專利名稱：一種長程拋光穩定間隙裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于光學冷加工技術領域，涉及一種長程拋光穩定間隙裝置。
背景技術：
在光學冷加工技術領域，對組成各類光學系統的光學鏡片，都要按照其光學設計的要求進行粗磨、細磨、精磨、拋光等工藝制作，其中拋光工藝一般使用各類磨頭來完成。由于普通的實心磨頭下方拋光膏分布難以控制，致使拋光過程的均勻性受到影響，一種下方帶孔的空心噴液磨頭較好的解決了這一問題。但是這種非接觸式噴液磨頭與工件表面之間的距離很小，通常情況下，磨頭到工件表面距離在10 μ m左右，并且距離的變化對拋光質量和拋光效率均影響很大。當拋光比較大的工件時，由于機床、裝夾和工件表面本身的誤差，致使磨頭與工件表面的距離產生較大的變化，影響了拋光質量。

發明內容
為了解決長程拋光過程中磨頭與工件間距離變化較大的缺陷，本發明提出了一種長程拋光穩定間隙裝置，該裝置可以實時調整磨頭與工件間距離從而保證拋光過程穩定， 同時也可以降低對機床、裝夾等精度的要求。一種長程拋光穩定間隙裝置，該裝置包括控制閥，流量傳感器，壓力傳感器，旋轉連接器，主軸，壓電陶瓷堆，框架，噴液磨頭，控制器；其中控制閥與流量傳感器相連，流量傳感器與壓力傳感器相連，壓力傳感器通過旋轉連接器與主軸相連，主軸下面連接壓電陶瓷堆和噴液磨頭，壓電陶瓷堆鑲嵌在框架里，壓電陶瓷堆與框架和主軸的連接均為螺紋連接， 主軸穿過框架與噴液磨頭相連，控制器分別與控制閥，流量傳感器，壓力傳感器和壓電陶瓷堆相連。通過使噴液磨頭與工件表面的距離保持穩定，避免了由于機床、裝夾和工件表面本身精度的不足，對拋光過程帶來的不利影響，使拋光過程更為穩定，提高了拋光質量。同時，可在工藝不變的情況下，降低對機床、裝夾的精度要求。


圖1本發明一種長程拋光穩定間隙裝置結構示意圖。圖中1、控制閥，2、流量傳感器，3、壓力傳感器，4、旋轉連接器，5、主軸，6、壓電陶瓷堆，7、框架，8、噴液磨頭，9、工件，10、控制器，11、液體入口。
具體實施例方式由圖1所示，本發明的長程拋光穩定間隙裝置包括控制閥1，流量傳感器2，壓力傳感器3，旋轉連接器4，主軸5，壓電陶瓷堆6，框架7，噴液磨頭8，控制器10 ；其中控制閥1 與流量傳感器2相連，流量傳感器2與壓力傳感器3相連，壓力傳感器3通過旋轉連接器4與主軸5相連，主軸5下面連接壓電陶瓷堆6和噴液磨頭8，壓電陶瓷堆6鑲嵌在框架7里， 壓電陶瓷堆6與框架7和主軸5的連接均為螺紋連接，主軸5穿過框架7與噴液磨頭8相連，控制器10分別與控制閥1，流量傳感器2，壓力傳感器3和壓電陶瓷堆6相連。所述噴液磨頭8與工件9之間的距離保持在5 μ m Imm范圍內，所述主軸5的軸是中空的并帶動噴液磨頭8旋轉，所述壓電陶瓷堆的數量在2個 8個范圍內。使用前先將壓電陶瓷堆6的初始位置設為整個運動行程的中點，然后利用數控系統將噴液磨頭8緩緩下降直到與工件9表面接觸，再向上抬起10 μ左右，此時開啟液體入口 11并進行控制。有兩種工作模式可供選擇恒壓模式和恒流模式。恒壓模式時，控制器10 根據壓力傳感器3反饋的壓力值對控制閥1進行PID (Proportion Integration Differentiation,比例積分微分)調節以保持壓力恒定，設定壓力的大小可根據流量傳感器2的量程和靈敏度而定，且流量傳感器2應有一恒定的數值。