简易双面适用于不规则透镜的双面抛光机的制作方法

本发明涉及一种抛光设备，特别是涉及一种简易双面适用于不规则透镜的抛光机。

背景技术：

目前，国内外的双面抛光技术基本上都是对于平面对称元件进行双面抛光，即元件水平放置，两个抛光模置于元件上下表面对元件进行抛光，适用于圆形，方形等形状较为规则元件的抛光加工，而对于具有一定长宽比，两工作表面具有一定夹角的非对称，非平行元件的双面抛光设备则没有出现。

随着现代天文科学、激光技术的进步与发展，对精密表面楔形光学元件的需求越来越多，与之对应的高精密加工技术显得愈发重要，对于高精度平行平面光学元件的加工技术已经比较成熟，但对于具有一定夹角的非平行平面或球面的加工则比较繁琐，需要运用不同夹具，依次加工各表面才能完成。对于较厚的元件而言，多次装夹对面形影响较小，而对于超薄的元件而言则对面形影响巨大。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题，提供一种抛光机，能够对矩形,楔形或者不规则元件的非圆对称的两个相对表面特别是两相对表面具有一定夹角的元件，进行研磨抛光加工以提高工作效率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种简易双面适用于不规则透镜的抛光机，导轨及支架立于抛光机机身的正上方，抛光臂位于支架下方，抛光臂分竖臂和横臂两部分；抛光臂竖臂部分的上端与支架导轨（圆柱型滚动导轨）相连接，导轨两侧固定有位置限制开关，抛光模通过紧固螺栓固定于抛光臂前后两端，其特征在于，抛光臂竖臂部分上端为实心圆柱，下端中空内部固定有一双作用位移气缸，气缸轴固定于抛光臂横臂上端面中心位置，为抛光臂横臂提供上下方向位移；在抛光臂横臂部分的前后两端分别开设有“井”字型槽，该两个“井”字型槽中通过气缸悬臂紧固螺栓与气缸固定悬臂分别固定有两套压力控制气缸；同时，该两个“井”字型槽中通过伺服电机固定悬臂紧固螺栓与伺服电机固定悬臂分别固定有两套伺服电机；两个抛光头分别通过固定板固定于两套伺服电机轴上，其中伺服电机的固定悬臂可绕固定轴摆动，分别为两个抛光磨头提供左右方向位移，并分别对工件的两面进行抛光；双作用位移气缸及两个压力控制气缸与两套伺服电机的运动由电气控制箱控制；抛光臂下方，机身位置处固定有夹持架，夹持架分左右和下方三个部分，其中左右部分上下端固定有锁紧螺母，作固定工件用；下方部分为工件提供底部支撑力。

上述抛光臂竖臂下端中空内部所固定的双作用位移气缸，建议采用较大的位移气缸。

所述抛光臂竖臂外侧固定有抛光臂辅助支撑臂，使抛光臂竖臂和抛光臂横臂具有较好的链接。

更具体和更详细地说，本发明是一种用于不规则透镜的大长宽比双面抛光机，包括抛光臂，抛光模，导轨及支架，动力控制器，传动齿轮，传动带，左右限位的机械限位开关，抛光槽，抛光压力辅助支架，抛光压力控制螺旋钮套，导轨及支架立于抛光机正上方，抛光臂位于支架下方，二者由圆柱型滚动导轨相连接，支架上方左右两端、抛光臂上端分别固定有梯形齿传动齿轮，动力控制器上端分别设有梯形齿传动齿轮，四者成一直线与导轨平行，四个传动齿轮通过传动带相连接，带动抛光臂运动，支架左右两端安装有机械限位开关，抛光模通过紧固螺栓固定于抛光臂前后两端，抛光模上端固定臂上开有长度为l的直线型槽，使抛光模在机架上的上下位置可改变，以及，抛光模固定臂与抛光模主体通过自锁轴承相连接，使抛光模可绕自身轴旋转，还包括第一下端竖臂和第二下端竖臂，第一下端竖臂与第二下端竖臂之间连接的第一下螺旋钮套，第三下端竖臂第四下端竖臂,第三下端竖臂与第四下端竖臂之间连接的第二下螺旋钮套组成。

