CN112706026A - 一种光学元件磨抛复合机床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光学元件磨抛复合机床，包括床身、磨削机构和磁流变抛光机构，还包括工件夹持机构，所述床身上设有用于带动工件夹持机构在磨削机构和磁流变抛光机构之间水平移动的X轴直线运动机构、用于带动磨削机构和磁流变抛光机构沿垂直于X轴直线运动机构方向水平移动的Z轴直线运动机构、以及用于带动磁流变抛光机构升降的Y轴直线运动机构，所述工件夹持机构沿Z轴方向布置，所述磨削机构沿Y轴方向布置。本发明具有结构紧凑，可消除不同工艺之间的装夹定位工序，有利于提高加工效率和加工精度等优点。

Description

一种光学元件磨抛复合机床
技术领域
本发明涉及光学加工设备，尤其涉及一种光学元件磨抛复合机床。
背景技术
高精度光学元件加工一般需要通过磨削和抛光组合加工来实现。目前，一般是先在磨削设备上完成粗加工，然后在抛光设备上进行精加工，前后需要两次装夹定位，不利于保证装夹定位的精度，同时也降低了加工效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑，可消除不同工艺之间的装夹定位工序，有利于提高加工效率的光学元件磨抛复合机床。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种光学元件磨抛复合机床，包括床身、磨削机构和磁流变抛光机构，还包括工件夹持机构，所述床身上设有用于带动工件夹持机构在磨削机构和磁流变抛光机构之间水平移动的X轴直线运动机构、用于带动磨削机构和磁流变抛光机构沿垂直于X轴直线运动机构方向水平移动的Z轴直线运动机构、以及用于带动磁流变抛光机构升降的Y轴直线运动机构，所述工件夹持机构沿Z轴方向布置，所述磨削机构沿Y轴方向布置。
作为上述技术方案的进一步改进：所述工件夹持机构包括设于所述X轴直线运动机构上的滑动座、设于滑动座上的传动轴、设于传动轴一端的真空吸盘、以及设于传动轴另一端的驱动电机。工作时，真空吸盘能够有效地吸附固定住光学元件，驱动电机例如可以通过联轴器与传动轴相连，驱动电机通过传动轴带动真空吸盘及光学元件旋转运动，结构简单、可靠性好。
作为上述技术方案的进一步改进：所述X轴直线运动机构包括两列平行布置的导轨、位于两列导轨之间的凹槽、位于凹槽内的驱动丝杆、以及设于驱动丝杆上的螺母座，所述滑动座设于两列所述导轨上并与所述螺母座固定连接。工作时，驱动丝杠旋转，螺母座带动滑动座沿着两列导轨移动，进而带动工件夹持机构及光学元件整体沿X轴移动，结构简单、紧凑，可靠性好，运动精度高。
作为上述技术方案的进一步改进：所述磨削机构包括高度调整座、设于高度调整座上的液体静压电主轴以及设于液体静压电主轴下端的砂轮。
作为上述技术方案的进一步改进：所述高度调整座上设有可上下滑动的电主轴支撑块以及与电主轴支撑块可拆卸连接的电主轴压块，所述液体静压电主轴设于所述电主轴支撑块和电主轴压块之间，拆装方便，有利于实现液体静压电主轴的Y轴位置的调节，进而达到调节砂轮Y轴位置的目的。
作为上述技术方案的进一步改进：所述磁流变抛光机构包括抛光轮、磁场发生装置、冷却喷嘴以及用于带动抛光轮旋转的抛光轮驱动组件。其中抛光轮驱动组件例如可以是电机及配套的传动副等，能够带动抛光轮高速旋转即可。
作为上述技术方案的进一步改进：所述抛光轮下方设有回收器，用于回收磁流变液。
与现有技术相比，本发明的优点在于：该光学元件磨抛复合机床，在床身上集成了磨削机构和磁流变抛光机构，整体结构紧凑。使用时，可在磨削机构上对光学元件进行粗加工，然后由X轴直线运动机构驱动移动至磁流变抛光机构，完成磁流变抛光，实现光学元件的高精度加工，整个复合加工过程仅需一次装夹，消除了不同加工工艺之间的装夹定位工序，有利于保证装夹定位的精度，提高了加工效率；磨削机构沿Y轴方向布置，有利于提高磨削机构的刚度，实现高精度的磨削加工，在各向直线运动机构的带动下，可实现光栅式进给；在在各向直线运动机构的带动下配合工件夹持机构的旋转运动，可实现螺旋式进给磁流变抛光，进一步提高了磨削后光学元件的精度。
附图说明
图1是本发明光学元件磨抛复合机床的立体结构示意图。
图2是本发明中的工件夹持机构的主视结构示意图。
图3是本发明中的磨削机构的立体结构示意图。
图4是本发明中的磁流变抛光机构的立体结构示意图
图中各标号表示：1、床身；2、工件夹持机构；201、真空吸盘；202、传动轴；203、联轴器；204、驱动电机；205、滑动座；3、磨削机构；301、液体静压电主轴；302、砂轮；303、高度调整座；304、电主轴支撑块；305、电主轴压块；4、磁流变抛光机构；401、抛光轮；402、冷却喷嘴；403、回收器；404、磁场发生装置；405、抛光轮驱动组件；5、X轴直线运动机构；501、导轨；502、凹槽；503、驱动丝杆；6、Y轴直线运动机构；7、Z轴直线运动机构。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1至图4示出了本发明光学元件磨抛复合机床的一种实施例，如图1所示，定义一个X轴方向、一个Y轴方向和一个Z轴方向，X轴方向、Y轴方向、Z轴方向相互垂直，且Y轴方向为垂向。光学元件磨抛复合机床，包括床身1、工件夹持机构2、磨削机构3、磁流变抛光机构4、X轴直线运动机构5、Y轴直线运动机构6、Z轴直线运动机构7。X轴直线运动机构5布置于床身1左侧，工件夹持机构2固定于滑动座205上，滑动座205由X轴直线运动机构5驱动移动。其中，Y轴直线运动机构6、Z轴直线运动机构7可与X轴直线运动机构5类似，采用丝杆螺母副实现直线运动。磨削机构3和Y轴直线运动机构6固定于Z轴直线运动机构7的滑块上。磁流变抛光机构4固定于Y轴直线运动机构6的滑块上。
如图2所示，工件夹持机构2包括，真空吸盘201、传动轴202、联轴器203、驱动电机204、滑动座205。所述真空吸盘201设于传动轴202的输出端，联轴器输出端203与传动轴202的输入端连接，驱动电机204连接联轴器203输入端。所述传动轴202安装于滑动座205，滑动座205安装于X轴直线运动机构5的滑块上。所述工件夹持机构2可以利用真空负压夹持工件在电机的带动下实现回转运动。所述工件夹持机构2在X轴直线运动机构5驱动下，可以沿X轴方向运动。
如图3所示，磨削机构3包括，液体静压电主轴301、砂轮302、高度调整座303、电主轴支撑块304、电主轴压块305。所述砂轮302与液体静压电主轴301连接，液体静压电主轴301通过电主轴压块305固定于电主轴支撑块304，电主轴支撑块304安装于高度调整座303，通过调节电主轴支撑块304的安装位置，实现砂轮中心位置调整。
如图4所示，磁流变抛光机构4包括，抛光轮401、冷却喷嘴402、回收器403、磁场发生装置404、抛光轮驱动组件405。磁场发生装置404安装于抛光轮401内，冷却喷嘴402、回收器403固定在抛光轮401两侧，抛光轮驱动组件405与抛光轮401连接。所述磁流变抛光机构4安装于Y轴直线运动机构6的滑块上，可以实现Y轴方向运动。
上述光学元件磨抛复合机床工作时，光学元件在真空负压作用下吸附在真空吸盘201上，调整光学元件中心与真空吸盘201中心重合。调节电主轴支撑块304的安装位置，使砂轮302中心Y轴坐标与光学元件中心Y轴坐标重合。移动Z轴直线运动机构7，控制砂轮磨削深度，进行磨削加工。磨削加工完成后，移动X轴直线运动机构5，将工件夹持机构2切换到磁流变加工工位。移动Y轴直线运动机构6，使抛光轮401中心Y轴坐标与光学元件中心Y轴坐标重合。移动Z轴直线运动机构7，控制抛光轮401与光学元件表面距离，进行磁流变抛光。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围。

