DE102004030896A1 - Lens aligning device, has light source provided with reference to spindle axis and axially shiftable to socket, and light detector e.g. camera unit, provided with sensor e.g. CCD-chip, for detecting and evaluating luminance of beam - Google Patents
Lens aligning device, has light source provided with reference to spindle axis and axially shiftable to socket, and light detector e.g. camera unit, provided with sensor e.g. CCD-chip, for detecting and evaluating luminance of beam Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausrichten einer optischen Achse einer Linse mit zwei eine Spindelachse w aufweisenden Werkstückspindeln, die an ihrer Stirnseite jeweils eine Zentrierglocke zur Aufnahme der Linse aufweisen, wobei eine mit Bezug zur Spindelachse w axial zur Zentrierglocke versetzt angeordnete Lichtquelle für einen koaxial zur Werkstückspindel auszurichtenden, durch die zwischen den Zentrierglocken anbringbare Linse durchtretenden Lichtstrahl und ein mit Bezug zur Zentrierglocke gegenüberliegend angeordneter erster Lichtdetektor für den Lichtstrahl vorgesehen sind.The The invention relates to a device for aligning a optical axis of a lens with two spindle axes w having workpiece spindles, the at their front side in each case a centering bell for receiving having the lens, wherein one with respect to the spindle axis w axially to Centering arranged offset light source for a coaxial with the workpiece spindle be aligned, attachable by the between the centering Lens passing light beam and with respect to the centering bell opposite arranged first light detector for the light beam provided are.
Es
ist bereits eine Linsenrandschleifmaschine mit einer Werkzeugspindel
und zwei koaxial zueinander angeordneten Zentrierglocken aus der
In diesem Zusammenhang ist es allgemeiner Stand der Technik, unter Verwendung einer Fokussiereinheit den durch den Laser abgegebenen Lichtstrahl vor dem Durchtreten durch die Linse zu fokussieren, um damit einen entsprechend kleinen Lichtpunkt auf dem Laserdetektor zu erzeugen. Der Laserdetektor ist dabei als einfacher PSD-Aufnehmer ausgebildet, der die Bestimmung beliebiger Licht-Pixel aus der Menge aller durch den Lichtstrahl beleuchteten Pixel zulässt. Eine Auswertung der am jeweiligen Pixel herrschenden Lichtintensität ist nicht möglich.In In this context, it is the general state of the art, under Using a focusing unit emitted by the laser To focus light beam before passing through the lens, order a correspondingly small light spot on the laser detector to create. The laser detector is designed as a simple PSD transducer, the determination of any light pixels from the set of all through allows the light beam illuminated pixels. An evaluation of the am respective pixel prevailing light intensity is not possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausrichtvorrichtung und ein Verfahren zum Ausrichten von Linsen derart auszubilden und anzuordnen, dass eine schnelle und genaue Ausrichtung der Linse gewährleistet ist.Of the Invention is based on the object, an alignment and to design and arrange a method for aligning lenses in such a way that ensures a fast and accurate alignment of the lens is.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass der Lichtdetektor als Kamera-Einheit ausgebildet ist, die einen Sensor wie einen CCD-Chip zur Erkennung und Auswertung der durch den Lichtstrahl generierten Lichtintensität aufweist. Hierdurch wird erreicht, dass der auf dem Lichtdetektor bzw. auf dem Kamerasensor auftreffende Lichtstrahl seiner Intensität nach ausgewertet werden kann. Der auf dem Sensor auftreffende Lichtstrahl erzeugt eine Lichtstrahlposition P, die eine von der Streuung des Lichtstrahls und von dessen Ablenkung abhängige geometrische Form aufweist. Der Einsatz einer Kameraeinheit bzw. eines CCD-Chips gewährleistet die Auswertung dieser Form bzw. der dieser Form zugrunde liegenden Lichtintensität an den jeweiligen Pixeln zur Bestimmung des Abstands a zwischen der so gebildeten Lichtstrahlposition P und der Spindelachse w.Is solved the task according to the invention by that the light detector is designed as a camera unit, the one Sensor like a CCD chip for detection and evaluation of the through the Light beam generated light intensity has. This will achieved that on the light detector or on the camera sensor incident light beam can be evaluated according to its intensity. The light beam impinging on the sensor generates a light beam position P, which is a dependent on the scattering of the light beam and its deflection geometric Form has. The use of a camera unit or a CCD chip guaranteed the evaluation of this form or the underlying this form Light intensity at the respective pixels for determining the distance a between the thus formed light beam position P and the spindle axis w.
Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass die Lichtquelle als Lichtablenkeinheit ausgebildet ist, wobei ein die Lichtquelle aktivierender Laser vorgesehen ist, der mit Bezug zur Spindelachse w radial versetzt zur Lichtquelle angeordnet ist. Durch den Einsatz der Lichtablenkeinheit wie z. B. eines Prismas wird der Einsatz der Vorrichtung für durchlichtige Linsen (Durchlichtlinsen) einerseits sowie lichtundurchlässige Linsen (Auflichtlinsen) andererseits möglich. Dabei wird auf sichtbares Licht Bezug genommen, das die Generierung einer sichtbaren Lichtstrahlposition P gewährleistet. Insbesondere bei der Ausrichtung von Auflichtlinsen wird der von der Lichtablenkeinheit bzw. vom Prisma auf die Linsenoberfläche auftreffende Lichtstrahl auf der Linsenoberfläche reflektiert und tritt wiederum durch die Lichtablenkeinheit bzw. das Prisma hindurch, um auf dem Sensor der Kameraeinheit aufzutreffen. Der zur Generierung des Lichtstrahls erforderliche Laser ist dabei in radialer Richtung seitlich versetzt dazu angeordnet und behindert damit diesen Strahlengang nicht.Advantageous It is also that the light source as a light deflection unit is formed, wherein a light source activating laser is provided, the radially offset with respect to the spindle axis w to the light source is arranged. By using the light deflection unit such. B. a prism is the use of the device for transparent Lenses (transmitted light lenses) on the one hand and opaque lenses (Auflichtlinsen) on the other hand possible. It refers to visible light, which is the generation a visible light beam position P guaranteed. Especially at the alignment of Auflichtlinsen is that of the light deflection unit or from the prism to the lens surface incident light beam reflects on the lens surface and in turn occurs through the light deflection unit or the prism through to on the Sensor of the camera unit. The for the generation of the light beam required laser is offset laterally in the radial direction arranged to and thus does not hinder this beam path.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass die Lichtquelle an einem ersten X-Y-Verstelltisch angeordnet ist, der eine stufenlose Positionierung in einer rechtwinklig zur Spindelachse w angeordneten X-Y-Ebene gewährleistet. Der Einsatz des X-Y-Verstelltisches lässt die Kalibrierung des Systems, also die Ausrichtung des Lichtstrahls, rechtwinklig zur Sensorfläche und koaxial zur Spindelachse w zu.A additional possibility is according to a further development, that the light source is arranged on a first X-Y adjustment stage is a stepless positioning in a right angle to the Spindle axis w arranged X-Y plane guaranteed. The use of the X-Y adjustment table leaves the calibration of the system, ie the orientation of the light beam, at right angles to the sensor surface and coaxial with the spindle axis w.
Ferner ist es vorteilhaft, dass ein zweiter Lichtdetektor vorgesehen ist, der mit Bezug zur Lichtquelle gegenüberlie gend zum ersten Lichtdetektor angeordnet ist. Da der erste Lichtdetektor mit Bezug zur Linse gegenüberliegend zur Lichtablenkeinheit angeordnet ist, also für Durchlichtlinsen verwendet wird, ist der zweite Lichtdetektor zum Ausrichten von Auflichtlinsen vorgesehen. Er erfasst den oben beschriebenen, von der Linse reflektierten Lichtstrahl einer Auflichtlinse bzw. einer undurchlichtigen Linse.Further, it is advantageous that a second light detector is provided, which is arranged with respect to the light source gegenüberlie quietly to the first light detector. Since the first light detector with respect to the lens is arranged opposite to the light deflection unit, that is used for transmitted light lenses is, the second light detector is provided for aligning Auflichtlinsen. It detects the above-described, reflected by the lens light beam of a Auflichtlinse or an opaque lens.
