本发明总体涉及一种用于加工光学工件的保持器。特别地,本发明涉及一种用于加工眼镜镜片的保持器,眼镜镜片优选地为塑料眼镜镜片,比如聚碳酸酯、cr39或所谓的“高指数(high index)”材料,但原则上也用于诸如矿物玻璃之类的硬脆性材料的眼镜镜片。这种眼镜镜片是在所谓的“rx车间”、即根据处方生产单个眼镜镜片的生产设施中大规模生产的。本文所述的保持器是对同一申请人在较早的德国专利申请de 10 2021005 202.1(de 10 2021 005 202 a1)中所描述的保持器的发展,并且非常适合在例如用于通过对特别是塑料眼镜镜片机加工的(区域)加工的方法中使用,比如文件de 10 2021 004 831 a1中所述。另外,可以在此处描述的保持器处使用诸如德国专利申请de 10 2023 110 129.3的主题的弹性膜,同一申请人同时以标题“用于加工光学工件、特别是眼镜镜片的保持器的弹性膜,以及配备有该弹性膜的保持器”进行提交。关于弹性膜的安装件的更多结构细节以及使用和方法细节的表达参见前述文件(de 10 2021 005 202 a1、de 10 2021 004831a1、de 10 2023 110 129.3)。
背景技术:
0、技术背景
1、在上述文件de 10 2021 004 831 a1中,已经明确描述了目前在眼镜镜片的工业生产中通常在rx车间中进行的那些工序步骤,使得就此只需要简要概述通常的程序。眼镜镜片工业生产的起始产品是半成品眼镜镜片坯件,也称为“坯件(blank)”,其具有的一个光学有效表面已经加工成最终状态并通过注塑模制或以某种其他方式预成形,并且其将在其另一光学有效表面处和诸光学有效表面之间的边缘处进行加工以形成成品眼镜镜片。
2、在通过保护薄膜或保护漆对预成形的光学有效表面进行保护之后,对相应的眼镜镜片坯件进行所谓的“阻挡”,在该情况下,该坯件与合适的所谓“阻挡件”连接,例如根据德国标准din 58766的阻挡件。为了阻挡,首先通过测量确定眼镜镜片坯件的位置和可选形状,然后在相对于阻挡件的六自由度上定位眼镜镜片坯件,使得阻挡件采用相对于眼镜镜片坯件的受保护预成形表面的预定位置。对该设定位置的固定随后通过用常规熔融材料(合金摂或蜡;例如参见ep 1 593 458 a2)填充阻挡件与眼镜镜片坯件之间的空间,或者替代地通过合适的热塑性件、热固性件或弹性塑料或粘合剂(例如参见de 10 2007007161a1、ep 2 011 604 a1、wo 2009/135689 a1)进行。在填充材料固化或硬化之后,阻挡件呈出用于加工眼镜镜片坯件的安装部或机器接口,该安装部或机器接口随后在不同的机器中保持在眼镜镜片处以用于若干个加工过程,从而能够旋转地致动眼镜镜片并可靠地将其保持在始终限定的位置。
3、在下一工序步骤,即所谓的“生成”中,在也称为“生成器”的特殊加工机器中,各个眼镜镜片坯件的迄今尚未加工的光学有效表面获得其宏观几何形状,即根据处方的光学有效形状(例如,参见ep 1 719 585 a2、ep 2 011 603a1),通过机加工进行(初步)加工;在塑料的情况下,这通常是用几何上限定的切削刃进行铣削和/或车削。在该情况下,被阻挡的眼镜镜片坯件由阻挡件保持在旋转致动的工件主轴处。生成通常包括至少两个子步骤(例如,参见ep 1 203 626 b1),即初步边缘加工,也称为初步修边或“切边(cribbing)”,其中将眼镜镜片坯件的边缘从所谓的“原始直径”加工成所谓的“成品直径”,以及随后的表面加工,在塑料的情况下由例如板铣刀(例如参见ep 0 758 571b1)加工。在塑料的情况下,后者可以通过在表面上的(至少一个)铣削循环开始,根据该铣削循环,要移除的坯件材料的主要数量已经被去除,通常随后借助于用于往复致动金刚石车削工具的所谓的“快速工具”装置(例如参见ep 1 779 967a2)进行“非圆形”旋转加工,以便(也)在半成品处加工非旋转对称的表面部分,例如变焦距镜片中的自由形式区域。通过铣削进行所讨论的初步边缘加工的前提条件是,临时安装在眼镜镜片坯件的前侧上的阻挡件的最大直径小于工件的成品直径,否则铣削工具与阻挡件之间会发生碰撞。
