W poprzednich numerach naszego pisma przedstawiliśmy technologię obróbki soczewek mineralnych jednoogniskowych sferycznych i astygmatycznych produkowanych seryjnie. Kontynuując problematykę prezentujemy Państwu technologię obróbki soczewek mineralnych produkowanych w systemie recepturowym, którą przedstawimy w dwóch częściach. W niniejszym opracowaniu zajmiemy się wstępną fazą tego procesu.
   W JZO w systemie recepturowym produkowane są wszystkie soczewki mineralne dwuogniskowe i progresywne oraz soczewki jednoogniskowe sferyczne i astygmatyczne o podwyższonym współczynniku załamania światła (1.7, 1.8, 1.9). Ponadto wykonywane są soczewki jednoogniskowe o mocach lub średnicach wykraczających poza zakres produkcji seryjnej.
   W procesie obróbki mineralnych soczewek recepturowych wykonywana jest tylko jedna powierzchnia. Druga powierzchnia wykonywana jest we wcześniejszych procesach technologicznych - procesach obróbki półfabrykatu. Półfabrykat posiada jedną powierzchnię, której parametry konstrukcyjne i jakość (czystość) powierzchni odpowiada wymaganiom dla gotowej soczewki okularowej. Najczęściej jest to powierzchnia wypukła. Konstrukcja powierzchni wypukłej półfabrykatu uzależniona jest od typu soczewki, na jaką przeznaczony jest półfabrykat. Półfabrykaty na soczewki jednoogniskowe posiadają powierzchnię wypukłą sferyczną, na soczewki dwuogniskowe również powierzchnię sferyczną z umieszczonym w odpowiednim miejscu segmentem, natomiast półfabrykaty na soczewki progresywne posiadają powierzchnię o zmiennej krzywiźnie gwarantującą odpowiedni przyrost mocy pomiędzy obszarem do dali i do bliży. W każdej z opisanych grup półfabrykatów występuje od kilku do kilkunastu różnych promieni i kształtów powierzchni wypukłej. Ilość promieni w jednej grupie półfabrykatów uzależniona jest od zakresu produkcji gotowych soczewek. Im większy zakres produkcji, tym ilość półfabrykatów w jednej grupie o różnych promieniach wypukłych jest większa. Na podstawie wartości i kształtów promienia powierzchni wypukłej półfabrykatu, mocy gotowej soczewki oraz jej grubości dobierany jest odpowiedni promień powierzchni wklęsłej, która obrabiana jest w procesie produkcji soczewek recepturowych. Obróbka soczewek recepturowych charakteryzuje się tym, że z jednego półfabrykatu o określonej konstrukcji wykonuje się od kilkunastu do kilkudziesięciu soczewek o różnych mocach. Doboru wartości promieni powierzchni wklęsłej, czyli obliczenia konstrukcji soczewki dokonuje się przy wykorzystaniu odpowiednich programów komputerowych. Proces produkcji recepturowych soczewek to nie tylko obróbka mechaniczna i uszlachetnianie soczewek. Równie ważna jest odpowiednia organizacja i przepływ soczewek w procesie produkcyjnym z możliwością identyfikacji soczewek na każdym etapie produkcji. Ogólny schemat organizacji produkcji soczewek jest następujący:

• przyjęcie zamówienia do realizacji;
• dobór i przygotowanie półfabrykatów do obróbki;
• blokowanie półfabrykatów;
• zaokrążanie półfabrykatów;
• dobór narzędzi;
• frezowanie soczewek;
• szlifowanie (docieranie) soczewek;
• polerowanie soczewek;
• odblokowanie soczewek;
• mycie soczewek;
• nanoszenie znaków nietrwałych na soczewki progresywne;
• kontrola końcowa soczewek.

