專利名稱：用于加工和/或拋光透鏡的方法和眼科機(jī)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于加工和/或拋光塑料材質(zhì)和/或透鏡的坯件的眼科機(jī)器，其包括 至少一個(gè)加工和/或拋光工具；設(shè)計(jì)為能夠驅(qū)動(dòng)所述工具的、用于沿第一軸加工的裝置；部件支持裝置，其上布置了用于保持至少一個(gè)坯件的裝置，該至少一個(gè)坯件包括彼此相對的第一表面和第二表面；用于翻轉(zhuǎn)所述坯件以允許在所述表面的每個(gè)上對其進(jìn)行加工的裝置。本發(fā)明還涉及用于保持坯件的部件支承工具。本發(fā)明還涉及用于加工和拋光由礦物或有機(jī)玻璃制成的光學(xué)或眼科透鏡的方法。本發(fā)明涉及光學(xué)構(gòu)件制造領(lǐng)域，特別地涉及剛性或柔性透鏡、或隱形眼鏡、或最終表面狀態(tài)為拋光的構(gòu)件(例如鏡子、瓶子或類似構(gòu)件)的制造領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及用于加工和/或拋光由礦物或有機(jī)玻璃制成的透鏡坯件 (更準(zhǔn)確地是眼科或光學(xué)透鏡)的眼科機(jī)器，以及所關(guān)聯(lián)的方法。
背景技術(shù)：
由文檔EP-AO 281 7M已知一種用于光學(xué)領(lǐng)域的加工機(jī)器，其可用于在能夠隨后用作通過模制有機(jī)材料而實(shí)現(xiàn)眼科透鏡的模具的材料塊上或直接基于坯件來實(shí)現(xiàn)非球形、 凹形或凸形的表面、所謂漸變的表面、或者倍率(puissance)可變的表面。這種機(jī)器包括三個(gè)軸，其中兩個(gè)是線性的，一個(gè)是旋轉(zhuǎn)的，在該旋轉(zhuǎn)的軸上安裝部件支承工具。軸的運(yùn)動(dòng)用于獲得工具在待加工部件的表面上的、根據(jù)加工深度(即工具必須按順序在沿著螺旋形軌跡連續(xù)間隔開的點(diǎn)處所去除的材料量)的期望軌跡(尤其是螺旋狀的)。因此，支持部件支承件的滑架(chariot)必須實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)的直線運(yùn)動(dòng)，其幅度可以達(dá)到大的值，尤其是在待加工的光學(xué)表面在待加工表面的赤道面和主子午面之間具有很不同的曲率半徑值的情況下。通過部件支承件圍繞軸的連續(xù)90°旋轉(zhuǎn)，工具和待加工表面之間的接觸點(diǎn)從赤道面轉(zhuǎn)到主子午面，然后再轉(zhuǎn)到赤道面處，以此類推。從加工精度、加工時(shí)間以及加工軌跡及其他加工參數(shù)的選擇自由度方面來看，這種工作模式是不利的。主要的缺點(diǎn)在于，當(dāng)在給定的軸上倒轉(zhuǎn)時(shí)消除反轉(zhuǎn)間隙的缺陷，其表現(xiàn)為表面狀態(tài)的缺陷和在所加工的部件上的可視痕跡，這是不可以接受的。加工精度和時(shí)間是非常緊密相關(guān)的兩個(gè)量工具或部件支承件的移動(dòng)或擺動(dòng)速度越慢，加工時(shí)間越長，而精度越高。另外，在這種現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)器上，必須在加工第一面之后為了加工相對的面而翻轉(zhuǎn)透鏡坯件。加工頭的重新放置不是完美的，這造成必須進(jìn)行工具軌跡完全的重新計(jì)算，以避免透鏡的兩個(gè)面的同軸度缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)器，其允許獲得高加工精度和短的加工時(shí)間，并且為加工工具的軌跡選擇提供更大的自由度，允許選擇能夠消除任何表面狀態(tài)缺陷的加工策略。為此，本發(fā)明涉及用于加工和/或拋光塑料材質(zhì)或透鏡的坯件的眼科機(jī)器，其包括至少一個(gè)加工和/或拋光工具；設(shè)計(jì)為能夠驅(qū)動(dòng)該工具的、沿第一軸的加工裝置；部件支持裝置，其上布置了用于保持至少一個(gè)坯件的保持裝置，該坯件包括第一表面和第二表面；用于翻轉(zhuǎn)所述坯件以允許在所述表面的每個(gè)上對其進(jìn)行加工的翻轉(zhuǎn)裝置，所述機(jī)器的特征在于，所述加工裝置被設(shè)計(jì)為能夠在所述坯件上轉(zhuǎn)移可以由所述眼科機(jī)器所包括的控制裝置來識別或辨認(rèn)的標(biāo)記裝置，以在加工相對的表面之后在所述保持裝置上重置所述坯件。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特征，眼科機(jī)器包括用于沿與所述加工裝置的所述第一軸平行或重合的第二軸驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)拋光端頭的拋光裝置。本發(fā)明還涉及用于保持呈球形罩或類似形狀的透鏡坯件的部件支承工具，其特征在于，其包括用于保持所述坯件的保持裝置，該保持裝置安裝在相對于所述部件支承工具所包括的、用于其在機(jī)架或滑架上安裝的安裝表面傾斜的支撐表面上，并被設(shè)計(jì)為用于通過在開口處的負(fù)壓來保持至少一個(gè)坯件，圍繞該開口一方面布置有至少一個(gè)被設(shè)計(jì)為能夠產(chǎn)生用于保持所述坯件的負(fù)壓密封空間的環(huán)形密封件，而另一方面布置有至少一個(gè)被設(shè)計(jì)為能夠在坯件的最大直徑附近支持相同坯件的固定支撐，所述環(huán)形密封件被設(shè)計(jì)為能夠在施加在所述開口處的負(fù)壓的作用下變形，而不會(huì)在任何時(shí)候使同時(shí)支撐地置于所述固定支撐和所述環(huán)形密封件上的坯件變形。本發(fā)明還涉及用于加工和拋光由礦物或有機(jī)玻璃制成的光學(xué)或眼科透鏡的方法， 其特征在于
