一种光学元件表面粗糙度加工装置的制作方法

1.本实用新型涉及光学元件加工技术领域，具体为一种光学元件表面粗糙度加工装置。


背景技术：

2.光学零件，又称光学元件，是光学系统的基本组成单元；大部分光学零件起成像的作用，如透镜、棱镜、反射镜等；另外还有一些在光学系统中起特殊作用的零件，这里的特殊作用包括分光、传像、滤波等，而零件则有分划板、滤光片、光栅以及光学纤维件等。
3.表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度，其两波峰或两波谷之间的距离很小，属于微观几何形状误差，表面粗糙度越小，则表面越光滑；表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等；由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别；表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响，一般标注采用ra。
4.中国专利cn202110607170.6公开了一种光学元件表面粗糙度加工装置，采用的技术方案是，包括配置有抛光液的存储槽、承载有待加工光学元件的承载组件、用于对待加工光学元件表面粗糙度加工的抛光组件、以及施压组件，抛光组件包括抛光轮和用于驱动抛光轮做回转运动的第一驱动机构，抛光轮的硬度及弹性模量远低于待加工光学元件，施压组件用于给抛光轮施加靠向待加工光学元件的载荷，抛光轮和待加工光学元件均置于抛光液中，在施压组件的作用下，抛光轮与待加工光学元件接触的部位产生形变，抛光轮形变处与待加工光学元件之间形成液膜；本技术方案中存在的问题是：夹紧块有三个，夹紧的部位有弧度，不便于夹紧固定方形以及异形的光学元件；光学元件的种类和尺寸不一，一些光学元件放到承载件上后，夹紧块的厚度甚至比光学元件还要厚，导致抛光组件无法对光学元件进行研磨，适用范围较小；光学元件直接浸泡在抛光液中，研磨过程中产生的碎屑会掉入抛光液中，时间一长，就会影响到抛光效果；光学元件大部分都是圆形且带有弧面的，在放置时会歪斜，进而导致夹持时无法将其固定于中心位置，同时该装置中的光学元件需要在抛光液中通过夹紧块夹紧，更是难以进行夹持。


