一种双自由度连续旋转面形自适应抛光装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种双自由度连续旋转面形自适应抛光装置，包括力位控制器和力位控制器连接，力位控制器连接器固定有公转电机，减速器的被动轴连接有旋转支座，力位控制器连接器和的旋转支座之间设有360

【技术实现步骤摘要】
一种双自由度连续旋转面形自适应抛光装置


[0001]本技术涉及一种机械制造领域的自由曲面抛光装置，尤其涉及一种双自由度连续旋转面形自适应抛光装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着光电通讯、生物医疗、天文光学等技术的飞速发展，超精密加工技术也相应的飞速发展，加工精度向着纳米与原子级别发展，如何提高抛光精度以及如何对自由曲面、复杂异型面进行抛光成为了必须被攻克的课题。例如复杂的大型望远镜反射镜，光刻掩膜，人工生物植入，低刚性钛合金航空发动机叶片，自由形状光学镜头等。
[0003]传统的加工技术已经可以制造出面形精度非常高的平面镜或球面镜，但也正因为光学系统是由球面镜构成，其成像质量也受到了或多或少的限制。若要消除球面镜的像差特性就需要增加镜片的数量，这也就不可避免的增加了镜头的体积和重量。如果在传统的球面镜上更改局部的曲率，就可以消除球面镜像差，提高聚焦和校准精度。在众多精密与超精密加工技术中，抛光工艺通常作为最后一道工序。因此抛光技术直接关系着表面质量是否达到所要求的精度。我国对复杂自由曲面的精密制造依然受制于抛光周期长、成本高、设备简单与表面质量差。目前亟待解决在提高抛光精度的同时如何对自由曲面、复杂异型面进行抛光。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在加工精度低、效率不高和表面纹理差的问题，提供了一种双自由度连续旋转面形自适应抛光装置，该装置具有气囊抛光的面形自适应性，也具有双轴砂轮抛光实现均匀光滑表面纹理性能。本技术可以针对球面或非球面等任意曲面光学元件进行加工，获得超光滑的表面和低损伤的亚表面。基于现有抛光工艺存在的问题，可以对一些复杂的异形面进行抛光，具有实现均匀光滑表面纹理性能，材料去除函数是旋转对称的类高斯分布函数，表面误差收敛速度快，同时可以抑制中、高频误差，实现均匀光滑表面纹理性能，通过合理地控制加工参数降低亚表面损伤，提高表面完整性和加工效率。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术提出的一种双自由度连续旋转面形自适应抛光装置，包括力位控制器，所述力位控制器连接有力位控制器连接器和用于连接气泵管路和力位控制器的旋转接头，所述力位控制器连接器固定有第一电机，所述第一电机的输出端相连有减速器，所述减速器的被动轴连接有旋转支座，所述力位控制器连接器和所述的旋转支座之间设有用于防止电机线路和气泵管路缠绕的360
°
旋转装置，所述旋转支座上设有柔性抛光轮，所述柔性抛光轮由第二电机驱动，所述柔性抛光轮在所述第一电机驱动下实现绕Z轴做连续旋转的公转，同时在第二电机的带动下绕自身的旋转轴自转。
[0006]进一步讲，本技术所述的双自由度连续旋转面形自适应抛光装置，其中：
[0007]所述力位控制器用于控制所述柔性抛光轮的Z向进给量及所述的柔性抛光轮施加给工件的载荷。
[0008]该装置通过所述力位控制器连接器与设备或是动平台或是机器人相连。
[0009]所述减速器的输出端与连接轴的一端相连，所述的360
°
旋转装置设置在所述的连接轴上，所述的旋转支座设置在所述连接轴的另一端，所述的360
°
旋转装置包括定子和转子，所述的定子与所述的连接轴固连，所述的转子与所述的旋转支座固连。
[0010]所述连接轴与所述旋转支座、减速器和360
°
旋转装置之间为可拆卸连接，所述360
°
旋转装置带动旋转支座转动的同时，在力位控制器的控制下，给所述的柔性抛光轮施加一定的载荷或者一定的进给量，并通过所述力位控制器内部的传感元件自动补偿，以确保施加的载荷和进给量在加工过程中保持恒定。
[0011]所述的第一电机通过所述减速器和连接轴将动力传递给所述的360
°
旋转装置转子，从而实现旋转支座连续旋转，其转速范围为10
‑
500rpm；所述第二电机通过齿轮传动机构将动力传递给所述的柔性抛光轮，所述齿轮传动机构的传动比可调，所述的柔性抛光轮的转速调节范围为50
‑
2000rpm。
[0012]所述柔性抛光轮固定在抛光轮轴上，所述抛光轮轴的两端分别设有进气孔和排气孔，所述抛光轮轴的轴颈上有通气孔，用以向所述的柔性抛光轮的内部供给压缩空气，通过调节供气压力的大小来控制所述柔性抛光轮与工件表面加工区域的接触面积，所述柔性抛光轮内部填充气压的范围可为0.02
‑
0.4Mpa。
[0013]所述齿轮传动机构中的齿轮轴通过轴承固定在所述旋转支座上。
