一种光学玻璃毛细孔抛光设备及方法

摘要

本发明公开了一种光学玻璃毛细孔抛光设备及抛光方法，属于精密光学检测仪器设备技术领域，立柱固定工件不动，抛光线穿过工件且随工作台移动，对工件毛细孔进行抛光，蠕动泵将抛光介质悬浮液均匀的滴在抛光线上；通过控制面板设置工作台的运动参数，根据抛光孔的光洁度要求、去除量等不同状态选用不同的参数，通过移动单元带动工作台运动，有利于精准控制去除量，进而严格的控制毛细孔的尺寸，保证该毛细孔和其他孔的位置距离尺寸，达到微米级，提高加工精度，抛光好的工件装配到光学检测仪器上，能够大大提高仪器的检测精度。

说明书

技术领域

本发明属于精密光学检测仪器设备技术领域，涉及一种光学玻璃毛细孔抛光设备及抛光方法。

背景技术

精密光学检测设备上都会应用光学玻璃，其中光学镜片，光学腔体应用最多。光学玻璃加工后一般都需要抛光才能使用，平面球面等外表面的抛光技术工艺很成熟，光学腔体内腔长毛细孔的内孔抛光方法比较单一且抛光比较困难，一般常采用化学试剂进行内孔刻蚀抛光，该方法抛光的原理是把工件放入配置好的化学试剂里，通过化学试剂在孔里的流动，刻蚀孔的表层，以达到抛光的效果。该方法抛光后容易出现孔壁均匀性不好的问题，内孔光洁度也难达到效果。内腔毛细孔光洁度不好会增加通光后光路的损耗，影响通光质量，降低光学检测设备精度。再者在抛光一定数量的工件后化学试剂会逐步失效，就不能再使用，失效的化学试剂不能随意处理，必须中和处理后回收存放，这也增加了很大的成本。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种光学玻璃毛细孔抛光设备及抛光方法，以解决现有技术中抛光后孔壁均匀性和光洁度不好的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开的一种光学玻璃毛细孔抛光设备，包括：工作台、抛光线、立柱、蠕动泵、控制面板、设备底座和移动单元；立柱固定在设备底座上，且立柱固定工件，抛光线穿过工件固定在工作台上，装有抛光介质悬浮液的蠕动泵设置在抛光线上方，工作台固定在移动单元上，控制面板与工作台和移动单元电连接；

所述工作台上由外向内依次设置有绕线圈、导向轮和弹性定位块；抛光线两端固定在绕线圈上，且依次接触导向轮和弹性定位块；立柱上设置有装夹工装，工件通过装夹工装固定在立柱上。

优选地，所述立柱上设置有装夹工装，工件通过装夹工装固定在立柱上。

优选地，所述移动单元包括：驱动电机、传动丝杠、限位挡块和定位挡块；传动丝杠固定在设备底座上，一端与驱动电机连接，驱动电机与控制面板电连接，定位挡块设置在传动丝杠上，限位挡块设置在传动丝杠上定位挡块内侧，并且限位挡块连接工作台。

优选地，所述工作台上还设置有回收盒，回收盒位于蠕动泵下方。

优选地，所述抛光线包括：尼龙线、羊毛线和尼龙羊毛混合线。所述抛光介质悬浮液包括白刚玉悬浮液和抛光粉悬浮液。

本发明还公开了一种光学玻璃毛细孔抛光设备的抛光方法，包括：

步骤一：将工件固定在立柱上；

步骤二：用抛光线穿过工件的毛细孔；

步骤三：抛光线绕过弹性定位块和导向轮，固定在绕线圈上，并锁紧绕线圈，再调整弹性定位块和导向轮至工作位置；

步骤四：打开蠕动泵，将抛光介质悬浮液滴在抛光线上；

步骤五：在控制面板上设置工作参数，工作台根据工作参数开始移动；

步骤六：抛光完成后关闭蠕动泵，取下工件。

优选地，步骤一中，立柱上设置有装夹工装，装夹工装将工件固定在立柱上，用杠杆百分表拉平工件上和毛细孔平行的平面，直线度小于0.05，拉平后把工件固定紧。

优选地，步骤五中的工作参数包括：抛光时间、工作台移动速度和移动距离。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种光学玻璃毛细孔抛光设备，立柱固定工件不动，抛光线穿过工件且随工作台移动，对工件毛细孔进行抛光，通过控制面板设置工作台的运动参数，根据抛光孔的光洁度要求、去除量等不同状态选用不同的参数，通过移动单元带动工作台运动，有利于精准控制去除量，进而严格的控制毛细孔的尺寸，保证该毛细孔和其他孔的位置距离尺寸，达到微米级，提高加工精度，抛光好的工件装配到光学检测仪器上，能够大大提高仪器的检测精度；设置蠕动泵有利于将抛光介质悬浮液均匀的滴在抛光线上；工作台上设置绕线圈、导向轮和弹性定位块，绕线圈固定和存储抛光线，导向轮和弹性定位块导向轮和弹性定位块上设有上下可调节装置，用于调整抛光线的高度位置，让抛光线拉直后和要抛光的毛细孔上下左右方向在一条直线上，弹性定位块用于调整抛光线张紧力度。

