一种自由曲面玻璃精雕装置及加工方法与流程

本发明涉及玻璃精雕的，尤其涉及一种自由曲面玻璃精雕装置及加工方法。

背景技术：

1、自由曲面玻璃反射镜广泛应用于高精度光学系统中，如天文望远镜、医疗成像设备、激光系统和先进的摄像技术等。自由曲面反射镜因其复杂的曲面形状和高度的光学精度要求，成为许多高性能光学系统中的关键组件。然而，制造高精度自由曲面反射镜是一项具有挑战性的任务，通常需要使用精雕设备进行精细加工。

2、传统的自由曲面玻璃精雕设备通常具有固定曲面曲率的吸盘基座，吸盘基座上进行部分通槽镂空设计，可以加固玻璃防止加工中滑动，这类设备在加工特定设计的自由曲面玻璃反射镜时表现良好，但在需要加工具有不同曲率分布的自由曲面反射镜时，不同曲率分布的自由曲面玻璃反射镜的曲面便难以与通槽的位置完全贴合，这会导致不同曲率分布的曲面玻璃在加工过程中容易发生滑动，不稳定的现象，从而固定曲率的吸盘基座会显得不够灵活，无法适应多样化的自由曲面设计需求。

技术实现思路

1、鉴于现有技术存在的固定曲率的吸盘基座会显得不够灵活，无法适应多样化的自由曲面设计需求的问题，提出了一种自由曲面玻璃精雕装置及加工方法。

2、本申请的一方面，提供了一种自由曲面玻璃精雕装置，其目的在于：解决传统自由曲面玻璃精雕设备因基座曲率固定而导致的灵活性不足的问题。

3、本发明的技术方案为：一种自由曲面玻璃精雕装置，包括安装架、设置于安装架顶部的精雕机、设置于安装架底部的底座，以及设置于底座顶面的曲面基座，曲面基座的顶面开设有安装槽，安装槽的内部弹性安装有第一滑动管，第一滑动管的顶部转动安装有吸附件，且第一滑动管的内部与吸附件的内部相互连通，底座的外壁设置有负压管，且负压管的内部与第一滑动管的内部相互连通，曲面基座的顶面开设有用于容纳吸附件的凹槽。

4、进一步的，第一滑动管的外壁设置有环形板，环形板的底面设置有复位弹簧，且复位弹簧远离环形板的一端与安装槽的内壁固定连接，第一滑动管的底端设置有连接管，且第一滑动管的内部与连接管的内部相互连通。

5、进一步的，第一滑动管的顶端设置有半球块，吸附件的底端设置有活动外罩，且活动外罩转动安装在半球块的外壁，半球块的外壁设置有导向杆，活动外罩的外壁开设有直槽，且导向杆在直槽的内部滑动。

6、进一步的，环形板的外壁设置有限位块，安装槽的内壁开设有供限位块滑动的限位槽。

7、进一步的，吸附件包括吸附部、扩展部和密封部。

8、进一步的，连接管的底端设置有与连接管的内部相互连通的第二滑动管，第二滑动管的外壁设置有膜囊，且膜囊设置有多个，膜囊的内部设置有挤压球，安装槽的内壁开设有挤压腔室，挤压腔室的内壁设置有用于限位挤压球的限位角，挤压腔室的内部设置有用于限位第二滑动管的锁止球，连接管的内壁设置有挡板，连接管的内部设置有挤压杆。

9、进一步的，挤压腔室的竖截面呈三角形。

10、进一步的，曲面基座的内部开设有气道，且气道与负压管的内部相互连通。

11、进一步的，本发明还提供了一种自由曲面玻璃加工方法，包括以下步骤，

12、采用气缸传动的行程限位和吸具柔性抓取结合的方式对玻璃进行抓取，然后将待加工曲面玻璃放置于曲面基座的多个吸附件上，多个吸附件贴合于待加工曲面玻璃的底面，待待加工曲面玻璃放稳后，控制负压管外接的真空泵工作，能够使待加工曲面玻璃被稳定固定在曲面基座上。

13、在精雕机上安装特质的刀头，刀头包括粗磨使用的烧结磨头，以及精修使用的电镀磨头，使用全自动加工程序用刀头在玻璃粗磨的尺寸在直接切掉余边，再使用机械手掰掉成形。

14、玻璃在划切成形后，全自动加工程序直接进行精磨，实现上下倒边成形。

15、加工完成后，控制负压管外接的真空泵呼气，可以轻松将曲面玻璃从多个吸附件上取下。

16、本发明的有益效果：

17、1、通过可活动地吸附件与第一滑动管，将待加工曲面玻璃放置于曲面基座的多个吸附件上，吸附件的扩展部首先与待加工曲面玻璃的底面接触，带动活动外罩在半球块的外壁转动，最终使得吸附件完全贴合于待加工曲面玻璃的底面，在待加工玻璃的压动下，第一滑动管在安装槽内部滑动，环形板能够对复位弹簧进行挤压，进而通过控制负压管外接的真空泵工作，能够使待加工曲面玻璃被稳定吸附固定在曲面基座上，从而使本装置能够适应不同曲率分布的自由曲面玻璃反射镜的曲面，有效提高了本装置的适用范围，有效解决了传统自由曲面玻璃精雕设备因基座曲率固定而导致的灵活性不足的问题。

