Dobór narzędzi
Narzędzia dobierane są na podstawie danych umieszczonych na Karcie Technologicznej. Na niej podawane są wartości promieni w przekroju bazowym i w przekroju cylindra obrabianej powierzchni wyrażone w dioptriach. W ten sam sposób ocechowane są narzędzia do obróbki, tzn. na narzędziach wygrawerowane są wartości promieni w dwóch przekrojach wyrażone w dioptriach. Do obróbki powierzchni wklęsłych stosowane są narzędzia o promieniach wypukłych, a do obróbki promieni wypukłych wklęsłe. Promienie na narzędziach do obróbki soczewek wykonywane są z korektą wynikającą z grubości nakładek stosowanych w procesie obróbki. W opisywanym procesie obróbki stosowany jest system wykorzystujący dwa typy nakładek - nakładki bazowe i nakładki bezpośrednio stosowane w procesie obróbki. Nakładki bazowe naklejone są na każde narzędzie jeszcze przed bezpośrednim wykorzystaniem ich w produkcji. Jedna nakładka naklejona na jednym narzędziu może być zastosowana do wykonania kilkudziesięciu soczewek. Nakładka bazowa jest nośnikiem dla właściwej nakładki stosowanej do procesu obróbki. Nakładka bazowa posiada chropowatą powierzchnię przez co w procesie obróbki, dzięki sile tarcia, utrzymuje właściwą nakładkę i nie pozwala jej się zsunąć z narzędzia w trakcie obróbki. Stosowanie opisanego sytemu pozwala na wielokrotne wykorzystanie jednej nakładki szlifierskiej lub polerskiej, zmniejszenie ilości nakładek stosowanych w procesie obróbki oraz zmniejszenie ilości narzędzi dzięki możliwości wykorzystania tego samego narzędzia w procesie szlifowania i polerowania. Dobrane narzędzia układane są w pudełkach transportowych razem z półfabrykatem, oczywiście z zachowaniem odpowiedniego położenia dla narzędzia do obróbki prawej i lewej soczewki.

Zdjęcie nr 1-Frezarka TOROMATIC SL

Frezowanie soczewek
Zablokowane półfabrykaty w pudełkach transportowych z narzędziami do obróbki oraz Kartą Technologiczną przekazywane są na stanowisko frezowania. Do frezowania soczewek recepturowych stosowane są frezarki sterowane numerycznie. Poniżej opisany zostanie proces frezowania przy zastosowaniu frezarki TOROMATIC SL produkcji niemieckiej firmy LOH (zdjęcie nr 1). Frezarka TOROMATIC SL jest frezarką jednowrzecionową. Konstrukcyjnie frezarka ta jest podobna do frezarek stosowanych w procesie obróbki mineralnych soczewek astygmatycznych seryjnych. Jednak pewne zmiany w sposobie przeniesienia napędu wrzeciona powodują, że proces frezowania przebiega dokładniej. W celu wykonania soczewki należy wprowadzić w sterowanie frezarki określone dane. Wszystkie dane potrzebne do wprowadzenia znajdują się na Karcie Technologicznej. Do sterowania frezarki wprowadza się następujace parametry:

• promień bazowy wyrażony w dioptriach;
• promień cylindra wyrażony w dioptriach;
• wartość nastawy, jest to parametr decydujący o końcowej grubości soczewki. Parametr ten określany jest na podstawie promienia powierzchni wypukłej soczewki, wysokości pierścienia na jakim została soczewka zablokowana oraz grubości gotowej soczewki. Wartość nastawy uwzględnia również naddatek na kolejne operacje technologiczne;
• średnica soczewki;
• parametr uwzględniający grubość półfabrykatu przed frezowaniem oraz promień powierzchni wklęsłej półfabrykatu. Na podstawie tego parametru frezarka automatycznie dobiera ilość przejść, w których musi zebrać cały naddatek materiału pomiędzy półfabrykatem, a gotową soczewką.

