CN210099740U - 一种新型离子束抛光机工件装夹机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于离子束抛光机领域，公开了一种新型离子束抛光机工件装夹机构，用于解决现有装夹工装存在着安装效率低以及利用率低的问题。本实用新型包括工件固定座，所述工件固定座上设置有至少一个用于装夹光学元件的装夹单元，每一个所述装夹单元包括开设在工件固定座上的基圆，工件固定座上设置有第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽，所述第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽均配设有装夹模块，所述工件固定座上设置有延伸出工件固定座的定位模块，所述定位模块的定位面与基圆相切并垂直于第一滑槽长度方向的中心线。本实用新型不仅能够提高安装效率，同时具有安装形式多样化，可以立式安装，也可以卧式安装，不受机台限制。

Description

一种新型离子束抛光机工件装夹机构

技术领域

本实用新型属于离子束抛光机技术领域，具体涉及一种新型离子束抛光机工件装夹机构。

背景技术

离子束抛光是近年才出现的一种高精密光学零件加工的技术，它的加工原理是把离子束聚焦到工件要加工的表面上，通过离子轰出表面原子，从而去除材料。过去工件的装夹一般采用吊装和竖直固定方式。由于离子束加工是在真空室中进行，所以无论哪种方式，都要把光学元件精确定位到要固定的位置，而且要保证它的安全性、可靠性，固定都是比较困难的，尤其是对大尺寸的光学元件，比如直径500mm以上，甚至1m以上，重量可到达几十、几百千克以上的光学元件，安全可靠、高精度的固定就变得非常困难。

现有技术中申请号为201210266676.6的实用新型专利公开了一种大型光学零件离子束抛光机，包括真空抛光系统、承载装置、用于运输完成测量后的大口径工件、并在运输过程中使大口径工件的待加工面保持向下的翻转装置以及用于承接翻转装置所输送的大口径工件、并将大口径工件送至真空抛光系统的主真空室内的输送装置，所述承载装置包括导轨以及设于主真空室内、并用于承接输送装置所输送的大口径工件的内机架，所述输送装置设于导轨上，并沿所述导轨运动；所述翻转装置包括翻转机架、支承滚轮和夹紧盘，所述支承滚轮装设于所述翻转机架底部，所述夹紧盘可转动的装设于所述翻转机架上，所述夹紧盘上设有多个用于夹持光学零件夹具的夹紧块；所述输送装置包括输送车架和车轮，所述车轮装设于所述输送车架的底部，并沿所述导轨设置，所述输送车架上设有可作竖直升降的升降平台；所述输送装置还包括行进驱动电机、电机座、减速器、驱动齿轮以及沿所述导轨设置的齿条，所述行进驱动电机通过电机座固定于所述输送车架上，所述行进驱动电机的输出端经减速器与驱动齿轮连接，所述驱动齿轮与所述齿条啮合；所述输送装置还包括升降电动推杆、升降导轨和升降滑块，所述升降滑块固定于所述升降平台上，所述升降导轨和升降电动推杆装设于输送车架上，所述升降滑块滑设于升降导轨中，所述升降电动推杆的输出端与升降平台连接；所述承载装置还包括外机架，所述导轨均由内导轨、外导轨和对接导轨组成，所述内导轨设于主真空室内，并固定于内机架上，所述外导轨固定于外机架上，所述对接导轨一端与外导轨铰接，另一端与内导轨搭接。

然而如同现有技术中的大型离子束抛光机在使用过程中存在着以下问题：

1、光学元件在输送至真空室内，首先需要将光学元件装夹在翻转装置上，然后通过翻转装置进行翻转，翻转之后再通过承载装置输送至真空室内。首先本身这个过程就比较繁琐，需要耗费大量的时间和能源；另外一方面随着行程的增加，为了保证光学元件夹持的精度，对于生产和安装要求高度极高。

2、翻转装置采用沿径向方向设置的夹紧块对光学元件进行夹持，在使用过程中，每次装夹都需要进行测量定位，导致安装效率低；同时这种夹持结构每次装夹都只能装夹一个光学元件，当加工大型光学元件的时候比较适用，但是当装夹非大型光学元件的时候会造成极大的浪费，导致设备利用率低。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有装夹工装存在着安装效率低以及利用率低的问题，而提供一种新型离子束抛光机工件装夹机构，能够提高光学元件的装夹效率，同时在使用过程中可以根据光学元件的尺寸大小来判定光学元件的装夹数量，提高设备利用率。

