一种母线浮动式圆锥镜抛光装置

摘要

本发明涉及一种母线浮动式圆锥镜抛光装置，包括动力系统、母线浮动系统和抛光系统，所述的动力系统包括动力机架，动力机架的锥形动力轴伸出台面连接工件转盘，锥形动力轴带动工件转盘旋转；所述的母线浮动系统包括悬置于动力机架台面上的浮动盘，所述浮动盘中心有避让锥形动力轴的避让孔；浮动盘两侧设置导轨支撑，导轨支撑之间固定倾斜的母线抛光导轨；母线抛光导轨上设置用于驱动抛光系统往复运动的母线运动驱动电机；所述的抛光系统包括一个与母线抛光导轨垂直的抛光轴，抛光轴末端固定抛光盘，所述抛光盘由抛光盘驱动电机带动旋转。本发明的有益效果是1、工件重复安装定位精准，并提高生产效率；2、结构简单，制造成本低，使用方便。

权利要求

1.一种母线浮动式圆锥镜抛光装置，其特征在于，包括动力系统、母线浮动系统和抛光系统，所述的动力系统包括动力机架(1)，动力机架(1)的锥形动力轴(2)伸出台面连接工件转盘(5)，锥形动力轴(2)带动工件转盘(5)旋转；

所述的母线浮动系统包括悬置于动力机架(1)台面上的浮动盘(3)，所述浮动盘(3)中心有避让锥形动力轴(2)的避让孔；浮动盘(3)两侧设置导轨支撑，导轨支撑之间固定倾斜的母线抛光导轨(9)；母线抛光导轨(9)上设置用于驱动抛光系统往复运动的母线运动驱动电机(11)；

所述的抛光系统包括一个与母线抛光导轨(9)垂直的抛光轴(14)，抛光轴(14)末端固定抛光盘(16)，所述抛光盘(16)由抛光盘驱动电机(12)带动旋转。

2.根据权利要求1所述的母线浮动式圆锥镜抛光装置，其特征在于，所述的抛光盘(16)安装于抛光轴(14)上的母线导轨滑块(10)上，所述母线导轨滑块(10)套接于母线抛光导轨(9)上，所述母线运动驱动电机(11)推动母线导轨滑块(10)在母线抛光导轨(9)上做往复运动。

3.根据权利要求2所述的母线浮动式圆锥镜抛光装置，其特征在于，所述的抛光盘驱动电机(12)安装在母线导轨滑块(10)上，通过抛光盘驱动同步带轮(13)传递到抛光轴(14)上。

4.根据权利要求1至3任一所述的母线浮动式圆锥镜抛光装置，其特征在于，所述浮动盘(3)和动力机架(1)上有相应的过孔，浮动盘(3)与动力机架(1)通过浮动限位螺栓(4)相连。

5.根据权利要求4所述的母线浮动式圆锥镜抛光装置，其特征在于，所述的过孔内径大于螺栓直径1mm。

6.根据权利要求1至3任一所述的母线浮动式圆锥镜抛光装置，其特征在于，抛光轴(14)上装有压力砝码(15)。

说明书

一种母线浮动式圆锥镜抛光装置

技术领域

[0001] 本发明涉及光学抛光机械装置，具体涉及一种母线浮动式圆锥镜抛光装置。

背景技术

[0002] 锥体镜是形状如标准圆锥形的光学零件,它常应用于光学系统中的光束整形,它可以将一个圆形光束整形成圆环形光束,这样的光束在特定的应用场合非常有用,比如在集成电路光刻机中能提高光刻线条的分辩率,继而达到提高集成电路集成度的关键作用。

[0003] 锥体镜的制造尤其是抛光是非常困难的,对于要求不高的金属锥体镜一般通过车削或磨削的方式就可以完成制造。但是对用于高端应用的光学玻璃材料的锥体镜来说,磨削的方式仅仅属于该种零件的粗加工,而真正的制造难点在于抛光工序。

