[发明专利]一种气压连续可调双自由度轮式气囊抛光装置

摘要

本发明公开了属于超精密光学表面加工领域的一种气压连续可调双自由度轮式气囊抛光装置。包括电机、气动旋转接头、固定架、齿轮、轴承、自转驱动轴、公转驱动套筒、自转轴、公转箱体、抛光轮、气囊；工作时，通过数控机床将该装置移动到待加工的位置，气囊与工件接触并下压一定距离，通过改变气压来调节作用在抛光区域上的压力；自转电机通过各级齿轮传递带动抛光轮绕自转轴旋转，公转电机带动公转驱动套筒转动，进而带动公转箱体、抛光轮做公转运动，最终获得了类高斯形的去除函数，实现对光学元件的确定性表面加工。本发明适用于大中型口径光学元件的超精密表面加工。

主权项

一种气压连续可调双自由度轮式气囊抛光装置，包括支架、转接板、自转电机、公转电机、自转电机座、公转电机座、自转电机皮带轮、公转电机皮带轮、自转驱动轴、自转驱动轴上/下齿轮、自转驱动轴上/下气动旋转接头、公转驱动套筒、公转驱动套筒齿轮、公转驱动套筒轴承、自转驱动轴上/下轴承、伞齿轮、第一/二自转传递杆、第一/二自转传递杆轴承、第一/二自转传递杆齿轮、自转轴齿轮、自转轴左/右轴承、自转轴气动旋转接头、抛光轮、抛光轮挡板、气囊、公转箱体、公转箱体左/右侧护板、公转箱体左/右下护板;上述组成部分的连接关系为：自转电机固定在自转电机座上，自转电机座固定在支架上，支架固定在转接板上，公转电机固定在公转电机座上，公转电机座也固定在支架上，自转电机皮带轮与自转驱动轴的上齿轮连接，自转驱动轴通过轴承固定在公转驱动套筒中；公转电机皮带轮与公转驱动套筒齿轮通过皮带连接，公转驱动套筒通过公转驱动套筒轴承固定在支架上，公转驱动套筒下端通过螺钉与公转箱体固定在一起；气体从自转驱动轴的上旋转接头进入中空的自转驱动轴，传到自转驱动轴下气动旋转接头，其通过气管与自转轴气动旋转接头连接；自转驱动轴下齿轮与第一自转传递杆齿轮直接接触，第一自转传递杆下端的伞齿轮与第二自转传递杆的伞齿轮直接连接，第一自转传递杆通过轴承旋转固定在公转箱体上，第二自转传递杆通过轴承旋转安装在公转箱体的左侧护板上；第二自转传递杆的齿轮通过皮带与自转轴齿轮连接，自转轴两端通过轴承分别固定在公转箱体的左/右侧护板上；公转箱体左/右侧护板分别通过螺钉固定在公转箱体上；公转箱体左/右下护板分别通过螺钉固定在公转箱体上；抛光轮安装在自转轴上，气体通过中空的自转轴进入抛光轮的通气孔，进而进入气囊中；自转轴通过键槽带动抛光轮旋转，产生自转运动；公转箱体的转动带动抛光轮做公转运动，气囊随抛光轮做公自转运动，产生类高斯的去除函数，实现高收敛性的超精密光学表面加工；本发明所述的一种气压连续可调双自由度轮式气囊抛光装置的工作过程如下：加工过程中，通过精密数控机床将该抛光装置移动到工件上待加工点的位置，通过控制该装置在Z方向的位置，使气囊与工件接触并下压一定的距离，开启气泵，气体通过自转驱动轴上气动旋转接头进入该装置，依次通过中空的自转驱动轴、自转驱动轴下气动旋转接头、气管、自转轴气动旋转接头、中空的自转轴、抛光轮的通气管道，最后进入气囊，对接触的光学表面施加稳定的压力；自转电机利用皮带和带轮的传递，依次带动自转驱动轴、第一/二自转传递杆、自转轴、抛光轮转动，最终由抛光轮带动气囊产生自转运动；公转电机通过皮带和带轮带动公转驱动套筒转动，公转驱动套筒带动公转箱体旋转，进而带动抛光轮和气囊做公转运动；气囊做公自转双自由度的运动，在接触面上产生类高斯状的去除函数，结合各种加工路径和驻留时间，对光学元件的表面进行确定性的加工。