专利名称：用于加工光学工件的车床的制作方法
技术领域：
根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种用于加工光学工件特别是镜片的车床。
背景技术：
在非旋转对称的镜片的高精度车床加工中，用法由所谓的快速工具构成，所谓的快速工具设计成旋转的工具架，该工具架可以以快速变化的方式运动以及包括用于引导处于线性-往复或旋转运动的旋转工具的专用的驱动器。在这样的镜片的加工阶段，产生等于大约30mm的行程长度的旋转工具的移动行程以及等于大约20g的非常大的加速度。由于在移动的交替方向中那些大的加速度，产生了作为振动传送到机架的振动。那些振动是极其不希望得到的，因为它们引起在加工的光学工件表面上形成误差。
已经提出通过质量补偿来弥补运动的快速工件质量，所述质量补偿通过以相反的方式相应的补偿质量振动实现，以至于没有破坏性的振动可以传送到机身。例如，用法由许多快速工具装置(美国2003/0183050 A1)构成，这些快速工具装置在包含在旋转操作中的工具的相反方向振动。在另一个已知的加工机器(EP 0 854769 B1)中，提供由线性驱动器的加速度引起的反作用力通过与第一线性驱动器共线的第二线性驱动器动态地补偿，第二线性驱动器的外罩或定子通过机身以机械的方式与第一线性驱动器的外罩或定子结合，且与第一线性驱动器的相反方向开动。已知的质量补偿模式的缺点在于需要较高的机械、电气和控制工程费用来产生同步质量补偿运动。
发明内容
本发明的目的是提供在权利要求1的前序部分中说明的类型的机床，在该机床中以既简单又节约成本的方式防止了由快速工具产生的破坏性振动到机身的传送。
根据本发明，这样的目的由在权利要求1中说明的特征实现。本发明的优点或有利的其他展开出现在从属权利要求项，这些在下面也得到更详细地解释。
根据本发明的基本原理，提供了一种重且刚硬的机架，该机架具有良好的阻尼特性且由聚合物混凝土组成，所述的机架可以轻易地安装和校准，它具有由聚合物混凝土组成的铸造成一体的机器上部，其中的机器元件，特别是快速工具装置和工具轴装置安装在机身上。
根据现有技术，这样的车床的上部仅包括可以轻松地放置在所述机器上的由板状金属或纤维-加固材料组成的外壳，而根据本发明，具有厚且重的壁状部分机器上部由聚合物混凝土组成，机器上部和机身一起形成由聚合物混凝土组成的单片机架。继续本发明的原理，因此，希望得到在快速工具的运动部分的质量和机架的质量之间的尽可能高的比率。例如快速工具布置的运动部分可能具有1.2kg的质量，而机器的静止部分，这是说由聚合物混凝土组成的机架和机器的其余部件可能具有1200kg的质量。这种情况的质量比是1∶1000。已经发现，由于根据本发明的聚合物混凝土机架的统一设计，由快速工具装置产生的任何破坏性振动不可能传送到机架，而且因此传送到工件轴，以至于在加工光学工件表面上不会出现形成误差。
聚合物混凝土机架的一体式制造展开了在制造时形成所有功能表面、功能空间和其他切块到它们的精确尺寸的优点的可能性。例如，如权利要求2重所述，功能表面可以包括用于快速工件装置、带有横向滑块装置的工件轴装置以及可能的附带的刀具轴装置的功能表面，还包括用于控制面板的支撑表面和镀层表面，而功能空间可以包括，例如，工作空间、用于气动的机器元件的机柜空间以及用于电气/电子的机器元件的机柜空间。
较佳地，根据权利要求3，车床以这样的方式设计车床的重心大约位于快速工具装置的运动平面中，由此，不可能存在由确保无麻烦的加工操作的快速工具装置引起的关于重心的任何倾斜运动。
为了生成用于安装快速工具装置、带有横向滑块装置的工件轴装置和可能的附带的刀具轴装置的光滑表面，相关的安装表面可以如权利要求4中所述那样用环氧树脂填塞。
下面将会参考说明实施例的附图阐述关于本发明的进一步的细节。在附图中图1显示了由聚合物混凝土组成的一体化机架的透视正视图，该视图实质上是在车床的功能元件安装之间，图2显示了图1所示的机架的透视后视图，图3显示了水平断面的透视图，其中装配好的机器的机器上部大约在快速工具装置和工件轴装置的位置切削，图4显示了沿图1中的剖线IV-IV的垂直断面的透视图，图5显示了相似于图1的透视正视图，但是机器完全装配好，以及图6显示了图5中所示的机器的透视后视图。
具体实施例方式
在附图中显示的一体化机架10由适合于机器结构的聚合物混凝土铸造。聚合物混凝土是一种由无机填料混和物和反应树脂组成的复合材料，由于它的复合还指铸件无机复合物。用到的反应树脂通常是环氧树脂，因为环氧树脂最能满足铸件无机复合物的主要要求，也就是高的弹性系数，良好阻尼特性，低的内部应力，用于高尺寸精确的最小收缩以及低的热膨胀系数。
机架10包括机身11和与之铸造成一体的机器上部12。最好从图3可以看到的一样，快速工具装置13和工件轴装置14布置在机身11上且通过螺纹连接固定在此，在这种情况下，依靠横向滑块装置15布置工件轴装置。在所示的例子中，用于镜片的边缘加工的刀具轴装置16相邻于快速工件装置13定位。
由于机身的厚壁设计以及聚合物混凝土的特殊的性能，机身11非常刚硬且对振动具有较强的抵抗力。考虑到固定连接到机架10的功能部件的质量(主要是快速工件装置13、工件轴装置14和刀具轴装置16的质量)，通过适当地构造机身11和机器上部12，也就是说通过在机身11和机器上部12之间的适当的质量分布，在车床的重心到快速工件装置13的运动平面中的要求的转换可以从设计方面通过简单的方式实现。
