[實用新型]一種光學元件用拋光裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821824667.3
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN209140573U
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設計）人: 陽志強;郭忠達;李宏;李世杰;彌謙;劉衛(wèi)國;惠迎雪
• 申請（專利權(quán)）人: 西安工業(yè)大學
• 主分類號: B24B13/00
• 分類號: B24B13/00;B24B13/005
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

本實用新型提出一種光學元件用拋光裝置，可大大降低設備的精度要求，易于實現(xiàn)，加工效率可以得到大幅提高。本實用新型采用的技術(shù)方案包括包括拋光頭、用于旋轉(zhuǎn)拋光頭的旋轉(zhuǎn)組件和用于固定工件的固定器；所述的拋光頭為中心設置有通孔的柱狀體，其圓周面上的外輪廓線方程與被加工非球面光學元件過頂點的截面線方程一致，拋光頭的圓周面上粘接有研磨拋光材料；拋光頭通過旋轉(zhuǎn)組件使其旋轉(zhuǎn)，工件通過固定器固定，工件和拋光頭的圓周面外輪廓接觸。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種光學元件用拋光裝置。

背景技術(shù)

隨著激光技術(shù)的發(fā)展，各種高精度的光學儀器應運而生，對光學元件的要求越來越高，不僅要求其精度高、成像質(zhì)量好、光能損失少、儀器體積小、重量輕，而且要求能滿足特殊用途。非球面光學元件因其光學性能優(yōu)越,結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點能很好的滿足上述要求，正越來越多的應用于精密光學儀器中。與球面光學元件相比，使用非球面元件有許多優(yōu)越性。首先，非球面光學元件有著無可比擬的高質(zhì)量的成像質(zhì)量，因為非球面光學元件有著更多的自由度，可以有效的矯正多種像差。其次，一個或幾個非球面元件可以替代一組球面光學元件，簡化儀器結(jié)構(gòu)，減輕儀器重量，提高儀器的穩(wěn)定性，降低成本。非球面制造中的主要困難源于非球面的拋光。

傳統(tǒng)的球面光學零件研磨拋光制造技術(shù)，是利用和工件面形吻合的磨具或者拋光盤進行研磨拋光制造。這類方法所用的研磨拋光裝置一般都包括拋光頭和旋轉(zhuǎn)組件，旋轉(zhuǎn)組件用來保障拋光頭的高速旋轉(zhuǎn)，在拋光頭的拋光面上粘接有金剛石丸片，樹脂，聚氨酯，柏油，毛氈等研磨材料，它們有一個相同的特征，拋光面都有相對較硬和固定不變的面形，拋光時，磨具或者拋光盤與被加工光學原件是面接觸。為了固定被加工非球面光學元件，通常還包括固定組件。但該加工方法和裝置并不能應用于非球面的精磨拋光。

計算機控制小磨頭拋光技術(shù)目前非球面光學元件的研磨和拋光最常規(guī)的拋光方法，該方法是根據(jù)面型檢測數(shù)據(jù)，建立加工過程的控制模型，用計算機控制一個小磨頭對光學元件進行研磨或拋光，通過控制磨頭在工件表面的駐留時間及相對壓力來控制材料的去除量。這種加工方式可以實現(xiàn)了可重復的確定性加工，而且有效解決了非球面光學元件用傳統(tǒng)的加工方法難以拋光的問題，但該技術(shù)在拋光過程中采用的是點接觸拋光的方式，其拋光效率一直很難大幅度提高。

目前，也有技術(shù)探索采用面形吻合的方式來實現(xiàn)非球面的拋光，例如：1、剛性拋光墊(瀝青等)下墊柔性材料拋光；2、利用周期性壓力下剛性變化材料(非牛頓流體材料)拋光；3、應力盤拋光，將拋光墊分成若干區(qū)域，利用不同區(qū)域主動變形適應光學元件不同區(qū)域曲率半徑。三種方法中前兩種方法以適應非球面曲率半徑代價，對于高陡度大偏離量非球面需要拋光墊剛度很低，拋光效率非常低；第三種方法需要復雜機械電子控制系統(tǒng)實現(xiàn)拋光墊不同區(qū)域變形，另外非球面尺寸不大時，所使用小尺寸拋光墊也使應力盤制作更加困難。

綜上所述，現(xiàn)有的非球面制造技術(shù)很難實現(xiàn)非球面光學元件的拋光，存在著加工效率低，對設備的控制精度要求非常高（設備精度至少需要在亞微米級）的問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提出一種光學元件用拋光裝置，可大大降低設備的精度要求，易于實現(xiàn)，加工效率可以得到大幅提高。

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的技術(shù)方案是：一種光學元件用拋光裝置，包括拋光頭、用于旋轉(zhuǎn)拋光頭的旋轉(zhuǎn)組件和用于固定工件的固定器；

所述的拋光頭為中心設置有通孔的柱狀體，其圓周面上的外輪廓線方程與被加工非球面光學元件過頂點的截面線方程一致，拋光頭的圓周面上粘接有研磨拋光材料；

所述的旋轉(zhuǎn)組件包括旋轉(zhuǎn)軸、軸固定座、聯(lián)軸器和電機；所述的旋轉(zhuǎn)軸設置于軸固定座內(nèi)并通過軸承實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸的兩端分別伸出于軸固定座，一端與拋光頭中心孔連接，另一端與聯(lián)軸器連接，所述的聯(lián)軸器的另一端與電機連接，所述的電機的軸與旋轉(zhuǎn)軸連接；