CN115916461A - 用于精加工轴棱镜的方法和装置、适用于该装置的精加工机器及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轴棱镜(L)的精加工方法，该轴棱镜具有带锥轴线(KA)和锥角(α)的凹形或凸形的锥表面(KF)，该方法在工具(W2)的加工区域(BB)上与液体相结合地使用束缚或松散颗粒形式的几何形状不确定的切削刃，该工具构设成用于具有锥形表面的线性接合部(LE)并且具有相对于锥轴线的前端(EB)。使用仅由轴棱镜围绕锥轴线的旋转运动和工具的相对摆动线性运动(摆动轴线R)产生的相对切削速度来移除锥形表面上的材料，所述直线运动期间，加工区域与锥表面呈线性接合，并且加工区域的前端相对于锥轴线沿俯视图的径向方向来回运动。本发明此外还涉及一种可以用于前述方法的装置，其可安装在精加工装置的工具主轴上。

Description

用于精加工轴棱镜的方法和装置、适用于该装置的精加工机器及其用途

技术领域

本发明总体上涉及一种轴棱镜的精加工方法和装置，以及包括该装置的精加工机器，以及该精加工机器对于轴棱镜精加工的应用。具体地，本发明涉及一种用于研磨、精密研磨和/或抛光诸如在精密光学中可以经受批量处理的凸或凹形锥形透镜表面的方法和装置。

在习惯技术术语中，“轴棱镜”是特殊的透镜，其在两个光学有效表面中的至少一个表面处形成为锥形或圆锥形。轴棱镜可以是凸面或凹面，由任何光学材料制成，例如石英玻璃、二氧化硅、锗、硅、红外线玻璃(硫族化物玻璃)、Zerodur(注册商标)等。近似平凸或平凹轴棱镜是典型的。在本发明的术语中，“轴棱镜”在最一般意义上应被理解为任何工件，无论其材料如何，其在至少一个工件表面处具有形成为凸或凹形锥形的至少一个区段。即使当与本发明相关时在下文中提及“锥形表面”，该表达应在最广义的意义上进行理解，并且除了具有任何轴向边界的锥形环形表面之外还包括具有任意四周边界的工件的满足直角圆锥数学描述的非环形的、凸弯曲表面区段或凹弯曲表面区段。

背景技术

单独的轴棱镜例如从激光束产生环形光束轮廓。在这种情况下，环形光束的直径取决于轴棱镜的锥角，并随着轴棱镜和像平面之间的间距增加而增加，在这种情况下，环宽度保持恒定。通过轴棱镜与其它轴棱镜或其它透镜的组合，可以产生多个光束轮廓，例如在文件DE 10 2015 201 639 B4中描述的。

因此，轴棱镜主要用于光束整形和高功率领域的各种激光应用。例如，轴棱镜用于激光眼科手术的医疗领域。将激光束聚焦成环形光束轮廓的能力在此处有助于平滑和移除角膜组织。在那种情况下，用于最佳功率分布的环的直径可以通过凸和凹轴棱镜的组合以及相互间距的变化来设置。

关于轴棱镜的技术要求，在这一点上要提到的是，在上述应用中，具体取决于用途，允许的表面形状差异(RMSi＝根据DIN ISO 10110的均方根差异)位于RMSi≤0.7μm的范围内，部分甚至位于RMSi≤0.04μm的范围内。在这方面的RMSi值描述了总形状误差和最佳适应球形表面之间的差异。相应地，轴棱镜的精加工对加工质量提出了较高的要求。

轴棱镜的光学有效表面的生产或加工大致可分为两个加工阶段，即首先对光学有效表面进行成形或初步加工，以产生期望的宏观几何形状，然后对光学有效表面进行精加工，以便消除初步加工轨迹并获得期望的微观几何形状。鉴于轴棱镜的光学有效表面的成形或初步加工尤其取决于通过铣削、车削和/或磨削或者在其他情况下也进行原始成形或再成形的轴棱镜的材料来执行(例如参见文件US 2013/0272653 A1)，精加工中轴棱镜的光学有效表面通常经过精密研磨、研磨和/或抛光工艺，其中采用了几何形状不确定的切削刃，此类切削刃以束缚或松散的颗粒形式与工件和工具之间的液体相结合，在这种情况下，工件和工具之间是相对于彼此运动的。

类似于文献DE 195 43 184A1中公开的方法，在已知的加工轴棱镜的方法中，轴棱镜的锥形表面通过具有锥形周向表面的直径更小的抛光工具加工成精加工状态。在那种情况下，可驱动成绕其中心轴线旋转的抛光工具相对于同样可驱动成绕其锥轴线旋转的轴棱镜定位，使得抛光工具的中心轴线和轴棱镜的锥轴线位于一个平面内，其中，抛光工具的周向表面与轴棱镜的待抛光锥形表面对准。结果，抛光工具的周向表面和轴棱镜的待抛光的锥形表面沿着抛光工具的周向表面区段接合。在液体抛光介质的馈送下进行的抛光期间，抛光工具和轴棱镜被驱动以沿相同方向或(优选地)相反方向旋转，其中，抛光工具附加地沿着其周向表面区段轴向运动，该周向表面区段与待抛光的轴棱镜的锥形表面接触，直到轴棱镜的锥形表面被完全抛光。

由于抛光工具和轴棱镜的两个旋转运动的叠加，特别是在相反方向的旋转驱动的情况下，可以实现相对较大的抛光移除。然而，在这种情况下产生的抛光工具和轴棱镜之间的相对运动几乎只沿周向方向进行，或者根据抛光工具沿着抛光工具的接触周向表面区段的前进进行，甚至略微呈螺旋形进行。此外，根据与中心或锥轴线的径向间距，在不同的抛光区域中实现不同的移除效果。在这种已知的抛光工艺中，由于工具和工件之间的上述接合关系，存在抛光表面上形成具有径向主导方向的结构的风险，鉴于所期望的加工或表面质量的上述背景，应当特别避免这种情况。

最后，文件DE 36 43 914 A1公开了一种用于研磨或抛光诸如例如用于天文观测的非常大的光学元件的方法和装置。此处以望远镜的主镜为具体示例。在该现有技术中，工具形成为带状柔性膜，在所公开的示例中，其长度为5米，宽度为1米，其仅覆盖工件的待加工表面的一部分区域。在膜的远离待加工表面的一侧上设置有多个加载元件，这些加载元件由膜的后侧上的单独可控力支承，并以限定的压力分布将膜局部地压靠待加工表面。此外，现有技术的装置具有用于工件的旋转驱动器，该旋转驱动器具有与其连接的角度编码器，其输出端与用于启动加载元件的控制器连接。

在实际加工期间，膜设定成借助工件的表面沿径向方向进行摆动运动，该表面在其下方旋转并准备加工，其中，将膜压靠待加工表面的加载元件相对于工件是静止的，不参与膜的摆动运动。在这种情况下，压力分布的时间图根据工件和工具之间的旋转角度进行控制，具体地是为了缩短加工时间。然而，考虑到轴棱镜处的待精加工的锥体几何形状、其通常尺寸和此处要达到的加工精度，在该现有技术中既没有解决轴棱镜的精加工，也不能利用其中公开的压力分布概念。

