[实用新型]一种基于压电陶瓷驱动器的变形抛光盘

说明书

技术领域

本实用新型属于非球面镜抛光设备技术领域，具体地说涉及一种基于压电陶瓷驱动器的变形抛光盘。

背景技术

近几年，人们发展了一种计算机控制的可变形抛光盘技术，用于非球面镜抛光。在抛光运动过程中，人们能够随时自动改变抛光盘的形状以适应所到之处的镜面面形。目前，主动抛光盘技术主要分为两类：

一种是基于弯矩驱动器的能动磨盘技术，将多组弯矩驱动器均匀分布在抛光盘背面，施加不同的弯矩于抛光盘上，从而改变抛光盘的曲率，使抛光盘变形，以保证任意时刻、任意位置与加工件吻合。由于弯矩驱动器体积较大，需要足够的空间，因此，这类能动抛光盘只适用于抛光大镜面。

另一种是基于压电陶瓷驱动器的能动抛光盘技术，控制压电陶瓷驱动器变形，改变能动抛光盘的面形，从而使抛光盘在任意时刻、任何位置产生与理想非球面镜的局部表面形状，将工件加工为非球面，这类能动抛光盘可以加工中小口径的非球面镜。但现有的基于压电陶瓷驱动器的变形抛光盘，是将压电陶瓷驱动器沿径向安装在基盘上。由于压电陶瓷驱动器的伸缩量与其自身长度成正比，约为长度的千分之一，为了保证抛光盘的形变量，则选用的压电陶瓷驱动器长度不能太短，这将使得抛光盘径厚比非常小，导致抛光盘的稳定性较差。

实用新型内容

实用新型人在长期实践中发现：在抛光过程中，抛光盘的运动方式多为行星运动，增加抛光盘的径厚比，能够显著提高抛光盘在自转时的稳定性以及与工件的吻合性。针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种径厚比大、适用于中小口径非球面镜抛光的基于压电陶瓷驱动器的变形抛光盘。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于压电陶瓷驱动器的变形抛光盘，包括底座、位于底座上的多个压电陶瓷驱动器和位于压电陶瓷驱动器上方的基盘；

还包括多个弹性片，所述弹性片沿其径向安装于底座上表面，且其与压电陶瓷驱动器一对一设置，所述弹性片的顶部与基盘下表面相抵；

所述压电陶瓷驱动器沿其轴向安装于底座上表面，且其一端指向底座中心，另一端处设有顶紧件，所述弹性片与压电陶瓷驱动器指向底座中心的一端相抵，压电陶瓷驱动器对弹性片施加挤压力后，弹性片会产生沿其轴向的伸缩量，以改变基盘的面形；

所述底座下表面设有导电滑环，所述压电陶瓷驱动器通过导电滑环与电压源连接。

进一步，所述基盘为铝制球面薄板。

进一步，压电陶瓷驱动器上加载的电压为Umax/2时，基盘产生的面形定义为初始面形；压电陶瓷驱动器上加载的电压为0～Umax/2时，基盘产生负向形变；压电陶瓷驱动器上加载的电压为Umax/2～Umax时，基盘产生正向形变。

进一步，所述压电陶瓷驱动器的最小伸缩量为纳米级。

进一步，所述压电陶瓷驱动器加载电压后，其沿轴向产生的伸缩量为Δs，所述弹性片沿其径向产生的伸缩量为Δx，所述弹性片沿其轴向产生的伸缩量为Δ y，且Δs＝Δx，Δy＝n×Δx，其中，n表示由径向转移到轴向位移的放大量。

进一步，在基盘面积不变的前提下，增加所述压电陶瓷驱动器的个数，提高基盘的面形精度。

进一步，所述底座和基盘之间设有固定盘，所述固定盘内开设长条槽，所述压电陶瓷驱动器、弹性片均位于长条槽内，所述顶紧件位于固定盘的边缘处，并与压电陶瓷驱动器的端部相抵。

进一步，所述压电陶瓷驱动器上方设有支撑盘，所述支撑盘内开设凹槽，所述基盘位于凹槽内，且基盘上表面高于支撑盘上表面，所述凹槽内对应弹性片处设有凸起，且凸起与弹性片的个数相等，所述凸起的顶部与基盘的下表面相抵，所述弹性片的顶部与支撑盘的下表面相抵。

进一步，所述压电陶瓷驱动器呈对称式安装于底座上表面。

进一步，所述支撑盘为铝制结构或者钢制结构。

本实用新型的有益效果是：

1、将压电陶瓷驱动器和弹性片组合，共同作用改变基盘的面形。将压电陶瓷驱动器沿其轴向放置，通过改变加载到其上的电压使其产生伸缩量，通过压电陶瓷驱动器挤压弹性片，使弹性片产生沿其轴向的伸缩量，促使基盘上各相应点产生垂直方向的位移，从而改变整个基盘的面形。由于压电陶瓷驱动器沿其轴向放置，通过选择横截面较小的压电陶瓷驱动器，增加抛光盘的径厚比，结构紧凑，显著提高抛光盘在自转时的稳定性以及与工件的吻合性，成本低。