一種大口徑平面光學元件拋光裝置的製作方法
2023-05-14 06:36:56 1
專利名稱：一種大口徑平面光學元件拋光裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光學元件的拋光裝置，尤其是涉及一種用於大口徑平面光學元件拋光裝置。
背景技術：
現代科學技術的不斷發展對超精密表面的需求越來越多，所謂高精度表面通常是指精度為0. 3 0. 03 μ m的表面，與之相應的加工技術就稱為高精度表面加工技術。現今許多大型系統需要大量的大口徑高精度平面光學元件就需要此類技術進行加工。在大口徑高精度平面光學元件的加工中，拋光是一種非常重要的技術，但目前還存在一些問題，例如對操作者的經驗依賴太強，加工效率不高，加工質量也不穩定。如何使高精度大口徑平面元件實現高效批量化加工，是擺在光學製造領域的一個重要課題，也是對目前光學製造領域的一次嚴峻挑戰。(參見文獻朱海波，大口徑平面元件的數控拋光技術研究，[D].工學碩士學位論文，四川大學)在一般拋光過程中，只是對工件施加一個負載以提供拋光壓強，由於工件表面形貌存在凸凹不平的情況，以及拋光過程中工件邊緣應力突變的影響，在拋光過程中需要根據實際情況，對工件背面施加一個非均勻的壓強分布，使得工件表面材料去除率不均勻，從而迅速收斂面形誤差，改善面形質量。
發明內容
本發明的目的在於針對大口徑光學元件拋光過程中，工件表面存在凹凸不平以及拋光過程中存在邊緣應力突變等狀況影響拋光精度的不足，提供一種大口徑平面光學元件拋光裝置。本發明設有連接軸、夾具外殼、控制層、電機座、至少2個微型電機、傳動片、真空薄膜和夾持裝置；所述連接軸與外部工具機連接，所述控制層、電機座、微型電機、傳動片和真空薄膜從上至下依次設於夾具外殼內，控制層內設有單片機，單片機通過連接軸上開的小孔與外部的PC連接；微型電機固定在電機座上，微型電機的動力線集中連接到控制層中的單片機，每個微型電機下方都連接一個傳動片，所有傳動片都緊貼真空薄膜。拋光時，工件在夾持裝置作用下緊貼真空薄膜。所述微型電機可呈陣列排列或環形排列。本發明改進了傳統大口徑平面光學元件拋光夾具的結構，在夾具緊貼工件背面的真空薄膜上方添加控制層、電機座以及若干微型電機，利用控制層控制真空薄膜上方各區域的微型電機對各自下方區域施加不同壓力，壓力由真空薄膜傳遞到工件的背面，實現對工件背面各個區域壓力的控制。由此，本發明具有以下突出優點1)拋光過程工件局部壓力可控通過控制層控制微型電機動力線的通斷或者信號的強弱來控制真空薄膜上方各個區域的微型電機對各自下方區域施加壓力，壓力由真空薄膜傳遞到工件的背面，從而實現對工件背面各個區域壓力的控制；2)本發明易於與工具機配合，操作簡單方便。
圖1為本發明實施例的結構組成示意圖。圖2為本發明實施例的工作示意圖。圖3為本發明實施例的微型電機在電機座上的陣列排列圖。圖4為本發明實施例的微型電機在電機座上的環狀排列圖。在圖1 4中，各標記為1夾持裝置、2真空薄膜、3傳動片、4夾具外殼、5連接軸、6控制層、7電機座、8微型電機、9拋光碟、10拋光墊、11拋光夾具、12工件。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步闡述。參見圖1、3和4，本發明實施例設有連接軸5、夾具外殼4、控制層6、電機座7、微型電機8、傳動片3、真空薄膜2和夾持裝置1，連接軸5用於本發明實施例與外部工具機的連接，夾具外殼4起保護、防塵等作用，夾具外殼4內從上到下依次為控制層6、電機座7、微型電機8、傳動片3以及真空薄膜2，控制層6內設有單片機，單片機通過連接軸5上開的小孔與外部的PC連接。若干微型電機8固定在電機座7上，微型電機8可根據拋光工件的形狀呈陣列或者環形排列如圖3、4所示，微型電機8的動力線集中連接到控制層6內的單片機， 通過單片機控制所有微型電機8向下施加的壓力，每個微型電機8下方都連接一個傳動片 3，所有的傳動片3都緊貼真空薄膜2。拋光時，工件12通過夾持裝置1緊貼真空薄膜2。參見圖2為本發明實施例的工作示意圖，工件12在拋光夾具11的帶動下做旋轉運動，拋光碟9及貼在其表面的拋光墊10在工具機旋轉軸的帶動下也做旋轉運動，以此來實現對工件12表面材料的去除。由於工件12表面存在凹凸不平以及拋光中存在邊緣應力突變的情況，因此可對工件12施加一個不均勻分布的壓力，對工件12表面越凸的地方施加越大的壓力使其去除量越大，反之則施較小壓力來保證其去除量少，從而使得工件12面形迅速收斂。通過控制層6內的單片機控制真空薄膜2上方各個區域的微型電機8動力線信號的通斷及大小來控制不同區域微型電機8向下的壓力，而壓力通過微型電機8各自下方連接的傳動片3傳遞到真空薄膜2再到工件12背面的各個區域，從而為工件12背面提供一個不均勻分布的壓力，使得工件12不均勻分布的壓力作用下，迅速收斂面形，提高最終的拋光精度。
權利要求
1.一種大口徑平面光學元件拋光裝置，其特徵在於設有連接軸、夾具外殼、控制層、電機座、至少2個微型電機、傳動片、真空薄膜和夾持裝置；所述連接軸與外部工具機連接，所述控制層、電機座、微型電機、傳動片和真空薄膜從上至下依次設於夾具外殼內，控制層內設有單片機，單片機通過連接軸上開的小孔與外部的PC連接；微型電機固定在電機座上，微型電機的動力線集中連接到控制層中的單片機，每個微型電機下方都連接一個傳動片，所有傳動片都緊貼真空薄膜。拋光時，工件在夾持裝置作用下緊貼真空薄膜。
2.如權利要求1所述的一種大口徑平面光學元件拋光裝置，其特徵在於所述微型電機呈陣列排列或環形排列。
全文摘要
一種大口徑平面光學元件拋光裝置，涉及一種光學元件的拋光裝置。設有連接軸、夾具外殼、控制層、電機座、至少2個微型電機、傳動片、真空薄膜和夾持裝置；所述連接軸與外部工具機連接，所述控制層、電機座、微型電機、傳動片和真空薄膜從上至下依次設於夾具外殼內，控制層內設有單片機，單片機通過連接軸上開的小孔與外部的PC連接；微型電機固定在電機座上，微型電機的動力線集中連接到控制層中的單片機，每個微型電機下方都連接一個傳動片，所有傳動片都緊貼真空薄膜。拋光時，工件在夾持裝置作用下緊貼真空薄膜。
文檔編號B24B13/005GK102528607SQ20121001864
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月20日 優先權日2012年1月20日
發明者張東旭, 楊煒, 潘日, 郭隱彪 申請人:廈門大學