Oprócz opisanych zmiennych nastaw wynikających z konstrukcji frezowanej soczewki do sterowania frezarki należy wprowadzić wiele parametrów stałych niezbędnych do prawidłowej i dokładnej pracy frezarki min. wysokość i średnica frezu, prędkości obróbki itp. Parametry te określane są w czasie ustawiania maszyny, które wykonuje się cyklicznie według określonych procedur.
Po wprowadzeniu wszystkich danych sterowanie frezarki dokonuje przeliczeń i uruchamiany jest proces frezowania. Zablokowana soczewka umieszczana jest w uchwycie maszyny, który znajduje się na pinoli frezarki. Zadane wartości promieni i grubość soczewki uzyskiwane są przez skoordynowanie ruchu pinoli i ruchu głowicy z wrzecionem narzędziowym. W trakcie obróbki pinola wykonuje ruch w pionie dosuwając zablokowaną soczewkę do narzędzia oraz wykonuje ruch w poziomie przesuwając soczewkę względem osi obrotu głowicy. Jednocześnie głowica wykonuje ruch obrotowy pochylając się w jedną stronę. Zakres promieni powierzchni frezowanych na maszynie TOROMATIC SL zależy od średnicy frezu. Mniejsza średnica frezu pozwala frezować powierzchnie o krótszych promieniach. Jako narzędzie do obróbki stosuje się frezy garnkowe z nasypem diamentowym. Korpus frezu wykonany jest ze stali i posiada stożkowy kształt zakończony elementem mocującym frez na wrzecionie frezarki. Do korpusu stalowego przymocowany jest pierścień z nasypem diamentowym. Pierścień posiada na obwodzie nacięcia, które umożliwiają wypływ emulsji chłodzącej w trakcie procesu obróbki. W opisywanej frezarce emulsja chłodząca podawana jest przez środek wrzeciona i wypływa w wewnętrznej części frezu. Jako ciecz chłodząca stosowany jest wodny roztwór specjalnego oleju syntetycznego.
Po zakończonym procesie frezowania parametry geometryczne wyfrezowanej powierzchni poddawane są kontroli na zgodność z nominalnymi wielkościami podanymi na Karcie Technologicznej. Kontrolowane są strzałki promieni oraz wartość nastawy. Dopuszczalne odchyłki dla strzałek promieni wynoszą ±0.01 mm od wartości nominalnej, a dla wartości nastawy od -0.10 do 0.00 mm od wartości nominalnej. Kontroli podlega każda wyfrezowana soczewka. Po zakończonym procesie frezowania wykonuje się fazę na krawędzi soczewki. Zabieg ten eliminuje możliwość powstawania szczerb w kolejnych procesach obróbki.

Szlifowanie soczewek
Po procesie frezowania, w którym usunięty został naddatek materiału oraz wstępnie nadana geometria powierzchni, soczewki przekazywane są na stanowisko szlifowania. W procesie szlifowania zostaje nadany ostateczny kształt powierzchni oraz zebrana jest warstwa materiału ze spękaniami i odpryskami powstałymi w procesie frezowania. Powierzchnia uzyskuje odpowiedni mat pozwalający na właściwe wypolerowanie powierzchni. W opisywanym procesie obróbki soczewek recepturowych stosowane są do szlifowania maszyny firmy LOH - TORO-X 2 SL (zdjęcie nr 2). Maszyna ta wyposażona jest w panel sterujący, w pamięci którego zapamiętywane są podstawowe nastawy, tzn. czas obróbki oraz ciśnienie obróbki.

