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DE102020007626A1 - Clamping system with a base support plate, fixing unit for a clamping system and method for using a clamping system - Google Patents

Clamping system with a base support plate, fixing unit for a clamping system and method for using a clamping system Download PDF

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DE102020007626A1
DE102020007626A1 DE102020007626.2A DE102020007626A DE102020007626A1 DE 102020007626 A1 DE102020007626 A1 DE 102020007626A1 DE 102020007626 A DE102020007626 A DE 102020007626A DE 102020007626 A1 DE102020007626 A1 DE 102020007626A1
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DE
Germany
Prior art keywords
axis
clamping system
carriage
rotation
support plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102020007626.2A
Other languages
German (de)
Inventor
Christian Wenzel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Innolite De GmbH
Original Assignee
INNOLITE GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to EP21847449.2A priority patent/EP4259367A1/en
Priority to DE112021006440.1T priority patent/DE112021006440A5/en
Priority to PCT/DE2021/000201 priority patent/WO2022127960A1/en
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spannsystem mit einer Grundträgerplatte und einem Schlitten, die in einer Ebene relativ zueinander beweglich angeordnet sind, wobei Grundträgerplatte und Schlitten auf zwei Achsen relativ zueinander beweglich angeordnet sind. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Fixiereinheit und eine Drehdurchführung für ein Spannsystem sowie Verfahren zur Verwendung eines Spannsystems.The invention relates to a clamping system with a base support plate and a carriage, which are arranged to be movable relative to one another in one plane, the base support plate and carriage being arranged to be movable relative to one another on two axes. In addition, the invention relates to a fixing unit and a rotary feedthrough for a clamping system and a method for using a clamping system.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spannsystem mit einer Grundträgerplatte und einem Schlitten, die in einer Ebene relativ zueinander beweglich angeordnet sind. Außerdem betrifft die Erfindung eine Fixiereinheit und ein Verfahren zur Verwendung des Spannsystems.The present invention relates to a clamping system with a base support plate and a carriage, which are arranged to be movable relative to one another in one plane. The invention also relates to a fixing unit and a method for using the clamping system.

Derartige Spannsysteme werden insbesondere zur zerspanenden, effizienten Herstellung von Linsenarrays eingesetzt. Ein Linsenarray ist ein matrixartiger Verbund von Einzellinsen, die in einen zusammenhängenden Grundkörper spanend oder lasernd erzeugt werden. Der Grundkörper weist je Linse eine Rotationssymmetrie um eine Referenzachse auf. Die Einzellinsen können aber auch nicht rotationssymmetrische Anteile um ihre Referenzachse aufweisen, wie z.B. rechteckig besäumte Linsen oder Freiformlinsen.Such clamping systems are used in particular for the efficient production of lens arrays by machining. A lens array is a matrix-like combination of individual lenses that are machined or lasered into a coherent base body. The base body has a rotational symmetry about a reference axis for each lens. However, the individual lenses can also have non-rotationally symmetrical components around their reference axis, such as lenses with a rectangular edge or free-form lenses.

Linsenarrays gewinnen zunehmend an Bedeutung für die Herstellung optoelektronischer Aufbauten, wie sie in Konsumerprodukten, in der Sensorik oder auch im Automobilbau zu finden sind. Opto-elektronische Aufbauten bestehen aus elektronischen Komponenten, wie beispielsweise LED oder Sensor und optischen Komponenten, wie beispielsweise Fokussierlinsen oder diffraktiven Linsen zur Abbildung eines Musters zur sensorischen Gestenerkennung. Diese müssen zueinander präzise montiert werden, um die Funktion sicher zu stellen.Lens arrays are becoming increasingly important for the production of optoelectronic structures, such as those found in consumer products, in sensor technology or in automotive engineering. Opto-electronic structures consist of electronic components, such as LEDs or sensors, and optical components, such as focusing lenses or diffractive lenses for imaging a pattern for sensory gesture recognition. These must be precisely assembled to each other to ensure the function.

Der etablierte Standard in der Produktion der elektronischen Komponenten ist die Wafer basierte Halbleiterfertigung. Eine große Anzahl an Einheiten wird auf einem runden Wafer gleichzeitig durch Belichtungs- und Ätzverfahren hergestellt. Die einzelnen Einheiten sind lateral auf dem Wafer mit Toleranzen von bis zu < 1 µm verortet.The established standard in the production of electronic components is wafer-based semiconductor production. A large number of devices are fabricated simultaneously on a round wafer by exposure and etching processes. The individual units are located laterally on the wafer with tolerances of up to < 1 µm.

Nach der Produktion des Wafers können die Einheiten aus dem Wafer herausgeschnitten und z.B. präzise zu einer Optik montiert werden. Die Vereinzelung der elektronischen Komponenten aus dem Wafer und die weiterführende Montage von Einzelbaugruppen sind zeit- und kostenaufwändig.After the wafer has been produced, the units can be cut out of the wafer and, for example, assembled precisely to form an optic. The separation of the electronic components from the wafer and the subsequent assembly of individual assemblies are time-consuming and costly.

Durch ein Linsenarray in Waferform kann eine sogenannte Montage im Nutzen durchgeführt werden. Anstatt eine einzelne elektronische Einheit zu einer optischen Einheit zu montieren, montiert man den vollständigen Wafer mit elektronischen Einheiten zu dem Linsenarray in Waferform, welches dieselben lateralen Abstände zwischen den Linsen aufweist, wie der Wafer. Der Wafer und das Linsenarray werden verklebt und in präziser Lage zueinander fixiert. Die nun folgende Vereinzelung von elektronischer Einheit und Optik führt zu fertigen Funktionseinheiten, die keine weiteren Montageschritte benötigen. Durch diesen Ansatz lässt sich die Produktivität bei der Herstellung signifikant erhöhen. Ein konkretes Beispiel ist die Taschenlampe eines mobilen Telefons, bei der eine LED-Lichtquelle an eine fresnellisierte Optik montiert und dann im Gehäuse verbaut wird.With a lens array in wafer form, so-called assembly can be carried out in the panel. Instead of assembling a single electronic unit into an optical unit, one assembles the complete wafer with electronic units into the lens array in wafer form, which has the same lateral distances between the lenses as the wafer. The wafer and the lens array are glued and fixed in a precise position relative to each other. The subsequent separation of the electronic unit and optics leads to finished functional units that do not require any further assembly steps. This approach significantly increases productivity during manufacture. A concrete example is the flashlight of a mobile phone, where an LED light source is mounted on a Fresnel optic and then built into the housing.

Die Herstellung derartiger Linsenarrays birgt produktionstechnisch große Herausforderungen, um die Qualität der Einzellinsen sowie die Präzision der lateralen Lage der Einzellinsen zueinander sicher zu stellen. Stimmen die lateralen Lagen der Einzellinsen zueinander nicht, entsteht Ausschuss bei der Montage im Nutzen.The production of such lens arrays poses great challenges in terms of production technology in order to ensure the quality of the individual lenses and the precision of the lateral position of the individual lenses in relation to one another. If the lateral positions of the individual lenses do not match, there will be rejects during assembly in the panel.

Linsenarrays für die Montage im Nutzen werden replikativ mit einem Werkzeug hergestellt. Neben dem Glasspressen, dem Kunststoffspritzguss, und dem Heißprägen von Plattenmaterial wird bevorzugt die Technologie „Silicon on Glas“ verwendet. Ein metallisches Werkzeug mit der negativen Geometrie des Linsenarrays wird mit fließfähigem Silikon befüllt. Alternativ können optische Lacke (z.B. Ormocere) zum Einsatz kommen. Eine waferförmige, dünne, planparallele Glasscheibe wird auf Wafer und Silikon aufgebracht, so dass das Silikon an der Glasscheibe anhaftet. Es wird ein Prozess zur Aushärtung des Silikons initiiert. Die Glasscheibe mitsamt der Silikonoptik wird aus dem Werkzeug entformt und dient als fertige Optikeinheit, die im Folgeschritt vor einem Wafer mit elektronischen Komponenten montiert werden kann.Lens arrays for assembly in panels are made replicatively with a tool. In addition to glass pressing, plastic injection molding and hot stamping of sheet material, the "Silicon on Glass" technology is preferably used. A metallic tool with the negative geometry of the lens array is filled with free-flowing silicone. Alternatively, optical varnishes (e.g. Ormocere) can be used. A wafer-shaped, thin, plane-parallel glass pane is applied to the wafer and silicon so that the silicon adheres to the glass pane. A process for curing the silicone is initiated. The glass pane together with the silicone optics is removed from the mold and serves as a finished optics unit, which can then be mounted in front of a wafer with electronic components.

Das metallische Abformwerkzeugs wird abhängig von der Geometrie der Optiken und dem Material des Werkzeugs unterschiedlich hergestellt. Zu differenzieren sind die verwendeten Prozesse zur Bearbeitung mit zugehörigen Materialien als auch die Kinematiken der verwendeten Maschine.The metallic molding tool is manufactured differently depending on the geometry of the optics and the material of the tool. The processes used for processing with the associated materials and the kinematics of the machine used must be differentiated.

