DE19800841A1

DE19800841A1 - Verfahren und Haltevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum gleichzeitigen Polieren von zwei optischen Linsen

Info

Publication number: DE19800841A1
Application number: DE1998100841
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl Ing Mandler
Original assignee: Optotech Optikmaschinen GmbH
Current assignee: Optotech Optikmaschinen GmbH
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 1998-01-13
Publication date: 1999-07-22
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: DE19800841C2

Description

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens haben das Ziel, die Kapazität üblicher Poliermaschinen zu verdoppeln, die zu die sem Zweck mit zwei Polierwerkzeugen ausgerüstet werden. Die übliche Werkstückauf nahme an der zweiten Spindel entfällt dafür. Die beiden zu polierenden Linsen werden statt dessen an der Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung befestigt.

Optische Linsen werden aus Rohlingen durch Schleifvorgänge hergestellt, wobei sich zum Erreichen einer Oberfläche mit geringer Rauhtiefe an den letzten Schleifvorgang ein Poliervorgang anschließt. Zum Polieren werden spezielle Poliermaschinen einge setzt, die vorzugsweise NC-gesteuert werden und über mindestens eine Werkstück spindel und eine Werkzeugspindel verfügen. Üblicherweise ist die rotatorisch angetrie bene Werkstückspindel mit vertikaler Drehachse im unteren Bereich der Polier maschine angeordnet, während sich die ebenfalls angetriebene Werkzeugspindel im oberen Maschinenteil befindet.

Aus technologischen Gründen sind an der Poliermaschine Einrichtungen vorhanden die es gestatten, die Werkzeugspindel relativ zur Werkstückspindel schräg zu stellen. Hierzu ist die Werkzeugspindel an einem Schwenkkopf befestigt, der sich schräg stel len läßt. Die entsprechende Schwenkbewegung erfolgt um eine horizontale Achse, die als B-Achse bezeichnet wird. Außerdem kann die Werkzeugspindel mittels eines X-Schlittens, der den Schwenkkopf trägt, horizontal verfahren werden. Diese Bewe gungsrichtung ist senkrecht zur B-Achse und wird als X-Achse bezeichnet. Die Werk stückspindel hingegen läßt sich mittels eines Z-Schlittens in vertikaler Richtung verfah ren. Diese Bewegungsrichtung wird als Z-Achse bezeichnet.

Bewegungen in der B-, X- und Z-Achse müssen insbesondere beim Einrichten der Maschine ausgeführt werden um Werkzeug und Linse in die vorgeschriebenen Positio nen zueinander zu bringen. Zum Beschicken mit Rohlingen und zum Entnehmen der fertigen Linsen wird die Werkstückspindel in der Z-Achse verfahren.

Es sind auch Poliermaschinen mit anderer Spindelanzahl und -anordnung bekannt ge worden. Zu erwähnen ist in diesem Zusammenhang eine Vierspindel-Poliermaschine, die mit Datum vom 14.11.1997 unter dem Aktenzeichen 197 50 428.0 beim Deutschen Patentamt zum Patent angemeldet wurde. Diese Vierspindel-Poliermaschine eignet sich besonders gut zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Zusam menhang mit der vorgeschlagenen Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung.

Bei den heute üblichen Poliermaschinen zum Herstellen sphärischer Linsen ist an der Werkstückspindel eine Werkstückaufnahme befestigt, in welche die Linse zum Polieren eingelegt werden kann. Die Werkstückaufnahme besteht aus einem rotationssymmetri schen Körper, der an seinem oberen Ende über einen kreisförmigen Hohlraum verfügt, welcher der Linse angepaßt ist. Dieser Hohlraum ist nach unten hin mittels einer elastischen Membran abgeschlossen, auf die sich die Linse so auflegt, daß der zu po lierende Teil der Linse noch genügend weit aus der Werkstückaufnahme herausragt.

Mittels Druckbeaufschlagung der Membran kann die Linse sehr gleichmäßig gegen das flächig arbeitende Polierwerkzeug angedrückt werden. Hierzu sind sowohl die Werk stückaufnahme wie auch die Werkstückspindel mit einer zentralen Bohrung versehen, über die das Druckmedium zugeführt werden kann.

Das Polierwerkzeug ist ebenfalls ein rotationssymmetrischer Körper, dessen Arbeits fläche eine Krümmung aufweist, die derjenigen der Linse im Sinne eines Negativab drucks entspricht. Dementsprechend wird z. B. die erhabene Oberfläche einer konve xen Linse mit einer Hohlform, d. h. einem konkav ausgebildeten Werkzeug poliert. Für konkave Linsen gilt sinngemäß umgekehrt das gleiche. Der Durchmesser des Polier werkzeugs ist beim Bearbeiten der üblichen sphärischen Linsen etwa doppelt so groß als der Durchmesser der Linse. Die Arbeitsfläche des Polierwerkzeugs wird mit sog. Polierfolien beklebt, die relativ weich und elastisch sind und nach Zugabe einer sog. Poliersuspension während des Poliervorgangs die Polierarbeit übernehmen.