Zdjęcie nr 2 - Szlifierko-polerka TORO-X 2 SL


Zablokowana soczewka mocowana jest w górnym uchwycie maszyny. Uchwyt ten zamontowany jest na tłoczysku siłownika dociskającego soczewkę do narzędzia. Narzędzie mocowane jest w uchwycie dolnym. Na narzędzie nakładana jest nakładka szlifierska. Do szlifowania stosowane są nakładki diamentowe o ziarnistości 700. Po uruchomieniu maszyny opuszcza się tłoczysko siłownika dociskając soczewkę do narzędzia z nakładką. Jak wcześniej wspomniano siła tarcia pomiędzy nakładką bazową na narzędziu, a nakładką szlifierską utrzymuje ją w stałym położeniu w trakcie obróbki. W procesie szlifowania jako chłodziwo stosowany jest wodny roztwór specjalnego oleju syntetycznego.
W czasie obróbki uchwyt z narzędziem oraz uchwyt z soczewką nie wykonują ruchu obrotowego, jak ma to miejsce np. przy obróbce soczewek astygmatycznych na maszynach LPT-2. Uchwyty wykonują ruchy oscylacyjne w lewą i w prawą stronę, co powoduje, że powierzchnia soczewki przesuwa się po narzędziu, które dzięki zastosowaniu nakładki diamentowej zbiera warstwę materiału.
Podstawowymi parametrami ustawienia maszyn w procesie szlifowania są ciśnienie i czas obróbki. Dobór wartości tych parametrów zależy od średnicy i materiału, z jakiego wykonana jest soczewka. Inne parametry obróbki występują dla soczewek o współczynniku załamania światła 1.5, a inne dla soczewek 1.7.
Po zakończeniu procesu obróbki soczewki poddawane są kontroli. Kontrolowane są strzałki promieni, dla których dopuszczalna odchyłka wynosi ±0.01 mm oraz warstwa zbierana, czyli różnica grubości soczewki przed i po obróbce. Warstwa zebrana w procesie szlifowania winna wynosić od 0.20 do 0.25 mm. Kontrolowana jest również jakość matu na powierzchni soczewki.
Polerowanie soczewek
Polerowanie soczewek odbywa się na takich samych maszynach jak proces szlifowania, maszynach TORO-X 2 SL. Również kinematyka obróbki jest taka sama jak w przypadku szlifowania soczewek. Podstawowymi nastawami w procesie obróbki są również czas i ciśnienie. Narzędzia stosowane do polerowania są tymi samymi, które wcześniej stosowane były do szlifowania.
Podstawowym zadaniem procesu polerowania jest wykonanie powierzchni soczewki o określonej jakości. Do polerowania stosowane są nakładki wykonane z folii poliuretanowej, podobnie jak w procesie polerowania seryjnych soczewek sferycznych i astygmatycznych. Grubość nakładki jest jednak zdecydowanie mniejsza i wynosi ok. 0.40 mm. Materiałem polerskim jest wodna zawiesina mieszaniny tlenków ziem rzadkich z przewagą tlenku ceru. Czas i ciśnienie obróbki uzależnione są od średnicy soczewki i promieni krzywizny obrabianej powierzchni.
Po procesie polerowania soczewki myje się wstępnie na stanowisku i dokonuje kontroli jakości powierzchni. Soczewki, na powierzchni których nie stwierdzono wad, przekazywane są na stanowisko odblokowywania.

Odblokowanie soczewek
Odblokowanie mineralnych soczewek recepturowych wykonuje się w specjalnych zbiornikach wypełnionych wodą o temperaturze ok. 60^oC. Zablokowane soczewki umieszczane są w koszyku i zanurzane w zbiorniku z wodą. Temperatura wody powoduje, że stop zostaje wytopiony i gromadzi się na dnie zbiornika. Soczewki wraz z uchwytami mocującymi je w procesie obróbki pozostają w koszyku. Stop jest okresowo zlewany z dna zbiornika i przekazywany powtórnie na stanowisko blokowania razem z uchwytami mocującymi. Z odblokowanych soczewek zrywana jest folia zabezpieczająca i umieszczane są one w koszyku do mycia soczewek. Bardzo ważną rzeczą jest układanie soczewek w ustalonym porządku, który przypisuje je do określonej Karty Technologicznej.

Mycie soczewek
Odblokowane soczewki w koszykach przekazywane są na stanowisko mycia. W opisywanym procesie do mycia soczewek stosowana jest myjka ultradźwiękowa ART 350 produkcji firmy LOH (zdjęcie nr 3).

