一種母線浮動(dòng)式圓錐鏡拋光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)拋光機(jī)械裝置，具體涉及一種母線浮動(dòng)式圓錐鏡拋光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]錐體鏡是形狀如標(biāo)準(zhǔn)圓錐形的光學(xué)零件，它常應(yīng)用于光學(xué)系統(tǒng)中的光束整形，它可以將一個(gè)圓形光束整形成圓環(huán)形光束，這樣的光束在特定的應(yīng)用場(chǎng)合非常有用，比如在集成電路光刻機(jī)中能提高光刻線條的分辯率，繼而達(dá)到提高集成電路集成度的關(guān)鍵作用。
[0003]錐體鏡的制造尤其是拋光是非常困難的，對(duì)于要求不高的金屬錐體鏡一般通過(guò)車削或磨削的方式就可以完成制造。但是對(duì)用于高端應(yīng)用的光學(xué)玻璃材料的錐體鏡來(lái)說(shuō)，磨削的方式僅僅屬于該種零件的粗加工，而真正的制造難點(diǎn)在于拋光工序。
[0004]傳統(tǒng)的光學(xué)拋光工藝已經(jīng)經(jīng)歷了上百年的發(fā)展，非常成熟。它對(duì)平面鏡，球面鏡，棱鏡的加工非常適合，工藝成熟，加工效率高，加工精度高。光學(xué)零件的加工緊密依賴于制造它的加工設(shè)備，以上常用的光學(xué)零件拋光設(shè)備一般是單軸或多軸的平面拋光機(jī)，球面拋光機(jī)，柱面拋光機(jī)等，這些設(shè)備非常成熟，價(jià)格低，性能穩(wěn)定，為絕大多數(shù)的光學(xué)加工企業(yè)所采用，但是錐體鏡非常特殊，傳統(tǒng)的加工設(shè)備不能完成對(duì)該零件的拋光，目前價(jià)格較低，適用于企業(yè)生產(chǎn)用的錐體鏡拋光機(jī)沒(méi)有設(shè)計(jì)出來(lái)上市銷售。
[0005]錐體鏡的拋光難度之一，在于沒(méi)有專用設(shè)備，它源于錐體鏡的形狀特殊.一般的光學(xué)零件，如平面鏡，球面鏡它的拋光軸線有無(wú)限多，并且零件上任何區(qū)域的曲率半徑相等，這樣的特性使的加工它的設(shè)備非常簡(jiǎn)單，即工件進(jìn)行自轉(zhuǎn)，拋光盤以零件同樣的曲率半徑的面形模盤(平面鏡用平面拋光盤，球面鏡用球面拋光盤)，在工件的表面進(jìn)行左右擺動(dòng)，同時(shí)在工件表面添加拋光液即可進(jìn)行平面鏡，球面鏡的拋光.但是錐體鏡只有一個(gè)光軸，而且表面的各點(diǎn)的曲率半徑沿光軸方向各不相同，即其母面是直線，但相鄰母線的各點(diǎn)卻是圓環(huán)面，造成拋光設(shè)備中工件可以旋轉(zhuǎn)，而拋光盤卻不能擺動(dòng)，拋光盤不能是任何固定的曲率的問(wèn)題。所以必須設(shè)計(jì)制造出能解決上述問(wèn)題的專用的拋光裝置才能解決問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種圓錐鏡專用拋光裝置，降低椎體鏡拋光設(shè)備成本，減輕拋光勞動(dòng)強(qiáng)度，提高拋光效率，適用與椎體鏡批量生產(chǎn)。
[0007]為達(dá)到上述發(fā)明目的，提供一種母線浮動(dòng)式圓錐鏡拋光裝置，包括動(dòng)力系統(tǒng)、母線浮動(dòng)系統(tǒng)和拋光系統(tǒng)，所述的動(dòng)力系統(tǒng)包括動(dòng)力機(jī)架，動(dòng)力機(jī)架的錐形動(dòng)力軸伸出臺(tái)面連接工件轉(zhuǎn)盤，錐形動(dòng)力軸帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)；所述的母線浮動(dòng)系統(tǒng)包括懸置于動(dòng)力機(jī)架臺(tái)面上的浮動(dòng)盤，所述浮動(dòng)盤中心有避讓錐形動(dòng)力軸的避讓孔；浮動(dòng)盤兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)軌支撐，導(dǎo)軌支撐之間固定傾斜的母線拋光導(dǎo)軌；母線拋光導(dǎo)軌上設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)拋光系統(tǒng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的母線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)；所述的拋光系統(tǒng)包括一個(gè)與母線拋光導(dǎo)軌垂直的拋光軸，拋光軸末端固定拋光盤，所述拋光盤由拋光盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