为解决技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种新型离子束抛光机工件装夹机构，其特征在于，包括工件固定座，所述工件固定座上设置有至少一个用于装夹光学元件的装夹单元，每一个所述装夹单元包括开设在工件固定座上的基圆，工件固定座上设置有第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽，所述第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽均配设有装夹模块，第一滑槽沿着基圆的径向方向设置，所述第二滑槽沿第二滑槽长度方向的中心线为基圆的渐开线的一部分，所述第三滑槽沿第一滑槽长度方向的中心线与第二滑槽对称设置；所述工件固定座上设置有延伸出工件固定座的定位模块，所述定位模块的定位面与基圆相切并垂直于第一滑槽长度方向的中心线。

进一步的，所述工件固定座上设置有至少两个用于装夹光学元件的装夹单元。

进一步的，各个装夹单元的基圆的半径相同或者不同。

进一步的，各个装夹单元的第一滑槽开设在工件固定座上的方向相同或者不同。

进一步的，各个装夹单元中至少有一装夹单元的基圆的半径大于其余装夹单元中任一一个装夹单元的基圆的半径。

进一步的，所述定位模块固定连接或者可拆卸连接在工件固定座上。

进一步的，所述装夹模块包括与第一滑槽、第二滑槽和/或第三滑槽相互适配的滑块，所述滑块上设置有立柱，所述立柱的外围套设有能够在立柱上滑动并用于支撑光学元件的滑套，所述立柱远离工件固定座的端面上设置有能延伸出立柱并与滑套一起夹持光学元件的夹持块，所述滑套与立柱之间设置有用于将滑套朝向夹持块的方向对光学元件施加预紧力的弹簧。

进一步的，所述定位模块包括用于与工件固定座连接的固定板，所述固定板配设有定位面，所述固定板还设置有能沿垂直于工件固定座的方向滑动并用于夹持工学元件的夹持端。

一种离子束抛光机，包括真空舱体，所述真空舱体配设有舱门，其特征在于，所述舱门与真空舱体相互铰接，所述舱门上安装有工件装夹机构，所述工件装夹机构包括工件固定座，所述工件固定座上设置有至少一个用于装夹光学元件的装夹单元，每一个所述装夹单元包括开设在工件固定座上的基圆，工件固定座上设置有第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽，所述第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽均配设有装夹模块，第一滑槽沿着基圆的径向方向设置，所述第二滑槽沿第二滑槽长度方向的中心线为基圆的渐开线的一部分，所述第三滑槽沿第一滑槽长度方向的中心线与第二滑槽对称设置；所述工件固定座上设置有延伸出工件固定座的定位模块，所述定位模块的定位面与基圆相切并垂直于第一滑槽长度方向的中心线。

进一步的，所述舱门经转动销轴与真空舱体，所述真空舱体配设有用于带动舱门与真空舱体进行开闭的液压缸。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型离子束抛光机工件装夹机构，在使用过程中，首先在工件固定座上选择一个装夹单元进行装夹光学单元，先利用定位模块将光学单元的一侧与定位模块的定位面紧贴，然后沿着第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽滑动装夹模块，使得装夹模块的立柱紧贴住光学元件，并利用装夹模块的滑套将光学单元夹持住，从而完成光学单元的装夹。本实用新型在装夹过程中，利用定位模块进行定位，并且第二滑槽和第三滑槽上的沿着基圆的渐开线方向夹紧光学元件，在使用过程中只需要将光学元件的标记线对准定位模块上的定位面即可，也就确定了加工基准，无需再找圆心。从而省去了繁琐的测量过程，相比于现有能够提高装夹的效率。

本实用新型具有安装形式多样化，可以立式安装，也可以卧式安装，不受机台限制，进一步提高利用率。

同时本实用新型的装夹机构包括至少一个装夹单元，每一个装夹单元可以相同也可以不同，在使用过程中，能够一次性装夹多形状、多件数的光学元件，相比于现有技术，能够提高设备的利用率。

本实用新型的装夹机构的装夹单元的结构设计相比于现有技术，还具有结构简单可靠、安装方便的特点。

本实用新型的离子束抛光机，通过将舱门铰接在离子束抛光机上，将工件装夹机构设置在舱门上，当需要安装光学元件的时候舱门处于水平状态，当装夹完成后翻转舱门并与真空舱体闭合，即可进行下一步作业。从而使得装夹、送件一体化设计，相比于现有技术提高了送件的效率；同时也简化了设备的结构，便于离子束抛光机的生产和制作。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构示意图；

