專利名稱：一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于非球面鏡拋光的變形拋光磨盤，特別涉及一種基于壓電陶瓷驅(qū)動 器的變形拋光磨盤。
技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)中，用于非球面鏡拋光的變形拋光磨盤為基于彎矩驅(qū)動器的應(yīng)力拋光盤，可 以參見"West S C. Martin H M. et al. Practical design and performance of the stressed-lap polishing tool [j] Apply Opt. 1994-33(34): 8094 —8100.";其原理為多組彎矩驅(qū)動器均勻 分布在拋光盤背面，施加不同的彎矩于拋光盤上，從而改變拋光盤的曲率，使拋光盤變形。因為彎矩驅(qū)動器體積較大，沒有足夠的空間就無法實現(xiàn)，所以這種可變形拋光盤只適 用于大鏡面，不適于加工中小口徑的非球面鏡。另外，因為基于彎矩驅(qū)動器的應(yīng)力拋光磨盤變形的方式為改變拋光磨盤的曲率，所以 這種可變形拋光盤不能輸出雙曲面面型。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中基于彎矩驅(qū)動器的應(yīng)力拋光盤體積過大 以及不能輸出雙曲面面型的不足，提供一種體積小、變形誤差小，適于拋光中小口徑非球 面鏡的變形拋光磨盤，且該拋光磨盤也能夠輸出雙曲面面型。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤，由底座l、 N個壓電陶瓷驅(qū)動器2、基盤3和導(dǎo)線插座4組成；其特征在于底座l上 表面是球面，N個壓電陶瓷驅(qū)動器2沿徑向安裝在底座1上表面上，基盤3是安裝在壓電陶瓷驅(qū)動器上的球面薄板，導(dǎo)線插座4安裝在底座的下表面。所述的每一個壓電陶瓷驅(qū)動器2上面都有一路加載在其上的數(shù)控電壓源，各壓電陶瓷 驅(qū)動器2通過導(dǎo)線插座4與各自的數(shù)控電壓源相聯(lián)接。所述的基盤3為金屬鋁制作而成的球面薄板。所述的壓電陶瓷驅(qū)動器2的數(shù)目N可以根據(jù)變形后的面型精度要求和基盤3的面積大 小來進行設(shè)計，基盤3的面積大小一定的情況下，壓電陶瓷驅(qū)動器2的數(shù)目N越多實現(xiàn)的 面型精度越高。所述的每一個壓電陶瓷驅(qū)動器2都能夠通過改變加載在其上的電壓產(chǎn)生一定的伸縮變化，從而使基盤3的面型能夠相應(yīng)改變。所述的每一個壓電陶瓷驅(qū)動器2的最小伸縮量為納米級，能夠使得基盤3產(chǎn)生高精度 的非球面面型。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點是本發(fā)明所設(shè)計的一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤，壓電陶瓷驅(qū)動器位于基盤背面伸縮變形，改變基盤上各相應(yīng)點法線方向的位移，從而改變整個基盤的面型；由于采用改變基盤上各相應(yīng)點法線方向的位移的變形方 式，所以能夠產(chǎn)生各種非球面面型，包括現(xiàn)有技術(shù)中基于彎矩驅(qū)動器的應(yīng)力拋光盤不能產(chǎn) 生的雙曲面面型；而且由于壓電陶瓷驅(qū)動器的最小伸縮量為納米級，所以基于壓電陶瓷驅(qū) 動器的變形拋光磨盤能夠產(chǎn)生高精度的非球面面型；而且由于采用了體積較小的壓電陶瓷 驅(qū)動器，能夠?qū)崿F(xiàn)中小口徑的非球面變形拋光磨盤，具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖1為一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤的剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤中壓電陶瓷驅(qū)動器排布結(jié)構(gòu)示意圖；具體實施方式
下面結(jié)合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤，由底座l、 N個壓電陶瓷驅(qū)動器2、基盤3 和導(dǎo)線插座4組成，底座l上表面是球面，N個壓電陶瓷驅(qū)動器2沿徑向安裝在底座上表 面上，基盤3是安裝在壓電陶瓷驅(qū)動器上的鋁制球面薄板，導(dǎo)線插座4安裝在底座的下表 面；其整個結(jié)構(gòu)的剖面示意圖如圖1所示，壓電陶瓷驅(qū)動器2的數(shù)目N可以根據(jù)變形后的 基盤3的面型精度要求和基盤的面積大小來進行設(shè)計，基盤的面積大小確定的情況下，壓 電陶瓷驅(qū)動器數(shù)目N越多實現(xiàn)的面型精度越高，這里可選取基盤3的口徑為114mm，以選 取19個壓電陶瓷驅(qū)動器2為例，即N-19， 19個壓電陶瓷驅(qū)動器2在底座1上表面的排布 方式如圖2所示；每一個壓電陶瓷驅(qū)動器2上都有一路加載在其上的數(shù)控電壓源，各壓電 陶瓷驅(qū)動器2通過導(dǎo)線插座4與各自的數(shù)控電壓源相聯(lián)接。