CN109414795A - 用于抛光透镜的工具、装置及方法 - Google Patents

用于抛光透镜的工具、装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于光学工件的区域抛光的一种工具、一种装置、一种方法以及一种用途，其中该工具具有用于形成抛光表面的预成形盖，并且该工具抵靠着待抛光的工件放置，使得工具的旋转轴线与工件上的接触表面的法线的倾斜角保持至少基本恒定和/或接触表面的大小保持至少基本恒定。

Description

用于抛光透镜的工具、装置及方法
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的工具、根据权利要求8的前序部分所述的装置和根据权利要求15的前序部分所述的方法以及所述工具的用途，在每种情况下特别是对光学工件特别是透镜进行区域抛光。
背景技术
本发明特别涉及光学工件的区域抛光。该工具(抛光工具)具有抛光表面，该抛光表面放置或者可以仅部分地放置在与抵靠着待抛光的工件的接触表面的区域处。与待抛光的工件的表面相比，特别是与工件的径向延伸相比，该接触表面明显更小。就本发明而言，“区域”尤其应理解为仅具有这种“小”接触表面的抛光。相反，所谓的杯形工具以其接触表面或其接触边缘在待抛光的工件表面的整个半径上延伸。
利用所提出的区域抛光，特别是抛光非球面和/或自由形成的表面和/或工件也是可能的。
对于区域抛光，特别使用蘑菇头形抛光工具，其中工具的弯曲头部带有柔性或弹性抛光元件，用于形成弯曲的抛光表面。EP1796872B1示出了例如这种工具。在抛光期间，工具的抛光表面部分地邻接在工件上的其接触表面的区域中，其中这里接触表面的表面法线与工具的旋转轴线之间的倾斜角连续变化，使得工具上的接触表面沿着经度移动。
区域抛光尤其用于具有非球面表面的精密光学器件或工件，例如用于镜子或特别是透镜，并且特别用于校正生产中的误差。因此，重要的是使尽可能精确或限定的处理成为可能。在抛光期间，即总是在工件上进行某种材料去除。
DE102004047563A1公开了一种用工具抛光旋转工件的方法，该工具具有橡胶膜或具有粘合聚氨酯膜的柱塞。没有更详细地讨论该工具的确切结构。
发明内容
本发明的目的是指出一种工具、一种装置和一种方法以及一种特别用于对光学工件进行区域抛光的用途，其中对相应的工件特别是非球面表面进行特别精确和/或限定的抛光，优选地具有简单的结构。
上述目的通过根据权利要求1的工具、根据权利要求8的装置、根据权利要求15的方法或根据权利要求21的用途来实现。有利的进一步发展是从属权利要求的主题。
根据本发明的第一方面，该工具具有用于形成抛光表面或抛光垫的弹性盖，优选地，其中盖被预成形和/或形状加工，以形状适应于工具的弯曲头部的曲率和/或坐落在或位于头部无应力。可以以简单的方式实现盖或由其形成的抛光表面的特别限定的弹性行为。特别地，即通过在将盖固定或结合到工具头部上之前的预成形或形状加工，可以实现在大多数情况下避免或至少最小化发生在盖材料中的未限定的变形、应力等，否则在适应曲率方面会发生这种情况。
优选地，盖由多层构成，并且特别地具有中间元件和抛光元件。这有利于实现期望的性能，特别是关于弹性行为、磨损行为和抛光行为。
特别地，抛光元件形成抛光垫或抛光膜或抛光层。
在本发明的情况下，通常由盖或抛光元件形成的抛光表面或抛光垫优选形成抛光剂的抛光剂载体。所提出的抛光涉及用抛光剂抛光，所述抛光剂存在或者特别是以具有抛光颗粒的悬浮液的形式使用，比如最细的微粒、颗粒等。抛光表面还特别用于将抛光剂输送到工具的接触表面和待抛光表面之间的有效间隙中和/或将所述抛光剂分布或移动到其中和/或与表面上的抛光剂一起摩擦。
特别地，通过抛光减小表面的粗糙度，和/或可以去除在先前成形的情况下(例如通过研磨)产生的材料中的裂缝。在这里，材料每次都被剥离。剥离的材料也通过抛光剂从抛光表面和待由工具抛光的表面或抛光表面之间的有效间隙传送出去。
通常，本发明因此特别涉及使用工具和抛光剂抛光工件。然而，即使没有单独的或附加的抛光剂，也可以仅使用工具，可以替代地进行抛光。
取决于抛光剂，抛光表面根据需要制成多孔或无孔的和/或具有有利的表面结构或纹理，以便实现所需的抛光效果，特别是在相应的工件材料上使用某种抛光剂。
