DE10029967B4 - Vorrichtung zur Bearbeitung von optischen Werkstücken - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Bearbeitung von optischen Werkstücken, insbesondere optischen Linsen (L), mit einem Gestell (1), das zwei Seitenwandungen (2) aufweist, die ein in horizontaler Richtung (Y-Achse) verfahrbares Portal (4) mit mindestens einer in vertikaler Richtung (Z-Achse) verfahrbaren Werkzeugspindel (8) auflagern und deren Zwischenraum als Bearbeitungsbereich (7) ausgebildet ist, in dem ein eine Werkstück-Halteeinrichtung (11) aufweisendes Joch (9) vorgesehen ist, welches an den Seitenwandungen (2) des Gestells (1) mittels Zapfen (13) um eine Schwenkachse (A) drehbar gelagert und mittels eines an einer der Seitenwandungen (2) befestigten Drehantriebs verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Drehantrieb zum Verschwenken des Jochs (9) um einen konzentrisch zur Schwenkachse (A) angeordneten Torque-Motor (14) handelt, der mit dem zugeordneten Zapfen (13) des Jochs (9) getriebelos wirkverbunden ist, um Schwenkbewegungen unmittelbar auf das Joch (9) zu übertragen, wobei an den Zapfen (13) des Jochs (9) Gegengewichte (15) befestigt sind, die an den Zapfen (13) ein Drehmoment...

