkzeug 38 nur eines von insge- samt acht derartigen Werkzeugen, die über den Umfang der End- fläche 37 verteilt angeordnet sind.

Der Eingriffspunkt 40 liegt in einer Ebene 42, nämlich einer Radialebene zur Drehachse 31. Die Ebene 42 hat einen vorgegebe- nen axialen Abstand z. B. zum Anschlag 34, wie mit einem Pfeil 44 angedeutet.

Rechts in Fig. 3A ist ein Drehwerkzeug 48R zu erkennen, das eines von zwei Drehwerkzeugen 48A, 48B eines Paares ist, wie Fig. 3B zeigt. Ferner ist noch ein zweites Paar Drehwerkzeuge 70R/70L vorhanden.

Das Drehwerkzeug 48A weist gemäß Fig. 3A einen Drehschneiden- träger 50 auf. Der Drehschneidenträger 50 ist mittels einer ersten Klemmschraube 52 und einer mit dieser vorzugsweise axial fluchtenden zweiten Klemmschraube 54 in einer Ausnehmung 58 des Werkzeugträgerabschnitts 36 fixiert.

Der Drehschneidenträger 50 kann vor seiner Fixierung durch die Klemmschrauben 52,54 mittels Einstellschrauben 56 und 57 in seiner relativen Lage zum Werkzeugträgerabschnitt 36 justiert werden. Die Einstellschraube 56 verläuft parallel zur Achse 31, so dass der Drehschneidenträger 50 auf diese Weise axial fi- xierbar ist. Damit kann eine am freien Ende des Drehschneiden- trägers 50 befindliche Drehschneide 60 so eingestellt werden, dass ihr Eingriffspunkt 62 exakt in einer vorbestimmten Ebene, z. B. in der Ebene 42 liegt, wie mit einem Pfeil 64 angedeutet.

Zusätzlich kann eine radiale Einstellmöglichkeit für den Dreh- schneidenträger 50 in Gestalt einer bei 57 angedeuteten weite- ren Einstellschraube vorgesehen werden. Diese weitere Einstell- schraube 57 ist dann sinnvoll, wenn die radiale Positionierung des Eingriffspunktes 62 nicht bereits durch den herstellersei- tigen Schliff der Drehschneide 60 definiert ist.

In jedem Fall liegt der Eingriffspunkt 62 der Drehschneide 60 um einen Abstand d innerhalb des Flugkreises 41 der Fräswerk- zeuge 38, wie deutlich in Figur 3B gezeigt. Dann befinden sich die Drehwerkzeuge 48,70 außer Eingriff, wenn die Fräswerkzeuge 38 in Eingriff sind. Um eines der Drehwerkzeuge 48 oder 70 in Eingriff für die Drehbearbeitung zu bringen, wird der Werkzeug- kopf 30 nur um einen bestimmten Winkel verdreht, der dem ge- wünschten Eingriffspunkt entspricht. In dieser Lage wird der Werkzeugkopf 30 dem Erhebungsverlauf des Brillenglases nachge- führt.

Bevorzugt ist dabei, wie schon erwähnt, dass zwei Drehwerkzeuge 48R und 48L als Paar auf dem Umfang des Schneidenträger- abschnitts zwei mal, also paarweise, vorgesehen sind, wobei die Schneiden des Paares 48R/48L in Umfangsrichtung entgegengesetzt ausgerichtet sind.

Das rechte Brillenglas 1R wird mit dem Werkzeugkopf 30 in der selben Weise bearbeitet, die oben zu Fig. 1 erläutert wurde.

Dabei wird für das Drehen des Brillenglases 1R ein erster Dreh- sinn (p eingestellt, beispielsweise in der Draufsicht auf die Oberfläche 2 im Uhrzeigersinn. Dabei wird das Drehwerkzeug 48R eingesetzt.

Für die Bearbeitung eines linken Brillenglases 1L wird ebenso verfahren, jedoch mit der Abweichung, dass nunmehr das Brillen- glas 1L während des Drehens, im entgegengesetzten Drehsinn-p gedreht wird, also in dem genannten Beispiel im Gegenuhrzeiger- sinn. Dabei wird die entgegengesetzt gerichtete Schneide des anderen Drehwerkzeugs 48L des Paares 48R/48L eingesetzt.

Das zweite Paar Drehwerkzeuge 70R/70L kann von anderer Bauart als das Paar 48R/48L sein, um andere Linsen aus z. B. anderem Werkstoff zu bearbeiten. Es kann aber auch mit dem Paar 48R/48L baugleich sein, um im Falle eines Verschleißes oder einer Be- schädigung des Paars 48R/48L eingewechselt zu werden.

Die Figuren 4A und 4B veranschaulichen diese Vorgehensweise anhand der Erhebungsverläufe einer Umdrehung für ein rechtes und für ein linkes Brillenglas.

Man erkennt, dass der erste Verlauf 20, d. h. ZR=f (R) für das rechte Brillenglas in unveränderter Bearbeitungsrichtung 22, der zweite Verlauf 24, d. h. ZL=f (cul) für das linke Brillen- glas hingegen in entgegengesetzter Bearbeitungsrichtung 26 durchfahren wird. Damit werden die Abschnitte der Verläufe 20,24 mit unterschiedlicher Steigung während der Bearbei- tung beider Brillengläser in der selben Richtung durchlau- fen. An entsprechenden Punkten der Erhebungsverläufe 20,24 liegen daher in diesem Falle Gradienten mit gleichem Vorzei- chen vor, so dass bei der Bearbeitung beider Brillengläser die zugehörige Verfahreinheit einheitlich z. B. beschleunigt wird.




 
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