抛光模面形监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种抛光模面形监测装置，属于光学元件加工【技术领域】。它包括位移探测器、垂向定位器、L形连接板和径向位移导轨，L形连接板经连接件与径向位移导轨连接，垂向定位器由紧固螺钉固定在L形连接板之上，位移探测器与L形连接板的立板连接；位移探测器下设有探针；L形连接板的底板上设有传动窗口和约束孔。本实用新型实现了对抛光模面型的在线实时监测，减少了环抛光学加工中的不确定因素，可对加工件面型进行有效控制，提高元件的加工质量与精度，并提高了加工效率。
【专利说明】抛光模面形监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种光学环抛加工辅助装置，尤其是抛光模监测，属于光学元件加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，光学元件加工中，全口径加工方式是为了加工高面形精度、高表面质量光学元件而广泛运用的一种。在全口径加工中，元件与抛光模相互作用，抛光模的形状特征会直接影响元件的加工面形精度。理想情况下，抛光模成为一个刚体，元件的面形就是抛光模表面形状的复制。然而，抛光模会随着与元件的相互接触、加工环境温湿度的变化等因素，产生一定的变形，这就会直接影响到元件的面形，造成元件面形的局部误差。因此，抛光模的形状监测及控制是加工高精度元件的关键。
[0003]目前，常用的抛光模有浙青抛光模、聚氨酯抛光模、抛光布抛光模、锡抛光模等。不同的全口径加工方式，对抛光模的形状要求与控制措施也不一样。如硬质的锡抛光模主要用于浮法抛光中。这种抛光方法先将锡抛光模用超高精度的单点金刚石车床加工到表面起伏50纳米以内，然后安装在超高精度的转台上，在加工中锡抛光盘高速旋转，并带动抛光液将元件浮在锡抛光盘上，通过抛光液的微切削作用加工元件，并控制加工温度变化在0.011以内，从而达到极高的面形精度。然而这种加工方法对抛光模的平整度、加工环境及加工设备精度要求极高，加工设备成本巨大，应用范围很小。而相对较软的抛光模，如浙青抛光模，聚氨酯抛光模、抛光布抛光模由于制作简单，对设备精度要求低，而得到广泛应用。但由于这些抛光模在加工过程中，会随着元件形状、加工环境等的变化产生较大的形变，不易长时间保持高精度，同时缺乏抛光模的在线监测手段，需要通过加工人员的主观判断抛光模在加工过程中的形状，从而导致加工确定性差，严重依赖加工人员的经验。
[0004]目前可查的文献报道和专利中，主要采用离线方式测量抛光盘面形。离线方式测量抛光盘面形是指在抛光模使用一段时间以后，在抛光模不工作时，检测其面形，并通过修正手段进行修正。这种方式只能对抛光模的形状间断性的检测及控制，但是对抛光模在实际加工过程中的形状缺乏监测，不利于抛光模面形迅速调整，不能实现抛光模面形的连续监测和精确控制。
实用新型内容
[0005]针对上述的问题，本实用新型提供一种对环抛机抛光模面型进行实时监测的装置。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:抛光模面形监测装置，包括位移探测器、垂向定位器、I形连接板和径向位移导轨，I形连接板经连接件与径向位移导轨连接，垂向定位器由紧固螺钉固定在I形连接板之上，位移探测器与I形连接板的立板连接；位移探测器下设有探针山形连接板的底板上设有传动窗口和约束孔。
[0007]本实用新型的有益效果是，采用了差动变压传感器的测量功能，设计并采用了一种超硬接触式传动窗口作为探测的前端装置，解决了一般差动变压传感器在复杂的表面上的无法进行大范围较测量的问题，同时，保护了差动变压传感器的探针不会受到损坏。实现了对抛光模面型的在线实时监测，减少了环抛光学加工中的不确定因素，可对加工件面型进行有效控制，提闻兀件的加工质量与精度，并提闻了加工效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型总体结构(工作状态)示意图；
