一种抛光设备及抛光方法与流程

本发明属于磁流变抛光，特别是涉及一种抛光设备及抛光方法。

背景技术：

1、光学玻璃在表面存在划痕等缺陷时，通常采用抛光的方式对表面缺陷进行修复，使得光学玻璃这类高精度元件在修复后可以再次使用，延长光学玻璃的使用寿命。在对光学玻璃进行修复时，需要工作人员将光学玻璃放置到视觉检测机构的检测位置上，利用视觉检测机构先检测光学玻璃表面的缺陷位置，使缺陷位置在光学玻璃上得到定位。然后，工作人员从视觉检测机构中取出检测完成的光学玻璃，再将光学玻璃放置到抛光机构的抛光位置处，采用抛光机构对光学玻璃的缺陷位置进行抛光打磨，通过抛光打磨的方式恢复光学玻璃表面的平整度，从而消除缺陷。在抛光打磨结束后，工作人员再次将光学玻璃从抛光机构处取出，将取出的光学玻璃放置到视觉检测机构的检测位置上，采用视觉检测机构对光学玻璃表面进行再次检测，确定光学玻璃表面的平整度达到标准，从而完成对光学玻璃的修复，修复完成后需要工作人员将光学玻璃再次取出并存放。

2、然而，光学玻璃表面的缺陷通常是局部缺陷，缺陷的形式为光学玻璃表面凸起或者凹陷，在进行抛光时，抛光轮与光学玻璃相对移动，从而对光学玻璃表面进行抛光。在抛光轮与光学玻璃相对移动时，抛光轮对光学玻璃的抛光深度会持续变化。当抛光轮与光学玻璃表面的抛光深度变化过大时，很容易出现两种情况，一种情况是抛光轮移动至光学玻璃表面凸起处，抛光轮与凸起部分接触，导致一次性抛光深度过深，在光学玻璃表面造成更大的损伤；另一种情况是抛光轮移动至光学玻璃的凹陷处，导致抛光轮无法接触光学玻璃，从而无法使光学玻璃得到抛光，此时需要反复调节抛光轮与光学玻璃的相对间距进行抛光，需要反复调节导致抛光效率很低。所以，现有技术抛光时存在容易损坏光学玻璃以及抛光效率低的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种抛光设备及抛光方法，第一方面用于解决抛光时存在容易损坏光学玻璃以及抛光效率低的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现的：

3、一种抛光设备，包括抛光轮、z轴模组、第三定位工装、测距传感器和控制器，所述测距传感器设置于所述抛光轮一侧，所述第三定位工装与所述z轴模组连接，所述测距传感器用于检测所述抛光轮与所述第三定位工装的间距，所述测距传感器和z轴模组与控制器电连接，所述控制器根据测距传感器的检测数据控制z轴模组移动，使抛光轮与所述第三定位工装上放置的抛光件的抛光深度保持在恒定范围内。

4、在本方案中，通过测距传感器实时检测抛光轮与第三定位工装的间距，实际是检测抛光轮与放置于第三定位工装上的光学玻璃的抛光深度，确保抛光轮与光学玻璃的抛光深度保持在一个稳定的范围内，使抛光轮的抛光深度保持稳定，避免抛光深度过深而造成光学玻璃损坏，同时也避免抛光轮与光学玻璃脱离接触，确保抛光轮的抛光效果，提高抛光效率。而将抛光轮与光学玻璃的抛光深度控制在一个范围内，而不是控制在一个固定值，目的是使得光学玻璃与抛光轮的间距不会突然变化，使抛光轮加工出的面更顺滑。

5、为进一步解决抛光轮重量大惯性大，移动抛光轮工作时抛光轮的位移精度低的问题，为此，所述抛光设备还包括x轴模组和y轴模组，所述x轴模组与y轴模组连接，所述y轴模组与所述z轴模组连接，所述x轴模组、y轴模组和z轴模组组合构成三轴模组，所述三轴模组与所述第三定位工装连接。

6、在本方案中，由x轴模组、y轴模组和z轴模组组合构成的三轴模组移动第三定位工装，第三定位工装仅用于放置光学玻璃，重量低惯性小，不会因为惯性等因素造成位移精度降低。并且，抛光轮需要转动，而转动会进一步导致抛光轮的位移精度下降，因此，本方案通过移动第三定位工装，从而使光学玻璃与抛光轮相对移动，可以提高光学玻璃的位移精度，能够达到提高抛光精度的目的。