4、然后通过(微)机加工对眼镜镜片进行精细加工,即广义的“抛光”,其中,预加工的相应半成品的光学有效表面获得所需的微几何形状(表面质量),特别是通过几何上不限定的切割来获得。为此,将已经通过机加工进行预加工的被阻挡的半成品从生成器移除,并在精细加工机或抛光机中进行进一步加工(例如参见ep 2 308 644 a2)。在该情况下,半成品在抛光机中的定位和固定也通过阻挡件进行(例如参见ep 1 473 116 a1)。在抛光处理期间,通过柔性抛光工具或抛光板(例如参见ep 1 698 432 a2、wo 2016/058661 a1)在预加工表面上的限定轨迹中运动,且添加带有研磨颗粒的液体抛光剂,以便降低表面粗糙度。
5、半成品的标记作为下一可选的工序步骤来进行,其中,例如,通过激光束或机械地通过雕刻工具在半成品的后表面上生成两个小圆圈(例如,参见ep 1916 060b1)。例如,这对于自由形式形状的表面来说是必要的,以便在后续的工序步骤中借助标记可靠地找到半成品的位置。由于对定位精度的要求很高,标记期间的定位和固定也是借助阻挡件来进行的。
6、半成品在该加工之后才与阻挡件分开。所谓的“解阻挡”发生在例如,在前述粘合连接的情况下通过高压水射流进行,该高压水射流由喷嘴递送,并且冲击在阻挡件与半成品之间的边缘位置上,从而通过施加液压力来使半成品脱离阻挡件(例如参见wo 2011/042091a1、wo 2011/107227a1)。结果,加工后的半成品现在作为单个物件存在,且分开的阻挡件被清洁并返回到阻挡的工序步骤。
7、在进一步的加工中,清洁后的半成品可选地在其前侧和/或后侧处进行涂层,以实现额外的效果:通过硬涂层提高耐刮性、抗反射性能、着色、金属化、疏水性能等。
8、总之,所谓的“修边”是作为最后的工序步骤执行的,在该工序步骤中,在边缘处再次加工半成品,以将其配装到所需的眼镜框架中,使得其具有相应的眼镜框的形状。由于半成品现在不再固定在阻挡件上,在半成品能够被适当地固定并且最终在作为边缘加工装置的所谓的“修边机”(例如参见ep 1 243380a2)中相对于其边缘形状和在眼镜框架中的固定进行加工之前,必须在此重新建立定位(例如借助前述标记)。
9、现有技术在这方面概述的工序链在步骤“阻挡”和“去解阻挡”中包括两个序列,这两个序列代表必要的辅助过程,但它们本身并不能提高所生产的眼镜镜片的价值。因此,没有这些辅助工序的工序链管理是期望的。具体地,为了提高效率并且出于生态考虑,在现有技术中已经提出了在眼镜镜片的光学有效表面的生产中“无阻挡地”操作,其中,在加工期间通过特殊保持装置或保持器保持眼镜镜片(例如参见wo 2015/059007 a1、us 9969051b2、de 102016 112 999a1和de 10 2004 016 445 b4)。
10、正如较早的德国专利申请de 10 2021 005 202.1(de 10 2021 005 202 a1)中已经详细讨论过,在此可以再次提及,在以前已知的保持装置或保持器中,无论是由于镜片下的无支承腔体,镜片在加工力作用下变形进入到腔体中(wo 2015/059007a1、us 9,969,051b2),还是由于径向指向夹持力在镜片周向边缘处的机械夹持(de 10 2016 112 999 a1、de10 2004 016 445 b4),眼镜镜片在加工中或在加工期间存在发生不希望的弹性变形或偏转的风险。在加工相当薄的镜片的情况下,这可能会导致特别是后表面产生的实际几何形状与所需的目标几何形状之间出现不可接受的差异,而当镜片在加工后再次“放松”时,这种差异就会变得非常明显。在生产相对复杂的表面几何形状、即除了非纯球形或环形表面之外时,这种由保持系统造成的有损加工质量的镜片变形尤为重要。
11、为了在工件加工期间以更可靠的加工方式保持和支承工件,同时避免工件变形降低加工质量,较早的德国专利申请de 10 2021 005 202.1(de 10 2021 005202a1)中提出了一种用于加工光学工件、特别是眼镜镜片的特殊保持器,每个光学工件均带有两个工件表面以及在它们之间的工件边缘。该保持器包括用于待加工工件的保持装置(arrangement)以及用于待加工工件的支承装置。在此公开的实施例中,支承装置具有安装在壳体上的橡胶弹性膜,并且该橡胶弹性膜具有保持区段,在该保持区段的外侧上,工件可以通过其工件表面中的一个铺设在一区域上。膜与壳体共同限界腔室,在该腔室中容纳了支承装置的多个分开可纵向移动的销,每个销都可以通过销端与橡胶弹性膜的保持区段的内侧接触。另外,这些销可通过横向作用的夹持机构选择性地相互固定,以防止相对于壳体的纵向位移,也可通过轴向作用的阻挡机构阻挡,从而根据夹持装置所夹持的工件的几何形状牢固地支承保持区段。此外,在此公开的实施例中的保持器的特殊特征在于用于待加工工件的支承装置设置在橡胶弹性模的保持区段中或设置在橡胶弹性模的保持区段处,且能够在不接合工件边缘的情况下保持工件。
