[发明专利]抛光力控制柔性抛光工具

说明书

一种抛光力控制柔性抛光工具，包括柔性工具、夹头座、连接板、减速机、伺服电机、机架、力传感器、力控系统等；柔性工具由夹具、弹性层和抛光革组成。本发明通过力传感器测试加工过程中的抛光力并通过力控制系统实现加工力恒定，采用柔性层和抛光垫配合保证光学元件的高表面质量；避免在加工过程中产生中频误差；去除函数在加工过程中的可以调整，减小边缘效应，实现光学元件的高精度加工。

技术领域

本发明涉及光学加工领域，具体是一种抛光力控制柔性抛光工具。本发明采用力传感器测试加工过程中的抛光力并通过力控制系统实现加工力恒定，采用柔性层和抛光垫配合保证光学元件的高表面质量柔性层和抛光垫配合保证光学元件的高表面质量；避免在加工过程中产生中频误差；去除函数在加工过程中的可以调整，减小边缘效应，实现光学元件的高精度加工。

背景技术

光学元件加工过程中对元件的表面质量、面形精度都有极高的要求；为了实现全频谱加工，需要避免产生中高频的面形误差；同时元件边缘加工状态和中心的不同会产生边缘效应，减小元件的有效口径，所以抑制边缘效应对加工也十分重要。

目前光学元件加工主要有全口径加工和子口径加工两类。采用全口径加工的方式，一般无法达到比较高的表面质量和面形精度，加工过程需要依赖加工人员经验；采用子口径加工的方式，例如磁流变抛光等加工方式一般会不可避免的产生中频误差；小工具抛光等加工方式边缘加工中由于和中心加工状态不同，容易产生边缘效应；小工具抛光、气囊抛光等加工方式在加工过程中主要通过控制气压保证抛光力的恒定，一般精度不高。

发明内容

本发明的目的是提出一种抛光力控制柔性抛光工具，抛光力控制柔性抛光工具包括柔性工具、夹头座、连接板、减速机、伺服电机、机架、力传感器、力控系统等。本发明通过力传感器测试加工过程中的抛光力并通过力控制系统实现加工力恒定，采用柔性层和抛光垫配合保证光学元件的高表面质量；避免在加工过程中产生中频误差；去除函数在加工过程中的可以调整，减小边缘效应，实现光学元件的高精度加工。

本发明的技术解决方案如下：

一种抛光力控制柔性抛光工具，其特点在于该抛光工具包括柔性工具、夹头座、连接板、减速机、伺服电机、机架、力传感器和力控系统,

所述的柔性工具由夹具、弹性层和抛光革组成,所述的夹具用于连接所述的夹头座和弹性层；弹性层为球冠结构，材料是高弹性体，加工过程中提供弹性变形，调整接触范围，并保证加工过程中抛光革与加工元件贴合；抛光革为球面结构，材料是聚氨酯或阻尼布；

所述的连接板的材料为不锈钢，两个连接面分别与所述的减速机和所述的夹头座贴合；所述的连接板为所述柔性工具底部提供支撑；

所述的减速机分别与所述的连接板、所述的伺服电机连接；所述的伺服电机与所述的减速机连接，驱动抛光工具转动；所述的机架分别与所述的减速机和所述的力传感器连接，所述的力传感器的输出端与所述的力控系统的输入端相连。

利用上述抛光力控制柔性抛光工具进行光学元件的抛光加工，该方法包括如下步骤：

1)将所述的力控系统的输出端与加工机床的输入端相连，保证力控系统能实时将工具位置调节信号输出给所述的加工机床；

2)设定抛光力预定值:将抛光力预定值写入所述的力控系统，进行下一步；

3)设定转速并写入所述的伺服电机，开启所述的伺服电机，使所述的柔性工具以恒定转速旋转；

4)使用加工机床控制所述的柔性工具在元件表面以规定路径移动，抛光过程中所述的力传感器实时地测试抛光过程中的抛光力，并将该抛光力的信号传输给所述的力控制系统；所述的力控系统实时处理抛光力信号并将所述的抛光力控制柔性抛光工具加工过程中的调节移动量传输给加工机床,调节机床运动轨迹；

5)加工过程不断重复第四步，实现恒定抛光力抛光。