Description

• Die Erfindung bezieht sich entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 auf eine Vorrichtung zur Bearbeitung von optischen Werkstücken, insbesondere optischen Linsen, mit einem Gestell, das zwei Seitenwandungen aufweist, die ein in horizontaler Richtung verfahrbares Portal mit mindestens einer in vertikaler Richtung verfahrbaren Werkzeugspindel auflagern und deren Zwischenraum als Bearbeitungsbereich ausgebildet ist, in dem ein eine Werkstück-Halteeinrichtung aufweisendes Joch vorgesehen ist, welches an den Seitenwandungen des Gestells mittels Zapfen um eine Schwenkachse drehbar gelagert und mittels eines an einer der Seitenwandungen befestigten Drehantriebs verschwenkbar ist.
• Derartige Vorrichtungen sind aus der Metallbearbeitung an Werkzeugmaschinen, insbesondere Bohr- und Fräsmaschinen, bekannt ( EP 0 712 682 B1 ). Diese Maschinen sind nach dem sogenannten Gantry-Konzept aufgebaut, d.h. besitzen ein Portal mit Querschlitten und eine vertikal angeordnete Werkzeugspindel, die über zwei Achsen horizontal sowie vertikal verfahren werden kann. Hierbei können ein oder mehrere Werkstückträger in einem unterhalb der Werkzeugspindel angeordneten schwenkbaren Joch angeordnet sein. Die Werkstücke werden dabei entweder über einen Drehtisch rotationsbetrieben oder sind lediglich stationär im Joch befestigt.
• Allen bekannten Maschinen, bei denen ein verschwenkbares Joch verwendet wird, ist gemeinsam, daß die Schwenkbewegung stets über ein entsprechendes Getriebe von einem Servomotor erzeugt wird. Bei einer bekannten Maschine ( DE 36 24 284 C2 , 4) wird zum Verschwenken des Jochs ein Untersetzungsgetriebe verwendet, wobei zum Rotationsantrieb der Werkstücke außerdem noch eine Drehdurchführung mit außerhalb des Jochs angebrachtem Antrieb vorgesehen ist. Diese vielgliedrigen und mechanisch aufwendigen Getriebe besitzen jedoch unvermeidbar ein Umkehrspiel, was sich sehr nachteilig auf die Wiederholbarkeit des einzustellenden Winkels auswirkt. Die Genauigkeit der Winkeleinstellung ist jedoch insbesondere beim Schleifen sphärischer optischer Flächen von großer Wichtigkeit.
• Der Erfindung liegt ausgehend vom gattungsbildenden Stand der Technik gemäß der EP 0 712 682 B1 die Aufgabe zugrunde, für die Bearbeitung optischer Werkstücke eine Vorrichtung bereitzustellen, die konstruktiv dem Gantry-Konzept folgt, jedoch eine hochgenaue spanende Bearbeitung auch großer Optik-Bauteile bei geringem mechanischen Aufwand auch dann ermöglicht, wenn hohe Prozeßkräfte und/oder wechselnde Temperatureinflüsse auftreten.
• Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Patentansprüchen 2 bis 10 hervor und sind nachfolgend ebenfalls beschrieben.
• Erfindungsgemäß ist bei einer Vorrichtung zur Bearbeitung von optischen Werkstücken, insbesondere optischen Linsen, welche ein Gestell mit zwei Seitenwandungen aufweist, die ein in horizontaler Richtung (Y-Achse) verfahrbares Portal mit mindestens einer in vertikaler Richtung (Z-Achse) verfahrbaren Werkzeugspindel auflagern und deren Zwischenraum als Bearbeitungsbereich ausgebildet ist, in dem ein eine Werkstück-Halteeinrichtung aufweisendes Joch vorgesehen ist, welches an den Seitenwandungen des Gestells mittels Zapfen um eine Schwenk achse (A) drehbar gelagert und mittels eines an einer der Seitenwandungen befestigten Drehantriebs verschwenkbar ist, der Drehantrieb zum Verschwenken des Jochs als ein konzentrisch zur Schwenkachse (A) angeordneter Torque-Motor ausgebildet, der mit dem zugeordneten Zapfen des Jochs getriebelos wirkverbunden ist, um Schwenkbewegungen unmittelbar auf das Joch zu übertragen, wobei an den Zapfen des Jochs Gegengewichte befestigt sind, die an den Zapfen ein Drehmoment erzeugen, welches dem durch das Joch erzeugten Drehmoment entgegenwirkt.
