DE69906469T2

DE69906469T2 - Verfahren zur Erzeugung einer lasttragenden Oberfläche

Info

Publication number: DE69906469T2
Application number: DE69906469T
Authority: DE
Inventors: Dominic George St. Albans Webber; Julian Stamford Perry
Original assignee: FFEI Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2019-01-29
Also published as: EP1023980A1; EP1023980B1; JP2000218631A; US6468456B1; DE69906469D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Führungsbahnsystems für einen optischen Abtastschlitten an einer Bildsetzmaschine.
Zum Abstützen von Führungsbahnen für einen optischen Abtastschlitten an Bildsetzmaschinen sind ebene Anordnungsflächen erforderlich. Herkömmlicherweise erhält man eine solche Fläche durch maschinelle Präzisionsbearbeitung einer Fläche bis zu dem erforderlichen Grad der Ebenheit. Das Problem bei dieser herkömmlichen Vorgehensweise ist, daß sich bei relativ langen Flächen, beispielsweise von 1,5 Metern oder mehr, das Abstützelement aus einer Anzahl von Gründen, zu denen Temperaturgradienten, Entspannung und Werkzeugmaschinenfehler gehören, verbiegen kann.
In US-A-4726103 ist die Verwendung eines Epoxidharzeinspritzverfahrens zur Anordnung von Führungsbahnen in einem vorbestimmten Verhältnis zueinander auf einem Bett einer Werkzeugmaschine dargestellt. In diesem Falle werden die Führungsbahnen über dem Bett in genauen Lagen abgestützt, und zwischen die Führungsbahnen und das Bett wird ein Klebematerial eingespritzt, das dann die Führungsbahnen in ihren genauen Lagen mit dem Bett verklebt. Dadurch werden die oben genannten Probleme nicht beseitigt, da die lasttragenden Oberflächen immer noch bis zu dem gewünschten Grad der Ebenheit bearbeitet werden müßten und sich der erforderliche Grad der Ebenheit oder des Profils mit diesem Verfahren nicht genau wiederholen läßt.
Verschiedene Formverfahren sind in EP-A-0787569, JP-A-5503951, JP-A-10131325, JP-A-03075702 und US-A-4726103 beschrieben.
In US-A-4889676 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Instrumentenbank mit einer Präzisionsoberfläche beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Herstellung eines Führungsbahnsystems für einen optischen Abtastschlitten an einer Bildsetzmaschine die Schaffung eines Paars von im wesentlichen ebenen, parallelen, seitlich beabstandeten, langgestreckten lasttragenden Oberflächen durch folgende Schritte:

a) das Bereitstellen einer Unterlage, auf der die Oberfläche geschaffen werden soll;
b) das Anordnen eines Formelementes mit einer Abformfläche mit der gewünschten Ebenheit oder Profilfläche und in einem Abstand von der Unterlage;
c) das Zuführen eines aushärtbaren Materials in einen Bereich zwischen der Unterlage und der Abformfläche, wodurch das aushärtbare Material sowohl mit der Unterlage als auch mit der Abformfläche in Kontakt kommt;
d) das Aushärten des aushärtbaren Materials; und
e) das Entfernen des Formelementes, so daß die Oberfläche mit der gewünschten Ebenheit oder dem gewünschten Profil auf der freiliegenden Oberfläche des ausgehärteten Materials versehen hinterlassen wird.

