SU701773A1 - Apparatus for machining optical surfaces - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматизированным средствам обработки оптически поверхностей шлифованием или полированием . Известны устройства дл  обработки оптических поверхностей заготовок, содержащие шпиндель, несущий оаготовку и установленный на каретке, совершающий от крирошипно-шатунного механизма качательное движение относитель- но оси, перпенцлкуп рной к ос.ч .вращени  заготовки и проход щей через центр кри визны сферы сравнени , и механизм прижима инструмента к зж отовке, в который введен кул.ччок, программрю измениющий уг.илие прижима и кинематически св паи;1ый с кривошипом кривошипно-шатунио1-о м -ханизма таким образом, что одному обороту кривошипа соответствует один оборот кулачка ij. Недостатком атог-о устройства  вл етс  то, что оно позвол ет обрабатывать весьма ограниченный класс поверхностей онтичоских деталей, .-.t именно - асфери- ческих выпуклых поверхностей с малыми- значени ми радиуса кривизны. Использование же кулачка в качестве эле- мент, программно измен ющего величину усили  прижима инструмента % детали , требует изготовлени  кулачка сложной формы отдельно дл  каждой номенклатуры изделий, что существенно усложн ет процесс задани  программы обработки . Кроме того, рабоча  поверхность кулачка претерпевает износ в процессе обработки, что приводит к отклонению формы поверхности обрабатываемой детали от требуемой. Целью изобретени   вл етс  расширение возможностей программног о формообразовани  оптических поверхностей различных форм (плоских, выпуклых и вогнутых, сферических и асферических, осесимметричных и неосесимметричных) и упрощение процесса перехода от обработки деталей одних форм к другим. Дл  этого в предлагаемом устройстве механизм программносо у11 :1авлони  вы- 70 полней в виде двух коммутаторов с набором программнглх. элемантов, например потенциометров, нричем вхсмды коммутаторов соединены с выходами установленных на ос х, качани  поводка и вращени  шниндел , датчиков угла, а нрог аммный элемент, включенный одним ком мутатором, соединен носледозательно с программным элементом, включенным другим коммутатором. ; На фиг/ 1 показана схема размещеки  УЗЛ.ОВ предложенного устройства; на фиг. 2 - структурна  схема устройства; на фиг. 3 показано условное разделение обрабатываемой детали на кольцевые зоны; на фиг, 4 - на секторы; на фиг. 5 - на элементарные площадки, . образованные пересечением кольцевых зон с секторами. Устройство состоит из датчика угла 1,поводка 2, коммутатора 3, имеющего управл ющий вход 4, набора программны элементов 5, датчика угла 6-, шпинделЯ 7, коммутатора 8, имеющего управл ющий вход 9, набора программных элемен тов 10, привода 11 поводка 2, инструмента 12, привода 13 шпиндел  7, детали 14, механизма 15 прижима инстру мента 12 к детали 14, Устройство содержит также ось 16 качани  поводка 2 ось 17 вращени  шпиндел  7, цепь 18 управлени  механизмом прижима 15, тумблеры 19 и 20. Устройство работает следующим образом . При качании поводка 2 инструмента 12 последний последовательно посещает каждую из выделенных кольцевых зон детали 14. При этом датчик угла 1, установленный на оси качани  16 поводка 2,вырабатывает .сигнал, значение которого соответствует номеру, присвоенному текущей зоне. Указанный сигнал согласован с управл ющим входом 4 комму татора 3, который пос{ едовательно, в зависимости от сигнала датчика 1, вклю чает программные элементы 5, наприме потенциометры, в цепи управлени  18 механизмом прижима 15 инструмента к обрабатываемой детали 14. Количество программных элементов 5 в наборе соот ветствует количеству кольцевых зон, на которые разделена обрабатываема  деталь (фиг. 3). При вращении щпиндел  7 несущего деталь 14, инструмент 12. последовательно посещает каждый из выде ленных секторов детали. При этом датчик угла 6, установленный на оси 17 4 вращени  шпиндел  7, вы.1абагывает си1- нал, 3Ha4eFrHe которого соответствует номеру, присвоенному текущему сектору. Указанный сигнал согласован с управл ющим входом 9 коммутатора 8 {аналогичного коммутатору 3), который последовательно , в зависимости от сигнала датчика б, включает программные элементы 10 (аналогичные элементам 5) в цепи управлени  того же самого механизма прижима. Количество программных элементов Ю в наборе соответствует количеству секторов, на которые разделена обрабатываема  деталь (фиг. 4). В качестве механизма прижима 15 инструмента 12 к детали 14 может быть применен , например электромагнит. В этом случае параметром программного управлени   вл етс  ток в цепи катушки электромагнита . Программа формообразовани  задаетс  в соответствии с прин тым алгоритмом путем установки программных элементов в состо ни , обеспечивающие требуемый набор значений параметра управлени . В1спюченный в данный момент программный элемент 5 из набора соединен последовательно с подключенным элементом из набора 10. При вращении шпиндел  и одновременном несинхронном качании поводка инструмент в определенной последовательности посещает элементарные площадки, образованные пересечением кольцевых зон и секторов (фиг. 5). Поэтому имеетс  возмо жность выполнени  заданной программы формообразовани  по элементарным площадкам оптической поверхности. Иными словами, в этом случае осуществл етс  программный локальный съем припуска. При необходимости формообразовани  только но кольцевым зонам детали (фиг. 3), т. е. при съеме припуска с осевой симметрией, программные элементы набора 5 включены непосредственно в цепь управлени  18 механизма прижима инструмента - тумблер 2 О замкнут. В этом случае остальна  часть программного устройства (блоки 6, 8, 1О) закорочена и, следовательно, не принимает участи  в работе. При необходимости формообразовани  только по секторам детали (фиг. 4), т. е. при обработке поверхностей с внеосевой симметрией или устранении ошибок типа астигматизма, программные элементы набора 10 включены непосредственно в цепь управлени  18 механизма прижима инструмента - тумблер 19 замкслучае остальна  часть устройства (блоки 1, 3, 5) закорочена и, следовательно не принимает участи  в работе.This invention relates to automated means for treating optically surfaces by grinding or polishing. Devices for treating optical surfaces of workpieces are known, which contain a spindle carrying a marking and mounted on a carriage, performing a swinging motion from a cryopacking mechanism relative to an axis perpendicular to the rotation of the blank and passing through the center of curvature of the comparison sphere, and the mechanism for clamping the tool to the injector, into which a sleeve is inserted, which programmatically changes the angle of the clamp and kinematically connects; 1st with the crank, crank-rod-1-m-mechanism in such a way that one turn curve The error corresponds to one revolution of the cam ij. The disadvantage of this device is that it allows to process a very limited class of surfaces of ontic components, .-. T namely, aspherical convex surfaces with small values of the radius of curvature. Using the same cam as an element that programmatically changes the value of the tool pressing force% of the part requires the manufacture of a cam of a complex shape separately for each product range, which significantly complicates the process of setting the machining program. In addition, the cam working surface undergoes wear during processing, which leads to a deviation of the shape of the surface of the workpiece from the desired one. The aim of the invention is to expand the software capabilities of forming optical surfaces of various shapes (flat, convex and concave, spherical and aspherical, axisymmetric and non-axisymmetric) and simplify the process of transition from machining parts of one form to another. For this, in the proposed device, the software mechanism is 11: Avononi more complete in the form of two switches with a set of programming. elements, for example, potentiometers, switches and switches are connected to outputs installed on the axles, swing driver and rotation shnindel, angle sensors, and the sensor element connected by one switch is connected to a program element connected by another switch. ; In Fig / 1 shows the layout of the placement of the KNOT. OVER the proposed device; in fig. 2 is a block diagram of the device; in fig. 3 shows the conditional division of the workpiece into annular zones; in FIG. 4, per sectors; in fig. 5 - to elementary platforms,. formed by the intersection of annular zones with sectors. The device consists of an angle sensor 1, a driver 2, a switch 3 having control input 4, a set of software elements 5, an angle sensor 6, spindle 7, a switch 8 having control input 9, a set of program elements 10, a driver 11 2, the tool 12, the drive 13 of the spindle 7, the part 14, the mechanism 15 for clamping the tool 12 to the part 14; works as follows. When the driver 2 rotates the tool 12, the latter successively visits each of the selected annular zones of the part 14. At the same time, the angle sensor 1 installed on the swing axis 16 of the driver 2 produces a signal whose value corresponds to the number assigned to the current zone. This signal is matched to the control input 4 of the switch 3, which consistently, depending on the signal from sensor 1, includes program elements 5, for example potentiometers, in the control circuit 18 of the tool clamping mechanism 15 to the workpiece 14. Number of program elements 5 in the set corresponds to the number of annular zones into which the workpiece is divided (Fig. 3). During rotation of the clamping 7 of the carrier part 14, tool 12. sequentially visits each of the identified sectors of the part. At the same time, the angle sensor 6, mounted on the axis 17 4 of rotation of the spindle 7, pulls out 1, the signal, whose 3Ha4eFrHe corresponds to the number assigned to the current sector. This signal is matched with control input 9 of switch 8 (similar to switch 3), which sequentially, depending on sensor signal b, includes software elements 10 (similar to elements 5) in the control circuit of the same clamping mechanism. The number of program elements U in the set corresponds to the number of sectors into which the workpiece is divided (Fig. 4). As the mechanism of the clamp 15 of the tool 12 to the parts 14 can be applied, for example, an electromagnet. In this case, the software control parameter is the current in the coil of the electromagnet. The shaping program is set in accordance with the accepted algorithm by setting the program elements to the states that provide the required set of control parameter values. The currently loaded software element 5 from the set is connected in series with the connected element from the set 10. With the spindle rotating and the asynchronous swing of the leash simultaneously, the tool in a certain sequence visits elementary platforms formed by the intersection of the annular zones and sectors (Fig. 5). Therefore, it is possible to perform a predetermined shaping program for the elementary areas of the optical surface. In other words, in this case, program local removal of allowance is carried out. If it is necessary to form only the annular zones of the part (Fig. 3), i.e. when removing the allowance with axial symmetry, the program elements of the set 5 are directly connected to the control circuit 18 of the tool-clamping mechanism - the 2 O toggle switch is closed. In this case, the rest of the software device (blocks 6, 8, 1О) is shorted and, therefore, does not participate in the work. If it is necessary to shape only the sectors of the part (Fig. 4), i.e., when processing surfaces with off-axis symmetry or eliminating errors such as astigmatism, the software elements of the set 10 are included directly in the control circuit 18 of the tool-clamping mechanism - the toggle switch 19 is closed. Blocks 1, 3, 5) are short-circuited and therefore do not participate in the work.

