CN1747814A - 研磨机 - Google Patents
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Abstract
一种用于研磨工件(40)的研磨机(1)包括下述部件：具有环形研磨表面(11)的杯形磨轮(10)；盘形电极(60)，它邻近着至少一部分研磨表面(11)定位，以获得修整区域(75)，在修整区域中，电极(60)和研磨表面(11)之间具有相对小的间隙；用于将电解液进给至修整区域(75)的进给装置(70)；用于经由电解液在研磨表面(11)和电极(60)之间产生电流的发生器(20)。该电极(60)可相对于修整区域(75)移动，以便持续地去除通常是因修整过程而出现在电极上的污物。因此，修整过程的质量保持在一个高水平上。
Description
本发明涉及研磨工具的研磨表面的修整过程，包括下列步骤：邻近着至少一部分研磨表面定位至少一部分电极，从而获得一个修整区域，在该修整区域中电极和研磨表面之间具有相对小的间隙；将电解液进给至该修整区域；经由电解液在研磨表面和电极之间产生电流。
这种修整方法是公知的并且可以在一部分研磨表面上进行，而在同时，另一部分研磨表面在工件上进行研磨操作。这种一方面修整研磨表面而另一方面同时进行研磨操作的场合通常被称为ELID，其中ELID表示电解在线修整(ElectroLytic In-process Dressing或ElectroLytic Inline Dressing)。
该ELID研磨过程的一个重要优点是所获得的被处理工件表面的质量是相对非常高的。这种表面的粗糙度能小于2nm。不需要对工件表面进行后处理，由此就节省了时间和费用。另一个优点是表面下损伤为零，其中，表面下损伤定义为工件表面下方的损伤。作为一个有益的结果，表面以及表面下方的区域是不受张力影响的。
在修整过程中，电极受到玷污，这会对ELID过程的性能产生负面影响。该问题可以通过定期清洁电极而得到解决，在清洁电极时需要中断研磨过程。因为需要经常性地进行该清洁过程，例如每隔五分钟一次，所以这不是一个方便的解决方案，因此，本发明的一个目的是提供一种更好的解决方案。
该目的可用通过如第一段中描述的修整过程来实现，其中，电极相对于修整区域移动。
由于电极相对于修整区域的移动，电极被持续地清洁。电解液的流动也对该清洁过程起到了作用。作为该持续清洁过程的一个有益结果，不需要为了清洁电极而中断研磨过程。进一步的，由于该修整过程总是由电极的已清洁部分来进行的，因此该修整过程的质量保持在一个高水平上。
从实践中看来，电极的移动和电解液的流动这两者的结合足够获得持续的和令人满意的ELID研磨过程。另外，由于电极相对于修整区域的移动，因此有可能使用刷子或类似工具把暂时不参与修整过程的部分电极表面上的污物去除。
现在通过参考附图更详细地解释本发明，附图中相似的部件用相同的参考标记表示，附图中：
图1示意性地示出了按照本发明的ELID研磨机的组成部件以及工件；
图2示意性地示出了如图1所示的ELID研磨机的研磨工具和修整工具以及工件；
图3示意性地示出了按照本发明的研磨工具和修整工具的底视图；
图4和图5示出了一种用于控制滑块移动的方法，该滑块用于支撑工件并用于相对于研磨工具定位工件；
图6示意性地示出了机架、研磨工具和工件；
图7示出了用于在研磨过程中限制力的方法；
图8示意性地示出了用于在研磨过程中限制力的控制电路；
图9和图10示出了在固定底座上支撑可移动滑块的方式，该滑块用于用于支撑工件；
图11示意性地示出了按照本发明的研磨工具和修整工具；和
图12示意性地示出了一个研磨工具、两个修整工具以及最终产品。
图1和图2示出了按照本发明的ELID研磨机1的组成部件。在所示出的例子中，该ELID研磨机1包括杯形磨轮10，它是一种带有环形研磨表面11的盘形研磨工具。该研磨表面11包括对需处理表面进行实际切削的磨粒以及包埋所述磨粒的粘合剂。该杯形磨轮10可绕转动轴线12旋转，并且被布置在从动研磨轴13的一个末端处。杯形磨轮10通过该研磨轴13和碳刷14连接至脉冲发生器20的正极。
提供一个可移动的滑块30来支撑工件40并且相对于杯形磨轮10来定位工件40。在研磨过程中，利用控制装置50来控制滑块30相对于杯形磨轮10的位置。
为了修整研磨表面11而提供了一个盘形电极60，该盘形电极60带有一个平的上表面65、一个平的下表面66和一个圆周。该电极60是可转动设置的，其中，电极60的转动轴线61垂直于电极60的平表面65、66延伸。该电极60连接至脉冲发生器20的负极。而且，该电极60邻近着研磨表面11布置，从而在电极60和研磨表面11之间有一个相对小的间隙。该ELID研磨机包括将电解液进给至该小间隙的进给装置70。
为了获得有效的修整过程，电极60相对于研磨表面11以这样的方式定位，即在电极60的转动轴线61延伸方向看去，一部分电极60与一部分研磨表面11相重叠。当然，该修整过程也只能在一部分重叠区域上发生，在这一部分重叠区域中，电极60和研磨表面11之间具有相对小的间隙。实际上发生修整过程的该部分被称为修整区域75。在研磨表面11像所示出的杯形磨轮10的研磨表面11那样是环形的情况下，则在电极60的转动轴线61延伸的方向看去，修整区域75成形为一个环形段。
首先，电解液在修整过程中起了作用，而其次，该电解液用作冷却装置来冷却发生修整过程的区域。为了冷却发生研磨过程的区域，该ELID研磨机包括用于将冷却液进给至所述区域的冷却装置80。
在ELID研磨机1的运行过程中，研磨轴13和杯形磨轮10都绕转动轴线12旋转，并且电极60绕着转动轴线61旋转。在该过程中，滑块30和工件40相对于旋转着的杯形磨轮10移动，以便使研磨表面11能触到工件10的表面上所有需要处理的区域。
由于杯形磨轮10连接至脉冲发生器20的正极而电极60连接至脉冲发生器20的负极，因此在杯形磨轮10和电极60之间存在电势差。在该电势差的作用下，电流经由电解液在负极电极60和正极研磨表面11之间流动。
由于电极60和研磨表面11之间电流的流动和电解液的流动，而使研磨表面11得到修整。在研磨过程中，来自工件40上的切削材料玷污了研磨表面11，其中，该材料填充了研磨表面11上磨粒之间的空间。将会理解，为了确保研磨表面11的性能不会随时间的推移而降低，需要将该污物去除。
研磨表面11被玷污的部分总是在其与工件40再次形成接触之前被电极60修整。在该修整过程中，该污物在电流流动和电解液流动两者的作用下被去除。而且，粘合剂在电流流动的作用下被氧化。