-在加工之前、期間和之后將標(biāo)記裝置轉(zhuǎn)移到坯件上；
-借助于所述機(jī)器所包括的、被設(shè)計(jì)為能夠沿第一軸定位加工裝置以進(jìn)行所述坯件的加工的控制裝置，來評估所述標(biāo)記裝置的位置； -用所述加工裝置來加工所述坯件； -加工后用拋光裝置來拋光所獲得的透鏡的每個(gè)表面。


通過閱讀以下參照附圖對用于加工眼科或光學(xué)透鏡的根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器、被設(shè)計(jì)為能夠進(jìn)一步改進(jìn)該機(jī)器性能的部件支承工具、和方法的實(shí)施例的說明，本發(fā)明的其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將會(huì)變得顯而易見。在這些附圖中
-圖1為根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器的透視示意圖； -圖2為所述機(jī)器所包括的部件支承件保持裝置的透視示意圖； -圖3為所述機(jī)器所包括的、支承加工工具的加工裝置位于加工位置時(shí)的示意圖； -圖4為所述機(jī)器所包括的沿著第一軸Z的滑架的仰視示意圖，該滑架被設(shè)計(jì)為能夠支承加工或/和拋光裝置；
-圖5為與圖2類似的部件支承件保持裝置在本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例中的剖視示意
-圖6為與圖5類似的、明確示出用于加工坯件的凸表面而保持坯件的視圖；-圖7為與圖6類似的、明確示出用于加工坯件的凹表面而保持坯件的視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及用于加工和拋光由礦物或有機(jī)玻璃制成的或者塑料材質(zhì)的透鏡坯件、 尤其是眼科透鏡坯件的眼科機(jī)器1，其包括至少一個(gè)加工和/或拋光工具2 ；被設(shè)計(jì)為能夠沿著第一加工軸Zl驅(qū)動(dòng)該工具2的加工裝置3 ；以及部件支持裝置4。本說明更確切地涉及優(yōu)選使用光學(xué)構(gòu)件的實(shí)施，尤其是剛性或柔性透鏡、或者隱形眼鏡、或者眼鏡框元件，本發(fā)明對于這些構(gòu)件的實(shí)現(xiàn)是特別適合的?？梢岳斫猓景l(fā)明還可以用于多種應(yīng)用，用于在具有要通過翻轉(zhuǎn)來加工的不同表面的物體(例如瓶子、獎(jiǎng)?wù)隆⒛＞?、首飾或類似物體)上實(shí)現(xiàn)需要很精細(xì)的、尤其是拋光的表面狀態(tài)的表面。在部件支持裝置4上布置被設(shè)計(jì)為能夠保持至少一個(gè)坯件100的保持裝置5。該坯件至少包括彼此相對的第一表面101和第二表面102。有利地，眼科機(jī)器1包括用于翻轉(zhuǎn)這種坯件100以允許在每個(gè)表面101和102上
對其進(jìn)行加工的裝置。根據(jù)本發(fā)明，眼科機(jī)器1被設(shè)計(jì)為允許實(shí)現(xiàn)定位，該定位可用于保證在翻轉(zhuǎn)坯件的時(shí)候的完美重置，以從第一表面101的加工轉(zhuǎn)到第二表面102的加工，或相反地。為此， 加工工具2被設(shè)計(jì)為能夠?qū)⒖梢杂裳劭茩C(jī)器1所包括的控制裝置來辨認(rèn)或識別的標(biāo)記裝置轉(zhuǎn)到坯件100上，以允許在相對表面的加工之后在保持裝置5上重置坯件100。在以下說明中，第一表面指的是第一個(gè)被加工的、在透鏡的特定情況下是凹的或凸的的表面。這明顯不妨礙在加工第二表面之后返回到第一表面?？刂蒲b置可以包括第一控制裝置6，其位于機(jī)器所包括的軸上，軸優(yōu)選地與第一軸Zl平行或重合；以及第二控制裝置7，其位于保持裝置5 (例如部件支承工具) 處。第二控制裝置7可以有利地包括定位控制裝置，尤其是定心銷或類似裝置。如在圖1中可見，眼科機(jī)器1像例如加工中心的機(jī)床那樣布置。其包括主機(jī)架8， 該主機(jī)架自身承載次機(jī)架9，次機(jī)架9自身承載滑架10，滑架10在沿著軸X、Y、Z的直接正交笛卡爾坐標(biāo)系中定向，軸Z與第一軸Zl平行或重合，并且對于這些軸中的每個(gè)，都具有分別為10X、10YU0Z的至少一個(gè)滑架。軸X和Z限定水平平面H，軸X和Y限定第一豎直平面 Vxy,軸Z和Y限定第二豎直平面Vzy。有利地，為了更好的減震和良好的加工和控制再現(xiàn)性，機(jī)器被設(shè)計(jì)為呈由花崗巖制成的框架(portique)的形式，其由本身由花崗巖制成的底座來支持?；苎刂SX、Y和Z的運(yùn)動(dòng)有利地通過線性馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)。因此，避免了由現(xiàn)有技術(shù)的螺釘-螺帽系統(tǒng)所產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力，精度得以提高。測量尺及其電子裝置集成到這些馬達(dá)中，機(jī)器的精度和動(dòng)態(tài)同時(shí)得到改進(jìn)。對應(yīng)于加工裝置3的沿著軸Z的次機(jī)架9Z包括用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)滑架IOZ的裝置，其優(yōu)選地由這種線性馬達(dá)來構(gòu)成，該至少一個(gè)滑架IOZ被設(shè)計(jì)為能夠支承加工心軸 (brocheHl，該加工心軸包括在其中安裝有工具2的、因此沿著與眼科機(jī)器1的軸Z平行或重合的第一軸Zl移動(dòng)的工具支承件12。