CN102284911B - 一种长程抛光稳定间隙装置 - Google Patents
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Abstract
一种长程抛光稳定间隙装置属于光学冷加工技术领域,该装置包括:控制阀,流量传感器,压力传感器,旋转连接器,主轴,压电陶瓷堆,框架,喷液磨头和控制器。该装置通过使喷液磨头与工件表面的距离保持稳定,避免了由于机床、装夹和工件表面本身精度的不足,对抛光过程带来的不利影响,使抛光过程更为稳定,提高了抛光质量。同时,可在工艺不变的情况下,降低对机床、装夹的精度要求。
Description
技术领域
本发明属于光学冷加工技术领域,涉及一种长程抛光稳定间隙装置。
背景技术
在光学冷加工技术领域,对组成各类光学系统的光学镜片,都要按照其光学设计的要求进行粗磨、细磨、精磨、抛光等工艺制作,其中抛光工艺一般使用各类磨头来完成。由于普通的实心磨头下方抛光膏分布难以控制,致使抛光过程的均匀性受到影响,一种下方带孔的空心喷液磨头较好的解决了这一问题。
但是这种非接触式喷液磨头与工件表面之间的距离很小,通常情况下,磨头到工件表面距离在10μm左右,并且距离的变化对抛光质量和抛光效率均影响很大。当抛光比较大的工件时,由于机床、装夹和工件表面本身的误差,致使磨头与工件表面的距离产生较大的变化,影响了抛光质量。
发明内容
为了解决长程抛光过程中磨头与工件间距离变化较大的缺陷,本发明提出了一种长程抛光稳定间隙装置,该装置可以实时调整磨头与工件间距离从而保证抛光过程稳定,同时也可以降低对机床、装夹等精度的要求。
一种长程抛光稳定间隙装置,该装置包括:控制阀,流量传感器,压力传感器,旋转连接器,主轴,压电陶瓷堆,框架,喷液磨头,控制器;其中控制阀与流量传感器相连,流量传感器与压力传感器相连,压力传感器通过旋转连接器与主轴相连,主轴下面连接压电陶瓷堆和喷液磨头,压电陶瓷堆镶嵌在框架里,压电陶瓷堆与框架和主轴的连接均为螺纹连接,主轴穿过框架与喷液磨头相连,控制器分别与控制阀,流量传感器,压力传感器和压电陶瓷堆相连。
通过使喷液磨头与工件表面的距离保持稳定,避免了由于机床、装夹和工件表面本身精度的不足,对抛光过程带来的不利影响,使抛光过程更为稳定,提高了抛光质量。同时,可在工艺不变的情况下,降低对机床、装夹的精度要求。
附图说明
图1本发明一种长程抛光稳定间隙装置结构示意图。
图中:1、控制阀,2、流量传感器,3、压力传感器,4、旋转连接器,5、主轴,6、压电陶瓷堆,7、框架,8、喷液磨头,9、工件,10、控制器,11、液体入口。
具体实施方式
由图1所示,本发明的长程抛光稳定间隙装置包括:控制阀1,流量传感器2,压力传感器3,旋转连接器4,主轴5,压电陶瓷堆6,框架7,喷液磨头8,控制器10;其中控制阀1与流量传感器2相连,流量传感器2与压力传感器3相连,压力传感器3通过旋转连接器4与主轴5相连,主轴5下面连接压电陶瓷堆6和喷液磨头8,压电陶瓷堆6镶嵌在框架7里,压电陶瓷堆6与框架7和主轴5的连接均为螺纹连接,主轴5穿过框架7与喷液磨头8相连,控制器10分别与控制阀1,流量传感器2,压力传感器3和压电陶瓷堆6相连。
所述喷液磨头8与工件9之间的距离保持在5μm~1mm范围内,所述主轴5的轴是中空的并带动喷液磨头8旋转,所述压电陶瓷堆的数量在2个~8个范围内。
使用前先将压电陶瓷堆6的初始位置设为整个运动行程的中点,然后利用数控系统将喷液磨头8缓缓下降直到与工件9表面接触,再向上抬起10μ左右,此时开启液体入口11并进行控制。
有两种工作模式可供选择:恒压模式和恒流模式。恒压模式时,控制器10根据压力传感器3反馈的压力值对控制阀1进行PID(Proportion IntegrationDifferentiation,比例积分微分)调节以保持压力恒定,设定压力的大小可根据流量传感器2的量程和灵敏度而定,且流量传感器2应有一恒定的数值。在不同位置进行抛光时,由于机床、装夹等误差,工件9与喷液磨头8间的距离发生变化,相应地流量传感器2的数值也发生变化,控制器10根据这一变化量,对压电陶瓷堆6进行PID控制从而使流量恢复原始值。其具体过程是,若流量减小,则代表距离减小,需要使压电陶瓷6伸长;若流量增大,则代表距离增加,需要压电陶瓷6缩短以补偿这一变化,从而使喷液磨头8与工件9表面间的距离基本保持恒定。
在恒流模式时,控制器10根据流量传感器2反馈的流量值对控制阀1进行PID调节以保持流量恒定,设定流量的大小可根据压力传感器3的量程和灵敏度而定,且压力传感器3应有一恒定的数值。在不同位置进行抛光时,由于机床、装夹等误差,工件9与喷液磨头8间的距离发生变化,相应地压力传感器3的数值也发生变化,控制器10根据这一变化量,对压电陶瓷堆6进行PID控制从而使压力恢复原始值。其具体过程是,若压力增大,则代表距离减小,需要使压电陶瓷6伸长;若压力减小,则代表距离增加,需要压电陶瓷6缩短以补偿这一变化,从而使喷液磨头8与工件9表面间的距离基本保持恒定。
Claims (5)
1.一种长程抛光稳定间隙装置,其特征在于,该装置包括:控制阀(1),流量传感器(2),压力传感器(3),旋转连接器(4),主轴(5),压电陶瓷堆(6),框架(7),喷液磨头(8),控制器(10);其中控制阀(1)与流量传感器(2)相连,流量传感器(2)与压力传感器(3)相连,压力传感器(3)通过旋转连接器(4)与主轴(5)相连,主轴(5)下面连接压电陶瓷堆(6)和喷液磨头(8),压电陶瓷堆(6)镶嵌在框架(7)里,压电陶瓷堆(6)与框架(7)和主轴(5)的连接均为螺纹连接,主轴(5)穿过框架(7)与喷液磨头(8)相连,控制器(10)分别与控制阀(1)、流量传感器(2)、压力传感器(3)和压电陶瓷堆(6)相连。
2.如权利要求1所述的一种长程抛光稳定间隙装置,其特征在于,所述喷液磨头(8)与工件(9)之间的距离保持在5μm~1mm范围内。
3.如权利要求1所述的一种长程抛光稳定间隙装置,其特征在于,所述主轴(5)是中空的并带动喷液磨头(8)旋转。
4.如权利要求1所述的一种长程抛光稳定间隙装置,其特征在于,所述压电陶瓷堆(6)的数量在2个~8个范围内。
5.如权利要求1所述的一种长程抛光稳定间隙装置,其特征在于,所述长程抛光稳定间隙装置有恒压模式和恒流模式两种操作模式。
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