在该修整过程中，负极电极60被玷污。这种污物也需要被去除，以便维持电极60的修整功用。因此，按照本发明一个非常重要的方面，电极60绕转动轴线61旋转。从实践中看来，由于电极60的移动和电解液的流动，可充分地从电极60上去除污物。在一个优选实施例中，该ELID研磨机包括刷子(在图1和图2中未示出)或其它适合的刮擦工具，用于从电极60上去除污物，其中，该刷子安置在修整区域75之外。
由于研磨表面11被持续地修整并且由于不需要中断研磨过程，所以能持续地对工件40进行处理。因此，被处理表面不会被由研磨过程的停止和启动造成的痕迹所损伤。而且，由于电极60被持续清洁，因此该修整过程是在最佳条件下进行的，所以研磨表面11的性能稳定地保持在高水平上。作为一个附加的结果，进行处理的作用力保持在相对低的水平，从而彻底避免了被处理表面的损伤和表面下损伤。
经本发明的ELID研磨机处理过的表面不需要再进一步的处理，这是因为该ELID研磨机有可能获得优良质量的表面，甚至是能满足光学要求的质量。因此，按照本发明的ELID研磨机非常适合于研磨将会应用在光学领域的表面。
本发明也可应用在带有其它研磨工具而非杯形磨轮10的ELID研磨机1。进一步地，该电极60不是一定需要是盘形或具有圆周。重要的是电极60是可移动设置的，以使电极可相对于修整区域75移动，并且电极60的形状使其能适当地修整研磨工具。
在如前文所述的修整过程中，会发生一个电解过程。在该过程中，特别是在使用水基电解液时，会产生一定量的气体。所产生的气体不容易逸出，这是由于电极60和研磨表面11之间的间隙相对小，而且是由于电解液进入间隙时的流动方向与气体从该间隙逸出的方向相反。该气体的量是非常大的，以致于相当大的一部分修整区域75被该气体充满。这样，该电解过程被干扰并且使得该修整过程恶化，这对研磨表面11所处理表面的质量有着负面的影响。
为了解决这个由气体的产生所引起的问题，本发明提出了一种带有孔62的电极60，如图3所示。这些孔62可以按照任何适当的图案来设置。在该示出的例子中，这些孔62布置在与电极60的周边63隔开一定距离的圆上，其中这些孔62在该圆上均匀间隔开。但是，这些孔62也可以不同的方式来设置。重要的是，这些孔62要设置成这样：在电极60转动的时候，这些孔62的一侧有规律地终止于电极60和研磨表面11之间的间隙中。优选地，孔62的截面形状为圆形，这并不意味着孔62不能以其它的方式的成形。
为了进行修整过程，电解液通过孔62进给至修整区域75。
在电解过程中，所产生的气体能通过电极60和研磨表面11之间的间隙逸出，这是由于气体的流动不会被电解液的反向流动所阻碍。因此，该气体不会对修整过程具有恶化影响。
原则上，相比于使用不带孔62的电极60的场合，也有可能不调整电解液流动的位置和方向。在这种情况下，所产生的气体能通过孔62逸出。
带有孔62的电极60也优选应用在传统的场合下，即在修整过程中电极60不转动的场合。
在ELID研磨过程中，滑块30移动的精确度关系到所获得的工件40的几何形状的精确度。这不仅对于ELID研磨过程是对的，而且对于所有用可移动滑块30来支撑工件40的过程都是对的，例如工件40的研磨和研磨工具的修整不是同时进行的传统研磨过程、以及车削过程和铣削过程。
按照该技术的现状，如果要求最终产品的几何形状具有相对高的精确度，在研磨机中处理后要对该产品进行测量，必要时进行修正。这是一个麻烦且耗时的过程。
作为前段中所描述问题的一个解决方案，本发明提出了一种精确控制滑块30移动的方法，这将在下文中参考图4和图5来解释。
图4和图5示意性地示出了滑块30和工件40。在图4中还示意性地示出了杯形磨轮10。图4清楚地图示出一种相对于工件40的表面41定位杯形磨轮10的传统方式，用杯形磨轮10的研磨表面11对工件40的表面41进行处理。杯形磨轮10的端面15和被处理工件40的表面41彼此间不是平行延伸的。相反，在所述表面15和41之间具有一个小的夹角。这样的原因很容易理解：杯形磨轮10相对于工件40处于这样的位置时，可以避免对工件40上已经被处理的部分进行研磨，并且只有相对小的一部分研磨表面11参与该研磨过程。换句话说，通过杯形磨轮10的倾斜定位，确保了工件40的表面41上已经被处理的部分不再被杯形磨轮10的研磨表面11接触。
滑块30在支撑表面35上滑动，支撑表面35例如是由花岗岩或其它适当材料制成的底座36的上表面。如图4和图5中以放大的方式示意性地示出的那样，该支撑表面35不是完全平整(flat)的。在一个优选实施例中，滑块30被空气支承件31支撑。在图4和图5中，空气支承件31被示意性地画成可转动的球。滑块30和空气支承件31经由致动器(actuator)32连接。在滑块30的移动过程中，空气支承件31在支撑表面35上移动。
该致动器32是可调节的，以改变滑块30和空气支承件31之间的距离。按照本发明的一个重要方面，控制装置50以这样的方式控制致动器32，即该方式完全补偿了支撑表面35的不平整以及研磨过程中作用在工件40上的研磨力的影响，从而使滑块30按照一个平直(straight)的平面移动。
按照用图4示出的本发明，为了得到一种相对简单的控制方法，将支撑表面35相对于假象参考平面51的不平整度的测量结果存储在控制装置50中。
下文中，将两个相互垂直的方向作为x轴方向和y轴方向，假象参考平面51在这两个相互垂直的方向内延伸。而且，z轴方向定义为垂直于x轴方向和y轴方向而延伸的方向。在图4和图5中，用一组箭头x和z示意性地画出了x轴方向和z轴方向。
在上述测量结果的基础之上，对于滑块30和空气支承件31的x位置和y位置每一种可能组合，控制装置50都能测定滑块30和空气支承件31之间所需要的距离。
在研磨过程中，滑块30移动的所有方面都是由控制装置50来控制。在该过程中，重要的是将关于滑块30(更具体地说是空气支承件31)的x位置和y位置的信息提供给控制装置50，以便控制装置50能以恰当的方式控制滑块30的z位置。原则上，关于滑块30的x位置和y位置的信息可以经反馈或不经反馈而获得。不经反馈获得该信息是指该信息基于这样的假设，即滑块30的x位置和y位置与控制装置50所指定的x位置和y位置相一致。经反馈获得该信息则更为复杂，因为这意味着要提供探测器等装置，该探测器等装置用来探测滑块30的实际x位置和y位置，并且用来将滑块30的关于这些位置的信息传送到控制装置50。在控制装置50中，将关于实际x位置和y位置的信息与所指定的x位置和y位置的信息进行比较。如果有区别，那么控制装置50则控制滑块30移动，直至所检测到的实际x位置和y位置与所指定的x位置和y位置相一致。将会理解，经反馈来获得关于x位置和y位置的信息提供了更大的可靠性，并因而在实践中是优选的。
