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Die
Erfindung betrifft eine Linsenbearbeitungsvorrichtung und ein Linsenbearbeitungsverfahren
gemäß dem Oberbegriff
der Ansprüche
1 und 9. Ein Beispiel für
so ein Verfahren und so eine Vorrichtung wird durch die
US 5 882 247 A offenbart.
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Für diesen
Typ von Linsenbearbeitungsvorrichtung hat man konventionell eine
Linsenbearbeitungsvorrichtung vom Typ mit Schleifstein verwendet,
womit der Linsenumfangsrand in die vorgeschriebene Form bearbeitet
wird, indem die Umfangsfläche
der Linse mit einem Schleifstein geschliffen (randbearbeitet) wird.
Insoweit es Kunststofflinsen betrifft, kann man dies jedoch durch
Randbearbeitung und Bearbeitung durchführen. Neuerdings hat man daher
Linsenbearbeitungsvorrichtungen vom Typ mit Randbearbeitung (Schneiden)
entwickelt, womit die Linsenumfangsfläche mit einem Schneidwerkzeug
randbearbeitet (geschnitten) wird. Dieser Typ von Linsenrandbearbeitungsvorrichtung ist
zum Beispiel in der
japanischen
Patentanmeldung Offenlegungsschrift Nr. H9-309051/1997 (veröffentlicht)
und der
japanischen Patentanmeldung
Offenlegungsschrift Nr. H11-028650/1999 (veröffentlicht)
offenbart. In der
japanischen
Patentanmeldung Offenlegungsschrift Nr. H4-315563/1992 (veröffentlicht) und
der
japanischen Patentanmeldung
Offenlegungsschrift Nr. H5-4156/1993 (veröffentlicht)
wird überdies
eine Technik zur Einstellung und Änderung der Schleif(Randbearbeitungs)-Belastung des Schleifsteins
entsprechend der Linsenumfangsranddicke offenbart, mit der Aufgabe,
Linsenbruch zu verhindern und wirkungsvoll eine geeignete Bearbeitung durchzuführen, und
zwar in Fällen,
in denen die Umfangsfläche
einer Linse mit einem Schleifstein (rotierendes Bearbeitungswerkzeug
zur Bearbeitung von Umfangsflächen)
geschliffen (randbearbeitet) wird und der Linsenumfangsrand in eine
vorgeschriebene Form bearbeitet wird.
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Weiterhin
gibt die Veröffentlichung
US 5 882 247 ein Beispiel
für eine
Linsenbearbeitungsvorrichtung, die eine Linsenschneidarbeit, eine
Rillenbearbeitung, eine Abschrägung
und eine Linsenoberflächenmessung
durchführt.
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Bei
der in der
japanischen
Patentanmeldung Offenlegungsschrift Nr. H9-309051/1997 (veröffentlicht)
und der
japanischen Patentanmeldung
Offenlegungsschrift Nr. H11-028650/199 (veröffentlicht)
beschriebenen Linsenbearbeitungsvorrichtung vom Typ mit Randbearbeitung
ist jedoch die Ausführung
der gesamten für
Brillenlinsen geforderten Bearbeitungsfolge mit einer einzigen Einspanntätigkeit
in einer (Zahlwort) Vorrichtung (wobei eine einzige Einspanntätigkeit
eine Linsenhaltetätigkeit
bedeutet, womit es keine Bewegung einer Linse zwischen verschiedenen
Vorrichtungen gibt) etwas, was noch nicht durchgeführt werden
kann. Spezieller sind in einer gewöhnlichen Brillenlinsen-Bearbeitungsfolge
- (1) Linsenumfangsflächen-Randbearbeitung und -Bearbeitung
(einschließlich
Schrägschnitt-Randbearbeitung)
- (2) Bearbeitung zur Ausbildung von Rillen in Linsenumfangsflächen und
- (3) Abschrägung
von Rändern,
wo sich die Linsenumfangsfläche
und Linsenflächen
schneiden,
enthalten, jedoch ist es nicht möglich gewesen,
all diese Folge-Einzelschritte mit einer (Zahlwort) Einspanntätigkeit
in einer (Zahlwort) Vorrichtung zu erledigen. Insbesondere, da bei
Randbearbeitung, Rillenbearbeitung und Abschrägung hohe Bearbeitungsgenauigkeit
gefordert ist, ist es das Ideal, dies mit einer (Zahlwort) Einspanntätigkeit
durchführen
zu können,
einschließlich
Messung der Form und Position der gerade bearbeiteten Linse, doch
gibt es noch keine Technik, mit der dies durchgeführt werden kann.
Auch ist es immer noch nicht möglich,
bloß durch
Einstellung und Änderung
der Schleifstein-Schleif(Randbearbeitungs)-Belastung entsprechend
der Linsenumfangsranddicke, wie bei der in der japanischen Patentanmeldung Offenlegungsschrift
Nr. H4-315563/1992 (veröffentlicht)
und H5-4156/1993 (veröffentlicht)
beschriebenen Technik, Bearbeitung mit guter Genauigkeit oder Bearbeitung,
die gute endbearbeitete Oberflächen
zeigt, durchzuführen.
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In
der Veröffentlichung
US 5 882 247 wird jeder
Schritt mittels einer (Zahlwort) Einspanntätigkeit durchgeführt, jedoch
gibt es keine Beschreibung derart, dass bei der Randbearbeitung
eines Umfangsrandes der gerade bearbeiteten Brillenlinse in eine vorbestimmte
Brillengestellform ein Bearbeitungsprozess in einen Grobbearbeitungsprozess
und einen Endbearbeitungsprozess unterteilt wird und entsprechend
dem Grobbearbeitungsprozess bzw. dem Endbearbeitungsprozess ein
anderer Bearbeitungsbefehl gesendet wird.
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In
Anbetracht der im Vorhergehenden beschriebenen Situation ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Linsenbearbeitungsvorrichtung
und ein Linsenbearbeitungsverfahren bereitzustellen, womit die für Brillenlinsen
geforderte Bearbeitung, von Messung bis zu verschiedenen Bearbeitungs-Einzelschritten,
mit einer einzigen Ein spanntätigkeit
durchgeführt
werden kann und womit eine Bearbeitung mit hoher Genauigkeit verwirklicht
werden kann.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Linsenbearbeitungsverfahren wie in Anspruch 1
angegeben und eine Linsenbearbeitungsvorrichtung wie in Anspruch
9 angegeben bereitgestellt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Perspektivansicht, die die Gesamtgestaltung einer Linsenbearbeitungsvorrichtung in
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ist
eine Draufsicht, die die Gesamtgestaltung einer Linsenbearbeitungsvorrichtung
in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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3 ist
ein Frontaufriss, der die Gestaltung einer Linsenbearbeitungsvorrichtung
in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4 ist
eine Draufsicht, die die Detailgestaltung einer Linsenhalteeinheit
in einer Linsenbearbeitungsvorrichtung in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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5(a) ist eine Draufsicht, die die Detailgestaltung
eines Schneid(Randbearbeitungs)-Wirkungsmechanismus
in einer Linsenbearbeitungsvorrichtung in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt, während 5(b) eine
Ansicht von den Pfeilen Vb-Vb in 5(a) ist;
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6 ist
ein Seitenaufriss einer Messeinheit in einer Linsenbearbeitungsvorrichtung
in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und zeigt deren Zustand mit einem Messkopf
in einer ungeladenen Position bei (a) und den Zustand mit dem geladenen
Messkopf bei (b);
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7 ist
eine Draufsicht auf eine Messeinheit in einer Linsenbearbeitungsvorrichtung
in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und zeigt deren Zustand mit einem Messkopf
in einer ungeladenen Position bei (a) und den Zustand mit dem geladenen
Messkopf bei (b);
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8 ist
ein Frontaufriss einer Messeinheit in einer Linsenbearbeitungsvorrichtung
in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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9(a) ist eine theoretische Gestaltungsskizze
eines Messkopfes in einer Linsenbearbeitungsvorrichtung in einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 9(b) ist
ein Seitenaufriss, der die Details des vorderen Endes eines Tasters
darstellt, und 9(c) ist ein Frontaufriss
desselben;
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10 ist
eine Draufsicht, die einen Zustand darstellt, in dem der Taster
eines Messkopfes auf eine Linse in einer Linsenbearbeitungsvorrichtung
in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgesetzt ist;
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11 ist
ein Seitenaufriss, der einen Zustand darstellt, in dem der Taster
eines Messkopfes auf eine Linse in einer Linsenbearbeitungsvorrichtung
in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgesetzt ist;
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12 ist
eine erläuternde
Skizze für
Formdaten;
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13 stellt
die Gestaltung des Schneidwerkzeugs eines Schneidwerkzeug-Drehmechanismus
in einer Linsenbearbeitungsvorrichtung in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar, mit einer bei (a) gegebenen Halbschnittansicht,
einem Seitenaufriss bei (b) und einer vergrößerten Skizze der Hauptteile
eines Schrägschnitt-Schneidwerkzeugs
bei (c);
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14 ist
ein Seitenaufriss, der den Zustand darstellt, in dem eine Linse
mit dem Schneidwerkzeug eines Schneidwerkzeug-Drehmechanismus in einer
Linsenbearbeitungsvorrichtung in einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung bearbeitet wird;
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15 ist
eine Draufsicht, die den Zustand darstellt, in dem eine Linse mit
dem Schrägschnitt-Schneidwerkzeug
eines Schneidwerkzeug-Drehmechanismus in einer Linsenbearbeitungsvorrichtung
in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bearbeitet wird;
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16 ist
eine Draufsicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein Rand in
einer Linsenrandfläche abgeschrägt wird,
und einen Zustand, in dem eine Rille in einer Linsenrandfläche mittels
eines Stirnfräsers
in einem Stirnfräser-Drehmechanismus
in einer Linsenbearbeitungsvorrichtung in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung geschnitten (randbearbeitet) wird;
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17 ist
ein Seitenaufriss, der einen Zustand darstellt, in dem Rillenschneiden
(Randbearbeiten) oder Abschrägen
mittels eines Stirnfräsers
in einer Linsenbearbeitungsvorrichtung in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
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18(a) ist eine vergrößerte Skizze, verwendet bei
der Beschreibung von Fällen,
Rillenschneiden (Randbearbeiten) und Abschrägen mit einem Stirnfräser in einer
Linsenbearbeitungsvorrichtung in einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung durchzuführen,
während 18(b) eine erläuternde Skizze für das Abschrägen ist,
wenn es einen Schrägschnitt
gibt;
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19 ist
eine erläuternde
Skizze für
einen Linsenhalter in einer Linsenbearbeitungsvorrichtung in einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. mit einem bei (a) gegebenen Seitenaufriss
des Linsenhalters, einer Draufsicht auf die Linsenhaltefläche des
Linsenhalters bei (b), einer Querschnittsansicht von in der Linsenhaltefläche ausgebildeten
winzigen Undulationen bei (c), einer Querschnittsansicht, die einen
Zustand darstellt, in dem ein Polster auf diese winzigen Undulationen
gepresst wird, bei (d), einer Querschnittsansicht von in der Linsenhaltefläche eines
konventionellen Linsenhalters ausgebildeten winzigen Undulationen
bei (e), und einer Querschnittsansicht, die einen Zustand darstellt,
in dem ein Polster auf diese winzigen Undulationen gepresst wird,
bei (f);
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20 ist
eine Skizze, wie eine Linse 1 von einem Linsenhalter 19 festgehalten
wird;
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21 ist
eine Querschnittsansicht, die bei der Erläuterung des Haftungsgrades
auf Basis der Beziehung zwischen der Krümmung einer Linse und eines
Linsenhalters in einer Linsenbearbeitungsvorrichtung in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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22 ist
ein vereinfachtes Blockdiagramm der elektrischen Gestaltung einer
Linsenbearbeitungsvorrichtung in einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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23 ist
ein Flussdiagramm für
Bearbeitungsprozesse, durchgeführt
mittels einer Linsenbearbeitungsvorrichtung in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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24 ist
eine Tabelle, die tatsächliche
Beispiele für
in Übereinstimmung
mit unterschiedlichen Typen von Bearbeitungsprozessen festgelegte
Parameter gibt (wobei Schneidwerkzeugdrehzahl = Werkzeugdrehgeschwindigkeit,
und Linsenhaltewellen-Drehgeschwindigkeit
= Zuführgeschwindigkeit);
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25 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen der maximalen Werkstoffdicke
einer Linse und der Schneid(Randbearbeitungs)-Umdrehungszahl (Bearbeitungsumdrehungszahl)
in Form von experimentell bestimmten Ergebnissen in einem Fall,
in dem Bearbeitung mit einer vorgeschriebenen Genauigkeit ohne Wellenverschiebung
oder dergleichen möglich
ist, darstellt;
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26 ist
eine erläuternde
Skizze für
ein Verfahren zur Korrektur von Linsenmessungen, durchgeführt mit
einer Linsenbearbeitungsvorrichtung in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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27(a) ist eine Skizze von Bearbeitungsprozessen,
die mit einer Linsenbearbeitungsvorrichtung in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgewählt werden können, während 27(b) ein Flussdiagramm dafür ist; und
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28 ist
eine erläuternde
Skizze für
die in 23(b) angezeigten Bearbeitungsprozesse,
mit einem bei (a) gegebenen Frontaufriss einer Linse und einer bei
(b) gegebenen Querschnittsansicht einer Linse.
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BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER
ERFINDUNG
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1 ist
eine Perspektivansicht der Gesamtgestaltung einer Linsenbearbeitungsvorrichtung in
einer Ausführungsform; 2 ist
eine Draufsicht auf diese Gesamtgestaltung; und 3 ist
ein Frontaufriss dieser Gesamtgestaltung, wie von der Frontseite
der Vorrichtung her gesehen. Eine Linsenbearbeitungsvorrichtung
und ein Linsenbearbeitungsverfahren betreffend eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf
diese Zeichnungen beschrieben. Die Linsenbearbeitungsvorrichtung
in Bezug auf diese Ausführungsform
ist überdies
kein Typ mit Schleifen (Randbearbeitung), der eine Linsenumfangsfläche mit
einem Schleifstein schleift (randbearbeitet), wie es konventionell üblich war,
sondern vielmehr eine Bearbeitungsvorrichtung vom Typ mit Schneiden (Randbearbeitung),
die eine Linsenumfangsfläche mit
einem rotierenden Schneid(Randbearbeitungs)-Werkzeug zwangweise
schneidet (randbearbeitet). Dieser Typ von Schneid(Randbearbeitungs)-Linsenbearbeitungsvorrichtung
ist besonders wirkungsvoll für
Kunststofflinsen, und die Bearbeitungseffizienz kann damit verbessert
werden.
