DE10333500A1 - Method for grinding and polishing of workpieces of brittle material, in particular, for production of high-precision optical surfaces involves use of a moving flexible element and a pressure application device - Google Patents

Method for grinding and polishing of workpieces of brittle material, in particular, for production of high-precision optical surfaces involves use of a moving flexible element and a pressure application device Download PDF

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Abstract

The method for grinding and polishing of workpieces of brittle material, in particular, for production of high-precision optical surfaces involves use of a moving flexible element and a device for applying pressure to this element. An independent claim is also included for an apparatus for implementation of the proposed method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen und Polieren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 11.The The invention relates to a method for grinding and polishing according to the preamble of claim 1 and an apparatus according to the preamble of claim 11th

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter Glätten das Formschleifen, Fein- und Feinstschleifen sowie das Fein- und Feinstpolieren verstanden, wie man es vor allem zur Nachbearbeitung einer vorbereiteten Oberfläche von Körpern aus Glas, Keramik, Saphir und anderen sprödharten Werkstoffen einsetzt. Wichtig ist die Anwendung zum Erzielen optischer Präzisionsflächen, insbesondere auch asphärischer Teile mit erhabenen oder konkaven Flächen.in the Under the present invention, smoothening is the form grinding, fine and superfine grinding as well as the fine and Feinstpolieren understood how to do it especially for finishing a prepared surface of bodies of glass, ceramics, sapphire and other brittle Uses materials. Important is the application for achieving optical Precision surfaces, in particular also aspherical Parts with raised or concave surfaces.

Hierzu gibt es seit längerem diverse Techniken. Richtet man z.B. von entgegengesetzt abgewinkelten Düsen aus Druckstrahlen eines Abrasionsschlamms auf ein Werkstück, so lassen sich gewünschte Oberflächen geometrieabhängig erzielen. Allerdings ist eine genaue Formsteuerung durchaus problematisch.For this has been around for a while various techniques. For example, if you judge from opposite angled Nozzles off Pressure blast of an abrasive slurry on a workpiece, so leave desired surfaces depending on geometry achieve. However, a precise shape control is quite problematic.

US-A-5 076 026 beschreibt eine Vorrichtung mit einem Magnetkopf, der über dreidimensional steuerbare Magnetfelder auf eine Suspension mit magnetischen bzw. magnetisierbaren Partikeln einwirkt, die Eisenoxid (α-Fe3O4) enthalten sowie mit feinkörnigem Al2O3- und/oder SiO2-Pulver vermischt sein können. Die Suspension drückt auf ein Werkstück mit regelbarer Kraft. Die Feinheit der Magnetsuspension, die Abmessungen einer z.B. metallisierten Jochspitze und die lokale Magnetfeldkonzentration sind maßgeblich für die erzielbare Oberflächengüte.US Pat. No. 5,076,026 describes a device with a magnetic head which acts via three-dimensionally controllable magnetic fields on a suspension with magnetic or magnetisable particles which contain iron oxide (α-Fe 3 O 4 ) and with fine-grained Al 2 O 3 and / or SiO 2 powder may be mixed. The suspension presses on a workpiece with adjustable force. The fineness of the magnetic suspension, the dimensions of a metallized yoke tip, for example, and the local magnetic field concentration are decisive for the achievable surface quality.

Bei allen abrasiven Mitteln ist es generell nachteilig, daß das Abtragmittel seine Eigenschaften bzw. ein Polierkörper seine eigene Kontur im Verlaufe der Bearbeitung verändert. In aller Regel trägt der Materialabrieb auch dazu bei, durch seine unvermeid liche Vermischung mit der Abrasivsuspension deren Wirksamkeit während der Bearbeitung immer weiter zu mindern.at It is generally disadvantageous to all abrasive agents that the removal agent its properties or a polishing body its own contour in History of processing changed. Usually carries the abrasion of material also contributes, by its unavoidable mixing with the abrasive suspension their effectiveness during processing on and on to reduce.

Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, diese und weitere Nachteile des Standes der Technik auf wirtschaftliche Weise zu überwinden. Das Glätten durch Fein- bzw. Feinstbearbeiten von Werkstücken, vor allem auch Körpern mit asphärischen Oberflächen, soll exakt steuerbar sein. Es wird angestrebt, einfache Hilfsmittel mit möglichst konstanten Eigenschaften zu benutzen.It is an important object of the invention, these and other disadvantages of the prior art in an economical way to overcome. The smoothing through Fine or very fine machining of workpieces, especially with bodies aspherical Surfaces, should be exactly controllable. It is aimed at simple aids with as possible to use constant properties.

Hauptmerkmale der Erfindung sind in Anspruch 1 und in Anspruch 11 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 10 und 12 bis 21.main features The invention are set out in claim 1 and in claim 11. refinements are the subject of the claims 2 to 10 and 12 to 21.

