[发明专利]一种气压可控柔性磨抛系统

说明书

本发明公开了一种气压可控柔性磨抛系统，包括轮式气囊磨抛工具和气压控制装置，轮式气囊磨抛工具包括设置在主轴外壳内设有中空电机，中空电机中穿过一相对主轴外壳转动的中空旋转主轴，中空旋转主轴的两端连接气动旋转接头和气囊磨抛轮部件；气压控制装置包括气泵、电气比例阀、数据采集卡、计算机和设置在气囊磨抛轮部件内的压力传感器，开启气泵后，气体到达气囊磨抛轮部件内部，压力传感器将轮式气囊内部的气压信息实时反馈至数据采集卡，计算机实时控制电气比例阀输出气压。本发明不仅可以实现深腔异型面的快速研磨抛光加工，并且通过气囊磨抛轮与深腔异型面柔性接触的特点，从而保证了一定的加工精度。

技术领域

本发明涉及一种机械制造领域的自由曲面研磨抛光系统，尤其涉及一种气压可控柔性磨抛系统。

背景技术

近年来，随着现代光学和光电子技术的飞速发展，光学元件以及光电子仪器也随着发生着深刻的变化。普通光学元件已经难以满足现代光学工程和光电子技术的发展需求。新型光学元件开始不断的被应用在各种光学仪器以及光电传感器当中，使得光学仪器更加集成化、小型化和阵列化。由于其具备独有的优点，被广泛的应用与航空航天、微电子系统、导航制导以及军事防御等当中。深腔异型光学元件作为新型光学元件的一种，普遍被应用于激光陀螺等新一代光学传感器当中。为了保证激光陀螺等新一代光学传感器的工作精度以及可靠性，在加工过程中，对于激光陀螺等新一代光学传感器对深腔异型表面质量要求极为严格。这就导致了在加工过程中，对于激光陀螺等深腔异型结构光学元件的深腔异型表面的精密加工包括研磨和抛光等过程的加工精度以及加工效率提出了越来越高的要求。因此，如何实现高质量、高精度以及高效率的深腔异型光学元件的精密加工成为新型光学元件加工制造领域待已解决的问题。

虽然目前对于光学元件的超精密加工已经存在计算机控制小工具抛光(CCOS)、磁流变抛光、射流抛光以及气囊抛光等优秀的超精密加工方法，虽然这些抛光方法具有加工精度高、抛光区域可控、去除效果稳定等优点，但是这些精密抛光方法仍然具有局限性，通常只能针对于平面或者非球面等外表面进行精密抛光，然而对于具有深腔异型结构的特殊光学元件，很难通过上述精密抛光方法对其深腔异型面进行加工。而目前对于深腔异型面的抛光方法通常有磨料流抛光和超声辅助振动抛光。磨料流抛光的工作原理使通过压力的作用将含有细微磨粒的粘弹性抛光液挤压通过内腔，通过磨粒对内腔表面的刮擦，实现材料去除。但是由于粘弹性抛光液流速低的缺点，将会导致整体抛光效率下降，同时对于深腔异型面表面粗糙度的下降具有一定的局限性。超声波振动辅助抛光是在普通旋转研磨的基础之上，对抛光头施加了上下高频振动，通过抛光液中的磨粒和深腔异型面相互接触、摩擦和碰撞实现材料的去除。虽然超声波振动辅助抛光在一定程度上提高了加工效率，并且具有较好的加工精度。但是，由于抛光头长时间与内腔表面接触、摩擦，导致抛光头的磨损现象十分严重，从而导致抛光精度和抛光效率的下降。

发明内容

针对上述现有技术光学元件中深腔异型光学元件加工难、加工精度低和效率不高等问题，本发明提出了一种用于深腔异型面的气压可控柔性磨抛系统，不仅可以实现深腔异型面的快速研磨抛光加工，并且通过气囊磨抛轮与深腔异型面柔性接触的特点，从而保证一定的加工精度。