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In
diesen Zeichnungen ist eine Bearbeitungsvorrichtung 10 durch
die Anbringung von mehreren Mechanismen an einer Basis 11 gestaltet.
Die Basisplatte 11a der Basis 11 liegt horizontal.
Auf dieser Basisplatte 11a liegen eine Linsenhalteeinheit 12, ein
Schneidwerkzeug-Drehmechanismus 13 zur Durchführung von
Linsenumfangsflächenschnitt (Randbearbeitung)
und ein Stirnfräser-Drehmechanismus 14 zur
Durchführung
von Rillenbearbeitung und Abschrägung.
Diese Mechanismen sind in mehr oder weniger derselben Ebene auf
die Basisplatte 11a gelegt, wobei der Schneidwerkzeug-Drehmechanismus 13 und
der Stirnfräser-Drehmechanismus 14 beide
auf der Vorderseite der Vorrichtung liegen und die Linsenhalteeinheit 12 mehr
zur Rückseite
der Vorrichtung liegt.
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Auf
der Basisplatte 15 liegt auch eine Messeinheit 15.
Die Messeinheit 15 hat einen Messkopf 16, der
eine Linsenform-Messvorrichtung ist. Dieser Messkopf 16 liegt
in dem offenen Raum über
dem Schneidwerkzeug-Drehmechanismus 13 und dem Stirnfräser- Drehmechanismus 14,
um Beeinträchtigung
mit dem Schneidwerkzeug-Drehmechanismus 13 und dem Stirnfräser-Drehmechanismus 14 zu
vermeiden.
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Während die
Linsenhalteeinheit 12 eine gerade bearbeitete Linse 1 festhält, lässt sie
die gerade bearbeitete Linse 1 auch um das Zentrum der
Linse drehen, um die Bearbeitungsposition in der Umfangsrichtung
der Linse zu bewegen. Der Schneidwerkzeug-Drehmechanismus 13 hat ein
Schneidwerkzeug (rotierendes Randbearbeitungswerkzeug) 131 zum
zwangsweisen Schneiden (Randbearbeiten) des Umfangsrandes der gerade
bearbeitete Linse 1 und vollführt Flachschneiden (Randbearbeiten) und
Schrägschnittschneiden
(Randbearbeiten) an der Umfangsfläche der gerade bearbeitete
Linse 1, indem er das Schneidwerkzeug 131 horizontal
um eine Welle rotieren lässt.
Der Stirnfräser-Drehmechanismus 14 hat
einen Kugelstirnfräser 141 (nachfolgend
einfach "Stirnfräser") als ein Bearbeitungswerkzeug
und bildet, indem er diesen Stirnfräser 141 um eine horizontale
Welle rotieren lässt,
Rillen in der Umfangsfläche
der Linse 1 aus (diese Rillen dienen dem Vorbeiführen eines
Fadens aus Nylon oder dergleichen bei der Montage der Linsen in
einem randlosen Gestell), und schrägt die Ränder ab, wo sich die Linsenflächen und
die Umfangsfläche
der gerade bearbeiteten Linse 1 schneiden. Die Messeinheit 15 hat einen
Messkopf 16 zur Messung der Randdicke der Linse 1 und
der Linsenposition in der Richtung der Randdicke und ist im Stande,
den Messkopf 16 wie erforderlich nach oben und nach unten
zu schwenken.
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Die
Linsenhalteeinheit 12 liegt so, dass sie durch einen weiter
unten zu beschreibenden Mechanismus in einer Richtung parallel zu
der Ebene der Basisplatte 11a und senkrecht zu der Welle
des Schneidwerkzeugs 131 gleiten kann (diese Richtung wird
nachfolgend die Y-Achsen-Richtung genannt), und so, dass sie in
einer Richtung parallel zu der Ebene der Basisplatte 11a und
parallel zu der Welle des Schneidwerkzeugs 131 gleiten
kann (diese Richtung wird nachfolgend die Z-Achsen-Richtung genannt).
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Der
Schneidwerkzeug-Drehmechanismus 13 ist auf der Basisplatte 11a befestigt.
Das Schneidwerkzeug 131 des Schneidwerkzeug-Drehmechanismus 13 ist
an einer Spindel 132 angebracht, und durch Übertragung
der Drehung eines Schneidwerkzeug-Drehmotors 133 mittels
eines Riemens 134 auf die Spindel 132 wird es
dazu gebracht, um seine eigene Wellen-Mittellinie zu rotieren.
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Auf
der Basisplatte 11a liegt ein Einschneid-Wirkungsmechanismus 24.
Dieser Ein schneid-Wirkungsmechanismus 24 (welcher einem Bearbeitungs-Wirkungsmechanismus äquivalent
ist) ist ein Mechanismus, der die Linsenhalteeinheit 12 in der
Y-Achsen-Richtung
bewegt und die Linse 1 einer Einschneidwirkung an dem Schneidwerkzeug 131 oder
dem Stirnfräser 141 unterzieht.
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Auf
der Unterseite der Basisplatte 11a liegt ein Kanal (nicht
gezeigt), der eine Vorrichtung zu Absaugen des Bearbeitungsmülls gestaltet.
Dieser Kanal ist mit einer Reinigungsöffnung 993 verbunden, die
sich in der Basisplatte 11a öffnet. Über dieser Reinigungsöffnung 993 liegen
eine Vielzahl von Luftstrahldüsen 992,
die eine Luftausstoßvorrichtung aufweisen.
Diese Luftstrahldüsen 992 liegen
in der Nähe
des Schneidwerkzeugs 131 und des Stirnfräsers 141,
so dass der Bearbeitungsmüll
mittels der Luftstrahldüsen 992 eingeblasen
wird, wenn die Tätigkeiten
Umfangsflächenschneiden
(Randbearbeitung), Rillenschneiden (Randbearbeitung) oder Abschrägungsbearbeitung
an der in die Linsenhalteeinheit 12 geladenen gerade bearbeiteten
Linse 1 durchgeführt
werden, und so, dass der geblasene Bearbeitungsmüll eingesaugt und aus der Reinigungsöffnung 993 entfernt
wird.
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Die
Mechanismen der Linsenbearbeitungsvorrichtung 10 werden
zum Beispiel durch Steuervorrichtungen (nicht gezeigt), welche nachfolgend
beschrieben werden und zum Beispiel unter der Basisplatte 11a liegen,
elektrisch gesteuert.
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Auf
der Basisplatte 11a der Basis 11 liegt ein Y-Tisch 20,
der sich in der Y-Achsen-Richtung
bewegt. Dieser Y-Tisch 20 liegt so, dass er auf zwei parallelen
Schienen 21 und 21 gleiten kann, die so an der
Basisplatte 11a befestigt sind, dass sie in der Y-Achsen-Richtung
orientiert sind. Der Y-Tisch 20 ist außerdem mit dem oben beschriebenen
Einschneid-Wirkungsmechanismus 24 verbunden und wird durch
den Einschneid-Wirkungsmechanismus 24 so gesteuert, dass
er sich in der Y-Achsen-Richtung bewegt.
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Auf
der Oberseite des Y-Tisches 20 sind zwei Schienen 31 und 31 befestigt,
so dass sie in der Z-Achsen-Richtung orientiert sind. Auf diesen
Schienen 31 und 31 liegt gleitfähig ein
Z-Tisch 30. Der Z-Tisch 30 wird durch einen Z-Tisch-Bewegungsmechanismus 33 (einen
Axialrichtungs-Bewegungsmechanismus, der die Linse in dieser Axialrichtung
bewegt), der auf dem Y-Tisch 20 befestigt ist, so gesteuert,
dass er sich bewegt. Der Z-Tisch-Bewegungsmechanismus 33 ist
mit einem Z-Achsen-Motor 331 versehen. Mit der Drehwelle
des Z-Achsen-Motors 331 ist eine Gewindewelle 332 ver bunden.
Ein am Z-Tisch 30 befestigter Gleitblock 333 ist
auf die Gewindewelle 332 geschraubt. Der Z-Achsen-Motor 331 kann
sich entsprechend Befehlen von einer nachfolgend beschriebenen Steuervorrichtung
sowohl in der Vorwärts-
als auch der Rückwärtsrichtung drehen.
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Durch
die Drehung des Z-Achsen-Motor 331 dreht sich auch die
Gewindewelle 332. Wenn sich die Gewindewelle 332 dreht,
wird der Gleitblock 333 bewegt, und der integral mit dem
Gleitblock 333 hergestellte Z-Tisch 30 bewegt
sich entlang der Schienen 31 und 31. Auf der Oberseite
des Z-Tisches 30 ist die Linsenhalteeinheit 12 befestigt.
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4 ist
eine Draufsicht, die die Detailgestaltung der Linsenhalteeinheit 12 zeigt.
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Die
Linsenhalteeinheit 12 hat eine Linsenhaltewelle 121,
die zur Welle des Schneidwerkzeugs 131 (vgl. 2)
parallel ist. Die Linsenhaltewelle 121 wird durch einen
Dreh mechanismus innerhalb der Linsenhalteeinheit 12 zum
Drehen gebracht. Am vorderen Ende der Linsenhaltewelle 121 ist
eine Linsenhalterfassung 121a befestigt. Ein Linsenhalter 19,
an dem die gerade bearbeitete Linse 1 befestigt ist, ist so
an der Linsenhalterfassung 121a angebracht, dass er frei
abgenommen werden kann.
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An
der Linsenhalteeinheit 12 ist eine Linsenpresswelle 122 angebracht
(welche auch eine Linsenhaltewelle genannt wird), die mit der Linsenhaltewelle 121 koaxial
ist und mittels eines Arms 122b in der Richtung der Linsenhaltewelle 121 gleiten
kann. Die Linsenpresswelle 122 bewegt sich durch Einwirkung
von Luftdruck aus einem Luftzylinder 123 in Richtung auf
die Linse 1, drückt
mit einer Linsenpressvorrichtung 122a gegen die Linse 1 und
hält somit
die Linse 1 zwischen sich und der Linsenhaltewelle 121 fest.
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In
diesem Fall ist an die (in konvexer Form ausgebildete) Stirnfläche des
Linsenhalters 19 die konvexe Linsenfläche 1A der Linse 1 geklebt,
mit einem dazwischen liegenden doppelseitigen Klebepolster 191,
und die Linsenpressvorrichtung 122a drückt gegen die gegen die konkave
Linsenfläche 1B der
Linse 1. Die Linsenpressvorrichtung 122a ist am vorderen
Ende der Linsenpresswelle 122 angebracht, so dass sie in
jede Richtung geneigt werden kann, und so eingerichtet, das sie
auf eine ausgeglichene Weise, ohne nur auf eine Seite zu treffen,
gegen die konkave Linsenfläche 1B der
Linse 1 drückt.
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Der
innerhalb des Gehäuses 12a der
Linsenhalteeinheit 12 vorgesehene Luftzylinder 123 bewirkt,
dass sich deren Stange 123a durch den Druck der von einer
extern vorgesehenen Luftpumpe (nicht gezeigt) gesendeten Luft in
der Z-Achsen-Richtung bewegt. Am vorderen Ende der Stange 123a ist
ein Arm 123b befestigt, der so liegt, dass er sich integral mit
der Stange 123a bewegt. An dem Arm 123b sind ein
Führungstisch 123c und
der Arm 122b der Linsenpresswelle 122 befestigt.
Die Linsenpresswelle 122 liegt so, dass sie sich entlang
eines Langlochs 12b bewegen kann, das im Gehäuse 12a ausgebildet ist,
um sich in der Z-Achsen-Richtung zu erstrecken. Am vorderen Ende
der Linsenpresswelle 122 liegt die Linsenpressvorrichtung 122a,
so dass sie sich frei vorwärts
oder rückwärts um die
Z-Achse drehen kann.
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Der
Führungstisch 123c ist,
so dass er gleiten kann, auf einer Schiene 124a montiert,
die auf einer Seitenfläche
einer Schienenplattform 124 liegt, so dass sie parallel
zur Z-Achsen-Richtung
ist. Als Folge, wenn sich die Stange 123a des Luftzylinders 123 bewegt,
bewegen sich der Arm 123b, der Führungstisch 123c und
die Linsenpresswelle 122 integral damit in der Z-Achsen-Richtung,
und die Linsenpressvorrichtung 122a drückt gegen die Linse 1 oder trennt
sich davon.
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Ein
Linsendrehmotor 125 liegt innerhalb des Gehäuses 12a.
Mit der Welle 125a dieses Linsendrehmotors 125 ist
ein Zahnrad 125c mit kleinem Durchmesser durch eine Kupplung 125b verbunden. Das
Zahnrad 125c ist mit einem Zahnrad 125d mit großem Durchmesser
verbunden. Und das Zahnrad 125d ist mit einer Riemenscheibe 125e versehen. Diese
Riemenscheibe 125e ist durch einen Riemen 125f mit
einer Riemenscheibe 121b verbunden, die auf der Welle 121 befestigt
ist.
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Daher
wird, wenn der Linsendrehmotor 125 angetrieben wird, die
Drehung der Welle 125a auf die Kupplung 125b und
das Zahnrad 125c übertragen und
wird durch das Zahnrad 125d untersetzt. Diese untersetzte
Drehung wird durch die Riemenscheibe 125e, den Riemen 125f und
die Riemenscheibe 121b auf die Linsenhaltewelle 121 übertragen,
woraufhin sich die Linse 1 dreht.
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An
der Linsenhaltewelle 121 ist eine Schlitzplatte 121c befestigt.
Die Drehstellung der Schlitzplatte 121c wird durch einen
Lichtsensor 126 erfasst, der innerhalb des Gehäuses 12a befestigt
ist, und dadurch wird die Position des Ausgangspunkts der von der
Linsenhaltewelle 121 festgehaltenen Linse 1 erfasst.
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Wenn
bei der auf diese Weise gestalteten Linsenhalteeinheit 12 die
Linse 1 an der Linsenhalterfassung 121a befestigt
ist, treibt der Luftzylinder 123 an, und die Linsenpresswelle 122 dreht
sich nach rechts in der Zeichnung. Demzufolge wird die Linse 1 durch
das Pressen der Linsenpressvorrichtung 122a auf die Linse 1 festgehalten.