Als Prozess zur Herstellung kleiner Einzeloptiken im Arrayverbund wird bevorzugt das Diamantdrehen mit geometrisch bestimmter Schneide eingesetzt. Durch den Schneidstoff Diamant lassen sich mit entsprechenden sogenannten ultrapräzisen Maschinen direkt optische Oberflächenqualitäten (Formhaltigkeiten < 0,5 µm, Rauheiten < 3 nm Ra) herstellen. Die Zerspanung mittels geometrisch bestimmter Diamantschneide ist limitiert auf Nicht-Eisen Metalle wie typischer Weise Nickel Phosphor Beschichtungen, Messing und Aluminium. Insbesondere Stahlwerkzeuge mit Nickel Phosphor Beschichtung, in die mittels Diamantwerkzeug zerspant wird, eigenen sich für höchste Qualität und produktive Replikation in Kunststoff. Sie können ebenfalls für „Silicon on Glas“ verwendet werden.Diamond turning with a geometrically defined cutting edge is the preferred process for manufacturing small individual optics in arrays. With diamond as the cutting material, optical surface qualities (dimensional stability < 0.5 µm, roughness < 3 nm Ra) can be produced directly with corresponding so-called ultra-precise machines. Machining using geometrically defined diamond cutting edges is limited to non-ferrous metals such as typically nickel-phosphorus coatings, brass and aluminium. In particular, steel tools with a nickel-phosphorus coating, which are machined using diamond tools, are suitable for the highest quality and productive replication in plastic. They can also be used for "Silicon on Glas".

Höherfeste Werkzeugwerkstoffe zur Replikation von Glas (z.B. Wolframkarbid) lassen sich nicht mittels geometrisch bestimmter Schneide bearbeiten. Hier kommen Schleifverfahren zum Einsatz, um die Einzellinsengeometrien herzustellen. Es lassen sich ähnliche Genauigkeiten erreichen, allerdings sind geometrische Freiheitsgrade beim Schleifen im Vergleich zum Diamantdrehen limitiert.High-strength tool materials for replicating glass (e.g. tungsten carbide) cannot be used process using a geometrically defined cutting edge. Grinding processes are used here to produce the individual lens geometries. Similar accuracies can be achieved, but the geometric degrees of freedom are limited when grinding compared to diamond turning.

Die Fertigung von Linsenarrays mittels Laserabtrag (Sublimation) ist generell ebenfalls möglich und soll der Vollständigkeit halber erwähnt werden, allerdings lassen sich durch diese Prozesse derzeit noch keine vergleichbaren Formhaltigkeiten und Oberflächenrauheiten erzielen. Der Einsatz in der Präzisionsoptik ist kaum gegeben.The production of lens arrays by means of laser ablation (sublimation) is generally also possible and should be mentioned for the sake of completeness, however, comparable shape retention and surface roughness cannot yet be achieved with these processes. The use in precision optics is hardly given.

Unabhängig ob Drehen oder Schleifen wird die gängige Kinematik, die zur Herstellung derartiger Linsenarrays verwendet wird, als „Off-Axis-Bearbeitung“ bezeichnet (Stand der Technik, Prinzip 1). Das Drehen soll in den weiteren Ausführungen als exemplarischer Prozess beschrieben werden. Hierbei wird eine Ultrapräzisionsmaschine mit drei translatorischen Achsen (X,Y,Z) und einer rotatorischen Achse (C) (Spindel mit Lageregelung,) verwendet. Das zu bearbeitende Werkzeug wird fix auf der rotatorischen Achse geklemmt, so dass die Rotationsachse der Spindel und das Zentrum des Wafers exakt fluchten. Die Kinematik zur Herstellung der Einzellinsen auf dem Wafer setzt sich zusammen aus 3 Elementen. Die Einzellinse in der Wafermitte kann konventionell durch Rotation der Spindel (Kinematikelement 1) und interpolierende Bewegung der Translationsachsen X, Z mit Werkzeug entlang der Einzellinsenkontur (Kinematikelement 2) zerspanend hergestellt werden. Für eine Einzellinse mit lateralem Versatz zur Drehmitte des Wafers rotiert die Spindel mit dem Bauteil (Kinematikelement 1) ebenfalls. Der Bewegungsführung des Werkzeugs entlang der Geometrie der Einzellinse (Kinematikelement 2) wird nun durch die Translationsachsen (X, Y) eine weitere Ausgleichsbewegung (Kinematikelement 3) überlagert, die den Versatz des Drehzentrums der Einzellinse zum Drehzentrum des Wafers ausgleicht. Zur Bearbeitung einer beliebigen Einzellinse im Waferverbund mit exzentrischer lateraler Position zur Wafermitte setzt sich entsprechend die interpolierende Bewegung der Translationsachsen zur Werkzeugführung zusammen aus dem Kinematikelement 2 zur Erstellung der Einzellinsengeometrie und dem Kinematikelement 3 zur Kompensation der exzentrischen Lage. Je weiter eine Einzellinse vom Drehzentrum entfernt verortet ist, desto größer wird der Hub der Ausgleichsbewegung zur Kompensation (Kinematikelement 3). Durch die kombinierte Kinematik aus Rotation und Translation liegen prinzipbedingt Umkehrpunkte der Linearachsbewegungen in der zu schneidenden optischen Fläche. Umkehrpunkte sind solche Punkte, bei denen die Linearachse vollständig ihre Bewegungsrichtung ändert.Regardless of whether it is turning or grinding, the common kinematics used to manufacture such lens arrays are referred to as “off-axis machining” (prior art, principle 1). Turning will be described in the further explanations as an exemplary process. An ultra-precision machine with three translational axes (X,Y,Z) and one rotary axis (C) (spindle with position control) is used here. The tool to be machined is clamped firmly on the rotary axis so that the axis of rotation of the spindle and the center of the wafer are exactly aligned. The kinematics for manufacturing the individual lenses on the wafer consists of 3 elements. The single lens in the center of the wafer can be manufactured conventionally by rotating the spindle (kinematic element 1) and interpolating movement of the translation axes X, Z with a tool along the single lens contour (kinematic element 2). For a single lens with a lateral offset to the center of rotation of the wafer, the spindle with the component (kinematic element 1) also rotates. The movement guidance of the tool along the geometry of the single lens (kinematic element 2) is now overlaid by the translation axes (X, Y) with another compensating movement (kinematic element 3), which compensates for the offset of the center of rotation of the single lens to the center of rotation of the wafer. To process any single lens in the wafer assembly with an eccentric lateral position to the middle of the wafer, the interpolating movement of the translation axes for tool guidance consists of the kinematic element 2 for creating the single lens geometry and the kinematic element 3 for compensating for the eccentric position. The further an individual lens is located from the center of rotation, the greater the stroke of the compensatory movement for compensation (kinematic element 3). Due to the combined kinematics of rotation and translation, the reversal points of the linear axis movements are in the optical surface to be cut. Reversal points are those points at which the linear axis completely changes its direction of movement.

Um höchste Präzision gewährleisten zu können, muss die Prozessgeschwindigkeit im Sinne der Achsvorschübe der interpolierend fahrenden Achsen stark reduziert werden. Ansonsten treten insbesondere in den Umkehrpunkten Überschwinger und resultierend Schleppfehler (regelungstechnisch: Abweichung Lagesollwert zu Lageistwert) auf. Diese äußern sich als Defekte auf der optischen Fläche im zu schneidenden Werkstück.In order to be able to guarantee maximum precision, the process speed must be greatly reduced in terms of the axis feeds of the interpolating axes. Otherwise, overshoots and resulting following errors (control engineering: deviation of the position setpoint from the actual position) will occur, particularly at the reversal points. These manifest themselves as defects on the optical surface of the workpiece to be cut.

Vorteilhaft bei der Herstellung von Mikrolinsenarrays mit dem Ansatz des Prinzips 1 ist, dass eine konventionell erhältliche Ultrapräzisionsmaschine verwendet werden kann und lediglich die Programmierung für die „Off Axis Bearbeitung“ ergänzt werden muss. Nachteilig sind die notwendigerweise stark reduzierte Dynamik bei der Bearbeitung und somit resultierende Bearbeitungszeiten für ein Linsenarraywerkzeug von bis zu einem Monat und mehr.The advantage of the production of microlens arrays with the approach of principle 1 is that a conventionally available ultra-precision machine can be used and only the programming for "off-axis processing" has to be supplemented. Disadvantages are the necessarily greatly reduced dynamics during processing and the resulting processing times for a lens array tool of up to one month and more.

Die WO2017/036523 beschreibt deshalb ein Prinzip 2, um das Effizienzproblem des Prinzips 1 zu lösen.the WO2017/036523 therefore describes a principle 2 to solve the efficiency problem of principle 1.