Da während des Polierens nicht nur die Rauhtiefe der Linsenoberfläche soweit ver bessert wird, daß diese durchsichtig wird, sondern auch letzte Korrekturen an der Lin sengeometrie vorgenommen werden, müssen die Polierfolien sehr genau abgerichtet werden. Hierzu werden Abrichtwerkzeuge benutzt, die während des Abrichtvorgangs üblicherweise an Stelle der Werkstückaufnahme an der Werkstückspindel befestigt werden.

Der bisher beschriebene Stand der Technik liefert gute Ergebnisse solange der Öffnungswinkel α (s. Abb. 1) der zu polierenden Linsen nicht größer als 85° ist. Wird dieser Winkel überschritten, so wird beim Polieren die Kraftwirkung von dem Polier werkzeug auf die Linse so groß, daß diese in der beschriebenen Werkstückaufnahme nicht mehr gehalten werden kann.

Sollen Linsen mit Öffnungswinkeln größer als 85° bearbeitet werden, so werden diese daher zuvor auf eine Haltevorrichtung aufgekittet und anschließend poliert.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Polieren solcher Linsen mit Öffnungswinkeln größer als 85° und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens stellen eine er hebliche Verbesserung dieser heute geübten Praxis dar, da es ermöglicht wird, die Ka pazität der heute üblichen Poliermaschinen zu verdoppeln. Hierzu sind an der Polier maschine keine Änderungen nötig. Es wird lediglich an der Werkstückspindel an Stelle der Werkstückaufnahme ein Polierwerkzeug angebracht und die erfindungsgemäße Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung eingesetzt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die vorgeschlagene, stabförmige Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung so ausgebildet, daß sie längsfedrig ist und an beiden Enden über Aufnahmen verfügt, an denen jeweils eine Linse festge kittet oder anderweitig befestigt werden kann. Die Längsfedrigkeit wird vorzugsweise durch den Einbau einer Schraubenfeder in die Haltevorrichtung realisiert, wobei die Schraubenfeder zwei gegeneinander verschiebliche Bauteile der Vorrichtung ausein ander drückt. Es ist prinzipiell jedoch auch die Verwendung von anderen Federn oder von gasdruckbeaufschlagten Zylindern vorgesehen.

Wenn es aus technologischen Gründen zweckmäßig ist, den Anpreßdruck der Linsen in den Polierwerkzeugen während des Poliervorgangs zu variieren, so kann dies leicht durch Variation des Gasdrucks oder mehr oder weniger große Federspannung realisiert werden. Letzteres läßt sich z. B. durch NC-gesteuertes Verfahren der Maschinenspin deln in X- und Z-Richtung erreichen. Falls erforderlich, kann dabei der später beschrie bene Schrägstellungs-Winkel der Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung konstant ge halten werden. Es können auch oszillierende Bewegungen der beiden Maschinen spindeln in der X- und Z-Richtung überlagert werden, um das Polierergebnis zu ver bessern.

Da die Haltevorrichtung während des Poliervorgangs mit Poliersuspension in Berüh rung kommt, müssen die gegeneinander verschieblichen Bauteile sehr sorgfältig gegen das Eindringen von Poliersuspension abgedichtet werden, damit es durch Anbackun gen nicht zu Störungen kommt. Diese Abdichtung erfolgt vorzugsweise über Metall- Gummi- oder Kunststoffbälge, die den Vorteil der Spaltfreiheit haben. Es sind aber auch stopfbuchsartige oder andere Abdichtungen vorgesehen.

An Stelle von Federn kann der Anpreßdruck der Linsen in den Polierwerkzeugen auch mit gasdruckbeaufschlagten Vorrichtungen aufgebracht werden. Möglich sind dabei hermetisch geschlossene Systeme, die mit Gasdruck vorgespannt sind oder auch offene Systeme, die an ein Druckhaltesystem angeschlossen werden. Die Luftzufuhr zu der Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung würde in diesem Fall mittels Stopfbüchse durchgeführt. Die letztgenannte Ausführung hätte den Vorteil, daß der Anpreßdruck durch Ändern des Mediendrucks während des Poliervorgangs variiert werden kann ohne daß die Spindeln verfahren werden müssen.