发明目的

本发明的目的是提供一种可能最简单的轴棱镜精加工方法，该方法解决了上面关于现有技术讨论的问题。具体地，该方法应能够以高加工质量尽可能最快地精加工轴棱镜，并且没有在轴棱镜的精加工锥形表面上形成不期望的结构或其它表面缺陷的风险。本发明的目的还包括说明一种用于改进轴棱镜的精加工的装置，该装置能够尽可能简单地使用并且无需大量准备支出，以及适用于该目的的精加工机器，包括其用于轴棱镜的高质量精加工的使用。

发明内容

这些目的通过具有根据权利要求1的方法步骤的方法、具有权利要求5的特征的装置和具有权利要求19的特征的精加工机器以及根据权利要求21的精加工机器的用途来实现。本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。

根据本发明，在一种用于精加工具有带锥(圆锥)轴线和锥(圆锥)角的至少一个凹形或凸形的锥(圆锥)表面的轴棱镜的方法中，提供了通过相对切削速度在轴棱镜的锥表面处产生的材料移除，这种材料移除借助于具有用于与待加工的锥表面线性接合的加工区域的工具，该区域具有相对于锥轴线的前端，在工具的加工区域处使用束缚或松散颗粒形式的几何形状不确定的切削刃与液体，上述相对切削速度仅由轴棱镜围绕锥轴线的旋转运动和沿着工具的摆动轴线的相对摆动线性运动产生，在这种情况下，工具设置成与待加工的锥表面线性接合，其中在平面图中所见的加工区域的前端相对于锥轴线沿径向方向来回运动。

如本发明人的研究表明的那样，径向凹槽结构、表面形状缺陷、轴棱镜的锥表面上或锥表面处的高水平表面粗糙度和角度误差通过工具可靠地避免，该工具仅横向于轴棱镜的旋转运动沿锥角方向摆动并且仅线性地支承在轴棱镜的待加工的锥表面上。作为根据本发明的方法的结果，轴棱镜的经处理的锥表面要整洁平滑得多。通过合适地选择轴棱镜围绕锥轴线的旋转速度和/或工具在轴棱镜的待加工的锥表面上的摆动频率，可以容易地实现相对高的移除性能和因此尽可能快的精加工。在根据本发明提供的工具与轴棱镜的锥表面的线性接触中，额外有利地可以通过工具相对于锥表面在其前端或后端处相对于锥轴线的适当调节来赋予工具特定程度的偏置，并因此影响工具长度上的压力分布，由此也可以在一定范围内对轴棱镜的锥表面进行角度校正。

在这方面，可以在有利的方法实施例中提供两阶段程序，其中，首先根据锥角在轴棱镜和工具之间产生相对对准和调节运动(第一阶段)，其结果是工具的加工区域与轴棱镜的锥表面成线性接合，其中，加工区域的前端面向锥轴线，其在轴棱镜之间产生，轴棱镜被驱动成围绕锥轴线或围绕工件的旋转轴线旋转；以及作为前进运动的工具沿摆动轴线的相对摆动线性运动(第二阶段)，其中如在平面图中所见，在轴棱镜围绕锥轴线旋转期间，加工区域的前端从锥表面的外边缘区域沿相对于锥轴线径向的方向在锥表面上多次运动到至少接近锥轴线并再次返回。

就此而言，“至少接近锥轴线”是指在前进运动的情况下，更准确地说，在前进运动的合适摆动行程的情况下，确保轴棱镜的整个锥表面都被工具覆盖，从而进行精加工。在凸形锥表面的情况下，这可以包括工具的前进运动超出锥轴线。在凹轴棱镜的锥表面的情况下，其结果是为产生所期望的宏观几何形状而进行的初步加工通常在锥轴线区域中具有过渡部，该过渡部沿着锥轴线延伸，具有例如2毫米的小直径，当工具通过其加工区域的前端到达此过渡部时，沿锥轴线方向的前进运动结束。换言之，在凹形锥表面的情况下确保工具在其前进运动期间不在其加工区域的前端摆动超出锥轴线。

进一步根据本发明的概念，可以规定，在锥表面的精加工期间，轴棱镜围绕锥轴线的旋转速度和沿着工具的摆动轴线的在锥表面上的相对摆动线性运动的频率可以彼此匹配，使得轴棱镜每转一圈工具的往复运动次数不是偶数。因此，以简单的方式避免了在轴棱镜围绕锥轴线旋转之后工具几乎精确地设置在轴棱镜旋转开始时工具所在的径向位置。因此，在精加工期间，随着轴棱镜围绕锥轴线的每次旋转，工具在精加工锥表面上的连续“轨迹变化”有利地进行。这有利于非常好的表面质量。在这方面，就轴棱镜每转一圈工具的往复运动次数而言，这原则上可以是整数，但也可以是非整数，因此工具的反转点位于轴棱镜相对于锥轴线的不同角度位置。

发明人研究表明，在锥表面精加工期间，轴棱镜绕锥轴线旋转一圈工具往复运动次数大于或等于三次且小于或等于七次是有利的。在频率与转速有对应关系的情况下，工具的加工区域在轴棱镜的锥表面的表面区段上的停留时间既不能太长也不能太短，使得能够达到很好的，即均匀、精加工的效果。

根据本发明的另一方面，一种用于精加工具有至少一个带锥轴线和锥角的凹形或凸形的锥表面的轴棱镜的装置包括工具，该工具具有用于与待加工的锥表面线性接合的加工区域，其中，该装置具有基座，该基座适于通过凸缘安装在精加工机器的工具主轴上，并且在该基座上安装能够引导工具托架纵向运动的引导布置，该工具托架可被驱动以沿着摆动轴线摆动，并且承载轴棱镜的精加工工具。

因此，对于可以如上所述进行的轴棱镜的精加工，没有必要提供为此目的专门构造的精加工机器，而是可以使用传统的磨削或抛光机，根据本发明的用于对轴棱镜进行精加工的装置通过其基座安装在此类机器的主轴上。因此，可以快速配备现有的研磨和抛光机来精加工轴棱镜，而无需大量的准备支出。对于实际的精加工，然后有利地使用研磨机或抛光机的现有机器轴线，以便通过其相对于在轴棱镜处的待加工的锥表面的加工区域来实现工具的调节和对准。

此外，本发明还提供一种精加工机器，该机器包括具有工具旋转轴线C的工具主轴和具有工件旋转轴线D的工件主轴，这些主轴突出到由机床界定的工作空间中，并且至少在由工具旋转轴线和工件旋转轴线所跨越的假想平面Y－Z中可以相对于彼此运动(Y轴、Z轴)，并且能够相对于垂直于平面Y－Z延伸的摆动轴线A相对于彼此移位，其中，本文提出的用于轴棱镜精加工的装置安装在工具主轴的面向工件主轴的一端上。

在这种情况下，精加工机器的机床在特别坚硬且专门为光学制造中的高精度要求而创建的实施例中可以具有两个侧壁，在这两个侧壁之间形成工作空间并且这两个侧壁安装有门架，该门架可沿着Y轴沿纵向方向运动，并且工具主轴在该门架处被引导以至少沿垂直于沿着Y轴的纵向方向的方向沿着Z轴运动，并且其中，在工作空间中提供轭架，该轭架承载工件主轴并且安装在侧壁处，以能够围绕枢转轴线A旋转，例如在本申请人的德国专利DE100 29 967B4中所描述的。