18、2、通过负压管外接真空泵的吸气和呼气控制，实现了挤压杆和挤压球的联动，真空泵吸气时，挤压杆向靠近第二滑动管的方向滑动，挤压杆同步挤压多个挤压球，使得多个挤压球同步向相背方向移动，多个挤压球挤压锁止球，从而多个锁止球向上移动向内挤压第二滑动管，对第二滑动管的位置进行固定，确保在加工过程中各部分位置不发生滑动，极大地提高了加工稳定性和精度，保证玻璃的稳固固定，同时在加工完成后，真空泵呼气后，能够轻松释放玻璃，提高操作便捷性。

19、3、通过全自动加工程序、粗磨（300目烧结磨头）和精修（800目电镀磨头）刀头的配合使用，确保玻璃的尺寸和形状精确，减少了后续处理的难度和时间，不仅保证了加工质量，还减少了人工干预，提高了生产效率和一致性。

技术特征：

1.一种自由曲面玻璃精雕装置，包括安装架（1）、设置于安装架（1）顶部的精雕机（2）、设置于安装架（1）底部的底座（3），以及设置于底座（3）顶面的曲面基座（4），其特征在于：所述曲面基座（4）的顶面开设有安装槽（5），所述安装槽（5）的内部弹性安装有第一滑动管（6），所述第一滑动管（6）的顶部转动安装有吸附件（7），且第一滑动管（6）的内部与吸附件（7）的内部相互连通，所述底座（3）的外壁设置有负压管（9），且负压管（9）的内部与第一滑动管（6）的内部相互连通，所述曲面基座（4）的顶面开设有用于容纳吸附件（7）的凹槽（8）。

2.根据权利要求1所述的自由曲面玻璃精雕装置，其特征在于：所述第一滑动管（6）的外壁设置有环形板（14），所述环形板（14）的底面设置有复位弹簧（15），且复位弹簧（15）远离环形板（14）的一端与安装槽（5）的内壁固定连接，所述第一滑动管（6）的底端设置有连接管（16），且第一滑动管（6）的内部与连接管（16）的内部相互连通。

3.根据权利要求2所述的自由曲面玻璃精雕装置，其特征在于：所述第一滑动管（6）的顶端设置有半球块（11），所述吸附件（7）的底端设置有活动外罩（10），且活动外罩（10）转动安装在半球块（11）的外壁，所述半球块（11）的外壁设置有导向杆（13），所述活动外罩（10）的外壁开设有直槽（12），且导向杆（13）在直槽（12）的内部滑动。

4.根据权利要求3所述的自由曲面玻璃精雕装置，其特征在于：所述环形板（14）的外壁设置有限位块（20），所述安装槽（5）的内壁开设有供限位块（20）滑动的限位槽（21）。

5.根据权利要求4所述的自由曲面玻璃精雕装置，其特征在于：所述吸附件（7）包括吸附部（22）、扩展部（23）和密封部（24）。

6.根据权利要求5所述的自由曲面玻璃精雕装置，其特征在于：所述连接管（16）的底端设置有与连接管（16）的内部相互连通的第二滑动管（18），所述第二滑动管（18）的外壁设置有膜囊（26），且膜囊（26）设置有多个，膜囊（26）的内部设置有挤压球（27），所述安装槽（5）的内壁开设有挤压腔室（25），所述挤压腔室（25）的内壁设置有用于限位挤压球（27）的限位角（17），所述挤压腔室（25）的内部设置有用于限位第二滑动管（18）的锁止球（28），所述连接管（16）的内壁设置有挡板（30），所述连接管（16）的内部设置有挤压杆（29）。

7.根据权利要求6所述的自由曲面玻璃精雕装置，其特征在于：所述挤压腔室（25）的竖截面呈三角形。

8.根据权利要求7所述的自由曲面玻璃精雕装置，其特征在于：所述曲面基座（4）的内部开设有气道（19），且气道（19）与负压管（9）的内部相互连通。

9.一种自由曲面玻璃加工方法，采用如权利要求1所述的自由曲面玻璃精雕装置，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及玻璃精雕装置的技术领域，公开了一种自由曲面玻璃精雕装置及加工方法，其中，一种自由曲面玻璃精雕装置，包括安装架、设置于安装架顶部的精雕机、设置于安装架底部的底座，以及设置于底座顶面的曲面基座，曲面基座的顶面开设有安装槽，安装槽的内部弹性安装有第一滑动管，第一滑动管的顶部转动安装有吸附件，且第一滑动管的内部与吸附件的内部相互连通，底座的外壁设置有负压管，曲面基座的顶面开设有用于容纳吸附件的凹槽。该自由曲面玻璃精雕装置，能够适应不同曲率分布的自由曲面玻璃反射镜的曲面，有效解决了传统自由曲面玻璃精雕设备因基座曲率固定而导致的灵活性不足的问题。

技术研发人员：毕文江,曹志嫦,孙波,赵二帅,牛延赐,赵松
受保护的技术使用者：河南镀邦光电股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23