1.本发明属于光学领域，涉及透镜加工技术，具体是一种大口径半球透镜加工设备以及加工方法。


背景技术：

2.球形透镜是一种重要的光学元件，主要由光学玻璃等材料制成，用于光纤之间、激光与光纤之间以及光纤与探测器之间的耦合，或者用于薄膜过滤密集波分复用器中光纤光束的准直；
3.半球透镜在加工成型之后需要用到抛光设备对其表面进行抛光处理，使半球透镜的表面更加光亮、平整，半球透镜在进行抛光之前需要在其内部加入抛光粉，利用抛光粉对透镜表面的高速摩擦来祛除划痕，从而提高透镜的抛光效果，然而现有的半球透镜加工设备在进行抛光时，抛光粉倒入透镜内部后集中在半球透镜的底部，抛光粉分布不均匀使半球透镜底部的抛光效果要明显好于半球透镜的圆弧侧面，从而导致半球透镜整体抛光效果差的问题；另外，现有的半球透镜加工设备无法根据已完成加工的透镜质量检测结果对加工参数进行分析，从而无法对后续半球透镜的加工参数进行调节，提高后续半球透镜的加工质量；
4.针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种大口径半球透镜加工设备以及加工方法，用于解决现有的半球透镜在加工时抛光粉集中在透镜底部，导致抛光完成后透镜底部与透镜侧面的抛光效果相差较大，整体抛光效果不好的问题。
6.本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种抛光均匀的半球透镜加工设备及加工方法。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
8.一种大口径半球透镜加工设备，包括底座，底座顶部设置有固定机构，所述底座顶部固定安装有两个相对称的直板，两个所述直板的顶部之间固定安装有顶板，所述顶板底部通过两个电动推杆设置有抛光机构，所述抛光机构的两侧均设置有粉料吸收机构；
9.所述固定机构包括减速电机与两个安装板，所述减速电机通过支架固定安装在底座的顶部，所述减速电机输出端固定安装有转杆，两个所述安装板的顶部之间固定安装有安装座，所述安装座的顶面与底面之间开设有圆台形槽，所述圆台形槽的内壁开设有弧形槽，所述弧形槽的前后内壁均固定安装有挡板，所述弧形槽的内侧壁开设有均匀分布的抽气通道；
10.所述安装座的两个侧面均固定安装有抽气箱，所述抽气通道与抽气箱相连通，两个所述安装板相远离的侧面均通过垫板固定安装有真空泵，所述真空泵的接口与抽气箱的内底壁相连通，所述圆台形槽的内壁之间放置有半球形的固定座，所述转杆远离减速电机
的一端与固定座的底部固定连接；
11.所述底座顶部设置有处理器，所述处理器通信连接有检测分析模块、显示模块以及存储模块；
12.所述检测分析模块用于对完成加工的半球透镜的检测结果进行加工参数分析，通过参数分析结果对抛光结果的影响因素进行判定，检测分析模块将抛光结果的影响因素发送至处理器。
13.进一步地，所述电动推杆的顶部与顶板底面固定连接，所述电动推杆的输出端固定安装有连接板，抛光机构设置在两个连接板之间，所述连接板远离抛光机构的一端固定安装有滑块，两个所述直板相靠近的侧面均固定安装有滑轨，两个所述滑块分别与两个滑轨活动连接。
14.进一步地，两个安装板底部均与底座顶面固定连接，两个所述安装板相靠近的侧面均固定安装有连接杆，两个所述连接杆相靠近的一端之间固定安装有第二滑套，所述转杆外表面与第二滑套内壁活动连接。
15.进一步地，所述抛光机构包括罩壳，所述罩壳的内侧壁之间通过电机座固定安装有驱动电机，所述驱动电机输出端固定安装有转轴，所述转轴外表面活动连接有第一滑套，所述第一滑套的侧面与罩壳的内侧壁之间固定安装有限位板，所述转轴底部延伸至罩壳的外部并固定安装有抛光凸板。
16.进一步地，所述粉料吸收机构包括回收箱，所述回收箱侧面与罩壳侧面固定连接，所述回收箱内底壁贯穿连通有回收管，所述回收箱远离罩壳的内侧壁固定连通有连通管，所述回收箱远离罩壳的侧面通过支架固定安装有风机，所述风机输入端与连通管相连通，所述回收箱内底壁固定安装有隔板，所述隔板的前后侧面分别与回收箱的前后内壁固定连接，且隔板顶部与回收箱内顶壁之间留有间隙，所述隔板安装在回收管与连通管之间，所述隔板远离回收管的侧面与回收箱的内侧壁之间固定安装有滤网。