12、在该解决方案中,夹持机构包括至少一个力传递元件,夹持力借助于该至少一个力传递元件可传递至销,该力基本上在壳体的中心轴线的方向上从壳体侧部延伸,且垂直于销的纵向轴线进行作用。在该情况下,力传递元件可以借助安装在壳体上的至少一个固设螺钉机械地加载夹持力。作为一种替代方案,还提到了例如气动、液压或电动致动器,用于以横向力自动加载销,但未公开更多相关细节。
13、发明目的
14、与在这种程度上概述的现有技术相比,本发明的目的是提供一种用于加工光学工件、特别是眼镜镜片的保持器,特别是对于完全无阻挡的理想管理的生产加工链,其总体上解决了关于现有技术的上述问题,并且具体地能够在工件加工期间以在加工方面更可靠的方式保持和支承工件,并且不会使工件变形降低加工质量,且特别适用于至少部分自动化的生产环境中。
技术实现思路
1、该目的通过具有权利要求1的特征的保持器实现,该保持器用于加工光学工件,特别是眼镜镜片。本发明的有优势或有利的实施例和发展是从属权利要求的主题。
2、根据本发明,一种用于加工光学工件、特别是眼镜镜片的保持器,每个光学工件各自具有两个工件表面以及在它们之间的工件边缘,该保持器包括壳体,壳体带有用于待加工工件的保持装置以及用于待加工工件的支承装置,支承装置包括多个销,这些销容纳在由壳体界定的腔室内,多个销中的至少大部分是可独立位移的,并且可以通过夹持机构选择性地固定,优选地是相互固定,以对抗相对于壳体的纵向位移,并通过其销端达到牢固地支承工件的目的,借助于保持装置通过其工件表面中的一个工件表面将该工件保持在保持器处、根据该表面的几何形状在面向销端的工件表面的一区域上,其中,夹持机构具有至少一个力传递元件,该力传递元件可通过流体施加的力相对于销移动,以便在保持器未启动状态下选择性地夹持销,或在保持器启动状态下释放销。
3、根据本发明的保持器结合了对区域性工件的高质量加工具有重要意义的不同功能。诸如眼镜镜片之类的区域性工件的区别在于,它们在宽度方向和长度方向上的尺寸明显大于在厚度方向上的尺寸。在通过机加工进行加工的情况下,这种工件几何形状会使得工件本身,特别是在分开力接合在工件边缘附近并远离工件的情况下形成相对较大的杠杆臂,这涉及到工件在机加工期间被“撬离”其安装件的风险。同时,工件的相对较小的厚度特别地产生了相当小的抗弯曲力矩,在相应主要加工力下(至少)存在弹性变形的风险。由此要求工件保持器可靠地起作用并且有利于高加工质量,即一方面在加工期间可靠地保持区域性工件,另一方面充分地支承或支撑以抵抗非期望变形,以及在至少部分自动化的生产环境中使用,该要求通过根据本发明的保持器及其保持和支承装置以特殊的方式解决。
4、在这方面,首先,根据本发明的支承装置构造有多个销,多个销中的至少大部分是可独立纵向位移的,其销端能够在工件面向销端的工件表面处的一区域上牢固地支承工件(借助于保持装置通过其工件表面中的一个工件表面将该工件保持在保持器处),有利地使得能够在通过夹持机构对销进行夹持之前,非常精确地“形成”待保持工件的铺设在保持器上的表面,以便为工件提供固定或刚性的支承表面。因此,根据本发明,在工件下方不存在较大的保持在保持器处的工件可以在加工期间“偏转”到其中的腔体。
5、在这方面,销的“至少大部分”是可独立纵向位移的,这意味着基本上所有的销都可独立纵向位移,但并非必须如此。相反,不应排除对保持器实施例的保护,例如,在这些实施例中,三个销被布置成完全不可纵向位移,或被布置成不可最大程度地纵向位移,以便在该实施例中可能形成“三点支承”,使保持器与光学工件的手动或自动加载更简单。然后,所述三个销的轴向间隙也可以很小,例如0.1毫米,并与所有其他销共同夹持。此外,特别是为了增加支承面积,这三个(准)静定销在面向工件的端部处的直径也比销封包中的其余销的直径大。不过,在预定的最大工件直径范围内,为了使保持器尽可能普遍地适用于任何工件的几何形状或曲率,优选地是将支承装置的所有销都布置成在未夹持状态下可纵向位移。
