CN110253383A - 一种非球面光学元件的恒压抛光装置及其恒压抛光方法 - Google Patents

一种非球面光学元件的恒压抛光装置及其恒压抛光方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种非球面光学元件的恒压抛光装置，包括：用于设置工件并带动工件转动的旋转组件；用于与工件接触并对工件进行抛光的抛光件和用于设置抛光件的抛光轴；与旋转组件相连的第一直线驱动装置，用于驱动旋转组件直线移动，使工件沿抛光轴的轴向移动；与旋转组件和第一直线驱动装置均相连的运动控制器，用于控制旋转组件和第一直线驱动装置同步运动，第一直线驱动装置的输出位移与旋转组件的输出转角具有预设对应关系，使输出位移补偿旋转组件转动过程中工件型面各加工位置在抛光轴的轴向上的位置差。该恒压抛光装置的加工精度高，可保证抛光去除量的稳定性，使抛光均匀可靠。本发明还公开了一种非球面光学元件的恒压抛光方法。

Description

一种非球面光学元件的恒压抛光装置及其恒压抛光方法
技术领域
本发明涉及光学元件加工设备技术领域，更具体地说，涉及一种非球面光学元件的恒压抛光装置。此外，本发明还涉及一种非球面光学元件的恒压抛光方法，应用于上述非球面光学元件的恒压抛光装置。
背景技术
在精密、超精密加工技术领域，光学元件的抛光精度对光学系统的光学性能具有重要影响。而在对光学元件进行抛光加工的过程中，抛光头与加工元件之间的接触压力是影响工件表面去除量的关键因素，抛光头与加工元件之间的接触压力不稳定，将导致抛光工件表面的去除量不一致，从而造成抛光表面不均匀等质量缺陷。
现有技术中，通常采用压力传感器来检测抛光头与加工元件之间的压力，并在抛光头与加工元件的压力变化时，通过控制器调整抛光头与加工元件的相对位置，来实现两者之间接触压力的补偿，这是一种反馈机制的控制系统，具有一定的数据传输滞后性，且无法保证接触压力变化瞬间的加工精度，抛光精度难以满足高精密加工的需求。
现有技术中也有根据接触压力与进给速率的关系，通过控制进给速率来补偿接触压力的，也即，根据去除量与接触压力和进给速率的关系，在接触压力变化时，通过控制进给速率变化来保证去除量的稳定不变。然而，这种补偿方式对于表面尺寸一致的工件比较适用，能够保证进给速率和接触压力的稳定性；而对于曲面型加工元件，在曲面的不同加工位置与抛光头接触时，各加工位置与抛光头之间的接触压力实时发生变化，造成抛光头实时波动，同时进给速率实时变化，也即，接触压力和进给速率等加工参数实时变化，这对工件加工是很不利的，生产过程中应尽量避免的。
综上所述，如何提供一种能够保证抛光精度的非球面光学元件的恒压抛光装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种非球面光学元件的恒压抛光装置及其恒压抛光方法，抛光精度高，抛光均匀性好。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种非球面光学元件的恒压抛光装置，包括：
用于设置工件并带动工件转动的旋转组件；
用于与工件接触并对工件进行抛光的抛光件和用于设置所述抛光件的抛光轴；
与所述旋转组件相连的第一直线驱动装置，用于驱动所述旋转组件直线移动，以使工件沿所述抛光轴的轴向移动；
与所述旋转组件和所述第一直线驱动装置均相连的运动控制器，用于控制所述旋转组件和所述第一直线驱动装置同步运动，所述第一直线驱动装置的输出位移与所述旋转组件的输出转角具有预设对应关系，以使所述输出位移补偿所述旋转组件转动过程中工件型面上各加工位置在所述抛光轴的轴向上的位置差。
