一种可变形研抛盘制造技术

本发明专利技术提供一种可变形研抛盘，包括：由1个圆形研抛盘和至少1个圆环状研抛盘组成的研抛盘组、与研抛盘组连接的压力元件组；通过改变与研抛盘组连接的压力元件组施加的压力，控制研抛盘组整体形状。本发明专利技术通过分隔现有研抛盘底部为同心环，并加入压力元件进行调节，使研抛盘曲率半径在一定范围内可调，在非球面光学元件加工过程中保证了研抛盘与光学元件的吻合性。本发明专利技术还通过主动调节可变形研抛盘改变去除函数，实现了不同频率误差的有效收敛，从材料去除稳定性，面形收敛效率两方面提升了非球面光学元件的加工效率，增加了研抛盘的适用性。本发明专利技术原理清晰，结构简单，相比复杂的机械结构或计算机实时运算处理，能有效降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种可变形研抛盘
本专利技术涉及非球面光学元件加工领域，特别涉及一种可变形研抛盘。
技术介绍
非球面光学元件能有效提高成像质量，简化结构，因此，在现代光学系统中得到广泛应用。随着光学技术的不断发展，现代光学系统对非球面光学元件的指标要求不断提高，为进一步提升光学系统分辨率，非球面光学元件口径不断增大。同时，为提升系统成像质量，对光学元件的面形精度指标提出了更高要求。为满足这些需求，需要进一步提升非球面光学元件加工效率。大口径非球面光学元件加工难点主要有两方面：1、非球面光学元件表面各处曲率半径不同，大口径研抛盘难以与非球面表面吻合，收敛效率差，小口径研抛盘材料去除效率较低，影响加工效率。2、大口径非球面光学元件加工周期较长，表面误差频率包含低阶、中、高频误差，难以使用单一口径磨头进行修正。大口径磨头对中高频误差去除效果较差，小口径磨头加工低阶面型效率较低。现有技术中，应力盘加工技术是解决非曲面不吻合问题的主要方法。该技术是使用力驱动器控制研抛盘形状，使研抛盘能够在非球面光学表面不同位置均能够保持吻合。应力盘加工技术主要存在两方面局限性：1、应力盘的变形需要使用力驱动器或近似结构，因此其结构较为复杂。并且需要加入控制系统以实现实时形变，成本较高。2、由于需要安装力驱动器等控制元件，应力盘尺寸一般较大，对小尺度中高频面形误差控制能力较差，需要配合小口径研抛盘使用。
技术实现思路
本专利技术为解决大口径研抛盘与非球面光学元件表面不吻合以及单一口径研抛盘对不同频率面形误差控制能力不足问题的问题，提供以下可变形研抛盘。为实现上述目的，本专利技术采用以下具体技术方案：一种可变形研抛盘，包括：由1个圆形研抛盘和至少1个圆环状研抛盘组成的研抛盘组、与研抛盘组连接的压力元件组；通过改变与研抛盘组连接的压力元件组施加的压力，控制研抛盘组整体形状。优选地，圆形研抛盘包括：圆形基底、圆形基底研抛丸片组；圆形基底上表面连接压力元件组，下表面连接圆形基底研抛丸片组。优选地，圆环状研抛盘包括：圆环状基底、圆环状基底研抛丸片组；圆环状基底上表面连接压力元件组，下表面连接圆环状基底研抛丸片组。优选地，压力元件组包括与圆形研抛盘和圆环状研抛盘一一对应并连接的压力元件结构；连接圆形研抛盘的压力元件结构包括1个压力元件，连接圆环状研抛盘的压力元件结构包括至少3个压力元件；压力元件上表面连接刚性基底，下表面连接圆形研抛盘或圆环状研抛盘，按角度均匀分布在圆周内，同步进行调节压力动作，共同调节对连接的所述研抛盘施加的压力。优选地，压力元件为气缸、弹簧或液压缸。优选地，圆形基底、圆环状基底和刚性基底的材料为铝合金。本专利技术能够取得以下技术效果：(1)分隔现有研抛盘底部为同心环，并加入压力元件进行调节，使研抛盘曲率半径在一定范围内可调，在非球面光学元件加工过程中保证了研抛盘与光学元件的吻合性。(2)通过主动调节可变形研抛盘改变去除函数，实现了不同频率误差的有效收敛，从材料去除稳定性，面形收敛效率两方面提升了非球面光学元件的加工效率，增加了研抛盘的适用性。(3)结构原理清晰，结构简单，相比复杂的机械结构或计算机实时运算处理，能有效降低成本。附图说明图1是根据本专利技术实施例的简易结构示意图主视图；图2是根据本专利技术实施例的简易结构示意图仰视图。其中的附图标记包括：圆形研抛盘11、一号圆环状研抛盘12、二号圆环状研抛盘13、压力元件21、一号压力元件机构22、二号压力元件结构23、刚性基底3、圆形基底111、一号圆环状基底121、二号圆环状基底131、圆形基底研抛丸片组112、一号圆环状基底研抛丸片组122、二号圆环状基底研抛丸片组132。