專利名稱：大口徑光學(xué)鏡面超精密加工集成平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)加工技術(shù)領(lǐng)域的裝置，尤其涉及一種大口徑光學(xué)鏡面超精密加工集成平臺(tái)。
背景技術(shù)：
天文學(xué)儀器、衛(wèi)星、天基監(jiān)視器等空間技術(shù)的發(fā)展，對(duì)空間光學(xué)系統(tǒng)提出了越來越高的要求。為增加分辨率，光學(xué)系統(tǒng)需要使用大口徑反射鏡，在天文光學(xué)冷加工中，習(xí)慣把小300mm以上的鏡面稱為大口徑鏡面，反射鏡的表面及亞表面的質(zhì)量對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的觀測效果具有決定性影響。光學(xué)鏡面加工一般分為磨削、研磨和拋光等階段，其中磨削和研磨屬于成形加工，對(duì)光學(xué)鏡面的表面及亞表面質(zhì)量影響很大，其效果直接影響到后續(xù)處理的可行性及加工效率。超精密加工的精度比傳統(tǒng)的精密加工提高了一個(gè)以上的數(shù)量級(jí)，對(duì)工件材質(zhì)、加工設(shè)備、工具、測量和環(huán)境等條件都有特殊的要求，需要綜合應(yīng)用精密機(jī)械、精密測 量、精密伺服系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制以及其他先進(jìn)技術(shù)。所以研制大口徑光學(xué)鏡面超精密磨削及研磨設(shè)備就成為提高大口徑反射鏡制造能力的關(guān)鍵因素之一。目前國內(nèi)外有多家高校、科研機(jī)構(gòu)都在該領(lǐng)域進(jìn)行研究。其中英國的Cranfield精密工程研究所(CUPE)研制了 OAGM 2500大型非球面光學(xué)零件超精密磨床，最大加工尺寸為2. 5mX 2. 5mX0. 6m。2006年CUPE又設(shè)計(jì)研制了 Big OptiX大型超精密磨床，可加工最大直徑2米的自由曲面光學(xué)鏡面。國內(nèi)哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西安交通大學(xué)等高校和研究所也在進(jìn)行相關(guān)方面的研究，其中，哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制的磨削系統(tǒng)可加工小口徑超精密光學(xué)非球面，參考文獻(xiàn)為陳明君《中國機(jī)械工程》2000年第8期《超精密光學(xué)非球曲面磨削系統(tǒng)的研制》;國防科技大學(xué)研制的AOCMT六軸大型非球面光學(xué)加工機(jī)床,參考文獻(xiàn)為國防科技大學(xué)康念輝2004年碩士論文《大中型非球面磨削成形的理論與實(shí)驗(yàn)研究》。然而，這些研究都是在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)剛性較差且沒有考慮加工與檢測的集成問題，從而限制和降低了大口徑光學(xué)鏡面的制造精度和效率。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種將大口徑光學(xué)鏡面的磨削、研磨及檢測集成于一體的加工集成平臺(tái)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供了一種大口徑光學(xué)鏡面超精密加工集成平臺(tái)，將大口徑光學(xué)鏡面的磨削、研磨及檢測集成于一體，提高了加工的精度和效率，實(shí)現(xiàn)了最大直徑2米的大口徑光學(xué)鏡面的高效超精密微磨加工。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種大口徑光學(xué)鏡面超精密加工集成平臺(tái)，包括底座、設(shè)置在所述底座上的水平移動(dòng)裝置、設(shè)置在水平移動(dòng)裝置上的旋轉(zhuǎn)裝置、超精密磨削裝置、鏡面檢測裝置以及研磨裝置，水平移動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)裝置可沿水平方向移動(dòng)至工件安裝位置、磨削位置、面形檢測位置及研磨位置，超精密磨削裝置具有立柱、豎直移動(dòng)裝置、主軸系統(tǒng)及金剛石砂輪，金剛石砂輪連接到所述主軸系統(tǒng)，主軸系統(tǒng)設(shè)置在豎直移動(dòng)裝置上，豎直移動(dòng)裝置設(shè)置在立柱上，立柱固定連接在底座前端并驅(qū)動(dòng)主軸系統(tǒng)及金剛石砂輪沿豎直方向上下移動(dòng)，主軸系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)金剛石砂輪的傾斜角度，金剛石砂輪具有弧面，當(dāng)旋轉(zhuǎn)裝置位于所述工件安裝位置時(shí)可對(duì)工件進(jìn)行弧面磨削；鏡面檢測裝置設(shè)置在超精密磨削裝置和研磨裝置之間的位置，即面形檢測位置，當(dāng)旋轉(zhuǎn)裝置位于面形檢測位置時(shí)可對(duì)工件進(jìn)行面形檢測；研磨裝置設(shè)置在底座尾端，當(dāng)旋轉(zhuǎn)裝置位于研磨位置時(shí)對(duì)工件進(jìn)行研磨。