EP2119533B1 - Verfahren zum Bearbeiten eines Brillenglasrohlings - Google Patents

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EP2119533B1
EP2119533B1 EP09159580A EP09159580A EP2119533B1 EP 2119533 B1 EP2119533 B1 EP 2119533B1 EP 09159580 A EP09159580 A EP 09159580A EP 09159580 A EP09159580 A EP 09159580A EP 2119533 B1 EP2119533 B1 EP 2119533B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
speed
distance
value
axis
workpiece spindle
Prior art date
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Active
Application number
EP09159580A
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English (en)
French (fr)
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EP2119533A1 (de
Inventor
Gunter Schneider
Helwig Buchenauer
Klaus Krämer
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Schneider GmbH and Co KG
Original Assignee
Schneider GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Schneider GmbH and Co KG filed Critical Schneider GmbH and Co KG
Publication of EP2119533A1 publication Critical patent/EP2119533A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2119533B1 publication Critical patent/EP2119533B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B24B13/0031—Machines having several working posts; Feeding and manipulating devices
    • B24B13/0037—Machines having several working posts; Feeding and manipulating devices the lenses being worked by different tools, e.g. for rough-grinding, fine-grinding, polishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B24B13/005—Blocking means, chucks or the like; Alignment devices
    • B24B13/0055—Positioning of lenses; Marking of lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/005—Feeding or manipulating devices specially adapted to grinding machines

Definitions

  • the invention relates to a milling and / or lathe for spectacle lenses made of plastic with a spindle axis and an axis of rotation R having workpiece spindle for a blank to be machined or semi-finished or semi-finished and with a milling head having a cutter and a movement axis T, wherein the cutter and the workpiece spindle are movable relative to each other in the direction of the movement axis T and in the radial direction to the workpiece spindle, wherein between the milling head and the axis of rotation R of the spindle axis, a distance a is provided.
  • the control unit further includes a wear detection area and a storage area for various wear-dependent load limits, a calculation area for calculating a current load limit based on the current wear, and a comparison area for comparing the current load with the calculated load threshold. If the load exceeds the load limit, the drive is stopped.
  • a quill of a drill in the feed direction is first moved at a speed V1 at rapid traverse and then at the processing speed V2.
  • the method can also be used for other cutting machine tools.
  • the object of the invention is to design and arrange a method for operating a spectacle lens processing machine such that the fastest and safest possible processing of spectacle lenses is ensured.
  • the starting process between the milling head and the workpiece spindle is subdivided according to the invention into two subregions.
  • the first sub-area in which is approached at very high speed V1.
  • the second sub-range in which approached at a greatly reduced speed V2 and finally a third sub-range in which the speed is reduced again to a smaller, optimal value V3.
  • the respective speed value V1, V2, V3 is selected as a function of the distance a between the milling head and the workpiece spindle.
  • the respective speed V1, V2 is the provided, if constant, basic speed of the movement or relative movement. Deviations due to the acceleration or deceleration at the beginning and at the end of the respective movement section are not taken into account here. If some other deviation from the constant ground speed is provided, e.g. because the basic speed is varied, V1 or V2 denotes the average speed.
  • the ratio of V1: V2 is set between 100: 1 and 30: 1, in particular between 88: 1 and 66: 1.
  • the reduction of the speed to the value V2 ensures the above-mentioned process reliability, despite optimized cutting performance on the blank even in the presence of a too large blank.
  • the speed of the milling cutter and the type of materials used for the blank and for the block material is also a minor lowering of the speed to a value within the aforementioned ranges possible.
  • V2: V3 between 5: 1 and 1: 1, in particular to 2: 1 is set. Since the best possible surface quality during machining should be ensured in this third starting section, it is desirable to halve the speed V2 to the value V3. With the final deceleration stage achieved, the desired surface quality is guaranteed.
  • the distance a1 between the milling head and the axis of rotation R of the spindle axis is set between 40 mm and 50 mm, in particular 42.5 mm.
  • the blanks used for the production of spectacle lenses generally have a maximum diameter of 85 mm or 90 mm.
  • the distance a1 according to the invention thus prevents immersion in the blank at excessive speed.
  • a first speed reduction to the speed value V2 is provided.