还包括第一下端竖臂和第二下端竖臂与第一下螺旋钮套连接的一端具有螺距螺纹，另一端扁圆连接头，第三下端竖臂和第四下端竖臂与第二下螺旋钮套连接的一端具有螺距螺纹，另一端扁圆连接头。

而且第一下端竖臂的上端具有扁圆连接头，固定于抛光臂横臂的下端，另一端螺纹连接第一下螺旋钮套，第二下端竖臂的上端具有外螺纹端并与第一下螺旋钮套相螺纹连接，第二下端竖臂的另一端固定于抛光模外侧的加强筋处。

本发明的有益效果是与普通双面抛光机相比，造价较大幅度降低，集平行抛光于夹角抛光于一体，适用于具有透射波前和反射波前要求的矩形、楔形超薄镜光学元件的抛光。

附图说明

为更清楚的说明本发明实施方案或现有的技术方案，下面对发明实施方案或现有技术方案的实施方法所需使用的附图作简要的介绍。

图1是本发明的总体结构示意图（俯视图）；

图2是本发明主视图；

图3为本发明所用抛光臂图；

图中零部件及编号为：

1-1.抛光臂横臂；1-2.抛光臂竖臂；2-1、2-2.分别为两个气缸固定悬臂；3-1、3-2.分别为两个气缸；4-1、4-2.分别为两个伺服电机；5-1、5-2.分别为两个伺服电机固定悬臂；6-1、6-2.分别为两个气缸固定悬臂紧固螺栓；7-1、7-2.分别为两个伺服电机固定悬臂紧固螺栓；8.导轨及支架；9.电气控制箱；10.传动齿轮及传动带；11、13.左右机械限位开关；12.机身；14.抛光臂上下位移气缸；15-1、15-2.抛光臂辅助支撑臂；16-20为工件左右两端夹持装置，分别包括右侧上下螺母16-1、16-3、夹持架16-2、夹持架20-2和左侧上下螺母20-1、20-3；17.工件下端固定装置；18.工件；19.抛光槽；21.小磨头；22.小磨头固定板；23.小磨头抛光垫。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

如图1-3，大长宽比双面抛光机包括抛光臂1，该种抛光臂由相互垂直的两部分组成，横臂1-1和竖臂1-2，二者通过抛光臂上下位移气缸14和抛光臂辅助支撑臂15相连接。横臂左右两端分别开有“井”字型槽，用于固定气缸固定悬臂2-1、2-2和伺服电机固定悬臂5-1、5-2。竖臂上端与支架导轨相连接，顶部与梯形齿轮连接。竖臂下端内部置有气缸14，该气缸下端固定在横臂上端面中心位置处。气缸3-1、3-2，位于抛光臂下方外侧，由气缸固定悬臂2固定于抛光臂上。伺服电机4-1、4-2，位于抛光臂下方气缸3-1、3-2里侧（即靠近抛光臂几何中心），由伺服电机固定悬臂5-1、5-2固定于抛光臂上。气缸固定悬臂2-1、2-2和伺服电机固定悬臂5-1、5-2分别由气缸固定悬臂紧固螺栓6-1、6-2和伺服电机固定悬臂紧固螺栓7-1、7-2固定于抛光臂上。其中气缸臂固定不动，伺服电机臂可绕固定螺栓轴向摆动。导轨及支撑架8位于机身中部位置。电气控制箱9位于导轨及支架8的右侧，下端与机身相连接。传动齿轮及传动带10，相同的传动齿轮分别安装在机架8的左右两侧上端中心位置处，电气控制箱电机轴上端，另一个位于抛光臂竖臂上端，四者成一直线排列与导轨平行。四个传动齿轮通过传动带相连接，带动抛光臂运动。左右限位的机械限位开关11、13位于导轨外侧左右两端，11位于导轨右端，其右端距右端支撑架约20mm，13位于导轨左端，其左端位于左端支架约20mm。机身12，支撑导轨及支撑架和电气控制柜及抛光槽。工件左右两端夹持装置抛光臂上下位移气缸14。抛光臂辅助支撑臂15。工件左右两端夹持装置16、20，位于抛光槽19内侧竖臂，其中16位于右侧竖臂，20位于左侧竖臂。工件下端固定装置17，固定于抛光槽底部，其高度可调。工件18。抛光槽19位于机身上表面中部，其三分之一高度凹陷于机身内。抛光小磨头21，通过小磨头固定板固定于伺服电机轴上，可随电机轴高速旋转。小磨头固定板22，位于小磨头和伺服电机之间。小磨头抛光垫23，位于小磨头外侧，直接与工件接触。导轨及支架8立于机身12正上方中部；抛光臂1位于导轨支架8下方，二者由圆柱型滚动导轨相连接；支架上方左右两端分别固定有梯形齿传动齿轮5，相同的齿轮亦分别安装在抛光臂上端，电气控制箱上端，四者成一直线与导轨平行。四个传动齿轮通过传动带相连接，带动抛光臂运动。