Die Erfindung sieht laut Anspruch 1 ein Verfahren zum Schleifen und Polieren von vorbearbeiteten Oberflächen insbesondere sprödharter Werkstücke aus Glas, Keramik, Saphir o.dgl., vor allem zum Erzielen optischer Präzisionsflächen vor, wobei flexibles Material wie Draht, Chemiefaser, Folie, Dünnblech u.dgl. unter Verwendung eines Andrück- oder Spannmittels an die Oberfläche des zu glättenden Werkstücks gebracht und über dessen Oberfläche auf vorgebbaren Bahnen abrasiv geführt wird und wobei die Aufsetzfläche des von dem Andrück- oder Spannmittel beaufschlagten flexiblen Materials klein ist gegenüber der zu glättenden Werkstückoberfläche. Das flexible Material [im folgenden auch als Flexomaterial bezeichnet] liegt daher quasi punktförmig an dem Werkstück an, das in an sich bekannter effizienter Weise einer gesteuerten Bewegung unterzogen werden kann – beispielsweise indem es gemäß Anspruch 4 taumelrotierend bewegt wird –, bis die erforderliche Glättung an seiner gesamten zu bearbeitenden Oberfläche erzielt ist. Die Werkstück-Bewegung kann typisch mit mehrdimensionaler, z.B. 4- bis 7-achsiger CNC-Steuerung erfolgen, so daß die Werkstück-Oberfläche unter der Einwirkung des angedrückten Flexomaterials und/oder der Abrasivflüssigkeit geglättet wird.The Invention provides according to claim 1, a method for grinding and Polishing of pre-machined surfaces, especially brittle workpieces made of glass, ceramics, sapphire or the like, especially for achieving optical Precision surfaces, being flexible material such as wire, chemical fiber, foil, thin sheet etc.. using a pressing or tensioning means to the surface brought to be smoothed workpiece and over its surface on specifiable tracks are guided abrasive is and where the contact surface of the press or clamping means acted upon flexible material is small compared to to be smoothed Workpiece surface. The flexible material [also referred to as flexo material in the following] is therefore quasi point-like the workpiece in a manner known per se in a controlled manner Movement can be subjected - for example, by it according to claim 4 is moved in a tumbling motion -, until the required smoothing achieved on its entire surface to be machined. The workpiece movement may typically be multidimensional, e.g. 4- to 7-axis CNC control done so that the workpiece surface under the influence of the pressed Flexo material and / or the abrasive liquid is smoothed.

Anspruch 2 sieht vor, daß man das Werkstück in einem Behälter mit einer abrasiven Flüssigkeit bearbeitet. Geeignet sind z.B. Suspensionen von feinkörnigem Pulver aus Diamant, Siliziumkarbid, Aluminiumoxid und/oder Siliziumdioxid in Wasser. Wahlweise oder zusätzlich kann im Einklang mit Anspruch 3 das flexible Material hierzu selbst abrasive Mittel enthalten, z.B. eingelagertes Diamantpulver.claim 2 provides that one the workpiece in a container with an abrasive liquid processed. Suitable are e.g. Suspensions of fine-grained powder made of diamond, silicon carbide, aluminum oxide and / or silicon dioxide in water. Optional or additional can in accordance with claim 3, the flexible material itself containing abrasive agents, e.g. embedded diamond powder.

Vorteilhaft ist das Andrück- bzw. Spannmittel im wesentlichen ortsfest angeordnet. Nach Anspruch 5 wird als solches ein mit einer Führungshilfe für das flexible Material versehener Stößel aus einem abriebfesten Werkstoff verwendet, so daß die Glättung unter konstanten Bedingungen erfolgt. Die von dem Stößel oder einem Röllchen geformte Aufsetzfläche des Flexomaterials ist also eine tangentiale Berührungs"stelle" von ca. 1 mm2 oder darüber. Sie wird von dem beweglichen Werkstück abgefahren und gelangt auf programmierten, namentlich mäanderförmigen oder spiraligen Bahnen nach und nach über die gesamte, sehr viel größere Werkstückoberfläche.Advantageously, the pressing or clamping means is arranged substantially stationary. According to claim 5 as such provided with a guide aid for the flexible material ram made of an abrasion-resistant material, so that the smoothing takes place under constant conditions. The contact surface of the flexo material formed by the ram or a roller is thus a tangential contact point of about 1 mm 2 or more. It is traversed by the moving workpiece and gradually passes over the entire, much larger workpiece surface in programmed, namely meandering or spiral paths.