优选地，所述旋转组件包括用于设置工件并带动工件转动的第一旋转轴和用于设置所述第一旋转轴并带动所述第一旋转轴摆动的第二旋转轴，所述第一旋转轴与所述抛光轴共线设置，所述第一旋转轴与所述第二旋转轴垂直设置，所述第二旋转轴的支撑座与所述第一直线驱动装置相连，所述第二旋转轴的摆动驱动装置与所述运动控制器相连。
优选地，所述抛光件与用于对所述抛光件施加可调外力的调压装置相连，以调整所述抛光件对工件的初始压力值。
优选地，所述调压装置包括供气系统和用于控制所述供气系统的输出压力的气动比例阀，所述供气系统的输出端与所述抛光件相连。
优选地，所述供气系统的输出端与所述抛光件通过气浮导轨相连。
优选地，所述旋转组件与用于驱动所述旋转组件进给的第二直线驱动装置相连，所述第二直线驱动装置与所述运动控制器相连，以使所述运动控制器根据所述初始压力值与所述旋转组件的进给速率之间的预设关系，控制所述第二直线驱动装置的输出。
优选地，还包括设于所述抛光件的限位开关，所述限位开关与所述运动控制器相连，以当工件与所述抛光件相抵时，使所述运动控制器控制所述旋转组件和所述第一直线驱动装置同步运动，并控制所述第二直线驱动装置的输出。
一种非球面光学元件的恒压抛光方法，包括：
控制用于设置工件的旋转组件转动；
在所述旋转组件转动过程中，控制与所述旋转组件相连的第一直线驱动装置同步移动，以使所述第一直线驱动装置的输出位移补偿所述旋转组件转动所带来的工件型面各加工位置在预设方向上的位置差，其中，所述预设方向指用于与工件接触并对工件进行抛光的抛光件的轴线方向。
优选地，在所述的控制用于设置工件的旋转组件转动之前，还包括：
控制对所述抛光件施加的外力，以调整所述抛光件对工件的初始压力值。
优选地，在所述的调整所述抛光件对工件的初始压力值之后，且在所述的控制用于设置工件的旋转组件转动之前，还包括：
控制所述第一直线驱动装置移动，以使工件与所述抛光件相抵；
在所述的控制用于设置工件的旋转组件转动时，还包括：
根据所述初始压力值，控制与所述旋转组件相连的的第二直线驱动装置的输出，以使所述旋转组件的进给速率与所述初始压力值相匹配。
本发明提供的非球面光学元件的恒压抛光装置，通过运动控制器同步控制旋转组件的输出转角和第一直线驱动装置的输出位移，并使第一直线驱动装置的输出位移与旋转组件的输出转角之间满足预设对应关系，从而使第一直线驱动装置的输出位移能够补偿旋转组件转动过程中所带来的工件型面各加工位置在抛光件轴向上的位置差，因此，可以使工件型面上各加工位置与抛光件在同一个空间位置接触，保证工件型面上各加工位置与抛光件之间的接触压力处处相等，且抛光件的位置始终保持稳定不动，因此，可以保证抛光精度。
而且，由于抛光件对各加工位置保持恒压加工，因此，根据抛光去除量与接触压力和进给速率之间的关系，可在匀速进给的情况下，保证抛光去除量的稳定性，使抛光均匀可靠。
本发明提供的非球面光学元件的恒压抛光方法，具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施例所提供的非球面光学元件的恒压抛光装置的结构示意图；
图2为图1中抛光件和气浮导轨的结构示意图；
图3为图1中第一直线驱动装置的输出位移与旋转组件的输出转角之间的预设对应关系的求解示意图；
图4为本发明的一个具体实施所提供例的非球面光学元件的恒压抛光方法的流程图；
图5为本发明另一个具体实施所提供例的非球面光学元件的恒压抛光方法的流程图。
图1至图3中的附图标记如下：
1为旋转组件、11为第一旋转轴、12为第二旋转轴、21为抛光件、22为抛光轴、3为第一直线驱动装置、4为气浮导轨、41为导轨、42为滑块、43为气孔、5为第二直线驱动装置、6为参考加工位置的摆动曲线、7为非球面光学元件的凸面轮廓线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种非球面光学元件的恒压抛光装置及其恒压抛光方法，抛光精度高，抛光均匀性好。