小磨头23通过小磨头固定板22固定于伺服电机4轴上，小磨头背面开有半径为r1mm的球窝，伺服电机轴前端为半径为（r1-1）mm的球头，固定板22侧端亦开有半径为r1的球窝状凹槽。使小磨头23在随伺服电机轴旋转的同时绕伺服电机轴旋转，并可朝任一方向俯仰一定的角度。伺服电机4上端有一中部开有矩形槽的凸台，与伺服电机固定臂下端凸圆通过紧固螺栓相连接。矩形槽宽度大于固定臂凸圆的宽度，使得固定臂可绕紧固螺栓摆动。固定臂上端通过紧固螺栓7固定于抛光臂横臂1-1“井”字槽中，位置可根据工件宽度任意调整。伺服电机后部中心位置处亦同样有一带有半径r2mm球窝的凸台，移气缸3的气缸轴的前端为一球头半径（r2-1）mm位于球窝内，从而可对伺服电机施加一横向压力，由于小磨头固定于伺服电机轴上，小磨头同样可受到横向压力。气缸3上端与伺服电机4上端类似，同样有一开有矩形槽的凸台，与气缸固定悬臂3相连接，不通之处在于悬臂与气缸二者通过螺栓成直角固定，不能摆动，悬臂2上端通过紧固螺栓6固定于抛光臂横臂1-1“井”字槽中，且悬臂不能绕紧固螺栓摆动。因此，伺服电机4与气缸3的不同之处在于气缸3的位置固定后不能摆动，而伺服电机4可绕紧固螺栓摆动。

实施例1

以一楔角为α的楔形光学元件为例。工作前，根据元件宽度调整抛光槽底部支架17的高度，使其恰好位于抛光槽中间位置处，把工件装夹固定装置16和20分别包括右侧上下螺母16-1、16-3、夹持架20-2和左侧上下螺母20-1、20-3、夹持架20-2，上下螺母及左右夹持架均调节至最大位置，然后把楔形工件下端放置下端支撑架17上，左右两端放置在夹持装置16、20上，分别调节上下螺母16-1、16-3；20-1、20-3和夹持架16-2、20-2，使元件保持不动，又不因夹持力过大造成工件变形。然后把伺服电机固定悬臂5安装在抛光臂横臂1-1上，后把伺服电机安装在伺服电机固定悬臂下端，把小磨头21通过小磨头固定板22固定在伺服电机轴上，调节悬臂5在抛光横臂上的位置使小磨头抛光垫23与工件表面接触。安装气缸固定悬臂2和气缸3使气缸轴球头插入伺服电机4后部球窝内，紧固螺栓6使悬臂固定于抛光横臂1-1上，固定悬臂2下端螺栓，使气缸固定不动，并对气缸充气，使其维持一定压力，通过伺服电机与小磨头的传递，使抛光垫23对工件产生一定压力。调节左右机械限位开关11和13，使二者的相对距离略短于工件长度而长于工件所要求的有效口径的长度,防止抛光臂运动过量。打开机身右侧动力控制器9，输入工件有效口径长度。当抛光模运动到有效长度时便改变运动方向，反向转动同时带动抛光模反向运动，由此往复完成抛光过程。

实施例2

当对不规则透镜元件进行抛光时，前面步骤与对楔形零件抛光基本相同。不同之处在于抛光模的角度控制，使倾斜的抛光模旋转到竖直位置即可，使其完全贴合于工件表面。

当然同样可以应用于矩形透镜，其它方面实施操作方式相同。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业人员能够实现或使用本发明，对这些实施例的修改对本领域的专业人员来说将是显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的的原理和新颖点相一致的最宽范围。