用於加工和/或拋光透鏡的方法和眼科機器的製作方法

2023-05-28 17:20:51

專利名稱：用於加工和/或拋光透鏡的方法和眼科機器的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於加工和/或拋光塑料材質和/或透鏡的坯件的眼科機器，其包括 至少一個加工和/或拋光工具；設計為能夠驅動所述工具的、用於沿第一軸加工的裝置；部件支持裝置，其上布置了用於保持至少一個坯件的裝置，該至少一個坯件包括彼此相對的第一表面和第二表面；用於翻轉所述坯件以允許在所述表面的每個上對其進行加工的裝置。本發明還涉及用於保持坯件的部件支承工具。本發明還涉及用於加工和拋光由礦物或有機玻璃製成的光學或眼科透鏡的方法。本發明涉及光學構件製造領域，特別地涉及剛性或柔性透鏡、或隱形眼鏡、或最終表面狀態為拋光的構件(例如鏡子、瓶子或類似構件)的製造領域。更具體地，本發明涉及用於加工和/或拋光由礦物或有機玻璃製成的透鏡坯件 (更準確地是眼科或光學透鏡)的眼科機器，以及所關聯的方法。
背景技術：
由文檔EP-AO 281 7M已知一種用於光學領域的加工機器，其可用於在能夠隨後用作通過模製有機材料而實現眼科透鏡的模具的材料塊上或直接基於坯件來實現非球形、 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。這種機器包括三個軸，其中兩個是線性的，一個是旋轉的，在該旋轉的軸上安裝部件支承工具。軸的運動用於獲得工具在待加工部件的表面上的、根據加工深度(即工具必須按順序在沿著螺旋形軌跡連續間隔開的點處所去除的材料量)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)必須實現擺動的直線運動，其幅度可以達到大的值，尤其是在待加工的光學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90°旋轉，工具和待加工表面之間的接觸點從赤道面轉到主子午面，然後再轉到赤道面處，以此類推。從加工精度、加工時間以及加工軌跡及其他加工參數的選擇自由度方面來看，這種工作模式是不利的。主要的缺點在於，當在給定的軸上倒轉時消除反轉間隙的缺陷，其表現為表面狀態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。加工精度和時間是非常緊密相關的兩個量工具或部件支承件的移動或擺動速度越慢，加工時間越長，而精度越高。另外，在這種現有技術的機器上，必須在加工第一面之後為了加工相對的面而翻轉透鏡坯件。加工頭的重新放置不是完美的，這造成必須進行工具軌跡完全的重新計算，以避免透鏡的兩個面的同軸度缺陷。

發明內容
因此，本發明的目的在於提供一種機器，其允許獲得高加工精度和短的加工時間，並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缺陷的加工策略。為此，本發明涉及用於加工和/或拋光塑料材質或透鏡的坯件的眼科機器，其包括至少一個加工和/或拋光工具；設計為能夠驅動該工具的、沿第一軸的加工裝置；部件支持裝置，其上布置了用於保持至少一個坯件的保持裝置，該坯件包括第一表面和第二表面；用於翻轉所述坯件以允許在所述表面的每個上對其進行加工的翻轉裝置，所述機器的特徵在於，所述加工裝置被設計為能夠在所述坯件上轉移可以由所述眼科機器所包括的控制裝置來識別或辨認的標記裝置，以在加工相對的表面之後在所述保持裝置上重置所述坯件。根據本發明的一個特徵，眼科機器包括用於沿與所述加工裝置的所述第一軸平行或重合的第二軸驅動至少一個拋光端頭的拋光裝置。本發明還涉及用於保持呈球形罩或類似形狀的透鏡坯件的部件支承工具，其特徵在於，其包括用於保持所述坯件的保持裝置，該保持裝置安裝在相對於所述部件支承工具所包括的、用於其在機架或滑架上安裝的安裝表面傾斜的支撐表面上，並被設計為用於通過在開口處的負壓來保持至少一個坯件，圍繞該開口一方面布置有至少一個被設計為能夠產生用於保持所述坯件的負壓密封空間的環形密封件，而另一方面布置有至少一個被設計為能夠在坯件的最大直徑附近支持相同坯件的固定支撐，所述環形密封件被設計為能夠在施加在所述開口處的負壓的作用下變形，而不會在任何時候使同時支撐地置於所述固定支撐和所述環形密封件上的坯件變形。本發明還涉及用於加工和拋光由礦物或有機玻璃製成的光學或眼科透鏡的方法， 其特徵在於