• Im Ergebnis wird eine einfach aufgebaute Vorrichtung vorgeschlagen, bei welcher kein Getriebe(umkehr)spiel auftreten kann, so daß eine hohe und reproduzierbare Genauigkeit der Schwenkbewegungen des Jochs und damit der Winkeleinstellung erzielt wird, welche den hohen Genauigkeitsanforderungen in der Optikfertigung, bei der eine Einstellmöglichkeit im Winkelsekundenbereich gegeben sein muß, genügt. Die erzielte hohe Genauigkeit wird auch im Dauerbetrieb der Vorrichtung nicht gefährdet, weil der Torque-Motor zum Schwenken bzw. Halten des Jochs infolge des Ausgleichs des Jochgewichts durch die Gegengewichte nur eine geringe Motorleistung haben bzw. aufbringen muß, so daß sich der Torque-Motor bzw. benachbarte Bauteile nicht übermäßig erwärmen und dementsprechend dehnen können.
• Wenn die Gegengewichte bezüglich der Seitenwandungen des Gestells wie im Anspruch 2 angegeben angeordnet sind, wird ein schmales Joch hoher Steifigkeit erzielt, was wiederum der Bearbeitungsgenauigkeit zugute kommt.
• Die gemäß Anspruch 3 vorgesehene Anbringung einer reib- oder formschlüssig arbeitenden Bremse erlaubt die sichere Arretierung des Jochs in jeder Winkeleinstellung, wodurch die Geometrieerzeugungsmöglichkeiten der Vorrichtung erweitert werden.
• Zum Entriegeln der Bremse kann eine dafür geeignete pneumatisch oder hydraulisch betätigte Vorrichtung vorgesehen sein.
• Die Schwenklageranordnung für das Joch an dem mit dem Torque-Motor wirkverbundenen Lagerzapfen ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung im Anspruch 4 angegeben. Hierdurch wird erreicht, daß selbst bei Erwärmung des Jochs keine Axialverschiebung des Jochs und damit der Werkstück-Halteeinrichtung/Werkstückspindeln relativ zu der Werkzeugspindel infolge von Wärmeausdehnungen auftreten kann. Etwaige Wärmeausdehnungen im Zapfenbereich können sich somit nicht in den Bearbeitungsbereich der Vorrichtung fortpflanzen, was der Erzielung hoher Bearbeitungsgenauigkeit förderlich ist. Dieser thermosymmetrische Rufbau der Vorrichtung bietet aber nicht nur in thermischer Hinsicht große Vorteile, sondern auch bezüglich der Stabilität der Maschinenstruktur gegenüber den durch Prozeßkräfte hervorgerufenen Deformationstendenzen. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung erlaubt es auch, den Bereich der Schwenklager, insbesondere im Bereich des Torque-Motors, gezielt durch Wasserkühlung zu temperieren.
• Die Schwenkbewegungen des Jochs können entsprechend Anspruch 5 durch einen hochauflösenden Drehgeber erfaßt und geregelt werden. Diese unmittelbare Drehwinkelerfassung ermöglicht eine hohe Regelgüte und dient damit ebenfalls der angestrebten hohen Bearbeitungsgenauigkeit.
• Vorzugsweise ist an dem in horizontaler Richtung verfahrbaren Portal entsprechend Anspruch 6 ein Horizontalschlitten für zwei Werkzeugspindeln vorgesehen, die insbesondere zur wahlweisen Grob- oder Feinbearbeitung des Werkstücks unabhängig voneinander in vertikaler Richtung verfahrbar sind. Die voneinander unabhängige Verfahrbarkeit der beiden Werkzeugspin deln fördert die angestrebte sehr schmale Jochausbildung, weil die jeweils nicht benötigte Werkzeugspindel nach oben aus dem Kollisionsbereich gefahren werden kann. Je schmaler aber das Joch ist, desto steifer läßt es sich gestalten, um hohe Bearbeitungsgenauigkeiten zu ermöglichen. Diese Ausbildung ermöglicht jedoch auch eine einfache Kreuzschliffeinstellung ohne zusätzliche Verstelleinrichtung über die vorhandene CNC-Bewegungsachse des Horizontalschlittens.
• Die im Anspruch 7 angegebene, zusammen mit der Werkzeugspindel in vertikaler Richtung verfahrbare Ladeeinrichtung für das Werkstück nimmt an den CNC-gesteuerten Bewegungen der betreffenden Werkzeugspindel teil und benötigt daher vorteilhafterweise keine zusätzlichen CNC-Achsen.