6、由于用于将夹持机构的至少一个力传递元件相对于销移动的力可以通过流体施加,以便可以根据需要夹持或释放销,此外,该移动还可以以简单的方式被“远程控制”。因此,流体可以借助于例如保持器中的合适通路或通道和/或承载保持器的工件主轴传导到活动位置,这与较早的德国专利申请de 102021 005 202.1(de 10 2021 005 202 a1)中明确公开的解决方案不同,在该解决方案中,力传递元件可借助于安装在保持器的壳体上的至少一个固设螺钉机械地加载夹持力,这要求保持器机械接合或横向通达在其中或该处使用保持器的加工机器的工作空间。
7、在这方面,用于至少一个力传递元件的可通过流体施加的力基本上用于夹持销(这一点将在以下的优选实施例中详细描述)或释放销。在后一种情况下,夹持机构的实施例是可想象的,在其中例如,至少一个用于夹持销的力传递元件由弹簧机构通过销方向上的力加载,为了释放销,其可以抵消流体施加的力。
8、根据本发明,无论流体能够施加的力的有效方向如何,在每种情况下,关于销的操作状态,即“夹持”或“释放”,都规定销在保持器未启动状态下,即被动地由夹持机构的至少一个力传递元件选择性地夹持,或者,在保持器启动状态下,即主动地由夹持机构的至少一个力传递元件释放。一方面,这在工艺可靠性方面是有利的,因为,例如,在加工保持器上保持的光学工件期间,如果发生故障或无法致动保持器、即改变夹持机构的操作状态,工件在加工期间不会突然失去足够的支承。另一方面,这在能效方面也是有利的,因为在使用保持器期间不需要外部能量馈送来维持销的夹持状态。
9、总之,根据本发明,特征(a)通过流体施加力用于致动夹持机构,以及特征(b)销的被动夹持和主动取消夹持,这些特征所提出的保持器可用于至少部分自动化的生产环境中,例如眼镜镜片的无阻挡加工,如文件de 10 2021004 831a1所述,在这点上可再次明确参考工艺细节。
10、在保持器的优选实施例中,可液压加载致动器与至少一个力传递元件相关联,从而选择性地产生力传递元件相对于销的横向移动。实际上,从一开始就可替代地考虑采用可气动加载的致动器。然而,另一方面,特别是在高能量密度、最可行的直接力转换、尽可能小的有效面积和紧凑的结构模式方面,液压系统是优选的,其不可压缩的液压流体也不会像空气那样产生“弹性”屈服。
11、此外,就力传递元件相对于销的移动方向而言,力传递元件相对于销的纵向移动原则上也是可行的,例如,通过夹持机构,将一个或多个楔块沿销的轴向方向驱动到销之间的销封包的中心中,类似于文件wo 2009/135689 a1中公开的楔块解决方案(图7和8)。然而,在此优选的力传递元件相对于销横向移动的情况下,对在保持器处保持的光学工件的全面积支承更容易实现。
12、在保持器的特别是相对于结构和安装空间要求尽可能最小的优选实施例中,至少一个力传递元件可以通过致动器的液压加载相对于保持器的壳体偏转,对抗弹性恢复力,以便夹持销。在该情况下,力传递元件处的弹性恢复力有利地确保在没有致动器的液压加载的情况下,销可在一定程度上释放,这有利于单个销最容易的轴向位移。然而,在替代方案中,也可以通过弹簧施加夹持力,并通过合适布置的执行器的液压加载来释放或取消夹持力,如上文所述,但这不那么优选。
13、从根本上说,可以用液压膨胀卡盘的方式来制造可液压加载致动器,该液压膨胀卡盘带有围绕销的腔室布置,例如,具有圆环状或多边形环形截面的环状腔室,该腔室可加载液压流体,以及带有可弹性变形的壁,该壁相对于销通过液压密封界定腔室布置,并作用于力传递元件或作为力传递元件起作用,力传递元件选择性地夹持销(即在对腔室布置液压加载的情况下)或释放销(特别是在对腔室布置液压释放的情况下)。然而另一方面,为了尽可能降低成本,保持器的一实施例是优选的,其中可液压加载致动器由活塞-缸体装置形成,带有缸体壳体和至少一个活塞。与液压膨胀卡盘相比,这种活塞-缸体装置有利地能提供更大的调节行程,使得可以更容易地释放各个销或使各个销更可靠地自由。
14、在该情况下,该布置原则上可以是使得活塞-缸体装置的缸体壳体安装在保持器的壳体上,使得缸体壳体中容纳的至少一个活塞可相对于保持器的壳体移动。然而,另一方面,特别是为了尽可能减小对安装空间的需求,保持器的一实施例是优选的,其中活塞-缸体装置的至少一个活塞固定至保持器的壳体,使得活塞-缸体装置的缸体壳体可相对于保持器的壳体移动。有利地,活塞-缸体装置的较大部分因此移动,这为力传递元件或作为力传递元件提供了更宽的力引入区域。因此,用于尽可能宽或尽可能大面积地向销传递力的其他部件可能是多余的。