因此，次機(jī)架9Z支持一個(gè)或多個(gè)滑架10Z，每個(gè)滑架IOZ被設(shè)計(jì)為能夠支承加工裝置3、或/和第一控制裝置6、或/和拋光裝置13。使用分開的滑架允許獨(dú)立地管理次軸，例如第一加工軸Z1、與第一軸Zl平行或重合的第二拋光軸Z2、與第一軸Zl平行或重合的控制軸D。然而，該實(shí)施方式成本高，在如圖4中可見的更加經(jīng)濟(jì)的實(shí)施方式中，有利地，滑架IOZ集合了沿著相互平行的軸Zl或/和D或/和Z2并列的加工裝置3或/和第一控制裝置6或/和拋光裝置13。該優(yōu)選實(shí)施例僅需要眼科機(jī)器1具有足夠大的尺寸，尤其是關(guān)于其在X、Y和Z上的行程，以避免在一方面的所加工的部件或坯件100、其保持裝置5和支持裝置4和另一方面的加工裝置3和/或第一控制裝置6和/或拋光裝置13以及當(dāng)然的其上布置這些不同元件的相應(yīng)滑架之間的任何干擾的風(fēng)險(xiǎn)。這些裝置中每個(gè)的位置，以及因此每個(gè)工具2的位置，都因此而完全地已知。自然地，可以為眼科機(jī)器1配備手動(dòng)的或自動(dòng)的工具更換裝置， 無論是用于加工裝置3、和/或第一控制裝置6、和/或拋光裝置13。根據(jù)相同的簡化眼科機(jī)器1的邏輯，復(fù)制某些所述裝置可以成本更低，而每個(gè)都在其端部設(shè)有不同的工具。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，加工裝置3由至少一個(gè)加工心軸11或電心軸或相似裝置所構(gòu)成，其驅(qū)動(dòng)加工工具2(例如銑刀或砂輪)，例如如圖3中可見的銑刀-球、或者任何合適的具有圓柱形、錐形、或具有適于要實(shí)現(xiàn)的加工的形狀的工具。優(yōu)選地，選擇足夠多功能的工具2，以同時(shí)準(zhǔn)許在第一時(shí)間內(nèi)加工坯件100的第一表面101和在第二時(shí)間內(nèi)加工坯件100的第二表面102。有利地，使用帶半球形端頭的加工工具2，其允許加工整個(gè)復(fù)雜的扭曲表面，并且在可能的時(shí)候在其最遠(yuǎn)離其主軸的部分上工作，以獲得盡可能大的周邊速度，并因此獲得更高質(zhì)量的加工。有利地，在用于被固定在眼鏡框或其他部件上的光學(xué)透鏡的情況下，為了避免長時(shí)間的并且需要去除很多材料的修補(bǔ)切邊加工，透鏡沿其側(cè)面的外部形狀在眼科機(jī)器1上通過用于加工其表面的相同工具2來加工，在使用多個(gè)連續(xù)的工具的情況下尤其是通過坯件工具來加工。為此，優(yōu)選地，例如使用在半球形端頭之后包括圓柱部分的工具2。同樣地，如果透鏡側(cè)面必須具有斜剖面，那么眼科機(jī)器1可以用作光學(xué)技師的去邊機(jī)器(machine d6border)。因此，使用包括形狀與斜剖面互補(bǔ)的一個(gè)或多個(gè)棱或切面的工具2。第一控制裝置6可以是帶有或沒有接觸的類型的(例如光學(xué)類型、超聲波類型、 觸摸類型或例如“Renishaw”測頭的感應(yīng)類型或相似的類型)，并且可以包括例如所謂星形端頭的端頭17，其通常位于測量中心上或者加工機(jī)器上，以實(shí)現(xiàn)三維測量。第一控制裝置 6允許檢驗(yàn)每次加工——如果是連續(xù)加工的情況那么檢驗(yàn)連續(xù)加工——以及坯件在其翻轉(zhuǎn)后是否很好地重置。所述裝置允許在可能對加工工具或拋光工具的軌跡進(jìn)行重新計(jì)算時(shí)提供要考慮的原點(diǎn)偏差或軸傾斜值。優(yōu)選地，眼科機(jī)器1包括激光雕刻和/或控制頭，其被設(shè)計(jì)為能夠檢驗(yàn)、或/和檢索(indexer)、或/和控制由加工工具2所轉(zhuǎn)移的標(biāo)記裝置?？梢岳斫?，眼科機(jī)器1被設(shè)計(jì)為能夠?qū)?biāo)記裝置轉(zhuǎn)移到坯件100，標(biāo)記裝置可以由加工裝置3或者由附屬裝置(例如激光雕刻頭)來實(shí)現(xiàn)。第一控制裝置6還可以集成這種激光頭，以檢驗(yàn)或/和檢索或/和控制標(biāo)記裝置。有利地和創(chuàng)新地，拋光裝置13可以包括帶有足夠?qū)挕⒓淳哂袛?shù)平方毫米截面的光束的激光，其允許在加工后提供完美的修整。相同的激光還可以用于雕刻或類似的工作。以在第一表面101或/和第二表面102上例如通過雕刻坐標(biāo)、線、標(biāo)尺、條形碼或類似物來實(shí)現(xiàn)的索引(indexation)形式，或以在待加工部件的另一個(gè)表面(例如透鏡側(cè)面)上的凹口或類似物的形式，來轉(zhuǎn)移這些標(biāo)記裝置。沿著軸Z的滑架IOZ還可以包括附屬加工裝置，例如小的鉆孔心軸或類似裝置，其被設(shè)計(jì)為能夠?qū)崿F(xiàn)特殊的加工(例如在眼鏡透鏡上的鉆孔)而不拆下坯件。有利地，眼科機(jī)器1在軸Z處包括用于沿著第二軸Z2驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)拋光端頭15 的拋光裝置13，該第二軸與加工裝置3的所述第一軸Zl平行或重合。拋光裝置13允許在它這里完全結(jié)束制造，特別是在光學(xué)透鏡的情況下。優(yōu)選地，拋光裝置13包括至少一個(gè)超聲波頭14，其如有需要借助于工具支承件而承載拋光端頭15。該超聲波頭14允許在用銑刀和/或砂輪進(jìn)行修整加工之后，通過在所加工的部件的每個(gè)表面上逐個(gè)點(diǎn)地移動(dòng)來拋光所加工的部件。