图2为图1的主视图结构示意图；

图3为本实用新型的舱门与真空舱体的另一状态示意图；

图4为本实用新型的工件装夹机构的一实施例的结构示意图；

图5为图4中的工件装夹机构的主视图示意图；

图6为工件装夹机构另一实施例的结构示意图；

图7为本实用新型的装夹模块的一实施例的结构示意图；

图8为本实用新型的定位模块的一实施例的结构示意图；

图中标记：1、真空舱体，2.舱门，3、转动销轴，4、液压缸，5、支撑座，6、工件装夹机构，61、工件固定座，62、基圆，63、第一滑槽，64、第二滑槽，65、第三滑槽，66、定位模块，661、固定板，662、定位面，663、夹持端，67、装夹模块，671、滑块，672、立柱，673、滑套，674、夹持块，68、光学元件，69、连接件。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。

结合附图，本实用新型的离子束抛光机，包括真空舱体1，所述真空舱体1配设有舱门2，所述舱门2与真空舱体1相互铰接，在一些实施例中，舱门2经转动销轴3与真空舱体1实现铰接。其中，舱门2配设有用于带动舱门2在真空舱体1上进行转动的液压缸4，其中液压缸属于现有技术，本领域的技术人员都能明白和理解。

由于光学元件68的重量比较大，优先的，舱门2经液压缸4带动在真空舱体1上进行转动，从而实现舱门2与真空舱体1之间的开闭。

在一些实施例中，液压缸也可以替换为气缸，通过气缸带动舱门进行转动。其中气缸或液压缸的数量不作限定，只要能够平稳的带动舱门2在真空舱体1上进行转动即可，本领域的技术人员都能明白和理解，在此不再赘述。

在一些实施例中，真空舱体1的下段设置有支撑座5，舱门2的转动销轴3安装在支撑座5上，从而便于保证舱门2与真空腔体1之间密封接触进行抽真空处理。同时支撑座5还能够为液压缸4或者气缸提供伸缩的活动空间。

本实用新型的离子束抛光机，通过将舱门铰接在离子束抛光机上，将工件装夹机构设置在舱门上，当需要安装光学元件的时候舱门处于水平状态，当装夹完成后翻转舱门并与真空舱体闭合，即可进行下一步作业。从而使得装夹、送件一体化设计，相比于现有技术提高了送件的效率；同时也简化了设备的结构，便于离子束抛光机的生产和制作，并且也能够降低设备的制造成本。

本实用新型的舱门2上安装有工件装夹机构6，即是说舱门2的外侧面上与液压缸4相互铰接，舱门的内侧面上安装有工件装夹机构。所述工件装夹机构6包括工件固定座61，在一些实施例中工件固定座61经连接件69与舱门2实现连接，其中连接件69的作用即将工作固定座61固定在舱门2上，因此只要能够实现该功能的连接件均可，对于连接件69的具体结构不做限定，例如连接件69可以采用螺栓螺杆、铆钉、焊接等方式，从而实现工件固定座61与舱门2之间的连接。

所述工件固定座61上设置有至少一个用于装夹光学元件的装夹单元，每一个所述装夹单元包括开设在工件固定座61上的基圆62，工件固定座61上设置有第一滑槽63、第二滑槽64和第三滑槽65，所述第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽均配设有装夹模块67，第一滑槽63沿着基圆的径向方向设置，所述第二滑槽64沿第二滑槽长度方向的中心线为基圆62的渐开线的一部分，所述第三滑槽65沿第一滑槽长度方向的中心线与第二滑槽对称设置；所述工件固定座61上设置有延伸出工件固定座61的定位模块66，所述定位模块66的定位面662与基圆相切并垂直于第一滑槽63长度方向的中心线。定位模块和装夹模块一起配合实现工件的定位并确定加工基准面，从而保证加工精度。

在一些实施例中，第一滑槽62、第二滑槽64和第三滑槽65分别沿着基圆的不同方向设置，从而通过第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽上的装夹模块67沿着不同的角度用于对光学元件68进行夹持。

在一些实施例中，第二滑槽和第三滑槽可以是直线，也可以是弧形，也可以是至少一段直线与至少一段弧线连接而成。

在此需要说明的，本实用新型的基圆可以为一个完整的圆，也可以为圆的一部分。

结合附图4、5和6，所述工件固定座61上设置有至少两个用于装夹光学元件的装夹单元，从而能够在工件固定座61上装夹多个光学元件68，以便于对多个非大型光学元件装夹后同时进行抛光处理，从而提高设备的利用率和加工的效率。在图4、图5和图6中展示了工件固定座61上设置有5个装夹单元。其中装夹单元的具体数量可以根据生产企业的光学元件的尺寸进行确定，例如企业主要生产中大型光学元件时，可以设置2个或者3个基圆比较大的装夹单元；当企业生产中小型光学元件较多时，装夹单元的数量就可以设置4个、5个甚至更多。