Das flexible Material hat zweckmäßig laut Anspruch 6 eine im Vergleich zu seiner Länge kleine Querausdehnung. Es ist also langgestreckt und dünn, z.B. draht- oder faserförmig oder auch ein schmales Band, etwa ein Folien- oder Dünnblechstreifen u.dgl. Bevorzugt verwendet man gemäß Anspruch 7 Flexomaterial von zylindrischem, ovalem oder abgeflachtem Querschnitt, wobei man diesen zweckmäßig je nach Beschaffenheit des zu bearbeitenden Werkstücks wählt. Die Aufsetzfläche des mit dem Andrück- bzw. Spannmittel am Flexomaterial gebildeten Schleif- bzw. Polierstempels hat ständig gleiche Geometrie und ist daher exakt definiert.The flexible material has expedient according to claim 6 a small compared to its length transverse extent. So it is elongated and thin, such as wire or fibrous or a narrow band, such as a foil or thin sheet strip and the like. Preferably used according to claim 7 flexographic material of cylindrical, oval or flattened cross-section, which one selects this appropriate depending on the nature of the workpiece to be machined. The contact surface of the grinding or polishing punch formed on the flexible material with the pressing or tensioning means always has the same geometry and is therefore precisely defined.

Bevorzugt geschieht die Werkstückberührung gemäß Anspruch 8 tangential derart, daß das Flexomaterial mit z.B. haarnadelförmiger Spitze quasi abgeknickt auf das Werkstück einwirkt, also mit kleiner, aber definierter Aufsetzfläche.Prefers happens the workpiece contact according to claim 8 tangentially such that the flexo material with e.g. hairpin-shaped Tip almost kinked acting on the workpiece, so with smaller, but defined contact surface.

Laut Anspruch 9 wird die Werkstückoberfläche mit einstellbarem Gegendruck an das Andrück- bzw. Spannmittel herangeschoben oder -gepreßt, was im Falle einer starren oder weitgehend stationären Anordnung des Werkzeugs vorteilhaft sein kann. Die Andrückkraft kann pneumatisch oder hydraulisch aufgebracht werden.Loud Claim 9, the workpiece surface with adjustable counter pressure pushed to the pressure or clamping means or-pressed, what in the case of a rigid or largely stationary arrangement of the tool may be advantageous. The pressing force can be applied pneumatically or hydraulically.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird als Wirepolishing bezeichnet, wenn nach Anspruch 10 fortlaufend von einem Vorratswickel fortlaufend Draht abgezogen und durch das Andrück- bzw. Spannmittel, z.B. einen Rollenstößel o.dgl. von sehr kleinem Krümmungsradius, vorgespannt und quasi-punktuell an die Werkstückoberfläche herangebracht wird. Ist der eingetretene Verschleiß klein, so kann aufgespulter Draht-Rücklauf erneut verwendet werden, unter Umständen mehrmals.The inventive method is referred to as Wirepolishing, if according to claim 10 continuously From a supply winding continuously withdrawn wire and through the press-on or clamping means, e.g. a roller tappet or the like. of very small radius of curvature, biased and quasi-punctiform brought to the workpiece surface. Is the occurred wear small, so can be wound up wire return be reused, possibly several times.

Eine Vorrichtung zum Glätten (Schleifen und Polieren) von vorbearbeiteten Oberflächen insbesondere sprödharter Werkstücke aus Glas, Keramik, Saphir o.dgl., vor allem zum Erzielen optischer Präzisionsflächen, mit einer Halterung für das Werkstück und einem letzterem zugeordneten, in vorgebbarer Relativbewegung zu ihm abrasiv wirkenden Werkzeug, speziell zum Durchführen des vorgenannten Verfahrens, zeichnet sich erfindungsgemäß nach Anspruch 11 dadurch aus, daß das Werkzeug ein flexibles Material wie Draht, Chemiefaser, Folie, Dünnblech u.dgl. aufweist und daß zum Heranführen des Werkzeugs an die Oberfläche des zu glättenden Werkstücks ein auf das flexible Material wirkendes Andrück- oder Spannmittel vorhanden ist. Unabhängig von der Oberflächengestalt des Werkstücks wirkt also kein starrer Schleif- oder Polierkörper, sondern ein vom Andrück- oder Spannmittel form- und druckbeaufschlagtes flexibles Zwischenmaterial abrasiv auf die Werkstückoberfläche ein.A Device for smoothing (Grinding and polishing) of pre-machined surfaces in particular hard, brittle workpieces made of glass, ceramics, sapphire or the like, especially for achieving optical Precision surfaces, with a holder for the workpiece and assigned to a latter, in a predeterminable relative movement abrasive tool, especially for performing the aforementioned method, according to the invention is characterized according to claim 11 characterized in that the Tool a flexible material such as wire, chemical fiber, foil, thin sheet etc.. and that the bring up of the tool to the surface of the workpiece to be smoothed on the flexible material acting pressure or clamping means available is. Independently from the surface shape of the workpiece So no rigid grinding or polishing body, but one of Andrück- or Tensioning means form and pressure-loaded flexible intermediate material abrasive on the workpiece surface.