在一個(gè)優(yōu)選的而非限制性的應(yīng)用中，超聲波頭14允許在端頭15上施加具有超聲波頻率的振動(dòng)，該超聲波頻率尤其是包括在10至30kHz之間，優(yōu)選地為了在噪音和質(zhì)量之間的良好折中而選擇在25kHz附近。特別地，超聲波頻率的振動(dòng)的產(chǎn)生可以通過激勵(lì)裝置來實(shí)現(xiàn)，該裝置向由至少兩個(gè)在兩個(gè)金屬體之間受到應(yīng)力的壓電陶瓷所構(gòu)成的轉(zhuǎn)換器輸出正弦信號，所述壓電陶瓷根據(jù)所輸出的正弦信號的頻率而變形和收縮。金屬體的共振頻率與該信號的頻率一致，這因此放大了這些金屬體的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。其振動(dòng)被傳輸?shù)蕉祟^ 15，并如有需要插入放大器。實(shí)現(xiàn)端頭15沿著第二軸Z2的進(jìn)入坯件100中的相對運(yùn)動(dòng)，直至端頭15達(dá)到所確定的深度。進(jìn)入速度根據(jù)坯件100的性質(zhì)來選擇。有利地，可以在翻轉(zhuǎn)坯件之前在每個(gè)所加工的表面上使用拋光裝置13。為了避免在加工、拋光和翻轉(zhuǎn)階段之間產(chǎn)生瑕疵，眼科機(jī)器1有利地配備有洗滌清洗裝置或/和潤滑裝置、鼓風(fēng)裝置、超聲波清洗裝置或相似的裝置。眼科機(jī)器1還有利地包括至少一個(gè)冷卻組，尤其是用于冷卻加工所用的潤滑流體，其還可以用于冷卻電心軸或其他加工裝置，并且如果希望，可以用于穩(wěn)定機(jī)架和滑架的溫度。為了不與另外兩個(gè)軸X和Y合并振動(dòng)，不同的工作裝置，即加工裝置3或/和拋光裝置13，僅安裝在軸Z的滑架IOZ上，或者僅安裝在軸Z的次機(jī)架9Z所配備的分開的滑架上。在一個(gè)優(yōu)選的非限制性實(shí)施例中，主機(jī)架8支承次機(jī)架9X，次機(jī)架自身支撐至少一個(gè)沿著水平軸X活動(dòng)的滑架10X?；躀OX自身承載至少一個(gè)沿著軸Y活動(dòng)的滑架IOY0 該滑架IOY本身則承載部件支持裝置4，該裝置支承用于保持至少一個(gè)坯件100的裝置5。 如果滑架IOX在軸X上的行程是足夠的，那么可以同時(shí)加工兩個(gè)坯件100。該結(jié)構(gòu)對于以緊湊機(jī)器的形式來在逐對加工光學(xué)透鏡的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)眼科機(jī)器1 是優(yōu)選的，其中所述緊湊機(jī)器不超過標(biāo)準(zhǔn)化底托在地面上的尺寸，并且不需要特殊的土木工程，主機(jī)架8可以相反地設(shè)計(jì)為活動(dòng)的。其他結(jié)構(gòu)是可以想象的，但會(huì)導(dǎo)致機(jī)器的成本的升高，或者導(dǎo)致非常大的總體積。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，部件支持裝置4包括至少一個(gè)部件支承工具19。其包括相對于該部件支承件19所包括的安裝表面230傾斜的斜支撐表面20，其中安裝表面230用于部件支承件在機(jī)架或滑架上的安裝，斜支撐表面20在平面Vzy中按照相對于與軸Zl正交的軸Y的第一角α傾斜，在平面H中按照相對于與軸Zl和軸Y正交的軸X的第二角β傾斜，角α和β中的每個(gè)優(yōu)選地包括在20°和45°之間。該支撐表面20承載坯件100的保持裝置5。這些裝置有利地包括索引元件 (element d’ indexation)，例如通過定心銷或相似元件來索引，以當(dāng)翻轉(zhuǎn)坯件時(shí)正確地定
位坯件，從而與第一表面完全一致地加工第二表面。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的而非限制性的實(shí)施方式中，保持裝置5被設(shè)計(jì)用于通過負(fù)壓來保持至少一個(gè)坯件100。有利地，通過負(fù)壓來保持是通過在開口 21處致動(dòng)真空泵、例如文丘里效應(yīng)的 "ML20 PIAB”類型的泵來實(shí)現(xiàn)的。該部件支承工具19被設(shè)計(jì)為主要用于保持呈球形罩或相似形狀的透鏡坯件100。優(yōu)選地被設(shè)計(jì)為用于使用根據(jù)本發(fā)明的加工機(jī)器1，工具19是多用途的，并且能夠適于其他的加工、修整或控制裝置。工具19包括坯件100的保持裝置5，該保持裝置安裝在相對于部件支承工具19所包括的安裝表面230傾斜的支撐表面20上，其中安裝表面230用于部件支承工具19在坯件加工機(jī)器、尤其是根據(jù)本發(fā)明的眼科機(jī)器1的機(jī)架或滑架上的安裝，保持裝置5被設(shè)計(jì)為用于通過在開口 21處的負(fù)壓來保持至少一個(gè)坯件100。圍繞該開口 21 —方面布置至少一個(gè)環(huán)形密封件22，另一方面布置至少一個(gè)固定支撐221，其中環(huán)形密封件被設(shè)計(jì)為能夠產(chǎn)生負(fù)壓密封空間，以保持坯件100，而固定支撐則被設(shè)計(jì)為能夠優(yōu)選地在坯件的最大直徑附近支持相同坯件100。安裝在支撐表面20處的該環(huán)形密封件22被設(shè)計(jì)為能夠在施加在開口 21處的負(fù)壓作用下變形，而不在任何時(shí)候使同時(shí)支撐地置于固定支撐221和環(huán)形密封件22上的坯件100變形。優(yōu)選地，固定支持裝置221是連續(xù)的，呈與環(huán)形密封件22同軸的管環(huán)的形式，或者由這種管環(huán)的段所構(gòu)成的觸桿(touche)來構(gòu)成。