技术实现要素：

5.鉴于现有技术中所存在的问题，本实用新型公开了一种光学元件表面粗糙度加工装置，采用的技术方案是，包括底座、控制电路，所述控制电路内设有微处理器，便于统一控制管理该装置中的各个电性元件；还包括第一升降机构、顶板、旋转机构、毛刷盘、夹持机构、工作台、支撑杆、第二升降机构、滚珠、圆环、连接杆、通孔，所述底座顶部通过若干所述第一升降机构连接所述顶板，可以控制所述顶板的高度，通过若干所述支撑杆连接所述工作台，可以支撑固定所述工作台，所述顶板通过所述旋转机构连接和所述工作台位置对应
的所述毛刷盘，使所述毛刷盘能够转动，进而对光学元件的表面进行抛光，所述工作台上设有所述夹持机构和所述通孔，所述夹持机构可夹持固定光学元件，所述第二升降机构底部连接所述底座，用于连接固定，顶部通过若干所述连接杆连接所述圆环，可以带动所述圆环升降，所述圆环和所述通孔位置相对应，可以穿过所述通孔，顶部嵌装若干所述滚珠，使放置在所述圆环上的光学元件能够自动定心，所述第一升降机构、所述旋转机构、所述夹持机构、所述第二升降机构均和所述微处理器相连接，便于统一操作控制。
6.作为本实用新型的一种优选技术方案，还包括排液管、固定杆、储液盒、储液槽，所述工作台顶部设有和所述圆环位置相对应的所述储液槽，使抛光液可以流入所述储液槽中，底部通过若干所述固定杆连接和所述储液槽位置相对应的所述储液盒，用于回收抛光液，所述储液槽底部连接若干所述排液管，使所述储液槽中的抛光液可以通过所述排液管落入所述储液盒中。
7.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第一升降机构包括第一液压缸、第一液压杆，所述第一液压缸底部连接所述底座，用于连接固定，顶部通过所述第一液压杆连接所述顶板，可以带动所述顶板上下移动，所述第一液压缸和所述微处理器相连接，便于统一操控。
8.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述旋转机构包括第一电机、转轴，所述第一电机设在所述顶板的顶部，用于连接固定，底部通过所述转轴连接所述毛刷盘，可以带动所述毛刷盘转动，所述转轴侧面轴连接所述顶板，使所述转轴能够转动，所述第一电机和所述微处理器相连接，便于统一操纵。
9.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述夹持机构包括第二电机、双向螺杆、夹紧块、导柱、第一滑块、第二滑块，所述工作台顶部设有第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽内轴连接所述双向螺杆、滑动连接两个所述第一滑块，使所述双向螺杆能够转动，使所述第一滑块能够沿所述第一滑槽移动，所述第二滑槽内固定连接所述导柱、滑动连接两个所述第二滑块，使所述第二滑块可以沿所述导柱移动，所述第一滑块左右对称设置，内部设有螺纹孔并啮合所述双向螺杆，转动所述双向螺杆即可带动两个所述第一滑块反向移动，所述第二滑块左右对称设置，内部设有导向孔并滑动连接所述导柱，用于导向，所述第二电机设在所述工作台的侧面，并连接所述双向螺杆，可以带动所述双向螺杆转动，所述夹紧块左右对称设置，底部连接所述第一滑块和所述第二滑块，所述第一滑块移动时，即可带动所述夹紧块和所述第二滑块移动，所述第二电机和所述微处理器相连接，便于统一控制管理。
10.作为本实用新型的一种优选技术方案，两个所述夹紧块的相对面均设有缓冲垫和竖直的v型槽，所述缓冲垫可以防止光学元件被夹坏，所述v型槽可以更加牢固地夹持普通的光学元件以及异形的光学元件，所述缓冲垫的材质选用橡胶，弹性好，成本低，所述v型槽和所述圆环的位置相对应，可恰好对准光学元件。
11.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第二升降机构包括第二液压缸、第二液压杆、移动板，所述第二液压缸底部连接所述底座，用于连接固定，顶部通过所述第二液压杆连接所述移动板，可以带动所述移动板移动，所述移动板和所述通孔位置相对应，使所述移动板移动过程中能够穿过所述通孔，且顶部通过若干所述连接杆连接所述圆环，可以带动所述圆环同时上下移动，所述第二液压缸和所述微处理器相连接，便于统一操作控制。
12.本实用新型的有益效果：本实用新型通过设置夹紧机构，其中的两个带有竖直v型
槽的夹紧块可以对光学元件进行夹紧，不仅能够固定圆形的元件，还能够牢固夹持方形以及异形的光学元件；通过设置第二升降机构，不管光学元件的种类和尺寸如何，都可以移动光学元件，直至光学元件上表面的最低位置高于夹持机构，此时，再通过夹持机构对其进行夹紧固定，就不会影响到毛刷盘对光学元件的研磨抛光，适用范围更广；通过设置储液槽、排液管、储液盒，使用过后的抛光液会先进入储液槽中，之后通过排液管进入储液盒内，不会对光学元件之后的加工产生影响；通过设置滚珠、圆环，只需要将光学元件放到圆环上方，在滚珠的作用下，光学元件就会在自身重力的影响下自动定心，使得该元件被夹持时不会歪斜，可以将其固定于该装置的中心位置，同时在安装过程中全程没有接触到抛光液，不会滑动，更便于安装夹持。
附图说明
13.图1为本实用新型主视图的剖视结构示意图；
14.图2为本实用新型工作台左视图的剖视结构示意图；
15.图3为本实用新型工作台俯视图的结构示意图；
16.图4为本实用新型圆环主视图的剖视放大结构示意图。
17.图中：1、底座；2、第一升降机构；201、第一液压缸；202、第一液压杆；3、顶板；4、旋转机构；401、第一电机；402、转轴；5、毛刷盘；6、夹持机构；601、第二电机；602、双向螺杆；603、夹紧块；604、导柱；605、第一滑块；606、第二滑块；7、工作台；8、排液管；9、固定杆；10、储液盒；11、支撑杆；12、第二升降机构；1201、第二液压缸；1202、第二液压杆；1203、移动板；13、储液槽；14、滚珠；15、圆环；16、连接杆；17、通孔。
具体实施方式
18.实施例1
