一種數控光學加工工具機的布置結構的製作方法

2023-06-27 09:10:31

專利名稱：一種數控光學加工工具機的布置結構的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於大型光學表面(非球面、球面)的加工設備製造技術領域，具體涉及光學表面銑磨機、小磨具光學表面成型與拋光機、能動盤光學表面成型與拋光機的功能集成與結構設計。
背景技術：
現有技術的大型集成多功能光學加工系統。該系統包括基座、平行導軌、龍門雙立柱及橫梁；基座上裝有平行導軌，並在平行導軌上安裝可移動和可轉動的數控轉臺；龍門雙立柱安裝在基座上，其上橫跨橫梁，橫梁上安裝有三種磨頭——數控小型金剛石單刃銑磨磨頭、數控小工具光學表面成型與拋光磨頭、數控子孔徑能動應力盤成型與拋光磨頭；通過減速箱和橫梁下沿的可拆卸連接件組可以臨時安裝可拆卸的經典拋光碟和全口徑能動應力盤；計算機數字控制系統的上位計算機經高速數據通道通過多個伺服系統控制三種磨頭以及經典拋光碟和全口徑能動應力盤，完成數控小型金剛石單刃銑磨光學表面成型、數控小工具光學表面成型與拋光、數控子孔徑能動應力盤非球面成型與拋光、經典法成型與拋光、數控全口徑能動應力盤非球面成型與拋光五種功能。該工具機通過一個基座和橫梁安裝三種磨頭、加裝經典法研磨拋光組件和全口徑能動應力盤、基座安裝共用的數控轉臺，使一臺集成加工系統機構替代了完成相同功能的五套單機的五套機械結構。但是，該工具機也有一些缺陷和不足。首先，旋轉工作檯在基座的導軌上移動的方式，則在加工中，工件除了作必要的旋轉外，還需要作一定的平移運動來完成加工動作，這樣就增加了加工中的安全風險，同時也造成檢測過程中繁瑣費時的工件定位操作，不適合特大型光學元件的加工。第二，三種磨頭安裝在橫梁的同側，在加工中使用其相互之間也會發生不必要的幹涉，比如銑磨頭就不得不在研磨和拋光時取下，在需要銑磨時再安裝上去，對於加工特大型光學元件就很不方便。

實用新型內容(一)要解決的技術問題本實用新型的目的就是克服現有工具機的不足，本實用新型提出一種數控光學加工工具機的布置結構，對其加以改進。( 二 )技術方案為達到上述目的，本實用新型數控光學加工工具機的布置結構結局技術問題的技術方案包括左床身、左龍門進給傳動機構、左立柱、小磨具光學表面成型與拋光工具、左進給箱、橫梁、左滑座滑枕、右滑座滑枕、右進給箱、能動盤光學表面成型與拋光工具、右立柱、工件、多點支撐、副工作檯、右龍門進給傳動機構、工作檯、右床身、後滑座滑枕、後進給傳動機構、和光學表面銑磨工具，其中在工作檯上安裝副工作檯，副工作檯上安裝有多點支撐並放置工件；工作檯位於工具機中心部位，在工具機的兩側與工作檯對稱安裝左床身和右床身，左床身與右床身互相平行，在左床身和右床身上安裝左龍門進給傳動機構和右龍門進給傳動機構，在左龍門進給傳動機構和右龍門進給傳動機構上安裝左立柱和右立柱，在左立柱和右立柱上固定橫梁；在後進給傳動機構上裝有光學表面銑磨工具用的後滑座滑枕，光學表面銑磨工具裝在後滑座滑枕上；橫梁左右兩端各裝有左進給傳動機構和右進給傳動機構； 在橫梁上的左進給傳動機構上裝有小磨具光學表面成型與拋光工具用的左滑座滑枕，小磨具光學表面成型與拋光工具裝在左滑座滑枕上；在橫梁上的右進給傳動機構上裝有能動盤光學表面成型與拋光工具用的右滑座滑枕，能動盤光學表面成型與拋光工具裝在右滑座滑枕上。優選實施例，光學表面銑磨工具、小磨具光學表面成型與拋光工具和能動盤光學表面成型與拋光工具是相互獨立的，並安裝在橫梁上不同的進給傳動機構及滑座滑枕上； 在工具機的前後方向上，光學表面銑磨工具在一側，小磨具光學表面成型與拋光工具和能動盤光學表面成型與拋光工具在另一側；在工具機的左右方向上，小磨具光學表面成型與拋光工具在一側，能動盤光學表面成型與拋光工具在另一側。本實用新型的有益效果本實用新型在設備上採用這種布置結構的主要優點是 工作檯固定，則加工過程中工件除了必要的旋轉外，不必進行平移運動，對於特大型光學元件來說，降低了加工中的安全風險，也免去了檢測過程中繁瑣費時的工件定位操作。橫梁採用前後兩面安裝獨立的進給傳動機構，可以把多個銑磨工具和成型拋光工具裝在一個橫梁上，改換工序方便，可大大提高生產效率。本實用新型可對特大型光學元件進行綜合加工， 集成了不同的加工工具。