-在加工之前、期間和之後將標記裝置轉移到坯件上；
-藉助於所述機器所包括的、被設計為能夠沿第一軸定位加工裝置以進行所述坯件的加工的控制裝置，來評估所述標記裝置的位置； -用所述加工裝置來加工所述坯件； -加工後用拋光裝置來拋光所獲得的透鏡的每個表面。


通過閱讀以下參照附圖對用於加工眼科或光學透鏡的根據本發明的機器、被設計為能夠進一步改進該機器性能的部件支承工具、和方法的實施例的說明，本發明的其他目的、優點和特徵將會變得顯而易見。在這些附圖中
-圖1為根據本發明的機器的透視示意圖； -圖2為所述機器所包括的部件支承件保持裝置的透視示意圖； -圖3為所述機器所包括的、支承加工工具的加工裝置位於加工位置時的示意圖； -圖4為所述機器所包括的沿著第一軸Z的滑架的仰視示意圖，該滑架被設計為能夠支承加工或/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明的一個特定實施例中的剖視示意
-圖6為與圖5類似的、明確示出用於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、明確示出用於加工坯件的凹表面而保持坯件的視圖。
具體實施例方式本發明涉及用於加工和拋光由礦物或有機玻璃製成的或者塑料材質的透鏡坯件、 尤其是眼科透鏡坯件的眼科機器1，其包括至少一個加工和/或拋光工具2 ；被設計為能夠沿著第一加工軸Zl驅動該工具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選使用光學構件的實施，尤其是剛性或柔性透鏡、或者隱形眼鏡、或者眼鏡框元件，本發明對於這些構件的實現是特別適合的。可以理解，本發明還可以用於多種應用，用於在具有要通過翻轉來加工的不同表面的物體(例如瓶子、獎章、模具、首飾或類似物體)上實現需要很精細的、尤其是拋光的表面狀態的表面。在部件支持裝置4上布置被設計為能夠保持至少一個坯件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，眼科機器1包括用於翻轉這種坯件100以允許在每個表面101和102上
對其進行加工的裝置。根據本發明，眼科機器1被設計為允許實現定位，該定位可用於保證在翻轉坯件的時候的完美重置，以從第一表面101的加工轉到第二表面102的加工，或相反地。為此， 加工工具2被設計為能夠將可以由眼科機器1所包括的控制裝置來辨認或識別的標記裝置轉到坯件100上，以允許在相對表面的加工之後在保持裝置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後返回到第一表面。控制裝置可以包括第一控制裝置6，其位於機器所包括的軸上，軸優選地與第一軸Zl平行或重合；以及第二控制裝置7，其位於保持裝置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，眼科機器1像例如加工中心的工具機那樣布置。其包括主機架8， 該主機架自身承載次機架9，次機架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系中定向，軸Z與第一軸Zl平行或重合，並且對於這些軸中的每個，都具有分別為10X、10YU0Z的至少一個滑架。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性，機器被設計為呈由花崗巖製成的框架(portique)的形式，其由本身由花崗巖製成的底座來支持。滑架沿著軸X、Y和Z的運動有利地通過線性馬達來實現。因此，避免了由現有技術的螺釘-螺帽系統所產生的機械應力，精度得以提高。測量尺及其電子裝置集成到這些馬達中，機器的精度和動態同時得到改進。對應於加工裝置3的沿著軸Z的次機架9Z包括用於驅動至少一個滑架IOZ的裝置，其優選地由這種線性馬達來構成，該至少一個滑架IOZ被設計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、因此沿著與眼科機器1的軸Z平行或重合的第一軸Zl移動的工具支承件12。