CN107932253A - 大口径光学元件超精密加工抛光机床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光学元件抛光技术领域，尤其是一种大口径光学元件超精密加工抛光机床，包括底座、设置在底座上的立柱及位于立柱顶端的横梁，主轴电机的输出端上传动连接有花键套，花键套内滑动设置有与其相配合的花键轴，抛光模的上表面固定有与其相匹配的磁性金属板，磁性金属板与花键轴的底端端部固定连接；平台上固定有工作台及用于吸附抛光模上磁性金属板的电磁吸盘，本发明利用电磁吸盘产生的磁力吸附抛光模上的磁性金属板，从而实现抛光模对光学元件的待抛光表面产生一定的压力，且抛光模对光学元件待抛光表面的压力较为均匀，有利于提高对光学元件的抛光精度。

Description

大口径光学元件超精密加工抛光机床
技术领域
本发明涉及光学元件抛光技术领域，尤其是一种大口径光学元件超精密加工抛光机床。
背景技术
光学元件如平面镜常采用抛光机床进行抛光工艺，现有的抛光机床主要包括抛光模及多个数控轴，并利用多个数控轴实现抛光模在三维空间中任意移动，当抛光模与光学元件待抛光的平面接触时，采用气动的方式使抛光模对光学元件待抛光的平面施以一定的压力，以此实现对光学元件待抛光的平面进行抛光，显然上述缺陷为气动的方式受温度影响，容易导致抛光模实际对光学元件的压力与预设的压力不一致，进而导致光学元件的抛光精度较低，且气动的方式结构为复杂，成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中的抛光机床常采用气动的方式使抛光模对光学元件的待抛光平面进行施压，容易导致抛光模实际对光学元件的压力与预设的压力不一致，进而导致光学元件的抛光精度较低，且气动的方式结构为复杂，成本较高的问题，现提供一种大口径光学元件超精密加工抛光机床。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大口径光学元件超精密加工抛光机床，包括底座、设置在底座上的立柱及位于立柱顶端的横梁，所述横梁上设置有X轴进给机构，所述X轴进给机构上设置有Z轴进给机构，所述Z轴进给机构上设置有主轴电机，所述主轴电机的输出端上传动连接有花键套，所述花键套内滑动设置有与其相配合的花键轴，所述花键套上螺纹连接有锁定螺钉，所述锁定螺钉的螺纹端端部抵在花键轴上，所述花键轴的底端设有抛光模，所述抛光模的上表面固定有与其相匹配的磁性金属板，所述磁性金属板与花键轴的底端端部固定连接；
所述底座上设置有Y轴进给机构，所述Y轴进给机构上设置有平台，所述平台上固定有工作台及用于吸附抛光模上磁性金属板的电磁吸盘，所述电磁吸盘位于工作台的正下方。
本方案中在对光学元件的抛光平面进行抛光时，将光学元件放置在工作台上，然后启动X轴进给机构、Y轴进给机构及Z轴进给机构，将抛光模移动至与光学元件的抛光模接触，然后松开锁定螺钉，使抛光模在其轴线方向上可自由滑动，然后启动电磁吸盘，利用电磁吸盘产生的磁力将抛光模上的磁性金属板吸附，从而实现抛光模对光学元件的待抛光面产生压力，通过改变电磁吸盘的电流的大小即可改变抛光模对光学元件施加的压力，启动主轴电机利用花键轴及花键套的配合带动抛光模转动，进而实现对光学元件的抛光。
进一步地，所述X轴进给机构包括X轴电机、X轴丝杠及X轴滑座，所述横梁上固定有X轴导轨，所述X轴滑座与X轴导轨滑动连接，所述X轴电机固定在横梁上，所述X轴电机的输出端与X轴丝杠固定连接，所述X轴丝杠与X轴滑座螺纹传动连接，所述Z轴进给机构设置在X轴滑座上，通过X轴电机带动X轴丝杠转动，并由X轴丝杠与X轴滑座的螺纹传动，从而实现X轴进给机构带动X轴滑座上的Z轴进给机构沿X轴方向移动。
进一步地，所述Z轴进给机构包括Z轴电机、Z轴丝杠及Z轴滑座，所述X轴滑座上固定有Z轴导轨，所述Z轴滑座与Z轴导轨滑动连接，所述Z轴电机固定在X轴滑座上，所述Z轴丝杠与Z轴电机的输出端固定连接，所述Z轴滑座与Z轴丝杠螺纹传动连接，所述主轴电机固定在Z轴滑座上，通过Z轴电机带动Z轴丝杠转动，并由Z轴丝杠与Z轴滑座的螺纹传动，从而实现Z轴进给机构带动Z轴滑座上的主轴电机沿Z轴方向上下移动，进而实现主轴电机上的抛光模沿Z轴方向上下移动。