优选地，中间元件以及抛光元件被预成形或成形加工，以使形状适应曲率。然后通过预先成形使抛光元件适应中间元件的形状。因此，也可以避免或至少最小化两个元件之间的应力。
预成形可以例如通过相应的发泡或具有期望形状的其他初级成形来完成。
形状加工优选地通过盖或形成盖的元件的材料去除和/或机械加工来完成，特别是通过铣削和/或车削，例如从板材或固体材料。
抛光元件优选设计成明显比中间元件薄。
优选地，盖—或中间元件和抛光元件—结合。这允许简单的结构。
特别优选地，工具在头部区域中具有套环或其他止动件，用于在外周侧上的支撑和/或盖的定位。这有利于简单和限定的生产。
根据本发明的第二也是可独立实现的方面，所提出的装置和所提出的方法的特征在于，工具在工件处的接触表面的直径和/或工具的旋转轴线与接触表面的法线(表面法线)的倾斜角在工件的抛光期间即在相应的抛光过程中保持至少基本恒定。这有利于限定的抛光，特别是限定的材料去除。
根据本发明的第三也是可独立实现的方面，所提出的装置和所提出的方法的特征在于，工具从待抛光的工件表面的边缘越过中心移动或可移动到边缘的相对侧。通过这种方式，可以实现特别均匀的抛光，特别是在工件的光学上重要且敏感的中心区域。在大多数情况下，通常在中心区域停止或终止抛光过程即导致不均匀和/或不限定的材料去除。
根据本发明的第四也是可独立实现的方面，工具上的特别是可弹性变形的抛光表面的压痕深度(indentation depth)优选地通过在抛光过程中工具相对于工件的相应推进来改变、控制或反馈控制，特别优选取决于工件上的接触表面的径向位置、接触表面的期望直径、工具在工件上的(期望的)接触压力和/或工件的轮廓，特别是工件在相应接触表面区域中的曲率。这有利于限定的抛光和限定的材料去除，其中也可以优化抛光所需的时间。
根据本发明的第五也是可独立实现的方面，工件上的接触表面或待抛光表面的优选螺旋抛光路径的相邻轨道之间的距离可选地保持至少基本恒定。这有利于限定的抛光和/或限定的材料去除。
根据本发明的第六也是可独立实现的方面，工件的旋转速度在旋转期间可选地改变或控制或反馈控制，取决于旋转位置、局部期望的停留时间(抛光时间)、接触表面的直径、工具在工件上的接触压力和/或工件的轮廓，特别是在相应接触表面的区域中。以这种方式，考虑到待抛光表面的实际三维路线，还可以实现具有限定的材料去除和/或影响或控制的最佳抛光。
根据本发明的第七也是可独立实现的方面，该工具优选地设有抛光表面，该抛光表面由至少基本上封闭的孔形成，特别是其中抛光表面通过尺寸大于0.5mm的孔形成大于1或5％(相对于表面延伸或孔数)和/或由尺寸小于0.4或0.3mm特别优选小于0.1mm的孔形成大于25或50％(相对于表面延伸或孔数)，和/或特别是其中抛光表面上的孔的尺寸小于1mm，特别是小于0.9mm，和/或特别是其中抛光表面未经机械地处理或不被修剪掉。特别地，平均或最大直径被视为孔的大小。测试表明，这种抛光表面具有特别好的抛光性能，特别是在精密光学元件或玻璃的抛光中。
特别优选地，抛光表面或形成后者的抛光垫或盖由聚氨酯或其他合适的泡沫或塑料制成。
优选地，该工具用于区域抛光和/或生产和制备用于抛光的装置；因此，通常不(再)需要抛光工具的(另一种)调节或修整，如通常特别是在精密加工的情况下。
特别优选地，首先校准待抛光的工件，然后通过使用所提出的工具、所提出的装置和/或所提出的方法的校正抛光来校正误差。
所提出的工具、所提出的装置和/或所提出的方法尤其可以用于预抛光和/或校正抛光。
本发明的上述和随后的方面和特征可以根据需要彼此组合，但也可以在每种情况下彼此独立地实施。
附图说明
本发明的其他方面、特征、优点和性质由权利要求和基于附图的优选实施例的后续描述得出。这里：
图1示出了用于抛光光学工件的所提出的装置的示意图，其中示出了所提出的具有指定的工具主轴的工具的不同位置；
图2示出了所提出的工具的示意图；
图3示出了待抛光的工件的表面的示意顶视图，其中示意性地示出了工具的接触表面和在工件上横穿的抛光路径；以及
图4示出了图1的截面放大图，用于说明工具头部靠在工件上。
具体实施方式
在示意图中，图1示出了所提出的装置1，特别用于光学工件2的区域抛光，特别是透镜、镜子等，特别优选由玻璃制成。