Die für das Polieren vorgesehene Maschine wird zur Durchführung des erfindungs gemäßen Verfahrens an der oben- und an der untenliegenden Spindel mit je einem Polierwerkzeug ausgerüstet und durch Verfahren in der X-Achse ein gewünschter Achsversatz zwischen beiden Spindeln hergestellt. Die Haltevorrichtung für Doppel bearbeitung mit den beiden festgekitteten Linsen wird dann durch Verfahren in der Z-Achse zwischen den beiden Polierwerkzeugen festgespannt. Sie nimmt wegen des Achsversatzes dabei die gewünschte schräge Stellung ein, die verfahrensbedingt er forderlich ist.

Die beiden Linsen liegen in dem oberen bzw. dem unteren Polierwerkzeug flächig an. Wenn die beiden Spindeln von ihren Antrieben in gleichsinnige Rotation versetzt wer den (z. B. von oben gesehen im Uhrzeigersinn), so wird auch die Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung mit rotieren. Die für den Poliervorgang notwendige Relativbewe gung zwischen den Linsen und dem jeweils zugehörigen Polierwerkzeug wird durch die Schrägstellung der Haltevorrichtung und damit der Linsen erzeugt. Aus geometrischen Gründen wird der Winkel der Schrägstellung so gewählt, daß die jeweiligen Schnitt punkte der Achse der Haltevorrichtung einerseits und der beiden Spindelachsen ande rerseits mit den entsprechenden Krümmungsmittelpunkten der zugehörigen Linsen zu sammenfallen. Der Poliervorgang wird dann unter Zugabe von Poliersuspension durchgeführt, wobei die Anpresskräfte der Linsen in den Polierwerkzeugen durch Vor spannen der längsfedrigen Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung vorgegeben wer den. Diese Vorspannung kann zur Verfahrensoptimierung durch Zusammen- oder Aus einanderfahren der Spindeln in der Z-Achse verändert werden. Damit die eingestellte Schrägstellung (Winkel relativ zur Vertikalen) der Haltevorrichtung bestehen bleibt, muß gleichzeitig durch Verfahren in der X-Achse der Achsversatz korrigiert werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird, wie beschrieben, die sonst für die Werk stückaufnahme vorgesehene Spindel ebenfalls mit einem Polierwerkzeug bestückt. Durch das Arbeiten mit zwei Polierwerkzeugen statt mit einem, verdoppelt sich die Ka pazität der Poliermaschine oder anders ausgedrückt, die Polierzeit halbiert sich, auf die einzelne Linse bezogen.

Beim Arbeiten entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren ist ein Verstellen des Schwenkkopfes um die B-Achse üblicherweise nicht erforderlich, d. h. die an dem Schwenkkopf befestigte Spindel arbeitet mit senkrechter Rotationsachse. Es kann je doch auch sinnvoll sein, durch leichtes Ausschwenken des Schwenkkopfes um die B-Achse leichte Korrekturen an den geometrischen Verhältnissen vorzunehmen.

Es hat sich auch als nützlich erwiesen, mit der oben liegenden Spindel kleine Oszilla tionsbewegungen in der X-Achse auszuführen. Dieser Bewegung wird eine gleich zeitige Oszillationsbewegung der unten liegenden Spindel in der Z-Achse überlagert, damit die Vorspannkraft der Haltevorrichtung zur Doppelbearbeitung konstant bleibt, falls diese mit einer Feder ausgerüstet ist.

Bevor die Polierarbeit beginnen kann, müssen die beiden Polierwerkzeuge abgerichtet werden. Hierzu wird eines der Polierwerkzeuge durch ein Abrichtwerkzeug ersetzt und das noch montierte, gegenüberliegende Polierwerkzeug damit abgerichtet. An schließend wird das fertig abgerichtete Polierwerkzeug durch das Abrichtwerkzeug er setzt und das zweite Polierwerkzeug abgerichtet. Am Ende des Abrichtvorgangs wird auch das erste Polierwerkzeug wieder an der Spindel montiert und die Maschine ist für die Polierarbeit vorbereitet.

Besonders vorteilhaft wird das erfindungsgemäße Verfahren mit der vorerwähnten Vierspindel-Maschine durchgeführt. Diese Maschine ist im Prinzip ähnlich aufgebaut wie die genannte Zweispindel-Maschine. Sie trägt jedoch sowohl an dem Schwenkkopf als auch an dem Z-Schlitten zwei Spindeln. Durch die zwei zusätzlichen Spindeln erge ben sich weitere erhebliche Vorteile. Dies gilt sowohl beim Polieren, da sich die Maschinenkapazität nochmals verdoppelt, als auch alternativ beim Abrichten der Polier werkzeuge, da kein Werkzeugwechsel erforderlich ist.

Wenn die Polierkapazität der Maschine im Vordergrund steht, so wird man die vierspin delige Poliermaschine mit vier Polierwerkzeugen ausrüsten und unter Verwendung von zwei erfindungsgemäßen Haltevorrichtungen für Doppelbearbeitung vier Linsen gleich zeitig polieren. Gegenüber dem herkömmlichen Polierverfahren unter Einsatz von Poliermaschinen mit zwei Spindeln ergibt sich daraus eine vierfache Polierkapazität.

