Justierdrehen
Sie wollen hochpräziser optischer Systeme effizient fertigen? Dann lohnt es sich ein genauer Blick auf das Justierdrehen.
In diesem einzigartigen Verfahren werden der Fassungsrand und die Flanschflächen von gefassten Linsen und Lasern so gefertigt, dass die Symmetrieachse der Fassung mit der optischen Achse der Linse oder dem Laserstrahl übereinstimmt. Dabei kommt zur optischen Messung die bewährte Zentriermess-System OptiCentric® zum Einsatz. Diese kombinieren wir mit einer ultrapräzisen Drehmaschine.
Anwendungen
Gefasste Linsen
Mit ihrem universellen Design und den vielseitigen messtechnischen Möglichkeiten können die Justierdrehmaschinen der ATS-Serie alle gefassten Linsen und Linsenbaugruppen bearbeiten – auch solche, die im Infrarotbereich arbeiten, asphärischen Oberflächen haben oder nicht in ihre Fassungen geklebt werden können. Gerade wenn es um die Effizienzsteigerung geht, fällt die Wahl so immer auf das Justierdrehen mit ATS. Hier hat sich das System nicht nur in der Massenproduktion, sondern auch bei der Herstellung von kundenspezifischen Objektive bewährt.
Laserdioden
Ebenso wie für gefassten Linsen kann die ATS für Laserdioden eingesetzt werden und erspart auch hier eine aufwendige Ausrichtung bei der Montage. Der Laserstrahl dieser aktiven Prüfling dient als Zentrierachse für die Ausrichtung der gefassten Diode zur Rotationsachse der Drehmaschine. Während die Korrektur der Neigung bereits in der Standardkonfiguration möglich ist, erlaubt ein zweiter optischer Messarm zusätzlich die Korrektur der Verschiebung. Die Bearbeitung der Fassung erfolgt ebenso wie bei den passiven Elementen durch Präzisionszerspanung mit Diamantwerkzeugen.Coffee Break
Keine Zeit für lange Erklärvideos?
Wir fassen für Sie ein Thema kurz und prägnant zusammen. Während einer Kaffeepause erhalten Sie die Kernaussagen zu den unterschiedlichsten Technologiethemen.
Bearbeitung von montierten Linsen, die aus mehreren Elementen bestehen, mit Justierdrehen
Es ist bekannt, dass montierte Linsen, die aus mehreren optischen Elementen bestehen, auch durch Justierdrehen bearbeitet werden können. In diesem Video sehen Sie jedoch, wie wichtig die inneren optischen Flächen sind und wie sie bei der Bearbeitung in der ATS- Justierdrehmaschine berücksichtigt werden.
Success Story
Starkes Vertrauen in unsere Expertise
ATS erhöht bei Sill die Präzision der Objektive auf ein Maximum
Sill Optics hat erfolgreich die TRIOPTICS Justierdrehmaschine in Ihren Produktionsprozess eingeführt. Martin Kolb, Projektmanager Laser Optics, erläutert den Nutzen: “Beim Versuch der exakten Ausrichtung von mechanischer und optischer Achse, kann es mit herkömmlichen Bearbeitungsverfahren zu Abweichungen von wenigen Winkelminuten kommen. Diese Kippfehler würden in unseren hochpräzisen Mehrfachlinsensystemen für inakzeptable Ungenauigkeiten sorgen. Dank der ATS von TRIOPTICS können wir die Toleranzen der Restkippfehler auf wenige Bogensekunden reduzieren. Das Justierdrehen erhöht die Präzision unserer Objektive auf ein Maximum. Für unsere Hochpräzisionsobjektive haben wir die ATS deshalb regelmäßig im Einsatz.”Qualitätssprung in der Präzisionsfertigung bei WILD
WILD hat kürzlich eine neue Zentrierdrehmaschine – die ATS 200 UP – in Betrieb genommen. Sie ist Dreh- und Angelpunkt für höchste Präzision und Effizienz in der Fertigung komplexer Optiken.
„Justierdrehen in der Qualität, wie wir es nun anbieten, wird künftig die Tür zu neuen optischen Designs mit sehr geringen Luftabständen öffnen.“
Stefan Werkl, WILD Geschäftsbereichsleiter Optische Technologien
Sie sind begeistert von den Möglichkeiten, die das Justierdrehen bietet, brauchen aber eine Lösung die Reinraum-tauglich ist? Dann schauen Sie sich doch einmal unsere OptiCentric® Bonding-Systeme an!
