[实用新型]一种光学元件用抛光装置

说明书

本实用新型提出一种光学元件用抛光装置，可大大降低设备的精度要求，易于实现，加工效率可以得到大幅提高。本实用新型采用的技术方案包括包括抛光头、用于旋转抛光头的旋转组件和用于固定工件的固定器；所述的抛光头为中心设置有通孔的柱状体，其圆周面上的外轮廓线方程与被加工非球面光学元件过顶点的截面线方程一致，抛光头的圆周面上粘接有研磨抛光材料；抛光头通过旋转组件使其旋转，工件通过固定器固定，工件和抛光头的圆周面外轮廓接触。

技术领域

本实用新型涉及一种光学元件用抛光装置。

背景技术

随着激光技术的发展，各种高精度的光学仪器应运而生，对光学元件的要求越来越高，不仅要求其精度高、成像质量好、光能损失少、仪器体积小、重量轻，而且要求能满足特殊用途。非球面光学元件因其光学性能优越,结构紧凑等优点能很好的满足上述要求，正越来越多的应用于精密光学仪器中。与球面光学元件相比，使用非球面元件有许多优越性。首先，非球面光学元件有着无可比拟的高质量的成像质量，因为非球面光学元件有着更多的自由度，可以有效的矫正多种像差。其次，一个或几个非球面元件可以替代一组球面光学元件，简化仪器结构，减轻仪器重量，提高仪器的稳定性，降低成本。非球面制造中的主要困难源于非球面的抛光。

传统的球面光学零件研磨抛光制造技术，是利用和工件面形吻合的磨具或者抛光盘进行研磨抛光制造。这类方法所用的研磨抛光装置一般都包括抛光头和旋转组件，旋转组件用来保障抛光头的高速旋转，在抛光头的抛光面上粘接有金刚石丸片，树脂，聚氨酯，柏油，毛毡等研磨材料，它们有一个相同的特征，抛光面都有相对较硬和固定不变的面形，抛光时，磨具或者抛光盘与被加工光学原件是面接触。为了固定被加工非球面光学元件，通常还包括固定组件。但该加工方法和装置并不能应用于非球面的精磨抛光。

计算机控制小磨头抛光技术目前非球面光学元件的研磨和抛光最常规的抛光方法，该方法是根据面型检测数据，建立加工过程的控制模型，用计算机控制一个小磨头对光学元件进行研磨或抛光，通过控制磨头在工件表面的驻留时间及相对压力来控制材料的去除量。这种加工方式可以实现了可重复的确定性加工，而且有效解决了非球面光学元件用传统的加工方法难以抛光的问题，但该技术在抛光过程中采用的是点接触抛光的方式，其抛光效率一直很难大幅度提高。

目前，也有技术探索采用面形吻合的方式来实现非球面的抛光，例如：1、刚性抛光垫(沥青等)下垫柔性材料抛光；2、利用周期性压力下刚性变化材料(非牛顿流体材料)抛光；3、应力盘抛光，将抛光垫分成若干区域，利用不同区域主动变形适应光学元件不同区域曲率半径。三种方法中前两种方法以适应非球面曲率半径代价，对于高陡度大偏离量非球面需要抛光垫刚度很低，抛光效率非常低；第三种方法需要复杂机械电子控制系统实现抛光垫不同区域变形，另外非球面尺寸不大时，所使用小尺寸抛光垫也使应力盘制作更加困难。

综上所述，现有的非球面制造技术很难实现非球面光学元件的抛光，存在着加工效率低，对设备的控制精度要求非常高（设备精度至少需要在亚微米级）的问题。

实用新型内容

本实用新型提出一种光学元件用抛光装置，可大大降低设备的精度要求，易于实现，加工效率可以得到大幅提高。

为解决现有技术存在的问题，本实用新型的技术方案是：一种光学元件用抛光装置，包括抛光头、用于旋转抛光头的旋转组件和用于固定工件的固定器；

所述的抛光头为中心设置有通孔的柱状体，其圆周面上的外轮廓线方程与被加工非球面光学元件过顶点的截面线方程一致，抛光头的圆周面上粘接有研磨抛光材料；

所述的旋转组件包括旋转轴、轴固定座、联轴器和电机；所述的旋转轴设置于轴固定座内并通过轴承实现旋转，旋转轴的两端分别伸出于轴固定座，一端与抛光头中心孔连接，另一端与联轴器连接，所述的联轴器的另一端与电机连接，所述的电机的轴与旋转轴连接；