17.进一步地，加工参数分析的具体过程包括：随机抽取若干个检测结果为不合格的半球透镜作为分析对象i，i＝1，2，
…
，n，n为正整数，将分析对象检测结果中的曲率半径值与曲率半径标准值差值的绝对值标记为曲率差qli，将分析对象检测结果中的有效焦距值与有效焦距标准值差值的绝对值标记为焦距差jji，将分析对象检测结果中的中心偏差值与中心偏差标准值差值的绝对值标记为中偏值zpi；
18.通过公式pci＝α1
×
qli+α2
×
jji+α3
×
zpi得到分析对象的偏差系数pci；
19.将偏差系数pci数值最大与最小的分析对象分别标记为一级对象与二级对象，获取一级对象在加工时使用抛光粉料的重量值并标记为a1，获取一级对象在加工时转杆的转数值并标记为b1，获取一级对象在加工时转轴的转数值并标记为c1；获取二级对象在加工时使用抛光粉料的重量值并标记为a2，获取二级对象在加工时转杆的转数值并标记为b2，获取二级对象在加工时转轴的转数值并标记为c2；将a1与a2差值的绝对值标记为粉料偏差值ap，将b1与b2差值的绝对值标记为匀料偏差值bp，将c1与c2差值的绝对值标记为研磨偏差值cp。
20.进一步地，将粉料偏差值ap与粉料偏差阈值apmax进行比较：若粉料偏差值ap小于粉料偏差阈值apmax，则判定粉料重量为无关因素，检测分析模块向处理器发送粉料无关信号；若粉料偏差值ap大于等于粉料偏差阈值apmax，则判定粉料重量为影响因素，检测分析
模块向处理器发送粉料调节信号；
21.将匀料偏差值bp与匀料偏差阈值bpmax进行比较：若匀料偏差值bp小于匀料偏差阈值bpmax，则判定匀料转数为无关因素，检测分析模块向处理器发送匀料无关信号；若匀料偏差值bp大于等于匀料偏差阈值bpmax，则判定匀料转数为影响因素，检测分析模块向处理器发送匀料调节信号；
22.将研磨偏差值cp与研磨偏差阈值cpmax进行比较：若研磨偏差值cp小于研磨偏差阈值cpmax，则判定研磨转数为无关因素，检测分析模块向处理器发送研磨无关信号；若研磨偏差值ap大于等于研磨偏差阈值apmax，则判定研磨转数为影响因素，检测分析模块向处理器发送研磨调节信号。
23.该种大口径半球透镜加工设备的加工方法，包括以下步骤：
24.步骤一：对固定座内壁打蜡并将待加工的半球透镜固定在固定座上，在半球透镜内加入抛光粉并对加入抛光粉的重量进行记录；
25.步骤二：启动减速电机带动转杆顺时针转动，转杆带动固定座在圆台形槽内进行转动，此时半球透镜底部的抛光粉受到离心力的作用向半球透镜的内壁分散，关闭减速电机并记录转杆的转数；
26.步骤三：固定座静止后通过真空泵将弧形槽、抽气通道以及抽气箱内的空气抽空，利用真空的弧形槽将固定座吸住固定；
27.步骤四：启动电动推杆伸出推动抛光机构下移，直至抛光凸板与半球透镜内壁相接触，启动驱动电机带动转轴进行逆时针转动，转轴带动抛光凸板进行逆时针转动对半球透镜的内壁进行抛光处理，抛光处理完成后关闭驱动电机并记录转轴的转数，控制两个电动推杆收缩使抛光凸板与半球透镜分离，将半球透镜取下；
28.步骤五：对半球透镜进行光学检测并将检测结果输入存储模块，检测分析模块通过检测结果对不合格的半球透镜进行参数分析，通过参数分析结果对抛光结果的影响因素进行判定，检测分析模块将抛光结果的影响因素发送至处理器，处理器根据接收到的不同影响因素对加工过程中的研磨粉重量、匀料转数或研磨转数进行调节。
29.本发明具备下述有益效果：
30.1、通过安装座的圆台形槽对固定座进行支撑，在抛光之前，减速电机通过转杆带动固定座转动，利用离心力对聚集在透镜底部的抛光粉进行分散，使抛光粉在透镜内侧面分布均匀，在固定座静止后，再采用真空泵将抽气箱与抽气通道内的空气抽空，使弧形槽内形成真空将固定座吸住，通过高速旋转的抛光凸块对透镜的内侧面进行抛光，在实现提高透镜抛光效果的同时，采用圆台形槽在抛光粉分散时对固定座提供支撑，使固定座旋转时更加稳定，并且在固定座静止后，可直接通过真空吸附的方式对固定座进行固定，操作简单方便，保证了固定座在抛光粉分散以及抛光过程中的稳定性，对透镜的支撑方式仅通过真空泵即可快速进行切换，无需借用外部工具对固定座进行辅助固定；
