CN115008343A - 一种用于光学加工的柔性抛光轴 - Google Patents
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Abstract
一种柔性抛光轴，包括悬臂支架、驱动机构和工件环。悬臂支架包括伺服电缸、浮动接头、接头支架、移动台面、滑块(2对)、导轨、悬臂座和固定卡。驱动机构包括锁紧气缸、气缸安装板、支撑柱(4根)、直驱旋转电机、方形轴、电机安装板、拉杆、连接卡和法兰轴。工件环包括花键套、环盖、外环、限位销、花键、花键限位片、万向联轴器、配重盘和内环。工件环通过花键安装于所述的驱动机构方形轴上。驱动机构通过电机安装板安装于所述的悬臂支架移动台面上。悬臂座，由防锈性好、耐腐蚀性的不锈钢拼接焊接而成。方形轴，采用芯部具有强度的材料，且表面镀硬铬，并在热处理后校直和修磨。花键和花键套，应具有线性精度和旋转精度，满足线性移动和回转扭矩的传递。配重盘和内环，应根据抛光对象的尺寸进行换型。本发明适用于集成度高的精密超薄光学镜片的抛光加工。
Description
技术领域
本发明涉及光学镜片抛光装置的技术，具体是一种用于光学加工的柔性抛光轴，可以单轴完成线性运动和回转运动，实现与镜片的自由贴合、比例配重、高速抛光的装置。
背景技术
对于薄型片状光学元件，传统抛光的方法是将其置于浮法玻璃工件环内，元件上面放置一定的配重来产生抛光所需的预压力。抛光时，工件环自转，元件则因抛光盘的转动在工件环内自转。这种方法抛光效果虽好，但由于工件环需要自转，设备需要配有主动轮进行驱动，从动轮辅助转动，故造成设备的平台面积大、体积臃肿。此外，配重块手工取放，若失手滑落，极易磕伤甚至破坏光学元件，严重增加了光学玻璃加工的成本和质量风险。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，在保留抛光工艺的前提下，提出一种用于光学加工的柔性抛光轴，通过方形轴、锁紧气缸、柔性接头等，实现加工轴的线性运动、回转运动、比例配重、柔性贴合和高速抛光，适用于精密超薄光学镜片的抛光加工。
本发明的技术解决方案如下：
一种柔性抛光轴，其特点在于，由悬臂支架、驱动机构和工件环构成；
所述的悬臂支架包括伺服电缸、浮动接头、接头支架、移动台面、滑块(2对)、导轨、悬臂座和固定卡，所述的伺服电缸卧式安装在所述的悬臂座上，用于线性推拉滑块和移动台面；固定卡安装在所述的悬臂座上，与所述的伺服电缸的尾部配合并卡紧，以防窜动；所述的浮动接头一端安装在所述的伺服电缸端部，另一端安装于所述的接头支架上；所述的接头支架安装于移动台面的侧端面；所述的导轨精密安装于悬臂座两侧，所述滑块安装于其上；所述的移动台面安装于滑块上。
所述的驱动机构包括锁紧气缸、气缸安装板、支撑柱(4根)、直驱旋转电机、方形轴、电机安装板、拉杆、连接卡和法兰轴，所述的锁紧气缸安装在所述的气缸连接板上；所述的气缸连接板和所述的电机安装板分别安装于所述的支撑柱的两端；所述的直驱旋转电机安装在所述的电机连接板上，置于支撑柱中间；所述的拉杆穿过所述的连接卡，安装于所述的锁紧气缸前端；所述的方形轴通过与销子的精密配合，安装于所述的连接卡中；所述的法兰轴伸入所述的直驱旋转电机内，安装与直驱旋转电机的端面上；所述的方形轴穿过所述的法兰轴并两端伸出，与其精密配合。
所述的工件环包括花键套、环盖、外环、限位销、花键、花键限位片、万向联轴器、配重盘和内环，所述的环盖安装于所述的花键套的法兰面上；所述的外环通过限位销安装于所述的环盖上，并实现多方向上的偏摆；所述的花键穿过所述的花键套，下端安装在所述的花键限位片上；所述的花键限位片下端与所述的万向联轴器精密配合安装；所述的万向联轴器与所述的配重盘精密配合安装，实现配重盘的万向偏摆；所述的内环安装于所述的外环内侧。
所述的工件环通过花键安装于所述的驱动机构方形轴上。
所述的驱动机构通过电机安装板安装于所述的悬臂支架移动台面上。
所述的悬臂座，由防锈性好、耐腐蚀性的不锈钢拼接焊接而成，底面带有定位孔和法兰面，用于装置的自身定位和安装，可根据需要安装于运动机构或加工设备上。
所述的方形轴，采用芯部具有强度的材料，且表面镀硬铬，并在热处理后校直和修磨。