Das flexible Material kann gemäß Anspruch 12 eine im Vergleich zu seiner Länge kleine Querausdehnung haben und draht- oder faserförmig oder ein schmales Band sein, beispielsweise ein Folien- oder Dünnblechstreifen u.dgl. Nach Anspruch 13 ist es speziell ein Strang, beispielsweise aus geflochtenen Fasern, Filamentgarnen aus Mono-, Multi- oder Polyfilen, Litze o.dgl. Im Einklang mit Anspruch 14 besteht das flexible Material aus einem Metall wie Stahl, Kupfer, Bronze o.dgl., so daß Festigkeit und Steifigkeit gegeben sind. Vor allem für die Feinstglättung kann es günstig sein, wenn das Flexomaterial nach Anspruch 15 weichstoffbeschichtet ist, beispielsweise mit Polyurethan. Geeignet sind ferner Nichtmetalle, wofür in Anspruch 16 Chemiefasern vorgesehen sind, z.B. in Form von naß oder trocken gesponnenen Fäden (Monofilen) aus Cellulose, Viskose, Acetat, Silikat, Kohlenstoff, Synthesematerial wie Polykondensaten, Polymeren, Polyurethan usw.The flexible material can according to claim 12 one in comparison to its length have small transverse dimension and wire or fibrous or a narrow band, for example a foil or thin sheet metal strip etc.. According to claim 13, it is specifically a strand, for example braided fibers, filament yarns of mono-, poly- or polyfiles, Litz or the like. In accordance with claim 14 is the flexible material made of a metal such as steel, copper, bronze or the like, so that strength and rigidity are given. Especially for fine smoothing it can Cheap be when the flexible material according to claim 15 soft-coated is, for example with polyurethane. Also suitable are non-metals, what is required 16 chemical fibers are provided, e.g. in the form of wet or dry spun threads (Monofilaments) of cellulose, viscose, acetate, silicate, carbon, Synthetic material such as polycondensates, polymers, polyurethane etc.

Günstig ist es, wenn laut Anspruch 17 als Andrück- bzw. Spannmittel ein zum Werkstück hin insbesondere federnd belasteter, gerundeter oder rollenbesetzter Stößel verwendet wird, womit man den z.B. pneumatisch oder hydraulisch bewirkten Andruck elastisch-nachgiebig gestalten, sozusagen abpolstern kann. Ein flexomaterial-führendes Röllchen am Ende des Stößels kann scheiben- oder kugelförmig sein. Es dient zugleich als stabilisierte oder stabilisierende Umlenk- oder Knickstelle und besteht insbesondere aus hochfestem Material wie Keramik, das von dem Abrasivmittel wenig oder nicht angegriffen wird.Cheap is it, if according to claim 17 as a pressing or clamping means to a workpiece in particular resiliently loaded, rounded or roll-occupied Used plunger is, with which one the e.g. pneumatically or hydraulically effected Design pressure elastic-yielding, so to speak, padding. A flexo material leader Rolls on End of the plunger can disc or spherical be. It also serves as a stabilized or stabilizing diverting or kink and consists in particular of high-strength material like ceramics that are little or not attacked by the abrasive becomes.

Sehr vorteilhaft ist eine Bemessung des Andrück- oder Spannmittels, insbesondere des Stößel-Endes, gemäß Anspruch 18 in der Weise, daß die Aufsetzfläche des damit beaufschlagten flexiblen Materials klein ist gegenüber der zu glättenden Werkstückoberfläche. Infolgedessen hat man eine enge lokale Begrenzung der jeweils mittels CNC-Steuerung nach gegebenen Koordinaten mit hoher Präzision bearbeiteten Teilflächenregion. Dazu kann laut Anspruch 21 eine insbesondere taumelrotierend antreibbare Halterung für das Werkstück dienen, beispielsweise in einer 4- bis 7-achsigen Maschine. Das Werkstück befindet sich nach Anspruch 19 zweckmäßig in einem Behälter mit einer abrasiven Flüssigkeit wie Diamantsuspension. Alternativ oder zusätzlich kann das flexible Material im Einklang mit Anspruch 20 selbst abrasive Mittel aufweisen, z.B. Diamantpulver.Very advantageous is a design of the pressing or clamping means, in particular the plunger end, according to claim 18 in such a way that the touchdown the thus loaded flexible material is small compared to the to be smoothed Workpiece surface. Consequently one has a close local limitation of each by means of CNC control according to given coordinates with high precision machined partial surface region. For this purpose, according to claim 21, in particular a tumble-rotating drivable a Mount for the workpiece serve, for example in a 4- to 7-axis machine. The workpiece is located according to claim 19 expedient in one container with an abrasive liquid like Diamond suspension. Alternatively or additionally, the flexible material in accordance with claim 20 themselves have abrasive agents, e.g. Diamond powder.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin zeigen:Further Features, details and advantages of the invention will become apparent the wording of the claims as well as from the following description of exemplary embodiments with reference to FIG Drawings. Show:

1 eine schematisierte Seitenansicht einer Glättungsvorrichtung bei der Bearbeitung eines konvexen Werkstücks, 1 FIG. 2 a schematic side view of a smoothing device during the machining of a convex workpiece, FIG.