因此，次機架9Z支持一個或多個滑架10Z，每個滑架IOZ被設計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，該實施方式成本高，在如圖4中可見的更加經濟的實施方式中，有利地，滑架IOZ集合了沿著相互平行的軸Zl或/和D或/和Z2並列的加工裝置3或/和第一控制裝置6或/和拋光裝置13。該優選實施例僅需要眼科機器1具有足夠大的尺寸，尤其是關於其在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以及當然的其上布置這些不同元件的相應滑架之間的任何幹擾的風險。這些裝置中每個的位置，以及因此每個工具2的位置，都因此而完全地已知。自然地，可以為眼科機器1配備手動的或自動的工具更換裝置， 無論是用於加工裝置3、和/或第一控制裝置6、和/或拋光裝置13。根據相同的簡化眼科機器1的邏輯，複製某些所述裝置可以成本更低，而每個都在其端部設有不同的工具。在一個非限制性實施例中，加工裝置3由至少一個加工心軸11或電心軸或相似裝置所構成，其驅動加工工具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、或具有適於要實現的加工的形狀的工具。優選地，選擇足夠多功能的工具2，以同時準許在第一時間內加工坯件100的第一表面101和在第二時間內加工坯件100的第二表面102。有利地，使用帶半球形端頭的加工工具2，其允許加工整個複雜的扭曲表面，並且在可能的時候在其最遠離其主軸的部分上工作，以獲得儘可能大的周邊速度，並因此獲得更高質量的加工。有利地，在用於被固定在眼鏡框或其他部件上的光學透鏡的情況下，為了避免長時間的並且需要去除很多材料的修補切邊加工，透鏡沿其側面的外部形狀在眼科機器1上通過用於加工其表面的相同工具2來加工，在使用多個連續的工具的情況下尤其是通過坯件工具來加工。為此，優選地，例如使用在半球形端頭之後包括圓柱部分的工具2。同樣地，如果透鏡側面必須具有斜剖面，那麼眼科機器1可以用作光學技師的去邊機器(machine d6border)。因此，使用包括形狀與斜剖面互補的一個或多個稜或切面的工具2。第一控制裝置6可以是帶有或沒有接觸的類型的(例如光學類型、超聲波類型、 觸摸類型或例如「Renishaw」測頭的感應類型或相似的類型)，並且可以包括例如所謂星形端頭的端頭17，其通常位於測量中心上或者加工機器上，以實現三維測量。第一控制裝置 6允許檢驗每次加工——如果是連續加工的情況那麼檢驗連續加工——以及坯件在其翻轉後是否很好地重置。所述裝置允許在可能對加工工具或拋光工具的軌跡進行重新計算時提供要考慮的原點偏差或軸傾斜值。優選地，眼科機器1包括雷射雕刻和/或控制頭，其被設計為能夠檢驗、或/和檢索(indexer)、或/和控制由加工工具2所轉移的標記裝置。可以理解，眼科機器1被設計為能夠將標記裝置轉移到坯件100，標記裝置可以由加工裝置3或者由附屬裝置(例如雷射雕刻頭)來實現。第一控制裝置6還可以集成這種雷射頭，以檢驗或/和檢索或/和控制標記裝置。有利地和創新地，拋光裝置13可以包括帶有足夠寬、即具有數平方毫米截面的光束的雷射，其允許在加工後提供完美的修整。相同的雷射還可以用於雕刻或類似的工作。以在第一表面101或/和第二表面102上例如通過雕刻坐標、線、標尺、條形碼或類似物來實現的索引(indexation)形式，或以在待加工部件的另一個表面(例如透鏡側面)上的凹口或類似物的形式，來轉移這些標記裝置。沿著軸Z的滑架IOZ還可以包括附屬加工裝置，例如小的鑽孔心軸或類似裝置，其被設計為能夠實現特殊的加工(例如在眼鏡透鏡上的鑽孔)而不拆下坯件。有利地，眼科機器1在軸Z處包括用於沿著第二軸Z2驅動至少一個拋光端頭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允許在它這裡完全結束製造，特別是在光學透鏡的情況下。優選地，拋光裝置13包括至少一個超聲波頭14，其如有需要藉助於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/或砂輪進行修整加工之後，通過在所加工的部件的每個表面上逐個點地移動來拋光所加工的部件。