Mit dieser Erfindung braucht nur ein bekanntes Verfahren, beispielsweise maschinelle Präzisionsbearbeitung oder manuelle Endbearbeitung, verwendet werden, um die gewünschte Ebenheit oder das gewünschte Profil auf der Abformfläche zu erhalten, und danach kann diese Abformfläche wiederholt zur Schaffung von entsprechenden Flächen an nachfolgenden Strukturen verwendet werden. Deshalb braucht kein herkömmliches maschinelles Bearbeitungsverfahren zu jedem Zweck verwendet zu werden, bei dem eine ebene Fläche erforderlich ist.
In manchen Fällen wird das aushärtbare Material vor dem Aushärten eine ausreichende Viskosität zwischen der Abformfläche und der Unterlage aufrechterhalten müssen. Ein Beispiel für ein geeignetes Material ist ein Epoxidharz.
Herkömmlicherweise umfaßt das Verfahren jedoch ferner das Bereitstellen einer das aushärtbare Material begrenzenden Wand um mindestens einen Teil des Bereiches herum. Das könnte durch eine Wand einer in der Unterlage vorgesehenen Ausnehmung gebildet werden, oder alternativ besteht die Wand aus einem biegsamen Material. Das Material würde auf der Unterlage vorgesehen und ist so biegsam, daß es Ebenheit oder Profil des Formelementes und mithin die entstandene Anordnungs- oder Last-tragende Oberfläche nicht beeinträchtigt. Es gibt verschiedene Arten von geeignetem Dichtungsmittel, beispielsweise Tesomol^RTM, Poron^RTM und Kautschuk.
Die Unterlage kann eine langgestreckte Form aufweisen, und das aushärtbare Material kann über die gesamte Länge der Unterlage vorgesehen werden. Bei manchen Anwendungsbereichen weist die Unterlage jedoch einen oder mehrere aufrechtstehende Vorsprünge auf und in diesen Fällen wird das aushärtbare Material nur an den Vorsprüngen vorgesehen.
Zum Trennen der Abformfläche von dem ausgehärteten Material in Schritt e) kann die Abformfläche so behandelt werden, daß sie die notwendigen Ablöseeigenschaften aufweist, jedoch ist die Abformfläche herkömmlicherweise mit einem geeigneten ablösbaren Material beschichtet. Ein Beispiel dafür ist Diamant Separator.
Das Formelement kann jede herkömmliche Form aufweisen und kann auch die Form eines Stabs mit einem festen oder kastenförmigen Querschnitt aufweisen. Die Abformfläche ist im allgemeinen eben, könnte jedoch in manchen Fällen eine profilierte, beispielsweise gekrümmte, Form aufweisen. Die genaue Form könnte gesteuert werden, indem ein oder mehrere Feineinstellvorrichtungen längs des Formelementes vorgesehen werden. Dadurch würde ein hoher Grad der maschinellen Feinbearbeitung unnötig werden.
Nunmehr wird ein Beispiel für ein Verfahren gemäß der Erfindung an Hand der anliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht von oben auf die Anordnung von Schlitten und Träger einer Bildsetzmaschine mit Innentrommel ist;
2 eine perspektivische Teilansicht ist, die einen Teil eines Beispiels für die Werkzeugbestückung ist, die zur Schaffung ebener Flächen an dem Träger gemäß 1 erforderlich ist;
3 eine (nicht maßstäbliche) schematische Seitenansicht eines Teils der in 2 gezeigten Anordnung ist;
4 eine perspektivische Ansicht des in 3 gezeigten Trägergußteils mit einem Paar von Formbereichen ist; und
5 eine (nicht maßstäbliche) perspektivische Ansicht des Teils des in 4 gezeigten Trägergußteils nach dem Formen ist.
Die in den 1 bis 3 gezeigte rotierende Anordnung von Schlitten und Träger umfaßt eine Unterlagekonstruktion 1 aus Aluminium, die Anordnungsflächen 2, 4, 15 für Linearlager 3, 5, eine flache Schiene bzw. eine V-Führung, schafft. Eine optische Abtastschlittenanordnung 6 wird auf einem Schienenlager 13 und einem Kugelkäfig 12 gelagert, der selbst durch das Linearlager 5 mit V-Führung gelagert wird. Die optische Abtastschlittenanordnung 6 umfaßt ein Schlittengußteil 7, an dem eine Antriebsmotoranordnung 8 und eine rotierende Vorrichtung 9 befestigt sind, die einen Spiegel 10 in Umdrehung versetzt, wodurch ein durch eine (auf dem Schlitten 7 gelagerte) Fokussierlinse 11 laufender Laserstrahl über ein (nicht gezeigtes) Registriermedium innerhalb einer Trommel abgetastet wird, in der die Anordnung angebracht ist.
Es ist zu erkennen, daß die Anordnungsflächen 2, 4, 15 sehr genau und mit einer hochgenauen Ebenheits- oder Profilspezifikation bereitgestellt werden, wodurch sichergestellt wird, daß die optische Abtastschlittenanordnung 6, sobald die Lagerteile 3, 5 in Position auf den Flächen befestigt sind, mit minimaler horizontaler und vertikaler Verschiebung in der Abtastachse laufen kann. Die Schiene 3 und die V-Führungen 5 sind an den Flächen 2, 4, 15 befestigt, die abhängig von der bevor zugten Wahl bei der Herstellung kontinuierliche Flächen (wie gezeigt) oder eine Reihe von Vorsprüngen sein können. Diese Flächen werden herkömmlicherweise bis zu einer hochpräzisen Ebenheit oder einem hochpräzisen Profil (beispielsweise einer Schwankung von höchstens 10 μm auf 1,5 m) maschinell bearbeitet, jedoch ist dieses Verfahren zeitaufwendig, und die Ergebnisse unterliegen nach jeder Bearbeitung einer Schwankung. Mit der vorliegenden Erfindung werden diese Probleme beseitigt.