控制装置50一获得关于滑块30的x位置和y位置的信息，该控制装置就能基于所存储的对于所有可能的x位置和y位置支撑表面35和假象参考平面51之间的差异来测定滑块30和每一个空气支承件31之间所需要的距离。
控制装置50可以使用一个简单的算法来测定对于给定的空气支承件31的x位置和y位置的滑块30的上表面33和空气支承件31之间所需要的距离，该算法下文中进行描述。为了使简化说明，使用了下述定义：
距离D＝假象参考平面51和支撑表面35之间所测得的可变距离
距离C＝滑块30上表面33和假象参考平面51之间所需要的恒定距离
距离B＝在z轴方向上空气支承件31的长度
距离L＝滑块30上表面33和空气支承件31之间所需要的可变距离
基于关于空气支承件31的x位置和y位置的信息，可以从所存储的测量结果中获知距离D。因为距离C和B为恒定距离，因此处理装置50能通过下述关系式找到距离L：L＝D+C-B。
当滑块30在x轴方向和/或y轴方向上移动时，基于对滑块30在第一位置上的距离L和滑块30在第二位置上的距离L之间的比较，来测定布置在滑块30和空气轴31之间的致动器32的长度所需要发生的变化。当空气支承件31从支撑表面35的一个顶点移动到支撑表面35的一个谷点时，为了保持所需要的恒定距离C，必须增大致动器32的长度，换言之，该致动器32必须伸长。相反，当空气支承件31从支撑表面35的一个谷点移动到支撑表面35的一个顶点时，致动器32的长度必须缩短，换言之，该致动器32必须缩回。
在一种按照本发明的更复杂的控制方法中，如图5所示，除了假象参考平面51之外还使用了实际参考平面52。在这种方法中，关于滑块30实际位置的反馈可以以滑块30与实际参考平面52之间的测量距离的方式反馈到控制装置50，而且在研磨过程中施加在滑块30上的额外负载也被补偿了。
不同于假象参考平面51，该实际参考平面52是用研磨机的至少一个实际部件来具体实现的。该研磨机例如可以包括三个不胀钢标尺，以便能进行测定五个自由度的测量过程。当然，如图5中以放大的方式示意性地示出的那样，实际参考平面52并不是完全平整的。
在滑块30的移动过程中，滑块30上表面33与实际参考平面52之间的距离S被传感器53测定。控制装置50使用该距离S的值来测定致动器32的长度所需的瞬时变化，从而使得滑块30的上表面33能按照平直平面来移动。
为了存储关于距离D的信息和关于实际参考平面52与支撑表面35之间的距离R的信息，在滑块30以无负载状态移动时进行初始测量，其中，致动器32的长度是固定的。在该方法中，支撑表面35相对于假象参考平面51的不平整度(距离D)被测定并且被存储在控制装置50中。而且，测定来自传感器53的信号并将其存储在控制装置中。
正如已经说过的，传感器53的信号代表了距离S。在初始测量过程中，滑块30上表面33的路径与支撑表面35的路径一致。因此，所存储的传感器53的信号代表了距离R。
一旦控制装置50获得了关于滑块30的x位置和y位置的信息，控制装置50就能基于通过初始测量所获得的存储信息来测定滑块30与每个空气支承件31之间所需要的距离。
下面描述控制装置使用的包括有反馈的算法，该算法用来测定给定空气支承件31的x位置和y位置时的距离L。
基于关于空气支承件31的x位置和y位置的信息，从所存储的初始测量结果能获知距离D。由于距离C和距离B都是恒定距离，因此可通过下述关系式找到距离L：L＝D+C-B。
控制装置50必须控制致动器32而使距离L达到该测定值。在该过程中，必须要考虑致动器32上的额外负载。在研磨过程中，这种额外负载表现为研磨力的作用结果。因此，致动器32被偏移，以致于如果控制装置50不补偿该额外负载，那么所设定的距离L将会很小。因此，基于传感器53提供的信息来进行反馈是重要的。为此，该算法包括一个利用这种信息的步骤。
对于空气支承件31每一个可能的x位置和y位置，控制装置50能用下述关系式测定出一个所需距离S：S＝D+C-R。基于传感器53的信号，控制装置50能测定出距离S的实际值，并且能检查该实际值是否与所需值相等。一旦控制装置找到了所需值与实际值之间的差异，就向致动器32发出信号以便使该差异成为零。只要将该差异保持为零，那么滑块30的上表面33就会按照一个平直平面移动。正如已经在前评述过的，这种移动有助于滑块30所支撑的工件40获得精确的几何形状。
从上文可知，滑块30在支撑表面35上移动的过程中，控制装置50不断地将传感器53探测到的实际距离S与所需距离S相比较。为了按照一个平直平面来移动滑块30的上表面33，控制装置50控制致动器32使得实际距离S总是与所需距离S相等，可以这样说，在滑块的这种移动过程中，传感器53事实上是精确地观测了该实际参考平面52的形状。
当应用上文描述的控制方法来控制滑块30的z位置时，支撑表面35的不平整就被补偿了。然而，支撑表面的可能倾斜会导致滑块30的倾斜移动，而该控制方法没有包含任何步骤来考虑这种偏离。尽管如此，滑块30依然是按照一个平整的平面来移动。允许倾斜移动的好处是：必须用致动器32来实现的校正不会像“不仅是在一个平整平面内而且是完全平直的移动”这种场合那么大。
优选地，空气支承件31被用来支撑滑块30并且在支撑表面35上滑动。但是，其它适合的装置也可用来完成这些工作。
根据最终产品的所需几何形状，滑块30上表面33和假想参考平面51之间的距离不一定需要是一个常量。当被处理表面41不需要是完全平整时，控制装置50在控制滑块30的位置时所使用的算法可以包括另一个步骤，在该步骤中，基于关于滑块30的x位置和y位置的信息来确定滑块30上表面33和假想参考平面51之间的距离值。将会理解，这只有在关于下述关系的信息对于控制装置50是可用的情况下才是可能的，该关系是指滑块30上表面33和假想参考平面51之间的距离值与滑块30的x位置和y位置的关系。
理论上，在研磨过程中，有可能是工件40保持在一定位置处，而研磨工具相对于工件40移动。上文描述的控制方法也能用来控制研磨工具的位置。
按照本发明的控制方法适合于精确控制滑块30或一个工具的位置，而与滑块30和该工具所应用的过程类型无关。该过程可以是ELID研磨过程或者是其它的研磨过程，例如也有可能是车削过程和铣削过程。
在上文中评述过，在工件40被可移动滑块30支撑的过程中，滑块30移动的精确度关系到工件40所获得的几何形状的精确度。影响工件40所获得的几何形状精确度的另一个重要因素是处理工件40的机器的刚度(stiffness)，例如按照本发明的ELID研磨机1。