[0008]通過(guò)的可提供它旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的動(dòng)力機(jī)架改造，只保證錐形動(dòng)力軸的伸出機(jī)架的臺(tái)面，錐形旋轉(zhuǎn)軸的動(dòng)力系統(tǒng)直接傳遞到工件轉(zhuǎn)盤上，浮動(dòng)盤上有避讓孔，因此浮動(dòng)盤及安裝在浮動(dòng)盤上面的其他部件均不受傳動(dòng)動(dòng)力的影響，能保持工件轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，浮動(dòng)盤不跟隨工件及錐形動(dòng)力軸構(gòu)成的動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)。浮動(dòng)盤、導(dǎo)軌支撐和母線拋光導(dǎo)軌構(gòu)成母線浮動(dòng)系統(tǒng)，導(dǎo)軌左支撐，導(dǎo)軌右支撐，用于構(gòu)成母線拋光導(dǎo)軌的支撐，與水平面的角度由導(dǎo)軌支撐的上端面的角度決定，角度的數(shù)值等于工件的底角度數(shù)。由于拋光軸和母線拋光導(dǎo)軌相垂直，因此拋光盤拋光為圓錐鏡工件的母線方向，通過(guò)電機(jī)帶拋光盤做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使拋光盤沿母線拋光導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，平面拋光盤同時(shí)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行拋光。
[0009]優(yōu)選的，所述的拋光盤安裝于拋光軸上的母線導(dǎo)軌滑塊上，所述母線導(dǎo)軌滑塊套接于母線拋光導(dǎo)軌上，所述母線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)推動(dòng)母線導(dǎo)軌滑塊在母線拋光導(dǎo)軌上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0010]優(yōu)選的，所述的拋光盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在母線導(dǎo)軌滑塊上，通過(guò)拋光盤驅(qū)動(dòng)同步帶輪傳遞到拋光軸上。
[0011]優(yōu)選的，所述浮動(dòng)盤和動(dòng)力機(jī)架上有相應(yīng)的過(guò)孔，浮動(dòng)盤與動(dòng)力機(jī)架通過(guò)浮動(dòng)限位螺栓相連。經(jīng)浮動(dòng)盤上的過(guò)孔與動(dòng)力機(jī)架固定，使工件轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，浮動(dòng)盤不跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0012]優(yōu)選的，所述的過(guò)孔內(nèi)徑大于螺栓直徑1mm。以便為導(dǎo)軌支撐擺動(dòng)提供空間，又不跟隨工作轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)
[0013]優(yōu)選的，拋光軸上裝有壓力砝碼。通過(guò)調(diào)整壓力砝碼的重量，即可改變拋光軸向下的重力，從而達(dá)到改變拋光盤對(duì)工件表面拋光壓力的作用。
[0014]本發(fā)明的改進(jìn)點(diǎn)是，錐鏡的拋光是通過(guò)平面拋光盤沿母線拋光導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，平面拋光盤同時(shí)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行拋光；母線拋光導(dǎo)軌，拋光上下運(yùn)動(dòng)的拋光軸均安裝在浮動(dòng)盤上，浮動(dòng)盤與工件轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)隔離，浮動(dòng)盤上支撐安裝的各部件作為一個(gè)整體浮動(dòng)安裝在工件轉(zhuǎn)盤上，使錐形軸的擺動(dòng)竄動(dòng)極少影響工件和平面拋光盤的相對(duì)位置姿態(tài)，形成浮動(dòng)式的錐體鏡拋光系統(tǒng)。