19.如图1至图4所示，本实用新型公开了一种光学元件表面粗糙度加工装置，为了对光学元件的表面粗糙度进行加工，首先需要对光学元件进行放置和固定，故本实施例中设置了夹持机构6、工作台7、支撑杆11，只需要将元件放到由支撑杆11支撑的工作台7上，即可通过夹持机构6对其进行夹持固定。
20.本装置需要对光学元件的表面粗糙度进行加工，故本实施例中设置了顶板3、旋转机构4、毛刷盘5，启动顶板3上的旋转机构4，即可使毛刷盘5转动，并对光学元件的上表面进行抛光，进而对其表面粗糙度进行加工。
21.毛刷盘5不可能直接就能接触到光学元件，故本事实例中设置了底座1、第一升降机构2，启动底座1上的第一升降机构2，即可带动顶板3升降，最终使毛刷盘5能够上下移动，并抛光元件的上表面。
22.光学元件的形状各不相同，一些光学元件表面为弧形，在放置到工作台7上后会歪斜，进而影响到毛刷盘5的正常工作，使得光学元件无法被正常抛光，为了避免这种情况的发生，本实施例中设置了滚珠14、圆环15，只需要将光学元件放到圆环15上方，在滚珠14的作用下，光学元件会在自身重力的影响下自动定心，使得该元件被夹持时不会歪斜。
23.光学元件的厚度各不相同，一些元件放置到工作台7上后，甚至要比夹持机构6更低，使得毛刷盘5无法接触到光学元件，为了使光学元件的上表面能够与毛刷盘5充分接触，
本实施例中设置了第二升降机构12、连接杆16、通孔17，启动第二升降机构12，即可带动连接杆16上方的圆环15在通孔17处升降，进而使光学元件能够上下移动，使得光学元件被夹持后仍然能够被毛刷盘5抛光。
24.毛刷盘5对光学元件进行抛光时，需要配合抛光液进行加工，为了避免抛光液四处流动和浪费，本事实例中设置了排液管8、固定杆9、储液盒10、储液槽13，抛光液使用后可以流动至储液槽13内，可以避免流动至其它部件上，之后再通过排液管8流动至由固定杆9连接固定的储液盒10中，完成对抛光液的回收。
25.为了使第一升降机构2能够带动顶板3升降，本实施例设置了第一液压缸201、第一液压杆202，第一液压缸201底部连接底座1，用于连接固定，顶部通过第一液压杆202连接顶板3，可以带动顶板3上下移动，第一液压缸201和微处理器相连接，便于统一操控。
26.为了使旋转机构4能够带动毛刷盘5转动，本实施例设置了第一电机401、转轴402，第一电机401设在顶板3的顶部，用于连接固定，底部通过转轴402连接毛刷盘5，可以带动毛刷盘5转动，转轴402侧面轴连接顶板3，使转轴402能够转动，第一电机401和微处理器相连接，便于统一操纵。
27.为了使夹持机构6能够夹持光学元件，本实施例设置了第二电机601、双向螺杆602、夹紧块603、导柱604、第一滑块605、第二滑块606，工作台7顶部设有第一滑槽和第二滑槽，第一滑槽内轴连接双向螺杆602、滑动连接两个第一滑块605，使双向螺杆602能够转动，使第一滑块605能够沿第一滑槽移动，第二滑槽内固定连接导柱604、滑动连接两个第二滑块606，使第二滑块606可以沿导柱604移动，第一滑块605左右对称设置，内部设有螺纹孔并啮合双向螺杆602，转动双向螺杆602即可带动两个第一滑块605反向移动，第二滑块606左右对称设置，内部设有导向孔并滑动连接导柱604，用于导向，第二电机601设在工作台7的侧面，并连接双向螺杆602，可以带动双向螺杆602转动，夹紧块603左右对称设置，底部连接第一滑块605和第二滑块606，第一滑块605移动时，即可带动夹紧块603和第二滑块606移动，第二电机601和微处理器相连接，便于统一控制管理。
28.为了使夹持机构6能够更加牢固地夹持光学元件，本实施例中在两个夹紧块603的相对面均设置了缓冲垫和竖直的v型槽，缓冲垫可以防止光学元件被夹坏，v型槽可以更加牢固地夹持普通的光学元件以及异形的光学元件，缓冲垫的材质选用橡胶，弹性好，成本低，v型槽和圆环15的位置相对应，可恰好对准光学元件。
29.为了使第二升降机构12能够带动连接杆16和圆环15上下移动，本实施例设置了第二液压缸1201、第二液压杆1202、移动板1203，第二液压缸1201底部连接底座1，用于连接固定，顶部通过第二液压杆1202连接移动板1203，可以带动移动板1203移动，移动板1203和通孔17位置相对应，使移动板1203移动过程中能够穿过通孔17，且顶部通过若干连接杆16连接圆环15，可以带动圆环15同时上下移动，第二液压缸1201和微处理器相连接，便于统一操作控制。
30.本实用新型的工作原理：支撑杆11可以支撑固定工作台7并使其底部悬空，将待加工的光学元件放到圆环15上，在滚珠14的作用下使其自动定心，启动第二升降机构12，向上移动通孔17内的连接杆16和圆环15，直至光学元件上表面的最低位置高于夹持机构6，然后通过工作台7上的夹持机构6夹紧固定光学元件，启动底座1上方的第一升降机构2，使顶板3下移，直至毛刷盘5完全接触并覆盖光学元件的上表面，然后启动旋转机构4，使毛刷盘5旋
转，并配合抛光液对光学元件的上表面进行抛光，流下来的抛光液会首先进入储液槽13中，然后经过排液管8流入由固定杆9连接固定的储液盒10内；第一升降机构2使用时，启动第一液压缸201，使第一液压杆202带动顶板3上下移动；旋转机构4使用时，启动第一电机401，使转轴402带动毛刷盘5旋转；夹持机构6使用时，启动第二电机601，使双向螺杆602转动，两个第一滑块605带动两个夹紧块603反向移动，进而夹紧固定光学元件，夹紧块603移动过程中，其底部的第二滑块606汇演导柱604移动，起到导向作用；第二升降机构12使用时，启动第二液压缸1201，使第二液压杆1202带动移动板1203升降，再通过移动板1203带动连接杆16上下移动。
31.本实用新型涉及的微处理器采用爱特梅尔89c51型单片机，用来启停电机，89c51的管脚及连接方式本领域技术人员可参考教材或厂商出版的技术手册获得技术启示。
32.本实用新型涉及的电路连接为本领域技术人员采用的惯用手段，可通过有限次试验得到技术启示，属于公知常识。
33.本文中未详细说明的部件为现有技术。
34.上述虽然对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。