抛光机及抛光设备的制作方法

本发明涉及抛光装置领域，具体而言，涉及一种抛光机及抛光设备。

背景技术：

现代光学系统中为提高成像质量，减轻系统复杂度，降低系统成本，越来越多地采用非球面光学元件。

传统采用人工抛修的方式加工大口径非球面，但该面形加工精度有限，面形收敛不稳定，加工周期长，加工效率低，难以满足现代光学系统的需求。

综上所述，如何提高现有面形的加工精度，获得较稳定的去除函数，是本领域的技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种抛光机，设计合理、结构简单，能够更好地适应待加工光学元件自身的面型特点，获得稳定的去除函数，提高现有面形加工精度。

本发明的目的还在于提供了一种抛光设备，该抛光设备可以将待加工光学元件固定在工作台上，使用抛光机对待加工光学元件的待加工面进行加工，获得稳定的去除函数，提高加工精度。

本发明的实施方式是这样实现的：

基于上述目的，本发明的实施方式提供了一种抛光机，包括联动机构和抛光机构，所述联动机构与所述抛光机构固定连接，所述联动机构用于控制所述抛光机构的位置和状态；

所述抛光机构包括抛光轮、安装支架以及动力组件，所述抛光轮与所述动力组件分别设置于所述安装支架，所述动力组件与所述抛光轮连接且用于带动所述抛光轮转动。

另外，根据本发明的实施方式提供的抛光机，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的可选实施方式中，所述抛光轮包括轮本体和位于所述轮本体两侧的转动轴，所述轮本体包括轮毂和柔性轮胎，所述柔性轮胎的材质为橡胶或聚氨酯，所述转动轴通过轴承可转动的设置于所述安装支架。

在本发明的可选实施方式中，所述动力组件包括驱动件和传动组件，所述传动组件分别与所述驱动件和所述抛光轮连接，所述驱动件通过所述传动组件能够带动所述抛光轮旋转。

在本发明的可选实施方式中，所述传动组件包括第一链轮、第二链轮以及套设于所述第一链轮和所述第二链轮的链条，所述链条分别与所述第一链轮和所述第二链轮啮合传动。

在本发明的可选实施方式中，所述动力组件还包括联轴器，所述驱动件为电机，所述传动组件还包括传动轴；

所述电机包括电机输出轴，所述传动轴与所述第一链轮固定连接，所述电机输出轴与所述传动轴通过所述联轴器固定连接。

在本发明的可选实施方式中，所述安装支架包括固定连接的第一支架和第二支架，所述动力组件固定设置于所述第一支架，所述抛光轮可转动的设置于所述第二支架，所述第一支架与所述第二支架通过连接件固定连接。

在本发明的可选实施方式中，所述第一支架包括第一部、中间部以及第二部，所述中间部位于所述第一部和所述第二部之间且使所述第一支架形成u形结构；

所述第一部开设有一个第一连接孔和至少两个第一固定孔，所述第二部开设有一个第二连接孔，所述中间部开设有至少两个第二固定孔；

所述第一固定孔用于穿设第一连接件从而将所述驱动件与所述第一支架固定连接，所述第一连接孔用于穿设所述驱动件的输出轴，所述第二连接孔用于穿设所述传动组件的传动轴，所述第二固定孔用于穿设第二连接件从而将所述第一支架与所述第二支架固定连接。

在本发明的可选实施方式中，所述第二支架包括底座、第一固定部以及第二固定部，所述第一固定部和所述第二固定部并列设置于所述底座的远离所述第一支架的一侧，所述第一固定部和所述第二固定部均设置有第三连接孔，所述底座设置有穿设孔；