Приведем пример задани  программы формообразовани  дл  случа , когда необходимо убрать известный припуск на одной из элементарных площадок детали ( вьщелена штриховкой на фиг. 5). Пусть данна  площадка образована пересечением зоны с йомером К-3 с сектором, имеющим номер L -4. Программные эле менты , соответствующие номерам остальных зон () и секторов (), выетавл ют в состо ни , обеспечивающие нулевые значени  управл ющего воздей-. стви . В го же врем  программные элементы , соответствующие зоне К-3 и сектору .L -4, выставл ют в состо ни , обеспечивающие требуемое значение параметра управлени , пользу сь при этом прин тым алгоритмом обработки и известной зависимостью между параметром управлени  и производ щим усилием, Произво- д щее усилие выполн етс  только при посещении инструментом выделенной площадки , этим обеспечиваетс  выполнение данной программы.Let us give an example of setting a shaping program for the case when it is necessary to remove the known allowance at one of the elementary areas of the part (shown in hatching in Fig. 5). Let this site be formed by the intersection of a zone with a K-3 yomer with a sector having the number L -4. The software elements corresponding to the numbers of the remaining zones () and sectors (), appear in the state providing zero values of the control effect. STI At the same time, software elements corresponding to the K-3 zone and the .L-4 sector are set to the states that provide the required value of the control parameter, using the accepted processing algorithm and the known relationship between the control parameter and the generating force, The producing force is performed only when the tool visits the selected site, this ensures the execution of this program.