Wenn die Linse 1 bearbeitet wird und wenn Linsenmessungen
vorgenommen werden, treibt der Linsendrehmotor 125 an,
die Linsenhaltewelle 121 dreht sich, und die Linse 1 wird dadurch
gedreht. Und durch das Drehen der Linse 1 dreht sich auch
die Linsenpressvorrichtung 122a integral damit.
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5(a) ist eine Draufsicht, die in vereinfachter
Form die Gestaltung des Einschneid-Wirkungsmechanismus 24 als
ein Y-Achsen-Richtungs-Bewegungsmechanismus darstellt, während 5(b) eine Ansicht von den Pfeilen Vb-Vb
in 5(a) ist. Der Einschneid-Wirkungsmechanismus 24 ist
an der Oberseite eines konkaven Teils eines konkaven Gliedes 68 befestigt,
das an der Unterseite an einer Öffnung
in der Basisplatte 11a befestigt ist. Auf der Oberseite
des konkaven Teils des konkaven Gliedes 68 liegen zwei
Lager-Stützglieder 61 und 61 in
einem Abstand. An diesen Stützgliedern 61 und 61 ist
eine-Bohrlochschraube 62 angebracht, die in der Y-Achsen-Richtung
orientiert ist, so dass sie sich frei drehen kann. Ein Ende der
Bohrlochschraube 62 ist mit der Welle eines Einschneidmotors 63 verbunden, der
an dem konkaven Glied 68 befestigt ist.
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Der
Einschneidmotor 63 dreht sich entsprechend Befehlen von
einer nachfolgend zu beschreibenden Steuervorrichtung sowohl in
der Vorwärts- als
auch der Rückwärtsrichtung,
und die Bohrlochschraube 62 dreht sich in Verbindung mit
der Drehung dieses Einschneidmotors 63. Ein Bewegungsblock 64 ist
auf die Bohrlochschraube 62 geschraubt, und der Bewegungsblock 64 ist
mit dem früher
beschriebenen Y-Tisch 20 verbunden. Somit bewegen sich
der Y-Tisch 20 und die Linsenhalteeinheit 12 integral
mit dem Bewegungsblock 64 und dem Einschneid-Wirkungsmechanismus 24 in
der Y-Achsen-Richtung.
Diese Einschneidtätigkeiten
werden mittels der Linse 1 gegen das Schneidwerkzeug 131 durchgeführt.
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An
dem Bewegungsblock 64 ist ein Schalterstück 641 angebracht.
Dieses Schalterstück 641 schaltet
einen Lichtsensor 642 ein, der an dem konkaven Glied 68 befestigt
ist, wenn der Bewegungsblock 64 in einer Ausgangspunkt-Position
ist, die einen Bezugspunkt für
Messungen des Einschneidbetrags bildet. Wenn der Bewegungsblock 64 in
einer der Grenzpositionen ist, schaltet ein an dem konkaven Glied 68 befestigter
Lichtsensor 643 ein. Und wenn der Bewegungsblock 64 in
der anderen Grenzposition ist, schaltet ein an dem konkaven Glied 68 befestigter
Lichtsensor 644 ein.
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Als
Nächstes
wird der Stirnfräser-Drehmechanismus 14 beschrieben.
Der Stirnfräser-Drehmechanismus 14 liegt
angrenzend an das Schneidwerkzeug 131 des Schneidwerkzeug-Drehmechanismus 13,
ist an der Oberseite der Basisplatte 1a befestigt und ist
in einer Richtung derart orientiert, dass die Achse des Stirnfräsers 141 sowohl
zur Linsenhaltewelle 121 als auch zur Linsenpresswelle 122 der
Linsenhalteeinheit 12 senkrecht und parallel zur Basisplatte 11a ist.
Weiterhin sind die Achse des Stirnfräsers 141, die Achse
des Schneidwerkzeug 131, die Linsenhaltewelle 121 und
die Linsenpresswelle 122 auf derselben Höhe angeordnet.
Der Stirnfräser-Drehmechanismus 14 ist
mit einem Spindelmotor 142 versehen, der den Stirnfräser 141 antreibt,
so dass er sich dreht.
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Als
Nächstes
wird die Messeinheit 15 mit Bezug auf 6 bis 8 beschrieben.
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Die
Messeinheit 15 hat einen Messkopf 16, der mit
einem Paar Taster 161 und 162 versehen ist. Wie
in 8 skizziert, ist der Messkopf 16 mittels
einer Drehwelle 152 an zwei Stützwänden 151 und 151 angebracht,
die in einem Abstand auf der Basisplatte 11a aufgerichtet
sind. Die Drehwelle 152 liegt so, dass sie zu der Welle
des Schneidwerkzeugs 131 parallel ist, und ist so gestützt, dass
sie sich in den Aufwärts-
und Abwärtsrichtungen
auf einer Höhe
nahe den oberen Enden der Stützwände 151 und 151 drehen
kann. An der Drehwelle 152 sind zwei Arme 163 und 163 befestigt,
die von dem Messkopf 16 nach unten vorstehen. Dadurch wird
dafür gesorgt,
dass sich der Messkopf 16 durch Drehung der Drehwelle 152 zwischen
einer ungeladenen Position (Halteposition, wenn gerade nicht bei
Messung verwendet), wie in 6(a) und 7(a) angezeigt, und einer geladenen Position
(Position, wenn gerade bei Messung verwendet), wie in 6(b) und 7(b) skizziert, dreht.
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Ein
Ende der Drehwelle 152 steht von einer der Stützwände 151 in
der Horizontalrichtung vor. Das vorstehende Ende ist durch eine
Kupplung 152a mit der Drehwelle 155a eines Messkopf-Drehaktuators 155 vom
Typ mit Luftantrieb verbunden, der mittels eines Gestells 154 auf
der Basisplatte 11a befestigt ist. Der Messkopf 16 wird
durch den Messkopf-Drehaktuator 155 vom Typ mit Luftantrieb
in die ungeladene Position und die geladene Position bewegt, wozu
Anschläge 156 und 157 so
liegen, dass der Messkopf 16 definitiv in der ungeladenen
Position und der geladenen Position stoppt (vgl. 6).
Die Anschläge 156 und 157 liegen
auf unbewegten Gliedern, das heißt, auf Trägern 156a und 157a,
die an der Stützwand 151 befestigt
sind. Die Gestaltung ist derart, dass der Messkopf 16 positioniert
wird, indem bestimmte Stellen auf dem Messkopf 16 an diese
Anschläge 156 und 157 anstoßen.
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Der
Anschlag 156 auf der Seite der ungeladenen Position muss
keine besonders genaue Positionierungsfunktion zeigen, doch beeinflusst
der Anschlag 157 auf der Seite der geladenen Position die Messgenauigkeit
des Messkopfes 16 und muss daher eine äußerst genaue Positionierungsfunktion
zeigen. Aus diesem Grunde wird für
den Anschlag 157 auf der geladenen Seite ein Mikrokopf
(1/1000 mm) verwendet, der im Stande ist, die Positionierungsposition
präzise
einzustellen. Durch Positionierung dieses Anschlags 157 vom
Typ Mikrokopf werden die Taster 161 und 162 des
in die geladene Position bewegten Messkopfes 16 genau auf
demselben Höhenniveau
wie das Drehzentrum der Linsenhaltewelle 121 und das Drehzentrum
des Schneidwerkzeugs 131 gehalten. Die Gestaltung wird
so vorgenommen, dass Abweichungen in der Anfangspositionierung justiert
werden können.
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Wenn
der Messkopf 16 durch den Drehaktuator 155 in
die ungeladene Position oder in die geladene Position bewegt worden
ist, besteht die Gefahr, dass ein Stoß auftritt, wenn die bestimmten
Stellen auf dem Messkopf 16 an die Anschläge 156 und 157 anstoßen, wozu
Stoßdämpfer 158 und 159,
die eine Stoßdämpfungswirkung
zeigen, auf dem Arm 163 des Messkopfes 16 und
auf dem an der Stützwand 151 befestigten
Träger 156a liegen.
Diese Stoßdämpfer 158 und 159 zeigen
eine Stoßdämpfungswirkung,
wenn sie an Gliedern auf den jeweiligen Seiten anstoßen, unmittelbar
bevor der Messkopf 16 an die Anschläge 156 und 157 anstößt, wodurch
sie die Rolle spielen, den Stoß des
Messkopfes 16 gegen die Anschläge 156 und 157 zu
mildern.
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Und
wenn der Messkopf 16 in die geladene Position bewegt wird,
muss verifiziert werden, dass der Messkopf 16 in die geladene
Position gelangt ist, wozu, wie in 6 und 7 skizziert,
ein Lichtsensor 160 in einem an der Stützwand 151 befestigten Träger 160a auf
der Seite der geladenen Position liegt, so dass das Vorhandensein
oder Fehlen des Messkopfes 16 dort erfasst werden kann.
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Indem
auf diese Weise gestaltet, so dass er sich zwischen der geladenen
Position und der ungeladenen Position drehen kann, wird dafür gesorgt, dass
der Messkopf 16 von oben in die Position zugeführt werden
kann, wo die Messung vorzunehmen ist (die geladene Position), wenn
benötigt,
und in eine Halteposition oberhalb (der ungeladenen Position) entfernt
werden kann, wenn nicht benötigt.
Durch Montage des Messkopfes 16 auf eine Weise, so dass er
die von dem Schneidwerkzeug 131 oder dem Stirnfräser 141 geleistete
Arbeit nicht stört,
kann dementsprechend, sobald die Linse 1 von der Linsenhalteeinheit 12 festgehalten
wird, alles von Messung bis zu Bearbeitung durchgeführt werden,
ohne die Linse 1 auszuspannen, so dass die Arbeit zusammen
mit einer einzigen Einspannung bewegt werden kann. In speziellen
Fällen,
bei Durchführung
von Messungen, wie im Verlauf der Bearbeitung der Linse 1 notwendig,
kann weiterhin die Randdicke und so weiter der Linse 1 gemessen
werden, wobei die Linse 1 so, wie sie ist, festgehalten
wird, ohne die Einspannung auf der Linse 1 zu lösen.
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Als
Nächstes
wird eine konkrete Gestaltung des Messkopfes 16 beschrieben.
Wie zum Beispiel in 2 und 7(a) skizziert,
ist der Messkopf 16 mit einem Paar Taster (Messsonden) 161 und 162 versehen,
die mit der konvexen Linsenfläche
und der konkaven Linsenfläche
der gerade bearbeiteten Linse 1, die von der Linsenhalteeinheit 12 festgehalten
wird, Kontakt herstellen. Diese zwei Taster 161 und 162 sind
auf einer geraden Linie parallel zu der Dickenabmessung der Linse
(in einer Richtung parallel zur Drehwelle 152) angeordnet
und liegen so, dass ihre kugelförmigen
Spitzen einander gegenüberliegen.
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9(a) ist eine Skizze, die die theoretische Gestaltung
des Messkopfes 17 darstellt, während 9(b) und 9(c) Skizzen sind, die die Gestaltung des äußersten
Endes des Tasters 161 darstellen.
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Die
Taster 161 und 162 sind an Armen 164 und 165 befestigt,
die durch Führungsmechanismen (nicht
gezeigt) parallel bewegt werden. Der Taster 161 (wobei
der andere Taster 162 dieselbe Gestaltung hat), wie im
Detail in 9(b) und 9(c) skizziert, ist
so aufgebaut, dass eine perfekt kugelförmige Stahlkugel (eine Stahlkugel
aus superhartem Stahl von 2Φ oder
so, die hoch verschleiß-
und verformungsresistent ist) 161b an der Spitze eines
stabförmigen
Tasterrumpfes 161a angebracht ist. Auf der Seitenfläche des
Tasterrumpfes 161a ist eine flache Oberfläche ausgebildet,
und die Stahlkugel 161b ist exzentrisch zu dem Tasterrumpf 161a in
Richtung auf die Seite dieser flachen Oberfläche angebracht.
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In
diesem Fall könnte
man natürlich
zuerst erwägen,
die Stahlkugel ganz im Zentrum des Tasterrumpfes anzubringen. Wenn
dies geschieht, besteht jedoch aufgrund von Anbringungsfehlern oder
Bearbeitungsfehlern eine große
Gefahr, dass die Stahlkugel in einer Position angebracht wird, die
tatsächlich vom
Zentrum weg verschoben ist, woraufhin eine Korrektur der Koordinatenverschiebung
des Tasterzentrums schwierig wird. Wenn eine flache Oberfläche auf
einer Seitenfläche
des Tasterrumpfes 161a ausgebildet wird, wie früher beschrieben,
und die Stahlkugel 161b so angebracht wird, dass der Außenumfang
der Stahlkugel 161b die verlängerte Ebene der flachen Oberfläche berührt, befindet
sich demzufolge die Position des Zentrums der Stahlkugel 161b in
einem Abstand von der flachen Oberfläche des Tasterrumpfes 161a,
der gleich deren Radius ist. Dementsprechend wird es möglich, die
Positionskoordinaten des Zentrums der Stahlkugel 161b genau
zu bestimmen, und dies kann in den Messungen widergespiegelt werden.
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Die
Arme 164 und 165, an denen solche Taster 161 und 162 angebracht
sind, bewegen sich parallel, wodurch sich der Abstand dazwischen öffnet und
schließt.
Die Arme 164 und 165 sind mit beweglichen Sonden 166b und 167b in
Linearcodierern 166 und 167 verbunden, in denen
Federn (in dem skizzierten Beispiel kontrahierte Federn) 166a und 167a liegen,
und werden durch die Federn 166a und 167a in den
geschlossenen Zustand erregt. Die Linearcodierer 166 und 167 sind
Vorrichtungen, welche die Bewegungspositionen der beweglichen Sonden 166b und 167b elektrisch
erfassen, wozu die Positionen der Taster 161 und 162 durch
die Linearcodierer 166 und 167 erfasst werden.
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Wie
oben beschrieben, werden die Taster 161 und 162 durch
die Federn 166a und 167a in Richtung auf den geschlossenen
Zustand erregt, so dass sie sich automatisch schließen, und
sie müssen durch
irgendeinen Antriebsmechanismus in Richtung auf die offene Richtung
bewegt werden. Demzufolge liegt ein um ein Paar Riemenscheiben 171 und 172 gewickelter
Riemen 173 oberhalb der Arme 164 und 165,
und die Riemenscheibe 171 wird durch einen Tasteröffnungs-
und -schließ-Gleichstrommotor 170 in
Drehung versetzt, was den Riemen 173 umlaufen lässt, und
dadurch werden die Arme 164 und 165 von Eingriffsstücken 173a und 173b gefangen,
die auf dem Riemen 173 vorgesehen sind, und dazu gebracht,
sich in die offene Richtung zu bewegen.