进一步地，所述Y轴进给机构包括Y轴电机、Y轴丝杠及Y轴滑座，所述底座上固定有Y轴导轨，所述Y轴滑座滑动设置在Y轴导轨上，所述Y轴电机固定在底座上，所述Y轴电机的输出端与Y轴丝杠固定连接，所述Y轴滑座与Y轴丝杠螺纹传动连接，所述平台固定在Y轴滑座上，通过Y轴电机带动Y轴丝杠转动，并由Y轴丝杠与Y轴滑座的螺纹传动，从而实现Y轴进给机构带动Y轴滑座上的平台沿Y轴方向移动。
本发明的有益效果是：本发明的大口径光学元件超精密加工抛光机床，利用电磁吸盘产生的磁力吸附抛光模上的磁性金属板，从而实现抛光模对光学元件的待抛光表面产生一定的压力，且抛光模对光学元件待抛光表面的压力较为均匀，有利于提高对光学元件的抛光精度，且整体结构简单，成本低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明大口径光学元件超精密加工抛光机床的主视示意图；
图2是图1中A的局部放大示意图；
图3是本发明大口径光学元件超精密加工抛光机床的侧视示意图。
图中：1、底座，2、立柱，3、横梁，4、X轴进给机构，4-1、X轴电机，4-2、X轴丝杠，4-3、X轴滑座，4-4、X轴导轨，5、Z轴进给机构，5-1、Z轴电机，5-2、Z轴丝杠，5-3、Z轴滑座，5-4、Z轴导轨，6、Y轴进给机构，6-1、Y轴电机，6-2、Y轴丝杠，6-3、Y轴滑座，6-4、Y轴导轨，7、主轴电机，8、花键套，9、花键轴，10、抛光模，11、磁性金属板，12、锁定螺钉，13、平台，14、工作台，15、电磁吸盘，16、光学元件。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
实施例1
如图1-3所示，一种大口径光学元件超精密加工抛光机床，包括底座1、设置在底座1上的立柱2及位于立柱2顶端的横梁3，所述横梁3上设置有X轴进给机构4，所述X轴进给机构4上设置有Z轴进给机构5，所述Z轴进给机构5上设置有主轴电机7，所述主轴电机7的输出端上传动连接有花键套8，所述花键套8内滑动设置有与其相配合的花键轴9，所述花键套8上螺纹连接有锁定螺钉12，所述锁定螺钉12的螺纹端端部抵在花键轴9上，所述花键轴9的底端设有抛光模10，所述抛光模10的上表面固定有与其相匹配的磁性金属板11，所述磁性金属板11与花键轴9的底端端部固定连接；
所述底座1上设置有Y轴进给机构6，所述Y轴进给机构6上设置有平台13，所述平台13上固定有工作台14及用于吸附抛光模10上磁性金属板11的电磁吸盘15，所述电磁吸盘15位于工作台14的正下方。
所述X轴进给机构4包括X轴电机4-1、X轴丝杠4-2及X轴滑座4-3，所述横梁3上固定有X轴导轨4-4，所述X轴滑座4-3与X轴导轨4-4滑动连接，所述X轴电机4-1固定在横梁3上，所述X轴电机4-1的输出端与X轴丝杠4-2固定连接，所述X轴丝杠4-2与X轴滑座4-3螺纹传动连接，所述Z轴进给机构5设置在X轴滑座4-3上，通过X轴电机4-1带动X轴丝杠4-2转动，并由X轴丝杠4-2与X轴滑座4-3的螺纹传动，从而实现X轴进给机构4带动X轴滑座4-3上的Z轴进给机构5沿X轴方向移动。
所述Z轴进给机构5包括Z轴电机5-1、Z轴丝杠5-2及Z轴滑座5-3，所述X轴滑座4-3上固定有Z轴导轨5-4，所述Z轴滑座5-3与Z轴导轨5-4滑动连接，所述Z轴电机5-1固定在X轴滑座4-3上，所述Z轴丝杠5-2与Z轴电机5-1的输出端固定连接，所述Z轴滑座5-3与Z轴丝杠5-2螺纹传动连接，所述主轴电机7固定在Z轴滑座5-3上，通过Z轴电机5-1带动Z轴丝杠5-2转动，并由Z轴丝杠5-2与Z轴滑座5-3的螺纹传动，从而实现Z轴进给机构5带动Z轴滑座5-3上的主轴电机7沿Z轴方向上下移动，进而实现主轴电机7上的抛光模10沿Z轴方向上下移动。
所述Y轴进给机构6包括Y轴电机6-1、Y轴丝杠6-2及Y轴滑座6-3，所述底座1上固定有Y轴导轨6-4，所述Y轴滑座6-3滑动设置在Y轴导轨6-4上，所述Y轴电机6-1固定在底座1上，所述Y轴电机6-1的输出端与Y轴丝杠6-2固定连接，所述Y轴滑座6-3与Y轴丝杠6-2螺纹传动连接，所述平台13固定在Y轴滑座6-3上，通过Y轴电机6-1带动Y轴丝杠6-2转动，并由Y轴丝杠6-2与Y轴滑座6-3的螺纹传动，从而实现Y轴进给机构6带动Y轴滑座6-3上的平台13沿Y轴方向移动。
