CS258200B1

CS258200B1 - Additional device for polishing machines with top swing arm

Info

Publication number: CS258200B1
Application number: CS869902A
Authority: CS
Inventors: Miloslav Vychodil; Stanislav Michal; Vladimir Kleiner
Original assignee: Miloslav Vychodil; Stanislav Michal; Vladimir Kleiner
Priority date: 1986-12-27
Filing date: 1986-12-27
Publication date: 1988-07-15
Also published as: CS990286A1

Abstract

Přídavné zařízeni k leštícím strojům s horním kyvným ramenem, určené pro opracování rovinných ploch optických prvků, má horní kyvné rameno pomocí původního upínacího pouzdra přes upevňovací trn pevně propojeno s nosným rámem, který prostřednictvím jednoho nebo více párů volně otáčivých kladek unáší a vede boční oporou po nástroji jeden nebo více vodicích prstenců s obrobky, rozmístěnými v maskách. Kyvné rameno nebo přímo nosný rám, pevně spojený s ramenem, je opatřen přímým vedením s upevněným vodicím kolíkem, který je fixovatelně posuvný v radiálním směru vzhledem ke středu nástroje a který zapadá svou kulovitou částí do vybrání zhotoveného v těžišti srovnávacího kotouče, dosedajícího prostřednictvím natmelených kotoučků na mezikruží leštící smoly nástroje.Additional device for polishing machines with an upper swing arm, intended for processing flat surfaces of optical elements, has the upper swing arm firmly connected to the supporting frame by means of the original clamping sleeve via a fixing mandrel, which by means of one or more pairs of freely rotating rollers carries and guides one or more guide rings with workpieces arranged in masks along the tool by means of a lateral support. The swing arm or directly the supporting frame, firmly connected to the arm, is provided with a direct guide with a fixed guide pin, which is fixably displaceable in the radial direction relative to the center of the tool and which fits with its spherical part into the recess made in the center of gravity of the leveling disc, which rests on the intermediate ring of the polishing pitch of the tool by means of cemented discs.

Description

Vynález se týká přídavného zařízení k leštícím strojům s horním kyvným ramenem určeným pro opracování rovinných ploch, zvláště rovinných ploch optických prvků vyrobených z křehkých materiálů, jako skla.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an additional device for polishing machines with an upper pivot arm intended for machining planar surfaces, particularly planar surfaces of optical elements made of brittle materials such as glass.

V technologii leštění přesných a velmi přesných rovinných ploch jsou známy a rozšířeny dva způsoby leštění. Toto leštění se může provádět na strojích klasické konstrukce pomoci skleněného orovnávacího kotouče - separátoru nebo také systémem precision lap na speciálně konstruovaných strojích pomocí zvláštního orovnávacího kotouče a vodicích prstenců.Two polishing methods are known and expanded in the polishing technology of precision and very precise planar surfaces. This polishing can be carried out on machines of classical construction by means of a glass dressing disc - separator or also by the precision lap system on specially designed machines by means of a separate dressing disc and guide rings.

