[发明专利]气囊抛光装置及其抛光头机构

说明书

本发明公开了一种可分段调压的气囊抛光头机构及气囊抛光装置，该抛光头机构包括背板、隔膜、气囊组及固定连接结构；该背板与隔膜四周连接在一起，两者之间形成密封舱室，该隔膜底部为圆形平面；该气囊组的各气囊同心环形设置于所述密封舱室内，且该气囊组至少包括一个主压力气囊及一个侧面压力气囊，各气囊上设有一个气门，该气门穿过所述背板上的孔与一气管连接，再连接不同的气泵，在气管与气泵连接的管路上设有可控制充放气与否或者控制气体压力的电磁溢流阀。该气囊抛光装置还包括传动机构、气路机构及固定机构。本发明的环形气囊组机构可对环形气囊组的气压进行实时控制，由此实现对抛光头各位置的气压实时可调，解决边缘效应问题。

技术领域

本发明涉及气囊抛光的技术领域，具体而言，涉及一种气囊抛光装置及其抛光头机构。

背景技术

高质量的光学元件在现代技术中非常重要。特别是高质量的非球面光学元件。巨大的地面望远镜的加工是一项重大的技术挑战，特别是对于实现非常苛刻的性能所必需的光学组件的制造。极大型的地面望远镜需要许多高质量的大直径光学元件来进行构造。

使用超精密光学抛光是基于计算机控制的光学表面制造。与其他抛光方法相比，充满空气的抛光头被用作精确的抛光工具，该工具灵活且可以很好地适应零件的形状。而与其他抛光技术一样，边缘质量是影响光学元件性能的关键因素。

授权公告号为CN 104369064 B的一项名为一种气囊抛光工具、系统和方法的国家发明专利，其公开了一种基于电气比例阀的可以实时控制抛光表面接触压力和接触压强的气囊抛光工具。包括电机、减速器、中空转轴和气囊。其中空转轴具有中空腔体，其两端分别连接于气囊和通气导管，其通气导管上设有电气比例阀，其抛光气囊内包括检测正向压力的压力传感器。该专利可以提高加工精度，简化抛光过程，降低加工成本，但对于光学元件在加工过程中产生的边缘效应问题，不能有效的解决，导致边缘加工精度很低。

授权公告号为CN 207629812 U公开的柔性气囊随形抛光工具系统，该系统采用了电机和主轴分离的转折式布局方法，使得气体可以通过旋转接头和中空轴进入气囊内部，避免气囊抛光工具头容易缠线的问题。但是其同样不能解决边缘效应问题。

公开的一种主辅复合式气囊抛光工具，其气囊内填充多个固压子气囊和多个可控压子气囊，该技术增加了辅助气囊控制环节，提高了对气囊内部结构的可控性，气囊内部组合性能好，满足多变性需求。但是该专利申请即使设置了多个气囊，也同样不能解决边缘效应的问题。

总之，现有的气囊抛光机构大都解决的是对气囊头直接充气问题，并通过改变接触压强来提高加工精度这一问题。却忽略了气囊抛光头在与工件接触时，不同的位置产生的压力不同的问题，这一问题直接带来的就是边缘效应问题，即在加工过程中容易出现边缘翘起或者塌陷的现象，这一现象对于平底抛光盘来说尤为明显。

为此，需要提出一种基于气囊式的抛光装置，其可解决因不同加工位置产生的压力不同而带来的边缘效应问题，进而提高抛光精度，本案由此产生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可分段调压的气囊头机构，该机构通过分段调压来解决不同加工位置产生的压力不同问题，进而改善边缘效应，提高抛光精度。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种使用上述气囊头机构的气囊抛光装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种可分段调压的气囊抛光头机构，该抛光头机构包括背板、隔膜、由至少两个气囊组成的气囊组以及用于固定所述背板及隔膜四周边缘的固定连接结构；该背板与隔膜四周连接在一起，两者之间形成有密封舱室，该隔膜底部为圆形平面；该气囊组的各气囊同心环形设置于所述密封舱室内，且该气囊组至少包括一个位于中间的主压力气囊及一个位于外环的侧面压力气囊，各气囊上设有一个气门，该气门穿过所述背板上的孔与一气管连接，再通过气管分别连接不同的气泵，在气管与气泵连接的管路上设有可控制充放气与否或者控制气体压力的电磁溢流阀。