31.2、通过检测分析模块可以针对透镜的质量检测结果对透镜在加工过程中的加工参数进行分析调节，在检测不合格的透镜中通过质量检测结果中的各项检测参数得到偏差系数，从而针对偏差系数最大与最小的透镜进行加工参数分析，判定透镜在加工过程中的各项参数的影响权重，从而结合质量检测结果与加工参数分析结果对透镜在加工过程中的参数进行微量调节，保证后续透镜的加工质量越来越好。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本发明结构主视图；
34.图2为本发明固定机构的结构主视剖视图；
35.图3为本发明图2中的结构放大示意图；
36.图4为本发明安装座结构主视剖视图；
37.图5为本发明粉料吸收机构结构主视剖视图；
38.图6为本发明抛光机构结构主视剖视图；
39.图7为本发明实施例二的原理框图。
40.图中：1、底座；2、固定机构；201、减速电机；202、安装板；203、连接杆；204、第二滑套；205、转杆；206、安装座；207、圆台形槽；208、弧形槽；209、挡板；210、抽气通道；211、抽气箱；212、垫板；213、真空泵；214、固定座；3、直板；4、顶板；5、电动推杆；6、连接板；7、抛光机构；701、罩壳；702、驱动电机；703、转轴；704、第一滑套；705、限位板；706、抛光凸板；8、粉料吸收机构；801、回收箱；802、回收管；803、连通管；804、风机；805、隔板；806、滤网；9、滑块；10、滑轨。
具体实施方式
41.下面将结合实施例对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
42.实施例一
43.如图1-6所示，一种大口径半球透镜加工设备，包括底座1，底座1顶部设置有固定机构2，在抛光粉分散过程中，固定机构2对半球透镜进行支撑，在抛光过程中，固定机构2对半球透镜进行真空吸附固定，底座1顶部固定安装有两个相对称的直板3，两个直板3的顶部之间固定安装有顶板4，顶板4底部固定安装有两个相对称的电动推杆5，电动推杆5用于推动抛光机构7在竖直方向上移动，电动推杆5输出端固定安装有连接板6，两个连接板6相靠近的侧面之间设置有抛光机构7，连接板6远离抛光机构7的一端固定安装有滑块9，两个直板3相靠近的侧面均固定安装有滑轨10，滑块9与滑轨10用于对连接板6进行前后左右方向上的限位，从而使抛光机构7在竖直方向上移动时更加平稳，两个滑块9分别与两个滑轨10活动连接，抛光机构7的两侧均设置有粉料吸收机构8。
44.抛光机构7包括罩壳701，罩壳701的内侧壁之间通过电机座固定安装有驱动电机702，驱动电机702输出端固定安装有转轴703，转轴703外表面活动连接有第一滑套704，第一滑套704的侧面与罩壳701的内侧壁之间固定安装有限位板705，转轴703底部延伸至罩壳701的外部并固定安装有抛光凸板706，利用驱动电机702带动抛光凸板706转动，电动推杆5推动抛光凸板706高度下降后，利用抛光凸板706的图面高速旋转对半球透镜的内侧面进行
抛光处理。
45.粉料吸收机构8包括回收箱801，回收箱801侧面与罩壳701侧面固定连接，回收箱801内底壁贯穿连通有回收管802，回收箱801远离罩壳701的内侧壁固定连通有连通管803，回收箱801远离罩壳701的侧面通过支架固定安装有风机804，风机804输入端与连通管803相连通，回收箱801内底壁固定安装有隔板805，隔板805的前后侧面分别与回收箱801的前后内壁固定连接，且隔板805顶部与回收箱801内顶壁之间留有间隙，隔板805安装在回收管802与连通管803之间，隔板805远离回收管802的侧面与回收箱801的内侧壁之间固定安装有滤网806，利用风机804将回收箱801内的空气抽出使回收箱801内形成负压，外部空气受气压差通过回收管802被压入回收箱801内，抛光时产生的抛光粉末与碎屑跟随空气一同被吸入回收箱801内，从而防止抛光粉末与碎屑四处飞溅，尤其现有的抛光粉大多含铝和稀土成分较高，铝盐一旦进入人体，首先沉积在大脑内，可能导致脑损伤，造成严重的记忆力丧失，这是早老性痴呆症特有的症状，因此通过回收箱801对抛光粉进行回收可以避免抛光粉被工作人员吸入肺部，被吸入回收箱801的抛光粉末在滤网806的阻隔下留在滤网806上方。