Wenn jedoch die Präzision der Linsen das wichtigste Kriterium ist, so wird man zwei der vier Spindeln mit Abrichtwerkzeugen ausrüsten. So ist z. B. vorgesehen, von den beiden oben liegenden Spindeln die eine mit einem Abrichtwerkzeug und die andere mit einem Polierwerkzeug auszurüsten. Wird mit den beiden unten liegenden Spindeln ebenso verfahren, so können beide Polierwerkzeuge abgerichtet werden, ohne daß ein Werkzeugwechsel an der Maschine erforderlich ist. Es ist dabei zweckmäßig, die Rei henfolge der Werkzeuge (von links nach rechts gesehen) an den unteren Spindeln um gekehrt vorzunehmen als an den oberen.

Das Abrichten der Polierwerkzeuge ohne Werkzeugwechsel hat zwei erhebliche Vor teile:

- Das Abrichten kann ohne manuellen Eingriff erfolgen, wodurch sich eine erhebliche Zeit- und Kostenersparnis ergibt.
- Die erreichte Genauigkeit der hergestellten Linsen ist wesentlich höher, da Unge nauigkeiten, die beim Werkzeugwechsel entstehen, hier entfallen.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Haltevorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens werden nachstehend anhand einiger Beispiele und den Abb. 1 bis 7 näher er läutert.

Abb. 1 zeigt eine Skizze zur Definition des Öffnungswinkels α.

Abb. 2 zeigt eine prinzipielle Darstellung der Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung.

Abb. 3 zeigt die Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung in einer Ausführung mit Schraubenfeder und Abdichtung mittels Gummibalg.

Abb. 4 zeigt eine Poliermaschine mit zwei Spindeln und der schräg eingespannten Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung.

Abb. 5 zeigt eine Poliermaschine mit vier Spindeln, ausgerüstet mit der Haltevorrich tung für Doppelbearbeitung und zwei Polier- und zwei Abrichtwerkzeugen, während des Arbeitsgangs "Polieren".

Abb. 6 zeigt die gleiche Poliermaschine mit vier Spindeln wie Abb. 5, jedoch bestückt mit vier Polierwerkzeugen und zwei Haltevorrichtungen für Doppelbearbeitung, wäh rend des Polierens von vier Linsen.

Abb. 7 zeigt die gleiche Poliermaschine mit vier Spindeln, jedoch bestückt mit zwei Polierwerkzeugen und zwei Abrichtwerkzeugen, während des Arbeitsgangs "Abrichten".

Zu Abb. 1

In dieser Skizze wird die Definition des Öffnungswinkels α dargestellt. Das hier be schriebene Verfahren zum Polieren von Linsen gilt insbesondere für Linsen mit Öffnungswinkeln größer 85°, da diese vor dem Polieren in jedem Fall auf einen Träger aufgekittet werden müssen. Andere Werkstückaufnahmen, z. B. mit Gummimembran versagen in diesem Fall wegen der großen Reaktionskräfte beim Polieren. Linsen mit einem etwas kleineren Öffnungswinkel können ebenfalls mit dem hier vorgeschlagenen Polierverfahren bearbeitet werden.

Zu Abb. 2

In dieser Abbildung wird die Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung (19) in ihrem Grundprinzip dargestellt. In einem ersten Bauteil (44) ist ein zweites Bauteil (45) längs verschiebbar gelagert und stützt sich mit seinem innenliegenden Ende gegen eine Ein richtung (46) ab, die dem Eindringen des Bauteils (45) in das Bauteil (44) eine be stimmte Widerstandskraft entgegensetzt. Diese Widerstandskraft kann während der Längsverschiebung konstant sein oder proportional zum Weg zunehmen. Eine Ver drehsicherung (47) ist so zwischen den Bauteilen (44) und (45) angeordnet, daß diese gegen Verdrehen gesichert sind. An der Stelle, an der das Bauteil (45) aus dem Bau teil (44) austritt, ist eine Abdichtung (48) vorgesehen, die mit oder ohne Abdichtspalt ausgeführt sein kann. An den beiden Enden der Bauteile (44) und (45) ist je eine Auf nahmevorrichtung (49) angebracht, an denen die Linsen (14) und (17) befestigt wer den.

