數(shù)控非球面磨鏡機制造技術(shù)

數(shù)控非球面磨鏡機，在磨頭座上設(shè)有磨頭旋轉(zhuǎn)軸，磨頭安裝在磨頭旋轉(zhuǎn)軸上；磨頭旋轉(zhuǎn)電機帶動磨頭繞磨頭旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；特征是磨頭座安裝在極徑平移臺上，磨頭座平移電機帶動磨頭座沿極徑方向平移；極徑平移臺通過極角旋轉(zhuǎn)軸安裝在磨鏡機底座上，極角軸電機帶動極角軸旋轉(zhuǎn)；同時，磨鏡機底座上設(shè)有鏡坯座，由鏡坯座平移電機帶動鏡坯座平移；鏡坯旋轉(zhuǎn)軸安裝在鏡坯座上，鏡坯固定在鏡坯旋轉(zhuǎn)軸上，由鏡坯旋轉(zhuǎn)電機帶動鏡坯旋轉(zhuǎn)軸與鏡坯旋轉(zhuǎn)；磨頭旋轉(zhuǎn)電機、磨頭座平移電機、極角軸電機、鏡坯座平移電機與鏡坯旋轉(zhuǎn)電機，均由控制系統(tǒng)的電腦進行數(shù)字化控制。本發(fā)明專利技術(shù)能夠由電腦控制磨鏡機自動磨制，快速磨出需要的非球面鏡面，成本極大降低，效率提高上百倍。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于光學加工領(lǐng)域，具體涉及一種用于磨制非球面光學鏡面的數(shù)控磨鏡機的專利技術(shù)。
技術(shù)介紹
磨鏡機是一種磨制光學鏡面的機器，對于球面鏡，可以方便地直接磨制，對于非球面鏡，一般依靠磨制工藝加以控制，加工過程中需不斷檢測和修磨，工藝復雜，對工人的技術(shù)要求高，因而成本高昂。對樹脂鏡片而言，一般采用先磨制玻璃的鏡片作為模具，通過注 塑生產(chǎn)鏡片。由于非球面鏡的球差比球面鏡小很多，因此其成像質(zhì)量遠好于球面鏡，但生產(chǎn)的困難導致其成本較高。現(xiàn)有技術(shù)中的數(shù)控磨鏡機，絕大部分為球面磨鏡機。例如，中國200820029067.8號技術(shù)專利一種用于加工球面工件的高精度球面數(shù)控珩磨機，由主軸、磨具、可控摩擦力矩球型鉸鏈、壓力桿、擺動軸隨動彈性加力機構(gòu)及隨動力測量系統(tǒng)和隨動光電測長系統(tǒng)等組成。主軸轉(zhuǎn)動后，可控摩擦力矩球型鉸鏈帶動磨具擺動，同時磨具繞自身軸線轉(zhuǎn)動。這類球面磨鏡機無法完成自動磨制非球面鏡的任務。其工作原理為球面展成原理，當主軸以角速度《轉(zhuǎn)動，珩磨頭具以角速度P擺動同時珩磨頭繞自身軸線以角速度轉(zhuǎn)動。 、e、《 I三個參數(shù)相互關(guān)聯(lián)，影響加工精度，通過計算機控制、控制協(xié)調(diào)《、3、《 I三個參數(shù)的最佳匹配，保證了珩磨頭均勻磨損和球面工件均勻珩磨。極少數(shù)能夠磨制非球面鏡的數(shù)控磨鏡機，價格均極其高昂，不適合在民用產(chǎn)品應用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本專利技術(shù)提出了一種新型的數(shù)控非球面磨鏡機。本專利技術(shù)的數(shù)控非球面磨鏡機能夠由電腦控制磨鏡機自動磨制，快速磨出需要的非球面鏡面，對操作人員的經(jīng)驗要求不高，成本極大降低，磨制效率提高上百倍。