優(yōu)選地，環(huán)形密封件22的軸向位置可通過調(diào)節(jié)裝置223的作用來沿著與支撐表面 20和坯件100正交的方向調(diào)節(jié)。為了完美的表面狀態(tài)，工具19優(yōu)選地包括至少一個(gè)可調(diào)節(jié)的支撐222，其被設(shè)計(jì)為能夠在坯件100的中心部分中支撐在坯件上。有利地，調(diào)節(jié)裝置223和可調(diào)節(jié)支撐222是相互獨(dú)立的。在一個(gè)非限制性的實(shí)施例中，環(huán)形密封件22具有直徑6mm的管環(huán)直徑和30紹爾的硬度，因此允許將坯件100、尤其是透鏡直接固定在部件支承件19上，而沒有由于卡爪或類似裝置所造成的機(jī)械變形。環(huán)形密封件22被設(shè)計(jì)為能夠變形而不會(huì)在任何時(shí)候使坯件 100變形。在如圖5中可見的一個(gè)有利的實(shí)施例中，坯件100支在環(huán)形密封件22以及至少一個(gè)固定支撐221上，其中環(huán)形密封件可以通過如螺紋壓力環(huán)的調(diào)節(jié)裝置223而變得可調(diào)節(jié)， 而固定支撐221在坯件100的最大直徑附近支持該坯件，并優(yōu)選地在坯件100切邊之后將失去的區(qū)域中支持該坯件。有利地，坯件100的中心部分支在例如由彈性體制成的不造成劃痕的材質(zhì)的可調(diào)節(jié)支撐222上，調(diào)節(jié)可以通過螺絲或者通過彈性回復(fù)裝置或相似的裝置來實(shí)現(xiàn)。這些布置允許減輕所有的振動(dòng)，并且準(zhǔn)許在加工時(shí)實(shí)現(xiàn)完美的表面狀態(tài)。在放置坯件100的時(shí)候，可調(diào)節(jié)支撐222自動(dòng)地到位，由此，環(huán)形密封件22以與外部密封件相同的方式變形。在將坯件支撐地置于固定支撐221上之后，調(diào)節(jié)的獨(dú)立性允許通過操作可調(diào)節(jié)支撐222和調(diào)節(jié)裝置223來進(jìn)行對支撐的第一調(diào)節(jié)，以考慮坯件100的凹度，可以通過例如在與真空泵的連接部231處所實(shí)現(xiàn)的輕微負(fù)壓來實(shí)現(xiàn)。然后實(shí)現(xiàn)用于加工的最終支撐，并在由與真空泵的連接部232所施加在文丘里開口 21處的強(qiáng)烈負(fù)壓作用下環(huán)形密封件22被壓緊。自然地，可以修改可調(diào)節(jié)支撐222和調(diào)節(jié)裝置223的調(diào)節(jié)，以獲得完美的保持，而不在坯件內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，并且允許實(shí)現(xiàn)符合光學(xué)要求的表面狀態(tài)完美的加工。圖6示出了保持坯件100將其凸面提供給加工裝置，而圖7為相反的提供凹面的情況。可以清楚地看見兩個(gè)情況下可調(diào)節(jié)支撐222和調(diào)節(jié)裝置223的定位的不同之處。工具19同時(shí)是多功能和非常緊湊的，這允許即使在小尺寸的加工機(jī)器上也能安裝多個(gè)配備有坯件100的工具19的試驗(yàn)臺。優(yōu)選地，眼科機(jī)器1配備了至少兩個(gè)部件支承件19，因此可以在一個(gè)上加工凸表面并在另一個(gè)上加工凹表面，而無需操作員或操作器的干預(yù)。還可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)凹表面或兩個(gè)凸表面。例如，對于相同的客戶訂單，對一副眼鏡或透鏡的右眼和左眼的凸表面加工在唯一一個(gè)周期中實(shí)現(xiàn)，而無需操作員的干預(yù)。在沒有修改的情況下，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還像在現(xiàn)有技術(shù)中一樣地支持遮光鏡。另一個(gè)在部件支承件19的傾斜支撐表面20上保持坯件100的方式在于，在該支撐表面上在該支撐表面所包括的夾持裝置處固定聯(lián)結(jié)于可熔金屬層的插件，其中可熔金屬層借助于粘著膜與坯件100的表面中與待加工的表面相對的表面貼合。這種可熔金屬從低熔點(diǎn)、例如47°的合金中選擇，以免在坯件100是由有機(jī)材料制成的透鏡的時(shí)候損害坯件 100或使坯件100變形。用于在坯件翻轉(zhuǎn)時(shí)定位坯件100而對標(biāo)記裝置的預(yù)先標(biāo)識或加工準(zhǔn)許通過機(jī)器人來操作。特別地，在光學(xué)矯正透鏡的情況下，使用機(jī)器人，可以交換透鏡以加工對應(yīng)于右眼和左眼的透鏡的兩個(gè)表面。這樣，從兩側(cè)來加工兩個(gè)透鏡。因此加工出兩個(gè)完工的處方透