進(jìn)一步地，水平移動(dòng)裝置包括水平直線導(dǎo)軌、水平直線電機(jī)、水平光柵尺、水平移動(dòng)工作臺(tái)。水平直線電機(jī)固定設(shè)置于底座上，水平直線導(dǎo)軌固定設(shè)置于底座上，水平移動(dòng)工作臺(tái)底部分別與水平直線電機(jī)滑塊、水平直線導(dǎo)軌滑塊連接，可沿水平直線導(dǎo)軌在水平方向上移動(dòng)，水平光柵尺光柵讀數(shù)頭設(shè)置在底座上，標(biāo)尺光柵設(shè)置在水 平移動(dòng)工作臺(tái)上，檢測和反饋水平位移數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)力矩電機(jī)、旋轉(zhuǎn)編碼器、轉(zhuǎn)臺(tái)液體靜壓軸承、夾緊裝置。轉(zhuǎn)臺(tái)力矩電機(jī)定子固定設(shè)置于水平移動(dòng)工作臺(tái)上，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)固定連接，轉(zhuǎn)臺(tái)液體靜壓軸承分別于水平移動(dòng)工作臺(tái)及旋轉(zhuǎn)平臺(tái)連接，旋轉(zhuǎn)編碼器設(shè)置在轉(zhuǎn)臺(tái)力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子上，檢測和反饋旋轉(zhuǎn)平臺(tái)角度數(shù)據(jù)，夾緊裝置設(shè)置在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，用于固定工件。進(jìn)一步地，豎直移動(dòng)裝置包括豎直直線導(dǎo)軌、豎直直線電機(jī)、豎直光柵尺、豎直移動(dòng)工作臺(tái)、連接裝置。豎直直線電機(jī)固定設(shè)置于立柱上，豎直直線導(dǎo)軌固定設(shè)置于立柱上，連接裝置固定在豎直移動(dòng)工作臺(tái)上，豎直移動(dòng)工作臺(tái)底部分別與豎直直線電機(jī)滑塊、豎直直線導(dǎo)軌滑塊連接，可沿豎直直線導(dǎo)軌在豎直方向上移動(dòng)，豎直光柵尺光柵讀數(shù)頭設(shè)置在立柱上，標(biāo)尺光柵設(shè)置在豎直移動(dòng)工作臺(tái)上，檢測和反饋豎直位移數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，主軸系統(tǒng)包括靜壓主軸、主軸箱、主軸傾斜角度調(diào)整裝置。靜壓主軸由主軸力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，采用液體靜壓軸承支承，固定設(shè)置在主軸箱中，主軸箱設(shè)置在主軸傾斜角度調(diào)整裝置上，可以根據(jù)不同鏡面的面形狀況調(diào)整主軸傾斜角度。主軸傾斜角度調(diào)整裝置上端固定設(shè)置于連接裝置底部。進(jìn)一步地，鏡面檢測裝置包括三坐標(biāo)測量儀、測量儀支承座、測量儀橫梁、測量儀光柵尺。測量儀支承座底部設(shè)置于底座上，位于超精密磨削裝置和研磨裝置之間，測量儀橫梁設(shè)置于測量儀支承座頂部，三坐標(biāo)測量儀設(shè)置在橫梁上，測量儀光柵尺光柵讀數(shù)頭設(shè)置在橫梁上，標(biāo)尺光柵設(shè)置在三坐標(biāo)測量儀上，檢測三坐標(biāo)測量儀的位移數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，研磨裝置包括氣體恒壓研磨裝置、研磨盤、研磨機(jī)器人、研磨基座。研磨基座設(shè)置在底座尾端，研磨機(jī)器人連接于研磨基座上，研磨盤連接在氣體恒壓研磨裝置上，并通過其設(shè)置于研磨機(jī)器人執(zhí)行端。