用于研磨工件特别是用于例如光学镜头的工件的定心研磨的方法技术

技术编号:10961830 阅读:165 留言:0更新日期:2015-01-28 14:19
本发明专利技术特别涉及一种工件的定心研磨的方法,通过使用了在研磨工具和工件之间产生相对的推进运动的致动器(34)的研磨工具对工件例如光学镜头进行定心研磨,其中,致动器与致动器电流的电流控制器(48)一起集成在以预定的控制周期运行的位置控制电路(40)中,该电流控制器确定致动器的推进力。在该方法中,对于每个控制周期:(i)确定推进运动的目标运动方向(Rsoll(n))以及推进运动的实际运动方向(Rist(n));然后(ii)将已确定的实际和目标运动方向进行相互比较;并且最后(iii)如果上述比较显示出在实际和目标运动方向之间存在差异,为了减小致动器的推进力,通过电流控制器传递的致动器电流的预定的电流限制值(ISollmax)以规定的方式减小。结果,能迅速并有效地进行推进运动和材料加工,而没有工具或工件的过载发生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术特别涉及一种工件的定心研磨的方法,通过使用了在研磨工具和工件之间产生相对的推进运动的致动器(34)的研磨工具对工件例如光学镜头进行定心研磨,其中,致动器与致动器电流的电流控制器(48)一起集成在以预定的控制周期运行的位置控制电路(40)中,该电流控制器确定致动器的推进力。在该方法中,对于每个控制周期:(i)确定推进运动的目标运动方向(Rsoll(n))以及推进运动的实际运动方向(Rist(n));然后(ii)将已确定的实际和目标运动方向进行相互比较;并且最后(iii)如果上述比较显示出在实际和目标运动方向之间存在差异,为了减小致动器的推进力,通过电流控制器传递的致动器电流的预定的电流限制值(ISollmax)以规定的方式减小。结果,能迅速并有效地进行推进运动和材料加工,而没有工具或工件的过载发生。【专利说明】
本专利技术概括而言涉及一种通过研磨工具来研磨工件的方法,该研磨工具使用在研磨工具和工件之间产生相对推进运动的致动器,其中,致动器与用于致动器电流的电流控制器一起集成在按照预定的控制周期运转的位置控制电路中,该致动器电流确定致动器的推进力。 特别地,本专利技术涉及一种在高精度光学(光学玻璃)、钟表工业(钟表玻璃)和半导体工业(晶圆)应用领域用于工件定心研磨的方法,其中工件最初通过定心机器被定心夹持,然后在其边缘进行研磨。
技术介绍
在处理光学表面之后,物镜等被“定心”,从而光轴也通过镜头的几何中心,该光轴的位置特点在于直线通过光学表面曲率的两个中心点。为了此目的,镜头最初在两个对齐的定心主光轴之间被对齐并夹持,使得镜头曲率的两个中心点与定心主光轴的公共旋转轴相一致。镜头的边缘随后以这种镜头光轴的规定关系进行处理,因为随后需要在框架中安装镜头。在该情况下,同时在镜头的平面视图即镜头的圆周轮廓以及在径向截面即边缘轮廓中看到,通过加工,边缘具有规定的几何形状,例如直线形式或具有(多个)阶梯/小平面的形式。这是通过研磨处理实现的,特别是在玻璃镜头的情况下。如果联系到本专利技术,指的是“研磨”,然而在此还包括“精磨”和“抛光”,其中通过几何形状上不确定的切割的处理是相似的。 目前,作为定心时用于在研磨工具和工件之间产生相对推进运动所使用的机器,在过去的凸轮控制的定心机器[0? 0^)1:1^11188011111611661~1118117 (8^1:181011法律上的前身)的1280”的情况下,用于旋转驱动研磨工具(研磨轮)的两个研磨主轴通过线缆牵引以可设重量的方式进行调节。研磨主轴本身的最大调节运动量为此通过慢速旋转凸轮盘来控制,在凸轮盘上,与各个研磨主轴连接的测量滚筒作为固定挡块。虽然这种很简单的机械解决方案在可能达到的处理速度方面具有优点,但是由于推进本身很大程度上依赖研磨轮的性能和研磨基质材料本身,因此存在很严重的缺点,即不得不为每个工件的几何形状提供单独的凸轮盘。 其他已知的现有技术(参见例如2?-八-1693151的说明书,虽然与定心机器不相关)中,通过作用在研磨主轴上的弹簧的偏压设置研磨力。然而,用于设置研磨力的弹簧的使用在涉及进行非圆形特别是多边形几何形状的旋转工件的研磨时具有缺点。特别是,在边角处,工件“努力抵抗”以将研磨盘推向背离推进的方向,在这种情况下,作用在研磨主轴上的弹簧的偏压就会增加。这样就产生了不期望的研磨力增大,其结果是压到研磨轮上工件的边角区域会出现凹槽,因此具有形状缺陷。 在现代控制定心机器——其通过对工具和/或工件进行适当的轨迹引导而能够进行任意工件形状的研磨——中,通常会提供强迫的推进控制。然而,如果在该种情况下推进的速度选择得太快,就会发生研磨工具的过载,以及在特定情况下在工具和工件之间的接触点“烧坏”工件的情况,这也能导致(不仅仅)定心机器的共振和严重的间接损坏,特别是当矿物油被用作冷却润滑剂的时候。