  • the reduction can be achieved even before the respective distance a1, a2 initiated or achieved.
  • a reduction of between 30% and 70% is possible.
  • a diameter D of the blank used and to be processed is detected and the value of the distance a2 between the milling head and the axis of rotation R of the spindle axis half the diameter D is used or a value for the distance a2 is used , which deviates at most 10% from the half diameter D or is at most 10% larger.
  • the final reduction of the approach speed to the process speed V3 is or will take place in order to ensure a desired surface quality.
  • the milling head when reaching the distance a2, engages the blank in the radial direction to the blank at the speed V3.
  • the processing is thus carried out at an increased speed V2, which was set when the distance a1 was reached.
  • the speed V2 still ensures a chip process with a sufficiently good surface quality, in which above all the blocking of the blank or a disadvantageous impairment of the storage of the blank is prevented.
  • the speed V2 is reduced to the value V3 when the distance a2 is reached in order to ensure the ultimately desired surface quality.
  • an actual value Li of a drive current and / or a drive power of the milling head, the movement axis T and / or the workpiece spindle or a reference value Li for the actual cutting load of the milling cutter is detected and monitored and that Reference value Lf of the drive current and / or the drive power for the freewheeling or idling is provided and that the actual value Li is compared with the reference value Lf, being set as a new distance a2 that distance a, wherein the ratio of the amount of the actual value Li to the amount of the reference value Lf is greater than one.
  • the actual value Li rises, which can be detected by comparison with a free-wheeling value Lf.
  • the present distance a thus represents the distance a2.
  • the value of the presetting for the distance a2 is reset in this case.
  • the speed is reduced to the value V3.
  • the speed of the workpiece spindle can be reduced. In both cases, the cutting load acting on the workpiece is reduced.
  • the distance a2 is redefined here.
  • the possibly desired reduction of the speed from V2 to V3 takes place in this case only after reaching the new distance a2, ie after the tool and the workpiece come into contact. Since in the presence of the speed V2 for the movement axis T and the relative speed damage to the workpiece is usually prevented, the presence of the velocity V2 at the time of reaching the newly defined distance a2 is almost uncritical.
  • Li are usually about 4 Nm to 6 Nm for the drive torque of the milling machine into consideration.
  • a drive current and / or a drive power of a further movement axis which runs at right angles to the movement axis T or detects or monitors the movement axis T alternatively or additionally is used to determine the reference value Lf or the actual value Li.
  • the edge processing At the beginning of the processing of a blank is the edge processing.
  • the resulting during edge processing Last L is less than the load L during processing of the first page.
  • a maximum value Lm of the load L is to be expected. If, during the processing of the edge, which usually takes place in the first 1s to 3s after reaching the distance a2, ie after the contact between the cutter and the blank, an increase in the load L to the value Lk, this can be reduced by lowering the feed.
  • the feed is determined in the edge processing by the speed V2 or V3 of the movement axis T and / or the speed of the workpiece spindle.
  • the maximum value Lm is determined from a previous standard processing of a corresponding blank. It represents a comparison value for the material used. Since the drive power is proportional to the drive torque, it is also possible to set the drive torque to determine the maximum value Lm.
  • condition or operating time of the tool is of rather uncritical size when processing plastic lens blanks or when determining the load so that the use of a comparison value from an earlier or the previous processing is readily possible.
  • the time after contact between the tool and the workpiece is switched off.
  • Other load values or load moments such as for starting or accelerating are irrelevant.
  • FIG. 1 illustrated turning and milling machine 1 has a machine bed 1.1, on which a workpiece spindle 3 with a recorded therein blank 2 and a cutter 4 are arranged with a milling head 4.1.
  • the workpiece spindle 3 has a spindle axis 3.1 with a rotation axis R, around which the blank 2 can be driven to rotate.
  • the machine bed 1.1 has a position relative to the horizontal by the angle ⁇ .
  • the workpiece spindle 3 can be moved relative to the milling cutter 4 via a linear drive 3.2 in the direction of a translatory movement axis T. Via the movement axis T, a distance a between the milling head 4.1 and the rotation axis R is variable.
  • the milling head 4.1 is accelerated to an operating speed and the workpiece spindle 3 is accelerated in the direction of the movement axis T to a speed V1.
