[实用新型]一种具有机器视觉的超精密抛光系统

说明书

一种具有机器视觉的超精密抛光系统，其特征是它包括固定支架（3）、高精度Z轴位移装置（1）与X轴位移装置（2），X轴位移装置（2）安装在固定支架（3）上并能左右移动，高精度Z轴位移装置（1）安装在X轴位移装置（2）上并能上下移动，高精度Z轴位移装置（1）上安装有能随动的CCD（4）和光学显微镜头（5），在光学显微镜头（5）的下部安装有抛光垫（9），抛光垫（9）安装在抛光盘（8）上，在抛光盘（8）的一侧安装有单轴抛光机（6），所述的CCD（4）与计算机辅助工艺参数系统相连。本实用新型能得到精确的抛光垫面形精度与抛光垫磨损状况；避免反复拆装工件引入的重复定位误差，提高加工精度。

技术领域

本实用新型属于超精密抛光加工领域，尤其涉及一种具有机器视觉的超精密抛光系统。

背景技术

单轴抛光机广泛应用于加工平面光学元件，为保证加工面型精度，通常需要不断调整摆轴的摆幅以及摆动速度。这种传统的加工系统具有多方面不足，首先，加工效率低下，通常需要在加工一定时间后进行离线检测，在工件拆除后需要等待数小时状态稳定后使用干涉仪对当前加工面型精度进行评价。反复拆装对工件的重复定位精度有较高的要求，在这一过程中容易引入大量误差。其次，传统单轴抛光系统的操作严重依赖操作人员，只有经验丰富的操作人员才能将摆轴准确调整调节至提高加工精度的方向并更换失效的抛光垫以提高加工精度。现有几种在线检测抛光系统通常采用声发射检测该误差带入到图像的分析算法中，通常用于检测抛光后表面质量，且不具备自动调节改善加工品质功能，无法在生产中大规模应用。超精密抛光的典型特征是复映加工，提高工件面形精度最为有效的手段是改善抛光垫的面形精度。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种具有机器视觉的超精密抛光系统，旨在降低加工的成本、提高加工效率及加工精度。

本实用新型的技术方案是：

一种具有机器视觉的超精密抛光系统，其特征在于它包括：

一光学检测系统，该光学检测系统具有高精度Z轴位移装置与X轴位移装置，能够采集并合成大面积超景深图像；

一抛光装置，该抛光装置的摆轴可控调节；

一计算机辅助工艺参数系统；该计算机辅助工艺参数系统能利用计算机机器视觉算法，分析抛光垫面形与使用寿命，并能根据抛光垫面形对工艺参数进行优化，控制单轴抛光设备的摆轴的摆幅及转速。

所述的光学检测系统主要作用是在线检测抛光垫面形精度用。由固定支架，高精度Z轴位移装置，X轴位移装置，光学显微镜头，CCD，机器视觉面形分析系统，抛光垫磨损量检测系统组成。为减小抛光液对机器视觉检测的影响，选用的镜头应当为具有偏振镜片的光学镜头。

所述的计算机辅助工艺参数系统为具有人工智能神经网络的程序，具有以下特征：1.依据工艺目标智能生成合理的抛光转速，抛光液等工艺参数；2.通过接收当前抛光垫面形状况智能调节摆轴的摆幅以及转速。

所述的抛光装置则为传统的单轴抛光机，需要额外增加直线步进电机对摆轴的位移进行精确的调节。

所述的光学显微镜头具有超浅景深特性，通过调节镜头以及CCD的X轴Z轴位移，拍摄多张抛光垫表面图像，通过计算机机器视觉分析，合成具有三维形貌特征的超景深研磨垫表面形貌并进行形貌分析与磨损分析。并以此为依据，对超精密抛光的工艺参数进行调整。

本实用新型的有益效果是：

使用该系统可以得到精确的抛光垫面形精度与抛光垫磨损状况，并进行实时调节。使用该系统可以节省加工过程中所需的检测时间，提高加工效率；避免反复拆装工件引入的重复定位误差，提高加工精度；可以摆脱对经验丰富操作人员的依赖，且在传统单轴抛光机上锁添加的附件价格低廉，大幅降低了加工成本，适用于大规模平面光学零件加工。

附图说明