本發明涉及精密光學元件加工，尤其是離子束拋光加工，屬于精密光學技術領域。

背景技術：

離子束拋光技術的基本原理是利用離子濺射原理，將寬束低能離子源發出的具有高斯形狀的離子束轟擊被加工零件表面，轟擊過程中，當工件表面原子獲得足夠的能量可以擺脫表面束縛能時，就會脫離工件表面。去除高點誤差，實現面形精度誤差收斂。離子束拋光為非接觸式去除方式，避免了加工過程中接觸應力的產生，由于去除穩定，為納米量級材料去除，使得拋光精度高，廣泛應用于超精密光學元件加工過程中。

作為離子束拋光系統的核心部件離子源，需要在真空條件下工作，因此，在離子束拋光過程中，需要對腔體進行抽真空，拋光完后取出被加工件時，又需要對腔體進行充氣至與腔體外氣壓一致，才能打開腔門把工件取出。在這抽真空、充氣的流程中，造成加工時間大大增大，降低了離子束拋光的效率。因此，針對此問題常規的離子束拋光裝置常被設計為兩個真空室，一個主真空室，一個副真空室，副真空室作為送取工件的腔體，起過渡作用，由于副真空室設計要小于主真空室，這種設計方法一定程度上提升了離子束拋光的加工效率。但在副真空室取件、換件和抽真空期間，主真空室處于空閑狀態而影響加工效率。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供一種三工位循環離子束拋光裝置及加工方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

三工位循環離子束拋光裝置，包括主真空室、主真空室門、矩形閥、推車、副真空室、副真空室門，主真空室中設有通向副真空室的主室導軌；副真空室為矩形，長度為三個工位，其長度方向與主室導軌垂直，并在該方向上設有副室導軌；副室導軌上設有工位移動平臺，工位移動平臺上設有與主室導軌銜接的左車導軌和右車導軌；左車導軌上設有左工件移動車及左夾具，右車導軌上設有右工件移動車及右夾具。

三工位循環離子束拋光加工方法，包括以下步驟：

A.準備好需要加工的工件，對工件進行加工順序排序，如編號工件101、工件102、工件103、……；

B.打開副真空室門，把工件102安裝在右夾具上，然后把右夾具安裝在右工件移動車)上；

C.把工件101安裝在左夾具上，移動工位移動平臺，使得左工件移動車對準副真空室窗口，然后把左夾具安裝在左工件移動車上；

D.關閉副真空室門，對副真空室進行抽真空；

E.待副真空室真空抽到與主真空室真空大致一致時，開啟矩形閥閥門，通過推車把裝載有工件101及左夾具的左工件移動車輸送到主真空室中，輸送位置到位后，關閉矩形閥閥門；

F.在主真空室對工件101進行加工，加工完后打開矩形閥閥門，通過推車把裝載有工件101及左夾具的左工件移動車輸送到副真空室；

G.移動工位移動平臺一個工位距離，使得右工件移動車對準副真空室(窗口和矩形閥，通過推車把裝載有工件102及右夾具的右工件移動車輸送到主真空室，輸送位置到位后，關閉矩形閥閥門；

H.在主真空室對工件102進行加工，在加工的同時，對副真空室進行充氣，移動工位移動平臺一個工位，使得左工件移動車對準副真空室窗口，然后取出裝載在左工件移動車上的左夾具，從左夾具上取出工件101，并在左夾具重新裝載工件103，然后把裝有工件103的左夾具安裝在左工件移動車上，關閉副真空室門，對副真空室進行抽真空，同時移動工位移動平臺，使得左工件移動車偏離一個工位，確保右工件移動車能通過矩形閥送出；

I.待工件102加工完后，打開矩形閥閥門，通過推車把裝載有工件102及右夾具的右工件移動車輸送到副真空室，然后移動工位移動平臺，使得左工件移動車對準副真空室窗口和矩形閥，通過推車把裝載有工件103及左夾具的左工件移動車輸送到主真空室，輸送位置到位后，關閉矩形閥閥門，然后重復步驟H，進行不間斷地循環加工，直至所有工件加工完。

本發明的有益效果是，使得多塊工件能夠循環加工，主真空室可以連續不斷的進行拋光加工，實現工件的連續換料、送料操作，大大提升了離子束拋光加工效率。

附圖說明

圖1是本發明三工位循環離子束拋光裝置結構示意圖；

圖中零部件及編號：

1—主真空室，2—主真空室門，3—矩形閥，4—推車，

5-1—主室導軌，5-2—副室導軌，5-3—左車導軌，5-4—右車導軌；

6-1—左夾具，6-2—右夾具；7-1—左工件移動車，7-2—右工件移動車；

8—副真空室，9—工位移動平臺，10—副真空室門。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進一步說明。