在一個優選的而非限制性的應用中，超聲波頭14允許在端頭15上施加具有超聲波頻率的振動，該超聲波頻率尤其是包括在10至30kHz之間，優選地為了在噪音和質量之間的良好折中而選擇在25kHz附近。特別地，超聲波頻率的振動的產生可以通過激勵裝置來實現，該裝置向由至少兩個在兩個金屬體之間受到應力的壓電陶瓷所構成的轉換器輸出正弦信號，所述壓電陶瓷根據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運動。其振動被傳輸到端頭 15，並如有需要插入放大器。實現端頭15沿著第二軸Z2的進入坯件100中的相對運動，直至端頭15達到所確定的深度。進入速度根據坯件100的性質來選擇。有利地，可以在翻轉坯件之前在每個所加工的表面上使用拋光裝置13。為了避免在加工、拋光和翻轉階段之間產生瑕疵，眼科機器1有利地配備有洗滌清洗裝置或/和潤滑裝置、鼓風裝置、超聲波清洗裝置或相似的裝置。眼科機器1還有利地包括至少一個冷卻組，尤其是用於冷卻加工所用的潤滑流體，其還可以用於冷卻電心軸或其他加工裝置，並且如果希望，可以用於穩定機架和滑架的溫度。為了不與另外兩個軸X和Y合併振動，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的次機架9Z所配備的分開的滑架上。在一個優選的非限制性實施例中，主機架8支承次機架9X，次機架自身支撐至少一個沿著水平軸X活動的滑架10X。滑架IOX自身承載至少一個沿著軸Y活動的滑架IOY0 該滑架IOY本身則承載部件支持裝置4，該裝置支承用於保持至少一個坯件100的裝置5。 如果滑架IOX在軸X上的行程是足夠的，那麼可以同時加工兩個坯件100。該結構對於以緊湊機器的形式來在逐對加工光學透鏡的應用中實現眼科機器1 是優選的，其中所述緊湊機器不超過標準化底託在地面上的尺寸，並且不需要特殊的土木工程，主機架8可以相反地設計為活動的。其他結構是可以想像的，但會導致機器的成本的升高，或者導致非常大的總體積。根據本發明，優選地，部件支持裝置4包括至少一個部件支承工具19。其包括相對於該部件支承件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用於部件支承件在機架或滑架上的安裝，斜支撐表面20在平面Vzy中按照相對於與軸Zl正交的軸Y的第一角α傾斜，在平面H中按照相對於與軸Zl和軸Y正交的軸X的第二角β傾斜，角α和β中的每個優選地包括在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，以當翻轉坯件時正確地定
位坯件，從而與第一表面完全一致地加工第二表面。在本發明的一個優選的而非限制性的實施方式中，保持裝置5被設計用於通過負壓來保持至少一個坯件100。有利地，通過負壓來保持是通過在開口 21處致動真空泵、例如文丘裡效應的 "ML20 PIAB」類型的泵來實現的。該部件支承工具19被設計為主要用於保持呈球形罩或相似形狀的透鏡坯件100。優選地被設計為用於使用根據本發明的加工機器1，工具19是多用途的，並且能夠適於其他的加工、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於部件支承工具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用於部件支承工具19在坯件加工機器、尤其是根據本發明的眼科機器1的機架或滑架上的安裝，保持裝置5被設計為用於通過在開口 21處的負壓來保持至少一個坯件100。圍繞該開口 21 —方面布置至少一個環形密封件22，另一方面布置至少一個固定支撐221，其中環形密封件被設計為能夠產生負壓密封空間，以保持坯件100，而固定支撐則被設計為能夠優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處的該環形密封件22被設計為能夠在施加在開口 21處的負壓作用下變形，而不在任何時候使同時支撐地置於固定支撐221和環形密封件22上的坯件100變形。優選地，固定支持裝置221是連續的，呈與環形密封件22同軸的管環的形式，或者由這種管環的段所構成的觸杆(touche)來構成。