46.固定机构2包括减速电机201与两个安装板202，减速电机201通过支架固定安装在底座1的顶部，两个安装板202底部均与底座1顶面固定连接，两个安装板202相靠近的侧面均固定安装有连接杆203，两个连接杆203相靠近的一端之间固定安装有第二滑套204，第二滑套204用于对转杆205进行限位，提高转杆205转动时的稳定性，减速电机201输出端固定安装有转杆205，转杆205外表面与第二滑套204内壁活动连接，两个安装板202的顶部之间固定安装有安装座206，安装座206的顶面与底面之间开设有圆台形槽207，通过圆台形槽207为固定座214提供支撑，圆台形槽207的内壁开设有弧形槽208，在抛光过程中弧形槽208作为真空腔对固定座214进行吸附，弧形槽208的前后内壁均固定安装有挡板209，两个挡板209将弧形槽208分割为两个吸附空间，两个吸附空间分别由两个真空泵213进行控制，弧形槽208的内侧壁开设有均匀分布的抽气通道210，安装座206的两个侧面均固定安装有抽气箱211，抽气通道210与抽气箱211相连通，两个安装板202相远离的侧面均固定安装有垫板212，垫板212的顶部固定安装有真空泵213，真空泵213的接口与抽气箱211的内底壁相连通，圆台形槽207的内壁之间放置有半球形的固定座214，转杆205远离减速电机201的一端与固定座214的底部固定连接。
47.实施例二
48.如图7所示，底座1顶部设置有处理器，处理器通信连接有检测分析模块、显示模块以及存储模块。
49.检测分析模块用于对完成加工的半球透镜的检测结果进行分析：随机抽取若干个检测结果为不合格的半球透镜作为分析对象i，i＝1，2，
…
，n，n为正整数，将分析对象检测结果中的曲率半径值与曲率半径标准值差值的绝对值标记为曲率差qli，将分析对象检测结果中的有效焦距值与有效焦距标准值差值的绝对值标记为焦距差jji，将分析对象检测结果中的中心偏差值与中心偏差标准值差值的绝对值标记为中偏值zpi；通过公式pci＝α1
×
qli+α2
×
jji+α3
×
zpi，其中α1、α2以及α3均为比例系数，且α1＞α2＞α3＞0，得到分析对象的偏差系数pci，需要说明的是，偏差系数是一个反应分析对象的整体检测参数与标准值之间偏离程度的数值，偏差系数的数值越大则表示分析对象的整体检测参数与标准值之间的偏离程度越大，分析对象的整体质量越差；
50.将偏差系数pci数值最大与最小的分析对象分别标记为一级对象与二级对象，通过存储模块获取一级对象在加工时使用抛光粉料的重量值并标记为a1，通过存储模块获取一级对象在加工时转杆205的转数值并标记为b1，通过存储模块获取一级对象在加工时转轴703的转数值并标记为c1；通过存储模块获取二级对象在加工时使用抛光粉料的重量值并标记为a2，通过存储模块获取二级对象在加工时转杆205的转数值并标记为b2，通过存储模块获取二级对象在加工时转轴703的转数值并标记为c2；将a1与a2差值的绝对值标记为粉料偏差值ap，将b1与b2差值的绝对值标记为匀料偏差值bp，将c1与c2差值的绝对值标记为研磨偏差值cp；
51.将粉料偏差值ap与粉料偏差阈值apmax进行比较：若粉料偏差值ap小于粉料偏差阈值apmax，则判定粉料重量为无关因素，检测分析模块向处理器发送粉料无关信号；若粉料偏差值ap大于等于粉料偏差阈值apmax，则判定粉料重量为影响因素，检测分析模块向处理器发送粉料调节信号，处理器接收到粉料调节信号后将粉料调节信号发送至显示模块；
