[發明專利]一種離軸非球面光學冷加工機床

無效

• 申請號: 200710193586.8
• 申請日: 2007-12-20
• 公開（公告）號: CN101186023A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 宋淑梅;王朋;李俊峰;宣斌;陳亞;陳曉蘋
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: B24B13/02
• 分類號: B24B13/02
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所
• 代理人: 劉樹清

技術領域

本發明屬于光學冷加工技術領域中涉及的一種離軸非球面光學元件加工的裝置。

背景技術

光學非球面作為一種光學元件有校正像差、簡化系統、提高光學系統精度等作用。特別是離軸非球面反射鏡具有無中心遮攔、可改善像質、增加系統的相對口徑和簡化系統結構等優勢，在大型望遠鏡、空間相機、軍事偵察等現代化光學系統中是不可替代的。因此在現代光學系統中對大口徑大視場的離軸非球面光學元件提出了更多的應用要求。

由于離軸非球而的對稱軸在口徑之外，因此在其口徑范圍內是非對稱的，這給離軸非球面的加工和檢測帶來了困難。目前，離軸非球面光學元件的加工主要有傳統加工技術和現代加工技術，傳統加工技術主要是通過高級技師的手工修磨完成對離軸非球面光學元件的加工，這種方法對人的依賴性比較大，加工效率低，重復性差，無法滿足離軸非球面的質量和數量要求；現代加工技術主要是通過高精度計算機數控機床完成對各種非球面光學元件的加工，但是在離軸非球面加工時存在著設備復雜、成本高、效率低等問題。

與本發明最為接近的已有技術是南京利生光學機械有限責任公司生產的JM030.3型三軸研磨拋光機，其結構如圖1所示，包括下模驅動電機1，下模減速器2，主動輪3，皮帶4，從動輪5，下模主軸6，下模工作臺7，被加工光學元件8，拋光磨盤9，上模擺臂10，上模主軸11，上模主軸傳動曲柄擺桿機構(虛線框內部分)12。

下模驅動電機1通過下模減速器2以及皮帶傳動系統(主動輪3、皮帶4、從動輪5)驅動下模主軸6轉動，從而帶動下模工作臺7和被加工光學元件8轉動；上模主軸傳動曲柄擺桿機構12驅動上模主軸11帶動上模擺臂10往復擺動，從而帶動拋光磨盤9相對于被加工光學元件8往復擺動；加工時通過被加工光學元件8的連續轉動配合拋光磨盤9的往復擺動達到加工之目的。

但是，上述加工機床只適用于加工對稱回轉軸與幾何對稱軸重合的元件。由于離軸非球面的對稱軸在口徑之外，在其口徑范圍內是非對稱的，因此此種運動方式的機床不適合離軸非球面光學元件的加工。

發明內容

為了克服已有技術存在的缺陷，本發明的目的在于將傳統的離軸非球面光學元件加工技術與現代技術結合起來，設計一種成本低廉，適用的離軸非球面加工機床。

本發明要解決的技術問題是：提供一種離軸非球面光學冷加工機床。

解決技術問題的技術方案如圖2所示，包括下模驅動電機13，下模減速器14，下模曲柄盤15，下模連桿16，球型鉸鏈17，下模擺桿18，下模主軸19，下模工作臺20，離軸非球面光學元件21，拋光磨盤22，上模擺臂23，上模主軸24，上模主軸傳動曲柄擺桿機構(虛線框內部分)25。

下模驅動電機13，下模減速器14，下模曲柄盤15，下模連桿16，球型鉸鏈17，下模擺桿18構成了下模主軸19的傳動曲柄擺桿機構。在該機構中，下模驅動電機13的軸與下模減速器14的輸入軸剛性固連，下模減速器14的輸出軸與下模曲柄盤15的轉軸連接，下模曲柄盤15通過T型槽螺栓和鉸鏈與下模連桿16的一端連接，下模連桿16的另一端通過球型鉸鏈17與下模擺桿18的一端連接，下模擺桿18的另一端與下模主軸19通過鍵連接，下模主軸19的兩端安裝在裝有軸承的軸承座內，其上端與下模工作臺20固連，被加工離軸非球面光學元件21置于下模工作臺20上，兩者貼固；上模主軸傳動曲柄連桿機構25通過鍵與上模主軸24連接，上模主軸24的兩端安裝在裝有軸承的軸承座內，其上端通過銷軸與上模擺臂23連接，上模擺臂23的擺桿水平伸向被加工離軸非球面光學元件21的上方，在上模擺臂23的擺桿末端裝有拋光磨盤22，拋光磨盤22的工作面與被加工離軸非球面光學元件21的被加工面滑動接觸；通過T型槽螺栓在曲柄盤T型槽中的滑動可以改變下模曲柄盤15中的曲柄長度E1與上模主軸傳動曲柄擺桿機構25中的曲柄長度E2，通過上模擺臂23伸縮來調整擺臂長度L。