完成上述專利技術(shù)任務的技術(shù)方案是，一種數(shù)控非球面磨鏡機，在磨頭座上設(shè)有磨頭旋轉(zhuǎn)軸，磨頭安裝在該磨頭旋轉(zhuǎn)軸上；磨頭旋轉(zhuǎn)電機帶動所述磨頭繞磨頭旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；其特征在于，所述的磨頭座安裝在極徑平移臺上，磨頭座平移電機帶動所述的磨頭座在極徑平移臺上沿極徑方向平移；所述的極徑平移臺通過極角旋轉(zhuǎn)軸安裝在磨鏡機底座上，極角軸電機帶動極角軸旋轉(zhuǎn)；同時，磨鏡機底座上設(shè)有鏡坯座，由鏡坯座平移電機帶動所述鏡坯座平移；鏡坯旋轉(zhuǎn)軸安裝在該鏡坯座上，鏡坯固定在該鏡坯旋轉(zhuǎn)軸上，由鏡坯旋轉(zhuǎn)電機帶動該鏡坯旋轉(zhuǎn)軸與鏡坯旋轉(zhuǎn)；所述的磨頭旋轉(zhuǎn)電機、磨頭座平移電機、極角軸電機、鏡坯座平移電機與鏡坯旋轉(zhuǎn)電機，均由控制系統(tǒng)的電腦進行數(shù)字化控制。本專利技術(shù)有以下優(yōu)化方案 I、鏡坯旋轉(zhuǎn)電機與磨頭旋轉(zhuǎn)電機均采用直流電機；因速度穩(wěn)定性要求不高，采用開環(huán)速度控制，成本低廉；2、極角軸電機與磨頭座平移電機均采用步機電機；使用對電機步進脈沖信號計數(shù)的方法，得到電機轉(zhuǎn)過的角度，實現(xiàn)極角軸、磨頭座平移量的計量，既實現(xiàn)了閉環(huán)位置控制，又具有很聞的性價比； 3、鏡坯座平移臺與極徑平移臺均采用絲桿傳動，平滑、穩(wěn)定、分辨精度高； 4、極角軸、鏡坯旋轉(zhuǎn)與磨頭旋轉(zhuǎn)采用蝸輪蝸桿傳動，傳動比高，能自鎖，分辨精度高。本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)與工作步驟如圖I所示 1、鏡坯7安裝在鏡坯座8上，磨制過程中，鏡坯7由鏡坯旋轉(zhuǎn)電機9帶動，以固定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速可以在磨制前，由電腦軟件設(shè)定； 2、鏡坯座8由鏡坯座平移電機12拖動，可沿鏡坯座平移臺11直線移動，可由電腦及手控盒控制； 3、磨頭6安裝在磨頭座4上，磨頭6由磨頭旋轉(zhuǎn)電機3帶動，在磨制過程中以固定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速可由電腦控制，在磨制前設(shè)定； 4、磨頭座4安裝在極徑平移臺2上，極徑平移臺2由磨頭座平移電機I拖動，由電腦或手控盒控制，做直線運動； 5、極徑平移臺2可繞極角軸14旋轉(zhuǎn)，極角軸14由極角軸電機15拖動，電腦及手控盒控制； 6、自動磨制時，電腦上的磨鏡機軟件按輸入的面形，控制極角軸、極徑平移臺電機依次運動，使磨頭走出的曲線，符合面形函數(shù)；磨坯及磨頭的旋轉(zhuǎn)，使鏡坯面被磨成旋轉(zhuǎn)非球面。其基本原理是利用電腦控制多個轉(zhuǎn)動軸運動，使磨頭按設(shè)計的軌跡運動，磨制出需要的非球面形狀。使用時在電腦軟件內(nèi)輸入設(shè)計的鏡面的面形函數(shù)，或輸入樣品的測量數(shù)據(jù)，即可由電腦控制磨鏡機自動磨制，快速磨出需要的鏡面，對操作人員的經(jīng)驗要求不高，成本極大降低，磨制效率提高上百倍。另外產(chǎn)品的一致性高，成品的面形精度可通過參數(shù)設(shè)定來方便地控制。本專利技術(shù)的優(yōu)點是 電腦程序控制，快速磨制旋轉(zhuǎn)非球面鏡，磨制效率極大提高； 對于已知面形函數(shù)的鏡面，只需在軟件中輸入面形函數(shù)，即可自動磨制； 對于不知道面形函數(shù)的鏡面，只需在軟件中輸入面形測量數(shù)據(jù)，即可自動磨制； 既可磨制凸面鏡，也可磨制凹面鏡，適應性極好； 磨制成本大幅下降，同時對操作人員的經(jīng)驗要求不高。