DD274962A3

DD274962A3 - METHOD FOR MEASURING THE SPACING OF LENTURE HEADS TO TOOL WORKING SURFACES

Info

Publication number: DD274962A3
Application number: DD19525676A
Authority: DD
Inventors: Fritz Mahler; Volker Guyenot
Original assignee: Fritz Mahler; Volker Guyenot
Priority date: 1976-10-14
Filing date: 1976-10-14
Publication date: 1990-01-10

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Werkzeugmaschinen fuer die Herstellung und Bearbeitung von Linsenfassungen und Objektiven. Die Aufgabe der Erfindung ist es, eindeutige staendige Lagebestimmungen von Werkzeugschneide zu Werkstuecken zu ermoeglichen. Erfindungsgemaess wird das durch Anwendung eines der Linsenfassungsstirnseite zugeordneten Hilfsteils mit Reflektor und genauen Abmessungen erreicht. Die Lage des Linsenscheitels wird interferometrisch ermittelt. Das Hilfsteil wird auf die vorbereitete Fassungsstirnseite gesetzt. Die Lage dessen Reflektors wird ermittelt. Die Differenz der Scheitel- und Reflektorlage abzueglich der koerperlichen Abmessung des Hilfsteils parallel zur optischen Achse ergibt die Lage der Fassungsstirnseite zum Linsenscheitel. Die Lage des Werkzeuges beim Vorbearbeiten der Fassungsstirnseite wurde gemessen und gespeichert. Die weitere Zustellung des Werkzeuges erfolgt in kleinsten Schritten, bis der Sollabstand des Linsenscheitels zur Fassungsstirnseite vorhanden ist.The invention relates to the field of machine tools for the manufacture and processing of lens frames and lenses. The object of the invention is to enable unambiguous permanent position determinations from cutting tool to workpieces. According to the invention, the auxiliary part with reflector and exact dimensions assigned by the application of one of the lens-engaging front side is achieved. The position of the lens vertex is determined interferometrically. The auxiliary part is placed on the prepared front of the frame. The location of the reflector is determined. The difference between the apex and reflector position minus the physical dimension of the auxiliary part parallel to the optical axis gives the position of the front side of the frame to the lens vertex. The position of the tool when pre-machining the front of the frame was measured and stored. The further delivery of the tool takes place in the smallest steps until the desired distance of the lens vertex to the front side of the socket is present.

Description

Dabei ist es vorteilhaft, daß die Fokussierebene des Interferometers als Bezugsebene für die Lage des Scheitels der zentrierten, gefaßten Linse verwendet wird, daß die Fokussierebene des Interferometers als Bezugsebene für die Lage der zu untersuchenden, gefaßten Linse konjugierten Fläche des bestimmte Abmessungen aufweisenden HilfsteiJes benutzt wird und daß ein der gefaßten Linse fest zugeordneter Reflektor angeordnet wird.It is advantageous that the focusing plane of the interferometer is used as a reference plane for the position of the vertex of the centered, captured lens, that the focal plane of the interferometer is used as a reference plane for the position of the subject to be examined, lensed conjugate surface of the certain dimensions HilfsteiJes and that a lens fixedly attached to the lens is arranged.

Ausführungsbeispielembodiment

Im folgenden wird zur Erläuterung der Erfindung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Die zugehörige Zeichnung zeigt:In the following, an embodiment will be described for explaining the invention. The accompanying drawing shows:

Fig. 1: den Prinzipaufbau der erfindungsgemäßen AnordnungFig. 1: the basic structure of the arrangement according to the invention

Fig.2: zeigt ein Blockschaltbild der Meß- und Steuereinrichtung. 2 shows a block diagram of the measuring and control device.

Ein Interferometer 1 ist parallel zur optischen Achse 2' einer zentrierten, gefaßten Linse 2 ausgerichtet und zu deren Fläche 2"" konjugiert. Die Fassung 2" der Linse 2 hat vor der Bearbeitung an der zu bearbeitenden Stirnfläche 2"' Übermaß und ist an der Linsenaufnahme 3 einer nicht dargestellten Maschinenspindel befestigt. Die Linsenaufnahme 3 ist miitels Lager 3' parallel zur optischen Achse 2'bewegbar.An interferometer 1 is aligned parallel to the optical axis 2 'of a centered, collimated lens 2 and conjugate to its surface 2 "". The version 2 "of the lens 2 has before processing on the end face to be machined 2"'excess and is attached to the lens holder 3 of a machine spindle, not shown. The lens holder 3 is miitels bearing 3 'parallel to the optical axis 2'bewegbar.