请参考图1至图3，图1为本发明具体实施例所提供的非球面光学元件的恒压抛光装置的结构示意图；图2为图1中抛光件和气浮导轨的结构示意图；图3为图1中第一直线驱动装置的输出位移与旋转组件的输出转角之间的预设对应关系的求解示意图。
本发明提供一种非球面光学元件的恒压抛光装置，包括旋转组件1、抛光件21、抛光轴22、第一直线驱动装置3和运动控制器。
旋转组件1可输出旋转运动，用于设置工件并带动工件转动；用于与工件接触并对工件进行抛光加工；抛光轴22用于设置抛光件21，抛光轴22优选的可输出旋转运动。
第一直线驱动装置3与旋转组件1相连，用于输出直线运动，以驱动旋转组件1沿抛光件21的轴向移动。
旋转组件1和第一直线驱动装置3均与运动控制器相连，以通过运动控制器分别控制旋转组件1的输出转角和第一直线驱动装置3的输出位移。
可以理解的是，由于工件的待抛光型面为曲面，因此，在旋转组件1带动工件转动的过程中，工件待抛光型面上的各个加工位置在抛光件21的轴向上的位置不一样，这时，如果抛光件21和旋转组件1两者的相对位置保持不变的话，工件待抛光型面上各加工位置与抛光件21之间的接触压力将发生变化，这将导致工件待抛光型面的去除量不一样，造成工件抛光不均匀的质量缺陷。
为此，本发明的主要发明点在于，通过运动控制器控制旋转组件1和第一直线驱动装置3同步运动，使两者的输出相匹配，以通过第一直线驱动装置3输出的位移量，来补偿旋转组件1在转动过程中所带来的工件型面沿抛光件21轴向的位置差，从而使工件型面上各加工位置与抛光件21之间保持恒定一致的接触压力，以保证工件型面抛光去除量的一致性，从而使抛光均匀。
可以理解的是，一旦旋转组件1的结构尺寸以及工件的型面确定后，在旋转组件1转动过程中，工件转动至抛光件21的轴向时的位置即可确定，也即，根据旋转组件1的结构参数以及工件型面的面型参数，可以确定旋转组件1的输出转角与工件型面上各加工位置在转动过程中沿抛光件21轴向的位置差之间的预设关系，而第一直线驱动装置所要补偿的正是工件型面上各加工位置在转动过程中沿抛光件21轴向的位置差，因此，可根据旋转组件1的输出转角来确定第一直线驱动装置3的输出位移，也即，旋转组件1的输出转角与第一直线驱动装置3的输出位移之间具有一定的预设对应关系。
根据旋转组件1的输出转角与第一直线驱动装置3的输出位移之间的预设对应关系，即可在旋转组件1转动过程中，通过实时控制第一直线驱动装置3的输出位移，使第一直线驱动装置3驱动旋转组件1沿抛光件21的轴向移动，来改变旋转组件1在抛光轴的轴向上的位置，从而保证工件型面上的各个加工位置均与抛光件21在其轴向上的同一个位置接触，保证各个加工位置与抛光件21之间的接触压力恒定不变，而在这一过程中，抛光件21的位置始终保持稳定不动。
由此可以看出，本发明提供的非球面光学元件的恒压抛光装置，通过运动控制器同步控制旋转组件1的输出转角和第一直线驱动装置3的输出位移，并使第一直线驱动装置的输出位移与旋转组件的输出转角之间满足预设对应关系，从而使第一直线驱动装置3的输出位移能够补偿旋转组件1转动过程中所带来的工件型面各加工位置在抛光件21轴向上的位置差，因此，可以使工件型面上各加工位置与抛光件21在同一个空间位置接触，保证工件型面上各加工位置与抛光件21之间的接触压力处处相等，且抛光件21的位置始终保持稳定不动，因此，可以保证抛光精度。
而且，由于抛光件21对各加工位置保持恒压加工，因此，根据抛光去除量与接触压力和进给速率之间的关系，可在匀速进给的情况下，保证抛光去除量的稳定性，使抛光均匀可靠。
考虑到第一直线驱动装置3具体结构的简单及便于实现性，优选地，第一直线驱动装置3为直线模组。