優選地，環形密封件22的軸向位置可通過調節裝置223的作用來沿著與支撐表面 20和坯件100正交的方向調節。為了完美的表面狀態，工具19優選地包括至少一個可調節的支撐222，其被設計為能夠在坯件100的中心部分中支撐在坯件上。有利地，調節裝置223和可調節支撐222是相互獨立的。在一個非限制性的實施例中，環形密封件22具有直徑6mm的管環直徑和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，而沒有由於卡爪或類似裝置所造成的機械變形。環形密封件22被設計為能夠變形而不會在任何時候使坯件 100變形。在如圖5中可見的一個有利的實施例中，坯件100支在環形密封件22以及至少一個固定支撐221上，其中環形密封件可以通過如螺紋壓力環的調節裝置223而變得可調節， 而固定支撐221在坯件100的最大直徑附近支持該坯件，並優選地在坯件100切邊之後將失去的區域中支持該坯件。有利地，坯件100的中心部分支在例如由彈性體製成的不造成劃痕的材質的可調節支撐222上，調節可以通過螺絲或者通過彈性回復裝置或相似的裝置來實現。這些布置允許減輕所有的振動，並且準許在加工時實現完美的表面狀態。在放置坯件100的時候，可調節支撐222自動地到位，由此，環形密封件22以與外部密封件相同的方式變形。在將坯件支撐地置於固定支撐221上之後，調節的獨立性允許通過操作可調節支撐222和調節裝置223來進行對支撐的第一調節，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處所實現的輕微負壓來實現。然後實現用於加工的最終支撐，並在由與真空泵的連接部232所施加在文丘裡開口 21處的強烈負壓作用下環形密封件22被壓緊。自然地，可以修改可調節支撐222和調節裝置223的調節，以獲得完美的保持，而不在坯件內部產生機械應力，並且允許實現符合光學要求的表面狀態完美的加工。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情況下可調節支撐222和調節裝置223的定位的不同之處。工具19同時是多功能和非常緊湊的，這允許即使在小尺寸的加工機器上也能安裝多個配備有坯件100的工具19的試驗臺。優選地，眼科機器1配備了至少兩個部件支承件19，因此可以在一個上加工凸表面並在另一個上加工凹表面，而無需操作員或操作器的幹預。還可以同時實現兩個凹表面或兩個凸表面。例如，對於相同的客戶訂單，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周期中實現，而無需操作員的幹預。在沒有修改的情況下，根據本發明的系統還像在現有技術中一樣地支持遮光鏡。另一個在部件支承件19的傾斜支撐表面20上保持坯件100的方式在於，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結於可熔金屬層的插件，其中可熔金屬層藉助於粘著膜與坯件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、例如47°的合金中選擇，以免在坯件100是由有機材料製成的透鏡的時候損害坯件 100或使坯件100變形。用於在坯件翻轉時定位坯件100而對標記裝置的預先標識或加工準許通過機器人來操作。特別地，在光學矯正透鏡的情況下，使用機器人，可以交換透鏡以加工對應於右眼和左眼的透鏡的兩個表面。這樣，從兩側來加工兩個透鏡。因此加工出兩個完工的處方透
^Mi ο眼科機器1配備有計算器，或者計算機或相似的獨立裝置，其計算待加工的表面。 因此，可以加工簡單的表面，或者加工如用於眼科光學的漸變或非球形表面的複雜表面。其他表面的加工僅被眼科機器1的行程所限制。優選地，計算機既不集成到機架8中，也不集成到眼科機器1其本身上，以方便維護和改變計算機設備。通常，用於加工眼科透鏡的方法包括啟動在透鏡周邊的加工，沿著螺旋線移動工具以在透鏡的中心結束其工作行程。儘管該方法避免了機器的軸Z的移動方向的反轉一這對沒有表面狀態瑕疵的加工是必不可少的一但由於在中心處標高(cote) Z的偏差數值非常小並且工具2必須達到其標高並同時撤離，該方法還是在部件的中心造成輕微的瑕疵。另外，該加工末期對應於加工部件的光學中心，而光學中心不能接受任何瑕疵。