Auf der Stirnfläche 2"' der Fassung 2 ist ein Hilfsteil 4 mit einer reflektierenden Fläche 5 angeordnet.On the end face 2 '' of the socket 2, an auxiliary part 4 with a reflective surface 5 is arranged.

Die Maße des Hilfsteils 4 und der Fläche 5 sind definiert und konstant. Für die Bearbeitung der Stirnfläche 2"' ist ein nur rechtwinklig zur optischen Achse 2' bewegbares Schneidwerkzeug 6 vorgesehen, dessen Positionierung über von einem Motor 7 angetriebene Spindel 8 erfolgt. Der Positionierung von Linsenaufnahme 3 dienen der Motor 9 und die Spindel 10.The dimensions of the auxiliary part 4 and the surface 5 are defined and constant. For machining the end face 2 "', a cutting tool 6 which is movable only at right angles to the optical axis 2' is provided, the positioning of which is effected by means of a spindle 8 driven by a motor 7. The positioning of the lens mount 3 is performed by the motor 9 and the spindle 10.

Die Motoren 7,9 haben eine Schaltverbindung zur Steuer- und Auswürteeinheit 11, die dem Interferometer 1 angeschlossen ist.The motors 7,9 have a switching connection to the control and Ausürteeinheit 11, which is connected to the interferometer 1.

In der Einheit 11 sind Zähl-, Speicher- und Rechenwerk zusammengefaßt. Ein Reflektor 12 auf der Linsenaufnahms 3 ist über weitere Reflektoren 12', 12" zu Interferometer 1 konjugiert.In the unit 11 counting, storage and arithmetic unit are summarized. A reflector 12 on the Linsenaufnahms 3 is further reflectors 12 ', 12 "conjugate to interferometer 1.

Der Arbeitsablauf mittels der Vorrichtung nach Fig. 1 läuft in durch vier Teilschritte gekennzeichneter Folge ab.The procedure by means of the device according to FIG. 1 proceeds in a sequence characterized by four partial steps.

1. Schritt: Auf das feststehende Werkzeug 6 zu wird die Linsenaufnahme 3 mit der Linse 2 bewegt und ein Teil des Übermaßes der Fläche 2"' abgearbeitet, z. B. durch Drehen. Ist der Arbeitsgang beendet, wird das Werkzeug 6 aus seiner Arbeitsstellung bewegt und die Lage des Reflektors 12 und damit die der Linse 2 als Nullage in der Einheit 11 gespeichert.1st step: on the fixed tool 6 to the lens holder 3 is moved with the lens 2 and a part of the excess of the surface 2 "'processed, for example by turning .. When the operation is completed, the tool 6 from its working position moves and stores the position of the reflector 12 and thus the lens 2 as a zero position in the unit 11.

2. Schritt: Aus der Nullage heraus wird die Linse 2 mit dem Scheitel der Fläche 2"" in den arretierten Fokus des Interferometers 1 bewegt. Die Entfernung von der Nullage bis zu Erreichen der Koinzidenzlage wird über den Reflektor 12 gemessen.2nd step: From the zero position, the lens 2 with the vertex of the surface 2 "" is moved into the locked focus of the interferometer 1. The distance from the zero position to reaching the coincidence position is measured via the reflector 12.

3. Schritt: Das Hilfsteil 4 wird auf die Linsenfassung 2" aufgesetzt und diese zusammen mit Hilfsteil 4 so bewegt, daß der Scheitel der Fläche 5 mit dem Fokus von Interferometer 1 zur Koinzidenz gelangt. Die Entfernung von der 1. Koinzidenzlage zur 2. Koinzidenzlage (Schritt 2 zu 3) wird über den Reflektor 12 gemessen.3rd step: The auxiliary part 4 is placed on the lens frame 2 "and moved together with auxiliary part 4 so that the vertex of the surface 5 coincides with the focus of interferometer 1. The distance from the first coincidence position to the second coincidence position (Step 2 to 3) is measured via the reflector 12.

4. Schritt: Das Hilfsteil 4 wird abgenommen, die Fläche 2"' in die Nullarbeitsstellung bewegt und der von Einheit 11 gesteuerte Arbeitsvorgang durchgeführt.4th step: The auxiliary part 4 is removed, the surface 2 "'is moved to the zero working position, and the operation controlled by unit 11 is performed.

