本發(fā)明專利技術(shù)提供一種基于熱加速腐蝕的射流研拋機(jī)構(gòu)，主要解決了現(xiàn)有光學(xué)元件，尤其是非球面光學(xué)元件加工時(shí)成本較高，加工效率較低的問題?；诳刂聘g的光學(xué)元件加工機(jī)構(gòu)，包括被加工件固定裝置和用于提供加工運(yùn)動(dòng)軌跡的執(zhí)行裝置、用于儲(chǔ)存腐蝕液的儲(chǔ)液裝置、用于加熱腐蝕液的加熱裝置、用于控制腐蝕液加熱溫度和加工運(yùn)動(dòng)軌跡的控制裝置。本發(fā)明專利技術(shù)效率高，射流溶液從腐蝕液逐漸過渡到水，腐蝕液的引入及溫度控制變量的引入，大幅提高了射流技術(shù)的材料去除能力，可以實(shí)現(xiàn)非球面的銑磨。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種研磨、拋光機(jī)構(gòu)，該裝置適用于非球面光學(xué)元件的高效加工。
技術(shù)介紹
非球面光學(xué)元件具有矯正多種像差，改善成像質(zhì)量，簡(jiǎn)化光學(xué)系統(tǒng)并擴(kuò)大視場(chǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，在軍用和民用領(lǐng)域眾多的光電產(chǎn)品中已得到廣泛應(yīng)用。但非球面光學(xué)元件的加工仍然存在設(shè)備昂貴、精度低、效率低下的等題，嚴(yán)重制約了相關(guān)產(chǎn)業(yè)和科研項(xiàng)目的發(fā)展。子孔徑拋光技術(shù)是針對(duì)非球面的加工困難提出的一種定量拋光技術(shù)。由于其加工的確定性和廣泛性，目前該技術(shù)已成為各大光學(xué)加工車間主要的加工手段?！つチ纤淞骷夹g(shù)是基于子孔徑拋光技術(shù)提出的綠色加工方式。和傳統(tǒng)加工方法相t匕，磨料水射流技術(shù)具有加工時(shí)無工具磨損、無熱影響，反作用力小、加工柔性高等優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用到多種加工行業(yè)，用于加工陶瓷、石英、復(fù)合材料等多種材料。但由于射流口徑小，加工效率問題一直是困擾該技術(shù)廣泛應(yīng)用的主要因素。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種基于熱加速腐蝕的射流研拋機(jī)構(gòu)，主要解決了現(xiàn)有光學(xué)元件，尤其是非球面光學(xué)元件加工時(shí)成本較高，加工效率較低的問題。本專利技術(shù)的具體技術(shù)解決方案是基于控制腐蝕的光學(xué)元件加工機(jī)構(gòu)，包括被加工件固定裝置和用于提供加工運(yùn)動(dòng)軌跡的執(zhí)行裝置、用于儲(chǔ)存腐蝕液的儲(chǔ)液裝置、用于加熱腐蝕液的加熱裝置、用于控制腐蝕液加熱溫度和加工運(yùn)動(dòng)軌跡的控制裝置；所述執(zhí)行裝置上設(shè)置有噴嘴，儲(chǔ)液裝置通過連接管道依次與加熱裝置和噴嘴連接。上述控制裝置包括依次連接的溫度控制器、工業(yè)PC和執(zhí)行裝置控制器；所述溫度控制器和加熱裝置連接，執(zhí)行裝置控制器和執(zhí)行裝置連接。上述執(zhí)行裝置是6軸工業(yè)機(jī)器人或機(jī)械手臂。上述儲(chǔ)液裝置和加熱裝置之間設(shè)置有用于過濾雜質(zhì)的過濾器。上述噴嘴與被加工件之間的距離在加工時(shí)保持恒定。上述被加工件固定裝置、執(zhí)行裝置和儲(chǔ)液裝置均設(shè)置于密閉空間內(nèi)。上述噴嘴與被加工件之間的距離在加工時(shí)保持恒定。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于I、效率更高。射流溶液從腐蝕液逐漸過渡到水，腐蝕液的引入及溫度控制變量的引入，大幅提高了射流技術(shù)的材料去除能力，可以實(shí)現(xiàn)非球面的銑磨。而最終過渡到水溶液，保證了高精度面型和優(yōu)異的表面質(zhì)量。