2 eine vergrößerte Teilansicht einer Werkzeug/Werkstück-Aufsetzstelle, 2 an enlarged partial view of a tool / workpiece placement point,

3 einen vergrößerten Querschnitt eines Runddrahtes, 3 an enlarged cross-section of a round wire,

4 einen vergrößerten Querschnitt eines Flachdrahtes, 4 an enlarged cross section of a flat wire,

5 einen vergrößerten Querschnitt eines Flachbandes, 5 an enlarged cross section of a flat strip,

6 eine schematisierte Werkstück-Draufsicht mit einer Werkzeug-Spiralbahn und 6 a schematic workpiece top view with a tool spiral and

7 eine schematisierte Seitenansicht einer Glättungsvorrichtung bei der Bearbeitung eines konkaven Werkstücks. 7 a schematic side view of a smoothing device in the processing of a concave workpiece.

In schematischer Darstellung zeigen 1 und 7 eine Vorrichtung zum Glätten (Schleifen und Polieren) von Werkstücken, beispielsweise Linsenkörpern G, die jeweils in einer rotierend antreibbaren Halterung H gefaßt sind. Das Werkstück G und ein damit zusammenwirkendes Werkzeug W befindet sich in einem Behälter, der eine Abrasivflüssigkeit F enthält, beispielsweise eine Diamantsuspension. Im Beispiel der 1 ist das Werkstück G ein Glaskörper mit konvexer Oberseite, während 7 das Werkzeug W bei der Bearbeitung eines oben konkaven Werkstücks G darstellt.Shown schematically 1 and 7 a device for smoothing (grinding and polishing) of workpieces, such as lens bodies G, which are each taken in a rotationally driven holder H. The workpiece G and a tool W cooperating therewith are located in a container containing an abrasive liquid F, for example a diamond suspension. In the example of 1 is the workpiece G is a glass body with convex top, while 7 represents the tool W in the processing of a top concave workpiece G.

Das Werkzeug W ist zweiteilig und besteht aus einem flexiblen Material D sowie einem Andrück- und Spannmittel S. Letzteres ist vorzugsweise ein von einem Druckzylinder Z beaufschlagter Stößel S, der an seinem underen Ende eine Rundung oder eine Umlenkrolle U mit einer Führungsrolle R aufweist. Das flexible Material D ist bevorzugt ein Draht, der von einem Vorratswickel V über die Umlenkrolle U zu einem Magazinwickel M geführt wird.The Tool W is in two parts and consists of a flexible material D and a Andrück- and Clamping means S. The latter is preferably one of a printing cylinder Z acted on plunger S, the at its underen end a rounding or pulley U with a leadership role R has. The flexible material D is preferably a wire, the from a supply roll V over the guide roller U is guided to a magazine winding M.

Der Druckzylinder Z wirkt auf den Stößel S und belastet dadurch die Umlenkrolle U, insbesondere federnd. Der über diese laufende Draht D kommt dadurch zur quasi punktuellen Anlage an der Oberfläche O des Werkstücks G.Of the Pressure cylinder Z acts on the plunger S and thereby loads the deflection roller U, in particular resilient. The over this running wire D is thereby to quasi punctual investment in the surface O of the workpiece G.

2 zeigt diese Werkstück-Berührung in stark vergrößerter Teilansicht. Man erkennt, daß die von dem (hier nicht gezeigten) Stößel S belastete Umlenkrolle U den Draht D auf einer schematisch angedeuteten Aufsetzfläche A des Werkstücks G zur Anlage bringt. Diese ist in Wirklichkeit sehr klein, z.B. etwa 1 mm2. 2 shows this workpiece contact in a greatly enlarged partial view. It can be seen that the deflecting roller U loaded by the plunger S (not shown here) brings the wire D to rest on a schematically indicated contact surface A of the workpiece G. This is really very small, eg about 1 mm 2 .

Das flexible Material D kann einen Runddraht K aufweisen, wie in 3 dargestellt, der von einer Polyurethanschicht P umhüllt ist. Der Drahtkern K kann aber auch abgeflacht sein, wie aus 4 hervorgeht. Alternativ zeigt 5 ein flexibles Material D in Form eines Flachbandes, das z.B. aus Kunststoff besteht oder eine Kunststoffhülle P (oben im Bild) hat. Eine innere Metallverstärkung kann vorhanden sein.The flexible material D may comprise a round wire K, as in FIG 3 represented, which is enveloped by a polyurethane layer P. The wire core K can also be flattened, as seen from 4 evident. Alternatively shows 5 a flexible material D in the form of a flat band, which consists for example of plastic or a plastic sleeve P (top of the picture) has. An internal metal reinforcement may be present.