所述穿设孔用于穿设所述传动组件，所述第三连接孔用于穿设固定所述抛光轮。

在本发明的可选实施方式中，所述抛光机还包括外壳，所述外壳为u形结构且扣合设置于所述第一支架的外侧，所述联动机构与所述外壳固定连接。

本发明的实施方式还提供了一种抛光设备，包括工作台和抛光机，所述联动机构包括滑动连接的第一机构和第二机构，所述第二机构与所述抛光机构固定连接，所述工作台水平设置有第一轨道，所述第一机构可滑动的设置于所述第一轨道使得所述抛光机构沿y方向滑动；

所述第一机构包括并列设置的两个支架本体和位于两个所述支架本体之间的第二轨道，所述第二轨道与所述支架本体可转动设置，使得所述抛光机构能够沿a方向旋转运动；

所述第二机构包括第一滑动体和第二滑动体，所述第一滑动体为l形，所述第一滑动体开设有第一导向孔和第二导向孔，所述第一导向孔与所述第二导向孔垂直设置，所述第二轨道穿设于所述第一导向孔使得所述第二机构能够沿x方向滑动；

所述第二滑动体滑动嵌设于所述第二导向孔使得所述抛光机构沿z方向滑动，所述第二滑动体能够在所述第二导向孔内旋转使得所述抛光机构沿c方向旋转运动。

本发明实施方式的有益效果是：设计合理、结构简单，采用轮式结构的抛光轮，可以根据实际需要将抛光轮的直径生产的较大，同时，抛光轮上的轮胎生产的较窄；保证在相同转速下的高去除效率，抛光轮与玻璃表面的接触面较小，去除函数尺寸较小，对面形误差的细节修行能力更强，从而可以获得更高的面形加工精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施方式，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施方式1提供的抛光机的一个视角的示意图；

图2为图1中抛光机构的第一视角的示意图；

图3为图2中抛光轮的一个视角的示意图；

图4为图2的第二视角的示意图；

图5为图2的第三视角的示意图；

图6为图2中安装支架的示意图；

图7为图1中抛光机构的示意图；

图8为本发明实施方式3提供的抛光设备的示意图。

图标：100-抛光机；10-联动机构；13-第一机构；134-支架本体；136-第二轨道；15-第二机构；18-工作台；185-第一轨道；20-抛光机构；21-抛光轮；212-轮本体；2124-轮胎；2126-轮毂；215-转动轴；24-安装支架；242-第一支架；2422-第一部；2426-第二部；2428-中间部；246-第二支架；2462-底座；2463-穿设孔；2464-第一固定部；2468-第二固定部；28-动力组件；282-驱动件；2825-电机输出轴；284-传动组件；2842-第一链轮；2844-第二链轮；2846-链条；288-联轴器；29-外壳；30-待加工光学元件。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

其中图1—图7对应本发明的实施方式1，图8对应本发明的实施方式3，下面将结合附图对本发明实施方式的技术方案进行详细描述。

实施方式1

如图1所示，本发明实施方式1提供的抛光机100，包括联动机构10和抛光机构20，该联动机构10用于承载抛光机构20且调节控制抛光机构20的三维运动位置及状态，使得抛光机构20始终能够与待加工光学元件30保持设定的加工角度。

下面对该抛光机100的各个部件的具体结构和相互之间的对应关系进行详细说明。

请参考图2所示，抛光机构20包括抛光轮21、安装支架24以及动力组件28，其中，抛光轮21和动力组件28分别设置于安装支架24，动力组件28与抛光轮21连接且用于带动抛光轮21转动。

请参考图3所示，可选的，抛光轮21包括轮本体212和位于轮本体212两侧的转动轴215，其中，轮本体212包括轮胎2124和轮毂2126，该轮毂2126用于支持轮胎2124且能够带动轮胎2124旋转运动，在本发明实施方式1中，轮胎2124采用柔性材料制作，可以为橡胶或聚氨酯等材料，即该轮胎2124具有一定的弹性，使得抛光轮21为柔性抛光轮，该转动轴215通过轴承可转动的设置于安装支架24。

