CN114986325A - 光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置及抛光机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置及抛光机，抛光局部区域恒温加工装置包括：环形工件盘，所述环形工件盘中部贯通有作业区，其靠近所述作业区形成有限位台；分离部，所述分离部放置于所述限位台上，且位于所述作业区上方，其中部开设有工件孔，所述工件孔用于放置光学元件；以及分离罩，所述分离罩罩设所述光学元件，其用于和所述分离部配合隔离外部温度。本发明公开提供了光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置，通过分离部和分离罩将光学元件与加工车间环境隔离，车间温度的波动不会影响光学元件周围的温度，从而避免了车间温度波动造成光学元件温度波动进而引起光学元件产生变形，保证了光学元件的加工精度。

Description

光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置及抛光机

技术领域

本发明涉及光学元件加工技术领域，更具体的说是涉及光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置及抛光机。

背景技术

全口径环形抛光机床通常采用大尺寸、热稳定的天然花岗岩制成抛光转台，抛光转台表面浇制环形的沥青胶层作为抛光盘。沥青抛光盘的环带表面依次放有大尺寸修正盘和工件盘，其中修正盘用于修正和控制沥青抛光盘的形状误差，而工件盘则用于把持光学元件。抛光过程中，抛光盘、修正盘、工件盘均以一定的转速绕逆时针方向匀速旋转，放在工件盘的工件孔内的光学元件在抛光盘及其承载的磨料颗粒的作用下产生材料去除从而形成光学表面。

而现有技术中全口径抛光车间通常配置多台全口径抛光机床，导致全口径抛光车间温度比较高，该温度主要通过中央空调或空调柜机进行控制。由于车间温度控制区域较大，并且受到空调功率和成本控制的考虑，车间温度的控制范围通常为20.5～21.5℃，温度波动达到1℃。加工热膨胀系数较大的光学元件(如BK7、钕玻璃等)时，车间温度波动1℃造成光学元件内部形成非均匀温度场进而引起的变形(变形量＞1λ，λ＝632.8nm)远大于光学元件本身的加工精度(面形PV＜λ/3)，从而对工艺控制产生非常重要的影响。

因此，如何提供一种能够降低全口径抛光车间温度对光学元件加工影响的装置，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

为此，本发明的一个目的在于提出一种光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置，降低全口径抛光车间温度对光学元件加工的影响。

本发明提供了光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置，包括：

环形工件盘，所述环形工件盘中部贯通有作业区，其靠近所述作业区形成有限位台；

分离部，所述分离部放置于所述限位台上，且位于所述作业区上方，其中部开设有工件孔，所述工件孔用于放置光学元件；

以及分离罩，所述分离罩罩设所述光学元件，其用于和所述分离部配合隔离外部温度。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置，通过分离部和分离罩将光学元件与加工车间环境隔离，车间温度的波动不会影响光学元件周围的温度，从而避免了车间温度波动造成光学元件温度波动进而引起光学元件产生变形，保证了光学元件的加工精度。

进一步地，所述限位台为形成于所述环形工件盘与所述作业区交界处的凸台。

进一步地，所述限位台为圆环形整体凸台，或为两段以上间隔，且环向布置的凸沿。

进一步地，所述分离部为塑料制成，呈片状，所述工件孔尺寸大于所述光学元件尺寸，所述工件孔形状与所述光学元件形状相适应。

进一步地，所述分离罩内壁和/或外壁上粘结有隔热泡沫层，其内部尺寸大于所述光学元件尺寸，其内部形状与所述光学元件形状相适应。

进一步地，所述分离罩为塑料制成。

进一步地，所述分离罩顶部连接有把手。

本发明还提供了一种具有光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置的抛光机，包括环抛机体及上述的光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置，所述环抛机体包括抛光盘，所述抛光盘上方设置有多工位桥架，所述多工位桥架上设置有加工工位，恒温加工装置位于所述加工工位处，其环形工件盘外圆周上设置有与抛光机驱动齿轮啮合的同步带。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种具有光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置的抛光机，降低了车间温度波动引起待加工光学元件温度波动，进而降低了该温度波动引起的加工变形，保证了光学元件的加工精度。

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附图为本发明提供的光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置的爆炸图；

图2附图为本发明提供的光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置的组装图；

图3附图示出了环形工件盘、分离部及光学元件的安装示意图；

图4附图为本发明提供的一种具有光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置的抛光机；

图5附图示出了常规抛光的光学元件及本发明实施例的光学元件抛光时对应的温度曲线。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

由于现有技术中全口径抛光车间通过中央空调或空调柜机进行控制，车间温度控制区域较大，并且受到空调功率和成本控制的考虑，车间温度波动达到1℃。车间温度波动1℃造成光学元件内部形成非均匀温度场进而引起的变形远大于光学元件本身的加工精度，从而无法保证光学元件的加工质量。

有鉴于此，本发明实施例公开了一种光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置，参见附图1-3，包括：环形工件盘101，所述环形工件盘101中部贯通有作业区，其靠近所述作业区形成有限位台1012；

有利的是，所述限位台1012上放置有所述分离部102，且所述分离部102位于所述作业区上方，可以为塑料制成，其中部开设有工件孔1021，所述工件孔1021用于放置光学元件G；

更有利的是还包括可以为塑料制成的分离罩103，所述分离罩103罩设所述光学元件G，其用于和所述分离部102配合隔离外部温度，其形状根据待加工光学元件进行设置，可以为圆形，矩形等。

由此，本发明通过分离部和分离罩将光学元件与加工车间环境隔离，车间温度的波动不会影响光学元件周围的温度，从而避免了车间温度波动造成光学元件温度波动进而引起光学元件产生变形，保证了光学元件的加工精度。

