[發(fā)明專利]離軸非球面光學(xué)加工裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310569304.5
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN103586753A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬平;鄢定堯;鮑振軍;蔡紅梅;朱衡;樊非;何曼澤;趙恒;周佩璠;黃金勇;黃穎
• 申請（專利權(quán)）人: 成都精密光學(xué)工程研究中心
• 主分類號(hào): B24B13/00
• 分類號(hào): B24B13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)元件加工設(shè)備，尤其是研磨拋光機(jī)，屬于光學(xué)元件加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

大口徑、大相對孔徑離軸非球面應(yīng)用于高能激光武器以及紅外光學(xué)系統(tǒng)中,?可以獲得更高的能量,?并能使光學(xué)系統(tǒng)更加緊湊。這種非球面的非球面度在毫米級(jí)以上，要由最接近球面的磨盤研磨成非球面面形。

離軸非球面光學(xué)元件的對稱中心在鏡面外側(cè)，元件上各點(diǎn)的曲率半徑不一致，普通的兩軸或三軸加工機(jī)床普遍采用與原件相近口徑的磨盤進(jìn)行研磨和拋光加工，只能加工成旋轉(zhuǎn)對稱的非球面工件，在加工離軸非球面時(shí)，磨盤的去除函數(shù)變化大，無法實(shí)現(xiàn)其面形的加工。

傳統(tǒng)的加工方法是，最接近球面向非球面面形加工的過程中，主要采用手工修磨或修拋的方式實(shí)現(xiàn)，在耗費(fèi)大量的人力物力的同時(shí)，對加工精度的控制需要光學(xué)加工人員的經(jīng)驗(yàn)非常豐富才能實(shí)現(xiàn)。

再者，手工加工時(shí)加工工具的運(yùn)行軌跡精度難以保證，相同的加工方式元件的去除量難以一致，通常是運(yùn)用多次測量的結(jié)果，對元件上個(gè)離散高點(diǎn)進(jìn)行多次迭代研磨，逐步收斂其面形，導(dǎo)致加工時(shí)間長。

現(xiàn)有比較成熟的加工方法是計(jì)算機(jī)控制加工系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制機(jī)床的多自由度運(yùn)動(dòng)，控制研磨或拋光工具在元件上的運(yùn)動(dòng)軌跡和駐留時(shí)間，實(shí)現(xiàn)元件加工余量的去除。但是這類加工方法控制系統(tǒng)復(fù)雜，對系統(tǒng)的擬合精度和控制軟件的分辨率要求非常高，對機(jī)床的精度要求高，導(dǎo)致成本非常高，而且加工效率低。

與本專利最為接近的已有技術(shù)是中科院長春精密機(jī)械與物理研究所名稱為“一種離軸非球面光學(xué)冷加工機(jī)床”（專利號(hào)?ZL?200720094802.9），采用上下模聯(lián)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)離軸非球面的加工，上盤擺動(dòng)幅度小，由于其小幅度擺動(dòng)方式頻率低，磨盤在擺動(dòng)過程中存在中心上的一個(gè)死點(diǎn)，導(dǎo)致其加工效率低，加工精度一致性差。

發(fā)明內(nèi)容

????針對上述問題，本發(fā)明提供一種集研磨和拋光為一體的光學(xué)加工裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：離軸非球面光學(xué)加工裝置，包括加工平臺(tái)、變頻電機(jī)、驅(qū)動(dòng)軸和擺動(dòng)軸；驅(qū)動(dòng)軸依次與擺幅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)臂連接；擺動(dòng)軸上設(shè)有擺臂座；擺臂座上設(shè)有擺臂；驅(qū)動(dòng)臂經(jīng)關(guān)節(jié)軸承與連桿連接，連桿與擺臂座連接；擺臂上設(shè)有滑塊，滑塊中安裝電機(jī)及減速器，滑塊上設(shè)有連接板，連接板上設(shè)有滾動(dòng)軸承；減速器上連接轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸經(jīng)偏心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與頂桿連接，頂桿與磨盤連接。

本發(fā)明的有益效果是，可實(shí)現(xiàn)研磨和拋光的復(fù)合加工，自動(dòng)化程度高，加工成本低，加工效率高，精度高，并可保證元件精度的一致性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是擺幅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2的俯視圖；

圖4是驅(qū)動(dòng)臂和連桿連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖4的俯視圖；

圖6是擺臂和滑塊的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是連接板和滑塊連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是滑塊上的弧形孔結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是偏心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是頂桿和磨盤連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是圖10的A—A剖視圖；

圖12是鎖緊機(jī)構(gòu)、壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是磨盤運(yùn)行軌跡示意圖。

圖中零部件及編號(hào)：

1—驅(qū)動(dòng)軸，2—擺幅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，3—驅(qū)動(dòng)臂，4—擺動(dòng)軸，5—鎖緊機(jī)構(gòu)，

6—壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，7—擺臂座，8—擺臂，9—滑塊，10—電機(jī)及減速器，

11—轉(zhuǎn)軸，12—滾動(dòng)軸承，13—偏心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，14—磨盤，15—元件，

16—銷，17—頂桿，18—關(guān)節(jié)軸承，19—連桿，20—工作臺(tái)，

21—連接板，22-調(diào)節(jié)螺栓，23-矩形鍵，24-梯形槽，25-鎖緊螺栓，

26-連接螺栓，27-弧形孔，28—加工軌跡，29-梯形鍵，30-變頻電機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

參見圖1，離軸非球面光學(xué)加工裝置，包括離軸非球面光學(xué)加工裝置，包括加工平臺(tái)20、變頻電機(jī)30、驅(qū)動(dòng)軸1和擺動(dòng)軸4；驅(qū)動(dòng)軸1依次與擺幅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2、驅(qū)動(dòng)臂3連接；擺動(dòng)軸4上設(shè)有擺臂座7；擺臂座7上設(shè)有擺臂8；驅(qū)動(dòng)臂3經(jīng)關(guān)節(jié)軸承18與連桿19連接，連桿19與擺臂座7連接；擺臂8上設(shè)有滑塊9，滑塊9中安裝電機(jī)及減速器10，滑塊9上設(shè)有連接板21，連接板21上設(shè)有滾動(dòng)軸承12；減速器上連接轉(zhuǎn)軸11，轉(zhuǎn)軸11經(jīng)偏心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)13與頂桿17連接，頂桿17與磨盤14連接。