请参考图4所示，可选的，动力组件28包括驱动件282、传动组件284以及联轴器288，驱动件282为传动组件284提供动力，传动组件284分别与驱动件282和抛光轮21连接，在驱动件282的作用下，传动组件284能够带动抛光轮21旋转运动，从而对待加工光学元件30进行加工。

可选的，驱动件282为电机，该电机包括电机输出轴2825，电机输出轴2825与传动组件284固定连接，电机带动传动组件284的转动，进而传动组件284将转动传递给抛光轮21，使得抛光轮21随电机输出轴2825的转动而转动，同时能够与待加工光学元件30表面形成动摩擦，从而达到去除不需要的材料的目的。

请参考图5所示，可选的，传动组件284包括第一链轮2842、第二链轮2844以及链条2846，其中，链条2846套设于第一链轮2842和第二链轮2844且链条2846分别与第一链轮2842和第二链轮2844啮合传动，定义第一链轮2842为主链轮，第二链轮2844为从链轮，则主链轮与电机输出轴2825固定连接，从链轮与抛光轮21的转动轴215固定连接，从而将电机的转动传递到抛光轮21的转动。

可选的，当动力组件28包括联轴器288时，传动组件284还包括传动轴，其中，传动轴的一端与主链轮通过键固定连接，传动轴的另一端通过联轴器288与电机输出轴2825固定连接。

请参考图6所示，在本发明的实施方式1中，安装支架24包括第一支架242和第二支架246，其中，第一支架242和第二支架246通过连接件固定连接，当然，第一支架242和第二支架246可以为一体设置，此处不做限制，只要满足动力组件28能够固定设置于第一支架242，抛光轮21能够可转动的设置于第二支架246即可。

具体的，第一支架242包括第一部2422、中间部2428以及第二部2426，中间部2428位于第一部2422和第二部2426之间且使第一支架242形成u形结构，该第一支架242通过中间部2428与第二支架246固定连接。

可选的，第一部2422开设有一个第一连接孔和至少两个第一固定孔，第一连接孔用于穿设驱动件282的输出轴，在本发明的实施方式1中，第一连接孔位于第一部2422的中间位置，且第一连接孔的直径大小与电机输出轴2825的直径大小相匹配；第一固定孔的数量为四个，均匀分布于第一部2422的四个角落，其中，第一固定孔用于穿设第一连接件，相对应的，电机上也设置有四个电机固定孔，且四个电机固定孔与四个第一固定孔的位置和直径大小一一对应，从而通过第一连接件将电机与第一支架242固定连接。

可选的，第二部2426开设有一个第二连接孔，该第二连接孔用于穿设传动组件284的传动轴，该第二连接孔位于第二部2426的中间位置，第二连接孔的位置与第一连接孔的位置相对应，使得电机输出轴2825穿设于第一连接孔，传动组件284的传动轴穿设于第二连接孔，且通过联轴器288固定连接。

可选的，中间部2428开设有至少两个第二固定孔，该第二固定孔用于穿设第二连接件从而将第一支架242和第二支架246固定连接。

第二支架246包括底座2462、第一固定部2464以及第二固定部2468，其中，第一固定部2464和第二固定部2468并列设置于底座2462，且第一固定部2464和第二固定部2468位于底座2462的远离第一支架242的一侧，可选的，该第一固定部2464和第二固定部2468均为板状，抛光轮21位于第一固定部2464和第二固定部2468之间，其中，第一固定部2464和第二固定部2468上均设置有第三连接孔，该第三连接孔用于固定抛光轮21，使抛光轮21能够绕第三连接孔的轴线旋转。

可选的，底座2462设置有穿设孔2463，该穿设孔2463位于第一支架242的外侧且用于穿设传动组件284。在本发明实施方式1中，该穿设孔2463为长圆孔，该长圆孔的大小应使得链条2846能够从长圆孔内穿过。