上述实施例中，所述限位台1012为形成于所述环形工件盘101与所述作业区交界处的凸台，用于支撑分离部。光学元件通过限位台1012和分离部102之间的摩擦力，确保在抛光时转动而不会打滑。

在本发明的一个具体实施例中，所述限位台1012可为圆环形整体凸台，圆环形凸台整体顶部支撑分离部。

在本发明的另一个具体实施例中，所述限位台1012可为两段以上间隔，且环向布置的凸沿，共同支撑分离部。

上述实施例对应的所述分离部102呈片状，所述工件孔1021尺寸大于所述光学元件G尺寸，所述工件孔1021形状与所述光学元件G形状相适应；其中相适应为能够将光学元件G放入工件孔1021内。

上述实施例中的所述分离罩103内壁和/或外壁上粘结有隔热泡沫层，隔热泡沫层厚约为5-20mm，分离罩103内部尺寸大于所述光学元件G尺寸，其内部形状与所述光学元件G形状相适应；其中相适应为能够将光学元件G罩设。

为了方便拿取分离罩，在所述分离罩103顶部连接有把手1031，分离罩厚度约10-30mm。

本发明的另一个目的在于提供一种具有光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置的抛光机，参见附图4，包括环抛机体200及上述的光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置100，所述环抛机体200包括抛光盘201，抛光盘201的内径和外径分别为700mm、2500mm。所述抛光盘201上方设置有多工位桥架202，所述多工位桥架202上设置有加工工位203，恒温加工装置100位于所述加工工位203处，其环形工件盘101外圆周上设置有与抛光机驱动齿轮啮合的同步带1011。

采用上述光学元件全口径抛光的局部区域恒温加工装置加工光学元件时，将恒温加工装置放在环抛机体200的加工工位203上，将待加工的光学元件G放在工件孔1021内，然后将分离罩103放在分离部102上，将待加工光学元件G罩住，从而将分离罩103内的光学元件G与加工车间环境隔离开来，车间的温度波动不会影响光学元件周围的温度，从而避免车间温度波动引起待加工光学元件温度波动及其引起的变形。本发明可以将光学元件与车间环境隔离开来，从而避免车间环境温度波动引起光学元件产生变形，进而影响加工精度，解决光学元件下盘后面形发生变化的问题。

为了获得使用本发明装置前后的效果，保持车间测试温度相同，采用了德图testo174H型温湿度记录仪，将该测试仪平放在光学元件的背面，测试对象分为常规A组，即没有使用本发明恒温加工装置的光学元件；B组，即安装了本发明恒温加工装置的光学元件；然后分别进行了抛光时间280min的测试，并将A组和B组测试时温度变化分别记录，制作了抛光时间和监测温度的曲线，具体参见附图5，使用本发明的局部区域恒温加工装置的B组光学元件，温度波动小，而A组光学元件温度波动明显，由此采用了本发明的局部区域恒温加工装置的B组光学元件显著提升了光学元件加工区域的温度稳定性。

完成温度测试后的B组光学元件，下盘后面形基本无变化，经过测试该组光学元件本身的面形均合格，由此可见本发明提供的技术方案消除了光学元件加工区域的温度不稳定带来的影响，保证了光学元件的加工精度。

此外，值得说明的是，虽然将光学元件上方罩设了分离罩，抛光时光学元件与抛光盘之间摩擦生热，由抛光盘表面的抛光液带走热量，该热量不会散发到光学元件上方区域影响加工精度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置，其特征在于，包括：

环形工件盘(101)，所述环形工件盘(101)中部贯通有作业区，其靠近所述作业区形成有限位台(1012)；

分离部(102)，所述分离部(102)放置于所述限位台(1012)上，且位于所述作业区上方，其中部开设有工件孔(1021)，所述工件孔(1021)用于放置光学元件(G)；

以及分离罩(103)，所述分离罩(103)罩设所述光学元件(G)，其用于和所述分离部(102)配合隔离外部温度。

2.根据权利要求1所述的光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置，其特征在于，所述限位台(1012)为形成于所述环形工件盘(101)与所述作业区交界处的凸台。

3.根据权利要求2所述的光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置，其特征在于，所述限位台(1012)为圆环形整体凸台，或为两段以上间隔，且环向布置的凸沿。

4.根据权利要求1所述的光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置，其特征在于，所述分离部(102)为塑料制成，呈片状，所述工件孔(1021)尺寸大于所述光学元件(G)尺寸，所述工件孔(1021)形状与所述光学元件(G)形状相适应。

5.根据权利要求1-4任一项所述的光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置，其特征在于，所述分离罩(103)内壁和/或外壁上粘结有隔热泡沫层，其内部尺寸大于所述光学元件(G)尺寸，其内部形状与所述光学元件(G)形状相适应。

6.根据权利要求5所述的光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置，其特征在于，所述分离罩(103)为塑料制成。

7.根据权利要求5所述的光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置，其特征在于，所述分离罩(103)顶部连接有把手(1031)。

8.一种具有光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置的抛光机，其特征在于，包括环抛机体(200)及权利要求1-7任一项所述的光学元件全口径抛光局部区域恒温加工装置(100)，所述环抛机体(200)包括抛光盘(201)，所述抛光盘(201)上方设置有多工位桥架(202)，所述多工位桥架(202)上设置有加工工位(203)，恒温加工装置(100)位于所述加工工位(203)处，其环形工件盘(101)外圆周上设置有与抛光机驱动齿轮啮合的同步带(1011)。

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