本發(fā)明涉及光學(xué)鏡片加工，特別是一種夾持裝置、離子束修形設(shè)備及加工方法。

背景技術(shù)：

1、高精度復(fù)雜光學(xué)曲面反射鏡的制造技術(shù)是高性能光學(xué)系統(tǒng)的核心關(guān)鍵技術(shù)之一。這種技術(shù)的工作原理是在真空環(huán)境下，利用離子源發(fā)射的高能離子束對(duì)光學(xué)表面進(jìn)行轟擊，通過物理濺射效應(yīng)實(shí)現(xiàn)原子量級(jí)的材料去除。這種方法可以達(dá)到納米級(jí)的制造精度，被認(rèn)為是目前精度最高的光學(xué)加工方法之一。

2、在離子束修形技術(shù)中，主流采用的兩種形式為倒立式和臥式。關(guān)于倒立式加工方式，即采用工件表面朝下的方式進(jìn)行加工。這種加工方式的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)加工大口徑工件時(shí)，由于工件受重力影響而產(chǎn)生的形變較小，從而能夠提高加工精度。然而，較大口徑的光學(xué)元件通常質(zhì)量較大且形狀各異，工件需要倒掛在離子源上方。這無疑增加了工件裝卸的操作難度。此外，工件夾持裝置會(huì)對(duì)工件表面產(chǎn)生遮擋，在離子束加工過程中，離子源無法對(duì)工件被遮擋的區(qū)域進(jìn)行加工，進(jìn)而影響最終的加工精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：以解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問題，至少提供一種有益的選擇或創(chuàng)造條件。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題的解決方案是：一種夾持裝置，包括底座和夾持組件，所述底座上設(shè)有安裝工位，所述安裝工位用于放置待將加工的鏡片，所述底座上設(shè)有導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌設(shè)置多個(gè)，所述導(dǎo)軌沿所述安裝工位的中心徑向設(shè)置，所述夾持組件設(shè)置多個(gè)，每個(gè)所述夾持組件一一對(duì)應(yīng)地設(shè)置在所述導(dǎo)軌上，所述夾持組件包括滑塊、伸縮單元、旋轉(zhuǎn)單元和支撐板，所述滑塊與所述導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，所述伸縮單元的固定部與所述滑塊固定連接，所述旋轉(zhuǎn)單元設(shè)置在所述伸縮單元的伸縮部上，所述支撐板設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)單元的旋轉(zhuǎn)部上，所述支撐板用于支撐安裝在所述安裝工位的鏡片。

3、本發(fā)明的有益效果是：當(dāng)離子源需要對(duì)某個(gè)特定區(qū)域進(jìn)行掃描時(shí)，相應(yīng)的夾持組件會(huì)通過伸縮單元的伸長動(dòng)作，使得旋轉(zhuǎn)單元帶動(dòng)支撐板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而使得支撐板離開并移開鏡片表面，不再對(duì)鏡片表面進(jìn)行支撐，在這種情況下，鏡片主要依靠其他夾持組件進(jìn)行支撐，從而避免了移動(dòng)，當(dāng)離子源對(duì)該區(qū)域表面的加工完成后，夾持組件會(huì)自動(dòng)復(fù)位，恢復(fù)到初始狀態(tài)。這種方式有效地避免了工件夾持裝置對(duì)工件表面產(chǎn)生遮擋，從而影響最終加工精度的問題。通過這種設(shè)計(jì)，能夠確保離子束修形的加工精度，從而提高整體加工質(zhì)量和效率。

4、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述夾持組件還包括第一橡膠墊，所述第一橡膠墊設(shè)置在所述支撐板上靠近所述底座的面上。

5、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)的有益效果，所述第一橡膠墊可以有效地固定鏡片表面，防止設(shè)備在使用過程中發(fā)生滑動(dòng)或位移，橡膠墊的柔軟材質(zhì)還能起到防刮花的作用，保護(hù)鏡片表面免受損傷，提升了設(shè)備的使用壽命，還提高了用戶的使用體驗(yàn)，使其在各種工作環(huán)境中都能保持穩(wěn)定和安全。

6、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述夾持組件還包括第二橡膠墊，所述第二橡膠墊設(shè)置在所述滑塊上靠近所述安裝工位的面上。

