[发明专利]用于将工件研磨和/或抛光到光学质量的研磨和抛光机

说明书

技术领域

本发明涉及用于将工件(特别是透镜)研磨和/或抛光到光学质量的研磨和抛光机。除了机械加工之外，还应可以使用该机器来机械加工复杂的光学元件和成形的插入件。

背景技术

为了实现复杂的机械加工操作，至今仍需要使用具有多个精确地操作的工具的一个或甚至是多个研磨和抛光机。除了单主轴机器之外，还已知使用许多机械加工主轴和工具变换器的机器，所述工具变换器可用来自动地变换机械加工的工具。

在一种已知的用于机械加工光学工件的机器(DE 100 29 967A1)中，各工件主轴布置在轭中，而两根主轴根据所谓的龙门概念设置在轭上方的入口结构中，该入口结构设有三根可以是彼此垂直地移置的线性轴线。为了枢转该轭，这里使用一转矩电动机，该电动机可实现高精度的角度设定。不过，这产生了很高工艺复杂性，从而无法成本经济地制造这种机器。此外，使用工具变换器需要在工具与工具主轴之间设置机械接口，因此工具主轴就需要复杂的一体的夹紧系统。不过，鉴于所要求的一微米左右的精度，采用了这些接口就很难实现在高精度研磨机中有关于工具的同心度和平面性方面所要求的再现性。

组合工具也是为人们所知的(DE 197 37 217A1)，其中两个杯形研磨工具布置成可同轴地相对彼此轴向移位，以借助于粗磨和精磨产生可抛光的透镜。不过，这种情况下的工具直径受到限制，且与主轴的连接刚度和研磨凸缘的同心度都能够得到改善。工具相对彼此的轴向移位还容易由于有玻璃粉进入冷却剂而产生问题。

在另一使用相关装置的已知方法中(DE 197 51 750A1)，在公共的载架上彼此平行且彼此紧接地布置三个或更多个研磨主轴和可选用的测量工位。主轴的数量、主轴控制系统的复杂性、初始费用、后续的调整以及更大的结构空间需求使得总成本相当地高。

Loh Optikmaschinen AG，Wetzlar已研发出一种名为“Toromatic 2 SL”的已知类型的研磨和抛光机。这种机器根据“摆动主轴”原理工作，并包括工具主轴，相应的切削和研磨工具通过法兰安装在该主轴的端部。为了能使相应的工具与工具接合，主轴可像转轮的头部那样绕其与主轴成直角地布置的枢转轴线枢转，并可以固定在指定给这两个工具的那些锁定位置中。为了调整工具主轴相对于工具角度，在该机器上设置附加的装置，该附加的装置包括可绕另一轴线转动并设有附加的液压传动装置的枢转头。在该枢转头上离开其转动轴线一距离处设置保持工具主轴的主轴壳体的枢转轴线。因此，这样的结构布置需要两个不同的传动装置以一方面用于工具主轴的180°枢转和另一方面用于工具主轴相对于工具主轴的角度定位。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构紧凑且精度高的在引言中所规定类型的研磨和抛光机，它能以简单且成本经济的方式使用多个研磨和抛光工具。

该目的通过如权利要求1所述的研磨和抛光机来实现。在各从属权利要求中限定了该研磨和抛光机的有益和有利的进一步发展，并将在下文中更加详细地描述它们。

根据本发明，提供一种用于将特别是透镜的工件研磨和/或抛光到光学质量的研磨和抛光机，所述机器包括具有两端的至少一根工具主轴和至少一根工件主轴，所述诸主轴可相对彼此在垂直于彼此的方向上进行调整，其中，所述工具主轴设计成在其两端在相同的轴线上保持各自的工具，并安装在主轴壳体内，所述主轴壳体可绕布置成与工具主轴成直角的枢转轴线枢转，以在每一情况下使所述两个工具中的一个与工件接合，其中，设置可将所述工具主轴转动到相对所述工件主轴的各个不同的规定角度位置的装置；并且，其中，所述装置包括设置在所述枢转轴线上的驱动装置，借助于该驱动装置，工具主轴既可绕所述枢转轴线枢转成所想要的工具与工件接合，也可绕所述枢转轴线转动到相对所述工件主轴的各个不同的规定角度位置。

根据本发明的核心概念，在权利要求1的前序部分中所限定的存在于相关现有技术中的两根轴线，即用于工具变换的枢转轴线和用于设定工具主轴与工件主轴之间的规定角度位置的转动轴线，被组合以形成单根公共的枢转/转动轴线。带有分别使用的工具的工具主轴既可静态地也可动态地转动到各个不同的角度位置。两种功能，即工具变换的枢转运动和改变工具主轴和工件主轴之间的角度关系的转动运动，仅使用一个驱动装置。

较佳地是，所述驱动装置是设置在与所述枢转轴线相同的轴线上的转矩电动机，所述转矩电动机的转子经由枢转轴永久连接至所述主轴壳体。以这种方式，不仅主轴壳体实现了结构紧凑的直接驱动，而且可以实现高精度的角度定位。