   Obecnie przedstawimy dokładniej każdy z etapów produkcji mineralnych soczewek recepturowych. Po przejściu opisanego procesu soczewki przekazywane są do uszlachetniania lub wysyłane do Klienta.
Przyjęcie zamówienia do realizacji
   Soczewki recepturowe wykonywane są wyłącznie na podstawie indywidualnego zamówienia Klienta. Przy zamówieniu konieczne jest podanie wszystkich parametrów optycznych soczewki oddzielnie dla oka prawego i lewego oraz średnicy soczewki. Dodatkowo konieczne jest podanie, czy soczewka powinna zostać wykonana z uszlachetnieniem i jakiego typu. Przyjęcie zamówienia jest pierwszym i bardzo ważnym etapem procesu produkcji. Pomyłka przy składaniu zamówienia np. błędnie podane parametry optyczne, powoduje że Klient nie otrzyma właściwych soczewek. Na podstawie parametrów optycznych i geometrycznych soczewki drukowana jest Karta Technologiczna. Karta Technologiczna drukowana jest automatycznie przez program komputerowy po zaakceptowaniu przyjęcia zamówienia. Na Karcie Technologicznej podawane są następujące informacje:

• dane dotyczące Klienta - są to dane, które pozwalają na właściwą identyfikację zamawiającego przy fakturowaniu i wysyłaniu soczewek. Jednocześnie na Karcie Technologicznej podawana jest data i godzina, do której zamówienie winno zostać zrealizowane. Pozwala to w procesie obróbki na ciągły nadzór nad czasem realizacji zamówienia;
• typ soczewki oraz jej parametry optyczne i geometryczne - są to nominalne wartości mocy czołowej soczewki, wartości cylindra, kąta cylindra, wartości dodatku, wartości mocy i kąta bazy pryzmy (jeżeli występuje) oraz średnica i grubość soczewki. Wartości podane na Karcie Technologicznej wykorzystywane są w końcowej kontroli soczewek, gdzie zmierzone rzeczywiste wartości porównywane są z dopuszczalnymi odchyłkami określonymi w Wymaganiach Jakościowych;
• dane technologiczne do wykonania soczewki - są to dane wykorzystywane w procesie obróbki do właściwego doboru oprzyrządowania, półfabrykatu, nastaw maszyn oraz wartości nominalnych parametrów kontrolowanych w procesie. Do grupy tej należą następujące dane: symbol (oznaczenie) półfabrykatu, średnica gotowej soczewki, cecha pierścienia do blokowania półfabrykatów oraz wartości kątów do ustawienia blokera, grubość gotowej soczewki, wartość nastaw dla frezarek sterowanych numerycznie, wartości promieni obrabianej powierzchni podawane dla dwóch przekrojów głównych oraz wartości strzałek dla tych promieni.