Vorteilhaft ist es auch, dass der erste und/oder der zweite Lichtdetektor an einem zweiten X-Y-Verstelltisch angeordnet ist, der eine stufenlose Positionierung in der X-Y-Ebene gewährleistet. Somit ist die Kalibrierung des Systems, also die Ausrichtung der jeweiligen Detektoren bzw. Sensoren, relativ zum generierten Lichtstrahl möglich.Advantageous it is also that the first and / or the second light detector on a second X-Y adjustment stage is arranged, which provides a stepless positioning guaranteed in the X-Y plane. Thus, the calibration of the system, so the orientation of the respective detectors or sensors, relative to the generated light beam possible.
Dabei ist es vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Winkelstellung der Lichtquelle und/oder des Lichtdetektors zur Spindelachse w einstellbar ist. Neben der seitlichen Ausrichtung in der X-Y-Ebene dient die Ausrichtung in einer X-Z- bzw. Y-Z-Ebene ebenfalls der Kalibrierung des Systems mit Rücksicht auf eine mögliche Verkippung des Prismas bzw. der Lichtquelle.there It is advantageously provided that the angular position of the Light source and / or the light detector to the spindle axis w adjustable is. In addition to the lateral orientation in the X-Y plane is the Alignment in an X-Z or Y-Z plane also the calibration of the system with consideration to a possible Tilting the prism or the light source.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zum Ausrichten einer auf einer Zentrierglocke aufliegenden Linse, durch die ein von einer Lichtquelle generierter, koaxial oder parallel zur Spindelachse w ausgerichteter Lichtstrahl gesendet und von einem Detektor die Lichtstrahlposition P erfasst wird, wobei die Lage der Linse nach dem Auswerten der Position P des Lichtstrahls auf dem Detektor durch ein rechtwinklig zur Spindelachse w in Richtung einer x-Achse bewegbares Werkzeug automatisch korrigiert wird. Die oben genannte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Abstand a der Lichtstrahlposition P zur Spindelachse w be rechnet wird und die Linse in Abhängigkeit von der ermittelten Lichtstrahlpositionen P derart zum Werkzeug ausgerichtet wird, dass der, die Lichtstrahlposition P begründende Teil der Linse bzw. mindestens ein Schnittpunkt der Linse mit dem Lichtstrahl auf einer die Spindelachse w und eine Werkzeugachse z verbindenden Graden, zwischen der Spindelachse w und der Werkzeugachse z angeordnet ist. Der Schnittpunkt der Linse mit dem Lichtstrahl ist dabei der Punkt, von dem aus der Lichtstrahl von der Linse ausgehend auf den Detektor fällt. Dieser ist bei verkippter Linse exzentrisch zur Spindelachse w angeordnet.The The invention further relates to a method for alignment a resting on a centering lens through which a generated by a light source, coaxial or parallel to the spindle axis w aligned light beam sent from a detector and the Light beam position P is detected, the position of the lens after evaluating the position P of the light beam on the detector perpendicular to the spindle axis w in the direction of an x-axis movable Tool is automatically corrected. The above task is solved by the distance a of the light beam position P to the spindle axis w be calculated and the lens depending on the determined Light beam positions P is aligned to the tool so that the, the light beam position P founding Part of the lens or at least one point of intersection of the lens with the Light beam on a spindle axis w and a tool axis z connecting degrees, between the spindle axis w and the tool axis z is arranged. The intersection of the lens with the light beam is the point from which the light beam from the lens falls on the detector. This is arranged with tilted lens eccentric to the spindle axis w.