圖1、圖2是本實用新型的結構示意圖；具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，並參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。本實用新型是一種數控光學加工工具機的布置結構是針對大型數控光學加工工具機 (對特大型光學元件進行綜合加工的設備)集成不同的獨立加工工具的需要而採用的新的布置結構。其結構形式為龍門式結構工作檯固定，工作檯兩側為固定床身，在床身上安裝龍門進給傳動機構，工具機的橫梁安裝在左右立柱上，左右立柱安裝在龍門進給傳動機構上並隨其移動。在橫梁的前後兩面安裝三副獨立的進給傳動機構和滑座滑枕，分別在滑座滑枕上安裝光學表面銑磨工具、小磨具光學表面成型與拋光工具、能動盤光學表面成型與拋光工具。這樣的布置結構能夠克服現有加工設備的不足，在一臺工具機完成除鍍膜外的全部光學元件加工工藝過程提高加工質量和效率。如圖1、圖2所示本實用新型的工具機，由左床身1、左龍門進給傳動機構2、左立柱 3、小磨具光學表面成型與拋光工具4、左進給傳動機構5、橫梁6、左滑座滑枕7、右滑座滑枕 8、右進給傳動機構9、能動盤光學表面成型與拋光工具10、右立柱11、工件12、多點支撐13、 副工作檯14、右龍門進給傳動機構15、工作檯16、右床身17、後滑座滑枕18、後進給傳動機構19、和光學表面銑磨工具20組成。在工作檯上安裝副工作檯14，副工作檯14上安裝有多點支撐13並放置工件12。工作檯16位於工具機中心部位，在工具機的兩側與工作檯16對稱安裝左床身1和右床身17，左床身1與右床身17互相平行，在左床身1和右床身17上安裝左龍門進給傳動機構2和右龍門進給傳動機構15，在左龍門進給傳動機構2和右龍門進給傳動機構15上安裝左立柱3和右立柱11，在左立柱3和右立柱11上固定橫梁6 ；在後進給傳動機構19上裝有光學表面銑磨工具20用的後滑座滑枕18，光學表面銑磨工具20裝在後滑座滑枕18上；橫梁6左右兩端各裝有左進給傳動機構5和右進給傳動機構9 ；在橫梁 6上的左進給傳動機構5上裝有小磨具光學表面成型與拋光工具4用的左滑座滑枕7，小磨具光學表面成型與拋光工具4裝在左滑座滑枕7上；在橫梁上的右進給傳動機構9上裝有能動盤光學表面成型與拋光工具10用的右滑座滑枕8，能動盤光學表面成型與拋光工具10 裝在右滑座滑枕8上。本實用新型數控光學加工工具機的布置結構的動態工作過程，使用本實用新型數控光學加工工具機加工工件須在工作檯16上依次放置好副工作檯14、多點支撐13和工件12， 然後進行相關操作。本實用新型進行銑磨時，左進給傳動機構5帶動左滑座滑枕7及小磨具光學表面成型與拋光工具4移動到橫梁6左端停止，右進給傳動機構9帶動右滑座滑枕8及能動盤光學表面成型與拋光工具10移動到橫梁6右端停止，左龍門進給傳動機構2和右龍門進給傳動機構15帶動左立柱3右立柱11及其上的橫梁6等部件移動到工件上方，工作檯16帶動副工作檯14、多點支撐13和工件12旋轉，後進給傳動機構19帶動後滑座滑枕18及光學表面銑磨工具20在工件12上方作左右移動進行銑磨。銑磨結束後，工作檯16停止旋轉， 左龍門進給傳動機構2和右龍門進給傳動機構15帶動左立柱3右立柱11及其上的橫梁6 等部件移開工件12上方後停止。本實用新型進行拋光時，後進給傳動機構19帶動後滑座滑枕18及光學表面銑磨工具20移動到橫梁6的一端，左龍門進給傳動機構2右龍門進給傳動機構15帶動左立柱 3右立柱11及其上的橫梁6等部件移動到工件12上方，工作檯16帶動副工作檯14、多點支撐13和工件12旋轉。若使用能動盤光學表面成型與拋光工具10進行拋光，則左進給傳動機構5帶動左滑座滑枕7及小磨具光學表面成型與拋光工具4移動到橫梁6左端停止， 右進給傳動機構9帶動右滑座滑枕8及能動盤光學表面成型與拋光工具10在工件12上方作左右移動進行拋光；若使用小磨具光學表面成型與拋光工具4進行拋光，則右進給傳動機構9帶動右滑座滑枕8及能動盤光學表面成型與拋光工具10移動到橫梁6右端停止，左進給傳動機構5帶動左滑座滑枕7及小磨具光學表面成型與拋光工具4在工件12上方作左右移動進行拋光。拋光結束後，工作檯16停止旋轉，左龍門進給傳動機構2右龍門進給傳動機構15帶動左立柱3右立柱11及其上的橫梁6等部件移開工件12上方後停止。若兩個拋光工具各自左右移動範圍控制在工件12左右兩側，則可以同時使用它們進行拋光而不會相互幹涉。以上所述，僅為本實用新型中的具體實施方式