Zu Abb. 3

Die hier dargestellte Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung (19) ist mit einer Schrau benfeder (4) und einem Gummibalg (11) ausgerüstet. Sie besteht im übrigen aus einem Hohlzylinder (1), in den ein rotationssymmetrisches Formteil (2) eingebaut ist, das über einen Bund (3) verfügt, gegen den die Schraubenfeder (4) drückt. Mit ihrem anderen Ende stützt sich die Schraubenfeder (4) gegen das Einschraubteil (5) ab, das mittels Gewinde (6) in das untere Ende des Hohlzylinders (1) eingeschraubt ist. Das Ein schraubteil (5) verfügt auch über eine kleinere Bohrung (7), in der ein Zapfen (8) des rotationssymmetrischen Formteils (2) geführt wird, um das Spiel zwischen den bewegli chen Teilen der Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung so klein wie möglich zu halten. Das rotationssymmetrische Formteil (2) verfügt außerdem über eine längliche Nut (9), durch die ein Stift (10) hindurch gesteckt ist, der mit seinen beiden Enden fest in ent sprechende Bohrungen des Hohlzylinders (1) eingepreßt ist. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß sich das rotationssymmetrische Formteil (2) nicht gegen den Hohl zylinder (1) verdrehen kann, was aus verfahrenstechnischen Gründen wichtig ist. An seinem oberen Ende ist das rotationssymmetrische Formteil (2) gegen den Hohlzylin der (1) mittels eines Gummibalgs (11) abgedichtet, der die gewünschte Relativbewe gung zwischen dem rotationssymmetrischen Formteil (2) und dem Hohlzylinder (1) zu läßt. Das rotationssymmetrische Formteil (2) trägt an seinem oberen Ende ein Ge winde (12), auf das ein Aufnahmezylinder (13) geschraubt ist. Auf diesen Aufnahme zylinder (13) wird die obere Linse (14) aufgekittet oder anderweitig befestigt. Ebenso trägt das Einschraubteil (5) an seinem unteren Ende ein Gewinde (15), auf das ein weiterer Aufnahmezylinder (16) geschraubt wird. Auf diesen Aufnahmezylinder (16) wird die untere Linse (17) aufgekittet oder anderweitig befestigt.

Zu Abb. 4

Die Abbildung zeigt eine zweispindelige Poliermaschine (18) mit der schräg einge spannten Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung (19). Die zweispindelige Polier maschine (18) ist mit einer NC-Steuerung ausgerüstet und besteht aus einem Grund körper (20), an dem die vertikalen Führungen (21) für den Z-Schlitten (22) befestigt sind. Der Z-Schlitten (22) läßt sich NC-gesteuert und motorisch angetrieben längs der vertikalen Führungen (21) verfahren. Der Z-Schlitten (22) trägt die untere Spindel (23), an deren oberen Ende das untere Polierwerkzeug (24) befestigt ist.

Im oberen Teil der zweispindeligen Poliermaschine (18) sind die horizontalen Führun gen (25) für den X-Schlitten (26) an dem Grundkörper (20) befestigt. Der X-Schlitten (26) läßt sich NC-gesteuert und motorisch angetrieben längs der horizon talen Führungen (25) verfahren. An dem X-Schlitten (26) ist der Schwenkkopf (27), um die horizontale B-Achse drehbar, gelagert. Der Schwenkkopf (27) trägt seinerseits die obere Spindel (28), an deren unterem Ende das obere Polierwerkzeug (29) befestigt ist. Zwischen dem unteren Polierwerkzeug (24) und dem oberen Polierwerkzeug (29) ist die Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung (19) schräg eingespannt, die an ihren beiden Enden mittels der Aufnahmezylinder (13) und (16) die beiden zu polierenden Linsen (14) und (17) trägt.

Wenn die untere Spindel (23) und die obere Spindel (28) in gleichsinnige Rotation (z. B. von oben gesehen) versetzt werden, so findet durch die Schrägstellung der Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung (19) in beiden Polierwerkzeugen (24) und (29) eine Relativbewegung zwischen den zugehörigen Linsen (17) und (14) statt. Unter Zu gabe von Poliersuspension wird durch die genannte Relativbewegung der Poliervor gang durchgeführt, wobei die Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung (19) durch Ver fahren in der X- und Z-Achse so weit vorgespannt wurde, daß der gewünschte Polier druck erreicht wird.

Zu Abb. 5

Die Abbildung zeigt eine vierspindelige Poliermaschine (30) mit der schräg einge spannten Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung (19) und zwei Abrichtwerkzeu gen (37) und (42). Diese vierspindelige Poliermaschine (30) ist ebenfalls mit einer NC-Steuerung ausgerüstet und besteht aus einem Grundkörper (31), an dem die vertikalen Führungen (32) für den Z-Schlitten (33) befestigt sind. Der Z-Schlitten (33) läßt sich ebenfalls NC-gesteuert und motorisch angetrieben längs der vertikalen Führungen (32) verfahren. Der Z-Schlitten (33) trägt die untere Spindel (23) zur Aufnahme des unteren Polierwerkzeuges (24) und die untere Spindel (36) zur Aufnahme des unteren Abricht werkzeugs (37).

