抛光机床及其恒压装置的制作方法

本发明涉及加工机床领域，特别是涉及一种抛光机床的恒压装置。此外，本发明还涉及一种包括上述恒压装置的抛光机床。

背景技术：

目前，各种光学系统在军事、民用等领域都起着不可替代的作用，而日益突出的重要作用使得光学系统对光学元件的精度要求也越来越高。在超精密加工领域，待抛光工件放置于旋转轴，抛光笔与工件接触，旋转轴带动工件旋转进行抛光，因此工件与抛光笔之间压力是否恒定会严重影响工件抛光后的光学性能。

在传统的光学元件加工中，主要是依靠人工操作抛光设备的方式完成表面抛光的，这样不仅会使得成本增高、生产效率变慢，更重要的是加工精度无法保证，主要是由于人工进行抛光作业时，无法保持抛光笔与加工元件之间的压力恒定，导致抛光工件的表面抛光程度不一致，容易出现废品。或通过控制系统设定一个初始恒力，让控制系统开始沿着这个初始恒力进行加工，在加工过程中，通过控制系统实时检测抛光力，通过与初始恒力值的对比得出补偿量，改变机器人的移动方向和移动量，同时通过控制系统改变速度，实现抛光过程的压力和线速度恒定。

但是，上述抛光方式需要通过压力传感器去检测抛光过程压力的变化，再根据压力值进行反馈控制，这不仅仅增大操作的困难程度，而且由于通过压力传感器的反馈具有一定的时间延迟，可能会产生数据误差，且极大的增加了设备的成本，并使抛光机床的结构变得更加复杂。同时传统人工操作设备的加工方式带来抛光精度无法保障，废品率大的问题。

因此，如何提供一种能够提高加工精度和响应速度的恒压装置是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种抛光机床的恒压装置，气缸内的活塞平台连接抛光模组，由进口可调稳压阀控制进气量，并通过气压的变化规律实现接触压力的实时自动补偿。本发明的另一目的是提供一种包括恒压装置的抛光机床。

为解决上述技术问题，本发明提供一种抛光机床的恒压装置，包括密闭的气缸和用于接触抛光工件并能够竖直移动的抛光模组，所述气缸内设置有活塞平台，所述活塞平台能够在所述气缸内竖直移动，通过连接件连接所述抛光模组并传递拉力，所述气缸上设置有用于所述连接件穿过的通孔，所述气缸的出气口稳定排气，所述气缸的进气口处设置有进口可调稳压阀，所述进口可调稳压阀根据所述活塞平台的位置调整进气量，以使所述气缸内的压力保持恒定。

优选地，所述连接件具体为缆绳，还包括两个转向滑轮，所述缆绳的一端绕过一个所述转向滑轮竖直向下延伸并连接所述抛光模组，所述缆绳的另一端绕过另一个所述转向滑轮竖直向下延伸并连接所述活塞平台，所述通孔设置于所述气缸的上端面。

优选地，所述进气口和所述出气口均设置于所述气缸上端。

优选地，所述出气口处设置有出口可调稳压阀。

优选地，所述缆绳具体为钢丝。

优选地，所述抛光模组包括竖直设置的导向杆、活动安装于所述导向杆的滑块和固定连接所述滑块的抛光笔，所述滑块能够沿所述导向杆自由移动，所述滑块连接所述缆绳的一端。

优选地，一个所述转向滑轮安装于所述导向杆上端，另一个所述转向滑轮安装于所述气缸上端。

优选地，还包括用于连接抛光机床的支架，所述支架的两端分别连接导向杆的上端和所述气缸的上端。

本发明提供一种抛光机床，包括恒压装置，所述恒压装置具体为上述任意一项所述的恒压装置。

优选地，所述抛光机床具体为光学曲面镜片精密五轴抛光机床。

本发明提供一种抛光机床的恒压装置，包括密闭的气缸和用于接触抛光工件并能够竖直移动的抛光模组，气缸内设置有活塞平台，活塞平台能够在气缸内竖直移动，并通过连接件连接抛光模组，气缸上设置有用于连接件穿过的通孔，气缸的出气口稳定排气，气缸的进气口处设置有进口可调稳压阀，进口可调稳压阀根据活塞平台的位置调整进气量，以使气缸内的压力保持恒定。