本發(fā)明具有以下所述的諸多特點(diǎn)和有益效果本發(fā)明可以通過水平移動(dòng)裝置將旋轉(zhuǎn)平臺(tái)方便地移動(dòng)至工件安裝位置，將工件放置于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，并用夾緊裝置固定；主軸傾斜角度調(diào)整裝置可適當(dāng)調(diào)整磨削裝置的砂輪的傾斜角度，以便可以適應(yīng)不同工件的不同面形狀況；在磨削加工過程中，水平移動(dòng)裝置通過旋轉(zhuǎn)平臺(tái)將工件移動(dòng)至磨削位置，豎直直線電機(jī)通過豎直移動(dòng)工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)主軸箱豎直移動(dòng)，水平直線電機(jī)通過水平移動(dòng)工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置水平移動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過相應(yīng)的編碼器或光柵尺，檢測、反饋及控制相應(yīng)方向的運(yùn)動(dòng)，通過與系統(tǒng)配套的數(shù)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多軸超精密磨削；在面形檢測過程中，水平移動(dòng)裝置通過旋轉(zhuǎn)平臺(tái)將工件移動(dòng)至面形檢測位置，三坐標(biāo)測量儀沿測量儀橫梁在水平方向上移動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)轉(zhuǎn)到不同的角度，完成工件表面形貌檢測；在研磨過程中，水平移動(dòng)裝置通過旋轉(zhuǎn)平臺(tái)將工件移動(dòng)至研磨位置，轉(zhuǎn)臺(tái)力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)使工件轉(zhuǎn)動(dòng)，研磨機(jī)器人控制氣體恒壓研磨裝置按照設(shè)定的研磨路徑進(jìn)行恒壓研磨。此外，本發(fā)明集大口徑光學(xué)鏡面的磨削、檢測及研磨為一體，如此可避免工件反復(fù)安裝與卸載，消除中間過程帶來的誤差和影響，有利于提高制造精度和效率，解決了現(xiàn)有光學(xué)加工技術(shù)領(lǐng)域在大口徑光學(xué)鏡面的加工中沒有考慮加工與檢測集成的問題；磨削平臺(tái)通過磨削過程中砂輪13接觸點(diǎn)131的變化(即弧面磨削，如圖3所示)，實(shí)現(xiàn)五軸磨削功能，有效增強(qiáng)了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)剛性，弧面磨削有效避免了定點(diǎn)磨削方式砂輪局部位置的快速磨損，同時(shí)提供了磨削路徑規(guī)劃的新方法的基礎(chǔ)；本發(fā)明針對(duì)光學(xué)鏡面的幾何特征，合理采用旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，減小移動(dòng)運(yùn)動(dòng)距離，有利于提高系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊性和剛性。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2為高剛性磨削平臺(tái)示意3為弧面磨削原理圖
具體實(shí)施例方式如圖1-3所示，本發(fā)明的大口徑光學(xué)鏡面超精密加工集成平臺(tái)包括底座I、水平移動(dòng)裝置、旋轉(zhuǎn)裝置、超精密磨削裝置、鏡面檢測裝置以及研磨裝置。其中，水平移動(dòng)裝置設(shè)置在底座I上，旋轉(zhuǎn)裝置設(shè)置在水平移動(dòng)裝置上。水平移動(dòng)裝置包括水平直線導(dǎo)軌24、水平直線電機(jī)22、水平光柵尺23、水平移動(dòng)工作臺(tái)27。水平直線電機(jī)22固定設(shè)置于底座I上，水平直線導(dǎo)軌24固定設(shè)置于底座I上，水平移動(dòng)工作臺(tái)27底部分別與水平直線電機(jī)滑塊26、水平直線導(dǎo)軌滑塊25連接，可沿水平直線導(dǎo)軌24在水平方向上移動(dòng)，水平光柵尺23光柵讀數(shù)頭設(shè)置在底座I上，標(biāo)尺光柵設(shè)置在水平移動(dòng)工作臺(tái)27上，檢測和反饋水平位移數(shù)據(jù)。旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)平臺(tái)31、轉(zhuǎn)臺(tái)力矩電機(jī)29、旋轉(zhuǎn)編碼器30、轉(zhuǎn)臺(tái)液體靜壓軸承28、夾緊裝置32，轉(zhuǎn)臺(tái)力矩電機(jī)29定子固定設(shè)置于水平移動(dòng)工作臺(tái)27上，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)31固定連接，轉(zhuǎn)臺(tái)液體靜壓軸承28分別于水平移動(dòng)工作臺(tái)27及旋轉(zhuǎn)平臺(tái)31連接，旋轉(zhuǎn)編碼器30設(shè)置在轉(zhuǎn)臺(tái)力矩電機(jī)29轉(zhuǎn)子上，檢測和反饋旋轉(zhuǎn)平臺(tái)角度數(shù)據(jù)，夾緊裝置32設(shè)置在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)31上，用于固定工件。