  • the speed V1 lowered to a value V2.
  • the speed V2 is lowered further to a value V3.
  • the speed V1 has about 666 mm / s, the speed V2 about 7.5 mm / s and the speed V3 about 3.75 mm / s.
  • the distance a1 is about 42.5 mm and the distance a2 about 32.5 mm.
  • the distance a is determined between the axis of rotation R and a circumferential line of the milling head 4.1, at which a cutting tooth first comes into contact with the blank due to the movement in the direction of the movement axis T.
  • the blanks 2 are shown in dashed lines and indicated by the reference numbers 2 ', 2 ", while the blank 2' has the spacing a1, while the blank 2" has the spacing a2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Turning (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Fräs- und/oder Drehmaschine für Brillengläser aus Kunststoff mit einer eine Spindelachse und eine Rotationsachse R aufweisenden Werkstückspindel für einen zu bearbeitenden Rohling oder ein Halbfertigteil bzw. Halbzeug und mit einem einen Fräskopf aufweisenden Fräser und mit einer Bewegungsachse T, wobei der Fräser und die Werkstückspindel relativ zueinander in Richtung der Bewegungsachse T und in radialer Richtung zur Werkstückspindel bewegbar sind, wobei zwischen dem Fräskopf und der Rotationsachse R der Spindelachse ein Abstand a vorgesehen ist.
  • Aus der DE 10 2006 050 425 A1 ist ein vorstehend skizziertes Verfahren bekannt.
  • Es ist bereits eine numerische Steuerungseinheit mit einer Lastüberwachungsfunktion mit einer auf eine Werkzeugantriebsquelle wirkenden Last während eines Bearbeitungsvorgangs aus der DE 60 2004 000 025 T2 bekannt. Die Steuerungseinheit weist ferner auf einen Verschleißerkennungsbereich sowie einen Speicherbereich für verschiedenen verschleißabhängige Lastgrenzwerte, einen Berechnungsbereich zum Berechnen eines aktuellen Lastgrenzwertes auf Basis des aktuellen Verschleißes und einen Vergleichsbereich zum Vergleich der aktuellen Last mit dem berechneten Lastgrenzwert hin. Wenn die Last den Lastgrenzwert überschreitet, wird der Antrieb gestoppt.
  • Aus der JP7-51991A ist ein System zum Verhindern von Werkzeugbruch bekannt. Hierbei wird ein Stördrehmoment geschätzt und mit einem voreingestellten Referenzdrehmoment verglichen. Auf Basis des Vergleichsergebnisses wird die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs verringert oder das Werkzeug angehalten.
  • Aus der EP 1 166 960 A2 ist eine Bearbeitungsmaschine bekannt, die Mittel zur Vermeidung einer Kollision zwischen dem Werkzeug und anderen Maschinenteilen aufweist. Die Maschine wird gestoppt, wenn die aktuelle Last einen definierten Schwellwert überschreitet.
  • Aus der DE 24 52 646 B2 ist ein Verfahren bekannt, wonach eine Pinole einer Bohrmaschine in Vorschubrichtung zunächst mit einer Geschwindigkeit V1 im Eilgang und anschließend mit Bearbeitungsgeschwindigkeit V2 bewegt wird. Das Verfahren kann auch für andere spanabhebende Werkzeugmaschinen angewendet werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Brillenglasbearbeitungsmaschine derart auszubilden und anzuordnen, dass eine möglichst schnelle und sichere Bearbeitung von Brillengläsern gewährleistet ist.
