【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于精密/超精密加工领域，特别涉及一种剪切增稠抛光装置及其透镜与抛光工具的定位方法。
技术介绍
1、光学透镜是一种由熔石英、碳化硅、氟化钙、硒化锌等材料制造的用于汇聚和引导光线的光学元件，被广泛应用于航空航天、医疗器械、数码设备、光学实验、激光等各个领域，可根据其形状和材料的不同，将其分为凸透镜(包括双凸、平凸、正弯月透镜三类结构)和凹透镜(包括双凹、平凹、负弯月透镜三类结构)。
2、光学透镜的面形精度、尺寸精度以及表面质量等对其使用性能有着较大影响，因此，为获得良好的成像质量等，光学透镜的表面质量需要达到纳米级甚至亚纳米级，面形精度也需要达到微米尺度，同时保证透镜表面不出现划痕、麻点等缺陷表面缺陷，尤其是对于具有较高集成度的光学微结构、微透镜阵列等光学元件。目前小工具头ccos抛光、磁流变抛光、准球心抛光、剪切增稠抛光等方法已被应用于光学透镜抛光，其中以剪切增稠抛光为代表的非接触式抛光方法因其无损伤加工、高加工精度、适应复杂曲面以及抛光液制备成本低、绿色环保等优势获得了广泛的关注。现有透镜抛光过程中所采用的夹具主要适用于接触式抛光方法，存在透镜定位精度有限，难以满足剪切增稠抛光的储液要求等。
3、中国专利cn 116394113 a公开了一种光学透镜的剪切增稠抛光装置，透镜通过填充胶固定于透镜夹具上，并将透镜夹具固定在抛光液槽内部，透镜和抛光液槽将跟随旋转平台旋转，利用仿形工具头实现工件的连续均匀抛光。但该透镜定位方式定位精度较差，难以定心，容易破环透镜面形精度与表面质量。
4、中
5、中国专利cn 211805305 u授权了一种透镜抛光夹持固定装置，该装置利用三点定心原理通过固定轴上设置的三个等距分布的弧形夹持臂对透镜进行固定，实现了较好的透镜定位精度，但也面临着剪切增稠抛光难以储存抛光液的问题。
6、综上所述，目前的透镜抛光所采用夹具主要适用于接触式抛光方法，存在定位精度有限、难以储存抛光液等问题，对于剪切增稠抛光并不适用。此外，在剪切增稠抛光中，抛光工具与透镜间的相对位置的确定，主要通过人工经验进行调整，存在较大的定位误差。因此，亟待提出一种可实现剪切增稠抛光的透镜与抛光工具定位的装置及方法。
技术实现思路
1、为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术要提出一种具有较高定位精度并能储存抛光液的剪切增稠抛光装置及其透镜与抛光工具的定位方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种剪切增稠抛光装置，包括光电传感器、抛光工具、集液槽、薄膜压力传感器、三爪卡盘、真空吸盘、支撑套筒、旋转接头和空气压缩机。
4、所述三爪卡盘与机床工作台固定连接；所述光电传感器安装在机床悬臂上且位于三爪卡盘的正上方、与三爪卡盘同轴心安装，通过检测发射光线是否被抛光工具遮挡，判断抛光工具端部是否抵达透镜中心；
5、所述集液槽通过三爪卡盘夹紧固定，集液槽中心的圆形孔用于放置透镜，圆形孔尺寸与透镜外圆尺寸匹配，通过集液槽与透镜组成的底部密封区域收集与储存剪切增稠抛光液；
6、所述抛光工具由工具基体、薄膜压力传感器以及外部的阻尼层组成；所述薄膜压力传感器位于工具基体与阻尼层之间。当抛光工具与透镜相接触时，抛光工具内部的薄膜压力传感器的薄膜电阻层将发生应变并产生相应地电阻变化，此时抛光工具到达预期位置；