Устройство дл  обработки оптических поверхностей, содержащее механизм качани  поводка инструмента, механизм вращени  щпиндел , механизм программнго управлени  принсима инструмента к детали, отличающеес  тем, что, с целью расщирени  возможностей программного формообразовани  оптических поверхностей и упрощени  процесса .перехода от обработки деталей одних форм к другим, механизм программного управлени  выполнен в виде двух коммутаторов с набором программных элементов , например потенциометров, причем входы коммутаторов соединены с выхо- дами установленных на ос х качани  поводка и вращени  шпиндел  датчиков угла , а программный элемент, включенный одним коммутатором, соединен последовательно с программным элементом, ; включенным другим коммутатором.A device for processing optical surfaces, which contains a mechanism for swinging the tool carrier, a rotation mechanism for the spindle, a software control mechanism for transferring the tool to the part, characterized in that, in order to expand the software forming capabilities of the optical surfaces and simplify the process of transitioning parts from one form to another, the program control mechanism is made in the form of two switches with a set of software elements, for example, potentiometers, and the inputs of the switches are connected with outputs mounted on the driver axle and rotation of the spindle angle sensors, and the program element connected by one switch is connected in series with the program element,; enabled by another switch.

Источник информации, прин тый во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 384636. кп.Д..,4-.В 13/00, 1,970,The source of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 384636. kpd., 4-.B 13/00, 1,970,

////

еe

ИAND

рR

7 0|7 0 |

|о| o

Фиг.2 2