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Weiterhin
werden in diesem Fall auch Vorkehrungen getroffen, dass erfasst
werden kann, ob die Taster 161 und 162 geöffnet oder
geschlossen sind, indem die Position des Eingriffsstücks 173a mit optischen
Sensoren 174 und 175 erfasst wird. Die Gestaltung
ist auch derart, dass mittels der optischen Sensoren 174 und 175 erfasst
werden kann, ob die Arme 164 und 165 an ihren
Ausgangspunkten positioniert sind oder nicht.
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Das
Prinzip, wonach Linsenpositionen mittels der Taster 161 und 162 des
Messkopfes 16 gemessen werden, ist in 10 und 11 skizziert. Die
Taster 161 und 162 liegen einander auf derselben geraden
Linie parallel zu der Linsenhaltewelle 121 gegenüber. Wird
jetzt die Linse 1 zwischen den Spitzen der zwei Taster 161 und 162 in
einen Zustand bewegt, in dem die Taster 161 und 162 durch
Antrieb des in 9 skizzierten Riemens 173 geöffnet worden
sind, und wird der Riemen 173 zur entgegengesetzten Seite
zurückkehren
gelassen, werden die Taster 161 und 162 durch
die Wirkung der Federn 166a und 167a in den Linearcodieren 166 und 167 geschlossen,
und, wie in 10 skizziert, bringt ein Taster 161 seine
Spitze an die konvexe Linsenfläche 1A der
Linse 1 heran, während
der andere Taster 162 seine Spitze an die konkave Linsenfläche 1B der
Linse 1 heran bringt.
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Wird
jetzt die Linse 1 auf Basis von Linsengestellformdaten
(= Formdaten) gesteuert, so dass sie sich bewegt, zeichnen die Taster 161 und 162 eine
Ortskurve S nach, die den Formdaten folgt, wie in 11 skizziert.
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12 ist
eine erläuternde
Skizze für
Formdaten. In 12 ist der Haltemittelpunkt
der von der Linsenhalteeinheit 12 festgehaltenen Linse 1 als
Oc dargestellt (hier in das optische Zentrum gesetzt). Wenn dies
geschieht, kann irgendein Punkt Si auf der Ortskurve S als Bewegungsradialinformationen
(ρi, θi) ausgedrückt werden,
die Polarkoordinaten mit Oc am Ursprung bilden. Hier ist ρi der Abstand
(Bewegungsradiallänge)
von Oc zu irgendeinem Punkt Si auf der Ortskurve S, während θi der von
der geraden Linie OcSi mit einer Bezugslinie OcSo, die durch Oc hindurchgeht,
geöffnete
Winkel (Bewegungsradialwinkel) ist. Wenn Formdaten durch ein Verfahren
wie dieses gegeben werden, bewegt sich durch Steuerung des Einschneid-Wirkungsmechanismus 24 auf eine
auf der Bewegungsradiallänge ρi basierende Größe die Linse 1 in
einer Linsenradialrichtung relativ zu den Tastern 161 und 162,
und die Taster 161 und 162 werden in einer Position
positioniert, die um die Bewegungsradiallänge ρi von der Mittelachse der Linsenhaltewelle 121 entfernt
ist. Und indem der Linsendrehmechanismus der Linsenhalteeinheit 12 gesteuert
wird, so dass er sich um einen auf dem Bewegungsradialwinkel θti basierenden
Betrag dreht, wird die Linse 1 um genau den Bewegungsradialwinkel θti relativ
zu den Tastern 161 und 162 drehen gelassen. Die
Spitzen der Taster 161 und 162 zeichnen über die konvexe
Linsenfläche 1A und
die konkave Linsenfläche 1B der
Linse 1 nach, weshalb man durch Erfassung des Bewegungsbetrags
in den Tastern 161 und 162 mit den Linearcodierern 166 und 167 Linsenpositionsdaten
(Zi) für
die Randdickenabmessung (Z-Achsen-Richtung) entsprechend den Bewegungsradialinformationen
erhalten. Und indem man diese Erfassungstätigkeit für sämtliche Bewegungsradialinformationen
(ρi, θi) durchführt, kann
man Positionsdaten für
die konvexe Linsenfläche 1A und
Positionsdaten für
die konkave Linsenfläche 1B (ρi, θi, Zi) auf der
Linsenbewegungsradialform-Ortskurve (ρi, θi) erhalten. Die Linsendicken
(Randdicken) auf der Linsenbewegungsradialform-Ortskurve (ρi, θi) können auch
aus solchen Positionsdaten für
die konvexe Linsenfläche 1A und
Positionsdaten für
die konkave Linsenfläche 1B berechnet
werden.
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Als
Nächstes
wird das Schneidwerkzeug 131 des Schneidwerkzeug-Drehmechanismus 13 beschrieben.
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Die
Gestaltung des Schneidwerkzeugs 131 ist in 13 skizziert.
Dieses Schneidwerkzeug 131, wie in 13(b) skizziert,
hat zwei Schneidblätter 131a mit
einer vorstehenden Form an ihrer Außenumfangsfläche. Die
Schneidblätter 131a liegen
in einem Abstand von 180 Grad in der Umfangsrichtung. Diese Schneidblätter 131a werden
mittels laminierter Splitter gestaltet, wobei feiner kristalliner
Diamant und eine superharte Legierung durch Sintern unter äußerst hohem
Druck miteinander verbunden werden. Das Schneidwerkzeug 131,
wie in 13(a) skizziert, hat drei Schneidwerkzeuge,
die auf dieselbe Achsenlinie ausgerichtet und integral verbunden sind,
welche drei Schneidwerkzeuge ein Schneidwerkzeug Y1 für kleinen
Schrägschnitt,
das eine kleine Schrägschnittrille
Y1a hat (Beispiel: für
Metallgestelle), ein Schneidwerkzeug Y2 für großen Schrägschnitt, das eine große Schrägschnittrille
Y2a hat (Beispiel: für
Kunststoffzellengestelle), und ein Flachschnitt(Randbearbeitungs)-Schneidwerkzeug
H1 ohne Schrägschnittrille
(Beispiel: für
randlose Gestelle) sind, die so gestaltet sind, dass die Schneidwerkzeugteile
je nach der gerade durchgeführten
Bearbeitung auf unterschiedliche Arten verwendet werden können.
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Die
Schrägschnittrillen
Via und Y2a sind in 13(b) skizziert.
Der Schrägschnittwinkel
ist zum Beispiel 110 bis 125 Grad, während die Schrägschnitthöhe zum Beispiel
0,4 bis 0,68 mm für
den kleinen Schrägschnitt
und zum Beispiel 0,7 bis 0,9 mm für den großen Schrägschnitt ist. Die an die Schrägschnittrillen
Via und Y2a angrenzende flache Oberfläche ist in einem Winkel von
zum Beispiel 3,5 bis 5 Grad spitz zulaufend. Dies dient zur Erzeugung von
Freiraum für
das an den Schrägschnitt
angrenzende Gestell.
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Das
Prinzip, wonach der Umfangsrand der Linse 1 mittels des
Schneidwerkzeugs 131 geschnitten (randbearbeitet) wird,
ist in 14 beschrieben.
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Von
der Eingriffsstelle zwischen dem Schneidwerkzeug 131 und
der Linse 1 her gesehen dreht sich das Schneidwerkzeug 131 von
oben nach unten, während
sich die Linse 1 von untern nach oben dreht. Demzufolge
schneidet (randbearbeitet) an der Eingriffsstelle das Schneidblatt 131a des Schneidwerkzeugs 131 zwangsweise
die Linse 1 um genau den eingestellten Einschneidebetrag.
Wird jetzt ein Bearbeitungsprogramm auf Basis der Linsengestellformdaten
(= Formdaten) erzeugt und wird die Linse 1 so gesteuert,
dass sie sich entsprechend diesem Bearbeitungsprogramm bewegt, schneidet (randbearbeitet)
das Schneidwerkzeug 131 die Umfangsfläche der Linse 1 entsprechend
den Bewegungsdaten der Linse 1.
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Für Flachschnitt
(Randbearbeitung) wird die Linse 1 in einer geeigneten
Position vor dem Flachschnitt(Randbearbeitungs)-Schneidwerkzeug
H1 positioniert, und durch Antreiben des Einschneid-Wirkungsmechanismus 24 unter
Drehung des Schneidwerkzeugs 131 wird eine Bearbeitung
durchgeführt. Für Schrägschnitt-Randbearbeitung,
wie in 15 skizziert, wird die Linse 1 in
einer geeigneten Position vor den Schrägschnitt-Schneidwerkzeugen
Y1 und V2 positioniert, und durch Antreiben des Einschneid-Wirkungsmechanismus 24,
während
das Schneidwerkzeug 131 drehen gelassen wird, in Verbindung
mit der Bewegung des Z-Tisch-Bewegungsmechanismus 33 in
der Z-Achsen-Richtung wird eine Bearbeitung durchgeführt. In 15 zeigt 1a den Schrägschnitt
an.
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Das
Prinzip, wonach Rillenschneiden (Randbearbeiten) und Abschrägen der
Ränder
an beiden äußersten
Enden des Schrägschnitts
(Linsenumfangsfläche)
mittels des Stirnfräsers 141 durchgeführt werden,
ist in 16, 17, 18(a) und 18(b) skiz ziert.
Beim Ausschneiden (Randbearbeiten) einer Rille 1b in der
Randfläche
(Umfangsfläche)
einer Linse 1, die formbearbeitet worden ist, wie in 16 und 17 skizziert,
wird die Randfläche der
Spitze des rotierenden Stirnfräsers 141 näher kommen
gelassen, indem die Linse 1 unter Steuerung bewegt wird.
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Wenn
diese Annäherung
beendet ist, wird der Einschneidbetrag durch den Einschneid-Wirkungsmechanismus 24 geeignet
eingestellt, während die
Linse 1 drehen gelassen wird. Wenn dies geschieht, wird
in Verbindung mit der Drehung der Linse 1 eine Rille 1b kontinuierlich
mit einer voreingestellten Tiefe (Einschneidbetrag) ausgebildet.
Während der
Bearbeitung wird der Abstand zwischen der Position auf der gegenwärtig vom
Stirnfräser 141 berührten Randfläche und
dem Zentrum der Linse 1 berechnet, und auf Basis der Formdaten
für die
Linse 1 wird eine Steuerung durchgeführt, die Position in der Y-Achsen-Richtung
der Linse 1 entsprechend diesem Abstand zu bewegen. Während der
Bearbeitung wird die Linse 1 weiterhin auf Basis der Formdaten
gesteuert, sich in der Z-Achsen-Richtung zu bewegen, so dass die
Spitze des Stirnfräsers 141 stets
entweder in einer bestimmten Position auf der Randfläche, wie
z. B. der Position im Zentrum der Randfläche in der Breitenrichtung
(Randdickenrichtung), oder in einer Position, die um einen bestimmten
Abstand von der Vorderseite der Linse (der konvexen Linsenfläche 1A)
entfernt ist, positioniert ist.
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Wenn
die Linse 1 eine volle Umdrehung gedreht wird, während so
eine Steuerung fortgesetzt wird, wird die Rille 1b in der
Linsenrandfläche
ganz um den Umfang der Linse herum ausgebildet. Bei Rückkehr zu
seinem Ausgangsstartpunkt bewegt sich der Stirnfräser 141 in
einer Richtung, die jener der Annäherung entgegengesetzt ist,
und trennt sich von der Linse 1.
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Bei
Durchführung
von Gewindeabschrägen zur
Verhinderung von Brechen und Splittern auf den zwei Rändern des
Schrägschnitts
(die Ränder,
an denen sich die Linsenumfangsfläche und die Linsenflächen schneiden)
wird der R-Teil der Spitze des Stirnfräsers 141 verwendet,
wie in 18 skizziert. Bei (a) darin
ist der Fall skizziert, dass das Abschrägen durchgeführt wird,
nachdem eine Rille 1b in der Linsenumfangsfläche bearbeitet
worden ist, während bei
(b) der Fall skizziert ist, dass das Abschrägen durchgeführt wird,
nachdem ein Schrägschnitt 1a in der
Linsenumfangsfläche
bearbeitet worden ist. Wenn der Rand 1c auf der konvexen
Seite oder der Rand 1d auf der konkaven Seite mit der Spitze
des Stirnfräsers 141 weggenommen
wird, wird der Schulterteil des R-Teils der Spitze des Stirnfräsers 141 verwendet.
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In
diesem Zeitpunkt findet man unter Verwendung der Positionskoordinatendaten
für die
Ränder 1c und 1d die
Position der Linse 1 relativ zum Stirnfräser 141 (zum
Abschrägen).
Das heißt,
die Abschrägungsabmessungen
(ΔZ, ΔY) werden
mehr oder weniger durch die Form usw. der Ränder 1c und 1d bestimmt,
wozu durch Eingabe der Position des Zentrums des Stirnfräsers 141,
der das Abschrägen durchführt, zusammen
mit dem Radius seines R-Teils und den Positionsdaten für die Ränder 1c und 1d in die
Berechnung die Wegnahmemengen Q11, Q12, Q21 und Q22 bestimmt werden,
welche Positionskorrelationen zwischen der Spitze des Stirnfräsers 141 und
den Rändern 1c und 1d der
Linse 1 sind. So können
aus den Daten der Koordinaten des Zentrums des Stirnfräsers 141 und
den Wegnahmemengen Q11, Q12, Q21 und Q22 die zu steuernden Positionskoordinatendaten
für die
Ränder 1c und 1d der Linse 1 bestimmt
werden, und indem die Linse 1 umlaufen gelassen wird, während die
Position der Linse 1 in der Y-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung
auf Basis der Positionskoordinatendaten gesteuert wird, wird gegenseitige
Positionierung der Linse 1 und des Stirnfräsers 141 zur
Durchführung von
passendem Abschrägen
durchgeführt.
Mit anderen Worten, indem die Linse 1 in der Y-Achsen-Richtung
und der Z-Achsen-Richtung bewegt wird und sie außerdem eine Drehbewegung durchführen gelassen
wird, können
die zu bearbeitenden Ränder 1c und 1d relativ
zum R-Teil der Spitze des Stirnfräsers 141, der so angetrieben
wird, dass er sich in einer stationären Position dreht, genau positioniert
werden. Dies ist möglich,
weil die Form- und Positionsinformationen für den Stirnfräser 141 und
die Positionsinformationen für
die Linse 1 genau ermittelt werden. Das Abschrägen auf
der konvexen Seite und das Abschrägen auf der konkaven Seite
werden unabhängig
durchgeführt,
einschließlich
der jeweiligen Annäherungen
der Linse an den Stirnfräser 141.