Die Schritte 2 und 3 sind vertauschar.Steps 2 and 3 are interchangeable.

Das in Fig. 2 gezeigte Blockschaltbild entspricht der Steuer- und Auswerteeinheit 11.The block diagram shown in FIG. 2 corresponds to the control and evaluation unit 11.

Zu Schritt 1: Die Nullage der Linsenaufnahme 3 bzw. des Reflektors 12 wird durch Betätigung der Taste 13 definiert und über den Zähler 2 in die Speicher 1; 2 eingegeben.To step 1: The zero position of the lens holder 3 and the reflector 12 is defined by pressing the button 13 and the counter 2 in the memory 1; 2 entered.

Zu Schritt 2: Der photoelektrische Detektor 2 registriert die laufenden Interferenzmusteränderungen bei Verschiebung der Linsenaufnahme 3 bzw. des Reflektors 12 als Impulse. Der Zähler 2 gibt die entsprechenden Zählwerte in die Speicher 1, 2.To step 2: The photoelectric detector 2 registers the current interference pattern changes upon displacement of the lens holder 3 and the reflector 12 as pulses. The counter 2 outputs the corresponding counts to the memories 1, 2.

Die Koinzidenzlage der Fläche 2"" im Fokus von interferometer 1 hat ein Interferenzmuster extremer Lichtstärke zur Folge und löst im photoelektrischen Detektor 1 einen Maximalimpuls aus, der über den Zähler 1 in den Speicher 1 gegeben wird. Der Zähler zählt nur 2 Impulse, die er über 2 Ausgänge überträgt und der dann abschaltet.The coincidence position of the surface 2 "" in the focus of interferometer 1 results in an interference pattern of extreme light intensity and triggers a maximum pulse in the photoelectric detector 1, which is given to the memory 1 via the counter 1. The counter only counts 2 pulses, which it transmits via 2 outputs and then switches off.

Zu Schritt 3: Der Zähler 2 gibt die Verschiebung des Reflektors 12 bis zur Koinzidenzlage von Fläche 5 und Fokus des lnterferometers 1 als Impulse in die Speicher 1; 2. Bei erreichter Koinzidenzlage entsteht im Detektor 1 ein zweiter Maximalimpuls über den Zähler 1, dessen zweiter Ausgang in den Speicher 2 eingegeben wird und im Stellsystem ein Stopsignal auslöst, das die Vorschubbewegung von Motor 9 unterbricht.To step 3: The counter 2 outputs the displacement of the reflector 12 as far as the coincidence position of area 5 and the focus of the interferometer 1 as pulses into the memories 1; 2. When the coincidence position is reached, a second maximum pulse is generated in the detector 1 via the counter 1, the second output of which is input into the memory 2 and triggers a stop signal in the control system which interrupts the feed movement of the motor 9.

Zu Schritt 4: Im Rechenwerk wird aus der Anzahl der Impulse zwischen den beiden Koinzidenzlagen der Schritte 2 und 3 der Abstand a der Flächen Ί"" und 5 errechnet. Weiter wird die Differenz aus Abstand a und Konstantwert b gebildet, die das Istmaß des Abstandes c zwischen Linsenflär.he 2"" und Fassungsstirnseite 2"' ist.To step 4: In the arithmetic unit, the distance a of the areas Ί "" and 5 is calculated from the number of pulses between the two coincidence positions of steps 2 and 3. Further, the difference of distance a and constant value b is formed, which is the actual dimension of the distance c between Linsenflär.he 2 "" and front side 2 "'.

Konstantwert b ist die definierte Abmessung zwischen Fläche 2"' und Fläche 5 des Hilfsteils 4.Constant value b is the defined dimension between surface 2 "'and surface 5 of the auxiliary part 4.