Das in der Halterung H (1) gefaßte Werkstück G, beispielsweise ein Linsenkörper, wird vorzugsweise CNC-gesteuert angetrieben. Im Ganzen gesehen vollführt es eine Taumelrotation, wobei das Werkzeug W auf einer Kurve C nach und nach die ganze Oberfläche O überstreicht. Dies ist in 6 nur schematisch angedeutet, da die Kurve C nicht spiralig sein muß, sondern z.B. auch mäanderförmig oder sonstwie flächendeckend verlaufen kann.That in the holder H ( 1 ) gripped workpiece G, for example, a lens body, is preferably driven CNC-controlled. On the whole, it performs a wobble rotation, wherein the tool W on a curve C gradually sweeps over the entire surface O. This is in 6 indicated only schematically, since the curve C does not have to be spiral, but may also run, for example, meandering or otherwise nationwide.

Die Vorrichtung eignet sich zur Bearbeitung von Werkstücken G mit an sich beliebiger Kontur. So können z.B. Linsenkörper mit konkaver, konvexer oder asphärischer Oberfläche nach vorgebbarer Programmierung geglättet werden. Der Krümmungsradius des Andrück- oder Spannmittels S ist allgemein klein gegenüber irgendeinem Krümmungsradius der zu glättenden Werkstückoberfläche O.The Device is suitable for machining workpieces G with in itself any contour. So can e.g. lens body with concave, convex or aspherical surface be smoothed according to specifiable programming. The radius of curvature of the pressing or clamping means S is generally small compared to any radius of curvature the one to be smoothed Workpiece surface O.

Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. Man erkennt jedoch, daß zum Glätten vorbearbeiteter Oberflächen O von sprödharten Werkstücken G aus Glas, Keramik, Saphir o.dgl., vor allem zwecks Erzielung optischer Präzisionsflächen, bevorzugt flexibles Material D wie Draht, Chemiefaser, Folienstreifen u.dgl. mittels eines Andrück- oder Spannmittels S an das zu glättende Werkstück G gebracht und über dessen Oberfläche O auf vorgebbaren Bahnen C abrasiv geführt wird (1, 6, 7). Die Aufsetzfläche A (2) des andrückend beaufschlagten flexiblen Materials D ist klein gegenüber der Oberfläche des zu glättenden Werkstücks G, das man in einem Behälter B mit einer abrasiven Flüssigkeit F und/oder mit Abrasivmittel enthaltendem flexiblem Material D bearbeitet, wobei das in einer Halterung H gefaßte Werkstück G eine gesteuerte Taumelrotation erfährt. Als Andrück- bzw. Spannmittel S dient vorzugsweise ein durch einen Druckzylinder Z zum Werkstück G hin federnd belasteter, endseitig gerundeter oder mit einer Umlenkrolle U besetzter Stößel S.The invention is not limited to one of the above-described embodiments, but can be modified in many ways. It can be seen, however, that for smoothing pre-machined surfaces O of brittle-hard workpieces G made of glass, ceramics, sapphire or the like, especially in order to achieve precision optical surfaces, preferably flexible material D such as wire, chemical fiber, film strips and the like. is brought to the workpiece to be smoothed G by means of a pressing or tensioning means S and is guided over its surface O on predeterminable paths C ( 1 . 6 . 7 ). The contact surface A ( 2 ) of the pressed flexible material D is small compared to the surface of the workpiece to be smoothed G, which is processed in a container B with an abrasive liquid F and / or with abrasive containing flexible material D, wherein the captured in a holder H workpiece G a controlled tumbling rotation experiences. As pressing or clamping means S is preferably a by a pressure cylinder Z to the workpiece G towards resiliently loaded, rounded end or occupied with a guide roller U plunger S.

Das flexible Material D hat eine im Vergleich zu seiner Länge kleine Querausdehnung und z.B. zylindrischen (3), ovalen (4) oder abgeflachten (5) Querschnitt.The flexible material D has a small compared to its length transverse extent and, for example, cylindrical ( 3 ), oval ( 4 ) or flattened ( 5 ) Cross-section.

Es drückt mit z.B. haarnadelförmiger Spitze auf das Werkstück G und bewegt sich daran tangential weiter, bevorzugt unter programmierter CNC-Steuerung (6). Das Werkstück G kann auch mit regelbarem Gegendruck auf den Stößel S zustellbar sein. Speziell zieht man drahtförmiges Material D im sog. Wirepolishing (1, 2, 7) fortlaufend von einem Vorratswickel V ab, um es durch eine Umlenkrolle U von sehr kleinem Krümmungsradius vorgespannt an das Werkstück G heranzubringen und dahinter auf einen Magazinwickel M aufzuspulen.It presses with eg hairpin-shaped tip on the workpiece G and moves tangentially on it, preferably under programmed CNC control ( 6 ). The workpiece G can also with controllable back pressure on the plunger S be deliverable. Specifically, wire-shaped material D is drawn in so-called wire polishing ( 1 . 2 . 7 ) continuously from a supply roll V from biased to bring it by a pulley U of a very small radius of curvature to the workpiece G and behind aufzuspulen on a magazine reel M.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.All from the claims, Description and drawing of the features and advantages, including constructive details, spatial Arrangements and method steps, both individually also be essential to the invention in the most diverse combinations.

