[發明專利]一種五軸非球面拋光機床

在審

• 申請號: 202210558523.2
• 申請日: 2022-05-22
• 公開（公告）號: CN114750050A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 徐樂
• 申請（專利權）人: 徐樂
• 主分類號: B24B29/00
• 分類號: B24B29/00;B24B41/02;B24B41/04;B24B41/06;B24B51/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種五軸非球面拋光機床，屬于光學加工技術領域，該五軸非球面拋光機床采用新型結構，包括底座、X軸控制單元、XB軸連接臺、B軸控制單元、主軸控制單元、Z軸控制單元、ZC軸連接臺和C軸控制單元等結構，各個單元可獨立、精準工作，顯著降低了各維度運動所需克服的負載，降低了電機的扭矩和控制成本。此外，該方案中B軸不受其他軸系限制，可以實現0?360°運動，使可加工自由曲面的f數盡可能的小、甚至超過半球。與現有技術相比，本發明是一種輕量化、低成本、高精度的光學非球面鏡片拋光機床，能夠滿足不同光學非球面鏡片的加工需求，大幅提高加工效率。

技術領域

本發明屬于光學加工技術領域，尤其涉及一種五軸非球面拋光機床。

背景技術

隨著人工智能、智能汽車的發展以及大國競爭更趨于高科技競賽，作為人類眼睛的延伸——鏡頭在向更高精度、更大視角發展。非球面鏡片作為優秀的光學設計方案中不可或缺的重要組成部分在逐步被設計者們利用起來，但是制造光學非球面難度較大，因此可以制作光學非球面鏡片的拋光設備成為了關鍵問題。為達到拋光光學非球面的目的，必須實現多軸聯動功能，為達到加工精度必須利用準對心加工方法。

現有技術中，非球面拋光機床結構復雜、制造成本高，其加工自由曲面的f數受到極大的限制。部分技術人員雖然設計了新型的光學自由曲面的拋光裝置及方法，改進了傳動結構，在B軸上裝載X、Y軸，C軸裝載在Y軸上，Z軸獨立運動，上述方案依舊存在結構復雜、B軸載荷較大，B軸的擺幅過小導致可加工的非球面的f數不宜過小，無法滿足非球面拋光機床的市場需求。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的目的在于提出一種輕量化、低成本的光學非球面鏡片拋光機床，其各個單元可獨立、精準工作，顯著降低了各維度運動所需克服的負載，降低了電機的扭矩和控制成本。此外，該方案中B軸不受其他軸系限制，可以實現0-360°運動，使可加工自由曲面的f數盡可能的小、甚至超過半球。

本發明通過以下技術手段解決上述問題：

一種五軸非球面拋光機床，其特征在于，包括底座、X軸控制單元、XB軸連接臺、B軸控制單元、主軸控制單元、Z軸控制單元、ZC軸連接臺和C軸控制單元，其中：所述底座的頂部開設有橫槽，底座的側面開設有豎槽，所述豎槽的頂部開設有傳動口，所述橫槽的內部安裝有轉軸臺；所述X軸控制單元安裝在橫槽內、且與XB軸連接臺連接，所述B軸控制單元安裝在XB軸連接臺上，X軸控制單元用于帶動XB軸連接臺和B軸控制單元沿X軸方向前后移動；所述主軸控制單元安裝在B軸控制單元上，B軸控制單元驅動主軸控制單元圍繞B軸旋轉、擺動；所述Z軸控制單元安裝在豎槽內、且與ZC軸連接臺連接，所述C軸控制單元安裝在ZC軸連接臺上，Z軸控制單元用于帶動ZC軸連接臺和C軸控制單元沿C軸方向上下移動；所述X軸控制單元軸線與C軸控制單元軸線垂直布置，所述主軸控制單元軸線與C軸控制單元軸線同軸布置，所述Z軸控制單元軸線與C軸控制單元軸線平行布置。

優選的，所述X軸控制單元包括X軸電機、X軸聯軸器、X軸螺桿、X軸導軌，其中：所述X軸電機安裝在橫槽末端的安裝板上；所述X軸電機的輸出軸通過X軸聯軸器連接有X軸螺桿；所述X軸螺桿可旋轉的安裝在轉軸臺內；所述X軸導軌對稱安裝在橫槽的兩側。

優選的，所述XB軸連接臺的底部開設有滑槽，所述滑槽可移動的套裝在X軸導軌上。

優選的，所述B軸控制單元包括B軸安裝臺、B軸螺紋孔、B軸電機和B軸轉板，其中：所述B軸安裝臺可拆卸的安裝在XB軸連接臺的頂部；所述B軸安裝臺的底部設置有B軸螺紋孔，所述B軸螺紋孔套裝在X軸螺桿上，B軸螺紋孔和X軸螺桿配合工作組成絲杠結構；所述B軸電機安裝在B軸安裝臺上；所述B軸轉板安裝在B軸電機的轉軸上，B軸轉板能夠隨轉軸旋轉。

優選的，所述主軸控制單元包括主軸安裝臺、主軸電機和連接頭，其中：所述主軸安裝臺可拆卸的、垂直的安裝在B軸轉板的末端；所述主軸電機可拆卸的、垂直的安裝在主軸安裝臺內；所述連接頭設置在主軸電機的轉軸上、且用于連接拋光輪、拋光球或刀具；所述主軸安裝臺內開設有拋光液通道。