這里選取從成都邁科股份有限公司訂制的口徑為15mm，高度為78mm的19個壓電陶 瓷驅(qū)動器2，其中每一個壓電陶瓷驅(qū)動器2的伸縮變形范圍為-30um至+30um，每一個壓電 陶瓷驅(qū)動器2的所加載的數(shù)控電壓調(diào)節(jié)范圍為-500伏至+500伏；每一個壓電陶瓷驅(qū)動器2 的電壓與伸縮變形關(guān)系近似為<formula>formula see original document page 4</formula>其中U為所加載的電壓值，單位為伏；As為伸縮變形值，單位為微米。通過改變每一個壓電陶瓷驅(qū)動器2上所加載的電壓值U，每一個壓電陶瓷驅(qū)動器2都 能產(chǎn)生一定的形變量，從而使安裝在壓電陶器驅(qū)動器2上的基盤3的面型發(fā)生一定的變化， 且所選擇的壓電陶器驅(qū)動器2最小伸縮量可達到10nm，可使得基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形 拋光磨盤能產(chǎn)生各種形狀的高精度的非球面面型，以方便與被加工的非球面鏡的局部面型 相吻合，以達到拋光的目的。
權(quán)利要求
1、一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤，由底座(1)、N個壓電陶瓷驅(qū)動器(2)、基盤(3)和導(dǎo)線插座(4)組成；其特征在于底座(1)上表面是球面，N個壓電陶瓷驅(qū)動器(2)沿徑向安裝在底座(1)上表面上，基盤(3)是安裝在壓電陶瓷驅(qū)動器上的球面薄板，導(dǎo)線插座(4)安裝在底座的下表面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤，其特征在于每 一個壓電陶瓷驅(qū)動器(2)上都有一路加載在其上的數(shù)控電壓源，各壓電陶瓷驅(qū)動器(2) 通過導(dǎo)線插座(4)與各自的數(shù)控電壓源相聯(lián)接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤，其特征在于基 盤(3)為金屬鋁制作而成的球面薄板。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤，其特征在于壓 電陶瓷驅(qū)動器(2)的數(shù)目N可以根據(jù)基盤變形后的面型精度要求和基盤(3)'的面積大小 來進行設(shè)計；基盤(3)的面積大小一定的情況下，壓電陶瓷驅(qū)動器(2)數(shù)目N越多實現(xiàn) 的面型精度越高。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤，其特征在于每 一個壓電陶瓷驅(qū)動器(2)都能夠通過改變加載在其上的電壓值產(chǎn)生一定的伸縮變化，從而 使基盤(3)的面型能夠相應(yīng)改變。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電陶瓷驅(qū)動器的伸縮變化，其特征在于每一個壓電陶瓷 驅(qū)動器(2)的最小伸縮量為納米級，能夠使得基盤(3)產(chǎn)生高精度的非球面面型。
全文摘要
一種基于壓電陶瓷驅(qū)動器的變形拋光磨盤，由底座(1)、N個壓電陶瓷驅(qū)動器(2)、基盤(3)和導(dǎo)線插座(4)組成；其特征在于底座(1)上表面是球面，N個壓電陶瓷驅(qū)動器(2)沿徑向安裝在底座(1)上表面上，基盤(3)是安裝在壓電陶瓷驅(qū)動器(2)上的鋁質(zhì)球面薄板，導(dǎo)線插座(4)安裝在底座的下表面；每一個壓電陶瓷驅(qū)動器(2)通過導(dǎo)線插座(4)與相應(yīng)的加載在其上的數(shù)控電壓源相聯(lián)接，每一個壓電陶瓷驅(qū)動器(2)都能夠通過改變加載在其上的電壓產(chǎn)生一定的伸縮變化，使基盤(3)的面型能夠相應(yīng)改變，以方便與被加工的非球面鏡的局部面型相吻合，以達到拋光的目的；本發(fā)明的變形拋光磨盤體積小、輸出非球面面型精度高，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號B24B41/00GK101239446SQ20081005658
公開日2008年8月13日 申請日期2008年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月22日
發(fā)明者寧 凌, 潘君驊, 胡自強 申請人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所;煙臺大學(xué)