专利名称：一种大口径平面光学元件抛光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学元件的抛光装置，尤其是涉及一种用于大口径平面光学元件抛光装置。
背景技术：
现代科学技术的不断发展对超精密表面的需求越来越多，所谓高精度表面通常是指精度为0. 3 0. 03 μ m的表面，与之相应的加工技术就称为高精度表面加工技术。现今许多大型系统需要大量的大口径高精度平面光学元件就需要此类技术进行加工。在大口径高精度平面光学元件的加工中，抛光是一种非常重要的技术，但目前还存在一些问题，例如对操作者的经验依赖太强，加工效率不高，加工质量也不稳定。如何使高精度大口径平面元件实现高效批量化加工，是摆在光学制造领域的一个重要课题，也是对目前光学制造领域的一次严峻挑战。(参见文献朱海波，大口径平面元件的数控抛光技术研究，[D].工学硕士学位论文，四川大学)在一般抛光过程中，只是对工件施加一个负载以提供抛光压强，由于工件表面形貌存在凸凹不平的情况，以及抛光过程中工件边缘应力突变的影响，在抛光过程中需要根据实际情况，对工件背面施加一个非均勻的压强分布，使得工件表面材料去除率不均勻，从而迅速收敛面形误差，改善面形质量。
发明内容
本发明的目的在于针对大口径光学元件抛光过程中，工件表面存在凹凸不平以及抛光过程中存在边缘应力突变等状况影响抛光精度的不足，提供一种大口径平面光学元件抛光装置。本发明设有连接轴、夹具外壳、控制层、电机座、至少2个微型电机、传动片、真空薄膜和夹持装置；所述连接轴与外部机床连接，所述控制层、电机座、微型电机、传动片和真空薄膜从上至下依次设于夹具外壳内，控制层内设有单片机，单片机通过连接轴上开的小孔与外部的PC连接；微型电机固定在电机座上，微型电机的动力线集中连接到控制层中的单片机，每个微型电机下方都连接一个传动片，所有传动片都紧贴真空薄膜。抛光时，工件在夹持装置作用下紧贴真空薄膜。所述微型电机可呈阵列排列或环形排列。本发明改进了传统大口径平面光学元件抛光夹具的结构，在夹具紧贴工件背面的真空薄膜上方添加控制层、电机座以及若干微型电机，利用控制层控制真空薄膜上方各区域的微型电机对各自下方区域施加不同压力，压力由真空薄膜传递到工件的背面，实现对工件背面各个区域压力的控制。由此，本发明具有以下突出优点1)抛光过程工件局部压力可控通过控制层控制微型电机动力线的通断或者信号的强弱来控制真空薄膜上方各个区域的微型电机对各自下方区域施加压力，压力由真空薄膜传递到工件的背面，从而实现对工件背面各个区域压力的控制；2)本发明易于与机床配合，操作简单方便。
图1为本发明实施例的结构组成示意图。图2为本发明实施例的工作示意图。图3为本发明实施例的微型电机在电机座上的阵列排列图。图4为本发明实施例的微型电机在电机座上的环状排列图。在图1 4中，各标记为1夹持装置、2真空薄膜、3传动片、4夹具外壳、5连接轴、6控制层、7电机座、8微型电机、9抛光盘、10抛光垫、11抛光夹具、12工件。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的技术方案作进一步阐述。参见图1、3和4，本发明实施例设有连接轴5、夹具外壳4、控制层6、电机座7、微型电机8、传动片3、真空薄膜2和夹持装置1，连接轴5用于本发明实施例与外部机床的连接，夹具外壳4起保护、防尘等作用，夹具外壳4内从上到下依次为控制层6、电机座7、微型电机8、传动片3以及真空薄膜2，控制层6内设有单片机，单片机通过连接轴5上开的小孔与外部的PC连接。若干微型电机8固定在电机座7上，微型电机8可根据抛光工件的形状呈阵列或者环形排列如图3、4所示，微型电机8的动力线集中连接到控制层6内的单片机， 通过单片机控制所有微型电机8向下施加的压力，每个微型电机8下方都连接一个传动片 3，所有的传动片3都紧贴真空薄膜2。抛光时，工件12通过夹持装置1紧贴真空薄膜2。参见图2为本发明实施例的工作示意图，工件12在抛光夹具11的带动下做旋转运动，抛光盘9及贴在其表面的抛光垫10在机床旋转轴的带动下也做旋转运动，以此来实现对工件12表面材料的去除。由于工件12表面存在凹凸不平以及抛光中存在边缘应力突变的情况，因此可对工件12施加一个不均勻分布的压力，对工件12表面越凸的地方施加越大的压力使其去除量越大，反之则施较小压力来保证其去除量少，从而使得工件12面形迅速收敛。通过控制层6内的单片机控制真空薄膜2上方各个区域的微型电机8动力线信号的通断及大小来控制不同区域微型电机8向下的压力，而压力通过微型电机8各自下方连接的传动片3传递到真空薄膜2再到工件12背面的各个区域，从而为工件12背面提供一个不均勻分布的压力，使得工件12不均勻分布的压力作用下，迅速收敛面形，提高最终的抛光精度。
权利要求
1.一种大口径平面光学元件抛光装置，其特征在于设有连接轴、夹具外壳、控制层、电机座、至少2个微型电机、传动片、真空薄膜和夹持装置；所述连接轴与外部机床连接，所述控制层、电机座、微型电机、传动片和真空薄膜从上至下依次设于夹具外壳内，控制层内设有单片机，单片机通过连接轴上开的小孔与外部的PC连接；微型电机固定在电机座上，微型电机的动力线集中连接到控制层中的单片机，每个微型电机下方都连接一个传动片，所有传动片都紧贴真空薄膜。抛光时，工件在夹持装置作用下紧贴真空薄膜。
2.如权利要求1所述的一种大口径平面光学元件抛光装置，其特征在于所述微型电机呈阵列排列或环形排列。
全文摘要
一种大口径平面光学元件抛光装置，涉及一种光学元件的抛光装置。设有连接轴、夹具外壳、控制层、电机座、至少2个微型电机、传动片、真空薄膜和夹持装置；所述连接轴与外部机床连接，所述控制层、电机座、微型电机、传动片和真空薄膜从上至下依次设于夹具外壳内，控制层内设有单片机，单片机通过连接轴上开的小孔与外部的PC连接；微型电机固定在电机座上，微型电机的动力线集中连接到控制层中的单片机，每个微型电机下方都连接一个传动片，所有传动片都紧贴真空薄膜。抛光时，工件在夹持装置作用下紧贴真空薄膜。
文档编号B24B13/005GK102528607SQ20121001864
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月20日 优先权日2012年1月20日
发明者张东旭, 杨炜, 潘日, 郭隐彪 申请人:厦门大学