[发明专利]一种大型光学零件离子束抛光机

说明书

技术领域

本发明涉及离子束抛光技术，尤其涉及一种大型光学零件离子束抛光机。

背景技术

离子束抛光方法是光学镜面加工中独具特色的有效加工方法。由于离子束抛光的材料去除物理机理是原子溅射效应，所以离子束抛光过程中的材料去除量可以控制到原子量级，抛光精度很高；由于离子束抛光中去除函数稳定，不容易发生变化，所以离子束抛光确定性高，面形收敛快；由于离子束抛光是非接触式抛光方法，不存在接触应力和应变，加工工件边缘时去除函数不发生变化，没有边缘效应。

离子束抛光机是用于光学镜面离子束抛光的基础设备，目前，国外已有使用大型离子束抛光机进行光学零件离子束抛光的成功案例，而国内只具有制备中小型离子束抛光机的能力，大型离子束抛光机的研制仍是空白，国内仅具有中小型离子束抛光机的现实极大制约了国内大口径光学零件离子束抛光方面研究的发展。

国外首台大型离子束抛光机为美国的离子束抛光系统IFS（Ion Figuring System），此设备为Kodak公司所研制，采用五轴数控系统控制离子源运动，加工零件尺寸可达Φ2.5m。Kodak公司利用该设备成功进行了Keck天文望远镜主镜最后阶段的抛光，展示了离子束抛光技术高效的加工能力。另外，德国NTGL公司具备研制大型离子束抛光机的能力。其大型离子束抛光机IBF1500可加工最大直径为Φ1500mm的平面反射镜，凹面镜加工曲率半径可达2250mm，包括支承厚度在内的工件厚度可达520mm，最大重量可达1000kg，可加工的工件材料包括微晶、石英、Si、SiC和ULE等，该套设备重量大约为20t，真空室总体积为22m3，所占空间大小为6.5×6.5×4m。

现有的大型离子束抛光机具有建立真空环境耗费资源多、耗费时间长等缺点，在对大口径光学零件进行加工时，此缺点所产生的影响不明显。但是，因为离子束抛光机在进行抛光前，需要在中小口径光学零件上进行大量工艺实验，而按照现有大型离子束抛光机的设计方法，为完成工艺实验必须重复多次建立真空环境，所以，此缺点将导致大型离子束抛光机的总真空环境建立时间极长，浪费大量资源，并影响离子束抛光机的抛光效率。另外，当使用此离子束抛光机对大量中小口径光学零件进行离子束抛光时，此缺点仍然非常突出。由此可见，现有技术有待于更进一步发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、操控方便、可保证工作环境洁净度、提高加工精度和加工效率、使用寿命长的大型光学零件离子束抛光机。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种大型光学零件离子束抛光机，包括真空抛光系统、承载装置、用于运输完成测量后的大口径工件、并在运输过程中使大口径工件的待加工面保持向下的翻转装置以及用于承接翻转装置所输送的大口径工件、并将大口径工件送至真空抛光系统的主真空室内的输送装置，所述承载装置包括导轨以及设于主真空室内、并用于承接输送装置所输送的大口径工件的内机架，所述输送装置设于导轨上，并沿所述导轨运动。

所述翻转装置包括翻转机架、支承滚轮和夹紧盘，所述支承滚轮装设于所述翻转机架底部，所述夹紧盘可转动的装设于所述翻转机架上，所述夹紧盘上设有多个用于夹持光学零件夹具的夹紧块。

所述输送装置包括输送车架和车轮，所述车轮装设于所述输送车架的底部，并沿所述导轨设置，所述输送车架上设有可作竖直升降的升降平台。

所述输送装置还包括行进驱动电机、电机座、减速器、驱动齿轮以及沿所述导轨设置的齿条，所述行进驱动电机通过电机座固定于所述输送车架上，所述行进驱动电机的输出端经减速器与驱动齿轮连接，所述驱动齿轮与所述齿条啮合。

所述输送装置还包括升降电动推杆、升降导轨和升降滑块，所述升降滑块固定于所述升降平台上，所述升降导轨和升降电动推杆装设于输送车架上，所述升降滑块滑设于升降导轨中，所述升降电动推杆的输出端与升降平台连接。

所述承载装置还包括外机架，所述导轨均由内导轨、外导轨和对接导轨组成，所述内导轨设于主真空室内，并固定于内机架上，所述外导轨固定于外机架上，所述对接导轨一端与外导轨铰接，另一端与内导轨搭接。

所述内机架上装设有用于承接大口径工件的定位钩和承载钩，所述外机架上装设有用于对翻转装置定位的定位销。

所述真空抛光系统还包括副真空室和插板阀，所述副真空室与所述主真空室连接，所述插板阀设于主真空室与副真空室之间，并控制二者通断。