上述大口径光学元件超精密加工抛光机床的工作原理如下：
在对光学元件16的抛光平面进行抛光时，利用夹具将光学元件16固定在工作台14上，夹具上具有与光学元件16相匹配的定位槽，将夹具固定在工作台14上后，光学元件16待抛光的平面朝上且位于水平面内，然后启动X轴进给机构4、Y轴进给机构6及Z轴进给机构5，将抛光模10移动至与光学元件16的抛光模10接触，然后松开锁定螺钉12，使抛光模10在其轴线方向上可自由滑动，然后启动电磁吸盘15，利用电磁吸盘15产生的磁力将抛光模10上的磁性金属板11吸附，从而实现抛光模10对光学元件16的待抛光面产生压力，通过改变电磁吸盘15的电流大小即可改变抛光模10对光学元件16施加的压力，启动主轴电机7利用花键轴9及花键套8的配合，带动抛光模10转动，进而实现对光学元件16的抛光。
值得注意的是本方案中在电磁吸盘15与磁性金属板11的作用下，抛光模10被磁性金属板11整体压向光学元件16的待抛光平面，即抛光模10的各个部位对光学元件16的待抛光面的压力一致，使抛光模10对光学元件16的待抛光平面施力均匀，有利于提高光学元件16的抛光精度。
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种大口径光学元件超精密加工抛光机床，其特征在于：包括底座(1)、设置在底座(1)上的立柱(2)及位于立柱(2)顶端的横梁(3)，所述横梁(3)上设置有X轴进给机构(4)，所述X轴进给机构(4)上设置有Z轴进给机构(5)，所述Z轴进给机构(5)上设置有主轴电机(7)，所述主轴电机(7)的输出端上传动连接有花键套(8)，所述花键套(8)内滑动设置有与其相配合的花键轴(9)，所述花键套(8)上螺纹连接有锁定螺钉(12)，所述锁定螺钉(12)的螺纹端端部抵在花键轴(9)上，所述花键轴(9)的底端设有抛光模(10)，所述抛光模(10)的上表面固定有与其相匹配的磁性金属板(11)，所述磁性金属板(11)与花键轴(9)的底端端部固定连接；
所述底座(1)上设置有Y轴进给机构(6)，所述Y轴进给机构(6)上设置有平台(13)，所述平台(13)上固定有工作台(14)及用于吸附抛光模(10)上磁性金属板(11)的电磁吸盘(15)，所述电磁吸盘(15)位于工作台(14)的正下方。
2.根据权利要求1所述的大口径光学元件超精密加工抛光机床，其特征在于：所述X轴进给机构(4)包括X轴电机(4-1)、X轴丝杠(4-2)及X轴滑座(4-3)，所述横梁(3)上固定有X轴导轨(4-4)，所述X轴滑座(4-3)与X轴导轨(4-4)滑动连接，所述X轴电机(4-1)固定在横梁(3)上，所述X轴电机(4-1)的输出端与X轴丝杠(4-2)固定连接，所述X轴丝杠(4-2)与X轴滑座(4-3)螺纹传动连接，所述Z轴进给机构(5)设置在X轴滑座(4-3)上。
3.根据权利要求2所述的大口径光学元件超精密加工抛光机床，其特征在于：所述Z轴进给机构(5)包括Z轴电机(5-1)、Z轴丝杠(5-2)及Z轴滑座(5-3)，所述X轴滑座(4-3)上固定有Z轴导轨(5-4)，所述Z轴滑座(5-3)与Z轴导轨(5-4)滑动连接，所述Z轴电机(5-1)固定在X轴滑座(4-3)上，所述Z轴丝杠(5-2)与Z轴电机(5-1)的输出端固定连接，所述Z轴滑座(5-3)与Z轴丝杠(5-2)螺纹传动连接，所述主轴电机(7)固定在Z轴滑座(5-3)上。
4.根据权利要求1所述的大口径光学元件超精密加工抛光机床，其特征在于：所述Y轴进给机构(6)包括Y轴电机(6-1)、Y轴丝杠(6-2)及Y轴滑座(6-3)，所述底座(1)上固定有Y轴导轨(6-4)，所述Y轴滑座(6-3)滑动设置在Y轴导轨(6-4)上，所述Y轴电机(6-1)固定在底座(1)上，所述Y轴电机(6-1)的输出端与Y轴丝杠(6-2)固定连接，所述Y轴滑座(6-3)与Y轴丝杠(6-2)螺纹传动连接，所述平台(13)固定在Y轴滑座(6-3)上。
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