考虑到旋转组件1的具体结构，为了提高加工效率，在上述实施例的基础之上，旋转组件1包括用于设置工件并带动工件转动的第一旋转轴11和用于设置第一旋转轴11并带动第一旋转轴11摆动的第二旋转轴12，第一旋转轴11与抛光轴22共线设置，第一旋转轴11与第二旋转轴12垂直设置，第二旋转轴12的支撑座与第一直线驱动装置3相连，第二旋转轴12的摆动驱动装置与运动控制器相连。
可以理解的是，在第二旋转轴12带动第一旋转轴11摆动的过程中，工件随着第一旋转轴11同步摆动，同时，第一旋转轴11带动工件转动，也就是说，本实施例通过设置第一旋转轴11和第二旋转轴12分别带动工件做不同方向的转动，以形成工件的复合运动，从而可提高加工效率。
本发明对第一旋转轴11的旋转驱动装置以及第二旋转轴12的摆动驱动装置的具体结构均不做限定，只要能够实现第一旋转轴11的旋转和第二旋转轴12的摆动即可。优选地，旋转驱动装置和摆动驱动装置均为电机。
需要说明的是，本实施例通过运动控制器同步控制摆动驱动装置和第一直线驱动装置3的输出，也即，第一直线驱动装置3的输出位移与摆动驱动装置的输出相对应，换句话说，第一直线驱动装置3的输出位移补偿的是第二旋转轴12的摆动所带来的工件型面各加工位置在抛光件21轴向上的位置差。
本实施例中的第一直线驱动装置3通过驱动支撑座移动，来带动第二旋转轴12、第一旋转轴11和工件整体同步移动。
为了确定第一直线驱动装置3的实时补偿值，需首先确定第一直线驱动装置3的输出位移与旋转组件1的输出转角之间的预设对应关系，这与工件的型面形状有关，例如，在对非球面光学元件的凸面进行抛光加工时，定义抛光轴22的轴向为空间直角坐标系的Z轴，也即，抛光轴22竖直设置，为了实现抛光件与工件型面的充分接触，需将工件型面上的各个加工位置转动至工件型面上的各个加工位置的切线与抛光轴22垂直的位置，也即，工件型面上的各个加工位置的切线处于水平的位置。
下面以工件型面上的一个参考加工位置为例，来推导该参考加工位置转动至Z轴时其Z轴坐标与第二旋转轴的摆角之间的关系。
如图3所示，初始状态时，对该参考加工位置做切线，并定义该切线与水平方向的夹角为参考加工位置的倾斜角α，由于参考位置自初始位置摆动至Z轴时，其切线自初始倾斜角的位置摆动至水平位置，因此，参考位置自初始位置摆动至Z轴时，第二旋转轴的摆角θ与倾斜角α相等，如图3所示，由下述推导公式也可以得出θ与α相等，即：
其中，β为参考加工位置和第二旋转轴之间的连线与参考加工位置的切线之间的夹角。
从图3中显然可以看出，参考加工位置的Z轴坐标z1为：
z1＝R×sinβ。
其中，R为参考加工位置到第二旋转轴的摆动中心的距离，也即，第二旋转轴摆动时，参考加工位置的旋转半径；可以理解的是，当将非球面光学元件固定到第一旋转轴的夹持工装上后，非球面光学元件的凸面上各加工位置到第二旋转轴的摆动中心的距离即可固定。
而β则可通过公式换算得到，如图3所示，β满足以下公式：
其中，可以理解的是，非球面光学元件的凸面通常为半椭球体，沿垂直于非球面光学元件的凸面的对称中心线的方向，向非球面光学元件的凸面做截面，则截面轮廓线的半径沿对称中心线的长度方向不断变化，且截面轮廓线的半径由非球面光学元件的凸面的面型参数确定。在计算过程中，沿对称中心线的长度方向对截面轮廓线的半径进行微小单元分割，也就是说，可以从非球面光学元件的凸面位于对称中心线上的位置开始，该位置的截面轮廓线的半径为0，沿对称中心线的长度方向，截面轮廓线的半径逐渐递增，通过将截面轮廓线的半径分割为微小单元，例如，将截面轮廓线的半径每次增加预设微小单元量，可获得非球面光学元件的凸面上的每一个加工位置所在的截面轮廓线的半径，定义X0为参考加工位置所在的截面轮廓线的半径，则X0为可间接获得的已知量。
因此，由参考加工位置的Z轴坐标z1满足的公式和β满足的公式，可推出参考加工位置的Z轴坐标z1与其对应的第二旋转轴的摆角θ的关系。