有利地，還是根據本發明的一個特定的實施例，工具2通過在水平或豎直線上移動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， 坯件100通過部件支承件19來保持在相對於軸X和Y傾斜的支撐表面20處，以使得在軸Z上的移動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的整個加工程序上實現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上的定位對於所實現的加工的質量是特別有利的。加工裝置3允許雕刻待加工的部件，這還可以由超聲波頭、雷射器或附屬裝置(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上實現的雕刻可以是淺表的，或者在表面101或102的內部，或者在坯件100的其他表面(例如其側面) 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，或者啟動和進行加工和/或拋光軌跡的完全的重新計算。如上所述，包括傾斜的支撐表面20的部件支承件19允許具有幾個顯著的優點。使支撐表面20傾斜避免了在靠近工具2的主軸的點上加工，並且允許在速度更大的區域中使用該工具。加工的質量和效益得到改進。使支撐表面20沿著兩個軸X和Y傾斜的另一個優點在於，允許在工具2和待加工的表面之間僅有一個接觸點，並且尤其是僅在三個軸而不是四個甚至五個軸上工作，這準許使用簡單的並且成本不高的機器。在工具機上，根據其類型，軸的精度約為數微米至數十微米。使用第四軸甚至第五軸會增加不確定性，其影響所加工的部件的精度。根據本發明，工具2以與配備有線性馬達的機器的軸的精度相同的精度來實現，因此，三個軸足以精確地實現表面。目前，工具形狀的精度以很高的、接近或等於微米的準確度來實現。使用三軸機器，在工具2處在其與加工的表面之間有可變的接觸點這一事實不改變在部件上的最終結果，因為擺脫了附加軸將會造成的加工誤差。有利地，通過使支撐表面20傾斜，沿著三個軸在更大的距離上實現移動。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傾斜的另一個優點在於，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，並因此防止了在表面上的任何刮痕。該方面對於具有凹曲度的表面是非常重要的，而且由於表面不保留切割液體，手動或自動夾持得到改進。另外，在機器上，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。最後，為了允許更加容易地撤除切屑，主機架8包括用於其撤除的開口 23、 或者用於相同目的的斜坡，其布置於加工區域下方。為了保護軸，沒有任何驅動軸位於待加工的部件的下方，或者在切屑的下方，並且，特別地，加工裝置3和第一控制裝置6、或者拋光裝置13懸掛在次機架9Z下，並特別地在加工或拋光周期中被良好地保護。由上可見，螺線形加工在透鏡中間產生瑕疵。然而，根據本發明的另一個特徵，可以通過從部件的外部開始在坯件階段使用螺線形加工，然後，當到達表面中心時，通過從中心開始向部件的外部進行的另一螺線形加工來繼續加工。後一加工消除了對應於修整道次的材料量。連接方程以修整道次的深度值在這兩個螺線形之間集成到部件的中心。根據另一方法，螺線形的終點還可以從表面的頂點移向部件的周邊，以最小化上述加工瑕疵的風險。本發明還涉及根據以下步驟來加工和/或拋光光學或眼科透鏡坯件的方法 -在加工之前、期間或之後，將標記裝置轉移到所述坯件上；