  • Gelöst wird die Aufgabe gemäß dem Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch, dass die Fräs- und/oder Drehmaschine die folgenden Verfahrensschritte absolviert: Beschleunigen des Fräskopfes auf eine Betriebsdrehzahl und Beschleunigen des Fräsers und/oder der Werkstückspindel in Richtung der Bewegungsachse T auf eine Relativgeschwindigkeit V1 sowie Annähern von Fräskopf und Werkstückspindel in Richtung der Bewegungsachse T mit der Geschwindigkeit V1 maximal bis auf einen Abstand a = a1. Anschließend Senkung der Geschwindigkeit V1 um mindestens 70%-90 % auf einen Wert V2 und Erreichen der Geschwindigkeit V2 spätestens bei dem Abstand a = a1 und Annähern von Fräskopf und Werkstückspindel in Richtung der Bewegungsachse T mit der Geschwindigkeit V2 maximal bis auf einen Abstand a = a2. Danach Senkung der Anfahrgeschwindigkeit V2 um mindestens 10 % - 30% auf einen Wert V3 spätestens bei dem Abstand a = a2, vorzugsweise Erreichen der Anfahrgeschwindigkeit V3 spätestens bei dem Abstand a = a2. Hierdurch wird erreicht, dass unabhängig von der tatsächlichen Größe des eingesetzten und zu bearbeiteten Rohlings eine überhöhte Anfahrgeschwindigkeit und somit ein unkontrolliertes Abblocken des Rohlings trotz optimierter Fertigungszeiten vermieden wird. Der Anfahrvorgang zwischen dem Fräskopf und der Werkstückspindel wird erfindungsgemäß in zwei Teilbereiche unterteilt. Den ersten Teilbereich, in dem mit sehr großer Geschwindigkeit V1 angefahren wird. Der zweite Teilbereich, in dem mit stark reduzierter Geschwindigkeit V2 angefahren wird und schließlich ein dritter Teilbereich, in dem die Geschwindigkeit nochmals auf einen kleineren, optimalen Wert V3 reduziert wird. Der jeweilige Geschwindigkeitswert V1, V2, V3 wird in Abhängigkeit des Abstandes a zwischen dem Fräskopf und der Werkstückspindel gewählt.
  • Bei der jeweiligen Geschwindigkeit V1, V2 handelt es sich um die vorgesehene, soweit konstante Grundgeschwindigkeit der Bewegung bzw. Relativbewegung. Abweichungen auf Grund der Beschleunigung oder Verzögerung zu Anfang und am Ende des jeweiligen Bewegungsabschnittes werden hierbei nicht berücksichtigt. Wenn eine sonstige Abweichung von der soweit konstanten Grundgeschwindigkeit vorgesehen ist, z.B. weil die Grundgeschwindigkeit variiert wird, so ist mit V1 bzw. V2 die durchschnittliche Geschwindigkeit bezeichnet.
  • Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn das Verhältnis von V1:V2 zwischen 100:1 und 30:1, insbesondere zwischen 88:1 und 66:1 eingestellt wird. Die Reduktion der Geschwindigkeit auf den Wert V2 gewährleistet auch bei Vorliegen eines zu großen Rohlings die eingangs erwähnte Prozesssicherheit trotz optimierter Zerspanleistung am Rohling. In Abhängigkeit von der Anfahrgeschwindigkeit in Richtung der Bewegungsachse T, von der Drehzahl des Fräsers und von der Art der verwendeten Werkstoffe für den Rohling sowie für das Blockmaterial ist auch eine geringfügigere Absenkung der Geschwindigkeit auf einen Wert innerhalb der vorgenannten Bereiche möglich.
  • Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn das Verhältnis von V2:V3 zwischen 5:1 und 1:1, insbesondere auf 2:1 eingestellt wird. Da in diesem dritten Anfahrabschnitt eine möglichst gute Oberflächenqualität bei der Zerspanung gewährleistet sein soll, ist eine Halbierung der Geschwindigkeit V2 auf den Wert V3 angestrebt. Mit der damit erreichten abschließenden Verzögerungsstufe wird die gewünschte Oberflächenqualität gewährleistet.
  • Vorteilhaft kann es auch sein, wenn der Abstand a1 zwischen dem Fräskopf und der Rotationsachse R der Spindelachse zwischen 40 mm und 50 mm, insbesondere auf 42,5 mm eingestellt wird. Die für die Brillenglasherstellung verwendeten Rohlinge weisen in der Regel einen maximalen Durchmesser von 85 mm bzw. 90 mm auf. Mit dem erfindungsgemäßen Abstand a1 wird somit ein Eintauchen in den Rohling mit überhöhter Geschwindigkeit verhindert. Mit Erreichen des Abstandes a1, bei dem rein theoretisch schon ein Kontakt zwischen dem Fräskopf und einem zu großen Rohling entstehen könnte, ist erfindungsgemäß eine erste Geschwindigkeitsreduktion auf den Geschwindigkeitswert V2 vorgesehen.