如图4和图5所示的装夹单元的分布，在实际使用过程中，可以装夹φ600～φ2000mm的光学元件1件，同时还可以装夹φ600mm以下光学元件4件。

进一步的，各个装夹单元的基圆的半径相同或者不同，例如图4、图5和图6中，装配有光学元件68的装夹单元的基圆最大，而其余的4个装夹单元的基圆相同。基圆的大小以及对应的第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽的长度跟加工的光学元件的尺寸和形状有关，以便于通过装夹模块和定位模块能够对光学元件进行夹持，在此不再赘述。

如图6所示，各个装夹单元的第一滑槽开设在工件固定座上的方向相同或者不同。以便于对于不同形状的光学元件进行装夹，并且夹持光学元件时不会发生机械干涉。

进一步的，各个装夹单元中至少有一装夹单元的基圆的半径大于其余装夹单元中任一一个装夹单元的基圆的半径。通过基圆半径最大的装夹单元夹持大尺寸(φ600～φ2000mm)光学元件68，通过基圆半径较小的装夹单元夹持小尺寸光学元件(φ600)，以便于对尺寸不同的光学元件68进行装夹，解决了现有技术的装夹机构只能装夹一个光学元件的问题，从而使得一次操作能够对多个尺寸不同的光学元件进行加工处理，提高加工效率。

结合附图7，在一些实施例中，所述装夹模块67包括与第一滑槽、第二滑槽和/或第三滑槽相互适配的滑块671，所述滑块671上设置有立柱672，所述立柱672的外围套设有能够在立柱672上滑动并用于支撑光学元件68的滑套673，即是说利用滑槽延伸出立柱的部分用于支撑和夹持光学元件68；所述立柱672远离工件固定座61的端面上设置有能延伸出立柱68并与滑套一起夹持光学元件的夹持块674，所述滑套673与立柱62之间设置有用于将滑套朝向夹持块的方向对光学元件施加预紧力的弹簧。在一些实施例中，立柱上设置有多个插孔，夹持块卡接在插孔中；在一些实施例中，立柱上设置有多个螺纹孔，夹持块螺纹连接在螺纹孔。作为本实用新型一种优选的方式，夹持块能够在立柱上转动，以便于调节夹持块延伸出立柱或者缩回立柱，便于对光学元件进行安装和夹持，提高光学元件的装夹效率。

在一些实施例中，工件固定座61上可以设置第一滑块、第二滑块和第三滑块，装夹模块67设置与滑块相互适配的滑槽。

其中，在使用过程中，装夹模块67能够与工件固定座61进行锁定，以防止光学元件装夹完成后而出现装夹模块67出现滑动的情况。其中，装夹模块可以通过螺栓等方式锁定在工件固定座61上，本领域的技术人员都能明白和理解，在此不再赘述。

结合附图7，所述定位模块66包括用于与工件固定座66连接的固定板661，所述固定板配设有定位面662，所述固定板661还设置有能沿垂直于工件固定座61的方向滑动并用于夹持工学元件的夹持端663，其中夹持端663能够在固定板661上进行滑动，以便于夹持不同厚度的光学元件，提高本实用新型的实用性。在具体设置过程中，夹持端663可以通过滑槽滑块的方式与固定板进行滑动连接，也可以通过丝杠的方式来实现夹持端与固定板之间的滑动连接，只要能够实现夹持端能沿着垂直于工件固定座61的方向调节与固定板之间的位置即可。

其中，固定板661可以通过螺栓、铆钉焊接等方式与工件固定座61连接，在此不再赘述。在具体安装过程中，应当保证定位面662与装夹单元的基圆相切并垂直于第一滑槽长度方向的中心线。

综上所述，本实用新型离子束抛光机工件装夹机构，在使用过程中，首先在工件固定座上选择一个装夹单元进行装夹光学单元，先利用定位模块将光学单元的一侧与定位模块的定位面紧贴，然后沿着第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽滑动装夹模块，使得装夹模块的立柱紧贴住光学元件，并利用装夹模块的滑套将光学单元夹持住，从而完成光学单元的装夹。本实用新型在装夹过程中，利用定位模块进行定位，并且第二滑槽和第三滑槽上的沿着基圆的渐开线方向夹紧光学元件，在使用过程中只需要将光学元件的标记线对准定位模块上的定位面即可，也就确定了加工基准，无需再找圆心。从而省去了繁琐的测量过程，相比于现有能够提高装夹的效率。