2、因?yàn)楣ぞ吆凸ぜg沒有剛性接觸，可以使用工業(yè)機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)噴嘴的運(yùn)動(dòng)控制，如此將減少專用設(shè)備的制造成本。附圖說明圖I為基于該方法的加工流程圖；其中1為6軸工業(yè)機(jī)器人，2為噴嘴，3為被加工件，4為密閉室，5為儲(chǔ)液裝置，6為過濾器，7為工業(yè)機(jī)器人控制器，8為工業(yè)PC，9為溫度控制器，10為加熱裝置，11為泵。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)克服了磨料水射流的缺陷，把化學(xué)腐蝕原理引入到射流光學(xué)加工中，并增加溫度控制變量對(duì)化學(xué)腐蝕進(jìn)行加速，實(shí)現(xiàn)高效的子孔徑的環(huán)帶修拋；磨料腐蝕液射流來進(jìn)行光學(xué)元件加工，其中主要依靠化學(xué)腐蝕來進(jìn)行材料去除，磨粒進(jìn)行表面平坦化。通過對(duì)腐蝕液加熱的方法，可以加速化學(xué)腐蝕速率，從而解決傳統(tǒng)磨料水射流加工效率低的問題；溫度控制可以為恒溫或者變溫，恒溫下只是通過控制各環(huán)帶的駐留時(shí)間來實(shí)現(xiàn)不同環(huán)帶的材料去除，而變溫可以平衡加工時(shí)間，從而提高加工效率。 以下結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的一實(shí)施例進(jìn)行說明參照?qǐng)D1，基于熱加速腐蝕的射流研拋機(jī)構(gòu)包括被加工件固定裝置和用于提供加工運(yùn)動(dòng)軌跡的執(zhí)行裝置、用于儲(chǔ)存腐蝕液的儲(chǔ)液裝置、用于加熱腐蝕液的加熱裝置、用于控制腐蝕液加熱溫度和加工運(yùn)動(dòng)軌跡的控制裝置；執(zhí)行裝置上設(shè)置有噴嘴，儲(chǔ)液裝置通過連接管道依次與加熱裝置和噴嘴連接。被加工件3倒置并連至固定裝置上，固定裝置一側(cè)設(shè)置被加工件，另一側(cè)與旋轉(zhuǎn)主軸固定連接；腐蝕液可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)循環(huán)利用，在儲(chǔ)液裝置中倒入與被加工件適配的腐蝕液，經(jīng)過過濾器、加熱裝置和泵后，通過噴嘴作用在被加工工件上，然后腐蝕液夾雜被腐蝕掉的工件材料重新落入到儲(chǔ)液裝置中。噴嘴的運(yùn)動(dòng)控制是通過工業(yè)機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)的。由于本專利技術(shù)的核心就是利用腐蝕液，因此應(yīng)注意腐蝕液對(duì)其它部件的影響，包括工業(yè)機(jī)器人、儲(chǔ)液裝置、管道等都要進(jìn)行防腐蝕處理。另外應(yīng)小心腐蝕液對(duì)加工者的影響，因此加工過程中，應(yīng)使用密閉室來進(jìn)行隔絕。在進(jìn)行光學(xué)加工時(shí)，根據(jù)被加工元件的輪廓，計(jì)算出運(yùn)動(dòng)軌跡上各點(diǎn)的溫度與駐留時(shí)間；然后生成機(jī)器人控制指令，對(duì)反射鏡進(jìn)行循環(huán)輪廓檢測(cè)和磨料腐蝕液的射流研拋，直至面型精度RMS達(dá)到λ /10，再過渡到常規(guī)的磨料水射流，循環(huán)往復(fù)直至面型精度達(dá)到加工要求；同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)射流噴射到光學(xué)元件的溫度恒定，要求腐蝕液流速恒定，且噴嘴到工件表面的距離恒定；加工工程中光學(xué)元件固定不動(dòng)，通過控制噴嘴的運(yùn)動(dòng)(要求五軸聯(lián)動(dòng))對(duì)光學(xué)元件按事先規(guī)劃的軌跡進(jìn)行加工，通過控制腐蝕液的溫度，及任一點(diǎn)的駐留時(shí)間，完成元件表面定量的材料去除；當(dāng)被加工光學(xué)工件腐蝕研拋達(dá)到一定精度后，過渡到常規(guī)的磨料水射流拋光，實(shí)現(xiàn)最終的面型和光滑表面。