  • Zwecks Verringerung der am Werkstück angreifenden Schneidlast kann ergänzend oder alternativ zur Reduktion der Geschwindigkeit V1, V2, V3 eine Drehzahl der Werkstückspindel bei Erreichen des Abstandes a = a1 und/oder a = a2 reduziert werden. Die Reduktion kann auch schon vor Erreichen des jeweiligen Abstandes a1, a2 eingeleitet bzw. erreicht werden. Dabei kommt eine Reduktion zwischen 30 % und 70 % in Betracht.
  • Daneben kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass ein Durchmesser D des eingesetzten und zu bearbeitenden Rohlings erfasst wird und als Wert für den Abstand a2 zwischen dem Fräskopf und der Rotationsachse R der Spindelachse der halbe Durchmesser D verwendet wird oder ein Wert für den Abstand a2 verwendet wird, der maximal 10 % von dem halben Durchmesser D abweicht bzw. maximal 10 % größer ist. Sobald der Fräskopf an den Rohling mit dem Durchmesser D angefahren ist, wird bzw. ist die letztmalige Reduktion der Anfahrgeschwindigkeit auf die Prozessgeschwindigkeit V3 zwecks Gewährleistung einer gewünschten Flächenqualität erfolgen bzw. erfolgt. Sollte der tatsächlich vorliegende Durchmesser D des Rohlings mit dem in der Maschine eingestellten Durchmesser übereinstimmen, tritt der Fräskopf bei Erreichen des Abstandes a2 mit dem Rohling in radialer Richtung zum Rohling mit der Geschwindigkeit V3 in Eingriff. Eine Übergangsphase zwischen der Geschwindigkeit V2 und V3 bei einem Abstand a <= a2 kann dabei noch möglich sein. Vorzugsweise liegt die Geschwindigkeit V = V3 bei einem Abstand a = a2 vor. Die Randbearbeitung erfolgt wie üblich.
  • Sollte ein Rohling in der Maschine eingesetzt sein, dessen Durchmesser D größer ist als der in der Maschine eingestellte, tritt der Fräskopf bereits bei Erreichen des Abstandes a, mit a1 >= a > a2, mit dem Rohling in Kontakt. Die Bearbeitung erfolgt demnach mit erhöhter Geschwindigkeit V2, die mit Erreichen des Abstandes a1 eingestellt wurde. Die Geschwindigkeit V2 gewährleistet jedoch noch einen Spanprozess mit einer ausreichend guten Oberflächenqualität, bei dem vor allem das Abblocken des Rohlings oder eine nachteilige Beeinträchtigung der Lagerung des Rohlings verhindert wird. Auch in diesem Fall wird bei Erreichen des Abstandes a2 die Geschwindigkeit V2 auf den Wert V3 reduziert, um die letztlich gewünschte Oberflächenqualität zu gewährleisten.
  • Alternativ hierzu kann es vorgesehen sein, dass ein Ist-Wert Li eines Antriebsstroms und/oder einer Antriebsleistung des Fräskopfes, der Bewegungsachse T und/oder der Werkstückspindel bzw. ein Referenzwert Li für die Ist-Schneidlast des Fräsers erfasst und überwacht wird und dass ein Referenzwert Lf des Antriebsstroms und/oder der Antriebsleistung für den Freilauf bzw. Leerlauf zur Verfügung gestellt wird und dass der Ist-Wert Li mit dem Referenzwert Lf verglichen wird, wobei als neuer Abstand a2 derjenige Abstand a gesetzt wird, bei dem das Verhältnis des Betrages des Ist-Wertes Li zu dem Betrag des Referenzwertes Lf größer als eins ist. Sobald der rotierende Fräskopf an dem rotierenden Werkstück in Eingriff kommt, erfolgt ein Anstieg des Ist-Wertes Li, der durch Vergleich mit einem Freilaufwert Lf erkannt werden kann. Der vorliegende Abstand a stellt demnach den Abstand a2 dar. Der Wert der Voreinstellung für den Abstand a2 wird in diesem Fall neu gesetzt.