[0014]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0015](1)本技术抛光装置的柔性抛光轮在360
°
旋转装置带动旋转支座转动的同时，在力位控制器的控制下，给柔性抛光轮施加一定的载荷或者一定的进给量，并通过内部的传感元件自动补偿，确保施加的载荷和进给量在实验过程中保持恒定；
[0016](2)本技术具有面形自适应性，相对于刚性的抛光轮，本技术抛光装置中采用的柔性抛光轮可以对一些复杂的异形面进行抛光，具有实现均匀光滑表面纹理性能，因为该柔性抛光轮同时具有公转和自转，材料去除函数是旋转对称的类高斯分布函数，可以使表面误差快速收敛，同时可以抑制中、高频误差，实现均匀光滑表面纹理性能，通过合理地控制加工参数降低亚表面损伤，提高表面完整性和加工效率。
[0017](3)本技术装置具有模块化的优势，通过力位控制器连接器可以连接到不同机床、机械臂或者其他运动平台上，使抛光装置与实际的外部加工装备和实验条件相匹配；
[0018](4)本技术装置的传动机构采用齿轮(组)传动机构，可以根据抛光加工中对转速的要求，换用不同的传动比的齿轮组，齿轮传动机构可以实现平稳的传动，传动精度高，使抛光轮达到很高的转速，从而提高抛光效率。
附图说明
[0019]图1为本技术装置的立体结构示意图。
[0020]图2为图1所示本技术装置的另一视角的立体结构示意图。
[0021]图中：1
‑
旋转接头，2
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力位控制器，3
‑
力位控制器连接器，4
‑
第一电机，5
‑
360
°
旋转装置，6
‑
旋转支座，7
‑
齿轮传动机构，8
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柔性抛光轮，9
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第二电机，10
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电机支座，11
‑
减速器。
具体实施方式
[0022]下面结合附图及具体实施例对本技术做进一步的说明，但下述实施例绝非对本技术有任何限制。
[0023]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0024]如图1和图2所示，本技术提出的一种双自由度连续旋转面形自适应抛光装置，包括力位控制器2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双自由度连续旋转面形自适应抛光装置，包括力位控制器(2)，所述力位控制器(2)连接有力位控制器连接器(3)和用于连接气泵管路和力位控制器的旋转接头(1)，所述力位控制器连接器(3)固定有第一电机(4)，所述第一电机(4)的输出端相连有减速器(11)，其特征在：所述减速器(11)的被动轴连接有旋转支座(6)，所述力位控制器连接器(3)和所述的旋转支座(6)之间设有用于防止电机线路和气泵管路缠绕的360
°
旋转装置(5)，所述旋转支座(6)上设有柔性抛光轮(8)，所述柔性抛光轮(8)由第二电机(9)驱动，所述柔性抛光轮(8)在所述第一电机(4)驱动下实现绕Z轴做连续旋转的公转，同时在第二电机(9)的带动下绕自身的旋转轴自转。2.根据权利要求1所述的双自由度连续旋转面形自适应抛光装置，其特征在于：所述力位控制器(2)用于控制所述柔性抛光轮(8)的Z向进给量及所述的柔性抛光轮(8)施加给工件的载荷。3.根据权利要求1所述的双自由度连续旋转面形自适应抛光装置，其特征在于：该装置通过所述力位控制器连接器(3)与设备或是动平台或是机器人相连。4.根据权利要求1所述的双自由度连续旋转面形自适应抛光装置，其特征在于：所述减速器(11)的输出端与连接轴的一端相连，所述的360
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旋转装置(5)设置在所述的连接轴上，所述的旋转支座(6)设置在所述连接轴的另一端，所述的360
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旋转装置包括定子和转子，所述的定子与所述的连接轴固连，所述的转子与所述的旋转支座(6)固连。5.根据权利要求4所述的双自由度连续旋转面形自适应抛光装置，其特征在于，所述连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹中臣，周建男，张军鹏，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：