工作时抛光模组与工件接触产生的压力发生变化时，通过连接件将力传递至活塞平台，使活塞平台上下移动，进而导致气缸内压力变化，同时通过进口可调稳压阀调节进气量，使气缸内的压力保持稳定，通过连接件连接抛光模组并传递拉力，即通过气压的变化规律实现接触压力的实时自动补偿，从而实现恒力抛光，提高了工件的抛光工艺，结构简单，控制过程简化，减少了复杂结构对于抛光的影响，避免了传统人工操作抛光设备所带来的工件抛光精度低、废品率大的问题。

本发明还提供一种包括上述恒压装置的抛光机床，由于上述恒压装置具有上述技术效果，上述抛光机床也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

附图说明

图1为本发明所提供的恒压装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明所提供的恒压装置的一种具体实施方式中气缸的剖面示意图；

图3为本发明所提供的恒压装置的一种具体实施方式的安装示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种抛光机床的恒压装置，气缸内的活塞平台连接抛光模组，由进口可调稳压阀控制进气量，并通过气压的变化规律实现接触压力的实时自动补偿。本发明的另一核心是提供一种包括恒压装置的抛光机床。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图3，图1为本发明所提供的恒压装置的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明所提供的恒压装置的一种具体实施方式中气缸的剖面示意图；图3为本发明所提供的恒压装置的一种具体实施方式的安装示意图。

本发明具体实施方式提供一种抛光机床的恒压装置，包括气缸和抛光模组，抛光模组中的抛光笔11与待加工工件接触，工件旋转以实现抛光笔11对其表面的抛光，同时抛光模组中的11能够竖直移动。气缸1为密闭结构，内部设置有能够在其内部竖直移动的活塞平台2，还设置有连接件，同时连接活塞平台2和抛光模组，用于进行力的传递，气缸1上设置有用于连接件穿过的通孔，为了保证密闭效果，通孔处设置密封件，使连接件能够正常移动，同时尽量防止漏气。气缸1上设置有出气口3和进气口4，出气口3稳定排气，进气口4处设置有进口可调稳压阀5，进口可调稳压阀5根据活塞平台2的位置调整进气量，以使气缸1内的压力保持恒定。

工作时抛光模组与工件接触产生的压力发生变化时，通过连接件将力传递至活塞平台2，使活塞平台2上下移动，进而导致气缸1内压力变化，同时通过进口可调稳压阀5调节进气量，使气缸1内的压力保持稳定，并通过连接件回馈至抛光模组，即通过气压的变化规律实现接触压力的实时自动补偿，从而实现恒力抛光，提高了工件的抛光工艺，结构简单，控制过程简化，减少了复杂结构对于抛光的影响，避免了传统人工操作抛光设备所带来的工件抛光精度低、废品率大的问题。

具体地，连接件可以为缆绳6，通过拉紧实现力的传递，可以为钢丝，强度高，直径细，便于密封，也可采用刚性件实现力的传递。当采用缆绳6使，还需要设置两个转向滑轮7用于改变缆绳6的延伸方向，缆绳6中部横跨两个转向滑轮7，缆绳6的一端绕过一个转向滑轮7竖直向下延伸并连接抛光模组，缆绳6的另一端绕过另一个转向滑轮7竖直向下延伸并连接活塞平台2，通孔设置于气缸1的上端面，通过上述方式两端对缆绳6施加压力，保证缆绳6张紧，进而保证传力效果。

进一步地，进气口4和出气口3均设置于气缸1上端，也可根据情况调整进气口4和出气口3的位置，如均设置于气缸1下端，均在本发明的保护范围之内。

在本发明具体实施方式提供的恒压装置中，出气口3处设置有出口可调稳压阀8。可调稳压阀具有进口端和出口端，可调稳压阀会因出口端的压力变化进行调整，而不会根据进口端的压力进行调整，本具体实施方式中，进口可调稳压阀5的进口端连通气源，出口端连通气缸1内腔，气缸1内压力变化时，即进口可调稳压阀5出口端压力变化，进口可调稳压阀5调整开度，进而控制进入气缸1内腔气体的流量，而出口可调稳压阀8的进口端连通气缸1内腔，出口可调稳压阀8的出口端连通外界，外界的压力是恒定不变的，即出口可调稳压阀8出口端压力恒定不变，出口可调稳压阀8不会调整开度，无论气缸1内部压力如何变化，均能保证排气量稳定不变。

在上述各具体实施方式提供的恒压装置中，抛光模组包括导向杆9、滑块10和抛光笔11，导向杆9竖直设置，滑块10活动安装于导向杆9，并能够沿导向杆9自由移动，滑块10连接缆绳6的一端，抛光笔11固定连接滑块10，通过滑块10沿导向杆9竖直移动，实现抛光笔11位置的调整，一个转向滑轮7安装于导向杆9上端，另一个转向滑轮7安装于气缸1上端，也可采用其他类似结构，或调整各部件的位置与连接方式等，均在本发明的保护范围之内。包括用于连接抛光机床的支架12，支架12设置于抛光机床的上方，支架12的两端分别连接导向杆9的上端和气缸1的上端。