Knowledge base
Messen und Justierdrehen von optischen Baugruppen
Das Justierdrehen ist das einzige Verfahren, mit dem alle relevanten Parameter einer gefassten Linse justiert werden können, insbesondere auch der Abstand zwischen beiden Scheitelpunkten und der Anlagefläche. Außerdem kann eine große Anzahl unterschiedlicher Fassungsgrößen bearbeitet werden. Und zu guter Letzt erreichen hochpräzise Drehmaschinen sehr gute Fertigungsgenauigkeiten von bis zu 0,5 µm.
Variable Bedingungen und Optionen
Beim Justierdrehen ist die Linse bereits in ihrer Fassung fixiert. Das bedeutet, dass für sehr präzise Optiken spannungsarme Klebstoffe mit sehr langen Aushärtezeiten verwendet werden können. Ebenso können die Linsen gebördelt oder durch Schraubringe gehalten werden, wenn die verfügbaren Klebstoffe für die geplante Anwendung nicht geeignet sind. Da die Linse zu Beginn des Prozesses ausgerichtet wurde, liegen die optische Achse der Linse und die mechanische Achse der Fassung präzise übereinander, wenn diese auf der Drehmaschine entsprechend der optischen Achse der Linse bearbeitet werden. Um eine hohe Genauigkeit zu erreichen, hat TRIOPTICS neben hochauflösenden Autokollimatoren weitere Messtechnik in seine Justierdrehmaschinen integriert. Hierzu zählen taktile und optische Messgeräte, welche eine hochgenaue Messung der relevanten mechanischen Parameter gewährleisten. So wird höchste Präzision durch einen schrittweisen Bearbeitungsprozess erreicht, bei dem die Fassungsgenauigkeit nach jedem Bearbeitungsschritt überprüft wird. Die beim Justierdrehen eingesetzten Fassungen müssen vor der Bearbeitung keine außergewöhnlich engen Toleranzen erfüllen. Das Aufmaß muss lediglich groß genug sein, um die geforderte Toleranz nach der Bearbeitung zu erfüllen.Der Abstand des Linsenvertex zur oberen Anlagefläche kann mit einer Genauigkeit von bis zu ±1 µm (ATS 200) gefertigt werden. Ebenso kann der Durchmesser mit einer absoluten Genauigkeit von bis zu ±2 µm gefertigt werden. Der verbleibende Zentrierfehler lässt sich beim Einsatz eines geeigneten Justierfutters auf weniger als 0,5 µm verringern. Zudem kann mit einem Kurzkohärenzinterferometer die Mittendicke der gefassten Linse auf der Maschine gemessen werden, so dass die Anlageflächen jeweils hochgenau in Bezug zu jeder einzelnen Linse gefertigt werden können. Mehrere durch Justierdrehen gefertigte, gefasste Linsen können übereinander in einen Tubus eingesetzt werden. Durch die Art der Bearbeitung im Mikrometerbereich ist die Ausrichtung aller Linsen zueinander sichergestellt. Dadurch können gefasste Linsen ohne weitere Justageschritte in einen Tubus montiert werden.
Justierdrehen mit Justierfutter
Das Justierdrehverfahren wird in den nachfolgenden Abbildungen (Abb. 3) beschrieben.Beim Justierdrehen wird als erstes die Linsenfassung mit der eingeklebten Linse in ein Justierfutter eingespannt und anschließend die Lage der optischen Achse der Linse zur Spindelachse mit dem OptiCentric® System gemessen. Mit Hilfe des Justierfutters wird die Linse dann so ausgerichtet, dass ihre beiden Krümmungsmittelpunkte möglichst genau auf der Drehachse der Spindel liegen.
Anschließend wird die Spindel gedreht und die Anlageflächen der Fassung werden mit einem scharfen (Diamant-) Drehmeißel bearbeitet. Hierdurch entsteht eine präzise bearbeitete Oberfläche der Fassung, die parallel zur Spindelachse ausgerichtet ist. Neben der Außenfläche der Fassung können beim Drehvorgang auch die vordere und hintere Anlagefläche bearbeitet werden. Dazu wird das Drehwerkzeug nicht entlang der optischen Achse, sondern senkrecht zur Spindelachse bewegt.
CNC-Justierdrehen
Das Justierdrehen an der ATS-C wird ohne Justierfutter realisiert. Die montierte Linse wird auf der horizontal montierten Spindel gehalten und die optische Achse mit OptiCentric®-Messtechnik vermessen. Um die Montageflächen zur optischen Achse auszurichten, bewegt sich das Drehwerkzeug in x- und z-Richtung.Unser Newsletter – Ihr Wissensvorsprung
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