[发明专利]一种长程抛光稳定间隙装置

说明书

技术领域

本发明属于光学冷加工技术领域，涉及一种长程抛光稳定间隙装置。

背景技术

在光学冷加工技术领域，对组成各类光学系统的光学镜片，都要按照其光学设计的要求进行粗磨、细磨、精磨、抛光等工艺制作，其中抛光工艺一般使用各类磨头来完成。由于普通的实心磨头下方抛光膏分布难以控制，致使抛光过程的均匀性受到影响，一种下方带孔的空心喷液磨头较好的解决了这一问题。

但是这种非接触式喷液磨头与工件表面之间的距离很小，通常情况下，磨头到工件表面距离在10μm左右，并且距离的变化对抛光质量和抛光效率均影响很大。当抛光比较大的工件时，由于机床、装夹和工件表面本身的误差，致使磨头与工件表面的距离产生较大的变化，影响了抛光质量。

发明内容

为了解决长程抛光过程中磨头与工件间距离变化较大的缺陷，本发明提出了一种长程抛光稳定间隙装置，该装置可以实时调整磨头与工件间距离从而保证抛光过程稳定，同时也可以降低对机床、装夹等精度的要求。

一种长程抛光稳定间隙装置，该装置包括：控制阀，流量传感器，压力传感器，旋转连接器，主轴，压电陶瓷堆，框架，喷液磨头，控制器；其中控制阀与流量传感器相连，流量传感器与压力传感器相连，压力传感器通过旋转连接器与主轴相连，主轴下面连接压电陶瓷堆和喷液磨头，压电陶瓷堆镶嵌在框架里，压电陶瓷堆与框架和主轴的连接均为螺纹连接，主轴穿过框架与喷液磨头相连，控制器分别与控制阀，流量传感器，压力传感器和压电陶瓷堆相连。

通过使喷液磨头与工件表面的距离保持稳定，避免了由于机床、装夹和工件表面本身精度的不足，对抛光过程带来的不利影响，使抛光过程更为稳定，提高了抛光质量。同时，可在工艺不变的情况下，降低对机床、装夹的精度要求。

附图说明

图1本发明一种长程抛光稳定间隙装置结构示意图。

图中：1、控制阀，2、流量传感器，3、压力传感器，4、旋转连接器，5、主轴，6、压电陶瓷堆，7、框架，8、喷液磨头，9、工件，10、控制器，11、液体入口。

具体实施方式

由图1所示，本发明的长程抛光稳定间隙装置包括：控制阀1，流量传感器2，压力传感器3，旋转连接器4，主轴5，压电陶瓷堆6，框架7，喷液磨头8，控制器10；其中控制阀1与流量传感器2相连，流量传感器2与压力传感器3相连，压力传感器3通过旋转连接器4与主轴5相连，主轴5下面连接压电陶瓷堆6和喷液磨头8，压电陶瓷堆6镶嵌在框架7里，压电陶瓷堆6与框架7和主轴5的连接均为螺纹连接，主轴5穿过框架7与喷液磨头8相连，控制器10分别与控制阀1，流量传感器2，压力传感器3和压电陶瓷堆6相连。

所述喷液磨头8与工件9之间的距离保持在5μm～1mm范围内，所述主轴5的轴是中空的并带动喷液磨头8旋转，所述压电陶瓷堆的数量在2个～8个范围内。

使用前先将压电陶瓷堆6的初始位置设为整个运动行程的中点，然后利用数控系统将喷液磨头8缓缓下降直到与工件9表面接触，再向上抬起10μ左右，此时开启液体入口11并进行控制。

有两种工作模式可供选择：恒压模式和恒流模式。恒压模式时，控制器10根据压力传感器3反馈的压力值对控制阀1进行PID(Proportion Integration Differentiation，比例积分微分)调节以保持压力恒定，设定压力的大小可根据流量传感器2的量程和灵敏度而定，且流量传感器2应有一恒定的数值。在不同位置进行抛光时，由于机床、装夹等误差，工件9与喷液磨头8间的距离发生变化，相应地流量传感器2的数值也发生变化，控制器10根据这一变化量，对压电陶瓷堆6进行PID控制从而使流量恢复原始值。其具体过程是，若流量减小，则代表距离减小，需要使压电陶瓷6伸长；若流量增大，则代表距离增加，需要压电陶瓷6缩短以补偿这一变化，从而使喷液磨头8与工件9表面间的距离基本保持恒定。

在恒流模式时，控制器10根据流量传感器2反馈的流量值对控制阀1进行PID调节以保持流量恒定，设定流量的大小可根据压力传感器3的量程和灵敏度而定，且压力传感器3应有一恒定的数值。在不同位置进行抛光时，由于机床、装夹等误差，工件9与喷液磨头8间的距离发生变化，相应地压力传感器3的数值也发生变化，控制器10根据这一变化量，对压电陶瓷堆6进行PID控制从而使压力恢复原始值。其具体过程是，若压力增大，则代表距离减小，需要使压电陶瓷6伸长；若压力减小，则代表距离增加，需要压电陶瓷6缩短以补偿这一变化，从而使喷液磨头8与工件9表面间的距离基本保持恒定。