15、在该情况下,活塞-缸体装置的至少一个活塞设有通路,用于对活塞-缸体装置进行液压加载。这样做的优点是,从保持器的壳体到活塞的液压路径只需要一个要密封的过渡部。然而,也可以在缸体壳体处形成这样的通路,但这样就需要单独的、特别是柔性的、两端密封的馈送管路,因此是不那么优选的。
16、另外,活塞-缸体装置的缸体壳体优选地具有两个缸体腔室,每个缸体腔室中都接纳有周缘处密封的相应活塞。与只有一个带有相关联活塞的缸体腔室的等效可考虑变体相比,活塞与缸体壳体之间的导向性更好,特别地导致有利的结果。此外,还可以通过简单的方式实现最大可能的液压有效表面,而安装空间需求相对较小。然而,后者还伴随着活塞和缸体壳体中相关联压力腔室的横截面形状偏离圆形横截面,例如椭圆形或基本上矩形的横截面形状,这样生产成本会更高,而相对彼此的密封也更困难。
17、在保持器的特别优选实施例中,活塞-缸体装置的缸体壳体借助于至少一个实心体接合件安装在保持器的壳体上,该实心体接合件包括平行四边形引导方式的双臂,可弹性偏转。在该情况下,实心体接合件具有准双重功能:一方面,它确保缸体壳体以简单的方式从相对于保持器的壳体的偏转位置返回,另一方面,它与保持器的壳体形成固定但有弹性的连接。缸体壳体相对于保持器的壳体的引导件也可以替代这种实心体接合件,但这种结构成本较高,因此是不那么优选的。相对于缸体壳体关于保持器的壳体的引导件,实心体接合件的另一个优点在于,在缸体壳体相对于保持器的壳体移动的情况下,实心体接合件能防止歪斜和随之而来的沉重运动。
18、此外,为了安装空间的尽可能最小化和部件的尽可能最少化,更优选的是力传递元件是缸体壳体的一体式部件。另外,力传递元件显然也可以作为分开的部件,例如通过键,类似于较早德国专利申请de 10 2021 005 202.1(de 102021 005 202a1),即使在这里由于额外的成本而不那么优选。
19、此外,力传递元件优选地具有用于销的平面接触表面,并通过销从缸体壳体突出到腔室中。原则上,力传递元件也可以具有用于销的接触表面,例如,该接触表面具有相对于销、绕与销轴线平行的轴线的中空圆柱形弯曲部。然而,另一方面,平面接触表面的优点是可以同时、平行地向多个销引入力,使得可以以尽可能最佳的方式利用所引入的力,即基本上不会在销上产生横向力分量作为反作用,这些力分量会部分地相互抵消,例如,上述意义上的中空圆柱形弯曲部的接触表面就会出现这种情况。
20、此外,就为与力传递元件相关联的可液压加载致动器产生液压力而言,保持器的处于未致动状态的致动器优选地是借助于压力储存器加载压力,而在保持器的致动状态下,该致动器会释放压力。事实上,原则上也可以使用例如液压泵来产生压力,但与压力储存器相比,在能效、故障安全和工艺可靠性方面,液压泵就不那么优选了。
21、在该情况下,压力储存器原则上可以布置在保持器的壳体外侧。然而,另一方面,保持器的一实施例是优选的,其中压力储存器集成在保持器的壳体中。这样做的优点特别地是无需从外侧提供压力通路,液压路径非常短,而且保持器的液压系统中的弹性非常小。
22、至于这种用于保持器的液压系统的压力储存器的具体实施例,可以构造为例如气体压力储存器。然而,另一方面,特别是为了有效利用安装空间和降低维护成本,保持器的一种结构是优选的,其中压力储存器包括活塞-缸体装置,该活塞-缸体装置带有缸体腔室和活塞,活塞借助于弹簧机构被弹簧偏置到缸体腔室中,用于产生压力,且活塞可在缸体腔室中对抗弹簧偏置地机械位移,用于释放压力。这种借助于活塞-缸体装置作为产生压力的机构的弹簧储存器有利地可以以简单的方式实现,具有高能量密度和高弹簧刚度。
23、因此,用于压力储存器的活塞的弹簧偏置的弹簧机构优选地包括成排布置的板簧。与例如螺旋压缩弹簧(这根本上也可用于该目的)相比,这样的板簧的优点尤其在于高弹簧刚度,可以在较小的弹簧行程内实现较大的弹簧力,因此轴向安装空间的需求较小。
24、原则上,弹簧机构可以以固定的弹簧行程或偏置行程安装在压力储存器上或压力储存器中,从而产生弹簧偏置。然而,特别地在补偿弹簧机构所用部件的公差方面,如果压力储存器的活塞的弹簧偏置可在弹簧机构处设定,则是优选的。因此,还可以有利地对应于相应的夹持要求创建不同限定的夹持力规格,或根据需要重新调节弹簧力。