同理，可确定非球面光学元件的凸面上的任意一个加工位置的Z轴坐标zi与第二旋转轴的摆角θi的对应关系，其中，i为自然数，一个i值对应非球面光学元件的凸面上的一个加工位置，例如，i＝1时，z1为第一个加工位置的Z轴坐标，θ1为第一个加工位置转动至Z轴时第二旋转轴的摆角。
因此，取初始加工状态时，非球面光学元件的凸面上与抛光件接触的加工位置为基准加工位置，则非球面光学元件的凸面上的其它各个加工位置的Z轴坐标与基准加工位置的Z轴坐标的差，即为第一直线驱动装置需要对应输出的补偿值。
考虑到不同的工件，其抛光去除量不同，因此，抛光件21对工件的初始压力设定值不同，在上述任一项实施例的基础之上，抛光件21与调压装置相连，调压装置用于对抛光件21施加外力，以使该外力和抛光件21自身重力的合力形成抛光件21对工件的初始压力值，因此，通过改变调压装置对抛光件21施加外力的大小，可调整抛光件21对工件的初始压力值。
通常情况下，抛光件21优选为竖直设置，也即，抛光件21的轴向为竖直方向；调压装置对抛光件21施加的外力方向与抛光件21自身重力的方向相反，抛光件21靠调压装置施加的外力和自身重力的综合作用悬浮于工件表面，以在外力和重力的合力作用下实现对工件型面的抛光。
考虑到调压装置具体结构的简单及便于调节性，在上述实施例的基础之上，调压装置包括供气系统和用于控制供气系统的输出压力的气动比例阀，供气系统的输出端与抛光件21相连。
也就是说，本实施例中的调压装置为气动调压装置，通过调整供气系统的输出压力，可实现对抛光件21施加不同外力的目的，从而可控制抛光件21对工件的初始压力值。
另外，为了保证在调压过程中抛光件21沿其轴向浮动的精确性，在上述实施例的基础之上，供气系统的输出端与抛光件21通过气浮导轨4相连。
可以理解的是，气浮导轨4包括形成滑动副的滑块42和导轨41，滑块42设有进气孔43，进气孔43与供气系统的输出端密封连接，抛光件21与滑块42相连，导轨41的延伸方向与抛光件21的轴向平行设置。在供气系统的输出压力作用下，滑块42沿导轨41移动，同时，滑块42带动抛光件21沿其轴向浮动，达到调节抛光件21对工件的初始压力值的目的。
气浮导轨4可实现无摩擦和无振动的平滑移动，具有较高的运动精度，因此，可实现抛光件21的精确定位。
考虑到工件抛光过程中的进给运动的实现，在上述任一项实施例的基础之上，旋转组件1与第二直线驱动装置5相连，第二直线驱动装置5用于驱动旋转组件1进给；同时，第二直线驱动装置5与运动控制器相连，以使运动控制器根据初始压力值与旋转组件1的进给速率之间的预设关系，控制第二直线驱动装置5的输出。
优选地，第二直线驱动装置5为直线模组。
需要说明的是，由上文可知，在加工过程中，工件型面各加工位置与抛光件21之间的接触压力保持恒定不变，也即，工件型面各加工位置与抛光件21之间的接触压力均与初始压力值相等，因此，在抛光过程中，旋转组件1的进给速率保持恒定不变。而对于不同的工件，所需的初始压力值不一样，对应的进给速率不同。
所公知的是，抛光去除量、接触压力和进给速率之间满足以下公式：
其中，dh为一次走刀时的抛光去除量；kp为去除系数，在加工过程中，为选定的常数；pc为工件各加工位置与抛光件21之间的接触压力；vs为抛光件21与工件在接触点的相对速度，在加工过程中保持恒定不变；kt为常数；F为进给速率。
因此，本实施例根据抛光去除量、接触压力和进给速率之间的关系式，利用初始压力值与旋转组件1的进给速率之间的对应关系，通过运动控制器控制第二直线驱动装置5的输出，来保证旋转组件1的进给速率与初始压力值的对应匹配，以在调整好初始压力值的情况下，使旋转组件1在合适的进给速率下带动工件做进给运动，以保证抛光去除量的稳定不变。
考虑到进行抛光加工时加工时机的确定，在上述实施例的基础之上，还包括设于抛光件21的限位开关，限位开关与运动控制器相连，以当工件与抛光件21相抵时，使运动控制器控制旋转组件1和第一直线驱动装置3同步运动，并控制第二直线驱动装置5的输出。
