[发明专利]三工位循环离子束抛光装置及加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及精密光学元件加工，尤其是离子束抛光加工，属于精密光学技术领域。

背景技术

离子束抛光技术的基本原理是利用离子溅射原理，将宽束低能离子源发出的具有高斯形状的离子束轰击被加工零件表面，轰击过程中，当工件表面原子获得足够的能量可以摆脱表面束缚能时，就会脱离工件表面。去除高点误差，实现面形精度误差收敛。离子束抛光为非接触式去除方式，避免了加工过程中接触应力的产生，由于去除稳定，为纳米量级材料去除，使得抛光精度高，广泛应用于超精密光学元件加工过程中。

作为离子束抛光系统的核心部件离子源，需要在真空条件下工作，因此，在离子束抛光过程中，需要对腔体进行抽真空，抛光完后取出被加工件时，又需要对腔体进行充气至与腔体外气压一致，才能打开腔门把工件取出。在这抽真空、充气的流程中，造成加工时间大大增大，降低了离子束抛光的效率。因此，针对此问题常规的离子束抛光装置常被设计为两个真空室，一个主真空室，一个副真空室，副真空室作为送取工件的腔体，起过渡作用，由于副真空室设计要小于主真空室，这种设计方法一定程度上提升了离子束抛光的加工效率。但在副真空室取件、换件和抽真空期间，主真空室处于空闲状态而影响加工效率。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种三工位循环离子束抛光装置及加工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

三工位循环离子束抛光装置，包括主真空室、主真空室门、矩形阀、推车、副真空室、副真空室门，主真空室中设有通向副真空室的主室导轨；副真空室为矩形，长度为三个工位，其长度方向与主室导轨垂直，并在该方向上设有副室导轨；副室导轨上设有工位移动平台，工位移动平台上设有与主室导轨衔接的左车导轨和右车导轨；左车导轨上设有左工件移动车及左夹具，右车导轨上设有右工件移动车及右夹具。

三工位循环离子束抛光加工方法，包括以下步骤：

A．准备好需要加工的工件，对工件进行加工顺序排序，如编号工件101、工件102、工件103、……；

B．打开副真空室门，把工件102安装在右夹具上，然后把右夹具安装在右工件移动车）上；

C．把工件101安装在左夹具上，移动工位移动平台，使得左工件移动车对准副真空室窗口，然后把左夹具安装在左工件移动车上；

D．关闭副真空室门，对副真空室进行抽真空；

E．待副真空室真空抽到与主真空室真空大致一致时，开启矩形阀阀门，通过推车把装载有工件101及左夹具的左工件移动车输送到主真空室中，输送位置到位后，关闭矩形阀阀门；

F．在主真空室对工件101进行加工，加工完后打开矩形阀阀门，通过推车把装载有工件101及左夹具的左工件移动车输送到副真空室；

G．移动工位移动平台一个工位距离，使得右工件移动车对准副真空室（窗口和矩形阀，通过推车把装载有工件102及右夹具的右工件移动车输送到主真空室，输送位置到位后，关闭矩形阀阀门；

H．在主真空室对工件102进行加工，在加工的同时，对副真空室进行充气，移动工位移动平台一个工位，使得左工件移动车对准副真空室窗口，然后取出装载在左工件移动车上的左夹具，从左夹具上取出工件101，并在左夹具重新装载工件103，然后把装有工件103的左夹具安装在左工件移动车上，关闭副真空室门，对副真空室进行抽真空，同时移动工位移动平台，使得左工件移动车偏离一个工位，确保右工件移动车能通过矩形阀送出；

I．待工件102加工完后，打开矩形阀阀门，通过推车把装载有工件102及右夹具的右工件移动车输送到副真空室，然后移动工位移动平台，使得左工件移动车对准副真空室窗口和矩形阀，通过推车把装载有工件103及左夹具的左工件移动车输送到主真空室，输送位置到位后，关闭矩形阀阀门，然后重复步骤H，进行不间断地循环加工，直至所有工件加工完。

本发明的有益效果是，使得多块工件能够循环加工，主真空室可以连续不断的进行抛光加工，实现工件的连续换料、送料操作，大大提升了离子束抛光加工效率。

附图说明

图1是本发明三工位循环离子束抛光装置结构示意图；

图中零部件及编号：

1—主真空室，2—主真空室门，3—矩形阀，4—推车，

5-1—主室导轨，5-2—副室导轨，5-3—左车导轨，5-4—右车导轨；

6-1—左夹具，6-2—右夹具；7-1—左工件移动车，7-2—右工件移动车；