Durch ein aktives Spannsystem, welches ergänzend auf der Hauptspindel einer Ultrapräzisionsmaschine (1) aufgebracht wird, lässt sich der kinematische Ansatz gegenüber Prinzip 1 verändern. Das aktive Spannsystem trägt dafür Sorge, dass jede Einzellinse des Wafers immer in das Drehzentrum der Hauptspindel positioniert wird und somit jede Einzellinse auf dem Wafer immer „On Axis“ bearbeitet werden kann. Durch diesen Ansatz fällt die Notwendigkeit einer überlagerten Ausgleichsbewegung der Translationsachsen (X, Y) auf der Werkzeugseite weg (Kinematikelement 3). Die werkzeugführenden interpolierenden Linearachsen müssen lediglich zur Generierung der Einzellinsengeometrie verwendet werden (Kinematikelement 2). Somit liegen keine Umkehrpunkte im Verfahrprofil der Linearachsen in der zu schneidenden optischen Fläche. Das Prinzip 2 ermöglicht deutliche Qualitäts- und Effizienzsteigerungen.With an active clamping system, which is additionally applied to the main spindle of an ultra-precision machine (1), the kinematic approach can be changed compared to principle 1. The active clamping system ensures that each individual lens on the wafer is always positioned in the center of rotation of the main spindle, so that each individual lens on the wafer can always be processed "On Axis". This approach eliminates the need for a superimposed compensatory movement of the translation axes (X, Y) on the tool side (kinematic element 3). The tool-guiding, interpolating linear axes only have to be used to generate the individual lens geometry (kinematic element 2). This means that there are no reversal points in the traversing profile of the linear axes on the optical surface to be cut. Principle 2 enables significant increases in quality and efficiency.

Konstruktiv lässt sich die Aufgabenstellung derart abstrahiert beschreiben, dass der Wafer mit n exzentrisch zum Mittelpunkt des Wafers verorteten Einzellinsen lateral auf der Hauptspindel positioniert und geklemmt werden muss, so dass jeweils eine Einzellinse mit ihrem Drehzentrum in das Drehzentrum der Hauptspindel geführt wird, um „On Axis“ bearbeiten zu können.In terms of construction, the task can be described in such an abstract way that the wafer with n individual lenses located eccentrically to the center of the wafer must be positioned laterally on the main spindle and clamped so that each individual lens is guided with its center of rotation into the center of rotation of the main spindle in order to "On Axis” to be able to edit.

Die WO2017/036523 lehrt die Verwendung von zwei zusätzlichen Rotationsachsen, welche auf der Hauptspindel gestapelt verortet werden. Zwei Freiheitsgrade für die laterale Positionierung werden durch Rotation/Rotation bereitgestellt. Die Hauptspindel (Rotation 1) hat die Aufgabe, die zum Drehen einer Einzellinse notwendige Schnittbewegung bereit zu stellen. Exzentrisch zur Rotationsachse der Hauptspindel wird eine zweite Rotationsachse auf einer Grundplatte verortet. Auf dieser sitzt eine dritte Rotationsachse, wiederum exzentrisch zur darunter liegenden Rotationsachse verortet. Auf dieser dritten Rotationsachse wird der zu schneidende Wafer mit einem Spannsystem zentrisch fixiert.the WO2017/036523 teaches the use of two additional rotary axes located stacked on the main spindle. Two degrees of freedom for lateral positioning are provided by rotation/rotation. The main spindle (rotation 1) has the task of turning to provide a single lens necessary cutting movement ready. A second axis of rotation is located on a base plate eccentrically to the axis of rotation of the main spindle. A third axis of rotation sits on top of this, again located eccentrically to the axis of rotation below. The wafer to be cut is fixed centrally on this third axis of rotation with a clamping system.

Durch die zwei exzentrisch zueinander sitzenden Rotationsachsen kann der Wafer nun in einem definierten lateralen Bereich positioniert werden (Polarkinematik).The wafer can now be positioned in a defined lateral area (polar kinematics) thanks to the two rotational axes that are eccentric to one another.

Durch die Positionierung des Wafers mittels zweier exzentrisch zueinander versetzter Rotationsachsen auf der Hauptspindel entstehen, je nach Positionierung, unterschiedliche Massenverteilungen in Bezug auf die Rotation um die Achse der Hauptspindel. Diese Unwuchten führen bei der Bearbeitung zu Störkräften, welche die Qualität der zu schneidenden Einzellinsen beeinträchtigen.Due to the positioning of the wafer on the main spindle by means of two eccentrically offset axes of rotation, different mass distributions arise in relation to the rotation around the axis of the main spindle, depending on the positioning. During processing, these imbalances lead to disruptive forces that impair the quality of the individual lenses to be cut.

Der Vorteil der in der WO2017/036523 beschriebenen kinematischen Lösung mit zwei exzentrisch zueinander versetzten Rotationsachsen ist die Möglichkeit, das Problem der entstehenden Unwucht durch eine konstruktiv integrierte Wuchtfunktionalität zu lösen. Auf bzw. an den exzentrisch sitzenden Rotationsachsen werden wiederum exzentrisch angebrachte Ausgleichsmassen verortet, die der Verlagerung der rotierenden Massen bei rotativer Positionierung entgegenwirken. Somit lässt sich konstruktiv Positionierung und Wuchtung kombinieren.The advantage of in the WO2017/036523 The kinematic solution described with two eccentrically offset rotation axes is the possibility of solving the problem of the resulting imbalance through a constructively integrated balancing functionality. Eccentrically attached balancing masses are located on or at the eccentrically seated rotation axes, which counteract the displacement of the rotating masses during rotary positioning. Thus, constructive positioning and balancing can be combined.

Aus Ablaufsicht wird der Wafer zur Bearbeitung einer exzentrisch sitzenden Einzellinse durch zwei jeweils exzentrisch zur Rotationsachse der Hauptspindel verortete Rotationsachsen derart positioniert, dass die Rotationsachse der Einzellinse mit der Rotationsachse der Hauptspindel exakt fluchtet. Die Ausgleichsmassen sorgen dafür, dass die Massenverteilung um die Hauptrotationsachse symmetrisch ist und bei Rotation keine Unwuchten auf die Hauptspindel wirken. In diesem Zustand lassen sich die Rotationsachsen einzeln klemmen, um mit der Bearbeitung zu beginnen.From a process perspective, the wafer for processing an eccentrically seated single lens is positioned by two axes of rotation, each located eccentrically to the axis of rotation of the main spindle, in such a way that the axis of rotation of the single lens is exactly aligned with the axis of rotation of the main spindle. The balancing masses ensure that the mass distribution around the main axis of rotation is symmetrical and that no imbalances affect the main spindle during rotation. In this state, the rotary axes can be clamped individually to start machining.

Das Prinzip 1 gemäß dem Stand der Technik baut darauf auf, eine notwendige rotative Korrekturbewegung mittels interpolierender translatorischer Achsen zu lösen und somit ohne Umspannen des Wafers „Off Axis“ arbeiten zu können. Dieser Ansatz ist aufgrund der zwangsläufig entstehenden hohen Dynamik in den Umkehrpunkten der Achsbewegungen nicht geeignet, um qualitativ hochwertige Linsenarrays bei hoher Wirtschaftlichkeit zu schneiden.Principle 1 according to the prior art is based on solving a necessary rotational correction movement by means of interpolating translational axes and thus being able to work "off axis" without re-clamping the wafer. This approach is not suitable for cutting high-quality lens arrays with high cost-effectiveness due to the high dynamics that inevitably arise in the reversal points of the axis movements.

Das Prinzip 2 führt vor diesem Hintergrund ein aktives Spannsystem ein, welches den zu bearbeitenden Wafer auf der Hauptspindel derart positionieren kann, dass die jeweilige Einzellinse immer im Drehzentrum der Hauptspindel sitzt und somit stets „On Axis“ bearbeitet werden kann. Durch eine geschickte Platzierung von Zusatzmassen können nur durch die Rotation der Achsen im Spannsystem ansonsten entstehende asymmetrische Verteilungen von Massen verhindert werden.Against this background, principle 2 introduces an active clamping system that can position the wafer to be processed on the main spindle in such a way that the respective individual lens is always located in the center of rotation of the main spindle and can therefore always be processed "on axis". A clever placement of additional masses can only prevent otherwise occurring asymmetrical distributions of masses by rotating the axes in the clamping system.

Die kinematische Lösung gemäß der WO2017/036523 für die laterale Positionierung des Wafers auf der rotierenden Hauptspindel weist bei der konstruktiven Umsetzung und in der Anwendung drei wesentliche Nachteile auf.The kinematic solution according to the WO2017/036523 for the lateral positioning of the wafer on the rotating main spindle has three major disadvantages in the design implementation and in the application.

Die Präzision der Hauptspindelrotation für die Drehbearbeitung wird maßgeblich durch die Lagerung dieser definiert. I.d.R. besitzt eine derartige luftgelagerte Spindel ein Axiallager und zwei Radiallager zur Stützung des Rotors. Lager und Rotor der Spindel sind toleranzbehaftet, so dass Rundlauffehler in radialer und axialer Richtung messtechnisch nachgewiesen werden können. Anders dargestellt weist der Spindelrotor in seiner realen Rotation gegenüber einer ideal angenommenen Symmetrieachse einen Winkelversatz (Taumelbewegung) und eine Restexzentrizität auf. Die Exzentrizität der Rotorbewegung hat im Zentrum der Taumelbewegung ihr Minimum, je weiter man eine Ebene zur Betrachtung der Abweichungen vom Zentrum entfernt definiert, desto größer wird die Gesamtexzentrizität als Funktion aus Winkelversatz und Abstand zum Zentrum. In der Literatur ist dieser Zusammenhang als Abbé Fehler beschrieben.The precision of the main spindle rotation for turning is largely defined by its bearing. Such an air-bearing spindle usually has an axial bearing and two radial bearings to support the rotor. The bearing and rotor of the spindle are subject to tolerances, so that concentricity errors in the radial and axial directions can be detected by measurement. In a different way, the spindle rotor shows an angular offset (wobbling movement) and a residual eccentricity in its real rotation compared to an ideally assumed axis of symmetry. The eccentricity of the rotor movement has its minimum in the center of the wobbling movement, the further one defines a plane for considering the deviations from the center, the larger the total eccentricity becomes as a function of angular displacement and distance to the center. In the literature, this connection is described as Abbé's error.