7、本发明第二方面用于解决转移光学玻璃时光学玻璃容易与设备碰撞而损坏的问题。

8、在进行修复时，需要将光学玻璃不断地从视觉检测机构和抛光机构放入和取出。在转移光学玻璃位置时，一方面存在光学玻璃的转移效率低，工作人员手动取出和放置光学玻璃时，为避免光学玻璃受到损坏，因此取出和放置的动作需要缓慢和稳定。另一方面则是光学玻璃在取出、转移和放置过程中受到损坏，光学玻璃在取出、转移和放置过程中，一旦与设备或者其它物体发生碰撞，很容易产生不可修复的损伤，导致光学玻璃的报废。为此，所述抛光设备还包括机架、上下料工位、机械臂、控制器、缺陷检测工位和抛光机构，所述上下料工位、机械臂、缺陷检测工位和抛光机构均连接于所述机架，所述上下料工位、视觉检测机构和抛光机构均设置于所述机械臂的抓取范围内，所述缺陷检测工位设置有视觉检测机构，所述机械臂、视觉检测机构和抛光机构均与所述控制器电连接。

9、在本方案中，工作人员只需要向上下料工位放置和取出光学玻璃即可，由机械臂在上下料工位、缺陷检测工位与抛光机构之间抓取、移动和放置光学玻璃，机械臂的放置效率高、放置精度高。并且机械臂的移动沿固定路线移动，能够避免光学玻璃移动时与视觉检测机构或者抛光机构发生碰撞，避免光学玻璃损坏。

10、为进一步解决待抛光的光学玻璃与抛光后的光学玻璃相互阻挡的问题，为此，所述上下料工位包括第一定位工装、第四定位工装和第五定位工装，所述第一定位工装、第四定位工装和第五定位工装均设置有定位槽。

11、在本方案中，设置第一定位工装可以用于放置待抛光的光学玻璃，设置第四定位工装用于放置抛光后的光学玻璃，设置第五定位工装可以用于放置检测无缺陷的光学玻璃，使处于三种状态的光学玻璃可以分开放置，避免三种状态的光学玻璃混合，避免三种状态的光学玻璃相互阻挡，使抛光流程的能够连续进行。

12、为进一步解决视觉检测机构检测范围有限，无法适用于不同尺寸的光学玻璃的问题，为此，所述缺陷检测工位还包括第二定位工装和移动组件，所述移动组件与视觉检测机构或第二定位工装连接。

13、在本方案中，设置移动机构移动视觉检测机构或者移动第二定位工装，能够使光学玻璃与视觉检测机构相对移动，从而使得视觉检测机构能够对更大面积的光学玻璃进行检测，增加缺陷检测工位的通用性。

14、为进一步解决缺陷检测工位占据空间尺寸大，压缩抛光设备和上下料工位的空间的问题，为此，所述移动组件包括两个平移机构，一个所述平移机构与所述视觉检测机构连接，另一个所述平移机构与所述第二定位工装连接，两个平移机构的移动方向相垂直。

15、在本方案中，缺陷检测工位的面积与第二定位工装的移动范围对应，而第二定位工装则只在一个平移机构的作用下移动，因此，相比第二定位工装同时与两个平移机构连接的情况，第二定位工装的移动范围更小。

16、为进一步解决缺陷检测精度低的问题，为此，所述平移机构包括伺服电机和丝杠，所述伺服电机与所述丝杠传动连接，所述伺服电机与机架固定连接，所述丝杠与所述视觉检测机构或第二定位工装传动连接。

17、在本方案中，伺服电机能够准确控制转动圈数，而丝杠传动的方式则能够确保传动的精度。因此，伺服电机与丝杠的组合结构，能够提升第二定位工装和视觉检测机构的移动精度，从而提高缺陷检测的精度。

18、为进一步解决视觉检测机构和第二定位工装位移方向不精确的问题，为此，所述平移机构还包括导轨和滑块，所述滑块与所述导轨滑动连接，所述导轨与所述机架连接，所述滑块与所述视觉检测机构或第二定位工装连接。

19、在本方案中，设置导轨和滑块能够对第二定位工装和视觉检测机构的移动方向进行约束，从而提高第二定位工装和视觉检测机构位移时的方向精度。

20、为进一步解决视觉检测机构不便于同时与滑块和丝杠连接的问题，为此，还包括滑台，所述视觉检测机构与所述滑台连接，所述滑块和滑台固定连接，所述丝杠与所述滑台传动连接。