[0004] 传统的光学抛光工艺已经经历了上百年的发展,非常成熟。它对平面镜,球面镜,棱镜的加工非常适合,工艺成熟,加工效率高,加工精度高。光学零件的加工紧密依赖于制造它的加工设备,以上常用的光学零件抛光设备一般是单轴或多轴的平面抛光机,球面抛光机,柱面抛光机等,这些设备非常成熟,价格低,性能稳定,为绝大多数的光学加工企业所采用,但是锥体镜非常特殊,传统的加工设备不能完成对该零件的抛光,目前价格较低,适用于企业生产用的锥体镜抛光机没有设计出来上市销售。

[0005] 锥体镜的抛光难度之一,在于没有专用设备,它源于锥体镜的形状特殊.一般的光学零件,如平面镜,球面镜它的抛光轴线有无限多,并且零件上任何区域的曲率半径相等,这样的特性使的加工它的设备非常简单,即工件进行自转,抛光盘以零件同样的曲率半径的面形模盘(平面镜用平面抛光盘,球面镜用球面抛光盘),在工件的表面进行左右摆动,同时在工件表面添加抛光液即可进行平面镜,球面镜的抛光.但是锥体镜只有一个光轴,而且表面的各点的曲率半径沿光轴方向各不相同,即其母面是直线,但相邻母线的各点却是圆环面,造成抛光设备中工件可以旋转,而抛光盘却不能摆动,抛光盘不能是任何固定的曲率的问题。所以必须设计制造出能解决上述问题的专用的抛光装置才能解决问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种圆锥镜专用抛光装置，降低椎体镜抛光设备成本，减轻抛光劳动强度，提高抛光效率，适用与椎体镜批量生产。

[0007] 为达到上述发明目的，提供一种母线浮动式圆锥镜抛光装置，包括动力系统、母线浮动系统和抛光系统，所述的动力系统包括动力机架，动力机架的锥形动力轴伸出台面连接工件转盘，锥形动力轴带动工件转盘旋转；所述的母线浮动系统包括悬置于动力机架台面上的浮动盘，所述浮动盘中心有避让锥形动力轴的避让孔；浮动盘两侧设置导轨支撑，导轨支撑之间固定倾斜的母线抛光导轨；母线抛光导轨上设置用于驱动抛光系统往复运动的母线运动驱动电机；所述的抛光系统包括一个与母线抛光导轨垂直的抛光轴，抛光轴末端固定抛光盘，所述抛光盘由抛光盘驱动电机带动旋转。

[0008] 通过的可提供它旋转动力的动力机架改造，只保证锥形动力轴的伸出机架的台面，锥形旋转轴的动力系统直接传递到工件转盘上，浮动盘上有避让孔，因此浮动盘及安装在浮动盘上面的其他部件均不受传动动力的影响，能保持工件转盘转动的情况下，浮动盘不跟随工件及锥形动力轴构成的动力系统转动。浮动盘、导轨支撑和母线抛光导轨构成母线浮动系统，导轨左支撑，导轨右支撑，用于构成母线抛光导轨的支撑,与水平面的角度由导轨支撑的上端面的角度决定,角度的数值等于工件的底角度数。由于抛光轴和母线抛光导轨相垂直，因此抛光盘抛光为圆锥镜工件的母线方向，通过电机带抛光盘做往复运动，使抛光盘沿母线抛光导轨运动，平面抛光盘同时旋转运动进行抛光。

[0009] 优选的，所述的抛光盘安装于抛光轴上的母线导轨滑块上，所述母线导轨滑块套接于母线抛光导轨上，所述母线运动驱动电机推动母线导轨滑块在母线抛光导轨上做往复运动。

[0010] 优选的，所述的抛光盘驱动电机安装在母线导轨滑块上，通过抛光盘驱动同步带轮传递到抛光轴上。

[0011] 优选的，所述浮动盘和动力机架上有相应的过孔，浮动盘与动力机架通过浮动限位螺栓相连。经浮动盘上的过孔与动力机架固定,使工件转盘转动时,浮动盘不跟随转动。