装置1设计成用于借助于特别提出的工具3或另一工具来抛光工件2。基于图2更具体地特别解释所提出的抛光工具3的优选设计。
在根据图1的描绘中，工具3与装置1的指定的工具主轴13一起被描绘为处于三个不同的位置，特别是为了示出工具3的可移动性或优选的处理顺序。
所提出的工具3在图2中以示意性截面示出。优选地，其具有的载体4带有弯曲的头部5以及特别是半球形或锥形的盖6。
盖6优选地由多层构成，并且在说明性示例中优选地具有中间元件7和抛光元件8。
工具3、盖6或其中间元件7附接到工具3的头部5，特别是结合到所述头部。
盖6或其抛光元件8形成抛光表面9。
工具3或盖6或元件8的抛光表面9优选地以凸起的方式弯曲，特别是在几何上类似于头部5弯曲或与头部5匹配和/或优选地设计为球形或半球形和/或锥形。
抛光元件8附接到中间元件7，特别是结合到后者上。
然而，作为替代方案，盖6也可以通过双注射等一体设计和/或多层制造。
盖6和/或中间元件7和/或抛光元件8优选地由塑料或泡沫材料和/或由弹性和/或柔性材料制成。
特别优选地，中间元件7由优选闭孔的泡沫制成，特别是由聚氨酯制成。
盖6和/或中间元件7优选具有的静态弹性模量在静态永久载荷下大于0.5N/mm2，优选大于1N/mm2，特别是大于1.5N/mm2，和/或小于30N/mm2，优选小于15N/mm2，特别是小于7.0N/mm2；和/或具有的动态弹性模量在10Hz的动态永久载荷下大于0.5N/mm2，优选大于1N/mm2，特别是大于1.3N/mm2，和/或小于20N/mm2，优选小于10N/mm2，特别是小于8.0N/mm2；和/或具有的压缩硬度在10％变形时大于0.05N/mm2，优选大于0.1N/mm2，特别是大于0.2N/mm2，和/或小于3N/mm2，优选小于2N/mm2，特别是小于1N/mm2，在每种情况下，特别是根据DIN53513:1990-03测量。
抛光元件8优选地由比中间元件7更坚硬和/或更强硬的材料制成。
抛光元件8优选地设计成薄壁和/或薄膜状。
抛光元件8的堆积密度—优选地根据DIN EN ISO 845:2009-10—优选地大于300kg/m3，特别是大于500kg/m3，特别优选地大于700kg/m3，和/或优选小于4000kg/m3，特别是小于3000kg/m3，特别优选小于2000kg/m3。
抛光元件8或盖6或抛光表面9优选具有的肖氏A硬度大于5，特别是大于10，特别优选大于20，和/或优选小于90，特别是小于80，尤其是优选小于70，特别是根据DIN ISO EN868:2003-10和/或DIN ISO 7619-1:2012-02。
抛光元件8优选具有的厚度大于0.1mm，特别是大于0.3mm，特别优选大于0.4mm，和/或优选小于3mm，特别是小于2mm，特别优选小于1mm。
中间元件7的厚度优选大于2mm和/或小于10mm，特别是约3至7mm。
中间元件7的厚度优选为抛光元件8的厚度的至少5倍，特别是约10倍或更多。
盖6、中间元件7和/或抛光元件8各自具有优选至少基本恒定的厚度。
抛光元件8或抛光表面9优选由开孔或闭孔塑料或复合材料等形成或制成。
在说明性示例中，抛光元件8优选地由塑料膜和/或聚氨酯制成。
盖6和/或中间元件7和/或抛光元件8被预成型或成形加工以使形状适应头部5的曲率和/或实现期望的曲率或其他形状比如球形，优选地在内部和/或外部，因此在固定在工具3或头部5上之前，其形状适合于头部5，特别是具有与头部5和/或中间元件7互补的曲率。
工具3和/或头部5优选地形成由金属或其他合适材料制成的实心或非柔性表面，用于支撑并且特别是还紧固布置在其上的盖6和/或元件7、8。
盖6和/或中间元件7和/或抛光元件8的成形或成形加工特别优选地通过机械方式完成，尤其是通过车削和/或铣削。
特别优选地，机械加工固体材料以进行所需的成形。
机械加工的优点在于，可以生产具有所需形状的非常均匀的材料层，而没有材料压缩、变形或其他材料不规则，这里特别是盖状或球形，如果需要还可以具有其他形状。
作为替代方案，上述成形例如也可以通过相应的发泡或其他初步成形来进行。
预成形和/或形状加工的盖6或相应的预成形或形状加工的元件7和8被施加在工具3或头部5上，特别是通过粘合。