-藉助於眼科機器1所包括的、能夠定位加工裝置以進行所述坯件的加工的控制裝置來評估所述標記裝置的位置；-用加工裝置來加工所述坯件； -在加工後用拋光裝置來拋光所獲得的透鏡。根據帶有翻轉裝置的本發明的另一個特徵，透鏡可以改變位置和反轉，以加工右眼和左眼。這樣，兩個透鏡從兩側加工。這樣，加工出兩個完工的處方透鏡。翻轉裝置可以是諸如操作員的手動類型的或者是諸如機器人的自動類型的。總之，本發明提出了新的解決方案，用於完整地製造眼科透鏡或光學玻璃，其包含加工、拋光、控制和辨識。眼科機器的結構設計不同於現有技術已知的機器，這些機器僅包括旋轉軸，且因此使得任何通過掃掠進行的加工變得不可能。本發明的眼科機器帶有線性軸設備的選擇允許實現所期望的所有掃掠類型，以特別地避免在透鏡中心的瑕疵。軸的相對定位被設計為用於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於由機器線性軸系統所限定的參考平面傾斜的支撐上的特殊設計允許實現掃掠加工，其不會被在加工輪廓過程中軸的反轉所幹擾。本發明還涉及獲得在負壓部件支承工具上同時非常精確和牢靠的保持，該部件支承工具特別地被設計為用於防止在加工過程中坯件的任何在應力下的變形。該特別的部件支承工具被設計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計為用於容易地通過例如機器人或相似裝置的操作器來操作坯件或透鏡，因為部件的整個周圍被清空，夾持因此變得容易。另外，眼科機器被設計為用於加工在坯件上的索引表面以及標記表面，這些標記用於辨識或/和定位或/和放置，並且部件支承工具被設計為用於直接使坯件相對於這些索引表面來定心。眼科機器還包括用於控制機器的軸、其附屬功能和附屬設施的裝置。這些控制裝置與根據本發明的機器所同樣包括的、被設計為能夠進行絕對和相對於在坯件或透鏡上實現的標記的尺寸控制的控制裝置接口。這些控制的結果表現為相對於理論值的偏差，並被發送給控制裝置，以非常精確地控制部件定位或翻轉操作器的移動以及眼科機器的軸的移動，以實現透鏡的修整加工、拋光或標記。儘管首先專用於柔性或剛性透鏡的加工，但本發明是多用途的，並且可以有利地用於例如鏡子、瓶子或相似物體的拋光表面領域。
權利要求
1.一種用於加工和/或拋光塑料材質和/或透鏡的坯件(100)的眼科機器(1)，包括 至少一個加工和/或拋光工具(2)；被設計為能夠驅動所述工具(2)、沿第一軸(Zl)的加工裝置(3)；部件支持裝置(4)，其上布置了用於保持至少一個坯件(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)；用於翻轉所述坯件以允許在所述表面的每個上對其進行加工的翻轉裝置，所述眼科機器的特徵在於，所述加工裝置(3)被設計為能夠將標記裝置轉移到所述坯件上，所述標記裝置能夠由所述眼科機器(1)所包括的控制裝置所識別或辨認，以在相對的表面被加工之後在所述保持裝置(5)上重置所述坯件 (100)。
2.如權利要求1所述的眼科機器(1)，其特徵在於，所述眼科機器包括拋光裝置(13)， 用於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)來驅動至少一個拋光端頭(15)。
3.如權利要求1或2所述的眼科機器(1)，其特徵在於，所述眼科機器被設計為能夠在所述坯件(100)的表面之一的整個加工程序上沿著所述第一軸(Zl)實現Z總是遞增或遞減的加工。
4.如權利要求2所述的眼科機器(1)，其特徵在於，所述拋光裝置(13)包括至少一個超聲波頭(14)。
5.如上述權利要求中任一項所述的眼科機器(1)，其特徵在於，所述眼科機器包括用於雕刻和/或控制的雷射頭，該雷射頭被設計為能夠檢驗或/和檢索或/和控制由所述加工工具(2)所轉移的所述標記裝置。
6.如上述權利要求中任一項所述的眼科機器(1)，其特徵在於，所述保持裝置(5)具有用於定位所述坯件的標記。
7.如上述權利要求中任一項所述的眼科機器(1)，其特徵在於，所述保持裝置(5)安裝在支撐表面(20)上，該支撐表面(20)相對於所述保持裝置所包括的、用於在機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)中按照相對於與所述軸(Zl)正交的軸(Y)的第一角(α )傾斜，並在平面(H)中按照相對於與所述軸(Zl) 和所述軸(Y)正交的軸(X)的第二角(β )傾斜，所述角(α )和(β )每個都包括在20°和 45°之間。