[0012] 优选的，所述的过孔内径大于螺栓直径1mm。以便为导轨支撑摆动提供空间,又不跟随工作转盘转动

[0013] 优选的，抛光轴上装有压力砝码。通过调整压力砝码的重量,即可改变抛光轴向下的重力,从而达到改变抛光盘对工件表面抛光压力的作用。

[0014] 本发明的改进点是,锥镜的抛光是通过平面抛光盘沿母线抛光导轨运动,平面抛光盘同时旋转运动进行抛光；母线抛光导轨,抛光上下运动的抛光轴均安装在浮动盘上,浮动盘与工件转盘旋转运动隔离,浮动盘上支撑安装的各部件作为一个整体浮动安装在工件转盘上,使锥形轴的摆动窜动极少影响工件和平面抛光盘的相对位置姿态,形成浮动式的锥体镜抛光系统。浮动盘相对于工件转盘只微量摆动,并不跟随转动,浮动限位螺栓通过过孔与动力机架相连；平面抛光盘沿工件的母线运动姿态并不跟随工件表面变化而变化,而由母线导轨刚性的决定。抛光盘的姿态由抛光轴刚性决定,不会因工件表面的接触情况变化,是刚性约束的。以上几点保证了浮动式抛光机构既能浮动又能保证关键部位的高精度运动的机构.达到高效高精度的抛光锥体镜的目的。

[0015] 母线浮动抛光系统整体安装在锥形动力轴上,锥形轴带动工件盘转动时的径向跳动和轴向窜动会带动整个母线浮动抛光系统进行浮动式微量随动,使抛光盘和被抛光工件的相对位置保持稳定,忽略了工件轴转动的误差,降低了整个抛光系统对转动轴的要求；抛光盘在母线抛光导轨导向下进行固定角度姿态的往复平动；抛光盘进行自转使抛光盘磨损均匀化；抛光轴带动抛光盘在转动的同时进行上下的平稳随动；整个机构保证了各抛光运动的平稳性,降低了锥体镜抛光设备的成本,减轻了抛光劳动强度,提高了抛光效率,适用与锥体镜批量生产。本发明的有益效果是1、工件重复安装定位精准，并提高生产效率；2、结构简单，制造成本低，使用方便。

附图说明

[0016] 图1为本发明母线浮动式圆锥镜抛光装置示意图；

[0017] 其中：

[0018] 1-动力机架           2-锥形动力轴          3-浮动盘

[0019] 4-浮动限位螺栓       5-工件转盘            6-椎体镜

[0020] 7-导轨左支撑         8-导轨右支撑          9-母线抛光导轨[0021] 10-母线导轨滑块      11-母线运动驱动电机   12-抛光盘驱动电机[0022] 13-抛光同步带        14-抛光轴             15-压力砝码

[0023] 16-抛光盘

具体实施方式

[0024] 以下结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明。

[0025] 根据图1所示的一种母线浮动式圆锥镜抛光装置，包括动力系统、母线浮动系统和抛光系统，所述的动力系统包括动力机架1，动力机架1的锥形动力轴2伸出台面连接工件转盘5，锥形动力轴2带动工件转盘5旋转。对可提供旋转动力的动力机架1改造，只保证锥形动力轴2的伸出机架的台面。

[0026] 母线浮动系统包括悬置于动力机架台面上的浮动盘5，所述浮动盘5中心有避让锥形动力轴3的避让孔；浮动盘5两侧设置导轨支撑，分别为导轨左支撑7和导轨右支撑8，导轨支撑之间固定倾斜的母线抛光导轨9。锥形轴2旋转的动力系统直接传递到工件转盘5上，浮动盘3及安装在它上面的其他部件，除取椎体镜6外，均不受传动动力的影响，能保持工件转盘5转动的情况下，浮动盘3不跟随转动。所述浮动盘和动力机架上有相应的过孔，浮动盘3与动力机架1通过浮动限位螺栓4相连。经浮动盘上的过孔与动力机架固定,使工件转盘转动时,浮动盘不跟随转动。所述的过孔内径大于螺栓直径1mm。以便为导轨支撑摆动提供空间,又不跟随工作转盘转动。浮动盘3通过浮动限位螺栓4，经浮动盘上的过孔与动力机架1固定,使工件转盘5转动时,浮动盘3不跟随转动。导轨左支撑7，导轨右支撑8，用于构成母线抛光导轨9的支撑,9与水平面的角度由导轨左支撑7、导轨右支撑8的上端面的角度决定,角度的数值等于锥体镜6的底角度数。锥体镜6用粘接剂粘接到工件转盘5上,并保证同心。母线抛光导轨9上设置用于驱动抛光系统往复运动的母线运动驱动电机11。

