ATM - Martin Cibulski - 2004-01-10
Start > Schleifmaschine mit Drehteller auf einem Schlitten


Zum Schleifen meines ersten 150mm-Spiegels baute ich eine einfache Schleifmaschine. Es hat einen 'gleitenden Drehteller', der auf einer Plattform montiert ist, welche von einem Getriebemotor hin und her bewegt wird.

Der Teller wird von einem geraden Keilriemen in Drehung versetzt, der auf einem Holzbrett dahinter befestigt ist. Hinter dem Holzbrett ist eine Mechanik aus zwei Hebeln und einer Anpressfeder. Durch die Mechanik wird der Teller nur in einer Richtung gedreht; der Drehteller rollt sich entlang des Keilriemens ab, wenn er sich mit der Plattform nach links bewegt. Wenn die Plattform nach rechts bewegt wird, gibt die Mechanik den Keilriemen frei und der Drehteller rutscht daran entlang, ohne sich zu drehen. Eine zusätzliche Sperre am Drehteller verhindert jede Rückwärtsdrehung vollständig. Dies ist besonders wichtig bei seitlich versetzten Strichführungen, die ein höheres Drehmoment auf den Speigel übertragen.

Das Werkzeug oder der Spiegel oben auf wird von vier Schrauben mit Gummipuffern gehalten. Die Schrauben sind mit etwas Spiel eingestellt, so dass sie das obenliegende Teil bei jeder Links/Rechts-Bewegung des unteren Teils auch ein bisschen drehen.
Dafür müssen zwei gegenüberliegende Schrauben etwas näher eingestellt sein als die anderen beiden.
Ich übernahm diese Idee von der RASC Kingston Centre Grinding Machine wo das Werkzeug (oben) von einem Arm mit vier Schrauben in gleicher Weise 'herumgeschubst' wird..



Erste Version der Schleifmaschine

grinding_machine.jpg



Ausgestreckter Keilriemen

Nach etwa 50 Stunden Betrieb der Maschine hat sich der Riemen so weit abgenutzt, dass die Holzteile sich berühren. Die Maschine dreht den Teller trotzdem; vielleicht hätte ich den Riemen gar nicht gebraucht und Holz auf Holz gibt schon genug Reibung zum Drehen. Mit Sicherheit kann man auf die Einkerbung an der Scheibe verzichten.

grinding_machine_linear_belt.jpg



Sperre gegen Rückwärtsdrehung


grinding_machine_turntable_stopper.jpg



Getriebemotor mit Schubkurbel

Die Kurbel kann für Strichlängen von 0 bis ca. 30 cm eingestellt werden. Das Getriebe ist verstellbar von 14 bis 70 U/min. Dies ist der einzige Motor in dieser Maschine !

grinding_machine_motor.jpg



Zweite Version mit neuem oberen Rahmen

Für die Herstellung meines zweiten Spiegels (14" F5) baute ich einen anderen Rahmen mit einem in verschiedenen Positionen einstellbaren Ring, um auch seitlich versetzte Strichführungen zu ermöglichen. Aber es gab zu viel Vibrationen wenn das für den größeren Spiegel nötige schwerere Schleifwerkzeug gegen die Schraubenenden stieß.

grinding_machine_v2.jpg



Dritte Version mir frei drehendem Werkzeug

Das Schleifwerkzeug dreht sich mit jedem Strich von allein ein bisschen weiter. Vibrationen gibt es nun nicht mehr, da kein Spiel zwischen Werkzeug und Halterung vorhanden ist.

grinding_machine_v3_grinds.jpg



Version III beim Polieren (mit Rücklaufsperre für das Werkzeug)

Manchmal drehte sich das Polierwerkzeug um einen Punkt vor und zurück. Ein einfacher Gummipuffer verhindert zuverlässig das Rückwärtsdrehen.


grinding_machine_v2.jpg



Kurzes Video der Maschine (Version I)

Video (1.7 MB)



Video von der Funktion des Keilriemens

Video (1.7 MB)



Ergebnisse in der Anwendung der Maschine:

I used it in all fine grinding steps of my 6" mirror. In the finest steps (600/800/1200) I sometimes did wets by hand because the machine (version 1) could only do COC strokes and sometimes colleced the grit in the middle.
This results in more wear in the middle of the tool and mirror, but fortunately this could always be corrected in one or two wets by hand with varying side offset. I hope that version 2 of the machine with adjustable stroke offset will solve this problem.

When I ground by hand I always used the motor driven turntable for comvenience. Additionally then the little lateral motion of the table automatically gives some irregular offset in the strokes.

During polishing the machine performed best at all. I let it run for hours without supervision. Water was dropped on the edge of the tool/mirror on top through a tube taken from an infusion bag.

The figure of the 6" mirror came out almost sherical without special measures or figuring. At the end of my first parabolizing attempt which was of no success ;-( I simply let it run for some hours MOT ant TOT to get the mirror sherical again.

One time when the machine polished unattended (MOT) the threaded rods were loosened and slowly turned towards the mirror until the mirror was hold by the rods and stopped rotating. Fortunately after some more hours of machine polishing I couldn't find any astigmatism on the mirror. I added nuts at the outer ends of the rods to fix them better.
Figuring was done solely by hand with mirror on top and the tool rotating on the motor driven turntable. I experimented with a subdiameter lap mounted on a second arm on the moving platform, but without turning this lap I got concentric grooves on my mirror.
Version 2 of the machine should be able to handle a subdiameter lap on any zone of the mirror. But I think figuring with a machine makes sense only on large fast mirrors where much more corrections from the shere has to be done.


Grinding and polishing of a 14" mirror:
I began to smooth the pregenerated curve of my 14" mirror using a rectangular piece of iron mounted under a round plywood disk. Rough grinding with 60 grit worked well this way and the machine could handle much pressure on the tool. I attached about ten kg at the end of the arm.

For fine grinding I used a tile tool first. A problem occured because the larger tool (on top) gets more torque from the mirror so the four rubbers of the upper frame cannot rotate the tool in the opposite direction.
I tried another adjustment of the screws to let them push into the same direction as the mirror. This worked in some way but the heavy tool bumped too much into the four rubber ends.

The third version of the machine has a free rotating tool. In the middle of the tool I placed a little bearing to avoid too much friction. This worked very well in the fine grinding process. Vibrations and bumping didn't happen because the tool couldn't move left and right like in version 2.

During polishing the tool sometimes sticked at one point of its turn and its rotation stopped or changed into an oscillation back and forth. So I added a second stopper for the tool to prevent its backrotation. After some hours of polishing it seems that this solves this problem. The tool will always turn a little forward when the turntable moves to the left (rotating). Then the stopper fixes the tool's position and turning back doesn't happen again when the turntable moves back.

In my second polishing attempt on the 14" mirror I got a perfect sphere after two days of machine work and warm pressing every few hours. On the foucault tester (at COC) I could not detect (visually) which side darkens first. AutoFouc and sixtests gave these results:

grinding_machine__14_inch_results.jpg


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