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19 ist
eine Skizze, die die Gestaltung des bei dieser Linsenbearbeitungsvorrichtung
verwendeten Linsenhalters 19 darstellt, während 20 ist
eine Skizze ist, die zeigt, wie eine Linse von dem Linsenhalter 19 festgehalten
wird. Wie in 19(a) und 20 skizziert,
ist der Linsenhalter 19 eine rohrförmige Vorrichtung mit einem
Einpassschaft 193, der in einen Innenumfang der in 4 skizzierten
rohrförmigen
Linsenhalterfassung 121a passt, einem Einpassschaft-Flansch 194,
der an der Stirnfläche
der Linsenhalterfassung 121a zur Anlage kommt, und einem
Linsenhalteflansch 196, der mit einem dazwischenliegenden
doppelseitigen Klebepolster 191 gegen die konvexe Sei tenfläche 1A der Linse 1 drückt, wie
in 10 und 20 skizziert.
In dem Einpassschaft-Flansch 194 ist ein Drehstopp-Ausschnitt 195 ausgebildet,
der zu einem Vorsprung (nicht gezeigt) auf der Seite der Linsenhalterfassung 121a passt.
Der Einpassschaft 193 hat zum Beispiel eine Länge von
35 mm, einen Außendurchmesser
von 14 mm Φ oder
so und einen Lochdurchmesser in einem Mittelloch 7 von
10 mm Φ oder
so. Der Einpassschaft-Flansch 194, welcher den Betrag definiert,
um den der Einpassschaft 195 in die Linsenhalterfassung 121a passt,
hat eine Dicke von 5 mm oder so und einen Außendurchmesser von 20 mm Φ oder so.
In der Umfangsfläche
des Einpassschaft-Flansches 194 ist außerdem der Drehstopp-Ausschnitt 195 als
ein Drehverhinderer ausgebildet, der verhindert, dass sich der Linsenhalter 19 relativ
zur Linsenhalterfassung 121a dreht. In dem Teil dieses
Drehstopp-Ausschnitts 195, der auf der dem Linsenhalteflansch 196 entgegengesetzten
Seite offen ist, ist eine spitz zulaufende Oberfläche 195a ausgebildet,
die sich nach außen
hin öffnet,
um das Einfügen
in die Linsenhalterfassung 121a zu erleichtern.
-
Der
Linsenhalteflansch 196 liegt auf dem Außenumfang am vorderen Ende
des Anpassschaftes 193, mit einer Dicke und einem Außendurchmesser, die
ungefähr
gleich jenen des Einpassschaft-Flansches 194 sind, und
mit einem Abstand von 5 mm oder so, der zwischen ihm und dem Einpassschaft-Flansch 194 hergestellt
ist. Die Oberfläche dieses
Linsenhalteflansches 196, an den das doppelseitige Klebepolster 191 geklebt
ist, besteht aus einer kugelförmig
konkaven Linsenhaltefläche 197 entsprechend
der konvexen Seitenfläche 1A der
Linse 1. Wenn der Krümmungsradius
der Linsenhaltefläche 197 größer als
der Krümmungsradius
der konvexen Seitenfläche 1A ist,
stellt nur der zentrale Teil der Linsenhaltefläche 197 Kontakt mit
der konvexen Seitenfläche 1A her,
und seine Peripherie stellt keinen Kontakt her, was zu instabilem
Festhalten führt,
während umgekehrt,
wenn er kleiner ist, nur die Peripherie der Linsenhaltefläche 197 Kontakt
mit der konvexen Seitenfläche 1A herstellt
und ihr zentraler Teil keinen Kontakt herstellt, was zu vergleichsweise
stabilem Festhalten führt
und es ermöglicht,
Achsenverschiebung und dergleichen zu verhindern, obwohl, wenn er
um zu viel kleiner ist, die Kontaktfläche usw. klein wird, so dass
das Festhalten instabil wird. Mit anderen Worten, man glaubt, das
der Krümmungsradius der
Linsenhaltefläche 197 auf
eine geeignete Größe entsprechend
dem Krümmungsradius
der konvexen Seitenfläche 1A eingestellt
werden sollte.
-
Wenn
die Linse 1 eine Monofokallinse ist, wird hier im Allgemeinen
der entsprechende Bereich des Vergrößerungsfaktors breit sein,
wozu, um eine durch den Krümmungsgrad
in der gekrümmten
Oberfläche
der konvexen Linsenfläche
definierte Basiskrümmung
auswählen
zu können,
welche eine Krümmung
hat, die für
den Vergrößerungsfaktor
geeignet ist, eine Anzahl von Basiskrümmungen mit unterschiedlichen
Krümmungsradien
hergestellt werden, und die gekrümmten
Oberflächen
mit diesen hergestellten Krümmungsradien
werden "Krümmung ..." genannt, um sie
zu bezeichnen. Im Falle einer gewöhnlichen Monofokallinse werden
zum Beispiel 12 Typen vorbereitet, von Krümmung 0 bis Krümmung 11.
Nun werden eine Vielzahl von Linsengruppen, wobei solche mit ähnlicher
Krümmung
eine Gruppe bilden, klassifiziert, mit zum Beispiel Krümmung 0
bis 3 in einer ersten Linsengruppe, Krümmung 4 bis 6 in einer zweiten
Linsengruppe und Krümmung
7 bis 11 in einer dritten Linsengruppe. In dieser Ausführungsform
wird für
jede Linsengruppe ein Linsenhalter 19 mit einer Linsenhaltefläche 197 mit
einem anderen Krümmungsradius
vorbereitet, wobei der für
die erste Linsengruppe mit Krümmung
0 bis 3 verwendete Halter auf Krümmung
4 eingestellt ist, der für
die zweite Linsengruppe mit Krümmung
4 bis 6 verwendete Halter auf Krümmung
7 eingestellt ist und der für
die dritte Linsengruppe mit Krümmung
7 bis 11 verwendete Halter auf Krümmung 11 eingestellt ist. Mit
anderen Worten, der Linsenhalter 19 besteht aus einer Anzahl von
Typen (drei Typen) entsprechend der Anzahl der Linsengruppen, so
dass man eine Linsenhaltefläche 197 hat,
die einen kleineren Krümmungsradius
als die konvexe Linsenfläche 1A der
Linsen 1 hat, die zu jeder Linsengruppe gehören (obwohl
der Linsenhalter für
Linsen mit Krümmung
11 dieselbe Krümmung hat),
so dass Außenseiten-Kontakt
mit der konvexen Linsenfläche 1A der
Linse 1 hergestellt wird. Wenn daher die Krümmung der
Linsenhaltefläche 197 des Linsenhalters 19 für jede Linsengruppe
tiefer als jene der konvexen Linsenfläche 1A der Linse 1 gemacht wird,
kann die Linse hauptsächlich
durch Ausüben von
Kräften
auf den Außenumfangsrand
der Linsenhaltefläche 197 festgehalten
werden, wie in 19(b) skizziert. Jedoch
differiert nur der Krümmungsradius
der Linsenhaltefläche 197,
und der Aufbau des Linsenhalters 19 ist ansonsten genau
derselbe. Wenn ein Unterschied zwischen den Krümmungsradien der konvexen Linsenfläche 1A der
Linse 1 und der Linsenhaltefläche 197 groß ist, nimmt überdies
die Haftung zwischen diesen zwei Oberflächen ab, weshalb bevorzugt
wird, dass dieser Unterschied klein ist.
-
In
dieser Ausführungsform
wird außerdem der
Krümmungsunterschied
zwischen der Linsenhaltefläche 197 und
der konvexen Linsenfläche 1A der Linse 1 auf
mindestens die Krümmung
1 eingestellt, so dass der Linsenhalter 19 immer Kontakt
an der Außen seite
herstellt, doch kann man mittels der Dicke und anderer Eigenschaften
des doppelseitigen Klebepolsters 191 Fälle abdecken, in denen diese dieselbe
Krümmung
oder um nur ungefähr ±1 verschieden
sind.
-
Wie
in 19(b) skizziert, sind weiterhin winzige
Undulationen 198 in einem radialen Muster um den Umfang
der Linsenhaltefläche 197 ausgebildet,
das eine kugelförmig
konkave Oberfläche
bildet, wie früher
erwähnt,
um die Klebebindungskraft mit dem doppelseitigen Klebepolster 191 zu
vergrößern. Die
Bergkämme
und Täler
dieser winzigen Undulationen 198 erstrecken sich in einem
mehr oder weniger konstanten Winkel in der Radialrichtung der ringförmigen Linsenhaltefläche 197.
-
19(c) und 19(d) sind
Skizzen, die die Querschnittsform der in der Linsenhaltefläche 197 dieses
Linsenhalters 19 ausgebildeten winzigen Undulationen 198 bzw.
die Art und Weise darstellen, in der das Polster 191 auf
diese winzigen Undulationen 198 geklebt wird. 19(e) und 19(f) sind Skizzen,
die vergleichsweise die Querschnittsform der in einem konventionellen
Linsenhalter ausgebildeten winzigen Undulationen 199 bzw.
die Art und Weise darstellen, in der das Polster 191 auf
diese winzigen Undulationen 199 geklebt wird. In beiden Fällen wird
eine Querschnittsform gestaltet, bei der die Bergkämme der
winzigen Undulationen 198 und 188 in der Umfangsrichtung
der Linsenhaltefläche 197 geordnet
sind..
-
Bei
dem konventionellen Linsenhalter, wie in 19(e) und 19(f) skizziert, ist die Querschnittsform
der winzigen Undulationen 199 derart, dass sie Oberflächen bilden,
die auf einer Seite in Bezug auf die Drehrichtung geneigt sind,
so dass die Bindungskraft mit dem Polster 191 durch eine
durch das Drehen verursachte Einschneidwirkung in Richtung auf das
Polster 191 aufrechterhalten wird. Mit anderen Worten,
die Wandflächen 199b auf
den Seiten in Richtung auf die Drehrichtung sind mittels vertikaler
Flächen
gestaltet, während
die Wandflächen 199c auf
den entgegengesetzten Seiten als schräge Oberflächen gestaltet sind, wobei
die Scheitelpunkte 199a der Bergkämme in den winzigen Undulationen 199 die
Grenzen dazwischen ausbilden.
-
Doch
wenn die winzigen Undulationen 199 mit schrägen Oberflächen auf
nur einer Seite auf diese Weise auf der Linsenhaltefläche 197 ausgebildet sind,
nimmt die Haftung mit dem Polster 191 ab, wie in 19(f) skizziert, obwohl eine Bindungskraft
mit dem Polster 191 aufgrund der Einschneidwirkung in Richtung
auf das Polster 191 erzielt wird, so dass es nicht immer
möglich
ist, eine starke Linsenhaltekraft zu erzielen. Und da die schrägen Oberflächen nur
in eine Richtung weisen, besteht, wenn eine Druckkraft zwischen
den winzigen Undulationen und dem Polster 191 wirkt, die
Gefahr, dass unausgeglichene Drehkräfte ausgeübt werden, wenn die Polsterdicke groß ist, und
dass das Polster 191 etwas in der Drehrichtung verschoben
wird, so dass hochpräzises
Linsenhalten beeinträchtigt
wird.
-
Im
Gegensatz dazu wird bei diesem Linsenhalter 19 (Φ20) zusätzlich zur
Verwendung eines Klebepolsters, das auf der dicken Seite ist, die
Querschnittsform der Undulationen 198 in der Linsenhaltefläche 197 so
hergestellt, dass die schrägen
Oberflächen
in beide Richtungen weisen, wie in 19(c) und 19(d) skizziert. Mit anderen Worten, die
Wandflächen 198b auf
den Seiten in Richtung auf die Drehrichtung und die Wandflächen 198c auf
den entgegengesetzten Seiten sind als schräge Oberflächen mit demselben Neigungswinkel
(45 Grad) gestaltet, wobei die Scheitelpunkte 199a der
Bergkämme
in den Undulationen 198 die Grenzen dazwischen ausbilden.
-
Dementsprechend,
wie in 19(d) gezeigt, wenn das Polster 191 gegen
die winzigen Undulationen 198 gepresst wird, verbindet
sich das Polster 191 gleichmäßig mit den schrägen Oberflächen auf
beiden Seiten, und aufgrund der Zunahme der Kontaktfläche werden
die maßvolle
Flexibilität
und Verformbarkeit des Polsters gut genutzt, und die Linsenhaltekraft
kann vergrößert werden.
Und da das Polster 191 gleichmäßig gegen die schrägen Oberflächen auf
beiden Seiten drückt,
welche denselben Neigungswinkel haben, können unausgeglichene Drehkräfte ausgelöscht werden
und werden nicht mehr erzeugt, so dass Probleme wie z. B. dass die
Drehung des Polsters 191 verschoben wird oder die Linsenhaltegenauigkeit
abnimmt, nicht mehr auftreten.
-
Indem
die Linsenhaltekraft vergrößert werden
kann, kann auch der Durchmesser des Linsenhalteflansches 196 kleiner
gemacht werden, und die Vorteile davon werden nachfolgend erörtert.
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Erstens
ist es dann möglich,
Linsen mit kleinem Durchmesser zu bearbeiten. Abgesehen davon ist
es dann auch möglich,
die Anzahl der entsprechend der Linsenkrümmung vorbereiteten Linsenhaltertypen
(für schwachen
Vergrößerungsfaktor
und starken Vergrößerungsfaktor
oder mit einem oder zwei dazwischen hinzugefügten Typen) zu vermindern.
Mit anderen Worten, es wird eine Vielzahl von Typen des Linsenhalters 19 vorbereitet,
bei denen die Krümmung
der Linsenhaltefläche 197 in
Stufen geändert
wird, so dass diese im Allgemeinen entsprechend der Linsenkrümmung verwendet
werden können.
Da es in diesem Fall nicht realistisch ist, Linsenhalter entsprechend
allen Linsenkrümmungen vorzubereiten,
werden Vorkehrungen getroffen, dass ein Bereich einer Anzahl von
Linsenkrümmungstypen
(für starken
und schwachen Vergrößerungsfaktor
und auch für
einen Vergrößerungsfaktor
dazwischen) mit einer (Zahlwort) Art von Linsenhalter abgedeckt
wird.