Im oberen Teil der vierspindeligen Poliermaschine (30) sind die horizontalen Führun gen (38) für den X-Schlitten (39) an dem Grundkörper (31) befestigt. Der X-Schlitten (39) läßt sich NC-gesteuert und motorisch angetrieben längs der horizon talen Führungen (38) verfahren. An dem X-Schlitten (39) ist der Schwenkkopf (40), um die horizontale B-Achse drehbar, gelagert. Der Schwenkkopf (40) trägt seinerseits die obere Spindel (28) zur Aufnahme des oberen Abrichtwerkzeugs (42) und die obere Spindel (43) zur Aufnahme des oberen Polierwerkzeuges (41).

Zwischen dem unteren Polierwerkzeug (24) und dem oberen Polierwerkzeug (41) ist die Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung (19) schräg eingespannt, die an ihren beiden Enden mittels der Aufnahmezylinder (13) und (16) die beiden zu polierenden Linsen (14) und (17) trägt.

Wenn die untere Spindel (23) und die obere Spindel (43) in gleichsinnige Rotation (z. B. von oben gesehen) versetzt werden, so findet durch die Schrägstellung der Haltevor richtung für Doppelbearbeitung (19) in beiden Polierwerkzeugen (24) und (41) eine Relativbewegung zwischen den zugehörigen Linsen (17) und (14) statt. Unter Zugabe von Poliersuspension wird durch die genannte Relativbewegung der Poliervorgang durchgeführt, wobei die Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung (19) durch Verfahren in der X- und Z-Achse so weit vorgespannt wurde, daß der gewünschte Polierdruck erreicht wird.

Zu Abb. 6

Diese Abbildung zeigt die gleiche vierspindelige Poliermaschine wie in Abb. 5 bereits dargestellt und oben beschrieben. Es wurden jedoch in diesem Fall die Abrichtwerk zeuge (37) und (42) durch ein weiteres unteres Polierwerkzeug (35) und ein weiteres oberes Polierwerkzeug (29) ersetzt. Während die mit zwei Linsen bestückte Haltevor richtung für Doppelbearbeitung (19) zwischen dem unteren Polierwerkzeug (24) und dem oberen Polierwerkzeug (29) eingespannt ist, ist die zweite Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung (34), ebenfalls mit zwei Linsen bestückt, zwischen dem unteren Polierwerkzeug (35) und dem oberen Polierwerkzeug (41) eingespannt. Durch diese Anordnung ist es möglich, vier Linsen gleichzeitig zu polieren. Zum Abrichten werden einzelne Polierwerkzeuge fallweise durch Abrichtwerkzeuge ersetzt und verfahren wie nachstehend zu Abb. 7 beschrieben.

Zu Abb. 7

In dieser Abbildung ist die in Abb. 5 bereits erläuterte Poliermaschine in der Arbeits position "Abrichten" dargestellt. Zu diesem Zweck wurde die Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung (19) und ggf. auch die zweite Haltevorrichtung für Doppelbearbei tung (34) entfernt. Falls erforderlich wird anschließend die untere Spindel (36) mit dem unteren Abrichtwerkzeug (37) und die obere Spindel (28) mit dem oberen Abrichtwerk zeug (42) bestückt. Dann wird der Schwenkkopf (40) in die benötigte Schräglage ge dreht und die Spindelantriebe gestartet. Danach werden z. B. das obere Abrichtwerk zeug (42) und das untere Polierwerkzeug (24) durch Verfahren der oberen Spindel (28) und der unteren Spindel (23) in X- und Z-Richtung zur Berührung gebracht. Der Ab richtvorgang läuft dann, in an sich bekannter Weise, unter sehr geringem Vorschub ab. Bei den Abrichtwerkzeugen (37) und (42) handelt es sich um sog. Topfwerkzeuge, die über eine Ringschneide verfügen, die üblicherweise mit Diamanten besetzt ist.