Im vorliegenden Falle ist eine Anzahl von geformten Epoxidharzbereichen an den Flächen 2, 4, 15 der Unterlage 1 vorgesehen. Bei diesem Beispiel wird jeder Bereich von einer Wand aus einem biegsamen Dichtungsmaterial 16 gebildet (von denen zwei in 4 gezeigt sind), die mit dem Träger 1 verklebt werden. Die Wand 16 an der Fläche 2 ist ein geschlossenes Quadrat, während die Wand 16 an der Fläche 4 an einer angrenzenden Fläche 15 nach oben verläuft und auf einer Seite offen ist.
Der Träger 1 wird dann nach oben zu einer Spannvorrichtung 17 geführt, die ein Paar von Formelementen 18, 19 mit bis zu der gewünschten Ebenheit oder dem gewünschten Profil maschinell bearbeiteten Flächen 20, 21, 22 umfaßt. Die Flächen 20, 21, 22 sind mit einem geeigneten ablösbaren Mittel beschichtet. Die Formelemente 18, 19 sind mit Hilfe von Abstützungen 23, 24 abgestützt. Die Trägergußflächen 2, 4, 15 sind relativ zu den Formelementen 18, 19 so positioniert, daß sich die gewünschte Geometrie der Epoxidharzschicht und der Druck der Dichtungswände 16 ergibt. Um für eine Feineinstellung zu sorgen, kann der Balken 1 mit Hilfe von an der Spannvorrichtung oder der Trägerlagerung angeordneten (nicht gezeigten), mit Gewinde versehenen Einstellvorrichtungen relativ zu den Formelementen 18, 19 ausgerichtet werden. Der Zwischenraum zwischen den Trägergußflächen und den Formelementem kann mit Hilfe von Fühllehren oder anderen Abstandsmessern bestimmt werden, um einen gleichmäßigen Abstand längs der Trägerlänge oder bei Bedarf in anderer Weise sicherzustellen. Dann wird eine aushärtbare Epoxidharz masse durch die offenen Seiten der Wände 16 zwischen jedes Formelementen 18, 19 und die jeweiligen Flächen 20, 21, 22 eingespritzt, bis das Epoxidharz den zwischen den Formelementen 18, 19 und den Flächen 20, 21, 22 gebildeten Hohlraum füllt. Dann läßt man das Epoxidharz über einen Zeitraum von beispielsweise einem Tag aushärten, und dann wird die Spannvorrichtung 17 zurückgezogen und hinterläßt eine Anzahl von ausgehärteten, mit den Flächen 2, 4, 15 verklebten Epoxidharzabschnitten 30, wobei jeder Abschnitt 30 aus ausgehärtetem Epoxidharz eine freiliegende Fläche aufweist, die in der in 5 gezeigten Weise der entsprechenden Präzisionsfläche 20, 21, 22 jedes Formelements entspricht.
Dann können die Wände 16 entfernt oder am Orte belassen werden, und dann werden die flache Schiene 3 und die V-Führung 5 in herkömmlicher Weise an den ausgehärteten Flächen gesichert.
Etwaige Ablagerungen auf den Flächen 20, 21 lassen sich abwaschen, wodurch diese bereit zur wiederholten Verwendung an nachfolgenden Unterlagekonstruktionen bleiben, ohne daß sie anschließend weiter nachbearbeitet zu werden brauchen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Führungsbahnsystems (2, 4, 5) für einen optischen Abtastschlitten an einer Bildsetzmaschine, wobei das Verfahren die Schaffung eines Paars von im wesentlichen ebenen, parallelen seitlich beabstandeten, langgestreckten, lasttragenden Oberflächen (3) durch folgende Schritte umfaßt: e) das Bereitstellen einer Unterlage (1), auf der die Oberfläche geschaffen werden soll; f) das Anordnen eines Formelementes (18, 19) mit einer Abformfläche mit der gewünschten Ebenheit oder Profilfläche und in einem Abstand von der Unterlage; g) das Zuführen eines aushärtbaren Materials in einen Bereich zwischen der Unterlage und der Abformfläche, wodurch das aushärtbare Material sowohl mit der Unterlage als auch mit der Abformfläche in Kontakt kommt; h) das Aushärten des aushärtbaren Materials; und i) das Entfernen des Formelementes (18, 19), so daß die Oberfläche mit der gewünschten Ebenheit oder dem gewünschten Profil auf der freiliegenden Oberfläche des ausgehärteten Materials versehen hinterlassen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren vor Schritt c) des weiteren das Vorsehen einer das aushärtbare Material begrenzenden Wand (16) um mindestens einen Teil des Bereiches herum umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Wand (16) aus einem flexiblen Material besteht.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die begrenzende Wand (16) aus einem Dichtungsmittel besteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Unterlage (1) einen oder mehrere Vorsprünge aufweist, an denen das aushärtbare Material vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit dem Beschichten der Abformfläche mit einem ablösbaren Material, so daß sich dieses leicht von dem ausgehärteten Material trennen läßt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abformfläche durch Feinschleifen ausgebildet wurde.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das die Abformfläche liefernde Element (18, 19) aus Metall besteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das die Abformfläche liefernde Element (18, 19) durch einen langgestreckten Stab gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abformfläche eine ebene Fläche ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit sich wiederholenden Schritten a–e zur Schaffung einer weiteren Oberfläche mit der gewünschten Ebenheit oder dem gewünschten Profil mit Hilfe der gleichen Abformfläche.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit dem Bereitstellen von jeweils einem V-Führungselement und einer Reibantriebsschiene auf den zwei langgestreckten Oberflächen.