进一步地，立柱上设置有装夹工装，有利于固定工件，提高加工精度。

进一步地，工作台上设置回收盒，抛光时用抛光介质悬浮液回收收集方便，收集后还可以重复使用，节约使用成本。

进一步地，根据抛光毛细孔的长度确认抛光线左右移动距离，通过调整限位挡块左右两侧的位置，通过驱动电机正反转带动传动丝杠旋转，进而带动工作台左右移动。

本发明还公开了一种应用光学玻璃毛细孔抛光设备的抛光方法，先将抛光线固定在绕线圈上，再调整弹性定位块和导向轮，有利于导向轮和弹性定位块上有可调节装置，能够调整抛光线和毛细孔在一条直线上，有利于提高抛光时整个孔光洁度的均匀性，弹性定位块可以确保抛光线拉直后的张紧力的稳定性，有利于提高抛光孔的圆度误差，还能精确控制抛光时的去除量，保证抛光后孔的尺寸精度；蠕动泵不停搅拌可以将抛光介质均匀的悬浮在水中，形成颗粒均匀的抛光溶液，有利于抛光介质悬浮液与抛光线均匀接触，在控制面板上设置工作参数，工作台根据工作参数开始移动，有利于根据抛光孔的光洁度要求、去除量等不同状态选用不同的参数，精准控制去除量，进而严格的控制毛细孔的尺寸，保证该毛细孔和其他孔的位置距离尺寸，达到微米级，提高加工精度；本方法不使用化学试剂，所以没有任何危险性，抛光时不用做任何防护。另外不会有环境污染问题，不用进行中和处理回收存放，节省存放空间和加工成本。

进一步地，立柱上设置有装夹工装，装夹工装将工件固定在立柱上，用杠杆百分表拉平工件上和毛细孔平行的平面，直线度小于0.05，有利于提高加工精度。

附图说明

图1为抛光线制作示意图；

图2为抛光设备组成结构示意图；

图3为抛光毛细孔放大示意图；

图4为毛细孔侧面形状放大示意图。

其中：1-工作台；2-绕线圈；3-导向轮；4-弹性定位块；5-装夹工装；6-工件；7-立柱；8-抛光线；9-软管；10-蠕动泵；11-抛光粉悬浮液；12-回收盒；13-控制面板；14-驱动电机；15-传动丝杠；16-限位挡块；17-定位挡块；18-设备底座。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，为本发明抛光线制作示意图，抛光线是由尼龙线、羊毛线、尼龙线羊毛线两根拉直搓在一起3种，线外层涂抹上抛光柏油再添加抛光粉制作而成。制作方法，先在一个不锈钢圆钢里把抛光柏油加热至完全融化，把测量好直径的尼龙线或羊毛线的两端分别固定在一个架子上，长度大约1.5-2米，线的固定方法如图1所示。然后用小毛笔向毛线上均匀的涂抹一层薄薄的抛光柏油，再用装好白刚玉或者抛光粉的喷枪向毛线上均匀的喷一层，再用毛笔涂抹一层薄薄的抛光柏油，之后再喷一层白刚玉或者抛光粉，按此方法重复6-8次。制作好后放置阴凉处，直到柏油冷却凝固，把制作好的抛光线取下收好。用此方法制作下一根抛光线。根据不同直径的尼龙线、羊毛线制作不同直径的抛光线，以便抛光不同直径的毛细孔。一般制作前抛光线常用直径在0.5--2.5mm毫米之间，制作成抛光线后直径会增大0.2，直径变为0.7--2.7mm，制作时添加的白刚玉或抛光粉的粒度要标记好，制成后测量好直径标记存放，使用时根据要抛光孔的直径和孔的去除量选用不同的抛光线，一般选用抛光线的直径要比抛光孔的直径小0.2-0.3mm。