此外，本发明提供了上述精加工机器的用途，在其工具主轴上安装了所提出的用于轴棱镜精加工的装置，用于对具有至少一个锥轴线和锥角的凹形或凸形的锥表面的轴棱镜进行精加工。

进一步关于轴锥精加工装置，其引导布置在结构特别简单的实施例中可以具有引导框架，用于工具托架的导轨安装在相互相对的侧部上。

原则上，在这种情况下，导轨可以具有特别容易运行的滚动本体。然而，另一方面，也考虑到装置的低成本和简单配置，优选的是，由诸如例如烧结青铜、铜合金之类的滑动支承材料，合适的塑料材料，例如聚四氟乙烯(PTFE)或聚四氟乙烯(注册商标)等制成的导轨在每个相互面对的侧部上具有V形凹槽，其中，工具托架在每个相互远离的侧部上具有楔形引导区段，工具托架的楔形引导区段可滑动地被接纳在导轨的V形凹槽内。在这样的实施例中，引导布置对研磨抛光材料特别不敏感，因此磨损小，易于清洁，而且为了足够容易运行，不需要额外的润滑脂等润滑，这可能不利于良好的抛光结果。

原则上，用于轴棱镜精加工的装置可以具有单独的线性驱动器，借助该线性驱动器可以驱动工具托架进行摆动，从而使工具通过其在待精加工的锥表面上的加工区域上方往复运动。在这方面，它可以是例如动磁式线性马达，其永磁体固定在用作转子的工具托架上，而其线圈组作为定子安装在装置的基座上。

然而，另一方面，相对于尽可能低的技术支出以及用上述用于精加工的装置重新配备现有精加工机器的简单可能性，特别优选的是为工具托架的摆动驱动提供了传动机构，该传动机构适于将由精加工机器的工具主轴产生的旋转运动转换成工具托架沿着摆动轴线的往复线性运动。

在特别简单构造的实施例中，传动机构在这方面可以包括转盘，该转盘可驱动地连接于精加工机器的工具主轴并且可绕旋转轴线旋转，并且引导销安装在转盘上以相对于旋转轴线径向偏移，该销接合在工具托架中横向于摆动轴线延伸而形成的狭槽中，使得工具托架可被驱动沿着摆动轴线以预定行程摆动。

原则上，传动机构的转盘可以仅设有一个用于引导销的偏心布置的固定孔，以便提供仅具有预定的固定行程的偏心驱动。然而，关于轴棱镜精加工装置的最大可能用途，优选的是，转盘设有多个用于导销的固定孔，这些孔与旋转轴线具有不同的径向间距，使得工具托架的行程可分级设定。

因此，就工具托架而言，原则上可以仅设有一个用于与引导销接合的狭槽。然而，在工具托架的优选实施例中，其具有至少两个相互平行延伸的狭槽，以用于可选择地接合引导销，借助该引导销可设定工具托架相对于旋转轴线的轴向相对位置。在特定轴棱镜的精加工期间，引导销随后保留在工具托架的狭槽中，该狭槽在该轴棱镜的精加工之前分配给销。该实施例也有助于尽可能灵活地使用该装置来对几何形状不同的轴棱镜进行精加工。

在用于轴棱镜精加工的装置的特别简单的变型中，工具能够可选地借助于间隔件与工具托架刚性连接。在将工具的加工区域带入和保持在轴棱镜的待精加工的锥表面中并与其接合期间的特定精加工灵敏度在这种情况下必须借助精加工机器的运动轴线来执行，这需要精加工机器的合适的传感器系统。

然而，与此相比，该装置的如下实施例是优选的，其中具有另一个引导布置的连接部分安装在工具托架处，该另一个引导布置用于引导工具沿横向于工具托架的摆动轴线的方向运动的目的，其中，工具沿横向于工具托架的摆动轴线的方向通过促使工具离开连接部分的力加载。因此，该装置本身不具有“硬”引导，但有利地具有一定程度的软性，使得工具在锥表面的精加工期间可以沿横向于摆动轴线的方向克服加载力而偏离，这允许对锥表面的宏观几何形状进行特别温和的精细加工。

原则上，上述沿横向于摆动轴线的方向的力可以通过例如一个或多个弹簧或使用弹性体或弹性泡沫等产生，其在连接部分与工具之间以按压或拉的方式作用。具体而言，关于低磨损和令人满意的清洁可能性，在用于轴棱镜精加工的装置的优选实施例中，上述力由布置在连接部分和工具之间的至少两个相互排斥的磁体施加。处于该位置的此类磁体实际上暴露于磨蚀性抛光介质，但不受其侵蚀。

为了工具横向于摆动轴线的可运动引导，另外的引导布置原则上可以在连接部分处包括任何期望的线性引导件，例如具有成型导轨的线性引导件，以及在工具侧上在其上运行的安装有滚轮的托架。然而，特别地关于尽可能小的空间需求，优选的是另一引导布置包括至少一个引导圆柱体。因此，例如，两个平行的圆柱体孔可以形成在连接部分中并且每个接纳适当地固定于工具的引导杆。

如沿工具的摆动轴线所见，连接部分原则上可以在固定的轴向位置安装在工具托架上并且工具也可以相对于连接部分布置在固定的轴向位置中。然而，另一方面，装置的如下实施例是优选的，其中连接部分固定于工具托架，以使其沿着摆动轴线的轴向位置可变，和/或工具安装在另一引导布置上，以使其沿着摆动轴线的轴向位置可变。因此，在轴棱镜的精加工期间存在影响工具的轴向位置的进一步可能性，这反过来特别有利于尽可能灵活地使用用于几何形状不同的轴棱镜的精加工的装置。

可以想到工具本身的不同实施例，其中工具的加工区域确保与轴棱镜的待加工的锥表面的线性接合。因此，如在平面图中所见，第一变型中的工具可以具有带加工区域的基本上等腰三角形的形状，该加工区域具有在三角形的顶点处的前端并且允许在加工区域的每个相互远离的纵向边上与轴棱镜的待加工的锥表面线性接合。这种工具用于处理凹轴棱镜。由于发生在工具的两个纵向侧的双重线性接合部与凹轴棱镜的待加工的锥表面，该工具有利地提供了高水平的移除性能。

在第二个替代变型中，工具可以基本上是条形的，其具有加工区域，该加工区域具有在工具的横向侧处的前端并且允许沿着工具的纵向侧与轴棱镜的待加工的锥表面线性接合。这种工具同样适用于加工凹凸轴棱镜，但与根据上述第一变型的工具相比具有较低水平的移除性能。

关于相应工具的加工区域，最后要提及的是，相应工具在此处提供有胶合至工具的合适的市售抛光介质载体，诸如例如抛光毡或抛光膜。该抛光介质载体本身不在下文中特别提到或示出。

根据以下优选实施例的描述，根据本发明的方法、根据本发明的装置以及根据本发明配备的精加工机器及其用途的进一步特征、特性和优点对于专家来说是显而易见的.