超精密磨削裝置包括立柱2、豎直移動(dòng)裝置、主軸系統(tǒng)、金剛石砂輪13，立柱2與底座I前端固定連接，豎直移動(dòng)裝置設(shè)置在立柱2上，金剛石砂輪13連接到主軸系統(tǒng)，并設(shè)置在豎直移動(dòng)裝置上。豎直移動(dòng)裝置包括豎直直線導(dǎo)軌8、豎直直線電機(jī)3、豎直光柵尺5、豎直移動(dòng)工作臺(tái)7、連接裝置9。豎直直線電機(jī)3固定設(shè)置于立柱2上，豎直直線導(dǎo)軌8固定設(shè)置于立柱2上，連接裝置9固定在豎直移動(dòng)工作臺(tái)7上，豎直移動(dòng)工作臺(tái)底部分別與豎直直線電機(jī)滑塊4、豎直直線導(dǎo)軌滑塊6連接，可沿豎直直線導(dǎo)軌在豎直方向上移動(dòng)，豎直光柵尺5光柵讀數(shù)頭設(shè)置在立柱2上，標(biāo)尺光柵設(shè)置在豎直移動(dòng)工作臺(tái)7上，檢測和反饋豎直位移數(shù)據(jù)。主軸系統(tǒng)包括靜壓主軸12、主軸箱11、主軸傾斜角度調(diào)整裝置10，靜壓主軸12由主軸力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，采用液體靜壓軸承支承，固定設(shè)置在主軸箱11中，主軸箱11設(shè)置在主軸傾斜角度調(diào)整裝置10上，可以根據(jù)不同鏡面的面形狀況調(diào)整主軸傾斜角度。主軸傾斜角度調(diào)整裝置10上端固定設(shè)置于連接裝置9底部。鏡面檢測裝置包括三坐標(biāo)測量儀17、測量儀支承座14、測量儀橫梁15、測量儀光柵尺16，測量儀支承座14底部設(shè)置于底座I上，位于超精密磨削裝置和研磨裝置之間，測量儀橫梁15設(shè)置于測量儀支承座14頂部，三坐標(biāo)測量儀17設(shè)置在橫梁15上，測量儀光柵尺16光柵讀數(shù)頭設(shè)置在橫梁15上，標(biāo)尺光柵設(shè)置在三坐標(biāo)測量儀17上，檢測三坐標(biāo)測量儀的位移數(shù)據(jù)。研磨裝置包括氣體恒壓研磨裝置18、研磨盤19、研磨機(jī)器人20、研磨基座21，研·磨基座21設(shè)置在底座I的尾端，研磨機(jī)器人20連接于研磨基座21上，研磨盤19連接在氣體恒壓研磨裝置18上，并通過其設(shè)置于研磨機(jī)器人20執(zhí)行端。水平直線電機(jī)22驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)31沿水平直線導(dǎo)軌24朝安裝位置方向水平移動(dòng)，將旋轉(zhuǎn)平臺(tái)31移動(dòng)到工件安裝位置。將工件放置于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)31上，并用夾緊裝置32固定。水平直線電機(jī)22驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)沿水平直線導(dǎo)軌24朝磨削位置方向水平移動(dòng)，將旋轉(zhuǎn)平臺(tái)31移動(dòng)到磨削位置。根據(jù)不同工件的面形狀況，通過主軸傾斜角度調(diào)整裝置10將砂輪調(diào)整到適當(dāng)角度。轉(zhuǎn)臺(tái)力矩電機(jī)29驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)31轉(zhuǎn)動(dòng)，水平直線電機(jī)22驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)31沿水平直線導(dǎo)軌24向前或向后水平移動(dòng)，此兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)保證鏡面上每個(gè)位置都能被加工到；豎直直線電機(jī)3通過豎直移動(dòng)平臺(tái)7驅(qū)動(dòng)主軸箱11沿豎直直線導(dǎo)軌8上下豎直移動(dòng)，調(diào)節(jié)砂輪的磨削深度。通過與本發(fā)明的大口徑光學(xué)鏡面超精密加工集成平臺(tái)相配套的控制系統(tǒng)在線或離線規(guī)劃磨削路徑，并將實(shí)時(shí)檢測的磨削力和位移值等信息反饋到控制系統(tǒng)中，調(diào)整和修正磨削路徑，完成對(duì)大口徑光學(xué)鏡面的超精密磨削加工。