全口徑拋光中拋光盤(pán)表面形狀的修正方法及裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種全口徑拋光中拋光盤(pán)表面形狀的修正方法及裝置。全口徑拋光中拋光盤(pán)表面形狀的修正方法，該方法包括以下步驟：1)檢測(cè)拋光盤(pán)的表面形狀誤差并確定修正裝置的定點(diǎn)去除函數(shù)；2)設(shè)定覆蓋整個(gè)拋光盤(pán)表面的修整路徑；3)計(jì)算駐留時(shí)間；4)將步驟2)和3)得到的修整路徑及路徑上各點(diǎn)的駐留時(shí)間輸入數(shù)控加工系統(tǒng)中，對(duì)拋光盤(pán)表面進(jìn)行修整加工。本發(fā)明通過(guò)控制修正裝置在拋光盤(pán)表面各處的駐留時(shí)間來(lái)修正拋光盤(pán)的表面形狀誤差，與傳統(tǒng)上采用大尺寸校正板的盤(pán)面形狀修正方法相比，該方法具有修正控制確定性好、修正精度高的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】全口徑拋光中拋光盤(pán)表面形狀的修正方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)加工領(lǐng)域，尤其涉及一種全口徑拋光中拋光盤(pán)表面形狀的小工具修正方法。

【背景技術(shù)】
[0002]大口徑平面光學(xué)元件的拋光傳統(tǒng)上主要采用環(huán)拋工藝，環(huán)拋加工中浙青盤(pán)具有的良好流動(dòng)性使其能夠與工件表面較好地貼合，然而，加工過(guò)程中工件對(duì)浙青盤(pán)的磨損和擠壓作用造成盤(pán)面形狀發(fā)生變化和平面度降低，從而不利于工件面形的控制。目前，環(huán)拋中主要采用大尺寸的校正板來(lái)改善浙青盤(pán)的平面度以及得到理想的盤(pán)面形狀。校正板一般采用具有較高硬度和熱穩(wěn)定性的微晶、陶瓷等材料，加工時(shí)放在浙青盤(pán)的環(huán)帶上，對(duì)盤(pán)面形狀進(jìn)行校正。一般來(lái)說(shuō)，在浙青盤(pán)的半徑方向上外推校正盤(pán)會(huì)使盤(pán)面形狀變凸，元件面形往凹面變化，而內(nèi)推校正盤(pán)則使盤(pán)面形狀變凹，元件面形往凸面變化?；谶@一原理即可根據(jù)元件的面形誤差特征調(diào)整工藝參數(shù)進(jìn)行修形。這種采用大尺寸校正板的盤(pán)面形狀修正方法，主要依靠工人長(zhǎng)期的加工實(shí)踐調(diào)整校正板在盤(pán)面半徑方向的位置來(lái)修正盤(pán)面的形狀誤差，工藝控制的確定性較差，盤(pán)面形狀的修正精度難以得到提高。此外，大尺寸校正板難以修正盤(pán)面沿圓周方向的形狀誤差。
[0003]大口徑平面光學(xué)元件的另一拋光方法是基于聚氨酯盤(pán)的平面快速拋光技術(shù)。聚氨酯盤(pán)具有較高的硬度和良好的耐磨性，拋光時(shí)可以承受較高的速度和壓力，并且盤(pán)面形狀能夠較長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定。然而，聚氨酯盤(pán)使用前不同區(qū)域厚度不均造成盤(pán)面形狀較差，以及長(zhǎng)時(shí)間高速拋光造成盤(pán)面的磨損會(huì)使盤(pán)面形狀?lèi)夯?，從而需要?duì)盤(pán)面形狀進(jìn)行修正。目前，聚氨酯拋光主要采用大尺寸的表面固結(jié)有金剛石顆粒的金屬基修整盤(pán)對(duì)盤(pán)面進(jìn)行修整，改善聚氨酯墊的拋光特性和修正盤(pán)面的形狀。長(zhǎng)期的加工實(shí)踐表明，大尺寸金剛石修整盤(pán)修整后的聚氨酯盤(pán)呈凹形表面，難以獲得平整的表面。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種全口徑拋光中拋光盤(pán)表面形狀的修正方法及裝置。
[0005]本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:全口徑拋光中拋光盤(pán)表面形狀的修正方法，該方法包括以下步驟:
[0006]I)檢測(cè)拋光盤(pán)的表面形狀誤差并確定修正裝置的定點(diǎn)去除函數(shù)；
[0007]2)設(shè)定覆蓋整個(gè)拋光盤(pán)表面的修整路徑；
[0008]3)計(jì)算駐留時(shí)間；
[0009]4)將步驟2)和3)得到的修整路徑及路徑上各點(diǎn)的駐留時(shí)間輸入數(shù)控加工系統(tǒng)中,對(duì)拋光盤(pán)表面進(jìn)行修整加工。