Aus dem Sollwert c und dem Istwert c wird die Differenz Ac errechnet und in den Vergleicher eingegeben, der Motor 9 in Gang gesetzt, der Betrag Ac schrittweise zugestellt und dessen Realisierung über Reflektor 12 im Vergleicher kontrolliert. Das Werkzeug 6 befindet sich in Arbeitsstellung. Ist die Differenz zwischen Istwert c und Sollwert c Null, so schaltet dos Rechenwerk mittels Stop-Impuls den Motor 9 aus. Die Bearbeitung ist beendet. Anstelle der Spindeln 8; 10 und Motoren 7; 9 sind andere Öewegungssysteme verwendbar.From the desired value c and the actual value c, the difference Ac is calculated and entered into the comparator, the motor 9 set in motion, the amount Ac delivered gradually and its implementation via reflector 12 in the comparator controlled. The tool 6 is in working position. If the difference between the actual value c and the setpoint c is zero, then the arithmetic unit switches off the motor 9 by means of a stop pulse. The processing is finished. Instead of the spindles 8; 10 and motors 7; 9, other engine systems are usable.

Der besondere Effekt des Verfahrens besteht darin, daß kein wiederholtes Messen der sich ständig durch Verschleiß ändernden Relativlage von Werkzeugschneide und fest zugeordnetem Reflektor nötig ist.The special effect of the method is that no repeated measurement of constantly changing by wear relative position of the cutting tool and permanently assigned reflector is necessary.

Eine der Erfindung äquivalente Lösung ist gegeben durch eine Arretierung der Linsenaufnahme 3 parallel zur optischen Achse und entsprechende Bewegbarkeit des Werkzeugs und des lnterferometers.A solution equivalent to the invention is given by a locking of the lens holder 3 parallel to the optical axis and corresponding movability of the tool and the interferometer.

Claims

1. A method for measuring the distance of lens vertices to tool work surfaces, which uses means which interferometrically measure the position of the workpiece, store and charge, characterized in that the tool is a part of the excess of the front side of the lens frame is removed and the corresponding relative position of the Tool is input to the front side as a zero position in the known measuring and storage means that the distance between the lens vertex and the electromagnetic radiation reflecting surface of a defined on the elaborated end face with its surface perpendicular to the optical axis of the interferometer reproducibly arranged auxiliary parts measured and the measured value is stored in the known means, that from this measured value and the defined constant distance between the reflecting surface of the auxiliary part and the adjoining surface of the auxiliary part in a em is a known, calculating a first, the distance to be determined (actual size) representing difference is formed.

2. The method according to item 1, characterized in that the Fukussierbene des'lnterferometers is used as a reference plane for the position of the vertex of the centered lens taken, that the focal plane of the interferometer as a reference plane for the location of the centered, lensed lens conjugate surface of certain dimensions having auxiliary parts is used and that a fixed lens of the fixed lens is arranged.

For this 2 pages drawings

Field of application of the invention

The invention relates to a method for copying the distance of lens vertices to tool work surfaces, wherein the position of tool and workpiece is measured interferometrically, and the measured values are converted into control pulses and the control pulses control the relative position from tool to workpiece.

Characteristic of the known technical solutions

It is known for the machining of cylindrical workpieces to measure the change in the position of tools to workpieces by interferometric means by providing tool or workpiece carriers with reflective surfaces and whose position is measured (DAS 1 773541).

The use of traditional measuring and processing methods by hand is usual for processing the lenses of mounted lenses. It is disadvantageous that it has not been possible with reasonable effort to measure exact distances from tool cutting to lens surfaces under constant consideration of tool wear and especially for the processing of lens frames the distance from the lens vertex to the frame edge, in particular to the flat surfaces of the socket monitor.

Object of the invention

The aim of the invention is to increase, at the same time as accuracy, the productivity of the machining of captured lenses and objectives substantially with the simultaneous consideration of tool wear and tear.

Explanation of the nature of the invention

It is an object of the invention to provide a measuring method by means of which it is possible to determine the position of the cutting edge with respect to a lens vertex of a centered lens. The solution of the problem is such that with the tool oin part of the excess of the front side of the lens frame is removed and the corresponding relative position of the tool is input to the front side as a zero position in the known measurement and storage means that the distance between the lens vertex and the electromagnetic radiation reflecting surface of a defined on the elaborated end face substantially with its surface perpendicular to the optical axis of the interferometer reproducibly arranged auxiliary parts un j the measured value is stored in the known means that from this measured value and the defined constant distance between the reflective surface the auxiliary part and the other end face adjacent surface of the auxiliary part in a known arithmetic unit a first, the distance to be determined (actual size) representing difference is formed. In a manner known per se, a second difference is formed by this first difference and the desired value of the distance from the vertex of the lens to the end face, from which control pulses are formed with which the motor for the movement of the lens frame is controlled from its neutral position until the second lens is dosed Difference is zero.