本发明涉及一种气囊抛光装置，尤其是涉及一种基于双方向轮式气囊连续调节气压的抛光装置，属于超精密光学表面加工领域。
背景技术：
1、非球面光学元件相比球面光学元件能够提供更大的设计自由度和灵活性，可以满足些理论上相互制约的设计要求，以较少的元件数量有效校正多种像差、改善光学系统成像质量、减轻光学系统的重量、缩小光学系统整体外形尺寸。非球面元件在光学系统中的广泛应用，可以在不增加独立像差数量的情况下，增加光学系统结构设计过程中的自变量数量，从而达到提高成像质量的同时改进系统结构的目的，因此非球面元件广泛应用于光刻投影、航天遥感、天文观测等多种光电系统中。非球面光学玻璃元件的制造难点在于，需要在保障面形精度要求的前提下不断提高表面加工质量。通常来说，功能越强大的非球面元件面形越复杂，如何同时保证高面形精度、高表面质量和高加工效率是目前超精密光学加工领域共同面临的难题。
2、随着计算机辅助制造技术（cam）和数控加工技术（nc）的发展可以在数控机床上加工出自由曲面的基本形面然后对自由曲面的基本形面进行研磨和抛光就可以得到光学自由曲面，该技术充分发挥了计算机执行速度快、记忆准确、精度高等优势，使加工的重复精度及效率得到了大幅度的提高。
3、但是，硬质的抛光头在加工过程会导致精度下降，因为非球面的曲率半径不一致，所以需要快速的调整抛光头的压力，这对加工来说是一种极大的挑战；针对上述问题需要寻找一种合适的抛光头，来适应快速变换的曲率半径，从而提升抛光的精度。
4、柔性抛光工具头可以很好的解决上述问题，由于自身结构特殊性可以很快速的改变自身的特性，这对非球面的加工具有很强的适用性，根据非球面曲率半径的变化及时做出调整，提高加工精度。型的柔性抛光工具头有磁流变抛光、电流变抛光、磁射流抛光等；美国 qed公司开发的磁流变抛光装置在非球面的抛光中获得了很大的成功，但是设备结构复杂，工艺参数较多。不过该工艺最大的缺陷在于它只是适合加工于小型的光学元件，当工件的口径增大时不仅会造成抛光效率的下降，同时会产生中高频误差。
技术实现思路
1、本发明为了解决小工具头抛光装置在非球面加工过程中，与工件表面贴合度不高，压力分布不均匀以及进动式气囊抛光工具的线速度较小等问题，提出了一种基于双方向轮式气囊且具备连续调节气压的抛光装置，该装置采用的是轮式抛光气囊，配合自转电机和公转电机，实现气囊的公自转，解决了压力分布不均匀、与元件表面贴合度不高等问题，同时增大了接触区域的线速度，提升了抛光效率，是一种稳定性好，高精度，高集成的光学元件加工装置。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明是属于超精密光学表面加工领域的一种基于双方向轮式气囊连续调节气压的抛光装置，主要包含自转电机、自转电机座、自转电机皮带轮、自转驱动轴、自转驱动轴上/下齿轮、自转驱动轴上/下气动旋转接头、自转驱动轴上/下轴承、自转传递杆、自转传递杆轴承、自转传递杆齿轮、自转轴齿轮、自转轴左/右轴承、自转轴气动旋转接头、公转电机、公转电机座、公转电机皮带轮、公转驱动套筒、公转驱动套筒齿轮、公转驱动套筒轴承、公转箱体、公转箱体左/右侧护板、公转箱体左下护板、支架、转接板、伞齿轮、抛光轮、抛光轮挡板、气囊；所述气囊会绕自转轴旋转，由自转电机带动齿轮和皮带的传动实现。
3、所述气囊做公转运动，由公转电机带动公转驱动套筒旋转，公转驱动套筒带动抛光轮实现。
4、所述气囊同时做自转公转运动，可以产生旋转对称的类高斯状去除函数。
5、所述加工的气囊为轮胎状，可以通过控制气囊的压缩量和气压实现对抛光表面的压力和接触面积。
6、所述的气体通过气泵提供，会经过旋转接头进入该装置，随后经过气管进入中空的自转轴，最后通过抛光轮的透气孔进入到气囊，并且可以实现压力的连续变化。
7、所述的公转箱体左/右侧护板、公转箱体左/右下护板均与公转箱体通过螺钉连接，可以根据需要拆卸。
8、所述的轴、齿轮、套筒、轴承、支架等由高强度的材料制作而成，具备较好的稳定性。
9、所述抛光装置通过转接板固定在精密机床上，使得装置整体做多自由度的精密运动。
10、本发明所述的一种基于双方向轮式气囊连续调节气压的抛光装置工作过程如下：抛光过程中，首先该装置的加工位置由数控机床来实现精密控制，移动到待加工位置后，调节 z方向的位置使得气囊与工件接触并且下压合适的距离，打开气泵充入气体，气体首先会通过自转驱动轴上气动旋转接头进入，随后经过中空的自转驱动轴、自转驱动轴下气动旋转接头、气管、自转轴气动旋转接头、中空的自转轴、抛光轮的通气管道，最终到达气囊内部，气体的存在会使得气囊表面存在均匀的压力；自转电机开启后会带动自转驱动轴、自转传递杆、自转轴、抛光轮转动，从而使得气囊产生自转运动；公转电机开启后会带动公转驱动套筒转动，公转驱动套筒带动公转箱体旋转，从而使得气囊产生公转运动；在此机制下，气囊同时做自转和公转运动，由此会在元件表面上形成类高斯的去除函数，再根据去除要求设定合适的加工路径和驻留时间，就得到实现高精度的光学元件表面加工技术。