Dobór i przygotowanie półfabrykatów do obróbki
   Na podstawie oznaczenia podanego na Karcie Technologicznej dobierany jest właściwy półfabrykat do wykonania soczewki. Półfabrykaty magazynowane są na regałach z podziałem według typu półfabrykatu, materiału z jakiego jest wykonany oraz kształtu i promienia powierzchni wypukłej. Półfabrykaty umieszczane są w pudełkach transportowych, łącznie z Kartą Technologiczną. Półfabrykaty przechodzą przez wszystkie operacje procesu technologicznego w jednym pudełku transportowym zawsze z Kartą. Ułożenie półfabrykatów w pudełku odpowiada oznaczeniom na Karcie Technologicznej oka prawego i lewego. Właściwe ułożenie półfabrykatów w pudełkach transportowych oraz nadzór w kolejnych operacjach, aby półfabrykaty te nie zostały zamienione jest bardzo ważny i ściśle przestrzegany. Złe ułożenie półfabrykatów lub ich zamiana w kolejnych operacjach spowoduje, że soczewki o różnych mocach wykonywane z różnych półfabrykatów (np. dla soczewek dwuogniskowych i progresywnych występuje inna konstrukcja powierzchni wypukłej dla oka lewego i prawego) będą posiadały niewłaściwe parametry optyczne. W procesie technologicznym obróbki soczewek recepturowych wykorzystywane są pudełka transportowe o różnych kolorach. Kolor pudełka oznacza, w jakiej kolejności soczewki winny trafiać do procesu obróbki. Po doborze półfabrykatów i umieszczeniu ich w odpowiednich pudełkach zabezpieczana jest powierzchnia wypukła. Jak wspomniano wcześniej półfabrykat posiada jedną powierzchnię, której konstrukcja i jakość powierzchni odpowiada wymaganiom dla soczewki gotowej. Zabezpieczenia powierzchni gotowej dokonuje się, aby po procesie obróbki drugiej powierzchni nie uległa ona uszkodzeniu. Powierzchnie półfabrykatu zabezpiecza się folią samoprzylepną z tworzywa sztucznego, z naniesioną z jednej strony cienką warstwą kleju.
   Ostatnią czynnością przygotowania półfabrykatu do produkcji, a dotyczącą tylko soczewek dwuogniskowych jest wyznaczenie osi poziomej soczewki. Oś poziomą soczewki oznacza się na znaczniku osi np. Layout Marker 501 firmy LOH. Oznaczenie osi poziomej ma decydujący wpływ na zachowanie prawidłowej konstrukcji soczewki dwuogniskowej. Na podstawie wielkości i kształtu segmentu nanosi się na powierzchnię wypukłą półfabrykatu linię, która jest równoległa do linii stycznej przechodzącej przez najwyższy punkt (wierzchołek) segmentu dla soczewek z segmentem typu C lub do linii wyznaczonej przez górną krawędź segmentu dla soczewek z segmentem typu F. Ponadto na znaczniku osi oznacza się punkt referencyjny pomiaru mocy do dali i pryzmatyczności, którego położenie uzależnione jest od konstrukcji soczewki. Dla soczewek mineralnych z segmentem C26 produkcji JZO jest to punkt położony 4 mm ponad wierzchołkiem segmentu i przesunięty o 2.5 mm w stronę skroni. Naniesiona oś pozioma soczewki oraz punkt referencyjny wykorzystywane są do prawidłowego zablokowania półfabrykatu.

Blokowanie półfabrykatów
   Wcześniej przygotowane półfabrykaty przekazywane są w odpowiednich pojemnikach transportowych wraz z Kartą Technologiczną na stanowisko blokowania. Konstrukcja soczewek recepturowych, szczególnie soczewek astygmatycznych, wymaga, aby w operacjach frezowania, docierania i polerowania przekroje główne soczewki znajdowały się w tych samych pozycjach względem uchwytów maszyn i zamontowanych narzędzi. Jest to konieczny warunek dla prawidłowego przebiegu procesu obróbki. Rolą operacji blokowania jest jednoznaczne i pewne ustalenie półfabrykatu w całym procesie obróbki. Poniżej opisany zostanie przebieg operacji blokowania półfabrykatów przy wykorzystaniu urządzenia niemieckiej firmy LOH - BLOKER 2000 (zdjęcie nr 1).

Zdjęcie nr 1 - BLOKER 2000


   Ogólny przebieg operacji blokowania jest następujący:

