CN103894903A - 一种可控接触压力抛光装置 - Google Patents

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Abstract

一种可控接触压力抛光装置，它涉及一种抛光装置，具体涉及一种可控接触压力抛光装置。本发明为了解决现有可控接触压力抛光工具会引入一定的中高频误差，为进一步提升面形精度带来较大难度的问题。本发明的抛光主轴竖直设置在抛光工具基座的一端，且抛光主轴的轴线与抛光工具基座的上表面垂直，抛光轮安装在抛光主轴的下端，抛光主轴通过抛光主轴连接件与线性滑台溜板的前部连接，线性滑台溜板通过线性滑台基座安装在抛光工具基座上，所述音圈电机的音圈电机线圈通过音圈电机线圈连接件与线性滑台溜板的后部连接，所述音圈电机的音圈电机磁钢通过音圈电机磁钢连接件安装在抛光工具基座的后部。本发明用于精密光学加工领域。

Description

一种可控接触压力抛光装置
技术领域
本发明涉及一种抛光装置，具体涉及一种可控接触压力抛光装置，属于精密光学加工领域。
背景技术
在精密光学加工领域里非球面加工技术中，需要对经过铣磨后的非球面进行抛光加工，以降低工件损伤与工件表面粗糙度，提高工件面形精度和表面质量，以满足实际的使用要求。针对非球面的确定性抛光技术主要有磁流变抛光技术、气囊抛光技术以及基于小工具CCOS抛光技术等。确定抛光技术的基本工作原理是：首先，通过对试样的工艺试验，获得准确的材料去除函数；其次，检测加工前工件的面形，获得面形误差函数；最后，根据材料去除函数和面形误差，计算驻留时间并预估残留误差。非球面抛光技术一方面需要得到较高的表面质量，另一方面需要得到较高的面形精度，以满足非球面工件光学性能的要求。为了获得较高的面形精度，首先需要获得稳定的去除函数，实现抛光过程的稳定性与一致性。非球面抛光技术中普遍采用Preston方程作为理论基础。在确定性加工中，通常将Preston方程作线性简化，简化后的Preston方程中材料去除率与相对速度和抛光压力呈线性关系。其他条件一定时，恒定的抛光压力可以得到恒定的材料去除率，从而获得稳定的去除函数，确保抛光过程的稳定性，实现较高面形精度工件的加工。保证恒定的抛光压力，对于实现稳定的抛光过程具有重要意义。
现有的可控接触压力抛光工具大多为子口径球状抛光头，有较好的修形能力但同时会引入一定的中高频误差，为进一步提升面形精度带来较大难度。同时，目前所有的抛光工具均配置于专属的抛光机床上，还没有出现将抛光工具集成在其他类型的精密机床上的例子，以实现不同工艺在同一台机床上同时完成的可能。
发明内容
本发明为解决现有可控接触压力抛光工具会引入一定的中高频误差，为进一步提升面形精度带来较大难度的问题，进而提出一种可控接触压力抛光装置。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括抛光工具基座、抛光主轴、抛光轮、抛光主轴连接件、线性滑台溜板、线性滑台基座、音圈电机线圈连接件、音圈电机和音圈电机磁钢连接件，抛光工具基座水平设置，抛光主轴竖直设置在抛光工具基座的一端，且抛光主轴的轴线与抛光工具基座的上表面垂直，抛光轮安装在抛光主轴的下端，抛光主轴通过抛光主轴连接件与线性滑台溜板的前部连接，线性滑台溜板通过线性滑台基座安装在抛光工具基座上，所述音圈电机的音圈电机线圈通过音圈电机线圈连接件与线性滑台溜板的后部连接，所述音圈电机的音圈电机磁钢通过音圈电机磁钢连接件安装在抛光工具基座的后部。
本发明的有益效果是：本发明通过音圈电机线圈驱动线性滑台溜板运动，实现抛光主轴向工件表面施加压力，音圈电机配合光栅及读数头能够实现抛光压力的稳定控制；聚氨酯弹性抛光轮与工件接触时能够形成柔性的接触面，可以实现相对较大面积的接触，在本发明基础上，通过改变音圈电机输出的推力，能够控制抛光工作区的接触面积和压力分布情况，能够有效缓解抛光轮引入的中高频误差，提高面形精度；使用本发明进行抛光时，通过对机床工作台的运动轨迹控制，能够实现抛光过程的自动化。本发明可以更好的保持去除函数的一致性，并且提高抛光过程的稳定性，从而获得更好的形状精度及表面质量。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种可控接触压力抛光装置包括抛光工具基座1、抛光主轴2、抛光轮3、抛光主轴连接件4、线性滑台溜板5、线性滑台基座6、音圈电机线圈连接件7、音圈电机和音圈电机磁钢连接件10，抛光工具基座1水平设置，抛光主轴2竖直设置在抛光工具基座1的一端，且抛光主轴2的轴线与抛光工具基座1的上表面垂直，抛光轮3安装在抛光主轴2的下端，抛光主轴2通过抛光主轴连接件4与线性滑台溜板5的前部连接，线性滑台溜板5通过线性滑台基座6安装在抛光工具基座1上，所述音圈电机的音圈电机线圈8通过音圈电机线圈连接件7与线性滑台溜板5的后部连接，所述音圈电机的音圈电机磁钢9通过音圈电机磁钢连接件10安装在抛光工具基座1的后部。
本实施方式中的抛光轮3是聚氨酯弹性体抛光轮，它具有更大接触面积，且能够抑制中高频误差，同时能够控制抛光工具与工件之间接触压力的可控接触压力。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种可控接触压力抛光装置还包括光栅11和读数头12，光栅11安装在线性滑台溜板5上，读数头12安装在抛光工具基座1的前部，读数头12用于读取光栅11的上的位置信号。
本实施方式的技术效果是：如此设置，在抛光压力控制过程中，发出控制的接触压力值指令后，由光栅及读数头获得与抛光主轴固定连接的线性滑台溜板的精确位置，根据此位置信息确定输入音圈电机的电流值。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
工作原理
本发明能够实现抛光压力的稳定控制，在抛光压力控制过程中，发出控制的接触压力值指令后，由光栅及读数头获得与抛光主轴固定连接的线性滑台溜板的精确位置，根据此位置信息确定输入音圈电机的电流值，同时驱动固定连接抛光主轴的线性滑台溜板沿施力方向运动，当线性滑台溜板停止运动时，再次读出当前位置，再次根据当前位置信息确定输入音圈电机的电流值，如此循环，直到达到设定的控制压力为止。