理想地，工件40的位置应该不依赖于工具的位置。换言之，当工具接触工件40并切割工件40时，工件40不会在该过程中的切削力作用下而避开或者偏转。因此，机架的总刚度应该尽可能的高。
图6示意性地示出了研磨机架4、工件40和切割工件40的研磨工具5。工件40相对于研磨工具3的移动用箭头m指示，而由切削过程引起的作用在研磨工具5和工件40之间的研磨力用箭头F指示。总的机架刚度k示意性地用z形线表示。
为了控制工件40的位置而提供了控制装置50。在研磨过程中，控制装置50通过控制工件40相对于研磨工具5的位置来确定切削深度。如果总机架刚度k相对较高，则会由于研磨过程中小的变化，例如研磨工具5在被处理工件40的表面41遇到相对高的障碍时所发生的变化，而使得研磨力F很容易变得相对非常大。在该过程中，研磨力F会变得过大而使得研磨过程恶化。在极端情况下，研磨工具5、研磨机和/或工件40会受到严重损害。
本发明提出了一种用于控制工件40位置的方法，其中采用测量来限制研磨力F，以防止研磨过程的恶化以及研磨工具5、研磨机和/或工件40的损害。
参考图7和图8来解释控制工件40位置的方法。
按照本发明的一个重要方面，研磨机具有一个力限制器，其中设置了一个力限度。图7上部的图示出了研磨力F与研磨工具5在工件40任意表面41上的位置之间的关系，该力限度用虚线表示。
只要研磨力F低于该力限度，控制装置50就以这样的方式控制工件40相对于研磨工具5的位置，即研磨工具5能将延伸超过一位置设定点的材料从工件40上去除。图7的下部示出了工件40的表面41的细节，位置设定点用虚线表示。通常，该位置设定点接近于所需的切削深度。在下文中，当研磨工具5能将延伸超过位置设定点的所有材料从工件40上去除时，则此时工件40相对于研磨工具5的位置被称为有效工件位置。
一旦为了使工件40能到达有效工件位置而使得研磨力超过了该力限度，则控制装置50不再基于关于位置设定点的信息来控制工件40的位置。在这种场合下，控制装置50是基于关于力限度的信息来控制工件40的位置，以便使研磨力F的值保持在力限度值的水平上。
很明显，当研磨力F保持在力限度处时，工件40不能达到有效工件位置。而是将工件40放置在距离研磨工具5更远的位置上，因此，研磨工具5只能将延伸超过该位置设定点的材料的顶部去除，而没有作用到所述材料的底部。
在图7中，在一次研磨走刀(grinding pass)过程中去除下来的工件40的材料以阴影方式画出并用参考数字42指示。从图7可清楚得到，在研磨力F小于力限度的情况下，所有延伸超过位置设定点的材料都被去除，而在研磨力被限制的情况下，延伸超过位置设定点的材料中只有顶部被去除。将会理解，为了去除所有延伸超过位置设定点的材料，需要增加一次或更多次研磨走刀过程，其中，研磨工具5再次在工件40的表面41上移动，直至研磨力不再超过力限度。
在一种实际情况中，只是工件40的位置相对于研磨工具5变化，而研磨工具5自身并不移动。通过控制工件40的位置可以防止研磨力F超过该力限度，这使得从研磨工具5到机架4的刚度实际上就被降低了，换言之，这使得研磨工具5的悬吊实际上是变得有弹性的了。这种效果可用多种机械的或者电气的可行方法来获得。例如，当用包含有位置控制器的伺服系统来控制工件40的位置时，可以提供一个作用于位置控制器的力控制器。在该方法中，如果研磨力F超过了力限度，那么力控制器改变位置控制器的设定点，使得研磨力不会进一步超过该力限度。换言之，只要研磨力保持在力限度之下，则进行位置控制，并且研磨力一旦超过了该力限度，研磨机则转为力控制。
在图8中示出了一种控制电路100，它可以研磨机内实现，以便实现上述的控制工件40位置的方法。位置控制器用参考数字101指示，而力控制器用参考数字102指示。按照本发明一个重要的方面，该控制电路100包括一个位置控制回路110以及力控制回路120。
在控制电路100的运行过程中，关于位置设定点103的信息被传送到位置控制器101。基于所述信息，位置控制器101通过设定工件40相对于研磨工具5的位置来对研磨过程104施加影响。在该过程中，控制电路100不断地检查工件40相对于研磨工具5的实际位置以及研磨力F。关于工件40相对于研磨工具5实际位置的信息通过位置控制回路110被传送到位置控制器101。如必要，位置控制器101则基于所接收到的位置设定点的信息和工件40相对于研磨工具5的实际位置来调节工件40相对于研磨工具5的位置。关于研磨力F的信息被传送到作为力控制回路120一部分的力控制器102。
力控制器102包括解释器(interpreter)105和PID控制器106。在解释器105中存储有校正值和研磨力F的值之间的关系。所述关系包含一个所谓的死区(dead band)，它意味着该校正值对于一定范围的研磨力F为零。在所示出的例子中，该关系是这样的，即该死区与低于力限度的研磨力F相关联。
在解释器105中，基于关于研磨力F的信息来确定该校正值。如果研磨力F低于该力限度，那么该校正值为零，因此位置控制器101的输入不被力控制回路120影响。但是，如果研磨力F超过了该力限度，那么就要找到一个校正值并将其传送到PID控制器106。基于该校正值，该PID控制器106调节位置设定点，借此而通过位置控制回路110调节工件40相对于研磨工具5的位置。该位置设定点的调节是这样的，即将工件40带入到使研磨力F的值与力限度的值相一致的位置处。
将会理解，在本发明的范围内，也有可能用其它的控制电路来替代所示出的控制电路100。例如，可以使用其它的控制器来替代所示出的PID控制器106。可以通过仅对研磨力进行限制而替代基于校正值对位置设定点的调节。在一种可能的实施例中，可以对在支撑工件40的滑块30和支撑表面35之间延伸的致动器32进行限制，并借此来限制研磨力F。
进一步地，将会理解，这种在切削力变得过大时而通过将位置控制转换为力控制来限制切削力的方法可以在很多过程中应用。原则上，该方法可以在每一种包括有用切削工具对工件40进行切削处理的过程中实行，例如在车削过程或铣削过程中实行。
在下文中，参考图9和图10描述了两种在底座36上支撑滑块30的不同方法，其中，滑块30用于支撑和定位工件40。
如图9所示的布置与图4和图5示意性示出的布置相一致。用空气支承件31将滑块30支撑在底座36的支撑表面35上，其中滑块30通过致动器32连接到空气支承件31。每个致动器32呈现出一个刚度k。在图9和图10中示出了两个致动器32a、32b，其中由致动器32a、32b之一呈现的刚度称为ka，而致动器32a、32b中另一个呈现的刚度称为kb。