附圖說明圖I為本專利技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施例方式實施例I :數(shù)控非球面磨鏡機參照圖I :鏡坯7安裝在鏡坯座8上，磨制過程中，鏡坯7由鏡坯旋轉(zhuǎn)電機9帶動，以固定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速可以在磨制前，由電腦軟件設(shè)定；鏡坯座8由鏡坯座平移電機12拖動，可沿鏡坯座平移臺11直線移動，可由電腦及手控盒控制；磨頭6安裝在磨頭座4上，磨頭6由磨頭旋轉(zhuǎn)電機3帶動，在磨制過程中以固定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速可由電腦控制，在磨制前設(shè)定；磨頭座4安裝在極徑平移臺2上，極徑平移臺2由磨頭座平移電機I拖動，由電腦或手控盒控制，做直線運動；極徑平移臺2可繞極角軸14旋轉(zhuǎn)，極角軸14由極角軸電機15拖動，電腦及手控盒控制。本實施例在南京中科天文儀器有限公司研制的數(shù)控非球面磨鏡機樣機上，實現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)凸非球面的數(shù)控磨制。具體實現(xiàn)步驟是使用凹形磨頭，從邊緣向中間磨。本實施例還實現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)凹非球面的數(shù)控磨制。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種數(shù)控非球面磨鏡機，在磨頭座上設(shè)有磨頭旋轉(zhuǎn)軸，磨頭安裝在該磨頭旋轉(zhuǎn)軸上；磨頭旋轉(zhuǎn)電機帶動所述磨頭繞磨頭旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；其特征在于，所述的磨頭座安裝在極徑平移臺上，磨頭座平移電機帶動所述的磨頭座在極徑平移臺上沿極徑方向平移；所述的極徑平移臺通過極角旋轉(zhuǎn)軸安裝在磨鏡機底座上，極角軸電機帶動極角軸旋轉(zhuǎn)；同時，磨鏡機底座上設(shè)有鏡坯座，由鏡坯座平移電機帶動所述鏡坯座平移；鏡坯旋轉(zhuǎn)軸安裝在該鏡坯座上，鏡坯固定在該鏡坯旋轉(zhuǎn)軸上，由鏡坯旋轉(zhuǎn)電機帶動該鏡坯旋轉(zhuǎn)軸與鏡坯旋轉(zhuǎn)；所述的磨頭旋轉(zhuǎn)電機、磨頭座平移電機、極角軸電機、鏡坯座平移電機與鏡坯旋轉(zhuǎn)電機，均由控制系統(tǒng)的電腦進行數(shù)字化控制。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種數(shù)控非球面磨鏡機，在磨頭座上設(shè)有磨頭旋轉(zhuǎn)軸，磨頭安裝在該磨頭旋轉(zhuǎn)軸上；磨頭旋轉(zhuǎn)電機帶動所述磨頭繞磨頭旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；其特征在于，所述的磨頭座安裝在極徑平移臺上，磨頭座平移電機帶動所述的磨頭座在極徑平移臺上沿極徑方向平移；所述的極徑平移臺通過極角旋轉(zhuǎn)軸安裝在磨鏡機底座上，極角軸電機帶動極角軸旋轉(zhuǎn)；同時，磨鏡機底座上設(shè)有鏡坯座，由鏡坯座平移電機帶動所述鏡坯座平移；鏡坯旋轉(zhuǎn)軸安裝在該鏡坯座上，鏡坯固定在該鏡坯旋轉(zhuǎn)軸上，由鏡坯旋轉(zhuǎn)電機帶動該鏡坯旋轉(zhuǎn)軸與鏡坯旋轉(zhuǎn)；所述的磨頭旋轉(zhuǎn)電機、磨頭座平移電機、極角軸電機、鏡坯座平移電機與鏡坯旋轉(zhuǎn)電機，均由控制系統(tǒng)的電...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：成春連，周小軍，周筱敏，潘俊鶴，
申請(專利權(quán))人：南京中科天文儀器有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：