CN107322411A - 一种大口径非球面光学元件抛光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光学加工制造领域，具体涉及一种大口径非球面光学元件抛光装置，用以克服现有技术中效率低下，使用不便的缺陷，包括抛光机架、子抛光器和连接套筒，所述抛光机架呈圆形，中央圆心处轴向下沉，所述抛光机架上设置有多条轮辐间隙槽，所述多条轮辐间隙槽呈辐射状均匀分布，所述多条轮辐间隙槽上均设置有多个所述子抛光器，所述多个所述子抛光器呈同心圆或螺旋线状分布，所述多个所述子抛光器均通过连接套筒固定在轮辐间隙槽上。

Description

一种大口径非球面光学元件抛光装置
技术领域
本发明属于光学加工制造领域，具体涉及一种大口径非球面光学元件抛光装置。
背景技术
近年来，由于非球面光学元件的优异性能，使其在新一代光学系统中得到了广泛的应用。非球面光学元件的加工首先是由最佳比较球面开始，将球面磨成非球面；然后是非球面抛光并局部修形。然而大口径非球面的非球面度比较大，加工成非球面的过程会花费相当长的时间。如何大幅度提高大口径非球面光学元件前期的加工效率是一项亟待解决的问题。
为了提高前期的加工效率，在实际加工中往往采用修带工具。修带工具是利用三点可以组成一个圆的原理，因此修带工具呈正三角形状，每个角上布置一个小磨具。在加工时修带工具放于光学元件上，修带工具不动，下面光学元件旋转，实现对某一环带的加工。但该工具只能同时加工一个环带，效率的提高有限；且当加工下一环带时，需要重新调整小磨具的位置，使用不便。
发明内容
本发明的目的是：提供一种大口径非球面光学元件抛光装置，用以克服现有技术中加工效率低下，加工工具使用不便的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种大口径非球面光学元件抛光装置，其特殊之处在于：包括抛光机架、子抛光器和连接套筒，所述抛光机架呈圆形，中央圆心处轴向下沉，所述抛光机架上设置有多条轮辐间隙槽，所述多条轮辐间隙槽呈辐射状均匀分布，所述所述多条轮辐间隙槽上均设置有多个所述子抛光器，所述多个所述子抛光器呈同心圆或螺旋线状分布，所述多个所述子抛光器均通过连接套筒固定在轮辐间隙槽上。
进一步地，所述连接套筒上设置有中心固定沉孔、旋转调整沉孔和连接套筒固定孔，所述轮辐间隙槽上设置有与所述中心固定沉孔和旋转调整沉孔配合的轮辐环槽，所述连接套筒通过所述中心固定沉孔和旋转调整沉孔固定在轮辐间隙槽内。
进一步地，所述子抛光器包括气缸、旋转分离联轴器、电机、抛光驱动轴和抛光盘，所述气缸包括活塞杆，所述旋转分离联轴器一端与所述活塞杆连接，另一端与所述抛光驱动轴连接，所述抛光盘设置在抛光驱动轴的工作端，所述电机驱动抛光驱动轴旋转。
进一步地，所述旋转分离联轴器包括联轴器套筒、推力球轴承、T型连接杆和套筒螺母，所述联轴器套筒上部开口，所述套筒螺母设置在联轴器套筒开口端，所述T型连接杆穿过所述套筒螺母与活塞杆固连，所述推力球轴承一端与所述联轴器套筒内壁固定，另一端与所述T型连接杆下端接触，所述抛光驱动轴与联轴器套筒底部固连。
进一步地，所述推力球轴承和T型连接杆之间设置有垫圈。
进一步地，所述电机包括中空电机轴，所述电机和抛光盘之间设置有准直驱动组件，所述准直驱动组件包括轴承套、轴承和连接法兰，所述轴承外侧与轴承套内壁固定，所述连接法兰一端与所述中空电机轴连接，另一端与所述轴承内侧连接，所述抛光驱动轴穿过中空电机轴、连接法兰和所述轴承套底部，所述抛光驱动轴与连接法兰采用滚珠花键配合连接。
进一步地，所述轴承为深沟球轴承。
本发明的有益效果是：本发明采用多磨头全口径整盘加工，只需一次装夹就可以完成开非球面工序，大大提高了加工效率。本发明的子抛光器可以进行位置和姿态调整，使每个子抛光器始终垂直于光学元件，可以适应不同面型的光学元件，通用性较强。通过对子抛光器进行合理布局，并根据光学元件面型合理控制子抛光器的压力和转速，可以实现对光学元件的不同环带同时进行定量加工。
附图说明
图1是子抛光器结构示意图；
图2是大口径非球面光学元件抛光装置结构示意图；
图3是子抛光器安装示意图；
图4是连接套筒结构示意图；
图中，1-气缸、1.1-活塞杆、2-旋转分离联轴器、2.1-联轴器套筒、2.2-套筒螺母、2.3-垫圈、2.4-T型连接杆、2.5-推力球轴承、3-电机、3.1-中空电机轴、4-准直驱动组件、4.1-连接法兰、4.2-深沟球轴承、4.3-轴承套、5-抛光盘、6-抛光驱动轴、7-抛光机架、7.1-轮辐间隙槽、7.2-轮辐环槽、8-子抛光器、9-连接套筒、9.1-连接套筒固定孔、9.2-中心固定沉孔、9.3-旋转调整沉孔、10-中心固定螺栓、11-旋转调整螺栓。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明加以详细说明。
如图1所示，实施例提供一种子抛光器，包括气缸1、旋转分离联轴器2、电机3、抛光驱动轴6和抛光盘5，气缸1包括活塞杆1.1，旋转分离联轴器2一端与活塞杆1.1连接，另一端与抛光驱动轴6连接，抛光盘5设置在抛光驱动轴6的工作端，电机3驱动抛光驱动轴6旋转。旋转分离联轴器2包括联轴器套筒2.1、推力球轴承2.5、T型连接杆2.4和套筒螺母2.2，联轴器套筒2.1上部开口，套筒螺母2.2设置在联轴器套筒2.1开口端，T型连接杆2.4穿过套筒螺母2.2与活塞杆1.1固连，推力球轴承2.5一端与联轴器套筒2.1内壁固定，另一端与T型连接杆2.4下端接触，抛光驱动轴6与联轴器套筒2.1底部固连。推力球轴承2.5和T型连接杆2.4之间设置有垫圈。电机3包括中空电机轴3.1，电机3和抛光盘5之间设置有准直驱动组件4，准直驱动组件4包括轴承套4.3、深沟球轴承4.2和连接法兰4.1，深沟球轴承4.2外侧与轴承套4.3内壁固定，连接法兰4.1一端与中空电机轴3.1连接，另一端与深沟球轴承4.2内侧连接，抛光驱动轴6穿过中空电机轴3.1、连接法兰4.1和轴承套4.3底部，抛光驱动轴6与连接法兰4.1采用滚珠花键配合连接。
子抛光器的工作原理：将该装置固连于光学仪器机械臂末端，工作时，机械臂带动该装置按照预设的加工路径和驻留时间对光学元件进行抛光。在抛光过程中，气缸的活塞杆通过旋转分离联轴器将轴向载荷传递给抛光驱动轴，抛光驱动轴再将压力传递给抛光盘；电机的中空电机轴通过准直驱动组件将旋转力矩传递给抛光驱动轴，抛光驱动轴再带动抛光盘旋转进行抛光。
如图2-4所示，实施例提供一种大口径非球面光学元件抛光装置，包括抛光机架7、子抛光器8和连接套筒9，抛光机架7呈圆形，中央圆心处轴向下沉，抛光机架7上设置有多条轮辐间隙槽7.1，多条轮辐间隙槽7.1呈辐射状均匀分布，每条轮辐间隙槽7.1上均设置有多个子抛光器8，子抛光器8呈同心圆或螺旋线状分布，子抛光器8均通过连接套筒9固定在轮辐间隙槽7.1上。连接套筒9上设置有中心固定沉孔9.2、旋转调整沉孔9.3和连接套筒固定孔9.1，轮辐间隙槽7.1上设置有与中心固定沉孔9.2和旋转调整沉孔9.3配合的轮辐环槽7.2，连接套筒9通过中心固定螺栓10和旋转调整螺栓11固定在轮辐间隙槽7.1内。
大口径非球面光学元件抛光装置的工作原理：在加工时，本发明的抛光机架固定不动并置于光学元件上方；接着通过调节机构合理布局子抛光器的位置和姿态，完成子抛光器的装夹；然后根据光学元件的检测面型设置每个子抛光器的压力和转速，完成不同环带去除量的设定；最后下方的光学元件进行旋转，实现多磨头全口径整盘加工。