浮動(dòng)盤相對(duì)于工件轉(zhuǎn)盤只微量擺動(dòng)，并不跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，浮動(dòng)限位螺栓通過(guò)過(guò)孔與動(dòng)力機(jī)架相連；平面拋光盤沿工件的母線運(yùn)動(dòng)姿態(tài)并不跟隨工件表面變化而變化，而由母線導(dǎo)軌剛性的決定。拋光盤的姿態(tài)由拋光軸剛性決定，不會(huì)因工件表面的接觸情況變化，是剛性約束的。以上幾點(diǎn)保證了浮動(dòng)式拋光機(jī)構(gòu)既能浮動(dòng)又能保證關(guān)鍵部位的高精度運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu).達(dá)到高效高精度的拋光錐體鏡的目的。
[0015]母線浮動(dòng)拋光系統(tǒng)整體安裝在錐形動(dòng)力軸上，錐形軸帶動(dòng)工件盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)會(huì)帶動(dòng)整個(gè)母線浮動(dòng)拋光系統(tǒng)進(jìn)行浮動(dòng)式微量隨動(dòng)，使拋光盤和被拋光工件的相對(duì)位置保持穩(wěn)定，忽略了工件軸轉(zhuǎn)動(dòng)的誤差，降低了整個(gè)拋光系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的要求；拋光盤在母線拋光導(dǎo)軌導(dǎo)向下進(jìn)行固定角度姿態(tài)的往復(fù)平動(dòng)；拋光盤進(jìn)行自轉(zhuǎn)使拋光盤磨損均勻化；拋光軸帶動(dòng)拋光盤在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行上下的平穩(wěn)隨動(dòng)；整個(gè)機(jī)構(gòu)保證了各拋光運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，降低了錐體鏡拋光設(shè)備的成本，減輕了拋光勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了拋光效率，適用與錐體鏡批量生產(chǎn)。本發(fā)明的有益效果是1、工件重復(fù)安裝定位精準(zhǔn)，并提高生產(chǎn)效率；2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，使用方便。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明母線浮動(dòng)式圓錐鏡拋光裝置示意圖；
[0017]其中:
[0018]1-動(dòng)力機(jī)架2-錐形動(dòng)力軸3-浮動(dòng)盤
[0019]4-浮動(dòng)限位螺栓5-工件轉(zhuǎn)盤6-椎體鏡
[0020]7-導(dǎo)軌左支撐8-導(dǎo)軌右支撐9-母線拋光導(dǎo)軌
[0021]10-母線導(dǎo)軌滑塊11-母線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī) 12-拋光盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)
[0022]13-拋光同步帶14-拋光軸15-壓力砝碼
[0023]16-拋光盤
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]根據(jù)圖1所示的一種母線浮動(dòng)式圓錐鏡拋光裝置，包括動(dòng)力系統(tǒng)、母線浮動(dòng)系統(tǒng)和拋光系統(tǒng)，所述的動(dòng)力系統(tǒng)包括動(dòng)力機(jī)架1，動(dòng)力機(jī)架1的錐形動(dòng)力軸2伸出臺(tái)面連接工件轉(zhuǎn)盤5，錐形動(dòng)力軸2帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)盤5旋轉(zhuǎn)。對(duì)可提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的動(dòng)力機(jī)架1改造，只保證錐形動(dòng)力軸2的伸出機(jī)架的臺(tái)面。
[0026]母線浮動(dòng)系