一种行星运动式抛光装置的制作方法

本实用新型涉及光学元件精密抛光工具设备领域，具体而言，涉及一种行星运动式抛光装置。

背景技术：

针对大口径光学元件的抛光作业目前仍主要依靠人工抛光作业的方式，该种抛光方式存在抛光质量不稳定，产品一致性差，抛光效率低，最终面形误差大等一系列问题，难以满足实际生产应用需求。

与传统精密抛光机床相比，机器人抛光系统因其能耗小，成本低，且相对于机床而言对大尺寸工件的加工具有较好的适应性，因此逐渐应用于光学元件抛光领域，采用机器人对光学元件抛光作业具有应用研究价值。

传统小磨头抛光技术在光学元件抛光应用中所得的去出函数具有中心凹陷，边缘陡峭等固有缺陷，而采用行星式运动抛光方式可以对其去出函数进行优化得到与理想去出函数更为接近的去出函数，获得更高表面质量的抛光工件，而现有的具有行星运动方式的抛光装置多采用双电机分别驱动的方式以实现抛光磨头行星运动，但是该种结构存在传动系统复杂，附属结构较多运行过程中产生的惯性力易影响整体装置运行的平稳性，同时重量大整体结构所占空间大等问题。

专利申请cn107336105a所公开的一种结构紧凑的行星抛光装置，包括公转传动部分，自转传动部分及抛光轴，其中的公转部分及自转部分由两台电机分别驱动，因此整体结构及自重较大，公转部分巧妙的采用了平行四边形结构在增强公转部分运行稳定性的同时减少了装置整体重量，但是其自转传动部分采用了二级带轮的传动方式，运行时二级带轮结构部分会随着抛光轴摆动运动，当转速较高时因其产生的惯性力易影响其装置整体的稳定性。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种行星运动式抛光装置，其能够在一定偏心距下，依靠一个电机驱动实现抛光机构既能够绕自身轴线自转运动又能以一定的偏心距进行公转运动的复合运动，对光学元件进行抛光获得与理想去除函数更为接近的稳定去除函数获得更高质量的光学元件。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种行星运动式抛光装置，包括安装机架以及设置在安装机架上的驱动装置、主动轴、行星轴、中心固定轴、第一传动机构、第二传动机构和抛光机构；所述驱动装置的输出轴与所述主动轴的一端相连，所述主动轴的另一端与所述抛光机构相连，用以使所述驱动装置驱动所述抛光机构进行自转运动；所述主动轴与所述驱动装置的输出轴相连的一端通过所述第一传动机构与所述行星轴的一端相连；所述行星轴的另一端通过所述第二传动机构与所述中心固定轴相连；

其中，所述中心固定轴的中心轴线为所述安装机架的中心轴线，所述主动轴的中心轴线相对于所述中心固定轴的中心轴线具备一定的偏心距，以使所述驱动装置提供的动力经由所述主动轴、所述第一传动机构、所述行星轴和所述第二传动机构传递给所述中心固定轴，以实现所述抛光机构相对于所述中心固定轴的中心轴线以一定的偏心距公转运动。

作为进一步优化，所述安装机架包括外壳、上支撑板、下支撑板、第一内支撑板、第二内支撑板以及侧支板；所述外壳具有顶部开口和底部开口，所述上支撑板设置在所述顶部开口处，所述下支撑板设置在所述底部开口处；所述第一内支撑板和所述第二内支撑板设置在所述外壳内部，所述第一内支撑板靠近所述上支撑板设置，所述第二内支撑板靠近所述下支撑板设置；所述上支撑板、所述下支撑板、所述第一内支撑板和所述第二内支撑板相互平行，所述侧支板竖直设置在所述第一内支撑板与所述第二内支撑板之间以及所述第二内支撑板和所述下支撑板之间；

其中，所述中心固定轴一端与所述上支撑板连接，另一端通过轴承与所述第一内支撑板转动连接；所述行星轴通过轴承与所述上支撑板及所述下支撑板转动连接；所述驱动装置固定安装在所述第二内支撑板上，所述主动轴一端与所述驱动装置穿过所述第二内支撑板的输出轴连接，另一端穿过所述下支撑板与所述抛光机构连接。

