本發(fā)明屬于光學加工制造領(lǐng)域，具體涉及一種大口徑非球面光學元件拋光裝置。

背景技術(shù)：

近年來，由于非球面光學元件的優(yōu)異性能，使其在新一代光學系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。非球面光學元件的加工首先是由最佳比較球面開始，將球面磨成非球面；然后是非球面拋光并局部修形。然而大口徑非球面的非球面度比較大，加工成非球面的過程會花費相當長的時間。如何大幅度提高大口徑非球面光學元件前期的加工效率是一項亟待解決的問題。

為了提高前期的加工效率，在實際加工中往往采用修帶工具。修帶工具是利用三點可以組成一個圓的原理，因此修帶工具呈正三角形狀，每個角上布置一個小磨具。在加工時修帶工具放于光學元件上，修帶工具不動，下面光學元件旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對某一環(huán)帶的加工。但該工具只能同時加工一個環(huán)帶，效率的提高有限；且當加工下一環(huán)帶時，需要重新調(diào)整小磨具的位置，使用不便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提供一種大口徑非球面光學元件拋光裝置，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中加工效率低下，加工工具使用不便的缺陷。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種大口徑非球面光學元件拋光裝置，其特殊之處在于：包括拋光機架、子拋光器和連接套筒，所述拋光機架呈圓形，中央圓心處軸向下沉，所述拋光機架上設(shè)置有多條輪輻間隙槽，所述多條輪輻間隙槽呈輻射狀均勻分布，所述所述多條輪輻間隙槽上均設(shè)置有多個所述子拋光器，所述多個所述子拋光器呈同心圓或螺旋線狀分布，所述多個所述子拋光器均通過連接套筒固定在輪輻間隙槽上。

進一步地，所述連接套筒上設(shè)置有中心固定沉孔、旋轉(zhuǎn)調(diào)整沉孔和連接套筒固定孔，所述輪輻間隙槽上設(shè)置有與所述中心固定沉孔和旋轉(zhuǎn)調(diào)整沉孔配合的輪輻環(huán)槽，所述連接套筒通過所述中心固定沉孔和旋轉(zhuǎn)調(diào)整沉孔固定在輪輻間隙槽內(nèi)。

進一步地，所述子拋光器包括氣缸、旋轉(zhuǎn)分離聯(lián)軸器、電機、拋光驅(qū)動軸和拋光盤，所述氣缸包括活塞桿，所述旋轉(zhuǎn)分離聯(lián)軸器一端與所述活塞桿連接，另一端與所述拋光驅(qū)動軸連接，所述拋光盤設(shè)置在拋光驅(qū)動軸的工作端，所述電機驅(qū)動拋光驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)。

進一步地，所述旋轉(zhuǎn)分離聯(lián)軸器包括聯(lián)軸器套筒、推力球軸承、t型連接桿和套筒螺母，所述聯(lián)軸器套筒上部開口，所述套筒螺母設(shè)置在聯(lián)軸器套筒開口端，所述t型連接桿穿過所述套筒螺母與活塞桿固連，所述推力球軸承一端與所述聯(lián)軸器套筒內(nèi)壁固定，另一端與所述t型連接桿下端接觸，所述拋光驅(qū)動軸與聯(lián)軸器套筒底部固連。

進一步地，所述推力球軸承和t型連接桿之間設(shè)置有墊圈。

進一步地，所述電機包括中空電機軸，所述電機和拋光盤之間設(shè)置有準直驅(qū)動組件，所述準直驅(qū)動組件包括軸承套、軸承和連接法蘭，所述軸承外側(cè)與軸承套內(nèi)壁固定，所述連接法蘭一端與所述中空電機軸連接，另一端與所述軸承內(nèi)側(cè)連接，所述拋光驅(qū)動軸穿過中空電機軸、連接法蘭和所述軸承套底部，所述拋光驅(qū)動軸與連接法蘭采用滾珠花鍵配合連接。

進一步地，所述軸承為深溝球軸承。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用多磨頭全口徑整盤加工，只需一次裝夾就可以完成開非球面工序，大大提高了加工效率。本發(fā)明的子拋光器可以進行位置和姿態(tài)調(diào)整，使每個子拋光器始終垂直于光學元件，可以適應(yīng)不同面型的光學元件，通用性較強。通過對子拋光器進行合理布局，并根據(jù)光學元件面型合理控制子拋光器的壓力和轉(zhuǎn)速，可以實現(xiàn)對光學元件的不同環(huán)帶同時進行定量加工。

附圖說明

圖1是子拋光器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是大口徑非球面光學元件拋光裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是子拋光器安裝示意圖；

圖4是連接套筒結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-氣缸、1.1-活塞桿、2-旋轉(zhuǎn)分離聯(lián)軸器、2.1-聯(lián)軸器套筒、2.2-套筒螺母、2.3-墊圈、2.4-t型連接桿、2.5-推力球軸承、3-電機、3.1-中空電機軸、4-準直驅(qū)動組件、4.1-連接法蘭、4.2-深溝球軸承、4.3-軸承套、5-拋光盤、6-拋光驅(qū)動軸、7-拋光機架、7.1-輪輻間隙槽、7.2-輪輻環(huán)槽、8-子拋光器、9-連接套筒、9.1-連接套筒固定孔、9.2-中心固定沉孔、9.3-旋轉(zhuǎn)調(diào)整沉孔、10-中心固定螺栓、11-旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺栓。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明加以詳細說明。