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21 skizziert
die Beziehung zwischen der Linsenfläche 1A und der Linsenhaltefläche 197 mit
irgendeiner bestimmten Krümmung.
Wenn die Krümmung
der Linsenfläche 1A größer als
die Krümmung der
Linsenhaltefläche 197 ist,
stößt der Außenumfangsrand
der Linsenhaltefläche 197 an
die Linsenfläche 1A an,
und zwischen der Krümmung
der Linsenhaltefläche 197 und
der Krümmung
der Linsenfläche 1A wird
ein Tiefenunterschied F ausgebildet. Wenn dieser Tiefenunterschied
F groß ist,
nimmt der Grad der Bindung zwischen der Linsenhaltefläche 197 und
der Linsenfläche 1A ab.
Daher werden Vorkehrungen getroffen, dass ein Linsenhalter vorbereitet
wird und ausgewählt
werden kann, der mit der Linsenfläche 1A übereinstimmt,
so dass der Unterschied nicht groß wird.
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Wenn
nun der Außendurchmesser
der Linsenhaltefläche 197 (Linsenhalteflansch 196)
kleiner gemacht wird, kann der oben beschriebene Tiefenunterschied
F vermindert werden, auch wenn die Krümmung dieselbe ist, so dass
Linsen mit vielen Krümmungen
verarbeitet werden können.
Wird ein Linsenhalter mit einem kleineren Durchmesser verwendet, so
kann dementsprechend der Bereich von Linsenkrümmungen, der abgedeckt werden
kann, verbreitert werden, und als Folge kann die Anzahl der Linsenhaltertypen
vermindert werden.
-
In
dem im Vorhergehenden beschriebenen Beispiel ist außerdem die
Querschnittsform der in der Linsenhaltefläche 197 ausgebildeten
winzigen Undulationen 198 in Form eines Bergrückens hergestellt, doch
kann diese Querschnittsform in sanft welliger Form hergestellt werden,
was die Spitzen der Bergrücken
und die Talböden
R-förmig
macht. Außerdem erschrecken
sich in dem im Vorhergehenden beschriebenen Beispiel die Bergrücken und
Täler in
den winzigen Undulationen 198 kontinuierlich in der Radialrichtung
der ringförmigen
Linsenhaltefläche 197, doch
können
die winzigen Undulationen auch über die
gesamte Linsenhaltefläche 197 verteilt
sein.
-
22 ist
ein Blockdiagramm, das die Beziehungen von elektrischen Verbindungen,
fokussiert auf eine Steuervorrichtung, in der Linsenbearbeitungsvorrichtung 10 darstellt.
Doch sind hier nur die Hauptsachen der Gestaltung skizziert. Die
Steuervorrichtung umfasst einen Servomotor-Controller 1001 und
einen I/O-Controller 1002. Die zwei Controller 1001 und 1002 führen Datenaustausch
hin und her durch und tauschen außerdem Daten mit einem Host-Computer
(nicht gezeigt) aus. Von einem Host-Computer, der das gesamte Bearbeitungssystem
verwaltet, werden Linsenformdaten (einschließlich Bewegungsradialinformationen,
Form der konvexen Linsenfläche,
Form der konkaven Linsenfläche, Linsendicke
und übriger
Durchmesser usw.) und Bearbeitungsinformationen und dergleichen
gesendet. Auf Basis dieser so gesendeten Formdaten und Bearbeitungsinformationen
unterziehen die Controller 1001 und 1002 Linsen
der notwendigen Bearbeitung.
-
Der
Servomotor-Controller 1001 vollführt Antriebssteuerung an einem
X-Achsen-Servomotor (Linsendrehmotor 125), Y-Achsen-Servomotor
(Einschneiddrehmotor 63) und Z-Achsen-Servomotor (Z-Richtungs-Bewegungs-Motor 331).
Der I/O-Controller 1002 steuert das Antreiben des Schneidwerkzeug-Drehmotors 133 (Werkzeugmotor)
für den Schneidwerkzeug-Drehmechanismus 13,
eines Abschrägungsmotors
(Stirnfräser-Drehmechanismus 14 und
Spindelmotor 142), des Linseneinspann-Luftzylinders 123,
des Messkopf-Drehaktuators 155, eines Kühlluftgebläses 1010 und des Tasteröffnungs- und
-schließ-Gleichstrommotors 170 über Controller und
Magnetventile 1021 bis 1026. Dabei werden die Signale
von verschiedenen Sensoren bei der Durchführung der Steuerung verwendet.
-
Der
I/O-Controller 1002 verwendet auch eine Zählereinheit 130,
um die Erfassungssignale der Linearcodierer 166 und 167 zu
zählen
und abzurufen, die zur Durchführung
von Messungen verwendet werden. Zusätzlich zur Ausführung von
notwendigen Anzeigen auf einer Anzeigesteuereinheit 1100 ruft der
I/O-Controller 1002 außerdem
Steuereingangssignale ab und sendet auch notwendige Signale an eine
Müllsammler-Schnittstelle und
eine Förderroboter-Schnittstelle.
-
Als
Nächstes
wird anhand des in 23 gegebenen Flussdiagramms
der Fluss der von den Controllern 1001 und 1002 durchgeführten Steuerung
beschrieben.
-
Wenn
die gerade bearbeitete Linse 1 in die Linsenhalteeinheit 12 gesetzt
wird und eine Start-Steuereingabe vorgenommen wird, werden zuerst
Mess-Ortskurvendaten eingegeben, die vom Host-Computer gesendet
werden (Schritt S1). Als Nächstes
wird der Messkopf 16 abgesenkt und in der geladenen Position
positioniert (Schritt S2), die Taster 161 und 162 werden
relativ zu der Linse 1 geladen (Schritt S3), die Linsenposition
wird gemessen (Schritt S4), und diese Messdaten werden zum Host-Computer
gesendet (Schritt S5).
-
Wenn
die Messungen für
den gesamten Umfang der Linse beendet worden sind, werden die Taster 161 und 162 von
der Linse 1 entladen (Schritt S6), und der Messkopf 16 wird
in die ungeladene Position angehoben (Schritt S7). Als Nächstes werden
Bearbeitungs-Ortskurvendaten vom Host-Computer eingegeben (Schritt
S8), der Motor (Werkzeugmotor) 133 für den Schneidwerkzeug-Drehmechanismus 13 wird
drehen gelassen, während
das Gebläse
gestartet wird (Schritt S9), und der Müllsammler wird betrieben (Schritt
S10).
-
Danach
wird eine Grobbearbeitung durch Zwangsschneiden (Randbearbeiten)
durchgeführt, indem
das Schneidwerkzeug 131 eine vorgeschriebene Umdrehungszahl
gedreht wird (Schritt S11), als Nächstes wird die Drehgeschwindigkeit
des Schneidwerkzeug-Drehmotors 133 geändert (Schritt S12), und durch
Zwangsschneiden (Randbearbeiten) unter Verwendung desselben Schneidwerkzeugs 131 wird eine
Endbearbeitung durchgeführt
(Schritt S13). In diesem Zeitpunkt werden, wenn Schrägschnitt
erforderlich ist, die Schrägschnitt-Schneidwerkzeuge
Y1 und Y2 ausgewählt
und wird eine Bearbeitung durchgeführt.
-
Wenn
die Endbearbeitung beendet ist, wird das Schneidwerkzeug 131 angehalten
(Schritt S14), der Spindelmotor 142 wird gedreht (Schritt
S15), und mittels des Stirnfräsers 141 wird
Abschrägen
an den Rändern
der konvexen Linsenfläche
und der konkaven Linsenfläche
durchgeführt
(Schritt S17). Zuvor, wenn statt Schrägschnitt-Randbearbeitung eine
Rille in der Linsenumfangsfläche
bearbeitet werden muss, bevor das Abschrägen durchgeführt wird,
wird der Stirnfräser 141 mittels
des Spindelmotors 142 gedreht, und in der Linsenrandfläche wird
eine Rille geschnitten (bearbeitet) (Schritt S16). Wenn das Abschrägen rings
um den gesamten Umfang beendet ist, werden der Spindelmotor 142 und
das Gebläse angehalten
(Schritt S18), der Müllsammler
wird angehalten (Schritt S19), und die Bearbeitung einer Linse ist
beendet.
-
Die
im Vorhergehenden beschriebene Grobbearbeitung und Endbearbeitung
werden unter Verwendung desselben Schneidwerkzeugs durchgeführt. Das
heißt,
das Flachschnitt(Randbearbeitungs)-Schneidwerkzeug H1 wird für Flachschnitt (Randbearbeitung)
ausgewählt,
das Schneidwerkzeug Y1 für
kleinen Schrägschnitt
wird für
kleine Schrägschnitte
ausgewählt,
und das Schneidwerkzeug Y2 für
großen
Schrägschnitt
wird für
große Schrägschnitte
ausgewählt,
und alles von Grobbearbeitung bis zu Endbearbeitung wird mit demselben Schneidwerkzeug
durchgeführt.
Dementsprechend ist kontinuierliche Bearbeitung mit einer einzigen
Einspannung möglich,
ohne den Prozess zu verlagern, woraufhin die Bearbeitungszeit verkürzt und
die Anlage kleiner gemacht werden kann. Und da es nicht notwendig
ist, Werkzeuge getrennt für
Grobbearbeitung und Endbearbeitung bereitzustellen, kann der zum
Anordnen der Werkzeuge verwendete Raum kleiner gemacht werden, und
das Werkzeugmanagement wird erleichtert.
-
Und
da die Linse 1 mit dem Schneidwerkzeug 131 zwangsweise
geschnitten (randbearbeitet) wird, kann das Schneiden (Randbearbeiten)
vorangebracht werden, während
der Einschneidbetrag geeignet eingestellt wird. Damit können die
Prozesse, die zu der endbearbeiteten Form führen, mit Bearbeitungsbedingungen
festgelegt werden, die für
die Formdaten optimal sind. Zum Beispiel wird es möglich, Sollwerte
frei einzustellen, wie z. B. wie viele Umdrehungen es braucht, das
Schneiden (Randbearbeiten) zu beenden, oder wie viele Sekunden es braucht,
das Schneiden (Randbearbeiten) zu beenden, weshalb die Bearbeitungszeit
verkürzt
und die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert werden kann.
-
Und
da die Abschrägungsbearbeitung
mit dem für
Rillenschneiden (Randbearbeiten) verwendeten R-Teil der Spitze des
Stirnfräsers 141 mit
kleinem Durchmesser durchgeführt
wird, gibt es verglichen mit der Verwendung eines Schleifsteins
wenig Beeinträchtigung
mit anderen Stellen, und kleine Abschrägungen können genau endbearbeitet werden. Insbesondere,
da ein (Zahlwort) Stirnfräser 141 sowohl
für Rillenbearbeitung
als auch Abschrägung verwendet
wird, kann die Anzahl der Werkzeuge vermindert werden und kann zu
Kostensenkung beigetragen werden, und die Rillenbearbeitung und
Abschrägung
können
mehr oder weniger kontinuierlich mit einer (Zahlwort) Einspannung
durchgeführt
werden, so dass die Bearbeitungszeit verkürzt werden kann. Es wird nur
ein (Zahlwort) Antriebssystem benötigt, da dasselbe Werkzeug
für mehr
als einen Zweck verwendet wird, weshalb die Vorrichtung kleiner
gemacht werden kann und die Kosten gesenkt werden können. Und
da die Anzahl der Werkzeuge nicht erhöht wird, wird auch das Werkzeugmanagement
erleichtert.
-
Weiterhin
liegt im Falle dieser Linsenbearbeitungsvorrichtung 10 der
Messkopf 10, der Linsenmessungen durchführt, oberhalb des Schneidwerkzeugs 131 und
des Stirnfräsers 141,
die als Bearbeitungsvorrichtungen dienen, und an der von der Linsenhalteeinheit 12 festgehaltenen
Linse 1 können Messungen
vorgenommen werden, indem der Messkopf 16 nur wenn nötig nach
vorne gekippt wird, weshalb der Messkopf 16 an der Bearbeitungsvorrichtung 10 montiert
werden kann, ohne auf eine unvernünftige Gestaltung zurückzugreifen.
Und da der Messkopf 16 so an der Bearbeitungsvorrichtung 10 montiert
ist, dass der leere Raum oberhalb des Schneidwerkzeugs 131 und
des Stirnfräsers 141 effizient
genutzt wird, muss die Grundrissfläche der Bearbeitungsvorrichtung 10 nicht
ausgedehnt werden, und die Bearbeitungsvorrichtung 10 kann
kleiner gemacht werden. Und da eine gesamte Folge von Prozessen
von Messung bis zu Bearbeitung mit der in der Linsenhalteeinheit 12 festgehaltenen
Linse durchgeführt
werden können,
besteht überhaupt
keine Notwendigkeit mehr, die Linse verändern, um den Prozess weiterzubringen,
noch besteht irgendeine Gefahr, dass die Bearbeitungsgenauigkeit
aufgrund von Linsenveränderung
abnimmt, weshalb die Linsenform genau endbearbeitet werden kann.
-
Als
Nächstes
werden verschiedene Verfahren beschrieben, welche bei dieser Linsenbearbeitungsvorrichtung 10 durchgeführt werden,
um die Bearbeitungsgenauigkeit und Bearbeitungseffizient usw. zu
verbessern.
-
Erstens
werden bei dieser Linsenbearbeitungsvorrichtung 10 eine
Anzahl von veränderlichen Parametern
verwendet, einschließlich
der Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs 131 (= Werkzeugdrehgeschwindigkeit),
der Drehgeschwindigkeit der Linsenhaltewelle 121 beim Schneiden
(Randbearbeiten) der Umfangsfläche
mittels des Schneidwerkzeugs 131 (= Zuführgeschwindigkeit), der Umdrehungszahl
der Linse 1 für
die Umfangsflächenschnitt(Randbearbeitungs)-Bearbeitung
(= Schneid(Randbearbeitungs)-Umdrehungszahl), der Drehgeschwindigkeit
des Stirnfräsers 141 beim Schneiden
(Randbearbeiten) von Rillen oder beim Abschrägen (= Werkzeugdrehgeschwindigkeit)
und der Drehgeschwindigkeit der Linsenhaltewelle 121 in diesem
Zeitpunkt (Zuführgeschwindigkeit).