请参考图7所示，在本发明实施方式1中，抛光机100还包括外壳29，该外壳29用于设置在第一支架242的外侧且能够将第一支架242和传动组件284遮挡，可选的，该外壳29为u形结构，该外壳29的投影正好与第二支架246的底座2462重合，起到安全、保护作用。

可选的，联动机构10与抛光机构20的外壳29固定连接，从而控制抛光机构20的位置和状态。

该抛光轮21在联动机构10的作用下，以预先设定的位置和状态与被加工件进行柔性接触，同时在抛光液的辅助下进行冷却加工，该抛光轮21可以按照预先规划的驻留时间对光学元件表面的面形误差进行选择性的移除，从而获得精确的表面面形。

该抛光机100可以加工的待加工光学元件30可以为平面、球面、非球面以及自由曲面中的任何一种形式，且该抛光轮21加工过程中的驻留时间规划为确定性修形的常规方法，在此不做赘述。

本发明的实施方式1提供的抛光机100具有的有益效果是：

一、设计合理、结构简单，采用轮式结构的抛光轮21，使得抛光轮21可以根据实际需要使抛光轮21的直径生产的较大，同时，抛光轮21上的轮胎2124生产的较窄。

二、该较大直径的抛光轮21能够保证在相同转速下的高去除效率，较窄的轮胎2124能够保证抛光轮21与玻璃表面的接触面较小，去除函数尺寸较小，对面形误差的细节修行能力更强，从而可以获得更高的面形精度。

三、生产、加工工艺简单、易操作，且柔性材料制作的抛光轮21，能够更好的适应吻合待加工件自身的面型特点，对驱动轴系误差不敏感，能获得更稳定的去除函数，并得到更高的加工精度。

实施方式2

研究人员经过研究，对本发明提供的抛光机100，在上述实施方式1的基础上，还可作出下述可选的其他结构方案，区别具体说明如下：

联动机构10用于承载驱动抛光机构20，控制抛光机构20中抛光轮21的三维位置和具体状态，使得抛光轮21始终与待加工光学元件30的表面保持设定的加工角度，在本发明实施方式2中，联动机构10可以为龙门式机床或者多轴联动工业机器人，但不限于上述机构。

可选的，传动组件284除了实施方式1中的链轮链条式传动，还可以采用带轮和带同步传动，或者齿轮啮合传动的方式，该传动组件284的具体结构不限于此，只要可以将驱动件282的动力输出轴的转动传递到抛光轮21的转动轴215的转动即可。

实施方式3

本发明实施方式3提供了一种抛光设备，包括工作台18和实施方式1或实施方式2提供的抛光机100，具体说明如下：

请参照图8所示，该工作台18上表面水平设置有第一轨道185，抛光机100中的联动机构10包括滑动连接的第一机构13和第二机构15，其中，第一机构13可滑动的设置于第一轨道185且能够使抛光机构20沿y轴方向滑动调节，第二机构15与抛光机构20固定连接。

可选的，第一机构13包括并列设置的两个支架本体134和第二轨道136，其中，第二轨道136位于两个支架本体134之间，且第二轨道136相对于支架本体134可以转动，从而使得抛光机构20能够沿a方向旋转运动。

可选的，第二机构15包括第一滑动体和第二滑动体，该第一滑动体为l形结构，第二滑动体为杆状，第一滑动体上开设有贯穿的第一导向孔和第二导向孔，且第一导向孔与第二导向孔垂直设置，第二轨道136穿设于第一导向孔使得第二机构15能够沿x轴方向滑动。

可选的，第二滑动体滑动嵌设于第一滑动体的第二导向孔内，第二滑动体能够带动抛光机构20沿z轴方向滑动，同时，第二滑动体还可以在第二导向孔内旋转使得抛光机构20能够沿c方向旋转运动。

可选的，第二滑动体为圆柱状，第二导向孔为与第二滑动体相配合的圆形孔，该实施方式3中的联动机构10为五轴联动机构。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。