[發(fā)明專利]一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810056584.9
• 申請日: 2008-01-22
• 公開（公告）號: CN101239446A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡自強;凌寧;潘君驊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所;煙臺大學(xué)
• 主分類號: B24B13/00
• 分類號: B24B13/00;B24B41/04
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 賈玉忠;盧紀(jì)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于非球面鏡拋光的變形拋光磨盤，特別涉及一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，用于非球面鏡拋光的變形拋光磨盤為基于彎矩驅(qū)動器的應(yīng)力拋光盤，可以參見“West?S?C.Martin?H?M.et?al.Practical?design?and?performance?of?the?stressed-lappolishing?tool?[j]Apply?Opt.1994·33(34)：8094--8100.”；其原理為：多組彎矩驅(qū)動器均勻分布在拋光盤背面，施加不同的彎矩于拋光盤上，從而改變拋光盤的曲率，使拋光盤變形。

因為彎矩驅(qū)動器體積較大，沒有足夠的空間就無法實現(xiàn)，所以這種可變形拋光盤只適用于大鏡面，不適于加工中小口徑的非球面鏡。

另外，因為基于彎矩驅(qū)動器的應(yīng)力拋光磨盤變形的方式為改變拋光磨盤的曲率，所以這種可變形拋光盤不能輸出雙曲面面型。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)中基于彎矩驅(qū)動器的應(yīng)力拋光盤體積過大以及不能輸出雙曲面面型的不足，提供一種體積小、變形誤差小，適于拋光中小口徑非球面鏡的變形拋光磨盤，且該拋光磨盤也能夠輸出雙曲面面型。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤，由底座1、N個壓電陶瓷驅(qū)動器2、基盤3和導(dǎo)線插座4組成；其特征在于：底座1上表面是球面，N個壓電陶瓷驅(qū)動器2沿徑向安裝在底座1上表面上，基盤3是安裝在壓電陶瓷驅(qū)動器上的球面薄板，導(dǎo)線插座4安裝在底座的下表面。

所述的每一個壓電陶瓷驅(qū)動器2上面都有一路加載在其上的數(shù)控電壓源，各壓電陶瓷驅(qū)動器2通過導(dǎo)線插座4與各自的數(shù)控電壓源相聯(lián)接。

所述的基盤3為金屬鋁制作而成的球面薄板。

所述的壓電陶瓷驅(qū)動器2的數(shù)目N可以根據(jù)變形后的面型精度要求和基盤3的面積大小來進行設(shè)計，基盤3的面積大小一定的情況下，壓電陶瓷驅(qū)動器2的數(shù)目N越多實現(xiàn)的面型精度越高。

所述的每一個壓電陶瓷驅(qū)動器2都能夠通過改變加載在其上的電壓產(chǎn)生一定的伸縮變化，從而使基盤3的面型能夠相應(yīng)改變。

所述的每一個壓電陶瓷驅(qū)動器2的最小伸縮量為納米級，能夠使得基盤3產(chǎn)生高精度的非球面面型。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點是：本發(fā)明所設(shè)計的一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤，壓電陶瓷驅(qū)動器位于基盤背面伸縮變形，改變基盤上各相應(yīng)點法線方向的位移，從而改變整個基盤的面型；由于采用改變基盤上各相應(yīng)點法線方向的位移的變形方式，所以能夠產(chǎn)生各種非球面面型，包括現(xiàn)有技術(shù)中基于彎矩驅(qū)動器的應(yīng)力拋光盤不能產(chǎn)生的雙曲面面型；而且由于壓電陶瓷驅(qū)動器的最小伸縮量為納米級，所以基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤能夠產(chǎn)生高精度的非球面面型；而且由于采用了體積較小的壓電陶瓷驅(qū)動器，能夠?qū)崿F(xiàn)中小口徑的非球面變形拋光磨盤，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤中壓電陶瓷驅(qū)動器排布結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施方式對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。

一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤，由底座1、N個壓電陶瓷驅(qū)動器2、基盤3和導(dǎo)線插座4組成，底座1上表面是球面，N個壓電陶瓷驅(qū)動器2沿徑向安裝在底座上表面上，基盤3是安裝在壓電陶瓷驅(qū)動器上的鋁制球面薄板，導(dǎo)線插座4安裝在底座的下表面；其整個結(jié)構(gòu)的剖面示意圖如圖1所示，壓電陶瓷驅(qū)動器2的數(shù)目N可以根據(jù)變形后的基盤3的面型精度要求和基盤的面積大小來進行設(shè)計，基盤的面積大小確定的情況下，壓電陶瓷驅(qū)動器數(shù)目N越多實現(xiàn)的面型精度越高，這里可選取基盤3的口徑為114mm，以選取19個壓電陶瓷驅(qū)動器2為例，即N＝19，19個壓電陶瓷驅(qū)動器2在底座1上表面的排布方式如圖2所示；每一個壓電陶瓷驅(qū)動器2上都有一路加載在其上的數(shù)控電壓源，各壓電陶瓷驅(qū)動器2通過導(dǎo)線插座4與各自的數(shù)控電壓源相聯(lián)接。

這里選取從成都邁科股份有限公司訂制的口徑為15mm，高度為78mm的19個壓電陶瓷驅(qū)動器2，其中每一個壓電陶瓷驅(qū)動器2的伸縮變形范圍為-30um至+30um，每一個壓電陶瓷驅(qū)動器2的所加載的數(shù)控電壓調(diào)節(jié)范圍為-500伏至+500伏；每一個壓電陶瓷驅(qū)動器2的電壓與伸縮變形關(guān)系近似為：