[发明专利]抛光摩擦力的测量装置及其测量方法

说明书

本发明提供一种全口径抛光过程中元件所受抛光摩擦力的测量装置。抛光摩擦力的测量装置，包括多个应力测试部件，所述应力测试部件包括U形夹板，在所述U形夹板上设置有应力传感器，在所述应力传感器上设置有信号传输线和承载接触块，所述信号传输线与信号接收器连接，所述信号接收器将数据发送给电脑。本发明能够检测不同形状的元件在不同抛光阶段所受的抛光摩擦力，根据测得的抛光摩擦力即可了解抛光盘的表面粗糙度和材料去除特性，从而指导抛光工艺的控制。

技术领域

本发明属于光学加工领域，尤其涉及一种全口径抛光过程中元件所受抛光摩擦力的测量装置及其测量方法。

背景技术

全口径抛光是加工大口径平面光学元件的关键技术之一。全口径抛光机床通常采用大尺寸、高热稳定性的天然花岗岩制成抛光盘基盘，基盘表面浇制环形的沥青胶层作为抛光盘。沥青抛光盘的环带表面依次放有修正盘和工件盘，其中修正盘用于修正和控制抛光盘的形状误差，而工件盘则用于把持元件。加工时，抛光盘、修正盘和工件盘均以一定的转速绕逆时针方向匀速旋转，放在工件盘内的光学元件在沥青抛光盘及其承载的抛光颗粒作用下产生材料去除从而形成光学表面。

放在工件盘内的光学元件可在垂直方向上自由浮动，并且受到垂直方向上的一对平衡作用力，即其自身重力和抛光盘的正压力；而在水平方向上，光学元件的抛光表面受到抛光盘的摩擦力，同时光学元件的侧面受到工件盘施加的正压力从而匹配抛光盘的摩擦力。抛光盘作用于光学元件抛光表面的摩擦力是抛光过程中的重要参量，其对元件的材料去除速度和加工精度具有重要影响。由于抛光过程中随着抛光盘和元件的旋转，抛光盘作用于元件表面的摩擦力的大小和方向不断变化，使其检测非常困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种全口径抛光过程中元件所受抛光摩擦力的测量装置。

本发明还要提供一种上述测量装置的测量方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：抛光摩擦力的测量装置，包括多个应力测试部件，所述应力测试部件包括U形夹板，在所述U形夹板上设置有应力传感器，在所述应力传感器上设置有信号传输线和承载接触块，所述信号传输线与信号接收器连接，所述信号接收器将数据发送给电脑。

进一步的，所述应力测试部件还包括紧固螺钉、活动压板和把持弹簧，在所述U形夹板的上端侧设置有贯穿螺孔，在所述U形夹板的上端侧的内侧与下端侧的内侧之间设置有活动压板，且所述活动压板通过多个把持弹簧与U形夹板的上端侧的内侧连接，所述紧固螺钉穿过所述贯穿螺孔与活动压板接触，所述活动压板与U形夹板的下端侧的内侧的距离通过紧固螺钉调节。

进一步的，所述信号接收器设置有WIFI功能，可将应力传感器测量的承载接触块的负载力数据发送给电脑。

进一步的，所述承载接触块具有光滑表面；所述信号接收器具有内置电池。

进一步的，所述应力测试部件的最大量程不小于被测光学元件的重力和加载压力之和，测量精度不小于最大量程的2％。

进一步的，对于圆形光学元件来说，设置3-12个应力测试部件，并均布安装在圆形工件孔上；对于方形或矩形光学元件来说，设置4-12个应力测试部件，工件孔的每条边上设置1-3个应力测试部件。

抛光摩擦力的测量方法，该方法包括以下步骤：

1)将各个应力测试部件通过U形夹板卡在工件孔上，调节紧固螺钉，确保每个应力测试部件完全固定在工件盘上，将待测元件放在工件孔内；

2)开启抛光盘和工件盘逆时针方向匀速旋转运动，然后开启信号接收器和电脑；

3)当第1应力测试部件对应的待测元件侧边旋转到抛光盘的外侧并与工件盘的偏距方向垂直时，开始记录各个应力测试部件测量的负载压力数据，信号接收器实时接收各个应力测试部件测量的负载压力数据，并将数据发送给电脑，各个应力测试部件测量m个取样点后停止记录数据；