  • Mit Erreichen des Abstandes a2 wird die Geschwindigkeit auf den Wert V3 reduziert. Alternativ oder ergänzend kann die Drehzahl der Werkstückspindel reduziert werden. In beiden Fällen wird die am Werkstück angreifende Schneidlast verringert.
  • Der Abstand a2 wird hierbei neu definiert. Die ggf. gewünschte Reduktion der Geschwindigkeit von V2 auf V3 erfolgt in diesem Fall erst nach dem Erreichen des neuen Abstandes a2, also nachdem das Werkzeug und das Werkstück in Kontakt treten. Da bei Vorliegen der Geschwindigkeit V2 für die Bewegungsachse T bzw. die Relativgeschwindigkeit eine Beschädigung des Werkstücks in der Regel verhindert wird, ist das Vorliegen der Geschwindigkeit V2 zum Zeitpunkt des Erreichens des neu definierten Abstandes a2 nahezu unkritisch.
  • Als Referenzwert Li kommen in der Regel etwa 4 Nm bis 6 Nm für das Antriebsmoment des Fräsers in Betracht.
  • Ein Antriebsstroms und/oder eine Antriebsleistung einer weiteren Bewegungsachse, die rechtwinklig zu der Bewegungsachse T verläuft oder die Bewegungsachse T alternativ oder ergänzend erfasst und überwacht wird zur Bestimmung des Referenzwertes Lf bzw. des Ist-Wert Li herangezogen wird.
  • Ein weiterer Schutz des Werkstücks kann erreicht werden, wenn ein bei einer vorangegangenen Standardbearbeitung eines entsprechenden Rohlings entstehender Maximalwert Lm einer Last L, also des Antriebsstroms oder der Antriebsleistung bzw. des Antriebsmomentes des Fräskopfes, der Bewegungsachse T und/oder der Werkstückspindel erfasst und gespeichert wird und wenn die Geschwindigkeit V2 oder V3 und/oder eine Drehzahl der Werkstückspindel um mindestens 10 % oder 20 % gesenkt wird, wenn der Ist-Wert Li in den ersten 1s bis 3s nach Erreichen des Abstandes a = a2 einen kritischen Wert Lk erreicht, wobei der Wert Lk zwischen 50 % und 110 % oder zwischen 80 % und 100 % des Maximalwertes Lm beträgt. Zu Beginn der Bearbeitung eines Rohlings steht die Randbearbeitung. Daran schließt sich die Bearbeitung einer ersten Seite bzw. der optischen Fläche des Rohlings an. Die während der Randbearbeitung entstehende Last L ist geringer als die Last L während der Bearbeitung der ersten Seite. Während der Bearbeitung der ersten Seite ist mit einem Maximalwert Lm der Last L zu rechnen. Sollte sich während der Bearbeitung des Randes, der in der Regel in den ersten 1s bis 3s nach Erreichen des Abstandes a2, also nach dem Kontakt zwischen dem Fräser und dem Rohling erfolgt, eine Erhöhung der Last L auf den Wert Lk ergeben, so kann diese durch Absenkung des Vorschubes verringert werden. Der Vorschub wird bei der Randbearbeitung bestimmt durch die Geschwindigkeit V2 bzw. V3 der Bewegungsachse T und/oder der Drehzahl der Werkstückspindel. Der Maximalwert Lm wird aus einer vorangegangenen Standardbearbeitung eines entsprechenden Rohlings ermittelt. Er stellt für den verwendeten Werkstoff einen Vergleichswert dar. Da die Antriebsleistung proportional zu dem Antriebsmoment ist, kann alternativ für die Ermittlung des Maximalwerts Lm auch auf das Antriebsmoment abgestellt werden.
  • Wenn es zum Beispiel aufgrund eines defekten oder verschlissenen Werkzeugs oder eines falschen Rohling-Materials zu einer Erhöhung der Antriebsleistung bzw. des Antriebsmoments des Fräskopfes auf einen kritischen Wert Lk kommt, dann wird diese Erhöhung bereits wenige Millisekunden nach dem Zeitpunkt des fehlerbehafteten Eingriffs erkannt. Diese Zeitspanne ist in der genannte Zeitspanne, also den ersten 1s bis 3s nach Erreichen des Abstandes a2 selbstverständlich umfasst. Der Bearbeitungsprozess wird dann wie vorstehend beschrieben die Vorschubgrößen betreffend verändert. Bei einer extrem hohen Last über den Maximalwert Lm hinaus ist in der Regel ein Beenden der Bearbeitung notwendig.