特别优选地，抛光元件8也通过粘合被施加在中间元件7上。然而，它也可以以另一种方式连接。
特别优选地，盖6和/或中间元件7以无应力的方式处于或位于头部5上。
根据本发明，“无应力”应特别理解为通过适应曲率而在盖6或元件7、8的材料中在附接状态下不发生局部材料变形或应力，其将由于适应弯曲形状的变形而发展并且(可能)负面地影响盖6或元件7、8的均匀且特别是限定的弹性和阻尼行为。
优选地，在这种意义上，抛光元件8也相应地以无应力的方式固定，特别是还避免可能的折叠。
特别优选地，在固定到中间元件7或与中间元件7连接之前，通过相应的预成形，特别是形状加工，使抛光元件8适应中间元件7的外侧的曲率。
工具3、盖6、抛光元件8和/或抛光表面9尤其设计成使得未示出的抛光剂通过抛光表面9传送，因此工件2可在机械-化学去除过程中被加工，因此可以如上所述进行抛光。
为了便于固定和/或定位盖6和/或元件7、8，工具3或其载体4优选地具有套环10或其他止动件，其尤其从头部5横向突出和/或形成优选圆周肩部等。
工具3和/或载体4优选地具有连接部分11和/或止动件12，用于将工具3限定地固定或保持在指定的工具主轴13或其工具卡盘14等上。
特别优选地，工具3借助于工具卡盘14夹紧或紧固在工具主轴13上。在这种情况下，止动件12尤其用于确保工具3在工具主轴13上或在工具主轴13上的限定的轴向位置。然而，其他结构解决方案也是可能的。
优选地，根据待抛光的表面2A的形状，使用具有头部5或盖6或抛光表面9的不同曲率半径的工具3。
优选地基于待抛光的表面2A的(最大)曲率和/或期望的用途，抛光表面9的曲率半径优选大于2mm，特别是大于3mm或5mm，和/或优选小于1000mm，特别是小于500mm，特别优选小于100mm。在校正抛光期间，使用具有优选地小于100mm的较小曲率半径的工具3。
从抛光表面9特别是在与旋转轴线R的交叉点处到止动件12的距离优选地在所有工具3中相同，即使具有变化的曲率或弯曲。
所提出的装置1具有工具主轴13，用于围绕旋转轴线R旋转指定或夹紧的工具3，如图1所示。
旋转速度优选为约1000至5000rpm。
优选地控制或反馈控制旋转速度。
优选地，抛光过程中的旋转速度保持恒定。然而原则上，也可以在抛光过程中改变旋转速度或使旋转速度适应于相应的工具3和/或工件2或用于每个抛光过程。
优选地，在不检测旋转角度的情况下进行工具3的旋转。因此，在CNC控制的意义上，这尤其不是受控的旋转轴线。
工具主轴13且因此工具3可以围绕转动轴线B转动。特别地，这是受控或反馈控制的转动轴线或CNC轴线，也称为旋转轴线。特别地，检测转动位置。因此，可以进行限定的转动，如例如通过图1中的三个不同位置所示。
在说明性示例中，转动轴线B横向延伸并且特别是垂直于旋转轴线R或绘图平面。
转动轴线B优选地布置成尽可能靠近工具3或抛光表面9和/或工具卡盘14。
装置1具有用于工件2的工件驱动器15，特别是工件主轴，使得待抛光的工件2可以围绕旋转轴线C以限定的角度位置旋转。
优选地，工件2借助于保持器16(比如块件)和/或借助于卡盘以限定的角度位置保持在工件驱动器15上或者联接到其上。
旋转轴线C尤其是受控或反馈控制的轴线或CNC轴线，也称为旋转轴线。优选地，这里因此还检测旋转角度的位置。特别优选地，在旋转内也可以进行旋转速度的角度相关的变化。
工件驱动器15或工件2的旋转速度通常是可变的，特别是例如从约10或20rpm(用于在待抛光的工件2的侧面2A的边缘2C上抛光)至约2000至3000rpm(用于在工件2的中心2B的区域中抛光)。
C轴优选地在具有旋转轴线R(独立于工具主轴13的转动位置)和/或横向或垂直于转动轴线B的平面中延伸。
工件驱动器15且因此工件2优选地在Z方向上可线性移动和/或可调节，如图1所示。特别是通过未示出的滑块和调节驱动器等进行调节。
Z轴优选平行于C轴和/或横向或垂直于转动轴线B延伸。
工具主轴13且因此工具3优选地在X方向上可横向调节，特别是通过未示出的滑块和指定的驱动器。然后，该滑块优选地还承载B轴和相应的转动驱动器，用于转动工具主轴13。
X轴和Z轴优选地分别设计为受控或反馈控制的轴线或CNC轴线或线性轴线，使得可以在X和Z方向上精确定位。