• Besonders vorteilhaft ist die entsprechend Anspruch 8 vorgesehene Lage der Drehachsen der zwei Werkzeugspindeln bezüglich der Schwenkachse des Jochs, weil dadurch der Mittelpunkt des Werkstücks im wesentlichen im Bereich der Schwenkachse verbleibt. Die dadurch ermöglichten sehr kurzen Hebelverhältnisse bieten für die Genauigkeit der Winkelpositionierung erhebliche Vorteile.
• Zur Reduzierung der Vorrichtungsnebenzeiten kann entsprechend Anspruch 9 zwischen den Seitenwandungen des Gestells ein Werkzeugwechsler angeordnet sein, der parallel zum Portal verfahrbar ist und mit dem ein einzuwechselndes Werkzeug sehr schnell in den Bearbeitungsbereich der Vorrichtung gefahren werden kann.
• Im Rahmen der Zielrichtung der Erreichung einer möglichst hohen Bearbeitungsgenauigkeit ist es von Vorteil, daß das Gestell, wie in Anspruch 10 angegeben, aus Polymer-Beton be steht, weil dadurch eine bessere Schwingungsdämpfung, eine geringere Temperaturbeeinflussung und auch eine aktive Temperierung des Maschinengestells ermöglicht werden.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der ein Ausführungsbeispiel in schematisierter Form darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
• 1 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung von vorn/oben,
• 2 eine der Ansicht gemäß 1 entsprechende perspektivische Ansicht von vorn/oben, jedoch ohne Portal und Horizontalschlitten,
• 3 die Vorderansicht der Vorrichtung,
• 4 den Schnitt durch die Vorrichtung entlang der Schnittverlaufslinie VI-VI in 3,
• 5 die Draufsicht auf die Vorrichtung und
• 6 einen abgebrochenen und teilweise aufgebrochenen Längsschnitt im wesentlichen durch das Joch und die damit verbundenen Teile.
• Die aus den Zeichnungen ersichtliche Vorrichtung ist als CNCgesteuerte Schleifmaschine insbesondere zur Flächen- und Randbearbeitung optischer Linsen L ausgebildet. Die Vorrichtung besitzt ein aus Polymer-Beton geformtes Gestell 1 mit zwei horizontal voneinander beabstandeten Seitenwandungen 2, auf deren oberen Flächen zueinander parallele und horizontal verlaufende Führungsschienen 3 befestigt sind. Auf den beiden Füh rungsschienen 3 ist ein horizontal in beiden Richtungen einer Y-Achse verfahrbares Portal 4 verschiebbar gelagert. Wie aus 4 hervorgeht, erfolgt die Verschiebung des Portals 4 über eine feststehend am Gestell 1 angebrachte Kugelrollspindel 5 und einen damit kraftschlüssig eingreifenden, im Portal 4 angebrachten Hohlwellen-Servomotor 6. Der Zwischenraum zwischen den Seitenwandungen 2 bildet einen Bearbeitungsbereich 7, in welchem auf noch zu beschreibende Weise Werkzeuge auf die Linsen L einwirken. Am Portal 4 sind auf ebenfalls noch zu beschreibende Weise zwei vertikal in beiden Richtungen einer Z-Achse verfahrbare Werkzeugspindeln 8 vorgesehen.
• In dem Bearbeitungsbereich 7 befindet sich ein U-förmiges Joch 9, welches an seinem Stegteil 10 eine noch näher zu beschreibende Halteeinrichtung 11 für Werkstücke trägt. An den Schenkeln 12 des Jochs 9 sind jeweils nach außen weisende koaxial fluchtend zueinander angeordnete Zapfen 13 befestigt, wie am besten aus 6 hervorgeht. Mittels dieser Zapfen 13 ist das Joch 9 um eine Schwenkachse A drehbar an den Seitenwandungen 2 gelagert. Zum Verschwenken des Jochs 9 um die Schwenkachse A ist ein Torque-Motor 14 vorgesehen, der konzentrisch zur Schwenkachse A an einer Seitenwandung 2 des Gestells 1 befestigt ist und mit dem zugeordneten Zapfen 13 des Jochs 9 wirkverbunden ist, d.h. diesen Zapfen 13 und damit das gesamte Joch 9 mit der Werkstück-Halteeinrichtung 11 in beiden Drehrichtungen kraftschlüssig nach Maßgabe von Regelsignalen drehend bewegen kann. Wie schon die Y-Achse und die Z-Achse ist auch die A-Schwenkachse CNC-gesteuert.