所述的花键和花键套，应具有线性精度和旋转精度，满足线性移动和回转扭矩的传递。
所述的配重盘和内环，应根据抛光对象的尺寸进行换型。
本发明的技术效果如下：
与现有技术相比，本发明适用于集成度高的精密超薄光学镜片的抛光加工。工件环伸出距离可调，满足不同直径的抛光盘；工件环和配重盘快速换型，适用于多种尺寸和厚度的薄型光学元件抛光；工件环和配重盘万向偏摆，可柔性贴合抛光元件表面，防止应力不均；一体式线性提拉、旋转抛光，极大缩小了占用面积，优化了设备尺寸；锁紧气缸可保证取件过程中突然断气情况下工件环等不跌落，避免损害人身或元件。
附图说明
图1为本发明总体结构的示意图；
图2为本发明悬臂支架部分的示意图；
图3为本发明驱动结构部分的示意图；
图4为本发明工件环部分的示意图；
图5为本发明工件环部分的剖面图；
图6为本发明工件环内部的示意图；
图7为本发明尺寸关系的示意图；
图中：悬臂支架1、驱动机构2、工件环3、伺服电缸4、浮动接头5、接头支架6、移动台面7、滑块(2对)8、导轨9、悬臂座10、固定卡11、锁紧气缸12、气缸安装板13、支撑柱(4根)14、直驱旋转电机15、方形轴16、电机安装板17、拉杆18、连接卡19、法兰轴20、花键套21、环盖22、外环23、限位销24、花键25、花键限位片26、万向联轴器27、内环28和配重盘29。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
先请参见图1、图2、图3、图4，由图可见，本发明柔性抛光轴，由悬臂支架1、驱动机构2和工件环3构成；
所述的悬臂支架1，见图2，包括伺服电缸4、浮动接头5、接头支架6、移动台面7、滑块(2对)8、导轨9、悬臂座10和固定卡11，所述的伺服电缸4卧式安装在所述的悬臂座1上，用于线性推拉滑块8和移动台面7，实现工件环3伸出距离可调，满足不同直径的抛光盘；固定卡11安装在所述的悬臂座1上，与所述的伺服电缸4的尾部配合并卡紧，以防电缸前后窜动；所述的浮动接头5一端安装在所述的伺服电缸4伸出轴的端部，另一端安装于所述的接头支架6上；所述的接头支架6安装于移动台面7的侧端面；所述的导轨9精密安装于悬臂座10上端面的两侧，所述滑块8每对安装于其上；所述的移动台面7安装于滑块8上；
所述的驱动机构2，见图3，包括锁紧气缸12、气缸安装板13、支撑柱(4根)14、直驱旋转电机15、方形轴16、电机安装板17、拉杆18、连接卡19和法兰轴20，所述的锁紧气缸12安装在所述的气缸连接板13的上端面；所述的气缸连接板13和所述的电机安装板17分别安装于所述的支撑柱14的两端，两者调整至平行；所述的直驱旋转电机15安装在所述的电机连接板17上，并置于支撑柱14的中间；所述的拉杆18穿过所述的连接卡19，安装于所述的锁紧气缸12伸出轴的前端；所述的方形轴16通过与圆柱销的精密配合，安装于所述的连接卡19中；所述的法兰轴20伸入所述的直驱旋转电机15内，安装于直驱旋转电机15的端面上；所述的方形轴16穿过所述的法兰轴20，两端伸出并与其精密配合；
所述的工件环3，见图4、5、6，包括花键套21、环盖22、外环23、限位销24、花键25、花键限位片26、万向联轴器27、内环28和配重盘29，所述的环盖22安装于所述的花键套21的法兰面上；所述的外环23通过限位销24安装于所述的环盖22上，并实现多方向上的偏摆；所述的花键25穿过所述的花键套21，下端安装在所述的花键限位片26上；所述的花键限位片26下端与所述的万向联轴器27精密配合安装；所述的万向联轴器27与所述的配重盘29精密配合安装，实现配重盘29的万向偏摆；所述的内环28安装于所述的外环23内侧。
如图1所示，所述的工件环3通过花键25安装于所述的驱动机构2的方形轴16上。
如图1所示，所述的驱动机构2通过电机安装板17安装于所述的悬臂支架1的移动台面7上。
如图2所示，所述的悬臂座10，由防锈性好、耐腐蚀性的不锈钢拼接焊接而成，底面带有定位孔和法兰面，用于装置的自身定位和安装，可根据需要安装于运动机构或加工设备上。
如图3所示，所述的方形轴16，采用芯部具有强度的材料，且表面镀硬铬，并在热处理后校直和修磨。
如图4、5所示，所述的花键25和花键套21，应具有线性精度和旋转精度，满足线性移动和回转扭矩的传递。