52.将匀料偏差值bp与匀料偏差阈值bpmax进行比较：若匀料偏差值bp小于匀料偏差阈值bpmax，则判定匀料转数为无关因素，检测分析模块向处理器发送匀料无关信号；若匀料偏差值bp大于等于匀料偏差阈值bpmax，则判定匀料转数为影响因素，检测分析模块向处理器发送匀料调节信号，处理器接收到匀料调节信号后将匀料调节信号发送至显示模块；
53.将研磨偏差值cp与研磨偏差阈值cpmax进行比较：若研磨偏差值cp小于研磨偏差阈值cpmax，则判定研磨转数为无关因素，检测分析模块向处理器发送研磨无关信号；若研磨偏差值ap大于等于研磨偏差阈值apmax，则判定研磨转数为影响因素，检测分析模块向处理器发送研磨调节信号，处理器接收到研磨调节信号后将研磨调节信号发送至显示模块。
54.实施例三
55.该种大口径半球透镜加工设备的加工方法，包括以下步骤：
56.步骤一：对固定座214内壁打蜡并将待加工的半球透镜固定在固定座214上，在半球透镜内加入抛光粉并对加入抛光粉的重量进行记录；
57.步骤二：启动减速电机201带动转杆205顺时针转动，转杆205带动固定座214在圆台形槽207内进行转动，此时半球透镜底部的抛光粉受到离心力的作用向半球透镜的内壁分散，关闭减速电机201并记录转杆205的转数；
58.步骤三：固定座214静止后通过真空泵213将弧形槽208、抽气通道210以及抽气箱211内的空气抽空，利用真空的弧形槽208将固定座214吸住固定；
59.步骤四：启动电动推杆5伸出推动抛光机构7下移，直至抛光凸板706与半球透镜内壁相接触，启动驱动电机702带动转轴703进行逆时针转动，转轴703带动抛光凸板706进行逆时针转动对半球透镜的内壁进行抛光处理，抛光处理完成后关闭驱动电机702并记录转轴703的转数，控制两个电动推杆5收缩使抛光凸板706与半球透镜分离，将半球透镜取下；
60.步骤五：对半球透镜进行光学检测并将检测结果输入存储模块，检测分析模块通过检测结果对不合格的半球透镜进行参数分析，通过参数分析结果对抛光结果的影响因素进行判定，检测分析模块将抛光结果的影响因素发送至处理器，处理器根据接收到的不同影响因素对加工过程中的研磨粉重量、匀料转数或研磨转数进行调节。
61.在使用时，对固定座214内壁打蜡并将待加工的半球透镜固定在固定座214上；启动减速电机201带动转杆205顺时针转动，转杆205带动固定座214在圆台形槽207内进行转
动，此时半球透镜底部的抛光粉受到离心力的作用向半球透镜的内壁分散；固定座214静止后通过真空泵213将弧形槽208、抽气通道210以及抽气箱211内的空气抽空，利用真空的弧形槽208将固定座214吸住固定，然后通过电动推杆5推动抛光机构7下移，驱动电机702带动抛光凸块高速旋转对半球透镜的内侧面进行抛光处理。
62.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
63.上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式pci＝α1
×
qli+α2
×
jji+α3
×
zpi；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的偏差系数；将设定的偏差系数和采集的样本数据代入公式，任意三个公式构成三元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1、α2与α3的取值分别为3.54、2.64以及2.05；
64.系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的偏差系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如偏差系数与曲率差的数值成正比。
65.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
66.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。