• w gnieździe blokera umieszcza się uchwyt mocujący półfabrykat w procesie obróbki. Uchwyt ten posiada wyfrezowania i powierzchnie stożkowe, które w jednoznaczny sposób ustalają w późniejszych operacjach zablokowany półfabrykat w uchwytach maszyn. Linia wyznaczona przez środki wyfrezowań uchwytów pokrywa się z przekrojem bazowym soczewki. Dla soczewek dwuogniskowych i progresywnych astygmatycznych uchwyt mocujący ustawia się w odpowiedni sposób dla uzyskania wymaganego kąta osi cylindra. Ustawienia dokonuje się na podstawie danych zawartych na Karcie Technologicznej przy wykorzystaniu skali kątowej na blokerze;
• na uchwyt mocujący nakładany jest odpowiedni pierścień do blokowania. Dobór pierścienia uzależniony jest od średnicy soczewki, promienia wypukłego półfabrykatu oraz typu soczewki. Dla soczewek pryzmatycznych i progresywnych stosowane są pierścienie pryzmatyczne. Dane dotyczące doboru odpowiedniego pierścienia podawane są na Karcie Technologicznej;
• na pierścień do blokowania nakładany jest półfabrykat zabezpieczoną powierzchnią do dołu. Następnie dokonuje się centrowania półfabrykatu według punktów referencyjnych i linii naniesionych na powierzchnię półfabrykatu. Centrowanie półfabrykatu musi zostać wykonane bardzo precyzyjnie, dlatego urządzenie do blokowania wyposażone jest w kamery, które przekazują obraz powierzchni półfabrykatu z naniesionymi znakami na ekran monitora, na którym umieszczone są krzyże centrownicze. Położenie krzyży ustala się podczas justowania (ustawiania) urządzenia. Półfabrykat jest prawidłowo wycentrowany, jeżeli punkt zaznaczony na półfabrykacie pokrywa się ze środkiem krzyża na ekranie monitora, linie z poziomymi liniami na ekranie. Po takim ustawieniu półfabrykat dociskany jest siłownikiem do pierścienia;
• po wycentrowaniu półfabrykatu przestrzeń pomiędzy jego powierzchnią, a powierzchnią uchwytu mocującego wypełniany jest ciekłym stopem Wooda. Stop wypływa ze zbiornika urządzenia przez dyszę umieszczoną w gnieździe blokera. Do blokowania soczewek stosuje się stop niskotopliwy, który posiada temperaturę topnienia 47⁰C. W temperaturze otoczenia stop występuje w stanie stałym i posiada właściwości gwarantujące pewne zablokowanie soczewek w całym procesie;
• po całkowitym zastygnięciu stopu zablokowane półfabrykaty wyjmowane są z gniazda blokera i zdejmowany jest pierścień do blokowania. Zablokowane półfabrykaty umieszczane są ponownie w pudełkach transportowych z zachowaniem właściwego położenia soczewki prawej i soczewki lewej.

   Opisany system blokowania półfabrykatów oparty jest na siłach adhezji pomiędzy powierzchnią zabezpieczonego półfabrykatu, a powierzchnią zastygłego stopu. System ten jest sprawdzonym systemem blokowania stosowanym w wielu laboratoriach soczewek recepturowych na całym świecie.
Zaokrążanie półfabrykatów
   Po zablokowaniu półfabrykaty przekazywane są na stanowisko zaokrążania. Na stanowisku tym półfabrykatom nadawana jest średnica gotowej soczewki. Konieczność zaokrążania wynika z faktu, że półfabrykaty dostępne są tylko w określonych średnicach niezabezpieczających pełnego zakresu produkcji, szczególnie w przypadku kiedy wykonywane są soczewki w średnicach stopniowanych co 1 mm, jak w przypadku JZO. Zaokrążanie soczewek w opisywanym procesie obróbki wykonywane jest na typowym szablonowym automacie do szlifowania soczewek. Automat wyposażony jest w komplet szablonów o średnicach 50, 56, 60, 65 i 70 mm. Wykonywanie pośrednich średnic możliwe jest dzięki regulacji wielkości obrabianej średnicy w stosunku do szablonu. Automat do zaokrążania półfabrykatów nie posiada tarczy do wykonywania fasety, a jedynie płaskie tarcze do obróbki zgrubnej i wykańczającej. Szerokości tarcz nie są standardowymi szerokościami dla tego typu urządzeń. Stosowanie tarcz o większej szerokości wynika z faktu, że krawędzie obrabianych półfabrykatów są często dużo większe od gotowej soczewki i w związku z tym nie mieszczą się na tarczy o standardowej szerokości. Po procesie zaokrążania na każdym półfabrykacie kontrolowana jest średnica. Porównywana jest rzeczywista średnica półfabrykatu z wartością nominalną, dopuszczalna odchyłka średnicy rzeczywistej wynosi od 0.00 mm do -0.60 mm.