V prvém případě je leštící nástroj udržován v potřebném rovinném tvaru pomocí skleněného orovnávacího kotouče s jedním nebo dvěma otvory pro vložení leštěných rovinných obrobků. Skleněný orovnávací kotouč je kyvně veden shora kolíkem uchyceným v upínacím pouzdře kyvného ramene a vlivem rotace nástroje je uváděn rovněž do rotačního pohybu. Vlivem unášivého pohybu v otvorech orovnávacího kotouče konají pohyb po nástroji i leštěné rovinné obrobky, případně rovnoměrně rozmístěné pomocí masky. Otáčky nástroje jsou plynule měnitelné buá pomocí mechanických variátorů nebo elektrické regulace nebo se nastavují v několika stupních mechanickými převody. Rychlost a amplituda kývání vodicího kolíku je plynule měnitelná a nastavitelná tak, že orovnávací kotouč může rotovat a kývat v kterékoliv části leštícího nástroje. Nevýhodou této metody je vlastní aplikace srovnávacího kotouče. Tento je nutno vyrobit z jednoho kusu optického skla, zvláště takového, které má malý součinitel tepelné roztažnosti. Průměr tohoto orovnávacího kotouče bývá větší než 500 mm a tlouštka až 100 mm. Tento blok skla je třeba opracovat na potřebnou rovinnost, vyvrtat do něj mimo střed jeden až dva otvory o průměru 150 až 180 mm pro vložení optických prvků, případně masky. Na orovnávací kotouč je nutno shora upevnit mechanický držák s unašečem. Náročnost této výroby, cena materiálu, obtížná fyzicky namáhavá manipulace a hlavně malá produktivita leštění vlivem malého vykrytí leštícího nástroje obrobky, jsou hlavními nevýhodami této technologie leštění.In the first case, the polishing tool is maintained in the desired planar shape by means of a glass dressing disc with one or two holes for receiving polished planar workpieces. The glass dressing disc is pivoted from above by a pin mounted in the swivel arm clamping sleeve and is also rotated by the tool rotation. Due to the entrainment movement in the holes of the dressing disc, polished planar workpieces, possibly evenly distributed by means of a mask, also move along the tool. The speed of the tool is continuously variable either by means of mechanical variators or by electrical regulation or is set in several stages by mechanical gears. The pivot speed and amplitude of the guide pin is infinitely variable and adjustable such that the dressing disc can rotate and rock in any part of the polishing tool. The disadvantage of this method is the actual application of the leveling disc. This is to be made of one piece of optical glass, especially one having a small coefficient of thermal expansion. The diameter of this dressing disc is more than 500 mm and the thickness is up to 100 mm. This block of glass should be machined to the required flatness, drilling one to two holes 150 to 180 mm in diameter off the center for inserting optical elements or mask. On the dressing disc it is necessary to attach the mechanical holder with the carrier from above. The difficulty of this production, the cost of the material, the difficult physically demanding handling and, above all, the low productivity of polishing due to the small coverage of the polishing tool by the workpiece, are the main disadvantages of this polishing technology.

Druhý způsob, spočívající v použiti speciálně konstruovaných leštících strojů, odstraňuje popsané nevýhody prvního způsobu, a to především využitím většího pracovního prostoru, to jest větším využitím plochy leštícího nástroje. Původní funkci orovnávacího kotouče zde vykonává v oblasti udržování a orovnávání leštícího nástroje takzvaný orovnávací kotouč a v oblasti vedení obrobků několik vodicích prstenců pro uložení obrobků, případně masek, ve kterých jsou tyto obrobky rozmístěny. Kovový orovnávací kotouč a kovové vodicí prstence jsou na straně styku s leštícím nástrojem opatřeny natmelenými skleněnými kotoučky vhodného průměru. Každý vodicí prstenec jednotlivě a orovnávací kotouč je veden vlastním kyvným ramenem s pohonnou jednotkou, zajištující kývavý oscilační a rotační pohyb po leštícím nástroji, který má tvar mezikruži. Tento speciální leštící stroj má konstrukčně složitý systém řízeného pohybu všech jednotlivých částí a tím je jeho pořizovací hodnota velmi vysoká.The second method, consisting in the use of specially designed polishing machines, eliminates the described disadvantages of the first method, in particular by using a larger working space, i.e. by making greater use of the surface of the polishing tool. The original function of the dressing disc is performed in the area of the maintenance and dressing of the polishing tool by the so-called dressing disc and in the area of workpiece guidance several guide rings for receiving workpieces or masks in which these workpieces are located. The metal dressing disc and the metal guide rings are provided with glass discs of suitable diameter on the contact side of the polishing tool. Each guide ring individually and the dressing disc is guided by its own pivot arm with a drive unit, providing oscillating and rotational movement over the polishing tool having the shape of an annulus. This special polishing machine has a structurally complex system of controlled movement of all individual parts and thus its acquisition value is very high.