也就是说，本实施例通过限位开关来检测工件与抛光件21是否接触，当两者接触时，通过运动控制器分别控制旋转组件1、第一直线驱动装置3和第二直线驱动装置5运动。
请参考图3和图4，图3为本发明的一个具体实施所提供例的非球面光学元件的恒压抛光方法的流程图；图4为本发明另一个具体实施所提供例的非球面光学元件的恒压抛光方法的流程图。
除了上述非球面光学元件的恒压抛光装置，本发明还提供一种非球面光学元件的恒压抛光方法，该恒压抛光方法可应用于上述实施例公开的非球面光学元件的恒压抛光装置，该恒压抛光方法包括步骤S1和步骤S2：
步骤S1：控制用于设置工件的旋转组件转动。
该旋转组件可以为上述任意一个实施例公开的非球面光学元件的恒压抛光装置的旋转组件。
也即，本实施例通过控制旋转组件转动来带动工件转动。
步骤S2：在旋转组件转动过程中，控制与旋转组件相连的第一直线驱动装置同步移动，以使第一直线驱动装置的输出位移补偿旋转组件转动所带来的工件型面各加工位置在预设方向上的位置变化，其中，预设方向指用于与工件接触并对工件进行抛光的抛光件的轴线方向。
需要说明的是，这里的第一直线驱动装置以及抛光件可以为上述任意一个实施例公开的非球面光学元件的恒压抛光装置的第一直线驱动装置和抛光件。
可以理解的是，本实施例通过控制第一直线驱动装置的移动，使第一直线驱动装置驱动旋转组件沿抛光件的轴线方向进行直线移动，从而可补偿在旋转组件转动过程中所带来的工件型面各加工位置在抛光件轴线方向的位置变化，以使抛光件与工件型面上的各加工位置均在抛光件轴线方向上的同一位置接触，从而使抛光件的位置保持稳定不动，且使抛光件与工件型面各加工位置之间的接触压力保持恒定不变，以保证抛光精度，使抛光均匀可靠。
优选地，可采用上述任意一个实施例公开的非球面光学元件的恒压抛光装置的运动控制器来执行步骤S1和步骤S2。
考虑到对于不同的工件，抛光件对工件的抛光压力不同，因此，在进行抛光加工之前，需预先设定抛光件对工件合适的初始压力值，为此在上述实施例的基础之上，在步骤S1之前，还包括步骤S3：
步骤S3：控制对抛光件施加的外力大小，以调整抛光件对工件的初始压力值。
也就是说，本实施例通过调整对抛光件施加的外力大小，来调整抛光件21对工件的初始压力值。
优选地，可通过控制上述实施例公开的非球面光学元件的恒压抛光装置的调压装置，来改变调压装置对抛光件施加的外力大小，从而达到调整抛光件对工件的初始压力值的目的。
调压装置可以为上述实施例公开的非球面光学元件的恒压抛光装置的气动调压装置。
在上述实施例的基础之上，在步骤S3之后，且在步骤S1之前，还包括步骤S4：
步骤S4：控制第一直线驱动装置移动，以使工件与抛光件相抵。
也就是说，在调整好抛光件的初始压力值后，通过第一直线驱动装置驱动旋转组件移动，以使旋转组件带动工件靠近抛光件，直至工件与抛光件相抵，以确定抛光件的抛光位置。
在执行步骤S1时，还包括步骤S5：
步骤S5：根据初始压力值，控制与旋转组件相连的的第二直线驱动装置的输出，以使旋转组件的进给速率与初始压力值相匹配。
需要说明的是，第二直线驱动装置可以为上述实施例公开的非球面光学元件的恒压抛光装置的第二直线驱动装置。优选可采用上述任意一个实施例公开的非球面光学元件的恒压抛光装置的运动控制器来执行步骤S5。
进给速率与初始压力值的匹配关系，符合下述公式：
以保证抛光去除量的稳定不变。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的非球面光学元件的恒压抛光装置及其恒压抛光方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种非球面光学元件的恒压抛光装置，其特征在于，包括：
