一種用于真空環(huán)境的精密角度驅(qū)動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于真空環(huán)境的精密角度驅(qū)動裝置，具體是對真空環(huán)境下非球面光學鏡片的離子束修整拋光加工的控制離子束入射角角度驅(qū)動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展，強激光光學系統(tǒng)和高清晰度光學系統(tǒng)，如戰(zhàn)術(shù)激光武器光學系統(tǒng)、遠距離紫外與紅外成像探測系統(tǒng)、深空光電探測系統(tǒng)、輕質(zhì)穩(wěn)像觀瞄系統(tǒng)、激光雷達系統(tǒng)、深紫外與極紫外光刻系統(tǒng)等，對具有亞納米級表面粗糙度和納米級面型精度光學元件的需求日益迫切，需要依靠超精密光學元件及其制造技術(shù)來實現(xiàn)。先進光電系統(tǒng)發(fā)展的要求日益提升，“超精密”所對應(yīng)的精度和表面質(zhì)量也在日益精細化。以表面粗糙度和面型精度為例，超光滑的尺度已經(jīng)發(fā)展到表面粗糙度達到Inm以下，面型精度優(yōu)于10nm。加工超高精度光學元件，需要利用拋光壓力接近于零的非接觸式超精密拋光工藝技術(shù)，避免光學元件表面及亞表面微觀損傷缺陷的產(chǎn)生。在這個方面，以等離子體成型與離子束拋光技術(shù)為代表的非接觸加工技術(shù)，擁有滿足超高精度光學元件制造苛刻要求的多項優(yōu)點。離子束拋光技術(shù)是原子量級上的無應(yīng)力、非接觸式超精密光學加工工藝技術(shù)，具有加工精度高、無損傷、可抑制中高頻小波紋度、加工面潔凈無污染的特點，特別適合高精度平面、深度非球面鏡面、異形鏡面、自由表面鏡面以及激光晶體等特殊光學元件與材料的超精密加工，兩者配合加工精度能達到亞納米量級，具有傳統(tǒng)工藝無法比擬的優(yōu)越性，同時還能提高工作效率，使制造質(zhì)量得到保證。
[0003]為保證離子束拋光工藝有效實施，離子束拋光需要依靠真空和高潔凈度環(huán)境下精確的、快速響應(yīng)的驅(qū)動裝置實現(xiàn)，通過此裝置控制離子束源對被加工光學零件掃描速度、駐留時間及離子束的入射角等技術(shù)參數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種用于真空環(huán)境的精密角度驅(qū)動裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、制造安裝方便、轉(zhuǎn)動精度高、響應(yīng)速度快；具有閉環(huán)回饋系統(tǒng)，重復定位精度和定位精度高，能實現(xiàn)離子束入射角的無級調(diào)整。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種用于真空環(huán)境的精密角度驅(qū)動裝置，其特征在于包括:
[0006]支座，中部具有安裝口；
[0007]連接套，能轉(zhuǎn)動的設(shè)于所述支座的一端并具有能穿過上述安裝口的連接部；
[0008]連接座，設(shè)于所述支座的另一端并與連接套的連接部固定連接；
[0009]繞X軸旋轉(zhuǎn)平臺，設(shè)于所述支座的一端并由第一馬達驅(qū)動運行，該繞X軸旋轉(zhuǎn)平臺的輸出動子軸與所述連接套固定連接；所述繞X軸旋轉(zhuǎn)平臺內(nèi)部設(shè)置有第一光柵回饋機構(gòu)；
[0010]第一離子源夾持臂，連接于所述連接座的一側(cè)；
[0011]第二離子源夾持臂，連接于所述連接座的另一側(cè)并與第一離子源夾持臂相對布置；
[0012]繞Y軸旋轉(zhuǎn)平臺，由第二馬達驅(qū)動運行，連接于所述第一離子源夾持臂上，內(nèi)部設(shè)置有第二光柵回饋機構(gòu)；
[0013]從動旋轉(zhuǎn)軸，連接于所述第二離子源夾持臂上并與繞Y軸旋轉(zhuǎn)平臺相對布置；
[0014]離子源，夾持于所述繞Y軸旋轉(zhuǎn)平臺與從動旋轉(zhuǎn)軸之間；以及
[0015]控制系統(tǒng)，能通過所述第一光柵回饋機構(gòu)控制繞X軸旋轉(zhuǎn)平臺的運動速度及位置精度，通過所述第二光柵回饋機構(gòu)控制繞Y軸旋轉(zhuǎn)平臺的運動速度及位置精度。
[0016]作為本發(fā)明的進一步改進，所述從動旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有能感知該從動旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動角度的傳感器及能將從動旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動角度限制在-45°?45°之間的限位塊。
[0017]在上述方案中，所述繞Y軸旋轉(zhuǎn)平臺與從動旋轉(zhuǎn)軸的端部分別對應(yīng)設(shè)置有第一離子源夾持塊、第二離子源夾持塊，所述離子源固定連接于該第一離子源夾持塊與第二離子源夾持塊之間。