參見圖1，三工位循環離子束拋光裝置，包括主真空室1、主真空室門2、矩形閥3、推車4、副真空室8、副真空室門10，主真空室1中設有通向副真空室8的主室導軌5-1；副真空室8為矩形，長度為三個工位，其長度方向與主室導軌5-1垂直，并在該方向上設有副室導軌5-2；副室導軌5-2上設有工位移動平臺9，工位移動平臺9上設有與主室導軌5-1銜接的左車導軌5-3和右車導軌5-4；左車導軌5-3上設有左工件移動車7-1及左夾具6-1，右車導軌5-4上設有右工件移動車7-2及右夾具6-2。

工位移動平臺9占用兩個工位大小。

主真空室1由一個類圓柱腔體構成，一側開口用于安裝主真空室門2，一側開一矩形窗口用于安裝矩形閥3；副真空室8由一個帶三個工位空間的矯形腔體構成，一側開口用于安裝副真空室門10，一側開一矩形窗口用于安裝矩形閥3；主真空室門2安裝在主真空室1預留裝門的開口上，副真空室門10安裝在副真空室8預留裝門的開口上；矩形閥3一側安裝在主真空室1矩形窗口上，另一側安裝在副真空室8矩形窗口上，通過矩形閥，主真空室1與副真空室8相通并連接；兩根主室導軌5-1平行對齊安裝在主真空室1里面，兩根主室導軌5-1間距與左工件移動車7-1和右工件移動車7-2的滑動部件間距一致，使得兩車能在推車4作用下在主室導軌5-1、左車導軌5-3、或右車導軌5-4上移動；副室導軌5-2安裝在副真空室8里面，工位移動平臺9安裝在副室導軌5-2上，由電機驅動工位移動平臺9在副室導軌5-2上移動，每次移動一個工位間距；左車導軌5-3和右車導軌5-4安裝在工位移動平臺9上，左工件移動車7-1安裝在左車導軌5-3上，右工件移動車7-2安裝在右車導軌5-4上；推車4裝在主真空室1里面；工件安裝在左夾具6-1和右夾具6-2上，左夾具6-1安裝在左工件移動車7-1上，右夾具6-2安裝在右工件移動車7-2上。

在副真空室8三工位空間內，安裝一個工位移動平臺9，為兩個工位大小的裝置，其上安裝有兩個工件移動車；

工位移動平臺9在副真空室8中能夠移動一個工位的距離，每次移動一個工位后，工位移動平臺9上的左車導軌5-3或右車導軌5-4都能與主室導軌5-1對齊，使得兩個工件移動車能在主真空室1和副真空室8之間輸送工件，通過工位移動平臺9的左右移動，實現裝載有工件的工件移動車換位，從而實現工件的循環加工與取出；

三工位循環離子束拋光加工方法，包括以下步驟：

A.準備好需要加工的工件，對工件進行加工順序排序，如編號工件101、工件102、工件103、……；

B.打開副真空室門10，把工件102安裝在右夾具6-2上，然后把右夾具6-2安裝在右工件移動車7-2上；

C.把工件101安裝在左夾具6-1上，移動工位移動平臺9，使得左工件移動車7-1對準副真空室8窗口，然后把左夾具6-1安裝在左工件移動車7-1上；

D.關閉副真空室門10，對副真空室8進行抽真空；

E.待副真空室8真空抽到與主真空室1真空大致一致時，開啟矩形閥3閥門，通過推車4把裝載有工件101及左夾具6-1的左工件移動車7-1輸送到主真空室1中，輸送位置到位后，關閉矩形閥3閥門；

F.在主真空室1對工件101進行加工，加工完后打開矩形閥3閥門，通過推車4把裝載有工件101及左夾具6-1的左工件移動車7-1輸送到副真空室8；

G.移動工位移動平臺9一個工位距離，使得右工件移動車7-2對準副真空室8窗口和矩形閥3，通過推車4把裝載有工件102及右夾具6-2的右工件移動車7-2輸送到主真空室1，輸送位置到位后，關閉矩形閥3閥門；

H.在主真空室1對工件102進行加工，在加工的同時，對副真空室8進行充氣，移動工位移動平臺9一個工位，使得左工件移動車7-1對準副真空室8窗口，然后取出裝載在左工件移動車7-1上的左夾具6-1，從左夾具6-1上取出工件101，并在左夾具6-1重新裝載工件103，然后把裝有工件103的左夾具6-1安裝在左工件移動車7-1上，關閉副真空室門10，對副真空室8進行抽真空，同時移動工位移動平臺9，使得左工件移動車7-1偏離一個工位，確保右工件移動車7-2能通過矩形閥3送出；

I.待工件102加工完后，打開矩形閥3閥門，通過推車4把裝載有工件102及右夾具6-2的右工件移動車7-2輸送到副真空室8，然后移動工位移動平臺9，使得左工件移動車7-1對準副真空室8窗口和矩形閥3，通過推車4把裝載有工件103及左夾具6-1的左工件移動車7-1輸送到主真空室1，輸送位置到位后，關閉矩形閥3閥門，然后重復步驟H，進行不間斷地循環加工，直至所有工件加工完。