面形檢測過程中，水平直線電機(jī)22驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)31將工件移動(dòng)至檢測位置，三坐標(biāo)測量儀17沿測量儀橫梁水平移動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)力矩電機(jī)29驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)轉(zhuǎn)到不同的角度，完成工件表面形貌檢測。研磨過程中，水平直線電機(jī)22驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)31將工件移動(dòng)至研磨位置，轉(zhuǎn)臺(tái)力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)使工件轉(zhuǎn)動(dòng)，面形檢測數(shù)據(jù)輸入研磨控制系統(tǒng)中以生成規(guī)劃研磨路徑，研磨機(jī)器人20控制氣體恒壓研磨裝置18帶動(dòng)研磨盤按照研磨路徑進(jìn)行恒壓研磨。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種大口徑光學(xué)鏡面超精密加工集成平臺(tái)，包括 底座； 設(shè)置在所述底座上的水平移動(dòng)裝置； 設(shè)置在所述水平移動(dòng)裝置上的旋轉(zhuǎn)裝置； 超精密磨削裝置，所述超精密磨削裝置具有立柱、豎直移動(dòng)裝置、主軸系統(tǒng)及金剛石砂輪，所述金剛石砂輪連接到所述主軸系統(tǒng)，所述主軸系統(tǒng)設(shè)置在所述豎直移動(dòng)裝置上； 鏡面檢測裝置 '及 研磨裝置； 其特征在于，所述水平移動(dòng)裝置可驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)裝置沿水平方向移動(dòng)至工件安裝位置、磨削位置、面形檢測位置及研磨位置，所述超精密磨削裝置的所述豎直移動(dòng)裝置通過所述立柱固定在所述底座前端并驅(qū)動(dòng)所述主軸系統(tǒng)及所述金剛石砂輪沿豎直方向上下移動(dòng)，所述主軸系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)金剛石砂輪的傾斜角度，所述金剛石砂輪具有弧面，當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)裝置位于所述磨削位置時(shí)可對(duì)工件進(jìn)行弧面磨削；所述鏡面檢測裝置設(shè)置在所述超精密磨削裝置和所述研磨裝置之間的位置，即所述面形檢測位置，當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)裝置位于所述面形檢測位置時(shí)，所述鏡面檢測裝置可對(duì)工件進(jìn)行面形檢測；所述研磨裝置設(shè)置在所述底座尾端，即所述研磨位置，當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)裝置位于所述研磨位置時(shí)，所述研磨可裝置對(duì)工件進(jìn)行研磨。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大口徑光學(xué)鏡面超精密加工集成平臺(tái)，其特征在于，所述水平移動(dòng)裝置包括水平直線導(dǎo)軌、水平直線電機(jī)、水平光柵尺及水平移動(dòng)工作臺(tái)，所述水平直線電機(jī)和所述水平直線導(dǎo)軌固定設(shè)置于所述底座上，所述水平移動(dòng)工作臺(tái)底部分別與所述水平直線電機(jī)的滑塊、所述水平直線導(dǎo)軌的滑塊連接，可沿所述水平直線導(dǎo)軌在水平方向上移動(dòng)，所述水平光柵尺光柵的讀數(shù)頭設(shè)置在所述底座上，所述標(biāo)尺光柵設(shè)置在所述水平移動(dòng)工作臺(tái)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大口徑光學(xué)鏡面超精密加工集成平臺(tái)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)力矩電機(jī)、旋轉(zhuǎn)編碼器、轉(zhuǎn)臺(tái)液體靜壓軸承及夾緊裝置，所述轉(zhuǎn)臺(tái)力矩電機(jī)的定子設(shè)置于水平移動(dòng)工作臺(tái)上，轉(zhuǎn)子與所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)固定連接，所述轉(zhuǎn)臺(tái)液體靜壓軸承分別與所述水平移動(dòng)工作臺(tái)及所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)連接，所述旋轉(zhuǎn)編碼器設(shè)置在所述轉(zhuǎn)臺(tái)力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子上，檢測和反饋旋轉(zhuǎn)平臺(tái)角度數(shù)據(jù)，所述夾緊裝置設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大口徑光學(xué)鏡面超精密加工集成平臺(tái)，其特征在于， 