Vznikl tedy požadavek navrhnout nebo upravit konstrukční řešení leštícího stroje tak, aby vylučovalo nevýhody technologie leštění klasických leštících strojů a naopak využívalo výhody systému precision lap. Nově navržené řešení by mělo být konstrukčně jednoduché bez složitých a obtížně ovladatelných jednotlivých prvků a mělo by při vysoké výkonnosti a produktivitě zajištovat velmi přesné vyleštění rovinných ploch obrobku.Thus, there was a need to design or modify the design of the polishing machine so as to eliminate the disadvantages of the polishing technology of conventional polishing machines and, conversely, to take advantage of the precision lap system. The redesigned solution should be structurally simple without complicated and difficult to control individual elements and ensure high-precision polishing of planar workpiece surfaces with high performance and productivity.

Tento úkol řeší předmět vynálezu, kterým je přídavné zařízení k leštícím strojům s horním kyvným ramenem, určených pro opracování rovinných ploch, zvláště rovinných ploch optických prvků vyrobených z křehkých materiálů, jako skla.This object is solved by the object of the invention, which is an additional device for polishing machines with an upper swing arm intended for machining planar surfaces, in particular planar surfaces of optical elements made of brittle materials such as glass.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že horní kyvné rameno leštícího stroje je pomocí původního upínacího pouzdra přes upevňovací trn pevně propojeno s nosným rámem, který prostřednictvím jednoho nebo více pásů volně otočných kladek unáší a vede boční oporou po nástroji jeden nebo více vodicích prstenců s obrobky, rozmístěnými v maskách. Kyvné rameno nebo přímo nosný rám, pevně spojený s ramenem, je opatřen přímým vedením s upevněným vodicím kolíkem, který je fixovatelně posuvný, v radiálním směru vzhledem ke středu nástroje a který zapadá svou kulovitou částí do vybrání, zhotoveného v těžišti orovnávacího kotouče, dosedajícího prostřednictvím natmelených kotoučků na mezikruži leštící smoly nástroje.SUMMARY OF THE INVENTION The upper swinging arm of a polishing machine is rigidly connected to a support frame via an original mandrel via a mounting mandrel which, via one or more belts of freely rotatable pulleys, carries and guides one or more guide rings to the workpieces laterally. placed in masks. The swinging arm or directly supporting frame fixedly connected to the arm is provided with a direct guide with a fixed guide pin which is fixedly movable in a radial direction with respect to the center of the tool and which fits with its spherical part into a recess made in the center of gravity of the dressing disc cemented discs on the annulus polishing pitch tool.

Hlavní výhoda vyřešeného přídavného zařízení podle vynálezu je především v tom, že jej lze aplikovat na všechny stávající leštící stroje klasické konstrukce s horním kyvným ramenem. Kompletní zařízení nevyžaduje žádných zvláštních dalších pohonných jednotek, pouze kyvné rameno je upraveno pro uložení případného vodícího kolíku orovnávacího kotouče. Ostatní podstatné prvky, jako orovnávaci kotouč a vodicí prstenec jsou obdobné konstrukce jako u speciálních leštících strojů pro systém Precision lap. Obráběné optické prvky na takto upraveném leštícím stroji vykazují vysokou přesnost a kvalitu, navíc je podstatně zvýšena produktivita i výtěžnost sériové výroby v porovnání s klasickým neupraveným leštícím strojem.The main advantage of the solved additional device according to the invention is first of all in that it can be applied to all existing polishing machines of the classical design with upper swing arm. The complete system does not require any special additional drive units, only the swing arm is adapted to accommodate an optional dressing wheel guide pin. Other essential elements, such as dressing disc and guide ring, are similar in construction to the special polishing machines for the Precision lap system. Machined optical elements on such a polished machine show high precision and quality, moreover, the productivity and yield of mass production is significantly increased compared to a conventional untreated polishing machine.