用于设置工件并带动工件转动的旋转组件(1)；
用于与工件接触并对工件进行抛光的抛光件(21)和用于设置所述抛光件的抛光轴(22)；
与所述旋转组件(1)相连的第一直线驱动装置(3)，用于驱动所述旋转组件(1)直线移动，以使工件沿所述抛光轴(22)的轴向移动；
与所述旋转组件(1)和所述第一直线驱动装置(3)均相连的运动控制器，用于控制所述旋转组件(1)和所述第一直线驱动装置(3)同步运动，所述第一直线驱动装置(3)的输出位移与所述旋转组件(1)的输出转角具有预设对应关系，以使所述输出位移补偿所述旋转组件(1)转动过程中工件型面上各加工位置在所述抛光轴(22)的轴向上的位置差。
2.根据权利要求1所述的非球面光学元件的恒压抛光装置，其特征在于，所述旋转组件(1)包括用于设置工件并带动工件转动的第一旋转轴(11)和用于设置所述第一旋转轴(11)并带动所述第一旋转轴(11)摆动的第二旋转轴(12)，所述第一旋转轴(11)与所述抛光轴(22)共线设置，所述第一旋转轴(11)与所述第二旋转轴(12)垂直设置，所述第二旋转轴(12)的支撑座与所述第一直线驱动装置(3)相连，所述第二旋转轴(12)的摆动驱动装置与所述运动控制器相连。
3.根据权利要求1或2所述的非球面光学元件的恒压抛光装置，其特征在于，所述抛光件(21)与用于对所述抛光件(21)施加可调外力的调压装置相连，以调整所述抛光件(21)对工件的初始压力值。
4.根据权利要求3所述的非球面光学元件的恒压抛光装置，其特征在于，所述调压装置包括供气系统和用于控制所述供气系统的输出压力的气动比例阀，所述供气系统的输出端与所述抛光件(21)相连。
5.根据权利要求4所述的非球面光学元件的恒压抛光装置，其特征在于，所述供气系统的输出端与所述抛光件(21)通过气浮导轨(4)相连。
6.根据权利要求3所述的非球面光学元件的恒压抛光装置，其特征在于，所述旋转组件(1)与用于驱动所述旋转组件(1)进给的第二直线驱动装置(5)相连，所述第二直线驱动装置(5)与所述运动控制器相连，以使所述运动控制器根据所述初始压力值与所述旋转组件(1)的进给速率之间的预设关系，控制所述第二直线驱动装置(5)的输出。
7.根据权利要求6所述的非球面光学元件的恒压抛光装置，其特征在于，还包括设于所述抛光件(21)的限位开关，所述限位开关与所述运动控制器相连，以当工件与所述抛光件(21)相抵时，使所述运动控制器控制所述旋转组件(1)和所述第一直线驱动装置(3)同步运动，并控制所述第二直线驱动装置(5)的输出。
8.一种非球面光学元件的恒压抛光方法，其特征在于，包括：
控制用于设置工件的旋转组件转动；
在所述旋转组件转动过程中，控制与所述旋转组件相连的第一直线驱动装置同步移动，以使所述第一直线驱动装置的输出位移补偿所述旋转组件转动所带来的工件型面各加工位置在预设方向上的位置差，其中，所述预设方向指用于与工件接触并对工件进行抛光的抛光件的轴线方向。
9.根据权利要求8所述的非球面光学元件的恒压抛光方法，其特征在于，在所述的控制用于设置工件的旋转组件转动之前，还包括：
控制对所述抛光件施加的外力，以调整所述抛光件对工件的初始压力值。
10.根据权利要求9所述的非球面光学元件的恒压抛光方法，其特征在于，在所述的调整所述抛光件对工件的初始压力值之后，且在所述的控制用于设置工件的旋转组件转动之前，还包括：
控制所述第一直线驱动装置移动，以使工件与所述抛光件相抵；
在所述的控制用于设置工件的旋转组件转动时，还包括：
根据所述初始压力值，控制与所述旋转组件相连的第二直线驱动装置的输出，以使所述旋转组件的进给速率与所述初始压力值相匹配。
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