^Mi ο眼科機(jī)器1配備有計(jì)算器，或者計(jì)算機(jī)或相似的獨(dú)立裝置，其計(jì)算待加工的表面。 因此，可以加工簡單的表面，或者加工如用于眼科光學(xué)的漸變或非球形表面的復(fù)雜表面。其他表面的加工僅被眼科機(jī)器1的行程所限制。優(yōu)選地，計(jì)算機(jī)既不集成到機(jī)架8中，也不集成到眼科機(jī)器1其本身上，以方便維護(hù)和改變計(jì)算機(jī)設(shè)備。通常，用于加工眼科透鏡的方法包括啟動(dòng)在透鏡周邊的加工，沿著螺旋線移動(dòng)工具以在透鏡的中心結(jié)束其工作行程。盡管該方法避免了機(jī)器的軸Z的移動(dòng)方向的反轉(zhuǎn)一這對沒有表面狀態(tài)瑕疵的加工是必不可少的一但由于在中心處標(biāo)高(cote) Z的偏差數(shù)值非常小并且工具2必須達(dá)到其標(biāo)高并同時(shí)撤離，該方法還是在部件的中心造成輕微的瑕疵。另外，該加工末期對應(yīng)于加工部件的光學(xué)中心，而光學(xué)中心不能接受任何瑕疵。有利地，還是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定的實(shí)施例，工具2通過在水平或豎直線上移動(dòng)的掃掠來加工例如直徑為66mm的透鏡類型的坯件100。為了避免在軸Z上的方向反轉(zhuǎn)， 坯件100通過部件支承件19來保持在相對于軸X和Y傾斜的支撐表面20處，以使得在軸Z上的移動(dòng)總是在相同的方向上，尤其是正方向上，即在坯件100的表面101或102的整個(gè)加工程序上實(shí)現(xiàn)Z總是遞增或遞減的加工。這允許防止表面的任何損壞。因此，坯件100在傾斜表面20上的定位對于所實(shí)現(xiàn)的加工的質(zhì)量是特別有利的。加工裝置3允許雕刻待加工的部件，這還可以由超聲波頭、激光器或附屬裝置(例如配備了小直徑工具的心軸)來允許。這些例如條形碼的、直接在坯件100上實(shí)現(xiàn)的雕刻可以是淺表的，或者在表面101或102的內(nèi)部，或者在坯件100的其他表面(例如其側(cè)面) 上。通過第一控制裝置6對其的定位允許使用專門的加工和/或拋光程序，或者啟動(dòng)和進(jìn)行加工和/或拋光軌跡的完全的重新計(jì)算。如上所述，包括傾斜的支撐表面20的部件支承件19允許具有幾個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)。使支撐表面20傾斜避免了在靠近工具2的主軸的點(diǎn)上加工，并且允許在速度更大的區(qū)域中使用該工具。加工的質(zhì)量和效益得到改進(jìn)。使支撐表面20沿著兩個(gè)軸X和Y傾斜的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，允許在工具2和待加工的表面之間僅有一個(gè)接觸點(diǎn)，并且尤其是僅在三個(gè)軸而不是四個(gè)甚至五個(gè)軸上工作，這準(zhǔn)許使用簡單的并且成本不高的機(jī)器。在機(jī)床上，根據(jù)其類型，軸的精度約為數(shù)微米至數(shù)十微米。使用第四軸甚至第五軸會(huì)增加不確定性，其影響所加工的部件的精度。根據(jù)本發(fā)明，工具2以與配備有線性馬達(dá)的機(jī)器的軸的精度相同的精度來實(shí)現(xiàn)，因此，三個(gè)軸足以精確地實(shí)現(xiàn)表面。目前，工具形狀的精度以很高的、接近或等于微米的準(zhǔn)確度來實(shí)現(xiàn)。使用三軸機(jī)器，在工具2處在其與加工的表面之間有可變的接觸點(diǎn)這一事實(shí)不改變在部件上的最終結(jié)果，因?yàn)閿[脫了附加軸將會(huì)造成的加工誤差。有利地，通過使支撐表面20傾斜，沿著三個(gè)軸在更大的距離上實(shí)現(xiàn)移動(dòng)。這樣，通過避免滑件在相同的很短的距離上工作，限制了其磨損。使支撐表面20傾斜的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，方便撤除切屑或切割液體，這樣允許避免在加工中在表面上存在任何切屑和/或灰塵，并因此防止了在表面上的任何刮痕。該方面對于具有凹曲度的表面是非常重要的，而且由于表面不保留切割液體，手動(dòng)或自動(dòng)夾持得到改進(jìn)。另外，在機(jī)器上，軸X和Y沿著豎直平面Vxy布置，該原理允許更好地撤除切屑和除去切割液體。最后，為了允許更加容易地撤除切屑，主機(jī)架8包括用于其撤除的開口 23、 或者用于相同目的的斜坡，其布置于加工區(qū)域下方。為了保護(hù)軸，沒有任何驅(qū)動(dòng)軸位于待加工的部件的下方，或者在切屑的下方，并且，特別地，加工裝置3和第一控制裝置6、或者拋光裝置13懸掛在次機(jī)架9Z下，并特別地在加工或拋光周期中被良好地保護(hù)。由上可見，螺線形加工在透鏡中間產(chǎn)生瑕疵。然而，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，可以通過從部件的外部開始在坯件階段使用螺線形加工，然后，當(dāng)?shù)竭_(dá)表面中心時(shí)，通過從中心開始向部件的外部進(jìn)行的另一螺線形加工來繼續(xù)加工。后一加工消除了對應(yīng)于修整道次的材料量。連接方程以修整道次的深度值在這兩個(gè)螺線形之間集成到部件的中心。根據(jù)另一方法，螺線形的終點(diǎn)還可以從表面的頂點(diǎn)移向部件的周邊，以最小化上述加工瑕疵的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明還涉及根據(jù)以下步驟來加工和/或拋光光學(xué)或眼科透鏡坯件的方法 -在加工之前、期間或之后，將標(biāo)記裝置轉(zhuǎn)移到所述坯件上；