[0010]進(jìn)一步的，步驟I)所述修正裝置的定點(diǎn)去除函數(shù)是通過(guò)以下方法得到的:首先檢測(cè)拋光盤(pán)的表面形狀誤差，采用修正裝置對(duì)拋光盤(pán)表面進(jìn)行定點(diǎn)修整，然后檢測(cè)拋光盤(pán)定點(diǎn)修整后的表面形狀誤差，拋光盤(pán)定點(diǎn)修整前的表面形狀誤差減去定點(diǎn)修整后的表面形狀誤差得到修正裝置的定點(diǎn)去除函數(shù)。
[0011]進(jìn)一步的，步驟2)所述修整路徑采用螺旋線路徑。
[0012]進(jìn)一步的，步驟3)所述駐留時(shí)間是根據(jù)步驟I)所得到的修正裝置的定點(diǎn)去除函數(shù)和拋光盤(pán)的表面形狀誤差，確定在修整路徑上各點(diǎn)的駐留時(shí)間。
[0013]實(shí)現(xiàn)上述的拋光盤(pán)表面形狀修正方法的裝置，包括主軸連接架，所述主軸連接架下端設(shè)置有偏心調(diào)節(jié)塊，在所述偏心調(diào)節(jié)塊下端設(shè)置有球頭頂針，在所述球頭頂針下端設(shè)置有小工具，在所述小工具的上表面設(shè)置有球槽，所述球槽與所述球頭頂針配合連接。
[0014]進(jìn)一步的，所述偏心調(diào)節(jié)塊的旋轉(zhuǎn)軸與主軸連接架的旋轉(zhuǎn)軸不重合。
[0015]進(jìn)一步的，所述偏心調(diào)節(jié)塊通過(guò)螺釘固定在所述主軸連接架上，所述偏心調(diào)節(jié)塊用于調(diào)節(jié)小工具的旋轉(zhuǎn)偏心距。
[0016]進(jìn)一步的，所述偏心調(diào)節(jié)塊采用T型偏心調(diào)節(jié)塊，并通過(guò)兩個(gè)螺釘與所述主軸連接架連接，所述兩個(gè)螺釘?shù)穆菘字行倪B線與所述主軸連接架的旋轉(zhuǎn)軸相交。
[0017]進(jìn)一步的，所述兩個(gè)螺釘?shù)穆菘字行倪B線的中點(diǎn)位于所述主軸連接架的旋轉(zhuǎn)軸上。
[0018]進(jìn)一步的，所述主軸連接架旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)球頭頂針旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)小工具繞主軸連接架的旋轉(zhuǎn)軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述小工具在拋光盤(pán)的摩擦作用下繞自身軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過(guò)控制修正裝置在拋光盤(pán)表面各處的駐留時(shí)間來(lái)修正拋光盤(pán)的表面形狀誤差，與傳統(tǒng)上采用大尺寸校正板的盤(pán)面形狀修正方法相比，該方法具有修正控制確定性好、修正精度高的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，本發(fā)明的修正裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可方便連接于常用的拋光機(jī)床的工件軸上，通過(guò)工件軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)修正裝置的小工具的運(yùn)動(dòng)，有利于拋光盤(pán)表面形狀誤差的修正。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是圖1的主視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的修正裝置包括主軸連接架1，主軸連接架I下端設(shè)置有T型偏心調(diào)節(jié)塊2，在偏心調(diào)節(jié)塊2下端設(shè)置有球頭頂針4，在球頭頂針4下端設(shè)置小工具5，在小工具5的上表面設(shè)置有球槽6，所述球槽6與球頭頂針4配合連接。
[0023]上述偏心調(diào)節(jié)塊2可通過(guò)螺釘3固定在主軸連接架I上，并且偏心調(diào)節(jié)塊2的旋轉(zhuǎn)軸與主軸連接架I的旋轉(zhuǎn)軸不重合，偏心調(diào)節(jié)塊2用于調(diào)節(jié)小工具5的旋轉(zhuǎn)偏心距；工作時(shí)，可通過(guò)螺釘將主軸連接架I固定在拋光機(jī)床的工件軸上，工件軸帶動(dòng)主軸連接架I旋轉(zhuǎn)；上述T型偏心調(diào)節(jié)塊2可通過(guò)兩個(gè)螺釘與主軸連接架I連接，兩個(gè)螺釘?shù)穆菘字行倪B線與主軸連接架I的旋轉(zhuǎn)軸相交，且兩個(gè)螺釘?shù)穆菘字行倪B線的中點(diǎn)最好位于主軸連接架I的旋轉(zhuǎn)軸上。