25、为了设定活塞的弹簧偏置,压力储存器优选地包括例如螺纹驱动之类的设定机构,借助于该设定机构可以在弹簧机构处无级预设弹簧行程。然而,阶梯状(唯一的)调节可行性是等效可考虑的,例如在弹簧机构的各个弹簧的下方、上方或之间使用垫片,以用于设定弹簧的行程,从而设定弹簧的偏置,但是不那么优选的。
26、最后,在保持器的优选发展中,压力储存器还可以具有用于其活塞-缸体装置的活塞的可设定基台,以限制活塞相对于保持器的壳体对抗弹簧机构的机械位移。因此,可以以简单的方式防止弹簧向内偏转,有利地延长弹簧的使用寿命,并保护弹簧免于过载或断裂。
27、正如上文的表达“至少一个力传递元件”所暗示的,如果夹持机构只包括一个用于夹持销的力传递元件,基本上是足够的,前提是销可以充分地相互支承或相对于壳体支承。然而,另一方面,如果夹持机构包括多个力传递元件,该多个力传递元件以对称的布置方式围绕着腔室中的销,并且每个力传递元件都与相应的可液压加载致动器相关联,则是优选的。与只有一个力传递元件的夹持机构相比,这样的布置的优点尤其在于每个单独的力传递元件只需覆盖相对较小的路径即可夹持销,而且由于布置的对称性,保持器的整体平衡性更好。
28、如果夹持装置包括多个可液压加载致动器,原则上每个可液压加载致动器都可以借助于单独相关联的压力发生装置进行液压加载。然而,另一方面,特别地为了尽可能减少结构上的支出,优选的是如果不同的致动器彼此能够液压连通,使得致动器就可以共同液压加载。然后,相同的压力可以作用于所有致动器,从而在销封包处或其周围产生“自定心”效应,其中,每个致动器处的挠度相同,从而降低了不平衡的风险。
29、在保持器的另一个优选实施例中,支承装置具有橡胶弹性膜,该橡胶弹性膜安装在保持器的壳体上,并与壳体一起界定腔室,该橡胶弹性膜具有保持区段,在其外侧,工件可以借助于其一个工件表面放置在一区域上。在该情况下,作为保持器的保持装置的组成,优选地在橡胶弹性膜的保持区段中形成穿孔,使得借助于橡胶弹性膜的保持区段外侧上的穿孔呈现向腔室施加的真空,从而保持待加工的工件。然而,保持装置的其他操作原理也是可行的,这在较早的德国专利申请de 10 2021 005 202.1(de 10 2021 005 202 a1)中已有详细描述。
30、所要求的具有“真空”操作原理的夹持装置的一个具体优点是,夹持力不仅在加工中的存在或不存在(即,夹持力“开启”或“关闭”)方面易于控制,而且在其水平方面也易于控制,从而可以以更大或更小的强度保持工件,例如取决于工件的几何形状和/或工件的材料及其性质和/或取决于加工过程和/或取决于在橡胶弹性膜的保持区段处分别作用的加工力。最后,保持器处的保持力令人满意且易于控制也有助于高水平的加工可靠性。
31、当然,也可以在保持器的壳体处设置环状密封件来代替这种膜,该环状密封件在操作中与工件承载抵靠,并将带有销的腔室的可排空区域与周围环境分开,以便形成一种“吸盘”或“吸钟”,作为用于工件的保持装置的组成。然而,与这种环状密封件相比,前述膜的优点提供的优点是,特别地无需费力即可通过膜的保持区段对保持器上的工件在其被保持工件表面处进行保护,而环状密封件则需要在被保持工件表面和/或销端处的特殊的保护性措施,例如橡胶圈等形式,以便可靠地避免由此支承的保持工件受到损坏。另外,在相对于工件接触的区域使用橡胶状材料,在任何情况下都能承受工件加工期间可能产生的横向力或扭转力矩,因为摩擦系数相对较高,保持器上的工件不会发生横向位移或弯扭。
32、此外,就保持器的支承装置及其合适地“封包”在壳体的腔室中且至少大部分可纵向位移销而言,这些销基本上可以布置在腔室中,以便在移除由夹持机构进行的夹持时能够自由地纵向移动且在一定程度上可纵向位移。在外力的作用下,保持器可以与要保持工件的几何形状相适应或成形,例如,保持器可以从上方“卧置”在被保持工件上。在这种情况下,例如,保持件的上述优选实施例带有界定腔室的橡胶弹性膜,由夹持机构释放的可纵向位移销在重力加速度的作用下以其质量承载抵靠橡胶弹性膜的保持区段的内侧,并且由于这样作用的重力而以其外侧将柔性保持区段推抵待保持的工件。如果橡胶弹性膜的保持区段随后以其外侧在整个区域上承载抵靠待保持的工件的反表面,则销可以通过夹持机构夹持至彼此,使得模制表面几何形状被准“冻结”,并且保持器因此能够牢固地支承工件。原则上,对于成形过程,也可以使用在外部作用在销上的其他力来代替重力,例如经由工件作用在销的磁力。
