专利名称：光学元件的高精度均匀数控抛光装置的制作方法
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，压縮空气由进气口输入，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、ll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l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， 压縮空气由进气口输入，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l)，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l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。
权利要求
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。
全文摘要
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。
文档编号B24B13/00GK101386145SQ20081005113
公开日2009年3月18日 申请日期2008年9月3日 优先权日2008年9月3日
发明者刘劲松, 吴庆堂, 王大森, 王春阳, 聂凤明 申请人:长春理工大学