在研磨过程中，滑块30受到一个研磨力F。如果不采取任何措施，那么任何没有作用在滑块30中心的研磨力F都会引起滑块30的角位移，而通过确保致动器32a、32b的平移总是彼此相应，可以避免该角位移。由于只是在一定数量的位置处也就是在致动器32连接到滑块30的位置处支撑该滑块30，因此，对于该研磨力F在滑块30上的不同作用点来说，滑块30承受研磨力F和刚度ka、kb的方式是不同的。例如，如果研磨力F在滑块30的周边附近作用于滑块30，那么刚度ka、kb中只有一个来抵抗研磨力F。在图9所示出的例子中，只有刚度kb用来抵消研磨力F。然而，在一种不同的情况下，例如作用点处于滑块30中心的情况下，两个刚度ka、kb都能抵抗研磨力F。将会理解，在后一种情况下，滑块30的支撑对研磨力F提供了更大的抵抗力，并且滑块30的支撑刚度是更大的。
滑块30支撑刚度的变化是不利的，这是因为它影响了被处理工件40的表面41的几何形状。在滑块30的中心附近，研磨力F为了抵消致动器32a、32b相对高的刚度因而是较大的，但是在滑块30的周边附近，研磨力F为了抵消致动器32a、32b相对低的刚度因而是较小的。因此，在所述表面41的中心处比在所述表面41的周边处有更多的材料从被处理工件40的表面41上被去除。作为一个不利的最终结果，会获得一个凹入的表面41。
图10中所示的滑块30的支撑为上述获得凹入表面41的问题提供了解决方案。按照该解决方案，用致动器32a、32b将空气支承件31支撑在底座36的支撑表面35上，其中，该滑块30被支撑在空气支承件31上。在图9所示的布置中，空气支承件31和滑块30一起相对于支撑表面35移动。但是在图10所示的布置中，滑块30相对于空气支承件31移动，而空气支承件31通过致动器32固定连接至支撑表面35。在这种布置中，滑块30相对于空气支承件31的位置可被调节至研磨力F在滑块30的作用点，使得该作用点相对于空气支承件31总是处在相同的位置上。因而，滑块30抵抗研磨力F的支撑刚度是一个常量，从而避免了研磨力F的变化并获得了完全平整的被处理表面41。
优选地，滑块30以这样的方式相对于空气支承件31移动，即研磨力F总是朝向于致动器32布置的中心点，以使滑块30的支撑刚度处于最大值。
在一个实际的实施例中，滑块30在与空气支承件31接触的那一侧上被加宽，以扩大在空气支承件31上滑动的滑块30的底表面34。
如图9和图10所示的两种布置都可应用于任何在可移动滑块30上支撑工件40的过程中。
在目前为止所示出的实施例中，研磨表面11都是平的而且电极60成形为带有平的上表面65和平的下表面66的盘。
对于某些应用来说，按照本发明的ELID研磨机1必须具有带弯曲研磨表面11的研磨工具，以替代平的研磨表面11。图11中示出了这种研磨工具的一个例子。
如图11所示的研磨工具3具有一个凸出的研磨表面11，更具体地说是带有圆形周边的研磨表面11。当研磨工具3绕转动轴线16转动时，工件40也在移动，可获得具有凹入表面的最终产品。该最终产品例如是凹透镜。在图11中，用虚线45勾画出了该最终产品可能具有的周边轮廓。
如果为了修整该凸出的研磨表面11而使用像上文中所公开的电极60那样带有平的上表面65的盘形电极，那么就不能以充足的方式来进行该修整过程。主要原因是，为了产生电极60和研磨表面11之间的电解过程，电极60上仅有一个线形部分距离研磨表面11足够近，换言之就是修整区域太小了。为了有效地进行该修整过程，邻近于研磨表面11的这部分电极60应该更大些。因而，适合于用来修整凸出研磨表面11的电极60应该具有一个凹入的修整表面。在图11中示出了这样一种电极60，其中该凹入表面用参考数字64指示。该电极60布置成能使凹入表面64包围一部分研磨表面11。
优选地，由于重要的是能有相当大一部分电极60与研磨表面11邻近，因此该电极60中有一部分的形状与用研磨工具3获得的最终产品中至少一部分的形状相类似。
按照本发明的一个重要方面，为了避免电极60的凹入表面64在修整过程中被玷污，该电极60相对于实际发生修整过程的修整区域75移动。
初看起来，让电极60绕研磨工具3的转动轴线16作往复运动是一个令人感兴趣的选择。在图11中，电极60的往复运动用弯箭头95示意性地示出。但是，电极60的这种运动的缺点是，在电极60转向的点，也就是在相对于研磨工具3的转动轴线16作往复运动时方向改变的点，电极60在瞬间是保持静止的。就在这样的静止瞬间过程中，电极60相对于修整区域75没有移动，相比于电极60相对于修整区域75移动的情况，此时的修整过程效率较低。因此，研磨过程会被瞬间影响，由此而会在工件40的被处理表面40上出现痕迹。
为了获得具有优良质量的被处理表面的最终产品，在对工件40的表面41进行处理并且同时对研磨工具3的研磨表面11进行修整的ELID研磨过程中，电极60相对于修整区域75持续地移动是非常重要的。因而，如果使用了带有弯曲研磨表面11的研磨工具3，那么使用同样带有弯曲表面64的电极60是重要的，而且在ELID研磨过程中避免电极60相对于修整区域75的静止也是重要的。
在如图11所示的凸出研磨表面11和电极60的凹入表面64的情况下，通过在绕研磨工具3的转动轴线16的往复运动上叠加一个附加的往复运动，可以获得电极60相对于修整区域75的持续移动，其中，该附加的往复运动是指在所述转动轴线16的方向上作基本上为线性的运动。在图11中，该附加线性往复运动用直箭头96示意性地指示。作为绕研磨工具3的转动轴线16进行的曲线往复运动和在所述转动轴线16的方向上进行的线性往复运动的结果，获得了一个组合运动，该组合运动的过程在图11中用闭合环97示意性地指示。该组合运动是一个不出现静止瞬间的摆动运动。
将会理解，研磨表面11有很多种可能的形状，相应地电极60也有很多种可能的形状。例如，该研磨表面11可以是凹入的，而电极60包括一个凸出的表面。如在所示出的例子的情况下，研磨表面11和凹入表面64两者都可以是圆形的，但是例如也可以是椭圆形的。进一步，研磨表面11和电极60的形状可以是更复杂的，例如可用双曲线的形状来替代所示出的单曲线形状。在任何情况下，重要的是电极60要适应于研磨表面11的形状，以便电极60上邻近于研磨表面11的区域是足够大来以有效的方式进行该修整过程的，换言之，就是以便修整区域75是足够大的。而且，不管研磨表面11和电极60的形状是什么，重要的是要将电极60布置成能相对于修整区域75进行连续的移动，以便在修整过程中不会出现电极60相对于修整区域的静止。
在研磨过程中，切削时间是一个非常重要的因素。因此，在工件带有两个或多个需要进行研磨处理的表面的情况下，对这些表面进行同时处理而不是逐个处理是一个有益的选择。