21、在本方案中，视觉检测机构通过滑台与丝杠和滑块间接连接，降低了视觉检测机构的安装难度，便于视觉检测机构的安装。

22、为进一步解决抛光机构无法对指定范围进行抛光的问题，为此，所述抛光机构包括抛光轮、三轴模组和第三定位工装，所述三轴模组与所述抛光轮或第三定位工装连接。

23、在本方案中，三轴模组可以使第三定位工装上的光学玻璃的缺陷位置平移至抛光轮下侧，然后调节光学玻璃的高度，使光学玻璃的缺陷位置得到抛光，从而对光学玻璃的缺陷位置进行精确抛光。

24、为进一步解决抛光轮重量过大而惯性大，导致的难以提高精度的问题，为此，所述抛光机构还包括支撑架，所述抛光轮与所述支撑架连接，所述三轴模组与所述第三定位工装连接。

25、在本方案中，抛光轮固定于支撑架，三轴模组移动第三定位工装，第三定位工装和光学玻璃的重量更小，能够减小惯性对精度的影响，提高光学玻璃的抛光精度。

26、本发明还提供一种抛光方法，所述抛光方法包括以下步骤：

27、s1、将光学玻璃放置到视觉检测机构的第二定位工装，通过移动相机或者移动第二定位工装的方式对光学玻璃进行检测；

28、s2、收集相机或第二定位工装的移动数据，得到相机在光学玻璃上的拍摄范围；

29、s3、收集相机拍摄的图像；

30、s4、将相机拍摄的图像与光学玻璃上的位置对应，得到光学玻璃上的缺陷位置；

31、s5、将检测完成后的光学玻璃放置到抛光机构的第三定位工装；

32、s6、将光学玻璃上的缺陷位置的数据输入到抛光机构连接的控制器，使抛光机构根据输入的数据对光学玻璃进行抛光；

33、s7、实时检测抛光机构的抛光轮对第三定位工装上光学玻璃的抛光深度，并将抛光轮对光学玻璃的抛光深度控制在恒定范围内；

34、s8、将抛光完成后的光学玻璃移动至抛光机构一侧的第四定位工装；

35、s9、对抛光后的光学玻璃进行清洗，清除光学玻璃表面的残渣；

36、s10、光学玻璃清除残渣后，重复步骤s1-s3，若没有检测到缺陷，则将光学玻璃放置到抛光机构的另一侧；若仍然有缺陷，则继续重复步骤s4-s10。

37、在本方案中，由控制器收集相机或第二定位工装的移动数据，获得光学玻璃上的缺陷位置，控制器根据光学玻璃的缺陷位置控制抛光机构进行针对性抛光，抛光位置与缺陷位置对应，无需对其它位置进行抛光，减小了抛光面积，提高了抛光效率。并且在步骤s7中，实时检测抛光轮相对于光学玻璃的间距，并根据检测结果得到抛光轮的抛光深度，从而调节抛光轮对光学玻璃的抛光深度，避免抛光轮的抛光深度过深导致光学玻璃损坏，也避免抛光轮脱离光学玻璃而无法达到抛光效果，提高抛光轮在一次行走中与光学玻璃的接触时间，提高抛光效率。

38、由于缺陷的形状并不均匀，针对缺陷位置单独抛光路径工作量大的问题，为此，在步骤s4中，根据光学玻璃上的缺陷位置确定抛光区域，所述抛光区域的平面形状为矩形，缺陷位置位于矩形内，缺陷位置与矩形边之间存在间距。

39、在本方案中，根据缺陷的位置确定抛光区域，确定矩形的矩形边位置，对抛光区域的确定效率高，确定抛光区域的难度小。并且，矩形边与缺陷位置存在间距，确保在抛光缺陷后，被抛光的区域与未抛光区域过渡更平滑。矩形边与缺陷位置的间距大小根据缺陷的凹陷深度确定，深度凹陷深度越深，则间距越大，使抛光的过渡面积更大。若缺陷为凸起，则直接抛光至平整即可。

40、为进一步解决抛光路径设计复杂的问题，为此，抛光机构在抛光矩形状的抛光区域时，抛光轮沿x轴方向抛光，抛光完成后调节光学玻璃在y轴方向上的位置，使抛光轮再次沿x轴方向抛光，抛光轮沿弓字形的抛光路径对抛光区域进行抛光处理。

41、在本方案中，沿弓字型路径抛光，能够确保对矩形状的抛光区域进行抛光完整，并且抛光轮始终沿直线行走，路径设计简单，抛光效果可靠。

42、本发明具有以下有益效果：

43、本发明通过测距传感器实时检测抛光轮的抛光深度，避免抛光轮的抛光深度过深导致光学玻璃损坏，同时也能够避免抛光轮在抛光过程中与光学玻璃分离，导致有效抛光时间短，解决抛光效率低的问题。