[发明专利]数控光纤透镜微纳米研磨抛光机

摘要

本发明包括光纤透镜研磨抛光盘机构、研磨抛光盘修整机构、CCD识别与检测系统、垂直进给机构、水平进给机构、自转机构、角度调整机构、光纤夹具、操作台和床身。本发明采用了行星式双轴复合运动技术解决了传统的研磨与抛光技术装备中工件与抛光盘分离传动方式，机床结构上采用柔性铰环状球支撑技术，解决复合传动结构主轴的误差累计问题。使用柔性铰链卡紧光纤和CCD微压力与形状检测技术，确保加工过程可控性，使用工业控制机控制完成研磨抛光的插补运动。本发明操作方便可靠，自动化程度高，能使光纤研磨抛光均匀，并实现斜面、楔面、锥面、冷面和球面的研磨与抛光。

主权项

数控光纤透镜微纳米研磨抛光机，包括光纤透镜研磨抛光盘机构、研磨抛光盘修整机构、CCD识别与检测系统(44)、垂直进给机构、水平进给机构、自转机构、角度调整机构、光纤夹具(34)、操作台(1)和床身(2)；其特征在于：光纤透镜研磨抛光盘机构包括研磨抛光盘(4)、柔性铰链盘(5)、支撑环(6)、外轴套(7)、齿环轴(8)、齿环带轮(9)、齿环(10)、系杆轴(11)、系杆带轮(12)、行星齿轮(13)和系杆偏心轴(69)；光纤透镜研磨抛光盘(4)安装在柔性铰链盘(5)上，支撑环(6)上端面开设有环槽，环槽内装设有多个钢球，将柔性铰链盘(5)安装于支撑环(6)的上端面上，钢球与柔性铰链盘(5)下表面接触；齿环轴(8)通过第一向心角接触轴承(14)、第二向心角接触轴承(15)安装在外轴套(4)上；系杆轴(11)通过第一向心球轴承(16)、第二向心球轴承(17)安装在齿环轴(8)上，行星齿轮(13)通过第三向心球轴承(58)、第四向心球轴承(70)安装在系杆偏心轴(69)处，系杆偏心轴(69)与系杆轴(11)为一整体结构，行星齿轮(13)固定在柔性铰链盘(5)下表面，光纤透镜研磨抛光盘机构通过床身(2)上的安装孔(18)安装在床身上；研磨抛光盘修整机构包括垂直导向机构、横梁(25)和垂直安装杆(19)；垂直导向机构包括千金刚石修整块(23)、分尺(20)、上横梁(26)、下横梁(27)，第一导向轴(67)、第二导向轴(68)、第一弹簧(28)、第二弹簧(29)、第一直线轴承(21)和第二直线轴承(22)；千分尺(20)通过上横梁(26)的安装孔(75)安装，使千分尺(20)的下端与上横梁(26)的上表面接触；第一直线轴承(21)、第二直线轴承(22)安装在横梁(25)上，上横梁(26)和下横梁(27)分别通过第一导向轴(67)、第二导向轴(68)连接，第一弹簧(28)、第二弹簧(29)分别同轴安装在第一导向轴(67)、第二导向轴(68)上；第一导向轴(67)、第二导向轴(68)分别通过第一直线轴承(21)、第二直线轴承(22)支撑于横梁(25)上；金刚石修整块(23)安装在下横梁(27)下表面，垂直导向机构通过横梁(25)安装在垂直安装杆(19)上，垂直安装杆(19)安装在床身(2)上；CCD识别与检测系统包括：放大镜头、CCD(44)、图像采集卡和光纤照明灯组成；将CCD(44)固定在滑块(24)上，通过丝杠螺母安装在Z轴调整部件(31)的滑台上，通过丝杠螺母将Z轴调整部件(31)安装在与Z轴调整部件(31)相垂直的Y轴调整部件(32)的滑台上，再通过丝杠螺母将Y轴调整部件(32)安装在与Y轴调整部件(32)相垂直的X轴调整部件(33)的滑台上，X轴调整部件(33)-1-的安装端(52)安装在床身(2)上；垂直进给机构包括Z轴步进电机(59)、丝杠(61)、直线导轨(62)、Z轴进给工作台(63)和Z轴台身(64)，Z轴台身(64)上安装直线导轨(62)与丝杠(61)；将Z轴进给工作台(63)安装于直线导轨(62)上，Z轴进给工作台(63)通过螺母与丝杠(61)螺纹连接，将Z轴步进电机(59)安装在直线导轨(62)上端；水平进给机构包括X轴进给工作台(65)、直线导轨(66)和丝杠(30)；直线导轨(66)和丝杠(30)通过第一支座(71)、第二支座(72)安装在床身(2)上，X轴进给工作台(65)安装于直线导轨(66)上，通过螺母与丝杠(30)螺纹连接；Z轴进给机构的台身(64)，安装在X轴进给工作台(65)上；自转机构包括D轴步进电机(50)和D轴回转部件(51)；角度调整机构由B轴步进电机(54)和B轴回转部件(53)；D轴步进电机的输出端与D轴回转部件(51)的输入端连接，自转机构的连接端通过连接板(57)安装在基板(49)上；B轴步进电机(54)的输出端与B轴回转部件(53)的输入端连接；将角度调整机构通过角度调整机构的连接端安装在基板(49)的反面上；配重(55)安装在基板(49)的反向端上；卷轴(56)安装在自转机构的另一端上，基板(49)与Z轴进给工作台(63)连接；光纤夹具(34)包括第一钳口(36)、第二钳口(37)，第一位置调整螺钉(38)、第二位置调整螺钉(39)，调整旋钮(40)，夹紧调整芯轴(41)；第一钳口(36)、第二钳口(37)是两个柔性铰链，位于光纤夹具(34)的右端；在第一钳口(36)、第二钳口(37)固定端的第一安装孔(46)、第二安装孔(47)内，安装第一位置调整螺钉(38)、第二位置调整螺钉(39)，在上述两个位置调整螺钉间设有钢球室，安装第一钢球(42)、第二钢球(43)，上述两个钢球分别与两个位置调整螺钉接触，两个钢球之间设有供光纤通过的通道；调整旋钮(40)内有供光纤通过的通道，调整旋钮(40)内设有夹紧调整芯轴(41)，夹紧调整芯轴(41)的前端设有推杆，推杆前端对称设有第一球面凹槽(73)，第二球面凹槽(74)，分别与第一钢球(42)、第二钢球(43)接触，光纤夹具(34)的左端设有与自转机构输出端螺纹连接的锥面(35)；将光纤(48)缠绕于卷轴(56)上，光纤(48)通过自转机构内的光纤通道，从光纤夹具的插孔(45)进入光纤夹具(34)，通过调整旋钮(40)内的插孔、位置调整芯轴内的插孔、钢球室，从第一钳口(36)、第二钳口(37)之间伸出：操作台(1)包括显示器和控制按钮，操作台(1)通过安装杆(3)安装在床身(2)上。