在如图1和图2所示的ELID研磨机1中，可以设置带有多个研磨表面11的研磨工具。在图12中示出了这种研磨工具的一个例子。
如图12所示的研磨工具2成为一个带有圆形周边的盘，并包括两个相对于彼此基本上是垂直延伸的研磨表面11a、11b。第一研磨表面11a是在研磨工具2的端面25上的环形研磨表面，而第二研磨表面11b覆盖了研磨工具的弯曲表面26。
利用该研磨工具2，就有可能获得一种带有两个相对于彼此基本上是垂直延伸的光学表面的最终产品27，如图12所示。这样的最终产品27例如可以是正交镜。按照本发明的一个重要方面，在该研磨过程中，初始产品(未示出)的两个表面同时被处理。在该过程中，研磨工具2绕转动轴线28转动，而该产品相对于转动着的研磨工具2移动，以便两个研磨表面11a、11b都能触到该产品并同时对该产品进行处理。
为了修整第一研磨表面11a，邻近着第一研磨表面11a定位第一电极60a，以便在第一电极60a和第一研磨表面11a之间有一个相对非常小的间隙，换言之，就是以便在第一电极60a和第一研磨表面11a之间呈现出一个能发生修整过程的第一修整区域75a。为了修整第二研磨表面11b，邻近着第二研磨表面11b定位第二电极60b，以便在第二电极60b和第二研磨表面11b之间有一个相对非常小的间隙，换言之，就是以便在第二电极60b和第二研磨表面11b之间呈现出一个能发生修整过程的第二修整区域75b。两个电极60a、60b都连接到脉冲发生器(在图12中未示出)的负极，而研磨工具2连接至脉冲发生器的正极。为了使修整过程得以进行，用第一进给装置(未示出)和第二进给装置(未示出)分别将电解液进给至电极60a、60b和各自研磨表面11a、11b之间的修整区域75a、75b。
按照本发明的一个重要方面，两个电极60a、60b都分别可相对于修整区域75a、75b移动。第一电极60a成形为一个可转动盘，它可绕转动轴线61a转动。第二电极60b的形状类似于图11所示的电极60的形状，并且设置成能进行如对所述电极60所描述那样的摆动运动。
在ELID研磨过程中，研磨工具2和第一电极60a绕各自的转动轴线28、61a转动，而第二电极60b进行摆动运动。在该过程中，将电解液进给至电极60a、60b和各自的研磨表面11a、11b之间的修整区域75a、75b。而且，用脉冲发生器(在图12中未示出)在研磨工具2和电极60a、60b之间形成电势差，从而在电极60a、60b和各自的研磨表面11a、11b之间产生电流。
作为电极60a、60b和各自的研磨表面11a、11b之间电流流动和电解液流动的结果，两个研磨表面11a、11b被同时修整。按照本发明的一个重要方面，两个电极60a、60b相对于各自的修整区域75a、75b持续地移动。因此，电极60a、60b不会出现污物，而修整过程是在一个恒定的最佳条件下进行。
在所示出的例子中，提供刷子90a、90b分别刷擦部分电极60a、60b，以确保参与修整过程的部分是彻底清洁的。
由于研磨表面11a、11b是被持续修整的，因此不需要中断研磨过程。因此，两个被处理的表面不会被由研磨过程的停止和启动造成的痕迹所损伤。而且，由于该修整过程始终是在最佳条件下进行，因此研磨表面11a、11b的性能持续保持在高水平上。作为一个附加的结果，进行处理的作用力可以保持在相对低的水平，从而彻底避免了被处理表面的损伤和表面下损伤。
完成研磨过程之后，不需要对表面进行进一步的处理，这是因为持续的研磨过程和修整过程的上述联合能制成优良质量的表面。这种质量甚至使得该最终产品可用于光学目的。
重要的是，电极60a、60b的形状使得电极60a、60b能适当地修整研磨表面11a、11b。研磨工具2可以具有任何适当的形状，并可以包括超过两个的研磨表面11。通常，电极60a、60b的数量对应于研磨表面11的数量，而研磨表面11的数量和形状依赖于最终产品27的形状。
事实上，只是为了同时修整多个研磨表面11a、11b的话，不需要使用相对于修整区域75a、75b移动的电极60a、60b。但是，当电极60a、60b不移动时，电极60a、60b会很快被玷污，修整过程会因此而迅速恶化。因此，优选使用移动着的电极60a、60b。
对于所有示出的电极60、60a、60b和研磨表面11、11a、11b的组合，重要的是将电极60、60a、60b设置成在移动的情况下跟随着研磨表面11、11a、11b。用这种方法，保持了电极60、60a、60b相对于研磨表面11、11a、11b的位置，并且防止了由于电极60、60a、60b和研磨表面11、11a、11b之间的距离增大而引起的修整过程的中断。
对于本领域的技术人员来说很清楚，本发明的范围不限于上文中所讨论的例子，而且在不偏离所附权利要求书所限定的本发明范围的情况下，有可能进行多处修改和变型。
将会理解，本发明的多个方面可以进行组合，尽管这没有明确公开。例如，当两个电极60a、60b设置成同时修整一个相同研磨工具的两个研磨表面11a、11b时，两个电极60a、60b可以具有孔62，以便修整过程中产生的气体通过。
Claims (45)
1.一种研磨工具(2，3，10)的研磨表面(11，11a，11b)的修整方法，包括下述步骤：
邻近着至少一部分研磨表面(11，11a，11b)定位至少一部分电极(60，60a，60b)，从而获得修整区域(75，75a，75b)，在所述修整区域中，电极(60，60a，60b)和研磨表面(11，11a，11b)之间具有相对小的间隙；
将电解液进给至所述修整区域(75，75a，75b)；以及
经由电解液，在研磨表面(11，11a，11b)和电极(60，60a，60b)之间产生电流；
其中，所述电极(60，60a，60b)相对于修整区域(75，75a，75b)移动。
2.根据权利要求1所述的修整过程，其中，所述电极(60，60a，60b)绕转动轴线(61，61a)转动。
3.根据权利要求1或2所述的修整过程，其中，所述电极(60，60a，60b)作摆动运动。
4.根据权利要求3所述的修整过程，其中，所述电极(60，60a，60b)按照绕轴线(16，28)的曲线往复运动和在相同轴线(16，28)的方向上的直线往复运动这两种运动的组合来移动。
5.根据权利要求1～4任一项所述的修整过程，其中，至少一部分所述电极(60，60a，60b)被刷擦，优选是使用刷子(90a，90b)。
6.根据权利要求1～5任一项所述的修整过程，其中，研磨表面(11，11a，11b)中除受修整处理的一部分之外的一部分所述研磨表面(11，11a，11b)与工件(40)接触，其中，所述研磨表面(11，11a，11b)和所述工件(40)相对于彼此移动，从而使工件(40)受到研磨处理。