作为进一步优化，所述第一传动机构包括套设在所述主动轴与所述驱动装置的输出轴相连一端的动力输出齿轮以及与所述动力输出齿轮6a相啮合且套设在所述行星轴竖直方向下端的下行星齿轮。

作为进一步优化，所述第二传动机构包括套设在所述行星轴竖直方向上端的上行星齿轮以及与所述上行星齿轮相啮合且套设在所述中心固定轴的中心固定齿轮。

作为进一步优化，所述动力输出齿轮、下行星齿轮、上行星齿轮和中心固定齿轮具有不同的齿数。

作为进一步优化，还包括机器人连接法兰盘；所述机器人连接法兰盘通过外壳支架与所述安装机架连接，用于将所述抛光装置安装到机器人上。

作为进一步优化，所述抛光机构包括一端与所述主动轴3连接的抛光轴以及套设在所述抛光轴上的供液机构；所述供液机构用于向所述抛光轴提供抛光液。

作为进一步优化，还包括固定连杆机构；所述固定连杆机构的一端与所述供液结构连接，另一端与所述外壳支架固定连接。

通过采用上述技术方案，本实用新型可以取得以下技术效果：

1，本实用新型提供的行星运动式抛光装置结构紧凑，传动结构简单稳定。

2，本实用新型提供的行星运动式抛光装置采用单电机驱动，即可实现实抛光磨头的自转和公转运动，结构简单、重量轻，转动惯量小。

3，本实用新型提供的行星运动式抛光装置可以结合计算机控制技术配合机器人，实现机器人自动化抛光，代替人工抛光作业。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的某些实施例，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是本实用新型提供的行星运动式抛光装置在第一视角下的结构示意图；

图2是本实用新型提供的行星运动式抛光装置在第二视角下的结构示意图(除去部分外壳)；

图3是本实用新型提供的行星运动式抛光装置搭载到机器人上实行自动化抛光作业的示意图。

图中标记：100-抛光装置；1-安装机架；2-驱动装置；3-主动轴；4-行星轴；5-中心固定轴；6-第一传动机构；7-第二传动机构；6a-动力输出齿轮；6b-下行星齿轮；7a-上行星齿轮；7b-中心固定齿轮；8-抛光机构；9-外壳；10-上支撑板；11-下支撑板；12-第一内支撑板；13-第二内支撑板；14-侧支板；15-机器人连接法兰盘；16-外壳支架；17-固定连杆机构；18-机器人；19-抛光轴；20-供液机构。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

由图1～图3所示，本实用新型提供了一种行星运动式抛光装置100，包括安装机架1以及设置在安装机架1上的驱动装置2、主动轴3、行星轴4、中心固定轴5、第一传动机构6、第二传动机构7和抛光机构8。驱动装置2的输出轴通过联轴器与主动轴3的一端相连，主动轴3的另一端通过联轴器与抛光机构8相连，用以使驱动装置2驱动抛光机构8进行自转运动。其中，驱动装置2可为电机。主动轴3与驱动装置2的输出轴相连的一端通过第一传动机构6与行星轴4的一端相连；行星轴4的另一端通过第二传动机构7与中心固定轴5相连。

其中，如图2所示，中心固定轴5的中心轴线为安装机架1的中心轴线，主动轴3的中心轴线相对于中心固定轴5的中心轴线具备一定的偏心距，以使驱动装置2提供的动力经由主动轴3、第一传动机构6、行星轴4和第二传动机构7传递给中心固定轴5，以实现抛光机构8相对于中心固定轴5的中心轴线以一定的偏心距公转运动。因而，当驱动装置2驱动抛光机构8进行自转运动时，抛光机构8也能够在一定偏心距下进行公转运动，故本实用新型的抛光装置100依靠一个电机驱动实现抛光机构8既能够绕自身轴线自转运动又能以一定的偏心距进行公转运动的复合运动，对光学元件进行抛光获得与理想去除函数更为接近的稳定去除函数获得更高质量的光学元件。