Durch das Drehen der Linse um die Spindelachse w wird erreicht, dass auf dem Sensor der Kameraeinheit verschiedene Lichtstrahlpositionen P beschrieben werden, die durch die Drehung in Verbindung mit dem Winkelfehler α der Linse auf einem Positionskreis angeordnet sind. Die verschiedenen Abstände a der Lichtstrahlpositionen P zur Spindelachse w können somit berechnet und für die Ausrichtung der Linse günstige Verschieberichtungen und Verschiebewege ermittelt werden, so dass nur ein Ausrichtvorgang notwendig ist. Bei der Verschiebung der Linse auf der Zentrierglocke ist zu beachten, dass eine kombinierte Bewegung der Linse erfolgt. Die Linse wird beim Verschieben translatorisch, rechtwinklig zur Spindelachse w verschoben und gleichzeitig um den Mittelpunkt des der Zentrierglocke zugewandten Linsenradius R2 verschwenkt.By the rotation of the lens about the spindle axis w is achieved the sensor of the camera unit different light beam positions P described by the rotation in conjunction with the Angle error α the Lens are arranged on a position circle. The different distances a of the light beam positions P to the spindle axis w can thus calculated and for the orientation of the lens favorable Displacement corrections and displacement routes are determined so that only one alignment process is necessary. When moving the lens on the centering bell is to be noted that a combined movement the lens is done. The lens translates when moving, moved at right angles to the spindle axis w and at the same time around the Center of the centering bell facing lens radius R2 pivoted.
Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass zur Ermittlung des Abstands a der Lichtstrahlpositionen P die Lichtintensitätsverteilung auf dem als CCD-Chip ausgebildeten Detektor erfasst wird und von der geometrischen Form der Lichtstrahlpositionen P, die sich durch die Lichtintensitätsverteilung ergibt, ein Mittelpunkt oder ein geometrischer Schwerpunkt und dessen Abstand a zur Spindelachse w berechnet wird. Die Berücksichtigung des Mittelpunktes bzw. des geometrischen Schwerpunktes der so gebildeten Lichtstrahlposition P gibt sehr genau die tatsächlichen Auflageverhältnisse der Linse bzw. deren Winkelfehler α wider.From special meaning is for the present invention that for determining the distance a of Light beam positions P, the light intensity distribution on the as a CCD chip trained detector is detected and of the geometric shape the light beam positions P, which are divided by the light intensity distribution gives, a center point or a geometric center of gravity and its Distance a to the spindle axis w is calculated. The consideration the center or the geometric center of gravity of the thus formed Light beam position P gives very accurate the actual support conditions the lens or its angular error α against.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass zur Berechnung des Mittelpunktes oder des geometrischen Schwerpunktes eine Umfangslinie der geometrischen Form der Lichtstrahlpositionen P ermittelt wird. Die Berücksichtigung der Umfangslinie dient der Schwerpunktsbestimmung und führt ebenfalls zu einer sehr genauen Ermittlung des Winkelfehlers α.in the Connection with the construction and arrangement according to the invention it is advantageous that for the calculation of the center or the geometric center of gravity a perimeter of geometric Shape of the light beam positions P is determined. The consideration The circumference line serves to determine the center of gravity and also guides to a very accurate determination of the angular error α.