AA
Aufsetzflächetouchdown
BB
Behältercontainer
CC
Spiralkurvespiral curve
DD
Drahtwire
FF
Abrasivflüssigkeitabrasive liquid
GG
Werkstückworkpiece
NN
Halterungbracket
KK
Kerncore
MM
Magazinwickelmagazine spool
OO
Oberflächesurface
PP
Polyurethanschichtpolyurethane layer
RR
Führungsrilleguide groove
SS
Spannmittelclamping means
UU
Umlenkrolleidler pulley
VV
Vorratswickelsupply roll
WW
WerkzeugTool
ZZ
Druckzylinderpressure cylinder

Claims (21)

Verfahren zum Schleifen und Polieren von vorbearbeiteten Oberflächen insbesondere sprödharter Werkstücke aus Glas, Keramik, Saphir o.dgl., namentlich zum Erzielen optischer Präzisionsflächen, wobei ein flexibles Material wie Draht, Chemiefaser, Folie, Dünnblech u.dgl. unter Verwendung eines Andrück- oder Spannmittels an die Oberfläche des zu glättenden Werkstücks gebracht und über dessen Oberfläche auf vorgebbaren Bahnen abrasiv geführt wird, wobei die Aufsetzfläche des von dem Andrück- oder Spannmittel beaufschlagten flexiblen Materials klein ist gegenüber der zu glättenden Werkstückoberfläche.Method of grinding and polishing preprocessed surfaces especially brittle hard workpieces Glass, ceramics, sapphire or the like, especially for achieving optical Precision surfaces, where a flexible material such as wire, chemical fiber, foil, thin sheet etc.. using a pressing or tensioning means to the surface to be smoothed workpiece brought and over its surface Abrasively guided on predeterminable paths, wherein the contact surface of the from the pressing or Tension means acted upon flexible material is small compared to to be smoothed Workpiece surface. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Werkstück in einem Behälter mit einer abrasiven Flüssigkeit wie Diamantsuspension bearbeitet.Method according to claim 1, characterized in that that he the workpiece in a container with an abrasive liquid like diamond suspension worked. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man abrasive Mittel aufweisendes flexibles Material benutzt, z.B. Diamantpulver.Method according to claim 1 or 2, characterized that he abrasive material comprising flexible material, e.g. Diamond powder. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück eine Rotation erfährt, insbesondere eine gesteuerte Taumelrotation.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that this workpiece undergoes a rotation, in particular a controlled wobble rotation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Andrück- bzw. Spannmittel ein mit einer Führungshilfe für das flexible Material versehener Stößel aus einem abriebfesten Werkstoff verwendet wird, vorzugsweise ein zum Werkstück hin federnd belasteter, gerundeter oder rollenbesetzter Stößel.Method according to one of claims 1 to 4, characterized that as press-on or clamping means with a guide for the flexible material provided plunger an abrasion-resistant material is used, preferably a resilient to the workpiece loaded, rounded or roller-studded ram. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man flexibles Material benutzt, das eine im Vergleich zu seiner Länge kleine Querausdehnung hat.Method according to one of claims 1 to 5, characterized that he used flexible material, which in comparison to its length small transverse extent Has. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man flexibles Material von zylindrischem, ovalem oder abgeflachtem Querschnitt benutzt.Method according to one of claims 1 to 6, characterized that he flexible material of cylindrical, oval or flattened cross-section used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückberührung tangential derart erfolgt, daß das flexible Material mit z.B. haarnadelförmiger Spitze auf die Werkstückoberfläche einwirkt.Method according to one of claims 1 to 7, characterized that the Workpiece contact tangential such that the flexible material with e.g. hairpin-shaped tip acts on the workpiece surface. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückoberfläche mit einstellbarem Gegendruck an das Andrück- bzw. Spannmittel herangeschoben oder -gepreßt wird.Method according to one of claims 1 to 8, characterized that the Workpiece surface with adjustable back pressure on the pressure or clamping means pushed or - is pressed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Material fortlaufend von einer Vorratsspule abgezogen und durch das Andrück- bzw. Spannmittel, z.B. einen Rollenstößel o.dgl. von sehr kleinem Krümmungsradius, vorgespannt an das Werkstück herangebracht und dahinter aufgespult wird.Method according to one of claims 1 to 9, characterized that this flexible material continuously withdrawn from a supply spool and through the pressing or clamping means, e.g. a roller tappet or the like. from very small Radius of curvature, biased to the workpiece brought and behind it is wound up. Vorrichtung zum Schleifen und Polieren von vorbearbeiteten Oberflächen insbesondere sprödharter Werkstücke aus Glas, Keramik, Saphir o.dgl., namentlich zum Erzielen optischer Präzisionsflächen, mit einer Halterung (H) für das Werkstück (O) und einem letzterem zugeordneten, in vorgebbarer Relativbewegung