作为进一步优化，在本实用新型的较佳实施例中，如图1和图2所示，安装机架1包括外壳9、上支撑板10、下支撑板11、第一内支撑板12、第二内支撑板13以及侧支板14。外壳9具有顶部开口和底部开口，两个开口便于引入外部电线与外壳9内部的驱动装置2进行连接。上支撑板10设置在所述顶部开口处，用于配合外壳9对两个传动机构进行固定。下支撑板11设置在所述底部开口处，用于支撑行星传动结构。因此，整个安装机架1提供的工作容腔基本呈现封闭式结构，这有利于设置于安装机架1的机构少受环境因素的影响，延长工作寿命。第一内支撑板12和第二内支撑板13设置在外壳9内部，第一内支撑板12靠近上支撑板10设置，第二内支撑板13靠近下支撑板11设置；上支撑板10、下支撑板11、第一内支撑板12和第二内支撑板13相互平行，侧支板14竖直设置在第一内支撑板12与第二内支撑板13之间以及第二内支撑板13和下支撑板11之间，用于提高整个安装机架1的稳定性。

更为具体地，在本实施例中，如图2所示，中心固定轴5一端通过螺栓与上支撑板10连接，另一端通过轴承与第一内支撑板12转动连接；行星轴4通过轴承与上支撑板10及下支撑板11转动连接；驱动装置2固定安装在第二内支撑板13上，主动轴3一端与驱动装置2穿过第二内支撑板13的输出轴连接，另一端穿过下支撑板11与抛光机构8连接。通过上述的连接方式，使得本实用新型提供的抛光装置100结构紧凑，且具备行星运动功能。

作为进一步优化，如图2所示，第一传动机构6包括套设在主动轴3与驱动装置2的输出轴相连一端的动力输出齿轮6a以及与动力输出齿轮6a相啮合且套设在行星轴4竖直方向下端的下行星齿轮6b。第二传动机构7包括套设在行星轴4竖直方向上端的上行星齿轮7a以及与上行星齿轮7a相啮合且套设在中心固定轴5的中心固定齿轮7b。当驱动装置2运转时，动力经由主动轴3、动力输出齿轮6a通过齿轮啮合传递给下行星齿轮6b、再经由行星轴4传递给上行星齿轮7a通过与固定中心齿轮啮合实现抛光机构8相对于中心固定轴5的中心轴线以一定的偏心距公转运动。需要说明的是，动力输出齿轮6a与主动轴3之间通过键连接，下行星齿轮6b、上行星齿轮7a与行星轴4之间以及中心固定轴5和中心固定齿轮7b之间也可通过键连接。

作为进一步优化，在本实用新型的一较佳实施例中，动力输出齿轮6a、下行星齿轮6b、上行星齿轮7a和中心固定齿轮7b具有不同的齿数。可以通过更换不同齿数的齿轮实现抛光机构8公转转速及自转速比值的调节。

作为进一步优化，在本实用新型的一较佳实施例中，如图2所示，抛光机构8包括一端通过联轴器与主动轴3连接的抛光轴19以及套设在抛光轴19上的供液机构20，供液机构20通过轴承与抛光轴19连接，供液机构20用于向抛光轴19提供抛光液。

作为进一步优化，如图1和图2所示，本是实用新型提供的抛光装置100还包括固定连杆机构17。固定连杆机构17的一端与供液机构20连接，另一端与外壳支架16固定连接，其作用是一方面可增加所述抛光机构8在行星运动过程中的稳定性，另一方面是限制供液机构20随抛光轴19的自转运动，方便外部抛光液的接入。

作为进一步优化，如图1和图2所示，该抛光装置100还包括机器人连接法兰盘15；机器人连接法兰盘15通过外壳支架16与安装机架1连接，用于将抛光装置100安装到机器人18上。如图3所示，机器人18通过机器人连接法兰盘15与抛光装置100连接，而后可通过计算机控制技术，配合机器人18使用本实用新型提供的抛光装置100，以实现对光学元件的精密抛光。

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