[发明专利]气囊磨损监测方法及设备

说明书

本申请实施例提供一种气囊磨损监测方法以及设备，可以通过测力装置和测微仪来对气囊进行检测，从而确定出气囊的刚度和形貌是否满足抛光要求，是否需要更换气囊。这就保证了在对工件进行抛光的过程中，不会因为气囊刚度和形貌不达标而导致抛光失败或低效率抛光，进而提高了抛光加工过程的稳定性和可靠性。

技术领域

本申请涉及光学制造技术领域，具体而言，涉及一种气囊磨损监测方法及设备。

背景技术

随着现代科学技术的不断发展，特别是航空航天、国防军工、信息、微电子与光电子等尖端科学技术的突飞猛进，对光学加工领域提出越来越高的要求。其中大口径非球面元件具有无中心遮拦、可改善像质且简化系统结构等优点，已成为空间相机、极紫外光刻机、超高功率激光装置的关键元件，其超精密加工是光学加工领域的前沿研究方向之一。

气囊抛光技术是近些年大口径非球面元件超精密加工技术的研究热点之一。该技术直接采用高速旋转的球形气囊工具与工件直接接触，气囊工具带动接触区抛光磨粒以一定速度和压力对工件表面材料进行去除。气囊工具作为与工件直接接触的部件，其结构精度直接影响加工精度，因此在抛光加工过程中对气囊工具进行监测，对于保证抛光加工过程的稳定性和可靠性具有重要意义。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种气囊磨损监测方法及设备，用以提高抛光加工过程的稳定性和可靠性。

本申请实施例提供了一种气囊磨损监测方法，包括：通过测力装置测量气囊施加于工件的力；根据测得的力确定所述气囊是否需要更换。

在上述实现过程中，通过测力装置来对抛光过程中气囊施加于工件的力进行测量，即可实现对气囊刚度的监测。进而在根据测得的力确定气囊是否需要更换。如此使得工作人员能够及时更换刚度不够的气囊，进而尽量避免在对工件进行抛光的过程中，因为气囊刚度不够的原因而导致抛光失败或低效率抛光，所以可以提高抛光加工过程的稳定性和可靠性。

进一步地，所述测得的力包括所述气囊施加于所述工件的切向力和法向力；所述切向力为所述气囊对所述工件进行抛光时，沿所述气囊的抛光轨道的切线方向施加给所述工件的力；所述法向力为所述气囊对所述工件进行抛光时，垂直于所述气囊与所述工件的接触面施加给所述工件的力。

在上述实现过程中，在通过测力装置进行力的测量时，测量的力可以至少包括气囊施加于所述工件的切向力和法向力。进而通过切向力和法向力这两个参数即可很好地对气囊的刚度进行评价，从而保证在对工件进行抛光的过程中，不会因为气囊刚度不够的原因而导致抛光失败或低效率抛光，进而提高了抛光加工过程的稳定性和可靠性。

进一步地，所述根据测得的力确定所述气囊是否需要更换包括：将所述测得的力与预设的力度阈值进行比较，在所述测得的力小于等于所述预设的力度阈值时，确定所述气囊需要更换；否则，确定所述气囊不需要更换；或，根据所述测得的力计算出当前所述气囊与所述工件之间的摩擦系数，将计算出的所述摩擦系数与预设的摩擦系数阈值进行比较，在所述摩擦系数小于等于所述预设的摩擦系数阈值时，确定所述气囊需要更换；否则，确定所述气囊不需要更换。

应当理解的是，对于气囊而言，随着不断的使用，可能会存在工具疲劳的问题(随着气囊的不断使用，会导致气囊内部产生结构性损伤，从而使得气囊施加给工件的力慢慢变小，这一过程称为工具疲劳)。而上述实现过程中，可以根据测力装置测得的力来与预设的力度阈值进行比较，即可很容易的判断出气囊的刚度情况是否还能胜任抛光工作，从而在气囊不能胜任抛光工作时可以及时进行气囊的更换，保证在对工件进行抛光的过程中，不会因为气囊刚度不够的原因而导致抛光失败或低效率抛光，进而提高了抛光加工过程的稳定性和可靠性。