[0009]图2是图1中监测装置主体结构(放大)示意图。
[0010]图中零部件及编号:
[0011]1 一位移探测器，2一探针，3—传动窗口，4一约束孔，5一垂向定位器，
[0012]6 —I形连接板，7—连接件，8—抛光模，9一径向位移导轨。
【具体实施方式】
[0013]下面结合实施例对本实用新型进一步说明。
[0014]参见图1、2，抛光模面形监测装置，包括位移探测器1、垂向定位器5、[形连接板6和径向位移导轨9，I形连接板6经连接件7与径向位移导轨9连接，垂向定位器5由紧固螺钉固定在I形连接板6之上，位移探测器1与I形连接板6的立板连接；位移探测器1下设有探针2 ；1形连接板6的底板上设有传动窗口 3和约束孔4。
[0015]位移探测器1为差动变压传感器。
[0016]传动窗口 3为蓝宝石片。蓝宝石片是具有一定厚度的超硬光滑圆片。
[0017]径向位移导轨9由精密电机驱动。通过精密电机驱动监测装置主体作径向位移。
[0018]抛光模8的面型起伏通过传动窗口 3和探针2，传动至位移探测器1，实现面型数据测量，约束孔4上下相通，传动窗口 3被约束孔4限位，只能在垂直方向上移动，在水平方向上无法移动；位移探测器1通过垂向定位器5固定于I形连接板6之上，构成监测装置主体，连接于径向位移导轨9；在径向移动和抛光模自身旋转时，监测装置主体以极坐标扫描方式，实现抛光模面型的全口径测量。
[0019]传动窗口 3与抛光模8接触，约束孔4对传动窗口 3进行限位；在抛光模旋转过程中，其面型起伏通过传动窗口 3探针2传动至位移探测器1，从而实现面型数据监测；位移探测器1通过垂向定位器5固定于I形连接板6之上。
[0020]约束孔4和传动窗口 3之间形成松配合，使传动窗口 3仅在垂直方向上存在移动自由度。
[0021]抛光模面型监测装置的工作步骤是:
[0022]八.调节位移探测器在垂直方向上的位置，使传动窗口(蓝宝石片)下表面紧贴抛光模，并使探测器探针紧压传动窗口上表面
[0023]8.传动窗口与约束孔配合，达到水平限位、垂向活动的状态。
[0024]0.整个探测器处于抛光模最大外径位置抱％，启动抛光设备，抛光模开始旋转。
[0025]0.传动窗口覆盖范围以内的抛光模面型，反映为传动窗口的整体起伏量11，此数据通过探针传递至位移探测器进行测量。
[0026]￡.通过计算机平台实时记录每一个测量位置的极坐标信息(1 0 )和面型数据11。
[0027]抛光模旋转角度结束一个周期后，位移探测器在径向移动导轨的夹持下，按照设定的步距I向抛光模圆心方向移动一个单位，对下一个单位圆周的面型数据进行测量。
[0028]6.依照以上极坐标扫描方式移动探测器直至到达抛光模最小直径位置耐1！1，此时装置完成了抛光模全口径范围的面型数据测量。
[0029]11.基于测得的面型数据，以矩阵方式重建抛光模面型。
【权利要求】
1.一种抛光模面形监测装置，包括位移探测器(I)、垂向定位器(5)、L形连接板(6)和径向位移导轨(9 )，其特征在于，L形连接板(6 )经连接件(7 )与径向位移导轨(9 )连接，垂向定位器(5)由紧固螺钉固定在L形连接板(6)之上，位移探测器(I)与L形连接板(6)的立板连接；位移探测器(I)下设有探针(2 );L形连接板(6 )的底板上设有传动窗口( 3 )和约束孔(4)。
2.根据权利要求1所述的抛光模面形监测装置，其特征在于，所述的位移探测器(I)为差动变压传感器。
3.根据权利要求1所述的抛光模面形监测装置，其特征在于，所述的传动窗口(3)为蓝宝石片。
4.根据权利要求1所述的抛光模面形监测装置，其特征在于，所述的径向位移导轨(9)由精密电机驱动。
【文档编号】B24B49/00GK204123269SQ201420394276
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】马平, 游云峰, 谢磊 申请人:成都精密光学工程研究中心