CN201244762Y - 光学元件的高精度均匀数控抛光装置 - Google Patents

Abstract

一种光学元件的高精度均匀数控抛光装置，属于光学机械制造技术领域，其特征是：A轴翻转进给系统由A轴伺服电机作为动力，通过蜗轮蜗杆副、齿轮副带动工件绕A轴作翻转运动；C轴回转进给系统由回转伺服电机作为动力，通过蜗轮蜗杆副最后带动转盘使工件绕C轴作回转运动，蜗轮蜗杆副是消隙滑块结构；动力抛光头系统中抛光模不仅可以平转动，也可以行星转动。有益效果是：改变了抛光点的位置，保证抛光位置始终处于水平状态，确定了高精度均匀数控抛光的方式，使去除函数与实际抛光加工量一致。保证去除函数的高确定性，抛光精度提高为线性趋势，加工效率提高3～5倍。

Description

光学元件的高精度均匀数控抛光装置

技术领域

本发明属于光学机械制造技术领域，涉及一种光学元件制造设备的改进。

背景技术

传统光学元件抛光方式采用工件不动或只做旋转运动，抛光模随抛光点位置的变化而改变抛光位置，所以，抛光点处的切平面不一定是水平面，抛光液容易流动，不能始终在抛光点位置，影响抛光的效果。

发明内容

本发明的目的是：

提供一种光学元件的高精度均匀数控抛光装置，它可以使光学工件的抛光位置始终处于水平状态，保证抛光液均匀流动、抛光压力稳定和去除函数的高确定性。

本发明的技术方案是：

该装置包括Z轴进给系统、A轴翻转进给系统、C轴回转进给系统、动力抛光头系统四部分组成。

A轴翻转进给系统：

A轴翻转进给系统由A轴伺服电机作为动力，通过蜗轮蜗杆副、齿轮副带动工件绕A轴作翻转运动，在电机与蜗杆之间增加有一对减速齿轮，蜗轮蜗杆副为消隙滑块结构。

C轴回转进给系统：

C轴回转进给系统由回转伺服电机作为动力，通过蜗轮蜗杆副最后带动转盘使工件绕C轴作回转运动，蜗轮蜗杆副是消隙滑块结构。

动力抛光头系统：

动力抛光头系统中抛光模5不仅可以平转动，也可以行星转动。动力行星抛光头4与抛光模5之间是柔性连接，该系统采用的是四连杆平衡定位机构，压缩空气由进气口输入，通过气管输送到抛光模5主轴孔内，推动柱塞对抛光模5施加一定的压力，工件回转和翻转运动机构采用蜗轮蜗杆传动形式，依靠弹簧消除传动机构间隙，实现工件无间隙转动，抛光压力由精密柱塞结构实现。

本发明的有益效果是：

改变了抛光点的位置，保证抛光位置始终处于水平状态，确定了高精度均匀数控抛光的方式，使去除函数与实际抛光加工量一致。

保证去除函数的高确定性，抛光精度提高为线性趋势，加工效率提高3～5倍。

附图说明

附图1为本发明装置中的动力行星抛光头示意图。

附图2为本发明装置中的工件自转翻转抛光台示意图。

附图3为本发明装置中A轴翻转进给系统示意图。

附图4为本发明装置中消除蜗轮与轴间隙结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图所示，1是C轴、2是A轴、3是Z轴、4是动力行星抛光头、5是抛光模、6是抛光点(水平)、7是蜗杆、8是翻转蜗轮、9是电机、10是齿轮、11是消隙滑块、12是旋转蜗轮、13是轴、14是胀套。

该装置包括Z轴进给系统、A轴翻转进给系统、C轴回转进给系统、动力抛光头系统四部分组成。

A轴翻转进给系统：

A轴翻转进给系统由X轴伺服电机作为动力，通过蜗轮蜗杆副、齿轮副带动工件绕A轴作(0°～±90°)翻转运动，如图3所示A轴1翻转进给系统。由于翻转机构的中心距离翻转轴较远，需要的翻转扭矩很大，因此，在电机9与蜗杆7之间增加一对减速齿轮，减小电机9的负载。蜗轮蜗杆副采用如图4所示的消隙滑块11结构，该结构可方便、有效地调节蜗轮8与蜗杆7的间隙，保证翻转运动的精度和平稳性。

C轴回转进给系统：

C轴回转进给系统由回转伺服电机作为动力，通过蜗轮蜗杆副最后带动转盘使工件绕C轴作回转运动。由于采用蜗轮、蜗杆结构，齿侧间隙会造成开环或半闭环伺服进给系统的死区误差，影响定位精度，所以蜗轮蜗杆副要采用如图4所示的消隙滑块11结构，该消隙滑块结构11消除间隙，提高设备的进给精度和刚性。

动力抛光头系统：

动力抛光头系统中抛光模5不仅可以平转动，也可以行星转动。动力行星抛光头4与抛光模5之间是柔性连接，这样才能够保证抛光模5表面与工件表面无间隙；该系统采用的是四连杆平衡定位机构，压缩空气由进气口输入，通过气管输送到抛光模5主轴孔内，推动柱塞对抛光模5施加一定的压力，这样，抛光模5与工件之间的接触实际是保持一定压力的悬浮式接触。工件回转和翻转运动机构采用蜗轮蜗杆传动形式，依靠弹簧消除传动机构间隙，实现工件无间隙转动。抛光压力由精密柱塞结构实现，使抛光加工处于更加稳定、更加均匀状态。

各部件间相互关系：光学元件的高精度均匀数控抛光装置包括工件自转、翻转，抛光运动形式采用水平抛光方式，即抛光头垂直方向和水平方向做直线运动，工件围绕Z轴做旋转运动(C轴1)，围绕X轴做翻转运动(A轴2)。这种组合运动方式使抛光位置始终处于水平状态，保证抛光液均匀流动、抛光压力稳定和去除函数的高确定性。通过三轴的数控联动和工件自转、翻转方式，使加工轨迹按直角坐标系或极坐标系方式运动，配备精密气动施加抛光压力，以及各个方向上的数控精密运动，实现可控精密抛光加工。如图1工件自转翻转数控抛光装置所示。

Z轴3主要是控制主轴和动力行星抛光头4的上升、下降的运动；通过A轴翻转进给系统2使工件翻转运动，并且始终让抛光点处于水平位置，保证抛光液稳定在抛光模5的周围，不至于在重力的作用下流淌，影响抛光的效果。C轴回转进给系统是使工件转动，保证工件抛光的位置与抛光模精密贴合。

Claims (1)

1、一种光学元件的高精度均匀数控抛光装置，其特征是：

A轴翻转进给系统由A轴伺服电机作为动力，通过蜗轮蜗杆副、齿轮副带动工件绕A轴作翻转运动，在电机与蜗杆之间增加有一对减速齿轮，蜗轮蜗杆副为消隙滑块结构；

C轴回转进给系统由回转伺服电机作为动力，通过蜗轮蜗杆副最后带动转盘使工件绕C轴作回转运动，蜗轮蜗杆副是消隙滑块结构；

动力抛光头系统中抛光模不仅可以平转动，也可以行星转动，动力行星抛光头与抛光模之间是柔性连接，该系统采用的是四连杆平衡定位机构，压缩空气由进气口输入，通过气管输送到抛光模主轴孔内，推动柱塞对抛光模施加一定的压力，工件回转和翻转运动机构采用蜗轮蜗杆传动形式，依靠弹簧消除传动机构间隙，实现工件无间隙转动，抛光压力由精密柱塞结构实现。

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