Durch die Stapelung von zwei zusätzlichen in sich autarken Rotationsachsen mit jeweiliger Bauhöhe auf der Hauptspindel gemäß WO2017/036523 entstehen zwangsläufig große Abstände, zu den im Inneren liegenden Lagern der Hauptspindel und somit merkliche Abbe Fehler an der Zerspanstelle zwischen Werkzeug und Werkstück (Tool Center Point). Dies führt zu Fehlern in der optischen Funktionsfläche der Einzellinse.By stacking two additional self-sufficient rotary axes with the respective height on the main spindle according to WO2017/036523 Inevitably, there are large distances to the internal bearings of the main spindle and thus noticeable Abbe errors at the cutting point between the tool and the workpiece (tool center point). This leads to errors in the optical functional surface of the single lens.

Weiterhin sind die Rotationsachsen gewichtsbehaftet, so dass bei horizontalem Aufbau neben der rein geometrischen Betrachtung noch weiterhin Momente die Lager der Hauptspindel belasten. Auch hier ist die Bauhöhe der Konstruktion als nachteilig zu betrachten, da die konstruktive Realisierung einen horizontalen Aufbau aufweist.Furthermore, the axes of rotation are subject to weight, so that in the case of a horizontal structure, moments continue to load the bearings of the main spindle in addition to the purely geometric considerations. Here, too, the overall height of the construction is to be regarded as a disadvantage, since the constructive realization has a horizontal structure.

Die Anforderungen an laterale Präzision zwischen zwei Einzellinsen liegen bei < 1 µm, um dem Stand der Technik in der klassischen Waferfertigung zu entsprechen. Diese Genauigkeit lässt sich bei Prinzip 2 des Stands der Technik nur über die Rotation zweier Exzenterspindeln erzielen. Die Einzellinsen auf einem Wafer werden schachbrettartig klassisch angeordnet. Ihre Positionen werden kartesisch definiert (x, y) und toleriert. Die Positionsdefinition über Exzenterachsen findet klassisch in Polarkoordinaten statt (r, φ). Für die Transformation von kartesischen in Polarkoordinaten ist die exakte Lage der Rotationsmittelpunkte der 3 Rotationsachsen notwendig. Ebenfalls beeinflussen die Genauigkeit der Transformation die oben beschriebenen Toleranzen der Spindellagerungen (radiale und axiale Rundlauffehler).The requirements for lateral precision between two individual lenses are < 1 µm in order to correspond to the state of the art in classic wafer production. This accuracy can be at Principle 2 of the prior art can only be achieved by rotating two eccentric spindles. The individual lenses on a wafer are arranged in a classic checkerboard pattern. Their positions are defined in Cartesian terms (x, y) and tolerated. The position definition via eccentric axes takes place classically in polar coordinates (r, φ). The exact position of the center of rotation of the 3 rotation axes is necessary for the transformation from Cartesian to polar coordinates. The accuracy of the transformation is also influenced by the spindle bearing tolerances described above (radial and axial run-out errors).

In der WO2017/036523 werden Wälzlager verwendet, um kompakter bauen zu können. Diese weisen gegenüber der Luftlagerung der Hauptspindel jedoch merklich größere Toleranzen auf. Die Bestimmung der einzelnen Rotationsmittelpunkte mit notwenigen Genauigkeiten im Submikrometerbereich bereitet in der Praxis erfahrungsgemäß große Schwierigkeiten.In the WO2017/036523 roller bearings are used in order to be able to build more compactly. However, these have noticeably larger tolerances than the air bearings of the main spindle. Experience has shown that the determination of the individual centers of rotation with the necessary accuracy in the submicron range causes great difficulties in practice.

In der WO2017/036523 wird das notwendige Wuchten bei jeweiliger Positionierung von Einzellinsen zum Drehzentrum der Hauptspindel durch geschickt positionierte Gegenmassen gelöst, die mit der Rotation der Exzenterachsen mitverfahren werden. Dabei werden konstruktiv die Funktionen Positionieren des Wafers und Wuchten der Gesamteinheit fest miteinander verbunden. Ein individuelles Feinwuchten oder Korrigieren der einen Funktion gegenüber der anderen ist nicht automatisiert lösbar da kein eigener Antrieb vorgesehen ist, höchstens ggf. durch manuelles Eingreifen. Die erzielbare Wuchtgüte ist somit als weiterer prinzipbedingter Nachteil zu sehen, da die laterale Positionierung des Wafers stets die höhere Priorisierung erhalten muss.In the WO2017/036523 the necessary balancing for the respective positioning of individual lenses to the center of rotation of the main spindle is solved by cleverly positioned counterweights, which are moved along with the rotation of the eccentric axes. The functions of positioning the wafer and balancing the entire unit are firmly connected with one another in terms of design. An individual fine balancing or correction of one function in relation to the other cannot be solved automatically since no separate drive is provided, at most possibly by manual intervention. The balancing quality that can be achieved is therefore to be seen as a further principle-related disadvantage, since the lateral positioning of the wafer must always be given the higher priority.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue konstruktive Lösung für die Herstellung von Linsenarrays bereitzustellen.It is therefore the object of the present invention to provide a new constructive solution for the production of lens arrays.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Spannsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Abweichend von bekannten Spannsystemen werden nicht zwei rotatorische Achsen vorgesehen, sondern Grundträgerplatte und Schlitten sind auf zwei Achsen relativ zueinander beweglich angeordnet, die mindestens eine translatorische Achse aufweisen. Für dieses Spannsystem werden eine integrierte Kinematik und eine Fixiereinheit vorgeschlagen. Verfahrensmäßig wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention, this object is achieved with a clamping system having the features of claim 1 . Deviating from known clamping systems, two rotary axes are not provided, but the base support plate and carriage are arranged to be movable relative to one another on two axes, which have at least one translatory axis. Integrated kinematics and a fixing unit are proposed for this clamping system. In terms of the method, the object is achieved by a method according to patent claim 11 . Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Eine Achse ist vorzugsweise eine Führung mit Antrieb und Messsystem. Diese Achsen können jeweils mit der Grundträgerplatte und/oder dem Schlitten verbunden seien. Eine einfache Ausführungsform sieht vor, dass beide Achsen an der bewegten Grundträgerplatte angreifen. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn mindestens eine Achse und vorzugsweise beide Achsen über eine Kupplung mit dem Schlitten verbunden sind. Die Kupplung ermöglicht im eingekuppelten Zustand das Positionieren und ermöglicht es, danach den Schlitten wieder frei zu geben.An axis is preferably a guide with drive and measuring system. These axes can each be connected to the base support plate and/or the carriage. A simple embodiment provides that both axes act on the moving base support plate. However, it is advantageous if at least one axis and preferably both axes are connected to the carriage via a coupling. When engaged, the clutch enables positioning and then enables the carriage to be released again.

Das Spannsystem ist auf einer Hauptspindel verortet und kann rotieren. Achsen dienen dazu, definierte Positionen des Schlittens auf der Rotationsachse der Hauptspindel zu positionieren.The clamping system is located on a main spindle and can rotate. Axes are used to position the slide in defined positions on the axis of rotation of the main spindle.

Das Spannsystem ist auf einer Hauptspindel mit einer Rotationsachse montiert und derart beschaffen, dass es die jeweiligen Zentren der Symmetrieachsen der Einzellinsen präzise fluchtend zur Rotationsachse der Hauptspindel ausrichten kann.The clamping system is mounted on a main spindle with an axis of rotation and is designed in such a way that it can align the respective centers of the axes of symmetry of the individual lenses precisely with the axis of rotation of the main spindle.

Vorzugsweise sind mindestens eine Achse und vorzugsweise beide Achsen über eine Kupplung mit dem Schlitten verbunden. Diese Achsen können wahlweise auf der rotierenden oder der stehenden Seite mit einer Kupplung zum Andocken verortet sein.Preferably at least one axle and preferably both axles are connected to the carriage via a coupling. These axes can be located either on the rotating or on the stationary side with a coupling for docking.

Eine weitere Positioniereinheit dient dazu, durch das laterale Positionieren des Grundkörpers entstehende Unwuchten auf der Hauptspindel auszugleichen.Another positioning unit is used to compensate for imbalances on the main spindle that occur as a result of the lateral positioning of the base body.

Das Verfahren zur Verwendung des Spannsystems und insbesondere zur Herstellung eines Linsenarrays sieht vor, dass ein Grundkörper in einem ersten Schritt derart bearbeitet wird, dass sämtliche Rotationsachsmittelpunkte in die Oberfläche eingebracht und somit markiert werden, um in höchster Präzision die lateralen Abstände der Einzellinsen zueinander zu definieren.The method for using the clamping system and in particular for producing a lens array provides that a base body is processed in a first step in such a way that all the centers of rotation axes are introduced into the surface and thus marked in order to define the lateral distances between the individual lenses with maximum precision .