Příkladné provedeni přídavného zařízení je schematicky znázorněno na přiložených výkresech, kde:An exemplary embodiment of an additional device is shown schematically in the accompanying drawings, in which:

na obr. 1 je zařízení, u kterého je orovnávaci kotouč spojen s kyvným ramenem na obr. 2 je zařízení, u kterého je orovnávaci kotouč spojen s nosným ramenem.Fig. 1 is a device in which the dressing disc is connected to the swinging arm. Fig. 2 is a device in which the dressing wheel is connected to the supporting arm.

Jak z těchto obrázků vyplývá, je horní kyvné rameno JJr poháněné nenaznačeným motorem, svým jedním koncem výkyvné uloženo na tělese leštícího stroje, zatímco jeho opačná volná strana je ukončena upínacím pouzdrem 11 původního stroje. V něm'je uložen a pevně sevřen upevňovací trn 10 nosného rámu 2, na kterém jsou připevněny osy 20 volně otáčivých kladek 21, které svým vnějším obvodem dosedají na vnější obvod vodícího prstence 3.· Počet otáčivých kladek 21 je závislý na počtu uložených vodicích prstenců 2/ ^z nichž každý má na své spodní straně přitmelenou řadu úměrně velkých skleněných kotoučků 32, které svou spodní, rovinnou plochou dosedají na aktivní stranu leštícího nástroje 4. V duté části prostenců 2 jsou umístěny masky 31, v jejích výřezech jsou vloženy obráběné optické prvky 32.As can be seen from these figures, the upper rocker arm 11, driven by an unmarked motor, is pivotally mounted on its body at the polishing machine body, while its opposite free side is terminated by the clamping sleeve 11 of the original machine. The fixing mandrel 10 of the support frame 2 is supported and clamped thereon, on which the axes 20 of the freely rotating pulleys 21 are fixed, which with their outer circumference abut on the outer circumference of the guide ring 3. The number of rotating pulleys 21 depends 2 / each ^of which has on its underside cemented series proportionately large glass discs 32 that its lower, flat surface rest on the active side of the polishing tool 4. in the hollow part prostenců 2 are positioned mask 31, its viewports are inserted machined optical elements 32.

Podle obr. 1 je ve střední části kyvného ramene 2 v přímém vedení 60 uchycen vodicí kolík 2» který svým dolním kulovým zakončením 61 dosedá do vybrání 52, provedeném v těžišti orovnávacího kotouče 5. Přímé vedení 60 je upraveno tak, že vodicí kolik 2 3^e stavitelný stranově radiálně vzhledem ke středu nástroje 4. v rozmezí vhodné délky. Po celé spodní straně orovnávacího kotouče 2 jsou přitmeleny skleněné kotoučky 51, které svou spodní, rovinnou stranou dosedají opět na aktivní stranu leštícího nástroje 4_, který je poháněn, stejně jako horní kyvné rameno 2 pomocí nenaznačeného motoru.According to FIG. 1, a guide pin 2 is mounted in the central part of the swing arm 2 in a straight guide 60, which by its lower ball end 61 abuts a recess 52 provided at the center of gravity of the dressing disc 5. The straight guide 60 is arranged such that ^e laterally adjustable radially relative to the center of the tool in the fourth range of appropriate length. Glass discs 51 are bonded all over the underside of the dressing disc 2, which, with their lower, planar side, rests again on the active side of the polishing tool 4 being driven, as well as the upper rocker arm 2 by an unmarked motor.

Podle obr. 2 však může být přídavné zařízení upraveno tak, že vodicí kolík 2 3^e svou horní částí uchycen v přímém vedení 60, které je v nosném rámu 2, takže odpadá jeho propojení s horním kyvným ramenem 2· Ostatní prvky zařízení zůstávají uspořádány stejně, jako v předcházejícím popsaném příkladu.According to FIG. 2 may be an additional device is provided such that the guide pin 2 ³ and with its upper portion secured in a straight line 60 which is a supporting frame 2, eliminating its interconnection with the upper rocker arm 2 · Other elements of the device are arranged in the same , as in the previously described example.