Vorteilhaft ist es ferner, dass zwischen 1 und 50, insbesondere zwischen 3 und 20 Lichtstrahlpositionen P, P' pro Umdrehung der Linse ermittelt werden. Bei der Auswahl der zu ermittelnden Lichtstrahlpositionen P ist die zur Berechnung benötigte Rechenzeit einerseits sowie die Anzahl der zur Verfügung stehenden Positionen andererseits abzuwägen.Advantageous it is further that between 1 and 50, in particular between 3 and 20 light beam positions P, P 'per Rotation of the lens can be determined. When selecting the to be determined Light beam positions P is the computation time required for the calculation on the one hand, and the number of available positions on the other weigh.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass ausgehend von dem Abstand a zumindest einer Lichtstrahlposition P ein Winkelfehler α der Linse berechnet wird. Der Winkelfehler α stellt dabei die maßgebliche, für den Anwender aussagekräftigste Größe dar, sodass dieser mit Berücksichtigung der gegebenen Toleranzen, wie z. B. die Auflösung des Sensors oder etwaige Linsenfehler, die Genauigkeit der Ausrichtung bzw. Linsenposition ermitteln kann bzw. kennt.Besides that is It is advantageous that starting from the distance a at least one Light beam position P, an angular error α of the lens is calculated. The angle error α represents the authoritative, for the user most meaningful Size, so take this into consideration the given tolerances, such. B. the resolution of the sensor or any lens defects, determine the accuracy of the alignment or lens position or knows.
Ferner ist es vorteilhaft, dass bei der Berechnung des Winkelfehlers α die Mittendicke Md der Linse, die beiden Krüm mungsradien R1, R2 der Linse, der Brechungsindex der Linse, das die Linse umgebende Medium und/oder der Abstand der Linse zum Detektor berücksichtigt wird.Further it is advantageous that in the calculation of the angular error α, the center thickness Md the lens, the two Krüm radius of movement R1, R2 of the lens, the refractive index of the lens surrounding the lens Medium and / or the distance of the lens to the detector considered becomes.
Schließlich ist es von Vorteil, dass zur Auswertung der Lichtintensitätsverteilung auf dem Detektor ein Intensitätsschwellwert für die einzelnen Pixel-Helligkeitswerte definiert wird und nur diejenigen Pixel, deren Helligkeitswert oberhalb des Intensitätsschwellwertes liegt, für die Ermittlung der geometrischen Form der Lichtstrahlpositionen P verwendet werden. Die Berücksichtigung bzw. der Einsatz eines Intensitätsschwellwerts gewährleistet ebenfalls eine äußerst präzise Auswertung der gegebenen Auflageverhältnisse der Linse. Durch das damit verbundene Ausblenden sehr schwach beleuchteter Sensorabschnitte bzw. Pixel werden Streulicht und die damit verbundenen Einflüsse in der Auswertung nicht berücksichtigt.Finally, it is advantageous that an intensity threshold value for the individual pixel brightness values is defined for the evaluation of the light intensity distribution on the detector, and only those Pixels whose brightness value is above the intensity threshold, are used for the determination of the geometric shape of the light beam positions P. The consideration or the use of an intensity threshold also ensures a very precise evaluation of the given contact conditions of the lens. Due to the associated hiding very weakly illuminated sensor sections or pixels scattered light and the associated influences are not taken into account in the evaluation.
Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass zur Auswertung der Lichtintensitätsverteilung auf dem Detektor ein Vergleich mit einer früheren, bekannten Lichtintensitätsverteilung erfolgt. Die verschiedenen Beispiele für mögliche Lichtintensitätsverteilungen, insbesondere von sehr schlecht bzw. außermittig aufgelegten Linsen, können dabei beispielhaft generiert werden, sodass für die Auswertung ein Rückgriff auf diese Daten zur Abschätzung der aktuellen Auflageverhältnisse der Linse möglich ist. Wenn der Vergleich mit einer früheren, bekannten Lichtintensitätsverteilung positiv ausfällt, also wenn ein auswertbares Bild der Lichtstrahlposition P vorhanden ist, so wird sofort der Ausrichtvorgang eingeleitet. Sollte aber kein der Auswertung zugängliches Bild vorliegen, also eine in soweit undefinierte Reflexion des Lichtstrahls an der Spindelinnenseite, so muss die Linse vorab, wie unten beschrieben, grob ausgerichtet werden.Advantageous it is also this, that for the evaluation of the light intensity distribution on the detector a comparison with an earlier, known light intensity distribution he follows. The different examples of possible light intensity distributions, in particular from very bad or off-center put on lenses, can are generated as an example, so for the evaluation of a recourse on this data for estimation the current conditions of support the lens possible is. If the comparison with an earlier, known light intensity distribution positive, So if an evaluable image of the light beam position P exists is, then the alignment process is initiated immediately. Should but no evaluation available Picture present, so in so far undefined reflection of the light beam on the inside of the spindle, the lens must be pre-set, as described below, be roughly aligned.
