[发明专利]一种大口径光学元件的数控抛光机械手

说明书

技术领域

本发明属于光学冷加工技术领域中涉及的一种对大口径光学元件进行数控抛光加工的装置。 

背景技术

随着我国国防建设和航天、航空事业的迅速发展，对大口径光学元件特别是大口径非球面光学元件，提出了更高更多的应用要求，在光学技术界对大口径的概念，一般是指口径在600mm以上的光学元件，非球面光学元件的口径和相对孔径越来越大，非球面度的梯度增大，使其加工难度大大增加。目前采用的加工方式主要是传统的修带抛光法，分为粗磨、精磨、抛光三个阶段。对于非球面来说，粗磨和精磨加工是实现最接近球面的阶段；抛光阶段是实现镜面的非球面化，并最终达到所需面形的阶段。因此抛光阶段的工作量非常大，使得加工周期很长，效率较低，对于抛光过程中产生的局部误差的消除，主要是靠通过高级技师的手工修磨完成，对人的依赖性比较大。目前还没有搜索到与本发明类似的大口径光学元件数控抛光机械手的相关信息。 

发明内容

为了克服已有技术存在的缺陷，本发明的目的在于研发多模式组合光学冷加工装置，用现代的机电设备实现多模式组合加工技术，对大口径光学元件进行加工。 

本发明要解决的技术问题是：提供一种大口径光学元件的数控抛光机械手。 

解决技术问题的技术方案如图1所示，包括移动基座系统1、升降数控摆盘系统2、第一铰链3、机械和手动伸缩摆杆系统4、万向机构5、第二铰链6、抛光头系统7、摆杆支架系统8、操作按钮站9及电气控制系统10。其中，所述的移动基座系统1包括螺旋千斤顶11、行轮12和基座箱体13；所述的升降数控摆盘系统2包括摆盘支座14、摆盘升降螺杆15、摆盘升降螺母16、第一旋转手柄17、蜗轮减速器18、摆盘电机19、摆盘20以及偏心轴21；所述的机械和手动伸缩摆杆系统4包括摆杆驱动电机22、轴承23、摆动套24、固定套管25、滚珠丝杠机构26、机械伸缩套管27、滑动支撑套28、手动伸缩套杆29及锁紧套30；所述的抛光头系统7包括抛光头驱动电机31、主轴套32、主轴33、高精度角接触球轴承34、燕尾槽座35、偏心轴调整螺杆36、偏心主轴37、弹簧38、滚珠花键39、配重盘40、球铰41及抛光盘42；所述的摆杆支架系统8包括支架调整螺母43、第二旋转手柄44、支架调整螺杆45以及支架座46。 

移动基座系统1为机械手的基座；升降数控摆盘系统2和摆杆支架系统8的底部分别固定在移动基座系统1顶部的偏左和偏右部位；机械和手动伸缩摆杆系统4的左部的摆动套24通过第一铰链3与升降数控摆盘系统2的偏心轴21固连，中部的滑动支撑套28通过万向机构5与摆杆支架系统8中的支架调整螺杆45的上端固连，右端的 手动伸缩套杆29通过第二铰链6与抛光头系统7中的主轴套32固连；操作按钮站9装在基座箱体13的侧面，向上伸出的高度超过基座箱体13的顶部，并能够转动一定角度，便于操作。电气控制系统10安装在基座箱体13的内部，通过线缆与操作按钮站9连接。 

所述的移动基座系统1为机械手的基座，支撑着整个机械手。四个行轮12安装在基座箱体13的底部四角的部位，与基座箱体13固连，四个螺旋千斤顶11成矩形安装在基座箱体13底部的四个行轮12的内侧，与基座箱体13固连；工作时用螺旋千斤顶11支撑，当需要移动时则将螺旋千斤顶11旋起来，通过行轮12移动。 

所述的升降数控摆盘系统2中摆盘支座14是一个中空的腔体结构，固定在基座箱体13顶部的偏左部位；摆盘升降螺母16的下表面与摆盘支座14的上表面滑动配合；摆盘升降螺母16与摆盘升降螺杆15构成丝杠-丝母结构，摆盘升降螺杆15铅垂在摆盘支座14的腔体内，通过固定在摆盘升降螺母16上的第一旋转手柄17的旋转，使摆盘升降螺母16带动摆盘升降螺杆15升降；摆盘升降螺杆15的上端与蜗轮减速器18的底部中心刚性固连；摆盘电机19的输出轴与蜗轮减速器18的输入轴刚性固连，蜗轮减速器18的输出轴通过摆盘20的中心与摆盘20刚性固连，摆盘20上通过轴孔装有偏心轴21。