11、有益效果：本发明避免了小工具抛光装置在非球面的加工中压力分布不均、与元件表面贴合不稳定的现象；相比与进动式的气囊抛光装置，增大了接触区域的抛光线速度，提高了加工效率；结合高精度的数控机床，能够实现对大中型口径光学元件的快速、高质量的确定性加工。
1.一种基于双方向轮式气囊连续调节气压的抛光装置，主要包含自转电机、自转电机座、自转电机皮带轮、自转驱动轴、自转驱动轴上/下齿轮、自转驱动轴上/下气动旋转接头、自转驱动轴上/下轴承、自转传递杆、自转传递杆轴承、自转传递杆齿轮、自转轴齿轮、自转轴左/右轴承、自转轴气动旋转接头、公转电机、公转电机座、公转电机皮带轮、公转驱动套筒、公转驱动套筒齿轮、公转驱动套筒轴承、公转箱体、公转箱体左/右侧护板、公转箱体左下护板、支架、转接板、伞齿轮、抛光轮、抛光轮挡板、气囊；上述组成部分的连接关系为：在整体结构中，自转电机固定在自转电机座上，自转电机座安装在公转电机上，公转电机固定在公转电机座上，公转电机座固定在支架上。自转电机皮带轮通过齿轮与自转驱动轴连接，而自转驱动轴则通过轴承和轴承固定在公转驱动套筒内。公转电机皮带轮与公转驱动套筒齿轮通过皮带连接，公转驱动套筒则通过轴承固定在支架上，下端与公转箱体通过螺钉紧密结合。气体从自转驱动轴的上气动旋转接头进入中空的自转驱动轴，再经由气管连接到自转轴气动旋转接头。自转传递杆齿轮通过皮带与自转轴齿轮连接，而自转轴则通过左右轴承和轴承分别固定在公转箱体的护板上。公转箱体的护板和底部护板分别通过螺钉牢固地连接在一起。最后，抛光轮安装在自转轴上，气体通过其通气孔进入气囊以实现功能。
2.气体由气泵产生后经过自转驱动轴的上旋转接头进入自转驱动轴的下气动旋转接头；自转驱动轴下齿轮和自转传递杆齿轮相接触，自转传递杆利用轴承固定在公转箱体上，公转箱通过螺丝固定公转箱体左/右侧护板和公转箱体左下护板；自转轴两端通过轴承分别固定在公转箱体的左/右侧护板上；抛光轮安装在自转轴上，气体通过中空的自转轴进入抛光轮的通气孔，进而进入气囊中；抛光轮在自转轴带动下旋转，产生自转运动；抛光轮在公转箱体的转动下做公转运动；抛光轮上的气囊随着抛光轮做自公转运动，产生类高斯的去除函数，达到高收敛性的超精密光学表面加工效果。
3. 本发明所述的一种基于双方向轮式气囊连续调节气压的抛光装置工作过程如下：抛光过程中，首先该装置的加工位置由数控机床来实现精密控制，移动到待加工位置后，调节 z方向的位置使得气囊与工件接触并且下压合适的距离，打开气泵充入气体，气体首先会通过自转驱动轴上气动旋转接头进入，随后经过中空的自转驱动轴、自转驱动轴下气动旋转接头、气管、自转轴气动旋转接头、中空的自转轴、抛光轮的通气管道，最终到达气囊内部，气体的存在会使得气囊表面存在均匀的压力；自转电机开启后会带动自转驱动轴、自转传递杆、自转轴、抛光轮转动，从而使得气囊产生自转运动；公转电机开启后会带动公转驱动套筒转动，公转驱动套筒带动公转箱体旋转，从而使得气囊产生公转运动；在此机制下，气囊同时做自转和公转运动，由此会在元件表面上形成类高斯的去除函数，再根据去除要求设定合适的加工路径和驻留时间，就得到实现高精度的光学元件表面加工技术。
4.根据权利要求 1所述的一种基于双方向轮式气囊连续调节气压的抛光装置，其特征在于：所述加工的气囊为轮胎状，可以通过控制气囊的压缩量和气压实现对抛光表面的压力和接触面积。
5. 根据权利要求 1所述的一种基于双方向轮式气囊连续调节气压的抛光装置，其特征在于：所述的气体通过气泵提供，会经过旋转接头进入该装置，随后经过气管进入中空的自转轴，最后通过抛光轮的透气孔进入到气囊，并且可以实现压力的连续变化。
6. 根据权利要求 1所述的一种基于双方向轮式气囊连续调节气压的抛光装置，其特征在于：所述气囊会绕自转轴旋转，由自转电机带动齿轮和皮带的传动实现。
7. 根据权利要求 1所述的一种基于双方向轮式气囊连续调节气压的抛光装置，其特征在于：所述气囊做公转运动，由公转电机带动公转驱动套筒旋转，公转驱动套筒带动抛光轮实现。
8. 根据权利要求 1所述的一种基于双方向轮式气囊连续调节气压的抛光装置，其特征在于：所述气囊可以同时做自转公转运动，可以产生旋转对称的类高斯状去除函数。