附图说明

下面参照附图基于优选实施例更详细地解释本发明，图中相同或相应的部分或区段采用相同的附图标记，其中：

图1示出了根据本发明配备的用于光学工件的精加工机器的从左上方和前部倾斜的立体图，其中看到精加工机器的工作空间和和根据本发明的用于轴棱镜精加工的装置，轴棱镜安装在工具主轴的一端上，该工具主轴在图1中位于上方并且在精加工机器的可枢转轭架中面向工件主轴，工件主轴在图1中位于下方；

图2从图1的上方示出了图1中示出的精加工机器的俯视图；

图3示出了根据图1的精加工机器的单独描绘的子组件的从上方和左前方倾斜的立体图，即带有工具主轴的垂直托架和带有工件主轴的轭架以及设置在它们之间的用于轴棱镜精加工的装置的立体图，其尺寸相对于图1和2的比例增加，其中，该装置的被驱动成线性摆动的基本上三角形的工具设置成与安装在工件主轴上的旋转驱动凹轴棱镜加工接合；

图4示出了根据图1的精加工机器的单独描绘的子组件的从上方和左前方倾斜的立体图，该立体图相对于图3的比例再次增加了尺寸并且与根据图3的视图的不同之处仅在于除了垂直托架的夹紧夹头之外省略了带有工具主轴的垂直托架，从而露出用于轴棱镜精加工的装置的视图；

图5示出了根据图1的用于轴棱镜精加工的装置从下方和左前倾斜的立体图，其尺寸相对于图4的比例再次增加，除了工具主轴的夹紧夹头，该装置示出为与根据图1的精加工机器分开；

图6示出了图5所示的用于轴棱镜精加工的装置的侧视图；

图7从图6中的下方示出了用于轴棱镜精加工的装置的仰视图；

图8从图6中的左侧示出了用于轴棱镜精加工的装置的后视图；

图9示出了图5中所示的用于轴棱镜的精加工的装置的与图8相比比例放大的剖视图，该装置没有工具主轴的夹紧夹头，附图对应于图8中的IX－IX线剖视图，其中，能够将工具安装在待偏置装置上的方式如图9下部所示。

图10至15示出了图5中所示的用于轴棱镜的精加工的装置的示意图，该附图类似于根据图7的仰视图，并示出了工具的轴向位置和以虚线表示的冲程沿摆动方向如何受到影响的一些可能性；

图16示出了用于图5中所示的用于轴棱镜的精加工的装置的另一个基本上条形的工具的从上方和右前方倾斜的立体图；

图17从图16中的后方示出了根据图16的工具的后视图；

图18从图17中的右侧示出了根据图16的工具的侧视图；

图19从图17中的上方示出了根据图16的工具的平面图；

图20示出了根据本发明的借助图5所示的基本上三角形的工具加工的凹轴棱镜的示意性平面图；

图21示出了图20中所示的凹轴棱镜和三角工具的剖面示意图，该附图对应于图20中的剖面线XXI－XXI；

图22示出了根据本发明的借助图16至19所示的基本上条形的工具加工的凹轴棱镜的示意性平面图；以及

图23示出了图22中所示的凹轴棱镜和条形工具的剖面示意图，该附图对应于图22中的剖面线XXIII－XXIII。

关于附图还应注意，根据本发明的配备的精加工机器的图示在直角笛卡尔坐标系中，其中其中字母x表示精加工机器的宽度方向，字母y表示长度方向，并且字母z表示长度方向。在图1和图2中，为了露出精加工机器的基本部件或子组件的视图并简化图示，控制单元和控制装置、包层部分、门机构和面板、工件和工具的沉积物、用于电流、压缩空气和抛光介质、抛光介质返回的供应装置(包括管线、软管和管道)的装置以及机器内部测量、维护和安全装置特别地被省略了，因为它们对于理解本发明来说似乎不是必需的，而且在任何情况下都是专家熟悉的。

具体实施方式

在图1和图2中，用于轴棱镜L的精加工，即用于通过研磨、精密研磨和/或抛光来加工光学工件的表面和边缘的由CNC控制的精加工机器一般由附图标记12表示，作为装置10的可能使用情况或作用位置，这将在下面特别参考图3至15进行更详细的解释，根据图20至23，轴棱镜具有至少一个凹形(或可选地凸形)锥表面KF，该锥表面具有锥轴线KA和锥角α。在本申请人的德国专利DE 100 29 967B4中详细解释了这种精加工机器12的基本结构，因此，精加工机器12将在下文中仅在对于理解本发明显得必要的范围内进行描述。为了其余部分和为了避免重复，关于精加工机器12的构造和功能，此时可以考虑和参考专利公开DE100 29 967B4。

精加工机器12通常包括具有旋转角度被控制的工具旋转轴线C的工具主轴14和具有旋转角度被调节的工件旋转轴线D的工件主轴。工具主轴14和工件主轴16突出到工作空间18中，该工作空间通过由聚合物混凝土形成的机床20界定。在这种情况下，如将在下文中更详细地类似地描述的，工具主轴14和工件主轴16(尤其)在由工具旋转轴线C和工件旋转轴线D跨越的假想平面Y－Z中可相对于彼此运动(线性轴线Y，线性轴线Z)，并且相对于垂直于Y－Z平面延伸的枢转轴线(A轴)在旋转角度调节下可相对于彼此枢转。用于轴棱镜L的精加工的装置10安装在工具主轴14的面向工件主轴16的一端上。

为此，装置10通常包括基座22或基板，该基座或基板适于凸缘安装在精加工机器12的工具主轴14上。引导布置24安装在基座22上，该引导布置在纵向运动中引导可被驱动以沿着摆动轴线R摆动的工具托架26。工具托架26本身承载用于轴棱镜L的精加工的工具W1或W2。

图1至图15、图20和图21示出了根据第一变型的工具W1，其中工具W1的平面形状基本上为等腰三角形。该工具W1具有加工区域BB，该加工区域在三角形的尖端处具有前端EB，并且允许在三角形的每个相互相对的纵向边上与轴棱镜L的待加工的锥表面KF的线性接合部LE(参见图20)。

相比之下，图16至图19、图22和图23示出了根据第二变型的工具W2，其中工具W2基本上是条形的。该工具W2具有加工区域BB，该加工区域在工具W2的横向侧处具有前端EB，，并且允许沿着工具W2的纵向侧与与轴棱镜L的待加工的锥表面KF的线性接合部LE(参见图23)。

除了相应加工区域BB与轴棱镜L的待加工的锥表面KF的线性接合LE的可能性外，工具W1和W2的共同之处在于，相应加工区域BB配备有市售抛光介质载体(图中未示出)。抛光介质载体例如可以是所谓的“抛光箔”，或者在其它情况下可以是具有或不具有载体材料的合适的泡沫，其以一定程度的侧向突出并借助市售粘合剂粘合到工具W1、W2的加工区域BB上。此处可用的抛光箔是例如厚度为0.5至1.3毫米的聚氨酯(PUR)，这种聚氨酯可从美国弗农的James H.Rhodes&Company公司获得，而合适的泡沫可从例如德国Oberhaching市的Getzner Werkstoffe GmbH公司获得。例如，德国杜塞尔多夫(Düsseldorf,)市的HenkelAG&Co.KGaA公司的品牌Pattex(注册商标)的市售粘合剂适用于将这些抛光介质载体粘合到相应工具W1、W2的加工区域BB上。