Claims (7)

1.一种大口径非球面光学元件抛光装置，其特征在于：包括抛光机架、子抛光器和连接套筒，所述抛光机架呈圆形，中央圆心处轴向下沉，所述抛光机架上设置有多条轮辐间隙槽，所述多条轮辐间隙槽呈辐射状均匀分布，所述多条轮辐间隙槽上均设置有多个所述子抛光器，所述多个所述子抛光器呈同心圆或螺旋线状分布，所述多个所述子抛光器均通过连接套筒固定在轮辐间隙槽上。
2.根据权利要求1所述的一种大口径非球面光学元件抛光装置，其特征在于：所述连接套筒上设置有中心固定沉孔、旋转调整沉孔和连接套筒固定孔，所述轮辐间隙槽上设置有与所述中心固定沉孔和旋转调整沉孔配合的轮辐环槽，所述连接套筒通过所述中心固定沉孔和旋转调整沉孔固定在轮辐间隙槽内。
3.根据权利要求2所述的一种大口径非球面光学元件抛光装置，其特征在于：所述子抛光器包括气缸、旋转分离联轴器、电机、抛光驱动轴和抛光盘，所述气缸包括活塞杆，所述旋转分离联轴器一端与所述活塞杆连接，另一端与所述抛光驱动轴连接，所述抛光盘设置在抛光驱动轴的工作端，所述电机驱动抛光驱动轴旋转。
4.根据权利要求3所述的一种大口径非球面光学元件抛光装置，其特征在于：所述旋转分离联轴器包括联轴器套筒、推力球轴承、T型连接杆和套筒螺母，所述联轴器套筒上部开口，所述套筒螺母设置在联轴器套筒开口端，所述T型连接杆穿过所述套筒螺母与活塞杆固连，所述推力球轴承一端与所述联轴器套筒内壁固定，另一端与所述T型连接杆下端接触，所述抛光驱动轴与联轴器套筒底部固连。
5.根据权利要求4所述的一种大口径非球面光学元件抛光装置，其特征在于：所述推力球轴承和T型连接杆之间设置有垫圈。
6.根据权利要求3-5任意一项所述的一种大口径非球面光学元件抛光装置，其特征在于：所述电机包括中空电机轴，所述电机和抛光盘之间设置有准直驱动组件，所述准直驱动组件包括轴承套、轴承和连接法兰，所述轴承外侧与轴承套内壁固定，所述连接法兰一端与所述中空电机轴连接，另一端与所述轴承内侧连接，所述抛光驱动轴穿过中空电机轴、连接法兰和所述轴承套底部，所述抛光驱动轴与连接法兰采用滚珠花键配合连接。
7.根据权利要求6所述的一种大口径非球面光学元件抛光装置，其特征在于：所述轴承为深沟球轴承。
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