Claims (7)

1.一种光学元件磨抛复合机床，包括床身(1)、磨削机构(3)和磁流变抛光机构(4)，其特征在于：还包括工件夹持机构(2)，所述床身(1)上设有用于带动工件夹持机构(2)在磨削机构(3)和磁流变抛光机构(4)之间水平移动的X轴直线运动机构(5)、用于带动磨削机构(3)和磁流变抛光机构(4)沿垂直于X轴直线运动机构(5)方向水平移动的Z轴直线运动机构(7)、以及用于带动磁流变抛光机构(4)升降的Y轴直线运动机构(6)，所述工件夹持机构(2)沿Z轴方向布置，所述磨削机构(3)沿Y轴方向布置。
2.根据权利要求1所述的光学元件磨抛复合机床，其特征在于：所述工件夹持机构(2)包括设于所述X轴直线运动机构(5)上的滑动座(205)、设于滑动座(205)上的传动轴(202)、设于传动轴(202)一端的真空吸盘(201)、以及设于传动轴(202)另一端的驱动电机(204)。
3.根据权利要求2所述的光学元件磨抛复合机床，其特征在于：所述X轴直线运动机构(5)包括两列平行布置的导轨(501)、位于两列导轨(501)之间的凹槽(502)、位于凹槽(502)内的驱动丝杆(503)、以及设于驱动丝杆(503)上的螺母座，所述滑动座(205)设于两列所述导轨(501)上并与所述螺母座固定连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学元件磨抛复合机床，其特征在于：所述磨削机构(3)包括高度调整座(303)、设于高度调整座(303)上的液体静压电主轴(301)以及设于液体静压电主轴(301)下端的砂轮(302)。
5.根据权利要求4所述的光学元件磨抛复合机床，其特征在于：所述高度调整座(303)上设有可上下滑动的电主轴支撑块(304)以及与电主轴支撑块(304)可拆卸连接的电主轴压块(305)，所述液体静压电主轴(301)设于所述电主轴支撑块(304)和电主轴压块(305)之间。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的光学元件磨抛复合机床，其特征在于：所述磁流变抛光机构(4)包括抛光轮(401)、磁场发生装置(404)、冷却喷嘴(402)以及用于带动抛光轮(401)旋转的抛光轮驱动组件(405)。
7.根据权利要求6所述的光学元件磨抛复合机床，其特征在于：所述抛光轮(401)下方设有回收器(403)。
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