Ein derartiges Markieren kann z.B. durch Diamantdrehen, Fräsen oder Lasern realisiert werden. Soll eine Einzellinse beispielsweise gedreht werden, wird die Markierung (Rotationsachse der Einzellinse) zur Rotationsachse der Hauptspindel ausgerichtet. Dies geschieht vorzugsweise durch ein Vorpositionieren mittels des Spannsystems, anschließend detektiert ein oberhalb der Vorrichtung verorteter Sensor die verbleibende Exzentrizität der Markierung zur Rotationsachse der Hauptspindel während einer Rotation des Grundkörpers auf dieser. Aus der ermittelten Restexzentrizität lässt sich algorithmisch eine Korrekturbewegung der Vorrichtung ermitteln, durch die iterativ die gemessene Restexzentrizität unter einen definierten Schwellwert optimiert werden kann. Wenn der Schwellwert unterschritten ist, wird die Einzellinsengeometrie durch Rotation der Hauptspindel drehend oder lasernd eingebracht. Wird die Einzellinse gefräst oder geschliffen, kann der Rotation der Hauptspindel noch eine weitere Rotation (angetriebenes Werkzeug) überlagert werden.Such marking can be implemented, for example, by diamond turning, milling or lasering. For example, if a single lens is to be rotated, the mark (rotational axis of the single lens) is aligned with the rotational axis of the main spindle. This is preferably done by pre-positioning using the clamping system, then a sensor located above the device detects the remaining eccentricity of the marking to the axis of rotation of the main spindle during a rotation of the base body on this. From the determined residual eccentricity, a corrective movement of the device can be determined algorithmically, by means of which the measured residual eccentricity can be iteratively optimized below a defined threshold value. If the threshold is undershot, the single lens geometry is through Rotation of the main spindle is introduced by turning or lasering. If the single lens is milled or ground, another rotation (powered tool) can be superimposed on the rotation of the main spindle.

Das Spannsystem ermöglicht die laterale Positionierung des Drehzentrums einer Einzellinse des Linsenarrays zur Rotationsachse der Hauptspindel. Es kann hochintegriert und kompakt aufgebaut werden, um Abbe Fehler zu minimieren. Weiterhin ermöglicht es, die Funktionen Wuchten und Positionieren getrennt automatisiert durchzuführen, um Optimierungen der zwei Zielgrößen unabhängig voneinander zu ermöglichen. Eine integrierte verzugsarme Spannung kann eine ausreichende Steifigkeit für die Bearbeitung nach erfolgter Positionierung und Wuchtung ermöglichen. Zusätzliche Messtechnik, die nicht im Spannsystem integriert ist, soll die exakte Positionierbewegung im Sinne einer Qualitätssicherung ermöglichen bzw. eine Messgröße für eine iterative Optimierung bereitstellen.The clamping system enables the lateral positioning of the center of rotation of a single lens of the lens array to the axis of rotation of the main spindle. It can be highly integrated and compact to minimize Abbe errors. Furthermore, it enables the balancing and positioning functions to be carried out separately and automatically in order to enable optimization of the two target variables independently of one another. An integrated low-distortion clamping can provide sufficient rigidity for machining after positioning and balancing. Additional measuring technology that is not integrated in the clamping system should enable the exact positioning movement in terms of quality assurance or provide a measured variable for iterative optimization.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen im Detail erläutert. Es zeigt

  • 1 den Aufbau eines aktiven Spannsystems mit Hauptspindel in der Seitenansicht,
  • 2 das der Erfindung zugrundeliegende kinematische Grundprinzip,
  • 3 ein mögliches Fixierkonzept für den Schlitten auf der Grundplatte,
  • 4 die Anordnung der Translationsachse zur Positionierung des Schlittens und der Translationsachse zur Positionierung der Gegenmasse,
  • 5 zeigt den Wafer vor Einbringung der Einzellinsen nach erfolgter Vorbearbeitung mit Referenzmarken,
  • 6 zeigt den auszugsweisen Aufbau der Gesamtmaschine mit Hauptspindel, aktivem Spannsystem sowie einem Bearbeitungswerkzeug und einem Sensor zur Referenzmarkenerfassung und
  • 7 zeigt den Ablauf des der Erfindung zugrunde liegenden Verfahrens.
The invention is explained in detail below with reference to the enclosed drawings. It shows
  • 1 the structure of an active clamping system with main spindle in the side view,
  • 2 the basic kinematic principle on which the invention is based,
  • 3 a possible fixation concept for the slide on the base plate,
  • 4 the arrangement of the translation axis for positioning the carriage and the translation axis for positioning the counterweight,
  • 5 shows the wafer before insertion of the individual lenses after pre-processing with reference marks,
  • 6 shows the excerpt of the structure of the entire machine with main spindle, active clamping system as well as a machining tool and a sensor for detecting the reference mark and
  • 7 shows the sequence of the method on which the invention is based.

Das Spannsystem 1 besteht aus einer Grundträgerplatte 2, die auf dem Rotor (nicht gezeigt) einer ultrapräzisen Spindel 3 mit ihrer Rotationsreferenzachse 4 fixiert (z.B. aufgeschraubt) wird. Die Grundträgerplatte 2 ist planparallel von beiden Seiten 5, 6 in höchster Genauigkeit bearbeitet (< 1 µm Ebenheit), so dass ein Schlitten 7 des Spannsystems 1 auf ihr lateral verschoben werden kann. Die Unterseite des Schlittens 7 ist als Schlittenplatte 8 ebenfalls planparallel hochpräzise mit gleichen Genauigkeitsanforderungen bearbeitet, damit es, wenn der Schlitten 7 mit der Grundträgerplatte 2 gegeneinander verspannt werden, nicht zu Deformationen im Spannsystem 1 kommt und ein hochpräzises idealerweise berührungsloses Verfahren zwischen Schlitten 7 und Grundträgerplatte 2 ermöglicht wird.The clamping system 1 consists of a base support plate 2, which is fixed (e.g. screwed) on the rotor (not shown) of an ultra-precise spindle 3 with its rotation reference axis 4. The base support plate 2 is machined plane-parallel from both sides 5, 6 with the greatest accuracy (<1 μm flatness), so that a carriage 7 of the clamping system 1 can be moved laterally on it. The underside of the carriage 7 is also machined as a plane-parallel carriage plate 8 with high precision and the same accuracy requirements, so that when the carriage 7 and the base plate 2 are braced against one another, there are no deformations in the clamping system 1 and a high-precision, ideally contact-free process between the carriage 7 and the base plate 2 is enabled.

Das Verfahren bzw. Positionieren des Schlittens 7 gegenüber der Grundträgerplatte 2 geschieht in zwei Freiheitsgraden mit jeweils zwei angetriebenen und lagegeregelten Achsen der Translation 9 und der Rotation 10 in einer Ebene 11. Hier kommen miniaturisierte, hochpräzise Achsen mit integriertem Positionsmesssystem (nicht gezeigt) zum Einsatz, mit denen eine übergeordnete Lageregelung aufgebaut werden kann. Die möglichen Schrittweiten der Antriebe (nicht gezeigt) sind derart gewählt, dass sie < 100 nm Schritte verfahren können, vorzugsweise < 50 nm. Beispielsweise dient als Antrieb der miniaturisierten Achsen ein Piezolinear- bzw. -rotationsantrieb oder ein elektromagnetischer Antrieb. Das integrierte Positionsmesssystem ist vorzugsweise optisch.The movement or positioning of the carriage 7 in relation to the base plate 2 takes place in two degrees of freedom, each with two driven and position-controlled axes of translation 9 and rotation 10 in a plane 11. Miniaturized, high-precision axes with an integrated position measuring system (not shown) are used here , with which a higher-level position control can be set up. The possible increments of the drives (not shown) are selected such that they can move <100 nm increments, preferably <50 nm. For example, a piezo linear or rotary drive or an electromagnetic drive is used to drive the miniaturized axes. The integrated position measuring system is preferably optical.

Der Rotationsantrieb ist dabei so ausgelegt, dass er mindestens 360°, idealerweise jedoch endlos rotieren kann. Der Linearantrieb ist von der Länge her so dimensioniert, dass er das Zentrum des in seiner Grundform rotationssymmetrischen Schlittens über das Zentrum der Grundträgerplatte 2 bzw. der Rotationsachse 4 der Hauptspindel 3 in der einen Endlage positionieren kann. In der zweiten Endlage der Linearachse muss der äußerste Rand des Wafers bis an die Rotationsachse der Hauptspindel 1 herangefahren werden. Die Länge dieses Verfahrwegs der Translationsachse 9 beschreibt der Radius des Wafers. Es ist vorteilhaft, in beiden Endlagen eine Sicherheit im Sinne zusätzlichen Verfahrwegs bei der konstruktiven Auslegung zu berücksichtigen. Durch die beiden Freiheitsgrade der Translationsachse 9 und der Rotationsachse 10 kann jeder erdenkliche Punkt auf dem Wafer exakt über der Rotationsachse der Hauptspindel 4 positioniert werden.The rotary drive is designed in such a way that it can rotate at least 360°, ideally however endlessly. The length of the linear drive is dimensioned such that it can position the center of the carriage, which is rotationally symmetrical in its basic form, over the center of the base support plate 2 or the axis of rotation 4 of the main spindle 3 in one end position. In the second end position of the linear axis, the outermost edge of the wafer must be moved up to the axis of rotation of the main spindle 1. The length of this travel of the translation axis 9 describes the radius of the wafer. It is advantageous to consider safety in the sense of additional travel in both end positions in the design. Due to the two degrees of freedom of the translation axis 9 and the rotation axis 10, every conceivable point on the wafer can be positioned exactly over the rotation axis of the main spindle 4.