  • Der Zustand bzw. die Einsatzzeit des Werkzeugs stellt bei der Bearbeitung von Brillenglasrohlingen aus Kunststoff bzw. bei der Ermittlung der Last eine eher unkritische Größe dar, so dass die Verwendung eines Vergleichswertes aus einer früheren bzw. der vorangehenden Bearbeitung ohne Weiteres möglich ist.
  • Für die Bestimmung des Ist-Wert Li oder des Maximalwert Lm wird auf die Zeit nach dem Kontakt zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück abgestellt. Sonstige Lastwerte bzw. Lastmomente wie zum Beispiel für das Anfahren bzw. Beschleunigen sind dabei unbeachtlich.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in der Figur dargestellt.
  • Eine in Figur 1 dargestellte Dreh- und Fräsmaschine 1 weist ein Maschinenbett 1.1 auf, auf welchem eine Werkstückspindel 3 mit einem darin aufgenommenen Rohling 2 sowie ein Fräser 4 mit einem Fräskopf 4.1 angeordnet sind. Die Werkstückspindel 3 weist eine Spindelachse 3.1 mit einer Rotationsachse R auf, um die der Rohling 2 rotierend antreibbar ist. Das Maschinenbett 1.1 weist gegenüber der Horizontalen eine Anstellung um den Winkel α auf.
  • Die Werkstückspindel 3 ist über einen Linearantrieb 3.2 in Richtung einer translatorischen Bewegungsachse T relativ zum Fräser 4 verfahrbar. Über die Bewegungsachse T ist ein Abstand a zwischen dem Fräskopf 4.1 und der Rotationsachse R variierbar.
  • Ausgehend von der dargestellten Position wird zwecks Bearbeitung des Linsenrohlings 2 der Fräskopf 4.1 auf eine Betriebsdrehzahl und die Werkstückspindel 3 in Richtung der Bewegungsachse T auf eine Geschwindigkeit V1 beschleunigt. Nachdem der Fräskopf 4.1 und die Werkstückspindel 3 einen Abstand a = a1 erreicht haben, wird die Geschwindigkeit V1 auf einen Wert V2 gesenkt. Nachdem der Fräskopf 4.1 und die Werkstückspindel 3 nach weiterer Annäherung einen Abstand a = a2 erreicht haben, wird die Geschwindigkeit V2 weiter auf einen Wert V3 gesenkt. Die Geschwindigkeit V1 weist dabei etwa 666 mm/s, die Geschwindigkeit V2 etwa 7,5 mm/s und die Geschwindigkeit V3 etwa 3,75 mm/s auf. Der Abstand a1 beträgt etwa 42,5 mm und der Abstand a2 etwa 32,5 mm.
  • Der Abstand a wird ermittelt zwischen der Rotationsachse R und einer Umfangslinie des Fräskopfes 4.1, an der ein Fräszahn aufgrund der Bewegung in Richtung der Bewegungsachse T zuerst mit dem Rohling in Kontakt tritt.