X轴优选横向或垂直于C轴、B轴和/或Z轴延伸。
X轴优选地在C轴和R轴的公共平面中或平行于其延伸。
轴线也可以以不同的方式堆叠或分布。例如，可以将Z轴指定给工具主轴13而不是工件驱动器15。作为替代或另外，也可以B轴和/或X轴不是在工具侧上实现，而是在工件侧上实现。
然而，希望将轴线分布在工具侧和工件侧上，以便可以获得更高的加工精度。
装置1特别是具有X轴、Z轴、B轴和C轴的抛光机或CNC机床。
X轴和/或B轴优选水平延伸。
特别优选地，C轴和/或Z轴垂直延伸。
特别优选地，抛光工具3各自以其抛光表面9位于B轴的水平或接近B轴，使得接触表面A可以以最小半径转动。
B轴优选与抛光表面9和/或接触表面A特别是与旋转轴线R和抛光表面9之间的交叉点间隔小于100或50mm，特别是小于30或15mm，特别优选小于10mm。特别地，即使在具有抛光表面9的其他曲率半径的工具3的情况下，该距离优选地至少基本上是相同的值。
B轴优选地与旋转轴线R相交在盖6和/或抛光表面9内。
通过相应的相对调节，因此特别是通过沿X和Z方向移动以及通过围绕B轴转动，工具3可以在工件2或待抛光的表面2A上移动，特别是如图1和图3中的箭头W示意性地所示。
特别优选地，工具3从工件2的边缘2C或表面2A开始移动到中心2B并且在后者上移动到边缘2C的相对侧，如图1和3所示。以这种方式，避免了在中心2B的区域中的抛光过程的中断或结束，这在现有技术中是常见的，并且因此可以进行或确保更优化的处理和/或更限定的材料去除。
在抛光期间，工具3的抛光表面9仅部分地与待抛光的工件2上的接触表面A或其表面2A邻接，还如图4中特别示意性地示出，其描绘了用点划线表示的图1的圆形区域的截面放大图。
接触表面A优选地至少基本上是圆形的，其中这(也)取决于表面2A的三维形状。在根据图3的示意性俯视图中，还示出了接触表面A，抛光表面9抵靠工件2或其表面2A。
表面法线N优选地在(相对)倾斜角K下与工具3的旋转轴线R相交，如图1和图4所示。特别地，用工具3进行抛光，使得接触表面A相对于旋转轴线R偏心地位于抛光表面9上。换句话说，加工或抛光因此是(优选总是)以大于0°，特别是大于2°，特别优选大于5°或10°，和/或优选小于50°，特别是小于30°，特别优选小于25°的倾斜角K进行。
特别优选地，倾斜角K在相应的抛光过程中保持恒定。这通过工具主轴13或工具3的相应转动来实现。然后，枢转角S(旋转轴线R与C轴的角度)沿着工具路径W变化，如图1中示意性所示，例如从左侧位置的小的枢转角S到中心位置的中间枢转角S到右侧位置的大的枢转角S。
就本发明而言，抛光过程特别是指用工具3对待抛光的工件2的表面2A进行完全抛光。在这样的过程中，如已经说明的那样，工具路径W优选地被工具3横穿或穿过，同时一方面工具3旋转，另一方面工件2旋转。
在抛光过程中，接触表面A或其中心点AM然后在特别是螺旋抛光路径P中扫过待抛光的表面2A，然而如图3中仅示意性地所示。当工具3或接触表面A从边缘区域2C开始移动到中心2B或旋转轴线C时，螺旋抛光路径P被横穿一次。然后，然而当工具3或接触表面A继续沿着工具路径W从中心2B再次移回到边缘区域2B时，相同或相应的螺旋抛光路径P再次横穿。
特别优选地，装置1被设计—或者进行控制或反馈控制—使得实现或穿过抛光路径P的相邻抛光轨道PS之间的均匀螺旋或至少基本恒定的距离PA，如图3所示。因此，距离PA特别优选地保持至少基本恒定。然而可选地，距离PA可以变化，特别是取决于工件半径，其中接触表面的中心(刚好)位于工件半径中。
特别优选地，接触表面A的直径AD比相邻抛光轨道PS之间的螺旋距离或距离PA大至少10或20倍。
工具3优选地与工件2相反地旋转。然而，也可以沿相同方向旋转。
工具3优选地比工件2(非常)更快地旋转。
为了实现工具3或接触表面A的停留时间，其在表面2A的表面区域上相似或者如果适用的话尽可能相同，在工具3的均匀旋转速度的情况下，工件2的旋转速度，因此工件2沿着工具路径W从边缘2C开始移动到中心2B的速度，也增加且然后再次减小到边缘。
作为替代或另外，工件2的旋转速度也可以在旋转期间改变，特别是取决于旋转位置、接触表面A的直径AD、工具3在工件2上的接触压力、抛光表面9的压痕深度E和/或工件2的轮廓，以实现特别均匀的材料去除和/或所需的抛光结果。这尤其使得高精度抛光处理成为可能。