權(quán)利要求1.一種基于控制腐蝕的光學(xué)元件加工機(jī)構(gòu)，包括被加工件固定裝置，其特征在于還包括用于提供加工運(yùn)動(dòng)軌跡的執(zhí)行裝置、用于儲(chǔ)存腐蝕液的儲(chǔ)液裝置、用于加熱腐蝕液的加熱裝置、用于控制腐蝕液加熱溫度和加工運(yùn)動(dòng)軌跡的控制裝置；所述執(zhí)行裝置上設(shè)置有噴嘴，儲(chǔ)液裝置通過連接管道依次與加熱裝置和噴嘴連接。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于控制腐蝕的光學(xué)元件加工機(jī)構(gòu)，其特征在于所述控制裝置包括依次連接的溫度控制器、工業(yè)PC和執(zhí)行裝置控制器；所述溫度控制器和加熱裝置連接，執(zhí)行裝置控制器和執(zhí)行裝置連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于控制腐蝕的光學(xué)元件加工機(jī)構(gòu)，其特征在于所述執(zhí)行裝置是6軸工業(yè)機(jī)器人或機(jī)械手臂。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于控制腐蝕的光學(xué)元件加工機(jī)構(gòu)，其特征在于所述儲(chǔ)液裝置和加熱裝置之間設(shè)置有用于過濾雜質(zhì)的過濾器。5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一所述的基于控制腐蝕的光學(xué)元件加工機(jī)構(gòu)，其特征在于所述被加工件固定裝置、執(zhí)行裝置和儲(chǔ)液裝置均設(shè)置于密閉空間內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于控制腐蝕的光學(xué)元件加工機(jī)構(gòu)，其特征在于所述噴嘴與被加工件之間的距離在加工時(shí)保持恒定。全文摘要本專利技術(shù)提供一種基于熱加速腐蝕的射流研拋機(jī)構(gòu)，主要解決了現(xiàn)有光學(xué)元件，尤其是非球面光學(xué)元件加工時(shí)成本較高，加工效率較低的問題?；诳刂聘g的光學(xué)元件加工機(jī)構(gòu)，包括被加工件固定裝置和用于提供加工運(yùn)動(dòng)軌跡的執(zhí)行裝置、用于儲(chǔ)存腐蝕液的儲(chǔ)液裝置、用于加熱腐蝕液的加熱裝置、用于控制腐蝕液加熱溫度和加工運(yùn)動(dòng)軌跡的控制裝置。本專利技術(shù)效率高，射流溶液從腐蝕液逐漸過渡到水，腐蝕液的引入及溫度控制變量的引入，大幅提高了射流技術(shù)的材料去除能力，可以實(shí)現(xiàn)非球面的銑磨。文檔編號(hào)B24C3/02GK102886745SQ20121029285公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日專利技術(shù)者馬臻, 許亮, 丁蛟騰, 陳欽芳 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于控制腐蝕的光學(xué)元件加工機(jī)構(gòu)，包括被加工件固定裝置，其特征在于：還包括用于提供加工運(yùn)動(dòng)軌跡的執(zhí)行裝置、用于儲(chǔ)存腐蝕液的儲(chǔ)液裝置、用于加熱腐蝕液的加熱裝置、用于控制腐蝕液加熱溫度和加工運(yùn)動(dòng)軌跡的控制裝置；所述執(zhí)行裝置上設(shè)置有噴嘴，儲(chǔ)液裝置通過連接管道依次與加熱裝置和噴嘴連接。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬臻，許亮，丁蛟騰，陳欽芳，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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