[0024]修正時(shí)，將小工具5放置在拋光盤(pán)上，再將偏心調(diào)節(jié)塊2下端的球頭頂針4放置在小工具5的球槽6內(nèi)，主軸連接架I旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)球頭頂針4旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)小工具5繞主軸連接架I的旋轉(zhuǎn)軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且小工具5在拋光盤(pán)的摩擦作用下還可繞自身軸線(即球頭頂針4的軸線)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0025]本發(fā)明可根據(jù)拋光盤(pán)的類(lèi)型選擇不同的小工具5，針對(duì)平面快速拋光中常用的聚氨酯盤(pán)，可采用表面固結(jié)有金剛石顆粒的金屬基圓盤(pán)小工具5，而對(duì)于傳統(tǒng)環(huán)拋中常用的浙青盤(pán)，則采用微晶、陶瓷板等材質(zhì)的圓盤(pán)小工具5。
[0026]本發(fā)明的拋光盤(pán)表面形狀修正方法為:
[0027]I)檢測(cè)拋光盤(pán)的表面形狀誤差并確定修正裝置的定點(diǎn)去除函數(shù):首先檢測(cè)拋光盤(pán)的表面形狀誤差，采用修正裝置對(duì)拋光盤(pán)表面進(jìn)行定點(diǎn)修整，然后檢測(cè)拋光盤(pán)定點(diǎn)修整后的表面形狀誤差，拋光盤(pán)定點(diǎn)修整前的表面形狀誤差減去定點(diǎn)修整后的表面形狀誤差得到修正裝置的定點(diǎn)去除函數(shù)；
[0028]2)設(shè)定覆蓋整個(gè)拋光盤(pán)表面的修整路徑:由于拋光盤(pán)呈圓環(huán)形，因此適合采用螺旋線路徑，并可覆蓋整個(gè)拋光盤(pán)表面。修整時(shí)要求小工具5對(duì)拋光盤(pán)的壓力保持穩(wěn)定。本發(fā)明優(yōu)選采用等面積增長(zhǎng)螺旋線路徑；
[0029]3)計(jì)算駐留時(shí)間:根據(jù)步驟I)所得到的修正裝置的定點(diǎn)去除函數(shù)和拋光盤(pán)的表面形狀誤差，確定小工具5在修整路徑上各點(diǎn)的駐留時(shí)間；
[0030]4)將步驟2)和3)得到的修整路徑及路徑上各點(diǎn)的駐留時(shí)間輸入數(shù)控加工系統(tǒng)中，對(duì)拋光盤(pán)表面進(jìn)行修整加工。根據(jù)常用全口徑拋光機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，可通過(guò)控制拋光盤(pán)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和工件軸的直線運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)螺旋線路徑。
[0031]本發(fā)明的全口徑拋光中拋光盤(pán)表面形狀的修正方法可在平面快速拋光機(jī)床上進(jìn)行，拋光盤(pán)上方安裝有工件軸，用以在拋光時(shí)帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工件軸整體安裝于導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌沿盤(pán)面直徑方向且與盤(pán)面具有較好的平行度，機(jī)床通過(guò)伺服電機(jī)控制工件軸沿導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)的位置和線速度。
【權(quán)利要求】