Claims (2)

1.一种可控接触压力抛光装置，其特征在于：所述一种可控接触压力抛光装置包括抛光工具基座（1）、抛光主轴（2）、抛光轮（3）、抛光主轴连接件（4）、线性滑台溜板（5）、线性滑台基座（6）、音圈电机线圈连接件（7）、音圈电机和音圈电机磁钢连接件（10），抛光工具基座（1）水平设置，抛光主轴（2）竖直设置在抛光工具基座（1）的一端，且抛光主轴（2）的轴线与抛光工具基座（1）的上表面垂直，抛光轮（3）安装在抛光主轴（2）的下端，抛光主轴（2）通过抛光主轴连接件（4）与线性滑台溜板（5）的前部连接，线性滑台溜板（5）通过线性滑台基座（6）安装在抛光工具基座（1）上，所述音圈电机的音圈电机线圈（8）通过音圈电机线圈连接件（7）与线性滑台溜板（5）的后部连接，所述音圈电机的音圈电机磁钢（9）通过音圈电机磁钢连接件（10）安装在抛光工具基座（1）的后部。
2.根据权利要求1所述一种可控接触压力抛光装置，其特征在于：所述一种可控接触压力抛光装置还包括光栅（11）和读数头（12），光栅（11）安装在线性滑台溜板（5）上，读数头（12）安装在抛光工具基座（1）的前部，读数头（12）用于读取光栅（11）的上的位置信号。
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