7、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)的有益效果，通過在滑塊上增加第二橡膠墊，可以有效地固定側(cè)面，防止在操作過程中出現(xiàn)滑動(dòng)或位移，橡膠墊的柔軟性和彈性特性能夠起到防滑和防刮花的作用。不僅能夠保護(hù)被夾持的工件表面不受損傷，還能延長夾持組件本身的使用壽命，提高整體的工作效率和安全性。

8、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述安裝工位設(shè)置為圓形。

9、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)的有益效果，由于圓形的對(duì)稱性，它可以更加方便地進(jìn)行鏡片的定位和固定，從而提高加工精度，圓形工位的布局使得設(shè)備的運(yùn)動(dòng)路徑更加合理，減少了機(jī)械臂或其他自動(dòng)化設(shè)備在加工過程中的移動(dòng)距離，從而提高了生產(chǎn)效率。

10、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述安裝工位設(shè)置為矩形。

11、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)的有益效果，矩形工位的設(shè)置能夠適應(yīng)各種不同形狀的鏡片，如橢圓形、矩形、體育場(chǎng)形、圓角矩形等特殊鏡片。設(shè)備的適用范圍得到了顯著擴(kuò)展，使其能夠滿足更多種類的需求。提高了設(shè)備的通用性，帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和操作上的便利。

12、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述安裝工位上設(shè)有緩沖組件，所述緩沖組件包括安裝板和緩沖裝置，所述緩沖裝置設(shè)置在所述安裝板和所述底座之間，所述緩沖裝置用于對(duì)所述安裝板的上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行緩沖。

13、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)的有益效果，有效地減少安裝過程中由于運(yùn)動(dòng)沖擊帶來的振動(dòng)和壓力，從而達(dá)到保護(hù)鏡片的目的，不僅提高了生產(chǎn)過程的安全性，還提升了產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性，從而為用戶提供了更加可靠和安全的使用體驗(yàn)。

14、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述緩沖裝置包括多個(gè)塞打螺釘和多個(gè)彈簧，所述塞打螺釘與所述彈簧一一對(duì)應(yīng)，所述安裝板通過所述塞打螺釘與所述底座固定，所述彈簧套接在所述塞打螺釘上，所述彈簧的一端與所述安裝板連接，所述彈簧的另一端與所述底座連接。

15、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)的有益效果，安裝板通過塞打螺釘與底座進(jìn)行固定連接，從而實(shí)現(xiàn)了安裝板與底座之間的穩(wěn)固結(jié)合。每個(gè)彈簧都套接在其對(duì)應(yīng)的塞打螺釘上，形成了一種獨(dú)特的緩沖結(jié)構(gòu)，減少因振動(dòng)或沖擊導(dǎo)致的損害。彈簧能夠在受到外力作用時(shí)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膹椥宰冃?，從而起到緩沖和減震的作用。不僅能夠有效地吸收和分散外力，還能確保安裝板與底座之間的穩(wěn)固連接，從而提高了整體設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。

16、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述底座上設(shè)有多個(gè)定位孔，所有的所述定位孔貫穿所述底座的厚度，所述定位孔用于將所述底座安裝定位到離子束修形設(shè)備主體上。

17、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)的有益效果，通過定位孔的設(shè)置，底座的安裝過程變得更加簡(jiǎn)便和穩(wěn)固，底座從設(shè)備主體上拆卸和更換，從而提高了設(shè)備的可維護(hù)性和部件的可替換性，設(shè)備能夠適應(yīng)更多形狀的鏡片，當(dāng)?shù)鬃霈F(xiàn)磨損或損壞時(shí)，用戶可以快速更換新的底座，而無需對(duì)整個(gè)設(shè)備進(jìn)行復(fù)雜的維修或更換，從而節(jié)省了時(shí)間和成本。

18、一種離子束修形設(shè)備，包括如上述任一項(xiàng)所述的夾持裝置，所述夾持裝置設(shè)置在所述離子束修形設(shè)備主體上。

19、本發(fā)明的有益效果是：提供了一種適用于倒立式加工方式的離子束修形工件夾持裝置，這種裝置能夠有效解決大口徑光學(xué)元件在夾持過程中所面臨的諸多問題，例如夾持困難、裝卸不便以及夾持裝置對(duì)工件表面產(chǎn)生遮擋，從而影響最終加工精度等問題。通過本發(fā)明的實(shí)施，可以顯著提高大口徑光學(xué)元件的加工效率和精度，確保加工質(zhì)量，從而滿足高精度光學(xué)元件制造的需求。