7.一种研磨机(1)，特别是用于实现按照权利要求1～6中任一项所述的过程，包括：
带有至少一个研磨表面(11，11a，11b)的研磨工具(2，3，10)；
至少一个电极(60，60a，60b)，邻近着至少一部分研磨表面(11，11a，11b)定位，从而获得修整区域(75，75a，75b)，在所述修整区域中，电极(60，60a，60b)和研磨表面(11，11a，11b)之间具有相对小的间隙；
进给装置(70)，用于将电解液进给至所述修整区域(75，75a，75b)；和
发生器(20)，用于经由电解液在研磨表面(11，11a，11b)和电极(60，60a，60b)之间产生电流；
其中，所述电极(60，60a，60b)可相对于修整区域(75，75a，75b)移动。
8.根据权利要求7所述的研磨机(1)，其中，所述电极(60，60a，60b)为盘形，包括一个平的上表面(65)。
9.根据权利要求7或8所述的研磨机(1)，其中，所述电极(60，60a，60b)可绕转动轴线(61，61a)转动。
10.根据权利要求7所述的研磨机(1)，其中，所述电极(60，60a，60b)包括凹入的修整表面(64)。
11.根据权利要求10所述的研磨机(1)，其中，所述电极(60，60a，60b)设置成能作摆动运动。
12.根据权利要求11所述的研磨机(1)，其中，所述电极(60，60a，60b)设置成能同时进行绕轴线(16，28)的曲线往复运动和在相同轴线(16，28)的方向上的直线往复运动。
13.根据权利要求7～12中任一项所述的研磨机(1)，包括用于刷擦至少一部分所述电极(60，60a，60b)的刷擦装置(90a，90b)，其中，所述刷擦装置(90a，90b)设置在修整区域(75，75a，75b)之外。
14.根据权利要求7～13中任一项所述的研磨机(1)，其中，所述电极(60，60a，60b)具有孔(62)，并且其中，至少一部分所述孔(62)的一侧终止在修整区域(75，75a，75b)内。
15.根据权利要求14所述的研磨机(1)，其中，所述进给装置(70)设置成能将电解液通过所述电极(60，60a，60b)内的所述孔(62)进给至修整区域(75，75a，75b)。
16.一种研磨机(1)，包括：
带有至少一个研磨表面(11，11a，11b)的研磨工具(2，3，10)；
至少一个电极(60，60a，60b)，邻近着至少一部分研磨表面(11，11a，11b)定位，从而获得修整区域(75，75a，75b)，在所述修整区域中，电极(60，60a，60b)和研磨表面(11，11a，11b)之间具有相对小的间隙；
进给装置(70)，用于将电解液进给至所述修整区域(75，75a，75b)；和
发生器(20)，用于经由电解液在研磨表面(11，11a，11b)和电极(60，60a，60b)之间产生电流；
其中，所述电极(60，60a，60b)具有孔(62)，并且其中，至少一部分所述孔(62)的一侧终止在修整区域(75，75a，75b)内。
17.根据权利要求16所述的研磨机(1)，其中，所述进给装置(70)设置成能将电解液通过所述电极(60，60a，60b)内的所述孔(62)进给至修整区域(75，75a，75b)。
18.根据权利要求16或17所述的研磨机(1)，其中，所述电极(60，60a，60b)可相对于修整区域(75，75a，75b)移动。
19.一种电极(60，60a，60b)，具有孔(62)的图案，在为了用电解过程修整研磨表面(11，11a，11b)而将电极(60，60a，60b)邻近着研磨工具(2，3，10)的研磨表面(11，11a，11b)定位的情况下，至少一部分所述孔(62)的一侧终止在所述电极(60，60a，60b)和所述研磨表面(11，11a，11b)之间的修整区域(75，75a，75b)内。
20.一种用于同时修整一个研磨工具(2)的至少两个研磨表面(11a，11b)的过程，包括下述步骤：
将至少一部分电极(60a，60b)分配给每个研磨表面(11a，11b)的至少一部分；
邻近着相应的研磨表面(11a，11b)定位所述电极(60a，60b)，从而获得修整区域(75a，75b)，在所述修整区域中，电极(60a，60b)和相应的研磨表面(11a，11b)之间具有相对小的间隙；
将电解液进给至所述修整区域(75a，75b)；以及
经由电解液，在研磨表面(1a，11b)和电极(60a，60b)之间产生电流。
21.根据权利要求20所述的修整过程，其中，至少一个电极(60a，60b)相对于相应的修整区域(75a，75b)移动。
22.根据权利要求21所述的修整过程，其中，所述电极(60a)绕转动轴线(61a)转动；
23.根据权利要求21所述的修整过程，其中，所述电极(60b)作摆动运动。
24.根据权利要求23所述的修整过程，其中，所述电极(60b)按照绕所述研磨工具(2)的转动轴线(28)的曲线往复运动和在相同轴线(28)的方向上的直线往复运动这两种运动的组合来移动。
25.根据权利要求20～24中任一项所述的修整过程，其中，至少一个电极(60a，60b)的至少一部分被刷擦，优选使用刷子(90a，90b)。
26.根据权利要求20～25中任一项所述的修整过程，其中，至少一个研磨表面(11a，11b)中除受修整处理的一部分之外的一部分研磨表面(11a，11b)与工件(40)接触，其中，所述研磨表面(11a，11b)和所述工件(40)相对于彼此移动，从而使工件(40)受到研磨处理。
27.一种研磨机(1)，特别是用于实现按照权利要求20～26中任一项所述的过程，包括：
带有至少两个研磨表面(11a，11b)的研磨工具(2)；
至少两个电极(60a，60b)，其中，每个电极(60a，60b)邻近着不同的一个研磨表面(11a，11b)的至少一部分定位，从而获得修整区域(75a，75b)，在所述修整区域中，电极(60a，60b)和相应的研磨表面(11a，11b)之间具有相对小的间隙；
进给装置(70)，用于将电解液进给至所述修整区域(75，75a，75b)；和
发生器(20)，用于经由电解液在研磨表面(11a，11b)和电极(60a，60b)之间产生电流。
28.根据权利要求27所述的研磨机(1)，其中，至少一个电极(60a，60b)可相对于相应的修整区域(75a，75b)移动。
29.根据权利要求27或28所述的研磨机(1)，其中，至少一个电极(60a)是盘形，包括一个平的修整表面。