Derartige Positionierachsen 9, 10 erreichen höchste Positioniergenauigkeiten, verfügen aber nicht über ausreichende Steifigkeit, um Fliehkräfte während einer anschließenden Rotation der Hauptspindel 4 mit Grundträgerplatte 2 und Schlitten 7 aufzunehmen. Die Fixiereinheit 12 verhindert ein Verschieben des Schlittens 7 gegenüber der eingestellten Sollposition während der Bearbeitung. Die konstruktiven Funktionen, die die Fixiereinheit 12 dabei abdeckt sind das Lösen und ggf. Anheben des Schlittens 7 senkrecht zur Ebene 11 während der Positionierroutine sowie das versatz- und verzugsarme Fixieren des Schlittens 7 nach erfolgter Positionierung.Such positioning axes 9, 10 achieve the highest positioning accuracies, but do not have sufficient rigidity to absorb centrifugal forces during a subsequent rotation of the main spindle 4 with the base support plate 2 and slide 7. The fixing unit 12 prevents the carriage 7 from shifting relative to the set target position during processing. The constructive functions covered by the fixing unit 12 are the loosening and possibly lifting of the carriage 7 perpendicular to the plane 11 during the positioning routine and the low-offset and low-distortion fixing of the carriage 7 after positioning has taken place.

Eine bevorzugte Lösung der konstruktiven Aufgabe liegt in der in 3 gezeigten Kombination aus Permanentmagneten 13 und einem Luftlager 14. Vorausgesetzt der Schlitten 7 ist magnetisch, das heißt, er hat die Eigenschaft von einem Magneten angezogen zu werden, ziehen ihn diese Permanentmagneten 13, die in die Grundträgerplatte 2 eingebracht sind, an, um ihn während der Rotation zu fixieren. Um den Schlitten 7 für die Positionierung aus der Fixierung zu lösen und ihn frei ultrapräzise verfahren zu können, wird das Luftlager 14 mit Druckluft beaufschlagt.A preferred solution to the design problem lies in the 3 shown combination of permanent magnets 13 and an air bearing 14. Provided that the carriage 7 is magnetic, i.e. it has the property of being attracted by a magnet, these permanent magnets 13, which are incorporated in the base support plate 2, attract it to keep it during to fix the rotation. In order to release the carriage 7 from the fixation for the positioning and to be able to move it freely with ultra precision, the air bearing 14 is charged with compressed air.

Das Luftlager 14 wird hierbei derart durch die Parameter Fläche und Druck ausgelegt, dass es den Schlitten 7 gegen die wirkenden Magnetkräfte abhebt. In diesem Zustand schwebt der Schlitten 7 luftgelagert und magnetisch vorgespannt auf der Grundträgerplatte 5. Das hierzu notwendige Luftlager 14 lässt sich z.B. durch die Verwendung poröser Materialien so aufbauen, dass es eine Höhe < 10 mm hat. Die Magneten 13 sind in der Grundplatte 2 eingelassen, so dass sie nicht zusätzliche Bauhöhe fordern. Der Abbe Fehler lässt sich dadurch deutlich reduzieren.The air bearing 14 is designed here by the parameters area and pressure in such a way that it lifts the carriage 7 against the acting magnetic forces. In this state, the carriage 7 floats on air bearings and is magnetically prestressed on the base support plate 5. The air bearing 14 required for this can be constructed, for example by using porous materials, so that it has a height of <10 mm. The magnets 13 are embedded in the base plate 2 so that they do not require any additional height. The Abbe error can thus be significantly reduced.

Alternativ sind andere konstruktive Lösungen für die Fixiereinheit 12 denkbar. Es könnte anstelle der magnetisch vorgespannten Luftlagerung 14 eine Kombination aus Vakuum (Fixieren) und Luftlagerung (Anheben, Positionieren) zum Einsatz kommen. Auch wäre eine mechanische Fixierung denkbar durch beispielsweise automatisiert betätigbare Klemmpratzen (nicht gezeigt). Neben der eigentlichen Funktion ist bei der Wahl der konstruktiven Lösung die Sicherheit im Betrieb zu beachten. Ein Vorteil von Magneten 13 ist, dass sie auch ohne aktives Medium (z.B. Vakuum) die Fixierfunktion erfüllen und somit ein Abfliegen des Schlittens 7 während der Rotation verhindern.Alternatively, other structural solutions for the fixing unit 12 are conceivable. Instead of the magnetically prestressed air bearing 14, a combination of vacuum (fixing) and air bearing (lifting, positioning) could be used. Mechanical fixation would also be conceivable, for example by means of clamping claws (not shown) that can be actuated automatically. In addition to the actual function, safety during operation must be taken into account when choosing the constructive solution. An advantage of magnets 13 is that they fulfill the fixing function even without an active medium (e.g. vacuum) and thus prevent the carriage 7 from flying off during rotation.

Der Schlitten 7 trägt baulich getrennt oder integriert eine Spanneinheit 15, um einen Grundkörper 16, wie den im Folgenden beschriebenen Wafer für die Bearbeitung ortsfest zu fixieren. Die Spanneinheit 15 kann nach unterschiedlichen Wirkprinzipien funktionieren, so ist ein Aufwachsen des Wafers 16, ein mechanisches Klemmen des Wafers 16 oder ein Spannen durch Vakuum denkbar. Soll der Wafer 16 durch Vakuum während der rotierenden Bearbeitung gehalten werden, muss in dem Spannsystem 1 eine Drehdurchführung 17 zur Übermittlung des Vakuums von der stehenden Seite der Maschine auf die rotierende Seite des Spannsystems 1 vorgesehen werden. Diese Drehdurchführung 17 muss ebenfalls die translatorischen und rotatorischen Bewegungen des Schlittens 7 ausgleichen können.The carriage 7 carries a structurally separate or integrated clamping unit 15 in order to fix a base body 16, such as the wafer described below, in a stationary manner for processing. The clamping unit 15 can function according to different operating principles, for example growing the wafer 16, mechanical clamping of the wafer 16 or clamping by vacuum is conceivable. If the wafer 16 is to be held by vacuum during the rotating processing, a rotary feedthrough 17 must be provided in the clamping system 1 to transmit the vacuum from the stationary side of the machine to the rotating side of the clamping system 1 . This rotary bushing 17 must also be able to compensate for the translational and rotational movements of the carriage 7 .

Neben Vakuum und Druckluft müssen elektrische Signale von der rotierenden zur stehenden Seite übertragen werden, um die Translationsachse 9 und die Rotationsachse 10 ansteuern zu können. Dies übernimmt eine Drehübertragung 18 bzw. eine Kontaktierstation. Während die Drehübertragung 18 kontinuierlich die Verbindung der elektrischen Signale während der Rotation der Grundträgerplatte 2 hält, würde eine Kontaktierstation nur während des Positioniervorgangs, der ohne Rotation stattfindet, die Signale übermitteln. Die Auswahl der konstruktiven Lösung hängt ab von der Wahl der Antriebe und deren Regelung.In addition to vacuum and compressed air, electrical signals must be transmitted from the rotating to the stationary side in order to be able to control the axis of translation 9 and the axis of rotation 10 . This is done by a rotary transmission 18 or a contacting station. While the rotary transmission 18 continuously keeps the electrical signals connected during the rotation of the base support plate 2, a contacting station would only transmit the signals during the positioning process, which takes place without rotation. The selection of the constructive solution depends on the selection of the drives and their control.

Der rotierende Teil des Spannsystems 1 weist keine Symmetrie in der Massenverteilung um die Rotationsachse 4 der Hauptspindel 1 auf. Die Massenverteilung ändert sich sogar je nach Positionierung der Translationsachse 9 und ggf. auch durch Rotation der Achse 10 aufgrund einer nicht perfekt zentrierten Aufspannung des Wafers 16. Das Wuchten ist somit eine notwendige Grundfunktion der Einheit. Die Wuchtfunktion untergliedert sich in einen manuellen (einmaligen, bzw. für die Rekalibration durchzuführenden) Schritt und einen aktiven, der während des Betriebs immer wieder durchgeführt werden sollte.The rotating part of the clamping system 1 has no symmetry in the mass distribution around the axis of rotation 4 of the main spindle 1 . The mass distribution even changes depending on the positioning of the translation axis 9 and possibly also due to the rotation of the axis 10 due to a clamping of the wafer 16 that is not perfectly centered. Balancing is therefore a necessary basic function of the unit. The balancing function is divided into a manual step (one-off or to be carried out for recalibration) and an active step that should be carried out again and again during operation.

