用于光学质量方面的工件、尤其是精密光学元件中的球面透镜表面的研磨、精密研磨和...的制作方法_2

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供在相应 上部部分处且有利地为圆柱形的引导销紧密接合在所述槽或凹槽中(即,基本上无间隙)。
[0017] 可构想各种组件或子组合件用于工件主轴到套管的摩擦紧固或夹持,例如离心或 楔系统,其以合适的方式与工件主轴接合。然而,装置的如下设计是优选的:套管具有与紧 固到工件主轴的夹持环轴向相对的下部环形支撑表面,其中夹持机构包括至少一个任选的 环形活塞-汽缸布置,所述活塞-汽缸布置布置在支撑表面与夹持环之间以在致动上有效 且在通过压力对活塞-汽缸布置进行作用时其迫使夹持环远离支撑表面且因此拉拽主轴 凸缘抵靠套管的支撑表面。这以有利方式实现工件主轴在其交叉研磨调节位置中在(在所 述情况下)没有力横向施加到工件旋转轴线C的情况下由流体压力产生的准无移动紧固或 夹持,所述力可导致工件主轴的不希望的横向移位。
[0018] 在所述情况下,在装置的在能量方面尤其有利的优选实施例中,优选地均匀分布 在圆周周围的多个活塞-汽缸布置提供在支撑表面与夹持环之间,能够对所述布置进行气 动作用。水力学实际上也可用于工件主轴相对于机器框架的流体致动紧固或夹持,但气体 力学相对于简单密封是优选的;此外,压缩空气在任何情况下存在于研磨或抛光机处。
[0019] 在本发明概念的进一步推行过程中,机器框架可由聚合物混凝土铸造,其中套管 通过形状锁定铸造在机器框架中的适当位置中。这导致套管以及因此通过夹持机构相对 于套管夹持的工件主轴到机器框架的非常强有力耦合,具有良好减震,这在经处理工件的 准确性和边缘区损坏方面对于研磨或抛光工艺是有利的。与在例如螺钉等紧固件的辅助下 (后续)将套管紧固到机器框架相比,在套管形式或形状锁定铸造在机器框架中的适当位 置中的情况下对准和组装的费用也少得多。
[0020] 对于经释放工件主轴相对于机器框架在第三方向y上的实际调节或移位可构想 出尽可能细微灵敏的各种解决方案,例如蜗杆或滚珠螺钉驱动,任选地具有进一步平移元 件(例如,行星式传动、传送带或链条式平移)以便利用相对较大的旋转移动产生第三方向 y上仅较小轴向行程。另一方面,装置的如下设计是优选的:调节机构包括设定轴,其大体 在第三方向y上延伸且安装在机器框架上以轴向固定但可旋转,且其在一端承载与固定安 装在工件主轴上的螺母接合的细螺纹,以在致动上有效,而提供在设定轴的另一端的是用 于设定轴的手动旋转的把手。在此情况下,这涉及一种可能简单且经济的(基本上仅两个 部分:螺钉和螺母)但足够精密的机械解决方案(具有低间隙)。
[0021] 相对于简单组装和低成本,另外优选的是设定轴仅在靠近把手的一侧支撑在机器 框架上。设定轴的补偿可能方向误差的此'灵活'安装归因于以下事实而成为可能:用于交 叉研磨调节的设备的调节机构由于调节机构与用于交叉研磨调节的设备的夹持机构在功 能和结构上的分离而不必接受或承受装置的任何处理力。
[0022] 在装置的同等优选的实施例中,调节机构的螺母靠近工件主轴的主轴凸缘安装, 如在第二方向z上所见。由于螺母在工件附近的布置,在主轴凸缘处,即工件主轴相对于机 器框架的支撑位置处,仅产生极短的杠杆。这导致在热的作用(即,装置中的热膨胀)的情 况下工件主轴的仅极小的倾翻或移位趋势。
[0023] 此外,用于设定轴的手动旋转的把手可通过安装在设定轴处的六角凹头螺钉形 成。这不仅在成本方面有利而且在以下方面也是有利的:排除了在作为把手固定安装在设 定轴上的手轮的情况下也许将可能发生的设定轴的非既定旋转。此外,六角凹头扳手在任 何情况下都是研磨或抛光机的'工具套件'的一部分以便将工件安装件或抛光碗或研磨工 具固定在工件或工具主轴的通常水力膨胀夹头中。因此,不需要用于交叉研磨调节的另外 工具。
[0024] 为了改进交叉研磨调节的可重复性且简化交叉研磨调节,可另外提供紧固到机器 框架用于检测工件主轴相对于机器框架在第三方向y上的移位的距离传感器。在此方面, 机器框架中工件主轴位置的检测到的绝对值不如调节行程的相对值重要,调节行程的相对 值允许设定轴旋转'再计算'到工件主轴处实现的设定行程中,据此为了交叉研磨调节的准 确性,最终样本工件处实现的处理或研磨图案M(比较图10到12)是决定性的。