特别优选地，装置1以这样的方式设计和/或所提出的方法以这样的方式实施，使得接触表面A的尺寸或直径AD在抛光过程中保持至少基本恒定。这有利于均匀和/或限定的材料去除。
接触表面A的尺寸或直径AD尤其也通过抛光表面9的压痕深度E确定，该压痕深度E在图4中通过在抛光过程中相应地推进工具3而示意性地示出，但是它还取决于工件2的表面形状，特别是相应的曲率，以及取决于抛光表面9的曲率。
通过在抛光过程中改变工具3的推进，抛光表面9的压痕深度E以及因此接触表面A的尺寸或直径AD也相应地变化。
特别优选地，抛光表面9的压痕深度E通过在抛光过程中相应地推进工具3而变化，使得特别是即使在待抛光的表面2A的曲率变化的情况下，特别优选地在非球面2A的情况下，实现了接触表面A的至少基本恒定的直径AD。这有利于在整个抛光过程中均匀和/或限定的材料去除。
作为替代，还可以提供，接触表面A的直径AD从边缘2C开始减小到中心2B并且沿相反方向增加。
C轴的速度，因此工件2的旋转速度，优选地从计算的接触表面A在待抛光的表面2A的某些部分表面上的停留时间得出。
优选地，为了校正待抛光的表面2A的局部旋转不对称误差，工件2的轨道速度或旋转速度在旋转内改变。以这种方式，特别是在一个旋转内，可以实现不同的抛光或停留时间，这取决于必要的误差校正。
特别地，X轴的速度适于使得每次旋转，相邻抛光轨道PS之间的期望的恒定螺旋距离或距离PA保持恒定。因此，X方向上的供给然后直接与C轴的转速或转数相关，反之亦然。
优选地，工具3或接触表面A的最佳停留时间通过在待抛光的表面2A上的局部区域中的模拟预先确定。然后，根据计算的局部停留时间确定相应的轨道位置和轨道速度。
抛光表面9的最佳压痕深度E或工具3推进到工件2被最佳地确定，取决于工具3和待抛光的表面2的几何形状，特别是通过相应的计算、估计和/或测量，其中在抛光过程中的压痕深度E特别适于使得接触表面A的直径AD保持尽可能恒定。
所提出的抛光工具3的特征尤其在于盖6或具有限定的弹性和阻尼特性的盖设计。因此，接触表面A的尺寸可以通过压痕深度E非常精确地影响。
压痕深度E优选大于0.1mm和/或小于0.8mm。
接触表面A的尺寸或直径AD优选大于1mm，特别是大于3mm，和/或小于25mm，特别是小于15或10mm。
特别优选地，进行工件2的区域抛光。“区域”应理解为，与待抛光的工件2的表面2A相比，特别是与工件2的径向延伸相比，接触表面A明显更小。特别优选地，接触表面A的平均或者最大直径AD显著小于工件2的平均或最大半径。特别优选地，工件2的平均或最大半径比接触表面A的平均或最大直径AD大至少2倍、3倍或5倍。
在补充中，在抛光期间，还可以考虑附加参数，如特别在DE102009004787A1中所解释的那样，其在此作为补充公开内容引用。
装置1特别是还具有用于抛光剂的供给装置(未示出)，这在抛光机中是常见的，使得抛光剂可以在抛光过程中以所需的方式供给。
所提出的工具3、所提出的装置1和/或所提出的方法可以特别用于抛光精密光学器件或非球面表面或其他光学工件，其中表面形状可以优选地在抛光之前测量，因此可以通过抛光实现所需的表面形状。这也称为校正抛光。
抛光尤其可以以10至100nm的精度进行。
具有较小曲率半径的抛光表面9的工具3，特别是曲率半径小于100mm，特别优选小于50mm，优选用于校正的目的。
具有较大曲率半径的抛光表面9的工具3，特别是高达1000mm，优选用于预抛光。
在最佳预抛光之后，优选地测量待处理的表面2A，然后进行校正抛光。
所提出的装置1和所提出的方法原则上可用于预抛光和校正抛光。
本发明的各个方面和特征可以彼此独立地实施，但也可以以任何组合实施。
附图标记列表
1 装置
2 工件
2A 工件表面
2B 工件中心
2C 工件边缘
3 工具
4 载体
5 头部
6 盖
7 中间元件
8 抛光元件
9 抛光表面
10 套环
11 连接部分
12 止动件
13 工具主轴
14 工具卡盘
15 工件驱动器
16 保持器
A 接触表面
AD 接触面的直径
AM 接触表面的中心
B 转动轴线
C 工件的旋转轴线
E 压痕深度
K 倾斜角
N 法线
P 抛光路径
