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ATS – Justierdrehmaschinen für hochpräzises bearbeiten von gefassten Linsen

ATS – Alignment Turning Station

Justierdrehmaschinen für hochpräzises Zentrieren, Ausrichten und Bearbeiten von gefassten Linsen und Linsengruppen

Beim Justierdrehen wird der Fassungsrand und die Flanschflächen von gefassten sphärischen, asphärischen und zylindrischen Linsen so gefertigt, dass die Symmetrieachse der Fassung mit der optischen Achse der Linse übereinstimmt. Auch gefasste UV- oder IR-Linsen können ebenso präzise bearbeitet werden. In den Justierdrehmaschinen ATS wird das bewährte Zentriermess-System OptiCentric® mit einer ultrapräzisen Drehmaschine kombiniert. Dadurch ist es möglich, beim Bearbeiten der Fassung alle relevanten Parameter wie Durchmesser der Fassung oder die Abstände der Linse zu den Auflageflächen der Fassung einzustellen und zu kontrollieren. Die hochpräzise Messung der Dezentrierung und die sehr genaue Bearbeitung der Fassung vermeiden aufwendige iterative Ausrichtschritte im optischen Gesamtsystem und führen zu einer justagefreien Montage von Linsen. Die intuitive Benutzung liefert bedienerunabhängigen Ergebnissen bei Messung und Bearbeitung.

Produktübersicht

ATS 100

Die kompakte Justierdrehmaschine
ATS 100

Die ATS 100 ist optimiert für die Bearbeitung von Linsen mit einem Durchmesser von bis zu 100 mm und einem Gewicht von bis zu 3 kg.

  • Automatisiertes Justierfutter

  • Reproduzierbare Fertigung mit einer Wiederholgenauigkeit von besser als 2,5 µm
  • Einfache Reinigung über integrierte Spanabsaugung

  • Geeignet für zykluszeit-optimierte Bearbeitung hoher Losgrößen

ATS 200

Die hochpräzise Justierdrehmaschine
ATS 200 Die hochpräzise Justierdrehmaschine

ATS 200 ist ausgelegt auf die Bearbeitung von kleinen und mittelgroßen Linsen in Fertigungen mit mittleren Losgrößen.

  • Optional mit hydrostatischer Spindel

  • Automatisiertes Justierfutter

  • Große Steifigkeit und thermische Stabilität durch optimierte Granit-Basis

  • Reproduzierbare Fertigung mit einer Wiederholgenauigkeit von besser als 1,0 µm
Die ATS 200 UP stellt eine Variante der ATS 200 dar und entspricht dieser in ihrem Grundaufbau. Jedoch wird hier eine äußerst stabile, hydrostatisch gelagerte Spindel verwendet. Bei nochmals gesteigerter Steifigkeit

Spezial-Lösungen

Angepasst an Ihre Gegebenheiten
ATS_Speziallösungen

Zum Erreichen des bestmöglichen Fertigungsprozesses muss oft auf individuelle Gegebenheiten bezüglich des Werkstücks, des Prüfraums, der Peripherie und der Anforderungen Rücksicht genommen werden. Auch die Automatisierung des Prozesses stellt oft eine Herausforderung dar. Hier zeigt sich die Kompetenz von TRIOPTICS.

Automatisierung

Mit der Erweiterung der ATS um einen Roboter zum automatischen Be- und Entladen können weitere Effizienzsteigerungen erzielt werden. Der Roboter ist direkt in den Prozess integriert, so dass nach dem Einlegen der Optik nahtlos der für ATS-spezifische Fertigungsprozess startet.

ATS 400

Die ATS 400 ist die derzeit größte Justierdrehmaschine der ATS-Familie. Sie wurde speziell für die Anforderungen in der Halbleiterindustrie entwickelt und ist dementsprechend für die Bearbeitung von großen und schweren Linsen mit höchster Genauigkeit ausgelegt.

ATS 280
Auch die ATS 280 stellte eine Anpassung für die Halbleiterindustrie dar. So können auch hier größere Fassungen bearbeitet werden. Um dies jedoch auf weiterhin kleiner Grundfläche der ATS 200 zu ermöglichen, wurde auf einige, nicht erforderliche Optionen verzichtet.

Anfrage ATS
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Anwendungen

Ihr Drehpunkt für höhere Effizienz

Die perfekte Lösung für eine Objektivmontage ohne Ausrichtung

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.

Software

ATS Control

Eine Software für alle Mess- und Fertigungsvorgänge

Die ATS Control vereint die Bedienung der Maschinenfunktionen mit den Routinen zur Messung des Zentrierfehlers und der Ausrichtung. Sowohl zur Einrichtung der Prüflingsgeometrie, als auch zur Durchführung beider Bearbeitungsprozesse wird der Nutzer Schritt für Schritt geführt. Die Software überwacht außerdem fortlaufend die Ergebnisse des Fertigungsprozesses.

Technische Daten

ParameterATS 100ATS 200ATS 200 UP
MaschinentypMineralgussbettGranitbettGranitbett
SpindelAerostatischAerostatischHydrostatisch
Durchmesser WerkstückBis zu 100 mmBis zu 200 mmBis zu 200 mm
Max. Gewicht des Werkstücks3 kg5 kg5 kg
WerkstückmaterialMessing, Aluminium, NiP-beschichteter StahlMessing, Aluminium, NiP-beschichteter StahlMessing, Aluminium, NiP-beschichteter Stahl, Invar, Titan
FertigungsgenauigkeitBis zu < 2,5 µmBis zu < 1,0 µmBis zu < 0,5 µm
Abmessungen
(H x B x T)
ca. 2,0 m x 1,0 m x 1,0 mca. 2,20 m 1,55 m x 1,10 mca. 2,20 m 1,55 m x 1,10 m
Gewichtca. 1.400 kgca. 2.500 kg
TypStandgerätStandgerätStandgerät
Download Technische Daten
Anfrage ATS

Upgrades & Zubehör

  • Aerostatische Spindel
  • Hydrostatische Spindel
  • Taktiler Sensor
  • Optischer Sensor
  • Temperatursensor
  • Werkstücktemperatursensor
  • Sensor für asphärische Linsen
  • Zweiter Autokollimator
  • Vierfach Werkzeugwechsler
  • Vorsatzoptikenwechsler
  • Minimalmengenschmierung
  • Absaugung
  • 2D-Code Leser

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. 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.

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Abb.1: Die optischen Achsen der Linsen stimmen nicht mit der Achse des Objektivtubus überein, Linsenabstände sind nicht korrekt

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Abb. 2: Die optischen Achsen stimmen mit der Tubusachse überein, die Linsenabstände sind korrekt

Zeichnungsgruppe-gesamt-beschriftet-01

Abb. 3: Prozess des Justierdrehens. A) Optische Achse der Linse wird ermittelt, B) und C) Fassung wird zur optischen Achse der Linse ausgerichtet, der Rand der Fassung wird so bearbeitet, dass er parallel zur optischen Achse steht.

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.

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