7、所述真空吸盘与三爪卡盘同轴心安装且位于透镜下方、并通过导气管b与旋转接头螺纹连接，所述导气管b穿过支撑套筒内孔，所述支撑套筒的上下端面分别与真空吸盘下端面、旋转接头上端面接触，以支撑真空吸盘。
8、所述旋转接头与机床机架固定连接，旋转接头的下端与导气管a螺纹连接，所述导气管a与空气压缩机相连，通过空气压缩机压缩空气，在真空吸盘处构造负压环境，实现对透镜的吸附。
9、进一步地，所述三爪卡盘的夹爪表面固定有橡胶垫。
10、进一步地，所述透镜为凸透镜或凹透镜，所述抛光工具为与透镜曲面形状匹配的仿形工具。
11、一种剪切增稠抛光装置的透镜与抛光工具的定位方法，包括以下步骤：
12、a、对透镜进行定位与定心
13、a1、利用三爪卡盘将透镜进行三点定位、定心，随后透镜底部的真空吸盘通过空气压缩机所构造的负压环境将透镜稳定吸附。
14、a2、待透镜被稳定吸附后，三爪卡盘夹爪松开透镜并返回到初始位置，随后将集液槽与透镜同轴心安装，并利用三爪卡盘将集液槽夹紧，用于剪切增稠抛光液的收集。至此完成透镜的的定位与定心。
15、b、调整抛光工具与透镜之间的位置
16、b1、设抛光工具轴线朝向透镜的方向为x轴正方向，沿x轴正方向移动抛光工具，当抛光工具端部到达透镜中心时，光电传感器将检测到抛光工具端部，使抛光工具在x轴方向上停止移动；
17、b2、定义透镜轴线向上的方向为z轴正方向，沿z轴负方向移动抛光工具，抛光工具接触薄膜压力传感器后，薄膜压力传感器将检测到压力信号，抛光工具将在z轴方向停止移动。
18、b3、抛光工具沿z轴正方向移动，至抛光工具母线与透镜母线之间的间隙为0.1～0.3mm，所述间隙即为剪切增稠抛光液流动间隙，以进行后续透镜的剪切增稠抛光。
19、与现有技术相比较，本专利技术的有益效果体现在：
20、本专利技术通过三爪卡盘定心与真空吸盘稳定的负压吸附，实现了透镜抛光时较高的定位精度；通过带有中心圆孔的集液槽与透镜所组成的底部封闭区域，实现了剪切增稠抛光的抛光液收集；通过光电传感器与薄膜压力传感器的布置实现了剪切增稠抛光过程中透镜与抛光工具之间较高的定位精度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种剪切增稠抛光装置，其特征在于：包括光电传感器(1)、抛光工具(2)、集液槽(3)、薄膜压力传感器(13)、三爪卡盘(5)、真空吸盘(6)、支撑套筒(7)、旋转接头(8)和空气压缩机(10)；
2.根据权利要求1所述一种剪切增稠抛光装置，其特征在于：所述三爪卡盘(5)的夹爪表面固定有橡胶垫。
3.根据权利要求1所述一种剪切增稠抛光装置，其特征在于：所述透镜(4)为凸透镜或凹透镜，所述抛光工具(2)为与透镜(4)曲面形状匹配的仿形工具。
4.一种剪切增稠抛光装置的透镜与抛光工具的定位方法，其特征在于：包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种剪切增稠抛光装置，其特征在于：包括光电传感器(1)、抛光工具(2)、集液槽(3)、薄膜压力传感器(13)、三爪卡盘(5)、真空吸盘(6)、支撑套筒(7)、旋转接头(8)和空气压缩机(10)；
2.根据权利要求1所述一种剪切增稠抛光装置，其特征在于：所述三爪卡盘...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴迪富，郭江，孙玉娟，陶国祥，康贻兵，王志文，蔡燕华，
申请(专利权)人：江苏宇迪光学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。