在精加工机器12、安装在其上的用于轴棱镜L的精加工的装置10和随其运动的工具W1、W2的总体概览之后返回到图1和图2，还可以关于精加工机器12附加地观察到该机器的机床20具有两个平行的侧壁28，工作空间18形成在这两个侧壁之间。侧壁28安装有门架30，该门架可在精加工机器12的纵向方向y上沿线性轴线Y在位置调节下运动。水平托架32被引导以沿精加工机器12的宽度方向x在门架30处可纵向移位并且可以在位置调节下沿着线性轴线X运动。垂直托架34又被引导以沿精加工机器12的高度方向z在水平托架32处可纵向移位，垂直托架可在位置调节下沿着线性轴线Z运动并且承载工具主轴14。

就工件侧而言，承载工件主轴16的轭架36设置在工作空间18中。轭架36安装在机床20的侧壁28上，可绕枢转轴线A旋转，并且可以在调节下通过扭矩马达和相关制动器(图中未示出)驱动或保持旋转角度。在这种情况下，在两侧提供的配重38确保轭架36的重量补偿。

最后，工具主轴14和工件主轴16在其相互面对的端部中的每一个处设置有相应的夹紧夹头40或42，夹紧夹头可以构造成例如具有液压膨胀配置。工具(未示出)的圆柱形柄能够以本身已知的方式由工具主轴14的夹紧夹头40保持。工件主轴16的夹紧夹头42构造成用于在轴棱镜L的圆柱形边缘表面RF处夹持和保持光学工件，光学工件在本申请中为轴棱镜L(参见图20至23)。

关于精加工机器12的运动学，在这方面对于专家来说显而易见的是，在工具侧处，工具主轴14的突出到工作空间18中的端部可以借助三个线性轴线X、Y和Z在空间上运动并定位在工作空间18中。此外，夹紧夹头40可以通过工具主轴14被驱动以围绕工具旋转轴线C旋转。在工件侧处，工件主轴16的突出到工作空间18中的端部可以通过枢转轴线A相对于工具主轴14以一定角度被调节或枢转。此外，夹紧夹头42可以通过工件主轴16被驱动以围绕工件旋转轴线D旋转并且定位在角度位置中。

可以从图3至图9推断出用于轴棱镜L的精加工的装置10的更多细节。正如一开始在图4、5和9中可以清楚地看到的那样，基座22具有圆形圆孔44，在装置10安装在工具主轴14上的状态下，工具主轴14的具有夹紧夹头40的工作空间端突出。在那种情况下，基座22的上侧形成平坦的凸缘表面，其可以从下方抵靠工具主轴14的主轴外壳放置。在所示实施例中，设置了两个固定螺钉46以将基座22固定至工具主轴14(参见图4)，在装置10的安装状态下，固定螺钉穿过基座22中的相关联的紧固孔并拧入工具主轴14的主轴壳体中的相关联的螺纹孔(未示出)中。

安装在基座22上的用于工具托架26的引导布置24包括引导框架48，该引导框架在平面视图中是矩形的，并且借助固定支架50固定至基座22上，固定托架借助于螺钉布置在引导框架48的角部处，使得引导框架48平行于基座22延伸并与基座22间隔开一定距离。用于工具托架26的导轨52在相互相对的两侧借助螺钉安装在引导框架48上。如可在图5和图8中最佳认知的，由滑动支承材料制成的导轨52在每个相互面对的侧部上具有相应的基本上V形的凹槽54，而工具托架26在每个相互远离的侧部上具有相应的楔形引导区段56，工具托架26的楔形引导区段56可滑动地被接纳在导轨52的V形凹槽54中。显然，工具托架26因此可以在引导框架48(摆动轴线R)中往复运动。

在图示的实施例中，设置传动机构58以用于工具托架26的摆动驱动，传动机构适于将由精加工机器12的工具主轴14产生的旋转运动转换为工具托架26沿着摆动轴线R的往复线性运动。为此目的，传动机构58以偏心驱动的方式配置并且包括转盘60，该转盘可驱动地与精加工机器12的工具主轴14连接并且围绕旋转轴线可旋转，此处旋转轴线是工具旋转轴线C。如图9所示，转盘60具有圆柱形夹紧凸起62或夹紧销，转盘60可借助该夹紧凸起或夹紧销被夹紧至工具主轴14的夹紧夹头40。

引导销64安装在转盘60上以相对于旋转轴线C径向偏移，该引导销接合在形成于工具托架26中并横向于工具托架26的运动方向延伸至狭槽66，并因此延伸至摆动轴线R。如从图9到图13明显的，引导销64的中心轴线与转盘60的旋转轴线C之间的径向间距为r1。

图10和图11还示出了当转盘60从其根据图10的旋转角度设定围绕旋转轴线C旋转180°使得达到根据图11的旋转角度设定时，以及特别地由于引导销64与工具托架26的狭槽66的互锁接合，在引导布置24的导轨52之间被约束地引导的工具托架26因此从工具托架26的图10中所示的在引导框架48中的左手轴向位置向右通过行程H1进入工具托架26的图11中所示的在引导框架48中的右手轴向位置时，传动机构58的该实施例中发生的情况。在那种情况下，工具托架26的行程H1是引导销64与转盘60的旋转轴线C之间的径向间距r1的两倍。

如果转盘60随后围绕旋转轴线C进一步旋转出其根据图11的旋转角度设定过180°使得它再次达到其根据图10的旋转角度设定，则工具托架26通过引导销64与狭槽66的机械形状接合从工具托架26的图11中所示的在引导框架48中的右侧轴向位置向左通过行程H1返回到工具托架26的图10中所示的在引导框架48中的左侧轴向位置。很明显，以这种方式，转盘60绕引导框架48中的旋转轴线C的旋转限制了工具托架26沿摆动轴线R以预定行程H1的摆动往复运动。

如图9中最佳可见，所示实施例中的转盘60设有多个用于引导销64的固定孔68、70、72。此处，这些固定孔68、70、72中的每一个形成为螺纹孔，引导销64可以通过螺纹突出部74拧入其中。固定孔68、70、72的中心轴线分别与旋转轴线C具有不同的径向间距r1、r2和r3，使得通过引导销64的位移引起在引导框架48中的工具托架26的可分阶段设定的行程H1、H2或H3。

在所示实施例中，工具托架26附加地设置有平行于狭槽66延伸的另一狭槽76。引导销64可以选择性地与一个或另一个狭槽66、76接合，由此工具托架26相对于转盘60的旋转轴线C的轴向相对位置可分两个阶段设定。

图12和图13通过与图10和图11的比较示出了以下情况：引导销64没有在转盘60处移位，即再次通过其螺纹突起74固定在固定孔68中，但另一方面通过其自由端与工具托架26中的另一个狭槽76接合。在这种情况下，转盘60围绕旋转轴线C的旋转也在引导框架48中产生工具托架26的具有行程H1的摆动往复运动(参见图13)，但是这使得工具托架26的轴向端位置不同于根据图10和图11的狭槽接合的轴向端位置。与根据图10和图11的基本配置相比，工具托架26的两个轴向端位置由此产生工具W1的前端EB的相应偏移V3或V4，该工具与工具托架26可驱动地连接，在图10至15中用虚线表示。