Durch Einstellung dieser Parameter entsprechend dem Werkstoff der
Linse 1 (hier Glassorte = Kunststoffsorte), der Vergrößerung (Randdicke
= Lin senwerkstoffdicke) und ob der Bearbeitungsprozess für Endbearbeitung
oder Grobbearbeitung usw. ist, wird dafür gesorgt, dass ideale Bearbeitungsbedingungen
gewählt werden
können.
-
Es
wird dafür
gesorgt, dass zum Beispiel durch Verändern der Parameter (Schneidwerkzeugdrehgeschwindigkeit
= Werkzeugdrehgeschwindigkeit, Linsenhaltewellen-Drehgeschwindigkeit = Zuführgeschwindigkeit,
Bearbeitungsumdrehungszahl = Schneid(Randbearbeitungs)-Umdrehungszahl) entsprechend
dem Werkstoff (Glassorte) und der Vergrößerung (Randdicke) der Linse 1 die
Bearbeitungsbelastung angepasst werden kann, unabhängig von
dem Werkstoff oder der Vergrößerung der
Linse 1 die Linsengröße und Linsenform
genau und gleichförmig
endbearbeitet werden kann und die bearbeiteten Stellen sehr gut
endbearbeitet werden können. Durch
Wahl von geeigneten Bearbeitungsbedingungen kann darüber hinaus
die Bearbeitungsbeanspruchung vermindert werden, die Linsenachsenverschiebung
verkleinert werden, die Werkzeugstandzeit verlängert werden und die Bearbeitungszeit
verkürzt
werden.
-
Auch
können
durch Verändern
der Parameter (Schneidwerkzeugdrehgeschwindigkeit = Werkzeugdrehgeschwindigkeit,
Linsenhaltewellen-Drehgeschwindigkeit = Zuführgeschwindigkeit) in Übereinstimmung
damit, ob der Bearbeitungsprozess Endbearbeitung oder Grobbearbeitung
ist, endbearbeitete Oberflächen
auf gute Art und Weise hergestellt werden, und die Linsengröße und Linsenform (einschließlich Schrägschnittposition)
kann genau endbearbeitet werden, während mit demselben Schneidwerkzeug
geschnitten wird. Durch Wahl von geeigneten Bearbeitungsbedingungen
kann darüber hinaus
die Bearbeitungsbeanspruchung vermindert werden, die Linsenachsenverschiebung
verkleinert werden und die Werkzeugstandzeit verlängert werden.
-
Auch
kann durch Verändern
der Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs 131 und/oder der
Winkeldrehgeschwindigkeit der Linse in demselben Bearbeitungsprozess
die Schneid(Randbearbeitungs)-Geschwindigkeit gleichförmiger gemacht
werden, weshalb bearbeitete Oberflächen auf gleichförmigere
Bedingungen endbearbeitet werden können.
-
Und
sogar bei Durchführung
von Rillenschnitt(Randbearbeitungs)-Bearbeitung oder Abschrägungsbearbeitung
mittels des Stirnfräsers 141 können durch Ändern der
Parameter (Stirnfräserdrehgeschwindigkeit
= Werkzeugdrehgeschwindigkeit, Linsenhalte wellen-Drehgeschwindigkeit
= Zuführgeschwindigkeit)
entsprechend dem Werkstoff der Linse 1 (hier = Werkstoffsorte
= Glassorte = Kunststoffsorte) Rillen und abgeschrägte Teile
präzise
ausgebildet werden, unabhängig
von dem Werkstoff der Linse 1. Durch geeignete Wahl der
Bearbeitungsbedingungen kann weiterhin die Werkzeugstandzeit verlängert werden
und die Bearbeitungszeit verkürzt
werden.
-
24 ist
eine Tabelle, die tatsächliche
Beispiele für
in Übereinstimmung
mit unterschiedlichen Typen von Bearbeitungsprozessen festgelegte
Parameter gibt (Schneidwerkzeugdrehgeschwindigkeit = Werkzeugdrehgeschwindigkeit,
Linsenhaltewellen-Drehgeschwindigkeit
= Zuführgeschwindigkeit).
-
In 24 ist
die oberste Spalte in den Eintragsspalten in der linken Spalte der
Tabelle eine Spalte, die den Linsentyp spezifiziert. Der Eintrag
auf der oberen Ebene in dieser Spalte, beschriftet mit "HY1 → Bearbeitungsgeschwindigkeit →" ist eine Ebene,
welche die entsprechend dem Linsenwerkstoff bestimmte Bearbeitungsgeschwindigkeit
kennzeichnet. Speziell gibt es eine Spalte rechts von der Eintragsspalte
auf dieser Ebene, worin die Ziffern 1 und 2 angegeben sind. Die
Ziffer 1 zeigt an, dass der Linsenwerkstoff ein Diethylenglycol-Bisallylcarbonat-Werkstoff
(wobei nd 1,50) oder ein Polyurethan-Werkstoff
(welcher besonders zu bevorzugen ist) ist. Die Ziffer 2 zeigt an,
dass das Linsenwerkstoff ein Epithio-Harz ist. Die Spalten unter
der Spalte für die
Ziffer 1 sind Spalten, in denen "Dick" bzw. "Dünn" angegeben sind, welche dazu dienen,
die Linsenwerkstoffdicke in zwei Klassen zu klassifizieren, eine für dicke
Dicke und eine für
dünne Dicke,
und ihnen jeweils Parameter zu geben.
-
Die
Ziffern "00", "02", "05" usw., die in den Spalten
unter den Spalten angegeben sind, in denen "Dick" bzw. "Dünn" angegeben sind, sind Symbole (Codes),
die Geschwindigkeiten repräsentieren,
die für
jeden Typ von Bearbeitungsgeschwindigkeit definiert sind, die für jeden
Bearbeitungstyp klassifiziert sind, der in der Eintragsspalte auf
derselben Ebene wie die Ebene, in der diese Ziffern erscheinen,
bezeichnet ist.
-
Zum
Beispiel zeigt für "Umfangsflächen-Grobbearbeitungs-Zuführgeschwindigkeit" ein Code "02" an, dass die Geschwindigkeit "1 Umdrehung in 22
Sekunden" ist, ein
Code "03", dass die Geschwindigkeit "1 Umdrehung in 30
Sekunden" ist, bzw.
ein Code "04", dass die Geschwindigkeit "1 Umdrehung in 38
Sekunden" ist.
-
Ähnlich zeigt
für "Umfangsflächen-Grobbearbeitungswerkzeug-Drehgeschwindigkeit" ein Code "05" eine Geschwindigkeit
von "9600 Upm" bzw. zeigt ein Code "06" eine Geschwindigkeit
von "8000 Upm" an.
-
Für "Umfangsflächen-Endbearbeitungs-Zuführgeschwindigkeit" zeigt ein Code "05" eine Geschwindigkeit
von "1 Umdrehung
in 46 Sekunden" an.
Und für "Umfangsflächen-Endbearbeitungswerkzeug-Drehgeschwindigkeit" zeigt ein Code "00" eine Geschwindigkeit
von "2000 Upm" bzw. zeigt ein Code "02" eine Geschwindigkeit
von "3600 Upm" an.
-
Für "Rillenbearbeitungs-Zuführgeschwindigkeit" zeigt ein Code "02" an, dass die Geschwindigkeit "1 Umdrehung in 22
Sekunden" ist, und
ein Code "04" eine Geschwindigkeit
von "1 Umdrehung
in 38 Sekunden" (dieselbe
wie für "Umfangsflächen-Grobbearbeitungs-Zuführgeschwindigkeit"), während für "Rillenbearbeitungswerkzeug-Drehgeschwindigkeit" ein Code "01" eine Geschwindigkeit
von "28000 Upm" anzeigt bzw. ein
Code "00" eine Geschwindigkeit
von "20000 Upm" anzeigt.
-
Für "Abschrägungszuführgeschwindigkeit" zeigt ein Code "02" eine Geschwindigkeit
von "1 Umdrehung
in 22 Sekunden" an,
und ein Code "04" zeigt eine Geschwindigkeit
von "1 Umdrehung
in 38 Sekunden" (dieselbe
wie für "Umfangsflächen-Grobbearbeitungs-Zuführgeschwindigkeit"), während für "Abschrägungswerkzeug-Drehgeschwindigkeit" ein Code "00" eine Geschwindigkeit
von "20000 Upm" anzeigt bzw. ein
Code "01" eine Geschwindigkeit
von "28000 Upm" anzeigt.
-
In
dem in der oben beschriebenen Tabelle angegebenen Beispiel wird
für einen
mit der Ziffer 1 bezeichneten Werkstoff die Bearbeitung unter denselben
Bearbeitungsbedingungen durchgeführt, auch
wenn die Werkstoffdicke differiert, doch werden für einen
mit der Ziffer 1 bezeichneten Werkstoff, weil die Werkstofffestigkeit
brüchiger
ist als bei dem mit der Ziffer 1 bezeichneten, Vorkehrungen getroffen, die
Bearbeitung langsam über
eine längere
Zeitspanne durchzuführen,
und die Bearbeitungsbedingungen werden in Abhängigkeit von der Werkstoffdicke etwas
anderes gemacht.
-
Indem
so eine Steuerung wie diese durchgeführt wird, wird die Bearbeitungsbelastung
ausgeglichen, und die Linsengröße und Linsenform
(einschließlich
der Schrägschnittposition)
werden genau und gleichförmig
endbearbeitet, unabhängig
von dem Werk stoff oder der Vergrößerung der
Linse 1. Während
dies geschieht, ist es für
saubere Endbearbeitung der bearbeiteten Stellen auch wichtig, die
Zuführgeschwindigkeit
(Linsenwellen-Drehgeschwindigkeit) und Werkzeugdrehgeschwindigkeit
passend zu machen, wie im Vorhergehenden beschrieben, und die Bearbeitungsumdrehungszahl (Schneid(Randbearbeitungs)-Umdrehungszahl)
geeignet einzustellen.
-
25 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen der maximalen Linsenwerkstoffdicke
und der Schneid(Randbearbeitungs)-Umdrehungszahl (Bearbeitungsumdrehungszahl)
für Grobbearbeitung zeigt,
wenn Bearbeitung mit einer vorgeschriebenen Genauigkeit ohne Wellenverschiebung
möglich
ist. In dieser Figur ist die Schneid(Randbearbeitungs)-Umdrehungszahl
(Bearbeitungsumdrehungszahl) auf der Vertikalachse Y und die maximale
Linsenwerkstoffdicke (Einheit = mm) auf der Horizontalachse X aufgetragen.
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Maximale
Werkstoffdicke bezieht sich hier auf die maximale Randdicke am Außendurchmesser der
Linse im Falle einer Minus-Linse und die maximale Werkstoffdicke
in der Linsengesteliform im Falle einer Plus-Linse. In solchen Fällen basiert
die Linsenhaltewellen-Drehgeschwindigkeit (Zuführgeschwindigkeit) jedoch auf
einem Standard von 1 Umdrehung in 22 Sekunden für Grobarbeit, zum Beispiel
unter den Bedingungen, dass die Umfangsgeschwindigkeit konstant
ist und dass keine Wellenverschiebung auftritt. Die Bearbeitungsumdrehungszahl
ist gleich der Zahl der Umdrehungen, die das Schneidwerkzeug benötigt, um
mit einer spiralförmigen
Ortskurve auf der Linse einzuschneiden, plus eine abschließende 1 Umdrehung
(konstant) für
Bearbeitung zur Anpassung der Form, für welche Endbearbeitungsteile gleichförmig übrig gelassen
werden.
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In 25 setzt
die gerade Line 1 einen Polyurethan-Linsenwerkstoff (mit
einem Brechungsindex nd) von zum Beispiel
1,56 bis 1,74 oder so), der intermediäre Schneid(Randbearbeitungs-Eigenschaften zeigt,
für den
Werkstoff (Werkstofftyp) der Linse voraus.
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In
diesem Graphen ist in Fällen,
in denen die maximale Werkstoffdicke 5,9 mm übersteigt, eine Beziehung von
Y = 0,8X – 3,1
+ 1 (konstant) bei der Polyurethanharz-Linse angezeigt (abgerundet).
Hier kann zum Beispiel eine Beziehung von Y = 0,87X – 3,1 +
1 (konstant) bei einer Epithio-Harz-Linse mit anderen Werkstoffeigenschaften
verwendet werden. Und in Fällen,
in denen die maximale Werkstoffdicke 5,9 mm oder kleiner ist, wird
der Wert von Y gleichförmig
2, ohne von X abhängig
zu sein.
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Weiterhin
ist bei der Grobbearbeitung bezüglich
der Gesamtzahl von Schneid(Randbearbeitungs)-Umdrehungen mit Ausnahme
der abschließenden
1 Umdrehung die Einschneid-Ortskurve bei Durchführung des Schneidens (Randbearbeitens) eine
Spirale, wie nachfolgend beschrieben wird (zum Beispiel mit Bezug
auf 28(a)).
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Unter
Verwendung des im Vorhergehenden beschriebenen Graphen usw. kann
die Bearbeitungsumdrehungszahl (Schneid(Randbearbeitungs)-Umdrehungszahl)
auf einen geeigneten Wert entsprechend der Linsenwerkstoffdicke
eingestellt werden.
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Bei
dieser Linsenbearbeitungsvorrichtung 10 werden überdies
Rechenfunktionen bereitgestellt, wie sie nachfolgend beschrieben
werden, so dass die bei Durchführung
von Schrägschnitt-Randbearbeitung
erforderlichen Linsenpositionsdaten genau erhalten werden können. Solches
wird anhand von 26 beschrieben.
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Um
Positionsdaten zu den Linsenflächen 1A und 1B zu
erhalten, werden die Taster 161 und 162 gewöhnlich entsprechend
den Linsenformdaten über den
Linsenflächen 1A und 1B nachzeichnen
gelassen, und die Positionen 1e und 1f auf den
Linsenflächen
werden durch Erfassung der Positionen der Taster 161 und 162 an
jedem Punkt dieser Ortskurve gemessen. Die Positionen der Taster 161 und 162 liegen
in diesem Fall auf der verlängerten
Linie ST in der Richtung der Linsenhaltewelle am Scheitelpunkt des
Schrägschnitts 1a,
der ausgebildet wurde, wenn die Linse 1 mit Schrägschnitt
randbearbeitet wurde.
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Wird
jedoch Schrägschnitt-Randbearbeitung einfach
auf Basis der auf diese Weise gefundenen Positionsdaten (Koordinatendaten
bei 1e und 1d) durchgeführt, tritt das Problem auf,
dass es nicht möglich
ist, die Position des Schrägschnitts 1a genau endzubearbeiten.
