[发明专利]一种自平衡重力的抛光工具

说明书

本发明提供一种自平衡重力的抛光工具，包括：安装底板、侧支撑板、导轨基座、滑轮底座、滑轮、钢绳、滑轮轴、钢绳连接座、限位块、工具滑板、前滑板交叉滚柱导轨、前基座交叉滚柱导轨、后基座交叉滚柱导轨、后滑板交叉滚柱导轨、配重滑板、配重块、抛光工具轴以及抛光头。安装底板上的侧支撑板将导轨基座固定支撑在其上方。导轨基座用于连接工具滑板和配重滑板，两者通过交叉滚柱直线导轨副分别安装在导轨基座的前后两面，工具滑板和配重滑板通过由滑轮支撑的钢绳来连接，实现工具滑板和配重滑板的同步运动，工具滑板表面上安装抛光工具，配重滑块上安装配重块，配重块匹配抛光工具的重量，从而实现抛光工具自重力平衡。

技术领域

本发明涉及一种精密光学抛光的抛光工具，具体涉及一种依靠自身结构实现抛光工具重力自行平衡的抛光工具，属于精密光学加工领域。

背景技术

现代精密光学加工中，确定性抛光技术已经得到广泛应用，包括小工具抛光技术、气囊抛光技术、轮式抛光技术、磁流变抛光技术、等离子体抛光技术以及离子束抛光技术等。确定性抛光技术涉及具体抛光方式的去除函数建模准确性、去除函数的稳定性以及加工运动系统的稳定性等主要控制因素。其中，对于接触式的抛光技术，去除函数主要受输出抛光力和相对速度影响，抛光输出压力的准确性和稳定性相对抛光速度而言的其控制难度更大，也是影响加工去除准确、面形误差收敛的主要因素。抛光工具使用过程中，为了保证施加压力的准确性，需要克服抛光工具头自身的重力所带来的影响，在此基础之上再输出准确的抛光力。目前，克服抛光工具自身重力的方法主要是通过另外执行机构来实现的，例如，气缸、电缸或是液压缸等。在某姿态下平衡重力处理时，需要根据具体姿态角度进行实时解算补偿力，再将控制信号发生到执行机构产生相应动作，对执行机构的响应频率有较高的要求。为了避免使用额外执行机构，采用特殊的结构设计来实现抛光工具重力的自平衡，有益于减轻抛光控制系统的复杂性，提高抛光工具的使用可靠性。

发明内容

本发明为实现精密光学加工领域中抛光工具在加工过程施加稳定压力提供一种抛光工具设计方案，该抛光工具采用重力平衡设计，可实现抛光工具的重力自平衡，无需额外机构来对抛光工具重力进行平衡，加工过程中实际作用的抛光压力可更加稳定可靠。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：一种自平衡重力的抛光工具，本发明采用抛光工具自平衡重力的设计方案，通过配重方式来实现抛光工具的重力平衡，具体包括：安装底板、侧支撑板、导轨基座、滑轮底座、滑轮、钢绳、滑轮轴、钢绳连接座、限位块、工具滑板、前滑板交叉滚柱导轨、前基座交叉滚柱导轨、后基座交叉滚柱导轨、后滑板交叉滚柱导轨、配重滑板、配重块、抛光工具轴以及抛光头。导轨基座由侧支撑板支撑固定安装在安装底板上；工具滑板通过由前滑板交叉滚柱导轨和前基座交叉滚柱导轨组成的直线运动副安装在导轨基座正面上；配重滑板均通过由后基座交叉滚柱导轨和后滑板交叉滚柱导轨组成的直线运动副安装在导轨基座背面上；工具滑板和配重滑板后端均安装有钢绳连接座，用于连接钢绳，实现工具滑板和配重滑板的连接；滑轮底座安装在导轨基座的一端，滑轮底座设有安装孔，用于安装滑轮轴；滑轮中心设有安装孔，安装在滑轮轴上；钢绳经由滑轮支撑，从而实现工具滑板和配重滑板的同步运动；限位块安装在导轨基座一端，对工具滑板和配重滑板进行物理限位；工具滑板上根据需要安装抛光工具，配重滑板上匹配与抛光工具和抛光头总重量相同的配重块，即使工具滑板与配重滑板上的承载重量相同，从而实现抛光工具自平衡重力，无需额外机构来平衡抛光工具部分的重力。

本发明的有益效果是：本发明采用重力自平衡设计方式，通过结构设计来实现抛光工具的重力平衡，无需额外的机构来对抛光工具重力进行补偿平衡，有利于降低机械结构与控制单元的复杂性，有利于降低对施力单元输出压力范围的要求，有利于提高抛光工具的可靠性；本发明采用了通用工具平台设计方式，可以在工具滑板上交替安装多种形式的抛光工具，应付多种加工场景，有利于抛光工具的使用灵活性和多样性。

附图说明

图1是本发明一种自平衡重力的抛光工具的整体结构正视图；

图2是本发明一种自平衡重力的抛光工具的整体结构左视图，并含局部剖视图；