Letztlich ist es von Vorteil, dass das Werkzeug an die Linse herangefahren wird und die Linse durch weiteren Vorschub v des Werkzeugs verschoben wird, wobei die sich damit verändernde Lichtstrahlposition P in einer Frequenz f ermittelt wird. Durch die Ermittlung der jeweils neuen Lichtstrahlposition mit gegebener Frequenz kann somit der sich verändernde Abstand a und damit der sich verändernde Winkelfehler α ermittelt werden, sodass der Verschiebeprozess nach Erreichen eines gewünschten Minimalabstands bzw. nach Unterschreiten eines einstellbaren Abstandsschwellwerts endet. Sollte während des Verschiebeprozesses der Abstand wieder größer werden, weil die Linse in eine ungewünschte Richtung bewegt wird, so endet der Verschiebeprozess ebenfalls. Die für die Ermittlung erforderliche Frequenz f ist dabei maßgeblich abhängig von der Verschiebegeschwindigkeit, sodass bei sehr geringen Verschiebegeschwindigkeiten eine entsprechend niedrigere Frequenz gewählt werden kann.Ultimately It is advantageous that the tool moved up to the lens is moved and the lens by further feed v of the tool becomes, whereby the with it changing Light beam position P is determined in a frequency f. By the determination of each new light beam position with given Frequency can thus be the changing one Distance a and thus the changing Angle error α determined so that the move process after reaching a desired Minimum distance or after falling below an adjustable distance threshold ends. Should while of the shifting process, the distance will get bigger again because of the lens in an unwanted Direction is moved, the shift process also ends. The for the determination of the required frequency f is decisive depending on the sliding speed, so at very low displacement speeds a correspondingly lower frequency can be selected.
Vorteilhaft ist es auch, dass die Frequenz f zwischen 1 und 50 Hz, insbesondere zwischen 10 und 20 Hz beträgt. Daneben sind auch Frequenzen kleiner als 1 Hz, also zwischen 0,01 Hz und 0.9 Hz vorgesehen.Advantageous it is also that the frequency f is between 1 and 50 Hz, in particular between 10 and 20 Hz. In addition, frequencies are less than 1 Hz, ie between 0.01 Hz and 0.9 Hz.
Ferner ist es vorteilhaft, dass das Werkzeug an die Linse herangefahren wird und die Linse durch weiteren Vorschub v des Werkzeugs verschoben wird, wobei der Vorschub v, der kontinuierlich oder in Intervallen zwischen 1 μm und 200 μm, insbesondere zwischen 5 μm und 50 μm erfolgt. Die oben genannte Messfrequenz f wäre bei kontinuierlicher Verschiebung des Werkzeugs bzw. kontinuierlicher Bewegung des Werkzeugs festzulegen. Bei Anwendung von Intervallbewegun gen, also schrittweisen Bewegungen des Werkzeugs, erfolgt die jeweilige Messung des neuen Abstands nach dem jeweiligen Verschiebeintervall, also zwischen den verschiedenen Verschiebebewegungen. Dabei ist eine Berücksichtigung des sich verändernden Werkzeugdurchmessers nicht notwendig.Further It is advantageous that the tool moved up to the lens and the lens is moved by further feed v of the tool, where the feed v is continuous or at intervals between 1 μm and 200 μm, in particular between 5 μm and 50 μm he follows. The above measurement frequency f would be at continuous displacement of the tool or continuous movement of the tool. When interval movements are used, ie gradual movements of the tool, the respective measurement of the new distance takes place after the respective shift interval, ie between the different shift movements. Here is a consideration of the changing Tool diameter not necessary.