PA 抛光轨道的距离
PS 抛光轨道
R 工具的旋转轴线
S 枢转角
W 工具路径
X 线性轴
Z 线性轴

Claims (30)

1.一种工具(3)，用于优选地对光学工件(2)特别是透镜进行区域抛光，
具有弯曲头部(5)和布置在其上的弹性盖(6)以形成抛光表面(9)，
其特征在于，所述盖(6)被预成形和/或形状加工以使形状适应头部(5)的曲率，和/或在头部(5)上无应力。
2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述盖(6)由多层构成。
3.根据权利要求1或2所述的工具，其特征在于，所述盖(6)具有中间元件(7)和抛光元件(8)。
4.根据权利要求3所述的工具，其特征在于，所述中间元件(7)和/或所述抛光元件(8)被预成形和/或形状加工，以使形状适应曲率。
5.根据权利要求3或4所述的工具，其特征在于，所述抛光元件(8)通过预先成形而适于所述中间元件(7)的形状。
6.根据前述权利要求中任一项所述的工具，其特征在于，所述盖(6)具有至少基本恒定厚度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的工具，其特征在于，在所述头部(5)的区域中的工具(3)具有套环(10)或用于在外周侧上支撑和/或定位所述盖(6)的其他止动件。
8.一种装置(1)，用于优选地对光学工件(2)特别是透镜进行区域抛光，具有用于旋转工具(3)的工具主轴(13)和用于旋转待抛光的工件(2)的工件驱动器(15)，
其中，所述工具主轴(13)和工件驱动器(15)能够相对于彼此转动和/或推进，使得所述工具(3)的抛光表面(9)能够部分地放置在接触表面(A)的区域中抵靠着待抛光的工件(2)，特别是其中所述接触表面(A)的中心(AM)横穿工件(2)上的螺旋抛光路径(P)，
其特征在于，所述装置(1)设计成使得工具(3)从待抛光的工件(2)的表面(2A)的边缘(2C)越过中心(2B)移动到边缘(2C)的相对侧，和/或
所述装置(1)设计成使得接触表面(A)的直径(AD)和/或工具(3)的旋转轴线(R)与接触表面(A)的法线(N)的倾斜角(K)在抛光期间保持至少基本恒定。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置(1)设计成使得工具(3)相对于工件(2)推进和/或移动，使得接触表面(A)的直径(AD)比待抛光的工件(2)的表面(2A)上的接触表面(A)的抛光路径(P)的相邻轨道(PS)之间的距离(PA)大至少10或20倍。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述工件驱动器(15)形成工件(2)的受控旋转轴线(C)。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的装置，其特征在于，在旋转期间，取决于旋转位置、工件(2)的轮廓、接触表面(A)的直径(AD)、抛光表面(9)的压痕深度(E)、工具(3)在工件(2)上的接触压力和/或局部期望的停留时间或抛光时间，工件(2)的旋转速度能够改变或控制或反馈控制。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的装置，其特征在于，能够使用具有不同曲率半径的抛光表面(9)的不同工具(3)。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的装置，其特征在于，用于使工具(3)相对于工件(2)转动的转动轴线(B)距工具主轴(13)的旋转轴线(R)与抛光表面(9)的交叉点的距离小于100mm和/或对于所有工具(3)而言是至少基本上相同的值。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的装置，其特征在于，用于使工具(3)相对于工件(2)转动的转动轴线(B)距工具主轴(13)的旋转轴线(R)与抛光表面(9)的交叉点的距离对于所有工具(3)而言是至少基本上相同的值。
15.一种方法，用于优选地对光学工件(2)特别是透镜的特别是非球面表面(2A)进行区域抛光，