8.如上述權利要求中任一項所述的眼科機器(1)，其特徵在於，所述保持裝置(5)包括至少一個部件支承工具(19)，用於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)包括用於保持所述坯件(100)的保持裝置(5)，該保持裝置(5)安裝在相對於所述部件支承工具(19)所包括的、用於在機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，並且被設計為用於通過在開口(21)處的負壓來保持至少一個坯件(100)，圍繞該開口(21)—方面布置有至少一個環形密封件(22)，另一方面布置有至少一個固定支撐(221)，其中環形密封件(22)被設計為能夠產生負壓密封空間，以保持所述坯件(100)，而固定支撐(221)則被設計為能夠在坯件(100)的最大直徑附近支持相同的坯件(100)，所述環形密封件(22)被設計為能夠在施加在所述開口(21)處的負壓的作用下變形，而不在任何時候使同時支撐地置於所述固定支撐(221)和所述環形密封件(22)上的坯件(100)變形。
9.一種部件支承工具(19)，用於保持呈球形罩或類似形狀的透鏡坯件(100)，其特徵在於，包括用於保持所述坯件(100)的保持裝置(5)，該保持裝置(5)安裝在相對於所述部件支承工具(19)所包括的、用於在機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，並且被設計為用於通過在開口(21)處的負壓來保持至少一個坯件(100)，圍繞該開口(21)—方面布置有至少一個環形密封件(22)，另一方面布置有至少一個固定支撐(221)，其中環形密封件(22)被設計為能夠產生負壓密封空間，以保持所述坯件(100)，而固定支撐(221)則被設計為能夠在坯件(100)的最大直徑附近支持相同的坯件(100)，所述環形密封件(22)被設計為能夠在施加在所述開口(21)處的負壓的作用下變形，而不在任何時候使同時支撐地置於所述固定支撐(221)和所述環形密封件(22)上的坯件(100)變形。
10.如權利要求9所述的部件支承工具(19)，其特徵在於，所述環形密封件(22)的軸向位置能夠通過調節裝置(223)的作用來沿著與所述坯件(100)正交的方向調節。
11.如權利要求9或10所述的部件支承工具(19)，其特徵在於，包括至少一個可調節的支撐(222)，該支撐(222)被設計為能夠在所述坯件(100)的中央部分中支在所述坯件 (100)上。
12.如權利要求10和11所述的部件支承工具(19)，其特徵在於，所述調節裝置(223) 和所述可調節的支撐(222)相互獨立。
13.一種在如權利要求1至8中任一項所述的眼科機器(1)上加工和拋光由礦物或有機玻璃製成的光學或眼科透鏡的方法，其特徵在於-在加工之前、期間或之後，將標記裝置轉移到坯件(100)上；-藉助於所述眼科機器(1)所包括的、被設計為能夠沿著第一軸(Zl)定位加工裝置(3) 以進行所述坯件(100)的加工的控制裝置，來評估所述標記裝置的位置；-用所述加工裝置(3)來加工所述坯件(100)；-在加工後用拋光裝置(13)來拋光所獲得的透鏡的每個表面。
14.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，在所述坯件(100)的表面之一的整個加工程序上，與所述第一軸(Zl)平行地，實現Z總是遞增或遞減的加工。
15.如權利要求13或14所述的方法，其特徵在於，以在構成所述坯件(100)的待加工表面的第一表面(101)或/和第二表面(102)上實現的索引的形式來轉移所述標記裝置。
全文摘要
本發明涉及一種眼科加工機器(1)，其包括坯件(100)的加工裝置(3)和保持裝置(5)。該機器的特徵在於，其能夠將標記轉移到所述坯件上，該標記可以由控制裝置識別，用於在相對的表面加工之後在所述保持裝置(5)上重置坯件。本發明涉及一種部件支承工具(19)。其特徵在於，在相對於滑架的表面傾斜的支撐表面(20)上安裝所述通過開口(21)的負壓來保持的裝置(5)，其中開口由環形密封件(22)和固定支撐(221)來圍繞。本發明涉及一種加工方法，根據該方法，將標記轉移到坯件(100)上，通過定位加工裝置(3)以進行加工的控制裝置來評估標記的位置，並用拋光裝置來拋光所獲得的透鏡的每個表面。
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 優先權日2008年10月29日
發明者居伊·莫努瓦耶爾 申請人:居伊·莫努瓦耶爾