图14和图15示出了上述调节措施的组合，即通过使转盘60的固定孔68、70、72中的引导销64移位来改变工具托架26的行程H1、H2、H3，并且通过选择工具托架26的不同的狭槽66、76用于与引导销64接合来改变工具托架26在引导框架48中的轴向起始和反向位置。在这种情况下，与图10和图11相比，引导销64与工具托架26的另一狭槽76接合，但与图12和图13相比，它同时也拧入转盘60中的不同的固定孔70中。因此，通过与根据图10至图13的设定相比，结果是更大的行程H2和工具托架26的不同轴向起始和反向位置，如从从图10、图12和图14与图11、图13和图15的“垂直”比较中可以明显看出的那样，图11、图13和图15示出了为此目的而对准的引导框架48。此处的结果是在对于工具托架26的两个轴向端位置的工具W1的前端EB处的偏移V5或V6。

在这一点上还可以提及的是，引导框架48在其短边处设置有狭槽状开口78，其尺寸使得在工具托架在引导框架48中往复运动的情况下，工具托架26根据其行程H1、H2、H3和/或其相对于转盘60的旋转轴线C的轴向相对位置可选择地能够进入开口78中的一个，但是图中未示出开口。

如具体从图9可以进一步推断的，工具托架26上的工具W1或W2的块状连接部分80固定在工具托架26远离转盘60的一侧。为此目的，在所示实施例中，带有内螺纹的三个固定孔82形成在工具托架26中，这些孔一个接一个地以相同的间距彼此安置，如沿着摆动轴线R所见，而连接部分80具有两个相关联的带内螺纹的盲孔84。平头螺钉86拧入工具托架26的两个相邻的固定孔82中并伸入连接部分80的盲孔84中，以将连接部分80固定至工具托架26。

由于在工具托架26中设置了三个或者可选地甚至更多固定孔82，所以连接部分80可以在其沿着摆动轴线R的轴向位置可变地固定至工具托架26。这又影响工具W1或W2相对于转盘60的旋转轴线C采用哪个轴向相对位置，如沿着摆动轴线R所见。在图10至图15中，平头螺钉86由实心圆表示；此处连接部分80相对于工具托架26的轴向位置对应于图9所示的分组。

在图9中还可以认识到，连接部分80设置有另一引导布置88，该引导布置用于引导工具W1、W2沿横向于工具托架26的摆动轴线R的方向运动的目的。在所示的实施例中，另一引导布置88包括两个引导圆柱体90，这些引导圆柱体分别垂直于摆动轴线R并且彼此平行地延伸。在这方面，每个引导圆柱体90包括在连接部分80中形成为盲孔的圆柱体孔92和以活塞的方式被接纳在相应圆柱体孔92中以可轴向移位的圆柱体销94。

每个圆柱体销94在其面向工具托架26的端部处设置有长形孔96。此外，螺纹孔98形成在靠近气缸孔92的封闭端的连接部分80中，这些螺纹孔横向于圆柱体孔92延伸并且穿透相关联的圆柱体销94中的长形孔96的相应的带帽螺钉100拧入到这些螺纹孔中的每一个中。很明显，长形孔96和带帽螺钉100的组合允许相应的圆柱体销94在相关联的圆柱体孔92中进行有限的轴向位移，但是带帽螺钉100防止圆柱体销94能够从圆柱体孔92中拔出。

每个圆柱体销94在其远离工具托架26的端部处具有形成在端面处的盲孔102，盲孔具有内螺纹，用于工具W1或W2的固定螺钉104此处作为沉头螺钉拧入到该内螺纹中。每个工具W1或W2具有多个(在所示实施例中分别为四个)螺钉孔106，这些螺钉孔沿相应工具W1或W2的纵向方向以彼此相同的间距布置在一条直线上。因此，工具W1、W2可以安装在另一引导布置88上，更准确地说是安装在其圆柱体销4上，以沿着摆动轴线R的轴向位置可变，其中固定螺钉104分别穿过相应的工具W1或W2中的相邻的螺钉孔106。

工具W1或W2的这种进一步的轴向调节可能性在图9中以三角形工具W1的示例的方式示出。从基本配置开始，在该配置中，工具W1借助固定螺钉104在中心位置中安装在引导布置88上，这些固定螺钉延伸穿过工具W1的中心螺钉孔106，因此对于如沿着摆动轴线R所见的工具托架26在引导框架88中的特定轴向位置，工具W1可以进一步向前(如图9中居中所示)或进一步向后(如图9中所示)固定至引导布置88。与根据图9上部的基本配置相比，工具W1的前端EB处的偏移V1或V2由此产生。

最后，相应的工具W1、W2沿横向或垂直于工具托架26的摆动轴线R的方向通过迫使工具W1或W2远离连接部分80的力被附加地加载。在所示实施例中，该力由布置在连接部分80和工具W1或W2之间的相互排斥的磁体108施加。在实际抛光期间，这些磁体108确保相应工具W1、W2的加工区域BB处的抛光压力不过大。

更准确地说，如图6、图8、图9和图16至图19所示，磁体108布置在各自的工具W1或W2上，在其面向工具托架26的一侧，在螺钉孔106之间并且与螺钉孔106成一直线。磁体108在连接部分80处布置在连接部分80的面向相应的工具W1或W2的端部上，位于圆柱体孔92之间并与圆柱体孔92在一条直线上，此处在连接部分80中的插入件110处.在每种情况下，相应的磁体108被接纳在相关联的凹部中并且例如借助粘合剂被适当地固定。

从前面的描述中显而易见的是，在配备有工具W1、W2中的一个的装置10的帮助下并且在工具W1或W2的加工区域BB处使用束缚或松散颗粒形式的几何形状不确定的结合液体的切削刃，可以执行用于对轴棱镜L进行精加工的方法，其中借助于工具W1或W2，轴棱镜L的锥表面KF处的材料移除通过相对切削速度产生，该相对切削速度仅由以下引起：a)轴棱镜L围绕锥轴线KA的旋转运动，此处由工件主轴16的旋转工件轴线D产生，以及b)在这种情况下设置在具有待加工的锥表面KF的线性接合部LE中的工具W1或W2的相对摆动线性运动，此处通过装置10的摆动轴线R产生，其中如在平面图中所见，加工区域BB的前端EB相对于锥轴线KA沿径向方向来回运动。

在图20和图21中针对三角形工具W1以及在图22和图23中针对条形工具W2示出了这种工具与工件的组合运动的工具接合部，该工具接合部在两种情况下都在具有凹形锥表面KF的轴棱镜L处。在这方面，通过使用较粗的线，图20和图23示出了相应工具W1(此处为双重，在工具W1的两侧)或W2(此处为单，在工具W2的下侧)的线性接合部LE与轴棱镜L的待精加工的锥表面KF。在具有凸形锥表面的轴棱镜的情况下，条形工具W2将与其工具下部接触线一起使用，因为三角形工具W1无法接触凸形锥表面，如图20所示。