1.全口徑拋光中拋光盤(pán)表面形狀的修正方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 1)檢測(cè)拋光盤(pán)的表面形狀誤差并確定修正裝置的定點(diǎn)去除函數(shù)； 2)設(shè)定覆蓋整個(gè)拋光盤(pán)表面的修整路徑； 3)計(jì)算駐留時(shí)間； 4)將步驟2)和3)得到的修整路徑及路徑上各點(diǎn)的駐留時(shí)間輸入數(shù)控加工系統(tǒng)中，對(duì)拋光盤(pán)表面進(jìn)行修整加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全口徑拋光中拋光盤(pán)表面形狀的修正方法，其特征在于，步驟I)所述修正裝置的定點(diǎn)去除函數(shù)是通過(guò)以下方法得到的:首先檢測(cè)拋光盤(pán)的表面形狀誤差，采用修正裝置對(duì)拋光盤(pán)表面進(jìn)行定點(diǎn)修整，然后檢測(cè)拋光盤(pán)定點(diǎn)修整后的表面形狀誤差，拋光盤(pán)定點(diǎn)修整前的表面形狀誤差減去定點(diǎn)修整后的表面形狀誤差得到修正裝置的定點(diǎn)去除函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全口徑拋光中拋光盤(pán)表面形狀的修正方法，其特征在于，步驟2)所述修整路徑采用螺旋線路徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全口徑拋光中拋光盤(pán)表面形狀的修正方法，其特征在于，步驟3)所述駐留時(shí)間是根據(jù)步驟I)所得到的修正裝置的定點(diǎn)去除函數(shù)和拋光盤(pán)的表面形狀誤差，確定在修整路徑上各點(diǎn)的駐留時(shí)間。
5.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的全口徑拋光中拋光盤(pán)表面形狀的修正方法的裝置，其特征在于:包括主軸連接架(I)，所述主軸連接架(I)下端設(shè)置有偏心調(diào)節(jié)塊(2)，在所述偏心調(diào)節(jié)塊(2)下端設(shè)置有球頭頂針(4)，在所述球頭頂針(4)下端設(shè)置有小工具(5)，在所述小工具(5)的上表面設(shè)置有球槽￠)，所述球槽(6)與所述球頭頂針(4)配合連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全口徑拋光中拋光盤(pán)表面形狀的修正方法的裝置，其特征在于:所述偏心調(diào)節(jié)塊(2)的旋轉(zhuǎn)軸與主軸連接架(I)的旋轉(zhuǎn)軸不重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全口徑拋光中拋光盤(pán)表面形狀的修正方法的裝置，其特征在于:所述偏心調(diào)節(jié)塊(2)通過(guò)螺釘(3)固定在所述主軸連接架(I)上，所述偏心調(diào)節(jié)塊(2)用于調(diào)節(jié)小工具(5)的旋轉(zhuǎn)偏心距。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全口徑拋光中拋光盤(pán)表面形狀的修正方法的裝置，其特征在于:所述偏心調(diào)節(jié)塊(2)采用T型偏心調(diào)節(jié)塊，并通過(guò)兩個(gè)螺釘與所述主軸連接架(I)連接，所述兩個(gè)螺釘?shù)穆菘字行倪B線與所述主軸連接架(I)的旋轉(zhuǎn)軸相交。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的全口徑拋光中拋光盤(pán)表面形狀的修正方法的裝置，其特征在于:所述兩個(gè)螺釘?shù)穆菘字行倪B線的中點(diǎn)位于所述主軸連接架(I)的旋轉(zhuǎn)軸上。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全口徑拋光中拋光盤(pán)表面形狀的修正方法的裝置，其特征在于:所述主軸連接架(I)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)球頭頂針(4)旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)小工具(5)繞主軸連接架(I)的旋轉(zhuǎn)軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述小工具(5)在拋光盤(pán)的摩擦作用下繞自身軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B24B53/02GK104191370SQ201410456502
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】廖德鋒, 張清華, 趙世杰, 謝瑞清, 陳賢華, 張浩宇, 鐘波, 王健, 許喬 申請(qǐng)人:成都精密光學(xué)工程研究中心