-借助于眼科機(jī)器1所包括的、能夠定位加工裝置以進(jìn)行所述坯件的加工的控制裝置來評估所述標(biāo)記裝置的位置；-用加工裝置來加工所述坯件； -在加工后用拋光裝置來拋光所獲得的透鏡。根據(jù)帶有翻轉(zhuǎn)裝置的本發(fā)明的另一個(gè)特征，透鏡可以改變位置和反轉(zhuǎn)，以加工右眼和左眼。這樣，兩個(gè)透鏡從兩側(cè)加工。這樣，加工出兩個(gè)完工的處方透鏡。翻轉(zhuǎn)裝置可以是諸如操作員的手動(dòng)類型的或者是諸如機(jī)器人的自動(dòng)類型的?？傊?，本發(fā)明提出了新的解決方案，用于完整地制造眼科透鏡或光學(xué)玻璃，其包含加工、拋光、控制和辨識。眼科機(jī)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同于現(xiàn)有技術(shù)已知的機(jī)器，這些機(jī)器僅包括旋轉(zhuǎn)軸，且因此使得任何通過掃掠進(jìn)行的加工變得不可能。本發(fā)明的眼科機(jī)器帶有線性軸設(shè)備的選擇允許實(shí)現(xiàn)所期望的所有掃掠類型，以特別地避免在透鏡中心的瑕疵。軸的相對定位被設(shè)計(jì)為用于完美地撤除加工或拋光的切屑或廢料，因此避免了在加工過程中對部件的任何損壞。部件支承工具在相對于由機(jī)器線性軸系統(tǒng)所限定的參考平面傾斜的支撐上的特殊設(shè)計(jì)允許實(shí)現(xiàn)掃掠加工，其不會(huì)被在加工輪廓過程中軸的反轉(zhuǎn)所干擾。本發(fā)明還涉及獲得在負(fù)壓部件支承工具上同時(shí)非常精確和牢靠的保持，該部件支承工具特別地被設(shè)計(jì)為用于防止在加工過程中坯件的任何在應(yīng)力下的變形。該特別的部件支承工具被設(shè)計(jì)為帶有傾斜的支撐表面，以確保該傾斜支撐。該部件支承工具被設(shè)計(jì)為用于容易地通過例如機(jī)器人或相似裝置的操作器來操作坯件或透鏡，因?yàn)椴考恼麄€(gè)周圍被清空，夾持因此變得容易。另外，眼科機(jī)器被設(shè)計(jì)為用于加工在坯件上的索引表面以及標(biāo)記表面，這些標(biāo)記用于辨識或/和定位或/和放置，并且部件支承工具被設(shè)計(jì)為用于直接使坯件相對于這些索引表面來定心。眼科機(jī)器還包括用于控制機(jī)器的軸、其附屬功能和附屬設(shè)施的裝置。這些控制裝置與根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器所同樣包括的、被設(shè)計(jì)為能夠進(jìn)行絕對和相對于在坯件或透鏡上實(shí)現(xiàn)的標(biāo)記的尺寸控制的控制裝置接口。這些控制的結(jié)果表現(xiàn)為相對于理論值的偏差，并被發(fā)送給控制裝置，以非常精確地控制部件定位或翻轉(zhuǎn)操作器的移動(dòng)以及眼科機(jī)器的軸的移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)透鏡的修整加工、拋光或標(biāo)記。盡管首先專用于柔性或剛性透鏡的加工，但本發(fā)明是多用途的，并且可以有利地用于例如鏡子、瓶子或相似物體的拋光表面領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種用于加工和/或拋光塑料材質(zhì)和/或透鏡的坯件(100)的眼科機(jī)器(1)，包括 至少一個(gè)加工和/或拋光工具(2)；被設(shè)計(jì)為能夠驅(qū)動(dòng)所述工具(2)、沿第一軸(Zl)的加工裝置(3)；部件支持裝置(4)，其上布置了用于保持至少一個(gè)坯件(100)的保持裝置(5)，該坯件包括彼此相對的第一表面(101)和第二表面(102)；用于翻轉(zhuǎn)所述坯件以允許在所述表面的每個(gè)上對其進(jìn)行加工的翻轉(zhuǎn)裝置，所述眼科機(jī)器的特征在于，所述加工裝置(3)被設(shè)計(jì)為能夠?qū)?biāo)記裝置轉(zhuǎn)移到所述坯件上，所述標(biāo)記裝置能夠由所述眼科機(jī)器(1)所包括的控制裝置所識別或辨認(rèn)，以在相對的表面被加工之后在所述保持裝置(5)上重置所述坯件 (100)。
2.如權(quán)利要求1所述的眼科機(jī)器(1)，其特征在于，所述眼科機(jī)器包括拋光裝置(13)， 用于沿著與所述加工裝置(3)的所述第一軸(Zl)平行或重合的第二軸(Z2)來驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)拋光端頭(15)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的眼科機(jī)器(1)，其特征在于，所述眼科機(jī)器被設(shè)計(jì)為能夠在所述坯件(100)的表面之一的整個(gè)加工程序上沿著所述第一軸(Zl)實(shí)現(xiàn)Z總是遞增或遞減的加工。
4.如權(quán)利要求2所述的眼科機(jī)器(1)，其特征在于，所述拋光裝置(13)包括至少一個(gè)超聲波頭(14)。
5.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的眼科機(jī)器(1)，其特征在于，所述眼科機(jī)器包括用于雕刻和/或控制的激光頭，該激光頭被設(shè)計(jì)為能夠檢驗(yàn)或/和檢索或/和控制由所述加工工具(2)所轉(zhuǎn)移的所述標(biāo)記裝置。
6.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的眼科機(jī)器(1)，其特征在于，所述保持裝置(5)具有用于定位所述坯件的標(biāo)記。
7.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的眼科機(jī)器(1)，其特征在于，所述保持裝置(5)安裝在支撐表面(20)上，該支撐表面(20)相對于所述保持裝置所包括的、用于在機(jī)架或滑架上安裝所述保持裝置的安裝表面(23)傾斜，所述支撐表面(20)在平面(Vzy)中按照相對于與所述軸(Zl)正交的軸(Y)的第一角(α )傾斜，并在平面(H)中按照相對于與所述軸(Zl) 和所述軸(Y)正交的軸(X)的第二角(β )傾斜，所述角(α )和(β )每個(gè)都包括在20°和 45°之間。