程控的安全间隔确实对此能进行补救,例如以这样的方式,将推进速度设置为高于工具和工件之间的预定间隔,并且当达到此间隔时,就转换到较低的推进速度。然而,这种安全机制必然会导致较长的处理时间。 最后,还已知所谓的“自适应控制”方案(参见例如…-八-2006/0073765的说明书),其中研磨主轴的功率消耗和/或工件的旋转驱动或者无论如何来自特别提供的力采样器的信号被用作用于推进限制的输入变量。依赖于研磨主轴的功率消耗的推进控制的缺点是,由于研磨需要的高剪切速度,后者由于研磨主轴和研磨工具的质量惯性而反应迟钝,因此仅仅能延迟反应,也可能很晚才反应。相反地,力传感器的使用具有特别是这样的缺点,其总是不得不被安装在工具和机器之间或工件和机器之间,其运行的结果导致机器的柔软度,这对工件的高质量和高精确度是有害的。
技术实现思路
专利技术目的 本专利技术的目的是提供一种研磨工件的方法,特别是用于工件例如光学镜头的定心研磨,其解决了上面讨论的现有技术的问题。特别是,为此,在研磨工具和工件之间的推进运动应该使得一方面在研磨期间既不会发生或产生研磨工具的过载也不会发生或产生工件的“烧坏”或者形状缺陷,另一方面推进速度和材料加工尽可能快速并高效地进行。 专利技术描述 该目的通过权利要求1中阐述的特征来实现。权利要求2至5的主题是本专利技术的有益的或有利的改进。 根据本专利技术的研磨工件的方法,特别是用于工件例如光学镜头的定心研磨,该方法通过使用了致动器的研磨工具,该致动器用于在研磨工具和工件之间产生相对的推进运动,其中,致动器与致动器电流的电流控制器一起集成在以预定的控制周期运行的位置控制电路中,该电流控制器确定致动器的推进力,,最初对于每个控制周期:(1)确定推进运动的目标运动方向和推进运动的实际运动方向;然后(11)将已确定的推进运动的实际运动方向与已确定的推进运动的目标运动方向进行比较;以及最后(111)如果上述比较显示在推进运动的实际运动方向和推进运动的目标运动方向之间存在差别,为了减小致动器的推进力,通过电流控制器传递的致动器电流的预定的电流限制值以规定的方式减小。 通过本方法——其中变化的推进力是通过电动机电流为推进电动机(致动器)预设的,关于瞬时力关系的推断是基于推进运动的目标和实际方向做出的,并且作为其结果,推进力通过依赖于处理过程的电动机电流被影响——在研磨期间,具有特别是加工能力的优化,特别是在非圆形工件的定心中。通过与现有技术进行比较,结果是处理时间明显减少,消除了安全间隔,简单识别剪切的开始,并可靠地防止了工具和工件由于过高的推进速度或共振而产生的过载状态。实际的推进速度在此最终通过工具的加工能力而确定,在处理过程中,其能够因例如研磨层的钝化或堵塞,或者冷却剂和润滑剂性能的改变而改变。最终,通过对推进运动的目标和实际方向的评估以及推进电动机的力/电流依存关系的应用,外部的力采样器等变得多余;因此可以避免对工件的质量和精确度有害的柔软性。 作为参考,为了查明或确定上面步骤(1)中的推进运动的运动方向,从当前的控制周期和从前一控制周期中评估致动器的目标和实际位置,它们可以从位置控制电路中毫无问题地得到。 关于电流变化行为的影响的好的可能性,额外优选的是,如果在上面步骤(11)中已确定的推进运动的实际运动方向和已确本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种研磨工件(L)的方法,特别用于工件例如光学镜头的定心研磨,该方法通过使用了致动器(34)的研磨工具(G)来进行,该致动器(34)用于在研磨工具(G)和工件(L)之间产生相对的推进运动(V),其中,致动器(34)与致动器电流(I)的电流控制器(48)一起集成在以预定的控制周期(n)运行的位置控制电路(40)中,该电流控制器(48)确定致动器(34)的推进力(FV),其中,对于每个控制周期(n):(i)确定推进运动(V)的目标运动方向(Rsoll(n)=‑1、0或1)以及推进运动(V)的实际运动方向(Rist(n)=‑1、0或1);(ii)然后将已确定的推进运动(V)的实际运动方向(Rist(n))与已确定的推进运动(V)的目标运动方向(Rsoll(n))进行比较;并且(iii)如果上述比较显示在推进运动(V)的实际运动方向(Rist(n))和推进运动(V)的目标运动方向(Rsoll(n))之间存在差异,为了减小致动器(34)的推进力(FV),通过电流控制器(48)传递的致动器电流(I(n))的预定的电流限制值(Isollmax)进行规定的减小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·迪尔S·莫斯A·施密特
申请(专利权)人:萨特隆股份公司
类型:发明
国别省市:瑞士;CH

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