所述豎直移動(dòng)裝置包括豎直直線導(dǎo)軌、豎直直線電機(jī)、豎直光柵尺、豎直移動(dòng)工作臺(tái)、連接裝置，所述豎直直線電機(jī)固定設(shè)置于所述立柱上，所述豎直直線導(dǎo)軌固定設(shè)置于所述立柱上，所述連接裝置固定在所述豎直移動(dòng)工作臺(tái)上，所述豎直移動(dòng)工作臺(tái)底部分別與所述豎直直線電機(jī)的滑塊、所述豎直直線導(dǎo)軌的滑塊連接，可沿所述豎直直線導(dǎo)軌在豎直方向上移動(dòng)，所述豎直光柵尺的光柵讀數(shù)頭設(shè)置在所述立柱上，標(biāo)尺光柵設(shè)置在豎直移動(dòng)工作臺(tái)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大口徑光學(xué)鏡面超精密加工集成平臺(tái)，其特征在于，所述主軸系統(tǒng)包括靜壓主軸、主軸箱、主軸傾斜角度調(diào)整裝置,其中,所述靜壓主軸由主軸力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，采用液體靜壓軸承支承，固定設(shè)置在所述主軸箱中，所述主軸箱設(shè)置在所述主軸傾斜角度調(diào)整裝置上，可以根據(jù)不同鏡面的面形狀況調(diào)整主軸傾斜角度，所述主軸傾斜角度調(diào)整裝置的上端固定設(shè)置于連接裝置的底部。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大口徑光學(xué)鏡面超精密加工集成平臺(tái)，其特征在于，所述鏡面檢測裝置包括三坐標(biāo)測量儀、測量儀支承座、測量儀橫梁、測量儀光柵尺，所述測量儀支承座底部設(shè)置于所述底座上，所述測量儀橫梁設(shè)置于所述測量儀支承座頂部，所述三坐標(biāo)測量儀設(shè)置在所述測量儀橫梁上，所述測量儀光柵尺的光柵讀數(shù)頭設(shè)置在所述測量儀橫梁上，標(biāo)尺光柵設(shè)置在所述三坐標(biāo)測量儀上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大口徑光學(xué)鏡面超精密加工集成平臺(tái)，其特征在于，所述研磨裝置包括氣體恒壓研磨裝置、研磨盤、研磨機(jī)器人及研磨基座，所述研磨機(jī)器人連接于所述研磨基座上，所述研磨盤連接在所述氣體恒壓研磨裝置上，并通過所述氣體恒壓研磨裝置設(shè)置于所述研磨機(jī)器人的執(zhí)行端。
全文摘要
一種大口徑光學(xué)鏡面超精密加工集成平臺(tái)，解決了現(xiàn)有光學(xué)加工技術(shù)領(lǐng)域在大口徑光學(xué)鏡面的加工中沒有考慮加工與檢測集成的問題。本發(fā)明集大口徑光學(xué)鏡面的磨削、檢測及研磨為一體，包括底座，水平移動(dòng)裝置、旋轉(zhuǎn)裝置、超精密磨削裝置、鏡面檢測裝置以及研磨裝置。水平移動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)裝置可沿水平方向移動(dòng)至工件安裝位置、磨削位置、面形檢測位置及研磨位置；豎直移動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)主軸系統(tǒng)及金剛石砂輪沿豎直方向上下移動(dòng)；主軸系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)金剛石砂輪的傾斜角度；金剛石砂輪具有弧面；旋轉(zhuǎn)裝置位于工件安裝位置時(shí)可對(duì)工件進(jìn)行弧面磨削；當(dāng)旋轉(zhuǎn)裝置位于所述面形檢測位置時(shí)可對(duì)工件進(jìn)行面形檢測；當(dāng)旋轉(zhuǎn)裝置位于研磨位置時(shí)可對(duì)工件進(jìn)行研磨。
文檔編號(hào)B24B13/00GK102756316SQ20121024407
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者姜振華, 彭程, 徐勇, 殷躍紅, 洪海波 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)