8.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的眼科機(jī)器(1)，其特征在于，所述保持裝置(5)包括至少一個(gè)部件支承工具(19)，用于保持呈球形罩或類似形狀的透鏡坯件(100)，該部件支承工具(19)包括用于保持所述坯件(100)的保持裝置(5)，該保持裝置(5)安裝在相對于所述部件支承工具(19)所包括的、用于在機(jī)架或滑架上安裝所述部件支承工具的安裝表面 (230)傾斜的支撐表面(20)上，并且被設(shè)計(jì)為用于通過在開口(21)處的負(fù)壓來保持至少一個(gè)坯件(100)，圍繞該開口(21)—方面布置有至少一個(gè)環(huán)形密封件(22)，另一方面布置有至少一個(gè)固定支撐(221)，其中環(huán)形密封件(22)被設(shè)計(jì)為能夠產(chǎn)生負(fù)壓密封空間，以保持所述坯件(100)，而固定支撐(221)則被設(shè)計(jì)為能夠在坯件(100)的最大直徑附近支持相同的坯件(100)，所述環(huán)形密封件(22)被設(shè)計(jì)為能夠在施加在所述開口(21)處的負(fù)壓的作用下變形，而不在任何時(shí)候使同時(shí)支撐地置于所述固定支撐(221)和所述環(huán)形密封件(22)上的坯件(100)變形。
9.一種部件支承工具(19)，用于保持呈球形罩或類似形狀的透鏡坯件(100)，其特征在于，包括用于保持所述坯件(100)的保持裝置(5)，該保持裝置(5)安裝在相對于所述部件支承工具(19)所包括的、用于在機(jī)架或滑架上安裝所述部件支承工具的安裝表面(230) 傾斜的支撐表面(20)上，并且被設(shè)計(jì)為用于通過在開口(21)處的負(fù)壓來保持至少一個(gè)坯件(100)，圍繞該開口(21)—方面布置有至少一個(gè)環(huán)形密封件(22)，另一方面布置有至少一個(gè)固定支撐(221)，其中環(huán)形密封件(22)被設(shè)計(jì)為能夠產(chǎn)生負(fù)壓密封空間，以保持所述坯件(100)，而固定支撐(221)則被設(shè)計(jì)為能夠在坯件(100)的最大直徑附近支持相同的坯件(100)，所述環(huán)形密封件(22)被設(shè)計(jì)為能夠在施加在所述開口(21)處的負(fù)壓的作用下變形，而不在任何時(shí)候使同時(shí)支撐地置于所述固定支撐(221)和所述環(huán)形密封件(22)上的坯件(100)變形。
10.如權(quán)利要求9所述的部件支承工具(19)，其特征在于，所述環(huán)形密封件(22)的軸向位置能夠通過調(diào)節(jié)裝置(223)的作用來沿著與所述坯件(100)正交的方向調(diào)節(jié)。
11.如權(quán)利要求9或10所述的部件支承工具(19)，其特征在于，包括至少一個(gè)可調(diào)節(jié)的支撐(222)，該支撐(222)被設(shè)計(jì)為能夠在所述坯件(100)的中央部分中支在所述坯件 (100)上。
12.如權(quán)利要求10和11所述的部件支承工具(19)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置(223) 和所述可調(diào)節(jié)的支撐(222)相互獨(dú)立。
13.一種在如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的眼科機(jī)器(1)上加工和拋光由礦物或有機(jī)玻璃制成的光學(xué)或眼科透鏡的方法，其特征在于-在加工之前、期間或之后，將標(biāo)記裝置轉(zhuǎn)移到坯件(100)上；-借助于所述眼科機(jī)器(1)所包括的、被設(shè)計(jì)為能夠沿著第一軸(Zl)定位加工裝置(3) 以進(jìn)行所述坯件(100)的加工的控制裝置，來評估所述標(biāo)記裝置的位置；-用所述加工裝置(3)來加工所述坯件(100)；-在加工后用拋光裝置(13)來拋光所獲得的透鏡的每個(gè)表面。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在所述坯件(100)的表面之一的整個(gè)加工程序上，與所述第一軸(Zl)平行地，實(shí)現(xiàn)Z總是遞增或遞減的加工。
15.如權(quán)利要求13或14所述的方法，其特征在于，以在構(gòu)成所述坯件(100)的待加工表面的第一表面(101)或/和第二表面(102)上實(shí)現(xiàn)的索引的形式來轉(zhuǎn)移所述標(biāo)記裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種眼科加工機(jī)器(1)，其包括坯件(100)的加工裝置(3)和保持裝置(5)。該機(jī)器的特征在于，其能夠?qū)?biāo)記轉(zhuǎn)移到所述坯件上，該標(biāo)記可以由控制裝置識別，用于在相對的表面加工之后在所述保持裝置(5)上重置坯件。本發(fā)明涉及一種部件支承工具(19)。其特征在于，在相對于滑架的表面傾斜的支撐表面(20)上安裝所述通過開口(21)的負(fù)壓來保持的裝置(5)，其中開口由環(huán)形密封件(22)和固定支撐(221)來圍繞。本發(fā)明涉及一種加工方法，根據(jù)該方法，將標(biāo)記轉(zhuǎn)移到坯件(100)上，通過定位加工裝置(3)以進(jìn)行加工的控制裝置來評估標(biāo)記的位置，并用拋光裝置來拋光所獲得的透鏡的每個(gè)表面。
文檔編號B24B13/00GK102264509SQ200980152982
公開日2011年11月30日 申請日期2009年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
發(fā)明者居伊·莫努瓦耶爾 申請人:居伊·莫努瓦耶爾