当执行上述用于轴棱镜L的精加工的方法时，首先在轴棱镜L和工具W1或W2之间根据锥角α产生相对的对准和调节运动，因此工具W1或W2的加工区域BB进入与轴棱镜L的锥表面KF的线性接合部LE，在这种情况下，加工区域BB的前端EB面对锥轴线KA。对专家来说显而易见的是，上述精加工机器12的角度对准运动借助承载工件主轴16的轭架36处的枢转轴线A在工件侧处进行。同样明显的是，另一方面，上述精加工机器12的空间调节运动通过与工具主轴14相关联的三个线性轴线X、Y、Z在工具侧处进行。

如果工具W1或W2与轴棱镜L的待精加工的锥表面KF之间的借助连接部分80处的磁体108和相应的工具W1或W2限定的“偏置”线性接合部LE，那么借助工具主轴14、夹紧在其上的转盘60和如上所述的装置10的传动机构58，在通过工件主轴16的工件旋转轴线D驱动而围绕锥轴线KA旋转的轴棱镜L与工具W1或W2之间产生作为前进运动的相对摆动线性运动(摆动轴R)，其中加工区域BB的前端EB在轴棱镜L围绕锥轴线KA旋转期间如在平面图中所见从锥表面KF的外边缘区域RB沿相对于锥轴线KA呈径向的方向在锥表面KF上多次运动，至少运动成接近锥轴线KA并再次返回。

在锥表面KF的精加工期间，随后通过工件主轴16的轴棱镜L围绕锥轴线KA的转速，以及借助工具主轴14的相应转速控制的工具W1或W2在锥表面KF上的相对摆动线性运动(摆动轴线R)的频率可以彼此匹配，使得轴棱镜L每转一圈，工具W1或W2的往复运动次数不是偶数。摆动工具W1或W2在旋转的轴棱镜L的精加工锥表面KF上的连续“轨迹变化”由此引起。在发明人执行的测试中，使用频率与转速之比可以获得非常好的精加工结果，其中在锥表面KF的精加工期间，轴棱镜L绕锥轴线KA每转一圈，工具W1或W2的往复运动次数为大于或等于三次并且小于或等于七次。

图1和图2中所示的精加工机器12本身是已知的，其工具主轴14上安装了上面详细解释的装置10，因此，对于轴棱镜L的精加工能够以上述模式和方式使用装置，该轴棱镜L具有至少一个凹形或凸形的锥表面KF，锥表面具有锥轴线KA和锥角α。

在用于对具有带锥轴线和锥角的凹形或凸形的锥表面的轴棱镜进行精细工的方法中，在工具的加工区域处使用束缚或松散颗粒形式的几何形状不确定的结合液体的切削刃，该工具构造成与锥表面线性接合并且相对于锥轴线在前部处具有端部，在锥表面处产生相对切削速度的材料移除，该相对切削速度仅由轴棱镜绕锥轴线的旋转运动和工具的相对摆动线性运动(摆动轴线)引起，其中加工区域与锥表面线性接合并且其前端如在平面图中可见相对于锥轴线沿径向方向往复运动。此外，还公开了可用于该方法并可安装在精加工机器的工具主轴上的装置。

附图标记列表

10用于轴棱镜的精加工的装置

12 精加工机器

14 工具主轴

16 工件主轴

18 工作空间

20 机床

22 基座

24 引导布置

26 工具托架

28 侧壁

30 门架

32 水平托架

34 垂直托架

36 轭架

38 配重

40 夹紧夹头

42 夹紧夹头

44 孔

46 固定螺钉

48 引导框架

50 固定支架

52 导轨

54 V形凹槽

56 楔形引导区段

58 传动机构

60 转盘

62 夹紧突起

64 引导销

66 狭槽

68 固定孔

70 固定孔

72 固定孔

74 螺纹突起

76 狭槽

78 开口

80 连接部分

82 固定孔

84 盲孔

86 平头螺钉

88 引导布置

90 引导圆柱体

92 圆柱体孔

94 圆柱体销

96 长形孔

98 螺纹孔

100 带帽螺钉

102 盲孔

104 固定螺钉

106 螺钉孔

108 磁体

110 插入件

r1 径向间距

r2 径向间距

r3 径向间距

x 宽度方向

y 长度方向

z 高度方向。

α 锥角

A工件的枢转轴线(以旋转角度控制)BB加工区域

C工具旋转轴线(以转速调节)/旋转轴线D工件枢转轴线(以旋转角度控制)EB 前端

H1 行程

H2 行程

H3 行程

KA 锥轴线

KF 锥表面

L透镜/轴棱镜

LE 线性接合部

R 摆动轴线

RB 边缘区域

RF 边缘表面

V1 偏移

V2 偏移

V3 偏移

V4 偏移

V5 偏移

V6 偏移

W1 三角工具

W2 条形工具

X工具线性轴线(位置控制)

Y工具线性轴线(位置控制)

Z工具线性轴线(位置控制)

Claims (21)

1.一种用于轴棱镜(L)的精加工的方法，

所述轴棱镜具有至少一个凹形或凸形的锥表面(KF)，所述锥表面具有锥轴线(KA)和锥角(α)，

所述方法借助于具有用于与待加工的所述锥表面(KF)线性接合(LE)的加工区域(BB)的工具(W1、W2)，所述加工区域具有相对于所述锥轴线(KA)的前端(EB)，

在所述工具(W1、W2)的所述加工区域(BB)处结合液体使用以束缚或松散颗粒形式的几何形状不确定的切削刃，

其中，借助所述工具(W1、W2)在所述轴棱镜(L)的所述锥表面(KF)处以相对切削速度产生材料移除，所述相对切削速度仅由所述轴棱镜(L)围绕所述锥轴线(KA)的旋转运动(D)和所述工具(W1、W2)的相对摆动线性运动(摆动轴线R)导致，在这种情况下，所述工具与待加工的所述锥表面(KF)线性接合(LE)，其中，所述加工区域(BB)的所述前端(EB)如在平面图中所见沿相对于所述锥轴线(KA)的径向方向来回运动。

2.根据权利要求1所述的用于轴棱镜(L)的精加工的方法，其特征在于，首先在所述轴棱镜(L)和所述工具(W1、W2)之间根据锥角(α)产生相对对准和调节运动，因此，所述工具(W1、W2)的所述加工区域(BB)与所述轴棱镜(L)的所述锥表面(KF)形成所述线性接合(LE)，其中，所述加工区域(BB)的所述前端(EB)面向所述锥轴线(KA)，由此在所述轴棱镜(L)和所述工具(W1、W2)之间产生作为前进运动的相对摆动线性运动(摆动轴线R)，所述轴棱镜(L)被驱动成围绕所述锥轴线(KA)(工件旋转轴线D)旋转，其中，如在平面图中所见，所述加工区域(BB)的所述前端(EB)在所述轴棱镜(L)围绕所述锥轴线(KA)旋转期间在所述锥表面(KF)上相对于所述锥轴线(KA)从所述锥表面(KF)的外边缘区域(RB)多次运动到至少接近所述锥轴线(KA)并再次返回。