[0027] 所述的抛光系统包括一个与母线抛光导轨9垂直的抛光轴14，抛光轴14末端固定抛光盘16，抛光轴14上有一母线导轨滑块10，所述母线导轨滑块10套接于母线导轨9上，母线驱动电机11驱动母线导轨滑块10做往复运动，所述抛光盘驱动电机12也安装在母线导轨滑块10上，通过抛光盘驱动同步带轮13传递到抛光轴14上。所述抛光盘16由抛光盘驱动电机12带动旋转。抛光轴14上装有压力砝码15。通过调整压力砝码15的重量,即可改变抛光轴14向下的重力,从而达到改变抛光盘16对工件表面抛光压力的作用。

[0028] 整个系统通过工件旋转，抛光盘16沿椎体镜6的母线直线运动，抛光盘5自身旋转运动并伴有上下随动，构成了母线浮动式圆锥镜抛光装置。

[0029] 本发明的改进点是,锥镜的抛光是通过平面抛光盘16沿母线抛光导轨运动,平面抛光盘16同时旋转运动进行抛光；母线抛光导轨9,抛光上下运动的抛光轴14均安装在浮动盘3上,浮动盘3与工件转盘5旋转运动隔离,浮动盘3上支撑安装的各部件作为一个整体浮动安装在工件转盘5上,使锥形轴2的摆动窜动极少影响工件和平面抛光盘16的相对位置姿态,形成浮动式的锥体镜抛光系统。浮动盘3相对于工件转盘5只微量摆动,并不跟随转动,浮动限位螺栓4通过过孔与动力机架1相连；平面抛光盘16沿工件的母线运动姿态并不跟随工件表面变化而变化,而由母线导轨9刚性的决定。抛光盘16的姿态由抛光轴14刚性决定,不会因椎体镜6表面的接触情况变化,是刚性约束的。以上几点保证了浮动式抛光机构既能浮动又能保证关键部位的高精度运动的机构.达到高效高精度的抛光锥体镜的目的。

[0030] 母线浮动抛光系统整体安装在锥形动力轴14上,锥形动力轴14带动工件转盘5转动时的径向跳动和轴向窜动会带动整个母线浮动抛光系统进行浮动式微量随动,使抛光盘16和被抛光工件的相对位置保持稳定,忽略了工件轴转动的误差,降低了整个抛光系统对转动轴的要求；抛光盘16在母线抛光导轨9导向下进行固定角度姿态的往复平动；抛光盘16进行自转使抛光盘磨损均匀化；抛光轴14带动抛光盘16在转动的同时进行上下的平稳随动；整个机构保证了各抛光运动的平稳性,降低了锥体镜抛光设备的成本,减轻了抛光劳动强度,提高了抛光效率,适用与锥体镜6批量生产。本发明利用安装在工件转盘5上的,平行于圆锥体镜母线的抛光导轨,承载平面抛光盘16,沿着母线进行往复性抛光.具有结构简单,易制造,能进行各种锥角的锥体镜的抛光,避免了纯手工抛光的效率低,成品率低和不确定性大的问题,也避免了购置专用数控抛光设备的高成本的问题，该成果不但适用玻璃锥体镜的抛光,也可用于金属,陶瓷等材料的锥形镜的抛光。该项成果直接提高抛光锥体镜的面形精度,生产效率,工艺可靠性稳定性。

[0031] 以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。