30.根据权利要求28或29所述的研磨机(1)，其中，至少一个电极(60a)可绕转动轴线(61a)转动。
31.根据权利要求27或28所述的研磨机(1)，其中，至少一个电极(60b)包括凹入的修整表面。
32.根据权利要求31所述的研磨机(1)，其中，所述电极(60b)设置成能作摆动运动。
33.根据权利要求32所述的研磨机(1)，其中，所述电极(60b)设置成能同时进行绕所述研磨工具(2)的转动轴线(28)的曲线往复运动和在相同轴线(28)的方向上的直线往复运动。
34.根据权利要求27～33中任一项所述的研磨机(1)，包括用于刷擦至少一个电极(60a，60b)的至少一部分的刷擦装置(90a，90b)，其中，所述刷擦装置(90a，90b)设置在修整区域(75a，75b)之外。
35.一种用于控制滑块(30)z位置的方法，该滑块(30)用于支撑和定位工件(40)，其中，通过支承装置(31)和致动器(32)将所述滑块(30)支撑在固定底座(36)的支撑表面(35)上，所述致动器(32)具有可调节的长度，包括如下步骤：
a)测定如下两方面的关系，一方面是支撑表面(35)和平的假象参考平面(51)之间的距离(D)，另一方面是支承装置(31)在支撑表面(35)上的x位置和y位置的可能组合；
b)测定支承装置(31)在支撑表面(35)上实际的x位置和y位置；
c)基于支承装置(31)在支撑表面(35)上实际的x位置和y位置以及在步骤a)中所测定的关系，找出支撑表面(35)和假象参考平面(51)之间的实际距离(D)；和
d)基于滑块(30)和假象参考平面(51)之间已知的所需距离(C)、已知的支承装置(31)的长度(B)和在步骤c)找出的支撑表面(35)和假象参考平面(51)之间的实际距离(D)，测定致动器(32)的所需长度(L)。
36.一种用于控制滑块(30)z位置的方法，该滑块(30)用于支撑和定位工件(40)，其中，通过支承装置(31)和致动器(32)将所述滑块(30)支撑在固定底座(36)的支撑表面(35)上，所述致动器(32)具有可调节的长度，包括如下步骤：
a)测定如下两方面的关系，一方面是支撑表面(35)和平的假象参考平面(51)之间的距离(D)，另一方面是支承装置(31)在支撑表面(35)上的x位置和y位置的可能组合；
b)测定如下两方面的关系，一方面是支撑表面(35)和实际参考平面(52)之间的距离(R)，另一方面是支承装置(31)在支撑表面(35)上的x位置和y位置的可能组合；
c)测定支承装置(31)在支撑表面(35)上实际的x位置和y位置；
d)测定滑块(30)和实际参考平面(52)之间的实际距离(S)；
e)基于支承装置(31)在支撑表面(35)上实际的x位置和y位置以及在步骤a)中所测定的关系，找出支撑表面(35)和假象参考平面(51)之间的实际距离(D)；
f)基于支承装置(31)在支撑表面(35)上实际的x位置和y位置以及在步骤b)中所测定的关系，找出支撑表面(35)和实际参考平面(52)之间的实际距离(R)；
g)基于滑块(30)和假象参考平面(51)之间已知的所需距离(C)、在步骤e)找出的支撑表面(35)和假象参考平面(51)之间的实际距离(D)以及在步骤f)找出的支撑表面(35)和实际参考平面(52)之间的实际距离(R)，测定滑块(30)和实际参考平面(52)之间的所需距离(S)；
h)将在步骤g)中所测定的滑块(30)和实际参考平面(52)之间的所需距离(S)与在步骤d)中所测定的滑块(30)和实际参考平面(52)之间的实际距离(S)进行比较；和
i)调节滑块(30)的z位置，使得在步骤d)中所测定的滑块(30)和实际参考平面(52)之间的实际距离(S)等于在步骤g)中所测定的滑块(30)和实际参考平面(52)之间的所需距离(S)。
37.一种机器，特别是用于实现按照权利要求36的控制方法，包括：
切削工具(10)；
滑块(30)，用于相对于所述切削工具(10)支撑和定位工件(40)；
至少一个不胀钢标尺；
传感装置(53)，用于测定所述滑块(30)和所述不胀钢标尺之间的实际距离(S)；和
控制装置(50)，用于控制工件(40)相对于切削工具(10)的位置，
其中，所述传感装置(53)和所述控制装置(50)可操作地连接，其中所述控制装置(50)能基于所述传感装置(53)测定的所述滑块(30)和所述不胀钢标尺之间的实际距离(S)的有关信息来控制所述滑块(30)的位置。
38.一种用于控制滑块(30)z位置的方法，该滑块(30)用于支撑和定位工件(40)，所述工件(40)受到由切削工具进行的切削处理，该方法包括如下步骤：
a)基于所需的切削深度来确定滑块(30)位置的位置设定点；
b)测定作用在滑块(30)上的切削力(F)的值；
c)将所述切削力(F)的值与一力限度值进行比较；
d)调节滑块(30)的z位置，使得在切削力(F)的值大于所述力限度值的情况下，滑块(30)的实际z位置比所述位置设定点更远离所述切削工具。
39.根据权利要求38所述的控制方法，其中，只要所述滑块(30)的实际z位置偏离所述位置设定点，所述切削力(F)则保持在所述力限度的水平上。
40.一种用于控制滑块(30)z位置的控制电路(100)，该滑块(30)用于支撑和定位工件(40)，所述工件(40)受到由切削工具进行的切削处理，包括：
位置控制器(101)，用于基于给定的位置设定点来控制滑块(30)的z位置；
力控制器(102)，用于基于关于切削力(F)的信息来确定对于位置设定点的校正值。
41.根据权利要求40所述的控制电路(100)，其中，所述力控制器(102)包括解释器(105)，所述解释器(105)中存储有所述校正值和所述切削力(F)的值之间的关系。
42.根据权利要求41所述的控制电路(100)，其中，所述校正值和所述切削力(F)的值之间的所述关系包含一个死区，以使所述校正值在切削力(F)低于一力限度时为零。
43.一种机器，包括相对于切削工具支撑和定位工件(40)的滑块(30)，其中，通过支承装置(31)和致动器(32)将所述滑块(30)支撑在固定底座(36)的支撑表面(35)上，所述致动器(32)具有可调节的长度，
44.根据权利要求43所述的机器，其中，所述支承装置(31)通过所述致动器(32)固定连接至支撑表面(35)，其中所述滑块(30)可相对于所述支承装置(31)移动。
45.根据权利要求44所述的机器，其中，所述滑块(30)的底表面(34)是被扩大的。
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