zu ihm abrasiv wirkenden Werkzeug (W), speziell zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (W) ein flexibles Material (D) wie Draht, Chemiefaser, Folie, Dünnblech u.dgl. aufweist und daß zum Heranführen des Werkzeugs (W) an die Oberfläche (O) des zu glättenden Werkstücks (G) ein auf das flexible Material (D) wirkendes Andrück- oder Spannmittel (S) vorhanden ist.Apparatus for grinding and polishing pre-machined surfaces especially brittle hard workpieces of glass, ceramics, sapphire or the like, in particular for achieving optical Precision surfaces, with a holder (H) for the workpiece (O) and a latter assigned, in a predeterminable relative movement to abrasive tool (W), especially for performing the Method according to one of the claims 1 to 10, characterized in that the tool (W) is a flexible Material (D) such as wire, chemical fiber, foil, thin sheet and the like. and that to bring up of the tool (W) to the surface (O) of the workpiece to be smoothed (G) a pressing or tensioning means (S) acting on the flexible material (D) is present is. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Material (D) eine im Vergleich zu seiner Länge kleine Querausdehnung hat und draht- oder faserförmig oder ein schmales Band ist, beispielsweise ein Folien- oder Dünnblechstreifen u.dgl.Apparatus according to claim 11, characterized ge indicates that the flexible material (D) has a small transverse dimension in comparison to its length and is wire or fibrous or a narrow band, for example a foil or thin sheet metal strip and the like. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Material (D) ein Strang ist, beispielsweise aus geflochtenen Fasern, Filamentgarnen aus Mono-, Multi- oder Polyfilen, Litze o.dgl.Device according to claim 11 or 12, characterized in that that this flexible material (D) is a strand, such as braided Fibers, filament yarns of mono-, multi- or polyfilen, strand or the like. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Material (D) aus einem Metall wie Stahl, Kupfer, Bronze o.dgl. besteht.Device according to one of claims 11 to 13, characterized that this flexible material (D) made of a metal such as steel, copper, bronze or the like. consists. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Material (D) weichstoffbeschichtet ist, beispielsweise mit Polyurethan.Device according to one of claims 11 to 14, characterized that this flexible material (D) is softened, for example with polyurethane. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Material (D) aus Nichtmetall wie Chemiefaser besteht, z.B. in Form von naß oder trocken gesponnenen Fäden bzw. Monofilen aus Cellulose, Viskose, Acetat, Silikat, Kohlenstoff, Synthesematerial wie Polykondensaten, Polymeren, Polyurethan usw.Device according to one of claims 11 to 13, characterized that this non-metal flexible material (D) such as manmade fiber, e.g. in Form of wet or dry spun threads or Monofilaments of cellulose, viscose, acetate, silicate, carbon, Synthetic material such as polycondensates, polymers, polyurethane etc. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Andrück- bzw. Spannmittel ein mit einer Führungshilfe (R) für das flexible Material versehener Stößel (S) aus einem abriebfesten Werkstoff ist, vorzugsweise ein durch einen Druckzylinder (Z) zum Werkstück (G) hin federnd belasteter, gerundeter oder rollenbesetzter Stößel (S).Device according to one of claims 11 to 16, characterized that this press-on or clamping means with a guide (R) for the flexible material provided plunger (S) made of an abrasion resistant Material is, preferably by a pressure cylinder (Z) for workpiece (G) towards resiliently loaded, rounded or roll-loaded pestle (S). Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch solche Bemessung des Andrück- oder Spannmittels (S), insbesondere eines Stößel-Endes, daß die Aufsetzfläche (A) des damit beaufschlagten flexiblen Materials (D) klein ist gegenüber der zu glättenden Werkstückoberfläche (O).Apparatus according to claim 17, characterized by such dimensioning of the pressure or clamping means (S), in particular a plunger end, that the contact surface (A) the thus loaded flexible material (D) is small compared to the to be smoothed Workpiece surface (O). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (G) in einen Behälter (B) mit einer abrasiven Flüssigkeit (F) wie Diamantsuspension einbringbar ist.Device according to one of claims 11 to 18, characterized that this workpiece (G) in a container (B) with an abrasive liquid (F) how diamond suspension can be introduced. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Material (D) selbst abrasive Mittel aufweist, z.B. Diamantpulver.Device according to one of claims 11 to 19, characterized that this flexible material (D) itself has abrasive agents, e.g. Diamond powder. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstück-Halterung (H) insbesondere taumelrotierend antreibbar ist.Device according to one of claims 11 to 20, characterized that the Workpiece holder (H) is driven in particular tumble-rotating.
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