可以通过适当地构造铸模在铸造聚合物混凝土时生成在机架10中的所有的功能表面和空间和所有的其他切块。功能表面包括在机身11上的用于快速工具装置13和刀具轴装置16以及用于带有横向滑块装置15的工件轴装置14的安装表面17和18，用于控制面板(图5)的支撑表面19和镀层表面21。
功能空间包括车床的实际工作空间22，其中由数控工件轴装置14驱动的镜片毛坯的加工通过快速工具和可能同时通过刀具轴装置16的边缘加工刀具执行。机架10的功能空间还包括在机器上部12中的切块23和24，切块连接到工作空间22和用于容纳与刀具轴装置16和工件轴装置14一起的快速工件装置13。最后，功能空间还包括用于气动元件的置于机身11中的机柜空间25，以及用于电气/电子元件的伸出机床11到机器上部12中的机柜空间26。
在其下部邻接工作空间22、因此作为另一个功能空间的是用于提供到加工现场的冷却剂的收集空间27，最佳地如图4中所示。穿过收集空间27的冷却剂通过开口28(图6)朝外排放。
如图5和图6所示，当车床全部装配完后，机柜空间25和26可以通过门29和30封闭。工作空间22可以通过飞沫保护盖31在顶上和前面封闭，在飞沫保护盖中，有一种用于工件交换目的的自动打开的折边，所述折边具有观察窗32，如图5所示。
图5和图6还显示了在机架10上的条形码阅读器33，条形码阅读器33用于探测镜片毛坯的数据。如所有附图所述，在机架10的四个底部角落处提供可调节高度的脚支座34。
提出一种用于加工光学工件特别是镜片的车床，车床包括快速工具装置和工件轴装置，其中，车床具有由聚合物混凝土铸造的且在铸造期间形成了其上和其中所有的功能表面、功能空间和其他切块的精确的尺寸的机架。机架的机器上部铸造成一体同时覆盖快速工具装置和工件轴装置以及因此以盖罩的方式覆盖机身。由聚合物混凝土组成的同一的机架有紧凑的尺寸，具有非常刚硬的阻尼振动机身，而且相对于快速工具装置的快速运动元件，还具有非常大的质量且高位的重心，这防止破坏性的振动传送到机身的快速工具运动，以及因此防止传送到工件轴装置。以这种方式设计的车床可以以节省成本的方式制造而且容许具有非常高尺寸精度和表面质量的任何镜片光学表面的制造。可以实现的光学表面质量容许通过柔性且适合的抛光工具直接抛光，因此在后面的过程中做到了相当可观的节约。如果合适地装备了刀具轴装置，可以执行在镜片上的边缘加工操作。
参考符号列表10机架11机身12机器上部13快速工具装置14工件轴装置15横向滑块装置16刀具轴装置17安装表面18安装表面19支撑表面20控制面板21镀层表面
22工作空间23切块24切块25机柜空间26机柜空间27收集空间28开口29门30门31飞沫保护盖32观察窗33条形码阅读器34脚支座
权利要求
1.一种用于机加工光学工件、特别是镜片的车床，包括安装在刚性的机身(11)上且由机器上部(12)覆盖的快速工具装置(13)以及工件轴装置(14)，其特征在于，所述机身(11)和所述机器上部(12)由聚合物混凝土制成一体化的机架(10)，因此形成所有的功能表面和空间。
2.如权利要求1所述的车床，其特征在于，所述功能表面包括用于所述快速工具装置(13)、带有横向滑块装置(15)的所述工件轴装置(14)以及可能的附带的刀具轴装置(16)的所述安装表面(17，18)，而且还包括用于控制面板(20)的所述支撑表面(19)和镀层表面(21)，此外，所述功能空间包括工作空间(22)、用于所述机器的气动元件的机柜空间(25)和用于所述机器的电气/电子元件的机柜空间(26)。
3.如权利要求1或2所述的车床，其特征在于，所述机器的重心大约设置在所述快速工具装置(13)的运动平面中。
4.如权利要求1到3之一所述的车床，其特征在于，用于所述快速工具装置(13)、带有横向滑块装置(15)的所述工件轴装置(14)以及可能的所述附加刀具轴装置(16)的所述安装表面(17，18)可以用环氧树脂填塞，形成光滑表面。
全文摘要
用于加工光学工件特别是镜片的车床，包括快速的工具装置(13)和工件轴装置(14)，具有整体上由聚合物混凝土铸造成的机架(10)，在铸造过程阶段形成了其上和其中的所有功能表面、功能空间和其他的切块的精确的尺寸。机架的机器上部(12)覆盖了快速工具装置以及工件轴装置，因而以盖罩的方式覆盖了机身(11)。机架具有的紧凑尺寸，具有非常刚硬的阻尼振动机身，以及相对于快速工具装置的快速移动元件，具有非常大的质量且重心位置高，这防止破坏性的振动传送到机身的快速工具的运动，因此防止传送到工件轴装置。以这种方式设计的车床可以以节省成本的方式制造且容许具有非常高的尺寸精度和表面质量的任何镜片光学表面的制造。可以实现的光学表面质量容许直接抛光，因此在后面的过程中做到了相当可观的节约。如果合适地装备了刀具轴装置，可以执行在镜片上的边缘加工操作。
文档编号B23Q1/01GK1857834SQ200610077688
公开日2006年11月8日 申请日期2006年4月28日 优先权日2005年5月6日
发明者H·谢弗 申请人:萨特隆有限公司