  • Bezüglich der Abstände a1, a2 sind die Rohlinge 2 gestrichelt und mit den Bezugszeichen 2', 2" gekennzeichnet dargestellt. Der Rohling 2' weist dabei den Abstand a1 auf, während der Rohling 2" den Abstand a2 aufweist.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Dreh- und Fräsmaschine
    1.1
    Maschinenbett
    2
    Brillenglas, Rohling, Linsenrohling
    2'
    Rohling
    2"
    Rohling
    3
    Werkstückspindel
    3.1
    Spindelachse
    3.2
    Linearantrieb
    4
    Fräser
    4.1
    Fräskopf
    a
    Abstand
    a1
    Abstand
    a2
    Abstand
    D
    Durchmesser
    R
    Rotationsachse
    T
    Bewegungsachse
    V1
    Geschwindigkeit
    V2
    Geschwindigkeit
    V3
    Geschwindigkeit
    α
    Winkel

Claims (8)

  1. Verfahren zum Bearbeiten eines Brillenglasrohlings (2) aus Kunststoff mittels einer Fräs- und/oder Drehmaschine (1) mit einer eine Spindelachse (3.1) und eine Rotationsachse R aufweisenden Werkstückspindel (3) für einen zu bearbeitenden Rohling (2) oder ein Halbfertigteil und mit einem einen Fräskopf (4.1) aufweisenden Fräser (4) und mit einer Bewegungsachse T, wobei der Fräser (4) und die Werkstückspindel (3) relativ zueinander in Richtung der Bewegungsachse T und in radialer Richtung zur Werkstückspindel (3) bewegbar sind, wobei zwischen dem Fräskopf (4.1) und der Rotationsachse R der Spindelachse (3.1) ein Abstand a vorgesehen wird,
    gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    - Beschleunigen des Fräskopfes (4.1) auf eine Betriebsdrehzahl;
    - Beschleunigen des Fräsers (4) und/oder der Werkstückspindel (3) in Richtung der Bewegungsachse T auf eine Geschwindigkeit V1;
    - Annähern von Fräskopf (4.1) und Werkstückspindel (3) in Richtung der Bewegungsachse T mit der Geschwindigkeit V1 maximal bis auf einen Abstand a = a1;
    - Senkung der Geschwindigkeit V1 um mindestens 70 % - 90 % auf einen Wert V2 und Erreichen der Geschwindigkeit V2 spätestens bei dem Abstand a = a1;
    - Annähern von Fräskopf (4.1) und Werkstückspindel (3) in Richtung der Bewegungsachse T mit der Geschwindigkeit V2 maximal bis auf einen Abstand a = a2;
    - Senkung der Geschwindigkeit V2 um mindestens 10 % - 30 % auf einen Wert V3 spätestens bei dem Abstand a = a2.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verhältnis von V1:V2 zwischen 100:1 und 30:1 oder zwischen 88:1 und 66:1 eingestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verhältnis von V2:V3 zwischen 5:1 und 1:1, insbesondere auf 2:1 eingestellt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Abstand a1 zwischen dem Fräskopf (4.1) und der Rotationsachse R der Spindelachse (3.1) zwischen 40 mm und 50 mm, insbesondere auf 42,5 mm eingestellt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Drehzahl der Werkstückspindel (3) bei erreichen des Abstandes a = a1 und/oder a = a2 reduziert wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Durchmesser D des eingesetzten und zu bearbeitenden Rohlings (2) erfasst wird und als Wert für den Abstand a2 zwischen dem Fräskopf (4.1) und der Rotationsachse R der Spindelachse (3.1) der halbe Durchmesser D verwendet wird oder ein Wert für den Abstand a2 verwendet wird, der maximal 10 % von dem halben Durchmesser D abweicht.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Ist-Wert Li eines Antriebsstroms oder einer Antriebsleistung des Fräskopfes (4.1), der Bewegungsachse T und/oder der Werkstückspindel (3) erfasst und überwacht wird und dass ein Referenzwert Lf des Antriebsstroms und/oder der Antriebsleistung für den Freilauf zur Verfügung gestellt wird und dass der Ist-Wert Li mit dem Referenzwert Lf verglichen wird, wobei als Abstand a2 derjenige Abstand a gesetzt wird, bei dem das Verhältnis des Betrages des Ist-Wertes Li zu dem Betrag des Referenzwertes Lf größer als eins ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein bei der Standardbearbeitung des Rohlings (2) entstehender Maximalwert Lm des Antriebsstroms oder der Antriebsleistung des Fräskopfes (4.1), der Bewegungsachse T und/oder der Werkstückspindel (3) erfasst und gespeichert wird und dass die Geschwindigkeit V2, V3 und/oder eine Drehzahl der Werkstückspindel (3) um mindestens 10 % oder 20 % gesenkt wird, wenn der Ist-Wert Li in den ersten 1s bis 3s nach Erreichen des Abstandes a = a2 einen kritischen Wert Lk erreicht, wobei der Wert Lk zwischen 50 % und 110 %, oder zwischen 80 % und 100 % des Maximalwertes Lm beträgt.
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