Bezugszeichenliste

1

Hohlzylinder

2

rotationssymmetrisches Formteil

3

Bund

4

Schraubenfeder

5

Einschraubteil

6

Gewinde

7

kleinere Bohrung

8

Zapfen

9

längliche Nut

10

Stift

11

Gummibalg

12

Gewinde

13

Aufnahmezylinder

14

obere Linse

15

Gewinde

16

Aufnahmezylinder

17

untere Linse

18

zweispindelige Poliermaschine

19

Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung

20

Grundkörper

21

Führungen

22

Z-Schlitten

23

untere Spindel

24

unteres Polierwerkzeug

25

horizontale Führungen

26

X-Schlitten

27

Schwenkkopf

28

obere Spindel

29

oberes Polierwerkzeug

30

vierspindelige Poliermaschine

31

Grundkörper

32

vertikale Führungen

33

Z-Schlitten

34

zweite Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung

35

unteres Polierwerkzeug

36

untere Spindel

37

unteres Abrichtwerkzeug

38

horizontale Führungen

39

X-Schlitten

40

Schwenkkopf

41

oberes Polierwerkzeug

42

oberes Abrichtwerkzeug

43

obere Spindel

44

erstes Bauteil

45

zweites Bauteil

46

federnde Einrichtung

47

Verdrehsicherung

48

Abdichtung

49

Aufnahmevorrichtung

Claims

1. Verfahren zum Polieren von optischen Linsen auf Poliermaschinen, die über mindestens zwei gegenüberliegende, angetriebene Spindeln verfügen, dadurch gekennzeichnet, daß die Poliermaschinen an mindestens zwei gegen überliegenden Spindeln, z. B. Spindeln (23) und (28), mit je einem Polierwerk zeug (24) und (29) ausgerüstet werden und die zu polierenden Linsen (14) und (17) an den Enden mindestens einer Haltevorrichtung für Doppelbearbei tung (19) befestigt werden, die druckbeaufschlagt oder längsfedrig ist und dann die Linsen- (14) und (17) gemeinsam mit der zugehörigen Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung (19) in zwei gegenüberliegende Polierwerkzeuge (24) und (29) eingelegt werden und anschließend die Haltevorrichtung für Doppelbear beitung (19) durch Druckbeaufschlagung oder, bei längsfedriger Ausführung, durch Verfahren des X-Schlittens (26) und des Z-Schlittens (22) auf das ge wünschte Maß vorgespannt wird, wobei während dieser Verfahrbewegung gleichzeitig ein Achsversatz zwischen der unteren Spindel (23) und der zugehö rigen oberen Spindel (28) eingestellt wird, woraus sich die erforderliche Schräg stellung der Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung (19) ergibt, so daß nach dem Start der gleichsinnigen Rotationsbewegung der beteiligten Spindeln die Linsen (14) und (17), nach Zugabe von Poliersuspension, gleichzeitig poliert werden können, wobei - falls erforderlich - Oszillationsbewegungen in der X- und Z-Achse möglich sind und auch Pendelbewegungen um die B-Achse ausgeführt werden können und daß zum Abrichten der Polierwerkzeuge einzelne Spindeln statt mit Polierwerkzeugen mit Abrichtwerkzeugen (37) bzw. (42) ausgerüstet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine NC-ge steuerte Poliermaschine eingesetzt wird, die über zwei gegenüberliegende Spin deln (23) und (28) verfügt, die mit je einem Polierwerkzeug (24) und (29) ausge rüstet sind und die beiden Linsen (14) und (17) an den zwei Enden einer Halte vorrichtung für Doppelbearbeitung (19) befestigt werden, die längsfedrig ist, und die beiden Linsen (14) und (17) gemeinsam mit der Haltevorrichtung für Doppel bearbeitung (19) in die beiden Polierwerkzeuge (24) und (29) eingelegt werden und anschließend durch NC-gesteuertes Verfahren des X-Schlittens (26) und des Z-Schlittens (22) die Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung (19) auf das gewünschte Maß vorgespannt wird, wobei während dieser Verfahrbewegung gleichzeitig ein Achsversatz der unteren Spindel (23) und der oberen Spin del (28) eingestellt wird, woraus sich die erforderliche Schrägstellung der Halte vorrichtung für Doppelbearbeitung (19) ergibt, so daß nach dem Start der gleich sinnigen Rotationsbewegung der beiden Spindeln (23) und (28) beide Linsen (14) und (17), nach Zugabe von Poliersuspension, gleichzeitig poliert werden können wobei falls erforderlich NC-gesteuerte Oszillationsbewegungen in der X- und Z-Achse bzw. Pendelbewegungen um die B-Achse möglich sind und daß zum Abrichten der Polierwerkzeuge (24) und (29) jeweils eines der beiden durch ein Abrichtwerkzeug ersetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine NC-ge steuerte, vierspindelige Poliermaschine (30) eingesetzt wird, wobei die unteren Spindeln (23) und (36) den gleichen Achsabstand haben wie die oberen Spin deln (28) und (43) und sich die vier Spindeln (23), (28), (36) und (43) paarweise gegenüber stehen und mit vier Polierwerkzeugen (24), (29), (35) und (41) ausge rüstet sind und dabei das erste Spindelpaar aus den Spindeln (23) und (28) be steht und mit den Polierwerkzeugen (24) und (29) bestückt ist, während das zweite Spindelpaar aus den Spindeln (36) und (43) besteht und mit den Polier werkzeugen (35) und (41) bestückt ist und die Haltevorrichtungen für Doppelbe arbeitung (19) und (34) mit insgesamt vier daran befestigten oberen und unteren Linsen (14) und (17) zwischen den Polierwerkzeugen (24) und (29) des ersten Spindelpaars bzw. zwischen den Polierwerkzeugen (35) und (41) des zweiten Spindelpaars schräg eingespannt sind; wobei die Vorspannkraft mittels Druckbe aufschlagung oder mit mechanischen Federn aufgebracht wird und der Polier vorgang an allen vier Linsen (14) und (17) unter Zugabe von Poliersuspension und gleichsinniger Rotation aller vier Spindeln (23), (28), (36) und (43) und der beiden Haltevorrichtungen für Doppelbearbeitung (19) und (34) gleichzeitig ab läuft; wobei, falls erforderlich, NC-gesteuerte Oszillationsbewegungen in der X- und Z-Achse möglich sind und auch Pendelbewegungen um die B-Achse aus geführt werden können und daß zum Abrichten der Polierwerkzeuge einzelne Spindeln statt mit Polierwerkzeugen mit Abrichtwerkzeugen ausgerüstet werden z. B die untere Spindel (36) mit dem Abrichtwerkzeug (37) und die obere Spin del (28) mit dem Abrichtwerkzeug (42).