[0018]在上述各優(yōu)選方案中，所述繞X軸旋轉(zhuǎn)平臺包括安裝部分及轉(zhuǎn)動設(shè)置于該安裝部分內(nèi)的轉(zhuǎn)動部分，所述安裝部分與支座固定連接，所述轉(zhuǎn)動部分與連接套固定連接。
[0019]作為優(yōu)選，所述繞X軸旋轉(zhuǎn)平臺的安裝部分與支座之間設(shè)置有便于調(diào)整距離的墊片。
[0020]優(yōu)選地，所述連接套的連接部外周與支座的內(nèi)壁之間設(shè)置有第一滾動軸承。
[0021]優(yōu)選地，所述第二離子源夾持臂上開有用于安裝從動旋轉(zhuǎn)軸的軸孔，該軸孔內(nèi)壁與所述從動旋轉(zhuǎn)軸外周之間設(shè)置有第二滾動軸承，該第二滾動軸承外側(cè)設(shè)有軸承密封蓋。
[0022]進一步優(yōu)選，所述第二離子源夾持臂的外側(cè)設(shè)置有配重塊。
[0023]在上述各方案中，所述繞X軸旋轉(zhuǎn)平臺的安裝部分及支座設(shè)置于一滑臺上并能通過該滑臺上下或水平移動。
[0024]所述第一光柵回饋機構(gòu)包括用于控制繞X軸轉(zhuǎn)動速度的第一編碼器及用于控制繞X軸轉(zhuǎn)動的位置精度的第一光柵尺；所述第二光柵回饋機構(gòu)包括用于控制繞Y軸轉(zhuǎn)動速度的第二編碼器及用于控制繞Y軸轉(zhuǎn)動的位置精度的第二光柵尺。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0026]本發(fā)明通過馬達直接驅(qū)動繞X軸旋轉(zhuǎn)平臺、繞Y軸旋轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)，與采用旋轉(zhuǎn)電機及齒輪等旋轉(zhuǎn)運動系統(tǒng)相比，一方面沒有中間傳動環(huán)節(jié)，有利于提高真空室的潔凈度，另一方面，沒有反向運動間隙，有效提高了重復定位精度；同時，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，便于制造及安裝，且傳動結(jié)構(gòu)運動響應(yīng)頻率高、動作速度快，滿足了離子束拋光駐留時間的精確控制要求；另外，本發(fā)明中設(shè)置的第一光柵回饋機構(gòu)、第二光柵回饋機構(gòu)分別與第一馬達、第二馬達有機匹配，進一步提高了驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)動及定位精度，實現(xiàn)了離子束入射角的無級調(diào)整，重復定位精度可達到微米級。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明實施例的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為圖1的剖視圖；
[0029]圖3為本發(fā)明實施例的驅(qū)動裝置安裝于滑臺上的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0031]如圖1?3所示，本實施例的用于真空環(huán)境的精密角度驅(qū)動裝置包括支座1、連接套2、連接座3、繞X軸旋轉(zhuǎn)平臺4、第一離子源夾持臂5、第二離子源夾持臂6、繞Y軸旋轉(zhuǎn)平臺7、從動旋轉(zhuǎn)軸8、離子源9及控制系統(tǒng)(圖中未示)。
[0032]在本實施例中，如圖2所示，支座I的中部具有安裝口，連接套2能轉(zhuǎn)動的設(shè)于支座I的一端并具有能穿過上述安裝口的連接部21，連接座3設(shè)于支座I的另一端并通過螺栓與連接套2的連接部21固定連接，且連接套2上連接部21的外周與支座I的內(nèi)壁之間設(shè)置有第一滾動軸承300，以使連接套2相對于支座I轉(zhuǎn)動更加穩(wěn)定，提高裝置繞X軸轉(zhuǎn)動的精確度。繞X軸旋轉(zhuǎn)平臺4設(shè)于支座I的一端并由第一馬達驅(qū)動運行，繞X軸旋轉(zhuǎn)平臺4的輸出動子軸100與連接套2固定連接。本實施例中的繞X軸旋轉(zhuǎn)平臺4包括安裝部分及轉(zhuǎn)動設(shè)置于該安裝部分內(nèi)的轉(zhuǎn)動部分，安裝部分與支座I通過螺栓固定連接，轉(zhuǎn)動部分通過螺栓與連接套2固定連接。繞X軸旋轉(zhuǎn)平臺4的安裝部分與支座I之間設(shè)置有便于調(diào)整距離的墊片200，以使繞X軸旋轉(zhuǎn)平臺4與支座I及連接套2之間的連接更加緊湊，降低因裝配問題對裝置精確度造成的影響。
[0033]如圖2所示，第一離子源夾持臂5連接于連接座3的一側(cè)，第二離子源夾持臂6連接于連接座3的另一側(cè)并與第一離子源夾持臂5相對布置。繞Y軸旋轉(zhuǎn)平臺7通過第二連接套71、第二連接座72連接于第一離子源夾持臂5上，第二連接套71通過螺栓固定連接于第一離子源夾持臂5上，第二連接座72通過螺栓連接于第二連接套71的外端，第二連接座72與第二連接套71構(gòu)成一安裝內(nèi)腔，繞Y軸