如图6所述的内环28和配重盘29，应根据抛光对象的尺寸进行换型。
如图7所示，所述的本发明在安装过程中，其结构尺寸应满足以下条件：
设锁紧气缸12行程为D，光学元件厚度d，提升状态时拉杆18和方形轴16之间的高度差为h，提升状态时，配重盘29和抛光盘之间的高度差为H，关系应满足：
实验表明，本发明适用于集成度高的精密超薄光学镜片的抛光加工，通过多部件联动配合，实现加工轴的线性运动、回转运动、比例配重、柔性贴合和高速抛光。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。
Claims (3)
1.一种用于光学加工的柔性抛光轴，其特征在于，包括悬臂支架(1)、驱动机构(2)和工件环(3)构成；
所述的悬臂支架(1)包括伺服电缸(4)、浮动接头(5)、接头支架(6)、移动台面(7)、2对滑块(8)、导轨(9)、悬臂座(10)和固定卡(11)；所述的伺服电缸(4)卧式安装在所述的悬臂座(10)上，用于线性推拉滑块(8)和移动台面(7)，实现工件环(3)伸出距离可调；所述固定卡(11)安装在所述的悬臂座(10)上，与所述的伺服电缸(4)的尾部配合并卡紧；所述的浮动接头(5)的一端安装在所述的伺服电缸(4)伸出轴的端部，另一端安装于所述的接头支架(6)上；所述的接头支架(6)安装在所述的移动台面(7)的一端面；所述的导轨(9)安装在所述的悬臂座(10)顶面的两侧，所述的2对滑块(8)分别安装在所述的导轨(9)上的两边；所述的移动台面(7)安装在所述的2对滑块(8)上；
所述的驱动机构(2)包括锁紧气缸(12)、气缸安装板(13)、4根支撑柱(14)、直驱旋转电机(15)、方形轴(16)、电机安装板(17)、拉杆(18)、连接卡(19)和法兰轴(20)；所述的电机连接板(17)与所述的气缸连接板(13)通过所述4根支撑柱(14)相连，所述的直驱旋转电机(15)固定在所述的电机连接板(17)上并置于所述的4根支撑柱(14)的中间，所述的锁紧气缸(12)安装在所述的气缸连接板(13)上；所述的拉杆(18)的上端穿过所述的连接卡(19)安装在所述的锁紧气缸(12)伸出轴的下端；所述的方形轴(16)的上端带有销孔，通过销钉安装在所述的C型连接卡(19)的卡口中；所述的法兰轴(20)的轴部插入所述的直驱旋转电机(15)内，法兰轴(20)的法兰端面与所述的直驱旋转电机(15)的上端面重合，并通过均布螺栓连接；所述的法兰轴(20)中心加工有方向贯穿孔，所述的方形轴(16)的插入所述的法兰轴(20)内，贯穿并从所述的直驱旋转电机(15)的下端面伸出；
所述的工件环(3)包括花键套(21)、环盖(22)、外环(23)、限位销(24)、花键(25)、花键限位片(26)、万向联轴器(27)、内环(28)和配重盘(29)，所述的环盖(22)安装在所述的花键套(21)的法兰面上；所述的外环(23)通过所述的限位销(24)安装在所述的环盖(22)上，并实现多方向上的偏摆；所述的花键(25)的下端穿过所述的花键套(21)安装在所述的花键限位片(26)上；所述的花键限位片(26)的下端与所述的万向联轴器(27)配合安装；所述的万向联轴器(27)与所述的配重盘(29)配合安装，实现配重盘(29)的万向偏摆；所述的内环(28)安装于所述的外环(23)的内侧；
本柔性抛光轴装置结构尺寸还应满足以下条件：
其中，D为锁紧气缸(12)的行程，d为光学元件厚度，h为提升状态时拉杆(18)和方形轴(16)之间的高度差，H为提升状态时，配重盘(29)和抛光盘之间的高度差；
所述的驱动机构(2)的机连接板(17)安装于悬臂支架(1)的移动台面(7)上，而工件环(3)的花键套(21)与驱动机构(2)的方形轴(16)下面伸出的螺纹配合连接。
2.根据权利要求1所述的用于光学加工的柔性抛光轴，其特征在于，所述的悬臂座(10)的底面带有定位孔和法兰面，用于装置的自身定位和安装，可根据需要安装于运动机构或加工设备上。
3.根据权利要求1所述的用于光学加工的柔性抛光轴，其特征在于，所述的方形轴(16)采用芯部具有强度的材料且表面镀硬铬，并在热处理后校直和修磨。
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