3.根据权利要求1或2所述的用于轴棱镜(L)的精加工的方法，其特征在于，在所述锥表面(KF)的精加工期间，所述轴棱镜(L)围绕所述锥轴线(KA)的转速和所述工具(W1、W2)在所述锥表面(KF)上的相对摆动线性运动(摆动轴线R)的频率彼此匹配，使得所述轴棱镜(L)每转一圈，所述工具(W1、W2)的往复运动次数是奇数。

4.根据权利要求3所述的用于轴棱镜(L)的精加工的方法，其特征在于，在所述锥表面(KF)的精加工期间，所述轴棱镜(L)围绕所述锥轴线(KA)每转一圈，所述工具(W1、W2)的往复运动次数大于或等于三且小于或等于七。

5.一种用于通过工具(W1、W2)对具有至少一个带锥轴线(KA)和锥角(α)的凹形或凸形的锥表面(KF)的轴棱镜(L)进行精加工的装置(10)，所述工具具有用于与待加工的所述锥表面(KF)线性接合的加工区域(BB)，其中，所述装置(10)具有基座(22)，所述基座适于通过凸缘安装在精加工机器(12)的工具主轴(14)上，并且在所述基座上安装引导工具托架(26)能够纵向运动的引导布置(24)，所述工具托架能够被驱动以沿着摆动轴线(R)摆动，并且承载用于所述轴棱镜(L)的精加工的工具(W1、W2)。

6.根据权利要求5所述的装置(10)，其特征在于，所述引导布置(24)包括引导框架(48)，用于所述工具托架(26)的导轨(52)在所述引导框架上安装在相互相对的侧部上。

7.根据权利要求6所述的装置(10)，其特征在于，由滑动支承材料制成的所述导轨(52)在每个相互面对的侧部上具有相应的V形凹槽(54)，其中，所述工具托架(26)在每个相互远离的侧部上具有相应的楔形引导区段(56)，并且其中，所述工具托架(26)的所述楔形引导区段(56)被接纳在所述导轨(52)的V形凹槽(54)中以能够滑动。

8.根据权利要求5至7中任一权利要求所述的装置(10)，其特征在于，设置传动机构(58)以用于所述工具托架(26)的摆动驱动，所述传动机构适于将由所述精加工机器(12)的所述工具主轴(14)产生的旋转运动转换为所述工具托架(26)沿着所述摆动轴线(R)的往复线性运动。

9.根据权利要求8所述的装置(10)，其特征在于，所述传动机构(58)包括转盘(60)，所述转盘可驱动地连接于所述精加工机器(12)的所述工具主轴(14)并且能够围绕旋转轴线(C)旋转，并且引导销(64)安装在所述转盘上以相对于所述旋转轴线(C)径向偏移，所述销接合在狭槽(66、76)中，所述狭槽在所述工具托架(26)中横向于所述摆动轴线(R)延伸而形成，使得所述工具托架(26)能够被驱动沿着所述摆动轴线(R)以预定行程(H1、H2、H3)摆动。

10.根据权利要求9所述的装置(10)，其特征在于，所述转盘(60)设置有用于所述引导销(64)的多个固定孔(68、70、72)，所述孔与所述旋转轴线(C)具有不同的径向间距(r1、r2、r3)，使得能够设定所述工具托架(26)的行程(H1、H2、H3)。

11.如权利要求9或10所述的装置(10)，其特征在于，所述工具托架(26)具有至少两个相互平行延伸的狭槽(66、76)，以用于可选择地接合所述引导销(64)，借助所述引导销能够设定所述工具托架(26)相对于所述旋转轴线(C)的轴向相对位置。

12.根据权利要求5至11中任一权利要求所述的装置(10)，其特征在于，具有另一个引导布置(88)的连接部分(80)安装在所述工具托架(26)上，并且用于引导所述工具(W1、W2)能够沿横向于所述工具托架(26)的摆动轴线的方向运动，并且其中，所述工具(W1、W2)沿横向于所述工具托架(26)的摆动轴线(R)的方向通过促使所述工具(W1、W2)离开所述连接部分(80)的力加载。

13.根据权利要求12所述的装置(10)，其特征在于，所述力由布置在所述连接部分(80)和所述工具(W1、W2)之间的至少两个相互排斥的磁体(108)提供。

14.根据权利要求12或13所述的装置(10)，其特征在于，所述另一个引导布置(88)包括至少一个引导圆柱体(90)。

15.根据权利要求12至14中任一权利要求所述的装置(10)，其特征在于，所述连接部分(80)固定至所述工具托架(26)以沿着所述摆动轴线(R)使其轴向位置可变。

16.根据权利要求12至15中任一权利要求所述的装置(10)，其特征在于，所述工具(W1、W2)安装在所述另一个引导布置(88)上以沿着所述摆动轴线(R)使其轴向位置可变。

17.根据权利要求5至16中任一权利要求所述的装置(10)，其特征在于，如在平面图中所见，所述工具(W1)基本上具有等腰三角形的形式，其具有加工区域(BB)，所述加工区域在三角形的尖端处具有前端(EB)，并且在所述三角形的每个相互相对的纵向侧上允许与所述轴棱镜(L)的待加工的锥表面(KF)进行相应的线性接合(LE)。

18.根据权利要求5至16中任一权利要求所述的装置(10)，其特征在于，所述工具(W2)基本上是条形的，其具有加工区域(BB)，所述加工区域在所述工具(W2)的横向侧具有前端(EB)，并且沿着所述工具(W2)的纵向侧允许与所述轴棱镜(L)的待加工的锥表面(KF)线性接合(LE)。

19.一种精加工机器(12)，所述精加工机器包括具有工具旋转轴线(C)的工具主轴(14)和具有工件旋转轴线(D)的工件主轴(16)，所述工具主轴和工件主轴突出到由机床(20)界定的工作空间(15)中，并且至少在由所述工具旋转轴线(C)和所述工件旋转轴线(D)所跨越的假想平面(Y－Z)中能够相对于彼此运动(Y轴、Z轴)，并且能够相对于垂直于所述平面(Y－Z)延伸的摆动轴线(A轴)相对于彼此枢转，其中，根据权利要求5至18中任一权利要求所述的用于轴棱镜(L)的精加工的装置(10)安装在所述工具主轴(14)的面向所述工件主轴(16)的一端上。

20.根据权利要求19所述的精加工机器(12)，其特征在于，所述机床(20)具有两个侧壁(28)，所述工作空间(18)在所述两个侧壁之间形成并且所述两个侧壁安装有门架(30)，所述门架能够沿纵向方向(Y轴)运动，并且所述工具主轴(14)在所述门架处被引导以至少沿垂直于纵向方向(Y轴)的方向(Z轴)运动，并且其中，轭架(36)设置在所述工作空间(18)中，所述轭架承载所述工件主轴(16)并安装在侧壁(28)上以能够围绕枢转轴线(A)旋转。

21.一种根据权利要求19或20所述的精加工机器(12)的用途，在所述精加工机器的工具主轴(14)上安装有根据权利要求5至18中任一权利要求所述的装置(10)，用于轴棱镜(L)的精加工，所述轴棱镜具有至少一个凹形或凸形的锥表面(KF)，所述锥表面具有锥轴线(KA)和锥角(α)。

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