33、然而,与前述重力解决方案相比,保持器的一实施例是优选的,尤其是关于在成型过程期间的方向独立性,其中支承装置的可纵向位移销在院里保持器的壳体的方向上弹簧偏置。
34、对于支承装置的可纵向位移销的弹簧偏置,例如可以指定到每个销的螺旋压缩弹簧,以便在远离壳体的方向上生成弹簧偏置,例如较早德国专利申请de 10 2021 005202.1(de 10 2021 005 202 a1;特别地,参见其图9和图11)所示和所述。然而,另一方面,特别地相对于尽可能最小的结构支出,如果支承装置的可纵向移动的销在至少一个气动弹簧元件的帮助下,在远离保持器的壳体的方向上被弹簧偏置,是优选的。气动弹簧元件的进一步优点包括压力变化性,以及对弹簧行程的相对较小的依赖性,可以通过气动弹簧元件中的压力增加或减少而容易地设定该压力变化性。
35、在保持器的特别便于维护的优选实施例中,气动弹簧元件可以具有橡胶弹性波纹管区段,优选地可拆卸地保持在刚性固定区段处,而该固定区段又借助于磁性联接件可拆卸地固定至保持器的相对于壳体固定的一部分。这样有利地能够简单快速地将气动弹簧元件整个更换或更换气动弹簧元件的波纹管区段,例如在损坏的情况下。因此,仅在短时间的停机期间,就可以将新的波纹管区段预安装在刚性固定区段处,并在从腔体中移除销封包和磨损的(即要更换的)气动弹簧元件之后,无需使用工具就可以将气动弹簧元件插入到保持器的壳体中。
36、在保持器的有利实施例中,另外可以存在与气动弹簧元件相关联的环状部分,该环形部分在外周缘处保护性地围绕着气动弹簧元件的橡胶弹性的、基本上呈圆盘状的中空波纹管区段,并径向向外限制波纹管区段的偏转。因此,一方面可以以简单的方式防止充气的气动弹簧元件与保持器的径向相邻的、可能有锋利边缘的部件接触,且防止在该情况下很可能发生的损坏。另一方面,保护性环状部分有利地使得能够用同质、相对“薄”的橡胶弹性材料经济地制造气动弹簧元件的波纹管区段,这与在波纹管区段处周向特别加固的气动弹簧元件的另一种可考虑的实施例形成鲜明对比,从而使气动弹簧元件的弹性特性在波纹管区段的每一点处都基本上相同。
37、原则上,可以在腔室中以具有近似圆形或多边形横截面的封包布置来容纳销。然而,保持器的一实施例是优选的,其中支承装置的销以基本上六边形的封包布置在保持器的壳体中,为此,六个力传递元件界定了基本上六边形的开口,销延伸穿过该开口。从横截面上看,销基本上呈六边形布置,因此销的堆积密度最大,这对夹持机构夹持销的可靠性尤为有利。此外,由于销封包的横截面形状接近圆形,这对于以支承方式固定圆形工件、例如眼镜镜片坯件而言非常有利。
38、就销本身而言,这些销原则上可以具有任何期望的横截面,例如多边形横截面。然而,特别是对于销的简单且经济的生产而言(在任何情况下,销大量地存在于保持器的腔室中(例如,在实际实施例中为大约400个)),优选的是,支承装置的可纵向位移销是圆柱形销,每个销具有偏移夹持区域,偏移夹持区域具有用于由夹持机构夹持的最大直径,其中,销通过其夹持区域线性地承载抵靠彼此,并且/或者销的夹持区域具有在1.0毫米到10.0毫米之间的外直径,优选地在2.0毫米到6.0毫米之间,且特别优选地在2.5毫米到5.0毫米之间。销的圆柱形形式的另一个优点是,销不必被引导而避免绕其纵向轴线转动,而是可以自动地采用期望的旋转设置。在发明人进行的测试中,还证明了在所要求保护的范围内的可纵向位移销的外直径代表了,一方面用于工件的区域支承的尽可能高的“网格分辨率”,以及另一方面在移除夹持之后,在单个销的纵向位移中仍然足够容易的运动之间的非常好的折衷。
39、在保持器的有利实施例中,可以进一步设置成,支承装置的可纵向位移销以其销端延伸穿过至少一个开孔限制板,开孔限制板限制销在保持器的壳体中的纵向运动,特别地通过形成用于销的加厚(端部)区域的邻接部来限制销在壳体中的纵向运动。因此,一方面可以简单地固定可纵向移动的销,避免在维修保持器等情况下丢失;另一方面,只要存在橡胶弹性膜,这也表现了对橡胶弹性膜的易于实现的保护,橡胶弹性膜覆盖销,可选地弹簧偏置的销封包在橡胶弹性膜的方向上不会过度偏转,因为由于限制板的存在,销不能在此方向上无阻碍地移动。