Postup prací na leštícím stroji, opatřeným přídavným zařízením podle vynálezu, je následující. Po zapnutí leštícího stroje se pomocí nenaznačeného motoru uvede do rotačního pohybu leštící nástroj 4, který je na své aktivní straně opatřen smolnou vrstvou, která se nejprve zvlhčí demineralizovanou vodou a potře leštící suspenzí. Tím je stroj připraven k vlastnímu zahájení leštění. Po opětném zastavení stroje se na nástroj 4 položí orovnávaci kotouč 2, do jehož vybrání se vloží kulovité zakončení 61 vodícího kolíku 2» upevněného stavitelně v přímém vedení 60 a nastaví se tak, aby orovnávaci kotouč 2 setrvával přibližně symetricky vzhledem k mezikruží leštící smoly 41 leštícího nástroje 2· Pak se do kladek 21 opřou vodici prstence 2 s maskami 21- Výškově jsou seřízeny kladky 21 tak, aby následně vykonávaly kývavý pohyb ve vzdálenosti asi 1 cm nad aktivním povrchem leštícího nástroje 4_. Po opětovném spuštění chodu stroje se uvede do rotačního pohybu leštící nástroj 4_ do činnosti a kývavý pohyb horního kyvného ramene 2· Do masek 31 se volně vloží za chodu obráběné optické prvky 32 tak, že svou obráběnou plochou dosednou na aktivní stranu leštícího nástroje 2· Dále pak probíhá proces řízeného leštění tak dlouho, dokud se nedosáhnou požadované hodnoty a požado- . váná kvalita leštěného povrchu.The process of working on a polishing machine provided with an additional device according to the invention is as follows. After the polishing machine is switched on, the polishing tool 4 is rotated by means of an unmarked motor, which is provided with a resin layer on its active side, which is first moistened with demineralized water and rubbed with the polishing slurry. The machine is ready to start polishing. After the machine has stopped again, a dressing disc 2 is placed on the tool 4, into which a spherical end 61 of the guide pin 2 »fixed in a straight guide 60 is inserted and adjusted so that the dressing disc 2 remains approximately symmetrical with respect to the ring. Then, the guide rings 2 with masks 21 are supported on the rollers 21. The rollers 21 are height-adjusted to subsequently perform a rocking movement about 1 cm above the active surface of the polishing tool 4. After the machine is started again, the polishing tool 4 is actuated in rotation and the oscillating movement of the upper rocker arm 2. The optical elements 32 to be machined are freely inserted into the masks 31 so that their machined surface abuts the active side of the polishing tool. then the controlled polishing process is continued until the desired value and the desired level are reached. quality of polished surface.

Popsané přídavné zařízení je vhodné pro všechny druhy klasických leštících strojů s horním kyvným ramenem určených k sériovému leštění rovinných ploch optických prvků.The described attachment is suitable for all types of classic polishing machines with upper swinging arm intended for serial polishing of flat surfaces of optical elements.

Claims

object of the invention

An additional device for polishing machines with an upper pendulum arm intended for processing planar surfaces, in particular planar surfaces of optical elements made of brittle materials such as glass, characterized in that the upper pendulum arm (1) of the polishing machine is over the original clamping sleeve (11) a fastening mandrel (10) firmly coupled to a support frame (2) which, by means of one or more pairs of freely rotating pulleys (21), carries and guides laterally on the tool (4) one or more guide rings (3) with workpieces (32) disposed in the masks (31) and that the rocker arm (1) or the directly supporting frame (2), fixedly connected to the arm (1), is provided with a straight guide (60) with a fixed guide pin (6) fixedly movable in a radial direction with respect to the center of the tool (4), and which fits with its spherical portion (61) into a recess (52) made in the center of gravity of the dressing disc (5) abutting by means of cemented discs (51) on the annulus of the polishing pitch (41) of the tool (4).