如圖1所示，實施例提供一種子拋光器，包括氣缸1、旋轉(zhuǎn)分離聯(lián)軸器2、電機3、拋光驅(qū)動軸6和拋光盤5，氣缸1包括活塞桿1.1，旋轉(zhuǎn)分離聯(lián)軸器2一端與活塞桿1.1連接，另一端與拋光驅(qū)動軸6連接，拋光盤5設(shè)置在拋光驅(qū)動軸6的工作端，電機3驅(qū)動拋光驅(qū)動軸6旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)分離聯(lián)軸器2包括聯(lián)軸器套筒2.1、推力球軸承2.5、t型連接桿2.4和套筒螺母2.2，聯(lián)軸器套筒2.1上部開口，套筒螺母2.2設(shè)置在聯(lián)軸器套筒2.1開口端，t型連接桿2.4穿過套筒螺母2.2與活塞桿1.1固連，推力球軸承2.5一端與聯(lián)軸器套筒2.1內(nèi)壁固定，另一端與t型連接桿2.4下端接觸，拋光驅(qū)動軸6與聯(lián)軸器套筒2.1底部固連。推力球軸承2.5和t型連接桿2.4之間設(shè)置有墊圈。電機3包括中空電機軸3.1，電機3和拋光盤5之間設(shè)置有準直驅(qū)動組件4，準直驅(qū)動組件4包括軸承套4.3、深溝球軸承4.2和連接法蘭4.1，深溝球軸承4.2外側(cè)與軸承套4.3內(nèi)壁固定，連接法蘭4.1一端與中空電機軸3.1連接，另一端與深溝球軸承4.2內(nèi)側(cè)連接，拋光驅(qū)動軸6穿過中空電機軸3.1、連接法蘭4.1和軸承套4.3底部，拋光驅(qū)動軸6與連接法蘭4.1采用滾珠花鍵配合連接。

子拋光器的工作原理：將該裝置固連于光學儀器機械臂末端，工作時，機械臂帶動該裝置按照預(yù)設(shè)的加工路徑和駐留時間對光學元件進行拋光。在拋光過程中，氣缸的活塞桿通過旋轉(zhuǎn)分離聯(lián)軸器將軸向載荷傳遞給拋光驅(qū)動軸，拋光驅(qū)動軸再將壓力傳遞給拋光盤；電機的中空電機軸通過準直驅(qū)動組件將旋轉(zhuǎn)力矩傳遞給拋光驅(qū)動軸，拋光驅(qū)動軸再帶動拋光盤旋轉(zhuǎn)進行拋光。

如圖2-4所示，實施例提供一種大口徑非球面光學元件拋光裝置，包括拋光機架7、子拋光器8和連接套筒9，拋光機架7呈圓形，中央圓心處軸向下沉，拋光機架7上設(shè)置有多條輪輻間隙槽7.1，多條輪輻間隙槽7.1呈輻射狀均勻分布，每條輪輻間隙槽7.1上均設(shè)置有多個子拋光器8，子拋光器8呈同心圓或螺旋線狀分布，子拋光器8均通過連接套筒9固定在輪輻間隙槽7.1上。連接套筒9上設(shè)置有中心固定沉孔9.2、旋轉(zhuǎn)調(diào)整沉孔9.3和連接套筒固定孔9.1，輪輻間隙槽7.1上設(shè)置有與中心固定沉孔9.2和旋轉(zhuǎn)調(diào)整沉孔9.3配合的輪輻環(huán)槽7.2，連接套筒9通過中心固定螺栓10和旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺栓11固定在輪輻間隙槽7.1內(nèi)。

大口徑非球面光學元件拋光裝置的工作原理：在加工時，本發(fā)明的拋光機架固定不動并置于光學元件上方；接著通過調(diào)節(jié)機構(gòu)合理布局子拋光器的位置和姿態(tài)，完成子拋光器的裝夾；然后根據(jù)光學元件的檢測面型設(shè)置每個子拋光器的壓力和轉(zhuǎn)速，完成不同環(huán)帶去除量的設(shè)定；最后下方的光學元件進行旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)多磨頭全口徑整盤加工。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于光學加工制造領(lǐng)域，具體涉及一種大口徑非球面光學元件拋光裝置，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中效率低下，使用不便的缺陷，包括拋光機架、子拋光器和連接套筒，所述拋光機架呈圓形，中央圓心處軸向下沉，所述拋光機架上設(shè)置有多條輪輻間隙槽，所述多條輪輻間隙槽呈輻射狀均勻分布，所述多條輪輻間隙槽上均設(shè)置有多個所述子拋光器，所述多個所述子拋光器呈同心圓或螺旋線狀分布，所述多個所述子拋光器均通過連接套筒固定在輪輻間隙槽上。

技術(shù)研發(fā)人員：馬臻;姚永勝;許亮;丁蛟騰;王永杰
受保護的技術(shù)使用者：中國科學院西安光學精密機械研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.09
技術(shù)公布日：2017.11.07