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术实施例提供的可变形研抛盘，包括由圆形研抛盘11、一号圆环状研抛盘12和二号圆环状研抛盘13组成的研抛盘组，圆形研抛盘11、一号圆环状研抛盘12和二号圆环状研抛盘13圆心重合，直径不同；还包括与圆形研抛盘11、一号圆环状研抛盘12、二号圆环状研抛盘13分别连接的压力元件21、一号压力元件机构22、二号压力元件结构23；通过改变压力元件21、一号压力元件机构22、二号压力元件结构23施加的压力，可控制圆形研抛盘11、一号圆环状研抛盘12、二号圆环状研抛盘13的形状。在本专利技术的一个实施例中，圆形研抛盘11包括：圆形基底111、圆形基底研抛丸片组112，圆形基底111上表面连接压力元件21，下表面连接圆形基底研抛丸片组112；一号圆环状研抛盘12包括：一号圆环状基底121、一号圆环状基底研抛丸片组122，一号圆环状基底121上表面连接一号压力元件机构22，下表面连接一号圆环状基底研抛丸片组122；二号圆环状研抛盘13包括：二号圆环状基底131、二号圆环状基底研抛丸片组132，二号圆环状基底131上表面连接二号压力元件结构23，下表面连接二号圆环状基底研抛丸片组132；采用基底和研抛丸片组可分离的结构，便于更换研抛组件，相比一体化的研抛盘，可减少更换研抛组件成本，并提高研抛组件更换效率。应该说明的是，本实施例关于研抛盘组包含的研抛盘的数量以及压力元件结构的数量，只是示意性的，包含四个或者更多个的上述元件的组合设置，均在本专利技术的保护范围之内。在本专利技术的一个实施例中，一号压力元件机构22、二号压力元件结构23都包括至少3个相同的压力元件；压力元件上表面连接刚性基底3，下表面连接研抛盘，按角度均匀分布在圆周内，同步进行调节压力动作，共同调节对连接的研抛盘施加的压力；连接圆环状研抛盘的每个压力元件结构包括至少3个相同的压力元件，可稳定连接研抛盘，防止发生倾斜，压力元件均匀分布可保证研抛盘受力均匀。在本专利技术的一个实施例中，压力元件为气缸，气缸可以提供易调节的稳定定值压力。在本专利技术的一个替代实施例中，使用其他压力元件替代气缸，例如弹簧，使用弹簧作为压力元件，可缓慢调节压力，减小调节压力对待加工元件的冲击，或者压力元件为液压缸，可提供更精确的定值压力，并具有一定的冷却作用。在本专利技术的一个实施例中，研抛盘基底与刚性基底3材料为铝合金；选用铝合金材料，可以使基底在具有一定机械强度的同时，减轻设备重量。下面结合图1对本专利技术进行详细说明：本实施例选用半径150mm研抛盘，将研抛盘分为：圆形研抛盘11：半径50mm圆形；一号圆环状研抛盘12：半径60-100mm圆环；二号圆环状研抛盘13：半径110-150mm圆环三部分。圆形研抛盘11位于研抛盘中心，上方与1个气缸连接，气缸上方与刚性基底3连接，位置位于刚性基底3中心；一号圆环状研抛盘12上方与3个气缸连接，气缸上方与刚性基底3连接，位置位于半径8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变形研抛盘，其特征在于，包括：由1个圆形研抛盘和至少1个圆环状研抛盘组成的研抛盘组、与所述研抛盘组连接的压力元件组；通过改变与所述研抛盘组连接的所述压力元件组施加的压力，控制所述研抛盘组整体形状。/n

【技术特征摘要】
1.一种可变形研抛盘，其特征在于，包括：由1个圆形研抛盘和至少1个圆环状研抛盘组成的研抛盘组、与所述研抛盘组连接的压力元件组；通过改变与所述研抛盘组连接的所述压力元件组施加的压力，控制所述研抛盘组整体形状。


2.如权利要求1所述的可变形研抛盘，其特征在于，所述圆形研抛盘包括：圆形基底、圆形基底研抛丸片组；所述圆形基底上表面连接所述压力元件组，下表面连接所述圆形基底研抛丸片组。


3.如权利要求1所述的可变形研抛盘，其特征在于，所述圆环状研抛盘包括：圆环状基底、圆环状基底研抛丸片组；所述圆环状基底上表面连接所述压力元件组，下表面连接所述圆环状基底研抛丸片组。


4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振宇，罗霄，王孝坤，张学军，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22