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Haltevorrichtung für Doppelbearbeitung (19) bzw. (34) aus einem ersten Bauteil (44) besteht, in dem ein zweites Bauteil (45) längsverschieblich gelagert ist und eine federnde Einrichtung (46) vorhanden ist die dem Zusammenschieben der beiden Bauteile (44) und (45) eine bestimmte Widerstandskraft entgegensetzt, die konstant sein kann oder auch mit dem Zu sammenschieben zunimmt und außerdem eine Verdrehsicherung (47) dafür sorgt, daß sich die beiden Bauteile (44) und (45) nicht gegeneinander verdrehen können und eine Abdichtung (48), die mit oder ohne Abdichtspalt ausgeführt sein kann, sicherstellt, daß die Durchtrittstelle von Bauteil (45) am Bauteil (44) gegen Flüssigkeiten abgedichtet ist und die Bauteile (44) und (45) an ihrem jeweiligen Ende mit einer Aufnahmevorrichtung (49) für je eine Linse (14) und (17) ausgerüstet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Halte vorrichtungen für Doppelbearbeitung (19) bzw. (34) jeweils aus einem Hohlzylin der (1) bestehen, in den das rotationssymmetrische Formteil (2) so eingeschoben ist, daß sein oberes Ende mit dem Gewinde (12) herausragt und das rotations symmetrische Formteil (2) über einen Bund (3) verfügt, an dem die Schrauben feder (4) an liegt, deren anderes Ende sich gegen das Einschraubteil (5) abstützt, das seinerseits mittels Gewinde (6) in den Hohlzylinder (1) eingeschraubt ist und über eine kleinere Bohrung (7) verfügt, in der das rotationssymmetrische Formteil (2) mittels Zapfen (8) zusätzlich geführt ist und daß das rotationssymme trische Formteil (2) außerdem über eine längliche Nut (9) verfügt, durch die ein Stift (10) hindurch geführt ist, der mit seinen beiden Enden in Bohrungen des Hohlzylinders (1) steckt und Verdrehungen verhindert und daß der Innenraum des Hohlzylinders (1) an der Durchtrittstelle des herausragenden Endes des rotationssymmetrischen Formteils (2) mittels eines Gummibalgs (11) nach außen abgedichtet ist und daß an dem rotationssymmetrischen Formteil (2) mittels Ge winde (12) ein Aufnahmezylinder (13) angeschraubt ist, an dem die obere Linse (14) befestigt ist und spiegelbildlich dazu an dem Gewinde (15) des Ein schraubteils (5) ein weiterer Aufnahmezylinder (16) angeschraubt ist, der die untere Linse (17) trägt, wobei durch die genannte Anordnung der verschiedenen Teile zueinander eine Längsfedrigkeit der Haltevorrichtung für Doppelbearbei tung (19) bzw. (34) gegeben ist, die sich insbesondere zwischen den Aufnahme zylindern (13) und (16) mit den daran befestigten Linsen (14) und (17) auswirkt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei diesen Haltevorrichtungen für Doppelbearbeitung (19) bzw. (34) die längsfedrige Ein richtung (46) aus einem gasdruckbeaufschlagten Zylinder besteht, bei dem das Gasvolumen entweder hermetisch in dem Zylinder eingeschlossen ist oder über eine Zuleitung mit einem Druckerzeuger in Verbindung steht, wobei es möglich ist, den Druck konstant zu halten und die Zuleitung zu dem gasdruckbeauf schlagten Zylinder mittels einer Stopfbuchse erfolgt, damit die Rotation der Haltevorrichtungen für Doppelbearbeitung (19) bzw. (34) nicht behindert wird.