同时本实用新型的装夹机构包括至少一个装夹单元，每一个装夹单元可以相同也可以不同，在使用过程中，能够一次性装夹多形状、多件数的光学元件，相比于现有技术，能够提高设备的利用率。

本实用新型的装夹机构的装夹单元的结构设计相比于现有技术，还具有结构简单可靠、安装方便的特点。

本实用新型的离子束抛光机，通过将舱门铰接在离子束抛光机上，将工件装夹机构设置在舱门上，当需要安装光学元件的时候舱门处于水平状态，当装夹完成后翻转舱门并与真空舱体闭合，即可进行下一步作业。从而使得装夹、送件一体化设计，相比于现有技术提高了送件的效率；同时也简化了设备的结构，便于离子束抛光机的生产和制作。

Claims (10)

1.一种新型离子束抛光机工件装夹机构，其特征在于，包括工件固定座，所述工件固定座上设置有至少一个用于装夹光学元件的装夹单元，每一个所述装夹单元包括开设在工件固定座上的基圆，工件固定座上设置有第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽，所述第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽均配设有装夹模块，第一滑槽沿着基圆的径向方向设置，所述第二滑槽沿第二滑槽长度方向的中心线为基圆的渐开线的一部分，所述第三滑槽沿第一滑槽长度方向的中心线与第二滑槽对称设置；所述工件固定座上设置有延伸出工件固定座的定位模块，所述定位模块的定位面与基圆相切并垂直于第一滑槽长度方向的中心线。

2.根据权利要求1所述的新型离子束抛光机工件装夹机构，其特征在于，所述工件固定座上设置有至少两个用于装夹光学元件的装夹单元。

3.根据权利要求1所述的新型离子束抛光机工件装夹机构，其特征在于，各个装夹单元的基圆的半径相同或者不同。

4.根据权利要求1所述的新型离子束抛光机工件装夹机构，其特征在于，各个装夹单元的第一滑槽开设在工件固定座上的方向相同或者不同。

5.根据权利要求1所述的新型离子束抛光机工件装夹机构，其特征在于，各个装夹单元中至少有一装夹单元的基圆的半径大于其余装夹单元中任一一个装夹单元的基圆的半径。

6.根据权利要求1所述的新型离子束抛光机工件装夹机构，其特征在于，所述定位模块固定连接或者可拆卸连接在工件固定座上。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的新型离子束抛光机工件装夹机构，其特征在于，所述装夹模块包括与第一滑槽、第二滑槽和/或第三滑槽相互适配的滑块，所述滑块上设置有立柱，所述立柱的外围套设有能够在立柱上滑动并用于支撑光学元件的滑套，所述立柱远离工件固定座的端面上设置有能延伸出立柱并与滑套一起夹持光学元件的夹持块，所述滑套与立柱之间设置有用于将滑套朝向夹持块的方向对光学元件施加预紧力的弹簧。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的新型离子束抛光机工件装夹机构，其特征在于，所述定位模块包括用于与工件固定座连接的固定板，所述固定板配设有定位面，所述固定板还设置有能沿垂直于工件固定座的方向滑动并用于夹持工学元件的夹持端。

9.一种离子束抛光机，包括真空舱体，所述真空舱体配设有舱门，其特征在于，所述舱门与真空舱体相互铰接，所述舱门上安装有工件装夹机构，所述工件装夹机构包括工件固定座，所述工件固定座上设置有至少一个用于装夹光学元件的装夹单元，每一个所述装夹单元包括开设在工件固定座上的基圆，工件固定座上设置有第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽，所述第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽均配设有装夹模块，第一滑槽沿着基圆的径向方向设置，所述第二滑槽沿第二滑槽长度方向的中心线为基圆的渐开线的一部分，所述第三滑槽沿第一滑槽长度方向的中心线与第二滑槽对称设置；所述工件固定座上设置有延伸出工件固定座的定位模块，所述定位模块的定位面与基圆相切并垂直于第一滑槽长度方向的中心线。

10.根据权利要求9所述的离子束抛光机，其特征在于，所述舱门经转动销轴与真空舱体，所述真空舱体配设有用于带动舱门与真空舱体进行开闭的液压缸。

Images