[0025] 最后,距离传感器可为与工件主轴接合的触觉测量探针。此类测量探针不仅在商 业上经济可用,而且与其它同等可构想出的传感器解决方案(例如,无接触式操作的电感、 电容或霍尔传感器)相比更加稳固。
【附图说明】
[0026] 本发明在下文参看附图(部分示意图)基于优选实施例更详细阐释,附图中似乎 对于本发明的理解并非必需的组件或子组合件,例如罩子、覆盖件、门和其它边界壁以及具 有CNC控制、供应装置和供应线路的开关盒等已为简化说明而省略。在图式中:
[0027] 图1展示根据本发明用于尤其是精密光学元件中的球面透镜表面从上方以及右 前方倾斜地研磨、精密研磨和/或抛光的装置的透视图,其中机器框架的上部部分已省略 以便允许观察对于机器运动学关键的装置的零件;
[0028] 图2展示利用图1的简化从上方和右后方倾斜的根据图1的装置的透视图;
[0029] 图3展示利用图1的简化根据图1的装置的前视图;
[0030] 图4展示利用图1的简化根据图1的装置的平面图;
[0031] 图5展示与图3中的截面线V-V对应的根据图1的装置的分解截面图,其用于说 明用于交叉研磨调节的特殊设备尤其是其调节和夹持机构(独立于彼此操作)的进一步细 T;
[0032] 图6展示与图4中的截面线VI-VI对应的根据图1的装置的分解截面图,其用于 说明用于交叉研磨调节的设备尤其是调节机构处的引导措施的进一步细节;
[0033] 图7展示与图4中的截面线VII-VII对应的根据图1的装置的在图式平面中在逆 时针方向上转动近似35°的分解截面图,其用于说明用于交叉研磨调节的设备尤其是其夹 持机构的进一步细节;
[0034] 图8展示与图6中的截面线VIII-VIII对应的根据图1的装置的截面图,从此可 推断相对于用于交叉研磨调节的设备的调节机构处的引导措施的进一步细节;
[0035] 图9展示与图7中的截面线IX-IX对应的根据图1的装置的截面图,从此可推断 相对于用于交叉研磨调节的设备的夹持机构的进一步细节;
[0036] 图10展示球面透镜L的平面图,利用球面透镜L杯形磨轮的由虚线指示的切割边 缘WZ处于处理接合,其用于说明透镜L上的研磨图案M,所述图案在具有正确交叉研磨调节 的研磨工作的情况下由于粗体描绘的接触线K而发生,接触线K在此情况下穿过整个透镜 宽度,在透镜L与切割边缘WZ之间,其中为简单起见切割边缘WZ已说明为环形线,但归因 于杯形磨轮相对于透镜L的前导角而实际上具有(如投影中所见)椭圆形式;
[0037] 图11展示类似于图10但与其不同之处在于错误交叉研磨调节的球面透镜L的平 面图,其中归因于透镜L与切割边缘WZ之间的向下移位的不完整接触线K,发生透镜L上的 不同研磨图案M,其中工件旋转轴线C必须相对于工具旋转轴线A移位以便正确设定交叉研 磨的方向由箭头y+指示;以及
[0038] 图12展示类似于图10且再次具有错误交叉研磨调节的球面透镜L的平面图,其 中然而此时归因于透镜L与切割边缘WZ之间的向上移位的不完整接触线K,发生透镜L上 的再次不同研磨图案M,其中箭头jT展示工件旋转轴线C必须相对于工具旋转轴线A移位 以便正确设定交叉研磨的方向。
【具体实施方式】
[0039] 图1到4在直角笛卡耳坐标系中展示用于光学质量方面的工件尤其是精密光学元 件中的透镜L处的球面表面的研磨、精密研磨和/或抛光的CNC控制的装置的部分示意说 明,其中小写字母x、y和z分别表示装置10的宽度方向(X)、长度方向(y)和高度方向(z)。 [0040]装置10通常包括机器框架12,其由聚合物混凝土单片铸造且与机床、上部工具主 轴14和下部工件主轴16同时形成,借助上部工具主轴14,至少一个工具WZ(在所说明的 实施例中,安装在工具主轴14的相对端处的两个工具WZ)可经驱动以围绕工具旋转轴线A 旋转,且借助下部工件主轴16,工件(S卩,此处为透镜L)可经驱动以围绕工件旋转轴线C旋 转。在此方面,如图中移动箭头表征,工具主轴和工件主轴16能够在相互垂直延伸的第一 和第二方向(即,装置10的宽度和高度方向X、z)上进行轴向相对调节,且额外可在图10 到12中指示的枢转平面X-Z中围绕(此处)水平延伸的枢轴线B相对于彼此枢转。根据 装置10的显著特征,这些移动可能性完
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