Zdjęcie nr 3 - Myjka ultradźwiękowa ART 350.


Przebieg procesu mycia w myjce ART 350 przebiega automatycznie. Koszyki z soczewkami układane są na transporterze załadowczym skąd odbierane są przez system przenośników myjki. Przenośniki umieszczają koszyki w poszczególnych wannach myjących i płuczących w określonym cyklu czasowym. Po przejściu przez wszystkie wanny soczewki są osuszane i umieszczane na transporterze wyładowczym, który dostarcza je bezpośrednio do pomieszczenia kontroli końcowej. Ogólna zasada mycia soczewek jest taka sama jak dla soczewek produkowanych seryjnie, gdzie kąpiele myjące o odczynach zasadowych i kwaśnych wspomagane przez działanie ultradźwięków w wannach myjących usuwają zabrudzenia z powierzchni soczewek. Płukanie soczewek również odbywa się w wannach napełnionych specjalnie oczyszczoną wodą demineralizowaną.
Jak wcześniej wspomniano soczewki trafiają do pomieszczenia kontroli soczewek bezpośrednio z myjki ART 350. Karty Technologiczne trafiają do pomieszczenia kontroli w sposób niezależny, czyli w procesie mycia nie są bezpośrednio związane z soczewkami jak w całym wcześniejszym procesie. Identyfikacji soczewek dokonuje się na podstawie numeru koszyka (każdy koszyk jest ocechowany, a Karty Technologiczne spięte i opisane numerem koszyka) oraz odpowiedniego ułożenia soczewek w koszyku.

Nanoszenie znaków nietrwałych na soczewki progresywne
Przed kontrolą końcową na soczewki progresywne nanoszone są oznaczenia nietrwałe. Konieczność nanoszenia znaków wynika z faktu, że oznaczenia naniesione pierwotnie przez producenta półfabrykatu są usuwane z powierzchni soczewki w procesie mycia w myjce ultradźwiękowej. Brak oznaczeń obszaru do dali, do bliży, punktu pocienienia pryzmatycznego oraz osi poziomej na soczewce progresywnej uniemożliwia kontrolę jej parametrów optycznych.
Oznaczenia znaków nietrwałych dokonuje się na podstawie wygrawerowanych stałych znaków na soczewce. Znaki nanosi się przy wykorzystaniu specjalnego urządzenia zaopatrzonego w odpowiednie matryce odwzorowujące znaki nietrwałe dla określonego typu soczewki progresywnej, oddzielnie dla soczewki prawej i lewej. Soczewki z naniesionymi znakami przekazywane są do kontroli końcowej.

Kontrola końcowa
Wszystkie mineralne soczewki recepturowe poddawane są stuprocentowej kontroli, którą dokonuje się w trzech grupach właściwości, mianowicie: parametry optyczne soczewek, parametry geometryczne soczewek oraz jakość powierzchni. Zmierzone wartości porównuje się z dopuszczalnymi odchyłkami ujętymi w odpowiednich Wymaganiach Jakościowych.
Soczewki zakwalifikowane jako zgodne z wymaganiami pakowane są w torebki właściwe dla danego asortymentu lub przekazywane do dalszych procesów uszlachetniania.

Podsumowanie
Przedstawiony proces obróbki mineralnych soczewek recepturowych oparty jest na wykorzystaniu nowoczesnych maszyn i urządzeń firmy LOH. Tylko zastosowanie nowoczesnych maszyn i technologii oraz dobra organizacja procesu obróbki gwarantuje uzyskanie odpowiedniej jakości soczewek. Wszystkie procesy obróbki nadzorowane przez służby produkcyjne i technologiczne, kontrola jakości w różnych fazach obróbki oraz system organizacyjny wynikający z posiadanego Certyfikatu ISO 9002 gwarantują najwyższą jakość soczewek zgodną z międzynarodowymi standardami.