参见图2、3，本发明公开的一种光学玻璃毛细孔抛光设备，工作台1、抛光线8、立柱7、蠕动泵10、控制面板13、设备底座18和移动单元；立柱7固定在设备底座18上，且立柱7固定工件6，抛光线8穿过工件6固定在工作台1上，装有抛光介质悬浮液11的蠕动泵10设置在抛光线8上方，工作台1固定在移动单元上，控制面板13与工作台1和移动单元电连接；工作台1上由外向内依次设置有绕线圈2、导向轮3和弹性定位块4；抛光线8两端固定在绕线圈2上，且依次接触导向轮3和弹性定位块4；工作台1上还设置有回收盒12，回收盒12位于蠕动泵10下方；移动单元包括：驱动电机14、传动丝杠15、限位挡块16和定位挡块17；传动丝杠15固定在设备底座18上，一端与驱动电机14连接，驱动电机14与控制面板13电连接，定位挡块17设置在传动丝杠15上，限位挡块16设置在传动丝杠15上定位挡块17内侧，并且限位挡块16连接工作台1；抛光工件时，先把工件6用工装5装夹在立柱7上，用杠杆百分表拉平工件上和毛细孔平行的平面，直线度小于0.05，拉平后把工件6固定紧。用直径小于0.2的细铜丝带着抛光线8慢慢穿过工件6毛细孔，把抛光线8这一端绕过弹性定位块4和导向轮3，之后固定在绕线圈2上，把绕线圈2锁紧不能转动；然后调整导向轮3上下左右空间位置，抛光线8另一端也通过导向轮3固定在绕线圈2上，锁紧绕线圈2。根据抛光毛细孔的长度确认抛光线8左右移动距离，通过调整限位挡块16左右两侧的位置，设置好抛光线移动距离，之后打开抛光介质软管9的开关，让抛光粉均匀的滴在抛光线上。在控制器面板13上设置好参数，包括抛光时间、工作台移动速度等，一般工作台左右移动的速度是80-130次/每分钟，再打开面板上控制开关，这时驱动电机14就会正、反转转动，通过传动丝杠15带动工作台1左右往复移动，固定在工作台1上的抛光线8左右移动就可以抛光了。设置的抛光时间到时，设备会自动停止，这时关闭抛光介质管线的开关，把抛光线从工件毛细孔里取出，把工件从工装上取下清洗干净，然后测量尺寸和在显微镜下查看抛光孔孔壁光洁度，若没有问题则工件合格，若有问题则再次计算好时间重新装夹工件再次抛光，直到抛光到合格尺寸。

本技术发明在一台自动化的机器上安装新的工装、工具，用新的抛光介质抛光毛细孔。把要抛光的工件6固定在不动的立柱7上，工作台1上固定好抛光用的抛光线8，抛光线8上添加抛光粉悬浮液11，由驱动电机14带动工作台1，通过抛光线8的往复运动，去除孔壁表层，达到抛光孔壁和去除少量尺寸的作用。抛光线8根据要抛光孔的形状、大小、去除量、光洁度等要求选用不同的材质和不同粗细的抛光线8，抛光粉悬浮液11中的抛光介质选用白刚玉、抛光粉等。白刚玉、抛光粉也有不同的粗细粒度，抛光时根据尺寸去除量的大小、毛细孔孔壁光洁度的要求可以选用不同的粒度。抛光时还可通过工作台1的空间移动带动抛光线的位置变化，抛光时可以改变孔的形状，当孔的形状不规则时还可以修复。

参见图4，为毛细孔侧面形状放大示意图，其中A为圆形毛细孔，B为椭圆形毛细孔，C为腰形毛细孔。

本发明还公开了一种光学玻璃毛细孔抛光设备的抛光方法，包括：

步骤一：将工件6固定在立柱7的装夹工装5上，装夹工装5将工件6固定在立柱7上，用杠杆百分表拉平工件6上和毛细孔平行的平面，直线度小于0.05，拉平后把工件6固定紧；

步骤二：用直径小于0.2的细铜丝带着抛光线8穿过工件6的毛细孔；

步骤三：抛光线8绕过弹性定位块4和导向轮3，固定在绕线圈2上，并锁紧绕线圈2，再调整弹性定位块4和导向轮3至工作位置；

步骤四：打开蠕动泵10，通过软管9将抛光介质悬浮液11滴在抛光线8上；

步骤五：在控制面板13上设置工作参数，即抛光时间、工作台移动速度和移动距离，工作台1根据工作参数开始移动；

步骤六：抛光完成后关闭蠕动泵10，取下工件6。

本发明操作简单，具有很好的抛光效果，还有很高抛光效率。在调试设备时前期通过大量的实验数据统计，用不同材质不同粗细的抛光线，不同粗细粒度的抛光介质，抛光线每分钟的移动速度，通过测量抛光前后尺寸的变化，记录好每种状态时每分钟的去除量，在正常工作时根据抛光孔的光洁度要求、去除量等不同状态选用不同的参数。例如抛光线8是羊毛线抛光介质是0.8～1微米，氧化铈抛光粉抛光时，每分钟去除量很小，达到0.002-0.005mm/分钟，所以能够很严格的控制毛细孔的尺寸，还能够保证该毛细孔和其他孔的位置距离尺寸，能够达到微米级，具有很高的精度，抛光好的工件6装配到光学检测仪器上，能够大大提高仪器的检测精度。抛光介质是W5白刚玉时，每分钟去除量会大一些，达到0.012-0.016mm/分钟，可以抛光尺寸去除量大的孔。不同的抛光线不同粒度抛光粉每分钟去除量详细见表1

表1不同方案时每分钟去除量

本发明是为了解决毛细孔抛光光洁度不高的问题，提供一种能够快速有效提高孔壁光洁度的装置和方法，使其抛光后达到镜面的效果。抛光后还可以去除孔壁上的划痕麻点，孔的形状不规则时还可以改善孔的形状尺寸，提高该孔和其他相关连孔之间的形位尺寸公差，提高产品精度和检测设备精度。本发明还有一个很大的优势，相比较一般化学试剂刻蚀抛光的方法，该发明的设备不使用化学试剂，所以没有任何危险性，抛光时不用做任何防护。另外不会有环境污染问题，不用进行中和处理回收存放，节省存放空间，节约加工成本。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。