40、此外,保持器的一实施例是优选的,其中保持器的壳体具有用于可更换地固定至工件主轴等的固定区段。这不仅有利于在维修的情况下方便服务和缩短机器停机时间,还能以不同方式使用保持器:1)保持器可以固定地安装在相应的加工机器中,其中,工件被固定至保持器,随后被加工,然后再次从保持器脱离。2)带有被保持工件的保持器可以在机器中从一个工位被带到另一个工位。因此,例如,在眼镜镜片生产中,可以在组合机器中的不同位置执行不同的工作步骤,例如生成、抛光和标记。3)带有已安装工件的保持器也可以从一台机器运输到下一台机器,因此在每种情况下都可以通过零点夹持系统以准“可重复使用的阻挡件”的方式重新夹持。
41、最后,在结构上简单的实施例中,保持器的壳体可以具有接口,用于借助于工件主轴为保持器供应真空和压缩空气。然而,在替代方案中,保持器的壳体也可以具有用于机械或流体致动的“独立”接口,这些接口可以独立于工件主轴进行致动或加载,然而,这与更大的结构支出有关,因此不那么优选。
42、根据本发明的保持件的进一步特征、特性和优点从以下优选实施例的描述中对于本领域普通技术人员而言显而易见。
1.一种用于加工光学工件(14)、特别是眼镜镜片的保持器(10),每个光学工件各自具有两个工件表面(16、18)以及在它们之间的工件边缘(20),所述保持器包括壳体(26),所述壳体带有用于待加工工件(14)的保持装置(22)以及用于所述待加工工件的支承装置(24),所述支承装置包括多个销(38),所述销容纳在由所述壳体(26)界定的腔室(28)内,所述销中的至少大部分是能独立位移的,并且能通过夹持机构(40)选择性地固定,以对抗相对于所述壳体(26)的纵向位移,并通过它们的销端(42)达到牢固地支承所述工件(14)的目的,所述工件借助于所述保持装置(22)通过所述工件的工件表面(16、18)中的一个工件表面将所述工件保持在所述保持器(10)处、根据所述表面的几何形状在面向所述销端(42)的工件表面(16)的一区域上,其中,所述夹持机构(40)具有至少一个力传递元件(44),所述至少一个力传递元件(44)能通过流体施加的力相对于所述销(38)移动,以便在所述保持器(10)的未启动状态下选择性地夹持所述销(38),或在所述保持器(10)的启动状态下释放所述销(38)。
2.根据权利要求1所述的保持器(10),其特征在于,可液压加载致动器(68)与所述至少一个力传递元件(44)相关联,以便选择性地产生所述力传递元件(44)相对于所述销(38)的横向移动。
3.根据权利要求2所述的保持器(10),其特征在于,所述至少一个力传递元件(44)能通过所述致动器(68)的液压加载相对于所述保持器(10)的所述壳体(26)偏转,对抗弹性恢复力,以便夹持所述销(38)。
4.根据权利要求2或3所述的保持器(10),其特征在于,所述可液压加载致动器是活塞-缸体装置(68),带有缸体壳体(70)和至少一个活塞(72)。
5.根据权利要求4所述的保持器(10),
6.根据权利要求4或5所述的保持器(10),
7.根据权利要求2至6中任一项所述的保持器(10),其特征在于,处于所述保持器(10)的所述未致动状态的所述致动器(68)借助于压力储存器(90)加载压力,而在所述保持器(10)的所述致动状态中,所述致动器释放压力。
8.根据权利要求7所述的保持器(10),
9.根据权利要求8所述的保持器(10),
10.根据权利要求2至9中任一项所述的保持器(10),
11.根据前述权利要求中任一项所述的保持器(10),其特征在于,所述支承装置(24)包括橡胶弹性膜(30),所述橡胶弹性膜安装在所述保持器(10)的所述壳体(26)上,并与所述壳体(26)一起界定所述腔室(28),并且所述橡胶弹性膜具有保持区段(32),在所述保持区段(32)的外侧(34)上,所述工件(14)能借助于所述工件的工件表面(16、18)中的一个工件表面放置在一区域上,其中,作为所述保持装置(22)的组成的穿孔(36)形成在所述橡胶弹性膜(30)的所述保持区段(32)中,使得借助于所述橡胶弹性膜(30)的所述保持区段(32)的所述外侧(34)上的所述穿孔(36)呈现向所述腔室(28)施加的真空,用于保持待加工工件(14)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的保持器(10),
13.根据权利要求12所述的保持器(10),
14.根据前述权利要求中任一项所述的保持器(10),
15.根据前述权利要求中任一项所述的保持器(10),