，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉該技術的人在本實用新型所揭露的技術範圍內，可理解想到的變換或替換，都應涵蓋在本實用新型的包含範圍之內，因此，本實用新型的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
權利要求1.一種數控光學加工工具機的布置結構，其特徵在於，該布置結構由左床身(1)、左龍門進給傳動機構(2)、左立柱(3)、小磨具光學表面成型與拋光工具(4)、左進給傳動機構(5)、 橫梁(6)、左滑座滑枕(7)、右滑座滑枕(8)、右進給傳動機構(9)、能動盤光學表面成型與拋光工具(10)、右立柱(11)、工件(12)、多點支撐(13)、副工作檯(14)、右龍門進給傳動機構 (15)、工作檯(16)、右床身(17)、後滑座滑枕(18)、後進給傳動機構(19)和光學表面銑磨工具00)組成，其中在工作檯(16)上安裝副工作檯(14)，副工作檯(14)上安裝有多點支撐 (13)，並多點支撐(13)上放置工件(12)；工作檯(16)位於工具機中心部位，工作檯(16)對稱安裝左床身(1)和右床身(17)之間，左床身(1)與右床身(17)互相平行，在左床身(1) 和右床身(17)上安裝左龍門進給傳動機構(2)和右龍門進給傳動機構(15)，在左龍門進給傳動機構⑵和右龍門進給傳動機構(15)上安裝左立柱(3)和右立柱(11)，在左立柱(3) 和右立柱(11)上固定橫梁(6)；在後進給傳動機構(19)上裝有光學表面銑磨工具00)用的後滑座滑枕(18)，光學表面銑磨工具OO)裝在後滑座滑枕(18)上；橫梁(6)左右兩端各裝有左進給傳動機構( 和右進給傳動機構(9)；在橫梁(6)上的左進給傳動機構(5) 上裝有小磨具光學表面成型與拋光工具(4)用的左滑座滑枕(7)，小磨具光學表面成型與拋光工具(4)裝在左滑座滑枕(7)上；在橫梁(6)上的右進給傳動機構(9)上裝有能動盤光學表面成型與拋光工具(10)用的右滑座滑枕(8)，能動盤光學表面成型與拋光工具(10) 裝在右滑座滑枕(8)上。
2.根據權利要求1所述數控光學加工工具機的布置結構，其特徵為光學表面銑磨工具 (20)、小磨具光學表面成型與拋光工具(4)和能動盤光學表面成型與拋光工具(10)是相互獨立的，並安裝在橫梁(6)上不同的進給傳動機構及滑座滑枕上；在工具機的前後方向上，光學表面銑磨工具00)在一側，小磨具光學表面成型與拋光工具(4)和能動盤光學表面成型與拋光工具(10)在另一側；在工具機的左右方向上，小磨具光學表面成型與拋光工具在一側 G)，能動盤光學表面成型與拋光工具(10)在另一側。
專利摘要本實用新型是一種數控光學加工工具機的布置結構，包括工作檯對稱安裝在工具機的左床身和右床身之間，左右床身互相平行，在左右床身上安裝左右龍門進給傳動機構，在左右龍門進給傳動機構上安裝左立柱和右立柱，在左立柱和右立柱上固定橫梁；在後進給傳動機構上裝有光學表面銑磨工具用的後滑座滑枕，光學表面銑磨工具裝在後滑座滑枕上；橫梁左右兩端各裝有左進給傳動機構和右進給傳動機構；在橫梁上的左進給傳動機構上裝有小磨具光學表面成型與拋光工具用的左滑座滑枕，小磨具光學表面成型與拋光工具裝在左滑座滑枕上；在橫梁上的右進給傳動機構上裝有能動盤光學表面成型與拋光工具用的右滑座滑枕，能動盤光學表面成型與拋光工具裝在右滑座滑枕上。
文檔編號B24B13/00GK201970174SQ20102068004
公開日2011年9月14日 申請日期2010年12月27日 優先權日2010年12月27日
發明者伍凡, 周家斌, 孟德惠, 曾志革, 李曉今, 範斌 申請人:中國科學院光電技術研究所