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass die Durchmesserveränderung des Werkzeugs durch Auswertung des Soll-Ist-Vergleichs des Durchmessers der Linse ermittelt und als Korrekturwert für den aktuellen Werkzeugdurchmesser berücksichtigt wird. Dabei ist es notwendig, die zu bearbeitenden Linsen vor sowie nach dem Bearbeiten zu vermessen, sodass die Abweichung zwischen dem gewünschten Soll-Wert und dem erreichten Ist-Wert erfasst wird. Diese Abweichung ist demnach ein Maß für die Abtragung bzw. Ungenauigkeit des Werkzeugs und kann somit in zukünftigen Messungen Einfluss finden. Das Werkzeug kann somit präziser positioniert und die Linse somit schneller angefahren werden.Besides that is It is advantageous that the diameter change of the tool by Evaluation of the target-actual comparison of the diameter of the lens determined and as a correction value for the current tool diameter is taken into account. That's it necessary, the lenses to be processed before and after editing to measure, so the deviation between the desired Target value and the achieved actual value is detected. This deviation is therefore a measure of the removal or inaccuracy of the tool and can thus in future Measurements find influence. The tool can thus be positioned more precisely and the lens can be approached faster.
Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs beim Anfahren an die Linse zwischen 10 mm/min und 200 mm/min, insbesondere zwischen 30 mm/min und 60 mm/min und/oder beim Verschieben der Linse zwischen 0,1 mm/min und 100 mm/min, insbesondere zwischen 0,5 mm/min und 10 mm/min beträgt. Bei einer kontinuierlichen Verschiebung des Werkzeugs, wie oben bereits beschrieben, ist in Abhängigkeit der gewünschten Messfrequenz und in Abhängigkeit des zurückzulegenden Verschiebewegs die gewünschte Vorschubgeschwindigkeit zu wählen.From special meaning is for the present invention that the feed rate of the Tool when approaching the lens between 10 mm / min and 200 mm / min, in particular between 30 mm / min and 60 mm / min and / or at Moving the lens between 0.1 mm / min and 100 mm / min, in particular between 0.5 mm / min and 10 mm / min. In a continuous Displacement of the tool, as already described above, is in dependence the desired Measuring frequency and depending of the to be covered Move the desired Feed rate to choose.
Vorteilhaft ist es auch, dass während des Rotierens und vor dem Erfassen der Lichtstrahlpositionen P auf dem Detektor das Werkzeug zum Ausrichten der Linse mit Abstand rt zur Spindelachse w positioniert wird, wobei rt gleich der Radius r der Linse plus ein Toleranzwert t ist und der Toleranzwert t in Abhängigkeit vom Werkzeugdurchmesser zwischen 20 μm und 1000 μm, insbesondere zwischen 50 μm und 300 μm beträgt. Hierbei wird berücksichtigt, dass eine Linse sehr grob außermittig zur Auflage kommt, sodass zunächst aufgrund erheblicher Winkelfehler α eine direkte Lichtpunktposition auf dem Sensor nicht generiert wird und damit eine Auswertung nicht möglich ist. Der durch Spindeln durchtretende Lichtstrahl wird innerhalb der Spindel durch die Spindelinnenseite reflektiert und trifft insoweit unkontrolliert auf den Sensor auf. In diesem Fall ist eine grobe konzentrische Ausrichtung der Linse bis auf einen die automatische Ausrichtung zulassenden Winkelfehler α möglich. Bei dieser Ausrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Linse und die Schleifscheibe im Berührpunkt die gleiche Umfangsgeschwindigkeit aufweisen, also gegeneinander abwälzen, so dass neben den Auflagekräften der Linse auf der Zentrierglocke keine zusätzlichen Reibungskräfte an der Linse angreifen.It is also advantageous that, during the rotation and before detecting the light beam positions P on the detector, the tool for aligning the lens is positioned at a distance rt to the spindle axis w, where rt is the radius r of the lens plus a tolerance value t and the tolerance value t depending on the tool diameter between 20 .mu.m and 1000 .mu.m, in particular between 50 .mu.m and 300 .mu.m. In this case, it is taken into account that a lens comes to rest very coarse off-center, so that a direct light spot position on the sensor is not initially generated due to considerable angular errors α and thus an evaluation is not possible. The passing through spindles light beam is inside the spindle through the Spindelinnensei te reflects and so far uncontrolled on the sensor. In this case, a coarse concentric alignment of the lens is possible up to an automatic alignment allowing angular error α. In this orientation, it is advantageous if the lens and the grinding wheel at the contact point have the same circumferential speed, ie, roll against each other, so that in addition to the contact forces of the lens on the centering no additional frictional forces act on the lens.