其中，具有弯曲抛光表面(9)的工具(3)可相对于工件(2)转动和/或推进，使得旋转工具(3)的抛光表面(9)通过压痕部分地放置在接触表面(A)的区域中抵靠着待抛光的旋转工件(2)，
其特征在于，所述工具(3)从待抛光的工件(2)的表面(2A)的边缘(2C)越过中心(2B)移动到边缘(2C)的相对侧，和/或
所述接触表面(A)的直径(AD)和/或工具(3)的旋转轴线(R)与接触表面(A)的法线(N)的倾斜角(K)在工件(2)的抛光期间保持至少基本恒定，和/或
通过在工件(2)的抛光期间推进工具(3)来改变抛光表面(9)的压痕深度(E)—特别取决于接触表面(A)在工件(2)上的径向位置，和/或
所述抛光路径(P)的相邻轨道(PS)之间的距离(PA)保持至少基本恒定，和/或
所述工件(2)的旋转速度在旋转期间变化，特别取决于旋转位置、局部期望的停留时间和/或工件(2)的轮廓。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，通过压痕深度(E)的变化，接触表面(A)的直径(AD)保持至少基本恒定。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述接触表面(A)的直径(AD)从待抛光的表面(2A)的边缘(2C)到中心(2B)开始减小并且在相反的方向上增加。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述工件(2)的旋转速度从表面(2A)的边缘(2C)上的抛光开始到中心(2B)增加并且在相反的方向上减小。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的装置，其特征在于，所述接触表面(A)的中心(AM)横穿工件(2)上的螺旋抛光路径(P)。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的装置，其特征在于，所述接触表面(A)明显小于工件(2)的表面(2A)。
21.一种用于对光学工件(2)特别是透镜的表面(2A)进行区域抛光的根据权利要求1至7中任一项所述的工具(3)的用途，
其中，具有弯曲抛光表面(9)的工具(3)相对于工件(2)转动和/或推进，使得旋转工具(3)的抛光表面(9)能够通过压痕部分地放置在接触表面(A)的区域中抵靠着待抛光的旋转工件(2)，其中接触表面(A)横穿工件(2)上的抛光路径(P)。
22.根据权利要求21所述的用途，其特征在于，所述工具(3)从表面(2A)的边缘(2C)越过工件(2)的中心(2B)移动到边缘(2C)的相对侧。
23.根据权利要求21或22所述的用途，其特征在于，所述抛光表面(9)的压痕深度(E)通过在工件(2)的抛光期间推进工具(3)而改变，取决于接触表面(A)在工件(2)上的径向位置。
24.根据权利要求21或22的用途，其特征在于，所述接触表面(A)的直径(AD)通过压痕深度(E)的变化保持至少基本恒定。
25.根据权利要求21至23中任一项所述的用途，其特征在于，所述接触表面(A)的直径(AD)从表面(2A)的边缘(2C)开始到中心(2B)减小并且在相反的方向上增加。
26.根据权利要求21至23中任一项所述的用途，其特征在于，所述抛光路径(P)的相邻轨道(PS)之间的距离(PA)保持至少基本恒定。
27.根据权利要求21至24中任一项所述的用途，其特征在于，所述接触表面(A)的中心(AM)横穿工件(2)上的螺旋抛光路径(P)。
28.根据权利要求21至25中任一项所述的用途，其特征在于，在旋转期间所述工件(2)的旋转速度变化，取决于旋转位置、局部期望的停留时间和/或工件(2)的轮廓。
29.根据权利要求21至28中任一项所述的用途，其特征在于，所述工件(2)的旋转速度从表面(2A)的边缘(2C)上的抛光开始到中心(2B)增加并且在相反的方向上减小。
30.根据权利要求21至29中任一项所述的用途，其特征在于，所述工具(3)的旋转轴线(R)与接触表面(A)的法线(N)的倾斜角(K)在工件(2)的抛光期间保持至少基本恒定。
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