具体工作过程如下：

在未抛光时，为防止抛光模组与设备底面接触，通过打开进气口4处的进口可调稳压阀5，此时出气口3处的出口可调稳压阀8关闭，使气缸1内的气压增大，压缩活塞平台2向下移动，此时通过钢丝拉绳，抛光笔11与底面分开，直至上升到一定高度，打开出口可调稳压阀8，使输出气压和输入气压一致，此时出气量等于进气量，活塞平台2位置保持固定，进而抛光笔11上升到一定高度并位置固定。此时对钢丝右边施加的拉力为气缸1内气体对活塞平台2的压力与活塞平台2重力之和，对钢丝左边施加的拉力为抛光模组可以活动部分的重力，当对两端施加的拉力相同时，各部件稳定不动，同时重力是不可变的，因此气缸1内压力增大至对钢丝右边施加的压力大于对钢丝左边施加的拉力，即可使抛光笔11向上移动，移动至预设位置后需要固定时，减小气缸1内压力使对钢丝左右两端施加的压力相等即可。

准备抛光时，把工件放于抛光笔11的正下方，人工调小进口可调稳压阀5的开度，使气缸1内的气压减小，直至抛光笔11向下运动抵住工件，在人工调小出口可调稳压阀8的开度，使出气量等于进气量，抛光笔11抵住工件，准备抛光。此时对钢丝右边施加的拉力仍然为气缸1内气体对活塞平台2的压力与活塞平台2重力之和，对钢丝左边施加的拉力为抛光模组可以活动部分的重力减去工件对抛光笔11的支持力，其中工件对抛光笔11的支持力也是抛光笔11对工件施加的压力。为了使两端稳定，对钢丝两端施加的拉力应该相同，与未抛光时相比，由于减去了工件对抛光笔11的支持力，对钢丝左边的拉力减小了，因此需要减小对钢丝右边的拉力，即减小气缸1内的压力。

向上抛光过程中，工件会抵住抛光笔11向上运动，抛光笔11位置保持固定，使工件对抛光笔11的支持力增大，即抛光笔11对工件的压力增大，导致对钢丝左边施加的拉力减小，由于气缸1内气压的作用，导致活塞平台2向下运动，此时气缸1工作腔的体积增大，由气压参数关系公式可知，体积增大，压强变小，气缸1内压力变小。此时进口可调稳压阀5发挥作用，进口可调稳压阀5自动调节，增大开度，增加气体的流入，此时出口可调稳压阀8保证出气量不变，使气压增大为原先的值，气缸1内的压力快速恢复为原先的值，工件对抛光笔11的支持力减小为原先的值，即保持抛光笔11对工件的压力不变，才能保证钢丝两端拉力快速回复至平衡状态，实现自调节过程，不需要人为控制。

向下抛光过程中，工件会抵住抛光笔11向下运动，抛光笔11位置保持固定，使工件对抛光笔11的支持力减小，即抛光笔11对工件的压力减小，导致对钢丝左边施加的拉力增加，由于气缸1内气压的作用，导致活塞平台2向上运动，此时气缸1工作腔的体积减小，由气压参数关系公式可知，体积减小，压强增大，气缸1内压力变大。此时进口可调稳压阀5发挥作用，进口可调稳压阀5自动调节，减小开度，减少气体的流入，此时出口可调稳压阀8保证出气量不变，使气压减小为原先的值，气缸1内的压力快速恢复为原先的值，工件对抛光笔11的支持力增大为原先的值，即保持抛光笔11对工件的压力不变，才能保证钢丝两端拉力快速回复至平衡状态，实现自调节过程，不需要人为控制。

同理，在抛光过程中由于任何原因造成的不必要的抛光笔11对工件的压力变化，包括由于调整过程中充气或排气过量造成的压力变化，均可通过上述保持气缸1内压力恒定的方式实现快速回复至平衡状态，即自调整过程是动态且实时的，保证抛光笔11对工件的压力保持恒定。

除了上述恒压装置，本发明的具体实施方式还提供一种包括上述恒压装置的抛光机床，该抛光机床其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

具体地，上述抛光机床可以是光学曲面镜片精密五轴抛光机床。

以上对本发明所提供的抛光机床及其恒压装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。