[发明专利]一种光学自由曲面超精密柔性制造系统

权利要求书

1.一种光学自由曲面超精密柔性制造系统，其特征在于，包括依次设置的3D打印模块、铣削模块、磨削模块和抛光模块；

所述3D打印模块包括X轴导向机构一、Y轴导向机构一、Z轴导向机构一、两个回转自由度的打印头、在线检测机械臂一和重力平衡装置一；所述Y轴导向机构一的顶部安装有X轴导向机构一，所述X轴导向机构一的顶部安装有3D打印工作台，所述3D打印工作台上安装有零点定位系统一，所述零点定位系统一上安装工件夹具，所述工件夹具上安装基板；所述Z轴导向机构一包括Z轴立柱一、Z轴导轨滑块一、Z轴电机丝杠机构一和Z轴提升板一；所述重力平衡装置一与Z轴提升板一连接，所述Z轴提升板一的底部通过打印头连接法兰与两个回转自由度的打印头连接；

所述铣削模块包括X轴导向机构二、Y轴导向机构二、Z轴导向机构二、铣刀刀库、在线检测机械臂二、铣刀更换机械臂、两个回转自由度的工作台二和重力平衡装置二；所述Z轴导向机构二包括Z轴立柱二、Z轴导轨滑块二、Z轴电机丝杠机构二和Z轴提升板二；所述重力平衡装置二与Z轴提升板二连接，所述Z轴提升板二底部安装有Y轴导向机构二，所述Y轴导向机构二底部安装有X轴导向机构二，所述X轴导向机构二底部通过铣削主轴连接法兰与铣削主轴组件连接；所述铣刀更换机械臂前端安装有铣刀夹手和工件搬运夹手；所述两个回转自由度的工作台二上安装零点定位系统二；

所述磨削模块包括X轴导向机构三、Y轴导向机构三、Z轴导向机构三、两个回转自由度的工作台三、砂轮刀库、砂轮修磨器、在线检测机械臂三、砂轮更换修磨机械臂和重力平衡装置三；所述Z轴导向机构三包括Z轴立柱三、Z轴导轨滑块三、Z轴电机丝杠机构三和Z轴提升板三；所述重力平衡装置三与Z轴提升板三连接，所述Z轴提升板三的底部安装有Y轴导向机构三，所述Y轴导向机构三的底部安装有X轴导向机构三，所述X轴导向机构三的底部通过磨削主轴连接法兰与磨削主轴组件连接；所述砂轮更换修磨机械臂前端安装有砂轮夹手和工件搬运夹手；所述两个回转自由度的工作台三上安装零点定位系统三；

所述抛光模块包括X轴导向机构四、Y轴导向机构四、Z轴导向机构四、两个回转自由度的工作台四、气囊刀库、气囊修磨器、超声喷雾机械臂、在线检测机械臂四、气囊更换修磨机械臂和重力平衡装置四；所述Z轴导向机构四包括Z轴立柱四、Z轴导轨滑块四、Z轴电机丝杠机构四和Z轴提升板四；所述重力平衡装置四与Z轴提升板四连接，所述Z轴提升板四的底部安装有Y轴导向机构四，所述Y轴导向机构四的底部安装有X轴导向机构四，所述X轴导向机构四的底部通过抛光主轴连接法兰与抛光主轴组件连接；所述气囊更换修磨机械臂前端安装有抛光气囊夹手和工件搬运夹手；所述超声喷雾机械臂前端安装有抛光液超声喷洒雾化机构，所述两个回转自由度的工作台四上安装有零点定位系统四。

2.根据权利要求1所述的光学自由曲面超精密柔性制造系统，其特征在于，还包括机床顶板、机床底座和机床底板，所述机床底板安装在机床底座上，所述3D打印模块的Z轴立柱一、Y轴导向机构一和在线检测机械臂一均安装在机床底板上；所述铣削模块的Z轴立柱二、两个回转自由度的工作台二、铣刀刀库、在线检测机械臂二和铣刀更换机械臂均安装在机床底板上；所述磨削模块的Z轴立柱三、两个回转自由度的工作台三、砂轮刀库、砂轮修磨器、在线检测机械臂三和砂轮更换修磨机械臂均安装在机床底板上；所述抛光模块的Z轴立柱四、两个回转自由度的工作台四、气囊刀库、气囊修磨器、超声喷雾机械臂、在线检测机械臂四和气囊更换修磨机械臂均安装在机床底板上；所述机床顶板安装在Z轴立柱一、Z轴立柱二、Z轴立柱三和Z轴立柱四的顶部；所述3D打印模块的重力平衡装置一和Z轴电机丝杆机构一均安装在机床顶板上；所述铣削模块的重力平衡装置二和Z轴电机丝杆机构二均安装在机床顶板上；所述磨削模块的重力平衡装置三和Z轴电机丝杆机构三均安装在机床顶板上；所述抛光模块的重力平衡装置四和Z轴电机丝杆机构四均安装在机床顶板上。

3.根据权利要求2所述的光学自由曲面超精密柔性制造系统，其特征在于，所述3D打印模块、铣削模块、磨削模块和抛光模块之中，每个模块均设置至少两个Z轴立柱；每个Z轴立柱分为两个或者三个连接柱，Z轴立柱分为两个连接柱时，其中一个连接柱设置有Z轴导轨滑块安装槽，另一个连接柱与机床顶板连接；Z轴立柱分为三个连接柱时，位于两侧的连接柱设置有Z轴导轨滑块安装槽，位于中间的连接柱与机床顶板连接；Z轴立柱与机床顶板的连接面高于Z轴导轨滑块安装槽的上端面。