20、一種離子束修形加工方法，采用如上述的離子束修形設(shè)備，所述離子束修形加工方法具體包括以下步驟：

21、s1，根據(jù)鏡片的大小和形狀將合適的底座安裝到離子束修形設(shè)備主體上，所述夾持組件與所述導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，以下步驟中所述夾持組件和所述導(dǎo)軌的數(shù)量被設(shè)置為4個(gè)，所述夾持組件被稱為夾持組件a、夾持組件b、夾持組件c和夾持組件d；

22、s2，將待加工鏡片結(jié)構(gòu)參數(shù)輸入到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)根據(jù)鏡片尺寸計(jì)算出所述夾持組件a、所述夾持組件b、所述夾持組件c和所述夾持組件d各自的坐標(biāo)；

23、s3，將待加工鏡片放置在安裝工位上，啟動(dòng)四個(gè)所述夾持組件，所述夾持組件a、所述夾持組件b、所述夾持組件c和所述夾持組件d移動(dòng)到計(jì)算機(jī)指定坐標(biāo)，然后所述夾持組件a、所述夾持組件b、所述夾持組件c和所述夾持組件d的支撐板旋轉(zhuǎn)至鏡片下方，每個(gè)所述伸縮單元帶動(dòng)所述支撐板向上移動(dòng)至與鏡片表面貼合，以使夾持組件完成對(duì)鏡片的夾持；

24、s4，生成離子束加工代碼，包括待加工鏡片面形數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、去除函數(shù)特性的分析、駐留時(shí)間的計(jì)算和離子源掃描路徑的規(guī)劃；

25、s5，將離子源掃描路徑輸入到所述夾持組件a、所述夾持組件b、所述夾持組件c和所述夾持組件d的控制系統(tǒng)中；

26、s6，進(jìn)行離子束修形，離子源沿著規(guī)劃好的掃描路徑對(duì)鏡片表面進(jìn)行拋光，當(dāng)離子源將要移動(dòng)到所述夾持組件a的坐標(biāo)附近時(shí)，所述夾持組件a的伸縮單元伸長，夾持組件a的支撐板不再與鏡片表面接觸，進(jìn)而夾持組件a的旋轉(zhuǎn)單元旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)夾持組件a的支撐板移開鏡片表面，此時(shí)夾持組件a的支撐板不再托住鏡片，鏡片由夾持組件b、夾持組件c和夾持組件d三個(gè)夾持組件托住，夾持組件a不再對(duì)鏡片表面產(chǎn)生遮擋，當(dāng)離子源要移動(dòng)離開夾持組件a的坐標(biāo)附近時(shí)，夾持組件a的旋轉(zhuǎn)單元旋轉(zhuǎn)，夾持組件a的伸縮單元收縮，帶動(dòng)夾持組件a的支撐板復(fù)位；

27、s7，同理，當(dāng)離子源要移動(dòng)到夾持組件b、夾持組件c和夾持組件d的坐標(biāo)附近時(shí)，夾持組件b、夾持組件c和夾持組件d分別按照s6中夾持組件a的運(yùn)動(dòng)方式移開，不會(huì)對(duì)鏡片產(chǎn)生遮擋，同時(shí)另外三個(gè)夾持組件保持鏡片的夾持與固定。

28、s8，離子束掃描完成后，在底部托住鏡片，控制夾持組件a、夾持組件b、夾持組件c和夾持組件d回歸至原點(diǎn)，取下鏡片，加工完成。

29、本發(fā)明的有益效果是：通過采用這種方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)鏡片進(jìn)行全口徑的離子束修形。該方法在裝卸過程中操作簡(jiǎn)便，定位精度高，這使得它特別適合于大口徑光學(xué)鏡片的夾持與裝卸工作。此外，由于工件夾持裝置在夾持過程中不會(huì)對(duì)工件表面產(chǎn)生任何遮擋，因此可以確保最終加工出的鏡片表面質(zhì)量更高，從而達(dá)到更高的加工精度。這種技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了生產(chǎn)效率，還顯著提升了光學(xué)鏡片的整體性能和質(zhì)量。