• An beiden Zapfen 13 des Jochs 9 sind auf den vom Bearbeitungsbereich abgewandten Seiten, d.h. auf den Außenseiten der Seitenwandungen 2 des Gestells 1, Gegengewichte 15 unverdrehbar gegenüber dem Joch 9 befestigt. Diese erzeugen an den Zapfen 13 ein Drehmoment, welches dem durch das Joch 9 und die Halteeinrichtung 11 erzeugten Drehmoment, letzteres im wesentlichen kompensierend, entgegenwirkt.
• Das Joch 9 ist vorzugsweise für bestimmte Bearbeitungsvorgänge in seiner jeweiligen Schwenkstellung mittels einer reib- oder formschlüssigen Bremse 16, die eine Federvorspannung besitzen kann, arretierbar. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Bremse 16 an der dem Torque-Motor 14 gegenüberliegenden Seitenwandung 2 befestigt, wie aus 6 hervorgeht. Zum Entriegeln der Bremse ist eine (nicht dargestellte) geeignete pneumatisch oder hydraulisch betätigte Vorrichtung vorgesehen.
• Wie 6 ebenfalls veranschaulicht, ist der mit dem Torque-Motor 14 wirkverbundene Zapfen 13 des Jochs 9 zu beiden Seiten des Torque-Motors 14 mit jeweils einem Schwenklager in der entsprechenden Seitenwandung 2 des Gestells 1 drehbar gelagert. Dabei ist motorseitig das dem Bearbeitungsbereich 7 nächstgelegene Schwenklager 17 als Festlager und das äußere Schwenklager 18 als Loslager ausgeführt. Der andere Zapfen 13 des Jochs 9 ist zu beiden Seiten der Bremse 16 jeweils mit einem als Loslager ausgebildeten Schwenklager 18 in der anderen Seitenwandung 2 drehbar gelagert.
• Die Schwenkbewegungen des Jochs 9 sind auf der Basis von Signalen regelbar, welche mittels eines hochauflösenden Drehgebers 19 erfaßbar sind, der auf der Schwenkachse A des Jochs 9 angeordnet ist, im gezeigten Beispiel außen am motorseitigen Zapfen 13 des Jochs 9 (6).
• Aus den 1, 4 und 5 geht hervor, daß am Portal 4 ein Horizontalschlitten 20 auf am Portal 4 horizontal befestigten zueinander parallelen Führungsschienen 21 verfahrbar ist. Por tal 4 und Horizontalschlitten 20 bilden dabei eine Kreuzschlittenanordnung, bei welcher der Horizontalschlitten 20 in beiden Richtungen einer X-Achse verfahrbar ist, die senkrecht zu der Y-Achse des Portals 4 verläuft. Auch die Bewegungen auf der X-Achse sind CNC-gesteuert.
• An dem Horizontalschlitten 20 sind zwei Werkzeugspindeln 8 vorgesehen, die insbesondere zur wahlweisen Grob- oder Feinbearbeitung des Werkstücks unabhängig voneinander vertikal entsprechend der Z-Achse verfahrbar sind.
• Eine aus den 1, 4 und 5 ersichtliche Ladeeinrichtung für Werkstücke, die einen automatischen Werkstückwechsel ermöglicht, besteht aus einem am Spindelkopf einer Werkzeugspindel 8 angebrachten Zylinder 22 und einem durch den Zylinder 22 auf und ab bewegbaren und schwenkbaren Ladearm 23 mit Saugnapf 24. Die Ladeeinrichtung ist zusammen mit der betreffenden Werkzeugspindel 8 vertikal entsprechend der Z-Achse verfahrbar.
• Mit der Ladeeinrichtung werden beispielsweise Linsen L aus einem Palettenmagazin 25 od.dgl. an die jeweilige Werkstückspindel 26, von denen die Halteeinrichtung 11 am Stegteil 10 des Jochs 9 zwei aufweist (6), transportiert. Darüber hinaus ist es möglich, mittels der Ladeeinrichtung die Linse in eine Zentrierstation 27 und auch in eine Wendestation 28 einzulegen. Aus der Wendestation 28 wird die Linse gewendet entnommen und zur Bearbeitung ihrer Rückseite in eine an der Werkstückspindel 26 befestigte Werkstückaufnahme 29 eingelegt.
• Besonders vorteilhaft bei dieser Konzeption der Vorrichtung ist es, daß für die Bewegungen des Ladearms 23 keine zusätzlichen CNC-gesteuerten Achsen benötigt werden. Die beiden ho rizontalen X- und Y-CNC-Achsen ermöglichen so mit Hilfe des zusätzlichen Pneumatikzylinders 22 einen vollautomatischen Werkstückwechsel mit geringem Zusatzaufwand.
• Da die Drehachsen der beiden Werkstückspindeln 26 in einer Ebene mit der Schwenkachse A des Jochs 9 liegen, verbleibt der Mittelpunkt des Werkstücks im wesentlichen im Bereich der Schwenkachse A.