Ferner ist es vorteilhaft, dass eine Vorrichtung wie einleitend beschrieben verwendet wird.Further It is advantageous that a device as described in the introduction is used.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:Further Advantages and details of the invention are in the claims and explained in the description and shown in the figures. It shows:
Die
Vorrichtung zum Ausrichten einer Linse
Die
beiden Werkstückspindeln
Unterhalb
der Werkzeugspindeln
Die
Linse
Gegenüberliegend
zur ersten Kameraeinheit
Sowohl
die erste Kameraeinheit
Zusätzlich ist
die Kameraeinheiten
Seitlich
versetzt zur Linse
Der
in
Durch
Auswertung des Abstands a wird zwischen der Lichtstrahlposition
P, P' und der Spindelachse
w der dieser Auslenkung zugrunde liegende Winkelfehler α, also die
Verkippung der Linse
Die
in
Nach
dem Ausrichten der Linse
- 11
- Linselens
- 1.11.1
- optische Achseoptical axis
- 2.12.1
- WerkstückspindelWorkpiece spindle
- 2.22.2
- WerkstückspindelWorkpiece spindle
- 3.13.1
- Zentrierglockecentering
- 3.23.2
- Zentrierglockecentering
- 44
- Lichtquelle, PrismaLight source prism
- 55
- Lichtstrahlbeam of light
- 6.16.1
- erster Lichtdetektor, Kamera-Einheitfirst Light detector, camera unit
- 6.26.2
- zweiter Lichtdetektor, Kamera-Einheitsecond Light detector, camera unit
- 6.36.3
- erster Sensorfirst sensor
- 6.46.4
- zweiter Sensorsecond sensor
- 6.56.5
- Sensorflächesensor surface
- 77
- Laserlaser
- 8.18.1
- erster X-Y-Verstelltischfirst X-Y positioning table
- 8.28.2
- zweiter X-Y-Verstelltischsecond X-Y positioning table
- 8.38.3
- dritter X-Y-Verstelltischthird X-Y positioning table
- 99
- WerkzeugTool
- 10.110.1
- VerkippvorrichtungVerkippvorrichtung
- 10.310.3
- VerkippvorrichtungVerkippvorrichtung
- 11.111.1
- Höhenverstellungheight adjustment
- 11.211.2
- Höhenverstellungheight adjustment
- 11.311.3
- Höhenverstellungheight adjustment
- aa
- Abstanddistance
- αα
- Winkelfehlerangular error
- MdMd
- Mittendickecenter thickness
- PP
- LichtstrahlpositionLight beam position
- P'P '
- LichtstrahlpositionLight beam position
- R1R1
- Krümmungsradiusradius of curvature
- R2R2
- Krümmungsradiusradius of curvature
- ww
- Spindelachsespindle axis
- xx
- Achseaxis
- yy
- Achseaxis
- zz
- Achseaxis
- ff
- Frequenzfrequency
- vv
- Vorschubfeed
- rtrt
- Abstanddistance
- rr
- Radiusradius
- tt
- Toleranzwerttolerance
Claims (21)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2004-06-25 DE DE102004030896A patent/DE102004030896B4/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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DE102004030896B4 (en) | 2010-09-02 |
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