Das heißt,
obwohl es gewünscht ist,
die Position des Schrägschnitts 1a in
der Linsenumfangsfläche
in dem bearbeiteten Zustand auf Basis der Ränder 1c und 1d auf
beiden Seiten der Linsenumfangsfläche präzise zu finden, erfolgt die
tatsächliche
Schrägschnitt-Randbearbeitung
auf Basis von Daten, die an den Positionen 1e und 1f auf
der Außenumfangsseite
gemessen werden und um das Maß der
Schrägschnitthöhe SH von
den Positionen der zwei Seitenränder 1c und 1d entfernt
sind. Dement sprechend kann der Schrägschnitt 1a nicht
mit hoher Genauigkeit endbearbeitet werden.
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Eine
denkbare Lösung
dafür wäre, die
Taster 161 und 162 an Positionen nachzeichnen
zu lassen, die die Positionen sind, die im Voraus durch die Linsenformdaten
definiert worden sind, von denen die Schrägschnitthöhe SH subtrahiert worden ist,
und dadurch vor den Positionen der Ränder 1c und 1d an den
zwei Rändern
der Linsenumfangsfläche
in dem bearbeiteten Zustand zu messen und die Schrägschnitt-Randbearbeitung
auf Basis dieser Positionsdaten durchzuführen.
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Wenn
dies geschieht, ist es jedoch notwendig, die 161 und 162 näher in Richtung
auf das Zentrum der Linse als die durch die Linsenformdaten definierten
Positionen nachzeichnen zu lassen, was es notwendig macht, bevor
die Taster 161 und 162 ihr von den Linsenformdaten
ihr Nachzeichnen durchführen,
Daten vorzubereiten, die von den Linsenformdaten getrennt sind.
Und um näher
in Richtung auf das Zentrum der Linse nachzeichnen zu lassen, besteht
die Gefahr, dass die Kontaktmarken von den Tastern 161 und 162 innerhalb
des Bereich der Linsenflächen 1A und 1B zurückbleiben,
die möglicherweise
letztlich benutzt werden.
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Hierauf
werden bei der Linsenbearbeitungsvorrichtung 10 Vorkehrungen
getroffen, dass die Koordinatenwerte für die Punkte 1c und 1d auf
Basis von gemessenen Koordinatendaten für die Punkte 1e und 1f und
von getrennt bereitgestellten Gestaltungsdaten für die Linse 1 berechnet
werden.
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Gestaltungsdaten
für die
Linse 1 bedeuten hier Linseneigenschaftsdaten (Brechungsidex,
Abbe-Zahl, spezifisches Gewicht usw.), verschreibungsbezogene Daten
(Linsenvergrößerung,
Zylinderachse, Addition (Add), Prisma, Basisrichtung, Dezentrierung,
Außendurchmesser,
Distanz-PD, Nah-PD, Linsendicke, VR-Wert (CR-Wert + VC-Wert)), Gestellformdaten
(Form, DBL, FPD, Gestellkrümmung,
und Gestellkrümmung
usw.), Gestellvorwärtsneigung,
Typ des Schrägschnitts
und andere den Gestaltungsprozess kennzeichnende Daten. In den Gestaltungsdaten
für die
Linse 1 enthalten sind in diesem Fall Bewegungsradialdaten,
Konvexlinsenflächen-Formdaten,
Konkavlinsenflächen-Formdaten,
Linsendickendaten und Außendurchmesserdaten,
und außerdem
enthalten sind darin eine begrenzte Zahl von Koordinatendaten (ρi, θi, Zi),
die die Formen der konvexen Linsenfläche 1A und der konkaven
Linsenfläche 1B definieren,
und man kann die Koordinaten für
jeden Punkt entweder auf der konvexen Linsenfläche 1A oder der konkaven
Linsenfläche 1B auch
im Falle einer asphärischen
Linse gewinnen. Unter Verwendung dieser Gestaltungsdaten zusammen
mit den tatsächlich
gemessenen Daten an Nachzeichnungspunkten auf der verlängerten
Linie SH in der Richtung der Linsenhaltewelle für den Schrägschnitt-Scheitelpunkt können dementsprechend
die Positionen der Punkte 1c und 1d präzise berechnet
werden. Unter Verwendung dieser Koordinatendaten für die Punkte 1c und 1d kann
dann der Schrägschnitt 1a präzise bearbeitet
werden. Es werden Vorkehrungen getroffen, dass die Gestaltungsdaten
aus Linsengestaltungs-Programmdaten im Host-Computer erhältlich gemacht
werden.
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Bei
der Linsenbearbeitungsvorrichtung 10 wird weiterhin der
Messkopf 16 zur Messung von Linsenformen und Linsenpositionen
so eingerichtet, dass er erforderlichenfalls eine Annäherung von
einem Festhalteort in Richtung auf die von der Linsenhalteeinheit 12 festgehaltene
Linse 1 durchführen kann.
Zusätzlich
zu Messungen vor Bearbeitung können
Linsenformen und Linsenpositionen in speziellen Fällen daher
auch während
der Bearbeitung gemessen werden. Ein Beispiel für einen Fall, in dem Messung
während
Bearbeitung durchgeführt
wird, wird als Nächstes
beschrieben.
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Ein
Beispiel für
einen Bearbeitungsprozess ist in 27 skizziert,
mit einem bei (a) skizzierten Bearbeitungsprozess in einem gewöhnlichen
Fall und einem bei (b) skizzierten Bearbeitungsprozess in einem
speziellen Fall. Bei dem in 27(a) skizzierten
Bearbeitungsprozess wird die Linsenmessung im Stadium einer unbearbeiteten
Linse durchgeführt, während bei
dem in 27(b) skizzierten Bearbeitungsprozess
die Linsenmessung in einem Stadium mitten in einer Grobbearbeitung
durchgeführt
wird. Bei dieser Linsenbearbeitungsvorrichtung 10 werden Vorkehrungen
getroffen, dass die Bearbeitung durchgeführt wird nach Auswahl entweder
des Bearbeitungsprozesses in (a) oder der Bearbeitung in (b) entsprechend
dem Linsenwerkstoff (Glassorte) und der Vergrößerung (Randdicke). Der Grund
für die
Bereitstellung des in 27(b) skizzierten
speziellen Bearbeitungsprozesses als eine Wahlmöglichkeit ist, dass es Fälle gibt,
in denen Unterschiede in den Werten von Linsenmessungen auftreten,
die im unbearbeiteten Linsenstadium und einem Stadium mitten in
einer Grobbearbeitung vorgenommen werden, so dass, wenn der in 27(a) angegebene gewöhnliche Bearbeitungsprozess
zum Standard für
alle Fälle
gemacht wird, es Zeiten geben kann, in denen es nicht möglich ist,
die Schrägschnittposition
bei der letzlichen Endbearbeitung genau endzubearbeiten.
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Im
Falle des in 27(a) skizzierten gewöhnlichen
Bearbeitungsprozesses werden die Linsenmessungen am Anfang durchgeführt. Danach wird
Grobbearbeitung durchgeführt,
als Nächstes
gefolgt von Endbearbeitung, und ganz zuletzt gefolgt von Abschrägen, um
die Linse in ihrer endgültigen Form
zu ergeben. Die Grobbearbeitung wird bis zu einem Punkt durchgeführt, der
Werkstoff für
den Endbearbeitungsschnitt (Randbearbeitung) übrig lässt. Der Rest des Schnitt(Randbearbeitungs)-Werkstoffs wird
bei der Endbearbeitung entfernt, und die Endabmessungen werden endbearbeitet.
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Im
Falle des in 27(b) skizzierten speziellem
Bearbeitungsprozesses wird andererseits primär zuerst Grobbearbeitung durchgeführt, wonach
Linsenmessungen durchgeführt
werden. Wie in 28(a) und 28(b) skizziert, wird primär Grobbearbeitung
durchgeführt,
bis Abmessungen erreicht sind, welche eine messbare Breite SK relativ
zu den endbearbeiteten Abmessungen übrig lassen. Bei der im gewöhnlichen
Bearbeitungsprozess verwendeten Grobbearbeitung wird nur der für Endbearbeitung übrig bleibende
Schnitt(Randbearbeitungs)-Werkstoff übrig gelassen, doch ist es
schwierig, die Taster 161 und 162 Nachzeichnungen
innerhalb des Bereichs des Schnitt(Randbearbeitungs)-Werkstoffs vornehmen
zu lassen, der nicht ausgedehnter als dies ist. Indem man demzufolge
bei diesem Bearbeitungsprozess mit der primären Grobbearbeitung voran geht, wird
die Bearbeitung bis zu einem Punkt durchgeführt, wo eine Breite, die in
einem messbaren Bereich (zum Beispiel 1,5 bis 1,8 mm oder so) liegt, übrig gelassen
wird.
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Dies
geschieht deshalb, weil, wie früher
angegeben, wenn eine unbearbeitete Linse ganz plötzlich einer Grobbearbeitung
unterzogen wird, die bloß genug
Schnitt(Randbearbeitungs)-Werkstoff für die Endbearbeitung übrig lässt, es
Fälle gibt,
in denen sich bei bestimmten speziellen Linsen der Linsenhaltezustand ändert. Das
heißt,
abhängig
von dem Linsenhaltezustand im Stadium einer unbearbeiteten Linse
zeigt der Teil des Werkstoffs, der danach bei der Grobbearbeitung
zu entfernen ist, eine Versteifungswirkung und bringt die Festhaltebalance
ans Licht, und die Haltedeformation wird aufgehalten, bevor sie
auf der Oberfläche
erscheint. Wenn dieser Teil des Linsenwerkstoffs bei der Grobbearbeitung
entfernt wird, verschwindet die Versteifungswirkung, und in manchen
Fällen
erscheint Festhaltedeformation auf der Oberfläche. Selbst wenn Linsenmesswerte im
Stadium einer unbearbeiteten Linse gefunden werden, ändern sich
dementsprechend in solchen Fällen
jene anfänglichen
Linsenpositionsdaten in einem Stadium, nachdem die Grobbearbeitung
tatsächlich
durchgeführt
worden ist, und die Zuverlässigkeit
nimmt ab. Beispiele sind Bifocal-Linsen, in denen es ein Segment
gibt, und Linsen mit großer Randdicke.
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Nach
Durchführung
von Linsenmessung in diesem Stadium, in dem primäre Grobbearbeitung durchgeführt worden
ist, und Gewinnung von Linseninformationen, die die Randdicke in
einem Zustand, in dem die Auswirkungen von Linsenfesthaltedeformationen
nicht erlitten werden, wird dann mittels Durchführung von sekundärer Grobbearbeitung
und Entfernung von Schnitt(Randbearbeitungs)-Werkstoff bis zu dem
Stadium, in dem der Schnitt(Randbearbeitungs)-Werkstoff für Endbearbeitung übrig gelassen
ist, und danach Durchführung
von Endbearbeitung auf dieselbe Weise wie in dem Bearbeitungsprozess
in gewöhnlichen
Fällen
und zuallerletzt Durchführung
von Abschrägungsbearbeitung
die Linse in ihrer endgültigen
Form erhalten.
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Mittels
Durchführung
von Linsenmessung in einem Stadium mitten in der Grobbearbeitung
können
somit höchst
zuverlässige
Linsenmesswerte erhalten werden, weshalb die Linsenform und Schrägschnittform
genau endbearbeitet werden können,
indem die nachfolgende Endbearbeitung unter Verwendung dieser Linsenmesswerte
durchgeführt
wird. In dieser Ausführungsform
ist ein Beispiel angegeben, in dem ein Schneidwerkzeug als Werkzeug
verwendet wird, doch kann an Stelle eines Schneidwerkzeugs ein Schleifstein
verwendet werden, wenn derselbe Grad an Kontrolle wie mit einem
Schneidwerkzeug aufrechterhalten werden kann.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Im
Sinne der industriellen Nützlichkeit
kann man mit der vorliegenden Erfindung, wie im Vorhergehenden beschrieben,
eine Linsenbearbeitungsvorrichtung und ein Linsenbearbeitungsverfahren
bereitstellen, womit, wenn eine gerade bearbeitete Linse zur Verwendung
in einer Brille im Zentrum der Linse festgehalten wird, die Umfangsfläche der
gerade bearbeiteten Linse mit einem Drehbearbeitungswerkzeug zur
Verwendung bei Umfangsflächenbearbeitung
randbearbeitet wird und die gerade bearbeitete Linse außerdem um
das Zentrum der Linse drehen gelassen wird, wodurch die Umfangsfläche rings
um den gesamten Umfang der gerade bearbeiteten Linse randbearbeitet
wird und wodurch eine Linse mit einer vorgeschriebenen Umfangsrandform
bearbeitet wird, Vorkehrungen getroffen werden, dass Randbearbeitung
an der Linsenumfangsfläche
einschließlich Schrägschnitt-Randbearbeitung,
Rillenbearbeitung zur Ausbildung einer Rille in der Linsenumfangsfläche und
Abschrägungsbearbeitung
zum Abschrägen der
Ränder,
wo sich die Linsenumfangsfläche
und Linsenflächen
schneiden, durchgeführt
werden, während
die gerade bearbeitete Linse von der Linsenhalteeinheit festgehalten
wird und der Zustand des Festhaltens mittels der Linsenhalteeinheit
unverändert bleibt,
wodurch nicht nur alles bei der Brillenlinsenbearbeitung Erforderliche
von Messung bis zu verschiedenen Bearbeitungsarten mit einer einzigen
Einspanntätigkeit
durchgeführt
werden kann, sondern auch hochpräzise
Bearbeitung verwirklicht werden kann.
- 1...Linse, 12...Linsenhalteeinheit, 121...Linsenhaltewelle, 121a...Linsenhalterfassung, 122...Linsenpresswelle, 122a...Linsenpressvorrichtung, 123...Luftzylinder, 13...Schneidwerkzeug-Drehmechanismus
(Umfangsflächen-Randbearbeitungsvorrichtung), 131...
Schneidwerkzeug (rotierendes Randbearbeitungswerkzeug), 14...Stirnfräser-Drehmechanismus
(Rillenbearbeitungsvorrichtung, Abschrägungsvorrichtung), 141...Stirnfräser (rotierendes
Werkzeug), 15...Messeinheit, 16...Messkopf, 161, 162...Taster, 19...Linsenhalter, 992...Luftstrahldüse(Luftausstoßvorrichtung), 993...Reinigungsöffnung (Saugabfuhrvorrichtung).