• Zwischen den Seitenwandungen 2 des Gestells ist ein Werkzeugwechsler 30 angeordnet, der parallel zu den Führungsschienen 3 des Portals 4 verfahrbar ist. Der Werkzeugwechsler 30 ist dabei auf Führungsschienen 31 verschiebbar, die parallel zu den Führungsschienen 3 des Portals 4 am Gestell 1 befestigt sind, wie am besten aus 2 in Verbindung mit 4 hervorgeht. Der Verschiebeantrieb des Werkzeugwechslers 30 erfolgt über eine an ihn angreifende Hydraulik- oder Pneumatik-Zylinder/-Kolben-Anordnung 32, die in einer Ausnehmung 33 des Gestells 1 angeordnet ist. Mittels des Werkzeugwechslers 30 kann ein einzuwechselndes Werkzeug sehr schnell in den Bearbeitungsbereich 7 gefahren werden. Zum Werkzeugwechsel kann ein Karussellmagazin 34 des Werkzeugwechslers 30 entsprechend indexiert werden, wobei der Horizontalschlitten 20 mit der jeweiligen Werkzeugspindel 8 oberhalb des ein- bzw. auszuwechselnden Werkzeugs im Karussellmagazin 34 positioniert werden kann. Diese Anordnung ermöglicht einen sehr schnellen Werkzeugwechsel, weil hierbei keine langen Horizontalwege mit der schweren Kreuzschlittenanordnung aus Portal 4 und Horizontalschlitten 20 gefahren werden müssen. Der Werkzeugwechsler 30 ermöglicht mit relativ geringem Aufwand die Bearbeitung auch sehr komplexer Werkstücke mit unterschiedlichen Geometrien.
• Beschrieben wurde vorstehend ein Ausführungsbeispiel mit zwei Werkzeugspindeln 8, jedoch kann z.B. für die Bearbeitung sehr großer Werkstücke auch nur eine Werkzeugspindel 8 zum Einsatz kommen. Entsprechendes gilt für die Zahl der Werkstückspindeln 26, d.h. auch die Anbringung nur einer Werkstückspindel 26 am Joch 9 ist möglich, z.B. für die Bearbeitung großer Linsen mit einem Durchmesser von 300 mm und größer. Zur Bearbeitung komplexer planoptischer oder hybrider Optikteile kann z.B. mit dieser einen Werkstückspindel 26 das Werkstück hochgenau positioniert werden, während einzelne Planflächen mittels Topf-, Scheiben-Schleifwerkzeugen oder anderen Werkzeugen angelegt werden. Auch die Verwendung von Scheibenfräsern oder Messerköpfen im sogenannten Flycutting-Verfahren ist möglich, um z.B. mittels der Vorrichtung Einsätze für Spritzformen aus Metall herzustellen. Außer der Bearbeitung derartiger Gießformen (Molds) oder Glaslinsen und -formen können mit der Vorrichtung auch Blankpreßformen aus Siliziumkarbid oder Keramikabsenkunterlagen bearbeitet werden.
• Aufgrund der kinematischen Gegebenheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung können außer Rund- und Planoptiken auch Asphären, torische Flächen und auch nicht-rotationssymmetrische Asphären (atorische oder progressive Flächen) sowie Freiformflächen bearbeitet werden. Die Vorrichtung kann dabei sowohl mit Topf-Schleifwerkzeugen als auch im Single-Point Modus (wie z.B. in der DE 195 29 786 C1 der Anmelderin beschrieben) arbeiten. Mittels Scheiben-Schleifwerkzeugen kann nach dem Prinzip des Drehumfangs-Querschleifens oder -Längsschleifens gearbeitet werden.
• Vorgeschlagen wird eine sehr vielseitig einsetzbare Vorrichtung zur hochgenauen Bearbeitung optischer Werkstücke, insbesondere optischer Linsen, die ein horizontal verfahrbares (Y- Achse) Portal mit mindestens einer vertikal verfahrbaren (Z-Achse) Werkzeugspindel und ein über beidseitig angebrachte Zapfen um eine Schwenkachse A drehbar gelagertes Joch mit einer Werkstück-Halteeinrichtung aufweist. Für ohne Getriebe erfolgendes und daher spielfreies Verschwenken des Jochs ist ein Torque-Motor konzentrisch zur Schwenkachse A vorgesehen, der mit einem der Zapfen unmittelbar wirkverbunden ist, wobei an den Zapfen des Jochs Gegengewichte befestigt sind, die an den Zapfen ein Drehmoment erzeugen, welches dem durch das Joch erzeugten Drehmoment entgegenwirkt.