Für den manuellen Wuchtschritt sind zur korrigierenden Massenverteilung Gewindebohrungen im Umfang der Grundplatte 2 angebracht, in die z.B. durch Schrauben Wuchtgewichte 19 am Umfang eingebracht werden. Durch die Masse der Schrauben bzw. durch die Tiefe des Einschraubens in die Gewindebohrung (Veränderung Radius der Masse) kann das System in Grundstellung (alle Einheiten zentrisch positioniert) vorgewuchtet werden. Da die Masse des Spannsystems beträchtlich ist, ist es vorteilhaft diese Wuchtprozedur nicht bezogen auf eine Ebene (Grundplatte) sondern in zwei Ebenen (Spindelrückseite mit Wuchtgewichten 20 durchzuführen. Wird nur in einer Ebene des Spannsystems gewuchtet, kann nicht eindeutig zwischen einer Restexzentrizität und einer Taumelbewegung des Rotors unterschieden werden. Für diese Art der Wuchtung in zwei Ebenen sind vorzugsweise Beschleunigungsaufnehmer (nicht gezeigt) an der Stirn- und Rückseite der Spindel anzubringen. Durch diese Aufnehmer lässt sich das verbleibende Taumeln des Rotors bestimmen und durch die Einbringung der Wuchtgewichte 19, 20 minimieren.For the manual balancing step, threaded holes are attached to the circumference of the base plate 2 for correcting mass distribution, into which balancing weights 19 are introduced on the circumference, e.g. by screws. The system can be pre-balanced in the basic position (all units positioned centrally) by the mass of the screws or by the depth of screwing into the threaded hole (change in the radius of the mass). Since the mass of the clamping system is considerable, it is advantageous to carry out this balancing procedure not in relation to one level (base plate) but in two levels (back of the spindle with balancing weights 20. If balancing is only carried out in one level of the clamping system, it is not possible to clearly distinguish between a residual eccentricity and a wobbling movement of the rotor can be distinguished. For this type of balancing in two planes, acceleration sensors (not shown) should preferably be attached to the front and rear of the spindle. These sensors can be used to determine the remaining wobble of the rotor and the introduction of balancing weights 19, 20 minimize.

Wird nun der Schlitten 7 mit der Spanneinheit 15 und dem Wafer 16 durch die Translationsachse 9 aus der Mittenposition verfahren, entsteht eine Massenverlagerung in Bezug auf die Rotationsachse 10 der Hauptspindel 4. Diese Verlagerung kompensiert eine zweite Translationsachse 21, die ein Gegengewicht 22 verfährt. Die Korrelation aus Verfahrposition der ersten Translationsachse 9 zur Positionierung des Wafers 16 und der Translationsachse 21 zur Positionierung des Gegengewichts 22 lässt sich für gegebene Massenverhältnisse fix berechnen und im Sinne einer Steuerung einstellen. Vorzugsweise wird jedoch nach erfolgter Positionierung der ersten Translationsachse 9 und der zweiten Translationsachse 21 nach festem Verhältnis eine Messung der tatsächlich verbleibenden Unwucht durchgeführt, um algorithmisch gestützt, eine korrigierende Bewegung der Translationsachse 21 zur Optimierung des Wuchtzustands durchzuführen. Eine derartige Messung kann mit Hilfe eines Beschleunigungssensors aufgenommen werden. Ist die Hauptspindel 3 selbst in einer Linearachse geführt, kann alternativ die Bestimmung des Schleppfehlers der Linearachse zur Beurteilung der Wuchtgüte herangezogen werden. Dieses Vorgehen kann iterativ mehrmals automatisiert durchgeführt werden, um einen bestmöglichen Wuchtzustand zu erzielen. Gerade für Bearbeitungen im Randbereich des Wafers mit großen exzentrischen Massenverlagerungen ist diese aktive Optimierungsfunktion von großem Mehrwert.If the carriage 7 with the clamping unit 15 and the wafer 16 is moved out of the center position by the translation axis 9, a mass displacement occurs in relation to the rotation axis 10 of the main spindle 4. This displacement is compensated for by a second translation axis 21, which moves a counterweight 22. The correlation between the displacement position of the first translational axis 9 for positioning the wafer 16 and the translational axis 21 for positioning the counterweight 22 can be calculated for Calculate given mass ratios and set them in the sense of a control. Preferably, however, after the first translation axis 9 and the second translation axis 21 have been positioned according to a fixed ratio, the actually remaining imbalance is measured in order to carry out a corrective movement of the translation axis 21 to optimize the balance state with algorithm support. Such a measurement can be recorded using an acceleration sensor. If the main spindle 3 itself is guided in a linear axis, the determination of the following error of the linear axis can alternatively be used to assess the balancing quality. This procedure can be carried out automatically iteratively several times in order to achieve the best possible balance state. This active optimization function is of great added value, especially for processing in the edge area of the wafer with large eccentric mass displacements.

Für die Positionierung des Wafers sollen laterale Toleranzen von <1µm erzielt werden. In der Toleranzkette des aktiven Spannsystems 1 sind bei absoluter Positioniergenauigkeit die Verfahrgenauigkeiten der Translationsachse 9 und der Rotationsachse 10, die Lage und Ausrichtung der Achsen zueinander, die Verortung der Spanneinheit 15 sowie die des Wafers 16 nach Spannung zum Schlitten 7 sowie auch die Lage der Grundplatte 2 zur Rotationsachse der Hauptspindel 3 zu betrachten. Der Aufwand zur Einkalibrierung und Ausrichtung der gesamten Einheit wäre immens, um die Summe dieser sich ergebenden Toleranzkette <1µm zu halten.Lateral tolerances of <1 µm should be achieved for the positioning of the wafer. In the tolerance chain of the active clamping system 1 with absolute positioning accuracy are the traversing accuracies of the translation axis 9 and the rotation axis 10, the position and alignment of the axes to each other, the location of the clamping unit 15 and that of the wafer 16 after clamping to the carriage 7 as well as the position of the base plate 2 to the axis of rotation of the main spindle 3 to be considered. The effort involved in calibrating and aligning the entire unit would be immense in order to keep the total of this resulting tolerance chain <1 µm.

Es wird daher ein kombiniertes Vorgehen aus Vorpositionierung mit absoluter Genauigkeit des Spannsystems 1 und anschließender Messung der exakten Lage und iterativer Korrektur beschrieben.A combined procedure of pre-positioning with absolute accuracy of the clamping system 1 and subsequent measurement of the exact position and iterative correction is therefore described.

Hierzu wird der zu bearbeitende Wafer 16 im Vorfeld der Einbringung von Linsen einem Markierprozess unterzogen. Der Markierprozess hat einzig die Aufgabe, die Zentren der Einzellinsen als Referenzmarken 23, die im späteren Bearbeitungsschritt gefertigt werden sollen, in lateral exakter Lage, das heißt exakter Lage parallel zur Ebene 11, zueinander auf der Oberfläche des Wafers 16 derart einzubringen, dass sie durch einen Sensor (21) in ihrer Lage mit Submikrometergenauigkeit während der weiteren Prozessführung erfasst werden können. Als Verfahren zur Markierung eignen sich die Diamantzerspanung, die Lasergravur, das Drucken oder Ätzen. Das Einbringen derartiger Referenzmarken 23 mit lateralen Genauigkeiten <1µm auf einer planaren Waferoberfläche entspricht dem Stand der Technik.For this purpose, the wafer 16 to be processed is subjected to a marking process prior to the incorporation of lenses. The marking process has the sole task of introducing the centers of the individual lenses as reference marks 23, which are to be produced in the later processing step, in a laterally exact position, i.e. in an exact position parallel to plane 11, to one another on the surface of wafer 16 in such a way that they a sensor (21) can be detected in their position with submicron accuracy during the further course of the process. Diamond machining, laser engraving, printing or etching are suitable methods for marking. The introduction of such reference marks 23 with a lateral accuracy of <1 μm on a planar wafer surface corresponds to the prior art.

Der so vorbereitete Wafer 16 mit Referenzmarken 23 wird mit der Spanneinheit 15 am Spannsystem 1 angebracht. Um eine Einzellinse mit Referenzmarke 23 in voller Geometrie zu schneiden, wird der Schlitten 7 über die Translationsachse 9 und die Rotationsachse 10 derart positioniert, dass die Referenzmarke 23 über der Rotationsachse 4 der Hauptspindel 3 steht (Vorpositionierung in Absolutgenauigkeit des Spannsystems 1).The wafer 16 prepared in this way with reference marks 23 is attached to the clamping system 1 with the clamping unit 15 . In order to cut a single lens with a reference mark 23 in full geometry, the slide 7 is positioned via the translation axis 9 and the rotation axis 10 in such a way that the reference mark 23 is above the rotation axis 4 of the main spindle 3 (pre-positioning with absolute accuracy of the clamping system 1).