在不同位置進行拋光時，由于機床、裝夾等誤差，工件9與噴液磨頭8間的距離發生變化，相應地流量傳感器2的數值也發生變化，控制器10根據這一變化量，對壓電陶瓷堆6進行PID控制從而使流量恢復原始值。其具體過程是，若流量減小，則代表距離減小，需要使壓電陶瓷6伸長；若流量增大， 則代表距離增加，需要壓電陶瓷6縮短以補償這一變化，從而使噴液磨頭8與工件9表面間的距離基本保持恒定。在恒流模式時，控制器10根據流量傳感器2反饋的流量值對控制閥1進行PID調節以保持流量恒定，設定流量的大小可根據壓力傳感器3的量程和靈敏度而定，且壓力傳感器3應有一恒定的數值。在不同位置進行拋光時，由于機床、裝夾等誤差，工件9與噴液磨頭8間的距離發生變化，相應地壓力傳感器3的數值也發生變化，控制器10根據這一變化量，對壓電陶瓷堆6進行PID控制從而使壓力恢復原始值。其具體過程是，若壓力增大， 則代表距離減小，需要使壓電陶瓷6伸長；若壓力減小，則代表距離增加，需要壓電陶瓷6縮短以補償這一變化，從而使噴液磨頭8與工件9表面間的距離基本保持恒定。
權利要求
1.一種長程拋光穩定間隙裝置，其特征在于，該裝置包括控制閥(1)，流量傳感器 (2)，壓力傳感器(3)，旋轉連接器(4)，主軸(5)，壓電陶瓷堆(6)，框架(7)，噴液磨頭(8)， 控制器(10)；其中控制閥(1)與流量傳感器( 相連，流量傳感器( 與壓力傳感器(3) 相連，壓力傳感器C3)通過旋轉連接器(4)與主軸( 相連，主軸( 下面連接壓電陶瓷堆 (6)和噴液磨頭(8)，壓電陶瓷堆(6)鑲嵌在框架(7)里，壓電陶瓷堆(6)與框架(7)和主軸(5)的連接均為螺紋連接，主軸(5)穿過框架(7)與噴液磨頭(8)相連，控制器(10)分別與控制閥(1)、流量傳感器O)、壓力傳感器C3)和壓電陶瓷堆(6)相連。
2.如權利要求1所述的一種長程拋光穩定間隙裝置，其特征在于，所述噴液磨頭(8)與工件(9)之間的距離保持在5 μ m Imm范圍內。
3.如權利要求1所述的一種長程拋光穩定間隙裝置，其特征在于，所述主軸(5)是中空的并帶動噴液磨頭(8)旋轉。
4.如權利要求1所述的一種長程拋光穩定間隙裝置，其特征在于，所述壓電陶瓷堆(6) 的數量在2個 8個范圍內。
5.如權利要求1所述的一種長程拋光穩定間隙裝置，其特征在于，所述長程拋光穩定間隙裝置有恒壓模式和恒流模式兩種操作模式。
全文摘要
一種長程拋光穩定間隙裝置屬于光學冷加工技術領域，該裝置包括控制閥，流量傳感器，壓力傳感器，旋轉連接器，主軸，壓電陶瓷堆，框架，噴液磨頭和控制器。該裝置通過使噴液磨頭與工件表面的距離保持穩定，避免了由于機床、裝夾和工件表面本身精度的不足，對拋光過程帶來的不利影響，使拋光過程更為穩定，提高了拋光質量。同時，可在工藝不變的情況下，降低對機床、裝夾的精度要求。
文檔編號B24B55/00GK102284911SQ20111020724
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月22日 優先權日2011年7月22日
發明者劉健, 王君林, 王紹治 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所