1

Gestell

2

Seitenwandung

3

Führungsschiene

4

Portal

5

Kugelrollspindel

6

Hohlwellen-Servomotor

7

Bearbeitungsbereich

8

Werkzeugspindel

9

Joch

10

Stegteil

11

Halteeinrichtung

12

Schenkel

13

Zapfen

14

Torque-Motor

15

Gegengewicht

16

Bremse

17

Schwenklager

18

Schwenklager

19

Drehgeber

20

Horizontalschlitten

21

Führungsschiene

22

Zylinder

23

Ladearm

24

Saugnapf

25

Palettenmagazin

26

Werkstückspindel

27

Zentrierstation

28

Wendestation

29

Werkstückaufnahme

30

Werkzeugwechsler

31

Führungsschiene

32

Pneumatik- oder Hydraulik-Zylinder/Kolben-Anordnung

33

Ausnehmung

34

Karussellmagazin

L

= optische Linse

A

= Schwenkachse

X,

Y, Z = CNC-Achsen

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Bearbeitung von optischen Werkstücken, insbesondere optischen Linsen (L), mit einem Gestell (1), das zwei Seitenwandungen (2) aufweist, die ein in horizontaler Richtung (Y-Achse) verfahrbares Portal (4) mit mindestens einer in vertikaler Richtung (Z-Achse) verfahrbaren Werkzeugspindel (8) auflagern und deren Zwischenraum als Bearbeitungsbereich (7) ausgebildet ist, in dem ein eine Werkstück-Halteeinrichtung (11) aufweisendes Joch (9) vorgesehen ist, welches an den Seitenwandungen (2) des Gestells (1) mittels Zapfen (13) um eine Schwenkachse (A) drehbar gelagert und mittels eines an einer der Seitenwandungen (2) befestigten Drehantriebs verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Drehantrieb zum Verschwenken des Jochs (9) um einen konzentrisch zur Schwenkachse (A) angeordneten Torque-Motor (14) handelt, der mit dem zugeordneten Zapfen (13) des Jochs (9) getriebelos wirkverbunden ist, um Schwenkbewegungen unmittelbar auf das Joch (9) zu übertragen, wobei an den Zapfen (13) des Jochs (9) Gegengewichte (15) befestigt sind, die an den Zapfen (13) ein Drehmoment erzeugen, welches dem durch das Joch (9) erzeugten Drehmoment entgegenwirkt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegengewichte (15) auf den vom Bearbeitungsbereich (7) abgewandten Seiten der Seitenwandungen (2) des Gestells (1) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (9) in seiner jeweiligen Schwenkstellung mittels einer reib- oder formschlüssigen Bremse (16) arretierbar. ist, welche vorzugsweise an der dem Torque-Motor (14) gegenüberliegenden Seitenwandung (2) befestigt ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Torque-Motor (14) wirkverbundene Zapfen (13) des Jochs (9) zu beiden Seiten des Tor que-Motors (14) mit jeweils einem Schwenklager (17, 18) in der entsprechenden Seitenwandung (2) des Gestells (1) gelagert ist, wobei das dem Bearbeitungsbereich (7) nächstgelegene Schwenklager (17) als Festlager ausgeführt ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung des Jochs (9) auf der Basis von Signalen regelbar ist, welche mittels eines Drehgebers (19) erfaßbar sind, der auf der Schwenkachse (A) des Jochs (9) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Portal (4) ein in zur Bewegungsrichtung (Y-Achse) des Portals (4) senkrechter Richtung (X-Achse) verfahrbarer Horizontalschlitten (20) für zwei Werkzeugspindeln (8) vorgesehen ist, die insbesondere zur wahlweisen Grob- oder Feinbearbeitung des Werkstücks unabhängig voneinander in vertikaler Richtung (Z-Achse) verfahrbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ladeeinrichtung (22, 23, 24) für das Werkstück, welche zusammen mit der Werkzeugspindel (8) in vertikaler Richtung (Z-Achse) verfahrbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstück-Halteeinrichtung (11) zwei Werkstückspindeln (26) aufweist, deren Drehachsen in einer Ebene mit der Schwenkachse (A) des Jochs (9) liegen.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Seitenwandungen (2) des Gestells (1) ein Werkzeugwechsler (30) angeordnet ist, der parallel zum Portal (4) verfahrbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (1) aus Polymer-Beton besteht.