Nun wird der Wafer 16 rotiert (mindestens 360°, eine Umdrehung) und der Sensor 24 beobachtet die Restbewegung der Referenzmarke 23 der zu schneidenden Einzellinse. Die Wahl des Sensors 24 ist abhängig von der eingebrachten Referenzmarke 23. Vorzugsweise wird eine Kamera mit hochauflösendem Mikroskopobjektiv verwendet. Beschreibt die Referenzmarke 23 während der Rotation um die Rotationsachse 4 der Hauptspindel 3 einen Kreis mir Radius R1, weist die Vorpositionierung einen Restfehler auf. Aus dem Radius R1 lässt sich algorithmisch eine Korrekturpositionierung berechnen und zur Ansteuerung der Translationsachse 9 und Rotationsachse 10 nutzen. Nach erfolgter Korrekturpositionierung erfolgt eine erneute Messung, um den optimierten Restfehler mit Radius R2 zu bestimmen. Dieses Vorgehen kann iterativ wiederholt werden, bis ein Grenzwert (z.B. < 1µm) unterschritten ist. Erst dann erfolgt die Freigabe zur Bearbeitung der Einzellinse mit vollständiger Geometrieausprägung um die Referenzmarke 23 durch das Werkzeug 25. Sensor 24 und Werkzeug 25 könnten als eine mögliche konstruktive Ausführung achsparallel an einem Portal 26 einer Ultrapräzisionsmaschine verortet sein.The wafer 16 is now rotated (at least 360°, one revolution) and the sensor 24 monitors the residual movement of the reference mark 23 of the individual lens to be cut. The selection of the sensor 24 depends on the introduced reference mark 23. A camera with a high-resolution microscope objective is preferably used. If the reference mark 23 describes a circle with a radius R1 during the rotation about the axis of rotation 4 of the main spindle 3, the pre-positioning has a residual error. A correction positioning can be calculated algorithmically from the radius R1 and used to control the translation axis 9 and the rotation axis 10 . After the corrective positioning has been carried out, a new measurement is carried out in order to determine the optimized residual error with radius R2. This procedure can be repeated iteratively until a limit value (e.g. < 1 µm) is undershot. Only then does the tool 25 release the tool 25 for processing the individual lens with a complete geometry around the reference mark 23. Sensor 24 and tool 25 could be located axis-parallel on a portal 26 of an ultra-precision machine as a possible structural design.

Das dieser Erfindung zugrundeliegende Verfahren beschreibt folglich ein kaskadiertes iteratives Vorgehen, um zuerst die Position einer Referenzmarke 23 in Bezug auf die Rotationsachse 4 der Hauptspindel 3 zu optimieren und anschließend die Restunwucht des Spannsystems nach erfolgter Positionierung durch korrigierendes Nachführen der Gegenmasse 22 mithilfe der zweiten Translationsachse 21 zu minimieren. Bei geringeren Ansprüchen an Positionier- und Wuchtgüte kann bei dem beschriebenen Vorgehen auf die Iterationen verzichtet werden.The method on which this invention is based therefore describes a cascaded iterative procedure in order to first optimize the position of a reference mark 23 in relation to the axis of rotation 4 of the main spindle 3 and then the residual imbalance of the clamping system after positioning has taken place by correcting the tracking of the counterweight 22 using the second translation axis 21 to minimize. In the case of lower demands on positioning and balancing quality, the iterations can be dispensed with in the procedure described.

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Claims (19)

Spannsystem (1) mit einer Grundträgerplatte (2) und einem Schlitten (7), die in einer Ebene (11) relativ zueinander beweglich angeordnet sind und miteinander verbindbar sind, um eine Drehbewegung von einer Hauptspindel auf ein am Schlitten befestigtes Werkstück zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass Grundträgerplatte (2) und Schlitten (7) auf zwei Achsen (7, 8) relativ zueinander beweglich angeordnet sind, die mindestens eine Translationsachse Achse (7) aufweisen, um den Schlitten zur Hauptspindel zu positionieren.Clamping system (1) with a base support plate (2) and a carriage (7), which are arranged to be movable relative to one another in a plane (11) and can be connected to one another in order to transmit a rotary movement from a main spindle to a workpiece fastened to the carriage, characterized characterized in that the base support plate (2) and carriage (7) are arranged to be movable relative to one another on two axes (7, 8) which have at least one translation axis (7) in order to position the carriage in relation to the main spindle. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Achsen (7, 8) eine Translationsachse (7) und eine Rotationsachse (8) sind.tensioning system claim 1 , characterized in that the two axes (7, 8) are an axis of translation (7) and an axis of rotation (8). Spannsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Achse und vorzugsweise beide Achsen über eine Kupplung mit dem Schlitten verbunden sind.tensioning system claim 1 or 2 , characterized in that at least one axis and preferably both axes are connected to the carriage via a coupling. Spannsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Grundträgerplatte (2) und Schlitten (7) auch senkrecht zur Ebene (11) relativ zueinander beweglich angeordnet sind.Clamping system according to one of the preceding claims, characterized in that the base support plate (2) and carriage (7) are also arranged to be movable relative to one another perpendicularly to the plane (11). Spannsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Fixiereinheit (12) aufweist, um Grundträgerplatte (2) und Schlitten (7) auseinander zu bewegen und aneinander zu fixieren.Clamping system according to one of the preceding claims, characterized in that it has a fixing unit (12) in order to move the base support plate (2) and carriage (7) apart and to fix them to one another. Spannsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Gegengewicht (22) aufweist, das auf einer weiteren Achse (21) verfahrbar angeordnet ist.Clamping system according to one of the preceding claims, characterized in that it has a counterweight (22) which is arranged to be movable on a further axis (21). Fixiereinheit (12) für ein Spannsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Luftlagerung (14) zwischen Grundträgerplatte (2) und Schlitten (7) aufweist.Fixing unit (12) for a clamping system (1) according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that it has an air bearing (14) between the base support plate (2) and slide (7). Fixiereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es eine magnetische Fixierung zwischen Grundträgerplatte (2) und Schlitten (7) aufweist.fuser unit after claim 7 , characterized in that it has a magnetic fixation between the base support plate (2) and carriage (7). Fixiereinheit nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vakuumfixierung zwischen Grundträgerplatte (2) und Schlitten (7) aufweist.fuser unit after claim 7 or 8th , characterized in that it has a vacuum fixation between the base support plate (2) and carriage (7). Fixiereinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es eine mechanische Fixierung zwischen Grundträgerplatte (2) und Schlitten (7) aufweist.Fusing unit according to one of Claims 7 until 9 , characterized in that it has a mechanical fixation between the base support plate (2) and carriage (7). Verfahren zur Verwendung eines Spannsystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zu bearbeitendes Bauteil (16) vorab mit Referenzmarken (23) versehen wird, die die laterale Lage später zu fertigender Optikelemente exakt definieren.Method for using a clamping system (1) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that a component (16) to be machined is provided in advance with reference marks (23) which precisely define the lateral position of optical elements to be manufactured later. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Fertigen einer Einzellinse auf einem Bauteil (16) mit Referenzmarke (23) die Referenzmarke (23) mit der Absolutgenauigkeit des Spannsystems (1) über der Rotationsachse (4) der Hauptspindel (3) positioniert wird, dann eine Messung mit einem Sensor (24) zur Bestimmung der Restexzentrizität von Referenzmarke (23) zu Rotationsachse (4) der Hauptspindel (3) durchgeführt wird und abschließend eine auszuführende Korrekturbewegung auf Basis der gemessenen Restexzentrizität ermittelt wird.procedure after claim 11 , characterized in that to manufacture a single lens on a component (16) with a reference mark (23), the reference mark (23) is positioned with the absolute accuracy of the clamping system (1) over the axis of rotation (4) of the main spindle (3), then a measurement is carried out with a sensor (24) to determine the residual eccentricity of the reference mark (23) to the axis of rotation (4) of the main spindle (3) and finally a corrective movement to be carried out is determined on the basis of the measured residual eccentricity. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (24) zur Korrekturbestimmung die zuvor eingebrachte Referenzmarke (23) detektiert.procedure after claim 12 , characterized in that the sensor (24) for determining the correction detects the previously introduced reference mark (23). Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (24) zur Korrekturbestimmung die tatsächlichen Ist-Lagen zuvor geschnittener Einzellinsen detektiert.Procedure according to one of Claims 12 or 13 , characterized in that the sensor (24) for determining the correction detects the actual actual positions of previously cut individual lenses. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung iterativ bis zum Erreichen einer vordefinierten Genauigkeit durchgeführt wird.Procedure according to one of Claims 12 until 14 , characterized in that the positioning is carried out iteratively until a predefined accuracy is reached. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgter Positionierung des Schlittens (7) eine Vorpositionierung eines Gegengewichts (22) mittels einer Translationsachse (21) stattfindet, um eine symmetrische Massenverteilung um die Rotationsachse (4) der Hauptspindel (3) zu bewirken.Procedure according to one of Claims 12 until 15 , characterized in that after the carriage (7) has been positioned, a counterweight (22) is pre-positioned by means of a translation axis (21) in order to bring about a symmetrical mass distribution around the axis of rotation (4) of the main spindle (3). Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgter Vorpositionierung eine Messung durch Rotation des Spannsystems (1) durchgeführt wird, um die tatsächliche Restunwucht zu bestimmen und algorithmisch gestützt, eine Korrekturpositionierung der Translationsachse (21) mit Gegengewicht (22) zu berechnen.Procedure according to one of Claims 12 until 16 , characterized in that after the pre-positioning has taken place, a measurement is carried out by rotating the clamping system (1) in order to determine the actual residual imbalance and, supported by algorithms, to calculate a corrective positioning of the translation axis (21) with a counterweight (22). Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Feinwuchtung Gewichte (19, 20) in zwei Ebenen, der der Grundplatte (2) und einer zweiten an der Rückseite der Hauptspindel (3) eingebracht werden.Procedure according to one of Claims 11 until 17 , characterized in that for fine balancing weights (19, 20) in two levels, the the base plate (2) and a second one on the back of the main spindle (3). Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannsystem iterativ bis zum Erreichen einer vordefinierten Genauigkeit gewuchtet wird.Procedure according to one of Claims 11 until 18 , characterized in that the clamping system is balanced iteratively until a predefined accuracy is reached.
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